專利名稱：在蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)中逐步地控制頻率重新確定的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)，尤其是GSM移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)。
在GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)在各鄰接網(wǎng)孔的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中環(huán)繞移動(dòng)。每個(gè)網(wǎng)孔都具有一個(gè)單獨(dú)的收發(fā)信基站。在一給定網(wǎng)孔中涉及一移動(dòng)臺(tái)的通信要通過(guò)該網(wǎng)孔的收發(fā)信基站。
呼叫建立過(guò)程由一個(gè)特定協(xié)義管理，該協(xié)議在本發(fā)明中并不涉及。當(dāng)呼叫建立完成時(shí)，一個(gè)特定雙向業(yè)務(wù)信道(TCH)被分配給每個(gè)移動(dòng)臺(tái)。上述的業(yè)務(wù)信道是由多個(gè)移動(dòng)臺(tái)(通常為8個(gè))時(shí)分多路復(fù)用的。按照目前的GSM標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)業(yè)務(wù)信道是由一個(gè)頻率表確定的。一種在這個(gè)頻率表中各頻率之間控制跳頻的算法可以使發(fā)送相對(duì)地不受衰落的影響。
在網(wǎng)絡(luò)的各網(wǎng)孔中，鑒于所述一列頻率的結(jié)果，各信道的分配由該網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)中心模塊管理。該網(wǎng)絡(luò)中頻率的分配和其中適用的頻率跳躍規(guī)律是以這樣一種方式組織的，即可以避免網(wǎng)孔內(nèi)和網(wǎng)孔間的干擾。
每個(gè)業(yè)務(wù)信道按一種在理論上是相對(duì)穩(wěn)定的方式是由給定的一列頻率分配的。然而，所述網(wǎng)絡(luò)的中心模塊可能要求重新確定信道頻率。這樣可能能減輕可用載波的損失、排除由網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展引起的干擾的危險(xiǎn)。
信道頻率被重新確定的條件是很重要的。由于正在進(jìn)行的呼叫的連續(xù)性，問(wèn)題可能出現(xiàn)在兩種情形中，尤其是在源信道和/或目的信道的頻率被重新確定的一般時(shí)刻如果處在同一網(wǎng)孔的某一移動(dòng)臺(tái)正在變換頻率;對(duì)于GSM技術(shù)術(shù)語(yǔ)，這或者可以表示一種“立即分配”(從一廣播信道改變到一專用信道)或者可以表示一種“正常分配”(在兩個(gè)專用信道之間傳送);這些將在下面作更詳細(xì)的描述;
在源和/或目的信道頻率被重新確定的一般時(shí)刻，如果一個(gè)移動(dòng)臺(tái)正在改變網(wǎng)孔(越區(qū)切換)。
如果以上所述不能執(zhí)行移動(dòng)臺(tái)的業(yè)務(wù)信道頻率的重新確定，則問(wèn)題也可能是該移動(dòng)臺(tái)的工作狀態(tài)引起的。如果移動(dòng)臺(tái)不能讀出或譯出涉及要求頻率重新確定的信令消息，則上述情況可能發(fā)生在一協(xié)議錯(cuò)誤的事件中。
對(duì)于上述各種問(wèn)題已提出了各種解決方案。
對(duì)于與移動(dòng)臺(tái)通信丟失的解決，由于該移動(dòng)臺(tái)不能執(zhí)行當(dāng)前接受的頻率重新確定消息，所以要該移動(dòng)臺(tái)忽略該丟失消息。因此，該移動(dòng)臺(tái)繼續(xù)在各舊頻率上發(fā)送，直到檢測(cè)出通信的丟失。上述的缺陷在于在由移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行的發(fā)送被中斷之前所經(jīng)歷的時(shí)間期間，這種發(fā)送是一個(gè)潛在的干擾源。
對(duì)于實(shí)際上同時(shí)發(fā)生的頻率重新確定和信道或網(wǎng)孔改變的問(wèn)題，已提出了兩種解決方案。
在標(biāo)準(zhǔn)04.08.V3.13.0中建議的第一種方案要求有規(guī)律地延遲信道或網(wǎng)孔的改變，以便它與頻率重新確定能同時(shí)進(jìn)行。假設(shè)一個(gè)網(wǎng)孔發(fā)生改變，因而，在目標(biāo)網(wǎng)孔將會(huì)對(duì)頻率重新分配的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。這樣，利用這一方案，信道或網(wǎng)孔改變由新的頻率實(shí)現(xiàn)。
上述的第一種方案有著各種缺陷，包括某些在構(gòu)成一種可接受的時(shí)間延遲方面的疑問(wèn)。如果該時(shí)間延遲太長(zhǎng)，則可能會(huì)存在顯著的長(zhǎng)期的鏈路惡化，特別是在網(wǎng)孔改變的情況下。這種危險(xiǎn)是不可忽視的、在移動(dòng)臺(tái)沿網(wǎng)孔間的邊界移動(dòng)的情況下更是如此，因?yàn)镚SM系統(tǒng)提供了一種滯后性，以防止在各網(wǎng)孔之間不必要的轉(zhuǎn)換。在花費(fèi)用于核實(shí)來(lái)自該網(wǎng)孔的出口是永久性的時(shí)間期間，網(wǎng)孔改變并不被執(zhí)行、直到該移動(dòng)臺(tái)已無(wú)疑地和最終地離開(kāi)舊網(wǎng)孔為止，并且網(wǎng)孔改變是以通信質(zhì)量的稍稍輕微和暫時(shí)的惡化為代價(jià)的;所建議的轉(zhuǎn)換時(shí)間延遲將加重這種惡化。
在理論上，采用一個(gè)最大時(shí)間延遲的減小呼叫質(zhì)量惡化的危險(xiǎn)將是可能的，特別是如果該網(wǎng)絡(luò)在頻率重新確定的通知和它的執(zhí)行之間采用一種最大的時(shí)間延時(shí)的話。對(duì)于該網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，除了所描述的代價(jià)之外，這種最大的時(shí)間延遲還具有這樣的缺陷，即它不能被顯著地減小，因?yàn)榫S持充足的時(shí)間以發(fā)射各載波，執(zhí)行同步等等是十分必要的。
在目前的評(píng)價(jià)中，第二種方案提供了更好的靈活性，但是更加復(fù)雜。
該第二種方案的基本原理是使移動(dòng)臺(tái)同時(shí)管理四列頻率，即用于源信道的舊的和新的頻率重新確定，和用于目標(biāo)信道(無(wú)論該目標(biāo)信道是在同一網(wǎng)孔(分配的)中，還是在一個(gè)新網(wǎng)孔(越區(qū)切換)中)的頻率重新確定。當(dāng)改變網(wǎng)孔時(shí)，如果移動(dòng)臺(tái)沒(méi)“鎖定”在新網(wǎng)孔中，則上述原理能使該移動(dòng)臺(tái)復(fù)原到舊網(wǎng)孔。然而，這將同等地增加存貯，容量的需求、機(jī)載處理能力的需求，和將被交換的信令消息的容量。
在專利93.02308中描述的第三種方案在第一方案(它有些不可靠)與第二方案(它在移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施起來(lái)都很復(fù)雜)之間提出了一種折衷的路徑。該方案就是在網(wǎng)孔改變命令的時(shí)刻告訴移動(dòng)臺(tái)，一個(gè)頻率改變被安排在目標(biāo)網(wǎng)孔中的時(shí)間。該移動(dòng)臺(tái)也知道處在新網(wǎng)孔中的時(shí)間、處在當(dāng)前網(wǎng)孔中的時(shí)間，以及(在這場(chǎng)合適用的)一頻率改變被安排在當(dāng)前網(wǎng)孔中的時(shí)間，它能確定保留的時(shí)間，以便萬(wàn)一改變網(wǎng)孔的試圖失敗，用于其轉(zhuǎn)換到新網(wǎng)孔或返回其當(dāng)前的網(wǎng)孔。在上述兩個(gè)網(wǎng)孔之一中的頻率改變之前，如果所述時(shí)間大于保留的時(shí)間，則該移動(dòng)臺(tái)拒絕執(zhí)行網(wǎng)孔間轉(zhuǎn)換(越區(qū)切換)并通知它的網(wǎng)絡(luò)，以便其以后能夠再試。
雖然這種方法似乎是在前兩種方案之間的一種不錯(cuò)的抑衰方案，但是所有這些方法都有著同樣的缺陷在移動(dòng)臺(tái)中實(shí)際上要求實(shí)足的復(fù)雜性，因?yàn)樵谡麄€(gè)網(wǎng)孔的網(wǎng)絡(luò)中該網(wǎng)絡(luò)并不具有所述時(shí)間的精確知識(shí)。相對(duì)于在該網(wǎng)絡(luò)中同步頻率改變，這些方法還采用了一種嚴(yán)格的限制在一網(wǎng)孔中在基礎(chǔ)設(shè)備中，以及在移動(dòng)臺(tái)中必須以確切的同一時(shí)間執(zhí)行頻率重新確定。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)提供一種可靠的方法來(lái)減少現(xiàn)有各種方案的缺陷，該方法不對(duì)網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)臺(tái)旋加嚴(yán)格的限制，完全依靠各移動(dòng)臺(tái)與該網(wǎng)絡(luò)之間的現(xiàn)有過(guò)程，從而保證克服了當(dāng)引入能與現(xiàn)有方法配合的新方法時(shí)總可能遇到的各種兼容問(wèn)題。
本發(fā)明目的，以及在下面引出的其他目的是按照本發(fā)明，通過(guò)用于具有在一地理上的網(wǎng)孔網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)的蜂窩移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)的頻率重新確定方法實(shí)現(xiàn)的，其中與一移動(dòng)臺(tái)的通信是建立在所述移動(dòng)臺(tái)位于的網(wǎng)孔中的一個(gè)可用通信信道上，例如，通信信道為專用信道，諸如一個(gè)GSM TCH信道，各呼叫按時(shí)分多路復(fù)用方式傳送，它的連續(xù)幀是由時(shí)隙構(gòu)成的，每個(gè)時(shí)隙包括至少一個(gè)通信信道，每個(gè)呼叫在多個(gè)復(fù)用幀的同一時(shí)隙內(nèi)分段被發(fā)送出去。
每個(gè)通信信道進(jìn)一步由所述通信可使用的一列頻率來(lái)確定，所述的一列頻率在移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理地模塊的控制下能被重新確定，以使用第二列的M個(gè)頻率(M可以等于或不等于N)取代第一列的N個(gè)頻率。
本發(fā)明的方法其特征在于由第二列頻率對(duì)第一列頻率的取代是逐時(shí)隙實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)在所述時(shí)隙中排除所有呼叫使每個(gè)時(shí)隙逐步地空閑，隨后通過(guò)為其分配所述的第二列M個(gè)頻率實(shí)現(xiàn)所述空閑時(shí)隙的頻率重新確定，最后使所述時(shí)隙可再次供業(yè)務(wù)所使用。
按照本發(fā)明，以這種方式，一旦至少所述時(shí)隙中之一已完全空閑，它能被返回到具有新頻率確定的業(yè)務(wù)，而不存在任何針對(duì)各移動(dòng)臺(tái)的問(wèn)題，因?yàn)樵谠摃r(shí)刻沒(méi)有移動(dòng)臺(tái)在該時(shí)隙上使用任何專用的信道。這里請(qǐng)注意，與現(xiàn)在技術(shù)相比本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在基礎(chǔ)設(shè)備中的頻率改變不需要以十分精確的時(shí)間來(lái)執(zhí)行。作用于頻率改變請(qǐng)求上的延遲將影響所述過(guò)程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，但不影響其成功的結(jié)果。
不受相位約束的這些時(shí)隙的重復(fù)、繼之空閑時(shí)隙的頻率重新確定，隨后其返回到具有新頻率定義的業(yè)務(wù)使得所有信道的頻率重新確定逐步地完成，而無(wú)需總是必需知道在相鄰網(wǎng)孔中的頻率改變或者把當(dāng)前頻率改變通知后者。
使所有專用信道中的某一時(shí)隙空閑的方法可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法中任意一種。例如，移動(dòng)移動(dòng)臺(tái)到同一網(wǎng)孔的其他空閑通信信道(在GSM系統(tǒng)中，利用了一種“正常的分配”程序)、利用網(wǎng)孔間的轉(zhuǎn)換(在GSM術(shù)語(yǔ)中為“越區(qū)切換”)移動(dòng)所有移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入另一網(wǎng)孔、中斷呼叫，在一個(gè)或多個(gè)將成為空閑的時(shí)隙上禁止新呼叫的建立，等等;一種可供選擇的方法是等待將通過(guò)呼叫的自然中斷使其變?yōu)榭臻e的時(shí)隙。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)時(shí)隙的空閑需要等待一個(gè)用于至少一個(gè)時(shí)隙的自然空閑的預(yù)定時(shí)間，并且需要在所述預(yù)定時(shí)間期間破壞任何這樣的自然空閑，通過(guò)例如蜂窩內(nèi)或蜂窩間的轉(zhuǎn)換或通過(guò)強(qiáng)迫呼叫中斷實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫空閑。
將成為空閑的第一時(shí)隙最好是在其他時(shí)隙之前被自然變?yōu)榭臻e的時(shí)隙。盡管如此，如果頻率重新確定涉及到一個(gè)包括一特定時(shí)隙的幀，該時(shí)隙包括一個(gè)使用一不受該頻率重新確定影響的控制頻率的通信信道的話、所述將成為空閑的第一時(shí)隙最好是所述的特定時(shí)隙。
上述情況尤其適用于在TCH型幀中包括BCCH信道的時(shí)隙。這種信道按一特定頻率傳輸(不帶跳頻)，該頻率僅極少被修改，并總是與用于該幀的其他頻率無(wú)關(guān)。
注意，如果控制頻率沒(méi)被改變，則在該特定時(shí)隙上轉(zhuǎn)移的專用信道比其他的少的多;因而，一旦在將被轉(zhuǎn)換的信道數(shù)大于空閑的信道數(shù)的情況下，則將總是有利于使特定時(shí)隙最先空閑。
如果所述控制頻率必須被改變，則該特定時(shí)隙不再必須被看作是一種特殊情況。
按照本發(fā)明，如果第二列頻率包括至少與第一列頻率同樣多的頻率，則由第二列頻率對(duì)第一列頻率的取代最好使用下列過(guò)程逐時(shí)隙地執(zhí)行通過(guò)在所述時(shí)隙中排除所有呼叫使至少一個(gè)第一時(shí)隙空閑;
通過(guò)為其分配所述第二列的M個(gè)頻率實(shí)現(xiàn)所述空閑的第一時(shí)隙的頻率重新確定，在這以后所述時(shí)隙再次可供業(yè)務(wù)使用;
通過(guò)把呼叫從所述第二時(shí)隙轉(zhuǎn)換到所述第一時(shí)隙使一個(gè)第二時(shí)隙空閑;
通過(guò)為其分配所述第二列的M個(gè)頻率實(shí)現(xiàn)所述空閑的第二時(shí)隙的頻率重新確定，在這以后所述第二時(shí)隙再次可供業(yè)務(wù)使用;
一個(gè)時(shí)隙一個(gè)時(shí)隙的呼叫轉(zhuǎn)換被反復(fù)繼續(xù)下去，直到實(shí)現(xiàn)該通信信道的所有時(shí)隙的頻率重新確定為止。
作為本方法的一種派生方法，利用一股的“正常的分配”方法(在兩個(gè)專用信道之間的GSM轉(zhuǎn)換)通過(guò)把移動(dòng)臺(tái)至少暫時(shí)地移到新的頻率使一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙變?yōu)榭臻e也是可能的(在向網(wǎng)孔增加頻率的情況下)。這種派生方法的好處在于如果所有通信信道在改變的時(shí)刻都處于忙狀態(tài)，該方法避免等待或避免使時(shí)隙強(qiáng)制空閑，因?yàn)樵诂F(xiàn)有信道必須被變?yōu)榭臻e之前，新的通信信道被生成。這些優(yōu)點(diǎn)是以下述代價(jià)獲得的這種派生方法需要將各移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)移兩次，一次是把它們移到另外的頻率，然后再執(zhí)行正式的頻率重新確定。然而，在沒(méi)有跳頻時(shí)，將不利用第二次轉(zhuǎn)移，因?yàn)榇藭r(shí)移動(dòng)臺(tái)僅使用一個(gè)頻率，而與在該網(wǎng)孔中能被使用的頻率的數(shù)量無(wú)關(guān)。
上述方法很明顯地適用于其中頻率重新確定將導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)頻率的轉(zhuǎn)移的情況。正如上述的風(fēng)險(xiǎn)，不中斷呼叫或不把移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)網(wǎng)孔移到另一個(gè)網(wǎng)孔，操作是不能進(jìn)行的，除非新的頻率重新確定沒(méi)有使該網(wǎng)孔的業(yè)務(wù)量減到頻率改變之前在該網(wǎng)孔中通信的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)量以下。
上述方法還適用于其中頻率重新確定改變一個(gè)或多個(gè)頻率而不改變網(wǎng)孔的業(yè)務(wù)量的情況。
于是，有兩種情況將可以考慮，這取決于頻率能夠怎樣被改變。
在第一種情況中，頻率能夠在所有時(shí)隙中獨(dú)立地被改變。這樣足以使用已描述的過(guò)程，考慮到網(wǎng)孔的業(yè)務(wù)量沒(méi)被增加的事實(shí)必需或者等待呼叫結(jié)束，或者強(qiáng)制切斷呼叫，通過(guò)通常的分配或越區(qū)切換到其它網(wǎng)孔的方式是不可能使一個(gè)完整時(shí)隙變?yōu)榭臻e的。然而，后者最終必定被視為是極少見(jiàn)的，如果幾秒鐘的等待對(duì)于自然地結(jié)束呼叫是可接受的，則一個(gè)移動(dòng)無(wú)線呼叫的平均持續(xù)時(shí)間大約是1分鐘。
在第二情況中，頻率改變僅能夠在所有時(shí)隙中同時(shí)地實(shí)現(xiàn)，該頻率改變需要一個(gè)有限的時(shí)間。情況是這樣，這時(shí)網(wǎng)絡(luò)包括固定頻率發(fā)射機(jī)或這時(shí)頻率改變裝置需要一個(gè)基本的重新組合時(shí)間(機(jī)械地調(diào)整空隙)。在這種情況下，本發(fā)明最好被使用兩次。第一次使用以移去將被排除的頻率。如果這個(gè)頻率將由一單獨(dú)的呼叫使用，因而本發(fā)明規(guī)定自然地或強(qiáng)制地清除該特定呼叫。如果該頻率正被使用在一個(gè)跳頻過(guò)程中，該過(guò)程必須能夠利用很少幾個(gè)可用頻率中的一個(gè)暫時(shí)地持續(xù);這意味著將必需使至少一個(gè)通信信道空閑(暫時(shí)地)。一旦這個(gè)過(guò)程被完成，該頻率在網(wǎng)孔中被改變。當(dāng)這一改變被實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明再次被適用，以便在所有時(shí)隙使用這一新頻率。
需要考慮的另一個(gè)重要因素是，當(dāng)蜂窩間的轉(zhuǎn)換(越區(qū)切換)在過(guò)程的開(kāi)始和結(jié)束之間為必要或是需要時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)如何工作。取決于該移動(dòng)臺(tái)是必須離開(kāi)還是重新加入正執(zhí)行頻率改變的網(wǎng)孔，必須考慮兩種情況。
當(dāng)一移動(dòng)臺(tái)必須離開(kāi)該網(wǎng)孔進(jìn)到另一網(wǎng)孔中時(shí)，這將是以等待由該移動(dòng)臺(tái)占用的信道完全地變?yōu)榭臻e，在這一時(shí)間，越區(qū)切換到另一網(wǎng)孔被成功地完成(即直到接收到GSM信號(hào)“越區(qū)切換完成”)。
如果一移動(dòng)臺(tái)必須進(jìn)入頻率改變正在進(jìn)行的網(wǎng)孔中，則再有兩種情況需要考慮。
在第一種情況中，該移動(dòng)臺(tái)的到達(dá)并不損害時(shí)隙的完全空閑這時(shí)接受這一移動(dòng)臺(tái)沒(méi)有問(wèn)題，并且如果轉(zhuǎn)換成功，該移動(dòng)臺(tái)將被作為一個(gè)正常移動(dòng)臺(tái)對(duì)待。如果轉(zhuǎn)換失敗，當(dāng)該移動(dòng)臺(tái)返回到其舊網(wǎng)孔時(shí)信道變?yōu)榭臻e。注意，盡管如此，在把該移動(dòng)臺(tái)設(shè)置在一個(gè)與新的頻率表相對(duì)應(yīng)的信道上，以避免在新網(wǎng)孔中之后不久要求蜂窩間轉(zhuǎn)換(“正常分配”)方面具有某些好處。
在第二種情況中，一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的到達(dá)并不與當(dāng)前時(shí)隙再定義過(guò)程兼容這些越區(qū)切換不能夠被接受。例如，當(dāng)由于在重新確定正在進(jìn)行的時(shí)隙中禁止新呼叫的任何分配，頻率重新確定減少或暫時(shí)減少了容量時(shí)，上述情況就會(huì)發(fā)生。
另一種將要考慮的情況是，移動(dòng)臺(tái)第一次接入頻率重新確定正在進(jìn)行的網(wǎng)孔的情況。根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)，呼叫建立程序通過(guò)把信令信息的交換從一廣播信道轉(zhuǎn)換(“立即分配”)到一個(gè)專用信道，典型地為一個(gè)業(yè)務(wù)信道TCH或者(更好的是)一個(gè)低業(yè)務(wù)消耗SDCCH信道未實(shí)現(xiàn)。上述兩種專用信道中的每一種都能經(jīng)歷頻率重新確定。為了優(yōu)化該過(guò)程所有新的轉(zhuǎn)換直接地使與新頻率表相關(guān)聯(lián)的一個(gè)信道生效;
在頻率再定義的時(shí)候建立的所有呼叫被逐漸地轉(zhuǎn)換到與新頻率表相關(guān)聯(lián)的一個(gè)信道;
對(duì)于正在進(jìn)行中的所有轉(zhuǎn)換，即“立即分配”已經(jīng)開(kāi)始但沒(méi)結(jié)束的轉(zhuǎn)換，必須考慮這樣的事實(shí)，在最初接入時(shí)，移動(dòng)臺(tái)花費(fèi)一些時(shí)間完成接入程序然后只要新時(shí)隙被再次定義就必須為其設(shè)置信道，但是避免重新構(gòu)成舊的時(shí)隙，直到在“立即分配”之后(接收到GSM信號(hào)“分配完成”)該移動(dòng)臺(tái)確實(shí)已獲得接入或者轉(zhuǎn)換確實(shí)已失敗為止。
在這個(gè)實(shí)例中，在使一個(gè)SDCCH信道空閑之前系統(tǒng)必須提供的最大等待時(shí)間由GSM程序設(shè)定(關(guān)于偶然的“越區(qū)切換”)，在一個(gè)預(yù)定時(shí)間之后，作為GSM系統(tǒng)中的一個(gè)無(wú)效的轉(zhuǎn)換請(qǐng)求將被自動(dòng)地和立即地放棄。
在所有的情況下，因?yàn)镾DCCH信道是在它們被使用之前利用新的頻率規(guī)則再生的，所以使用的方法保證SDCCH信道的數(shù)目在頻率變化期間從不減少。
概括地講，當(dāng)包括向另外的網(wǎng)孔進(jìn)行轉(zhuǎn)移的一組和首次接入請(qǐng)求(影響一個(gè)信道，為此將要重新確定頻率)的轉(zhuǎn)移正在進(jìn)行中，如果出現(xiàn)頻率重新確定，與將要被替代的老的頻率表相連系的相應(yīng)信道不被認(rèn)為是空閑的，直至成功的轉(zhuǎn)移已被證實(shí)，即有益地經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)定的時(shí)延。
如果包括來(lái)自另外的網(wǎng)孔的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)移的組和首次接入請(qǐng)求的轉(zhuǎn)移發(fā)生在頻率重新確定的時(shí)刻，則該呼叫最好重新建立在已經(jīng)與新的頻率確定相連系的一個(gè)時(shí)隙上。
本發(fā)明的其他特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)從本發(fā)明以一種非限制性的例子給出的下列描述和所附的各個(gè)附圖中可以顯現(xiàn)出來(lái)，其中

圖1是一種表示可以利用本發(fā)明的方法的GSM型蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的示圖，圖2表示傳送時(shí)分復(fù)用雙向話務(wù)信道(TCH)典型幀的結(jié)構(gòu)，圖3表示按照本發(fā)明的第一種重新確定頻率的方法，圖4表示按照本發(fā)明的第二種重新確定頻率的方法，參照?qǐng)D1，一種包括最好是相鄰近的網(wǎng)孔10l、10i、10n的蜂窩無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)復(fù)蓋一個(gè)地理區(qū)域，在該區(qū)域中移動(dòng)臺(tái)11可以移動(dòng)。在下文所描述的例子中，這種網(wǎng)絡(luò)是一種GSM型網(wǎng)絡(luò)。
在每個(gè)網(wǎng)孔10i中的移動(dòng)臺(tái)11向用于每個(gè)網(wǎng)孔10l的收發(fā)信基站(BTS)12i發(fā)出呼叫。在GSM型網(wǎng)絡(luò)中(見(jiàn)，例如，Mo Mouly和M.B.PAUTET ISBN 2-9507190-0-7“移動(dòng)通信的GSM系統(tǒng)”，和GSM技術(shù)規(guī)范)收發(fā)信基站BTS是在基站控制器(BSC)的控制之下，而B(niǎo)SC又受到中央網(wǎng)絡(luò)控制模塊或BSS(基站系統(tǒng))的控制。
在收發(fā)信基站12i與各網(wǎng)孔10i中的移動(dòng)臺(tái)11之間所建立的呼叫可以利用各種信道，包括傳送以話音或數(shù)據(jù)信號(hào)形式的用戶信息的雙向通信業(yè)務(wù)信道，諸如低速連接控制信道(SACCH)或廣播控制信道(BCCH)的信令信道。
當(dāng)上述移動(dòng)用戶處于等待狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)利用BCCH信道向移動(dòng)用戶發(fā)送信令信息。當(dāng)該移動(dòng)用戶處于連接模式時(shí)，信令信息經(jīng)SACCH信道傳送到該移動(dòng)用戶。信令信息例如包括涉及網(wǎng)絡(luò)操作的各種指令或參數(shù)。
SACCH信道與話音相交叉，綜合成為通信業(yè)務(wù)信道TCH。
呼叫還可以利用SDCCH信道(獨(dú)立專用控制信道)。這種類型的信道包括獨(dú)立的TCH信道的復(fù)幀和以二電平時(shí)分復(fù)用形式(取決于幀的哪一部分，每個(gè)時(shí)隙可以傳送不同的呼叫)，其中有必要與一個(gè)可用頻率表(帶或不帶跳頻)相聯(lián)系。
GSM規(guī)范提供了本說(shuō)明書未描述的其他的信道。本專業(yè)的技術(shù)人員如果需要的話，可以使用一個(gè)或多個(gè)其他信道，而不使用上述信道，傳送實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法所需要的一些信號(hào)。
參照?qǐng)D2，雙向呼叫是以時(shí)分復(fù)用的方式予以傳送的，時(shí)分復(fù)用的連續(xù)的幀21、22是由時(shí)隙211、212、……，221、222、……組成的，每個(gè)時(shí)隙含有至少一個(gè)通信信道。
因此，每個(gè)呼叫是在多個(gè)復(fù)用的幀21、22內(nèi)相同序號(hào)21i、22i的時(shí)隙中分段傳送的。
如果能夠利用多于一個(gè)的頻率(即出現(xiàn)在與時(shí)隙和/或幀相聯(lián)系的“頻率表”上的頻率)，在同一時(shí)隙中能夠傳送多于一個(gè)的呼叫;每個(gè)呼叫可以在一個(gè)單獨(dú)的頻率上傳送，或者(最好是)每個(gè)呼叫可以利用多個(gè)頻率(這是跳頻技術(shù))，利用可用頻率表的全部或某些頻率，以便使相同頻率在該時(shí)隙的時(shí)刻上僅用于一個(gè)呼叫。
本發(fā)明的重新確定頻率方法需要修改頻率表，用N個(gè)新頻率取代全部或某些N個(gè)原有頻率。所有的下列狀態(tài)是合理的即N＞M、N＜M、N＝M，所有頻率或僅其中的一些頻率將被替換。
為了說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的方法，圖3表示按照本發(fā)明的利用一種簡(jiǎn)單的幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重新確定頻率的第一種方法。
在該方法開(kāi)始以前，分配表101的分析表示-該網(wǎng)孔正在使用兩個(gè)頻率f1和f2的一個(gè)頻率組(111);
-移動(dòng)臺(tái)M01、M11、M12、M21、……如所示被分配在編號(hào)0至7的八個(gè)時(shí)隙(110)之間;
除0時(shí)隙之外，每個(gè)時(shí)隙能夠處理在兩個(gè)通信信道上的兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)。相同時(shí)隙的不同通信信道是基于在不同的時(shí)間這些信道使用相的頻率這樣一個(gè)事實(shí)來(lái)分配的。在圖1的例子中，在時(shí)隙2和4中尚剩吸兩個(gè)待用信道。
在0時(shí)隙中的頻率f1保留用做BCCH(“規(guī)定”時(shí)隙)。由此，僅可能有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)M01利用該剩余的單一頻率。
頻率重新確定需要例如，增加頻率f3到該網(wǎng)孔的頻率組(111)中去。
為此利用下述方法;
首先，使一個(gè)時(shí)隙成為空閑的0為了這個(gè)目的，利用一個(gè)分配程序，移動(dòng)臺(tái)被從時(shí)隙4移動(dòng)時(shí)隙2。這種方法比越區(qū)切換(蜂窩間轉(zhuǎn)移)快，并且如果該移動(dòng)臺(tái)必須改變信道而不改變網(wǎng)孔則最好采用后者。在分配程序結(jié)束時(shí)，時(shí)隙4完全空閑和產(chǎn)生安排102。
時(shí)隙4成為空閑，現(xiàn)在可能為其分配f1、f2和f3三個(gè)頻率，而在進(jìn)行中沒(méi)有任何呼叫干擾。
時(shí)隙空閑程序而后通過(guò)將三個(gè)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)時(shí)隙4來(lái)予以重復(fù)。在圖1的例子中，時(shí)隙5的移動(dòng)臺(tái)M51和M52以及時(shí)隙0的移動(dòng)臺(tái)M01利用分配程序移到時(shí)隙4。
分配程序完成以后，時(shí)隙5完全空閑，時(shí)隙0僅傳送BCCH信道和獲得安排103。
時(shí)隙5為空閑，現(xiàn)在可能為其分配f1、f2和f3三個(gè)頻率，而在進(jìn)行中沒(méi)有任何呼叫干擾。
除了用于BCCH以外，時(shí)隙0被空閑，現(xiàn)在可能為其分配兩個(gè)頻率f2和f3，而在進(jìn)行中沒(méi)有任何呼叫干擾。
然后，將時(shí)隙空閑的程序如上文所述予以重復(fù)。該程序完成以皇，獲得安排104，在這種安排中時(shí)隙1和6被完全空閑它們的一組頻率被按照先前的方式改變。
另外一個(gè)將時(shí)隙空閑的程序?qū)е掳才?05，在這種安排中時(shí)隙2、3和7對(duì)任何呼叫都是空閑的，可以為其分配f1、f2和f3三個(gè)頻率，產(chǎn)生安排106，現(xiàn)在所有的時(shí)隙都可以利用f1、f2和f3三個(gè)頻率。
注意，在這種方法中，一個(gè)單個(gè)的移動(dòng)臺(tái)(M42)已被轉(zhuǎn)移了兩次。
顯然，如果一個(gè)時(shí)隙是完全空閑的，將不需要對(duì)同一個(gè)移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)移兩次，該方法將在102開(kāi)始和在106結(jié)束，任何情況下都不需要轉(zhuǎn)移同一移動(dòng)臺(tái)兩次。
還要注意，如果多于一個(gè)時(shí)隙是空閑的，將有可能并聯(lián)使幾個(gè)時(shí)隙空閑，這樣減少了整個(gè)程序的持續(xù)期。
圖4表示增加一個(gè)頻率實(shí)施本發(fā)明的第二種方法，這種方法甚至在程序開(kāi)始時(shí)，全部通信業(yè)務(wù)信道都忙也是可用的。
在步驟201，該網(wǎng)孔正使用一組頻率111和15個(gè)移動(dòng)臺(tái)正利用該網(wǎng)孔的全部通信業(yè)務(wù)容量。
與前面的例子不同，如果所有信道都忙，不可能通過(guò)分配一個(gè)現(xiàn)存信道給一個(gè)移動(dòng)臺(tái)空閑出一個(gè)時(shí)隙。
為了解決這一問(wèn)題，在各時(shí)隙的前面，頻率f3被用做隔離
移動(dòng)臺(tái)M01在頻率f3上被轉(zhuǎn)移到時(shí)隙1，移動(dòng)臺(tái)M61在頻率f3上被轉(zhuǎn)移到時(shí)隙2，移動(dòng)臺(tái)M62在頻率f3上被轉(zhuǎn)移到時(shí)隙3，移動(dòng)臺(tái)M71在頻率f3上被轉(zhuǎn)移到時(shí)隙4，移動(dòng)臺(tái)M72在頻率f3上被轉(zhuǎn)移到時(shí)隙5。
這就產(chǎn)生了安排202，這種安排通過(guò)有規(guī)律地為其加入頻率f3，有可能為時(shí)隙6、7和0重新確定一組頻率。
而后第一個(gè)例子的方法可以在沒(méi)有特殊問(wèn)題的情況下應(yīng)用，通過(guò)中間級(jí)203、204和205產(chǎn)生安排206。
在這個(gè)例3中，與前面的例子一樣，有可能將多個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)時(shí)隙用于管理SDCCH信道即代替每個(gè)信道一個(gè)單一的移動(dòng)臺(tái)的做法，而利用對(duì)應(yīng)于一咱時(shí)間安排的八個(gè)邏輯子信道可以管理八個(gè)移動(dòng)臺(tái)，這樣每個(gè)移動(dòng)臺(tái)都同樣可以利用一個(gè)時(shí)隙發(fā)送和接收。在這種情況下，要求八次分配，將移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)時(shí)隙轉(zhuǎn)移到另一個(gè)時(shí)隙;
如果通信利用的移動(dòng)臺(tái)是以半比特速率模式操作的，會(huì)存在同樣的問(wèn)題即在這種情況下當(dāng)兩個(gè)移動(dòng)用戶共享同一信道時(shí)，則要求兩個(gè)分配程序空閑一個(gè)信道。
轉(zhuǎn)換一個(gè)頻率是對(duì)附加一個(gè)頻率的變換操作。這將參照?qǐng)D1來(lái)解釋，以便說(shuō)明與附加一個(gè)頻率的方法的相似性。
假設(shè)在頻率重新確定之前可利用的信道數(shù)同時(shí)于現(xiàn)存所有移動(dòng)臺(tái)是足夠的。
在106，時(shí)隙2，3和7是空閑的。如果它們不是空閑的，正如所描述用于從101變化到102的程序在這些時(shí)隙的最后一個(gè)時(shí)隙將有可能作用為空閑。
頻率f3是從這三個(gè)時(shí)隙轉(zhuǎn)換的，在轉(zhuǎn)換之后各移動(dòng)臺(tái)被轉(zhuǎn)移到重新確定的時(shí)隙上。再次參照?qǐng)D1，從106到101，獲得一種實(shí)現(xiàn)這一操作的簡(jiǎn)單的模式。注意，這種方法并不是精確對(duì)稱的，如另外一個(gè)移動(dòng)用戶在從105向104變化的時(shí)間上將被轉(zhuǎn)稱到時(shí)隙7;在每一步移動(dòng)臺(tái)的最大數(shù)目必須總是轉(zhuǎn)移到已經(jīng)重新確定的時(shí)隙上。
權(quán)利要求
1.用于具有在多個(gè)網(wǎng)孔的地域性網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)的蜂窩無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率重新確定的方法，其中與移動(dòng)臺(tái)的通信是建立在上述移動(dòng)臺(tái)在網(wǎng)孔中被定位而網(wǎng)孔中的一個(gè)有用通信信道基礎(chǔ)上的，呼叫是以時(shí)分復(fù)用方式傳送的，時(shí)分復(fù)用的連續(xù)的幀是由含有至少一個(gè)通信信道的時(shí)隙構(gòu)成的，每個(gè)呼叫被編排在多個(gè)復(fù)用幀的相同時(shí)隙的各個(gè)時(shí)間段上，每個(gè)通信信道還被由用于述通信的可用頻率表確定的，上述頻率表是可重新確定的，在移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)的管理模塊的控制下，以便用M個(gè)頻率的第二表代替N個(gè)頻率的第一表(M可以等于或不等于N)，其特征在于，由第二表頻率(f1、f2、f3)代替第一表頻率(f1、f2)是一個(gè)時(shí)隙一個(gè)時(shí)隙地實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)在上述時(shí)隙中去除所有呼叫的步驟實(shí)現(xiàn)使每個(gè)時(shí)隙空閑的步驟，接著為其分配上述M個(gè)頻率的第二頻率表實(shí)現(xiàn)上述已空閑時(shí)隙的頻率重新確定，和最后使上述時(shí)隙再次可以用于通信業(yè)務(wù)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，如果第二頻率表包含有至少與第一頻率表一樣多的頻率，則由第二頻率表一個(gè)時(shí)隙一個(gè)時(shí)隙地代替第一頻率表可利用下列方法通過(guò)取消在上述時(shí)隙中的任何呼叫，使至少第一時(shí)隙空閑;通過(guò)為其分配上述M個(gè)頻率的第二頻率表實(shí)現(xiàn)上述已空閑的第一時(shí)隙的頻率重新確定，在此之后，上述第一時(shí)隙可為通信業(yè)務(wù)再次利用;通過(guò)以上述第二時(shí)隙轉(zhuǎn)移呼叫到上述第一時(shí)隙，使第二時(shí)隙空閑;通過(guò)為其分配上述M個(gè)頻率的第二頻率表，實(shí)現(xiàn)上述已空閑的第二時(shí)隙的頻率重新確定，在此之后上述已空閑的第二時(shí)隙為通信業(yè)務(wù)再次利用;一以反復(fù)的方式連绔進(jìn)行一個(gè)時(shí)隙一個(gè)時(shí)隙的頻率重新確定，直至完成通信信道所有時(shí)隙的頻率重新確定。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，已空閑的第一時(shí)隙是自然地首先被空閑的。
4.按照權(quán)利要求1到3的方法，其特征在于，使每個(gè)時(shí)隙空閑的步驟包括下列一組程序中的至少一個(gè)程序至少來(lái)自上術(shù)時(shí)隙向復(fù)用的另一時(shí)隙的一個(gè)呼叫的蜂窩內(nèi)的重新分配;至少來(lái)自上述時(shí)隙向另外一個(gè)網(wǎng)孔的一個(gè)通信信道的一個(gè)呼叫的蜂窩內(nèi)的重新分配;上述時(shí)隙的至少一個(gè)呼叫的強(qiáng)迫中斷。
5.按照權(quán)利要求1至3的任何一個(gè)方法，其特征在于，使每個(gè)時(shí)隙空閑的步驟包括下列一組程序中的至少一個(gè)程序在上述時(shí)隙中的至少一個(gè)呼叫等待自然的空閑;在上述時(shí)隙中禁止一個(gè)新呼叫分配。
6.按照權(quán)利要求1至3的任何一個(gè)的方法，其特征在于，使每個(gè)時(shí)隙空間的步驟包括對(duì)至少一個(gè)時(shí)隙等待自然空閑的一個(gè)預(yù)定的時(shí)間;在上述預(yù)定時(shí)間期間自然空閑失效，按照權(quán)利要求4的各程序之一強(qiáng)迫空閑。
7.按照權(quán)利要求1至6任何一個(gè)的方法，其特征在于，如果第二頻率表包括大于第一頻率表的頻率數(shù)，這樣產(chǎn)生附加的通信信道，通過(guò)從將被空閑上述時(shí)隙轉(zhuǎn)移呼叫到上述附加的新的信道，而使至少一個(gè)時(shí)隙空閑。
8.按照權(quán)利要求1至7的任何一個(gè)的方法，其特征在于，如果頻率重新確定需要頻率表上至少一個(gè)頻率變化，則頻率變將在所有時(shí)隙上同時(shí)發(fā)生，按照權(quán)利要求1至6中任何一個(gè)的方法被連續(xù)地用兩次第一次在空閑的每個(gè)時(shí)隙的頻率將被替換，以便刪除該頻率;第二次為了引入新的頻率，代替已刪除的頻率。
9.按照權(quán)利要求1到8的任何一個(gè)的方法，其特征在于，如果當(dāng)從包含多個(gè)轉(zhuǎn)移的一組向另外的網(wǎng)孔的轉(zhuǎn)移和第一次接入請(qǐng)求正在進(jìn)行中發(fā)生頻率重新確定，則與將被代替的老的頻率表相聯(lián)系的相應(yīng)信道僅在成功轉(zhuǎn)移被確認(rèn)以后方視為已經(jīng)空閑。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于，由上述移動(dòng)臺(tái)已占用和與將被代替的老的頻率表相聯(lián)系的信道僅在一個(gè)預(yù)定時(shí)延以后方視為已經(jīng)空閑。
11.按照權(quán)利要求1至10任何一個(gè)的方法，其特征在于，如果包含一個(gè)移動(dòng)臺(tái)從另外的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移的一組轉(zhuǎn)移和第一次接入請(qǐng)求發(fā)生在頻率重新確定的同時(shí)，則該呼叫最好建立在已經(jīng)與新的頻率重新確定相聯(lián)系的一個(gè)時(shí)隙上。
12.按照權(quán)利要求1至11的任何一個(gè)的方法，其特征在于，如果頻率重新確定涉及一個(gè)幀，該幀包括一個(gè)特定的時(shí)隙，該時(shí)隙包括一個(gè)利用不受頻率重新確定影響的控制頻率的通信信道，則第一個(gè)空閑的時(shí)隙是上述特定的時(shí)隙。
全文摘要
本發(fā)明的蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)特別是GSM系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)或?qū)σ苿?dòng)臺(tái)利用非嚴(yán)格強(qiáng)制的方式和僅利用移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)間現(xiàn)存的程序的可靠的方法。按照本發(fā)明，通過(guò)消除一個(gè)時(shí)隙中的任何呼叫來(lái)一步一步地使每個(gè)時(shí)隙空閑，從而逐時(shí)隙地實(shí)現(xiàn)頻率重新確定，而后通過(guò)為其分配新的頻率表實(shí)現(xiàn)上述空閑時(shí)隙的頻率重新確定和最后使上述時(shí)隙為通信業(yè)務(wù)再次利用。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1107627SQ9410655
公開(kāi)日1995年8月30日 申請(qǐng)日期1994年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月9日
發(fā)明者皮埃爾·杜普, 安尼·福羅侖 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾有限公司