專利名稱：用于自動配置無線電基站并將其集成到具有完全雙向漫游和切換能力的已有無線蜂窩通 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地涉及無線通信，并且更具體地，涉及在標題為“因特網基站”、序列號為10/280,733的美國專利申請中描述的因特網基站(iBS)。
背景技術：
如圖1所示，在移動通信網絡中基站(基站收發(fā)信臺，BTS)1提供與移動臺(MS)2的無線通信。每一個BTS 1均具有有限的范圍和因此有限的覆蓋區(qū)域，從而需要很多具有相鄰覆蓋區(qū)域的基站來為移動臺提供連續(xù)的服務。BTS的覆蓋區(qū)域也被稱作無線電小區(qū)(cell)。在這種蜂窩網絡中，通常存在幾個移動交換中心(MSC)3，一方面它們提供移動網絡到例如有線公共交換電話網(PSTN)的其他通信網絡的連接；另一方面，它們通常連接到幾個基站控制器(BSC)5，而所述基站控制器又控制在一個地理區(qū)域內的幾個BTS。由于MSC、BSC和BTS通常位于不同的地點，所以在這些地點間需要能夠表現(xiàn)為傳輸線路、微波無線電鏈路或(有時是)衛(wèi)星鏈路形式的傳輸設施(facility)6和7。
在當今的常規(guī)移動通信網絡中，新基站的配置和集成是一項復雜、耗時并且易出錯誤的任務，需要網絡經營者的熟練工程人員細心地規(guī)劃并手動執(zhí)行。必須用很多參數(shù)來配置基站并將它們集成到周圍網絡中，以提供(facilitate)所述基站自身適當?shù)摹⒖垢蓴_(interference-free)的操作，以及它們與其他鄰近基站的互操作，特別是關于“漫游”和“切換”的操作。漫游是指當穿過不同基站的服務區(qū)時，移動設備打出或接入電話或進行其他無線通信時的不中斷的可達性(accessibility)。切換是指當移動設備從一個基站的服務區(qū)域進入另一個基站的服務區(qū)域時，正在進行的無線通信的不中斷的繼續(xù)(continuation)。
需要為每一個基站定義并且與其他基站的參數(shù)相協(xié)調的參數(shù)包括無線電頻率、發(fā)射功率水平、鄰近基站的列表(鄰居列表)和參數(shù)，以及一些編號方案，包括基站識別碼(BSIC)、小區(qū)標識符(CI)和位置區(qū)域標識符(LAI)。這些參數(shù)不僅需要錄入(enter into)到基站本身，還需要錄入到其他網絡部件(element)中，即相應的BSC和MSC。此外，當新基站加入網絡或網絡中發(fā)生其他變化時，已有基站和其他網絡部件的重新配置是必不可少的。鑒于在當今蜂窩網中常規(guī)基站巨大的數(shù)目和高地理密度，這項工作需要巨大的努力和成本。
此處解決的另一個問題就是iBS的移動性(mobility)和檢查一個iBS是否在獲得許可的區(qū)域內的驗證過程(process)。因為過去基站是歸運營商(carrier)所有并由運營商安裝的，所以這是一個新問題。通過引入更小并且更易移動的新一代基站(不像小區(qū)塔)，“固定”基站的移動性也成為在此解決的一個問題。

發(fā)明內容
在2002年10月25日提交的、序列號為10/280,733的共同擁有的(commonly owned)美國申請中詳細描述了iBS 8(圖2)。USSN 10/280,733的主題在相應的(以及共同擁有的)公開號為WO 2004/040938的國際公開中公開。
iBS 8是因特網基站，目的是在使用者的住宅、辦公室或其他建筑物(premise)或公共區(qū)域為移動通信服務提供或提高覆蓋和業(yè)務能力。預計iBS可以達到比常規(guī)基站更多的數(shù)量和更大的密度(每個網絡內數(shù)百萬個對比每個網絡內數(shù)千個)。iBS利用用戶已有的因特網連接9和公共因特網10來連接到因特網基站控制器(iBSC)11和因特網系統(tǒng)管理器(iSM)12。iBSC 11最有可能與常規(guī)移動通信網絡的MSC(移動交換中心)3一塊放置并連接到MSC 3(在這種情況下，傳輸設施13是兩個設備間的本地的現(xiàn)場(on-site)連接)，并且控制和指導MSC 3和一些(通常是很多)iBS單元8之間的通信。在iBS單元8的自動配置并集成到周圍由常規(guī)基站和其他iBS單元組成的網絡中的過程中，iSM 12協(xié)助所述iBS單元8。
iBS 8意圖由用戶建立并投入使用，而不需要網絡經營者員工任何的支持或動作。因此需要一種方法，一旦用戶向單元供電并將其連接到因特網上，就能用這種方法全自動地配置iBS 8并把它集成到周圍的蜂窩網絡中。特別地，這種方法還必須保證，當iBS被用戶投入使用時，不需要對其他已有的常規(guī)基站、常規(guī)基站的基站控制器或移動交換中心的配置作任何改變。
在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，因特網基站(iBS)通過從其他周圍的基站接收傳輸信息并與配置設備(因特網系統(tǒng)管理器，iSM)交換數(shù)據(jù)，來搜集關于周圍移動通信網絡的信息。基于該數(shù)據(jù)和之前存儲在iSM中的信息，iSM于是自動地為iBS確定很多合適的配置參數(shù)，以允許(allow for)所述iBS適當?shù)?、抗干擾的操作，以及iBS與其他鄰近基站(常規(guī)基站以及其他iBS)的互操作，特別是關于上面所描述的“漫游”和“切換”的操作。通過事先將特定的一組預定義參數(shù)應用于常規(guī)網絡部件僅一次，就可以避免為了允許與iBS的互操作而需要增加或修改常規(guī)網絡部件(常規(guī)基站(BTS)、它們的基站控制器(BSC)或移動交換中心(MSC))的配置參數(shù)。參數(shù)設置的一種特定組合和在網絡中尋址(address)不同iBS的特定方法使得能夠克服常規(guī)移動通信網絡在能夠支持的基站數(shù)量和地理密度方面的限制，在保持它們之間完全的互操作的同時，使得采用大量高密度分布的基站成為可能。
為了最優(yōu)化互操作并最小化所需的傳輸資源，iSM還通過將iBS分配給在網絡中一般為幾個因特網基站控制器(iBSC)中的特定一個來把iBS集成到已有網絡中。
此處所描述的過程(procedure)不僅僅應用于iBS，還應用于被iSM管理并通過(i)BSC連接到MSC的常規(guī)基站。
一旦審閱以下附圖和詳細描述，本領域技術人員將會或將變得清楚本發(fā)明的其他特征、目的和實現(xiàn)。這里的描述意圖包括所有這些附加的特征、目的和實現(xiàn)，以使它們落在本發(fā)明的范圍內并受所附權利要求書的保護。


圖1是常規(guī)電信網絡的圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明，iBS網絡和常規(guī)無線通信網絡部件相組合的圖。
圖3是示出iBS和iSM的接口以及用于自動iBS配置和集成的各種數(shù)據(jù)源的圖。
圖4是陳述了CGI(全球小區(qū)標識符)、BSIC(基站識別碼)和ARFCN(頻率)的參數(shù)組合的實施例的表，所述參數(shù)組合以其指向iBS作為目標小區(qū)的例如九個鄰居小區(qū)定義N的方式被用于常規(guī)宏小區(qū)。
圖5是示出用于宏小區(qū)向iBS切換的消息流的圖，其中在所述宏小區(qū)的指針列表中的五個iBS共享同一個CGI。
具體實施例方式
作為示例性的實施方案，描述了支持GSM標準的iBS，以及它被集成到GSM移動通信網絡中并在其中工作所必須的參數(shù)和過程。然而本發(fā)明并不限于支持GSM技術，還能支持其他技術，例如CDMA、iDEN和3G/UMTS。
1.對無線電(radio)環(huán)境的調查當iBS被接通時，它會調查它的無線電環(huán)境，然后在iBSC和/或iSM的幫助下，它會定義很多集成到已有的移動通信網絡并在其中工作所必須的參數(shù)。
iBS的接收機不僅能夠在上行鏈路帶(它的正常工作帶)內接收，也能夠在移動臺(MS)接收機正常工作的下行鏈路帶內進行接收。
當iBS被接通時，它將首先掃描整個下行鏈路頻率帶，就像MS被接通時所作的那樣。通過對下行鏈路帶的掃描，iBS將識別出在該區(qū)域內工作的宏小區(qū)以及其他的iBS。(注意術語“宏小區(qū)(macrocell)”在這里用來指任何非iBS無線電小區(qū)，所以它也能夠指常規(guī)微小區(qū)，而不一定僅僅指真正的經典宏小區(qū))。所述iBS將查找BCCH信號(廣播控制信道)并譯碼所廣播的CGI(全球小區(qū)標識符)和BSIC(基站識別碼)。CGI由LAI(位置區(qū)域標識符)和CI(小區(qū)標識符)組成。LAI由MCC(移動國家碼)、MNC(移動網絡碼)和LAC(位置區(qū)域碼)組成。所述iBS將查找屬于它的運營商網絡一部分的小區(qū)(可由MCC和MNC識別)，并向因特網系統(tǒng)管理器(iSM)報告BCCH頻率(ARFCN)，接收到的信號水平(RXLEV)，接收到的質量(RXQUAL)，CGI，BSIC以及由其他iBS廣播的其他信息(如唯一的iBS碼)。
被報告的小區(qū)就是所述iBS的潛在切換鄰居，假定它們的信號水平足夠強。iSM將評估測得的信號水平并基于場強(field strength)決定哪些小區(qū)被定義為所述iBS的鄰居小區(qū)。此外，由所述iBS報告的宏小區(qū)信息將用于在iBSC中創(chuàng)建“iBS指針列表”(見第2.6.4節(jié))，所述列表將在宏小區(qū)向iBS切換過程中扮演重要角色。
如果在下行鏈路掃描中沒有識別出屬于所述iBS的運營商網絡的小區(qū)，則iBS是在該運營商沒有覆蓋的區(qū)域內。在那種情況下，iBS將向iSM報告它能接收的所有其他小區(qū)，這允許iSM來確定(通過分析MCC和MNC)所述iBS是否真的位于如使用者所指定的國家和/或市場。iBS甚至可以掃描“非國家(non-country)”的頻率。例如假設iBS在USA(1900MHZ)；則iBS也將掃描900MHZ和1800MHZ的頻率(歐洲和亞洲)。
本發(fā)明的另一個實施方案就是，iBS具有集成的GPS接收機，并向iSM報告位置。然后iSM能夠利用坐標完成如下操作第一，交叉檢查iBS進入的地址；第二，確定哪些小區(qū)應該是該iBS小區(qū)的鄰居。
運營商(移動網絡經營者)將已經在他的可用頻率譜中預留了很多供iBS專用的頻譜(并且不能供宏小區(qū)使用)。下行鏈路掃描也將提供關于在那些iBS頻率上和可能在相鄰宏小區(qū)頻率上的干擾的信息，并由此幫助為iBS本身選擇合適的工作頻率，如第2.1節(jié)中所述。
2.iBS參數(shù)定義正如常規(guī)基站一樣，大多數(shù)iBS配置參數(shù)將是由網絡經營者一次設定的默認設置，僅僅偶爾不同于默認值。
為了能從宏小區(qū)切換到iBS小區(qū)，iBS小區(qū)必須在宏小區(qū)的鄰居小區(qū)描述中被列為鄰居。這些鄰居小區(qū)描述駐留在BSC中，并且iBS使用的頻率也必須被包括在所有鄰近小區(qū)的鄰居列表中。本發(fā)明的一個目的就是，在一個新的iBS上線時，避免對已有BSC和MSC中的軟件做任何改變，并且消除修改這些鄰居列表和鄰居小區(qū)描述的需要。
此外，大多數(shù)主要的GSM系統(tǒng)制造商的BSC不允許為任何一個小區(qū)錄入多于32個鄰居小區(qū)關系。
因此，作為宏小區(qū)鄰居的iBS的描述(包括iBS的頻率、LAI、CI和BSIC)必須是靜態(tài)的，并且在宏小區(qū)BTS和BSC中被預定義，而且iBS可用的不同LAI、CI和BSIC的數(shù)量是有限的。鑒于期望使用大量的iBS，這就意味著網絡中所有的iBS是在共享有限的、數(shù)量少得多的LAC、CI和BSIC。對于常規(guī)GSM網絡和它的交換/路由設備(MSC和BSC)來說，在一組內的幾個iBS就將顯得是具有共同的小區(qū)參數(shù)的一個單個小區(qū)，并且iBSC將負責這樣一個組內附加的路由事務。另一方面，為了最小化漫游和建立呼叫所需的網絡中的控制流量，最好在這樣一個組內保持iBS的數(shù)目盡可能的小。
在大多數(shù)網絡中的大多數(shù)常規(guī)小區(qū)具有10個左右的鄰居小區(qū)，也就留下了20個可為iBS所用的鄰居定義(由最大數(shù)目為32得來)。然而，在特定環(huán)境(例如具有經過水域的無線電傳播)中的一些宏小區(qū)在沒有iBS的情況下就已經具有明顯更多數(shù)目的鄰居關系。所以向經營者推薦一種網絡配置，作為具有給iBS預留的相對小數(shù)目的小區(qū)參數(shù)集的起點，該網絡配置在之后可以隨網絡中的iBS數(shù)目增加而進行擴展——例如在網絡范圍內為iBS預留3個頻率(ARFCN)(“iBS頻率”)在網絡范圍內為iBS預留3個BSIC(“iBS BSIC”)在每個宏小區(qū)內定義了9個與iBS的鄰居(相鄰)關系(在每個MSC區(qū)域中具有9個不同的CGI，所述9個CGI由9個不同的LAC和CI組成)在圖4中示出了CGI(全球小區(qū)標示符)、BSIC(基站識別碼)和ARFCN(頻率)這個參數(shù)組合的實施例，所述參數(shù)組合以其指向iBS作為目標小區(qū)的例如九個鄰居小區(qū)定義N的方式被用于常規(guī)宏小區(qū)。
允許每個小區(qū)具有明顯比當今系統(tǒng)制造商所提供的32或64個更多的鄰居關系的基站控制器(BSC/iBSC)將是克服上面所描述的限制并且允許根據(jù)未經修改(otherwiseunmodified)的標準系統(tǒng)過程明確尋址大量的自我配置并自我集成的基站的關鍵。因此這種方法也是本發(fā)明的一部分。下面的段落描述用于已有的僅允許每個小區(qū)32或64個鄰居關系的常規(guī)BSC的解決方案。
2.1工作頻率(ARFCN)基于上面的第1節(jié)所描述的(下行鏈路)干擾測量和存儲在iSM中的關于由網絡經營者預留給iBS專用的頻率(iBS頻率)的信息，iSM將根據(jù)發(fā)現(xiàn)的最低或第一可接受干擾水平向iBS分配所述iBS頻率。如果在可用iBS頻率中的幾個頻率上具有相等的最小干擾水平，或是在所有iBS頻率上沒有何干擾，則通過隨機數(shù)生成器或在循環(huán)分配過程中向iBS分配iBS頻率，從而保證在整個網絡中對所有可用iBS頻率的使用是平均分布的，從長遠來說，這將最小化干擾的整體風險。另一個可能性就是iSM將選擇最遠的小區(qū)的頻率。
除使用如上面所描述的一定數(shù)量的預留專用iBS頻率之外，可替換地，iBS也可以共享網絡中的常規(guī)基站的BCCH頻率。這樣，iBS的工作頻率可以從在整個網絡中使用的所有BCCH頻率中選擇，或者僅僅從最強宏小區(qū)的鄰居小區(qū)的那些BCCH頻率中選擇，iBS將通過監(jiān)聽最強小區(qū)的鄰居列表廣播找出所述BCCH頻率。在這兩種情況下，iBS都將把在相關頻率上接收到的信號強度報告給iSM，并且iSM將把具有最低干擾信號水平的頻率分配給iBS。
獨立于所使用的頻率分配方法，iBS將連續(xù)監(jiān)控所述無線電環(huán)境，即從被服務的移動臺接收的信號水平和誤比特率(bit error rate)，以及由移動臺接收并報告的信號水平和誤比特率。如果發(fā)現(xiàn)差的無線電條件在比較久的時間段上持續(xù)，iBS將啟動新頻率的重新分配。
2.2發(fā)射功率水平iBS的發(fā)射功率水平被初始地設置為由運營商定義的默認值?？梢愿鶕?jù)使用者的特定環(huán)境——例如他是否想要覆蓋僅僅一個公寓，一幢帶花園的房子或是更大的建筑物，室內或是室外，或是公共場合——在最小限制和最大限制之間調整發(fā)射功率水平，所述調整可以是通過使用者手動的輸入或是自動地確定。由使用者輸入產生的功率水平可以例如被更為合適的值所覆蓋，所述值基于在如第1節(jié)中描述的無線電環(huán)境調查過程中iBS能夠接收的相鄰小區(qū)的數(shù)目，所述值可以指示出iBS是安裝在室內還是室外，是在暴露的地點還是封閉的地點，等等。
此外，真正的iBS發(fā)射功率是基于平均信號水平和/或由被服務的移動臺接收到并報告的誤比特率持續(xù)地調整到當前的無線電條件下的，iBS將會持續(xù)地監(jiān)控所述的平均信號水平和/或誤比特率。例如，如果接收到的平均信號水平低，則可以提高發(fā)射功率；如果接收到的信號水平高，則可以降低發(fā)射功率。
如果接收到的誤比特率高(差的鏈路/信號質量)，則發(fā)射功率可以增加到給定的閾值。
可以用這樣的方法對iSM進行編程，即運營商可以輸入默認的發(fā)射輸出功率(例如10mW)以dB為步長的功率增量或減量(例如+/-2dB)最小/最大輸出功率(例如1mW；100mW)
要進行輸出功率更新的呼叫的數(shù)量(n＝3)在這種情況下，iBS將以默認值10mW開始(除非它在建立階段發(fā)現(xiàn)太多的鄰居)。在3個呼叫之后，iBS或iSM將計算場強的“平均”值和最小/最大值，并決定輸出功率應該相同，降低還是提高。輸出功率的最小最大值將被保留(不低于1mW；不高于100mW)。
呼叫的數(shù)量可以不使用固定值，而是可以隨時間改變；也即，初始時n＝1隨后n＝2，…等等；從而使得n隨時間增加，因為在后來的階段中無線電壞境將更為穩(wěn)定。
2.3LAC(位置區(qū)域碼)移動終結呼叫的建立和位置更新過程(Location Update procedure)需要LAC。它也是CGI的一部分，所述CGI被BSC和MSC用來在切換中尋址目標小區(qū)。
常規(guī)網絡中的每個小區(qū)都屬于一個位置區(qū)域，并在BCCH上廣播它的LAC。當接收到對特定移動設備(mobile)的呼叫時，MSC(移動交換中心)將向所述移動設備當前所注冊的位置區(qū)域內的所有小區(qū)發(fā)送尋呼命令(通過BSC)。
當進入一個新的位置區(qū)域時，在網絡中漫游的移動設備會執(zhí)行位置更新過程(見第3.2.2節(jié))，并向MSC/VLR(訪問者位置注冊器(visitor Location Register))發(fā)送相應命令。當移動設備檢測到新小區(qū)具有與它之前所“停留(camping)”的小區(qū)(也即之前具有最強信號的小區(qū))所不同的LAC時，它識別出它進入了一個新的位置區(qū)域。(注意當新的LAC屬于不同的MSC/VLR時，移動設備的新位置也需要在HLR——歸屬位置注冊器(Home Location Register)——被更新)。
iBS使用與各個宏小區(qū)分開的LAC來減少它們從MSC(通過iBSC)接收并且然后必須在空中接口發(fā)送的不必要的尋呼命令。(如果與它們周圍的宏小區(qū)共享LAC，iBS必須為那個特定的位置區(qū)域處理所有的尋呼命令，所述尋呼命令的大多數(shù)都是用于實際上由所述宏小區(qū)服務的移動設備的)。
為iBS和宏小區(qū)使用分開的LAC的策略也使得更易于防止穿越一個iBS覆蓋區(qū)域的快速移動的移動設備停留(camping)在所述iBS上(則只有當小區(qū)重選滯后參數(shù)被超過時才會發(fā)生)。在iBS的覆蓋區(qū)域較小的情況下以及一般僅僅查找到慢速移動或靜止的移動設備的情況下，這是比較好的。
鑒于存在總共65535個不同的LAC，為iBS定義足夠大的專用LAC集(iBS-LAC，與用于宏小區(qū)的LAC分開)對網絡經營者來說不是問題，因為對于每個MSC，或是對于在如2.7中所描述的iBS網絡擴展中的每個BSC來說，僅僅需要/可能具有例如9個/最多32個不同的LAC。
為了避免當移動設備進入或離開一個iBS小區(qū)時HLR進行更新，iSM用MSC/VLR區(qū)域的邊界來協(xié)調所述iBS位置區(qū)域的邊界——換言之，iBS被分配給了這樣的位置區(qū)域所述位置區(qū)域由還控制iBS周圍最強的宏小區(qū)所屬的位置區(qū)域的同一個MSC控制。周圍宏小區(qū)的LAC由iBS在第1節(jié)中描述的無線電環(huán)境調查階段中識別。此外，iSM具有一個參考數(shù)據(jù)庫，示出哪些LAC屬于哪個MSC。用它們最開始的幾個數(shù)字直接識別它們所屬的MSC，這種組織LAC的方式作為創(chuàng)建這個數(shù)據(jù)庫的理想方式被推薦給網絡經營者。
通過將iBS分配給與它的宏小區(qū)鄰居相同的MSC的策略，完全避免了MSC問切換(這比MSC內切換需要更多的信令資源)。所有涉及iBS的切換于是都是MSC內切換，這導致更高效的切換信令/信道激活，以及更高效的網絡內尋呼流量分布。
由于相同的原因，每個MSC應該至少有一個iBSC，它與MSC一塊放置(co-locate)，從而降低/消除MSC/iBSC線路/傳輸成本。
如在第2節(jié)中所描述的，為了允許iBS的使用者在不可預料的時間以及以不可預料的數(shù)量和位置將iBS投入使用，而不需要手動地增加或修改配置參數(shù)，所有iBS的固定參數(shù)(CGI和BSIC)都是在每一個宏小區(qū)的鄰居小區(qū)描述(駐留在BSC中)中預定義的。CGI包括LAC和CI。用于在一個MSC區(qū)域中的iBS的例如9個CGI(iBS-CGI)(見第2節(jié))都包括不同的LAC，并且每個MSC中的這9個iBS-LAC都是不同的。這樣，在一個MSC/iBSC區(qū)域中和整個網絡中的iBS都分布為位置區(qū)域內最大數(shù)量(例如每個MSC中9個)，從而使得在移動終結呼叫期間不必要的尋呼流量保持在最小。將被用在一個MSC區(qū)域中的所述例如9個iBS-LAC必須當iBSC連接到MSC時在MSC中指定。當iBS被接通時，它將監(jiān)聽它周圍的宏小區(qū)鄰居的LAC，并將LAC報告給iSM。iSM將基于它的記錄了網絡中哪些LAC屬于哪個MSC的數(shù)據(jù)庫，決定該iBS將鏈按到哪個MSC/iBSC，并且把一個CGI發(fā)給(issue)iBS(該CGI包括選中的LAC)。iBS需要所述CGI用于切換、與iBSC/MSC進行呼叫建立信令，并且必須在它的BCCH上廣播該CGI。
對于上述方法，可替換地，iSM可以基于iBS使用者在激活iBS時提供的關于其位置的信息，結合在iSM中的、示出郵政編碼區(qū)域和/或單個街道的詳細地理數(shù)據(jù)庫，來決定它將該iBS鏈接到哪個iBSC。
除了上面描述的將LAC分配到iBS的要求之外，iSM通過選擇周期的或隨機的過程來決定它將iBSC的例如9個LAC中的哪一個分配給一個新的iBS，并且計算每個LAC的分配次數(shù)，從而保證iBSC的例如9個LAC在它的iBS中均勻分布(為了最優(yōu)化尋呼流量分布和切換信令/信道激活)。
以同樣的方式，iSM還保證了對iBS的CGI(CGI＝LAI+CI)盡可能少的重用(所述iBS在宏小區(qū)的“iBS指針列表”上(見第2.6.4節(jié)))，從而使得在宏小區(qū)向iBS切換(見第3.2.1節(jié))中必須并行尋址的iBS的數(shù)量以及因此與之相關聯(lián)的信令開銷最小。
本發(fā)明的另一個實施方案是簡單地改變接口規(guī)范，并且允許更長的LAI、CI和更大的鄰近列表。
2.3.1直接相鄰(immediately adjacent)的iBS中的LAC互相直接相鄰的iBS應該具有相同的LAC，從而使得每次移動設備穿過它們之間的小區(qū)邊界時不必要進行位置更新過程。這樣的iBS很有可能是由在相同(廣義的)建筑物內的同一擁有者操作的，所以移動設備也可能經常穿過小區(qū)邊界。
另一方面，當使用iBSC中的VLR功能時(見第3.1.1.1節(jié))，建議使用相反的方法直接相鄰的iBS具有不同的LAC。
當新的iBS接通時，它將進行無線電環(huán)境調查(見第1節(jié))并且確定它是否能接收其他iBS。如果是，它將解碼這些其他iBS的LAC并且把它們報告給iSM。如果這些其他iBS的信號水平高于某個閾值，則iSM將確定這些其他iBS是與所述新的iBS直接相鄰的，然后根據(jù)是否使用了iBSC中的VLR來保證所述iBS得到相同或不同的LAC。如果用戶在相同位置注冊了多個iBS，iSM可以決定這些iBS是否是屬于“相同所有者”的鄰居。
2.4CI(小區(qū)標識符)在GSM網絡中，在一個位置區(qū)域內的CI必須是唯一的，但是在位置區(qū)域以外是可以重用的。因為在整個網絡中，每個宏小區(qū)的例如9個iBS鄰居關系的9個CGI中的9個LAC是都不同的，所以理論上來說單個CI可以為整個網絡中的所有iBS所用。然而，推薦用于每個MSC/iBSC區(qū)域中的iBS的(例如)9個CI在整個網絡中也都各不相同，從而為將來可能的應用留出(allow for)更詳細的iBS標識(identification)。鑒于存在總共65535個不同的CI，為iBS定義足夠大的CI集對網絡經營者來說不是問題，因為對于每個MSC，或是對于在如2.7中所描述的iBS網絡擴展中的每個BSC來說，僅僅需要/可能具有例如9個/最多32個不同的CI。這些iBS-CI甚至不必要和用于宏小區(qū)的CI區(qū)分開來，但是慮及將來可能的應用，無論如何還是推薦不使用任何重用的CI分配策略。
所以iBS的CI分配策略如下對于每個MSC/iBSC區(qū)域，iSM具有例如9個預留的CGI以分配給iBS。包括在這些CGI中的9個LAC和9個CI是各不相同的，并且在網絡中其他地方也不重用。當一個新的iBS被接通時，iSM將確定它應該鏈接到哪個MSC/iBSC(如第2.3節(jié)所述，基于iBS最強的宏小區(qū)的LAC)，并且將該iBSC的9個iBS-CGI(包括了網絡范圍內唯一的LAC和網絡范圍內唯一的CI——注意，這個CGI將被那個位置區(qū)域中所有的iBS共享，這對于在常規(guī)BSC中能夠預定義固定的、有限數(shù)量的iBS的鄰居關系(例如9個)來說是必須的)中的一個分配給iBS。
2.5BSIC(基站識別碼)在切換過程(process)中需要BSIC。在常規(guī)網絡中它在每個小區(qū)SCH(同步信道)上廣播。移動設備在它所監(jiān)控的那些頻率(根據(jù)它服務的小區(qū)給它的鄰居列表而進行監(jiān)控)上解碼BSIC，并且在它的測量報告中把這些報告給BSC。BSC有一個關于哪些BSIC屬于服務小區(qū)的真正的鄰居的參考列表(鄰居關系列表或相鄰列表)，并且決定移動設備接聽到的信號是否的確是真正的鄰居信號，還是來自另一個(遠處的)小區(qū)(具有不同BSIC)的同信道信號。然后BSC相應地作出切換決定。
因此，常規(guī)網絡規(guī)劃的規(guī)則就是接近(vicinity)、使用相同BCCH/SCH頻率的小區(qū)必須具有不同的BSIC。在本文中“接近”表示足夠近，從而使得它們可能成為另一個小區(qū)共同的鄰居。
BSIC長6位，因此最多僅能有64個不同的值。在與其他國家或市場的接壤區(qū)域，網絡經營者必須調整NCC(網絡色碼——BSIC的前3位)，也就意味著在這樣的接壤區(qū)域每個經營者只有較少的BSIC可用——在最糟的情況下僅僅8個可用。網絡中有大量的iBS，而僅有有限數(shù)量的頻率可供iBS使用(比如3個)，這就意味著與“正?！盙SM網絡規(guī)劃規(guī)則相比，在具有相同BCCH頻率的iBS中必須重用BSIC，即使那些iBS互相“接近”(即它們是相同宏小區(qū)的鄰居)。
此外，就像iBS的LAC和CI，iBS的BSIC必須在每個宏小區(qū)的相鄰列表(在BSC中)中預定義，其中，由于前述原因，iBS的鄰居關系的數(shù)量必須受限(例如，9個)。如果在宏小區(qū)中iBS鄰居關系的數(shù)量被選定為9個，并且由網絡經營者規(guī)定為iBS所專用的頻率數(shù)量為3個，則所要求的不同的BSIC的數(shù)量為9/3＝3。這將息味著可能有9種不同的BCCH頻率和BSIC的組合，并且每一種組合指向宏小區(qū)的相鄰列表中9個iBS-CGI中的一個。
iSM選擇最合適的BSIC以分配給新的iBS所要遵從的僅有的規(guī)則如下如果新的iBS在它的無線電環(huán)境調查(見第1節(jié))中在所有的例如3個iBS頻率上接收到一些相關信號強度(干擾)，它應該選擇具有最低干擾水平的頻率用于它的工作(如第2.1節(jié)中所述)，然后獲得一個與在那個頻率上接聽到的BSIC不同的BSIC。
除了上述為iBS分配BSIC的要求之外，iSM通過選擇周期的或隨機的過程來決定它將例如3個iBS-BSIC中的哪個分配給一個新的iBS，并且計算每個iBS-BSIC的分配次數(shù)，從而保證所述例如3個iBS-BSIC在網絡中均勻分布(為了最小化將ARFCN和BSIC共同分配給互相接近的iBS的長期整體風險)。
2.6鄰居列表
2.6.1 iBS自己的鄰居列表當iBS接通時由iBS進行的RF環(huán)境調查(見第1節(jié))遞送了一個iBS能夠接收的宏小區(qū)(也可能以及其他iBS)列表，給出了它們的BCCH頻率、接收到的信號水平、CGI和BSIC。
那個列表里具有足夠信號水平(在iSM中定義閾值)的小區(qū)應該被定義為所述iBS的鄰居小區(qū)?？商鎿Q地，僅列表上最強的那個小區(qū)或是例如最強的2個小區(qū)可以被iSM定義為所述iBS的鄰居小區(qū)。iSM將向iBS發(fā)回一個相關頻率(ARFCN)的列表作為它的鄰居列表。(注意，存儲在GSM基站(BTS)中的鄰居列表僅僅是BTS廣播并指示在區(qū)域內的移動設備監(jiān)控的頻率的列表)。另一個可能性就是至少有一個宏小區(qū)被定義為鄰居。
iSM將向iBSC(就像常規(guī)BSC，iBSC將負責作出切換決定)發(fā)送被定義為iBS的鄰居小區(qū)的列表。這個相鄰列表包括鄰居小區(qū)的頻率、它們的BSIC、LAI、CI和可能一些其他信息(都從iBS的RF環(huán)境調查中獲得，見第1節(jié))。因為連接到這個iBSC的幾個iBS將共享相同的CGI(＝LAI+CI)，iBSC必須使用除CGI之外的另一個參數(shù)——iBS的IP地址、其他與因特網/地址相關的數(shù)據(jù)或iBS的序列號——來區(qū)別這些iBS。
iSM可以僅僅定義最強的宏小區(qū)為iBS的鄰居，也可以定義識別出來的幾個或所有宏小區(qū)為iBS的鄰居。
在RF環(huán)境調查(見第1節(jié))中檢測到并具有足夠信號水平的其他iBS通常被iSM定義為iBS的鄰居，并且也在其他iBS中設置了相互的鄰居(reciprocal neighbor)定義。這些其他iBS可能是為相同使用者所有、在相同(可能是廣義的)建筑物內要切換的其他iBS。在該自動分配之外，iBS用戶可以手動地應用其他iBS的鄰居定義，所述其他iBS是歸他所有并在相同建筑物內工作的iBS。
作為優(yōu)化階段的一部分，iBS可以具有很多已定義的鄰近小區(qū)，例如所有鄰居小區(qū)都是“歸屬(home)宏小區(qū)”。切換列表最初可能較小，例如僅有歸屬宏小區(qū)本身。當監(jiān)控iBS呼叫的鏈路質量時，如果在呼叫期間移動設備看到另一個很強但最初不在該iBS小區(qū)的切換列表中的宏小區(qū)，iSM可以決定增加甚至改變切換目標列表。
本發(fā)明另一個實施方案就是，用于指定模式(當移動設備進行呼叫時)的鄰近列表由以下兩組組成真正的鄰近列表(如在其他基站中所用的)干擾鄰近列表。
干擾鄰近列表并非要切換到這些小區(qū)中的一個。通常，移動臺的測量報告正在報告6個最強的鄰居。如果我們有3個“真正(real)”的鄰居和3個“干擾”鄰居，不管場強如何低，無論如何移動設備都將報告這6個信道。更進一步的進展就是可以使用“干擾”鄰居的動態(tài)列表，并且定期地(periodically)改變該列表，從而能夠監(jiān)控比6個更多的信道。
本方法的優(yōu)點是，移動設備可以為iBS測量潛在的新載波。如果新的“干擾”頻率合適，并且與另一個宏小區(qū)沒有任何干擾，iBS可以重新配置到該新頻率。然后將更新鄰居列表，并且定義其他“干擾”鄰居。
2.6.2宏小區(qū)的鄰居列表除了他們已有的鄰居列表以外，想要使用iBS的網絡經營者將把例如3個預留為iBS專用的頻率(iBS頻率)增加到在他的網絡中的所有宏小區(qū)BTS中。
對于將要使用的例如3個iBS頻率來說，如果(很不可能)一些宏小區(qū)在它們的鄰居列表中已經具有30個或者更多的頻率，在這些宏小區(qū)中的這些已有的鄰居定義中的一些將必須被清除，從而使得有3個頻率對于iBS來說可用，因為在多數(shù)GSM系統(tǒng)制造商的BSC中，鄰居列表的最大長度就是32個頻率。
如之前在第2.1節(jié)中所概述的，電信運營商(carrier)也可以將宏小區(qū)BCCH頻率用于iBS。
2.6.3用于宏小區(qū)(在常規(guī)BSC中)的相鄰列表(鄰居小區(qū)描述)必須把很多(例如9個——見第2節(jié))標準的、預定義的iBS的鄰居關系增加到在網絡中的每一個宏小區(qū)的鄰居小區(qū)描述中，從而使得從宏小區(qū)向iBS的切換可以發(fā)生。這些鄰居小區(qū)描述被存儲在BSC中，并且包含每一個鄰近小區(qū)的ARFCN，BSIC和CGI。CGI由LAI和CI組成，LAI由MCC、MNC和LAC組成。
對于為iBS預留了例如3個頻率和3個BSIC的情況，9對不同的ARFCN/BSIC是可能的。這些ARFCN/BSIC中的每一對指向9個iBS-CGI中的1個作為目標小區(qū)。這9個iBS-CGI中的每一個都被在一組內的更多或更少的大量iBS共享。
所述的例如9個iBS-CGI在每個MSC區(qū)域中是不同的，并且它們也都不在其他MSC區(qū)域中被重用。在一個MSC區(qū)域內，由于前面在第2.3節(jié)中解釋的原因，包括在這9個iBS-CGI中的9個iBS-LAC也互不相同，從而使得在MSC區(qū)域內的iBS被分裂成了最多數(shù)量的iBS位置區(qū)域(例如9個)，以最小化不必要的尋呼流量。
如果在MSC區(qū)域(將在其中使用例如9個不同的iBS-CGI)中的一些宏小區(qū)已經具有24個或者更多個鄰居關系，這些已有的鄰居關系中的一些必須要被清除，從而使得有9個頻率對于iBS來說可用，或是在那個MSC區(qū)域中的iBS-CGI的數(shù)量必須要減少，因為在多數(shù)GSM系統(tǒng)制造商的BSC中，最大的鄰居關系數(shù)量就是32個(一個主要制造商的BSC允許64個)。
如之前在第2.1節(jié)中所概述的，電信運營商也可以用的宏小區(qū)BCCH。
2.6.4iBSC中的“iBS指針列表”為了最小化切換信令的開銷和相關聯(lián)的對信道資源的使用(見第3.2.1節(jié))，iBSC為每一個具有iBS鄰居的宏小區(qū)保存一個“iBS指針列表”。這個iBS指針列表指示出哪些iBS(通過它們的IP地址、其他因特網/地址相關的數(shù)據(jù)或iBS的序列號唯一地識別)是宏小區(qū)的鄰居。接著當來自那個宏小區(qū)的切換請求到達iBSC時，iBSC可以將作為可能切換目標而需要被尋址到的iBS的數(shù)量限制為該列表上的iBS，而不是尋址所有共享被包括在切換請求消息中的CGI的iBS。
在對無線電環(huán)境的調查(見第1節(jié))中，iBS在它們的CGI中向iSM報告它能接收到的所有宏小區(qū)和這些宏小區(qū)的某些參數(shù)。(iSM使用該信息來定義哪些宏小區(qū)應該被定義為用于iBS向宏小區(qū)切換的iBS的鄰居)。iSM現(xiàn)在將使用相同信息來為每一個被定義為iBS的鄰居的宏小區(qū)創(chuàng)建一個列表，所述列表包括這些鄰近iBS的CGI和IP地址。
必須為每一個iBS創(chuàng)建上述用于宏小區(qū)的iBS指針列表，以優(yōu)化在iBS向iBS切換中的信令開銷(見第3.2.3節(jié))——然而，這些iBS指針列表將比用于宏小區(qū)的指針列表短得多，因為比之宏小區(qū)，iBS通常具有少得多的其他iBS作為地理上的鄰居。
2.7iBS網絡擴展當在網絡中使用的iBS的數(shù)量達到非常高的水平時，可以通過采用下面所描述的特別的小區(qū)參數(shù)分配方法，來使尋呼和建立切換信令I信道(由于前述對CGI的共享而引起)中的開銷從MSC水平降低到BSC水平在宏小區(qū)的相鄰列表中的iBS所分享的例如9個CGI可以被不同地為每個BSC而不僅僅是為每個MSC進行定義。這樣顯著地減少了共享相同CGI的iBS的數(shù)量，也因此減少了在尋呼和切換信令I信道建立中的開銷。
接著，在配置階段，iBS將在它們的無線電環(huán)境調查(見第1節(jié))中不僅識別出它們的相鄰宏小區(qū)屬于哪個MSC，還識別出屬于哪個BSC。當網絡經營者使用LAC編號方案時，可能不僅從例如LAC的最開始幾個數(shù)字識別出MSC，還從后面的幾個數(shù)字識別出BSC。
于是，在常規(guī)網絡中，LAC必須不與BSC區(qū)域重疊。
iSM具有一個在不同BSC區(qū)域中使用的LAC的相應數(shù)據(jù)庫，然后，像從前一樣，將iBS鏈接到一個iBSC(所述iBSC連接到相同的MSC)作為最強的周圍宏小區(qū)，但是，接著將所述例如9個iBS-CGI中屬于周圍宏小區(qū)所屬的BSC的一個分配給iBS。
在iBSC中的VLR功能(見第3.1.1.1節(jié))進一步地減少了尋呼(MTC)信令開銷。
本發(fā)明的另一個實施方案是，隨著切換請求，移動設備的坐標也被包括了。在這種情況下，iBSC將使用該信息來選擇具有相同參數(shù)的最近的iBS。
2.8用于iBS的優(yōu)化階段一旦iBS被配置和激活，iBS將進行很多性能測量。例如，iBS將進行空閑信道監(jiān)管，這意味著如果一個TCH時隙是非活動的，iBS將測量來自其他iBS或宏小區(qū)移動設備的干擾。
另一個方法就是，iBS將分析呼叫的上行和下行鏈路質量，并且進行一些統(tǒng)計(如平均RXLEV和RXQUAL)。
基于這些統(tǒng)計，iBS可以提高或降低輸出功率。例如，如果鏈路邊緣(margin)比指定的要低，只要沒有達到最大輸出功率，可以增加輸出功率。該功率設置用于移動臺和基站兩者。
如果存在很多干擾(上行鏈路或下行鏈路)，iBS可以選擇另一個信道，并且使用例如在第2.6.1節(jié)中解釋的用于“干擾”鄰居的過程。
本發(fā)明的另一個實施方案是，iBS以“中等”輸出功率發(fā)送信號。如果移動設備接收到差的信號，則應該增加iBS的輸出功率，從而移動設備又將得到好的信號。這對于數(shù)據(jù)傳輸特別重要，因為接收機對高數(shù)據(jù)率的敏感度下降了。
3.與iBS相關的GSM過程本節(jié)描述在GSM網絡中這樣的過程，其中上面描述的特定iBS預分配、共享某些小區(qū)參數(shù)、產生信令和信道激活開銷起作用。
3.1呼叫建立3.1.1移動終結呼叫(MTC)
在GSM網絡中，當MSC接收到對特定移動設備的MTC時，它將向控制BTS的所有BSC發(fā)送尋呼命令，所述BTS屬于如下位置區(qū)域在該位置區(qū)域中移動設備最近執(zhí)行過位置更新過程。BSC將把這些尋呼命令轉發(fā)給所有那些依次將要在空中接口上發(fā)送尋呼命令的BTS。移動設備對尋呼命令的響應僅被移動設備此時真正所在的BTS接收——在所述位置區(qū)域中其他BTS所發(fā)送的尋呼命令仍不能被移動設備聽到——并且此BTS接下來將開始與移動設備進行通信，并且向BSC發(fā)回信號(用它的CGI來識別)，以建立進行該呼叫的信道，等等。
如前面所解釋的，幾個或很多iBS可以共享相同的CGI，也即相同的LAC和相同的CI。這意味著，在針對當前位于一個iBS小區(qū)中的移動設備的MTC中，可以用尋呼命令并行地尋址幾個iBS，并且可以要求幾個iBS建立進行此呼叫的信道。僅真正接收移動設備對尋呼命令的響應的iBS會向iBSC發(fā)回此信號，然后iBSC將要求尋呼命令被發(fā)送到的所有其他iBSC再次釋放已建立的信道。iBSC使用iBS的IP地址來區(qū)分iBS，因為在常規(guī)網絡中通常被用作此用途的CGI對涉及的所有iBS來說是共同的。
3.1.1.1在iBSC中，用于優(yōu)化的MTC信令的VLR功能為了減少MTC所需的信令，iBSC具有它自己的VLR功能(訪問者位置注冊器)，這意味著當移動設備在iBS小區(qū)中執(zhí)行位置更新過程時，iBSC保存了關于哪些移動設備當前被注冊在哪些iBS小區(qū)中的記錄。倘若2個互相直接相鄰的iBS小區(qū)具有不同的LAC(關于這如何達到，見第2.3.1節(jié))，則這將減少在移動終結呼叫(見第3.1.1節(jié))中的信令開銷，甚至實際上消除信令開銷。當iBSC把關于移動設備的位置信息存儲下來時，它僅把尋呼命令發(fā)送給移動設備當前所在的那一個iBS，也即尋呼區(qū)域的大小僅僅事實上為1個小區(qū)。這避免了必須在每一個具有指定LAC/CI的iBS中尋呼移動設備所產生的信令開銷，而如果不這樣這些信令開銷就會產生，因為有一組幾個或者很多個iBS共享相同的LAC/CI。iBSC使用在這樣的組中的iBS的IP地址來區(qū)分它們并且尋址它們。
當移動設備離開所述iBS小區(qū)區(qū)域，它在鄰近小區(qū)中執(zhí)行位置更新過程。如果這個新小區(qū)本身是個iBS，則iBSC更新移動設備的位置信息，但是多數(shù)情況下新小區(qū)是宏小區(qū)，而不是iBS(但是，無論如何是一個具有不同LAC的小區(qū)——見上文)，這將導致移動設備的位置在MSC中被更新，但是MSC當前不把移動設備的新位置通知給原來的BSC。因此，iBSC將帶著無效的位置信息離開。
為了克服這個問題，iBSC的VLR將有規(guī)律地“輪詢”移動設備(類似于GSM定期的(periodic)位置更新過程)，從而知道它們是否還在它們最近執(zhí)行位置更新時所在的iBS小區(qū)區(qū)域中。可替換地，因為這個過程也在耗盡信令和信道資源，在規(guī)定的移動設備非活動時間段后，iBSC將在它的VLR數(shù)據(jù)庫中清除該移動設備的位置信息。然而，如果移動設備還留在iBS小區(qū)區(qū)域內，并且iBSC從MSC接收到對它的MTC，iBSC在沒有關于該移動設備更詳細位置信息的情況下，執(zhí)行標準的iBS尋呼過程，也即在共享指定LAC/CGI的所有iBS中尋呼它(見第3.1.1節(jié))。
另一個選擇就是在iBSC的VLR中保持MS的位置信息，直到對該MS的下一個MTC到達。然后iBSC使用2層(2-tier)尋呼過程嘗試首先在最近已知的iBS中尋呼MS，并且僅僅當這樣不成功時，才執(zhí)行標準iBS尋呼過程(并且僅僅這時才刪除這時顯然無效的關于該MS的舊的位置信息)。
本發(fā)明的另一個實施方案就是，iBSC首先尋呼移動設備的“歸屬”小區(qū)。在新iBS的注冊中，要求用戶列出在這個小區(qū)中的所有移動設備(通常是所有家庭的移動設備號碼)。在這種情況下，iBSC首先向歸屬小區(qū)發(fā)送尋呼請求，并且如果不成功，它將向其他iBS發(fā)送出尋呼請求。
3.1.2移動始發(fā)呼叫(MOC)與常規(guī)BTS相比，通過iBS的移動始發(fā)呼叫建立的不同點在于，在iBS和iBSC之間的流量控制中，iBS的IP地址、其他因特網/地址相關數(shù)據(jù)或iBS的序列號被用作iBS的附加標識，如在第2.6.1、3.1.1和3.1.1.1節(jié)中已經描述的那樣，因為iBS的CGI(它一般用作此用途)不像在常規(guī)網絡中那樣唯一，而是在幾個或者很多iBS間共享。所以，像其他移動始發(fā)的呼叫那樣，該呼叫是通過iBSC和MSC建立的。
3.2切換3.2.1宏小區(qū)向iBS的切換由于這種切換的鄰居關系必須在BSC中預定義，這種切換是最被iBS系統(tǒng)的特性所影響的一種切換，其中，在所述的BSC中僅僅存在有限數(shù)量的可用于鄰居關系的位置(在多數(shù)制造商的BSC中每個小區(qū)32個，在一些制造商的BSC中每個小區(qū)64個)。
在常規(guī)網絡中，MS在它的測量報告中報告它在當前服務(宏小區(qū))BTS的鄰居列表中的頻率上接收到的下行鏈路信號強度和BSIC。該鄰居列表(要被監(jiān)控的頻率的列表)是由BTS在BCCH上給MS的，并且包括例如3個專門分配給iBS在網絡范圍內使用的頻率(iBS頻率)。
測量報告在具有如下參考列表(相鄰列表)的BSC中結束，所述參考列表用目標小區(qū)的LAC和CI將報告的BSIC和頻率鏈接到正確的切換目標小區(qū)。然后，當識別出一個切換要求時，向相關(基于BSC的切換算法，最合適的)目標小區(qū)發(fā)送一個信道激活請求。
BSC用小區(qū)的CGI來尋址目標小區(qū)，所述CGI由LAI和CI組成，并且通常是一個全球唯一的小區(qū)ID。如果最合適的(例如最強的)目標小區(qū)是一個iBS，則將向相關iBSC(通過MSC)發(fā)送一個切換請求。切換請求消息也包括切換起始的小區(qū)(“原小區(qū)”)的CGI，所以iBSC將根據(jù)在切換請求中指定的目標小區(qū)的CGI向原小區(qū)的指針列表中的每個iBS發(fā)送信道激活請求(見第2.6.4節(jié))。
這意味著只要在宏小區(qū)區(qū)域中的iBS的數(shù)量超過可供在MSC/iBSC區(qū)域中的iBS使用的CGI的數(shù)量，一個以上的iBS就必須為切換激活一條信道(并且向iBSC發(fā)回信道激活確認命令)，但是必然地，請求切換的移動設備僅能被它們中的一個接聽到。然后iBSC識別出在宏小區(qū)“指針列表”的共用CGI組(見第2.6.4節(jié))中的哪個iBS(通過其IP地址來唯一地識別)正在以切換檢測消息作出響應，這表明該iBS實際上正在接收該移動設備，然后iBSC指示所有其他為此次切換已激活信道的iBS再次釋放那些信道(或是當相應標準計時期滿時釋放這些信道)。
iBSC在向MSC發(fā)回切換請求確認消息之前是否應該等待，直到為該切換所尋址的所有iBS(如果多于1個)都已經以信道激活確認消息作出響應，或是否當?shù)谝粋€iBS或占被尋址的iBS的某個百分比的iBS已經響應時就已經發(fā)送了切換請求確認消息，這是可配置的。
在這樣的宏小區(qū)向iBS的切換中，所有被并行尋址為可能的目標小區(qū)的iBS都必須激活相同的信道(也即在相同頻率上的相同時隙編號)，以按管(take over)該呼叫，因為在GSM系統(tǒng)的切換信令規(guī)范中要求如此。因此，在所有iBS中預留了一個(或幾個)特定時隙編號(例如no.7時隙)用于切換請求，并且從不被分配來傳輸其他業(yè)務。在呼叫被切換到一個iBS的no.7時隙后，該呼叫立刻在小區(qū)內部切換中被轉移到另一個時隙，以釋放no.7時隙用于下一個切換請求。
在圖5中示出了用于宏小區(qū)向iBS的切換的消息流，在所述切換中，宏小區(qū)的指針列表中有5個iBS共享同一個CGI。
3.2.2iBS向宏小區(qū)的切換實際上iBS向宏小區(qū)的切換是標準的GSM切換過程，并且不涉及如3.2.1節(jié)中描述的逆過程的信令和信道激活的開銷，因為當新的iBS上線時，iBS的鄰居關系可以由iSM寫入iBSC或覆蓋(見第2.6.1節(jié))。
正由iBS服務的移動設備將通過iBS向iBSC發(fā)送它的測量報告，在iBSC中對報告的接收到的鄰居小區(qū)的信號強度、ARFCN和BSIC進行評估。作為第1節(jié)中所描述的無線電環(huán)境調查的結果，iBSC具有每個iBS的相鄰列表，所述列表把報告的ARFCN和BSIC鏈接到每個鄰居小區(qū)的CGI。當iBSC確定需要切換時，它將用小區(qū)的CGI尋址相關目標小區(qū)并向該目標小區(qū)(通過MSC)發(fā)送切換請求。所述切換完成后，iBSC將清除在“原”(iBS)小區(qū)中的信道。
3.2.3iBS向iBS的切換此過程由在第3.2.2節(jié)和第3.2.1節(jié)中所描述的另兩種切換過程的要件組成。在開始時，在如何識別對于來自iBS的切換來說最合適的目標小區(qū)這方面，它類似于在第3.2.2節(jié)中所描述的iBS向宏小區(qū)的切換。但是，現(xiàn)在目標小區(qū)不再是宏小區(qū)，而是另一個iBS，這就意味著現(xiàn)在目標小區(qū)的CGI不再唯一地標識單個iBS，而是標識共享該CGI的一組iBS，所以應用了宏小區(qū)向iBS的切換的相關部分(見第3.2.1節(jié))。然而，iBS的iBS指針列表通常比典型的宏小區(qū)的iBS指針列表短得多，因為比之宏小區(qū)，iBS通常具有少得多的其他iBS作為物理鄰居(如果存在的話)——見第2.6.4節(jié)。實際上，多數(shù)iBS向iBS的切換是iBSC/MSC內的切換，這就意味著在切換中涉及的原iBS小區(qū)和新iBS小區(qū)屬于相同的iBSC/MSC。
另一個可能性就是，iBSC可以處理比32或64個更多的鄰居，這一點很重要，如果一些iBS能夠被安裝在戶外，具有較大的小區(qū)半徑，從而很多小區(qū)能夠在鄰近列表中。
4.iBS的位置驗證標題為“因特網基站”、序列號10/280,733的美國專利申請?zhí)岢隽嗽趇BS站點使用宏小區(qū)信息。如果iBS沒有得到任何宏小區(qū)信息，可以使用其他方法來驗證iBS位置4.1GPSiBS具有集成的GPS接收機，并且向iSM報告坐標。這是最簡單的方式，但是它增加了iBS的成本。用戶不用輸人任何數(shù)據(jù)就可以完成向iSM注冊的過程。
4.2移動手持機的位置信息如果在注冊過程中移動臺開機，并且具有到宏小區(qū)網絡的鏈路，則移動設備可以向iSM發(fā)送小區(qū)信息(最強小區(qū)、鄰近列表等)或坐標。
這可以通過建立從iSM到移動臺的呼叫來完成，下載小段信息(cookie)(例如SIM工具箱(toolkit))從而使得移動設備向iSM發(fā)送該信息。移動設備可以具有集成的GPS接收機，或是基于其他信息計算坐標。
可替換地，MSC的HLR將向iSM發(fā)送最近的小區(qū)信息。如果移動臺關機，則移動設備將向HLR發(fā)送注銷消息，并指示移動設備的新狀態(tài)和最近的位置。
作為替換，可以通過移動臺和iBS之間的藍牙或WiFi連接來發(fā)送移動臺信息。
可以使用E911-系統(tǒng)來從移動設備獲得坐標，并向iSM發(fā)送數(shù)據(jù)。在這種情況下，將要求移動設備發(fā)送接入突發(fā)，從而使得E911-接收機也能夠接收該移動設備。
以秒或以分鐘的量級而不以小時或天的量級來通過藍牙或WiFi發(fā)送信息，這是很重要的，因為在同時移動臺可能移動。
一旦確認了位置，iBS發(fā)射機就可以開機，并且iBS可以開始工作。
本領域技術人員將會或將變得清楚本發(fā)明的其他實施方案和實現(xiàn)。所有這樣的附加實施方案和實現(xiàn)都旨在被包括在本說明書內，落在本發(fā)明的范圍內并且受所附的權利要求書保護。
權利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括用于無線通信網絡的無線電基站，所述基站被配置成用于連接到中心基站控制器設備，所述基站被配置成用于通過它的無線電接收機搜集關于其他周圍基站的信息，并且基于所述搜集到的信息和其他運營商專有的要求，所述基站被配置成用于在中心配置設備的幫助下自動地集成到所述網絡中。
2.如權利要求1的系統(tǒng)，還包括移動交換中心(MSC)；以及處理所述基站和MSC之間通信的基站控制器設備，所述基站控制器設備與所述MSC放置在一起，并且利用公共因特網與所述基站通信。
3.如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述無線網絡選自由GSM網絡、COMA網絡和3G網絡組成的組。
4.如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述基站利用網絡配置參數(shù)設置的組合，所述網絡參數(shù)設置的組合允許所述基站和所述網絡之間關于漫游和切換的完全的互操作，而不需要改變在其他已有網絡部件中的參數(shù)設置
5.如權利要求4的系統(tǒng)，其中所述參數(shù)設置的組合在保持基站間完全互操作的同時，使得以非常高的密度部署非常大量的基站成為可能。
6.如權利要求1的系統(tǒng)，其中所述基站接收機工作在下行鏈路頻帶(基站到移動臺)和上行鏈路頻帶上(移動臺到基站)。
7.如權利要求2的系統(tǒng)，其中所述基站掃描所述下行鏈路頻帶以發(fā)現(xiàn)來自其他基站的BCCH(廣播控制信道)信號，測量所述接收到的信號的強度，解碼這些基站的廣播參數(shù)，所述參數(shù)例如CGI(全球小區(qū)標識符，它包括位置區(qū)域碼(LAC)和小區(qū)標識符(CI))、BSIC(基站識別碼)和鄰居小區(qū)列表，并向所述配置設備報告所述測量。
8.如權利要求7的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備存儲關于運營商可用頻率的信息，并基于所述基站的所述測量自動地向所述基站分配合適的無線電頻率。
9.如權利要求8的系統(tǒng)，其中所述配置設備存儲關于在所述網絡中被用作BCCH頻率的頻率的信息，并向所述基站分配那些頻率中的一個頻率，在測量中，在這個頻率上接收到最低干擾信號水平。
10.如權利要求9的系統(tǒng)，其中所述配置設備識別所述基站能接收的最強的其他基站，并向那個基站分配這樣的相同頻率所述頻率還被該最強的其他基站的最弱的被接收到的鄰居小區(qū)用作BCCH頻率。
11.如權利要求1的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備存儲關于運營商可用頻率的信息，并基于所述信息和隨機或周期算法自動地向基站分配合適的無線電頻率。
12.如權利要求7的系統(tǒng)，其中位置區(qū)域碼(LAC)和小區(qū)標識符(CI)是為所述網絡中的每個MSC或每個BSC預定義的，所述位置區(qū)域碼和小區(qū)標識符與所述網絡中的常規(guī)基站所使用的LAC和CI區(qū)分開來，因此多個基站共享共同的全球小區(qū)標識符(CGI)和因此共享共同的LAC和CI。
13.如權利要求12的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備存儲關于被所述網絡的不同的MSC或BSC使用的位置區(qū)域碼(LAC)的信息，并且基于所述信息和所述基站的所述測量向所述基站分配出自所述預定義的LAC集中的LAC，所述LAC屬于與如下MSC或BSC相同的MSC或BSC，所述MSC或BSC控制所述基站的最強的鄰居小區(qū)所屬的位置區(qū)域，還通過所述因特網將所述基站鏈接到所述基站控制器，其中所述基站控制器被連接到所述相同的MSC。
14.如權利要求2的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備利用包括郵政編碼區(qū)域和/或單個街道的地理數(shù)據(jù)庫，結合所述基站的使用者在激活時提供的位置信息，將所述基站鏈接到所述基站控制器。
15.如權利要求13的系統(tǒng)，其中所述配置設備使用隨機或周期算法來保證所述預定義的LAC在MSC區(qū)域或BSC區(qū)域內的所有基站中均勻分布。
16.如權利要求7的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備基于所述測量報告，識別與所述基站相鄰的其他基站，并向它分配所述相同的LAC。
17.如權利要求13的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備基于所述測量報告，識別與所述基站相鄰的其他基站，并向它分配出自所述預定義的LAC集的不同的LAC。
18.如權利要求1的系統(tǒng)，其中要被所述基站使用的頻率是預定義的，所述頻率與被所述網絡中的其他基站使用的所述頻率不同，并且被增加到所述網絡中的那些其他基站的鄰居列表中和所述其他基站的BSC中的鄰居小區(qū)描述中。
19.如權利要求1的系統(tǒng)，其中所有在所述網絡中使用的BCCH頻率都被預定義為要被所述基站使用的可能頻率，并增加到所述網絡中的那些其他基站的鄰居列表中和在所述其他基站的BSC中的鄰居小區(qū)描述中。
20.如權利要求7的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備基于所述基站的所述信號水平測量報告，識別出與所述基站相鄰的其他基站，將所述相鄰基站的BCCH頻率增加到所述基站的所述鄰居列表中，并將所述相鄰基站的小區(qū)描述增加到在所述基站控制器中的所述基站的鄰居列表中，其中所述小區(qū)描述包括所述相鄰基站的無線電頻率(ARFCN)、CGI(全球小區(qū)標識符)和BSIC(基站識別碼)。
21.如權利要求1的系統(tǒng)，其中在常規(guī)基站控制器中預留了某個數(shù)量的鄰居小區(qū)描述，用于所述基站作為所述常規(guī)基站的鄰居的描述，并且存檔有所述基站將使用的例如所述無線電頻率(ARFCN)、所述全球小區(qū)標識符(CGI)和所述基站識別碼(BSIC)的預定義參數(shù)。
22.如權利要求1的系統(tǒng)，其中某個數(shù)量的基站識別碼(BSIC)被分配給所述基站所用，并被寫入所述網絡中的所有常規(guī)基站的預定義鄰居列表中，所述預定義鄰居列表被存儲在常規(guī)基站控制器。
23.如權利要求7的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備存儲關于在所述網絡中使用的基站識別碼(BSIC)的信息，并基于所述信息和來自所述基站的所述測量報告，向所述基站分配與在所述區(qū)域中使用相同無線電頻率的最強的其他基站不同的BSIC。
24.如權利要求7的系統(tǒng)，還包括配置設備，所述配置設備基于來自所述基站的所述測量報告，為所述網絡中的每個基站創(chuàng)建與該基站相鄰的基站的指針列表，并將此列表發(fā)送到連接到MSC的基站控制器，所述基站連接到該相同的MSC。
25.如權利要求24的系統(tǒng)，其中所述基站控制器利用所述指針列表來指導從一個基站到另一個基站的切換，所述另一個基站在所述基站的指針列表上。
26.如權利要求2的系統(tǒng)，其中所述基站控制器為每個基站保存關于哪些移動設備最近與該基站一起執(zhí)行過位置更新過程的記錄，并以有規(guī)律的間隔輪詢那些移動設備，以確定它們是否還在那個基站的覆蓋區(qū)域中，或者可替換地，在移動設備已經于一規(guī)定的時間段內處于非活動狀態(tài)后，刪除該移動設備的記錄。
27.如權利要求26的系統(tǒng)，其中所述基站控制器使用所述移動設備的記錄來將移動終結呼叫指向僅一個特定基站。
28.如權利要求27的系統(tǒng)，其中，當所述基站控制器從它所連接到的所述MSC接收切換請求消息時，它向所有這樣的基站發(fā)送信道激活命令所述基站共享在所述切換請求消息中被指定為切換目標的CGI并且在發(fā)起所述切換請求的基站的所述指針列表上，所述基站是由在所述切換請求消息中的基站的CGI識別。
29.如權利要求28的系統(tǒng)，其中，當所述基站控制器從基站接收切換檢測消息以響應于信道激活命令時，向所述相同信道激活命令被發(fā)送到的所有其他基站發(fā)送信號，以再次釋放所述已激活的信道。
30.如權利要求13的系統(tǒng)，其中，當所述基站控制器尋址與其他這樣的基站共享共同的CGI的基站時，使用IP地址來尋址所述基站。
31.如權利要求13系統(tǒng)，其中，當所述配置設備尋址所述基站時，所述配置設備與其他這樣的基站共享共同的CGI，并且使用IP地址來尋址所述基站。
32.如權利要求30的系統(tǒng)，其中，在所述切換中被接管的呼叫被立即從其原始信道轉移到其他信道，從而能夠為進一步的切換請求清除所述原始信道。
33.如權利要求2的系統(tǒng)，其中，所述基站控制器允許每個小區(qū)多于64個鄰居關系。
34.如權利要求1的系統(tǒng)，其中，根據(jù)用戶關于無線電覆蓋目標的輸入，發(fā)射功率水平在最小值和最人值之間進行調整。
35.如權利要求7的系統(tǒng)，其中，基于所述基站在其測量中能夠接收到的鄰居小區(qū)的數(shù)量，發(fā)射功率水平在最小值和最大值之間進行調整。
36.如權利要求1的系統(tǒng)，其中，基于被服務的移動臺所報告的平均功率水平和誤比特率，發(fā)射功率水平在最小值和最大值之間進行調整。
37.如權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述基站持續(xù)地監(jiān)控被服務的移動臺所報告的信號水平和誤比特率，并且在差的信道質量持續(xù)某個時間段之后重新選擇新的合適的頻率。
38.如權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述基站具有用于確定其位置的集成GPS接收機。
39.如權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述基站具有集成的藍牙或WiFi收發(fā)機，以在本地與移動臺通信并且交換位置信息。
40.一種在無線通信網絡中為位置區(qū)域碼(LAC)編號的方法，從而使得所述LAC的至少一個數(shù)位標識控制位置區(qū)域的移動交換中心(MSC)，并且所述LAC的至少一個其他的位字標識控制所述位置區(qū)域的基站控制器(BSC)。
全文摘要
移動通信網絡中的無線電基站搜集關于網絡的信息，并和配置設備——因特網系統(tǒng)管理器(iSM)交換數(shù)據(jù)。iSM自動地配置基站，并通過定義配置參數(shù)設置把基站集成到網絡中，而無需在其他已有的網絡組件中增加或修改參數(shù)設置，所述配置參數(shù)設置允許基站與網絡間完全的互操作，特別是關于漫游和切換的互操作。這些基站間完全的互操作支持了對于大量這種基站的使用和它們間的高地理密度，使得可以通過利用參數(shù)設置的特定組合和在網絡中尋址不同基站的新方法，來克服常規(guī)移動通信網絡在這方面的限制。
文檔編號H04W84/04GK1894979SQ200480028586
公開日2007年1月10日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權日2003年8月6日
發(fā)明者斯蒂芬·沙內特, 彼得·蘭格 申請人:英特爾公司