專利名稱：與帶寬有關(guān)的小區(qū)層選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與電信系統(tǒng)有關(guān)，具體地說(shuō)，與移動(dòng)終端的通信系統(tǒng)有關(guān)。
背景技術(shù)：
蜂窩式移動(dòng)系統(tǒng)包括若干架構(gòu)塊，其中最基本的是移動(dòng)臺(tái)、基站和移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心。它們的功能在這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的。移動(dòng)臺(tái)用來(lái)與蜂窩系統(tǒng)進(jìn)行通信?，F(xiàn)有的移動(dòng)臺(tái)有許多類型，例如手持電話機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)和其他個(gè)人通信裝置。移動(dòng)臺(tái)利用基站的無(wú)線電信道與蜂窩系統(tǒng)通信?；矩?fù)責(zé)通過(guò)無(wú)線電與指配的各自地理區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信?；九c負(fù)責(zé)所有與呼叫處理有關(guān)的交換功能的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)連接。MSC在一側(cè)與基站連接而在另一側(cè)與外部核心網(wǎng)連接。
蜂窩網(wǎng)在地理上劃分為多個(gè)限定受無(wú)線電覆蓋的地理區(qū)域的小區(qū)。每個(gè)小區(qū)由一個(gè)使用一個(gè)或幾個(gè)(取決于通信業(yè)務(wù)負(fù)荷量)與鄰近小區(qū)所用的不同的頻率的基站提供服務(wù)。


圖1示出了移動(dòng)通信系統(tǒng)的小區(qū)設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例。圖1中的圓圈各是一個(gè)特定基站的覆蓋區(qū)，基站示為一個(gè)在圓圈的中心的點(diǎn)。因此，小區(qū)A1、A2、A3和A4都是移動(dòng)臺(tái)可以通過(guò)的地理覆蓋區(qū)。小區(qū)A1、A2、A3和A4在地理上分別由各自基站可以提供的有效無(wú)線通信距離限定。這距離取決于若干因素，諸如基站信號(hào)輸出的功率電平和基站小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)輸出的信號(hào)的功率電平?；続1’、A2’、A3’和A4’分別處在各自的小區(qū)A1、A2、A3和A4內(nèi)。
傳統(tǒng)上，隨著一個(gè)移動(dòng)臺(tái)在一個(gè)特定的地理區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，它可能從一個(gè)地理小區(qū)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)地理小區(qū)，因此導(dǎo)致要執(zhí)行一個(gè)在這些小區(qū)的各自基站之間的越區(qū)切換過(guò)程。這樣，例如在一個(gè)移動(dòng)臺(tái)處在小區(qū)A1內(nèi)正在呼叫時(shí)，它與基站A1’進(jìn)行通信。但是，在這個(gè)移動(dòng)臺(tái)從小區(qū)A1進(jìn)入例如小區(qū)A2時(shí)，基站A1’要將為這個(gè)移動(dòng)臺(tái)服務(wù)的業(yè)務(wù)移交給新的基站A2’。理想的是，這個(gè)越區(qū)切換過(guò)程對(duì)于移動(dòng)臺(tái)的用戶來(lái)說(shuō)應(yīng)是無(wú)縫的。有一些已知的越區(qū)切換技術(shù)可以用來(lái)改進(jìn)移動(dòng)臺(tái)在越區(qū)切換過(guò)程期間的移動(dòng)性和無(wú)縫性。
如原就熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員所理解的那樣，小區(qū)A1、A2、A3和A4各在它們可以處理的業(yè)務(wù)量上有一個(gè)固有的限制。因此，每個(gè)小區(qū)具有一個(gè)與它必須(在理想上)滿足所有在它的地理區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)需要相應(yīng)的帶寬。一旦一些在用的移動(dòng)臺(tái)占用了這個(gè)帶寬，這個(gè)小區(qū)內(nèi)的基站就不能再提供外加的業(yè)務(wù)服務(wù)，直到有其中一個(gè)在用的移動(dòng)臺(tái)結(jié)束它的呼叫，釋放一些帶寬供另一個(gè)移動(dòng)臺(tái)用。隨著越來(lái)越多的移動(dòng)臺(tái)在蜂窩網(wǎng)內(nèi)使用，各小區(qū)內(nèi)要有足夠的帶寬可用成為越來(lái)越重要的問(wèn)題。因此，在創(chuàng)建蜂窩網(wǎng)時(shí)，小區(qū)結(jié)構(gòu)的配置(即每個(gè)具體小區(qū)服務(wù)的覆蓋區(qū)的面積)是一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。這樣，圖1所示的小區(qū)大小和形狀相同并不是標(biāo)準(zhǔn)情況，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員通常將減小高業(yè)務(wù)量地區(qū)的小區(qū)的大小而增大低業(yè)務(wù)量地區(qū)的小區(qū)的大小。然而，新的高效地利用蜂窩網(wǎng)內(nèi)可用的帶寬的進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)在商業(yè)上是有價(jià)值的進(jìn)步。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)地理區(qū)域在地理上劃分成一些交疊的、小區(qū)大小不同的層。也就是說(shuō)，第一小區(qū)層將一個(gè)地理區(qū)域劃分成一些小的小區(qū)組，再將同一個(gè)地理區(qū)域劃分成一些較大的、交疊的小區(qū)組。除了最初這兩層之外，還可以有其它交疊層。這通常稱為分層的小區(qū)結(jié)構(gòu)。
在這種分層的小區(qū)結(jié)構(gòu)中，較低層的小區(qū)(地理面積小的小區(qū))為處在它內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)提供較大的帶寬，而較高層的小區(qū)(地理面積較大的小區(qū))為處在它內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)提供較小的可得帶寬(bandwidth availability)，但是覆蓋了一個(gè)較大的地理區(qū)域。
因此，在這種分層的小區(qū)結(jié)構(gòu)中，面積小而可得帶寬大的小區(qū)設(shè)置在面積大而可得帶寬小的小區(qū)內(nèi)。
在本發(fā)明的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在呼叫請(qǐng)求后為移動(dòng)臺(tái)指定小區(qū)時(shí)考慮了移動(dòng)臺(tái)的帶寬要求。移動(dòng)臺(tái)將帶寬要求與呼叫請(qǐng)求一起發(fā)送，于是這個(gè)帶寬要求就用來(lái)確定應(yīng)為移動(dòng)臺(tái)指定一個(gè)面積較小而可得帶寬較大的小區(qū)還是一個(gè)面積較大而可得帶寬較小的小區(qū)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和目的將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，在這些附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的小區(qū)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖；圖2為一個(gè)示范分層小區(qū)結(jié)構(gòu)；圖3為另一個(gè)示范分層小區(qū)結(jié)構(gòu)；圖4為現(xiàn)有技術(shù)的移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)的示意圖；圖5為本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例的示意圖；圖6為本發(fā)明的另一個(gè)示范實(shí)施例的示意圖；以及圖7為本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例的流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明所介紹的這個(gè)蜂窩系統(tǒng)可以使帶寬利用率對(duì)于許多不同類型的移動(dòng)臺(tái)都達(dá)到最大，其中包括對(duì)帶寬要求比較低的移動(dòng)臺(tái)(例如，移動(dòng)電話機(jī))和對(duì)帶寬要求可能相當(dāng)高的移動(dòng)臺(tái)(例如，多媒體處理設(shè)備)。在諸如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，蜂窩系統(tǒng)通常為每個(gè)移動(dòng)臺(tái)提供與所有其他移動(dòng)臺(tái)相同的窄的可用帶寬。隨著引進(jìn)一些對(duì)帶寬和業(yè)務(wù)容量有不同要求的連接，以及對(duì)寬帶連接的需求越來(lái)越多，圖1所示的蜂窩結(jié)構(gòu)顯得越來(lái)越不適當(dāng)。
圖2所示的分層結(jié)構(gòu)開(kāi)始是為了滿足一些對(duì)寬帶連接的要求。在圖2這個(gè)實(shí)施例中，地理區(qū)域20被劃分為例如三種不同層次的小區(qū)。分層結(jié)構(gòu)的第一小區(qū)層將地理區(qū)域20劃分為大量比較小的小區(qū)區(qū)域A1、A2、A3等等。小區(qū)區(qū)域A1、A2、A3等等分別由各自的基站A1’、A2’、A3’提供服務(wù)。在這一層，蜂窩結(jié)構(gòu)通常與圖1所示的相應(yīng)。或者，如技術(shù)人員可以理解的那樣，一個(gè)基站也可以為幾個(gè)小區(qū)區(qū)域服務(wù)。
然而，圖2的地理區(qū)域20包括一些與小區(qū)A1、A2、A3等的第一層交疊的較高層小區(qū)結(jié)構(gòu)。在分層結(jié)構(gòu)的第二小區(qū)層內(nèi)，地理區(qū)域20分為一些大小適中的小區(qū)B1、B2等等，分別由基站B1’、B2’等提供服務(wù)。
然后，在圖2這個(gè)示范實(shí)施例中，地理區(qū)域20再分為比較大的小區(qū)C1、C2等等，由基站C1’、C2’等服務(wù)，構(gòu)成更高的層(在本實(shí)施例中為第三層)。在圖2所示的這三個(gè)層上還可以增添更多的分層結(jié)構(gòu)的小區(qū)層。
采用圖2所示的分層結(jié)構(gòu)，在一個(gè)移動(dòng)臺(tái)位于地理區(qū)域20內(nèi)的“X”點(diǎn)時(shí)，這個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以通過(guò)三個(gè)不同的基站中的任何一個(gè)與蜂窩網(wǎng)連接。第一，在點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)可以通過(guò)在小區(qū)A3(第一層)、小區(qū)B1(第二層)或小區(qū)C1(第三層)內(nèi)的基站進(jìn)行通信。在處于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)A3內(nèi)通信時(shí)，它以與基站A3’關(guān)聯(lián)的頻率與基站A3’通信。另一方面，如果處于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)通過(guò)小區(qū)B1通信，它就以與基站B1’關(guān)聯(lián)的頻率與基站B1’通信。最后，如果于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)通過(guò)小區(qū)C1通信，它就以與基站C1’關(guān)聯(lián)的頻率與基站C1’通信。重要的是，處于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)具有可以得到一個(gè)比較大的通信帶寬的機(jī)會(huì)，如果它通過(guò)小區(qū)A3進(jìn)行通信的話，因?yàn)樾^(qū)A3面積小而可得帶寬大。另一方面，如果移動(dòng)臺(tái)通過(guò)小區(qū)C1通信，它就可以有比較小的通信可得帶寬，然而可以移動(dòng)一段大的距離(與A1或B1相比)而不需要進(jìn)行任何越區(qū)切換。
本發(fā)明認(rèn)識(shí)到對(duì)于處于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)存在可以權(quán)衡選擇的優(yōu)點(diǎn)。具體地說(shuō)，如果處于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)是一個(gè)需要大帶寬的設(shè)備，它就可以從小區(qū)A3得到比從小區(qū)C1得到的大的通信容量的服務(wù)，滿足它的帶寬要求。另一方面，如果移動(dòng)臺(tái)通過(guò)小區(qū)A3通信，它在移動(dòng)性上就要受到一定限制，在它從小區(qū)A3移動(dòng)到一個(gè)相鄰小區(qū)時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換。相反，處于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)如果在小區(qū)C1內(nèi)通信，就可以在地理區(qū)域20內(nèi)移動(dòng)一段比較大的距離而不用進(jìn)行任何越區(qū)切換。因此對(duì)于處于點(diǎn)“X”的移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)在得到大帶寬通信與達(dá)到不用越區(qū)切換的大地區(qū)移動(dòng)性之間可以權(quán)衡選擇。
圖3以簡(jiǎn)化形式例示了圖1所示小區(qū)的分層結(jié)構(gòu)的各個(gè)層。在圖3中，地理區(qū)域20與分層結(jié)構(gòu)的三個(gè)小區(qū)層關(guān)聯(lián)。第一層的小區(qū)30面積最小。因此，在層30內(nèi)的每個(gè)小區(qū)就必定將它的固定帶寬給比較少的用戶共享，從而可以為在它的小區(qū)區(qū)域內(nèi)的每個(gè)特定用戶提供大的帶寬。層31(分層結(jié)構(gòu)的第二層)內(nèi)的小區(qū)面積較大，因此提供的每用戶可得帶寬比層30內(nèi)的小區(qū)可能提供的小(當(dāng)然，人口密度會(huì)使這情況有出入)。更進(jìn)一步，層32(分層結(jié)構(gòu)的第三層)內(nèi)的小區(qū)覆蓋更大的地理區(qū)域，因此通常提供比層30或31更小的每用戶可得帶寬。對(duì)照?qǐng)D2的實(shí)施例和圖3的實(shí)施例，小區(qū)A1、A2、A3等屬于層30；小區(qū)B1、B2等屬于層31；而小區(qū)C1、C2等屬于層32。當(dāng)然，地理區(qū)域20可以分成比圖2或3所示的或多或少的層，這取決于設(shè)計(jì)限制和效益要求。此外，雖然這些小區(qū)在圖2和3中示為在每個(gè)層內(nèi)形狀和大小都是相同的，但不必一定是這種情況。也就是說(shuō)，層30內(nèi)的小區(qū)可以是比較小的，然而可以與層30內(nèi)的其他小區(qū)不一樣。對(duì)于層31、32等也是這樣。在圖2和3中，可以看到，一個(gè)在地理區(qū)域20內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)在層30的一個(gè)小區(qū)內(nèi)只能移動(dòng)不大的距離，但是在層32的一個(gè)小區(qū)內(nèi)就能移動(dòng)比較大的距離。
本發(fā)明的這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例按照至少兩個(gè)因素進(jìn)行呼叫連接移動(dòng)臺(tái)的帶寬要求和移動(dòng)臺(tái)的可能移動(dòng)性。如圖5所示，兩個(gè)不同類型移動(dòng)臺(tái)一個(gè)是移動(dòng)電話機(jī)(MS1)一個(gè)是移動(dòng)便攜式計(jì)算機(jī)(PC1)。傳統(tǒng)上，要求大帶寬的是便攜式計(jì)算機(jī)(例如PC1)而不是電話機(jī)(例如MS1)(雖然情況也不一定地始終都是這樣)。
此外，本發(fā)明還考慮到很可能使用高帶寬要求的設(shè)備的人員與使用低帶寬要求的設(shè)備(例如蜂窩電話)的用戶相比在地理區(qū)域20內(nèi)并不怎么移動(dòng)。在任何情況下，如圖5所示，高帶寬要求的設(shè)備，如便攜式PC1，通過(guò)與小區(qū)層52內(nèi)的一個(gè)基站通信經(jīng)RNC51與核心網(wǎng)絡(luò)50通信，而電話機(jī)MS1(低帶寬要求的設(shè)備)在小區(qū)層53通信。如圖5所示，小區(qū)層52具有每單位面積比小區(qū)層53多的基站。在這種意義上講，小區(qū)層52例如與圖3中的層30相應(yīng)，而小區(qū)層53例如與圖3中的層31相應(yīng)。由于對(duì)于任何基站的頻帶來(lái)說(shuō)傳送容量不一定取決于小區(qū)的大小，因此基站54(與電話機(jī)MS1通信的)必須將它的傳送容量分配給比例如小區(qū)層52的基站55更多的用戶。因此，電話機(jī)MS1通常將可能得到比便攜式PC1可能得到的小的可得帶寬，因?yàn)殡娫挋C(jī)MS1處于一個(gè)比便攜式PC1(處于小區(qū)層52)的更高的小區(qū)層結(jié)構(gòu)(小區(qū)層53)進(jìn)行通信。當(dāng)然，由圖5可見(jiàn)，便攜式PC1只能在小區(qū)層52中的比較小的地區(qū)內(nèi)移動(dòng)，否則必須在小區(qū)層52的這些基站55之間進(jìn)行越區(qū)切換。相反，電話機(jī)MS1可以在小區(qū)層53中比較大的地區(qū)內(nèi)移動(dòng)而不需進(jìn)行越區(qū)切換。
圖6所示的本發(fā)明的這個(gè)例子示出了移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)特性和它們與本發(fā)明的關(guān)系。如圖6所示，地理區(qū)域20有兩個(gè)小區(qū)層。第一小區(qū)層具有一些面積比較小的小區(qū)A4、A5和A6。第二小區(qū)層具有一個(gè)面積比較大的小區(qū)B3。在地理區(qū)域20內(nèi)，移動(dòng)臺(tái)MS3處在小區(qū)A4和小區(qū)B3內(nèi)(由于A4和B3是交疊的)。此外，一個(gè)便攜式計(jì)算機(jī)PC2在這個(gè)蜂窩系統(tǒng)中工作，位置是在小區(qū)A4和小區(qū)B3內(nèi)。雖然不全是這樣，但在通信期間移動(dòng)臺(tái)MS3在地理區(qū)域20內(nèi)移動(dòng)的可能性要比便攜式計(jì)算機(jī)PC2在地理區(qū)域內(nèi)20移動(dòng)的可能性大。因此，移動(dòng)臺(tái)MS3示為以速度V1從小區(qū)A4向小區(qū)A5運(yùn)動(dòng)，然而仍在小區(qū)B3內(nèi)。便攜式計(jì)算機(jī)PC2(在蜂窩網(wǎng)上通信時(shí)很可能是靜止的)示為在小區(qū)A4和小區(qū)B3內(nèi)速度V2近似等于零。不同設(shè)備MS3和PC2的速度是有關(guān)系的，因?yàn)槿魏我苿?dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)遷移入另一個(gè)小區(qū)需要進(jìn)行越區(qū)切換。也就是說(shuō)，如果移動(dòng)臺(tái)MS3在與小區(qū)A4的基站通信，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)MS3從小區(qū)A4移動(dòng)到小區(qū)A5時(shí)，它將需要一個(gè)從小區(qū)A4移交給為小區(qū)A5服務(wù)的基站的越區(qū)切換過(guò)程。相反，如果移動(dòng)臺(tái)MS3在與為小區(qū)B3服務(wù)的基站通信，移動(dòng)臺(tái)MS3可以從小區(qū)A4的地理區(qū)域移動(dòng)入小區(qū)A5的地理區(qū)域而不需要任何越區(qū)切換過(guò)程，因?yàn)樾^(qū)B3擁有小區(qū)A4和A5。因此，如果移動(dòng)臺(tái)MS3在與小區(qū)B3的基站通信，只要它沒(méi)有離開(kāi)這個(gè)比較大的小區(qū)B3，它就不需要越區(qū)切換過(guò)程。
移動(dòng)臺(tái)MS3與小區(qū)B3通信，相對(duì)與小區(qū)A4通信來(lái)說(shuō)，代價(jià)是可能得到的帶寬較小。由于小區(qū)B3以通常與小區(qū)A4(是一個(gè)較小的地理區(qū)域)相同的通信容量為一個(gè)較大的地理區(qū)域服務(wù)，因此相對(duì)與小區(qū)A4的基站通信來(lái)說(shuō)，移動(dòng)臺(tái)MS3如果與小區(qū)B3的基站通信就不大可能得到大的帶寬。
諸如便攜式計(jì)算機(jī)PC2之類的高帶寬要求設(shè)備通常關(guān)注可得帶寬。便攜式計(jì)算機(jī)PC2可能需要大的可得帶寬，因此最好與小區(qū)A4的基站通信，這樣很可能存在比與小區(qū)B3的基站通信大的可得帶寬。
如果有移動(dòng)臺(tái)MS3和便攜式計(jì)算機(jī)PC2兩種移動(dòng)終端，在移動(dòng)終端始發(fā)呼叫時(shí)，終端(MS3或PC2)可以根據(jù)它具體需要的帶寬和在地理區(qū)域20內(nèi)移動(dòng)的可能性選擇一個(gè)高層基站或一個(gè)低層基站(與層30、31或32相應(yīng))。因此移動(dòng)終端可以通過(guò)選擇一個(gè)高的、中等的或低的小區(qū)層選擇較大的可得帶寬或較大的不需越區(qū)切換的移動(dòng)性。移動(dòng)終端作了選擇后，它可以開(kāi)始與一個(gè)與這個(gè)小區(qū)層關(guān)聯(lián)的基站進(jìn)行連接。如果網(wǎng)絡(luò)判定移動(dòng)終端所作的選擇不適當(dāng)，網(wǎng)絡(luò)可以強(qiáng)迫這個(gè)終端使用另一個(gè)處于另一小區(qū)層的基站，或者強(qiáng)迫進(jìn)行切換，或者拒絕在最初的基站進(jìn)行呼叫，用一個(gè)消息使終端嘗試與另一個(gè)處于另一小區(qū)層的基站進(jìn)行連接。此外，如果一個(gè)具有高帶寬要求的移動(dòng)終端試圖通過(guò)一個(gè)處于低層的基站建立呼叫，而在這個(gè)低層小區(qū)內(nèi)已沒(méi)有容量剩下，網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)強(qiáng)迫在這個(gè)小區(qū)內(nèi)當(dāng)前在用的一些窄帶移動(dòng)終端切換到一些處于較高層的基站來(lái)釋放容量供這個(gè)高帶寬要求的移動(dòng)終端使用。
在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)始發(fā)的呼叫不允許移動(dòng)終端為它們的通信各自選擇小區(qū)的層次，而是要它們向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送各自的帶寬要求和可能的移動(dòng)規(guī)模，供網(wǎng)絡(luò)確定應(yīng)該在哪個(gè)小區(qū)層進(jìn)行移動(dòng)終端的呼叫連接。然后，網(wǎng)絡(luò)可以將應(yīng)該與哪個(gè)基站(處于一個(gè)適當(dāng)?shù)男^(qū)層)通信來(lái)連接呼叫通知移動(dòng)終端。因此，在終端對(duì)帶寬有高的要求(和是固定或移動(dòng)很慢的)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將試圖選擇通過(guò)一個(gè)屬于低層(例如層30)的基站傳送這個(gè)移動(dòng)臺(tái)的呼叫(無(wú)論是它始發(fā)的還是終接的)，以便能為這個(gè)移動(dòng)終端提供大的傳送容量。相反，在終端對(duì)帶寬有較低的要求(但是在這個(gè)地理區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)比較迅速)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可以選擇通過(guò)一個(gè)屬于較高層的基站傳送移動(dòng)臺(tái)呼叫(無(wú)論是它始發(fā)的還是終接的)，以便為這個(gè)移動(dòng)終端提供較大的不需越區(qū)切換的移動(dòng)性。
按照本發(fā)明，應(yīng)該滿足以下條件交疊的小區(qū)(例如圖2中的A1、B1和C1)必須使用不同的頻帶；相鄰小區(qū)(例如圖2中的C1和C2)必須使用不同的頻帶。
在本發(fā)明中可以體現(xiàn)的一個(gè)附加的有用特點(diǎn)是可以在正在進(jìn)行傳輸?shù)臅?huì)話期間將當(dāng)前使用的連接從一個(gè)小區(qū)層改變到更適合移動(dòng)終端的新近業(yè)務(wù)和漫游情況的另一個(gè)小區(qū)層。這要求例如網(wǎng)絡(luò)收集終端新近有關(guān)它們的漫游和使用的比特率的情況的統(tǒng)計(jì)資料。
圖4例示了一個(gè)可以采用本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)的普通現(xiàn)有技術(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)。具體地說(shuō)，這個(gè)移動(dòng)系統(tǒng)包括移動(dòng)臺(tái)MSI、MS2、MS3、MSn，與它們各自所在小區(qū)內(nèi)的基站(基站BS1、BS2、BS3、BS4等等)通信。當(dāng)然，圖4是一個(gè)簡(jiǎn)化的例子，每個(gè)基站可以配合更多個(gè)移動(dòng)臺(tái)，而每個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)可以使用更多個(gè)基站進(jìn)行服務(wù)。除了移動(dòng)臺(tái)MS1、MS2、MS3、MSn，諸如計(jì)算機(jī)PC1、PC2等之類的其他移動(dòng)終端也可以通過(guò)與基站BS1、BS2、BS3和BS4蜂窩通信來(lái)進(jìn)行通信。如原就熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員所理解的那樣，基站BS1、BS2、BS3和BS4各包括與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)通信的基站控制器。MSC有一個(gè)訪問(wèn)用戶位置寄存器(VLR)。這個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC/VLR)與一些諸如公眾電話交換網(wǎng)(PSTN)之類的外界核心網(wǎng)絡(luò)通信。在本發(fā)明中，基站BS1、BS2、BS3、BS4等配置成一個(gè)所示的小區(qū)結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明，這些基站配置成如圖2或3所示那樣的小區(qū)結(jié)構(gòu)或者一個(gè)符合本發(fā)明精神的類似的分層小區(qū)結(jié)構(gòu)。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)按照移動(dòng)終端(MS1、MS2、MS3、MSn和PC1、PC2)各自的帶寬要求和移動(dòng)性，處置這些移動(dòng)終端的呼叫。此外，對(duì)于移動(dòng)臺(tái)始發(fā)的呼叫，移動(dòng)終端(MS1、MS2、MS3、MSn和PC1、PC2)按照本申請(qǐng)的圖2、3、5、6和7所示精神根據(jù)各自的帶寬要求和移動(dòng)性選擇基站。當(dāng)然，這只不過(guò)是本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，原就熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，在保持本發(fā)明的按照移動(dòng)終端的帶寬要求和移動(dòng)性選擇通信小區(qū)和不同的小區(qū)層的總體特性的情況下可以對(duì)系統(tǒng)的各種組成部分和單元進(jìn)行各種修改。
圖7例示了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一個(gè)移動(dòng)臺(tái)始發(fā)的呼叫的流程圖。在圖7中，在步驟60，移動(dòng)終端分析它的帶寬要求。通常，這將意味著一個(gè)涉及運(yùn)用計(jì)算功能的移動(dòng)終端(例如便攜式計(jì)算機(jī))需要比一個(gè)用來(lái)進(jìn)行電話交談的移動(dòng)終端大的帶寬，雖然也不全是這種情況。根據(jù)對(duì)它的帶寬要求的分析，在步驟61，移動(dòng)終端將選擇一個(gè)小區(qū)層(例如圖3中的層30、31或32)。在步驟61選擇了小區(qū)層后，在步驟62，移動(dòng)終端試圖連接到一個(gè)在所選小區(qū)層內(nèi)一個(gè)小區(qū)的相應(yīng)基站。然后在步驟63，網(wǎng)絡(luò)確定移動(dòng)終端在步驟62選擇的小區(qū)層試圖進(jìn)行連接是否適當(dāng)。如果在步驟64確定移動(dòng)終端選擇了一個(gè)適當(dāng)?shù)男^(qū)層試圖連接，過(guò)程將轉(zhuǎn)到步驟66。如果不是，過(guò)程就轉(zhuǎn)到步驟65，網(wǎng)絡(luò)迫使移動(dòng)終端切換到另一層的一個(gè)小區(qū)的基站。例如，在一個(gè)移動(dòng)終端可以使用一個(gè)較小的帶寬而仍請(qǐng)求一個(gè)具有較大的帶寬能力的小區(qū)層時(shí)就會(huì)發(fā)生這種情況。在這種情況下，在步驟65，網(wǎng)絡(luò)將迫使移動(dòng)終端切換到一個(gè)具有較小可得帶寬的小區(qū)層。過(guò)程于是將返回到步驟62，移動(dòng)終端試圖在網(wǎng)絡(luò)在步驟65規(guī)定的新的小區(qū)層進(jìn)行連接。
如果在步驟64確定移動(dòng)終端試圖連接的是一個(gè)適當(dāng)?shù)男^(qū)層，網(wǎng)絡(luò)就確定移動(dòng)終端在步驟61選擇的小區(qū)層的小區(qū)內(nèi)是否有足夠的通信容量可以得到。如果對(duì)于移動(dòng)終端可以得到滿足在步驟60確定的帶寬要求的足夠容量，就在步驟66判定為“是”，網(wǎng)絡(luò)將在步驟67連接這個(gè)呼叫。相反，如果在移動(dòng)終端在步驟62請(qǐng)求的這個(gè)小區(qū)層可以得到的容量不夠，過(guò)程就進(jìn)至步驟68，網(wǎng)絡(luò)查核在這個(gè)小區(qū)內(nèi)進(jìn)行通話的任何移動(dòng)終端是否有處于在步驟64確定的不適當(dāng)?shù)男^(qū)層。也就是說(shuō)，在步驟68，網(wǎng)絡(luò)分析在移動(dòng)終端在步驟62希望連接的小區(qū)層的這個(gè)小區(qū)內(nèi)正在進(jìn)行的那些呼叫，例如確定在這個(gè)小區(qū)內(nèi)活動(dòng)的移動(dòng)終端中是否有只需要較小帶寬的設(shè)備在一個(gè)可得帶寬較大的小區(qū)層內(nèi)工作。如果在步驟68確定有移動(dòng)終端可以移到一個(gè)可得帶寬較小的小區(qū)以便為在步驟62試圖連接的移動(dòng)臺(tái)讓出可用的通信容量，就在步驟69網(wǎng)絡(luò)迫使誤置的移動(dòng)終端切換到較高層的小區(qū)。
然后，過(guò)程返回到步驟66，網(wǎng)絡(luò)再次確定在這個(gè)小區(qū)內(nèi)由于在步驟68和69迫使誤置的移動(dòng)電話機(jī)切換到較高的小區(qū)層而現(xiàn)在是否有足夠的通信容量可用。如果在步驟66確定有足夠的容量可用，就在步驟67接通這個(gè)呼叫。相反，如果在步驟66確定仍沒(méi)有足夠的容量可用，而在步驟68和69沒(méi)有其他的移動(dòng)終端可以移到較高的小區(qū)層，過(guò)程就轉(zhuǎn)到步驟70，網(wǎng)絡(luò)通知這個(gè)當(dāng)前移動(dòng)終端它必須切換到與它所要求的不同的小區(qū)層(通常是一個(gè)可得帶寬較小的小區(qū)層)。這將使移動(dòng)終端在步驟62進(jìn)行連接，但是這個(gè)連接將在一個(gè)比它通常所要求的高的小區(qū)層進(jìn)行(因此，例如使移動(dòng)終端通信的速度降低)。
另一方面，如果呼叫是由一個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)始發(fā)而在一個(gè)移動(dòng)終端終接，網(wǎng)絡(luò)就要查詢這個(gè)移動(dòng)終端的帶寬要求。例如，這將代替圖7中的步驟60。以下將相當(dāng)詳細(xì)說(shuō)明對(duì)于一個(gè)由核心網(wǎng)絡(luò)始發(fā)而由移動(dòng)終端終接的呼叫在確定了移動(dòng)終端的帶寬要求后在這種分層蜂窩系統(tǒng)中怎樣為連接選擇小區(qū)層的情況。首先，在實(shí)際連接建立過(guò)程前的協(xié)商過(guò)程中，將連接所需的帶寬發(fā)送給接入網(wǎng)。接入網(wǎng)內(nèi)的RNC節(jié)點(diǎn)(圖5)在這個(gè)協(xié)商過(guò)程中是通信方，控制連接最終將使用哪個(gè)小區(qū)層。在連接建立時(shí)，接入網(wǎng)想從移動(dòng)終端(或從一個(gè)查找表之類)得到這連接所需的帶寬。如果有一個(gè)終端始發(fā)的連接建立，終端可以在小區(qū)分層結(jié)構(gòu)中為這連接選擇層次。如對(duì)圖7所作的說(shuō)明，如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)另一個(gè)層更適合這連接，網(wǎng)絡(luò)可以命令頻率切換到一個(gè)適當(dāng)?shù)男^(qū)層。另一方面，如果這連接建立是終端終接的，在連接建立時(shí)所需的帶寬從核心網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給接入網(wǎng)。對(duì)連接的帶寬要求可以呈現(xiàn)為這連接可接受的最低的小區(qū)層的形式。在GSM環(huán)境(作為一個(gè)例子)內(nèi)可以將這帶寬要求發(fā)送給接入網(wǎng)的一個(gè)方式如下。
對(duì)于終端始發(fā)的呼叫步驟1在隨機(jī)接入信道上請(qǐng)求一個(gè)信令信道；步驟2網(wǎng)絡(luò)在接入允許信道上通知終端它可以使用哪個(gè)信令信道；以及步驟3使移動(dòng)終端在專用控制信道上發(fā)送一個(gè)連接建立消息，這個(gè)消息包括一個(gè)對(duì)這連接的帶寬要求。
以上過(guò)程與GSM蜂窩網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)，原就熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員可以理解，在本發(fā)明用于非GSM過(guò)程的情況下過(guò)程與此類似。
對(duì)于終端終接的呼叫對(duì)于終端終接的呼叫，連接建立可以采用以下過(guò)程步驟1在尋呼信道上發(fā)送一個(gè)尋呼請(qǐng)求，這個(gè)請(qǐng)求包括對(duì)這連接的帶寬要求；步驟2在隨機(jī)接入信道上請(qǐng)求一個(gè)專用信令信道；步驟3得到一個(gè)信令信道，在一個(gè)接入允許信道上應(yīng)答；步驟4得到移動(dòng)終端在專用信令信道上的一個(gè)尋呼響應(yīng)；以及步驟5從移動(dòng)終端向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)連接建立消息。
雖然本發(fā)明是結(jié)合當(dāng)前認(rèn)為是最實(shí)用的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的，但是可以理解，本發(fā)明并不局限于所揭示的這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明涵蓋在所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)包括的各種修改和等效配置。
權(quán)利要求
1.一種使呼叫接到在一個(gè)形成分層小區(qū)層的基站的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)工作的移動(dòng)終端的移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)，所述移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)接收對(duì)所述移動(dòng)終端的呼叫連接請(qǐng)求的輸入端，所述呼叫連接請(qǐng)求包括一個(gè)對(duì)呼叫連接的最低帶寬要求；以及一個(gè)向所述移動(dòng)終端傳送按照所述最低帶寬要求從所述基站中選擇的一個(gè)基站的輸出端，這個(gè)基站與分層小區(qū)層的一個(gè)具有相應(yīng)通信容量的小區(qū)層相應(yīng)。
2.一種蜂窩通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)基站，這些基站形成一個(gè)具有由一些較低層基站服務(wù)的一些較低層小區(qū)和由一些較高層基站服務(wù)的一些與所述較低層小區(qū)交疊的較高層小區(qū)的小區(qū)結(jié)構(gòu)；多個(gè)在所述小區(qū)結(jié)構(gòu)內(nèi)工作的移動(dòng)終端；一個(gè)移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)，所述移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)按照1)各個(gè)呼叫連接的最低帶寬要求和2)所述較低和較高層基站的業(yè)務(wù)處理能力協(xié)調(diào)所述移動(dòng)終端與所述基站之間的呼叫連接。
3.一種按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)移動(dòng)終端包括蜂窩電話機(jī)和蜂窩計(jì)算機(jī)，而所述移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)優(yōu)先選擇所述較高層基站來(lái)配合蜂窩電話機(jī)的呼叫連接，而優(yōu)先選擇所述較低層基站來(lái)配合蜂窩計(jì)算機(jī)的呼叫連接。
4.一種按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)還包括一個(gè)接收呼叫請(qǐng)求的輸入端，所述呼叫請(qǐng)求包括明確所述呼叫連接的所述最低帶寬要求的信息。
5.一種按照權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述輸入端接收來(lái)自所述移動(dòng)終端的所述呼叫請(qǐng)求。
6.一種按照權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與所述無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)通信的核心網(wǎng)絡(luò)，而其中所述輸入端接收來(lái)自所述核心網(wǎng)絡(luò)的所述呼叫請(qǐng)求。
7.一種為一個(gè)限定的地理區(qū)域內(nèi)的一些移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備服務(wù)的蜂窩通信系統(tǒng)，所述蜂窩通信系統(tǒng)包括由一些第一層基站限定的一些第一層小區(qū)，所述第一層小區(qū)各有相應(yīng)比較小的地理覆蓋區(qū)；由一些第二層基站限定的一些第二層小區(qū)，所述第二層小區(qū)各有相應(yīng)比較大的地理覆蓋區(qū)，所述第二層小區(qū)與第一層小區(qū)普遍交疊；一個(gè)協(xié)調(diào)所述移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備和所述第一和第二層基站之間的呼叫連接的移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)，按照所述呼叫連接的最低帶寬要求為具有較低的最低帶寬要求的呼叫連接優(yōu)先選擇所述第二層基站，而為具有較高的最低帶寬要求的呼叫連接優(yōu)先選擇所述第一層基站。
8.一種按照權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中為所述移動(dòng)終端中較機(jī)動(dòng)的移動(dòng)終端的呼叫連接優(yōu)先選擇所述第二層基站，而為所述移動(dòng)終端中較穩(wěn)定的移動(dòng)終端優(yōu)先選擇所述第一層基站。
9.一種按照權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備包括蜂窩電話機(jī)和蜂窩計(jì)算機(jī)，而所述移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)優(yōu)先選擇所述第二層層基站來(lái)配合蜂窩電話機(jī)的呼叫連接，而優(yōu)先選擇所述第一層基站來(lái)配合蜂窩計(jì)算機(jī)的呼叫連接。
10.一種按照權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)還包括一個(gè)接收呼叫請(qǐng)求的輸入端，所述呼叫請(qǐng)求包括明確所述呼叫請(qǐng)求的所述最低帶寬要求的信息。
11.一種按照權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述輸入端接收來(lái)自所述移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備的所述呼叫請(qǐng)求。
12.一種按照權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括一個(gè)與所述無(wú)線電接入節(jié)點(diǎn)通信的核心網(wǎng)絡(luò)，而其中所述輸入端接收來(lái)自所述核心網(wǎng)絡(luò)的所述呼叫請(qǐng)求。
13.一種連接從一個(gè)蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備始發(fā)的蜂窩呼叫的方法，所述蜂窩系統(tǒng)包括配合在一些比較小的地理小區(qū)內(nèi)的蜂窩通信的一些第一層基站和配合在一些與所述比較小的地理小區(qū)交疊的比較大的地理小區(qū)內(nèi)的蜂窩通信的一些第二層基站，所述方法包括下列步驟確定所述蜂窩呼叫的最低帶寬要求；如果所述最低帶寬要求高于所述第二層基站的業(yè)務(wù)處理指標(biāo)，試圖將所述呼叫連接到一個(gè)第一層基站；以及如果所述最低帶寬要求低于所述第一層基站的業(yè)務(wù)處理指標(biāo)，試圖將所述呼叫連接到一個(gè)第二層基站。
14.一種按照權(quán)利要求15所述的方法，其中始發(fā)所述呼叫的所述移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備執(zhí)行所述確定呼叫最低帶寬要求的步驟。
15.一種按照權(quán)利要求14所述的方法，其中始發(fā)所述呼叫的所述移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備在一個(gè)初步?jīng)Q策中根據(jù)所述最低帶寬選擇通過(guò)一個(gè)第一層基站還是通過(guò)一個(gè)第二層基站連接一個(gè)呼叫；以及所述蜂窩系統(tǒng)分析所述初步?jīng)Q策是否適當(dāng)。
16.一種按照權(quán)利要求15所述的方法，其中如果所述蜂窩系統(tǒng)肯定所述初步?jīng)Q策，所述移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備連接到所選擇的層中的一個(gè)基站；以及如果所述蜂窩系統(tǒng)否定所述初步?jīng)Q策，所述移動(dòng)無(wú)線電設(shè)備連接到一個(gè)非選擇的層中的一個(gè)基站。
17.一種遵從權(quán)利要求13的方法，所述方法還包括下列步驟在所述呼叫連接是試圖給一個(gè)第一層基站時(shí)，將一些業(yè)務(wù)從第一層基站轉(zhuǎn)給所述第二層基站。
18.一種按照權(quán)利要求17所述的方法，其中所轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)與先前的那些最低帶寬要求低于第一層基站的業(yè)務(wù)處理指標(biāo)的呼叫連接有關(guān)。
19.一種按照權(quán)利要求18所述的方法，其中所轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)與蜂窩電話呼叫連接有關(guān)。
20.一種按照權(quán)利要求13所述的方法，所述方法還包括下列步驟在所述呼叫連接是試圖給一個(gè)第二層基站時(shí)，將一些業(yè)務(wù)從第二層基站轉(zhuǎn)給所述第一層基站。
21.一種按照權(quán)利要求20所述的方法，其中所轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)與先前的那些最低帶寬要求低于所述第一層基站的業(yè)務(wù)處理指標(biāo)的呼叫連接有關(guān)。
22.一種按照權(quán)利要求21所述的方法，其中所轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)與蜂窩計(jì)算機(jī)呼叫連接有關(guān)。
全文摘要
在一個(gè)將地理區(qū)域分成一種分層小區(qū)結(jié)構(gòu)使得面積小而可得帶寬大的一些小區(qū)位于面積大而可得帶寬小的一些小區(qū)內(nèi)的蜂寄通信系統(tǒng)中,根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的帶寬要求和移動(dòng)臺(tái)在這種小區(qū)結(jié)構(gòu)內(nèi)移動(dòng)的可能性進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)連接。對(duì)于具有低帶寬要求而高度機(jī)動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)(例如電話機(jī)),將它們連接到處于一個(gè)具有比較大的地理區(qū)域而比較小的可得帶寬的小區(qū)層的小區(qū)。另一方面,對(duì)于具有高帶寬要求的移動(dòng)臺(tái),將它們連接到具有大可得帶寬的小面積小區(qū)。這樣,具有高帶寬要求而機(jī)動(dòng)性小的移動(dòng)臺(tái)可以得到它們通信所需的大帶寬,而具有低帶寬要求而機(jī)動(dòng)性大的移動(dòng)臺(tái)通過(guò)這樣的小區(qū)配置在移動(dòng)時(shí)所需越區(qū)切換數(shù)可以大大減少。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1332947SQ9981539
公開(kāi)日2002年1月23日 申請(qǐng)日期1999年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月3日
發(fā)明者J·拉格尼博里, J·呂納 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司