在分組交換蜂窩無線系統中提供快速小區變更的方法和裝置的製作方法
2023-05-23 15:41:11 3
專利名稱：在分組交換蜂窩無線系統中提供快速小區變更的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及分組交換蜂窩無線系統的技術領域。更確切地說，本發明涉及小區變換的程序，即用於通過新基站在移動站與固定的分組交換網絡之間重編有效的分組交換通信連接路由。對於本發明的重要應用骨架是GPRS或一般分組無線業務系統，後者在本專利申請的優先權日進行了詳細說明。其它至少是同等重要的應用骨架是UMTS(通用移動通信系統)，其中所謂的無連接數據業務是分組交換的，並且EDGE(對於GSM發展的增強型數據速率)其中也將實施無連接數據業務。
可將在電信連接上提供的業務概括地分類為實時和非實時業務。前一類覆蓋的業務是從發射機到接收機所載信息的基本連續或至少分段連續流，和依賴於該連續性的接收信息的可懂度只允許較小和較恆定的延遲。通常的實時業務包括在電話或可視電話中的語言和(移動)圖像等的傳輸，比如可將話音活動性檢測系統用於提供分段連續性，即當無任何重要內容要傳輸時周期性地暫停該傳輸。非實時業務覆蓋具有較少關鍵定時要求的信息傳輸，一般作為數據的傳輸。電子郵件和自遠距位置或到遠距位置的文件的下載就是非實時業務應用的例子。
通常設計分組交換蜂窩無線系統來補充已知的電路交換行動電話系統和它們的將來後繼，使工作區將包含提供實時業務的，電路交換系統和提供非實時業務的分組交換系統。甚至可將電路和分組交換傳輸作為單個電信系統的骨架內或在混合網絡裝置中的交替運行模式來實施，其中將同一基站和其它無線通路硬體用於兩個系統，而其它固定的網絡設備和它們之間的通信連接是公開的。後面所述的一類裝置是GSM行動電話網絡(全球移動電信系統)和GPRS網絡的組合。
圖1表示一個組合的GSM/GPRS裝置，其中的MS或移動站101可選取BSs或基站102-107之一進行通信。基站102和103在控制設備108的控制下工作，這裡將PCU或分組控制單元組合為BSC或基站控制器。同樣，基站104和105在控制設備109的控制下工作，基站106和107在控制設備110的控制下工作。從這級向上面的GSM和GPRS網絡具有不同的結構。將每個基站控制器耦合到MSC或移動交換中心，通過GSM傳輸網絡115將這些依次互連。將每個分組控制單元耦合到SGSN或服務GPRS支持節點，並通過GPRS傳輸網絡116將這些依次互連，其中這些連接通過GGSNs或網關GPRS支持節點(未示出)。為了圖的清晰度只示出了少數的設備在實際的GSM/GPRS系統中一般有數千個基站，數百個BSC/PCUs和許多MSCs及SGSNs。
應指出，在已知的GPRS中對PCU的位置的限制不是很嚴格的除了圖1中所示的安排之外，可將PCU設置在基站或在SGSN中。對於PCU的任何最優越的位置本發明並沒有任何特殊的傾向性。基站，PCUs和SGSNs的一般網絡結構和互連自然依賴於該SGSN的位置。
在每個基站周圍有小區或無線電覆蓋區，在其內移動站可與基站通信。當移動站移出一個小區到另一個小區時，必須進行小區重選，移交，或小區變更。當該移動站處於空閒模式，在它與網絡的固定部分之間當前沒有任何有效的通信連接時，進行小區重選。移交其意思是必須通過新的基站對有效電路交換通信連接重編路由。小區變更其意是必須通過新的基站對有效分組交換通信連接重編路由。關於根據圖1的裝置中的分組交換(GPRS)通信，該小區重選或小區變更可以是在PCU之內(例如從基站102到基站103)，在PCU之間而在SGSN之內(例如從基站103到基站104)，或在PCU之間和SGSN之間(例如從基站105到基站106)。
儘管同許多其它的分組交換蜂窩無線系統一樣，該GPRS系統的設計主要用於提供非實時業務，但對它的使用有一個也提供某些實時業務的傾向性，其中網際網路呼叫就是一個好的例子。網際網路呼叫是通過網際網路而不是通過公用電話網來編排路由的電話連接。它可能伴有視頻部分。還有，要求通過分組交換蜂窩無線網絡的實時業務的其它應用是已知的。
該已知的GPRS也出現在許多其它分組交換蜂窩無線系統的一個問題是，為了簡單而不是為短延遲而優化該小區變更程序。按照標準的GPRS程序，首先終止在移動站與老基站之間的分組數據交換，然後選用新的小區，並且只有在通過該新小區的基站恢復分組傳輸以後。該程序對於非實時業務工作得很好，因為同終止老的連接與建立新的連接之間的延遲無關。然而該延遲的長度很容易達到幾百毫秒或甚至長達幾秒，這對於實時業務肯定是太長了，這種長的延遲至少是一種擾動，並且如果將該延遲解釋為在信息流中的一個嚴重的中斷甚至會使該呼叫和其它的連接丟失。這種長的延遲也使非實時業務的用戶受阻，甚至當實際上並不影響發送信息的易懂性時也會，例如，由於該延遲使網頁的下載不必要地減慢。
本發明的目的是提供一種方法和裝置，以對於實時業務可接受的足夠短的延遲執行在分組交換蜂窩無線網絡中的小區變更，且避免了對於非實時業務的不必要的減速。
通過在終止老的連接之前開始小區變更，同時最好使用遞減計時器來觸發從老小區到新小區的轉接，達到了本發明的目的。
本發明的方法設計為用於實施在分組交換蜂窩無線系統中移動站的小區變更，所述的分組交換蜂窩無線系統包括第一基站，第二基站和至少控制第一基站工作的控制單元。它的特徵在於包括步驟在控制單元上建立關於移動站需要的資料，以便在該移動站仍與第一基站通信的同時執行從第一基站的小區到第二基站的小區的小區變更；通過第一基站從控制單元向移動站發送第一信息，以便固定即將來臨的第一時刻作為執行小區變更的時刻；從所述第一時刻向前提供移動站到第二基站的小區的接入。
另外，本發明可應用到用於實施在分組交換蜂窩無線系統的移動站中的小區變更的方法。本發明的這一方面的特徵在於包括步驟通過第一基站從該分組交換蜂窩無線系統的控制單元接收信息；在接收所述信息之後，在由所述信息限定的作為執行小區變更的時間的確定的第一時刻之前，繼續利用現存的與第一基站的分組交換通信連接；從所述第一時刻向前接入第二基站的小區。
還可將本發明應用到用於實行在分組交換蜂窩無線系統的移動站的小區變更的裝置中。該分組交換蜂窩無線系統包括第一基站，第二基站和用於至少控制第一基站的工作的控制單元。該裝置的特徵在於控制單元裝置，用於在控制單元建立關於該移動站的需要的資料，以便在該移動站仍與第一基站通信的同時執行從第一基站的小區到第二基站的小區的小區變更。
控制單元和第一基站裝置，用於通過第一基站向該移動站發送第一信息，以便把即將來臨的第一時刻固定為執行小區變更的時刻；第二基站裝置，用於從所述的第一時刻向前提供移動站到第二基站的小區的接入。
小區變更可以通過移動站或通過網絡起動的事實是已知的。根據本發明，小區變更的起動沒有終止在移動站與老基站之間數據的分組交換傳輸的中間影響。而是在老的連接仍然有效的同時開始自新基站的資源分配。將小區變更命令信息發送到移動站。這個信息使該移動站起動遞減計時器，它的終止對應於變更小區的準確估算時刻。
該小區變更命令信息還可包括一個參考或暫時標識符，當它接入新的基站時該移動站可以使用。這是確保從新基站給予新的分配資源的移動站正是請求小區變更的移動站。而且該移動站必須接入新基站的該強制限定的時刻。可以對該移動站和新基站二者通信。
作為本發明特性的新穎特徵具體描述在所附權利要求中。通過結合附圖閱讀下面具體實施例的描述，將會更好地了解本發明的結構，它的操作方法，以及它的其它目的和優點。
圖1表示已知的網絡結構，圖2表示根據本發明的第一實施例的方法，圖3表示根據本發明的第二實施例的方法，圖4表示根據本發明的第三實施例的方法，圖5a-5f表根據本發明使用的某些信息。
在小區變更的起動後面的重要一般理由在於，在移動站與新基站之間接收的信號強度顯現明顯高於該移動站與老基站之間的。該新小區還可屬於一個本地區，或較佳小區的一些其它組，在這時，對變更小區是有利的，甚至在信號強度標準未滿足時也能。網絡甚至可命令一些移動站為某些管理的原因變更小區，如夜晚出現業務擁擠。小區變更的實際起動可來自移動站或來自網絡。不管小區變更的起動來自哪裡和其背後是什麼原因都可同等地應用本發明。自然，通過網絡規範施加的限制必須遵守例如，在一些情況下網絡可不允許移動臺自已起動小區變更。
圖2表示在根據本發明的第一實施例的方法中的信息流程和某些其它傳輸，更確切地說，該實施例是關於PCU內的小區變更。箭頭201表示在移動站與老基站之間的通常數據分組傳輸，箭頭202表示從移動站到PCU的周期性的質量報告傳輸。在圖2這裡假定所有的移動站規則地向PCU發送質量報告，表示在移動站與老基站之間所觀測的連接質量，以及在移動站與至一個後選的基站之間的估算連接質量(以此移動站能接收至少一個這種後選基站的傳輸)。本發明不要求發送這種質量報告，如發送它們本發明也不要求規則地發送。
箭頭203表示移動站向PCU發送PACKET_CELL_CHANGE_REQUEST信息的任選步驟，最好在確定的應用信道，如已知的PACCH(分組相關控制信道)或類似的信令信道。在一些現在或將來的分組交換蜂窩無線系統中，也可通過分組接入信道發送小區變更請求，它不是專用的而是公共的共享控制信道。這個步驟的選擇性意味著只有當移動站本身起動小區變更時才執行它。圖5a是一個這種請求信息501的示意表示，表示它應包含至少一個移動站標識符502和建議的新小區的標識符503。後者可由，例如，BSIC或基站標識符碼504和RAC或路由地區碼505組成。它還可包括一個對於大量後選小區的這種標識符的表。替代在圖2中的箭頭203是在PCU本身上的觀測，對於某個移動站需要小區變更；這個動作的替代步驟由圖2中的方塊204表示。
不管執行203和204哪一個步驟，PCU都做關於是否小區變更可以接受的決定。在對移動站請求小區變更的決定為否定的情況，它對移動站發送一個否定信息，這個在圖2中未示出。在對由其本身起動的小區變更的否定決定的情況，該PCU簡直不做任何其它的。肯定的方案意味著PCU接受該小區變更，並起動向新基站的無線資源的分配。如果該小區變更是由自移動站的請求信息起動的，則該新基站可以是在該請求信息中所表示的一個，或者來自該請求信息中所示的後選小區的表中的一個。如果該PCU自己起動小區變更，它選擇新的基站，例如根據先前從移動站接收的在質量報告中的信息。
當為已知用於提供實時業務的小區變更的分組交換通信連接時，如果自新基站的無線資源能從對GPRS使用共用的無線資源的存儲區中來分配是非常有利的。根據該實施，當前的業務承載情況和可利用的資源量，可發生新的基站既完全沒有專用的GPRS資源的這種存儲區，也沒有任何空餘的用於分配，在這種情況，用於新分配的資源必須取自對於GSM也可分配的那些。這就有一個缺點，該GSM系統可突然「偷取」這種資源，儘管它們的先前對GPRS的分配，因為電路交換GSM連接通常具有對於GPRS連接的業務優先。假設後者傳輸非實時業務。如果PCU是處在做分配決定的過程中，來自移動站的質量報告和/或請求信息表示，實際上有幾個新基站的潛在後選者，則它的最後選擇可基於一個建議的新基站其有可分配的專用GPRS無線資源的較多的量可利用的事實。
我們會問，PCU如何知道現在進行小區變更的某個分組交換通信連接被用於完成實時業務。實際上本發明並不要求PCU完全知道它。如果看出是一個優點，則可限定表示一個分組交換連接用於提供實時業務的方式的號碼，而本發明沒有在這一點上限定，即不要求使用某個方法。儘管本發明甚至不要求PCU知道該連接的實時或非實時使用。但如果能對實際上用於提供實時業務的那些連接提供某些特許(如上述的專用GPRS資源的最佳分配)，則將是有利的。
在圖2中。塊205表示在PCU上新基站的選擇和它的資源的分配。
在步驟205之後，PCU必須命令移動站執行小區變更。在GPRS中不需要通知新基站小區變更以何種方式，但為了完整，我們可假定在通知新基站的一些其它系統中可採取稱為這種網絡信令的形式；在圖2中由箭頭206示出了此點。如果該分配決定包括經受小區變更的連接的無線資源的餘量，如果該網絡實施所謂的早期定時超前發送任選(early timing advance sending ception)，則PCU限定一個特殊的移動站在不久的將來的某個塊周期將接入該新小區；我們可指定這個塊周期為BPX。此外，採取上述的條件，PCU從該新基站預備一個下行線路塊周期，以便該新基站可通過發送正確的定時超前值來回答執行對某個專用資源接入的移動站。在本說明書的後部我們將編址(address)該早期定時超前發送任選。
命令移動站執行小區變更的步驟在圖2中可看作為PACKET_CELL_CHANGE_CMD信息207的發送。包含在該信息中的欄位的數目的示意表示稱為圖5b中所示的510。這些欄位包括移動站標識符511，信道標識符512，信道頻率指示器513，廣播信道(BCH)頻率指示器514，在廣播信道515上廣播的基站標識碼，起始時間指示器516和任選移動站標準517。在一確定的信令信道上將該信息發送給移動站，例如，已知的分組接入許可信道或PAGCH。
在小區變更命令信息中的上述欄位除了起始時間指示器516之外是自己解釋的。為了能在控制的時刻進行快速的小區變更，PCU最好不命令移動站在小區變更命令信息接收時立即進行小區變更。而是限定小區變更執行的時刻，以便移動站(可能還有新基站)將有足夠的時間為其準備。可通過參照計時器或實時鐘(實時鐘的某個固定時間讀數，或根據在接收該信息後緊接著的遞減計時器的終止定義的某個時間，或通過參考確定的幀數和塊周期在移動站與基站之間的無線接口上的傳輸幀是單獨編號的，所以可用幀號來表示時間，並可用塊周期號數來標識在這些傳輸幀裡的塊周期。在小區變更命令信息中的起始時間指示器欄位516包含基於哪一個該基站能夠計算出實際小區變更執行時刻的信息實時時鐘讀數，計時器初始值，幀號數或塊周期遞減計數值或固定的幀數和塊周期數。
該起始時間指示器欄位還可包含指示小區變更立即開始的值，或它甚至可以為空白，該移動站解釋為立即開始小區變更的命令或在系統規範中制定的某個固定延遲之後開始。
在圖2中可看出，當移動站接收到該小區變更命令信息以後，在移動站與老基站之間的正常數據分組傳輸繼續一會，由箭頭208指示。這是該小區變更執行計時器終止之前的時間。實際小區變更的觸發在圖2中示為塊209。此後該移動站立即開始接入新小區。
為了接入新小區成功，有優越性的是在由小區變更命令信息的信道標識符欄位512和信道頻率指示器513欄位表示的塊周期中該移動站發送不是單個接入短脈衝串，而是一定數量的相繼的接入短脈衝串(儘管本發明並不排除單個接入短脈衝串的傳輸)。這些接入短脈衝串在圖2中被視為箭頭210到213。如上所述，該小區變更命令信息可包含移動站標準如果是這種情況，該移動站可插入它的標準到至少一個接入短脈衝串中。該構思是因為網絡知道該移動站標準，故它可檢查在接入脈衝串中它的出現，以確認試圖接入的移動站是正確的一個。
從在新基站自移動站的一個或多個接入短脈衝串210-213的接收中，依據是否該網絡實施已知的早期定時超前發送選擇，根據本發明第一實施例的操作是不同的。定時超前一般是指，通過在移動站提前每個上行線路發射一個固定時間間隔(必須將其長度從基站通知給移動站)來補償從移動站與基站之間的物理距離導致的傳播延遲。計算該定時超前並將它通知給移動站這是已知的，比如從已知的GSM系統的移交程序。簡而言之，早期定時超前發送是指，在從移動站接收到接入短脈串之後新的基站立即發送定時超前參數值給移動站，然而可開始實際的數據傳輸，如果不實施這個選擇，就需要定時超前參數傳輸的單獨分配，為此，在新的基站不終止該接入短脈衝串而是發送到PCU。
在圖2的主要部分我們假設，實施該早期定時超前發送選擇，這就意味著PCU必須預先從新基站分配專用下行線路容量的一定部分，用於發送該定時超前值給移動站，如前面所述。相當於在圖2中新基站發送PACKET_POWER_CONTROL_TIMING_UPDATE信息214給基站。最方便的是在同一信道的下行線路部分發送該信息，它的上行線路部分已用於移動站發送接入短脈衝串。可將該信息的傳輸瞬間定義為N個塊周期或移動站用來發送接入短脈衝串的BP之後的BPs，其中N是系統規範中定義的恆定正整數。PCU保持有效的最有利的辦法是將對應的下行線路BP分配給承擔實時業務的連接的專有用途，即，PCU不將它分配給任何其它的連接。
上述的方法還假定自新基站的無線資源的分配已經包括「全」無線信道的分配，或有足夠的資源來進行在作為小區變更客體的連接中的數據傳輸，對於老小區中的條件沒有大的變化。在圖2部分的括弧中表示應用到網絡的動作的一個替代過程，其中沒有實施早期定時超前發送選擇，或者是對該移動站最初只分配有限數量的資源來執行對新小區的初始接入的情況。在這種情況下，將接入短脈衝串210』(到213』)傳送到PCU，使它能對移動站指定定時超前。並可做必要的進一步資源分配。該PCU分配全部或新的無線資源和信號，新的分配(如果有)向下給移動站，例如用PACKET_ASSIGNMENT信息214』。為了指定定時超前參數，例如可使用PACKET_POWER_CONTROL_TIMING_UPDATE信息214」，但本發明不需要使用任何特殊的信息。
當接收到PACKET-ASSIGNMENT信息214或PACKET_POWER_CONTROL_TIMING_UPDATE信息(帶有時超前發送)時，該移動站開始監視指定的下行線路信道，並且它還可使用指定的上行線路信道，用於發送上行線路短脈衝串給網絡。在圖2中通過箭頭215表示這一點。第一上行線路協議數據單元或PDU屬於LLC(邏輯線路控制)協議層，到達PCU耦合的SGSN，使移動站的新位置在由SGSN保持流動性記錄中被更新。如果對該新小區的接入失敗，首先的替代辦法是，移動站可返回到老的小區(在這一階段對它的無線資源分配仍然有效)繼續數據的傳輸。以後可再起動該小區變更程序。
參看圖2表示PCU內小區變更的情況，PCU負責控制兩個基站以釋放在成功的小區變更之後在老的小區中的資源分配。該釋放可發生在PCU已知道關於數據正常傳輸的短脈衝串正在通過新基站之後的任何時間上。
下面我們將考慮根據本發明第二實施例的方法，如圖3中所示。這個實施例是在不同的PCUs之間但是在單個SGSN的覆蓋之內執行小區變更的方法，即在PCU之間SGSN之內的小區變更。數據的初始正常傳輸和質量報告的周期性傳輸與圖2中所示的是相同的，故在圖3中沒有分別地表示它們。在從移動站接收到PACKET_CELL_CHANGE_REQUEST信息203之後，老的PCU向SGSN發送對應的信息301，它們示例性形式在圖5C中表示為信息520。該信息的欄位是老PCU的標識符521，請求的新小區的標識符522，移動站的無線容量的任選描述符523，在老小區中業務類型的任選描述符和路由區域碼或RAC 525。
當接收到小區變更請求信息301時，在步驟302 SGSN從目標小區的標識符得到控制該目標小區的PCU的標識。SGSN以不變的形式，或以至少包括與圖5C的欄位521，522，523和524相同的欄位的形式，發送小區變更請求信息303給新的PCU。當接收到這個信息時，在步驟304，該新的PCU檢查是否能接受該小區變更請求。在否定的情況，將拒絕送回到SGSN並從此送到老的PCU；這種動作是直接實施，因此在圖3中未示出。如果該新的PCU接受了該提出的小區變更，則在步驟305，它從目標區分配無線資源，如上在PCU內小區變更的內容中所描述的；對於新基站的信息306與上面描述的一樣。在步驟307，新PCU發送CELL_CHANGE_RESPONSE信息給SGSN。在圖5d中將這個信息的示範形式表示為信息530，包括老PCU的標識符531，全編碼PACKET_CELL_CHANGE_CMD信息532，選擇移動站標準533和原因(cause)欄位534。替代完全編碼的小區變更信息532，該信息530還可包括相關的參數，包括發送到移動終端的實際分組小區變更命令信息中。在此時，然後生成後一信息並由老PCU編碼。
當接收到小區變更響應信息307時，SGSN將它作為它的小區變更響應信息308送給老PCU。當接收到信息308時，該老PCU發送實際的PACKET_CELL_CHANGE_CMD信息309給移動站，最好在PACCH上，正如上面與本發明的第一實施例相結合所述的。從此，該操作遵循上述的本發明的第一實施例，直到分配的資源應從老的基站釋放的點。
當連接經受PCU之間SGSN內的小區變更時，TLLI或連接的暫時邏輯鏈路標識符改變是可能的。當PCU的變化與路由區域的變化相關時，這種情況可繼續。如果情況是這樣，SGSN負責發布新的TLLI。最有利的是SGSN通過上述的信息308和309安排新TLLI對移動站的通信。
因為老的和新的PCUs是不同的，老的PCU不能自動地知道移動站對新小區的接入已經成功了，在接入成功的同時就是在老的基站上不再需要分配的資源的時候。因此老的PCU將如何做出關於從老的基站釋放所分配資源的決定是不明顯的。基本上有兩個替代方案原則。根據第一原則，老PCU從固定的觸發事件起等待一定的期間，例如，小區變更命令信息向移動站的傳輸，在從老的小區釋放所分配的資源之前。我們可以說，對於所述的確定期間老的PCU繼續安排該移動站。用遞減計時器來實施這個合適的時限從小區變更命令信息的發送起可以是秒的量級，比如5秒。如果發現在遞減計時器的終止時該移動站使用老的基站，則老的PCU推斷該小區變更沒有成功，並不釋放所分配的資源。還可將計時器或幀計數器的終止與發現對移動站的連接已失去相關聯在發送例如8個無線塊給移動站之後，未得到回答，則老的PCU可推斷該移動站不會再回答了，從而可釋放分配的資源。
上述的計時器/幀計數器替代具有的缺點是，在無線接口上浪費一些資源。如果移動站以快速接入新小區而成功，則老PCU無任何理由再保持自老基站分配的資源。另外，老的PCU甚至可做通過老基站的不必要的傳輸，企圖得到來自己變更小區的移動站回答，因此即造成對其它附近無線連接的不必要的幹擾。從而應考慮第二個方案原則。根據新的PCU通知老的PCU關於成功的小區變更的信息，在此之後老的PCU立即釋放從老小區釋放無線資源。第二個原則的缺點是，它需要在PCUs之間的附加網絡信令。還可應用一個混合的方案，其中老的PCU在釋放老的分配之前等待某個計數器的終止，除非它從新的PCU接收到信令信息，指出該小區變更已成功。在後種情況，當它一接收到並解碼來自新PCU的信息，老的PCU就釋放老的分配。
如果有自老PCU到新PCU的信令信息的傳輸，則可將它用於通知新PCU關於在老的PCU中應用的一些傳輸參數和它們的值。例如可將在RLC協議層中應用的確認參數以這種方式輸出給新PCU，使得無需在移動站與新PCU之間再商訂它們。
執行PCU間小區變更的時間的優點是在兩個連續的PDUs或屬於LLC協議級的協議數據單元之間。這種小區變更的定時可排除上面所述的從老PCU向新PCU發送傳輸參數和它們的值的需要。
該混合方案允許不同種類的PCUs工作在同一網絡。能夠發送小區變更確認給老PCUs的這些新的PCU來做此，從而將不必要的資源分配和傳輸減至最少，而在這種小區變更確認缺少的情況下，如果新的PCU在這方面不合作，所有的老PCUs應用計時器/幀計數器程序來確保資源的釋放。未識別小區變更確認的老PCU簡單地忽略它們，並在每個情況使用計時器/幀計數器程序。
下面我們將考慮表示在圖4中的本發明的第三實施例的方法。這個實施例是在工作於不同的SGSNs的覆蓋內的不同的PCUs之間執行小區變更的方法，即在PCU之間SGSN之間的小區變更。數據的開始正常傳輸和質量報告的周期性傳輸與圖2中所示的相同，故在圖4中就不單獨表示它們了。在從移動站接收到PACKET_CELL_CHANGE_REQUEST信息203之後，老的PCU向老的SGSN發送一個與圖3中的信息301相同對應信息。在步驟401，老的SGSN通過新PCU從包括在小區變更請求信息中的小區標識符(例如RAC)獲得控制目標小區的新的SGSN的地址。在步驟402，老的SGSN向新的SGSN發送一個(GTP)CELL_CHANGE_REQUEST信息，在圖5e中示出了它的示範形式。該信息540包括順序號541，新小區的標識符542，移動站的無線容量的選擇描述符543，在老小區中業務種類的選擇描述符544，PDP上下文的選擇描述為545，用密碼書寫參數欄位546和與移動終端相關的IMSI(國際移動用戶標識)。可任選地，該(GTP)CELL CHANGE REQUEST信息可包括此種的CELL CHANGE REQUEST信息。
當接收到該(GTP)CELL CHANGE REQUEST信息時，該新SGSN在步驟403，從小區標識符獲得新的PCU或控制目標小區的PCU。該新SGSN發送與圖3的信息303相同的CELL CHANGE REQUEST信息404給新的PCU。
當接收到該CELL CHANGE REQUEST信息404時，在步驟405新的PCU如上所述與PCU之間SGSN之內小區變更結合動作。因此步驟405包括所有談到的可接受性檢查和分配，以及通知新基站。在步驟406新的PCU發送它的CELL CHANGE RESPONSE信息給新SGSN。有利的是這個信息與圖3中的信息307相同。
當接收到CELL CHANGE RESPONSE信息406時，在步驟407新的SGSN檢查在所述信息中包含的理由參數。如果操作的結果是肯定的，如果老的SGSN提供新的SGSN保持PDP上下文信息，並為移動站分配新的TLLI(暫時邏輯鏈路標識符)。否則，該新的SGSN在步驟407除去該PDP上下文信息(如果由老的SGSN提供)。在步驟408，新的SGSN發送(GTP)CELL CHANGE RESPONSE信息給老的SGSN。在圖5f中示出了該信息的示範形式，其中該信息550的欄位是序號551，理由552，新TLLI553，和原始CELL CHANGE RESPONSE信息554。
當接收到該(GIP)CELL CHANGE RESPONSE信息時，在步驟409，老的SGSN發送其中包含的CELL CHANGE RESPONSE信息給老的PCU。當接收到該CELL CHANGE RESPONSE信息時，老的PCU發送實際的PACKET_CELL_CHANGE_CMD信息410給移動站，最好在如上面結合本發明的第一實施例所描述的PACCH上。
當接收到PACKET CELL CHANGE CMD信息時，在步驟411該移動站如結合PCU間SGSN內小區變更所描述的進行動作，帶有下面的例外當接入新小區時，當可用時該移動站使用新TLLI，並且當該小區變更不成功時，該移動站返回到老的小區，當可用時該移動站使用它的老TLLI。
當該新的SGSN從移動站(包括新TLLI)接收到LLC級的第一PDU時，它將通知老的SGSN(和HLR)小區變更成功。在步驟412新的SGSN發送該(GTP)CELL CHANGE IND信息給老的SGSN。該新的SGSN還以已知的方式更新任何受了影響的GGSNs。之後經新的SGSN發送所有的數據分組。
當接受收到該(GTP)CELL CHANGE IND信息時，該老的SGSN起動計時器，並發送(GTP)CELL CHANGE ACK信息413給新的SGSN。如果老的SGSN保持對於移動站的不發送(未確認的)下行線路數據分組，該老的SGSN發送該數據分組給新的SGSN。當計時器運行時，老的SGSN將對於移動站接收的所有數據分組送給新的SGSN。當該計時器終止時，該老的SGSN將刪除與該移動站有關的信息。
作為一種選擇，在已經發送(GTP)CELL CHANGE REQUEST信息之後，該老SGSN發送所有另外的未確認下行線路數據分組的拷貝給新的SGSN。因此，當MS接入新小區時，該MS能夠立即接收數據分組。
自然，本發明上述的實施例只是一種舉例，在不脫離所附權利要求的範圍的情況下，可有許多另外的和修改。例如，在這種小區變更中，不需要與SGSN通信，而是包括兩個PCUs，例如，在PCU之間SGSN內的小區變更，老的PCU可發送該小區變更請求信息直接給新的PCU，而不通過SGSN，採取老的PCU能從比如在自移動站的信息中請求的新小區的標識符獲得新PCU的標識。該老PCU甚至可登記幾個後選的新PCUs，只與選擇的新PCU進行。另一附加和修改是在小區之間傳輸幀同步的使用，它可排除獨立的隨機接入短脈衝串的需要通過分配的無線資源可直接產生對新小區的接入。移動站在它的請求信息中可通知新小區的幾個後選者；這些後選小區可影響網絡邊界作用，故將對不同的SGSNs和PCUs的幾個請求信息同時地發送。本發明對於在GGSN級上移動站的位置的更新是由老的或新的SGSN來執行不是敏感的。
本發明並不限於上面給出的與GPRS相關的網絡元件和信息的命令，儘管它們用於強調在GPRS的角度上本發明的實用性。還可將本發明應用到其它的分組交換蜂窩無線系統。
權利要求
1.一種在分組交換無線系統中實施移動站(MS)的小區變更的方法，該分組交換蜂窩無線系統包括第一基站(老BTS)，第二基站(新BTS)和控制至少第一基站(老BTS)操作的控制單元(PCU，老PCU)，其特徵在於所述方法包括步驟在該移動站(MS)仍與第一基站(老BTS)通信時，在該控制單元(PCU，老PCU)上建立關於執行移動站，從第一基站(老BTS)的小區到第二基站(新BTS)的小區的小區變更時該移動站(MS)需要的知識；通過第一基站(老BTS)從該控制單元(PCU，老PCU)向移動站發送第一信息(207，309，410)以便固定即將來臨的第一時刻(209)作為執行小區變更的時刻；和從所述第一時刻(209)向前提供該移動站對第二基站的小區的接入。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，在控制單元(PCU，老PCU)上建立關於移動站執行小區變更所需知識的步驟，作為在該控制單元(PCU，老PCU)向移動站(MS)接收請求信息(203)的響應而產生，所述請求信息(203)包括該移動站(MS)執行小區變更的意願。
3.根據權利要求1的方法，其特徵在於，它還包括步驟在控制單元(PCU，老PCU)接收自移動站的質量報告(202)；在控制單元(PCU，老PCU)建立，基於接收的質量報告和表示該移動站執行小區變更的需要，響應觀測(204)，執行小區變更時，該移動站所需的知識。
4.根據權利要求1的方法，其特徵在於，在控制單元(PCU)還控制第二基站(新BTS)的操作的裝置中，在控制單元(PCU)上建立關於執行小區變更時移動站所需知識的步驟之後，跟著是在該控制單元(PCU)為該移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源的步驟。
5.根據權利要求4的方法，其特徵在於包括步驟由控制單元(PCU)為該移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源，所述的一定量的無線資源對應於在該移動站(MS)與該分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的需要；由該控制單元(PCU)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源，以便發送定時超前信息給該移動站(MS)；通過向該移動站(MS)提供所述定時超前信息(214)，來響應移動站(MS)對第二基站(新BTS)的小區的接入(210，211，212，213)；和其後通過第二基站(新BTS)立即開始在該移動站(MS)與分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的使用(215)。
6.根據權利要求4的方法，其特徵在於包括步驟由控制單元(PCU)為移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源，所述的一定量無線資源對應於在移動站(MS)與控制單元(PCU)之間的有限容量的連接；通過由控制單元(PCU)為移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的某較大數量的無線資源，來響應移動經對第二基站(BTS)的小區的接入(210』，211』，212』，213』)，所述較大數量的無線資源對應於在該移動站(MS)與該分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的需要；提供關於移動站(MS)到第二基站(新BTS)和從此到移動站(MS)的定時超前信息(214』，214」)；通過第二基站(新BTS)開始在移動站(MS)與分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的使用(215)。
7.根據權利要求1的方法，其特徵在於，在該控制單元是控制第一基站(老BTS)和分組交換蜂窩網絡的操作的第一控制單元(老PCU)的裝置中，還包括控制第二基站(新BTS)操作的第二控制單元(新PCU)；和路由選擇和位置信息保持單元(SGSN)，其範圍包括第一控制單元(老PCU)和第二控制單元(新PCU)兩者；在控制單元(PCU，老PCU)建立關於執行小區變更時移動站所需的知識的步驟之後，有步驟從第一控制單元(老PCU)發送第一小區變更請求(301)給路由選擇和位置信息保持單元(SGSN)；從該路由選擇和位置信息保持單元(SGSN)發送與所述第一小區變更請求(301)對應的第二小區變更請求(303)給第二控制單元(新PCU)；和在第二控制單(新PCU)上為該移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源。
8.根據權利要求7的方法，其特徵在於包括步驟作為對接收所述第二小區變更請求(303)的響應，由第二控制單元(新PCU)為該移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源，所述的一定量的無線資源對應於在該移動站(MS)與該分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的需要；由第二控制單元(PCU)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源，以便向移動站(MS)發送定時超前信息；通過提供所述定時超前信息給該移動站(MS)來響應移動站(MS)對第二基站(新BTS)的小區的接入；和此後，通過第二基站(新BTS)立即開始在移動站(MS)與分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的使用。
9.根據權利要求7的方法，其特徵在於包括步驟作為對接收所述第二小區變更請求(303)的響應，由第二控制單元(新PCU)為移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源，所述的一定量的無線資源對應於在移動站(MS)與第二控制單元(新PCU)之間的有限容量的連接；響應移動站(MS)對第二基站(新BTS)的小區的接入，由第二控制單元(新PCU)為移動站分配在第二基站(新BTS)上的是較大數量的無線資源，所述較大數量的無線資源對應於在移動站(MS)與分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的需要；提供關於移動站(MS)到第二基站(新BTS)和從此到移動站(MS)的定時超前信息；和通過第二基站(新BTS)開始在移動站(MS)與分組交換蜂窩無線系統之間的全數據傳輸連接的使用。
10.根據權利要求1的方法，其特徵在於，在該控制單元是控制第一基站(老BTS)和分組交換蜂窩網絡的操作的第一控制單元(老PCU)的裝置中，還包括控制第二基站(新BTS)操作的第二控制單元(新PCU)；第一路由選擇和位置信息保持單元(老SGSN)，其範圍包括第一控制單元(老PCU)；和第二路由選擇和位置信息保持單元(新SGSN)，其範圍包括第二控制單元(新PCU)；在控制單元(老PCU)上建立關於移動站(MS)所需的用於執行小區變更的知識的步驟之後，跟著有步驟從第一控制單元(老PCU)發送第一小區變更請求(301)給第一路由選擇和位置信息保持單元(老SGSN)；從第一路由選擇和位置信息保持單元(老SGSN)向第二路由選擇和位置信息保持單元(新SGSN)發送一個與所述第一小區變更請求(301)對應的網絡級小區變更請求(402)；從第二路由選擇和位置信息保持單元(新SGSN)向第二控制單元(新PCU)，發送一個與所述網絡級小區變更請求(402)對應的第二小區變更請求(404)；和在第二控制單元(新PCU)為移動站(MS)分配在第二基站(新BTS)上的一定量的無線資源。
11.根據權利要求1的方法，其特徵在於，通過第一基站(老BTS)從控制單元(PCU，老PCU)向移動站(MS)發送第一信息(207，309，410)以固定一個即將來臨的第一時刻(209)的步驟，伴有通過所述第一信息(207，309，410)開始起動在移動站(MS)中的等遞減計時器。
12.根據權利要求1的方法，其特徵在於，通過第一基站(老BTS)從控制單元(PCU，老PCU)向移動站(MS)發送第一信息(207，309，410)以固定一個即將來臨的第一時刻(209)的步驟。伴有通過在所述第一信息(207，309，410)中表示在時間上與所述的第一時刻一致的某個幀數。
13.根據權利要求1的方法，其特徵在於，通過第一基站(老BTS)從控制單元(PCU，老PCU)向移動站(MS)發送第一信息(207，309，410)以固定一個即將到來的第一時刻(209)的步驟，伴有通過所述第一信息(207，309，410)表示所述的第一時刻是當該移動站接收所述第一信息的時間。
14.根據權利要求1的方法，其特徵在於包括步驟在所述第一時刻(209)以後，將在第一基站(老BTS)上對於該移動站(MS)的無線資源分配保持某一時間。
15.根據權利要求1的方法，其特徵在於包括步驟在所述第一時刻(209)之後，保持在第一基站(老BTS)上對於該移動站(MS)的無線資源分配，直到某個預定時限終止。
16.根據權利要求14的方法，其特徵在於包括步驟保持在第一基站(老BTS)為該移動站(MS)的無線資源分配，直到控制單元(PCU，老PCU)發現該移動站已成功地變更到第二基站(新BTS)的小區為止。
17.根據權利要求16的方法，其特徵在於，在控制單元(PCU)還控制第二基站(新BTS)的操作的裝置中，由控制單元(PCU)發現移動站(MS)已成功地變更到第二基站(新BTS)的小區的步驟，伴有在控制單元(PCU)上觀測，與在移動站(MS)和分組交換蜂窩無線系統之間的正常數據傳輸有關的短脈衝串正通過新基站(新BTS)。
18.根據權利要求16的方法，其特徵在於，在該控制單元是控制第一基站(老BTS)和分組交換蜂窩網絡的操作的第一控制單元(老PCU)的裝置中，還包括控制第二基站(新BTS)操作的第二控制單元(新PCU)，由第一控制單元(老PCU)發現該移動站(MS)已成功地變更到第二基站(新BTS)的小區的步驟，伴有在第一控制單元(老PCU)接收來自第二控制單元(新PCU)的信息。
19.根據權利要求14的方法，其特徵在於，包括步驟保持在第一基站(老BTS)上對於該移動站(MS)的無線資源分配，直到在所述第一時刻(209)之後的某預定時限的終止，或直到該控制單元(PCU，老PCU)發現該移動站(MS)已成功地變更到第二基站(新BTS)的小區為止，看哪個事件首先到來。
20.一種用於實施在分組交換蜂窩無線系統的移動站(MS)中的小區變更的方法，其特徵在於包括步驟通過第一基站(老BTS)從分組交換蜂窩無線系統的控制單元(PCU，老PCU)接收信息(207，309，410)；在接收到所述信息(207，309，410)之後，繼續利用現存的與第一基站(老BTS)的分組交換通信連接，一直到在所述信息(207，309，410)中定義為執行小區變更的時刻的某個第一時刻(209)為止；和從所述第一時刻(209)向前接入(210，211，212，213，210』，211』212』，213』)第二基站(新BTS)的小區。
21.一種為在分組交換蜂窩無線系統中的移動站(MS)實施小區變更的裝置，包括第一基站(老BTS)，第二基站(新BTS)和用於控制至少第一基站(老BTS)的操作的控制單元(PCU，老PCU)，其特徵在於包括控制單元(PCU，老PCU)裝置，用於在該控制單元(PCU，老PCU)上建立在移動站(MS)仍與第一基站(老BTS)通信的同時執行從第一基站(老BTS)的小區到第二基站(新BTS)的小區的小區變更時，該移動站所需的知識；控制單元(PCU，老PCU)和第一基站(老BTS)裝置，用於通過第一基站(老BTS)向移動站(MS)發送第一信息(207，309，410)，以便把即將來臨的第一時刻(209)固定為執行小區變更的時刻；和第二基站(新BTS)裝置，用於從所述第一時刻向前提供該移動站對第二基站(新BTS)的小區的接入。
全文摘要
提供一種為在分組交換蜂窩無線系統中的移動站(MS)實施小區變更的方法,該系統包括第一基站(老BTS),第二基站(新BTS)和控制至少第一基站(老BTS)的操作的控制單元(PCU,老PCU),該方法包括步驟:在控制單元(PCU,老PCU)上建立;在移動站(MS)仍與第一基站(老BTS)通信的同時,執行從第一基站(老BTS)的小區到第二基站(新BTS)的小區的小區變更時該移動站所需的知識;通過第一基站(老BTS)從控制單元(PCU,老PCU)向移動站發送第一信息(207,309,410),以便將即將來臨的第一時刻(209)固定為執行小區變更的時刻;和從所述第一時刻(209)向前提供移動站對第二基站的小區的接入。
文檔編號H04W36/12GK1277525SQ00118310
公開日2000年12月20日 申請日期2000年6月12日 優先權日1999年6月10日
發明者M·福塞爾, J·帕蘭泰南, S·哈米蒂 申請人:諾基亞行動電話有限公司