标识切换目标毫微微小区基站的毫微微网关、蜂窝电信网、以及方法

申请号 CN201280036847.4 申请日 2012-05-29 公开(公告)号 CN103718607A 公开(公告)日 2014-04-09
申请人 阿尔卡特朗讯公司; 发明人 I·O·肯尼迪; P·C·萨比安奴;
摘要 提供了一种在多个毫微微小区基站之间标识切换目标毫微微小区基站的方法。该方法包括:(a)测量所述切换目标毫微微小区基站的特性,以提供所述特性的第一测量值;(b)然后,将都具有该第一特性值的毫微微小区基站的第一集合标识为切换候选毫微微小区基站;(c)然后,改变所述第一集合中的所选毫微微小区基站的所述特性;(d)然后,测量所述切换目标毫微微小区基站的所述特性,以提供所述特性的进一步测量值;(e)然后,将具有所述特性的所述进一步测量值的所述第一集合中的每个毫微微小区基站标识为切换候选毫微微小区基站的缩减集合;(f)然后,检查切换候选毫微微小区基站的所述缩减集合中的毫微微小区基站的数量是否是一,且一旦确定所述缩减集合中的毫微微小区基站的所述数量大于一,则将所述缩减集合作为所述第一集合来重复步骤(c)、(d)、(e)和(f)。
权利要求

1.一种在多个毫微微小区基站之间标识切换目标毫微微小区基站的方法,该方法包括:
(a)测量所述切换目标毫微微小区基站的特性,以提供所述特性的第一测量值;
(b)然后,将都具有该第一特性值的毫微微小区基站的第一集合标识为切换候选毫微微小区基站;
(c)然后,改变所述第一集合中的所选毫微微小区基站的特性;
(d)然后,测量所述切换目标毫微微小区基站的特性,以提供所述特性的进一步测量值;
(e)然后,将具有所述特性的进一步测量值的所述第一集合中的每个毫微微小区基站标识为切换候选毫微微小区基站的缩减集合;
(f)然后,检查所述切换候选毫微微小区基站的缩减集合中的毫微微小区基站的数量是否是一,且一旦确定所述缩减集合中的毫微微小区基站的所述数量大于一,则将所述缩减集合作为所述第一集合来重复步骤(c)、(d)、(e)和(f)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述特性是主扰码。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述多个毫微微小区基站都位于蜂窝网络的宏小区内,且分配给所述毫微微小区基站的主扰码值比毫微微小区基站的数量少。
4.根据任意前述权利要求所述的方法,其中所述测量步骤各自包括所述用户终端测量所述特性。
5.根据任意前述权利要求所述的方法,其中由服务无线电网控制器在切换请求消息中将所述特性值转发到毫微微网关。
6.根据权利要求5所述的方法,其中步骤(g)包括,一旦确定所述缩减集合中的毫微微小区基站的数量大于一,则所述毫微微网关向所述服务无线电网络控制器发送通知切换失败的消息。
7.根据任意前述权利要求所述的方法,该方法包括将呼叫连接从宏小区基站切换到所标识的切换目标毫微微小区基站。
8.根据任意前述权利要求所述的方法,其中响应于由用户终端进行的测量而在所述毫微微小区基站的第一小区中改变特性,同时在所述毫微微小区基站的第二小区中维持到其它用户终端的连接。
9.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法,其中在所述特性将被改变的毫微微基站中,命令连接的用户终端切换到使用新的特性,然后所述特性被改变为新的值。
10.一种被配置为在多个毫微微小区基站之间标识切换目标毫微微小区基站的毫微微网关,该毫微微网关包括:
用于(a)接收所述切换目标毫微微小区基站的特性的第一测量值的装置;
用于(b)然后将都具有该第一特性值的毫微微小区基站的第一集合标识为切换候选毫微微小区基站的装置;
用于(c)然后改变所述第一集合中的所选毫微微小区基站的特性的装置;
用于(d)接收所述切换目标毫微微小区基站的特性的进一步测量值的装置;
用于(e)然后将具有所述特性的进一步测量值的所述集合中的每个毫微微小区基站标识为切换候选毫微微小区基站的缩减集合的装置;
用于(f)然后检查切换候选毫微微小区基站的缩减集合中的毫微微小区基站的数量是否是一,且一旦确定所述缩减集合中的毫微微小区基站的所述数量大于一,则将所述缩减集合作为所述第一集合来重复步骤(c)、(d)、(e)和(f)的装置。
11.根据权利要求10所述的毫微微网关,其中所述多个毫微微小区基站都位于蜂窝网络的宏小区内,且分配给所述毫微微小区基站的可能的值比毫微微小区基站的数量少。
12.根据权利要求10或11所述的毫微微网关,其中所述测量值是从用户终端接收的。
13.根据权利要求10所述的毫微微网关,该毫微微网关包括用于一旦确定所述缩减集合中的毫微微的数量大于一,则针对切换向所述连接的服务无线电网络控制器发送通知切换失败的消息的装置。
14.一种网络,该网络包括根据权利要求10-14中的任一项所述的毫微微网关、以及毫微微小区基站,在该毫微微小区基站中,响应于由用户终端进行的测量而在所述毫微微小区基站的第一小区中改变特性,同时在所述毫微微小区基站的第二小区中维持到其它用户终端的连接。
15.一种网络,该网络包括根据权利要求10-14中的任一项所述的毫微微网关、以及特性将被改变的毫微微小区基站,在所述毫微微小区基站中,命令连接的用户终端切换到使用新的特性值,然后所述特性值被改变为新的值。

说明书全文

标识切换目标毫微微小区基站的毫微微网关、蜂窝电信网、

以及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电信,尤其涉及无线电信。

背景技术

[0002] 无线电信系统是公知的。许多这种系统是蜂窝系统,在该蜂窝系统中由多个被称为小区的无线电覆盖范围提供无线电覆盖。每个小区中具有用于提供无线电覆盖的基站。传统基站在相对较大的地理范围内提供覆盖并且相应的小区通常被称为宏小区。
[0003] 在宏小区内建立较小尺寸的小区是可能的。小于宏小区的小区有时被称为小型小区、微小区、微微小区或毫微微小区,但是我们使用术语毫微微小区来一般地表示小于宏小区的小区。一种建立毫微微小区的途径是提供在宏小区的覆盖范围内的相对有限的范围内运行的毫微微小区基站。一种毫微微小区基站的用途的示例是提供建筑物内的无线通信覆盖。
[0004] 毫微微小区基站具有相对较低的发射功率,且从而每个毫微微小区具有与宏小区相比较小的覆盖范围。典型的覆盖范围是数十米。
[0005] 毫微微小区基站具有自动配置性质,从而支持用户的即插即用部署,例如其中毫微微基站可能将它们自己集成到现有的宏小区网络中,从而连接到宏小区网络的核心网。
[0006] 毫微微小区基站主要意在属于特定家庭或办公室的用户。毫微微小区基站可以是封闭接入或开放接入。在封闭接入的毫微微小区基站中,接入只被限制到注册用户,例如家庭成员或雇员的特定群组。在开放接入的毫微微小区基站中,其它用户也可使用毫微微小区基站,但受到用于保护注册用户所接收的服务质量的特定限制。
[0007] 一种已知类型的毫微微小区基站使用宽带因特网协议连接作为“回程”,即用于连接到核心网。一种类型的宽带因特网协议连接是数字用户线路(DSL)。DSL将毫微微小区基站的DSL发射机-接收机(“收发信机”)连接到核心网。DSL允许语音呼叫和经由将被支持的毫微微小区基站提供的其他服务。毫微微小区基站还包括连接到无线电通信的天线的射频(RF)收发信机。这种有线宽带回程的一种替代是具有无线回程。
[0008] 毫微微小区基站有时被称为毫微微(femto)。
[0009] 用户终端从到一个小区的连接切换到到另一小区的连接在蜂窝电信系统中是普遍的。切换可以从宏小区基站到宏小区基站、从毫微微到毫微微、从毫微微到宏小区基站(“切出”)和从宏小区基站到毫微微(“切入”)。
[0010] 特别地,用户终端从到宏小区基站的连接切换到与毫微微的连接(“切入”)会在目标消除模糊方面产生问题,换言之,从多个候选中唯一地标识目标毫微微以用于切换。缺乏关于最佳切换候选的标识的信息是目标“模糊”问题的核心。随着任何给定区域中毫微微的密度增加,该问题会变得越发严重。特别地,该问题可由于许多毫微微必须共享仅有的一些主扰码而产生,从而存在大量的扰码重复使用,这意味着主扰码不能标识毫微微小区。即使在限制到单个宏小区的覆盖范围内时,也可能存在许多目标毫微微候选。
[0011] 在已知的系统中,在准备切换期间从宏小区基站传向核心网的消息不能使得最佳目标毫微微被唯一地标识。用户终端从各个毫微微接收寻呼信号并向宏小区基站报告最佳质量接收信号和最佳目标毫微微的扰码。然而,该码还由许多其它毫微微使用,从而不能清楚地向宏小区基站标识哪个是最佳目标毫微微。
[0012] 关于从宏小区基站到毫微微切换(切入)的一些方法是已知的。在一些已知的途径中,毫微微是封闭接入的,意味着只有一些用户终端被允许连接到毫微微,而且这些用户终端根据它们的标识符(即它们各自的国际移动用户标识(IMSI))被列在接入控制列表中。由于可被认为是目标候选的仅有的毫微微是将该用户终端在它们各自的接入控制列表上作为允许用户的那些毫微微,所以切换候选的列表大大减少。
[0013] 在毫微微是开放接入的情况中,毫微微不具有接入控制列表。然而,使用切换源宏小区的特性以及毫微微的特性确定切换候选是可能的。特别地,只选择在宏小区之内且具有与用户终端所标识的并通知到宏小区基站的扰码相同的扰码的毫微微。例如,在使用六个扰码(该六个扰码均等比例地分配在毫微微之间)的毫微微系统中,则候选列表的大小相应地缩减六倍。随后向保留在候选列表上的所有毫微微尝试切换。一旦这些毫微微中的一个成功地承担起与用户终端的连接,该成功的毫微微就通知网络,网络随后指导列表上的所有其它毫微微中止它们的切换接受尝试。由于缩减的切换候选列表上通常存在许多毫微微,所以在作出的多个未成功切换尝试中浪费了资源。

发明内容

[0014] 读者请参照所附的独立权利要求。一些优选的特征在从属权利要求中列出。
[0015] 本发明的一个示例是一种在多个毫微微小区基站之间标识切换目标毫微微小区基站的方法,该方法包括:
[0016] (a)测量所述切换目标毫微微小区基站的特性,以提供所述特性的第一测量值;
[0017] (b)然后,将都具有该第一特性值的毫微微小区基站的第一集合标识为切换候选毫微微小区基站;
[0018] (c)然后,改变所述第一集合中的所选毫微微小区基站的所述特性;
[0019] (d)然后,测量所述切换目标毫微微小区基站的所述特性,以提供所述特性的进一步测量值;
[0020] (e)然后,将具有所述特性的所述进一步测量值的所述第一集合中的每个毫微微小区基站标识为切换候选毫微微小区基站的缩减集合;
[0021] (f)然后,检查切换候选毫微微小区基站的所述缩减集合中的毫微微小区基站的数量是否是一,且一旦确定所述缩减集合中的毫微微小区基站的所述数量大于一,则将所述缩减集合作为所述第一集合来重复步骤(c)、(d)、(e)和(f)。
[0022] 所述特性优选地是主扰码。
[0023] 在优选的实施方式中,所述特性的时间变化值由切换源基站控制器发送到毫微微网关,以便为了供所述毫微微网关标识所述目标毫微微。
[0024] 一些优选的实施方式提供对宏到毫微微切换(“切入”)的方案。
[0025] 在优选的实施方式中,可在位于宏小区中但几乎不共享主扰码的大量毫微微之间标识唯一的切换目标毫微微。附图说明
[0026] 现在通过实例的方式参考附图来描述本发明的实施方式,其中:
[0027] 图1是示出了根据本发明的一种实施方式的无线通信网络的图;
[0028] 图2是示出了图1中所示的一个宏小区内的示例毫微微基站部署的图;
[0029] 图3是示出了图1和2中所示的网络的服务RNC和毫微微网关的图;
[0030] 图4图示出切换目标候选毫微微的扰码如何为了唯一地标识最佳目标而随时间改变;以及
[0031] 图5是示出了服务RNC和毫微微网关的操作以及与图4中示出的示例中的用户终端和毫微微切换目标候选的通信;以及
[0032] 图6示出了具有两个辐射小区的毫微微小区基站,其中一个用于切换目标标识,另一个用于语音/数据服务。

具体实施方式

[0033] 我们现在描述包括毫微微小区基站的网络,然后详细查看宏小区基站到毫微微的切换,特别是如何唯一地标识其中由多个毫微微共享主扰码的目标毫微微。
[0034] 网络
[0035] 如图1和2中所示,针对无线通信的网络10(用户终端34可通过其进行漫游)包括两种类型的基站,即宏小区基站和毫微微基站(后者有时被称为“毫微微”)。为了简便,图1和2中示出了一个宏小区基站22。每个宏小区基站具有经常被称作宏小区的无线电覆盖区域24。宏小区24的地理范围取决于宏小区基站22的能和周边地理。
[0036] 在宏小区24内,每个毫微微小区基站30提供相应的毫微微小区32内的无线通信。毫微微小区是无线电覆盖区域。毫微微小区32的无线电覆盖区域比宏小区24的无线电覆盖区域要小得多。例如,毫微微小区32在尺寸上对应于用户的办公室或家庭。
[0037] 如图1所示,网络10由无线电网络控制器RNC170管理。无线电网络控制器RNC170控制所述操作,例如通过经由回程通信链路160与宏小区基站22进行通信。无线电网络控制器170维持临近列表,该临近列表包括关于由基站所支持的小区之间的地理关系的信息。此外,无线电网络控制器170维持位置信息,该位置信息提供关于无线通信系统10内的用户设备的位置的信息。无线电网络控制器170可被操作为经由电路交换和分组交换网络来路由流量。对于电路交换流量,提供了无线电网络控制器170可与之通信的移动交换中心250。移动交换中心250与电路交换网络(比如公共交换电话网络(PSTN))210进行通信。对于分组交换流量,网络控制器170与服务通用分组无线电服务支持节点(SGSN)220和网关通用分组无线电支持节点(GGSN)180进行通信。GGSN然后与分组交换核心190(比如例如因特网)进行通信。
[0038] MSC250、SGSN220、GGSN180和运营商IP网络组成所谓的核心网253。SGSN220和GGSN180由运营商IP网络215连接到毫微微小区控制器/网关230。
[0039] 毫微微小区控制器/网关230经由因特网190连接到毫微微小区基站30。到毫微微小区控制器/网关230的这些连接是宽带网际协议连接(“回程”)连接。
[0040] 在图2中,为了简便,只示出了三个毫微微小区基站30和相应的毫微微小区32。
[0041] 对于宏小区24内的移动终端34来讲,以已知的方式与宏小区基站22进行通信是可能的。当移动终端34进入到移动终端已针对毫微微基站30内的通信进行了注册的毫微微小区32中时,期望将与移动终端的连接从宏小区切换到毫微微小区。在图2中示出的示例中,移动终端34的用户是毫微微小区32的最近邻32’的优选的用户。
[0042] 如图2中所示,毫微微小区基站30经由宽带网际协议连接(“回程”)36连接到核心网(图2中未示出)并从而连接到电信“世界”的其余部分(未在图2中示出)。“回程”连接36允许毫微微小区基站30之间通过核心网(未示出)的通信。宏小区基站还连接到核心网(未在图2中示出)。
[0043] 标识将成为切换目标的毫微微小区基站
[0044] 如图3所示,语音或数据呼叫所连接到的宏小区基站22的服务RNC170’包括毫微微切换候选列表300和无线电接入应用部分(RANAP)处理器302。毫微微网关230(其作为到核心网的RNC接口出现)连接到多个毫微微300且还包括RANAP处理器304。下面描述操作。
[0045] 进程
[0046] 重复(迭代)缩减候选列表中的毫微微的数量这一进程,直到唯一地标识最佳切换目标为止。该进程涉及随时间改变主扰码,以提供用于唯一标识最佳切换目标毫微微的信息。
[0047] 在被由用户终端提供的关于临近小区的信号强度的测量报告通知的情况下,源RNC170’可决定寻求将与用户终端的连接从宏小区基站切换到毫微微。一旦做出该决定,则源RNC向目标毫微微网关(其充当目标RNC)发送切换请求,尤其是RANAP重定位请求。
[0048] 如果毫微微候选列表大于一个候选,则目标毫微微网关23通过指导毫微微候选的子集以预定的方式改变主扰码来进行反应,并且将重定位失败消息从目标毫微微网关发送到源RNC。执行来自用户终端的进一步测量报告,这会引起候选名单缩减。重复用户终端测量和主码改变的步骤,直到候选列表仅具有一个候选为止,此时,唯一地标识目标毫微微,从而切换继续进行。
[0049] 提供如下示例。
[0050] 四个候选的示例
[0051] 如图4所示,将在其内安置有12个毫微微的宏小区覆盖区域作为示例,这些毫微微共享3个主扰码(PSC)。如图4所示,在第一时刻t0,四个毫微微A、B、C、D使用第一PSC1,另外四个毫微微使用第二PSC2,以及其余四个毫微微使用第三PSC3。
[0052] 已通过由与宏小区基站22处于呼叫连接中的用户终端34进行的无线电测量标识出作为最佳切换目标的基站的PSC是PSC1。然后的问题是,标识使用PSC1的宏小区中的四个毫微微A、B、C、D中的哪一个是最佳切换目标。
[0053] 所选切换候选的PSC随时间改变,其方式使得最佳切换候选能够唯一地被标识。在该示例中,如图4中所示,在时间t1,毫微微C和毫微微D两者都改变到PSC2。如图4中所示,在随后的时间t2,毫微微B改变到PSC2,且毫微微C改变回PSC1。从而,在时间t0、t1、t2,针对四个候选毫微微区域的扰码的序列在表1中示出。这使得毫微微切换目标被唯一地标识。
[0054]
[0055] 表1
[0056] 如图5中所示,宏小区基站(未在图5中示出)的覆盖区域中的用户终端34经由宏小区基站向其服务RNC170’发送(步骤a)测量报告,关于切换,服务RNC170’是源RNC。测量报告包括最佳切换候选的PSC的标识符,其为PSC1。
[0057] 包括标识符PSC1的切换请求被发送(步骤b)到目标毫微微网关230。毫微微网关将PSC1认为是为毫微微预留的若干主扰码中的一个。结果,毫微微网关确定(步骤c)在宏小区覆盖区域中的12个候选毫微微中只有使用PSC1的四个A、B、C、D仍是候选。
[0058] 然后,网关230选择哪些毫微微将改变主扰码,从而辅助切换目标标识。在该示例中,毫微微C和D被选择(步骤d)且向它们中的每一个发送(步骤e、f)指令,以改变到PSC2。毫微微C改变(步骤h)到PSC2。毫微微D改变(步骤g)到PSC2。由于没有标识任何唯一切换目标毫微微,网关然后向服务RNC170’发送(步骤i)重定位失败消息。
[0059] 然后由RNC170’从用户终端34接收(步骤j)进一步测量报告。这一进一步测量报告包括最佳切换候选的PSC的标识符,其为PSC2。包括PSC2的标识符的切换请求被发送(步骤k)到目标毫微微网关230。结果,毫微微网关确定(步骤l)在四个之前标识的候选毫微微A、B、C、D中只有两个(即C和D)是使用PSC2的,从而仍是候选。
[0060] 然后,网关230选择哪些毫微微将改变主扰码。在该示例中,毫微微B和C被选择(步骤m)且向它们中的每一个发送(步骤n、o)指令,以改变到PSC2。毫微微B改变(步骤p)到PSC2。毫微微C改变(步骤q)到PSC1。由于在该循环中没有标识任何唯一的切换目标毫微微,网关向服务RNC170’发送(步骤r)重定位失败消息。
[0061] 来自用户终端的下一个测量报告将最佳切换候选的PSC标识(步骤s)为PSC2。包括标识符PSC2的切换请求被发送(步骤t)到目标毫微微网关230。
[0062] 网关230从包括毫微微C和毫微微D缩减候选名单中标识(步骤u)出只有毫微微D随后使用PSC2,从而毫微微D是针对切换的唯一标识候选。换言之,与在那三个时间t0、t1、t2的测量报告一致,只有毫微微D在t0具有PSC1,在t1具有PSC2,在t3具有PSC1。然后,网关230向毫微微D发送(步骤v)切换请求(即RANAP重定位请求)。毫微微D用切换请求接受消息进行回复(步骤w)。然后着手进行切换(步骤x)。
[0063] 最小化对被服务的用户终端的影响
[0064] 当在寻求标识针对宏连接用户终端的最佳切换目标的过程中改变毫微微的PSC时,期望能够在其它用户终端上最小化损害效果,其中所述其它终端或占用在毫微微上的空闲模式中或处于与所述毫微微的活动连接中。
[0065] 在上述示例中,这是通过每个毫微微生成两个不同但重叠的覆盖区域来完成的。如图6中所示,存在提供正常蜂窝服务的服务覆盖区域61和通过在毫微微网关的控制下循环通过PSC来进行辅助的切换辅助覆盖区域63。在使用过程中,一旦已经唯一地标识了目标毫微微,则将用户终端从宏小区基站切换到切换辅助小区63。在短时间后,将所述用户终端切换到常规服务小区61。通过适当地设置小区重选和切换参数来控制在两个小区之间的移动,并且在一些示例中,还设置两个覆盖区域61和63的相对发射功率。这意味着从宏到毫微微服务小区61的切入是两阶段进程:首先,切换到切换辅助小区63,然后从那里切换到服务小区61。
[0066] 一种替换方式是,在改变其主扰码(PSC)之前,将毫微微的邻近列表更新为包括新指派的PSC。毫微微随后在其广播信道上发送命令,以供连接的用户终端重新读取所述PSC,从而保持更新。从而,当毫微微的PSC实际改变时,空闲模式中的用户终端切换到使用新的PSC占用该毫微微,而且处于活动模式中的所有用户终端通过物理信道重新配置的方式重新配置它们的无线电资源,以在它们与该毫微微的连接中使用新的PSC。实质上,从用户终端的度,这些进程表现得像切换或重定位。
[0067] 一些其它示例
[0068] 通过进一步的示例,如果为网络中的毫微微预留六个主扰码,且存在(6的5次幂=)7776个毫微微,则通过适当地随时间改变主扰码以使得每个毫微微具有主扰码的唯一序列,在被充当RNC的目标毫微微网关只拒绝五次切换请求的情况下是有可能对正确目标毫微微进行唯一标识的。
[0069] 在包括具有1公里的半径的宏小区且每400平方米一个毫微微的示例中,宏小区内部存在6280个毫微微。由于其小于7776,在五次切换请求拒绝的情况下,目标毫微微被唯一标识。
[0070] 在示例网络中,存在512个不同的可用主扰码,但典型地若干个被分配给毫微微。这些若干个是为任意宏小区中的毫微微预留的PSC的公用集合。可替换地,分配给毫微微的主扰码的集合可以是特定于每个宏小区的。
[0071] 上述特定示例涉及不时地修改主扰码。作为补充或替代,为了唯一地标识切换目标,还可使用另一配置参数或其它配置参数。例如,可使用载波频率
[0072] 总结
[0073] 在不偏离其关键特性的情况下,可按照其它特定形式中来实现本发明。所述的实施方式在各方面都被认为只是描述性的,而非限制性的。因此,由所附的权利要求而不是上述描述来表明本发明的范围。在权利要求的等同范围和意思之内的所有改变都被包含在其范围内。
[0074] 本领域技术人员将轻易地认识到可通过编程计算机来执行各种上述方法的步骤。一些实施方式涉及程序存储装置,例如数字数据存储媒体,其是机器或计算机可读的且对指令的机器可执行或计算机可执行程序进行编码,其中所述指令执行上述方法的一些或全部步骤。程序存储装置可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储媒体、硬盘或光学可读数字数据存储媒体。一些实施方式涉及被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。
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