專利名稱：虛擬蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)，更特別地，本發(fā)明涉及這樣一種網(wǎng)絡(luò)，其具有在地理上較小的小區(qū)。
背景技術(shù)：
確定移動設(shè)備位置的可能性已經(jīng)使應(yīng)用開發(fā)商和無線網(wǎng)絡(luò)運營商能夠提供基于場所的服務(wù)和知道場所的服務(wù)。這樣的例子是導(dǎo)游系統(tǒng)、購物幫助、朋友探測器、和其它為移動用戶提供該移動用戶環(huán)境信息的信息服務(wù)。
除了商業(yè)服務(wù)之外，幾個國家的政府也已經(jīng)要求網(wǎng)絡(luò)運營商能夠確定緊急呼叫的位置。例如，USA(FCC E911)中的政府要求，其要求必須可以確定所有緊急呼叫中某個百分比的位置。與室外環(huán)境相比，對室內(nèi)環(huán)境的要求沒有什么差別。
在室外環(huán)境中，位置估計可使用用于位置確定的外部方法來執(zhí)行，例如，像輔助-GPS(A-GPS)一樣的基于GPS(全球定位系統(tǒng))的方法。位置估計還可以使用無線網(wǎng)絡(luò)自身來執(zhí)行?？梢詫⑹褂脽o線網(wǎng)絡(luò)的方法分為兩個主組。第一組包括基于移動終端所附屬的無線電小區(qū)的方法，例如，通過使用小區(qū)-ID或E-CGI(增強型全球小區(qū)標識)。第二組使用對來自幾個基站(BS)的無線電信號的測量并使用例如時間差(TD)來確定終端位置。
為了能夠連接到移動網(wǎng)絡(luò)或在已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)時執(zhí)行切換，移動終端通常不斷地測量來自它自己基站和來自其它基站的可用信號。這些信號通常是旨在用于測量傳輸?shù)臒o線電條件的控制信號，連同數(shù)據(jù)，控制信號包含關(guān)于怎樣建立到發(fā)送基站的連接的信息。特別地，該控制信號包括這樣的數(shù)據(jù)，其中，該數(shù)據(jù)自身構(gòu)成基站識別數(shù)據(jù)或與發(fā)送該控制信號的載頻一起構(gòu)成基站識別數(shù)據(jù)。這樣，移動終端能夠獲得發(fā)送基站的標識，并估計無線電條件。在GSM(全球移動通信系統(tǒng))中，移動終端通常編輯在鄰居列表中的該信息，該列表作為信息被傳送到網(wǎng)絡(luò)。
位置估計可以基于在鄰居列表中的測量。然后，結(jié)合對該基站精確位置的了解，使用與該無線電基站的距離和無線電條件之間的關(guān)系。在通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，該基站的位置是已知的。這意味著可根據(jù)不同算法，容易地將鄰居列表用于位置估計。位置估計的精確度與小區(qū)大小成比例。
三角測量方法或時間差(TD)方法利用與兩個或更多基站相關(guān)聯(lián)的信號。這些信號用于計算移動終端所在的位置、或計算移動終端位于距離基站多遠的地方。該計算基于信號在終端與不同基站之間傳播所用時間的相對差或絕對差。TD方法可達到的精確度取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)、和無線電條件。典型地，在移動電話系統(tǒng)中，ID方法的精確度是50-150米。TD方法相對地耗費時間和資源。
指紋方法利用所有地方或多或少具有所接收無線電信號的唯一特性簽名的事實。這是在建筑物或障礙物內(nèi)的多路徑和反射的結(jié)果。通過將不同場所的特性無線電簽名存儲在數(shù)據(jù)庫中，就可能通過將接收的信號簽名與存儲在數(shù)據(jù)庫中的簽名相比較來確定設(shè)備的場所。指紋方法需要不斷更新的數(shù)據(jù)庫。高的結(jié)果通常也依賴于能夠匹配來自不同源或不同基站的信號。
位于室內(nèi)的終端通常具有到覆蓋周圍室外區(qū)域的基站的連接，終端位于室內(nèi)時的質(zhì)量比終端位于室外時的質(zhì)量低。為了改進室內(nèi)覆蓋的情形，許多較大的建筑物裝備了室內(nèi)電話系統(tǒng)。室內(nèi)系統(tǒng)大部分情況下常常由一個基站和分布式天線系統(tǒng)或泄露電纜天線組成。對于覆蓋大區(qū)域的建筑物，通常使用中繼器。這使得整個建筑物看起來像一個大的無線電小區(qū)，并且不能確定終端位于建筑物內(nèi)的什么地方。此外，由于來自室外基站的信號很微弱，通常不能應(yīng)用例如三角測量那樣更復(fù)雜的方法。
一種簡單的解決方法是使用另外的不基于任何移動電話系統(tǒng)的系統(tǒng)來定位。這可以是室內(nèi)GPS系統(tǒng)、基于WLAN(無線局域網(wǎng))或藍牙的系統(tǒng)、或一些其它的傳感器解決辦法。然而，這樣的系統(tǒng)需要另外的復(fù)雜設(shè)備，并且終端被也配備有特殊的硬件和/或軟件，這使得該解決辦法成本很高。
另一種簡單的解決方案是增加室內(nèi)基站的數(shù)量，這樣降低了小區(qū)大小。由于這種解決方案可以更有效地再用通信資源，因此也將增加總的可用資源。然而，因為這種解決方案的成本將會很高，所以基站是昂貴的設(shè)備。此外，因為移動終端跨越小區(qū)邊界的可能性增加，所以引入更小的小區(qū)將會增加必要的切換次數(shù)。通過引入精確定位所必需的非常小的小區(qū)，切換數(shù)量大大增加。因此，所連接的BSC或RNC用于處理切換程序的負載也將大大增加。
在一些應(yīng)用中，帶有一層宏小區(qū)和一層微小區(qū)的分層結(jié)構(gòu)的引入幫助解決了頻繁切換的問題。移動相對快的移動終端分配到宏小區(qū)，緩慢移動或準靜止的移動終端可分配到微小區(qū)。這樣，可以對緩慢移動的移動終端進行更精確的位置估計。然而，宏小區(qū)層和微小區(qū)層的引入需要另外的通信信道，因為在一般情況，宏小區(qū)和微小區(qū)不能使用相同的通信信道。此外，管理這種分層結(jié)構(gòu)非常費力，既需要考慮硬件又需要考慮軟件。最后，快速移動終端的精確位置確定仍然是不可能的。
在某些情況下，為了本地特征，要求具有精確的位置確定。例如，在大的辦公樓或產(chǎn)品工廠內(nèi)，如果員工都攜帶了移動設(shè)備，則可以發(fā)現(xiàn)任何員工的當前場所。這對辦公管理和工廠管理是非常有利的，但是對于網(wǎng)絡(luò)運營商，“在特定辦公樓內(nèi)部”的場所確定已經(jīng)足夠。此外，在例如建筑物內(nèi)部的某些本地數(shù)據(jù)會泄露公司秘密。因此，在許多情況中需要具有精確的位置估計，但是對整個通信網(wǎng)絡(luò)來說，除了緊急情況以外，這通常是不可用的。在現(xiàn)有技術(shù)中，有選擇地訪問定位信息是不可能的。
發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)存在的一個問題是，如果沒有大大增加到無線電接入站控制器的信令業(yè)務(wù)量或沒有大大增加對分層小區(qū)結(jié)構(gòu)的管理工作，則很難提高位置估計的精確度。現(xiàn)有技術(shù)存在的另一問題是，使位置估計選擇性地可用于不同網(wǎng)絡(luò)用戶是不可能的。
本發(fā)明的一個目的是，提供一種提高位置估計精確度的方法和設(shè)備。本發(fā)明的另一目的是提供一種不增加無線電接入站控制器上的業(yè)務(wù)量負載的方法和設(shè)備。本發(fā)明的又一目的是提供一種使位置估計信息選擇性地可用于不同通信網(wǎng)絡(luò)方和/或某一局部區(qū)域的方法和設(shè)備。再一目的是提供這樣的方法和設(shè)備，其通過在相應(yīng)局部地區(qū)內(nèi)的無線電網(wǎng)絡(luò)來增強對本地用戶(例如，建筑物所有者)的控制可能。
由根據(jù)所附帶權(quán)利要求的方法和設(shè)備來實現(xiàn)上述目的。概括說來，通過給由同一無線電接入站控制的天線提供虛擬無線電接入站的信號來產(chǎn)生虛擬網(wǎng)絡(luò)。虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器被設(shè)置用于在不同虛擬無線電接入站的物理信道集之間執(zhí)行切換。優(yōu)選地，對主通信網(wǎng)絡(luò)來說，透明地執(zhí)行切換。優(yōu)選地，通過將虛擬無線電接入站的物理信道與主通信網(wǎng)絡(luò)的通信信道相關(guān)聯(lián)來提供透明性。優(yōu)選地，位置估計由虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器執(zhí)行，由此，這種估計可在該虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部保密。
本發(fā)明的優(yōu)點是，在某種程度上，該虛擬網(wǎng)絡(luò)可與主通信網(wǎng)絡(luò)相分離地管理。這可大大降低在無線電接入站與無線電接入站控制器之間與切換相關(guān)的業(yè)務(wù)量。此外，利用虛擬無線電接入站的切換和位置估計可在該虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)保密。
通過參考附圖連同隨后的描述可以最好地理解本發(fā)明及其另外的目的和優(yōu)點。
圖1A是蜂窩通信系統(tǒng)的示意性圖示；圖1B是在蜂窩通信系統(tǒng)中連接網(wǎng)絡(luò)單元的方框圖；圖2是鄰居列表中典型內(nèi)容的圖示；圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分布式天線系統(tǒng)的示意性圖示；圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的無線電網(wǎng)絡(luò)一部分的示意性圖示；圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例具有分布式天線系統(tǒng)的無線電網(wǎng)絡(luò)一部分的示意性圖示；圖6A和圖6B是根據(jù)本發(fā)明一實施例的虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器分別在控制面和數(shù)據(jù)面的變換功能的示意性圖示；圖7A和圖7B是根據(jù)本發(fā)明其它虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器實施例的示意性圖示；圖7C是在根據(jù)本發(fā)明的一個虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)實施例中載波再用的示意性圖示；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個無線電基站實施例的方框圖；
圖9根據(jù)本發(fā)明的另一無線電基站實施例的方框圖；圖10是在內(nèi)部鄰居列表與外部鄰居列表之間變換的圖示；圖11A-C是根據(jù)本發(fā)明虛擬網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)平面圖；和圖12是圖示在根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例中主要步驟的流程圖。
具體實施例方式
為了充分了解本發(fā)明的操作，首先給出蜂窩網(wǎng)絡(luò)中控制信令和一般位置估計的一段簡短回顧。
在該發(fā)明詳述的主要部分中，基于GSM技術(shù)的系統(tǒng)用作示范實施例。然而，本發(fā)明的基本思想不局限于這些特定描述的實施例，而是通常可應(yīng)用于許多不同的蜂窩通信系統(tǒng)。
在圖1A中示意性地圖示了一個蜂窩網(wǎng)絡(luò)10，蜂窩網(wǎng)絡(luò)10的基本思想是將網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建為小區(qū)4A-4J的格網(wǎng)，其中，每一個小區(qū)4A-4J是由一個無線電基站2A-2J所覆蓋的區(qū)域。經(jīng)由不同的無線電資源進行通信。為了避免在相鄰小區(qū)中的移動電話6與無線電基站2A-2J之間的干擾，移動電話6與基站2A-2J之間的通信使用不同的資源或通信信道，即，稍微不同的(例如，頻率和編碼的)配置或設(shè)置。那些資源或“配置”的數(shù)量是受限制的。在GSM系統(tǒng)中，資源由有限數(shù)量的所允許的載頻形成，并且它們用于隔離不同小區(qū)中的通信。在WCDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)中，資源的特征是具有有限數(shù)量的不同編碼。有限數(shù)量無線電資源的結(jié)果意味著小心規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)10是很重要的。
移動站(MS)、移動電話、移動終端、和手機都指可在通信系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)移動的設(shè)備。這些術(shù)語在本發(fā)明公開說明書中將用作為等同的表達。該設(shè)備典型地是移動電話、手持計算機，即，所謂的個人數(shù)字助理(PDA)、或其它配備有用于蜂窩或移動網(wǎng)絡(luò)的無線電接收機的裝置或設(shè)備。
在圖1B中圖示了在GSM網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)單元的方框圖。MSC(移動業(yè)務(wù)交換中心)50通常經(jīng)由(未示出)GMSC(MSC網(wǎng)關(guān))連接到其它MSC，或連接到其它外部網(wǎng)絡(luò)52。MSC 50連接到一個或多個BSC(基站控制器)60，并具有轉(zhuǎn)換裝置51，該轉(zhuǎn)換裝置51連接那些連接到該BSC 60上的不同網(wǎng)絡(luò)單元。BSC 60負責管理一個或多個基站8，并由轉(zhuǎn)換功能61轉(zhuǎn)換去往和來自MSC 50和不同基站8的業(yè)務(wù)量。BSC 60還具有用于執(zhí)行切換的裝置62和用于執(zhí)行位置估計的裝置63，裝置63例如通過使用由移動終端報告的鄰居列表來估計連接到基站8的移動終端的位置。備選地，用于估計位置的裝置63可被設(shè)置用于向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的另一節(jié)點報告與位置確定相關(guān)聯(lián)的信息，其中，在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的另一節(jié)點中執(zhí)行實際估計?；?包括收發(fā)器無線電接口71，其將不同信道頻率的業(yè)務(wù)量劃分到收發(fā)器單元72A和72B。收發(fā)器72A，72B的輸出由多路復(fù)用器74多路復(fù)用，并發(fā)送到天線14?；?中的功能由基站控制系統(tǒng)73控制。
使用蜂窩通信系統(tǒng)的通信通常涉及分別在業(yè)務(wù)信道和控制信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號和控制信號。在GSM系統(tǒng)中有三類控制信道。BCH(廣播信道)包括將有關(guān)小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的信息連續(xù)發(fā)送到移動終端的信道。例如，信道BCCH(廣播控制信道)用于發(fā)送小區(qū)特定信息。在BCH信道上的通信發(fā)生在DL(下行鏈路)方向中。BCH數(shù)據(jù)由基站8提供。
其它控制信道用于尋呼、接入功能、和在呼叫之前或呼叫期間在網(wǎng)絡(luò)和移動終端之間的信令。例如由移動終端使用這樣的控制信令把例如相鄰發(fā)射機的測量通知給網(wǎng)絡(luò)。涉及鑒權(quán)的信令也由這樣的控制信令來執(zhí)行。對于CCCH(公用控制信道)和DCCH(專用控制信道)，信息通常被提供到BSC或MSC，或者由BSC或MSC提供，并且，信息只通過基站來中繼。
返回圖1A，在大多數(shù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)10中，移動終端6連續(xù)測量無線電信號的接收條件。原因有幾個。一個是能夠修改發(fā)射功率，以避免用不必要的高發(fā)射功率來發(fā)送。通常，但不是必須的，具有最佳無線電條件的無線電基站是用于連接蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無線電基站。在大多數(shù)情況下，具有最佳無線電條件的基站也是離移動電話6最近的基站。在圖1A中，移動電話6經(jīng)由基站2F連接。這樣，移動電話6位于該特定基站2F的小區(qū)4F內(nèi)。無線電小區(qū)被定義為在基站周圍的區(qū)域，在無線電小區(qū)中，基站是具有到移動電話的最佳連接的基站。由于蜂窩網(wǎng)絡(luò)知道與基站相關(guān)聯(lián)的發(fā)射點位置，因此具有最佳無線電條件的基站的標識也給出了移動電話的近似場所估計。小區(qū)大小與基站密度成比例。因此，在圖1A中，可以推斷出移動電話6當前在小區(qū)4F內(nèi)。
為了知道要連接到哪個基站，移動電話還不斷測量從其它基站發(fā)送的信號。這些信號是旨在用于測量移動電話與基站之間無線電條件的專用控制信號。連同數(shù)據(jù)，這些信號包括關(guān)于怎樣建立到發(fā)送該信號基站的連接的信息。如上面所提及的，通過具有稍微不同配置的鏈路來執(zhí)行相鄰小區(qū)內(nèi)的通信，以避免干擾。通常使用那些不同的配置來發(fā)送控制信號。作為例子，在GSM中，來自一個基站的控制信號與從相鄰基站發(fā)送的控制信號的在不同的頻率上發(fā)送。然而，距離較遠的基站可以以再用模式來使用相同頻率。為了能夠分離那些與不同小區(qū)相關(guān)聯(lián)但在相同頻率上發(fā)送控制信號的基站，控制信號還包含可以區(qū)分自一個基站的控制信號與來自另一基站的控制信號區(qū)的其它信息。這些信息單獨或與控制信號的頻率結(jié)合地給出了識別特定基站的可能性。換句話說，控制信號包括基站識別數(shù)據(jù)。在GSM中，所謂的彩色碼用于將不同的基站彼此分離開。
網(wǎng)絡(luò)通常通知移動終端哪些基站在附近。然后，該移動電話知道尋找什么樣的控制信號。如果不可得到將要測量的信息，移動電話還可以測量來自每一個其它基站的信號。這可能是例如在該用戶的運營商沒有覆蓋到而其它運營商覆蓋到的區(qū)域內(nèi)的情況。從基站發(fā)送的控制信號的測量結(jié)果通常以編碼方式存儲在移動終端內(nèi)。在移動終端中，這樣的相鄰基站列表或至少與這種列表相對應(yīng)的數(shù)據(jù)保持最新，并且常常被稱為鄰居列表。
在圖2中圖示了用于圖1情況的這種鄰居列表的一個例子?；跓o線電條件質(zhì)量將該列表分類，其中，具有最佳無線電條件的基站位于該列表的頂部。該列表的每一行100是指一個特定基站。在這個例子中，第一列102包括基站標識。第二部分104包括附加信息。在本實施例中，第二列105包括通用信息。第三列至第五列106-108包括與例如對每一基站的無線電條件質(zhì)量的測量相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、信號質(zhì)量、禁止標記、或類似對切換決定重要的數(shù)據(jù)。
這種列表的測量結(jié)果被連續(xù)地傳送到基站，以保持網(wǎng)絡(luò)具有最新的無線電條件。從而基站或連接到該站的任何網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以檢索任何所連接的移動終端的鄰居列表的內(nèi)容。
在本公開說明書中，將使用表達“位置”和“場所”?！拔恢谩钡囊馑际怯米鴺嘶蚨葦?shù)給出的地理位置(例如，WGS-84基準點)。它還可以包含方位和/或方向、速度、加速度等等，還可以用相對的測量來給出位置?！皥鏊笔歉鼈€人化的位置，由機構(gòu)或住宅的類型來定義，或者與機構(gòu)或住宅有關(guān)。“場所”的例子有“軍事區(qū)/工廠”、“醫(yī)院”、“政府機關(guān)”、“劇院”、“接近緊急出口”。假定表達“場所”還包括由“位置”包括的地方。
最普通的位置估計是確定該近似位置為在與移動終端具有最佳無線電連接的基站(即，在鄰居列表頂部的基站)小區(qū)內(nèi)。在圖1A中，這意味著有一定的概率可以推斷出移動電話6位于小區(qū)4F內(nèi)。將鄰居列表中的幾個項用于不同算法意味著可以計算出比小區(qū)更好的精確度，其中小區(qū)是移動電話所位于的小區(qū)。在圖2中，看到基站2G在鄰居列表中處于第二位置。那么很可能移動電話位于面向小區(qū)4G的60°扇區(qū)內(nèi)，在圖1A中用虛線標記。此外，由于基站21在鄰居列表中是第三個條目，也可能移動終端6位于離小區(qū)4I最近的該扇區(qū)的一半上。此外，可以通過考慮例如信號強度比等來獲得另外的精確度。
將鄰居列表變換為位置和/或場所估計的變換或計算可在蜂窩系統(tǒng)中進行或在該終端內(nèi)進行。如果在該系統(tǒng)中進行位置估計，例如，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，則移動終端必須將鄰居列表或與該鄰居列表相對應(yīng)的測量發(fā)送到無線電基站。如果移動終端自己執(zhí)行位置估計，則在基本概念上，該估計可以包括例如確定最接近的基站，例如以小區(qū)ID形式。在一些情況中，這樣的位置估計能夠足夠支持許多基于位置確定的服務(wù)。然而，如果要估計實際地理位置，移動終端首先需要關(guān)于該特定環(huán)境的信息。這樣的信息應(yīng)至少包含不同基站的已知位置，并且例如能夠從有關(guān)要測量的基站的指令中推導(dǎo)出該信息。其它可能對場所、建筑物、或環(huán)境特有的信息也可能有用。關(guān)于例如特定建筑物的這種特有信息可以包括地圖信息，通過地圖信息，可以通過位置確定來排除移動終端不可能位于的一些區(qū)域。移動終端不可能位于實心墻壁之內(nèi)例如是顯而易見的，并且移動終端沒有在地面以上10米的空中盤旋也是很可能的。
蜂窩系統(tǒng)中的室內(nèi)覆蓋常常比室外具有更低的質(zhì)量。因此，許多較大的建筑物具有它們自己的本地小區(qū)或多個本地小區(qū)。圖3中圖示了一種典型的現(xiàn)有系統(tǒng)。一個單一基站8服務(wù)于分布式天線系統(tǒng)，該分布式天線系統(tǒng)包括多個在室內(nèi)區(qū)域分布的天線14。可以存在中繼器12，以便在分發(fā)過程中增強信號。由于所有天線都提供相同信息，因此，移動終端6將所有天線14一起視為與一個單一小區(qū)4相關(guān)聯(lián)的一個發(fā)射系統(tǒng)。此外，由于移動終端6不知道它實際與哪個天線通信，因此，上面所描述的精確位置估計不太可能工作良好。提高位置估計精確度的一種方式是提供更小的小區(qū)。
假定分布式天線系統(tǒng)以及由中繼器或任何其它有效部件供給的泄露電纜系統(tǒng)和子系統(tǒng)特別適合實施本發(fā)明。術(shù)語“天線”通常既用于分布式天線系統(tǒng)中的一個天線，又用于泄露電纜天線上的泄露電纜的一部分。然而，本發(fā)明可應(yīng)用于所有可能類型的天線系統(tǒng)。
到用于室外覆蓋的基站的典型壞連接，與具有許多衰落的環(huán)境結(jié)合，也使得很難或者甚至不可能將位于室外的基站用于三角測量。在一些在大范圍區(qū)域(比如機場)上擴展的建筑物中使用中繼器。于是，小區(qū)變得甚至更大，這導(dǎo)致當移動電話連接到該小區(qū)時，該移動電話所位于的區(qū)域更大了，即，位置估計精確度較低。
基于鄰居列表的位置估計精確度基本上與小區(qū)大小成比例。通常，較小的小區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)更精確和準確的位置估計。然而，小區(qū)由基站控制，并且基站通常非常昂貴。至少在用于位置估計的基站不能有效參與定位的方法中，在該用于位置估計的基站中所需要的功能是非常有限的。事實上，如果只有包括基站識別數(shù)據(jù)的控制信號從定義明確的位置發(fā)送，這對于定位例程來說是足夠的。
如上面所提及的，本發(fā)明可應(yīng)用于大多數(shù)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。然而，上面還提到，目前認為當本發(fā)明應(yīng)用于位于分布式天線系統(tǒng)、泄露電纜系統(tǒng)、或由中繼器供給的子系統(tǒng)中的移動終端的位置估計時尤其有利。根據(jù)本發(fā)明位置確定方法的精確度取決于例如實施本發(fā)明的建筑物或環(huán)境、和其它先決條件以及各種客戶需求。然而，認為20-50米的位置精確度是很實際的。本發(fā)明可方便地用于定位那些位于室內(nèi)系統(tǒng)、地下鐵路系統(tǒng)(地鐵)和連接到宏蜂窩系統(tǒng)(例如，連接到使用中繼器的無線電宏小區(qū)的隧道)的子系統(tǒng)中的移動終端。
本發(fā)明的基本思想是將較大的小區(qū)分為幾個較小的虛擬小區(qū)。虛擬小區(qū)是虛擬的，其意義在于對于宏網(wǎng)絡(luò)來說，虛擬小區(qū)不是已知的或至少不是完全已知的。虛擬小區(qū)共同構(gòu)成本地虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)，該本地虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)由具有VNC(虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器)的基站控制。通常在網(wǎng)絡(luò)部件內(nèi)執(zhí)行的管理到移動電話連接的許多智能包含在該VNC中，其中，網(wǎng)絡(luò)部件例如是GSM中的BSC、或WCDMA中的RNC(無線電網(wǎng)絡(luò)控制器)。在圖4中示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明無線電網(wǎng)絡(luò)的一個實施例。這里，四個天線14通過分離的天線電纜16連接到基站8。每一個天線14在不同的廣播信道上發(fā)送帶有各自虛擬基站識別數(shù)據(jù)的控制信號，并且每一個天線14在本地虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)24中構(gòu)成虛擬小區(qū)7的中心?；?經(jīng)由連接22進一步連接到BSC。基站8在物理上和/或在邏輯上包括VNC 20。
根據(jù)本發(fā)明，VNC 20包括用于管理虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部切換的功能。如果移動終端6從一個虛擬小區(qū)7移動到另一個虛擬小區(qū)7，則VNC 20具有管理在相應(yīng)天線14上可用信道之間切換的全部責任。
移動終端6將虛擬小區(qū)7視為普通蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的普通小區(qū)，并且注意不到VNC 20的存在。因此，移動終端6就像在普通蜂窩網(wǎng)絡(luò)中那樣提供對相鄰控制信道的測量，并將這種測量報告給通信網(wǎng)絡(luò)。然而，根據(jù)本發(fā)明，移動終端6提供的一些信息在VNC 20中被終止，或至少受監(jiān)控，并且如果適合，則將這些信息轉(zhuǎn)發(fā)到BSC。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，VNC終止任何具有與本地虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)24的連接的連接信息。這意味著控制基站8和蜂窩網(wǎng)絡(luò)中其它部件的BSC完全不經(jīng)歷虛擬小區(qū)。從主要網(wǎng)絡(luò)點來看，基站8和VNC 20作為單個小區(qū)的基站來工作。
將小區(qū)分成虛擬網(wǎng)絡(luò)24的幾個虛擬小區(qū)7導(dǎo)致為移動終端6提供更精確的關(guān)于其實際位置的信息?？梢詼y量來自天線14中每一個的控制信令，并且，該控制信令可為更精確的位置確定提供一個基礎(chǔ)。同時，主要通信網(wǎng)絡(luò)不受增加的小區(qū)劃分的打擾，或者至少打擾降低到非常低的程度。假定的在虛擬網(wǎng)絡(luò)24中提高的切換需求在內(nèi)部被管理，即，由VNC管理，并且BSC只處理從虛擬網(wǎng)絡(luò)24到其它外部小區(qū)的切換、以及從其它外部小區(qū)到虛擬網(wǎng)絡(luò)24的切換。在一個優(yōu)選實施例中，BSC甚至不知道虛擬小區(qū)7的存在。
當產(chǎn)生如圖4那樣的虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)時，通常必須提供多個新天線。然而，如果根據(jù)本發(fā)明的思想例如在分布式天線系統(tǒng)中實現(xiàn)，則可以使用已有的天線。在圖5中示意性地圖示了具有分布式天線系統(tǒng)的本發(fā)明的一個實施例。分布式天線系統(tǒng)15的四個天線14通過公用天線電纜17連接到基站8。如上所述，每一個天線在不同的廣播信道上發(fā)送帶有各自虛擬基站識別數(shù)據(jù)的控制信號，并每一個天線14在本地虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)14中構(gòu)成虛擬小區(qū)7的中心?；?通過連接22進一步連接到BSC?；?在物理上和/或在邏輯上包括VNC 20。在本發(fā)明中，VNC 20還包括信號注入器26，該注入器將到所有天線14的控制信號多路復(fù)用到一個公用天線電纜17上。在每一個天線14上，提供信號選擇28，該選擇器過濾在公用天線電纜17上的信號，以便提取與該特定天線相關(guān)的信號。以下將進一步更加詳細地描述這些設(shè)備。在這樣的配置中，VNC 20包括中央單元20和多個衛(wèi)星單元28，但它們在邏輯上仍然是基站8的部件。
圖6A和圖6B圖示通過分別示意性地代表可用于控制信號和數(shù)據(jù)信號的信道使外部系統(tǒng)看不見虛擬網(wǎng)絡(luò)24的原理。在圖6A中描述了五個物理信道集c0-c4。在本實施例中，假定是GSM系統(tǒng)，并且物理信道集與不同的載頻相對應(yīng)。在該圖的右部，圖示在BSC側(cè)的信道狀態(tài)。在主網(wǎng)絡(luò)側(cè)，載頻c0-c4被分配給帶有BSIC“BS0”的基站。載頻c0用于控制信道，特別是時隙0(來自8個時隙)。載頻c1-c4用作純業(yè)務(wù)信道，因此是載波c0不用于控制信令的時隙。
在虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)，載頻c0-c4被分配到分別具有BSIC“VBS0”至“CBS4”的五個不同的虛擬基站。每一個虛擬基站被分配了一個特定載頻c0-c4，在該特定載頻上應(yīng)既傳送控制信令，又傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
打算在載頻c0的特定時隙發(fā)送控制信號31，該控制信號31用于連接到基站BS0的移動終端。載波，或?qū)嶋H上打算在這些載波上發(fā)送的信號，被發(fā)送到VNC 20。VNC 20包括信道變換器30，其將外部網(wǎng)絡(luò)的通信信道與內(nèi)部虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物理信道相關(guān)聯(lián)。這通過線32圖示。這里能夠看到，在c0的時隙到達的控制信號31與在虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)載波c3中的時隙相關(guān)聯(lián)，如線29所示。載波c3被分配到虛擬基站VBS3。控制信令BCH部分的內(nèi)容通常由基站提供。在本發(fā)明中，在VNC中，這種功能容易集成到控制信號注入器33內(nèi)。在該例子中，控制信號注入器33提供定義VBS3的BCH數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)插入進向虛擬網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的控制信號中。另外，根據(jù)信道變換器30的關(guān)聯(lián)性32，可能必須在UL(上行鏈路)方向和DL方向都修改DCCH控制信號。這由DCCH修改器39來執(zhí)行。在DL信號中，任何涉及所使用的實際載波或由基站標識使用的數(shù)據(jù)被交換為在虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)中用于相關(guān)聯(lián)信道的相應(yīng)數(shù)據(jù)。在UL信號中，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換。
圖6B中圖示了相應(yīng)的數(shù)據(jù)面。與圖6A中控制信號31相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)34在主網(wǎng)絡(luò)側(cè)被分配給載波c4的特定時隙。VNC 20的信道變換器30將該輸入信道與虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)的載波c3 36的時隙相關(guān)聯(lián)，由線35圖示。數(shù)據(jù)內(nèi)容未被改變。通過這種配置，主網(wǎng)絡(luò)將實質(zhì)上不知道在虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)中使用的實際信道。
由于只有VNC 20完全了解在虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線電連接，因此虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的切換必須由VNC或連接到該VNC上的設(shè)備來管理。因此，VNC 20還包括切換管理器37。當連接到虛擬基站VBS3的移動終端的信號電平太低時，它需要進行切換。在UL方向中，終端的鄰居列表在DCCH上以測量報告的形式間斷地發(fā)送。由于DCCH修改器39可以訪問該信息，對切換的適當選擇可以由VNC 20做出。假定移動終端已經(jīng)移動到離VBS2更近的地方，則切換管理器37發(fā)出指令來改變信道變換器30的關(guān)聯(lián)。在主網(wǎng)絡(luò)側(cè)，在c0上的控制信道目前與虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)的載波c2(即，29′)的時隙相關(guān)聯(lián)32′。相似地，根據(jù)35′，業(yè)務(wù)信道的關(guān)聯(lián)改變到載波c2中的業(yè)務(wù)信道，36′。
主網(wǎng)絡(luò)將完全不知道這樣的切換過程。因此，BSC將不會經(jīng)歷由于切換數(shù)量增加而導(dǎo)致的任何負載增加。即使在一些應(yīng)用中沒有將VNC 20配置為將虛擬信道空間與主網(wǎng)絡(luò)完全分離，VNC 20也可以管理實際切換，然后只將新的應(yīng)用報告給BSC。
在無線電網(wǎng)絡(luò)中，其中，該無電線網(wǎng)絡(luò)具有在邏輯上與該無線電網(wǎng)絡(luò)其余部分分離開的虛擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)，另外，位置確定裝置必須結(jié)合進VNC中。在圖6A和圖6B中，位置估計器由參考標號38表示。該位置估計器38可以訪問信道變換器30的關(guān)聯(lián)，并且通過訪問天線的精確本地數(shù)據(jù)、以及將某個載波與某個天線相連接的數(shù)據(jù)，該位置估計器38可以容易地確定移動位置的第一近似值。此外，由于DCCH數(shù)據(jù)通常在VNC內(nèi)被修改，因此，還可以容易地為位置估計器38提供來自移動終端鄰居列表中的信息。然后該信息可用于改善位置估計。然而，可根據(jù)所熟知的現(xiàn)有技術(shù)的過程來執(zhí)行這種方式的實際位置估計。
在圖7a中圖示了具有比虛擬小區(qū)更多的可用信道的情況。在該圖中，控制信道表示為實線，而業(yè)務(wù)信道表示為虛線。在該虛擬網(wǎng)絡(luò)中包括三個虛擬基站VBS0-VBS2。每一個虛擬基站占用一個用于控制信令的載波，在該例子中是載波c0-c2。在虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)，載波c3和c4也用作純業(yè)務(wù)信道。來自主網(wǎng)絡(luò)側(cè)上的c0中的控制信道的控制信令與虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)上的c0-c2中的各個控制信道相關(guān)聯(lián)。另外，業(yè)務(wù)信號不僅與各個專用信道c0-c2相關(guān)聯(lián)，而且與c3和c4上的通用業(yè)務(wù)信道相關(guān)聯(lián)。在一個實施例中，在c3和c4上的業(yè)務(wù)信道也可以是專用信道，即，旨在用于某一虛擬基站。然而，在另一實施例中，c3和c4上的業(yè)務(wù)信道可以構(gòu)成所有基站使用的公用資源。然而，VNC必須保持記錄正在使用哪些公用業(yè)務(wù)信道。
圖7b圖示一種比具有比可用載波更多的虛擬基站的系統(tǒng)。在該這個情況中，只有三個載波c0-c2可以使用，但是具有8個虛擬基站VBS0-VBS7。為虛擬基站VBS0、VBS3和CBS6分配了相同的信號信道載頻。同樣為VBS1、VBS4和VBS7分配了相同的信號信道載頻，另外還為VBS2和VBS5分配了相同的信號信道載頻。在圖7c中圖示了對應(yīng)于這些虛擬基站的小區(qū)，這里可以看到虛擬網(wǎng)絡(luò)被設(shè)置成應(yīng)用載波再用，至少對那些用于控制信令的載波進行再用。兩個相鄰小區(qū)不使用相同載波，而相距較遠的小區(qū)可以。VNC將在主網(wǎng)絡(luò)側(cè)上c0載波的控制信號與虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)上的適當控制信號載波相關(guān)聯(lián)。還為虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)的BCH提供虛擬基站識別數(shù)據(jù)，這使得可以區(qū)別使用相同載頻的虛擬基站。例如，到VBS0和VBS3的控制信號在相同載頻上發(fā)送，但是旨在用于VB80的BCH與旨在用于VB83的BCH不同。在該實施例中，虛擬基站VBS0-VBS7每一個只可以訪問一個載波，這意味著由虛線表示的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)必須與在虛擬網(wǎng)絡(luò)側(cè)用于控制信號的相同載頻相關(guān)聯(lián)。
從圖6a-6b、圖7a-7c中，本領(lǐng)域任何技術(shù)人員都明白可以利用不同組合的載波應(yīng)用。例如，載波再用虛擬網(wǎng)絡(luò)配置還可以與純業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)載波相結(jié)合。在這種配置中，業(yè)務(wù)載波可專用于特定的一個虛擬小區(qū)，或者可用作整個虛擬網(wǎng)絡(luò)的公用資源。
可以用許多不同方式進行VNC功能的實施。圖8圖示一種可能配置的框圖?；?連接到BSC 60。VNC 20功能的主要部分位于基站8的輸入端，并且優(yōu)選地，可以與基站8的收發(fā)器無線電接口71集成在一起。如上所述，VNC將在與BSC通信期間使用的預(yù)定載波和控制信令變換為虛擬網(wǎng)絡(luò)載波和虛擬網(wǎng)絡(luò)控制信號。VNC 20的輸出被分成用于每一個預(yù)定虛擬網(wǎng)絡(luò)載波的輸出。根據(jù)正在談?wù)摰妮d波的應(yīng)用情況，每一個輸出包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)輸出和控制信號輸出，或只包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)輸出，每一個輸出連接到收發(fā)器單元72。通常在編解碼器單元82中編碼控制信號和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之前，在分離的誤差處理單元80，81中處理該控制信號和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。已編碼信號通常以尖峰釋放，這樣，在尖峰處理單元83中處理該已編碼信號。DL信號在信道多路復(fù)用器84中被多路復(fù)用到該載波的可用信道上，并在調(diào)制器85中被調(diào)制。類似地，UL業(yè)務(wù)在解調(diào)器86中被解調(diào)，并在多路分解器87中被多路分解。
在本實施例中，假定是分布式天線系統(tǒng)，并且所有使用的載波都通過一個公用天線電纜17傳送到天線。去往和來自收發(fā)器單元72的調(diào)制信號在天線傳輸多路復(fù)用器74中被多路復(fù)用。天線傳輸多路復(fù)用器74和BCCH注入器33用作控制信號注入器(參見圖5)。優(yōu)選地，包含載波的控制信號以容易提取或濾掉的方式被多路復(fù)用。多路復(fù)用信號在天線電纜17上發(fā)送，并在每一個天線14上達到信號選擇器28。信號選擇器28包括過濾器88或分離單元，過濾器88或分離單元分離出包含該控制信號的載波和任何公用業(yè)務(wù)載波(如果存在)，其中包含該控制信號的載波被旨在用于與該特定天線相關(guān)聯(lián)的虛擬基站。這些分離出的載波在多路分解器89中被多路分解，并被修改為適當?shù)奶匦浴Ｈ缓?，分離出的載波的信號作為射頻電磁波由天線14傳送。在信號選擇器28和多路復(fù)用器74，89中存用于UR通信的相應(yīng)功能。
圖9圖示在基站中VNC實施的另一實施例。這里，例如為與編碼和尖峰處理有關(guān)的DL提供有變換載波和控制信號的功能。BSC 60連接到基站8內(nèi)的收發(fā)器無線電接口71，并且預(yù)定用于不同載波的信號被切換到分離的收發(fā)器單元72。收發(fā)器單元72以普通方式被設(shè)置用于誤差處理、編碼和尖峰處理。然而，在該實施例中，尖峰處理單元83的輸出連接到VNC 20，VNC 20對與該虛擬基站相關(guān)聯(lián)的載波和數(shù)據(jù)執(zhí)行必要的變換。預(yù)定用于不同虛擬網(wǎng)絡(luò)載波的信號在多路復(fù)用器74中被多路復(fù)用，然后被傳送到公用天線電纜上。在該實施例中，除了過濾器88和多路分解單元89之外，還為信號選擇器28提供信道調(diào)制器84、調(diào)制器單元85、多路分解器單元86和信道多路分解器87，這些單元都位于主基站8內(nèi)。
本發(fā)明許多其它的實施也是可能的，并且本發(fā)明所保護的范圍不應(yīng)只局限于這些示范實施例，而是完全由附帶的專利權(quán)利要求來限定。
本發(fā)明的基本思想——虛擬網(wǎng)絡(luò)與主網(wǎng)絡(luò)分離——提供了另外的可能優(yōu)點。由于虛擬網(wǎng)絡(luò)基站只在虛擬網(wǎng)絡(luò)中使用，因此主網(wǎng)絡(luò)完全不能知道該虛擬網(wǎng)絡(luò)基站的存在。然而，為了提供改進的位置確定，必須利用對虛擬基站位置的了解。這意味著位置確定功能還必須由VNC或任何連接到VNC的服務(wù)器來提供，如以上簡短描述的。VNC完全了解虛擬網(wǎng)絡(luò)配置，并且連接到VNC的移動終端連續(xù)發(fā)送與它們鄰居列表相對應(yīng)的測量報告。從而可以提供精確的位置確定。
在包括VNC的基站由例如公司或官方操作的情況中，精確定位是值得保護的。對特定移動終端移動模式的了解可用于策劃例如恐怖襲擊或用于工業(yè)間諜活動。在這種情況中，運營商可以選擇使精確定位對于通信網(wǎng)絡(luò)的其它部分保密。為外部網(wǎng)絡(luò)提供的唯一信息將是該移動終端存在于基站小區(qū)內(nèi)的某個地方。因此，在移動終端的測量報告，即它的鄰居列表被轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)之前，必須被修改。圖10圖示這樣的鄰居列表修改。在左側(cè)圖示了在虛擬網(wǎng)絡(luò)中用于內(nèi)部使用的鄰居列表。該列表包括與虛擬基站信號測量相對應(yīng)的條目(由首字母“V”表)和普通基站信號的測量。VNC包含在用于外部網(wǎng)絡(luò)的基站(由“A”表示)中。VNC在鄰居列表被轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)之前修改該列表。由于第一個條目是虛擬基站，將該條目作為整個虛擬網(wǎng)絡(luò)的主信號。保存例如無線電條件質(zhì)量的測量值，但是現(xiàn)在參考“正常”基站“A”。刪除剩余的虛擬基站條目，而只保存普通基站條目。主網(wǎng)絡(luò)接收修改了的鄰居列表，并且能夠使用該鄰居列表用于精確度稍微低一些的位置確定。
如果精確位置將被輸出到宏網(wǎng)絡(luò)，即，本地網(wǎng)絡(luò)外面的網(wǎng)絡(luò)，則這必須由VNC和/或定位單元來處理和批準。在一個本地位置估計被保密的系統(tǒng)中，當發(fā)起緊急呼叫時，優(yōu)選地存在不顧該秘密的功能。緊急呼叫可以由VNC檢測，然后，VNC將完整的位置信息提供給運營商。
在移動終端進入或離開虛擬網(wǎng)絡(luò)時的情況需要另外的一些裝置。在圖11A中，建筑物120配備有具有9個虛擬小區(qū)121-129的虛擬網(wǎng)絡(luò)，但是在外面被看作一個小區(qū)140。該建筑物120具有入口130，其被虛擬小區(qū)121覆蓋。由于虛擬網(wǎng)絡(luò)的使用只關(guān)注通過該入口130進入，因此虛擬小區(qū)121可用作入口虛擬小區(qū)。于是，該虛擬小區(qū)優(yōu)選地與“外部”小區(qū)140具有相同的BSIC和相同的控制載頻。
當移動終端切換到由具有VNC的基站控制的小區(qū)140時，該移動終端進入到虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。移動終端從VNC接收有關(guān)虛擬小區(qū)BSIC和要搜索的控制載頻的信息。該VNC還接管切換和位置估計例程。從而，該虛擬基站將出現(xiàn)在鄰居列表中。當移動終端在建筑物120內(nèi)移動時，將由VNC執(zhí)行到其它虛擬小區(qū)的切換。BSC仍然認為該移動終端在小區(qū)140內(nèi)。
當移動終端離開該建筑物和來自虛擬小區(qū)121的信號變得太低時，在鄰居列表的頂部，外部小區(qū)再次可用，并且該移動終端請求切換到這些小區(qū)之一。VNC將這些小區(qū)識別為外部小區(qū)，并將切換控制送回到BSC。
為了避免位于虛擬網(wǎng)絡(luò)中不同于虛擬小區(qū)121的小區(qū)內(nèi)的移動站請求切換到外部小區(qū)，VNC可以將任何外部小區(qū)從測量列表中刪除。備選地，可以為鄰居列表中的外部小區(qū)提供一個標記，該標記指示不允許切換到該小區(qū)。另一個備選是，VNC自己跟蹤允許哪些切換操作。由于來自虛擬小區(qū)的所有切換必須由VNC處理，因此除了對位于虛擬小區(qū)121中的移動站之外，該VNC可以容易地拒絕對切換到外部小區(qū)的請求。
在圖11B中，建筑物120具有兩個入口。在這里，入口虛擬小區(qū)121必須出現(xiàn)在兩個入口處。于是，該操作遵循先前描述的原則。在該環(huán)境中的小缺點是在區(qū)別不同入口130時可能存在困難。
在圖11C中圖示了另一實施例，其容易地對多個入口130進行操作。在這里，與建筑物120相連基站的“外部”小區(qū)140覆蓋了整個建筑物區(qū)域?？刂菩盘柡虰SIC在任何地方都是可用的。然而，當移動終端進入該小區(qū)時，移動終端將自動地由VNC移交給虛擬小區(qū)，從而將提供改進的位置估計。因此，“外部”小區(qū)140也將保持在很低的使用等級，這確保了用于移動站進入或離開建筑物的空閑容量。因此，這種公用控制信道將用作虛擬網(wǎng)絡(luò)與主網(wǎng)絡(luò)之間的接口。
在外部網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的載波變換和不同載波信道的變換會造成一些較小的復(fù)雜化。如果用于控制信號的單個載波以及多個業(yè)務(wù)信道載波在外部網(wǎng)絡(luò)上被使用，但是所有載波用于到不同虛擬基站的控制信號，那么在虛擬網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)信道的數(shù)量比在外部網(wǎng)落中少。因此，必須把在可用資源總量中的這種限制通知給外部網(wǎng)絡(luò)。然而，沒有必要知道這些資源的精確配置。
VNC使得將一些信息在虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)保密成為可能。VNC還適于增加其它功能。在由基站覆蓋的區(qū)域內(nèi)，例如，建筑物，這里可以有一些子區(qū)域，為此，存在使用移動終端的一些規(guī)則。在醫(yī)院內(nèi)，移動終端可能會影響維持生命所必需的醫(yī)療設(shè)備，因此，在許多一端區(qū)域內(nèi)常常禁止使用移動終端。然而，在醫(yī)院內(nèi)可能有許多位置可以允許以任何方式使用移動終端。如果醫(yī)院被虛擬網(wǎng)絡(luò)覆蓋，則VNC可以確定每一個移動終端的精確位置。如果移動終端接近禁止移動終端的區(qū)域時，VNC可以發(fā)送通知給該用戶，或者僅僅切斷該移動終端。
適于集成進VNC的另一種應(yīng)用可以是入口授權(quán)。如果移動終端進入一個區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，只允許那些已被授權(quán)的人員攜帶有效的移動終端，VNC可以例如與切換程序相結(jié)合向該移動終端的用戶請求授權(quán)證明。如果用戶不能提供這種授權(quán)證明，VNC可以切斷呼叫。此外，如果移動終端在已位于受限區(qū)域內(nèi)時試圖連接，VNC可以請求這種授權(quán)鑒證。
功率控制是另一特征，其中，VNC優(yōu)選地作為調(diào)節(jié)器或變換器裝置工作。來自移動終端和BSC的命令和測量被變換為在相應(yīng)小區(qū)環(huán)境中有意義的信息。該實際實施的細節(jié)將不再進一步討論。
根據(jù)本發(fā)明的管理方法主要針對在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中的管理。GSM是在本公開說明書內(nèi)所描述典型實施例中使用的移動無線電電話標準。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用于其它蜂窩移動無線電系統(tǒng)以及它們的相關(guān)標準，例如，基于TDMA(時分多址)、CDMA(碼分多址)、寬帶CDMA(WCDMA)和TDD(時分雙工)技術(shù)的其它無線電標準。
在上面描述的基于GSM的實施例中，基站是在GSM中使用的無線電接入站。同樣，基站控制器是GSM例子的無線電接入站控制器。在其它系統(tǒng)中也存在這些類型的節(jié)點，但是有時使用稍微不同的名稱。例如，在WCDMA中，接入點和無線電網(wǎng)絡(luò)控制器分別與無線電接入站和無線電站接入控制器相對應(yīng)。在3G應(yīng)用中，基站通常被表示為“節(jié)點B”。在本公開說明書中，根據(jù)所使用的通信方法，“無線電接入站”旨在包括所有不同類型的基站、節(jié)點B、接入點等等。
在所描述的基于GSM的實施例中，時隙構(gòu)成物理信道。物理信道是可分配到單個特定用戶的無線電資源中最小的部分。從而，載頻可被看作是一組時隙(或物理信道)，這些時隙都可以由特定基站使用?；具€可以訪問不止一個載頻，即，可以訪問不止一個物理信道集。
在WCDMA中，物理信道的特征在于特定碼，典型地是擾碼和信道化碼的組合。每個接入點通?？梢允褂镁哂刑囟〝_碼的物理信道，其中，該特定擾碼原則上與所使用的信道化碼無關(guān)。自然定義的可由特定無線電接入站使用的物理信道集在WCDMA中的特征在于特定擾碼。
在其它蜂窩通信系統(tǒng)中也存在最小的可分配資源單元，該最小可分配資源單元在本公開說明書中稱為物理信道。每一個無線電接入站通常還具有某種物理信道集，該物理信道集是在小區(qū)規(guī)劃期間預(yù)定義的，或者不是。因此，在上述實施例中關(guān)于載波和時隙的原則通常可應(yīng)用于物理信道集和該物理信道本身。
圖12中圖示了根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例的主要步驟。該程序開始于步驟200。在步驟210中，將與第一虛擬基站相關(guān)聯(lián)的控制信號提供到第一天線。在步驟212中，將與第二虛擬基站相關(guān)聯(lián)的控制信號提供到第二天線。在步驟214中，在控制兩個虛擬基站的通用基站中執(zhí)行第一虛擬基站與第二虛擬基站之間的切換。該程序結(jié)束于步驟299。
上面描述的實施例將被理解為本發(fā)明的幾個說明性的例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可在不偏離本發(fā)明范圍的情況下對這些實施例各種修改、組合和改變。特別地，在技術(shù)上可能的情況下，在不同實施例中不同部分的解決方案可結(jié)合進其它配置中。然而，本發(fā)明的范圍由附帶的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種無線電接入站(8)，可接入m個物理信道集(c0-c4)，m是大于1的整數(shù)；并具有用于連接到n個天線(14)的天線輸出，n是大于1的整數(shù)，其特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)，包括信道變換器(30)，將用于與無線電接入站控制器(60)通信的信道和由所述n個天線(14)使用的物理信道集(c0-c4)的物理信道彼此相關(guān)聯(lián)；虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成控制該m個物理信道集(c0-c4)的第一物理信道集與該m個物理信道集(c0-c4)的第二物理信道集之間的切換操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無線電接入站，其特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成在第一物理信道集上提供與第一虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的控制信號，旨在用于所述n個天線(14)中的第一天線；和虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成在第二物理信道集上提供與第二虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的控制信號，旨在用于所述n個天線(14)中的第二天線，其中，該第二虛擬無線電接入站不同于第一虛擬無線電接入站。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的無線電接入站，其特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成終止與分離的虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的信息，并且只把與無線電接入站相關(guān)聯(lián)的信息作為一個整體傳送到無線電接入站控制器(60)，由此所連接的移動終端(6)將該n個天線(14)視為分離小區(qū)(7)的天線，而無線電接入站控制器(60)將該n個天線(14)視為一個單一小區(qū)(4)的天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項的無線電接入站，其特征在于該虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)進一步包括用于基于鄰居列表(100；110)進行位置估計的裝置(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的無線電接入站，其特征在于該虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)進一步包括用于修改所連接的移動終端(6)的鄰居列表(100；110)以供轉(zhuǎn)發(fā)到無線電接入站控制器(60)的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項的無線電接入站，其特征在于天線輸出是公用天線電纜(17)的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項的無線電接入站，其特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)包括廣播控制信號注入器(26，33)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項的無線電接入站，其特征在于所述n個天線(14)中的至少一個通過分離的天線電纜連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一項的無線電接入站，其特征在于無線電接入站是從以下列表中選擇的基站；接入點；和節(jié)點B。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任何一項的無線電接入站，其特征在于該無線電接入站根據(jù)GSM操作，由此物理信道集是頻率載波(c0-c4)，而物理信道是時隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任何一項的無線電接入站，其特征在于該無線電接入站根據(jù)CDMA或WCDMA操作，由此物理信道集的特征是擾碼，而物理信道的特征是信道化碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任何一項的無線電接入站，其特征在于用于限制移動終端在該無線電接入站所覆蓋的區(qū)域內(nèi)使用的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的無線電接入站，其特征在于用于限制使用的裝置包括通知裝置，當移動終端進入限制使用區(qū)域時，發(fā)送通知到移動終端。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的無線電接入站，其特征在于用于限制使用的裝置包括切斷裝置，切斷到位于限制使用區(qū)域內(nèi)的移動終端的通信。
15.根據(jù)權(quán)利要求12、13或14的無線電接入站，其特征在于用于限制使用的裝置包括授權(quán)裝置，向位于限制使用區(qū)域內(nèi)或進入限制使用區(qū)域的移動終端請求授權(quán)鑒證。
16.無線電接入網(wǎng)，包括無線電接入站控制器(60)；無線電接入站(8)，可接入m個物理信道集(c0-c4)，m是大于1的整數(shù)；和連接到無線電接入站(8)的n個天線(14)，n是大于1的整數(shù)，其特征在于無線電接入站(8)包括虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)，其中，該虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)包括信道變換器(30)，將用于與無線電接入站控制器(60)通信的信道和由所述n個天線(14)使用的物理信道集(c0-c4)的物理信道彼此相關(guān)聯(lián)；虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成控制該m個物理信道集(c0-c4)的第一物理信道集與該m個物理信道集(c0-c4)的第二物理信道集之間的切換操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的無線電接入網(wǎng)，其特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成在第一物理信道集上提供與第一虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的控制信號，旨在用于所述n個天線(14)中的第一天線；和虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成在第二物理信道集上提供與第二虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的控制信號，旨在用于所述n個天線(14)中的第二天線，其中，該第二虛擬無線電接入站不同于第一虛擬無線電接入站。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的無線電接入網(wǎng)，其特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置成終止與分離的虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的信息，并且只把與無線電接入站相關(guān)聯(lián)的信息作為一個整體傳送到無線電接入站控制器(60)，由此所連接的移動終端(6)將該n個天線(14)視為分離小區(qū)(7)的天線，而無線電接入站控制器(60)將該n個天線(14)視為一個單一小區(qū)(4)的天線。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)進一步包括用于基于鄰居列表(100；110)進行位置估計的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的無線電接入網(wǎng)，其特征在于該虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)進一步包括用于修改所連接的移動終端(60)的鄰居列表(100；110)以供轉(zhuǎn)發(fā)到無線電接入站控制器(60)的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求16-20中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于n個天線(14)通過公用天線電纜(17)連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求16-21中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于在n個天線(14)中每一個上的信號選擇器(28)，并且特征在于虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)包括廣播控制信號注入器(26，33)。
23.根據(jù)權(quán)利要求16-20中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于所述n個天線(14)中的至少一個通過分離的天線電纜連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求16-23中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于無線電接入站是從以下列表中選擇的基站；接入點；和節(jié)點B。
25.根據(jù)權(quán)利要求16-23中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于無線電接入站控制器是從以下列表中選擇的基站控制器；和無線電網(wǎng)絡(luò)控制器。
26.根據(jù)權(quán)利要求16-25中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于該無線電接入網(wǎng)根據(jù)GSM操作，由此物理信道集是頻率載波(c0-c4)，而物理信道是時隙。
27.根據(jù)權(quán)利要求16-25中任何一項的無線電接入網(wǎng)，其特征在于該無線電接入站根據(jù)CDMA或WCDMA操作，由此物理信道集的特征是擾碼，而物理信道的特征是信道化碼。
28.一種用于管理移動通信網(wǎng)的方法，特征在于步驟在無線電接入站(8)中，執(zhí)行由該無線電接入站(8)控制的兩個天線(14)的物理信道集(c0-c4)之間通信的切換。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其特征在于相對于控制無線電接入站(8)的無線電接入站控制器(60)，透明地執(zhí)行切換。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29的方法，其特征在于進一步的步驟在第一物理信道集上提供與第一虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的控制信號，旨在用于第一天線；和在第二物理信道集上提供與第二虛擬無線電接入站相關(guān)聯(lián)的控制信號，旨在用于第二天線，其中，該第二虛擬無線電接入站不同于第一虛擬無線電接入站。
31.根據(jù)權(quán)利要求28-30中任何一項的方法，其特征在于進一步的步驟適應(yīng)性地將虛擬無線電接入站的物理信道與在無線電接入站(8)和無線電接入站控制器(60)之間使用的通信信道相關(guān)聯(lián)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28-31中任何一項的方法，其特征在于進一步的步驟在無線電接入站(8)中，估計連接到虛擬無線電接入站的移動終端(6)的位置。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其特征在于基于鄰居列表的內(nèi)容進行估計的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33的方法，特征在于進一步的步驟在無線電接入站覆蓋的區(qū)域內(nèi)限制移動終端的使用。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其特征在于限制使用的步驟包括當移動終端進入限制使用區(qū)域時通知該移動終端的步驟。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35的方法，其特征在于限制使用的步驟包括切斷到位于限制使用區(qū)域中的移動終端的通信的步驟。
37.根據(jù)權(quán)利要求34、35或36的方法，其特征在于限制使用的步驟包括向位于限制使用區(qū)域內(nèi)或進入限制使用區(qū)域的移動終端請求授權(quán)鑒證的步驟。
全文摘要
一種虛擬網(wǎng)絡(luò)(24)，通過提供由具有不同虛擬基站控制信號的同一基站(8)控制的天線(14)產(chǎn)生。包含在基站(8)中的虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)被設(shè)置用于在不同虛擬基站的物理信道集之間執(zhí)行切換。優(yōu)選地，該切換相對于主通信網(wǎng)絡(luò)透明地執(zhí)行。優(yōu)選地，通過將虛擬基站的物理信道與主通信網(wǎng)絡(luò)的通信信道相關(guān)聯(lián)來提供該透明性。優(yōu)選地，連接到基站(8)的移動終端(6)的位置估計由虛擬網(wǎng)絡(luò)控制器(20)執(zhí)行，由此這種估計能夠在虛擬網(wǎng)絡(luò)(24)內(nèi)部保密。
文檔編號H04W64/00GK1871867SQ200480030968
公開日2006年11月29日 申請日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者J·博林, A·坎加斯 申請人:艾利森電話股份有限公司