專利名稱：在通信期間為客戶單元提供相鄰小區(qū)信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線通信系統(tǒng)，特別是涉及通信過程期間對鄰區(qū)列表信息的管理。
在雙向無線通信系統(tǒng)中通常采用地理上散布的收發(fā)信機站點，來支持工作于廣闊覆蓋區(qū)域上的諸客戶。通常情況下，把這些站點布置成每個站點為某一特定地理區(qū)域提供覆蓋，這些地理區(qū)域間會有一些重疊。客戶通過一個本文稱之為服務(wù)站點(server site)的特定的收發(fā)信機站點與無線通信系統(tǒng)打交道。當(dāng)某一客戶從一個位置走到另一個位置的時候，為了保持高質(zhì)量的通信鏈接，從一個站點向另一個站點(例如相鄰站點)進行切換服務(wù)站點的操作也許是好辦法。在正在進行的通信過程期間變換服務(wù)站點的過程在技術(shù)上通常被稱為越區(qū)切換(hand-off或hand-over)。越區(qū)切換決策過程通常涉及判定由客戶從它的服務(wù)站點接收的信號的質(zhì)量(或者反之亦然)，以及可能處在該客戶的通信范圍內(nèi)的其它潛在的服務(wù)站點的可用性和適用性?？赡芾迷摲?wù)站點所收集的信息、該客戶所收集的信息或者兩者的組合來作出越區(qū)切換決定。
在一個采用過去技術(shù)的例子中，客戶保存一張相鄰站點所使用的控制頻率的列表，并且監(jiān)視從這些站點發(fā)出的信號的信號質(zhì)量和/或其它通信參數(shù)。然后采用由該客戶收集的信息來選擇適宜的越區(qū)切換服務(wù)站點。本文把代表諸相鄰站點的頻率的列表稱為監(jiān)視列表(monitor list)。該監(jiān)視列表可以被預(yù)編程到客戶中或者從系統(tǒng)下載。由Comroe等人于1993年11月9日發(fā)表的申請?zhí)枮?,260,943的美國專利“利用時間差的TDM越區(qū)切換技術(shù)”一文中描述了現(xiàn)有技術(shù)的越區(qū)切換過程，在此引用其全部內(nèi)容供參考。這里，客戶從一個它正在滿意地與之通信的站點接收監(jiān)視列表。采用這個監(jiān)視列表來確定潛在的服務(wù)站點，以供需要越區(qū)切換時使用。
當(dāng)某一客戶正在進行的通信過程，并完成越區(qū)切換過程，從而切換到一個新的服務(wù)站點時，可能會出現(xiàn)一個問題。潛在地，監(jiān)視列表可能會是過時的，這樣，客戶就不能變換到一個不出現(xiàn)在該列表上的恰當(dāng)?shù)姆?wù)站點。例如，就拿一個由于來自諸如一部正在通過的車輛或者來自一座建筑物或橋梁的臨時射頻(RF)干擾或屏障而實施越區(qū)切換的客戶來說。直到修改了監(jiān)視列表，該客戶可能才能恢復(fù)為以前正在提供諸系統(tǒng)服務(wù)的舊有的服務(wù)站點，這是因為舊有的服務(wù)站點不出現(xiàn)在它的監(jiān)視列表中。這種情況是在一些采用過去技術(shù)的系統(tǒng)中通常會遇到的問題。時常優(yōu)先采用可用通信資源以維持正在進行的通信過程不致中斷。因此，該系統(tǒng)可能不能以定時的方式提供一個新的監(jiān)視列表。當(dāng)該客戶忙于與幾個其它客戶進行一組調(diào)度呼叫(dispatch call)，并且需要更多的協(xié)調(diào)以提供新的監(jiān)視列表信息而避免丟失任何正在進行的通信的信息時，這個問題變得更加突出。
希望提供這樣一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在參與正在進行的通信過程的同時，把足夠的監(jiān)視列表信息提供給一個客戶，以確定潛在的服務(wù)站點。最好用對正在進行的通信過程影響最小的方式來提供該信息。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明工作的無線通信系統(tǒng)。
圖2是一張根據(jù)本發(fā)明的客戶單元的方框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的時分復(fù)用協(xié)議幀的方框表示。
圖4是根據(jù)本發(fā)明表示一條業(yè)務(wù)信道上的通信活動的時序圖。
圖5根據(jù)本發(fā)明圖解表示了對于一個沿著兩個站點之間的道路行進的客戶單元而言的那些潛在的服務(wù)站點的選擇。
圖6是對某一客戶單元所使用的步驟的概括，根據(jù)本發(fā)明，該客戶單元使用這些步驟在參與正在進行的通信過程的同時，得到新的鄰區(qū)列表信息。
圖7是對某一客戶單元所使用的步驟的概括，根據(jù)本發(fā)明，該客戶單元使用這些步驟向一個客戶單元發(fā)出新的相鄰小區(qū)信息。
圖8是根據(jù)本發(fā)明由服務(wù)站點所采用的向一個客戶單元發(fā)出新的相鄰小區(qū)信息的諸步驟的第二個實施例。
本發(fā)明提出了在參與一組調(diào)度呼叫的同時，在正在進行的通信過程期間從一個服務(wù)站點獲知相鄰小區(qū)信息。特別來講，一旦在正在進行的通信過程期間改變了服務(wù)站點，一個客戶單元就在已檢測到的通信活動的諸間歇期間從新的服務(wù)站點接收新的鄰區(qū)站點監(jiān)視列表信息。一般來說，該服務(wù)站點借助于該通信單元建立了一條與正在進行的通信過程相連的通信信道。在第一個實施例中，連接該客戶單元以后，服務(wù)站點在該通信信道上的通信活動的諸間歇期間播發(fā)未經(jīng)請求的相鄰小區(qū)列表信息。在第二個實施例中，客戶單元在通信活動的間歇期間首先向服務(wù)站點發(fā)出一個對相鄰小區(qū)列表信息的請求。服務(wù)站點通過在通信信道上在通信活動的一個或多個間歇期間發(fā)出相鄰小區(qū)列表信息來作出響應(yīng)。采用新的相鄰小區(qū)信息完成隨后的對潛在的諸服務(wù)站點的監(jiān)視。
圖1表示了按照本發(fā)明工作的無線通信系統(tǒng)100的方框圖。在該最佳實施例中，通信系統(tǒng)100提出了一種支持電話、調(diào)度、數(shù)據(jù)以及無線網(wǎng)絡(luò)上的其它通信業(yè)務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。采用時分復(fù)用(TDM)協(xié)議在該網(wǎng)絡(luò)上進行無線通信，下面更詳細地描述了這一點。
系統(tǒng)100包括系統(tǒng)控制站點110和客戶單元126、136，系統(tǒng)控制站點110與通信小區(qū)站點125、135、145相耦連?？刂破?10包括實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)100的管理功能的計算和通信設(shè)備。例如，控制器110通過站點125、135、145來管理并協(xié)調(diào)每個客戶單元126、136的通信接入，并且在每個站點分配通信資源。此外，控制器110協(xié)調(diào)通信系統(tǒng)的各個組成部分和系統(tǒng)100外部的各個實體(未表示)(例如公共交換電話網(wǎng)絡(luò)以及諸如此類的設(shè)備)之間的通信。系統(tǒng)100有著一個包括通常重疊的獨立覆蓋區(qū)域120、130、140(重疊部分沒有表示)的覆蓋區(qū)域。由諸小區(qū)站點125、135、145之一來支持每個覆蓋區(qū)域。諸小區(qū)站點125、135、145最好包括一些起基站作用的無線收發(fā)信機。諸小區(qū)站點125、135、145被布置成在它們各自的覆蓋區(qū)域內(nèi)支持客戶通信。
客戶單元126、136是雙向無線設(shè)備，例如便攜或移動雙向無線收發(fā)信機，或者其它帶有無線通信部分的電子設(shè)備。一般來說，客戶單元在無線通信系統(tǒng)100內(nèi)通過一個附屬站點工作，該附屬站點使用通信資源，例如分配給那個站點使用的諸無線頻率。本文把該附屬站點稱為服務(wù)站點或服務(wù)小區(qū)站點?？蛻魡卧獣r常從第一個站點的覆蓋區(qū)域轉(zhuǎn)移到第二個站點的覆蓋區(qū)域。為了保持通信鏈接，把站點附屬性從第一個站點傳遞給第二個站點。這個過程被稱為越區(qū)切換(hand-over或hand-off)。1992年10月27日D’Amico等人發(fā)表的專利申請?zhí)枮?,159,593的美國專利“TDMA通信系統(tǒng)的信道獲知和越區(qū)切換的方法和裝置”一文，舉例說明了技術(shù)上所知道的TDM系統(tǒng)的越區(qū)切換協(xié)議。通信系統(tǒng)通常是這樣構(gòu)成的一個站點的覆蓋區(qū)域與另一個站點的覆蓋區(qū)域部分重疊。因此，在某一給定位置和時間，可能存在兩個或多個能夠為該客戶單元充當(dāng)服務(wù)站點的站點。一般地說，利用諸如已接收信號強度、信號接收質(zhì)量、用戶偏愛的機制以及其它此類參數(shù)等因素被組合在一個算法中，以確定使用哪一個站點。根據(jù)本發(fā)明，客戶單元保存一張列表(本文稱之為“監(jiān)視列表”或“相鄰小區(qū)列表”)，該列表中包含了監(jiān)視諸相鄰站點以確定潛在的諸服務(wù)站點所需的信息。
圖2是一張根據(jù)本發(fā)明的客戶單元200的方框圖。圖1中的客戶單元126、136具有類似的結(jié)構(gòu)?？刂破?01通過執(zhí)行存儲在耦連的存儲器210中的那些眾所周知的指令為客戶單元200提供操作控制。存儲器210還存儲一張監(jiān)視列表220，該監(jiān)視列表包含一組通信信道、頻率或其它通信資源，客戶單元200為了確定潛在的服務(wù)站點監(jiān)視著這張監(jiān)視列表?？梢园驯O(jiān)視列表220預(yù)編程到客戶單元200中，或者從一個服務(wù)站點通過無線傳輸來下載該列表。
客戶單元200通過一個與發(fā)射/接收(T/R)開關(guān)214相耦連的天線216有選擇地接收諸信號。接收時，T/R開關(guān)214處于控制器201的控制之下，控制器201控制著天線216與接收機204的耦合。接收機204對接收到的信號進行譯碼，并且把這些信號提交給控制器201處理。發(fā)射機212可操作地連接至控制器201。為了發(fā)射操作，T/R開關(guān)214被定位，以使發(fā)射機212能夠通過天線216操作。
客戶單元200工作監(jiān)視諸通信信道的列表，以檢測諸相鄰站點所發(fā)出的信號，即那些處于該客戶單元200通信范圍內(nèi)的、除了它的服務(wù)站點之外的站點?？刂破?01從RSSI電路208接收一個已接收信號強度指示(RSSI)信號。RSSI與已接收信號的強度及其噪聲特性有關(guān)。RSSI電路208使用模/數(shù)變換器206把數(shù)字RSSI提交給控制器201。控制器201采用RSSI信號確定有關(guān)該站點與客戶單元200的接近程度的信息。被監(jiān)視的信道最好對應(yīng)于諸控制信道，在這些控制信道上發(fā)射與該站點的標(biāo)識和特性有關(guān)系的信息。收集到的信息被用來把每個站點按照它的適合性評定為一個潛在的服務(wù)站點。客戶單元200根據(jù)需要采用存儲在存儲器210中的越區(qū)切換算法225，切換諸服務(wù)站點。
正如前面所提到的那樣，系統(tǒng)采用TDM協(xié)議工作。在TDM協(xié)議下，通信資源(例如無線載頻)被分成多個時間幀，并且這些時間幀被細分為若干時隙。圖3表示了雙工通信的這種TDM幀的方框表示300。在某一幀中對諸時隙的表示可能根據(jù)系統(tǒng)的需要而改變。在這個特定的TDM幀301中，第一個時隙303被表示為控制時隙，在其中傳遞資源管理信息。在一個典型的實施方案中，在控制時隙303中存在頻繁的通信活動。該控制時隙中的信息包括資源分配和管理信息、標(biāo)識信息等等。其它時隙305、307被指定為發(fā)射和接收時隙。在某些實施方案中，諸發(fā)射和接收時隙被實施在若干獨立的幀中。幾個通信單元可以共享一個幀，每個通信單元占用著為其指定的發(fā)射或接收操作時隙。采取這種方案，客戶單元在它的發(fā)射和接收時隙中可以與另一個客戶單元或其它消息傳播者通信，但是通常在接收和發(fā)射操作之間以及在用于監(jiān)視和其它用途的通信休止的時期內(nèi)有時間。根據(jù)本發(fā)明，客戶單元使用可用的時間監(jiān)視諸潛在的服務(wù)站點，并且按照需要對它的監(jiān)視列表進行獨立的修改。
在最佳實施例中，在調(diào)度呼叫期間，服務(wù)站點和客戶單元之間的通信發(fā)生在控制信道或業(yè)務(wù)信道上?？刂菩诺辣挥糜谥T通信開銷(overhead)功能，并且采用上文中描述的一種例如控制時隙的技術(shù)來實現(xiàn)該控制信道。業(yè)務(wù)信道被用于語音或其它數(shù)據(jù)通信，并且采用一個被指定用于接收和發(fā)射操作的時隙來實現(xiàn)該業(yè)務(wù)信道。當(dāng)在業(yè)務(wù)信道上不出現(xiàn)語音或其它數(shù)據(jù)活動時，業(yè)務(wù)信道還可以被改變?yōu)橛脕碜髋R時控制信道(TCCH)。圖4是一張時序圖，它根據(jù)本發(fā)明表示了信道400上潛在的通信活動的一個例子以及最終的信道命名。在時刻410，信道400作為一條業(yè)務(wù)信道工作，并且傳送語音活動。在時刻415，一個間歇出現(xiàn)在通信活動中，并且該信道改變?yōu)門CCH。在時刻420，通信活動恢復(fù)，并且在時刻430恢復(fù)活動之前，另一個間歇出現(xiàn)在時刻425。在時刻425，信道改變?yōu)門CCH。如果該信道作為TCCH工作一個延長的時間周期，那么通常它可用于重新分配。
圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的一個帶有客戶單元510的通信環(huán)境500，該客戶單元沿著一條往返于兩個服務(wù)站點520、530之間的通路工作。圖6是一些步驟600的總覽，根據(jù)本發(fā)明，客戶單元510在正在進行的通信過程期間采用這些步驟來管理相鄰小區(qū)列表信息。參照圖5和圖6，步驟610在位置511處，客戶單元510利用第一服務(wù)站點520參與正在進行的通信過程。在最佳實施例中，正在進行的通信過程與一組調(diào)度呼叫相對應(yīng)。該組調(diào)度呼叫涉及一個由若干通過多個服務(wù)站點工作的客戶單元組成的通信組。步驟620在位置512處，客戶單元判定第一服務(wù)站點不再是支持正在進行的通信過程所需要的或最佳的。例如，從第一服務(wù)站點傳送來的諸信號的信號強度(用RSSI值表示)可能衰落到某一特定門限之下。在步驟630，該客戶單元最好監(jiān)視諸相鄰站點，根據(jù)它當(dāng)前的和可用的相鄰小區(qū)列表來確定適宜的諸服務(wù)站點。在步驟640中，客戶單元判定第二站點530適宜作服務(wù)站點，并且選擇該站點作為它的服務(wù)站點。
在步驟650，客戶單元通過第二站點530與系統(tǒng)連接，并連續(xù)參與正在進行的通信過程。在最佳實施例中，客戶單元在控制信道上開始與第二站點530通信，并從第二站點獲得信息或業(yè)務(wù)信道分配?？蛻魡卧詈门c第二站點530合作，以迅捷的方式建立通信鏈接，這樣，以最小的參與損失維持了正在進行的通信過程。
根據(jù)本發(fā)明，一旦切換到新的服務(wù)站點，在通信過程期間通信活動的間歇中，客戶單元從新的服務(wù)站點530接收已修改的相鄰小區(qū)列表信息，這是步驟660。圖7是根據(jù)第一實施例用來把新的相鄰小區(qū)列表信息提供給該客戶單元的諸步驟的概覽。在步驟710，新的服務(wù)站點530通過建立一條與正在進行的通信過程相連接的通信信道響應(yīng)一個客戶單元的連接。然后，在步驟720，服務(wù)站點530工作，在正在進行的通信過程的諸間歇中自動向客戶單元播發(fā)主動提供的相鄰小區(qū)列表信息。例如，當(dāng)建立了調(diào)度呼叫連接時，服務(wù)站點530把業(yè)務(wù)信道連接到調(diào)度呼叫，并且在業(yè)務(wù)信道上發(fā)送來自調(diào)度呼叫的活動。然后，該服務(wù)站點在支持調(diào)度呼叫的同時，在非活動周期期間，在業(yè)務(wù)信道上向客戶單元播發(fā)相鄰小區(qū)列表信息。在最佳實施例中，當(dāng)一個非活動周期存在于業(yè)務(wù)信道上的時間超過了某一預(yù)定持續(xù)期門限時，使業(yè)務(wù)信道起臨時控制信道的作用。因此，當(dāng)播發(fā)該相鄰小區(qū)列表信息時，在臨時控制信道上發(fā)送這個信息。在語音活動的諸間歇中最好重復(fù)地進行廣播，以保證該信息被受影響的傳遞消息者接收到。
圖8是一些步驟的概覽，在第二實施例中采用這些步驟把修改后的相鄰小區(qū)列表信息提供給客戶單元。在這個實施例中，客戶單元向服務(wù)站點征求新的相鄰小區(qū)列表信息。連接到新的服務(wù)站點以后，客戶單元偵測正在進行的通信中的一個間歇，并且在這個周期內(nèi)，向服務(wù)站點發(fā)出對新的相鄰小區(qū)信息的請求，這是步驟810和820。服務(wù)站點接收這個請求，并且作為響應(yīng)，監(jiān)視以偵測正在進行的通信中的一個間歇。在步驟830、840中，一旦偵測到一個間歇，服務(wù)站點就在這個間歇期間向客戶單元發(fā)送新的相鄰小區(qū)信息。對于最佳實施例的諸調(diào)度呼叫，當(dāng)業(yè)務(wù)信道過渡為起TCCH的作用時，偵測到這個間歇。這樣，對相鄰小區(qū)列表信息的請求和響應(yīng)發(fā)生在同一個TCCH上。
隨后采用修改后的相鄰小區(qū)列表實施對諸潛在的服務(wù)站點的諸相鄰站點的監(jiān)視。在位置513處，在與第二站點比較之后，客戶單元確定第一站點520是最佳的，并且恢復(fù)到第一站點作為它的服務(wù)站點。
本發(fā)明與過去的技術(shù)相比具有明顯優(yōu)點。通過在通信活動的諸間歇期間獲得新的相鄰小區(qū)信息，在相鄰小區(qū)列表變更期間丟失通信信息的風(fēng)險減小了。目前正與新的服務(wù)站點相鄰的前一個服務(wù)站點將被反映在修改后的相鄰小區(qū)列表中。當(dāng)由于臨時的射頻(RF)干擾或屏障，例如來自一個正在通過的車輛或者來自一座建筑物或橋梁的干擾或屏障，進行越區(qū)切換時，如果需要，客戶單元可以很快地恢復(fù)回這個以前的服務(wù)站點。本發(fā)明解決了這個在某些采用過去技術(shù)的系統(tǒng)中通常會遇到的問題。
權(quán)利要求
1．在一個帶有正在參與由第一小區(qū)站點所支持的調(diào)度通信的客戶單元的無線通信系統(tǒng)中的一種方法，包括以下步驟在客戶單元確定第一小區(qū)站點不再是支持調(diào)度通信所需要的；監(jiān)視諸相鄰小區(qū)站點，按照相鄰小區(qū)列表來選擇適于用來支持該調(diào)度通信的第二小區(qū)站點；與第二小區(qū)站點連接，繼續(xù)參與調(diào)度通信；以及與第二小區(qū)站點連接之后，在調(diào)度通信的間歇期間從第二小區(qū)站點接收相鄰小區(qū)列表信息。
2．權(quán)利要求1的方法還包括以下步驟在客戶單元偵測調(diào)度通信的一個間歇；并且在調(diào)度通信的這個間歇期間向第二小區(qū)站點發(fā)出對相鄰小區(qū)列表信息的請求。
3．權(quán)利要求1的方法還包括以下步驟在第二小區(qū)站點偵測調(diào)度通信的一個間歇；并且在調(diào)度通信的這個間歇期間向客戶單元發(fā)送相鄰小區(qū)列表信息。
4．權(quán)利要求3的方法，其中發(fā)送步驟包括響應(yīng)一個從客戶單元接收到的請求而發(fā)出相鄰小區(qū)列表信息的步驟。
5．權(quán)利要求1的方法還包括下述步驟在第二小區(qū)站點，緊隨連接步驟之后，一旦在調(diào)度通信中偵測到一個間歇，就自動播發(fā)相鄰小區(qū)列表信息。
6．權(quán)利要求5的方法還包括下述步驟在第二小區(qū)站點，發(fā)生在連接步驟之后，在調(diào)度通信的諸間歇期間周期性地播發(fā)相鄰小區(qū)列表信息。
7．在一個帶有收發(fā)信機的無線通信系統(tǒng)中，一種方法包括以下步驟在收發(fā)信機處通過第一服務(wù)站點參與調(diào)度呼叫；監(jiān)視諸相鄰服務(wù)站點，選擇第二服務(wù)站點作為第一服務(wù)站點的適宜的替代者；經(jīng)由控制信道連接到第二服務(wù)站點，請求對進行中的參與調(diào)度呼叫的支持；在第二服務(wù)站點把業(yè)務(wù)信道連接到調(diào)度呼叫；在業(yè)務(wù)信道上發(fā)送來自調(diào)度呼叫的活動；以及在支持調(diào)度呼叫的同時，在非活動周期期間，在業(yè)務(wù)信道上，向收發(fā)信機播發(fā)相鄰小區(qū)列表信息。
8．權(quán)利要求7的方法，其中播發(fā)步驟包括在調(diào)度呼叫上的語音活動的諸間歇期間，重復(fù)地向收發(fā)信機發(fā)出相鄰小區(qū)列表信息。
9．權(quán)利要求7的方法還包括以下步驟當(dāng)某一非活動周期存在于業(yè)務(wù)信道上的時間超過了某一預(yù)定持續(xù)時間門限時，使該業(yè)務(wù)信道起臨時控制信道的作用；并且其中播發(fā)步驟包括在臨時控制信道上發(fā)出相鄰小區(qū)列表信息的步驟。
10．權(quán)利要求12的方法，還包括以下步驟，在收發(fā)信機處偵測把業(yè)務(wù)信道作為臨時控制信道的操作；并且在該臨時控制信道上向第二服務(wù)站點發(fā)出一個對相鄰小區(qū)列表信息的請求。
全文摘要
一個無線通信系統(tǒng)的客戶切換到新的服務(wù)站點以后,在正在進行的通信過程的諸間歇期間獲知新的相鄰小區(qū)信息。在一個實施例中,新的服務(wù)站點在通信活動的諸間歇期間,以未經(jīng)請求的方式在通信信道上播發(fā)相鄰小區(qū)列表信息。在一個可替代的實施例中,該客戶在通信活動的間歇期間首先向服務(wù)站點發(fā)出對相鄰小區(qū)列表信息的請求。該服務(wù)站點通過在通信活動的一個或多個間歇期間在通信信道上發(fā)出相鄰小區(qū)列表信息來作出響應(yīng)。
文檔編號H04W48/08GK1212593SQ9811877
公開日1999年3月31日 申請日期1998年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月28日
發(fā)明者埃里克·W·格特曼, 阿尼爾·N·帕特, 托德·M·拉塞爾, 奧德利·朗赫斯特 申請人:摩托羅拉公司