Способ выполнения слепого перехода при межсистемном и межчастотном переходе в системах мобильной связи
Изобретение относится к способу выполнения так называемого слепого перехода при межсистемном и межчастотном переходе в системах мобильной связи и исходит из того, что мобильная станция снабжается радиосигналами от нескольких базовых станций, т.е. наряду с обслуживающей станцией может принимать сигналы также от нескольких других базовых станций. Согласно изобретению, мобильная станция выполняет измерение времени прохождения принимаемых на воздушном интерфейсе от базовых станций сигналов. Измеренные величины времени прохождения передают в одну из базовых станций. После этого на стороне сети мобильной связи на основании переданных данных о времени прохождения определяют местоположение мобильной станции. Затем с помощью базы данных на основе определенного местоположения выбирают, по меньшей мере, одну подходящую базовую станцию для межсистемного или межчастотного перехода, и необходимые для перехода данные выбранной базовой станции передают в мобильную станцию. На основе этой информации мобильная станция может осуществлять переход на выбранную базовую станцию. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способу выполнения так называемого «слепого перехода» при межсистемном и межчастотном переходе в системах мобильной связи, в частности в негомогенных сетевых структурах участвующих систем мобильной связи.
В так называемом слепом переходе (НО) при негомогенности различных сетевых структур, т.е. разных положениях частот или областей обслуживания участвующих сетей, нельзя гарантировать успешное выполнение слепого перехода.
Имеющая в настоящее время силу спецификация, например, раскрытая в 3GPP TS 23/009 V5.1.0 «3rd Generation Partnership Projekt»; Technical Specifikation Group Core Network; Handover Procedures (Release 5), предусматривает, что, например, при переходе между уровнем UMTS и уровнем GSM в ячейке может быть конфигурирован кандидат для слепого перехода. В этом случае предполагается, что зона обслуживания целевой ячейки совпадает с исходной ячейкой, т.е. зоны обслуживания соответствующий ячейки сети UMTS и сети GSM в месте перехода совпадают. В остальном возникающая ситуация не является однозначной. Следствием этого была бы ошибка слепого перехода и тем самым опасность потери соединения.
Для исключения этой проблемы при слепом переходе можно применять так называемые двойные мобильные устройства, т.е. мобильные телефоны с двумя раздельными приемопередающими устройствами, которые могут одновременно работать на двух частотах, соответственно, в двух мобильных радиосетях.
В WO 0028774 А предложен способ выполнения межсистемного и межчастотного перехода внутри сетей CDMA, при котором мобильная станция снабжается от нескольких базовых станций радиосигналами, и с помощью базы данных на основе местоположения мобильной станции выбирают, по меньшей мере, одну подходящую базовую станцию для межсистемного и межчастотного перехода. Необходимые для перехода данные выбранной базовой станции передаются в мобильную станцию, так что мобильная станция может осуществлять переход на выбранную базовую станцию. Мобильная станция определяет свое местоположение с помощью спутниковой навигационной системы GPS и/или посредством измерения времени прохождения радиосигналов и передает полученные данные местоположения в систему мобильной радиосвязи. Недостатком является то, что мобильная станция для выполнения этого способа перехода предпочтительно должна быть снабжена навигационной системой GPS, что приводит к дополнительным затратам и увеличению объема устройства.
Предметом описываемого здесь способа не является обмен сигналами во время перехода между терминалом абонента и участвующими сетевыми узлами, такими как, например, базовые станции, RNC (контроллер радиосети) и коммутаторные узлы (UMSC) участвующих сетей мобильной связи. Поэтому в последующем не приводится его подробного описания.
Задачей изобретения является создание способа, с помощью которого можно выполнять без большого риска слепой переход между различными уровнями систем мобильной связи, даже когда они не имеют общей структуры сети. Способ должен основываться чисто на измерении времени прохождения радиосигналов для определения местоположения мобильной станции, так что со стороны мобильных станций не требуется дополнительного аппаратурного обеспечения.
Эта задача решена, согласно изобретению, с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.
Изобретение исходит из того, что мобильная станция перед выполнением перехода снабжается несколькими базовыми станциями, т.е. наряду со снабжающей базовой станцией может принимать сигналы от нескольких других базовых станций.
Согласно изобретению, мобильная станция выполняет измерение времени прохождения сигналов, принимаемых от базовых станций на воздушном интерфейсе. В зависимости от соотношений уровней сигналов терминал получает команду на выполнение этого измерения времени прохождения. Измеренные времена прохождения передаются в одну из базовых станций. После этого со стороны сети мобильной связи определяется местоположение мобильной станции на основе переданных данных о времени прохождения. Затем с помощью базы данных на основе определенного местоположения выбирается, по меньшей мере, одна подходящая базовая станция для межсистемного или межчастотного перехода, и необходимые для перехода данные выбранной базовой станции передаются в мобильную станцию. На основе этой информации мобильная станция может осуществлять переход на выбранную базовую станцию.
Данный способ обеспечивает возможность с помощью модифицированного слепого перехода, называемого в последующем также усовершенствованным слепым переходом, надежно выполнять такие переходы.
Указанный способ обеспечивает некоторые важные преимущества:
- в так называемом режиме сжатия UMTS необходимо инициировать требуемые для перехода измерения, которые в зависимости от ситуации и числа кандидатов на переход требуют нескольких унифицированных профилей доступа (GAP). При слепом переходе, согласно изобретению, время не теряется;
- за счет механизма режима сжатия (СМ) в сети создается дополнительная интерференция. Это в свою очередь означает уменьшение пропускной способности. В противоположность этому, с помощью способа, согласно изобретению, обеспечивается увеличение пропускной способности, поскольку нет необходимости в режиме сжатия;
- с помощью способа можно без больших дополнительных затрат осуществлять другие услуги мобильной радиосвязи, для которых необходима информация о местоположении абонента;
- способ работает как внутри, так и снаружи зданий без дополнительной системы GPS;
- терминалы не должны быть снабжены функцией GPS или выполнены в виде двойных терминалов (с двумя приемопередающими блоками) и поэтому могут быть более дешевыми в изготовлении.
Предпочтительные варианты выполнения и модификации изобретения представлены признаками зависимых пунктов формулы изобретения.
Для определения информации о местоположении терминал абонента должен измерять соотношения уровней в собственной ячейке и, по меньшей мере, в одной или двух других ячейках. Наряду с уровнями сигналов измеряются также величины времени прохождения сигналов на воздушном интерфейсе. Если это не является собственно необходимым за счет действительных соотношений уровней обслуживаемой ячейки, то терминал должен получить команду на вынужденное выполнение этого измерения, это может происходить, например, за счет того, что в терминал целенаправленно сообщают другие пороговые значения входного уровня, которые вынуждают проведение измерений, или же параметры сети заранее устанавливают так, что эти измерения необходимо обязательно проводить.
Полученная таким образом информация о времени прохождения сигналов передается в сеть. Для того чтобы эту информацию можно было использовать для слепого перехода, необходимо перед этим провести анализ уровня, в котором находится возможная целевая ячейка, на предмет наилучшей обслуживающей базовой станции, т.е. на предмет наилучшего сервера. Это можно осуществлять различными способами. С одной стороны, можно определять зону обслуживания наилучшего сервера с помощью соответствующих способов, а с другой стороны, это можно выполнять с помощью имеющихся в распоряжении измерительных данных. Определяемые наилучшие серверы можно затем с помощью многоугольников соотнести с каждой точкой.
Затем координаты терминала сравниваются с банком данных наилучшего сервера и таким образом выбирается соответствующая целевая ячейка. Затем эта целевая ячейка с помощью команды на переход передается в терминал и тем самым целенаправленно выполняется усовершенствованный слепой переход.
Ниже приводится подробное описание примера выполнения изобретения со ссылками на чертеж, на котором показан в качестве примера отрезок сотовых структур двух перекрывающихся сетей мобильной связи, например сети UMTS и сети GSM.
Сеть UMTS содержит множество радиоячеек 10-14, которые снабжаются радиосигналами из множества неподвижно установленных базовых станций 20, 23, 24. Аналогичным образом, сеть GSM содержит множество радиоячеек 1-7, которые снабжаются радиосигналами из множества неподвижно установленных базовых станций 20-22.
Сеть UMTS и сеть GSM имеют, например, общее местоположение для базовой станции 20.
Мобильная станция 30 находится внутри ячейки 10 UMTS и снабжается радиосигналами, например, от базовой станции 24. Мобильная станция 30 хочет выполнить слепой переход в подходящую радиоячейку сети GSM.
Для этого, согласно изобретению, сначала необходимо определить местоположение мобильной станции 30. За счет подходящей прикладной программы терминал получает команду на измерение входного уровня и качества базовой станции 24 и соседних базовых станций 20, 23 сети UMTS. При этом терминал 30 должен однозначно идентифицировать соответствующие базовые станции 20, 23, 24 и определить соответствующие величины времени прохождения сигналов на воздушном интерфейсе. Эта информация соседних ячеек и собственной ячейки передается в виде пакета информации в одну базовую станцию, например 24.
Таким образом, из двух измеренных соседних ячеек и собственной ячейки в сети UMTS можно вычислить местоположение терминала 30. Этот способ не зависит от того, находится ли терминал внутри или снаружи здания.
Для определения местоположения терминала абонента без знания информации о направлении, необходимы, таким образом, по меньшей мере, три базовые станции 20, 23, 24, местоположение которых точно известно. На основании измерения времени прохождения сигналов между терминалом и каждой из базовых станций можно вычислить круговые кольца, которые задают диапазон расстояния терминала до соответствующей базовой станции. В средней точке каждого кругового кольца находится базовая станция. Общая точка пересечения трех круговых колец является местоположением терминала. При этом местоположения базовых станций являются опорными точками, причем координаты местоположений хранятся в банке данных местоположений оператора сети.
Теоретически три круга пересекаются в одной точке. В реальных условиях это невозможно, поскольку принцип измерения времени прохождения зависит от условий распространения и скорости обработки сигналов в микросхеме терминала (тактовой частоты). Отрезки пути относительно интервала измерения не могут быть произвольно малыми.
На практике это означает, что местоположение терминала задается площадью пересечения. При этом точность определения местоположения увеличивается при увеличении числа измеряемых базовых станций. Из тактовой частоты, например, 3,84 МГц минимальный измерительный интервал α для микросхемы вычисляется как:
α=скорость света С / тактовая частота fBit=300Е6/3,84Е6=78 м.
С помощью современных терминалов можно на практике обеспечивать намного большие точности измерения. Точность зависит также от приемника терминала. Приемник должен обеспечивать разрешение временных интервалов внутри тактовой частоты, для того чтобы обеспечивать результаты в пределах 10 м. Общая площадь пересечения кругов дает вероятное местоположение терминала.
Поскольку терминал не имеет информации о кадровой синхронности участвующих базовых станций, то определенное местоположение терминала будет иметь дополнительные погрешности.
Для устранения этого имеются в основном две возможности:
- базовые станции синхронизируются через центральные часы или через время GPS;
- за счет измерений на стороне базовых станций определяется размер асинхронности относительно других базовых станций и сохраняется в матрице.
На основе определенного местоположения мобильной станции 30 определяется с помощью имеющейся в системе мобильной связи базы данных наилучшим образом подходящая для перехода радиоячейка, соответственно, базовая станция сети GSM. На фиг.1 это, например, базовая станция 20 сети GSM, которая обслуживает, среди прочего, радиоячейку 1 сети GSM.
Для обеспечения выполнения мобильной станцией 30 перехода в соответствующую целевую ячейку 1 сети GSM она должна получить после оценки информации о местоположении (величин измерения) терминала информацию о целевой ячейке, соответственно, соответствующей базовой станции 20. Это может осуществляться непосредственно в виде команды на переход в мобильную станцию.
Отсюда следует, что функции соответствующего сетевого узла, например RNC, необходимо расширить так, чтобы оценка измерительных данных выдавала информацию о местоположении, из нее с помощью банка данных наилучшего сервера определялась наилучшая снабжающая базовая станция целевой ячейки и сообщалась в участвующий в переходе терминал и базовые станции.
1. Способ выполнения слепого перехода при межсистемном и межчастотном переходе в системах мобильной связи, при котором мобильную станцию (30) снабжают радиосигналами от нескольких базовых станций (23, 24), и с помощью базы данных на основе местоположения мобильной станции (30) выбирают, по меньшей мере одну подходящую базовую станцию (20) для межсистемного или межчастотного перехода, причем необходимые для перехода данные выбранной базовой станции (20) передают в мобильную станцию, и мобильная станция (30) выполняет переход на выбранную базовую станцию, при этом мобильная станция (30) выполняет измерение времени прохождения принимаемых на воздушном интерфейсе от базовых станций (23, 24) сигналов, а также измерение силы сигналов и/или качества сигналов базовых станций, измеренные величины времени прохождения, силы сигналов и/или качества сигналов передаются в одну из базовых станций, и на стороне сети мобильной связи на основании данных измерения времени прохождения определяет местоположение мобильной станции (30), отличающийся тем, что терминал получает команду на проведение в принудительном порядке измерения времени прохождения, за счет того, что в терминал целенаправленно сообщают другие пороговые значения уровня снабжения, которые вынуждают проведение измерения, или за счет того, что параметры сети заранее устанавливают так, что эти измерения проводятся обязательно, и что мобильная станция (30) при переходе меняет базовую станцию (24) первой системы мобильной связи UMTS на базовую станцию (20) второй системы мобильной связи GSM.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мобильная станция (30) при переходе изменяет применяемые радиочастоты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зона обслуживания базовой станции (24), снабжающей мобильную станцию перед переходом, отличается от зоны обслуживания базовой станции (20), снабжающей мобильную станцию после перехода.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что зона обслуживания базовой станции (24), снабжающей мобильную станцию перед переходом, пересекается с зоной обслуживания базовой станции (20), снабжающей мобильную станцию после перехода.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что точное местоположение мобильной станции (30) определяют с помощью приемника GPS.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью центральных часов выполняют кадровую синхронизацию между участвующими базовыми станциями (23, 24).
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что определяют отклонения кадровой синхронизации между базовыми станциями, сохраняют в матрице и применяют для вычисления местоположения мобильной станции (30).
