专利名称：通信系统里的特制分级小区结构的制作方法
背景技术：
本发明涉及无线电通信系统(例如蜂窝系统或卫星系统)，更具体地说涉及存在一个以上的候选服务小区时将无线电通信业务逐步切换到优选服务小区(例如基站)去的技术。
在当今的高级无线电网络里，区分各种不同种类终端用户的要求越来越迫切。这样做的目的可能是出于营销考虑，也可能是为了改善无线电网络的总性能，还可能是同时出于这两个目的。以市场驱动区分终端用户的理由之一是，运营商要保证特定的用户获得特定质量的服务。出于网络性能考虑而区分不同的终端用户，则跟无线电网络发展得越来越多、越来越复杂有关。新业务不断涌现，例如分组交换数据传输(GSM中的GPRS、PDC中的分组数据业务)和GSM中的半速率声码器。新的移动电话业务也在出现，例如附加的频带(比方说DCS1800和GSM系统里的E频带)业务。常常以不甚协调的方式引入新功能，以至于某一个小区能够提供的某些业务组合不同于提供给其它小区的业务组合。
此外，移动单元(终端用户)有各种各样的功能。为了使无线电网络的总性能达到最佳状态，必须根据移动单元的功能和特性以及小区的功能来安排小区提供什么服务。可以预期，将来随着无线电网络变得越来越复杂，对解决这一问题的需求也将越来越迫切。
1996年3月12日颁发给Karlsson的第5499386号美国专利公布了一种多级分层蜂窝式无线电体系结构，用来为移动用户在系统内移动提供服务。通过在每一个小区内为每一个其它小区规定一个与邻近服务区相关的优先值，可以为移动台选择最佳的服务小区。不断地测量移动单元收到的服务小区发出的无线电信号的强度，以及有关小区无线电频道的无线电信号的强度。根据有关小区的优先级及无线电频道的信号强度，判断哪一个服务小区最适合于移动单元。这样就形成了一种分级小区结构(HCS，Hierarchical Cell Structure)。
其它用于保证室内业务是由室内小区提供的方法，是跟静态业务控制(跟用于处理快速移动业务的HCS功能相对比)有关的HCS功能的其它形式。作为一个例子，见ETSI(欧洲电信标准协会)公布的GSM建议05.22。用分级方式接入特定区域的方法包括利用特定用户群来允许/限制呼叫建立的功能。
这些已知技术的缺点是，它们或者让所有用户都用同样的优先级(层的指定，优先级)接入小区，或者根据移动单元注册种类的不同而给予不同的接入优先级。然而，没有一项技术能够让小区根据移动单元的功能和特性以及小区的功能为移动单元提供服务，以此来优化该无线电网络的总性能。此外，没有一项技术能够根据注册的类型来划分小区的级别。
发明简述因此本发明的一个目的是提供一种，相对所安装的无线电基站设备的不同功能而优化的无线电网络。
本发明的另一个目的是在蜂窝式通信系统里根据用户的类别提供基于位置的服务。
一方面，本发明中的上述目的和其它目的是通过选择一个业务服务小区给蜂窝式通信系统里许多移动单元中指定的一个使用的方法和装置来达到的，该蜂窝系统里有服务区各不相同的多个小区。这些技术采用许多步骤针对每一个移动单元，为系统内的每一个小区分配一个相对于系统内的每个其它小区的优先级供选择，其中至少有一个小区，针对第一个移动单元给它分配的优先级类别，跟针对第二个移动单元给它分配的优先级类别不同。这样，对于指定的移动单元，分配的优先级类别取决于候选小区。根据某一个小区跟其它小区相比是否有更高的优先级类别来选择它作为指定移动单元的服务小区。
另一方面，本发明将蜂窝式通信系统中一个小区分配给多个移动单元中所指定的一个使用，该蜂窝系统包括互相之间有不同服务区的多个小区，其中多个移动单元中至少有一个属于有预定功能的第一种移动单元类型，至少还有一个移动单元属于没有该预定功能的第二种移动单元类型，而且其中的多个小区至少有一个小区属于支持预定功能的第一种小区类型，至少还有一个小区属于不支持该预定功能的第二种小区类型。这一预定功能可以是例如半速率声码器功能。在另一个实施方案里，预定用户群可以有至少一个测试移动单元。这些技术包括以下步骤a)如果指定的移动单元属于第一种移动单元类型，就在将第二种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第一种小区类型的小区；和b)如果指定的移动单元属于第二种移动单元类型，就在将第一种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第二种小区类型的小区。
另一方面，本发明的步骤a)包括将第一级小区定义成第一种小区类型的小区；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区；以及将第三级小区定义成没有小区的小区的步骤。然后首先试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元。同样，步骤b)可以包括将第一级小区定义成没有小区的小区；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区；将第三级小区定义成第一种类型的小区的步骤。然后试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元。
再一方面，本发明将一个小区分配给蜂窝通信系统中多个移动单元中指定的一个使用，该系统包括服务区互不相同的多个小区，其中多个移动单元中至少有一个移动单元属于与一个预定用户群有关的第一种移动单元类型，至少还有一个移动单元属于跟预定用户群无关的第二种移动单元类型，而且多个小区中至少有一个小区属于与预定用户群有关的第一种小区类型，至少还有一个小区属于跟预定用户群无关的第二种小区类型。预定用户群可以是例如一群公司雇员。在另一个实施方案里，预定用户群可以有至少一个测试移动单元。这些技术包括以下步骤a)如果指定的移动单元属于第一种移动单元类型，就在将第二种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第一种小区类型的小区；和b)如果指定的移动单元属于第二种移动单元类型，就在将第一种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第二种小区类型的小区。
又一方面，本发明的步骤a)包括将第一级小区定义成第一种小区类型的小区；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区；以及将第三级小区定义成没有小区的小区的步骤。然后试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元。
同样，步骤b)包括将第一级小区定义成没有小区的小区；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区；将第三级小区定义成第一种类型的小区的步骤。然后试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元。如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元。
附图简述通过阅读以下详细说明并参考附图，就能理解本发明的目的和优点。其中
图1是说明根据本发明的一部分通信系统的框图，其中两个宏小区A和B复盖了包括微小区C的一系列微小区；图2a的流程图说明根据本发明的一个方面如何按照移动台的功能和小区功能为小区指定不同的优先级；图2b的流程图说明根据本发明的一个方面如何选择一个小区为一个移动单元提供服务；图3的流程图说明根据本发明的另一个实施方案，如何按照移动单元的功能和小区功能为小区指定不同的优先级；图4的流程图说明根据本发明的另一个实施方案，如何按照针对不同的移动单元和不同的小区类型为小区指定不同的优先级；图5的流程图说明根据本发明的另一个方面，如何按照移动单元的用户级别和小区级别为小区指定不同的优先级；图6说明本发明中一个实施方案的一种系统，其中划定层的根据是这些用户是否属于某一个群体；图7说明的是本发明中用于GSM语音/电路交换系统的一个实施方案的实例；和图8是根据本发明分配一个小区的GSM系统中信令序列的示意图。
发明详述现在参考附图介绍本发明的各种特征，其中相同的部件用相同的字符标识。
一方面，本发明中蜂窝式通信系统的每一个小区(例如宏小区、微小区、皮小区)都指定了一个特定的优先级，这里叫做“层”。无论什么时候，当移动单元处于一个(无线电)位置，需要在几个小区中选择一个小区时，就按照特定的规则，例如考虑了信号强度测量结果、信号质量测量结果和层标志的那些规则，从可能的最低层选择一个小区。在这里将它叫做分级小区结构(HCS，Hierarchical CellStructure)。颁发给Karlsson的第5499386号美国专利公布了在蜂窝式无线电系统里实现HCS的技术，这里将它引作参考。
可以用许多方法来实现HCS。在一个固定层的划分方案里，每一个小区都分配一个层标识，它说明这一小区在这一系统中相对于其它小区的优先级类别，而不考虑当前是哪一个小区在为移动单元提供服务。例如，系统中的每一个小区都可以指定为四个优先层中的一个，这一指定并不随当前提供服务的小区不同而变化。为了说明这种情况，假定有四个小区，标为A、B、C和D，分别属于层“4”、“3”、“2”和“1”，层“1”的优先级最高，层“4”的优先级最低。假设一个移动单元当前正由小区A提供服务，首先尝试通过小区D建立连接，因为这一小区优先级最高。如果通过小区D无法建立连接(例如这一连接的质量不够高，或者小区D的通信量已经超负荷)，就尝试通过优先级第二高的小区建立连接，如此下去，直到建立好连接。这一工作完全可以由公用陆地移动网(PLMN)中的部件完成，或者在移动单元(例如通过控制信道)获得了候选小区的固定优先级信息以后，由移动单元自己来完成。
在另一个实施方案里，如同颁发给Karlsson的第5499386号美国专利所描述的那样，采用了相对的优先级标志，其中服务于移动单元的当前小区的相邻小区被标为“非优先相邻小区”、“相同优先级相邻小区”或者“优先相邻小区”。任意一个小区的特征都不是固定的，而是取决于当前是哪一个小区在提供服务。例如，假定一个系统包括上面介绍过的同样四个小区A、B、C和D，而且只要有可能，移动单元就要通过小区D建立连接，其次的优先级是通过小区C建立连接。进一步假设如果无法通过小区C和D建立连接，就试图通过小区B建立连接。在这一实例里，如果移动单元正由小区A提供服务，它就会发现小区B、C和D都被标成“优先相邻小区”。因为小区B、C和D看起来都有相同的优先级，切换过以后，就可能由小区B为移动单元提供服务。然而现在，移动单元会发现小区A被标成“非优先相邻小区”，而小区C和D却都被标成“优先相邻小区”。(注意再也不会把小区B看成跟小区C和D有一样的优先级。)另一个切换可能导致由小区C为该移动单元提供服务。移动单元从这一有利位置可以发现小区A和B都被标成“非优先相邻小区”，小区D被标成“优先相邻小区”。因此又进行一次切换，这一次是切换到小区D。
从以上两个实例可以看出，同样的目的可以用固定的优先级划分方式来达到，也可以用相对的优先级划分方式来达到。固定的优先级划分方式的优点是可以立即知道优先级最高的候选小区，因此可以立即通过优先级最高的候选小区建立连接。相比之下，相对的优先级划分方式可能需要许多次切换，才能最终通过优先级最高的小区建立连接。然而与此同时，这一相对优先级划分方式有一个优点，它不需要预先定义系统中有多少个优先级。这一相对优先级划分方式还允许在一个通信系统中采用更加复杂的优先级策略。
在采用相对优先级划分方式的系统里，为了消除找到优先级最高的小区之前需要进行大量的切换这一缺陷，可以扩展上面介绍的三级相对分类。例如可以将小区标成(从优先级最低到最高)“比当前服务小区低两个优先级”、“比当前服务小区低一个优先级”、“跟当前服务小区优先级相同”、“比当前服务小区高一个优先级”或者“比当前服务小区高两个优先级”。将这一方案用到以上实例里去，由小区A提供服务的移动单元会发现小区B是“比当前服务小区高一个优先级”，小区C和D都“比当前服务小区高两个优先级”。这会导致切换到小区C或者D，从而避免了切换到小区B这一过程。
这种多相对层划分技术根本不限于上面介绍过的五层，而是可以根据需要扩展到更多的相对层划分。划分更多相对层的缺点是需要更多的系统开销来传递更详细的信息。考虑要采用哪种相对层划分方式时，应当将这一问题跟能够获得的优点(例如较少的切换次数)一起全面考虑。
在下面的讨论中，将说明的实例采用固定的小区分层方式。但这样做只是为了说明本发明的各个方面，而不是暗示使用固定小区分层方案是本发明的一个基本要素。相反，本发明的各种技术可以很容易地应用于上面讨论过的采用任意一种相对优先级划分方案的系统里去。
另一方面，本发明中的小区属于哪一个层取决于正在考虑哪一个移动单元，或者取决于移动单元的注册特性。在这里将本发明的这一特性叫做“特制(tailored)HCS”。因此，基本上位于同一地理区域的两个移动单元可能会因为移动单元功能、特性或者注册性质的不同而分配不同的小区。例如考虑图1所示的部分通信系统，其中两个宏小区A和B跟包括微小区C的微小区构成的一个区域发生了重叠。可以给宏小区A分配一个默认层“2”，给微小区C分配一个默认层“1”。当移动单元101位于微小区C的地理区域内时，如果它的特性表明它应当使用默认设置(微小区C的默认层“1”比宏小区A的默认层“2”的优先级更高)就会通过微小区C建立通信。但在某些情况下，规定这一移动单元101不使用微小区C的默认设置，而是把微小区C划分到第3层更好。因此，当移动单元101位于微小区C的地理区域内时，就会首先尝试通过宏小区A建立通信连接(因为层“2”的优先级比层“3”的优先级要高)。只有在当前无法通过宏小区A建立通信时，才会考虑通过微小区C建立通信。
这样就可以用移动单元组根据小区自己的特性，按照它们的功能和注册类型划分优先级。这为处理许多情况提供了一个非常有力又非常灵活的工具，下面将详细介绍。
现在介绍本发明的许多实施方案。应当明白本发明可以用于任意标准的任何移动系统，例如GSM(全球移动通信系统)、GPRS(通用分组无线电系统)、AMPS(高级移动电话业务)、D-AMPS(数字高级移动电话业务)、NMT(北欧移动电话)、PDC、IS-661(过渡标准-661)等等。
现在介绍三个实施方案，其中的无线电网络是根据无线电基站设备的不同功能来优化的。在第一个实施方案里，新业务是用一种非均匀方式引入网络的。换句话说，只在小区的一个子集，例如GSM网，里增加新的功能。
例如，考虑在GSM系统里增加叫做通用分组无线电业务(GPRS)的分组交换数据业务。出于成本考虑，要求只在宏小区里增加新的GPRS功能。再一次考虑图1所示的部分通信系统，这意味着只有宏小区A和B有GPRS功能，任何微小区，包括微小区C，都没有这一功能。
假设网络里的一些移动单元可以在GPRS和电路交换模式(B类移动单元)之间连续切换，而且网络里的一些移动单元可以并行处理分组交换和电路交换通信(A类移动单元)。为了能够使用它们的GPRS功能传输数据包，要求A类或者B类移动单元，当它们位于GSM等待模式时，能够通过有GPRS功能的小区建立连接。在这一实例中，这应当是宏小区A或B中的一个。
在一个常规系统里，如果A类或者B类移动单元101位于微小区C的地理区域内时建立了电路交换连接，那么常规的HCS算法就会迫使移动单元101跟微小区层(即跟没有GPRS功能的小区)建立连接。如果移动台跟微小区C建立了连接时想进行分组传输，它就毫无办法请求切换到有GPRS功能的一个小区去。因此，移动单元101在电路交换模式中将被禁止使用它的GPRS功能。
根据本发明的一个方面，如图2a所示，这一问题可以通过将微小区划成第2层(步骤203)、将宏小区划成第3层(步骤205)作为默认设置给没有GPRS功能的移动单元使用而加以解决。在这一实例里，没有任何小区被划成第1层(步骤201)。但针对A类或者B类GPRS/GSM移动单元，分层结构就重新划分，这样有GPRS功能的小区(在这里是宏小区A和B)被划成第1层(步骤207)，而其余的小区(在这里是微小区，包括微小区C)则被划成第2层(步骤209)。在这种情况下，没有任何小区被划分成第3层(步骤211)。如图2b中的流程图所示，这样做保证了即使移动单元101位于微小区C的覆盖区内，只要有可能，HCS算法就会为A类或者B类移动单元101的电路交换呼叫分配支持GPRS功能的宏小区(例如宏小区A)(它们是选择判断框251的“是”分支并分配了一个第1层小区(步骤253)的唯一的移动单元种类)。非A类或者B类移动单元101将总是选择判断框251的“否”路径，并检查是否可以选择第2层小区(判断框255)。如果有一个第2层小区，就分配给它(步骤257)。对于非A类或者B类移动单元101，这意味着分配一个微小区。
在本发明的另一个实施方案里，上述方法可以用于优化一个有半速率声码器功能的网络。特别考虑有容量问题的一个微小区/宏小区无线电网络，如图1所示。系统运营商可能试图通过安装一个GSM半速率声码器来解决这一容量问题。但由于成本原因，系统运营商可能会决定只在宏小区A和B里安装半速率功能。
在这种情况下，需要让有半速率功能的用户只要可能就通过宏小区A和B中的一个进行通信(即使微小区是可用的)，而没有半速率功能的用户则继续使用微小区，只要有这样的微小区供使用。当然，如果宏小区当前无法处理有半速率功能的连接，只要周围有一个微小区，作为第二个选择，就应当允许这一用户跟这一微小区建立连接。
按照本发明的一个实施方案，如图3中的流程图所示，这一问题可以通过将所有的微小区(例如微小区C)针对所有移动单元划分为第2层而得到解决(步骤303和309)。但并不是所有的移动单元都将宏小区A和B平等看待。具体地说，所有有半速率声码器的移动单元都把宏小区A和B看成第1层的(步骤301)，而所有其它的移动台则将宏小区A和B看成第3层的(步骤311)。对于有半速率声码器的所有移动单元，没有任何小区被划成第3层(步骤305)，而所有其它的移动单元都将认为第1层没有任何小区(步骤307)。因此，跟一个半速率移动单元建立通信时，网络将首先尝试使用宏小区A和B，只有在这样做行不通的情况下，网络才会尝试使用一个微小区进行通信。这是因为第1层的小区其优先级高于第2层的小区(见图2b)。然而在跟没有半速率功能的移动台建立通信时，网络将首先尝试使用一个微小区(例如微小区C)，只有在这样做行不通时，网络才会尝试利用宏小区A和B中的一个进行通信。这是因为第2层小区的优先级比第3层小区的高(见图2b)。
在另一个实施方案里，本发明的技术用于评估无线电网络的性能，或者用于测试新的功能。在这种情况下，要允许测试移动单元检查整个网络的一个子集，或者用一种特殊的方式给小区划分优先级。例如，考虑图1中微小区覆盖区域中两个宏小区A和B之间的小区边界。一般情况下，多数移动台位于微小区内，但如果这些小区变得非常拥挤，就可以用宏小区提供额外的容量。假设人们发现由于某种原因，在通信高峰时，图示区域中会不时出现呼叫断线的现象。运营商可能会怀疑这是由宏小区A和B之间的切换失败引起的，这种情况只会在微小区非常拥挤时才会出现。因此需要在小区A和B的边界上移动测试移动单元测量切换功能，以此来检验这一假设。但要完成这一测试，需要让测试移动单元只跟宏小区建立连接直到出现切换。
将本发明的技术用于解决这一问题，通过针对测试移动单元重新定义层结构可以找到一个解决方案，见图4。具体而言，将宏小区A和B划入第1层(步骤401)，而所有其它小区都划成第2层(步骤403和405)。这样就定义了一个优选子网(小区A和B)，测试移动单元可以在其中移动。同时，针对系统内的非测试移动单元将宏小区A和B划入第3层(步骤411)，将微小区划入第2层(步骤409)，从而使它们继续使用微小区。(对于非测试移动单元，没有小区被划入第1层(步骤407)。)因此对于非测试移动单元，微小区(例如微小区C)的优先级(即第2层)比宏小区A和B的优先级高(见图2b)。
第四个实施方案提供的是基于位置的服务。在这一实例里，基于位置的服务是商业通信网或者子网。作为公司雇员必要通信手段一部分的移动电话，正在变得越来越重要。可以预期，公司大楼内的移动单元需要扩展到更大的范围工作，作为办公室固定电话的替代品或者作为它的补充。由于容量和覆盖方面的原因，公司的室内移动电话需要室内小区(通常叫做“皮小区”)。通常认为皮小区是一些低功率小单元，部署在有多个分布式天线的少量小区里，或者部署在多个小区里。
功率很低使得无线电网络控制逻辑对某些类型分级小区结构(HCS)的处理变得非常必要。否则，室外的高功率小区(即宏小区)会接管多数通信。宏小区会出现拥塞，而皮小区则使用率不够高。
传统的HCS技术可以保证皮小区会处理其无线电覆盖区域内的所有连接。这将保证公司雇员在公司里用电话时其连接都是由皮小区处理的。但这一传统方法有一个问题，因为这些皮小区会被所有的公司来访者使用，也会被碰巧进入门窗杂散区的室外过路人所使用。计划购买移动公司网的公司在考虑网络大小时必须将这一额外的不可预测的负荷考虑在内。对于办公室既小又分散的公司，这一额外的负担很难估计，也很难回避。
这一问题可以用本发明的另一个实施方案来解决，其中公司用户将皮小区看作最低层的小区，而所有其它的用户则将它们看作属于甚至比宏小区还要高的层。这样安排好以后，公司用户将首先选择公司的皮小区，而将室外的宏小区当作备用容量。相反，其余(非公司)用户将首先选择室外宏小区，而将公司的皮小区作为备用容量。这样就可以按照已知的通信量来规划和购买公司网络，这一公司网系统也只有公司内的人员使用。
如图5所示，在一个实施方案实例里，公司用户将指定的公司小区(即皮小区)看作第1层(步骤501)，它是最低层(也就是拥有最高的优先级)。室外的宏小区被看作第2层(步骤503)，这样无法使用皮小区时就可以将它们用作救急小区(rescue cell)。对于公司用户，没有小区被划入第3层(步骤505)。
对于非公司用户，也将宏小区划成第2层(步骤509)。但跟公司用户不一样，针对非公司用户没有第1层小区(步骤507)，这样第2层小区就拥有最高的优先级。还有，将皮小区当作第3层(步骤511)，这样无法使用宏小区时就可以将它们用作救急小区。
这样一个系统用图6来说明。其中有一个服务区，由宏小区601覆盖。服务区的一部分还被室内皮小区A 603和室内皮小区B 605所覆盖。由于是按图5所示方式分层，只要可能就由宏小区601为普通用户607提供服务。只有当宏小区601由于拥塞、覆盖不到或者连接质量很低而无法使用时，才使用室内皮小区A 603或者室内皮小区B605。
相反，图5中层的划分方式使得，只要有可能，就由室内皮小区A 603或者室内皮小区B 605为公司用户609提供服务。只有当室内皮小区A 603和室内皮小区B 605都无法使用时，才由宏小区601提供服务。
利用这种机制，公司小区的负荷将主要来自公司雇员。可以根据办公室内的常规通信量来估计这一负荷的大小。办公室内访客的大量集聚带来的负荷高峰，以及办公室以外行人带来的寄生负荷，都可以交给宏小区处理，不必为办公室系统购置额外的收发信机。
这一实施方案的主要好处是，公司网跟公用网隔离得更好，看起来公司网象一个独立网。它可以作为公用网运营商的公用陆地移动网(PLMN)的一部分，或者除了频率分配一样以外作为完全独立的一个公司网来规划、确定大小、和买卖。由第三方服务提供商进行的规划相对简单直观，因为只需考虑公司内部的常规通信量，而不考虑访客和寄生杂散通信量。同时，指定给公司用的那部分网络跟网络的公用部分用一种完全透明的方式相互作用。公司用户漫游到公司网以外时没有任何限制(如果公司允许这样做)，而且外人访问公司时在公司大楼内仍然可以获得完整覆盖。
现在讨论用于GSM语音/电路交换系统的一个示例性实施方案。在这一实例中，将特制HCS功能用于活动连接。参考图7，宏小区701规定了一个服务区。宏小区701内有第一个公司小区703和第二个公司小区705。当移动单元在宏小区701的服务区里开机时，利用GSM建议05.08规定的C1判据将找出最合适的小区，这一建议是由ETSI公布的，在这里引作参考。它不必是第一和第二个公司小区703和705，因为根据C1判据，公司小区的覆盖区非常有限，见图中的线708。图7中的阴影区就是会选“错”初始小区(initial cell)的地方。
几秒钟以后GSM建议05.08中的C2判据开始起作用，并完成小区重选。利用小区重选偏移(CRO，Cell Reselection Offset)参数，C1边界708可以扩展一点点，如虚线709所示。
建立专用连接时(语音、数据、短消息业务(SMS)、用户服务等等)，信令传输是通过移动单元所在的小区进行的。进行分配程序时，活动模式定位算法获得一个机会将连接切换到它自己的优选小区上。这一点适用于通过独立专用控制信道(SDCCH，Stand-aloneDedicated Control Channel)以及业务信道(TCH)传递信令。如果在这种情况下移动交换中心(MSC)接到指令要发送一个分配请求信号，那么这一点也适用于建立SMS呼叫。
在这一个实例中假定已经启动这里所描述的特制HCS功能，因此对于普通用户(非公司用户)，宏小区701已经被指定为第2层，公司小区703和705已经被指定为第3层，这一层的优先级最低。这样，普通用户会被连接到宏小区701上，尽管他或她正在公司小区703和705的区域里。如果用户正在公司小区703和705的活动模式覆盖区，用线707表示，而且宏小区701出现了拥塞，宏小区701就成了第二选择。这种考虑也适用于切换。
为了实施这一实施方案里的技术，建立了包括公司雇员在内的一个用户群。在用户数据库里，加入了这一用户群和相关服务(即特制HCS)信息。
划定包括公司小区703和705的一个区域。将有关这一区域定义的信息增添到MSC和/或基站控制器(BSC)的小区数据库里。服务、用户群和这一区域之间的连接在MSC和/或归属位置寄存器(HLR)里进行。
图8是可以在GSM系统里实现的信令示意图。这一实例涉及到的是如何建立图7所示移动单元的始发呼叫连接，但其中说明了本发明的所有基本特征，它们同样可以用于建立移动单元的终接呼叫连接。
MS向BSC(BSC-CP)的中央处理单元发出一个信道请求801。BSC用立即分配信号802应答。
BSC和MSC之间交换完握手信号以后，就已经交换完连接请求803和连接确认804，MSC向HLR发出一个用户专用数据请求(信号805)，也就是要求提供规定该用户是否属于公司用户群的数据。在这里事先假定该用户确实属于公司用户群。HLR用信号806应答，其中的信息说明这一连接可以获得的服务(室内办公特制HCS)和区域(图7种的小区703和704)。
MSC可以将这一信息转发给BSC，或者用一个单独的区域号信号807，或者放在分配请求信号808中用户信息可以用的一个信息数据段内。MSC/HLR一完成分析就可以发送区域号信号807。当呼叫已经连接到另一端时，发出分配请求信号808。
BSC将区域和服务信息储存起来，用于整个呼叫过程中的所有切换事件。此时，BSC 809启动负责连接管理，包括定位和HCS处理(“定位个体”)，的呼叫处理程序。在图8里，这用一个单独的BSC实体，BSC-RPD，区域处理软件或硬件，来表示。BSC中保存中央小区数据库的CP部分，将这一数据库的一部分下载给RPD部分，给定位个体810使用。在这一下载过程中，小区703和705的层标记从3重新定义成1。
定位个体利用标准的定位和HCS功能，计算呼叫应当连接到哪一个小区。既然小区703和705现在属于第1层，就从这些小区中选择一个。用分配命令或者切换命令811将小区标识发送给MS。如果前面的信令一直是通过同一个小区来传递的，就可以使用分配命令。如果要变换小区，就必须使用切换命令。
将建立指示信号(Establish Indication signal)812发送给新小区(703或705)。信令的其余部分(分配完成或切换完成信号813和814)标志着这一过程的结束。
如果要进行切换，区域和服务信息就已经储存在BSC里。因此，图8中的信令示意图中从信号809开始，使用切换命令811和切换完成命令813和814，都适合于切换情形。
如果采用一个单独的信号807，这是一个优选实施方案，那么从MSC/HLR向BSC传递区域和服务信息，最好在分配过程以业务信道的分配而结束以前完成。如果不是这样，在分配的时候公司小区703和705对于所有用户来说将属于第3层，但呼叫的建立过程不会受到其它影响。因此，将改为通过第2层宏小区701来建立呼叫。这一信息一到达BSC，就可以重新定义层。于是可以从第2层宏小区701向公司小区703和705中的一个进行一次纠正性切换，这一次是从第3层重新定义成第1层。
说明本发明时参考了一个具体的实施方案。但对本领域的技术人员来说显而易见，还可以用其它的具体形式来实施本发明，而不用上面描述的优选实施方案。这样做不会偏离本发明的实质。
例如，前面描述的一些实施方案中，预定功能包括半速率编码器功能和GPRS功能。描述过的一些实施方案中的预定用户等级包括公司雇员/非雇员和测试/非测试移动单元群。然而应当明白，这些具体的预定功能和用户等级只是示例性的，而且本领域的普通技术人员可以轻而易举地将本发明的概念用到其它类型的预定功能和用户等级上。更进一步，本发明的技术可以非常容易地用到一些系统上去，这些系统按照前面描述的示例性GSM系统以外的标准工作。
另外，按照这里描述的本发明的技术选择服务小区，可以通过选择一个服务于一个选定候选小区的基站来进行。或者可以用其它的形式来选择服务小区，例如选择服务于一个选定候选小区的卫星或其它部件。
因此，这些优选实施方案只是说明性的，不管怎么说都不能看成是限制性的。本发明的范围由后面的权利要求给出，而不是前面的说明，落入这些权利要求范围的所有变化和等价方案都属于本发明的范围。
权利要求
1.一种用于选择一个服务小区给蜂窝通信系统里多个移动单元中的指定的一个使用，该系统包括多个小区，这多个小区有互不相同的服务区，该方法包括以下步骤对于每一个移动单元，为每一个小区分配一个相对系统内每个其它小区的供选择的一个优先级，其中对至少有一个小区，针对第一个移动单元给它分配的优先级跟针对第二个移动单元给它分配的优先级不同；针对指定的移动单元确定许多候选小区中每一个的优先级；和根据候选小区中第一个小区的优先级是不是比其它小区的优先级高，为指定的移动单元选择候选小区中的第一个小区用来提供服务。
2.权利要求1的方法，其中的优先级是一个固定优先级，它跟当前正由哪一个小区提供服务无关。
3.权利要求1的方法，其中的优先级是一个相对优先级，它与当前正由哪一个小区提供服务有关。
4.权利要求3的方法，其中的相对优先级说明相对于当前服务小区，一个相邻小区是“非首选相邻小区”、“相同优先级相邻小区”还是一个“首选相邻小区”。
5.权利要求3的方法，其中的相对优先级说明相对于当前服务小区，一个相邻小区是“比当前服务小区低两个优先级”、“比当前服务小区低一个优先级”、“跟当前服务小区优先级相同”、“比当前服务小区高一个优先级”还是“比当前服务小区高两个优先级”。
6.权利要求3的方法，其中的相对优先级说明相对于当前服务小区共有n+m+1个可能的优先级，其中可能的优先级中有n个低于当前服务小区的优先级，可能的优先级中有一个说明“跟当前服务小区优先级相同”，可能的优先级中有m个比当前服务小区的优先级高，这里n和m都是大于等于0的整数。
7.一种方法，用于指定一个小区给蜂窝通信系统里多个移动单元中指定的一个使用，该系统包括多个小区，这多个小区有互不相同的服务区，其中的多个移动单元至少有一个属于有预定功能的第一种移动单元类型，至少有一个移动单元属于没有预定功能的第二种移动单元类型，而且多个小区至少有一个小区属于支持预定功能的第一种小区类型，至少有一个小区属于不支持预定功能的第二种小区类型，该方法包括以下步骤a)如果指定的移动单元属于第一种移动单元类型，就在将第二种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第一种小区类型的小区；和b)如果指定的移动单元属于第二种移动单元类型，就在将第一种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第二种小区类型的小区。
8.权利要求7的方法，其中步骤a)包括以下步骤将第一级小区定义成第一种小区类型的小区；将第二级小区定义成第二种类型的小区；将第三级小区定义成没有小区的小区；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元；和如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元；和步骤b)包括以下步骤将第一级小区定义成没有小区的小区；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区；将第三级小区定义成第一种类型的小区；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元；和如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元。
9.权利要求7的方法，其中的预定功能是半速率声码器功能。
10.权利要求7的方法，其中的预定功能是通用分组无线电业务(GPRS)功能。
11.一种方法，用于分配一个小区给蜂窝通信系统里多个移动单元中指定的一个使用，该系统包括多个小区，这多个小区有互不相同的服务区，其中的多个移动单元至少有一个属于跟一预定用户群有关的第一种移动单元类型，至少有一个移动单元属于跟预定用户群无关的第二种移动单元类型，其中的多个小区至少有一个小区属于与预定用户群有关的第一种小区类型，至少有一个小区属于与预定用户群无关的第二种小区类型，该方法包括以下步骤a)如果指定的移动单元属于第一种移动单元类型，就在将第二种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第一种小区类型的小区；和b)如果指定的移动单元属于第二种移动单元类型，就在将第一种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第二种小区类型的小区。
12.权利要求11的方法，其中步骤a)包括以下步骤将第一级小区定义成第一种小区类型的小区；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区；将第三级小区定义成没有小区的小区；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元；如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元；和步骤b)包括以下步骤将第一级小区定义成没有小区的小区；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区；将第三级小区定义成第一种类型的小区；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元；和如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元。
13.权利要求11的方法，其中的预定用户群是一群公司雇员。
14.权利要求11的方法，其中的预定用户群是至少有一个测试移动单元的一群。
15.一种装置，用于选择一个服务小区给蜂窝通信系统里许多移动单元中指定的一个使用，该系统包括多个小区，这多个小区有互不相同的服务区，该装置包括对于每一个移动单元，为每一个小区分配一个优先级，供参照这一系统中的其它小区进行选择的装置，其中至少有一个小区，针对第一个移动单元给它分配的优先级跟针对第二个移动单元给它分配的优先级不同；针对指定的移动单元确定许多候选小区中每一个的优先级的装置；和根据候选小区中第一个小区的优先级是不是比其它小区的优先级高，为指定的移动单元选择候选小区中的第一个小区用来提供服务的装置。
16.权利要求15的装置，其中的优先级是一种固定优先级，与当前哪一个小区是服务小区无关。
17.权利要求15的装置，其中的优先级是一种相对优先级，与当前哪一个小区是服务小区有关。
18.权利要求17的装置，其中相对优先级说明相对于当前服务小区，一个相邻小区是“非优选相邻小区”、“相同优先级相邻小区”还是“优选相邻小区”。
19.权利要求17的装置，其中的相对优先级说明相对于当前服务小区，一个相邻小区“比当前服务小区低两个优先级”、“比当前服务小区低一个优先级”、“跟当前服务小区优先级相同”、“比当前服务小区高一个优先级”还是“比当前服务小区高两个优先级”。
20.权利要求17的装置，其中相对优先级说明相对于当前服务小区共有n+m+1个可能的优先级，其中可能的优先级中有n个低于当前服务小区的优先级，可能的优先级中有一个说明“跟当前服务小区优先级相同”，可能的优先级中有m个比当前服务小区的优先级高，这里n和m都是大于等于0的整数。
21.一种装置，用于分配一个小区给蜂窝通信系统里许多移动单元中指定的一个使用，该系统包括多个小区，这多个小区有互不相同的服务区，其中多个移动单元中至少有一个移动单元属于有一种预定功能的第一种移动单元类型，至少有一个移动单元属于没有这一预定功能的第二种移动单元类型，而且其中的多个小区中至少有一个小区属于支持预定功能的第一种小区类型，至少有一个小区属于不支持预定功能的第二种小区类型，该装置包括第一种装置，如果指定的移动单元属于第一种移动单元类型，用于在将第二种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第一种小区类型的小区；和第二种装置，如果指定的移动单元属于第二种移动单元类型，用于在将第一种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第二种小区类型的小区。
22.权利要求21的装置，其中第一种装置包括将第一级小区定义成第一种小区类型的小区的装置；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区的装置；将第三级小区定义成没有小区的小区的装置；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；和如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元的装置；和第二种装置包括将第一级小区定义成没有小区的小区的装置；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区的装置；将第三级小区定义成第一种类型的小区的装置；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；和如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元的装置。
23.权利要求21的装置，其中的预定功能是一种半速率声码器功能。
24.权利要求21的装置，其中的预定功能是一种通用分组无线电业务(GPRS)功能。
25.一种装置，用于分配一个小区给蜂窝通信系统里许多移动单元中指定的一个使用，该系统包括多个小区，这多个小区有互不相同的服务区，其中多个移动单元中至少有一个移动单元属于跟一个预定用户群有关的第一种移动单元类型，至少有一个移动单元属于跟这一预定用户群无关的第二种移动单元类型，而且其中的多个小区中至少有一个小区属于跟这一预定用户群有关的第一种小区类型，至少有一个小区属于跟这一预定用户群无关的第二种小区类型，该装置包括第一种装置，如果指定的移动单元属于第一种移动单元类型，用于在将第二种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第一种小区类型的小区；和第二种装置，如果指定的移动单元属于第二种移动单元类型，用于在将第一种类型的小区分配给该指定移动单元之前，尝试为该指定移动单元分配第二种小区类型的小区。
26.权利要求25的装置，其中第一种装置包括将第一级小区定义成第一种小区类型的小区的装置；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区的装置；将第三级小区定义成没有小区的小区的装置；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；和如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元的装置；和第二种装置包括将第一级小区定义成没有小区的小区的装置；将第二级小区定义成第二种小区类型的小区的装置；将第三级小区定义成第一种类型的小区的装置；试图从第一级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；如果没能从第一级小区分配任何小区，就试图从第二级小区中分配一个小区给指定的移动单元的装置；和如果没能从第一级小区分配任何小区，也没能从第二级小区分配任何小区，就试图从第三级小区中分配一个小区给这一指定的移动单元的装置。
27.权利要求25的装置，其中的预定用户群是一群公司雇员。
28.权利要求25的装置，其中的预定用户群是至少包括一个测试移动单元的一群。
全文摘要
给蜂窝通信系统中许多移动单元里指定的一个使用的一种服务小区,该系统包括多个小区,这些小区有互不相同的服务区,针对每一个移动单元,为每一个小区分配一个优先级供参照系统中的其它小区进行选择,用这种方法来选择服务小区,其中至少有一个小区,针对第一个移动单元分配的优先级跟针对第二个移动单元分配的优先级不同。然后,针对这一指定的移动单元,确定给每一个候选小区分配的优先级。根据候选小区中第一个的优先级是否比其它候选小区的优先级高,选择第一个候选小区作为指定移动单元的服务小区。由于对于不同的移动单元优先级可能不同,在用户分类的基础上,就可以提供基于位置的服务。在其它的实施方案里,可以根据所安装无线电基站设备的功能的不同,对无线电网络进行优化。
文档编号H04W36/06GK1265814SQ98807938
公开日2000年9月6日 申请日期1998年6月5日 优先权日1997年6月10日
发明者T·弗里德, E·维斯特贝里, S·赫尔曼松 申请人:艾利森电话股份有限公司