CN1774946B - 用于无线系统间切换的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种测量提供多种无线电接入技术的便携式无线电通信装置的事件同步的方法和装置，其中识别在第一无线电接入技术设备(103)的收发器活动之间的空闲间隔(401)，并且发送执行信号到第二无线电接入技术设备(101)来启动要在该间隔期间执行的第二无线电接入技术设备(101)的无线电接入技术间测量(402，402c，403)。

Description

用于无线系统间切换的方法及装置
发明领域
本发明涉及一种提供多种无线电接入技术的便携式无线电通信装置的测量事件同步的方法和装置，尤其涉及一种包含多个可操作互连的无线电接入技术设备的便携式无线电通信装置的测量事件同步的方法和装置。
现有技术描述
多种RAT(无线电接入技术)终端是一种最近提出的通信装置，它包含两个或多个基于不同接入技术的无线电接入技术设备。多种RAT终端的较具体的例子是双重RAT终端，它包括两种基于诸如GSM(全球移动通信系统)和WCDMA(宽带码分多址)之类技术的无线电接入技术设备。这种新的通信装置基于不同的无线电接入技术给终端用户提供更好的灵活性以便可以在提供数字蜂窝系统基础结构的不同国家和地区仅仅使用一个终端。
基于不同的无线电接入技术，在提供多个数字蜂窝系统基础结构的单个区域中获得了多种RAT终端用户的附加范围和进一步的优点。这多种能力提供了更多的优点，对于每一位置上选择多种RAT终端最合适的无线电接入技术用于通信。
对于移动性功能，也就是说终端用户通过小区边界，多种或双重RAT终端需要对诸如WCDMA和GSM之类的系统执行基站信号电平和标识符测量。这是由系统间测量来执行，该测量至少部分由发现和确定各个系统的基站身份组成。当连接到一个系统上时，该终端必须支持对另一个系统的测量。实现双重RAT终端的一种方式是有两个分离的无线电装置，分别用于每一种RAT设备，它们互相独立的操作。然而，这个解决方案有尺寸上、RF(射频)性能上的缺陷，并且在互相靠近安排或设置的无线电设备之间存在干扰。
然而至少为了减少功率消耗和小型化的目的，期望利用部分无线电资源，也就是说两种技术都公有的部分。在这种双重RAT系统中，两种不同的无线电接入技术单元将以准并联的方式一起工作，其中一个单元是有源的并且另一个单元是非有源或者无源的。当在已连接或者有源的系统上的终端正在接收/发送时，不能对无源系统执行测量。当在已连接系统的接收/发送中存在间隔或者当仅仅要求下行链路间隔时已连接系统的接收同时可以执行这些测量。
RAT间的测量部分由发现和确定基站的身份组成。可以在任何测量间隔中识别每一WCDMA基站，假设该间隔有最小的长度，但是不取决于该间隔在时间上的具体位置。相反，特定GSM基站的识别仅仅发生在特定时隙期间，这使得测量间隔的精确定时很重要。这个事实意味着GSM基站的识别要求某种程度上的规划，而在不知道测量间隔精确定时的情况下可以执行WCDMA基站的识别。
具有或者不具有公用无线电资源，存在与位置相关的特定问题，其中当GSM RAT设备正在接收或者发送时，双重RAT终端得等待属于GSM网络的规划并且该终端不支持要执行的WCDMA测量。
而且，由于对GSM测量间隔的需要是不可预测的，预先安排应该如何在GSM RAT设备和WCDMA RAT设备之间分配GSM空闲间隔是困难的。因此，当WCDMA测量间隔将出现时预先通知WCDMA RAT设备是不可能的。
从复杂性的观点来看，在一个方案中优选不计划两个系统的测量，也就是说，在WCDMA时间格式中的计划活动和在GSM时间格式中的GSM活动每一个都具有低层软件和硬件支持。仅仅需要的通用计划是确保GSMRAT设备和WCDMA RAT设备不使用同一GSM空闲间隔来测量。另外两种接入技术的小区测量互相独立。而且，WCDMA RAT设备不要求接入到几个随后GSM空闲间隔。因此，优选WCDMA RAT设备和GSM RAT设备独立地计划它们自己的活动。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种具有多种无线电接入技术的终端的测量事件同步的方法。
通过一种提供多种无线电接入技术的便携式无线电通信装置的测量事件同步的方法实现这个目的，其特征在于以下步骤：识别在第一无线电接入技术设备的收发器活动之间的空闲间隔；以及给第二无线电接入技术设备发送执行信号来启动要在上述间隔期间执行的上述第二无线电接入技术设备的无线电接入技术间测量。
本发明更具体的目的是提供一种操作上述方法的装置。
通过一种提供多种无线电接入技术的便携式无线电通信装置来实现本发明的这个具体目的，该装置包含第一无线电接入技术设备和第二无线电接入技术设备，其中第一和第二无线电接入技术设备互相连接操作。便携式无线电通信装置进一步包含控制器，该控制器适合于识别在第一无线电接入技术设备的收发器活动之间的空闲间隔，并且给第二无线电接入技术设备发送执行信号来启动在该间隔期间要执行的第二无线电接入技术设备的无线电接入技术间测量。
根据本发明的方法和装置的一个优点是对于GSM和WCDMA无线电接入技术的事件同步问题提供了具有低实时要求的低复杂性解决方案。而且，本方法允许其中两个RAT设备互相独立地计划它们的活动的实现。因此，可以互相独立地执行GSM和WCDMA平台的开发。另一个优点是本方法不要求在GSM和WCDMA RAT设备中时钟同步。
附图简述
为了更详细地解释本发明和本发明的优点及特征，下面将参考附图详细描述优选实施例，其中
图1A是根据本发明的双重无线电接入技术终端的第一实施例的示意性框图；
图1B是图1A中的双重无线电接入技术终端具有更详细的电路/部件的示意性框图；
图1C是根据本发明的双重无线电接入技术终端的第二实施例的示意性框图；
图2是用于在图1A双重无线电接入终端的第一和第二无线电接入技术设备之间测量事件同步的不同层通信的示意图；
图3是蜂窝移动电话网络的示意图；和
图4A和图4B说明了根据本发明方法的两个可替换实施例的流程图。
本发明的详细描述
在图1A中示出了多种无线电接入技术(RAT)终端的一个实施例，因为尺寸和RF(射频)性能的缘故该终端利用公共无线电资源并且具有根据本发明的测量事件同步的装置。在这个实施例中，该终端有两个不同的无线电接入技术设备并因此被称为双重RAT终端或者通信装置100。术语终端或通信装置包括便携式无线电通信设备。术语便携式无线电通信设备包括所有诸如移动电话、寻呼机、通信器之类的设备，也就是说电子管理器、智能电话或者类似的。
通信装置100包括但不限于基于WCDMA(宽带码分多址)的第一无线电接入技术设备101和基于GSM(全球移动通信系统)的第二无线电接入技术设备102。第一无线电接入技术设备101具有WCDMA无线电发送器/接收器或者收发器103，适合于通过WCDMA基站建立和维持与其它通信设备的WCDMA连接，正如后面所述。收发器103具有发送器104和接收器105，通过天线开关107连接到天线106。第二无线电接入技术设备102具有GSM无线电发送器/接收器或者收发器108，适合于通过GSM基站建立和维持与其它通信设备的GSM连接，正如后面所述。收发器108具有发送器109和接收器110，并通过上述天线开关107连接到公共天线106。
WCDMA收发器103被连接到控制器111。控制器111可以用多种不同的方式实现，例如以可编程微处理器(CPU)、专用集成电路(ASIC)或者任何其它实现下面提出的功能要求的电子逻辑设备的形式。部分控制器111也可以用软件程序指令的形式实现，该指令被存储在电子存储器112中并且可以由控制器111读取和执行。存储器112耦合到控制器111并且可以用诸如RAM存储器、ROM存储器、EEPROM存储器、闪存器等等之类的方式实现。
类似的，GSM收发器108被连接到控制器113。这个控制器113也可以用几种不同的方式实现，例如用可编程微处理器(CPU)、专用集成电路(ASIC)或者任何其它实现下面提出的功能要求的电子逻辑设备的形式。部分控制器113也可以用软件程序指令的形式实现，该指令被存储在电子存储器114中并且可以由控制器113读取和执行。存储器114耦合到控制器113并且可以用诸如RAM存储器、ROM存储器、EEPROM存储器、闪存器等等之类的方式实现。
在本发明的这个实施例中，通信装置100是可以用于但不限于传统移动通信的移动电话。另外，它可以用于高级移动互联网业务的宽带数字无线电通信、多媒体、视频和/或其它具有WCDMA和GSM移动电信网络的容量需求的应用，优选地分别工作在2GHz和900、1800和/或1900MHz上。
双重无线电接入技术通信装置100包含附加电路和/或部件115来使该装置正确运行。参考图1B，这些电路和/或部件115包括但不限于提供用来译码和执行程序指令以与第一和第二无线电接入技术设备101、102通信并且控制该装置中其它部件和模块操作的附加控制器或中央处理单元(CPU)116，该装置中的其它部件和模块例如是数据和程序存储器117、键盘118、用于驱动LCD显示器120的LCD驱动器119、适合于从诸如电话用户的人声中接收声波以转换为模拟信号的麦克风121。麦克风被连接到第一模数(A/D)转换器122，该转换器在麦克风的模拟信号输入到数字信号处理器123(DSP)之前把它转换为数字信号。DSP123处理来自A/D转换器122的数字信号，并且适合于通过基于WCDMA的第一无线电接入技术设备101或者基于GSM的第二无线电接入技术设备102来进一步发送来自键盘118和显示器的数据。由第一和第二无线电接入技术设备101和108接收的信号被转发到数模(D/A)转换器124，该转换器把数字信号转换为模拟信号用于由连接到D/A转换器124的扬声器125再生。接收的诸如图像、文本或者视频数据等等之类的其它数据被前转到装置100的显示器或者其它辅助设备。
图2是包括在测量事件同步方法中的装置100的不同层的硬件和软件的说明图，正如后面所述，是在GSM RAT设备102和WCDMA RAT设备101之间。在图2左边的两个模块代表GSM RAT设备102并且在图2右边的两个模块代表WCDMA RAT设备101。GSM物理层模块201说明了用于在GSMRAT设备102和WCDMA RAT设备101之间通信和存取物理媒体的物理层或硬件层。WCDMA RAT设备的相应物理层模块是WCDMA物理层模块202。在下一级别上有管理物理层或无线电资源模块(RR)203，它负责建立、维持和中止与WCDMA RAT设备101的连接并且与WCDMA RAT设备的相应无线电资源控制模块(RRC)204通信。
图3示出了部分双重RAT系统的一个实施例，该系统包括用于蜂窝电话业务的蜂窝移动电话网络。蜂窝电话业务包括划分为许多较小小区的业务区。每一小区要求基站(BS)301，301’-GSM基站或WCDMA基站-和天线302，302’。一个BS可以支持多个小区。GSM基站和WCDMA基站可以分别定位或者位于同一位置。在网络的这个实施例中，基站301是GSM基站并且基站301’是WCDMA基站。基站301、301’执行交换功能以及跟踪移动电话用户。网关移动业务交换中心(GMSC)304或者仅仅移动业务交换中心(MSC)305给网络提供关于个人移动电话303或者双重RAT终端100的特定数据并且作为到公共交换网络(PSTN)306的接口来操作。
在这个双重RAT系统中，GSM无线电接入技术设备102和WCDMA无线电接入技术设备101以准并联的方式一起工作，其中第一RAT设备将是有源的并且第二RAT设备将是非有源(或者无源)。在本发明的这个实施例中，GSM RAT设备是有源的并且WCDMA RAT设备作为GSM RAT设备的从属系统运行。非有源无线电接入设备，也就是说，在本实施例中的WCDMARAT设备101，将监测它的邻近基站。在这个实施例中双重RAT设备100仅仅有一个接近的邻近WCDMA基站301’。尽管仅仅有一个邻近基站出现在这个实施例中，但是这仅仅是为了说明的目的。在图3中蜂窝通信系统的其它可替换实施例中，在本发明范围内包括了由双重RAT终端100监测的多个邻近基站，即GSM和WCDMA基站。当监测邻近基站时，非有源RAT设备101将从有源RAT设备102获得时间资源来执行RAT间的测量。测量根据本发明的双重RAT终端事件同步的操作方法依靠有源GSM RAT设备102的当前状态。GSM RAT设备可以运行在专用/分组传输状态，称为专用模式，或者空闲/分组空闲状态，称为空闲模式。双重RAT终端100同样适合于处理寻呼和RACH情况同步方法中的异常情况。
当GSM RAT设备102处于空闲状态时，WCDMA RAT设备101将获得几个完整的WCDMA帧，在这些帧中可以执行它的同步和测量。然而这种情况不需要除了正常WCDMA操作所要求的部件之外的任何附加部件。
然而，当GSM RAT设备处于专用模式时，它将分配多个空闲帧用于WCDMA操作。
图4中的流程图说明了根据本发明方法的第一实施例。在第一步骤401中，当无源WCDMA RAT设备101使用公共无线电资源时，RR203计划该周期的时间。在专用模式中，终端100可以在所谓的空闲帧中测量，对于TCH/F和TCH/H来说每51个复帧(120毫秒)和每26个复帧出现所谓的空闲帧。对于TCH/H和全速率以及半速率专用分组来说，每26/(resp)52个复帧可能存在多于1个空闲帧并且对于不同的SDCCH子通道空闲帧是基于51个复帧的。然而，这些空闲帧被用于GSM测量和WCDMARAT间测量。因此必须在WCDMA RAT设备101和GSM RAT设备102之间分配和安排可用的空闲帧。然而，提前(也就是说，相比较可以提前很长时间)安排GSM空闲帧用于GSM内部测量是困难的。因此安排哪个空闲帧可用于WCDMA RAT设备执行测量是困难的。
RR203通过标识WCDMA RAT设备101可用来进行测量的空闲帧或者收发器活动之间的间隔来规划该时间。在标识合适的空闲间隔之后的下一步402中，在所述间隔的开始或者在所述间隔之前的特定期间，GSM物理层201发送硬件执行信号到WCDMA物理层202。在特定情况下，由WCDMARAT设备101要求该间隔的长度。在这些情况下，执行信号包括关于测量间隔长度的信息。在步骤403中，在该间隔期间WCDMA RAT设备101和它的控制器111接管公共无线电资源，也就是至少开关107和天线106，并且执行对邻近基站的测量，在这个实例中是基站301’。
假设该间隔具有最小的所需长度，在任何测量间隔中可以标识任何WCDMA基站，而不依赖于该间隔在时间上的具体位置。由于WCDMA系统不依赖于可用测量间隔的定时，WCDMA RAT设备101可以提前决定哪个基站在即将到来的间隔上进行测量，基站也就是小区，并且在从GSM RAT设备102接收执行信号时用很短的延迟来执行测量。
当该间隔结束时，GSM RAT设备101和它的控制器113在步骤404中恢复它的正常操作，优选地没有来自WCDMA RAT设备101的通知。
WCDMA收发器103和GSM收发器108具有射频合成器，当各个技术正在接收或者发送时，也就是说在测量操作期间，该合成器需要稳定运行。依靠合成器各自的启动时间，合成器的启动特征在某种程度上影响了定时。此外，每当WCDMA RAT设备101执行测量时WCDMA接收器105需要进行调谐。与WCDMA合成器启动时间一样，调谐时间对可用测量时间有相同的影响。由于这个启动时间和调谐时间，在接收实际执行信号之前需要准备WCDMA RAT设备101以及获得足够时间的间隔总长度来执行测量。
图4B中扩展的流程图说明了本发明方法的一个可替换实施例，包括发送“准备”信号给无源WCDMA RAT设备101的步骤。在步骤401，GSM RAT设备102计划时间并且在步骤402a中发送准备信号来唤醒无源WCDMA RAT设备101。在这种情况下，准备信号还包括即将到来间隔长度的信息。在下一步骤402b中，WCDMA RAT设备101启动并且置为临时低功率消耗状态来在步骤402c中在短延迟之内执行必要的准备以接收从GSM RAT设备102发送的执行信号。随后在步骤403中由WCDMA RAT设备101执行测量并且在测量之后步骤404中GSM RAT设备102恢复它的操作。
当GSM RAT设备102处于异常状态之一时，非有源WCDMA RAT设备101的时间非常短以致于不需要中断正在进行的工作。然而，这仅仅适用于邻近小区测量，不适合PLMN搜索所需要的测量。因此，基于同步中断由该帧的正常调度执行异常情况的处理。在空闲/分组空闲状态，GSMRAT设备102监听寻呼，也就是说，基站在它们各自的小区呼叫它们的个人终端、测量接收器电平、标识新的邻近基站并且再次证实已经标识的邻近基站。在这些活动之间的周期构成了时间源。
尽管本发明方法和装置的实施例已经在附图中说明并且在前面详述的说明书中进行了描述，但是所公开内容仅仅是说明性的并且对其所做的改变、修改以及置换都不脱离正如在后面权利要求书中所陈述和定义的本发明的范围。
在本发明的一个可替换实施例中，WCDMA RAT设备是有源的并且GSMRAT设备是无源的。然而，对于GSM测量计划该间隔必须足够长。当WCDMA处于空闲模式时这是可能的。在这种情况中，依靠给GSM足够时间用于它的规划的DRX周期，测量间隔将会有不同的持续时间。
在双重无线电接入技术通信装置100的一个可替换实施例中，附加的控制器或者中央处理单元(CPU)116不仅适合于控制“其它部件”117-125而且适合于控制第一和第二无线电接入技术设备101、102。因此，在这个可替换实施例中不要求附加控制器111和113。
在双重无线电接入技术通信装置100的另一个实施例中，正如在图1C中所示，第一和第二无线电接入技术设备101、102被连接到独立天线106’和106”。
根据本发明的其它可替换实施例在一些情况中在本发明范围之内提供了在CDMA2000和WCDMA或GSM之间的测量事件同步。

Claims (11)

1.一种用于在便携式无线电通信装置(100)处于GSM专用模式时提供GSM和WCDMA无线电接入技术的便携式无线电通信装置(100)内的测量事件同步的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
识别在GSM无线电接入技术设备(102)的收发器活动之间的空闲间隔(401)，以为WCDMA无线电接入技术设备(101)所用，和
从GSM无线电接入技术设备(102)的GSM物理层(201)发送硬件执行信号(402)到WCDMA无线电接入技术设备(101)的WCDMA物理层(202)来启动要在所述间隔期间执行的所述WCDMA无线电接入技术设备(101)的无线电接入技术间测量(402，402a-c，403)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述间隔的开始发送所述硬件执行信号。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述间隔之前的规定期间发送所述硬件执行信号。
4.根据权利要求1-3的任何一个的方法，其特征在于在发送硬件执行信号的步骤之前，附加步骤是：
给所述WCDMA无线电接入技术设备(101)发送准备信号来通知即将到来的间隔可用于所述WCDMA无线电接入技术设备(101)的无线电接入技术间测量(402a)。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于进一步的步骤：
准备所述WCDMA无线电接入技术设备(101)来执行所述无线电接入技术间测量(402b)。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于所述准备所述WCDMA无线电接入技术设备(101)的步骤包含步骤：
使所述WCDMA无线电接入技术设备(101)脱离低功率消耗状态。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于所述准备信号包括关于所述间隔的估计长度的信息。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于所述准备所述WCDMA无线电接入技术设备(101)的步骤包含步骤：
基于关于所述间隔的估计长度的信息，确定无线电接入技术间测量在下一间隔期间是否是可能的。
9.根据权利要求1-3的任何一个的方法，其特征在于所述硬件执行信号包括关于所述间隔的估计长度的信息。
10.一种提供GSM和WCDMA无线电接入技术的便携式无线电通信装置(100)，包含控制器(113)，GSM无线电接入技术设备(102)和WCDMA无线电接入技术设备(101)，其特征在于所述GSM和WCDMA无线电接入技术设备(101，102)能够操作互连，所述便携式无线电通信装置(100)处于GSM专用模式，并且所述控制器(113)适合于：
识别在所述GSM无线电接入技术设备(102)的收发器活动之间的空闲间隔，以为WCDMA无线电接入技术设备(101)所用，和
从GSM无线电接入技术设备(102)的GSM物理层(201)发送硬件执行信号到所述WCDMA无线电接入技术设备(101)的WCDMA物理层(202)来启动在所述间隔期间的所述WCDMA无线电接入技术设备(101)的无线电接入技术间测量。
11.根据权利要求10的便携式无线电通信装置(100)，其特征在于所述GSM和WCDMA无线电接入技术设备(101，102)具有公用无线电资源装置(106，107)来进行所述无线电接入技术间测量。
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