CN100350815C - 在混合gsm/cdma网络中的基站切换 - Google Patents

Abstract

一种移动无线电信系统包括根据第一空中接口操作的第一类基站和根据第二空中接口操作的第二类基站。提供方法和装置，用于使在系统中的移动站从第一类的第一基站切换到第二类的第二基站。在移动站和第一基站之间的第一空中接口上建立通信链路。根据移动站在第二空中接口上从第二基站接收到的信号，从移动站接收数据而基本上不断开与第一基站的通信链路。根据从那里接收到的数据使移动站从第一基站切换到第二基站。

Description

在混合GSM/CDMA网络中的基站切换

发明领域

本发明一般涉及无线电信，尤其涉及先进的蜂窝电话网络。

发明背景

在全世界许多国家中，在蜂窝电话网络中使用用于移动电信的全球系统(GSM)。GSM提供网络业务和标准的有用的范围。现有的GSM网络是基于时分多址(TDMA)数字通信技术的。在基于TDMA的蜂窝网络中，在任何给定时刻，每个用户单元只与单个基站进行通信。当用户从一个小区移动到另一个小区时，发生“硬切换”，在所述硬切换中，用户已经与之通信的基站断开它与用户的链路，而由一个新基站来取代。

码分多址(CDMA)是一种改进的数字通信技术，它与TDMA相比，能提供对无线电带宽更有效的利用，以及提供在蜂窝电话用户和基站之间更可靠的、无衰减的链路。领先的CDMA标准是由电信工业协会(TIA)公布的IS-95。该标准提供“软切换(handover)”(或“越区切换(handoff)”)的可能性，其中，在从一个小区移动到另一个小区中，用户单元暂时同时联系两个或多个基站。这种标准提供“软切换”(或“切换”)能力，其中在用户单元从一个小区移到另一个小区的过程中，用户单元同时与两个或多个基站进行临时联系。通过码分方法可能实现的软切换降低发生连接损耗的可能性，在硬切换中经常会发生这种连接损耗。

在此引用所述专利作为参考的PCT专利申请PTC/US96/20746描述一种无线电信系统，所述系统使用CDMA空中接口(air interface)(即，基本射频通信协议)来实现GSM网络业务和协议。使用这种系统，相应的CDMA装置可以代替或补充现有GSM网络的至少某些TDMA基站(BSS)和用户单元。在这种系统中的CDMA基站适用于通过标准GSM A-接口与GSM移动切换中心进行通信。因此保持了GSM网络业务的核心(core)，而且从TDMA到CDMA的转换对于用户是透明的。

在PTC专利申请WO 95/24771和WO 96/21999中，以及在Tscha等人的题为“CDMA移动站和GSM移动切换中心之间的用户信令网关”的文章中(在幄太华的第二届通用个人通信国际会议会刊(1993)，第181-185页)也描述结合GSM和CDMA两种单元的混合蜂窝通信网络，并作为参考资料在此引入。在这些出版物中没有一篇特别发表有关如何在这种混合网络中的不同基站之间执行用户单元的有效切换。

也在此引用所述专利作为参考的PTC专利申请PTC/US97/00926描述在混合GSM/CDMA电信系统中在CDMA和TDMA基站之间的系统间切换的方法。GSM/TDMA基站产生根据CDMA技术的导频信标信号。在电话呼叫期间，用户单元检测导频信号，并把已经接收到信号通知基站控制器。然后将用户单元从CDMA切换到TDMA基站的而不中断呼叫。

发明概要

本发明的目的是提供供在混合TDMA/CDMA蜂窝通信网络中使用的方法和装置。

本发明的某些方面的又一个目的是提供经改进的方法和装置，它能在不中断通信的情况下使能在TDMA和CDMA基站之间的用户单元的切换。

在本发明的较佳实施例中，混合TDMA/CDMA蜂窝通信系统包括由移动切换中心(MSC)一起控制的TDMA和CDMA两种基站。在上述PTC专利申请中一般描述这种类型的系统，在此引用所述专利作为参考。通过在TDMA和CDMA空中接口之间合适的切换，最好在两种类型的接口上使用GSM网络协议，在网络中的用户单元(这里还称之为移动站(MS))能够与两种类型的基站进行通信。本发明的较佳实施例的特征是通信系统可以是基于现有的GSM/TDMA基础结构的，带有附加的CDMA BSS，而且对现有基础结构基本上没有其它修改。

为了确定何时应该发生切换，与一种类型(CDMA或TDMA)的当前基站进行通信的MS监视从另一个基站始发的射频信号，其中另一个基站可以是其它类型(分别为TDMA或CDMA)的基站。在当前基站和MS之间的消息序列使移动站获得有关新基站的适当的同步信息，并向当前基站汇报该信息。系统使用所述信息使MS建立与新基站的空中接口，通过它发生切换而基本上不中断MS和网络之间的通信。

在本专利申请的情况下，把这种在基站之间的切换称为“移动辅助切换(mobile-assisted handover)”。在现有技术已知的GSM和CDMA系统中使用移动辅助切换，其中移动站在切换到邻近小区之前测量和报告从在邻近小区中的基站发射机接收到的信号强度。然而，在已经提到议事日程的混合GSM/CDMA系统中，假定移动站能够在任何给定时间接收来自CDMA或TDMA基站(或与TDMA基站相关的CDMA信标，如上述PCT专利申请PTC/US97/00926)的信号(但不是两者)，因此不能够提供这种类型的辅助。根据本发明的原理提供的移动辅助能够使切换比其它可能的方法进行得更平滑和更可靠。

在本发明的一些较佳实施例中，根据从所述单元与之进行通信的基站接收到的指令，移动站在电话呼叫过程中进行在TDMA和CDMA操作之间的切换。在发生切换之前，移动站接收来自TDMA和CDMA基站的信号，并向基站报告有关它正在接收的信号。把如此报告的信息返回到BSC，而且基站控制器使用所述信息来启动切换。较佳的是，移动站包括单个无线电发射机，因此，移动站可以在任何给定时间与TDMA或CDMA基站(但是不是两者)进行通信。(然而，如上所述，根据IS-95的原理，单元可以同时与一个以上的CDMA基站通信。)要进一步注意，每个GSM/TDMA基站有它自己的同步时钟，其中将与之进行通信的移动站与该时钟同步，而使CDMA基站相互同步于一天的实时(real time of day)。因此，在TDMA和CDMA站之间的切换过程中，移动站在每种情况下都获取并使它的操作同步于适当的时钟信号而基本上不中断电话呼叫。

在这些较佳实施例中的某一些中，当移动站确定可以把单元切换到GSM/TDMA基站时，它在与CDMA基站进行通信。临时中断移动站发射机的CDMA传输，在该期间单元执行一般根据GSM标准的GSM邻近扫描以获得并同步于TDMA基站。较佳的是，对于一般长度为20ms的单个帧中断CDMA传输，根据IS-95标准产生空闲时隙。在识别TDMA基站和已经交换合适的消息之后，开通在基站之间的话务信道，并把移动站切换到TDMA基站，而基本上使移动站进行的电话呼叫的中断降至最小。

在这些较佳实施例的其它实施例中，当移动站确定可以把单元切换到CDMA基站时，它在与TDMA基站进行通信。为了与CDMA基站同步，移动站最好通过接收来自TDMA基站的精确时刻来获得时刻，其中提供带有产生和广播时刻所必需的装置的GSM网络。较佳的是，网络包括根据GSM标准的小区广播系统(CBS)，例如，使用它来接收全球定位系统(GPS)提供的时刻，或接收来自一个或多个CDMA基站的时刻，并通过网络把它广播到移动站。另一方面，为了获得并同步于CDMA基站的时刻，移动站临时中断TDMA接收。因此，虽然在这种方式下TDMA时隙损耗会造成信号的一定程度的降低，但是与其它可能的方面相比，从TDMA到CDMA的移动辅助切换一般是更可靠的，并对移动站的用户的干扰较小。

虽然这里参考具有用于TDMA和CDMA的单个收发机的移动站来描述较佳实施例，但是可以理解，可以相似地使用其它类型的用户单元和系统硬件，尤其是使用一种具有分立的或只有部分集成的TDMA和CDMA收发机的用户单元，来应用本发明的原理。

因此，在包括根据第一空中接口操作的第一类基站和根据第二空中接口操作的第二类基站的一种移动无线电信系统中，根据本发明的较佳实施例提供一种方法，用于把在系统中的移动站从第一类的第一基站切换到第二类的第二基站，所述方法包括：

在移动站和第一基站之间的第一空中接口上建立通信链路；

响应于移动站通过第二空中接口从第二基站接收到的信号，接收来自移动站的数据，基本上不断开与第一基站的通信链路；以及

响应于从其接收到的数据使移动站从第一切换到第二基站。

较佳的是，接收数据包括接收信号强度的测量值，而切换移动站包括比较来自第一和第二基站的信号强度测量值，并响应于比较结果进行移动站的切换。较佳的是，接收数据包括对信号强度测量值施加加权因子，其中施加加权因子包括根据在系统中的网络条件改变所述因子。还有，较佳的是，施加加权因子包括在通信链路上把加权因子发送到移动站，其中所述移动站将加权因子用于测量。

较佳的是，接收数据包括根据移动站对在第二空中接口上接收到的信号进行解码而接收第二基站的标识。

在一个较佳实施例中，把在系统中的第二类基站的频率表从第一基站发送到移动站，从而移动站在该表中的频率下进行搜索以接收信号。

较佳的是，切换移动站包括从第一基站发送切换命令。

较佳的是，响应于该信号建立通信链路和接收数据包括：建立链路以及使用在移动站中的单个射频收发机在移动站处接收信号。

在一个较佳实施例中，第一和第二空中接口之一包括TDMA接口，而另一个接口包括CDMA接口，其中，TDMA接口最好包括GSM接口，而且配置CDMA接口来传送GSM网络消息。较佳的是，CDMA接口是基于IS-95标准的。

较佳的是，建立通信链路包括使用单个无线电资源管理协议层来管理第一空中接口，而其中移动站切换包括使用单个无线电资源管理协议层来管理第二空中接口。

又较佳的是，从移动站接收数据包括定义在由第一空中接口服务的第一区域和由第二空中接口服务的第二区域之间的重叠区，并当移动站在重叠区中时触发移动站接收数据。

在一个较佳实施例中，第一空中接口包括CDMA接口，而其中第二空中接口包括GSM/TDMA接口，以及从移动站接收数据包括选通移动站以中断CDMA通信链路，从而接收和解码GSM/TDMA信号。较佳的是，选通移动站包括在IS-95帧的持续时间内中断CDMA通信，其中接收数据包括根据由移动站对信号的GSM频率校正和同步信道进行解码而接收第二基站的标识。

在另一个较佳实施例中，第一空中接口包括GSM/TDMA接口，而第二空中接口包括CDMA接口，以及从移动站接收数据包括控制移动站以中断通信链路，从而接收CDMA信号并对其进行解码。

较佳的是，接收数据包括通过GSM/TDMA接口传送时刻信息(time of dayinformation)。又较佳的是，传送时刻信息包括通过运用GSM小区广播业务的系统来广播时刻信息，其中，广播时刻信息包括从在与系统中第一类基站进行通信的收发机接收时刻以及相关的GSM帧号。较佳的是，移动站对CDMA信号的同步信道进行解码，从而获得时刻。

另一方面或另外，接收数据包括把GSM小区广播业务消息传送到移动站，以启动移动站搜索来自第二类基站的信号。较佳的是，把GSM小区广播业务消息传送到移动站包括传送消息，从而在移动站正以专用模式进行操作时，移动站接收该消息。

较佳的是，接收来自移动站的数据包括接收通过移动站解码的CDMA导频波束的标识。又较佳的是，所述方法包括映射作为GSM基站的第二基站，从而控制切换。

较佳的是，控制移动站包括：在TDMA接口上与基站通信的同时，在第一TDMA时隙期间控制移动站接收CDMA信号以及在接着的TDMA时隙期间控制移动站对信号进行解码，从而产生基站待接收的数据。

根据本发明的较佳实施例进一步提供一种方法，用于把时刻信息传送到在GSM无线电信系统中的移动站，所述方法包括：

把时刻信息输入到系统；以及

把所述信息广播到在系统上的移动站。

较佳的是，GSM无线电信系统包括一个小区广播系统，并且广播时刻信息包括通过小区广播系统广播所述信息。较佳的是，广播时刻信息包括广播消息，从而在站正以专用模式操作的同时，由移动站接收该消息。

又较佳的是，广播时刻信息包括从与系统进行通信的收发机接收时刻和相关的GSM帧号，以及所述方法包括运用时刻信息使移动站与CDMA传输信号同步。

在一个较佳实施例中，所述方法包括响应于由它将时刻信息发送到系统中的多个基站，确定移动站的位置。

较佳的是，输入时刻包括开通从具有时刻信息的收发机到小区广播中心的数据呼叫，其中，开通数据呼叫最好包括从GPS装置接收时刻信息。另一方面，开通数据呼叫包括从与GSM系统相关的CDMA小区接收时刻信息。

根据本发明的较佳实施例，进一步提供一种在包括第一基站子系统和第二基站子系统的GSM无线电信系统(所述子系统中的至少一个子系统根据CDMA空中接口操作)中，用于使在搜索系统中的移动站进行从第一到第二基站子系统的切换的方法，所述方法包括：

映射第一和第二子系统中的至少一个，所述子系统作为GSM/TDMA子系统根据CDMA空中接口操作；

建立在移动站和第一基站子系统之间的通信链路，从而移动站接收来自第一基站子系统的第一信号；

响应于移动站接收到的来自第二基站子系统的第二信号接收来自移动站的数据而基本上不中断与第一基站子系统的通信链路；

比较第一和第二信号的强度第一和第二基站子系统，基本上如同所述第一和第二基站是GSM/TDMA子系统一样；以及

响应于信号强度的比较结果将移动站从第一基站子系统切换到第二基站子系统。

较佳的是，映射根据CDMA空中接口操作的至少一个子系统包括把GSM频率和位置分配给子系统。

又较佳的是，建立通信链路和移动站切换包括经由GSM A-接口在系统中的第一和第二子系统和移动交换中心之间传送消息。较佳的是，第一和第二基站子系统根据CDMA空中接口操作，其中，移动站切换包括通过A-接口传送新的IS-95长码而基本上不违反A-接口协议。

较佳的是，接收来自移动站的数据包括把加权因子施加到第二信号，其中，比较信号强度包括比较加权信号，其中，施加加权因子包括把加权因子传送到移动站，所述移动站把加权因子施加到第二信号。较佳的是，施加加权因子包括根据系统中的网络条件改变因子。

根据本发明的较佳实施例，还提供在移动电信系统中使用的无线通信装置，所述装置包括：

第一类基站，它发送和接收根据第一空中接口的第一信号；

第二类基站，它发送和接收根据第二空中接口的第二信号；以及

移动站，所述移动站通过第二空中接口接收来自第二类基站的第二信号，同时保持通过第一空中接口与第一类基站的通信链路，并响应于第二信号把数据发送到第一类基站，从而移动站响应于所发送数据进行从第一到第二基站的切换。

较佳的是，通过移动站发送的数据包括信号强度测量值，从而响应于第一和第二信号的信号强度比较切换移动站。较佳的是，把加权因子施加到信号强度的测量值，其中，根据在系统中的网络条件来改变加权因子。较佳的是，在通信链路上把加权因子发送到移动站，其中所述移动站把加权因子施加到测量值。

又较佳的是，移动站对第二信号进行解码以确定第二类基站的标识符。

较佳的是，第一类基站把在系统中的第二类移动站的频率表发送到移动站，致使移动站搜索以在该表中的频率下接收第二信号。

较佳的是，第一类基站把切换命令发送到移动站，从而把移动站从第一切换到第二基站。

又较佳的是，移动站包括单个射频收发机，所述收发机与第一和第二类基站两者进行通信。

在一个较佳实施例中，第一和第二空中接口之一包括TDMA接口，而另一个接口包括CDMA接口，其中，TDMA接口最好包括GSM接口，而把CDMA接口配置成传送GSM网络消息。较佳的是，CDMA接口是根据IS-95标准的。又较佳的是，移动站使用单个无线电资源管理协议层来管理第一和第二空中接口两者。

较佳的是，当移动站在第一空中接口服务的第一区域和第二空中接口服务的第二区域之间的重叠区中时，基站触发移动站以接收在第二空中接口上的第二信号。

在一个较佳实施例中，第一空中接口包括CDMA接口，而第二空中接口包括GSM/TDMA接口，以及第一类基站选通移动站以中断通信链路，从而接收GSM信号并对其进行解码。

较佳的是，移动站在IS-95帧的持续期间内中断链路。

又较佳的是，移动站处理第二信号以对GSM频率校正和信号的同步信道进行解码。

在另一个较佳实施例中，第一空中接口包括GSM/TDMA接口，而第二空中接口包括CDMA接口，以及第一类基站控制移动站中断通信链路，从而接收CDMA信号和对其进行解码。

较佳的是，第一类基站通过GSM/TDMA接口把时刻信息传送到移动站。较佳的是，所述装置包括GSM小区广播中心，所述广播中心使用GSM广播业务把时刻信息通过系统传送到移动站，其中，小区广播中心从在与系统中的第一类基站进行通信的收发机接收时刻信息和相关的GSM帧号。

另一方面或另外，移动站对CDMA信号的同步信道进行解码，从而得到时刻。

较佳的是，GSM小区广播中心把小区广播业务消息传送到移动站以启动移动站对第二信号的搜索，其中，移动站接收小区广播业务消息，同时以专用模式进行操作。

另一方面或另外，移动站处理CDMA导频信号来识别CDMA导频波束。

较佳的是，移动站在第一CDMA时隙期间接收CDMA信号，并在接着的CDMA时隙期间处理该信号，同时通过TDMA接口与基站进行通信，从而产生传输到基站的数据。

根据本发明的较佳实施例进一步提供装置，用于把时刻信息传送到在GSM无线电信系统中的移动站，所述装置包括小区广播中心，所述广播中心使用GSM小区广播系统把信息广播到移动站。

较佳的是，所述装置包括与系统进行通信的收发机，所述收发机把时刻和相关的GSM帧号发送到小区广播中心，其中，收发机开通通过系统到小区广播中心的数据呼叫，从而把时刻和相关的帧号传送到那里。

较佳的是，使用时刻信息使移动站同步于CDMA传输信号。

又较佳的是，移动站接收来自小区广播系统的信息，同时以专用模式进行操作。

此外，根据本发明的较佳实施例还提供装置，用于把时刻信息输入到在无线电信系统中的通信控制器，所述装置包括：

时钟信号接收机，它接收来自时钟源的时刻信息；以及

无线电收发机，它接收来自时钟信号接收机的时刻信息，而且开通通过系统到通信控制器的数据呼叫，从而把信息传送到那里。

较佳的是，通信控制器包括GSM小区广播中心，其中，无线电收发机接收来自在系统中的基站的GSM帧号，并把帧号与时刻信息一起传送到小区广播中心。

较佳的是，时钟信号接收机包括的CDMA通信小区接收时刻信息的无线，其中，无线电收发机包括无线电接收机。

另一方面，时钟信号接收机包括GPS装置。

根据本发明的较佳实施例还另外提供在GSM电信系统中用于移动无线电信的装置，所述装置包括：

移动站；以及

第一和第二基站子系统，把第一和第二信号发送到移动站，其中所述信号中的至少一个信号是CDMA信号，并且把这两种子系统映射到GSM系统中作为GSM基站子系统，

其中，根据从移动站接收到的第一和第二信号的强度比较，将移动站进行从第一切换到第二子系统，基本上如同根据GSM/TDMA空中接口操作的第一和第二两种基站子系统。

较佳的是，把在系统中的GSM频率和位置分配给发送CDMA信号的子系统。又较佳的是，经由GSM A-接口，在系统中的第一和第二子系统和移动交换中心之间传送消息，其中，第一和第二信号包括CDMA信号。较佳的是，通过A-接口将新的IS-95长码从第二子系统发送到第一子系统，从而对移动站进行切换而基本上不违反A-接口协议。

较佳的是，在比较信号强度之前，移动站把加权因子施加到第二信号。

根据本发明的较佳实施例进一步提供一种移动站，供在包括CDMA和TDMA基站的无线电信系统中使用，所述移动站包括：

单个移动无线电收发机，它与CDMA和TDMA基站进行通信；

调制解调器单元，它对通过移动站发送的信号进行编码并把在那里接收到的信号进行解码，致使用于与CDMA基站通信的信号是经CDMA编码的，而用于与TDMA基站通信的信号是经TDMA编码的；以及

终端设备，移动站的用户通过所述终端设备与调制解调器进行通信。

较佳的是，调制解调器根据GSM无线电接口层协议对信号进行编码。

又较佳的是，移动站接收并处理来自CDMA和TDMA基站之一的信号而基本上不中断移动站和另一个CDMA和TDMA基站之间现有的通信链路。

根据本发明的较佳实施例还提供一种方法，用于把消息传送到在包括小区广播业务的GSM无线电信系统中以专用模式操作的多个移动站，所述方法包括：

在小区广播业务上把消息广播到移动站；以及

在移动站处接收消息而基本上不中断移动站的专用模式操作。

根据本发明的较佳实施例另外提供用于在GSM电信系统中的移动无线电信的装置，所述装置包括：

小区广播中心，它通过小区广播系统广播消息；以及

移动站，它接收消息同时以专用模式进行通信，而基本上不中断专用模式通信。

从下面结合附图对本发明的较佳实施例的详细描述中，将更全面地理解本发明。

附图简述

图1是根据本发明的较佳实施例的混合GSM/CDMA蜂窝通信系统的示意方框图；

图2A是示出根据本发明的较佳实施例，在图1的系统中的移动站和基站子系统之间的通信协议的示意方框图；

图2B根据本发明的较佳实施例的混合GSM/CDMA移动站的示意方框图；

图3A和3B是示出根据本发明的较佳实施例，在图1的系统中的元件之间的通信协议堆栈的示意方框图；

图4A是根据本发明的较佳实施例的示意方框图，示出在图1的系统中从CDMA基站到GSM基站的移动站切换；

图4B是示出根据本发明的较佳实施例，与图4A的切换相关的信号流的示意方框图；

图5是示出根据本发明的较佳实施例，在图1的系统中与提供时刻信息相关的信号流的示意方框图；

图6是示出根据本发明的较佳实施例，对于理解将移动站从GSM基站切换到CDMA基站的方法有用的在混合GSM/CDMA蜂窝通信系统中的小区的示意图；

图7是示出根据本发明的较佳实施例，与从GSM基站到CDMA基站的切换相关的信号流；

图8是示出根据本发明的较佳实施例，在混合GSM/CDMA蜂窝通信系统中在CDMA基站之间的移动站切换的示意方框图；

图9是示出根据本发明的较佳实施例，与图8的切换相关的信号流的示意图。

较佳实施例的详述

现在参考图1，该图是根据本发明的较佳实施例的混合GSM/CDMA蜂窝通信系统20的示意方框图。使系统20围绕基于如上所述的GSM通信标准的公用陆地移动通信网(PLMN)22而构造。以及存在这种网络的基础结构，并在许多国家中广泛地应用，本发明具有优点，能够逐渐地引入连同这种网络的CDMA业务而不要求对现有的基础结构进行主要的改变。公用陆地移动网(PLMN)22包括至少一个移动—业务交换中心(MSC)24，或可能是许多这种中心(虽然为了说明清楚起见只示出一个移动—业务交换中心(MSC))，它控制在地理区域中的网络操作。在其它功能中间，移动—业务交换中心(MSC)24负责用户单元的位置注册和在基站之间的用户单元切换，以及把公用陆地移动网(PLMN)22链接到公用电话交换网(PTSN)和/或分组数据网(PDN)48。公用陆地移动网(PLMN)22还包括网络管理中心(NMC)26和小区广播中心(CBC)28。下面进一步描述这些功能。

系统20包括多个移动站(MS)40，它在一个或多个可接受的蜂窝通信频率下，通过无线射频链路上的多个基站子系统(BSS)30和32与PLMN22进行通信。众知为用户单元的移动站(MS)40能够使用基本上标准的GSM TDMA信令协议与两个GSM BSS30进行通信，以及使用下面所述的基于CDMA的通信方法，与CDMABSS32进行通信。此外，虽然在标准的GSM系统中，移动站一般只可以在空闲模式中接收来自小区广播中心(CBC)28的广播，但是移动站(MS)40能够在通过基站子系统(BSS)30的呼叫期间接收这种广播，将在下面作进一步的描述。虽然为了清楚起见在图1中只示出移动站(MS)40、GSM基站子系统(BSS)30和CDMA基站子系统(BSS)32每种中的一个，可以理解，实际上，系统20一般包括这种系统元件的每种中的多个。

GSM基站子系统(BSS)30和CDMA基站子系统(BSS)32与移动—业务交换中心(MSC)24进行通信并受其控制。基本上根据GSM标准来进行GSM基站子系统(BSS)30和移动—业务交换中心(MSC)24之间的通信。相对于IS-95CDMA标准来修改CDMA基站子系统(BSS)32，从而根据GSM标准与公用陆地移动网(PLMN)22进行通信，特别，经由GSM标准A-接口与移动—业务交换中心(MSC)24进行通信，下面参考图3A和3B进一步描述。基站子系统(BSS)32还与小区广播中心(CBC)28进行通信，从而接收到待在空中广播的消息，以及包括一个无线电操作和维护中心(OMC-R)38。无线电操作和维护中心(OMC-R)通过GSM标准Q3接口与网络管理中心(NMC)26进行通信，最好使用基于GSM12.XX系列规格的信息模型，其中作为参考资料在此引入。任意地，可以把基站子系统(BSS)32链接到一般分组数据业务(GPRS)50，诸如已经由欧洲电信标准学会(ETSI)所建议。另一方面或另外，可以耦合基站子系统(BSS)32，用于把分组数据直接发送到PTSN/分组数据网(PDN)48(虽然为了简单起见在图1中未示出这种连接)，较佳的是，用通过那里到互联网的链路。

在CDMA“空中接口”上建立CDMA基站子系统(BSS)32和移动站(MS)40之间的通信，所述空中接口一般最好根据CDMA通信的IS-95标准。建立基站子系统(BSS)32使之围绕基站控制器(BSC)34，它控制许多基站收发机(BTS)36并和它们进行通信。当移动站(MS)40在特定基站收发机(BTS)36服务的地理区域(或小区)中时，每个基站收发机(BTS)把射频信号发射到移动站(MS)40并从移动站(MS)40接收射频信号。当在电话呼叫期间移动站(MS)从一个CDMA基站收发机(BTS)36的小区移动到另一个时，在基站收发机(BTS)之间发生“软切换”，这是在CDMA本技术领域中众知的。

然而，系统20服务的区域也可能没有CDMA覆盖(即，在这种区域中没有CDMA基站收发机(BTS)36)，或在其中覆盖较弱或较拥挤。如果在电话呼叫期间移动站(MS)40移动到这种区域，则使移动站(MS)从CDMA基站收发机(BTS)到与GSM基站子系统(BSS)30相关的基站收发机(BTS)进行切换而不中断该呼叫。相似地，如果在呼叫期间移动站(MS)40从只通过GSM基站子系统(BSS)30服务的区域进入CDMA基站收发机(BTS)36的小区，则最好使移动站(MS)40进行从GSM到CDMA基站子系统(BSS)的切换。在下面进一步描述在CDMA和GSM/TDMA服务之间执行这种切换和反之亦然，以及在一个CDMA基站子系统(BSS)32和其它之间执行这种切换。如在图1中所示，通过这种方法的优点和系统20结构的优点，移动站(MS)40接收到在通过已经执行服务的系统20服务的那些区域中的CDMA服务的益处，而不丢失TDMA区域中的服务。在CDMA和TDMA区域之间的过渡对于移动站(MS)40的用户基本上是透明的，因为可以看到较高级的GSM网络协议遍于整个系统，而在过渡期间仅改变较低级射频空中接口。

图2A是根据本发明的较佳实施例的方框图，示意地示出在移动站(MS)40和基站子系统(BSS)30和32之间的通信协议堆栈。移动站(MS)40与基站子系统(BSS)30在基于标准TDMA空中接口的GSM Um接口上进行通信，从而为了适配移动站(MS)40基本上不需要修改基站子系统(BSS)30或GSM层1和层2标准接口协议。根据具有某些修改的CDMA IS-95空中接口，移动站(MS)40与CDMA基站子系统(BSS)32在CDMA Um接口上进行通信。在本技术领域中众知的用户单元能够在GSM Um接口或CDMA Um接口上操作，但是不是两者。

为了保持这些接口中的两个，移动站(MS)40包括移动设备(ME)42(图1)，它必需包括两个无线电收发机的每一个，把一个配置成用于TDMA操作，而另一个配置成用于CDMA操作；或包括单个收发机，使它在TDMA和CDMA之间动态地切换。移动设备(ME)包括移动终端(MT)，它支持用于话音和/或数据输入和输出的终端设备(TE)。此外，移动站(MS)40包括根据GSM标准的用户识别模块(SIM)44。

图2B是根据本发明的较佳实施例的示意方框图，示出在移动设备(ME)42中包括单个无线电收发机的移动站(MS)40。围绕调制解调器单元59构造移动站(MS)40，所述调制解调器单元包括能够产生和处理TDMA和CDMA信号两者的DSP(数字信号处理)核心60。较佳的是，核心60包括包含独立CDMA发送/接收处理的ASIC(专用集成电路)器件，GSM定时逻辑64和GSM硬件加速器(或数字信号处理器DSP)62对其进行支持，以及具有供用户识别模块(SIM)44的端口。核心60接收输入并把输出传送到终端设备(TE)46。在这种情况下，把终端设备(TE)46表示成音频话筒和扬声器，而核心60执行D/A和A/D转换，以及在音频信号上的声码功能，如在本技术领域中所众知。根据移动站(MS)40与GSM基站子系统(BSS)30联系还是与CDMA基站子系统(BSS)32联系而应用GSM或CDMA声码。另一方面或另外，可以把核心60配置成与诸如传真装置之类的提供数字数据输入/输出的终端设备(TE)46一起工作。

核心60把可以是TDMA格式或CDMA格式的数字数据示出的混频信号输出装置66。装置66处理所述数据并把它转换成模拟基带形式，供输入到射频发射机68。双工器70把所产生的射频信号经由天线传送到适当的GSM或CDMA基站。双工器70把从基站接收到的信号通过射频接收机72和混频信号输出装置74(执行基带转换和AGC(自动增益控制)功能)传送到核心60。较佳的是，由核心60来控制发射机68、接收机72和混频信号装置66和74。

为了与现有的GSM设备(特别是基站子系统(BSS)30)兼容，通过移动站(MS)40的射频发送和接收最好在GSM 900或1800MHz的频带中的频率处。假定移动站(MS)40只包括示于图2B中的，在GSM频带中操作的单个收发机，则在系统20中的CDMA设备也必须配置到适合于在该频率范围中操作。

回到图2A，为了分别操作面对面的GSM基站子系统(BSS)30和CDMA基站子系统(BSS)32，不管移动站(MS)40物理地包括一个收发机还是两个收发机，它必须支持在它的协议堆栈中的双空中接口层1和2。在移动站(MS)40和CDMA基站子系统(BSS)32之间的CDMA空中接口包括在标准IS-95协议上操作的CDMA层1，以及在其中修改IS-95操作以适应GSM网络业务需要的GSM-CDMA层2。层2支持在MS40和BSS30或32之间的帧传输。GSM-CDMA层2包括诸如消息排序、优先级和分裂、通信的悬空和恢复之类的功能性，一般这是受到标准GSM层2而不是CDMA IS-95支持的。面对面的(vis-a-vis)GSM基站子系统(BSS)30、空中接口层1和2是根据GSM标准的，基本上没有修改。

标准GSM协议包括第三无线电接口层(RIL3)，它包括在GSM层1和层2上面的三个子层。这三个RIL3子层中的最低层是无线电资源(RR)管理层，它支持在它上面的移动管理(MM)和连接管理(CM)子层。相对于GSM标准，在GSM基站子系统(BSS)30中的RIL3子层基本上没有改变，而在移动站(MS)40中的GSM移动管理(MM)和连接管理(CM)子层同样基本上保持不变。连接管理(CM)子层支持用于呼叫处理的信令，以及GSM辅助业务和短消息业务(SMS)。移动管理(MM)子层支持用于移动站(MS)40的定位、鉴别和加密密钥管理所需要的信令。

为了支持移动管理(MM)和连接管理(CM)层，在移动站(MS)40和基站子系统(BSS)32协议堆栈中引入GSM-CDMA无线电资源(RR)层。管理无线电资源和保持在移动站(MS)40和基站子系统(BSS)30和32之间的无线电链路的GSM-CDMA无线电资源(RR)层“发觉”在移动站(MS)40协议堆栈中的双GSM和CDMA较低层(层1和2)的存在。根据从与它进行通信的基站子系统(BSS)接收到的指令，它要求在移动站(MS)堆栈中的合适的较低层用在GSM Um接口上的标准RIL3-无线电资源(RR)层或在CDMA Um接口上的基站子系统(BSS)32的GSM-CDMA无线电资源(RR)层进行通信。基站子系统(BSS)32不处理移动管理(MM)层和连接管理(CM)层而是通过在移动站(MS)40和移动—业务交换中心(MSC)24之间转发，用于以基本上对下面CDMA空中接口层为透明的方式进行处理。在来自移动—业务交换中心(MSC)24和基站子系统(BSS)的指令下，在移动站(MS)堆栈中的无线电资源(RR)层还控制在层1和2中定义的相应的空中接口之间的切换，并促进切换的小区选择。

不管在使用哪个空中接口，GSM-CDMA无线电资源(RR)层支持在它上面的标准GSM RIL3-移动管理(MM)和连接管理(CM)层。较佳的是，无线电资源(RR)层提供如在GSM规格04.07和04.08中定义的完整无线电资源管理功能性，在此引用所述专利作为参考。虽然CDMA IS-95标准不定义“RR”无线电资源层本身，但是这里所描述的GSM-CDMA无线电资源(RR)层也保持完整的IS-95无线电资源功能性。

根据GSM标准，无线电资源(RR)层的功能性包括空闲模式操作和专用模式业务(即，在电话会话期间执行的业务)两种。无线电资源(RR)层的空闲模式操作包括自动小区选择，以及GSM和CDMA小区、和一对CDMA小区、和-对GSM小区之间的空闲切换，具有GSM标准规定的小区变换指示。在空闲模式中的无线电资源(RR)层还执行如GSM和CDMA标准所规定的广播信道处理，并建立无线电资源(RR)连接。

以专用模式，无线电资源(RR)层执行下列业务：

·路由选择业务、业务请求、消息传送、以及基本上通过GSM标准规定的所有其它功能。

·改变专用信道(切换)，包括如这里下面所述的硬切换和CDMA到CDMA的软切换和“较软”切换。

·无线电资源(RR)信道的模式设置，包括发送模式、信道类型以及编码/解码/码转换模式。

·根据IS-95规格的移动站(MS)参数管理。

·根据GSM规格的移动站(MS)级别标志管理。

熟悉本技术领域的人员将理解，只是以概要的方式列出上述无线电资源(RR)层的特征，根据所出版的GSM和CDMA规格，可以增加另外的细节和特征。

图3A是根据本发明的较佳实施例的方框图，示意地示出在移动站(MS)40、CDMA基站子系统(BSS)32和GSM移动—业务交换中心(MSC)24之间的信令接口中使用的协议堆栈。这些接口使移动站(MS)40可以在CDMA空中接口上与GSM移动—业务交换中心(MSC)24进行通信。在上述PCT专利申请PTC/US96/20764中更详细地描述这些接口的操作和特定地通过这些接口的消息流，在此引用所述专利作为参考。当移动站(MS)40经由GSM基站子系统(BSS)30与移动—业务交换中心(MSC)24进行通信时，基本上不要修改根据GSM标准的协议堆栈。

如这里上面所述，移动站(MS)40与CDMA基站子系统(BSS)32在CDMA Um接口上交换信号，其中修改移动站(MS)和基站子系统(BSS)协议堆栈使之包括GSM-CDMA无线电资源(RR)层和层2。在图3A中，在基站子系统(BSS)32协议堆栈中清楚地示出一个转发层，用于传送在移动站(MS)40和移动—业务交换中心(MSC)24之间的RIL3-连接管理(CM)和移动管理(MM)信令，大大地不需要通过基站子系统(BSS)32进行处理。这里上面参考图2A描述包含在Um接口中的其它层。

在标准的，基本上不修改的GSM A-接口上，CDMA基站子系统(BSS)32与GSM移动—业务交换中心(MSC)24进行通信。该接口是根据如在技术领域中所众知的GSM SS7和BSS申请部分(BSSAP)协议的，较佳的是，根据GSM 08.08标准。BSSAP支持移动—业务交换中心(MSC)24和基站子系统(BSS)32之间的过程，所述过程要求对有关单个呼叫和资源管理的消息进行解译和处理，并且在移动—业务交换中心(MSC)24和移动站(MS)40之间传送呼叫控制和可移动的管理消息。基站子系统(BSS)32把在基站子系统(BSS)和移动站(MS)40之间交换的CDMA层1和GSM-CDMA层2和无线电资源(RR)协议翻译成供移动—业务交换中心(MSC)24传输的合适的SS7和BSSAP协议，反之亦然。

因为CDMA基站控制器(BSC)34使用标准A-接口与GSM移动—业务交换中心(MSC)24进行通信，所以为了使CDMA基站子系统(BSS)32附加到GSM系统20，基本上不需要在GSM移动—业务交换中心(MSC)中进行修改。此外，不需要告诉移动—业务交换中心(MSC)24在GSM/TDMA基站子系统(BSS)30和CDMA基站子系统(BSS)32之间的识别有任何差异，由于两者以基本上相同的方式在A-接口上与移动—业务交换中心(MSC)进行通信。较佳的是，根据GSM标准，以与GSM/TDMA小区基本相同的方式通过移动—业务交换中心(MSC)24映射与基站子系统(BSS)32相关的基站收发机(BTS)36的小区，因此分配GSM绝对无线电频率信道号(ARFCN)和基站识别码(BSIC)值。从移动—业务交换中心(MSC)24的观点来看，在GSM基站子系统(BSS)30和CDMA基站子系统(BSS)32之间的切换，或甚至在两个不同的CDMA基站子系统(BSS)之间的切换，与在传统上基于GSM/TDMA的系统中的两个GSM基站子系统(BSS)之间的切换没有什么不同。分配CDMA小区的基站识别码(BSIC)，从而在系统20中可以与传统GSM小区区别。

图3B是根据本发明的较佳实施例的方框图，示意地示出经由CDMA基站子系统(BSS)32在移动站(MS)40和移动—业务交换中心(MSC)24之间传送话音数据中所包括的协议堆栈。对在移动站(MS)40和基站子系统(BSS)32之间的话音数据进行编码，并通过CDMA声码器解码，所述声码器可以包括在本技术领域中众知的任何标准IS-95声码器协议。基站子系统(BSS)32把CDMA层1翻译成GSM E1 TDMA信号，并根据A-接口标准的要求，把CDMA声码数据转换成PCM A-定律压缩(companded)话音数据。因此移动—业务交换中心(MSC)24经由基站子系统(BSS)32向移动站(MS)40发送话音数据并从移动站(MS)40接收话音数据而基本上不考虑在基站子系统(BSS)和移动站(MS)之间的数据是经CDMA编码的事实，如同移动站(MS)40正在GSM/TDMA模式中操作。

图4A是根据本发明的较佳实施例的示意方框图，示出对于理解一种方法有用的系统20的细节，所述方法用于从CDMA基站子系统(BSS)32到GSM基站子系统(BSS)30的移动辅助切换。不象图1，这里详细示出的基站子系统(BSS)30包括基站控制器(BSC)77和多个基站收发机(BTS)78和80。图4A示出移动站(MS)40从与基站子系统(BSS)32(这里的标号为BTS 76到基站子系统(BSS)30的BTS 78)相关的基站收发机(BTS)中之一的切换。如参考图1所述，基站子系统(BSS)32还包括GSM/CDMA基站控制器(BSC)34和基站收发机(BTS)36。

当确定移动站(MS)40处于一个可能需要这种切换的位置时，最好通过基站子系统(BSS)32启动从CDMA基站收发机(BTS)76到TDMA基站收发机(BTS)78的切换。当从基站收发机(BTS)76接收到的信号较弱时，或当已知移动站(MS)40要到达CDMA覆盖区的边缘时，或当在CDMA信道上的话务量较重时，可能会发生这种情况。另一方面，基站子系统(BSS)32可以指挥移动站(MS)40时时地(与这样做的任何特殊压力无关)搜索来自基站收发机(BTS)78(或其它GSM基站收发机(BTS))的信号。

图4B是根据本发明的较佳实施例的示意信号流图，示出在图4A的切换过程中，在移动站(MS)40、基站子系统(BSS)30和32以及移动—业务交换中心(MSC)24之间传送的信号。基站控制器(BSC)34指挥移动站(MS)40开始对邻近GSM基站收发机(BTS)进行选通性的搜索，在较短的时间周期中，移动站(MS)40中断它与基站收发机(BTS)76的通信来搜索并接收TDMA信号。较佳的是，移动站(MS)40在IS-95标准上操作，该标准使CDMA传输在20ms帧的持续期间成为空闲，在该期间可以发送GSM TDMA邻近扫描而基本上不中断CDMA话音通信。另一方面，在其它CDMA标准下也可以引入这种空闲周期。又另一方面，如上所述，移动站(MS)40可以包括为了这个目的而可以同时使用的分立的TDMA和CDMA收发机。

较佳的是，基站控制器(BSC)34向移动站(MS)40提供邻近GSM TDMA小区(诸如那些与基站收发机(BTS)78和80相关的小区)的频率表。这种表对于减少搜索和找到基站收发机(BTS)78所需要的时间是有用的，因为移动站(MS)40只要在表上的小区的频率下进行搜索。当移动站(MS)40从一个小区移动到另一个小区时，要更新该表，而在TDMA和CDMA基站之间的切换期间，保存所述表。

当移动站(MS)40在基站收发机(BTS)78的频率处接收到一个信号时，它试图对在信号中的GSM频率校正(FCCH)信道和同步(SCH)信道进行解码。完成这种解码可能要用数个选通的CDMA空闲周期。一旦成功地完成了解码，移动站(MS)40表TDMA信号的功率电平，并把它与GSM小区标识符一起向基站子系统(BSS)32报告。根据这个信息，基站子系统(BSS)确定是否要以及何时发生切换。在一个合适的时间处，基站子系统(BSS)32启动到移动—业务交换中心(MSC)24的切换请求。移动—业务交换中心(MSC)24把切换请求传送到确认该请求的GSM基站子系统(BSS)30。然后，基站子系统(BSS)30通过移动—业务交换中心(MSC)24和CDMA基站子系统(BSS)32把切换命令传送到移动站(MS)40，以及GSM基站子系统(BSS)30开通与移动站(MS)的新的话务信道(TCH)。此时，完成了切换，并把移动站(MS)40切换到基站收发机(BTS)78。

无论何时来自GSM基站收发机(BTS)78的信号变得比CDMA基站收发机(BTS)76的信号更强，都可能发生读启动切换的判定，但是最好应用其它准则。例如，由于CDMA信道一般比GSM信道提供较佳的传输质量，最好只在当GSM信号比CDMA信号强某个预定的加权因子时才启动切换。在系统20中可以对因子预先编程，或可以由移动站(MS)40的用户设置。根据诸如移动站(MS)的地理位置和在系统中的CDMA信道和TDMA信道上的相对话务量之类的参数可以动态地调节所述因子。

图5是根据本发明的较佳实施例的示意方框图，示出在系统20中的信号流(图1)，与把时刻信息提供给在系统中的相关的GSM基站控制器(BSC)和基站收发机(BTS)相关。通常，不把时刻通知在系统20中的GSM基站子系统(BSS)，因为GSM标准不要求这个信息。另一方面，IS-95标准要求CDMA基站同步，因为这种同步对于信号的识别和解码以及对于小区之间的软切换是必需的。因此，对于从TDMA基站收发机(BTS)78到CDMA 76的移动站(MS)40的移动辅助切换(如在图4A中所示，但是切换箭头方向相反)，系统20必须提供时刻。

图5的方法通过使用小区广播中心(CBC)28在系统上广播时刻，允许在系统20中提供时刻而不需要改变在移动—业务交换中心(MSC)24或在GSM基站子系统(BSS)30或基站收发机(BTS)78和80中的硬件或软件，所述小区广播中心(CBC)28是公用陆地移动网(PLMN)22的标准部分。通常，小区广播中心(CBC)28根据GSM接口标准03.41和03.49提供小区广播业务(CBS)，使一般短消息可以广播而不确认系统20中所定义的地理区域。当移动站(MS)40在等待、或空闲模式(即，当移动站(MS)没有包括在一个电话呼叫中时)时，它接收该消息。然而，为了提供时刻的目的，较佳的是，移动站(MS)40不但在它空闲时能够接收小区广播中心(CBC)消息，如上面GSM标准所述，而且也可以以专用模式(即，在电话呼叫期间)接收消息。如在图2B中所示，当移动站(MS)只包括单个无线电发射机和接收机时，特别需要使用小区广播中心(CBC)把时刻信息提供给移动站(MS)40；当使用一个用于CDMA和另一个用于TDMA的双无线电时，在TDMA无线电用于电话呼叫的同时，CDMA无线电可以接收时刻。

在本发明的一个较佳实施例中，还使用小区广播中心(CBC)消息来启动移动站(MS)40搜索邻近小区，如上参考图4B所述。

使一个配备GPS(全球定位系统)接收机91的特殊移动站(MS)90位于需要时刻的系统20的一个或多个GSM/TDMA小区中。在图5中，根据GSM标准，移动站(MS)90从接收机91接收时刻，并根据基站收发机(BTS)78发送的同步信号，把该时间与当前TDMA帧号的标识符相关。另一方面，可以把移动站(MS)90配置成从CDMA基站子系统(BSS)接收时刻，在这种情况下不需要GPS接收机91。移动站(MS)90开通经由基站收发机(BTS)78、基站控制器(BSC)77、移动—业务交换中心(MSC)24和PSTN/PDN 48到小区广播中心(CBC)28的数据呼叫，并把小区标识符和相应的当前时刻和帧号发送到小区广播中心(CBC)。另一方面，移动站(MS)90可以通过任何其它合适的方法传送信息，诸如使用GSM短消息业务(SMS)。然后，小区广播中心(CBC)28把该消息在小区广播系统(CBS)上发送到小区，从而即使移动站(MS)40正在GSM/TDMA模式中操作，它也接收时刻。因此，当移动站(MS)40要切换到CDMA基站收发机(BTS)76时，不需要从CDMA基站收发机(BTS)获得同步/时刻信息，并且切换可以进行得更快和更平滑。

把时刻引入系统20对于系统本身的GSM部分还有不用连接到CDMA切换的好处。例如，移动站(MS)40可以把它的时刻发送到不同的GSM基站收发机(BTS)78和80，并且可以测量从移动站(MS)到每个基站收发机(BTS)的时间延迟而用来确定移动站(MS)的位置。

图6是根据本发明的较佳实施例，在网络中的重叠的GSM/TDMA小区92和CDMA小区94的示意图，示出从GSM基站收发机(BTS)78到CDMA基站收发机(BTS)76的移动辅助切换方面。系统20的操作者将理解，当使移动站(MS)40位于在图6中所示小区1-5中的任何小区时，可以发生TDMA/CDMA切换。因此，小区广播中心(CBC)28将把小区广播系统(CBS)消息广播到在这些小区中的所有双—模式(GSM/CDMA)移动站(MS)，包括下列信息和指令：

·移动站(MS)开始搜索CDMA信号(搜索触发)。

·在重叠和邻近小区中的CDMA基站收发机(BTS)频率。

·根据GSM移动—业务交换中心(MSC)24，GSM映射CDMA小区94。

·用当前TDMA帧号(较佳的是，从移动站(MS)90得到的)识别时刻，虽然也可以用其它方法来提供时刻。

·任意地，如上所述，CDMA信号强度乘以一个因子，用于与TDMA信号进行比较。

在小区6-10中不需要广播这种消息。此外，可以理解，只对双—模式移动站(MS)编程以接收和翻译该消息，而通常的GSM/TDMA移动站(MS)将把它忽略。小区广播系统(CBS)消息触发双—模式移动站(MS)，并使之收集信息和把信息提供到GSM基站子系统(BSS)30和移动—业务交换中心(MSC)24，用于促进CDMA基站子系统(BSS)中之一进行切换，不象在现有技术中已经建议的混合GSM/CDMA系统那样。

图7是根据本发明的较佳实施例的方框图，示出在系统20中的信号流，所述系统20是与从基站收发机(BTS)78到基站收发机(BTS)76的移动辅助切换相关的。如上参考图6所述，从发送搜索触发和其它信息而开始切换。无论何时移动站(MS)40在GSM小区1-5之一中(图6)，或响应于某些其它预编程的条件，基站收发机(BTS)78都周期性地发送搜索触发。

一旦接收到触发时，移动站(MS)40就切断它与基站收发机(BTS)78的TDMA话务，并在短时间内(最好是约5毫秒)把它的接收机调谐到合适的CDMA频率。然后，在移动站(MS)已经恢复与基站收发机(BTS)78的通信之后，为了识别它已经接收到传输的基站收发机(BTS)的导频波束，例如来自基站收发机(BTS)76的，它试图对它接收到的任何CDMA信号进行解码。如上所述，在系统20中映射基站收发机(BTS)76，好象它是传统的GSM/TDMA基站收发机(BTS)那样。因此，移动站(MS)40把表示它从基站收发机(BTS)76接收到的信号的功率(任意地乘以如上所述的相对CDMA/TDMA加权因子)的报告消息和基站收发机(BTS)76的GSM系统映射标识符一起发送回GSM基站收发机(BTS)78。从GSM基站子系统(BSS)30和移动—业务交换中心(MSC)24的观点看来，移动站(MS)40在这种情况下发送的消息和将作为通常GSM邻近扫描的结果来发送的消息之间基本上没有差异。

继续进行测量和报告的过程直到基站子系统(BSS)30确定移动站(MS)40应该切换到基站收发机(BTS)76。此时，基站子系统(BSS)30把消息传送到移动—业务交换中心(MSC)24表示要求切换。移动—业务交换中心(MSC)24把切换请求传送到基站子系统(BSS)32，而基站子系统(BSS)32通过移动—业务交换中心(MSC)24把确认发送回基站子系统(BSS)30。然后，基站子系统(BSS)30给移动站(MS)40一个切换命令，并且在移动站(MS)40和CDMA基站收发机(BTS)76之间开通一个话务信道，完成了切换。

因此，上述过程允许以高速度和高可靠性来进行从GSM/TDMA基站子系统(BSS)30到CDMA基站子系统(BSS)32的移动辅助切换，并且在呼叫中期发生切换期间，业务中断最少。为了这个切换的目的，在系统20中的GSM小区接收时刻信息，并把CDMA小区映射到GSM系统，硬件费用最少和基本上不必对现有的GSM系统元件进行再编程。

即使在GSM基站子系统(BSS)30处没有时刻信息也可以进行相似地TDMA-CDMA切换过程。在这种情况下，在移动站(MS)40已经获得与基站收发机(BTS)76相关的导频信道信号之后，为了得到时刻信息，它必须调谐到基站收发机(BTS)的CDMA同步信道并对同步信道进行解码。该操作需要300毫秒时间，在呼叫期间的话音业务中产生可察觉的但是仍可容忍的中断。又另一方面，使用具有两个收发机(一个用于TDMA，而另一个用于CDMA)的移动站(MS)可以执行相似的切换过程，如上所述。

图8是根据本发明的较佳实施例的示意方框图，示出在系统中的两个不同CDMA基站子系统(BSS)101和103之间的切换。基站子系统(BSS)101包括基站控制器(BSC)102和多个基站收发机(BTS)106和108；而基站子系统(BSS)103包括基站控制器(BSC)104和多个基站收发机(BTS)110和112。基站子系统(BSS)101和103基本上与基站子系统(BSS)32相似，并可以与其互换，如在图1中所示和如上所述，而且它们通过GSM A-接口与GSM移动—业务交换中心(MSC)24进行通信。虽然在两个CDMA基站子系统(BSS)之间发生切换，但是从系统的观点看来，这是在两个GSM基站子系统(BSS)之间的切换，其中移动—业务交换中心(MSC)24分别映射基站收发机(BTS)108和110作为GSM小区。

图9是根据本发明的较佳实施例的示意图，示出在切换的过程中，图8所示的系统20的元件之间的信号流。当移动站(MS)40向基站子系统(BSS)101报告它已经接收到来自基站收发机(BTS)110的信号，而且所述信号比基站收发机(BTS)108的信号具有较高的功率电平时，触发切换。然后，基站子系统(BSS)101把标准GSM切换—要求消息发送到移动—业务交换中心(MSC)24，指定基站收发机(BTS)110的GSM小区标识符作为切换所要求的新的小区分配。移动—业务交换中心(MSC)24把切换请求发送到基站子系统(BSS)103，它把密封了RIL3-RR(RIL3-无线电资源)切换命令的确认发送到移动—业务交换中心(MSC)作为响应，所述RIL3-RR切换命令传送回基站子系统(BSS)101。因此，在基站子系统(BSS)101和103之间发送的所有消息符合A-接口要求，而且把与IS-95相关的CDMA参数映射到相应的GSM参数，例如，在CDMA到GSM全速率声码器中的13K QCELP型声码器的标识符。通过移动—业务交换中心(MSC)24传送的切换请求、确认和命令基本上没有改变。

在接收到切换命令之后，老基站子系统(BSS)101把无线电资源(RR)切换命令消息发送到移动站(MS)40，从而影响对新基站子系统(BSS)103的切换。到移动站(MS)40的消息包括：

·根据CDMA标准的新的长码屏蔽

·额定功率电平参数

·帧偏离

·码信道

·层2确认编号

·前向话务信道功率控制参数

·前置码的数

·新的频带级和频率

虽然上面参考特定混合GSM/CDMA系统描述了较佳实施例，但是可以理解，可以也相似地施加本发明的原理以实现在其它混合通信系统中的移动辅助切换。此外，虽然较佳实施例参考特定的基于TDMA-和CDMA-的通信标准，熟悉本技术领域的人员将理解，这里所描述的方法和原理也可以同数据编码和信号调制的其它方法一起使用。本发明的范围不但包括上述完整系统和通信过程，而且还包括这些系统和过程，以及它们的组合和子一组合的各种创造性的元件。

因此可以理解，引用上述较佳实施例是为了举例，本发明的完整的范围仅受权利要求的限制。

Claims (65)

1.一种用于在移动无线电信系统中将通过第一空中接口与第一基站进行通信的移动站切换到根据第二空中接口操作的第二基站的方法，所述方法包括下列步骤：

在所述移动站和所述第一基站之间的所述第一空中接口上建立通信链路；

在所述移动站接收从所述第二基站通过所述第二空中接口发送的信号，同时保持与所述第一基站的通信链路；

响应于所接收的信号，在所述第一基站从所述移动站通过所述第一空中接口接收数据；以及

响应于从所述移动站接收到的数据，将所述移动站从所述第一基站切换到所述第二基站，

其中所述第一基站是CDMA基站和TDMA基站中的一个，而所述第一空中接口相应为CDMA或TDMA空中接口，并且

所述第二基站是CDMA基站和TDMA基站中的另一个，而所述第二空中接口相应为CDMA或TDMA空中接口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收数据包括接收对信号强度的测量值，其中切换移动站包括比较来自第一基站和第二基站的信号强度测量值，并根据所述比较结果切换所述移动站。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，接收数据包括把加权因子施加到信号强度的测量值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，施加所述加权因子包括根据在所述系统中的网络条件改变所述因子。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，施加所述加权因子包括在通信链路上把加权因子发送到移动站，其中所述移动站把所述加权因子施加到所述测量值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收数据包括根据移动站对通过所述第二空中接口接收到的信号的解码而接收所述第二基站的标识。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将在所述系统中的第二基站的频率表从所述第一基站发送到所述移动站，从而所述移动站进行搜索以在所述表中的频率下接收信号。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，切换移动站包括从第一基站发送切换命令。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，运用在所述移动站中的单个射频收发机在所述移动站处接收信号。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TDMA空中接口包括GSM空中接口，而配置所述CDMA空中接口以传送GSM网络消息。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CDMA空中接口是基于IS-95标准的。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立通信链路包括使用单个无线电资源管理协议层来管理所述第一空中接口，其中切换移动站包括使用所述单个无线电资源管理协议层来管理所述第二空中接口。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述移动站接收数据包括定义由所述第一空中接口服务的第一区域和由所述第二空中接口服务的第二区域之间的重叠区，并当所述移动站在所述重叠区中时，触发所述移动站接收所述信号。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一空中接口为CDMA空中接口，其中所述第二空中接口为GSM/TDMA空中接口，而且从所述移动站接收数据包括选通所述移动站以中断CDMA通信链路，从而接收和解码GSM/TDMA信号。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，选通移动站包括在IS-95帧的持续时间内使CDMA通信链路中断。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，接收数据包括根据所述移动站对信号的GSM频率校正和同步信道进行解码而接收所述第二基站的标识。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一空中接口为GSM/TDMA空中接口，而所述第二空中接口为CDMA空中接口，其中从所述移动站接收数据包括控制所述移动站以中断通信链路，从而接收和解码CDMA信号。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，接收数据包括通过GSM/TDMA空中接口传送时刻信息。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，传送时刻信息包括通过运用GSM小区广播业务的系统广播时刻信息。

20.如权利要求19述的方法，其特征在于，广播时刻信息包括从与所述系统中的第一基站进行通信的收发机接收时刻信息和相关GSM帧号。

21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述移动站对所述CDMA信号的同步信道进行解码从而得到时刻信息。

22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，接收数据包括把GSM小区广播业务消息传送到所述移动站以启动所述移动站搜索来自第二基站的信号。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，把所述GSM小区广播业务消息传送到所述移动站包括在所述移动站正以专用模式进行操作时传送所述消息，从而通过所述移动站接收。

24.如权利要求17所述的方法，其特征在于，从移动站接收数据包括接收由所述移动站解码的CDMA导频波束的标识。

25.如权利要求17所述的方法，还包括映射所述第二基站作为GSM基站，从而控制切换。

26.如权利要求17所述的方法，其特征在于，控制所述移动站包括当通过所述TDMA空中接口与所述第一基站进行通信时，在第一TDMA时隙期间控制所述移动站以接收所述CDMA信号，并在接着的TDMA时隙期间对所述信号进行解码，从而产生由所述第一基站接收的数据。

27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动无线电信系统为GSM移动无线电信系统，所述方法还包括：

将根据所述CDMA空中接口进行操作的所述CDMA基站映射为GSM/TDMA基站；

将从所述第二基站通过所述第二空中接口发送的所述信号的强度与从所述第一基站通过所述第一空中接口接收的信号的强度作比较，如同所述第一和第二基站都是GSM/TDMA基站一样；和

响应于所述信号强度的比较结果使所述移动站从所述第一基站切换到所述第二基站。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，映射所述CDMA基站包括把GSM频率和位置分配给所述CDMA基站。

29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，建立通信链路和切换移动站包括通过GSM A-接口在所述第一和第二基站以及在所述系统中的移动交换中心之间传送消息。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一和第二基站都根据所述CDMA空中接口进行操作。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，切换移动站包括通过所述A-接口传送新的IS-95长码而不违反A-接口协议。

32.如权利要求27所述的方法，其特征在于，接收来自所述移动站的数据包括把加权因子施加到第二信号，所述第二信号是从所述第二基站通过所述第二空中接口接收的所述信号，而比较信号强度包括比较经加权的信号。

33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，施加所述加权因子包括把所述加权因子传送到所述移动站，其中所述移动站把所述加权因子施加到所述第二信号。

34.如权利要求32所述的方法，其特征在于，施加所述加权因子包括根据在所述系统中的网络条件改变所述因子。

35.在移动无线电信系统中使用的无线通信装置，其特征在于，所述装置包括：

第一类基站，它根据第一空中接口发送和接收第一信号；

第二类基站，它根据第二空中接口发送和接收第二信号；

移动站，它通过所述第二空中接口接收来自所述第二类基站的所述第二信号，同时保持通过所述第一空中接口与所述第一类基站的通信链路；它响应于所述第二信号把数据发送到所述第一类基站，从而响应于所述发送数据，将所述移动站从所述第一类基站切换到所述第二类基站，

其中所述第一类基站是CDMA基站和TDMA基站中的一个，而所述第一空中接口相应为CDMA或TDMA空中接口，并且

所述第二类基站是CDMA基站和TDMA基站中的另一个，而所述第二空中接口相应为CDMA或TDMA空中接口。

36.如权利要求35所述的装置，其特征在于，由所述移动站发送的数据包括信号强度测量值，从而响应于所述第一和第二信号的信号强度的比较，切换所述移动站。

37.如权利要求36所述的装置，其特征在于，把加权因子施加到信号强度的测量值。

38.如权利要求37所述的装置，其特征在于，根据在所述系统中的网络条件改变所述加权因子。

39.如权利要求37所述的装置，其特征在于，在所述通信链路上把所述加权因子发送到所述移动站，其中所述移动站把所述加权因子施加到所述测量值。

40.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述移动站解码所述第二信号以确定所述第二类基站的标识。

41.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述第一类基站把在所述系统中的所述第二类基站的频率表发送到所述移动站，从而所述移动站进行搜索以在所述表中的频率下接收所述第二信号。

42.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述第一类基站把切换命令发送到所述移动站，从而将所述移动站从所述第一类基站切换到所述第二类基站。

43.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述移动站包括与所述第一类基站和所述第二类基站进行通信的单个射频收发机。

44.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述TDMA空中接口包括GSM空中接口，其中把CDMA空中接口配置成传送GSM网络消息。

45.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述CDMA空中接口是基于IS-95标准的。

46.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述移动站用单个无线电资源管理协议层来管理所述第一和第二空中接口。

47.如权利要求35所述的装置，其特征在于，当所述移动站是在由所述第一空中接口服务的第一区域和由所述第二空中接口服务的第二区域之间的重叠区中时，所述第一类基站触发所述移动站通过所述第二空中接口接收所述第二信号。

48.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述第一空中接口为CDMA空中接口，其中所述第二空中接口为GSM/TDMA空中接口，而且所述第一类基站选通所述移动站以中断所述通信链路，从而接收GSM信号并对其进行解码。

49.如权利要求48所述的装置，其特征在于，所述移动站在IS-95帧的持续时间内，使通信链路中断。

50.如权利要求48所述的装置，其特征在于，所述移动站处理所述第二信号以对信号的GSM频率校正和同步信道进行解码。

51.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述第一空中接口为GSM/TDMA空中接口，而所述第二空中接口为CDMA空中接口，而且所述第一类基站控制所述移动站以中断通信链路，从而接收和解码CDMA信号。

52.如权利要求51所述的装置，其特征在于，所述第一类基站通过GSM/TDMA接口把时刻信息传送到所述移动站。

53.如权利要求52所述的装置，其特征在于，还包括GSM小区广播中心，它使用GSM小区广播业务通过系统把时刻信息传送到移动站。

54.如权利要求53述的装置，其特征在于，小区广播中心从与在系统中的第一类基站进行通信的收发机接收时刻信息和相关的GSM帧号。

55.如权利要求52所述的装置，其特征在于，所述移动站解码所述CDMA信号的同步信道，从而得到时刻信息。

56.如权利要求51所述的装置，其特征在于，还包括GSM小区广播中心，它把GSM小区广播业务消息传送到所述移动站以启动所述移动站搜索所述第二信号。

57.如权利要求56所述的装置，其特征在于，所述移动站接收所述小区广播业务消息，同时所述移动站以专用模式进行操作。

58.如权利要求51所述的装置，其特征在于，所述移动站处理所述CDMA信号以识别CDMA导频波束。

59.如权利要求51所述的装置，其特征在于，所述移动站在通过所述TDMA空中接口与所述第一类基站进行通信的同时，在第一TDMA时隙期间接收所述CDMA信号并在接着的TDMA时隙期间处理信号，从而产生发送到所述第一类基站的数据。

60.如权利要求36所述的装置，其特征在于，其中所述移动无线电信系统为GSM移动无线电信系统，所述装置还包括：

用于将GSM系统中的所述CDMA基站映射为GSM基站的装置；

其中，响应于所述移动站接收到的所述第一和第二信号的强度比较，将所述移动站从所述第一类基站切换到所述第二类基站，如同根据GSM/TDMA空中接口操作的所述第一类和第二类基站那样。

61.如权利要求60所述的装置，其特征在于，在所述系统中，把GSM频率和位置分配给所述CDMA基站。

62.如权利要求60所述的装置，其特征在于，通过GSM A-接口在所述第一类和第二类基站和所述系统中的移动交换中心之间传送消息。

63.如权利要求62所述的装置，其特征在于，所述第一和第二信号包括CDMA信号。

64.如权利要求63所述的装置，其特征在于，为了切换移动站，通过所述A-接口将新的IS-95长码从所述第二类基站传送到所述第一类基站，不违反A-接口协议。

65.如权利要求60所述的装置，其特征在于，在比较信号强度之前，所述移动站把加权因子施加到所述第二信号。

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