CN1399855A - 无线通信的频间测量和转移 - Google Patents

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Abstract

通过从在第一频率上基站的小区或当前活性集合转换到在另一(新的)频率上基站的虚拟活性集合，电信网络执行与用户设备单元(UE)的连接的频率间硬转移。该频率间硬转移可以是同一系统内的频率间转移，或系统间转移。根据本发明的几个更新实施方案之一来更新在该用户设备单元上保持的基站的虚拟活性集合。在实施虚拟活性集合更新的本发明的第一模式中，该网络授权该用户设备单元(UE)向该网络报告由用于传送虚拟活性集合更新信息给该用户设备单元(UE)的网络作用的某些网络规定事件的发生。在本发明的第二模式中，该网络授权该用户设备单元(UE)当某些网络规定事件发生时执行自主的虚拟活性集合更新，利用从该设备单元(UE)到该网络报告的频率间事件，该网络发布一个频率间转移命令。优点是，可将触发频率内测量的事件再用于报告频率间测量。在另一方面，本发明提供一种网络，具有当前活性集合的质量估算和虚拟活性集合的质量估算。用将该质量估算用在从一个UTRAN频率向另一个UTRAN频率的转移方面，或甚至在系统间转移(例如，在UTRAN系统与GSM系统之间的转移)方面。可将该质量估算用来触发频率/系统的改变或转换。在利用质量估算的转移中所采用的某些阈值提供了滞后保护。

Description

无线通信的频间测量和转移
发明的领域
本发明的领域是无线通信。本发明是关于频间转移和频间测量报告。
现有技术和其它考虑
在典型的蜂窝无线系统中，将一个地理区域分成由连接到无线网的基站服务的小区。在该蜂窝无线系统中的每个使用者(移动用户)设有便携，小型的，手持的或装在汽车上的移动站(用户设备单元或UE)，用该移动无线网进行话音和/或数据通信。每个基站包括多个信道单元，该信道单元包括发射机、接收机、和控制器，可装备一个向所有方向同等发射的全向天线或装备定向天线，每个定向天线服务于一个特定的扇小区。每个用户设备单元(UE)也包括发射机，接收机，控制器，和一个用户接口，由一个特定的用户设备单元(UE)标识符来识别。
在蜂窝无线通信系统中，当一个移动无线电设备参与在该系统中的小区之间移动该连接时，转移操作使已建立的无线连接继续。当与始发基站的无线连接的信号强度或信号质量降到预定的阈值之下时通常开始转移。低的信号强度或差的信号质量指示意味着该用户设备单元(UE)接近于两个小区的边界。如果该用户设备单元移近到目的地小区或到自由视野的透明线时，到该目的地小区的无线连接的转移通常产生改善的无线发送和接收。
在一些蜂窝系统中，转移操作要求实际上断开与始发小区的连接，然后重新建立与该目的地小区的连接，即“在进行切换操作之前断开”。通常将这种硬转移技术用于时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)型蜂窝系统。
在另一方面，在码分多址(CDMA)型蜂窝系统中可采用“软”转移技术。CDMA是一种日益普及的蜂窝通信的接入类型。因为与FDMA和TDMA相比取得了更高的频谱效率，这意味着可以支持更多的蜂窝用户和/或服务。另外，公用的频带使停在用户设备单元(UE)与多个基站之间同时通信。在接收站通过基于使用高速、伪噪声(PN)码的扩频CDMA波形性质来识别占用该公用频带的信号。将这些高速PN码用于调制从这些基站和用户设备单元(UEs)发送的信号。使用不同PN码(或PN码时偏)的发射机站产生在接收站可分开解调的信号。该高速PN调制还使该接收站通过组合该发射信号的几个不同的传播路径方便地产生来自单一发射站的接收信号。
因此，在CDMA中，当连接从一个小区切换到另一小区时用户设备单元(UE)无需变换频率。结果，目的地小区可支持到用户设备单元(UE)的连接的同时始发小区继续服务该连接。因为该用户设备单元在转移期间总是在通过至少一个小区进行通信。没有对该小区的中断。因此称为“软转移”。与硬转移相反，软转移是“在中断之前进行切换操作”。
确定在转移中包含哪些小区通常需要该用户设备单元(UE)与该无线网之间的配合。例如，在宽带CDMA(WCDMA)中，用户设备单元(UE)保持一个监视的小区表，用于可能的转移目的。由用户设备单元(UE)保持的该小区表包括含有一个“活性表”的小区。以及要监视的相邻小区(虽然未在该活性表中)。该用户设备单元(UE)根据由该网络传送给该用户设备单元(UE)的信息不断地更新它的监视小区表。例如，该网络可以通过诸如测量控制消息的消息提供一个初始的小区表。该初始的小区表，例如，可以是邻近该用户设备单元所在的小区的一个小区表。然后该网络可以利用诸如活性集合(set)更新消息的消息来更新该用户设备单元(UE)，关于什么小区应包括在该活性设备中。
该用户设备单元(UE)监视，例如进行关于包括在由该用户设备单元(UE)保持的在该表中的每个小区的基站控制或广播信道的测量。将该监视的结果(例如，测量)发送到该网络，该网络根据这个监视做出关于什么小区应包括在该活性集合之内的决定(例如，应将什么小区加入，替代，或除去)。
如上所示，在CDMA中，当连接从一个小区切换到另一个小区时，用户设备单元(UE)无需变换频率。而且，在任何给定的时刻，该用户设备单元(UE)可以经过同一射频与多个基站(即对于该用户设备单元(UE)的基站/小区的该“活性集合”)进行无线电接触。也将上述类型的软转移(关于使用同一频率)称为频率内软转移或活性集合更新程序。
为了知道如何进行频率内的软转移，必须对，例如，从该活性集合中的基站和从邻近小区发送的某些控制信道进行测量。测量所用的通常控制信道的性质是，该控制信道具有固定的功率，并可由在预定的小区覆盖区域上的用户设备单元(UE)进行监视，允许在用户设备单元(UE)检测中延迟的额外范围并报告。这些测量可以是，例如，对于这些控制信道的某个信号强度或信噪比(例如信号对干扰之比)测量。将来自这些基站的控制信道的测量值进行比较，将该比较的结果用于确定如何进行该转移(例如，将哪些小区包括在该活性集合内或从该活性集合中排除)。
在该软转移方面，为转移目的测量的从该活性集合中的基站和相邻小区发送的这些控制信道是可以彼此区分的。尽管处于同一频率。在一个特定的CDMA方面中，用于转移测量的控制信道是称为公用导频信道(CPICH)的实际控制信道，以前称为主公用控制实际信道(PCCPCH)。通常，在为转移与不同的小区连接时，该用户设备单元(UE)测量应监视的小区的CPICH(例如，对于该活性集合中的这些基站的那些)。可将该CPICH认为与通常称为导频，或其它系统的Parch信道等同。
因此，如上指出的，为转移的目的采用测量(例如，该CPICH的测量)通常包括某种类型的测量报告，例如来自该用户设备单元(UE)的测量报告。诸如报告准则，和报告这种测量的事件，由来自该用户设备单元(UE)的事件驱动测量报告所支持的基站的活性集合的保持，以及通常的转移等课题被描述在下述的一个或多个文献中(将它们引用在此供参考)：
(1)美国专利申请序号09/314019，申请日为1999年5月19日，题目为“具有基于事件报告的移动站测量”(“Mobile StationMeasurements With Event-Bused Reporting”)；
(2)美国专利申请序号09/344122，申请日为1999年6月24日，题目为“Network-Evaluated Handover Assisted By Both Mobile andBase-Stations”；
(3)美国专利申请序号09/344121，申请日为1999年6月24日，题目为“Power Control Based on Combined Quality Estimates”；
(4)美国专利申请序号09/262346，申请日为1999年3月4日，题目为“Coordinating Different Type of Messages Sent to MobileRadios In A Mobile Communication System”。
此外，通过下面的一个或多个美国专利可提供背景信息，将它们所有的引用在此供参考：美国专利5594719；美国专利5697055；美国专利5267261；美国专利5848063。
尽管频率内的软转移是CDMA的一个有利的特征，当用户设备单元(UE)需要切换到新的频率时是有必要的。将包含用户设备单元(UE)的连接从一个频率到另一频率的变化或转换称为频率间转移。由于该用户设备单元(UE)的限制，“软的”频率间转移实质上是不可能的，或很难达到最好的。因此，频率间转移通常一定是硬转移。这种情况是，非常希望该电信网络尽快地在新频率上为该活性集合分配适当的小区。然而，为了这样做，该网络需要来自该用户设备单元(UE)的在该新频率上的有关测量信息。但是在执行频率间转移之后从该用户设备单元(UE)获得在该新的频率上的有关测量信息是费时间的，且与尽快地在该新的频率上分配该有源集合的目的是相违背的。
因此，所需要的本发明的目的是实现快速频率间转移的技术。
发明的概述
通过从在第一频率上的一个小区或基站的一个当前活性集合转换到另一(新的)频率上的基站的一个虚拟的活性集合，电信网络执行与用户设备单元(UE)连接的频率间硬转移。该转移可以是在同一系统内的频率间转移，或系统间转移。
根据本发明，将基站的虚拟活性集合(与基站的该活性集合一起)保持在该用户设备单元(UE)上。根据本发明的几个更新实施方案之一来更新基站的该虚拟活性集合。当从该用户设备单元(UE)到该网络的测量报告保证时，该网络发布一个频率间转移命令给该用户设备单元(UE)，使该用户设备单元(UE)使用该虚拟活性集合的新的频率而不是该第一频率。
在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第一模式中，该网络授权该用户设备单元(UE)向该网络报告某些网络规定事件的发生。通过将虚拟活性集合更新信息传送给该用户设备单元(UE)、该网络根据这些报告做出必要的动作。在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第一模式中，在实际的频率间转移之前，即当该用户设备单元(UE)正操作在对于基站的活性集合的当前频率上时，该电信网络更新由对于一个或多个未用的(例如预期的)频率的用户设备单元(UE)保持的基站的虚拟活性集合。描述两个根据第一模式发送虚拟活性集合更新给用户设备单元的技术的例子。在第一例技术中，利用在该频率间信息中的该虚拟活性集合更新信息利用具有测量控制消息的测量控制程序。在第二例技术中，将包括含有频率信息(例如未用的或预期的频率)的活性集合更新程序从该网络发送到该用户设备单元(UE)。
在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第二模式中，该网络授权该用户设备单元(UE)执行自治的虚拟活性集合更新。由规定将触发虚拟活性集合更新的事件的网络可产生这种授权(即不是使该用户设备单元(UE)发送一个测量报告给该网络并等待包含虚拟活性集合更新的测量控制命令)。优点是，该第二模式减少了信令。在该第二模式中，当产生触发该自治虚拟活性集合更新的某些网络规定事件时，该用户设备单元(UE)可发或不发报告(用于例如确认该自治虚拟活性集合更新的目的)给该网络。
在频率间转移之前，该用户设备单元(UE)继续执行并报告对于当前活性集合的当前频率它的频率内软转移测量。根据本发明的优点是，将触发频率内测量的事件再用于报告频率间测量，同时支持在未用频率上(一些)的虚拟活性集合的保持。因此，在新频率上的虚拟活性集合的保持所需的报告准则与对于频率内软转移测量当前定义的相同。使用频率间测量，该网络可做频率间转移决定，并且在执行频率间转移后尽快地使用新的最佳的活性集合建立到该用户设备单元(UE)的通信。
在另一方面，本发明提供一种网络，具有对当前活性集合的质量估算以及对虚拟活性集合的质量估算。在从一个UTRAN频率到另一个UTRAN频率的转移方面，或甚至在系统间的转移方面(例如，在UTRAN系统与GSM系统之间)可利用该质量估算。可将该质量估算用于触发频率/系统的变化或转移。对于UTRAN频率，通过一个公式来表示该UTRAN频率质量估算。在另一方面，GSM小区的质量估算主要根据两个因素：(1)GSM载频无线电信号强度指示(RSSI)的测量；和(2)是否确认了该基本收发信机站标识码，基站标识码(BSIC)。在利用该质量估算的转移中采用的某些阈值提供了滞后保护。
附图简述
通过下面对附图中所示最佳实施例的更具体地描述，本发明的上述和其它目的，特征和优点将显而易见，其中在各图中相同的标号表示相同的部件。这些图不是限制，只是为说明本发明的原则。
图1是其中可方便地采用本发明的示例性移动通信系统的简图。
图2是UMTS陆上无线电接入网络的简化功能框图，包括用户设备单元(UE)站；无线电网络控制器；和基站。
图3是表示根据本发明的一个示例性方案对于用户设备单元(UE)的活性集合和虚拟活性集合的简图。
图3A-3D是表示根据本发明的系统间转移的各种方案的简图。
图4是表示在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第一模式中包含的基本动作序列的简图。
图5A是表示图4模式的测量控制消息程序的简图。
图5B是表示图4模式的活性集合更新程序的简图。
图5C是表示包括在规定时间之外发布给用户设备单元的活性集合更新消息和虚拟活性集合更新消息的更新消息的示例性方案的简图。
图6A是表示在测量控制消息中所包含的选择信息单元的简图。
图6B是表示在虚拟活性集合更新消息中所包含的选择信息单元的简图。
图7是表示在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第二模式中所包含的基本动作序列的简图。
图8是表示在从一个UTRAN频率到另一UTRAN频率的转移方面利用该UTRAN质量估算的方案中的基本动作的简图。
图9是表示对于本发明的一方面可用的示例性压缩模式传输的简图。
图10和图11是表示各种系统间转移方案的基本动作的简图。
图12是表示其中第一系统不完全覆盖第二系统的覆盖区的覆盖限制情况的阈值集合的曲线图。
图13是表示其中第一系统完全覆盖第二系统的覆盖区的覆盖限制情况的阈值集合的曲线图。
图14是表示为执行从一个操作员(例如，第一网络公司)到另一操作员(例如，另一网络公司)的转移的目的而使用活性集合和虚拟活性集合的简图。
详细描述
在下面的描述中，为了说明而不是限制的目的示出一些具体细节，诸如特殊的结构，接口，技术等等，以便提供对本发明的透彻的理解。然而，本领域的技术人员应明白，可以用不按照这些具体细节的其它实施方案来实施本发明。在其它的例子中，省略了对众所周知的设备，电路，和方法的详细描述，以便不以非必要的细节模糊本发明的描述。
现以图1中所示的非限制性的通用移动通信10的例子来描述本发明。示为云状物12的典型的、面向连接的外部核心网络可以是，例如，公共交换电话网(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)。示为云状物14的典型的、面向无连接的外部核心网络可以是，例如，互联网。将两种核心网络耦合到对应的业务节点16。将面向PSTN/ISDN连接的网络12连接到示为提供电路交换业务的移动交换中心(MSC)节点18的面向连接的业务节点。将互联网面向无连接的网络14连接到用于提供分组交换型业务的通用分组无线业务(GPRS)节点20，有时称为服务GPRS业务节点(SGSN)。
现有的GSM(全球移动通信系统)网络包括一个基站系统(BSS)。该基站系统(BSS)包括至少一个(最好多个)基站控制器(BSC)22，每个基站控制器服务于至少一个(最好多个)基站(BS)23。每个基站控制器(BSC)22(在图1中表示的只有一个)通过接口A连接到MSC18。将基站控制器(BSC)22通过接口A′连接到它的无线电基站23。
每个核心网络业务节点18和20通过称为Iu接口的无线接入网络(RAN)接口连接到UMTS陆上无线接入网络(UTRAN)24。UTRAN24包括一个或多个无线网络控制器。将每个RNC26连接到多个基站(BS)28并连到该URAN24中的任何其它RNCs。
最好，无线接入基于具有使用CDMA扩展码分配的单独无线信道的宽带，码分多址(WCDMA)。当然，可采用其它的接入方法。WCDMA为多媒体业务和其它高传输速率需要以及诸如分集越区切换的耐用特征提供宽的带宽和RAKE接收机，以保证高质量。对每个用户移动站或设备单元(UE)30指定它自己的加扰码，以便基站28识别来自特定的用户设备单元(UE)的传输，以及该用户设备单元(UE)从所有其它的传输和在同一区域的噪音中识别来自基站的对于该用户设备单元(UE)的传输。
在一个基站28与用户设备单元(UEs)30之间可有不同类型的检测信道。例如，在前面或下行线路方向，有n种类型的广播信道，包括通用广播信道(BCH)，寻呼信道(PCH)，公共导频信道(CPICH)，和前向接入信道(FACH)，以便对用户设备单元(UEs)提供各种其它类型的控制消息。在反向或上行线路方向，用户设备单元(UEs)采用随机接入信道(RACH)，无论何时希望执行位置登记。呼叫始发，寻呼回答和其它类型的接入操作都是如此。还将该随机接入信道(RACH)用于传输某些数据，例如用于网络浏览器应用的最佳努力(best effort)分组数据。可分配业务信道(TCH)实际上承担与用户设备单元(UE)的呼叫通信。
该公用的导频信道(CPICH)无需传送显式数据。相反，该公用导频信道(CPICH)的码和实际的外部特性对该用户设备单元提供信息。例如，该用户设备单元(UE)使用该公用导频信道(CPICH)，用于转移估算测量或用于得到一个好的信道估值、以便将该接收机调整得对于该小区发送的其它物理信道为最佳。
如图1所示，一些用户设备单元(UEs)可只与一个基站通信。然而，一个用户设备单元(UE)同时可与多个基站或多个基站扇区通信，例如，软转移。甚至当空闲时，用户设备单元(UEs)监视或扫描自相邻基站的这些控制信道广播。
图2表示选择的用户设备单元(UE)30的通常方面和表示的节点，诸如无线网络控制器26和基站28。在图2中所示的用户设备单元(UE)30包括一个数据处理和控制单元32，用于控制该用户设备单元(UE)所需要的各种操作。该用户设备单元的数据处理和控制单元32对连接到天线35的无线收发信机提供控制信号以及数据。
图2中所示的该示例的无线网络控制器和基站28是一些无线网络节点，每个包括对应的数据处理和控制单元36和37，分别用于执行所需要的大量的无线和数据处理操作，以便进行该RNC26与该用户设备处理单元(UEs)30之间的通信。由基站数据处理和控制单元37控制的该设备的部分包括连接到一个或多个天线39的多个无线收发信机38。
在本发明中，可将用户设备单元(UEs)用于提供测量报告，使该UTRAN根据由该用户设备单元(UEs)测量的一个或多个参数接收关于该网络状态的实时知识。最好利用尽可能少的信令从每个用户设备单元(UE)中得到在UTRAN中的相关信息。测量报告的发送可以是，最好是触发的事件，如1999年5月19日申请的美国专利申请No.09/314019，题目为“Mobile Station Measufements With Event-Based Reporting”(引用在此供参考)所描述的(例子)。因此，可以在适当的时刻选择地传送网络状态的实时知识，使该UTRAN能有效地应答，即无延迟无过量的信令开销。可将预定的“事件”和/或预定的“状态”的适当集合定义为从该用户设备单元(UE)发送的触发测量报告。一旦接收了该报告，该UTRAN就可分析该报告信息，如果需要，执行应答或诸如转移，功率控制，操作和维护，网络最佳化，和其它程序等其它希望的操作。
如图3中所示，将该用户设备单元(UE)30调谐到第一频率上的基站的活性集合。如图3中所示，该活性集合包括小区A，小区B和小区C，都利用频率1。该用户设备单元(UE)30保持一个包括在该活性集合中的小区表，随着用户设备单元(UE)的移动或其它条件改变，通常由该网络(例如，RNC26)在时间上更新该表。
在本发明中，与基站的该活性集合一起，该用户设备单元(UE)30还保持一个或多个基站的虚拟活性集合。具体地，图3示出当保持包括小区D和小区E(都在频率2上)的第一虚拟活性集合和包括小区F(在频率3上)的第二虚拟活性集合时的用户设备单元(UE)30。小区A-C，D-E，和F的所有集合几乎覆盖了同一地理区域。每个小区的集合工作在不同的频率上。如后面将说明的，可将小区的一个集合包括在由第一操作员保持的系统中，而可将小区的另一集合包括在由第二操作员保持的系统中。另一方面，可将小区的一个集合包括在第一技术类型/代的网络中(例如，UTRAN)，而可将小区的另一集合包括在第二技术类型/代的网络(例如，IS-95，CDMA2000等)中。
如果该用户设备单元(UE)调谐使用该频率，属于在特定频率(例如，第二或新的频率)上的虚拟活性集合的小区是被考虑为在该频率上的活性集合的这些小区。该用户设备单元(UE)提供对于该活性集合和该虚拟活性集合二者的测量。然后，当测量有理由时，该网络对该用户设备单元发布一个频率间转移命令，使该用户设备单元(UE)使用该新的频率而不是该第一频率。即，通过从在第一频率上的基站的当前活性集合转换到在另一(新的)频率上的基站的虚拟活性集合，该电信网络执行与用户设备单元(UE)30连接的频率间硬转移。
在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第一模式中，该网络授权该用户设备单元(UE)向该网络报告一定的网络规定事件的发生。通过将虚拟活性集合更新信息传输给该用户设备单元(UE)，必要时该网络根据这些报告行动。然后，当来自该用户设备单元(UE)的随后的测量报告批准时，该网络向该用户设备单元发布该频率间转移命令。
在图4中示出了在本发明的第一模式中所包含的基本步骤序列。在实际的频率间转移以前，即当用户设备单元(UE)30正工作在对于基站活性集合的当前频率上时，电信网络(例如RNC26)利用对于一个或多个未用(例如，预期的)频率的基站的虚拟活性集合来更新该用户设备单元(UE)30。为了说明的原因，该虚拟活性集合的这种更新包括网络发送虚拟活性集合消息，总起来表示为动作4-1的消息。如下所述，使用例如，一系列的测量控制消息(见图5A)或一系列的虚拟集合更新消息(见图5B)，可执行虚拟活性集合更新。同时在频率间转移之前，该用户设备单元(UE)执行它的频率间转移测量(例如，关于该虚拟活性集合的物理控制信道(例如，CPICH)的测量)。如在图4中的动作4-2所描述的，该用户设备单元进行它的频率间测量的报告。如图4中所示，动作4-2的测量报告可以是事件驱动的(例如由预定的触发事件来触发)。
在图所示的范围内，假定，作为动作4-3，RNC26做出频率间转移将发生的判定。作为动作4-4，RNC26向用户设备单元(UE)30发布频率间的转移命令。当接收到该频率间转移命令时，该用户设备单元(UE)30可立即转换到该频率间转移命令所要求的新频率上，并开始采用基站的该虚拟活性集合作新的当前活性集合。通过由于该用户设备单元(UE)30已执行了有助于该转移判定的测量使该RNC26已知该频率间转移将可接受的事实，至少部分地促进了这个效果。另外，该用户设备单元(UE)可利用关于各种参数的层1信息，诸如当该虚拟活性集合变为活性集合时可再用的定时信道，估算，等等，从而很可能加速在该频率改变之后进入同步的过程。
根据本发明的一个实施方案，用于触发频率内测量的事件，例如，用于做动作4-2的报告所需要的那些，也可以是触发该频率间测量的报告的这些事件，同时支持在未用频率上的虚拟活性集合的保持。因此，在这种公用触发事件实施方案中，对于在新频率上的虚拟活性集合的保持所需的报告标准与当前为频率内软转移测量所定义的相同。利用该频率间测量，该网络可做频率间转移判定，并且在执行该频率间转移以后，尽快地采用新的和最佳的活性集合，建立到该用户设备单元(UE)的通信。
因此，在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第一模式中，通过让该用户设备单元(UE)发送对于在新的频率上的事件的事件报告，并让那些报告触发该网络发送虚拟活性集合控制消息(其中包括一些但比较有限量的信令)，来执行该虚拟活性集合更新。
图5A和图5B分别示出了如何执行动作4-1以便将该虚拟活性集合信息传送给该用户设备单元(UE)30的两个例子。在第一个例子(图5A)中，以在频率间信息中的虚拟活性集合更新信息来使用带有测量控制消息的测量控制程序。在第二个例子(图5B)中，虚拟活性集合更新程序包括从该网络向该用户设备单元(UE)发送频率信息(例如未用的或预期的频率)。
图5A表示在实施上述的测量控制程序中所用的一个示例性信令图。在图5A的例子中，该虚拟活性集合更新消息采取测量控制消息的系列的形式。
测量控制消息(MCM)可包括许多信息单元(IEs)(如下讨论的)，并为不同的格式。在这一方面，图6A示出可以包括在本发明的示例性测量控制消息中的一些信息单元。通常，该测量控制消息命令该用户设备单元(UE)在所用频率和未用频率上测量一个或多个关于天线(或其它)参数。该测量控制消息还识别一个或多个预定的事件和/或条件，它们触发从该用户设备单元(UE)发送的测量报告传送回到无线网络控制节点。为了简化的目的，图6A只示出与本讨论有关的示例性测量控制消息的一些信息单元。
信息单元6A-1(见图6A)是测量控制消息的消息型信息单元，具有将消息识别为测量控制消息(MCM)的价值。
信息单元6A-2是标识符号码，它使该消息与特定的测量相关(例如，第5个测量)。由在移动给测量的后来修改中的该网络(例如，UTRAN)和在测量报告中的移动站使用该测量标识符号码。
信息单元6A-3是测量命令段，根据由该消息传送的命令类型可具有几个值中的任何一个。该命令类型可指示该消息的功能是建立新的测量，修改以前规定的测量参数，修改预定的事件或条件，停止测量，或者清除在与测量相关的该移动站中存储的所有信息。
信息单元6A-4是测量类型，它可表示(例如)频率间测量。
信息单元6A-5是测量报告模式。如果将该信息单元6A-5集合到一个适当的值，则由在信息单元6A-2中标识的特定测量所触发的该测量报告消息将采用确认模式被发送(以便无事件损失)。
信息单元6A-6包含频率间小区信息。具体地，信息单元6A-6具有频率间相邻的相邻小区表(NCL)。信息单元6A-12包含系统间小区信息，它包括系统间相邻的小区表。这种信息对属于该用户设备单元(UE)应测量的其它系统，例如GSM，的小区规定了一些小区和小区参数。
信息单元6A-7，频率间测量数量，指定为事件估价而测量的小区的数量。例如，信息单元6A-7可规定CPICH Ec/No，它是由该频率上的噪声密度除得的每片的公用导频信道能量。
信息单元6A-8包含报告数量的该频率间测量指示，即，这个信息单元指定在该事件报告中报告哪个数量。例如，信息单元6A-8可包括该CPICH Ec/No(上面讨论的)和频率质量估算两者。
信息单元6A-9是频率间集合更新(IFSU)信息单元。如图6A中所示，该频率间集合更新(IFSU)信息单元6A-9具有多种成分。第一成分是段6A-9-1，它具有表示是否发生自主更新(和该更新模式的报告)的第一功能。因此，对于这种第一功能，信息单元6A-9的段6A-9-1具有指示该自主更新“接通”，“接通无报告”，或“断开”的值。该频率间集合更新(IFSU)信息单元6A-9的第二成分是无线链路(RL)附加信息6A-9-2，它可包括要加到虚拟活性集合上的无线链路的标识(即要加到该虚拟活性集合上的小区的标识)。该频率间集合更新(IFSU)信息单元6A-9的第三成分是无线链路(RL)删除信息6A-9-2，它可包含的该虚拟活性集合中要删除的无线链路的标识(即，要从该虚拟活性集合中删除的小区的标识)。
信息单元6A-10包括频率内测量报告标准。换句话说，信息单元6A-10指定要用的事件以及控制触发和频率的质量估算的其它参数(Qcarrier)。这些可包括，例如：主CPICH进入报告范围(对于FDD网络)；主CPICH离开该报告范围(只对FDD)；非活性的主CPICH变得比活性主CPICH更好(FDD)；最好小区的改变(FDD)；和主CPICH变得比绝对阈值更好或更坏(FDD)。
信息单元6A-11是频率间测量报告标准。信息单元6A-11指定可触发该实际频率间转移的事件(由该网络使用物理信道重新配置消息来控制)，还可指定用于频率W的质量估算的一些参数。频率间测量报告标准信息可以是例如，对于频率间测量的周期性事件触发或立即报告。还可规定，是否将采用确认的或未确认的在该DCCH上的数据传输来发送该测量报告。这里将可触发频率间测量报告的事件标为“事件2x”，其中x是a，b，c...。下面将这些事件的例子列为事件2a-2b：
触发事件2a：最好频率的改变，如果任一未用频率的质量估值变得比当前使用的频率质量估算更好，并已指示了事件2a，则这个事件将触发一个从该用户设备单元(UE)发送的报告。
触发事件2b：当前所用的频率的质量估算值是在某一阈值之下，而未用频率的质量估值是在某一阈值之上。
触发事件2c：未用频率的质量估值是在某一阈值之下。
触发事件2d：当前所用频率的质量估值是在某一阈值之下。
触发事件2e：未用频率的质量估值是在某一阈值之下。
触发事件2f：当前所用频率的质量估值是在某一阈值之上。
在该测量控制消息中，通常可规定和测量质量和/或数量的参数。非限制性的示例参数包括测量的信号强度，信号功率，误码率，信噪比，路径损失，业务量，定时/同步偏移等。例如，在1999年申请的，题目为“Mobile Station Measurements With Event-Based Reporting”的美国专利申请No.09/314019中描述了示例性的预定事件和/或条件(在此引用供参考)。
在图5A的示例测量控制程序中，无线网络控制节点，例如RNC，基站，或其它控制器，为用户设备单元(UE)产生和发送测量控制消息(动作5-1)。该测量控制消息(动作5-1)最好包括在DCCH中，但也可包括例如在该小区的逻辑信道(BCCH)中。由描述为“MCM”的它的类型信息单元6A-1来表示动作5A-1的该测量控制消息。如图5A的阴影所示的NCL信息单元6A-6，动作5A-1的该测量控制消息包括一个邻近小区表，用于建议该用户设备单元(UE)要监视哪些小区。在图5A中的动作5-1的测量控制消息的频率间集合更新模式信息单元6A-9只示出了它的第一成分，表示采用本发明的非自主更新模式，即该自主更新被关断。将知道，对于图5A的消息显示的只有选择的信息单元，不是所有的消息都显示同样的信息单元。
该用户设备单元(UE)30利用测量报告消息(动作5A-2)答复该测量控制消息5A-1。对测量控制消息5A-1答复的定时可基于触发测量报告的传输的预定事件和/或条件，如在频率间测量报告标准信息单元6A-11中所述(见图6A)。
图5A还示出了也发送诸如消息5A-3和5A-6等测量控制消息给该用户设备单元(UE)的网络(例如，RNC)。测量控制消息5A-3和5A-6具有命令信息单元6A-3，表示这些消息与“修改”具有同样ID的先前发送的测量控制消息相关。根据图5A的实施例，如它的阴影IFSU信息单元6A-9所示，该测量控制消息5A-3和5A-6包括用于更新基站的该虚拟活性集合的信息。例如，该频率间集合更新(IFSU)信息单元6A-9可指示要更新哪个特定的虚拟活性集合(可能有多个虚拟活性集合)，要如何更新该特定的虚拟活性集合(例如加入的，除去的，或替代小区)，和受该更新影响的小区的CPICH。例如，参考图3，尽管测量控制消息5A-1的该NCL信息单元6A-6可列出小区A-C，该测量控制消息5A-3的第二成分可(在它们的IFSU信息单元6A-9中)规定，分别将小区D和小区E加入第一虚拟活性集合中。
图5A还表示将测量报告消息从该用户设备单元(UE)返传回到RNC26，例如动作5A-4和5A-6的消息。对于该表示，假设动作5A-6的该测量报告消息报告未用的频率(例如，第一虚拟活性集合的频率2)比所用的频率(例如，该活性集合的频率1)好。根据这个报告，如事件5A-7所示，该网络(例如，RNC26)决定将该用户设备单元(UE)从所用的频率(例如频率1)转换到未用的频率(例如，频率2)。将这种决定作为如事件5A-7所示的频率间转移命令(也称为物理信道重新配置消息)传送给该用户设备单元(UE)。
根据上面对于图5A表示的本发明，该用户设备单元(UE)必须对这些未用频率进行测量。该虚拟活性集合重新使用该频率内事件，和可最终指示需要频率改变的新事件(下面将提供其例)。
图5B表示在实施上述的虚拟活性集合更新程序中所用的示例性信令图。在图5B的例子中，该虚拟活性集合消息采取了从该网络发送到该用户设备单元(UE)的虚拟活性集合更新消息的系列的形式。如该测量控制消息(MCM)，该虚拟集合更新消息(VASUM)可包括许多信息单元(IEs)，并为不同的格式。为了简化，图6B只示出了与该讨论相关的示例性虚拟活性集合更新消息的一些信息单元，具体是消息类型信息单元6B-1和频率间集合更新(IFSU)信息单元6B-9。
图5B的方案以与图5A类似的方式开始，例如，利用网络(如RNC26)发送一个测量控制消息(动作5B-1)给用户设备单元(UE)。该动作5B-1的测量控制消息包括一个邻近小区表(NCL)，用于建设该用户设备单元(UE)监视哪个小区。该用户设备单元(UE)30利用测量报告消息(动作5B-2)答复该测量控制消息5A-1。
在图5B的方案中，该网络发布一系列的虚拟活性集合消息(VASUM)，以便更新由该用户设备单元(UE)保持的该虚拟活性集合。图5B示出两个例子，如动作5B-3和5B-6所示的虚拟活性集合消息(VASUM)。事实上，动作5B-3和5B-6的消息是由它们的消息类型信息单元6B-1(按图5B中所示类型＝VASUM)表示的虚拟活性集合更新消息。每个VASUM消息包括频率间集合更新信息单元6B-9，如在动作6B-3和6B-6的VASUM消息中的阴影段IFSU所示。如上所述，该频率间集合更新(IFSU)信息单元6B-9实际上具有与该测量控制消息(MCM)的对应信息单元同样的格式。即，该频率间集合更新(IFSU)信息单元6B-9规定如何更新该虚拟活性集合(例如增加，除去，或替代小区)，和受该更新影响的该小区的CPICH。
根据每个虚拟活性集合更新消息，该用户设备单元(UE)发布一个虚拟活性集合更新完成消息。在这方面，图5B示出了分别由动作6B-4和6B-7的虚拟活性集合更新完成消息应答的动作6B-3和6B-6的虚拟活性集合更新消息。
此外，如图5A的方案，图5B还表示将测量报告消息从该用户设备单元(UE)传回到该RNC26，如动作5B-5和5B-8的消息。对于该表示，假设动作5B-8的该测量报告消息报告未用频率比当前所用的频率好。基于这个报告，如事件5B-9所示，该网络(例如，RNC26)决定将该用户设备单元(UE)从当前所用的频率转换到该未用频率。将这种决定作为如事件5B-10所示频率间转移命令(也称为物理信道重新配置消息)传送给该用户设备单元(UE)。
因此，图5B的例子包括虚拟活性集合更新程序。本发明的频率间活性集合更新消息包括与未用频率相关的活性集合的改变。由该频率间活性集合更新消息(VASUM)提供的该信息，使得有可能使用对于频率间测量报告标准的同样未用频率中的频率间测量所定义的事件。
上面已经采用了各种实施例描述了如何能更新虚拟活性集合。尽管不是具体地如上述开始，但应理解，也是通过来自网络的消息产生对于用户设备单元(UE)的活性集合的更新。例如，根据该用户设备单元(UE)所报告的事件，该网络可以用更新该活性集合的消息插入它的虚拟活性集合更新消息。在这一方面，图5C表示一个在规定时间之外发布给用户设备单元的更新消息的示例方案。以频率间转移命令5C-(n+14)而终结。为了清楚起见，图5C未示出在RNC与该用户设备单元(UE)之间传送的其它消息，但应理解，事实上是传送这种其它的消息(如测量报告消息)的。
在用于实施虚拟活性集合更新的本发明的第二模式中，该网络授权该用户设备单元(UE)执行自主的虚拟活性集合更新，当某些网络规定事件发生时发送或不发报告给该网络。当来自该用户设备单元(UE)的随后测量报告批准时，该网络发布一个频率间转移的命令。
在实施虚拟活性集合更新的本发明的这个第二模式中，当某些网络规定事件发生时，该网络授权该用户设备单元(UE)执行自由的虚拟活性集合更新。在图7中一般地描述了本发明的该第二模式。图7的方案以与图A的类似方式开始，例如，利用该网络(例如，RNC26)发送一个测量控制消息(动作5B-1)给用户设备单元(UE)。对于该第二模式，消息7-1的该频率间集合更新(IFSU)信息单元6A-9具有如图7中所示的它的第一成分，表示自主更新接通。利用自动更新接通，该用户设备单元(UE)自己更新该虚拟活性集合，并发送测量报告。
如NCL信息单元的图7中的阴影所示，动作7-1的测量控制消息包括在信息单元6A-6中的一个邻近小区表(NCL)，用于通知该用户设备单元(UE)要监视哪些小区。此外，该动作7-1的测量控制消息(或另外消息)向该用户设备单元(UE)传送触发测量的事件和触发虚拟活性集合更新的事件。在这一方面，动作7-1的该测量控制消息包括提供频率内测量报告标准的信息单元6A-10，以及用于报告该频率间测量报告标准的信息单元6A-11。该信息单元6A-10为未用的频率指定用于更新小区的虚拟活性集合的标准。当未用频率的估算质量比当前所用频率的估算质量好时，该信息单元6A-11指定触发事件，考虑这些活性集合小区的组合影响和这些虚拟活性集合小区的影响。
作为例子，动作7-1的测量控制消息包括指定可触发测量报告和虚拟活性集合更新二者的事件的频率间测量报告标准信息单元6A-11。
图7还未出了作为动作7-2产生的测量报告触发事件。根据动作7-2的该测量报告触发事件，该用户设备单元(UE)进行：(1)作为动作7-3发送测量报告消息给该网络；(2)执行自动的虚拟活性集合更新(表示为动作7-4)。在该自主的虚拟活性集合更新中，该触发事件(例如，事件1x)触发也引起在所测频率上的虚拟活性集合的小区增加，替换，或除去的动作7-3的测量报告消息的传输。换句话说，当该触发事情产生时，该网络已经通知该用户设备单元关于如何影响该虚拟活性集合，故使得当该触发事件发生时，该用户设备单元(UE)可自已执行该更新。图7正好表示顺序发生的三个触发事件，例如，触发事件7-2，7-5和7-8，触发事件7-2和7-5自然影响该虚拟活性集合以及分别引起动作7-3和动作7-6的测量报告消息。因为未用频率比所用的频率好而产生触发事件7-8(事件2x)。使得将动作7-9的测量报告消息发送到该网络。当通知了这种情况以后，作为动作7-10，该网络决定将该用户设备单元(UE)从当前所用的频率改变到新的频率。作为动作7-11，RNC26发布一个频率间转移命令给该用户设备单元(UE)30，当接收到频率间转移命令(物理信道重新组合消息)时，该用户设备单元(UE)30可立即转移到该频率间转移命令所要求的新频率上，并采用基站的该虚拟活性集合作为新的当前活性集合。
在上面关于图7描述的第二模式中，该网络命令或授权该用户设备单元(UE)自主地更新该虚拟活性集合，例如，利用自动授权消息或利用包括自主授权的另一消息的信息单元。通过规定触发虚拟活性集合更新的某个(些)事件或参数可生成这种授权。当发生这些事件和/或参数时，该用户设备单元(UE)自主地执行该虚拟活性集合的更新，无需任何信令。当诸如1x的事件发生时，该网络有理由知道(例如，在此例中所发布的测量报告)包括在该活性集合中的小区，因为这是在该网络中的资源分配的问题。
因此，在该第二模式中，该用户设备单元(UE)自主地执行该虚拟活性集合的更新，而不是该用户设备单元(UE)向该网络发送测量报告并等待包含虚拟活性集合更新的测量控制命令。优点是，该第二模式减少了信令。
除了不兼容时，也可将本发明的第一模式的各个方面应用到本发明的第二模式。例如，在第二模式的该自主更新中，该网络仍然需要事件和涉及所用和未用频率间比较的有关报告。即，在第二模式中，当将两个频率比较时，该用户设备单元(UE)仍然报告对于频率间报告标准所规定的事件。该用户设备单元(UE)仍必执行关于未用频率的物理测量，以便保持该活性集合，但不必将该测量值频繁地发送给网络，特别是在由该用户设备单元(UE)执行自主更新的第二模式中。
在本发明中，频率间测量报告标准涉及当将不同频率上的CPICHs相互比较时的情况，而频率内报告标准涉及当将同一频率上的CPICHs相互比较时的情况。注意，根据这个术语，频率内测量报告标准也应用于对当前活性集合所用频率之外的其它频率上的CPICHs。在这种方式中的频率间测量报告标准不涉及用户设备单元(UE)如何进行实际的测量，而是，是否该报告标准涉及在不同频率上的CPICHs之间的比较，或是否在同一频率内的CPICH之间做该比较。为了估计是否使用某个频率替代当前所用的频率。利用上面参考信息单元6A-11所定义的频率间报告事件。通过使用对于未用频率的小区的小区单独偏移，可改变事件2a-2f的触发点。
在另一方面，本发明提供具有对频率上的活性集合(该活性集合是当前(真实)活性集合或虚拟活性集合)的质量估算的网络。可利用这种质量估算来触发频率的改变或转换。
可如何采用本发明的频率质量估算的一个例子发生在确定是否从第一UTRAN频率改变成转换到第二UTRAN频率的时候。例如，由公式1表示的UTRAN频率质量估算(这里称为UTRAN质量估算)。优点是，尽管可用于触发本发明的频率间事件报告，公式1类似于用于触发频率内事件报告的现有技术：
公式1： Q carrie r j = 10 · Log M carrier j = 10 · Log ( W j · ( Σ i = 1 N Ai M ij ) + ( 1 - W j ) · M Bes t j )
将公式1中的变量定义如下：
Qfrequency j是在频率j上的活性集合的估算质量。
Mfrequency j是在频率j上的活性集合的估算质量。
Mi是在该活性集合中小区i的测量结果。
NA是在该活性集合中的小区数量。
Mbest是在该活性集合中最强的小区的测量结果。
W是从UTRAN发送到UE的具有值范围1-0的参数。
W＝0只使用来自频率j上的最好小区的测量结果。
W＝1使用来自在该活性集合中小区的测量结果的总和。
在公式1中还可使用从TSGR#5(99)563，RAN 25，215 V.2.0.0，“物理层测量(FDD)”，中得到的两个其它测量。这些测量的第一个是CPICH RSCP，它主要是在小区中的CPICH所用的码上接收的信号强度(其中在公式1中的M以毫瓦而Qfrequency j是以dBm)。这些测量的第二个是CPICH Ec/NO，它是在小区中的CPICH所用的该码上接收的信噪比(在公式中的M是一个比率而Qfrequency j是以dB)。
当计算在一个频率上的总的接收质量时，根据在该活性集合中的小区的总和是主要的或应考虑的只是最好的小区。与只一个小区的情况相比，在该活性集合中的许多小区将给出改进的质量。
可将UTRAN质量估算用于频率间比较，即，可将对于真实的或当前的活性集合的UTRAN质量估算与对于虚拟活性集合的UTRAN质量估算进行比较，以便确定是否将发生频率间转移。可由各种频率间事件激励这种频率间比较和触发(类似于在图6A的测量控制消息(MCM)的信息单元6A-11方面上面所列出的)，包括如下：
触发事件2a：改变最好的UTRAN频率。
触发事件2b：当前所用的UTRAN频率的UTRAN质量估算是低于某一
阈值(例如，阈值“Q_search_for_another_frequency”)和
未用UTRAN频率的UTRAN质量估算高于另一阈值(例如，阈值“Q_
accept_another_frequency”)。
触发事件2c：当前所用的UTRAN频率的UTRAN质量估算低于某一阈
值(例如，阈值“Q_search_for_another_frequency”)。
触发事件2d：未用UTRAN频率的UTRAN质量估算在另一阈值(例如，
阈值“Q_accept_another_frequency”)。
触发事件2e：未用频率的UTRAN质量估算低于某一阈值。
触发事件2f：当前所用频率的UTRAN质量估算高于某一阈值。
图8表示采用关于从一个UTRAN频率到另一UTRAN频率转移的UTRAN质量估算的方案。如动作8-1所反映的，该网络已命令该用户设备单元(UE)执行频率内测量。在该所示的方案中，正好该用户设备单元(UE)正在使用事件1A，1B，1C，用于更新该活性集合。将这些事件1A，1B和1C定义如下：事件1A是该网络应考虑加一个小区到该活性集合中；事件1B是该网络应考虑从该活性集合中除去一个小区；事件1C是该网络应在该活性集合中用另一小区替代一个小区。动作8-2表示已命令该用户设备单元(UE)使用该频率间触发事件2C(如上述)，以激励该频率间比较。即，在当前所用的UTRAN频率的UTRAN质量估算变得低于预定的绝对阈值(例如，阈值“Q_search_for_another_frequency”)时，要求该用户设备单元进行报告。
当该频率间触发事件2c实际发生(当前所用的UTRAN频率落在该绝对阈值之下)时，如图8中的动作8-3所示，该用户设备单元(UE)将这种发生报告给该网络。然后，如动作8-4所反映的，该网络利用物理信道重组消息来指导该用户设备单元(UE)开始使用压缩模式准备进行频率间测量。
一旦该压缩模式开始，如动作8-5的消息所示，该网络就命令该用户设备单元执行频率间测量，且当频率间触发事件2b被触发时发送测量报告。如上所述，当发生以下两个事件时：(1)当前所用的UTRAN频率的估算质量低于预定的阈值(例如，阈值“Q_Search_for_another_frequency”)；和(2)未用的UTRAN频率的UTRAN质量估算高于另一阈值(例如，阈值“Q_accept_another_frequency”)时，该频率间触发事件2b产生。
当频率间触发事件2b实际产生时，该用户设备单元(UE)发送一个也用于确认频率间触发事件2b被触发的测量报告(如动作8-6)。然后，作为响应，如动作8-7，该网络开始频率间转移。如果成功地执行了该频率间转移，则将旧的频率的UTRAN中的资源释放，并采用新的UTRAN频率继续该连接。
将理解，具体根据前面的讨论，动作8-1和8-2可同时发生，例如，在对于该用户设备单元(UE)的同一网络消息中。
从所述频率返回的滞后保护至少是上述的两个阈值的差，例如，至少为差〔(Q_accept_another_frequency)-(Q_search_for-another_frequency)〕。相对于该同样小区上的测量比较两个阈值。只有该差值是通常获得的更经常用于对于该阈值“Q_search_for_another_frequency”进行比较的测量样本。假设所建议阈值定义的性质使该滞后保护对于使操作员使用较小滞后的不同的UE实施方案是一致的和稳定的。小的滞后减少了在频率之间所需要的覆盖重叠。当与需要大滞后时的情况相比，该减小的滞后要求还使UTRAN频率在一大的区域中被另一频率卸载。
在本领域的技术人员将理解，由动作8-4命令的该压缩模式如何方便于该频率间测量。简单地说，如图9的例子所示，在该压缩模式中可将一些时隙(例如帧)，如帧FG，用于测量。诸如帧FG的这些起主导作用的帧(或“压缩”帧)包括传输间隙G，可供频率间测量。如图9所示，在该压缩帧FG中增加瞬时发送功率，以便保持质量(如BER或FER等确定的)不受减小的处理增益的影响。该压缩帧的速率和类型是可变的，由网络进行控制，并依赖于环境和测量要求。
如下面更详细说明的，当用户设备单元(UE)具有双重系统能力时，可将本发明的原则用于系统间的转移。对于图3A-图3D示出了系统间转移的各种示例性方案，下面将在适当的时机进行讨论。优点是，系统间转移的这些示例方案可采用上述的本发明的质量估算方面的内容。
图3A中所示的第一示例性系统间转移方案示出一双重系统用户设备单元(UE)具有在第一UTRAN系统中的活性集合和在第二UTRAN系统中的虚拟活性集合。在进行从第一UTRAN系统到第二UTRAN系统的转移的比较中可利用如公式1提供的质量估算。当进行系统转移的预先比较时，对于UTRAN频率的公式1的UTRAN质量估算在某种程度上考虑来自软转移的预期的宏分集增益。而且，该质量估算使该网络当执行系统间转移时，以比在该质量估算中只包括最好的UTRAN小区的较低的信号电平使用UTRAN小区。优点是，对于该活性集合的质量估算是基于用于计算在频率内报告事件中所用的报告范围可用的同样公式。而且，可将该质量估算用作下面判定的判定标准；(1)判定何时开始压缩模式测量；或(2)确定将执行从在UTRAN频率上所用的UTRAN小区转移到GSM小区(下面对图3D的方案还将描述)。
图3B中所示的第二示例性系统间转移方案表示双重系统用户设备单元(UE)具有：在第一UTRAN系统中的活性集合；在第一另一(例如非UTRAN)系统中的第一虚拟活性集合；和在第二另一(例如非UTRAN)系统中的第二虚拟活性集合。在图3B的方案中所示的该“另一”系统是允许软频率内转移的系统。例如，图3B的第一另一系统是IS-95系统；图3B的第二另一系统是CDMA 2000系统。
在图3C所示的第三示例性系统间转移方案中，在进行从非软频率内转移系统(例如GSM系统)到另一系统(例如，UTRAN系统)转移的比较中可利用由公式1提供的质量估算。具体地，在图3C的方案中，用户设备单元(UE)正使用在GSM系统中的小区F。然而，在可能转移到UTRAN系统的计划中，用户设备单元(UE)保持在第一UTRAN频率(频率1)上的第一虚拟活性集合和在第二UTRAN频率(频率2)上的第二虚拟活性集合。该第一虚拟活性集合包括小区A，B，和C；该第二活性集合包括小区D和E。
因此，在图3C方案的系统间比较中，将公式1的UTRAN质量估算用于具有该UTRAN频率的系统。在另一方面，GSM小区的质量估算主要基于两个因素：(1)该GSM载波无线信号强度表示(RSSI)的测量，这是通常表示为对数的信号强度测量；和(2)是否确认了该基本收发信机标识码，基站标识码(BER)。在接着的两段中简要地描述该RSSI和该BER。
如美国专利6006077中所描述的(利用在此供参考)，采用符合称为GSM的欧洲蜂窝标准，或例如分别称为D-AMPS，IS 54，IS 136或PCS 1900的任何美国TDMA标准的时分多址方法的蜂窝电话，可使用发送与接收时隙之间的备用时间来改变频率和监视其它基站的信号强度。对于同一基站可将几个信号强度的测量平均。即使在呼叫的进程中，该移动电话也进行从周围基站接收的信号强度的测量。使用这些测量可以实施移动站帮助的转移(MAHD)。通常将这些平均报告给当前服务的基站，它决定是否将做到另一基站的切换。该移动站通常使用低位速率，称为慢联合控制信道或SACCH的带内信令信道，将MAHO RSSI测量报告给该网站。该网络使用SACCH测量确定最佳的基站来处理进程中的呼叫，最好是该移动电话接收最强的基站。
在GSM中，为了小区选择或小区重选，即为建立到无线小区的基站的连接，该用户设备单元(UE)要与由该基站发送的BCCH(广播控制信道)的载频同步，读为BCCH数据。该BCCH数据包含系统信息和BER(基本收发信机站标识码，基站标识码)。将以这种方法选择的无线小区称为服务小区。根据标准化的GSM建议，移动无线站至少每30秒要对服务小区的BCCH进行译码。而且，期望移动站每10秒检验具有最高平均接收电平的其它无线小区的该BSIC。通过同步短脉冲串(SB)以信号流在该BCCH上发送该BSIC。见例如美国专利6002940(引用在此供参考)。
返回到获得GSM小区的质量估算的基本描述，假设当对GSM小区的测量开始时，该用户设备单元(UE)确认该BSIC。如果在确认该BSIC之前该用户设备单元(UE)发送测量报告，尽管提供在该频率上的RSSI信息给该网络，该用户设备单元(UE)仍指示，在该测量报告中未确认该BSIC。该网络具有一种选择，请求该用户设备单元(UE)对测量的GSM小区周期性地执行BSIC确认或当从该网络请求时立即执行一次。
图11描述一个典型的示例性方案，利用了与从GSM系统到UTRAN系统(例如，到UTRAN小区)的转移相关的UTRAN质量估算。在图11中，该“网络”称为GSM网络：
该网络从诸如动作11-2的测量报告中确定，在当前服务GSM小区(即，最好的GSM小区)上的质量达到了操作员所规定的阈值之下(例如，阈值“Q_search_for_UTRAN”)。当这个决定产生时，由(动作11-3)的测量控制消息命令该用户设备单元(UE)开始测量UTRAN小区，并且当发生事件3y时进行报告。将事件3y定义为当具有以下两个条件时发生：(1)当前所用的GSM小区的估算质量在规定的阈值(例如，阈值“Q_search_for_UTRAN”)之下，(2)对于UTRAN频率的UTRAN质量估算是在可接受的阈值(例如，阈值“Q_accept_UTRAN”)之上。也可由下面的事件来触发对UTRAN小区的测量，即，将该用户设备单元(UE)连到了操作员规定的具有UTRAN邻近小区的GSM小区。
起初，在图11的方案中，该用户设备单元(UE)正宿营在GSM小区上。动作11-1表示该用户设备单元(UE)正从该网络接收一个包括邻近小区的GSM小区表，用于根据GSM规定进行的测量。一旦接收了动作11-1的小区表，该用户设备单元(UE)就周期性地报告GSM小区测量。动作11-2表示向该网络报告GSM小区测量的一个例子。
从诸如动作11-2的测量报告中该网络确定，在当前服务的GSM小区(即，最好的GSM小区)上的质量降到了操作员规定的阈值(例如，阈值“Q_search_for_UTRAN”)之下。当这个确定产生时，由动作11-3的测量控制消息命令该用户设备单元(UE)开始测量UTRAN小区，并当事件3y发生时进行报告。将事件3y定义为在具有下述两个条件时发生：(1)当前所用的GSM小区的估算质量降到规定的阈值(例如，阈值“Q_search_for_UTRAN”)之下，(2)对于UTRAN频率的UTRAN质量估算达到可接受的阈值(例如，阈值“Q_accept_UTRAT”)之上。也可由下面的事件来触发对UTRAN小区的测量，即将该用户设备单元(UE)连到操作员规定的具有UTRAN邻近小区的GSM小区。
当频率间触发事件3y实际发生时，该用户设备单元(UE)发送测量报告(作为动作11-4)，它也用于确认事件3y已发生。然后，响应为动作11-5，该网络开始系统间转移。如果成功地执行了该系统间转移，则释放在GSM中的资源，并采用该UTRAN小区继续该连接。
正如从上了解到的，当执行从GSM到UMTS的转移时，该双重系统用户设备单元(UE)，根据连接到GSM小区时(当执行从GSM到UTRAN转移时该小区发送从GSM基站到UTRAN RRC的请求)对UMTS小区的该双重系统用户设备单元(UE)测量，可保持对于该UMTS系统的一个或几个虚拟活性集合。
使用Q_accept_UTRAN和Q_search_for_GSM的上述方案正是可用虚拟活性集合能力的算法的一例。当预占GSM小区时，该用户设备单元(UE)可以从对该UTRAN小区的测量中建立一个虚拟活性集合的意见，可将这个虚拟活性集合作为当到UTRAN的系统间转移被触发时的缺省活性集合来开始。
在图3D中所示的第四示例性系统间转移方案中，发生从UTRAN系统到非软频率内转移型系统(例如GSM系统)的系统转移。具体地，在图3D的示例方案中，用户设备单元(UE)具有：在第一UTRAN频率(频率1)上的活性集合；在第二UTRAN频率(频率2)上的虚拟活性集合；并监视在该GSM系统中的小区F。该活性集合包括小区A，B和C；该虚拟活性集合包括小区D和E。
当要进行从UTRAN系统到GSM系统的系统间转移时，只把一个GSM小区(例如，小区F)作为目标，因为在GSM中无虚拟活性集合。在图4的示例方案中，可根据估算该活性集合的质量和比较：(1)该活性集合的估算质量与该虚拟活性集合的估算质量；(2)该活性集合的估算质量与该GSM小区的估算质量，来确定从第一UTRAN频率到GSM或从第一UTRAN频率到第二UTRAN频率的转移。
图10表示当使用专用的物理信道的用户设备单元(UE)(例如，在状态Cell_DCH中的UE)以图3D的方案的方式执行从UTRAN系统向GSM的转移时的典型的基本动作的序列。在图10中，该“网络”是指该UTRAN网络。尽管该知道图10的序列具体涉及在从第一UTRAN频率向GSM小区的转移中所包含的动作，但也可并行地产生用于探查从第一UTRAN频率向第二UTRAN频率转移的可行性的动作。
按照动作10-1，该网络已命令该用户设备单元(UE)执行频率内测量。如在图8的方案中，该用户设备单元(UE)正使用事件1A，1B，1C(如上所述)以便更新该活性集合。动作10-2表示已命令该用户设备单元(UE)采用规定的频率间触发事件2X(例如，上述的触发事件2a，2b，2c之中的一个)，以便激励一个可能的系统间转移的确定。即，当对于当前所用UTRAN频率的UTRAN质量估算比预定的绝对阈值(例如，阈值“Q_search_for_GSM”)坏时，要求该用户设备单元(UE)进行报告。
当该频率间触发事件2X实际发生(当前所用的UTRAN频率落在该绝对阈值之下)时，如图10中的动作10-3所示，由该用户设备单元(UE)将这种发生报告给该网络。然后，如动作10-4所反映的，该网络采用物理信道重组消息，来引导该用户设备单元(UE)开始采用压缩模式来估计频率间测量。前面参考图9已描述了该压缩模式。
一旦开始该压缩模式，如动作10-5的消息所示，该网络命令该用户设备单元(UE)执行系统间测量，且当系统间触发事件3X发生时发送测量报告。限定该系统间触发事件3X在同时具有下面两个条件时发生：(1)当前所用UTRAN频率的估算质量低于规定的阈值(例如，阈值“Q_search_for_GSM”)和(2)该最好的GSM小区具有高于可接受的GSM RSSI阈值(例如，阈值“Q_accept_GSM”)的GSM载频无线电信号强度表示(RSSI)。
当系统间触发事件3X实际发生时，该用户设备单元(UE)发送测量报告(例如动作10-6)，也用于确认系统间触发事件3X已发生。该动作10-6的测量报告可选择地包括其它信息，诸如(例如)基本收发信机站标识码，基站标识码(BSIC)确认状态，和对GSM小区所观查的时差(该观查的时差是来自该用户设备单元(UE)的信息，表示在对于该UMTS小区的定时之一的什么定时找到了该GSM小区BCCH信道)。然后，作为响应，如动作10-7，该网络开始系统间转移。如果成功地进行了该系统间转移，则释放老的频率的UTRAN中的资源，并采用该GSM小区继续该连接。
为系统间转移提供滞后保护。例如，对于图11的方案，对于从GSM系统向UTRAN系统返回的滞后保护至少是在图11方案中的上述两个阈值之差，例如，至少为差〔(Q_accept_GSM)-(Q_search_for_UTRAN)〕将两个阈值表示为在同一GSM小区上测量的GSM RXLEV值。RXLEV是在该测量报告中传送接收的信号强度指示(RSSI)的信息单元的名称。该差值只是当预占该GSM小区时更经常获得的测量样本。以同样的方式，对于图10的方案，从该UTRAN系统返回到该GSM系统的滞后保护至少是在图10的方案中上述的两个阈值之差，例如，至少为差〔(Q_accept_UTRAN)-(Q_search_for_GSM)〕。将两个阈值表示为UTRAN UTRAN质量估算，例如，在同一UTRAN小区上测量的Ec/NO。该差值只是当预占该UTRAN系统时更经常获得的测量样本。
将上面提供的阈值定义的性质假设为能使该滞后保护对使操作员使用较小滞后的不同用户设备单元(UE)的实施相容和稳定。小的滞后减少了所需的系统之间的覆盖重叠。在UTRAN和GSM系统之间所需的少量覆盖重叠改善了获得尽可能大的UTRAN覆盖的能力，而并不增加由于系统间转移失败的呼叫下线的危险。与需要大的滞后的情况相比该减少的滞后要求使得该GSM系统在大的区域中被该UTRAN卸载。图12是表示覆盖有限情况的阈值集合的曲线图，其中第一系统(例如，GSM系统)并未完全重叠第二系统(例如，UTRAN系统)的覆盖区。在另一方面，图13是表示覆盖有限情况的阈值集合，其中第一系统(例如，GSM系统)完全重叠第二系统(例如，UTRAN系统)的覆盖区。
如图14中所示，本发明的原理也适用于不同操作员(例如，不同UTRAN操作员)之间的系统间转移，因为在同一区域的不同操作员将具有不同的频率。
如上述方案表征的，本发明的这种系统间转移技术提供了许多优点，包括如下：例如，该网络可使用适于控制开始和停止系统间测量的事件。对GSM小区的无线信号强度指示(RSSI)测量可采用在GSM 5.08中规定的同样变换和范围：“Digital Cellular TelecommunicationSystem(Phase 2+)；Radio Subsystem Link Control”。
本发明的技术符合于空闲模式系统间小区重选。即，对于空闲模式小区重选和对于系统间转移获得同样的小区边界。这个的意义是在呼叫建立时所选择的小区也是根据系统间转移估价的小区，即在呼叫建立后中间转移的概率是低的。
当依赖于该压缩模式的测量在进行时也可能重新构成该压缩模式。根据本发明的一方面，如果不满足测量条件(例如，该压缩模式被关断)，在测量报告中提供指示。该网络还有指示对于由该压缩模式提供的有限测量时间优先的能力。
如上说明的，优点是，该用户设备单元(UE)发送系统间测量结果，具有该测量的GSM小区频率标识(基本收发信机站标识码，基站标识码(BSIC)是否曾被确认的指示。该网络具有请求对测量的GSM小区的基本收发信机站标识码，基站标识码(BSIC)单个的或周期的再确认的选择。另外，该网络具有请求用户设备单元(UE)对同一测量目标和数量的测量和报告以便得到适当的滞后的选择。
在系统间转移上使用“虚拟活性集合”的典型情况是用于从GSM到UTRAN执行系统间转移。该虚拟活性集合使该系统准备使用在该虚拟活性集合中所示的小区，正如该活性集合在这个特定用户设备单元(UE)的转移后开始。当从UTRAN到GSM时使用该虚拟活性集合使得当与当前频率上的质量比较并与从GSM预期的质量比较时可比较来自其它频率的预期质量。
还应理解，在某些情况该系统可具有执行频率间转移或系统间转移的选择。
该用户设备单元(UE)可以考虑系统间测量触发的活性集合的质量估算。
尽管对于FDD操作模式给出上述各种例子，但应理解，也可将本发明的原理应用到从TDD操作模式向FDD操作模式的转移，或从任何系统(例如，GSM/GPRS)向FDD操作模式的转移。
如上所述，在本发明中对网络方便地提供具有在未用频率上的虚拟活性集合的UE。该虚拟活性集合使用于频率内测量的所有事件再用于报告频率间测量，同时支持在当前所用频率之外的频率上的虚拟活性集合的保持。这支持在与UE通信的建立中的网络，在执行频率间转移之后尽快地使用最佳活性集合。
在一些例子中，本发明可产生误差，测量精度通常较差，还可能有其它频率的“虚拟活性集合”的大小的差别。
尽管结合考虑当前最实际的最佳实施方案描述了本发明，但应理解，本发明并不限于所公开的实施方案，相反应覆盖各种修改和等同设备。

Claims (56)

1.一种电信网络，其中使用在第一频率上的基站的一个小区或当前活性集合的用户设备单元(UE)保持在第二频率上基站的虚拟活性集合，当在该用户设备单元(UE)所做的频率测量有理由(so warrant)时该用户设备单元(UE)可转换到基站的虚拟活性集合上。
2.如权利要求1的网络，其中周期性地，立即，或根据预定的事件触发在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量。
3.如权利要求1的网络，其中根据测量触发标准，该用户设备单元(UE)执行并报告对于第二频率的频率间测量。
4.如权利要求3的网络，使该用户设备单元(UE)执行和报告对于第二频率的频率间测量的该测量触发标准是用于使用户设备单元(UE)执行和报告对于第一频率的频率内测量的同一标准。
5.如权利要求3的网络，其中该测量触发标准是周期性地，立即，或根据预定事件三者中的一个。
6.如权利要求1的网络，其中当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时，该网络向该用户设备单元(UE)发布一个频率间转移命令，使该用户设备单元(UE)转换到基站的虚拟活性集合上。
7.如权利要求1的网络，其中该网络在测量控制消息中提供关于在第二频率上基站的虚拟活性集合的信息。
8.如权利要求7的网络，其中该测量控制消息包括在DCCH控制信道中。
9.如权利要求7的网络，其中该测量控制消息还包括要测量的测量参数和触发测量的预定测量事件中之一。
10.如权利要求1的网络，其中在虚拟活性集合更新程序中该网络提供在第二频率上基站的虚拟活性集合的至少一个成员。
11.如权利要求1的网络，其中该网络给该用户设备单元(UE)发送一个授权消息，使得在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时，该用户设备单元(UE)自主地更新基站的虚拟活性集合。
12.如权利要求11的网络，其中该授权消息规定可触发基站的虚拟活性集合的更新的事件或参数之一，而无需该用户设备单元(UE)首先发送测量报告给该网络。
13.如权利要求1的网络，其中由第二操作员保持在第二频率上基站的虚拟活性集合，而该第二操作员不同于保持在第一频率上基站的当前活性集合的第一操作员。
14.如权利要求1的网络，其中在第二频率上基站的虚拟活性集合包括第二网络系统，它不同于在第一频率上提供的第一网络系统。
15.如权利要求14的网络，其中该第二网络系统是通用移动通信系统(UMTS)而该第一网络系统是全球移动通信系统。
16.如权利要求14的网络，其中该第二网络系统是具有软频率内转移的系统，而第一网络系统是通用移动通信系统。
17.如权利要求1的网络，其中该网络利用频率质量估算来确定当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时转换到基站的虚拟活性集合。
18.如权利要求17的网络，其中由公式1提供该频率质量估算。
19.如权利要求17的网络，其中该频率质量估算是基于两个因素：(1)载波无线信号强度表示(RSSI)；和(2)是否已确认了该基本收发信机站标识码/基站标识码(BSIC)。
20.如权利要求17的网络，其中该网络将该频率质量估算与至少一个阈值比较，当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时确定转换到基站的虚拟活性集合。
21.如权利要求20的网络，其中选择该至少一个阈值以提供滞后保护。
22.一种电信网络，其中使用在第一频率上基站的小区或当前活性集合之一的用户设备单元(UE)保持在第二频率上基站的虚拟活性集合，从而当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时该用户设备单元(UE)可转换到基站的虚拟活性集合上；且其中由第二操作员保持在第二频率上基站的虚拟活性集合，该第二操作员不同于保持在第一频率上基站的当前活性集合的第一操作员。
23.如权利要求22的网络，其中该网络利用频率质量估算确定当在该用户设备单元上所做的频率测量有理由时转换到基站的该虚拟活性集合。
24.如权利要求23的网络，其中由公式1提供该频率质量估算。
25.如权利要求23的网络，其中该频率质量估算是基于两个因素：(1)载波无线信号强度表示(RSSI)；和(2)是否已确认了该基本收发信机站标识码/基站标识码(BSIC)。
26.如权利要求23的网络，其中该网络将该频率质量估算与至少一个阈值比较，当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时确定转换到基站的虚拟活性集合。
27.如权利要求26的网络，其中选择该至少一个阈值以提供滞后保护。
28.一种电信网络，其中使用在第一频率上基站的小区或当前活性集合之一的用户设备单元(UE)保持在第二频率上基站的虚拟活性集合，从而当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时该用户设备单元(UE)可转换到基站的虚拟活性集合上；且其中在第二频率上基站的该虚拟活性集合包括第二网络系统，该第二网络系统不同于在第一频率上提供的第一网络系统。
29.如权利要求28的网络，其中该网络利用频率质量估算来确定当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时转换到基站的虚拟活性集合。
30.如权利要求29的网络，其中由公式1提供该频率质量估算。
31.如权利要求29的网络，其中该频率质量估算是基于两个因素：(1)载波无线信号强度表示(RSSI)；和(2)是否已确认了该基本收发信机站标识码/基站标识码(BSIC)。
32.如权利要求29的网络，其中该网络将该频率质量估算与至少一个阈值比较，当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时确定转换到基站的虚拟活性集合。
33.如权利要求32的网络，其中选择该至少一个阈值以提供滞后保护。
34.如权利要求28的网络，其中该第二网络系统是通用移动通信系统(UMTS)而该第一网络系统是全球移动通信系统。
35.如权利要求28的网络，其中该第二网络系统是具有软频率内转移的系统，而该第一网络系统是通用移动通信系统。
36.一种操作电信网络的方法包括：
用户设备单元(UE)使用在第一频率上基站的小区或当前活性集合之一；
保持在第二频率上基站的虚拟活性集合；
当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时该用户设备单元(UE)转换到基站的虚拟活性集合。
37.如权利要求36的方法，还包括周期地，立即，或根据预定的事件触发在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量。
38.如权利要求36的方法，还包括该用户设备单元(UE)根据测量触发标准执行和报告对于第二频率的频率间测量。
39.如权利要求38的方法，其中使该用户设备单元(UE)执行和报告对于第二频率的频率间测量的测量触发标准与用于使该用户设备单元(UE)执行和报告对于第一频率的频率内测量的标准相同。
40.如权利要求38的方法，其中该测量触发标准是周期性地，立即，或根据预定事件三者中的一个。
41.如权利要求36的方法，还包括：当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时，该网络向该用户设备单元(UE)发布一个频率间转移命令，使该用户设备单元(UE)转换到基站的虚拟活性集合上。
42.如权利要求36的方法，还包括：该网络在测量控制消息中提供关于在第二频率上基站的虚拟活性集合的消息。
43.如权利要求42的方法，还包括：将该测量控制消息包括在DCCH控制信道中。
44.如权利要求42的方法，还包括：在该测量控制消息中还包括要测量的测量参数和触发测量的预定测量事件中之一。
45.如权利要求36的方法，还包括：在虚拟活性集合更新程序中该网络提供在第二频率上基站的虚拟活性集合的至少一个成员。
46.如权利要求36的方法，还包括：该网络给该用户设备单元(UE)发送一个授权消息，使得在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时，该用户设备单元(UE)自主地更新基站的虚拟活性集合。
47.如权利要求46的方法，还包括：在该授权消息中规定可触发基站的虚拟活性集合的更新的事件或参数之一，而无需该用户设备单元(UE)首先发送测量报告给该网络。
48.如权利要求36的方法，还包括：由第二操作员保持在第二频率上基站的虚拟活性集合，而该第二操作员不同于保持在第一频率上基站的当前活性集合的第一操作员。
49.如权利要求36的方法，其中在第二频率上基站的虚拟活性集合包括第二网络系统，它不同于在第一频率上提供的第一网络系统。
50.如权利要求49的方法，其中该第二网络系统是通用移动通信系统(UMTS)而该第一网络系统是具有软频率内转移的系统。
51.如权利要求49的方法，其中该第二网络系统是全球移动通信系统(GSM)而该第一网络系统是通用移动通信系统(UMTS)。
52.如权利要求36的方法，还包括：使用频率质量估算确定当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时转换到基站的虚拟活性集合上。
53.如权利要求52的方法，其中由公式1提供该频率质量估算。
54.如权利要求52的方法，其中该频率质量估算是基于两个因素：(1)载波无线信号强度表示(RSSI)；和(2)是否已确认了该基本收发信机站标识码/基站标识码(BSIC)。
55.如权利要求52的方法，其中该网络将该频率质量估算与至少一个阈值比较，当在该用户设备单元(UE)上所做的频率测量有理由时确定转换到基站的虚拟活性集合。
56.如权利要求55的方法，其中选择该至少一个阈值以提供滞后保护。
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