[发明专利]在专用网络和公共移动网络之间用于移动辅助切换的无线通信系统和方法

说明书

发明领域：

本发明涉及通信系统，并且特别涉及在公共陆地移动网络的覆盖区域中的专用无线通信网络。

发明背景：

公共蜂窝网络(公共陆地移动网络)通常被用于向多个用户提供语音和数据通信。例如，模拟蜂窝无线电话系统(诸如其名为AMPS，ETACS，NMT-450和NMT-900的系统)已在世界上成功地被使用。更近一些时候，数字蜂窝无线电话系统(如北美的IS-54B和全欧的GSM系统)已被引入。这些系统以及其他系统在名为蜂窝无线系统的著作中被描述，该著作的作者是Balston等人，由Arech House Norwood，Ma于1993年出版。

传统的模拟无线电话系统一般使用的系统是用频分多址(FDMA)来产生通信信道。熟知本技术的人员很清楚地知道，无线电话通信信号是被调制的波形，一般是在载波频率频谱中的一个预定频带上进行通信。这些分散的频带就作为蜂窝无线电话在其上通过为小区服务的基站或卫星与一个小区进行通信的信道。例如在美国，联邦政府将一段可进一步分为若干窄频带对的UHF频谱分配给蜂窝通信，该系统名为EIA-533或IS-19B。信道分对是起因于频率的双工结构，其中发送和接收频率在每对信道中的偏移是45MHZ。目前美国有832个频宽为30KHZ的无线信道被分配给蜂窝移动通信。

当用户数增加时，可用频带在数量上的限制带来了一些挑战。在一个蜂窝无线电话系统中增加用户数通常需要更加有效地利用有限的可用频谱，以便在保持通信质量的同时提供更多的总信道数。这一挑战因为用户可能不会均匀地分布在系统中的小区之间而被增强。对于特定的小区，为了在任何特定时间内处理潜在的更高的本地用户密度，可能需要更多的信道。例如，一个在闹市区的小区可以想象在任何一个时候内同时会有成千上万个用户，很容易耗尽小区中可用的频带数量。

基于这些原因，传统的蜂窝系统采用频率再利用来提高每个小区的潜在信道容量，并提高频谱效率。频率再利用涉及向每个小区分配频带，使采用相同频率的小区在地理上分开，以允许在不同小区中的无线电话同时使用相同的频率而不彼此干扰。通过这样做，数以千计的用户可以仅由数以百计的频带的系统来为其服务。

在过去几十年中，移动电话的使用已经极大地增长。以像AMPS，NMT和TACS这些模拟型标准作为移动电话的缓慢起步，现在用户市场确实遇到了先进的诸如GSM和D-AMPS的数字标准的冲击。除了例如移动电话的大小、电池使用时间等性能提高了之外，网络方面也有许多进步。高密度小区复用计划通过分级的小区结构而得到补充，在这里宏蜂窝覆盖整个街区，微蜂窝覆盖更小的区域，如街道，微微蜂窝则覆盖非常小的区域，其大小为几个房间的范围。对于分级的小区结构来说，重要的是每个所使用的基站(从宏蜂窝到微微蜂窝)是同一公共陆地移动网络(PLMN)的一部分。当移动用户从一个宏蜂窝漫游到微蜂窝区域时，呼叫被从宏蜂窝基站切换到微蜂窝基站，而不被用户所知。对于遵照TDMA的数字电话来说尤其是这样：对于在一个协调好的PLMN中的移动电话来说，从一个基站切换到另一个通常只涉及改变一个时隙。

为了使网络便于将呼叫从PLMN的一个基站重选路由到另一个，移动电话执行一些测量，这些测量用一个快或慢的相关控制信道(FACCH或SACCH)向它当前所连接的基站报告。移动测量帮助PLMN的基站控制器找到该呼叫可以继续的最佳可选基站。

近来，用于居住和商业区的专用无线通信网络正在发展，它使用与公共蜂窝网络相同的空中接口，但没有成为所覆盖的公共蜂窝网络的一个统一部分。在这种意义上，这些专用系统不是微或微微网络，因为这些专用系统与公共蜂窝网络之间没有直接的连接。例如，在住宅区中使用时，专用基站可以如美国专利NO.5,428,668中所阐述的那样使用，它只与PSTN相连接。在使用了专用小交换机(“PBX”)的商业或办公网中，属于同一个专用网络的无线基站相互通信，但是它们都不直接与覆盖它们的PLMN通信。由于专用无线系统只有有限的范围，当移动用户走出覆盖范围时，会造成呼叫丢失，除非覆盖它的公共蜂窝网络可以接替该呼叫。因此从专用移动网络到公共蜂窝网络的切换十分重要。然而，由于专用无线系统和PLMN之间没有协调，在实现从专用网络到PLMN的切换时遇到了问题。

发明简述

因此，本发明的一个目的是提供改进的无线通信移动终端，除了可以在公共陆地移动网络的覆盖区域中的专用无线通信网络中使用外，还可以在公共陆地移动网络中使用。

本发明的另一个目的是提供一种方法，用于从专用无线通信网络到覆盖它的公共陆地移动网络进行移动台辅助切换，而不需要中断呼叫。