CDMA移动电信的分集处理转移 背景
本专利申请涉及同时提交的美国专利申请SN08/979，866(代理人文档：2380-3)，该申请的标题为“CDMA移动电信的多级分集处理”，其内容在这里结合参照。
1．发明领域
本发明涉及电信，而且更具体地涉及使用分集(软)切换(例如在扩频或码分多址(CDMA)技术中出现的分集(软)切换)的任何蜂窝/移动电信。
2．相关领域及其它考虑
在移动电信中，诸如移动电话这样的移动站在无线信道上与基站通信。通常，多个基站轮流地最终连接到移动交换中心。移动交换中心通常通过例如网关连接到其它电信网，例如公共交换电话网。
在码分多址(CDMA)移动电信系统中，基站和特定移动站之间传送的信息被一种数学码(例如扩频码)调制，使其能从使用同一无线频率的其它移动站的信息中区别出来。因此，在CDMA中，单个无线链路是基于代码来区分的。CDMA的各种特征在Garg，Vijay K等人的“Applications of CDMA in Wireless/Personal Communications(CDMA在移动/个人通信中的应用)”，Prentice Hall(1997版)，中提出。
此外，在CDMA移动通信中，带有适当扩频的同一基带信号从具有重叠地覆盖的若干个基站发送。因此，移动终端可以同时从几个基站接收和利用信号。此外，由于无线环境变化很快，一个移动站很可能同时具有到几个基站的无线信道，这样，例如可以使移动站能选择最佳信道，而且如果必要的话，可以使用从各个基站发向该移动站的信号以便保持低无线干扰和高容量。在CDMA方案中这种移动站对来自多个基站的无线信道的使用称为“软切换”。
图1表示了无线接入网(RAN)20，它包括无线网络控制器(RNC)221和222，它们分别连接到移动交换中心(MSC)241和242。无线网络控制器(RNC)221连接到基站(BS)261，1、261，2和261，3；无线网络控制器(RNC)222连接到基站(BS)262，1、262，2和262，3。在图1所示的时刻，而且为了上面总结的原因，移动站MS在图中表示为具有与两个基站(具体来说是基站261，2、261，3)的无线通信。线路281，2、281，3各代表一条通信路径。具体而言，线路281，2描述了从移动站MS到基站BS 261，2的无线信道以及从基站BS 261，3到无线网络控制器(RNC)221的陆地线路链路信道；线路281，3描述了从移动站MS到基站BS 261，3的无线信道以及从基站BS 261，3到无线网络控制器(RNC)221的陆地线路链路信道。在线路281，2和281，3的情况下，陆地线路链路将连接到无线网络控制器(RNC)221的分集切换单元(DHU)301。
因此，正如参考图1所描述的，移动站MS的移动连接潜在地利用了几个“分支”，在图1的移动站MS情况下每个分支由线路281，2和281，3代表。当考虑到移动站MS和任何其它一方的全部连接时，分集切换单元(DHU)301主要用于合并和分离移动站所用的不同分支。在面向移动站的信息沿着多条并行分支被导向不同基站的意义上出现分离。从基站接收的信息实际上可以通过几个分支得到(例如来自几个基站)，在这个意义上分集切换单元(DHU)301起合并功能的作用。
图1说明了线路281，2和281，3所代表的不同连接分支是面向所有连接到无线网络控制器(RNC)221的基站BS的简单情况。但是，一旦移动站MS漫游到足够从另一个RNC所控制的另一个基站拾取信号，例如进入或接近基站BS 262，1所处理的服务小区，就出现了图1A所示的更复杂情况。
在图1A所述情况中，涉及移动站MS的移动连接使用了属于不同无线网络控制器(RNC)的基站。这种情况包括另一种类型的切换－RNC之间的软切换。RNC之间的软切换在两个或几个RNC之间进行。在图1A所示的具体情况下，RNC之间的软切换出现在也称为“源”RNC的无线网络控制器(RNC)221和也称为“目标”RNC的无线网络控制器222之间。无线网络控制器(RNC)221是源RNC，因为它当前控制移动无线连接。目标RNC与源RNC不同，是具有或已经被确定具有被移动无线连接所利用的基站的RNC。
为了有利于例如RNC之间的软切换，无线网络控制器(RNC)221和222通过RNC之间的传输链路32而被连接起来。RNC之间的传输链路32被用于在源RNC 221和目标RNC 222之间传输控制及数据信号，而且它可以是直接链路或者逻辑链路，例如国际专利申请号PCT/US94/12419(国际公开号WO 95/15665)所描述的那样。
因此，在图1A中，移动站MS不仅通过线路281，3所代表的分支而且也通过线路282，1所代表的分支进行通信。线路281，3所代表的分支包括移动站MS和基站BS 262，1之间的无线链路，以及在RNC之间传输链路32上传输的与该移动连接有关的信息。
随着移动站MS的继续移动，最终会出现该移动站所利用的所有基站都由目标RNC 222来提供服务，如图1B中所描绘的那样。在这种情况下，RNC之间的传输链路32必须传输分别由线路281，2和281，3所代表的移动连接分支。为了传输同一移动连接的多个分支，有可能会不希望地从RNC之间传输链路32中要求更多的资源。在图1B中，分集切换单元301处理所有的合并和分离操作，即使与移动站MS的移动连接没有使用源RNC 221所拥有的基站。
对于图1B所示的情况，如果分集处理操作转移到目标RNC 222，RNC之间的传输链路32的资源可以保留。RNC之间传输链路32的利用则可以减少，因为例如多个以基站BS 261，2和262，2为目的地的分组不必并行在链路32上传输，相反地，目标RNC 222的分集切换单元可以执行这种分离。一个类似的节约措施产生的结果是：当来自移动站MS的信号通过基站262，1、262，2被接收时，就使目标RNC 222的分集切换单元对它们进行合并，并将最后所得到的信号转发到源RNC 221。
将分集处理操作移动(分集处理“转移”)到目标RNC(例如图1B的目标RNC 222)是一项复杂的工作，而且可能会导致所建立的移动连接的中断。转移分集处理操作的现有技术方法在国际专利申请号PCT/US94/12419(国际公开号WO 95/15665)中表述。该方法在图1C中说明，它包括两个处理步骤。第一个处理步骤是当移动连接首先被目标RNC的移动站MS所使用时(例如，当接受目标RNC 222服务的基站首先被调用时)，按旁路模式通过目标RNC 222中的分集处理单元(DHU)302对该移动连接选择路由。在旁路模式，目标RNC 222中的分集处理单元(DHU)302不执行合并和分离操作。相反，所有合并和分离操作保留在源RNC 222中的分集处理单元(DHU)301的范围内。
仅当(而且如果)后来移动站所利用的所有基站为目标RNC 222所拥有，则实现上述方法的第二步骤。在第二步骤中，合并及分离功能从源RNC 221中的分集切换单元(DHU)301转移到目标RNC 222中的分集切换单元(DHU)302，而且分集切换单元(DHU)301如图1C所示被旁路。
现有技术的分集处理转移由于几种原因而存在问题。例如，在图1B所示的时刻，在合并/分离操作实际转移到目标RNC 222之前，在RNC之间的传输链路32上还是很浪费地使用了两条传输连接(例如，单个连接的两个业务流分支)。此外，对于移动无线连接所用的每个RNC只有一个分集切换单元(DHU)30是必需的。两个分集切换单元的使用是对硬件的又一个浪费。
因此所需要的(而且也是本发明的目的)是一种有效而且经济的分集处理转移技术。
发明概述
与分集处理转移过程相关联地，在目标节点中对替代分集处理单元的分配仅在源节点做出转移判决之后进行。在开始时，源节点中的一个初始或源分集处理单元，针对一个通过多个为移动站提供服务的基站选择路由的移动连接的各个分支，来执行连接合并和连接分离功能。根据移动站的移动，源节点决定将连接合并和连接分离功能转移到目标节点。转移判决可以基于这些因素：例如基站利用率和/或移动站在实际和/或预测方向上的移动、以及传输成本。在一些实施例中，分集处理转移过程包括在多个节点中选择替代或目标分集处理单元的位置。
在发明的一种方式中，由一个固定节点来执行能引起分集切换单元转移的实际切换。此外，可以改变移动交换中心(MSC)。
本发明优化了网络节点之间的传输路径以及节点中硬件(例如，分集切换单元和接口)的利用率。本发明的转移与无线接口越区切换独立无关地进行，使得无线资源和固定线路传输资源的优化相互分开。按照本发明，转移判决也可以基于传输利用率和延迟。
附图的简要描述
前述以及其它的发明目的、特性和优点将从附图所示的优选实施例的如下更具体描述中阐明，图中的参考字符在各个图中指相同的部件。附图不一定是按比例的，因为重点是为了说明本发明的原理。
图1、图1A、图1B和图1C各是表明在现有技术中将移动站移动连接管理从源无线网络控制器控制下的基站转移到目标无线网络控制器拥有的基站的示意图。
图2、图2A和图2B是表明根据本发明一种方式的移动连接管理的不同阶段的示意图，其中包括根据分集处理本发明从第一无线网络控制器转移到第二无线网络控制器的方式。
图3是根据发明实施例的源无线网络控制器(RNC)的示意图。
图4是图3的源无线网络控制器(RNC)中包括的分集切换单元(DHU)的示意图。
图5、图5A和图5B是根据发明实施例的源无线网络控制器(RNC)在分别对应于图2的图2A和图2B的时间点处的示意图。
图6是图5的目标无线网络控制器(RNC)中包括的分集切换单元(DHU)的示意图。
图7是根据发明的一种方式的分集处理转移过程中包含的操作序列的示意图，其中涉及两个无线网络控制器节点。
图8，图8A、图8B和图8C是根据发明实施例的帧示意图。
图9和图9A是表明根据发明进行分集处理转移判决的不同逻辑变化的流图。
图10是具有两个以上无线网络控制器的无线网络区域的示意图。
图11、图11A、图11B和图11C各是表明：当分集切换单元转移从第二无线网络控制器返回到第一无线网络控制器、并且移动连接使用连接到第一无线网络控制器的MSC时，图2-图2B的移动连接管理的不同阶段的示意图。
图12、图12A、图12B和图12C分别是与图11、图11A、图11B和图11C类似的示意图，但是移动连接使用连接到第二无线网络控制器的MSC。
图13和图13A是分别表明涉及三个不同无线网络控制节点的分集切换单元转移执行之前和之后的示意图。
图14是根据发明一种方式的分集切换转移过程中操作序列的示意图，其中涉及三个不同无线网络控制节点。
图15是表明多个DHU转移中包含的操作的流图。
附图的详细描述
在如下描述中，为了解释而不是限制的目的，提出了一些具体细节，例如特定结构、接口和技术等，以便提供对本发明的完整理解。但是，对于本领域技术人员很明确的是，本发明可以在与这些具体细节不同的其它实施例中实施。此外，对熟知器件、电路以及方法的详细描述，为了不用不必要细节混淆对本发明的描述而被忽略了。
图2表明根据本发明一种模式的无线接入网120的一部分，其中包括通过陆地线路连接至源无线网络控制器(RNC)1221的第一组基站(BS)1261，1、1261，2和1261，3，以及通过陆地线路连接至作为目标无线网络控制器的第二无线网络控制器(RNC)1222的第二组基站(BS)1262，1、1262，2和1262，3。源RNC 1221连接到移动交换中心1241，而目标RNC 1222连接到移动交换中心1242。源RNC 1221和目标RNC 1222通过RNC之间的传输链路132进行连接。RNC之间的传输链路132可以是直接链路或逻辑链路。在逻辑链路情况下，RNC之间的传输链路132在物理上连接到传输网或公用交换电话网(例如ISDN或PSTN)。源RNC 1221和目标RNC 1222被认为是无线接入网120的控制节点，因为这些RNC在其中控制或管理分别与之连接的基站集合。
正如这里更详细的描述，对于源RNC 1221所控制的移动连接，根据本发明，目标RNC 1222中分集切换单元的分配直到源RNC 1221做出了将分集处理操作转移到目标RNC 1222之后才完成。在这方面，图2描述了源RNC 1221做出了一个分集处理转移判决时的无线接入网120；图2A表示在分集切换单元(DHU)1302处于为目标RNC 1222分配的过程中的一个随后时刻的无线网络区域120；图2B表示在分集处理转移已经完成而且切换已经在源RNC 1221中出现时的又一个随后时刻的无线接入网120。
图3中更详细地表示的源RNC 1221包括开关1401。由RNC控制单元1421控制的开关1401具有多个端口，其中的一些连接到分集切换单元(DHU)1301，另一些连接到各个接口。分集切换单元(DHU)1301连接到定时单元1411。RNC控制单元1421连接到1221的每个单元。
因为后面将要解释的原因，源RNC 1221被连接到由线143代表的信令网。源RNC 1221通过信令接口143I1连接到信令网143。信令接口143I1连接到RNC控制单元1421。
连接到开关1401端口的接口包括MSC接口单元1441；RNC接口单元1461；以及基站接口单元1481。MSC接口单元1441连接到移动交换中心1241。RNC接口单元1461连接到RNC之间的传输链路132。基站接口单元1481连接到由源RNC 1221提供服务的第一组基站(BS)。尽管基站接口单元148在逻辑上表示为对所有基站进行服务的一个单元，但是应该理解在物理上基站接口单元1481可以对每个基站有一个独立的单元。
在图4中更详细地表示了源RNC 1221的分集切换单元(DHU)1301。具体来说，分集切换单元(DHU)1221主要包括控制器1601；帧分离器1621；一组下行链路缓存器1641-1-1221-n；帧选择器1661；以及一组上行链路缓存器1681-1-1681-n。帧分离器1621和帧选择器1661从定时单元1411接收线1701上的定时信号，并且都连接到控制器1601。
帧分离器1621在线1721上从移动交换中心1241接收(通过开关1401)以帧形式的输入，而帧选择器在线1741上向移动交换中心1241发送以帧形式的输出。线1721和1741连接到开关1401的特定端口，它们通过开关1401内部连接到移动交换中心1241。
帧分离器1621在线1721上输出从移动交换中心1241接收的帧，并将它们输送到缓存器组164中对应于目前参与移动站的移动连接的基站的每个缓存器。缓存器组164中的每个缓存器再被连接成能够将所接收的帧通过线1761-1-1761-n传送到开关1401。线1761-1-1761-n连接到开关1401的各个输入端口，这些输入端口通过开关1401内部交叉连接到参与移动连接的各个基站BS的下行链路陆地线路。
帧选择器1661接收来自上行链路缓存器组1681-168n中各个缓存器的帧。参与移动连接的基站(BS)在相应的线1781-1-1781-n上向对应的上行链路缓存器1681-168n发送帧。每条线1781-1-1781-n连接到开关1401的对应端口，这些端口通过开关1401内部交换到相应基站(BS)的上行链路陆地线路。因此，当多个基站参与移动连接时，从代表相同上行链路信息的多个帧(例如，具有相同帧号的帧)中，帧选择器1661挑选最佳帧并将其发送(通过开关1401)到移动交换中心1241。
如上所述，分集切换单元(DHU)1301的控制器1601连接到帧分离器1621和帧选择器1661，控制它们的操作，并通过线路1801连接到RNC控制单元1421。RNC控制单元1421监控控制器1601的操作，并协调控制器1601与源RNC 1221中的其它单元的操作。
图5表示根据发明的一个示范实施例的在对应于图2时间的特定时刻上的目标RNC 1222。目标RNC 1222包括开关1402；定时单元1412；RNC控制单元1422；基站接口单元(BS I/F单元)1482；MSC接口单元1442；以及分集切换单元(DHU)1302。为了简单起见，目标RNC 1222内的一些连接(例如所有单元到定时单元1412和RNC控制单元1422的连接)没有表示。
在图5所示的时刻，移动站MS刚刚移动到一个可与基站(BS)1262，1和1262，2进行无线通信、而不再与源RNC 1221(见图2)拥有的任何基站进行无线通信的地理位置。在图5所示的时刻，目标RNC 1222中的分集切换单元(DHU)还没有被分配给移动站MS的移动连接。相反，该连接的所有分支都通过开关1402选择路由，而不是通过分集切换单元(DHU)1302选择路由。
在上述方面，如图5所示，除了很多其它端口，开关1402还具有基站下行链路端口PBD1-1、PBD1-2、PBD2-1和PBD2-2；基站上行链路端口PBU1-1、PBU1-2和PBU2-2；分别连接到RNC I/F单元1462的下行链路和上行链路终端的端口PR1和PR2；以及分集切换单元端口PD1-PD6。如图5所示，基站上行链路端口PBU1-1和PBU1-2和基站下行链路端口PBD1-1和PBD1-2通过基站I/F单元1482连接到基站(BS)1262，1；而基站上行链路端口PBU2-1和PBU2-2以及基站下行链路端口PBD2-1和PBD2-2通过基站I/F单元1482连接到基站(BS)1262，2。在图5所示的时刻，基站上行链路端口PBU1和PBU2连接(通过开关1402)到接口上行链路端口PR1；基站下行链路端口PBD1和PBD2连接(通过开关1402)到接口下行链路端口PR2。
图6所示的目标RNC 1222的分集切换单元(DHU)1302，被理解为实际上具有与图4的分集切换单元(DHU)1301相同的结构，只有一个重要例外。该例外是：在分集切换单元(DHU)1302中，线1722和1742最终通过开关1402连接到RNC I/F单元1462，而不是移动交换中心。特别是如后面所解释的，线1722和1742通过开关1402连接到开关端口PR1和PR2，以便分别用于RNC I/F单元1462的下行链路和上行链路终端(见图5)。
如上所述，在图5所示时刻，目标RNC 1222中还没有分集切换单元(DHU)被分配给移动站MS的移动连接。应该认识到目标RNC 1222很可能确实没有将其它的分集切换单元连接到开关1402，而且那些其它的分集切换单元正在处理某些并非是到图5所示的特定移动站MS的移动连接。这些其它的分集切换单元因此将会对其它移动连接中的帧进行路由选择，例如从MSC 1242路由选择到另一个移动站的帧以及从另一个移动站(而且通过不同基站)路由选择到MSC 1242的帧。但是，对于这里所讨论的到移动站MS的移动连接，在图5的时刻，还没有涉及到目标RNC 1222的分集切换单元。
图7表示根据发明实施例的分集处理转移过程中包括的操作序列。图7用三条单独的平行垂直线来表示源RNC 1221、目标RNC 1222以及由目标RNC 1222提供服务并且被牵涉在与移动站MS的移动通信中的基站(BS)这三者各自所进行的操作。
图7中的操作7-1表示源RNC 1221的RNC控制单元1421正在作出一个关于分集切换单元应该转移(例如，分集处理转移)的判决。实际上根据发明的一个方式，当源RNC 1221不再具有任何基站(BS)1261-1263涉及到用于移动站MS的移动连接中时，RNC控制单元1421就决定进行分集处理转移。RNC控制单元1421中的有关分集处理转移判决的逻辑，将结合图9进行更详细的讨论。
在RNC控制单元1241决定进行分集处理转移之后，RNC控制单元1421进行操作7-2。操作7-2涉及RNC控制单元1421在RNC之间的链路132上分配或建立连接。结合操作7-2，RNC控制单元1421分配开关1401的端口以及RNC接口单元1461的端口，以供目标RNC 1222和源RNC 1221之间的RNC之间的链路132上的新连接去使用。操作7-2的分配是针对于一个新连接的，即对移动站MS的连接，因为对其它移动站的连接可能已经存在了。
当完成操作7-2的分配时，在操作7-3，RNC控制单元1421向目标RNC 1222发送信令消息，其中包括分集处理(DHU)转移请求。RNC之间的信令消息通过信令网143发送，而且可以按照(例如)7号信令系统来进行上述的信令消息发送。在源RNC 1221内部，通过开关1401和RNC接口单元1461对分集切换(DHU)转移请求选择用于RNC之间链路132的路由。分集切换单元(DHU)转移请求将指示目标RNC1222去分配一个用于移动站MS的移动连接的分集切换单元(DHU)，并将所分配的分集切换单元(DHU)连接到移动站MS目前所用的基站。包括分集切换单元(DHU)转移请求在内的信令消息可以传输以下信息：(1)在RNC之间的链路132上与最新分配的分集切换单元(DHU)和可用的MSC(例如MSC 1241)之间的连接相关联的连接标识符；以及(2)由源RNC 1221的分集切换单元(DHU)1401以前所分配的以及目前用于与移动站MS的移动连接的基站的标识符。
来自源RNC 1221的信令消息(包括分集切换单元(DHU)转移请求)通过开关1402被路由选择到目标RNC 1222的RNC控制单元1422。信令消息到RNC控制单元1422的路由选择可以包括通过信令网的路由选择。当收到该信令消息时，RNC控制单元1422执行图7所示的操作7-4、7-5和7-6。操作7-4、7-5和7-6的执行由图5A反映。
操作7-4包括将分集切换单元(具体来说就是分集切换单元(DHU)1302)分配给用于移动站MS的连接。向用于移动站MS的连接分配分集切换单元(DHU)1302包括通过开关1402将切换单元(DHU)1302连接到RNC接口单元1462。这种连接通过将端口PD1连接到端口PR2并将端口PR1连接到端口PD2[见图5A]来完成。就分集切换单元(DHU)1302而言，这种连接意味着将(连接到端口PD1的)线1742连接到端口PR2，这样(当转移完成时)这些帧将从帧选择器1662被发送到RNC I/F 1462，并最终通过开关1401到达移动交换中心MSC1241[见图6]。此外，将(连接到端口PD2的)线1722连接到端口PR1，这样(当转移完成时)这些帧可以通过开关1401和1402发送到帧分离器1622[见图6]。
操作7-5包括在目标RNC 1222和由目标RNC 1222控制的为移动站MS服务的基站(具体而言就是基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2)之间分配新连接。分配这种新连接包括将端口PBU1-2和PBD1-2指定给有关基站(BS)1262，1的连接，并将端口PBU2-2和PBD2-2指定给有关基站(BS)1262，2的连接。此外，端口PBU1-2和PBU2-2分别连接到端口PD3和PD4，而端口PBD1-2和PBD2-2分别连接到端口PD5和PD6。开关1402的端口PD3和PD4被连接到上行链路线路1782，从而最终将帧发送到帧选择器1662[见图6]。开关1402的端口PD5和PD6连接到下行链路线路1762，从而最终可从帧分离器1622得到帧[见图6]。
操作7-6表示目标RNC 1222的RNC控制单元1422向目标RNC 1222所拥有的、为移动站MS服务的每个基站发送一个带有附加链路建立请求的信令消息。这些信令消息通过基站启动时建立的半永久性连接发送。RNC控制单元1422知道如何根据转移请求[见操作7-3]中接收到的参数而建立这些信令消息。操作7-6发送的信令消息每个都包括收发机标识符和目标RNC 1222与各个基站之间的链路中所分配的连接的标识符。尽管没有说明，但是应该理解在发送信令消息时，RNC控制单元1422通过开关1402在内部连接到端口PBD1和PBD2。
在操作7-6中发送到基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2的附加链路建立请求会指示基站将它们的收发机通过在附加链路建立请求中指定的连接并行地连接到目标RNC 1222。这些收发机已经连接到源RNC 1221，即，基站(BS)1262，1已经通过端口PBU1-1和PBD1-1而被连接；基站(BS)1262，2已经通过端口PBU2-1和PBD2-1而被连接。基站(BS)1262，1的新的并行的连接涉及端口PBU2-1和PBD2-1；基站(BS)1262，2的新的并行的连接涉及端口PBU2-2和PBU2-2。所涉及的基站(即基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2)全都将它们的收发机连接到该连接之中并向目标RNC 1222发送确认响应消息，如操作7-7[见图7]。
图7的操作7-8是所涉及的基站(即基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2)以及分集切换单元(DHU)1302之间的同步过程。同步过程的各个方面随后讨论。
在图5A所示时刻，基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2发送在下行链路上通过源分集切换单元(DHU)1301向移动站MS选择路由的信息。相反，在上行链路上，基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2发送相同的接收数据(尽管可能质量不同)以及对于源分集切换单元(DHU)1301和目标分集切换单元(DHU)1302的控制信息。
当所有受影响的基站已经同步，如操作7-9，目标RNC 1222的RNC控制单元1422向源RNC 1221发送信令消息。操作7-9的信令消息包括切换请求。在源RNC 1222切换之前，在RNC之间的链路132上涉及移动站MS与RNC I/F单元1461之间的所有移动连接分支的所有业务流将通过开关1401和分集切换单元(DEU)1301来选择路由，如图3中线PRE-X所示。当收到切换请求时，目标RNC 1222的RNC控制单元1421执行操作7-10[见图7]所示的切换过程。切换过程优选地在帧传输之间进行，以便避免帧丢失，否则源RNC 1221和目标RNC 1222之间必须在此之前达到同步/时间对准。
在操作7-10的切换过程中，RNC控制单元1421对开关1401进行操作，以便将RNC I/F单元1461通过开关1401连接到MSC I/F单元1441，如图3的线POST-X所示。作为切换的结果，来自MSC 1241的帧可通过开关1401来选择路由，以便被RNC I/F单元1461用于RNC之间的链路132，并在目标RNC 1222中通过开关1402并到达分集切换单元(DHU)1302。这些帧在分集切换单元(DHU)1302中被分离，以便用于基站(BS)1262，1(通过端口PBD1-2)和基站(BS)1262，2(通过端口PBD2-2)。此外，以MSC 1241为目的地的帧将通过开关1402选择路由到达分集切换单元(DHU)1302，并在这里合并，所合成的(例如，最佳的)帧通过开关1402被选择路由并被RNC I/F单元1462用于RNC之间链路132。在源RNC 1221中，这些帧通过1401选择路由到达MSC 1241，旁路分集切换单元(DHU)1301。
如操作7-11所示，当完成切换时，源RNC 1221向目标RNC 1222发送带有切换确认的信令消息。当收到切换确认时，目标RNC 1222的RNC控制单元1422控制开关1402以便释放基站(BS)1262，1以前所使用的端口PBU1-1和PBD1-1、以及基站(BS)1262，2以前所使用的端口PBU2-1和PBD2-1。因此源RNC 1221的DHU变成可用资源。此时移动站MS的移动连接只涉及使用那些最新用到的与分集处理转移有关的基站连接端口的分支。图5B表示了目标RNC 122内移动站MS的移动连接分支。
除了参考图7描述的那些信令消息(它们可以类似于GSM中使用的MAP协议)之外，RNC之间的链路132还传输业务流或用户帧以及空帧和同步调整帧。业务流帧格式的例子在图8和图8A中表示。图8具体地表示了上行链路业务流帧，它具有帧类型域8-1、帧编号域8-2、质量指示域8-3、以及用户业务数据域8-4。图8A表示下行链路业务流帧，它具有帧类型域8A-1、帧编号域8A-2、以及用户业务流数据域8A-4。
质量指示域8-3和8-4内容的例子是帧的接收信噪比(SIR)。此外，帧的校验和结果可以被包括在质量指示域8-3和8-4中。质量指示被分集切换单元(DHU)中的帧选择器用来选择并(向恰当的移动交换中心MSC)转发来自移动站MS连接中包括的所有基站的具有给定帧号的所有接收帧中最佳帧的用户业务流数据。另一方面，帧分离器将用户业务流数据复制到移动站MS连接中包括的所有基站，并附加帧号到域8A-2[见图8A]。定时单元(例如，定时单元1411)为分集切换单元(DHU)提供帧号和帧号时钟参考。
空帧的一个例子在图8B中表示，当没有真正的业务流要发送时它可以用于建立通信和同步。在切换之前，空帧也用于从目标分集切换单元(DHU)1302到基站的下行链路以便建立同步。图8B的示例空帧包括帧类型域8B-1、帧编号域8B-2以及空数据域8B-4。
如图8C所示，同步帧用于传送同步调整值。图8C所示的同步帧的例子包括帧类型域8C-1以及调整值数据域8C-4。在发明的一种方式中，调整值数据域8C-4包括正或负的时间偏移值。
正如上面提到的(例如参考图7的操作7-1)，例如，源RNC 1221的RNC控制单元1422确定何时启动分集切换单元转移过程。在优选实施例中，这种判决基于对传输资源的优化。在分集处理转移判决过程中实现的逻辑的一个例子在图9中反映。
图9的分集切换单元转移判决逻辑包括(在初始化步骤9-1之后)：周期性地确定(步骤9-2)由源RNC 1221管理的任何基站是否被包括在移动站MS的移动连接中。如果步骤9-2的确定是否定的，执行就环回，以便在未来时刻重新检测步骤9-2的确定。但是一旦步骤9-2的确定是肯定的，即没有由源RNC 1221管理的基站与移动站MS有关，就设置定时器T1(步骤9-3)。正如下文所见，定时器T1用于抵消可能的乒乓效应。如步骤9-4和9-5所示，如果在定时器T1超时之前一个由源RNC 1221管理的基站被附加入移动站MS的移动连接中，则可能的DHU转移就被抑制，(在步骤9-6)定时器T1被停止而且在环回步骤9-2之前被复位。如果由源RNC 1221管理的基站被附加入移动站MS的移动连接中之前定时器T1已超时，就执行步骤9-7和9-8。在步骤9-7，选择另一个RNC作为目标RNC。一旦选择了目标RNC，图7所描述的DHU转移过程就被执行(如图9的步骤9-8所代表的那样)。
结合上述图9的步骤9-7，移动站MS可能与基站处于无线联系之中，而其中一些基站属于不同的RNC。例如，在图10描述的情况下，源RNC 1221必须在目标RNC 1222和目标RNC 1223之间选出用于分集处理转移过程的候选者。应该理解还有更多的RNC可能竞争接受分集处理功能，这里所示的配置是示范性的，不是限制性的。
图9中的各种分集处理转移判决逻辑出现在不同实施例中。尽管图9的例子要求分集处理转移执行之前没有基站被源RNC 1221管理，其它变更方案都有与由源RNC 1221和目标RNC 1222管理的基站数有关的不同的转移准则。例如，转移准则可以在如下一种变化中满足：其中源RNC 1221只管理一个参与移动连接的基站，而且目标RNC 1122管理参与移动连接的预定数目(大于一)的基站。
作为另一个变化的例子，有关移动站MS移动方向的信息可以被认为用于确定何时执行分集处理转移。在这个方面，RNC控制单元1421可以管理一个数据库，其中存储从移动站MS确定或由移动站MS实际报告的坐标或其它地理表示信息的记录。通过分析这些记录，RNC控制单元1421可以确定移动站当前移动矢量，或者基于移动站移动的先前历史的预测，并使用这种矢量或预测确定分集处理在何时转移会使无线网络区域的资源最佳化。
有关移动站MS移动方向的信息可以作为一个当在多个RNC中选择新的DHU位置时需要[例如，见图9的选择步骤9-7]考虑的因素。
图9的分集处理转移判决逻辑的另一个变化情况基于传输成本。根据这个变化，现有的到移动站MS的连接(包括到达所有基站的所有分支)的总传输成本首先被确定。然后，针对分集处理可能转移到的每个可能的RNC，确定移动站连接(同样包括到达所有基站的所有分支)的总成本。总成本根据操作员定义或自身配置的量度来计算，并包括任何一对RNC之间的传输成本以及RNC及其管理的基站之间的传输成本。根据这个变化，当确定一个不是前源RNC的RNC能够提供较低的传输成本(包括门限余量)时，就执行分集处理转移。
图9A表示基于上面概述的这种以传输成本作为考虑因素进行分集处理转移判决的例子。步骤9A-1表示图9A判决逻辑的起动以及初始化。在步骤9A-2，确定一个基站是否已经被附加到移动连接的软切换服务所涉及的基站集合中或从其中被删除。如果基站集合的成员资格没有改变，图9A的逻辑就环回步骤9A-1，以便可以分别监视成员资格。
如果该集合的成员资格确实改变了，在步骤9A-3开发一个候选RNC节点库。该库不包括DHU目前驻留的RNC节点。然后在步骤9A-4，计算库中每个候选RNC节点的虚拟传输成本。类似地，在步骤9A-5，计算DHU目前驻留的节点的虚拟传输成本。
在步骤9A-6，确定进行DHU转移性能价格比是否合算。性能价格比通过以下步骤确定：(1)找到最低虚拟传输成本的候选RNC节点，(2)对最低廉的候选RNC节点的虚拟传输成本添加一个余量或门限余量成本因子，并且(3)将其与DHU目前驻留的RNC节点虚拟传输成本相比较。如果DHU目前驻留的RNC节点仍然是最低廉的，就不必进行DHU转移，并且将逻辑环回到步骤9A-1。
如果在步骤9A-6确定一个DHU转移是性能价格比合算的，则在步骤9A-7选择具有最低虚拟传输成本的该候选RNC节点作为目标RNC节点。然后，在步骤9A-8启动到目标RNC节点(步骤9A-7所选出的)的DHU转移。如果在步骤9A-9确定DHU转移是成功的，那么图9A的逻辑如步骤9A-10所示地那样结束。否则，图9A的逻辑通过环回步骤9A-1而重新开始。
现在针对代表性节点(RNC(i))描述步骤9A-4和9A-5中的用以确定虚拟传输成本的计算。假设为了讨论起见，有“j”个基站被包括在移动连接的软切换所涉及的集合中，而且每个基站BS(I)被描述为被RNC(r(j))所控制。然后，如下确定节点RNC(i)的虚拟传输成本C(i)：
“固定(anchor)”的意思将在下面解释，但是在图2所示的模式中。固定RNC可以假设是源RNC。各个RNC到RNC连接的成本可以由操作命令设置或输入。或者，可以使用诸如ATM论坛规定的PNNI这样的路由选择协议中的信息。一种可能性是使用中间切换节点数作为量度。例如，两个RNC节点之间的成本可以是两个RNC节点之间的传输路径上中间切换节点的数目。
在某些情况下，例如对于不同的逻辑信道/业务，移动站MS的移动连接可以由并行的两个或更多的分集切换单元(DHU)来支持。这种情况的一个例子是具有多个业务(例如多媒体业务)的移动站，其中每个业务在相应的多个并行逻辑信道中占有一个。这些逻辑信道可以有不同的比特率、延迟以及其它特性要求。在这个例子中，一个DHU服务一个逻辑信道。在基站中，用于这种移动连接的逻辑信道用码信道复接。因此，每个逻辑信道有一条基站-RNC(DHU)-MSC连接。即使在无线接口(例如BS-MS)上共同处理各个逻辑信道，它们也可以在基站之后分别对待。在这种情况下，每个DHU可以使用本发明的DHU转移过程而独立移动。控制信道信令的DHU定义了源RNC的作用，因此被最后移动。
如这里所用的，同步包括要维持无线接口上现有定时的原则，例如在基站和移动站之间以某个相位例如在10毫秒间隔交换帧。在目标RNC 1222和所有参与的基站(例如，基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2)之间建立了连接之后，一系列事件在源RNC 1221和目标RNC1222之间出现
在源RNC 1221和目标RNC 1221之间的上行链路上，基站把从移动站MS接收的帧发送到目标分集切换单元(DHU)1302和源分集切换单元(DHU)1301。分集切换单元(DHU)1302的上行链路缓存器168集合从不同(例如，所有两个)基站接收帧。对于相同连接的具有相同帧号的帧，帧选择器1662选择具有最佳质量指示的帧[见图8]。上行链路帧被转发到源RNC 1221(至少在从目标RNC 1222请求切换之前)。目标分集切换单元(DHU)1302向RNC控制单元1422表示何时建立同步。
在下行链路上，分集切换单元(DHU)1302基于接收的已编号的上行链路帧，可以确定已编号的下行链路帧最初的离开时间，并开始发送已编号的下行链路空帧[见图8B]。基站接收已编号的空帧，如果这些帧到达太早或太晚，就指示分集切换单元(DHU)1302调整它的离开时间。而且，基站向RNC控制单元1422表示何时建立同步。
当目标RNC 1222确定上行链路和下行链路已经建立了同步时，于是目标RNC 1222通知源RNC 1221使用操作7-9的切换请求[见图9]。此时，源RNC 1221执行上述切换过程7-10。当有效帧开始从目标RNC1222到达每个所涉及的基站(例如基站(BS)1262，1和基站(BS)1262，2)时，基站开始发送从目标RNC 1222接收的帧，而不是从源RNC 1221接收的帧。
如果使用目标RNC 1222的分集切换单元(DHU)1302增加了总延迟，就会出现一些动作。例如，如果支持移动交换中心(MSC)的时间对准，分集切换单元(DHU)1302可以向移动交换中心(MSC)发送命令调整它的定时。但是在这种调整过程中可能会丢失一些帧。如果不支持移动交换中心(MSC)的时间对准，可能会出现帧滑动。为了避免这个问题，最初建立连接时要有足够的延迟余量(例如，分集切换单元(DHU)1301中的一些额外的缓存)。
图2-图2C说明了当移动站MS漫游到只使用RNC 1222控制的基站BS 1262，1和1262，2时的分集处理转移(例如，从RNC1221的DHU1301转移到RNC 1222的DHU 1302)。图11-图11C进一步表示当移动站MS漫游回到RNC 1221控制的基站BS 1261，2和1261，3时的返回分集处理转移的各阶段。
可以将分集处理返回所包括的过程和操作(特别是图11A-图11C中所描述的)理解为分别类似于前面针对图2-图2B描述的过程和操作。但是，尽管在返回分集处理转移时RNC 1221中分配的DHU实际上是最新分配的而且不一定与以前的DHU 1301相同，但是在图11B-图11C中将RNC 1221的新DHU称为DHU 1301。
图11-图11C的返回分集处理转移是在RNC 1222的DHU 1302通过RNC 1221连接到处理移动连接的MSC 1241的条件下进行的。因此，直到分集处理转移如图11C所示地返回RNC 1221为止，RNC之间的链路132传输(1)MSC 1241和DHU 1302之间的帧、(2)DHU 1302和基站BS 1261，2之间的帧、和(3)DHU 1302和基站1261，3之间的帧[见图11A]。MSC 1241被连接到RNC 1221。
如果在恰当时间(例如图2B和图11所示时间之间的时间)处理移动连接的MSC有所改变，图11A-图11C中描述的RNC之间的链路132传输如此多帧的情况可以避免。例如，如果改变移动连接以便使用MSC 1242而不是MSC 1241，RNC之间的链路132上的业务流可以减少。当实现这种MSC改变时，返回到RNC 1221的返回分集处理转移将如图12-图12C中所表示，这与图11-图11C不同。在图12C所示的时刻，应该考虑移动连接是否应该改变回去使用MSC 1241而不是MSC1242。
前面描述的本发明方式包括源RNC 1221和目标RNC 1222，它们其中的一个被连接到处理移动连接的MSC而无需一个中间RNC。图13和图13A描述了一种不同的方式，其中移动连接使用MSC 1240而且其中的RNC 1220起“固定”RNC的作用。“固定”RNC是最紧密地连接到与移动连接有关的MSC的RNC，而且是执行分集处理转移切换以便连接新DHU的RNC。
实际上，本发明的所有方式都包括执行分集处理转移的三个逻辑RNC：(1)执行切换以便连接新DHU的“固定”RNC；(2)控制旧DHU并启动分集处理转移过程的“源”RNC；(3)控制新DHU的“目标”RNC(在分集处理转移过程完成之后，它变成源RNC)。在前面的图2-图2B方式中，RNC 1221起源RNC和固定RNC的作用。在图11-图11C以及图12-图12C的模式中，则相反，RNC 1222起固定RNC 1220的作用。
在图13和图13A所示的发明模式中，固定RNC 1220执行切换，因此分集处理从源RNC 1221的DHU 1301转移到目标RNC 1222的DHU1302。图13表示分集处理转移之前的情况；图13A表示分集处理转移完成之后的情况。
图14表示根据图13-图13A的方式(即“固定”RNC而不是源RNC或目标RNC执行切换的方式)，分集处理转移过程中包括的操作序列。操作14-1表示源RNC 1221执行分集处理转移是否应该出现的判决。这种判决可以根据这里描述的各种准则中任何一个(例如图9或图9A的准则)来进行。一旦做出了分集处理转移判决，在操作14-2，源RNC 1221向固定RNC 1220发送“分集处理(DH)转移启动”消息。然后在操作14-3，固定RNC 1220向目标RNC 1222发送分集转移请求消息。作为响应，操作14-4指示出目标RNC 1222分配分集处理单元(例如，DHU 1302)是转移的接收者。与图14的各种其它操作类似，操作14-4中DHU分配的细节都可以参考前面结合图7描述的类似操作来理解。当完成DHU分配时，在操作14-5，目标RNC 1222向固定RNC1220发送“DH转移在进行中”消息。
当目标RNC 1222在操作14-5表示DH转移可以进行之后，在操作14-6，固定RNC 1220向目标RNC 1222发送“传输路径SETUP(建立)”消息。操作14-6的传输路径SETUP消息用于在固定RNC 1220和目标RNC 1222之间建立RNC之间的传输链路连接。操作14-6的消息可以通过中间交换节点或通过信令网络发送。在一些实施例中，由操作14-6建立的连接可以从固定RNC 1220到每个激活的基站都建立起来。当建立RNC之间的传输链路连接时，在操作14-7，目标RNC 1222向固定RNC 1220发送“传输路径CONNECT(连接)”消息。
操作14-8包括由目标RNC 1222针对移动连接向接受目标RNC 1222服务的每个活动基站发送“附加链路建立”消息。作为响应，每个激活的基站向目标RNC 1222返回“附加链路建立响应”消息。然后，在操作14-10，在目标RNC 1222和每个活动基站之间达到同步。
当达到同步时，在操作14-11，目标RNC 1222向固定RNC 1220发送“切换请求”消息。作为响应，在操作14-12，固定RNC 1220执行切换过程。在切换完成之后，在操作14-13，固定RNC 1220向源RNC1221发送“DHU释放”消息。作为响应，在操作14-14，源RNC 1221返回“DHU释放确认”消息。此外如操作14-15所示，源RNC 1221向源RNC 1221发送“传输路径释放”消息，如操作14-16所表示的那样。
在操作14-17，源RNC 1221向目标RNC 1222发送一串“传输路径释放”消息，每个激活的基站一条消息。作为响应，在操作14-18，目标RNC 1222向源RNC 1221返回同样数目的一串(每个基站一个)“传输路径释放完成”消息。
在操作14-19，源RNC 1221向固定RNC 1220发送“DH释放完成”消息。固定RNC 1220响应性地在操作14-20向目标RNC 1222发送“切换确认”消息。当收到“切换确认”消息时，目标RNC 1222向每个激活的基站发送“将链路释放到旧DHU”的消息(操作14-21)。作为返回，每个激活的基站向目标RNC 1222发送“释放链路响应”消息。
结合图14描述的各条消息可以通过中间切换节点发送。此外，各种操作或操作组合可以并行执行。例如，操作8-11可以与操作6-7并行执行。而且操作15-16可以与操作17-18并行执行。这里所用的传输路径建立、连接、释放以及完成消息(例如，信号)类似于ISUP。
图13和图13A的模式表示前面描述模式的改进。因此应该认识到本发明包括具有任意数目无线网络控制节点的系统。
本发明也包括多个分集切换单元(DHU)一起移动的情况。图15表示多个DHU(具体地有“N”个DHU)转移过程中执行的一般操作。在操作15-1，目标RNC分配N个目标DHU。操作15-2表示在固定RNC和目标RNC之间建立N条连接。在操作15-3，每个激活的基站连接到服务小区N目标DHU。然后，固定RNC执行N次切换操作(操作15-4)。如操作15-5所示，在N条连接的每条上，当数据到达时基站从目标DHU发送数据，在此之前从源DHU发送数据。
但是应该理解从源DHU到目标DHU的切换对所有N条连接不必是同时的。切换不必对到移动站的所有N条连接进行。
在这里描述的实施例中，为了简单起见，只表示了将有限数目的基站(BS)连接到每个RNC。应该理解每个RNC可以连接不同数目以及更多数目的基站(包括只有一个基站)，因此，每个分集切换单元(DHU)中下行链路和上行链路缓存器的数目是与此有关的。此外，应该理解在诸如无线接入网120这样的无线接入网中，可以具有或附加与上述不同的RNC和基站。
在前面讨论中，MSC I/F单元以及RNC I/F单元被示为独立的接口。但是应该理解这些接口可以合成单个传输网络接口单元。
在这里所示的实施例中，RNC之间的连接被示为直接连接。也应该理解这种连接可以通过任何中间节点转接。例如，在转接这种连接的实施例中，中间节点可以是MSC、RNC或公共交换电话网(PSTN)中的节点。
此外，应该理解RNC很可能连接到几个其它的RNC(例如，多达八个)，因此可以提供多条RNC之间的链路。因此，这里提到的到RNC之间的传输链路的连接是指可能的多条这种连接中恰当的一条。
读者应该理解多个RNC可以组合构成“群”，而且从群的外部看，群是一个较大的“逻辑”RNC。物理的RNC之间的链路因此可以处在较大的逻辑RNC内以及RNC群之间。
这里描述的分集处理转移的所有情况及方式假设：在分集处理转移过程完成之前的切换(即，基站分支的增加及/或删除)是禁止的。
本发明提供了多种好处，其中包括网络区域资源的优化在内。例如，基站和分集切换单元(DHU)之间分支的使用时间缩短了。此外，本发明节省了RNC之间链路上的传输资源。
尽管发明已经结合目前认为是最实际而且优选的实施例进行了描述，但是应该理解发明不限于所揭示的实施例，相反，发明意图涵盖所附权利要求内包括的各种修改和等同设计。