ES2331584T3 - Sincronizacion de estacion base para el traspaso en una red de gsm/cdma hibrida. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para traspasar una estación (40) móvil en un sistema (20) de telecomunicaciones móviles inalámbrico, que incluye estaciones base de un primer tipo que operan según una interfaz de TDMA, y estaciones base de un segundo tipo que operan según una interfaz de CDMA, desde una primera estación (30; 32) base, que es del primer tipo, hasta una segunda estación (32; 30) base, que es del segundo tipo, comprendiendo el procedimiento: establecer un enlace de comunicaciones a través de una interfaz de TDMA entre la estación (40) móvil y la primera estación (30, 32) base; caracterizado por: recibir datos desde la estación (40) móvil en respuesta a una señal recibida por la estación móvil a través de la interfaz de CDMA desde la segunda estación (32; 30) base sustancialmente sin romper el enlace de comunicaciones con la primera estación (30; 32) base, en el que los datos recibidos incluyen mediciones de intensidades de señal desde las estaciones (30; 32) base primera y segunda; traspasar la estación (40) móvil desde la primera hasta la segunda estación base en respuesta a los datos recibidos desde la misma, en el que traspasar la estación (40) móvil comprende comparar dichas mediciones de intensidades de señal y traspasar la estación (40) móvil en respuesta a la comparación; transmitir un mensaje desde una estación (160) móvil hasta la primera estación (30; 32) base, incluyendo el mensaje información de sincronismo acerca de la segunda estación (32; 30) base; y determinar el sincronismo relativo entre la primera estación (30; 32) base y la segunda estación (32; 30) base.

Description

Sincronización de estación base para el traspaso en una red de GSM/CDMA híbrida.

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, a telecomunicaciones inalámbricas y, específicamente, a redes telefónicas celulares avanzadas.

Antecedentes de la invención

El sistema global para telecomunicaciones móviles (GSM) se usa en redes telefónicas celulares en muchos países en todo el mundo. GSM ofrece una gama útil de servicios y normas de red. Las redes de GSM existentes se basan en la tecnología de comunicaciones digitales de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). En una red celular basada en TDMA, cada unidad de abonado móvil se comunica sólo con una única estación base en cualquier momento dado. Cuando un abonado se mueve de una célula a otra, se produce un "traspaso interrumpido", en el que la estación base con la que el abonado ha estado comunicándose rompe su enlace con el abonado y la releva una nueva estación
base.

El acceso múltiple por división de código (CDMA) es una tecnología de comunicaciones digitales mejorada, que permite un uso más eficaz del ancho de banda de radio que TDMA, así como un enlace más fiable, sin desvanecimiento, entre los abonados de telefonía celular y las estaciones base. La norma de CDMA más destacada es la IS-95, promulgada por la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA). Esta norma proporciona capacidad de "traspaso (o "cambio de célula") continuo", en el que al moverse de una célula a otra, la unidad de abonado está temporalmente en contacto con dos o más estaciones base al mismo tiempo. Este traspaso continuo, que se hace posible por el enfoque de división de código, disminuye la posibilidad de una pérdida de conexión, que puede suceder a menudo en traspasos interrumpidos.

La solicitud de patente PCT publicada n.º WO 9723108 describe un sistema de telecomunicaciones inalámbrico que usa una interfaz aérea de CDMA (es decir, protocolos de comunicaciones de RF básicos) para implementar servicios y protocolos de red de GSM. Usando este sistema, al menos algunas de las estaciones base (BSS) de TDMA y unidades de abonado de una red de GSM existente se sustituirían o complementarían por equipamiento de CDMA correspondiente. Las BSS de CDMA en este sistema están adaptadas para comunicarse con centros de conmutación móvil (MSC) de GSM a través de una interfaz A de la norma GSM. Por tanto se mantiene el núcleo de los servicios de red de GSM, y el cambio de TDMA a CDMA es transparente para los usuarios.

Las redes de comunicaciones celulares híbridas, que incorporan tanto elementos de CDMA como de GSM, también se describen en las publicaciones de patente PCT WO 95/24771 y WO 96/21999, y en un artículo de Tscha, et al., titulado "A Subscriber Signaling Gateway between CDMA Mobile Station and GSM Mobile Switching Center," en Proceedings of the 2nd International Conference on Universal Personal Communications, Ottawa (1993), págs. 181-185, que se incorpora al presente documento por referencia. Ninguna de estas publicaciones trata de temas específicos sobre cómo realizar traspasos eficaces de unidades de abonado entre estaciones base diferentes en tales redes
híbridas.

La solicitud de patente PCT publicada n.º WO 97031503 describe procedimientos de traspaso entre sistemas entre BSS de CDMA y de TDMA en un sistema de telecomunicaciones de GSM/CDMA híbrido. Una BSS de GSM/TDMA genera señales de baliza piloto según la tecnología de CDMA. Durante una llamada telefónica, una unidad de abonado detecta las señales piloto y notifica a un controlador de estación base que las señales se han detectado. La unidad de abonado entonces se traspasa desde la BSS de CDMA a la de TDMA sin interrumpir la llamada.

El documento WO 96/23369 analiza otro ejemplo de un procedimiento de traspaso entre dos sistemas en el dominio de tiempo.

Sumario de la invención

Es un objetivo de la presente invención proporcionar procedimientos y aparatos para su uso en una red de comunicaciones celular de TDMA/CDMA mixta.

Otro objetivo de algunos aspectos de la presente invención es proporcionar procedimientos y aparatos mejorados que permitan traspasar una unidad de abonado entre estaciones base de TDMA y de CDMA sin interrumpir las comunicaciones.

En realizaciones preferidas de la presente invención, un sistema de comunicaciones celular de GSM/CDMA mixto incluye estaciones base tanto de TDMA como de CDMA, controladas en conjunto por un centro de conmutación móvil (MSC). Sistemas de este tipo se describen en general en las solicitudes de patente PCT publicadas mencionadas anteriormente. Una unidad de abonado en el sistema, también denominada en el presente documento como una estación móvil (MS), puede comunicarse con ambos tipos de estaciones base, conmutando apropiadamente entre interfaces aéreas de TDMA y de CDMA, aunque usando preferiblemente protocolos de red de GSM a través de ambos tipos de interfaz. Una característica de las realizaciones preferidas de la presente invención es que el sistema de comunicaciones puede estar basado en una infraestructura de GSM/TDMA existente, con la adición de BSS de CDMA, y sin sustancialmente ninguna otra modificación en la infraestructura existente.

Con el fin de determinar cuándo debe producirse un traspaso, una MS en comunicación con una estación base actual de un tipo (CDMA o TDMA) monitoriza señales de RF que se originan desde otra estación base, que puede ser una estación base del otro tipo (TDMA o CDMA respectivamente). Una secuencia de mensajes entre la estación base actual y la MS permite a la MS adquirir información de sincronización apropiada con respecto a la nueva estación base, e informar de vuelta acerca de esta información a la estación base actual. El sistema usa la información para permitir a la MS establecer una interfaz aérea con la nueva estación base, con lo cual el traspaso se produce sustancialmente sin interrumpir las comunicaciones entre la MS y la red.

En el contexto de la presente solicitud de patente, tales traspasos entre estaciones base se denominan "traspasos asistidos por móvil". El traspaso asistido por móvil se usa en sistemas de GSM y de CDMA conocidos en la técnica, en el que una estación móvil mide e informa acerca de la intensidad de las señales recibidas desde un transceptor de estación base en una célula vecina antes de traspasarse a esa célula. En los sistemas de GSM/CDMA híbridos que se han propuesto hasta la fecha, sin embargo, se supone que las estaciones móviles pueden recibir señales desde o bien una estación base de CDMA o bien de TDMA en cualquier momento dado (o una baliza de CDMA asociada con una estación base de TDMA, como en la solicitud de patente PCT publicada n.º WO 97031503 mencionada anteriormente), aunque no ambas, y por tanto no pueden proporcionar este tipo de asistencia. Proporcionar asistencia móvil según los principios de la presente invención permite llevar a cabo traspasos de manera más suave y fiable de lo que sería posible de otro modo.

En algunas realizaciones preferidas de la presente invención, la MS conmuta entre operación en TDMA y en CDMA en el transcurso de una llamada telefónica, según instrucciones recibidas desde la estación base con la que la unidad está en comunicación. Antes de que vaya a producirse el traspaso, la MS recibe señales desde ambas estaciones base de TDMA y de CDMA, e informa de vuelta a la estación base al respecto de las señales que está recibiendo. Se informa acerca de esta información así obtenida de vuelta al BSC y éste la usa para iniciar el traspaso. Preferiblemente, la MS comprende un único transceptor de radio y, por lo tanto, en cualquier momento dado la MS puede comunicarse o bien con la estación base de TDMA o bien con la de CDMA, aunque no con ambas. (Según los principios de la IS-95, sin embargo, como se describió anteriormente en el presente documento, la unidad puede comunicarse con más de una estación base de CDMA a la vez). Además se observa que cada estación base de GSM/TDMA tiene su propio reloj de sincronización, con el que están sincronizadas las MS en comunicación con la misma, mientras que las estaciones base de CDMA están sincronizadas entre sí a una hora real del día. Por lo tanto, al conmutar entre las estaciones de TDMA y de CDMA, la MS en cada caso adquiere y sincroniza su operación con la señal de reloj apropiada sin interrumpir sustancialmente la llamada telefónica.

En algunas de estas realizaciones preferidas, la MS está en comunicación con una estación base de CDMA cuando se determina que la unidad puede traspasarse a una estación base de GSM/TDMA. La transmisión de CDMA por el transceptor de la MS se interrumpe temporalmente, tiempo durante el cual la unidad realiza una exploración de vecinas de GSM, generalmente según las normas GSM, para adquirir y sincronizarse con la estación base de TDMA. Preferiblemente, la transmisión de CDMA se interrumpe durante una única trama, normalmente con una longitud de 20 ms, creando una ranura de tiempo inactiva según la norma IS95. Tras identificar la estación base de TDMA, e intercambiar mensajes adecuados, se abre un canal de tráfico entre la estación base y la MS se conmuta a la estación base de TDMA mientras se minimiza sustancialmente la interrupción de una llamada telefónica que está llevando a cabo la MS.

En otras de estas realizaciones preferidas, la MS está en comunicación con una estación base de TDMA cuando se determina que la unidad puede traspasarse a una estación base de CDMA. Con el fin de sincronizarse con la estación de CDMA, la MS adquiere la hora del día, preferiblemente recibiendo una hora del día precisa desde la estación base de TDMA, estando la red de GSM dotada del equipamiento necesario para generar y difundir la hora del día. Preferiblemente, la red incluye un sistema de difusión de célula (CBS), según la norma GSM, que se usa para recibir la hora del día, proporcionada, por ejemplo, por el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) o recibida desde una o más estaciones base de CDMA, y difundirla a través de la red a las MS. Como alternativa, la MS interrumpe temporalmente la recepción de TDMA con el fin de adquirir y sincronizarse con la hora del día de la estación de CDMA. Así, aunque debido a la(s) ranura(s) de tiempo de TDMA perdida(s) puede resultar una cierta degradación de la señal, el traspaso asistido por móvil de TDMA a CDMA normalmente es más fiable y menos molesto para un usuario de la MS de lo que sería posible de otro modo.

Aunque se describen en el presente documento realizaciones preferidas en referencia a MS con un único transceptor para usar en TDMA y CDMA, se apreciará que los principios de la presente invención pueden aplicarse de manera similar usando unidades de abonado y hardware de sistema de otros tipos, y en particular usando una unidad de abonado con transceptores de TDMA y de CDMA independientes o sólo parcialmente integrados.

Según un aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento según se expone en la reivindicación 1.

Según otro aspecto, la presente invención proporciona un aparato según se expone en la reivindicación 9.

La presente invención se entenderá de manera más completa a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la misma, tomada junto con los dibujos, en los que:

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de comunicaciones celular de GSM/CDMA híbrido, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 2A es un diagrama de bloques esquemático que ilustra protocolos de comunicaciones entre una estación móvil y subsistemas de estación base en el sistema de la figura 1, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 2B es un diagrama de bloques esquemático de una estación móvil de GSM/CDMA híbrida, según una realización preferida de la presente invención;

las figuras 3A y 3B son diagramas de bloques esquemáticos que ilustran pilas de protocolos de comunicaciones entre elementos del sistema de la figura 1, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 4A es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el traspaso de una estación móvil desde una estación base de CDMA hasta una estación base de GSM en el sistema de la figura 1, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 4B es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el flujo de señal asociado con el traspaso de la figura 4A, según una realización preferida de la presente invención;

las figuras 4C y 4D son diagramas de bloques que ilustran esquemáticamente tramas de comunicación usadas por la estación móvil al llevar a cabo el traspaso de la figura 4A, según una realización preferida de la presente
invención;

las figuras 5A y 5B son diagramas de flujo que ilustran esquemáticamente la operación de la estación móvil al realizar el traspaso de la figura 4A, según una realización preferida de la presente invención;

las figuras 6A y 6B son diagramas de flujo que ilustran esquemáticamente la operación de la estación base de CDMA al realizar el traspaso de la figura 4A, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 7 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el flujo de señal asociado con proporcionar información acerca de la hora del día en el sistema de la figura 1, según una realización preferida de la presente inven-
ción;

la figura 8 es una ilustración esquemática que muestra células en un sistema de comunicaciones celular de
GSM/CDMA híbrido, útil para entender un procedimiento para traspasar una estación móvil desde una estación base de GSM hasta una estación base de CDMA, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 9 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el flujo de señal asociado con un traspaso de una estación móvil desde una estación base de GSM hasta una estación base de CDMA, según una realización preferida de la presente invención;

las figuras 10A y 10B son diagramas de flujo que ilustran esquemáticamente la operación de la estación móvil al realizar el traspaso de la figura 8, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente la operación de la estación base de CDMA al realizar el traspaso de la figura 8, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 12 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el traspaso de una estación móvil entre estaciones base de CDMA en un sistema de comunicaciones celular de GSM/CDMA híbrido, según una realización preferida de la presente invención;

la figura 13 es una ilustración esquemática que muestra el flujo de señal asociado con el traspaso de la figura 12, según una realización preferida de la presente invención; y

las figuras 14A a 14D son diagramas de bloques esquemáticos que ilustran códigos largos de CDMA asignados en conjunción con el traspaso de la figura 12, según una realización preferida de la presente invención.

La figura 15 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento de traspaso implementado según el procedimiento y el aparato dados a conocer.

Descripción detallada de realizaciones preferidas Perspectiva general de la operación de un sistema GSM/CDMA híbrido

A continuación se hace referencia a la figura 1, que es un diagrama de bloques esquemático de un sistema 20 de comunicaciones celular de GSM/CDMA híbrido, según una realización preferida de la presente invención. El sistema 20 está construido alrededor de una red 22 móvil terrestre pública (PLMN), que está basada en la norma de comunicaciones GSM, como se describió anteriormente en el presente documento. La infraestructura para tales redes ya existe y se usa ampliamente en muchos países, y la presente invención tiene la ventaja de que permite la introducción gradual de servicio de CDMA en conjunción con una red de este tipo sin requerir cambios importantes en la infraestructura existente. La PLMN 22 comprende al menos un centro 24 de conmutación de servicios móviles (MSC), o posiblemente varios de tales centros (aunque sólo se muestra un MSC en este caso para mayor claridad de la ilustración), que controla las operaciones de red dentro de un área geográfica. Entre otras funciones, el MSC 24 es responsable del registro de ubicación de las unidades de abonado y del traspaso de las unidades de abonado entre las estaciones base, así como de enlazar la PLMN 22 con una red telefónica conmutada pública (PSTN) y/o red 48 de datos por paquetes (PDN). La PLMN también comprende un centro 26 de gestión de red (NMC) y un centro 28 de difusión de célula (CBC). Estas funciones se describen adicionalmente más adelante en el presente documento.

El sistema 20 incluye una pluralidad de estaciones 40 móviles (MS), que se comunican con la PLMN 22 a través de una pluralidad de subsistemas 30 y 32 de estación base (BSS) a través de un enlace de RF inalámbrico en una o más de las frecuencias de comunicaciones celulares aceptadas. La MS 40, que también se conoce como unidad de abonado, puede comunicarse tanto con el BSS 30 de GSM, usando un protocolo de señalización de TDMA GSM sustancialmente convencional, como con el BSS 32 de CDMA, usando procedimientos de comunicación basados en CDMA que se describen más adelante en el presente documento. Adicionalmente, aunque en sistemas de la norma GSM las estaciones móviles pueden recibir normalmente difusiones desde el CBC 28 sólo en modo inactivo, la MS 40 puede recibir tales difusiones durante una llamada a través del BSS 30, como se describirá adicionalmente más adelante en el presente documento. Aunque para mayor claridad, sólo se muestra uno de cada uno de MS 40, BSS 30 de GSM y BSS 32 de CDMA en la figura 1, se entenderá que, en realidad, el sistema 20 normalmente comprende una pluralidad de cada uno de estos elementos de sistema.

Tanto el BSS 30 de GSM como el BSS 32 de CDMA se comunican con y se controlan por el MSC 24. Las comunicaciones entre el BSS 30 de GSM y el MSC 24 son sustancialmente según normas GSM. El BSS 32 de CDMA se ha modificado respecto a la norma CDMA IS95 para comunicarse con la PLMN 22 según normas de GSM, y en particular para comunicarse con el MSC 24 a través de la interfaz A de la norma GSM, como se describe más adelante en el presente documento en referencia a las figuras 3A y 3B. El BSS 32 también se comunica con el CBC 28, para recibir mensajes que van a difundirse por el aire, y comprende un centro 38 de mantenimiento y operación de radio (OMC-R). El OMC-R se comunica con el NMC 26 a través de una interfaz Q3 de la norma GSM, preferiblemente usando un modelo de información basado en la serie 12.XX de especificaciones de GSM, que se incorporan al presente documento por referencia. Opcionalmente, el BSS 32 puede estar enlazado a un servicio 50 de datos por paquetes general (GPRS), tal como ha propuesto el Instituto de Normas de Telecomunicaciones Europeo (ETSI). Como alternativa o adicionalmente, el BSS 32 puede acoplarse para la transmisión de datos por paquetes directamente a la PSTN/PDN 48 (aunque en la figura 1 no se muestra una conexión de este tipo, para mayor simplicidad), preferiblemente con un enlace a Internet a través de los mismos.

Las comunicaciones entre el BSS 32 de CDMA y la MS 40 se construyen sobre una "interfaz aérea" de CDMA, que preferiblemente es conforme en general con la norma IS95 para comunicaciones de CDMA. El BSS 32 se construye alrededor de un controlador 34 de estación base (BSC), que controla y se comunica con varios transceptores 36 de estación base (BTS). Cada BTS transmite señales de RF a y recibe señales de RF desde la MS 40 cuando la MS está dentro de un área geográfica, o célula, a la que da servicio un BTS particular. Cuando durante una llamada telefónica, la MS se mueve desde la célula de un BTS 36 de CDMA a otra, se produce un "traspaso (o cambio de célula) continuo" entre los BTS, como se conoce en la técnica de CDMA.

Sin embargo, también puede haber zonas de servicio del sistema 20 que no tienen cobertura de CDMA (es decir, no hay un BTS 36 de CDMA en esa zona), o en las que la cobertura es débil o está congestionada. Si la MS 40 se mueve a dicha zona durante una llamada telefónica, la MS se traspasa desde el BTS de CDMA hasta un BTS asociado con el BSS 30 de GSM sin interrumpir la llamada. De manera similar, si la MS 40 se mueve desde una zona a la que da servicio sólo el BSS 30 de GSM a la célula del BTS 36 de CDMA durante una llamada, la MS se traspasa desde el BSS de GSM hasta el de CDMA. Más adelante se describen en el presente documento procedimientos para realizar tales traspasos entre servicio de CDMA y de GSM/TDMA y viceversa, así como entre un BSS 32 de CDMA y otro. En virtud de tales procedimientos y de la arquitectura del sistema 20, como se muestra en la figura 1, la MS 40 recibe los beneficios del servicio de CDMA en las zonas a las que da servicio el sistema 20 en las que el servicio se ha implementado, sin perder servicio en las zonas de TDMA. Las transiciones entre zonas de CDMA y de TDMA son sustancialmente transparentes para los usuarios de la MS 40, porque se observan protocolos de red de GSM de mayor nivel en todo el sistema, y sólo se cambia la interfaz aérea de RF de menor nivel durante la transición.

La figura 2A es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente pilas de protocolos de comunicaciones entre la MS 40 y los BSS 30 y 32, según una realización preferida de la presente invención. La MS 40 se comunica con el BSS 30 de GSM a través de una interfaz Um de GSM, que se basa en una interfaz aérea de la norma TDMA, de modo que no se requiere sustancialmente ninguna modificación del BSS 30 o de los protocolos de interfaz de la norma de GSM de capa 1 y capa 2 con el fin de adaptarse a la MS 40. La MS 40 se comunica con el BSS 32 de CDMA a través de una interfaz Um de CDMA basándose en una interfaz aérea de CDMA IS-95 con ciertas modificaciones. Las unidades de abonado conocidas en la técnica pueden operar a través de o bien una interfaz Um de GSM o bien de Um de CDMA, pero no de ambas.

Con el fin de sostener ambas de estas interfaces, la MS 40 comprende equipamiento 42 móvil (ME) (figura 1), que debe incluir o bien dos transceptores de radio, uno configurado para operación en TDMA y otro para CDMA, o un único transceptor que puede conmutar dinámicamente entre TDMA y CDMA. El ME incluye terminación móvil (MT), que soporta equipamiento 46 de terminal (TE) para entrada y salida de voz y/o datos. Además, la MS 40 comprende un módulo 44 de identidad de abonado (SIM), según normas de GSM.

La figura 2B es un diagrama de bloques esquemático que ilustra la MS 40 que comprende un único transceptor de radio en el ME 42, según una realización preferida de la presente invención. La MS 40 está construida alrededor de una unidad 59 de módem, que incluye un núcleo 60 de DSP que puede generar y procesar señales tanto de TDMA como de CDMA. Preferiblemente, el núcleo 60 comprende un dispositivo de ASIC, que incluye procesamiento de transmisión/recepción de CDMA independiente, que es soportado por la lógica 64 de sincronismo de GSM y un acelerador 62 de hardware de GSM (o DSP), teniendo también un puerto para SIM 44. El núcleo 60 recibe entrada y suministra salida al TE 46. En este caso, el TE 46 se representa como un micrófono y altavoz de audio, y el núcleo 60 realiza conversión D/A y A/D, así como funciones de vocodificación en las señales de audio, como se conoce en la técnica. Se aplica o bien vocodificación de GSM o bien de CDMA, dependiendo de si la MS 40 está en contacto con el BSS 30 de GSM o el BSS 32 de CDMA. El núcleo 60 puede, de manera adicional o alternativa, configurarse para trabajar con el TE 46 proporcionando entrada/salida de datos digitales, tal como un dispositivo de fax.

El núcleo 60 emite datos digitales, que pueden estar o bien en formato TDMA o bien CDMA, a un dispositivo 66 de salida de señal mixta. El dispositivo 66 procesa y convierte los datos a la forma de banda base analógica, para su entrada al transmisor 68 de RF. Un duplexor 70 transporta las señales de RF resultantes a través de una antena a la estación base de GSM o de CDMA, según sea apropiado. Las señales recibidas desde la estación base se pasan por el duplexor 70 a través de un receptor 72 de RF y un dispositivo 74 de entrada de señal mixta, que realiza funciones de conversión de banda base y de AGC, al núcleo 60. Preferiblemente, el transmisor 68, el receptor 72 y los dispositivos 66 y 74 de señal mixta se controlan por el núcleo 60.

La transmisión y recepción de RF por la MS 40 son preferiblemente a frecuencias en la banda de 900 o 1800 MHz de GSM, por motivos de compatibilidad con el equipamiento de GSM existente, en particular el BSS 30. Suponiendo que la MS 40 incluye sólo el único transceptor mostrado en la figura 2B, que opera en la banda de GSM, el equipamiento de CDMA en el sistema 20 debe configurarse apropiadamente para operar en este intervalo de frecuencias también.

Volviendo a la figura 2A, incluya la MS 40 físicamente un transceptor o dos, debe soportar las capas 1 y 2 de interfaz aérea dual en su pila de protocolos, para operar con respecto al BSS 30 de GSM y al BSS 32 de CDMA, respectivamente. La interfaz aérea de CDMA entre la MS 40 y el BSS 32 de CDMA comprende la capa 1 de CDMA, que opera sobre un protocolo de la norma IS-95, y la capa 2 de GSM-CDMA, en la que la operación según IS-95 se modifica para adaptarse a las necesidades de servicios de red de GSM. La capa 2 de GSM-CDMA incluye funcionalidad, tal como ordenación, prioridad y fragmentación de mensajes, y suspensión y reanudación de comunicaciones, normalmente soportada por la capa 2 de la norma GSM, pero no por CDMA IS-95. Con respecto al BSS 30 de GSM, las capas 1 y 2 de interfaz aérea son según normas GSM, sustancialmente sin modificación.

Los protocolos de la norma GSM incluyen una tercera capa de interfaz de radio (RIL3), que incluye tres subcapas, por encima de la capa 1 y la capa 2 de GSM. La más inferior de estas tres subcapas de RIL3 es una capa de gestión de recursos de radio (RR), que soporta subcapas de gestión móvil (MM) y gestión de conexión (CM) por encima de la misma. Las subcapas de RIL3 en el BSS 30 de GSM sustancialmente no cambian con respecto a la norma GSM, y las subcapas de MM y CM de GSM se mantienen del mismo modo sustancialmente sin cambios en la MS 40. La subcapa de CM soporta señalización para procesamiento de llamada, así como servicios complementarios y servicio de mensajes cortos (SMS) de GSM. La subcapa de MM soporta señalización requerida para localizar la MS 40, gestión de claves de cifrado y autenticación.

Con el fin de soportar subcapas de MM y de CM, se introduce una subcapa de RR de GSM-CDMA en las pilas de protocolos de la MS 40 y el BSS 32. La subcapa de RR de GSM-CDMA, que gestiona recursos de radio y mantiene enlaces de radio entre la MS 40 y los BSS 30 y 32, es "consciente" de la existencia de las capas inferiores de GSM y CDMA duales (capas 1 y 2) en la pila de protocolos de la MS 40. Invoca las capas inferiores apropiadas en la pila de MS para comunicarse o bien con la subcapa de RR de la norma RIL3 del BSS 30 a través de la interfaz Um de GSM o bien con la subcapa de RR de GSM-CDMA del BSS 32 a través de la interfaz Um de CDMA, dependiendo de las instrucciones que reciba del BSS con el que está en comunicación. Las subcapas de CM y de MM no se procesan por el BSS 32, sino que en su lugar se retransmiten entre la MS 40 y el MSC 24 para su procesamiento de manera sustancialmente transparente para las capas de interfaz aérea de CDMA por debajo. La subcapa de RR en la pila de la MS también controla el traspaso entre las interfaces aéreas correspondientes definidas en las capas 1 y 2 y ayuda en la selección de célula para el traspaso, según instrucciones del BSC 24 y los BSS.

Independientemente de cuál de las interfaces aéreas esté usándose, la subcapa de RR de GSM-CDMA soporta las subcapas de MM y de CM de RIL3 de la norma GSM por encima de la misma. La subcapa de RR ofrece preferiblemente funcionalidad de gestión de recursos de radio completa según definen las especificaciones 04.07 y 04.08 de GSM, que se incorporan en el presente documento por referencia. Aunque una capa de "RR" per se no está definida en la norma CDMA IS-95, la subcapa de RR de GSM-CDMA descrita en el presente documento también mantiene toda la funcionalidad de recursos de radio de IS-95.

Según las normas GSM, la funcionalidad de la subcapa de RR incluye tanto operación en modo inactivo como servicios en modo dedicado (es decir, servicios realizados durante una conversación telefónica). La operación en modo inactivo de la subcapa de RR incluye selección de célula automática y traspaso inactivo entre células de GSM y de CDMA, así como entre pares de células de CDMA y pares de células de GSM, con indicación de cambio de célula según especifica la norma GSM. La subcapa de RR en modo inactivo también realiza procesamiento de canal de difusión según especifican las normas GSM y CDMA, y establecimiento de conexiones de RR.

En el modo dedicado, la subcapa de RR realiza los siguientes servicios:

\bullet

Servicios de encaminamiento, petición de servicios, transferencia de mensajes y sustancialmente todas las demás funciones especificadas por las normas GSM.

\bullet

Cambio de canales dedicados (traspaso), incluyendo traspasos interrumpidos como se describe más adelante en el presente documento y traspasos continuos y "más continuos" ("softer handovers") de CDMA a CDMA.

\bullet

Configuraciones de modo para el canal de RR, incluyendo modo de transmisión, tipo de canal y modo de codificación/decodificación/transcodificación.

\bullet

Gestión de parámetros de MS basándose en especificaciones de IS-95.

\bullet

Gestión de marca de clase de MS basándose en especificaciones de GSM.

Los expertos en la técnica entenderán que las características anteriores de la subcapa de RR se enumeran sólo a modo de resumen, y que pueden añadirse detalles y características adicionales basándose en las especificaciones de GSM y CDMA publicadas.

La figura 3A es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente pilas de protocolos usadas en interfaces de señalización entre la MS 40, el BSS 32 de CDMA y el MSC 24 de GSM, según una realización preferida de la presente invención. Estas interfaces permiten a la MS 40 comunicarse con el MSC 24 de GSM a través de una interfaz aérea de CDMA. La operación de estas interfaces, y en particular el flujo de mensajes a través de estas interfaces, se describe con mayor detalle en la solicitud de patente PCT PCT/US96/20764 anteriormente mencionada que se incorpora en el presente documento por referencia. Cuando la MS 40 está en comunicación con el MSC 24 a través del BSS 30 de GSM, las pilas de protocolos son según las normas GSM, sustancialmente sin modificación.

Como se observó anteriormente en el presente documento, la MS 40 intercambia señales con el BSS 32 de CDMA a través de la interfaz Um de CDMA, estando las pilas de protocolos de la MS y del BSS modificadas para incluir la subcapa de RR de GSM-CDMA y la capa 2. En la figura 3A, una capa de retransmisión se muestra explícitamente en la pila de protocolos del BSS 32, para transportar señalización de CM y de MM de RIL3 entre la MS 40 y el MSC 24, en gran parte sin procesamiento por el BSS 32. Otras capas implicadas en la interfaz Um se describieron anteriormente en el presente documento en referencia a la figura 2A.

El BSS 32 de CDMA se comunica con el MSC 24 de GSM a través de una interfaz A de la norma GSM sustancialmente sin modificar. Esta interfaz se basa en los protocolos SS7 de GSM y Parte de Aplicación de BSS (BSSAP), según se conocen en la técnica, preferiblemente según la norma GSM 08.08. BSSAP soporta procedimientos entre el MSC 24 y el BSS 32 que requieren interpretación y procesamiento de información relacionada con llamadas individuales y gestión de recursos, así como transferencia de mensajes de control de llamada y gestión de movilidad entre el MSC 24 y la MS 40. El BSS 32 traduce los protocolos de capa 1 de CDMA y capa 2 de GSM-CDMA y de RR intercambiados entre el BSS y la MS 40

\hbox{a protocolos SS7 y BSSAP
apropiados para la transmisión al MSC 24, y viceversa.}

Debido a que el BSC 34 de CDMA se comunica con el MSC 24 de GSM usando la interfaz A convencional, no se requiere sustancialmente ninguna modificación en el MSC de GSM de núcleo para permitir la adición del BSS 32 de CDMA al sistema 20 de GSM. Además, no es necesario que el MSC 24 sea consciente de que existe cualquier diferencia de identidad entre el BSS 30 de GSM/TDMA y el BSS 32 de CDMA, puesto que ambos se comunican con el MSC de manera sustancialmente idéntica a través de la interfaz A. Preferiblemente, las células asociadas con los BTS 36 del BSS 32 se mapean por el MSC 24 sustancialmente de la misma manera que las células de GSM/TDMA, y por tanto se les asigna un número de canal de radiofrecuencia absoluto (ARFCN) de GSM y valores de código de identidad de estación base (BSIC), según la norma de GSM. Desde el punto de vista del MSC 24, un traspaso entre el BSS 30 de GSM y el BSS 32 de CDMA, o incluso entre dos BSS de CDMA diferentes, no es diferente de un traspaso entre dos BSS de GSM en un sistema basado en la norma GSM/TDMA. El BSIC de las células de CDMA se asigna para poder distinguirse dentro del sistema 20 de las células de GSM convencionales.

La figura 3B es un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente pilas de protocolos implicadas en el transporte de datos de voz entre la MS 40 y el MSC 24 a través del BSS 32 de CDMA, según una realización preferida de la presente invención. Los datos de voz entre la MS 40 y el BSS 32 se codifican y decodifican mediante un vocoder de CDMA, que puede comprender cualquiera de los protocolos de vocoder de la norma IS-95 conocidos en la técnica. El BSS 32 traduce la capa 1 de CDMA en señales de TDMA de GSM E1, y convierte los datos vocodificados en CDMA en datos de voz compandidos de ley A de PCM, según los requisitos de la norma de interfaz A. El MSC 24 por tanto transmite y recibe datos de voz a y desde la MS 40 a través del BSS 32 sustancialmente sin tener en cuenta el hecho de que los datos entre el BSS y la MS están codificados según CDMA, como si la MS 40 estuviera operando en modo GSM/TDMA.

Traspaso de estación base de CDMA a TDMA

La figura 4A es un diagrama de bloques esquemático que muestra detalles del sistema 20, útiles para entender un procedimiento para traspaso asistido por móvil de la MS 40 desde el BSS 32 de CDMA hasta el BSS 30 de GSM, según una realización preferida de la presente invención. A diferencia de la figura 1, el BSS 30 se muestra en este caso en detalle incluyendo un BSC 77 y una pluralidad de BTS 78 y 80. La figura 4A ilustra el traspaso de la MS 40 desde uno de los BTS asociados con el BSS 32, etiquetado en este caso como BTS 76, hasta el BTS 78 del BSS 30. El BSS 32 también incluye el BSC 34 de GSM-CDMA y los BTS 36, como se describen en referencia a la
figura 1.

El traspaso desde el BTS 76 de CDMA al BTS 78 de TDMA se inicia preferiblemente por el BSS 32 cuando se determina que la MS 40 está en una ubicación en la que puede ser deseable tal traspaso. Esta situación puede presentarse cuando la señal recibida desde el BTS 76 es débil, o cuando se sabe que la MS 40 está llegando al borde de un área de cobertura de CDMA, o cuando el tráfico en los canales de CDMA es denso. Como alternativa, el BSS 32 puede ordenar a la MS 40 que de vez en cuando busque una señal desde el BTS 78 (u otro BTS de GSM) independientemente de cualquier presión específica para hacerlo.

La figura 4B es un diagrama de flujo de señal esquemático, que ilustra señales transportadas entre la MS 40, los BSS 30 y 32 y el MSC 24 en el proceso de traspaso de la figura 4A, según una realización preferida de la presente invención. El BSC 34 ordena a la MS 40 que comience una búsqueda selectiva de BTS de GSM vecinos, en la que durante periodos breves, la MS 40 interrumpe sus comunicaciones con el BTS 76 para buscar y recibir señales de TDMA. Preferiblemente, la MS 40 está operando en la norma IS95, lo que permite que la transmisión de CDMA esté inactiva durante la duración de la trama de 20 ms, durante la cual la exploración de vecinas de TDMA de GSM puede tener lugar sustancialmente sin interrumpir las comunicaciones de voz de CDMA. De la manera más preferible, la transmisión por la MS 40 durante la trama de 20 ms se suspende usando un mecanismo de activación/desactivación según se define por la norma IS-95B, sección 6.6.6.2.8. Como alternativa, un periodo inactivo de este tipo puede introducirse también según otras normas CDMA. Como alternativa adicional, según se indicó anteriormente en el presente documento, la MS 40 puede comprender transceptores de TDMA y de CDMA independientes que pueden usarse simultáneamente con este fin.

Preferiblemente, el BSC 34 proporciona a la MS 40 una lista de frecuencias de células de TDMA de GSM vecinas, tal como las asociadas con los BTS 78 y 80. Una lista de este tipo es útil para reducir el tiempo necesario para buscar y encontrar el BTS 78, puesto que la MS 40 sólo buscará a las frecuencias de las células de la lista. La lista se actualiza a medida que la MS 40 se mueve de una célula a otra y se mantiene durante los traspasos entre estaciones base de TDMA y de CDMA.

Cuando la MS 40 recibe una señal a la frecuencia del BTS 78, intenta decodificar los canales de corrección de frecuencia (FCCH) y de sincronización (SCH) de GSM en la señal. Esta decodificación puede tardar varios de los periodos inactivos de CDMA seleccionados en completarse. Una vez conseguida la decodificación con éxito, la MS 40 determina el nivel de potencia de la señal de TDMA e informa del mismo al BSS 32 junto con la identidad de la célula de GSM. Para determinar el nivel de potencia, la MS 40 preferiblemente promedia la potencia de señal por un periodo, para reducir la influencia del movimiento de la MS y el desvanecimiento de canal. La determinación e informe del nivel de potencia de TDMA preferiblemente se repite de manera continuada después de haber recibido la MS 40 la orden de hacerlo.

Según las normas de GSM, el nivel de potencia para cada célula monitorizado por la MS 40 debe determinarse al menos una vez cada 5 s, y el SCH correspondiente debe decodificarse al menos una vez cada 30 s. Los niveles de potencia deben determinarse para todas las células de la lista de células vecinas proporcionada por el BSS 32. Preferiblemente, la MS decodifica el SCH e informa del nivel de potencia sólo de la célula desde la que se recibió la mejor señal. Más preferiblemente, la MS informa al BSS 32 sólo cuando ha habido un cambio en el nivel de potencia determinado desde el último informe o algún otro cambio de relevancia de las señales recibidas por la MS desde las células monitorizadas.

Basándose en esta información, el BSS determina si debe tener lugar el traspaso y cuándo. En un momento apropiado, el BSS 32 inicia una petición de traspaso al MSC 24. El MSC transporta la petición de traspaso al BSS 30 de GSM, que acusa recibo de la petición. El BSS 30 de GSM entonces transporta una orden de traspaso de RR a través del MSC 24 y el BSS 32 de CDMA a al MS 40, y se abre un nuevo canal de tráfico (TCH) entre el BSS 30 y la MS. En este punto se completa el traspaso, y la MS 40 conmuta al BTS 78. Se informa al MSC 24 de un traspaso con éxito, sustancialmente según las normas de mensajería de GSM, tras lo cual el MSC emite una orden de "liberar" adecuada al BSS 32 de CDMA, que responde con un mensaje de "liberación completada".

Preferiblemente, el nuevo canal de tráfico se abre en un modo de traspaso no sincronizado, según los procedimientos de traspaso de GSM aceptados, y el BSS 30 de GSM se configura para aceptar un traspaso de este tipo. La MS 40 responde preferiblemente a la orden de traspaso de RR con una ráfaga de acceso de traspaso sobre el canal de control dedicado (DCCH) principal del BSS 30 de GSM, según indica una orden de traspaso. La MS entonces espera a recibir un mensaje de información física apropiado desde el BSS 30 sobre el TCH, según se define en al norma GSM 04.08, con el fin de completar el traspaso. Si la información física no se recibe en un periodo de tiempo predeterminado, preferiblemente en 320 ms, según el temporizador T3124 de la norma IS-95, la MS intenta reanudar su conexión con el BSS 32 de CDMA.

La decisión de iniciar el traspaso puede tener lugar siempre que la señal del BTS 78 de GSM se vuelve más intensa que la del BTS 76 de CDMA, aunque se aplican preferiblemente otros criterios. Por ejemplo, puesto que los canales de CDMA normalmente ofrecen mejor calidad de transmisión que los canales de GSM, el traspaso se inicia preferiblemente sólo cuando la señal de GSM es más intensa que la señal de CDMA en cierto factor de ponderación predeterminado. El factor puede preprogramarse en el sistema 20, o puede configurarse por un usuario de la MS 40. Puede ajustarse también de manera dinámica en respuesta a parámetros tales como la ubicación geográfica de la MS y las cantidades relativas de tráfico en los canales de CDMA y de TDMA en el sistema.

Las figuras 4C y 4D son diagramas de bloques que ilustran esquemáticamente la estructura de las tramas 81 y 87 de IS-95B, usadas respectivamente por la MS 40 para decodificar y monitorizar la potencia de células de TDMA, según una realización preferida de la presente invención. Las tramas 81 y 87 de monitorización se intercalan con tramas 82 de comunicación de CDMA normales, con una tasa de repetición de cómo máximo una trama de monitorización cada 480 ms. Las normas IS-95 permiten que las tramas de monitorización tengan una duración de o bien 20 ms o bien 40 ms. Si se desea, pueden usarse periodos de monitorización más largos. La elección de tramas más cortas (20 ms) disminuye la posible pérdida de datos en una llamada de CDMA que se lleva a cabo simultáneamente entre la MS 40 y el BSS 32, aunque aumenta la cantidad de tiempo necesario para completar un ciclo de decodificación y monitorización.

La figura 4C ilustra la trama 81 de monitorización, que se usa para adquirir el FCCH y el SCH de una célula de TDMA particular de interés. En un intervalo 83 inicial, la MS 40 ajusta la frecuencia de su receptor, normalmente ajustando un lazo enganchado en fase (PLL) a la frecuencia de la célula de TDMA. En un intervalo 84 posterior, la MS ajusta la ganancia de su receptor para la señal que está recibiéndose desde la célula de TDMA, usando normalmente control automático de ganancia (AGC). Procedimientos adecuados de ajuste de PLL y AGC se conocen bien en la técnica. Los intervalos 83 y 84 preferiblemente son cada uno de alrededor de 1 ms de duración. Posteriormente, durante aproximadamente 15 ó 35 ms, dependiendo de si la duración total de la trama 81 es 20 ó 40 ms, el FCCH y el SCH de la célula de TDMA adquirida se decodifican, como se describió anteriormente en el presente documento. Entonces, en preparación para la siguiente trama 82 de CDMA, la MS 40 reajusta su frecuencia a su configuración (CDMA) previa y entonces se resincroniza con el BTS 76 de CDMA en un intervalo 86 final.

La figura 4D ilustra la trama 87 de monitorización, que se usa para medir los niveles de potencia de células de TDMA de interés. Para cada una de tales células, la frecuencia de la MS 40 se ajusta en un intervalo 83 inicial, como se describió anteriormente. El nivel de potencia de célula se determina entonces durante un intervalo 88 de medición de energía correspondiente, preferiblemente con una duración de aproximadamente 1,4 ms. En el ejemplo mostrado en la figura 4D, se establece que la duración de la trama 87 es de 20 ms, permitiendo determinar los niveles de potencia para siete células diferentes durante la trama. Como alternativa, si se usa una trama de 40 ms, pueden determinarse los niveles de potencia de hasta 15 células diferentes durante la trama.

En una realización alternativa no mostrada en las figuras, una trama de monitorización puede dividirse en dos o más partes, una para adquirir el FCCH y el SCH, y la otra para mediciones de energía. Otras realizaciones alternativas pueden basarse en la norma CDMA IS-95C o IS-95Q.

Las figuras 5A, 5B, 6A y 6B son diagramas de flujo que ilustran esquemáticamente, en forma de máquinas de estados, las operaciones implicadas en realizar el traspaso ilustrado en las figuras 4A y 4B, según una realización preferida de la presente invención. Las figuras 5A y 5B ilustran estados de la MS 40, y las figuras 6A y 6B ilustran estados del BSS 32 de GSM-CDMA. Las líneas continuas en estas figuras representan procesos que se llevan a cabo usando selección de IS-95, como se describió anteriormente en el presente documento, de modo que la MS conmuta entre recepción de CDMA y de TDMA. Las líneas discontinuas indican transiciones de estado alternativas que son posibles cuando la MS soporta operación simultánea de CDMA/TDMA, requiriendo normalmente que la MS tenga transceptores de radio duales (a diferencia de la MS con un solo transceptor mostrada en la figura 2B). Los estados del BSS 30 de GSM-TDMA no se muestran, puesto que son sustancialmente según las normas GSM, que se conocen en la técnica.

Ciertos mensajes transportados entre la MS 40 y el BSS 30 y el BSS 32 en el transcurso de los procesos de traspaso se indican a lo largo de las líneas que conectan estados pertinentes del BSS 32 y la MS 40 en las figuras. Estos mensajes tienen preferiblemente la forma general de los mensajes de las normas IS-95 o GSM, según sea apropiado, que se modifican y/o complementan para transportar información adicional que sea necesario transportar en el sistema 20 de GSM-CDMA híbrido. Aunque ciertos mensajes y formatos de mensaje ejemplares se describen en el presente documento, puede usarse sustancialmente cualquier asignación adecuada de los campos de mensaje, dentro de las limitaciones de las normas IS-95 y GSM pertinentes, como estará claro para los expertos en la técnica.

Al iniciar el proceso de traspaso, la MS 40 está en comunicación con el BSS 32 a través de un canal de tráfico (TCH) de CDMA en un estado 100 de la MS y un estado 130 del BSS. El BSS emite una orden de selección de búsqueda, que incluye parámetros de selección y entonces espera a que se complete la selección en un estado 134. La MS 40 comprueba los parámetros en un estado 102. Si la MS no está configurada para soportar los parámetros, emite un mensaje de rechazo de selección. Si se soportan los parámetros, la MS emite un mensaje de selección completada y entra en un estado 104 de selección de IS-95. Si se recibe una orden de detener selección, la MS 40 vuelve al estado 100.

Tras recibir el mensaje de selección completada, el BSS 32 entra en un estado 136 de selección de IS-95 y ordena a la MS 40 que empiece a monitorizar las células vecinas. (Como se indicó anteriormente, los estados 104 y 136 de selección no son necesarios si la MS soporta operación simultánea de CDMA/TDMA, en cuyo caso la MS entra en el estado 106 directamente desde el estado 100). El BSS entra entonces en un estado 132 en el que espera a que se complete la monitorización. La MS 40 comprueba el parámetro de orden de monitorización en un estado 106. Habiendo verificado que soporta los parámetros de orden de monitorización, la MS 40 entra en un estado 108 de monitorización de GSM, en el que periódicamente decodifica y determina la intensidad de señal de las células vecinas, como se describió anteriormente en el presente documento. Asimismo, tras recibir confirmación desde la MS de que ha comenzado a monitorizar las células vecinas, el BSS 32 entra en un estado 138 de monitorización de GSM respectivo.

La MS 40 continúa monitorizando las células vecinas e informando de los resultados al BSS 32 en forma de un mensaje de medición de intensidad piloto (PSMM). Cuando se establece una condición de activación de traspaso, es decir, cuando la señal recibida por la MS 40 desde el BSS 32 es suficientemente más débil que una de las células vecinas, el BSS indica al MSC 24 que se requiere un traspaso y entra en un estado 140 de espera. Si no se recibe ninguna orden de traspaso en un periodo predefinido, preferiblemente determinado por el temporizador T7 de GSM, según la norma GSM, el BSS vuelve al estado 138. Cuando se recibe la orden de traspaso desde el MSC, el BSS 32 pasa la orden de traspaso de RR de RIL3 a la MS 40, y a continuación entra en otro estado 142 de espera, en el que espera un acuse de recibo de la capa 2 (L2) de la orden de la MS. Se observa que el BSS 32 también puede recibir una orden de traspaso mientras está en el estado 138, en cuyo caso emite de manera similar la orden de traspaso de RR de RIL3 al MS 40 y entra en el estado 142.

Cuando la MS 40 recibe la orden de traspaso de RR de RIL3, comprueba los parámetros de orden de traspaso en un estado 110. Si la MS 40 soporta los parámetros de orden de traspaso, envía el acuse de recibo de L2 al BSS 32 y entra en un estado 112 de suspensión de CDMA. Si no se soportan los parámetros, la MS 40 emite un mensaje de fallo de traspaso y vuelve al estado 108. En este caso, o si no se recibe ningún acuse de recibo en un periodo predefinido, preferiblemente determinado por el temporizador T8 de GSM, el BSS 32 envía un mensaje de fallo de traspaso al MSC 24 y vuelve al estado 138.

Suponiendo que se soporten los parámetros, y que la orden de traspaso indique que la MS va a traspasarse al BSS 30 de GSM-TDMA, la MS envía el mensaje de acceso de traspaso y entonces espera en un estado 120 la información física desde el BSS 30. (Si la orden de traspaso especifica que la MS va a traspasarse a otro BSS de CDMA, la MS entra en un estado 114, según se describe adicionalmente más adelante en el presente documento en referencia a las figuras 12 y 13). Mientras tanto, el BSS 32 espera una orden de "liberar" en un estado 144, mientras envía periódicamente mensajes de "petición de liberación" al MSC 24.

Una vez que se ha recibido la información física, se completa con éxito el traspaso, y la MS 40 entra en un estado 124 de comunicaciones de canal de tráfico de GSM. El BSS 32 recibe la orden de liberación, con lo cual entra en un estado 148, en el que libera recursos aéreos asignados al canal de comunicación con la MS 40 y envía un mensaje de "liberación completada". El BSS entra en un estado 150 de liberación de SCCP, en el que libera recursos de llamada usados para comunicarse con el MSC 24, y entonces finaliza su conexión con la MS 40 en un estado 152 final.

Sin embargo, si la MS 40 no recibe la información física en un periodo especificado, dado por la expiración del temporizador T3124 de GSM, la MS entra en un estado 122 en el que intenta readquirir el BSS 32 de CDMA y volver al estado 100. Un mensaje de fallo de traspaso se emite al BSS 32, que entonces entra en un estado 146 de readquisición de CDMA correspondiente. Si la readquisición no tiene éxito, el BSS 32 emite una petición de liberación y vuelve al estado 144, desde el que finalmente puede salir al estado 152, como se describió anteriormente. La MS pasa a un estado 126 inactivo.

Traspaso de estación base de TDMA a CDMA

La figura 7 es un diagrama de bloques esquemático que muestra el flujo de señal en el sistema 20 (figura 1) asociado con proporcionar la hora del día a los BSC y BTS de GSM pertinentes en el sistema, según una realización preferida de la presente invención. Habitualmente, los BSS de GSM en el sistema 20 no serían informados de la hora del día, puesto que la norma GSM no requiere esta información. Por otro lado, la norma IS-95 requiere que las estaciones base de CDMA se sincronicen, puesto que tal sincronización es necesaria para la identificación y la decodificación de las señales y para el traspaso continuo entre células. Por lo tanto, para el traspaso asistido por móvil de la MS 40 desde el BTS 78 de TDMA al 76 de CDMA (como se muestra en la figura 4A, pero con la dirección de la flecha de traspaso invertida), es necesario que el sistema 20 proporcione la hora del día.

El procedimiento de la figura 7 permite proporcionar la hora del día en el sistema 20 sin necesidad de cambios de hardware o software en el MSC 24 o en el BSS 30 o el BTS 78 y 80 de GSM, usando el CBC 28, que es una parte convencional de la PLMN 22, para difundir la hora del día a través del sistema. Habitualmente, el CBC 28 proporciona un servicio de difusión de célula (CBS) según las normas 03.41 y 03.49 de interfaz de GSM, permitiendo difundir sin acuse de recibo mensajes cortos generales a zonas geográficas definidas dentro del sistema 20. La MS 40 recibe los mensajes mientras está en modo inactivo o en espera, es decir, cuando la MS no está implicada en una llamada telefónica. Con el fin de proporcionar información acerca de la hora del día, sin embargo, la MS 40 preferiblemente puede recibir mensajes de CBS no sólo cuando está en modo inactivo, según prescriben las normas GSM, sino también cuando la MS está en un modo dedicado, es decir, durante una llamada telefónica (aunque con la posible contrapartida de perder datos de la propia llamada). El uso del CBS para proporcionar información acerca de la hora del día a la MS 40 es deseable en particular cuando la MS incluye sólo un único transmisor y receptor de radio, como se muestra en la figura 2B; cuando se usan dos dispositivos de radio, uno para CDMA y el otro para TDMA, el dispositivo de radio de CDMA puede recibir la hora del día mientras que el dispositivo de radio de TDMA está usándose en una llamada telefónica.

En una realización preferida de la presente invención, los mensajes de CBS también se usan para que la MS 40 inicie una búsqueda de células vecinas, según se describió anteriormente en referencia a la figura 4B.

Una MS 160 especial, que está equipada con un receptor 161 de GPS (sistema de posicionamiento global), está ubicada en una o más de las células de GSM/TDMA del sistema 20 en las que se necesita la hora del día. En la figura 7, la MS 160 recibe la hora del día desde el receptor 161 y asocia la hora con una identificación del número de trama de TDMA concurrente, basándose en señales de sincronización transmitidas por el BTS 78, según la norma GSM. Como alternativa, la MS 160 puede configurarse para recibir la hora del día desde un BSS de CDMA, en cuyo caso no es necesario el receptor 161 de GPS. La MS 160 abre una llamada de datos a través del BTS 78, el BSC 77, el MSC 24 y la PSTN/PDN 48 al CBC 28, y envía al CBC la identificación de célula y la correspondencia de la hora del día actual y el número de trama. Como alternativa, la MS 160 puede transportar la información mediante cualquier otro procedimiento adecuado, tal como usando el SMS de GSM. El CBC 28 transmite entonces esta información a través del CBS a la célula, de modo que la MS 40 recibe la hora del día incluso cuando está operando en modo GSM/TDMA. Por lo tanto, cuando la MS 40 va a traspasarse al BTS 76 de CDMA, no es necesario adquirir información de sincronización/hora del día desde el BTS de CDMA, y el traspaso puede proceder de manera más rápida y
suave.

Introducir la hora del día en el sistema 20 también beneficia a la parte de GSM del sistema en sí misma, sin conexión con el traspaso de CDMA. Por ejemplo, la MS 40 puede transmitir su hora del día a los BTS 78 y 80 de GSM, y el retardo de sincronismo desde la MS a cada uno de los BTS puede medirse y usarse para determinar la ubicación de la MS.

La figura 8 es un mapa esquemático de células 162 de GSM/TDMA y células 164 de CDMA superpuestas en la red 20, que ilustra aspectos del traspaso asistido por móvil desde el BTS 78 de GSM al BTS 76 de CDMA, según una realización preferida de la presente invención. Un operador del sistema 20 reconocerá que cuando la MS 40 está ubicada en cualquiera de las células 1 a 5 mostradas en la figura 8, puede tener lugar un traspaso de TDMA/CDMA. Por lo tanto, el CBC 28 difundirá un mensaje de CBS a todas las MS de modo dual (GSM/CDMA) en estas células, incluyendo la siguiente información e instrucciones:

\bullet

Que MS comience la búsqueda de señales de CDMA (activador de búsqueda).

\bullet

Frecuencias de BTS de CDMA en células superpuestas y vecinas.

\bullet

Mapeo de GSM de células 94 de CDMA, según el MSC 24 de GSM.

\bullet

Identificación de la hora del día con el número de trama de TDMA actual, preferiblemente según se deriva de la MS 90, aunque también pueden usarse otros procedimientos para suministrar la hora del día.

\bullet

Opcionalmente, el factor por el que va a multiplicarse la intensidad de señal de CDMA para su comparación con la señal de TDMA, como se describió anteriormente en el presente documento.

No es necesario difundir un mensaje de este tipo en las células 6 a 10. Además, se entenderá que sólo las MS de modo dual están programadas para recibir e interpretar este mensaje, mientras que las MS de GSM/TDMA normales lo ignorarán. El mensaje de CBS activa y permite a las MS de modo dual recopilar y proporcionar información al BSS 30 y al MSC 24 de GSM para ayudar a realizar el traspaso a una de las BSS de CDMA, a diferencia de los sistemas de GSM/CDMA híbridos que se han sugerido en la técnica anterior.

La figura 9 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el flujo de señal en el sistema 20 asociado con un traspaso asistido por móvil desde el BTS 78 hasta el BTS 76, según una realización preferida de la presente invención. Como se indicó anteriormente en referencia a la figura 7, el traspaso comienza con la transmisión de la información de activador de búsqueda y otra información. El BTS 78 transmite periódicamente el activador de búsqueda siempre que la MS 40 esté en una de las células 1 a 5 de GSM (figura 8), o en respuesta a alguna otra condición preprogramada.

Tras recibir el activador, la MS 40 desconecta su tráfico de TDMA con el BTS 78 y sintoniza su receptor a una frecuencia de CDMA apropiada durante un corto periodo, preferiblemente durante aproximadamente 5 ms. A continuación, tras haber reanudado la MS la comunicación con el BTS 78, intenta decodificar cualquier señal de CDMA recibida con el fin de identificar un haz piloto del BTS cuya transmisión ha recibido, por ejemplo desde el BTS 76. Como se observó anteriormente, el BTS 76 de CDMA se mapea en el sistema 20 como si fuera un BTS de GSM-TDMA. La MS 40 por lo tanto transmite un mensaje de informe de vuelta al BTS 78 de GSM que indica la potencia de la señal que recibió desde el BTS 76 (multiplicada opcionalmente por el factor de ponderación de CDMA/TDMA relativo mencionado anteriormente), junto con la identificación de mapa de sistema GSM del BTS 76. Desde el punto de vista del BSS 30 y el MSC 24 de GSM, no hay una diferencia sustancial entre el mensaje transmitido por la MS 40 en este caso y el mensaje que se transmitiría como resultado de una exploración de vecinas de GSM.

Este proceso de medición y de informe continúa hasta que el BSS 30 determina que la MS 40 debe traspasarse al BTS 76. En este punto, el BSS 30 transporta un mensaje al MSC 24 que indica que es necesario el traspaso. El MSC 24 pasa una petición de traspaso al BSS 32, que envía un acuse de recibo de vuelta a través a través del MSC 24 al BSS 30. El BSS 32 asigna recursos de hardware y software al canal de tráfico de comunicaciones que va a abrirse con la MS 40 y comienza a enviar datos nulos a la MS con el fin de abrir el canal. El BSS 30 de GSM entonces da una orden de traspaso a la MS 40, preferiblemente una orden de RR de RIL3 que encapsula parámetros de IS-95 necesarios para abrir un canal de tráfico de CDMA con el BTS 76 de CDMA. Los parámetros contenidos en un mensaje de este tipo se describen adicionalmente más adelante en el presente documento en referencia a las figuras 13 y 14A a D. El nuevo canal de tráfico se abre entonces, completando el traspaso, y el BSS 30 libera el canal de tráfico de TDMA antiguo.

El proceso descrito anteriormente permite por tanto un traspaso asistido por móvil desde el BSS 30 de GSM/TDMA al BSS 32 de CDMA con alta velocidad y fiabilidad, y con una mínima interrupción en el servicio en mitad de una llamada durante la cual tiene lugar el traspaso. Para los fines de este traspaso, las células de GSM en el sistema 20 reciben información de la hora del día, y las células de CDMA se mapean en el sistema GSM, con el mínimo gasto de hardware y sustancialmente sin necesidad de reprogramar elementos de sistema GSM existentes.

Un proceso de traspaso de TDMA-CDMA similar puede llevarse a cabo incluso en ausencia de información de la hora del día en el BSS 30 de GSM. En este caso, tras haber adquirido la MS 40 una señal de canal piloto asociada con el BTS 76, debe sintonizarse con y decodificar el canal de sincronización de CDMA del BTS con el fin de derivar la hora del día. Esta operación tarda aproximadamente 480 ms, creando una interrupción perceptible aunque tolerable en el servicio de voz durante una llamada. Como alternativa adicional, puede llevarse a cabo un proceso de traspaso similar usando una MS con dos transceptores, uno para TDMA y el otro para CDMA, como se describió anteriormente en el presente documento.

Las figuras 10A, 10B y 11 son diagramas de flujo que ilustran esquemáticamente, en forma de máquinas de estado, la operación de la MS 40 y el BSS 32 al realizar el traspaso ilustrado en la figura 9, según una realización preferida de la presente invención. Las figuras 10A y 10B se refieren a la MS 40, mientras que la figura 11 se refiere al BSS 32. El BSS 30 opera sustancialmente según normas GSM, como se conoce en la técnica.

La MS 40 comienza en un estado 170 inicial, en el que la MS está en comunicación con el BSS 30, en una determinada célula asociada con el BSS, sobre un canal de tráfico (TCH) de GSM. Cuando la MS se mueve a una nueva célula, entra en un estado 172 en el que recibe y lee mensajes desde el CBC 28. Si no hay ningún mensaje de CBC que prepare a la MS 40 para un posible traspaso a un BSS de CDMA (porque no hay ningún BSS de CDMA en la zona, por ejemplo), la MS vuelve a un estado 174 de TCH de GSM, desde el que puede traspasarse a otro BSS de GSM-TDMA.

Cuando se le induce mediante un mensaje de CBC apropiado, la MS 40 entra en un estado 176 de superposición, en el que adquiere la hora del día, como se describió anteriormente, y envía mensajes de medición de intensidad de piloto (PSMM) al BSS 30. En la operación según la norma GSM-TDMA, normalmente hay una ranura de tiempo libre de 6 ms disponible una vez cada 120 ms. Durante estas ranuras de tiempo libres, la MS 40 interrumpe la transmisión de TDMA para buscar haces piloto de células de GSM-CDMA vecinas, como las asociadas con el BSS 32. Si no se encuentra ningún piloto, la MS pasa a un estado 180, en el que ajusta su frecuencia e intenta encontrar un canal de corrección de frecuencia (FCCH) de GSM apropiado. Como alternativa, cuando se encuentra un piloto, la MS entra en un estado 182, en el que ajusta su frecuencia según sea necesario y mide la intensidad de señal de CDMA. Durante ranuras posteriores, mientras la MS 40 está comunicándose sobre su canal de tráfico de GSM-TDMA actual, intenta decodificar el piloto de CDMA para identificar la célula con la que está asociado el piloto. Se informa de los resultados al BSS 30.

En un momento apropiado, basándose en los resultados de los que ha informado la MS 40, como se describió anteriormente, el MSC 24 transporta la petición de traspaso al BSS 32. El BSS entra en un estado 190 preparatorio, en el que asigna recursos, asigna un código largo y realiza una conexión de SCCP con el MSC en preparación para el traspaso. Tras enviar el mensaje de acuse de recibo apropiado al MSC, el BSS 32 entra en un estado 191 en el que envía tramas de tráfico directo nulo a la MS 40 y espera a recibir tráfico inverso desde la MS. Sin embargo, si el BSS no asigna los recursos, informa de un fallo de traspaso y sale a un estado 197 final.

Basándose en parámetros encapsulados en el mensaje de acuse de recibo desde el BSS 32, el mensaje de orden de traspaso de RR de RIL3 se envía desde el BSS 30 de GSM-TDMA a la MS 40, identificando la célula de destino de GSM-CDMA asociada con el BSS 32 y transmitiendo los parámetros de traspaso necesarios. La MS 40 entra en un estado 183 en el que verifica que los parámetros de traspaso se soportan y, si la verificación tiene éxito, suspende su operación de GSM-TDMA en un estado 184. (Si la verificación falla, la MS informa del fallo y vuelve al estado 176). La MS entra entonces en un estado 185 en el que espera a recibir un número predeterminado de tramas "buenas", preferiblemente el número determinado por el contador N11m de IS-95, desde el BSS 32. Cuando se han recibido las tramas buenas, la MS envía de vuelta al BSS varias tramas de preámbulo (tramas cortas y ficticias usadas para establecer el canal de tráfico), según especifica el parámetro NULL_PREAMBLE en el mensaje de orden de traspaso, y entra en un estado 186 de ajuste de opción de servicio. El BSS 32 detecta las tramas de preámbulo e informa al MSC que el canal de tráfico de CDMA se ha establecido, tras lo cual el BSS entra en un estado 192 en el que espera a que se complete el traspaso.

Si la MS 40 y el BSS 32 no pueden establecer comunicaciones, se aborta el traspaso al BSS 32, y la MS 40 y el BSS 32 vuelven a sus estados anteriores. La MS 40 intenta readquirir el BSS 30 de GSM en un estado 188 y, si tiene éxito, vuelve al estado 170 de TCH de GSM. Si falla la readquisición, la MS sale a un modo 189 inactivo. En cualquier caso, el BSS 32 recibe una orden de liberación y libera todos los recursos que había asignado a la MS 40 en un estado 193, tras lo cual el BSS 32 sale al estado 197 final.

Suponiendo que el traspaso se ha completado con éxito, sin embargo, el BSS 32 entra en un estado 194 de ajuste de opción de servicio, correspondiente al estado 186 de la MS 40. Una petición de servicio se emite por el BSS 32, y el BSS espera una respuesta de servicio desde la MS 40 en un estado 195 de espera. Cuando se recibe la respuesta de servicio, la MS 40 y el BSS 32 entra en los estados 187 y 196 de canal de tráfico (TCH) de CDMA respectivos, y la llamada continúa normalmente sobre el canal de CDMA.

Traspaso de estación base de CDMA a CDMA

La figura 12 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el traspaso entre dos BSS 201 y 203 de CDMA diferentes dentro del sistema 20, según una realización preferida de la presente invención. El BSS 201 comprende un BSC 202 y una pluralidad de BTS 206 y 208; y el BSS 203 comprende un BSC 204 y una pluralidad de BTS 210 y 212. Los BSS 201 y 203 son sustancialmente similares a e intercambiables con el BSS 32, mostrado en la figura 1 y descrito anteriormente en el presente documento, y se comunican con el MSC 24 de GSM a través de la interfaz A de GSM. La MS 40 se muestra en la figura en medio de un traspaso desde el BTS 208 hasta el BTS 210, bajo el control del MSC 24. Aunque el traspaso tiene lugar entre dos BSS de CDMA, desde el punto de vista del sistema, es un traspaso entre dos BSS de GSM, en el que los BTS 208 y 210 se mapean respectivamente por el MSC 24 como células de GSM.

La figura 13 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el flujo de señal entre los elementos del sistema 20 mostrado en la figura 12 en el transcurso del traspaso, según una realización preferida de la presente invención. Antes de iniciar el traspaso, el BSS 201 emite un activador de búsqueda a la MS 40, que entonces busca frecuencias de transmisión de CDMA de células vecinas, usando preferiblemente selección de IS-95, sustancialmente como se describió anteriormente en el presente documento. El traspaso se activa cuando la MS 40 informa al BSS 201 que está recibiendo una señal desde el BTS 210 con un nivel de potencia superior que el del BTS 208.

Tras recibir el informe desde la MS 40, el BSS 201 envía un mensaje de que se requiere traspaso al MSC 24, especificando la identidad de célula de GSM del BTS 210 como la nueva asignación de célula deseada para el traspaso. El mensaje generalmente es según las normas GSM. La tasa de transmisión de datos de CDMA de comunicaciones entre la MS y el BSS, que según las normas IS-95 puede ser o bien 8 kbit/s (ajuste de tasa de transmisión 1) o 14,4 kbit/s (ajuste de tasa de transmisión 2), se transporta preferiblemente en el mensaje indicando las tasas de transmisión de datos de IS-95 respectivamente como canales de tráfico de tasa de transmisión completa o media de GSM. Cuando la tasa de transmisión del canal de tráfico de GSM se transporta al BSS 203, el BSS interpreta la tasa de transmisión para seleccionar la tasa de transmisión de datos de IS-95 apropiada.

El MSC 24 envía una petición de traspaso al BSS 203, que responde enviando al MSC un acuse de recibo que encapsula un mensaje de orden de traspaso de RR de RIL3, que se pasa de vuelta al BSS 201. Por tanto, todos los mensajes enviados entre los BSS 201 y 203 cumplen los requisitos de interfaz A, y los parámetros de CDMA asociados con IS95 se correlacionan con parámetros de GSM correspondientes, por ejemplo, identificación de vocoder de tipo QCELP de 13 K en CDMA respecto a vocoder de tasa de transmisión completa de GSM. El MSC 24 pasa la petición, acuse de recibo y orden de traspaso sustancialmente sin cambios.

Tras recibir la orden de traspaso, el BSS 201 antiguo envía el mensaje de orden de traspaso de RR a la MS 40 para efectuar el traspaso al nuevo BSS 203. El mensaje a la MS 40 encapsula parámetros de CDMA necesarios para el traspaso, según las normas IS-95, incluyendo pero sin limitarse a los siguientes:

\bullet

Una nueva máscara de código largo, preferiblemente asignada por el BSS 203 a partir de un conjunto de números disponibles, de manera que los valores de máscara usados en un área de cobertura común estén tan distantes como sea posible entre sí y que dos MS en el área no tengan la misma máscara. Un esquema ejemplar de asignación de máscara de código largo se describe más adelante con referencia a las figuras 14A a D. Aunque en sistemas celulares de la norma IS-95, la máscara de código largo de la MS es fija y se transporta a la BS nueva en el transcurso del traspaso, las normas GSM no proporcionan un mensaje que pueda usarse para transportar la máscara de código largo a la nueva BS 203. Por lo tanto es necesario que la BS 203 asigne la nueva máscara de código largo y la pase de vuelta a la MS 40 a través de la BS 201, preferiblemente en la orden de traspaso de RR, como se describe en el presente documento.

\bullet

Parámetros de nivel de potencia nominal, preferiblemente NOM_PWR y NOM_PWR_EXT, según especifican las normas IS-95, que proporcionan un factor de corrección que va a usar la MS 40 en estimación de potencia de lazo abierto, por medio del cual la MS ajusta el nivel de potencia de las señales que van a transmitirse al BSS 203.

\bullet

Desplazamiento de trama, un parámetro que indica, preferiblemente en pasos de 1,25 ms, un retardo de las tramas de canal de tráfico directas e inversas enviadas y recibidas desde la MS 40, respecto al sincronismo de sistema del sistema 20. El desplazamiento de trama se pasa desde el BSS 201 al BSS 203 en el mensaje de orden de traspaso. Un parámetro ACITVE_TIME opcional puede incluirse también para indicar el momento en que debe introducirse el retardo.

\bullet

Canal de código, pasado de manera similar desde el BSS 201 al BSS 203, para indicar una función Walsh que va a usarse para codificar el canal de tráfico directo desde el BSS 203 a la MS 40, según la norma IS-95.

\bullet

Numeración de acuse de recibo de capa 2, que el BSS 203 puede usar para reajustar el procesamiento de acuse de recibo mediante el protocolo de capa 2 en la MS 40, preferiblemente en un momento especificado en el mensaje de orden de traspaso.

\bullet

Parámetros de control de potencia de canal de tráfico directo, usados por el BSS 203 para reajustar los recuentos de TOT_FRAMES y BAD_FRAMES realizados por la MS 40 con el fin de informar al BSS sobre estadísticas de error de canal directo.

\bullet

Número de preámbulo, que indica el número de tramas de preámbulo que la MS 40 va a transmitir al BSS 203 después de que la MS ha recibido N11m tramas buenas desde el BSS, según se describió anteriormente en el presente documento con referencia a la figura 10B.

\bullet

Clase (intervalo de frecuencia) y frecuencia (dentro del intervalo) de banda nueva de la célula asociada con el BSS 203 al que la MS 40 está asignada ahora.

Los parámetros enumerados anteriormente no son exhaustivos y están previstos sólo como una muestra representativa de la información que va a transmitirse en el mensaje de orden de traspaso. Otros parámetros según la norma IS-95 pueden incluirse de manera similar en el mensaje. Más en general, los expertos en la técnica entenderán cómo el procedimiento ejemplificado por la orden de traspaso descrita anteriormente, en el que los datos asociados con una de las interfaces aéreas en el sistema 20 (GSM/TDMA o CDMA) se transportan en mensajes enviados a través de la otra de las interfaces aérea, puede usarse de manera similar para transportar mensajes y datos de otros tipos.

Tras enviar la orden de traspaso de RR a la MS 40, se establece un nuevo canal de tráfico entre el BSS 203 y la MS 40. Para establecer el canal, el BSS 203 envía tramas de canal de tráfico a la MS 40 que responde con un número apropiado de tramas de preámbulo, según especifique el mensaje de orden de traspaso. Se informa al MSC 24 de un traspaso con éxito, sustancialmente según las normas de mensajería de GSM, tras lo cual el MSC emite una orden de "liberar" adecuada al BSS 201 antiguo, que responde con un mensaje de "liberación completada".

Las figuras 14A a D son diagramas de bloques que ilustran esquemáticamente máscaras de código de 42 bits de largo asignadas por el BSS 203, en conjunción con el traspaso ilustrado en la figura 12, según una realización preferida de la presente invención. La figura 14A muestra una máscara 220 para su uso en un canal de acceso; la figura 14B muestra una máscara 222 para su uso en un canal de radiomensajería; la figura 14C muestra una máscara 224 para su uso en canales de tráfico fundamentales (directos e inversos); y la figura 14D muestra una máscara 226 para su uso en canales de tráfico complementarios (directos e inversos). Tales canales complementarios se usan, por ejemplo, en comunicaciones de tasa de transmisión de datos media (MDR) multicanal, según especifica la norma IS-95B.

La máscara 220 de canal de acceso preferiblemente comprende un número 228 de canal de acceso, un número 230 de canal de radiomensajería, un número 232 de identificación (ID) de estación base del BSS 203 y un desplazamiento 234 de haz piloto, los cuales se asignan sustancialmente según las especificaciones de IS-95. El número de canal de radiomensajería y el desplazamiento de haz piloto se incluyen de manera similar en la máscara 222 de canal de radiomensajería.

Las mascaras 224 y 226 de canal de tráfico representan formatos de máscara de código largo pública. Preferiblemente incluyen el ID 232 de estación base y un número 236 único de 16 bits elegido a partir de un conjunto asignado al BSS 203. El número 236 del conjunto se asigna, según se describió anteriormente en el presente documento, de modo que dos MS no puedan la misma máscara de código largo. Para mayor seguridad de llamada, puede usarse una máscara de código largo privada en lugar de las máscaras 224 y 226. La generación de tales mascaras, usando un código Kc de cifrado de GSM, se describe, por ejemplo, en una solicitud de patente titulada "Encryption Support in a Hybrid GSM/CDMA Network" ("Soporte de cifrado en una red de GSM/CDMA híbrida"), presentada el 21 de octubre de 1998, transferida al cesionario de la presente solicitud de patente e incorporada en el presente documento por referencia.

La operación del BSS 201 y el BSS 203 para llevar a cabo el traspaso mostrado en la figura 12 puede representarse esquemáticamente mediante máquinas de estados sustancialmente similares a las ilustradas respectivamente en las figuras 6A/6B y la figura 11. La operación de la MS 40 en este traspaso es en gran parte similar a la mostrada en las figuras 5A y 5B, hasta el estado 112, en el que las comunicaciones en CDMA con el BSS 201 se suspenden. Cuando la MS 40 está estableciendo un nuevo canal de tráfico con el BSS 203 de CDMA, pasa a través de los estados 114, 116 y 118, que son equivalentes a los estados 185, 186 y 187, respectivamente, como se muestra en la figura 10B. Si la MS 40 no consigue adquirir el nuevo canal de tráfico mientras está en el estado 114, pasa al estado 122, en el que intenta readquirir el BSS 201 antiguo.

El procedimiento descrito anteriormente en el presente documento se refiere principalmente a traspasos interrumpidos entre dos BSS 201 y 203 diferentes, bajo el control del MSC 24. El sistema 20 también permite preferiblemente traspasos continuos de la MS 40, según las normas IS-95, entre BTS asociados con un único BSC, tal como los BTS 206 y 208, mostrados en la figura 12. De manera opcional, si el BSC 202 está enlazado adecuadamente al BSC 204, mediante una conexión generalmente independiente del MSC 24 (no mostrada en las figuras), también puede tener lugar un traspaso continuo entre BSS desde el BTS 208 al BTS 210. En tales casos, el BSS 203 informa al MSC 24 de que el traspaso ha tenido lugar, de modo que la nueva ubicación de la MS 40 se registra apropiadamente.

Uno de los problemas que existen cuando se intenta medir la cantidad de potencia que está transmitiéndose desde un sistema GSM es que debe determinarse el sincronismo del sistema GSM. Por ejemplo, cuando se intenta realizar un traspaso desde un sistema que usa una interfaz aérea multiportadora (MC) de CDMA, tal como se prevé para los sistemas de CDMA de tercera generación, conocidos habitualmente como sistemas "3G", a un sistema GSM, tal como un sistema GSM, el sincronismo del sistema GSM debe determinarse antes de poder realizar mediciones de potencia e informar de ellas. Un motivo para esto es que, debido a los esquemas de reutilización de frecuencia usados en GSM, es necesario que la MS realice mediciones para poder leer el canal de sincronización durante el tiempo en el que está transmitiéndose un código de identidad de estación base (BSIC). Tales BSIC se transmiten aproximadamente cada 10 tramas de GSM (aproximadamente cada 46 milisegundos). Según los requisitos convencionales en la industria de GSM, la MS debe informar del BSIC junto con el nivel de potencia promedio medido (RXLEV) para cada señal de GSM que va a medirse. Un modo en el que puede determinarse el sincronismo es proporcionando información a la MS 40 desde una estación base MC (BS MC), incluyendo el número de trama de GSM, que identifica de manera unívoca el instante en el tiempo en el que el canal de sincronización se transmite por un BSS de GSM. Debe observarse que el número de trama que es válido en un momento particular en un BSS de GSM no es el mismo que el número que es válido en cualquier otro BSS de GSM del mismo sistema. Esto se realiza intencionadamente con el fin de permitir que las MS de GSM monitoricen las células vecinas durante periodos inactivos de TDMA. Por lo tanto, en cualquier instante en el tiempo el número de trama de GSM es diferente en cada BSS de GSM.

Según una realización del procedimiento y aparato que están dándose a conocer, la información que se proporciona incluye:

(1)

tiempo de CDMA,

(2)

una indicación del número de canales de GSM que van a buscarse,

(3)

un umbral de intensidad de señal recibida, e

(4)

información pertinente para cada uno de los canales que van a buscarse.

\vskip1.000000\baselineskip

En una realización del procedimiento y aparato dados a conocer, la información que es pertinente para cada uno de los canales incluye:

(1)

la banda de frecuencia que incluye el canal que va a buscarse,

(2)

la frecuencia del canal que va a buscarse (tal como la "AFRCN" definida en la norma de la industria relacionada con sistemas de comunicación GSM),

(3)

un código de identificación asociado con el canal (tal como el código de identificación de estación base (BSIC) definido en la norma de la industria relacionada con sistemas de comunicación GSM),

(4)

el número de trama (tal como el número de trama de GSM definido por la norma de la industria relacionada con sistemas de comunicación de GSM) que está transmitiéndose en el tiempo de CDMA identificado, y

(5)

la parte particular de la trama que está transmitiéndose en el tiempo de CDMA identificado.

En una realización alternativa del procedimiento y aparato dados a conocer, los primeros tres bits de BSIC que identifica el código de color de red se transmiten una vez para todos los canales que van a buscarse.

A continuación se da una descripción de cómo se usa esta información para reducir la cantidad de tiempo necesaria para determinar si hay una estación candidata apropiada a la que puede realizarse un traspaso.

La figura 15 es una ilustración de un diagrama de flujo que muestra el proceso que tiene lugar cuando una BS 1501 MC desea determinar si puede ser beneficioso realizar un traspaso. Debe observarse que el proceso mostrado en la figura 15 y que se describe a continuación puede realizarse o bien en respuesta a una determinación de que la señal que actualmente está soportando las comunicaciones con la MS es demasiado débil, o bien al producirse cualquier otro evento de activación.

El proceso comienza con la transmisión de un mensaje 1503 de petición de búsqueda de frecuencias candidatas desde una BS 1501 MC a un MSC 1505. El mensaje de petición de búsqueda de frecuencias candidatas puede tener el siguiente formato incluyendo los campos mostrados en las tablas 1 a 3:

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 1

1

\vskip1.000000\baselineskip

Cada uno de los campos mostrados se define mediante la norma de la industria para sistemas de CDMA2000. Puede definirse un modo de búsqueda adicional. Este modo de búsqueda adicional pide búsquedas de canales de GSM.

Cuando el campo de modo de búsqueda pide una búsqueda de canales de GSM, se transmiten los siguientes campos:

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 2

2

\newpage

\global\parskip0.980000\baselineskip

El siguiente conjunto de campos se repite una vez para cada canal que va a buscarse:

3

Los campos que se muestran en la tabla 2 se definen como sigue:

SF_TOTAL_EC_THRESH

- Umbral E_{C} piloto total de frecuencia de servicio.

\quad

Si la estación móvil no va a usar la medición del E_{C} total de los pilotos en el conjunto activo de frecuencias de servicio en el procedimiento de búsqueda periódica de frecuencias de GSM, la estación base ajustará este campo a "11111", si no, la estación base ajustará este campo a

\hskip6cm

100

\quad

donde total_ec_tresh se define mediante la siguiente regla: La estación móvil no va a visitar ninguna frecuencia de GSM si el E_{C} total de los pilotos en el conjunto activo de frecuencias de servicio es superior al total_ec_tresh.

SF_TOTAL_EC_IO_THRESH

- Umbral BC/IO piloto total de frecuencia de servicio.

\quad

(continuación) Si la estación móvil no va a usar la medición del EC/IO total de los pilotos en el conjunto activo de frecuencias de servicio en el procedimiento de búsqueda periódica de frecuencias de GSM, la estación base ajustará este campo a "11111", si no, la estación base ajustará este campo a

\hskip6.5cm

101

\quad

donde total_ec_io_tresh se define mediante la siguiente regla: La estación móvil no va a visitar ninguna frecuencia de GSM si el EC/IO total de los pilotos en el conjunto activo de frecuencias de servicio es superior al total_ec_io_tresh.

GSM_RXLEV_THRESH

- Umbral de RXLEV de GSM

\quad

La estación base configurará este campo al RXLEV de GSM mínimo del que la estación móvil está autorizada a informar El RXLBV de GSM se define en la Sección 8.1.4 de GSM 05.08

GSM_T_REF_INCL

- Referencia de tiempo de GSM incluida.

\quad

Este campo indica si una referencia de tiempo de GSM se incluye en este mensaje. Si la referencia de tiempo de GSM se especifica en este mensaje, la estación base ajustará este campo a "1", si no, la estación base ajustará este campo a "0".

CDMA_TTME

- Un punto seleccionado en el tiempo de CDMA en el que la BS MC conoce {}\hskip0,24cm el número de trama y la parte de trama que está transmitiéndose por cada {}\hskip0,24cm uno de los BSS de GSM que la BS MC pedirá a la MS que busque. Si la {}\hskip0,24cm GSM_T_REF_INCL se ajusta a "1", la estación base ajustará este campo al {}\hskip0,28cm tiempo de sistema de CDMA, en unidades de 80 ms (módulo 64), en el que se {}\hskip0,28cm refina la TRAMA-GSM. Si el campo USE_TIME se ajusta a "0" la estación {}\hskip0,3cm base omitirá este campo.

NUM_GSM_CHAN

- Número de canales de GSM

\quad

La estación base ajustará este campo al número de ARFCN-GSM que van a buscarse.

GSM_FREQ_BAND

- Banda de frecuencia de GSM.

\newpage

\global\parskip1.000000\baselineskip

Los siguientes valores pueden transmitirse para indicar la banda de frecuencia de GSM particular:

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 3

4

\vskip1.000000\baselineskip

ARFCN

- Número de canal de radiofrecuencia absoluto

\quad

La estación base ajustará este campo al Número de canal de radiofrecuencia absoluto que va a buscarse según se especifica en la sección de GSM 05.05.

BSIC_VERIF_REQ

- Verificación del código de identidad de estación transceptora base requerida

\quad

La estación base ajustará este campo a "1" si se requiere la verificación del código de identidad de estación transceptora base para el ARFCN correspondiente, si no la estación base lo ajustará a "0".

BSIC

- Código de identidad de estación transceptora base.

\quad

Si la BSIC_VERIF_REQ se ajusta a "1", la estación base ajustará este campo al código de identidad de estación transceptora base del canal de GSM que va a buscarse según se especifica en la Sección 4.3.2 de GSM 03.03. Si el campo BSIC_VERIP_REQ se ajusta a "0" la estación base omitirá este campo.

GSM_FRAME

- Número de trama de GSM de la trama que está transmitiéndose sobre el canal {}\hskip0.13cm asociado en el momento identificado en el campo de tiempo de CDMA {}\hskip0,2cm asociado.

\quad

Si el GSM_T_RBF_INCL se ajusta a "1", la estación base ajustará este campo al número de trama de GSM válido en el momento especificado por CDMA_TIME en la estación base objetivo de GSM, según se especifica en la sección 3.3.2.2 de GSM 05.02. Si el campo GSM_T_REF_INCL se ajusta a "0" la estación base omitirá este campo.

GSM_FRAME_FRACT

- Fracción de trama de GSM que está transmitiéndose sobre el canal asociado en {}\hskip0,2cm el momento identificado en el campo de tiempo de CDMA asociado.

\quad

Si el GSM_T_REF_INCL se ajusta a "1", la estación base ajustará este campo al número de 1/2^9 fracciones de una trama de GSM válido en el momento especificado por CDMA_TIME en la estación base objetivo de GSM, con intervalo de 0 a (2^9-1). La duración de trama de GSM se especifica en la sección 4.3.1 de GSM 05.02 como 24/5200 s. Si el campo GSM_T_REF_INCL se ajusta a "0" la estación base omitirá este campo.

Tras recibir el mensaje 1503 de petición de búsqueda de frecuencias candidatas, la MS 1505 estima preferiblemente la cantidad de tiempo que será necesaria para que la MS 1505 realice las búsquedas solicitadas. La estimación puede realizarse de cualquier manera bien conocida. La estimación se transmite a la BS MC en un mensaje 1507 de respuesta de búsqueda de frecuencias candidatas.

La BS 1501 MC puede responder al mensaje 1507 de respuesta de búsqueda de frecuencias candidatas determinando si se realiza una búsqueda, y si es así, cómo debe realizarse la búsqueda. Por ejemplo, la BS 1501 MC puede transmitir un mensaje de control de búsqueda de frecuencias candidatas que indica que la MS 1505 debe comenzar a realizar una búsqueda en un momento de inicio predeterminado (especificado dentro del mensaje de control) y si la búsqueda debe realizarse una vez, de manera continua, o periódicamente.

La MS 1505 responde al mensaje de control realizando una búsqueda basada en la información recibida. La MS 1505 usa la información de sincronismo proporcionada (es decir, el valor proporcionado en el campo de tiempo de CDMA) para identificar el momento en el que se envió una parte identificada de una trama de GSM para determinar cuándo buscar cada señal de GSM que la BS 1501 MS ha pedido a la MS 1505 que busque.

La MS 1505 preferiblemente buscará cada GSM sólo en el momento en que la señal de GSM esté transmitiendo información de identificación, tal como el BISC. La MS 1505 puede entonces tanto realizar mediciones de calidad de señal como también comparar el BSIC con el BSIC asociado con el canal que se pidió que la MS 1505 buscase. Si hay una coincidencia, entonces la MS 1505 informará de la calidad de la señal que está transmitiéndose sobre el canal que se pidió que la MS 1505 buscase (tal como la cantidad de potencia en la señal, la relación señal a ruido, o cualquier otra medición de calidad de señal).

Cuando la MS 1505 ha determinado la calidad de la señal que está transmitiéndose sobre cada uno de los canales que se pidió que la MS 1505 buscase, la MS 1505 compondrá un mensaje 1511 de informe de búsqueda de frecuencias candidatas. El mensaje 1511 de informe de búsqueda de frecuencias candidata se transmite entonces desde la MS 1505 a la BS 1501 MC. Dependiendo del contenido del mensaje de control, la MS 1505 puede transmitir repetidamente el mensaje 1511 de informe.

Si la BS 1501 MS determina que las condiciones son propicias para un traspaso, entonces la BS 1501 MS transmite mensajes 1513 al BSS 1515 de GSM para preparar al BSS 1515 de GSM para que acepte el traspaso. Un procedimiento usado para transmitir los mensajes a la BS 1515 de GSM es encapsular la información en un mensaje de traspaso de GSM convencional. El mensaje de traspaso puede incluir información de sincronismo relativa a cuándo encontrar el canal de sincronización en casos en los que hay una deriva sustancial en el sincronismo de GSM con respecto al sincronismo de CDMA. Tales mensajes se conocen en la técnica y por tanto no se describen en este caso en detalle para mayor simplicidad.

Una vez que el BSS 1515 de GSM recibe el mensaje 1513 de preparación de traspaso, se transmite un mensaje 1517 de orden de traspaso de GSM de MAP de MC a la MS 1505 en formato de GSM convencional. La MS 1505 y el BSS de GSM intercambian entonces mensajes 1519 de acceso y adquisición de sistema esencialmente de manera convencional. La MS 1505 proporciona entonces un mensaje 1521 de traspaso completado al BSS 1515 de GSM. El BSS 1515 de GSM y la BS 1501 MC intercambian entonces mensajes 1523 de traspaso completado.

Los expertos en la técnica entenderán que si la MS 1505 puede identificar rápidamente señales que están transmitiéndose desde un BSS 1515 de GSM, entonces la MS 1505 podrá determinar cuándo monitorizar señales que están transmitiéndose por otros BSS 1515 de GSM de interés. Además, puesto que el mensaje 1503 de petición de búsqueda de frecuencias candidatas incluye información relativa a cada uno de los canales que se ha pedido a la MS 1505 que busque, la búsqueda de señales asociadas con cada uno de estos canales puede realizarse en unas pocas ranuras de tiempo (cada una de sólo 0,5 milisegundos de duración). Por consiguiente, una MS 1505 puede realizar una búsqueda de un candidato para el traspaso sin que lleve demasiado tiempo (sólo unos pocos milisegundos en total) desde el momento en que la MS 1505 está recibiendo señales de CDMA.

Debe observarse que aunque la descripción anterior hace referencia a un sistema GSM, puede aplicarse igualmente a cualquier sistema de TDMA en el que se transmite información durante ranuras de tiempo bien definidas.

Aunque se han descrito anteriormente en el presente documento realizaciones preferidas con referencia a un sistema de GSM/CDMA híbrido particular, se apreciará que los principios de la presente invención pueden aplicarse de manera similar para efectuar traspasos asistidos por móvil en otros sistemas de comunicación híbridos, así como además, aunque las realizaciones preferidas hacen referencia a normas de comunicaciones basadas en CDMA y TDMA específicas, los expertos en la técnica apreciarán que los procedimientos y principios descritos anteriormente también pueden usarse en conjunción con otros procedimientos de codificación de datos y modulación de señal. El ámbito de la presente invención abarca no sólo los sistemas y procesos de comunicaciones completos descritos anteriormente en el presente documento, sino también diversos elementos innovadores de estos sistemas y procesos, así como combinaciones y subcombinaciones de los mismos.

Por tanto se apreciará que las realizaciones preferidas descritas anteriormente se citan a modo de ejemplo, y el alcance completo de la invención está limitado únicamente por las reivindicaciones.

Claims (12)

1. Un procedimiento para traspasar una estación (40) móvil en un sistema (20) de telecomunicaciones móviles inalámbrico, que incluye estaciones base de un primer tipo que operan según una interfaz de TDMA, y estaciones base de un segundo tipo que operan según una interfaz de CDMA, desde una primera estación (30; 32) base, que es del primer tipo, hasta una segunda estación (32; 30) base, que es del segundo tipo, comprendiendo el procedimiento:

\quad

establecer un enlace de comunicaciones a través de una interfaz de TDMA entre la estación (40) móvil y la primera estación (30, 32) base;

caracterizado por:

\quad

recibir datos desde la estación (40) móvil en respuesta a una señal recibida por la estación móvil a través de la interfaz de CDMA desde la segunda estación (32; 30) base sustancialmente sin romper el enlace de comunicaciones con la primera estación (30; 32) base, en el que los datos recibidos incluyen mediciones de intensidades de señal desde las estaciones (30; 32) base primera y segunda;

\quad

traspasar la estación (40) móvil desde la primera hasta la segunda estación base en respuesta a los datos recibidos desde la misma, en el que traspasar la estación (40) móvil comprende comparar dichas mediciones de intensidades de señal y traspasar la estación (40) móvil en respuesta a la comparación;

\quad

transmitir un mensaje desde una estación (160) móvil hasta la primera estación (30; 32) base, incluyendo el mensaje información de sincronismo acerca de la segunda estación (32; 30) base; y

\quad

determinar el sincronismo relativo entre la primera estación (30; 32) base y la segunda estación (32; 30) base.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que recibir los datos comprende aplicar un factor de ponderación a la medición de intensidad de señal.

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que aplicar el factor de ponderación comprende variar el factor según una condición de red en el sistema.

4. Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que aplicar el factor de ponderación comprende transmitir un factor de ponderación a través del enlace de comunicaciones a la estación (40) móvil que aplica el factor de ponderación a la medición.

5. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que recibir los datos comprende recibir una identificación de la segunda estación (32; 30) base basándose en la decodificación por parte de la estación (40) móvil de la señal recibida a través de la interfaz de CDMA.

6. Un procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además transmitir desde la primera estación (30; 32) base hasta la estación (40) móvil una lista de frecuencias de estaciones base del segundo tipo en el sistema, de modo que la estación (40) móvil trata de recibir la señal a una frecuencia de la lista.

7. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que traspasar la estación (40) móvil comprende además transmitir una orden de traspaso desde la primera estación (30; 32) base.

8. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que establecer el enlace de comunicaciones y recibir los datos en respuesta a la señal comprende establecer el enlace y recibir la señal en la estación (40) móvil usando un único transceptor de RF en la estación (40) móvil.

9. Un aparato para traspasar una estación (40) móvil en un sistema (20) de telecomunicaciones móviles inalámbrico, que incluye estaciones base de un primer tipo que operan según una interfaz de TDMA, y estaciones base de un segundo tipo que operan según una interfaz de CDMA, desde una primera estación (30; 32) base, que es del primer tipo, hasta una segunda estación (32; 30) base, que es del segundo tipo, comprendiendo el aparato:

\quad

medios para establecer un enlace de comunicaciones a través de la interfaz de TDMA entre la estación (40) móvil y la primera estación (30, 32) base;

caracterizado por:

\quad

medios para recibir datos desde la estación (40) móvil en respuesta a una señal recibida por la estación (40) móvil a través de la segunda interfaz aérea desde la segunda estación (32; 30) base, sustancialmente sin romper el enlace de comunicaciones con la primera estación (30; 32) base, en el que los datos recibidos comprenden mediciones de intensidades de señal desde las estaciones (30; 32) base primera y segunda;

\quad

medios para traspasar la estación (40) móvil desde la primera hasta la segunda estación base en respuesta a los datos recibidos desde la misma, en el que los medios para traspasar la estación (40) móvil comprenden medios para comparar dichas mediciones de intensidades de señal y traspasar la estación (40) móvil en respuesta a la comparación;

\quad

medios para transmitir un mensaje desde una estación (160) móvil hasta la primera estación (30; 32) base, incluyendo el mensaje información de sincronismo acerca de la segunda estación (32; 30) base; y

\quad

medios para determinar el sincronismo relativo entre la primera estación (30; 32) base y la segunda estación (32; 30) base.

10. Un aparato según la reivindicación 9, en el que los medios para recibir los datos comprenden medios para aplicar un factor de ponderación a la medición de intensidad de señal.

11. Un aparato según la reivindicación 9, en el que los medios para aplicar el factor de ponderación comprenden medios para variar el factor según una condición de red en el sistema.

12. Un aparato según la reivindicación 9, en el que los medios para aplicar el factor de ponderación comprenden medios para transmitir un factor de ponderación a través del enlace de comunicaciones a la estación (40) móvil que aplica el factor de ponderación a la medición.