CN101478722B - 通过多级信令来改善网络接入的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种通过多级信令来改善网络接入的方法和装置。描述了通过多级信令来改善网络接入的各种实施例。图1中的逻辑流程图10描述了根据本发明的多个实施例、由无线通信系统执行的功能。网络节点配置(12)共享指示码，用于指示发生在该扇区的紧急和/或群呼叫接入。因此，当MS执行紧急接入时，其在共享指示码和随机选择的码二者上发射(13)接入信号。这将更快速的通知网络在该扇区中存在至少一个MS。一旦意识到在该扇区中发生了接入，网络可以(14)提供额外的接入资源，基于该指示码上的接收功率来估计进行发射的MS的数量，启动非紧急业务的退避，和/或不用等待鉴权完成就开始发射通信。

Description

通过多级信令来改善网络接入的方法和装置

技术领域

本发明总体上涉及无线通信系统，尤其涉及通过多级信令来改善网络接入。

背景技术

在当今正被开发的通信系统中，诸如在基于IEEE(电气和电子工程师协会)802.16空中接口或WiMAX空中接口的通信系统中，紧急呼叫(如，“911”呼叫)和公共安全相关的呼叫在其中进行许多这些呼叫的给定时间危急情况下可能经历特别不希望的延迟或呼叫等待时间。造成这种情况的原因之一是这些通信网络可能不知道给定的呼叫是紧急呼叫或公共安全相关的呼叫，直到移动台(MS)在MS的测距过程中的争用阶段向网络进行了两次或三次传输。由MS使用的测距码可以被划分为紧急群和非紧急群，使得网络在测距过程中能够早点知道特定的呼叫是紧急呼叫(也就是，只有紧急呼叫者会使用紧急呼叫群中的测距码)。然而，在一种类型的信令泛洪系统的情形中，这种划分码的方式会对系统性能造成负面影响。比如，在紧急群中可能不会有足够的码来供大量紧急应答者同时接入网络，同时，非紧急码的群可能未被充分使用。因此，期望可以为至少一些紧急/公共安全相关呼叫提供更好服务的新技术。

附图简述

图1是依照本发明多个实施例、由无线通信系统执行的功能的逻辑流程图。

图2是依照本发明多个实施例、由远程单元执行的功能的逻辑流程图。

图3是依照本发明多个实施例、由网络节点执行的功能的逻辑流程图。

图4是依照本发明多个实施例的无线通信系统的方框图描述。

图5是描述依照本发明某些实施例的、由无线通信系统执行的信令的信令流图。

以下参考图1-5公开本发明的具体实施例。给出了说明书和附图以加强理解。例如，一些图的元素的尺寸相对于其他元素可能被放大，并且对于成功的商业实施有益的或甚至必须的公知元素可能未被描述，这样可以获得对实施例的不晦涩、更加清晰的表述。此外，尽管参考所交换的特定信令和/或以特定顺序执行的特定功能来描述和表示上述信令流图和/或逻辑流程图，在不脱离权利要求保护范围的前提下，一些信令/功能可能被省略，或者一些信令/功能可能被合并、划分或重新排序。因此，除非特别指明，描述的信令/功能的顺序和分组不对落入权利要求保护范围中的其他实施方式产生限制。

寻找简单、清晰的说明书和附图以使得有效地使本领域技术人员能够在现有技术的基础上制造、使用和最好地实施本发明。在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本领域技术人员明白，可以对下面描述特定实施方式进行各种修改和变化。因此，说明书和附图被认为是示意性和例示性的，而不是限制性的或全包括性的，并且，所有对下面描述的特定实施例的上述的修改都被认为是包括在本发明的范畴中。

具体实施方式

为改进通过多级信令的网络接入，描述了各种的实施例。图1中的逻辑流程10描绘了根据本发明多个实施例、由无线通信系统执行的功能。网络节点配置(12)共享指示码，用来指示扇区中发生的紧急和/或群呼叫接入。因此，当MS执行紧急接入时，其在共享指示码和随机选择的码上发射(13)接入信号。这样做更快地向网络通知在扇区中至少有一个MS。一旦意识到扇区中出现这种接入，网络可以(14)提供附加的接入资源，基于指示码上接收功率来估计进行发射的MS的数目，启动非紧急业务的退避，和/或不等待鉴权完成就开始发射通信。

作为对本发明的许多网络节点实施例的总结，网络节点传送指示共享扩展信道码的信令，然后经由共享扩展信道码接收来自多个远程单元中的每一个的初始接入信号。网络节点还使用不同的扩展信道码来从多个远程单元中的每一个接收后续接入信号。响应于后续接入信号，网络节点接着发射信令以与多个远程单元中的每一个建立专用链路。

作为对本发明的许多远程单元实施例的总结，多个远程单元中的远程单元接收来自网络节点的信令，该信令为多个远程单元指示共享扩展信道码。为了触发远程单元和网络节点之间的专用链路的建立，远程单元使用扩展共享信道码发射初始接入信号，并且使用不同的扩展信道码发射后续接入信令。

现在参照图2-5可以更全面的理解公开的实施例。图4是描绘了根据本发明多个实施例的无线通信系统100的框图。当前，标准组织，诸如OMA(开放移动联盟)、3GPP(第三代合作项目)、3GPP2(第三代合作项目2)、IEEE(电气和电子工程师协会)802、和WiMAX论坛，正在研发无线电信系统的标准规范。(这些小组可以分别通过http://www.openmobilealliance.com，http://www.3gpp.org，http://www.3gpp2.com，http://www.ieee802.org，和http://www.wimaxforum.org被访问)。通信系统100表示具有根据WiMAX论坛和/或IEEE802技术的一个或多个的体系结构的系统，其被适当修改以实现本发明。本发明的替换的实施方式可以在采用其他或附加技术的通信系统中实现，例如，但不限于，在OMA、3GPP、和/或3GPP2规范中描述的技术。

以一种非常一般的方式描述通信系统100。例如，系统100被简单地示为包括远程单元101、网络节点121和信令网络131。网络节点121被示为具有经由信令网络131的互相连接。网络节点121被示为采用无线接口111向远程单元101提供网络服务。使用的无线接口与网络节点121支持的特定接入技术一致，诸如基于IEEE 802.16的接入技术。本领域技术人员可以明白，图4并没有描绘出系统100进行操作的必需的所有物理固定网络部件，仅描述出了与此处的实施例描述的特别相关的那些系统部件和逻辑实体。

如图4所示，网络节点121包括处理单元126、网络接口127和收发信机125。通常，诸如处理单元、收发信机和网络接口的部件是公知的。例如，如所知的，处理单元包括基本部件，例如，但既不限于也不必须是微处理器、微控制器、存储设备、专用集成电路(ASIC)、和/或逻辑电路。这些部件典型地适于实现使用高级设计语言或描述表达的、使用计算机指令表达的、使用信令流图表达的、和/或使用逻辑流程图表达的算法和/或协议。

因此，当给定高级描述、算法、流程图、消息收发/信令流、和/或协议规范，本领域技术人员便已知对于实现执行给定逻辑的处理单元可用的很多设计和开发技术。因此，根据此处的描述，设备121代表了适用于实施本发明的多个实施例的已知的设备。此外，本领域的技术人员将意识到，本发明的方面可以实现在各种物理部件中或者跨各种物理部件而实施，并且没有哪一方面必须限制于单个平台实施。例如，网络节点可以实现在一个或多个RAN部件中，或者跨一个或多个RAN部件而被实施，所述RAN部件例如基站收发信站(BTS)和/或基站控制器(BSC)、节点B和/或无线电网络控制器(RNC)、或HRPD AN和/或PCF，或者实现在一个或多个接入网络(AN)部件中，或跨一个或多个接入网络(AN)部件而被实施，所述接入网络(AN)部件例如接入服务网络(ASN)网关和/或ASN基站(BS)、接入点(AP)、宽带基站(WBS)、和/或WLAN(无线局域网)站。

远程单元101和网络节点121被示为通过技术相关的无线接口111进行通信。远程单元、订户站(SS)和/或用户设备(UE)，可以被认为是移动站(MS)、移动订户站(MSS)、移动设备或者移动节点(MN)。此外，认为远程单元平台表示各种各样的消费者电子平台，比如，但不限于，移动站(MS)、接入终端(AT)、终端设备、移动设备、游戏设备、个人计算机、和个人数字助理(PDA)。特别的，远程单元101包括处理单元(103)和收发信机(105)。根据实施例，远程单元101还可以包括小键盘(未示出)、扬声器(未示出)、麦克风(未示出)、以及显示屏(未示出)。在远程单元中使用的处理单元、收发信机、小键盘、扬声器、麦克风、和显示器都是本领域公知的。

根据本发明的实施例的操作大体如下执行，首先参考图2-4。图2和3是由根据本发明的多个实施例的远程单元和网络节点分别执行的功能的逻辑流程图。如图4所示，网络节点121是远程单元101的当前服务节点。网络节点处理单元126经由收发信机125发射(32)指示扩展信道码集合的信令。该信令可以采用以在图4中未示出的其他远程单元中的远程单元101为目标的群寻呼消息的形式。

接收(22)信令，远程单元处理单元103基于无线接口111的信道质量从扩展信道码集合中选择(23)第一扩展信道码。根据实施例，信道质量指示(CQI)值和/或信号强度值可以作为用于选择目的的信道质量。然后，处理单元103使用该第一扩展信道码经由收发信机105发射(24)初始接入信号。网络节点处理单元126接收(33)该初始接入信号并且参照扩展信道码集合中的一个扩展信道码经由收发信机125来发射(34)用于前向链路的前向链路分配。

然后，网络节点121开始使用该前向链路来发射(35)数据至远程单元101。由于由远程单元101使用的扩展信道码指示与远程单元101的信道质量，网络节点121可以使用该指示(或者较差信道质量的远程单元的指示)来确定通过前向链路发射数据的功率电平。同样，网络节点121可以使用预先安排的加密密钥来加密前向链路数据。通过使用预先安排的加密密钥和来自接入信令的远程单元的信道质量的指示，网络节点121能够不等待进一步的信令交换就开始发射前向数据至远程单元。

在发射了初始接入信号之后，远程单元101在最初由网络节点121指示的扩展信道编集合上监视前向链路分配。远程单元101接收(25)该分配并且之后通过该前向链路开始接收(26)数据，使用预先安排的加密密钥来解密数据。在监视该分配/接收数据时，远程单元101使用第二扩展信道码发射(27)后续接入信号，以触发与前向链路相关的专用链路的建立。在发送后续接入信号之前，远程单元可以延迟随机的时间量。

接收(36)该后续接入信号，网络节点121发射(37)信令以与远程单元101建立专用链路。随着专用链路的建立，网络节点121和远程单元101可以开始执行(28，38)鉴权信令和/或功率控制信令。然后，网络节点121可以基于该专用链路功率控制信令来调整该前向链路功率电平。网络节点121还可以经由该专用链路发射新的加密密钥并且开始使用该加密密钥来加密前向链路数据。

以上实施例参考了IEEE 802.16。因此，接下来，针对某些IEEE802.16实施例的归纳将提供一些附加的和更具体的例子。这些例子意在读者更进一步的理解各种可能的实施例而不是限制本发明的范围。

通过将一系列事件作为本发明的这些特定实施例是如何操作的例子，可以是有帮助的。图5是一个描绘了按照本发明特定实施例、由无线通信系统所执行的信令的信令流图。在图500中，网络发送旨在到达区域中的终端集合的群寻呼。在寻呼消息中，给出了终端能够响应的测距码集合。每个特定的终端基于其当前的CQI(信道质量指示)值选择响应哪一个测距码。(这使得网络能够快速确定将参与到群呼叫中的所有终端的CQI。)注意到，具有相同CQI的终端集合都能使用相同的测距码响应上行链路，并且由于无论如何所有的终端都发送相同的东西，因此不存在冲突。

在接收到响应后，网络参照原始寻呼消息中指定的码之一发送前向链路分配。所有涉及的终端寻找使用寻址到所涉及的终端的原始群寻呼所指定的任何测距码的分配消息。然后，网络开始通过使用预先商定的密钥以及足以到达具有最坏CQI的终端的功率电平(或者替换地，比解决当一个终端无线条件恶化时用于解决最初没有用于功率控制的快速反馈信道的事实的功率电平大于一些dB的功率电平)来向群递送数据。

之后，群中的每一个终端使用不同的测距码(不是由群寻呼指定的)执行单独接入并在终端和网络之间建立专用信道。在接收到已经开始在用于群呼叫的公共下行链路上流动的信息的同时，终端试图建立用于功率控制和鉴权的专用链路。注意到，为避免拥塞，各种终端等待随机时间(从0到某一最大值)来执行建立专用链路所需的测距。每个终端在其专用信道上单独执行鉴权和上行链路功率控制。在所有终端的鉴权完成之后，网络然后可以可选地开始使用正被发送到所有终端的下行链路数据的不同加密密钥。(在鉴权完成后，将通过其专有链路向每一个终端通知加密密钥)。这时网络还可以进行单独功率控制(也就是，基于在专有链路上发送的CQI报告来使用适合的功率电平以到达具有最坏CQI的终端)。通常，网络可以使用专有链路用于各种控制功能(例如，在共享和单播之间改变业务信道类型)。

本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对以上参考图1-5描述的特定实施例作出各种修改和变化。因此，应该认为上述讨论的更详细的特定实施例是说明性的和示例性的，而不是限制性的或者全部包含的，并且对上述特定实施例的所有这些修改被包括在本发明的范围内。

以上针对本发明的具体实施例描述了益处、其他优点、以及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何可以产生或者实现这些优点、优势、或者解决方案或使这些优点、优势、或者解决方案变得更显著的任何元素将不会被认为是任意或所有权利要求的关键的、必须的、或者基本特征或元素。

正如此处以及附加的权利要求中所用到的，术语“包括”、“包含”、或者任何其他变形指的是非排他的包含，使得包括元素列表的过程、方法、制品、或者装置并不只包括列表中的元素，还可以包括其他没有明确列出的或者对这些过程、方法、制品、或者装置固有的元素。这里使用的术语“一”或者“一个”被定义为一个或多于一个。这里使用的术语“多个”被定义为两个或多于两个。这里使用的术语“另一个”被定义为至少第二个或更多。除非此处另外指出，如果有的话，这里使用的关系术语，诸如第一和第二等，仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必需要或暗示这些实体或动作之间任何这种实际的关系或顺序。

在这里用到的术语“包括”和/或“具有”被定义为包含(即开放语言)。在这里用到的术语“耦合”被定义为连接，尽管不是必须直接地，也不是必须机械地连接。由单词“指示”衍生的术语(如，“进行指示”)旨在包括了所有可以传达或引用被指示信息或目标的各种可用技术。一些，但不是传达或引用被指示信息或目标的所有可用技术的例子包括传送被指示的信息或目标、传送被指示的信息或目标的标识符、传送用于生成被指示的信息或目标的信息、传送被指示的信息或目标的局部或部分，传送被指示的信息或目标的一些衍生、以及传送用来表示被指示的信息或目标的符号。在这里用到的术语程序、计算机程序和计算机指令被定义成被设计为在计算机系统上执行的指令序列。该指令序列可以包括，但不限于子程序、函数、过程、对象方法、对象实现、可执行应用、小应用程序、伺服小程序、共享库/动态载入库、源代码、目标代码和/或汇编代码。

Claims (17)

1.一种用于通过多级信令来改善网络接入的方法，包括：

由远程单元接收来自网络节点的信令，其中所述信令指示扩展信道码集合；

由所述远程单元基于所述远程单元和所述网络节点之间的信道质量，从所述扩展信道码集合中选择第一扩展信道码；

由所述远程单元使用所述第一扩展信道码发射初始接入信号；

由所述远程单元参照来自所述扩展信道码集合中的一个扩展信道码，从所述网络节点接收用于前向链路的前向链路分配；

经由所述前向链路从所述网络节点接收数据；

由所述远程单元使用第二扩展信道码发射后续接入信号，以触发与所述前向链路相关的专用链路的建立；以及

经由所述专用链路，执行鉴权信令和功率控制信令中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的方法，其中指示所述扩展信道码集合的来自所述网络节点的信令包括群寻呼消息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述第一扩展信道码的步骤包括：

基于信道质量指示(CQI)值来选择所述第一扩展信道码。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

参照所述扩展信道码集合中的任何一个，来监视来自所述网络节点的分配消息。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

由所述远程单元使用预先安排的加密密钥来解密所述数据。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在发射所述后续接入信号之前延迟等待周期，其中所述等待周期是随机确定的时间量。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

经由所述专用链路接收新的加密密钥；

经由所述前向链路，从所述网络节点接收附加的数据；

使用所述新的加密密钥来解密所述附加的数据。

8.一种用于通过多级信令来改善网络接入的方法，包括：

由网络节点发射信令到至少一个远程单元，其中所述信令指示扩展信道码集合；

由所述网络节点经由从所述扩展信道码中选择出的扩展信道码，从所述至少一个远程单元的每一个接收初始接入信号，其中每一个扩展信道码指示该远程单元和所述网络节点之间的信道质量；

由所述网络节点参照来自所述扩展信道码集合中的一个扩展信道码，来发射用于前向链路的前向链路分配；

经由所述前向链路，向所述至少一个远程单元发射数据；

从所述至少一个远程单元接收后续接入信号；

由所述网络节点发射信令，以与所述至少一个远程单元中的每一个建立专用链路，每个专用链路与所述前向链路相关联；以及

经由每一个对应的专用链路，执行与所述至少一个远程单元中每个远程单元的鉴权信令和功率控制信令中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的方法，其中指示所述扩展信道码集合的来自所述网络节点的所述信令包括群寻呼消息。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

由所述网络节点使用预先安排的加密密钥来加密所述数据。

11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

经由每一专用链路来发射新的加密密钥；

使用所述新的加密密钥来加密附加的数据。

经由所述前向链路，从所述网络节点发射所述附加的数据。

12.根据权利要求8所述的方法，其中经由所述前向链路发射数据的步骤包括：

基于由所述至少一个远程单元的所述初始接入信号所指示的最坏信道质量来确定进行发射的功率电平。

13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

基于经由至少一个所述专用链路的功率控制信令，来调整经由所述前向链路进行发射的功率电平。

14.根据权利要求13所述的方法，其中调整经由所述前向链路进行发射的功率电平的步骤包括：

基于经由所述专用链路之一指示的最坏CQI值来调整所述功率电平。

15.根据权利要求8所述的方法，其中参照来自所述扩展信道码集合中的一个扩展信道码来发射前向链路分配的步骤包括：

向参照扩展信道码的所述至少一个远程单元指示后续接入信号的退避延迟。

16.一种用于通过多级信令来改善网络接入的远程单元，所述远程单元包括：

收发信机；

与所述收发信机通信地耦合的处理单元，所述处理单元：

适于经由所述收发信机从网络节点接收信令，其中所述信令指示扩展信道码集合；

适于基于所述远程单元和所述网络节点之间的信道质量从所述扩展信道码集合中选择第一扩展信道码；

适于使用所述第一扩展信道码经由所述收发信机发射初始接入信号；

适于参照来自所述扩展信道码集合中的一个扩展信道码，经由所述收发信机从所述网络节点接收用于前向链路的前向链路分配；

适于经由所述前向链路和所述收发信机，从所述网络节点接收数据；

适于使用第二扩展信道码，经由所述收发信机发射后续接入信号，以触发与所述前向链路相关的专用链路的建立；以及

适于经由所述收发信机和所述专用链路，来执行鉴权信令和功率控制信令的至少一个。

17.一种用于通过多级信令来改善网络接入的网络节点，所述网络节点包括：

收发信机；

与所述收发信机通信地耦合的处理单元，所述处理单元：

适于经由所述收发信机发射信令到至少一个远程单元，其中所述信令指示扩展信道码集合；

适于经由从所述扩展信道码集合中选择出的扩展信道码，经由所述收发信机从所述至少一个远程单元的每个接收初始接入信号，其中每个扩展信道码指示所述远程单元与所述网络节点之间的信道质量；

适于参照来自所述扩展信道码集合中的一个扩展信道码，经由所述收发信机发射用于前向链路的前向链路分配；

适于经由所述收发信机和所述前向链路，发射数据至所述至少一个远程单元；

适于经由所述收发信机，从所述至少一个远程单元接收后续接入信号；

适于经由所述收发信机发射信令，以与所述至少一个远程单元的每个建立专用链路，每个专用链路与所述前向链路相关联；以及

适于经由所述收发信机以及每个对应的专用链路，来执行与所述至少一个远程单元中每个远程单元的鉴权信令和功率控制信令中的至少一个。

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