CN101595752B - 电信系统中的移动性管理 - Google Patents

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Abstract

公开一种LTE/SAE移动电信网络，它具有核心网络(28)、多个eNode B(26，27)。移动终端经由eNode B(26，27)其中之一与核心网络(28)进行通信。在第一实施例中，当移动终端(1)处于RRC已连接状态并且数据传递中存在暂停时，暂停期间移动终端从一个eNodeB(26)切换到另一个eNode B(27)，第一eNode B(26)通知新的eNodeB(27)关于数据传输中的暂停的时间长度，使得能在进入空闲状态之前保持数据传输中的暂停的最佳长度，即使eNode B(26，27)之间的切换在数据传输中的暂停期间发生。在本发明的第二实施例中，电信网络的单元存储移动终端(1)的移动的历史记录，并且将它传递给新的eNode B(27)。电信系统的“单元”可以是eNode B(26)或者可以是移动终端1本身。在第三实施例中，当第一eNode B(26)与新的eNode B(27)之间发生切换时，第一eNode B(26)为第二eNode B提供与移动终端(1)相关的无线电质量信息。

Description

电信系统中的移动性管理
技术领域
本发明涉及电信系统中的移动性管理，更具体来说(但非排它地)，涉及包括至少一个移动终端以及用于当移动终端向其注册时向该移动终端提供无线电资源的多个电信节点的移动电信系统，各节点控制用于与移动终端进行通信的多个小区，其中移动终端可操作以从向所述节点的第一节点的注册改为向所述节点的第二节点的注册。
背景技术
目前，2G(GSM)、2.5G(GPRS)和3G(UMTS/UTRA)移动或蜂窝电信网络(PLMN)共存。3G移动电信的无线电接入网部分的发展是“演进”UTRA或E-UTRA，又称作LTE(长期演进)。“系统架构演进”(SAE)是3G移动电信的核心网络部分的发展。组合核心网络和无线电网络发展有时称作SAE/LTE。希望使移动终端在移动到SAE/LTE覆盖区域之内以及SAE/LTE与UMTS区域/2G覆盖区域之间时提供连续服务。
移动电信网络具有与其移动终端的通信的活动状态以及与其终端的通信的不活动/空闲状态。处于活动状态时，当移动终端在网络的不同小区之间移动时，通信会话通过在小区之间执行“切换”操作来保持。在不活动/空闲状态中，当移动终端在网络的不同小区之间移动时，移动终端执行“小区重选”以选择要“驻扎”的最适当小区，以便当移动端接数据送往移动终端时，那个移动终端能由网络进行寻呼。
按常规，移动终端或网络根据移动终端的区域中的小区的无线电信号的测量来确定是否触发切换/小区重选过程。将滤波器应用于信号(由网络或者由移动终端)，它计算这些信号对特定时间时期的平均(例如算术平均)值。然后将小区的这个滤波/平均值相互进行比较或者与阈值进行比较。根据这些比较，触发小区重选/切换相关过程。这个小区重选/切换过程一般包括进行相邻小区的无线电信号测量，并且将它们相互进行比较以及与当前小区的无线电信号进行比较，以便确定哪一个小区提供最佳信号强度/质量。然后能进行到最佳小区的切换/重选。
确定是否执行从一个基站到另一个基站的切换的计算由网络来执行，而是否执行小区重选的计算由移动终端来执行。
在空闲/不活动状态中，移动终端的移动性状态(即快速移动或慢速移动)能用于优化小区重选参数。类似地，在活动状态中，所计算移动性状态能用于优化切换参数。在空闲/不活动状态中，移动性状态由移动终端来确定，而在活动通信状态中，移动性状态由网络来计算。小区重选参数和切换参数能通过使用移动性状态测量的历史记录最佳地设置。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种包括网络核心、至少一个移动终端以及用于当移动终端向其注册时向该移动终端提供无线电资源的多个电信节点的移动电信系统，各节点控制用于与移动终端进行通信的多个小区，其中移动终端可操作以从向所述节点的第一节点的注册改为向所述节点的第二节点的注册，其特征在于，用于向所述节点的第二节点提供指示移动终端与第一节点的交互的信息的部件。节点可包括eNode B。
在第一实施例中，第一和第二节点各具有定时器，它在自触发事件以来的一段时间时期之后到期，其中节点定时器的到期使节点通知核心网络关于终端已经进入空闲通信状态，其中，当移动终端向其注册的节点在触发事件之后但在第一节点的定时器到期之前从第一节点改为第二节点时，第一节点的当前定时器值的指示被提供给第二节点，作为指示移动终端与第一节点的交互的所述信息，以及在其之后第二节点的定时器到期的时间时期按照它来修改。节点定时器的触发事件是向第一节点或者从第一节点传送数据的暂停。可将自触发事件以来的切换次数的指示提供给第二节点。第二节点可通知核心网络关于终端已经进入空闲通信状态，或者根据切换次数的指示来调整移动终端优选的小区的频率。
下面更详细地描述，第一实施例提供一种包括其中包含多个节点(例如eNode B)的无线电接入网、核心网络以及用于经由节点的所选节点与核心网络进行通信的多个电信终端的电信网络，所述节点的所选节点根据切换过程不时地改变，节点各具有定时器，它在自触发事件以来的一段时间时期之后到期，其中节点定时器的到期使节点通知核心网络关于终端已经进入空闲通信状态，其特征在于，当节点的所选节点在触发事件之后但在第一节点的定时器的到期之前从第一节点变为第二节点时，第一节点处的定时器的定时器值的指示被提供给第二节点，以及在其之后第二节点的定时器到期的时间时期根据它来修改。
在第二实施例中，指示移动终端与第一节点的交互的信息包括网络中的移动终端的移动的历史记录。响应移动终端从向网络节点的所述第一节点的注册移动到向所述网络节点的所述第二节点的注册而传递历史记录。历史记录用于得出移动终端的移动速率的指示。这允许根据移动终端的移动速率的指示来控制移动终端从所述小区的一个小区切换到所述小区的另一个小区。
下面将更详细描述的第二实施例提供一种包括至少一个移动终端以及各控制用于与移动终端进行通信的多个小区的多个电信节点的移动电信系统，其特征在于，系统的单元可操作以存储网络中的移动终端的移动的历史记录以及将历史记录传递给所述网络节点其中之一。
在第三实施例中，指示移动终端与第一节点的交互的信息包括与移动终端相关的无线电质量信息。无线电质量信息可包括第二节点的上行链路载波/干扰、下行链路载波/干扰和下行链路质量。无线电质量信息包括第一节点所控制的至少一个小区与移动终端之间的无线电链路的无线电质量信息。
下面将更详细描述的第三实施例提供一种包括至少一个移动终端以及用于向移动终端提供无线电资源的多个电信节点的移动电信系统，各节点控制用于与移动终端进行通信的多个小区，其中所述节点的第一节点可操作以使移动终端切换到所述节点的第二节点，其特征在于，所述节点的第一节点向所述节点的第二节点提供与移动终端相关的无线电质量信息。
本发明的其它方面在权利要求14至24中定义。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在作为举例、参照附图来描述实施例，
附图包括：
图1是移动电信系统的关键单元的简图，用于说明这种系统的操作和本发明的实施例；
图2示出根据本发明的第二实施例、移动性数据从第一节点到第二节点的传递；以及
图3示出根据本发明的第二实施例、移动性数据从移动终端到网络核心的传递。
附图中，相似的单元一般采用相同的参考标号来表示。
具体实施方式
现在参照图1简要描述移动电信系统的关键单元及其操作。
各基站(BS)与其蜂窝或移动电信网络的相应小区对应，并且通过电路交换或分组交换域或这两者中的无线的无线电通信从移动终端接收呼叫/数据以及向其传送呼叫/数据。这种订户的移动终端(或用户设备UE)表示为1。移动终端可以是手持移动电话、个人数字助理(PDA)、配备了数据卡的膝上型计算机或者具有包含移动终端的功能性的嵌入芯片组的膝上型计算机。
在GSM(2G)移动电信网络中，各基站子系统(BSS)3包括一个或多个基站收发器(BTS)8和基站控制器(BSC)4。BSC可控制一个以上BTS。BTS和BSC包括GSM无线电接入网(RAN)。
在UMTS(3G)移动电信网络中，各无线电网络子系统(RNS)7包括无线电网络控制器(RNC)13和一个或多个称作节点B 6的基站。RNC可控制一个以上节点B 6。节点B和RNC包括UMTS无线电接入网(RAN)。
按常规，基站设置成组，并且各组基站由一个移动交换中心(MSC)来控制，例如用于BSS 3、54和5中的基站的MSC 2。如图1所示，网络具有另一个MSC 6，它控制另外两个BSS 9、15和一个RNC 7。实际上，网络将结合超过图1所示的许多另外的MSC和基站。
网络的各订户提供有智能卡或SIM，它在与用户的移动终端关联时向网络标识该订户。SIM卡预先编程有在卡上不可见并且不为订户所知的唯一标识号、即“国际移动用户识别码”(IMSI)以及唯一密钥Ki。订户分配有公开已知号码、即订户的电话号码，通过它由主叫方发起对订户的呼叫。这个号码是MSISDN。
网络包括归属位置寄存器(HLR)/归属用户服务器(HSS)10，它为网络的各订户存储IMSI和对应的MSISDN以及其它订户数据、如订户的移动终端的当前或最后已知的MSC。HSS是网络的主数据库，虽然在逻辑上它被看作一个实体，但实际上它将由若干物理数据库组成。HSS保存用于支持、建立和维护订户所进行的呼叫和会话的变量及识别码。与基本HLR/认证功能一样，HSS可通过使用附加数据库和参考点来增强。这使网络能够通过与基于CAMEL、OSA(开放服务接入)和SIP的服务应用服务器接口，来为订户提供高级服务和特征。
当订户希望在网络中激活其移动终端(使得随后可进行或接收呼叫)时，订户将其SIM卡放入与移动终端(本例中为终端1)关联的读卡器。然后，移动终端1将IMSI(从卡中读取)传送给关联终端1所在的特定小区的BTS 8。在传统网络中，BTS 8则将这个IMSI传送给BSS 3与其关联的MSC 2。在使用3GPP TS 23.236所述的功能性的网络中，BSS遵照规定规则来选择要使用哪一个MSC，然后将这个IMSI传送给所选MSC。
MSC 2这时访问适当的HLR/HSS 10，并且从适当的存储位置提取对应订户MSISDN和其它订户数据，并将它暂时存储在访问者位置寄存器(VLR)14中。这样，因而有效地向特定MSC(MSC 2)注册特定订户，以及订户的信息暂时存储在关联那个MSC的VLR(VLR 14)中。VLR 14上存储的信息包括用于对MSC 2中的终端进行标识的临时移动用户标识(TMSI)号。TMSI号是长度通常为32位的标识号。因此，在常规系统中，不会一次将TMSI号分配给那个MSC所服务的给定系统的一个以上用户。因此，当移动台跨入不同的MSC所服务的新位置时，通常使TMSI号无效。
当HLR 10由MSC 2按照上述方式来询问时，HLR 10还引起对移动终端1执行认证过程。HLR 10向AUC(认证中心)传送包含用户识别码(IMSI)的认证请求，以便得出认证矢量(AV)。根据IMSI，AUC生成作为随机数的查询(challenge)，或者根据IMSI获得已存储查询。AUC还根据查询以及与SIM共享的保密数据(secret)来生成XRES(预计结果)，或者得到与查询一起存储的XRES。XRES用于完成认证。在UMTS网络中，AUC还根据共享保密数据和查询来生成IK(完整性密钥)，它可与XRES和认证数据一起存储在AUC并且用于在移动终端1与RNC之间所发送的完整性校验消息。
然后将认证数据、XRES和CK/IK传送给MSC 2，它将认证查询传送给移动电话1。移动电话1通过向移动电话1的SIM/USIM传送认证数据来产生响应。SIM/USIM根据SIM/USIM上存储的预订的Ki和认证查询来生成与服务器中存储的XRES对应的响应。
为了根据SIM/USIM认证来完成认证，MSC 2将响应值与已存储XRES的值进行比较以便进行认证控制。
如果来自移动终端1的响应正如所料，则移动终端被认为已认证。在这一点，MSC 2向HLR 10请求预订数据。然后，HLR 10将预定数据传递给VLR 14。
作为认证过程的一部分，还建立用于对无线电路径上的用户和信令数据进行加密的密码密钥CK。这个过程称作密码密钥设定。密钥由移动终端1在密钥Ki的控制下使用单向函数来计算，并且由AUC对于网络预先计算。因此，在成功的认证交换结束时，双方具有新的密码密钥CK。
认证过程将在移动终端1保持激活时重复进行，并且还能在每当移动终端进行或接收呼叫时根据需要重复进行。
网络的MSC的每个(MSC 2和MSC 6)具有与其关联的相应VLR(14和11)，并且当订户在与那个MSC所控制的基站之一对应的小区之一中激活移动终端时通过与已经所述的相同的方式进行工作。
当使用移动终端1的订户希望进行呼叫时，在已经将SIM卡插入与这个移动终端关联的读卡器并且已经通过所述方式对SIM认证的情况下，可通过以常规方式输入被叫方的电话号码来进行呼叫。这个信息由BSS 3接收，并传递到MSC 2。MSC 2经由MSC 2将呼叫路由到被叫方。通过VLR 14中保存的信息，MSC 2能将呼叫与特定订户关联，因而记录信息以便进行计费。
如3GPP版本4(Release 4)规范集中所述，MSC 2能分为MSC服务器(MSC-S)和媒体网关(MGW)。
MSC 2和6支持电路交换(CS)域中的通信-通常为语音呼叫。提供对应的SGSN 16和18以便支持分组交换(PS)域中的通信-例如GPRS数据传输。SGSN 16和18以与MSC 2和6相似的方式起作用。SGSN 16、18配备了用于分组交换域的VLR的等效体。GGSN 19对互联网和/或私有内联网提供IP连通性。
当移动终端1与网络附连时，SGSN 16采用从HLR/HSS 10所检索的数据来检验从SIM所传送的数据，以便通过以上结合MSC 2所述的方式来对移动终端进行认证。然后，通过使用接入点名称(APN)帮助选择GGSN并且激活PDP上下文来授权PS数据的传输。SGSN可向DNS服务器提供APN，以及DNS服务器则可返回GGSN的列表。SGSN 16向GGSN 19发送对于PDP上下文的请求。GGSN 19或关联服务器向移动终端1提供适当的IP地址。
LTE网络的单元如图1所示。基站20、22和24包括eNodeB(演进节点B)26、27、31。与移动终端1的RRC信令在eNodeB 26、27、31端接。eNode B形成LTE网络的RAN。eNodeB执行节点B以及3G/UMTS网络的RNC的大部分的功能。LTE网络的网络核心28包括服务网关(S-GW)29、PDN网关(P-GW)30、HLR/HSS 10(与GSM/UMTS网络的网络核心12共享的公共HLR/HSS)以及移动性管理实体(MME)32。S-GW 29和MME 32执行与UMTS MSC和VLR相似的功能。SAE/LTE网络通过与以上对于UMTS网络所述所对应的方式来对用户的SIM进行认证。
虽然在图1中分开示出，但是P-GW 30和GGSN 19可组合以形成单个单元。
GSM/UMTS和LTE网络能与外部分组数据网络PDN 34进行通信。
通过以上描述，将理解移动电信网络的覆盖区域分为多个小区，其中的每个由相应基站提供服务。
如上所述，移动终端具有活动模式和空闲/不活动模式。在空闲/不活动模式中，移动终端“驻扎”确定为最佳小区的小区。当移动终端四处移动时，最佳小区改变，并且小区重选由移动终端来执行，以便改变移动终端驻扎的小区。在UMTS中，在空闲模式下，移动终端单独控制它自己的移动性，并且当相邻小区具有比当前小区更好的质量时启动小区交换(重选)，如3GPP TS 25.304所述。来自相邻小区的信息在广播信道(BCH)的系统信息块12(SIB 12)或系统信息块11(SIB 11)中广播，如3GPP TS 25.304和3GPP TS 25.331所述。类似的过程还用于GSM/GPRS移动网络，如技术规范3GPP TS 05.08(基于UE的小区重选)所述。LTE/SAE也具有相似的重选过程。
在活动模式中，为了允许移动终端在小区的覆盖区域外部移动时保持呼叫，呼叫必须自动交换到备选小区。这个过程称作“切换”。切换是时间性要求高的过程，它要求在原小区的无线电链路降级到丢失呼叫的程度之前采取动作。切换要求移动终端与网络之间的事件的同步。
UMTS中的网络驱动的切换在必要时执行，如3GPP TS 25.331所述。在这种状态中，移动终端扫描与其当前小区相邻的总共32个同频小区(intra-frequency cell)的导频信道。移动终端根据所接收信号强度和/或质量(即所接收信号的差错率)来形成可能切换的最佳小区的列表。基于事件驱动，例如当小区之一的信号强度或信噪比超过某个阈值时，将这个列表中的信息传递给UTRAN RNC 13。信息列表由UTRAN RNC 13中实现的切换算法来使用。确定切换发生的时间的算法在GSM或UMTS标准中没有规定。当移动终端1提供在移动终端1的相邻小区接收信号的测量高于预定质量接收阈值(其通常与来自服务小区的接收信号的质量相关(例如比较好质量差某个余量))时，算法基本上触发切换。LTE/SAE执行类似的切换过程，其中eNodeB实现切换算法。
当主叫方(无论是在移动电信网络之内还是在它外部的订户)尝试呼叫网络中处于空闲状态的移动终端时，必须寻呼那个移动终端。寻呼是广播消息的过程，它提醒特定移动终端采取某个动作-在本例中为联系网络，并且在交换某种信令之后，通知该终端存在要接收的进入呼叫。
移动终端用以检查来确定任何寻呼消息是否由网络传送的频率是“DRX循环长度”。DRX循环长度值由网络传送给移动终端。DRX循环长度预计用于降低终端电池消耗，因而运营商通常在考虑寻呼消息延迟的同时将它设置成尽可能长。
如果网络知道移动终端处于哪一个小区，则仅需要在那个小区中进行寻呼。但是，如果移动终端在网络中移动，则移动终端所在的准确小区可能不是已知的。因此需要在多个小区中执行寻呼。必须在其中进行寻呼的小区的数量越大，则越多地使用网络中宝贵的信令容量。
但是，如果MSC始终具有各移动终端所在小区的最新记录，使得终端所占用的当前小区始终为已知，则这将需要移动终端与MSC之间大量的位置更新信令，以便使MSC具有各移动终端所占用的小区的最新记录。这也是宝贵信令容量的浪费。
如上所述，每当移动终端从一个MSC的覆盖区域移动到另一个MSC以及从一个SGSN移动到另一个SGSN时，更新HLR。但是，单个MSC和SGSN所覆盖的区域通常很大，并且寻呼单个MSC和SGSN所覆盖的所有小区将需要大量寻呼信令。
在2G和3G网络中，通过将移动电信网络的覆盖区域分为多个位置区域(LA)和多个路由选择区域(RA)，以已知方式来解决寻呼多个小区或者执行多个频繁位置更新引起过度使用信令容量的问题。
位置区域与电路交换域中的通信的特定地理区域相关。位置区域通常但不一定大于单个小区的区域，但是小于一个MSC所覆盖的区域。网络中的各小区广播指示其位置区域的识别码(LAI)的数据。移动终端使用这个数据来确定何时它移动到新的位置区域中。终端在其SIM上存储它的最后已知位置。将SIM上存储的这个信息与本地小区所广播的位置区域信息进行比较。比较两个位置区域的识别码。如果它们不同，则移动终端确定它已进入新的位置区域。然后，移动终端获得对无线电信道的访问权，并且请求位置区域更新(LAU)。该请求包含这时过时的LAI和终端的当前TMSI。如果MSC/VLR对于新的和旧的位置区域是相同的，则网络能立即对移动终端进行认证，并且记下位置区域的变更。但是，如果移动终端移动到不同的MSC/VLR，则该MSC/VLR向HSS/HLR发送消息。HSS/HLR记下新位置，并且下载安全参数，以便允许网络对移动终端进行认证。它还将用户的预订详细资料传递到新的VLR，并且通知旧VLR删除其记录。新的MSC/VLR向移动终端分配新的TMSI。
路由选择区域与分组交换域中的通信的特定地理区域相关。路由选择区域通常但不一定大于单个小区的区域，但是小于一个SGSN所覆盖的区域。路由选择区域通常但不一定小于位置区域。一个位置区域中可存在许多路由选择区域。除了上述指示其位置区域的识别码的数据之外，网络中的各小区还广播指示其路由选择区域(RAI)的数据。移动终端使用这个所接收数据来确定何时它移动到新的路由选择区域。终端在其SIM上存储最后已知路由选择区域。将SIM上存储的信息与本地小区所广播的路由选择区域信息进行比较。比较两个路由选择区域的识别码。如果它们不同，则移动终端确定它已进入新的路由选择区域。然后，移动终端获得对无线电信道的访问权，并且请求路由选择区域更新(RAU)。通过与位置区域相同的方式来更新路由选择区域，如上所述。
除了以上述方式所执行的LAR和RAU-由于移动终端移动或者信号衰落-之外，网络还指示各移动终端通过移动终端执行定期位置/路由选择区域更新(PLAR或PRAU)定期(以常规间隔)向网络报告其位置(它的LA或RA)。网络为向其注册的各移动终端提供指明应当用以执行PLAU/PRAU的频率的指令。通常将指示向网络注册的所有移动终端以相同频率-例如每60分钟-来执行这类更新。当移动终端进入空闲状态时，PLAU/PRAU定时器开始计数。如果进入活动状态，则定时器复位，并且当再次进入空闲状态时又从其初始值开始计数。因此，仅当移动终端空闲超过60分钟(在本例中)时才执行PLAU/PRAU。
移动终端所发送的PLAU或PRAU的主要目的是为网络提供关于移动终端仍然是注册的并且是活动的指示。在这些过程中，无线电接入网向MSC和/或SGSN提供当前服务小区的识别码。如果网络没有接收到PLAU或PRAU，则在第一额外定时器到期之后，它不需要寻呼该移动终端，以及通常在经过更大的时间之后，它可从VLR清除该移动终端的预订信息。
如上所述，GSM和UMTS移动电信网络分为位置区域/路由选择区域。LTE网络具有位置/路由选择区域的等效体(本文称作“跟踪区域”TA)。跟踪区域(包括定期TA更新PTAU)更新通过与LAR和RAU大致相似的方式来执行。这些跟踪区域更新采用MME 32来执行。附加的定期会话管理更新可由终端采用P-GW 30来执行。这个方面的决策尚未由相关标准团体做出。
跟踪区域的大小和位置可与LA和RA的大小和区域不同。
根据UMTS标准的许多移动网络系统设计成使得它们使用若干频率，并且小区的开发以较小的小区(“微小区”)和较大的小区(“宏小区”)进行。一般来说，这种类型的布置在蜂窝网络中称作“分级小区结构”(HCS)。这种布置如3GPP TS 25.304所述。
在HCS中，缓慢移动或静止的移动终端应当位于最小可能的小区、如微小区中，而(更快)移动的移动终端优选地位于较大的小区、如宏小区中。这对于更快移动的移动终端减少小区转换的次数。为了识别移动终端正在移动还是静止，HCS使用在规定时间时期(参数TCR)的小区变更数量(参数NCR)的确定，例如WO-A-2001043462中所述。
参数NCR和TCR均经由各小区中的BCH(在SIB 3或4)向移动终端报告，以及移动终端使用时间时期(TCR)中的小区变更次数(NCR)来判定它是处于所谓的“低移动性”还是“高移动性”状态。如果移动终端处于“低移动性”状态，则它优选较小的小区(微小区)中的小区变更，而如果处于“高移动性”状态，则优选较大的小区(宏小区)。这种行为的结果在于，使快速移动的移动终端装置的小区变更次数为最小，由此使移动网络的容量整体为最大。
在非HCS网络中，也存在确定移动终端的移动性状态的机制。例如，同样能使用在指定时间时期(TCR)的小区变更次数(NCR)，或者能使用在给定时间时期之内高于阈值的所接收导频信道功率的降级。其它方法也是可能的。
从当前小区转换到相邻小区一般发生于相邻小区在技术上比当前小区更好时。因此确保移动终端一般处于移动网络的某个小区中，其中它为了联系最近的基站和/或具有最佳接收条件需要的可能发射功率最低。
为了避免基于无线电场条件中的短期变更的所谓“衰落”的小区转换以及随后返回到原小区的情况，UMTS系统主要使用在系统信息块4(SIB 4)或系统信息块3(SIB 3)中的广播信道(BCH)中发射的两个参数。值得注意的是，存在时间间隔“Treselection”和滞后值“Qhyst”。为了避免小区之间基于快速变化的网络条件而转换过快，仅当按照因子“Qhyst”对于时间“Treselection”相邻小区比原小区更好时，才发生从原小区到相邻小区的转换。移动终端装置的这种行为在技术规范3GPP TS 25.304详细描述。多个频率层和移动性状态确定对于LTE/SAE网络以相似的方式来提供。
在LTE/SAE中，无线电资源管理(RRM)由eNode B来执行。本发明的以下实施例基于其它网络节点所提供的信息来提供RRM优化。
第一实施例保存切换时的已连接状态信息。
当存在特定持续时间的移动终端1与eNodeB 26的之间数据流中的暂停时，希望进入LTE空闲状态。
移动终端1和eNodeB 26均包括定时器。当移动终端1与eNodeB26之间的数据流暂停时，这些定时器开始计数。当移动终端1的定时器达到预定值时，移动终端1进入LTE空闲模式。当eNodeB 26的定时器达到预定值时，eNodeB 26记录移动终端1已经进入LTE空闲模式。定时器的每个开始计数(从零开始)与达到其相应预定值之间的时期是定时器持续时间。当eNodeB 26定时器达到其预定值时，它使信令消息传递给MME 32，这通知MME 32关于网络将认为移动终端1处于LTE空闲模式。然后，MME 32通知S-GW或者各P-GW 30关于移动终端1处于LTE空闲模式。
移动终端在上一次数据传递之后的某段时间保持为RRC已连接状态。这将确保网络中不存在移动终端已经返回到空闲状态之后下行链路数据传递到系统中所引起的不必要的寻呼负荷。当移动终端处于空闲状态时，移动终端的位置仅在跟踪区域基础上为已知，因此网络将需要在跟踪区域的所有小区中寻呼移动终端，以便查找移动终端。
在LTE中，由于RRC/RRM功能已经移至eNodeB 26，所以节点控制的小区的数量可能比GSM或UMTS低许多(RNC通常控制数百个小区)。而且当移动终端移动到不同eNodeB所控制的小区时，与UMTS不同，RR的控制也移动到这个不同的eNodeB。考虑这两个因素，移动终端在改变小区时改变eNodeB的可能性相当高。
通过计算自上一次数据传递以来的时间，eNodeB 26控制移动终端是否应当保持在已连接状态。在eNodeB 26，移动终端1最终切换到另一个eNodeB或者被推到空闲状态。当移动终端1切换到另一个eNodeB 27时，根据本发明的这个实施例，向新的eNodeB 27提供自采用移动终端1已经执行数据传递过了多长时间的指示。自上次数据传递以来的时间量(时间“y”)在eNodeB 26、27之间在切换信令中传递。
然后，新eNodeB 27的定时器可从时间“y”而不是从时间零开始计数。如果定时器达到其预定值，则为移动终端记录LTE空闲节点，并且执行对MME 32的适当信令。如果到另一个eNodeB 31的切换在时间达到其预定值之前发生，则将定时器的当前值(“z”)传递给另一个eNodeB 31。然后，另一个eNodeB 31的定时器从时间“z”开始计数，依此类推。
这避免使移动终端1过早地从活动状态释放，并且避免使移动终端不必要地保持在活动状态。
为了避免移动终端执行过多切换并且引起过度的网络信令负荷，自上一次数据传递以来的切换次数也可在切换信令中提供，使得能进行使移动终端从RRC已连接状态释放的智能判定。然后，新的eNodeB能确定自数据流的暂停以来是否已经发生大量(“n”)切换。当切换次数达到“n”时，不是切换到另一个eNodeB，而是新的eNodeB使移动终端进入空闲状态。
备选地，与切换次数有关的信息能用作选择移动终端所使用的小区的大小/频率层的基础(例如宏层或微层)。
当随后由P-GW 30接收到来自PDN 34的下行链路数据以便传送给移动终端1时，P-GW 30由于如上所述从MME 32到P-GW 30的信令而知道到移动终端1处于LTE空闲状态。P-GW 30缓冲下行链路数据分组。然后，P-GW 30发出对于MME 32的请求以便寻呼移动终端1。MME 32请求跟踪区域中的所有eNode B寻呼移动终端1。(MME 32保存各移动终端1所占用的跟踪区域的记录。)在下一个非连续接收(DRX)时期，跟踪区域中的所有eNodeB尝试寻呼移动终端1。移动终端1响应驻扎的eNodeB，然后能进入活动通信状态。
本发明的第二实施例改进频率层选择。
如上所述，目前在GSM和UMTS中，无线电控制节点(RNC/BSC)控制大量小区。RNC通常控制数百个小区。由于控制大量小区，所以RNC使用某种趋势分析(历史移动数据)来了解移动终端穿越小区移动的速度。在SAE/LTE中，无线电控制节点(eNode B)的大小更小-即，它们服务于更少小区和/或覆盖更小的地理区域。当无线电eNode B控制节点的大小减小时，eNode B所存储的历史记录将明显更短，因为移动终端将以更少时间向eNode B所控制的小区注册。因此减少控制节点(eNode B)的RRM算法可用的历史信息。
有利的是，在这个实施例中，当服务于移动终端的eNode B 26变为新的eNodeB 27时，通知新的eNodeB 27关于旧的eNode B 26所收集的移动终端的某种历史信息，使得新的eNode B 27的将来RRM判定能基于更准确/稳定的信息。
在切换信令中，还能够包含已经控制该移动终端的最后x个小区的列表以及移动终端在各小区的保持时间。这样，新的eNodeB 27中的RRM算法能更智能地触发将来的切换。
由于eNodeB是控制少量小区的装置，因此，如果eNode B没有移动终端历史移动的某种存储，则不会知道移动终端是快速移动的移动终端并且应当移动到宏层、还是缓慢移动的移动终端并且因而保持在微层。
能要求空闲模式的移动终端存储关于最后小区的信息以及这些小区中的保持时间，当执行跟踪区域更新时将它提供给网络。网络能使用这个信息为移动终端提供移动终端特定的重选参数，以便将移动终端放置到不同的频率层。
现在更详细地描述第二实施例。在活动状态中，关于移动终端是否快速移动的知识能使网络能够在移动终端处于活动状态时适当地设置切换设定，以便允许良好的切换性能。
通过前面的论述应当清楚地知道，移动性在活动和不活动状态中以不同方式来控制。在活动状态中，小区之间的切换(主要)由网络来控制。在不活动/空闲状态中，小区重选(主要)由移动终端来控制。但是，在两种状态中，可进行关于例如移动终端“快速移动”还是“缓慢移动”的移动性状态的确定。
现在将描述当移动终端从由第一eNode B 26提供服务移动到由第二eNode B 27提供服务时发生的情况。根据这个实施例，移动终端在向eNode B 27注册时最初保持在向eNode B 26注册时所具有的“移动性状态”(例如“快速移动”或者“缓慢移动”)。这样，移动终端在变更eNode B时无需重新开始它的“移动性”上下文。来自eNode B 26的“移动性状态”最初用于eNode B 27，但随后能根据移动终端由eNode B 27提供服务时所进行的移动性计算来改变。
图2中，在步骤I，移动终端向eNode B 26注册。在步骤J，设置切换参数，以及在步骤K，以上述方式来计算移动性状态。步骤J和K在循环中重复执行，以便在移动终端1的移动性状态改变时优化切换参数。
在步骤L，移动终端向eNode B 27注册。根据本发明的这个实施例，在步骤M，活动模式移动性状态数据从eNode B 26传送给eNodeB 27。除了关于移动终端是快速还是缓慢移动的指示之外，移动性状态数据还可包含历史移动数据-例如已经控制该移动终端的最后x个小区的列表以及移动终端在各小区的保持时间。
在步骤N，eNode B 27设置小区切换参数。根据这个实施例，切换参数使用当移动终端1最初向eNode B 27注册时在步骤M所提供的活动模式移动性状态数据。这允许在步骤O执行充分的移动性状态计算之前在这个初始阶段优化切换参数。步骤N和O在循环中重复执行，以便能在移动性状态改变时优化切换参数。
图3示出网络以及处于空闲/不活动状态的移动终端1所采取的步骤。在步骤P，移动终端1进入空闲/不活动状态。例如，这可在预期时间段的不活动之后发生。在不活动状态中，在步骤Q，移动终端1以上述方式来计算它的移动性状态。然后，在步骤R，移动终端根据在步骤Q所计算的移动性状态来设置小区重选参数。步骤Q和R在循环中定期重复进行，使得小区重选参数以上述方式根据定期计算的移动性状态频繁地调整。
在步骤S，执行跟踪区域更新。根据本发明的这个实施例，在步骤T，在步骤Q所确定的空闲/不活动模式移动性状态数据从移动终端1传送给网络n。网络n包括用于执行以下步骤的部件：接收和处理空闲/不活动模式移动性状态数据以及使用它随后为移动终端1提供移动终端特定重选参数-例如调整DRX循环长度/CMCL和/或改变频率层-步骤V。
第三实施例提供切换“乒乓”消除。
如上所述，在UMTS中，RNC执行无线电资源管理/移动性管理，并且通常控制数百个小区。RNC中的切换算法通常执行移动终端的大量切换。因此，当进行切换判定时，RNC通常具有用于进行先前切换判定的可用信息。这允许更智能地进行切换判定。例如，防止在当前小区的链路质量仅短时间降低时移动终端切换回到它最近从其切换的小区-所谓的切换“乒乓”。
在LTE/SAE中，由于RRM由服务于远比UMTS RNC更少的小区的eNodeB来执行，因此存在以下可能性：进行切换判定的eNodeB不会具有对移动终端先前执行的切换数据，因此按常规易遭遇“乒乓”。相同网络中的eNodeB可能使用不同的RRM算法-因此一个eNodeB所使用的切换标准可能不同于用于另一个eNode B的切换标准-使这个问题恶化。
根据本发明的这个实施例，当移动终端的控制eNodeB从第一eNode B变为第二eNode B时，第一eNode B将用于进行移动终端的先前切换判定的信息传递给第二eNode B。按常规，在eNode B或UMTSRNC之间没有传递有关无线电质量的信息。虽然这对于UMTS网络没有引起明显缺点，但是对于LTE/SAE网络是不利的。
参照图1，在这个实施例中，当切换预备过程由eNodeB 26触发时，eNodeB 26在对核心网络28的切换消息传递中包含触发条件。eNodeB 26可计算其业务的信号强度的密度函数(C)以及另一个基站的方向中的业务的信号强度的密度函数(I)。然后由这些密度函数能形成对于C/I的密度函数。
以下信息可包含在从eNode B 26到核心网络28的消息传递中。
-上行链路C/I
-下行链路C/I
-目标小区的下行链路质量
-长期趋势的某种指示
目标eNode B 27从核心网络28接收这个信息，并且能使用这个信息作为其切换算法的输入，以便确保eNodeB 27没有触发移动终端返回到原小区的切换。
备选地，可要求移动终端存储关于最后的小区的信息以及这些小区中的保持时间，当到达新小区时将它提供给其eNode B，其中它能由eNodeB存储供切换判定时使用。
现在参照图1来描述本发明的第四实施例。
通过已知方式，当移动终端1执行跟踪区域更新时，这由MME 32来记录。又通过已知方式，当移动终端1从空闲状态移动到活动状态时，这由MME 32来记录。此外，通过已知方式，当移动终端1处于活动状态时，在给定时间时期发生的切换次数由MME 32来记录。
根据本实施例，当移动终端1从空闲状态移动到活动状态并且向适当的eNode B 26注册时，MME 32则向eNode B 26提供先前为移动终端1所收集的移动性数据以用于移动终端1已连接时的移动性管理。由MME 32传递给eNode B 26的信息可以是与某个时间时期的跟踪区域更新次数、某个时间时期的空闲到活动状态转变的次数、给定时间时期的切换次数等有关的信息。这可允许eNode B 26根据移动终端1的所确定移动性状态来指示移动终端1设置最佳测量控制参数，和/或允许eNodeB 26操纵移动终端1保持在已连接状态的持续时间和/或根据移动性状态来调整切换算法。如果eNode B 26确定移动终端具有高移动性，则eNode B 26可指示移动终端优选到较大小区(宏小区)的小区变更，而如果确定移动终端处于低移动性状态，则移动终端可优选到较小的小区(微小区)的小区变更。

Claims (21)

1.一种移动电信系统，包括核心网络(28)、至少一个移动终端(1)以及多个电信节点(26，27，31)，所述多个电信节点(26，27，31)用于当所述移动终端(1)向其注册时向所述移动终端(1)提供无线电资源，各节点(26，27，31)控制用于与所述移动终端(1)进行通信的多个小区，其中所述移动终端(1)在以给定状态操作时，适用于从向所述节点的第一节点(26)的注册改为向所述节点的第二节点(27)的注册，所述系统还包括用于向所述节点的第二节点(27)提供指示所述移动终端与所述第一节点(26)的交互的信息的部件，所述系统的特征在于，所述第二节点(27)适用于采用所提供的交互的信息来控制所述移动终端(1)的空闲状态到活动状态的状态转变。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述交互的信息包括定义自上一次采用所述移动终端执行数据传递以来的时间长度的时间指示，并且所述第二节点(27)进一步适用于使用该时间指示来通过确定何时将所述移动终端转变到空闲状态从而控制所述状态转变。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述第二节点(27)适用于在预定时间之后将所述移动终端转变到所述空闲状态，并进一步适用于，一旦接收时间指示，就从该时间指示向该预定时间计数。
4.如前述任一项权利要求所述的系统，其中，所述交互的信息包括指示自上一次采用所述移动终端执行数据传递以来的切换次数的信息，并且所述第二节点(27)进一步适用于根据所述切换次数的指示将所述移动终端转变到所述空闲状态。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述第二节点(27)适用于在所述切换次数到达预定的最大值时将所述移动终端转变到空闲状态。
6.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述交互的信息包括指示自上一次采用所述移动终端执行数据传递以来的切换次数的信息，并且所述第二节点(27)适用于根据所述切换次数的指示选择将由所述移动终端所使用的频率层或小区的大小。
7.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述第二节点(27)适用于通过指示所述移动终端调节在触发事件后该移动终端(1)保持在连接状态的持续时间，来控制所述状态转变。
8.如权利要求1所述的系统，其中，向所述第二节点提供的交互的信息是为了控制所述移动终端在快速运动移动性状态和慢速运动移动性状态之间的转变的所述移动终端的历史移动数据。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第二节点(26，27)各具有定时器，所述定时器自触发事件以来的一个时间段之后到期，其中所述第一和第二节点定时器的到期使所述第一和第二节点通知所述核心网络(28)所述移动终端已经进入空闲通信状态，其中，当所述移动终端(1)被注册的节点在所述触发事件之后但在第一节点(26)的定时器到期之前从所述第一节点(26)改为第二节点(27)时，所述第一节点(26)的当前定时器值的指示被提供给所述第二节点(27)，作为指示所述移动终端与所述第一节点的交互的所述信息，并且在所述第二节点(27)的定时器到期之后的时间段按照该指示来修改。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述第一节点(26)的定时器的触发事件是向所述第一节点(26)传送数据或者从所述第一节点(26)传送数据的暂停，并且将自所述触发事件以来的切换次数的指示提供给所述第二节点(27)，且所述第二节点(27)可用于通知所述核心网络(28)所述移动终端已经进入所述空闲通信状态，或者根据所述切换次数的指示来调整所述移动终端优选的小区的频率。
11.一种控制电信系统中的移动终端的状态转变的方法，该电信系统包括核心网络(28)、至少一个移动终端(1)以及多个电信节点(26，27，31)，所述多个电信节点(26，27，31)用于当所述移动终端(1)向其注册时向所述移动终端(1)提供无线电资源，各节点(26，27，31)控制用于与所述移动终端(1)进行通信的多个小区，该方法包括：
在所述移动终端(1)从向所述节点的第一节点(26)的注册改为向所述节点的第二节点(27)的注册时，向所述节点的第二节点(27)提供指示所述移动终端与所述第一节点(26)的交互的信息，且所述第二节点(27)采用所提供的交互的信息来控制所述移动终端(1)的空闲状态到活动状态的状态转变。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述交互的信息包括定义自上一次采用所述移动终端执行数据传递以来的时间长度的时间指示，并且所述方法还包括使用该时间指示来确定何时将所述移动终端转变到空闲状态。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述节点的第二节点(27)适用于在预定时间之后将所述移动终端转变到所述空闲状态，并且所述方法还包括，在所述节点的第二节点(27)接收时间指示时，从该时间指示向该预定时间计数。
14.如权利要求11-13中任一项所述的方法，其中，所述交互的信息包括指示自上一次采用所述移动终端执行数据传递以来的切换次数的信息，并且所述方法还包括所述第二节点(27)根据所述切换次数的指示将所述移动终端转变到所述空闲状态。
15.如权利要求14所述的方法，其中，还包括在所述切换次数到达预定的最大值时所述第二节点(27)将所述移动终端转变到空闲状态。
16.如权利要求11-13中任一项所述的方法，其中，所述交互的信息包括指示自上一次采用所述移动终端执行数据传递以来的切换次数的信息，并且所述第二节点(27)适用于通过根据所述切换次数的指示选择将由所述移动终端所使用的频率层或小区大小或调节该移动终端(1)保持在连接状态的持续时间，来控制所述状态转变。
17.如权利要求11所述的方法，其中，还包括，所述第二节点(27)通过指示所述移动终端调节在触发事件后该移动终端(1)保持在连接状态的持续时间，来控制所述状态转变。
18.如权利要求11所述的方法，其中，向所述第二节点提供的交互的信息是所述移动终端的历史移动数据，且该方法还包括所述第二节点(27)使用该历史移动数据来控制该移动终端在快速运动移动性状态和慢速运动移动性状态之间的转变。
19.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一节点(26)具有第一定时器，所述第二节点(27)具有第二定时器，且各定时器自触发事件以来的一个时间段之后到期，该方法还包括：
当所述移动终端(1)在所述触发事件之后但在第一定时器到期之前将其注册改为向第二节点(27)注册时，向所述第二节点(27)提供所述第一定时器当前值的指示，使得所述当前值指示是指示所述移动终端与所述第一节点的交互的所述信息，
使用所述当前值指示来修改在所述第二定时器到期之后的时间段；并且
一旦所述第二定时器的修改的时间段到期，所述第二节点(27)就通知所述核心网络(28)所述移动终端已经进入所述空闲通信状态。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述第一定时器的触发事件是向所述第一节点(26)传送数据或者从所述第一节点(26)传送数据的暂停，该方法还包括：
将自所述触发事件以来的切换次数的指示提供给所述第二节点(27)，并且
所述第二节点(27)根据所述切换次数的指示通知所述核心网络(28)所述终端已经进入所述空闲通信状态。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述第一定时器的触发事件是向所述第一节点(26)传送数据或者从所述第一节点(26)传送数据的暂停，该方法还包括：
将自所述触发事件以来的切换次数的指示提供给所述第二节点(27)，并且
所述第二节点(27)根据所述切换次数的指示来调整所述移动终端优选的小区的频率。
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