CN101978752A - 用于在电信系统中使得能够快速寻呼的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在通信系统中，不论不同的传送站使用相同的还是不同的指派快速寻呼码字到接收站的方法，寻呼区域中的接收站假定寻呼区域中的所有基站使用相同的快速寻呼码字。为了在由若干基站覆盖的寻呼区域中使接收站能进行此类操作，那些若干基站共享有关指派到基站已知的各个接收站的快速寻呼码字的信息。

Description

用于在电信系统中使得能够快速寻呼的方法和装置

对相关申请的交叉引用

本申请要求2008年3月19日提交的美国临时专利申请61/037924的优先权，其整体通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及无线电通信系统并且更具体地涉及此类系统中的寻呼。

背景技术

电气与电子工程师协会(IEEE)802.16宽带无线接入标准工作组正在指定用于无线城域网中的宽带无线电通信系统的标准。IEEE802.16规范族被称为无线城域网(无线MAN)标准并且已经被称为WiMAX论坛的行业组织叫做“WiMAX”，其是全球微波接入互操作性的简称。WiMAX论坛的任务是推进并保证遵从IEEE802.16规范的产品的兼容性和互操作性。

无线MAN标准定义了无线电传送器和无线电接收器之间的空中接口的方面，包括物理(PHY)层和媒体接入控制(MAC)层。WiMAX论坛已经定义了用于将WiMAX网络和其他网络(例如遵从IEEE 802.11的网络和蜂窝网络)连接的架构，以及操作WiMAX网络的各种其他方面，包括地址分配、认证等。图1A、1B示出WiMAX网络的示例，并且应当理解到图1A、1B中示出的功能性的布置在WiMAX和其他通信系统中能够修改。

如图1A中示出的，网络100A包括在称为“小区”的地理区域中分别传送和接收无线电信号的基站(BS)102、104、106、108，“小区”典型地如图所示在一定程度上重叠。订户站(SS)110、112位于小区中并且按照WiMAX空中接口标准与BS交换无线电信号。SS典型地是移动SS(MS)或固定SS，并且将理解网络能包括许多小区和许多SS。在图1A中，BS与接入服务网络(ASN)网关(G/W)114、116通信并由其控制，接入服务网络网关还相互通信并且与其他核心网络节点和通信网络(未示出)通信，例如公共交换电话网络和因特网。例如SS 110、112的SS能组织成用于寻呼的组，并且例如BS 102、104、106、108的BS组织成寻呼区域，如下面更详细描述的。

图1B示出WiMAX网络100B，其如网络100A中一样也包括BS 102、104、106、108和SS 110、112。网络100B比网络100A更分散，因为在图1B中，BS直接通过适当的路由选择网络118互相通信，该路由选择网络118还与其他核心网络节点和通信网络(未示出)通信。

按照IEEE 802.16的一种模式，BS传送的下行链路(DL)无线电信号是正交频分多址(OFDMA)信号。在OFDMA通信系统中，在多个并行传送的窄带副载波或音(tone)之间划分要由BS向SS传送的数据流。对于不同的SS，能够在不同的时间使用不同的副载波组。因为各副载波是窄带，所以各副载波主要经历平坦衰落，这使得SS解调各副载波更容易。

将SS传送的DL无线电信号和上行链路(UL)无线电信号组织为连续的OFDMA帧，其在图2A、2B中按照IEEE 802.16e标准中的时分双工(TDD)布置来示出。图2B是图2A的放大图并且比图2A更详细地示出了DL和UL子帧的格式。在图2A、2B中，在水平方向中示出时间、即OFDMA符号编号以及由垂直方向指示子信道逻辑编号、即OFDMA副载波频率。图2B示出一个完整帧和后续帧的一部分，其中各DL子帧包括16个符号并且各UL子帧包括10个符号(不对保护符号计数)。

如图3中所示，各DL帧200开始于包括每第三个OFDM音或副载波上发送的已知二进制信号的前同步码信号。将图3中所示的副载波的范围编号为0，3，6，...，1701，但是前同步码能使用比该许多副载波更少的副载波。

如图2A、2B中见到的，每个帧的前同步码之后是DL传送时期并且然后是UL传送时期。按照标准，前同步码信号在由图2B中的索引k标识的帧的第一OFDM符号中发送，并且由段(即，要使用的音的三个集合之一)和参数IDCell来定义，该参数IDCell是传送小区的标识(ID)信息。SS将前同步码用于其接收器到BS(网络)的初始同步，并且确定在帧的DL部分中出现的第一突发中的帧控制头(FCH)的位置。为了从一个小区到另一个的切换的测量的目的，SS还使用相邻BS传送的信号中的前同步码来同步到相邻BS。

FCH给出有关DL信号参数的信息，包括DL映射消息(DL-MAP)，其是定义数据的DL分配和与信号的接收相关的参数的媒体接入控制(MAC)消息。DL-MAP可以在UL映射消息(UL-MAP)之后，该UL-MAP提供数据的UL分配和与来自标识的SS的信号传送有关的其他参数。通过来自DL-MAP的时间和频率中的指派，标识的SS能够接收特定位置中的数据。类似地，其能够标识UL-MAP上的时间和频率中的指派并相应地传送。图2A、2B还示出传送/接收转换间隙(TTG)间隔和接收/传送转换间隙(RTG)间隔，TTG和RTG由BS和SS用来从传送转变到接收并且反之亦然。

图2A还示出BS如何寻呼操作在空闲模式中的SS，示出寻呼周期、寻呼偏移、BS寻呼间隔和OFDMA帧之间的关系。图2A中仅示出两个连续的寻呼周期。仅在寻呼周期的一部分期间，SS“监听”来自于BS的寻呼消息，并且该寻呼间隔的位置由从寻呼周期的起始的寻呼偏移来确定。寻呼消息能跨越几个OFDMA帧，SS需要解调这些帧以读取整个消息。

因此，当SS处于空闲时，甚至在没有用于其的寻呼消息并且没有系统配置改变/更新的情况下，SS周期性地开启其基带单元(其包括快速傅立叶变换(FFT)解调器和解码器)。SS首先与前同步码同步，并读取FCH，并且然后其读取DL-MAP以寻找广播连接标识符(CID)的位置和格式。如果DL-MAP示出广播CID，则SS解调该突发以确定是否存在BS广播寻呼消息(MOB_PAG-ADV)。

多数时候没有寻呼消息并且不要求SS的动作，但是在每一个寻呼间隔期间，SS必须完全“清醒”，也就是说，对于多个OFDMA帧，其接收器必须上电，使用电力以及可能地随着时间过去而耗尽电池。对于BS，周期性地发送不要求动作的MOB_PAG-ADV消息也浪费下行链路容量。除了MOB_PAG-ADV消息，信道描述符中的改变或广播系统更新能够触发空闲的SS继续保持以用于更新系统参数或读取其他进入消息。

能够降低常规寻呼机制负面影响的“快速”寻呼机制在WiMAX标准的现有版本中并未指定。在此类快速寻呼机制中，简单的信号将向SS组指示寻呼信号存在于随后传送的信号块中。迄今，对于快速寻呼的提议要么从系统的可用资源挪用系统资源，从而降低系统容量，要么占用系统的TDD版本中的传送和接收间隙，这能导致不同设备实现之间的兼容性问题。

用于移动宽带通信的新标准作为IEEE 802.16m正在开发中，要求其向后兼容遵从当前WiMAX标准的产品，并且同时与当前WiMAX技术相比应当显著改进性能。在开发中的IEEE 802.16m中，已经提出一种用于快速寻呼机制的提议，其在IEEE C802.16m07/217，“Wake-up Signal for 802.16m OFDMA Idle Mode”(2007年11月7日)中描述。如果SS正确解码快速寻呼信号，则SS需要监听常规的寻呼信号；否则，SS能回到“睡眠”，从而节省其资源，例如电池电力。

当前发明人于2007年12月18日提交的US临时专利申请61/014471，其现在是2008年12月18日提交的PCT专利申请PCT/IB2008/003550，描述了使用前同步码信号中未使用的副载波(即，未使用的系统资源)来发送指派的用于快速寻呼的码字。指派到SS的码字能包括未使用的常规前同步码序列和正交序列，例如沃尔什-哈达玛(W-H)序列，或双正交序列，例如W-H序列和其逆序列。那些专利申请通过引用结合于此。

对于一个示例，W-H码字能用作上面引用的专利申请中描述的用于快速寻呼的信号。对于使用长度1024比特的FFT的10MHz宽的WiMAX信道，常规前同步码的长度为284比特。因此，存在568个未使用的副载波位置能用于快速寻呼信号，并且因此能使用长度512比特的W-H码字。对于5MHz宽的WiMAX信道，FFT大小为512比特并且前同步码长度为143比特，并且因此286个未使用的副载波位置可用于快速寻呼信号，从而允许使用长度256比特的W-H码字。其他信道带宽，例如8.75MHz，能在类似的方式中适应。每个此类快速寻呼码字能标识相应的SS组，并且码字在DL信号中的存在向码字对其指派的SS指示要求那些SS读取后续DL信号中的完整寻呼消息。

在使用码分多址(CDMA)的蜂窝电话网络中，例如CDMA2000和宽带CDMA(WCDMA)网络，基于移动台ID，由适用的标准预定义寻呼组。类似地，还预定义快速寻呼消息和移动台ID之间的映射。蜂窝电话架构是集中的，因此中心节点传递关于移动台的注册信息到寻呼区域中的多个小区。因此，使用快速寻呼消息能够在属于指派的寻呼区域的任何小区中到达移动台。此外，移动台每当其进入属于不同的寻呼区域的新小区时通知网络，触发定义的寻呼区域更新过程。

然而，WiMAX网络中预定义的寻呼组和SS ID之间没有固定的映射，并且SS ID和快速寻呼消息之间没有固定的映射。此外，典型的WiMAX网络架构(见图1A、1B)缺少中心节点，例如蜂窝电话网络中的移动交换中心或无线电网络控制器，其负责分发必需的信息和映射。

发明内容

本申请描述传送站或其他网络节点能够通过其向接收站自主指派快速寻呼码字的方法和装置。寻呼区域内的基站交换与此类快速寻呼码字指派到的订户站有关的信息。基站交换的信息能包括订户站身份和指派的快速寻呼码字的数据库。

根据本发明的方面，提供了一种在具有多个传送站的电信系统中使传送站能用于快速寻呼接收站的方法。该方法包括由传送站向寻呼区域中的所有其他传送站通知与接收站相关联的快速寻呼码字。

还根据本发明的方面，提供了一种在具有多个传送站的电信系统中用于与接收站通信的传送站。该传送站包括：存储器，配置成存储相应的接收站的标识符和对应的快速寻呼码字以及标识包括该传送站的寻呼区域中的所有其他传送站的信息；以及控制单元，配置成提供和接收控制和其他信号，并存储和从存储器检索信息。所述码字已经由该传送站的寻呼区域中的任何传送站指派到接收站。

还根据本发明的方面，提供了一种其中已存储指令的计算机可读媒体，所述指令在执行时，使计算机执行在具有多个传送站的电信系统中使传送站能用于快速寻呼接收站的方法。该方法包括由所述传送站向寻呼区域中的所有其他传送站通知与接收站相关联的快速寻呼码字。

附图说明

通过连同附图阅读本说明书，将理解本发明的若干特征、目的和优点，其中：

图1A、1B示出电信网络的示例；

图2A、2B示出组织为连续帧的下行链路和上行链路信号；

图3示出用于前同步码信号的副载波的布置；

图4是在电信系统中使得能够快速寻呼的方法的流程图；以及

图5是电信系统中的传送站的框图。

具体实施方式

本说明书集中于按照WiMAX标准的无线电通信系统，但是技术人员将理解本发明一般覆盖了其他无线通信系统。在WiMAX中，快速寻呼机制能使用码字，所述码字指派到SS或SS组并且被作为类似于未使用的频率资源之上的DL帧的前同步码的快速寻呼信号发送从而用信号通知SS。作为该机制的示例，指派到特定SS的快速寻呼码字能够是未使用的前同步码序列和/或W-H序列的子集，并且相应的码字由小区特定的伪随机噪声(PN)序列来掩蔽。SS确定指派到其的快速寻呼码字是否是由BS发送的，以及基于该确定，SS能够决定接收后续OFDMA帧中的完整常规寻呼信号。

发明人已认识到不论不同的BS使用指派快速寻呼码字到SS的相同方法的还是不同方法，对于SS，简单地假定寻呼区域中的所有BS使用相同的快速寻呼码字是有利的。为了使由若干BS覆盖的寻呼区域中的SS能进行此类操作，那些若干BS共享有关指派到BS已知的各个SS的快速寻呼码字的信息。

图4是在例如WiMAX系统的电信系统中使得能够快速寻呼的方法的流程图。例如，通过任何期望的方法，甚至任意的方法使得BS 108已经向SS 110指派称为c1、c2和c3的快速寻呼码字(步骤402)。当BS 108是SS 110的优选基站时，此类指派将有利地已经完成。在步骤404中，BS 108通知相同寻呼区域中的其他BS(例如，BS 102、104、106)其已经指派的码字。该通知能够以任何适当的方式将码字指派信息传递到其他BS，例如通过经由例如ASN G/W 114、116的ASN G/W、或经由例如路由选择网络118的路由选择网络、或经由任何其他适当的通信信道而发送到其他BS的消息。例如，码字指派消息能够按照适当定义的协议来发送，例如由因特网工程任务组(IETF)公布的RFC 3411-RFC 3418中定义的简单网络管理协议(SNMP)。技术人员将理解还能够使用其他协议。作为备选，BS 108能使用多播消息来发送码字指派信息，对于该备选，其寻呼区域中的其他BS 102、104、106是多播组的成员。

在步骤406中，BS 108从寻呼区域中的所有其他传送站(例如BS102、104、106)接收其他传送站的与接收站相关联的快速寻呼码字的类似通知。如果SS 110移动并选择例如BS 106的另一BS作为其优选BS，则SS 110不需要寻找以确定由BS 106指派到其的快速寻呼码字。相反，SS 110仅需要读取由BS 106传送的广播信息并且由此确定特定于BS 106的PN序列。将理解BS所属的寻呼区域的标识典型地通过由BS广播的信息被SS知晓。如果SS移动到不同寻呼区域中的BS的覆盖区域中，则SS典型地“重新连接”到网络以向其通知SS的寻呼区域的改变。如果SS移动到相同寻呼区域中的BS的覆盖区域中，则SS可能不执行此类重新连接。

如果BS 106希望寻呼SS 110，则BS 106使用由BS 108指派到SS 110的码字之一简单地发送(步骤408)快速寻呼消息。根据上述通过引用结合并引用的专利申请，BS 106能在比常规的完整寻呼消息更早的预定时间偏移发送此类快速寻呼消息。

将注意到BS 106不需要知道SS 110已经选择BS 106作为其优选基站来使用快速寻呼机制。当移动SS在其处于空闲模式中执行小区重选时，此类情形能够发生。还将注意到作为快速寻呼SS 110的部分(步骤408)，BS 106能够使用其小区特定的PN序列来掩蔽快速寻呼消息中发送到SS 110的快速寻呼码字。

如上所述，寻呼区域中的BS之间的指派的快速寻呼码字的通信能够以许多方式来执行。例如，寻呼区域中的BS能够通过例如ASNG/W的中心实体来互相通信，该中心实体能够从多个基站接收指派信息并且将核对的信息重发到寻呼区域内的所有基站。对于仍有的另一个示例，寻呼区域中的BS能够直接与寻呼区域中的其他BS通信，例如通过合适的路由选择网络，并且交换有关快速寻呼码字指派的信息。在后一示例中，BS能传送指派信息到单独寻址的BS，或者当寻呼区域由适当的多播地址来定义时，BS能传送指派信息到所有其他的BS，所述多播地址使得寻呼区域中的所有基站能够接收发送的单个消息。BS之间的直接通信能按照例如SNMP的适当定义的协议来发生，该协议能在常规的TCP/IP(传送控制协议/因特网协议)上操作。备选的是，适当定义的消息能够在基于IP的网络上使用的公知的多播方案/协议上来发送。

图5是BS 102的一部分的框图，其是其他BS 104、106、108和WiMAX OFDMA网络100中的此类传送节点或站中的典型，为了上述方法，其能与寻呼区域中的其他BS通信。将领会到，图5中示出的功能块能以各种等效方式组合并重新布置，并且许多功能能够由一个或更多适当编程的数字信号处理器和其他已知的电子电路来执行。

BS 102由控制处理器502操作，该控制处理器502典型地和有利地是适当编程的数字信号处理器。控制处理器502典型地提供并接收来自BS 102中的各种设备的控制和其他信号。在图5中为了简洁，控制处理器502示出为与适当的存储器503交换信息，存储器503是SS ID和对应快速寻呼码字的储存库，所述快速寻呼码字已经由传送站400的寻呼区域中的其他BS指派以及已经由站500指派。该存储器还能够存储标识相同寻呼区域中的其他BS的信息和用于掩蔽传送的快速寻呼码字的站特定的PN序列。技术人员将理解到PN序列能备选地由控制处理器502或适当的PN序列生成器来计算。

此类信息提供到快速寻呼码字生成器504，其使用该信息以将SS分类到寻呼组中并将寻呼组分类到超级寻呼组中，并且指派码字。典型的是，传送站500将分类对其传送站500是服务节点或优选小区的那些SS。码字生成器504还生成选择的快速寻呼码字以用于传送到一个或更多SS和寻呼组，如上所述。为了那个目的，生成器504能产生适当的码字序列，例如W-H序列，或从前同步码序列存储器505检索未使用的常规前同步码序列。快速寻呼码字生成器504还能够配置成通过组合所选择的快速寻呼码字和PN序列来掩蔽那些码字。

将理解，虽然生成器504在图5中示出为控制处理器502的部分，但是这并不是一定的；生成器504以及作为处理器502的部分而示出的一个或更多其他设备能够通过专用编程的处理器或其他适当的配置成执行其功能的逻辑来实现。

前同步码生成器506还从存储器505检索存储的常规前同步码序列，常规前同步码序列然后用于产生由BS 102传送的DL信号的常规前同步码部分。

码字生成器504提供有关快速寻呼码字和/或适当的快速寻呼码字的信息到复用器507，复用器507还接收由生成器506生成的常规前同步码。复用器507将该信息或码字与前同步码以及要传送的DL帧或子帧中的其他数据组合。复用器507产生的组合信息流由适当的OFDM调制器508转换成提供到OFDM无线电传送器509的调制符号，无线电传送器509在适当的副载波信号上印下调制符号。调制的副载波信号通过适当的天线510来传送。

如上所述，BS 102通过传送与SS相关联的快速寻呼码字来响应网络的到达SS或SS组的请求。在图5中，此类请求示为通过ASN网关114提供到控制处理器502和生成器504。响应于该请求，生成器504从存储器503检索与期望的SS相关联的码字或码字ID，并生成用于BS 102的传送的适当的快速寻呼信号。例如，控制处理器502接收需要被寻呼的SS的ID，访问其中存储PG和SPG及其对应的SS的身份的数据库503，并产生要寻呼的SPG的身份。快速寻呼信号生成器504然后输出适当的快速寻呼码字。

本发明通过给予SS跨多个小区接收统一的快速寻呼消息的能力，避免了在每个小区中接收快速寻呼指派的需要，从而使得例如SS的接收站能够节省相当大的功率。它还使得分散网络中例如基站的传送站能够交换相关信息，以便使SS实现功率节省。

将领会到在必需时，上述过程重复执行，例如，以响应于传送器和接收器交换的通信信号的时变性质。本发明的原理、方面和实施例的描述和示例旨在包含结构和功能的等效物，并且此类等效物旨在包括当前已知的功能等效物以及将来开发的功能等效物，而不论结构如何。技术人员还将领会到框图能表示说明性电路的概念图，其体现了技术原理，并且流程图、状态转换图、伪代码和诸如此类表示实质上可在计算机可读媒体中表示并因此由计算机或可编程处理器来执行的过程，而不论此类计算机或处理器是否明确示出。

为了便于理解，本发明的许多方面按照动作的序列来描述，这些动作能够通过例如可编程计算机系统的元件来执行。将认识到各种动作能够通过专门的电路(例如，互连以执行专门功能的离散逻辑门或专用集成电路)、通过由一个或更多处理器执行的程序指令、或通过两者的组合来执行。实现本发明实施例的无线收发器能包括在例如移动电话、寻呼机、耳机、膝上型计算机和其他移动终端、基站以及诸如此类中。

此外，还能考虑本发明在任何形式的计算机可读存储媒体内完全体现，所述计算机可读存储媒体其中已存储适当指令集，该指令集可由指令执行系统、装置或设备使用或与其相关，例如基于计算机的系统、处理器包含的系统或能从媒体取指令并执行指令的其他系统。当在此处使用时，“计算机可读媒体”能够是能包含、存储、传递或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与其相关的程序的任何部件。计算机可读媒体能够是，例如但不限于，电、磁、光、电磁、红外线或半导体系统、装置或设备。计算机可读媒体的更具体示例(非详尽的列表)包括具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)和光纤。

因此，本发明可以体现在许多不同的形式中，并非所有的形式都在以上描述，并且所有此类形式设想为在本发明的范围之内。对于本发明的各个方面的每个而言，任何此类形式可称为“配置成”执行所描述的动作的“逻辑”，或者备选地称为执行所描述的动作的“逻辑”。

强调的是术语“包括”和“包括......的”，当在本申请中使用时，指明所陈述的特征、整体、步骤或组件的存在并且不排除一个或更多其他特征、整体、步骤、组件或其组的存在或添加。

上述特定实施例仅仅是说明性的并且不应当以任何方式认为是限制性的。本发明的范围由所附权利要求来确定，并且落入权利要求范围之内的所有变化和等效物旨在涵盖于其中。

Claims (11)

1.一种在具有多个传送站的电信系统中使得传送站能够用于快速寻呼接收站的方法，包括：

由所述传送站向寻呼区域中的所有其他传送站通知与所述接收站相关联的快速寻呼码字。

2.如权利要求1所述的方法，还包括从所述寻呼区域中的所有其他传送站接收所述其他传送站的与接收站相关联的快速寻呼码字的通知。

3.如权利要求1所述的方法，其中通知包括通过路由选择网络来传递快速寻呼码字关联信息。

4.如权利要求3所述的方法，其中通信包括向单独寻址的传送站传送所述关联信息。

5.一种具有多个传送站的电信系统中用于与接收站通信的传送站，包括：

存储器，配置成存储相应接收站的标识符和对应的快速寻呼码字以及标识包括所述传送站的寻呼区域中的所有其他传送站的信息；以及

控制单元，配置成提供和接收控制和其他信号，并存储和从所述存储器检索信息；

其中所述码字已经由所述传送站的寻呼区域中的任何传送站指派到接收站。

6.如权利要求5所述的传送站，其中所述控制单元还配置用于从所述寻呼区域中的所有其他传送站接收所述其他传送站的与接收站相关联的快速寻呼码字的通知，以及用于将所述传送站的与接收站相关联的快速寻呼码字的通知传送到所述寻呼区域中的所有其他传送站。

7.如权利要求6所述的传送站，其中通知单独寻址到所述传送站或所述寻呼区域中的另一传送站。

8.一种其中已存储指令的计算机可读媒体，所述指令在执行时，使所述计算机执行在具有多个传送站的电信系统中使传送站能够用于快速寻呼接收站的方法，其中所述方法包括：

由所述传送站向寻呼区域中的所有其他传送站通知与所述接收站相关联的快速寻呼码字。

9.如权利要求8所述的媒体，另外其中所述方法还包括从所述寻呼区域中的所有其他传送站接收所述其他传送站的与接收站相关联的快速寻呼码字的通知。

10.如权利要求8所述的媒体，其中通知包括通过路由选择网络来传递快速寻呼码字关联信息。

11.如权利要求10所述的媒体，其中通信包括传送所述关联信息到单独寻址的传送站。

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