CN104854899A - 从呼叫设立失败的高效恢复 - Google Patents

从呼叫设立失败的高效恢复 Download PDF

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Abstract

一种方法包括：在移动通信终端(24)中，在经由服务基站(28)建立呼叫期间检测终端与服务基站之间的通信质量的恶化。在经由服务基站建立呼叫期间，终端搜索适于建立呼叫的备选基站(28)。在找到备选基站时，切换至经由备选基站来建立呼叫。

Description

从呼叫设立失败的高效恢复
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年11月14日提交的美国临时专利申请61/726,191的权益，其公开内容通过引用并入于此。
技术领域
本公开内容总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及用于从呼叫设立失败恢复的方法和系统。
背景技术
各种蜂窝通信标准规定用于经由蜂窝网络来设立呼叫的过程。全球移动通信系统(UMTS)网络中的呼叫建立由第三代合作伙伴计划(3GPP)规定，例如在2011年3月的10.0.0版本的TS 25.303的“Technical Specification Group Radio Access Network；Interlayerprocedures in Connected Mode(Release 10)”的6.1章节中规定，其通过引用并入于此。
例如2011年4月的10.3.1版本的TS 25.331的“TechnicalSpecification Group Radio Access Network；Radio Resource Control(RRC)；Protocol specification(Release 10)”的8.1.3章节和附录B中提供有UMTS网络的呼叫建立过程的示例，其通过引用并入于此。
以上描述被呈现作为本领域相关技术的综述，而不应当被理解为承认其所包含的任何信息构成本专利申请的现有技术。
发明内容
本文中所描述的实施例提供一种方法，包括：在移动通信终端中，在经由服务基站建立呼叫期间检测终端与服务基站之间的通信质量的恶化。在经由服务基站建立呼叫期间，终端搜索适于建立呼叫的备选基站。在找到备选基站时，执行切换至经由备选基站来建立呼叫。
在一些实施例中，搜索所述备选基站包括尝试在至少一个时间间隔内接收所述备选基站，即使用于所述终端与所述服务基站之间的通信的通信协议没有分配任何时间资源用于在所述建立呼叫期间寻找备选基站。在实施例中，搜索所述备选基站包括尝试在至少一个时间间隔内接收与所述服务基站不协作的备选基站。
在一些实施例中，搜索所述备选基站包括与搜索所述备选基站并行地继续尝试经由所述服务基站来建立所述呼叫。在示例实施例中，上述方法包括：响应于所述恶化的恢复，中止搜索所述备选基站并且恢复经由所述服务基站来建立所述呼叫。在备选实施例中，搜索所述备选基站包括中止经由所述服务基站来建立所述呼叫。
在另一实施例中，搜索所述备选基站包括从用于接收所述服务基站的频率切换至用于接收所述备选基站的备选频率。在示例实施例中，切换至所述备选频率包括切换至备选频带。附加地或者备选地，搜索所述备选基站包括从用于与所述服务基站通信的无线电接入技术(RAT)切换至用于接收所述备选基站的备选RAT。
在又一实施例中，检测所述通信质量的恶化包括检测由所述服务基站传输的信号的接收质量低于预定质量阈值持续大于预定持续时间。在另一实施例中，检测所述通信质量的恶化包括检测经由所述服务基站来建立所述呼叫在预定持续时间内没有完成。在另一实施例中，检测所述通信质量的恶化包括检测由所述服务基站传输的信号的误码率高于预定误码率阈值。
根据本文中所描述的实施例，还提供一种装置，包括收发器和处理电路。该收发器被配置成与基站通信。该处理电路被配置成在经由服务基站建立呼叫期间检测与所述服务基站的通信质量的恶化，以在经由所述服务基站建立所述呼叫期间搜索适于建立所述呼叫的备选基站，以及在找到所述备选基站时切换至经由所述备选基站来建立所述呼叫。
在一些实施例中，移动通信终端包括所公开的装置。在一些实施例中，用于在移动通信终端中处理信号的芯片组包括所公开的装置。
根据对本公开内容的实施例的以下详细描述、结合附图可以更完全地理解本公开内容，在附图中：
附图说明
图1是示意性地图示根据本文中所描述的实施例的蜂窝通信系统的框图；以及
图2是示意性地图示根据本文中所描述的实施例的用于从呼叫设立失败恢复的方法的流程图。
具体实施方式
在典型的蜂窝通信网络中，移动通信终端通过执行关于其服务基站的呼叫设立过程来建立呼叫。在UMTS中，例如，呼叫设立被定义为向CELL_DCH状态的转变。呼叫设立也被称为呼叫建立。
在一些通信协议中，诸如在各种3GPP标准中，在呼叫设立过程中存在不包括任何用于终端接收信号或者另外获取与相邻基站(至少对于与服务基站不同频率的基站)相关的信息的机制或资源分配的时间段。因此，即使与服务基站的通信质量在呼叫设立过程期间恶化，终端也没有备选而只能继续这一过程直到其成功或者失败。
换言之，呼叫设立是一个敏感时期，在这个时期中，终端被迫与服务小区通信，而不管通信质量如何(可能的例外是与服务基站同频操作的相邻基站)。然而，实际上，呼叫设立通常很冗长，例如当UE没有从网络接收到任何响应时，这可以暗示网络不能接收UE的信号，反之亦然。与服务基站的通信质量在这一过程期间可能显著恶化。
因此，从传统呼叫设立的恢复时间极长。即使终端成功地经由边缘质量的服务基站设立呼叫，然而呼叫质量通常很不好并且该呼叫很可能断开。在任何一种情况下，终端传统上在呼叫设立过程期间不能接收相邻基站这一事实导致恶化的性能和不好的用户体验。
本文中所描述的实施例提供用于从呼叫设立失败恢复的改进的方法和系统。所公开的技术使得终端能够在呼叫设立过程期间在服务基站未使用的频率和无线电存取技术(RAT)上搜索备选基站，并且根据需要切换至备选基站。
在一些实施例中，当在呼叫设立期间检测到与服务基站的通信质量恶化时，该终端开始搜索适于设立呼叫的备选基站。如果找到合适的备选基站，则终端切换至备选基站并且继续呼叫设立过程，通常中止与服务基站的最后恢复尝试。
在一些实施例中，在其中期望终端继续尝试接收服务基站的时间期间执行对备选基站的搜索。作为搜索的一部分，终端通常将其接收器切换至不同的频率和/或不同的无线电存取技术(RAT)。因此，搜索可以使得经由服务基站进行呼叫设立的成功概率产生某种恶化。这一恶化通常可容忍，特别是因为与服务基站的通信质量本来就很不好。
总之，本文中所描述的方法和系统使得终端能够在呼叫设立期间根据需要切换至备选基站。这样，所公开的技术减少呼叫设立时间，降低呼叫设立失败的可能性，降低由于与边缘基站的呼叫设立成功而掉话的可能性，并且因此改善用户体验。
图1是示意性地图示根据本文中所描述的实施例的蜂窝通信系统20的框图。在图1的示例中，系统20包括移动通信终端24和3个基站(BS)28A、……、28C。不同的BS通常以不同的频率操作，并且可能使用不同的RAT。
在本示例中，系统20根据如以上所指出的UMTS规范来操作。UMTS也称为通用陆地无线接入(UTRA)或者宽带码分多址(WCDMA)。备选地，系统20可以根据任何其他合适的蜂窝通信标准(诸如全球移动通信系统(GSM)、也被称为长期演进(LTE)的演进的UTRA(E-UTRA)、或者LTE演进(LTE-A))来操作。取决于可适用的标准，终端24还被称为移动站(MS)或者用户设备(UE)。基站也被称为小区、BTS、NodeB或者eNodeB。
在给定时间，基站中的一个基站被定义为UE 24的服务小区，其他基站被视为相邻小区。出于清楚的目的，图1示出了仅仅单个终端和3个小区。然而，真实场景通常涉及多个终端和多个小区。
在图1的实施例中，UE 24包括用于从基站接收下行链路信号以及用于向基站传输上行链路信号的一个或多个天线、收发器(发射器-接收器或者TCVR)32以及处理电路36。
收发器32对所接收的射频(RF)下行链路信号进行下变频，将上行链路信号上变频成RF用于传输，并且通常执行附加功能，诸如放大、滤波和增益控制。处理电路36执行UE的各种数字处理任务。然而，在本上下文中，出于清楚的目的，仅示出和描述与呼叫设立相关的元素。
在一些实施例中，处理电路32包括质量估计单元40、小区搜索单元44和恢复控制单元48。质量估计单元40被配置成估计与各个基站的通信质量。在其他实施例中，单元40例如通过检测UE的物理随机存取信道(PRACH)过程成功还是失败来估计上行链路通信的质量。小区搜索单元44被配置成搜索用于UE与其通信的备选小区。恢复控制单元48被配置成使用下面详细描述的方法来从呼叫设立失败恢复。
图1所示的UE配置是示例配置，其仅出于清楚的目的而描绘。在备选实施例中，可以使用任何其他合适的UE配置。例如，仅通过示例的方式来给出处理电路36中的单元40、44和48之间的功能划分。在备选实施例中，可以使用具有任何期望数目的单元的任何其他合适的配置来执行处理电路的与恢复相关的任务。
出于清楚的目的，从附图中已经省略了对于理解所公开的技术而言没有强制性的一些UE元件。通常使用专用硬件(诸如使用一个或多个专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA))来实现不同的UE元件。备选地，可以使用在可编程硬件上执行的软件或者使用硬件和软件元件的组合来实现一些UE元件。
在用软件在可编程处理器上实现所公开的技术时，可以例如通过网络来将软件以电子形式下载到处理器中，或者备选地或者附加地，可以在非易失性有形介质(诸如磁性、光学或者电子存储器)上提供和/或存储软件。在一些实施例中，可以将UE 24的某些元件制造为芯片组。
在一些实施例中，在要针对UE 24建立呼叫时，UE和服务小区执行呼叫设立过程。例如，在UMTS网络中，UE初始位于服务小区，并且处于诸如RRC空闲状态、CELL_PCH/URA_PCH或者CELL_FACH等状态。在要建立(由UE或者由呼叫的另一方发起的)呼叫时，UE 24执行使UE转变至RRC连接状态的呼叫设立过程。
在很多实际场景中，呼叫设立过程很冗长，并且UE 24与服务小区之间的通信质量可能在这一过程期间恶化。在一些实施例中，UE 24的处理电路36检测该恶化，并且开始搜索要与其建立呼叫的备选小区。
在图1的示例中，质量估计单元40在呼叫设立期间测量与服务小区的通信质量。如果该通信质量降至某个预定阈值以下，则恢复控制单元48调用小区搜索单元44以搜索备选小区。如果找到合适的备选小区，则恢复控制单元48发起至所找到的小区的选择或者重新选择，并且与该小区建立呼叫。
在各种实施例中，恢复控制单元48使用各种准则用于检测与服务小区的通信质量的恶化。在实施例中，如果从服务小区接收的下行链路信号的质量降至低于某个质量阈值，则单元48检测到恶化。该质量可以使用例如公共导频信道(CPICH)上的芯片能量与噪声密度之比(Ec/I0)、信干噪比(SINR)或者CPICH上的接收信号码功率(RSCP)来量化。以上质量测量仅以示例方式列出，并且可以在备选实施例中使用任何其他合适的测量。在实施例中，当这样的测量降至低于预定阈值持续大于预定时间段(例如2秒)时，单元48将这一事件认为是证明在不同频率和/或RAT上搜索备选小区这一操作的恶化。
在示例实施例中，恢复控制单元48在计时器期满时宣布恶化，其中该计时器在Ec/I0低于预定阈值持续大于Nserv·(DRX_CYCLE_PERIOD)时期满，其中DRX_CYCLE_PERIOD表示针对UE定义的不连续接收(DRX)周期的长度。参数Nserv在2013年6月的10.10.0版本的TS 25.133的3GPP技术规范25.133的题为“Technical Specification Group Radio Access Network；Requirementsfor support of radio resource management(FDD)(Release 10)”的4.2.2章节中定义，其通过引用并入于此。
在备选实施例中，如果在预定时间段内没有成功完成呼叫设立过程，则恢复控制单元48宣布恶化。在其他实施例中，如果呼叫建立信道上的下行链路误码率(例如块误码率——BLER)大于预定阈值，则恢复控制单元48宣布恶化。另外备选地，单元48可以使用任何其他合适的准则来检测与服务小区的通信质量的恶化。
在检测到质量的恶化时，恢复控制单元48决定分配资源用于在不同的频率上搜索备选小区。通常，判决和随后的搜索与服务小区不协作。从服务小区的观点来看，通常期望UE将其所有时间资源专用于经由服务小区来设立呼叫。换言之，可适用的通信协议不分配时间资源(例如时隙)用于在呼叫设立过程期间在不同于服务基站所使用的频率的频率上接收相邻小区信号。
通过决定分配一些时间资源用于搜索备选小区，由于需要将其接收电路切换至其他频率，所以UE增加了从服务小区丢失信令消息的可能性。因此，经由服务小区建立呼叫而失败的概率增加。在各种实施例中，鉴于以上描述的权衡，单元48分配可用的时间资源的不同片段用于备选小区搜索。
在一个极端实施例中，单元48使用所有可用的时间资源用于在不同频率(以及可能的不同RAT)上搜索备选小区。这一解决方案增加了找到合适的备选小区的可能性，但是意味着与服务小区的呼叫设立很可能失败。在另一极端实施例中，单元48使用大部分可用时间用于继续接收服务小区，并且仅很少的时间资源用于在不同频率(以及可能的不同RAT)上搜索备选小区。如果与服务小区的通信质量恢复，则这一解决方案表现很好，但是意味着找到合适的备选小区的概率很低。中间解决方案也是可行的。
因此，在实施例中，单元48在搜索合适的备选小区同时，通常继续尝试经由服务小区来建立呼叫。如果与服务小区的通信质量改善，则单元48通常中止搜索并且经由服务小区来建立呼叫。
在决定搜索备选小区之后，恢复控制单元48通常调用小区搜索单元44执行搜索。搜索备选小区通常包括：切换至(不同于服务小区所使用的频率的)一个或多个不同的频率，并且尝试在这些频率上从备选小区接收信号。备选频率可以与服务小区的频率在相同的频带上，或者在一个或多个不同的频带上。备选小区可以与服务小区使用相同的RAT或者使用不同的RAT。
在一些实施例中，处理电路36利用与相邻小区有关的现有信息来改善搜索。这样的现有信息可以包括例如UE 24已经先前从服务小区接收的在相邻小区列表中的频率、UE 24在先前搜索中已经找到并且存储在存储器中的备选小区的频率、或者任何其他合适的频率。
在一些实施例中，小区搜索单元44首先在这些先前获得的频率上搜索，以便增加找到合适的备选小区的可能性。在一些实施例中，该频率根据某个合适的质量度量来排序。
在实施例中，这一频率列表还包括其质量刚刚恶化的当前服务小区的频率。在一些实施例中，搜索包括切换至不同于服务小区的无线电存取技术(RAT)的RAT。切换至不同的频率和/或RAT通常包括控制收发器32。
在找到合适的备选小区时，处理电路36发起到备选小区的小区选择或者重新选择。在成功选择/重新选择之后，处理电路经由备选小区来建立呼叫，该备选小区变为UE的服务小区。通常，UE 24的用户不知道切换过程，并且不需要以任何方式来发起或者控制该切换过程。
图2是示意性地图示根据本文中所描述的实施例的、用于从呼叫设立失败恢复的方法的流程图。在呼叫设立操作60处，该方法以UE24的处理电路36经由服务小区开始呼叫设立过程来开始。在设置检查操作64处，处理电路检查呼叫设立过程是否成功完成。如果成功，则该方法在成功终止操作68处终止。
否则，在质量检查操作72处，处理电路36检查与服务小区的通信质量是否可接受。如果可接受，则该方法返回至以上操作64，并且处理电路继续经由服务小区的呼叫设立过程。
如果与服务小区的通信质量不可接受，则在搜索开始操作76处，处理电路分配时间资源用于在备选频率和/或RAT上搜索和测量备选小区。通常，处理电路生成用于在其上搜索备选小区的一个或多个频率(以及可能的RAT)的搜索列表。
在列表检查操作80处，处理电路36检查整个搜索列表是否试尽。
如果已经测试搜索列表上的所有频率，但是没有找到合适的备选小区，则处理电路宣布失败，并且方法在失败终止操作84处终止。在备选实施例中，在宣布失败之前，处理电路返回服务小区的频率/RAT并且试图完成与该服务小区的呼叫建立过程。仅在后一尝试失败时，处理电路在操作84处宣布失败。
否则，在搜索操作88处，处理电路在搜索列表上的下一频率上搜索备选小区。在小区检查操作92处，处理电路检查在当前搜索的频率上是否找到合适的小区。如果没有找到，则该方法返回以上操作80。如果找到合适的备选小区，则在重新选择操作96处，处理电路重新选择到该小区。该方法然后返回以上操作60，在该操作60中，处理电路经由备选小区(其现在为服务小区)来建立呼叫。如以上所指出的，图2的方法由UE 24自主地执行而没有与服务小区的协作。
图2的示例流程涉及其中UE重新分配其所有时间用于在其他频率上搜索的实施例。如以上所指出的，在备选实施例中，UE仅分配其时间资源的一部分用于搜索备选小区。在示例实施例中，当在操作92处在某个搜索频率上没有找到合适的小区之后，处理电路重新检查与服务小区的通信质量是否改善。在另一示例实施例中，当在N个备选频率(其中N通常可配置)上搜索之后，处理电路重新检查与服务小区的通信质量的改善。
应当注意，以上描述的实施例通过示例的方式给出，并且本发明不限于上文中特别示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文中描述的各种特征的组合和子组合、以及本领域技术人员在阅读以上描述时能够想到的并且现有技术中未公开的其变化和修改二者。应当将通过引用合并到本专利申请中的文档认为是本申请的组成部分，除非在这些被合并的文档中以与本说明书中明确地或者暗示地给出的定义冲突的方式定义有任何术语，在这种方式下应当仅考虑本说明书中的定义。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在移动通信终端中，在经由服务基站建立呼叫期间检测所述终端与所述服务基站之间的通信质量的恶化；
在经由所述服务基站建立所述呼叫期间，通过所述终端搜索适于建立所述呼叫的备选基站；以及
在找到所述备选基站时，切换至经由所述备选基站来建立所述呼叫。
2.根据权利要求1所述的方法，其中搜索所述备选基站包括尝试在至少一个时间间隔内接收所述备选基站，即使用于所述终端与所述服务基站之间的通信的通信协议没有分配任何时间资源用于在所述建立呼叫期间寻找备选基站。
3.根据权利要求1所述的方法，其中搜索所述备选基站包括尝试在至少一个时间间隔内接收与所述服务基站不协作的备选基站。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中搜索所述备选基站包括与搜索所述备选基站并行地继续尝试经由所述服务基站来建立所述呼叫。
5.根据权利要求4所述的方法，包括：响应于所述恶化的恢复，中止搜索所述备选基站并且恢复经由所述服务基站来建立所述呼叫。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中搜索所述备选基站包括中止经由所述服务基站来建立所述呼叫。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中搜索所述备选基站包括从用于接收所述服务基站的频率切换至用于接收所述备选基站的备选频率。
8.根据权利要求7所述的方法，其中切换至所述备选频率包括切换至备选频带。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中搜索所述备选基站包括从用于与所述服务基站通信的无线电接入技术(RAT)切换至用于接收所述备选基站的备选RAT。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中检测所述通信质量的恶化包括检测由所述服务基站传输的信号的接收质量低于预定质量阈值持续大于预定持续时间。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中检测所述通信质量的恶化包括检测经由所述服务基站来建立所述呼叫在预定持续时间内没有完成。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中检测所述通信质量的恶化包括检测由所述服务基站传输的信号的误码率高于预定误码率阈值。
13.一种装置，包括：
收发器，所述收发器被配置成与基站通信；以及
处理电路，所述处理电路被配置成在经由服务基站建立呼叫期间检测与所述服务基站的通信质量的恶化，以在经由所述服务基站建立所述呼叫期间搜索适于建立所述呼叫的备选基站，以及在找到所述备选基站时切换至经由所述备选基站来建立所述呼叫。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述处理电路被配置成尝试在至少一个时间间隔内接收所述备选基站，即使用于与所述服务基站通信的通信协议没有分配任何时间资源用于在所述建立呼叫期间寻找备选基站。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述处理电路被配置成尝试在至少一个时间间隔内接收与所述服务基站不协作的备选基站。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的装置，其中所述处理电路被配置成与搜索所述备选基站并行地继续尝试经由所述服务基站来建立所述呼叫。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的装置，其中所述处理电路被配置成在搜索所述备选基站时中止经由所述服务基站来建立所述呼叫。
18.根据权利要求13至15中任一项所述的装置，其中所述处理电路被配置成通过执行以下操作至少之一来搜索所述备选基站：
从用于接收所述服务基站的频率切换至用于接收所述备选基站的备选频率；以及
从用于与所述服务基站通信的无线电接入技术(RAT)切换至用于接收所述备选基站的备选RAT。
19.一种移动通信终端，包括根据权利要求13至15中任一项所述的装置。
20.一种用于在移动通信终端中处理信号的芯片组，包括根据权利要求13至15中任一项所述的装置。
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