CN107431593B - 用于对用户装备的移动性跟踪的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于对网络中的用户装备的移动性跟踪的系统和方法包括用户装备。该用户装备包括天线和耦合到该天线的处理器，该天线用于接收并发送信号至网络中的多个网络节点。该处理器被配置成：使用天线来广播导频信号以广告该用户装备，使用天线从充当用户装备的服务节点的第一网络节点接收导频响应，以及通过服务节点与网络通信。该导频信号包括参考序列继以有效载荷，参考序列用于供网络节点跟踪，有效载荷包括关于用户装备的身份的信息。在一些实施例中，参考序列基于用户装备的状态而不同。在一些实施例中，参考序列是随机地选择的。

Description

用于对用户装备的移动性跟踪的系统和方法
相关申请
本申请要求于2015年11月19日提交的美国发明专利申请No.14/946,374的权益并要求于2015年3月13日提交的美国临时专利申请No.62/133,219的优先权，上述每一申请的全部内容通过援引纳入于此。
技术领域
本公开一般涉及用于蜂窝网络的通信方法，尤其涉及对用户装备的移动性跟踪。
背景
许多当今的通信系统(诸如第三代(3G)、第四代(4G)和第五代(5G)移动网络)使用具有多个在地理上分布式的基站或节点的蜂窝或移动网络来向移动设备或用户装备(UE)提供服务。当用户装备移动到节点中以及围绕节点移动时，跟踪该用户装备的位置并确定节点中的哪个节点将充当该用户装备的服务节点变得重要。常规办法已依赖于用户装备来主要负责确定用户装备在拓扑结构上位于网络中何处并帮助选择服务节点。这些办法通常对用户装备施加高昂的计算负担并往往需要用户装备在选择服务节点之前与多个附近节点交换多个消息。这些交换往往对用户装备的功率预算以及网络的带宽施加了显著的负担。另外，用户装备对服务节点的选择可能是以整体网络能力和/或效率为代价而发生的。
因此，将期望提供用于改善对移动网络中用户装备的跟踪以及选择每个用户装备的服务节点的系统和方法。
概述
根据一些实施例，一种用户装备包括天线和耦合到所述天线的处理器，所述天线用于接收并发送信号至网络中的多个网络节点。所述处理器被配置成：使用所述天线来广播导频信号以广告所述用户装备，使用所述天线从充当所述用户装备的服务节点的第一网络节点接收导频响应，以及通过所述服务节点与所述网络通信。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息。
根据一些实施例，一种用于将多个用户装备耦合到网络的网络节点包括天线和耦合到所述天线的处理器，所述天线用于接收并发送信号至所述多个用户装备。所述处理器被配置成：使用所述天线从第一用户装备接收导频信号，与其他网络节点交换关于所述导频信号的信息，基于所交换的关于所述导频信号的信息来选择或不选择所述网络节点作为所述第一用户装备的服务节点，以及当所述网络节点被选择为所述第一用户装备的服务节点时使用所述天线向所述第一用户装备传送导频响应。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述网络节点和所述其他网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述第一用户装备的身份的信息。
根据一些实施例，一种用于网络的区划的区划控制器包括处理器。所述处理器被配置成：接收关于由多个网络节点从用户装备接收的导频信号的信息，基于所接收的关于所述导频信号的信息来从所述多个网络节点中选择第一网络节点作为所述用户装备的服务节点，以及使得向所述第一网络节点传输所述第一网络节点是所述用户装备的服务节点的通知。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述多个网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息。
根据一些实施例，一种半导体设备包括非瞬态存储器和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器耦合到所述非瞬态存储器并且被配置成：从所述非瞬态存储器读取指令以使所述设备执行操作。所述操作包括：使用用户装备的天线来广播导频信号以向网络中的多个网络节点广告所述用户装备，使用所述天线从充当所述用户装备的服务节点的第一网络节点接收导频响应，以及通过所述天线向所述服务节点发送并接收消息。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述多个网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息。
根据一些实施例，一种方法包括：使用天线来广播导频信号以向网络中的多个网络节点广告用户装备，使用所述天线从充当所述用户装备的服务节点的第一网络节点接收导频响应，以及通过所述服务节点与所述网络进行通信。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述多个网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息。
根据一些实施例，一种用户装备包括：用于广播导频信号以向网络中的多个网络节点广告所述用户装备的装置，用于从充当所述用户装备的服务节点的第一网络节点接收导频响应的装置，以及用于通过所述服务节点与所述网络进行通信的装置。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述多个网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息。
根据一些实施例，一种方法包括：在网络节点处使用天线从用户装备接收导频信号，与耦合到所述网络节点的其他网络节点交换关于所述导频信号的信息，基于所交换的关于所述导频信号的信息来选择或不选择所述网络节点作为第一用户装备的服务节点，以及当所述网络节点被选择为所述第一用户装备的服务节点时使用所述天线向所述第一用户装备传送导频响应。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述网络节点和所述其他网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述第一用户装备的身份的信息。
根据一些实施例，一种网络节点包括：用于从用户装备接收导频信号的装置，用于与耦合到所述网络节点的其他网络节点交换关于所述导频信号的信息的装置，用于基于所交换的关于所述导频信号的信息来选择或不选择所述网络节点作为第一用户装备的服务节点的装置，以及用于当所述网络节点被选择为所述第一用户装备的服务节点时向所述用户装备传送导频响应的装置。所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述参考序列用于供所述网络节点和所述其他网络节点跟踪，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息。
附图简述
图1是根据一些实施例的移动网络的简化图。
图2是根据一些实施例的网络设备的简化图。
图3是根据一些实施例的导频信号的简化图。
图4是根据一些实施例的用户装备的简化状态图。
图5是根据一些实施例的使用针对导频信号的传输特性的分布式分配办法进行移动性检测的方法的简化图。
图6是根据一些实施例的使用网络分发的导频信号的传输特性进行移动性检测的方法的简化图。
详细描述
在以下描述中，阐述了描述与本公开一致的一些实施例的具体细节。然而，对于本领域技术人员而言将明显的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文所公开的具体实施例旨在解说性而非限制性。尽管未在此处未具体描述，但本领域技术人员可以认识到其他元素落在本公开的范围和精神内。另外，为了避免不必要的重复，结合一个实施例所示出并描述的一个或多个特征可被纳入其他实施例中，除非另外特别描述或者如果该一个或多个特征将使实施例不起作用。
在常规的移动网络中，选择每个用户装备的服务节点通常基于由用户装备跟踪该用户装备在移动网络中的位置。这通常涉及用户装备与一个或多个附近的基站或节点交换跟踪消息以确定哪些节点在附近以及附近节点中的每个节点的能力。基于在跟踪消息中提供给用户装备的信息，该用户装备确定节点中的哪个节点应充当其服务节点。这在用户装备请求并接收跟踪消息和作出对服务节点的选择时对用户装备施加了不小的计算负担。这还消耗了用户装备的可以更好地用于其他服务和/或特征的功率和带宽资源两者。另外，用户装备对服务节点的选择作为整体可能不是移动网络的最佳选择。在一些示例中，依赖于用户装备来选择服务节点还会使用户装备在两个服务节点之间的切换复杂。
图1是根据一些实施例的移动网络100的简化图。如图1中所示，移动网络100包括多个基站或节点111-117。并且尽管移动网络100中仅示出了七个节点111-117，但普通技术人员应理解，移动网络100可包括任何数目的节点，包括少于七个或多于七个节点。节点111-117中的每个节点向位于相应节点111-117的地理和/或通信范围内的用户装备提供移动和/或蜂窝(语音和/或数据两者)服务。尽管图1中未示出，但节点111-117的地理和/或通信范围通常交叠，以避免覆盖中的间隙、冗余、更灵活的切换等等。换言之，位于移动网络100内的每个用户装备在任何时间可以能够与节点111-117中的一个以上节点进行通信。在一些示例中，节点111-117中的每个节点可与蜂窝塔、微微蜂窝小区、毫微微蜂窝小区、远程无线电头端等等相关联。
在一些实施例中，移动网络100的节点111-117被组织在区划120中。在一些示例中，区划(诸如区划120)可以用于管理作为较大网络的子单元的多个节点。在一些示例中，区划120可对应于移动服务提供商的服务区域、城市区域等等。根据一些实施例，移动网络100可以可任选地包括区划控制器130，并且在一些示例中，区划120的节点111-117中的每个节点可由区划控制器130管理。区划控制器130负责协调由区划120中的节点111-117提供的服务。在一些示例中，这可以包括协调服务以更好地管理带宽、负载均衡、服务节点切换等等。如图1中所示，区划控制器130经由一个或多个网络链路和/或网络连接耦合到节点111-117中的每个节点。在一些示例中，该一个或多个网络链路和/或网络连接可包括无线和/或有线链路和/或一个或多个网络交换设备和/或路由器(未示出)。并且尽管区划控制器130被示出为分开的设备，但区划控制器130可以用分布式方式在节点111-117之中操作，其中节点111-117在它们之中交换管理消息以便为区划120提供期望的管理能力。
移动网络100还被描绘成具有用户装备140，该用户装备140可代表使用移动网络100来获得服务的任何用户装备。在一些示例中，用户装备140可以是蜂窝电话、智能电话、平板、具有空中卡的计算机、移动接入点等等。在典型操作中，用户装备140与移动网络100的节点111-117之间的大部分通信是由节点111-117中被指定为用户装备140的服务节点的单个节点来处理的。在一些示例中，基于一个或多个因素(包括地理位置、信号强度、负载均衡等等)从节点111-117之中选择服务节点。
作为确定用户装备140的服务节点的第一步骤，用户装备140通过传送一个或多个导频信号来向移动网络100和区划120广告其存在性。取决于特定的办法，区划120中的节点111-117中的一个或多个节点监听由用户装备140传送的一个或多个导频信号。节点111-117中能够接收并解码一个或多个导频信号的每个节点成为用户装备140的可能服务节点的活跃集中的节点。在来自图1的可能示例中，由用户装备140传送的一个或多个导频信号可由节点114、115和116接收(由于节点114、115和116更靠近用户装备140)。为了帮助节点111-117在来自不同用户装备的导频信号之间进行区分，每个导频信号的有效载荷包括对于用户装备至少局部唯一的标识符，如下面进一步详细讨论的。在节点111-117从用户装备140接收导频信号之后，选择用户装备140的服务节点。用于选择服务节点的办法取决于是节点111-117以分布式方式选择服务节点还是区划控制器130选择服务节点而不同。
在一些以分布式方式选择服务节点的示例中，活跃集中的节点111-117中的每个节点与活跃集中的节点111-117中的其他节点交换一个或多个消息，以指示已接收到具有对应参考序列和/或用户装备标识符的导频信号。在一些示例中，该一个或多个消息可包括来自导频信号的有效载荷的附加信息和/或关于相应节点的导频信号的信息。在一些示例中，有效载荷可包括由用户装备140报告的信息，诸如信道状态、传送缓冲器状态、先前从节点111-117接收的一个或多个信号的信号强度、位置信息等等。在一些示例中，关于导频信号的信息可包括如由相应节点111-117接收的导频信号的信号强度。在一些示例中，关于相应节点的信息可包括相应节点的标识符，诸如IP或MAC地址和/或网络指派的节点ID、相应节点的相应处理负载、相应节点的相应带宽利用等等。活跃集中的节点111-117中的每个节点随后应用共用规则集来确定活跃集中的节点111-117中的哪个节点应当被选择为服务节点。
在一些示例中，各规则可包括基于接收到具有最高信号强度的导频信号的节点来选择服务节点的规则。在一些示例中，各规则可包括基于具有最低处理负载、带宽利用等等的节点来选择服务节点的规则。在一些示例中，各规则可包括基于在地理上最靠近用户装备的节点来选择服务节点的规则。在一些示例中，各规则可包括排除接收到具有低于阈值信号强度电平的信号强度的导频信号的任何节点作为服务节点的规则。在一些示例中，各规则可包括基于在地理上最靠近用户装备的节点来选择服务节点的规则。在一些示例中，可使用组合一个或多个其他规则的复合规则。在一些示例中，各规则可包括将具有最高或最低标识符的节点选择为服务节点的一个或多个打破平局规则。
在一些由区划控制器130选择服务节点的示例中，活跃集中的节点111-117中的每个节点向区划控制器130传送一个或多个消息，以指示已接收到具有对应参考序列和/或用户装备标识符的导频信号。在一些示例中，该一个或多个消息可类似于分布式选择的情形，包括来自导频信号的有效载荷的附加信息和/或关于相应节点的导频信号的信息。一旦区划控制器130接收到消息，区划控制器130就可应用与上面讨论的规则类似的一个或多个规则来选择服务节点。在一些示例中，区划控制器130可应用更复杂的打破平局规则，诸如从原本持平的节点之中循环选择服务节点。在区划控制器130选择服务节点之后，该区划控制器130通过向所选择的服务节点传送一个或多个消息来通知至少该服务节点。
一旦服务节点被选择，该服务节点就通过向用户装备140传送导频响应来对由用户装备140传送的一个或多个导频信号进行响应。导频响应向用户装备140通知节点111-117中的哪个节点是服务节点。在一些示例中，可基于在导频信号中所传达的信息来向用户装备140传送导频响应。一旦服务节点被选择并传达，用户装备140就可使用该服务节点来与移动网络100通信和/或接入移动网络100的附加服务。
根据一些实施例，移动网络100所使用的服务节点选择过程可具有优于更多常规办法(其更重度地依赖于用户装备来发现节点活跃集中的节点并选择服务节点)的一个或多个优点。在一些示例中，导频信号的使用以及以分布式方式或由区划控制器130进行的服务节点选择减小了在服务节点选择过程期间在用户装备140与移动网络100之间所使用的消息收发和带宽的量。在一些示例中，用户装备140经受较低的计算负担和/或使用较少的功率来执行服务节点选择。在一些示例中，可选择用户装备140的服务节点而节点111-117不必广播其节点ID和/或与用户装备140共享其节点ID。在一些示例中，选择用户装备140的服务节点对于移动网络100可能是更优的，因为分布式选择过程和/或由区划控制器130使用的过程可以能够为移动网络100中的众多用户装备更好地选择服务节点以计及处理负载的负载均衡、带宽等等和/或计及其他网络和/或区划范围的考虑。
图2是根据一些实施例的网络设备200的简化图。在一些实施例中，网络设备200可以代表节点111-117、区划控制器130、和/或用户装备140中的任何一者。如图2中所示，网络设备200包括控制单元210，该控制单元210耦合到存储器220。网络设备200的操作由控制单元210来控制。控制单元210可包括一个或多个中央处理单元、多核处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等等。
存储器220可用于存储由控制单元210执行的软件和/或在控制单元210的操作期间所使用的一个或多个数据结构。存储器220可包括一种或多种类型的机器可读介质。一些常见形式的机器可读介质可包括软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、任何其它具有孔模式的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡带、和/或处理器或计算机被适配成从中读取的任何其它介质。
如所示出的，存储器220包括移动性管理应用230，该移动性管理应用230可用于支持用户装备140和移动网络100的服务节点选择过程。移动性管理应用230可包括一个或多个应用编程接口(API)以用于接收和/或传送导频信号、接收和/或传送导频响应、和/或选择用户装备的服务节点，这取决于移动管理应用230是位于用户装备、节点和/或区划控制器上。并且尽管移动性管理应用230被描绘为软件应用，但是移动性管理应用230可使用硬件、软件和/或硬件和软件的组合来实现。
在网络设备200代表用户装备140和/或节点111-117中的任何节点的实施例中，网络设备200可进一步包括天线240以用于传送或接收导频信号、导频响应、和/或通常在用户装备与节点之间交换的其他管理和/或数据消息。
在网络设备200代表节点111-117中的任何节点和/或区划控制器130的一些实施例中，网络设备200可进一步包括一个或多个端口以用于在节点111-117中的其他节点和/或区划控制器130之间传送和接收消息。在一些示例中，消息可对应于由用于分布式服务节点选择过程的活跃集中的节点111-117所交换的消息和/或由活跃集中的节点111-117传送以向区划控制器130报告接收到导频信号的消息以及由区划控制器130传送以通知服务节点该服务节点已被选择的消息。
如上面所讨论并在此进一步强调的，图2仅仅是示例，其不应当不恰当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到有许多变型、替换方案和修改。根据一些实施例，控制单元210和存储器220可被组合在单个半导体设备中，诸如ASIC、芯片、封装等等。
图3是根据一些实施例的导频信号300的简化图。在一些实施例中，导频信号300可代表在图1的上下文中所描述的一个或多个导频信号。如图3中所示，导频信号300包括参考序列310和有效载荷320。取决于移动网络所使用的复用类型，导频信号300可使用任何类型的频分复用和/或时分复用来进行复用。在一些示例中，来自相同用户装备的不同导频信号可被非正交地传送(即，可重用与其他导频信号相同的频率和/或时隙)。在一些示例中，来自不同用户装备的导频信号可取决于是否期望无冲突的办法而被正交地和/或非正交地发送。
在一些示例中，参考序列310可包括传输和/或信令模式以支持导频信号300的识别、支持对导频信号300的搜索和/或信道估计、对于要用于导频响应的信令的推荐和/或建议等等。在一些示例中，有效载荷320可包括用户装备的标识符(ID)330和/或其他信息。在一些示例中，参考序列310和/或有效载荷320的内容可取决于用户装备的操作状态而不同。在一些示例中，有效载荷320可包括关于从网络向用户装备发送的最后传输测得的信道状态和/或用户装备的传送缓冲器状态的信息。
图4是根据一些实施例的用户装备的简化状态图400。如图4中所示，取决于用户装备与移动网络的通信的先前电平和/或类型，用户装备(诸如用户装备140)一般可在以下三种状态中的一种状态中操作：RRC_IDLE状态410、RRC_SHORT状态420、和/或RRC_LONG状态430。
在一些示例中，RRC_IDLE状态410对应于用户装备最近已被上电、重新引导和/或移动到移动网络的服务区域中的情形。在一些示例中，RRC_IDLE状态410可指示用户装备与移动网络之间的更正式连接还未建立和/或用户装备与移动网络的认证还未发生。在处于RRC_IDLE状态410中时，用户装备可以可任选地使用一种或多种不同类型的导频信号来向网络广告自己。在一些示例中，系统信息块(SIB)请求可被用作导频信号。用户装备通常很少作出SIB请求(例如，每天两次)以请求用于开始注册规程的系统信息。SIB请求在有效载荷中不包括用户装备标识符，使用保留的参考序列，并使用保留的资源分配(诸如在特殊同步子帧中)被传送。在一些示例中，在RRC_IDLE状态410中可使用连接设立导频信号。用户装备通常在重新引导或上电之后并在用户装备已接收到和/或已被移动网络指派标识符之前使用连接设立导频信号来请求至移动网络的连接。在一些示例中，在连接设立导频信号的有效载荷中的用户装备标识符可以是由用户装备选择的随机标识符或者全局唯一临时标识符(GUTI)。如由状态转变440描绘的，一旦用户装备已被准予对移动网络的更正式接入，该用户装备就可从RRC_IDLE状态410转变到RRC_SHORT状态420。
在一些示例中，RRC_SHORT状态420可对应于用户装备与其服务节点之间正在进行话务和/或数据的连续和/或几乎连续的交换时。在RRC_SHORT状态420中，用户装备与其服务节点之间的握手、保活、管理交换等等以更快速的间隔(诸如每10到100ms)发生。在处于RRC_SHORT状态420中时，用户装备可以可任选地使用SIB请求作为导频信号或者使用活跃集跟踪导频信号。活跃集跟踪导频信号的有效载荷包括区划或群集指派的随机网络临时标识符(RNTI)，在一些示例中RNTI的长度是16位。在一些示例中，活跃集跟踪导频信号的有效载荷可进一步包括信道质量指示符(CQI)、状态报告(SR)、和/或缓冲器状态报告(BSR)以报告信道状态、传送缓冲器状态等等。在一些示例中，参考序列和资源分配由网络指派给用户装备，以在用户装备在服务节点之间切换时提供更快的周期性和/或提供更无缝的移动性。只要用户装备与服务节点之间发生及时的正在进行的通信话务(如由状态转变450所描绘的)，该用户装备就保持处于RRC_SHORT状态420中。当活跃话务(诸如活跃数据传递)停止和/或发生超时而没有合适的话务、活跃数据传递和/或消息交换时，用户装备转变到RRC_LONG状态430，如由状态转变460所示出的。
在一些示例中，在RRC_LONG状态430中，用户装备与服务节点之间的握手、保活、管理交换等等以较不频繁的间隔(诸如1秒或长达几分钟)发生。在处于RRC_LONG状态430中时，用户装备可以可任选地使用SIB请求作为导频信号，使用移动性跟踪导频信号，或者使用按需导频信号。移动性跟踪导频信号和/或按需导频信号的有效载荷包括区划或群集指派的RNTI，在一些示例中RNTI的长度是40位。在一些示例中，按需导频信号的有效载荷可进一步包括SR和/或BSR以报告信道状态、传送缓冲器状态等等。在一些示例中，用于移动性跟踪导频信号和/或按需导频信号的参考序列和资源分配可由用户装备(诸如从池中)随机地选择、和/或可由网络指派。在一些示例中，移动性跟踪参考信号可周期性地(诸如每秒)被传送，并且按需参考信号可响应于某些事件(诸如随机接入规程(RACH)事件)而被传送。当新话务抵达、消息交换恢复、和/或发生配置时，用户装备转变回到RRC_SHORT状态420，如由状态转变470所示出的。
返回参照图3，导频信号300和/或有效载荷320的内容可取决于用户装备的当前状态。使用图4的状态作为代表性示例，表I指示了作为服务节点选择过程的一部分由用户装备传送的导频信号的若干个不同的可能候选。
表I–示例性用户装备啁啾
Figure BDA0001404156570000111
图5是根据一些实施例的使用针对导频信号的传输特性的分布式分配办法进行移动性检测的方法500的简化图。方法500的过程510-550中的一个或多个过程可至少部分地以存储在非瞬态有形机器可读介质上的可执行代码的形式来实现，该可执行代码在由一个或多个处理器(例如，控制单元210中的一个或多个处理器)运行时可使该一个或多个处理器执行过程510-550中的一个或多个过程。在一些实施例中，方法500可由用户装备(诸如用户装备140)、一个或多个节点(诸如节点111-117中的任何节点)、和/或区划控制器(诸如区划控制器130)执行以便选择用户装备的服务节点。
在过程510处，用户装备确定导频信号的传输特性。取决于正执行方法500的移动网络的类型和/或性质，可以留出包括时间、频率和/或代码资源的传输特性共用池以用于导频信号，诸如导频信号300。在一些示例中，可由移动网络向用户装备提供传输特性池。在一些示例中，可基于移动网络所使用的复用类型和/或用于移动网络内的其他管理和数据通信的时间、频率和/或代码资源的利用来指定传输特性池。在一些示例中，可以管理所使用的传输特性池的大小以促成专用于导频信号的带宽量与已从传输特性池中选择了相同时间、频率和/或代码资源的两个或更多个用户装备的导频信号之间冲突的可能性之间的折衷。在一些示例中，给予用户装备对选择时间资源的控制更好地容适用户装备围绕该用户装备的其他通信任务来调度导频信号的能力和/或用户装备对通信信道的利用。在一些示例中，用户装备可从池中和/或使用某种其他合适的办法随机地选择。
在过程520处，用户装备使用在过程510期间确定的导频信号特性来广播导频信号。在一些示例中，用户装备可使用CODEC和/或其他设备来格式化导频信号并使用天线(诸如天线240)传送导频信号。在一些示例中，导频信号可包括取决于用户装备的状态的参考序列和/或有效载荷，如先前针对图3所描述的。
在过程530处，一个或多个节点接收导频信号。取决于移动网络中的哪些节点在用户装备的通信范围内，一个或多个节点接收在过程520期间由用户装备传送的导频信号。在一些示例中，该一个或多个节点可各自在相应的天线(诸如天线240)上接收导频信号和/或使用CODEC或其他设备来解码导频信号。各节点中能够接收和/或解码导频信号的每个节点成为节点活跃集的成员。
在过程540处，选择服务节点。使用在过程530期间确定的节点活跃集，选择在过程520期间广播了导频信号的用户装备的服务节点。在一些示例中，可由活跃集中的节点以分布式方式或者由区划控制器(诸如区划控制器130)来选择服务节点，如上面针对图1所描述的。在一些示例中，可使用一个或多个因素(包括地理位置、信号强度、负载均衡等等)中的任何因素来选择服务节点，如上面针对图1所描述的。
在过程550处，在过程550期间由所选择的服务节点发送导频响应。通过向用户装备发送导频响应，服务节点向用户装备广告其存在性，并且服务节点随后成为用户装备与移动网络之间的主要通信点。在一些示例中，可基于在过程530期间接收到的导频信号中所包括的信息来向用户装备传送导频响应。
在完成过程550之后，用户装备能够通过服务节点更充分地与移动网络通信。方法500以各间隔重复以持续地跟踪用户装备并且当用户装备围绕移动网络移动和/或移动网络内的状况发生变化时允许为用户装备指派恰适的服务节点。在一些示例中，间隔可与表I的间隔一致。如图5中所示，每次新的导频信号被广播，就确定导频信号的新传输特性，尽管在一些实施例中，对于后续的导频信号可以省略过程510。在一些示例中，当两个或更多个用户装备的导频信号之间发生冲突时，可由每个用户装备重复过程510以便为其相应的下一导频信号选择新的传输特性。在一些示例中，冲突中所涉及的每个用户装备在广播下一导频信号之前可使用一个或多个退避规程，诸如由Aloha、CSMA、和/或其他冲突管理协议所使用的那些退避规程。
图6是根据一些实施例的使用网络分发的导频信号的传输特性进行移动性检测的方法600的简化图。方法600的过程610-680中的一个或多个过程可至少部分地以存储在非瞬态有形机器可读介质上的可执行代码的形式来实现，该可执行代码在由一个或多个处理器(例如，控制单元210中的一个或多个处理器)运行时可使该一个或多个处理器执行过程610-680中的一个或多个过程。在一些实施例中，方法600可由用户装备(诸如用户装备140)、一个或多个节点(诸如节点111-117中的任何节点)、和/或区划控制器(诸如区划控制器130)执行以便选择用户装备的服务节点。
在过程610处，网络向用户装备提供导频信号的传输特性。取决于执行方法600的移动网络的类型和/或性质，提供给每个用户装备的导频信号的传输特性可以由区划控制器(诸如区划控制器130)从传输特性(包括时间、频率和/或代码资源)共用池中选择。在一些示例中，可基于移动网络所使用的复用类型和/或用于移动网络内的其他管理和数据通信的时间、频率和/或代码资源的利用来指定传输特性池。在一些示例中，可以管理所使用的传输特性池的大小以促成专用于导频信号的带宽量与方法600可同时支持的用户装备的预期数量之间的折衷。
在过程620处，向用户装备发送导频信号的传输特性。作为用户装备与移动网络之间的连接设立的一部分，可向用户装备发送在过程610期间指派给用户装备的导频信号的传输特性。
在过程630处，各节点用导频信号的传输特性来监听导频信号。在一些示例中，为了减小由于必须针对传输特性池中的各特性的每个可能组合来监视导频信号引起的对移动网络的节点的负担，仅节点候选集中的节点监听具有所指派的导频信号特性的导频信号。在一些示例中，节点候选集可被限制于最有可能能够接收和/或解码导频信号的节点。
在过程640处，用户装备使用在过程640期间接收的传输特性来广播导频信号。在一些示例中，用户装备可使用CODEC和/或其他设备来格式化导频信号并使用天线(诸如天线240)传送导频信号。
在过程650处，节点活跃集接收导频信号。取决于移动网络中的哪些节点在用户装备的通信范围内，一个或多个节点接收在过程640期间由用户装备传送的导频信号并成为节点活跃集的成员。在一些示例中，该一个或多个节点可各自在相应的天线(诸如天线240)上接收导频信号和/或使用CODEC或其他设备来解码导频信号。各节点中能够接收和/或解码导频信号的每个节点成为节点活跃集的成员。
在过程660处，选择服务节点。使用在过程650期间确定的节点活跃集，选择在过程640期间广播了导频信号的用户装备的服务节点。在一些示例中，可由活跃集中的节点以分布式方式或者由区划控制器(诸如区划控制器130)来选择服务节点，如上面针对图1所描述的。在一些示例中，可使用一个或多个因素(包括地理位置、信号强度、负载均衡等等)中的任何因素来选择服务节点，如上面针对图1所描述的。
在过程670处，由在过程660期间选择的服务节点发送导频响应。通过向用户装备发送导频响应，服务节点向用户装备广告其存在性，并且服务节点随后成为用户装备与移动网络之间的主要通信点。在一些示例中，可基于在过程650期间接收到的导频信号中所包括的信息来向用户装备传送导频响应。
在过程680处，更新节点候选集。在一些示例中，节点候选集可被选择为服务节点以及作为移动网络中的服务节点的毗邻节点(例如，在地理上)的各节点中的每个节点。在一些示例中，节点候选集可进一步包括作为服务节点的毗邻邻居的毗邻邻居(即，距离2的邻居)的节点。在一些示例中，节点候选集可被选择成包括节点活跃集以及可任选地包括离节点活跃集中的节点任何合理距离的邻居。在一些示例中，用户装备的预计移动方向可用于向节点候选集添加附加节点。在一些示例中，在确定是否要包括以1、2和/或更大的距离与服务节点毗邻的节点时，可考虑候选集的大小与用户装备的快速移动率的可能性之间的折衷。
在完成过程680之后，过程630-680可以各间隔重复以持续地跟踪用户装备并且当用户装备围绕移动网络移动和/或移动网络内的状况发生变化时允许为用户装备指派恰适的服务节点。在一些示例中，间隔可与表I的间隔一致。在一些示例中，方法600可以以较不频繁的间隔和/或每当用户装备的服务节点改变时重复过程610和620。
如上面所讨论并在此进一步强调的，图6仅仅是示例，其不应当不恰当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到有许多变型、替换方案和修改。根据一些实施例，在过程630期间区划和/或移动网络中的每个节点可监听导频信号而无需将监听限制于候选集。当使用该办法时，过程680是可任选的并且可被省略。
移动设备(诸如节点111-117、区划控制器130、用户装备140、和/或网络设备200)的一些示例可包括包含可执行代码的非瞬态有形机器可读介质，该可执行代码在由一个或多个处理器(例如，控制单元210的一个或多个处理器)运行时可使该一个或多个处理器执行方法500和/或600的各过程。可包括方法500和/或600的各过程的一些常见形式的机器可读介质是例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或磁带盒、或者处理器或计算机被适配成从中读取的任何其它介质。
虽然已示出并描述了各解说性实施例，但在前述公开内构想了宽泛范围的修改、变化和替换，并且在一些实例中，各实施例的一些特征可在没有对应地使用其他特征的情况下被采用。本领域普通技术人员将认识到有许多变型、替换方案和修改。

Claims (62)

1.一种用户装备，包括：
天线，所述天线用于接收并发送信号至网络中的多个网络节点；以及
耦合到所述天线的处理器；
其中，所述处理器被配置成：
使用所述天线向所述多个网络节点广播导频信号，所述导频信号向所述多个网络节点广告所述用户装备；
响应于第一网络节点接收到所广播的导频信号，使用所述天线从所述第一网络节点接收导频响应，所述导频响应向所述用户装备报告选择所述第一网络节点作为所述用户装备的服务节点；以及
通过所述服务节点与所述网络通信；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述多个网络节点识别为导频信号以及由所述多个网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
2.如权利要求1所述的用户装备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：在所述用户装备的至少一个操作状态期间，从传输资源池中选择所述导频信号的传输资源。
3.如权利要求2所述的用户装备，其特征在于，所述至少一个操作状态是RRC_LONG状态，其中未在所述用户装备与所述服务节点之间活跃地传递数据。
4.如权利要求1所述的用户装备，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于从所述网络向所述用户装备发送的最后传输测得的信道状态的信息。
5.如权利要求1所述的用户装备，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于所述用户装备的传送缓冲器状态的信息。
6.如权利要求1所述的用户装备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：以取决于所述用户装备的状态的间隔来广播所述导频信号。
7.如权利要求1所述的用户装备，其特征在于，所述参考序列基于所述用户装备的状态而不同。
8.如权利要求7所述的用户装备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：在所述用户装备的至少一个操作状态期间随机地选择所述参考序列。
9.一种用于将多个用户装备耦合到网络的网络节点，所述网络节点包括：
天线，所述天线用于接收并发送信号至所述多个用户装备；以及
耦合到所述天线的处理器；
其中，所述处理器被配置成：
使用所述天线来接收由第一用户装备向所述网络节点以及耦合到所述网络节点的其他网络节点广播的导频信号；
与所述其他网络节点交换关于所述导频信号的信息；
基于所交换的关于所述导频信号的信息来选择或不选择所述网络节点作为所述第一用户装备的服务节点；以及
当所述网络节点被选择为所述第一用户装备的服务节点时，使用所述天线向所述第一用户装备传送导频响应；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述第一用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述网络节点和所述其他网络节点识别为导频信号以及由所述网络节点和所述其他网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
10.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点和所述其他网络节点是区划的一部分。
11.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：向所述第一用户装备传送所述导频信号的传输特性。
12.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述导频信号的传输特性是从传输特性池中选择的。
13.如权利要求12所述的网络节点，其特征在于，所述传输特性包括从由时间、频率和代码资源构成的组中选择的一个或多个资源。
14.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，关于所述导频信号的信息包括所述导频信号的信号强度。
15.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于所述第一用户装备的传送缓冲器状态的信息。
16.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述参考序列基于所述第一用户装备的状态而不同。
17.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述参考序列是在所述第一用户装备的至少一个操作状态期间由所述第一用户装备随机地选择的。
18.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：
与所述其他网络节点交换网络负载信息；以及
基于所交换的网络负载信息来进一步选择或不选择所述网络节点作为所述第一用户装备的服务节点。
19.如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：
以基于所述第一用户装备的状态的间隔，使用所述天线来周期性地接收由所述第一用户装备广播的附加导频信号；
与所述其他网络节点交换关于所述附加导频信号的信息；
对于接收到的每个附加导频信号，基于所交换的关于所述附加导频信号的信息来重新考虑选择或不选择所述网络节点作为所述第一用户装备的服务节点；以及
当所述网络节点继续被选择为所述第一用户装备的服务节点时，使用所述天线向所述第一用户装备传送第二导频响应。
20.一种用于网络的区划的区划控制器，所述区划控制器包括：
处理器，其被配置成：
接收关于由用户装备向多个网络节点广播的导频信号的信息；
基于所接收的关于所述导频信号的信息，从所述多个网络节点中选择第一网络节点作为所述用户装备的服务节点；以及
使得向所述第一网络节点传输所述第一网络节点是所述用户装备的服务节点的通知；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述多个网络节点识别为导频信号以及由所述多个网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
21.如权利要求20所述的区划控制器，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：
选择所述多个网络节点的子集来监听来自所述用户装备的所述导频信号；以及
通知所述子集中的所述多个网络节点中的每个网络节点监听来自所述用户装备的所述导频信号。
22.如权利要求21所述的区划控制器，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：基于选择所述第一网络节点作为所述用户装备的服务节点来更新所述子集。
23.如权利要求21所述的区划控制器，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：基于所述多个网络节点在所述网络中的位置来选择所述子集。
24.如权利要求21所述的区划控制器，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：基于所述用户装备的预计移动方向来更新所述子集。
25.如权利要求20所述的区划控制器，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于所述用户装备的传送缓冲器状态的信息。
26.如权利要求20所述的区划控制器，其特征在于，所述参考序列基于所述用户装备的状态而不同。
27.如权利要求20所述的区划控制器，其特征在于，所述参考序列是在所述用户装备的至少一个操作状态期间由所述用户装备随机地选择的。
28.如权利要求20所述的区划控制器，其特征在于，所述处理器被进一步配置成：基于网络负载信息来选择所述第一网络节点作为所述用户装备的服务节点。
29.一种半导体设备，所述设备包括：
存储器；以及
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器耦合到所述存储器并且被配置成从所述存储器读取指令以使所述设备执行操作，所述操作包括：
使用用户装备的天线向网络中的多个网络节点广播导频信号以向所述多个网络节点广告所述用户装备；
响应于第一网络节点接收到所广播的导频信号，使用所述天线从所述第一网络节点接收导频响应，所述导频响应向所述用户装备报告选择所述第一网络节点作为所述用户装备的服务节点；以及
通过所述天线向所述服务节点发送并接收消息；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述多个网络节点识别为导频信号以及由所述多个网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
30.如权利要求29所述的设备，其特征在于，所述操作进一步包括：在所述用户装备的至少一个操作状态期间从传输特性池中选择所述导频信号的传输特性。
31.如权利要求30所述的设备，其特征在于，所述至少一个操作状态是RRC_LONG状态，其中未在所述用户装备与所述服务节点之间活跃地传递数据。
32.如权利要求29所述的设备，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于从所述网络向所述用户装备发送的最后传输测得的信道状态的信息。
33.如权利要求29所述的设备，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于所述用户装备的传送缓冲器状态的信息。
34.如权利要求29所述的设备，其特征在于，所述操作进一步包括：以取决于所述用户装备的状态的间隔来广播所述导频信号。
35.如权利要求29所述的设备，其特征在于，所述参考序列基于所述用户装备的状态而不同。
36.如权利要求35所述的设备，其特征在于，所述操作进一步包括：在所述用户装备的至少一个操作状态期间随机地选择所述参考序列。
37.一种方法，包括：
使用天线向网络中的多个网络节点广播导频信号以向所述多个网络节点广告用户装备；
响应于第一网络节点接收到所广播的导频信号，使用所述天线从所述第一网络节点接收导频响应，所述导频响应向所述用户装备报告选择所述第一网络节点作为所述用户装备的服务节点；以及
通过所述服务节点与所述网络进行通信；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述多个网络节点识别为导频信号以及由所述多个网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述用户装备的至少一个操作状态期间从传输特性池中选择所述导频信号的传输特性。
39.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于从所述网络向所述用户装备发送的最后传输测得的信道状态的信息、关于所述用户装备的传送缓冲器状态的信息、或两者。
40.如权利要求37所述的方法，其特征在于，进一步包括：以取决于所述用户装备的状态的间隔来广播所述导频信号。
41.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述参考序列基于所述用户装备的状态而不同。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述用户装备的至少一个操作状态期间随机地选择所述参考序列。
43.一种用户装备，包括：
用于向网络中的多个网络节点广播导频信号以向所述多个网络节点广告所述用户装备的装置；
用于响应于第一网络节点接收到所广播的导频信号，从所述第一网络节点接收导频响应的装置，所述导频响应向所述用户装备报告选择所述第一网络节点作为所述用户装备的服务节点；以及
用于通过所述服务节点与所述网络进行通信的装置；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述多个网络节点识别为导频信号以及由所述多个网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
44.如权利要求43所述的用户装备，其特征在于，进一步包括：用于在所述用户装备的至少一个操作状态期间从传输特性池中选择所述导频信号的传输特性的装置。
45.如权利要求43所述的用户装备，其特征在于，所述导频信号的有效载荷包括关于从所述网络向所述用户装备发送的最后传输测得的信道状态的信息、关于所述用户装备的传送缓冲器状态的信息、或两者。
46.如权利要求43所述的用户装备，其特征在于，进一步包括：用于以取决于所述用户装备的状态的间隔来广播所述导频信号的装置。
47.如权利要求43所述的用户装备，其特征在于，所述参考序列基于所述用户装备的状态而不同。
48.如权利要求47所述的用户装备，其特征在于，进一步包括：用于在所述用户装备的至少一个操作状态期间随机地选择所述参考序列的装置。
49.一种方法，包括：
在网络节点处使用天线来接收由用户装备向所述网络节点以及耦合到所述网络节点的其他网络节点广播的导频信号；
与所述其他网络节点交换关于所述导频信号的信息；
基于所交换的关于所述导频信号的信息来选择或不选择所述网络节点作为所述用户装备的服务节点；以及
当所述网络节点被选择为所述用户装备的服务节点时，使用所述天线向所述用户装备传送导频响应；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述网络节点和所述其他网络节点识别为导频信号以及由所述网络节点和所述其他网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
50.如权利要求49所述的方法，其特征在于，进一步包括：向所述用户装备传送所述导频信号的传输特性。
51.如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述导频信号的传输特性是从传输特性池中选择的。
52.如权利要求49所述的方法，其特征在于，关于所述导频信号的信息包括所述导频信号的信号强度。
53.如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述参考序列基于所述用户装备的状态而不同。
54.如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述参考序列是在所述用户装备的至少一个操作状态期间由所述用户装备随机地选择的。
55.如权利要求49所述的方法，其特征在于，进一步包括：
与所述其他网络节点交换网络负载信息；以及
基于所交换的网络负载信息来进一步选择或不选择所述网络节点作为所述用户装备的服务节点。
56.一种网络节点，包括：
用于接收由用户装备向所述网络节点以及耦合到所述网络节点的其他网络节点广播的导频信号的装置；
用于与所述其他网络节点交换关于所述导频信号的信息的装置；
用于基于所交换的关于所述导频信号的信息，选择或不选择所述网络节点作为所述用户装备的服务节点的装置；以及
用于当所述网络节点被选择为所述用户装备的服务节点时，向所述用户装备传送导频响应的装置；
其中，所述导频信号包括参考序列继以有效载荷，所述有效载荷包括关于所述用户装备的身份的信息，所述参考序列包括信令模式以支持所述导频信号被所述网络节点和所述其他网络节点识别为导频信号以及由所述网络节点和所述其他网络节点对所述导频信号的跟踪，
其中所述导频信号的类型基于所述用户装备的状态而不同。
57.如权利要求56所述的网络节点，其特征在于，进一步包括：用于向所述用户装备传送所述导频信号的传输特性的装置。
58.如权利要求56所述的网络节点，其特征在于，所述导频信号的传输特性是从传输特性池中选择的。
59.如权利要求56所述的网络节点，其特征在于，关于所述导频信号的信息包括所述导频信号的信号强度。
60.如权利要求56所述的网络节点，其特征在于，所述参考序列基于所述用户装备的状态而不同。
61.如权利要求56所述的网络节点，其特征在于，所述参考序列是在所述用户装备的至少一个操作状态期间由所述用户装备随机地选择的。
62.如权利要求56所述的网络节点，其特征在于，进一步包括：
用于与所述其他网络节点交换网络负载信息的装置；以及
用于基于所交换的网络负载信息来进一步选择或不选择所述网络节点作为所述用户装备的服务节点的装置。
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