CN1117330A - 无线电系统中的增强休眠模式 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种为无线电通信系统中的远端单元提供增强的休眠模式的方法和系统。对邻近网孔的控制信道的测量周期性是优化的。为延长休眠周期，寻呼帧等级也可瞬时修改。

Description

无线电系统中的增强休眠模式
名称为“用于在无线通信系统中进行通信的方法”、申请日为1993年11月1日的美国专利申请08/147254的公开内容在本申请中引作参考。背景技术
本发明总地说来是涉及无线电通信系统，更具体地讲是涉及这样的无线电通信系统，其中，可实现用于潜在控制信道的再选择的远端单元服务器的评价。
商用无线电通信的发展，尤其是蜂窝式无线电话系统的迅速发展，已促使系统设计者探索在通信质量不降至超出用户容许限度之情况下增大系统容量的途径。一种用于增大容量的途径是采用数字通信和诸如TDMA(时分多址联接)之类的多址联接技术，其中，多个用户被分配有单一无线电载频上的相应时隙。
在北美洲，这些特征是由一种称作数字式改进移动电话业务(D-AMPS)的数字式蜂窝型无线电话系统提供的，其中部分特征规定于临时标准IS-54B中，此标准即是由电子工业协会和电信工业协会(EIA/TIA)出版的“双模式移动站-基站兼容性标准”。由于现存的大量用户是基于仅按频分多址(FDMA)运作于模拟区域的设备，因此IS-54B是一个双模式(模拟和数字)标准，以提供与数字通信容量汇接时的模拟兼容性。例如，IS-54B标准可用于FDMA模拟话音信道(AVC)和TDMA数字业务信道(DTC)，而且为适应模拟和数字用户间的变化的业务量分布情况，系统操作者可动态地将一种类型更换为另一种类型。AVC和DTC是由调频无线电载波信号实现的，它们具有约800MHz的频率，以便每一无线电信道具有30KHz的谱宽。
在TDMA蜂窝式无线电话系统中，每一无线电信道被划分为一系列时隙，每一时隙包含一个来自于数据源的信息的字符组，例如通话的数字编码部分。时隙组成具有预定时间的连续TDMA帧。每一TDMA帧中的时隙数与可同时共享此无线电信道的不同用户的数量有关。如果TDMA帧中的每一时隙分配给不同用户，那么TDMA帧的时间为分配给相同用户的连续时隙间的最小量值。
分配给相同用户的连续时隙(它们在无线电载波上通常是不连续的时隙))构成用户的数字业务信道，此信道可被视为分配给用户的一个逻辑信道。正如将在下面更详细地描述的那样，数字控制信道(DCC)还可用于传输控制信号，并且这种DCC是由无线电载波上的通常不连续的时隙的一个序列形成的一个逻辑信道。
按照IS-54B，每一TDMA帧由六个连续的时隙组成并具有40msec的时间。因此，每一无线电信道可承载3至6个DTC(例如3至6个电话通话)，具体数量取决于用于对通话进行数字编码的语音编码/译码器(codes)的信源率。这种语音编译码器可按全速率或半速率方式工作，全速率编码器预计要用到形成可接受的语音质量的半速率编译码器得以发展为止。全速率DTC要求在一给定时间段中的时隙数为半速率DTC所要求时隙的两倍，因此在IS-54B中，每一无线电信道可承载达3个全速率DTC或六个半速率DTC。每一全速率DTC使用每个TDMA帧的两个时隙，即TDMA的六个时隙中的第一和第四、第二和第五或第三和第六时隙。每个半速率DTC使用每个TDMA帧的一个时隙。在每一DTC时隙中，传输324比特，其中，260比特的主要部分属于编译码器的语音输出，此部分包括用于语音输出的错误校验编码的比特；其余比特用于诸如同步之类的用途的保护时间和附加信令。
可以看出，TDMA蜂窝式系统工作于缓冲和脉冲(buffer-and-burst)或非连续传输模式：每一移动站仅在其所分配的时隙中发射(和接收)。按全速率方式，例如，移动站可能在时隙1中发射，在时隙2中接收，在时隙3中空闲，在时隙4中发射，在时隙5中接收，在时隙6中空闲，并在后续的TDMA帧中重复这种循环。因此，在处于移动站既不发射也不接收的时隙中时，为节约能量，可由电池供电的移动站可被关闭或休眠。在IS-54B系统中，移动站不能同时发射和接收，因此，对于半速率DTC而言，移动站可休眠至多约27msec(4个时隙)的时间，对于全速率DTC而言，至多约7msec(1个时隙)。
除语音或业务信道之外，蜂窝式无线电通信系统还设有用于承载基站与移动站之间的呼叫建立信息的寻呼/接入或控制信道。根据IS-54B，例如，设有21个专用模拟控制信道(ACC)，这些信道具有接近800MHz的预定的固定频率。各约25MHz宽的两个频带(A和B频带)用于发射和接收。AVC和DTC也位于A和B频带中。由于这些ACC总是保持固定频率，因此它们可以很容易地由移动站探位和监控。
可以理解，使用ACC的通信系统具有许多缺点。例如，在IS-54B中规定的前向模拟控制信道的格式是非常固定的，因此不利于实现现代蜂窝式电话技术的目的，这些目的包括延长移动站电池寿命。尤其是，某些广播消息的发送时间间隔是固定的，而且处理消息的次序也是固定的。再者，移动站需要重读可能尚未改变的消息，这会浪费电池能量。这些缺点可通过提供一个DCC来弥补。这种DCC的一个例子记载于1992年10月5日提交的名称为“数字控制信道”的美国专利申请07/956640中，此申请在本申请中引作参考。采用这种DCC，每个IS-54B无线电信道可以仅承载DTC、DCC或DTC和DCC的混合信道。在IS-54B体系中，每个无线电载频可最多具有3个全速率DTC/DCC、或6个半速率DTC/DCC、或它们之间的任一种组合，例如一个全速率和4个半速率DTC/DCC。正如本申请中所述的，根据申请人的发明的一个DCC可提供进一步增强的功能。
但是，一般情况下，DCC的传输速率不必与IS-54B中规定的半速率和全速率相一致，DCC时隙的长度可能是不均匀的，并且可能与DTC时隙的长度不一致。DCC可能限定于一个IS-54B无线电信道上，并可能由(例如)连续的TDMA时隙流中的每一第n个时隙组成。在这种情况下，每一DCC时隙的长度可能等于或者也可能不等于根据IS-54B的DTC时隙的长度即6.67msec。此外(在不限制其它可能的方式的情况下)，这些DCC时隙也可能按本领域技术人员公知的其它方式确定。
另外，美国专利申请07/956640还揭示出，DCC是如何可能与IS-54B中规定的DTC一起确定的。例如，在每一TDMA帧的六个时隙中，半速率DCC可占据1个时隙，而全速率DCC可占据两个时隙。为了附加的DCC容量，附加的半速率或全速率DCC可替代DTC。一般说来，DCC的传输速率不必与IS-54B中规定的半速率或全速率一致，DCC时隙的长度不必是均匀的，并且不必与DTC时隙的长度一致。
图1是一个前向DCC的普通例子的示图，此DCC是作为一时隙序列构成的，其中时隙1、2…N…属于一特定的DCC。这些DCC时隙可在诸如由IS-54B规定的无线电信道上确定，并可能由(例如)N个连续时隙组成的一序列中的每一第n个时隙构成。每一DCC时隙具有等于或不等于6.67msec的时间，6.67msec是根据IS-54B标准的DTC时隙的长度。图1中所示的DCC时隙组成超级帧(SF)，每一超级帧包括多个承载不同信息类型的逻辑信道。在超级帧的每一逻辑信道中可配置一个或多个DCC时隙。
图1还示出一个典型的下行链路超级帧，它包括至少三个逻辑信道：一个广播控制信道(BCCH)，它包括用于附加消息的六个连续时隙；一个寻呼信道(PCH)，它包括用于寻呼消息的一个时隙；和一个存取响应信道(ARCH)，它包括用于信道分配和其它消息的一个时隙。图1的典型超级帧中的其余时隙用于其它逻辑信道，例如附加寻呼信道PCH或其它信道。由于移动站数通常远大于超级帧中的时隙数，因此，每一寻呼时隙用于寻呼多个移动站，这些站共享某些唯一特征，例如MIN的最后数位。
为了有效的休眠模式运作和快速网孔选择之目的，BCCH可分成多个子信道。美国专利申请07/956640公开了一种BCCH结构，此结构容许移动站在能进入系统(发送或接收呼叫)前接通(锁定至DCC)时，阅读最少量的信息。在接通之后，空闲的移动站需要常规监视的仅是其所分配的PCH时隙(通常是在每超级帧中一个时隙)；移动站在其它时隙中可休眠。移动站用于阅读寻呼消息的时间和其休眠时间之比是可控的，并且此比率代表呼叫建立延迟与功率消耗之间的折衷。
随着这种混合模拟/数字系统的改进，模拟用户的数量会减少，而数字用户的数量将增加，直至所有模拟语言和控制信道由数字业务和控制信道取代。当这种情况发生时，目前的双模式移动终端可由更便宜的单一数字型移动单元取代，后者不能扫描目前设于IS-54B系统中的ACC。在欧洲使用的被称为GSM的一种现有无线电通信系统已是一种全数字系统，其中200KHz宽的无线电信道设置于900MHz附近。每一GSM无线电信道具有270KBPS的总数据速率，并被分成8个全速率业务信道(每一业务时隙承载116加密比特)。
在1993年11月1日提交的、名称为“无线通信系统中的通信方法”的美国专利申请08/147254中记载了其它原因，由于这些原因，数字控制和业务信道也是所要求的，此申请在本申请中引作参考。例如，它们为移动单元支持更长的休眠周期，从而使电池寿命更长。虽然IS-54B为数字业务信道提供了条件，但在使用具有扩展功能的数字控制信道时希望有更大的灵活性，以优化系统容量并支持分级网孔结构，即宏网孔、微网孔、皮网孔等的结构。术语“宏网孔”一般是指具有与现有的蜂窝式电话系统相当的尺寸(例如至少约1公里的半径)的网孔，术语“微网孔"和“皮网孔”通常指进一步变小的网孔。例如，微网孔可能覆盖一公共的室内或室外区域，比如一个会议中心或一条繁忙街道，而皮网孔可能覆盖一个办公室长廊或高层建筑的一层。从无线电覆盖范围的角度看，宏网孔、微网孔和网孔可能是相互有别的或相互重叠，以处理不同的业务分布情况或无线电环境。这些网孔中的每一种具有一个基站，此基站传送至少一个控制信道。因此，对于一个移动的或远端的单元而言，存在多个相邻控制信道要评价，以作为此单元锁定的目前服务控制信道的一种可能替换。
因此，为了可能的控制信道再选择，ACC和DCC将均由移动站周期性地评价。通常，例如，当处于空闲状态时(即接通但未发送或接收呼叫时)，IS-54B系统中的移动站调谐至并随后正规地监视最强控制信道(一般说来是此移动站此时所处的网孔中的控制信道)并可能接收或通过相应基站启动一个呼叫。当在空闲状态下移至网孔间时，移动站将有可能“失去”在“老的”网孔的控制信道上的无线电连接并调谐至“新的”网孔的控制信道上。对控制信道的最初调谐和以后的再调谐均是通过扫描自动完成的，这里的扫描是指扫描位于其已知频率的所有可能的控制信道以发现“最佳的”控制信道。本文中所用的术语“扫描"可表示(例如)信号强度测量、真实信号译码或其它任一种评价信号的方法。
当找到具有良好接收质量的控制信道时，移动站继续保持调谐至此信道上，直至质量再度变劣为止。按这种方法，移动站保持与系统“接触”。IS-54B中规定的模拟(非分时的)控制信道要求移动站在空闲状态时保持连续地(或者至少50％的时间)“清醒”，至少应达到必须保持其接收器接通的程度。因此，这些现有的系统通常按某种预定的固定间隔评价用于再选择的候选控制信道。
根据授予Raith和Muller的美国专利5353332中公开的一种网孔再选择的更新改进，每个网孔中的每一控制信道设计成可广播有关其它网孔(如果有的话)的存在和那些网孔的特性的信息，这里的特性包括最低质量标准、功率要求等等。通常，有关其它网孔的存在的信息是在邻近网孔范围内广播的。例如一个邻近网孔可能与此广播网孔相邻、重叠或不邻接。在空闲模式中，移动站周期性地扫描其所处的覆盖区域中的邻近控制信道，以确定它应锁定至哪个网孔。每一控制信道包括一个相邻信道表。此相邻信道表识别应由锁定至此控制信道的移动站周期性地评价的其它控制信道。因此，根据移动站所在的位置和与网孔相关的质量标准(例如所接收的信号强度)，移动站可连续地选择要锁定到的网孔。移动站可能锁定到的网孔是这样的网孔，其中，移动站满足与此网孔相关的质量标准。
在空闲状态时，除了评价用作潜在的再选对象的控制信道外，移动站必须监视用于寻址于它的寻呼消息的控制信道。例如，当一个普通电话(陆线)用户呼叫一移动用户时，此呼叫从公共交换电话网(PSTN)直接送至移动交换中心(MSC)，后者分析所拔的电话号码。如果所拔的号码是有效的，MSC请求多个无线电基站中的部分或全部通过在其相应的控制信道上发送含有所呼叫的移动站的移动站识别号(MIN)的寻呼消息来寻乎所呼叫的移动站。每一接收到寻呼消息的空闲移动站将其自己存储的MIN与所接收的MIN相比较。带有相匹配的存储MIN的移动站通过专用控制信道向基站发送寻呼响应，基站再将寻呼响应送至MSC。
在接收寻呼响应时，MSC选择一个对于接收寻呼响应的基站可用的AVC或DTC，接通基站中的相应无线电收发信机，并让基站通过控制信道向所呼叫的移动站发送一个信息，此信息指示所呼叫的移动站调谐至所选择的语音或业务信道上。移动站一旦调谐至所选择的AVC或DTC，此呼叫的直通连接便建立了。
正如上面指出的，数字型蜂窝式系统的目标之一是增加用户的“谈话时间”，即移动站的电池寿命。为此，美国专利申请07/956640公开了一种数字型前向控制信道(由基站至移动站)，此信道可承载规定用于目前的模拟前向控制信道(FOCC)的各种消息，但是它是以这样的格式承载的，此格式容许空闲移动站在锁定至FOCC时以及此后仅在信息改变了时阅读附加消息；在所有其它时间移动站是休眠的。在这样一个系统中，一些类型的消息比其它类型的消息更频繁地由基站广播，而且移动站不必阅读所广播的每一消息。
虽然前述专利申请中所描述的改进系统借助于有效的休眠模式为寻呼提供了许多好处，但附加特征可能是有益的。例如，提供暂时将移动或远端站再分配至不同寻呼等级的能力将是有利的，这样可提供以网孔的特定方式改变系统条件所需的灵活性。
发明概述
根据本发明的示范性实施例，通过优化周期性，移动的或其它远端单元能休眠较长的时间，因此电池寿命得以延长，按照所述周期性，远端单元测量相邻信道表上的控制信道，以确定新的控制信道是否应替代正在服务的控制信道。根据本发明的其它示范性实施例，已分配给远端单元的寻呼帧等级可以修改，以便远端单元以就目前通信条件而言更节约电池能量的间隔监视寻呼信道。
附图简述
通过结合附图阅读以下的详细说明，可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征及优点，附图中：
图1示出一个典型的前向数字控制信道；
图2示出分级网孔结构的一个例子；
图3是一流程图，它描绘出根据本发明的示范性实施例的控制信道测量流程；
图4示出不同的寻呼帧等级；
图5示出一个典型的SPACH信息头；和
图6是一个典型的蜂窝式移动无线电话系统的方框图。
详细描述
根据本发明的示范性实施例，为评价用于正在服务的控制信道的潜在再选择的控制信道实施的测量的周期性可以优化，以增加远端单元的“休眠时间"并延长电池寿命。简单地讲，控制信道用于建立呼叫、向基站传达与移动站相关的地址和参数以及向移动站通知与基站有关的地址和参数。基站收听由移动站给出的呼收进入请求，移动站依次收听寻呼消息。
未来的系统将采用附加网孔。例如，新的系统可能包括宏网孔、室内微网孔、室外微网孔、公共微网孔和限制的或私人的微网孔的任一种组合。因此，新系统将可能设计成容纳更多数量的控制信道。目前，在美国使用的典型系统中，一群集组中大约有21个模拟控制信道是可用的。
图2是一个典型的分级的或多层的蜂窝式系统。由一六边形表示的伞形宏网孔10组成一个重叠的蜂窝结构。每一伞网孔可能包含一个基本的微网孔结构。伞形网孔10包括由围在点划线内的区域表示的微网孔20、由围在破折线内的与沿城市街道的区域相对应的区域表示的微网孔30以及覆盖建筑物的单独楼层的皮网孔40、50和60。由微孔20和30覆盖的两个城市街道的交叉部分可能是一个高业务密度区，因此可能代表一个热点。
图2中所示的每一网孔包括一个基站，此基站在至少一个控制信道上发送(信号)。至于远端站，例如一个便携式单元，它可下移于城市街道并可上移至包括皮网孔40、50、和60的建筑物。在这种转接的各部分中，对于可能的全部与伞形网孔10相关的控制信道，微网孔20和30以及皮网孔40、50和60可能在用于再选择的候选控制信道的相邻信道表上发送。评价这些控制信道以确定是否希望再选择的工作是通过使远端站扫描这些信道(例如，测量所接收的信号强度(RSS)或解译信号的某些部分)实现的。
在空闲模式中，移动或远端站扫描相邻信道表中的控制信道的周期性可根据本发明的下述示范性实施例来控制。两个信息单元可在广播控制信道(BCCH)上传送，以便移动或远端单元接收与这个扫描过程相关的信息。SCANFREQ信息单元可在BCCH上的控制信道选择信息中发送，以将每周期例如每超级帧所作的信号强度测量的最少缺省数通知移动或远端站。另外，某些错误值可在不发送这个信息单元的情况下得到。对于超级帧和巨型帧的详细论述，感兴趣者可参考上面引用的美国专利申请08/147254。简单地讲，每一超级帧包括一个使用所必要数量的时隙的完整的F-BCCH信息组(即一组第3层上的信息)，且每一超级帧由一F-BCCH时隙开始。在F-BCCH时隙之后，每一超级帧中的剩余时隙包括一个或多个(或没有)时隙的E-BCCH、S-BCCH和SPACH逻辑信道。巨型帧由两个超级帧组成。因此，移动站将按每超级帧进行一次总的SCANFREQ信号强度测量，无论相邻信道表的尺寸如何。另外，对于相邻信道表的每一入口，SCANFREQ可指示每一时间间隔例如每超级帧内的测量情况。
在每一时间间隔内，在相邻信道表的每一控制信道上，由移动站进行的测量数构成一个有趣的折衷因素。一方面，所做的测量越多，测量信息也将越精确。另一方面，测量数越大，移动或远端单元的电池漏电越重，因为希望能容许移动站在相邻信道表中的特定控制信道上采取较大的或较小的测量数来精细地平衡这些对立因素，因此缺省的SCANFREQ频率或速率可由由HL_FREQ表示的第二参数来修正，正如下面所描述的。
HL FREQ信息单元是在相邻信道表中传送的。对于相邻信道表中的每一入口存在一个相关的HL_FREQ信息单元。如果HL_FREQ设定为HIGH，这个特定的控制信道要采用由SCANFREQ参数确定的缺省频率或速率来测量。另一方面，如果HL_FREQ信息单元设定为LOW，这个特定的控制信道可按(例如)由缺省SCANFREQ参数要求的频率或速率的半值来测量。当然，本领域的技术人员将能理解，上述的HL_FREQ的HIGH和LOW值的分配方式是任取的，且可以反过来设置。
例如，考虑到相邻信道表含有16个入口，其中8个将HLFREQ设定为HIGH，另外8个将HL_FREQ设定为LOW。如果SCANFREQ参数设定为每超级帧12次测量，那么标记为HIGH的入口的测量数可按每超级帧12/16的最小速率计量。对于标记为LOW的入口，移动或远端站将以每超级帧(12/16)/2的最小速率测量这些控制信道。因此在此例中，每超级帧的总测量数为(12/16)*8＋((12/16)/2)×8＝9。
为提高移动或远端站的休眠式效率，上述的基本程序可由移动或远端站调整，以减小所需的测量频率或速率。下面的讨论将描绘三种典型的技术，这些技术可由移动或远端站用于降低测量频率，并因此使电池漏电降至最低程度。
图3示出为降低相邻信道表中的控制信道的测量频率所做的作为一个累积过程的三种典型试验，这种累积过程使测量频率对于每一有效的试验累积地降低至某种程度。不过，本领域的技术人员将能很容易地理解，除前述的本实施例中的累积方式之外，这三种试验可单独地或以各种组合方式来使用。
在判定方框600中，进行第一种试验，即判断目前的控制信道是否已为移动或远端站服务超过预定时间周期，例如1小时。当远端站未在移动时，这种试验可用于(例如)降低测量次数。如果这样的话，程序将行至方框610，在这里，由相邻信道表识别的控制信道上的测量频率可降低至预定的程度，例如降至二分之一。如果不是这样的话，这种试验显示不出测量频率的降低，程序将行至方框620。
第二种典型试验是基于正在服务的控制信道和相邻信道表中的控制信道的平均的接收信号强度(RSS)。与可能会由于(例如瑞利)(Rayleigh)衰落而失真的任一种瞬时测量不同，平均的接收信号强度可用于提供精确的统计学表示。这个例子的应用而言，假设移动或远端站保持每一测量频率的最后五次信号强度测量的运行的(running)平均值。那么，由判定方框620和630表示的复合试验将如下所述。如果正在服务的信道上的平均的接收信号强度的变化率不小于预定的阈值变化率，例如在前5分钟内变化7dB，则不存在测量频率的降低，程序将行至方框650。否则，程序将行至判定方框630，并确定在相邻信道表中的全部控制信道上平均接收信号强度的变化是否小于预定的阈值变化率，例如在前5分钟内变化7dB。如果是这样的话，相邻信道表中的控制信道的测量频率的速率可降低至预定程度，例如降至二分之一。否则，不存在速率或频率的降低。在任一种情况下，程序均将行至方框650中的第三种试验。
在方框650中，要判断正在服务的控制信道与相邻信道表中的某一特定入口的平均接收信号强度之差值变化率是否小于预定的阈值变化率，例如在最后5分钟内变化10dB。如果是这样的话，相邻信道表中的控制信道的测量频率或速率可降低至一定程度，例如在方框660中降至二分之一。否则，保证没有降低，且无论如何程序都将结束。
前述的程序描绘了几种典型的路径，其中，移动或远端站测量相邻信道表中的信道的次数可以减少，从而节约电池能量。由于引起测量频率降低的条件变化而使这些条件不再保持，相应的测量频率降低可消除。例如，图6中示出的程序可周期性地实施，比如每分钟一次。因此，如果移动站因满足方框600中的条件已降低了相邻信道表中的控制信道的测量频率，并且在后续的重复过程中此基站已改变了其正在服务的控制信道，那么方框610中的降低将取消。
除对测量控制信道保持“清醒”外，移动或远端站也是周期性清醒的，以便它可以接收寻呼。尤其是，移动站可能在任何时间被寻呼，因此移动站必须锁定至一个地址区域中的一特定网孔上，以便移动站可接收寻呼。例如，如果移动站已移出其曾锁定的第一网孔的位置区域而进入不同位置区域的第二网孔，寻呼移动站的请求将不能被收听或接收，因为移动交换中心即MSC将通过对移动站登记的位置区域有效的寻呼信道寻呼移动站。由此，寻呼请求将不能被远离的位置区域中的移动站接收，如果此移动站未登记于此位置区域中的话。因此，当进入一个新的位置区域时，移动站应登记于一个新基站。
根据本发明的示范性实施例，寻呼周期性地重复，移动站在登记时被分配一寻呼帧等级，以充分利用此周期性而使休眠持续更长时间。典型的寻呼帧等级示于图4中。在图4中，第一寻呼帧等级限定为每一巨型帧，第二寻呼帧等级跨越两个巨型帧，第三寻呼帧等级跨越三个巨型帧，第四寻呼帧等级跨越四个巨型帧。当移动站登记时，它可暂时将其寻呼帧等级改为PF1，直至它接收到一个登记响应。如果登记向应包含新的寻呼帧等级分配信息，那么这将是为移动站所分配的寻呼帧等级。否则，移动站可维持错误的寻呼帧等级PF1。
由于错误或通过登记响应被分配一寻呼帧等级之后，移动站将清醒，以根据其寻呼帧等级判断它是否正在被更频繁地或不频繁地寻呼。根据本发明的示范性实施例，在未真正改变移动站所分配的寻呼帧等级的情况下，该系统可调整移动站监视寻呼信道的频率。这提供了解决系统设计者面临的另一困境的方法，此困境即是寻呼频率和呼叫建立延迟之间的矛盾。实际上，寻呼移动或远端单元越频繁，呼叫建立延迟就越少。但是，寻呼移动站越频繁，移动站为接收寻呼必须“清醒”的次数越多，这会导致更严重的电池漏电。因此，在诸如夜间或与移动或远端站的通信预计较少的时间之类时间段中，本发明的示范性实施例提供了容许移动或远端站休眠更长时间和利用更大的呼叫建立延迟容限的机制。
这是通过(例如)在通过数字控制信道定期传送的附加信息中从系统向移动站发送寻呼帧修改量(PFM)实现的。传送PFM的一个典型机制是让其位于SPACH信道的信息头中，例如位于每一PCH子信道中。在上面引用的美国专利申请08/147254中详述的SPACH信道承载第2层信息，此信息用于承载点对点SMS、寻呼或ARCH信息。图5中示出了一种含有PFM比特的典型SPACH信息头。通过以这种方式调整移动或远端单元的寻呼帧等级，可进行网孔的特殊调整(除改变根据要求全部登记区域即潜在的许多网孔的登记改变的寻呼等级之外)并可维持同步。因此，与直接发送至特定移动或远端站的寻呼相反，当PFM发送至网孔中的每一移动或远端站时，PFM字段是未寻址的。
根据本发明的示范性实施例，寻呼帧修改量可包括一单比特，若设定为二进制的“0”，此比特表示移动单元继续使用其所分配的寻呼帧等级。不过，如果PFM比特设定为二进制的“1”，移动站将调整其寻呼帧等级，例如，调整至下一较高寻呼帧等级。作为一个例子，假设移动站分配为寻呼帧等级2(PF2)，那么它每隔一巨型帧对其寻呼信道进行监视。随后，假设在SPACH信道上传送的寻呼帧修改量被相应地设定为二进制的“1”。在这一点上，移动站将表现为仿佛其所分配的寻呼帧等级为PF3且将休眠更长时间直至PFM恢复至“0”。当PFM变化时正在休眠的移动或远端站在其寻呼帧等级变化过程中将迅速变成清醒的，因为根据这个例子，PFM是作为SPACH信息头上的一比特传送的。
上述已借助特性描述了移动站和基站的工作机理。虽然这些站本身的特定硬件结构是本领域技术人员公知的，但下面还将描述一个简单的例子。图6是一个典型的蜂窝式移动无线电话系统的方框图，此系统包括一个典型的基站110和一个移动站120。基站包括控制和处理单元130，此单元130连至MSC140，后者又连至PSTN(未示出)。这种蜂窝式无线电话系统的总体构思是公知的，正如上面引用的美国专利申请07/670237和07/767027中所描述的，其中前一申请的名称为“蜂窝式通信系统中的相邻信道辅助转换”(Neighbor-Assisted Handoff)，由Wejke等人发明；后一申请的名称为“多模式信号处理方法"，这两个申请均在本申请中引作参考。
基站110通过语音信道收发信机150管理多个语音信道，收发信机150由控制和处理单元130控制。每一基站还包括一个控制信道收发信机160，它可能管理一个以上的控制信道。控制信道收发信机160由控制和处理单元130控制。控制信道收发信机160通过基站或网孔的控制信道向锁定至该控制信道的移动站广播控制信息。可以理解，收发信机150和160可构成单一设备，就象语音和控制收发信机170那样，以供享用同一无线电载频的DCC和DTC使用。
移动站120在其语音和控制信道收发信机170上接收控制信道上的信息广播。随后，处理单元180评价所接收的包含移动站要锁定候选网孔的特征的控制信道信息，并判定移动站应锁定至哪个网孔上。有益的是，所接收的控制信道信息不仅包含涉及相关网孔的绝对信息，而且还包含与该信道的相关网孔邻近的其它网孔的相对信息，正如在本申请中引作参考的美国专利申请5353332中所描述的那样。
无论从本发明的哪一方面讲，上述示范性实施例都应认为是描绘性的而不是限制性的。因此，本发明在具体实施时能有许多变化，这些变化是本领域的技术人员可以从上述内容中得出的。所有这些变化和修改都应视为在由权利要求书限定的本发明的范围和精神之内。

Claims (53)

1.一种用于对无线电通信系统中的多个邻近控制信道进行扫描的方法，包括下列步骤：
在目前服务于一远端站的一控制信道上发送一个缺省扫描频率，所述远端站将按此频率扫描所述相邻控制信道中的至少一个信道；
根据预定准则修改所述缺省扫描频率；和
在所述的远端站上，以所述经修改的缺省扫描频率扫描所述的多个相邻控制信道中的至少一个信道。
2.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤：
在所述的目前的控制信道上发送一个参数，作为与所述的多个相邻控制信道中的每一个相关的所述预定准则，它可用于修改所述的缺省扫描频率或保持所述的缺省扫描频率不变。
3.根据权利要求2的方法，其中，所述的参数是一个可变的值HL FREQ，当所述缺省扫描频率保持不变时，它具有高的数值，而当所述缺省扫描频率降低时，它具有低的数值。
4.根据权利要求1的方法，其中所述的修改步骤还包括以下步骤：
如果所述的目前的控制信道为所述移动站服务已超过预定时间，降低所述的缺省扫描频率。
5.根据权利要求1的方法，其中所述的修改步骤还包括以下步骤：
如果在所述的目前的控制信道上的平均接收信号强度的变化小于第一预定阈值并且在所述的邻近控制信道上的平均接收信号强度小于第二预定阈值，降低所述的缺省扫描频率。
6.根据权利要求5的方法，其中所述的第一和第二预定阈值均为每5分钟7dB。
7.根据权利要求1的方法，其中所述的修改步骤还包括以下步骤：
如果目前的控制信道的平均接收信号强度与所述相邻控制信道之一的平均接收信号强度之间的差值的变化率小于预定阈值，降低所述的缺省扫描频率。
8.根据权利要求7的方法，其中所述的预定阈值的每5分钟10dB。
9.一种基站，包括：
一个发射机，用于在一个控制信道上发送监控数据消息，并用于向远端单元提供相邻信道表；
所述监控数据消息包括一个指令，此指令指示远端站在每一预定时间段内多次扫描所述相邻信道表中标识的至少一个控制信道；和
其中所述的相邻信道表包括一个参数，此参数与表中标识的所述控制信道的至少一个信道有关，用于确定对于所述控制信道的所述至少一个信道而言所述的次数是保持不变还是降低。
10.根据权利要求9的基站，其中所述的参数是一个可变值HL FREQ，当所述次数保持不变时，此参数具有高的数值，而当所述次数减少时，此参数具有低的数值。
11.一种移动站，包括：
一个接收机，用于在一控制信道上接收监控数据消息和用于识别其它控制信道的相邻信道表；
用于扫描信道的装置；
所述监控数据消息包括一个指令，此指令指示所述移动站按第一速率扫描在所述相邻信道表中标识的所述其它控制信道中的至少一个信道；和
其中所述的相邻信道表包括一个参数，此参数与表中标识的所述控制信道的至少一个信道相关，用于确定是以所述的第一速率扫描所述其它控制信道的所述至少一个信道，还是以由一预定数分割的所述第一速率扫描所述其它控制信道的所述至少一个信道。
12.根据权利要求11的移动站，其中所述参数是一可变值HL FREQ，当所述次数保持不变时，此参数具有高的数值，当所述次数降低时，此参数具有低的数值。
13.一种用于命令无线电通信系统中的远端站收听寻呼的方法，包括下列步骤：
提供多个寻呼帧等级，每一等级具有不同的收听寻呼信息的重复周期；
当所述远端站登记于所述系统时，将所述的多个寻呼帧等级之一分配给所述远端站；和
从所述系统发送一个寻呼帧修改量，它命令所述移动站或者使用所述的被分配的寻呼帧等级或者使用一个不同的寻呼帧等级。
14.根据权利要求13的方法，其中所述的不同寻呼帧等级是一个相对于所述的被分配的寻呼等级具有下一最高重复周期的等级。
15.根据权利要求13的方法，其中所述的多个寻呼帧等级之一具有每两个超级帧的收听重复周期，而所述的多个寻呼帧等级中的另一个具有每四个超级帧的收听重复周期。
16.一种用于评价无线电通信系统中的多个控制信道的方法，包括下列步骤：
为由一远端站形成的所述的多个控制信道中的至少一个信道提供一个缺省的信号强度测量频率；
如果目前的控制信道已为所述远端站服务超过预定时间周期，降低所述多个控制信道的至少一个信道的所述缺省频率；和
在所述远端站以所述降低的频率扫描所述多个控制信道的所述的至少一个信道。
17.根据权利要求16的方法，其中所述的提供测量频率的步骤还包括以下步骤：
在所述的目前的控制信道上发送用于所述远端站扫描的所述的缺省频率。
18.一种用于评价无线电通信系统中的多个控制信道的方法，包括下列步骤：
为由一远端站形成的所述的多个控制信道中的至少一个信道提供一个缺省的信号强度测量频率；
如果在目前服务的控制信道上的平均接收信号强度的变化小于第一预定阈值以及如果在所述的多个控制信道的平均接收信号强度的变化小于第二预定阈值，对所述多个控制信道中的至少一个信道降低所述缺省频率；和
在所述远端站以所述降低的频率测量所述的多个控制信道。
19.根据权利要求18的方法，其中所述的提供测量频率的步骤还包括下列步骤：
在所述的目前的控制信道上发送所述的由所述远端站所作的信号强度测量的缺省频率；
20.一种用于评价无线电通信系统中的多个控制信道的方法，包括下列步骤：
为由一远端站形成的所述的多个控制信道中的至少一个信道提供一个缺省的信号强度测量频率；
如果目前服务的控制信道的平均接收信号强度与所述的多个控制信道的一个平均接收信号强度小于预定阈值，降低所述的多个控制信道的至少一个信道的所述缺省频率；和
在所述远端站上以所述的降低的频率测量所述的多个控制信道的所述的至少一个信道。
21.根据权利要求20的方法，其中所述的提供测量频率的步骤还包括以下步骤：
在所述的目前的控制信道上，传送由所述远端站所作的信号强度测量的所述缺省频率。
22.一种基站，包括：
一个发射机，用于在一控制信道上发送监控数据消息，并用于向远端单元提供相邻信道表；
所述监控数据消息包括一个指令，用于指示远端站修改一个缺省频率，在所述相邻信道表中标识的至少一个控制信道按此频率被扫描。
23.一种远端站，包括：
一个接收机，用于接收一个控制信道上的监控数据信息和标识其它控制信道的相邻信道表；
扫描装置，用于以一缺省扫描速率扫描所述其它控制信道；和
其中所述的相邻信道表包括一个参数，此参数与标识于表中的所述其它控制信道的至少一个信道相关，用于确定是以所述的缺省扫描速率扫描所述其它控制信道的所述至少一个信道，还是以由一预定数分隔的所述缺省扫描速率扫描所述其它控制信道的至少一个信道。
24.一种远端站，包括：
一个接收机，用于接收目前的一个控制信道上的监控数据消息和标识其它控制信道的相邻信道表；
扫描装置，用于以一缺省扫描速率扫描所述的其它控制信道；和
降低速率装置，如果所述的目前的控制信道可为所述远端站服务超过一预定时间周期，此装置降低所述其它控制信道的至少一个信道的所述缺省扫描速率。
25.根据权利要求24的远端站，其中所述的缺省的扫描速率是由所述接收机在所述监控数据消息中接收的。
26.一种远端站，包括：
一个接收机，用于接收目前的一个控制信道上的监控数据消息和标识其它控制信道的相邻信道表；
扫描装置，用于以一缺省扫描速率扫描所述其它控制信道；和
降低速率装置，如果在所述的目前的控制信道上的平均接收信号强度的变化小于第一预定阈值，并且在所述的其它控制信道上的平均接收信号强度小于第二预定阈值，此装置降低所述其它控制信道的至少一个信道的所述缺省扫描速率。
27.根据权利要求26的远端站，其中所述的缺省扫描速率是由所述接收机在所述监控数据消息中接收的。
28.一种远端站，包括：
一个接收机，用于接收目前的一个控制信道上的监控数据消息和标识其它控制信道的相邻信道表；
扫描装置，用于以一缺省扫描速率扫描所述其它控制信道；和
降低速率装置，如果所述目前的控制信道与所述的多个控制信道之一信道上的平均接收信号强度之差值的变化率小于一预定阈值，此装置降低所述其它控制信道的至少一个信道的所述缺省扫描速率。
29.根据权利要求27的远端站，其中所述的缺省扫描速率是由所述接收机在所述监控数据消息中接收的。
30.根据权利要求1的方法，其中所述的修改步骤还包括以下步骤：
如果所述的目前的控制信道已为所述远端站服务超过一预定时间周期，并且在所述目前的控制信道上测到的平均接收信号强度小于预定阈值，降低所述缺省频率。
31.一种由远端站扫描多个控制信道和一个正在服务的控制信道的方法，包括下列步骤：
为所述控制信道提供一个缺省扫描频率；和
如果所述正在服务的控制信道已为所述远端站服务超过预定时间周期，修改所述正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的至少一个信道的所述缺省扫描频率。
32.根据权利要求31的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的所述的至少一个信道是一个在一相邻信道表中提供给所述远端站的控制信道。
33.根据权利要求31的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道的所述的至少一个信道包括全部所述的多个控制信道，这些信道在一相邻信道表上提供给所述远端站。
34.根据权利要求31的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道包括所述的多个控制信道和所述的正在服务的控制信道的全部，所述的多个控制信道在一相邻信道表上提供给所述远端站。
35.一种由远端站扫描多个控制信道和一个正在服务的控制信道的方法，包括下列步骤：
为所述控制信道提供一个缺省扫描频率；和
如果在一预定时间周期内所述正在服务的控制信道上的平均接收信号强度的变化小于预定阈值，修改所述正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的至少一个信道的所述缺省频率。
36.根据权利要求35的方法，其中所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的所述的至少一个信道是在一相邻信道表中提供给所述远端站的一个控制信道。
37.根据权利要求35的方法，其中所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的所述的至少一个信道包括在一相邻信道表上提供给所述远端站的全部所述的多个控制信道。
38.根据权利要求35的方法，其中所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的所述的至少一个信道包括全部的所述的多个控制信道和正在服务的控制信道，所述的多个控制信道是在一相邻信道表上提供给所述远端站的。
39.一种由远端站扫描多个控制信道和一个正在服务的控制信道的方法，包括下列步骤：
为所述控制信道提供一个缺省扫描频率；和
如果在正在服务的控制信道上的平均接收信号强度的变化与所述的多个控制信道之一上的平均接收信号强度的变化之差在一预定时间周期内小于一预定阈值，修改所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道的至少一个信道的所述缺省扫描频率。
40.根据权利要求39的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的所述的至少一个信道是所述的多个控制信道中的一个信道。
41.根据权利要求39的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的所述的至少一个信道包括全部所述的多个控制信道。
42.根据权利要求39的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道中的所述的至少一个信道包括全部所述的多个控制信道和所述的正在服务的控制信道。
43.一种由远端站扫描多个控制信道和一个正在服务的控制信道的方法，包括下列步骤：
为所述控制信道提供一个缺省扫描频率；和
如果在正在服务的控制信道上的平均接收信号强度与所述的多个控制信道之一信道上的平均接收信号强度之差值的变化在预定的时间周期内小于一预定阈值，修改所述正在服务的控制信道和所述的多个控制信道的至少一个信道的所述缺省扫描频率。
44.根据权利要求43的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道的所述的至少一个信道是所述的多个控制信道之一信道。
45.根据权利要求43的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道的所述的至少一个包括全部所述的多个控制信道。
46.根据权利要求43的方法，其中，所述的正在服务的控制信道和所述的多个控制信道的所述的至少一个信道包括全部所述的多个控制信道和所述的正在服务的控制信道。
47.根据权利要求13的方法，其还包括以下步骤：
在每一PCH子信道中发送所述寻呼帧修改量。
48.根据权利要求13的方法，其中所述的寻呼帧修改量是一未寻址的信息单元。
49.一种控制由一远端站对多对个控制信道进行的扫描的方法，包括下列步骤：
为所述控制信道提供一缺省扫描频率；和
发送一个指示所述缺省扫描频率是否要修改的参数。
50.根据权利要求1的方法，其还包括以下步骤：
在所述预定准则不再满足时，变回至所述缺省扫描频率。
51.根据权利要求31的方法，其还包括以下步骤：
如果所述的正在服务的信道改变，变回至所述缺省扫描频率。
52.根据权利要求35的方法，其还包括以下步骤：
如果所述变化不再满足所述条件，变回至所述缺省扫描频率。
53.根据权利要求39的方法，其还包括以下步骤：
如果所述变化不再满足所述条件，变回至所述缺省扫描频率。
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