CN1140141C - 小区选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对一种在蜂窝电信系统中进行小区选择的方法。根据本发明，小区标识信息以一个参数的形式附加到RRC消息，RRC消息启动从移动站到小区连接状态的更改。优选情况下，网络可以选择一个小区，建议处于小区连接状态的移动站使用，并且网络通过将小区标识信息作为一个参数附加到所述RRC消息来指明所述小区。因此，移动站可以进行最终的小区选择，并通过将小区标识附加为第二条RRC消息(如对启动状态更改的RRC消息的响应消息的一个参数向网络指示所选择的小区。

Description

小区选择方法

发明技术领域本发明针对一种在蜂窝电信系统中进行小区选择的方法。

发明背景本发明中使用的一些缩略语如下：CCCH     公用控制信道DCCH     专用控制信道DRNC     漂移无线网络控制器DTCH     专用业务信道FACH     前向接入通道IMSI     国际移动用户身份码PCCH     寻呼控制信道PCH      寻呼信道PLMN     公众陆地移动通信网P-TMSI   分组临时移动用户身份码RACH     随机接入信道RNC      无线网络控制器RNTI     无线网络临时身份码RRC      无线资源控制TMSI     临时移动用户身份码UE       用户设备UMTS     通用移动电信系统UTRANUTMS地面无线电接入网

为了清楚地说明本文中使用的这些通用术语，下面将概述某蜂窝电信系统结构。

第三代系统的提案包括UMTS(通用移动电信系统)和FPLMTS/IMT-2000(未来的公众陆地移动电信系统/2000MHz的国际移动电信)。在这些计划中，根据小区的大小和特点，将小分成微微小区、纳小区、微小区和宏小区，服务水平例如用比特率表示。该比特率在微微小区中最高，在宏小区中最低。小区可以局部重叠或完全重叠，并且可以有不同的终端，因此，不必让所有终端都能利用这些小区提供的所有服务水平。

图1所示为一个示意性框图，说明了第三代蜂窝网络可能具有的结构。这些网络一般包括一个连接到一个或多个无线电接入网40(RAN)的核心网络50。这些无线接入网通常称为UTRAN网(UMTS地面无线电接入网)。无线电接入网通常包括至少多个基站20a，20b，20c(BS)，用来实现到移动站10a，10b的无线电连接；至少一个无线电网络控制器30(RNC)，用来控制基站。这些无线电网络控制器连接到核心网络中的移动交换中心(MSC)60。

第三代UE根据网络的不同可以具有许多不同的状态。如果没有连接，该UE处于空闲模式。当至少存在一个信令连接时，该UE处于连接模式。连接模式有两种主状态：一个URA连接状态以及一个小区连接状态。在URA连接状态，UE的位置在URA(UMTS注册区域)级别是已知的。一个URA包括某个地理区域内的多个小区。在小区连接状态，UE的位置在小区级别是已知的。所有数据传输都在小区连接状态发生。

从无线电资源分配的角度来看，处于连接模式的UE(即在RRC连接时)存在两种主状态：专用信道状态(DCH)和公用信道状态(CCH)。

在专用信道状态，UE使用专用无线电接口资源与UTRAN连接。在有效集(即UE使用的小区集合)中包括一个供每个小区使用的专用无线电链路。有效集可以包含一个或多个小区。

在公用信道状态，UE与其他用户共享公用信道。UE所处的公用信道状态可能是RACH/FACH或RACH/PCH子状态。在RACH/FACH状态，UE的位置在小区级别是已知的，即，UE总是连接到一个小区。在RACH/PCH状态，UE的位置在小区级别或URA级别都是已知的。

DCH到CCH的状态转移有可能作为下列RRC过程的结果发生：

-传送信道重新配置，其中，传送信道，例如，为NRT承载从专用信道改为公用信道。

-无线接入承载释放，其中，至少释放了一个承载，最后剩余的是一个当前无效或被配置为使用公用信道的非实时(NRT)承载。

-物理信道重新配置，该过程可以指配、替换或释放UE使用的物理信道集。一个物理信道重新配置过程还可以更改所使用的传送信道类型和RRC状态。

-无线电接入承载(RAB)重新配置，其中，无线电接入承载或信令链路的参数被重新配置，以反映所需QoS水平的更改。RAB重新配置过程可以包括，例如，更改RLC参数，更改DTCH/DCCH的多路复用优先权，更改DCH日程安排优先权，更改DCH及TFCS改变的TFS，指配或释放物理信道以及更改所用的传送信道类型。

上述4种过程的信令过程相似：它们都通过使用RNC启动，RNC向UE发送XXX消息，并用XXX完成消息应答，其中，XXX指所讨论的具体过程。

在从DCH到CCH的状态转移过程中，需要选择并指明小区连接状态、最开始在CCH状态中使用的小区。选择并指明初始小区的一种已知方法是使用UE启动的小区更新过程。在这种方法中，UE选择小区，使用所选小区的RACH信道发送小区更新消息。网络通过相应的FACH信道发送一条小区更新确认消息来应答。这种方法会在RACH/FACH信道上造成过多的信令过程。而且，UE可能对影响小区选择最优性的详细情况一无所知。例如，网络可能出于各种原因建议UE选择宏小区，或由SRNC控制的小区。

例如，美国专利公布5,707,096讨论了在蜂窝电信网络中移动站启动的小区更新过程，其中，移动站具有各种公用信道模式。该专利公开了为移动站维护控制信道模式状态信息的系统和方法。所述公布专利中说明的系统，在由移动站重新选择一个新小区或选择新的模拟或数字操作模式后，通知移动交换中心移动站的身份及其当前控制信道模式。

另一种共知的方法是，在释放DCH后，由UE在所选小区的RACH信道上发送XXX完成消息。这时，XXX完成消息应由网络确认，确保消息已发出，这种方法所导致的信令负荷与小区更新方法近似。

发明内容

本发明的一个目的是实现一种方法，该方法能减少因从DCH到CCH的状态更改而造成的信令负荷。本发明的另一个目的是实现一种方法，允许减少从DCH到CCH的状态更改所需要的时间。

实现这些目的的方法是，由网络建议要由UE在CCH状态使用的小区，并用RRC命令的一个参数的形式表明该小区，该RRC命令启动DCH到CCH的状态更改。

根据本发明，该方法的特征在独立权利要求的特征部分指定。从属权利要求说明了本发明的其他优选实施例。

根据本发明，小区标识信息作为一个参数附加到RRC消息，该消息启动移动站到小区连接状态的更改。优选情况下，网络可以选择一个小区，建议移动站在小区连接状态使用，并且网络通过将小区标识信息作为一个参数附加到所述RRC消息来指明所述小区。因此，移动站可以对小区进行最后的选择，并通过将小区标识信息作为一条参数附加到另一个RRC消息(如，对启动状态更改的RRC消息的响应消息)向网络表明所选择的小区。

附图说明

下面将结合附图对本发明进行更详细的说明，附图包括：

图1说明了现有技术的网络结构，

图2说明了根据本发明的一个优选实施例的信令过程，

图3说明了根据本发明的一个优选实施例的信令过程，以及

图4说明了根据本发明的一个优选实施例的信令过程。

各图中相似的项目使用了相同的引用编号。

详细说明

图2所示为根据本发明的一个优选实施例的信令过程。图2所示为UE 10和UTRAN 40，以及二者之间的信令过程。在第一步110中，UTRAN发送一条XXX_COMMAND命令启动RRC过程，其中，XXX指所讨论的特定过程。收到命令后，UE按所请求的过程在步骤120执行任何必要操作。在本实施例中，UE在130步检查是否只剩下CCH连接。在本例中，在结束的RRC过程之后，发现只剩下CCH连接。因此，UE在140步选择一个小区，该小区被指定为处于CCH小区连接状态中的UE的定位小区，并在步骤150向UTRAN发回一条XXX_COMPLETE消息，表明所请求的RRC过程结束，将小区标识信息CELL_ID作为一个参数附加到XXX_COMPLETE消息。优选情况下，UE在释放DCH信道之前在DCH信道上发送XXX_COMPLETE消息。

在上一段和本说明书其余部分中针对XXX_COMMAND和XXX_COMPLETE消息提到的RRC过程可以是任何RRC过程，该过程会导致UE从DCH到CCH的状态转移。这些过程的例子列举如下：传送信道重新配置，无线接入承载(RAB)释放，物理信道重新配置以及无线电接入承载(RAB)重新配置，这些举例在前面的现有技术说明部分进行过说明。

图3所示为根据本发明另一个优选实施例的信令过程。在本实施例中，网络选择在CCH状态中使用的小区。在启动必要的RRC过程之前，网络在步骤102检查该过程之后是否只剩下CCH连接。如果是，则如同本例中所示，网络在步骤104选择要将其指明为CCH状态中UE位置的小区。接着，在步骤110网络通过向UE发送一条XXX_COMMAND消息，将所选小区的标识信息CELL_ID作为参数附加到XXX_COMMAND消息来启动所需的RRC过程。在收到XXX_COMMAND消息后，在步骤120，UE执行所请求的RRC过程，在步骤150，通过向网络发回一条XXX_COMPLETE消息给出应答。UE可以将CELL_ID信息作为XXX_COMPLETE消息的一个参数发回到网络。

图4所示为根据本发明一个优选实施例的信令过程。在本实施例中，网络建议UE选择在CCH状态使用的小区。在启动必要的RRC过程之前，在步骤102，网络检查在该过程之后是否只剩下CCH连接。如果是，则如同本例中所示，在步骤104，网络选择一个小区建议给UE作为处于CCH状态的UE的位置。接着，在步骤110，网络通过向UE发送一条XXX_COMMAND消息，并将所建议小区的标识信息CELL_ID作为参数附加到XXX_COMMAND消息启动所需的RRC过程。在收到XXX_COMMAND消息后，在步骤120，UE执行所请求RRC过程。

在本实施例中，在步骤130，UE可以检查在RRC过程之后是否仍然只存在CCH连接。但是，可以认为如果本发明各种实施例中包括XXX_COMMAND命令的CELL_ID参数，则表明只剩下CCH连接，在这种情况下，需要选择小区。

接着，UE选择要用做处于CCE状态的UE位置的小区。该UE可以考虑网络的建议并依此作出选择。但是，UE还有其他选择机会，例如，由UE的用户所设置的，关于哪种小区优选的选择。根据这种信息，UE可以选择网络建议之外的其他小区，因而UE可以从小区集进行选择，该小区集包括网络所指明的小区和UE所知的任何其他小区，例如，属于有效集的小区或UE当前可以接收其标识信号的小区。此后，在步骤150，UE向网络发回一条XXX_COMPLETE消息。UE将所选小区的标识信息CELL_ID作为XXX_COMPLETE消息的一个参数发送到网络。

在前面的举例中，发出XXX_COMMAND消息并接收XXX_COMPLETE消息的网络元素(即，在UTRAN中，包括RRC协议实体的网络元素)通常都是无线电网络控制器(RNC)。

在本发明的另一个优选实施例中，有效集(即UE正在使用的那些小区)的一个小区被指定为默认小区。在这种实施例中，不需要在XXX_COMMAND和XXX_COMPLETE消息中标识小区，因为默认小区是已知的。默认小区通信是通过与更新有效集相关的消息的收发实现的。此功能可以与前面说明的功能组合在一起，在本发明的各种实施例中使用。例如，在本发明的一个实施例中，网络总是向UE建议默认小区，但最终的决定由UE本身作出。

本发明减少了UE与网络之间的信令过程数量，因为选择网络不会像那些公知的解决方案一样造成更多的消息收发过程。而且，由于消息收发量减少，本发明减少了UE中和网络中的处理量。这对于UE非常重要，因为通过无线电接口的任何消息收发都会耗电，而电能在普通的使用电池的移动手机中属于非常重要的资源。本发明还减少了从DCH状态更改到CCH状态的延迟，因为在消息收发过程中所花费的时间减少了。

本发明可以优选应用于第三代蜂窝系统，如UMTS(通用移动电信系统)或IMT2000蜂窝系统。

在上述实施例中，网络建议或选择在CCH状态使用小区，举例讲，网络可以根据网络特定的信息选择小区，如选择正服务RNC控制之下的小区。例如，网络还可以选择宏小区(即相对大的小区)来避免下面这种情况，即UE选择了具有非常小区域的微小区，而网络很可能必须马上执行UE连接的越区交换。

如果所选的要在CCH状态使用的小区已经在有效集(即执行小区选择时UE所使用的小区集合)中，则所选小区在本发明的各种实施例中都能用无线电链路标识信息LINK_ID，而不是小区标识信息CELL_ID来表示。这种情况下，网络可以通过向XXX_COMMAND消息附加无线电链路标识信息LINK_ID向UE指明小区。类似地，UE可以通过向XXX_COMPLETE消息附加无线电链路标识信息LINK_ID向网络指明小区。

本发明有若干个优点。例如，根据本发明的方法，UE在因从DCH到CCH状态的改变而进入一个新小区时，不需要执行信令过程。因为根据本发明，要选择的小区在状态更改之前已经标识，在新小区中无需信令过程来标识所选小区。在UE进行最后选择以及网络进行最后选择这两种实施例中，都具有这个优点。因此，信令过程数量比采用现有技术的解决方案要少。

给定功能实体，例如无线电网络控制器的名称，在不同的蜂窝电信系统中通常具有不同表述。例如，在GSM系统中，与无线电网络控制器对应的功能实体叫基站控制器(BSC)。因此，本文中使用的无线电网络控制器这一术语包含所有相应的功能实体，而不论该术语所对应的实体是哪个具体蜂窝电信系统中的实体。而且，不同的命令名称(例如，XXX_COMMAND命令名称)只是引以为例，本发明并不限于使用本说明书中所列举的这些命令名称。

在权利要求书中用术语移动站代表UE或相应的移动通信装置。

综合上文所述可以看出，所属专业的熟练技术人员可以在本发明范国内进行各种改动。虽然对本发明的优选实施例进行了详细的说明，但只要不超出附加权利要求所规定的本发明的原本思想和范围，显然可以对其进行许多方面的改动。

Claims (5)

1.在蜂窝电信网络中，选择由移动站在小区连接状态使用的小区的一种方法，所述蜂窝电信网络由多个带有小区的无线电接入网络组成，所述小区分组为注册区域，所述移动站具有多种状态，所述状态包含空闲模式状态；注册区域连接状态，在该状态中，移动站位置在注册区域级别对蜂窝电信网络是已知的；小区连接状态，在该状态中，移动站位置在小区级别对蜂窝电信网络是已知的，该方法的特征在于，小区标识信息作为一个参数附加到启动移动站到小区连接状态更改的消息，并且该方法包括下列步骤，

-网络选择一个小区建议移动站在小区连接状态使用(104，105)，以及

-网络通过将小区标识信息作为一个参数附加到所述消息来指明所述小区(110)。

2.根据权利要求1的一种方法，其特征在于所述消息是一条无线资源控制消息。

3.根据权利要求1的一种方法，其特征在于，该方法包括下列步骤，

-移动站选择一个要在小区连接状态使用的小区(140)，以及

-移动站通过将小区标识信息作为一个参数附加到另一条消息指明所选择的小区(150)。

4.根据权利要求3的一种方法，其特征在于下列步骤，即，移动站从由移动站已知的小区和网络所指明的所述小区组成的小区集合中选择一个小区。

5.根据权利要求1的一种方法，其特征在于该方法所包括的步骤，即，网络选择移动站有效集中的一个小区作为默认小区建议给移动站。

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