CN1682554A - 用于移动台状态转移的减少的状态转移延迟和信令开销 - Google Patents

Abstract

通过检测与该移动台相关的反向链路信道中的特征变化，一种无线通信网通过识别一个移动台何时从一种诸如控制保持或准激活的待用状态转移回到一种激活状态来减少它的信令开销。根据这种网络识别，在不需要明确协商它回到激活状态的情况下，所述移动台开始发送想要的业务数据，从而减少或消除要不然返回到激活状态操作所需要的较高层信令，例如，层3及以上层信令。例如，通过使用被传输的反向链路功率控制比特来指示一个待用移动台应该保持待用状态，所述网络还可以避免显式信令。照这样，适当时，在没有显式信令的情况下，待用移动台可以被允许返回到激活状态，或者如果需要则保持在待用状态中，这些都不需要显式网络信令。在实施例中，特征变化是由于导频信号的非选通传输或者数据或前报头传输的开始而导致的增加的R－PITCH或者R－TCH信号能量、CQI传输中特定模式的恢复或传输、R－CCH或R－MCH上的数据分组传输、或者码元调制中的变化。

Description

用于移动台状态转移的减少的状态转移延迟和信令开销

相关申请

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求下列美国临时申请的优先权：2001年8月20日提交的申请60/313,451、2001年18月18日提交的申请60/330,403、2001年11月17日提交的申请60/337,030、以及2002年2月28日提交的申请60/360,373。这些申请中的全部内容在此被特别引入作为参考。

发明背景

本发明通常涉及无线通信网络管理，并且特别涉及用于移动台状态转移的减少的信令。

由给定的网络实现支持的越来越多的用户数代表在无线通信网络的设计和操作中正在面临的挑战。运营商收入直接依靠各种网络资源的有效利用，由于网络内的低效率人为地限制了同时存在的用户数量，从而限制了运营商在任何给定的时刻为最大数量的用户提供服务的能力。

发展中的无线标准提供了主要建立在基础分组数据结构上的业务范围。这种业务的例子包括但不限于电子邮件、网络浏览、瞬时消息传输(IM)、组播、多媒体流式传输以及包括证券报价机和天气/旅行更新的各种短消息业务(SMS)。虽然从用户的观点来看，由这种分组数据业务提供的信息类型有较大的不同，但是从网络的观点来看，这种业务至少在某些程度上具有一个或多个共同特征。

分组数据业务和例如电路交换话音/传真业务的传统话音业务之间的一个相对显著的区别是：分组数据连接传送“突发(bursty)”数据。简单地表达，以取决于由给定的数据连接支持的业务或多个业务的性质的待用周期，分组数据连接间歇地传送数据。例如，进行网络浏览的用户典型地单击链接，接收页面下载，并且在单击另一个链接或者用另外的方式下载另一个页面之前用一段时间来细读被下载的页面。

在无限的网络资源的情况下，不存在识别这种间歇性周期的强制性理由并且不管与该用户有关的数据流的间歇性，网络将只留下专用于该用户的用户资源。然而，实际的网络包括有限的资源，它必须被有效地管理以便支持尽可能多的用户。因此，如果不利用对于连接的状态(也就是激活或待用)的了解来进行管理，则专用于不积极传送数据到相关的用户的数据连接的资源可能会不必要地减少网络容量。

更有效地利用这种资源的各种方法涉及根据那些连接的“状态”来管理用户的数据连接。用所述连接状态方法，网络资源以基于状态的方法被管理。例如，资源可以用基于给定的数据连接的特殊状态的分级方式被增加分配和解除分配。例如在cdma2000网络中，媒体接入控制(MAC)层中定义下列状态：激活、控制保持、暂停以及静止。

在激活状态中，所述网络保持全部资源分配，包括专用的MAC和业务信道，这样数据可以被积极地从用户的移动台接收或者传输到用户的移动台。如果在一个规定的时间窗口内，在所述网络和所述用户的移动台之间没有数据被转移，则该用户的数据连接可以转移到控制保持(CH)状态。控制保持状态的一些实现释放用户的专用业务信道，同时其它的则保留这种资源。然而，通常，在控制保持状态中的移动台通过例如传输一个选通导频信号来减少它们的反向链路活动性。选通导频信号有效地减少了所述导频信号的时间平均传输功率，从而在网络中降低了反向链路干扰。减少的反向链路干扰增加了系统容量，因此网络可以通过对于移动台进行基于状态的管理来获得容量优势。

虽然上述基于状态的方法可以在网络容量中提供收益，但是如果移动台的状态管理需要长的转移时间以及显著增加的信令开销来把移动台返回到激活状态，则这种收益可能被很大程度地取消。例如，在不同的状态中保持移动台，并且特别地，处理移动台从一种状态到另一种状态的转移需要了解在网络内的状态。一种方法使用显式网络信令来指示一个移动台的当前状态，或者来控制移动台从一种状态到另一种状态的转移。然而，在各种网络实体之间增加的控制信令通过消耗处理资源和实体之间链路带宽而减少了网络容量，并且，因此过度地增加需要的信令负担的任何事都是不希望的。

发明内容

本发明提供了一种在管理移动台状态转移中减少状态转移延迟和网络信令开销的方法和设备。更特别地，本发明的示范实施方案包括用于管理移动台从诸如“控制保持”的一种或多种待用状态到“激活”状态的转移的技术。如在此被使用的，术语“控制保持状态”指一种移动台状态，其特征在于减少的反向链路活动性，并且包括如在cdma2000网络标准中被定义的控制保持的文字状态定义，以及更广泛和更广义的“准激活”或“虚拟激活”状态的概念。更一般地说，本发明适用于管理移动台启动的从待用状态或条件到激活状态的转移，因此参考诸如控制保持的示范的状态不应该被解释为限制性的。

在一个示范的实施方案中，移动台使用被网络基站识别的隐式信令来指示移动台启动的回到激活状态的转移。在所述基站上的这种转移识别避免了对较高层网络信令的需要。隐式信号检测包括但不限于检测在一个或多个反向链路信号中的特征变化、检测不定期的数据传输，以及检测在反向链路控制和/或信令信道中的隐式信令。因此，一个基站通常可以通过监视在与该移动台有关的一个或多个反向链路信道上的活动性来识别给定的移动台的返回激活状态操作。当MS到激活状态的转移被检测时，所述基站可以给所述移动台提供一个诸如转移确认的指示。

在一个示范的实施方案中，通过检测在来自所述移动台的导频信号中接收的能量变化，基站识别何时给定的移动台已经转移回到激活状态。因为所述移动台从控制保持时传输选通的导频信号到激活状态时传输连续的导频信号变化，所以这种变化出现。因此，被接收的导频信号能量特征上随着所述移动台转移到激活状态操作而变化。

在控制保持中被使用的选通比例从例如二分之一到四分之一通断比变化，但是不管被使用的特定的比例，从给定的移动台平均被接收的导频信号能量明显地随着该移动台从选通的到连续的导频信号传输的切换而变化。这种导频信号检测可以基于非相干检测方法，并且在一些情况下，可以基于相干导频检测。而且，所述导频和一个或多个其它反向链路信号的联合检测可以被使用。与所述导频相联系被传输的其它信号的相干或非相干检测可以按照适当地或希望地被使用。在其它的实施方案中，除了所述导频信号之外的一个或多个反向链路信道信号的相干或非相干检测可以被用于检测移动台启动的到激活状态的转移。

在为隐式控制保持到激活状态信令提供基础时，使用选通的导频信号可以使网络的反向链路功率控制操作复杂化。通常，网络使用从给定的移动台接收的导频信号来产生功率控制比特(PCB)，它们被用于控制所述移动台反向链路传输功率。所述移动台导频信号的选通部分不为所述网络的PCB产生提供基础。因此，所述网络可以采用减少速率功率控制方法，其中只有当所述移动台积极地传输它的导频信号时，它才产生PCB，并且另外在所述选通部分期间暂停PCB产生。

在本发明的另一个示范的实施方案中，通过编程所述移动台以便区别响应于它们的R-PICH信号的激活部分被产生的有效的PCB相对于在R-PICH信号的选通(待用)部分期间被产生的无效的PCB，在所述网络上围绕PCB的选择性产生的这种复杂化被消除。换句话说，所述移动台在忽略无效的PCB的同时，根据有效的PCB来执行反向链路功率控制。照这样，所述网络逻辑电路被简单化，这是因为不管移动台在激活还是控制保持状态中，PCB都以标称的激活状态速率被产生。

在另一个示范的实施方案中，通过使用无效PCB作为信令比特，所述网络在控制保持状态期间利用全速率功率控制。用这种方法，所述网络使用符合于给定的移动台的R-PICH信号的选通部分的PCB来发送信令或者其它信息到所述移动台。因此，代替简单地忽略无效的PCB，所述移动台可以检查或者另外解码它们以便恢复被传输的信息。照这样，在不需要分配或者使用到所述移动台的额外信道的情况下，在移动台控制保持状态期间，所述网络获得额外的信令信道用于传送所需要的数据到所述移动台。在一个示范的实施方案中，所述网络通过无效的PCB使用隐式信令来指示给定的移动台应该保留在控制保持中，或者另外延迟它转移回到激活状态。

通常，可以在基站中使用本发明，以便根据检测在与所述移动台相关的一个或多个反向链路信号中的一个或多个特征变化，隐含地识别移动台从待用状态到激活状态的转移(或尝试返回)操作。这种变化包括但不限于在表示到激活状态的返回的信号能量中的特征变化、有效数据的接收等等。配置所述基站以便检测移动台启动的激活状态转移消除了对另外在所述移动台之间和支持基站控制器所需要的较高级网络信令的需要。

通过消除对这种信令的需要来实现状态转移，所述网络通过减少的信令开销获得了效率。而且，通过消除与在所述基站和基站控制器之间的较高层消息传输相关的信令延迟，转移性能得到改进，从而通过使得更频繁地转移移动台到控制保持状态成为更有效并且可实行而可以允许整个网络获得效率。

附图说明

图1是一个用于实现本发明的示范的无线通信网的示意图。

图2是一个在图1的网络中操作的移动台的示范激活状态的示意图。

图3是一个示范的网络信令层分级的示意图。

图4是一个在它上面信号可以被从移动台传输到网络的示范反向链路信道的示意图。

图5是一个监视移动台启动的激活状态转移的示范反向信道活动性的示意图。

图6是一个通过支持已经经历了移动台启动的到激活状态的转移操作的移动台的基站协调到全速率功率控制的返回的示范网络信令的示意图。

图7是一个关于从在控制保持状态中的移动台接收选通的导频信号而由网络产生有效的和无效的功率控制比特的示意图。

图8是一个防止或延迟移动台启动的到激活状态的返回的示范信令的示意图。

具体实施方式

图1表示一种示范的无线通信网络，通常用数字10来表示。在一个示范的实施方案中，网络10根据由电信工业协会(TIA)公布的1xEV-DO/DV标准，然而本发明未被限制于这种实现。在此，网络10通信联络地把一个或多个移动台(MS)12耦合到诸如因特网的公共数据网(PDN)14。为了支持这个功能，网络10包括无线电接入网(RAN)16和分组核心网(PCN)18。典型地，PCN 18通过被管IP网络20耦合到PDN 14，所述网络在网络10的控制下操作。

RAN 16典型地包括一个或多个基站控制器(BSC)30，每个包括一个或多个控制器32或其它的处理系统。通常，每个BSC 30与一个或多个基站(BS)34相联系。每个BS 34包括一个或多个控制器36，或其它的处理系统，以及支持与MS 12无线电通信的各种收发信机资源38，诸如调制器/解调器、基带处理器、无线电频率(RF)功率放大器、天线等等。

BS 34可以被称为基础收发信机系统(BTS)或无线电基站(RBS)。在操作中，BS 34传输控制和业务数据到MS 12，并且从它们接收控制和业务数据。BSC 30提供各种BS 34的协调控制，并且通过例如借助于无线电分组网络(RPN)链路连接到PCN 18的分组控制功能(PCF)通信联络地把RAN 16耦合到PCN 18。

PCN 18包括一个分组数据服务节点(PDSN)40，该节点包括一个或多个控制器42或其它的处理系统、一个内部代理(HA)44以及一个鉴别、授权和计费(AAA)服务器46。作为在RAN 16和PDN 14之间的连接点，PDSN 40通过建立、保持以及终止点对点协议(PPP)链路来操作，并且还为网络访问者的登记和服务提供外部代理(FA)功能。为了支持分组隧道传输和其它的业务转移活动，HA 44和PDSN 40一起操作来鉴别移动台IP登记并且保持当前的位置信息。最后，AAA服务器46为用户鉴别和授权以及计费业务提供支持。

网络10为与MS 12相联系的多个用户提供无线通信业务。为了增加可以同时支持的用户数量和系统吞吐量，网络10允许各种MS 12在被选择的时间在减少活动性的一个或多个状态中操作。图2表示根据被1xEV-DV标准采用的状态术语的示范的状态定义，但是应该理解本发明未被限于那些标准，被表示的状态也未被限于在那些标准中的特殊状态定义。在这个讨论中，所述激活状态的特征在于激活正向和/或反向链路业务信道活动性，所述控制保持状态的特征在于正向链路业务信道活动性的终止以及减少的反向链路活动性。

因此，在激活状态(S0)中，MS 12积极地进行接收和/或传输业务数据操作。在至少一些示范的实施方案中，网络10为每个MS 12计时业务数据非活动性，并且保持长于规定超时的非活动性的MS 12被转移到控制保持状态(S1)。在由相关的待用计时器测量的连续的非活动性的情况下，那些MS 12转移到暂停保持状态(S2)，并且随后转移到静止状态(S3)中。其它的实施方案可以使用诸如移动台离基站的距离或信道条件的其它信息来确定和/或控制状态转移。而且，如果需要，则这种技术可以与基于定时的技术结合。

状态S1-S3可以被看作被测量的非活动性的程度。也就是说，它们是全部“待用状态”，但是控制保持状态通常不同于暂停保持和静止状态，因为网络10和被影响的MS 12基本上保持就绪以便恢复激活通信。例如，当移动台转移到暂停保持或静止状态时，网络10就可以物理上释放被分配到给定的MS 12的专用业务和/或控制信道。相反，当MS 12从激活状态转移到控制保持状态时，这些信道至少在它们到给定的MS 12的逻辑分配这方面被保持。在这个意义上，控制保持状态可能不会释放像其它愈加静止状态那样多的通信资源(例如无线电信道、沃尔什码分配)。尽管如此，控制保持状态通过采用减少的反向链路活动性仍然提供超过激活状态的优点。

减少在控制保持中的MS 12的反向链路活动性增加了网络的反向链路容量并且提高了移动台电池寿命。通常，CDMA网络是“干扰有限的”系统，意味着该网络容量受干扰级别影响。尽管MS 12在控制保持状态中不传输反向链路业务信道(R-TCH)信号，但是它们仍然传输反向链路导频信道(R-PICH)信号。在反向链路上，这些被传输的导频信号中的每一个都对网络10经历的整个干扰级别做出贡献。因此，在控制保持状态中时，通过配置MS 12来传输间歇或减少的工作循环R-PICH信号，在反向链路上的总的导频信号能量被减少并且反向链路干扰的有效级别相应地增加。

而且，干扰减少可以来源于暂停或者选通对于来自在诸如控制保持状态的待用状态之一中的MS 12的其它反向链路控制和/或信令信号的传输。例如，一些网络配置使用来自MS 12的信道质量信息以便为到MS 12的传输设置正向链路数据速率。在一个1xEV-DO/DV系统中，每个MS 12传输数据速率控制(DRC)信道信号或信道质量指示器(CQI)信道信号到网络10，它使用该信息来设置数据速率用于在正向链路公用共享信道(F-CSCH)上为MS 12提供服务。在本发明的一些实施方案中，MS 12可以暂停这种数据速率控制传输，从而还减少反向链路干扰。

无论被选择的其它反向链路控制和/或信令信道的暂停是否被使用，通过减少R-PICH信号的时间平均传输功率，在控制保持状态或另一种待用状态中的MS 12的R-PICH信号的选通都提高了移动台电池寿命。因此，在控制保持状态期间反向导频信号选通提供了增加的反向链路容量和提高的移动台电池寿命的至少双重优点。然而，从与已经被转移到控制保持状态的MS 12有关的用户的观点来看，控制保持或者其它这种待用状态的使用能够减弱网络10的视在响应性(apparentresponsiveness)或察觉到的性能。

例如，这种察觉可以在给定的MS 12从控制保持回到激活状态的转移因为需要高级网络信令而被延迟的时候出现。在传统的控制保持管理方法中，网络10需要与MS 12的高级信令，以便“协商”或者另外管理所述移动台到激活状态的返回。在传统的方法中，即使网络10在反向链路上只逻辑地释放所述移动台的专用业务信道，通常也需要这种信令。因为这种较高级网络信令涉及诸如BSC 30的实体，所以在连接它们的回程链路上，延迟可以与在BS 34和BSC 30之间传递信令消息相联系地出现。

图3表示一个简化的网络层栈，它包括层1、层2和层3等。层1代表物理层并且涉及支持网络10和MS 12之间的空中接口的无线电资源的管理。层2代表媒体接入控制层和链路接入控制(LAC)，它为指定用于各种MS 12的业务和控制数据的逻辑组织提供相对低级的支持。层2还通过无线电链路协议(RLP)与层3接口。层3和在层3上面的层代表较高级信令业务、协议栈以及应用，其共同提供高级网络控制、管理和业务传递。

通常，层3信令涉及BSC 30。因此，任何层3或响应于某一个移动台的活动所产生的较高级的消息必须通过通信联络地耦合BSC 30和各种BS 34的回程链路被传递到较高层协议。照这样，可能会有与使用层3信令把给定的MS 12从控制保持状态转移回到激活状态有关的明显延迟。除了这种性能问题外，借助于层3信令移动台转移回到激活状态的管理在网络10上强加额外的信令开销。在一个或多个示范的实施方案中，本发明提供通过在不需要较高级网络信令的情况下允许移动台启动的到激活状态的返回(或者尝试返回)来避免这种信令的技术。

图4表示一组示范的反向链路信道，当移动台在例如控制保持状态中时，通过这些信道信号被从MS 12传输到网络10。如所表示的，MS 12可以传输下列信号中的一个或多个信号：

·反向导频信道(R-PICH)信号；

·反向信道质量指示器信道(R-CQICH)信号；

·反向专用业务信道(R-DTCH)信号；以及

·反向公用信令或控制信道(R-CSCH/CCCH)信号。

上述列表不是全面的或限制的，并且应该理解其它的网络标准可以定义同样或类似功能的不同命名的信道。而且，应该理解R-CQICH信道信号包括在1xEV-DO系统中被使用的数据速率控制(DRC)信道信号，并且R-CSCH/CCCH信号可以包括反向MAC信道信号。

在一个示范的实施方案中，每个BS 34包括一个或多个能量和/或数据检测器50，其可以被使用收发信机资源38、控制器36、或其中的一些组合来实现。无论如何，网络10都监视被MS 12传输的反向链路信道信号中的一个或多个信号，这样它识别在那些信号中的一个或多个信号中的特征变化，指示移动台从控制保持状态回到激活状态的转移。在基站级别上识别这种转移的能力允许网络10避免层3信令来协商这种转移。而且，响应于识别所述MS返回到激活状态操作，网络10可以通过按需分配资源来响应所述转移，并且开始积极地从MS 12接收业务。

图5表示支持移动台启动的从控制保持返回到激活状态的示范的基于网络的逻辑。在所示的方案中，给定的MS 12在控制保持状态中，用网络10计时它的非活动性作为整个状态控制方案的一部分。因此，网络10可以保持一个第一非活动性计时器用于计时在控制保持状态中MS的非活动性，这样在控制保持状态中规定的时间周期之后，MS 12可以被转移到暂停保持或静止状态。应当指出，所述状态非活动性计时可以根据例如取决于当前用户数量的易变地规定的超时或期满时间周期。而且，应当指出，网络10通常可以根据除计时信息外的信息来控制移动台状态，正如上面曾经指出的那样。

无论如何，网络10都确定是否状态超时已经出现(步骤100)并且，假如是这样的话，则转移MS 12到下一个待用状态，或者采用其它适当的行动(步骤102)并且因此处理继续。在没有这种超时的情况下，网络10开始(或继续)监视与MS 12有关的一个或多个反向链路信道，用于指示是否MS 12已经启动回到激活状态的转移(步骤104)。如果这个指示被检测到，则网络10按需要分配资源，恢复关于MS 12的激活状态操作(步骤106)，并且因此处理继续。在没有任何这样的指示的情况下，在超时约束或其它网络控制行动的条件下，网络10继续监视。

在上述逻辑电路中对移动台启动的返回到激活状态的反向链路监视被BS 34中的一个或多个方便地完成，这样所述转移的检测不需要较高级的网络信令。例如，通过配置BS 34用于这种检测，MS 12可以通过层1(物理层)和/或层2信令隐含地用信号通知它转移回到激活状态，从而避免涉及到BSC 30的回程信令的层3信令消息。前面介绍的能量/数据检测器50可以被BS 34使用来识别MS 12的这种隐式信号传送。

在一个基于能量检测的示范的实施方案中，给定的BS 34为在控制保持中的给定的MS 12监视来自MS 12的一个或两个反向导频(R-PICH)和反向业务(R-TCH)信号。在一个典型的实现中，MS 12在控制保持中保留一个专用的反向链路业务信道，但是BS 34可以“逻辑地”释放所述信道或者另外假定在控制保持期间所述信道是不被使用的。

无论如何，反向导频和业务信道信号通常都显示出响应于MS 12从控制保持到激活状态的转移而在能量和/或活动性中的特征变化，并且这种变化的检测把MS 12已经进行了这种转移隐含地用信号通知给BS 34。例如，随着MS 12从控制保持转移到激活状态，它把它的导频信号从选通模式改变成连续模式，从而增加被BS 34接收的导频信号的信号能量。同样地，在反向业务信道上恢复激活数据传输增加在BS34上被接收的该信道的信号能量。

在一个示范的实施方案中，BS 34把MS 12的导频信号被接收的能量与规定的阈值相比。如果被接收的能量超过该阈值，则BS 34假定MS 12已经转移回到激活状态。BS 34监视被接收的反向业务信道或者与MS 12有关的一个或多个其它反向链路信道信号的信号能量，而不是监视被接收的导频能量。

因为当移动台是待用时，反向链路数据信道通常不传递来自MS 12的业务，所以在反向业务信道上被检测的能量增加可以被用作被恢复的移动台活动性的指示。可替代地，BS 34可以监视反向导频和业务信道两者的被接收的能量，作为检测移动台回到激活状态的转移的基础。如果两个信道都被监视，则BS 34可以使用不同的能量阈值来限制或者另外估计在每个被监视的反向链路信道上被接收的能量。

在一个移动台启动的转移回到激活状态的示范的实施方案中，MS12通过在它的反向专用业务信道(R-DTCH)信号上发送不定期的分组数据来隐含地用信号通知这种转移。根据它对这个信号的监视，BS 34检测MS的转移并且发送例如转移确认(T-ACK)到MS 12，指示网络10已经识别了它转移回到激活状态。

在一个由BS 34的反向业务信道监视的示范的实施方案中，MS 12中给定的一个已经产生一个新的分组用于不定期的传输和启动控制保持到激活状态的转移，并且直接在它的反向链路业务信道(例如R-DTCH)上发送分组或前置码以便用信号通知所述转移。每个接收BS 34以默认符号速率来扩展被接收的反向信道信号，并且检测在所述移动台的选通导频接通期间，在反向链路信道上被接收的信号中是否有新的分组或前置码。这种业务/前置码检测的定量描述以用下式表达在反向链路业务信道上离散时间接收的符号而开始：

$r_{m,I}=N\sqrt{E_{c,m}}(d_{m,I}\cos \mathrm{\θ}+d_{m,Q}\sin \mathrm{\θ})+n_{I,m}$ 以及

$r_{m,Q}=N\sqrt{E_{c,m}}(d_{m,I}\sin \mathrm{\θ}+d_{m,Q}\cos \mathrm{\θ})+n_{Q,m},$

其中E_c，m是在第m个符号持续时间期间被接收的每一码片能量。d_m，I和d_m，Q分别是同相(I)和正交(Q)数据符号。θ是载波相位。n_I、m和n_Q，m是I-和Q-信道干扰抽样，它们被模拟为每个具有零平均值和NI₀/2方差的独立高斯随机变量，其中N是扩展因子(每一符号码片数)，I₀/2是所述干扰的双边功率谱密度。

例如，通过能量/数据检测器50实现的非相干检测器公式被获得，其中非相干决定是基于r_m，I ²和r_m，Q ²的和，它导致X²分布随机变量。通常，X²分布被定义为单位方差高斯随机变量的函数并且被表示为，

X²(2M，θ₁)

其中2M是自由程度(M是在观察周期中的符号数)，θ是非中心性参数。被用于检测业务信号存在的统计量被给出为，

$R=\frac{2}{N{I}_0}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(r_{m,I}^2+r_{m,Q}^2)$

其中2/NI₀是归一化常数。如果在反向业务信道上有信号被从MS12传输，则随机变量R是具有2M自由度程度和下列非中心性参数的非中心X²随机变量：

${\mathrm{\θ}}_1=\frac{2\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}^2{E}_{c,m}}{N{I}_0}=2\mathrm{MNTraffic}{E}_c/I_0.$

因为在观察期间，θ₁只取决于平均E_c/I₀(在干扰上的能量)，由于信道衰落而导致的不同的E_c值变成妨害参数。因此，经过在平均E_c/I₀上被调节，结果可以适用于任意的衰落信道。用于不同信道的平均性能通过在它们的E_c/I₀分布上取平均值而可以被估计，然而，这里的处理集中在其中BS 34已经执行测量和检测的有条件的情况。通常，R被表示为

R～X²(2M，θ₁)，

如果在反向业务信道上没有信号，则R被表示为R～X²(2M，0)。非相干能量检测的问题随后成为一些非零θ₁和0的假设测试。根据检测，用于这种检测问题的均匀功率测试(UMP)是一种阈值测试，它是R≥γ信号在R-TCH上被传输，或R＜γ在R-TCH上没有信号。阈值用γ表示。γ的选择应该满足在错误警报P_FA概率，即错误地检测反向链路业务信道信号的概率上的需要。给定一个需要的P_FA，在BS 34上的接收机性能通过检测概率P_D被测量。所述阈值唯一地被 $\mathrm{\γ}=F_0^{-1}(1-P_{\mathrm{FA}})$ 确定，其中F₀ ^-1是具有非中心性参数0的逆cdf。

利用上述非相干检测的分析基础，可以看到监视反向链路业务信道(R-TCH)信号活动性(即业务或前置码数据)优选地涉及为所述信道检测信号能量，并且把该能量与规定的阈值相比。阈值可以被设置得足够高，以避免有问题的错误检测，但是也可以被设置得足够低，以确保移动台启动的返回到激活状态操作的可靠检测。

作为对非相干检测的替代，BS 34可以使用相干检测，它可以基于尼曼-皮亚森(Neyman-Pearson)标准，本领域技术人员知道该标准。假定知道被接收的比特和理想的符号相位估计，则依据假设H₀和H₁，BS接收机统计量可以被表示为，

$H_0:R=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{n}_m,$ 以及

$H_1:R=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}N\sqrt{E_{c,m}}+n_m,$

其中n_m的序列是零均值，i.i.d.高斯分布，具有NI₀/2方差。错误警报的概率和R-TCH检测的概率分别可以被表示为，

$P_{\mathrm{FA}}={\∫}_{\mathrm{\λ}}^{\∞}{f}_{R|H_0}\left(r\right|H_0)\mathrm{dr}=Q\left(\mathrm{\λ}\right),$ 以及

$P_D={\∫}_{\mathrm{\λ}}^{\∞}{f}_{R|H_1}\left(r\right|H_1)\mathrm{dr}=Q(\sqrt{\mathrm{\β}}-\mathrm{\λ}),$

其中 $Q\left(x\right)=1/(\sqrt{2\mathrm{\π}}{\∫}_x^{\∞}\exp (-z^2/2)\mathrm{dz},$ λ是被设置满足λ＝Q^-1(P_FA)的决定阈值，β＝2MNE_c/I₀是统计量R的SNR。对于R＜λ，选择H₀，否则选择H₁。

在另一个示范的实施方案中，关于接收有效数据作为MS 12已经从控制保持转移回到激活状态的指示而监视来自MS 12的反向链路业务信号。因此，BS 34可以解码所述业务信道信号以便诸如通过在被接收的数据上执行循环冗余校验(CRC)检验或其它的误差编码校验来确定是否有效数据被接收。照这样，从MS 12接收有效数据用作隐式用信号通知MS 12已经转移回到激活状态。

在其它示范的实施方案中，MS 12可以使用一个或多个反向链路控制和/或信令信道隐含地用信号通知它们返回到激活状态。例如，在1xEV-DV网络中，MS 12可以使用它们的反向链路信道质量指示器(CQI)信号来指示激活状态转移。在这些实施方案中，BS 34被配置以便识别基于CQI的信令，它可能涉及检测应用于CQI信号的特征模式或值，或者可能只涉及由给定的MS 12识别CQI传输的恢复，作为所述移动台已经转移到激活状态的指示。

其它示范的控制信道信令可能涉及在一个反向链路MAC信道或其它的反向链路专用控制信道(R-DCCH)上的隐式信令。用这种方法，给定的MS 12可以在所述控制信道上发送一个业务数据分组而不是期望的控制信令。在所述控制信道上的业务的接收将被BS 34识别，作为隐含地指示MS 12正在转移回到激活状态。作为在所述控制信道上发送业务的替代方法，MS 12可以被配置以便在一个指定的反向链路控制信道上改变符号模式、编码、调制、或其某个组合，这样在BS 34上识别这种特征变化用作隐式信令。

当在控制保持中MS 12传输选通的导频信号时，如所指出的，网络10可以根据只为MS 12导频信号的非选通部分发送PCB到不同的移动台来减小它的功率控制速率。因此，给定的MS 12使用50％的工作循环来选通它的导频信号，用于该移动台的反向链路的网络功率控制速率降至标称激活状态速率的二分之一。换句话说，例如，如果网络10在MS 12在激活状态中时以800Hz的速率标称地传输PCB到MS 12，则当MS 12在控制保持状态中时，该速率降至400Hz。

BS 34减少它们的传输PCB的速率以便适应减少的移动台选通的导频信号的工作循环，当MS 12执行移动台启动的到激活状态的返回时，某些复杂化可能出现。当BS 34中的一个或多个在发送PCB到MS12时，这种复杂化特别出现。如果BS 34之一未能检测隐含地发信号通知到激活状态的返回，则尽管成功地检测移动台隐含地发信号通知回到激活状态的BS 34从减少的速率转移到全速率功率控制，它仍然继续发送减小速率的PCB。在这种情况下，至少一个BS 34发送低于全速率的PCB到MS 12，这意味着在给定的瞬时，MS 12从在反向链路上支持它的少于全部的BS 34接收有效的PCB。

例如，假定当待用状态时，移动台的反向导频信号以50％工作循环被选通并且它的支持的BS 34已经把PCB的传输速率从正常的800Hz减少到400Hz。当MS 12转移到激活状态时，在反向链路上支持MS 12的全部BS 34将恢复800Hz PCB传输。如果BS 34中的一个或多个没有识别到所述转移，则它们将继续以400Hz发送PCB。因此，利用激活状态的隐式信令，一个BS 34可以恢复全速率功率控制而另一个BS34可以继续用于MS12的减小的速率功率控制。

图6表示一种用于针对上述方案的示范的方法。MS 12恢复激活状态操作，从而恢复全部反向链路导频信号传输。第一BS 34(BS1)检测在导频信号中的变化并且为MS 12恢复激活状态操作，诸如在移动台的反向链路基本信道(R-FCH)和/或专用控制信道(R-DCCH)信号上接收数据并且恢复全速率功率控制(步骤a和b)。第二BS 34(BS2)未能检测通过在MS导频信号中的变化隐含地发信号通知的转移，并且因此不能恢复全速率功率控制。在识别MS的转移之后的规定的时间，BS1发信号通知BSC 30这种转移(步骤c)，随后它发信号通知BS2，这样它开始对于MS 12的激活操作(步骤d)。

作为对易变的速率功率控制的替代，BS 34可以甚至对于在控制保持中的MS 12都只继续全速率功率控制。就是说，不管给定的MS 12是在激活状态还是在控制保持状态中，BS 34都以相同的速率传输PCB。因此，由BS 34产生的pCB中的一些对于在控制保持状态中的MS12将是无效的，而它们中的一些将是有效的。更特别地，对应于所述MS的导频信号的非选通部分的PCB是有效的，而对应于所述信号的选通部分的PCB是无效的。

图7表示根据本方案的PCB的逻辑产生，并且表示有效的和无效的PCB以及来自MS 12的选通导频信号之间的关系。

本领域技术人员将理解，因为在PCB的产生中有某个有限的延迟，所以可能有有效的PCB与所述移动台的导频信号的选通部分中的至少某个部分同时被传输。同样地，无效的PCB可以与所述移动台的导频信号的非选通部分中的至少某个部分同时被传输。例如，一个示范的PCB产生延迟约为两个功率控制群(PCG)，在一个示范的实施方案中，它等于2×1.25ms。无论如何，在网络10和MS 12之间的定时同步允许有准备的确定PCB中哪一些是有效的与无效的。

在采用上述全速率功率控制方法的网络10的示范的实施方案中，MS 12被配置以便“忽略”无效的PCB。这种配置是基于在MS 12上的同步反向链路功率控制，这样当无效的PCB被忽略时，有效的PCB被识别并且被用于功率控制。

在一个涉及全速率功率控制的示范的实施方案中，网络10可以被配置来使用无效的PCB用于隐式发信号通知MS 12。当然，这需要用于MS 12的互补的配置，这样它们识别或者另外解码来自被接收的无效PCB的这种信令而不是只简单地忽略它们。可以应用于无效PCB的一个信令使用是由网络指示一个给定的MS 12是否应该执行移动台启动的从控制保持到激活的转移。

图8表示在一个或多个BS 34和给定的MS 12之间示范的基于PCB的信令。处理从在控制保持状态中的MS 12开始。如果网络10希望MS12保留在控制保持中(步骤120)，则一个或多个BS 34把规定的信令应用于从所述BS 34被传输到MS 12的无效PCB中的一个或多个(步骤122)并且处理继续。MS 12把所述规定的信令识别为对应于保留在控制保持状态中的命令并且因此不尝试执行移动台启动的到激活状态的转移。

这种基于PCB的信令可能涉及一种简单的极性或二进制模式编码，这样MS 12基本上象它将缺席它们作为隐式信令比特使用一样来处理所述PCB。用这种方法，处理被接收的PCB来确定被隐含地发信号的值或命令在所述MS 12上不强加显著的PCB处理开销。当然，本领域技术人员应该认识到，借助于PCB的隐式信令传输的想法服从不同的实现，并且可以被用于转移其它类型的数据和控制在所述MS 12上的多种操作。

通常，本发明包括消除例如层3信令的较高级网络信令的示范的实施方案，通过在支持基站上识别隐含地发信号通知的转移，诸如通过物理层或层2信令，支持移动台启动的从待用到激活状态的转移。在示范的实施方案中，这种隐式信令涉及基站34检测来自隐含地发信号通知MS 12返回到激活状态操作的移动台的一个或多个反向链路信号的特征变化。

尽管在此某些示范的细节讨论检测移动台启动的从控制保持到激活状态的转移，但是本发明未被限于所述示范的操作。实际上，本领域技术人员应该理解本发明通常适用于隐含地识别待用到激活状态的转移，其中术语“待用”广泛地定义了待用状态的范围。因此，本发明未被上述讨论的示范的实施方案限制，相反地它只被所附权利要求书及其合理的等价物限制。

Claims (41)

1.一种在无线通信网中识别移动台启动的状态转移的方法，包括：

当一个移动台在待用状态中操作时，在基站上监视至少一个与所述移动台有关的反向链路信道；以及

通过检测在所述至少一个与所述移动台有关的反向链路信道中的特征变化，在所述基站上识别移动台启动的从待用状态到激活状态的转移。

2.如权利要求1所述的方法，还包括响应于识别所述移动台启动的到激活状态的转移来分配被选择的资源用于与所述移动台通信。

3.如权利要求2所述的方法，其中分配被选择的通信资源包括分配一个反向链路业务信道到所述移动台。

4.如权利要求1所述的方法，其中待用状态包括控制保持状态。

5.如权利要求1所述的方法，其中待用状态包括准激活状态。

6.如权利要求1所述的方法，其中监视反向链路信道中的一个或多个信道包括：

从所述移动台接收反向导频信道(R-PICH)信号和反向业务信道(R-TCH)信号中的至少一个信号；以及

检测R-PICH和R-TCH信号中的至少一个信号的被接收的能量。

7.如权利要求6所述的方法，其中检测R-PICH和R-TCH信号中的至少一个信号的被接收的能量包括相干地检测R-PICH信号的被接收的能量。

8.如权利要求6所述的方法，其中检测R-PICH和R-TCH信号中的至少一个信号的被接收的能量包括非相干地检测的R-PICH信号的被接收的能量。

9.如权利要求6所述的方法，其中检测所述至少一个反向链路信道的特征变化包括检测何时所述至少一个反向链路信道信号被接收的能量增加超过一个能量阈值。

10.如权利要求6所述的方法，其中检测所述至少一个反向链路信道的特征变化包括检测何时R-TCH信号的被接收的能量超出一个能量阈值。

11.如权利要求6所述的方法，其中检测所述至少一个反向链路信道的特征变化包括检测何时R-PICH和R-TCH信号的被接收的能量超出一个或多个能量阈值。

12.如权利要求1所述的方法，其中监视反向链路信道中的一个或多个信道包括关于在R-TCH信号上接收有效数据帧来监视与所述移动台有关的反向业务信道(R-TCH)。

13.如权利要求12所述的方法，其中识别移动台启动的从待用状态到激活状态的转移包括识别在R-TCH信号中接收有效数据。

14.如权利要求1所述的方法，其中监视至少一个反向链路信道包括监视反向公用信道(R-CCH)信号以检测被所述移动台传输的数据脉冲串，其中在R-CCH信号上所述数据脉冲串的检测被识别为指示所述移动台已经转移到激活状态。

15.如权利要求1所述的方法，其中监视至少一个反向链路信道包括关于被所述移动台传输的信息来监视反向MAC信道(R-MCH)信号。

16.如权利要求15所述的方法，其中识别移动台启动的从待用状态到激活状态的转移包括识别与所述移动台在R-MCH信号上传输的信息有关的符号调制中的变化。

17.如权利要求1所述的方法，还包括隐含地发信号通知所述移动台它不应该开始激活状态操作。

18.如权利要求17所述的方法，其中隐含地发信号通知所述移动台它不应该开始激活状态操作包括借助于从所述网络传输到所述移动台的一个或多个反向链路功率控制比特(PCB)来发信号通知。

19.如权利要求19所述的方法，其中借助于一个或多个反向链路PCB发信号通知包括传输极性模式的反向链路PCB到所述移动台。

20.如权利要求19所述的方法，还包括传输极性模式的反向链路PCB以便符合于作为一个或多个反向链路信道之一被从所述移动台接收的反向导频信道(R-PICH)信号的选通部分。

21.一种在无线通信网中使用以便支持在激活和待用状态中操作的移动台的基站，所述基站可操作地：

监视至少一个与在待用状态中的移动台有关的反向链路信道；并且

通过检测在所述至少一个反向链路信道中的特征变化来识别所述移动台启动的移动台从所述待用状态到激活状态的转移。

22.如权利要求21所述的基站，其中所述基站包括一个或多个能量检测器，并且其中检测在所述至少一个反向链路信道中的特征变化包括检测在所述至少一个反向链路信道上一个或多个信号的被接收的能量中的特征变化。

23.如权利要求22所述的基站，其中所述一个或多个能量检测器包括一个被所述基站使用的非相干能量检测器，用于监视在反向链路导频信道上从移动台接收的导频信号的被接收的信号能量。

24.如权利要求22所述的基站，其中所述基站使用所述一个或多个能量检测器来检测在与所述移动台有关的导频信号和数据信号中的一个信号或这两个信号中的能量变化，这样所述基站识别被接收的能量中的特征增加作为指示所述移动台返回到激活状态。

25.如权利要求21所述的基站，其中所述基站包括一个可操作地在所述至少一个反向链路信道上从移动台接收数据信号的接收机，并且其中检测在所述至少一个反向链路信道中的特征变化包括检测在数据信号中有效数据的接收。

26.如权利要求21所述的基站，其中所述基站根据在所述基站上识别所述移动台启动的到激活状态的转移来恢复与所述移动台的激活状态通信。

27.如权利要求21所述的基站，其中所述基站监视与所述移动台有关的反向导频信道并且通过检测在所述反向导频信道的被接收的信号能量中的特征增加来识别所述移动台启动的到激活状态的转移。

28.如权利要求21所述的基站，其中所述基站监视与所述移动台有关的反向业务信道并且通过检测在所述反向业务信道的被接收的能量中的特征增加来识别所述移动台启动的到激活状态的转移。

29.如权利要求21所述的基站，其中所述基站监视与所述移动台有关的反向业务和导频信道并且通过检测在所述反向业务和导频信道的被接收的能量中的特征增加来识别所述移动台启动的到激活状态的转移。

30.如权利要求21所述的基站，其中所述基站监视与所述移动台有关的反向业务信道并且通过检测如同在所述反向业务信道上被接收的从无效到有效数据的变化的特征变化来识别所述移动台启动的到激活状态的转移。

31.如权利要求21所述的基站，其中所述基站在识别所述移动台启动的到激活状态的转移之后传输一个转移确认(T-ACK)到所述移动台，这样所述移动台被提供了一个指示器，它指示所述移动台启动的到激活状态的转移已经被所述网络识别。

32.如权利要求31所述的基站，其中如果不希望所述移动台激活状态操作，则所述基站不传输T-ACK到所述移动台。

33.如权利要求32所述的基站，其中如果不希望所述移动台激活状态操作，则所述基站传输一个或多个反向链路功率控制比特(PCB)到所述移动台，其隐含地用信号通知所述移动台它应该返回到激活状态。

34.如权利要求21所述的基站，其中如果不希望所述移动台激活状态操作，则所述基站传输一个或多个被所述基站传输的反向链路功率控制比特到所述移动台以便隐含地用信号通知所述移动台它不应该返回到激活状态。

35.如权利要求34所述的网络，其中所述基站传输有效和无效功率控制比特到所述移动台，其中所述无效的功率控制比特中的一个或多个传送隐式信令信息到所述移动台。

36.如权利要求21所述的网络，其中所述待用状态包括控制保持状态。

37.如权利要求21所述的网络，其中所述待用状态包括准激活状态。

38.一种在无线通信网中使用的移动台，所述移动台可操作地：

从一个基站接收功率控制比特；

当所述移动台在第一状态中操作时，按照功率控制命令处理所述被接收的功率控制比特；以及

当所述移动台在第二状态中操作时，按照功率控制命令处理所述被接收的功率控制比特的第一子集并且按照隐式信令比特处理所述被接收的功率控制比特的第二子集。

39.一种在无线通信网中使用的基站，所述基站可操作地：

传输功率控制比特到移动台用于控制所述移动台的反向链路传输功率；并且

其中所述功率控制比特包括一个或多个隐式信令比特用于隐式信令代替反向链路功率控制。

40.如权利要求39所述的基站，其中所述移动台在所述移动台的待用状态操作期间传输选通的反向链路导频信号到所述基站，并且其中所述基站在对应于所述反向链路导频信号的选通部分的时间传输所述一个或多个隐式信令比特。

41.如权利要求40所述的基站，其中所述隐式信令比特被用于指示所述移动台不应该恢复激活状态操作。

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