CN1698388A - 用来在工作于分组无线电通信系统内的移动节点上进行分组区域定时操作的装置和相关方法 - Google Patents

Abstract

一种具有分组区域列表定时器的装置及其相关方法，该分组区域列表定时器被包括在能够工作于分组无线电通信系统中的移动节点上。所述分组区域列表定时器提供滞后来减少在移动节点工作于和跨越分组区域边界时的乒乓效应的可能性。由分组区域定时器所用的定时器值是在移动节点上选择的，无需网络产生的命令来将该定时器值通知给移动节点。在移动节点上进行比较，并在移动节点上确定是否需要登记移动节点。

Description

用来在工作于分组无线电通信系统内的 移动节点上进行分组区域定时操作的装置和相关方法

技术领域

本发明通常涉及一种便于选择何时请求注册移动节点的方法，所述移动节点可以在分组无线电通信系统中定义的不同分组区域之间移动。尤其是，本发明涉及在移动节点上执行分组区域定时操作的装置和相关方法。分组区域定时完全是在移动节点上执行的，无需与分组无线电通信系统的网络部分传输开销消息。

分组区域定时的使用提供了所选定级别的注册滞后，其降低了当移动节点靠近分组区域边界工作时的所谓乒乓效应。减少了信令并相应地减少了电池功率消耗，从而保存了无线电资源并增加了电池寿命。

背景技术

现代社会中，用于完成多种不同类型通信业务的数据通信是很普遍的。很多人都需要容易且快速地接入到通信系统的能力，通过该通信系统来传输与这些业务的实现相适应的数据。并且，由于通信技术的进步有可能允许出现新的通信业务，所以对这种接入的需要也有可能会增加。

通常，一个通信系统至少包括一组通过通信信道互连起来的通信站。该组通信站的至少一个形成发送站，并且该组通信站的至少另外一个形成接收站。发送站操作用于在通信信道上发送数据，并且接收站操作用于检测在该通信信道上传输的数据。

无线电通信系统是一种典型的通信系统。在无线电通信系统中，在无线电链路(电磁频谱的一部分)上形成用来在发送和接收站之间传输数据的通信信道。该通信信道被称之为无线电信道。在其它通信系统中，通常需要传导路径(即，有线线路)来互连这些通信站，并在其上定义通信信道。无线电信道避免了使用有线线路来互连这些通信站的需求。

并且，由于无需有线线路来互连通信站以允许在它们之间传输数据，所以即使当用来传输数据以完成通信业务的通信站处于使用有线线路连接是不切实际的或不可行的位置时，无线电通信系统也允许完成通信业务。也就是说，当实际上不可能使用相应的有线通信系统时，能够使用无线电通信系统来完成通信。此外，无线电通信系统能够作为移动通信系统来实现，在移动通信系统中，允许工作于其中的一个或多个移动台移动。

蜂窝通信系统是一种移动无线电通信系统类型。蜂窝通信系统通常被构建成可与由规则主体颁布的标准化工作规范的工作协议一致地操作。并且，可遵从不同工作规范操作的各种蜂窝通信系统的网络已经在世界的大部分居住地区装设。语音和数据通信服务可通过蜂窝通信系统实现。

用户通过使用移动台(在这里被称之为移动节点)在蜂窝通信系统中进行通信。移动台包括无线电收发信机电路，其允许通过与网络部分形成的无线电信道用网络部分发送和接收数据。通信系统网络部分的位置固定的收发信机相应地运行来与移动节点收发数据。位置固定的收发信机称作基站收发信台，或基站。基站被安装在空间上分离的位置，这些位置遍及通信系统的网络部分所覆盖的地理区域。蜂窝通信系统典型地包括大量基站收发信台，并且每个基站收发信台定义表示由小区包围的覆盖区域的小区。

当移动节点处于由特定基站定义的小区内时，由移动节点和通信系统的网络部分进行的二者之间的通信通常由定义该小区的基站来完成。由于移动节点的固有移动性，移动节点可能在其工作期间或在分离的通信会话之间在由连续的基站定义的连续小区之间重新定位。

已经开发并使用了多代蜂窝通信系统。并且，新一代的通信系统也处于开发和使用中。第一代蜂窝通信系统使用模拟通信技术，而随后几代的通信系统使用数字通信技术。通过使用数字通信技术，使用分组交换通信连接可实现通信。相反，模拟通信技术通常需要使用电路交换连接。由于分组交换连接允许更有效地利用分配给通信系统的通信资源，因此使用分组交换连接通常是有利的。

作为一个示例，使用分组交换通信连接的蜂窝通信系统在CDMA2000工作规范的工作协议中被提出。在该规范中提出基于分组的通信业务和使用分组交换连接来完成这些业务的工作协议。

分组区域是根据基于分组的通信来定义的。分组区域类似于由网络结构定义的小区或小区组，数据用按照完成分组通信业务的移动节点传输给该网络结构和在该网络结构之间传输。分组区域边界定义了该分组区域，并且相邻的分组区域通过分组区域边界被分隔开。

当移动节点靠近分组区域边界工作时，移动节点在完成通信业务期间可能要跨过边界。当跨越边界时，移动节点必须向与移动节点所进入的分组区域相关的网络结构重新登记。或者，即使没有进入新的分组区域，移动节点也可能需要或尝试向与另一个分组区域相关的网络结构登记。

然而，如果移动节点重复尝试向与相邻分组区域相关的交互网络结构登记，那么可能会产生所谓的乒乓效应。这种重复的尝试导致产生消耗无线电资源的过多开销级别的信令。此外，产生的开销信令耗尽了典型地给移动节点供电的电池电源所存储的能量。

已经提出了各种方案，通过该方案提供滞后来降低或防止发生乒乓效应。例如，一个方案采用了利用网络特定的定时器值的定时器。然而，现有的至少一个方案由于移动节点在网络实体中的延迟登记而易遭受通信失败(例如呼叫中断或数据丢失)的程度增加的影响，所述的网络实体是与移动节点所进入的分组区域相关的分组控制功能/基站。为了减少这种可能性，必须将定时器值设置为一个合适的值。但是，由于该定时器值是网络特定值，因此需要无线电资源来将网络特定值传输到移动节点。与使用网络特定值相关的还有其它问题。由于移动节点的运动是随机的(或至少必须假定是这样的)，所以不能确切地设定最佳预测值。

因此，需要一种改进方法，通过该方法提供滞后来降低在分组区域边界上的移动节点操作的乒乓效应。

本发明的重要改进之处是根据这些与分组无线电通信系统相关的背景信息研究出的。

发明内容

因此，本发明有利地提供了便于选择何时请求移动节点登记的装置和相关方法，所述移动节点可以在分组无线电通信系统中定义的不同分组区域之间移动。

通过本发明的实施例的操作，提供了一种在移动节点上执行分组区域定时操作的方法。当移动节点工作于分组区域边界时，分组区域定时提供了减少发生乒乓效应的滞后。

分组区域定时完全是在移动节点上完成的，从而避免了在移动节点可在其中运行的通信系统的网络部分和移动节点之间传输分组区域定时信息的需要。提供滞后，而无需消耗无线电资源的信令以及其它与需要与通信系统网络部分交互作用的传统方案相关的伴随延迟。

由于提供了滞后并且也避免了使用无线电空中资源来执行分组区域定时操作的需要，通过使用本发明实施例减少了信令并相应地减少电池功率消耗，从而保存了无线电资源并延长了电池的寿命。

在本发明的一个方面中，在移动节点上实现分组区域定时器。分组区域定时器可选地工作以计时一个选定的时间周期，其在长度上对应于至少一个选定的定时器值。分组区域定时器在发生与分组区域相关的事件(例如移动节点跨越分组区域边界)时开始定时。定义所选时间周期的至少第一所选定时器值在移动节点上定义并且不需要通信系统的网络部分将该定时器值提供给移动节点。

在本发明的另一个方面中，当分组区域列表维持定时器超时时，识别分组区域标记。所识别的分组区域标记是例如当分组区域列表维持定时器超时时移动节点所定位的分组区域。

在当分组区域列表维持定时器超时时识别出的分组区域标记和其早期测量值之间进行比较。如果比较结果指示新的分组区域标识不同于早期获得的标记值，就确定向网络请求登记移动节点。也就是说，进行新登记，以使移动节点和移动节点所进入的分组区域的分组控制功能/基站或其它网络实体相联系。定时器的使用延迟了在定时器超时之前开始新登记请求。并且，所选定时器值定义由定时器计时的选定时间周期，其定义了滞后量并减少了乒乓效应的发生和过多的登记尝试。

在本发明的另一个方面中，在移动节点上进一步包括有选择器。该选择器工作用于选择定时器值和分组区域列表维持定时器定时的相应时间周期。选择器接收选择标记来允许对所选的时间周期作出选择。在一个实现方式中，选择器选择经常被定时器用作定时器值的固定值或至少一个固定最小值。在其它实现方式中，当由移动节点开始分组通信时，例如在分组数据呼叫建立期间或响应于分组数据呼叫建立来选择定时器值。

所选定时器值可选地是静态值或动态可变值。当定时器值是静态值时，相同的定时器值用于一个周期，例如分组通信会话的持续期间。当使用动态定义的定时器值时，该值例如在单个分组通信会话期间改变。

选择器所使用的选择标准是在移动节点上可测量或可识别的多种可选变量中的任何一个。例如，响应于将由移动节点执行的分组通信业务允许的通信延迟来选择定时器值的长度。或者，所选择的定时器值与在分组通信业务中允许的数据丢失率相关。可选地，或附加地，选择标记与存储在给移动节点供电的便携电源中的存储能量的量相关。

当动态地确定所选的定时器值时，该值基于例如与在移动节点上的登记或数据重传相关的累积统计。定时器值的递增变化以及例如依照补偿方案的指数变化都可选地被选择器所使用。

由分组区域列表维持定时器提供的滞后减少了在移动节点上乒乓效应的发生，同时减少了移动节点在其工作期间所需的无线电资源量。并且，由于定时器被包括在移动节点上并使用在移动节点上选择的定时器值，不需要与通信系统的网络部分进行信令传送，所以进一步减少了移动节点所需的无线电资源。

从而，在这些和其它方面提供了针对分组无线电通信系统的装置和相关方法。分组无线电通信系统具有移动节点，当该移动节点位于通信系统的网络覆盖区域内时，该移动节点可被选择用来根据分组通信业务传输数据。网络覆盖区域由第一分组区域和至少一个第二分组区域形成。在第一分组区域和至少第二分组区域中选定的一个分组区域处的移动节点的登记启动被可选地简化。分组区域列表维持定时器被包括在移动节点上。该定时器至少展现出第一选择定时器值。该定时器对相应于从发生分组区域相关事件开始的至少第一选择定时器值的所选择的周期进行定时。识别器至少可操作地响应于通过分组区域列表维持定时器的所选时间周期超时。当分组区域列表维持定时器超时时，所述识别器识别分组区域标记。

对本发明及其范围的更完整理解可以从下面简单概括的附图、下面本发明的当前优选实施例的详细描述及所附的权利要求书中得出。

附图说明

图1显示了用来实现本发明实施例的无线电通信系统的功能框图。

图2显示了图1所示无线电通信系统的操作的部分处理图、部分消息序列图，其与本发明实施例的操作一致。

具体实施方式

首先参考图1，功能性地显示了提供分组无线电通信的分组无线电通信系统，整体表示为10。分组通信业务可以由以及利用移动节点来完成，其中用移动节点12作为代表。在典型的实现方式中，通信系统10形成通常可按照在CDMA2000操作规范中提出的操作程序和协议或其变型方案而运行的蜂窝通信系统。虽然本发明实施例的下面典型操作的描述是根据其在通常可按照CDMA2000操作规范运行的蜂窝通信系统中的实现方式来描述的，但是在其它实现方式中，本发明实施例也可以运行在蜂窝无线电通信系统中或其它可以以别的方式运行(例如按照其它操作规范)的通信系统中。

分组通信业务例如是按照分组呼叫程序(其细节在CDMA2000中阐述)或其它合适的操作规范实现的。分组通信业务可以在移动节点静止或当移动节点移动时完成。

由以及利用移动节点进行的通信通过在无线电空中接口上定义的无线电信道进行，这里用段14表示。由移动节点传输的数据在无线电空中接口上定义的反向链路信道上进行传输，并且传输到移动节点的数据在无线电空中接口上定义的前向链路信道上进行传输。

通信系统包括网络部分，这里表示为包括基站(BS)18。在实际系统中，网络部分典型地包括大量的基站收发信台。这里，为了简化的目的，显示了两个基站，即基站18-1和18-2。

基站被连接到无线电网络控制器(RNC)22。无线电网络控制器形成功能控制设备，其尤其运行来控制与无线电网络控制器连接的基站的运行。

控制器22依次连接到网关(GWY)24，该网关构成到分组数据网(PDN)26的网关。诸如通信实体(CE)28的通信实体被连接到该分组数据网。经由无线电空中接口14和通信系统的网络部分，在移动节点12和例如通信实体28的通信实体之间可以形成通信路径。通过允许按照分组通信业务的数据传输的分组交换连接可以完成分组通信。

通信系统的网络部分还包括功能实体，即分组控制功能(PCF)32。分组控制功能被包括在基站18、无线电网络控制器22上，或分布于它们之间或其它的地方。分组控制功能控制至少是控制通信系统的无线电部分中的分组通信的各个方面。例如，通过分组控制功能至少部分地控制移动节点的登记。分组区域是在分组无线电通信系统中定义的。在图1所示的典型系统中，第一分组区域38与基站18-1相关，而第二分组区域42与基站18-2相关。分组区域与基站18的相关仅仅作为示例而已。分组区域是可以用不同于图中所示的一对一的相互关系的其它方式来定义的。分组区域38和42被分组区域边界44分隔开。通常，移动节点向通信系统的网络部分报告其位置，即，移动节点位于哪个分组区域中。在移动节点所处的图中位置上，移动节点登记在第一分组区域38中。

由于移动节点的固有移动性，移动节点是可以例如在进行分组通信会话期间重新定位的，在该分组通信会话期间完成分组通信业务，或者否则移动节点在该分组通信会话中处于激活状态，并可能移动到或跨过分组区域边界。当移动节点离开分组区域38并进入分组区域42时，通常启动新的移动节点登记，指示移动节点在第二分组区域中的位置。如前面所描述的那样，如果移动节点在分组区域边界来来回回地穿过或看起来象这样，那么移动节点就可能启动重复登记来报告其在一个或另一个分组区域中的位置。多次登记尝试会消耗无线电资源并会导致耗尽给移动节点供电的便携式电池电源中存储的能量。

根据本发明的一个实施例，移动节点包括本发明的一个实施例的装置48。该装置可选地操作用于提供滞后来限制发生乒乓效应。与提供滞后的传统设备相比，装置48是自包含的，即不需要通过无线电空中接口由网络下载用于操作的命令或其它指令。从而节约了无线电资源。

装置48被连接到移动节点的收发信机电路，这里由接收部分52和发射部分54构成。

构成装置48的实体被功能性地展示出来并可以任何所需的方式来实现，例如通过可由处理电路执行的算法。

该装置包括分组区域维持列表定时器58。定时器可选地操作来为至少第一选择时间周期定时。这里通过线路62来提供所选时间周期或周期的长度。并且，在典型的实现方式中，装置进一步包括选择定时器定时的时间周期长度的选择器64。

选择器通过不同选择标准中的任何一种来选择时间周期的长度。在一个实现方式中，这些长度被静态地定义，而在另一个实现方式中，被动态地定义。并且，在一个实现方式中，时间周期的长度是例如在存储器位置(FV)66处标识的固定值。典型选择标准(选择器通过其进行选择)包括这里通过线路72提供给选择器的可允许的分组业务类型延迟率，这里通过线路74施加给选择器的可允许的分组业务类型数据错误率，和这里通过线路76施加给选择器的电池电源所存储能量的级别。选择是基于这些以及其它选择标准中的任何一个或组合来作出的。通常，当允许增加延迟率时，由选择器选择的定时器值具有较大长度。并且，随着可允许的数据错误率的增加，由选择器选择的长度相应地增加。此外，当电池电源存储的能量级别大时，定时器值长度就被缩短。

所选定时器值的动态选择允许例如在完成分组通信业务期间改变定时器值。在一个实现方式中，由选择器选择的长度的变化是增加的。例如，当在移动节点上检测到根据分组通信业务传输的分组数据具有高的重传率时，选择器降低定时器值。各种因素中的任何因素都会引起分组数据的重传。然而，如果丢失的数据是在没有传送质量不足的帧的脉冲串的开始处，那么该数据就可能已经被通信系统的网络部分丢弃。补偿型的选择也可以由选择器选择性地作出。例如，当移动节点作出太多不必要的呼叫时，在一个实现方式中，使用补偿机制来增加在呼叫尝试之间的延迟。当在相邻呼叫之间没有发生数据传输时，就认为该呼叫是不需要的。

例如一旦在移动节点处建立了分组呼叫，分组区域维持列表定时器就开始定时，其指示被提供给线路82上的定时器。定时器对相应于在线路62上提供的所选定时器长度的时间周期进行定时。当定时器超时时，定时器超时的指示被提供给识别器86。在识别器被通知定时器超时的时候，由识别器识别分组区域标记。在典型实现方式中，移动节点所位于的分组区域形成了由识别器所识别的分组区域识别符。这里，移动节点所位于的分组区域被提供给线路88上的识别器，这里由接收部分52给出。

分组区域列表92也由移动节点维护。包含在列表上的条目可以标识分组区域，先前指示移动节点位于该分组区域中。

所述装置还包括比较器94。该比较器连接到由识别器识别的接收值和包含在分组区域列表中的条目。该比较器比较这些值并确定这些值是否相似。如果这些值相似，当分组区域维持列表定时器超时时移动节点所处的分组区域就与先前识别出的分组区域一致。如果这些值不相似，那么就确定移动台相对于先前所指示的分组区域而位于一个新的分组区域内。

所述装置还包括登记请求器/启动器96。当比较器确定移动节点位于新的分组区域内时，确定指示被提供给请求器/启动器，接着请求器/启动器启动一个登记请求，将其提供给移动节点的发射部分54。

通过使用分组区域维持列表定时器，新的登记请求被延迟直到定时器超出所选择的时间周期。并且，由于定时器值是在移动节点上选择的，所以该装置是自包含的，即，避免了下载包括定时器中使用的定时器值的选择的命令。

图2显示了例如在图1所示的装置48上本发明实施例的操作的表示，总的显示为102。该表示的总概略图指示了在移动节点上执行的操作，无需通过例如PCF/VS的网络实体进行控制。

首先，如块104所示，选择至少一个第一选择定时器值。该定时器值被分组区域维持列表定时器用来定义定时器定时期间的时间周期。响应于事件的发生，开始定时，如块106所示。继续定时直到超出所选的时间周期。确定时间周期是否已超时，如判决块108所示。如果没有超时，就进行“否”分支，并再次进行确定。相反，如果时间周期已超时，那么就进行“是”分支到块112，并识别分组区域标记。例如，当定时器超时时，分组区域标记形成了移动节点所位于的分组区域的标识。

对刚刚识别出的分组区域标记的值和先前获得的值进行比较，这里用块114表示。

在判决块116处确定所述比较是否指示值不相似。如果相同，就确定移动节点处于与先前所处于的区域相同的分组区域内，并且分支进行到结束块118。相反，如果确定移动节点处于一个新的分组区域内，就启动新的登记，由块122所指示。并且，如段124所指示的那样，启动登记。

所有的操作都依照在移动节点上执行的分组区域定时，从而将提供滞后所需的无线电资源减少到最小程度。

前面的描述是用来实现本发明的优选实施例，并且本发明的范围不必由该描述来限定。本发明的范围由下面的权利要求书来限定。

Claims (20)

1、在具有移动节点的分组无线电通信系统中的一种改进装置，当所述移动节点位于通信系统的网络覆盖区域内时可以被选择用来根据分组通信业务传输数据，所述网络覆盖区域由第一分组区域和至少第二分组区域形成，所述装置用来可选地便于在所述第一分组区域和至少第二分组区域中所选之一上启动移动节点的登记，所述装置包括：

被包含在移动节点上并具有至少第一所选定时器值的分组区域列表维持定时器，所述分组区域列表维持定时器用来对相应于从发生分组区域相关事件开始的至少第一所选定时器值的选定时间周期进行定时；和

识别器，被操作以至少响应于所述分组区域列表维持定时器的所选时间周期的超时，当所述分组区域列表维持定时器超时时，所述识别器用来识别分组区域标记。

2、根据权利要求1的装置，进一步包括登记启动器，适用于接收由所述识别器识别出的分组区域标记的指示，当由所述识别器识别出的分组区域标记不同于先前获得的其值时，所述登记启动移动节点的登记。

3、根据权利要求1的装置，其中所选时间周期包括相应于第一所选静态定义的定时器值的所选静态时间周期，所述第一所选静态定义的定时器值是响应于至少第一通信因素而被选择的。

4、根据权利要求1的装置，其中所述分组通信业务是一种选定的业务类型，以及其中第一通信因素与分组通信业务的所选业务类型相关，响应第一通信因素选择第一所选静态定义的定时器值。

5、根据权利要求4的装置，其中所述分组通信业务的所选业务类型允许所选的通信延迟，和其中所述第一所选静态定义的定时器值与分组通信业务所允许的所选通信延迟直接相关。

6、根据权利要求4的装置，其中所述分组通信业务的所选业务类型允许所选的数据丢失率，和其中第一所选静态定义的定时器值逆向地与分组通信业务所允许的所选数据丢失率相关。

7、根据权利要求1的装置，其中所述移动节点由便携式电源供电，该电源具有存储的能量级别，和其中所述第一所选静态定义的定时器值逆向地与便携式电源所存储的能量级别相关。

8、根据权利要求1的装置，其中所述第一所选定时器值包括固定值。

9、根据权利要求1的装置，进一步包括包含在移动节点上的选择器，所述选择器用来选择所述至少第一定时器值，和其中所述分组区域列表维持定时器适用于接收由所述选择器作出的选择的指示。

10、根据权利要求9的装置，其中所述分组通信业务开始于分组数据呼叫建立，和其中响应于所述分组数据呼叫建立选择由所述选择器选择的至少第一定时器值。

11、根据权利要求1的装置，其中响应于分组区域相关事件的发生，所述分组区域列表维持定时器对所选的时间周期定时，所述分组区域相关事件包括移动节点在第一分组区域和第二分组区域之间的迁移的检测。

12、根据权利要求1的装置，其中由所述识别器识别的分组区域标记包括移动节点分别位于第一和至少第二分组区域中的哪一个的指示。

13、根据权利要求12的装置，进一步包括适用于接收表示由所述识别器识别的分组区域标记的值和先前获得的其值的比较器，所述比较器用于比较提供给它的值。

14、根据权利要求13的装置，其中当由所述比较器执行的比较指示表示分组区域标记的值和先前获得的其值之间不相似时，所述比较器进一步产生请求启动移动节点登记的值的登记请求信号。

15、根据权利要求1的装置，其中所选的时间周期包括动态可变长度的选定的动态确定的时间周期。

16、在一种在具有移动节点的分组无线电通信系统中进行通信的方法中，一种用来可选地便于在所述第一分组区域和至少第二分组区域中所选之一上启动移动节点的登记的改进的方法，当所述移动节点处于通信系统的网络覆盖区域内时，所述移动节点可选地用来根据分组通信业务传输数据，所述网络覆盖区域由第一分组区域和至少第二分组区域形成，所述方法包括：

在移动节点上对所选时间周期定时，所选时间周期相应于至少第一所选定时器值，所述定时开始于分组区域相关事件的发生；和

一旦在所述定时操作期间所选时间周期超时，就在移动节点上识别分组区域标记。

17、根据权利要求16的方法，进一步包括先于所述定时操作的操作：

在移动节点上选择至少第一所选定时器值。

18、根据权利要求16的方法，进一步包括：包括分组区域标记的值和先前获得的其值的操作。

19、根据权利要求18的方法，进一步包括当所述比较操作指示表示分组区域标记的值和先前获得的其值之间不相似时在移动节点上请求登记移动节点的操作。

20、根据权利要求17的方法，其中在移动节点上所述分组通信业务开始于分组数据呼叫建立，和其中响应于所述分组数据呼叫建立进行所述的选择操作。

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