CN1757177A - 用于执行反向公共信令信道上的无线电环境报告的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于执行反向公共信令信道上的无线电环境报告的装置和方法。当远程单元(RU)(118)与基础设施设备(109)之间的专用RF连接正在释放时，RU接收来自于基础设施的第一消息，指示RU在它处于空闲状态时执行反向公共信令信道(r－csch)上的偶然导频信号强度报告。在优选实施例中，导频信号强度报告受到报告的最大数目和/或保持电池寿命和防止系统中r－csch拥塞的时限的限制。更适宜地，无线电环境报告消息，一般指第二消息，携带无线电环境信息(REI)，例如导频信号强度和测量到的最佳导频信号的相位，并且帮助基础设施跟踪RU的位置和为信道分配选择一组强导频信号。

Description

用于执行反向公共信令信道上的无线电环境报告的装置和方法
相关申请参考
本申请要求临时申请优先权，序列号为No.60/431,880，题为“APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING RADIOENVIRONMENT REPORTING ON A REVERSE COMMONSIGNALING CHANNEL”，2002年12月9日提交，由申请人共同拥有并在此通过参考引用将其整个结合进来。
技术领域
本发明一般涉及通信系统领域，并且更具体涉及减少通信设备中呼叫建立延时的无线电环境报告。
背景技术
已知通信系统包括一种基础设施，典型地包括多种基站收发器(BTS)和向位于相应BTS服务覆盖区域的通信单元提供通信服务的其它设备。蜂窝通信系统是这种通信系统的一个实例。在蜂窝系统中，期望通信的远程单元(RU)(例如，移动站，便携式无线电话，个人数字助理，寻呼机，膝上型电脑等)向服务RU所在覆盖区域的BTS发送一个信道请求消息。一旦接收到信道请求消息，蜂窝系统的基础设施为通信分配通信信道，RU经由服务中的BTS开始与电话网络用户或其它RU通信。典型地，BTS与RU之间的多址无线通信经由专用射频(RF)信道(连接)发生，也称为业务信道，它提供一条传送通信信号的路径，例如语音、数据和视频。
当RU进行有效分组数据会话并且RU和基础设施之间的数据交换停止时，RU转换为空闲状态。在空闲状态下，释放专用RF连接并且RU离开业务信道。现在，当基础设施有数据要发送给RU时，基础设施对RU寻呼，因为基础设施可能不知道RU的当前位置。基础设施必须等待RU的寻呼响应以获知该单元的位置。然后，基础设施可以分配通信信道并开始发送数据。寻呼/寻呼响应过程适合于语音业务但是不适合于数据应用，因为它花费RU太多时间把其分配到通信信道。数据应用的理想情况是RU对用户来说就好像总是在信道上。因此，信道建立中最小化延时是很关键的。
因此，需要一种装置和方法，用于执行反向公共信令信道上的无线电环境报告。这样的装置和方法可以用于加快不在业务信道上的RU的业务信道分配。
附图说明
图1为可用于实现本发明的装置和方法的系统功能框图。
图2为本发明远程单元中方法的优选实施例流程图。
图3为本发明基础设施中方法的优选实施例流程图。
图4为与服务于区域A、B和C的三个BTS软切换的远程单元的示意图，其中，远程单元从业务信道释放为服务于区域A、B和C的三个BTS之一的空闲状态，然后空闲切换到服务于区域D的第四BTS。
图5为可用于实现本发明的远程单元/基础设施设备的简易框图。
具体实施方式
本发明介绍一种机制，用于RU执行反向公共信令信道上的偶然导频信号强度报告，它使得基础设施设备能够跟踪RU的位置和RU所发现的最佳导频信号。当该机制有效且RU和基础设施之间的专用RF连接正在释放时，RU接收来自于基础设施的第一消息，指示RU在空闲状态下执行反向公共信令信道(r-csch)上的偶然导频信号强度报告。在空闲状态下，RU没有分配到专用RF连接。在优选实施例中，导频信号强度报告受到报告的最大数目和/或保持电池寿命和防止系统中r-csch拥塞的时限的限制。更适宜地，无线电环境报告消息，这里一般指第二消息，携带无线电环境信息(REI)，例如导频信号强度和测量到的最佳导频信号的相位，并且帮助基础设施跟踪RU位置和为信道分配选择一组强导频信号。
该机制一般如下操作。RU接收来自于基础设施的第一消息，指示RU在空闲状态下执行r-csch上的偶然无线电环境报告。在空闲状态下，RU保持导频信号列表。本发明的优选实施例把导频信号列表初始化为就在RU和基础设施之间的专用RF连接释放和RU转换为空闲状态之前业务信道上的最后一个活动集。在替换实施例中，该方法可以把导频信号列表初始化为当前活动集，定义为RU接收到第一消息时刻业务信道上的活动集。业务信道上的活动集是与CDMA信道相关的导频信号集合，该CDMA信道包含分配给RU的前向业务信道。在导频信号列表初始化之后并且RU在空闲状态下，当RU空闲切换到一个不包含在导频信号列表中的导频信号时，新的报告产生并发送到基础设施。此外，导频信号列表更新。如果发送预定最大数目的无线电环境报告，如果无线电环境报告定时器超时，如果RU置于业务信道上或者如果RU切换到不支持本发明的BTS，则无线电环境报告停止。
本发明的第一方面，没有分配到专用业务信道资源的远程单元中无线电环境报告方法的优选实施例包含接收第一消息以执行反向公共信令信道上的无线电环境报告，初始化导频信号列表，保存导频信号列表，确定远程单元是否必须发送无线电环境信息，以及当远程单元必须发送无线电环境信息时，更新导频信号列表并向基础设施设备发送无线电环境信息。
本发明的第二方面，基础设施设备中无线电环境报告方法的优选实施例包括向远程单元发送第一消息，第一消息指示远程单元执行反向公共信令信道上的无线电环境报告，初始化导频信号列表，确定是否已接收到第二消息，以及当已接收到第二消息时，保存包含在第二消息中的无线电环境信息。
参见图1，它显示了可用于本发明的系统功能框图。假设读者熟悉蜂窝电话系统以及消息在服务于一个特定服务单元的BTS和位于该单元的RU之间传送的方式。为了简化本描述，仅讨论蜂窝电话系统中与本发明相关的那部分。图1显示，RU 118与三个BTS 112、114、116软切换，用于与应用主机102通信。也显示了不与RU 118软切换的第四BTS 117。应用主机102连接到分组网络104，上传和下载信息。分组网络104连接到PDSN 106。PDSN 106提供分组网络104和基础设施109之间的接口，用于分组数据服务。PDSN 106通过A10/A11接口(如3GPP2A.S0001-A，“3GPP2 Access Network InterfacesInteroperability Specification”及后续版本中详细说明)连接到PCF108。PCF 108为接收自PDSN 106的数据提供缓冲。PCF 108通过A8/A9接口(如3GPP2 A.S0001-A及后续版本中详细说明)连接到选择和分配单元(SDU)110。SDU 110保持RU 118和BTS 112、114、116之间的软切换。SDU 110也选择经由BTS 112、114、116接收自RU 118传输到PCF 108的最佳数据传输，并分配从RU 118到与RU 118软切换的BTS 112、114、116的数据复制。BTS 112、114、116通过到RU 118的专用RF业务信道发送和接收承载数据(bearer data)和控制信息。在本发明的优选实施例中，RU 118发送的第二消息保存在基础设施109中。
参见图5，它显示了图1中RU 118和基础设施元件(PCF 108，SDU 110和BTS 112、114、116)的简易框图。RU 118和基础设施元件包括接收机502和发射机506，分别用于接收和发送信号。加载用于执行本发明方法的指令的处理器504(通常为本领域已知的任意微处理器或计算机)连接到接收机502和发射机506。图1中所示的剩余元件和接口通常为本领域已知，因此这里不做进一步描述。
参见图2，它显示了本发明方法优选实施例的流程图。当RU 118在业务信道上并且过了一段预定的时间，在这段时间内RU 118和基础设施109之间没有传送数据，RU 118接收来自于基础设施109的第一消息，指示它在空闲状态下开始r-csch上的偶然无线电环境报告(步骤202)。在优选实施例中，专用RF信道上的数据不活动周期触发该方法。本领域普通技术人员都会认识到可以使用其它触发。在优选实施例中，第一消息包括一个控制无线电环境报告持续时间的参数。该参数优选为定时器值和/或RU 118用于确定何时停止无线电环境报告的第二消息限制。定时器值设置RU 118处于向基础设施109提供无线电环境报告的模式的时间限制。第二消息限制设置RU 118生成和向基础设施109发送第二消息的数目限制。在步骤204，该方法把导频信号列表初始化为就在RU 118和基础设施109之间的RF连接释放之前业务信道上的最后一个活动集。在替换实施例中，该方法把导频信号列表初始化为当前活动集(如前文所定义)。在步骤204，该方法也保存导频信号列表并转换到空闲状态。
暂时参见图4，它显示了业务信道上的活动集由BTS 112、114、116中的导频信号A、B和C构成的一个实例。当RU 118在业务信道上时，由RU 118监控的活动集可以包括多个导频信号。在当前实例中，这些导频信号为A、B和C，并且因此这些导频信号初始时包含在导频信号列表中。RU 118转换到空闲状态，并且在空闲状态下，由RU 118监控的活动集可以仅包含一个导频信号，典型为最强的导频信号。在当前实例中，RU 118监控导频信号A、B和C中最强的导频信号。当RU 118处于空闲状态时，它可能改变位置从而活动集导频信号发生改变。当RU 118意识到有一个导频信号强于A、B或C，称为D，它空闲切换到D并开始只监控D。使用这些原理并回顾图2，在步骤206，RU 118确定活动集导频信号是否支持本发明的机制。如果答案为否，该方法禁用无线电环境报告(步骤218)并结束。如果答案为是，则该方法确定RU 118是否需要发送REI给基础设施109(步骤208)。例如，该方法确定RU是否空闲切换到一个不在导频信号列表中的导频信号，如果是这样，则确定需要发送REI给基础设施109。如果RU 118需要发送REI，则该方法产生包含REI的第二消息，从REI导出一个更新的导频信号列表并保存更新的导频信号列表(步骤210)。3GPP2C.S0004“Signaling Link Access Control(LAC)Standard forcdma2000 Spread Spectrum Systems”的2.1.1.4.1.5.2节中提供了更新导频信号列表的实例算法。本发明也可以使用更新导频信号列表的其它算法。
在步骤212，该方法发送第二消息给基础设施109。接着，该方法确定参数是否指示应该停止无线电环境报告(步骤216)。在一个实施例中，该参数是RU 118允许发送第二消息的一个限制。在本实施例中，该方法把第二消息计数器初始化为零(因为RU 118还没有发送任何报告给基础设施109)，如步骤204所示，并且该方法在发送第二消息后(图2中的虚线路径)也使第二消息计数器增加1(步骤220)，在步骤216比较第二消息计数器(发送的消息数目)和限制。如果达到了限制(步骤216的“是”路径)，则该方法禁用无线电环境报告(步骤218)并结束。在替换实施例中，参数为RU 118处于无线电环境报告模式的时间量限制。在该替换实施例中，该方法在接收到第一消息后(如步骤204的斜体字所示)启动定时器，并且在步骤216，该方法确定是否达到该时间限制。如果达到时间限制，则该方法禁用无线电环境报告(步骤218)并结束。在另一个实施例中，参数可以同时规定第二消息限制和时间限制。在所有三个实施例中，如果与参数的比较不能指示无线电环境报告应该停止，则该方法进行步骤206。(在步骤206的第二和后续执行过程中，该方法确定活动集导频信号是否已发生改变以及新的活动集导频信号是否支持该机制。)
回到步骤208，如果RU 118不需要发送REI给基础设施109，则该方法确定是否已发生了一个事件导致RU 118置于业务信道上(步骤214)。如果答案为是，则该方法禁用无线电环境报告(步骤218)并结束。如果答案为否，则该方法进行前文描述的步骤216。导致RU置于业务信道上的事件实例为：RU 118有数据要发送给基础设施109；基础设施109有数据要发送给RU 118，或者RU 118接收语音服务请求等等。
图2中的优选实施例说明步骤执行的一种顺序。本领域普通技术人员会理解，这些步骤，例如步骤206、208、214和216，可以以不同的顺序或者同时执行，这取决于所选择的具体设计或实现。
参见图3的流程图，现在将描述基础设施109中该方法的优选实施例。具体地，优选实施例的描述是关于SDU 110的。但是，应该承认该方法也可以用基础设施109内的其它元件实现。该方法可以在基础设施109内在通常为本领域已知的微处理器或计算机上运行。该方法开始于步骤302，优选在基础设施109检测到基础设施109和RU 118之间RF连接上的数据不活动周期时开始。如前文所述，可以存在其它触发。基础设施109发送第一消息，指示RU 118在空闲状态下执行r-csch上的偶然无线电环境报告。第一消息包括一个用于控制前文所描述的无线电环境报告持续时间的参数。如果该参数是RU 118允许接收的第二消息数目的限制，则在步骤304，该方法把第二消息计数器初始化为零(因为SDU 110还没有接收到任何来自RU 118的报告)。如果该参数为无线电环境报告的时间限制，则在步骤304，该方法启动定时器。如果该参数同时包含第二消息限制和时间限制，则在步骤304，该方法初始化第二消息计数器并启动定时器。在步骤304，该方法也把导频信号列表初始化为就在RU 118和基础设施109之间的RF连接释放之前业务信道上的最后一个活动集。在替换实施例中，该方法可以把导频信号列表初始化为业务信道上的当前活动集，如前文所描述。
在步骤306，该方法询问SDU 110是否已接收到来自RU 118的第二消息。如果还没有接收到第二消息，则该方法进行步骤314(后文描述)。如果已接收到第二消息，则该方法保存包含在消息中的REI(步骤308)。当SDU 110需要提供信道分配给RU 118时，SDU 110使用已保存的REI来查找RU 118的位置。SDU 110也使用与REI一起保存的导频信号强度来选择一组强导频信号包含在信道分配中。
在步骤312，该方法确定参数是否指示无线电环境报告应该停止。如果参数为RU 118允许接收第二消息的限制，则该方法使第二消息计数器增加1(虚线所示的步骤310)，并且在步骤312比较第二消息计数器(接收到的消息数目)和限制。如果达到消息限制，则该方法结束。当该方法结束时，SDU 110可以删除REI或保留它一段时间。如果参数为无线电环境报告的时间限制，则在步骤312该方法确定是否达到该时间限制。如果达到时间限制，则该方法结束。在步骤312，如果与参数的比较没有指示无线电环境报告应该停止，则该方法进行步骤314。
在步骤314，该方法确定是否已发生一个事件，向RU 118提供一个业务信道分配。如果已发生了这样一个事件，则该方法确定该事件是否为RU 118的业务信道请求(步骤316)。如果该事件是RU 118的业务信道请求，则该方法结束。如果该事件不是RU 118的业务信道请求，则该方法使用已保存的REI来确定RU的位置和选择一组强导频信号包含在信道分配中，发送业务信道分配(步骤318)并且结束。在步骤314，如果没有发生一个事件向RU 118提供业务信道分配，则该方法进行步骤306和继续前文所描述的处理。
此外，图3中的优选实施例说明步骤执行的一种顺序。本领域普通技术人员会理解，这些步骤，特别是步骤312和314，可以以不同的顺序或者同时执行，这取决于所选择的具体设计或实现。
本发明减少用于把RU置于业务信道上的呼叫建立时间。当向SDU 110提供可用于快速查找RU位置和确定信道分配的一组最佳活动集导频信号的无线电环境报告时，消除了寻呼/寻呼响应过程。呼叫建立时间的节约在对快速准确的信息接入要求很高的分组数据系统中特别重要。本发明也可以用来以若干单元发送移动定向消息(例如SMS)给RU，例如一个移动站，而不是使用寻呼/寻呼响应或以SMS扩散寻呼区域。这将提供寻呼信道带宽，和/或减小发送SMS的延时。
虽然本发明可以容许各种修改和替换形式，这里通过附图中的实例说明了并且详细描述了一个具体的实施例。但是，应该理解本发明并不局限于所公开的具体形式。而且，本发明包括由权利要求书定义的本发明精神和范围内的所有修改、等价和替换形式。

Claims (19)

1.一种无线电环境报告的方法，用于没有分配到专用业务信道资源的远程单元，该方法包括：
接收第一消息以执行反向公共信令信道上的无线电环境报告；
初始化导频信号列表；
保存导频信号列表；
确定远程单元是否必须发送无线电环境信息；
当远程单元必须发送无线电环境信息时，
更新导频信号列表；和
发送无线电环境信息给基础设施设备。
2.权利要求1中的方法，其中，接收第一消息包括接收控制无线电环境报告持续时间的参数。
3.权利要求2中的方法，其中，接收参数包括接收定时器值，它设定对远程单元处于提供无线电环境信息给基础设施设备的模式的时间量的限制。
4.权利要求2中的方法，其中，接收参数包括接收对远程单元发送给基础设施设备的第二消息的数目的限制。
5.权利要求1中的方法，其中，初始化导频信号列表包括把导频信号列表初始化为就在远程单元与基础设施设备之间的专用RF连接释放之前业务信道上的最后一个活动集。
6.权利要求1中的方法，其中，初始化导频信号列表包括把导频信号列表初始化为当前活动集，其中，当前活动集为远程单元接收到第一消息时业务信道上的活动集。
7.权利要求1中的方法，其中，确定远程单元是否必须发送无线电环境信息包括：
确定远程单元是否执行过空闲切换到一个不在导频信号列表中的导频信号；和
当远程单元执行过空闲切换到一个不在导频信号列表中的导频信号时，确定远程单元必须发送无线电环境信息。
8.权利要求3中的方法，其中，在接收到第一消息之后，该方法启动定时器，以及其中，当定时器超时时，该方法停止无线电环境报告。
9.权利要求4中的方法，其中，在接收到第一消息之后，该方法把第二消息计数器初始化为零，当发送或接收第二消息时第二消息计数器的值增加1，以及其中，当第二消息计数器的值等于第二消息限制时，该方法停止无线电环境报告。
10.权利要求1中的方法，其中，当远程单元不需要发送无线电环境信息时，该方法包括确定是否发生了一个事件把远程单元置于业务信道上；以及，当发生了这样的一个事件时，停止无线电环境报告。
11.一种在基础设施设备中进行无线电环境报告的方法，包括：
发送第一消息给远程单元，第一消息指示远程单元执行反向公共信令信道上的无线电环境报告；
初始化导频信号列表；
确定是否已接收到第二消息；和
当已接收到第二消息时，保存包含在第二消息中的无线电环境信息。
12.权利要求11中的方法，进一步包括：
使用已保存的无线电环境信息确定远程单元的位置；和
发送业务信道分配给远程单元。
13.权利要求11中的方法，其中，发送第一消息包括发送控制无线电环境报告持续时间的参数。
14.权利要求13中的方法，其中，发送参数包括发送定时器值，它设定对远程单元处于提供无线电环境信息给基础设施设备的模式的时间量的限制。
15.权利要求13中的方法，其中，发送参数包括发送对远程单元发送给基础设施设备的第二消息的数目的限制。
16.权利要求11中的方法，其中，初始化导频信号列表包括把导频信号列表初始化为就在远程单元与基础设施设备之间的专用RF连接释放之前业务信道上的最后一个活动集。
17.权利要求11中的方法，其中，初始化导频信号列表包括把导频信号列表初始化为当前活动集，其中，当前活动集为远程单元接收到第一消息时业务信道上的活动集。
18.一种保存有一组指令的存储媒介，当这些指令下载到远程单元的处理器中时，导致该单元：
接收第一消息以执行反向公共信令信道上的无线电环境报告；
初始化导频信号列表；
保存导频信号列表；
确定远程单元是否必须发送无线电环境信息；
当远程单元必须发送无线电环境信息时，
更新导频信号列表；和
发送无线电环境信息给基础设施设备。
19.一种保存有一组指令的存储媒介，当这些指令下载到基础设施设备的处理器中时，导致该设备：
发送第一消息给远程单元，第一消息指示远程单元执行反向公共信令信道上的无线电环境报告；
初始化导频信号列表；
确定是否已接收到第二消息；和
当已接收到第二消息时，保存包含在第二消息中的无线电环境信息。
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