RU2241316C2 - Variable inactive state mode for mobile stations in mobile communication network - Google Patents
Variable inactive state mode for mobile stations in mobile communication network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241316C2 RU2241316C2 RU2001112988/09A RU2001112988A RU2241316C2 RU 2241316 C2 RU2241316 C2 RU 2241316C2 RU 2001112988/09 A RU2001112988/09 A RU 2001112988/09A RU 2001112988 A RU2001112988 A RU 2001112988A RU 2241316 C2 RU2241316 C2 RU 2241316C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mobile station
- variable
- parameter
- value
- cycle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к мобильным станциям с батарейным питанием и, более конкретно, направлено на достижение равновесия между экономией ресурса батарей питания с другими факторами, влияющими на рабочие характеристики мобильной станцииThe present invention relates to battery-powered mobile stations and, more specifically, is aimed at achieving a balance between saving battery life with other factors affecting the performance of a mobile station
Предшествующий уровень техникиState of the art
Мобильная связь получила развитие от аналоговых мобильных систем радиосвязи первого поколения до цифровых систем второго поколения, таких как Европейская глобальная система мобильной связи (GSM). Нынешние разработки систем мобильной радиосвязи третьего поколения определяют как Универсальную систему мобильной телефонной связи (УМТС). Попросту говоря, УМТС означает “связь с любым лицом, где бы оно ни находилось”, причем связь включает обеспечение информации с использованием различных типов сред передачи, т.е. мультимедийную связь. Целью услуг УМТС является объединение как стационарных, так и мобильных услуг для формирования непрерывной “сквозной” услуги для пользователя.Mobile communications has evolved from first-generation analogue mobile radio systems to second-generation digital systems such as the European Global System for Mobile Communications (GSM). The current development of the third generation mobile radio communication systems is defined as the Universal Mobile Telephony System (UMTS). Simply put, UMTS means “communication with any person, wherever he is”, and communication includes providing information using various types of transmission media, i.e. multimedia communication. The purpose of the UMTS services is to combine both stationary and mobile services to form a continuous “end-to-end” service for the user.
Ввиду широко распространенного успеха существующей платформы GSM, т.е. глобального “отпечатка GSM”, а также возможности модернизации и модульности, внутренне присущим платформе GSM, имеется мощный стимул базировать УМТС на “развитой” платформе GSM. Соответственно настоящее изобретение описано в контексте УМТС, основанной на развитой платформе GSM, и с использованием терминологии GSM. Разумеется, принципы настоящего изобретения не ограничены УМТС, терминологией и платформой GSM или какой-либо конкретной сети мобильной связи и могут быть реализованы с использованием других соответствующих сетевых платформ и конфигураций.In view of the widespread success of the existing GSM platform, i.e. global “GSM fingerprint”, as well as the possibility of modernization and modularity inherent in the GSM platform, there is a powerful incentive to base UMTS on a “developed” GSM platform. Accordingly, the present invention is described in the context of a UMTS based on an advanced GSM platform and using GSM terminology. Of course, the principles of the present invention are not limited to UMTS, terminology and the GSM platform or any particular mobile communication network and can be implemented using other appropriate network platforms and configurations.
Современные мобильные/сотовые телекоммуникационные сети в типовом случае спроектированы для соединения и функционирования с коммутируемыми телефонными сетями общего пользования (КТСОП) и Цифровыми сетями с комплексными услугами (ЦСКУ). Оба эти типа сетей являются сетями с коммутацией каналов, а не с коммутацией пакетов и обрабатывают относительно узкополосный трафик. Однако сети с коммутацией пакетов, такие как Интернет, пользуются очень высоким спросом и обрабатывают намного более широкополосный трафик, чем сети с коммутацией каналов. Хотя проводные коммуникационные терминалы, например персональные компьютеры, способны использовать более широкую полосу сети с коммутацией пакетов, беспроводные мобильные терминалы радиосвязи имеют существенный недостаток, ввиду ограниченной ширины полосы интерфейса радиосвязи, который отделяет мобильные терминалы от сетей с коммутацией пакетов.Modern mobile / cellular telecommunication networks are typically designed to connect and operate with public switched telephone networks (PSTN) and Digital Integrated Services Networks (CSCS). Both of these types of networks are circuit-switched, not packet-switched, and handle relatively narrowband traffic. However, packet-switched networks, such as the Internet, are very much in demand and handle much more broadband traffic than circuit-switched networks. Although wired communication terminals, such as personal computers, are capable of using a wider bandwidth of a packet-switched network, wireless mobile radio terminals have a significant drawback due to the limited bandwidth of the radio interface that separates the mobile terminals from packet-switched networks.
Таким образом, имеется потребность в системе доступа к радиосвязи, которая обеспечивает беспроводный доступ при очень высоких скоростях передачи данных и поддерживает услуги каналов-носителей, реальным образом недостижимых в мобильных системах связи первого и второго поколения. Эта потребность наилучшим образом удовлетворяется в широкополосной сети доступа к радиосвязи множественного доступа с кодовым разделением каналов (Ш-МДКР).Thus, there is a need for a radio access system that provides wireless access at very high data rates and supports carrier channel services that are not actually achievable in first and second generation mobile communication systems. This need is best met in a Code Division Division Multiple Access (W-CDMA) broadband access radio network.
Для облегчения понимания сущности изобретения вначале кратко описана система УМТС 10 со ссылками на фиг.1. Репрезентативная, ориентированная на соединение, внешняя базовая сеть, показанная в виде облака 12, может представлять собой, например, коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП) и/или цифровую сеть с комплексными услугами (ЦСКУ). Репрезентативная, ориентированная на соединение, внешняя базовая сеть, показанная в виде облака 14, может представлять собой, например, сеть Интернет. Обе сети 12 и 14 связаны с соответствующими узлами 16 услуг базовой сети (БС). Сеть 12 с коммутацией каналов типа КТСОП/ЦСКУ соединена с ориентированным на соединение узлом услуг, таким как узел 18 услуг с коммутацией каналов, который в случае платформы GSM включает в себя центр коммутации мобильных станций (ЦКМ) 23 и соответствующий регистр местоположения “визитеров” (РМВ) 24. Также в существующей платформе GSM узел 18 услуг с коммутацией каналов соединен с системой базовых станций (СБС) 26, которая в свою очередь соединена с базовой станцией радиосвязи (БСР) 28, имеющей соответствующую область 34 географической ячейки.To facilitate understanding of the invention, at first, the UMTS system 10 is briefly described with reference to FIG. A representative, connection-oriented, external core network, shown as
Узел услуг без установления соединения представляет собой узел 20 услуг с коммутацией пакетов, выполненный с возможностью обеспечения услуг типа с коммутацией пакетов. В платформе GSM такой узел соответствует одному или более узлам основных пакетных услуг радиосвязи (ОПУР), таких как SGSN, GGSN и т.д. Каждая из базовых сетей 18 и 20 также соединена с регистром исходных местоположений (РИМ) 22, в котором сохраняются идентификационные данные мобильных станций, данные абонирования услуг и информация о мобильности/местоположении. Узлы 18, 20 услуг базовой сети также соединены с сетью доступа к радиосвязи (СДР) системы УМТС (СДР-УМТС) 30, которая включает в себя один или несколько сетевых контроллеров радиосвязи (СКР) 32, связанных с одной или более базовыми станциями 28, причем каждая базовая станция имеет соответствующую географическую область 34 ячейки. Сеть 30 доступа к радиосвязи обеспечивает услуги в направлении к мобильной станции 36 и от нее по интерфейсу радиосвязи к узлам 18, 20 услуг базовой сети, причем базовые сети не должны запрашивать конкретные ресурсы радиосвязи для предоставления этих услуг. СДР-УМТС 30 “отображает” каналы-носители доступа к радиосвязи на физические каналы радиосвязи - эта функция в основном контролируется сетевыми контроллерами 32 радиосвязи. В системе Ш-МДКР индивидуальные каналы радиосвязи распределены с использованием кодов расширения спектра. Как упоминалось выше, Ш-МДКР обеспечивает широкую полосу для мультимедийных услуг и других потребностей с высокими скоростями передачи. Кроме того, она также обеспечивает характеристики надежности, такие как передача обслуживания с использованием разнесения и прием с использованием многоотводных приемников для обеспечения высокого качества связи.A connectionless service node is a packet switched
Когда мобильная станция находится в состоянии ожидания, т.е. не участвует в соединении с СДР-УМТС 30, базовые сети должны иметь возможность определять местоположение и осуществлять связь с мобильной станцией. Мобильные станции также должны иметь возможность инициировать связь с базовыми сетями. В типовом случае используются общие каналы: один для нисходящего направления от базовой станции к мобильной станции (канал поискового вызова), а другой для восходящего направления от мобильной станции к базовой станции (канал случайного доступа). Периодически мобильная станция регистрируется или иным образом сообщает о своем присутствии в базовую станцию конкретной ячейки, в которой она находится в текущее время.When the mobile station is idle, i.e. does not participate in connection with SDR-UMTS 30, core networks should be able to determine the location and communicate with the mobile station. Mobile stations should also be able to initiate communications with core networks. Typically, common channels are used: one for the downstream direction from the base station to the mobile station (paging channel), and the other for the upstream direction from the mobile station to the base station (random access channel). Periodically, the mobile station registers or otherwise reports its presence to the base station of the specific cell in which it is currently located.
Если в узлах услуг базовой сети не известно, в какой конкретно ячейке находится в текущее время мобильная станция, то в узлах услуг базовых сетей в типовом случае известно обобщенное местоположение мобильной станции, т.е. группа ячеек, в типовом случае называемых областью местоположений. Поэтому, когда из базовой сети должен направляться вызов к мобильной станции, выполняется процедура поискового вызова, при которой к мобильной станции по нисходящему каналу поискового вызова передается сообщение поискового вызова, запрашивающее установление соединения мобильной станции с сетью доступа 30 к радиосвязи через ячейку, в которой она находится в текущее время.If in the nodes of the core network services it is not known in which particular cell the mobile station is currently located, then in the nodes of the core network services, the generic location of the mobile station is typically known, i.e. A group of cells, typically referred to as a location area. Therefore, when a call is to be routed to the mobile station from the core network, a paging procedure is performed in which a paging message is transmitted to the mobile station via a downlink paging channel requesting the connection of the mobile station with the
Для того чтобы мобильная станция принимала сообщения поискового вызова, она должна перейти в активное состояние, т.е. на нее должно быть подано питание, и она должна контролировать в течение соответствующего времени конкретный канал управления, по которому передается конкретное сообщение поискового вызова. Если мобильное устройство радиосвязи непрерывно потребляет питание и постоянно контролирует канал поискового вызова, то имеется высокая вероятность того, что оно обнаружит и точно примет поисковый вызов. Однако мобильные станции обычно работают с батарейным питанием, а батареи имеют ограниченный срок службы между их перезарядкой. Непрерывный контроль канала поискового вызова, следовательно, существенно сокращает срок службы батарей питания.In order for the mobile station to receive paging messages, it must go into an active state, i.e. power must be supplied to it, and it must monitor, for the appropriate time, a particular control channel through which a particular paging message is transmitted. If a mobile radio communication device continuously consumes power and constantly monitors the paging channel, then it is highly likely that it will detect and accurately receive the paging call. However, mobile stations typically operate with battery power, and batteries have a limited life between recharging. Continuous monitoring of the paging channel, therefore, significantly reduces the battery life.
Соответственно, желательно исключить или иным образом минимизировать потребление питания от батарей, где это практически возможно. Основная идея состоит в том, чтобы перевести мобильную станцию в режим низкого потребления мощности или в “неактивный” режим, чтобы экономить мощность батареи питания, если мобильной станции не требуется выполнять какие-либо необходимые функции. Чтобы обеспечить надежный прием необходимых сообщений, мобильная станция периодически активизируется, переходя из неактивного состояния в режим питания с повышенным уровнем мощности, чтобы она могла принимать сообщения, такие как поисковые вызовы, или передавать периодические обновленные данные о своем местоположении по общему каналу. Основная проблема оптимизации неактивного режима состоит в достижении компромисса между длительным пребыванием в неактивном состоянии, обеспечивающим экономию мощности батареи питания мобильной станции, и более коротким неактивным режимом, обеспечивающим более высокие характеристики, например снижение времени установления вызова или уменьшение задержек в передаче данных в направлении нисходящей линии связи к мобильной станции.Accordingly, it is desirable to eliminate or otherwise minimize battery consumption, where practicable. The basic idea is to put the mobile station in low power mode or in “inactive” mode in order to save battery power if the mobile station does not need to perform any necessary functions. To ensure reliable reception of the necessary messages, the mobile station is periodically activated, switching from an inactive state to a power mode with a high power level so that it can receive messages, such as search calls, or transmit periodic updated data about its location via a common channel. The main problem of optimizing the inactive mode is to achieve a compromise between a long stay in the inactive state, which saves the power supply of the mobile station’s battery, and a shorter inactive mode, which provides higher characteristics, such as reducing call setup time or reducing data transmission delays in the downlink direction communication to the mobile station.
Одним из методов решения этой проблемы оптимизации является определение неизменного периода неактивного режима, когда все мобильные станции находятся в условиях общего компромисса между экономией ресурса батареи и задержками передачи. Хотя этот подход является привлекательным ввиду относительной простоты реализации и управления, он не учитывает в числе других факторов такие, как пользовательские предпочтения, приоритеты, требования услуг связи. Было бы желательно обеспечить пользователям возможность изменять период неактивного режима, чтобы учесть подобные предпочтения, приоритеты и/или требования услуг. Более того, в ситуациях, когда имеет место низкая активность мобильных станций и когда местоположение мобильных станций известно только в общих чертах, а не на уровне индивидуальных ячеек, потребуется, чтобы фиксированная задержка была относительно большой, что требует относительно продолжительного фиксированного неактивного цикла. Однако такой продолжительный период может оказаться непригодным для других услуг, требующих более коротких задержек. В результате фиксированный период неактивного состояния потребовал бы установки короткого цикла неактивного состояния для удовлетворения требований режима наивысшей активности и/или услуг, допускающих минимальные задержки. Таким образом, если даже мобильная станция должна иметь высокий уровень активности или использовать тип услуги с малой задержкой лишь кратковременно, она все равно должна постоянно активизироваться с высокой частотой. Эта высокая частота активизации приводит к избыточному потреблению ограниченной мощности батареи питания.One of the methods for solving this optimization problem is to determine a constant period of inactive mode when all mobile stations are in a general compromise between saving battery life and transmission delays. Although this approach is attractive due to the relative ease of implementation and management, it does not take into account, among other factors, such as user preferences, priorities, and communication service requirements. It would be desirable to provide users with the ability to change the period of inactive mode in order to take into account such preferences, priorities and / or requirements of services. Moreover, in situations where there is low activity of mobile stations and when the location of mobile stations is known only in general terms, and not at the level of individual cells, it will be required that the fixed delay be relatively large, which requires a relatively long fixed inactive cycle. However, such a long period may not be suitable for other services requiring shorter delays. As a result, a fixed period of inactive state would require the installation of a short cycle of inactive state to satisfy the requirements of the highest activity mode and / or services that allow minimal delays. Thus, even if the mobile station must have a high level of activity or use the type of service with a low delay only for a short time, it should still be constantly activated with a high frequency. This high activation frequency leads to excessive consumption of the limited power of the battery.
Задачей изобретения является обеспечение для мобильной станции режима неактивного состояния с экономией мощности, причем такой режим должен изменяться с учетом конкретных факторов или обстоятельств.The objective of the invention is to provide a mobile station inactive mode with power saving, and this mode should be changed taking into account specific factors or circumstances.
Задачей изобретения является также создание переменного режима неактивного состояния, при котором мобильная станция инициирует изменение переменного режима неактивного состояния.The objective of the invention is the creation of a variable mode of inactive state, in which the mobile station initiates a change in the variable mode of inactive state.
Кроме того, задачей изобретения является создание переменного режима неактивного состояния, который принимает во внимание различные уровни активности мобильной станции.In addition, an object of the invention is to provide an alternating inactive state mode that takes into account various levels of activity of a mobile station.
Также задачей изобретения является создание переменного режима неактивного состояния, который принимает во внимание приоритеты и предпочтения оператора мобильной станции.Another objective of the invention is the creation of an alternating inactive state mode, which takes into account the priorities and preferences of the mobile station operator.
Также задачей изобретения является создание переменного режима неактивного состояния, который принимает во внимание различные услуги мобильной станции и временные ограничения, связанные с ними.It is also an object of the invention to provide an alternating inactive state mode that takes into account various mobile station services and the time constraints associated with them.
Также задачей изобретения является координация переменных режимов неактивного состояния при осуществлении связи мобильных станций с множеством базовых сетей.Another objective of the invention is the coordination of variable modes of an inactive state when communicating with mobile stations with many core networks.
Настоящее изобретение решает эти проблемы и достигает эти и другие результаты за счет создания способа работы мобильной станции, при котором цикл неактивного состояния мобильной станции может оптимальным образом варьироваться в зависимости от одного или более условий, связанных с работой мобильной станции. На основе одного или более из этих условий определяется значение переменного параметра активизации, которое используется для установления моментов времени, когда мобильная станция автоматически выходит из режима низкого потребления мощности и переходит в режим высокого потребления мощности, например, для прослушивания поискового вызова. Переменный параметр активизации мобильной станции предусмотрен для сети доступа к радиосвязи и для базовых сетей, чтобы обеспечить координацию связи и услуг с мобильной станцией.The present invention solves these problems and achieves these and other results by creating a mobile station operation method in which the inactive cycle of a mobile station can optimally vary depending on one or more conditions associated with the operation of the mobile station. Based on one or more of these conditions, the value of the variable activation parameter is determined, which is used to establish the times when the mobile station automatically leaves the low power consumption mode and enters the high power consumption mode, for example, to listen to a search call. A variable activation parameter of the mobile station is provided for the radio access network and for the core networks to ensure coordination of communication and services with the mobile station.
Если имеет место изменение в одном или более условиях, которые относятся к работе мобильной станции, значение переменного параметра активизации может изменяться в ответ на такое изменение. Например, мобильная станция может работать при множестве уровней активности, а обнаруженное изменение может включать работу на другом уровне активности из множества уровней активности. Различные уровни активности имеют соответствующие различающиеся длительности времени, требуемого для установки вызова или передачи данных нисходящей линии связи. Обнаруженное изменение может также включать в себя инициируемое мобильной станцией изменение в рабочих условиях в течение времени, когда мобильная станция находится на одном из таких уровней активности.If there is a change in one or more conditions that relate to the operation of the mobile station, the value of the variable activation parameter may change in response to such a change. For example, a mobile station may operate at multiple levels of activity, and a detected change may include operating at a different level of activity from among multiple levels of activity. Different levels of activity have corresponding varying lengths of time required to set up a call or transmit downlink data. The detected change may also include a change in operating conditions initiated by the mobile station during the time that the mobile station is at one of these activity levels.
Если условие представляет собой текущий уровень активности мобильной станции, то переменный параметр активизации изменяется так, чтобы увеличить частоту, с которой мобильная станция активизируется, соответственно более высокому уровню активности. Для более низкого уровня активности переменный параметр активизации может изменяться так, чтобы уменьшить частоту, с которой мобильная станция активизируется. Если условие представляет собой услугу, которая запрашивается в данный момент времени или абонентом которой является мобильная станция, то переменный параметр активизации изменяется так, чтобы увеличить частоту, с которой мобильная станция активизируется, если текущая услуга требует низкой задержки. Если услуга допускает высокую задержку, то переменный параметр активизации может изменяться так, чтобы снизить частоту, с которой мобильная станция активизируется. Если услуга включает максимальный параметр задержки, то значение переменного параметра активизации изменяется так, чтобы снизить частоту, с которой мобильная станция активизируется без превышения указанного параметра максимальной задержки.If the condition is the current level of activity of the mobile station, then the activation variable is changed so as to increase the frequency with which the mobile station is activated, respectively, a higher level of activity. For a lower level of activity, the activation variable may be varied so as to reduce the frequency with which the mobile station is activated. If the condition is a service that is currently being requested or whose subscriber is a mobile station, then the activation variable is changed to increase the frequency with which the mobile station is activated if the current service requires a low delay. If the service allows a high delay, then the activation variable may be changed so as to reduce the frequency with which the mobile station is activated. If the service includes the maximum delay parameter, the value of the variable activation parameter is changed so as to reduce the frequency with which the mobile station activates without exceeding the specified maximum delay parameter.
Настоящее изобретение также позволяет пользователю установить приоритет экономии ресурса батареи или низкой задержки, и, как результат такого пользовательского приоритета, переменный параметр активизации может изменяться соответствующим образом. Более того, значение переменного параметра активизации может также изменяться в зависимости от типа источника питания, от которого питается мобильная станция в текущий момент времени. Например, источник питания с более коротким сроком службы предполагает более длинный цикл неактивного состояния; источник питания с более длительным сроком службы предполагает более короткий цикл неактивного состояния.The present invention also allows the user to set the priority of battery saving or low latency, and, as a result of such a user priority, the activation variable can be changed accordingly. Moreover, the value of the variable activation parameter may also vary depending on the type of power source from which the mobile station is currently being powered. For example, a power supply with a shorter life span assumes a longer inactive cycle; a longer-life power supply requires a shorter inactive cycle.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения параметр активизации вычисляется в соответствии со следующим соотношением: S=2n, где S - длительность переменного цикла неактивного состояния, измеренная, например, как целое число кадров канала связи, в течение которых мобильная станция находится в режиме низкой мощности питания, и n - переменное целое число. Предположим, что базовая станция и мобильная станция осуществляют связь с использованием канала связи, который разделен на повторяющуюся последовательность из М кадров. Число кадров М в последовательности предпочтительно равно целочисленной степени числа 2. Конкретное число W кадров активизации, когда мобильная станция переходит в режим высокой мощности питания, может быть определено в соответствии со следующим соотношением: W=(kS)moduloM, где k - целое число.In a preferred embodiment of the present invention, the activation parameter is calculated in accordance with the following relation: S = 2 n , where S is the duration of the alternating inactive state cycle, measured, for example, as an integer number of communication channel frames during which the mobile station is in low power mode power, and n is a variable integer. Assume that the base station and the mobile station communicate using a communication channel that is divided into a repeating sequence of M frames. The number of frames M in the sequence is preferably equal to the integer power of 2. The specific number W of activation frames when the mobile station enters high power mode can be determined in accordance with the following relation: W = (kS) moduloM, where k is an integer.
Подход с использованием режима переменного неактивного состояния, согласно настоящему изобретению, также обеспечивает значительную гибкость и оптимизацию в сетях связи, таких как УМТС, показанная на фиг.1. Для каждой из базовых сетей мобильная станция может иметь соответствующий переменный параметр неактивного состояния. В результате временной интервал, когда мобильная станция переходит из неактивного режима с низкой мощностью питания в неактивный режим с более высокой мощностью питания, может варьироваться на основе текущих рабочих условий и связи между мобильной станцией и базовыми сетями. Настоящее изобретение также обеспечивает способ координации и синхронизации периодов времени активизации для множества базовых сетей, имеющих различные параметры переменного режима неактивного состояния мобильных станций.The approach using the variable inactive state according to the present invention also provides significant flexibility and optimization in communication networks, such as UMTS, shown in figure 1. For each of the core networks, the mobile station may have a corresponding inactive state variable. As a result, the time interval when a mobile station transitions from an idle mode with a low power supply to an idle mode with a higher power supply can vary based on current operating conditions and communication between the mobile station and core networks. The present invention also provides a method for coordinating and synchronizing activation time periods for a plurality of core networks having various inactive state variables of mobile stations.
Хотя настоящее изобретение не исключает тот факт, что имеется компромисс между экономией ресурса батареи питания и качеством услуги и задержкой в передаче, возможности режима переменного неактивного состояния, соответствующие настоящему изобретению, позволяют оптимизировать данный компромисс в соответствии с индивидуальными целями и/или условиями конкретного пользователя/мобильной станции.Although the present invention does not exclude the fact that there is a compromise between saving battery power and quality of service and transmission delay, the possibilities of the inactive alternating state mode corresponding to the present invention make it possible to optimize this compromise in accordance with the individual goals and / or conditions of a particular user / mobile station.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Вышеуказанные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:The above and other objectives, features and advantages of the present invention are described below with reference to the drawings, which represent the following:
Фиг.1 - блок-схема примера универсальной мобильной телефонной системы (УМТС), в которой может быть использовано настоящее изобретение;Figure 1 is a block diagram of an example of a universal mobile telephone system (UMTS) in which the present invention can be used;
Фиг.2 - диаграмма, иллюстрирующая области местоположений, которые могут быть использованы в процедурах координации местоположения и поискового вызова мобильных станций;FIG. 2 is a diagram illustrating areas of locations that can be used in location coordination and paging procedures of mobile stations; FIG.
Фиг.3 - диаграмма, иллюстрирующая различные типы каналов, используемых при осуществлении связи между базовой станцией и мобильной станцией;Figure 3 is a diagram illustrating various types of channels used in communication between a base station and a mobile station;
Фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая формат состоящего из кадров канала поискового вызова или широковещательной передачи, иллюстрирующая цикл (S) неактивного состояния мобильной станции и соответствующие кадры (W) активизации;FIG. 4 is a diagram illustrating a format of a paging or broadcast channel channel frame, illustrating a mobile station inactive state cycle (S) and corresponding activation frames (W);
Фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая примерные процедуры, выполняемые базовой станцией для передачи сообщения поискового вызова к мобильной станции;5 is a flowchart illustrating exemplary procedures performed by a base station for transmitting a paging message to a mobile station;
Фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая примерные процедуры, выполняемые мобильной станцией, когда она входит в новую сотовую ячейку;6 is a flowchart illustrating exemplary procedures performed by a mobile station when it enters a new cell;
Фиг.7 - функциональная блок-схема мобильной станции, соответствующая возможному варианту осуществления настоящего изобретения;7 is a functional block diagram of a mobile station in accordance with a possible embodiment of the present invention;
Фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая процедуру неактивного состояния/активизации мобильной станции в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 8 is a flowchart illustrating an inactive / energized procedure of a mobile station in accordance with a possible embodiment of the present invention;
Фиг.9 - блок-схема системы УМТС, показанной на фиг.1, иллюстрирующая различные уровни активности мобильной станции по отношению к узлам услуг двух различных базовых сетей.FIG. 9 is a block diagram of a UMTS system shown in FIG. 1 illustrating various levels of activity of a mobile station with respect to service nodes of two different core networks.
Детальное описание чертежейDetailed Description of Drawings
В последующем описании в целях пояснения, но не ограничения, представлены конкретные детали, такие как конкретные варианты осуществления, потоки данных, примеры реализации сигнализации, интерфейсы, методы и т.д., чтобы подробно пояснить изобретение. Однако для специалистов в данной области техники должно быть ясно, что настоящее изобретение может быть реализовано в других вариантах, которые отличаются от приведенных конкретных примеров осуществления. Например, настоящее изобретение описано в контексте не ограничивающего изобретение варианта системы УМТС 10, показанной на фиг.1 и описанной выше. Таким образом, хотя настоящее изобретение описано в контексте приведенной для примера сотовой телефонной сети с использованием терминологии GSM и УМТС, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение может быть реализовано в любой сотовой телефонной системе. В других случаях детальные описания хорошо известных способов, интерфейсов, устройств и методов сигнализации опущены, чтобы не загромождать описание настоящего изобретения ненужными подробностями.In the following description, for purposes of explanation, but not limitation, specific details are presented, such as specific embodiments, data streams, examples of signaling implementations, interfaces, methods, etc., in order to explain the invention in detail. However, it should be clear to those skilled in the art that the present invention may be implemented in other embodiments that differ from the specific embodiments given. For example, the present invention is described in the context of a non-limiting embodiment of the UMTS system 10 shown in FIG. 1 and described above. Thus, although the present invention has been described in the context of an exemplary cellular telephone network using GSM and UMTS terminology, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in any cellular telephone system. In other cases, detailed descriptions of well-known signaling methods, interfaces, devices, and methods are omitted so as not to clutter up the description of the present invention with unnecessary details.
Существует взаимосвязь и взаимное соотношение между переменным режимом неактивного состояния мобильной станции согласно настоящему изобретению и координацией местоположения мобильной станции, включающей процедуры обновления данных местоположения и поискового вызова. Такие процедуры обновления местоположения позволяют сетям отслеживать местоположение мобильных станций более или менее точно, чтобы иметь возможность определения местоположения мобильной станции в случае входящего вызова. Регистрация местоположения также используется для формирования профиля услуг мобильной станции в районе ее местоположения и для обеспечения возможности быстрого предоставления услуг сети, например функции регистрации местоположений “визитеров” в системе GSM. Процесс поискового вызова включает передачу сообщений поисковых вызовов во всех ячейках, где может быть расположена мобильная станция. Поэтому если затраты на определение местоположения высоки, исходя из точности определения местоположения пользователя, то затраты на поисковый вызов будут низкими (так как сообщения поискового вызова будут передаваться только в пределах малой области), и установка вызова в конечном счете будет намного более быстродействующей. С другой стороны, если затраты на определение местоположения низки и информация о местоположении пользователя имеет самый общий характер или “размыта”, то затраты на поисковый вызов будут высоки, так как сообщения поискового вызова надо будет передавать в широкой области. В настоящее время способ определения местоположения, наиболее широко распространенный в сотовых системах первого и второго поколения, использует области местоположений (ОМ), как показано на фиг.2. Каждая область местоположений включает множество ячеек базовых станций. Области местоположений позволяют отслеживать мобильные станции, причем местоположение мобильной станции считается “известным”, если система знает, в какой области местоположений находится мобильная станция.There is a relationship and relationship between the inactive state variable of the mobile station according to the present invention and the coordination of the location of the mobile station, including procedures for updating location data and paging. Such location updating procedures allow networks to track the location of mobile stations more or less accurately in order to be able to determine the location of a mobile station in the event of an incoming call. Location registration is also used to formulate the profile of the mobile station’s services in the area of its location and to enable the rapid provision of network services, for example, the function of registering the location of “visitors” in the GSM system. The paging process includes sending paging messages in all cells where the mobile station may be located. Therefore, if the cost of determining the location is high, based on the accuracy of determining the location of the user, then the cost of the search call will be low (since the message search call will be transmitted only within a small area), and the call setup will ultimately be much faster. On the other hand, if the cost of locating the location is low and the location information of the user is the most general or “blurred,” then the cost of the paging call will be high since the paging message will need to be transmitted over a wide area. Currently, the location method, the most widely used in first and second generation cellular systems, uses location areas (OM), as shown in FIG. Each location area includes multiple base station cells. Location areas allow you to track mobile stations, and the location of the mobile station is considered “known” if the system knows in which location area the mobile station is located.
Ввиду различных услуг, предоставляемых в УМТС, и значительного спроса на ограниченные ресурсы канала, УМТС 10 использует различные типы ресурсов каналов. Некоторые примеры приведены на фиг.3. Некоторые услуги, такие как речевые услуги, требуют специализированного ресурса канала, т.е. выделенного канала. Другие услуги, которые допускают переменную задержку и пропускную способность, могут использовать более эффективный общий канал, который совместно используется множеством пользователей. Базовая станция, таким образом, передает различную служебную и идентификационную информацию по широковещательному каналу управления (ШКУ); и в типовом случае один или несколько каналов поискового вызова (КПВ1...КПВN) используются для передачи сообщений поискового вызова к мобильным станциям в области ячейки базовой станции. Кроме того, общий канал случайного доступа (КСД) используется мобильными станциями в ячейке базовой станции для запроса услуг и передачи коротких пакетов данных. Прямой канал доступа (ПКД) является общим каналом, который используется базовой станцией для передачи данных к множеству мобильных станций. СДР-УМТС 30 планирует интервалы времени передачи ПКД для различных мобильных станций.Due to the various services provided at the UMTS and the significant demand for limited channel resources, the UMTS 10 uses various types of channel resources. Some examples are shown in figure 3. Some services, such as voice services, require a dedicated channel resource, i.e. dedicated channel. Other services that allow variable latency and throughput can use a more efficient common channel that is shared by many users. The base station thus transmits various service and identification information via the broadcast control channel (CCU); and typically, one or more paging channels (CPV1 ... CPVN) are used to transmit paging messages to mobile stations in a cell area of a base station. In addition, a common random access channel (CSD) is used by mobile stations in a cell of a base station to request services and transmit short data packets. The direct access channel (PCA) is a common channel that is used by a base station to transmit data to multiple mobile stations. SDR-
Более эффективное использование ресурсов может быть обеспечено за счет распределения ресурсов в зависимости от объема передаваемых данных, например в зависимости от текущего уровня активности мобильной станции. Каждый отличающийся уровень активности имеет соответствующую ситуацию координации местоположений. Ниже приведен пример разбиения на возможные уровни активности:A more efficient use of resources can be achieved by allocating resources depending on the amount of transmitted data, for example, depending on the current level of activity of the mobile station. Each different level of activity has a corresponding location coordination situation. The following is an example of splitting into possible activity levels:
- Уровень активности А1 соответствует выделенному каналу, который в типовом случае используется в случае очень высоких уровней активности или в случае услуг, не допускающих задержек, подобных речевой услуге. СДР-УМТС 30 управляет установкой выделенного канала данных. Местоположение мобильной станции, очевидно, известно в данной ситуации.- The activity level A1 corresponds to a dedicated channel, which is typically used in the case of very high levels of activity or in the case of services that do not allow delays such as a voice service. SDR-
- Уровень активности А2 соответствует общему каналу, совместно используемому множеством мобильных станций, для которого типичны уровни активности от умеренного до умеренно высокого. Примерами общих каналов данных являются канал случайного доступа и прямой канал доступа, как показано на фиг.2. Местоположение мобильной станции известно в СДР-УМТС 30 с точностью до конкретной ячейки, и СДР-УМТС 30 обрабатывает такое соединение.- A2 activity level corresponds to a common channel shared by many mobile stations, for which moderate to moderately high activity levels are typical. Examples of common data channels are a random access channel and a direct access channel, as shown in FIG. The location of the mobile station is known in SDR-
- Уровень активности A3 соответствует активности канала поискового вызова, который используется, когда местоположение мобильной станции известно в СДР-УМТС с точностью до области регистрации СДР-УМТС (ОР-УСДР), т.е. группы ячеек, а не на уровне индивидуальной ячейки. В типовом случае каналы поискового вызова имеют низкую активность.- The activity level A3 corresponds to the activity of the paging channel, which is used when the location of the mobile station is known in the SDR-UMTS with accuracy to the registration area of the SDR-UMTS (OR-USDR), i.e. cell groups, not at the individual cell level. Typically, paging channels have low activity.
- Уровень активности А4 соответствует активности канала поискового вызова, управляемого одним из узлов услуг базовой сети, потому что СДР-УМТС (УСДР) 30 не имеет информации о местоположении мобильной станции в состоянии ожидания (неактивном состоянии), т.е. отсутствует текущее “соединение” между мобильной станцией и УСДР 30. Уровень активности А4 соответствует очень низкой активности, когда местоположение мобильной станции известно с точностью до большой группы ячеек, соответствующей, например, ОР-УСДР, т.е. известно только на уровне базовых сетей.- Activity level A4 corresponds to the activity of the paging channel controlled by one of the service nodes of the core network, because SDR-UMTS (USDR) 30 does not have information about the location of the mobile station in the idle state (inactive state), i.e. there is no current “connection” between the mobile station and the
Если имеется соединение, как восходящей линии, так и нисходящей линии, между мобильной станцией и УСДР, то местоположение мобильной станции известно и обрабатывается УСДР. С другой стороны, если нет соединения между УСДР и мобильной станцией, то местоположение мобильной станции известно только в общем, на уровне базовой сети.If there is a connection, both an uplink and a downlink, between the mobile station and the network, then the location of the mobile station is known and processed by the network. On the other hand, if there is no connection between the PDMA and the mobile station, then the location of the mobile station is known only in general, at the level of the core network.
Довольно неэффективно и неудобно иметь один фиксированный режим неактивного состояния, который оптимальным образом адаптирован к различным уровням активности мобильной станции, таким как уровни активности А1-А4. Например, нет необходимости иметь короткий период задержки, соответствующий короткому циклу активизации, который может быть пригоден для умеренно высокой активности на уровне А2, если мобильная станция находится в состоянии ожидания на уровне активности А4. В такой ситуации частые активизации с высокой мощностью питания для контроля канала поискового вызова приводят к бесполезным затратам ресурса батареи питания мобильной станции.It is rather inefficient and inconvenient to have one fixed inactive state mode that is optimally adapted to various activity levels of a mobile station, such as activity levels A1-A4. For example, it is not necessary to have a short delay period corresponding to a short activation cycle, which may be suitable for moderately high activity at the A2 level if the mobile station is in the idle state at the A4 activity level. In such a situation, frequent activations with high power to control the paging channel lead to wasteful use of the battery power of the mobile station.
Настоящее изобретение отклоняет негибкий подход с использованием фиксированного цикла неактивного состояния и вместо этого предусматривает переменный цикл неактивного состояния, который может подстраиваться для того, чтобы наилучшим образом отвечать текущим потребностям и условиям работы мобильной станции/пользователя. Имеется множество различных путей определения переменного цикла неактивного состояния. Поэтому приведенный ниже способ является просто возможным примером. Переменный цикл S неактивного состояния может быть определен следующим образом: S=2n, где n - параметр режима неактивного состояния, значение которого может изменяться по мере необходимости для изменения цикла S режима неактивного состояния. В типовом случае каналы поискового вызова разделены на ряд кадров, каждый из кадров имеет номер кадра. Схема нумерации кадров выполняется “по модулю”, что означает, что после достижения последнего номера кадра нумерация кадров возобновляется с начала. На фиг.4 показан пример канала поискового вызова и широковещательной передачи, имеющий пронумерованные кадры 0, 1, 2,..., M-1, где М - число кадров в цикле повторения. В данном приведенном для примера варианте осуществления параметр n переменного режима неактивного состояния является целым числом от 0 до 2logM. Значение М должно выбираться с учетом наибольшего возможного цикла режима неактивного состояния и предпочтительно равно степени числа 2.The present invention rejects the inflexible approach using a fixed inactive state cycle and instead provides for an inactive state variable cycle that can be adjusted to best suit the current needs and operating conditions of the mobile station / user. There are many different ways to determine the variable cycle of an inactive state. Therefore, the method below is just a possible example. The variable inactive state cycle S can be defined as follows: S = 2 n , where n is the inactive state mode parameter, the value of which can be changed as necessary to change the inactive state mode cycle S. Typically, paging channels are divided into a series of frames, each of the frames having a frame number. The frame numbering scheme is performed “modulo”, which means that after reaching the last frame number, frame numbering is resumed from the beginning. Figure 4 shows an example of a paging channel and broadcast, having numbered
В течение цикла S режима неактивного состояния мобильная станция переходит в режим работы с низкой мощностью для экономии мощности батареи питания. В конце цикла неактивного состояния мобильная станция активизируется и переходит в режим работы с более высокой мощностью для выполнения такой операции, как контроль поискового вызова в канале поискового вызова, перед возвратом назад в неактивное состояние.During the inactive mode cycle S, the mobile station enters a low power operation mode to save power of the power battery. At the end of the inactive cycle, the mobile station activates and enters a higher power mode to perform an operation such as paging control in the paging channel, before returning to the inactive state.
Мобильной станции может потребоваться информация о том, на какой радиочастоте следует осуществлять контроль, если в канале поискового вызова используется несколько частот, какой канал поискового вызова из множества каналов поискового вызова в ячейке следует контролировать, какой кадр необходимо контролировать, и если кадры разделены на временные интервалы, то в каком временном интервале следует осуществлять контроль поискового вызова. Одним из путей выбора частоты (если это необходимо), идентификационных данных канала поискового вызова (если это необходимо), номера кадра (F), временного интервала кадра (если это необходимо) является использование в мобильной станции и в УСДР алгоритма выбора на основе идентификатора мобильной станции, такого как Международный идентификатор мобильного абонента (МИМА). В любом случае, если определен абсолютный номер F кадра, то номера кадров, когда мобильная станция будет активизироваться в соответствии с моментами времени вероятного приема поискового вызова, определяются в соответствии со следующим соотношением: W=(F+kS)moduloМ, где k - целое число. На фиг.4 приведена иллюстрация этого соотношения, где показаны кадры активизации W как F, F+S, F+2S,..., F+kS. Путем изменения переменной n изменяют цикл режима неактивного состояния мобильной станции, в результате чего номер W кадра, в котором мобильная станция активизируется, например, для контроля конкретного канала поискового вызова, также изменяется.The mobile station may need information about which radio frequency should be monitored if several frequencies are used in the paging channel, which paging channel from the plurality of paging channels in the cell should be controlled, which frame should be monitored, and if the frames are divided into time intervals , then in what time interval should control the search call. One of the ways to select the frequency (if necessary), the identification data of the paging channel (if necessary), the frame number (F), the frame time interval (if necessary) is to use a selection algorithm based on the mobile identifier in the mobile station and in the UDR stations, such as International Mobile Subscriber Identity (MIMA). In any case, if the absolute frame number F is determined, then the frame numbers when the mobile station will be activated in accordance with the time moments of the probable receipt of the paging call are determined in accordance with the following relation: W = (F + kS) moduloМ, where k is an integer number. Figure 4 is an illustration of this ratio, which shows the activation frames W as F, F + S, F + 2S, ..., F + kS. By changing the variable n, the inactive state mode cycle of the mobile station is changed, as a result of which the W number of the frame in which the mobile station is activated, for example, to monitor a particular paging channel, also changes.
Зная МИМА мобильной станции и текущее значение n, мобильная станция, УСДР и узлы 18, 20 услуг базовой сети могут легко определить, когда и где поисковый вызов для мобильной станции будет передаваться от одной (или более) базовой станции в УСДР 30. Сетевая программа (блок 50) обеспечивает примерные процедуры, выполняемые всеми базовыми станциями в области местоположений, где УСДР 30 или базовой сети желательно послать поисковый вызов мобильной станции. УСДР принимает от узла услуг базовой сети команду послать поисковый вызов мобильной станции, а также принимает сообщение поискового вызова, МИМА мобильной станции и значение n параметра переменного неактивного состояния (блок 52). Конкретный канал поискового вызова, номер кадра F и временной интервал кадра (не обязательно) определяются с использованием МИМА мобильной станции (блок 54). С использованием параметра n переменного неактивного состояния УСДР затем определяет цикл S переменного неактивного состояния мобильной станции, т.е. S=2n, и кадры W активизации с использованием S и определенного кадра F поискового вызова, например W=(F+kS)moduloM (блок 56). Одна или более базовых станций затем передают сообщение поискового вызова по выбранному каналу поискового вызова и в выделенном временном интервале для каждого номера W кадра (блок 58).Knowing the MIMA of the mobile station and the current value of n, the mobile station, the UDR and the
Базовая станция (станции) может повторно передавать сообщение поискового вызова заданное число раз, чтобы снизить вероятность того, что мобильная станция пропустит сообщение поискового вызова вследствие изменения условий радиосвязи или ячейки. Ответ на поисковый вызов от вызываемой мобильной станции обнаруживается базовой сетью, осуществляющей поисковый вызов, или, возможно, с помощью сетевого контроллера радиосвязи (СКР). Если базовая сеть не принимает ответ на поисковый вызов, она может повторить процедуру поискового вызова один или несколько раз. После этого, если все еще не будет ответа на поисковый вызов, мобильная станция рассматривается как “отсоединенная” (не достижимая).The base station (s) may retransmit the paging message a predetermined number of times to reduce the likelihood that the mobile station will miss the paging message due to a change in radio conditions or cell. A response to a paging call from a called mobile station is detected by a core network making a paging call, or possibly using a network radio controller (TFM). If the core network does not accept the answer to the search call, it can repeat the search call procedure one or more times. After that, if there is still no answer to the search call, the mobile station is considered as “disconnected” (not reachable).
В типовом случае переходы между различными уровнями активности, такими как А1-А4, описанные выше, выполняются для оптимизации использования ресурсов радиосвязи и соответственно инициируются от УСДР 30 и контролируются ею. С другой стороны, установка и изменение периода переменного режима неактивного состояния для мобильной станции определяются мобильной станцией/пользователем и базируются на таких факторах, как оптимизация ресурса батареи питания, желательные рабочие характеристики и т.п.Typically, transitions between different levels of activity, such as A1-A4, described above, are performed to optimize the use of radio resources and, accordingly, are initiated from and controlled by the
Имеется ряд способов увязки переменных циклов режима неактивного состояния с различными уровнями активности. Например, мобильная станция может использовать устанавливаемый по умолчанию цикл режима неактивного состояния для всех уровней активности, но при этом мобильная станция имеет возможность осуществлять изменение цикла режима неактивного состояния. Как вариант, различные устанавливаемые по умолчанию циклы режима неактивного состояния могут сохраняться как в мобильной станции, так и в УСДР 30 для каждого уровня активности. В этом случае, если мобильная станция изменяет уровни активности, цикл режима неактивного состояния автоматически изменяется. Кроме того, мобильная станция может варьировать цикл режима неактивного состояния в пределах каждого уровня активности. Таким образом, даже если цикл режима неактивного состояния может быть определен для каждого уровня активности, например, в виде устанавливаемого по умолчанию значения, мобильная станция может изменять цикл режима неактивного состояния на данном уровне активности.There are a number of ways to link variable cycles of an inactive state mode with different levels of activity. For example, a mobile station may use a default idle mode loop for all activity levels, but the mobile station has the ability to change the idle mode loop. Alternatively, various default inactive mode cycles can be stored both in the mobile station and in the
Рассмотрим ситуацию, когда мобильная станция входит в новую ячейку (блок 60), с последующими приведенными для примера процедурами, охарактеризованными с помощью блок-схемы на фиг.6. Мобильная станция считывает широковещательный канал (или иной общий канал), передаваемый базовой станцией в новой ячейке (блок 62). Из информации, предусмотренной в широковещательном (или ином общем) канале, мобильная станция определяет соответствующий канал поискового вызова (КПВ), номер кадра канала поискового вызова (F) и (дополнительно) временной интервал канала поискового вызова с использованием своей МИМА (блок 64). В блоке 66 принимается решение о том, принадлежит ли новая ячейка к группе ячеек/области местоположений, где мобильная станция уже зарегистрирована. Если нет, то мобильная станция регистрируется в новой группе ячеек в УСДР 30 и/или одной из базовых сетей (блок 68). Основываясь на текущем уровне активности (например, на уровнях активности А2-А4), мобильная станция может определить значение параметра n, соответствующее ее режиму неактивного состояния, для данного уровня активности (блок 70).Consider a situation where a mobile station enters a new cell (block 60), with the following example procedures described using the flowchart in FIG. 6. The mobile station reads the broadcast channel (or other common channel) transmitted by the base station in a new cell (block 62). From the information provided in the broadcast (or other common) channel, the mobile station determines the corresponding paging channel (CPV), the frame number of the paging channel (F), and (optionally) the time interval of the paging channel using its MIMA (block 64). At a
Разумеется, если уже установлен выделенный канал между мобильной станцией и УСДР 30 (например, уровень активности А1), мобильная станция не будет переходить в режим неактивного состояния. Как упомянуто выше, при уровне активности А2, когда существует соединение между мобильной станцией и УСДР 30, мобильная станция регистрируется в одной ячейке и осуществляет связь по общему каналу. Поэтому УСДР 30 не нужно посылать поисковый вызов к мобильной станции, поскольку текущая ячейка известна. Данные для этой мобильной станции передаются по общему каналу в течение кадров (W) активизации, вычисленных для мобильной станции в соответствии с формулой S=2n для переменного цикла режима неактивного состояния (блок 72) и формулой W=(F+kS)moduloM для кадра активизации (блок 74) с использованием соответствующего параметра активизации n(А2) режима неактивного состояния.Of course, if a dedicated channel has already been established between the mobile station and the UDRN 30 (for example, activity level A1), the mobile station will not go into an idle state. As mentioned above, at activity level A2, when there is a connection between the mobile station and the
При уровне активности A3, когда имеется соединение между мобильной станцией и УСДР и мобильная станция зарегистрирована в области местоположений, соответствующий параметр активности n(А3) режима неактивного состояния используется для определения S и W. Аналогично, n(А2), n(А3) могут также изменяться по инициативе мобильной станции в любой момент времени. Например, параметр режима неактивного состояния может быть увеличен, если для пользователя приоритетной является экономия ресурса батареи. Аналогичные процедуры также используются для состояния активности А4.At activity level A3, when there is a connection between the mobile station and the UDDR and the mobile station is registered in the location area, the corresponding activity parameter n (A3) of the idle mode is used to determine S and W. Similarly, n (A2), n (A3) can also change at the initiative of the mobile station at any given time. For example, the inactive mode parameter may be increased if the user has priority in saving battery life. Similar procedures are also used for activity state A4.
Как и в приведенном выше примере, параметр n режима неактивного состояния может отличаться в зависимости от текущего уровня активности мобильной станции. Кроме того, могут иметься другие процедуры, используемые для определения текущей активности мобильной станции независимо и/или во взаимосвязи с более формализованной структурой уровня активности, например, уровнями активности А1-А4. В действительности, множество других факторов могут также использоваться для определения соответствующего параметра режима неактивного состояния, который оптимизирует условия для текущей ситуации.As in the above example, the idle state parameter n may differ depending on the current activity level of the mobile station. In addition, there may be other procedures used to determine the current activity of the mobile station independently and / or in conjunction with a more formalized structure of the activity level, for example, activity levels A1-A4. In fact, many other factors can also be used to determine the corresponding inactive mode parameter, which optimizes the conditions for the current situation.
Параметр режима неактивного состояния может изменяться на основе услуги, которая запрашивается в текущий момент времени или которая абонируется мобильной станцией. Для услуг, требующих меньшей задержки, может потребоваться уменьшить значение переменного параметра режима неактивного состояния. И наоборот, для текущей услуги, которая допускает более высокие задержки, переменный параметр цикла режима неактивного состояния может быть увеличен, чтобы снизить частоту, с которой мобильная станция активизируется, тем самым обеспечивая экономию ресурса батареи питания. Разумеется, если услуга имеет параметр максимальной задержки, значение переменного параметра цикла режима активизации не должно увеличиваться в такой степени, чтобы получаемый в результате цикл превысил параметр максимальной задержки.The inactive mode parameter may be changed based on the service that is being requested at the current time or which is subscribed by the mobile station. For services requiring less delay, it may be necessary to reduce the value of the variable idle mode parameter. Conversely, for a current service that allows higher delays, the inactive mode cycle parameter can be increased to reduce the frequency with which the mobile station is activated, thereby saving battery power. Of course, if the service has a maximum delay parameter, the value of the variable parameter of the activation mode cycle should not increase to such an extent that the resulting cycle exceeds the maximum delay parameter.
Кроме того, могут иметь место конкретные вводы данных, осуществляемые непосредственно пользователем мобильной станции, отражающие приоритет экономии ресурса батареи питания или обеспечения более коротких задержек. Если пользователь в качестве приоритетной рассматривает экономию ресурса батареи питания, то переменный параметр цикла активизации может быть увеличен для снижения частоты, с которой мобильная станция активизируется. И наоборот, если пользователю желательны более короткие задержки и более быстрый отклик, переменный параметр цикла неактивного состояния может быть снижен для увеличения частоты, с которой мобильная станция активизируется, что в конечном счете приводит к более коротким интервалам времени установления вызова.In addition, there may be specific data inputs directly by the user of the mobile station, reflecting the priority of saving battery life or providing shorter delays. If the user considers the saving of the battery power as a priority, the variable parameter of the activation cycle can be increased to reduce the frequency with which the mobile station is activated. Conversely, if shorter delays and faster response are desired for the user, the inactive cycle variable parameter can be reduced to increase the frequency at which the mobile station activates, which ultimately leads to shorter call setup times.
Еще одной переменной может быть тип источника питания мобильной станции. Если мобильная станция имеет батарейный источник питания, то переменный параметр цикла активизации может быть увеличен для экономии ресурса батареи питания. С другой стороны, если мобильная станция временно получает питание от электрической розетки, то пользователь может установить сниженный переменный цикл активизации, поскольку экономия ресурса питания в данном случае не является принципиально важной. Различные типы батарей питания, одни из которых имеют короткий срок службы, а другие - более длительный срок службы, обеспечивают различные возможности для выбора различных значений параметров цикла активизации.Another variable may be the type of power source of the mobile station. If the mobile station has a battery pack, the variable activation cycle parameter can be increased to save battery life. On the other hand, if the mobile station is temporarily receiving power from an electrical outlet, then the user can set a reduced alternating activation cycle, since saving power supply in this case is not fundamentally important. Different types of batteries, some of which have a shorter service life and others have a longer service life, provide different options for selecting different activation cycle parameters.
На фиг.7 представлена блок-схема мобильной станции 36. Мобильная станция содержит приемопередающие схемы 92 и другие схемы (не показаны) для выполнения типовых функций мобильной станции. В соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения мобильная станция также может содержать детектор 90 активности передачи данных, который определяет текущий уровень активности мобильной станции. Например, детектор 90 активности передачи данных может определять среднее время прихода пакетов, измеряемое за заданный интервал времени. Данные об уровне активности передачи данных выдаются на контроллер 96 цикла неактивного состояния, который определяет значение переменного параметра n режима неактивного состояния. Например, контроллер 96 цикла неактивного состояния может выбрать n на базе сравнения текущего определенного значения активности с одним или несколькими порогами. Для более высоких уровней активности параметр n режима неактивного состояния будет иметь более низкое значение и наоборот. Данные об активности могут также быть определены на основе времени с момента последней передачи данных в сравнении с нагрузкой. Если данное время превышает конкретный порог, то параметр режима неактивного состояния может быть увеличен.7 is a block diagram of a
Мобильная станция 36 также содержит человеко-машинный интерфейс 94, который позволяет пользователю мобильной станции вводить желаемые приоритеты, что касается экономии ресурса батареи питания или короткого времени задержки. Эти вводы данных приоритета поступают на контроллер 96 цикла неактивного состояния и на контроллер 100 услуг связи. Контроллер 96 цикла неактивного состояния затем выбирает более высокое значение переменного параметра n режима неактивного состояния, если экономия ресурсов батареи питания является более приоритетной, или более низкое его значение, если приоритетной является более короткая задержка времени установления. Детектор 102 типа мощности, питающей мобильную станцию 36, обеспечивает ввод данных в контроллер 96 цикла неактивного состояния, которые указывают используемый в текущее время тип мощности питания мобильной станции. Контроллер 96 цикла неактивного состояния может изменить значение переменного параметра n режима неактивного состояния на основе определенного типа питающей мощности.The
Контроллер 100 услуг связи принимает пользовательские вводы данных, когда пользователь устанавливает новые виды услуг, и сохраняет данные, относящиеся к текущей услуге (услугам). Контроллер 100 услуг связи обеспечивает ввод в контроллер 96 цикла неактивного состояния данных максимальной допустимой задержки для обеспечения того, чтобы значение параметра цикла неактивного состояния не увеличилось настолько, чтобы он превысил максимальную задержку, допустимую для конкретной услуги, запрашиваемой или абонируемой мобильной станцией. Контроллер 100 услуг связи учитывает все из текущих абонированных услуг и определяет максимальную задержку, которая может быть допустима при надлежащем предоставлении таких услуг. Значение максимальной задержки может ограничивать значение n, например, в соответствии со следующим соотношением: n=INT(2log (максимальная задержка/длительность кадра)).The
Контроллер 96 цикла неактивного состояния сохраняет параметры цикла неактивного состояния, определенные для мобильной станции в текущий момент времени, а также для различных уровней активности (например, А2-А4), и обеспечивает выдачу текущего значения параметра цикла неактивного состояния в приемопередающие схемы 92 для передачи к УСДР, чтобы УСДР и базовые сети могли использовать значение переменного цикла неактивного состояния совместно с МИМА для определения соответствующего времени и способа посылки поискового вызова к мобильной станции. Эта информация может также сохраняться, например, в центре коммутации мобильных станций (ЦКМ)/регистре местоположения “визитеров” (РМВ) или в иной центральной базе данных. Основываясь на текущих значениях для n, S и W, контроллер 96 цикла неактивного состояния управляет мощностью, выдаваемой на приемопередающие схемы 92 и другие схемы мобильной станции для переключения из экономичного режима с низкой мощностью питания в течение цикла неактивного состояния в режим с более высокой мощностью питания, когда мобильная станция активизируется.The
Процедура неактивного состояния/активизации мобильной станции (блок 200) описана на фиг.8. Первоначально мобильная станция может определить текущую активность передачи данных, а также установленный уровень активности (например, А1-А4) и из этой информации определить, находится ли текущая активность выше или ниже порога (блок 202, обозначенный как этап (1)). Мобильная станция может также принять пользовательские вводы данных, устанавливающие приоритетность экономии ресурса батареи питания или короткой задержки услуги (блок 204, обозначенный как этап (2)). Мобильная станция может также определить различные требования максимальной задержки или одну или несколько услуг, запрошенных или абонированных абонентом (блок 206, обозначенный как этап (3)). Мобильная станция может также определить источник и/или тип мощности питания (блок 208, обозначенный как этап (4)).The inactive state / activation procedure of the mobile station (block 200) is described in FIG. Initially, the mobile station can determine the current activity of data transmission, as well as the set activity level (for example, A1-A4) and from this information determine whether the current activity is above or below the threshold (block 202, designated as step (1)). The mobile station may also receive user data entries prioritizing the saving of battery power or short service delay (block 204, designated as step (2)). The mobile station may also determine various maximum delay requirements or one or more services requested or subscribed by the subscriber (block 206, designated as step (3)). The mobile station may also determine the source and / or type of power supply (block 208, designated as step (4)).
Мобильная станция может также определить подобную информацию из этих четырех этапов (1)-(4) для узлов услуг множества базовых сетей, если мобильная станция абонирована на услуги из множества базовых сетей (блок 210). Мобильная станция затем определяет переменный параметр n режима неактивного состояния, цикл S неактивного состояния и кадры W активизации для каждой базовой сети с использованием формул, описанных выше, принимая во внимание информацию, собранную на одном или нескольких этапах (1)-(4), относящуюся к каждой базовой сети (блок 212). Мобильная станция затем определяет кадры W активизации, которые наилучшим образом соответствуют потребностям всех связанных базовых сетей (блок 214).The mobile station can also determine similar information from these four steps (1) to (4) for service nodes of multiple core networks if the mobile station is subscribed to services from multiple core networks (block 210). The mobile station then determines the inactive state parameter n, the inactive state cycle S and activation frames W for each core network using the formulas described above, taking into account the information collected in one or more stages (1) - (4) related to to each core network (block 212). The mobile station then determines the activation frames W that best suit the needs of all associated core networks (block 214).
Также желательно координировать цикл неактивного состояния мобильной станции на основе различных факторов для множества базовых сетей. В соответствии с ситуацией, приведенной для примера на фиг.9, мобильная станция регистрируется в двух узлах 18 и 20 услуг базовых сетей, где сохраняются соответствующие параметры n1 и n2 режима неактивного состояния для данной мобильной станции. Мобильная станция и УСДР 30 также сохраняют эти значения параметров n1 и n2 режима неактивного состояния. Значения параметров режима неактивного состояния могут быть согласованы мобильной станцией и базовой сетью при последней регистрации мобильной станции в данной базовой сети. Эти значения параметров могут также быть связаны с абонированием мобильной станцией услуг и могут сохраняться в регистре исходного местоположения (РИМ) и в SIM-карте в мобильной станции. При роуминге мобильная станция может регистрироваться с изменением или без изменения значений параметров. В последнем случае базовая сеть может переносить значения параметров из старого ЦКМ/РМВ в новый ЦКМ/РМВ.It is also desirable to coordinate the inactive state cycle of the mobile station based on various factors for a plurality of core networks. In accordance with the situation shown for the example in Fig. 9, the mobile station is registered in two
В предпочтительном варианте кадры неактивного состояния и активизации для узлов услуг двух базовых сетей синхронизированы. В отсутствие такой синхронизации мобильная станция может в конечном счете активизироваться намного более часто, чем это было бы необходимо в соответствии с отдельно выбранными кадрами W1 и W2 активизации, вычисленными для обеих базовых сетей. Синхронизация может быть реализована с использованием МИМА мобильной станции и одного и того же алгоритма для определения всех параметров, за исключением цикла режима неактивного состояния, и путем определения цикла режима неактивного состояния как степени числа 2.In a preferred embodiment, the inactive and activated frames for the service nodes of the two core networks are synchronized. In the absence of such synchronization, the mobile station may eventually be activated much more often than would be necessary in accordance with the separately selected activation frames W1 and W2 calculated for both core networks. Synchronization can be implemented using the MIMA mobile station and the same algorithm to determine all parameters, except for the inactive mode cycle, and by defining the inactive mode cycle as a power of 2.
На фиг.9 представлен пример различных параметров, которые сохраняются в узлах 18 и 20 услуг базовых сетей, включая МИМА мобильной станции, ячейку мобильной станции, ОР-УСДР или область местоположений, соответствующее значение переменного параметра n1 или n2 цикла неактивного состояния. В данном примере УСДР 30 обеспечивает установление соединения между мобильной станцией и узлом 20 услуги пакетной коммутации. УСДР 30, а не узел 20 услуги обрабатывает данные мобильного обслуживания мобильной станции. Для определения местоположения мобильной станции узлу 20 услуги нет необходимости использовать процедуру посылки поискового вызова. Вместо этого он использует уже установленное соединение посредством УСДР 30. Установленное соединение обозначено как “УСДР-опорное”. В качестве примера, “УСДР-опорное” указывает на определенное соединение между узлом 20 услуги и СКР 32, которое однозначно определено для данной мобильной станции, например соединения типа SCCP (часть управления сбором данных сигнализации), TCP (протокол управления передачей данных), ATM (асинхронный режим передачи) и т.д.Fig. 9 shows an example of various parameters that are stored in the core
Мобильная станция 36 также сохраняет данные своей МИМА, своей текущей ячейки, ОР-УСДР или области местоположений и значения переменных параметров n1 и n2 цикла неактивного состояния для двух узлов 18 и 20 услуг базовых сетей. Текущий уровень активности мобильной станции 36 по отношению к узлу 18 услуг с коммутацией каналов, вероятно, будет относительно низким, соответствующим уровню активности А4. Соответственно, в УСДР 30 не известно о соединении мобильной станции с узлом 18 или не известен переменный параметр n1 цикла неактивного состояния. С другой стороны, уровень активности мобильной станции 36 по отношению к узлу 20 услуг с коммутацией пакетов относительно высок, и имеется соединение, соответствующее уровню активности А2. Поскольку в текущий момент существует соединение для узла 20 услуг с коммутацией пакетов, в УСДР 30 известны МИМА мобильной станции, ее текущая сотовая ячейка и значение переменного параметра п2 цикла неактивного состояния соответственно узлу 20 услуг с коммутацией пакетов.The
Путем определения цикла режима неактивного состояния как степени числа 2 кадры активизации для каждого из узлов 18, 20 услуг двух базовых сетей определяются следующим образом: W=(F+k2n1)moduloM, если n1≤n2, и W=(F+k2n2)moduloM, если n2<n1, где k - целое число и М - максимально возможный номер кадра. Путем определения S и W как степени числа 2 момент W активизации синхронизируется таким образом, что при активизации для самого короткого цикла режима неактивного состояния, требуемого узлами услуг одной из базовых сетей, мобильная станция также периодически активизируется для более длительного цикла режима неактивного состояния, требуемого узлом услуг другой базовой сети. Например, так как для короткого цикла неактивного состояния мобильная станция активизируется при F, F+2, F+4, F+6, F+8,..., а для более длительного цикла неактивного состояния мобильная станция активизируется при F, F+4, F+8,..., то два цикла оказываются синхронизированными.By defining the inactive mode cycle as a power of 2, activation frames for each of the
Таким образом, переменный режим неактивного состояния, обеспечиваемый настоящим изобретением, позволяет реализовать гибкий и селективный компромисс между экономией ресурса батареи питания и качеством обслуживания, которое может регулироваться самой мобильной станцией или пользователем, или сетью, по мере необходимости. Также возможно изменять цикл режима неактивного состояния мобильной станции так, чтобы он был совместимым с различными уровнями активности ресурсов радиосвязи, которые контролируются сетью доступа к радиосвязи системы УМТС. Кроме того, переменный цикл неактивного состояния позволяет мобильной станции эффективно принимать независимые сообщения поискового вызова из различных узлов базовых сетей при достижении экономии ресурса батарей питания, даже если соответствующие периоды режима неактивного состояния для этих сетей различаются.Thus, the variable inactive state provided by the present invention allows for a flexible and selective compromise between saving battery power and quality of service, which can be adjusted by the mobile station itself or by the user or network, as necessary. It is also possible to change the cycle of the inactive state of the mobile station so that it is compatible with various levels of activity of the radio resources that are controlled by the radio access network of the UMTS system. In addition, an alternating inactive state cycle allows the mobile station to efficiently receive independent paging messages from various nodes of the core networks while achieving battery life savings, even if the corresponding periods of the inactive state for these networks are different.
Хотя изобретение описано в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным вариантом осуществления, следует иметь в виду, что изобретение не ограничено раскрытым вариантом осуществления, а напротив, включает в себя различные модификации и эквивалентные конфигурации, охватываемые сущностью и объемом пунктов формулы изобретения.Although the invention is described in connection with what is currently considered the most practical and preferred embodiment, it should be borne in mind that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but rather includes various modifications and equivalent configurations covered by the nature and scope of the paragraphs claims
Claims (78)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10433398P | 1998-10-15 | 1998-10-15 | |
US60/104,333 | 1998-10-15 | ||
US09/177,596 | 1998-10-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001112988A RU2001112988A (en) | 2003-06-10 |
RU2241316C2 true RU2241316C2 (en) | 2004-11-27 |
Family
ID=34311772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001112988/09A RU2241316C2 (en) | 1998-10-15 | 1999-10-08 | Variable inactive state mode for mobile stations in mobile communication network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241316C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7948941B2 (en) | 2005-08-09 | 2011-05-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for allocating communication resources using virtual circuit switching in a wireless communication system and method for transmitting and receiving data in a mobile station using the same |
RU2461993C2 (en) * | 2008-02-04 | 2012-09-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Suitable trigger mechanism to control new cell identification in ue in drx mode |
RU2516241C2 (en) * | 2008-07-07 | 2014-05-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Efficient sleep mode for advanced wireless systems |
-
1999
- 1999-10-08 RU RU2001112988/09A patent/RU2241316C2/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7948941B2 (en) | 2005-08-09 | 2011-05-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for allocating communication resources using virtual circuit switching in a wireless communication system and method for transmitting and receiving data in a mobile station using the same |
US8274944B2 (en) | 2005-08-09 | 2012-09-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for allocating communication resources using virtual circuit switching in a wireless communication system and method for transmitting and receiving data in a mobile station using the same |
RU2461993C2 (en) * | 2008-02-04 | 2012-09-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Suitable trigger mechanism to control new cell identification in ue in drx mode |
RU2516241C2 (en) * | 2008-07-07 | 2014-05-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Efficient sleep mode for advanced wireless systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100776847B1 (en) | A variable sleep mode for mobile stations in a mobile communications network | |
US6760584B2 (en) | System for transmitting and receiving short message service (SMS) messages | |
JP4443056B2 (en) | Integration of different message types sent to mobile terminals in mobile communication systems | |
EP1511337A1 (en) | A network for mobile communications, and a method of intermittent activation of receiving circuitry of a mobile user terminal | |
EP1613107A2 (en) | A variable sleep mode for mobile stations in a mobile communications network | |
KR100420606B1 (en) | Bandwidth allocation | |
US7158502B2 (en) | Slot cycle assignment within a communication system | |
CN102217402B (en) | System and method for heartbeat signal generation | |
US8750190B2 (en) | Method and apparatus for interrupting a transmission of a multicast signal | |
US7394787B2 (en) | Method and system for preventing call drop by restricting overhead message updated in 1X system during 1xEV-DO traffic state | |
JP4288008B2 (en) | GPRS mobile paging method | |
WO2005008979A2 (en) | Requesting and granting a shorter slot cycle in a wireless network | |
US6973310B2 (en) | Fast reacquisition after long sleep | |
US7113783B2 (en) | System for transmitting and receiving short message service (SMS) messages | |
RU2241316C2 (en) | Variable inactive state mode for mobile stations in mobile communication network | |
WO1999033305A2 (en) | Procedure and system for position management in a mobile telephone system | |
WO2004045236A1 (en) | Fast reacquisition after long sleep in slotted mode operation | |
JP2003229811A (en) | Radio communication system, base station, and radio communication terminal |