CN100515139C - 改进了的控制-保持模式 - Google Patents

Abstract

给出了用于实现一改进的控制-保持模式的方法和装置，该模式降低了反向链路的负载并且降低了远程站的电池消耗。当远程站处于改进的控制-保持模式时，把监视前向分组数据信道和相关的控制信道的电路关闭。由于前向分组数据信道和它们的相关控制信道未被监视，可以把反向链路的操作门控关闭到预定的占空比，或者被设置在间歇传输模式，或者被完全关闭。从控制-保持模式到活动模式的转变可由远程站或由基站启动。当转变由远程站启动时，远程站向服务基站发送一信令消息(400)，然后在实际接收前向链路信号以前开始操作反馈信道(410)。

Description

改进了的控制—保持模式

本申请是申请日为2002年12月31日、申请号为02828116.0、发明名称为“改进了的控制—保持模式”的发明专利申请的分案申请。

背景

领域

本发明一般涉及通信，尤其涉及反向链路负载以及远程站功耗的降低。

背景

无线通信领域具有许多应用，包括例如：无绳电话、寻呼、无线本地回路、个人数字助理(PDA)、因特网电话以及卫星通信系统。一特别重要的应用是移动订户的蜂窝电话系统。如这里使用的，术语“蜂窝”系统包含蜂窝和个人通信服务(PCS)频率。已经为这类蜂窝电话系统开发了各种空中接口，包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)以及码分多址(CDMA)。与之相关，已经建立了各种本国因特网标准，包括例如高级移动电话服务(AMPS)、全球移动电话系统(GSM)以及临时标准95(IS-95)。IS-95及其衍生标准IS-95A、IS-95B、ANSI J-STD-008(通常总称为IS-95)以及所提出的高数据速率系统由电信工业联盟(TIA)及其它公知标准实体公布。

按照IS-95标准的用途配置的蜂窝电话系统采用CDMA信号处理技术来提供高效和稳健的蜂窝电话服务。美国专利号5103459和4901307中描述了实质上按照IS-95标准的用途配置的示例性蜂窝电话系统，所述美国专利被转让给本发明的受让人并且通过引用被结合于此。采用CDMA技术的示例性系统是由TIA发布的cdma2000 ITU-R无线电传输技术(RTT)候选提案(这里称为cdma2000)。用于cdma2000的标准在IS-2000的草案中给出并且已经由TIA和3GPP2确认。另一CDMA标准是W-CDMA标准，其包含在第三代合伙人计划“3GPP”中，文献号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214。

上面引用的电信标准仅仅是可实现的各种通信系统的一些示例。在这些各种通信系统中，多个用户必须共享系统资源。按照实际的系统实现，诸如频宽、时间、传输功率或扩展码这样的资源分配一般被系统内的多个用户共享。在FDMA系统中，系统带宽被分成许多频率信道，每条频率信道被分配给一用户。在TDMA系统中，系统带宽被分成许多时隙，每个时隙被分配给一用户。在CDMA系统中，通过使用扩展码在所有用户间同时共享系统带宽，其中每个用户被分配到一扩展码。

用户需求驱使更有效系统的设计和开发。本发明通过允许(多个)远程站单独地采用会降低反向链路总负载和远程站功耗的改进的控制—保持模式，从而解决了该需求。反向链路包括从远程站指向基站的通信信道。前向链路包括从基站到工作在该基站的范围内的各远程站的通信信道。工作在改进了的控制—保持模式中的远程站不会监视或响应于来自基站的大多数前向链路传输。因此，当单独的远程站工作在改进了的控制—保持模式时，反向链路的总负载将被降低。

此外，一旦远程站进入改进了的控制—保持模式，则用于监视和响应于前向链路信号的某些处理电路将变为空闲，这立即且直接影响了远程站的功耗。因此，采用改进了的控制—保持模式的另一好处在于远程站电池寿命的增加。

概述

给出了解决上述需求的方法和装置。一方面，给出了用于实现远程站内改进的控制—保持模式的装置，其中远程站工作在一通信系统中，所述通信系统采用分组数据信道以及相关的控制信道、以及相关的反馈信道，所述装置包括：存储器元件；以及被配置成执行所述存储器元件中保存的一组指令的处理器元件，所述指令组用于：停止监视来自基站的分组数据信道；停止监视与来自基站的分组数据信道相关的控制信道；关闭反向链路确认信道；把从远程站到基站的传输门控关闭；以及通过数据控制信道间歇地发送。

另一方面，给出了当远程站处于改进了的控制—保持模式时用于更新活动集的方法，所述方法包括：把导频强度测量发送到基站；从基站接收一信令消息；从改进了的控制—保持模式转变到活动模式，其中所述转变由所述信令消息触发；从基站接收具有更新信息的确认消息；用来自基站的更新信息来更新活动集；以及从活动集转变为控制—保持模式。

另一方面，给出了当远程站在控制—保持模式时使远程站在基站中切换扇区的方法，包括：确定信道质量指示符信道当前是否被门控关闭；如果信道质量指示符信道未被完全门控关闭，则在信道质量指示符信道上向不同的扇区发送一消息；如果信道质量指示符信道被完全门控关闭，则：在数据控制信道上向基站发送一信令消息；在公共分配信道上接收一前向链路确认消息；切换到一不同扇区；以及在数据控制信道上发送一反向链路确认消息。

另一方面，给出了一种用于从改进的控制—保持模式转变到活动模式的方法，其中所述转变由远程站启动，所述方法包括：当处在改进的控制—保持模式时通过反向数据控制信道向基站发送一信令消息；开始在信道质量指示符信道上向基站进行连续的传输；开始监视前向分组数据信道和相关的控制信道；通过前向分组数据信道接收一确认信号；以及按照活动模式开始反向链路传输。

另一方面，给出了用于把远程站从改进的控制—保持模式转变到活动模式的方法，其中所述转变由基站启动，所述方法包括：通过前向公共分配信道向远程站发送—信令消息，借此重复地发送信令消息，直到从远程站接收到—确认信号为止；通过反向数据控制信道从基站向远程站发送—确认消息；在远程站处激活至少两条反馈信道；以及开始在远程站处监视前向分组数据信道和相关的控制信道。

附图简述

图1是无线通信网络的图。

图2是处于改进的控制—保持模式中的远程站的切换过程流程图。

图3是处于改进的控制—保持模式中的远程站的BTS间小区切换过程的流程图。

图4是用于从改进的控制—保持模式转变到活动模式的流程图，其中所述过程由远程站发起。

图5是用于从改进的控制—保持模式转变到活动模式的流程图，其中所述过程由基站发起。

详细描述

如图1所示，无线通信网络10一般包括多个移动站(也称为远程站、订户单元或用户设备)12a-12d、多个基站(也称为基站收发机(BTS)或节点B)14a-14c、基站控制器(BSC)(也称为无线电网络控制器或分组控制函数16)、移动交换中心(MSC)或接线器18、分组数据服务节点(PDSN)或网际互连函数(IWF)20、公共交换电话网(PSTN)22(一般是电话公司)、以及因特网协议(IP)网络24(一般是因特网)。为了简洁，示出四个移动站12a-12d、三个基站14a-14c、一个BSC 16、一个MSC 18和一个PDSN 20。本领域的技术人员应该理解，可以有任意数量的移动站12、基站14、BSC 16、MSC 18和PDSN 20。

在一个实施例中，无线通信网络10是分组数据服务网络。移动站12a-12d可以是多种不同类型的无线通信设备之一，譬如便携式电话、与运行基于IP的Web浏览器应用程序的膝上型电脑相连的蜂窝电话、带有相关免提汽车部件的蜂窝电话、运行基于IP的Web浏览器应用程序的个人数据助理(PDA)、结合在便携式计算机内的无线通信模块、或者诸如可在无线本地回路或仪表读数系统内找到的固定位置的通信模块。在最普遍的实施例中，移动站可能是任一类型的通信单元。

移动站12a-12d可最好用于执行一个或多个无线分组数据协议，诸如EIA/TIA/IS-707标准中所描述的。在特定实施例中，移动站12a-12d产生指向IP网络24的IP分组并用点对点协议(PPP)把这些IP分组封装在帧内。

在一实施例中，IP网络24与PDSN 20耦合，PDSN 20与MSC 18耦合，MSC 18与BSC 16和PSTN 22耦合，而BSC 16通过有线线路与基站14a-14c耦合，有线线路为按照多种已知协议的语音和/或数据分组的传输而配置，多种已知协议包括如：E1、T1、异步传输模式(ATM)、IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。在另一实施例中，BSC 16直接与PDSN 20耦合，而MSC 18不与PDSN 20耦合。

在无线通信网络10的典型操作期间，基站14a-14c接收并解调来自电话呼叫、Web浏览、或其它数据通信中所涉及的各移动站12a-12d的反向链路信号集。给定的基站14a-14c所接收到的每个反向链路信号都在基站14a-14c内被处理。每个基站14a-14c可以通过调制并把前向链路信号集发送至移动站12a-12d而与多个移动站12a-12d进行通信。例如，如图1所示，基站14a同时与第一和第二移动站12a、12b进行通信，而基站14c同时与第三和第四移动站12c、12d进行通信。所产生的分组被转发至BSC16，后者提供呼叫资源分配和移动管理功能，包括把特定移动站12a-12d的呼叫软切换从一个基站14a-14c编制到另一个基站14a-14c。例如，移动站正同时与两个基站14b、14c进行通信。最终，当移动站12c移至离开一个基站14c足够远时，呼叫会被切换至另一基站14b。

如果传输是常规的电话呼叫，则BSC 16会把接收到的数据路由至MSC 18，后者为与PSTN 22接口提供附加的路由服务。如果传输是基于分组的传输，譬如指向IP网络24的数据呼叫，MSC 18会把数据分组路由至PDSN 20，后者会把分组发送至IP网络24。或者，BSC 16会把分组直接路由至PDSN 20，后者把分组发送至IP网络24。

在某些通信系统中，传递数据话务的分组被分成多个子分组，子分组占据了传输信道的时隙。为了说明简便，这里使用cdma2000系统的术语。这种用途不是为了把这里实施例的实现限制为cdma2000系统。实施例可以在其它系统中实现，比如WCDMA，而不会影响这里所述实施例的范围。

从基站到工作在该基站范围内的远程站的前向链路可包括多条信道。前向链路的某些信道可以包括、但不限于：导频信道、同步信道、寻呼信道、快速寻呼信道、广播信道、功率控制信道、分配信道、控制信道、专用控制信道、媒质接入控制(MAC)信道、基本信道、辅助信道、辅助编码信道以及分组数据信道。从远程站到基站的反向链路也包括多条信道。反向链路的某些信道可包括、但不限于：导频信道、功率控制信道、分配信道、控制信道、专用控制信道、媒质接入控制(MAC)信道、基本信道、辅助信道、确认信道以及信道质量指示符信道。

每条信道把不同类型的信息传递到目标站。一般而言，在基本信道上传递语音话务，而在辅助信道或分组数据信道上传递数据话务。辅助信道通常是专用的信道，而分组数据信道通常以时间和编码复用的方式传递指向不同接收方的信号。或者，分组数据信道也被描述为公共的辅助信道。

语音话务和数据话务一般在前向或反向链路上的传输前经编码、调制和扩展。编码、调制和扩展可以以多种格式来实现。在CDMA系统中，传输格式最终取决于语音话务和数据话务在其上被发送的信道类型以及信道的条件，信道条件可以用衰落和干扰来描述。传输参数可以在一条或多条分开的控制信道上被传递，所述控制信道用于偶尔发送，或每当数据话务传输出现时进行发送。传输参数的接收使解码器能把特定内部组件的解码和解调参数快速地重置为适当的设置。此外，控制信道上传输参数的接收意味着解码器无需为数据话务信道上的其它传输参数执行耗时和耗资源的计算。

除了控制信道和数据话务信道以外，还可以实现两条反馈信道，比如确认(ACK)信道和信道质量指示符(CQI)信道。cdma2000 1xEVDV系统中的ACK信道在反向链路上用于直接确认数据话务信道上数据子分组的接收。ACK信道经二进制相移键控(BPSK)调制，其中1位(或0或1)指示子分组是否已被精确地解码。CQI信道用于通知控制信道上对新的传输参数消息的需求。远程站使用信道质量反馈信道把最佳服务扇区的信道质量测量传递到基站。信道质量用载波干扰(C/I)比测量，并且基于接收到的前向链路信号。

在cdma2000 1x系统中，远程站或者处于空闲模式，其中远程站未维持一呼叫但准备好接收一呼叫，或处于活动模式中，其中远程站正在维持一呼叫。在活动模式中，远程站可以进入称为控制—保持模式的分状态，其中会通常工作在活动模式中的基本信道会被具有门控的反向链路导频的数据控制信道(DCCH)所代替。在该型式的控制—保持模式中，远程站既不发送也不接收用户数据话务。远程站仅在控制信道上发送或接收信令消息。

本发明的实施例针对一种改进了的控制—保持模式，该模式被设计成降低远程站的处理要求。改进的控制—保持模式是一状态，远程站能进入该状态使得远程站能停止监视各条前向链路信道并且停止各条反向链路信道，而不进入空闲模式。不希望进入空闲模式，因为进入空闲模式的远程站必须释放已经与基站建立的通信信道。为了重新进入活动模式，远程站会需要重新建立通信信道，这会是耗时的。

改进的控制—保持模式的属性如下：

1.前向次级分组数据控制信道(F-SPDCCH)不被监视。

2.前向初级分组数据控制信道(F-PPDCCH)不被监视。

3.分组数据信道(PDCH)不被监视。

4.前向确认信道(F-ACKCH)不被监视。

5.反向确认信道(R-ACKCH)被关闭。

6.反向信道质量指示符信道(R-CQICH)以系统定义的占空比被门控关闭，比如0、1/16、1/8、1/4以及1/2。

7.反向导频信道(R-PICH)以系统定义的占空比被门控关闭。

8.反向数据控制信道(R-DCCH)被维持在不连续的传输模式。

9.经修改的前向公共分配信道(F-CACH)被连续监视。

10.远程站活动集中的每个基站为远程站维持一前向公共功率控制信道(F-CPCCH)子信道。F-CPCCH子信道以与反向链路导频信道(R-PICH)相同的速率被门控关闭。

11.使用F-CPCCH和R-PICH来维持远程站和基站间的功率控制回路。或者，使用F-CPCCH和R-功率控制子信道来维持远程站和基站间的功率控制回路。

由于在多种情况下各条数据话务信道、控制信道和反馈信道之间错综复杂的相互作用，比如在“切换”和BTS间小区切换的情况下，因此实现改进的控制—保持模式的问题变得重要。术语“切换”是指更新远程站中“活动集”的过程。BTS间小区切换是指把基站或BTS的一个服务扇区与另一个BTS的服务扇区交换的过程。

图2是改进的控制—保持模式中的切换过程的流程图。处理器和存储器元件可被配置成执行用于实行切换过程的指令。实行切换的一般实践标识了从候选基站接收到的信号(通常是导频信号)的传输能量电平，然后把候选基站分成至少四个集合。在这些组中，活动集是这里所述的实施例所关心的集合。在空闲模式下，活动集是包含远程站的服务基站的集合。在活动模式下，活动集是这样的所有基站的集合：来自这些基站的信息被远程站活动地解调和解码。

在步骤200中，远程站在R-DCCH上向基站发送一导频强度测量消息(PSMM)。

在步骤210中，基站向远程站发送一信令消息，其中所述信令消息触发了远程站从改进的控制—保持模式到活动模式的转变。信令消息应以确保的方式被发送，比如可能在F-CACH上发送资源分配迷你消息时。

在步骤220中，远程站在R-DCCH上向基站发送—第2层确认消息，并且从改进的控制—保持模式转变为活动模式。

在步骤230中，基站在F-PDCH上向远程站发送—通用切换方向消息(UHDM)。UHDM消息传递允许远程站更新活动集的信息。

在步骤240中，远程站根据UHDM消息的指示更新活动集，然后从活动模式转变为改进的控制—保持模式。该步骤中从活动模式到改进的控制—保持模式的转变时间是系统定义的参数，它由UHDM消息所携带。或者，转变时间可以是远程站所保存的预定的持续时间。

在步骤250中，远程站向基站发送—信令消息，其中信令消息用于确认UHDM消息的接收。在一实施例中，信令消息可以是在R-DCCH上发送的切换完成消息。

图3是可以在远程站处于改进的控制—保持模式时实现的BTS间小区切换过程的流程图。可以配置一处理器和一存储器元件来执行用于实行该过程的指令。在步骤300中，远程站确定R-CQICH是否被完全门控关闭。如果R-CQICH未被完全门控关闭，则在步骤305中，远程站在R-CQICH上向目标BTS发送一消息。

在步骤310中，如果R-CQICH被完全门控关闭，则远程站在R-DCCH上向基站发送一信令消息，其中信令消息带有与远程站是否就绪切换到另一BTS的小区有关的信息。

在步骤320中，基站发送一信令消息，确认了在步骤310中发出的消息。信令消息可以在F-CACH上被传递。

在步骤330中，远程站在R-DCCH上发送一确认消息，并且切换到新的小区。

前面的实施例描述了可由远程站在处于改进的控制—保持模式时执行的过程。下面的实施例描述了为了转变出改进的控制—保持模式可实现的过程。在一过程中，从改进的控制—保持模式到活动模式的转变由远程站启动。在另一过程中，从改进的控制—保持模式到活动模式的转变由基站启动。

图4是一描述了在远程站启动转变时可实行的过程的流程图。可以配置一处理器和一存储器元件来执行用于实行该过程的指令。在步骤400中，远程站通过R-DCCH发送一信令消息。

在步骤410中，远程站开始在R-CQICH上连续发送。

在步骤420中，远程站开始监视F-SPDCCH和F-PDCH，并且开启R-ACKCH。在一实施例中，根据功率控制的反向导频和预定的话务对导频(T/P)比来设置远程站的传输功率。

在步骤430中，远程站所指的基站通过F-PDCH向远程站发送一确认消息。或者，可以在F-CACH上发送确认消息，所述确认消息包含媒质接入控制标识符MAC_ID。

在步骤440中，在从目标基站接收了确认以后，远程站开始在反向链路上发送。如果远程站不在预定的时间段内从基站接收确认，则在步骤450中，远程站使用R-DCCH重发信令消息。

图5是说明用于从改进的控制—保持模式转变到活动模式的过程流程图，该过程可以在基站是启动方时实现。可以配置一处理器和一存储器元件来执行用于实行该过程的指令。在步骤500中，基站向目标远程站发送一信令消息。信令消息包括MAC_ID并且在F-CACH上被发送。

F-CACH的传输功率基于所维持的功率控制位功率电平。如上所述，在远程站处于改进的控制—保持模式时维持远程站和基站间的功率控制回路。

在步骤510中，一旦接收到信令消息，目标远程站就在R-DCCH上发送一确认消息。

在步骤520中，远程站开启R-CQICH和R-ACKCH，并且开始监视F-SPDCCH和F-PDCH。

在步骤530中，基站检测最新激活的R-CQICH上的传输，并且相应地调度到目标远程站的数据传输。如果基站不接收在步骤510中从远程站发出的确认，基站就继续发送信令消息，直到接收到这一确认为止。

本领域的技术人员可以理解，信息和信号可以用多种不同技术和工艺中的任一种来表示。例如，上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子或它们的任意组合来表示。

本领域的技术人员能进一步理解，结合这里所公开的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤可以作为电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为了清楚说明硬件和软件间的互换性，各种说明性的组件、框图、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行了阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。技术人员可以认识到在这些情况下硬件和软件的交互性，以及怎样最好地实现每个特定应用程序的所述功能。技术人员可能以对于每个特定应用不同的方式来实现所述功能，但这种实现决定不应被解释为造成背离本发明的范围。

结合这里所描述的实施例来描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤的实现或执行可以用：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者为执行这里所述功能而设计的任意组合。通用处理器可能是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可能用计算设备的组合来实现，如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或者任意其它这种配置。

结合这里所公开实施例描述的方法或算法的步骤可能直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或在两者当中。软件模块可能驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储媒质中。示例性存储媒质与处理器耦合，使得处理器可以从存储媒质读取信息，或把信息写入存储媒质。或者，存储媒质可以与处理器整合。处理器和存储媒质可能驻留在ASIC中。ASIC可能驻留在订户单元中。或者，处理器和存储媒质可能作为离散组件驻留在用户终端中。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (1)

1.一种用于将远程站从改进的控制—保持模式转变为活动模式的方法，其中所述转变由基站启动，所述方法包括：

通过前向公共分配信道向所述远程站发送一信令消息，然后重复地发送所述信令消息，直到从所述远程站接收到一确认信号为止；

通过反向数据控制信道从所述远程站向所述基站发送一确认消息；

在所述远程站处激活至少两条反馈信道；以及

在所述远程站处开始监视前向分组数据信道和相关的控制信道，

其中，所述改进的控制—保持模式的属性如下：

1)前向次级分组数据控制信道不被监视；

2)前向初级分组数据控制信道不被监视；

3)分组数据信道不被监视；

4)前向确认信道不被监视；

5)反向确认信道被关闭；

6)反向信道质量指示符信道以系统定义的占空比被门控关闭；

7)反向导频信道以系统定义的占空比被门控关闭；

8)反向数据控制信道被维持在不连续的传输模式；

9)经修改的前向公共分配信道被连续监视；

10)所述远程站之活动集中的每个基站为所述远程站维持前向公共功率控制信道子信道，所述前向公共功率控制信道子信道以与所述反向导频信道相同的速率被门控关闭；

11)使用前向公共功率控制信道和反向导频信道来维持所述远程站和基站之间的功率控制回路，或者，

使用前向公共功率控制信道和R-功率控制子信道来维持所述远程站和基站间的功率控制回路。

Images