提高在無線通信系統中的移動性管理能力的方法
2023-06-28 13:20:11
專利名稱：提高在無線通信系統中的移動性管理能力的方法
技術領域：
本發明涉及無線通信，尤其涉及當暫停活動的移動終端穿越相鄰分組區、色碼和/或註冊區域之間的邊界向後和向前移動時，該暫停活動的移動終端的反覆再連接和/或再註冊。
背景技術：
每一個無線基站，譬如遵循IS-2000系列標準工作的第三代(3G)CDMA2000基站，都廣播一個分組區標識符(PZID)。該PZID被用於識別無線網絡中的不同邏輯區域。當暫停活動的移動終端移動進入不是處於被內部存儲的最近訪問列表中的PZID的覆蓋區時，該移動終端將通常執行一個分組區連接以將數據會話移動到新的分組區。分組區邊界上的移動終端可能在兩個區之間「桌球」(ping-pong)跳躍，從而產生過多數量的再連接。
在當前技術水平中，使用了一種基於時間的滯後。當移動終端在發送或者接收數據之後變為暫停活動時，僅存儲其中已發起連接的最近訪問的分組區的PZID。一旦一個定義的激活定時器周期截止，移動終端之後在內部存儲其最近訪問過的固定數量的(比如4個)分組區的PZID，包含其當前在邏輯上被連接的分組區的ID。當移動終端之後穿越其已經在使用中並被連接的第一分組區(例如，具有PZID1的分組區ID)中的小區邊界，進入第二分組區(例如，具有PZID2的PZID)中的小區，如同在由分組區2中該小區的基站所發送的開銷配置消息(例如，擴展系統參數消息)中向其指示的，其在分組區2中發起再連接。移動終端隨後將PZID2存儲作為當前分組區的分組區ID，同時還將PZID1存儲到其最近訪問的分組區的列表中。當PZID1從處於當前分組區向下沿著最近訪問的分組區列表移動時，藉助一個例如60秒的相關定時器存儲該PZID1。在60秒周期的結束時，PZID1被從移動終端的存儲的最近訪問的分組區的列表中刪除。如果所述移動終端在PZID1在其最近訪問的分組區列表上截止之前返回到分組區1中，其不會在分組區1中再連接，但是會在分組區2中仍保持邏輯連接。如果在其60秒壽命結束時PZID1在其最近訪問的分組區列表上截止時，所述移動終端仍位於分組區1中，其將在分組區1中發起再連接，將PZID1存儲作為其當前分組區並在其最近訪問過的分組區的存儲列表上向下移動PZID2(具有相關的60秒定時器)。然而，如果在移動返回到分組區1之後而在PZID1在存儲的其最近訪問過的分組區列表上截止之前，所述移動終端再次返回到分組區2，其在分組區2中繼續邏輯連接，從而避免了在分組區1中被再連接，以及隨後快速地在分組區2中被再連接。當與PZID1相關的定時器最終在其壽命(例如60秒)之後截止時，由於PZID1不再在其最近訪問過的分組區列表中出現，隨後從分組區2移動返回到分組區1將引起移動終端在分組區1中發起再連接。
有利的是，由與最近訪問過的分組區ID相關的定時器引入的時間滯後減少了再連接的桌球跳躍，否則，當所述移動終端穿越在相鄰分組區之間的邊界向前和向後快速移動時將要進行再連接的桌球跳躍。不利的是，所述時間滯後僅對與最近訪問過的分組區相關的定時器的周期有效，並且其後橫越邊界會導致移動終端在其當前訪問的分組區中的再連接，即使對該新分組區的訪問是短期的。移動終端和基站之間所需的用以實現這多個再連接的重複信令息降低了空中接口用以支持數據傳輸的容量。
當移動終端移動到一個相鄰分組區時可能不能被尋呼到，是現有技術所導致的時間滯後的另一個缺點。當所述移動終端移動到相鄰分組區同時仍與其最初的分組區邏輯相連時，如果該移動終端是在快速移動的車輛上，則能足夠深入到新區域，該新區域超出支持保持邏輯連接的分組區的基站小區的尋呼範圍。例如，當開始在分組區1的移動終端移動到分組區2時，其將在分組區2中再連接並存儲具有一個60秒定時器的PZID1。如果10秒鐘之後，該移動終端移動返回分組區1，其在分組區2中將保持邏輯連接，因為分組區2為其當前分組區。因此，萬一針對該移動終端的輸入數據發送在網絡中被接收，對於PZID1定時器的剩餘50秒，支持分組區2的基站將需要能夠尋呼分組區1中的該移動終端。因此，邊界小區需要能夠從相鄰分組區發送尋呼否則輸入發送可能延遲或丟失。但是，如果所述移動終端在快速移動的車輛上，在與PZID1相關的定時器截止之前，該移動終端可以深入移動到分組區1中，該分組區1超出支持分組區2的邊界小區的尋呼範圍，並在分組區1中再連接。這就增加了定位該移動終端的平均等待時間和用以發送數據消息的失敗的網絡發起的嘗試的次數。
以上所述的類似問題與根據IS-856標準運行的無線通信系統中的1xEVDO僅數據(data-only)訪問終端(AT)有關。在這種系統中，用不同的色碼指定不同的域且基站支持的色碼在通過基站發送的快速配置(Quickconfig)消息中提供給AT。同樣，對於利用CDMA2000標準的移動語音通信，當空閒移動終端從一個註冊區橫越到另一註冊區時，其在與基站相關的註冊區中重新註冊，該移動終端已經移到該基站的覆蓋區。註冊切斷了由基站發送到其覆蓋域內的移動終端的系統參數消息中的註冊區，網絡ID和系統ID。所描述的與當數據能力的移動終端或AT彈回和向前穿越分組區或色碼邊界時將移動終端重新連接有關的問題，也同樣與當移動終端向後和向前穿越註冊邊界進入不同註冊區時將移動終端多次重新註冊相關。
發明內容
根據本發明的一個實施例，在不同域之間邊界處的基站發送信息，該信息指示該基站支持一個以上分組區、色碼、註冊區或任何其它類似的小區或傳送區域的地理分組。因此，對於示例的3GCDMA2000 IS-2000系統，由不同分組區之間的邊界的小區中的基站傳送的擴展系統參數消息或ANSI-41系統參數消息包括附加條目，指示其還支持其它鄰近的分組區。支持一個分組區的基站意味著其能夠代表被支持的分組區傳送尋呼到移動終端，目的是從網絡傳送數據(用於分組區或色碼實施例)或者呼叫(用於註冊區實施例)。指示通常由傳送基站支持的分組區的一個條目保留作為「主」分組區，而在該消息末尾的附加欄位包含由該邊界基站支持的「次」分組區的一個或多個附加條目，其指示該基站支持多個域。通過相同的方式，對於示例的1xEVDO IS-856系統，由在不同色碼之間邊界上的小區中的基站傳送的快速配置消息包含其它相鄰色碼的附加條目，指示由該邊界基站支持的「次」顏色區。類似的，由邊界小區中基站傳送的系統參數/ANSI-41系統參數消息指示所述主註冊區目前得到該基站支持，以及任何次註冊區目前正得到相鄰域支持。
當所述移動終端或AT在域之間的邊界橫越時，其將不會再註冊或請求再連接，直到其當前分組區、色碼、註冊區(或其它域類型)在從當前位於的小區中的基站接收的擴展系統參數消息，ANSI-41系統參數消息，快速配置消息，或系統參數消息中不再被列為次要支持的。因而，如果所述移動終端/AT在相鄰分組區、色碼或註冊區之間向後和向前移動，只要其保持在其當前正被連接的仍分別支持分組區、色碼或註冊區的邊界分組區、色碼或註冊區中，就不會發起再連接或再註冊。有利的是，這種方法提供了一種確定性的空間滯後而不是時間滯後，空間滯後排除了當移動終端穿越域邊界向前和向後移動時在相鄰域之間的再連接的桌球(ping-pong)跳躍。
在一個可選實施例中，單個分組區/色碼/註冊區標識符被指定為「邊界」標識符，其表示接收移動終端「無變更」。邊界基站利用這個「邊界」域標識符而不是分別與實際地理位置相關的分組區，色碼，或註冊區標識符來發送擴展系統參數消息，快速配置消息，系統參數消息，或任何等效消息。移動終端/AT在進入邊界基站的覆蓋區並從該基站接收一個具有該特定邊界分組區/色碼/註冊區標識符的消息時，不會再連接或者再註冊，但是繼續利用其以前的當前分組區、色碼或註冊區，直到其進入新域中的非邊界小區裡的基站覆蓋區並接收一個包含新域的實際地理位置相關的分組區標識符、色碼或註冊區的消息。因此，當移動終端在不同域的小區間前後彈跳時將不會再連接或者再註冊，直到其移動得足夠遠離邊界並進入新的域。
圖1為一個域圖，示出了根據本發明的一個實施例的被支持的多個域，其中基站發送被支持的主、次域；圖2示出了圖1的多個域支持的使用實例；以及圖3示出了根據本發明的一個實施例被支持的多個域，其中邊界基站發送一個特定的「無更改」域標識符。
具體實施例方式
在描述的第一個實施例中，為了說明的目的，假定所述移動終端和無線系統根據CDMA2000 IS-2000標準運行，用於數據傳輸。在該實施例中，在兩個不同分組區之間的邊界上的小區中的基站同時支持相鄰域的多個分組區。圖1示出了具有三個說明性的分組區1，2和3的域圖。表示一個小區的覆蓋區的圓圈中的數字指示該小區所支持的一個或多個分組區。因此，在分組區1中邊界小區101和102中的基站以及在分組區2中小區103和104中的基站同時支持如圓圈中的標記1和2所指示的分組區1和2。類似地，分組區1和分組區3之間的邊界小區，以及分組區2和分組區3之間的邊界小區都支持各自的相鄰分組區。同樣，與所有三個分組區1，2和3相毗鄰的每一個小區105，106和107都支持如同由說明性圓圈中的數字1，2和3所指示的所有三個分組區。
關於由基站支持的分組區的信息由通過基站傳送的擴展系統參數消息提供。在現有技術中用於單個被支持的分組區的條目在本實施例中包含，「主」分組區，在擴展系統參數消息的末尾具有的附加欄位包括用於「次」分組區的一個或多個附加條目。在擴展系統參數消息中存在的這種可選附加條目用來指示該傳送基站支持多個域。
當移動終端在分組區域之間的邊界穿越的時候，其不會請求再連接，直到當其當前存儲的分組區不再在從其本地基站接收的擴展系統參數信息中列出。因此，無論移動終端在同樣支持其當前存儲的分組區的新的分組區中駐留多長時間，，其不請求再連接。因此，如果所述移動終端改變方向返回到其仍邏輯連接的先前分組區，其將不請求再連接。不像由前述的現有技術提供的限制時間的滯後，僅在最近訪問過的分組區的移動終端列表上的該分組區的條目的壽命那樣長的時間內，前述的現有技術消除當移動終端在分組區之間前後移動時的再連接的桌球跳躍，本實施例提供了一種確定性的空間滯後，該滯後完全排除了不同分組區域之間沿相鄰域之間的邊界的桌球跳躍。
當輸入數據消息到達一個移動終端時，該移動終端已經穿越邊界區域進入一個新分組區，該新分組區具有支持從其已經退出且在此仍邏輯連接的分組區的小區，一個支持在此移動終端仍邏輯連接的分組區的小區將為該移動終端傳送一個尋呼。因此，在圖1中，當連接在小區104內的分組區2的移動終端穿越邊界進入分組區1中的小區102，並且一個數據分組通過分組區2到達該移動終端，在新分組區1中的基站將如同在從分組區2內尋呼一樣來尋呼該移動終端。當在相鄰分組區中存在不同的廠家和系統時，將需要制定廠家之間和系統之間的連接，以便支持在邊界處的多個分組區以穿越這些邊界傳送尋呼消息。
有利的是，由於當所述移動終端前後穿越邊界時不改變域，在穿越期間數據丟失的可能性大大降低。另外，在移動終端移動深入到所述分組區的情況下，一旦其移動到邊界區域外其將立即發起再連接，在該邊界區域，其當前分組區得到支持，這與在現有技術中先前分組區的相關定時器截止時相反。
圖2說明了在圖1的說明性分組區圖中，當移動終端前後穿越分組區1，2和3的邊界時，上述的實施例的方法的應用。對於分組區1，2，和3的數字參考與用於圖1中的數字一樣。如同在圖1中，每個分組區內的小區圓圈中的數字表示每個小區中的基站所支持的分組區。假定所述移動終端在分組區1中小區201中的A點開始會話，在此移動終端被提供一個會話標識符。其接著在分組區1內移動到分組區3中小區202內的B點。因為小區202中的基站支持分組區1，該移動終端不在分組區3中再連接。在該點，對於包括整個分組區1的移動終端的任何尋呼消息將仍被傳送給監視具有圖1的主或次分組區的小區的所有移動終端。所述移動終端從B點移動到分組區2內小區203中的C點。因為所述移動終端的當前分組區(區1)仍被支持，其在分組區3中不會再連接。該移動終端隨後移動到小區204中的D點。因為在小區204中不支持分組區1，所述移動終端在該點再連接並將其當前分組區改變成分組區2。所述移動終端接著移動到分組區3中小區205內的E點。因為分組區2在此仍被支持作為次分組區，該移動終端不與分組區3再連接。當所述移動終端到達分組區3中小區206內的F點時，因為在小區206內不支持分組區2，因此其在該分組區內再連接。有利的是，所述的路徑只需要兩個再連接，然而現有技術方法則可能需要更多的再連接，至於需要多少再連接，這取決於其穿越該路徑需要多長時間，以及其它因素，如到分組區邊界的路徑的距離，和可能引發再連接的邊界條件的其它波動。僅在A點和C點之間移動的移動終端，根本不必再連接，而現有技術方法需要多個再連接，至於需要多少再連接，這取決於移動速度和其它邊界條件。
在以上描述的路徑中，當所述移動終端到達分組區3中的E點時，其不會再連接，因為其當前分組區(區2)在從其所處的分組區3中的邊界小區205中的基站接收的擴展系統參數消息中被支持作為次分組區。如果所述移動終端在該邊界小區的覆蓋區內駐留時間長於預定的時間，其能隨意地再連接以變得與主分組區3連接。
以上描述的分組區實施例可以應用於其它域，例如，依據IS-856標準運行的無線系統和僅數據IxEVDO移動終端。在這種系統中，通過由本地基站傳送的快速配置消息，不同的域被指定為顏色區，且與主顏色區和其他被支持的顏色區有關的信息將被提供給移動終端，該移動終端被稱為訪問終端(AT)。但是，因為在一個域中AT的地址是唯一的，因此將需要給尋呼消息添加足夠的信息以保證只有一個AT應答或建立一個連接。然而，當該AT應答時，即使用通過其先前域提供的標識尋呼它，其將遵循所述指令/規則以便接入適用於其中它已經移動的主域。
對於邊界註冊區中的移動終端的註冊，本發明的另一個實施例也可以合併到2G或3G語音/數據無線通信系統中。在該實施例中，邊界基站傳送一個系統參數消息，該消息指示該基站正支持的主註冊區以及來自該基站也支持的相鄰域的任何次註冊區。當所述移動終端穿越邊界從第一個註冊區進入第二個註冊區時，如果已移動到的所述第二個註冊區中的小區中的基站同樣支持第一個註冊區，則其不會在第二個註冊區中再註冊。當在上述分組區/色碼實施例中用於數據傳輸時，所述移動終端不會再註冊，直到其移動進入不支持其當前註冊區的小區內的基站的覆蓋區。或者可選的如上所述，在一個基站邊界的覆蓋區內駐留長於預定時間。
在一個可選實施例中，其可應用於分組區/色碼/註冊區，而不是發送一個擴展系統參數/快速配置/系統參數消息，指示由邊界基站傳送的被支持的一個主和一個或多個次分組區/色碼/註冊區，一個特殊值分組區/色碼/註冊區被邊界基站發送，其被這個基站的服務區內的接收移動臺解釋為「無變更」。因此，不是傳送一個8位PZID值表示一個數字可識別的值，由邊界基站傳送的PZID是一個特殊值，其在其它情況下不在網絡中使用以表示實際上已用於該系統的任何PZID值，比如一個全「1」(OxFF)PZID值，圖3示出了一個如圖1所示，被細分為如圖1和圖2中所示的三個分組區1，2和3的域圖。整個在分組區1中的非邊界小區內的基站傳送PZD1，整個在分組區2中的非邊界小區的基站傳送PZID2，整個在分組區3中的小區的基站傳送PZID3。與分組區2和3相鄰的分組區1中的邊界小區中的基站，與分組區1和3相鄰的分組區2中的邊界小區中的基站，與分組區1和2相鄰的分組區3中的邊界小區中的基站，全都傳送OxFF的特殊值PZID。一個移動終端從具有可識別的PZID的分組區移動進入邊界小區並且接收一個OxFF的PZID，說明該PZID值的意思是「保持該PZID與當前存儲值一致」。在路徑A上從分組區3內移動進入分組區1中的邊界小區301的移動終端將認為自己目前在分組區3中，同時在路徑B上從分組區1內移動進入小區301的移動終端將認為自己目前在分組區1中，即使這兩個移動終端都在相同小區中。如同在先前描述的實施例中一樣，對分組區再連接的所產生的影響和當邊界區域中的小區301中的基站正傳送兩個分組區值時相同。有利的是，支持該特定PZID值為僅傳送單個PZID值的現有標準提供後向兼容性。在兩個以上分組區區域交叉的情況下，某些路由會不利地導致移動終端超出範圍。例如，路徑C上正在分組區3中開始連接的移動終端，因為其路徑僅僅通過邊界小區303，304和305且該移動終端沒有機會在其端目的地302被支持的分組區中再連接，因此在分組區1的邊界區域中小區302中的其路徑的末端將超出範圍。最終，它將在其所在的分組區1中再連接。如同在先前實施例中所述，如果所述移動終端在邊界小區內停留時間超過預定時間，其能夠在當前所在的分組區中再連接。
本實施例可以同等地適用於色碼和/或註冊區。
上述實施例可以適用於利用任何當前或將來技術或根據任何當前或將來標準運行的任何無線系統，其中傳送和/或接收任何語音、數據、視頻、多媒體等等的組合的任何類型的移動終端，在其穿越邊界從一個域到另一個域時再連接或再註冊。
以上所述僅僅說明了本發明的原理。因此，將理解的是，本域的技術人員將能夠設計出不同的設備，這些設備儘管沒有明確地在以上描述或者示出，但體現了本發明的原理並且包含在其精神和範圍之內。此外，在上文中詳述的所有的實例和條件語言主要僅用於教學目的，以幫助讀者理解本發明的原理以及由發明人貢獻的概念以促進該技術，且將被認為不受這種具體敘述的實例和條件的限制。此外，在此所有敘述了本發明的原理，觀點和實施例，以及其特定實例的陳述都預期包括其的結構和功能等同物。另外，我們的意圖是使該等同物包括當前已知的等同物以及在將來發展的等同物，即，任何發展的執行相同功能的元素，而與結構無關。
在本權利要求書中，被表述為用於執行指定功能的裝置的任何元素將要包含執行該功能的任何方式，該功能包括，例如，a)完成該功能的電路元件的組合，或b)與用於執行該軟體以執行該功能的適當電路結合的任何形式的軟體，因此包括，固件，微碼等等。由本權利要求書定義的本發明在於這樣一個事實，由敘述不同的裝置提供的功能被合併，且以權利要求書所要求的方式結合到一起。因此申請人將能提供這些功能的任何裝置視為與在此示出的這些裝置等效。
權利要求
1.一種無線通信系統中的方法，包括發送域信息，所述信息指示在發送所述信息的區域中被支持的域，其中所述信息指示在所述區域內支持多個不同的域。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述信息在接近於至少兩個被支持的相鄰域之間的邊界的邊界區域中被傳送。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述多個不同域包括主域和至少一個次域，所述主域是在傳送所述信息的區域中得到支持的域，所述至少一個次域是至少一個被支持的相鄰域。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述不同域為不同分組區。
5.根據權利要求3所述的方法，其中所述不同域為不同色碼。
6.根據權利要求3所述的方法，其中所述不同域為不同註冊區。
7.一種無線通信系統中的方法，包括發送域信息，所述信息指示在所述信息的接收區域被支持的域，其中所述域信息包括特定的域值，所述域值指示傳送所述信息的區域是這樣的邊界區域，即所述邊界區域接近於至少兩個未被識別的被支持相鄰域之間的邊界。
8.根據權利要求7所述的方法，其中不同域為不同分組區。
9.根據權利要求7所述的方法，其中不同域為不同色碼。
10.根據權利要求7所述的方法，其中不同域為不同註冊區。
全文摘要
在3G CDMA2000 IS－2000無線通信系統中，在兩個分組區之間邊界上的基站，傳送一個擴展系統參數消息，所述消息包含由所述基站支持的主分組區的標識以及由那些基站支持的其它相鄰次分組區的標識。當橫越分組區之間的邊界時，暫停活動的移動終端將不請求再連接，直到其當前分組區不再在從其當前位於的小區中的基站接收的擴展系統參數消息中列出。因此，當所述移動終端在向前向後穿越分組區邊界移動時，其將不需要在每個分組區中重複地發起再連接。可選的，所述擴展系統參數消息包含一個特定值分組區標識，其被接收移動終端解釋為意思是「無變更」。這些可選方案同樣適用於色碼和註冊區域。
文檔編號H04W68/02GK1774136SQ20051012461
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月9日 優先權日2004年11月10日
發明者約翰·K·伯爾格斯, 大衛·阿爾伯特·羅塞蒂, 派屈克·傑伊·沃爾施 申請人:朗迅科技公司