異步通信系統中進行空閒模式再捕獲以及越區切換的方法和設備的製作方法
2023-05-22 22:04:16
專利名稱：異步通信系統中進行空閒模式再捕獲以及越區切換的方法和設備的製作方法
相關申請交叉參考本申請要求通過引用而完全結合與此的2000年7月13日提交的題為「SLOTTEDMODE SEARCH，REACQUISITION，HANDOFF TO ASYHCHRONOUS WCDMA(DS)SLOTTEDMODE」的臨時美國申請序列號60/218,552的利益。
背景技術：
一、發明領域本發明涉及通信。本發明尤其涉及一種在異步無線通信系統中進行空閒模式再捕獲和越區切換的新穎的和改進的方法和設備。
二、相關技術描述在典型的無線通信系統中，遠程終端僅僅是偶爾處於活動狀態中。例如，當無處於進行中的呼叫時，蜂窩電話機保持在空閒狀態達顯著的時間周期。然而，為了確保接收到任何指向遠程單元的消息，遠程單元即使處於空閒狀態也周期性地監控通信信道。基站發送的消息可包括那些用於通知遠程終端出現來話呼叫的消息，以及那些用於更新遠程終端中的系統參數的消息。
在空閒模式期間，遠程終端繼續消耗功率，以維持為監控來自基站的信號所必需的電路。許多遠程終端(如蜂窩電話機)是可攜式的，並由內部電池供電。遠程終端在空閒模式中的功耗減少了可用的電池資源，這縮短了電池再充電之間的「待機」時間以及當發出或接收呼叫時的「通話」時間。因此，非常希望使遠程終端在空閒狀態下的功耗最小，從而增加電池壽命。
在一種用於降低操作於空閒模式中的遠程終端的功耗的技術中，遠程終端周期性地進入「活動」狀態，在活動狀態期間，它可以接收尋呼信道上的來自早先已與其建立通信的基站(即活動組中的基站)的消息。可把尋呼信道分割成編號「幀」(如幀0至1023)，並且基站可向遠程終端分配一個或多個幀。(在其它一些CDMA系統中也可以把一幀稱為「時隙」或「時間幀」。)此後，遠程終端在它的分配的幀之前從「不活動」狀態醒來，監控尋呼信道以獲得消息，並且如果不要求額外的通信則回復到不活動狀態。在連續的活動狀態之間的時間周期中，遠程終端處於不活動狀態中，並且基站不向該遠程終端發送任何消息。在不活動狀態中，使儘可能多的電路斷電，以保存功率。
在進入不活動狀態(或功率節省模式)之前，遠程終端向一「較佳的」基站通知它的存在，該基站通常也稱為「服務小區」。一般地，較佳的基站是具有由遠程單元測量的最強導頻信號的基站。遠程單元在其活動狀態期間測量較佳基站的導頻信號強度以及相鄰基站的導頻信號強度。如果遠程單元從該較佳基站的覆蓋區域轉移到相鄰基站的覆蓋區域，則遠程單元需要把通信「越區切換」到相鄰的基站。當發生越區切換時，把該相鄰的基站指定為新的較佳基站。
當遠程單元進入其不活動狀態時，所述較佳基站的導頻信號一般比任一測量的相鄰導頻信號強。因此，當遠程單元進入下一活動狀態時，它監控該較佳基站。然而，當遠程單元處於其不活動狀態時，它還可從該較佳基站的覆蓋區轉移位到一相鄰基站的覆蓋區。當遠程單元處於其不活動狀態時，它不監控較佳的和相鄰的基站的信號強度。而且，即使相鄰基站的信號已增加到一個信號強度顯著大於較佳基站用於發生越區切換的信號強度，遠程單元也不在不活動狀態時進行越區切換。
從而，當遠程單元返回到活動狀態時，它可能不在監控「最佳的」基站。實際上，來自較佳基站的信號強度可能太低，以至於遠程單元不能適當地對從該基站發送的信息進行解碼，並可能丟失送往該遠程終端的重要尋呼。對於要監控最佳基站的遠程終端，遠程終端測量較佳基站以及一些候選的相鄰基站，並且在遠程終端的分配的尋呼時間之前，如有必要則越區切換到一強的相鄰基站。
對於諸如IS-95 CDMA系統之類的同步通信系統，使系統中所有基站的定時對齊。從而可由基站向遠程終端分配相同的時間對齊的幀。從遠程終端的觀點來看，在同步通信系統中，遠程終端的分配的尋呼時間對於較佳基站與對於相鄰基站是相同的。通過知道較佳基站的定時，遠程終端能夠確定其在較佳的以及相鄰的基站上的尋呼時間。遠程單元通過使它的定時與較佳基站的定時同步而自動地使它的定時和相鄰基站的定時同步。因此，如果遠程終端能夠在其在原來的較佳基站上的分配的尋呼時間之前越區切換到一相鄰基站，則該遠程終端能夠按時對其在相鄰基站上的分配的尋呼信息進行解碼。
某些較新一代的無線通信系統不是同步的，並且基站的定時(從而基站的幀)不是對齊的。作為基站之間的異步定時的結果，從遠程終端的觀點來看，分配的尋呼時間可能從一個基站到一個基站而不相同。通過知道較佳基站的定時和分配的尋呼時間，遠程終端一般不能確定相鄰基站上的分配的尋呼時間。如果遠程終端移動到相鄰基站的覆蓋區域，則遠程單元需要把它的定時與該相鄰基站的定時同步，以便對從該基站發送的信息進行解碼。因此，如果遠程終端試圖醒來，以對較佳基站上的尋呼信息進行解碼，但由於覆蓋區域中的變化而結束越區切換到相鄰的基站，則遠程終端可能完全丟失相鄰基站的分配的尋呼時間，並從而丟失重要的尋呼信息。
因此，本領域中存在對於一種方法和設備的需求，所述方法和設備用於在異步無線通信系統中執行空閒模式再捕獲和越區切換。
發明概述本發明提供各種技術以有效地處理異步無線通信系統中的尋呼信道。根據本發明的一個方面，如果基站彼此不同步，並且遠程終端的分配的尋呼時間在基站與基站之間互不相同(從遠程終端的觀點來看)，則遠程終端根據「再捕獲搜索」列表中的最早的基站(從遠程終端的觀點來看)而醒來。所述列表包括遠程終端可以在隨後的喚醒時間間隔與之越區切換的較佳基站以及相鄰基站。這允許遠程終端能夠執行再捕獲搜索以及再捕獲越區切換，並避免丟失尋呼。
根據本發明的另一方面，選擇再捕獲搜索列表的基站的標準可基於基站的基站定時和測量的信號強度，可使兩者與較佳基站的定時和信號強度相關。在一個實施例中，從遠程終端的觀點來看，如果相鄰基站的定時與較佳基站的定時非常接近，並且如果測量出在進入不活動狀態之前相鄰基站的信號足夠強，那麼把該相鄰基站與較佳基站一起添加到再捕獲搜索列表。然後，下一計劃的喚醒時間(或活動狀態)就基於列表中的最早的較佳基站和相鄰基站。如此，將搜索和評估較佳的和相鄰的基站，並且在下一活動狀態對來自基站的具有最強信號的尋呼信息進行解碼。
否則，如果相鄰基站的定時在較佳基站的定時的附近之外，並且如果測量出在進入不活動狀態之前，相鄰基站的信號比較佳基站強得多，那麼連同較佳基站一起，把該相鄰基站添加到再捕獲搜索列表。然而，下一計劃的喚醒時間(或活動狀態)是基於相鄰基站的尋呼信道定時的。在該情況下，將在下一活動狀態時搜索並評估該相鄰基站和較佳基站。如果相鄰基站仍然比較佳基站強得多，那麼它將變成新的較佳基站，並且將對來自該基站的尋呼信息進行解碼。然而，如果相鄰基站不再比較佳基站強得多，則遠程終端將不解碼任何尋呼信息。相反，遠程終端立即進入不活動狀態，並準備在下一活動狀態再捕獲和解碼較佳的基站。
通過根據相鄰基站與較佳基站的定時關係來把相鄰基站分割成不同的類別，可減少遠程終端處於活動狀態之中所需要的時間量，這可轉化為遠程終端的待機時間中的改進，而不丟失重要的尋呼信息。
根據本發明的又一方面，如果較佳基站和強的相鄰基站(越區切換候選者)在彼此的定時鄰近處之外，則遠程終端可在某一尋呼周期(即DRX周期)中喚醒多次。如下面將進一步詳細描述的那樣，如果一相鄰基站滿足一組標準，則可以把它標識為越區切換候選者，所述一組標準可基於基站能量測量和一個再選擇定時器值。
下面進一步詳細描述了本發明的各種方面、實施例和特點。
附圖簡述通過下面結合附圖的詳細描述，本發明的特點、特性和優點將變得更清楚，附圖中相同的元部件以相同的標號標識，並且其中
圖1是包括若干基站和支持若干用戶的無線通信系統的示圖；圖2A是同步通信系統中的3個基站的尋呼信道(在各DRX周期中具有1024個幀)的具體實現和定時關係的示圖；圖2B是圖2A中所示的尋呼信道結構的尋呼標誌幀的具體實現和定時關係的示圖；圖3是異步系統中的3個基站的尋呼信道的具體實現的示圖4是根據本發明的實施例的對來自異步系統中的若干異步基站的尋呼信道的處理的示圖；圖5是根據本發明的實施例的用於處理異步無線通信系統中的尋呼信道的全過程的流程圖；圖6是建立再捕獲列表的過程的實施例的流程圖；圖7是基於再捕獲搜索列表中的基站的搜索結果的，在隨後的喚醒時間間隔中的越區切換估計的實施例的流程圖；以及圖8是能夠實現本發明的各種方面的遠程終端的實施例的框圖。
具體實施例的詳細描述圖1是包括若干基站以及支持若干用戶的無線通信系統100的示圖。系統100包括若干基站104(為簡單起見，圖1中僅示出3個基站)，各基站為某一特定的覆蓋區域102服務。基站以及覆蓋區域常統稱為小區。
若干遠程終端106一般分散在整個系統中(為簡單起見，圖1中僅示出了一個終端)。各遠程終端106可在活動模式中的任何時刻，在前向和反向鏈路上與一個或多個基站通信，這取決於遠程終端是否處於軟越區切換中。在空閒模式中，遠程終端一般一次僅與一個基站進行通信。
在圖1所示的例子中，對於遠程終端106來說，基站1是較佳基站(通常也稱為服務小區)，而基站2和3是基站1的相鄰基站。較佳基站一般是這樣的基站，其信號是由遠程終端接收的最強的信號。一般期望遠程終端從具有最強信號的基站(即較佳基站)接收其尋呼信息。
圖2A是同步通信系統中3個基站的尋呼信道的具體實現和定時關係的示圖。尋呼信道一般由無線通信系統採用，用於向遠程終端發送尋呼或控制消息。圖2A中所示的尋呼信道結構一般符合由名為「第3代夥伴計劃」(3GPP)的合作團體提供的標準，並在通過引用而結合於此的一組文檔中得到具體化，該組文檔包括文檔號3G TS 25.211、25.212、25.213、25.214、25.133、25.305、25.331以及3G TR 25.926(下文中稱為W-CDMA標準)。(然而，W-CDMA標準不規定尋呼信道的同步。)在圖2A所示的實現中，把尋呼信道劃分成DRX(不連續接收模式)周期，各DRX周期包括若干幀(如1024個幀)。各幀覆蓋某一時間間隔(如10毫秒)，並且各DRX周期中的幀一般是順序編號的(如從幀0至幀1023)。在圖2A中所示的具體例子中，同步諸基站，並使所有3個基站的DRX周期彼此在時間上對齊。DRX周期也近似地在遠程終端得到帶有一些時間偏移的對齊，所述時間偏移主要由於從諸基站至該遠程終端的傳輸時間中的差異而造成。在一些其它有隙模式尋呼實現(如對於IS-95 CDMA系統)中，圖2A中的DRX周期和幀分別對應於時隙周期和時隙。
圖2B是按W-CDMA標準定義的圖2A中所示的尋呼信道結構的尋呼標誌幀的具體實現和定時關係的示圖。在該實現中，該幀包括300個比特，其中可使用288個比特發送多達144個尋呼標誌。根據若干參數，如遠程終端的標識號，向遠程終端分配DRX周期中的某一特定尋呼標誌。各尋呼標誌覆蓋幀中的2至16個比特，這取決於包括於該幀中的尋呼標誌的個數。
再次參考圖2A，為了保存功率，可向遠程終端分配各DRX周期中的某一特定幀之內的某一特定尋呼標誌。該尋呼標誌(例如如果設置為「1」)指示遠程終端處理相關信道的對應幀，以接收尋呼信息。在圖2A中所示的例子中，向遠程終端分配幀7中的尋呼標誌。當遠程終端處於空閒時，除了在其分配的尋呼標誌周圍的「喚醒」時間之外，大多數時間遠程終端都可保持在不活動狀態。在不活動狀態中，可以切斷對遠程終端中的某些電路(如功率放大器等等)的供電，以保存功率。
在其分配的尋呼標誌之前，遠程終端從不活動狀態轉變到活動狀態，以處理分配的尋呼標誌。需要某一時間量來對先前切斷電源的電路加電，並使得該電路預熱和穩定。在該轉變周期之後，遠程終端進入活動狀態，並測量包括於再捕獲搜索列表中的基站的信號強度。該列表包括了當前較佳的基站和相鄰基站，如果滿足某些條件，遠程終端可越區切換到所述相鄰基站。在分配的幀中的指定的時刻(由圖2A中的垂直的虛線指出)，遠程終端對較佳基站的尋呼信道中的尋呼標誌進行解調，以獲得關於是否已對遠程終端發送了尋呼信息的指示。
在不活動狀態期間，遠程終端可移動到一不同的服務區，或者通信鏈路(或信號路徑)可能發生變化。從而，作為活動狀態中的處理的一部分，遠程終端在進入下一不活動狀態之前，執行對再捕獲搜索列表之外的相鄰基站的搜索。根據搜索結果，遠程終端建立一個新的再捕獲搜索列表，它包括較佳基站和在下一喚醒時間間隔時可能是越區切換目標的那些相鄰基站。該喚醒時間間隔包括轉變周期和遠程終端處於活動狀態之中的時間(即連續兩個不活動狀態之間的時間)。
如圖2A所示，對於同步系統，使基站的定時對齊，並且也使尋呼信道的DRX周期的起始在時間上對齊。從而，只要所有基站具有相同長度的DRX周期，從所有基站對一遠程終端分配的尋呼標誌也是在時間上對齊的。在各DRX周期中遠程終端可喚醒一次，並且對該時刻來自那些基站中的任何一個的尋呼標誌進行解調。
圖3是異步系統中3個異步基站的尋呼信道的具體實現的示圖。在該實現中，也把尋呼信道劃分成DRX周期，各DRX周期包括若干(如1024個)幀。然而，在該實現中，不同步基站的定時，結果各基站的DRX周期的起始可發生在不同的時間點。一種此類的異步系統由W-CDMA標準定義。在W-CDMA系統中，各基站根據系統幀編號(SFN)來發送，並且相鄰基站的SFN可以不與較佳基站的SFN同步。
在圖3所示的例子中，基站1是較佳基站(即服務小區)，而基站2和3是相鄰基站。當遠程終端使用較佳基站的定時作為它自己的定時基準時，相鄰基站2的DRX周期的起始(T2)是較佳基站1的DRX周期的起始(T1)之前的一段短的時間段(T21)，而相鄰基站3的DRX周期(T3)的起始是在較佳基站的DRX周期的起始之後的一較長的時間段(T13)。
由於不同步的系統定時，由較佳基站和相鄰基站分配給遠程終端的尋呼標誌不可能在時間上對齊，並且實際上可發生在任何時間點上。可以指定遠程終端在其分配的再捕獲搜索列表中的N個基站的每一個的尋呼標誌之前喚醒。在糟糕的情況下，如果分配的幀沒有重疊，則遠程終端將需要對各DRX周期喚醒N次，這相當於是同步系統的多達N倍。非常希望有更有效的方案，這些方案允許遠程終端處理來自異步基站的尋呼信道，同時減少出於活動狀態之中的時間量。
本發明提供各種方案，以有效地處理異步無線通信系統中的尋呼信道。根據本發明的一個方面，如果基站彼此不同步，並且遠程終端的指定的尋呼時間從一個基站到一個基站互不相同，則遠程終端能夠根據再捕獲搜索列表中的最早的基站而醒來。這允許遠程終端執行再捕獲搜索以及再捕獲越區切換，並避免丟失尋呼。
根據本發明的另一個方面，選擇用於評估的基站作為再捕獲目標的標準可基於基站的接收的功率以及它們的定時，可使兩者與較佳基站的接收功率和定時有關。在一個實施例中，從遠程終端的觀點來看，如果相鄰基站的定時與較佳基站的定時非常接近，並且如果在進入不活動狀態之前測量出相鄰基站的信號足夠強，那麼根據第1組(較不嚴格的)標準，可以在下一喚醒時間間隔考慮該相鄰基站用於再捕獲越區切換評估，該下一喚醒時間間隔在較佳基站的指定的尋呼標誌時間周圍。否則，如果相鄰基站的定時處於較佳基站的鄰近時間之外，並且要求遠程終端在另一(單獨的)時間喚醒，那麼可根據第2組(較嚴格的)標準在其指定的尋呼標誌時間評估該相鄰基站。這能夠減少遠程終端處於活動狀態之中所需的時間，這可轉化為遠程終端的待機時間中的提高，同時避免丟失重要的尋呼信息。
根據本發明的又一個方面，如果較佳基站和強的相鄰基站(越區切換候選者)處於彼此的定時附近之外，則遠程終端可在某一DRX周期中多次喚醒。如下面進一步詳述的那樣，如果相鄰基站滿足一組標準，該組標準可基於基站的能量測量和再選擇定時器值，則可把該相鄰基站標識為越區切換候選者。
對於W-CDMA系統，再選擇定時器用於阻止由於接收自基站的功率中的波動而造成的遠程終端在多個基站之間的連續越區切換。如果判定接收自相鄰基站的功率大於必需的功率電平(如大於較佳基站的接收的功率，並且可能有一特定餘量)，則重置該相鄰基站的再選擇定時器，並且遠程終端繼續測量來自相鄰基站的功率。僅當基站接收的功率高於必需的功率電平持續達系統指定的某一時間周期時，才把遠程終端越區切換到該相鄰基站，在W-CDMA標準中所述某一時間周期稱為再選擇時間。
遠程終端一般對可能是越區切換候選者的每一相鄰基站保持一個再選擇定時器。再選擇定時器中的值指示出接收強於必需的功率電平的基站的時間量。在一個實施例中，正好在遠程終端進入不活動狀態之前，更新再選擇定時器，並且存儲於定時器中的值反映出下一喚醒時間間隔的時間值，它假設在下一不活動周期期間，將在必需的功率電平之上接收基站。
如果在當前喚醒時間間隔的優先搜索期間，發現新的鄰近基站強於必需的功率電平，則可把該相鄰基站的再選擇定時器初始化到某一值。由於遠程終端在不活動狀態期間不測量任何基站，所以不知道相鄰基站的信號足夠強於較佳基站的信號的確切時間。因此，可以把再選擇定時器初始化為自上一次喚醒時間間隔以來的時間周期的一半(即TIP_LAST/2)，這表示何時可能已經發生這種事件的統計平均。作為替代，可以把再選擇定時器初始化為0或其它一些值。
如上所述，在當前活動狀態中對相鄰基站計算的再選擇定時器的值表示下一喚醒時間間隔的時間值。在一個實施例中，如果相鄰基站的定時處於較佳基站的時間鄰近之內(如圖3中的基站2)，則可按至下一喚醒時間間隔的時間周期來進一步更新該基站的再選擇定時器的初始值(即TIP_NEXT)。在另一實施例中，如果相鄰基站的定時處於較佳基站的時間鄰近之外(如圖3中的基站3)，那麼可以按該基站和較佳基站之間的時間差來增加該基站的再選擇定時器的初始值。例如，如果在當前的喚醒時間間隔中接收高於必需的功率電平的基站3達第1時間，由於遠程終端將需要在T3喚醒來處理基站3的尋呼標識(而不是T1)，那麼可把基站3的定時器初始化為TIP_LAST/2+T13(而不是TIP_LAST/2+TIP_NEXT)。該額外的時間量(即T13)表示遠程終端好像要在其指定的時間(如T3)由於該相鄰基站的尋呼標識而醒來的時間。
對於在當前喚醒時間間隔中還未到達必需的功率電平但預測要在下一喚醒時間間隔達到該電平，並且處於較佳基站的定時鄰近處附近的新的相鄰基站，可以把該基站的再捕獲定時器初始化為至下一喚醒時間間隔的時間周期的一半(即TIP_NEXT/2)。
對於在早先的喚醒時間間隔中已被添加到優先列表之中的並且在當前的喚醒時間間隔中接收的強於必需的功率電平的各相鄰基站來說，通過至下一喚醒時間間隔的時間周期(即TIP_NEXT)來更新該基站的再選擇定時器。
在一個實施例中，在進入不活動狀態之前，遠程終端建立再捕獲搜索列表，該再捕獲搜索列表包括較佳基站(當前的服務小區)以及可能是在下一喚醒時間間隔中的越區切換候選者的相鄰基站。再捕獲搜索列表包括來自優先列表的相鄰基站，它們具有超過系統指定的再選擇時間的更新的再選擇時間。在一個實施例中，選擇相鄰基站以包括於再捕獲搜索列表之中的標準還基於相鄰基站的定時及其接收的功率。
重新參考圖3中所示的例子，時間T21相當小並且處於某一特定的時間窗口(TWINDOW)之中，使得遠程終端認為基站2處於較佳基站1的時間鄰近中。在一個具體實施例中，雖然還可以使用其它一些窗口周期，但是可以把時間窗口定義為轉變周期的兩倍，該轉變周期是給電路通電以及初始化允許遠程終端能夠執行搜索的功能所需的時間周期。由於基站2處於較佳基站的時間鄰近之中，可基於不嚴格的一組標準把基站2添加到下一喚醒時間間隔的再捕獲搜索列表之中。例如，如果基站2對下一喚醒時間間隔的更新的再選擇定時器值大於或等於指定的再選擇時間，並且只要在遠程終端處它的接收功率高於某一閾值電平，則可把該基站2添加到再捕獲搜索列表中，所述某一閾值電平可設置為低於必需的功率電平。
在圖3中所示的例子中，較佳基站1和基站3之間的時間周期T13超過了時間窗口，並且不認為基站3處於較佳基站1的時間鄰近之內。從而，在能把基站3添加到再捕獲搜索列表之前，必需對基站3應用一組較嚴格的標準。例如，除了要求再選擇定時器值大於或等於指定的再選擇時間之外，也可要求從基站3接收的功率超過所要求的功率電平(如強於從較佳基站1接收的功率，並可能有一確定的餘量)。
根據上述，由於基站2處於較佳基站1的時間鄰近之內，如果基站2能夠滿足一組較不嚴格的標準，則可連同較佳基站1一起，把基站2置於再捕獲搜索列表中。由於基站3不處於較佳基站1的時間鄰近之內，如果基站3能夠滿足一組較嚴格的標準，則可把基站3添加到再捕獲搜索列表之中。如果把基站3標識為越區切換候選者，則遠程終端能夠在一個DRX周期中喚醒不只一次。此時，能夠評估基站1和基站3。如果再次判定接收基站1比基站3較佳，則遠程終端繼續選擇基站1作為較佳基站。否則，遠程終端選擇基站3作為新的較佳基站，並對基站3的尋呼標誌進行解調。
圖4是根據本發明的實施例的對來自異步系統中的若干基站的尋呼信道的處理的示圖。一開始，在前一活動狀態周期(塊416)期間以及在進入睡眠周期(塊422)之前，即時來自基站2的接收功率小於必需的功率電平，遠程終端也將基站2識別為足夠好，從而評估為可能的越區切換候選者(如根據從先前的功率測量預測的來自基站2的接收功率)。然後遠程終端把基站2的再選擇定時器計算為下一不活動周期的一半(即TIP1/2)。對於圖4中所示的例子，把再選擇時間指定為小於TIP1/2，並且由於基站2的定時器值大於指定的再選擇時間，則把基站2添加到再捕獲搜索列表之中。
在較佳基站分配的幀的下一喚醒時間間隔之前，遠程終端醒來，經過轉變周期(塊424)，並進入活動狀態(塊426)。遠程終端然後在時間段TCR1期間執行對再捕獲搜索列表中的基站的再捕獲，該再捕獲搜索列表包括基站1和2。在該例子中，判定基站1的接收比基站2為佳。從而，如圖4所示，遠程終端保留基站1作為較佳基站，並在指定時間T1的起始處解調基站1的尋呼標誌。如果已判定基站2的接收比基站1為佳，則遠程終端將被越區切換到基站2，並將在指定的時間T2解調基站2的尋呼標誌。如果基站2的接收功率低於某一再選擇閾值電平(如可能是上述的較低的閾值電平)，則可重置基站2的再選擇定時器，並且可把基站2從再捕獲搜索列表中除去。
在已經再捕獲了再捕獲搜索列表中的基站以後，遠程終端在時間周期TPS1期間執行對新的相鄰基站的優先搜索。在該例子中，基站3標識為遠程終端的越區切換候選者，但是判定它的定時處於較佳基站1的時間鄰近之外。從而把基站3的再選擇定時器計算為上一次不活動周期的一半加上T13(即TIP1/2+T13)。同樣地，由於TIP1/2+T13大於指定的再選擇時間，把基站3添加到再捕獲搜索列表中。因為基站3的尋呼標誌早於較佳基站1的下一尋呼標誌，所以遠程終端計劃在該DRX周期中第2次喚醒，來處理基站3的尋呼標誌。
在解調了基站1的尋呼標誌之後，遠程終端進入睡眠周期(塊432)。在基站3分配的幀的下一喚醒時間間隔之前，遠程終端醒來，經過轉變周期(塊434)，進入活動狀態(塊436)。然後，遠程終端在時間周期TCR2期間執行對再捕獲搜索列表中的基站的再捕獲，該再捕獲搜索列表包括基站1和3。在該例子中，判定接收基站3比基站1為佳。從而，如圖4所示，把遠程終端越區切換到基站3，並此後在指定時間T3的起始處解調基站3的尋呼標誌。遠程終端還在時間周期TPS2期間執行對相鄰基站的優先搜索。此後，遠程終端更新相鄰基站的再選擇定時器，建立下一喚醒時間間隔的再捕獲搜索列表，並進入睡眠周期(塊442)。
圖5是根據本發明的實施例的用於處理異步無線通信系統中的尋呼信道的全過程500的流程圖。一開始，在步驟510，在當前活動狀態期間，遠程終端對再捕獲列表中的基站進行再捕獲，搜索新的相鄰基站，並評估這些基站。所述評估可包括確定基站的接收功率以及它們的定時(如基站的DRX周期的起始)。遠程終端一般還在該喚醒時間間隔期間對較佳基站的尋呼標誌進行解調。
在進入睡眠周期之前，在步驟512，遠程終端根據一組標準建立下一喚醒時間間隔的再捕獲搜索列表。根據本發明的一個方面，如這裡所述的那樣，該組標準可基於基站的接收功率和它們的定時。在另一個方面中，該組標準還可基於與基站相關聯的再選擇定時器。
連同建立再捕獲搜索列表一起，在步驟514，遠程終端還根據再捕獲搜索列表中的基站來確定下一喚醒的時間。下一喚醒時間間隔可以用於較佳基站或遠程終端可能越區切換的一候選基站。選擇遠程終端的下一睡眠周期(即不活動周期)，使得遠程終端將足夠早地轉變到活動狀態，以能夠對再捕獲搜索列表中的最早的基站的尋呼標誌進行解調。步驟512和步驟514一般是一起執行的，並在下面作了進一步的詳述。
在完成了當前喚醒時間間隔的所要求的處理之後，在步驟516，遠程終端進入到不活動(即睡眠)狀態。同樣在步驟516，在先前確定的喚醒時刻，遠程終端醒來，經過轉變周期，並進入活動狀態。
在活動狀態中，在步驟518，遠程終端搜索並評估再捕獲搜索列表中的基站。同樣在步驟518中，根據評估結果，遠程終端判定是否可把新的基站選為新的較佳基站。在步驟518中，遠程終端還搜索可能是越區切換候選者的新的基站。如果當前較佳基站(可以是新選擇的較佳基站)的分配的尋呼標誌處於當前的喚醒時間間隔之內，則在步驟520，遠程終端對該較佳基站的尋呼標誌進行解調。
圖6是建立再捕獲列表的過程的實施例的流程圖，它可實現圖5中的步驟512。一開始，在步驟610，遠程終端建立下一喚醒時間間隔的再捕獲搜索列表，並把當前較佳基站包括於該列表中。接著，在已搜索和評估了服務和相鄰基站之後，在步驟612產生「強的」相鄰基站的列表。可以使用各種測試方法來判定所考慮的相鄰基站是否是強的。例如，如果相鄰基站的接收功率比必需的功率電平高(如比較佳基站的接收功率強，並可能有一餘量)，則可把相鄰基站考慮為強的。還可使用某些其它測試方法，來分類強的相鄰基站，並且這些方法在本發明的範圍之內。
在步驟614，作出在列表中是否存在任何強的相鄰基站的判定。如果強的相鄰列表是空的，則過程進行到步驟632。否則，在步驟616根據列表中的強的相鄰基站的定時對它們進行分類。可通過確定各基站的尋呼標誌，並根據它們的尋呼標誌的定時以按時間順序安排基站，以實現所述分類。對於圖4中所示的例子，該列表可以按該順序包括基站2和基站3。
然後在步驟618計算或更新各強的相鄰基站的再選擇定時器。如上所述，對於某些無線通信系統(如W-CDMA系統)，遠程終端不從當前較佳基站越區切換到另一相鄰基站，除非從該相鄰基站接收的功率超過較佳基站的接收功率達稱為再選擇時間的特定時間周期。為了支持這種設計，可使列表中的各強的相鄰基站與一再選擇定時器相關聯，該再選擇定時器保持跟蹤從該基站接收的功率已超過從較佳基站接收的功率所經過的時間量。對於上述實現，再捕獲定時器中的值指示出從相鄰基站接收的功率將在下一喚醒時間間隔超過從較佳基站接收的功率。
如果在當前喚醒時間間隔，剛把一強的相鄰基站添加到列表中，則可把該基站的再選擇定時器初始化為某一特定初始值。如上所述，在一個實施例中，該初始值是基於尋呼標誌定時和上一次不活動周期的。
如果在當前喚醒時間間隔中的優先相鄰搜索期間，所接收的一強的相鄰基站在必需的功率電平之上達第1時間，則可把初始定時器值更新為上一次不活動周期的一半加上下一次不活動周期(例如，如果在活動狀態426期間發現，則對於圖4中的基站3，是TIP1/2+T13，或者如果在活動狀態426期間發現，則對於圖4中的基站2，是TIP1/2+TIP1)。如果接收到處於較佳基站的定時鄰近之內的一相鄰基站低於必需的功率電平，但足夠強而能成為下一喚醒時間間隔期間的越區切換候選者，則可以把該相鄰基站的初始再選擇定時器值更新為下一不活動周期的一半(例如，如果在活動狀態426期間發現，則對於圖4中的基站2，是TIP1/2)。然後，在步驟622，遠程終端確定可能包括於再捕獲搜索列表中的「合格的」相鄰基站的列表。合格的相鄰基站是一候選基站，遠程終端可在下一喚醒時間間隔越區切換到該基站。在一個實施例中，如果一強的相鄰基站的經計算的再選擇定時器值大於系統指定的再選擇時間，則可認為該相鄰基站是合格的。
然後確定要在下一喚醒時間間隔經受處理的相鄰基站。如圖4所指出的那樣，遠程終端一般在各DRX周期期間喚醒一次，以處理較佳基站的尋呼標誌，但是如果存在具有位於較佳基站的時間鄰近之外的尋呼標誌的越區切換候選者，那麼可在某一DRX周期期間喚醒多次。
在步驟624，作出最早的合格相鄰基站的尋呼標誌是否處於較佳基站的時間鄰近之外的判定。如果答案是「否」，則下一喚醒時間間隔就基於較佳基站的定時加上再捕獲列表中相鄰基站的小的定時差異，並且過程進行到步驟632。否則，如果最早的合格的相鄰基站處於較佳基站的時間鄰近之外，則下一喚醒時間間隔就基於該最早的合格的相鄰基站的定時。這可以通過在步驟626把最早的合格的相鄰基站添加到再捕獲搜索列表之中來實現。在步驟628，作出關於下一合格的相鄰基站是否處於早已處於再捕獲搜索列表之中的一合格的相鄰基站的時間鄰近之內(以及是否可把另一相鄰基站添加到該列表)的判定。如果答案是「是」，則回到步驟626，把該下一合格的相鄰基站也添加到再捕獲搜索列表中。否則，如果沒有其它合格的相鄰基站處於所述時間鄰近之內，或者所述再捕獲搜索列表滿了，那麼過程進行到步驟638。
如果下一喚醒時間間隔是基於較佳基站的定時，則以步驟632為起始的通路就被截斷。如果是這種情況，如上所述，滿足一組較不嚴格的標準的相鄰基站也可包括於再捕獲搜索列表之中。從而，在步驟632，遠程終端產生「潛在的」基站的列表。一個潛在的基站可以是以足夠功率接收的一相鄰基站，該足夠的功率在第1閾值電平之上但低於所述必需的功率電平。然後在步驟634，遠程終端計算列表中的各潛在的基站的再選擇定時器。
在步驟636，遠程終端則把處於較佳基站的時間鄰近之內的並且具有計算出的大於系統指定的再選擇時間的再選擇定時器值的潛在的和合格的相鄰基站包括於列表中。從而，該再捕獲搜索列表包括處於較佳基站的時間鄰近之內並滿足一組較不嚴格的標準的相鄰基站(如具有接收的功率低於考慮成為一較強的相鄰基站所需的功率)。該再捕獲搜索列表還包括處於較佳基站的時間鄰近之內的合格的相鄰基站。在步驟638，遠程終端還建立包含剩下的相鄰基站的優先列表。該優先列表包括在下一喚醒時間間隔要評估的但不是越區切換候選者(例如由於它們的再選擇定時器值低於指定的再選擇時間)的基站。然後所述再捕獲搜索列表建立過程終止。
遠程終端在當前的喚醒時間間隔中完成了對基站的處理之後，它在步驟516進入不活動狀態，以保存功率。同樣在步驟516，在先前確定的要醒來的時間，遠程終端醒來，經過轉變周期，並此後進入下一喚醒時間間隔的活動狀態。然後遠程終端準備處理該喚醒時間間隔的基站。
圖7是基於下一喚醒時間間隔的再捕獲搜索列表中的基站的搜索結果的越區切換評估的實施例的流程圖。一開始，在步驟712，遠程終端搜索並評估再捕獲列表中的基站。然後在步驟714作出關於再捕獲搜索列表中的那些相鄰基站(如果有的話)是否已接收到超過必需的功率電平的功率的判定。如果存在一個或多個這樣的相鄰基站，則在步驟716，遠程終端選擇例如最強的相鄰基站作為新的較佳基站。否則，如果沒有基站是足夠強的，則在步驟718作出關於較佳基站的尋呼標誌是否處於當前的喚醒時間間隔之內的判定。如果回答是「否」，則指示出當前的喚醒時間間隔是用於處於較佳基站的時間鄰近之外的越區切換候選者基站，則過程終止。否則，在步驟520對當前較佳基站的尋呼標誌進行解調。該較佳基站可以是在步驟716中剛剛選擇的新的較佳基站，或者是先前的較佳基站。
圖8是能夠實現本發明的各種方面的遠程終端106的實施例的框圖。前向鏈路信號經天線812接收，通過雙工器814傳遞，提供給RF接收機(RX)單元820。RF接收機單元820對接收的信號進行調節(如濾波、放大和下變頻)和數位化，以提供採樣。解調器822接收並處理(如解擴展、去覆蓋以及導頻解調)該採樣，以提供恢復的碼元。解調器822可實行瑞克接收機，它處理來自一個或多個基站的接收信號的多個實例，並產生合成的恢復的碼元。解調器822可設計成處理尋呼信道，以接收尋呼標誌。對於編碼的數據，接收數據處理器824對恢復的碼元進行解調，檢驗接收的幀，並提供輸出數據。解調器822和接收數據處理器824可操作以處理從多個基站接收的多個發送(如尋呼信道)。
如上所述，使用若干參數來確定要包括於再捕獲搜索列表之中的基站。在一個實施例中，這些參數包括較佳基站的定時、較佳的和相鄰的基站的接收功率以及相對於較佳基站的定時的相鄰基站的定時。可通過在解調器822之中處理數位化的採樣並確定它們的DRX周期的起始，而獲得較佳的和相鄰的基站的定時。對於接收的功率的確定，可把來自RF接收機單元820的採樣提供給RF功率測量單元828，後者使用本領域中已知的各種技術來測量較佳的和相鄰的基站的功率。
控制器830接收來自解調器822的定時指示，以及來自RX功率測量單元828的功率測量，並以上述方式確定再捕獲搜索列表和下一喚醒時間間隔。雖然為簡化起見在圖8中未示出，但是控制器830也提供控制信號，這些控制信號控制遠程終端106中的某些單元在睡眠周期期間切斷電源，以及在喚醒時間間隔內通電。
在反向鏈路上，數據經發送(TX)數據處理器842處理(如格式化、編碼)，經調製器844進一步處理(如覆蓋、擴展)，並經由RF發射機單元846進行調節(如轉換成模擬信號、放大、濾波、正交調製等等)，以產生反向鏈路信號。然後通過雙工器814，經天線812，把該反向鏈路信號發送到一個或多個基站104。
可以通過各種手段實現評估相鄰基站和建立再捕獲搜索列表的處理，以及實現本發明的其它方面。例如，可用硬體、軟體或它們的組合來實現所述處理。對於硬體實現，可在一個或多個專用集成電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、可編程邏輯器件(PLD)、控制器、微控制器、微處理器、設計成執行這裡所述的功能的其它電子單元或它們的組合中來實現諸元件。對於軟體實現，可用執行這裡所述的功能的模塊(如程序、功能等等)來實現諸元件。軟體代碼可存儲於存儲器單元，並可由處理器(如控制器830)執行。
雖然以專門對W-CDMA系統而詳細描述了所述再捕獲、越區切換以及尋呼信道處理的各種方面、實施例和特徵，但是這些技術中的大部分可有利地適用於其它通信系統，尤其是異步系統。並且，這裡所述的技術可用於其它尋呼信道結構，例如用於IS-95 CDMA系統的分時隙尋呼信道結構。
給出了較佳實施例的上述說明，使本領域中的任何普通技術人員能夠製造或使用本發明。對於本領域中的普通技術人員來說，這些實施例的各種修正是顯而易見的，並且這裡定義的一般原則可適用於其它實施例，而無需使用創造能力。從而，本發明不限於這裡示出的實施例，而是符合與在此揭示的原理和新穎特點一致的最寬泛的範圍。
權利要求
1.在無線通信系統的終端處，用於處理來自多個發射機的多個發送的一種方法，其中把一個發射機指定為較佳的發射機，從該較佳的發射機可發送要送往所述終端的消息，其特徵在於所述方法包括接收來自所述多個發射機的多個發送；對所述多個發射機的每一個確定接收的功率；確定與所述多個發射機的每一個相關聯的定時；根據對所述多個發射機確定的接收功率和定時，形成要在後續時間周期進行評估的一個或多個發射機的第1列表。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述多個發送相對於所述較佳發射機的定時是異步的。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於根據發射機的系統幀的起始定義各發射機的定時。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於在所述第1列表中的一個或多個發射機包括在後續的時間周期中所述遠程終端可對其越區切換的發射機。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於如果一具有在所述較佳發射機的某一時間窗口之內的定時的發射機滿足第1組標準，則把該發射機包括於所述第1列表中，並且如果一具有在所述較佳基站的所述時間窗口之外的定時的發射機滿足第2組標準，則把該發射機包括於所述第1列表中。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於如果接收的功率超過第1閾值功率電平，則滿足了所述第1組中的第1標準，並且如果所述接收功率超過第2閾值功率電平，則滿足了所述第2組中的第1標準，所述第2閾值功率電平大於或等於所述第1閾值功率電平。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於把除了所述較佳發射機之外的剩下的多個發射機指定為相鄰的發射機，該方法進一步包括對具有超過必需的功率電平的接收功率的各相鄰的發射機保持一定時器，並且所述定時器指示出估計的時間量，在該時間量中接收的相關的相鄰基站高於所述必需功率電平。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於還部分地根據對相鄰基站保持的定時器中的值來形成所述一個或多個發射機的第1列表。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於如果一相鄰發射機的定時器超過了一指定的再選擇時間，則認為該發射機要包括於所述第1列表中。
10.如權利要求7所述的方法，其特徵在於所述保持包括如果接收的某一相鄰發射機高於所述必需功率電平達當前活動時間周期中的第1時間，則用一初始值初始化該相鄰發射機的定時器。
11.如權利要求7所述的方法，其特徵在於所述保持包括如果接收的某一相鄰發射機高於第1功率電平達當前活動時間周期中的第1時間，則用一初始值初始化該相鄰發射機的定時器，所述第1功率電平低於所述必需的功率電平，並且按下一活動時間周期的持續時間的一半來選擇所述初始值。
12.如權利要求10所述的方法，其特徵在於把具有處於所述較佳發射機的所述特定時間窗口之內的定時的相鄰發射機的初始值選擇為自從上一次活動時間周期以來的持續時間的1.5倍。
13.如權利要求10所述的方法，其特徵在於把具有處於所述較佳發射機的所述特定時間窗口之外的定時的相鄰發射機的初始值選擇為自從上一次活動時間周期以來的持續時間的一半加上較佳發射機與該相鄰發射機的定時之間的時間差。
14.如權利要求10所述的方法，其特徵在於所述保持包括如果接收的該相鄰發射機高於所述必需的功率電平達當前活動時間周期中的一後續時間，則用更新值更新各相鄰發射機的定時器。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於把所述更新值選擇為下一不活動時間周期的持續時間。
16.如權利要求1所述的方法，其特徵在於對於所述第1列表中的一個或多個發射機的每一個，所述終端與對應於所述發射機向所述終端發送消息的時間的一尋呼標誌相關聯。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於根據所述第1列表中的一個或多個發射機的最早的尋呼標誌來選擇所述後續時間周期。
18.如權利要求16所述的方法，其特徵在於如果列表中沒有其它的發射機具有更早的尋呼標誌，則根據所述較佳發射機的尋呼標誌來選擇所述後續時間周期。
19.如權利要求1所述的方法，其特徵在於進一步包括根據所述多個發射機的確定的接收功率和定時，形成要在後續時間周期之內評估的發射機的第2列表，其中第2列表中的各發射機不是所述遠程終端可在所述後續時間對其越區切換的候選者。
20.如權利要求1所述的方法，其特徵在於進一步包括進入不活動狀態，直到所述後續時間周期為止。
21.如權利要求1所述的方法，其特徵在於進一步包括在所述後續時間周期之內接收來自第1列表中的所述一個或多個發射機的一個或多個發送；以及確定所述第1列表中的一個或多個發射機中的每一個的接收功率。
22.如權利要求21所述的方法，其特徵在於進一步包括如果在所述後續時間周期之內所述第1列表中的特定相鄰發射機的接收功率超過必需的功率電平，則越區切換到該相鄰發射機。
23.在無線通信系統的終端處，一種用於處理來自多個基站的多個發送的方法，其中把一個基站指定為較佳的基站，可從該較佳的基站發送要送往所述終端的消息，並把剩下的基站指定為相鄰基站，其特徵在於所述方法包括接收來自所述多個基站的多個發送；對各基站確定接收功率；根據基站的系統幀的起始，確定與各基站相關聯的定時，其中所述多個基站的定時相對於所述較佳基站的定時是異步的；對具有超過必需的功率電平的接收功率的各相鄰基站保持一定時器，其中所述定時器指示出估計的時間量，在該時間量中接收的相關的相鄰基站高於上述閾值功率電平；根據所述基站的接收功率、定時和定時器，形成要在後續時間周期評估的一個或多個基站的列表。
24.一種用於無線通信系統中的接收機處理單元，其特徵在於包括接收機，可操作以接收並處理來自多個發射機的多個發送，以產生多個採樣流；耦合至所述接收機的功率測量單元，可操作以接收所述多個採樣流，並確定所述多個發射機中的每一個的接收功率；耦合至所述接收機的解調器，可操作以接收所述多個採樣流，並確定與所述多個發射機的每一個相關聯的定時；以及耦合至所述功率測量單元和所述解調器的控制器，所述控制器可操作以根據所述發射機的接收功率和定時，來形成要在後續時間周期評估的一個或多個發射機的列表。
25.如權利要求1所述的接收機處理單元，其中所述控制器可進一步操作以對具有超過一必需的功率電平的接收功率的各相鄰發射機保持一定時器，其中所述定時器指示出估計的時間量，在該時間量中接收的相關的相鄰發射機高於所述必需的功率電平。
全文摘要
異步無線通信系統(100)中有效處理尋呼信道的技術。一方面，如果基站(104a、b、c)彼此不相同步，並且遠程終端(106)的指定的尋呼時間從一個基站到一個基站是互不相同的，則遠程終端(106)可根據再捕獲列表(712)中的最早的基站來喚醒，所述再捕獲列表包括候選基站，遠程終端可越區切換到所述候選基站。另一方面，選擇用於評估為再捕獲目標的基站的標準可基於基站的接收功率(512)以及它們的定時(514)，可使兩者與較佳基站的接收功率和定時有關。在又一方面中，如果存在遠程終端可越區切換的一個或多個候選基站，則遠程終端可在某一尋呼周期(即一幀周期或DRX周期)中喚醒多次。
文檔編號H04L12/28GK1451252SQ01812769
公開日2003年10月22日 申請日期2001年7月11日 優先權日2000年7月13日
發明者鈕文京, M·萊文, R·D·休斯 申請人:高通股份有限公司