ПОДДЕРЖАНИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ПОДВИЖНЫМ ТЕРМИНАЛОМ И СЕТЬЮ В СИСТЕМЕ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ
INTERFACING MOBILE TERMINAL AND NETWORK IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM

Раскрытие изобретения
Техническое решение
Раскрытое изобретение относится к поддержанию связи между подвижным терминалом и сетью в системе подвижной связи.
На Фиг.1 представлена типичная сетевая структура развивающейся универсальной системы подвижной связи (Evolved Universal Telecommunications System (E-UMTS)). E-UMTS является дальнейшей разработкой существующей универсальной системы подвижной связи (UMTS). В настоящее время стандартизация E-UMTS осуществляется в рамках проекта партнерства в области разработки технологий третьего поколения (3GPP). E-UMTS может также называться системой долгосрочного развития (Long Term Evolution (LTE)).
Сеть E-UMTS может состоять из сети наземного радиодоступа развивающейся UMTS (E-UTRAN) и базовой сети (CN). E-UTRAN включает базовую станцию (eNode В или eNB). Базовая сеть CN включает шлюз доступа (AG), который является узлом, предназначенным для регистрации пользователя оборудованием (пользовательским оборудованием - UE). Шлюз доступа (AG) может подразделяться на первую часть, предназначенную для обработки пользовательского трафика, и вторую часть, предназначенную для обработки управляющего трафика. Часть AG, используемая для обработки пользовательского трафика, и та его часть, которая служит для обработки управляющего трафика, могут соединяться одна с другой через интерфейс связи.
Одна или более ячеек могут находиться в одной базовой станции eNode В (eNB). Множество базовых станций eNode В соединены интерфейсом для передачи пользовательского трафика и/или управляющего трафика. Интерфейс может также использоваться в UMTS для разделения сети E-UTRAN и базовой сети CN.
Уровни протоколов радиоинтерфейса между подвижным терминалом и сетью могут классифицироваться как первый уровень (L1), второй уровень (L2) и третий уровень (L3), основанные на трех нижних уровнях хорошо известной схемы взаимодействия, такой как базовая модель взаимодействия открытых систем (OSI). Из них первый уровень предоставляет услугу передачи информации посредством физического уровня. Уровень управления радиоресурсами (RRC), расположенный на третьем уровне, служит для управления радиоресурсами между подвижным терминалом и сетью. Соответственно, уровень RRC позволяет осуществлять обмен сообщениями RRC между подвижным терминалом и сетью. Уровень RRC может располагаться в eNode и AG либо в eNode или AG.
На Фиг.2 и 3 представлены архитектуры протоколов радиоинтерфейса между подвижным терминалом и наземной сетью радиодоступа (UTRAN) системы UMTS, т.е. сетью, основанной на спецификации сети радиодоступа в рамках 3GPP. Протоколы радиоинтерфейса согласно Фиг.2 и 3 сформированы по горизонтали из физического уровня, канального уровня и сетевого уровня. По вертикали протоколы радиоинтерфейса сформированы из пользовательской плоскости для передачи информации в виде данных и плоскости управления для передачи управляющих сигналов. Уровни протоколов согласно Фиг.2 и 3 могут подразделяться на первый уровень (L1), второй уровень (L2) и третий уровень (L3), основанные на трех нижних уровнях общеизвестной схемы взаимодействия, такой как базовая модель взаимодействия открытых систем (OSI).
Ниже будут объяснены уровни радиопротоколов плоскости управления, показанной на Фиг.2, и пользовательской плоскости, показанной на Фиг.3. Как указывалось выше, физический уровень предоставляет услугу передачи информации на верхний уровень. Физический уровень соединен с верхним уровнем, например с уровнем управления доступом к передающей среде (MAC), с помощью транспортного канала. Данные передаются между уровнем MAC и физическим уровнем по транспортному каналу. Передача данных также осуществляется между различными физическими уровнями, например физическим уровнем передающей стороны и физическим уровнем принимающей стороны.
Уровень MAC располагается на втором уровне и по логическому каналу предоставляет услугу верхнему уровню, например уровню управления радиоканалом (RLC). Уровень RLC может также располагаться на втором уровне и поддерживать надежную передачу данных. Примечательно, что функция, выполняемая уровнем RLC, может быть воплощена в виде функционального блока в составе уровня MAC. В этом случае уровень RLC может отсутствовать. Уровень протокола сходимости пакетных данных (PDCP) располагается на втором уровне над уровнем RLC. Уровень PDCP применяется для эффективной передачи данных при помощи пакета сетевого протокола IP (IP-пакета), например IPv4 или IPv6, по радиоинтерфейсу с относительно небольшой полосой пропускания. С этой целью уровень PDCP сокращает ненужную управляющую информацию с помощью такой функции, как сжатие заголовков.
Уровень управления радиоресурсами (RRC), расположенный в самой нижней части третьего уровня, задается в плоскости управления. Уровень RRC управляет транспортными каналами и физическими каналами в целях конфигурирования, реконфигурирования и высвобождения однонаправленных радиоканалов. Здесь однонаправленный радиоканал (RB) означает услугу, предоставляемую вторым уровнем для передачи данных между подвижным терминалом и UTRAN.
Нисходящие транспортные каналы для передачи данных подвижному терминалу от сети могут включать широковещательный канал (ВСН) для передачи системной информации и нисходящий совместно используемый канал (SCH) для передачи пользовательского трафика или управляющего сообщения. Пользовательский трафик или управляющее сообщение при оказании нисходящей многоадресной или широковещательной услуги может передаваться по нисходящему каналу SCH или по отдельному нисходящему многоадресному каналу (МСН). Восходящие транспортные каналы для передачи данных от подвижного терминала в сеть могут включать канал случайного доступа (RACH) для передачи первоначального управляющего сообщения и восходящий совместно используемый канал SCH для передачи пользовательского трафика или управляющего сообщения.
Ниже будет пояснен уровень RLC. Уровень RLC в основном гарантирует качество услуги (QoS) каждого однонаправленного радиоканала (RB) и соответствующих этим каналам передач данных. Поскольку услуга RB - это услуга, предоставляемая верхнему уровню вторым уровнем радиопротоколов, весь второй уровень может оказать влияние на QoS. В частности, уровень RLC в большой степени влияет на QoS. Уровень RLC устанавливает независимый объект RLC для каждого RB с тем, чтобы гарантировать уникальное качество (QoS) для однонаправленного канала RB.
Уровень RLC имеет три режима работы, а именно прозрачный режим (ТМ), режим без подтверждения приема (UM) и режим с подтверждением приема (AM) с целью обеспечения различного качества услуг (QoS). Три режима RLC обеспечивают QoS, соответственно, по-разному, и, следовательно, используют различные способы работы. Кроме того, функции трех рабочих режимов отличаются одна от другой своими деталями. Поэтому каждый из рабочих режимов (т.е. ТМ, UM и AM) уровня RLC будет описан более подробно.
В режиме без подтверждения приема (UM) для уровня RLC никакого подтверждения в получении переданных данных не принимается. В режиме с подтверждением приема (AM) для уровня RLC принимается подтверждение в получении переданных данных. При передаче данных в режиме без подтверждения приема (UM) уровень RLC в режиме без подтверждения приема (UM) добавляет заголовок блока протокольных данных (PDU), включающий порядковый номер (SN), к каждому блоку протокольных данных (PDU) и передает блок протокольных данных (PDU) принимающей стороне. Соответственно, принимающая сторона может знать, какой именно блок протокольных данных (PDU) теряется в процессе передачи. Уровень RLC в режиме без подтверждения приема (UM) оперирует в пользовательской плоскости с передачей широковещательных/многоадресных данных или пакетных данных в реальном времени, например, речи (например, VoIP) или потока в домене пакетных услуг. В плоскости управления уровень RLC в режиме без подтверждения приема (UM) оперирует с передачей сообщений уровня управления радиоресурсами (RRC), которые не требуют подтверждения приема в том случае, когда сообщения уровня RRC передаются конкретному терминалу внутри ячейки или конкретной группе терминалов.
Подобно уровню RLC в режиме без подтверждения приема (UM) уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) конфигурирует блок протокольных данных (PDU) путем добавления заголовка блока протокольных данных, имеющего порядковый номер (SN), к блоку протокольных данных. Однако различие между уровнем RLC в режиме без подтверждения приема (UM) и уровнем RLC в режиме с подтверждением приема (AM) состоит в том, что принимающая сторона подтверждает успешный прием принимающей стороной блока протокольных данных, переданного передающей стороной. Примечательно, что при выдаче подтверждения принимающая сторона может запросить передающую сторону повторить передачу неудачно принятого блока протокольных данных. Таким образом, функция повторной передачи является отличительной чертой уровня RLC в режиме с подтверждением приема (AM).
Уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) призван гарантировать безошибочную передачу данных через использование функции повторной передачи. Соответственно, уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) оперирует в пользовательской плоскости передачей пакетных данных не в реальном времени, например данных транспортного протокола управления/межсетевого протокола (TCP/IP), в области оказания пакетных услуг. Кроме того, уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) оперирует в плоскости управления с передачей сообщений уровня управления радиоресурсами (RRC), требующих подтверждения приема, когда сообщения уровня RRC передаются конкретному терминалу внутри ячейки или конкретной группе терминалов.
Уровень RLC в прозрачном режиме (ТМ) и уровень RLC в режиме без подтверждения приема (UM) применяются при односторонней связи. Однако уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) используется при двусторонней связи из-за функции обратной связи от принимающей стороны. Поскольку двусторонняя связь обычно используется при связи точка-точка, уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) использует выделенный канал.
Уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) осложнен тем, что он осуществляет функцию повторной передачи. В частности, уровень RLC в режиме с подтверждением приема AM обеспечивается буфером повторной передачи в дополнение к буферу передачи/приема для управления повторной передачей. Уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) выполняет различные функции, включая использование окна передачи/приема для управления потоком, функцию опроса, когда передающая сторона запрашивает информацию о состоянии от принимающей стороны однорангового объекта RLC, функцию направления отчета с информацией о состоянии, например, когда принимающая сторона сообщает о состоянии своего буфера передающей стороне однорангового объекта RLC, использование блока протокольных данных с информацией о состоянии (status PDU) для доставки информации о состоянии и совмещение прямой и обратной передачи (piggybacking) для вложения блока протокольных данных с информацией о состоянии в блок протокольных данных для пользовательских данных (data PDU), осуществляемое, например, для повышения эффективности передачи данных.
Уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) также использует блок протокольных данных с запросом восстановления (reset PDU), чтобы запросить восстановление всех операций и параметров от ответного объекта уровня RLC в режиме с подтверждением приема (AM), когда запрашивающий объект уровня RLC в режиме с подтверждением приема (AM) обнаруживает критическую ошибку во время работы. Соответственно, блок протокольных данных с подтверждением запроса восстановления (АСК PDU) применяется для ответа на блок протокольных данных с запросом восстановления и т.п. Уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) использует несколько параметров протокола, переменные состояния и таймер для поддержки таких функций.
Блоки протокольных данных, такие как блок протокольных данных для направления отчета с информацией о состоянии, блок протокольных данных с информацией о состоянии, а также блок протокольных данных с запросом восстановления, используются для управления передачей данных на уровне RLC в режиме с подтверждением приема (AM). Подобные блоки относятся к блокам протокольных данных для управления. Блоки протокольных данных, используемые для передачи пользовательских данных, относятся к блокам протокольных данных для пользовательских данных. Следовательно, уровень RLC в режиме с подтверждением приема (AM) обычно использует два типа блоков протокольных данных: блок протокольных данных для пользовательских данных и блок протокольных данных для управления.
E-UMTS сконфигурирована с базовой станцией и терминалом. Радиоресурсы в одной ячейке содержат радиоресурс восходящей линии и радиоресурс нисходящей линии. Базовая станция координирует выделение и управление радиоресурсами восходящей и нисходящей линий одной ячейки. В частности, базовая станция определяет условия или ситуации, например, какой терминал использует радиоресурсы, когда использовать радиоресурсы, какой объем радиоресурсов использовать и какие типы радиоресурсов использовать. Например, базовая станция может определять передачу данных по нисходящей линии первому пользователю в течение 0.2 с на частоте 100-101 МГц по истечении 3,2 с. Таким образом, базовая станция информирует соответствующий терминал об определении, чтобы позволить терминалу осуществить прием данных по нисходящей линии. Аналогично этому базовая станция может определять, передавать ли данные в зависимости от условий или ситуации (т.е. когда использовать радиоресурсы, какой объем радиоресурсов использовать, какие типы радиоресурсов использовать, какой терминал использует радиоресурсы и т.д.). Кроме того, базовая станция информирует терминал об этом определении, чтобы позволить терминалу передавать данные в определенный период времени.
В системе E-UTRAN базовая станция динамически управляет радиоресурсами в целях более эффективной передачи данных. Однако в системе UTRAN радиоресурсы управляются таким образом, что один терминал может непрерывно использовать один радиоресурс при установлении соединения. Это нерационально при условии, что в текущий момент могут предоставляться различные услуги на основе IP-пакета. Например, для большинства услуг предоставления пакетных данных пакет формируется скорее с перерывами, чем непрерывно. Следовательно, для базовой станции неэффективно непрерывно выделять радиоресурс терминалу.
В системе E-UTRAN радиоресурс выделяется терминалу вышеуказанным способом, пока у терминала есть данные для передачи. Другими словами, E-UTRAN выделяет ресурсы терминалу только в том случае, когда терминалу требуется радиоресурс.
Система E-UTRAN работает по схеме уплотнения с ортогональным частотным разделением (OFDM) на физическом уровне. Схема OFDM реализуется путем деления полосы частот на определенные части и выделения каждой разделенной полосы нескольким терминалам. В схеме OFDM для предотвращения неуспешного приема данных, переданных в каждой полосе частот, из-за прерывания передачи данных в другой полосе частот важна синхронизация времени передачи данных между терминалами. А именно, когда передачи данных терминалом 1 и терминалом 2 планируются в течение некоторого промежутка времени, время поступления данных, переданных терминалом 1, на базовой станции должно быть равным времени поступления данных, переданных терминалом 2. При наличии какой-либо разности времени поступления данных терминалов 1 и 2 каждые данные, переданные терминалами 1 и 2, не могут быть должным образом восстановлены на базовой станции.
Соответственно, для системы E-UTRAN необходимо, чтобы передача по восходящему каналу для каждого терминала была синхронизирована, для чего применяются различные способы. Один способ синхронизировать время передачи по восходящей линии связи заключается в использовании канала случайного доступа (RACH). В этом случае терминал, который не поддерживает синхронизированный восходящий канал с базовой станцией, передает поток битов, предварительно заданный в RACH, на базовую станцию, а именно передает сигнатуру. Базовая станция обнаруживает сигнатуру и вычисляет по обнаруженной сигнатуре нужную настройку времени передачи терминала (т.е. на какое время, например, следует задержать передачу или насколько следует ускорить передачу, подлежащую выполнению) для синхронизации восходящего канала. Базовая станция затем извещает терминал о данном определении. Терминал соответственно устанавливает свое время передачи на основе рассчитанного значения. После установки времени передачи терминал синхронизируется по восходящему каналу с базовой станцией.
Авторы настоящего изобретения видят, как минимум, следующие проблемы, имеющиеся в существующих процедурах выделения радиоресурсов. А именно, даже если между терминалом и базовой станцией образовано соединение на уровне управления радиоресурсами (RRC), терминал не всегда нуждается в осуществлении передачи по восходящему каналу. Например, когда пользователь осуществляет просмотр Интернета, он обычно загружает веб-страницу, намеченную для просмотра. Однако при загрузке пользователь не осуществляет никаких других действий до тех пор, пока не закончит просмотр вебстраницы. Таким образом, если в течение этого времени терминал непрерывно осуществляет передачу для поддержания синхронизации восходящего канала, то терминал непроизводительно расходует радиоресурсы восходящего канала и свою мощность. Основываясь на таком понимании проблем, авторы настоящего изобретения сформулировали различные признаки и аспекты, которые приводятся в настоящем описании.
Раскрытое изобретение направлено на поддержание связи между подвижным терминалом и сетью в сети подвижной связи.
Дополнительные признаки и аспекты изобретения будут изложены в нижеследующем описании и будут частью ясны из описания или из практики их применения. Эти признаки и аспекты могут быть осуществлены и получены с помощью структуры, особо указанной в письменном описании и в формуле изобретения к нему, а также в прилагаемых чертежах.
Чтобы получить эти и иные признаки и аспекты, как осуществленные и широко описанные, в данном раскрытии приводится способ поддержания связи между подвижным терминалом и сетью в системе подвижной связи, содержащий определение перехода к синхронизированному с сетью состоянию или несинхронизированному с сетью состоянию при поддержании активного состояния с сетью и осуществления перехода к синхронизированному состоянию или несинхронизированному состоянию в соответствии с указанным определением.
В одном аспекте операцию определения осуществляют при истечении времени установки таймера. Предпочтительно, чтобы таймер запускался по переданному сигналу.
В другом аспекте операцию определения осуществляют в случае отсутствия приема нисходящего управляющего канала в течение заданного периода времени.
В другом аспекте операцию определения осуществляют после получения сетевой команды.
В другом аспекте операцию определения осуществляют после покидании зоны обслуживания.
В другом аспекте операцию определения осуществляют после перемещения в новую зону обслуживания.
В другом аспекте операцию определения осуществляют после покидания зоны обслуживания и по истечении времени установки таймера.
В другом аспекте операцию определения осуществляют после перемещения на определенное расстояние.
В другом аспекте операцию определения осуществляют по достижении определенной скорости движения.
В другом аспекте операцию определения осуществляют после неуспешной передачи информации по каналу случайного доступа (RACH) определенное число раз.
В соответствии с другим примером осуществления изобретения способ управления синхронизированным состоянием подвижного терминала в системе подвижной связи содержит передачу сети первой информации, при этом первая информация используется сетью, чтобы определить, находится ли подвижный терминал в синхронизированном с сетью состоянии или в несинхронизированном с сетью состоянии, и прием второй информации от сети в соответствии с тем состоянием подвижного терминала, которое было определено.
Вторая информация может содержать сведения, относящиеся к настройке времени синхронизации подвижного терминала с сетью, если подвижный терминал определяют как находящийся в несинхронизированном состоянии.
В одном аспекте первая информация содержит запрос на переход в несинхронизированное состояние.
В другом аспекте первая информация содержит запрос на переход в несихронизированное состояние в течение заданного промежутка времени.
В еще одном аспекте первая информация содержит запрос на переход в синхронизированное состояние.
В соответствии с еще одним примером осуществления изобретения способ управления синхронизированным состоянием подвижного терминала в системе подвижной связи содержит прием первой информации от сети в соответствии с синхронизированным или несинхронизированным состоянием подвижного терминала, определенным сетью, при этом первая информация содержит сведения, относящиеся к выделению радиоресурса для связи между подвижным терминалом и сетью, и передачу второй информации в соответствии со сведениями, относящимися к выделению радиоресурса.
Первая информация может содержать сведения, относящиеся к настройке времени синхронизации подвижного терминала с сетью, если подвижный терминал определяют как находящийся в несинхронизированном состоянии.
Подразумевается, что как вышеприведенное общее описание, так и последующее подробное описание даются лишь в качестве примера и пояснения и предназначены помочь дальнейшему разъяснению формулы изобретения.
Прилагаемые чертежи, служащие для пояснения и входящие в состав настоящей спецификации, иллюстрируют различные показательные примеры осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов раскрытого изобретения. Признаки, элементы и аспекты, помеченные одинаковыми номерами позиций на различных чертежах, представляют собой одинаковые, эквивалентные или те же самые признаки, элементы или аспекты в соответствии с одним или более примером осуществления.
На Фиг.1 показана примерная сетевая структура развивающейся универсальной системы подвижной связи (E-UMTS).
На Фиг.2 показана архитектура плоскости управления протоколов радиоинтерфейса между подвижным терминалом и наземной сетью радиодоступа (UTRAN) системы UMTS, основанной на спецификации сети радиодоступа в рамках 3GPP.
На Фиг.3 показана архитектура пользовательской плоскости протоколов радиоинтерфейса между подвижным терминалом и наземной сетью радиодоступа (UTRAN) системы UMTS, основанной на спецификации сети радиодоступа в рамках 3GPP.
На Фиг.4 показан иллюстративный способ поддержания связи между подвижным терминалом и сетью в системе подвижной связи в соответствии с одним примером осуществления изобретения.
Раскрытое изобретение относится к поддержанию связи между подвижным терминалом и сетью в системе подвижной связи.
Признаки раскрытого изобретения могут быть реализованы в системе подвижной связи, например E-UMTS. Но они также могут быть реализованы применительно к другим системам связи, работающими по другим техническим условиям. Несколько показательных примеров осуществления изобретения далее будут описаны подробно.
Раскрытое изобретение обеспечивает способ управления синхронизированным с сетью состоянием подвижного терминала, который способствует лучшему удовлетворению потребностей пользователя, путем обеспечения базовой станции возможности использовать определенный радиоресурс и сократить время ожидания терминала.
Соответственно, терминал может управляться путем деления состояния терминала на несколько более низких состояний в соответствии с активизированной степенью. Признаки настоящего раскрытого изобретения позволяют подразделить состояние терминала, являющееся состоянием соединения по уровню RRC, на несколько более низких состояний в соответствии со степенью активности (состоянием) терминала. Кроме того, состояние терминала являющееся состоянием соединения по уровню RRC, может быть подразделено на несколько более низких состояний в соответствии с активизацией или деактивизацией объекта уровня управления доступом к среде (MAC). Более того, состояние терминала, являющееся состоянием соединения по уровню RRC, может подразделяться на несколько более низких состояний в зависимости от того, синхронизирован терминал с базовой станцией или нет.
В соответствии с раскрытым изобретением терминал, который находится в состоянии, являющемся состоянием соединения по уровню RRC, и синхронизирован с базовой станцией по восходящей линии, называется RRC-синхронизированным терминалом. Терминал, который находится в состоянии соединения по уровню RRC и несинхронизирован с базовой станцией по восходящей линии, называется RRC-несинхронизированным терминалом. Кроме того, состояние терминала может подразделяться на синхронизированное состояние и несинхронизированное состояние.
В общем плане, когда терминал принимает данные от базовой станции или передает данные на базовую станцию, то его определяют как находящийся в активном состоянии. Терминал, принимающий данные от базовой станции, должен находиться в синхронизированном состоянии по восходящей линии. В противном случае, все передачи данных терминала находятся в состоянии, не синхронизированном с базовой станцией. Соответственно, вся информация индикатора качества каналов (CQI) или информация о подтвержденном/неподтвержденном приеме (ACK/NACK), которая передается базовой станции относительно данных, принятых от базовой станции, приходит на базовую станцию, находящуюся в несинхронизированном состоянии. Поэтому базовая станция не может опознать, не приняла ли она CQI или ACK/NACK из-за того, что она не передала данные терминалу должным образом, или из-за проблемы с передачей от терминала. Соответственно, передача данных базовой станции от несинхронизированного терминала бессмысленна.
Кроме того, когда терминал не синхронизирован по восходящей линии, базовая станция не в состоянии должным образом декодировать никакие данные, передаваемые соответствующим терминалом. Следовательно, для осуществления реальной передачи от терминала терминал может быть синхронизирован по восходящей линии в то время, пока он передает данные. В результате терминал, находящийся в активном состоянии, может быть непрерывно синхронизирован по восходящей линии.
Однако терминал не все время передает или принимает данные. Терминал, который осуществляет просмотр Интернета, передает или принимает данные с перерывами. В таком случае, если терминал может быть быстро синхронизирован по восходящей линии, данному терминалу может быть позволено оставаться несинхронизированным во время (интервал), в течение которого данные не передаются или не принимаются.
В процессе синхронизации в направлении восходящей линии терминал может переходить из несинхронизированного состояния в синхронизированное, используя канал случайного доступа RACH. Терминал может осуществлять передачу в течение определенного периода для поддержания своего синхронизированного состояния. Соответственно, базовая станция передает новые параметры синхронизации путем непрерывного определения изменения в синхронизированном состоянии терминала на основе передачи, осуществляемой в течение определенного периода. Таким образом, чтобы терминал поддерживал свое синхронизированное состояние, он предпочтительно осуществляет передачу в течение минимального интервала, что означает использование энергии.
Например, когда терминал осуществляет просмотр Интернета, поток данных создается в тот момент, когда пользователь загружает конкретную начальную страницу; однако никакого потока данных не существует во время просмотра пользователем полностью загруженной начальной страницы. Примечательно, что в течение прохождения потока данных терминал находится в синхронизированном состоянии.
Для поддержания синхронизированного состояния во время отсутствия потока данных терминал передает сигналы индикатора качества канала (CQI) или пилот-сигналы базовой станции, даже если у терминала нет данных для передачи по восходящей линии. Соответственно, базовая станция может передавать информацию синхронизации, относящуюся к терминалу. Однако промежуток времени генерируемых передачи/приема данных между базовой станцией и терминалом короток по сравнению с промежутком времени, в течение которого передача/прием не генерируются. Соответственно, при передаче сигналов CQI или пилот-сигналов базовой станции терминал требует излишнего и неэффективного использования мощности.
Следовательно, признаки данного раскрытого изобретения позволяют управлять синхронизированным состоянием терминала в соответствии с состоянием потока данных. На Фиг.4 показан иллюстративный способ обеспечения связи между подвижным терминалом и сетью в системе подвижной связи согласно одному примеру осуществления изобретения.
Как показано на Фиг.4, терминал 10 передает информацию о состоянии базовой станции 20. После чего базовая станция 20 управляет синхронизированным состоянием терминала 10 в соответствии с потоком данных по нисходящей линии и информацией о состоянии, переданной терминалом 10 (S11). Соответственно, базовая станция выделяет радиоресурс терминалу или передает информацию для настройки времени синхронизации на основе управления (S12).
Таким образом, терминалу разрешено находиться в активном состоянии (LTE_Active) или в состоянии, являющемся состоянием соединения по уровню RRC, без синхронизации по восходящей линии. Иными словами, уровень RRC терминала и уровень RRC базовой станции поддерживают их контекст, чтобы обеспечить передачу и прием сообщений между обоими, но терминал фактически не синхронизирован по восходящей линии.
Информация о состоянии, передаваемая от терминала, может указывать объем данных в буфере терминала, приоритетную информацию, относящуюся к данным в буфере терминала, информацию о типе услуги и т.п. Под управлением синхронизированным состоянием терминала в соответствии с информацией о состоянии может пониматься управление синхронизированным состоянием терминал в соответствии с тем, что терминал извещает или не извещает о наличии данных, подлежащих передаче по восходящей линии или нисходящей линии.
Однако терминал напрямую связан с пользователем и соответственно может иметь больше информации относительно потока данных. То есть, хотя объем данных по нисходящей линии или информация о поступлении может рассматриваться как управляемая базовой станцией, существует высокая вероятность того, что данные нисходящей линии являются ответом на передачу пользовательских данных по восходящей линии, а именно передачу данных терминала по восходящей линии.
Поэтому признаки данного раскрытого изобретения воплощаются таким образом, что терминал передает сообщение базовой станции для запрашивания изменения своего состояния. Более того, базовая станция осуществляет настройку состояния терминала в ответ на сообщение. Терминал может передавать базовой станции сообщение с запросом об изменении состояния при соблюдении определенного условия. Терминал может быть извещен об определенном условии путем получения настроечного сообщения от базовой станции или использования системной информации.
Если в течение определенного отрезка времени данные не передаются или не принимаются базовой станцией, терминал может передать базовой станции сообщение с запросом на переход в несинхронизированное состояние. Терминал может также передать информацию о времени. Информация о времени может содержать сведения для указания на то, как долго терминал желает находиться в переходном состоянии. Например, если в течение определенного времени, хотя бы 10 секунд, передача/прием данных не осуществляется, то терминал извещает базовую станцию об этом конкретном времени (10 секундах). Базовая станция затем переводит терминал в несинхронизированное состояние на этот определенный отрезок времени.
Если базовая станция указывает время, в течение которого терминал должен находиться в несинхронизированном состоянии, то терминал остается в несинхронизированном состоянии в течение соответствующего времени, а затем переходит в синхронизированное состояние. При этом терминал может быть синхронизирован по восходящей линии с помощью канала случайного доступа (RACH). Соответственно, базовая станция может выделить назначенный радиоресурс терминалу в то время, когда терминал намеревается перейти в синхронизированное состояние.
Если этот назначенный радиоресурс выделяется базовой станцией, терминал осуществляет синхронизацию по направлению восходящей линии, используя выделенный радиоресурс. Если радиоресурс не выделен, то терминал может оставаться в несинхронизированном состоянии в течение назначенного времени. Время, в течение которого терминал остается в несинхронизированном состоянии, может быть равным (или кратным) времени, в течение которого терминал ранее находился в несинхронизированном состоянии.
Поэтому при соблюдении определенного условия терминал передает сообщение о смене состояния для запрашивания смены состояния у базовой станции. Базовая станция затем определяет, разрешить ли терминалу сменить состояние. После чего в соответствии с определением базовая станция передает терминалу сообщение о разрешении смены состояния или сообщение об отказе в смене состояния.
В ходе такого процесса базовая станция и терминал могут договариваться между собой о времени, в течение которого терминал будет оставаться в новом состоянии. Таким образом, терминал или базовая станция передает противоположной стороне сообщение с предложением нового состояния и времени пребывания в новом состоянии. После получения сообщения базовая станция или терминал передает сообщение с указанием согласия с предложением или сообщение с предложением нового состояния или времени. Новое состояние может быть или несинхронизированным или синхронизированным.
Кроме того, в ходе такого процесса несинхронизированный терминал к некоторому периоду времени получает нисходящий канал управления. Таким образом, даже если терминал переходит в несинхронизированное состояние, поскольку данные не передаются или не принимаются в течение некоторого периода времени, данный терминал к некоторому периоду времени получает нисходящий канал управления, чтобы определить, есть ли в наличии радиоресурс, заново выделенный терминалу. Другими словами, терминал определяет к некоторому периоду времени наличие вновь поступивших данных по нисходящей линии.
В целом, операции терминала в несинхронизированном состоянии отличаются от операций терминала в синхронизированном состоянии. Синхронизированный терминал синхронизирован по восходящей линии. Таким образом, если радиоресурсы должным образом подразделены, то базовая станция может обнаружить сигнал терминала в любое время и соответственно в любое время передать данные на терминал. И наоборот, когда терминал находится в несинхронизированном состоянии, сигнал терминала не может быть обнаружен. Соответственно, базовая станция сначала синхронизируется с терминалом, прежде чем передавать фактические данные. Поэтому очевидно, что для передачи данных синхронизированный терминал выполняет иную операцию, нежели несинхронизированный терминала. Кроме того, если терминал, находящийся в несинхронизированном состоянии, выполняет те же операции, что и терминал, находящийся в синхронизированном состоянии, рабочие характеристики целой системы могут ухудшиться. Соответственно, важно знать, находится ли терминал в синхронизированном или несинхронизированном состоянии.
В этой связи данное раскрытое изобретение обеспечивает способы определения состояния (т.е. синхронизированного состояния или несинхронизированного состояния) терминала. В соответствии с одним примером осуществления изобретения первый способ определяет состояние терминала с помощью таймера. Терминал может использовать таймер в связи с передачей данных, осуществляемой терминалом. После передачи данных базовой станции терминал перезапускает таймер. Затем, после истечения времени установки таймера, терминал определяет, что он более не синхронизирован по восходящей линии и соответственно переходит в несинхронизированное состояние.
Терминал может извещаться о заданном времени установки таймера базовой станцией или путем использования системной информации. Передачи, осуществляемые терминалом, могут содержать данные, которые терминал реально передает по восходящей линии, или один из следующих сигналов: пилот-сигнал, сигнал CQI (индикатор качества канала) или сигналы ACK/NACK (подтверждение/неподтверждение приема), используемые для управления восходящим и нисходящим каналами терминала.
Согласно другому примеру осуществления изобретения второй способ определяет состояние терминала с помощью явной сигнализации. В этом случае базовая станция использует сообщение для указания (команды) терминалу перейти в несинхронизированное состояние. По получении сообщения терминал переходит в несинхронизированное состояние. Примечательно, что терминал не может сразу перейти в несинхронизированное состояние. Терминал может перейти в новое состояние по истечении определенного времени, заданного таймером.
Сообщение, передаваемое базовой станцией терминалу, может передаваться с помощью сигнализации на уровне RRC (управление радиоресурсами) или уровне MAC (управление доступом к среде передачи данных). Кроме того, сообщение, передаваемое базовой станцией терминалу, может использовать сигнализацию физического уровня или канала для передачи информации по планированию.
Если базовая станция требует ответа на свое указание (команду), терминал передает ответное сообщение базовой станции для указания перехода в новое состояние. Если базовая станция не разрешает терминалу осуществлять передачу по восходящей линии, терминал считает себя более не устанавливающим синхронизацию в направлении восходящей линии. При этом, когда базовая станция не разрешает передачу по восходящей линии посредством пользовательского оборудования (UE), базовая станция не выделяет никаких ресурсов, которые могут быть использованы для передачи сигналов ACK/NACK, пилот-сигнала или сигнала CQI, или не выделяет никакого радиоресурса, используемого для передачи в направлении восходящей линии. Поэтому, если новое сообщение, принятое терминалом от базовой станции, является сообщением, указывающим на удаление радиоресурса, выделенного терминалу или прекращение выделения радиоресурса, то терминал определяет, что он более не является синхронизированным по восходящей линии после получения сообщения.
Согласно другому примеру осуществления изобретения третий способ определяет состояние терминала с помощью информации, относящейся к перемещению терминала. В одном примере, когда терминал перемещается в новую ячейку, этот терминал считает, что он находится в несинхронизированном состоянии по восходящей линии. Терминал продолжает оставаться в несинхронизированном состоянии вплоть до осуществления передачи в новой ячейке или осуществления процесса на канале случайного доступа (RACH) для синхронизации по восходящей линии.
В другом примере терминал может выходить за пределы зоны обслуживания после своего пребывания в одной ячейке. Таким образом, когда терминал не может найти базовую станцию, с которой он смог бы работать, или если он вышел за пределы зоны обслуживания базовой станции, то такой терминал определяет, что он не синхронизирован с базовой станцией в направлении восходящей линии. Поэтому терминал считает себя находящимся в несинхронизированном состоянии.
В еще одном примере терминал использует таймер сразу же после покидания текущей зоны обслуживания или зоны обслуживания базовой станции. Если терминал не вернется в зону обслуживания до истечения времени установки таймера или не будет синхронизирован с базовой станцией в направлении восходящей линии до истечения времени установки таймера, то такой терминал считает себя находящимся в несинхронизированном состоянии. Поэтому по истечении времени установки таймера терминал переходит в несинхронизированное состояние.
В еще одном примере, когда терминал перемещается на некоторое расстояние или удаляется на некоторое расстояние от базовой станции, такой терминал считает себя находящимся в несинхронизированном состоянии по восходящей линии. Кроме того, если скорость перемещения превышает определенный порог, терминал считает себя перешедшим в несинхронизированное состояние. При этом терминал может скорректировать (добавить или убавить) время установки таймера относительно заданного значения в соответствии со скоростью передвижения. Например, если заданное значение времени установки таймера, связанное с передачей, равно одной секунде при движении терминала со скоростью 10 км/ч, то оно может устанавливаться до 0,2 с (1/5 одной секунды) при движении со скоростью 50 км/ч и 0,1 с (1/10 одной секунды) при движении со скоростью 100 км/ч. Поэтому используемое терминалом заданное значение времени установки таймера, связанное с несинхронизированным переходом, или время установки таймера, связанное с передачей, может корректироваться путем добавления и убавления времени. Кроме того, соотношение значений может корректироваться в соответствии со скоростью движения терминала. Терминал может быть проинформирован базовой станцией об эталонном расстоянии или скользящем эталоне.
Согласно другому примеру осуществления изобретения четвертый способ определяет синхронизированное состояние терминала путем преодоления ситуации, связанной с возникновением ошибки. Ресурс RACH (канал случайного доступа), используемый терминалом, можно подразделить на синхронный RACH, используемый, когда терминал находится в синхронизированном состоянии по восходящей линии, и асинхронный RACH, используемый, когда терминал находится в несинхронизированном состоянии по восходящей линии. Синхронный RACH может использоваться для запроса радиоресурса у базовой станции, когда терминал находится в синхронизированном состоянии и имеет новые данные для передачи, но радиоресурс для передачи данных по восходящей линии не выделен. Однако проблема может возникнуть, когда терминал, не находящийся в синхронизированном состоянии, по ошибке определяет себя как находящегося в синхронизированном состоянии и соответственно использует синхронный RACH. Как результат, подобный терминал может прервать работу другого терминала, который действительно находится в синхронизированном состоянии и использует синхронный RACH.
Следовательно, согласно данному раскрытому изобретению, когда терминал, находящийся в синхронизированном состоянии, неуспешно использует синхронный RACH определенное число раз или в течение определенного времени, то такой терминал переходит в несинхронизированное состояние. При этом неуспешное использование синхронного RACH указывает на то, что терминал не получил никакого ответа от базовой станции несмотря на передачу по синхронному RACH. Ответ от базовой станции может указывать на то, что передача по синхронному RACH была зарегистрирована, или указывает на сообщение, связанное с выделением радиоресурса, относящимся к доступу к терминалу. При этом базовая станция извещает терминал об опорной величине, относящейся к числу раз или ко времени неуспешного использования RACH.
Когда терминал, находясь в синхронизированном состоянии, сталкивается с предопределенным условием, он может перейти в несинхронизированное состояние. То есть признаки данного раскрытого изобретения могут поддерживать и управлять несколькими более низкими состояниями терминала в соответствии с его синхронизированным состоянием, позволяя, таким образом, терминалу оставаться в одном состоянии. При возникновении определенного события или при соблюдении определенного условия терминал переходит в другое состояние и работает в новом более низком состоянии.
Когда у базовой станции не имеется данных для передачи несинхронизированному терминалу или когда у несинхронизированного терминала есть данные для передачи по восходящей линии, данный терминал предпочтительно синхронизируется с базовой станцией по восходящей линии. Однако применение обычного RACH, а именно канала, в котором может произойти конфликт из-за того, что другие терминалы используют тот же самый радиоресурс, занимает больше времени при синхронизации терминала по восходящей линии. Поэтому базовая станция выделяет особую сигнатуру RACH терминалам, чтобы дать возможность несинхронизированному терминалу быстро синхронизироваться по восходящей линии.
Когда терминал, находящийся в состоянии соединения по уровню RRC, должен синхронизироваться по восходящему каналу, находясь в несинхронизированном состоянии, данный терминал может осуществить передачу по RACH, используя сигнатуру, присвоенную базовой станцией. Поскольку конкретная сигнатура ограничена в употреблении определенным терминалом, это дает преимущество относительного уменьшения возникновения конфликтных ситуаций между сигнатурами и между терминалами.
Следовательно, чтобы осуществить быструю синхронизацию терминала, находящегося в несинхронизированном состоянии, по восходящей линии, базовая станция выделяет терминалу конкретный радиоресурс. То есть при наличии данных для передачи терминалу, находящемуся в несинхронизированном состоянии, базовая станция извещает терминал о наличии данных для передачи по нисходящей линии. Одновременно базовая станция извещает терминал о выделении конекретного радиоресурса. Затем терминал выполняет операцию по синхронизации по восходящей линии, используя выделенный радиоресурс. Базовая станция может известить терминал о наличии конкретного радиоресурса по каналу, предназначенному для передачи терминалу информации по планированию.
Таким образом, терминал, находящийся в несинхронизированном состоянии, может получить синхронизацию в направлении восходящей линии с помощью RACH. Терминал переходит в синхронизированное состояние по получении ответа с указанием временной настройки от базовой станции или получении радиоресурса, выделенного базовой станцией. Кроме этого, когда базовая станция размещает информацию, относящуюся к управлению радиоресурсом, терминал переходит в синхронизированное состояние. Информация, относящаяся к управлению радиоресурсом, может указывать радиоресурс для передачи сигналов CQI, ACK/NACK или пилот-сигнала.
В одном аспекте терминал в синхронизированном состоянии может передавать базовой станции сообщение с запросом ресурса. Если терминал в синхронизированном состоянии периодически передает пилот-сигнал, данный терминал может добавить однобитовое сообщение к пилот-сигналу, чтобы указать, запрашивает ли он ресурс.Например, если пилот-сигнал представляет собой +1, то такой пилот-сигнал означает, что терминал запрашивает ресурс. Если пилот-сигнал представляет собой 1, то такой пилот-сигнал означает, что терминал не запрашивает ресурс. Следовательно, если у терминала есть данные для передачи, то пилот сигнал будет +1.
В другом аспекте базовая станция может указать терминалу осуществить передачу в направлении восходящей линии за определенный отрезок времени. Это позволяет терминалу, перешедшему в синхронизированное состояние, поддерживать свою синхронизацию. Затем терминал осуществляет другую передачу по истечении определенного времени после своей последней передачи. При этом терминал может использовать синхронный RACH. В данном случае базовая станция может непосредственно назначить специальную сигнатуру терминалу для более эффективной синхронизации терминала. Таким образом, терминал, которому назначена специальная сигнатура, осуществляет передачу по восходящему RACH, используя соответствующую сигнатуру для синхронизации.
Базовая станция может выделить специальный радиоресурс терминалу на каждое определенное время, в то время как сам терминал формирует произвольный блок данных даже при отсутствии данных для передачи и передает этот блок данных базовой станции.
Базовая станция может выделить специальный радиоресурс для поддержки синхронизации терминала. В этом случае базовая станция может известить терминал по каналу для информирования терминала о выделении радиоресурса о том, что данный радиоресурс используется для синхронизации.
Блок данных может включать информацию о состоянии, относящуюся к терминалу. В этом случае информация о состоянии, относящаяся к терминалу, может включать сведения об объеме данных, хранящихся в буфере терминала, дополнительной мощности терминала или информации об измерениях, касающейся соседних базовых станций.
В ходе указанного процесса, когда терминал ведет передачу по каналу случайного доступа (RACH), базовая станция опознает соединение по каналу случайного доступа (RACH). Затем, когда терминал не синхронизирован в направлении восходящей линии, базовая станция передает терминалу информацию для настройки времени синхронизации. Информация для настройки времени синхронизации может передаваться по каналу для передачи терминалу информации по планированию.
Информация для настройки времени синхронизации может передаваться путем использования назначенного специального радиоресурса по каналу для передачи терминалу информации по планированию. При выделении специального радиоресурса терминалу базовая станция указывает терминалу принять содержимое, переданное в специальном радиоресурсе с использованием определенного идентификатора по каналу для передачи терминалу информации по планированию. То есть терминал, у которого есть осуществленная передача по каналу RACH, может непрерывно принимать канал для передачи терминалу информации по планированию. В дальнейшем, при обнаружении специального индикатора или идентификатора, терминал может принимать радиоресурс, указанный специальным индикатором или идентификатором.
Как указывалось выше, данное раскрытое изобретение обеспечивает способ эффективного управления состоянием терминала, с помощью которого радиоресурс используется более эффективно, а время использования аккумулятора терминала продлевается.
Хотя признаки в этом раскрытом изобретении описаны применительно к подвижной связи, такие признаки могут также использоваться в любых беспроводных системах связи с использованием мобильных устройств, таких как карманные секретари и ноутбуки, оснащенные средствами беспроводной связи. Более того, использование некоторых терминов для описания различных признаков не должно ограничивать объем этого раскрытого изобретения определенным типом беспроводной системы связи, например UMTS. Настоящие рекомендации могут быть также применимы к другим системам беспроводной связи, использующим различные воздушные интерфейсы и/или физические уровни, таким как TDMA (система множественного доступа с временным разделением каналов - примеч. перевод.), CDMA (система множественного доступа с кодовым разделением каналов - примеч. перевод.), FDMA (система множественного доступа с частотным разделением каналов - примеч. перевод.), WCDMA (система широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов - примеч. перевод.) и т.д.
Показательные примеры осуществления изобретения могут быть реализованы в виде способа, устройства или продукта производства с использованием стандартных методик программирования и/или машиностроительных технологий для производства программных, программно-аппаратных, аппаратных средств или любого их сочетания. Термин "продукт производства" в данном случае означает машинную программу или логическую схему, воплощенные в логической части аппаратного средства (например, интегральная микросхема, вентильная матрица с эксплуатационным программированием (FPGA), специализированная интегральная схема (ASIC) и т.д.) или в машиночитаемом носителе (например, магнитная запоминающая среда (например, жесткие дисководы, гибкие диски, лента и т.д.), в оптическом запоминающем устройстве (CD-ROM, оптические диски и т.д.), энергозависимых и энергонезависимых запоминающих устройствах (EEPROM, ROM, PROM, RAM, DRAM, SRAM, программно-аппаратные средства, программируемые логические схемы и т.д.).
Доступ к машинной программе в машиночитаемом носителе и ее выполнение осуществляется процессором. Доступ к машинной программе, в которой воплощены показательные примеры осуществления изобретения, может также осуществляться с помощью среды передачи данных или с сервера файлов по сети. В таких случаях продукт производства, в котором воплощена машинная программа, может содержать среду передачи данных, например сетевую линию передачи данных, беспроводную среду передачи данных, сигналы, распространяющиеся в пространстве, радиоволны, инфракрасные сигналы и т.д. Разумеется, специалистам ясно, что многие модификации могут быть выполнены с использованием данной конфигурации без отступления от объема этого раскрытого изобретения и что продукт производства может содержать любой носитель информации, известный в технике.
Поскольку признаки настоящего изобретения могут быть воплощены в различных формах без отхода от их характеристик, следует понимать, что вышеописанные примеры реализации изобретения не ограничиваются какими-либо подробностями вышеприведенного описания, за исключением особо оговоренных случаев, а скорее должны пониматься в широком смысле в пределах их объема, определенного в прилагаемой формуле изобретения, и, следовательно, все изменения и модификации, которые находятся в границах формулы изобретения или эквивалентов таких границ, предназначены для охвата прилагаемой формулы изобретения.