СПОСОБ ПОИСКА СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОЛНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗ ЯЧЕЙКИ С ОГРАНИЧЕННЫМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ
METHOD FOR SYSTEM SEARCH FOR FULL SERVICING FROM CELL WITH LIMITED SERVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к связи и более конкретно к способам поиска в сетях радиосвязи.
Уровень техники
Сети радиосвязи сегодня широко распространены для предоставления разнообразных услуг связи, таких как передача голоса, видео, пакетных данных, сообщений, программ вещания и т.п. Такие сети радиосвязи могут быть сетями многостанционного доступа, способными поддерживать связь с несколькими абонентами путем совместного использования имеющихся системных ресурсов. К примерам таких сетей многостанционного доступа относятся сети многостанционного доступа с кодовым уплотнением (CDMA), сети многостанционного доступа с временным уплотнением (TDMA), сети многостанционного доступа с частотным уплотнением (FDMA), сети многостанционного доступа с ортогональным частотным уплотнением (OFDMA) и сети FDMA с одной несущей (SC-FDMA).
Сеть радиосвязи может включать множество Узлов В (Node В) (или базовых станций), которые могут поддерживать связь для большого числа единиц абонентской аппаратуры (UE), например сотовых телефонов. При включении питания или потере связи аппаратура UE может выполнить поиск системы, чтобы найти подходящую ячейку, из которой эта аппаратура UE сможет получать услуги связи. Термин «ячейка» может относиться к Узлу В и/или к его зоне обслуживания в зависимости от контекста, в котором применен этот термин. «Подходящей ячейкой» является ячейка, в которой аппаратура UE может закрепиться для получения полного обслуживания. Ячейка может считаться подходящей, если она удовлетворяет определенным критериям. Полное обслуживание может также называться обычным обслуживанием и может включать все услуги связи, доступные аппаратуре UE в соответствии с договором абонента об оказании услуг связи. Если подходящая ячейка найдена, аппаратура UE может зарегистрироваться в ячейке, если нужно. Аппаратура UE может затем «закрепиться» в подходящей ячейки, если эта аппаратура UE находится в режиме ожидания и не поддерживает активной связи с ячейкой.
Если в ходе поиска системы подходящая ячейка не найдена, аппаратура UE может выбрать любую приемлемую ячейку. «Приемлемая ячейка» представляет собой ячейку, где аппаратура UE может закрепиться для получения ограниченного пакета услуг, куда могут входить, например, только аварийные и экстренные вызовы. Ячейка может считаться приемлемой, если она удовлетворяет определенным условиям. Если аппаратура UE закрепилась в приемлемой ячейке, желательно, чтобы аппаратура UE периодически выполняла поиск системы, чтобы найти подходящую ячейку, из которой эта аппаратура UE сможет получить полное обслуживание.
Сущность изобретения
Здесь рассмотрены способы эффективного осуществления поиска системы с целью обнаружения подходящей ячейки для получения полного обслуживания, когда аппаратура закреплена в ячейке с ограниченным обслуживанием. Первоначально аппаратура UE может закрепиться в первой ячейке и получать ограниченное обслуживание через первую ячейку. Аппаратура UE может выполнять поиск системы в фоновом режиме с целью обнаружения подходящей ячейки для получения полного обслуживания. В ходе осуществления поиска системы в фоновом режиме аппаратура UE может выполнять также другие задачи и получать ограниченное обслуживание по запросу пользователя с минимальной задержкой или совсем без задержки. В процессе поиска системы в фоновом режиме аппаратура UE может продолжать принимать пейджинговые сообщения. Аппаратура UE может производить поиск системы на интервале времени, охватывающем несколько пейджинговых интервалов, когда эта аппаратура UE может принимать пейджинговые сообщения. Эта аппаратура UE может приостанавливать поиск системы перед каждым пейджинговым интервалом, принимать адресованные ей пейджинговые сообщения и затем возобновлять поиск системы.
В процессе поиска системы аппаратура UE может принять запрос на ограниченное обслуживание (например, для передачи экстренного вызова). При поступлении такого запроса эта аппаратура UE может приостановить или полностью отменить поиск системы и получить запрошенное ограниченное обслуживание (например, передать экстренный вызов). Аппаратура UE может принять пейджинговое сообщение с системной информацией, что первая ячейка стала подходящей для получения полного обслуживания. Тогда аппаратура UE может попытаться зарегистрироваться через первую ячейку. И напротив, аппаратура UE может принять пейджинговое сообщение с системной информацией, указывающей, что первая ячейка стала запрещенной. В этом случае аппаратура UE может попытаться найти другую ячейку для получения обслуживания и может отменить измерение уровня сигнала в частотном канале первой ячейки.
Различные аспекты и признаки настоящего изобретения будут ниже описаны с дополнительными подробностями.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет развертывание сети UMTS и сети GSM.
Фиг.2 представляет диаграмму состояний для процесса выбора и повторного выбора ячейки аппаратурой UE.
Фиг.3 представляет временной график работы аппаратуры UE в режиме дискретного приема (DRX).
Фиг.4 представляет структуру выполнения поиска полного обслуживания в фоновом режиме.
Фиг.5A и 5B представляют две структуры выполнения поиска полного обслуживания при фиксированном интервале поиска и при «телескопическом» изменяемом интервале поиска соответственно.
Фиг.6 представляет процесс, выполняемый аппаратурой для поиска полного обслуживания.
Фиг.7 представляет блок-схему абонентской аппаратуры UE.
Подробное описание изобретения
Изложенные здесь способы могут быть использованы в разнообразных сетях радиосвязи, таких как сети CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA и SC-FDMA. Термины «сеть» и «система» часто используют как взаимозаменяемые. Сеть CDMA может использовать такую технологию радиосвязи, как универсальный наземный радиодоступ (Universal Terrestrial Radio Access (UTRA)), cdma2000 и т.п. Сеть UTRA включает широкополосный стандарт CDMA (Wideband-CDMA (W-CDMA)), стандарт с низкой частотой посылок (Low Chip Rate (LCR)) и т.п. Система cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Сеть TDMA может использовать такую технологию радиосвязи, как глобальная система мобильной связи (GSM). Сеть OFDMA может применять такую технологию радиосвязи, как, например, Развитую UTRA (E-UTRA), Ультраширокополосную мобильную (Ultra Mobile Broadband (UMB)), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM и т.п. Эти разнообразные технологии и стандарты радиосвязи известны в технике. Системы UTRA, E-UTRA и GSM описаны в документах, выпущенных организацией, именуемой «Проект партнерства третьего поколения» (3GPP). Система cdma2000 описана в документах, выпущенных организацией, именуемой «Проект партнерства третьего поколения 2» (3GPP2). Документы 3GPP и 3GPP2 являются общедоступными.
Для большей ясности определенные аспекты предлагаемых способов рассмотрены применительно к универсальной мобильной телекоммуникационной системе (Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)), использующей сети W-CDMA и GSM. Также для большей ясности, в большей части описания ниже применяется терминология 3GPP.
На фиг.1 показана развернутая система 100, включающая сеть 110 UMTS и сеть 120 GSM. Сеть 110 UMTS включает Узлы В 112, поддерживающие связь с аппаратурой UE в зоне обслуживания сети UMTS. С Узлами В 112 соединен контроллер 114 сети радиосвязи (RNC), осуществляющий координацию и управление этими Узлами В. Сеть 120 GSM включает Узлы В 122, поддерживающие связь с аппаратурой UE в зоне обслуживания сети GSM. С Узлами В 122 соединен центр 124 коммутации мобильной связи (MSC), осуществляющий координацию и управление этими Узлами В. В общем случае Узел В представляет собой стационарную станцию, поддерживающую связь с аппаратурой UE. Такой Узел может также называться базовой станцией, базовой приемопередающей станцией (BTS), развитым Узлом В (eNode В), точкой доступа и т.п. Контроллер 114 RNC может осуществлять связь с центром 124 MSC для поддержки взаимодействия между сетями UMTS и GSM.
Аппаратура 150 UE может быть способна поддерживать связь только с сетью 110 UMTS, или только с сетью 120 GSM, или и с сетью 110 UMTS, и с сетью 120 GSM. Аппаратура 150 UE может быть также способна поддерживать связь с другими сетями радиосвязи, например сетью cdma2000. Аппаратура 150 UE может быть стационарной или мобильной и может также называться мобильная станция, мобильная аппаратура, терминал, терминал доступа, абонентское устройство, станция и т.п. Аппаратура 150 UE может быть сотовым телефоном, персональным цифровым помощником (PDA), радиомодемом, станцией радиосвязи, ручным устройством, портативным компьютером и т.п. Аппаратура 150 UE может в любой данный момент времени поддерживать связь с одним или несколькими Узлами В по нисходящей линии и/или по восходящей линии. Нисходящей линией (или прямой линией) называется линия связи от Узла В к аппаратуре UE, а восходящей линией (или обратной линией) называется линия связи от аппаратуры UE к Узлу В.
Сеть 110 UMTS и сеть 120 GSM могут принадлежать к одной и той же или к разным наземным сетям мобильной связи общего пользования (PLMN). Сеть PLMN может включать одну или несколько сетей радиосвязи, например одну или несколько сетей UMTS и/или одну или несколько сетей GSM. Сеть PLMN может быть однозначно идентифицирована своим идентификатором PLMN ID, который может содержать мобильный код страны (Mobile Country Code (MCC)) и код сети мобильной связи (Mobile Network Code (MNC)). Сети UMTS и сети GSM в рамках данной PLMN могут иметь накладывающиеся одна на другую или ненакладывающиеся зоны обслуживания. Несколько таких сетей PLMN могут быть также развернуты разными провайдерами в пределах одной и той же географической области.
Аппаратура 150 UE может быть снабжена списком предпочтительных сетей PLMN, от которых эта аппаратура получает услуги. Этот список предпочтений может быть предоставлен провайдером, с которым рассматриваемая аппаратура UE имеет договор об оказании услуг. Список предпочтений обычно включает домашнюю сеть PLMN (HPLMN) и другие сети PLMN, с которыми провайдер имеет соглашение о роуминге. Этот список предпочтений может включать несколько позиций, например по одной позиции для каждой сети PLMN. Каждая позиция списка может включать идентификационную информацию PLMN ID (например, коды MCC и MNC), информацию о частотном канале и диапазоне и/или иную относящуюся к делу информацию, используемую для вхождения в соответствующую сеть PLMN. Список предпочтений может быть сохранен в модуле идентификации абонента (Subscriber Identity Module (SIM)), универсальном SIM (Universal SIM (USIM)) или некоторых других модулях энергонезависимой памяти. Аппаратура 150 UE может также поддерживать список сетей PLMN, которые эта аппаратура UE обнаружила в процессе предшествующих поисков системы. Этот список найденных сетей PLMN может быть сохранен в базе данных захвата.
На фиг.2 показана диаграмма 200 состояний для выбора и повторного выбора ячейки аппаратурой 150 UE, находящейся в режиме ожидания. Новая сеть PLMN может быть выбрана в слое без доступа (Non-Access Stratum (NAS)) аппаратурой 150 UE или пользователем. Аппаратура 150 UE имеет информацию о ячейках, записанную для выбранной сети PLMN, так что аппаратура 150 UE может выполнить выбор ячейки на основе сохраненной информации о ячейках (блок 212). Если для выбранной сети PLMN нет информации о ячейках, аппаратура 150 UE может выполнить первоначальный выбор ячейки (блок 214). Процесс выбора ячейки в блоках 212 и 214 может включать сканирование мощности, чтобы идентифицировать частотные каналы с сильным сигналом, попытаться захватить эти каналы с сильным принимаемым сигналом и т.п., как описано ниже.
Если при выполнении процедуры выбора ячейки в блоке 212 или 214 подходящая ячейка была найдена, аппаратура 150 UE может перейти в состояние 250 «Нормального закрепления» и закрепиться в этой подходящей ячейке. В системе UMTS ячейка может считаться подходящей ячейкой, если она удовлетворяет ряду критериев, сформулированных в Разделе 4.3 документа 3GPP TS 25.304, озаглавленного «Процедуры абонентской аппаратуры в режиме ожидания и процедуры в режиме соединения» ("User Equipment (UE) procedures in idle mode and procedures for cell reselection in connected mode"), Июнь 2006. В системе GSM ячейка может считаться подходящей ячейкой, если она удовлетворяет ряду критериев, сформулированных в документе 3GPP TS 43.022, озаглавленном «Функции мобильной станции в режиме ожидания и в режиме группового приема» ("Functions related to Mobile Station in idle mode and group receive mode"), Сентябрь 2006. Эти документы являются общедоступными. Находясь в состоянии 250, аппаратура 150 UE может получать полное/нормальное обслуживание, например, принимать и передавать вызовы для всех услуг связи, охватываемых Договором об услугах связи для этой аппаратуры 150 UE. Аппаратура 150 UE может перейти в состояние 252 «режима Соединения» для получения услуги и может выполнить выбор ячейки после выхода из состояния 252 (блок 216). Аппаратура 150 UE может также произвести повторный выбор ячейки по соответствующей команде, чтобы выбрать подходящую ячейку получше и закрепиться в ней (блок 218).
Если подходящая ячейка в блоке 214 или 218 не найдена, или если регистрация в выбранной сети PLMN отклонена в состоянии 250, аппаратура 150 UE может перейти в состояние 254 «выбора Любой ячейки» и произвести поиск любой приемлемой ячейки. В системе UMTS ячейка может считаться приемлемой ячейкой, если она удовлетворяет ряду критериев, сформулированных в Разделе 4.3 документа 3GPP TS 25.304. Если приемлемая ячейка найдена, аппаратура 150 UE может перейти в состояние 260 «Закрепления в любой ячейке» и закрепиться в этой приемлемой ячейке. В состоянии 260 аппаратура 150 UE может получить ограниченное обслуживание. Аппаратура 150 UE может перейти в состояние 262 «режима Соединения» (только экстренные вызовы) для передачи экстренного вызова и может выполнить выбор ячейки после выхода из состояния 262 (блок 226). Аппаратура 150 UE может также произвести повторный выбор ячейки по соответствующей команде, чтобы найти приемлемую ячейку получше и закрепиться в ней (блок 228). Будучи в состоянии 260, аппаратура 150 UE может регулярно предпринимать попытки найти подходящую ячейку. Если подходящая ячейка найдена, аппаратура 150 UE может перейти в состояние 250 «Нормального закрепления». Диаграмма 200 состояний и различные состояния и процедуры выбора и повторного выбора ячейки описаны в документе 3GPP TS 25.304.
Аппаратура 150 UE может, находясь в ждущем режиме в состоянии 250 или 260 согласно фиг.2, работать в режиме дискретного приема (DRX). Режим дискретного приема DRX может также называться режимом интервального пейджинга. В этом дискретном режиме DRX аппаратура 150 UE может принимать пейджинговые сообщения в назначенные периоды времени и может находиться в режиме покоя все остальное время, чтобы сберечь энергию аккумуляторов.
Фиг.3 представляет временной график 300 работы аппаратуры 150 UE в режиме дискретного приема DRX. В случае UMTS временной график системы разбит на радиокадры. Каждый радиокадр имеет продолжительность 10 мс и идентифицирован 12-битовым системным номером кадра (SFN). Этот номер SFN устанавливают на 0 в заданный момент времени, увеличивают на единицу для каждого последующего кадра и снова устанавливают на нуль после достижения максимальной величины 4095.
В режиме дискретного приема DRX аппаратуре 150 UE 150 назначены пейджинговые интервалы, представляющие собой конкретные радиокадры, в которых аппаратура UE может принимать пейджинговые сообщения. Пейджинговые интервалы для аппаратуры 150 UE 150 разделены временным интервалом, называемым циклом DRX. Такой цикл DRX для аппаратуры 150 UE является конфигурируемым и может быть установлен в пределах от 80 мс до 5,12 с, однако обычно составляет 1,28 с. Пейджинговые интервалы для аппаратуры 150 UE определяют на основе нескольких параметров, таких как международный идентификатор мобильного абонента (International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)), уникальный для этой аппаратуры UE.
Аппаратура 150 UE может периодически активизироваться в пейджинговых интервалах для приема пейджинговых сообщений, относящихся к этой аппаратуре UE. Пейджинговое сообщение может быть одноадресным сообщением, направленным конкретной аппаратуре UE, например, для информирования этой аппаратуры UE о входящем вызове. Пейджинговое сообщение может быть также многоадресным сообщением для группы UE или вещательным сообщением для всех UE. Например, вещательное пейджинговое сообщение может предоставлять обновленную системную информацию для ячейки. В любом случае, пейджинговые сообщения, относящиеся к аппаратуре 150 UE, не передают вне назначенных пейджинговых интервалов. Таким образом, аппаратура 150 UE переходит в режим покоя в промежутках между пейджинговыми интервалами, если нет других задач, которые нужно выполнить. Аппаратура 150 UE может снижать или отключать питание максимально возможного числа схем в режиме покоя, чтобы сберечь энергию аккумуляторов.
Согласно одному из аспектов аппаратура 150 UE может, будучи закреплена в приемлемой ячейке с ограниченным обслуживанием, периодически производить поиск полного обслуживания в фоновом режиме. Поиск полного обслуживания представляет собой поиск подходящей ячейки, в которой аппаратура 150 UE может получать полное/обычное обслуживание. В общем случае, аппаратура 150 UE может проводить поиск в фоновом режиме и/или в приоритетном режиме. В случае поиска в фоновом режиме аппаратура 150 UE может выполнять задачи поиска ячеек в периоды, когда не выполняет никаких других задач. В случае поиска в приоритетном режиме аппаратура 150 UE может выполнять задачи поиска ячеек, не прерываясь, и может задерживать выполнение других задач до завершения поиска. Поиск полного обслуживания в фоновом режиме может создавать определенные преимущества, как описано ниже.
Выполняя поиск полного обслуживания в фоновом режиме, аппаратура 150 UE может продолжать обработку сигнала пейджингового индикаторного канала (индикация вызова) (Paging Indicator Channel (PICH)) и пейджингового канала (Paging Channel (PCH)) для приема пейджинговых сообщений, относящихся к аппаратуре UE. Поскольку, будучи закрепленной в приемлемой ячейке, аппаратура 150 UE может принимать только ограниченное обслуживание, эта аппаратура 150 UE не будет принимать пейджинговые сообщения о входящих вызовах. Однако аппаратура 150 UE может принимать пейджинговые сообщения с обновленной системной информацией, которая может обозначать изменения в приемлемой ячейке и/или передавать иную относящуюся к делу информацию.
1
2
На фиг.4 показана структура выполнения поиска полного обслуживания в фоновом режиме. Аппаратуре 150 UE могут быть назначены пейджинговые интервалы, разделенные конкретным циклом дискретного приема DRX. В момент времени Т аппаратура 150 UE может активизироваться и обработать сигнал канала PICH, чтобы определить, когда эта аппаратура 150 UE может принять пейджинговое сообщение в текущем пейджинговом интервале. Аппаратуре 150 UE может быть назначен специальный пейджинговый индикатор в канале PICH. Этот пейджинговый индикатор может быть установлен равным «1», чтобы указать, что аппаратура 150 UE может принять пейджинговое сообщение в текущем пейджинговом интервале, или «0» для индикации, что аппаратура 150 UE 150 не примет пейджинговое сообщение в рассматриваемом пейджинговом интервале. Если пейджинговый индикатор равен «0», аппаратура 150 UE может сразу же вернуться в режим покоя в момент Т.
3
4
5
6
7
8
В момент времени Т аппаратура 150 UE может активизироваться, обработать сигнал канала PICH и определить, что назначенный ей пейджинговый индикатор равен «0». Аппаратура 150 UE 150 может принять запрос на выполнение поиска полного обслуживания и вместо перехода в режим покоя в момент времени Т после приема этого пейджингового индикатора может начать поиск полного обслуживания. Аппаратура 150 UE может искать полное обслуживание до момента времени Т, когда начинается следующий пейджинговый интервал. В этот момент аппаратура 150 UE может приостановить поиск полного обслуживания и сохранить текущее состояние поиска. Далее аппаратура 150 UE может обработать сигнал канала PICH, определить, что назначенный пейджинговый индикатор равен «1», и обработать сигнал канала РСН для приема каких-либо пейджинговых сообщений, относящихся к этой аппаратуре UE. После завершения обработки канала РСН в момент времени Т аппаратура 150 UE может возобновить поиск полного обслуживания. В момент времени Т, являющийся началом следующего пейджингового интервала, аппаратура UE 150 может приостановить поиск полного обслуживания и сохранить текущее состояние поиска. Далее аппаратура 150 UE может обработать сигнал канала PICH и определить, что назначенный пейджинговый индикатор равен «0». После приема этого пейджингового индикатора аппаратура 150 UE может возобновить поиск полного обслуживания в момент времени T.
9
10
11
10
10
В момент времени Т, продолжая поиск полного обслуживания, аппаратура 150 UE может принять запрос на передачу экстренного вызова. В этом случае аппаратура 150 UE может приостановить или полностью отменить поиск полного обслуживания и передать экстренный вызов в текущей приемлемой ячейке в момент времени Т. После завершения передачи экстренного вызова в момент времени Т аппаратура 150 UE может возобновить поиск полного обслуживания (если он был приостановлен в момент времени Т) или начать новый поиск полного обслуживания (если он был полностью отменен в момент времени Т).
В общем случае, поиск полного обслуживания может иметь любую продолжительность во времени или может охватывать один или несколько циклов дискретного приема DRX. Если поиск полного обслуживания не завершен к началу пейджингового интервала, этот поиск может быть приостановлен, а информация о текущем состоянии поиска сохранена. Эта информация о текущем состоянии поиска может содержать информацию о том, какие частотные каналы уже просканированы к настоящему моменту, в каких частотных каналах были предприняты попытки захвата, промежуточные результаты поиска и т.п. Такой поиск полного обслуживания может быть возобновлен на основе сохраненной информации состояния после завершения обработки каналов PICH и РСН для приема пейджинговых сообщений, относящихся к аппаратуре 150 UE и/или выполнения других задач.
Как показано на фиг.4, аппаратура 150 UE 150 может выполнять поиск полного обслуживания в фоновом режиме, когда нет других задач для выполнения. Аппаратура 150 UE может продолжать принимать пейджинговые сообщения во время пейджинговых интервалов и может приостанавливать поиск полного обслуживания, чтобы обработать сигналы каналов PICH и РСН. Это может позволить аппаратуре 150 UE иметь самую свежую системную информацию, которую можно использовать, чтобы (i) определить, не стала ли текущая приемлемая ячейка подходящей или запрещенной и/или (ii) выполнять поиск более эффективно и возможно снизить потребление энергии аккумуляторов. Аппаратура 150 UE может также прервать поиск полного обслуживания для получения ограниченного обслуживания, например передачи экстренного вызова.
В процессе поиска полного обслуживания в фоновом режиме аппаратура 150 UE может также решать другие задачи помимо приема пейджинговых сообщений. Например, аппаратура 150 UE может измерять уровни сигналов в соседних ячейках во время и/или после назначенных пейджинговых интервалов. Эта аппаратура 150 UE может найти приемлемую ячейку с более сильным сигналом, чем текущая приемлемая ячейка, и может повторить процедуру выбора ячейки для перехода в найденную приемлемую ячейку с более сильным сигналом. Продолжая выполнять процедуру повторного выбора ячейки во время своих пейджинговых интервалов, аппаратура 150 UE может все время оставаться в ячейке UMTS или GSM с самым сильным сигналом.
Аппаратура 150 UE может периодически производить поиск полного обслуживания в фоновом режиме, будучи закреплена в приемлемой ячейке с ограниченным обслуживанием. Затраты времени на завершение одного цикла поиска полного обслуживания могут зависеть от различных факторов, таких как число технологий радиосвязи для поиска, в рамках какой именно технологии радиосвязи (например, W-CDMA и/или GSM) нужно произвести поиск, числа частот и диапазонов для поиска, состояния среды радиосвязи и т.п. Интервал времени между последовательными циклами поиска полного обслуживания может быть выбран таким образом, чтобы подходящую ячейку можно было найти насколько это возможно быстро, уменьшая при этом насколько возможно расход энергии аккумуляторов.
int
int
На фиг.5А показана одна из структур поиска полного обслуживания в фоновом режиме. В этой структуре аппаратура 150 UE может периодически выполнять поиск полного обслуживания через фиксированные интервалы, например один цикл поиска полного обслуживания каждые T секунд. Интервал поиска T может быть целым кратным цикла дискретного приема DRX, например, М таких циклов DRX. В этом случае аппаратура 150 UE может начинать поиск полного обслуживания в каждом М-ом цикле DRX. Аппаратура 150 UE может использовать таймер для определения момента начала нового цикла поиска полного обслуживания.
k
intk
int1
1
int2
2
intK
K
int1
int2
intK
1
K
K
На фиг.5В представлена другая структура для проведения поиска полного обслуживания в фоновом режиме. В такой структуре аппаратура 150 UE может выполнять «телескопический» поиск полного обслуживания с постепенно увеличивающимися интервалами поиска. Здесь можно определить К ступеней, где К может быть любым целым числом. Каждая k-ая ступень может охватывать конкретное число (N) циклов поиска полного обслуживания, которые могут быть разделены интервалами T секунд. Например, аппаратура 150 UE может выполнять цикл поиска полного обслуживания каждые T секунд для первых N циклов поиска, далее каждые T секунд для следующих N циклов поиска и т.д., и затем каждые T секунд для следующих N циклов поиска. Эти интервалы между циклами поиска можно выбирать, например, по схеме T<T<…<T. Это приведет к тому, что циклы поиска полного обслуживания будут выполняться (i) более часто в начале, чтобы по возможности поскорее найти подходящую ячейку, и (ii) менее часто потом для сбережения энергии аккумуляторов, поскольку вероятность найти подходящую ячейку может быть ниже. Числа с N по N могут быть целыми. Число N может быть также установлено равным бесконечности, чтобы поиск полного обслуживания можно было выполнять периодически и постоянно, пока аппаратура 150 UE закреплена в приемлемой ячейке.
int
int1
intK
На фиг.5A и 5B показаны две структуры для выполнения периодического поиска полного обслуживания в фоновом режиме. Циклы поиска полного обслуживания могут быть также выполнены другим способом. Например, фиксированный интервал T поиска или «телескопические» интервалы с T по T можно выбирать на основе запаса энергии в аккумуляторах аппаратуры 150 UE.
Выполнение периодического поиска полного обслуживания в фоновом режиме, когда аппаратура 150 UE закреплена в приемлемой ячейке с ограниченным обслуживанием, может создавать определенные преимущества. Во-первых, аппаратура 150 UE может передавать экстренные вызовы немедленно из приемлемой ячейки. Если поиск полного обслуживания выполняется в приоритетном режиме, возможна большая задержка до момента, когда завершится поиск и можно будет передать экстренный вызов. Такая задержка может быть особенно велика, если поиск осуществляется для технологий многостанционного доступа и/или в нескольких частотных диапазонах. Такая задержка может быть также ненужной, если аппаратура 150 UE осуществляет поиск полного обслуживания в системе UMTS, а ограниченное обслуживание доступно только в системе GSM, и наоборот. Во-вторых, аппаратура 150 UE может продолжать контролировать пейджинговые сообщения и принимать обновленную системную информацию путем выполнения поиска полного обслуживания в фоновом режиме. Обновленная системная информация может показывать изменения состояния приемлемой ячейки, в которой закрепилась аппаратура 150 UE 150, так что эта аппаратура UE может оказаться способной получать полное обслуживание через эту ячейку. Обновленная системная информация может также показать, что приемлемая ячейка стала запрещенной и что даже ограниченное обслуживание через эту ячейку может оказаться недостижимым. Аппаратура 150 UE может тогда начать поиск другой ячейки и может избежать, сделав ненужными, измерений уровня мощности сигнала в запрещенной ячейке в течение установленного времени отсчета таймера запрещенной ячейки. Это поможет уменьшить расход энергии аккумуляторов и увеличить время пребывания аппаратуры 150 UE в ждущем режиме.
Аппаратура 150 UE может выполнять поиск полного обслуживания различными способами. В одной структуре процедура поиска полного обслуживания может включать один или несколько из следующих этапов:
- поиск в базе данных захвата - поиск с использованием информации о ранее захваченных частотах и сетях PLMN,
- поиск с частичным сканированием - поиск по ограниченному числу частотных каналов и/или диапазонов, и
- поиск с полным сканированием - поиск по всем поддерживаемым частотным каналам и диапазонам.
Аппаратура 150 UE может сохранять базу данных захвата, где может быть записана информация о частотных каналах и сетях PLMN, которые были захвачены аппаратурой UE ранее. Частотный канал может быть идентифицирован параметром UARFCN (абсолютный номер высокочастотного канала в системе UTRA) в системе UMTS. База данных захвата может включать перечень однозначных входных позиций UARFCN/PLMN для частотных каналов и сетей PLMN, ранее захваченных аппаратурой UE. Каждая позиция может включать номер UARFCN, скремблирующий код, информацию идентификатора PLMN ID и/или другую относящуюся к делу информацию для захвата частотного канала и сети PLMN. База данных захвата может включать заданное число (например, 10) позиций для самых последних захваченных частотных каналов и сетей PLMN. Эти позиции могут быть записаны в кольцевом буфере, так что новая позиция заменяет самую старую позицию в базе данных захвата.
Аппаратура 150 UE может выполнять поиск в базе данных захвата с использованием информации из этой базы данных. Аппаратура 150 UE может также осуществлять поиск с частичным и/или с полным сканированием путем выполнения измерений в разных частотных каналах, чтобы обнаружить ячейки, как описано ниже.
Аппаратура 150 UE может проводить поиск полного обслуживания в списке сетей PLMN, содержащем одну или несколько конкретных сетей PLMN. Например, этот список сетей PLMN может включать любые из сетей PLMN, указанных в списке предпочтений, которым снабжена аппаратура UE. В одной структуре этот список PLMN может включать последнюю зарегистрированную сеть PLMN (RPLMN) и домашнюю сеть HPLMN.
В одной из структур аппаратура 150 UE 150 может осуществлять поиск в базе данных захвата и затем поиск полного обслуживания с полным сканированием. Это может создавать преимущество по ряду причин. Во-первых, аппаратура 150 UE имеет в своей базе данных захвата ранее захваченные частотные каналы и сети PLMN, так что вероятность захватить эти частотные каналы и сети PLMN снова может быть вполне хорошей. Во-вторых, аппаратура 150 UE может иметь относящуюся к делу информацию, например, скремблирующий код, что может позволить ей захватить эти частотные каналы и сети PLMN более быстро. В-третьих, аппаратура 150 UE может использовать результаты поиска в базе данных захвата, чтобы уменьшить пространство поиска при полном сканировании, например, чтобы избежать попыток захвата в частотных каналах, где не будет ячеек.
Для поиска в базе данных захвата аппаратура 150 UE может сначала идентифицировать позиции UARFCN/ PLMN в базе данных захвата для всех сетей PLMN из списка PLMN. Аппаратура 150 UE может затем сформировать список UARFCN, содержащий все частотные каналы из идентифицированных позиций UARFCN/ PLMN. Аппаратура 150 UE может потом предпринять попытки захвата на каждом частотном канале из списка UARFCN. В системе W-CDMA попытка захвата частотного канала аппаратурой 150 UE может проходить в три этапа. На первом этапе аппаратура 150 UE может выполнить поиск содержащей 256 посылок последовательности первичного кода синхронизации (PSC), передаваемой в первичном синхронизационном канале (SCH), путем корреляции принимаемых аппаратурой UE отсчетов для рассматриваемого частотного канала с локально генерируемой последовательностью при различных временных сдвигах. Аппаратура 150 UE может использовать этот код PSC для обнаружения присутствия ячеек и для установления синхронизации временных интервалов в каждой ячейке. На втором этапе аппаратура 150 UE 150 может определить структуру последовательностей вторичного кода синхронизации (SSC), используемых в каждой ячейке, для которой был обнаружен первичный код PSC. Далее аппаратура 150 UE может определить синхронизацию кадров и группу скремблирующих кодов для ячейки на основе найденной структуры SSC для этой ячейки. На третьем этапе аппаратура 150 UE может определить скремблирующий код, используемый каждой ячейкой, для которой была найдена структура SSC. Каждая структура SSC соответствует группе из восьми скремблирующих кодов. Аппаратура 150 UE 150 может оценить каждый из этих восьми скремблирующих кодов, чтобы определить, какой именно скремблирующий код использует рассматриваемая ячейка.
Из каждой ячейки, захваченной в ходе такого трехступенчатого процесса, аппаратура 150 UE может принять блок основной информации (MIB) и выделить из этого блока идентификатор PLMN ID сети PLMN, которой принадлежит рассматриваемая ячейка. Если идентификатор PLMN ID захваченной ячейки совпадает с идентификатором PLMN ID какой-либо сети PLMN из списка сетей PLMN, аппаратура 150 UE может сохранить эту ячейку в качестве потенциально подходящей ячейки. Аппаратура 150 UE может остановить процедуру поиска после обнаружения какой-либо потенциально подходящей ячейки либо может завершить поиск в базе данных захвата, чтобы найти все потенциально подходящие ячейки. В результате поиска в базе данных захвата аппаратура 150 UE может получить список потенциально подходящих ячеек и/или список захваченных ячеек.
Аппаратура 150 UE может получить полную системную информацию о потенциально подходящей ячейке и может затем попытаться зарегистрироваться через эту ячейку. Если регистрация прошла успешно, аппаратура 150 UE может повторить процедуру выбора ячейки для закрепления в этой подходящей ячейке и завершить поиск полного обслуживания. Если регистрация успехом не увенчалась, аппаратура 150 UE может повторить процедуру для каждой из оставшихся потенциально подходящих ячеек до тех пор, пока регистрация не завершится успехом или пока не будут просмотрены все ячейки. Если в результате поиска в базе данных захвата потенциально подходящих ячеек найти не удалось либо ни в одной из потенциально подходящих ячеек регистрация не была успешной, аппаратура 150 UE может провести поиск с полным сканированием.
Аппаратура 150 UE может провести поиск с полным сканированием для одного частотного диапазона следующим образом:
- выполнить сканирование всего частотного диапазона с крупным шагом по частоте (например, с шагом 2 МГц), измерить мощность принимаемого сигнала на сканируемых частотах и выявить частоты грубого сканирования, на которых присутствует сильный сигнал,
- выполнить сканирование с мелким шагом по частоте в диапазоне номеров UARFCN вокруг каждой частоты грубого сканирования, где присутствует сильный сигнал, и идентифицировать номера UARFCN частотных каналов, где присутствует сильный сигнал,
- попытаться захватить каждый частотный канал UARFCN, где присутствует сильный сигнал, например указанным трехступенчатым способом, и
- получить идентификатор PLMN ID для каждой найденной сети PLMN, например, путем считывания блока MIB из каждой захваченной ячейки.
Аппаратура 150 UE может повторить описанную выше процедуру для каждого частотного диапазона, в котором нужно осуществить поиск. Аппаратура 150 UE может получить список потенциально подходящих ячеек и/или список захваченных ячеек для поиска с полным сканированием во всех интересующих частотных диапазонах. Аппаратура 150 UE может попытаться зарегистрироваться в потенциально подходящей ячейке и, если регистрация прошла успешно, может повторить процедуру выбора ячейки для закрепления в этой подходящей ячейке.
В общем случае, аппаратура 150 UE может выполнить поиск полного обслуживания для любого числа технологий радиосвязи и для любой конкретной технологии радиосвязи, например, в зависимости от возможностей самой аппаратуры UE и/или других факторов. Например, аппаратура 150 UE 150 может выполнить поиск полного обслуживания только в системе W-CDMA, или только в системе GSM, или в обеих системах - W-CDMA и GSM. Поиск и захват в системе GSM может быть выполнен хорошо известным в технике способом.
Аппаратура 150 UE может производить поиск системы с целью обнаружения подходящей ячейки для получения полного обслуживания, находясь в режиме ожидания и закрепившись в ячейке с ограниченным обслуживанием, как описано выше. Аппаратура 150 UE может также производить поиск системы с целью обнаружения подходящей ячейки для получения полного обслуживания, находясь в режиме соединения и получая ограниченное обслуживание через текущую обслуживающую ячейку. В системе UMTS аппаратура 150 UE может получать ограниченное обслуживание, находясь в состоянии CELL_FACH, состоянии CELL_PCH или состоянии в режиме соединения с управлением радиоресурсами (Radio Resource Control (RRC)). Затем аппаратура 150 UE может выполнить поиск системы, как описано выше, и найти подходящую обслуживающую ячейку для получения полного обслуживания. Состояния и режимы RRC описаны в общедоступном документе 3GPP TS 25.331, озаглавленном «Управление радиоресурсами (RRC); Спецификация протокола» ("Radio Resource Control (RRC); Protocol Specification,"), Выпуск 7, Июнь 2006.
На фиг.6 показана структура процесса 600, выполняемого аппаратурой 150 UE для поиска полного обслуживания. Первоначально аппаратура 150 UE может закрепиться в первой ячейке и получать ограниченное обслуживание через эту первую ячейку (блок 612). Аппаратура 150 UE может выполнить поиск системы в фоновом режиме, чтобы найти подходящую ячейку для получения полного обслуживания, например, подходящую ячейку в последней зарегистрированной сети или в Собственной («домашней») сети (блок 614). Аппаратура 150 UE может продолжать принимать относящиеся к ней пейджинговые сообщения в процессе поиска системы в фоновом режиме (блок 616).
В блоках 614 и 616 аппаратура 150 UE может производить поиск системы на протяжении периода времени, охватывающего несколько пейджинговых интервалов для этой аппаратуры UE. Аппаратура 150 UE может приостанавливать поиск системы перед каждым пейджинговым интервалом, сохранять информацию о состоянии поиска, принимать пейджинговые сообщения, относящиеся к этой аппаратуре UE, и возобновлять поиск системы на основе сохраненной информации о состоянии поиска. В процессе поиска системы в фоновом режиме аппаратура UE может выполнить первый цикл поиска в фоновом режиме на основе информации, записанной в базе данных захвата для частотных каналов и сетей, захваченных этой аппаратурой UE в последнее время. В качестве альтернативы или дополнительно аппаратура 150 UE может выполнить второй цикл поиска в фоновом режиме путем сканирования группы частотных каналов и попыток захвата каждого частотного канала, в котором принимается сигнал с достаточным уровнем мощности. Аппаратура 150 UE может поддерживать связь с первой ячейкой с использованием первой технологии радиосвязи (например, W-CDMA или GSM) и может осуществлять поиск системы в фоновом режиме для этой первой технологии радиосвязи и возможно еще для одной или нескольких дополнительных технологий радиосвязи.
Аппаратура 150 UE может периодически осуществлять циклы поиска системы через заданные интервалы поиска или через постепенно увеличивающиеся интервалы поиска. Например, аппаратура 150 UE может выполнить первую группу циклов поиска системы в фоновом режиме через первый интервал поиска и вторую группу циклов поиска режима через второй интервал поиска длиннее первого интервала.
Аппаратура 150 UE может измерять уровни мощности сигналов в соседних ячейках во время пейджинговых интервалов, назначенных для этой аппаратуры UE. Аппаратура 150 UE может на основе этих измерений мощности сигналов найти вторую ячейку с более сильным сигналом, чем первая ячейка, и может выполнить процедуру повторного выбора ячейки для закрепления во второй ячейке. Это может обеспечить продолжение получения аппаратурой 150 UE ограниченного обслуживания из приемлемой ячейки с наиболее сильным сигналом.
Выполняя поиск системы в фоновом режиме, аппаратура 150 UE может получать ограниченное обслуживание по запросам пользователя с минимальной задержкой или совсем без задержки. Аппаратура 150 UE может принять запрос на ограниченное обслуживание, когда идет поиск системы (блок 618). По получении запроса аппаратура 150 UE может приостановить или полностью отменить поиск системы (блок 620) и получить запрошенное ограниченное обслуживание (блок 622). Например, аппаратура 150 UE может получить запрос передать экстренный вызов, когда еще продолжается поиск системы. В этом случае аппаратура 150 UE может приостановить или полностью отменить поиск системы и передать такой экстренный вызов.
Аппаратура 150 UE может принять пейджинговое сообщение с системной информацией, указывающей, что первая ячейка стала подходящей для получения полного обслуживания. В этом случае аппаратура 150 UE может попытаться зарегистрироваться через эту первую ячейку и может отменить поиск системы, если он на этот момент еще продолжается и если регистрация прошла успешно. И напротив, аппаратура 150 UE может принять пейджинговое сообщение с системной информацией, указывающей, что первая ячейка стала запрещенной. В этом случае аппаратура 150 UE может попытаться найти другую ячейку для получения обслуживания и может отменить измерение уровня сигнала в частотном канале первой ячейки.
На фиг.7 показана блок-схема структуры аппаратуры 150 UE. В восходящей линии кодирующее устройство 722 может принимать и обрабатывать (например, форматировать, кодировать и выполнять перемежение) данные и сигнализацию, которые должна передать аппаратура 150 UE. Модулятор (Mod) 724 может далее обрабатывать (например, модулировать, разбивать на каналы и скремблировать) кодированные данные и сигнализацию в соответствии с применимой технологией радиосвязи (например, W-CDMA, GSM или cdma2000) для получения выходных посылок. Передатчик (TMTR) 732 может далее кондиционировать (например, преобразовать в аналоговую форму, фильтровать, усилить и преобразовать вверх по частоте) выходные посылки и генерировать сигнал восходящей линии для передачи через антенну 734.
В нисходящей линии антенна 734 может принимать нисходящие сигналы, передаваемые узлами В, и формировать принимаемый сигнал. Приемник (RCVR) 736 может кондиционировать (например, фильтровать, усилить, преобразовать вниз по частоте и дискретизировать) этот принимаемый сигнал и генерировать отсчеты сигнала. Демодулятор (Demod) 726 может обрабатывать (например, дескремблировать, разбить на каналы и демодулировать) эти отсчеты для получения оценок символов. Декодер 728 может далее обработать (например, устранить перемежение и декодировать) оценки символов и генерировать декодированные данные. Кодирующее устройство 722, модулятор 724, демодулятор 726 и декодер 728 могут быть реализованы в процессоре 720 модема. Эти узлы могут выполнять обработку сигнала и данных в зависимости от технологии радиосвязи (например, W-CDMA, GSM или cdma2000), используемой в каждой сети радиосвязи, сигналы которой принимает аппаратура 150 used UE. Например, демодулятор 726 может выполнять дескремблирование с использованием скремблирующих последовательностей, сжатие спектра с применением кодов с переменным коэффициентом расширения спектра (OVSF) и демодуляцию данных в стандарте W-CDMA. Демодулятор 726 может также выполнять согласованную фильтрацию и коррекцию в системе GSM.
Контроллер/процессор 740 может управлять работой аппаратуры 150 UE. В запоминающем устройстве 742 могут быть записаны данные и коды программ для аппаратуры 150 UE. Контроллер/процессор 740 может реализовать процесс 600 согласно фиг.6 и/или другие процессы для поиска полного обслуживания. При этом контроллер/процессор 740 может определять, когда выполнять поиск полного обслуживания, в каких сетях PLMN искать, на каких частотах и в каких диапазонах вести поиск и т.п. Контроллер/процессор 740 может поддерживать таймеры, чтобы определять пейджинговые интервалы для аппаратуры UE, когда выполнять поиск, когда приостанавливать поиск и т.п. Контроллер/процессор 740 и/или запоминающее устройство 742 могут сохранять информацию о состоянии продолжающегося поиска полного обслуживания. В запоминающем устройстве 742 может также сохраняться информация о сетях PLMN, базе данных захвата, результатах поиска и т.п.
Для большей ясности предлагаемые здесь способы были рассмотрены конкретно для UMTS и GSM. Эти способы могут быть также применены в сетях связи других типов, таких как сети cdma2000, локальные сети радиосвязи (WLAN) и т.п. Эти способы могут быть использованы для любого числа технологий радиосвязи, например, только для UMTS, только для GSM, для UMTS и GSM, для UMTS и cdma2000 или для некоторых других сочетаний технологий радиосвязи.
Способы, описанные здесь, могут быть реализованы различными средствами. Например, эти способы могут быть реализованы аппаратно, в виде встроенных программ, в виде изменяемых программ или в виде сочетания аппаратных и программных средств. В аппаратном варианте устройства обработки данные, используемые для реализации этих способов, могут быть построены на основе одной или нескольких специализированных интегральных схем (ASIC), цифровых процессоров сигнала (DSP), цифровых устройств обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGAs), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных устройств, рассчитанных на выполнение описываемых здесь функций, компьютера или их сочетаний.
В варианте с встроенными и/или изменяемыми программами описанные здесь способы могут быть реализованы с применением модулей (например, процедур, функций и т.п.), выполняющих описываемые здесь функции. Инструкции/коды встроенных и/или изменяемых программ могут быть записаны в запоминающем устройстве (например, запоминающее устройство 742 на фиг.7) и исполняемы процессором (например, процессором 740). Запоминающее устройство может быть реализовано внутри процессора или вне процессора. Инструкции/коды встроенных и/или изменяемых программ могут быть записаны на машиночитаемом носителе, таком как запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) (random access memory (RAM)), ПЗУ (read only memory (ROM)), энергонезависимое ЗУПВ (non-volatile random access memory (NVRAM)), программируемое ПЗУ (ППЗУ) (programmable read-only memory (PROM)), электрически стираемое ППЗУ (СППЗУ) (electrically erasable PROM (EEPROM)), флэш-память, дискеты, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD), магнитное или оптическое запоминающее устройство и т.п. Эти инструкции/коды могут быть исполняемы одним или несколькими процессорами, которые могут реализовать некоторые аспекты описываемых здесь функций в соответствии с такими инструкциями/кодами.
Аппаратура, реализующая описанные здесь способы, может быть выполнена в виде автономного блока или в виде части устройства. Это устройство может быть (i) автономной интегральной схемой (IC), (ii) группой из одной или нескольких интегральных схем, куда может входить также интегральная схема памяти для записи данных и/или инструкций, (iii) специализированной интегральной схемой (ASIC), такой как модем мобильной станции (MSM), (iv) модулем, встроенным в другое устройство, (v) сотовым телефоном, радиостанцией, телефонной трубкой или мобильным блоком, (vi) и т.п.
Предшествующее описание изобретения рассчитано на то, чтобы любой специалист в данной области мог реализовать или использовать это изобретение. Различные модификации рассматриваемого изобретения могут быть легко понятны и очевидны специалисту, а общие принципы, установленные здесь, могут быть применены к другим вариантам, не отклоняясь от духа или объема изобретения. Таким образом, изобретение не должно ограничиваться только рассмотренными здесь примерами и структурами, но должно соответствовать самому широкому объему, согласованному с принципами и новыми признаками, описываемыми здесь.