專利名稱：為移動臺分配時間的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)，更具體地說涉及移動臺的不同功能之間的定時。
背景技術：
目前的移動通信系統(tǒng)(例如GSM系統(tǒng))一般建立在蜂窩結構的基礎上。移動臺(MS)在移動的時候，常常穿越小區(qū)邊界，同時改換基站，即進行一次切換。切換需要復雜的操作，其中包括例如與新基站的頻率和發(fā)射序列同步。同步又需要監(jiān)測和偵聽鄰近基站。在GSM系統(tǒng)中，移動臺周期性地監(jiān)測幾個基站，并且通常向網(wǎng)絡發(fā)送六個最佳基站的信號強度信息。不過，移動臺不會為了便于連續(xù)監(jiān)測鄰近基站而使用兩臺接收機，因為兩臺接收機意味著移動臺的復雜度和生產成本更高。因此，移動臺需要有進行測量的自由時間。在GSM系統(tǒng)中，這個問題是通過傳送話音的TCH/F信道上每個第26幀處的間歇解決的，它使得移動臺有6毫秒時間進行測量。這種幀被稱為空閑幀。間歇每120毫秒的間隔重復一次。另外，在同一個120毫秒的周期內，在移動臺和基站的發(fā)射和接收交替之間有幾次大約1毫秒和2毫秒的間歇。在GSM系統(tǒng)中，基站在專門的同步(SCH)和頻率控制(FCCH)信道上發(fā)射同步數(shù)據(jù)。這些信道在時隙0中的某些間隔上被重復。不過，與另一基站連接的移動臺可能在同一時刻進行接收，因為GSM系統(tǒng)中基站彼此并不同步。因此，移動臺需要較長的間歇或整個空閑幀以便接收同步數(shù)據(jù)，對此，這些1毫秒和2毫秒的短間歇則不夠長。不過，這些短間歇可用于測量相鄰基站的信號強度。在Michel Mouly和Marie-Bernadette Pautet的“用于移動通信的GSM系統(tǒng)”，ISBN2-9507190-0-7，Palaiseau 1992一文中更詳細地討論了GSM系統(tǒng)及其信道結構。但是，在下面將要討論的新一代移動通信系統(tǒng)中，使用空閑幀無法保證足夠快速地實現(xiàn)與新小區(qū)的同步。
正在發(fā)展的新一代移動通信系統(tǒng)(例如通用移動電話系統(tǒng)(UMTS))對移動臺提出了更多的要求。例如，未來的系統(tǒng)將采用不同級別的小區(qū)，從極小的可能只覆蓋一個街區(qū)的微小區(qū)到覆蓋幾十公里的宏小區(qū)都有。在這種系統(tǒng)中，慢速移動的移動臺和要求傳輸速率高的終端將使用低等級、范圍小的小區(qū)。小區(qū)范圍小便于提高傳輸容量，從而實現(xiàn)新業(yè)務(例如視頻圖象)的傳輸。微小區(qū)分布密集，通常有重疊，所以一般來說，一個用于轉換信道的移動臺可以從在能提供實際上同等質量的連接的幾個小區(qū)中進行選擇。移動快速的(例如在小汽車中的)移動臺使用高等級、范圍大的小區(qū)，因為它們如果使用微小區(qū)，則將被迫頻繁地改換基站。另外，宏小區(qū)可以覆蓋微小區(qū)可能遺漏的陰影區(qū)域。這種多等級的小區(qū)系統(tǒng)要求移動臺必須周期性地監(jiān)測在幾乎所有小區(qū)等級上的大量基站。
從用戶的角度來說，移動臺最好能夠在一個以上的并行移動通信系統(tǒng)(例如GSM系統(tǒng)和DCS1800系統(tǒng))中靈活地工作。目前，組建DCS1800系統(tǒng)是為了緩解在高密度區(qū)域(例如城市中心)的業(yè)務壓力。將來也可能出現(xiàn)兩個以上的并行系統(tǒng)。移動臺為了能夠從一個系統(tǒng)的基站轉換到另一系統(tǒng)的基站，還必須周期性地監(jiān)測另一系統(tǒng)的鄰近基站。由于這些系統(tǒng)可能采用了不同的方法同步精確同步、在一定限制下的不嚴格同步或完全異步，因而使得監(jiān)測變得更為困難。如果被監(jiān)測的基站屬于一個異步系統(tǒng)，移動臺就需要比一般情況更多的測量時間，因為它沒有任何關于異步基站將何時發(fā)射待監(jiān)測的識別信號的信息。
在移動通信系統(tǒng)中，通信大致可分為兩類實時(RT)連接和非實時(NRT)連接。RT業(yè)務通常包括不允許中斷或延時的話音或視頻圖象。NRT或分組通信可以包括諸如允許中斷和延遲的文件傳送。RT類一般分為兩個子類，即短延時RT連接和長延時RT連接。通常，在長延時RT連接中允許高達100毫秒的延時。舉例來說，長延時RT連接適合于視頻圖象的傳輸。短延時RT連接用于傳輸話音。因此有效連接的質量會影響對與切換有關系的移動臺的要求。如果移動臺只進行NRT連接，切換時短暫的中斷不會有影響。但是，如果在移動臺和原來的基站之間存在一條或多條RT連接，切換必須迅速和無干擾地進行。
隨著移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構變得越來越為復雜，以及并行使用多個移動通信系統(tǒng)變得越來越為普遍，諸如在GSM系統(tǒng)中采用的那些現(xiàn)有技術解決方法就不再適合于監(jiān)測所需數(shù)量的基站。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個目的是提供一種便于實現(xiàn)所需要的測量的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種為移動臺分配測量或其它目的所需要的空閑時間的方法。本發(fā)明還有一個目的是提供一種移動臺和通信網(wǎng)，它們使用滿足上述目的的方法。
這些目標通過以下方式實現(xiàn)-令移動臺向網(wǎng)絡申請在一定的時間周期內的一定長度的空閑時間，-網(wǎng)絡檢查它是否能夠提供這一空閑時間并確定可以提供之后，向移動臺提供它所申請的空閑時間，以及-網(wǎng)絡通知移動臺在何時有、以及有多少空閑時間可供其使用。
本發(fā)明方法的特征在于它至少包括以下步驟-移動臺向網(wǎng)絡發(fā)送空閑時間請求，以及-網(wǎng)絡通知移動臺有關可用空閑時間的信息。
本發(fā)明移動臺的特征在于它被安排用來-向網(wǎng)絡發(fā)送對空閑時間的請求，以及-從網(wǎng)絡信息中接收有關移動臺可用的空閑時間的信息。
本發(fā)明通信網(wǎng)的特征在于它被安排用來-接收至少一個移動臺對空閑時間的請求，-根據(jù)收到的所述請求至少為移動臺分配一部分它所申請的空閑時間，以及-向移動臺發(fā)送有關移動臺可用的空閑時間的信息。
使用本發(fā)明的方法，移動臺可以請求網(wǎng)絡安排空閑時間以用于測量來自基站的信號強度或用于與相鄰基站同步。收到請求之后，網(wǎng)絡檢查是否即將有可用空閑時間出現(xiàn)，如果沒有，就作相應處理以釋放移動臺所請求的時間長度。最后，網(wǎng)絡通知移動臺它何時有、以及有多少可用的測量時間。
附圖簡述參照通過實例給出的優(yōu)選實施例和附圖，本發(fā)明得到了更詳細的描述，其中

圖1表示符合本發(fā)明一個實施例的信令；圖2表示根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的信令；
圖3a表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例分配空閑時間的方法；圖3b表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例分配空閑時間的第二種方法；圖4表示符合本發(fā)明一個實施例的信令；圖5以原理圖的形式表示了影響空閑時間安排方法的幾個主要因素；圖6a、6b說明了在NRT業(yè)務中協(xié)調幾條連接的間歇的好處；圖7表示符合本發(fā)明的移動臺結構；圖8表示在本發(fā)明一個實施例中的信令，其中空閑時間用于移動臺更換電池；以及圖9a和9b說明了本發(fā)明在CDMA系統(tǒng)中的應用。
圖中相同的單元用同一參考代號表示。
詳細描述圖1說明了根據(jù)發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的方法的操作過程。首先，移動臺10向網(wǎng)絡20發(fā)送(步驟100)消息IDLE_ALLOC_REQ，移動臺使用該消息請求網(wǎng)絡分配空閑時間。移動臺最好在消息中指示它需要多少空閑時間以及在何時需要。收到這條消息之后，網(wǎng)絡20檢查(步驟110)在移動臺和網(wǎng)絡之間的通信中是否有合適的間歇出現(xiàn)。如果沒有這種間歇出現(xiàn)，網(wǎng)絡就為移動臺分配(步驟120)盡可能與其請求相符的一個間歇。然后，網(wǎng)絡向移動臺發(fā)送IDLE_INFO消息，通知它有多少以及何時將有空閑時間可供其使用。
與IDLE_ALLOC_REQ消息或其他對應消息相聯(lián)系，移動臺可以向網(wǎng)絡提出許多不同類型的請求。如上所述，移動臺最好指示它需要多少空閑時間以及在何時需要。另外，移動臺可以指示它以后還需要空閑時間，例如這時它可以指示在經過某段時間T之后，網(wǎng)絡應該為移動臺分配所指示的空閑時間量。這種實施例由圖1的結尾部分說明，其中在發(fā)送完第一條IDLE_INFO消息之后，網(wǎng)絡經歷了所需時間T的等待(步驟140)，然后，網(wǎng)絡重復空閑時間檢查步驟110和空閑時間分配步驟120，并通知(步驟130)移動臺有關新分配的空閑時間段的信息。根據(jù)移動臺的請求，網(wǎng)絡可以在整個連接持續(xù)期間內以所要的間隔或按特定次數(shù)重復步驟140、110和120。
圖2表示根據(jù)發(fā)明的第二個優(yōu)選實施例進行通信的一個實例。在這個實施例中，可以有一個以上的空閑時間請求同時有效。圖2還說明了移動臺可以如何避免原來申請過的重復空閑時間再次出現(xiàn)。在圖2的例子中，移動臺10向網(wǎng)絡20發(fā)送(步驟100)空閑時間請求IDLE_ALLOC_REQ，并在請求上附加識別碼1和對空閑時間的必要說明V1。網(wǎng)絡根據(jù)請求為移動臺分配(步驟120)空閑時間，并在其存儲器25中存儲該請求的識別碼和說明根據(jù)該請求分配的空閑時間的V1’。網(wǎng)絡最好例如能在與移動臺通信的基站保持的時間分配表25中存儲這一信息。之后，網(wǎng)絡使用一條IDLE_INFO消息通知(步驟130)移動臺有關所分配時間的信息。在圖2的例子中，移動臺后來又需要更多的空閑時間，因此它向網(wǎng)絡發(fā)送(步驟150)了一個新的空閑時間請求IDLE_ALLOC_REQ，其中附加了新請求的識別碼2和對所請求空閑時間的必要說明V2。網(wǎng)絡提供(步驟160)移動臺請求的空閑時間2，并在時間分配表25中添加與這一空閑時間有關的數(shù)據(jù)。然后，網(wǎng)絡在一條IDLE_INFO消息中向移動臺發(fā)送(步驟170)有關所分配的空閑時間的信息。之后，移動臺向網(wǎng)絡發(fā)送(步驟180)一條IDLE_DISABLE消息，其中附加了要刪除的空閑時間識別碼1。根據(jù)收到IDLE_DISABLE消息，網(wǎng)絡刪除空閑時間1，即重新將其用于通信并從時間分配表25中刪除關于這一空閑時間的數(shù)據(jù)。之后，移動臺需要更改先前分配的空閑時間2，因此它向網(wǎng)絡發(fā)送一個新的空閑時間請求IDLE_ALLOC_REQ，其中附加了要更改的空閑時間識別碼2以及對新空閑時間的說明V3。如果移動臺申請的新空閑時間V3實際上與原來分配的空閑時間V2’不同，網(wǎng)絡可以根據(jù)圖2描述的方式，首先刪除(步驟210)原來分配的空閑時間，然后根據(jù)新請求V3分配(步驟220)一段空閑時間。
在所述例子中，空閑時間修改信息(IDLE_ALLOC_REQ)和刪除消息(IDLE_DISABLE)是作為兩條獨立的消息給出的。不過，本發(fā)明并不局限于這種情況，所需功能可以使用一條命令實現(xiàn)，為此例如采用這樣一種方式當要刪除空閑時間時，在修改消息(IDLE_ALLOC_REQ)中所申請的時間被定義為零。
這種帶有一段以上空閑時間的方案例如最好根據(jù)這樣一種方式使用在整個連接持續(xù)期間，移動臺有一個周期性重復的短空閑時間可供其使用，如果需要，移動臺可以為某些特殊的情況申請更長的空閑時間。與圖1的例子不同的是，空閑時間請求和其他涉及空閑時間的消息必須帶有識別碼，以便進行正確的空閑時間分配。舉例來說，如圖2所示，識別碼可以是移動臺為空閑時間請求而生成的序列號。
在圖1例子中網(wǎng)絡檢查移動臺是否有可用空閑時間的步驟110不會限制發(fā)明的各種實施例。從圖2的例子中可以看出，網(wǎng)絡還能直接分配移動臺申請的空閑時間，而不經過單獨的檢查步驟。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，當進行切換或滿足某種其他條件時，網(wǎng)絡可以自動刪除所有現(xiàn)存空閑時間分配。在一個這樣的實施例中，移動臺最好與一個重復的空閑時間請求IDLE_ALLOC_REQ相關聯(lián)地指示在一次可能的切換之后它還需要這一空閑時間，從而使得網(wǎng)絡不會自動刪除所述空閑時間，除非移動臺是通過一條IDLE_DISABLE消息而發(fā)出該請求的。當移動臺需要周期性的空閑時間以便執(zhí)行例如自身的內部操作或用于與監(jiān)測基站無關的用途時，這一功能非常有用。
移動臺還可以只請求與可能的可用空閑時間有關的信息。在這種實施例中，網(wǎng)絡將不分配空閑時間(除非移動臺專門發(fā)出了請求)，而只是通報當前情況。這種實施例特別適合于在分組類型的通信中使用，因為在分組類型業(yè)務中取決于業(yè)務的波動情況而會出現(xiàn)間歇，除非它始終處于最大流量。
在發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在沒有來自移動臺的單獨請求的情況下網(wǎng)絡也可以通知移動臺有關網(wǎng)絡和移動臺之間業(yè)務中的間歇的信息。
移動臺可以用許多種不同方法表示它需要的空閑時間，下文將借助圖3a和3b描述和說明這些方法。在圖3a和3b中，橫排代表幀時隙0到7，縱列代表幀。申請空閑的時隙和/或幀用黑方塊表示。例如，移動臺可以指示在某個特定時間周期內它需要多少幀空閑。在圖3a的例子中，移動臺申請在十幀的長度內有一個空閑幀。申請空閑的幀可以多于一個，周期長度也可以是十幀之外的其他數(shù)。
在圖3a的例子中，間歇每十幀周期性地重復一次。在發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，網(wǎng)絡也可以按照非周期的長度設計幀結構，盡管如此，在特定的時間周期內移動臺總要獲得所需的空閑幀數(shù)。在這種實施例中，網(wǎng)絡必須向移動臺指示對每一空閑幀的定時。
移動臺也可以從有利于移動臺的角度來指示間歇是否能夠被分配在多于一個部分中。因此移動臺可以例如申請在下一26幀周期內一個兩幀的或一個三幀的間歇。
移動臺還可以按時隙來申請空閑時間，例如申請在某些空閑幀中的某些時隙。圖3b的例子說明了這種請求，其中第1和2、11和12等幀中的時隙0、1和5被標記為空閑。當然，移動臺也可以在不指定空閑時間所處在的幀和時隙的情況下來申請在某段時間內的若干個空閑時隙，從而使得網(wǎng)絡可以根據(jù)業(yè)務情況進行最佳的空閑時隙分配。
在圖3a和3b的例子中，與GSM系統(tǒng)相同，各幀被分成了8個時隙。不過，本發(fā)明并不局限于這種時隙劃分方式，在其他系統(tǒng)中的其他時隙劃分方式也是可行的。例如，未來的UMTS系統(tǒng)也可能將使用更短的時隙，根據(jù)目前提出的一些標準草案，一幀內可能有16到64個時隙。
在發(fā)明的優(yōu)選實施例中，移動臺可以請求網(wǎng)絡為某種特定目的(例如監(jiān)測由移動臺所指定的某個基站的同步信號)而分配空閑時間。在這種實施例中，網(wǎng)絡查找有關一個移動臺指定的基站的同步信號的出現(xiàn)信息(該基站位于同一網(wǎng)絡或其他移動通信系統(tǒng)內)；并且，網(wǎng)絡在考慮移動臺的能力的情況下，為同步信號的出現(xiàn)時刻預留足夠的空閑時間，并向移動臺發(fā)送所述同步信號的出現(xiàn)信息以及所分配的測量時間。這里，出現(xiàn)信息指的是同步信號的頻率和定時、同步信號可能使用的跳頻或擴頻碼以及所述碼中的每個位置、還有在監(jiān)測所述同步信號時可能需要的其他數(shù)據(jù)。這一實施例的優(yōu)點是移動臺不需要在查詢某個基站同步信號的頻率和出現(xiàn)時間之后再單獨申請用于監(jiān)測所述同步信號的空閑時間，而能在一個請求中就獲得所需的信號數(shù)據(jù)和空閑時間。
網(wǎng)絡最好為移動臺分配移動臺所請求的整段時間。但是，這在業(yè)務擁擠的情況下可能無法實現(xiàn)，這時網(wǎng)絡通知移動臺它能分配到多少空閑時間。如果由于分配單位的長度問題，網(wǎng)絡無法正好分配出移動臺申請的時間長度，網(wǎng)絡也可以分配給移動臺比其所申請的更多的時間。
網(wǎng)絡可以采用多種方法為移動臺分配空閑時間，例如-調換移動臺使用的時隙，-占用某些突發(fā)，
-使業(yè)務中斷一段所需時間或-形成連接中的空閑幀。
下文將更詳細地描述這些方法。
網(wǎng)絡(最好是與移動臺通信的基站)可對與不同移動臺的連接中所用的時隙進行設置。從某個移動臺的角度來看，這種設置特別適合于當一個最利于測量某個或某些相鄰小區(qū)識別信號的時間與所述移動臺所用時隙不重合、而與另一個和相同基站通信的移動臺所用時隙重合的情況。這時，基站就可以調換這兩個移動臺使用的時隙。如果需要，基站還可以在兩個以上的移動臺之間調換時隙。
舉例來說，占用突發(fā)意味著故意不接收某個突發(fā)，而用進行所需的相鄰小區(qū)基站測量來取代接收突發(fā)。這種方法當然要丟失信息，這限制了它的應用。對于有嚴格的比特率、允許延時和錯誤數(shù)目要求的實時連接，突發(fā)占用實際上只能在這樣的情況下使用即連接質量很好，而且發(fā)送的信號經過充分編碼，使得缺少一個突發(fā)導致的比特錯誤率增加并不會使比特錯誤率超出允許范圍。對于實時連接，最好只在該連接所要求的業(yè)務質量(QoS)將不會因占用一個突發(fā)而低于允許門限的時候，才使用突發(fā)占用。QoS規(guī)范通常涉及連接的比特率、最大允許延時和最大允許比特錯誤率。突發(fā)占用也可以通過只允許在非實時或分組連接中占用突發(fā)而部分地實現(xiàn)。一般的分組通信重傳機制將能重發(fā)被占用的突發(fā)，這樣，信息將不會丟失。
突發(fā)占用還可以按照這樣一種方式實現(xiàn)移動臺可以留下至少一個未發(fā)送的突發(fā)，把因此空閑出來的時間用于其他目的。在這樣的實施例中，網(wǎng)絡最好向移動臺指示移動臺可以留下哪些突發(fā)不發(fā)送。
業(yè)務中斷可用于非實時連接。網(wǎng)絡(例如與移動臺通信的基站)可以把到移動臺的分組流中斷一段時間，從而為移動臺釋放這段時間，使移動臺可以進行測量等等。
移動臺還可以向網(wǎng)絡申請一個空閑幀。在空閑幀期間，網(wǎng)絡將不向移動臺發(fā)送信息，并假定移動臺將不會響應信令或發(fā)送信息。移動臺希望空閑幀以何種頻率來重復、以及空閑幀在復幀結構中設在什么位置，這些都是必須根據(jù)移動臺希望與之同步的系統(tǒng)來規(guī)定的參數(shù)。例如，空閑幀在GSM系統(tǒng)中每26幀重復一次，而在GSM/GPRS系統(tǒng)中每13幀重復一次。因此，每個移動臺可以申請所需要的空閑幀數(shù)目，網(wǎng)絡根據(jù)它就可以按上述任何一種方式分配所需時間。與移動臺通信的基站最好保留指示每個移動臺所需空閑幀的清單。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，當移動臺首次與網(wǎng)絡聯(lián)系時，它要向網(wǎng)絡指示它所支持的功能集、可能的業(yè)務要求和測量時間要求或至少其中的某些已準備好的數(shù)據(jù)。移動臺還可以指示它是否能與可能存在的并行移動通信系統(tǒng)通信以及它是否可能為此需要測量時間。移動臺還可以向網(wǎng)絡指示與測量有關的它的某些特性，例如-移動臺轉移到被測頻率上和返回需要多長時間，-移動臺進行某些基本測量需要多長時間，以及-移動臺從發(fā)射轉向接收和接收轉向發(fā)射需要的最短時間是多少。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，為了加速測量，網(wǎng)絡可以向移動臺發(fā)送與移動臺周圍環(huán)境和相鄰小區(qū)基站的信標信號有關的信息。網(wǎng)絡可以周期性地或在移動臺的單獨請求下發(fā)送這類信息。這類信息最好包括以下一項或多項-相鄰小區(qū)清單，-關于不同小區(qū)等級的信息，-關于相鄰并行移動通信系統(tǒng)小區(qū)的信息，-相鄰小區(qū)的識別數(shù)據(jù)，-相鄰小區(qū)信標信號的頻率，-信標信號的帶寬，-關于一個基站的信標信號是連續(xù)或不連續(xù)的信息，如果不連續(xù)，關于信標信號的出現(xiàn)次數(shù)以及監(jiān)測信標信號所需的時間窗口長度的信息，以及-對出現(xiàn)的相鄰小區(qū)頻率和時間同步信號的描述，例如在什么頻率上和什么時刻上述信號出現(xiàn)、相鄰小區(qū)使用的跳頻或擴頻碼類型、以及同步信號在每個特定時間上在上述編碼中何處被發(fā)送。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，網(wǎng)絡根據(jù)移動臺的功能集選擇送往移動臺的信息。在某個地理區(qū)域內除了該網(wǎng)絡外還有一個并行移動通信系統(tǒng)、但區(qū)域內的所述移動臺不能使用這個并行移動通信系統(tǒng)時，這種實施例很有利。這種情況下，向移動臺發(fā)送有關并行移動通信系統(tǒng)的信息沒有用處。同樣，移動臺向網(wǎng)絡發(fā)送的請求可以只涉及與其功能集對應的某些信息。
圖4表示本發(fā)明優(yōu)選實施例中的一個信令實例，其中空閑時間被用于接收基站的信標信號。在這個實施例中，網(wǎng)絡20向移動臺發(fā)送455一個對鄰近基站信標信號的描述。這一描述最好包含上段所述涉及信標信號的信息。收到該描述之后，移動臺檢查(步驟460)在它可以使用的空閑時間內是否有時間接收信標信號的信息。如果移動臺無法接收所述信息，它向網(wǎng)絡發(fā)送(步驟100)申請空閑時間的請求，于是網(wǎng)絡為移動臺提供(步驟120)空閑時間，并通知(步驟130)移動臺這一信息。收到有關可用空閑時間的信息之后，移動臺在空閑時間內監(jiān)聽所述基站和接收(步驟465)所述識別數(shù)據(jù)。
為簡單起見，圖5用原理圖表示了影響網(wǎng)絡向移動臺提供它所申請的空閑時間的方式的一些主要因素。圖5中的原理圖涉及移動臺申請用于測量的空閑時間的有關情況。在這一實施例中，影響空閑時間分配的一個因素當然包括測量和同步要求，例如移動臺需要多少時間以及何時需要。而正如本文前面所述，這個因素接下來又會受到相鄰小區(qū)的同步信息發(fā)射數(shù)據(jù)的影響。移動通信系統(tǒng)的小區(qū)等級也要影響測量，因為它會影響對用于切換的潛在候選小區(qū)的選擇。同樣，所需的測量時間取決于移動臺可能使用的并行移動通信系統(tǒng)。影響空閑時間分配的第二個主要因素包括對移動臺可用的連接和連接類型的選擇。如果移動臺目前只有NRT連接，則通過例如臨時中斷分組業(yè)務就可以簡單地分配空閑時間。如果基站有RT連接，分配空閑時間的方法將受到連接所允許的最大延時和其他所需QoS等級的要求的限制。影響空閑時間分配方法的第三個主要因素當然是移動臺所申請的空閑時間、它的長度和可能的重復。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，網(wǎng)絡對移動臺為不同連接所申請的間歇進行協(xié)調，使得移動臺能夠使用長度為整幀的間歇。用于NRT連接的這種處理如圖6a和6b所示。圖6a表示與本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例對應的情況，其中沒有對移動臺所申請的、用于分配給不同連接的空閑時間進行協(xié)調。從圖6a可以看出，這種實施例并不十分有利。在圖中，橫坐標代表五個移動臺A、B、C、D和E的連接，而縱坐標代表時間。涂黑的區(qū)域是移動臺所申請和網(wǎng)絡所分配的間歇。和通常的情況一樣，這個實施例中的各種連接在一幀的不同時隙內發(fā)射。例如，在圖6a中，移動臺A的四條連接中的間歇所處位置至少有部分不同，使得移動臺將不能訪問在某個時隙上不需要發(fā)射的一幀。圖6b說明了比所述實施例更好的一個本發(fā)明實施例，其中網(wǎng)絡為每個移動臺的所有連接分配間歇，使得這些間歇臨時盡可能精確地重合。這樣移動臺將能得到長度為整個幀的空閑時間，在這整幀中網(wǎng)絡不要求移動臺發(fā)送信息。
圖7用框圖形式表示了與發(fā)明的一個示范實施例對應的移動臺。移動臺包括該裝置的各典型部件，例如麥克風301、鍵盤307、顯示屏306、耳機314、發(fā)射/接收開關308、天線309和控制單元305。另外，圖中顯示了移動臺典型的發(fā)射和接收模塊304、311。發(fā)射模塊304包括涉及語音編碼、信道編碼、加擾和調制的功能以及RF功能。接收模塊包括對應的RF功能以及解調、解擾、信道譯碼和語音譯碼所需要的功能。來自麥克風301、在放大級302經過放大、在A/D變換器中轉換成數(shù)字形式的信號，被送到發(fā)射模塊304，通常是發(fā)射模塊中的語音編碼單元。由發(fā)射模塊進行整形、調制和放大后的信號經由發(fā)射/接收開關308送往天線309。來自天線的接收信號通過發(fā)射/接收開關308進入接收模塊311，該模塊對接收信號進行解調、解擾和信道譯碼。生成的語音信號通過一個D/A變換器312到達放大器313，之后再進入耳機314?？刂茊卧?05控制移動臺的操作，讀取用戶在鍵盤307上發(fā)出的控制命令并通過顯示屏306向用戶傳送消息?？刂茊卧?05使移動臺根據(jù)本發(fā)明的方法進行工作。在控制單元中實現(xiàn)本發(fā)明方法的功能部分最好作為控制單元305處理器中的程序來實現(xiàn)。
以上描述是通過為測量分配空閑時間的例子進行的。不過，本發(fā)明并不限于此，移動臺也可以為了其他目的使用空閑時間，例如與另一移動臺或其他設備進行通信。盡管以上主要是使用GSM術語和基于TDMA的例子來描述發(fā)明，本發(fā)明也可以應用于其他類型的系統(tǒng)，例如基于CDMA的系統(tǒng)。在發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，CDMA系統(tǒng)的移動臺可以申請空閑時間，以便于把它的擴頻碼改變?yōu)榈诙U頻碼，使用所述第二擴頻碼來監(jiān)聽第二基站發(fā)送的信號，然后再轉回去使用原來的擴頻碼。
在分組通信中，移動臺例如可以使用空閑時間來騰空接收分組緩沖區(qū)，從而避免分組緩沖區(qū)溢出。在這種實施例中，如果移動臺與基站有一條以上的連接，移動臺可以只向某一條分組類型連接發(fā)送空閑時間請求。在分組通信中使用空閑時間的第二個好處是騰空分組緩沖區(qū)以避免確認窗口溢出。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，例如移動臺配有一個用于監(jiān)測移動臺中處理器溫度的溫度傳感器。如果移動臺或它的某個部件過熱，移動臺可以請求系統(tǒng)分配空閑時間，即通信中的一次中斷，以使移動臺的溫度降低。
目前正在為未來的移動通信系統(tǒng)開發(fā)功能，借助它們，網(wǎng)絡可以向移動臺加載新的功能，例如新的信道編碼、訓練集、擴頻碼集或定義某種網(wǎng)絡新業(yè)務應用所需功能的程序。這種定義程序通過射頻通路向移動臺的傳輸、在移動臺存儲器中的存儲以及初始化都需要時間，因此視環(huán)境而定，移動臺在通信中可能需要一次間歇。間歇的長度基本上取決于移動臺的技術細節(jié)，例如非易失性存儲器的寫速度和移動臺處理器的速度。因此，網(wǎng)絡不能為所有移動臺型號分配某個固定的間歇，移動臺必須申請所需長度的間歇。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，用戶可以在通信中申請一次間歇。這種實施例適用于用戶和他的移動臺正在進入一個無線屏蔽區(qū)，例如電梯或開車通過一條隧道的情況。用戶可以申請預定長度的一段間歇，或通過移動臺的鍵盤或相應的控制單元給出所需持續(xù)時間。這種實施例的優(yōu)點是，如果用戶能夠預見即將面臨的情況，連接將不會因為無線屏蔽而中斷。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，用戶還可以在通信中申請一段間歇來實現(xiàn)與移動臺有關的設備功能。例如，用作個人數(shù)字助理(PDA)使用的移動臺可用于實現(xiàn)要求該裝置處理器整個容量的功能，因此在不中斷連接的情況下執(zhí)行該功能時，將會干擾數(shù)據(jù)通信，并可能導致數(shù)據(jù)丟失。在這種實施例中，用戶可以專門申請一次通信間歇，然后開始所需操作，或直接開始所需操作，以便在執(zhí)行操作之前移動臺向網(wǎng)絡申請一段所需長度的通信間歇。本發(fā)明還可以這樣來實現(xiàn)使移動臺自動為這類設備操作申請通信間歇，而不需要來自用戶的專門控制命令。
在本發(fā)明的一個實施例中，可以利用通信間歇更換電池。當移動臺10檢測(步驟405)到移動臺電量不足時，它通過一種已知方式向用戶9指示(步驟410)這一信息，例如通過在移動臺顯示屏顯示某個符號。如果移動臺用戶有第二個已充電的電池，他可以通過鍵盤通知(步驟415)移動臺準備更換電池。移動臺就向網(wǎng)絡發(fā)出申請所需持續(xù)時間的通信間歇的請求(步驟100)，這一持續(xù)時間可以預先指定或由用戶在每次處理中單獨設置。網(wǎng)絡向移動臺提供(步驟120)空閑時間，并通知(步驟130)移動臺關于所分配的空閑時間的信息。然后移動臺最好先為電池更換作準備(步驟420)，把現(xiàn)有連接和與移動臺狀態(tài)有關的其他信息存儲在移動臺的非易失性存儲器中，或存儲在與移動臺連接的智能卡中以提高從電池更換過程中恢復的速度。完成必要的準備之后，移動臺通知(步驟425)用戶可以更換電池。與這一通知相聯(lián)系，移動臺最好告訴用戶能有多少時間用于更換電池，時間的長度通常取決于網(wǎng)絡能夠分配給移動臺的時間長度。之后，用戶關閉(步驟430)移動臺，更換(步驟435)電池并重新把移動臺打開(步驟440)或用另一種已知方式完成電池更換。當移動臺在電池更換之后開機時，它從移動臺的存儲器或與移動臺連接的智能卡種提取與連接有關的所述信息，并恢復移動臺在電池更換之前的狀態(tài)。最后，移動臺最好向網(wǎng)絡指示(步驟450)它準備繼續(xù)通信。這種實施例的優(yōu)點是即使更換電池時需要關閉移動臺，也可以在不中斷呼叫的情況下更換電池。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，移動臺將能識別下行鏈路中可能重復出現(xiàn)的干擾，以便當這類干擾出現(xiàn)時，移動臺可以請求系統(tǒng)在干擾出現(xiàn)的位置分配空閑時間，以旁路干擾。這種重復出現(xiàn)的干擾例如通常出現(xiàn)在時分雙工(TDD)系統(tǒng)中。在這種實施例中，移動臺配備有識別周期性干擾的單元，該單元最好通過在移動臺處理器中運行的程序實現(xiàn)。這種程序應能檢測例如傳輸錯誤的出現(xiàn)率以及其中可能存在的規(guī)律。
在以上各種本發(fā)明實施例中隱含有空閑時間是由網(wǎng)絡提供的意思。不過這并不是對本發(fā)明的限制。本發(fā)明也可以這樣來實現(xiàn)使移動臺至少在某些情況下可以獨立決定空閑時間的分配。在這種實施例中，移動臺向網(wǎng)絡發(fā)送一個例如關于使連接被禁止一段時間的指示，該指示最好包括與上述空閑時間請求IDLE_ALLOC_REQ相同的信息，例如間歇的長度和出現(xiàn)時刻。然后，網(wǎng)絡就將使業(yè)務中斷一段由移動臺指示的時間，并且按照前面所述方式對移動臺在間歇期間的不同通信連接進行設置，以盡可能減小對通信連接的干擾。這種實施例的優(yōu)點是，在被迫情況下，用戶可以通過移動臺指示他正在進入一個接收質量很差的區(qū)域。根據(jù)現(xiàn)有技術，這種情況下的連接在經過某些超時時限之后被終止，這意味著一旦離開陰影區(qū)域必須重新建立連接，而這種方法的速度很慢。然而，上述實施例能使網(wǎng)絡等待該間歇的結束而不用中斷呼叫，從而能在間歇之后迅速恢復通信。
圖9a和9b說明根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例如何在CDMA系統(tǒng)中應用本發(fā)明。我們先前知道在CDMA系統(tǒng)中，空閑時間的安排可以按照圖9a所示例子進行。該圖表示了幀周期Tf、壓縮幀402和空閑周期401。圖中的橫坐標代表時間，縱坐標代表發(fā)射功率。通過在時間上壓縮幀生成了空閑周期401。壓縮可以通過碼字打孔或降低擴頻系數(shù)來實現(xiàn)。對于壓縮幀，最好增加它的發(fā)射功率，以保持連接質量不受壓縮的影響。
圖9b表示安排空閑周期401的另一種方法。如圖9b所示，可以略微壓縮復幀403，以生成一個空閑周期。圖9b中的幀壓縮比顯著地小于圖9a，這一點在有些發(fā)射模式下很有利。
已建議將圖9a和9b中空閑時間的安排方法包含在UMTS通信系統(tǒng)規(guī)范之中。在該規(guī)范中，根據(jù)圖9a和9b的空閑時間安排被稱為“開槽方式”。根據(jù)該規(guī)范，網(wǎng)絡安排空閑周期以允許移動臺與在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)中一樣地監(jiān)測相鄰小區(qū)和/或用于網(wǎng)絡知道的其他常規(guī)目的。在可把本發(fā)明應用在CDMA系統(tǒng)內的一個優(yōu)選實施例中，移動臺請求網(wǎng)絡安排一個或多個這種空閑周期401以用于網(wǎng)絡事先并不知道的任何目的。本申請以前給出了幾個這種面向移動臺的用途的例子和有關的消息傳送，這里不再重復。
在本申請中，術語移動臺代表所有無線終端，例如便攜式移動電話、便攜式多功能通信設備和固定無線終端。本申請中所用消息名稱只是示范性的，并且只用于說明。
通過本發(fā)明的方法，一個移動通信系統(tǒng)能與不同的移動臺協(xié)同工作即，只在一個移動通信系統(tǒng)中工作的簡單移動電話、以及能進行多功能數(shù)據(jù)通信并在幾個移動通信系統(tǒng)中工作的移動臺。這樣，一個移動通信系統(tǒng)包含簡單終端并不會限制它的操作，而多功能終端則可以最大限度地利用該移動通信系統(tǒng)。
以上參考一些優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是顯然可以根據(jù)本申請所附屬的權利要求定義的發(fā)明思想通過多種方式來改進本發(fā)明。
權利要求
1.一種在移動臺(10)和網(wǎng)絡(20)之間的通信連接期間用于在移動通信系統(tǒng)中分配空閑時間的方法，其特征在于它至少包括步驟-移動臺向網(wǎng)絡發(fā)送(100)一條空閑時間請求(IDLE_ALLOC_REQ)，以及-網(wǎng)絡通知(130)移動臺關于可用空閑時間的信息(IDLE_INFO)。
2.權利要求1的方法，其特征在于它還包括步驟-移動臺(10)還要指示(100)移動臺在一定的時間周期內需要多長的空閑時間，以及-在所述通知步驟之前，網(wǎng)絡(20)至少為移動臺(10)分配(120)它所申請的一部分空閑時間。
3.權利要求2的方法，其特征在于所述步驟至少要重復一次，其中，-網(wǎng)絡至少為移動臺分配(120)它所申請的一部分空閑時間，以及-網(wǎng)絡通知(130)移動臺關于可用空閑時間的信息(IDLE-INFO)
4.權利要求3的方法，其特征在于移動臺還要向網(wǎng)絡指示(100)網(wǎng)絡應重復所述分配空閑時間(120)和通知關于空閑時間(130)的步驟多少次。
5.權利要求3的方法，其特征在于還包括移動臺向網(wǎng)絡發(fā)送一條命令(IDLE_DISABLE)以結束或改變一定的空閑時間重復周期的步驟。
6.權利要求2的方法，其特征在于網(wǎng)絡通過占用至少一個突發(fā)來分配空閑時間。
7.權利要求2的方法，其特征在于網(wǎng)絡通過調換兩個或多個移動臺使用的時隙來分配空閑時間。
8.權利要求2的方法，其特征在于網(wǎng)絡通過使移動臺和系統(tǒng)基站之間的通信中斷一段預定時間來分配空閑時間。
9.權利要求1的方法，其特征在于它還包括這樣一個步驟，在該步驟中網(wǎng)絡(20)向移動臺發(fā)送涉及基站所發(fā)送的信標信號的信息。
10.權利要求9的方法，其特征在于所述信息至少包括以下一項-至少一個相鄰小區(qū)信標信號的頻率，-至少一個相鄰小區(qū)信標信號的帶寬，-至少一個相鄰小區(qū)信標信號的定時信息，-至少一個相鄰小區(qū)信標信號的頻率和時間同步信號的定時信息，-至少一個相鄰小區(qū)信標信號的跳頻或擴頻碼信息，或-關于至少一個相鄰小區(qū)信標信號的連續(xù)或不連續(xù)的信息。
11.權利要求9的方法，其特征在于它還包括這樣一個步驟，在該步驟中移動臺向網(wǎng)絡發(fā)送對所述信息的請求。
12.權利要求1的方法，其特征在于它還包括這樣一個步驟，在該步驟中網(wǎng)絡(20)向移動臺發(fā)送關于并行移動通信系統(tǒng)小區(qū)的信息。
13.一種可與包括基站的網(wǎng)絡(20)建立連接的移動臺(10)，其特征在于它可以-向網(wǎng)絡(20)發(fā)送一條對空閑時間的請求(IDLE_ALLOC_REQ)，以及-從網(wǎng)絡接收關于可用空閑時間的信息(IDLE_INFO)。
14.權利要求13的移動臺，其特征在于它能在所述空閑時間內測量至少一個相鄰小區(qū)的基站信號。
15.權利要求13的移動臺，其特征在于它能-從網(wǎng)絡接收關于基站信標信號的描述，-確定移動臺是否能在它可用的空閑時間內接收所述信標信號，如果移動臺不能接收所述信標信號，向網(wǎng)絡(20)發(fā)送一條對用于測量相鄰小區(qū)基站信號的空閑時間的請求(IDLE_ALLOC_REQ)。
16.權利要求13的移動臺，其特征在于它能-接收來自用戶的更換電池指示，-向網(wǎng)絡發(fā)送一條對空閑時間的請求(IDLE_ALLOC_REQ)，-從網(wǎng)絡接收關于移動臺可用空閑時間的信息(IDLE_INFO)，-在移動臺的存儲單元或與之相連接的存儲單元中存儲與移動臺狀態(tài)和現(xiàn)有連接有關的信息，從而提高從電池更換過程中恢復的速度。
17.一種為移動臺(10)服務的通信網(wǎng)(20)，其特征在于它能-接收來自至少一個移動臺(10)的對空閑時間的請求(IDLE_ALLOC_REQ)，-根據(jù)收到的所述請求，至少為移動臺分配移動臺請求的一部分空閑時間，以及-向移動臺發(fā)送關于移動臺可用空閑時間的信息(IDLE_INFO)。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng),更具體地說涉及移動臺的不同功能之間的定時。通過本發(fā)明的方法,移動臺(10)可以向網(wǎng)絡(20)申請(100)空閑時間,以便例如用于測量來自基站的信號強度。收到請求之后,網(wǎng)絡檢查(110)是否有合適的空閑時間出現(xiàn),如果沒有,則根據(jù)移動臺的請求來分配(120)空閑時間。最后,網(wǎng)絡通知(130)移動臺關于移動臺何時有、以及有多少可用的測量時間。
文檔編號H04W48/14GK1264529SQ98807231
公開日2000年8月23日 申請日期1998年7月13日 優(yōu)先權日1997年7月14日
發(fā)明者M·林尼, M·約基米斯, M·賴托拉 申請人:諾基亞流動電話有限公司