无线通信系统中的有效寻呼的制作方法
【专利说明】无线通信系统中的有效寻呼
[0001]本申请是申请日为2005年6月9日，申请号为200580026849.5的发明专利的分案申请。
技术领域
[0002]本发明一般涉及在无线通信系统中进行寻呼的领域，特别涉及用于有效的两级寻呼的改进方法和设备。
【背景技术】
[0003]在无线通信系统中，为了以有效的电池功率和空中链路资源方式向大量的无线设备(例如无线终端)提供网络连接，睡眠状态和寻呼的概念(not1n)是很重要的。无线终$而可以实施为各种移动设备。
[0004]睡眠状态向无线终端提供一种通过关闭全部或部分终端发射/接收电路来使电池功率消耗最小化的运行模式。此外，在某些系统中，处于睡眠状态的无线终端不会被分配任何专用空中链路资源，因此可以同时支持大量用户。在无线终端没有业务活动的时间间隔期间，无线终端可以保持在睡眠状态以节省资源。
[0005]寻呼涉及周期地将无线终端从睡眠状态唤醒以及对无线终端进行操作以接收和处理下行链路中(例如，在从基站到无线终端的通信中)的寻呼消息(如果被发射)。基站通常知道无线终端应当在何时醒来。因此，如果基站打算联系或寻呼无线终端，则基站可以在无线终端将醒来并监测信道时，在下行链路寻呼(DLPG)信道中发送寻呼消息。如果无线终端未在DLPG信道中接收到任何发给它的消息，则无线终端可以返回到睡眠状态。否则，无线终端应当执行寻呼消息中指定的任何操作。例如，无线终端可以仅仅接收消息并返回到睡眠状态。可选地，无线终端可以访问基站，以建立与基站的有效连接。
[0006]两个连续唤醒周期之间的时间间隔被称作寻呼周期。在部分寻呼周期期间，即在无线终端未进行有关接收寻呼的处理时，无线终端可以运行在睡眠状态。为了使睡眠状态的优势最大化，已知寻呼系统通常为寻呼周期使用较大的值。例如，在语音系统(例如IS-95)中，示例性的寻呼周期约为I至3秒。在数据系统中，寻呼周期甚至可以更大。例如，在IxEV DO中，示例性的寻呼周期约为5秒。在已知系统中，当无线终端醒来时，为了接收DLPG信道，无线终端通常需要执行某些物理层操作，例如使接收机与下行链路信号同步并训练对下行链路信道的信道估计。此外，DLPG信道传输通常占用相对较长的时间周期，并且通常包含短指令消息以及标识信息。例如，IS-95系统中的寻呼消息传输可以占用80毫秒。因此，当无线终端醒来时，其通常消耗十分大量的电池功率，以便在可以接收寻呼的每个周期期间，在设备以最大功率运行例如80毫秒或更长时间的情况下完成所有所需的操作。这种已知寻呼方法非常适合于为传统通信业务(例如可能具有相对较长的持续时间的语音信道)建立端对端配置，并且可以支持寻呼周期之间的适量延迟，例如几秒钟。
[0007]然而，较大的寻呼周期(其节省电量)会导致较大的寻呼等待时间，这不适合于各种新兴业务，例如按键通话(push-to-talk)。这些新兴业务可能需要非常小的寻呼等待时间(例如，一秒钟以内的周期)，以给用户一种立即响应的感觉。例如，在按键通话系统中，为了使呼叫配置时间最小化，所期望的寻呼周期可能约为100毫秒，这比许多已知寻呼系统所能支持的寻呼周期短得多。应当注意，对于例如在IS-95中使用的已知寻呼系统，这些系统将很可能无法仅仅通过显著降低寻呼周期来满足这样的需求。这是因为:(部分地)由于信道估计处理，在已知寻呼系统中，在每个唤醒周期中需要大量的电池功率消耗。在这些系统中，如果使用较小的寻呼周期，则由于频繁的唤醒操作而消耗的电量将导致用户必须非常频繁地对设备的电池进行充电，这是不实用的。因此，需要一种有效的寻呼系统，其能够满足这些新兴业务的低寻呼等待时间需求。人们非常希望能够在不显著增加总电池功率消耗速率的情况下，实现与现有设备相比较低的寻呼等待时间。
[0008]根据以上讨论，显然需要改进的寻呼方法，该方法能够增加无线通信系统的寻呼效率，以便满足新兴业务(例如按键通话)的低寻呼等待时间需求和/或降低现有业务的电池功率消耗速率。降低无线终端的电池功率消耗的新寻呼方法会由于寻呼信令的优势而有利于增加对失败寻呼尝试的重复寻呼的机会和/或限制系统干扰。为满足新兴业务的需求而开发的改进寻呼方法还能够有效地使用于现有的传统业务系统应用中以增加整体效率并节省资源，而不必限制于需要或使用低寻呼等待时间的应用。
【发明内容】
[0009]本发明涉及寻呼方法和设备。与已知寻呼技术相比，本发明的方法和设备可以用于降低无线终端(例如移动设备)的与寻呼有关的功率消耗需求。
[0010]根据本发明，使用多个信号发送寻呼。第一寻呼信号用于指示是否正在向例如特定无线终端或一组无线终端发射寻呼消息。当第一寻呼信号指示正在发射寻呼消息时，发射至少一个附加寻呼信号，例如第二寻呼信号。在大多数情况下，在第一寻呼信号之后，例如在距第一寻呼信号的固定时间偏差处，发射第二寻呼信号。
[0011]为了使无线终端能够确定是否正在向该无线终端或特定无线终端所属于的组中的设备发射寻呼，在各种实施例中，在无需进行信道估计操作的情况下，使用一种不需要信道估计信息来进行解码的调制发射第一寻呼信号。第二寻呼消息通常使用与第一类型调制不同类型的调制来进行发射，所述不同类型的调制例如在解调处理中使用信道估计信息的调制方法。
[0012]在某些实施例中，使用非相干类型调制，例如通/断调制、正交调制以及差分调制，来发射第一寻呼信号。在这种实施例中，使用相干调制发射第二寻呼信号。相干调制的实例包括正交相移键控和正交调幅。非相干调制技术不需要信道信息来对已调制的信号进行解码。因而，非相干调制信号通常可以被快速解码，而不必在解码处理中花费时间来获得和/或使用信道信息。相干调制技术使用信道信息来对已调制的信号进行解码。因而，尽管通常支持比非相干调制技术更高的编码速率，但是在设备可以可靠地对被相干调制的信号进行解码之前，相干调制可能需要该设备花费时间来获取精确的信道估计和/或其它信道信息。
[0013]在某些实施例而不必在所有实施例中，第一寻呼信号包括少于第二寻呼信号的信息比特。第一寻呼信号可以以预定的(例如周期性的)时间进行发射，并且具有对特定无线终端或无线终端组的已知关系。通过这种方式，通过在预定时间处醒来，移动设备可以接收和解码第一寻呼信号。如果第一寻呼信号指示寻呼消息已经在例如第二寻呼信号中进行发射，或者已经使用多个附加寻呼信号进行发射，则移动设备保持被唤醒并生成可以用于对第二寻呼信号进行解码的必要信道信息，其中第二寻呼信号包括全部或部分寻呼消息。
[0014]在第一寻呼信号指示向一组无线终端中的至少一个设备发送寻呼的情况下，第二寻呼信号包括足够的信息来确定所发射的寻呼消息发向与第一寻呼信号对应的组中的哪个特定无线终端，或者所述信息可以与第一寻呼信号中的信息结合用于进行所述确定操作。在某些实施例中，第二寻呼信号包括全部或部分无线终端标识符，以用于利用特定第二寻呼信号所发射到的扇区、小区或系统来标识无线终端。
[0015]寻呼信号(例如第一和第二寻呼信号)可以例如根据固定的已知预定方案而进行周期性地发射。在特定的第一寻呼信号指示将不发射寻呼消息的情况下，可能不使用与特定的第一寻呼信号关联的第二寻呼信号传输时隙。
[0016]利用相干调制方法调制的一个以上的寻呼信号可以与利用非相干调制方法调制的第一寻呼信号相关联。这种实施例特别适用于在多个无线终端(例如一组终端)与特定第一寻呼信号相关联情况下的实现。
[0017]差分调制可以具有不同类型的寻呼周期和/或寻呼间隔。
[0018]本发明的方法和设备可供包括CDMA和OFDM系统在内的多种不同类型的通信系统使用。
[0019]在下面的详细说明中描述了本发明的方法和设备的多个附加特征、优点和实施例。
【附图说明】
[0020]图1示出可以使用本发明寻呼方法的示例性无线通信系统。
[0021 ] 图2示出根据本发明实现的示例性基站。
[0022]图3示出根据本发明实现的示例性无线终端。
[0023]图4示出根据本发明的示例性下行链路第一和第二寻呼信号。
[0024]图5示出示例性下行链路第一和第二寻呼信号，其示出了根据本发明传送的信息。
[0025]图6示出在根据本发明的使用8个寻呼组的示例性实施例中的下行链路两级寻呼信令。
[0026]图7示出在根据本发明的使用8个寻呼组的另一示例性实施例中的下行链路两级寻呼信令。
[0027]图8示出在根据本发明的使用4个寻呼组的另一示例性实施例中的下行链路两级寻呼信令。
[0028]图9示出根据本发明的图8的下行链路两级寻呼信令、确认上行链路信令以及信令之间的定时关系。
[0029]图10示出根据本发明的可以用于第一寻呼信号的示例性通/断(on/off)非相干调制方案。
[0030]图11示出根据本发明的可以用于第一寻呼信号的另一示例性非相干调制方案(使用通/断键控和正交相位调制)。
[0031]图12示出根据本发明的对基站进行操作并生成寻呼信号的示例性方法。
[0032]图13示出根据本发明的对无线终端进行操作以接收和处理寻呼信号的示例性方法。
【具体实施方式】
[0033]图1示出根据本发明实现的示例性无线通信系统100。示例性无线通信系统100是扩频OFDM(正交频分复用)多址系统。尽管在该申请中，为了解释本发明而使用示例性OFDM无线通信系统，但是本发明比该实例具有更宽的范围，并且本发明可以应用于许多其它通信系统，例如同样也采用了寻呼的CDMA无线通信系统。
[0034]系统100包括多个小区:小区I 102、小区M 104。每个小区(小区I 102、小区M104)分别包括基站(BS) (BS I 106、BS M 108)，并且代表基站的无线覆盖区域。BS I 106经由无线链路(114、116)分别连接多个端节点(EN(I) 110、EN⑴112)。BS M 108经由无线链路(122、124)分别连接多个端节点(ΕΝ(Γ )118, EN(X’)120)。端节点110、112、118、120可以是移动和/或固定无线通信设备，并且被称为无线终端(WT)。移动WT有时被称作移动节点(MN)。丽在系统100中移动。BS I 106和BS M 108经由网络链路128、130分别连接网络节点126。网络节点126经由网络链路132连接其它网络节点和互联网。网络链路128、130、132可以是例如光纤电缆。
[0035]本发明的寻呼方法可以用于示例性OFDM无线通信系统100中。根据本发明，各基站(例如BS I 106)将寻呼信号信息发送到BS所位于的小区(例如小区I 102)内的EN(例如EN(I) 110)，所述寻呼信号信息包括使用例如非相干调制的第一寻呼信号以及例如使用相干调制的第二寻呼信号。根据本发明的方法，EN(例如EN⑴110)接收寻呼信息并且可以例如通过发送一个或多个确认信号来进行响应。
[0036]图2示出根据本发明实现的示例性基站200。BS 200是可以用作图1所示系统100的BS 106、108中任何一个的BS 200的更详细表示。示例性BS 200包括:经由总线212连接在一起的接收机202、发射机204、处理器206、I/O接口 208以及存储器210，各种部件可以经由总线交换数据和信息。发射机204包括第一调制模块220和第二调制模块222。接收机202连接天线214，其中BS 200经由该天线214从无线终端300接收信号(参见图3)。所接收的信号可以包括例如WT响应于寻呼消息而发射的确认消息信号。发射机204连接天线218，其中BS 200经由该天线218向多个WT 300发射包括寻呼消息信号的信息。I/O接口 208提供从BS 200到互联网以及到其它网络节点的接口。
[0037]存储器210包括程序224和数据/信息226。处理器206 (例如CPU)执行程序224并使用存储器210中的数据/信息226，以控制BS 200并执行常规基站操作以及实现本发明的寻呼方法，所述基站操作例如对用户的空中链路资源调度、对下行链路业务信道音调(tone)跳频序列的控制、对下行链路业务信道的发射机204功率控制等。程序224包括通信程序228和基站控制程序230。基站控制程序230包括:调度器模块232、信令程序234和定时模块236。信令程序234包括:第一寻呼信号模块238、第二寻呼信号模块240以及确认信号模块242。
[0038]数据信息226包括:数据244、第一寻呼信号系统信息246、第二寻呼信号系统信息248、寻呼请求250、第一寻呼信号消息252、第二寻呼信号消息254、确认消息256、寻呼信号功率信息258以及无线终端数据/信息260。数据244可以包括将要发送给WT 300的数据(例如，来自与对等节点的通信会话的用户数据)和/或从WT 300接收的数据。
[0039]无线终端(WT)数据/信息260包括对应于多个无线终端1...Ν中的每一个的WT数据/信息，例如WT I信息282,WT N信息284。WT I信息282包括数据286、终端标识(ID)信息288、互联网协议(IP)地址信息290、寻呼信息292和模式信息294。数据252可以包括由BS 200接收的将转发给WT I的数据以及从WT I接收的将发向WT I的对等节点(例如WT N)的数据。终端ID信息288可以是基站分配的用于WT I的ID。IP地址信息290可以是WT I 300独有的标识符，并且可以是独立于基站的。寻呼信息292包括:第一寻呼?目号?目息296、第二寻呼彳目号彳目息298和寻呼确认彳目息299。第一寻呼彳目号彳目息296可以包括定义和/或包含在将发向WT I的第一寻呼信号消息252中的信息，其包括与WT I作为其中一个成员的组相对应的组ID。第二寻呼信号信息298可以包括定义和/或包含在将发向WT I的第二寻呼信号消息254中的信息，其包括唯一地标识WTl的信息、关于何时发射对应于WT I的第二寻呼消息的定时信息、发射功率电平以及附加寻呼信息(例如寻呼类型)。寻呼确认信息299可以包括指示是否已经从WT I接收到确认消息256的信息，其中确认消息256响应于BS 200发送的第二寻呼信号消息254。模式信息294可以指定WT I的状态(例如ON状态、睡眠状态等)。
[0040]第一寻呼信号系统信息246包括:音调信息262、调制信息264、第一寻呼信息比特266,WT关联信息268以及定时信息270。音调信息268定义将在第一寻呼信号中使用的音调。音调信息268还可以定义音调的子集。在某些实施例中，每个音调子集可以包括相邻的物理音调，并且利用施加于一个音调子集的传输功率来发射第一寻呼信号，同时不对其它音调子集施加任何传输功率。通过使用包括少量音调的相邻音调的子集，假定信道不会在该子集的音调之间有太多改变，则在使用非相干调制的某些情况下，也许能够在这些音调上恢复数据而无需执行信道估计。根据本发明，调制信息264可以包括由第一寻呼信号模块238用于控制第一调制模块220的操作的信息，以便通过实现所选的非相干调制方案来调制第一寻呼信号消息252的信息并发射第一寻呼信号。示例性非相干调制方案可以包括通/断调制、正交调制以及差分调制。所实现的非相干调制方案可以使用码字，并且可以利用取决于所使用的非相干调制方法的相位信息以及幅度信息。第一寻呼信息比特266包括第一寻呼信号消息252中的信息比特。第一寻呼信息比特266可以包括组标识(ID)比特和扩展比特。组ID比特可以包括第一寻呼信号消息252中的多个比特，其可被调制用于传送哪个特定组(如果有的话)具有正在被第一寻呼信号消息252寻呼的成员。扩展比特可以包括可被设置在第一寻呼信号消息252中的比特，以指示被寻呼的组内的所述WT应当在通常与不同的组关联的时间处查找第二寻呼信号消息254。可以