专利名称：在无线通信系统中获取并分配波段类的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及到蜂窝通信系统，具体而言，涉及到在蜂窝通信系统中支持多波段类的移动站和基站。
背景技术：
TIA/EIA(电信工业协会/电子工业协会)IS-2000标准中提出了扩展信道分配消息(ECAM)，使通信系统具有为移动站(MS)在与MS获取的初始频带类不同的、另一个频带类中分配寻呼信道或业务信道的能力。例如，在一个波段类变得特别拥挤的情况下，这种能力允许通信系统将多个频带类的负载分类。
然而，并不是所有的MS都支持在多个波段类中的每一个中进行的操作。其结果是，当MS正在访问通信系统，而通信系统希望将MS分配到另一个波段类时，通信系统必须首先判断移动站的波段类能力，其方法是使用状态请求/状态响应消息与MS在波段类内进行协商。通信系统在前向公共信号信道(f-csch)上发送状态请求消息(SRM)，请求MS发出它的波段类能力。MS对接收到的SRM进行响应，在反向公共信号信道(r-csch)上向通信系统发送扩展状态响应消息(ESRM)，向其通知MS的波段类能力。一旦通信系统接收到ESRM，通信系统则可以判断出MS是否支持另一个波段类，并向MS发送ECAM。这种在信道分配之前在公共信号信道上进行的消息交换消耗了系统容量，延迟了呼叫建立过程，并可能引起更高概率的呼叫建立失败。
因此，存在这样的需要，需要能够判断MS的波段类能力并能够向MS分配新的波段类，而不会象现有技术那样消耗系统容量并引起通信建立延迟的方法和装置。
图1为根据本发明实施例的无线通信系统的方块图。
图2为逻辑流图，表示在根据本发明实施例的移动站尝试进行访问的过程中，图1中的通信系统从图1中的移动站获取波段信息时执行的步骤。
图3为表示根据本发明实施例的波段类信息数据域内的子域的表。
优选实施例的具体说明为了满足对这样的方法及装置的需求能够判断MS的波段类能力并能够向MS分配新的波段类，而不会象现有技术那样消耗系统容量并引起通信建立延迟，在MS初始化与基站的连接的过程中，通信系统获取波段类信息，并为MS分配波段类。当MS刚开始在与第一波段类关联的反向链路上也即在反向链路中的反向公共信号信道(r-csch)上执行试图访问基站的过程时，MS向基站通知MS的波段类能力。当MS开始试图访问的波段类发生拥挤时，或者由于其它原因，基站希望将MS切换到第二另一个波段类时，基站能够立即判断MS支持的波段类，并能够立即将MS分配给前向公共信号信道(f-csch)或与MS支持的第二、另一个波段类关联的前向链路中的信道。
通常，本发明的实施例中包含这样的方法该方法用于在移动站初始化与无线通信系统的基础设施进行的联系的过程中，获取波段类信息，并将波段类分配给包括在无线通信系统中的移动站，其中，基础设施支持多个波段类。所述方法包括步骤从移动站请求波段类信息；从移动站接收波段类信息；判断是否将移动站分配给移动站当前正访问的波段类之外的波段类。该方法进一步包括步骤当移动站支持另一个波段类时，根据判断结果，通知移动站切换到另一个波段类上，将移动站分配给另一个波段类。
本发明的另一个实施例中包含这样的装置该装置用于在移动站初始化与支持多个波段类的基础设施进行的联系的过程中，从移动站获取波段类信息，并将波段类分配给移动站。所述装置中包含基站，作用是从移动站请求波段类信息；作为对请求的响应，从移动站接收波段类信息；判断是否将移动站分配给移动站当前正访问的波段类之外的波段类，且当移动站支持另外的波段类时，，通知移动站根据判断结果切换到另一个波段类上，将移动站分配给另一个波段类。
可以参见图1-3对本发明进行更全面的说明。图1为根据本发明实施例的无线通信系统100的方块图。通信系统100中包含至少一个与通信系统基础设施104进行无线通信的移动站(MS)102。基础设施104中包含至少一个基站(BS)106，基站106带有多个基收发站(BTS)108、110(图示了两个)，每个都可操作地与基站控制器(BSC)112耦合。BS 106能够在多个波段类中的每一个内向位于BS服务覆盖区域内的移动站提供通信服务，BS的覆盖范围可能被细划为多个部分或小区，其中每个都由包含与BS中的多个BTS 108、110中的一个或多个提供服务。BS 106支持的多个波段类中的每个波段类都与特定的频率带宽和特定的信号调制方法关联，并进一步与多个前向链路120、130(图示了两个)中的一个以及多个反向链路140、150(图示了两个)中的一个关联。前向链路120、130中的每一个都与多个波段类中的一个关联并工作于其中，并包括各自的前向公共信号信道(f-csch)122、132以及各自的反向通信信道124、134。反向链路140、150中的每一个也都与多个波段类中的一个关联并工作于其中，并包括各自的反向公共信号信道(r-csch)142、152以及各自的反向通信信道144、154。
MS 102中包括处理器以及与处理器关联的存储器，存储器中存储由处理器执行的程序及软件(诸如程序、应用及工作协议)，并支持系统100中的MS的功能。MS 102能够工作于(也即支持)基础设施104支持的多个波段类中的至少一个波段类，MS 102中的存储器进一步存储有关存储MS能够支持的每个波段类的信息，例如参见图3进行说明的波段类的列表。
通信系统100包括支持多个波段类的无线通信系统。为了使MS102建立与连接到基础设施104的外部网络(未画出)的连接，BS 106遵循众所周知的无线电信协议进行工作。通过遵循众所周知的无线电信协议进行的工作，可以使MS 102的用户确认MS 102能够与基础设施104进行通信，并通过该基础设施建立与外部网络的通信链路。通信系统100最好遵循3GPP2及TIA/EIA(电信工业协会/电子工业协会)IS-2000标准进行工作，它提供了与cdma2000兼容的标准，包括IS-2000空中接口。标准中规定了无线电信系统的工作协议，包括无线系统的参数及呼叫处理过程。然而，本领域内的技术人员应该理解，通信系统100可以遵循不同的无线通信系统中的任意一种进行工作，例如全球移动通信系统(GSM)通信系统、时分多址(TDMA)通信系统、频分多址(FDMA)通信系统或者正交频分多址(OFDM)通信系统。
当MS 102的用户通过在与第一波段类关联的第一反向链路140中的r-csch 142上试图执行访问来开始与基础设施104的无线连接时，基础设施104分配基站(BS)(即BS 106)，以向MS 102提供通信服务。MS 102还在与第一波段类关联的第一前向链路120上监测f-csch122，第一波段类用于自基础设施104发送消息。在现有技术中，当基础设施判断出MS开始访问的波段类拥挤时，为MS提供服务的BS向MS查询有关MS的波段类能力的信息。然后，MS与BS通过交换状态请求/状态响应消息进行波段类协商，以在MS通过扩展信道分配消息(ECAM)被切换到不同的波段类及不同的前向链路之前，判断MS的波段类。这种协商过程延迟了MS的呼叫建立，并消耗了用于其它MS(例如仅支持那个波段类的MS)试图访问MS最初访问的波段类系统容量。
在通信系统100中，当MS刚开始在与第一波段类关联的反向链路140中的r-csch 142上执行试图访问基础设施的过程时，MS102向基础设施104通知MS的波段类能力。如果MS 102开始试图访问的波段类发生拥挤，基础设施104能够立即判断MS 102支持的波段类，并能够立即将MS分配给f-csch 132或与MS支持的第二、另一个波段类关联的前向链路130中的信道134。这就避免了在信道分配(例如通信信道或公共信号信道分配)之前在与第一波段类关联的f-csch122及r-csch 142上的协商过程被延长，或者避免了首先将MS 102分配给MS开始尝试访问的拥挤波段类中的信道或公共信号信道，然后在前向信道124及反向信道144上进行波段类协商后将MS切换至另一个波段类中。
图2为逻辑流图200，表示在根据本发明实施例的MS尝试进行访问的过程中，通信系统100从MS 102获取波段信息时执行的步骤。逻辑流图从步骤200开始，基础设施104(最好是BS 106)从MS 102请求有关MS支持的波段类信息，而MS正进行与基站的连接的初始化过程时(步骤204)。
BS 106最好通过第一开销消息160(例如修正的访问参数消息或修正的扩展系统参数消息(ESPM))请求波段类信息，此消息在前向公共信号信道(f-csch)上被传递给MS 102。访问参数消息中包含在随机访问过程中使用的参数，这些都为本领域内的技术人员所熟知，在TIA/EIA IS-2000.5-A标准中的节3.7.2.3.2.2及3.7.2.3.2.33中进行了详细说明。ESPM消息中包含了系统配置参数，这也为本领域内的技术人员所熟知，在TIA/EIA IS-2000.5-B标准中的节3.7.23.2.13及中进行了详细说明。在通信系统100中，开销消息160中包括修正后的访问参数消息或ESPM，它们被修改为包括由一个比特构成的‘波段类信息请求’数据域162。使用‘波段类信息请求’数据域162来查询MS 102是否支持预先定义的特定波段类，例如在诸如TIA/EIA IS-2000中定义的全部波段类。当MS 102准备报告MS在每个预先定义的波段类中的工作能力时，BS 106将‘波段类信息请求’数据域162置‘1’；当MS 102不准备报告MS的波段类能力时，BS 106将‘波段类信息请求’数据域162置‘0’。
一旦接收到开销消息160，通过参考开销消息160中的‘波段类信息请求’数据域162，MS 102判断MS是否被要求提供MS的波段类能力(步骤206)。当MS 102判断出MS的波段类能力已被请求时，MS 102判断MS是否支持应被汇报给基础设施104的其它波段类(步骤208)。也就是说，当已知BS 106的波段类能力时，MS 102判断MS是否支持BS 106支持的其它波段类中至少一个；当未知BS 106的波段类能力时，MS 102判断MS是否支持任意其它波段类。然后，MS 102向BS 106传递一消息(步骤210)，BS 106从MS接收该消息(步骤212)，所述消息为通过修正访问信道消息表示的MS的波段类能力，最好是在通过反向公共信号信道(r-csch)142上传送地修正始发消息170或修正寻呼响应消息172。MS使用始发消息或寻呼响应消息以建立与基础设施的连接，这些都为本领域内的技术人员所熟知，在TIA/EIA IS-2000.5-A标准的节2.7.1.3.2.4及2.7.1.3.2.5中进行了详细说明。
基础设施104(最好是BS 106)立即参考修正访问信道消息中(也即修正始发消息170或修正寻呼响应消息172)提供的MS 102波段类能力信息，判断MS 102支持哪些波段类(214)。基础设施104(最好是BS 106)还判断是否将MS 102分配给另一个波段类(步骤216)，也即MS 102当前正访问的波段类(即与前向链路120关联的波段类)之外的波段类。例如，由于MS 102正访问的波段类发生拥挤也即前向链路120或反向链路140发生拥挤，基础设施104判断出将MS 102分配给另一个波段类。作为另一个实例，基础设施104判断出将MS 102分配给另一个波段类，从而能够释放当前波段类以用于突发通信。本领域内的技术人员应该理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，存在很多将MS 102切换到当前正访问的波段类之外的波段类的理由。
当基础设施104判断出MS 102支持另一个波段类，如比当前波段类拥挤程度低的波段类时，并进一步判断出将MS分配到另一个波段类时，通过BS 106发送扩展信道分配消息(ECAM)，基础设施104(最好为BS 106)通知MS 102切换到另一个波段类(步骤218)。例如，当BS 106判断出将MS 102切换到MS 102当前正访问的前向链路120关联的波段类之外的波段类时，并进一步判断出MS 102支持与前向链路130关联的波段类时，BS 106通知MS 102切换到前向链路130上，并切换到与前向链路关联的前向通信信道或公共信号信道132、134上。逻辑流程结束(步骤220)。
基础设施104(即BS 106)立即参考从MS接收到的修正始发消息170或修正寻呼响应消息172，判断MS 102支持的波段类。当MS访问基站时，通过立即获得MS 102的波段类能力信息，基础设施104能够将MS 102切断到另一个波段类上，而不会延长与MS进行的有关MS支持的波段类的协商，或不需要参考数据库。通过避免延长波段类协商或查找数据库，通信系统100能够更迅速地将MS 102切换到另一个波段类，因此可以更迅速地完成MS 102的呼叫建立过程，降低呼叫建立失败的概率，减少当前拥挤的波段类(即前向链路120)中使用的资源，并为不支持其它波段类的用户释放容量。
与现有技术中的始发消息及寻呼响应消息不同，修正始发消息170和修正寻呼响应消息172被修改为包含‘包含波段类信息的指示器’数据域174。‘包含波段类信息的指示器’数据域174最好为一比特数据域，如果MS 102支持当前波段类(即与前向链路120关联的波段类)之外的波段类，例如与前向链路130关联的波段类，数据域174被置为‘1’；如果MS 102不支持当前波段类之外的波段类，数据域174被置为‘0’。当通信系统100支持多于一个波段类而且包含波段类信息的指示器’数据域174被置为‘1’时，修正始发消息或修正寻呼响应消息170、172中进一步包括指示MS 102支持的多于一个波段类中的哪一个或多个的信息。修正始发消息或修正寻呼响应消息170、172最好被进一步修改未包括‘波段类信息记录长度’数据域176及‘波段类信息’数据域178。然而，在本发明的另一个实施例中，修正始发消息或修正寻呼响应消息170、172中可只包括‘波段类信息’数据域178。‘波段类信息记录长度’数据域176(最好是多个八位字节)通知‘波段类信息’数据域178的记录长度，最小为一比特，最好包含两比特。‘波段类信息’数据域178表示MS 102支持哪些波段类，最好包含‘8x(记录长度+1)’比特。当‘包含波段类信息的指示器’数据域174被置为‘0’时，在修正起始或寻呼响应消息170、172中省略‘波段类信息记录长度’数据域176及‘波段类信息’数据域178。
‘波段类信息’数据域178中包括多个子域，其中多个子域中的每一个子域与多个波段类中的每一个波段类关联，例如在诸如TIA/EIAIS-2000的标准中定义的众所周知的波段类。图3为根据本发明实施例的‘波段类信息’数据域178中包含的子域301-312的列表300。‘波段类信息’数据域178最好包含多个(最好为十二个)子域301-312。除了‘保留’子域312包含五(5)个比特外，多个子域301-312中的每个包含一比特。当子域301-311被置‘1’时，表示移动站发送修正起始或寻呼响应消息170、172，也就是说MS 102支持对应的波段类。当子域301-311被置‘0’时，表示移动站不支持对应的波段类。如果MS 102不支持对应于301-311的任何波段类，移动站最好将‘包含波段类信息的指示器’数据域174置为‘0’，并省略‘波段类信息记录长度’数据域176及‘波段类信息’数据域178，以更有效地表明它不支持当前波段类之外的任何波段类。下面为对应于非‘保留’子域的十一(11)个子域301-311中每一个的波段类，以及对每个子域的相应说明波段类波段类描述BAND_CLASS_0 800MHz蜂窝波段BAND_CLASS_1 1.8到2.0MHz PCS波段BAND_CLASS_2 872到960MHz TACS波段BAND_CLASS_3 832到925MHz JTACS波段BAND_CLASS_4 1.75到1.87GHz韩国PCS波段BAND_CLASS_5 450MHz NMT波段BAND_CLASS_6 2GHZ IMT-2000波段BAND_CLASS_7 700MHz波段BAND_CLASS_8 1600MHz波段BAND_CLASS_9 900MHz波段BAND_CLASS_10第二800MHz波段将‘保留’子域312的五比特设置为‘00000’。包含在‘波段类信息’数据域178的‘保留’位的作用是，允许数据域提供将附加波段类作为定义的更多波段类的信息。然而，本领域的技术人员应该理解，包含在波段类信息数据域178中的子域数目以及对应于每个子域的波段类说明是由通信系统设计者定义的。例如，对于容纳少于11个波段类的通信系统，波段类信息数据域可能包括比上面列出的11个子域更少的子域及五个保留比特。另一方面，对于容纳多于16个波段类的通信系统，波段类信息数据域可能包括比上面列出的11个子域更多的子域及五个附加保留比特。
通过在BS 106传递给MS 102的开销消息160上仅增加一个比特，并在MS向BS传递的始发消息或响应消息中识别MS支持的波段类，使前向公共信号信道122受到波段类信息交换的影响最小，消耗的大多数容量被反向公共信号信道142承担。由于前向公共信号信道往往比反向公共信号信道更拥挤，波段类信息交换过程中消耗的容量被施加给能提供最好的承载的信道上。
在本发明另一个实施例中，在消耗消息160中包含的‘波段类信息请求’数据域162被扩展以进一步查询MS 102是否支持在数据域162中识别的特定波段类。例如，通信系统100可能不支持对‘波段类信息’数据域178响应的全部多个波段类301-311，并希望限制MS 102的查询，还希望MS 102对系统支持的选定波段类组进行响应。当消耗消息160识别出特定波段类时，然后对识别出特定的波段类的各自的消耗消息做出响应时，，修正始发消息或寻呼响应消息170、172中的‘波段类信息’数据域178中可能包括表示MS 102是否能够工作在每个特定波段类的消息，其中特定波段类在消耗消息160的‘波段类信息请求’数据域162中被识别。优选地，‘波段类信息记录长度’数据域176通知‘波段类信息’数据域178中记录的特定波段类的数目，最小为一比特，最好包含两比特。‘波段类信息’数据域178表示MS 102支持哪些波段类，最好包含‘(记录长度+1)’比特。如果MS 102不支持在消耗消息160的扩展波段类信息请求’数据域162中识别的任何特定波段类，移动站最好将‘包含波段类信息的指示器’数据域174置为‘0’，并省略‘波段类信息记录长度’数据域176及‘波段类信息’数据域178，以更有效地表明它不支持消耗消息160中指示的任何特定波段类。当通信系统100只支持两个波段类时，可以通过MS 102是否汇报数据域174中的‘0’或‘1’识别MS 102支持的波段类，无需向修正的起始或寻呼响应消息170、172中添加附加数据域。
通过在BS向MS发送的消耗消息中指明有关基础设施104希望被通知的特定的波段类，然后查询MS 102仅对指定的波段类进行响应，在波段类信息交换过程中消耗的容量被更均匀地分布在前向与反向公共信号信道122、142上。尽管这在前向公共信号信道122上施加了更大的负载，由于从MS发送给BS的始发消息或寻呼响应消息仅对在消耗消息中识别的波段类进行响应，整个比特效率得到提高。
通过在基础设施104向MS 102传递的消耗消息160中提供包含请求波段类信息，例如修正访问参数消息或修正ESPM，然后在MS 102向基础设施104传递的修正访问信道消息170、172中提供包含MS 102的波段类信息的消息，当MS正进行初始化与基础设施104的连接过程时，通信系统100能够获取波段类信息，并将波段类分配给MS 102。在本发明的一个实施例中，消耗消息160中包含一比特对波段类信息的请求，修正访问信道消息170、172中包含有关MS 102支持的其它波段类的信息。在本发明的一个实施例中，消耗消息160可以进一步识别出有关基础设施104正查询的特定波段类，MS 102可以对特定波段类进行响应。
当MS在与第一波段类关联的反向链路即反向链路140中的r-csch 142上开始试图执行对基础设施的访问时，MS 102向基础设施104通知MS的波段类能力。当MS开始试图访问的波段类发生拥挤时，或者由于其它原因，基础设施104希望将MS切换到第二、另一个波段类时，基础设施能够立即判断出MS 102支持的波段类，并能够立即将MS分配给与MS支持的第二、另一个波段类关联的前向链路130中的f-csch 132或通信信道134。这就避免了在信道分配之前延长在f-csch 122及r-csch 142上的波段类协商过程，并避免了首先将MS 102分配给MS开始试图访问的拥挤的波段类上的通信信道或公共信号信道，并在稍后在前向通信信道124与反向通信信道144上进行波段类协商后将MS切换至另一个波段类，从而避免了在呼叫建立过程中的延迟，并降低了呼叫建立失败的概率。
尽管参考特定的实施例对本发明进行了具体的示意及说明，本领域内的技术人员应该理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行修改并用等效单元进行替代。此外，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以进行许多修改以适应特定的情况或材料。因此，希望本发明并不限于在此进行公开的特定实施例，本发明奖包括落入权利要求书范围内的全部实施例。
权利要求
1.在包含与支持多个波段类的基础设施进行通信的移动站的无线通信系统中，一种用于在所述移动站初始化与无线通信系统的基站进行的联系的过程时获取波段类信息并将波段类分配给所述移动站的方法，该方法包括步骤从所述移动站请求波段类信息；从所述移动站接收波段类信息；判断是否将所述移动站分配给该移动站当前正访问的波段类之外的波段类；和当移动站支持另一个波段类时，根据判断结果，通知所述移动站切换到所述另一个波段类上，以将所述移动站分配给所述另一个波段类。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，请求波段类信息的步骤包括步骤向请求波段类信息的移动站传递消耗消息，其中，所述方法进一步包括所述移动站接收所述消耗信息；所述移动站判断所述消耗消息中是否包括所述移动站提供波段类信息的请求；和对接收到所述消耗消息进行响应，所述移动站向所述基础设施传递有关所述移动站支持的波段类的信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述消耗消息中进一步指出所述基础设施支持至少一个波段类，其中，所述移动站传递有关所述移动站支持的波段类的信息包括步骤所述移动站传递通知该移动站是否支持指示的至少一个波段类的消息。
4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括步骤所述移动站判断该移动站是否支持应向所述基础设施汇报的波段类，其中所述移动站传递波段类信息的步骤进一步包括步骤当所述移动站判断出它支持应向所述基础设施汇报的波段类时，该移动站传递所述波段类信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，接收波段类信息的步骤包括步骤接收包含所述移动站波段类信息的访问信道消息。
6.一种用于在移动站初始化与支持多个波段类无线通信系统的基础设施进行的联系的过程中，从所述移动站获取波段类信息并将波段类分配给所述移动站的装置，该装置包括一基站，其从所述移动站请求波段类信息；作为对所述请求的响应，从所述移动站接收波段类信息，判断是否将所述移动站分配给该移动站当前正访问的波段类之外的波段类，且当所述移动站支持另一个波段类时，根据判断结果，通知所述移动站切换到所述另一个波段类上，以将所述移动站分配给所述另一个波段类。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述基站通过向所述移动站传递消耗消息来从该移动站请求波段类信息，其中，所述装置进一步包括移动站，用于接收所述消耗信息，判断所述消耗消息中是否包括请求移动站提供波段类信息，和对接收到的消耗消息进行响应，向基站传递有关移动站支持的波段类的信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述消耗消息进一步包括所述基础设施支持的至少一个波段类，其中，通过传递通知所述移动站是否支持指示的至少一个波段类的消息，所述移动站传递有关该移动站支持的波段类的信息。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述移动站进一步判断移动站是否支持应向所述基础设施汇报的波段类，其中，当所述移动站判断出它支持应向所述基础设施汇报的波段类时，该移动站传递所述波段类信息。
10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述移动站接收包含移动站波段类信息的访问信道消息。
全文摘要
在MS初始化与基础设施(104)进行的联系的过程时，通信系统(100)获取波段类信息并将波段类分配给MS(102)。当MS在与第一波段类波段类关联的反向链路即反向链路(140)中的r－csch(142)上开始试图执行对基础设施的访问时，MS 102向基础设施通知MS的波段类能力。当MS开始试图访问的波段类发生拥挤时，或者由于其它原因，基础设施希望将MS切换到第二、另一个波段类时，基础设施能够立即判断出MS 102支持的波段类，并能够立即将MS分配给与MS支持的第二、另一个波段类关联的前向链路130中的f－csch 132或通信信道134。
文档编号H04W8/22GK1736114SQ03800126
公开日2006年2月15日 申请日期2003年2月6日 优先权日2002年2月7日
发明者肖恩·S·凯利 申请人:摩托罗拉公司