专利名称：多模互用移动站通信结构和方法
技术领域：
本发明通常涉及无线移动站通信，更具体涉及具有多模互用性的无线移动站通信结构，例如支持基于时分多址(TDMA)和基于扩频操作模式的通信，具有多模结构的无线装置及方法。
背景技术：
具有多种服务互用性的无线蜂窝通信移动站允许在由不同通信协议服务的区域内通信，在此将其称为不同种类的通信环境。
通常新通信技术的最初推广应用的特征在于将新技术服务的区域限定在原先技术服务的附近区域。在许多国家中，例如通用移动电信服务(UMTS)的WCDMA实施最初在由现有群组专用移动服务(GSM)/通用分组无线服务(GPRS)网络基础结构服务的海洋中的孤岛上展开。
在附近区域实际上不提供UMTS服务，直至安装了新技术基础结构或升级现有基础结构，但这样要求电信服务提供商大量的实质基建投资，有时还不会完成，从而导致在可预见的未来，许多地理区域中存在不同种类的通信环境。
能运行在由新兴和原先的通信基础结构服务的区域内的多模蜂窝手机会为用户提供对新兴通信技术的早期访问，并加速其推广应用。还希望多模无线通信装置能在其他不同种类环境中通信。
移动无线通信装置要求具有多模互用性的结构，从而在不同种类的通信环境中无缝操作。
当仔细考虑以下结合附随附图的本发明详细说明时，本领域普通技术人员能更加明白本发明的不同方面、特点和优点。
图1是由两种不同通信协议服务的示范通信覆盖区域。
图2是示范多模移动站通信结构。
图3是用于GSM和W-CDMA通信的示范多模移动站结构的详细示意图。
图4是用于多模通信结构的示范无线资源协调模块。
图5是用于多模通信结构的示范移动性管理组件。
图6是示范性数据路由器配置。
图7是另一个示范数据路由器配置。
图8是另一个示范数据路由器配置。
具体实施例方式
图1是示范性不同种类通信环境100，它包括相对邻近的GSM/GPRS服务区域110和若干独立的W-CDMA覆盖区域120和122。图1的不同种类环境通常是高级通信网络基础结构，例如W-CDMA，在现有基础结构、例如GSM/GPRS早已建立的区域内的推广应用的早期阶段。示范环境100不限于由示范无线接入网络服务的环境，更通常的是由包括任何无线接入技术的不同种类网络服务的环境，例如一个包括第三代和第四代或更高的通信服务环境。
对于运行在不同种类网络中的多模无线通信装置，例如图1中遵循用户路由130的移动终端，期望该通信装置在空闲和活动模式中同时监测不同无线接入网络的小区，从而执行小区选择和切换处理，包括无线接入承载服务的双向切换，例如在包括GSM基站子系统(BSS)和通用陆地无线接入网络(UTRAN)接入网络的网络中。
图2是示范多模移动无线通信装置结构200，它通常包括和服务层220接口的应用层210，服务层220和多模层230接口，多模层230包括至少两种互用的无线接入技术，并和硬件层240接口。
在图2中，在模型之上的应用层200通常包括一个或多个应用子系统。在图3的示范结构300中，应用层310包括包含AT命令分析器312、应用管理器314以及例如协同应用程序的单个应用子系统。应用层通常还可以包括其他应用子系统，其中，包括例如Java虚拟机及其对应应用程序。
在图3中，示范服务层320包括数据流服务提供商(DFSP)322，数据会话服务提供商(DSSP)324，以及连接管理(CM)组件326。应用层和服务层相接并通过函数调用执行其间的通信，例如应用效用函数(AUF)。还在应用及服务层内发生通信，例如在DFSP 324和DSSP 326之间。
多模层通常包括互连无线接入技术的互用性实体。在图2中，第一无线接入技术232是GSM/GPRS无线接入技术，该技术可包括扩展，例如EDGE或EDGE Classic。第二种无线接入技术234是非GSM技术，例如宽带码分多址(W-CDMA)通用移动电信服务(UMTS)无线接入技术。
在图2中，多模层或引擎层通常包括公用子系统236，该子系统包括在不同无线接入技术之间共用的组件，例如移动性管理层、数据路由器、连接性组件等。引擎层还包括时间关键功能性控制组件238，在无线接入技术之间共用该组件，例如用于测量控制、调度、小区选择等，以下将详细讨论。
在图3的示范结构中，第一和第二无线接入技术共享的组件包括应用层310以及服务层320。在一个实施例中，多模层330的若干组件也被无线接入技术共享，包括移动性管理组件332，会话管理(SM)组件334，无线链路协议(RLP)组件336以及其他进一步讨论的组件。在图3中，数字信号处理(DSP)组件350通常包括用于对应无线接入技术的调制和解调功能，对应无线接入技术在示范实施例中是WCDMA和GSM/GPRS。
在图3的示范实施例中，该结构包括无线资源层338，用于在第一和第二无线接入技术之间转换。在该示范实施例中，无线资源层由无线接入技术共享。
图4是无线资源层400的更详细的显示，它包括无线资源组件402，该组件包括状态转换组件410以及用于对应无线接入技术的第一和第二状态机420和430。对于包括额外的无线接入技术的实施例还可以包括其他状态机。状态转换组件410通常在第一和第二无线接入技术之间分配资源。当从一种状态机转换到另一种，如果转换不成功，为了允许返回到当前状态，状态转换组件还维护当前状态信息。
在图4的示范实施例中，第一状态机通常连接到W-CDMA无线资源实体(RRC)440，该实体除了其他已知功能实体，还包括W-CDMA消息分析器442，消息生成器444以及层配置控制器446。第二状态机430连接到GPRS无线资源(GRR)/GSM无线资源(RR)实体450，该实体除了其他已知元件还包括GSM/GPRS消息分析器452，消息生成器454以及配置控制器456。装置中的无线资源实体440和450及对应元件是专用于特定无线接入技术的。
在图3中，无线资源层338传送例如注册区域及NAS系统信息、PLMN可用性等无线资源状态和其他控制信息到移动性管理层，在示范实施例中是到移动性管理层的移动性管理组件332，在下面详细说明该组件功能。
在图3中，定时组件340连接到无线资源层338。示范定时组件340被分为实时任务处理部分342和中断处理部分344。实时任务处理部分连接到无线接入技术的对应部分以处理实时处理，中断处理部分连接到无线接入技术以执行中断处理。
时间关键无线接入技术功能，例如公共陆地移动网络(PLMN)选择、小区选择和重选、信号测量、切换等由定时组件实时部分内的实时协调器343协调。实时协调器向无线资源层388报告状态和其他信息，实时协调器在无线资源组件337的控制下控制无线接入技术之间的切换。
例如，在初始小区选择期间，无线资源组件337控制在适当无线接入技术上的小区选择，例如在示范实施例中的GSM或W-CDMA，命令进行功率测量以及信道同步，命令读取无线资源(RR)组件调度的系统信息，并遵循小区选择程序从而预占最适合的小区。在找到预占小区之后，无线资源组件发送指示到RR/RRC。如果在预期无线接入技术中没有发现合适的小区，选择另一种无线接入技术的小区选择程序。如果没有发现合适小区，发送可用PLMN列表到无线资源组件。
定时组件还控制中断处理，例如第一和第二无线接入技术的媒体访问控制(MAC)功能。W-CDAM层1/MAC中断服务程序(ISR)功能包括例如，DSP定时，传输到逻辑以及反之信道映射等。定时组件还控制用于GSM/GPRS层1MAC ISR的中断处理，例如自适应增益控制(AGC)，自适应频率控制(AFC)，波形产生，MAC程序等。
从各个层1MAC ISR传送中断处理信息到对应的第一和第二无线接入技术无线逻辑控制(RLC)组件346和348，并经无线接入技术共用的微控制器单元(MCU)/DSP接口352被传送到DSP350。
图5是示范移动性管理任务层500，包括连接到GPRS移动性管理(GMM)元件520以及移动性管理(MM)元件530的移动性管理组件510。GMM和MM组件包括专用于集成无线接入技术的功能块，例如注册、注销、以及位置管理、鉴权、消息生成和分析等。
移动性管理层和无线资源层540，无线接入技术L1-任务层550，GSM逻辑链路控制(LLC)实体560，会话管理(SM)实体570，MMICM580以及DSSP 590相接。这些接口也在图3中显示。如下所述，移动性管理层还和数据路由器相接，并为其提供无线接入技术状态信息。
在图3示范实施例中，数据路由器360连接到服务层320，特别是通过双向数据总线连接到服务层320的数据流服务提供商(DFSP)322。数据路由器360还连接到第一和第二无线接入技术，在示范实施例中是连接到W-CDMA分组数据通信协议(PDCP)362和根据GSM分网图而定的通信协议(SNDCP)364。
数据路由器360通常路由服务层320和无线接入技术之一之间的数据。在图3中，无线资源组件338通过移动性管理模块332连接到数据路由器360，移动性管理模块332提供控制信息到数据路由器以选择无线接入技术之一。在图6中，数据路由器600被配置用于W-CDMA无线接入技术(RAT)的从DFSP 610路由数据到PDCP 620。在图7中，数据路由器700被配置为当没有规定无线接入模式时用于无效模式，图8显示配置用于GSM无线接入技术的从DFSP 810路由数据到SNDCP 820。
虽然以建立发明人专有权并允许本领域普通技术人员做出和使用本发明的方式说明了本发明和目前被认为是本发明的最佳模式，应当理解，存在在此公开的示范实施例的多种等同物，并能够做出多种修改和变化而不背离本发明的范围和精神，本发明的范围和精神不是由示范实施例限定，而是由附随权利要求限定。
权利要求
1.一种多模移动无线通信装置结构，包括应用层；和应用层相接的服务层；和服务层相接的多模层；该多模层包括互连第一和第二无线接入技术的互用性实体，该第一无线接入技术和第二无线接入技术不同；和多模层相接的硬件层。
2.权利要求1的多模移动无线通信装置结构，无线资源层具有第一无线接入技术的第一状态机；第二无线接入技术的第二状态机；连接到第一和第二状态机的状态转换组件，第一和第二状态机相互连接。
3.权利要求2的多模移动无线通信装置结构，第一无线接入技术是宽带码分多址(W-CDMA)通用移动电信服务(UMTS)无线接入技术，第二无线接入技术是通用分组无线服务(GPRS)无线资源/群组专用移动(GSM)无线接入技术。
4.权利要求2的多模移动无线通信装置结构，包括连接到服务层的移动性管理层，该移动性管理层连接到无线资源层。
5.权利要求2的多模移动无线通信装置结构，连接到无线资源层的定时组件，该定时组件具有连接到第一和第二无线接入技术的实时任务处理元件和中断处理元件。
6.权利要求2的多模移动无线通信装置结构，连接到服务层的数据路由器，该数据路由器连接到第一和第二无线接入技术。
7.权利要求6的多模移动无线通信装置结构，包括连接到服务层的移动性管理层，该移动性管理层连接到无线资源层，该移动性管理层还连接到数据路由器。
8.权利要求7的多模移动无线通信装置结构，连接到无线资源层的定时组件，该定时组件连接到第一和第二无线接入技术以及硬件层。
9.一种多模移动无线通信装置结构，包括服务层；连接到服务层的数据路由器，该数据路由器还连接到移动性管理层；连接到数据路由器的无线资源组件；连接到无线资源组件和数据路由器的第一和第二无线接入技术。
10.权利要求9的多模移动无线通信装置结构，连接到服务层、无线资源组件和数据路由器的移动性管理层，该移动性管理层用于传送活动无线接入技术信息到数据路由器，该数据路由器用于路由数据到该活动无线接入技术。
11.权利要求9的多模移动无线通信装置结构，该无线资源组件用于在第一和第二无线接入技术之间转换。
12.权利要求9的多模移动无线通信装置结构，该数据路由器用于路由服务层之间的数据到第一和第二无线接入技术。
13.权利要求9的多模移动无线通信装置结构，连接到无线资源组件和第一以及第二无线接入技术的定时层。
14.一种多模移动无线通信装置结构，包括服务层；第一和第二无线接入技术，第一无线接入技术不同于第二无线接入技术；用于在第一和第二无线接入技术之间转换的无线资源组件。
15.权利要求14的多模移动无线通信装置结构，无线资源组件包括第一无线接入技术的第一状态机，第二无线接入技术的第二状态机，以及用于在第一和第二状态机之间转换的状态转换组件。
16.权利要求15的多模移动无线通信装置结构，该状态转换组件用于在第一和第二状态机之间切换时维护该无线资源组件的状态。
17.权利要求15的多模移动无线通信装置结构，状态转换组件用于在第一和第二无线接入技术之间分配资源。
18.一种多模移动无线通信装置结构，包括第一和第二无线接入技术，第一无线接入技术和第二无线接入技术不同；定时层，用于对第一和第二无线接入技术执行实时和中断处理。
19.权利要求18的多模移动无线通信装置结构，无线资源组件，用于在第一和第二无线接入技术之间转换。
20.权利要求18的多模移动无线通信装置结构，该定时层用于执行小区选择和重选、信号测量的实时处理，并报告给无线资源组件。
21.权利要求18的多模移动无线通信装置结构，第一无线接入技术是宽带码分多址(W-CDMA)通用移动电信服务(UMTS)无线接入技术，第二无线接入技术是通用分组无线服务(GPRS)无线资源/群组专用移动(GSM)无线接入技术。
22.权利要求21的多模移动无线通信装置结构，定时层用于执行W-CDMA媒体访问控制(MAC)中断处理。
23.一种在多模移动无线通信装置内的方法，包括在第一无线接入技术上通信；通过从第一无线接入技术的第一状态机转换到第二无线接入技术的第二状态机从第一无线接入技术切换到第二无线接入技术；当在第一状态机和第二状态机之间转换时维护当前状态。
24.权利要求23的方法，当第一和第二状态机之间的转换不成功时返回到当前状态。
25.一种在多模移动无线通信装置内的方法，包括执行第一和第二无线接入技术的实时任务处理；通过中断处理执行第一和第二无线接入技术的媒体访问控制(MAC)。
26.权利要求25的方法，传送实时任务处理信息到状态转换组件，通过状态转换组件在第一和第二无线接入技术的第一和第二状态机之间转换。
27.一种在多模移动无线通信装置内的方法，包括执行第一和第二无线接入技术的实时任务处理；传送实时任务处理信息到在第一和第二接入技术的第一和第二状态机之间转换的状态转换组件。
28.权利要求27的方法，在状态转换组件和移动性管理组件之间传送控制信息。
29.权利要求27的方法，从移动性管理组件传送控制信息到数据路由器，根据来自移动性管理组件的控制信息，用数据路由器在第一和第二无线接入技术之一以及服务层之间路由数据。
30.一种在多模移动无线通信装置内的方法，包括通过中断处理执行第一和第二无线接入技术的媒体访问控制(MAC)；传送中断处理信息到第一和第二无线接入技术的第一和第二资源逻辑控制(RLC)组件。
31.一种在多模移动无线通信装置内的方法，包括从移动性管理层传送控制信息到数据路由器；根据从移动性管理层接收的控制信息用数据路由器在第一和第二无线接入技术之一以及服务层之间路由数据。
32.权利要求31的方法，在移动性管理层和无线资源层之间传送控制信息，在无线资源层在第一和第二无线接入技术之间转换。
全文摘要
一种多模移动无线通信装置结构(200)，包括应用层(210)，和应用层相接的服务层(220)，和服务层相接的多模层(230)，以及和多模层相接的硬件层(240)。该多模层包括第一和第二互用无线接入技术，例如W－CDMA UMTS和GSM/GPRS技术。
文档编号H04W88/06GK1685635SQ03820428
公开日2005年10月19日 申请日期2003年8月5日 优先权日2002年8月27日
发明者阿诺德·希曼, 卡尔·格鲁贝, 拉金德拉·K·科斯基, 罗希尼·波利塞蒂, 马赫什·佩雷帕, 马卢尔·拉马钱德拉·斯里克里希纳, 克里希纳穆尔蒂·斯里纳特·维贾雅普拉萨德, 莎拉达·拉古拉姆, 唐纳·亚瑟·多尔西, 凯文·米哈伊尔·斯普里格斯, 拉梅什·苏迪尼 申请人:摩托罗拉公司