用于避免按讲业务的中断的方法

专利名称：用于避免按讲业务的中断的方法
技术领域：
本发明涉及用于避免所谓蜂窝按讲(push to talk)业务的中断的方法和设备。更具体地说，本发明涉及避免由于在无线接入网的无线基站之间移动台的小区重选而发生的中断。
背景技术：
对讲机类型的服务长期证实了在希望彼此之间快速进行简短信息通信的用户中的流行。按照惯例，这样的服务由利用无线电频谱的专用部分的双向便携式无线电提供，但它仅允许用户与一小组预选择的用户进行通信，它们利用相似的终端并且在相对较短的无线电操作范围的范围内。新近在现有蜂窝电话基础结构之上的服务已被引入美国。然而这些服务基本上是专有的，不允许用户在不同的操作网络之间进行通信。
在努力扩大对讲机类型的服务使用中，称为开放移动联盟(www.openmobilealliance.org)的工业组织被建立，目的是将合适的协议标准化，它将允许通过蜂窝网络提供的对讲机服务在网络间的可操作性。由不同标准建立的该服务称为蜂窝按讲(PoC)。PoC建议相关的语音数据将通过分组交换接入网传输。在GSM和UMTS情况下，它将是通用分组无线业务(GPRS)接入网。在其它网络基础结构中，相似的分组交换接入网将被用于传输语音数据。尽管不是最佳选择，按讲业务还可通过电路交换接入网提供。
如上所述，对讲机类型的服务对在两个或数目相对较小的用户之间进行简短信息通信是理想的。语音会话可能由双向发送的少量讲话突发(talk burst)组成。假定语音会话的简短特征，最小化由于操作网络性能问题而可能发生的服务中断是值得期待的。
现在考虑GSM网络中的GPRS分组交换接入设备，这利用图1中描述的基于蜂窝的GSM无线接入网的基础结构。在每个小区1中，基站收发信机(BTS)2提供移动台和无线接入网3之间的接口。为了当移动台接近和跨越小区边界时维持对移动台4的高质量通信链路，小区重选机制被提供用于将从移动台从一个BTS转移到另一个。小区重选还可为了其它原因例如避免网络拥塞而发生。BTS被分成许多组，每组都由一个基站控制器(BSC)5控制。BSC和该BSC控制的相关BTS的组合称为基站系统(BSS)。无线接入网3耦合到包括GPRS服务支持节点(SGSN)7和GPRS网关支持节点(GGSN)8的GPRS核心网络6，它帮助分组交换接入到其它网络如因特网。如同小区一样，BSC被安排成分层体系，其中成组的BSC被一个公共SGSN服务。
GSM规定了非常复杂的机制用于确保电路交换语音呼叫(与分组交换数据会话对照)在小区重选期间被平稳地转移。实际上，用户通常意识不到小区重选已经发生。通过GPRS会话执行小区重选的机制不是那么复杂。按照当前的规定，GPRS会话的小区重选可导致PoC服务相关的讲话突发转移过程中的重大中断。这应用到卷入PoC会话的任意方的小区重选方面，而不仅是当前的语音方。在当前的GPRS实现中，小区重选的判决留给移动台，并且小区重选(假定旧的BTS和新的BTS被相同的BSC服务)可导致数据交付过程中大约2至3秒的中断。虽然最近的GPRS规范提出了改进的、网络控制的小区重选过程，中断仍然在700ms量级。这样的小区重选在PoC会话期间发生的可能性是相当高的。在被不同BSC服务的BTS之间的小区重选情况下，尽管这样的小区重选仅偶尔发生，中断可能更大，大约4至5秒。在某些罕见的情况下，BTS小区重选不仅将导致服务BSC的改变，还将导致GPRS网络中GPRS服务支持节点(SGSN)的改变。这可导致大约10至15秒的服务中断。
这样的延迟可使用户很苦恼并可对可察觉的服务质量造成严重的有害影响并因此影响用户满意度水平。虽然该问题可通过在接收移动台中设置足够长的预缓冲(在开始重放前下载)以能够克服小区重选不被中断得到缓和，这并不值得期待因为等待时间是PoC服务的最高优先级特性而预缓冲越长则等待时间越高。

发明内容
本发明的发明者已经意识到，在典型的PoC会话中明显的沉默期可预计出现在讲话突发之间。实际上，从发言权控制的一个用户到另一个有控制权的用户的转换期间沉默期是不可避免的。例如PoC会话可持续总共40秒。在这个40秒会话中，四个讲话突发可在用户之间交换，每个讲话突发平均持续时间7秒。交错在四个讲话突发之间的是三个沉默期，每个可能持续4秒(转移控制所用的时间加上发言权控制所传递给的用户的“思考”时间)。这些沉默期(如果需要可延长)可有利地用于执行小区重选而不会导致语音重放中给参与用户的任意可察觉延迟。
本发明当然可用于除PoC外的按讲业务，它们利用蜂窝网络传输相关的语音数据。
本发明的一个目标是减少或消除利用蜂窝电信网络作为通讯传输机制的按讲业务相关的语音重放中的延迟。
根据本发明的第一方面，提供了在基于蜂窝的无线接入网的小区之间控制移动台的小区重选的方法，该方法包括如下步骤确定移动台的小区重选什么时候是合适的；确定移动台是否被卷入包括一系列讲话突发的按讲业务；以及如果移动台被卷入按讲业务，则延迟小区重选直至讲话突发之间的沉默期出现。
术语“按讲”业务在这里用于标识对讲机特征的服务。它们是允许两个或更多用户非常快地连接在一起用于讲话突发交换的服务。按讲业务与传统的语音呼叫不同的是这些服务在给定时间仅允许一个人讲话。为了讲话，用户必须控制“发言权”。通常控制通过一个用户释放语音按钮以释放发言权控制而另一个用户按下语音按钮以承担发言权控制。
讲话突发最好通过分组交换业务在移动台和无线接入网之间传输。在UMT和GSM情况下，该业务可是通用分组无线业务。
所述确定移动台的小区重选什么时候合适的步骤最好在无线接入网中实现。在GSM/GPRS接入网的情况下，它通过服务基站控制器实现。判决基于从移动台接收到的测量进行。小区重选更好是通过NC2过程控制。延迟小区重选过程的步骤使用NC2过程被实现。
所述确定移动台是否被卷入按讲业务的步骤最好包括在基站控制器处检查用于正在进行的分组交换(GPRS)会话的服务质量简档。
方法最好包括在当前的讲话突发终止之后从无线接入网发送小区重选请求给移动台。
在本发明的某些实施例中，方法可包括如果正在进行的会话的无线链路质量落到低于可接受的质量阈值，则忽略所述延迟以指示立刻的小区重选。该阈值可根据载干比C/I、比特差错率BER或小区吞吐量被规定。在其它实施例中，如果正在进行的讲话突发持续至某些规定的定时器值外，则延迟可被忽略。该值可是基于预期行为被预定、基于正在进行的讲话突发的自适应计算值、在移动台的先前行为基础上进行计算的值、在无线接入网处理的移动台的先前行为上计算的值。
根据本发明的第二方面，提供了操作基于蜂窝的无线接入网的基站控制器的方法，方法包括确定移动台的蜂窝重选什么时候是合适的；确定移动台是否被卷入包括一系列讲话突发的按讲业务；以及如果移动台被卷入按讲业务，则延迟小区重选的指示直至讲话突发之间的沉默期出现。
根据本发明的第三方面，提供了操作用于与基于蜂窝的无线接入网一起使用的移动台的方法，方法包括确定移动台的小区重选什么时候是合适的；确定移动台是否被卷入包括一系列讲话突发的按讲业务；以及如果移动台被卷入按讲业务，则延迟小区重选的指示直至讲话突发之间的沉默期出现。


图1用示意图描述了GSM/GPRS网络；图2描述了利用当前的NC0或NC2过程的包括语音突发的蜂窝按讲会话的特征；图3描述了利用修改的NC2过程的包括语音突发的蜂窝按讲会话的特征；图4描述了在图1网络中移动台和小区重选过程相关的无线接入网之间的信令。
具体实施例方式
蜂窝按讲(PoC)是一种建议，它实现在GSM/GPRS网络上并利用由第三代合作伙伴项目标准化的IP多媒体子系统(IMS)以帮助引入先进的数据服务特别是实时多媒体服务到蜂窝网络中。IMS依赖于已被Internet工程任务组(IETF)规定的用于创建和控制基于IP的多媒体会话的会话发起协议(SIP)。PoC服务器位于IMS中或连接到其上，并实现用于创建和控制PoC会话的功能。
参考图1，无线接入服务通过蜂窝基础结构被提供给用户。在每个小区中，移动台在空中与基站收发信机(BTS)进行通信。一些小区(以及相关的BTS)由基站控制器(BSC)控制。BTS小区重选的概念在上面已被概括地论述。在GPRS情况下，小区重选过程在TS05.08“技术规范组GSM/EDGE无线接入网子系统链路控制”(参见“Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Networksubsystem ling control”)(1999发布)中被陈述。特别是，该技术规范的10.1.4章规定了许多用于控制移动台的小区重选行为的过程。当前实现的过程是“NC0”。它将小区重选的判决留给移动台自己，该判决基于移动台得到的测量(如信号强度等)进行。
称为“NC2”的改进的小区重选控制过程将在BSC的分组控制单元(PCU)中实现。NC2要求移动台定期发送测量报告给网络以识别移动台和那些它们能够使用进行通信(即在范围内的)的BTS之间可获得的无线链路质量。在这些测量的基础上，负责多个BTS的服务BSC识别移动台应该连接的BTS。如果BTS被识别为不是移动台当前进行通信的那个BTS，则NC2要求BSC发送小区重选命令给移动台。将会意识到“新”的BTS可以是由相同的BSC或另一个BSC控制的BTS。此外，新的BTS可与不同的SGSN相关。当移动台接收到重定位命令时，它根据包括在小区重选命令中的小区描述选择小区。尽管NC2确实规定移动台以自主重选小区，但这仅可发生在下行链路信号失效或随机访问失效之后。
NC2要求移动台一收到小区重选命令就立刻行动。按照事件的通常过程，在BSC确定要求小区重选和小区重选实际发生之间可能仅仅几秒钟。虽然NC2提供了用于确保没有数据在小区重选期间丢失并且新的BTS在旧的BTS停止的地方拾起的适当机制，但它并不完全避免在从新的BTS发送数据的过程中延迟的引入。当然在数据例如从网络服务器下载到移动台的场合中，相对较小的延迟可能发生而不被用户注意并且将不会严重影响到被用户察觉的性能水平。然而在实时语音数据如与PoC服务相关的情况下，这样的中断可能证明使用户非常地烦恼。
图2描述了假定实现NC0或NC2(正如当前建议的)小区重选控制过程的典型PoC会话的特征。在被描述的例子中，称为“A方”的移动台发送由一些沉默期分割的两个短的讲话突发。随着该讲话突发在A方的无线接入网上被发送，假定小区重选出现用于A方的移动台。属于B方的接收移动台将接收所有的讲话突发。然而由于小区重选，中断可能出现在重放的中间。现在考虑第二个短的讲话突发，假定小区重选在被发送的语音突发重放期间出现用于B方的移动台(B方的移动台可能连接到与A方终端相同的无线接入网或不同的接入网)。再一次，虽然所有被发送的讲话突发被重放至B方，但对应B方移动台的小区重选的短的中断可发生。不但使接收者烦恼，讲话突发中的中断也可严重影响重放的语音的可懂性。
为解决该问题，当前建议的NC2过程被修改以允许引入导致小区重选被延迟直至沉默期在PoC服务中出现的机制。这首先要求一些用于检测小区重选要求的GPRS会话的手段被检测为与PoC服务相关。幸运地，某些当前的PCU实现已提供这样的检测，参见3GPPTS 23.107 “技术规范组服务和系统方面；服务质量(QoS)概念和基础结构”(参见“Technical Specification Group Services and SystemAspects；Quality of Service(QoS)concept and architecture”)(1999发布)。在这些实现中，BSS检查正在进行的GPRS会话的QoS简档，并且如果移动台使用带有特定QoS简档的QoS流，则BSS知道正在进行的媒体流是PoC类型的媒体流。相应地PoC标签被设置。
NC2过程(如当前所规定的)被修改，目的是如果PoC标签被设置则延迟指示移动台执行小区重选直至当前的讲话突发在上行链路或下行链路方向被终止。一旦讲话突发被终止，则小区重选过程可发生。如果该过程没有在新的讲话突发从第三方移动台即下行链路方向接收之前完成，则讲话突发被缓冲在BSC直至小区重选被完成。在上行链路方向，移动台不能控制发言权直至小区重选被完成。实际上，这些是常规的用于在小区重选期间处理新的讲话突发的过程。
这用示意图在图3中描述，再一次，其中A方移动台的小区重选发生在第一讲话突发期间并且B方移动台的小区重选发生在第二讲话突发期间。该解决方案显然可应用于上行链路和下行链路两个方向，并且还可应用于BSC内小区重选、BSC间小区重选和SGSN间小区重选。
图4是描述移动台和通过BTS与小区重选过程相关的BSC之间的信令的流程图。
这里描述的实现过程的关键因素是检测PoC会话相关的语音突发的终止。一个或多个准则的合并可用于该目标。它们包括1.当相关的(上行链路或下行链路)临时块流(TBF)被释放时上行链路或下行链路语音突发被认为终止。TBF是被两个无线电资源实体使用的连接以便支持逻辑链路控制协议数据单元在分组数据物理链路上的单向转移。TBF是暂时的并且仅在数据转移期间被维护。TBF释放在上一分组被发送或接收之后以可配置时间发生，该配置时间由BSS定时器设置。
2.新的定时器被引入用于该目标并且它在每个分组之后被重置。如果定时器在下一分组被接收之前期满，则语音突发被认为终止。相同或不同的定时器可用于上行链路和下行链路方向。
3.当BSS中的下行链路缓冲区为空时，下行链路语音突发立刻被认为终止。
4.当上行链路CV等于0时，上行链路语音突发被认为终止。(CV是被移动台发送至BSS的递减计数值。)本发明利用这样的事实在蜂窝网络基础结构中小区是交叠的。在小区重选时，“旧的”小区中无线电状态仍然足够好以便即使小区重选被延迟几秒钟仍然能够传送数据。既然PoC业务相关的语音突发通常十分短，语音突发将有时间在无线电状态显著恶化之前完成。结果中断可一起被消除。然而在某些情况下，讲话突发可持续相对较长的时间同时移动台跨越小区边界高速地移动着。在这样的场合中服务可能相对较快地恶化，并且即使讲话突发还没有完成仍需要强迫小区重选发生。不同的“后退”判决准则可被规定以覆盖该不测事件。它们包括延迟小区重选直至●或者当前的语音突发终止或者最大可配置的定时器期满。
●或者当前的语音突发终止或者基于正在进行的语音突发计算的自适应时间期满。
●或者当前的语音突发终止或者对于特定移动台计算的自适应时间期满。
●或者当前的语音突发终止或者基于BSS水平计算的自适应时间期满。
●或者当前的语音突发终止或者旧的小区的无线状态降落至低于一定的载干比(C/I)。
●或者语音突发终止或者旧的小区的无线状态导致一定的比特差错率。
●或者讲话突发终止或者旧的小区的吞吐量降落至低于一定的限度。
不同的判决准则可被应用于不同的小区重选类型即用于BSC内小区重选、BSC间小区重选和SGSN间小区重选。
本领域的技术人员将会意识到在不背离本发明的范围前提下，可对上述实施例进行不同的修改。例如立刻发送小区重选信号给移动台然后在移动台实现延迟是可能的。移动台将会知道它是否被卷入PoC会话。然而在当前的3GPP规范中，该解决方案可能有缺点因为它将产生对移动台的类型验证问题。当然3GPP标准可被改变以允许这样的行为，但当前底层与应用层是完全分离的。基于该解决方案的移动台还有一个缺点是它仅可工作于那些选择实现该解决方案的特定移动台同时基于该解决方案的网络可工作于所有NC2可应用的移动台。
权利要求
1.一种在基于蜂窝的无线接入网的小区之间控制移动台的小区重选的方法，所述方法包括如下步骤确定所述移动台的小区重选什么时候是合适的；确定所述移动台是否被卷入包括一系列讲话突发的按讲业务；以及如果所述移动台被卷入按讲业务，则延迟所述小区重选直至讲话突发之间的沉默期出现。
2.根据权利要求1的方法，其中讲话突发通过分组交换业务在所述移动台和所述无线接入网之间传输。
3.根据权利要求1的方法，其中所述分组交换业务是通用分组无线业务。
4.根据任一前面权利要求的方法，包括在所述无线接入网中实现所述确定所述移动台的小区重选什么时候是合适的步骤。
5.根据权利要求4的方法，其中所述无线接入网是GSM/GPRS网络，并且所述确定步骤基于从所述移动台接收到的测量在服务基站控制器处执行。
6.根据权利要求5的方法，其中小区重选被NC2过程控制，并且所述延迟小区重选过程的步骤使用所述NC2过程被实现。
7.根据权利要求4或5的方法，所述确定所述移动台是否被卷入按讲业务的步骤包括在所述基站控制器处检查用于正在进行的分组交换会话的服务质量简档。
8.根据任一前面权利要求的方法，包括在当前的讲话突发终止后从所述无线接入网向所述移动台发送小区重选请求。
9.根据任一前面权利要求的方法，包括如果正在进行的会话的无线链路质量落至可接受的质量阈值以下，则忽略所述延迟以指示立刻的小区重选。
10.根据权利要求9的方法，所述阈值根据载干比C/I、位差错率BER或小区吞吐量被规定。
11.根据任一权利要求1到8的方法，包括如果正在进行的讲话突发持续至某规定的定时器值外，则忽略所述延迟以指示立刻的小区重选。
12.根据权利要求11的方法，其中所述定时器值是基于预期行为被预定；基于正在进行的语音突发的自适应计算值；在所述移动台的先前行为基础上进行计算的值；或在所述无线接入网处理的移动台的先前行为上计算的值。
13.一种操作基于蜂窝的无线接入网的基站控制器的方法，所述方法包括确定所述移动台的小区重选什么时候是合适的；确定所述移动台是否被卷入包括一系列讲话突发的按讲业务；以及如果所述移动台被卷入按讲业务，则延迟小区重选的指示直至讲话突发之间的沉默期出现。
14.一种操作与基于蜂窝的无线接入网一起使用的移动台的方法，所述方法包括确定所述移动台的小区重选什么时候是合适的；确定所述移动台是否被卷入包括一系列讲话突发的按讲业务；以及如果所述移动台被卷入按讲业务，则延迟小区重选的指示直至讲话突发之间的沉默期出现。
全文摘要
一种在基于蜂窝的无线接入网(6)的小区(1)之间控制移动台(4)的小区重选的方法。该方法包括如下步骤确定移动台(4)的小区重选什么时候是合适的，确定移动台(4)是否被卷入包括一系列讲话突发的按讲业务，以及如果移动台被卷入按讲业务，则延迟小区重选直至讲话突发之间的沉默期出现。
文档编号H04W84/08GK101091405SQ200480044090
公开日2007年12月19日 申请日期2004年9月30日 优先权日2004年9月30日
发明者A·拉森, P·塞尔沃尔, D·布拉德斯乔 申请人:艾利森电话股份有限公司