用于公共控制信道使用的控制机制的制作方法

专利名称：用于公共控制信道使用的控制机制的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信，并且更加具体地涉及控制在空中接口中的传输。
背景技术：
在移动通信系统中，公共控制信道是基本设施用来控制它的无线 电终端群的工具。在操作期间，无线电终端监视基站的公共控制信道 并且通过该信道交换在系统的基本操作中所需的信息。
在每一 个基站区中的控制信道负载是几种因素的结果，其中大多 数因素是高度随机的。该因素包括在基站蜂窝中无线电终端的数目、 无线电终端进出蜂窝的运动、在蜂窝中群組和个体语音呼叫活动的数 量，以及位于蜂窝中的群组和个体无线电终端中应用相关活动的数量 (状态消息、短数据消息、消息接收确认等)。
由于应用的使用增加，并且空中接口的资源有限，所以存在其中 公共控制信道容量被完全地使用并且具有被用尽的风险的状况。可以 清楚地理解，需要一种有效率的机制来控制公共控制信道由某些非基 本服务的使用从而为紧急的并且因此优先的服务保证足够的资源。
在由公共安全和保障組织使用的移动无线电系统中，存在对于这 种机制的基本需求。网络用户是权力组织，如消防队、警察队、救护 车和救援服务。这种权力组织在他们的其中生命和财产经常处于危险 中的室外操作中使用无线电通信。因此，需要以如此方式执行非紧急 服务，使得这些组织的紧急通信操作绝对不会存在危险或者受到干 扰。
在现有的位置服务中，根据所存储的触发器数值在无线电终端中 执行位置信息的发送(传输)。可以利用从移动无线电系统发送到无线电终端的控制消息来改变这些触发器数值。然而，在这些现有方法 中，控制操作是基于负载估计的，如果有的话。因此它们不能够对于 个体基站中的突然的信令负载变化或者高于正常的信令或者数据负 载峰值作出反应。例如在涉及来自不同组织的几个用户的紧急操作 中，由于负栽控制系统反应緩慢或者没有反应，所以负载非常快速地 升高并且公共控制信道非常易于被堵塞。然而，当紧急通信不能实现 时，可能危及到生命。
另外，在现有的位置方案中，控制操作是基于个体无线电终端的 操作的。这意味着控制实体需要随时了解无线电终端状况，并且只要 当无线电终端漫游到新的基站时便相应地作出反应。对于无线电终端 的这种连续的监视对于系统引起大量不必要的和非期望的负载。即便 发送单独寻址请求从而为限制位置报告提供新的触发器也对控制信 道引起额外的负载，并且在额外负载应该被严格避免的状况下通常是 这样的。

发明内容
本发明的一个目的因此在于提供一种方法和实现该方法的设备， 从而公共控制信道可以被最优地用于传递(交付)服务相关信息而不 会危及网络用户的优先通信。本发明的目的是通过由在独立权利要求 中所述表征的一种无线电终端、 一种网络节点、 一种通信系统、 一种 方法和一种计算机程序产品而得以实现。在从属权利要求中公开了本 发明的优选实施例。
本发明是基于以下思想，即，在网络一方测量在一个或者多个基 站有利地在每一个基站中的负载，并且根据所测负载控制在位于基站 蜂窝中的无线电终端中的服务相关消息的发送。
本发明的 一个优点在于，能够根据在个体基站中变化的通信状况 而动态地调节由于某种服务引发的负载数量。本发明提供了与示例性 实施例的模式详细说明 一起讨论的多个另外的优点。


下面，将参考附图利用优选实施例更加详细地描述本发明，其中，
图1示出示意性无线电系统的主要元件的简化示意； 图2示出用于该示意性元件的一种参考硬件配置； 图3示意关于在该示意性通信系统中的位置信息协议使用的一 种示例性情形；
图4示意基本操作和在该示意性元件之间的信息交换； 图5示意本发明在控制网络节点中的实现；并且 图6示意本发明在示意性无线电终端中的实现。
具体实施例方式
应该理解下面的实施例是示例性的。进而，虽然本说明书可能在 不同位置处引用了"一个(an)"、"一个(one)"或者"某个(some)" 实施例( 一个或多个)，但是该引用并不是必要地对于相同实施例(一 个或多个)作出的，或者正被讨论的特征并不仅仅应用于单个实施例。 不同实施例的单个特征可被组合以提供进一 步的实施例。
本发明涉及一种移动通信系统，其中规定控制信道被用于传输各 种类型的信令和应用信息。应用各种通信技术的各种系统配置可以被 分开地或者相组合地4吏用以.实施本发明的实施例。通信系统和技术持 续地发展，并且本发明的实施例可能要求对于本领域技术人员而言基 本上明显的多种修改。因此本说明书的所有词语和表达应该被一般性 地解释，因为它们旨在仅仅示意而不是限制实施例。
下面，利用 一种应用陆地集群无线电(TETRA: Terrestrial Trunked Radio)技术的通信系统描述本发明的原理。在下面，使用 如以下规定的TETRA空中接口的术语和元件来描述本发明，欧洲电 信标准ETSI EN 300 392-2;欧洲标准(电信系列)；陆地集群无线 电(TETRA);语音加数据(V+D);第2部分空中接口 ( AI) 和ETSI TR 102 580;陆地集群无线电(TETRA);第2版本；设计 者指南；TETRA高速数据(HSD); TETRA增强的数据服务(TEDS )中。然而，本发明并不限于这种无线电系统技术。
图1示出示意性无线电系统10的主要元件的一种简化示意。无 线电系统100包括切换和管理基础设施(SwMI) 102和移动站(MS) 104。 SwMI102是用于语音加数据(V+D)网络的装备，它使得用户 终端能够相互通信。在图1中SwMl被示意为具有一个数字交换机 (DXT) 104和一个基站(TBS) 108，但是当然可以根据实施改变在 SwMI中的元件及其彼此相互连接的数目。
在用户终端中，移动站(MS) 104是被布置成经由空中接口 110 访问SwMl的无线电终端。另一种类型的用户终端即调度工作站112 通过调度接口 114与SwM1102通信，调度接口 114能够4吏用例如E1、 ISDNBA、或者1P协议提供连接。在实践中，该无线电系统能够包括 具有不同类型的多重调度工作站112和相应的接口 114。另外， SwMI102包括用以与其它网络例如PSTN、 GSM、 WCDMA、传统的 模拟网络、LAN、 WAN等相互连接的接口 116。与不同接口有关的 协议是根据现有技术熟知的专用布置。
应用TETRA标准定义的移动站104可以与SwMl连4妄并且为用 户提供电路模式呼叫以及短数据和互联网协议(IP )分组数据的传递。 分组数据可以由直接地在移动站内运行的应用所使用或者它可以由 可以经由以TETRA标准定义的外围设备接口 (PEI)而被与移动^占 连接的外部数据终端(未示出)使用。在后一情形中，PEI在应用和 所被连接的移动站之间输送分组数据。
TETRA技术本身被广泛记载并且是本领域技术人员熟知的。欧 洲电信标准协会(ETSI)标准EN 300 392-2 V3.2.1是包含高速数据 (HSD)增强、通常被称作"TEDS"或者TETRA增强的数据服务的 第一版TETRA标准。这种包含已经给出了被称作TETRA版本2空 中接口的增强空中接口。作为一种集成措施，空中接口的4时隙TDMA 接入结构加上它的TDMA帧、时隙和子时隙被保留并且经由TETRA 版本1公共控制信道允许接入HSD信道。HSD信道采用另外的调制 和信道编码、各种编码率和HSD信道带宽。相应地，集成TETRA网络可以包括传统的基本设施和高速数据 增强基本设施。包括TETRA版本1收发器的传统移动站能够以传统 方式与TETRA版本l基本设施经由TETRA版本1空中接口通信。 增强基本设施的基站在另一方面被增强以具有传统的TETRA版本1 收发器和另外的一个或者多个高速数据收发器。传统的移动站还能够 使用由TETRA版本1网络提供的所有服务和设备经由增强基站和公 共基本设施通信，同时忽略任何高速数据相关信令。
在另一方面，包括传统的TETRA版本l收发器和高速数据收发 器的具有增强高速数据能力的移动站首先经由TETRA版本1公共控 制信道以传统的方式注册到增强基站。并且将它的高速数据信道能力 通知给基本设施。增强移动站然后准备在传统的TETRA版本1公共 控制信道或者TETRA版本2信道上接收和/或发送数据。
本发明涉及这样一种机制，该机制要求对通信系统的网络和终端 元件进行调节，并且可以因此至少在通信系统的移动站、基站或者控 制器元件中实施。在本实施例中，所应用的无线电接入网络是TETRA 网络并且TETRA移动站(MS )在这里^L用于代表由任何类型的用户 识别元件和TETRA终端装备形成、并且在空中接口通信中利用主要 控制信道的实体。TETRA基站(TBS)在这里代表负责向移动站或 者从移动站进行无线电发送和接收并且在空中接口通信中利用公共 控制信道的切换和管理基本设施元件。传统的和增强的这两种基站在 它们的操作中均使用公共控制信道，所以在本实施例中能够应用任一 种类型的基站。TETRA数字交换机(DXT)在这里代表监视网络中 的操作并且当有必要时向基站和移动站传递信令消息以控制它们的 公共控制信道使用的控制器元件。在其它网络配置中，可以在某种其 它控制元件中执行控制功能。
在图2中的框图示出能够被应用于本实施例的移动站(MS)104、 基站BTS和数字交换机DXT设备的一种参考硬件配置。
该设备包括接口单元21具有用于向设备的内部处理(过程)输 入数据的至少一个输入单元和用于从设备的终端处理输出数据的至少一个输出单元。在移动站设备中，接口单元通常包括具有键盘、触 摸屏、传声器和用于输入数据的同样装置和屏幕、触摸屏、扬声器和 用于输出数据的同样装置的用户接口。在基站设备中，该接口单元通 常包括为被传递到它的外部连接点的信息和为被馈送到被连接到它 的外部连接点的线路的信息用作网关的插件单元。
接口单元21被电连接到用于在数据上执行系统化运算操作的处 理器单元22。处理器单元22是基本上包括算术逻辑单元、 一定数目 的专用寄存器和控制电路的中央元件。作为能够在其中存储计算机可 读数据或者程序或者用户数据的数据介质的存储器单元23被连接到 处理器单元22。存储器单元23通常包括易失性存储器或者非易失性 存储器，例如EEPROM、 ROM、 PROM、 RAM、 DRAM、 SRAM、 固件、可编程逻辑等。
移动站和基站设备包括无线电收发器单元24，该无线电收发器 单元24包括发送器25和接收器26，并且也被电连接到处理器单元 22。发送器25从处理器单元22接收位流，并且将其转换成用于由天 线27发送的无线电信号。相应地，由天线27接收到的无线电信号被 引向接收器26,该接收器26将无线电信号转换成被前送到处理器单 元22的另外的处理器的位流。在发送时由处理器单元22执行的功能 通常包括编码、重排序、交织、加扰、信道复用和突发脉冲建立。
数字交换机设备的参考硬件配置对应于基站的配置，但是数字交 换机通常并不包括无线电收发器单元。
处理器单元22、存储器单元23、接口单元22和无线电收发器单 元24被相互电连接以提供用于根据移动站的预定的、本质上被编程 的过程在所接收到的和/或存储的数据上执行系统化操作运算的装置。 在根据本发明的方案中，该操作包括用于控制从基站蜂窝内的一个或 者多个移动站的位置信息发送的功能。利用图4到图6更加详细地描 述了这些操作。
在移动通信系统中，公共控制信道是基本设施用来控制移动站群 的工具。在操作期间，移动站监视基站的公共控制信道并且通过它交换用于系统基本操作所需的消息，如注册到系统、启动用于语音呼叫 或者用于分组数据传输的连接，或者用于进入的语音呼叫或者分組数
据传输的移动站寻呼。在示意性TETRA基站蜂窝中， 一个栽波通常 被定义为主载波频率。利用基本设施广播用于蜂窝的主载波的频率， 并且主要控制信道(MCCH)被定位在基站的主载波的时隙1处。在 主载波上还能够存在达3个副控制信道。
用于公共控制信道的负载源包括例如呼叫建立和以后的进入信 令、文本消息和状态信令、注册和移交信令、登录/退出信令和基站广 播信令。可以容易地看到，很多的这些信令操作与基本通信状况有关 并且它们的可操作性需要在任何情况下都得以保持。在其中公共控制 信道信令处于拥堵风险中的状况中，重要的是保证任何限制性措施能 够被引导至其它的较不重要的信令。通常这种信令涉及应用短消息以 经由空中接口传递操作和/或另外的服务信息的服务。
例如，更加详细地讨论了这种服务之一的限制。在位置服务中， 移动站向系统发送它的最新位置信息。位置服务利用对移动站地理位 置的良好近似处理这个信息，然后它能够作为用于其它应用的输入。 在位置方案中，另一设备(器件，device)可能请求无线电终端进行 位置更新或者移动站自动地基于某种预定准则发送它的位置更新。在 这两种模式中，位置更新的请求设备和接收器可以是移动无线电系 统、地图应用或者另一无线电终端。在第一种替代中，向移动站发送 请求的另 一设备请求位置报告，该移动站通过回送它的当前位置信息 而确认该请求。在后一替代中，移动站基于时间、距离、相組合的时 间和距离间隔、状态、优先权或者速率而基于预定的或者可被配置的 报告设置向系统发送频繁的位置报告。
控制由于位置服务引起的负载数量的一种基本方式是调节在该 应用中的消息发送。然而，通常该应用受到终端用户组织控制，但是 保证公共控制信道容量的责任在于操作员。在终端用户组织一方通常
没有足够信息或者动机来以如此方式控制位置服务的通信，使得空中 接口的公共控制信道容量被最优地使用。另 一种传统的方法关注于后一模式并且在个体移动站的自动发送中应用可以由移动通信系统的 操作员用无线电改变的触发器数值。改变操作是基于估计负栽数值并 且利用可以对个体移动站或者一组移动站寻址的短消息改变触发器 数值。然而这两种传统方法均具有几个缺陷。
首先，传统方案是基于负载估计，这意味着不可能对于一个或者 多个基站中的非预期信令负载(增加或者降低)快速地作出反应。基 于估计或者预测的控制逻辑总是必须使用安全限度，所以有时位置能 力变得被太严格地限制，但是可以具有提供更好服务水平的能力。
在另一方面，在基站中广泛信令或者数据活动的情形中可能发现 安全限度太小，并且因此，基于估计的负载控制将不会对于紧急信令 而言保证令人满意的能力。公共控制信道使用的随机性使得对于有效 率的负载控制和能力优化足够准确地并且快速地估计或者预测控制 信道负载是不可能的。例如，当使用位置服务的多个无线电终端漫游 到特定基站时，上行线路信令信道可能由于全部位置和其它信令而变 得堵塞。在另一方面，具有大量数据传输的小数目的无线电终端也可 能引起堵塞状况。这种状况是不可接受的，在系统中用于其它紧急服 务的容量需被保证。相应地，无线电系统需要提供一种快速的机制从 而不仅在大量位置更新的情形中而且还当公共控制信道中的其它传 输量增加时动态地限制由位置服务产生的负载。
另外，基于个体移动站的操作的方案要求控制实体总是了解无线 电终端状况，并且当移动站漫游到新的基站时作出反应。跟随移动站 对于系统引起不必要的负载并且当控制信道已被加载时向移动站发 送单独寻址请求以限制位置报告的方式对于控制信道引起额外的负载。
传统方案进一步的缺点在于，它们通常仅仅适用于其中移动站自 动地发送它的位置信息的模式。注意到存在一些使用情形，其中请求 设备是另一个移动站。基本上无线电到无线电应用在一些状况中将是 有利的，这是因为仅仅有关感兴趣的移动站的位置信息需被发送。然 而，在这些实现中，上行线路请求消息以及下行线路响应消息引起从移动站到移动站的改变并且因此非常难以控制的额外的负载。为了保 护公共控制信道容量，放弃了很多的这种应用，即便它们本身可能更 加适用于特定的使用情形。
在本发明中，由网络一方的控制实体以如此方式管理公共控制信 道负栽，使得以上缺点中的一个或者多个得以克服或者减轻。在下面，
利用支持位置信息协议(LIP)的TETRA系统示意用于控制公共控 制信道负载的一种方案。位置信息协议(LIP)是能够利用各种传输 机制的、TETRA空中接口被优化的应用层协议。LIP是依赖于位置 确定技术的，支持多种位置应用并且同时优化了空中接口资源的使 用。LIP限定了功能实体和基本位置报告以及控制消息以设定和修改 移动站行为并且启动位置报告的发送。然而，应该指出，主要因为 LIP提供用于在控制网络实体和提供或者使用位置信息的移动站 (MS)之间的信息交换的实用的并且一般性的方案，所以应用LIP。 对于本领域技术人员而言明显的是，在保护范围内能够应用提供类似 功能性的任何标准或者私有协议。
图3示意关于在图1的示意性TETRA系统中的位置信息协议使 用的一种示例性情形。移动站MS用作LIP位置信息源并且位置服务 器LS用作LIP位置请求器以及用作位置信息目的地。对于本领域技 术人员而言明显的是，该配置仅仅是一个简单的例子，并具可以应用 在TETRA域内侧和外侧的各种实体而不偏离保护范围。在图3中， 位置请求器LS在正常状况中控制位置信息源MS。在大量公共控制 信道负载的情形中，DXT可以参与控制位置信息源MS。位置信息报 告被发送到位置信息目的地LS。 LIP支持触发式报告，其中位置信息 请求器向信息源MS发送触发器定义，并且信息源发送如由所被规定 的触发调用的位置信息报告。LIP的作用在于优化由信息源经由空中 接口发送的位置报告的使用。结果，这些位置信息报告是依赖于位置 服务的，并且所有的服务可以使用相同的位置报告。
在本发明中，分开地测量在基站蜂窝中的控制信道上的实际负 载。该测量不仅考虑位置报告而且还考虑在控制信道上发送的所有的其它信令和消息。测量是基于一种算法，该算法可以对于每时间单位 在控制信道上的位置信息消息的数目或者指示每时间单位被分配的、 自由时隙部分的实际控制信道负载或者它们二者加以考虑。基于控制 信道负载的实时测量，移动无线电系统可以自动地发送将被传递到蜂 窝内的无线电终端以命令它们减少位置报告发送的组寻址负载控制 消息。可以分开地管理在每一个基站处的负载控制，但是可以在网络 级上定义所用参数，即，它们可以共用于网络中的所有的交换机和基 站。
图4的信令图表示意基本操作和在上述示意性元件MS、 BTS、 DXT之间的信息交换。BTS代表在DXT的TETRA域中操作的基站 并且MS代表在BTS的蜂窝内操作的移动站。
开始时，DXT从BTS请求所规定公共控制信道MCCH的上行 线路负载相关信息(步骤4-l)。有利地，DXT周期性地这样请求， 并且从网络的每一个基站询问该信息。BTS发送应答(步骤4-2)， 以及DXT确定负载并且将它与预定阈值TH1进行比较(步骤4-3 )。 如果超过该阈值，则DXT启用公共控制信道上行线路负载控制模式， 在下文中被称作临时报告。有利地，DXT使用现有接口用于从TBS 请求主要公共控制信道(MCCH)负载信息。例如，传统上用于读出 将在统计报告中包括的TBS计数器的接口可以被应用于这个目的。
在该实施例中，可以从100* (被保留的上行线路半时隙+已用 的随机接入半时隙)/ (所有的上行线路半时隙)推导出公共控制信道 上行线路负载率百分数。
应该指出，半时隙在这个实施例中代表总体公共控制信道资源的 一个容量单位。根据这种实现，示意被自由用于信令的资源数量的任 何单位(比特、字节、PDU、时隙...)可以被应用而不偏离保护范围。 除了测得的MCCH负载，实际上行线路LIP消息的数目也能够被加 以考虑。DXT有利地作为半时隙计算这个数值。相应地，在MCCH 上行线路中LIP份额即由于LIP消息引起的负载按照百分比是100* (被用于LIP消息的上行线路半时隙的数目/所有的上行线路半时隙)。
实际算法能够仅仅基于公共控制信道负载或者将两个负载率均 加以考虑。在本实施例中，使用后一选项。相应地，
If (上行线路负载〉MCCH负载阈值)AND ( LIP份额〉LIP负 载阈值)，then (启动临时报告)。
以此方式^f吏用，可以仅当LIP消息对于MCCH负载具有显著的 影响即发送了大量LIP消息时才改变LIP报告速率。如果操作员希望 当公共控制信道负载超过给定阔值时总是减少LIP传输量，则LIP阈 值能够被设为零。以类似的方式，当负载已经降至低于对于任一个阈 值规定的返回数值(参数)时，位置报告间隔恢复正常If (上行线 路负载〈MCCH负载阈值)OR ( LIP负载〈LIP返回负栽)，then停 止临时报告。
利用控制实体控制在临时和正常报告状态之间的转换 (transition)，但是可以在保护范围内改变实现方式。例如，所有的 转换可以都是被请求的转换，或者部分转换可以是计时器辅助的。不
二述:、、'、- 、、、'、、、、
为了在移动站中进入公共控制信道上行线路负载控制模式，DXT 向移动站发送消息，该消息包括对于实现新的报告参数的请求。在本 实施例中，在被传递到过载基站状态下的移动站的组寻址短消息中发 送参数。移动站被联结到用于传递DXT消息的组。在图4中，这被 示为经由TBS从DXT (步骤4-4)到MS (步骤4-5 )的消息传递。
消息的组寻址保证了消息可以以降低的信令数量而被传递到基 站蜂窝中的一定数目的移动站。例如通过将消息仅仅传递到特殊基 站，或者通过在该消息中包括某个控制数据，基于该控制数据其它基
站可以确定并不期望它们传递消息，仅仅使得有关的基站能够分配消 #、
范围。如果所有移动站的报告都受到限制，则DXT可以向根据标准规格所有移动站扫描用于发送的系统广播地址进行消息寻址。可以规 定经由那个系统广播地址接收信息的任何移动站实施所述限制。可替 代地，能够规定一个或者多个用户级别和与它们关联的移动站。然后 可以带有用户级别代码地发送负载限制消息以仅仅对于特定移动站 进行限制寻址。具有特殊用户级别的移动站将遵守负载限制。
可替代地，还能够将通信系统的所有移动站配置成监听专用的短
用户组识别码(GSSI)。当基站在它的蜂窝内传递消息时，蜂窝中的 所有的移动站均可以接收蜂窝中的控制信息并且根据其中的控制信 息进行操作。
可替代地，还能够仅仅将限制引导至某些移动站。可以将单独的 一个或者多个移动站组配置成监听向分别的专用短用户组识别码 (GSSI)寻址的消息。当基站将消息传递到它的蜂窝内的被规定GSS1 时，仅仅在蜂窝中监听该GSS1的移动站可以接收蜂窝中的控制信息 并且根据其中的控制信息而限制它们的发送。其它移动站可以继续它 们的正常操作。
在正常操作期间，移动站根据由位置服务器发送的、它的正常位 置报告触发器进行操作。这在图4中被表示成移动站模式S。。当移动 站从DXT接收到消息时，读出该消息中的信息并且相应地调节它的 报告参数。在图4中，这被示为移动站转换(步骤4-6)到模式St中。
有利地，操作员可以将在负载控制状况中使用的系统级间隔定义 成绝对时间间隔数值或者定义成与正常相比的相对变化。触发器在这 里参考其条件必须被满足从而发送下一位置更新的脉冲。在这个实施
例中，触发器可以涉及与前一报告点的时间间隔或者涉及地理距离。 与正常相比的相对变化可以示意例如慢两倍的位置更新。根据哪一个 当前地被用于个体无线电终端，将时间间隔或者距离触发器数值乘
一 一 。
有利地，来自DXT的消息还包括有效性指示符，该指示符指示 所包括的触发器数值在其间有效的时间周期。除非从DXT接收到恢 复正常或者更新临时参数的请求，否则移动站将在有效性周期终止之后返回才莫式s0。
因为仅仅在基站的报告过量负载的控制信道中发送负载控制消 息，所以在传递时不监听公共控制信道的终端并不接收信息。为了还 达到仅仅在临时报告请求之后接入公共控制信道的那些终端，优选地
只要临时报告进行，DXT便有利地周期地重复发送组寻址负载控制短 消息。这有助于保证最终使用公共控制信道的所有移动站都应该接收 临时报告指令。重复消息还可以被用于更新移动站中的有效性指示符。
DXT还继续从BTS请求上行线路负载相关信息(步骤4-7和 4-8)。如果DXT在比较该负载与预定的返回正常阈值时探测到不再 超过该阈值，则它开始返回正常报告模式(步骤4-9)。可以通过向 移动站发送返回正常的请求而明确地执行这种返回(步骤4-10和 4-11)。为了增加到达所有的潜在接收器的可能性，这个请求还可以 优选地周期性地被发送两次或者更多次。当移动站接收到消息时，它 返回正常报告模式S。(步骤4-12)。还可以利用更少的消息暗中地实 现该请求从而DXT停止发送更新消息。在早期指示的有效性周期之 后，移动站将自动地返回正常报告。
控制信道负载的实时测量使得无线电系统能够对于变化的负载 条件快速地作出反应并且在控制信道将变得堵塞之前预先地进行负 载控制。由于它在较高和较低这两种负载状况中对于变化装载条件的 快速反应，本发明还优化了控制信道的使用。
进而，移动无线电系统可以根据各个基站的测得控制信道负载改
变在个体基站中的临时位置才艮告触发器数值。可以使得新的触发器数 值仅在其中发送那些新的触发器数值的基站内有效。当移动站漫游到 另一基站时，它可以开始使用它的正常触发器数值。
在新的用户漫游到其中控制信道负载被暂时限制的场所的情形 中，无线电终端接收被反复发送的临时负载报告触发器数值并且因此 命令它相应地减少它的位置才艮告。该处理有助于保证所有的无线电终 端还有在负载控制启动之后进入该场所的新的终端将很可能减少位置报告的数目。对于在该场所区域中的新的用户，无需任何单独寻址 消息。
图5示意本发明在控制网络节点中的实现。在图l到图4实施例 的DXT中体现该网络节点，所以可以参考对于这些图的说明以获得 更多信息。该处理在其中控制网络节点被打开并且被以可操作方式连 接到基站并且因此能够与基站和基站蜂窝中的移动站交互消息的阶 段中开始。在开始时，该网络节点配置有用于执行该处理的装置(步 骤500)。该步骤包括将用于执行在随后的步骤中的操作并且使得在 网络节点操作期间命令自身能够得以应用而必要的功能、参数、计时 器、触发器和算法存储到网络节点。所示意的网络节点的操作包括两 个主要操作，其中网络节点从它们各个公共控制信道负载上的一个或 者多个基站获取测量信息的监视操作，和包括在网络节点和在网络节 点中认为它的公共控制信道的负载状态过高的基站之间的操作性交 互的控制操作。
在监视操作中，网络节点在它的控制下向一个或者多个基站发送 对于测量信息的请求，该测量信息至少指示基站的个体负载状态。有 利地，该网络节点根据规定的调度向它自身的网络域中的所有的基站 发送请求。在步骤502中，该网络节点向在调度中的第一基站发送请 求。该请求包括提供有关在基站的一个或者多个公共控制信道中测量 的负载数值的信息的命令。针对有关请求处理的更加详细的说明和有 关测量信息的内容，可参考图4。当网络节点接收到基站作出的响应 时(步骤504)，它计算关于一个或者多个公共控制信道中的负载的 数值(步骤506 )。该网络节点在步骤500中比较这个数值与被配置 于网络节点的阈值TH1。如果负载超过阈值TH1 (步骤508)，则网 络节点启动用于通过在那个基站的蜂窝中的移动站中改变位置信息 传输率而降低公共控制信道中的负载的控制操作。如果负栽并未超过 阈值TH1 (步骤508),则移动站中的位置信息传输率无需改变。
利用移动站报告模式S。或者S〗示意在移动站中使用的位置信息 传输率，其中S。涉及正常传输模式并且Sj步及受限传输模式。相应地，如果负载并未超过阈值TH1，则网络节点允许基站蜂窝中的移动 站继续以正常的SG模式操作并且无需控制它们到位置服务器的发送 (步骤510)。如果负载超过阈值TH1，则网络节点需要命令基站蜂 窝中的移动站转换到模式Si (步骤512)。这是通过产生包括请求进 入模式Si的控制信息的组寻址消息而实现的。关于有关在该实施例中 能够应用的寻址和控制参数的更多信息，参考图4的说明。
组Gl寻址消息SDS被传递到报告超过负载的数值的基站(步骤 514)。如以上所讨论的那样，网络节点保证仅仅在基站蜂窝内传递 组寻址消息。这可以通过例如仅仅向特殊基站传递组寻址消息而实 现。可替代地，即便该组的某些成员将实际上位于它的蜂窝中，也能 够基于任何其它基站中的哪一个能够确定并不期望它发送消息而在 该消息中包括指示。
网络节点检查是否存在被请求测量信息的更多基站(步骤516)。 如果存在，则网络节点移动到下一基站(步骤518 )并且返回步骤502 以执行请求处理。如果不存在，则网络节点有利地检查(步骤520) 是否有必要重发(retransmit)控制消息。可以根据实现方式而配置 重发需求。例如，网络节点可以被配置为在预期移动站在模式Si中操 作的全部时间内周期性地重发消息。本领域技术人员可以容易地作出 其它变化。如果存在需要，则网络节点重发(步骤522 )该消息。否 则该处理直接地进入步骤524,其中基站调度被复位并且网络节点再 次开始向基站请求测量信息。
当无线电终端接收到将其转换到Si的临时报告请求时，无线电 终端通常在专用存储器插槽(slot)中存储这个数值但是并不删除正 常报告间隔数值。无线电终端开始发送应用受限参数例如时间或者距 离间隔的位置信息。在受限位置报告期间，无线电终端比通常更少地 发送位置信息。在基站一方的公共控制信道上的负栽被降低但是位置 服务水平也被降低，这意味着位置信息的精度暂时降低。在临时负载 限制之后，无线电终端返回到正常才艮告间隔。并且开始利用该正常间 隔再次发送下一位置更新。图6示意本发明在示意性无线电终端中的实现。在图1到图4 的实施例的移动站中体现该无线电终端，所以可以参考对于这些图的 说明以获得更多信息。处理开始于一个阶段，即，其中移动站被开启 并且被以可操作方式连接到基站并且因此能够与基站和被连接到该 基站的控制网络节点交换消息。在开始时，移动站配置有用于执行该 处理的装置(步骤600)。该步骤包括将用于执行在随后步骤中的操 作并且使得在移动站操作期间命令自身能够应用而必要的功能、参 数、计时器、触发器和算法存储到移动站。该步骤还旨在以模式So， 即以正常报告模式启动操作。
在步骤602中，移动站开始监听在步骤600中被配置于移动站的 组Gl。 Gl是网络节点用来对包括用于控制从移动站发送位置信息的 控制信息的消息寻址的组。在这种情况下监听该组指的是移动站得到 组中的通信活动通知，并且可以接收消息和/或参与那个组的语音通 信。相应地，移动站变得等待对组Gl寻址的消息(步骤604)。如 果移动站探测到对组Gl寻址的消息SDS ( Gl)(步骤606 )，则它 以传统方式接收该消息(步骤608 )并且从该消息提取(步骤610) 由网络节点产生的控制信息Cinfo。关于有关模式和各个控制信息类 型的更多信息，参考图4的说明。
在步骤612中，移动站基于该控制信息检查是否有必要改变位置 信息的传输率。如果移动站在正常报告模式S。中并且控制信息并不包 括改变位置信息传输率的请求，则移动站继续在S。模式中操作并且该 处理返回到从网络节点等待新的控制信息的步骤604。如果控制信息 指示对于限制位置信息传输率的请求，则移动站将转换到另一模式Si (步骤614),并且根据在消息中包括的或者关于模式S!预定的新的 控制信息开始发送它的位置信息。
如果移动站在受限报告模式Si中，则当移动站探测到临时报告 周期结束时发生变化。移动站可以基于从网络节点接收到的明确的控 制信息探测到临时报告周期结束。可替代地，移动站控制信息可以包 括有关有效性周期的指示，并且当有效性周期终止时移动站探测到临时报告周期结束。以上在图4到图6中描述的步骤/时刻，信令消息和 相关功能并不是按照绝对时序，并且所述步骤/时刻中的某些可以被同 时地或者以不同于给定那个的次序执行。还能够在所述步骤/时刻之间 或者在所述步骤/时刻内执行其它功能以及在所示意的消息之间发送 其它的信令消息。所述步骤/时刻中的某些所述步骤/时刻中的 一部分 还能够被省去或者被相应的步骤/时刻或者步骤/时刻中的一部分替 代。网络节点操作示意可以在一个或者多个物理或者逻辑实体中实现 的一个过程。信令消息仅仅是示例性的并且甚至可以包括用于发送相 同信息的几个分离的消息。另外，该消息还可以包含其它信息。
在一个方面，本发明使得能够在不同的用户组之间对位置服务进 行优先化。对于某些组，位置服务是一项基本操作元件，但是对于其 它的組，它可以仅仅是一项方便的补充。当非常不同的组共享相同的 网络基本设施时，将受限性操作集中于后一组的能力是重要的。如以 上所讨论的那样，通过在所有的成员总是均被强制监听的广播组或者 专用GSS1组之间进行选择，能够对于基站中的所有用户或者对于在 基站蜂窝中操作的一个或者多个选定组的成员实施限制。进而，通过 对于每一个成员同等地减弱服务水平，使用报告间隔的相对变化保留
了任何早期的組织专门服务优先级。在限制之前具有最好位置服务等 级的用户在负栽控制周期期间也将具有最好地但是被减弱的服务等 级。还能够对于不同的用户组规定具体的变化和/或控制参数。例如， 在上行线路公共控制信道拥堵的情形中，第一组织可以应用它们的正 常报告间隔或者距离的1.4倍的相对变化，第二组织可以应用它们的 正常报告间隔或者距离的三倍的相对变化，并且第三组织可以使用 120秒的绝对时间间隔。
在一个方面，本发明还使得能够进一步地管理在相邻基站之间的 通信。网络节点可以被配置为传输用于在具有过多公共控制信道负载 的基站中和在它的相邻基站中传输的控制消息。移动站可以在决定是 否漫游时使用有关相邻基站负载限制的这个信息，和/或已经在漫游到 具有高的公共控制信道负载的基站时或者之前限制它的发送。在一个方面，在其中位置请求器是另一无线电终端的情形中，本 发明还使得能够改进对于下行线路发送的控制。在这种情形中，可以 如上所述地控制上行线路负载，但是注意到，由于来自其它终端的大 量响应，在请求无线电终端的蜂窝中的下行线路负载也可能变得拥 堵。请求无线电终端接收位置信息的权限通常由位置服务规定。该权 限至少规定是否允许请求设备经由系统控制信道接收位置数据，该系 统控制信道的位置信息能够被提供给请求无线电终端并且能够向其 传递位置更新的频度(负载控制机制的一部分)。在所提出的方案中， 尽管该请求是来自网络元件或者请求无线电终端的事实，但是无线电
终端还被配置为向规定的间介器(mediator)例如通信系统的网络元 件或者外部位置服务器发送它们的响应。该间介器被以可操作方式连 接到控制网络元件从而从间介器到请求无线电终端的发送可被控制。 例如，在位置服务数据中规定了请求无线电终端接收位置信息的 权限。该权限指示i)是否允许请求设备接收位置数据，ii)谁的位置 信息能够被提供给请求设备和iii)能够向其传递位置更新的频度。间 介器可以形成包括一个或者多个请求无线电终端的位置数据、时间 戳、跟踪数据和有关它们的其它可能信息的位置数据的压缩数据包， 并且经由空中接口向请求无线电终端发送数据包。由于在间介器和控 制网络之间的操作性连接，可以根据请求无线电终端的公共控制信道 中的实际负载状态对发送进行控制。除了限制在^^共控制信道中的发 送，数据载体可以被改变成或者IP分组数据信道或者特殊用户的数
据发送专用的组呼叫通信信道。
示意性方案使得数字无线电系统能够优化用于位置报告的稀有 空中接口信令资源的使用而不会对于系统显著地引起额外的负载。该
方案并不要求费力和易损的操作以跟随系统中的个体移动站的运动， 也不要求对于具有不同负载的基站产生估计。该方案是基于个体控制 信道的实际负载的实时测量，所以它允许对于在个体基站中突然的负 载变化快速地作出反应而不需要将该效果扩展至其它的基站。
注意到作为其上行线路发送可以被控制从而确保用于网络的任务紧急操作的公共控制信道的容量的服务实例在所描述的实施例中
使用了位置服务和LIP协议。本发明能够被应用于包括上行线路发送 并且支持用于在传递发送的网络的控制节点和上行线路发送源之间 的信息交换的通信协议的任何服务。
对于本领域技术人员明显的是，随着技术进步，本发明的创造性 概念能够以各种方式实现。本发明及其实施例不限于上述实例而是可 以在权利要求的范围内改变。
权利要求
1.一种网络节点，包括用以与一个或者多个无线电终端通信的装置，所述无线电终端的至少一部分包括经由它们当前基站的公共控制信道发送信息的服务应用；其特征在于，还包括用于确定在基站的公共控制信道中的测得负载的装置；用于比较所述测得负载与所述基站的规定负载阈值的装置；用于根据比较结果控制所述服务应用从位于所述基站中的无线电终端的传输率的装置。
2. 根据权利要求1所述的网络节点，其特征在于，还包括 用于从所述网络的一个或者多个基站询问测得负载相关信息的装置；和用以基于从所述基站接收到的所述测得负载相关信息计算所述 基站的测得负载的装置。
3. 根据权利要求2所述的网络节点，其特征在于，所述测得负 载相关信息指示被保留的上行线路资源的数量。
4. 根据权利要求2或者3所述的网络节点，其特征在于，所述 测得负载相关信息包括下面的一项或者多项所保留的上行线路半时 隙的数目、已用随机接入半时隙的数目、所有上行线路半时隙的数目、 用于服务应用消息的上行线路半时隙的数目。
5. 根据权利要求1到4中任何一项所述的网络节点，其特征在 于，还包括用以响应于基站的公共控制信道的测得负载产生载有所述控制 信息的組寻址控制消息的装置；和用于使得能够将所述控制消息传递到所述基站中的所述无线电 终端的装置。
6. 根据权利要求1到5中任何一项所述的网络节点，其特征在 于，所述控制信息包括规定一个时段的有效性信息，在所述时段期间， 所述控制信息对于所述移动站有效。
7. 根据权利要求1到6中任何一项所述的网络节点，其特征在 于，所述控制信息包括用于将在所述移动站中应用的时间间隔或者位 置距离的新的数值。
8. 根据权利要求1到6中任何一项所述的网络节点，其特征在 于，所述控制信息包括关于将在所述移动站中应用的时间间隔或者位 置距离的相对变化。
9. 根据权利要求4所述的网络节点，其特征在于，还包括用于 仅仅向具有所针对负载的 一个基站发送所述消息的装置。
10. 根据权利要求1到9中任何一项所述的网络节点，其特征在 于，还包括用于连接到间介器的装置，来自无线电终端的位置信息被存储到 所述间介器；用于探测从所述间介器请求位置信息的无线电终端的装置； 用于确定所述请求无线电终端的所述公共控制信道的装置； 并且根据在所述公共控制信道中的测得负栽控制从所述间介器 到所述请求无线电终端的发送。
11. 一种无线电终端，包括经由无线电网络中的基站的公共控制信道向信息目的地发送信息的服务应用，其特征在于，还包括用于从所述无线电网络接收包括控制信息的組寻址消息的装置；用于从所述组寻址消息提取所述控制信息的装置；和用于根据所接收到的控制信息调节所述服务应用信息传输率的装置。
12. 根据权利要求11所述的无线电终端，其特征在于，所述控 制信息包括用于将在所述移动站中应用的时间或者位置距离的新的 数值。
13. 根据权利要求11所述的无线电终端，其特征在于，所述控 制信息包括关于将在所述移动站中应用的时间或者位置距离的相对 变化。
14. 根据权利要求11到13中任何一项所述的无线电终端，其特 征在于，所述控制信息包括有关用户级别的指示，并且所述无线电终 端包括用于确定在所述控制信息中的所述用户级别是否匹配它自身的 用户级别的装置；和用于仅当所述控制信息与它自身的用户级别匹配时才应用所述 控制信息的装置。
15. —种无线电系统，包括根据1到10中任何一项所述的网络 节点和根据权利要求11到14中任何一项的无线电终端。
16. —种方法，包括以下步骤 执行网络节点的操作；与一个或者多个无线电终端通信，所述无线电终端的至少一部分 包括经由它们当前的基站的公共控制信道发送信息的服务应用；其特征在于，还包括确定在所述一个或者多个无线电终端的至少当前基站的公共控制信道中的测得负载；比较所述测得负载与所述基站的规定负载阈值；和 根据比较结果控制从所述无线电终端的传输率。
17. —种方法，包括以下步骤执行无线电终端的操作，所述无线电终端包括经由无线电网络中 的基站的公共控制信道向信息目的地发送信息的服务应用，其特征在 于，还包括从所述无线电网络接收包括控制信息的组寻址消息； 从所述组寻址消息提取所述控制信息；和 根据接收到的控制信息调节发送所述信息的速率。
18. —种计算机程序产品，所述计算机程序产品是计算机可读 的，并且编码用以执行用于通信的计算机处理的计算机指令程序，所 述处理包括根据权利要求16或者权利要求17的步骤。
全文摘要
本发明涉及用于公共控制信道使用的控制机制。其中公开了一种用于以最优方式利用公共控制信道从而传递服务相关信息而不会危及网络用户的优先通信的方法和装置。一种网络节点与无线电终端通信，所述无线电终端的至少一部分包括经由它们当前的基站的公共控制信道发送信息的服务应用。本发明是基于以下思想，即，在网络一方测量公共控制信道的负载，并且根据所测负载控制在位于基站中的无线电终端中的服务相关消息的发送。由于本发明，能够根据在个体基站中变化的通信状况而动态地调节由于服务引发的负载量。
文档编号H04W88/02GK101610550SQ200910150309
公开日2009年12月23日 申请日期2009年6月19日 优先权日2008年6月19日
发明者J·塔尔基艾宁, J·安南帕洛 申请人:伊兹安全网络有限公司