网络元件、集成电路、蜂窝通信系统及用于其的方法
【专利摘要】一种网络元件，包括信号处理器，该网络元件支持订户单元(UE)和核心网络(CN)之间的通信。该信号处理器被布置成：从订户单元接收第一更新请求消息(位置或路由区域)；将该第一更新请求消息转发到核心网络；从CN接收第一更新接受(或响应)消息；存储接受消息内容的至少一部分；将第一更新响应消息转发到订户单元；从订户单元接收第二更新请求；利用所存储内容的至少一部分创建第二更新接受(或响应)消息；及利用第二更新接受(或响应)消息直接对订户单元作出响应。
【专利说明】网络元件、集成电路、蜂窝通信系统及用于其的方法
【技术领域】
[0001]本发明的领域涉及网络元件、蜂窝通信系统以及用于其的方法。本发明适用于，但不限于，蜂窝通信系统中的网络元件以及用于从移动站/用户设备收集频繁测量的方法。
【背景技术】
[0002]无线通信系统，诸如第三代(3G)移动电话标准和技术，是众所周知的。这种3G标准和技术的例子是由第三代合作伙伴计划(3GPP?) (www.3rpp.0rg)开发的通用移动通讯系统(UMTS?)。第三代无线通信一般开发为支持宏小区移动电话通信。这种宏小区利用高功率基站(用3GPP?的说法就是节点B)，以便与相对大地理覆盖区域中的无线通信单元通信。通常，终端设备(有时候称为无线通信单元，或者用户设备(UE)，如常常在3G说法中所提到的)经无线电网络子系统(RNS)与3G通信系统的核心网络(CN)通信。无线蜂窝通信系统通常包括多个无线电网络子系统，每个无线电网络子系统都包括UE可以“附连”到的一个或多个小区，并由此连接到网络。每个宏蜂窝RNS还包括经所谓Iub接口操作耦合到一个或多个节点B的控制器，形式为无线电网络控制器(RNC)。
[0003]3GPP随后定义了称为长期演进(LTE)的新一代移动电话标准，通常称为4G。在LTE中，基站被称为演进节点B (简写成eNodeB或eNB)。eNB直接连接到被称为演进分组核心(EPC)的LTE核心网络，LTE中没有3G RNC的等价物。
[0004]较低功率(并且因此较小覆盖区域)的小区目前被称为“小”小区，术语“毫微微小区(femto cell)”或“微微小区(pico cell) ”通常被保留用来指住宅小小区。在下文中，术语“小小区”将用来涵盖毫微微小区、微微小区等。小小区有效地是由低功率基站(在别的情况下被称为接入点(AP)，利用术语“家用节点B(HNB) ”识别毫微微小区接入点)支持的通信覆盖区域。这些小小区是要增强广域宏网络并且支持到受限，例如室内，环境中的UE的通信。小小区的附加好处是它们将宏网络的流量卸载到小小区，由此释放了有价值的宏网络资源。
[0005]作为例子，这种小小区基站的典型应用包括住宅和商用(例如，办公室)地点，通信“热点”等，由此HNB可以利用宽带连接等经例如因特网连接到核心网络。以这种方式，小小区可以在特殊的建筑物内地点以简单、可缩放的部署提供，在这种地点，例如，UE可以非常靠近小小区基站。小小区基站是要增强住宅和/或私人商用环境中UMTS?无线电接入网络(RAN)的覆盖率，并且计划一个宏小区中小小区基站的数量可以是几千。
[0006]用于UMTS的3GPP标准规定T3212和/或T3312定时器值的使用。这些定时器值是由小区在其系统信息中广播的或者从核心网络(CN)接收的。T3212定时器值规定小区中UE应当多频繁地执行位置更新。T3312定时器值规定小区中UE应当多频繁地执行路由区域更新。T3212是由小区在其系统信息中广播的。T3312不在系统信息中广播，而是由核心网络在GMM附连接受和GMM路由区域更新接受消息中发送到特定的UE。类似地，用于LTE的3GPP标准规定定时器T3412的使用。T3412定时器值规定LTE小区中UE应当多频繁地执行周期性跟踪区域更新过程。定时器T3412的值由EPC在附连接受和跟踪区域更新接受消息中发送到特定的UE。
[0007]周期性位置/路由/跟踪区域更新过程之间的间隔通常是由网络操作人员配置的。这些位置更新、路由区域更新和跟踪区域更新过程为网络提供了从UE收集测量信息的机会。但是，T3212、T3312和T3412定时器值通常配置为比为了收集测量信息所期望的更长的周期。
[0008]用于宏网络的无线电参数设置通常是由网络操作人员利用“小区规划”过程设置的，该过程使用小区部署模型来预测具有不同参数值的覆盖率和容量。它们通常利用驱动测试来支持这个过程，其中它们测量真正的RF信号强度和质量以及服务性能。这些方法是可能的，因为每个宏小区的位置和环境是已知的；对于小小区，情况不是这样。(潜在地)非常大量的小小区和它们通常部署在私人住宅中的事实意味着让操作人员为每个小区单独地确定RF参数是不可行的。因此，小小区必须独立地或者彼此结合地自配置-这种技术被称为自组织网络(SON)。
【发明内容】
[0009]因此，本发明设法单个地或者以任意组合缓解、减轻或消除以上提到的一个或多个缺点。本发明的各方面提供通信单元、集成电路、蜂窝通信系统、以及用于其的方法，如所附权利要求中所描述的。
[0010]本发明的这些及其它方面将从下文所述的实施例变得显然并且参考这些实施例来阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]仅仅作为例子，将参考附图描述本发明的更多细节、方面和实施例。附图中的元件是为了简化和清晰而说明的，不一定是按比例绘制的。相同的标号包括在各个图中，以方便理解。
[0012]图1说明了蜂窝通信系统的部分的例子。
[0013]图2说明了根据示例实施例修改的通信单元的简化框图的例子。
[0014]图3根据标准UMTS网络行为示出了说明模式A中周期性位置更新的消息序列图。
[0015]图4根据本发明的例子示出了说明模式B中周期性位置更新的消息序列图。
[0016]图5根据标准UMTS网络行为示出了说明模式A中周期性路由区域更新的消息序列图。
[0017]图6根据本发明的例子示出了说明模式B中周期性路由区域更新的消息序列图。
[0018]图7根据标准UMTS网络行为示出了说明模式A中周期性位置更新的另一个消息序列图。
[0019]图8根据本发明的例子示出了说明模式B中周期性位置更新的另一个消息序列图。
[0020]图9根据标准UMTS网络行为示出了说明模式A中周期性路由区域更新的另一个消息序列图。
[0021]图10根据本发明的例子示出了模式B中的周期性路由区域更新。
[0022]图11说明了可以在示例实施例中用来实现信号处理功能性的典型计算系统。
【具体实施方式】
[0023]本发明的例子将就第三代(3G)无线电网络子系统(RNS)中用于支持通用移动通讯系统(UMTS?)蜂窝通信网络中的一个或多个小小区的网络元件并就长期演进(LTE)通信系统中的网络元件来描述。但是，本领域技术人员将理解，这里所描述的发明性概念可以在用于支持蜂窝通信网络中通信的任何类型的网络元件中体现。特别地，预期该发明性概念不限于在用于支持UMTS?蜂窝通信网络中的一个或多个小小区的网络元件中实现，而是可以同等地在适于支持任何类型通信小区，例如一个或多个宏小区，的一个或多个网络元件中应用，和/或根据备选的蜂窝通信技术修改。类似地，虽然本发明的例子是参考从用户设备(UE)请求更频繁或更不频繁的测量来描述的，但是设想该发明性概念可以应用到任何类型的终端设备或订户通信单元。
[0024]在本发明的例子中，无线电接入网络中的网络元件被布置成在更频繁的位置更新过程期间收集测量，有利地不增加对核心网络的信令负荷。
[0025]如所提到的，3GPP标准规定T3212、T3312和/或T3412定时器值的使用。这些定时器值或者由小区在其系统信息中广播或者从核心网络接收。Τ3212定时器值规定小区中的UE应当多频繁地执行位置更新。Τ3312定时器值规定小区中的UE应当多频繁地执行路由区域更新。Τ3412定时器值规定小区中的UE应当多频繁地执行跟踪区域更新。周期性位置/路由/跟踪区域更新过程之间的间隔通常是由网络操作人员配置的。间隔必须选择成使得对照作为更频繁位置/路由/跟踪区域更新的结果而强加到核心网络的增加的信令负荷来平衡检查UE位置(并有可能更新其临时身份)的需求。根据本发明的有些示例实施例，从核心网络的角度，定时器值，诸如Τ3212、Τ3312和/或Τ3412，修改成使得它们规定比所期望的更短的间隔时间周期。
[0026]在3GPP论坛中，已经讨论了自配置小小区基站和所谓自组织网络(SON)的各方面，由此自配置依赖于从UE获得测量。这种测量可以在用户进行呼叫时以及当UE执行周期性信令过程，诸如位置更新、路由区域更新和跟踪区域更新，时获得。这些测量可以包括，例如，服务小区和/或相邻小区的信号强度和/或信号质量的测量，相邻小区可以具有与服务小区相同的无线电接入技术并且或者使用相同的频率(所谓频率内小区)或者不同的频率(所谓频率间小区)或者它们可以具有不同的无线电接入技术(所谓RAT间小区)。作为替代，或者附加地，测量可以包括质量测量、UE内部测量和/或UE定位测量。
[0027]现在参考附图，并且尤其是图1，说明蜂窝通信系统的部分的简化例子并一般性地在100指出。在图1中，说明了形式为第三代合作伙伴计划(3GPP?)通用移动通讯系统(UMTS?)网络100的通信系统的例子，该网络包括宏小区185和多个小小区150、152的组合。对于图1中所说明的示例实施例，无线电网络子系统(RNS)包括两个不同的体系架构，以处理对应的宏小区和小小区通信。
[0028]在宏小区场景下，RNS 110包括形式为无线电网络控制器(RNC) 136的控制器，其中，该控制器包括一个或多个信号处理模块138。RNC 136可操作耦合到用于支持宏小区185中的通信的至少一个节点B 124。节点B 124包括信号处理模块126和收发机电路系统128，被布置成启用与位于宏通信小区185 —般附近的一个或多个无线通信单元，诸如用户设备(UE) 114，的通信。RNC 136还可操作耦合到核心网络元件142，诸如服务通用分组无线电系统(GPRS)支持节点(SGSN)和/或移动交换中心(MSC)，如所示出的。
[0029]在小小区场景下，RNS 112包括被布置成执行通常与蜂窝通信基站关联的多种功能的基站130(例如，也称为接入点或家用节点B(HNB)，以及形式为家用节点B网关(HNB-Gff) 140的控制器。如本领域技术人员将理解的，基站是支持通信小区，诸如小小区150，中通信的通信元件，并且因此可以经小小区150提供到蜂窝通信网络的访问。一种可预见的应用是基站130可以被公众中的一员购买并安装在他家里。然后，基站130可以经Iuh接口 135连接到HNB-GW140，其中例如，Iuh接口经比如说所有者的宽带因特网连接(未示出)实现。
[0030]因而，基站130可以被认为涵盖可缩放的、多信道、双向通信设备，这些设备可以在，比如说，住宅和商用(例如，办公室)地点、通信“热点”等提供，以扩展或提高那些地点的网络覆盖率。在3GPP?中使用的典型第三代(3G)基站的例子可以包括某种节点B功能性以及无线电网络控制器(RNC) 136功能性的一些方面。对于所说明的示例实施例，基站130包括信号处理模块165和收发机电路系统155，被布置成启用经由无线接口(Uu) 132与位于小通信小区150 —般附近的一个或多个无线通信单元，诸如用户设备(UE) 114，的通信。
[0031]3G HNB-Gff 140可以经Iu接口，诸如分组交换Iu接口，Iu-PS,和/或电路交换Iu接口，Iu-CS，耦合到核心网络(CN) 142，如所示出的。以这种方式，基站130能够以与宏小区中传统节点B相同的方式向小小区中的蜂窝手机，诸如UE 114，提供语音和数据业务，但是具有例如无线局域网(WLAN)接入点的部署简化。
[0032]第一基站130包括信号处理模块165，从而经无线接口(Uu) 132启用基站130和由此被支持的、位于小通信小区150(图1)的一般附近的一个或多个无线通信单元，诸如UE114，之间的通信。第一基站130经Iuh接口 135可操作耦合到HNB-GW 140,HNB-Gff 140又可以经，比如说，Iu-PS接口和/或Iu-CS接口操作耦合到蜂窝通信系统的核心网络，如图1中所说明的。根据本发明的有些示例实施例，网络元件，诸如图1的基站130，被布置成从位于至少一个通信小区，比如说蜂窝通信网络185的小区150，中的移动站/用户设备，诸如UE 114，收集频繁的测量。网络元件包括可以操作耦合到收发机电路系统155并且被布置成从移动站/用户设备收集频繁测量的信号处理模块，如在基站130的情况下是信号处理模块165。
[0033]网络元件,诸如基站130,支持诸如UE 114的订户单元和核心网络(CN)之间的通信。网络元件包括:收发机、存储器以及可操作耦合到收发机和存储器的信号处理器。信号处理器被布置成:从订户单元接收第一更新请求消息；将第一更新请求消息转发到核心网络；WCN接收第一更新响应消息；提取并存储在存储器中第一更新响应消息内容的至少一部分；将第一更新响应消息转发到订户单元；从UE接收至少一个第二更新请求；利用所存储内容的至少一部分创建至少一个第二更新响应消息；以及利用这至少一个第二更新响应消息直接对订户单元作出响应。
[0034]在有些例子中，如在图4、图6、图8和图10中所说明的，信号处理器165可以利用所存储内容的至少一部分创建至少一个第二更新响应消息并且利用这至少一个第二更新响应消息直接对订户单元作出响应，而不将第二更新请求传递到CN。
[0035]在有些例子中，例如在位置区域更新的情况下，信号处理器165可以修改由网络元件广播的系统信息消息中所包含的(T3212)定时器值的值。
[0036]在有些例子中，信号处理器165可以通过修改包含在第一更新响应消息中的定时器值将第一更新响应消息转发到订户单元。修改后的定时器值可以设置由订户单元采用的更新消息过程的周期性。信号处理器165可以被布置成通过经乘以一个整数因子增加由订户单元采用的第二更新请求消息的频率来修改定时器值。
[0037]此外，并且根据本发明另一方面的有些示例实施例，可以提供网络元件，同样诸如基站130，用于从位于至少一个通信小区，比如说蜂窝通信网络185的小区150，中的移动站/用户设备，诸如UE 114，收集频繁的测量。网络元件包括信号处理模块，例如在基站130的情况下是信号处理模块165，被布置成修改用于位置更新请求消息的一个或多个T3212定时器值和/或修改用于路由区域更新请求消息的T3312定时器值和/或修改用于跟踪区域更新请求消息的T3412定时器值。
[0038]有些3G UE (例如，USB保护锁)只支持分组交换(PS)数据业务并且因此将执行路由区域更新但不执行位置更新。由此，本发明在PS数据业务实现中的例子可以使用周期性路由区域更新。其它UE可以让数据业务被禁用(或者有可能完全不支持数据业务)并且因此将执行位置更新但不执行路由区域更新。由此，本发明在UE禁用数据业务的实现中的例子可以使用周期性位置更新。其它UE可以既支持电路交换又支持分组交换业务并且因此将执行位置更新和路由区域更新二者:在这种情况下，我们可以选择增加周期性位置更新或者周期性路由区域更新或者这二者的频率。
[0039]应当注意，如果旨在使用更频繁的过程来请求UE执行附加的测量，则周期性路由区域更新方法可以提供优点，标准允许网络在更新之后保持RR连接打开不定的一段时间。这与位置更新方法相反，在位置更新方法中，如果UE不设置“后续请求”标记并且网络没有在发送位置更新接受消息的10秒内释放RR连接，则UE将自己异常终止RR连接。
[0040]根据本发明的示例实施例，在UMTS情况下，T3212和/或T3312定时器值之一或二者例如被信号处理模块165变得比从核心网络的角度期望的更短。根据本发明的示例实施例，结果产生的更频繁的位置更新请求和/或路由区域更新请求消息之一或二者的处理完全是在无线电接入网络中执行的，由此避免了到与这些附加消息关联的核心网络的信令。类似地，在LTE情况下，使T3412定时器值比从核心网络的角度期望的更短，并且结果产生的更频繁的跟踪区域更新请求消息的处理完全是在无线电接入网络中执行的，由此避免了到与这些附加消息关联的核心网络的信令。
[0041]以这种方式，使得例如接入点(AP)形式的通信单元能够从空闲的UE获得频繁的测量，而不增加对核心网络的信令负荷。
[0042]在有些例子中，当需要附加的测量信息时，基站的信号处理模块165可以修改成暂时地增加位置/路由区域更新过程的频率并且，一收集到足够的测量，基站就可以返回到由网络操作人员设置的频率。增加频率的时段可以例如在基站启动时或者当之前的测量被认为变得“陈旧”时(在配置的时段之后)或者AP确定的时段开始。类似的方法可以在LTE的情况下采用。
[0043]为了更好地解释本发明的例子，让我们首先考虑以下场景。让我们假设图1通信系统的网络操作人员希望UE(诸如UE 114)每小时一次向核心网络发送位置更新请求消息，但是基站130希望每“6”分钟从这些UE获得测量。基站130在其系统信息中广播周期性位置更新定时器T3212的值。根据3GPP 24.008，这个值是以十分之一小时(decihour)为单位并且可以取从“I”到“255”范围内的值(以及“O”，这意味着禁用周期性位置更新)。在这个例子中，不是广播用于T3212的10十分之一小时(即，一小时)的值，而是基站130被配置为广播为“I”的定时器值(即，在这个例子中，“6”分钟的周期性频率)。基站130跟踪进入小区的每个UE 114的身份并且执行正常的位置更新。通常在这个时候由核心网络给UE分配临时移动站标识符(TMSI)。对于执行周期性位置更新的每个UE 114，基站130维持它用来决定给定的周期性位置更新是应当本地处理还是传递到核心网络的计数器。在这个例子中，每十个周期性位置更新请求消息中有九个被截获并由基站130作出响应，并且每个第十个周期性位置更新请求消息按照标准的3GPP定义的过程传递到核心网络。
[0044]在有些例子中，以上10:1的比率可以是不同的值。在有些例子中，该比率可以动态产生，例如依赖于占优势的无线电接入网络(RAN)条件。当基站130自己对周期性位置更新请求消息作出响应时，基站130确保消息内容使得UE 114的状态保持不变(例如，如果由核心网络发送到UE 114的最后一个位置更新接受消息包括等效PLMN的列表，则由基站130发送的位置更新接受消息将包括相同的列表)。在有些例子中，如果周期性路由区域更新代替周期性位置更新被使用，或者如果周期性跟踪区域更新在LTE网络中被使用，则与以上提供的相同的原理可以适用。虽然在有些例子中核心网络信令保持在相同的水平，但是无线电接入网络信令增加了。这将影响UE的电池寿命。因此，本发明的例子只采用频率的暂时增加，以最小化对RAN信令以及因此对UE电池寿命的任何不利影响。
[0045]在有些例子中，本发明的实施例可以允许基站例如经RRC连接请求消息或RRC测量报告消息收集附加的UE测量，基于将在小区中找到的RF条件，这些消息又会导致在切换、小区重新选择和RRC重定向方面的提高性能的好处。
[0046]为了完整性，现在参考图2，示出了小小区基站130的简化框图的例子。示例小小区基站130包含耦合到收发机电路系统155的天线202。更具体而言，对于所说明的例子，天线202优选地耦合到在小小区基站130中的接收和发送链之间提供隔离的双工过滤器或者天线开关204。
[0047]如本领域中已知的，接收器链包括接收器前端电路系统206 (有效地提供接收、过滤和中间或基带频率转换)。前端电路系统206串联耦合到信号处理模块165。来自信号处理模块165的输出提供给网络连接210的发送元件，例如经，比如说，因特网(未示出)可操作地将信号处理模块耦合到图1的HNB-GW 140。控制器214也耦合到接收器前端电路系统206和(通常由数字信号处理器(DSP)实现的)信号处理模块165。控制器214和信号处理模块165还稱合到选择性地存储操作规程(operating regime)的至少一个存储器设备216，其中操作规程诸如解码/编码功能、同步模式、代码序列、事件测量报告数据等。
[0048]关于发送链，这基本上包括网络连接210的接收元件，通过发送器/调制电路系统222和功率放大器224串联耦合到天线202。发送器/调制电路系统222和功率放大器224对控制器214操作性地作出响应，并且因此在向无线通信单元，诸如UE 118，发送数据当中使用。
[0049]发送链中的信号处理模块165可以实现为与接收链中的处理器功能不同。作为替代，单个处理器可以用来同时实现发送和接收信号的处理，如图2中所示。很清楚，小小区基站130中的各个部件可以实现为分立的或者集成的部件形式，因此最终的结构仅仅是特定于应用的或者设计选择。根据本发明的例子，存储器216在其上存储用于编程信号处理模块165的计算机可读代码以及来自第一更新响应消息内容的至少一部分的信息，例如第一更新响应消息中从CN接收到的定时器信息；该信息被提取并存储在存储器216中，用于随后在截获更新请求消息并且作为响应直接提供更新响应消息时使用。
[0050]网络兀件包括信号处理模块,例如在基站130的情况下是信号处理模块165,被布置成修改T3212和/或T3312定时器值之一或二者，或者在LTE的情况下是T3412。
[0051]本发明的例子可以在需要SON能力的任何接入点或企业3G基站130实施。此外，本发明的例子可以应用到打开的、闭合的和混合的接入小区。
[0052]本发明的有些例子适用于UMTS?网络。在标准的UMTS?网络中，丽附连的(即，向电路交换核心网络登记的)UE以定时器T3212确定的间隔执行周期性位置更新，该间隔由节点B在其系统信息中广播。GMM附连的(即，向分组交换核心网络登记的)UE以定时器T3312确定的间隔执行周期性路由区域更新，该间隔在GMM附连接受和路由区域更新接受消息中发送到UE。既丽附连又GMM附连的UE分别以定时器T3212和T3312确定的间隔执行周期性位置更新和周期性路由区域更新。
[0053]本发明的有些例子适用于LTE网络。在标准的LTE网络中，EMM登记的(B卩，向增强分组内核登记的)UE以定时器T3412确定的间隔执行周期性跟踪区域更新，该间隔在附连接受和跟踪区域更新接受消息中发送到UE。
[0054]根据本发明的示例实施例，在UMTS?场景下，基站可以在周期性位置/路由区域更新模式，模式A和模式B，二者之一操作或者支持这二者之一。在模式A，更新之间的间隔如由网络操作人员配置。在模式B，更新之间的间隔可以被基站减小，以便获得更频繁的测量。
[0055]在模式A，支配周期性位置更新的频率的定时器的值是T3212_M0DE_A。在模式B，支配周期性位置更新的频率的定时器的值是T3212_M0DE_B并且使得T3212_M0DE_A是T3212_M0DE_B 的整数倍。即，T3212_M0DE_A = MXT3212_M0DE_B，其中 M 是大于 I 的正整数。以这种方式，基于修改后的T3212值，如由因子“M”控制的，基站的信号处理器可以确定接收到的UE测量的什么百分比要路由到核心网络。
[0056]在模式A，支配周期性路由区域更新的频率的定时器的值是T3312_M0DE_A。在模式B，支配周期性路由区域更新的频率的定时器的值是T3312_M0DE_B并且使得T3312_M0DE_A 是 T3312_M0DE_B 的整数倍。即，T3312_M0DE_A = NX T3312_M0DE_B，其中 N 是大于I的正整数。
[0057]在模式A，支配周期性跟踪区域更新的频率的定时器的值是T3412_M0DE_A。在模式B，支配周期性跟踪区域更新的频率的定时器的值是T3412_M0DE_B并且使得T3412_M0DE_A 是 T3412_M0DE_B 的整数倍。即，T3412_M0DE_A = NX T3412_M0DE_B，其中 N 是大于I的正整数。
[0058]向UMTS电路交换网络登记的UE被称为“丽附连的”。向UMTS分组交换网络登记的UE被称为“GMM附连的”。MM附连但不GMM附连的UE执行周期性位置区域更新。GMM附连但不丽附连的UE执行周期性路由区域区域更新。UE可以同时既丽附连又GMM附连。有些网络支持组合的路由区域和位置区域更新，由此同时MM和GMM附连的UE只需要执行一种周期性更新过程。在不支持组合的路由区域和位置区域更新的网络中，同时MM和GMM附连的UE必须执行分开的周期性更新过程，一个用于位置更新，一个用于路由区域更新。
[0059]作为在不支持组合的路由区域和位置区域更新的网络中的优化，路由区域更新之间的间隔可以对只GMM附连的UE减小，但不对既丽附连又GMM附连的UE减小，其中既丽附连又GMM附连的UE将已经在作更频繁的更新。
[0060]由于在模式B中UE必须比在模式A中更频繁地与基站通信，因此其电池寿命将在某种程度不利地受影响并且因此对模式B被布置成经常而不是永久性地被激活会是有利的。用于从模式A切换到模式B的可能触发器包括:
[0061].小区设置
[0062].在上次进入模式A之后已经经过(可配置的)一段时间
[0063].测出的基站性能降至低于(可配置的)阈值
[0064]用于从模式B切换到模式A的可能触发器包括:
[0065].在上次进入模式A之后已经经过(可配置的)一段时间
[0066].从上次进入模式B开始接收到的测量数目已经超过(可配置的)阈值
[0067]图3 (根据UMTS网络行为)示出了说明模式A中周期性位置更新的示例消息序列图300。该示例消息序列图300说明了诸如用户设备(UE) 330的终端设备、诸如小小区接入点(AP) 320的基站和核心网络(CN) 310之间的通信。示例消息序列图300首先示出UE 330向AP 320发送位置更新请求消息340。该位置更新请求消息在345转发到CN 310并且位置更新接受消息350返回到AP 320，该消息又在355转发到UE 330。
[0068]启动定时器，例如定时器T3212_mode_A定时器360。其后，如所示出的，执行周期性位置更新，UE 330向AP 320发送周期性位置更新请求消息370 ;该周期性位置更新请求消息在375转发到CN310并且位置更新接受消息380返回到AP 320，该消息又在385转发到UE 330。这个循环358继续，直到UE或者为了除周期性位置更新之外的其它目的，诸如进行语音呼叫，而变得连接到电路交换网络，或者UE离开该小区。
[0069]图4根据本发明的例子示出了说明模式B中周期性位置更新的示例消息序列图400。
[0070]示例消息序列图400说明了诸如用户设备(UE)430的终端设备、诸如小小区接入点(AP) 420的基站和核心网络(CN) 410之间的通信。示例消息序列图400在模式B中操作时开始循环438并且首先示出UE 430向AP 420发送周期性位置更新请求消息440。该周期性位置更新请求消息在445转发到CN 410并且位置更新接受消息450返回到AP 420，该消息又在455转发到UE 430。在这个时候，AP 420还存储来自CN 410的位置更新接受消息的内容，供以后使用。
[0071]启动定时器，例如定时器T3312_mode_A定时器460。其后，如所示出的，执行周期性位置更新，UE 430向AP 420发送周期性位置更新请求消息470。值得注意的是，AP在475使用之前存储的来自CN 410的位置更新接受消息的内容填充要发送到UE的、本地生成的位置更新接受消息。在有些例子中，AP 420从不在本地生成的消息中包括继续进行(followon proceed)信息内容。然后,位置更新接受消息485在485发送到UE 430。这个循环在458继续N-1次。
[0072]以这种方式，AP 420可以提取并在存储器中存储第一更新响应消息内容的至少一部分，用于随后在截获来自UE 430的更多更新请求消息并且直接对其响应而提供更新响应消息时使用。以这种方式，第二(后续)更新请求的一部分不传递到CN，由此将CN流量限制到可以接受的水平。通过AP 420中的信号处理器创建本地生成的(第一)更新响应消息，加上从早前更新响应消息提取出的信息，并且将它发送到UE 430，AP 420能够这么做。应当注意，AP 420从不在本地生成的位置更新接受消息中包括“继续进行”信息内容，由此防止UE 430向CN 410发送附加的丽消息，这种附加消息将引起对序列号同步的需求。
[0073]图5 (根据UMTS网络行为)示出了说明模式A中周期性路由区域更新的示例消息序列图500。该示例消息序列图500说明了诸如用户设备(UE)530的终端设备、诸如小小区接入点(AP) 520的基站和核心网络(CN) 510之间的通信。示例消息序列图500首先示出UE 530向AP 520发送路由区域更新请求消息540。该路由区域更新请求消息在545转发到CN 510并且路由区域更新接受消息550返回到AP 520，该消息又在555转发到UE 530。
[0074]启动定时器，例如定时器T3312_mode_A定时器560。其后，如所示出的，执行周期性路由区域更新，UE 530向AP 520发送周期性路由区域更新请求消息570;该周期性路由区域更新请求消息在575转发到CN 510并且路由区域更新接受消息580返回到AP 520，该消息又在585转发到UE 530。这个循环558继续，直到UE或者为了除周期性路由区域更新之外的其它目的，诸如传输用户数据，而变得连接到分组交换网络，或者UE离开该小区。
[0075]图6根据本发明的例子示出了模式B中的周期性路由区域更新。示例消息序列图600说明了诸如用户设备(UE)630的终端设备、诸如小小区接入点(AP)620的基站和核心网络(CN)610之间的通信。示例消息序列图600在模式B中操作时开始循环638并且首先示出UE 630向AP 620发送周期性路由区域更新请求消息640。该周期性路由区域更新请求消息在645转发到CN 610并且路由区域更新接受消息650 (识别定时器T3312_Mode_A)返回到AP 620。在这个时候，AP 620还存储来自CN 610的路由区域更新接受消息的内容，供以后使用，并且将它在655发送到UE 630的消息中的定时器T3312的值修改为T3312_Mode—B。
[0076]启动定时器，例如定时器T3312_mode_A定时器660。其后，如所示出的，执行周期性路由区域更新，UE 630向AP 620发送周期性路由区域更新请求消息670。值得注意的是，AP在675使用之前存储的来自CN 610的路由区域更新接受消息的内容填充要发送到UE630的、本地生成的路由区域更新接受消息。然后，路由区域更新接受消息685在685发送到UE 630。这个循环在658继续N-1次。
[0077]以这种方式，AP 620可以提取并在存储器中存储第一更新响应消息内容的至少一部分，用于随后在截获来自UE 630的更多更新请求消息并且直接对其响应而提供更新响应消息时使用。以这种方式，第二(后续)更新请求的一部分不传递到CN，由此将CN流量限制到可以接受的水平。通过AP 620中计数器的控制和/或修改第一更新响应消息(例如，修改T3312定时器的值)并且将它发送到UE 630，AP 620能够这么做。
[0078]图7 (根据UMTS网络行为)示出了说明模式A中周期性位置更新的另一个示例消息序列图700。该示例消息序列图700说明了诸如用户设备(UE) 730的终端设备、诸如小小区接入点(AP) 720的基站和核心网络(CN) 710之间的通信。示例消息序列图700首先在735示出AP 720向UE 730发送包括T3212_Mode_A定时器的标识符的系统信息。然后执行无线电资源连接(RRC)建立过程738，之后UE 730向AP 720发送位置更新请求消息740。位置更新请求消息在745转发到CN 710并且位置更新接受消息750返回到AP 720，该消息又在755转发到UE 730。然后在756发生RRC连接释放过程。
[0079]启动定时器，例如定时器T3212_mode_A定时器760。其后，开始RRC建立过程768并且，一旦建立，就执行周期性位置更新，如所示出的，UE 730向AP 720发送周期性位置更新请求消息770 ;该周期性位置更新请求消息在775转发到CN 710并且位置更新接受消息780返回到AP 720，该消息又在785转发到UE 730。然后执行RRC连接释放过程788。这个循环758继续，直到UE或者为了除周期性位置更新之外的其它目的，诸如进行语音呼叫，而变得连接到电路交换网络，或者UE离开该小区。
[0080]图8根据本发明的例子示出了说明模式B中周期性位置更新的另一个示例消息序列图800。
[0081]示例消息序列图800说明了诸如用户设备(UE)830的终端设备、诸如小小区接入点(AP) 820的基站和核心网络(CN) 810之间的通信。示例消息序列图800在模式B中操作时开始循环838并且首先在835示出AP 820向UE 830发送包括T3212_Mode_B定时器的标识符的系统信息。然后，开始无线电资源连接(RRC)建立过程839，这是通过UE 830向AP820发送周期性位置更新请求消息840启动的。该周期性位置更新请求消息在845转发到CN 810。然后，由UE 830执行UE测量848并且中继到AP 820。位置更新接受消息850返回到AP 820，该消息又在855转发到UE 830。在这个时候，AP 820还存储来自CN 810的位置更新接受消息的内容，供以后使用。然后在856发生RRC连接释放过程。
[0082]启动定时器，例如定时器T3212_mode_B定时器860。其后，开始RRC建立过程868并且，一旦建立，就执行周期性位置更新，如所示出的，UE 830向AP 820发送周期性位置更新请求消息870。同样，然后由UE 830执行UE测量878并且中继到AP 820。值得注意的是，AP在875使用之前存储的来自CN 810的位置更新接受消息的内容填充要发送到UE的、本地生成的位置更新接受消息。在有些例子中，AP 820从不在本地生成的消息中包括继续进行信息内容。然后，位置更新接受消息885发送到UE 830。然后，执行RRC连接释放过程888。这个循环在858继续N-1次。
[0083]以这种方式，AP 820可以提取并在存储器中存储第一更新响应消息内容的至少一部分，用于随后在截获来自UE 830的更多更新请求消息并且直接对其响应而提供更新响应消息时使用。以这种方式，第二(后续)更新请求的一部分不传递到CN，由此将CN流量限制到可以接受的水平。通过AP 820中的信号处理器创建本地生成的(第一)更新响应消息，加上从早前更新响应消息提取出的信息，并且将它发送到UE 830，AP 820能够这么做。应当注意，AP 820从不在本地生成的位置更新接受消息中包括“继续进行”信息内容，由此防止UE 830向CN 810发送附加的丽消息，这种附加消息将引起对序列号同步的需求。
[0084]图9(根据UMTS?网络行为)示出了说明模式A中周期性路由区域更新的示例消息序列图900。该示例消息序列图900说明了诸如用户设备(UE)930的终端设备、诸如小小区接入点(AP)920的基站和核心网络(CN)910之间的通信。示例消息序列图900首先示出无线电资源连接(RRC)建立过程938，该过程以UE 930向AP 920发送路由区域更新请求消息940开始。该路由区域更新请求消息在945转发到CN 910并且包括定时器指示(即，T3312_Mode_A)的路由区域更新接受消息950返回到AP 920，该消息又在955转发到UE 930。然后在956发生RRC连接释放过程。
[0085]启动定时器，例如定时器T3312_mode_A定时器960。其后，开始RRC建立过程968并且，一旦建立，就执行周期性路由区域更新，如所示出的，UE 930向AP 920发送周期性路由区域更新请求消息970;该周期性路由区域更新请求消息在975转发到CN 910。同样，然后由UE 930执行UE测量978并且中继到AP 920。路由区域更新接受消息980返回到AP920，该消息又在985转发到UE 930。然后执行RRC连接释放过程988。这个循环958继续，直到UE或者为了除周期性路由区域更新之外的其它目的，诸如传输用户数据，而变得连接到分组交换网络，或者UE离开该小区。
[0086]图10根据本发明的例子示出了说明模式B中周期性路由区域更新的示例消息序列图1000。示例消息序列图1000说明了诸如用户设备(UE) 1030的终端设备、诸如小小区接入点(AP) 1020的基站和核心网络(CN) 1010之间的通信。示例消息序列图1000在模式B中操作时开始循环1038并且首先示出无线电资源连接(RRC)建立过程1039，该过程以UE1030向AP 1020发送周期性路由区域更新请求消息1040开始。该周期性路由区域更新请求消息在1045转发到CN 1010。然后，由UE 1030执行UE测量1048并且中继到AP1020。路由区域更新接受消息1050(识别定时器T3312_Mode_A)返回到AP 1020。在这个时候，AP1020还存储1052来自CN 1010的路由区域更新接受消息的内容，供以后使用，并且将它在1055发送到UE 1030的消息中的定时器T3312的值修改为T3312_Mode_B。然后在1056发生RRC连接释放过程。
[0087]启动定时器，例如定时器T3312_mode_B定时器1060。其后，开始RRC建立过程1068并且，一旦建立，就执行周期性路由区域更新，如所示出的，UE 1030向AP 1020发送周期性路由区域更新请求消息1070。同样，然后由UE 1030执行UE测量1078并且中继到AP1020。值得注意的是，AP在1075使用之前存储的来自CN 1010的路由区域更新接受消息的内容填充要发送到UE 1030的、本地生成的路由区域更新接受消息。然后，路由区域更新接受消息1085在1085发送到UE 1030。然后执行RRC连接释放过程1088。这个循环继续N-1 次。
[0088]以这种方式，AP 1020可以提取并在存储器中存储第一更新响应消息内容的至少一部分，用于随后在截获来自UE 1030的更多更新请求消息并且直接对其响应而提供更新响应消息时使用。以这种方式，第二(后续)更新请求的一部分不传递到CN，由此将CN流量限制到可以接受的水平。通过AP 1020中计数器的控制和/或修改第一更新响应消息(例如，修改T3312定时器的值)并且将它发送到UE1030，AP 1020能够这么做。
[0089]现在参考图11，说明了可以在本发明实施例中用来实现信号处理功能的典型计算系统1100。这种类型的计算系统可以在基站、接入点、HNB、基站收发机和无线通信单元中使用。相关领域技术人员还将认识到如何利用其它的计算机系统或体系架构实现本发明。计算系统1100可以代表，例如，台式、膝上型或笔记本电脑、手持式计算设备(PDA、手机、掌上电脑等)、大型机、服务器、客户机，或者对给定应用或环境来说期望或适合的任何其它类型的专用或通用计算设备。计算系统1100可以包括一个或多个处理器，诸如处理器1104。处理器1104可以利用诸如像微处理器、微控制器或者其它控制模块的通用或专用处理引擎来实现。在这个例子中，处理器1104连接到总线1102或者其它通信介质。
[0090]计算系统1100还可以包括主存储器1108，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储器，用于存储要由处理器1104执行的信息和指令。主存储器1108还可以用于在要由处理器1104执行的指令的执行期间存储临时变量或其它中间信息。计算系统1100同样可以包括耦合到总线1102的只读存储器(ROM)或者其它静态存储设备，用于为处理器1104存储静态信息和指令。
[0091]计算系统1100还可以包括信息存储系统1110，这可以包括例如介质驱动器1112和可移动存储接口 1120。介质驱动器1112可以包括驱动器或者支持固定或可移动存储介质的其它机制，诸如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、压缩盘(CD)或数字视频驱动器(DVD)读或写驱动器(R或RW)，或者其它可移动或固定介质驱动器。存储介质1118可以包括，例如，硬盘、软盘、磁带、光盘、⑶或DVD，或者被介质驱动器1112读写的其它固定或可移动介质。如这些例子所说明的，存储介质1118可以包括其中存储了特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。
[0092]在备选实施例中，信息存储系统1110可以包括用于允许计算机程序或者其它指令或数据加载到计算系统1100中的其它类似部件。这种部件可以包括，例如，可移动存储单元1122和接口 1120，诸如程序盒和盒式接口、可移动存储器(例如，闪存存储器或者其它可移动存储器模块)和内存插槽，以及允许软件和数据从可移动存储单元1118传输到计算系统1100的其它可移动存储单元1122和接口 1120。
[0093]计算系统1100还可以包括通信接口 1124。通信接口 1124可以用来允许软件和数据在计算系统1100和外部设备之间传输。通信接口 1124的例子可以包括调制解调器、网络接口(诸如以太网或其它NIC卡)、通信端口(诸如像通用串行总线(USB)端口)、PCMCIA槽和卡，等等。经通信接口 1124传输的软件和数据是以信号的形式，信号可以是电、电磁和光或能够被通信接口 1124接收的其它信号。这些信号经信道1128提供给通信接口 1124。这种信道1128可以携带信号并且可以利用无线介质、电线或电缆、光纤或其它通信介质来实现。信道的有些例子包括电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域或广域网，以及其它通信信道。
[0094]在本文档中，术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等可以一般性地用来指有形介质，诸如像存储器1108、存储设备1118或者存储单元1122。这些和其它形式的计算机可读介质可以存储要由处理器1104使用的一条或多条指令，以便使处理器执行指定的操作。当这种一般称为“计算机程序代码”(可以以计算机程序或者其它分组的形式组合)的指令被执行时，使计算系统1100执行本发明实施例的功能。应当注意，代码可以直接使处理器执行指定的操作、被编译成这么做，和/或与其它软件、硬件和/或固件元素(例如，用于执行标准函数的库)组合来这么做。
[0095]在元件利用软件实现的实施例中，软件可以存储在计算机可读介质中并利用例如可移动存储驱动器1122、驱动器1112或通信接口 1124加载到计算系统1100中。当被处理器1104执行时，控制模块(在这个例子中，软件指令或者可执行计算机程序代码)使处理器1104执行这里所述的本发明的功能。如在用于支持订户单元和核心网络(CN)之间通信的网络元件所采用的，本发明的软件实现包括:从订户单元接收第一更新请求消息；将该第一更新请求消息转发到核心网络；WCN接收第一更新响应消息；提取并存储第一更新响应消息内容的至少一部分；将第一更新响应消息转发到订户单元；从UE接收第二更新请求；利用所存储内容的至少一部分创建第二更新响应消息；并且利用第二更新响应消息直接对订户单元作出响应。
[0096]此外，该发明性概念可以应用到用于在网络元件中执行信号处理功能的任何电路。还设想，例如，半导体制造商可以在诸如数字信号处理器(DSP)的微控制器的单机设备或者诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路和/或任何其它子系统元件的设计当中采用该发明性概念。
[0097]将理解，为了清晰，以上描述参考单个信号处理模块描述了本发明的实施例。但是，该发明性概念可以同等地经由多个不同的功能单元和处理器来实现，以提供所述信号处理功能性。因此，将理解，这里所使用的术语“信号处理模块”是要涵盖一个或多个信号处理功能单元、电路和/或处理器。因而，对特殊功能单元的引用只能看作是对用于提供所述功能性的合适装置的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
[0098]本发明的各方面可以以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或者这些的任意组合。本发明可以可选地，至少部分地，实现为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件或者诸如FPGA设备的可配置模块部件。因而，本发明实施例的元件和部件可以物理地、功能性地和逻辑地以任何合适的方式实现。实际上，功能性可以在单个单元中、在多个单元中或者作为其它功能单元的部分来实现。
[0099]虽然本发明已经结合有些实施例进行了描述，但本发明不是要限定到这里所阐述的特殊形式。相反，本发明的范围只能由所附权利要求来限定。此外，虽然一个特征可以看起来是结合特定实施例描述的，但是本领域技术人员将认识到，根据本发明，所述实施例的各种特征可以组合。在权利要求中，术语“包括”不排除其它元件或步骤的存在。
[0100]此外，虽然单独地列出，但是多个装置、元件或方法步骤可以由，例如，单个单元或处理器实现。此外，虽然各个特征可以包括在不同的权利要求中，但是这些有可能可以有利地组合，并且在不同权利要求中的包括不暗示特征组合不是可行和/或有利的。而且，特征在一类权利要求中的包括不暗示限定到这一类，而是指示，在适当的时候，该特征同等适用于其它权利要求类。
[0101]此外，权利要求中特征的次序不暗示特征必须以其执行的任何特殊次序并且，特别地，方法权利要求中各个步骤的次序不暗示所述步骤必须以这个次序执行。相反，步骤可以以任何合适的次序执行。此外，单数引用不排除多个。因而，对“一个”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。
[0102]因而，已经描述了用于从终端设备，例如蜂窝通信系统中的订户通信单元/移动站/用户设备，收集频繁测量的改进方法和装置，其中基本上减轻了以上提到的现有技术布置中的缺点。
【权利要求】
1.一种用于支持订户单元和核心网络(CN)之间的通信的网络元件，其中网络元件包括: 收发机、存储器以及可操作耦合到收发机和存储器的信号处理器，其中信号处理器被布置成: 从订户单元接收第一更新请求消息； 向核心网络转发该第一更新请求消息； 从CN接收第一更新响应消息； 提取和在存储器中存储第一更新响应消息内容的至少一部分； 向订户单元转发第一更新响应消息； 从订户单元接收至少一个第二更新请求； 利用所存储内容的该至少一部分创建至少一个第二更新响应消息；及 利用该至少一个第二更新响应消息直接对订户单元作出响应。
2.如权利要求1所述的网络元件，其中信号处理器利用至少部分所存储内容创建该至少一个第二更新响应消息并且利用该至少一个第二更新响应消息直接对订户单元作出响应，而不向CN传递该第二更新请求。
3.如权利要求1或权利要求2所述的网络元件，其中信号处理器被布置成使用接收更新请求消息和发送该至少一个第二更新响应之间的时间段来建立订户单元测量。
4.如上述任一项权利要求所述的网络元件，其中信号处理器被布置成使用接收更新请求消息和发送该至少一个第二更新响应之间的时间段来从订户单元接收至少一个测量报生口 ο
5.如上述任一项权利要求所述的网络元件，其中信号处理器向订户单元转发第一更新响应消息包括修改包含在第一更新响应消息中的定时器值。
6.如上述任一项权利要求所述的网络元件，其中信号处理器被布置成修改包含在广播系统信息消息中的定时器值。
7.如权利要求5或权利要求6所述的网络元件，其中修改后的定时器值设置由订户单元采用的更新消息过程的周期性。
8.如权利要求5至7所述的网络元件，其中信号处理器被布置成通过乘以整数因子来增加由订户单元采用的第二更新请求消息的频率。
9.如上述权利要求5至8中任一项所述的网络元件，还包括可操作耦合到信号处理器的计数器，其中计数器被布置成当从订户单元接收到更新请求消息时递增，并且其中信号处理器被布置成基于修改后的定时器值选择性地向CN转发多个所述至少一个第二更新请求消息。
10.如上述权利要求5至9中任一项所述的网络元件，其中信号处理器被布置成截获并处理多个第二更新请求消息并且向CN转发减少数量的处理后的第二更新请求消息。
11.如上述任一项权利要求所述的网络元件，其中信号处理器还被布置成执行与订户单元的无线电资源控制(RRC)连接建立和RRC连接释放过程。
12.如权利要求11所述的网络元件，其中RRC连接建立消息包括由订户单元执行的测量信息。
13.如上述任一项权利要求所述的网络元件，其中更新请求消息和关联的定时器值包括含有以下各项的组中的至少一个:位置更新请求消息和T3212定时器值、路由区域更新请求消息和T3312定时器值、跟踪区域更新请求消息和T3412定时器值。
14.如上述任一项权利要求所述的网络元件，其中更新请求消息包括含有以下各项的组中的至少一个:用于电路交换通信的位置更新请求消息、用于分组交换通信的路由区域更新请求消息、用于长期演进(LTE)通信的跟踪区域更新请求消息。
15.如上述任一项权利要求所述的网络元件，其中网络元件是以下至少之一:接入点、基站、节点B、演进的节点B。
16.一种用于网络元件的集成电路，用于支持订户单元和核心网络(CN)之间通信，其中集成电路包括信号处理器，信号处理器被布置成: 从订户单元接收第一更新请求消息； 向核心网络转发该第一更新请求消息； 从CN接收第一更新响应消息； 提取和存储第一更新响应消息内容的至少一部分； 向订户单元转发第一更新响应消息； 从订户单元接收第二更新请求； 利用所存储内容的该至少一部分创建第二更新响应消息；及 利用该第二更新响应消息直接对订户单元作出响应。
17.一种用于支持订户单元和核心网络(CN)之间通信的网络元件的方法，该方法包括，在网络元件: 从订户单元接收第一更新请求消息； 向核心网络转发该第一更新请求消息； 从CN接收第一更新响应消息； 提取和存储该第一更新响应消息内容的至少一部分； 向订户单元转发该第一更新响应消息； 从订户单元接收第二更新请求； 利用所存储内容的该至少一部分创建第二更新响应消息；及 利用该第二更新响应消息直接对订户单元作出响应。
18.—种包括用于支持订户单元和核心网络(CN)之间通信的可执行程序代码的非暂时性计算机程序产品，当可执行程序代码在网络元件中被执行时可操作地用于执行如权利要求17所述的方法。
【文档编号】H04W60/02GK104205959SQ201380010289
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2012年1月17日
【发明者】J·Y·布鲁姆尔, N·D·约翰森 申请人:Ip访问有限公司