用于在无线通信系统中的操作状态同步的设备和方法

用于在无线通信系统中的操作状态同步的设备和方法
【专利摘要】用于在无线通信系统(100)中的操作的方法(300)和用户设备(110)通过执行下述步骤来保持在无线通信系统的固定网络(130)和用户设备之间的系统状态同步：在用户设备处于连接状态(220)中时，从网络站(105)接收(305)消息；确定(310)消息包括用户设备的地址并且消息是应当在固定网络将该用户设备记录为在连接状态时不应当生成的消息；以及，用户设备转换(315)到空闲状态(215)。
【专利说明】用于在无线通信系统中的操作状态同步的设备和方法

【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及无线通信系统，并且更具体地涉及用户设备状态与用户设备状态的网络记录的同步。

【背景技术】
[0002]在许多无线通信系统中，用户设备在几个状态中操作，其中，两个很普通的状态是连接状态和空闲状态。通常当下述时候使用连接状态:用户设备在传送在用户的请求下接收或发射的信息，诸如回答或启动语音或测试消息传送，执行web浏览，并且执行内容(例如，图像、音乐或视频)上传或下载。当用户设备不必传送这样的信息时使用空闲状态，但是空闲状态是重要的，因为通信系统被设计使得用户设备在空闲状态中使用少得多的电力。在空闲状态中的用户设备仍然与所述系统进行通信以用于许多目的。在所述目的当中，有更新被保持在固定网络中的用户设备的位置，使得当要连接网络和用户设备时，该装置了解最可能使用哪个网络站。其他目的是使得网络命令用户设备进入连接状态，保持在装置中的系统时间和许多其他目的。在连接状态中时，在许多系统中用户设备可以继续也在空闲状态中执行的操作中的一些。在用户设备实际上处于连接状态中时由网络将用户设备的状态记录为空闲状态时可以产生问题。这具有引起过量的电池消耗的副作用，并且可以使得用户体验变差，因为用户设备在其操作状态不与网络同步时不能与网络进行通信。

【专利附图】

【附图说明】
[0003]在附图中，贯穿独立的视图，相似的附图标号指示相同或在功能上类似的元件，附图与下面的详细说明一起被包含到说明书中并且形成说明书的一部分，并且用于进一步说明包括所要求保护的发明的思想的实施例，并且解释那些实施例的各种原理和优点。将意味着结合附图来获得该说明，在附图中:
[0004]图1是根据特定实施例的通信系统的框图。
[0005]图2是根据特定实施例的用户设备的状态图。
[0006]图3-6是根据特定实施例的示出由图1-2的用户设备执行的一些步骤的流程图。
[0007]图7是根据特定实施例的能够执行图1-6的功能的用户设备的框图。
[0008]技术人员将明白，为了简单和清楚而图示了附图中的元素，并且附图中的元素不一定按比例绘制。例如，在附图中的元素的一些的尺寸可能相对于其他元素被夸大，以有助于改善对实施例的理解。

【具体实施方式】
[0009]在下面的说明中，相似的附图标号用于描述在附图的几个视图中的相同、类似或对应的部分。
[0010]在此所述的实施例总体上涉及保持在用户设备和无线电通信网络之间的状态同止/J/ O
[0011]参见图1，示出根据特定实施例的无线通信系统100的简化框图。无线通信系统100可以包括固定网络130，固定网络130包括连接到一个或多个中央控制器的许多网络站。图1示出网络站之一，网络站105。无线通信系统100可以包括许多用户设备，诸如便携电话、便携板、便携和移动计算机和便携和移动仪器装置等，它们被配备有与通信系统100兼容的无线调制解调器。在图1中示出两个这样的用户设备110、120。无线通信系统100可以是任何无线通信系统，其中用户设备110在至少两种状态中操作:空闲状态和连接状态，虽然所述状态可以在一些通信系统中具有不同的名称。在许多系统，所有用户设备具有这两种状态。这样的系统的仅一些示例被通称为CDMA IS-95、GSM、CDMA2000 EV_D0、UMTS、3GPP UMB和3GPP LTE。无线通信系统100也可以在此被称为网络100。
[0012]参见图2，状态图200示出根据特定实施例的用户设备110和在通信系统100中操作的其他用户设备的可能状态中的一些。示出了四个状态:关断状态205、加电状态210、空闲状态215和连接状态220。在关断状态205中，用户设备110消耗极小的电力量——一般仅足以检测到将用户设备110加电的用户指示。从这个关断状态，用户设备110移动到加电状态，在该状态中，用户设备110的处理器被启动，并且执行特定的自检功能(例如，存储器检查和电池检查)。也可以在加电状态210中执行在空闲状态215和连接状态220中未执行的其他功能。例如，如果用户执行电源关断命令或如果确定用户设备110的电池的充电状态太低，则用户设备110可以从加电状态210返回到关断状态205。然而，在通常的情况下，用户设备110将进入空闲状态215内。如上所述，在空闲状态中，用户设备110与近处的网络站105进行通信，以与固定网络130确认用户设备现在活动并且在空闲状态215中，并且执行其他系统保持功能，诸如在用户设备在无线通信系统100的地理区域内移动时保持与附近的网络站的通信、保持系统时钟和监视来自固定网络130的寻呼和控制消息，其中的一些可以使得用户设备110进入连接状态220。
[0013]从空闲状态215向连接状态220的转换可能要求在固定网络130和用户设备110之间成功地交换几个消息。这些将是在用于特定的无线通信系统100的系统规范中指定的消息。连接状态220用于以诸如语音、音乐、视频流送、音频流送、交互web浏览器、用户生成的命令等的形式来传送通常用户可感知的信息，并且这可以通常被称为数据通信。经常响应于用户设备110的用户的行为来进入连接状态220，该行为诸如是激活电话呼叫启动按钮、电话呼叫回答按钮、完成用于连接到网站的命令等。但是向连接状态220的转换可以在没有来自用户设备110的用户的命令的情况下发生。例如，网络可以寻呼用户设备以发起移动终端的语音呼叫。用户设备110可以转换回空闲状态115，并且可以作为用户设备110的用户的特定行为的结果进行，诸如启动呼叫挂断按钮或完成用于从网站断开的命令。可以使得用户设备110转换回空闲状态115的另一个行为是语音连接的另一方终止呼叫。
[0014]在一些实施例中，当用户设备110检测到用户设备110已经丢失了到网络100的无线电连接时，用户设备I1转换回空闲状态215，并且重新建立连接。另外，例如，通过来自用户设备110的用户的命令，可以从空闲状态或连接状态进入关断状态205。在用户设备处于连接状态220中时，它通常执行也可以在空闲状态中执行的功能中的至少一些。可以与在连接状态220中在执行的其他功能明显同时地执行这些功能。例如，在语音呼叫期间，通过使用时间和/或频率复用技术，用户设备可以监视在寻呼和/或控制信道上的消息，而没有对于在数据信道上承载的语音呼叫的音频的任何中断。当用户在执行数据通信时，寻呼和控制消息的监视通常仅觉察不到地或根本不将这样的数据通信变慢。
[0015]虽然有试图避免它们的系统设计，但是下述情况可能发生:其中。用户设备110处于连接状态220中，但是固定网络130将用户设备110记录为处于空闲状态215中，S卩，用户设备110内部状态和由网络100记录的用户设备110的状态不同步，或者更简单而言，用户设备110与网络100不同步。该情况引起在用户设备110中的过大的电力耗用，并且可以产生不利的用户体验，因为用户设备和网络因此不能彼此进行通信，直到校正了该失配。该情况可以在许多系统中生成，并且可能不总是能够找出起因。该情况的一种具体已知示例在演进UMTS陆地无线电接入网(E-UTRAN)的当前实现方式中发生，演进UMTS陆地无线电接入网(E-UTRAN)是在3GPP (第三代合作伙伴计划)LTE (长期演进)系统中使用的无线电网络。在该实现中，发现它在下面的消息的交换中生成:从网络站(NS)向用户设备(UE)发送连接释放消息。UE发回因为误差引起的否认(NACK)消息。同时，NS发送安全模式命令，该安全模式命令要求UE加密和解密随后的消息，并且再一次发送连接释放消息。UE进入安全模式中，确认安全模式命令，但是因为它未被加密而不作用于重发的连接释放消息。UE保持在连接状态220中，但是固定网络130将UE记录为处于空闲状态中。
[0016]与网络100不同步的UE状态的另一个示例是当无线电链路变得在网络站105和用户设备110之间不可用时。在该情况下，网络100可以很快地将UE 110记录为处于空闲状态215中，但是UE 110可以长时间处于连接状态220中。该不同步的状态的长持续时间可以发生，而不使用下面在此所述的独特技术的一些。例如，当UE 110是在LTE系统中并且在DRX模式中连接时，该条件可以长时间持续，一个原因是UE当它处于DRX模式中时较不频繁地监视无线电链路。在一些实施例中，诸如定时器方法的、除了下述的那些之外的方法可以使得UE返回到空闲状态。这些仅是该情况如何可以在LTE系统中发生的一些示例。因为类似的原因，该情况可以在其他类型的通信系统中发生。
[0017]现在参见图3，流程图300示出根据特定实施例的、用于在无线通信系统100的用户设备110中的操作状态同步的方法的一些步骤的流程图300。在步骤305处，在用户设备在连接状态220中时，从网络站接收消息。如上所述，连接状态220允许用户设备从事电路交换语音呼叫或分组交换网络浏览，或者从事其他分组交换数据通信行为，诸如使用已经被分配用于这样的目的的无线电资源(无线电频谱和时间分配)上传或下载内容，诸如视频或音乐。在3GPP LTE系统规范上，将无线电资源识别为数据无线电承载(DRB)或多媒体广播组播服务无线电承载(MRB)。DRB资源用于在一个用户设备和固定网络130之间的数据通信，而MRB允许从固定网络130向一组用户设备的数据通信的广播。用于数据通信的无线电资源不分配到用户设备以在空闲状态215中时使用。在步骤310处，用户设备确定在步骤305接收的消息包括用户设备的地址，并且该消息是在固定网络具有用户设备被记录为处于连接状态220中时不应当生成的消息。用户设备响应于该确定来在步骤315处将其本身转换为空闲状态。该行为将用户设备的状态与固定网络130将用户设备记录的状态重新同步。
[0018]参见图4，流程图400示出根据特定实施例的、用于在无线通信系统100中的操作状态同步的方法的步骤405。用户设备在连接状态中时监视至少一个信令信道。可以在一些系统中将信令信道定义为寻呼或控制信道。向信令信道分配与对于数据通信分配的那些不同的无线电资源。在网络将用户设备记录为处于连接状态中时不应当生成的消息是在信令信道上接收的寻呼和控制消息之一。在3GPP LTE系统规范上，将无线电资源识别为信令无线电承载(SRB)。SRB可以承载公共控制信道(CCCH)，并且不应当生成的消息是公共控制信道消息。用户设备可以在通过时间和/或频率复用使用DRB或MRB来同时传输数据时访问 SRB。
[0019]参见图5，流程图500示出根据特定实施例的、用于在无线通信系统100中的操作状态同步的方法的两个步骤。步骤505表达步骤310的一个实施例(图3)，其中，步骤310的确定进一步包括:在步骤505处识别消息被指定来将用户设备的状态从空闲状态向连接状态改变。当是该情况时，用户设备在步骤510处自主地向无线通信系统发送连接建立消息，以在步骤315 (图3)处在已经进入空闲状态之后重新建立连接状态。
[0020]用户设备也可以执行由该消息指定的其他行为。例如，该消息可以是限定用户设备的系统参数改变的、具体编址到用户设备地址的消息。用户设备在试图重新建立该连接之前实现那些参数改变。在3GPP LTE系统的示例中，当消息是被编址到用户设备的寻呼消息时，寻呼消息引发了被称为服务请求者，该服务请求正常将用户设备的状态从空闲状态215改变为连接状态220。可以在全球移动通信系统(GSM)和通用移动电话系统(UMTS)中使用相对于步骤305-315和505-510描述的相同的技术，该GSM和UMTS适当地适于对于信令信道监视正常使得用户设备从空闲状态215改变为连接状态220的消息。在根据特定实施例设计的GSM系统中，用户设备可以被设计来在连接状态中时监视在被识别为CCCH或PCCCH的信道上的寻呼子信道。如果检测到寻呼消息，则执行步骤510。在根据特定实施例设计的UMTS系统中，用户设备可以被设计来在连接状态中时监视被识别为PCCH的信道。如果检测到寻呼类型I消息，则执行步骤510。
[0021]参见图6，流程图600示出根据特定实施例的、用于在无线通信系统100中的操作状态同步的方法的步骤。步骤605表达步骤310的一个实施例(图3)，其中，步骤310的确定进一步包括:在步骤605处识别消息是被指定用于在连接建立或连接重新建立期间使用的控制消息。在该情况下，执行将设备转换到空闲状态的步骤315，并且该方法在不向网络站(NS)发送响应的情况下结束，即使可以指定响应。用户设备执行正常在空闲状态中指定的功能，在3GPP LTE系统的例子中，该消息是RRC连接拒绝消息、RRC连接建立消息、RRC连接重新建立消息和RRC连接重新建立拒绝消息之一。
[0022]在特定实施例中，参考图3的步骤305和310描述的消息是未被指定来要求来自用户设备的响应消息的任何消息(但是，如在步骤310中所述，在固定网络将用户设备记录为处于连接状态220中时不应当生成)。在该情况下，执行将用户设备转换为空闲状态的步骤315，并且，该方法在不向网络站(NS)发送响应的情况下结束。用户设备执行在空闲状态中通常指定的功能。
[0023]图7是根据特定实施例的包括收发器720的装置700的框图。装置700能够对于用户设备110、120执行在此所述的功能。装置700包括一个或多个处理器705，其中每一个可以包括诸如中央处理单元、高速缓存、指令解码器和定时器的设备，仅列出了几个。处理器执行可以被存储在处理器内的存储器位置内的程序指令，或者可以被存储在处理器705双向耦合到的存储器710中。处理器705可以包括输入/输出接口电路，并且可以耦合到在处理器705外部的输入/输出接口电路715。输入/输出电路的一部分可以用于与装置700的用户对接。处理器705进一步耦合到无线电收发器720，该无线电收发器720包括无线电发射功能和无线电接收功能。收发器720耦合到无线电天线725。在一些实施例中，处理器705可以通过输入/输出功能715耦合到收发器720。除了对于无线电功能独特的处理之外，收发器720也可以包括一个或多个处理器和存储器。装置700可以是个人通信装置，诸如蜂窝电话、平板或个人计算机，或者可以是在诸如网络100的无线电网络中操作的任何其他类型的无线电通信装置。无线电网络可以是其中装置700至少具有空闲状态和连接状态的任何类型的网络，诸如蜂窝通信网络、其他广域网、诸如W1-Fi网络的本地网或电缆网状网络或军用网络。在一些实施例中，装置700是在3GPP(第三代合作伙伴技术)网络中操作的LTE(长期演进)UE(用户设备)。
[0024]对于本领域内的普通技术人员应当显而易见的是，对于在此所述的方法，可以添加其他步骤，或者可以去除、修改或重新布置现有步骤，而不偏离方法的范围。而且，通过示例而不是限制地相对于在此所述的设备描述方法，并且可以在其他系统中使用所述方法。
[0025]在本文中，诸如第一和第二与顶和底等的关系术语可以唯一地用于将一个实体或者行为与另一个实体或者行为相区分，而不一定要求或者暗示在这样的实体或者行为之间的任何实际的这样的关系或者顺序。术语“包括”或者其任何其他变化形式意欲涵盖非排他的包含，但是包括一系列元素的过程、方法、物品或者设备不仅包含那些元素，而且可以包含未明确地列出或者这样的过程、方法、物品或者设备固有的其他元素。前有“包括”的元素在没有更多限制的情况下，不排除在包括所述元素的过程、方法、物品或者设备中存在另外的相同的元素。
[0026]贯穿本文对于“一个实施例”、“特定实施例”、“实施例”或类似术语的引用表示在本发明的至少一个实施例中包括接合实施例描述的特定特征、结构或特性。因此，这样的短语在贯穿本说明书的各个位置中的出现不一定都指的是同一实施例。而且，可以无限制地在一个或多个实施例中以任何适当的方式来组合该特定特征、结构或特性。
[0027]在此使用的术语“或”要被解释为包含性的任何一个或任何组合或表达式任何一个或任何组合。因此，“A、B或C”表示“下述部分的任何一种:A ；B ；C ；A和B ;A和C ;B和C ;A、B和C”。仅当元素、功能、步骤或行为的组合以某种方式固有地相互排他时才会出现对于该定义的例外。
[0028]可以使用在可以被CPU的处理器读取的计算机可读介质上包含的编程指令来执行在本文中图示的处理，例如(但是不限于)在图3-6中所述的方法步骤。计算机可读介质可以是能够存储要被微处理器执行的指令的任何有形介质。该有形介质可以是下述部分之一或包括下述部分:CD盘、DVD盘、磁盘或光盘、带和硅基可装卸或非可装卸存储器的一个或多个。也可以以封装或未封装的有线或无线传输信号的形式来承载编程指令。
[0029]将明白，一些实施例可以包括一个或多个通用或者专用的处理器(或者“处理装置”)和独特存储的程序指令(包括软件和固件)，该独特存储的程序指令控制所述一个或多个处理器结合特定的非处理器电路来实现在此所述的方法和/或设备的一些、大多数或者全部功能，所述一个或多个通用或者专用的处理器例如是微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列(FPGA)。替代地，可以通过其中未存储程序指令的状态机或者在其中将每一个功能或特定功能的某种组合实现为定制逻辑的一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现这些功能的一些或全部。当然，可以使用所述手段的组合。
[0030]而且，预期普通技术人员，虽然可能进行了例如由可用时间、当前技术和经济考虑驱动的显著努力和许多设计选择，但当由在此公开的思想或者原理引导时，能够以最少的实验来容易地生成这样的存储的程序指令和1C。
[0031]在上述的说明书中，已经描述了特定实施例。但是，本领域内的普通技术人员明白，在不偏离在所附的权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，应当在说明性的而不是限定性的意义上看待说明书和附图，并且所有这样的修改意在被包括在本发明的范围中。益处、优点、对问题的解决方案和可以使得任何益处、优点或者解决方案发生或者变得更显著的任何一个或多个元素不应当被解释为任何或者所有权利要求的关键的、必需的或者必要的特征或者要素。本发明仅由所附权利要求来限定，包括在本申请未决期间进行的任何修改和所公布的那些权利要求的所有等同物。
【权利要求】
1.一种由用户设备使用来保持在通信系统的固定网络和所述用户设备之间的系统状态同步的方法，包括: 在所述用户设备处于连接状态中时，从网络站接收消息； 确定所述消息包括所述用户设备的地址并且所述消息是在所述网络站将所述用户设备记录为处于连接状态中时不应当生成的消息；以及将所述用户设备转换到空闲状态。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在所述连接状态中时监视一个或多个信令信道，并且其中，所述消息是寻呼消息和控制消息之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定进一步包括:识别所述消息被指定来将所述用户设备的状态从所述空闲状态改变为所述连接状态，所述方法进一步包括: 发送连接建立消息，以在进入所述空闲状态之后重新建立连接状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述无线通信系统是3GPPLTE系统，并且所述消息是寻呼消息。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述无线通信系统是GSM2G系统和UMTS系统之
O
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定进一步包括:识别所述消息是被指定用于在连接建立或连接重新建立期间使用的控制消息。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述无线通信系统是3GPPLTE系统，并且其中，所述消息是RRC连接拒绝消息、RRC连接建立消息、RRC连接重新建立消息和RRC连接重新建立拒绝之一。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述消息未被指定来要求来自所述用户设备的响应消息。
9.一种用户设备，包括: 信号发射器和信号接收器； 存储器，用于存储编程指令；以及 一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被所述编程指令控制以执行下面的功能: 在所述用户设备处于连接状态中时，由所述用户设备的所述接收器从网络站接收消息； 确定所述消息包括所述用户设备的地址并且所述消息是在无线通信系统的固定网络将所述用户设备记录为处于连接状态中时不应当生成的消息；以及将所述用户设备转换到空闲状态。
10.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述确定进一步包括:识别所述消息被指定来将所述用户设备的状态从所述空闲状态改变为所述连接状态，所述方法进一步包括: 发送连接建立消息，以在进入所述空闲状态之后重新建立连接状态。
11.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述确定进一步包括:识别所述消息是被指定用于在连接建立或连接重新建立期间使用的控制消息。
12.—种有形介质，包括编程指令，所述编程指令当被在包括固定网络的无线通信系统中操作的用户设备的处理器执行时，执行下面的功能: 在所述用户设备处于连接状态中时从网络站接收消息； 确定所述消息包括所述用户设备的地址并且所述消息是在所述网络站将所述用户设备记录为处于连接状态中时不应当生成的消息；以及将所述用户设备转换到空闲状态。
13.根据权利要求12所述的有形介质，所述确定进一步包括:识别所述消息被指定来将所述用户设备的状态从所述空闲状态改变为所述连接状态，所述方法进一步包括: 发送连接建立消息，以在进入所述空闲状态之后重新建立连接状态。
14.根据权利要求13所述的有形介质，其中，所述无线通信系统是3GPPLTE系统、GSM2G系统和UMTS系统之一。
15.根据权利要求12中的任一项所述的有形介质，其中，所述确定进一步包括:识别所述消息是被指定用于在连接建立或连接重新建立期间使用的控制消息。
【文档编号】H04W76/02GK104205994SQ201380017995
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月14日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】马蒂厄·巴格兰, 萨亚敏佳塔·古纳万, 杰米·J·礼 申请人:摩托罗拉移动有限责任公司