局部区域/跟踪区域映射的维持的制作方法

本发明涉及移动蜂窝电话，并且特别地涉及网络控制系统支持双附接处理所需的跟踪和定位区域映射的维持。

本发明将基站与网络之间的接口扩展为能够使用邻居小区信息更新网络支持对于电路交换回退所要求的双附接处理所需的跟踪区域/定位区域(ta/la)。随着其位置比传统固定基站更动态的用户提供微小区(毫微微小区)变得更常见，维持映射表变得更困难。本发明提供了一种基于由用户终端获得的信息实时更新ta/la映射表的机制，该信息被传递给基站并由此传递给网络管理系统。

双附接处理使得用户终端能够与两个网络同时关联，并且用于支持多功能终端的操作，对于该操作，不同功能由不同网络来最佳地服务。例如，电路交换网络对于时延而不是对于精度(数据丢失)最佳，并且在用于数据时可能导致不可接受的错误率。因为数据会话仅要求间歇地发送数据，所以保持数据会话占用的电路也是低效的。

一些用户设备(ue)终端装置被装配为通过数字网络承载语音呼叫(被称为“volte”-lte语音系统的技术)，但许多现有用户终端装置不具有该能力。如在第三代合作伙伴项目(3gpp)标准ts23.272章节7.5和7.5a中指定的交换回退(csfb)是这种技术，由此当双模式用户设备连接到无法支持电路交换呼叫的基于分组的全ip网络(诸如“4g”(还被称为“长期演进(lte)”))时，数据服务借助分组交换网络来连接，但语音服务借助电路交换网络来连接，而当这种非volte装置被用于进行或接收语音呼叫或短信时，装置“回退”至更早代“3g”或“2g”通用陆地无线接入网(utran)电路交换网络来完成呼叫或递送“sms”短信。为了允许不同类型的流量由这些不同技术路由到移动终端，装置必须具有在两个网络中记录的附接。

在第三代合作伙伴项目(3gpp)标准ts23272章节52段落3中，该回退过程通过布置以下内容来启用：当用户附接到4g网络时，附接请求消息包括附接类型，该附接类型指示用户设备请求其4g“eps”(演进分组系统)识别码和其2g/3g“imsi”(国际移动用户识别码)这两者的双附接。如由图1(稍后将更详细地讨论)中的虚线所示，当附接请求21由移动管理实体12从到网络的连接上的终端被接收时，附接处理22生效并执行该请求，并且将与终端有关的数据存储在储存器23中。进入通信业务的切换和路由通过将基站一起分组在地理区域中来处理，这些地理区域在lte(长期演进或4g)系统中被称为跟踪区域(ta)。控制该处理的移动管理实体(mme)分配针对4g演进分组核心(epc)匹配的跟踪区域识别码，并且该识别码被记录在附接数据储存器23中，而且还被传输到记录用户设备的网络位置的归属用户服务器(hss)。

在更早的系统(诸如utran(通用陆地无线接入网或“3g”))中，基站还被分组在被称为定位区域(la)的地理区域中。如果要求双附接，则双附接处理24发起utran附接处理25，当其主要附接是经由4g接入网时，该utran附接处理通过3g网络将单独国际移动用户识别码(imsi)附接分配到3g网络切换中心26并且将在电路交换语音核心中分配的用于路由语音呼叫的目的的关联拜访位置寄存器(msc/vlr)分配给装置。为了允许4g网络中的mme控制到3g网络的附接处理，两个不同网络的跟踪区域与定位区域之间需要映射27。映射本身由mme12来保持，并且通常仅在发起双附接24时用来获得到正确msc26的imsi附接。用户不附接到3g无线接入网(ran)，但在电路交换核心中的msc26中存在针对用户的绑定，使得3g网络记录以下内容：装置在4g上(和它附接到哪个mme)，使得它可以在随后要求电路交换连接时对回退请求进行响应(因为这些无法由4g系统处理)。

传统上，这种映射27借助由相应运营商进行的手动输入28来维持。然而，因为其位置比传统固定基站更动态的用户提供微小区(毫微微小区)变得更常见，所以在两种技术中维持服务区域之间的准确映射可能具有挑战性。具体地，相应网络可能属于不同运营商，因此在运营商之间共享最新信息可能由于商业限制以及技术限制而不总是可以。而且，私人拥有但可公开访问的小基站(毫微微小区)开始被使用，和传统宏小区和微小区不同，这些小基站不在网络运营商的直接控制之下，并且可以根据它们的所有者要求而接通或断开或移动。在这种环境中手动维持映射表是不实际的。而且，在全国内漫游模型中，连接用户终端所借助的3g移动交换中心可以在到管理连接的4g移动管理实体(mme)的不同网络中。因此，维持映射数据变得更困难。错误映射将导致到终端的进入3g流量必须从在切换时记录的msc重新路由到另一个基站和msc，并且可能导致延长的呼叫设置时间，该延长的呼叫设置时间可能导致连接尝试的失败。

一旦用户终端已经附接到3g网络和4g网络这两者，则切换和位置更新在两个网络中独立发生，这通过以下方式来管理：使用由相应网络的基站本地保持的邻居列表来识别切换可以进行到的候选基站。由于诸如固定站的技术故障和之后修理或临时安装且之后再次去除私人拥有站(毫微微小区)的原因，这些邻居列表可能随着时间而改变。图2例示了运行已知处理的基站，由该已知处理，通过使移动终端向每个基站报告它们可以检测的任意其它基站的识别码(identity)来在4g(lte)网络中将这些邻居列表动态维持为最新。稍后将更详细地讨论这一点，但简略地说，基站指示用户终端在连接模式下搜索频率的列表，测量信号强度并在找到的小区上报告，并且基站随后还可以为了诸如自动邻居关系(anr)的目的而询问另外信息。如果例如当前信号强度低且存在可以更好地服务该小区的邻居，则基站可以基于从ue接收的报告作出切换决策。

以下是4g系统的特征：移动终端报告用于lte(4g)和utran(3g)以及geran(“gsmedge无线接入网”2g)的邻居数据(如果被指示这样做)…。enodeb(演进节点b或基站)从ue接收包含局部区域识别码和公用陆地移动网络id(除了别的信息之外)的响应，并且向移动管理实体(mme)转发相关信息。

本发明的实施方式使用这两种邻居的该同时检测来识别包含在当前跟踪区域内或附近的定位区域，从而控制用于这些区域之间的映射的动态更新处理，当终端在被接通或进入基站的范围内时终端第一次连接到网络时，该映射被用于初始附接处理中。

根据本发明的第一方面，提供了一种移动电信系统，该移动电信系统包括：形成根据第一协议操作的第一网络的一部分的多个基站、形成根据第二协议操作的第二网络的一部分的多个基站、以及移动管理实体(mme)，其中，mme具有在由第一网络中的一组相应第一网络控制元件管理的地理区域与由第二网络中的一组相应第二网络控制元件管理的地理区域之间的映射的储存器，映射适于支持双附接系统允许移动终端与根据映射选择的一组第二网络控制元件中的一个进行关联，该移动终端已经与一组第一网络控制元件中的一个进行关联。

其中，第一网络的基站中的至少一个被布置为从当前与基站通信的移动终端请求并接收邻居数据，并且将邻居数据转发到mme，邻居数据与第二网络的可以由移动终端检测的基站有关，并且mme被布置为根据它从终端接收的位置更新来更新基站之间的映射。

5、一种用于电信系统的移动管理实体(mme)，该mme包括用于由一组相应第一网络控制元件管理的地理区域与由一组相应第二网络控制元件管理的地理区域之间的映射的储存器，该一组相应第一网络控制元件控制根据第一协议操作的第一网络的基站，该一组相应第二网络控制元件控制根据第二协议操作的第二网络的基站，映射适于支持双附接系统允许移动终端与根据映射选择的一组第二网络控制元件中的一个进行关联，该移动终端已经与第一网络控制元件中的一个进行关联。

其中，mme被布置为从第一网络的基站接收与第二网络的基站有关的邻居数据，并且被布置为通过根据mme接收的邻居数据更新相应地理区域之间的映射来维持该映射。

6、根据权利要求5的移动管理实体，其中，映射由mme用来选择当由用户终端发起到第一网络的附接时发起附接过程所用的第二网络中的服务器。

7、根据权利要求6的移动管理实体，其中，第二网络中的服务器被选择为用于当要求第一网络不适于的服务时与移动终端通信。

8、一种用于第一移动通信网络的基站，该基站被布置为在移动管理实体的控制下与移动通信终端通信，并且被布置为从这样的移动通信终端接收与在第二移动通信网络上操作的基站有关的邻居数据，并且被布置为通过向移动管理实体发送传输与在第二移动通信网络上操作的基站有关的邻居数据的信号来对该数据的改变进行响应。

9、根据权利要求8的基站，该基站被布置为向移动终端发送扫描在第一和第二通信网络中操作的相邻基站的请求。

10、一种操作移动通信系统的方法，其中

与移动通信系统的基站通信的移动终端检测第二移动通信系统的一个或更多个邻居基站，

移动终端向基站发送与邻居基站有关的数据，

基站向控制移动通信系统的网络管理处理器发送与邻居基站有关的数据，

网络管理处理器维持使基站与邻居基站关联的映射数据储存器，映射适于支持双附接系统允许移动终端与根据映射选择的一组第二网络控制元件中的一个进行关联，该移动终端已经与一组第一网络控制元件中的一个进行关联，

一种移动电信系统，该移动电信系统包括：形成根据第一协议操作的第一网络的一部分的多个基站、形成根据第二协议操作的第二网络的一部分的多个基站、以及移动管理实体(mme)，其中，mme存储在由第一基础设施(infrastructure)中的一组相应第一网络控制元件管理的地理区域与由第二基础设施中的一组相应第二网络控制元件管理的地理区域之间的映射，映射适于支持移动终端与根据映射选择的一组第二网络控制元件中的一个进行关联，该移动终端已经与一组第一网络控制元件中的一个进行关联，

其中，第一网络的基站中的至少一个被布置为从当前与基站通信的移动终端请求并接收邻居数据，并且将邻居数据转发到mme，邻居数据与第二网络的可以由移动终端检测的基站有关，并且mme被布置为根据mme从终端接收的位置更新来更新基站位置之间的映射。

基站可以被布置为向移动终端发送扫描在第一和第二通信网络中操作的相邻基站的请求。映射可以由mme用于选择在由用户终端发起到第一网络的附接时发起附接过程所用的第二网络中的服务器。在要描述的实施方式中，第二网络中的服务器被用于在要求第一网络不适于的服务时与移动终端通信。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于电信系统的移动管理实体(mme)，该mme包括：用于由一组相应第一网络控制元件管理的地理区域与由一组相应第二网络控制元件管理的地理区域之间的映射的储存器，该一组相应第一网络控制元件控制根据第一协议操作的第一网络的基站，该一组相应第二网络控制元件控制根据第二协议操作的第二网络的基站，映射适于支持双附接系统允许移动终端与根据映射选择的一组第二网络控制元件中的一个进行关联，该移动终端已经与第一网络控制元件中的一个进行关联，

其中，mme被布置为从第一网络的基站接收与第二网络的基站有关的邻居数据，并且被布置为通过根据mme接收的邻居数据更新相应地理区域之间的映射来维持该映射。

本发明的一些实施方式还提供了一种用于第一移动通信网络的基站，该基站被布置为在移动管理实体的控制下与移动通信终端通信，并且被布置为从这样的移动通信终端接收与在第二移动通信网络上操作的基站有关的邻居数据，并且被布置为通过向移动管理实体发送传输与在第二移动通信网络上操作的基站有关的邻居数据的信号来对该数据的改变进行响应。

根据本发明的第三方面，提供了一种操作移动通信系统的方法，其中，

与移动通信系统的基站通信的移动终端检测第二移动通信系统的一个或更多个邻居基站，

移动终端向基站发送与邻居基站有关的数据，

基站向控制移动通信系统的网络管理处理器发送与邻居基站有关的数据，

网络管理处理器维持使基站与邻居基站关联的映射数据储存器，映射适于支持双附接系统允许移动终端与根据映射选择的一组第二网络控制元件中的一个进行关联，该移动终端已经与一组第一网络控制元件中的一个进行关联。

本发明提供了基于由基站接收且被转发到移动管理实体(mme)的信息实时地更新ta/la映射表的机制。

本发明的实施方式使用由enodeb中的anr(自动邻居关系)功能已知的相邻小区信息来更新由mme用来支持功能(诸如电路交换回退所需的双附接处理)的跟踪/定位区域映射。最新映射的维持允许msc服务器识别初始附接上的正确局部区域，这避免在回退处理期间需要从一个移动交换中心(msc)到另一个msc重新分配用户并因此重新分配呼叫，并且允许呼叫设置时间的减少。

本发明原理可以用于生成在不同基础设施上操作的多于两个基站网络之间的映射。由此，可以通过比较来自能够连接到这种基础设施的各种组合的移动终端的邻居列表，针对多个基础设施覆盖邻居小区信息之间的映射。这允许管理能够连接到那些基础设施的相同或其它组合的移动单元之间的网络间切换。举个简单的例子，如果能够分别连接到网络a和b以及a和c的两个移动单元向mme提供邻居列表信息，则可以提供三个网络a、b以及c之间的映射，该映射然后可以用于管理移动单元在网络b与c之间的回退。

现在将参照附图描述本发明的实施方式，附图中：

图1是被配置为根据本发明操作的移动管理实体的示意图、以及在本发明的操作期间发生的信息流，

图2是基站和关联网络管理系统的示意图；

图3是包括图1和图2中描绘的元件的网络的示意图，示出在本发明的处理的操作期间发生的信息流。

该实施方式使用在相关标准(特别是3gpp自动邻居关系(ts36.300：章节22.3.2a))中限定的多个功能。将不详细讨论这一点，除非在理解本发明需要时。

图1是移动管理实体(mme)的示意图，示出协作执行本发明的处理的多个功能元件。各个功能元件通常将在运行在一个或更多个处理器上的软件中具体实现，并且省略与本发明概念不相关的元件。

移动管理实体(mme)12包括：控制接口20，该控制接口在移动管理实体的控制下与各种基站(enodeb)通信，并且照例控制诸如切换、呼叫路由等的功能以及在终端与网络初始进行接触21时发生的附接处理22、24、25；和已经讨论的关联数据储存器23、27。为了清楚起见，图1仅示出了与本发明的理解有关的功能元件，虚线指示传统功能元件，并且实线指示另外功能。将理解，这些功能中的任一个或所有可以以运行在一个或更多个数据载体上且控制通用计算机的软件具体实现。

图2已经被简略地讨论过。它示出了基站1(在4g技术中被称为演进节点b或enb)，该基站是移动终端与基础网络基础设施进行无线通信联系的装置。将理解，基站具有中央处理器以在中央处理器的控制下协调其它元件、存储器、切换控制功能以及用于与无线接口单元通信的接口的操作，并且借助它们到达当前附接到那些基站的用户终端。这些元件是传统的，并且从附图中省略(因为将不详细讨论它们)。enb1还具有操作接口11，该操作接口具有控制移动管理实体(mme)，该mme控制到基站和来自基站的呼叫处理。还将理解，这里描绘的各个功能元件通常将以运行在一个或更多个处理器上的软件具体实现。

基站1运行自动邻居识别(anr)功能2，该anr功能用于维持邻居关系表3。邻居关系表维持与在附近用户终端的通信范围内(或实际上近来已经在该通信范围内)的基站有关的信息。

基站无线电资源控制功能4管理用户终端与基站通信的无线接口44。

如图2所示，anr功能2驻留在enodeb1中。对于enodeb控制的每个小区，enodeb维持包含目标小区标识符(tci)的邻居关系表3，该tci识别每个相邻小区a、b、c和那些小区的多个属性x、y、z。anr功能2允许网络操作和管理系统10借助nrt管理功能8管理邻居关系表(nrt)3。

作为在ts36.300223.2a中标准化的anr功能的一部分，邻居检测功能5从借助无线接口44从移动终端接收的报告识别新邻居，并且将它们添加到nrt3。在连接模式期间，enodeb通过无线接口44向所连接用户终端发送对其它rat/频率执行测量并检测小区的指令31(还参见图3)。终端通过发送与它们检测的小区有关的报告32来进行响应。在enodeb接收到这种报告时，它更新其邻居关系表3。不时地，操作和管理系统10向enodeb发送对邻居关系的更新的请求6，并且nrt管理系统8用关于邻居关系表3的内容的已更新信息7来进行响应。anr还包含邻居去除功能9，该邻居去除功能例如在特定邻居不在多个最近邻居报告中时自动去除邻居关系表中的过时项目。

在本发明的该实施方式中，mme12使用在其控制下从附接到每个enodeb1的移动终端检索的邻居数据32来维持其映射表27。如图1所示，mme12结合邻居数据检索功能15，该邻居数据检索功能向enodeb发送生成报告36的请求30，这些报告然后可以用于识别用于两个网络的邻居数据13、14，并且识别然后可以作为到映射处理18的输入的相应局部区域和跟踪区域(17、18)，以更新用于双附接处理24的映射27。在一些实施方式中，修改nrt管理功能8，以自主地向mme发送邻居关系更新36，而不是等待来自mme的指令30。

图3示出了在本发明的实施方式中执行的更新处理。参与该处理的网络元件是lte基站(enodeb)1、移动管理实体(mme)10、双模式移动终端11以及utran基站13。该实施方式中的初始交互31、32、33、330、34、35根据标准3gppts36.300223.2a(在检测到utran小区的情况下为自动邻居关系功能)步骤1至步骤5来操作，因此，移动终端11和所检测的基站13都不需要修改。

如上所述，每个小区都包含频率间搜索列表，该频率间搜索列表包含要搜索的所有频率。在连接模式期间，enodeb1可以向ue11发送对其它rat/频率执行测量并检测小区的请求31。ue以目标rat/频率返回指示所检测小区的pci(协议控制信息)的报告32。对于utran频分复用(fdd)小区，pci由载频和主扰码(psc)来限定。对于utran时分复用小区，pci由载频和小区参数id来限定。对于geran小区，参数是频带指示符+基站识别码(bsic)+和广播控制信道绝对射频信道号(bccharfcn)，并且对于cdma2000码分多址小区，由伪随机噪声(pn)偏离来限定。

当enodeb1接收包含小区的pci的ue报告时，enodeb使用新发现的pci作为参数向ue发送指令(33)，以由目标小区13读取另外数据广播(330)。具体地，对于geran检测小区，ue读取所检测邻居小区的小区全局识别码(cgi)和路由区域码(rac)。对于utran小区，它读取cgi、局部区域码(lac)、rac以及所有广播的公用陆地移动网识别码(plmn-id)。对于cdma小区，它读取cgi。对于频间情况，enodeb使用新发现的pci作为参数来指示ue读取频间检测小区的演进小区全局标识符(ecgi)、跟踪区域码(tac)以及所有可用plmnid。ue在找到在所检测系统间/频间邻居小区的广播信道中发送的所请求信息的同时，忽视来自服务小区的发送。为了这样做，enodeb可能需要调度适当空闲时段来允许ue从所检测rat间/频间邻居小区的广播信道读取所请求信息。

在ue已经读取新小区中的所请求信息之后，它向服务小区enodeb1报告所检测的数据(步骤34)。在频间的情况下，ue报告已经检测到的ecgi、跟踪区域码以及所有plmn-id。如果所检测的小区是csg或混合小区，则ue还向服务小区enodeb报告csgid。

在传统使用中，如由标准ts3630022.3.2a要求的，enodeb1使用该数据来维持其自己的rat-间/频间邻居关系表3(步骤35)。

在本发明的该实施方式中，由enodeb1从邻居关系表3检索数据并将数据递送到mme10的邻居数据处理器29(步骤36)。该数据(具体为用于所检测的每个基站13的定位区域码(lac)和关联公用陆地移动网识别码(plmnid))由邻居数据处理器使用以更新映射数据库27中的数据(步骤37)。映射遵循两个处理。第一，被识别为具有两个或更多个能力的基站被记录在定位数据库13、14这两者中，而不管移动终端正在使用哪一个能力。第二，使用给定能力且都在给定移动终端范围内的两个或更多个基站可以被识别为邻居。

由此生成的映射27然后可以以已知方式用于促进双附接处理24，以启用到服务4g小区(分组交换)和用于语音和sms的电路交换核心的附接，以选择正确定位区域。进入的语音呼叫稍后需要被路由到适当msc上。mme12可以更新操作和管理系统10，以允许o&m系统10修改现有tac分配并将那些推送到enodeb1。

映射处理18本身可以响应于邻居报告更新来简单地记录两个相应系统中的哪些基站已经被报告为在给定移动终端的范围内。更复杂的处理可以用于提供la与ta域之间的更可靠映射。

例如，处理可以基于从映射储存器27检索的数据使用附接25监测装置回退处理是否回退到属于在数据库中存储的la的3g基站，并且相应地修改映射的优先等级。映射处理18还可以监测特定3g邻居是否仅在与特定4g相同的区域中被间歇地报告，这可能暗示它在4g基站的覆盖区域的边缘附近被间歇使用，或者交叠区域很少被移动终端拜访，并且在任意情况下，当呼入和回退发生时，存在装置在位于当前跟踪区域内部或附近的特定定位区域中的低统计概率。这将允许进行哪个局部区域被映射到给定跟踪区域的适当选择。