蜂窝无线电通信中移动性信息的交换

摘要

在无线电通信系统的服务节点处，从该无线电通信系统的远程终端接收连接请求。基于接收（200）连接请求，向该远程终端请求（230）移动性信息。从远程终端接收（240）所请求的移动性信息，以及与该移动终端建立（250）所请求的连接。

说明书

技术领域

本公开涉及蜂窝无线电通信中的信息交换领域，并且更具体地涉及从用户设备获取关于该用户设备的移动性的信息。

背景技术

当无线通信网络中的控制器拥有关于用户和用户设备（UE）的更多知识时，对该网络的管理和支配会得到改善。此知识允许网络改变其设置以适合移动UE。UE的移动速度或者行进速度对于调谐若干参数非常有用，参数诸如是例如用于切换和小区重选触发之类的移动性触发器，寻呼，不连续接收（DRX）参数设置，新基站的部署，等等。

在长期演进（LTE）中，诸如UE速度信息之类的移动性状态可以在网络处可用，但是仅在某些场合下可用。关于UE速度的信息例如被包括在由UE发射的测量报告消息中。在测量报告消息中，除其他参数之外，UE报告location-info-r10（位置-信息-发布10）。在36.331（3GPP TS36.331，第三代合作伙伴项目技术规范No.36.331）中规定，location-info-r10包含称为水平速度的字段，其中水平速度通过定位技术来估计。关于UE速度的信息由UE在UE检测到无线电链路故障或切换故障时进行报告。

当UE检测到无线电链路故障（RLF）或切换故障时，则此原因通过由UE发射的RRC连接重建请求消息而指示给RLF恢复过程期间UE最终所在的小区。RLF恢复期间UE最终所在的小区发射UE在检测到RLF之前所做的所有最近的测量。这些测量将包括水平速度信元。该信息通过经由两个小区之间的X2交换的RLF指示消息来发射，如在3GPP TS36.423（X2应用协议）中所规定的。备选地，UE可以使用UE信息RRC消息来发射此信息。

切换请求消息也具有UE历史信元，但是其仅在切换过程期间发射，并且由控制服务小区的eNB向控制目标小区的eNB发送，如在3GPP TS36.423中所规定的。UE历史信元包含最后N个访问的小区的GCI（全局小区标识符）连同在这N个小区中的每个小区中花费的时间。N的最大数目是16。尽管此信息并不是对速度或速率的直接测量，但是其可以被网络用作粗略估计。

在以上描述的每个消息中，网络出于某些目的并且响应于某些事件，诸如切换或RLF，而接收关于UE的速度的知识。网络不具有未经历这些事件的任何UE的UE速度信息。

UE速度信息也在邻居小区处交换。这发生在UE已经检测到RLF并且UE已经到达邻居小区时。此邻居小区将此信息转发给所讨论的UE的最后一个服务小区，以供在移动性鲁棒优化（MRO）中使用。最后一个服务小区使用此信息来更新其移动性触发器。移动性触发器是在切换决策中使用的阈值。然而，服务小区在RLF之后不再服务此特定UE。

即使接收到信息，信息也可能是不准确的。水平速度IE的准确性取决于UE的能力。另一方面，UE历史信息允许网络通过估计UE在最后N个小区中停留的时间来得到对UE速度的近似。然而，小区可以具有不同大小，并且UE可能已经穿过整个小区或者仅仅穿过小区的一小部分。

发明内容

一个目的在于从移动设备向网络传送移动性信息。移动性信息可以采取很多不同形式，包括移动性状态或水平速度信元。移动性状态可以通过测量在一时间间隔内切换的数目或者更直接地使用随时间变化的位置或定位信息来估计。

在一个示例中，在无线电通信系统的服务节点处从该无线电通信系统的用户设备（UE）接收连接请求。基于接收到连接请求而向UE请求移动性信息。从UE接收所请求的移动性信息，以及与该UE建立所请求的连接。

在另一示例中，无线电通信系统的服务节点具有：接收器，用于从该无线电通信系统的用户设备（UE）接收连接请求；发射器，用于基于接收到连接请求而发射针对来自UE的移动性信息的请求。该接收器从UE接收所请求的移动性信息，并且控制器与该UE建立所请求的连接。

在另一示例中，移动性信息在处于空闲模式的、无线电通信系统的UE处确定。向无线电通信系统的服务节点发送连接请求。从服务节点接收针对移动性信息的请求，以及向服务节点发送估计的移动性信息。

在另一示例中，UE具有控制器，用于在空闲模式中确定移动性信息。UE还具有发射器，用于向无线电通信系统的服务节点发送连接请求，以及接收器，用于从服务节点接收针对移动性信息的请求。该发射器向服务节点发送估计的移动性信息。

关于网络中的移动设备的速度的准确或当前的信息提供了允许网络得以被更有效地管理的优势。这包括针对以不同速率移动的UE差异化管理切换，以及设置移动设备的各种操作参数。

附图说明

通过参考以下描述和附图可以最好地理解本公开。

图1是从UE向eNB发送移动性信息的过程的流程图。

图2是在eNB处从UE接收移动性信息的过程的流程图。

图3是UE所横贯并且根据UTRAN的标准而连接的三个无线电通信系统小区的简化图示。

图4是无线电终端的简化硬件框图。

图5是示出执行以用于接收移动性信息的信令和设备操作的信令图示。

具体实施方式

在下文描述中，阐述了多个具体细节，诸如逻辑实现、操作码、用于指定操作数的装置、资源划分/共享/复制实现、系统部件的类型和相互关系、以及逻辑划分/整合选择。然而，本领域技术人员将会理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践不同的实现。在其他实例中，控制结构、门级电路和全软件指令序列未详细示出，以避免模糊本描述。

在下文描述以及权利要求中，可以使用术语“耦合”和“连接”及其衍生物。应当理解，这些术语不旨在作为相互的同义词。“耦合”用于指示两个或更多元件可以或者可以不处于相互的直接物理或电接触中，它们进行协作或相互交互。“连接”用于指示相互耦合的两个或更多元件之间的通信的建立。

用户可以使用用户设备（UE）经由通信系统进行通信，并且向系统中或系统外的其他UE发送和接收数据。对通信系统的接入可以通过固定线路或无线通信接口或其组合来提供。为UE提供移动性的无线接入系统的示例包括蜂窝接入网络、各种无线局域网（WLAN）、无线个人局域网（WPAN）、基于卫星的通信系统以及这些的各种组合。通信系统典型地根据标准和/或规范和协议集合来操作，这些标准和/或规范和协议集合阐述允许系统中的各种元件做什么以及应当如何实现。例如，通常定义用户，或者更精确地说用户设备提供有电路交换通信还是分组交换通信，还是二者均有。同样，在用户设备和通信的各种元件之间应当实施的通信的方式以及它们的功能和责任典型地由预定义的通信协议来定义。各种功能和特征通常布置在层级或分层结构中，即所谓的协议栈，其中更高级别的层可以影响较低级别功能的操作。

在蜂窝系统中，基站形式的网络实体提供用于与在一个或多个小区或扇区中的移动设备通信的节点。在某些系统中，基站称为“节点B”。通常，基站装置以及接入系统的其他装置用于通信所需要的操作由特定控制实体来控制，诸如基站控制器、移动交换中心、或分组数据支持节点。

本公开在通用移动电信系统（UMTS）的第三代（3G）移动通信系统，尤其是长期演进（LTE）的背景中描述。LTE的特定示例是演进的通用陆地无线电接入（E-UTRA）。演进的通用陆地无线电接入网络（E-UTRAN）包括E-UTRAN节点B（eNB），其被配置用于提供基站和控制功能。然而，本发明不限于此。

在下文描述和权利要求中，术语“UE”和“用户设备”被用来指代远程终端、移动设备或无线电广播装置、订户设备以及可以连接到不止一个小区并且经历切换的任何其他类型的移动设备。术语“切换”也包括“移交”。术语“eNB”或“小区”通常用来指代基站、接入点、固定终端和类似设备以及基站的无线电覆盖区域、小区或扇区。出于示例性目的，描述是在LTE的背景中给出的，但是本发明不限于此。

在LTE中，移动性通常用来指代切换和切换协议，如在移动性鲁棒优化（MRO）中。其也用来指代指示UE移动通过小区的速度的信元。该信元可以具有三个值之一：高、中和低。此移动性与UE移动穿过地面的速度以及称为水平速度的LTE参数有关。在下文的描述和权利要求中，移动性既用来指示通常意义下的切换，又用来指示UE行进的速率。UE发送和接收数据的速率将用其他术语来指示，诸如数据率、高或低流量，等等。

本公开提供了UE在切换到RRC连接模式时报告其移动性状态的方法。当处于RRC空闲模式时对移动性状态进行估计。UE在处于空闲模式中时知晓其移动性状态，如在3GPP TS36.304中所规定的。如本文所描述的，在RRC连接时，除了其他信息之外，网络可以要求UE报告其估计的移动性状态，例如其速度。UE可以通过使用诸如测量报告之类的消息来报告此信息。此外，在切换期间，关于移动性状态的信息可以被包括在服务小区和目标小区之间交换的切换请求消息中。

使用这些消息交换，网络可以在网络侧具有对用户速度的完整概念。此信息可以用于各种目的，诸如设置寻呼区域、设置DRX、设置移动性触发器、确定网络部署策略，等等。因此，例如当网络知晓系统中UE速度时，其可以优化寻呼。如果区域内的用户正在非常快速地移动，则寻呼区域可以设置成很大。类似地，在其缓存中不具有日期或者非常小日期的给定UE的DRX周期可以根据其平均速度来设置。快速移动的UE可以比慢速移动的UE被设置用于更长的DRX周期。

在收集UE速度的一个示例过程中，当UE从空闲模式切换到连接模式时，UE报告其速度或移动性状态。图1是从UE的角度的简化过程的流程图。在图1中在100处，UE处于RRC空闲模式中。尽管此处描述了RRC模式和命令，但是本发明不限于此并且宽广范围的不同协议和标准中的任一可以受益于所描述的技术、处理和系统。

在110处，UE执行移动速度估计，诸如空闲模式中的移动性状态估计。移动性状态估计将横贯的小区数目（多达16）与逝去的时间进行比较以获得指示UE的速度的值。移动性状态具有高、中或低值。给定时间内切换的数目被用来确定移动性状态为高，如果存在很多切换的话，确定移动性状态为中，如果存在中等数量的切换；以及确定移动性状态为低，如果在给定时间窗口期间很少切换。

作为备选，其他速度估计也可以由UE使用。LTE定义了如在3GPP TS36.331中所规定的水平速度信元。其通常被包括在小区之间经由X2交换的切换请求消息的UE历史信元中，如在3GPP TS36.423中所规定的。也可以使用其他测量和报告格式。UE可以基于接收的通信或定位信号或基于其他因素而直接测量其速度。

在120处，UE做出判决：UE是否将从RRC空闲模式切换到RRC连接模式。该判决通常由用于发送或接收数据的用户请求而引起，但是也可以由来自服务eNB的寻呼或由管理功能而引起。如果UE不从空闲模式转变，则过程返回到100，并且UE保持在空闲模式中。

在130处，UE向服务eNB发送寻呼响应或RRC连接请求以建立连接。eNB将以不同方式回应，取决于UE所发送的消息。在eNB能够建立连接的情况下，在140处，eNB发送该连接被准许的消息。此消息可以包括上行链路信道分配、训练和同步数据以及其他信息。

在150处，UE从服务eNB接收请求以向eNB发射回移动性信息。此请求可以与连接建立消息组合，或者其可以作为单独的消息发送。在一个示例中，该请求是测量控制消息的形式。该请求可以指定期望的特定信息，诸如移动性状态、水平速度、或其他或附加的参数。

在160处，UE遵从该请求并发送所请求的信息。服务eNB可以在自己这端使用此信息或者通过S1将此信息提供给网络或者经由X2提供给其他节点。上文提到了一些示例用途，然而本发明不限于此。

在170处，UE与服务eNB传送分组数据。所建立的、在130处请求的连接被用来完成连接为之而建立的数据事务。在180处，当耗尽数据缓存或超时时，将完成数据事务并且UE可以返回空闲模式。

过程流程图被简化以示出当UE离开空闲模式时如何立即从UE获得移动性数据。在所列出的任何操作之前或之后可以存在中间步骤。例如，数据通信可以通过各种切换以及其他中断而扩展。此外，取决于具体实现，移动性信息可以通过指派的上行链路信道或者使用随机接入信道或控制信道来发送。

图2是从服务eNB的角度的简化过程的流程图。在200处，eNB从UE接收连接请求或寻呼响应。如果UE已经空闲，则eNB将不具有关于其位置和移动的新近信息。

在一个示例中，当从给定UE接收例如RRC连接请求消息时，在230处，服务eNB要求UE报告其估计的移动性状态。由于UE刚从空闲模式转变，最近的移动性状态将很有可能是UE处于空闲模式时由该UE估计的移动性状态。网络可以使用例如测量控制消息或以其他形式来向UE要求此信息。其他消息也可以作为备选，例如UE信息消息。E-UTRAN定义UE能力信息消息，其向eNB指示UE针对不同无线电频带级别的无线电接入能力。如上所提到的，该请求可以与连接建立和信道指派消息进行组合或者其可以是单独的消息。在230处，针对移动性信息的请求可以采取对UE的最近移动性状态估计的请求的形式，然而作为备选或附加于移动性状态，eNB可以请求与UE移动的速度相关的其他信息。这些包括水平速度以及其他速度测量，如前文所提及的。

在连接请求和移动性状态请求之间可以执行中间操作。这些操作可以与准许或拒绝连接相关联，或者与其他操作问题相关联。在图2的示例中，在210处，网络首先检查链路质量。如果例如RRC连接请求消息的SINR（信号对干扰和噪声比）超过阈值，则链路质量被认为是良好，并且eNB将准许该连接请求并且请求移动性状态。如果未超过阈值，则eNB可以不做应答或者发送连接请求拒绝。备选地，如所示，如果链路质量不够好，则网络等待。在220处一定延迟或等待之后，当在200处接收到另一连接请求时，或者当从刚刚连接的UE接收到分组数据并且质量变得好于质量阈值时，eNB将发射针对移动性状态的请求。检查链路质量的操作210是可选的。这允许网络提高正确地接收移动性信息的概率。质量阈值可以选择以防止将连接给予不能支持可靠连接的UE。具体的阈值可以选择以适合具体实现。

在240处，从UE接收带有移动性状态数据的应答以及对来自eNB的消息的任何其他方面的任何需要的应答。UE可以使用各种不同类型的关于移动性的信息中的任一进行应答。该应答可以包括水平速度信元和/或移动性状态信元，如在3GPP TS36.331&36.304中所规定的，或者在UE处内部做出的任何其他类型的速度或速率估计，特别是尚未用信号发送给网络的速度或速率估计。这些通常被包括在经由X2交换的切换请求消息的UE历史信元中，如在3GPPTS36.423中所规定的，然而它们不会另外发射。此外，如果网络基于例如测量上行链路传输已经估计了UE速度的移动速度，则此信息可能对于网络是已知的。网络可以组合所有这些信息并且做出平均、瞬时速度估计。

在250处，服务eNB与UE传送分组数据。所建立的、在200处请求的连接被用来完成连接为之而建立的数据事务。连接的建立可以利用在230处针对移动性信息的请求而发生，或者其可以使用其他消息传送（未示出）而发生。在260处，当耗尽数据缓存或超时时，将完成数据事务并且UE可以返回空闲模式。可以结合分组数据通信发生附加操作或者作为辅助操作，包括切换、重新配置、指派参数，等等。

图3是无线电通信系统的通常配置的图示。在图3中，UE正从小区A移动到小区B继而到小区C，如指向附图的右方的箭头所指示的。每个小区具有图示为塔的基站，诸如eNB，或者靠近这三个小区的每个小区中心的类似结构。尽管这些基站被示出为靠近每个小区的中心，它们也可以备选地使用分扇区的天线来定义每个小区的边缘，或者具有任何其他期望的配置。在E-UTRAN中，不同的用户设备终端（UE）被无线连接到无线电基站（通常称为演进的节点B(eNB)），并且当它们在小区之间移动时被切换到不同的eNB，如图所示。在E-UTRAN中，无线电基站经由S1接口直接连接到核心网（CN），其控制连接到它的eNB。eNB也经由X2接口相互连接。操作和支持系统（OSS）经由OSS接口、在逻辑上连接到所有无线电基站以及CN。

图4是适合于UE和eNB的设备架构的示例硬件图示。硬件400包括一个或多个天线元件401。可以有单独的发射和接收阵列，分扇区的或分集天线或者单个全向天线元件。针对发射，数据被收集在发射队列403中，数据从该发射队列传送到基站调制器405以便转换成符号、调制和上变频。发射器407还调制和放大信号以供通过天线传输。

在接收侧，在接收链409中接收的符号被解调并且下变频到基带。基带系统从接收的信号中提取比特序列并且生成可能需要的任何错误检测代码。比特流存储在接收缓存或队列413中以供系统使用。

控制器415控制接收链和发射链的操作，将数据应用到出站队列以及从入站队列接收数据。其还生成消息以支持其通信所用的无线和有线协议。控制器耦合到一个或多个存储器系统417，其可以包含软件、中间高速缓存的值、配置参数、用户数据和系统数据。控制器还可以包括内部存储器，其中代替于或附加于被存储在外部存储器系统中，这些信息和数据类型中的任何一个或多个可以存储在内部存储器中。控制器耦合到系统输入/输出接口419，其允许与外部设备的通信，以及用户输入/输出接口421以允许用户控制、消耗、管理和操作系统。

在eNB的情况下，系统接口419可以提供通过S1、OSS和X2接口接入其余网络设备以发送和接收数据、消息和管理数据。然而，这些接口的一个或多个也可以使用无线电接口401或另一接口（未示出）。在UE的情况下，系统接口可以连接到设备上的其他部件，诸如传感器、麦克风和照相机，还可以通过无线或有线接口连接到其他设备，诸如个人计算机或其他类型的无线网络。

图5是示出了所公开技术的诸多方面的信令图示。如利用过程的流程图，可以从图示信令中添加或减去附加的和备选的操作。在图示顶部，1，UE正在执行空闲模式操作，其包括移动性状态估计。UE也可以在执行其他操作，诸如小区站点选择、广播同步，等等。在空闲模式期间，发生连接事件2。这可以是接收到来自eNB的寻呼（未示出），定时器醒来，发现或引入要发送的数据，或任何其他事件。

UE继而向服务eNB或在空闲模式期间选择的eNB发送连接请求3。eNB执行准入控制4，其可以包括测量接收信号的信号强度或SINR。这也可以包括确定信道是否可用于分配给所请求的连接，以及如果是，则为哪些信道。如果UE将被准入，则eNB发送连接配置信息5以及针对诸如移动性状态信息之类的移动性信息的请求6。如前文提及的，尽管移动性状态是可以容易请求的、LTE中现成的信元，代替于或者附加于移动性状态，可以请求其他数据。

UE利用移动性状态信息7进行响应，并且建立分组数据通信。网络能够使用移动性信息9用于上文提及的各种不同目的中的任何目的，包括系统管理和不同eNB之间的信道分配。在一些时间之后，UE和eNB之间的通信断开连接10。UE继而返回空闲模式，或者返回不具有活跃连接的开启模式，并且可以执行其他过程。

参考示例性实施例描述了流程和信令图示的操作。然而应当理解，流程图的操作可以通过除了所讨论的这些之外的、参考其他图示的变体来执行，并且参考其他图示讨论的变体可以执行不同于参考这些流程图所讨论的操作。

如本文所描述的，指令可以涉及具体硬件配置，诸如配置用于执行某些操作或者具有预定功能的专用集成电路（ASIC），或者存储在实现在非瞬态计算机可读介质中的存储器中的软件指令。因此，附图中所示的技术可以使用存储的并且在一个或多个电子设备（例如，UE，eNB，等等）上执行的代码和数据来实现。这种电子设备使用机器可读介质，诸如非瞬态机器可读存储介质（例如，磁盘；光盘；随机访问存储器；只读存储器；闪速存储设备；相变存储器和瞬态机器可读通信介质（例如，电的、光的、声学的或其他形式的传播信号——诸如载波、红外信号、数字信号，等等）来存储和传送（内部地和/或通过网络与其他电子设备）代码和数据。此外，这种电子设备通常包括一个或多个处理器的集合，其耦合到一个或多个其他部件，诸如一个或多个存储设备（非瞬态机器可读存储介质）、用户输入/输出设备（例如，键盘、触摸屏和/或显示器）以及网络连接。处理器集合与其他部件的耦合通常通过一个或多个总线和桥接器（也称为总线控制器）。因此，给定电子设备的存储设备通常存储代码和/或数据以用于在该电子设备的一个或多个处理器的集合上执行。当然，本发明的实施例的一个或多个部分可以使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。

参考其他图示的示例性实施例描述了流程图的操作。然而应当理解，流程图的操作可以通过除了所讨论的这些之外的、参考其他图示的本发明的实施例来执行，并且参考其他图示讨论的本发明的实施例可以执行不同于参考这些流程图所讨论的操作。

尽管附图中的流程图示出了由本发明的某些实施例执行的特定操作顺序，但是应当理解，这种顺序是示例性的（例如，备选实施例可以以不同顺序执行操作，组合某些操作，重叠某些操作，等等）。

尽管已经就若干实施例描述了本发明，本领域技术人员将认识到，本发明不限于所描述的实施例，可以在修改和变更的情况下实践。因此说明书应当认为是示例性的而不是限制性的。