无线网络控制器出故障时连接模式中的移动台的恢复

摘要

无线接入网的增强无线网络控制器(RNC)节点存储处于连接模式的用户设备单元的上下文信息，并发起向用户设备单元发送的小区更新提示消息。所存储的上下文信息由上下文增强无线网络控制器(RNC)节点用于把小区更新提示消息发给用户设备单元。在用户设备单元(处于其连接模式)执行所提示的小区更新过程之后，能够通过传统寻呼消息来寻呼这种用户设备单元(UE)。具有其上下文增强无线网络控制器(RNC)节点的本发明特别适合于处于连接模式的临界状态、例如连接模式的CELL_PCH状态或URA_PCH状态的用户设备单元。

说明书

背景

本申请要求2001年9月10日提交的美国临时专利申请No.60/317970的优先权和权益，通过引用将其完整地加入本文中。该申请涉及2001年5月11日提交的题为“通过综合释放消息释放多个无线电连接”、序列号为09/852915的美国专利申请(代理人档案号：2380-336)，通过引用将其完整地结合于本文中。

发明领域

本发明涉及无线电信，具体地说，涉及控制基站的无线接入网的节点上存在一定信息丢失时的恢复。

相关技术及其它考虑事项

在典型的蜂窝无线电系统中，移动用户设备单元(UE)经由无线接入网(RAN)与一个或多个核心网进行通信。用户设备单元(UE)可以是移动台，例如移动电话(“蜂窝”电话)和具有移动终端的膝上型计算机，因而可以是例如便携式、袖珍、手持式、计算机内置或者车载移动装置，它们通过无线接入网传递语音和/或数据。

无线接入网(RAN)覆盖的地理区域分为若干小区，其中的每个小区由基站提供服务。小区是一个地理区域，其中的无线电覆盖由基站站点的无线电基站设备来提供。每个小区通过在小区中广播的唯一标识来识别。基站通过空中接口(如射频)与基站范围内的用户设备单元(UE)进行通信。在无线接入网中，若干基站通常(例如经由陆线或微波)连接无线网络控制器(RNC)。无线网络控制器有时也称作基站控制器(BSC)，它监控并协调所连接的多个基站的各种活动。无线网络控制器通常连接到一个或多个核心网。

无线接入网的一个实例是通用移动电信(UMTS)地面无线电接入网(UTRAN)。UMTS是第三代系统，在某些方面是以欧洲开发的称作全球移动通信系统(GSM)的无线电接入技术为基础构建的。UTRAN本质上是向用户设备单元(UE)提供宽带码分多址(WCDMA)的无线接入网。第三代合作项目(3GPP)已经同意进一步发展基于UTRAN和GSM的无线接入网技术。

本领域的技术人员知道，在W-CDMA技术中，公共频带允许用户设备单元(UE)和多个基站之间的同时通信。在接收站通过基于高速伪噪声(PN)码的使用的扩频CDMA波形特性来区别占用公共频带的信号。这些高速PN码用来对从基站和用户设备单元(UE)发送的信号进行调制。使用不同PN码(或时间上偏移的PN码)的发射站产生能够在接收站分别解调的信号。高速PN调制还允许接收站有利地通过组合发送信号的若干不同传播路径从单发射站产生接收信号。因此，在CDMA中，用户设备单元(UE)不需要在进行从一个小区到另一个小区的连接切换时转换频率。结果，在发起小区继续为连接提供服务的同时，目标小区能够支持与用户设备单元(UE)的连接。由于用户设备单元(UE)在切换过程中始终通过至少一个小区进行通信，因此呼叫没有中断。因此称作“软切换”。与硬切换相比，软切换是“先连后断”切换操作。

UTRAN中有几种受关注的接口。无线网络控制器(RNC)和核心网之间的接口称作“Iu”接口。无线网络控制器(RNC)及其基站(BS)之间的接口称作“Iub”接口。用户设备单元(UE)和基站之间的接口称作“空中接口”或“无线电接口”或者“Uu接口”。在某些情况下，连接包含正服务或源RNC(SRNC)和目标或漂移RNC(DRNC)，其中SRNC控制该连接，但连接的一个或多个分集分支由DRNC处理。RNC间传送链路可用于源RNC和漂移或目标RNC之间的控制和数据信号的传送，并且可以是直接链路或者逻辑链路。无线网络控制器之间[例如，正服务RNC(SRNC)和漂移RNC(DRNC)之间]的接口称作“Iur”接口。

无线网络控制器(RNC)控制UTRAN。在实现其控制作用的过程中，RNC管理UTRAN的资源。由RNC管理的这类资源中包括基站发送的下行链路(DL)功率、基站觉察的上行链路(UL)干扰以及位于基站的硬件。

本领域的技术人员知道，对于某个RAN-UE连接，RNC能够具有正服务RNC(SRNC)的作用或者漂移RNC(DRNC)的作用。如果RNC是正服务RNC(SRNC)，则该RNC负责与用户设备单元(UE)的连接，例如它完全控制无线接入网(RAN)内的连接。正服务RNC(SRNC)连接到核心网。另一方面，如果RNC是漂移RNC(DRNC)，则它通过提供与用户设备单元(UE)的连接所需的无线电资源[在漂移RNC(DRNC)控制的小区内]支持正服务RNC(SRNC)。包含漂移无线网络控制器(DRNC)以及由漂移无线网络控制器(DRNC)通过Iub接口控制的基站的系统在本文中称作DRNC子系统或DRNS。RNC称为通过Iub接口与其连接的基站的正控制RNC(CRNC)。CRNC的作用不是UE特定的。除了其它功能外，CRNC还负责处理通过Iub接口与其连接的基站中的小区的无线电资源管理。

UTRAN接口(Iu，Iur和Iub)具有两个平面，即控制平面(CP)和用户平面(UP)。为了控制UTRAN，不同节点中的无线电网络应用通过采用控制平面协议进行通信。RANAP是用于Iu接口的控制平面协议；RNSAP是用于Iur接口的控制平面协议；以及NBAP是用于Iub接口的控制平面协议。控制平面协议通过可靠的信令承载来传送。无线电接口上接收/发送的数据的传送在用户平面(UP)中进行。在用户平面中，数据通过可靠的传送承载进行传送。正服务无线网络控制器(SRNC)负责建立正服务无线网络控制器(SRNC)和漂移无线网络控制器(DRNC)之间的必要传送承载。

从无线电资源控制(RRC)的角度把用户设备单元(UE)的操作概念化为具有两种模式：空闲模式和连接模式。图10表示与具有这两种模式的用户设备单元(UE)相关的状态模型。上电后进入空闲模式。在空闲模式中，用户设备单元(UE)和UTRAN之间没有连接。当建立连接时，为用户设备单元(UE)指定U-RNTI，用户设备单元(UE)进入连接模式。U-RNTI(UTRAN无线电网络临时标识)是全局标识，可用于UTRAN中的任何小区中。

在连接模式中有四个不同状态：CELL_DCH状态；CELL_FACH状态；CELL_PCH状态；以及URA_PCH。正如以下所概述的，各种状态反映不同等级的活动。

CELL_DCH状态的特征在于为用户设备单元(UE)指定了专用信道(DCH)。宏分集可用于若干小区的DCH之间。在CELL_DCH状态中，存在用于在用户设备单元(UE)和UTRAN之间传送信令消息的专用控制信道(DCCH)。

在CELL_FACH状态中，没有指定专用物理信道，但用户设备单元(UE)连续监听属于所选小区的下行链路中的公共信道(FACH)。在上行链路中，用户设备单元(UE)通常使用随机接入信道(RACH)。在各小区重选时，用户设备单元(UE)采用其当前小区位置来更新网络。在这种状态中，存在用于在用户设备单元(UE)和UTRAN之间传送信令消息的专用控制信道(DCCH)。通过把无线电网络临时标识(U-RNTI或C-RNTI)附加到所有信令消息中而对各个UE进行寻址，实现DCCH。如上所述，U-RNTI(UTRAN RNTI)是全局标识，可用于UTRAN的任何小区中。C-RNTI(小区RNTI)只是在单一小区中有效，并且在各小区中必须重新分配。另一方面，C-RNTI比U-RNTI短很多，在其使用时节省了无线电接口上的空间。这种状态中还存在CCCH(公共控制信道)，与SRNC的连接不可用时使用该信道，例如在RNC边界上的小区重选之后，当CELL UPDATE(小区更新)或URA UPDATE(URA更新)消息发送到DRNC时。

在CELL_PCH状态中，用户设备单元(UE)监测所选小区的寻呼信道(PCH)。在PCH上，用户设备单元(UE)采用不连续接收(DRX)以节省功率，何时监听的方案在网络和用户设备单元(UE)之间基于每个用户设备单元(UE)达成一致。同样在CELL_PCH状态中，用户设备单元(UE)在小区重选时采用其当前小区位置来更新网络。在CELL_PCH状态中没有DCCH可用。在PCH上，存在用于对各个用户设备单元(UE)寻址的方式(采用U-RNTI)，但用户设备单元(UE)不能向网络传送任何信令消息。

URA_PCH状态几乎与CELL_PCH状态相同。不同之处在于，用户设备单元(UE)仅在穿过URA边界之后才更新其位置的网络。URA(UTRAN登记区)是一组小区。这意味着在这种状态中，用户设备单元(UE)的位置一般仅在URA级才是已知的。

处于RRC连接模式的CELL_PCH和URA_PCH状态的用户设备单元(UE)监听RRC寻呼第1类(参见3GPP TS 25.331，RRC协议规范)。在RRC寻呼第1类中，被寻呼UE由UTRAN标识(U-RNTI)进行寻址。如图11所示，U-RNTI实际上包括两个部分，具体为12位SRNC-id信息元部分和20位S-RNTI信息元部分。SRNC-id信息元通常是为用户设备单元(UE)提供服务的SRNC的标识符。S-RNTI信息元是由SRNC所分配的用于区分SRNC内的用户设备单元(UE)的编号。

另一方面，当用户设备单元(UE)处于空闲模式时，CN标识(TMSI)用于寻呼。TMSI(临时移动台标识符)通常当用户设备单元(UE)处于某个多小区区域时分配给用户设备单元(UE)。然而，当用户设备单元(UE)处于RRC连接模式的CELL_PCH和URA_PCH状态时，CN标识(TMSI)不能用于寻呼。这是因为CN标识(TMSI)仅在用户设备单元(UE)首先建立了RRC连接并执行位置更新的位置区域中才有效。在连接建立和位置更新之后，如果处于连接模式中的用户设备单元(UE)移动到另一个位置区域(LA)，则不会发生进一步的位置更新过程(因为当用户设备单元(UE)处于其连接模式时不执行位置更新过程)。因此，在连接模式中，UTRAN标识(U-RNTI)代替CN标识(TMSI)用于寻呼用户设备单元(UE)。

然而，在无线网络控制器(RNC)节点出故障之后，与连接到该RNC的用户设备单元有关的一些相干信息丢失。这将导致UTRAN无法到达那些用户设备单元。例如，如果丢失的信息包含连接模式中的用户设备单元的U-RNTI，则对该用户设备单元的寻呼不可行。这将导致该用户设备单元成为“挂起UE”，直至用户设备单元随后执行位置更新(例如定期小区更新或定期URA更新)为止。这些定期更新(定期小区更新或者定期URA更新)通过适当的定时器、如定期小区更新定时器或定期URA更新定时器的到期来提示。但是，这些定时器的到期时间通常相当长，大约三十分钟到一个小时。直至适当地执行定期小区更新或定期URA更新后，才可到达受影响的用户设备单元。虽然一种补救措施可能是减少定时器的到期时间，但是这种减少会导致正常工作期间相应不合需要的信令负荷的增加(由于增加的定期更新)。

在这种RNC出故障之后，可能存在核心网(CN)所发起的、由UTRAN通过Uu接口(例如无线电接口)发送的寻呼，但这种寻呼将采用CN标识(TMSI)来寻址。但是，处于CELL_PCH和URA_PCH状态的用户设备单元(UE)只会忽略这种尝试的寻呼。

因此，在用户设备单元(UE)上下文部分丢失[即一些用户设备单元的UE上下文信息(U-RNTI)丢失]的情况下，UE上下文已经丢失的用户设备单元本身实际上已经丢失且无法被寻呼。对于这些用户设备单元，在当前的无线接入网方案中，没有重新恢复该用户设备单元的可能性，而只有关闭小区中传输或禁止这些小区的过激措施。这种过激措施又会对没有丢失其上下文信息的其它用户设备单元产生负面影响。

在几种情况下出现上述问题。例如，当SRNC和CRNC是同一个时出现这些问题。当正服务RNC(SRNC)不是用户设备单元(UE)当前所在小区的正控制RNC、即用户设备单元经由Iur接口连接到SRNC时，也会出现这个问题。在SRNC复位的情况下，没有任何机制通知这些状态中的用户设备单元关于SRNC已不可达或者其上下文需要更新的情况。

因此，所需要的以及本发明的一个目的是提供一种技术，用于例如在RNC出故障后会出现的用户设备单元的上下文信息(如U-RNTI)丢失之后，恢复连接模式的某些临界状态中已丢失(例如挂起)的用户设备单元。

概述

无线接入网的增强无线网络控制器(ENC)节点存储处于连接模式的用户设备单元的上下文信息，并发起向用户设备单元传送的小区更新提示消息。所存储的上下文信息由上下文增强无线网络控制器(RNC)节点用于把小区更新提示消息发给用户设备单元。在用户设备单元(处于其连接模式)执行所提示的小区更新过程之后，能够通过传统寻呼消息来寻呼这种用户设备单元(UE)。具有上下文增强的无线网络控制器(RNC)节点的本发明尤其适合于处于连接模式的临界状态、诸如(例如)连接模式的CELL_PCH状态或URA_PCH状态的用户设备单元。

由上下文增强无线网络控制器(RNC)节点进行的UE上下文信息的存储和小区更新提示消息的发起对于无线接入网的无线网络控制器(RNC)节点的故障和复位特别有利。这种故障通常包含在出故障的无线网络控制器(RNC)节点上至少部分丢失用户设备单元的上下文信息[例如该用户设备单元的UTRAN无线电网络临时标识(U-RNTI)]。

在本发明的一个模式中，出故障的RNC节点是既用作用户设备单元所在小区的正服务RNC节点、又用作其CRNC节点的上下文增强无线网络控制器(RNC)节点。在这个第一模式中，CRNC/SRNC节点具有RNC恢复单元，它维护处于其连接模式的临界状态的用户设备单元的列表。在它出故障和复位之后，CRNC/SRNC向(处于CRNC/SRNC所控制的小区中的)用户设备单元发送小区更新提示消息。

在本发明的第二模式中，出故障的RNC节点是上下文增强RNC节点用作漂移RNC节点(DRNC)的正服务RNC节点。根据本发明的第二模式，当遇到用户设备单元的上下文信息丢失的无线网络控制器(RNC)节点用作SRNC节点、但连接的小区资源由漂移RNC(DRNC)控制时，上下文增强DRNC节点的SRNC恢复单元维护处于其连接模式的临界状态的用户设备单元的列表。在SRNC节点复位之后，DRNC节点发起向用户设备单元传送小区更新提示消息。

小区更新提示消息可采取各种形式。例如，作为一个方面，小区更新提示消息可以是寻呼消息。作为另一方面，小区更新提示消息可以是无线电资源控制(RRC)系统信息广播消息。

小区更新提示消息的传输/广播方式也可以不同。例如，小区更新提示消息可以单独发送给处于其连接模式的临界状态的多个用户设备单元。为了知道向特定用户设备单元发送小区更新提示消息的时间，上下文增强RNC还存储处于其连接模式中的用户设备单元的国际移动用户标识(IMSI)。IMSI由上下文增强RNC用于确定用户设备单元的寻呼时机，例如确定用户设备单元将监听寻呼信道的时间点。为了让上下文增强DRNC获得其列表中的用户设备单元的IMSI，SRNC向DNRC发送处于其连接模式的临界状态的用户设备单元的IMSI。IMSI从SRNC到DRNC的这种传送能够例如采用下行链路(DL)信令传送消息来进行。

或者，小区更新提示消息可以统一发送给处于其连接模式的临界状态的多个用户设备单元。可采用出故障的RNC的SRNC标识或者与多个用户设备单元相关的组地址对小区更新提示消息相关的多个用户设备单元寻址。例如，可采用出故障的SRNC的SRNC标识以及S-RNTI信息元的所选位来构成这种组地址。

当小区更新提示消息重复发送到处于其连接模式的临界状态的多个用户设备单元其中至少一部分时，作为本发明的一个方面，该小区更新提示消息可包含一个字段，该字段便于用户设备单元仅执行其小区更新一次，而不管用户设备单元可能多次接收小区更新提示消息。例如，该字段可包含值标记或计数器。在用户设备单元已经通过包含计数器的某个值的小区更新提示消息被寻址且执行其小区更新之后，该用户设备单元不响应(例如不执行任何其它小区更新)其它的其中值标记或计数器未改变的小区更新提示消息的传输。

附图简介

通过以下结合附图对优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优点将会非常明显，图中参考符号表示各图中的相同部分。附图不一定按照比例，重点在于说明本发明的原理。

图1A是有利于实现本发明的第一模式的移动通信系统的示范实施例的图示。

图1B是有利于实现本发明的第二模式的移动通信系统的示范实施例的图示。

图2是UMTS地面无线电接入网的一部分的简化功能框图，其中包括用户设备单元(UE)站、无线网络控制器以及基站。

图3是根据本发明的一个示范实施例的示例RNC节点的示意图。

图4A是结合图1A的第一模式执行的某些消息和事件的图示。

图4A(1)和图4A(2)是图示，说明特定消息结合图1A的第一模式的使用。

图4B是结合图1B的第二模式执行的某些消息和事件的图示。

图4B(1)和图4B(2)是图示，说明特定消息结合图1B的第二模式的使用。

图5是时序图，表示根据本发明的各种模式的分开的小区更新提示消息向多个用户设备单元的传送。

图6是图示，表示根据本发明的各种模式的综合小区更新提示消息向多个用户设备单元的传送。

图7是示例综合小区更新提示消息的一种格式的图示。

图8是采用第一更新重复防止技术的示例综合小区更新提示消息的图示。

图9是采用第二更新重复防止技术的示例综合小区更新提示消息的图示。

图10是表示与本发明有关的用户设备单元(UE)的模式和状态的图示。

图11是表示UTRAN标识(U-RNTI)的组成的图示。

附图详细说明

为便于说明而不是进行限制，以下说明中提出了诸如特定体系结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻地理解本发明。然而，本领域的技术人员很清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况下，省略对众所周知的装置、电路及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的说明。此外，在某些图中给出各功能框。本领域的技术人员知道，这些功能可采用各种硬件电路、采用结合适当编程的数字微处理器或通用计算机的软件功能、采用专用集成电路(ASIC)和/或采用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。

在图1A所示的通用移动电信(UMTS)10的非限制性示例环境下对本发明的第一模式进行描述。如云形框12所示的面向连接的典型外部核心网可以是例如公共交换电话网(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)。如云形框14所示的典型的无连接外部核心网可以是例如因特网。两种核心网都连接其相应的业务节点16。PSTN/ISDN面向连接的网络12连接到提供电路交换业务、表示为移动交换中心(MSC)节点18的面向连接的业务节点。因特网面向无连接网络14连接到为提供分组交换类型业务定制的、有时称作正服务GPRS业务节点(SGSN)的通用分组无线电业务(GPRS)节点20。

每个核心网业务节点18和20通过称作Iu接口的无线接入网(RAN)接口连接到UMTS地面无线电接入网(UTRAN)24。UTRAN 24包括一个或多个无线网络控制器(RNC)26。为简洁起见，图1A所示的UTRAN24仅具有两个RNC节点，即RNC 26₁和RNC 26₂。各RNC 26连接到多个基站(BS)28。例如，同样为简洁起见，标明了与各RNC 26连接的两个基站节点。在这个方面，RNC 26₁服务于基站28_1-1和基站28_1-2，RNC 26₂则服务于基站28_2-1和基站28_2-2。应当明白，各RNC可服务于不同数量的基站，RNC不需要服务于相同数量的基站。此外，图1A表明，RNC可通过Iur接口连接到URAN 24中的一个或多个其它RNC。此外，本领域的技术人员还知道，基站在本领域有时又称作无线电基站、节点B或者B节点。

在所述实施例中，为简洁起见，各基站28表示为正服务于一个小区。各小区由围绕相应基站的圆圈表示。但是，本领域的技术人员会理解，基站可通过空中接口用于一个以上小区的通信。例如，两个小区可利用位于相同基站站点上的资源。

用户设备单元(UE)、如图1A所示的用户设备单元(UE)30通过无线电或空中接口32与一个或多个小区或者一个或多个基站(BS)28进行通信。各无线电接口32、Iu接口、Iub接口以及Iur接口如图1A中的点划线所示。

无线电接入最好是基于宽带码分多址(WCDMA)，其中各无线电信道采用CDMA扩频码来分配。当然也可采用其它接入方法。WCDMA提供用于多媒体业务和其它高传输速率需求的宽的带宽，以及提供诸如分集切换和分离多径接收机的健壮特征以确保高质量。

在cell DCH状态中，为各用户移动台或设备单元(UE)30指定其自身的扰码，以便使基站28识别来自特定用户设备单元(UE)的传输，以及使用户设备单元(UE)从同一区域中存在的其它所有传输和噪声中识别来自基站的针对该用户设备单元(UE)的传输。

不同类型的信道可存在于基站28之一与用户设备单元(UE)30之间，用于传送控制和用户数据。例如，在前向或下行方向有几种广播信道，包括通用广播信道(BCH)、寻呼信道(PCH)、公共导频信道(CPICH)以及前向接入信道(FACH)，用于向用户设备单元(UE)提供其它各种类型的控制消息。前向接入信道(FACH)还用于传送用户数据。在反向或上行方向，无论何时执行位置登记、呼叫发起、寻呼响应以及其它类型接入操作而需要接入，用户设备单元(UE)都使用随机接入信道(RACH)。随机接入信道(RACH)还用于传送某些用户数据，例如用于如万维网浏览器应用的尽力发送分组数据。可分配专用信道(DCH)来传送与用户设备单元(UE)的实质呼叫通信。正如控制信道所设置的，分配业务信道(TCH)以传送与用户设备单元(UE)的实质呼叫通信。一部分业务信道可以是公共业务信道，而其余业务信道则可以是专用业务信道(DCH)。

图2表示用户设备单元(UE)30和说明性节点、如无线网络控制器26和基站28的所选一般方面。图2所示的用户设备单元(UE)30包括数据处理和控制单元31，用于控制用户设备单元(UE)所需的各种操作。UE的数据处理和控制单元31向连接到天线35的无线电收发信机33提供控制信号以及数据。

如图2所示的示例无线网络控制器26和基站28是无线电网络节点，它们分别包括相应的数据处理和控制单元36、37，用于执行RNC26和用户设备单元(UE)30之间进行通信所需的大量无线电和数据处理操作。基站数据处理和控制单元37所控制的设备部分包括连接到一个或多个天线39的多个无线电收发信机38。

在本发明的模式中，无线网络控制器包括一个专用单元，它存储处于连接模式的用户设备单元的上下文信息(例如“UE上下文信息”或“UE上下文”)，以及在某些接合点上引起或发起向这种用户设备单元传送小区更新提示消息。具有这种专用单元的或者以其它方式提供本发明优点的无线网络控制器在本文中有时称作“上下文增强的”或“增强的”无线网络控制器或RNC节点。应当清楚，上下文信息的存储和小区更新提示消息的发起特别适合于处于其连接模式的临界状态(例如连接模式的CELL_PCH状态或URA_PCH状态)中的用户设备单元。

引起上述专用单元或增强RNC功能的执行的有效接合点或事件是无线接入网的无线网络控制器的故障以及随后的复位。在本发明的第一模式中，如下面主要结合图1A和图4A所述，出故障的RNC节点是同时用作用户设备单元所在小区的正服务RNC节点以及CRNC节点的上下文增强无线网络控制器(RNC)节点本身。在本发明的第二模式中，如下面主要结合图1A和图4A所述，出故障的RNC节点是上下文增强RNC节点用作漂移RNC节点(DRNC)的正服务RNC节点。

在如图1A所示的本发明的第一模式中，上述专用单元表示为RNC恢复单元。为此，在图1A中，无线网络控制器(RNC)26₁具有RNC恢复单元100₁，无线网络控制器(RNC)26₂具有RNC恢复单元100₂。当遇到有效接合点或事件的RNC同时用作涉及用户设备单元(UE)30的连接的CRNC和SRNC时，图1A所示的模式特别适用。图1A中，例如，无线网络控制器26₁正控制用户设备单元(UE)30当前所在小区的基站28_1-1。

如图2所示，RNC节点的RNC恢复单元100维护处于连接模式的临界状态(例如CELL_PCH状态或URA_PCH状态)中的用户设备单元的UE上下文数据库102。UE上下文数据库102可概念化为一个表格，其中每一行用于涉及处于临界状态(例如CELL_PCH状态或URA_PCH状态)的用户设备单元的每个连接。在UE上下文数据库102的表格的各行中，有一系列字段(表示为UE上下文数据库102中的列)，其中包括用作连接的连接标识符的字段104以及其中存储了用户设备单元(UE)的上下文信息的字段105。

用户设备单元的“上下文信息”、即UE上下文的内容是本领域的技术人员已知的。当建立了无线电资源控制(RRC)连接时，最终在SNRC节点上从核心网(CN)以RANAP COMMON ID(RANAP公共标识)消息的形式接收国际移动用户标识(IMSI)。国际移动用户标识(IMSI)[包含不超过15位]包括三个组成部分：移动国家代码(MCC)[3位]；移动网络代码(MNC)[2或3位]；以及移动用户标识号(MSIN)。随后描述结合确定各用户设备单元的寻呼时机来使用IMSI。

当增强无线网络控制器(RNC)为SRNC时，除了别的参数，上下文信息中还包括以下参数：用户设备单元(UE)当前所在的DRNC的C-ID、D-RNTI以及RNC标识。D-RNTI参数与S-RNTI参数相似，但是标识DRNC中的UE上下文信息。C-ID参数是UE当前所在的小区标识。C-ID参数不适用于URA_PCH状态的UE，因为URA_PCH状态的用户设备单元(UE)的位置不是小区级已知的，而是URA级(定义为一个URA的一组小区)已知的。关于RNC标识参数，应当指出，在Cell_DCH状态中，可能存在许多同时无线电链路(RL)，因此可以想象会有同样多的RNC(至少在理论上)处理对UE的连接的分支。当增强无线网络控制器(RNC)为SRNC时，UE上下文数据库102中的条目可按照S-RNTI(可包含在例如一行的第一个字段中)来排序或排列。

UE上下文数据库102可按照临界状态来格式化或分组，例如UE上下文数据库102的第一子部分包含处于CELL_PCH状态的用户设备单元，而UE上下文数据库102的第二子部分包含处于URA_PCH状态的用户设备单元。或者可对各行提供附加字段来指明用户设备单元的特定临界状态(例如CELL_PCH状态或URA_PCH状态)。

图4A表示结合图1A的第一模式执行的某些基本示例消息和事件。事件4A-1表示RNC、如图1A中的无线网络控制器(RNC)26₁的RNC恢复单元100，它维护RNC控制其无线电连接的、处于连接模式的临界状态的用户设备单元的UE上下文信息。如上所述，这种UE上下文信息通过UE上下文数据库102来维护，UE上下文数据库102包含RNC控制其无线电连接的、处于连接模式的临界状态的用户设备单元的列表。

事件4A-2描述具有由包含RNC恢复单元100的无线网络控制器(RNC)、如无线网络控制器(RNC)26₁所控制的无线电连接的用户设备单元中至少一部分的上下文的丢失。上下文的丢失可能是UE上下文的部分丢失或者完全丢失。如事件4A-2所述的这种上下文丢失通常意味着一个或多个用户设备单元的U-RNTI的丢失，一般出现在RNC节点出故障期间。假定检测到故障，作为恢复操作(事件4A-3)的一部分，正恢复的RNC从其UE上下文数据库102中获取受故障影响的用户设备单元的UE上下文信息。UE上下文信息的恢复是可能的，因为UE上下文数据库102保存在非易失性存储器中，或者是在SRNC出故障之后以其它方式可恢复的。作为事件4A-4，RNC发起小区更新提示消息向受影响的用户设备单元(UE)30的传送。正是受故障影响的用户设备单元的UE上下文信息(例如U-RNTI)用于把小区更新提示消息传递给受故障影响的用户设备单元。

接收到事件4A-4的小区更新提示消息之后，作为事件4A-5，用户设备单元(UE)发起小区更新过程。当用户设备单元(UE)处于CELL_PCH状态时，小区更新过程为小区更新过程。在3GPP TS 25.331，RRC协议规范，子目8.3.1中描述了示例小区更新过程。另一方面，当用户设备单元(UE)处于URA_PCH状态时，小区更新过程是URA更新过程。在完成小区更新过程(例如事件4A-5)之后，作为事件4A-6，RNC更新其数据库中的用户设备单元的UE上下文。小区更新提示消息可采取各种形式。图4A(1)和图4A(2)结合图1A和图4A的第一模式具体说明特定消息类型的示例。例如，图4A(1)说明事件4A-4的小区更新提示消息能够采取寻呼消息的形式[参见图4A(1)中的事件4A(1)-4]。图4A(2)说明作为一个备选方案，事件4A-4的小区更新提示消息也能够采取无线电资源控制(RRC)系统信息广播消息的形式[参见图4A(2)中的事件4A(2)-4]。只有当SRNC还用作CRNC时，才能够使用图4A(2)的无线电资源控制(RRC)系统信息广播消息的情况。图4A(2)表示发送无线电资源控制(RRC)系统信息广播消息的SRNC/CRNC，因为SRNC仅能够在其本身的小区中、即在它作为正控制RNC(CRNC)的小区中而不是另一个RNC(DRNC)所控制的小区中发送这些消息(系统信息广播消息)。

虽然没有明确说明，但应当理解，对于图4A和4A(1)的实施例，寻呼/小区更新提示消息可通过图4A和图4A(1)中的其它DRNC来发送。目前在3GPP规范(25.423)中，对其它RNC(DRNC)中的用户设备单元(UE)的寻呼通过到这些DRNC的Iur来设置，然后再转发到用户设备单元(UE)。

图1B与图4B共同说明本发明的第二示例模式。图1B/图4B的第二模式与图1A/图4A的第一模式实质上相似，因此，在图1B中采用与图1A所用的相同参考标号来描述与第一模式实质上相同的第二模式的各方面。但是，在图1B的第二模式中，无线网络控制器(RNC)26₁用作涉及用户设备单元(UE)30的连接的正服务RNC(SRNC)，无线网络控制器(RNC)26₂则用作漂移RNC(DRNC)，因为无线网络控制器(RNC)26₂控制涉及与用户设备单元(UE)30的连接的支路的小区。在图1B的第二模式中，无线网络控制器(RNC)26₁具有SRNC恢复预备单元100_1B。此外，在第二模式中，DRNC 26₂具有SRNC恢复单元100₂。

在图1B的第二模式中，遇到用户设备单元的上下文信息丢失的无线网络控制器(RNC)节点用作SRNC节点[例如无线网络控制器(RNC)26₁]。虽然连接本身由SNRC来控制，但该连接的小区资源却由漂移RNC(DRNC)[例如无线网络控制器(RNC)26₂]来控制。

当Iur接口和信令链路是下行的、因而SRNC消息无法通过Iur发送到DRNC时，第二模式[例如图4B、图4B(1)和图4B(2)]特别有用。因此，在第二模式中，DRNC有利地执行这些过程(寻呼/小区更新提示过程)。

在第二模式中，DRNC节点的SRNC恢复单元100₂维护UE上下文数据库102_2B。UE上下文数据库102_2B包含具有SRNC(即无线网络控制器26₁)所控制的连接、并且处于连接模式的临界状态(例如CELL_PCH状态或URA_PCH状态)的用户设备单元的条目。UE上下文数据库102_2B的内容和示例格式本质上可与以上参照图2所述的相同。

当增强无线网络控制器(RNC)为DRNC时，除其它参数外，数据库102_2B中的上下文信息还包含以下参数：U-RNTI、IMSI、C-ID、D-RNTI、S-RNTI、SRNC标识以及RL-ID。以上已经描述了各种这类参数，在此加以引用。RL-ID参数是对DRNC中的用户设备单元(UE)建立的无线电链路标识符。RL-ID参数仅适用于处于Cell-DCH状态的用户设备单元(UE)。当增强无线网络控制器(RNC)为DRNC时，UE上下文数据库102_2B中的条目可按照D-RNTI[例如可包含在一行的第一字段中(参见图2)]来排序或排列。

在SRNC复位之后，DRNC发起小区更新提示消息向用户设备单元的传送。用户设备单元的传统寻呼是在控制用户设备单元所涉及的连接的SRNC上发起的，但在本发明中，DRNC则被授权根据其自己协定和判定发起小区更新提示消息的传送。此外，UE上下文信息先前已经保存在处于CELL_DCH状态以及处于CELL_FACH状态的用户设备单元的DRNC上，但本发明让DRNC存储处于CELL_PCH状态或URA_PCH状态的用户设备单元的UE上下文信息。

图1B的图示仅仅简单地给出两个RNC节点。例如，无线网络控制器26₂也可用作若干不同SRNC节点的DRNC节点。在这种情况下，DRNC节点的SRNC恢复单元100₂可维护各个这种SRNC节点的UE上下文数据库，或者通过其它方式(在公共数据库中)分辨哪个特定RNC节点用作涉及数据库中列出的用户设备单元的连接的SRNC节点。因此，当某个SRNC节点出故障时，SRNC恢复单元100₂必须有某种方式来确定哪些用户设备单元涉及到出故障的SRNC节点所控制的连接。

图4B表示结合图1B的第二模式所执行的某些基本示例消息和事件。作为本发明的一个可选方面，DRNC能够把其小区更新提示消息单独发给受到SNRC故障所影响的用户设备单元。但是，为了实现对用户设备单元的这种单独寻址，DRNC必须知道用户设备单元的IMSI，以便确定或计算单独向各用户设备单元传送小区更新提示消息的寻呼时机。因此，为了让DRNC获得用户设备单元的IMSI以加入其UE上下文数据库102_2B中并用于这种寻呼定时，图4B(以虚线)表示作为事件4B-1，SRNC向DNRC传送处于连接模式的临界状态的用户设备单元的IMSI。例如，可采用下行链路(DL)信令传送消息(3GPP TS25.423中所述)来进行IMSI的这种传输。

事件4B-2表示DRNC、例如图1B中的无线网络控制器(RNC)26₂的SRNC恢复单元100_2B，它维护其UE上下文数据库102_2B。如上所述，UE上下文数据库102_2B存储具有SRNC(例如无线网络控制器26₁)所控制的连接、处于连接模式的临界状态的一个或多个用户设备单元的UE上下文(例如U-RNTI)，DRNC控制与用户设备单元(UE)30的无线电连接所采用的小区。

事件4B-3描述在SRNC[例如无线网络控制器(RNC)26₁]上、具有SRNC所控制的无线电连接的用户设备单元中至少一部分的上下文丢失，然后接着是尝试恢复。在图1A的第一模式的情况下，上下文的这种丢失通常意味着各个用户设备单元的U-RNTI的丢失，一般出现在SRNC节点出故障期间。

在DRNC检测到SRNC的故障和尝试恢复(如事件4B-4所述的这种检测)之后，DRNC向受影响的用户设备单元(UE)30发送(如事件4B-5)小区更新提示消息。受故障影响的用户设备单元的UE上下文信息(例如U-RNTI)从UE上下文数据库102_2B中获取，以及这种UE上下文信息用于把小区更新提示消息传递给受故障影响的用户设备单元。

在接收到事件4B-5的小区更新提示消息之后，作为事件4B-6，用户设备单元(UE)发起小区更新过程。如在第一模式的情况下那样，当用户设备单元(UE)处于CELL_PCH状态时，小区更新过程为小区更新过程。另一方面，当用户设备单元(UE)处于URA_PCH状态时，小区更新过程为URA更新过程。

在完成小区更新过程(例如事件4B-6)之后，SRNC能够采用用户设备单元(UE)的U-RNTI以传统方式对用户设备单元(UE)30进行寻呼。对用户设备单元(UE)30的这种寻呼通过如图4B中标注为事件4B-7的两级事件来描述，寻呼消息首先从SRNC传送到DRNC，然后再从DRNC经由适当的基站传送到用户设备单元(UE)30。对于事件4B-7，DRNC主要把SRNC发起的寻呼消息转发给用户设备单元。这种消息转发是与本发明的DRNC发起的小区更新提示消息完全不同的。

第二模式的SRNC恢复预备单元100_1B能够执行其它功能，其中包括图1A和图4A的第一模式中对于与SRNC所控制的小区中的用户设备单元的连接所述的RNC恢复单元100₁的功能。

如第一模式中那样，在图1B和图4B的第二模式中，小区更新提示消息可采取各种形式。图4B(1)和图4B(2)结合图1B和图4B的第二模式具体说明特定消息类型的示例。例如，图4B(1)说明事件4B-5的小区更新提示消息可采取寻呼消息的形式[参见图4B(1)中的事件4B(1)-5]。作为备选方案，图4B(2)表示事件4B-5的小区更新提示消息也可采取无线电资源控制(RRC)系统信息广播消息的形式[参见图4B(2)中的事件4B(2)-5]。

虽然图4A和图4B以及相关附图没有明确表示无线电基站，但本领域的技术人员会理解(尤其是参照相应的图1A和图1B)，来自RNC节点的无线电传输经由UTRAN的适当无线电基站节点而发生。

小区更新提示消息(以任何形式)的传输/广播的方式也可变化。例如，如图5所示，小区更新提示消息可以分别传送给处于连接模式的临界状态的多个用户设备单元。当小区更新提示消息分别传送时，用户设备单元(UE)的U-RNTI用于为小区更新提示消息寻址。就是说，一系列小区更新提示消息能够在连续的时段从RNC发送。例如，图5说明第一小区更新提示消息在时间t₁发送到用户设备单元(UE)30₁，第二小区更新提示消息在时间t₂发送到用户设备单元(UE)30₂，如此类推，继续到时间t_n发送到用户设备单元(UE)30_n。

图5所示的RNC可以是图1A和图4A的第一模式形式的SRNC或SRNC/CRNC，或者是图1B和图4B的第二模式形式的DRNC。当图5所示的RNC是SRNC或SRNC/CRNC时，UE上下文信息的恢复要求UE上下文数据库102保存在非易失性存储器中，或者在SRNC出故障之后以其它方式可恢复。

通过知道受上下文丢失影响的用户设备单元的IMSI的上下文增强RNC来帮助确定向相应用户设备单元发送小区更新提示消息的特定时间、例如t1、t2、...等。IMSI由上下文增强RNC用于确定用户设备单元的寻呼时机，例如确定用户设备单元将监听寻呼信道的时间点。如图2所示，IMSI能够可选地存储在上下文增强RNC节点的数据库中。如上所述，为了让上下文增强DRNC获得其列表中用户设备单元的IMSI，SRNC向DNRC发送处于其连接模式的临界状态的用户设备单元的IMSI。IMSI从SRNC到DRNC的这种传输可例如采用下行链路(DL)信令传送消息来进行。

或者，小区更新提示消息可以按照图6一般说明的方式统一发送给处于其连接模式的临界状态的多个用户设备单元。图6具体说明小区更新提示消息以综合或集合方式(例如基本同时)发送给多个用户设备单元(UE)中的每个、例如用户设备单元(UE)30₁至用户设备单元(UE)30_n。

可采用出故障的RNC的SRNC标识或者与多个用户设备单元相关的组地址对小区更新提示消息相关的多个用户设备单元寻址。例如，可采用出故障的SRNC的SRNC标识以及S-RNTI信息元的所选位来组成这种组地址。目前，称作U-RNTI的信息元包括称作SRNC标识(SRNC-id)的第一信息元(IE)(为12位)和称作S-RNTI的第二信息元(IE)(为20位)。SRNC-id占用U-RNTI的最高有效位。SRNC-id信息元通常是为用户设备单元(UE)提供服务的SRNC的标识符。S-RNTI信息元是由该SRNC所分配的、用于区分SRNC中的用户设备单元(UE)的编号。

图6所示的RNC也可以是图1A和图4A的第一模式形式的SRNC或SRNC/CRNC，或者是图1B和图4B的第二模式形式的DRNC。当采用组标识(SRNC-ID)或SRNC-ID加上SRNTI的某些位来对用户设备单元寻址时，不一定需要非易失性存储器，因为不一定要恢复各用户设备单元(UE)的地址，而是SRNC-id或SRNC-id加上SRNTI的某些位被用于对全部用户设备单元(UE)寻址。

如图5所示的RNC是SRNC或SRNC/CRNC，UE上下文信息的恢复要求UE上下文数据库102保存在非易失性存储器中，或者在SRNC出故障之后以其它方式可恢复。

图7说明一种寻址技术，其中，除SRNC标识之外，还使用了S-RNTI位的一部分额外位。例如，图7的小区更新提示消息的地址字段采用U-RNTI的N个最高有效位(MSB)，其中N≥12。这是一种对其S-RNTI的前M个位中具有共同值的用户设备单元进行分组和寻址极为有益的寻址技术。

在如图6所示的一种情况下，其中小区更新提示消息反复传送到处于其连接模式的临界状态的多个用户设备单元中至少一部分；作为本发明的一个方面，该小区更新提示消息可包含一个字段，该字段便于用户设备单元仅执行其小区更新一次，而不管用户设备单元对小区更新提示消息的多次接收。包含该字段有效地用作小区更新重复防止技术。

图8表示小区更新重复防止的第一示例技术。根据图8的技术，其思路是保留部分S-RNTI以便在RNC重启过程中使用，从而当用户设备单元执行其小区更新时，保留范围内的S-RNTI分配给用户设备单元，并以小区确认消息发送给用户设备单元。此后，当返回到正常情况时，S-RNTI由RNC重新分配，并再次移动到非保留范围。SRNTI重复分配机制本身确实存在于目前的规范中。

“S-RNTI保留范围”是SRNC已知的(例如通过操作人员的操作和维护来定义)。在正常工作(即一切顺利进行且过程中没有RNC复位/恢复)期间，不使用保留范围内的S-RNTI。例如，如果保留了S-RNTI信息元的K＝4个最高有效位(MSB)(总共20位)，则从(2²⁰)个可能的S-RNTI值中，只有(2¹⁶)个S-RNTI值允许在正常工作期间使用，即(2²⁰)-(2¹⁶)个值被保留从而不被SRNC用于任何UE。当SRNC复位时，用户设备单元(UE)(先前具有保留范围内的S-RNTI)开始向SRNC发送小区更新消息。SRNC接收小区更新消息，然后对用户设备单元(UE)重新指定(例如重新分配)保留范围内的S-RNTI值，并在响应消息(例如小区更新确认消息)中向用户设备单元(UE)发送这个经过重新指定的保留范围S-RNTI值。在SRNC已经恢复并返回到正常工作之后，SRNC对用户设备单元(UE)逐个寻呼(或者在正常小区更新时)，并把保留范围内的S-RNTI重新分配到非保留范围。

作为第二示例，小区更新重复防止字段可包含值标记或计数器，例如在图9所示的小区更新提示消息的示例格式中的字段“计数器”所表示的。在用户设备单元已经被包含计数器的某个值的小区更新提示消息寻址且执行其小区更新之后，该用户设备单元不响应(例如不执行任何其它小区更新)其它的其中值标记或计数器未变的小区更新提示消息的传输。另一方面，在对小区更新提示消息的另一次接收之后，如果计数器的值自小区更新提示消息的上一次接收已经改变，则用户设备单元必须执行其小区更新过程。

作为图9的技术的一种变更，有可能采用组标识对用户设备单元进行寻址。例如，如果一组中的全部用户设备单元受到影响，则采用这个组标识仅对这些用户设备单元进行寻址。这是当RNC可由不同的硬件处理器来实现且对各硬件实体分配了一定的S-RNTI范围时的实现情况。组标识为U-RNTI的N个最高有效位，其中N≥16。在图9的技术中，不是S-RNTI范围要用于解决小区更新重复问题，而是值标记(例如计数器)来解决重复传输问题。

因此，在广义方面，本发明提示用户设备单元(UE)执行小区更新，以便更新UE上下文信息。或者，如果小区更新不可行(例如在RNC出故障之后不能恢复)，则用户设备单元(UE)通过释放RRC连接转变为空闲模式。

应当理解，上述各种模式和情况能够被组合。例如，在图1B和图4B的第二模式中SRNC出故障的情况下，按照图5的方式，DRNC[例如无线网络控制器(RNC)26₂]能够对各用户设备单元(UE)30逐个寻呼，以发起小区更新过程。如上所述，对于这种方案，UE上下文信息应当保存在处于连接模式的临界状态的用户设备单元的DRNC中(例如在UE上下文数据库102_2B中)。又如上所述，DRNC采用用户设备单元(UE)的IMSI(可存储在上下文数据库102_2B中或者DRNC节点上的其它位置)，以便确定寻呼时机，从而知道发送小区更新提示消息的时间。因此，例如通过采用上述符合3GPP TS 25.423的DL信令传送消息把IMSI传递给DRNC，明确地使IMSI可为DRNC所用。这确保IMSI在SRNC出故障时在DRNC中始终可用。

在图1B和图4B的第二模式中SRNC出故障的情况下，按照图6的方式，DRNC[例如无线网络控制器(RNC)26₂]能够在Uu接口上向通过SRNC标识进行寻址的全部受影响用户设备单元发送寻呼消息或任何其它新消息。为了避免因寻呼消息的连续或重复传输而由用户设备单元(UE)进行的连续小区更新，各种小区更新重复防止格式可用于小区更新提示消息，如参照图8和图9的举例说明。

因此，本发明有利地解决了在RNC出故障之后长时间不能到达处于连接模式的临界状态(例如CELL_PCH状态和URA_PCH状态)的用户设备单元的问题。如果小区更新不可行(例如在RNC出故障之后不能恢复)，则用户设备单元(UE)通过释放RRC连接转变为空闲模式。在2001年5月11日提交的题为“通过综合释放消息释放多个无线电连接”、序列号为09/852915的美国专利申请(代理人档案号：2380-336)中说明了释放RRC连接的示例方式，通过引用将其完整地结合于此。

图3比较详细地说明本发明的一个非限制性示例RNC节点26。如图所示，图3的RNC节点26是具有交换机120的基于交换机的节点。交换机120用来与RNC节点26的其它组成部分互连。这些其它的组成部分包括扩展终端122₁至122_n以及扩展终端124。扩展终端122₁至122_n主要用于将RNC节点26连接到由RNC节点26提供服务的基站28；扩展终端124将RNC节点26通过Iu接口连接到核心网。

RNC节点26的其它组成部分还包括：分集切换单元126；编解码器130；定时单元132；数据业务应用单元134；以及主处理器140。本领域的技术人员应当知道这些组成部分的功能。虽然在图2和图3中把RNC恢复单元100一般表示为由任何一个数据处理和控制功能(或者在图3中更具体地由主处理器140)来执行，但应当理解，RNC恢复单元100的功能也可采用各硬件电路、采用与适当编程的数字微处理器或通用计算机结合工作的软件、采用专用集成电路(ASIC)和/或采用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。

本文所用的连接模式的“临界状态”可以是当RNC出故障时在任何时段实质上使用户设备单元成为挂起用户设备单元(例如不可被寻呼)的任何状态。虽然CELL_PCH状态和URA_PCH状态已经作为这种临界状态的示例来说明，但本发明并不具体地局限于这些状态。

虽然结合目前认为是最佳实践及优选实施例的内容对本发明进行了说明，但要理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，它意在涵盖各种修改及等效方案。