用于对移动终端的工作时间和小区切换性能进行最优化的方法和设备

摘要

本发明涉及用于优化具有邻近无线小区的移动通信网络中移动终端的工作时间和小区切换性能的方法和设备，其中移动终端当在移动通信网络中工作时中间存储不适于小区切换的邻近小区的网络特定特性，并将其作为判定标准用于小区切换，尤其通过其将该信息用于将该邻近小区排除在进一步的无线电技术测量和标识过程之外。通过根据本发明的方法实现终端特性，可以显著地提高移动终端在特定情形下的工作时间以及小区切换性能，并且可以为移动无线客户提供更好的服务。应用既可用于根据GSM或UMTS标准的移动终端，也可用于其他无线网络技术(例如无线LAN(W－LAN)，CDMA2000，WiMAX，WiBro，增强UTRAN等)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于对移动终端的工作时间和小区切换性能进行最优 化的方法和设备，如其在蜂窝移动通信系统应用中那样，例如根据 GSM标准或UMTS标准。

背景技术

在根据GSM标准和根据UMTS标准的蜂窝移动无线网络中，如 3GPP[www.3gpp.org]所定义的那样，对于UMTS(URA PCH， CELL PCH和CELL FACH)，在所谓的空闲模式中或在连接模式 的特定状态下，通过基于移动无线设备的小区切换算法实现小区切 换。同样适用于基于分组的GPRS的小区切换。对于该小区切换， 无线电网络通过相应终端的所谓无线电信道(BCCH)通知可能的邻 近小区。

网络运营商负责控制被发射的邻近小区。其中，也可以包括另一 无线接入技术(GSM，UMTS，CDMA2000)或频率(例如对于 UMTS)的邻近小区的多个可能的邻近关系可以被发射。现有移动无 线技术的扩展还可以使得可以在例如UMTS的无线信道上公开其他 技术(例如WLAN，WiMAX等)[DE10302404A1]。

以下对现有技术的介绍主要涉及根据GSM标准和UMTS标准的 应用。根据3GPP标准，移动无线终端负责持续地或以限定的周期测 量配置的邻近小区，以便将可能的小区切换启动到在无线技术方面更 好的小区。在[3GPP TS 45.008]中为GSM移动无线设备定义了该要 求的细节，而在[3GPP TS25.304，TS 25.133和TS 25.331]为UMTS 无线移动设备定义了该要求的细节。前面所提到的技术规范还描述了 何时执行小曲切换以及必须满足可能的目标小区的什么标准，以便允 许实际通过移动无线终端执行小区切换。

此外，该技术规范还限定了在小区切换之后还执行什么处理，例 如对于PRC连接模式状态CELL PCH中的移动无线终端，在 UMTS系统中执行所谓的CELL UPDATE过程。

前面对现有技术的描述仅涉及蜂窝移动无线网络的无线电部分 (AS：接入层)。

位于无线电网络之后的核心网络(CN)提出对于移动无线终端 的性能的其他处理和要求：核心网络或无线电网络(空闲模式对连接 模式)根据移动无线终端的状态管理移动无线设备的移动管理。根据 3GPP的技术标准中对此的术语是“移动管理”(MM：“非接入层” (NAS)中的移动管理)。为了由核心层管理移动，蜂窝移动无线系 统被划分为所谓的位置区(LA)和路由区(RA)。

如果移动无线终端首次向核心网络注册(“附接”过程)，则移动 无线终端的位置对于具有位置区粒度的核心网络是已知的。对于为移 动无线终端所确定的(语音)呼叫(移动台被叫：MTC)，CS(电 路交换)核心网络-这里是所谓的移动交换中心(MSC)-在整个 位置区中执行寻呼过程，被叫移动无线终端以定义的过程[3GPP TS 24.008]对其进行响应。

对于面向分组(PS)的数据连接，使用路由区(RA)的概念。 该移动管理原理与位置区原理相当，但是其通过为面向分组的数据通 信确定的核心网络单元-“服务网关服务接点”(SGSN)来监控。在 [3GPP TS 23.060]中详细描述了规则和过程。

既用于CS(MSC)也用于PS(SGSN)核心网络的另一基本原 则是，分别在粒度LA或RA上监控移动无线终端的移动，并且移动 无线终端在LA或RA切换时必须向相应的核心网络单元通知所执行 的切换。该过程被称为位置区更新(LAU)和路由区更新 (RAU)。

在根据GSM标准或UMTS标准的移动无线系统中，还存在这样 的可能性，即核心网络阻止移动无线终端对特定位置或路由区的访问 (NAS)。为此，核心网络可能拒绝移动无线终端的位置或路由区更 新，其中其向移动无线终端通告拒绝理由。该方法在[3GPP TS24.008] 中被定义，并被称为位置注册拒绝。

[3GPP TS 24.008]还定义了大量拒绝理由以及由此产生的后果以 及对移动无线终端的要求。

在移动无线终端方面在LAU拒绝之后所要求的过程的例子包括 在接收到理由#13时执行PLMN选择(即搜索新的网络提供商 (PLMN))，在接收到具有理由#14或#15的拒绝时在另一位置/路 由区内搜索另一邻近小区，等。细节参见[3GPP TS 24.008]。

根据3GPP规范，核心网络对位置区更新的拒绝还在选择潜在邻 近目标小区时影响无线电网络中移动无线终端的性能：

根据TS 25.304和TS 45.008，移动无线终端只允许在邻近小区 满足特定要求时才选择该小区用于小区切换。例如，被选择为潜在小 区切换的侯选小区的小区必须属于当前使用的PLMN(即具有与当 前小区的PLMN标识相同的PLMN标识)，这方面的特点在于“对 等PLMN”(ePLMN)，其在特定条下允许移动无线终端如属于当前 PLMN的邻近小区那样切换到另一PLMN[TS24.008]。

为了切换到目标小区的其他必须条件是：目标小区不允许被阻塞 (禁止小区)，不允许为运营商保留(仅UMTS)(运营商保留小 区)，并且不允许存在与“漫游禁止位置区列表”中[TS 25.304]。该列 表包含其中对于发起的小区切换曾经拒绝位置区更新的所有位置区标 识。

当前现有技术的特别不足之处在于，不管是根据GSM标准还是 根据UMTS标准，移动无线终端都没有在当前小区中获得关于邻近 小区的足够信息，以抑制潜在目标小区的无线电技术测量以及标识。

为了了解邻近小区(其借助于小区重选通过当前小区的无线电信 道(BCCH)作为潜在的用于小区切换的小区被告知所有移动无线终 端)是否也满足小区切换的必需条件，移动无线终端在测量潜在目标 小区之后必须与其同步并读取其无线电信道(BCCH)，以便提取必 要信息(目标小区的PLMN ID，相应位置和路由区，“禁止状态”， 其他小区特性...)。

由于容量的原因，特意避免该信息在本来的原始小区中发射该信 息。注意，在当前现有技术中，对于移动无线终端所控制的小区切 换，通过小区的无线电信道提供必要信息，并且该信息对于位于该小 区中的所有移动无线终端是相同的。

因此，根据当前现有技术，根本不可能通过无线电信道提供不同 邻近信息给不同移动无线终端。

还应当注意，潜在邻近小区的资格对于每个移动无线终端可能是 不同的/特定的(一些移动无线终端被限制访问特定位置区，而另一 些不被限制)。后一种情况主要是由网络运营商的要求来限定，并且 在不同移动无线网络中可以被不同地设置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法来优化移动终端的工作时间和小 区切换性能，该方法使得不同移动无线终端能够使用不同邻近信息 (其通过无线电信道提供)用于小区重选，本发明的目的还在于提供 执行该方法的相应设备。

根据本发明，该目的是通过具有权利要求1的特征的方法、具有 独立权利要求16的特征的计算机程序以及具有独立权利要求17的特 征的设备来实现的。

根据本发明的方法的有利实施方式和改进在相应的从属权利要求 中给出。

本发明主要基于减少工作的移动无线终端所执行的测量的数量， 并因此尤其抑制用于标识不适于作为小区切换的候选小区的小区的无 线电技术测量和过程。

本发明提供了对现有技术的显著改进，因为本发明使得能够在根 据GSM标准或UMTS标准的移动无线终端已经对邻近小区检查其作 为潜在目标小区的资格进行检验并确定其对于该移动无线终端不适于 作为目标小区时避免对该邻近小区的无线电技术测量。

目标小区不适于移动无线终端的原因在现有技术中介绍。

在实施方式中，本发明的方法主要涉及应用于以下情形，即目标 小区不适于小区切换，因为核心网络已经拒绝位置或路由区更新对该 小区的访问。

但是，作为替换实施方式，也可以被应用于以下情形，即目标小 区例如属于将目标小区标记为“阻塞”或“保留用于网络运营商”的另一 PLMN。

附图说明

下面介绍根据本发明的示例性实施例。

根据本发明的实施例的出发点是在一个国家内具有不同PLMN 标识的两个移动无线网络运营商之间的国内漫游协议。

该国内漫游协议例如允许运营商B(PLMN B)的客户“漫游”到 其中运营商B不提供自己的移动无线供应的运营商A(PLMN A)的 区域(即利用运营商A的移动无线业务)。此外，该实施例还规 定，例如运营商A提供根据GSM标准以及根据UMTS标准的移动 无线网络。该运营商这样配置其GSM网络，即使得既支持GSM又 支持UMTS的移动无线终端在存在运营商A的UMTS供应的区域中 自动地根据UMTS切换，而不必移动无线用户干预(通过基于UE 的小区重选)。该结构在图1中显示。

具体实施方式

通过在UMTS网络位于GSM网络之上的区域中在GSM网络中 发射关于UMTS网络的邻近信息而支持所谓的双模式移动无线设备 (双模UE)-即既支持GSM又支持UMTS的设备-的自动切 换。应该注意，只要UMTS网络质量足够好，通过这个对于当前组 合GSM/UMTS网络典型的参数化，所有双模式UE都遵守从GSM 到UMTS的小区重选(即基于UE的小区切换)。

运营商A和B之间的示例性国内漫游协议例如还规定，运营商 B的客户允许使用运营商A的整个GSM网络，但是其没有权利访问 运营商A的网络的UMTS部分(即使位于运营商A的网络中的运营 商B的客户具有原则上支持对UMTS的访问的双模式UE)。因 此，示例性国内漫游协议的要求规定防止客户B(或仅仅这些客户中 的特定部分)对运营商A的UMTS网络的访问。

例如，通过抑制运营商B的客户的移动无线终端对运营商A的 UMTS网络的访问尝试来实现。为了实现其，运营商A这样配置其 GSM/UMTS网络，即使得GSM和UMTS网络的小区分别位于不同 的位置区(LA)，并且从GSM到UMTS以及从UMTS到GSM的 每次切换都发起位置区更新。

运营商A的核心网络现在可以例如在使用UMTS技术的位置区 (或仅仅子集)中通过以相应的拒绝码拒绝位置区更新(LAU)而禁 止B的客户的访问尝试。

该拒绝过程的目前实现允许例如根据源(例如借助于IMSI)区 别移动无线终端。即可以允许A的客户访问，而拒绝B的客户。

因此，现有技术允许借助于LAU的拒绝而在A的UMTS网络拒 绝客户B-没有UMTS访问授权。因为虽然通过配置小区切换参 数，所有支持双模式的移动无线终端在运营商也具有UMTS供应的 区域中发起从GSM到UMTS的小区切换，但是只有运营商A的移 动无线终端被允许访问目标UMTS位置区，所以被拒绝的运营商B 的移动无线终端必须放弃小区切换，并且保持在原始GSM小区中。 这里应该注意，通过LAU拒绝来拒绝对目标网络(运营商A的 UMTS网络)的第一次访问尝试。对于已经被拒绝的运营商B的移 动无线终端，进一步的访问尝试失败，因为其中发生拒绝的该LA被 包含在“漫游禁止LA列表”中。

但是，现有技术要求这些移动无线终端继续遵循原始GSM小区 中的小区切换参数，并且继续无线电技术地测量潜在目标小区(包括 运营商A的被配置UMTS小区)。在GSM技术规范[TS45.008]以及 技术规范[3GPP TS 25.304，TS25.133和TS25.331]中定义这些要求。

简言之，现有技术的主要缺陷在于要求即使在禁止对某潜在目标 小区的访问的情况下仍然要根据当前小区的无线电信道上的配置测量 该目标小区。

在所述情形下，运营商B的移动无线终端回保持在运营商A的 GSM小区中，但是根据上述规范的要求，仍然必须无线电技术地测 量不适于该移动无线终端的UMTS目标小区。

该要求对于移动无线终端的工作时间具有明显的负面影响，因为 不必要的测量意味着移动无线终端的附加的能量消耗。

因此，根据本发明的方法建议，记住不能访问特定邻近小区(例 如因为该小区中的LAU已经被拒绝过)的移动无线终端。因此，除 了上面提到的“漫游禁止LA列表”之外，移动无线终端还维持另一个 列表，其中例如记录明确标识邻近小区的小区标识(小区ID)或其 他特征，其中LAU失败，或者移动无线终端已经测量过、但不可被 用于小区切换的小区，因为其属于包含在“漫游禁止LA列表”中的 LA。特征的例子例如是：GSM情况下邻近小区的频率，GSM邻近 小区的BSIC，UMTS情况下邻近小区的加扰码，WLAN情况下的载 波频率，WLAN情况下的“SSID”等。根据本发明的方法对于标识没 有任何限制。

因此，利用所存储的信息，移动无线终端可以避免测量根本不适 合作为小区切换的侯选小区的邻近小区的测量，因此，通过避免不必 要的测量，通过对实际可能的邻近小区的限制延长其工作时间。

因此，在上述情形下，B的客户的移动无线设备在运营商A的 GSM网络中遵循到UMTS的小区切换，但是这里由于访问限制(对 于B的设备的不允许的UMTS LA)接收到LAU拒绝，并随后又切 换到GSM。

利用根据本发明的方法，现在所有UMTS小区(属于拒绝/禁止 LA)在随后的测量中被拒绝，因为根本不允许切换。

根据本发明的方法提供了一个特别的优点，对于保持在运营商A 的禁止UMTS供应之下的移动无线终端，因此能够完全避免对于根 本不成功的向UMTS的小区切换的必要测量。

为了甚至在改变访问前提之后允许访问现在阻塞的(UMTS)位 置区，根据本发明的方法建议，移动无线终端只记住访问拒绝一定时 间(例如24小时或直到其被关闭)。

否则，在运营商A和B之间的协议改变之后仍然拒绝移动无线 终端对(UMTS)LA的访问，因为其自己不会恢复对原始目标小区 的测量(除非满足[TS 24.008]中所定义的删除“漫游禁止LA列表”的 要求)。

本发明的应用不仅仅可用于根据GSM或UMTS标准的移动终 端，而是也可扩展到其他无线电网络技术(例如无线LAN(W- LAN)，CDMA2000，WiMAX，WiBro，增强UTRAN等)。