无线接入技术快速再选择的装置及其方法

摘要

本发明提供无线接入技术快速再选择的装置及其方法。具体提供用于切换到一无线网络的无线装置、系统及方法。无线装置具有一个或多个电路交换无线收发机、一个或多个数据无线收发机、接口控制和ATIM处理器。一个或多个电路交换无线收发机耦接到一个或多个电路交换链路。一个或多个数据无线收发机耦接到一个或多个数据链路。接口控制耦接到无线收发机，并在通过一个或多个电路交换链路之一的电路交换退回呼叫结束后选择一个或多个数据链路中的特定的一个并通过其执行通信，接口控制采用RAT信息来选择一个或多个数据链路中的特定的一个。ATIM处理器接收、处理以及向接口控制提供RAT信息，其中在呼叫结束之前或作为呼叫的结束的一部分来接收RAT信息。

说明书

技术领域

本发明一般涉及通信的领域，更具体地，涉及用于减少与在通过电路交换网络的呼叫之后切换回高速数据网络有关的延迟的方法和装置。

背景技术

蜂窝电话产业不仅在本国而且在全世界也都在经历着指数增长。事实上，公知百分之二十以上的美国成年人甚至没有传统的固定电话。除了这些没有自己的传统电话的人之外，几乎百分之九十的成年人拥有无线电话。

同时，不断增加的蜂窝电话的使用也使其覆盖范围正在超过传统的固定电话的覆盖范围。事实上，七分之一的成年人现在仅仅使用蜂窝电话。而在过去，只有当固定电话不可用或在紧急情况下才使用蜂窝电话，较低的载波速率、家庭套餐(family package)的承受能力、以及免费的移动到移动电话或亲情号码(friend-to-friend)的促销已经促进了使用上的显著增长。今天，走进任何公共场所或机构时注意到那里的大多数人使用他们的蜂窝电话进行谈论已经并不罕见。

自从上世纪中叶以来，使用移动电话或移动站通信的能力已经变得可以实现了。但是，在上世纪90年代期间，提供了所谓的“2G”或第二代移动电话系统，开始了今天我们正享受到的部署和使用两个方面的增长。这些初始的系统主流上提供了各方之间的语音呼叫的路由和可靠服务。此外，正如本领域技术人员所理解的，存在许多与语音数据的发送和接收有关的定时和延迟要求以便保持服务质量。因而，已经部署(field)了所谓的电路交换语音链路以保证此服务质量。

此外，尽管无线蜂窝网络技术正继续提供与处理语音呼叫的能力相关的改进，但是在该产业内也一直有巨大的吸引力来提供分组化的数据的可靠的和高效的传送。结果，高速数据网络的渐进发展总是不能跟上语音网络的发展。提出既提供可靠的语音又提供高速数据接入的更统一的解决方案是本产业领域的目标，但是，本产业目前还未达到该水平。因此，通常的实践是部署(field)一种提供通过一类网络(例如CDMA2000)的语音通信以及通过另一类网络(例如LTE)的高速数据通信的移动系统。在不久的将来，这些混合解决方案将在本领域内流行。

为了部署(field)这样的混合系统，设计者不得不开发用于两个或多个共存(co-field)的网络发生冲突的情况的协议。本申请处理一种这样的情况，即在高速数据网络和电路交换语音网络之间的切换，所述高速数据网络专用于提供分组化的数据通信。

目前，存在用于在高速数据会话期间退回(fallback)电路交换网络以处理呼入或呼出呼叫的协议。并且存在用于在呼叫结束后返回到高速网络(特别是LTE)的规定。但是，本申请的发明人已经注意到，用于返回到高速数据网络的规定在本系统中引入了几乎三分钟以上的延迟，本领域技术人员将一致认为该延迟会变成显著的性能和人为因素的问题。尽管此最大延迟不是一般用户会体验到的，但是它是有可能的，结果是有局限性的。

因此，需要一种消除或基本上降低在退回电路交换呼叫的结束之后返回到高速通信时体验的延迟。

发明内容

本发明连同其它申请的目的是解决以上提到的问题并且解决现有技术的其它问题、缺点和局限性。

本发明提供一种用于实现在电路交换呼叫的结束之后快速切换回高速数据网络的高级技术。在一个实施例中，提供一种用于执行快速切换回高速数据网络的无线装置。该无线装置具有一个或多个电路交换无线收发机(radio device)、一个或多个数据无线收发机、接口控制和ATIM处理器。一个或多个电路交换无线收发机耦接到一个或多个电路交换链路。一个或多个数据无线收发机耦接到一个或多个数据链路，其中一个或多个数据链路专用于提供分组化的数据通信。接口控制耦接到无线收发机，并且被配置为在通过一个或多个电路交换链路之一的电路交换退回呼叫结束后选择一个或多个数据链路中的特定的一个并通过其执行通信，其中接口控制采用RAT信息来选择所述一个或多个数据链路中的特定的一个。ATIM处理器被配置为接收、处理以及向该接口控制提供所述RAT信息，其中在所述呼叫结束之前或作为所述呼叫的结束的一部分来接收RAT信息。

本发明的一个方面预期一种用于执行快速切换回高速数据网络的系统。该系统具有第一基站和移动站。第一基站被配置为提供通过一个或多个数据链路的无线通信，其中一个或多个数据链路专用于提供分组化的数据通信。该移动站无线耦接到第一基站。该移动站包括一个或多个电路交换无线收发机、一个或多个数据无线收发机、接口控制和ATIM处理器。一个或多个电路交换无线收发机耦接到一个或多个电路交换链路。一个或多个数据无线收发机耦接到一个或多个数据链路。接口控制耦接到无线收发机，并且被配置为在通过一个或多个电路交换链路之一的电路交换退回呼叫结束后选择一个或多个数据链路中的特定的一个并通过其执行通信，其中接口控制采用RAT信息来选择所述一个或多个数据链路中的特定的一个。ATIM处理器被配置为接收、处理以及向该接口控制提供所述RAT信息，其中在所述呼叫结束之前或作为所述呼叫的结束的一部分从第一基站接收该RAT信息。

本发明的另一方面包含一种用于执行快速切换回高速数据网络的方法。该方法包括：在移动站之内，将一个或多个电路交换无线收发机第一耦接到一个或多个电路交换链路；在该移动站之内，将一个或多个数据无线收发机第二耦接到一个或多个数据链路，其中一个或多个数据链路专用于提供分组化的数据通信；在通过一个或多个电路交换链路之一的电路交换退回呼叫结束之后，选择一个或多个数据链路中的特定的一个并通过其执行通信，所述选择包括：采用RAT信息来选择该一个或多个数据链路中的特定的一个；以及接收、处理并提供该RAT信息，其中在该呼叫结束之前或作为该呼叫的结束的一部分接收该RAT信息。

因此，本发明可以有效地降低从电路交换网络退回到高速数据网络的延迟，同时兼容的现有网络部署。

附图说明

参考以下描述和附图，本发明的这些及其它目的、特征和优点将得到更好的理解，其中：

图1是示出了目前的数据蜂窝无线接入机制的框图；

图2是描述目前的高速数据无线切换回方法的流程图；

图3是描述根据本发明的快速无线接入技术再选择方法的流程图；

图4是示出根据本发明的可替换快速无线接入技术再选择方法的流程图；以及

图5是示出了根据本发明的用于快速无线接入技术再选择的系统的框图。

具体实施方式

提供以下描述以使得本领域普通技术人员能够做出并使用在特定应用和它的要求的背景内提供的本发明。但是，对优选实施例的各种修改对本领域技术人员来说是显而易见的，并且这里定义的一般原则可以应用于其它实施例。因此，本发明不意欲局限于这里示出和描述的特定实施例，而是将得到与这里公开的原则和新颖特征一致的最宽的范围。

考虑以上关于用于在高速数据网络和电路交换网络之间切换的目前无线通信系统之内采用的无线接入技术选择和相关技术的背景讨论，下面将参考图1-2呈现目前装置和方法的局限性的讨论。在此之后，将参考图3-5呈现本发明的讨论。本发明通过提供显著地降低在通过电路交换网络的呼叫的结束之后与切换回高速数据网络有关的延迟的机制来克服与目前网络交换技术有关的局限性。

转到图1，示出了目前的数据蜂窝无线接入机制100的框图。该机制包括通过两个或多个无线链路121、122无线耦接到基站110的移动站101。本领域技术人员将清楚，目前的移动站101还可以被称为接入终端、蜂窝电话机、智能电话机和其它实际类似的名称。在下文中，术语移动站101将用于涵盖通过至少使用高速数据无线链路121和电话交换语音无线链路122的蜂窝通信网络进行通信的所有这样的设备。移动站101具有两个或多个无线设备103、104，移动站101通过无线设备103、104耦接到基站110内与移动站内的无线设备103，104相应的无线设备111、112。移动站101还包括耦接到两个无线设备103、104的接口控制102。本领域技术人员将清楚，目前的基站110还可以被称为接入节点或对应于具有实际相似的性质的移动设备的其他名字。此外，为了本申请的目的，示出了耦接到单个基站110的移动站101，该单个基站110包括两个无线设备111、112，但是同样可能的是在系统100之内提供单独的基站110，每个基站包括对采用的技术唯一的特定类型的无线设备111、112，其中在两个基站之间实行(affect)移交通信以允许与移动站101的互连。

本领域技术人员还将理解，目前的移动站101包括通过两个或多个不同类型的无线链路进行通信以用于漫游、向下兼容和其它理由的机制。为了本申请的目的，仅仅示出和讨论每个类型的一个这样的无线链路121、122就够了。这样的链路121、122的示例是被称为CDMA2000的电路交换语音链路122和被称为长期演进(LTE)的高速数据链路121，但是本发明的公开的方面不局限于CDMA2000和LTE，并且本发明预期各种其它的通信协议和技术。

如上所述，诸如LTE之类的更新的高速数据网络技术不包括对于根据任何传统方法进行语音呼叫的任何规定。因此，存在例如经由互联网协议上语音(VoIP)通过高速数据网络121执行语音呼叫的选择。但是对于不提供VoIP的系统，必须利用传统的电路交换网络122来进行语音呼叫。诸如采用LTE作为高速数据网络121的一些系统100利用被称为电路交换退回(CSFB)的技术来进行语音呼叫。顾名思义，当移动站101当前利用高速数据网络121用于分组化的数据通信时，当出现对于语音呼叫的需要时，CSFB技术指示移动站后退到诸如CDMA2000之类的电路交换无线链路122以执行语音呼叫。并且当呼叫完成时，移动站101最好切换回高速数据网络链路121中的一个以便继续高速的分组化的通信。

为了切换回高速数据网络链路121，必须已知与基站110协调与链路121有关的参数(诸如无线接口类型)，并且此信息必须在从电话交换链路122切换回之前可用于移动站。LTE提供被称为无线接入技术(RAT)信息记录的这些参数，作为被称为可替换技术信息消息ATIM(alternative technologyinformation message)的例行发送的消息的一部分，根据通常为80ms的系统时间参数的倍数来发送该ATIM。但是，本发明人已经注意到，如果不计算花在导频获得、系统确定和与获得ATIM有关的其它操作上的时间，则与ATIM的发送有关的延迟可能差不多163.84秒。

本发明人还已经注意到，从系统性能和人为因素两个角度看，都非常不希望163.84秒左右的延迟，注意，操作者在这样的延迟期间可能猜想他的/她的移动站101发生了故障，并且另外注意，例行承受这样的延迟将浪费带宽。下面还示出了本技术的缺点。

现在转到图2，示出了描述目前的高速数据无线切换回方法的流程图200。流程从块201开始，其中蜂窝通信系统提供有电路交换语音链路和高速数据链路二者，其中电路交换退回是用于处理语音呼叫的技术。流程然后进行到块202。

在块202处，诸如图1的移动站101之类的移动站经由专用于提供分组化的数据传送的高速数据RAT耦接到基站。上面将LTE作为此性质的数据网络来描述。流程然后进行到判定块203。

在判定块203处，移动站继续监视对语音呼叫的需要。如果不需要语音呼叫，则流程进行回到判定块203的开始。保持块202的数据连接并且移动站继续监视对语音的需要。如果需要语音呼叫，则流程进行到块204。

在块204处，移动站和相应的基站执行退回到电路交换RAT，诸如上述讨论到的CDMA2000。流程然后进行到判定块205。

在判定块205处，监视语音呼叫以确定是否其将结束。如果不，则流程进行回到判定块205，并且连续监视呼叫。如果需要结束，则流程进行到块206。

在块206处，移动站执行释放命令序列以释放语音呼叫。流程然后进行到块207。

在块207处，作为重新连接到高速数据RAT所需的流程的一部分，移动站必须接收并读取包括在开销消息中的信息，该开销消息例如是包括指示何时将要发送下一个ATIM的信息(例如ATIM_CYCLE_INDEX)的系统参数消息。在LTE下，ATIM提供RAT，该RAT可用于连接以重新开始高速数据连接。因此，在LTE下，必须检索此信息以便移动站重新连接到高速数据网络。LTE技术规范C.S0005-E v1.0调用该需要以读取开销消息。从开销消息中，移动站提取参数ATIM_CYCLE_INDEX。本领域技术人员将理解，在LTE标准下，ATIM的广播频率是：

[SYS_TIME_s/16]mod 2^{ATIM_CYCLE_INDEX}＝0，其中SYS_TIME_s是以80ms为单位的系统时间

如上所述，ATIM的发送有关的延迟可能长达163.84秒之久。流程然后进行到判定块208。

在判定块208处，移动站等待接收ATIM。如果没有接收到ATIM，则移动站继续在判定块208处等待。当接收到ATIM时，流程进行到块209。在LTE下，ATIM提供用于重新连接回到高速数据网络的RAT信息。

在块209处，使用在ATIM中提供的RAT信息，移动站与基站协调来执行切换回到高速RAT。流程然后进行到块210。

在块210处，该方法完成。

图2的流程图200示出了现在的技术的缺陷在于它们在CSFB呼叫的结束之后不提供切换回到高速RAT。因此，本发明预期克服这些代价高的系统延迟的各种机制，现在参考图3-5呈现本发明。

参考图3，描述根据本发明的快速无线接入技术再选择方法的流程图300。在操作中，移动系统通过在释放命令本身中提供用于可用的高速数据RAT的信息来克服目前系统的局限性。因而，基站提供包含在最后一个ATIM中的RAT信息，并将它发送到移动站作为释放命令的一部分。在一个实施例中，释放命令被如下配置：

  释放命令特定字段  长度(位)  ORDQ  8  ATIR_INCL  1  NUM_RADIO_INTERFACE  4

NUM_RADIO_INTERFACE为随后的可支持的无线接口记录的类型数目ORDQ为指令鉴定码：

{(NUM_RADIO_INTERFACE)

  RADIO_INTERFACE_TYPE  4  RADIO_INTERFACE_LEN  10  无线接口类型特定字段  8x RADIO_INTERFACE_LEN

}(NUM_RADIO_INTERFACE)

在一个实施例中，如果NUM_RADIO_INTERFACE被设置为0，则这意味着不存在可用的RAT信息，并且移动站必须默认回到图2的方法，也就是说，读取系统开销消息、等待ATIM、然后执行切换回到高速数据RAT。因而，流程从块301开始，其中蜂窝通信系统提供有电路交换语音链路和高速数据链路二者，其中电路交换退回是用于处理语音呼叫的技术。流程然后进行到块302。

在块302处，根据本发明的移动站经由专用于提供分组化的数据传送的高速数据RAT耦接到根据本发明的基站。如上所述，LTE是此性质的数据网络。流程然后进行到判定块303。

在判定块303处，移动站继续监视对语音呼叫的需要。如果不需要语音呼叫，则流程进行回到判定块303的开始。保持块302的数据连接并且移动站继续监视对语音的需要。如果需要语音呼叫，则流程进行到块304。

在块304处，移动站(和相应的基站)执行退回到电路交换RAT，诸如CDMA2000。流程然后进行到判定块305。

在判定块305处，监视语音呼叫以确定是否其将结束。如果不，则流程进行回到判定块305，并且连续监视呼叫。如果需要结束，则流程进行到块306。

在块306处，移动站执行释放命令序列以释放语音呼叫。作为该序列的一部分，基站向移动站发送包含在最后一个ATIM中的RAT信息作为释放命令的一部分。因而，根据本发明的方法消除了与开销消息和ATIM的接收和处理有关的任何延迟。流程然后进行到块307。

在块307处，移动站从由基站在释放命令中提供的信息中选择可用的高速数据RAT。根据传统方法，与基站协调切换回到选择的RAT。流程然后进行到块308。

在块308处，移动站与基站协调来执行切换回到选择的高速RAT。流程然后进行到块309。

在块309处，该方法完成。

现在转到图4，呈现了示出根据本发明的可替换快速无线接入技术再选择方法的流程图400。在操作中，根据本发明的移动站通过存储和更新在连续的ATIM中提供的可用的RAT信息来克服目前系统的局限性，然后在CSFB协议下执行的语音呼叫的结束之后使用此信息立即选择高速数据RAT。在LTE实施例中，将ATIM添加到C.S0005和C.S0004中的FORWARD-DEDICATED SCHEDULING CHANNEL(f-dsch)(前向专用调度信道)消息的列表。基于LTE的ATIM的一个实施例是：

  ATIM字段  长度(位)  NUM_RADIO_INTERFACE  4

{(NUM_RADIO_INTERFACE)

  RADIO_INTERFACE_TYPE  4  RADIO_INTERFACE_LEN  10  无线接口类型特定字段  8 x RADIO_INTERFACE_LEN

}(NUM_RADIO_INTERFACE)

因而，流程从块401开始，其中蜂窝通信系统提供有电路交换语音链路和高速数据链路二者，其中电路交换退回是用于处理语音呼叫的技术。流程然后进行到判定块402。

在判定块402处，移动站确定是否已经接收到ATIM。如果没有，则流程进行回到判定块402，并继续等待更新的ATIM。如果是，则流程进行到块403。

在块403处，移动站从接收的最新的ATIM中提取可用的RAT信息，并存储/更新可用的RAT记录用于以后使用。流程然后进行到块404。

在块404处，根据本发明的移动站经由专用于提供分组化的数据传送的高速数据RAT(例如LTE)耦接到根据本发明的基站。流程然后进行到判定块405。

在判定块405处，移动站继续监视对语音呼叫的需要。如果不需要语音呼叫，则流程进行回到判定块405的开始。保持块404的数据连接并且移动站继续监视对语音的需要。如果需要语音呼叫，则流程进行到块406。

在块406处，移动站(和相应的基站)执行退回到电路交换RAT，诸如CDMA2000。流程然后进行到判定块407。

在判定块407处，监视语音呼叫以确定是否其将结束。如果不，则流程进行回到判定块407，并且连续监视呼叫。如果需要结束，则流程进行到块408。

在块408处，移动站执行释放命令序列以释放语音呼叫。流程然后进行到块409。

在块409处，移动站从最后一个ATIM情况存储的信息中选择可用的高速数据RAT。根据传统方法，与基站协调切换回到选择的RAT。流程然后进行到块410。

在块410处，移动站与基站协调来执行切换回到选择的高速RAT。流程然后进行到块411。

在块411处，该方法完成。

虽然图4的实施例使得根据本发明的移动站有提供用于在ATIM中接收的RAT信息的存储和更新逻辑的负担，但是此实施例通过简单地需要将ATIM添加到C.S0005和C.S0004中的f-dsch消息的列表而仅需要对现有LTE标准做出较少的变化。

图5是示出了根据本发明的用于快速无线接入技术再选择的系统500的框图。系统500实现参考图4讨论的方法400，其中需要移动站501存储并更新包含在ATIM中的RAT信息。该机制包括通过两个或多个无线链路521、522无线耦接到基站510的移动站501。移动站501包括将移动站501耦接到基站510内的相应无线设备511、512的两个或多个无线设备503、504。移动站501还包括耦接到两个无线设备503、504的接口控制502。在一个实施例中，移动站501耦接到包括无线设备511、512的单个基站510，如图所示。在另一个实施例中，在系统500内的单独的基站内布置无线设备511、512，每个基站包括对采用的技术唯一的特定类型的无线设备511、512，其中在两个基站之间实行通信以允许与移动站501的互连。本发明的另一个实施例揭露多个无线设备511和多个无线设备512耦接到多个基站，而这些基站具有和图5中使出的基站510相似的结构。

此外，移动站501可以包括多于所示的数目的无线设备511、512，以允许通过多于所示的两种类型的无线链路521、522的通信，以用于漫游、传统兼容和其它理由的目的。在一个实施例中，链路521、522是被称为CDMA2000的电路交换语音链路522和被称为长期演进(LTE)的高速数据链路521，但是本发明的公开的方面不局限于CDMA2000和LTE，并且预期各种其它的通信协议和技术。

如本领域技术人员所公知的，LTE不包括对于根据任何传统方法进行语音呼叫的任何规定。因此，目前的LTE技术规范需要使用电路交换退回(CSFB)来通过电路交换链路522进行语音呼叫。因而，当移动站501当前利用高速数据网络521用于分组化的数据通信时，当发生对于语音呼叫的需要时，CSFB技术指示移动站后退到电路交换无线链路522以执行语音呼叫。并且当呼叫完成时，根据以上参考图4讨论的方法，移动站501执行快速切换回到高速数据网络链路521中的一个以继续高速的分组化的通信。因而，移动站501还包括耦接到接口控制502的ATIM处理器505。ATIM处理器505具有RAT存储器506，在存储器506之内存储从接收的ATIM中获取的RAT信息。

在操作中，随着周期性地接收ATIM，ATIM处理器505从ATIM中检索RAT信息并将它存储在RAT存储器506中。并且当CSFB呼叫结束时，接口控制502存取位于RAT存储器506内的RAT信息。选择特定的RAT以用于再继续高速数据接口，并且接口控制502与基站510协调以通过相应的高速数据链路521实行通信。

在另一个实施例中，ATIM处理器505从在CSFB呼叫结束后从基站接收到的释放命令中检索RAT信息，如上面参考图3的方法讨论的。可以将RAT信息放在RAT存储器506中。无论如何，将RAT信息提供给接口控制502，因此选择特定的RAT用于再继续高速数据通信，并且接口控制502与基站510协调以通过相应的高速数据链路521实行通信。

根据本发明的ATIM处理器505和接口控制502被配置为执行上述功能。处理器505和控制包括逻辑、电路、设备或微代码(即，微指令或自然指令)，或逻辑、电路、设备或微代码的组合，或用于执行根据本发明的所述功能的等效元素。用于执行这些功能的元素可以与移动站501内的用于执行其它功能的其它电路、微代码等等共享。

本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用公开的构思和详细的实施例作为设计或修改用于执行本发明的相同目的的其它结构的基础，并且可以在不脱离由所附权利要求书所定义的本发明的范围的情况下，对这里公开的内容做出各种变化、替换和变更。