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CN201515498U - 一种无线发射/接收单元和基站 - Google Patents

一种无线发射/接收单元和基站 Download PDF

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CN201515498U CN2009201494003U CN200920149400U CN201515498U CN 201515498 U CN201515498 U CN 201515498U CN 2009201494003 U CN2009201494003 U CN 2009201494003U CN 200920149400 U CN200920149400 U CN 200920149400U CN 201515498 U CN201515498 U CN 201515498U
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B·阿吉里
M·鲁道夫
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Abstract

一种无线发射/接收单元(WTRU)和基站，该WTRU包括：处理器；以及接收机，与所述处理器耦合，并被配置成通过寻呼信道接收公共报警系统(PWS)通知消息，其中该PWS通知消息指示紧急事件的发生。该基站包括：处理器；以及发射机，与所述处理器耦合，并且该发射机被配置成通过寻呼信道向至少一个处于移动通信全球系统空闲模式的WTRU发送指示紧急事件发生的PWS通知消息。所述PWS消息包括地震和海啸报警系统(ETWS)消息。所述PWS消息可包括主要消息和次要消息。相应的GERAN基站和方法能够发送PWS消息。

Description

一种无线发射/接收单元和基站
技术领域
本公开的主题涉及无线通信。
背景技术
公共报警系统(PWS)在现代世界中有很大的应用。传统上，依靠传统的无线电(AM，FM等等)和/或电视(TV)紧急广播频道来在世界上的许多地方实施PWS，从而紧急通告在一定的地理区域内会对生命或财产造成重大威胁的事件的发生。
由于蜂窝网络的广泛可用性，不仅在蜂窝覆盖范围方面，而且在手机渗透率方面，使用蜂窝无线电系统成为一个可行的选择方案来代替或补充用于PWS消息的无线电/TV传输机制。可用于这个目的的蜂窝技术包括移动通信全球系统(GSM)、通用分组无线电服务(GPRS)和增强的GPRS(EGPRS)。第三代合作伙伴计划(3GPP)最近批准了地震海啸报警系统(ETWS)工作项目来开发蜂窝PWS的标准化方案。通过定义，ETWS是PWS的一个子集。简单起见，PWS在这里既指PWS，也指ETWS。
在GMS/GPRS/EGPRS中，无线发射/接收单元(WTRU)可同时附属于电路交换(CS)(GSM)域和分组交换(PS)(GPRS)域。在CS域，WTRU可处于空闲模式或专用模式。在PS域，WTRU可处于分组空闲模式或分组传输模式。CS和PS中的模式操作是相互独立的，这意味着WTRU可同时处于CS专用模式和PS分组空闲模式。
在传输保证、通知及时性、信息准确性和需要传输到用户的有用PWS消息的具体数量方面，PWS系统提出了重要的技术设计挑战。虽然GMS/GPRS/EGPRS系统在可以传输什么以及可以传输多快的方面提供了强大的功率、灵活性和控制，但在实现有效的移动PWS系统之前还要克服许多障碍。
一个障碍是PWS消息需要抢占(preempt)正在进行的通信，无论该通信是CS或PS语音、正在进行的数据通信，还是专用信令。这在传统系统中并不总是可行的，取决于所选的PWS传输机制(例如，寻呼、短消息服务(SMS)，消息等等)。一个相关的问题是PWS通知需要在短时间内同时到达大量的WTRU。
另一个问题是PWS消息需要到达处于空闲模式的WTRU，然而处于空闲模式的GMS/GPRS/EGPRS WTRU服从于达到几秒钟或更长时间的不连续接收(DRX)/寻呼的唤醒周期，如果对电池寿命和待机时间没有重大影响的话该周期是不能降低的。由于可靠性使得网络运营商要发送多次寻呼，直接的结果是寻呼或PWS消息的传输在持续好几十秒的时间周期内只能保证到部分WTRU。对于许多紧急事件(例如地震)，报警只在事件实际发生前几秒钟发出。因此，多于几秒钟的延迟将导致报警完全失效。
在使用如基于寻呼、基于小区广播系统(CBS)的消息或基于SMS以及类似方法的快速通知方法来传输PWS消息到手机时，当前的系统也存在限制性的有效载荷局限性。这对于在传输时间方面有非常严格要求的(几秒钟或更少)主要PWS通知来说是特别重要的。例如，当前的PWS消息包括开销(overhead)信息，包括“交易ID”、“偏好的WTRU行为”、“紧急类型”、消息安全字段等等，这将实际的紧急消息的长度限制到只有几十个字节。在很多情况下，会证明这太短而无法容纳全部的PWS消息。另一个相对于有效载荷局限性的挑战来自于以下事实，现代蜂窝系统(GMS/GPRS/EGPRS、无线码分多址(WCDMA)/长期演进(LTE))可能会能需要更多的控制信息，并且可能会需要说明不同的语言，所有这些都将进一步减少可用于PWS消息的空间数量。
主要/次要通知系统可以用于通过一个主要通知来将紧急情况快速通知给许多个WTRU，紧随该主要通知的是包含附加信息的一个次要通知。该次要通知可包括指定给一个WTRU或一组WTRU的信息，该信息基于例如，地理位置，与特定事件的接近度等等。该主要通知是绝对的时间临界，而次要通知可以有微小的延迟。
实用新型内容
为了提供在GERAN网络中使用的PWS，本实用新型提供一种移动通信全球系统的增强型数据速率移动通信全球系统演进无线电接入网络兼容的无线发射/接收单元，其特征在于，该无线发射/接收单元包括：
处理器；以及
接收机，与所述处理器耦合，并被配置成通过寻呼信道接收公共报警系统通知消息，其中该公共报警系统通知消息指示紧急事件的发生。
本实用新型还提供一种移动通信全球系统的增强型数据速率移动通信全球系统演进无线电接入网络的基站，其特征在于，该基站包括：
处理器；以及
发射机，与所述处理器耦合，并且该发射机被配置成通过寻呼信道向至少一个处于移动通信全球系统空闲模式的无线发射/接收单元发送指示紧急事件发生的公共报警系统通知消息。基站在寻呼信道上将PWS消息传输到空闲模式的WTRU。分析WTRU的DRX周期，且PWS消息可在一段时间内在寻呼信道上传输，这样所有与基站相关联的WTRU都可接收PWS消息而不用考虑WTRU的DRX周期。
当WTRU处于专用模式或分组传输模式时，PWS消息可通过专用资源来传递。一个新的消息可以携带PWS消息，或者将PWS消息插入到一个当前存在的消息中。
附图说明
通过下面举例的说明并结合附图将会有更详细的理解，其中：
图1是基于WTRU模式的PWS流程图；
图2是示出使用系统信息消息来传递PWS信息的信令流程图；
图3是使用寻呼资源来传递PWS信息的示意图；
图4是使用寻呼资源来传递PWS信息的方法流程图；以及
图5是被配置成实施这里所公开的PWS的WTRU和基站的框图。
具体实施方式
这里提到的术语“无线发射/接收单元(WTRU)”包括但不限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机、或其它任何类型的可在无线环境中操作的用户设备。这里提到的术语“基站”包括但不限于节点B、站点控制器、接入点(AP)、或其它任何类型的可在无线环境中操作的接口设备。
为了克服上述的问题并快速提供可携带足够大小有效载荷的PWS给多个WTRU，紧随的多种解决方案取决于WTRU的操作状态。参考图1，紧急事件触发公共报警系统(110)。在WTRU处于GSM空闲模式(CS域)或WTRU处于GPRS分组空闲模式(PS域)的情况下(120)，主要通知由基站发送到WTRU(130)。该主要通知通过由基站广播的系统信息消息、通过寻呼资源、或通过CBS消息被发送到WTUR(130)。在WTRU处于GSM专用模式(CS域)或WTRU处于GPRS分组传输模式(PS域)或双重传输模式(DTM)情况下(140)，WTRU具有激活的无线电资源。该激活的资源允许通过专用消息或使用短消息服务(SMS)消息来发送主要PWS通知(150)。在WTRU处于GSM空闲模式(CS域)或WTRU处于GPRS分组空闲模式(PS域)且WTRU已经请求无线电资源但是还没有接收到资源指派消息的独特的情况(160)下，使用寻呼资源来发送主要通知(170)或其可被包含在指派消息中。包含有关紧急情况的附加信息的次要通知消息在适合的时间被发送(180)。用于发送主要通知的特定情况的技术130、150、170以及相应的次要通知消息(180)现在将作更详细的描述。
在WTRU处于GSM空闲模式(附属于CS域)或WTRU处于GPRS分组空闲模式(附属于PS域)的情况下(图1的情况120)，新的字段或信息单元(IE)被添加到系统信息(或分组系统信息)消息中，用于指示系统信息消息将被用于广播PWS信息。然后随后传输的系统信息消息可被用于传送主要通知和次要通知。另外，当紧急事件触发PWS时，基站可使用复帧中剩余的资源来发送报警消息(资源是典型地用于发送其它系统信息消息和/或指派/寻呼消息)。这意味着网络可使用在广播控制信道(BCCH)载波上预留给公共控制信道(CCCH)的所有的块。在小区中存在分组公共控制信道(PCCCH)的情况下，网络同样地将使用PCCCH时隙上的所有的块(表示成“B0”到“B11”)。
在另一种情况下，为了遵从当前的技术要求，网络要在足够长的时段内发送通知。特别地，当前要求PWS主要通知在4秒的时段内传输。由于在给定的地理区域中运行的不同的WTRU可能具有不同的DRX调度，因此这个时段将保证PWS主要通知被所有的WTRU接收到。
参考图2，信令流程图200示意了为移动PWS使用系统信息消息。基站210服务于多个WTRU 2201、220N。第一系统信息消息230被广播到多个WTRU 2201、220N，并且包括基站210支持PWS的指示。在一些紧急事件触发PWS的激活后，基站210广播另一个系统信息消息240到多个WTRU2201、220N，其中包括紧急事件的主要通知。系统信息消息240也可以包括如系统信息消息230中的PWS支持的指示。
为了优化PWS的系统信息消息的使用，WTRU被预配置有多种PWS消息或对应于特殊的紧急事件类别和/或行动的PWS消息组成部分。预配置的PWS信息可包括紧急事件类别、行动代码、紧急事件的紧急性、紧急事件的位置、和/或其它PWS数据字段。该预配置的信息可存储在WTRU中的任何适合的存储介质中，例如用户识别模块(SIM)，并且可存储在任何适合的结构，例如查找表。
表1示意了可能的代码集以及对应的紧急情况。代码点允许运营商可定义的紧急事件描述，其提供给用户大量的信息而利用空中消息中的最小的数据容量。
  紧急事件代码   紧急事件描述
  1   海啸
  2   地震
  3   枪击事件
  …   …
表1
下面的表2示意了另一个预配置信息的例子，指示了指定紧急事件的持续时间。
  代码   持续时间
  1   下一10分钟
  2   下一小时
  3   下一1-2小时
  …   …
表2
当事件发生触发PWS系统时，网络可发送一个包含短代码和/或类型字段的系统信息消息，其对应于上述的完整的PWS通知消息。然后WTRU可以接收该消息，解码短代码，然后执行预配置PWS信息的查找过程以确定实际对应的PWS消息和/或行动并以与特定WTRU的能力相适合的方式将其显示给用户。WTRU还可以采取相应的行动(比如抢占正在进行的语音呼叫等等)。
该方法独立于网络使用的实际传输机制，因此将应用到专用的PWS通知消息服务和其它类型的消息服务，比如寻呼、短消息服务(SMS)、小区广播系统(CBS)，这将在下作进行更详细的描述。
可替换地，PWS消息的内容可使用例如，Huffmann编码、符号编码、流编码、整数编码等等这样方案来进行压缩。这些编码技术的使用包括“代码表”或概率表的交换，类似于上述预配置PWS信息原则。
如上面简要描述的，预配置PWS信息可存储在WTRU的通用电信系统(UMTS)用户标识模块(USIM)/通用集成电路卡(UICC)，或其它任何的WTRU的易失或非易失存储结构中。
可替换地，基站可以使用以下中的任何一个或组合来发送PWS配置信息：使用配置协议和空中消息的基于因特网协议(IP)的服务器、开放移动联盟(OMA)消息、无线电资源控制(RRC)消息、非接入层(NAS)消息和WTRU固件更新(空中或通过专用装置例如通用串行总线(USB)等等)。
可替换地，WTRU可被预配置有代码点以允许PWS消息的多种语言支持。查找表可包含用于每个PWS代码或组成的多种语言代码。可替换地，在查找表中可以有多个存储入口对应于指定的PWS或组成部分的代码。这对于一般使用多种语言的区域的运营商来说是所需要的。
类似于广播包含PS信息的系统信息消息，CBS消息还可用于广播PWS消息到WTRU。基站可以向相关的WTRU指示小区中的CBS处于“开启”。然后WTRU可解码指示的小区广播信道(CBCH)并接收PWS信息。
除了或替代系统信息消息和/或CBS消息，PWS信息还可通过寻呼资源广播给处于GSM空闲模式和GPRS分组空闲模式的WTRU。基站可使用寻呼信道来发送主要PWS通知。为了保证与基站相关联的所有WTRU都能接收基站发送的寻呼消息，基站可在特定时段内在所有的寻呼信道上发送寻呼消息以保证所有处于不连续接收(DRX)模式的WTRU可以接收寻呼消息。基站可以选择复制主要通知的传输以保证所有的WTRU接收该通知。此外，如果有必要对该主要通知进行分段，该复制可帮助WTRU以任何顺序接收该主要通知。
参考图3，多个WTRU 3101...310N处于DRX模式。这意味着这些WTRU将周期性地进入睡眠模式，其中每个WTRU关闭某些的组件以节约电池能量。在这些DRX周期内，WTRU将不监听任何寻呼信道，因此将不能接收由基站320发送的任何PWS寻呼消息。为了保证WTRU 3101...310N接收PWS寻呼消息，基站320使用基站320可用的所有寻呼信道在足够长的时段内发送PWS寻呼消息330，以保证所有处于DRX模式的WTRU能接收PWS寻呼消息330。
参考图4，方法400用于通过寻呼资源发送PWS信息，其开始于一个触发PWS的紧急事件(步骤410)。基站分析所有相关联的WTRU的DRX周期(步骤420)。然后该基站确定与基站相关联的所有WTRU接收PWS寻呼消息所需要的必要的时间段(步骤430)。最后，在步骤440，该基站在所确定的时间段内在所有寻呼信道上发送PWS主要通知，使得所有WTRU，甚至是处于DRX操作模式的WTRU与基站相关联。
在WTRU处于GSM专用模式或GPRS分组传输模式的情况中，WTRU将具有独立专用控制信道(SDCCH)、业务信道(TCH)、或被称为临时块流(TBF)的GPRS无线电资源。使用这些专用资源PWS可将信息直接发送到WTRU。在这些情况下，基站可使用这些专用资源发送主要通知消息到WTRU。
在WTRU具有可用TCH的情况下，该TCH将一直伴随着两个用于信令目的的控制信道，慢速相关控制信道(SACCH)和快速相关控制信道(FACCH)。该FACCH可用在“偷窃模式”，这在GSM系统中是一个公知的概念，指的是FACCH为了传输快速和时间敏感的信令消息而从TCH资源偷窃。要指出的是“偷窃模式”还可以用在WTRU处于双重传输模式(DTM)的时候，因为DTM操作包括TCH的使用。通知的实际传输可通过例如，修改已有消息或引入具有ETWS/PWS能力的WTRU可以理解的新消息来实现。
在WTRU处于GPRS分组传输模式的情况下，基站可发送包含主要PWS通知的新的无线电链路控制/介质访问控制(RLC/MAC)控制块。该消息可被复用在相同分组数据信道(PDCH)上的所有WTRU读取。为了增加确定性，基站可以重复在多个无线电块上的RLC/MAC消息的传输。通知的实际传输可通过例如，修改已有消息或引入具有ETWS/PWS能力的WTRU可以理解的新消息来实现。
可替换地，SMS消息可用于发送PWS通知到处于GSM专用模式或GPRS分组传输模式的WTRU。当WTRU处于GSM专用模式时，WTRU可在FACCH或SDCCH资源上从基站接收到SMS消息。重要的要指出的是用于处在GSM专用模式的WTRU的SMS消息通常在SACCH上发送。然而，由于SACCH的慢速特性，在这种情况下使用FACCH传输SMS将会带来改进的性能。当WTRU处于分组传输模式时，基站可首先将包括新的RLC/MAC消息的控制块中的主要通知发送到WTRU。当接收到主要通知时，如果下行链路(DL)标识包含在接下来的RLC/MAC数据块的无线电块报头中，则该WTRU将忽略任何下行链路(DL)标识(比如DL临时块流(TBF))。而是该WTRU将解码这些块以获取任何附加的PWS信息。基站还可以使用分发类型的消息(比如广播消息)，其报头不包含任何特定的标识。
在WTRU当前处于GSM空闲模式或GPRS空闲模式的情况中，而WTRU已请求专用资源并正等待专用资源的指派，下面的方法可用于广播PWS信息。在发送专用资源请求消息(例如，可以是信道请求消息、分组信道请求消息、或EGPRS分组信道请求消息)之前，WTRU可以读取在系统信息消息中广播的“RACH控制参数”。在这些参数中，WTRU了解到1)WTRU重试的次数(最大重传次数)以及发送重试突发的时间段(Tx-integer)。该“最大重传次数”可以是四个值{1，2，4或7}中的一个，这意味着WTRU在重传的情况下可以尝试8(总的)次。该Tx-integer定义了尝试和允许的间隔之间的时间段，在此时间段内WTRU可发送新的突发。
WTRU在这些情况下可持续几秒钟。例如，对于Tx-integer，运营商选择的一个典型值是32，然后该值定义了在先前发送突发之后的217和248帧之间的32个连续TDMA帧的范围。一旦WTRU发送包含请求消息的突发，它就开始监控DL上相应的公共控制信道(CCCH)以寻找相应的指派消息(通常称为立即指派)。该指派消息在与寻呼信道(PCH)时间复用的接入准许信道(AGCH)上被接收到，其中基站通常在该寻呼信道上发送寻呼消息。
WTRU监控用于指派消息的AGCH和PCH，以检查基站是否广播PWS信息。如果WTRU检测到任何的PWS通知，则它中断随机接入过程并处理该PWS信息。
可替换地，基站可在发送到WTRU的指派消息(例如即时指派消息)中插入指示(例如，以IE的形式)。然后WTRU可以解码该指派信息并实现PWS主要通知包含在指派消息中。然后WTRU可中断正常的专用资源指派过程并处理该PWS信息。要指出的是，上述用于编码PWS信息的多种选择还可以通过指派消息应用到PWS通知。
上述方法可应用在多种组合中，从而在特定区域内的所有WTRU都可以接收PWS信息。例如，使用SMS、CBS、寻呼、BCCH、多媒体广播/组播服务(MBMS)中的任意组合来发送PWS通知(主要的和次要的)。用于主要和次要通知的PWS模式可以是不同的。基站可通过系统信息中的容量或配置比特、比特字段、信息单元，或发送到WTRU的CS或PS控制消息的扩展，来广播PWS传输模式。这些指示通报了在一个小区、一组小区或受影响的公共陆地移动网络(PLMN)中当前支持哪种PWS模式。当多个PWS传输模式可用时，WTRU可基于其自身的配置和其自身的PWS规则来选择合适的传输模式。这些PWS规则可以是WTRU状态(CS空闲/连接，PS附着/空闲)和/或WTRU活动(当在CS呼叫中，当在PS会话中，等等)的函数。PWS规则还可以包括WTRU针对GSM/GPRS/EGPRS基站发送的PWS消息的出现而如何尝试监控的优先级。
参考图5，WTRU 500和基站505被配置成实施这里公开的PWS。WTRU500包括收发机(Tx/Rx)510、处理器515和可选的SIM卡520。基站505包括收发机(Tx/Rx)525、处理器530和PWS消息生成器535。基站505与基站控制器(BSC)540以及其它网络侧的部件(没有示出)进行有线通信。
基站505被配置成执行上述的各种PWS方法。例如，在WTRU处于GSM空闲模式或GPRS空闲模式的情况中，基站505被配置成经由Tx/Rx 525来广播包含PWS主要通知的系统信息消息，如上所述。PWS消息生成器535被配置成与处理器530结合来生成PWS消息。在另一个例子中，其中寻呼资源用来广播PWS信息，PWS消息生成器535与处理器530结合来执行如上所述的图4中的方法400。特定的紧急事件触发以及DRX调度和其它信息可被接收并存储在BSC 540中。基站505还被配置成运行CBS，并且PWS消息生成器535向Tx/Rx 525提供必要的消息以用于向相关WTRU广播。
WTRU 500能够通过Tx/Rx 510接收来自多个基站的传输，包括PWS传输。处理器515能够解码接收到的传输从而恢复上述的PWS信息。SIM卡520可包括存储的PWS短代码，该短代码可由处理器515访问来用于解码接收到的PWS消息。
虽然上面是以特定的组合来描述特征和元件，但每个特征和元件可以在没有其它特征和元件的情况下单独使用，或者在有或没有其它特征和元件的各种组合的情况下使用。这里提供的方法或流程图可在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件、或与计算机可读存储介质结合的固件中实施。计算机可读存储介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机接入存储器(RAM)、寄存器、缓存器、半导体存储设备、如内部硬盘和移动磁盘这样的磁介质、磁光介质、和光介质比如CD-ROM盘、以及数字通用盘(DVD)。
适合的处理器包括，例如，通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、一个或多个与DSP核心相关联的微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路和/或状态机。
与软件相关的处理器可用于实施射频收发机，该射频收发机用于无线发射接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、终端、基站、无线电网络控制器(RNC)或任何主机。WTRU可与被实施为硬件和/或软件的模块进行结合，比如照相机、摄像机模块、视频电话、免提电话、震动装置、喇叭、麦克风、电视收发机、免提手机、键盘、蓝牙模块、调频(FM)无线电单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器，和/或任何无线局域网(WLAN)或超宽带(UWB)模块。

Claims (2)

1.一种移动通信全球系统的增强型数据速率移动通信全球系统演进无线电接入网络兼容的无线发射/接收单元，其特征在于，该无线发射/接收单元包括：
处理器；以及
接收机，与所述处理器耦合，并被配置成通过寻呼信道接收公共报警系统通知消息，其中该公共报警系统通知消息指示紧急事件的发生。
2.一种移动通信全球系统的增强型数据速率移动通信全球系统演进无线电接入网络的基站，其特征在于，该基站包括：
处理器；以及
发射机，与所述处理器耦合，并且该发射机被配置成通过寻呼信道向至少一个处于移动通信全球系统空闲模式的无线发射/接收单元发送指示紧急事件发生的公共报警系统通知消息。
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