具有分配的接入類別的無線通信系統(tǒng)和相關(guān)方法
【專利摘要】一種無線通信系統(tǒng)包括私有LTE基站、商用載波LTE基站、及移動無線通信設(shè)備。該移動無線通信設(shè)備包括LTE收發(fā)器、存儲器及耦接到LTE收發(fā)器和存儲器的控制器。該控制器基于使用特性值的優(yōu)先級在存儲器中存儲分配的AC值、在存儲器中存儲隨機的AC值、并且確定是對私有LTE基站還是對商用載波LTE基站的接入可用。當(dāng)私有LTE基站可用于接入時，基于分配的AC值和從私有LTE基站接收到的私有LTE阻止值進行連接。當(dāng)商用載波LTE基站可用于接入時，基于隨機的AC值和商用載波阻止值進行連接。
【專利說明】具有分配的接入類別的無線通信系統(tǒng)和相關(guān)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，并且更具體地，涉及長期演進無線通信系統(tǒng)和相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的無線通信系統(tǒng)包括互相交換數(shù)據(jù)的多個無線通信設(shè)備。在一些無線通信系統(tǒng)(例如基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò))中，該系統(tǒng)還可以包括用于管理無線通信設(shè)備之間的通信的無線基站。換句話說，每個系統(tǒng)內(nèi)部的通信將會經(jīng)無線基站進行交換。在其它無線通信系統(tǒng)(例如網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和自組(ad hoc)無線網(wǎng)絡(luò))中，無線基站可以被省略，即，無線通信設(shè)備可以直接地相互通信。
[0003]無線通信設(shè)備可以基于無線通信協(xié)議互相通信。如在通過引用被整體結(jié)合于此的3GPP TS 22.0il V8.9.0 (2009-09)技術(shù)規(guī)范中所公開的，第三代合作伙伴項目長期演進(3GPP LTE)無線通信協(xié)議是旨在提供城域網(wǎng)的穩(wěn)健技術(shù)。特別地，LTE無線協(xié)議通常稱作第四代蜂窩協(xié)議。
[0004]LTE無線通信協(xié)議可以提供:增加的帶寬、低時延以及提高的信號穿透力。而且，LTE無線通信協(xié)議提供用于語音和數(shù)據(jù)兩者的完全分組交換協(xié)議，以及很容易集成到傳統(tǒng)系統(tǒng)中的簡化的基礎(chǔ)設(shè)施。
[0005]LTE無線通信協(xié)議的一個潛在缺陷可能包括在經(jīng)受高用戶密度的網(wǎng)絡(luò)扇區(qū)中表現(xiàn)欠佳，例如，在諸如大容量體育館的體育賽事之類的大事件期間。在這些情形期間，網(wǎng)絡(luò)吞吐量可能會顯著地降低，實際上使無線通信系統(tǒng)不工作。
[0006]在LTE無線通信協(xié)議中包括一種解決這個缺陷的方法，該方法包括阻止因子(barring factor)特征。在LTE無線通信協(xié)議中，每個移動無線通信設(shè)備具有與其關(guān)聯(lián)的接入類別，該接入類別包括0-15。在LTE無線通信系統(tǒng)中，接入類別11-15為特殊用戶保留，即，類別15-PLMN人員；類別14-緊急服務(wù)；類別13-公共事業(yè)(例如，水/氣供應(yīng)商)；類別12 -安全服務(wù)；及類別11 -PLMN使用。
[0007]當(dāng)無線通信設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)時，該設(shè)備被隨機分配從0-9中的類別。在其中LTE無線通信系統(tǒng)可能需要節(jié)流使用的情形中，網(wǎng)絡(luò)運營商可以使用阻止因子特征。當(dāng)無線通信設(shè)備首先連接到無線通信系統(tǒng)時，該設(shè)備接收常備阻止率(當(dāng)基站在阻止模式下運行時)并且該設(shè)備產(chǎn)生隨機數(shù)。如果隨機數(shù)小于該阻止率，則該設(shè)備繼續(xù)連接到網(wǎng)絡(luò)。否則，該設(shè)備終止到LTE無線通信系統(tǒng)的連接過程。這個方法的缺陷是，由于移動無線通信設(shè)備是基于隨機產(chǎn)生的數(shù)來阻止的，因此阻止率被隨機地應(yīng)用而沒有任何對用戶實際優(yōu)先級的考慮。
[0008]對LTE無線通信系統(tǒng)中的優(yōu)先級的另一種方法在Wang等人的美國專利申請公開N0.2008/0200146中公開。Wang等人使用11_15接入類別來提供優(yōu)先級，該優(yōu)先級類似于具有給打緊急電話的特殊配置的典型LTE無線通信系統(tǒng)的優(yōu)先級。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于上述背景，因此，本發(fā)明的一目的是提供能夠處理高使用應(yīng)用(high useapplicat1n)的LTE無線通信系統(tǒng)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的這個及其它目的、特征和優(yōu)點是通過如下LTE無線通信系統(tǒng)提供的，該LTE無線通信系統(tǒng)包括私有(private) LTE基站、商用載波LTE基站及包括LTE收發(fā)器、存儲器和耦接到LTE收發(fā)器和存儲器的控制器的移動無線通信設(shè)備。該控制器配置為基于使用特性值的優(yōu)先級在存儲器中存儲分配的接入類別(AC)值、在存儲器中存儲隨機的AC值、及確定是對私有LTE基站還是對商用載波LTE基站的接入是可用的。當(dāng)私有LTE基站可用于接入時，則無線通信設(shè)備將基于分配的AC值和從私有LTE基站接收到的私有LTE阻止值連接到私有LTE基站，并且當(dāng)商用載波LTE基站可用于接入時，則基于隨機的AC值和從商用載波LTE基站接收到的商用載波阻止值連接到商用載波LTE基站。有利地，移動無線通信設(shè)備可以在標(biāo)準(zhǔn)的LTE無線通信系統(tǒng)中和私有化的專用優(yōu)先級LTE通信系統(tǒng)兩者中運打。
[0011]更具體地，控制器可以配置為基于分配的AC值和隨機的AC值中的一個來產(chǎn)生比較阻止率，并且把該比較阻止率與私有LTE阻止值和商用載波阻止值中的一個進行比較?？刂破骺梢耘渲脼楫?dāng)比較阻止率大于或等于相應(yīng)私有LTE阻止值時，停止連接到私有LTE基站?？刂破鬟€可以配置為當(dāng)比較阻止率大于或等于商用載波阻止值時，停止連接到商用載波LTE基站?？刂破骺梢耘渲脼樵谧柚箷r間值到期后，重新啟動對私有LTE基站或商用載波LTE基站的連接。
[0012]另一個方面致力于操作LTE移動無線通信設(shè)備的方法。該方法包括基于使用特性值的優(yōu)先級在LTE移動無線通信設(shè)備的存儲器中存儲分配的AC值、在存儲器中存儲隨機的AC值及確定是對私有LTE基站還是對商用載波LTE基站的接入可用。該方法還包括當(dāng)私有LTE基站可用于接入時，則基于分配的AC值和從私有LTE基站接收到的私有LTE阻止值連接到私有LTE基站，并且當(dāng)商用載波LTE基站可用于接入時，則基于隨機的AC值和從商用載波LTE基站接收到的商用載波阻止值連接到商用載波LTE基站。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的LTE無線通信系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖2是說明來自圖1的系統(tǒng)中的移動無線通信設(shè)備的操作的流程圖。
[0015]圖3是說明來自圖1的系統(tǒng)中的移動無線通信設(shè)備的操作的更詳細的流程圖。
[0016]圖4是在圖1的LTE無線通信系統(tǒng)中的優(yōu)先級化的AC的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在將在下文中參考附圖對本發(fā)明進行更完全的描述，其中在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。但是，本發(fā)明可以在許多不同的形式中體現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)被認為是限定到本文所闡述的實施例。而是，這些實施例的提供是為了使本公開內(nèi)容更透徹和完整，并且將把本發(fā)明的范圍完全傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。貫穿所有的圖，相同的標(biāo)號指代相同的要素。
[0018]首先參考圖1，現(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明的LTE無線通信系統(tǒng)10。該LTE無線通信系統(tǒng)10包括私有LTE基站11 (圖2:公共安全PLMN)和商用載波LTE無基站12。商用載波LTE基站12是諸如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)或碼分多址(CDMA)蜂窩網(wǎng)絡(luò)(例如，如由Verizon無線或ATT無線網(wǎng)絡(luò)提供)之類的商用載波蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一部分。
[0019]LTE無線通信系統(tǒng)10包括移動無線通信設(shè)備13，其中移動無線通信設(shè)備13包括LTE收發(fā)器15、耦接到LTE收發(fā)器的天線17、存儲器14、和耦接到LTE收發(fā)器和存儲器的控制器16。例如，控制器16可以包括集成電路(IC)微處理器，諸如可從加州Santa Clara的NVIDIA公司得到的雙核Tegra處理器，或者可以包括軟件模塊。
[0020]另外參考圖2-3及其中的流程圖80，50，現(xiàn)在描述操作移動無線通信設(shè)備13的方法(方框81，51)。控制器16配置為基于使用特性值的優(yōu)先級在存儲器14中存儲分配的AC值(方框83)。特別地，分配的AC值利用典型的LTE隨機AC，S卩，AC值0_9。有利地，雖然典型的LTE系統(tǒng)把所有的公共安全設(shè)備歸到AC 14 (緊急服務(wù))中，但是移動無線通信設(shè)備13能夠利用已存在的AC 0-9來提供在優(yōu)先化中所期望的粒度。
[0021]例如，存儲器14可以包括訂戶識別模塊(SM)卡的一部分，并且分配的AC值可以存儲在其中。分配的AC值用于與私有LTE基站11協(xié)作使用，私有LTE基站11是諸如公共安全通信網(wǎng)絡(luò)或政府城域網(wǎng)之類的私有蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的一部分?？刂破?6配置為存儲包括第一響應(yīng)者用戶值或維護用戶值中的至少一個的使用特性值的優(yōu)先級?？傊?，使用特性值的優(yōu)先級為私有蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的運營商把移動無線通信設(shè)備13的用戶的相對重要性分成等級。在一種示例性實施例中，第一響應(yīng)者用戶將比通常的維護用戶具有更高的優(yōu)先級。
[0022]分配的AC值可經(jīng)多種方法編程到移動無線通信設(shè)備13的存儲器14中。一種這樣的方法可以包括在把移動無線通信設(shè)備13發(fā)放給用戶之前，私有蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的運營商把分配的AC值預(yù)先編程到該設(shè)備中。在另一種實施例中，用戶可以隨后把分配的AC值編程到存儲器14中或變改變預(yù)先編程的現(xiàn)有值。
[0023]對于商用載波LTE基站12上的操作，控制器16確定隨機的AC值并把它存儲在存儲器14中(方框85)。在一種實施例中，控制器16執(zhí)行隨機過程來確定隨機的AC值，以及在另一種實施例中，商用載波LTE基站12提供這種值，該值經(jīng)由LTE收發(fā)器15被接收。
[0024]在工作期間，移動無線通信設(shè)備13穿越不同的地理區(qū)域，這些地理區(qū)域可能在或者可能不在商用載波LTE基站12和私有LTE基站11的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)。作為首要事項，控制器16確定它能夠扎營(連接)到私有LTE基站11還是商用載波LTE基站12上(方框87，53)。換句話說，控制器16配置為確定是對私有LTE基站11還是對商用載波LTE基站12的接入可用?？刂破?6通過從私有LTE基站11或者商用載波LTE基站12下載接收到的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識值(例如，公共陸地移動網(wǎng)(PLMN)標(biāo)識號碼)來確定覆蓋的這種可用性(方框55)(例如，在所說明的實施例中，標(biāo)記的廣播信息元素)。當(dāng)私有LTE基站11或商用載波LTE基站12可用時，作為初始小區(qū)配置過程的一部分，移動無線通信設(shè)備13確定網(wǎng)絡(luò)運營商是否已經(jīng)進行受限接入模式，即，利用阻止特征(方框57)。
[0025]當(dāng)私有LTE基站11可用于接入時，控制器16配置為然后基于所分配的AC值和從私有LTE基站接收到的私有LTE阻止值連接到私有LTE基站11 (方框89，59)。私有LTE無線通信系統(tǒng)的運營商確定是否使用LTE的阻止特征并且取決于使用動態(tài)來選擇性地設(shè)置私有LTE阻止值。在一些實施例中，私有LTE基站11配置為基于該私有LTE基站的位置來設(shè)置私有LTE阻止值。例如，如果在城市的區(qū)域已發(fā)生緊急情況，則私有LTE基站11的運營商可以降低發(fā)送到在緊急區(qū)域中的設(shè)備的私有LTE阻止值，從而確保諸如第一響應(yīng)者和執(zhí)法的高優(yōu)先級用戶可以可靠地使用該私有LTE基站。
[0026]當(dāng)商用載波LTE基站12可用于接入時，控制器16配置為然后基于隨機的AC值和從商用載波LTE基站接收到的商用載波阻止值來連接到商用載波LTE基站12(方框91)。同樣，商用載波做出關(guān)于是否利用LTE的阻止特征的決定。有利地，移動無線通信設(shè)備13在到商用載波LTE基站12的連接過程期間像通常那樣運行，但當(dāng)連接到私有LTE基站11時，則利用專用優(yōu)先級連接過程(方框93)。
[0027]更具體地，并且取決于哪個基站可用于接入，控制器16配置為基于分配的AC值(私有LTE基站11)和隨機的AC值(商用載波LTE基站12)中的一個來產(chǎn)生比較阻止率。例如，控制器16說明性地把分配的AC值或隨機的AC值除以10?？刂破?6配置為然后把該比較阻止率與私有LTE阻止值和商用載波阻止值中的一個(取決于移動無線通信設(shè)備13嘗試連接到哪個基站)進行比較(方框61，63)。
[0028]無論移動無線通信設(shè)備13嘗試與哪個基站進行連接，控制器16配置為當(dāng)比較阻止率大于或等于相應(yīng)私有LTE阻止值或商用載波阻止值時，停止連接到私有LTE基站11或商用載波LTE基站12。換句話說，移動無線通信裝置13被阻止連接到相應(yīng)基站。在方框65，控制器16檢查移動無線通信設(shè)備13的AC值是否在阻止列表中。如果移動無線通信裝置13被阻止，則控制器16配置為在阻止時間值到期后，重新啟動到私有LTE基站11或商用載波LTE基站12的連接(方框67)。在可替換的方案中，移動無線通信設(shè)備13可以進入小區(qū)重新選擇過程，即，控制器16尋找要連接到的其它基站(方框69)。
[0029]控制器16配置為當(dāng)比較阻止率小于相應(yīng)私有LTE阻止值和商用載波阻止值時，繼續(xù)連接到私有LTE基站11或商用載波LTE基站12(方框71，73，75)。換句話說，移動無線通信設(shè)備13的用戶的AC值沒有被阻止。
[0030]在其中移動無線通信設(shè)備13有權(quán)使用多個LTE基站的應(yīng)用中。特別地，移動無線通信設(shè)備13的控制器16可以配置為，當(dāng)私有LTE基站11和商用載波LTE基站12兩者可用于接入時，則基于優(yōu)選的接收到的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識值來連接到基站。例如，控制器16可以存儲優(yōu)選的PLMN ID并連接到與該優(yōu)選的PLMN ID關(guān)聯(lián)的基站。在私有用戶的情況下，移動無線通信設(shè)備13會配置為當(dāng)在兩者的覆蓋范圍中時，優(yōu)選私有PLMN ID LTE基站11。在其中控制器16被私有LTE基站11阻止，但具有商用網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，它將連接到商用LTE基站12。
[0031]有利地，在對通常的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進行很少改動的情況下，移動無線通信設(shè)備13就能夠與私有LTE基站11或商用載波LTE基站12協(xié)作。并且，私有LTE基站11的網(wǎng)絡(luò)運營商可以逐個站點地調(diào)整私有LTE阻止率，從而對網(wǎng)絡(luò)使用提供增強的控制。此外，移動無線通信設(shè)備13對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來說像通常那樣工作，從而保持遵守LTE標(biāo)準(zhǔn)。
[0032]另一方面致力于操作LTE移動無線通信設(shè)備13的方法。該方法包括基于使用特性值的優(yōu)先級在LTE移動無線通信設(shè)備13的存儲器14中存儲分配的AC值、在存儲器中存儲隨機的AC值、并且確定是對私有LTE基站11還是對商用載波LTE基站12的接入可用。該方法還包括當(dāng)私有LTE基站11可用于接入時，則基于所分配的AC值和從私有LTE基站接收到的私有LTE阻止值來連接到私有LTE基站11，并且當(dāng)商用載波LTE基站12可用于接入時，則基于隨機的AC值和從商用載波LTE基站接收到的商用載波阻止值來連接到商用載波LTE基站12。
[0033]現(xiàn)在參照圖4，圖示95說明了 LTE無線通信系統(tǒng)10中的優(yōu)先級化的AC的示例性實施例。特別地，AC 11-15具有基于LTE無線通信協(xié)議的典型分配。隨機類別0-9已被重新分配以提供詳細的和分層的AC布置。特別地，ACO分配給第一響應(yīng)者，以給他們最高的優(yōu)先級；AC1分配給執(zhí)法；AC2分配給緊急醫(yī)療服務(wù)；AC3分配給市政命令與控制；AC4分配給火災(zāi)預(yù)防；AC5分配給醫(yī)護人員；AC6沒有分配并且保留開放用于將來的擴展；以及AC7-9分配給不同級別的公共事業(yè)人員。
【權(quán)利要求】
1.一種長期演進(LTE)無線通信系統(tǒng)包括: 私有LTE基站； 商用載波LTE基站；和 移動無線通信設(shè)備，包括LTE收發(fā)器、存儲器和耦接到所述LTE收發(fā)器和所述存儲器的控制器，所述控制器被配置為 基于使用特性值的優(yōu)先級在所述存儲器中存儲分配的接入類別(AC)值， 在所述存儲器中存儲隨機的AC值， 確定對所述私有LTE基站還是對所述商用載波LTE基站的接入可用， 當(dāng)所述私有LTE基站可用于接入時，則基于分配的AC值和從所述私有LTE基站接收到的私有LTE阻止值連接到所述私有LTE基站，及 當(dāng)所述商用載波LTE基站可用于接入時，則基于隨機的AC值和從所述商用載波LTE基站接收到的商用載波阻止值連接到所述商用載波LTE基站。
2.如權(quán)利要求1所述的LTE無線通信系統(tǒng)，其中，所述控制器配置為，當(dāng)所述私有LTE基站和所述商用載波LTE基站兩者可用于接入時，則基于優(yōu)選的接收到的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識值連接到基站。
3.如權(quán)利要求1 所述的LTE無線通信系統(tǒng)，其中，所述控制器配置為: 基于分配的AC值和隨機的AC值中的一個來產(chǎn)生比較阻止率；及 把該比較阻止率與私有LTE阻止值和商用載波阻止值中的一個進行比較。
4.如權(quán)利要求3所述的LTE無線通信系統(tǒng)，其中，所述控制器配置為當(dāng)比較阻止率大于或等于相應(yīng)私有LTE阻止值時，停止連接到所述私有LTE基站；并且其中，所述控制器配置為當(dāng)比較阻止率大于或等于商用載波阻止值時，停止連接到所述商用載波LTE基站。
5.如權(quán)利要求4所述的LTE無線通信系統(tǒng)，其中，所述控制器配置為在阻止時間值到期后重新啟動到所述私有LTE基站或所述商用載波LTE基站的連接。
6.如權(quán)利要求3所述的LTE無線通信系統(tǒng)，其中，所述控制器配置為當(dāng)比較阻止率小于相應(yīng)私有LTE阻止值或商用載波阻止值時，繼續(xù)連接到所述私有LTE基站或所述商用載波LTE基站。
7.如權(quán)利要求1所述的LTE無線通信系統(tǒng)，其中，所述控制器配置為存儲包括第一響應(yīng)者用戶值和維護用戶值中的至少一個的使用特性值的優(yōu)先級。
8.一種操作長期演進(LTE)移動無線通信設(shè)備的方法，該方法包括: 基于使用特性值的優(yōu)先級在LTE移動無線通信設(shè)備的存儲器中存儲分配的接入類別(AC)值； 在存儲器中存儲隨機的AC值； 確定是對私有LTE基站還是對商用載波LTE基站的接入可用； 當(dāng)私有LTE基站可用于接入時，則基于分配的AC值和從私有LTE基站接收到的私有LTE阻止值連接到私有LTE基站；及 當(dāng)商用載波LTE基站可用于接入時，則基于隨機的AC值和從商用載波LTE基站接收到的商用載波阻止值連接到商用載波LTE基站。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括:當(dāng)私有LTE基站和商用載波LTE基站兩者可用于接入時，則基于優(yōu)選的接收到的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識值連接到基站。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括:基于分配的AC值和隨機的AC值中的一個來產(chǎn)生比較阻止率 '及把該比較阻止率與私有L TE阻止值和商用載波阻止值中的一個進行比較。
【文檔編號】H04W48/02GK104041129SQ201380004703
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月6日
【發(fā)明者】R·H·約翰遜, G·N·亨德森 申請人:哈里公司