本实用新型涉及无线通信，特别关于能够平衡寻呼负荷与跟踪区域更新
的无线发射/接收单元（WTRU)。 背景技术
第三代合作伙伴计划（3GPP)最近启动了长期演进（LTE)项目以对无 线蜂窝网络提供新技术、新的网络结构、新配置以及新的应用和服务，以提 供改进的频谱效率和更快的用户体验。
在LTE中，跟踪区域（TA)的概念取代了通用移动电信系统（UMTS) 路由范围/位置区域（RA/LA)以及UMTS陆地无线电接入网络注册区域 (URA)概念，以简化移动区域跟踪操作并降低由于无线发射/接收单元 (WTRU)必须执行的区域更新所引起的负荷。当WTRU处于LTE一IDLE (LTE空闲）状态时，通常并不发送或接收任何分组。因为WTRU与基站 或者增强型节点B (eNB)没有处于激活通信状态，它的位置可能并未确切 得知。TA表示WTRU最后注册的位置区域，并且有必要寻呼该TA中的 WTRU以定位该WTRU到特定的小区。TA更新（TAU)发生在WTRU从 一个TA越过到另一个TA的边界的时候。
在WTRU空闲模式下，TA的概念还包括RA更新（RAU)以及LA更 新（LAU)或者组合的RAU/LAU。当前的LTE系统已经定义了两个TA操 作方案："多TA注册"方案以及"重叠TA"方案。
在"多TA"方案中， 一个LTE小区只属于一个TA，但是一个WTRU 可以被分配到多个TA。如果一个WTRU被分配到多个TA，则当该WTRU 跨越所分配的TA的边界时该WTRU不需要执行TAU。
在"重叠TA"方案中， 一个小区可被分配到多个TA(系统信息中广播）， 而一个WTRU只能被分配到一个TA。在重叠小区中，如果WTRU所分配 的TA位于重叠小区的TA列表中时，则该WTRU无需执行TAU。
为减少TAU的次数和负载到系统上的后续信令，已作出分配TA的考虑。 在LTE网络中的TA配置和分配影响空闲模式寻呼操作，因为在所有被分配 的TA中，WTRU的寻呼是由小区来执行的。另外，在多TA列表方案中， 一个WTRU可被分配到多个TA。在LTE—IDLE状态下，网络只在TA级别 注意到WTRU。这意味着，为了达到寻呼或者其他目的，网络只能遍及所有 被分配的TA才能联系到WTRU，这不必要地增加了寻呼负荷。此外，向 WTRU分配多个TA的标准和方法是不清楚的。
近来，对"超小型蜂巢式小区（femto-cells)"也有了相当大的关注。这 是一些小范围基站小区，可以被配置于家中或者特定的公共场所（例如地下 商城、列车站等等），从而实现在那些无法接入宏小区的地方提供蜂窝覆盖， 或者当用户接入这些小区时提供区别收费。这种小区被定义为超小型蜂巢式 小区、家庭节点B (HNB)小区、家庭增强型节点B (HeNB)小区、或者 更通常的限定用户组（CSG)小区。
因此，本实用新型的有益效果在于，提供一种方法和设备能够通过为网 络提供移动性和定位信息来辅助分配TA，并且还能够协助实现系统寻呼和 TAU操作之间的LTE系统负荷之间的最优可能的平衡。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种无线发射/接收单元，其包含天线，发 射机/接收机，报告装置，跟踪区域更新装置，小区重选装置和无线发射/接 收单元定位装置。所述发射机/接收机和所述天线连接。所述报告装置与所述 发射机/接收机通讯，并被配置成报告关于所述无线发射/接收单元的信息。 所述跟踪区域更新装置与所述报告装置通讯，并被配置成执行跟踪区域更 新。所述小区重选装置与所述报告装置通讯，并被配置成执行小区重选。所 述无线发射/接收单元定位装置与所述报告装置通讯，并被配置成确定所述无 线发射/接收单元的当前位置。
所述无线发射/接收单元被配置成执行LTE跟踪区域（TA)操作，目标 是获得均衡的系统寻呼负荷并减少不必要的跟踪区域更新（TAU)请求的次 数。所述无线发射/接收单元还被设计来达到在LTE TAU请求和LTE寻呼操 作之间的适当的平衡，包括提出该LTETA操作上的移动性状态、在WTRU 上的转换以及向网络发送的信令。
附图说明
从以下描述中可以获得更详细的了解，这些描述是作为实例给出的，并 且是结合附图而被理解的，其中：
图1显示了多TA列表方案的一种TA布置；
图2显示了重叠TA方案的一种TA布置'；
图3是无线发射/接收单元（WTRU)的移动状态转换图；
图4是WTRU从低速移动状态到高速移动状态转换的方法流程图；
图5是WTRU从高速移动状态到低速移动状态转换的方法流程图；
图6是被配置成执行TAU以及小区重选的WTRU的方框图；
图7是示例性的TA操作信号图。

当下文提及时，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、固定或者移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人 数字助理（PDA)、计算机、或者能在无线环境中操作的任何类型的用户装 置。当下文提及时，术语"基站"包括但不限于节点B、站点控制器、接入 点（AP)或者能在无线环境中操作的任何类型的接口连接装置。
TA分配
在系统级，下述TA分配原则与当前的每个TA分配方案相关联使用。 1.当WTRU移动时，它必须尽可能少的执行TAU以降低系统信令负荷。
这意味着，TA或多个TA应覆盖尽可能多的小区，以便WTRU在进行从小
区到小区的重选时不会触发TA更新。
2.当WTRU相对静止时，WTRU接到的由来电所引起的LTE寻呼应该 牵连尽可能少的小区以便降低宽系统寻呼负荷。
为了达到TA分配原则的合理平衡，可以采用以下TA分配方案。
】.多TA列表方案。当WTRU处于静止状态或者低速移动状态时，只 有一个TA被分配给WTRU。当只有一个TA时，WTRU不会弓I发太多的TAU， 但是，系统可以在这个TA的小范围内对WTRU进行寻呼。当WTRU处于 高速移动状态时，多个TA会被分配给WTRU以最小化TA更新的次数。无 论怎样，每个小区只属于一个TA。
图1显示了多TA列表方案的一种TA布置。具体来说，图l显示了不 同TA (即大TA和小TA)的布置和组成。大TA通常覆盖有较多小区的地 理区域，这里，WTRU通常在持续时间段内移动较快，例如，在高速公路区 域。在这种或相似区域中，TA沿着移动路线可以覆盖很多LTE小区。以上 所述在大TA-3和TA-4以及与之关联的小区描述。
小TA通常被布置在WTRU处于低速移动甚至静止的地方，如小TA4 和TA-2。小TA也可以被布置在高速地区附近。特定小区，如图1中的小区 -1和小区-2,被设置于接近于高速公路的入口处，因此，WTRU被分配到多 个TA (TA-3和TA-4)以达到在髙速移动中伴随尽可能少的TAU。
2.TA重叠方案。单个的小区可以属于多于〜个TA。 一种两级TA覆盖 方案被采用，因此当WTRU处于高速移动状态时，该WTRU被分配到覆盖 了较大地理区域同时包含很多单个LTE小区的TA。有了这个更大的TA, WTRU就不需要执行很多TAU 了 。当WTRU处于低速移动或者静止状态时， 就会被分配到覆盖较小地理区域同时包含较少的小区的TA。大TA和小TA 之间的转换可以发生在同时被两个TA覆盖的小区。
图2显示了重叠TA方案的一种TA布置。具体来说，大TA通常被分配 到WTRU在持续时间内可以较快移动的覆盖地理范围，例如在高速公路上，
与此同时，小TA被分配到WTRU移动较慢的小区。同时位于大TA和小TA 的重叠小区（例如，图2中的重叠小区-l和重叠小区-2)通常被布置用于小 TA (例如紧邻高速公路的小商城范围），在这里会有很多处于静止或低速移 动状态的WTRU。 CSG小区TA
CSG小区是一个非常小的小区，通常用于覆盖一所房子大小（例如）的 范围。因此，CSGTA代表了覆盖所期望的覆盖范围的小区域的一个或多个 CSG小区的TA (例如家庭或者地下商城）。被允许接入CSG小区的那些 WTRU,即是那些通用用户识别模块(USIM或者LTE等效物或者位于WTRU 的通用集成电路卡（UICC)中的另一应用程序）包括CSG小区的CSGTAID 的WTRU。
CSG TA ID在结构上可能与宏小区TA ID有一定相似性，由于CSG TA ID可能被确定以构造CSG TA码（TAC)或者运营商的公共陆地移动网络
(PLMN) ID。 CSG TAC可以与宏小区TAC具有相同的长度。可替换地， CSGTAID可以有与宏小区TAID不同的格式、结构或者长度。WTRU可以 在其USIM (或者在UICC的任何应用程序）中仅存储CSGTAID的一部分。
CSGTAID可具有指示符字段，来指示CSG小区的属性/大小。CSG小 区可以在分隔开的字段中广播CSGTAC以及PLMNID，并且WTRU (例如 在非接入层）可以通过这些广播信息构造CSG TA ID。在WTRU的USIM 允许TA列表中具有CSG小区的TA ID的WTRU可隶属于CSG小区或者 HNB的限定用户组。
当WTRU在空闲模式下检测到具有TA ID的CSG小区时，该TA ID未 配置到该WTRU的USIM (或其LTE等效物或位于UICC中的另一个应用 程序）中，该WTRU不会试图接入该CSG小区并且将不会执行TAU程序。 建议非接入层（NAS)跟踪区域接受消息包括新信息元素（IE)，该新信息
元素允许网络配置具有TAID的WTRU，这些TAID属于WTRU已经接入 的CSG小区。在一种实施中，该IE包括WTRU已经接入的CSG小区的TA ID。
如果WTRU在空闲模式下检测到具有TA ID的CSG小区，且该TA ID 被包括在该WTRU允许的CSG小区TA ID列表中，但是不包括在其允许的 TAID (用于发送自由移动的信号）列表中，可以推断出该WTRU已经接入 该CSG小区，但是TAU程序需要由对这个CSG小区的空闲状态小区选择/ 重选来触发。换句话说，在宏TA与CSGTA之间发送自由移动的信号（也 就是，在不执行TAU程序的地情况下属于不同TA的两个小区之间的移动） 只有在CSG TA ID被明确地包含在为发送自由移动信号而由网络为WTRU 配置的多个TA之一时才能被允许(例如，在TAU程序中配置的多个TA中）。
CSG小区或者宏小区可以指示（例如通过在广播信道使用SIB)发送自 由移动信号是否被允许。这种指示可以通过，例如1比特指示符来提供。如 果有一个合适的指示符，WTRU就可以停留于该CSG小区而不用执行TAU 程序，假定CSGTAID被配置在该WTRU中。可替换地，WTRU可以一直 位于一个CSG小区而不用执行TAU程序，假定CSG TA ID被配置在该 WTRU。在缺少这种指示符或如果指示符不起作用，WTRU可以位于CSG 小区中，但是将执行TAU程序，假如CSGTAID被配置在该WTRU中。
为了使位于CSG小区TA用户组之外的WTRU (称之为"访问者 WTRU")能够接入CSG小区TA，它们有必要通过操作者执行特定代码（例 如511)或程序。这种程序的一个例子即是"双因子鉴权"程序，这种程序 具有从本地接入点（AP) /增强型节点B (eNB)适时产生的鉴权码，用于 临时性有时间限制的接入CSG小区TA的（因此，CSG小区TA允许某些 特定接入码）。当成功的临时注册后，只有这一个TA被分配。如果频繁的 TAU乒乓效应被观察到，有关的多个TA也可能被分配。乒乓效应发生于当
WTRU接入CSG小区时发送不必要的TAU的环境中。
所有位于CSG小区TA的WTRU被认为是静止或者低速移动的。相应 的，如果WTRU处于LTEJDLE状态时，则认为没有周期性的TAU或者长 周期TAU发生。对该TA中的所允许的WTRU的寻呼因此可以只针对于该 小小区或者仅该被分配的TA，其中TAU乒乓效已经被经常发现。
WTRU移动性检测机制
有几种WTRU移动性检测的机制。TAU计数、小区重选计数以及定位 检测都是在WTRU和网络之间同等重要的操作。WTRU执行这些操作，例 如检测变化（例如TA变化、小区覆盖变化以及位置变化）和发送更新（TA 或者小区）或者向网络报告位置。网络收集统计数据并决定WTRU的移动 状态以及分配相应的TA。
1. TAU的次数。当WTRU由低速移动状态转换到高速移动状态时，对 TAU的次数的计数可被用作触发改变的阈值。处于低速移动状态的LTE WTRU通常位于小或中等尺寸TA中，并且当WTRU加速至高速状态时， 这种需要转换到大TA的需求会由TAU计数测量到。在固定时间（y)内不 同TA中的TAU的次数（x)即可被用来作为移动状态触发标准。
2. 小区重选决定的次数。当处于高速移动状态的WTRU降低其速度(例 如驶出高速公路）时，这种处于LTEJDLE状态的降低的移动性的测量是由 WTRU所进行的小区重选的次数来实现的。LTE WTRU在高速移动状态中 不能使用TAU计数的方式，因为，这些WTRU通常已经被分配到大TA以 降低TAU的次数，因此，TAU计数不是精确的移动性测量。
需要指出的是，小区重选计数也可以被用于确定WTRU是否由低速移 动状态转换到高速移动状态。
3. WTRU定位辅助移动性检测。假定LTE WTRU近乎总是得到定位装 置的支持，WTRU的移动状态可以通过定位测量结果来测量，即定位经度和
维度。LTE WTRU所获得的绝对的定位偏移量可以向网络提供WTRU的速 度，而当这与TAU计数或者小区重选计数组合时，即是关于移动状态检测 的精确测量。
4.基于WTRU多普勒测量的WTRU移动性检测。WTRU可能不具备 GPS功能，所以WTRU可以采用多普勒测量来检测WTRU的速度。这种方 法可以与上述计数方法组合使用以获得WTRU的移动状态信息。
WTRU的移动状态以及移动状态转换
图3是WTRU的移动状态转换图。LTE WTRU可能处于多种移动状态， 包括但不限于：静止状态、低速移动状态以及高速移动状态。
按照经由小区重选来跨越小区边界来说，当WTRU不移动或几乎不移 动时，处于静止状态的LTE WTRU是在LTE一IDLE状态下静止。所以，这 些WTRU极少执行TAU (除了由TAU计时器控制的周期性TAU之外）。因 此，这些静止的LTE WTRU可以被分配给具有一个或少数几个小区的单个 小TA以降低系统寻呼负荷。
在低速移动状态中，LTE WTRU以低速移动或改变位置（例如，在y 秒的时间段内x次重选小区，或者移动速度低于z公里/秒），例如，在本地 街道或者拥塞的高速公路上缓慢驾驶。处于低速移动状态的WTRU可以被 分配给一个或少数几个TA (多个TA)或者具有重叠TA的小区，这里的TA 非常小（即一个TA只能覆盖几个小区），从而LTEJDLE状态下WTRU的 TAU负荷与来电寻呼负荷之间被平衡。
在高速移动状态中，LTEWTRU快速移动，例如在沿高速公路上驾驶以 及快速改变小区（每y秒内超过x次）。在这种状态下的LTEWTRU可被分 配到沿着该快速移动路径的很多TA (多TA)或者被分配到覆盖了很多小区 以及很多小TA的大TA (重叠TA)。当WTRU处于高速移动状态时，降低 TAU的次数是需重视考虑的。
图4是WTRU从低速移动状态到高速移动状态转换的方法400的流程 图。方法400从WTRU处于低速移动状态（步骤402)开始。WTRU执行 TAU或者小区重选（步骤404)并对TAU的次数或者小区重选的次数进行 计数（步骤406)。然后做出决定：TAU的次数或者小区重选的次数是否大 于预定阈值（步骤408)。如果TAU的次数或者小区重选的次数低于阈值， 则该方法是继续执行TAU或者小区重选（步骤404)。如果TAU的次数或者 小区重选的次数超过阈值（步骤408)，则WTRU转换到高速移动状态（步 骤410)并终止本方法（步骤412)。
图5是WTRU从高速移动状态到低速移动状态转换的方法500的流程 图。方法500从WTRU处于高速移动状态（步骤502)开始。WTRU执行 小区重选（步骤504)并对小区重选的次数进行计数（步骤506)。然后做出 决定：小区重选的次数是否小于预定阈值（步骤508)。当WTRU移动变慢 时，将执行较少的小区重选。如果小区重选的次数超过阈值，则该方法继续 执行小区重选（步骤504)。如果小区重选的次数低于阈值（步骤508)，则 WTRU转换到低速移动状态（步骤510)并终止本方法（步骤512)。
图6是被配置成执行TAU和小区重选的WTRU 600和以执行移动状态 决定功能的网络/eNB 620的方框图。WTRU 600包括发射机/接收机602和 连接到该发射m/接收机602的天线604。 TAU功能610、小区重选功能6i2， 及WTRU定位功能模块614被配置以分别执行TAU、小区重选以及WTRU 定位检测，并且经由报告功能618与发射机/接收机602进行通信。为了 WTRU空闲模式下移动性的管理，WTRU还保留了移动状态功能616。
网络/eNB 620包括发射机/接收机622以及连接到该发射机/接收机622 的天线624。 TAU/小区重选计数器以及WTRU定位监测功能626与发射机/ 接收机622进行通信，并被配置成对TAU和/或小区重选进行计数以及接收 WTRU当前位置的更新。移动状态决定功能628被配置以维持WTRU 600
的移动状态，同时与计数器626以及发射机/接收机622进行通信。网络/eNB 620可以执行方法400和方法500两者。 TA计时器管理
在大多数情况下，当WTRU处于LTE—Active (LTE激活）状态时，网 络会通过由WTRU必须执行的小区更新程序知道WTRU的位置。因此，周 期性的更新TA (通过计时器）或许是不必要的，除非网络希望这么做。1 既可以显式也可以隐式地进行。可替换地，网络可以向计时器发送信号和当 WTRU转换到LTE一IDLE状态时指示其启动计时器。
在LTE_IDLE状态时，网络有必要知道WTRU准确的TA级别信息以最 小化寻呼负荷。WTRU可能处于不同的移动状态：静止、低速移动状态以及 高速移动状态。在给定WTRU的移动状态时，网络可以分配长度适合的单 个计时器。可替换地，网络可以分配长度适合的多个计时器（例如给每一种 移动状态或每一个分配的TA各分配一个）以达到最优的寻呼效率与TAU效 率比，以及WTRU具有启动和重新启动给定移动状态的估计和/或当前的TA 的这些计时器的能力。
TA的尺寸
网络可以选择指示WTRU每个TA的相对尺寸，作为它程序的一部分。 在多TA列表的情况中，网络可以选择通过使用TAU响应来执行。通常，网 络会将这种信息添加到来自小区的广播信道的SIB中。可替换地，TAID可 以预留指示字段用于TA区域的范围，以促进WTRU根据其移动状态（来自 移动状态功能616)在TA边界做出其所期望的小区重选决定，以及利用根 据其移动状态（来自移动状态功能616)的TA的选择随后请求TAU。
平衡TAU以及寻呼通信量
从系统角度看，网络为平衡的TAU以及寻.,呼负荷所进行的WTRU TA 的分配是在WTRU的移动状态信息的帮助下完成的。图7是在WTRU 702
和网络704之间的TA操作的示例性信号图700。
当WTRU 702被开启之后，其发出附属请求（ATTACH Request)消息 710或LTE等效消息以注册到网络704。附属请求信息710包括WTRU ID (分组临时移动用户标识（P-TMSI)或者全球移动用户标识（IMSI))以及 在WTRU 702从网络704分离之前最近分配的旧的TAID。可选择的，WTRU 702也可以发送具有有用信息的"WTRU-移动性-信息"信息元素（正）来 帮助网络704向WTRU 702分配TA。
网络704接受来自WTRU 702的注册请求并向WTRU 702发送附属接 受（ATTACH Accept)消息712。该消息712包括最新分配的TMSI以及可 能是基于移动性信息WTRU 702所分配到的TA的新的TAID。
当WTRU 702执行TAU时，WTRU会基于TA的分配向网络704发送 TA请求消息714，该消息包括WTRU的移动性信息（例如位置改变信息、 小区重选计数或者导出的WTRU移动状态信息）。WTRU移动性信息还可以 包括WTRU的移动性状态、小区重选的次数、WTRU位置改变测量结果以 及首选的TA-ID。
网络704通过发送TAIJ接受消息716来响应TA请求（TARequest)消 息714，该TAU接受消息基于包含在TA请求消息714中的WTRU移动性 信息来分配新的TA以及相应的TAID、 TMSI以及TA计时器。
虽然特征和元素以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没 有其他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与其他特征和元素结合的 各种情况下使用。这里提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执 行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是 以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的，关于计算机可读存储介质的 实例包括只读存储器（ROM)、随机存取存储器（RAM)、寄存器、缓沖存 储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以
及CD-ROM碟片和数字多功能光盘（DVD)之类的光介质。
举例来说，恰当的处理器包括：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、与DSP核心相关联的一个或多个 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、任何一种集成电路（IC)和/或状态机。
与软件相关联的处理器可以用于实现射频收发信机，以在无线发射接收 单元（WTRU)、用户设备、终端、基站、无线电网络控制器或是任何一种 主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块 结合使用，例如相机、摄像机模块、视频电路、扬声器电话、振动设备、扬 声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、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 /或任何一种无线局域网（WLAN)模块。