CN100566462C - 无线传送不同信息流的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种方法和设备，根据例如为各个信息流确定的服务质量要求数据，动态地将和一个无线通信单元(12a)相关的多个不同信息流的每一个分配到来自各个不同无线网络元件(14a-14n)的不同通信资源库的独立通信资源上。这样，无线通信单元(12a)能使用来自同一系统中不同无线基站的两个或多个完全独立的无线资源建立两个或多个分离的链路。

Description

无线传送不同信息流的方法和设备

技术领域

本发明通常涉及无线通信系统和方法，更具体涉及从单个无线通信装置传送多种不同信息流的无线通信设备和方法。

背景技术

移动无线系统性能和容量取决于多种因素。例如，瞬时用户数据速率以及用户位置在确定对于其他用户的通信资源可用性以及效率方面十分关键。此外，这些因素随时间变化，特别是在固定语音和数据系统中，在这种系统中，用户进入、退出系统，并在系统中广泛散开。同样，用户希望发送的质量标准要求变化也很大。

例如，存在在同一时刻允许用户通过两个不同的无线系统传送不同信息流的无线通信系统。例如，民用装置可使用两种传送模式，其中一种信息流，例如数据，通过卫星通信系统的卫星信道传送，而在另一不同系统中经无线蜂窝信道传送语音。然而，此种配置要求使用来自不同系统的不同的信道或无线通信资源。

可选地，已知这样的无线通信系统，其中无线通信单元，例如用户被分配各自的通信资源，例如一个用于语音和一个用于数据的两个CDMA码，和诸如基站的同一无线网络元件通信。可选地，通过首先将独立的信息流多路复用在一起，可在单一无线资源上实现这两个流的通信。当用户在系统内移动时，在切换处理过程中重新分配到另一个无线网络元件的两条信道。这样，通用无线通信系统有效地连接用户及其相关信息流到通用无线网络元件。结果，用于一个用户的诸如频率、时隙或CDMA码的无线通信资源被分配到同一无线网络元件，并在用户在系统内移动时通常切换到另一个无线网络元件。在除了语音通信之外用户希望以高数据速率和高服务质量水平传送一个信息流时会出现问题。如果该无线网络元件没有足够的容量，则会拒绝用户传送一个或两个不同信息流的能力。

因此需要一种克服上述一个或多个问题的无线通信系统和方法。

附图说明

附图以示例方式说明而非限制本发明，其中相同参考标号表示相似元件，其中：

图1是说明根据本发明一个实施例的无线通信系统的一个例子的框图；

图2是说明根据本发明一个实施例的用于无线传送多种不同信息流的方法例子的流程图；

图3是说明根据本发明一个实施例的用于无线传送多种不同信息流的方法例子的流程图；

图4是说明根据本发明一个实施例的无线网络控制元件的一个实施例的框图；以及

图5显示对于连接到同一系统中多个不同无线网络元件的普通无线通信单元，用于无线传送具有不同服务质量要求的多种不同信息流的方法例子。

具体实施方式

简要地说，这里公开一种方法和设备，根据例如为每个信息流确定的服务质量要求，从多个不同无线网络元件中的每一个的不同通信资源库位置，动态地给和一个无线通信单元相关的多种不同信息流的每一个分配独立的通信资源，这些不同的无线网络元件例如是基站。这样，诸如用户或其他适当单元的无线通信单元能够使用来自同一系统不同基站的两个或多个完全独立的无线资源建立两条或多条独立的链路。在切换过程中，将用于单个用户的各个信息流切换到不同的基站。由于要求高速率网络分组通信的一种信息流可能被分配到一个基站，用于另一基站的另一通信资源可被同一用户用来传送语音信息。此外，可在无线网络控制元件内有利并最优地选择和控制用于各个活动无线资源的操作模式，例如功率控制、切换、协议等。

在一个实施例中，诸如基站控制器(BSC)或任何其他适当控制元件的无线网络控制单元从无线通信单元接收用于各个多种信息流的通信资源分配请求。可操作连接到收发机的控制电路动态地将多种信息流的每一个分配到多个不同无线网络元件。诸如适当的处理装置的控制电路评价包括多个无线网络元件中每一个的操作以及系统或子系统中多个无线通信单元的操作的通信网络负载，从而考虑全系统的动态特性，以对单个用户提供和不同无线网络元件相关联的不同通信资源的最佳分配。

图1显示例如是CDMA通信系统或任何其他适当无线通信系统的无线通信系统10的一个例子。无线通信系统10包括一个或多个无线通信单元12a-12n，多个无线网络元件14a-14n，以及具有动态独立通信资源分配15的网络控制元件16。具有动态独立通信资源分配的网络控制元件16可以连接到任何其他适当的网络元件、非网络元件、或包括互联网、公共交换电话网、移动交换中心的其他网络、或任何其他适当的实体上，这些实体通常用18表示。为了说明而非限制目的，参考CDMA无线通信系统说明本发明，然而，应当认识到可以采用任何适当的TDMA、FDMA或以上二者的适当组合或任何其他适当的无线通信系统。无线通信单元12a-12n可以是任何适当的无线通信单元，包括但不限于，蜂窝电话、互联网设备、PDA、膝上型电脑、非移动装置或任何其他适当装置。

具有动态独立通信资源分配的网络控制单元16可以作为可操作连接到多个无线基本收发机站(BTS)的基站控制器(BSC)的一部分，或可以是包括无线网络元件14a-14n的任何其他网络元件的适当部分。无线网络元件14a-14n的每一个都可操作连接到网络控制元件16，从而促进通过表示为20的适当通信链路的通信。

图2说明根据本发明一个实施例的无线传送多种不同信息流的方法。为说明目的，假定不同信息流的每一个都具有不同的服务质量要求。然而，它们也可以具有相同的服务质量要求。如块200所示，该方法包括接收，例如由无线网络元件14a从无线通信单元12a接收用于给多种信息流的每一个分配通信资源的资源分配请求。然后无线网络元件14a转发请求22到具有动态独立通信资源分配的网络控制元件16。如块202所示，该方法包括例如由网络控制元件16将多种信息流的每一个动态分配到独立的通信资源，这些通信资源来自不同无线网络元件的不同通信资源库。例如，网络控制元件16可将一个信息流分配到用虚线24表示的无线网络元件14b，并可将来自无线通信单元12a的不同信息流分配到不同的无线网络元件，例如用线26表示的无线网络元件14a。这种动态分配是基于网络控制元件16通过转发的请求22或通过其他源获得的服务质量数据的(如果希望)，其他源例如是另一个网络元件。该方法包括将和无线通信单元12a相关联的多种信息流的每一个都分配到独立通信资源，这些独立通信资源来自各个不同无线网络元件14a和14b的不同通信资源库。这样，无线网络元件14a可使用来自其自身CDMA代码库的代码用于诸如语音通信的一个信息流，而对于同一无线通信单元12a，使用在不同位置的另一无线网络元件14b和独立的通信资源，例如来自和无线网络元件14b相关联的CDMA库的代码用于不同的信息流，例如高速数据流。

如块204所示，该方法包括响应资源分配请求22，发送通信资源分配28a和28b到不同的网络元件14a和14b，以用于同一无线通信单元12a，其中无线通信单元12a使用多种信息流。通信资源分配28a和28b可以是规定例如代码、速率、信道编码、协议、mower、模式等的适当消息，该消息可被不同无线网络元件使用，或是任何其他适当分配信息。本领域中已知用于各个独立流的信道分配方法。类似地，也已知某些操作模式，例如软切换。例如，在CDMA的软切换情形中，分配来自多个无线网络元件的信道资源，从而支持用户的单个信息流的通信。然后无线网络元件14a和14b使用用于相同无线通信单元12a的不同网络元件的独立通信资源和无线通信单元12a通信。

网络控制元件16可操作连接到多个无线网络元件，多个无线通信单元在系统10内通信，以上参考无线通信单元12a说明的相同操作在无线通信单元12n也会发生。

图3更详细说明了无线传送来自同一通信单元的多个不同信息流的方法，其中这些不同信息流具有不同的服务质量要求。服务质量要求数据包括但不限于，表示信息流遵从的可接受延迟时间周期、可接受通信比特速率、以及诸如帧擦除率的可接受准确水平的数据。例如，某些信息需要低延迟，例如交互式语音通信的例子。可能期望要求较高比特率的信息流使用分组数据，其中采用确认和否认的协议来允许重复，从而确保数据可靠通过。网络控制元件16例如会区分信息流，在此情形中高可靠性和低可靠性同样适用。例如，信息源编码器会提供具有不同重要性的比特的编码信息，并可以改进质量输出，可选地忽略比特(如果信道条件禁止其通信)。

参考图1，如果例如无线通信单元12a想要参与语音通话，同时进行互联网浏览，则使用例如经无线网络元件14a的连续低速语音信息路径和经无线网络元件14b的高速断续分组通信来区分无线通信单元12a及其相关多种信息流。这样，无线通信单元12a使用和同一系统中不同无线网络元件的两个完全独立的无线资源建立了两条分离的链路。最初例如由网络控制元件16通过无线网络元件14a-14n，根据最优分配其资源的网络控制元件16，命令无线通信单元12a使用不同的无线网络元件14a和14b。

此后，网络控制元件16可能命令另一个无线通信网络12n建立和无线网络元件14a或14c或14n的交互式高速视频呼叫。网络控制元件16会认出例如某个分配会耗尽网络元件的容量。具有动态阻抗通信资源分配的网络控制元件16然后命令通过无线网络元件14a-14n的无线通信单元切换到不同无线网络元件的多个资源利用。可选地，一个或两个移动用户可以物理移动，从而创造使得无线网络控制元件动态进行最适于传送用户的所有信息流的资源分配的条件。

图3显示无线传送单个无线通信单元的多种不同信息流的方法的另一个例子，其中该不同信息流具有不同服务质量要求。如块300所示，该方法包括识别，例如由无线通信单元12a或任何其他适当单元，识别服务质量要求，并由该无线通信单元传送各个多种信息流的服务质量要求数据。

如块302所示，该方法包括将服务质量要求数据作为各个多种信息流的资源分配请求22的一部分发送到至少一个无线网络元件。如块304所示，该方法包括接收，例如由网络控制元件16，接收用于相同无线通信单元的多种信息流的资源分配的资源分配请求22。

如块306所示，该方法包括评价，例如由网络控制元件16或任何其他适当元件，评价除了服务质量要求数据之外的系统宽度的无线链路容量。例如，网络元件会评价例如不同无线网络元件14a-14n的可用发射功率，对于给定无线通信单元是否会发生软切换，一个或多个小区的小区容量，以及可用于分配的CDMA码。在TDMA系统或FDMA系统的情形中，或任何其他采用时隙或频率的系统中，该评价还包括在每个网络元件基础上的TDMA时隙可用性以及可用频率。除此之外，如果期望，网络控制元件16还评价通信链路容限，例如无线网络元件相对于另一无线网络元件的位置。此外，还考虑其他通信性能，例如无线网络元件14a或任何其他适当网络元件的功率控制性能，是否出现确认或否认控制信令传送。如果期望，在合适的控制信道上传送请求22，或也可以使用任何其他适当信道。该方法然后进行到以上关于图2所述的用块202和204指示的步骤。

如图所示，在块204，该方法包括发送通信资源分配到该无线通信单元，该分配例如包括发送代表独立通信资源的数据。无线通信单元根据该重新分配能够适当实现和多个无线网络元件及该不同无线网络元件中的每一个的各自不同通信资源的通信。

此外，如上关于块306所述的，网络控制元件16考虑不同无线网络负载因素的评价，包括多个网络元件14a-14n以及多个无线通信单元12a-12n的每一个的操作，以获得更优的无线资源分配。

在信息流优先级可用或网络控制元件16或无线通信单元12a能够确定信息流关键级别的地方，可以根据服务质量数据进行来自相同无线通信资源的多种信息流的动态分配，从而根据该流的最小可接受服务质量数据以及用于关键信息流的服务质量要求数据，对于非关键信息流和关键信息流创建有区别的分配。这是期望的，例如在必须传送紧急呼叫或其他关键信息时，因此将其标识为关键。

应当认识到，虽然参考网络控制元件16进行说明，上述多种信息流的动态分配可由无线通信单元12a-12n或任何其他适当装置执行。

这样，从无线通信单元来看，该单元发送用于多种信息流的通信资源分配请求到网络元件。网络元件确定适当的资源分配，并发送该分配到无线通信单元。无线通信单元响应于该请求，接收来自各个不同无线网络元件不同通信资源库位置的用于多种信息流的独立动态分配通信资源。无线通信单元使用分配的独立通信资源传送多种信息流的每一个到不同的无线网络元件。

图4是说明根据本发明实施例的具有动态通信资源分配的网络控制元件16的一个例子的框图。无线网络控制元件16包括收发机400，用于发射和接收同无线网络元件12a之间的信息。无线网络控制元件16还包括控制电路402，可操作连接到收发机400，其中控制电路402接收资源分配请求，并根据上述服务质量数据动态分配和无线通信单元相关的多种信息流的每一个到来自各个多个不同网络元件的不同通信资源库的独立通信资源。虽然没有显示，在网络控制元件16中可采用其他通用电路从而允许其和通信系统10相一致地操作。控制电路402可包括一个或多个处理装置，例如但不限于DSP，CPU，微控制器，以及ASIC，相关存储器包括本地或远程存储器，例如web服务器，其中该存储器包含当由一个或多个处理装置运行从而使该一个或多个处理装置执行网络控制元件16的上述功能时的可运行指令。应当认识到，该处理装置可以包括但不限于DSP，微控制器，CPU或任何其他处理数字信息的装置。该存储器(未示出)可包括但不限于，光存储介质，磁存储介质，CD ROM，DVD，RAM，ROM，非本地存储器，分布式存储器，或任何存储数字数据的其他装置。可选地，控制电路402可被实施为逻辑电路、上述的软件、固件、或它们的任何适当组合。

参考图5，如以上参考图3所述的，在无线通信单元识别多种信息流的服务质量要求并将服务质量要求数据作为资源分配请求22的一部分发送或除资源分配请求22之外额外发送，如块300和302所示的，然后网络控制元件16确定用于多种信息流的每一个的链路分配，并发送通信资源分配到无线通信单元12a，指示无线通信单元和不同无线网络元件通信所需的、和不同网络元件相关联的信道(例如代码、频率、时隙等)。这样，如块500所示，无线通信单元在例如专用或相关控制信道上接收动态分配的链路分配，然后运行这些链路分配。如块502所示，如果关于该无线通信单元的条件改变，例如如果必须传送另一个信息流或早已使用的信息流的服务质量要求改变，无线通信单元12a传送新的服务质量要求，并将其发送到网络控制元件16，之后网络控制元件16确定链路重新分配并发送链路重新分配到无线通信单元12a，如块502所示。然后无线通信单元12a确定是否接收到链路重新分配，如块504所示。如果接收到，则无线通信单元执行用于多种不同信息流的每一个的新的链路重新分配。如果没有接收到链路重新分配，无线通信单元在尝试接收重新分配时尝试重新传送服务质量要求数据。

用于相同无线通信单元的来自不同无线网络的不同库的无线资源的动态分配或重新分配优选(但非必须)是基于当前系统情况的，从而网络控制元件16确定系统或子系统内用于所有无线通信单元和所有无线网络元件的所有信息流的最佳分配。从而当将另一个无线通信单元添加到系统(或删除)，例如无线通信单元在系统内移动时，系统分配其他无线网络元件和多个不同无线通信单元通信。网络控制元件16例如考虑使用多种信息流同时通信的所有通信单元12a-12n的总数，以及系统以及系统内无线网络元件14a-14n的容量。

作为进一步的例子，下面的表1说明预重新分配(例如初始资源分配)，各个分配都将系统作为整体考虑。

表1

无线网络元件14a	无线网络元件14b	无线网络元件14n
			A1，a1		B1，b1

表2

无线网络元件14a	无线网络元件14b	无线网络元件14n	无线网络元件14c
				A1	a1	B1	b1

参考图1，为说明而非限制目的，无线通信单元12a有两个具有不同服务质量要求的信息流A1，a1(如虚线24和26所示)，而无线通信单元12n有具有不同服务质量要求的不同信息流B1，b1。对于初始分配，各个不同信息流的适当分配是根据例如无线通信单元到给定无线网络元件的距离的。可以使用其他标准，例如用于判断是否会发生切换的相同标准，例如RSSI，功率电平、或任何其他适当信息。通过首先确定用于关键信息流的资源分配来进行预重新分配。例如，如果信息流是语音通信而非数据通信，语音通信被认为是更为关键的。此外，如果有紧急通话或通信，则认为其是比较关键的信息流。这样，该方法包括创建用于关键链路的分配，随后以最小可接受服务质量水平创建用于非关键链路的资源分配。如图所示(参见图1)，用于无线通信单元12a的不同信息流A1和a1的初始预重新分配最初被分配到无线网络元件14a，因为例如该无线通信单元距离无线网络元件14a较近。类似地，不同的信息流B1和b1最初被分配到无线网络元件14n，因为无线通信单元12n接近无线网络元件14n。优选地，在表格中或以其他适当形式标识用于各个无线通信单元的所有不同信息流的所有可能无线资源分配。一旦标识出所有可能分配，网络控制元件16计算所有链路分配的品质度量。可从多种已知或确定的标准的适当加权算法确定该品质度量，这些标准例如承载用户期望业务的能力以及各个用户要求(例如紧急呼叫将接收较高的加权)，以及其他例如整体系统业务吞吐量(即效率)的其他性能度量标准等。一旦计算出所有可能资源分配的品质度量，该方法包括确定最高的品质度量，并实现和该度量相关的资源分配。图1假定适当的品质度量产生该分配。随后，如果从无线通信装置接收到资源分配请求，执行新的预分配，以察看是否必须改变链路分配。如果新确定的可能链路分配的品质度量大于或等于期望阈值，并且如果接收到服务质量要求数据或优先级的变化，本方法包括修改并发送用于给定链路分配的由最高品质度量规定的新的分配给受影响的无线通信单元。

在表2中显示结果。如所示，来自相同无线通信单元的不同信息流被重新分配到不同的无线网络元件。应当注意到，如果分配超过了给定无线网络元件的可用资源，则给出该分配提议的低品质度量，从而避免无线网络元件过载。每当无线通信单元递交资源分配请求、无线通信单元进行切换、无线通信单元离开或进入覆盖区域、特定时间间隔之后、或根据其他任何适当标准，就可确定新的分配。

如表1和2所示，即使根据切换标准的初始信息流分配将两个信息流都分配到一个无线网络元件14a，根据服务质量要求数据和无线网络元件14a的限制，也会发生重新分配。其中一个信息流被重新分配给无线网络元件14b，因为确定该重新分配的品质度量高于先前的品质度量。因此网络控制元件根据服务质量要求数据，如所需，动态分配或有效区分对于独立通信资源最佳的各个信息流，这些信息流和不同的无线通信单元相关。

这样，上述方法和设备的优点在于，使用来自同一系统中不同基站的两个或多个完全独立的无线资源提供两个或多个分离的链路。在切换过程中，单个用户的各个信息流被切换到不同的基站。因此，要求较高速度互联网分组通信的信息流被分配到一个基站，而另一基站的另一通信资源被同一用户用来传送语音信息。

应当理解，本发明的其他变形实现和修改以及本发明的不同方面对于本领域普通技术人员是显而易见的，在此说明的特定实施例并不限制本发明。因此，期望本发明涵盖落入在此公开和要求的基本潜在原理的精神和范围内的任何以及所有的修改、变化、或等同物。

Claims (8)

1.一种用于在无线通信单元和多个无线网络元件之间的不同通信资源上无线传送具有不同服务质量要求的多个不同信息流的方法，所述多个无线网络元件的每一个都具有用于分配的有限通信资源库，所述方法包括：

由所述无线通信单元识别多种信息流中每一个的服务质量要求数据；

发送多种信息流中每一个的服务质量要求数据作为各个信息流的通信资源分配请求到无线网络元件中的至少一个；

从所述无线通信单元接收各个信息流的通信资源分配请求；以及

动态分配和所述无线通信单元相关的各个信息流到来自各个不同无线网络元件的不同通信资源库位置的独立的通信资源，

其中，根据发送的服务质量要求数据，动态分配各个信息流到来自各个不同无线网络元件的独立通信资源。

2.如权利要求1所述的方法，其中，动态分配和所述无线通信单元相关的各个信息流到来自各个不同无线网络元件的不同通信资源库位置的独立通信资源的步骤包括，评价至少以下多种：一个或多个无线网络元件的可用发射功率，一个或多个小区的小区容量，无线通信单元和多个无线网络元件是否会发生软切换；可用于无线网络元件的CDMA码数目，可用的FDMA频率数目，可用的TDMA时隙数目，通信链路容限，是否使用确认/否认信号，以及无线通信单元至少之一和无线网络元件之一的功率控制性能。

3.如权利要求1所述的方法，其中，动态分配各个信息流到各个不同无线网络元件的独立通信资源是根据对通信网络负载的评价进行的，该负载包括多个无线网络元件以及和所述多个无线网络元件通信的多个无线通信单元的每一个的操作。

4.如权利要求1所述的方法，其中，动态分配各个信息流到各个不同无线网络元件的独立通信资源包括，根据服务质量要求数据创建用于关键信息流的分配，以及根据最小可接受服务质量要求数据创建用于非关键信息流的不同分配。

5.一种用于控制多个不同无线网络元件的无线网络控制元件，包括：

收发机，操作用于从无线通信单元接收用于多种信息流的每一个的通信资源分配请求；以及

控制电路，可操作连接到收发机；所述控制电路操作用于根据服务质量要求数据，动态分配和该无线通信单元相关的多种信息流的每一个到来自多个不同无线网络元件每一个的不同通信资源库的独立通信资源；

其中，所述控制电路通过根据服务质量要求数据创建用于关键信息流的分配以及根据最小可接受服务质量要求数据创建用于非关键信息流的不同分配确定通信资源分配。

6.如权利要求5所述的无线网络控制元件，其中，所述控制电路操作用于评价至少以下这些：一个或多个无线网络元件的可用发射功率，一个或多个小区的小区容量；所述无线通信单元和多个无线网络元件是否会发生软切换；可用于无线网络元件的CDMA码数目，可用的FDMA频率数目；可用的TDMA时隙数目，通信链路容限，是否使用确认/否认信号，以及无线通信单元至少之一和无线网络元件之一的功率控制性能。

7.如权利要求5所述的无线网络控制元件，其中，所述控制电路根据对通信网络负载的评价确定通信资源分配，该负载包括多个无线网络元件以及和所述多个无线网络元件通信的多个无线通信单元的每一个的操作。

8.如权利要求5所述的无线网络控制元件，其中，所述控制电路包括存储器以及一个或多个处理装置，所述处理装置执行存储在所述存储器中的可执行指令，其中所述可执行指令使得所述一个或多个处理装置进行：根据服务质量要求数据，动态分配和所述无线通信单元相关的多种信息流的每一个到来自多个不同无线网络元件每一个的不同通信资源库的独立通信资源。

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