CN100569020C - 用于轮询管理的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在基于分组的通信网络(10)中，根据第一类型(T1)和补充的第二类型(T2)对所连接的用户设备执行轮询。当接收到根据类型一(T1)的轮询时，如果具有可提供的用户数据分组(UP)，则允许用户设备30传送用户数据分组(UP)，否则用户设备(30)可以保持沉默。响应于根据类型二(T2)的轮询，要求用户设备(30)传送可用的用户数据分组(UP)或者虚拟数据分组(DP)。

Description

用于轮询管理的方法和装置

技术领域

本发明总体上涉及基于分组的数据通信系统，特别地涉及在这种通信系统中轮询用户设备。

背景技术

由于对诸如web浏览器、e-mail、交互游戏、语音服务及更多的移动应用的无线接入需求的不断增长，人们倾注了大量的努力来制造能够支持那些应用的通信系统。一种这样的系统是通用分组无线业务(GPRS)，即一种用于GSM(全球移动通信系统)和TDMA(时分多路访问)网络的基于分组的数据承载业务。

GPRS在现有电路交换GSM网络上集成了基于分组的无线接口。信息以分组的方式传送而在接收方重新组装这些分组。仅在发送分组或接收分组时使用无线资源。相对于在其中每个移动数据用户被指定专用信道的电路交换连接而言，这允许多个用户共享所述可用的无线资源。结果，无线频谱得到了有效的利用。此外，GPRS的基于分组的方法允许从移动个人计算机至Internet的无缝连接。

使用这些网络的许多应用要求相当高的吞吐量，并且具有突发的流量模式和非对称的吞吐量需求的特点。另外，通常是更多的信息流向客户设备而不是从客户设备发往服务器。为了进一步提高无线链路的数据速率，利用了一种称为EDGE(增强数据速率GSM演进技术)的方法。该增加引入了一种新的调制技术和一种新的能用来传送分组交换和电路交换语音和数据业务的信道编码。

等待时间或往返时间(RTT)是GPRS/EDGE系统中最重要的系统特性之一。RTT是较小的数据分组从客户端穿过系统至服务器并回到客户端所花费的时间。RTT对于终端用户的体验和系统性能来说是相当重要的。越小的RTT，花费在应用级别信令和高级协议信令的时间就越少，这意味着在交互应用中具有更短的下载时间和更快的响应时间。因此，等待时间越少，诸如web浏览器、e-mail、交互游戏、语音服务等应用的性能就越好。

3GPP标准(第三代合作项目)第4版(3GPP R4)[1]中特征“扩展的UL TBF”(或扩展的上行链路临时块流)使系统能够预留上行链路资源，即至移动站或用户设备的无线信道。这样，就从RTT中删去了无线资源的建立时间。以这种方式，RTT能够从大约450ms(3GPPR4之前)减少至低于大约200ms(利用扩展的UL TBF)。

引入UL TBF并预留无线信道或资源的一个问题是，为了保留预留的资源，要求MS传送大量的数据。该数据传送是强制的，而不管MS是否具有某些将要发送的数据。这在上行链路导致大量的所谓虚拟数据的传送。

这还意味着，为了实现低等待时间，在移动站和干扰或网络容量中的电池寿命方面，需要付出较高的代价。用数字来说明，把等待时间从450ms降低到200ms冒着把电池寿命减少50％以上，并且增加来自GPRS移动站的UL干扰100％以上。

发明内容

因此，本发明的一个目标是在基于分组的数据通信系统中提供有效的轮询管理。

本发明的另一个目标是在基于分组的数据通信系统中提供轮询功能，以减少等待时间，但会带来增加电池时间和/或干扰的损失。

根据所附的权利要求，可以获得上述目标。

简要地，本发明包括一种轮询方法，通过从基站系统中提供两种不同类型的轮询，从当前检查轮询中分离预留的共享上行链路资源。如果用户设备具有任何可供传送的分组，那么第一类型允许目标用户设备发送用户数据分组，否则用户设备可以保持沉默以响应来自基站系统的轮询。第二类型的轮询要求，如果用户设备具有任何可供传送的分组，那么目标用户设备传送用户数据分组，或者在没有可用的用户数据分组时传送虚拟数据分组，以响应发出的轮询，告知它在上行链路预留资源上的存在，从而使维持预留的链路/信道并监视其质量成为可能。

另外一种可能性是在两个分离的逻辑信道中执行两种类型的轮询。而且，基站系统能够传送提示用户设备关于执行了哪种类型的轮询的信息。

本发明具有下列优点：

-为连接的用户设备增加了电池时间，

-在通信系统中减少了干扰。

附图说明

结合附图一起参照下面的描述，可以最好地理解本发明以及其中其它的目标和优点，其中：

图1示例了通信系统的示意图；

图2根据本发明示例了用于基站子系统的轮询方法的流程图；

图3根据本发明示例了用于用户设备的轮询方法的流程图；

图4根据本发明的实施例示例了轮询过程；

图5是根据本发明的基站系统的块状图；

图6是详细示例图2的轮询装置的块状图；

图7是根据本发明的用户设备的块状图。

具体实施方式

图1是通用数据通信系统10的示意图，包括连接至基站子系统20的多个用户设备30。基站子系统20包括多个基站系统节点，例如多个单独的基站21(例如在W-LAN中)，或者与另外的节点(如分组控制单元PCU和基站控制器BSC(例如在GSM/GPRS/EDGE中))或无线网络控制器RNC(例如在W-CDMA中)相结合的多个基站21。

将在GPRS/EDGE数据通信系统的背景中讨论本发明，但是，这意味着同样的讨论也适用于其它具有共享资源的基于分组的无线系统，例如W-CDMA和W-LAN网络，或EGPRS、GPRS/EDGE和CDMA2000。

由于本发明只涉及通信系统中的实际的轮询过程，所以假设所有其它的功能都按常规执行，并且由此不再进一步解释。

图2是根据本发明的基站系统20中的方法的示意流程图。在步骤S1，基站系统20确定执行哪种类型的轮询。典型地，通过利用分析单元23分析无线流量状况，或者通过查询某个可选的寄存器中与各种连接的用户设备相关的信息并分析早期的传输来获得上述结果。然后，通过发送类型一T1轮询或类型二T2轮询至目标用户设备30，基站系统20根据步骤S2中的第一类型T1或步骤S4中的补充的第二类型T2执行轮询。

可选地，根据图2的方法可以包括另外的根据至少一个第三类型执行轮询的步骤。

响应根据类型一T1的轮询，在步骤S3中，基站系统20接收用户数据分组UP或什么都不接收。依靠无线流量状况，基站系统20假设用户设备30没有传送内容或上行链路是有缺陷的而导致没有响应。第一条假设使基站系统20根据预定的轮询策略前进，而第二条假设可能使基站系统20选择根据第二类型T2执行轮询，以确定用户设备30是否仍然是活动的或连接的。

响应根据补充的类型二T2的轮询，在步骤S5中，基站系统20接收用户数据分组UP或所谓的虚拟数据分组DP。如果对类型二T2的轮询没有响应，那么基站假设用户设备30已经自愿或非自愿地放弃了连接，或者在传输过程中已经丢失了传输的数据分组。然后，基站系统20能够选择撤消预留的无线资源或根据类型二T2执行其它的轮询。

至少可以以三种方式实现虚拟数据分组DP的传输。第一，在用户数据的字段中传送真实的虚拟数据如零串。第二，传送其中校验和是故意错误的数据分组，由此使用户设备确定数据分组被损坏或把它移动至更高的协议级别。最后，能够通过重新传送已经发送过的无线块来实现虚拟数据分组DP。

如果基站系统20确定系统中的无线状况非常嘈杂，即太多的干扰或传输质量非常差，那么它就决定更频繁地执行类型二T2轮询，以确保用户设备30仍被连接。如果几乎没有干扰或者噪声，而且传输质量非常好，那么基站系统20能够决定以较低频率传送类型二T2轮询，从而假设用户设备30仍保持被连接。

为了进一步分开两个轮询类型T1、T2，基站系统20能够在两个分离的逻辑信道上执行两种方法。可选地，类型一T1的轮询可以包括利用上行链路状态标记进行轮询，而类型二T2的轮询可以包括利用控制块进行轮询。

而且，为了使目标用户设备30识别轮询的类型，基站系统20能够发送轮询信息至用户设备30。该信息可以是实际轮询的一部分，或在轮询前的分离的传送，或在标准文档中进行管理。可能的信息是某种轮询策略，例如指定某种轮询类型所希望发送的频率，例如每个第十次都将是类型二T2。轮询信息可以基于系统10中当前的无线流量状况。因此，基站系统20可以以优化当前的无线流量状况的方式合并两种类型的轮询。

图3示例了根据本发明在用户设备30处的方法的示意流程图。最初，在步骤S10中，用户设备30在基站子系统20中接收来自基站21的轮询。一旦用户设备30接收到轮询，它就必须在步骤11中识别轮询类型。

如果识别轮询为类型一T1，那么步骤S12检查在缓冲单元33中是否存在任何等待传送的用户数据分组UP。如果存在，则在步骤13中把用户数据分组UP传送至基站系统20。如果缓冲单元33是空的，那么典型地，用户设备30保持安静，于是保持了电池时间。但是，用户设备30可以自愿地传送虚拟数据分组DP。

可选地，可以要求用户设备30传送可用的用户数据分组UP，即不是自愿地传送，而是强制地传送。类似地，作为响应轮询类型一T1，用户设备被禁止发送不是用户数据分组UP的其它内容。

如果在步骤S11中识别轮询为类型二T2，那么步骤S14检查在缓冲单元33中是否存在任何待传送的用户数据分组UP。如果存在，那么在步骤S16中把该用户数据分组UP传送至基站系统20。如果没有等待传送的用户数据分组UP，那么在步骤S17中传送所谓的虚拟数据分组DP至基站系统20，从而确认仍连接用户设备30。

用户数据分组UP可以包括实际的有效载荷数据，而虚拟数据分组DP可以包括能使基站21或基站子系统20识别用户设备30的数据。虚拟数据分组DP也可以是已经传送过的用户数据的再次传送。

两种类型的轮询的使用频率随通信系统中无线流量状况而变化。为了保持所连接的用户设备30的电池时间，只执行类型一T1的轮询是有利的，由此使用户设备30只在缓冲单元33中存在任何用户数据分组UP时进行传送。遗憾的是，这降低了基站子系统20确认是否用户设备被连接的可能性。因此，有必要有规则地执行类型二T2轮询，以检查用户设备30仍出现在预留的资源上。

图4示例了从基站系统20至用户设备30的轮询过程。

在第一步中，基站子系统根据类型一T1执行轮询。由于在用户设备中没有等待传送的用户数据分组，所以没有响应被传送。

一段时间以后，基站根据类型二T2执行轮询。

由于在用户设备中仍然没有等待传送的用户数据分组UP，所以用户设备使用虚拟数据分组DP响应基站系统20。

然后，基站系统20根据类型一T1执行两次连续的轮询。

在那两次连续的轮询之间，用户设备30接收到要传送给基站21的用户数据分组。

在第二次类型一T1的轮询之后，用户设备30使用用户数据分组UP响应基站系统20。

图5示例了根据本发明的基站系统20的实施例。它包括用于发送和接收数据的输入/输出单元22，和用于执行用户设备30的轮询的轮询装置40，以及可选的用于轮询选择和无线流量分析的单元23。单元23可以是实际基站21的一部分，或可选地在轮询装置40中，或在系统20的其它地方提供。

图6示例了根据本发明的轮询装置40的实施例。轮询装置40包括用于根据第一类型T1执行轮询的第一装置44，和用于根据补充的第二类型T2执行轮询的补充的第二装置46。如果用户设备30具有任何可传送的用户数据分组，那么第一类型T1允许目标用户设备在预留的资源如信道或频率上进行发送。否则用户设备30可以保持沉默以保留电池时间。第二类型T2要求目标用户设备30用用户数据分组UP或所谓的虚拟数据分组DP进行响应。在一个实施例中，虚拟数据分组DP可能包含标识目标用户设备30的信息，从而确认仍然连接用户设备30。在另一个实施例中，虚拟数据分组DP可能包含其它信息。

基站系统20的一个可选实施例可以包含用于根据至少一个第三类型执行轮询的可选装置。

根据图6的轮询装置可选地适用于在分离的逻辑信道上执行两种类型的轮询T1、T2。

图7示例了根据本发明的用户设备30的一个实施例。用户设备30包含用于发送和接收数据分组的输入/输出单元32，用于接收并根据第一类型T1响应轮询的第一响应装置34，和用于根据第二类型T2响应轮询的补充的第二响应装置36，以及可选地，包含用于识别轮询类型的识别装置31和用于存储等待传送的用户数据分组UP的缓冲单元33。

用户设备30的一个可选的实施例可以包含用于根据至少一个第三类型响应轮询的可选装置。

根据图7的用户设备30适用于在两个分离的逻辑信道上根据类型一T1和类型二T2接收轮询。

熟知本领域的技术人员将会理解，可以对本发明做出各种修改和变化，而不脱离其所附的权利要求所定义的范围。

参考3GPP TS 44.060 V4.13.0(2003-09)

Claims (28)

1、一种在基于分组的数据通信系统(10)中的轮询方法，所述通信系统(10)包括轮询所连接的用户设备(30)的基站系统(20)，其中根据下述执行所述轮询：

第一类型的轮询(T1)允许所述用户设备(30)选择是否传送用户数据分组(UP)至基站系统(20)以响应接收到第一类型(T1)的轮询，以及补充的第二类型的轮询(T2)要求用户设备(30)传送用户数据分组(UP)或虚拟数据分组(DP)至基站系统(20)以响应接收到第二类型(T2)的轮询。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述基站系统(20)在第一逻辑信道上根据第一类型(T1)执行轮询，并在第二逻辑信道上根据补充的第二类型(T2)执行轮询。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其中基站系统(20)传送轮询信息至所述用户设备(30)，所述信息使用户设备(30)能够识别所接收到的轮询的轮询类型。

4、根据权利要求3所述的方法，其中来自基站系统(20)的所述轮询信息基于通信系统(10)中当前的无线流量状况。

5、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一类型(T1)包括利用上行链路状态标记进行轮询，而第二类型(T2)包括利用控制块进行轮询。

6、根据权利要求1所述的方法，其中通信系统(10)是从下面选出的至少一个：

通用分组无线业务(GPRS)通信系统，

增强GPRS(EGPRS)通信系统，

GPRS/增强数据速率GSM(全球移动通信系统)演进技术(EDGE)通信系统，

宽带码分多址(W-CDMA)通信系统，

CDMA2000通信系统，

无线局域网(W-LAN)通信系统。

7、根据权利要求1所述的方法，其中响应接收到第二类型(T2)的所述轮询，如果用户设备(30)中的所述用户数据分组(UP)可供传送，那么所述用户设备(30)就传送用户数据分组(UP)至基站系统(10)，否则用户设备(30)传送虚拟数据分组(DP)。

8、根据权利要求1所述的方法，其中所述用户数据分组(UP)包括用户有效载荷数据，并且所述虚拟数据分组(DP)包括能够使基站系统(20)识别用户设备(30)的数据。

9、根据权利要求1所述的方法，其中响应接收到类型一(T1)的所述轮询，如果用户设备(30)中的所述用户数据分组(UP)可供传送，那么所述用户设备(30)将发送用户数据分组(UP)至基站系统(10)。

10、根据权利要求1所述的方法，其中响应接收到类型一(T1)的所述轮询，如果用户设备(30)中没有可供传送的所述用户数据分组(UP)，那么所述用户设备(30)将不发送数据分组至基站系统(20)，即既不发送用户数据分组(UP)也不发送虚拟数据分组(DP)。

11、基于分组的通信系统(10)的基站系统(20)中的一种轮询装置(40)，所述轮询装置(40)适用于轮询用户设备(30)，其中所述装置包括；

用于根据第一类型(T1)进行轮询的第一装置(44)，允许用户设备(30)选择是否传送用户数据分组(UP)以响应接收到轮询，以及

用于根据第二类型(T2)进行轮询的补充的第二装置(46)，要求用户设备(30)传送用户数据分组(UP)或虚拟数据分组(DP)以响应接收到轮询。

12、根据权利要求11所述的轮询装置，其中所述装置适用于在第一逻辑信道上根据第一类型(T1)执行轮询，并且在第二逻辑信道上根据补充的第二类型(T2)执行轮询。

13、根据权利要求11或12所述的轮询装置，其中装置(40)适用于传送轮询信息至所述用户设备(30)，所述信息使用户设备(30)能够识别所接收到的轮询的轮询类型。

14、根据权利要求13所述的轮询装置，其中轮询信息基于通信系统(10)中当前的无线流量状况。

15、一种基于分组的数据通信系统(10)中的基站系统(20)，所述基站系统适用于轮询所连接的用户设备(30)，其中所述基站系统中的轮询装置包括

-第一装置(44)，适用于根据第一类型(T1)进行轮询，所述第一轮询类型(T1)允许所述用户设备(30)选择是否发送用户数据分组(UP)至基站系统(20)，以响应接收到第一类型(T1)的轮询，以及

-补充的第二装置(46)，适用于根据第二类型(T2)进行轮询，所述第二轮询类型(T2)要求用户设备(30)发送用户数据分组(UP)或虚拟数据分组(DP)至基站系统(20)，以响应接收到第二类型(T2)的轮询。

16、根据权利要求15所述的基站系统(20)，其中所述基站系统(20)包括适用于分析通信系统(10)中当前的无线流量状况，并确定传送哪种类型的轮询的第三装置(23)。

17、根据权利要求15或16所述的基站系统(20)，其中所述基站系统(20)适用于根据第一逻辑信道上的第一类型(T1)执行轮询，并且根据第二逻辑信道上的补充的第二类型(T2)执行轮询。

18、根据权利要求15所述的基站系统(20)，其中基站系统(20)适用于向所述用户设备(30)发送轮询信息，所述信息使用户设备(30)能够识别所接收到的轮询的轮询类型。

19、根据权利要求18所述的基站系统(20)，其中所述轮询信息基于通信系统(10)中当前的无线流量状况。

20、根据权利要求15所述的基站系统(20)，其中通信系统(10)是从下面选出的至少一个：

通用分组无线业务(GPRS)通信系统，

增强GPRS(EGPRS)通信系统，

GPRS/增强数据速率GSM(全球移动通信系统)演进技术(EDGE)通信系统，

宽带码分多址(W-CDMA)通信系统，

CDMA2000通信系统，

无线局域网(W-LAN)通信系统。

21、一种基于分组的数据通信系统(10)中的用户设备(30)，所述用户设备(30)适用于从所述通信系统(10)中的基站系统(20)接收轮询，其中用户设备(30)包括：

用于接收并响应第一类型(T1)的轮询的第一装置(34)，所述第一装置适用于响应所述轮询选择地传送用户数据分组(UP)至基站系统(20)，以及

用于接收并响应第二类型(T2)的轮询的补充的第二装置(36)，所述第二装置适用于响应轮询，强制地发送用户数据分组(UP)或虚拟数据分组(DP)至基站系统(20)。

22、根据权利要求21的所述用户设备，其中所述设备(30)进一步包括用于识别轮询类型的第三装置(31)。

23、根据权利要求21所述的用户设备(30)，其中所述设备(30)进一步包括：

-用于存储等待传送的用户数据分组(UP)的缓冲单元(33)。

24、根据权利要求23所述的用户设备(30)，其中所述第一装置(34)和所述第二装置(36)适用于检查缓冲器(33)中是否存在任何用户数据分组(UP)，以响应来自基站系统(20)的轮询。

25、根据权利要求21-24中任一权利要求所述的用户设备(30)，其中

所述第一装置(34)还适用于在第一逻辑信道上接收根据所述第一类型(T1)的轮询，以及

所述第二装置(36)还适用于在第二逻辑信道上接收根据所述第二类型(T2)的轮询。

26、一种用于在基于分组的数据通信系统(10)中轮询用户设备的轮询系统，包括适用于在所述通信系统中根据第一类型(T1)和补充的第二类型(T2)轮询用户设备(30)的装置(40)，

第一响应装置(34)，适用于从所述用户设备(30)选择地发送用户数据分组(UP)至基站系统(20)，以响应接收到根据所述第一类型(T1)的轮询，以及

补充的第二响应装置(36)，适用于强制地发送用户数据分组(UP)或虚拟数据分组(DP)至基站系统(20)，以响应接收到根据所述补充的第二类型(T2)的轮询。

27、根据权利要求26所述的系统，其中所述系统还包括：

控制装置(23)，适用于分析基于分组的数据通信系统中的无线流量状况，并且选择执行哪种类型的轮询。

28、根据权利要求26所述的系统，其中通信系统(10)是从下面选出的至少一个：

通用分组无线业务(GPRS)通信系统，

增强GPRS(EGPRS)通信系统，

GPRS/增强数据速率GSM(全球移动通信系统)演进技术(EDGE)通信系统，

宽带码分多址(W-CDMA)通信系统，

CDMA2000通信系统，

无线局域网(W-LAN)通信系统。

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