CN101379792B - 提高基于互联网协议的混合语音和数据业务的射频效率的方法 - Google Patents

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Abstract

在本发明的一方面,提供了一种用于控制其中同时提供VoIP业务和数据业务的通信系统的方法。该方法包括接收基于互联网协议的语音分组,累积多个基于互联网协议的语音分组,以及在单个时隙内发送所累积的多个基于互联网协议的语音分组。

Description

提高基于互联网协议的混合语音和数据业务的射频效率的方法
技术领域
本发明通常涉及电信技术,并且尤其是涉及无线通信。
背景技术
在诸如蜂窝电话技术的无线通信领域,系统典型地包括分布在由该系统提供服务的区域内的大量基站。该区域内各种各样固定或移动用户于是经由一个或多个基站可以接入该系统,并且由此接入其它互连的电信系统。典型地,随着用户的移动,通过与一个基站然后与另一个基站通信,当移动设备经过一个区域时保持与该系统的通信。移动设备120可能与最为靠近的基站、具有最强信号的基站、具有接受通信的足够容量的基站等通信。
在一些无线系统中,基站和移动设备之间的通信经由使用动态时分多址(TDMA)技术的射频(RF)系统发生,以便通过调度支持多用户。也就是说,多个用户的每一个被安排在一个特定的时隙内发送。TDMA为通用分组数据服务实现了较高RF效率;然而,当引入基于互联网协议的语音(VoIP)服务时,由于其较小的分组尺寸使RF效率下降,这经常导致较差的传输分组效率。此外,TDMA具有严格的延迟预算,其同样阻碍RF系统利用在动态空中接口获得的多用户分集。
一种已经被采用以改进VoIP传输效率的机制是使用从源到目的地的首标压缩。然而,首标压缩没有直接解决RF传输效率的问题。例如,许多无线协议采用具有固定持续时间的物理成帧结构。因此,即使对VoIP业务进行端对端的首标压缩,空中接口之上的传输效率可能仍然有点低。
在RF一侧,一种通常称为纯增强数据(EVDO,EvolutionDataOnly)的相对新的高速技术试图减缓这个问题。EVOD(修订A)结合了在公共时隙内传输被定址到多个接入终端的前向链路的能力,其开启了提高VoIP传输的RF效率之门。然而,EVDO具有一些显著的缺点。EVDO中采用的RF调度器方案并不是设计用于优化固定VoIP和数据环境内的RF效率的。例如,已经证明一旦将VoIP服务引入到系统中,则当前的EVDO服务质量(QoS)调度器遭受了RF效率的显著损失。
本发明致力于解决,或者至少是减轻上述的一个或多个问题的影响。
发明内容
在本发明的一个方面,提供一种用于控制通信系统的方法。该方法包括接收等待时间敏感的分组,累积多个等待时间敏感的分组,并在单个时隙内发送所累积的多个等待时间敏感的分组。
在本发明的另一方面,提供一种用于控制通信系统的方法。该方法包括接收基于互联网协议的语音分组,累积多个基于互联网协议的语音分组,并在单个时隙内发送所累积的多个基于互联网协议的语音分组。
附图说明
通过连同附图参考下面的描述可以理解本发明,其中相同的附图标记表示相同的元素,其中:
图1是通信系统的框图;以及
图2是在图1的通信系统中可能采用的基站的一部分的框图;以及
图3是表示基于互联网协议的语音(VoIP)通信会话期间由基站执行的处理的风格流程图。
虽然本发明对于各种各样的修正和替代形式敏感,附图中通过示例方式已经示出了其特定实施例并在此进行了详细描述。然而,应理解的是在此对特定实施例的描述并不是意欲限制本发明到所公开的特殊形式,而正相反,本发明涵盖落入如所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内的所有修正、等同物、以及替代方案。
具体实施方式
下面描述本发明的示意性实施例。为清晰起见,本说明书中并未描述实际实施例的所有特征。当然应理解的是,在任何这种实际实施例的开发中,可能作出许多特定于实施例的判定以达到开发人员的特定目标,如符合系统相关的和行业相关的限制,其可能从一个实施例变化到另一种实施例。此外,应理解的是这种开发工作可能是复杂且耗时的,但是对从本公开内容获益的本领域的普通技术人员来说可能不过是日常工作。
一般而言,本发明致力于无线电信系统中的创新的RF调度方案。该RF调度方案意欲改进VoIP性能以及无线或空中接口上的分组数据吞吐量。该系统具有来自VoIP和通用分组数据应用的业务注入。该系统的目标是以用户级以及系统总体水平上联合改进的性能传送VoIP以及数据分组到空中接口。
现在转到附图,并且特别是参考图1,图中示意了根据本发明的一个实施例的通信系统100。为示意目的,尽管应理解本发明可适用于支持数据和/或语音通信的其它的系统,但是图1的通信系统100为全球移动通信系统(UMTS)。通信系统100允许一个或多个移动设备120通过一个或多个基站110与诸如因特网和/或公共交换电话网(PSTN)136的数据网络135通信。移动设备120可采用任何的各种形式的设备,包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数字寻呼机、无线卡、以及任何其它能够通过基站110接入数据网络135和/或PSTN136的设备。
在一个实施例中,多个基站可通过一个或多个连接与无线网络控制器(RNC)140耦合,该连接诸如为T1/E1线路或电路、ATM电路、电缆、光数字用户线(DSL)、以太网/千兆以太网链路等。尽管示意了两个RNC140,本领域的技术人员将理解的是,可以利用更多的RNC140与大量的基站110连接。通常,借助于RNC140内的代理软件(未示出)和基站110内的代理软件(未示出),RNC140和与其所连接的基站110一致操作。RNC140通常提供复制、通信、运行时间、以及系统管理服务,并且可能涉及基站110之间的变换(例如,软切换)期间移动设备120的变换的协调。尽管下面描述的本发明是位于(至少部分是)基站110内,但是本领域的技术人员将理解,归因于基站110的某些或所有的功能可以位于RNC140中,而不会偏离本发明的精神和范围。
RNC140还经由连接与核心网(CN)150耦合,这可以采取任何的形式,如T1/E1线路或电路、ATM电路、电缆、光数字用户线(DSL)、以太网/千兆以太网链路等。CN150通常运行作为到数据网络135和/或公共电话系统(PSTN)136的接口。CN150可执行各种各样的功能和操作,如用户验证,然而,理解和评价本发明无需CN150的结构和操作的详细描述。因此,为了免于造成不必要的困惑,在此没有给出CN150的进一步的详细说明。然而,本领域的技术人员将理解的是,归因于基站110的某些或所有的功能可以位于CN150中,而不会偏离本发明的精神和范围。
因此,本领域的技术人员将理解的是,通信系统100使得移动设备120能够与数据网络135、PSTN136和/或彼此通信。然而,应当理解的是,图1的通信系统100的配置实质上是一个示例,在另一个通信系统200的实施例中可以采用更少的或者附加的组件,而不会偏离本发明的精神和范围。
除非另外特别说明,或者根据本讨论明显指出,诸如“处理”或“用计算机计算”或“计算”或“确定”或“显示”等是指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和处理,这些动作和处理将被表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理、电子量的数据操控并转换为其它数据,所述其它数据类似地被表示为计算机的存储器或寄存器内的、或者其它诸如信息存储、传输或显示设备内的物理量。
现在转到图2,图2示出了基站110的一部分的框图。特别地,描述了负责处理VoIP和数据业务的基站110的一部分。从RNC140到达基站110的业务通常可被分类为数据业务或VoIP业务。数据业务被递送给数据用户调度器200,数据用户调度器200通常负责为每个接收的数据分组分配时隙,在该时隙中所述接收的数据分组被传送。数据分组接着被递送给通用分组多路复用器202,用于协调VoIP和数据分组到移动设备120的总体递送。
VoIP业务被递送到VoIP分组多路复用器204。VoIP分组多路复用器204通常负责控制VoIP业务。VoIP多路复用器204累积VoIP分组,并基于预先配置的准则决定何时将它们递送给通用分组多路复用器202。通常,VoIP分组多路复用器204累积一个或多个VoIP分组,并且由于通常它们的尺寸较小,将多个VoIP分组递送给通用分组多路复用器以便在单个时隙内传送。可以使用各种各样的任何预定准则确定将多少个VoIP分组放入单个时隙而不会偏离本发明的精神和范围。例如,下述的步骤可以构成一个合理的准则:所累积的VoIP分组的数量达到系统在同一个时隙内允许多路复用的分组的最大数量;或者可选地,第一个达到的VoIP分组经历的等待时间达到预定的等待时间阈值。
VoIP分组多路复用器204还与数据用户调度器200交互。也就是说,VoIP分组多路复用器204负责建立RF资源信息(例如,最大RF数据速率限制、对于其它数据的剩余的可用RF资源等),并将RF资源信息提供给数据用户调度器200。数据用户调度器200被配置用于为通用分组数据服务提供常规的数据调度功能,并且可以使用由通信系统100的设计人员可能选择的各种各样的任何的调度算法。通常,当VoIP分组多路复用器204没有任何业务要递送到移动设备120时,数据用户调度器200具有整个的RF资源用于调节分组递送。这种情形至少在两种情况下发生:当没有接收到VoIP业务时;或者当接收到了VoIP业务,但VoIP分组多路复用器204正在累积VoIP分组。然而,当VoIP分组多路复用器204正在将VoIP分组递送到通用分组多路复用器202时,数据用户调度器200在由VoIP分组多路复用器204建立的限制之下仅有部分的RF资源可用以调度。数据用户调度器200的输出是到通用分组多路复用器202的数据用户分组的集合(若有的话)。
通用分组多路复用器202通常负责将VoIP和数据分组组合为适用于由物理分组发射器206进行物理层传输的格式。允许或禁止不同QoS需求的这种分组多路复用交叉业务流是一个设计选项。
在某些如纯增强数据(EVDO)的通信技术中使用混合确认请求(HARQ)技术。HARQ采用多时隙分组传输。在此情况下,如果系统发现时隙被没有包含任何VoIP业务的分组的正在进行的传输占用,并且其具有一个带有调度的VoIP业务的新的分组,一种选择是预先清空数据分组的正在进行的传输,以便服务于VoIP分组。如果允许预先清空,则数据分组的HARQ处理被暂停,其将导致数据分组的丢失,并将解决分组丢失的责任留给上层。
物理分组发射器206通常负责在特定RF技术的环境中物理分组的实际传输。
常规无线调度器方案工作于单个分组基础上,并尽可能快地试图为延迟敏感的业务,诸如VoIP提供服务以便满足该严格的服务等待时间要求。然而,本发明的方法有意引入多路复用的等待时间以便基于多用户分组作出调度器判定。在诸如EVDO的基于TDM的方法中,其中时隙为有限的RF资源,这个额外的等待时间实际上减小了VoIP业务经历的总的业务等待时间,因为其实质上提高了时隙的RF效率。
同时,所提出的方法使VoIP业务占用的时隙资源最小化。因此,用于其它数据业务的时隙被最大化,这使得能够利用由常规调度方案,诸如按比例公平分配所获得的多用户分集。
总之,本发明提供了一种共同使VoIP和通用分组数据服务的性能最优化的新颖调度器构架。结果,同样优化了总的RF效率。
转到图3,图3示意了可能在VoIP分组多路复用器204中实现的控制模式300的一个实施例的流程图。该控制模式在接收到VoIP分组后在块302开始。在块304,接收的VoIP分组与任何之前接收但尚未发送的VoIP分组累积。在块306,控制模式300确定是否已经累积到最大数量的分组。如果是,则控制转到块308,在此所累积的VoIP分组被递送到通用分组多路复用器202,使得所累积的VoIP分组可以在单个时隙中全部被传送。另一方面,如果尚未接收到最大数量的VoIP分组,则控制转到块310,在此控制模式300检测以查看(针对最早累积的VoIP分组)是否达到了最大等待时间。如果已经达到最大等待时间,那么控制再次转到块308,在此累积的VoIP分组被递送到通用分组多路复用器202。如果既没有达到最大等待时间也没有达到最大分组的数量,那么控制返回到块302,在此VoIP分组多路复用器204可能接收到另一VoIP分组。
本领域的技术人员将理解,在此各个实施例中示意的各种各样的系统层、例程、或模块可以是可执行的控制单元。这些控制单元可能包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、处理机卡(包含一个或多个微处理器或控制器)、或者其它的控制或计算装置。在本讨论中参考的存储设备可包括一个或多个用于存储数据和指令的机器可读的存储介质。该存储介质可包括各种形式的存储器,包括半导体存储器设备,诸如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦写和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦写和可编程只读存储器(EEPROM)、以及闪存;诸如硬盘、软盘、活动磁盘的磁盘;包括磁带的其它磁介质;以及诸如光盘(CD)或数字视频光盘(DVD)的光介质。在各种系统中的各种软件层、例程或模块之上执行的指令可以存储在相应的存储设备中。当这些指令被控制单元执行时致使对应的系统执行已编程的动作。
上面公开的特定实施例仅仅是示意性的,因为对于受益于此教导的本领域技术人员明显的是,可以以不同但等同的方式修改和实践本发明。此外,除了下面的权利要求书中的描述之外,对于在此示出的结构或设计的细节无意给予任何限制。因此,该方法、系统和其各部分以及所描述的方法和系统可以在不同的位置实现,如作为无线单元、基站、基站控制器和/或移动交换中心。此外,对于受益于本公开的本领域技术人员来说应理解的是,实现和使用所描述的系统所需的处理电路可以以专用集成电路、软件驱动的处理电路、固件、可编程逻辑设备、硬件、分立组件或上述组件的布置。因此显然可以改变或修改上述公开的特定实施例,并且所有的变化被认为在本发明的范围和精神之内。因此,下面的权利要求书阐明了在此要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种在基站中实现的方法,所述基站包括分别被配置为通过接收的语音分组和数据分组来形成物理分组的通用分组多路复用器,被配置为接收语音分组的VoIP多路复用器,以及被配置为接收数据分组的数据用户调度器,所述方法包括:
在VoIP多路复用器累积多个语音分组;
将累积的多个语音分组提供给通用分组多路复用器;以及
在通用分组多路复用器形成包括累积的多个语音分组的物理分组,所述物理分组被配置为用于在单个时隙内传输。
2.根据权利要求1所述的方法,其中累积多个语音分组包括累积多个语音分组直到已经累积了所选数量的分组。
3.根据权利要求1所述的方法,其中累积多个语音分组包括在基于与多个语音分组相关联的等待时间确定的持续时间内累积多个语音分组。
4.根据权利要求1所述的方法,包括将指示与累积的多个语音分组相关联的射频资源的信息提供给数据用户调度器。
5.根据权利要求4所述的方法,包括:
在数据用户调度器接收数据分组;以及
基于提供的指示与累积的多个语音分组相关联的射频资源的信息,为每个接收的数据分组分配时隙。
6.根据权利要求5所述的方法,包括将数据分组提供给通用分组多路复用器,以用于协调语音分组和数据分组的递送。
7.根据权利要求6所述的方法,其中形成所述物理分组包括形成包括多个累积的语音分组和数据分组的物理分组。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述基站进一步包括物理分组发射器,所述方法进一步包括使用物理分组发射器在单个时隙内通过空中接口传送所述物理分组。
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