CN1115940C

CN1115940C - 一种在移动通信网络中增加获得多信道连接概率的方法

Info

Publication number: CN1115940C
Application number: CN99802927A
Authority: CN
Inventors: B·古斯塔夫松; J·赫恩菲尔德特
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Clastres LLC; WIRELESS PLANET LLC
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2003-07-23
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: EP1055347B1; CA2320165A1; EP1055347A1; CN1290465A; CA2320165C; WO1999041933A1; AU2650799A; SE9800409L; DE69937486D1; SE513950C2; DE69937486T2; AU752565B2; SE9800409D0; US6597672B1

Abstract

一种在移动通信网络中，通过确保在一定时间多信道连接能被分配的最大数目的临近信道为空闲，增加获得多信道连接概率的方法：选择至少一条将被置为空闲的物理信道，通过执行以下步骤所述信道目前被分配给一个连接：择连续带宽增加将被最大化的信道；选择连续带宽最大的信道；从多时隙帧中选择信道，其中最小数量的信道被占用；在选择将被置为空闲的一或多条信道后，选择离多时隙帧边界最远的信道；标记被选择的一或多条信道。

Description

一种在移动通信网络中增加获得多信道连接概率的方法

技术领域

本发明涉及在一个基站和一个移动终端之间进行移动通信的领域，而具体涉及在一个时分多址系统中，例如GSM系统中具有高传输率的连接。

背景

在时分多址TDMA系统中，基站和移动终端间的通信在多个通道中发生。使用时分多路复用大量的通道在一个载频上进行发射。在每个载频上的发射产生在多个时隙中，而每个物理通道占据一个时隙。作为一个例子，在GSM中，在某一时间8个物理通道可共享同一个载频，即8个时隙组成一帧。一个业务通道(TCH)占据一个物理通道，而一个连接通常包括一个TCH。按这种方式，在相同的最大比特率上转移全部的连接。当今，对于有效负载信息，最大的比特率为14.4Kbit/s。

按照GSM标准，可以使用跳频，即，在通常的间隔上改变载频，以使多路径衰落效应和通道间的干扰最小。

在GSM标准中已推荐标准高速电路交换数据(HSCSD)和全球信息包无线电业务(GPRS)，以使得能以更高的传输率相通。高速电路交换数据HSCSD和GPRS连接使用传输数据的通道的多时隙配置，即，允许一个连接占据多于一个通道，即在每一个帧中多于一个时隙。对支持高速电路交换数据HSCSD的网络结构允许最大8个独立的全率业务通道用于一个连接，以达到比正常比特率高8倍的比特率。

不同的移动终端能处理不同数量的通道，最大上行链路通道数和下行链路通道数，以及总的最大通道数可以分别受到限制。在GSM标准中，已定义18个不同的移动类别，指定能够处理一个移动终端的通道数。还规定了其他一些限制；例如，某些移动终端仅能够处理在一个多时隙连接中的连续通道，而其他的移动终端能够处理通道的任意组合。最简单的移动类别仅处理一个上行链路通道和一个下行链路通道。最先进的移动类别在每个方向处理高达8个通道，并且可使用通道的任意组合。

GSM标准陈述：如果使用跳频，则所有以多时隙配置的配置到一个移动连接的通道必需具有相同的训练序列代码(TSC)，跳跃序列数(HSN)，移动配置(MA)和移动配置索引偏移(MAIO)。如果不使用跳频，则所有以相同多时隙配置使用的通道必需具有相同的TSC和绝对无线电频率通道(ARFCN)。这意味着，甚至当使用跳频时，所有以多时隙配置的通道在相同帧中在相同频率上用相同的TSC发射和接收。

如果不能将要求的通道数配置到一个连接，则可能是两个不同的结果。常规地，将拒绝透明的连接，而对于不存在一确定的数据率的严格要求的非透明连接将用最高可能的带宽建立。如果可以和多时隙连接一起使用的一个物理通道变成自由，则该物理通道将被附加到该多时隙连接。

在多数移动技术系统中，使用通道间隔，即，在一个连接中使用的上行链路载频和下行链路频率总是处在彼此指定的距离。当对一个方向已选定一个载频时，就给定在另一方向使用的载频。这样，希望在两个方向高传输率时，则必须保证所要求的通道数对上行链路和下行链路载频两者都可利用。

如果没有这样的通道变成自由，则将不增加该连接的带宽。同样，如果一个通道被释放，则在它被发现并包括在该多时隙连接中之前，它可由另外的连接再次占据。从而所示方案不按最佳方式使用网络资源。通道配置失败，这是因为可以不使用可利用的带宽。

未决瑞典专利申请PCT/3E98/01709公开了一种对一移动远程通信网络中多时隙连接配置通道的方法，其中，所有可利用的通道进入多时隙资源组，每一个多时隙资源组包括可以分配到一个多时隙连接的全部通道。当建立起一个多时隙连接时，选择最适合的资源组，例如该资源组具有足够数量的空闲通道，但是尽可能少数空闲通道高于这个数，以及使大量的其他要求，例如干扰要求得到满足。

本发明仅描述在目前网络状态下如何使可利用的资源的分配最佳化。在当不能分配所请求的通道数时无解决方案提供。

发明概要

本发明的目的在于增加获得具有理想带宽的多时隙连接的可能性。

本发明的另一目的在于增加使用相邻通道的概率，当一多时隙连接建立起来并在连接期间释放时占据该相邻通道。

本发明的再一目的在于建立具有理想带宽的多时隙连接，它比用现有技术方法可能更快。

还有一个目的是使网络中使用容量最佳化。

根据本发明，一种在移动通信网络中，通过确保在一定时间多信道连接能被分配的最大数目的临近信道为空闲，增加获得多信道连接概率的方法，其特征在于下列步骤：

-选择至少一条将被置为空闲的物理信道，通过执行以下步骤所述信道目前被分配给一个连接：

-选择连续带宽增加将被最大化的信道；

-选择连续带宽最大的信道；

-从多时隙帧中选择信道，其中最小数量的信道被占用；

-在选择将被置为空闲的一或多条信道后，选择离多时隙帧边界最远的信道；

-标记被选择的一或多条信道。

例如，当配置多通道连接的预定尝试数已失败时，或当网络状态使得建立多通道的概率低下和应当增加时，将启动一个或多个连接的标记和/或移动。当建立一个多通道连接努力不成功时也可以进行启动，在此情况下执行下列步骤：

-对多通道连接保持，

-在标记的通道上移动连接，

-当足够带宽可利用时设置多通道连接。

按照优选实施例，使用单元内移交程序移动连接。如果通道不能移动，可执行下列步骤：

-用比请求的带宽窄的多通道带宽设置多通道连接，

-等待直到标记的通道成为空闲，

-包括标记通道于多通道连接中。

还描述在一移动通信网络中的一个控制单元，所说单元包括：

-装置，用于确定是否需要使某些物理通道空闲以便于多通道连接，

-装置，用于标记应该成为空闲的一个通道或多个通道。

该控制单元还可以包括用于选择连接可移动到的一个通道或多个通道的装置，以及用于在一个标记的物理通道上启动移动一个连接到一个选择的物理通道上的装置。

本发明提供下列优点：

与现有技术方案相比，对多时隙通道配置，获得高传输率成功的可能性将增加。

当使用多时隙连接时，允许更有效地使用容量。

按照本发明，仅考虑连接的理想带宽。当设置一个连接时，通常不得不考虑大量参数，其中包括移动终端的性质。以上陈述的未决瑞典专利申请PCT/3E98/01709描述一种按若干这些参数配置多时隙通道的方法。

附图简要说明

图1表示按照TDMA在一个基站和一个移动终端之间的信令原理。

图2表示建立一个多通道连接的问题。

图3表示一个移动电话网络的基本组成方块。

图4表示当按照本发明第一优选实施例移动连接时执行的动作的流程图。

图5表示当按照本发明第二优选实施例移动连接时执行的动作的流程图。

图6是表示用于移动选择的连接的一种算法的流程图。

图7是表示用于选择通道的一种算法的流程图，以对连接进行配置。

图8A和8B表示按本发明一个实施例的连接的移动。

实施例的详细说明：

图1表示在一移动电话网络中一个基站1和一个移动终端3之间的传输情况。大量通道，通常是8个通道借助时分多路复用共享相同的载频。

由基站1向移动终端3的传输方向被称为下行链路，或正向方向并用箭头5表示。由移动终端3向基站1的传输方向被称为上行链路，或反向方向并用箭头7表示。

正常地，对下行和上行链路传输使用不同的频带。称此为频分双工(FDD)。然而在不同时间在两个方向使用相同频率的时分双工实属罕见。

图2借助一个例子说明由本发明解决的问题。

表示三个帧F1，F2和F3，每个帧包括从0-7编号的八个时隙。在第一帧F1中，时隙0，1，2，3和5被占据。在第二帧F2中，时隙1，3，4和5被占据。在第三帧F 3中，时隙0，2，和5被占据。如果存在请求三个或多个通道的多通道连接，则帧F1，F2，F3中将无一个能提供这个连接，虽然每个帧F1，F2，F3具有至少三个空闲通道。

称最大连续空闲通道数为Δ1。可以由移动一个连接到另一通道而得到的最大连续空闲通道数被称为Δ2。如图中所示，在第一帧F1中最大连续空闲通道数是二，通道6和7，即Δ1＝2。通过将第一帧F1中通道5上的连接移动到另一通道，则可得到最大的四个连续空闲通道，即Δ2＝4。

在第三帧F3中最大连续空闲通道数是二，分别是通道3和4，以及通道6和7。通过将第三帧F3中通道5上的连接移动到另一通道，则可得到最大的五个连续空闲通道，即Δ2＝5。

图3表示一个移动远程通信网络的基本组成方块。如在图1中所示，一个基站11和一个移动终端13通信。下行链路方向由箭头15表示，而上行链路方向由箭头17表示。基站11连接到一个基站控制器(BSC)19，其主要控制该无线电网络。其最重要的任务是保证有效使用该移动网络中的资源。可以连接若干基站到一个BSC。

BSC19连接到一个移动交换中心(MSC)21，其执行与移动网络中呼叫处理有关的全部交换功能。如在该技术中常见的那样，MSC21一般连接到一个公共服务电话网络(PSTN)23，以及连接到另外的远程网络。

其中，BSC执行下列功能：

·配置网络资源，例如无线电通道，

·管理系统信息数据和定位数据，

·业务和事件测量，例如测量呼叫尝试数，拥塞，转交数，等。

对于技术人员将显见的是这些功能可以按不同的方式实施，并不必用相同的单元。还有，BSC和MSC功能可以在一个单元中实施。对本发明重要的功能首先是资源配置功能。GSM系统中的信令

在TDMA系统中，每一个载频被分成多个时隙，在本例中，如图1所示，存在八个时隙，TS0，TS1，...，TS7。这八个时隙形成一个TDMA帧，如图1中所示。26或51个帧形成一个复帧。在这些帧顺序中的相同时隙，例如所有帧中的时隙0，被称为一个物理通道。

在不同时间一个物理通道可以用于传输不同的逻辑通道。逻辑通道可以是携带有效负载的业务通道或携带不同控制信息类型的控制通道。一个电话呼叫正常地使用一个物理通道在每个方向用于连接持续期间运输。对于高速电路交换数据HSCSD和通用分组无线电业务GPRS，一个连接可以使用多于一个物理通道。移动连接的准则

按照本发明第一优选实施例，当需要时，即当存在对一个多时隙连接的请求，但在目前网络状态下该多时隙连接不能给出足够的带宽时可以移动一个或多个连结到另外的通道。通常地，对于这样的一种情况，将选择空闲连续通道的最高数，而且将选择相邻的一个或多个通道。按照一个优选实施例，则使用在技术中已知的单元内移交程序移动在选择通道上的连接。按照另一实施例将建立具有比请求的带宽窄的多时隙连接。当选择的通道变成空闲时，它们可以用来增加该多时隙连接的带宽。

图4是当按本发明第一优选实施例移动连接时所执行的动作的流程图。

步骤S100：请求多通道连接。

步骤S102：能满足该请求？如果是，转到步骤S104；如果否，转到步骤S106。

步骤S104：建立请求的连接。结束程序。

步骤S106：用比请求的更窄的带宽建立该连接。

步骤S108；标记相邻于使用在该多通道连接中的通道的被占通道，使得当它们成为空闲时不能用于另外的连接。

步骤110：应移动连接？如果是，转到步骤S112；如果否，转到步骤S116。

步骤112：将在标记通道上的连接移动到另外的通道。例如这可以按照单元内移交程序进行。

步骤S114：使用一个或多个空闲通道增加多通道连接带宽。结束程序。

步骤S116：等待直到一个或多个标记通道变成空闲。转到步骤S114。

该实施例将仅为非透明连接工作。使得可能也为透明连接工作的改进可以保持这个连接直到形成足够可利用的带宽为止，然后建立该连接。

图5是当按照本发明第二实施例移动连接时执行动作的流程图。按该实施例，当应移动连接时，已设置了一个或多个准则。

步骤S130：监视被配置通道的配置。

步骤S132：已满足该准则？如果是，转到步骤S134；如果否，转到步骤S130。

步骤S134：确定移动的一个或多个连接。

步骤S136：按照单元内移交程序移动连接。

按该实施例，移动一个或多个连接的准则可以是例如三个或四个连续空闲通道的顺序号是低于某一阈值的。对于这种情况将减少成功地建立相应连续空闲通道数的某一带宽的多时隙连接的概率。

移动一个或多个连接的另一准则可以是分段比很高例如被计算作为空闲通道总数除以网络中连续空闲通道最大数。当一个或预定数的配置尝试已失败，或者，如上所述，当一个多通道连接正等待接着产生的足够的带宽时可以移动连接。

图6表示用于选择什么连接被移动的一种算法。应结合图2来讨论这个流程图。

步骤S150：选择Δ2-Δ1为最大的通道，即，对于这些通道，连续带宽的增加最大。

步骤S152：在步骤S150选择的通道中选择Δ2为最大的通道，即，这样的通道，如果空闲，连续带宽将最大。

步骤S154：在步骤S152选择的通道中，从多时隙帧选择通道，在该帧中最小通道数被占据。

步骤S156：在步骤154选择的通道中，选择离多时隙帧边界最远的通道。结束程序。配置通道

图7为按本发明的一优选实施例的一种算法的流程图，用于选择应当配置被移动连接到的通道。当将通道配置到新的选择时，当然可以使用相同的算法，以使成功地建立其后的多时隙连接的概率最大。

步骤S160：选择Δ2-Δ1为最小的一个或多个通道，即，对于这些通道，连续带宽的减小最小。

步骤S162：在步骤160选择的通道中，选择Δ2为最小的一个或多个通道，即，剩余连续带宽将为最大的剩余通道。按此方式，最大数量的连续通道保持在另外的帧中。

步骤S164：在步骤162选择的通道中，从多时隙帧选择一个或多个通道，在该帧中最高通道数被占据。

步骤S166：在步骤164选择的通道中，选择最接近多时隙帧边界的通道。结束程序。

对技术人员显见的将是可以按不同的顺序执行S150-S156和S160-S166步骤。具体地，步骤S152和S154以及步骤S162和S164的顺序可分别加以改变。在某些情况下，改变步骤的顺序将产生不同的结果。

图8A和8B按表示在图2中的相同的三个帧说明表示在图6和7中的程序的应用。

表示相同的三个帧F1，F2和F3，每一个包括从0-7编号的八个时隙。

在图8A中，表示和图2相同的情况，即，第一帧F1，时隙0，1，2，3和5被占据。在第二帧F2中，时隙1，3，4和5被占据，在第三帧F3中，时隙0，2和5被占据。如果存在对三个或多个通道的多通道连接的请求，则帧F1，F2，F3中将无一个能提供这个连接，虽然每个帧F1，F2，F3具有至少三个空闲通道。

按本发明，通过只移动一个连接就可以在该三个帧的任一帧中建立一个三-通道连接。通过在第一帧F1中的通道5上移动连接，则在该帧F1中能建立一个四通道连接。

如果使用图6中所示的算法，将成为显见的是应当成为空闲以使该最高带宽可利用的一个通道是第三帧F3的通道5。使用图7的算法指出移动该连接到达的最佳通道是第一帧F1的通道器。在此移动之后的情况表示在图8B中。在第一帧F1中，六个连续通道被占据而两个连续通道空闲。在第二帧F2中，情况如前，而在第三帧中，五个连续通道目前是空闲的。移动连接

在一个GSM系统中，可以使用技术中熟悉的单元内移交程序移动连接。按该程序一个连接可以从一个物理通道移动到另一物理通道，而不将无线电连接移动到另一单元。

在该情况下，BSC或在该网络中的等效单元必须备有下列装置：

-用于监视通道配置，以确定配置的通道是否满足移动连接的准则的装置，

-用于确定什么连接被移动以及移动到哪个通道的装置。

-用于启动移动连接至新通道的装置，

-确认通道的性质，

-确认终端的性质。

Claims

1.一种在移动通信网络中，通过确保在一定时间多信道连接能被分配的最大数目的临近信道为空闲，增加获得多信道连接概率的方法，其特征在于下列步骤：

-选择连续带宽增加将被最大化的信道；

-选择连续带宽最大的信道；

-从多时隙帧中选择信道，其中最小数量的信道被占用；

-标记被选择的一或多条信道。

2.按权利要求1的方法，其特征在于下列步骤：

-确定所述被标记的信道上的连接是否应该被移动以及它们是否应执行以下步骤：

-选择在所说被标记信道上的连接将被移动到的信道；

-启动所说连接到所说选择的信道的移动。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，当分配多信道连接的预定尝试次数已失败时，启动一个或多个连接的标记和/或移动。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，当网络状态使得建立多信道的概率低和应当增加时，启动一个或多个连接的标记和/或移动。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，当建立多信道连接尝试不成功时，启动标记应成为空闲的一个或多个通道，并通过步骤：

-使多信道连接保持，

-选择所述被标记的信道上的连接将被移动到的信道，

-移动被标记的信道上的连接，

-当足够的带宽可利用时设置多信道连接。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，使用小区内切换协议移动连接。

7.按权利要求1的方法，其特征在于，当建立多信道连接尝试不成功时，启动标记应成为空闲的一个或多个连接，并通过步骤：

-用比请求的带宽窄的带宽设置多信道连接，

-等待直到标记的信道成为空闲，

-在多信道连接中包括被标记的信道。