CN1187998C - 加速上行链路数据建立的通信基本设施和方法 - Google Patents

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Abstract

为了阐述对一种加速上行链路数据建立的通信基本设施和方法的需要，本发明提供通过基站收发器系统(BTS)(106)分配上行链路分组数据资源而不必首先与任何分组控制单元(PCU)(110)通信的方法。本发明是通过在需要或者请求分组数据资源之前预约分组数据资源，并且把它们提供给BTS(106)进行分配来实现这种方法的。这样，BTS-PCU通信发生在需要上行链路连接之前和上行链路数据建立之后，从而有效地消除上行链路数据建立中的BTS-PCU延迟。而且，本发明提供在通信单元(102)请求上行链路之前发射“发射许可消息”的方法，进一步减少了上行链路建立的时间。

Description

加速上行链路数据建立的通信基本设施和方法
技术领域
本发明一般涉及无线通信领域，特别涉及减少建立上行链路数据连接所需的时间。
背景技术
目前的通用分组无线系统(GPRS)中，分组控制单元(PCU)管理、分配和调度在移动单元与基本设施之间建立上行链路分组数据资源时所需的分组数据资源的使用。为了减小调度这些系统的成本，PCU远离基站收发器系统(BTS)放置，基站收发器保持移动单元和基本设施之间的无线链路。当移动单元请求上行链路数据连接的时候，保持与移动单元间无线链路的BTS必须与远程的PCU通信，以建立所需要的连接。这样，BTS和PCU之间的信息传送延迟了链路建立。由于互联网协议(IP)要求上行链路发送信息，当一个网页下载到手机上的时候，这种BTS-PCU延迟会发生多次。因此为了加速整个数据传输，需要存在一种加速上行链路数据建立的通信基本设施和方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于通信基本设施加速上行链路数据建立的方法，该方法包括以下步骤：通信基本设施中的分组控制单元预约从多个通信单元中的一个通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需要的分组数据资源，通信单元没有请求也不需要该上行链路连接，其中，所述分组数据资源包括分组数据信道的至少一部分；分组控制单元将识别已经预约的分组数据资源的消息发送到基站收发器系统；分组控制单元通过基站收发器系统为所述分组数据信道的至少一部分发射上行链路发射许可消息；分组控制单元接收表示预约的分组数据资源已经用于建立上行链路连接的指示。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于通信基本设施加速上行链路数据建立的方法，该方法包括以下步骤：基站收发器系统从分组控制单元接收识别预约的分组数据资源的消息，其中，所述预约分组数据资源包括从通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需的分组数据信道的至少一部分，所述通信单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接；基站收发器系统从所述通信基本单元接收上行链路连接请求；基站收发器系统将预约的分组数据资源分配给所述通信单元；基站收发器系统将识别已经分配给所述通信单元的分组数据资源的分配消息发射到所述通信单元。
根据本发明的另一个方面，提供了一种通信基本设施，其包括：分组控制单元，该控制单元能够预约从通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需要的分组数据资源，所述通信单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接，其中所述分组数据资源包括分组数据信道的至少一部分，该控制单元能够将识别预约的分组数据资源的消息发送到基站收发器系统，该控制单元能够通过基站收发器系统为至少部分的分组数据信道发射上行链路发射许可消息，并且，该控制单元能够接收表示预约的数据已经用于建立上行链路连接的指示。
根据本发明的又一个方面，提供了一种通信基本设施，其包括：基站收发器系统，该基站收发器系统能够从分组控制单元接收识别预约的分组数据资源的消息，其中，预约的数据资源包括从通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需要的分组数据信道的至少一部分，所述通信单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接，该基站收发器系统能够从所述通信单元接收上行链路连接的请求，能够把所述预约的分组数据资源分配到所述通信单元，能够将识别已分配给所述通信单元的分组数据的分配消息发射到所述通信单元。
附图说明
图1是图示按照本发明优选实施例的通信系统的逻辑方框图。
图2是按照本发明优选实施例的PCU执行步骤的逻辑流程图。
图3是按照本发明优选实施例的BTS执行步骤的逻辑流程图。
具体实施方式
为了阐述对一种加速上行链路数据建立的通信基本设施和方法的需要，本发明提供通过BTS分配上行链路分组数据资源而不必首先与PCU通信的方法。本发明是通过在需要或者请求分组数据资源之前预约(reserve)分组数据资源并且把它提供给BTS进行分配来实现这种方法的。这样，BTS-PCU通信发生在需要上行链路连接之前和上行链路数据建立之后的期间，从而有效地消除上行链路数据建立中的BTS-PCU延迟。而且，本发明提供在通信单元请求上行链路之前发射“发射许可消息”的方法，进一步减少了上行链路建立的时间。
参考图1-3可以更充分地理解本发明，图1是图示按照本发明优选实施例的通信系统的逻辑方框图。优选地，通信系统100为根据著名的欧洲电信标准学会—第三代合作项目—数字蜂窝电信系统—通用无线分组业务标准(这里称为”GPRS”)。
系统100包括通信基本设施101，通信单元102和互联网(或者专用内联网)120。通信基本设施101包括BTS 106、基站控制器(BSC)108，PCU 110和GPRS支持节点(GSN)112。BTS、BSC、PCU和GSN在无线通信中很常见，在GPRS标准中有所描述。因此，BTS 106和PCU 110是使用常见的软件技术修改过从而实现本发明的GPRS设备。按照GPRS标准，通信单元102优选地包括通过无线通信资源104与基本设施101，特别是BTS 106进行通信的无线移动单元。总之，与基本设施通信的时候，GPRS通信单元随着每个GPRS通信单元能够使用的时隙而变化。因此，通信单元102也有所谓的时隙配置，该时隙配置决定其能使用哪一些时隙。
按照本发明优选的通信系统实质上是如下工作的：在大多数基本实施例中，本发明的PCU 110预约从通信单元102到通信基本设施101的上行链路连接所需要的分组数据资源。PCU 110在通信单元102请求上行链路连接前预约该分组数据资源，并且将识别预约的分组数据资源的信息发送给BTS 106。优选地，预约的数据资源包括可用的分组数据信道的子信道，定时提前指数(timing advance index)(即，GPRSTAI)，和瞬时流量标识符(即，GPRS TFI)。PCU 110也通过BTS 106为分组数据子信道发射上行链路发射许可消息(例如上行链路状态符或者USF)。通信单元102需要上行链路发射许可消息在上行链路子信道上发射(即，分配给子信道以后)。
BTS 106通过无线通信资源104从通信单元102接收到上行链路连接请求(也就是GPRS随机接入信道请求)。在此之前已接收到识别预约的分组数据资源的消息的BTS 106将预约的资源分配给通信单元102，优选地，将识别已分配的分组数据资源的“GPRS立即分配”消息发送给通信单元102。在优选的实施例中，BTS随后将表明已经分配预约的分组数据资源的指示发送给PCU 110。
为了简化上面的描述，对作为用于单一上行链路连接所需要的预约分组数据资源的PCU 110进行介绍。然而，优选地，根据已用于建立上行链路连接的预约的分组数据资源的指示速率(a rate ofindication)，PCU 110确定要预约的数据资源数目(即要预约资源的上行链路连接的数目)。换句话说，上行链路建立的速率被用来作为上行链路请求的指示符。计算出的请求越多，期望预约的资源越多。优选地，用于上行链路的每一资源集被处理作为在上面的介绍中处理的单一资源集。另外，最大数目通信单元能够使用的分组数据资源要首先预约。系统支持的通信单元的不同时隙配置确定最大数目的通信单元能使用那些资源。
对于上行链路发射许可消息的发射，优选地，PCU 110重复地发射上行链路发射许可消息。对于不断发射的分组数据信道中的分组数据资源(例如，在广播载体或者BCH上)，根据每一相应资源集的预约的相对顺序，PCU 110重复发射用于每一预约资源集的许可消息。(对于不连续发射的分组数据信道中的分组数据资源，直到PCU 110从BTS上接收到已经分配了预约的数据资源的指示，PCU 110才可能发射相应的许可消息)。预约的相对顺序确定了为每一预约的资源集重复发射许可消息的频率。例如，用于第一预约的资源集的上行链路发射许可消息发射得最频繁，而用于随后的那些资源集的消息发射得越来越不频繁。因为在发射数据以前，通信单元必须为已经分配的子信道接收发射许可消息，优选地，许可消息被重复地并且用一频率进行发射，所述频率与通信单元已经接收用于相应子信道的分配并且等待发射数据的可能性相关。因此，优选的实施例使得上行链路数据建立的延迟最小。
图2是按照本发明优选实施例的PCU执行步骤逻辑流程图200。逻辑流程开始(步骤201)，PCU确定为上行链路连接预约的分组数据资源的数目(步骤202)。如上面所述，将用于上行链路请求的估计和特定通信单元的时隙设置用于此确定中。然后PCU为已确定下来的上行链路连接的数目预约所需要的分组数据资源(步骤203)，将识别已经预约的分组数据资源的消息发送给BTS(步骤204)。
步骤205中，PCU以上面所述的方式重复地为已预约数据资源的上行链路发射上行链路发射许可消息。在优选的实施例中，当BTS分配预约的数据资源时，PCU接收分配特定的用于建立上行链路连接的预约资源的指示(步骤206)，逻辑流程结束(步骤207)。优选地，该指示或者是来自BTS的表示BTS已经将分组数据资源分配给通信单元的消息，或者是通过上行链路本身从通信单元接收到的数据。优选地，这种预约分配的数据资源的指示也会引发如步骤202那样的新确定。如果通信单元对上行链路连接的请求在一个阈值之上，PCU重复逻辑流程图200，重新为上行链路连接预约资源。
图3是按照本发明优选实施例的BTS执行步骤的逻辑流程方框图300。逻辑流程开始(步骤301)，BTS接收识别PCU预约的分组数据资源的消息(步骤302)。BTS也从通信单元接收上行链路连接的请求(步骤303)。在步骤302和步骤303的过渡时间内，BTS可能接收到识别PCU预约的分组数据资源的多个消息。一接收到上行链路连接的请求，BTS立即将预约资源集分配给请求的通信单元以建立上行链路连接(步骤304)，并发射识别分配通信单元的分组数据资源的分配信息(步骤305)。优选地，除非PCU发送取消预约特定分组数据资源的取消消息，BTS为上行链路以与BTS从PCU接收资源的相同顺序分配资源。分配资源之后，优选地，BTS发送给PCU一个指示，表示已经分配了哪些分组数据资源(步骤306)，逻辑流程结束(307)。
这样，本发明通过减少加速上行链路数据建立所需的时间加速了整个数据发射。PCU和BTS不再必须在通信单元请求上行链路连接和分配上行链路连接之间交换信息。而且，本发明提供了在通信单元请求上行链路连接之前发射发射许可消息的方法。这就减少了分配了上行链路后所述单元必须等待发射许可的时间。总之，本发明的这些方面显著地加速了上行链路数据的建立。
尽管已经图示了本发明，并且参照特定实施例进行了介绍，本领域熟练的技术人员会明白，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以作出形式上和细节上的不同改变。

Claims (9)

1.一种用于通信基本设施加速上行链路数据建立的方法，该方法包括以下步骤：
通信基本设施中的分组控制单元预约从多个通信单元中的一个通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需要的分组数据资源，通信单元没有请求也不需要该上行链路连接，其中，所述分组数据资源包括分组数据信道的至少一部分；
分组控制单元将识别已经预约的分组数据资源的消息发送到基站收发器系统；
分组控制单元通过基站收发器系统为所述分组数据信道的至少一部分发射上行链路发射许可消息；和
分组控制单元接收表示预约的分组数据资源已经用于建立上行链路连接的指示。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：接收到所述指示后，如果通信单元对上行链路连接的请求高于一阈值，预约从多个通信单元中的第二通信单元到所述通信基本设施的第二上行链路连接所需要的分组数据资源，第二通信基本单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：预约从多个通信单元中的另外的通信单元到通信基本设施的另外的上行链路连接所需要的分组数据资源，另外的通信单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括步骤：根据预约的分组数据资源已经用于建立上行链路连接的指示速率确定另外的要预约的分组数据资源数目。
5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括步骤：分组控制单元通过基站收发器系统为至少一个另外的预约的分组数据资源中的至少一些重复发射上行链路发射许可消息，其中发射每个上行链路发射许可消息的相关频率是基于每个相应分组数据资源的预约相对顺序的。
6.一种用于通信基本设施加速上行链路数据建立的方法，该方法包括以下步骤：
基站收发器系统从分组控制单元接收识别预约的分组数据资源的消息，其中，所述预约分组数据资源包括从通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需的分组数据信道的至少一部分，所述通信单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接；
基站收发器系统从所述通信基本单元接收上行链路连接请求；
基站收发器系统将预约的分组数据资源分配给所述通信单元；和
基站收发器系统将识别已经分配给所述通信单元的分组数据资源的分配消息发射到所述通信单元。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述预约的分组数据资源包括可用的分组数据信道的子信道、定时提前指数和瞬间流量标识符。
8.一种通信基本设施，其包括：
分组控制单元，该控制单元能够预约从通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需要的分组数据资源，所述通信单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接，其中所述分组数据资源包括分组数据信道的至少一部分，该控制单元能够将识别预约的分组数据资源的消息发送到基站收发器系统，该控制单元能够通过基站收发器系统为至少部分的分组数据信道发射上行链路发射许可消息，并且，该控制单元能够接收表示预约的数据已经用于建立上行链路连接的指示。
9.一种通信基本设施，其包括：
基站收发器系统，该基站收发器系统能够从分组控制单元接收识别预约的分组数据资源的消息，其中，预约的数据资源包括从通信单元到通信基本设施的上行链路连接所需要的分组数据信道的至少一部分，所述通信单元还没有请求也还不需要所述上行链路连接，该基站收发器系统能够从所述通信单元接收上行链路连接的请求，能够把所述预约的分组数据资源分配到所述通信单元，能够将识别已分配给所述通信单元的分组数据的分配消息发射到所述通信单元。
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