CN1420695A - 用于在数字移动网络中通信的通信装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数字移动通信网络元件,该元件包括用于选择第一或第二交织长度的装置,选择取决于网络业务,用于选择的装置,被连接到用于在数字移动通信网络,例如UMTS网络通信的装置,用于通信的装置,该装置具有用于数据分组的交织装置。

Description

用于在数字移动网络中 通信的通信装置和方法
技术领域
本发明涉及数字移动通信网络,例如码分多址(CDMA)网络,特别是全球移动通信系统(UMTS)和其他允许在进行的通信会话中通信参数改变的数字移动通信网络。
背景技术
从使用的现有技术中,在数字移动通信网络中拥塞的情况下已知多种过载控制机制。在用于移动通信(GSM)全局系统中的通信网络上“控制”负载的一种方法,包括为了一些规定的时间长度,使用禁止移动站访问信道的信息来拒绝移动站的通信请求。通过自动重复方案或通过重复用户的请求,这种机制防止了移动站的任何进一步的重复。当过载威胁全部的通过量时,在GSM中使用这种机制。
另一个在GSM使用的方法在于,通过广播控制信道(BCCH)的指示禁止移动站的整个组访问小区。这使得资源中的业务减少而不给移动站带来任何附加业务。为了达到此目的,通过操作员控制的随机分配,用户被分为平衡子组。
在用户识别模块(SIM)中保存指定用户属于的访问等级,因此该访问等级可为移动站所用。在正常的负载状态下,所有的等级都允许访问。当业务必须削减时,基站控制器(BSC)能够决定中断这些访问等级的一个,两个或任何数目,在统计上通过相应的百分率来减少业务量。
正如在GSM系统中,空中接口是UMTS的共享资源。因而,为了在检测到拥塞时采取适当的措施,UMTS标准允许一定的拥塞控制机制。根据拥塞程度可以改变结果。若干可能的结果是:
-未接通的呼叫,
-较高的误码率(BER)和因此在语音传输情况下坏的声音质量,
-服务拒绝。
为了允许更多的用户在同一时间是有效的,一种处理适合UMTS标准的拥塞状态方法是,降低服务质量(QoS)。当检测到拥塞时,通过允许误帧率(FER)的增加来降低每个进行的通信会话的信道容量的要求,从而减小服务每个用户的功率,在这里功率是共享资源。
美国专利6,167,237描述了一个全球无线通信系统,包括至少两个无线子系统,当同时允许无线通信站工作时,该子系统在频谱效率的边缘上工作,这样在可接受的传输状态下得到最佳功率节约。子系统之一的无线基站测量是否另一个子系统的无线通信站在它自己子系统的信道中引起邻近信道的干扰。如果是这样,无线基站命令其他分站的无线通信站调整频谱传输特性,这样传输频谱就变得更窄。如果没有检测到干扰,允许其他子系统的无线通信站扩大它的频谱,这样不很复杂的传输信号处理,例如滤波,能够被应用,因此能够节省功率。
美国专利6,097,700公开了一个用于在分组交换无线电信道(PRCDH)上控制拥塞的分组交换无线信道拥塞控制系统。PRCH拥塞控制功能确定是否PRCH上的分组呼叫的平均时间延时是在延时告警等级之内。如果平均时间延时不在延时告警等级之内,为了降低平均时间延时,它就确定哪个分组呼叫从PRCH中排除。对于PRCH的每个上行链路和下行链路,或在PRCH的组合的上行链路和下行链路上分别作出拥塞的测定。类似的系统可以从美国专利5,757,772中可知。
通过上述描述的处理拥塞的现有技术的方法表示的特征,有一个共同的缺点就是单独的用户可能感觉到所期望的通信服务的短暂中断,或话音质量和电话呼叫的清晰度的明显降低。
发明内容
本发明提供一种改进的数字移动通信网络元件和一个改进的计算机程序,和在数字移动通信网络中处理拥塞状态的方法,该网络允许在通信中适应传输特性。
本发明特别的优点在于能够处理拥塞状态而没有服务拒绝也不损害话音质量。通过增加交织长度来响应拥塞状态的检测来实现的。服务的交织长度动态地适应通信系统的某一拥塞状态。
当拥塞状态出现,为了更有效的使用可使用的带宽,增加交织长度,减小功率。交织长度的增加补偿了功率的减小,这样误码率(BER)仍然保持相同。因而用户没有感觉到话音质量和/或呼叫的清晰度的变坏。
在本发明的优选实施例中,在正常的网络业务状态下,标准的交织长度是10或20ms。在拥塞的情况下,交织长度增加到例如40或80ms。这引起用户感觉到的传输延时相应的增加。然而,传输延时达到80ms对于用户来说仍旧是可以接受的,特别是考虑到服务质量与不拥塞网络业务情况比较起来仍然没有变化的事实。
编码和交织的原理从关于GSM系统和关于CDMA系统的现有技术中所熟知。例如,在GSM系统中固定交织长度是20ms。在GSM系统中选择编码长度等于交织长度。
在本发明的优选实施例中,当交织长度改变时,改变编码长度和/或其他通信参数。这是由相应的参数设置完成的。根据本发明的优选实施例,在通信建立期间,提供给每个移动电话至少两个参数设置。当拥塞状态发生,为了增加交织长度和改变其他相应的通信参数,例如编码长度,就相应地激活适当的参数设置。
根据本发明的进一步优选实施例,UMTS陆地无线接入网络(UTRAN)检测拥塞状态。发送拥塞状态信号给相关的移动电话,这样,修改相应的交织长度。
附图说明
下面参考附图更详细的描述本发明,其中
图1  是根据本发明的通信系统的实施例的框图,
图2  说明了根据本发明的方法的实施例。
具体实施方式
图1示出了UMTS陆地无线接入网络UTRAN1。该UTRAN1包括多个无线网络控制器RNC 2。每个RNC具有一个无线网络子系统(RNS)。进一步,UTRAN1具有多个节点B3。当RNC 2等效于GSM基站控制器(BSC),节点B3相当于GSM基站。
每个RNC 2提供了无线资源管理(RRM)功能。RRM拥有象动态信道分配,呼叫接入控制,数据服务的调度和其他RRM机制的功能。
为了通信和控制的目的,每个节点B3与RNC2相连接。特别是,每个节点B3向RNC2提供测量值,指示节点B3经历的网络业务状态。这使得RNC 2能够检测网络业务特别是拥塞状态的增加。
图1的通信系统进一步包括多个移动电话4。移动电话4可以是任何具有在UTRAN1上通信的空中接口的终端用户通信装置。例如这样的终端用户通信装置包括个人数字助理,移动计算机,汽车移动通信装置,网络设备和其他。在例子中,考虑到就图1而言,移动电话4服从UMTS标准。
移动电话4具有交织模块5,该模块根据UMTS标准完成交织。交织模块5连接到寄存器6和7。寄存器6用来保存在不拥塞网络业务状态使用的参数设置。特别的,保存在寄存器6的参数设置包括用来规定交织长度的参数PIL。该交织长度在不拥塞网络业务状态下等于T1
寄存器7用来保存在拥塞网络状态使用的参数设置。在这个参数设置,参数PIL的值是T2,其中T2>T1
拥塞状态可能在多种情况下发生:一种情况是在涉及移动电话4用户的进行的通信会话期间发生拥塞。
在这种情况下,在进行的通信会话期间通过RNC2检测拥塞状态。响应拥塞状态的检测,RNC2为数据分组8选择增加的交织长度发送给移动电话4。数据分组8具有一个首部9,该首部包含传输格式组合指示(TFCI)。TFCI是在首部9中的一个数据段,该首部指示—其中特别指示了—用于数据分组8的交织长度。
当移动电话4接收到数据分组8,根据TFCI数据段指示的交织长度,交织模块5选择具有增加的交织长度的参数设置。这样,交织模块5选择保存在寄存器7中的参数设置。其他通信参数能够相应的改变,例如编码长度和功率。
当拥塞状态结束,这也可以通过RNC2来检测。响应拥塞状态的结束的检测,RNC2选择不拥塞网络状态的交织长度。接下来,不拥塞网络状态的交织长度用于数据分组8,并表示在TFCI数据段中。交织模块5对首部信息的译码引起保存在寄存器6的参数设置的选择。
换句话说,RNC 2根据网络业务状态选择用于数据分组8的交织长度。如果网络变得拥塞,选择较长的交织长度T2,而在正常的不拥塞状态,选择较短的交织长度T1。交织长度的选择被编码到TFCI数据段,并传达这种方法到移动电话4用来选择相应的参数设置。
需要指出的是,为了允许移动电话4使用的通信参数在实际网络业务情况下的更好的等级,使用两个以上的参数设置。对于正常的不拥塞网络状态,交织长度T1最好选择10ms或20ms。对于拥塞情况,T2最好选择40ms或80ms。
需要指出的是每次在移动电话4和UTRAN1之间建立通信链路,没有必要提供一个或更多可替换的参数设置。在一个实施例中,当网络处于正常的业务状态时,只有保存在寄存器6中的“标准”参数设置被提供给移动电话4。
如果检测到拥塞网络状态,保存在寄存器7中的可替换的参数设置被发送到移动电话4。这样的优点是可替换的参数设置能够适应具体的实际网络拥塞状态。然而该实施例的缺点是为了发送参数设置,在已经拥塞的网络上产生额外的网络业务。为了在进行的通信会话期间改变参数设置,使用UMTS程序“同步无线链路重配置”。
在本发明可替换的实施例中,每次建立通信会话,不管作出电话呼叫时的实际网络状态,提供给移动电话4标准参数设置和一个或更多可替换的参数设置。这样的优点是当拥塞状态发生为更有效的使用可使用的信道容量时,移动电话4已经被初始化用来转换为可替换的操作模式。该实施例进一步的优点是,当网络变得拥塞时,更快的完成适应而不需要发送参数设置到移动电话4。
需要指出的是,以上解释的工作原理也适用于其他情况,例如从不拥塞小区越区切换到拥塞网络小区和来自拥塞网络小区内的移动电话的电话呼叫。在这些情况下,为了更有效的使用可使用的信道容量,选择较长的交织长度。
图2示出了相应的方法。在步骤10,UTRAN检测拥塞状态。有代表性的,这些是由UTRAN的无线网络控制单元提供的无线资源管理功能完成的。
在步骤11,考虑到检测到的拥塞状态,确定适当减小的交织长度。接下来,数据分组8(参考附图1)使用增加的交织长度-步骤12。
同时,相应的采用其他通信参数。当为每个用户保持服务质量时,引起网络负载的减少。移动电话用户感受到仅有的改变是由增加的交织长度引起的传输延时的细微的增加。
在步骤13,UTRAN检测到网络业务明显的减少。在步骤14中,UTRAN确定一个减小的交织长度,该交织长度对应于改变的网络业务状态。在步骤15再一次使用减小的交织长度。
作为非必要特征,移动电话具有输出装置来发送交织长度变化的信号给用户。这可以通过在移动电话显示屏上显示指示改变的信息和/或通过移动电话产生的声信号来完成。

Claims (10)

1.一种数字移动通信网络元件,包括
-用于选择第一或第二交织长度的装置,选择取决于网络业务,
-用于选择的装置,被连接到用于在数字移动通信网络例如UMTS网络通信的装置,用于通信的装置具有用于数据分组的交织装置。
2.如权利要求1所述的数字移动通信网络元件,用于与移动电话通信,该移动电话包括用于保存第一和第二参数设置的装置,第一和第二参数设置分别具有第一和第二交织长度参数。
3.如权利要求2所述的数字移动通信网络元件,移动电话进一步包括用于从网络中接收指示网络状态的控制信息,用于接收的装置连接到用于选择的装置,和用于选择的装置,根据网络状态选择第一或第二交织长度。
4.如权利要求1所述的数字移动通信网络元件,第一交织长度等于10ms或20ms和第二交织长度等于40ms或80ms,在不拥塞的网络状态情况下,第一交织长度由交织装置选择,在拥塞的网络状态情况下,第二交织长度由用于选择的装置选择。
5.一种终端用户通信装置,包括用于向用户指示交织长度选择的变化的装置。
6.一种数字移动通信网络元件,包括
-用于接收指示网络业务的信息的装置,
-用于选择交织长度的装置,交织长度的选择取决于网络业务,
-用于向终端用户通信装置和/或用于通信的装置指示交织长度的选择的装置。
7.如权利要求6所述的数字移动通信网络元件,其中用于选择交织长度的装置,当网络处于不拥塞业务状态选择第一交织长度和当网络处于拥塞业务状态选择第二交织长度,第二交织长度实质上长于第一交织长度。
8.如权利要求6所述的数字移动通信网络元件,用于指示的装置用于在进行的终端用户通信装置通话中发送交织长度选择的变化的信号。
9.如权利要求6所述的数字移动通信网络元件,该元件是一个UTRAN元件。
10.一种计算机程序产品,包括程序装置,用于
-监控数字移动通信网络例如UMTS网络的网络业务,
-根据网络业务选择交织长度,
-向终端用户通信装置指示交织长度的选择。
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