CN1461575A - 蜂窝通信系统内的带宽改变 - Google Patents

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CN1461575A CN01815578.2A CN01815578A CN1461575A CN 1461575 A CN1461575 A CN 1461575A CN 01815578 A CN01815578 A CN 01815578A CN 1461575 A CN1461575 A CN 1461575A
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朱哈·拉桑恩
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Abstract

一种协商通信系统内的通信链路的重新配置的方法，所述通信链路带有第一网络单元与中间网络单元之间的通信连接，用于在所述第一网络单元与第二网络单元之间经由所述中间网络单元传送数据，该方法包括步骤：确定将所述的链路重新配置为其具有新特性的状态的需求；启动所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的协商，以重新配置所述的链路；响应于所述协商的启动，触发所述第一网络单元与所述第二网络单元之间的通信，以确定所述第一网络单元和第二网络单元是否接受在具有新特性的链路上的它们之间的连接，并依据该通信接受或拒绝所述重新配置；如果所述重新配置被接受，则执行所述的链路的重新配置。

Description

蜂窝通信系统内的带宽改变
技术领域
本发明涉及数据传输系统内的带宽改变，尤其涉及一种经由数据传输与接收应用之间的链路，为所述数据传输或接收应用提供关于带宽改变的信息的装置。本发明的优选方面尤其适合于实施在无线数据传输系统中，所述无线数据传输系统例如是GSM(全球移动通信系统)和UMTS(通用移动电信系统)。
背景技术
图1示出了一个诸如GSM或UMTS系统的无线电电信系统。该系统包括一个无线电电信网络1，该网络包括多个基站传输/接收单元2，所述多个基站传输/接收单元2能够以无线电与用户设备3通信。所述用户终端例如可以是诸如移动电话的移动站。借助所述网络，UE可以相互通信，或与互连到网络1的诸如陆线电话4或互联网终端5的其它设备通信。该网络包括网络数据传输/接收控制单元6，其根据预定协议控制传输数据到UE以及从UE接收数据。相应地，所述UE包括UE数据传输/接收控制单元7，其根据预定协议控制传输数据到所述网络以及从所述网络接收数据。
UE与所述网络或其它终端之间的连接可能传送话音数据或其它形式的数据。
UE与所述网络或其它终端之间的连接可能是分组交换连接，或是电路交换连接。在使用电路交换连接时，可能会由UE、所述网络或其它终端上的数据传输或接收应用做出一个假设，即通信可使用一个恒定带宽。但是，由于无线电电信系统的环境，带宽内的变化可能会发生。
带宽内的变化例如可能因为切换而发生。所述的基站传输/接收单元2以及UE3具有有限的范围。当UE在呼叫期间内从一个基站传输/接收单元的区域移动到另一个基站传输/接收单元的区域时，该网络安排该UE从与第一基站传输/接收单元通信切换至与第二基站传输/接收单元通信。与第一基站传输/接收单元通信和与另一个基站传输/接收单元通信之间可能存在着信道(承载)特性的差别。例如，基站传输/接收单元的业务密度和/或总业务容量可能会不同；或它们可能在不同的系统(例如UMTS或GSM)上操作；或诸如干扰电平的无线电条件可能在切换之前和切换之后采用不同的带宽。
使用用于数据传输的无线电链路的应用或许能够依据链路上的可用带宽来调整其操作。例如，H.324(多媒体呼叫)应用或许能够改变其发射的数据量，从而匹配于可用带宽。
所述应用根据了解承载上可用带宽的处理而驻留在协议分级结构的不同层上。因此，需要将可用带宽或可用带宽的改变通知所述应用的装置。
例如，在GSM系统中，由所述网络启动的降级发生在较低层上(使用RR进程“信道模式修改”)，而不涉及呼叫控制层。应用/用户可能通过感受’业务的传送质量而间接得到业务层的通知，这可能是容许的，也可能是不容许的。但是，这需要非正式进程得以使用。带宽或业务层的精确信令是极为可取的，并将提供显著增强的与应用的兼容性。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种协商通信系统内的通信链路的重新配置的方法，所述通信链路带有第一网络单元与中间网络单元之间的通信连接，用于在所述第一网络单元与第二网络单元之间经由所述中间网络单元传送数据，该方法包括步骤：
确定将所述的链路重新配置为其具有新特性的状态的需求；
启动所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的协商，以重新配置所述的链路；
响应于协商的启动，触发所述第一网络单元与所述第二网络单元之间的通信，以确定所述第一网络单元和第二网络单元是否接受在具有新特性的链路上的它们之间的连接，并依据该通信接受或拒绝所述重新配置；以及
如果所述重新配置被接受，则执行所述的链路的重新配置。
根据本发明的第二方面，提供了一种电信系统，该电信系统用于支持带有通信连接的通信链路，所述通信链路用于经由中间网络单元而在第一网络单元与第二网络单元之间传送数据，该系统包括一个控制单元，所述控制单元用于确定将所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的所述链路重新配置为其具有新特性的状态的需求，以及协商装置，该装置用于协商所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的链路的重新配置，所述第一网络单元被设置成响应于接收所述协商已开始的通知而触发与所述第二网络单元终端的通信，以确定所述第一网络单元与第二网络单元之间的重新配置链路是否为所述第一与第二网络单元之间的连接所接受，并依据所述通信发射关于接受或拒绝所述重新配置的指示；并且，如果所述重新配置被接受，则所述系统被设置成执行所述的链路的重新配置。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于电信系统的网络单元，所述电信系统用于支持带有通信连接的通信链路，所述通信链路用于经由中间网络单元而在所述网络单元与第二网络单元之间传送数据，该系统包括一个控制单元，所述控制单元用于确定将所述网络单元与所述中间网络单元之间的所述链路重新配置为其具有新特性的状态的需求，以及协商装置，该装置用于协商所述网络单元与所述中间网络单元之间的链路的重新配置；而所述网络单元被设置成响应于接收所述协商已开始的通知而触发与所述第二网络单元终端的通信，以确定所述网络单元与第二网络单元之间的重新配置链路是否为所述网络单元与第二网络单元之间的连接所接受，并依据该通信来发射关于接受或拒绝所述重新配置的指示；并且，如果所述重新配置被接受，则所述系统被设置成执行所述的链路的重新配置。
所述第一和第二网络单元中的一个或全部可能是终端。
相应地，如果修改拒绝消息被发送至所述网络，则连接被终止。
所述的链路适合于至少包括由诸如无线电或红外线的无线装置传送的部分。
所述重新配置可能是切换。例如，所述重新配置可能是从一个终端与网络的第一基站收发信机之间的无线电链路切换到该终端与网络的第二基站收发信机之间的无线电链路。所述的基站收发信机可能可以根据相同或不同的网络协议/标准操作。所述第一基站收发信机可能可以根据第一网络协议操作，而所述第二基站收发信机可能可以根据第二网络协议操作。一个可能是GSM BTS，另一个可能是UMTS BTS。
所述终端和网络的每一个优选的是可以根据至少一个GSM或UMTS网络协议或其变型来操作。
所述修改请求消息最优选的是采取GSM和/或UMTS网络或其变型的“修改”消息的形式。所述修改接受消息最优选的是采取GSM和/或UMTS网络或其变型的“修改接受”消息的形式。
所述的特性适合于是指示链路上可用带宽的特性，例如信道的数量，或带宽的直接测量，例如比特/秒的测量。
优选的是以业务层来执行下述步骤，即在所述第一终端和第二终端间通信以确定所述第一终端与第二终端是否能够支持其之间的在具有新特性的链路上的连接。所述通信可能是在终端上操作的两个应用之间，例如是在终端的H.324应用之间。所述数据更可取的是多媒体数据。所述的链路更可取的是电路交换连接。
所述修改请求消息更可取的是寻址到第一终端的业务层。
所述修改接受消息或修改拒绝消息更可取的是被从第一终端发射。所述终端或每一终端更可取的是GSM移动站和/或UMTS用户设备。
附图说明
以下将借助实例并参照附图来描述本发明，其中：
图1是无线电电信系统的原理图；
图2和3示出了用于升级和降级正进行的HSCSD呼叫的资源的信令情况；
图4示出了用于正进行的HSCSD呼叫的用户启动业务层升级和降级的信令情况；
图5示出了用于被成功降级并被成功升级的呼叫的信令情况；以及
图6示出了一种根据本发明的通信系统。
具体实施方式
尤其将参照GMS与UTMS内的电路交换多媒体电话来描述本发明。但应当注意的是，本发明并不仅限于该应用。
如上所述，当数据被经由通信链路——例如无线电链路发送时，诸如链路环境改变(如干扰)或切换的事件引起了在所述的链路内从一种环境移至另一种环境，或是从一个电信系统到另一个电信系统(系统间切换)，正进行的连接的可用带宽可能会在呼叫寿命期间内改变，所述的正进行的连接例如是多媒体呼叫。这使得呼叫(承载)特性在呼叫期间的发生改变。
在较高层应用可以有效使用对于所改变链路特性的了解的情况下，能够将可用带宽内的改变通知所述应用或其它用户(例如使用上述设备的用户)将是重要的。以下将描述可以实现所述通知的方式的实例。
GMS和所提议的UMTS系统提供了一种“修改”进程，例如在GSM系统内，该进程被用于诸如协商多时隙业务信道数量的情况，其适合于用于高速电路交换数据(HSCSD)。
可以通过更多信道的分配(资源升级)或先前分配信道的释放(资源降级)来修改HSCSD链路的配置。这两个进程都由所述网络来启动。所述的进程被用于非透明呼叫，以在从单TCH/F(业务信道/全速率)到所容许的TCH/F通常最大允许数量的范围内改变信道资源。在透明连接的情况下，资源也可被改变，只要连接的AIUR(空中接口用户速率)保持不变。
图2描述了用于成功地升级和降级正进行HSCSD呼叫的资源的进程，假设主TCH/F的位置保持不变。
如图2所示，在RR(无线电资源)配置改变进程被用于将新信道配置转发至移动站之前，执行新HSCSD信道的单独信道激活，且可能会修改先前被激活的HSCSD信道。类似地，所述配置改变进程可被用于透明与非透明呼叫，以在一个呼叫内重新排序所述信道，而无需改变所分配TCH/F的数量。
在资源修改完成时，BSC(基站控制器)将新HSCSD配置以信号通知MSC(移动交换中心)，所述MSC可能会相应地调整IW(互配)资源。
在图2的信令流中，所述BSC做出改变资源分配的判定，并随后确定新的资源分配。所述BSC然后将信道激活/模式修改信号发送至BTS(基站收发信机)，且所述BTS以信道激活确认/模式修改确认消息来响应。为每个被加入连接或被修改的时隙重复一次上述过程。然后，所述BSC将配置改变指令发送至MS(移动站)或UE，所述配置改变指令包括对于新的多时隙配置的描述，所述MS以配置改变确认消息来响应。在这一阶段执行切换，且互配资源由MSC来调整。
相应地，为了释放信道，所述BSC将RF信道释放消息发送至BTS，而所述BTS对每个将被从所述连接释放的时隙以所述释放信道确认消息响应一次。
图3描述了用于成功地资源升级与降级正进行的HSCSD呼叫的资源的进程，假设主TCH/F的位置被改变。
在这种情况下，在RR分配进程被用于将新信道配置转发至移动站之前，执行新HSCSD信道的单独信道激活，且可能会修改先前被激活的HSCSD信道，或在新的主信道情况下重新激活所述先前被激活的HSCSD信道。类似地，所述分配进程可被用于透明与非透明呼叫，以在一个呼叫内重新排序所述信道，而无需改变所分配的TCH/F的数量。
图3的信令流与图2的类似。在图3的系统内，发送一个更少的信道激活与确认消息组。从所述BSC到所述MS的分配指令之后继之以所述BSC与所述MS之间的信令链路的建立，以及从所述MS到所述BSC的分配完成信号。然后，最后一对信道激活与确认消息改变主TCH/F的位置。
在每种情况下，当资源修改完成时，所述BSC都会将新HSCSD配置以信号通知MSC，所述MSC可能会相应地调整IW资源。
图4描述了用于正进行的HSCSD呼叫的用户启动业务层升级与降级的进程。
在HSCSD呼叫期间，用户可能会请求网络改变业务信道的当前最大数量，以及空中接口用户速率参数和/或信道编码非对称性优先权，如果在呼叫步骤中如此指示的话。这可以通过使用CC用户启动业务层升级与降级进程来完成。
如果所述网络允许所述修改，则结果新参数被转发至BSC，且无线电接口资源可能会被相应地调整。与HSCSD参数内的改变分开执行所述资源的升级或降级。但是，如果新参数与所使用的空中接口资源之间存在冲突，则在网络确认新参数之前可能需要资源降级。
用户启动的业务层升级与降级仅适用于非透明模式连接。
由于上述的进程仅适用于用户启动的协商，所以它不允许网络启动的协商，所述网络启动的协商是解决将可用带宽内的改变通知应用和其它用户问题所需要的。
以下将描述一种用于将可用带宽等清楚地信令到应用和用户的方法。
在核心网已经确定需要改变(例如切换或链路参数的其它改变)时，所述(CC-)消息“修改”被发送至移动站，所述的核心网如可能是GSM或UMTS网络。移动站上的相关终端/应用(例如电路交换多媒体呼叫内的H.324)随后可能会和所述链路的另一端的对等体一起起动新特性的协商(带内或带外)。所述协商可能是数据速率的协商，也可以选择性地是其它参数的协商。如果协商成功且应用/用户接受新呼叫特性，则所述移动站以“修改_接受”消息来响应所述的核心网。
在核心网内的TDM传输的情况下，MSC IWF(互配功能)或MSC MGW(服务器与媒体网关)在所降级的移动业务信道与较宽的固定网络业务信道之间执行速率适配。例如可能会通过标志填入(即在帧之间插入额外标志，以填充较宽信道，或在将数据从较宽信道转发至被降级的信道时删除额外标志)来实现上述的速率适配。在核心网内的基于分组传输(例如IP(互联网协议))或ATM(异步转移模式)的情况下，可能会重新协商核心媒体所需的比特速率，以遵守新的端到端数据速率。
如果所述改变未被移动站接受，则移动站以“修改_拒绝”消息来响应。
在切换的情况下，将在切换发生之前将执行上述进程；优选的是立即做出执行切换的判定。MS与其对等体之间的端到端协商所需时间的数量级可能是一秒，它即使是在加上切换之前的准备时间也可以消除丢失呼叫的风险。
图5示出了用于呼叫的信令，所述呼叫被成功降级之后又被成功升级。
在图5的上半部分的情况中，MS A与MS B之间的正进行的呼叫起初经由MSC A与MSC B而存在。所述呼叫具有确定的特性，例如用户速率。呼叫的所述特性在呼叫建立中协商。随后，呼叫的切换(在本图中是涉及MS A的切换)发生，导致了较低的可用带宽。为了容许较高电平应用适合于新速率，或为了如果网络允许则尝试拒绝所提议的改变，负责呼叫的MSC启动修改进程。
所述修改进程开始于被从MSC(MSC A)发送到MS A的修改请求。所述修改请求指定符合MSC所提议修改的新链路的相关特性。作为响应，所述MS A启动其与MS B之间的用户速率协商的带内过程，以确定它们之间的数据传送是否可以适应于所提议的新数据速率。假设所述适应是可能的，则所述MS A将修改接受消息返回到所述MSC A，所述切换被执行，并使所述的链路适应于所提议的情况，且呼叫继续。如果所述适应是不可能的，则所述MS A将返回修改拒绝消息，所述MSC随后将确定是忽视MS对新链路的拒绝，执行所述切换，还是删除切换操作。
除上述的业务降级之外，上述方法可能被应用于业务升级，即呼叫已被降级，但最初请求的资源在呼叫期间内随后变得可用的情况。除了改变的“方向”不同以外，信令与降级情况的类似。
如图5的下半部分所示，如果所述切换将导致与先前存在的呼叫相比相同甚至是增加的带宽，则可以采纳类似的进程。
在GSM与UMTS系统内，图5的进程可以使用当前存在的呼叫中修改进程(“修改”以及“修改_接受”消息)的修改，将那些现有消息用于新情况和新目的。
上述方法可能被实施在用于UMTS和/或GSM系统和/或其变型的终端设备(UE或MS)内。优选的是上述终端支持电路交换多媒体，因为在所述电路交换多媒体内设置所述方法提供了特别的优点。电路交换多媒体应用可能会对于可用带宽内的改变特别敏感，但它也可能具有用于修改其操作的容量，以适应可用带宽。诸如MSC IWF或MSC服务器以及MGW(移动网关)的网络单元可能适合于支持所述方法。
图6示出了根据本发明的电信系统。所述系统支持通信链路61，所述通信链路带有通信连接，用于在诸如移动终端的第一网络单元与诸如网络服务器的第二网络单元之间经过中间网络单元传送数据62，所述中间网络单元例如是移动业务交换中心MSC的互配单元。所述系统还包括一个控制单元，其用于确定将第一网络单元与中间网络单元之间的链路重新配置为所述链路具有新特性的状态的需要。在重新配置的需要产生时，中间网络单元内或连接到中间网络单元的协商装置NW以及移动终端内的协商装置L1起动协商。响应于启动所述协商，移动终端以一个触发来触发与使用协商装置U1与U2的服务器的通信，以确定移动终端与MSC之间重新配置的链路是否可为移动终端与服务器之间的连接所接受。依据所述通信的结果，所述移动终端使用其协商装置L1来接受或拒绝重新配置。如果所述移动终端接受重新配置，则执行所述重新配置。
所述方法的一个主要优点是应用/用户被明确地通知业务层的预定改变。这使得应用/用户能够执行端到端(带内)协商，以适应新呼叫特性。所述应用/用户还可能批准或拒绝所提议的属性。如果所提议的链路属性被拒绝，则可能会强行断开所述呼叫，或通过强制带宽内的改变来间接断开所述呼叫，或是可能由网络做出不执行所述改变的判定或重新分配资源的判定，以在所述改变之后容许链路的更多带宽。
除去带宽或除了带宽之外，本方法可能被用于诸如延迟的其它链路参数的协商。
本申请人注意到这样一个事实，即本发明可能包括任何一个本文中明确或隐含地公开的特征或是特征的组合，或是所述的特征的任何推广，而不仅限于本权利要求书中的任何一个的范围。考虑到前述的说明，对于本领域的技术人员而言显然可在本发明的范围内做出各种修改。

Claims (21)

1.一种协商通信系统内的通信链路的重新配置的方法，所述通信链路带有第一网络单元与中间网络单元之间的通信连接，用于在所述第一网络单元与第二网络单元之间经由所述中间网络单元传送数据，该方法包括步骤：
确定将所述的链路重新配置为其具有新特性的状态的需求；
启动所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的协商，以重新配置所述的链路；
响应于所述协商的启动，触发所述第一网络单元与所述第二网络单元之间的通信，以确定所述第一网络单元和第二网络单元是否接受在具有新特性的链路上的它们之间的连接，并依据所述通信接受或拒绝所述重新配置；以及
如果所述重新配置被接受，则执行所述的链路的重新配置。
2.如权利要求1的方法，其中所述第一网络单元与所述第二网络单元中的至少一个是终端。
3.如权利要求1或2的方法，其中如果所述重新配置被拒绝，则所述连接被终止。
4.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述的链路至少包括由无线装置传送的部分。
5.如权利要求4的方法，其中所述部分由无线电传送。
6.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述重新配置是切换。
7.如权利要求5和权利要求6的方法，其中所述重新配置是从所述第一和第二网络单元中的一个与所述网络的第一基站收发信机之间的无线电链路切换到所述第一和第二网络单元中的一个与所述网络的第二基站收发信机之间的无线电链路。
8.如权利要求7的方法，其中所述第一收发信机可以根据第一网络协议操作，而所述第二收发信机可以根据第二网络协议操作。
9.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述第一、第二网络单元以及所述网络中的每一个都可以根据至少一个GSM或UMTS网络协议或其变型来操作。
10.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述的协商启动采取修改请求消息的形式，且其中响应于所述协商启动而触发的接收或拒绝所述通信分别采取对应的修改接受消息或修改拒绝消息的形式。
11.如权利要求10的方法，其中所述修改请求消息采取GSM和/或UMTS网络或其变型的“修改”消息的形式。
12.如权利要求10或11的方法，其中所述修改接受消息采取GSM和/或UMTS网络或其变型的“修改接受”消息的形式。
13.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述的特性是指示所述链路上可用带宽的特性。
14.如权利要求13的方法，其中所述的特性是信道的数量。
15.如上述权利要求中任何一个的方法，其中在业务层上执行下述步骤，即在所述第一终端和第二终端间通信以确定所述第一终端与第二终端是否能够支持两者之间的在具有新特性的链路上的连接。
16.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述修改请求消息寻址到所述第一网络单元的业务层。
17.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述修改接受或修改拒绝消息被从所述第一网络单元发射。
18.如上述权利要求中任何一个的方法，其中所述网络单元的每一个都是GSM移动站和/或UMTS用户设备。
19.一种方法，基本上如参照图5或6所描述的方法。
20.一种电信系统，用于支持带有通信连接的通信链路，所述通信链路用于经由中间网络单元而在第一网络单元与第二网络单元之间传送数据，
该系统包括一个控制单元，所述控制单元用于确定将所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的所述链路重新配置为其具有新特性的状态的需求，以及协商装置，所述协商装置用于协商所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的链路的重新配置；
所述第一网络单元被设置成响应于接收所述协商已开始的通知而触发与所述第二网络单元终端的通信，以确定所述第一网络单元与所述第二网络单元之间的重新配置后的链路是否为所述第一与第二网络单元之间的连接所接受，并依据所述通信发射关于接受或拒绝所述重新配置的指示；以及
如果所述重新配置被接受，则所述系统被设置成执行所述链路的重新配置。
21.一种用于电信系统的网络单元，所述电信系统用于支持带有通信连接的通信链路，所述通信链路用于经由中间网络单元而在所述网络单元与第二网络单元之间传送数据，
该系统包括一个控制单元，所述控制单元用于确定将所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的所述链路重新配置为其具有新特性的状态的需求，以及协商装置，所述协商装置用于协商所述第一网络单元与所述中间网络单元之间的链路的重新配置；以及
所述网络单元被设置成响应于接收所述协商已开始的通知而触发与所述第二网络单元终端的通信，以确定所述网络单元与所述第二网络单元之间的重新配置后的链路是否为所述网络单元与所述第二网络单元之间的连接所接受，并依据该通信来发射关于接受或拒绝所述重新配置的指示；
如果所述重新配置被接受，则所述系统被设置成执行所述的链路的重新配置。
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