CN1640182A - 提高无线网络的随选服务性能 - Google Patents

Abstract

当前分配给通信单元(20)的带宽量被确定，并且通信单元(20)的显示元件(40)被启动以用图形显示指示该确定的带宽量的信息。该显示信息也可以表示是可用于分配给通信单元(20)的附加的带宽量。

Description

提高无线网络的随选服务性能

相关申请的交叉引用

该申请依据35U.S.C.§119要求在2002年3月11日以Liao等的名义公开的序号No.60/363,727，题目为“提高无线网络的随选服务性能”的美国临时专利申请的优先权，在此参考其全部内容。

背景技术

本公开基本上涉及电子通信，并且特别的，涉及在共享的通信系统中在竞争的通信单元当中或在竞争的应用程序当中带宽的分配。

在共享的通信系统中，在竞争的用户当中的带宽的分配可能是个难题。作为蜂窝无线电话系统(此后称作“蜂窝电话系统”)中的常用的做法，一种普通的方法是给每个有效的用户分配相等量的带宽。这种方法对于一些用户需要或想要比分配给每个有效用户的标准带宽量多的带宽的情况是不够理想的。例如，蜂窝电话的用户可以在蜂窝电话上运行超过一个的应用程序，或者可以运行非常占用带宽的程序。在这种情况中，分配附加带宽到所述的蜂窝电话是所希望的。

3GPP(全球移动通信系统(GSM)的第三代蜂窝系统)系统和3GPP2(码分多址(CDMA)系统的第三代蜂窝系统)系统二者容许一个以上的信道被分配给移动设备以提供维持较高频谱利用率的服务质量(QoS)。然而，蜂窝承载业务的QoS参数是十分复杂的，这一点上有四个服务类别-(a)实时会话；(b)实时流；(c)最有效交互；(d)最有效背景-它们的每一个具有下列十二个属性的一些属性：(1)最大比特率；(2)传送单；(3)最大SDU(业务数据单元)容量；(4)SDU格式信息；(5)SDU误码率；(6)残余误码率；(7)错误SDU传送；(8)传输延迟(第95个百分点)；(9)保证比特率；(10)业务处理优先级；(11)分配/保留优先级；(12)资源统计描述符。更特别的，实时流业务类别具有所有的这些属性；实时会话业务类别具有除业务处理优先级之外的所有的这些属性；最有效背景业务类别具有除SDU格式信息，传输延迟，保证比特率，业务处理优先级和资源统计描述符之外的所有的这些属性；最有效交互业务类别除了业务处理优先级外还具有与最有效背景相同的属性。

映射这个承载业务属性的阵列到网络和应用级QoS标准非常有挑战性。此外，为了无线应用的发展，承载业务属性的复杂性趋向于需要复杂的API(应用编程接口)。这可能阻止新的无线应用的发展，并可能抑制无线业务利用率的增长。

此外，现存的QoS机制仍要面对的一个基本问题是仅在最有效基础上提供服务“保证”而没有可以计量的质量担保统计。由于无线连接和无线电资源管理机制的动态特性，服务供应商或多或少的尽力避免固定的性能标准。因此客户不能确定他们所接受到的服务的等级。

如上所建议的，对于带宽的用户需求会随着时间而变化，这是由于在移动单元中当前运行的应用程序的数量和/或特性的改变。所需求的带宽也可以因为由用户移动导致的，或由诸如路径丢失，衰落和干扰的因素导致的信号质量的动态变化而改变，无论用户是否在运动中它都可能发生。现存的带宽分配技术不能充分地使用所需带宽的改变。

提供用户在动态的分配给他们的移动单元的带宽量上的控制是所希望的。一般地说，改进用于在竞争的用户中和/或在竞争的应用程序中分配带宽的技术是所希望的。

概述

为此提出了用于改进带宽分配的方法，系统，和计算机程序编码。

根据一些实施例，当前分配给通信单元的带宽量被确定，并且通信单元的显示元件被启动以图形化显示指示确定的带宽量的信息。

根据一些实施例，显示确定的带宽量作为条形图或条形计的部分。在一些实施例中，显示可用于分配给通信单元的附加的带宽量作为附加的条形。在一些实施例中，通信单元是蜂窝无线电话，而显示元件是蜂窝电话的触摸屏。在一些实施例中，触摸屏的区域可以由用户激励以接收来自用户的输入去指示用户想要的分配给蜂窝电话的附加带宽量。

根据一些实施例，竞争带宽量的至少两个应用程序被识别。应用程序的各自的服务评估函数被检验。每个服务评估函数具有各自的当前工作点。应用程序之一被选择，这里所选择的应用程序具有在当前工作点有一个斜率的服务评估函数，这个斜率不小于在它们的各自当前工作点的所有其它服务评估函数的各自斜率的每一个。所有的附加带宽量被分配给所选择的应用程序，而不改变分配给其它应用程序的各自带宽量。

在一些实施例中，所有的应用程序运行在相同的设备上。

根据一些实施例，在第一种情况，第一附加带宽量在至少两个竞争的应用程序中根据第一优化算法被分配，而在第二种情况，第二附加带宽量在竞争的应用程序中根据第二优化算法被分配。第一优化算法包括检验这些应用程序的各自服务评估函数，这里每个服务评估函数具有各自的当前工作点，选择应用程序之一，这里所选择的应用程序具有在当前工作点有一个斜率的服务评估函数，这个斜率不小于在它们的各自当前工作点的所有其它服务评估函数的各自斜率的每一个，并分配所有的第一附加带宽量给所选择的应用程序之一，而不改变分配给其它应用程序的各自带宽量。第二优化算法包括基于第二附加带宽量更新这些应用程序的综合的服务评估函数，并基于该更新的综合服务评估函数在这些应用程序中分配可利用的带宽。

结合附图依据包括下面的特定实施例的详细说明的回顾，本系统的更多的方面将更容易被理解。

附图简要说明

图1是可以应用本发明某些方面的蜂窝电话的简化框图；

图2是包括图1的蜂窝电话的蜂窝电话系统的示意性简要框图；

图3是根据本发明的某些方面的在图1的蜂窝电话中提供的软件的简要框图；

图4是根据本发明的某些方面的描述由图1的蜂窝电话执行的带宽分配处理的流程图；

图5A和图5B是根据本发明的某些方面的可以由图1的蜂窝电话提供的典型的屏幕显示；

图6是描述根据本发明的某些方面的由图2的蜂窝电话系统执行的带宽分配处理的流程图；

图7是可以由图1的蜂窝电话和/或由图2的蜂窝电话系统执行的带宽分配算法的举例性图形；

图8是描述根据本发明的某些方面执行的带宽分配处理的流程图；和

图9是描述图8的处理的一部分的局部优化算法的流程图。

具体实施例详细说明

根据本发明的一些实施例，诸如蜂窝电话的通信单元提供给用户一个指示当前分配给该通信单元的带宽量的显示。该显示也可以指示一个或多个可用于分配给该通信单元的附加带宽量。该通信单元可以被配置以允许用户指示用户所希望的分配给该通信单元的一个或多个可利用的带宽量。显示可以是以条形图或条形计的形式。阴影的条或条形计段可以指示当前分配给该通信单元的带宽量。无阴影的条或条形计段可以表示可利用但是未分配的带宽量。以虚线表示的条形或条形计段可以表示不可用于分配给通信单元的带宽量。

该显示可以被提供在触摸屏上。触摸屏的区域可以由用户激活以指示要分配给该通信单元的可利用的带宽量。可替换地，显示不需要是触摸屏，软键可以被使用以指示要分配给该通信单元的可利用的带宽量。用户可以被提供选项以便选择通信单元上运行的应用程序，以接收附加带宽的分配。这些选项可以存在在触摸屏上。

通信单元可以执行算法以在竞争的应用程序中分配附加带宽。该算法可以包括检验每个竞争的应用程序的各自服务评估函数，并且每个服务评估函数具有各自的当前工作点。应用程序依据在它们各自的当前工作点的服务评估函数的各自斜率被选择。也就是，具有最高斜率(或具有与最高斜率不分胜负的斜率)的应用程序被选择。所有的附加带宽可以被分配给所选择的应用程序。这个算法可以称为“局部优化”。

在分配附加带宽中，通信单元可以在局部优化和另一个称为“完全优化”的算法之间进行选择。在完全优化算法中，带宽的最佳分配通过考虑所有的竞争的应用程序的服务评估函数的所有可能的工作点被确定，以便为这组竞争的应用程序生成综合的服务评估函数。当附加带宽变为可利用时，考虑到增加的可用总带宽，完全优化要求重新确定(更新)综合的服务评估函数。这些竞争的应用程序的各自更新的工作点基于更新的综合的服务评估函数被确定，并且根据更新的工作点分配可利用的带宽。就完全优化来说，附加的带宽量可以在一个以上的应用程序中被分配，并且就更新的综合的服务评估函数来说，在某些情况下以前分配给一个或多个应用程序的带宽可以被取走。

在局部和完全优化之间的选择可以在周期的基础上进行。例如，完全优化可以在有规律的时间间隔被执行，并且每个带宽的插入分配可以利用局部优化被执行。

上面描述的带宽分配技术可以应用在其他环境中。例如，这些技术可以被蜂窝电话系统使用以便在竞争的蜂窝电话中分配带宽。

图1是蜂窝无线电话(蜂窝电话)的部分示意性框图，其中本发明的某些方面可以被应用。参考数字20一般表示蜂窝电话。在其物理元件方面，蜂窝电话20可以完全地或很大程度上的是常规的，并可以被编程以执行根据本发明的某些方面的一定功能。

蜂窝电话20包括外壳22，其由虚线表示。外壳22可以成形和确定大小以配合用户的手。蜂窝电话20的其它元件，如下面所述，被安装在外壳22上面或内部。

蜂窝电话20也包括处理器24，它可以是常规的微处理器，微控制器和/或数字信号处理器(DSP)或其它提供在蜂窝电话中的常规的控制电路。同样包括在蜂窝电话20中的是存储器元件26，它可以包括一个或多个ROM(只读存储器)，RAM(随机存取存储器，举例来说，静态RAM)，和闪存。处理器24是与存储器元件26数据通信的。存储器元件26可以存储控制处理器24的操作的软件程序。一些软件也可以是常规的。软件的其它部分也可以根据本发明被提供以便使处理器24执行下面描述的功能。

常规的编解码器(编码器/解码器)28也被包括在蜂窝电话20中，并且是与处理器24数据通信的。传统的发射/接收机30起作用的连接到编解码器28并同样起作用的连接到传统的天线32。传统的麦克风34起作用的连接到编解码器28以提供语音输入信号到编解码器28。传统的扬声器36也被起作用的连接到编解码器28并由编解码器28驱动以提供可听的输出。

蜂窝电话20的用户接口包括键盘38和显示屏40，它们二者被起作用的连接到处理器24。键盘38可以是传统的12-键电话键盘，通过它用户可以提供拨号和其它输入到处理器24。键盘也可以包括一个或多个如下所讨论的软键。在一些实施例中，显示屏40是能够在处理器24的控制下输出数据到用户并为了处理器24接收来自用户的手工输入的触摸屏。在其他实施例中，显示屏40不是触摸屏，并因此只能输出数据到用户。在这种情况下，所有的用户输入，包括下面描述的输入，通过键盘38和/或通过其它未被单独示出的按键或按钮被提供到处理器24。

应当理解蜂窝电话20的图1中所表示的框图以许多方式被简化。例如，蜂窝电话20的所有的电源，和电源管理元件被从图中省略。

图2是蜂窝电话20与其工作的蜂窝电话系统100的简化的示意性框图。系统100包括小区天线塔102，蜂窝电话20是与其无线通信的。系统100也包括由方框104表示的其它系统元件，起作用的连接到天线塔102的至少一些元件。其它系统元件104可以包括其它天线塔，发射极/接收机，转换装置，其它蜂窝电话，以及控制器。控制器可以由传统的服务器计算机硬件构成。在一些实施例中，至少一些控制器被编程以执行根据本发明的一些方面的功能。

图3是表示存储在蜂窝电话20的存储器26(图1)中并控制处理器24的软件的一些组件的框图。图3中所示的软件模块包括连接管理模块110，用户接口模块112，应用程序监视模块114，和无线网络带宽协商协议模块116。连接管理模块110与用户接口模块112，应用程序监视模块114和无线网络带宽协商协议模块116相互作用。在其它功能中，根据下面详细描述的本发明的特性，响应于相同的用户请求，连接管理模块110使无线网络带宽协商协议模块116得到附加的带宽。连接管理模块110也追踪分配给蜂窝电话20的当前带宽数量。

无线网络带宽协商协议模块116与用户接口模块112相互作用，举例来说，根据3GPP系统的PDP(分组数据协议)上下文激活/改进协议或3GPP2系统的PPP(点对点协议)逻辑信道协商协议，由此以得到有时由连接管理模块110指导的附加带宽分配。

应用程序监视模块114与连接管理模块110相互作用，并追踪当前活动的应用程序的带宽使用情况。象本领域技术人员所理解的一样，蜂窝电话20可以被配置以同时运行多个应用程序，包括传统的语音通信应用程序，一个或多个文本/图形数据下载应用程序，一个或多个视频数据下载应用程序，一个或多个游戏应用程序，一个或多个文本消息应用程序等。应用程序监视模块114可以通过应用程序从蜂窝电话的操作系统(在图中未被指示)找回与带宽使用情况有关的信息。在一些实施例中，应用程序监视模块114可以操作以便识别带宽使用情况中最有效的应用程序，并将由连接管理器110请求的，通过无线网络带宽协商协议模块116得到的附加带宽分配给被识别为最有效的应用程序。在其它实施例中，用户可以被允许选择接收附加带宽的应用程序。

应用程序监视模块114存储承载业务信道和应用程序之间的结合信息到应用程序概况存储器118中。结合信息可以通过应用程序监视模块114从通过无线网络带宽协商协议模块116接收的PDP上下文激活/改进消息(在3GPP系统中)的PDP配置选项参数中得到。上下文激活/改进消息包括共享相同的PDP上下文的唯一地标识IP(因特网协议)媒体流量的流量标识符。相似的流量信息在3GPP2系统中是可利用的。

用户接口模块112与连接管理模块110相互作用并管理键盘38和显示屏40。更具体地，用户接口模块112通过键盘38接收用户输入，并且如果显示屏40是触摸屏，通过显示屏40接收用户输入。用户接口模块112也通过显示屏40输出信息给用户。在一些实施例中，通过显示屏40显示给用户的信息包括指示分配给蜂窝电话20的当前带宽量和虽然没有分配给蜂窝电话20，但是可以依据来自用户的请求用于分配给蜂窝电话20的可利用的附加带宽量的信息。信息的显示在下面被详细的描述。

图4是描述根据本发明执行的处理的流程图，以通知蜂窝电话20的用户附加的带宽是或可以是可利用的，并允许用户得到分配给蜂窝电话20的附加带宽。

在200，蜂窝电话20发送询问到系统100以便确定是否附加的带宽是可利用的。在202，蜂窝电话20从系统100接收指示什么程度的附加带宽是可利用的的答复。在204，通过蜂窝电话20确定是否用户已经请求了可利用的带宽显示。在一些实施例中，用户可以通过显示屏40给出设备管理功能的菜单，并且通过菜单，对于用户可利用的功能之一可以是可利用的带宽显示。因此在204作出的确定可以是关于是否用户已经从菜单选择了可利用的带宽显示的确定。

如果在204否定的确定被作出，接着图4的处理返回到200和202。在一些实施例中，蜂窝电话可以在有规律的时间间隔查询可利用的带宽。在其它实施例中，询问可以仅响应于在204的肯定的确定被发送。

无论如何，在图4中举例说明的一些实施例中，在204的肯定的确定之后，显示屏40提供指示分配给蜂窝电话20的当前带宽量和未分配但是可利用的带宽量的显示，如图4中206所示。这样由显示屏40提供的显示的例子在图5A和图5B中被描述。

在图5A中描述的显示基本上是以条形图的形式。图5A的显示包括阴影条208，它们的每个表示当前分配给蜂窝电话20的带宽量。图5A的显示也包括无阴影的条210，它们的每个表示现在未被分配给蜂窝电话20但是可用于分配给蜂窝电话20的带宽量。同样包括在图5A的显示中的是虚幻的条形212，它们由虚线表示，并且它们的每个表示在一些情况下可能是可用于分配给蜂窝电话20的带宽量，但是考虑到当前的网络状态它们现在是不可用于分配给蜂窝电话20的。在一些实施例中，每个条212可以对应于各自的9.6Kb/s信道。在这样的情况下，图5所示的显示将表示当前分配给蜂窝电话20的三个信道，三个附加信道可用于分配给蜂窝电话20但不是现在分配给蜂窝电话20，以及三个另外的信道是不可用于分配给蜂窝电话20的。

在其它实施例中，图5所示的条可以以不同方式映射为带宽。例如，这些条可以映射为包括9.6，19.2，38.4，76.8，153.6，307.2和614.4Kb/s信道的一组信道。在这个映射中，每个附加的阴影条对应于双倍的分配给蜂窝电话20的带宽。(这样，这些条的总数目可以是七个，而不是图5A中所示的九个条。)其它映射条为带宽量的方式也是可以预想的。

图5A的显示也包括“升级”区域214和“降级”区域216。象所看到的一样，在一些实施例中用户可以使用这些区域请求或放弃各自的带宽量。在一些实施例中，显示屏可以是触摸屏。在其它实施例中，显示屏40可以不是触摸屏，代替区域214，216，例如下面的图例可以被显示：‘按“#”升级’和‘按“*”降级’。作为另一个可替换的，可以有与区域214，216关联的软键。如本领域技术人员理解的一样，软键是功能根据屏幕显示改变的物理的按键或按钮。

图5B以一种稍微不同的格式给出了与图5A本质上相同的信息。图5B的显示基本上是以条形计218的格式。条形计218包括阴影的条形段220，它们的每个表示当前分配给蜂窝电话20的带宽量。条形计218也包括无阴影的条形段222，它们的每个表示现在未被分配给蜂窝电话20但是可用于分配给蜂窝电话20的带宽量。同样包括在条形计218中的是虚幻的条形段224，它们由虚线表示，并且它们的每个表示在一些情况下可能可用于分配给蜂窝电话20的带宽量，但是考虑到当前的网络状态他们现在是不可用于分配给蜂窝电话20的。象图5A中一样，图5B的显示也具有的相同的升级区域214和相同的降级区域216。条形计218的条形段220，222，224映射为带宽量，类似于在图5A中讨论的条208，210，212映射为带宽量。

再次参考图4，在206之后，在226确定是否用户已经选择了分配给蜂窝电话20的升级或降级。“升级”指分配给蜂窝电话20附加的带宽量的请求，“降级”是指放弃分配给蜂窝电话20的现在的带宽量。用户可以通过按压图5A或5B中所示的升级区域214(或者，在其它实施例中，通过按另一个按钮，举例来说，键盘38的软键或适当键)指示升级的选择，并且可以通过按压图5A或5B中所示的降级区域216(或者，在其它实施例中，通过按另一个按钮，举例来说，键盘38的软键或适当键)指示降级的选择。

如果在226肯定的确定被作出，接着蜂窝电话20根据由用户提供的输入与系统100协商新的带宽分配，如在图4中的228指示的。因此，如果用户已经选择了升级，蜂窝电话请求并接受附加带宽量的分配。如果用户已经选择了降级，蜂窝电话请求放弃带宽量，并且系统减少分配给蜂窝电话的带宽的数量。接着，如在230所指示的，由显示屏40提供的显示被更新以便指示当前分配的带宽的增加或降低。在230之后，图4的处理返回到200。同样，如果在226否定的确定被作出，在226之后图4的处理返回到200。在206提供的显示可以持续预定的时间周期和/或直到用户进行菜单选择或进行其它动作致使显示改变。

为了提供更具体的例子，假定蜂窝电话20的用户认识到在蜂窝电话上运行的一个或多个应用程序没有令人满意的执行。用户可以接着选择可利用的带宽显示，因此，类似于图5A和5B中所示的那些显示可以通过蜂窝电话的显示屏40被提供。如上面讨论的，显示屏中存在的无阴影条210或无阴影条形段222表示可用于分配给蜂窝电话的附加的带宽量。接下来用户可以按压升级区域214或相关的软键以便选择升级。接着蜂窝电话请求并从系统100得到附加的带宽分配。

在一些实施例中，用户可以被提示选择接受附加带宽的分配的应用程序。例如，适当的屏幕可以弹出现在运行程序的列表并提示用户选择一个用于带宽升级的应用程序。在其它实施例中，蜂窝电话(通过应用程序监视模块114)可以自动地选择升级在带宽使用情况中最有效的应用程序。在其它实施例中，蜂窝电话可以基于下面描述的一个算法或多个算法自动地选择要被升级的应用程序。在一些实施例中，用户可以在应用程序中升级的自动分配和用户指定的分配之间选择。

在任何情况下，通过无论哪种方法都可选择用于升级的应用程序，并且附加的带宽量被分配给所选择的应用程序。当然，如果现在只有一个应用程序运行在蜂窝电话上，则附加的带宽被提供给那个程序。接着显示被更新以便指示现在分配给蜂窝电话20的带宽的增加数量。例如，图5A中的显示可以被改变，这样第一个无阴影的条形变为阴影。

在某些情况下(举例来说，由于网络状况)，没有附加的带宽可以被用于分配给蜂窝电话。在这些情况下，所有存在的条形(在图5A的条形图例子中)可以成为阴影，或者所有存在的条形不是成为阴影就是成为虚幻的。在这些情况下，可以从显示中删掉升级区域。

在其它情况下，在显示被提供的时候网络状况可以改变，这样附加带宽变为可利用。在这些情况下，第一个虚幻的条形可以被改变为无阴影条形以便指示可利用的、但是未分配的带宽的增加。

当现在分配给蜂窝电话的带宽是在其最低允许的水平，降级区域可以被从显示中省略。

图6是描述根据本发明的某些方面的由系统100执行的处理的流程图。在图6中描述的处理是与图4描述的处理互补的，并在蜂窝电话中被执行。图6中描述的处理可以用根据本发明提供的软件实现，它被存储，并且它控制是图2中所示的系统100的一部分的一个或多个控制器(未单独示出)。

在图6中的300，确定是否系统100已经从诸如蜂窝电话的移动单元接收了关于是否附加的带宽是可用于分配给移动单元的询问。如果没有这样的询问被接收到，则图6的处理可以返回。但是，如果这样的询问被接收到，则系统100确定是否附加的带宽是可用于分配给移动单元的，如在302指示的。这个确定可以基于当前网络状况，时刻，星期几，和应用到进行询问移动电话的业务平台的一个或多个被作出。

在304，系统答复移动单元以便指示在320作出的确定的结果。接着，在306，确定是否系统从移动单元接收了请求以便重新协商当前分配给移动单元的带宽数量。如果在306否定的确定被作出，图6的处理可以返回。如果在306肯定的确定被作出，系统处理重新协商请求，如在308指示的。接着处理返回。

从前面的讨论，应当理解重新协商请求可以是升级请求或降级请求。本发明应用程序的一个优点是移动单元不请求升级，除非用户已经被通知(举例来说，通过如图5A或图5B表示的显示)附加的带宽是可利用的。因此，系统100不接收升级的请求，除非带宽是可利用的以便兑现该请求。实际上，只要蜂窝电话指示用户附加的带宽是可利用的，附加带宽的可利用性就被保证。系统操作者能够控制什么时候升级可进行，并因此不会面临进行不能被履行的业务保证的危险。

另一个优点是，在一些实施例中，用户仅在这样的用户已经请求升级的时侯支付附加的带宽。同样，升级的请求是明确的事件，于是系统操作者能够建立附加带宽的帐单。此外，在上文描述的用户接口为用户提供便利的选项以便实时地升级或降级由系统提供给蜂窝电话的服务等级。本发明也不需要用户为了得到服务升级而做超前预备。因为图形显示被提供以便管理升级和降级，用户不需要去熟悉实际的服务参数。

还有进一步优点在于，图4-6的带宽请求和分配技术能够被实现而不用修改应用程序。

在图4和6中举例说明的处理要求蜂窝电话询问(或许在规律的时间间隔)系统是否附加的带宽是可用于分配给蜂窝电话的。可替换地，系统可以自动地提供关于是否附加的带宽是可利用的指示给蜂窝电话，而不等待来自蜂窝电话的询问。

图4和6的处理和图5A和5B的举例的用户接口在蜂窝电话和蜂窝电话系统的上下文中被描述。但是，本发明的这些方面也被应用在其它环境中。在这里和在附加的权利要求书中使用的术语“通信单元”不但指蜂窝电话，而且指与共享的通信系统工作的其它无线设备，包括PDA(个人数字助理)以及膝上型计算机和装备用于移动通信的其它计算机。术语“通信单元”也指通过共享的通信信道接收或发射数据的任何设备。通信单元的另一个例子是个人计算机或通过线缆调制解调器参与数据通信的其它计算设备。因此，本发明的教导是基本上适用于在任意共享通信信道中的带宽分配，并且适用于在上面提到的任何类型通信单元中被提供的用户接口。

如果蜂窝电话(或者其它类型的通信单元，根据具体情况而定)被安排以便自动地选择应用程序去接受升级的好处，应用程序的选择可以根据前面提出的称作“完全优化”的算法被执行。完全优化依赖于作为服务评估函数而已知的函数，其中应用程序的服务评估随着分配给该应用程序的带宽量变化。服务评估函数可以衍生自诸如信号噪声比的客观测量，但是更普通的是根据用户的主观感觉的研究被确定。服务评估函数的形状可以依赖于所考虑的应用程序的特性，最大和最小比特率，和分层的服务类型(如果适用)。

现在参考图7，图7的部分(a)，(b)和(c)中的每个举例说明了各自的服务评估函数。在图7的部分(a)，(b)和(c)中示出的图形中，水平轴表示分配给应用程序的带宽量，而垂直轴通过应用程序表示带宽的评估。在图7的部分(a)中，具有“S”形状的评估函数被示出。这种评估函数对于一些视频应用程序是典型的。图7的部分(b)示出了具有凹面形状的评估函数，它是一些数据应用程序的典型。凹面形状表示应用程序是良好自适应的并对较宽范围上的带宽改变不敏感。图7的部分(c)示出了具有凸面形状的评估函数，它是其它类型视频程序的典型。凸面形状表示应用程序对带宽改变敏感。

为了在单个的一组计算中一起考虑各种应用程序的服务评估函数，各自的评估函数可以被标准化并接着被标定以反映应用程序的相对值。在这些应用程序中相对的评估可以是，例如，以用户抽样中的主观额定值的研究为基础的。在标定评估函数之后，评估函数被再标准化以便产生可比较的服务评估。

接着在这些竞争的应用程序中通过考虑这些评估函数的每种可能的结合(即，每种可能的可利用带宽的分配)进行完全优化。导致各自的服务评估的最高总数的结合(分配)被选择为最佳分配。

图7的部分(d)示出了对应于图7的部分(a)，(b)和(c)中所示的评估函数的这组应用程序的综合的服务评估函数。图7的部分(d)中的水平轴表示于在这组应用程序中分配的可利用带宽的总量。部分(d)中的垂直轴表示对于这个可利用带宽总量的这些应用程序的各自服务评估的最高可能总数。对于可利用带宽的特定总量，综合的服务评估函数的工作点400被得到。根据产生综合的函数工作点400的最佳分配，对于个别应用程序的各自服务评估函数，各自个别的应用程序工作点402，404和406被得到。

当附加的带宽变为可用于分配时，因为附加带宽量已经成为可利用的，或者因为应用程序已经被终止或另外已经退出带宽的竞争，完全优化要求综合的服务评估函数通过从各自的竞争应用程序中为表示评估最高可能总数的综合的服务评估函数搜索新的工作点而被更新。根据更新的综合服务评估函数，个别的应用程序工作点通过在应用程序中分配可利用的带宽被确定。这个处理可以导致个别的分配给每个应用程序的带宽的增加或减小，而没有外部约束。

根据本发明的一些方面，发明人作为“局部优化”提到的一种可替换的带宽分配算法可以在一些或所有情况下代替完全优化。根据本发明的一些实施例的用于执行带宽分配的处理现在将参考图8和9被描述。图8和9的处理可以被初始化，例如，只要带宽变为可用于分配。

处理在图8的500开始并前进到502，在那里它确定是否两个或多个应用程序竞争附加带宽。这个确定可以包括识别竞争的应用程序。如果在502否定的确定被作出，也就是，只有一个应用程序去接收附加的带宽，则分配给那个应用程序的带宽被升级，如在504指示的，并且处理结束(505)。但是，如果在502确定两个或多个应用程序竞争带宽，接着如在506指示的，它确定是否根据完全优化算法或根据局部优化算法分配带宽。这个确定可以以多种方式被作出。例如，局部优化算法可以时常被使用，而完全优化算法可以仅对每个第N个分配被使用。可替换地，局部优化算法可以每次被使用，除非自最后一次完全优化算法以后经过了预定的时间周期。如果该时间周期已经用完，则完全优化算法可以被使用而不是局部优化算法。作为替代或补充，确定可以基于竞争的应用程序的数量。用于在局部和完全优化之间选择的其它考虑也被预料。

以无论哪种方式作出506的确定，如果它确定完全优化被使用，则随后执行完全优化算法，如下面在508指示的，接着处理结束(505)。但是，如果它确定局部优化算法被使用，则随后执行局部优化算法，如在510指示的，并且参考图9被更详细描述。

根据本发明的一些实施例，局部优化算法在图9中的600开始，其中检验竞争附加带宽的应用程序的各自的服务评估函数。应当理解每个服务评估函数具有当前工作点，工作点对应于在现有的分配处理之前分配给各个应用程序的带宽的数量。接下来，在602，它确定服务评估函数的哪一个在其当前工作点具有最高的斜率。对应于具有最高斜率的服务评估函数的应用程序被选择。如果根据在当前工作点具有最高斜率而有两个或多个服务评估函数是打成平手的，则对应于这些服务评估函数的应用程序之一被选择。在打成平手的应用程序中的选择可以以多种方式被进行，包括随机的或通过循环赛法。

在602之后，所有用于分配的可利用附加带宽被分配给在602选择的应用程序，如在604指示的。局部优化算法在所有的可利用附加带宽被分配给单独的一个竞争应用程序的限制条件下工作，并且每次当用于竞争的应用程序的带宽总量增加时局部优化算法不允许带宽从任何应用程序被取走。

根据本发明的一些实施例提供的局部优化算法有利的在于，可以小于完全优化算法的计算强度。同样，每次当总的可利用带宽增加时，局部优化算法不允许当前运行的应用程序通过取走带宽而被降级。

如上所述，当带宽升级根据图4和6的处理被选择和实现时，图8和9的分配处理可以由蜂窝电话或其它通信单元执行。图8和9的分配处理也适用于其它环境。例如，图8和9的分配处理，或局部优化算法可以通过类似于图2中所示的通信系统单独地被使用以便在散布在许多不同的通信单元中的竞争的应用程序中分配带宽。为了这样分配的目的和为了附加的权利要求，每个通信单元可以把自己看作竞争的应用程序。在一些实施例中，如果通信单元的用户已经支付了额外费用给通信系统运营商，则对应于所给出的通信单元的服务评估函数可以被标定以至于与其它通信单元相比具有更高的评估。

局部优化算法和/或图8和9的处理也适用于除无线系统之外的共享通信系统。同样，系统或通信单元可以利用局部优化而不经常使用完全优化。

服务升级特征，包括如上面结合图4-6所描述的可利用的和/或现在已分配的带宽的显示，使通信系统的运营商能够提供额外付费业务和能够从通信系统的用户得到额外的收入。例如，升级特征可以鼓励用户选择升级，借此增加可利用带宽的利用率，并允许运营商对用户的增加的利用率收费。同样，用户可以支付额外付费业务费用以在用户的通信单元上利用升级特性。在一些实施例中，当指示带宽的显示(举例来说，如图5A和5B中所示的)是可利用的时候，额外付费业务的用户可以保证有权使用升级，而其它用户只有在最努力基础上接收有权使用升级。在其它实施例中，只要附加带宽是可利用的，额外付费业务的用户具有自动地分配给他们的通信单元的附加带宽。在这些情况下，显示屏可以没有升级和降级按钮。

虽然在前面的实施例中系统已经被详细描述，应当明白该描述仅作为举例说明目的被提供，本领域技术人员在形式上和细节上作出的其它各种变化不脱离由附加的权利要求定义的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1，一种方法，包括：

确定当前分配给通信单元(20)的带宽量；

使通信单元(20)的显示元件(40)用图形显示指示该确定的带宽量的信息。

2.权利要求1的方法，还包括：

使显示元件(40)用图形显示至少一个是可用于分配给通信单元(20)的附加带宽量的指示(210，222)。

3.权利要求2的方法，还包括：

从通信单元(20)的用户接收输入以指示用户想要给通信单元(20)分配附加带宽量。

4.权利要求3的方法，还包括：

响应于从用户接收的输入分配附加的带宽量给通信单元(20)。

5.权利要求2的方法，还包括：

接收给通信单元(20)分配附加的带宽量的指示。

6.权利要求4或5的方法，还包括：

更新在显示元件(40)上提供的显示以指示给通信单元(20)分配附加的带宽量。

7.权利要求3至6任意一个的方法，还包括：

接收来自用户的输入以指示用于接收附加的带宽量的分配的应用程序选择。

8.一种通信单元(20)，包括：

处理器(24)；

通信装置(30)，起作用的连接到处理器(24)，用于接收和发送信息；

显示元件(40)，起作用的连接到处理器(24)；和

存储器(26)，起作用的连接到处理器(24)并存储适合控制处理器(24)的软件；

确定当前分配给通信单元(20)的带宽量；和

使显示元件(40)用图形显示指示该确定的带宽量的信息。

9.权利要求8的通信单元(20)，其中存贮在存储器的软件进一步适合控制处理器以使显示元件(40)用图形显示至少一个是可用于分配给通信单元(20)的附加带宽量的指示(210，222)。

10.权利要求9的通信单元(20)，还包括：

输入装置(38)，起作用的连接到处理器(24)，用于从通信单元(20)的用户接收输入以指示用户想要给通信单元(20)分配附加带宽量。

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