CN1679265A - 预先协商的服务质量 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种系统与方法，其用在无线分组数据模式通信中，其用于建立更快的连接时间，以在移动站(102)与基站(106)之间通信。本发明提供设定档标识符的使用，以引用并在基站(106)上激活关于移动站(102)与基站(106)之间的通信的服务质量。设定档标识符(506)唯一地关联到这样的服务质量设定档(508)，其由移动站(102)预先协商，或者是这样的服务质量设定档(508)，其对于移动站(102)的类型而言是永久的。

Description

预先协商的服务质量

技术领域

本发明涉及无线系统通信。更具体地，本发明涉及通过可提取地存储、访问并利用预先协商的或永久的服务质量设定档，来减少远程无线单元的建立与配置时间。

背景技术

在过去几年中，无线产业以巨大的步伐成长。无线通信已变成日常生活的标准部分。许多人在日常生活的各方面利用无线通信的某种变形，例如全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、载波检测多址(CDMA)与802.11。

一般地，无线系统针对特定的覆盖区域(或覆盖区)来设计。这些区域一般地称为小区。小区允许多个源重用类似的频率，以支持以一定距离分隔的大城市区域内的服务。在整个给定区域内，小区的地理大小不必是一致的，并可随频率与功率水平、区域地形、当日时间等等变化。这些小区内的通信利用称为按需分配多址(DAMA)的概念。DAMA允许多个设备在需求的基础上以共享的方式访问网络。基本地，设备在先来先服务的基础上访问网络。在无线网络内，存在多种向终端用户提供多址的方法。在最基本的水平上，有频分多址(FDMA)技术，其基本上是所有无线通信的出发点，假定每一小区必须由频率隔开，以避免无线设备之间的干扰。FDMA将分配的频率范围划分为多个载波频率，以支持多个通话。

无线联网中利用的另一方法是时分多址(TDMA)，其为将每一频率信道划分为多个时隙的数字技术。频率信道内的每一时隙支持单个设备通话。一般来说，基于TDMA的服务提供的流量容量大约是FDMA服务的三倍。

另一相对新的、基于扩频无线的通信方法称为码分多址(CDMA)。扩频无线将发送信号的带宽扩展到无线频率谱上。组合的无线频率谱一般大大宽于支持信号的窄带传输所需的频谱。扩频使用两种技术，即直接序列(DS)与跳频(FH)。简言之，直接序列扩频是分组无线技术，其中窄带信号扩展到更宽的载波频带。换言之，信号信息被组织为分组，每一分组在更宽的载波带频率上以冗余的方式传输，即将分组发送超过一次。这样，可支持多个传输。来自特定终端的传输由唯一码字(例如，加到每一数据分组前面的10比特码字)标识。跳频扩频(FHSS)一般地优选于直接序列扩频。FHSS涉及在基于一定频率范围的宽带载波内传输分组的短脉冲。基本上，发送器与接收器以设计的跳跃序列从一个频率跳到另一频率，在每一频率上发送若干分组。跳频序列由集中式基站天线控制。

无论给定网络选用什么通信方法，均将要求一定量的通信设备的预先配置的建立与实时建立。对于远程/移动单元与基站之间的通信的一个这样的要求是特定通信参数(例如服务质量(QoS))的建立与配置。例如，对于分组数据模式通信，每一分组通信的数据率、可获得性与最大延迟时间必须在远程单元与基站之间建立和协商。一般地，该协商与配置在远程单元首先发起与基站的通信会话时实时地发生。特别地，支持分组模式的用户设备能够在连接网络基础架构之前协商其QoS。协商典型地包括为网络与用户设备之间的通信选择特定QoS，如用户设备请求的那样。基站获得该请求，其后尝试拨出和分配所要求的资源。可以想象，该过程包括时间延迟以及用户设备与基站之间的反复的通信交换。进一步地，该协商发生在标准信令信道上，因而占用了网络系统资源——带宽、信道分配与时间。

QoS的本性，特别是对于标准服务而言，是存在从多个用户设备到网络系统的类似的请求的重复。例如，特定的支持WCDMA UMTS的用户设备连接互联网，其QoS设为‘背景’，日期速率为56K。事实上，类似类型的所有用户设备也将操作于同样的QoS，从而导致网络上的多个请求与协商。

根据上面的讨论，存在对这样的系统与方法的需要，其允许在非连接时期的协商，提供用于存储先前协商的信息的机制，以及用于在通信需要在远程用户设备与网络系统之间发生时提取该信息的方法。进一步地，存在减小网络延迟和重复协商对网络系统资源的不适当的过度利用的需要。

发明内容

本发明涉及一种系统与方法，其用在无线分组数据模式通信中，用于允许移动站与基站之间的通信的更快的连接时间。本发明致力于生成关于移动站与基站之间的通信的服务质量的设定档。其进一步包括将设定档标识符与服务质量相关联，并利用设定档标识符来在基站上引用和激活所需的服务质量设定档，以供移动站使用。

附图说明

图1是示例性无线通信系统的框图，本发明可实行于该系统中。

图2是示例性远程单元的电气框图，其遵照本发明。

图3是典型无线网络上的服务级通信的框图。

图4A是典型广播场景的图示，该场景包括基站与远程用户设备之间的预先协商的服务质量设定档。

图4B是典型广播场景的图示，该场景包括基站与远程用户设备之间的永久服务质量设定档。

图5是表示数据库的图表，可利用该数据库来访问和存储设定档，其利用国际移动用户标识。

具体实施方式

本发明提供一种独特的系统与方法，其用于在远程单元与基站之间建立和确定(set up and establish)通信。本发明适用于利用分组数据模式进行寻呼或交谈的无线通信设备中。

首先参照图1，框图描述无线通信系统环境，本发明可实行于该系统中。如图所示，固定部分108包括一或多个基站106，其向多个远程用户设备102提供通信。由通信链路116连接的基站106优选地与用户设备102通信，其利用传统的射频技术。一或多个天线104提供从基站106到远程用户设备102的通信。基站106优选地也经由天线104从多个远程用户设备单元102接收RF信号。在本发明的一个实施例中，在基站106与远程用户设备102之间传输的消息包括选择性寻址方案，以标识发起或目标设备。在基站106与远程用户设备102之间交换的信息可包括针对通信系统的数据消息、命令与操作参数的调整。在远程用户设备102与基站106之间还传输对计划内消息的响应(肯定确认(ACK)，否定确认(NAK))，以及对计划外消息(例如注册请求以及对信息条目的请求)的响应。本领域技术人员将意识到，可利用其它用于无线通信的方法与方案，以在基站106与远程用户设备102之间、或多个远程用户设备102之间进行通信。这样的方法为本发明所预期，并处于本发明的范围之内。

通信网络100的固定部分108连接到公共交换电话网(PSTN)110，以接收和发送消息到其它设备类型，例如电话112与电脑114。由远程用户设备102发起或以其为目的的呼叫或信息可以由诸如电话112或电脑114等设备接收或自其发出。本领域技术人员认识到，其它可供选择的网络类型，例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)与因特网，可用于接收或发送选择性的呼叫信息到无线网络100。电脑(例如电脑114)也可作为无线通信系统利用的各种应用与信息的中央仓库。

本领域技术人员将进一步意识到，本发明适用于其它类型的无线通信系统，包括调度系统、蜂窝式电话系统以及话音和/或数据消息系统。下面将参照图2讨论可用于本发明的远程通信单元。

图2阐释示例性的远程用户设备102及其各种组件。远程用户设备102包括天线202，其用于接收入向消息，并用于发送出向消息。天线202连接到发送器204与接收器206。发送器204与接收器206连接到处理器216，用于处理关于出向与入向消息的信息，并用于控制远程用户设备102，其遵照本发明。用户接口210可操作地连接到处理器216，以提供用户交互与反馈。在本发明的一个实施例中，用户接口210包括显示器212与键盘214。显示器212向用户提供操作信息与来自处理器216的反馈。键盘214允许用户向处理器216提供输入或响应。也可使用其它用于用户交互与反馈的方法与系统，以实现本发明的目标。晶体振荡器208向远程用户设备102的处理器216和其它组件提供传统的定时。处理由处理器216联合存储器218进行。存储器218包括软件指令与数据，以编程和操作远程用户设备102，其遵照本发明。远程用户设备102操作以传输到基站106。下面将参照图3、4A、4B与5详细地讨论这样的操作。

出于阐释、解释而非限制的目的，下面将参照UMTS环境讨论本发明。本发明同样地适用于并可用于任何无线通信策略或方法。

下面将参照图3讨论UMTS环境的简要概述。如图3所示，基站106包括一或多个UMTS陆地无线接入网(UTRAN)组件302。如先前所提到的那样，UMTS是分组模式通信方案。这样，存在通用分组无线业务(GPRS)，其为远程用户设备102与基站106之间的通信提供环境。GPRS通过服务GPRS支持节点(SGSN)304提供分组路由与网关服务。安置SGSN，以在远程用户设备102与基站106的UTRAN 302之间通信。SGSN 304还向IP网络306提供连接与通信。

在操作中，远程用户设备102与SGSN 304协商服务质量(QoS)，其将用在与基站106的UTRAN 302的通信中。QoS包括关于分组通信的通信的数据率、可获得性、最大时间延迟等等。服务质量协商包括远程用户设备102与基站106设备之间的多个双向通信。下面将参照图4A与图4B进一步讨论这些设备通信的本质与交换的消息的类型。

尽管本讨论将继续参考UMTS系统，本领域技术人员将理解到，这是出于阐释而非限制的目的。本发明的系统与方法适用于支持其它分组数据的网络与工作站。在如先前所述的UMTS的特定实例中，用户设备与SGSN协商用于其即将来临的服务所要求的QoS。由于该请求是耗时的，并且潜在地是重复性的，本发明的系统与方法允许用户设备向系统发送设定档标识(设定档ID)而非QoS请求。系统使用设定档ID来标识、获取或在数据库内定位用于该特定用户设备的预先协商的或永久的QoS。换言之，网络系统能够基于设定档ID，激活存储的分组数据的QoS。作为网络系统的用户设备与基站之间的协商流程的结果，创建设定档ID。特别地，并且如先前讨论的那样，移动用户设备与SGSN协商QoS。SGSN为产生的QoS创建设定档ID，并将该设定档ID传输给用户设备。当用户设备在较晚时间联系SGSN时，可仅提供设定档ID来获取存储的QoS，而非协商新的QoS。对于变化的条目与参数而言，QoS设定档可以是预先确定的，而对于特定类型的参数(例如，类似用户设备类型的数据率)而言，QoS设定档可以是永久的。下面将分别参照图4A与4B讨论用于实现每一情形的示例性方法。

图4A阐释典型广播场景，该场景包括基站与远程用户设备之间的预先协商的服务质量设定档。如图所示，存在移动站102，其表示用户设备，还存在核心网106，其表示基站。在本发明的一个实施例中，在初始的通信序列期间，或者在空闲时期期间，移动站102可与核心网106协商特定的服务质量。在每一情形中，在步骤402，移动站102从核心网106请求分组数据环境。作为对请求的响应，核心网106在其数据库中存储协商的移动系统102设定档，也称为分组数据设定档。该设定档绑定到移动站的102国际移动用户标识(IMSI)。IMSI唯一地标识各个移动站102。移动站102的分组数据设定档存储在核心网106的数据库中，并由IMSI标识。只要移动站102保持被认证(authenticated)，存储的信息即保持在数据库中。进一步地，由设备IMSI标识的设定档ID返回给移动站102。该设定档ID其后由移动站102存储，并在无论何时需要与核心网106通信时利用。特别地，在步骤404，移动站102通过向核心网106传递设定档ID，请求激活特定设定档。作为对该请求的响应，在步骤406，核心网106提取请求的设定档，并分配可获得的资源。其后，在步骤408，核心网向移动站102发送服务接受。这样，允许使用由移动站102先前协商的服务质量设定档，而没有与协商QoS相关联的时间延迟或资源利用。

在图4B中，阐释永久存储的服务质量设定档的情形。在永久存储的服务质量设定档的情形中，系统知晓一些标准服务，其中参数值基本恒定。这样的服务可以是iDEN移动电话系统中的‘调度’操作。在这样的系统内，数据率与QoS在不同的用户设备之间不发生变化，因此不需要重新协商。这样，当移动站102决定激活调度服务时，其基本上向核心网106发送设定档ID，以获取永久设定档，其要求该设定档来启用其资源。

在如图4B所示的本发明的一个实施例中，核心网具有预先存储的QoS设定档。与该QoS相关联的设定档ID可以在创建时广播，或在被请求时发送给移动站102。在任一情形中，当在步骤412，移动站102请求激活特定设定档时，其能够传递接收的设定档ID，该ID与预先存储的QoS相关联。作为对该请求的响应，包括基站106的核心网获取请求的设定档，并分配可获得的资源。在步骤414，包括基站106的核心网进一步向移动站102发送服务接受。业已描述如何创建设定档，以及如何利用设定档，下一讨论主题是存储QoS设定档。QoS设定档存储在数据库中，下面将参照图5讨论该数据库。

如先前所讨论的那样，核心网106按IMSI 504存储特定设定档ID506，其指向多个QoS设定档508A-508D之一。在操作中，当核心网106从移动站102接收请求时，本发明的系统与方法能够通过查询IMSI记录504以及从移动站102接收的特定的设定档ID 506，认证和验证用户设备。其后，使用该信息来从数据库获取永久存储的QoS设定档508A-508D，或者先前协商的QoS设定档508A-508D。其后，激活适宜的QoS设定档，以用于移动站102与核心网106之间的通信中。

在本发明的一个实施例中，在‘切换’——即将用户设备从一个小区传递到另一个期间，多个UTRAN能够在彼此之间传递设定档ID和相关联的QoS信息。另外，在本发明的一个实施例中，可通过由特定用户设备重新协商，来更新设定档ID。在又一实施例中，当用户设备在由不同SGSN覆盖的区域之间穿行时，一SGSN可更新另一SGSN。在用户设备遇到不支持设定档ID的SGSN的情形中，本发明的系统与方法允许用户设备回复到协商服务质量的标准技术。

业已参照特定实施例描述了本发明，这些实施例在各方面意在描述而非限制。对于本领域技术人员而言，本发明适用而不偏离其范围的其它可供选择的实施例将变得显然。本发明促进削减利用通信信道容量，最小化远程用户设备上的电力消耗，并减小与建立通信相关的时间量。

根据前述文字，本领域技术人员将看到，本发明很好地适合于获得上面设定的所有目的与目标，以及该系统与方法显然的和固有的其它优点。本领域技术人员将理解，特定特性与子组合是有用的，并且可被施行，而不用参考其它特性与子组合。这为权利要求所预期，并处于权利要求的范围之内。

Claims (4)

1.一种用在无线分组数据模式通信中的方法，其用于建立更快的连接时间，以在移动站与基站之间通信，该方法包括：

为移动站与基站之间的通信生成服务质量设定档；

将设定档标识符与所述服务质量设定档相关联；

在所述移动站上利用所述设定档标识符，用于引用所述服务质量设定档；和

在从所述移动站接收确定所述设定档标识符的请求时，在所述基站上激活所述服务质量设定档。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述服务质量在移动站与基站之间预先协商。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述服务质量对于移动站上的服务而言是永久的。

4.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述基站上存储所述设定档标识符与设定档。

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