RU2527728C2

RU2527728C2 - Способ беспроводной связи (варианты), сетевой узел и мобильная станция

Info

Publication number: RU2527728C2
Application number: RU2012108944/08A
Authority: RU
Inventors: Ке-Чи ЧАН; Лори СИНКЛЭР
Original assignee: Эппл Инк.
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2014-09-10
Also published as: CN102474889A; KR101534902B1; JP2013502169A; WO2011019925A2; US20140233505A1; EP2465325A2; CA2767421C; EP2465325A4; US20120106458A1; BR112012003117A2; WO2011019925A3; JP5767223B2; KR20120085711A; CA2767421A1; EP2465325B1; CN102474889B; RU2012108944A; HK1171151A1; US8750213B2

Abstract

В изобретении описана система получения от мобильной станции запроса на установление соединения, в котором указывается определенный тип приложения. В случае определения необходимости отклонения запроса на установление соединения система передает в мобильную станцию ответное сообщение с отказом на установление соединения, причем ответное сообщение содержит время задержки, которое применимо к указанному определенному типу приложения, но не к другим типам, и время задержки указывает временной интервал, который должен выдерживаться мобильной станцией, прежде чем она передаст следующий запрос на установление соединения. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] За последние годы были предложены или реализованы различные технологии беспроводного доступа, которые дают возможность мобильным станциям осуществлять связь с другими мобильными станциями или с проводными терминалами, соединенными с проводными сетями. Примеры технологий беспроводного доступа включают системы GSM (глобальная система мобильной связи) и UMTS (универсальная система мобильной связи), определяемые Проектом партнерства третьего поколения (3GPP), а также технологию CDMA 2000 (многостанционный доступ с кодовым разделением, 2000), определяемую 3GPP2. Технология CDMA 2000 определяет один из типов сетей беспроводного доступа с коммутацией пакетов, указываемых также как сети беспроводного доступа с HRPD (с высокой скоростью передачи пакетов данных).

[0002] Другим современным стандартом, определяющим сети беспроводного доступа с коммутацией пакетов, является стандарт долгосрочной эволюции (LTE), который входит в 3GPP и направлен на улучшение технологии UMTS. Стандарт LTE также указывается как стандарт EUTRA (развивающаяся универсальная наземная система радиодоступа). Технология EUTRA считается технологией 4-го поколения (4G), на которую постепенно переходят провайдеры сетей для обеспечения улучшенных услуг. Альтернативной технологией беспроводной связи 4G является стандарт WiMAX (общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа), определяемый в IEEE 802.16.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В общем случае в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения система получет от мобильной станции запрос на установление соединения, в котором указывается определенный тип приложения. В случае определения необходимости отклонения запроса на установление соединения система передает в мобильную станцию ответное сообщение с отказом на установление соединения, причем ответное сообщение содержит время задержки, которое применимо к указанному определенному типу приложения, но не к другим типам, и время задержки указывает временной интервал, который должен выдерживаться мобильной станцией, прежде чем она передаст следующий запрос на установление соединения.

[0004] Другие или альтернативные особенности станут понятными из нижеприведенного описания вместе с прилагаемыми чертежами, а также из формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] Некоторые варианты осуществления изобретения описываются ниже со ссылками на прилагаемые фигуры:

фигура 1 - блок-схема сети мобильной связи, в которой реализуются некоторые варианты осуществления изобретения;

фигура 2 - блок-схема обмена сообщениями для способа в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

фигура 3 - блок-схема беспроводной станции в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Передача информации с коммутацией пакетов обеспечивается разными типами сетей беспроводной мобильной связи, таких как сети третьего (3G) и четвертого (4G) поколений. Одной из таких 4G-сетей является беспроводная сеть по стандарту долгосрочной эволюции (LTE), определяемому в Проекте партнерства третьего поколения (3GPP). Стандарт LTE также указывается как стандарт EUTRA (развивающаяся универсальная наземная система радиодоступа). Альтернативной технологией беспроводной связи 4G является стандарт WiMAX (общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа), определяемый в IEEE 802.16.

[0007] Примером беспроводной 3G-сети является сеть с высокоскоростной передачей пакетов данных (HRPD), как это определяется стандартами CDMA 2000 (многостанционный доступ с кодовым разделением), устанавливаемыми в 3GPP2. Другие беспроводные 3G-сети работают в соответствии со стандартами универсальной системы мобильной связи (UMTS), устанавливаемыми в 3GPP. Другие беспроводные 3G-сети работают в соответствии с технологиями Развития стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE), устанавливаемыми в 3GPP.

[0008] В других примерах также обеспечивается передача данных с коммутацией пакетов в соответствии с другими стандартами.

[0009] Мобильная станция внутри беспроводной сети может обеспечивать различные типы связи с коммутацией пакетов. В общем случае передача пакетов данных может быть связана с различными типами приложений, где "тип приложения" относится к типу передачи информации или к типу трафика между мобильной станцией и другим оконечным устройством. Различные типы приложений (для передачи пакетов данных по сети беспроводной связи) могут быть критичными или некритичными к задержкам информации. Характеристики работы критичных приложений существенно зависят от задержек передачи пакетов. Примеры систем связи, критичных к задержкам, включают передачу речи (например, передачу речи по протоколу IP, VoIP-связь), передачу потоковой информации (например, передача потоковых видео- и/или аудиоданных) или передачу информации для обеспечения электронных игр (например, видеоигры по сети Интернет). Другими примерами связи, которая критична к задержкам передачи информации, является связь для служб чрезвычайных ситуаций (например, вызовы Е911). В качестве примеров связи, которая некритична к задержкам, можно привести передачу информации по запросам сетевых браузеров, электронную почту и т.п.

[0010] Различные типы приложений могут рассматриваться сетью беспроводной связи как процессы с разными приоритетами. Например, передача информации для VoIP или для Е911 в общем случае имеет более высокий приоритет по сравнению с запросами веб-браузеров или с электронной почтой. Если сеть беспроводной связи очень загружена, то она может отклонять запросы на установление соединений от мобильных станций для некоторых типов приложений, имеющих невысокие приоритеты. Как правило, сеть не управляет интенсивностью повторных запросов мобильной станции на установление соединений (для определенного типа приложения), после того как сеть отклонила предыдущий запрос на соединение (для этого типа приложения). Обычно если запрос на установление соединения (для определенного типа приложения) отклонен, то мобильная станция может сразу же или достаточно скоро передавать другой запрос на установление соединения (для этого типа приложения).

[0011] В случае сети беспроводной связи с большим количеством мобильных станций, каждая из которых осуществляет связь для различных типов приложений, может возникать большое количество повторных передач запросов на установление соединения после отклонения первых запросов, в результате чего может увеличиваться трафик по каналам беспроводной связи, что может снижать эффективную пропускную способность этих каналов. Количество запросов на соединения может увеличиваться в связи с тем, что мобильная станция после нескольких отклонений ее запросов на соединение может продолжать повторять запросы на соединение, которые также будут отклоняться. При этом увеличивающимся количеством запросов на соединения перегружаются не только каналы беспроводной связи, но также увеличивается нагрузка на ресурсы сетевых узлов по обработке информации, которые должны обрабатывать запросы на соединения, повторно передаваемые мобильными станциями, когда их первые запросы были отклонены. Кроме того, повторные запросы на соединение, которые отклоняются, могут снижать эффективность работы мобильной станции (например, замедляется работа процессора, разряжается батарея и т.п.).

[0012] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения сеть беспроводной связи может задавать определенную временную задержку ("задержка передачи") в ответе на запрос на установление соединения, который отклоняет этот запрос от мобильной станции. Задержка передачи может применяться к определенному типу приложения, которое указывается в отклоненном запросе на установление соединения. Однако такая задержка передачи неприменима к запросам на установление соединений для других типов приложений. Например, если мобильная станция передает первый запрос на установление соединения, в котором указан первый тип приложения, и этот первый запрос отклоняется, то мобильная станция будет использовать задержку передачи, указанную в ответе, отклоняющем первый запрос, для выдерживания интервала времени, равного этой задержке передачи, прежде чем передавать другой запрос на установление соединения для первого типа приложения. Однако мобильная станция может в этом случае передавать запросы на установление соединений для других типов приложений. Таким образом, даже если задержка передачи задается для типа приложения с более низким приоритетом, мобильная станция может продолжать передавать запросы на соединения для типов приложений с более высокими приоритетами. Соответственно, может быть снижено количество передач запросов на установление соединений для определенных типов приложений, в результате чего снижается нагрузка на линию беспроводной связи, а также снижается загрузка ресурсов сетевых узлов по обработке информации.

[0013] На фигуре 1 приведена блок-схема сети 100 мобильной связи, в состав которой входит базовая станция 102, осуществляющая беспроводную связь с мобильной станцией 108. На фигуре 1 показана только одна базовая станция 102, однако понятно, что обычно сеть мобильной связи содержит множество таких базовых станций. Также понятно, что обычно с каждой базовой станцией осуществляет связь множество мобильных станций.

[0014] В некоторых реализациях базовая станция 102 может быть базовой станцией EUTRA (указывается как улучшенный узел В, или eNode В), если используется технология EUTRA. В других реализациях, если используются другие технологии беспроводной связи (например, HRPD, UMTS, EDGE и др.), используются другие типы базовых станций. Базовая станция может выполнять одну или несколько из нижеуказанных задач: управление радиоресурсами, управление мобильностью мобильных станций, маршрутизация трафика и т.п. В общем случае термин "базовая станция" относится к базовой станции сотовой сети или к точке доступа, используемой в сети беспроводной связи любого типа, или к любому типу приемника/передатчика беспроводной связи, обеспечивающему обмен информацией с мобильными станциями. Термин "базовая станция" может также охватывать соответствующий контроллер, такой как контроллер базовой станции или контроллер беспроводной сети. Можно считать, что термин "базовая станция" относится также к базовым станциям или точкам доступа фемтосот, микросот или пикосот. Термин "мобильная станция" может относиться к телефону, портативному компьютеру, карманному персональному компьютеру или к встроенному устройству, такому как устройство контроля состояния, устройство подачи сигнала тревоги в случае нападения и т.п.

[0015] Базовая станция 102 подсоединена к узлу 104 базовой сети. При использовании технологии EUTRA узел 104 базовой сети может быть обслуживающим шлюзом, который используется для маршрутизации пакетов данных. Узел 104 базовой сети может быть соединен со шлюзом 106, который обеспечивает возможность соединения между узлом 104 базовой сети и сетью 110 передачи пакетов данных (например, сетью Интернет, сетью, обеспечивающей различные услуги, и т.п.).

[0016] Если используется технология HRPD, то функциональные возможности узла 104 базовой сети и шлюза 106 пакетов данных могут быть объединены в обслуживающем узле пакетов данных (PDSN). В других технологиях могут использоваться другие сочетания сетевых узлов.

[0017] Ссылки в настоящей заявке на EUTRA, HRPD и другие стандарты следует считать относящимися как к стандартам, действующим в настоящее время, так и к стандартам, которые появятся в результате эволюции существующих стандартов. Можно предполагать, что будущие стандарты, которые появятся в результате эволюции существующих стандартов, будут иметь другие наименования. Таким образом, ссылка в настоящей заявке на определенный стандарт должна пониматься также и как относящаяся к таким стандартам, которые появятся впоследствии в результате развития существующих стандартов, независимо от того, будут ли они иметь такие же или другие наименования. Кроме вышеуказанных протоколов беспроводной связи, способы или устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения применимы также и к другим типам протоколов беспроводной связи.

[0018] На фигуре 2 приведена блок-схема способа по некоторым вариантам осуществления изобретения. На стадии 202 мобильная станция передает в сеть доступа (AN) запрос на установление соединения для приложения типа 1. Термин "сеть доступа" используется в настоящей заявке для указания оборудования в сети беспроводной связи, которое обеспечивает осуществление мобильной станцией беспроводной связи. Такое оборудование может включать базовую станцию или другой узел в сети.

[0019] Запрос на установление соединения содержит поле, в котором могут записываться разные величины для указания соответствующих типов приложений. Таким образом, первая величина в этом поле запроса на установление соединения указывает первый тип приложения, вторая величина в этом поле указывает второй тип приложения и т.д. Как уже указывалось, приложения по большому счету можно разделить на приложения, критичные и некритичные к задержкам. В альтернативных вариантах типы приложений могут быть более конкретными, такими как, например, "VoIP", "E911", "потоковые данные", "электронная игра", "веб-браузер", "электронная почта" и т.п. В других вариантах информация типа приложения может быть в форме информации о приоритете или качестве услуги (QoS). Информация о приоритете или QoS указывает определенный приоритет или величину QoS, относящиеся к запрошенному соединению, которые могут использоваться сетью доступа для определения или индикации типа приложения.

[0020] В ответ на запрос на установление соединения сеть доступа на стадии 204 определяет возможность установления соединения для приложения типа 1. При положительном ответе на стадии 206 в мобильную станцию передается ответное сообщение с отказом, содержащее время задержки (задержка передачи), которое определяет интервал времени, который мобильная станция должна выдерживать, прежде чем передать следующий запрос на установление соединения для приложения типа 1. В некоторых примерах сеть доступа может задавать разные задержки передачи для разных типов приложений. Первый тип приложения связан с первой задержкой передачи, второй тип приложения связан со второй (отличающейся) задержкой передачи и т.д. В общем случае чем выше приоритет типа приложения, тем меньше величина задержки передачи. Сеть доступа может хранить структуру данных (например, таблицу или другую структуру данных), которая отображает типы приложений на соответствующие задержки передачи.

[0021] Если на стадии 204 определено, что запрос на установление соединения для приложения типа 1 не должен быть отклонен, то на стадии 208 из сети доступа в мобильную станцию передается сообщение согласия, разрешающее соединение и мобильная станция может осуществлять связь для приложения типа 1.

[0022] Если мобильная станция получает отказ на запрос на установление соединения для приложения типа 1, то она на стадии 210 ожидает в течение времени задержки, указанного в ответном сообщении с отказом, и после этого передает другой запрос на установление соединения для приложения типа 1. Процесс ожидания на мобильной станции может выполняться путем запуска таймера после получении ответного сообщения с отказом, содержащего задержку передачи, и таймер срабатывает после истечения времени задержки передачи. После срабатывания таймера мобильная станция может передавать другой запрос на установление соединения для приложения типа 1.

[0023] Необходимо иметь в виду, что мобильная станция может на стадии 212 передавать без задержки запросы на установление соединения для других типов приложений (иначе говоря, время задержки, указанное в сообщении с отказом на установление соединения для приложения типа 1, не влияет на передачу запросов на установление соединений для других типов приложений).

[0024] Применение способов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения позволяет снижать загрузку канала доступа и предотвращать его перегрузку, и потенциально может быть увеличена пропускная способность канала.

[0025] На фигуре 3 приведена блок-схема устройства беспроводной станции 300, которая может быть мобильной станцией (например, мобильной станцией 108 на фигуре 1) или базовой станцией (например, базовой станцией 102 на фигуре 1). Беспроводная станция 300 содержит процессор (или несколько процессоров) 302, соединенный с носителем 304 данных. Процессор 302 выполняет считываемые им команды 306 для выполнения соответствующих задач, связанных с беспроводной станцией 300, таких как, например, задачи, указанные на блок-схеме фигуры 2. Беспроводная станция 300 содержит также интерфейс 308 для обмена информацией по линии беспроводной связи, такой как ВЧ-радиолиния.

[0026] Команды 306 загружаются для выполнения в процессор 302. Процессор может содержать микропроцессор, микроконтроллер, модуль или подсистему обработки, программируемую интегральную схему, программируемую матрицу логических элементов или другое управляющее или вычислительное устройство.

[0027] Данные и команды записаны в соответствующих запоминающих устройствах, которые представляют собой один или несколько машиночитаемых носителей информации. Носители информации могут содержать различные типы запоминающих устройств, включая полупроводниковую память, динамическую или статическую память со случайной выборкой (динамическое или статическое ОЗУ), программируемое ПЗУ со стиранием информации (СППЗУ), электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ) и устройства флэш-памяти, а также магнитные диски (жесткие, гибкие и съемные), другие магнитные носители информации, включая магнитную ленту, оптические носители информации, такие как компакт-диски (CD) или цифровые видеодиски (DVD), или другие типы запоминающих устройств. Необходимо иметь в виду, что вышеуказанные команды могут обеспечиваться на машиночитаемом носителе информации или же могут обеспечиваться на нескольких машиночитаемых накопителях информации, распределенных в большой системе, которая может содержать несколько узлов. Такой машиночитаемый накопитель (или накопители) информации является частью некоторого готового изделия. Термин "готовое изделие" может относиться к любому изготовленному компоненту или к нескольким таким компонентам.

[0028] Различные элементы, указанные в настоящем описании, приведены для обеспечения понимания существа изобретения. Однако различные варианты могут осуществляться без некоторых или всех таких элементов. Другие варианты могут включать модификации и изменения вышеуказанных элементов. Такие модификации и изменения охватываются прилагаемой формулой изобретения.

Claims

1. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
принимают посредством сети доступа от мобильной станции первый запрос соединения, который указывает первый конкретный тип приложения;
определяют посредством сети доступа, отклонять ли или нет первый запрос соединения, на основе первого конкретного типа приложения, указываемого первым запросом соединения;
в качестве реакции на определение того, что первый запрос соединения должен быть отклонен, передают посредством сети доступа в мобильную станцию ответ, в котором первый запрос соединения отклоняется, причем данный ответ включает в себя время задержки, которое применимо к первому конкретному типу приложения, но не к другому типу приложения, причем время задержки указывает величину задержки, которая должна выдерживаться мобильной станцией до выполнения последующей передачи еще одного запроса соединения для первого конкретного типа приложения; и
принимают посредством сети доступа от мобильной станции второй запрос соединения, который указывает второй конкретный тип приложения, причем второй запрос соединения не зависит от времени задержки в упомянутом ответе.

2. Способ по п.1, в котором первый запрос соединения содержит поле, которое может быть установлено в одно из множества разных значений для указания соответствующего одного из множества разных типов приложений.

3. Способ по п.2, в котором упомянутое множество типов приложений включает в себя множественные типы приложений, связанных с передачей пакетов данных.

4. Способ по п.2, в котором упомянутое множество типов приложений включает в себя тип, чувствительный к задержкам, и тип, не чувствительный к задержкам.

5. Способ по п.2, в котором упомянутое множество типов приложений включает в себя типы приложений, выбранных из: приложения голосового вызова, приложения экстренного вызова, приложения веб-браузера, приложения электронной игры, приложения потоковых данных и приложения электронной почты.

6. Способ по п.2, в котором упомянутое множество типов приложений включает в себя связь в соответствии с разными приоритетами.

7. Способ по п.2, в котором упомянутое множество типов приложений включает в себя связь в соответствии с разным качеством обслуживания.

8. Способ по п.1, в котором сеть доступа является частью усовершенствованной универсальной наземной сети радиодоступа (EUTRA).

9. Способ по п.1, в котором сеть доступа является частью системы мобильной связи третьего поколения.

10. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
передают посредством мобильной станции в сеть доступа первый запрос соединения, который указывает первый конкретный тип приложения;
принимают посредством мобильной станции ответ, указывающий, что первый запрос соединения отклонен, причем данный ответ содержит время задержки, применимое к первому конкретному типу приложения, но не к другому типу приложения;
передают посредством мобильной станции второй запрос соединения, который указывает второй конкретный тип приложения, причем передача второго запроса соединения не зависит от времени задержки в упомянутом ответе; и
выдерживают посредством мобильной станции упомянутое время задержки до выполнения передачи еще одного запроса соединения для первого конкретного типа приложения.

11. Способ по п.10, в котором первый запрос соединения содержит поле, которое может быть установлено в одно из множества разных значений для указания соответствующего одного из множества разных типов приложений.

12. Сетевой узел, содержащий:
интерфейс для осуществления связи в сети; и
по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью:
принимать от мобильной станции первый запрос соединения, который указывает первый конкретный тип приложения;
определять, отклонять ли или нет первый запрос соединения, на основе первого конкретного типа приложения, указываемого первым запросом соединения;
в качестве реакции на определение того, что первый запрос соединения должен быть отклонен, передавать в мобильную станцию ответ, в котором первый запрос соединения отклоняется, причем данный ответ включает в себя время задержки, которое применимо к первому конкретному типу приложения, но не к другому типу приложения, причем время задержки указывает величину задержки, которая должна выдерживаться мобильной станцией до выполнения последующей передачи еще одного запроса соединения для первого конкретного типа приложения; и
принимать от мобильной станции второй запрос соединения, который указывает второй конкретный тип приложения, причем второй запрос соединения не зависит от времени задержки в упомянутом ответе.

13. Сетевой узел по п.12, при этом запрос на установление соединения содержит поле, которое может быть установлено в одно из множества разных значений для указания соответствующего одного из множества разных типов приложений.

14. Сетевой узел по п.13, при этом упомянутое множество типов приложений включает в себя тип, чувствительный к задержкам, и тип, не чувствительный к задержкам.

15. Сетевой узел по п.13, при этом упомянутое множество типов приложений включает в себя типы приложений, выбранных из: приложения голосового вызова, приложения экстренного вызова, приложения веб-браузера, приложения электронной игры, приложения потоковых данных и приложения электронной почты.

16. Сетевой узел по п.13, в котором упомянутое множество типов приложений включает в себя связь в соответствии с разными приоритетами или разным качеством обслуживания.

17. Мобильная станция, содержащая:
интерфейс для осуществления беспроводной связи с сетью доступа; и
по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью:
передавать первый запрос соединения, который указывает первый конкретный тип приложения;
принимать ответ, указывающий, что первый запрос соединения отклонен, причем данный ответ содержит время задержки, применимое к первому конкретному типу приложения, но не к другому типу приложения;
передавать второй запрос соединения, который указывает второй конкретный тип приложения, причем передача второго запроса соединения не зависит от времени задержки в упомянутом ответе; и
ожидать в течение упомянутого времени задержки до выполнения передачи еще одного запроса соединения для первого конкретного типа приложения.

18. Мобильная станция по п.17, при этом запрос на установление соединения содержит поле, которое может быть установлено в одно из множества разных значений для указания соответствующего одного из множества разных типов приложений.