專利名稱：用于預測小區(qū)變化的方法與設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及小區(qū)重選，并且更具體地，涉及用于預測小區(qū)重選的可能性的方法。
背景技術：
通用分組無線服務(GPRS)以及用于全球移動通信系統(GSM)的全球進化增強數據(EDGE)向移動無線產品引入了用戶數據交換的能力。GPRS，及其超集EDGE，允許當數據傳輸特征如下時，有效率地使用無線與網絡資源i)基于分組；ii)間斷的，非周期性的；iii)可能是頻繁的，小段傳輸數據(例如小于500字節(jié))；或iv)可能是不頻繁的，大段傳輸數據(例如超過幾百千字節(jié))。一開始預想用戶應用包括因特網瀏覽器、電子郵件、文件傳輸與其它應用，其中“盡力而為”(best efforts)的數據傳輸是適宜的。
原始的GPRS與EDGE規(guī)范，其一開始分別出現在版本R97與R99(這里統稱為R97/R99)，向已有GSM話音服務添加盡力而為的用戶分組數據服務。由于GSM一開始未提供用戶分組數據服務，R97/R99的原始GPRS與EDGE提供被設計為在為提供話音服務而優(yōu)化的架構環(huán)境中操作，這嚴重地限制了這些服務的容量與可擴充性。這些限制被當作合理的妥協，其允許引入新服務，同時減小對現有架構和/或GSM老服務的影響。
圖1顯示版本R97/R99的基本GPRS/EDGE數據平面系統架構。一般地，移動站101與基站控制器(BSC)106經由基站103-105之一進行通信?；究刂破髋c電路交換(CS)域經由接口A通信，而與分組交換(PS)域經由接口Gb通信。
原始GSM域為電路交換域，話音流量于其上在無線子系統(由基站控制器106(圖1)與基站收發(fā)器站(BTS)103-105表示)和公共交換電話網(PSTN)108之間經由A接口路由到移動交換中心(MSC)110。分組交換域經由協議控制單元(PCU)112路由，協議控制單元112包含無線鏈路控制器(RLC)與媒體接入控制(MAC)層(未顯示)，分組數據在分組交換域上經由2G網關GPRS支持節(jié)點(GGSN)114與連接到分組數據網絡120的邊界網關118路由。分組數據網可以，比如說，是因特網或私有數據網。
除極少的例外之外，在電路交換域與分組交換域之間的協作越少越好。另外，原始的R97/R99規(guī)范不支持多分組數據流、服務質量(QoS)控制、實時數據傳輸或者小區(qū)和/或網絡域之間的分組交換域“真切換”。
對于GPRS，沒有定義與用于電路交換GSM話音與數據呼叫的切換流程等價的流程。作為替代，在建立了臨時塊流(TBF)的模式期間使用“先斷后連(break-before-make)”重選來支持移動站移動性。結果，每次進行小區(qū)重選時，打斷輸入數據流。
更特別地，移動站在處于GPRS待機與準備狀態(tài)時可進行小區(qū)重選。在廣播分配(BA)列表中定義用于小區(qū)重選的要監(jiān)測的小區(qū)，在PBCCH上，或者當PBCCH不存在時在BCCH上，廣播該列表。在分組傳輸模式中，移動站持續(xù)地監(jiān)測服務小區(qū)的載波與BA列表所指示的所有BCCH載波(鄰居小區(qū))。在每一TDMA幀中，依次地，在至少一個BCCH載波上進行接收信號水平測量采樣。
為進行重選決策，對于每一BCCH載波，按照在5秒的時間段上收集的樣本的移動平均值(running average)計算并維護接收信號水平平均值(標注為RLA_P)。為每一載波分配的樣本在評估的時間段上盡可能均勻分布。對于有效的RLA_P值，至少需要5個接收的信號水平測量樣本。
遵照GSM標準，下面的小區(qū)重選標準(以dBm度量)用于GPRS。
a.使用路徑損失標準參數C1(3GPP TS 05.08，6.4)作為用于GPRS的小區(qū)重選的最小信號水平標準，其方式與用于GSM空閑模式的相同。每一小區(qū)(服務小區(qū)與鄰居小區(qū))的C1計算是基于相應的RLA_P值。
b.使用小區(qū)分級(ranking)標準參數C32(3GPP TS 05.08，6.4)以從具有相同優(yōu)先級的小區(qū)中選擇小區(qū)。對于服務小區(qū)，C32等于相應的C1。對于每一鄰居小區(qū)，C32等于以小區(qū)廣播參數修改過的相應的C1。
c.使用分層小區(qū)結構(HCS)的信號水平門限標準參數C31(3GPPTS 05.08，6.4)來評估優(yōu)先級排序的分層GPRS。
至少對于每一新樣本或每一秒(取兩者中的最大者)，移動站更新RLA_P并且為服務小區(qū)和非服務(鄰居)小區(qū)計算C1、C31與C32的值。如果發(fā)生下述情況，移動站進行小區(qū)重選i)服務小區(qū)的路徑損失標準參數C1降到零以下。
ii)評估適宜的非服務小區(qū)(見3GPP TS 03.22)比服務小區(qū)更佳。
最佳小區(qū)為具有最高的C32值的小區(qū)。
當評估最佳小區(qū)時，從鄰居小區(qū)的C32值中減去滯后值。在服務小區(qū)的PBCCH上廣播滯后值。當小區(qū)重選在先前的15秒內發(fā)生時，滯后值等于5dB。如果在10秒內未找到適宜的小區(qū)，進行3GPP TS 03.22的小區(qū)選擇算法。
由于小區(qū)改變機制的簡單性，再加上城市內環(huán)境中小區(qū)重選的高頻率，小區(qū)重選的頻繁發(fā)生可嚴重地影響用戶數據吞吐量。然而，不知道重選將何時發(fā)生。


通過查看下面的具體實施方式
連同下面的附圖，將最好地理解和認識本發(fā)明及其提供的相應的優(yōu)點與特性，圖中相似的編號表示相似的組件，其中圖1是無線蜂窩式系統的示意性表示。
圖2是框圖形式的連接到BTS的移動通信設備的電路示意。
圖3是闡釋移動通信設備的軟件架構的框圖。
圖4是闡釋遵照圖3的移動通信設備的一部分的框圖。
圖5是闡釋移動通信設備操作狀態(tài)的狀態(tài)圖。
圖6是闡釋TBF ON與OFF狀態(tài)轉移的狀態(tài)圖。
圖7是闡釋虛擬承載電路隊列輸入狀態(tài)轉移的狀態(tài)圖。
圖8是闡釋虛擬承載電路隊列輸出狀態(tài)轉移的狀態(tài)圖。
圖9是闡釋虛擬承載電路控制的框圖。
圖10a與10b是闡釋移動站與網絡操作的流程圖。
圖11是闡釋遵照圖3的軟件架構的一部分的另一可供選擇的實施例的框圖。
圖12是闡釋移動站移經蜂窩式系統的小區(qū)的示意性表示。
圖13是移動通信設備中的小區(qū)改變控制的示意性表示。
圖14是進一步闡釋移動通信設備的小區(qū)改變控制的框圖。
圖15是預測器的重選測量的表示。
圖16是預測器的重選標準的表示。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種移動通信設備，以及操作移動通信設備的方法，包括存儲從網絡接收的通信信號的至少一幀，以及向低層施加流量控制以支持網絡重選。低層是位于虛擬承載電路之下的層。遵照本發(fā)明的一個方面，向網絡發(fā)送消息，其指示移動通信設備支持操作的虛擬承載電路模式。依據在這樣的傳輸之后接收的響應，移動通信設備選擇性地操作在虛擬承載電路模式。另外，有利地，虛擬網路的流量控制可依賴于檢測小區(qū)變化即將到來。以這種方式，在對現有系統進行小的改動之后，即可適應中斷不容忍數據模式。
無線通信設備101(圖2)，也稱為用戶設備、移動站，可以是固定的或便攜的蜂窩式無線、個人數字助理(PDA)、與個人電腦一起操作的調制解調器、或操作在無線通信系統(例如圖1的示例性GSM系統)中的任何其它設備。通信設備包括天線202、射頻(RF)收發(fā)器204、控制器206、以及用戶接口208。天線202可使用任何適宜的天線實現。收發(fā)器204可與控制器206集成或分離，并可使用任何適宜的廣域無線接口通信電路實現，例如硬件或軟件實現的射頻(RF)蜂窩式收發(fā)器?？刂破?06可包括邏輯電路、內存、與軟件，并為通信設備提供功能。其可使用下面中的一個或多個實現微處理器；數字信號處理器；微控制器；可編程邏輯；等等。用戶接口208方便了到或來自控制器或收發(fā)器的信息或控制的傳輸。用戶接口208可包括任何設備接口，例如下面中的一個或多個小鍵盤；傳感器；顯示器；局域連接，例如紅外或射頻局域連接，等等；以及連接器，例如通用串行總線、RS-232連接器、等等。
通信設備控制器206中的移動站軟件架構在圖3中表示。移動站101中的控制器206包括物理層302，其與射頻收發(fā)器204之間形成接口。物理層302調度物理數據的接收與發(fā)送，進行接收器增益控制、發(fā)送器功率控制、信號水平測量、以及這里未更詳細描述的其它功能。媒體接入控制器(MAC)304組織進出物理層接口302的基于分組的信息的發(fā)送與接收。媒體接入控制器304主要包括這樣的邏輯，通過其，將移動站101于給定時間在上行鏈路上發(fā)送的權利，以及對在下行鏈路上發(fā)送給移動站101的消息的確認，通知給移動站101。
無線鏈路控制器306控制移動站101，其關于屬于無線消息的面向網絡的信令，即時隙分配、分組數據信道建立/拆除、RF信道分配、以及這里未更詳細描述的其它功能，連同傳遞來自網絡并經由物理層接口302傳輸的消息。無線鏈路控制器306主要涉及無線層的差錯糾正，即，吸收由信道衰減導致的周期性的差錯，并處理GPRS/EDGE數據傳輸建立與拆除的特定方面。以這種方式，無線鏈路控制器306通過確認與重傳來維護無線鏈路的完整性。
對于分組數據，邏輯鏈路控制器(LLC)308將網絡協議分組數據分組化(即劃分)為無線分組，以在射頻信道102上無線傳輸，并提供壓縮與加密服務。子網匯聚/分散協議單元(SNDCP)310將由移動站101接收的無線分組解分組化/劃分為網絡協議分組數據，以發(fā)送到移動站101的應用接口311。應用接口在子網匯聚/分散協議到移動站101內的相應應用之間交換網絡協議數據。以這種方式，在應用接口與物理層302之間通過子網匯聚/分散協議310、邏輯鏈路控制器308、無線鏈路控制器306、以及媒體接入控制器304來傳輸用戶或流量分組數據。
控制器206進一步包括無線資源管理器(RRM)與GPRS無線資源管理器(GRR)316，以管理小區(qū)內移動性和無線資源分配。移動性管理(MM)與GPRS移動性管理(GMM)層318管理小區(qū)間移動性。
數字化語音的話音路徑通過物理層302與CODEC 322。CODEC從用戶接口接收輸入語音，以在上行鏈路上傳輸，并將從下行鏈路接收的語音輸出到用戶接口208，以通過揚聲器(未顯示)重新生成?？梢钥吹?，在移動站101中話音與分組化數據通過分離的路徑進行處理，這反映了話音與分組化數據流量在網絡中的不同路徑，如圖1所示。該系統結構允許向現有話音網絡添加GPRS/EDGE，而不損害現有的可靠的GSM老話音系統。
該現有系統的一個限制是其不支持要求不中斷連接的數據通信，這里稱為中斷不容忍通信。這樣的通信的示例是流視頻或音樂。這是因為GPRS/EDGE使用“先斷后連(break before make)”重選來支持移動站重選，建立臨時塊流(TBF)，如本領域技術人員已知的那樣。結果，每次進行小區(qū)重選時，輸入數據流被中斷。
為使移動站101適應中斷不容忍數據傳輸，同時對現有GPRS/EDGE系統影響最小，在移動站101中插入虛擬承載電路312。本領域技術人員將認識到，下行鏈路，即從網絡到移動站的路徑，是服從(subject to)這樣的通信的主鏈路，因此參照下行鏈路來描述虛擬承載電路。然而，將認識到，虛擬承載電路也可在上行鏈路中找到應用。示例性虛擬承載電路312插入到邏輯鏈路控制器306與無線邏輯鏈路308之間。虛擬承載電路312存儲來自無線鏈路控制器的下行鏈路數據，以便將來輸入到邏輯鏈路控制器308，從而供移動站101的應用使用。通過將虛擬下行鏈路承載電路組件邏輯地插入到無線鏈路控制器306層之上與邏輯鏈路控制器308層之下，虛擬承載電路于接收端在裝配的邏輯鏈路控制器幀上操作。虛擬流下行鏈路承載電路312的功能是當下行鏈路未中斷時，存儲下行鏈路數據，并于其后當下行鏈路流中斷時，向邏輯鏈路控制器提供存儲的數據。以這種方式，虛擬承載電路繼續(xù)向邏輯鏈路控制器提供數據，直到恢復連接。
下面將從參照圖4開始，更詳細地描述虛擬承載電路312。在第一實施例中，該實施例為現有GPRS/EDGE一般架構的擴展，通過接口313、315，將單個新的虛擬承載電路312，例如虛擬流承載電路，插入到移動站101中，在邏輯鏈路控制器(LLC)308與無線鏈路控制器(RLC)306之間。所示虛擬承載電路312接收下行鏈路數據，并將其裝載到隊列402。將來自該隊列的輸出信號經由接口315輸入到邏輯鏈路控制器308。一般地，對于流承載電路，隊列輸入控制將數據插入到隊列中，以便i)確保在向邏輯鏈路控制器發(fā)送任何數據之前，將下行鏈路數據隊列填充到充分程度，以及ii)將隊列數據維持在充分水平，無論何時接收數據。
可通過操縱下面參數中的兩個(分離地或組合地)來控制虛擬承載電路隊列402●輸入/輸出數據率比；和●虛擬承載電路隊列大小(低水印和/或高水印)。
本領域技術人員將意識到，通過控制這些參數，可適應小區(qū)重選而不損失流數據，甚至在下行鏈路中斷時也是如此。
更特別地，將使用下面的變量來描述虛擬承載電路的操作Ton臨時塊流ON在此狀態(tài)中，正在進行分組數據傳輸；Toff臨時塊流OFF；在此狀態(tài)中沒有進行分組數據傳輸，或臨時塊流，但是“準備定時器”正在運行，允許在其到期之前快速返回到分組傳輸操作；I IDLE分組空閑模式。沒有臨時塊流，且準備定時器已到期，為獲得臨時塊流，需要完全建立；A 臨時塊流開始。沒有活動分組數據傳輸；Rs 準備定時器開始；Rx 準備定時器到期；Re 準備定時器清除；F 從RLC開啟下行鏈路數據流；QLL 下行鏈路數據隊列中的數據<隊列低水印QL；QHH 下行鏈路數據隊列中的數據>隊列高水印QH；和S 向LCC發(fā)送幀。
在操作中，假定每次無線鏈路控制器有一完全裝配的邏輯鏈路控制器幀要遞送時，虛擬承載電路被激活，或者被喚醒。每次VSB過程醒來，其遵循下面的規(guī)則集以控制其執(zhí)行確定RR/GRR的狀態(tài)如果不在分組傳輸狀態(tài)Ton，則不要求自動機操作。另外，記錄前一GRR狀態(tài)，使得在下一次Ton EQ TRUE時可測試(I<->Ton)。
IF GRR狀態(tài)Ton EQ TRUEIF(I<->Ton)EQ TRUE設置變量VSB_Reset＝TRUEFI<執(zhí)行輸入隊列自動機>
<執(zhí)行輸出隊列自動機>
FI虛擬流承載電路(VSB)邏輯包括三個狀態(tài)自動機1)在GSM規(guī)范無線資源狀態(tài)轉移中，添加子狀態(tài)，該子狀態(tài)基于當處于分組傳輸或雙傳輸模式時，“準備定時器”是否正在運行。這可稱為主控制自動機。
2)隊列輸入自動機，其通過控制無線媒體上的流來控制到下行鏈路數據隊列的數據輸入。
3)隊列輸出自動機，其控制從下行鏈路數據隊列到LLC層的輸出。
控制該操作以將下行鏈路數據隊列維持在充分水平，以便i)最小化抖動的影響，該抖動由調度、重傳等導致的傳輸率中的瞬時變化產生，和ii)減小小區(qū)重選對下行鏈路數據流的連續(xù)性的影響。
另外，將虛擬承載電路置于無線鏈路控制器之上，通過允許在無線鏈路控制器中重用臨時塊建立邏輯，進一步減小了其對現有組件的影響。換言之，即使在以透明模式操作無線鏈路控制器時，其仍然負責發(fā)起為開始和管理臨時塊流所必需的信令。
下面將關于GPRS/EDGE GSM術語并參照圖5與6來描述主狀態(tài)。如下控制這些狀態(tài)。當沒有通信發(fā)生時，電話操作在空閑/空閑分組模式502。當分配無線資源時，進入專用模式504，并且當釋放無線資源時，終止該模式。當發(fā)起分組接入時，進入分組傳輸模式506，并且當終止臨時塊流時，終止該模式。當同時有話音與分組數據通信時，雙傳輸模式508發(fā)生。
參照圖6，當移動無線資源狀態(tài)處于i)雙傳輸模式(DTM)并且臨時塊流正在進行，或者ii)僅處于分組傳輸模式時，TBF ON狀態(tài)602為表達的狀況。在狀態(tài)TBF OFF 604，準備定時器運行，是這樣的狀況，其中準備定時器正在運行而TBF關閉，注意無論何時臨時塊流正常終止，就開始準備定時器。在沒有活動臨時塊流，并且準備定時器正在運行的情形中，不要求完全信令建立序列以便開始新的臨時塊流。狀態(tài)606表示空閑分組。
輸入隊列自動機表示在圖7中。在發(fā)起臨時塊流之前702，將下行鏈路數據裝載到隊列402中，并且持續(xù)到隊列402裝滿為止。裝載隊列704直到其達到指明的隊列高水印(高存儲門限值，其為隊列的容量限制)。當其達到該門限值時，停止隊列中的數據存儲706。停止裝載隊列，直到隊列達到隊列低水印(存儲門限值，其為隊列的最小容量)。以這種方式，可管理隊列，使之保持在高低門限值之間。該排隊過程對于諸如流音頻與視頻等延時敏感(在數據到達應用之前，用戶可容忍一些延時)但中斷不容忍(一旦開始，中斷將引起故障)的數據通信類型而言將是有效的。
發(fā)明人預想，有利地，可以更智能地控制虛擬承載電路。將虛擬承載電路隊列狀態(tài)變量S設置為表示虛擬承載電路隊列充滿程度(％)的變量。可如下遞歸地定義任何給定時刻(I+1)的S的值Si+1＝F(Si，QL，QH，RIO，FCR)，其中QL為VSB隊列低水印，QH為VSB隊列高水印，RIO為輸入/輸出數據率比，且FCR為隨機發(fā)生的小區(qū)重選的頻率。這里把隊列的輸出率調整(控制)周期稱為Tadj。輸出數據率在每一間隔末尾，即，為下一間隔設置。
對于任何小心的控制周期I，一種瑣碎的控制策略將是為下一間隔設置輸出數據率rout(i+1)，其向LLC層提供在前一周期內從無線鏈路控制器到達的數據量相同的傳輸rin(i)。這樣，可將周期(I+1)的輸出數據率確定為rout(i+1)＝rin(i).
當來自無線鏈路控制器的輸入流數據率增加時，虛擬承載電路隊列可能變滿，并要求包括流量控制。當輸入流數據率減小時，邏輯鏈路控制器層未收到足夠的數據，而應用在“挨餓”。結果，用戶的服務質量感覺將退化。
遵照另一可供選擇的實施例，修改上面的公式以考慮隊列402的狀態(tài)。在此情形中，下一時間段的輸出率應等于隊列的當前內容加上在先前時期中接收的同樣的數據量。這意味著rout(i+1)=rin(i)+S(i)Tadj,]]>其中Tadj為隊列調整(控制)周期的持續(xù)時間。
無論利用上面的實施例中的哪一個，本領域技術人員將認識到，在小區(qū)重選期間，隊列402有可能周期性地變空。關于這點有三個主要原因(i)由重選引起的數據流中斷的長度，(ii)應用從隊列消耗數據的速度(更確切地，隊列輸入與輸出數據率之間的比率)，和(iii)隊列長度(即高水印與低水印)。
另一可供選擇的實施例闡釋在圖9中。對于虛擬承載電路隊列，可將控制質量(控制標準)定義為會話時期期間發(fā)生的挨餓的整數(integral number)?？刂茩C制的目標是與沒有控制的“開環(huán)系統”相比，減小(最小化)控制標準。提議的系統是組合系統，其中使用閉環(huán)控制連同小區(qū)變化的預測。發(fā)明人進一步預想，隨機發(fā)生的小區(qū)重選的預測器也可顯著地增加控制質量。
更特別地，隊列402的隊列控制循環(huán)闡釋在圖9中?？刂铺摂M承載電路隊列402，以維持想要的隊列狀態(tài)?？刂蒲h(huán)的另一輸入是由小區(qū)變化控制器(參照圖15、16描述)生成的重選命令以及由重選預測器904(也參照圖15、16描述)生成的重選參數。另外，在框906中計算隊列輸入/輸出(I/O)數據率比，其為裝載隊列的速率對卸載隊列的速率的比率。虛擬承載電路隊列狀態(tài)預測器908預測隊列狀態(tài)，并將該預測輸入到隊列狀態(tài)控制器。
控制器可依據預測的需要，動態(tài)地改變隊列容量。這樣，當小區(qū)重選頻繁時，高門限值(高水印)QH可以很大。當小區(qū)重選不頻繁時，可降低高門限值QH，(以便)為移動站中的其它應用節(jié)省內存，并減小由隊列引起的延時。本領域技術人員將意識到，在諸如中央倫敦(central London)等操作環(huán)境中，甚至在移動站物理地靜止時，信道可能變化(not be)。相當常見的是，依據系統參數設置(滯后與重選定時器)，移動站每10秒左右進行一次小區(qū)重選，并在同一組的兩或三個小區(qū)之內跳來跳去。在這樣的環(huán)境中，將要求非常魯棒的承載電路。作為可供選擇的另一替代方案，在諸如農村環(huán)境等其它環(huán)境中，除在小區(qū)邊界以外，小區(qū)重選將是不頻繁的。本發(fā)明通過提供適宜水平的內存和使用不當過量的資源并引入不當的延時，可適應兩種環(huán)境。
另外，隊列控制器910可調節(jié)輸出數據率，以在條件變化時將隊列維持在恒定水平。最后，重選組件912控制隊列以操作在中斷模式，其中在小區(qū)重選期間，存儲的數據不中斷輸出?？刂蒲h(huán)控制隊列，以保持基本恒定。另外，隊列大小可依據是否預期小區(qū)重選而變化。
也規(guī)定了隊列充滿程度目標Star，其為會話期間控制系統應達到并維持的隊列充滿程度。為增大控制質量，系統在每一控制周期內進行抽樣，測量輸入數據率，并維持其移動平均值r‾in(i)=r‾in(i-1)+rin(i)-r‾in(i-1)i,i=1,2,3...;r‾in(0)=0.]]>對于每一隊列調整(控制)周期，控制算法工作如下步驟1在周期I的開始，將rin(i)設置為零步驟2在當前調整周期i期間，測量輸入數據率并維持移動平均值rin(i)。
步驟3在調整周期i的末尾，確定虛擬承載電路隊列充滿程度S(i)。
步驟4遵照下面的公式設置下一控制周期(I+1)的輸出數據率rout(i+1)=r‾in(i)+S(i)-StarTadj.]]>基于在每一控制周期內采得的樣本，計算移動平均值rin(i)。在每一隊列調整周期的開始，重置移動平均值rin(i)。這意味著在調整間隔的末尾，隊列的狀態(tài)取決于在前一控制周期的末尾觀察到的隊列狀態(tài)，而與前面的間隔無關。
在仿真中，發(fā)明人已確定，通過令到隊列的輸入率超出隊列輸出率不多于20％，小區(qū)重選可能發(fā)生。在壞情況重選仿真中，裝載率超出隊列輸出率小于10％，能夠支持流信號在移動站輸出端不受損害。
遵照另一可供選擇的實施例，無論何時不使用虛擬承載電路的服務，發(fā)明人預想，可以將無線鏈路控制器操作在透明模式。這由圖3中的雙通314表示。對于需要虛擬承載電路的傳輸，可采用虛擬承載電路。另一方面，對于傳統的盡力而為的GPRS/EDGE傳輸，雙通虛擬承載電路。發(fā)明人預想，這可通過網絡與移動站之間的交換來完成。
更特別地，無線鏈路控制器306向GPRS無線資源管理(GRR)層316發(fā)送需要建立的通知。遵照一實施例，GRR可通知網絡，移動站101支持虛擬承載電路操作，如圖10a中的步驟1002表示。其后，移動站等待響應，如步驟1004中所指示的那樣。網絡可通過指示虛擬承載電路操作將開始，如步驟1014所指示的那樣，來響應在圖10b中的步驟1012中檢測到的通知，其中步驟1014闡釋通知移動站并發(fā)起超尺寸的傳輸。這樣的通知可包括這樣的虛擬承載電路類型，其中可存在多個不同的虛擬承載電路。例如，網絡可指示將發(fā)起流虛擬承載電路操作，并且其可在更高數據率(超尺寸的速率)上發(fā)起傳輸，以支持為準備小區(qū)重選而填充隊列。其后，GPRS無線資源管理可通知無線鏈路控制器，其何時可開始向媒體接入控制(MAC)層發(fā)送無線塊。另外，該架構支持透明模式，該模式繞過虛擬承載電路，其中傳統的GPRS/EDGE分組數據傳輸就足夠了。在透明模式中，當不需要虛擬承載電路時，移動站與網絡操作得仿佛虛擬承載電路不存在。該模式可作為從網絡接收確認之前的標準操作模式，如步驟1008所指示的那樣。當虛擬承載電路不活動時，網絡以其正常數據率發(fā)送數據，如步驟1016所指示的那樣。本領域技術人員將認識到，作為對這里所描述的在網絡與移動站之間進行溝通的可供選擇的另一替代方案，GRR可操作以便獨立于網絡地發(fā)起虛擬模式(即，不通知網絡)。
又一實施例闡釋在圖11中，其中闡釋多虛擬承載電路組件1100。多虛擬承載電路包括由公共接口層1106、1108協同的多個虛擬承載電路312、1102、1104。以這種方式，除協同多個無線承載電路之外，可獲得數據的任何序列化和/或優(yōu)先級排序。更特別地，第一虛擬承載電路312，即流虛擬承載電路，可以是容忍延時、不容忍中斷的、上面所描述的虛擬承載電路?？砂ㄓ糜谄渌愋偷耐ㄐ诺钠渌休d電路，例如用于發(fā)送大的背景塊的背景承載電路，或者用于不容忍延遲的通信的實時承載電路?？刹僮鞴步涌趯?，以便遵照其各自的優(yōu)先級以及與數據相關聯的應用的需要，對到邏輯鏈路控制器的數據流與流量數據進行優(yōu)先級排序。該多承載電路組件可以在有或者沒有雙通314的情形下使用。
這樣，可以看到，可將本發(fā)明施行到現有GPRS/EDGE架構，并且i)向操作者提供商業(yè)上有用的特性，以及ii)向網絡與移動站制造業(yè)提供引入該特性的相對低風險的、快速的方法。還建議了集成“交談式”或實時承載電路擴展的額外的可能性。在向協議添加實時承載電路的情形中，將完全繞過RLC與MAC的功能，這是因為對盡力而為的用戶數據與實時數據服務的要求是非常不同的。其后，以“實時承載電路”擴展替換為實時交談式服務定制的RLC/MAC功能，并“隧穿”到物理層，可能是到靈活層一概念(Flexible Layer One Concept，FLOC)組件。
發(fā)明人預想，如果任何虛擬承載電路以透明模式操作在發(fā)送的LLC幀上，則可使用現有的RLC透明模式。如果虛擬承載電路操作在無線塊上，則創(chuàng)建可引入到現有RLC組件的分離的承載電路組件，在架構上可能更簡單。另外，添加任何虛擬承載電路將可能對移動站與網絡內的組件之間的數據緩沖具有顯著影響。在網絡的情形中，還應考慮回程容量。進一步地，將特性的影響隔離到單個組件一般是件并非微不足道的任務，并且對于特定類型的特性而言甚至沒有可能。利用該類型的架構指導的決策，部分應基于適當性。
發(fā)明人還預想，可在網絡中插入虛擬承載電路。如果插入到網絡中，該組件將可能被限制到協議控制單元(PCU)。
遵照本發(fā)明的還一方面，提供一種方法與設備，其i)允許網絡設置和調整控制移動站何時以及如何重選小區(qū)的門限值，ii)允許移動站預測小區(qū)重選的可能性，以及iii)在分組數據傳輸期間，當重選非?？赡軙r，允許移動站通知網絡，這又允許網絡采取適宜的行動來分配新的小區(qū)，在該小區(qū)上繼續(xù)分組數據交換?？稍诰哂袉蝹€空中接口或者在異類空中接口(例如GSM與UMTS)之間的網絡內命令這樣的重選。
圖12闡釋一般移動環(huán)境，其中可有利地采用小區(qū)重選預測。移動站101正穿越小區(qū)A、B、與C。在示圖中，下面的事件發(fā)生。在小區(qū)A中發(fā)起分組數據傳輸。移動站重選到小區(qū)B，終止與小區(qū)A的分組傳輸(先斷后連(break-before-make))。移動站嘗試接入小區(qū)B，但是接入遭到拒絕。其后，移動站101重選到小區(qū)C。移動站成功地接入小區(qū)C，進行路由域更新，并繼續(xù)分組數據傳輸。
由于下面的原因，預測小區(qū)改變的能力將是有利的。首先，如果在移動站中采用上面描述的虛擬承載電路，可調整虛擬承載電路的操作，以適應即將發(fā)生的小區(qū)改變。其次，無論是否采用虛擬承載電路，網絡可預先確定小區(qū)B是否有容量來服務移動站，以及小區(qū)C是否支持用于與移動站通信的可接受的RF參數，并且作為對其的響應，直接與移動站通信，以在中斷之前將移動站101引導到小區(qū)C，從而最小化數據中斷。
圖13闡釋移動站101的一部分。重選預測器1302在移動站101的無線資源層中。連接重選預測器，以從物理層302的測量獲得單元1304接收接收信號強度(RSSI)測量。也將RSSI測量提供給小區(qū)改變控制器(CCC)，其進行本領域已知的現有移動小區(qū)改變，例如GSM規(guī)范3GPP TS 05.08中找到的移動小區(qū)改變。小區(qū)改變控制器向重選預測器模塊1302輸出值C1。重選預測器為測量報告控制器1304生成預測的小區(qū)重選的指示，該測量報告控制器通過將重選即將來臨標志設置為真(T)來向網絡報告測量1306。盡管上面參照移動站101進行描述，本領域技術人員將認識到，所提議的設備的邏輯位置可以在移動站和/或網絡的無線資源(RR)管理層之內。
本領域技術人員也將認識到，移動站101出于管理網絡控制的小區(qū)重選的目的進行測量的方式，以及移動站如何為正常小區(qū)重選進行測量，是已知的。移動站為在空閑模式以及分組傳輸模式中選擇、重選小區(qū)所要遵循的方式與規(guī)則、操作是已知的。這些規(guī)則實現在無線資源層中，并要求物理層中的支持，這里稱為小區(qū)改變控制器，(CCC)。該執(zhí)行測量的現有邏輯集稱為測量獲得單元，(MAU)1304，而從移動站向網絡報告測量的邏輯集可稱為測量報告控制器(MRC)1304。
對移動小區(qū)重選邏輯的現有組件的一個改進添加駐留于無線資源中的額外組件，這里稱為重選預測器(RP)模塊。該新組件主要從小區(qū)改變控制器模塊接收其輸入，并主要向測量報告控制器發(fā)送其輸出。重選預測器的目的是i)分析從MAU發(fā)送給CCC的預先處理的測量，以及ii)經由MRC通知網絡。
小區(qū)重選的結構闡釋在圖14中。重選預測器1402具有一個邏輯輸入1408，還具有第一可能輸出1404，其包括通過設置上行鏈路測量報告中的“重選即將來臨”比特，向網絡輸出預測到重選的“警告”，還具有第二可能輸出1406，其為送往虛擬承載電路(VB)的預測到重選的指示的形式，該VB可以是，比如說，虛擬流承載電路(VSB)?？奢敵?404或1406之一或兩者。重選預測器將測量獲得模塊1410的輸出作為其邏輯輸入1408。重選預測器從小區(qū)改變控制器的測量模塊1410接收C1測量(RSSI)作為輸入。當小區(qū)改變控制器確定重選必須發(fā)生時(這可由網絡或移動站確定)，重選執(zhí)行1412發(fā)生。
在一個實施例中，移動站架構包括重選預測器，其預測重選何時可能發(fā)生。在圖14的示例性實施例中，重選預測器1302在輸入1406處從測量模塊1410接收基于RSSI測量計算的C1參數值。這里采用C1參數值作為示例，但作為可供選擇的另一替代方案，可使用其它標準。
重選預測器包括輸出1404，以指示重選何時可能發(fā)生。在一實施例中，比如說，移動站基于重選預測器的輸出，設置發(fā)送給網絡的上行鏈路測量報告中的“重選”比特，以向網絡通知即將來臨的重選。示例性的重選預測器還包括第二輸出1406，以向虛擬承載電路(VB)，比如說，虛擬流承載電路(VSB)，或者移動站上的某其它模塊，通知重選即將來臨?？商峁┹敵?404與1406之一或兩者。
在圖14中，當要求重選時，由移動站上的重選執(zhí)行模塊1412進行重選，以響應重選命令。重選命令可產生自網絡處或移動站處進行的判定，如下面更充分地討論的那樣。
在一實施例中，一般地，基于從擬合逼近對應的C1參數值集合的一組多條曲線計算的重選標準(RC)，并且基于曲線的系數，來預測重選。在示例性實施例中，拋物曲線逼近一組多個參數值yi＝C1，這些參數值基于在時間ti獲得的相應的RSSI測量。基于相應的一組C1參數值，使用最小二乘法按照yi與ti的函數來計算曲線系數a0、a1與a2。在圖15中，計算每一拋物曲線，以逼近五個C1參數值。對于每一新的C1參數值，生成新的一組拋物曲線系數，以逼近5個最近的C1參數值。在圖15中，第一拋物曲線是基于時間ti到ti+4的C1值，下一拋物曲線是基于時間ti+1到ti+5的C1值，而下一拋物曲線是基于時間ti+2到ti+6的C1值，等等。對于每一拋物曲線，在對應于最近的C1值的時刻，使用關系RC＝a0+a1tn+a2tn2來計算重選標準(RC)。多個重選標準(RC)點闡釋在圖15中。
重選預測器的一個示例性的算法通過基于第一yj尋找要求的初始和，來開始n點滑動拋物線計算，其中yj為上面討論的來自GSM 3GPP標準的C1參數值，對應時刻tj的重選標準值St0=Σj=1ntj;Stt0=Σj=1ntjtj;Sttt0=Σj=1ntjtjtj;Sttt0=Σj=1ntjtjtjtj;Sy0=Σj=1nyj;]]>Sty0=Σj-1ntjyj;Stty0=Σj=1ntjtjyj;]]>重選標準計算是基于由間隔ΔT在時間上隔開的原始RSSI測量。
從初始化i＝1開始，進行下面的計算。
BEGINRSSIi＝get_RSSI_measurements(ti)；yi＝calculate_reselection_criteria(RSSIi)；//Current sums based on the previous onesB＝St(i)＝St(i-1)-ti-1+ti；C＝Stt(i)＝Stt(i-1)-ti-1ti-1+titi；F＝Sttt(i)＝Sttt(i-1)-ti-1ti-1ti-1+tititi；M＝Stttt(i)＝Stttt(i-1)-ti-1ti-1ti-1ti-1+titititi；P＝Sy(i)＝Sy(i-1)-yi-1+yi；R＝Sty(i)＝Sty(i-1)-ti-1yi-1+tiyi；S＝Stty(i)＝Stty(i-1)-ti-1ti-1yi-1+titiyi；//Auxiliary parametersD＝St(i)；E＝Stt(i)；K＝Stt(i)；L＝Sttt(i)；Q＝D/n；E＝E-QB；
F＝F-QC；R＝R-QP；Q＝K/n；L＝L-QB；M＝M-QC；S＝S-QP；Q＝L/E；//Coefficients of the sliding parabola ending at the moment tna2＝(S-RQ)/(M-FQ)；a1＝(R-Fa2)/E；a0＝(P-Ba1-Ca2)/n；//Reselection criteria at the moment tn calculated based on//approximationRC(tn)＝a0+a1tn+a2tn2i＝i+1；END圖16是重選標準RC以及系數a0、a1與a2的圖形闡釋。當在連續(xù)多條曲線的端點處評估的RC值正在降低時，并且當所述連續(xù)多條曲線中的至少一些的系數a0、a1與a2滿足指示即將來臨的重選的條件時，判定重選即將來臨，如下面更充分地討論的那樣。在一實施例中，當重選即將來臨時，通過關系Tr＝-a0(Td)/a1(Td)確定小區(qū)重選發(fā)生的估計時間。時間Td的點是何時檢測到潛在的重選，而Tc＝Td+mΔT是當前時刻。在一實施例中，當m＝3時，預測重選如下IF0＜RC(Tc)＜RC(Tc-ΔT)＜RC(Tc-2ΔT)＜RC(Td＝Tc-3ΔT)ANDa0(Td)＞0ANDa1(Td)＜0ANDsign[a2(Td-ΔT)]＜0ANDsign[a2(Td+ΔT)]＞0
ANDsign[a0(Tc)]＞0ANDsign[a1(Tc)]＜0THEN，小區(qū)重選預測時間為Tr＝-a0(Td)/a1(Td).
重選預測器可在連接期間持續(xù)運行。每次滿足預測重選的條件時，將更新Tr。當不再滿足重選條件時，將不預測小區(qū)重選。
作為可供選擇的另一替代方案，遵照另一實施例的重選預測算法使用下面的步驟步驟1首先獲得n個RSSI測量，其中n＞2步驟2獲得時刻ti的RSSI測量步驟3為全部n套RSSI測量計算參數yi＝C1重選標準，如3GPPTS 05.08，clause 6.4所述。
步驟4基于前面n個測量，使用最小二乘法按照yi與ti的函數來計算參數a0、a1與a2，其中n＞3步驟5在最后時刻n，基于a0、a1與a2計算預測參數RC，即RC＝a0+a1tn+a2tntn步驟6確定如果a0、a1與a2具有預先確定的關系，并且對于連續(xù)3個樣本，RC斜率下降，并且步驟6如果當前周期Td的a0是正的，并且步驟7當前周期Td的a1是負的，并且步驟8如果a2從前一周期的負值變?yōu)楫斍爸芷赥d的正值，并且步驟9如果預測的拋物線RC斜率從當前周期Td開始下降至少3個周期，并且步驟10如果預測RC的上一點處的a0的符號是正的，并且步驟11如果預測RC的上一點處的a1的符號是負的，則步驟12認為小區(qū)重選即將來臨，且計算其未來的時間為Tr＝-a0(Td)/a1(Td)
步驟13增加I時間間隔步驟14跳到步驟2。
對于每一預先確定的時間周期ΔT，RP從測量模塊接收服務小區(qū)RSSI測量。如上面所提到的那樣，移動站在TBF模式中每TDMA幀(4.615ms)進行RSSI測量?？蓪r間周期ΔT估計為大約100TDMA幀。
在接收新的測量時，RP模塊計算重選標準RC之一。這里采用C1作為標準，但本發(fā)明也可使用其它重選標準，或者用于不同于GSM及其后續(xù)的標準。
基于前n個重選標準(例如，n可賦值為5)，RP使用下面的公式以拋物曲線逼近RC值RC(t)＝a0+a1t+a2t2.
參數a0、a1與a2以最小二乘法(MLS)確定。“移動拋物線”逼近的思路以圖形方式表示在圖15中。
上面對本發(fā)明的詳細描述及所描述的示例是出于闡釋和描述的目的。盡管上面聯系特定設備描述本發(fā)明的原則，應該清楚地認識到，該描述僅通過示例的方式，而非作為對本發(fā)明的范圍的限制。
權利要求
1.一種操作移動通信設備的方法，其包括以下步驟隨著時間的過去，計算指示接收信號強度的參數；確定所述參數的值之間是否存在預先確定的關系；和如果存在所述的預先確定的關系，確定重選即將來臨。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述的確定是否存在預先確定的關系的步驟確定存在多少預先確定的條件。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述的計算步驟包括測量接收信號強度。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述的計算步驟包括作為接收信號強度測量的方法，計算多個參數。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述的確定是否滿足至少一個預先確定的標準的步驟確定是否滿足多個參數。
6.如權利要求1所述的方法，其進一步包括步驟一旦確定重選即將來臨，向虛擬承載電路與網絡中的至少一個發(fā)送消息。
7.如權利要求1所述的方法，其進一步包括為所述重選計算相對時間的步驟。
8.如權利要求1所述的方法，其進一步包括從網絡接收門限值信息，以控制移動站重選的步驟。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述的計算步驟包括進行RSSI測量。
10.如權利要求9所述的方法，其中在臨時塊流模式中，每時分多址幀都計算所述RSSI測量。
11.如權利要求1所述的方法，其進一步包括步驟發(fā)起流量控制，以響應確定重選即將來臨。
12.如權利要求11所述的方法，其進一步包括步驟在所述虛擬承載電路中進入流量控制，以響應從所述網絡接收的信號。
13.如權利要求11所述的方法，其進一步包括步驟在所述虛擬承載電路中進入流量控制，以響應重選即將來臨的消息。
14.一種移動通信設備，其包括測量模塊；重選預測器，其連接到所述測量模塊，所述重選預測器在所述移動通信設備中生成小區(qū)重選的可能性消息，其基于由所述移動通信設備進行的測量。
15.如權利要求14所述的無線通信設備，其進一步包括虛擬承載電路，其用于向所述底層施加流量控制，所述虛擬承載電路施加流量控制，以響應重選即將來臨的判定。
16.如權利要求15所述的無線通信設備，其中所述虛擬承載電路連接到所述重選控制器，以從所述預測器接收所述的小區(qū)重選的可能性消息。
17.如權利要求7所述的方法，其中所述的計算步驟進一步包括通過基于相應時刻tj的所述第一yj重選標準值，尋找要求的初始和，來進行n點滑動拋物線計算。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述的計算步驟進一步包括確定所述時刻Td，在該時刻a0(Td)＞0&&a1(Td)＜0&&sign[a2(Td-ΔT)]＜0&&sign[a2(Td+ΔT)]＞0且m個連續(xù)計算的重選標準RC滿足下面的不等式RC(Td+ΔT)＞RC(Td+2ΔT)＞RC(Td+3ΔT)＞...＞RC(Td+mΔT)＞0其中重選標準RC使用移動拋物線逼近計算，并且sign[a0(Td+mΔT)]＞0&&sign[a1(Td+mΔT)]＜0則小區(qū)重選預測時間Tr為Tr＝-a0(Td)/a1(Td).其中a0＝(P-Ba1-Ca2)/n；a1＝(R-Fa2)/E；a2＝(S-RQ)/(M-FQ)；D＝St(i)；B＝St(i)＝St(i-1)-ti-1+ti；C＝Stt(i)＝Stt(i-1)-ti-1ti-1+titi；F＝Sttt(i)＝Sttt(i-1)-ti-1ti-1ti-1+tititi；M＝Stttt(i)＝Stttt(i-1)-ti-1ti-1ti-1ti-1+titititi；P＝Sy(i)＝Sy(i-1)-yi-1+yi；R＝Sty(i)＝Sty(i-1)-ti-1yi-1+tiyi；S＝Stty(i)＝Stty(i-1)-ti-1ti-1yi-1+titiyi；E＝Stt(i)；K＝Stt(i)；L＝Sttt(i)；Q＝D/n；E＝E-QB；F＝F-QC；R＝R-QP；Q＝K/n；L＝L-QB；M＝M-QC；S＝S-QP；Q＝L/E；St0=Σj=1ntj;]]>Stt0=Σj=1ntjtj;]]>Sttt0=Σj=1ntjtjtj;]]>Stttt0=Σj=1ntjtjtjtj;]]>Sy0=Σj=1nyj;]]>Sty0=Σj=1ntjyj;]]>Stty0=Σj=1ntjtjyj;]]>RC(t)＝a0+a1t+a2t2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種方法與設備，其i)允許移動站設置和調整控制移動站何時以及如何重選小區(qū)的門限值，ii)允許移動站預測小區(qū)重選的可能性，以及iii)在分組數據傳輸期間，當重選非?？赡軙r，允許移動站通知網絡，這又允許網絡采取適宜的行動來分配新的小區(qū)，在該小區(qū)上繼續(xù)分組數據交換。作為可供選擇的另一替代方案，可向虛擬承載電路傳輸這樣的重選，以用于控制隊列。
文檔編號H04Q7/00GK1714579SQ200380103573
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權日2002年11月18日
發(fā)明者馬克·愛德華·佩岑, 尼爾斯·彼得·斯科夫·安德森, 阿諾德·謝因曼 申請人:摩托羅拉公司(特拉華州注冊)