專利名稱：用于優(yōu)化使用共享無線電傳輸鏈路的蜂窩網(wǎng)絡中的資源分配的方法，網(wǎng)絡，以及其網(wǎng)絡適配器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明的領域是通信網(wǎng)絡領域。準確地說，本發(fā)明涉及諸如特別
是，但不排他地，GSM ("全球移動通信系統(tǒng)")或UMTS ("通用移 動電信業(yè)務，，)的蜂窩網(wǎng)絡，其中實現(xiàn)了具有例如衛(wèi)星類型的無線電 傳輸?shù)幕A設施鏈路。
本發(fā)明特別適用于，但不排他地，無線電系統(tǒng)，這種無線電系統(tǒng) 使得通過衛(wèi)星將一組基站(在GSM的情況下，稱為"BTS"，在UMTS 的情況下稱為NodeB)，與稱為集線器的中心設備鏈接起來成為可能， 該中心設備用作分配在基站和它們的基站控制器(在GSM中稱為 BSC，在UMTS的情況下，稱為RNC)之間進行傳輸所需的通過衛(wèi)星 的無線資源。
一般而言，本發(fā)明可以在包括具有能夠被動態(tài)地管理的共享資源 的無線電鏈路的任何蜂窩網(wǎng)絡中進行應用。
這里，動態(tài)分配是指在時隙以及頻域內(nèi)根據(jù)無線電信道的業(yè)務量 的需求，進行資源分配。
最后，本發(fā)明還適用于具有資源的靜態(tài)分配，但是其中可以模擬 動態(tài)操作的無線電系統(tǒng)。
本發(fā)明特別適用于在通信業(yè)務量相對較低的農(nóng)村或偏遠地區(qū)實 現(xiàn)蜂窩網(wǎng)絡。
背景技術(shù)：
首先，為了清楚起見，這里以GSM標準為特例，呈現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù) 的缺點。然而，本發(fā)也如所示的應用于任何類型的蜂窩網(wǎng)絡。所屬領 域的技術(shù)人員可以輕松地在UMTS類型或其他類型的網(wǎng)絡中實現(xiàn)本發(fā)明。
GSM系統(tǒng)在全世界的越來越流行已經(jīng)引導運營商不僅在都市地 區(qū)部署這種業(yè)務，而且還越來越多在農(nóng)村地區(qū)部署這種業(yè)務。在后一 種區(qū)域，陸地基礎設施常常不足或很難適應于部署網(wǎng)絡。通過衛(wèi)星的 無線電鏈路系統(tǒng)則是擴展GSM業(yè)務的非常好的手段，當今這種解決方 案被普遍地使用，以提供到諸如基站之類的遠程設備的傳輸。
然而，衛(wèi)星資源非常昂貴，并且這種應用所存在的所有問題在于 降低通過衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)傳輸所需的帶寬的技術(shù)。
為了更加清楚起見，下面將在通過以靜態(tài)衛(wèi)星鏈路或DAMA類型 ("按需分配多路訪問，，)的動態(tài)衛(wèi)星鏈路為中介實現(xiàn)的蜂窩網(wǎng)絡基礎 設施的特定情況下，描述現(xiàn)有技術(shù)的缺點。然而，本發(fā)明更一般地適 用于實現(xiàn)了具有共享資源類型的無線電鏈路的任何蜂窩網(wǎng)絡。
I. GSM的體系結(jié)構(gòu)
參考圖l， GSM類型的蜂窩網(wǎng)絡的常規(guī)體系結(jié)構(gòu)包括移動服務交 換機IO (稱為MSC,"移動交換中心")、基站控制器ll (稱為BSC， "基站控制器，，)，以及最后， 一個或多個基站12 (稱為BTS，"基站收 發(fā)臺，，)。
每個BTS在一個或多個小區(qū)中提供GSM無線電覆蓋。作為示例， 參考圖l, BTS121由BSC11進行控制，并覆蓋地理小區(qū)13，具有用于 進行無線電通信14的移動站(MS)的一定數(shù)量的用戶位于該地理小 區(qū)中。
更準確地說，MSC為每一個進或出的呼叫控制呼叫的配置，它 還用作與其他電信網(wǎng)絡的接口 。每一個通信都通過控制多個BSC的
MSC。
BSC負責分配每個呼叫所需的無線電信道。它處理兩個BTS之間 的小區(qū)間傳輸。 一個BSC支持為較大地理區(qū)域提供覆蓋的多個BTS。
最后，BTS用作與移動站的用戶進行GSM無線電傳輸。BTS位于 支撐天線的"天線竿，，122的附近，并分布在覆蓋有蜂窩網(wǎng)絡的地理空間中。GSM標準以及其演化標準，比如由3GPP組("第三代合作伙伴 計劃")所定義的，利用了聲音壓縮。此壓縮是通過也稱為TC的代碼 轉(zhuǎn)換器來執(zhí)行的。根據(jù)GSM標準，TC可以在MSC站點、在BSC站點 或在BTS站點來實現(xiàn)。經(jīng)濟方面的考慮導致更優(yōu)選地在MSC站點實現(xiàn) TC，以便降低傳輸成本。
已經(jīng)由3GPP組定義了幾種類型的編解碼器。編解碼器GSM FR"全速率，，編解碼器以13kbit/s的速率工作。HR"半速率，，和EFR"增 強型全速率"編解碼器分別以5.6kbit/s和12.2kbit/s工作。在進行代碼轉(zhuǎn) 換之后，被壓縮到13/12.2kbit/s (或5.6kbit/s )的64kbit/s的語音以 16kbit/s (或8kbit/s)在一個時隙內(nèi)被傳輸?shù)交綛TS。根據(jù)3GPPTS 08.60(或TS 08.61 )規(guī)范，每20ms將經(jīng)過壓縮的語音根椐幀格式TRAU ("代碼轉(zhuǎn)換器和適配單元，，)傳輸?shù)紹TS。
這些相同的原理也適用于AMR ("自適應多速率")全速率FR和 速率降低的HR編碼。
除經(jīng)過壓縮的語音數(shù)據(jù)之外，TRAU幀還承栽"控制位"類型的信 令數(shù)據(jù)，使得可以優(yōu)化代碼轉(zhuǎn)換實體TC和具有BTS的信道編碼/解碼 單元CCU ("信道編解碼單元，，)之間的通信質(zhì)量。這些控制位特別使 得可以提供交換的數(shù)據(jù)的同步、定義所使用的編碼的類型(FR、 EFR、 HR或AMR)，以及指出與語音中的靜音有關的傳輸不連續(xù)性(DTX)。
以介紹在蜂窩網(wǎng)絡內(nèi)實現(xiàn)衛(wèi)星鏈路的方式，參考圖2，現(xiàn)在將簡 明地描述實現(xiàn)的接口以及以前介紹的主實體之間的命名。
PSTN ("公用交換電話網(wǎng)，，)被表示為PSTN22。
MSC IO和BSC ll之間的接口稱為接口A。
BSC ll和BTS 121之間的接口稱為接口Abis。
在TC21實現(xiàn)在MSC站點10上的情況下，TC21和BSC ll之間的 接口稱為Ater。
對于這些接口中的每一種接口，都可以在傳輸鏈內(nèi)使用衛(wèi)星鏈 路。在這些接口中的一個接口上插入衛(wèi)星鏈路的主要問題是，確定如 何有效地傳輸必要的數(shù)據(jù)，同時又能最小化經(jīng)衛(wèi)星傳輸所需的無線電頻帶。
在MSC和BSC之間所使用的接口 A由一個或多個2Mbit/s鏈路構(gòu) 成(ITU G703/G704標準)。每一個2Mbit/s鏈路都支持30路未經(jīng)過壓 縮的音頻信道(以64kbit/s )和一個信令信道SS7。 2Mbit/s鏈路的數(shù)量 取決于BSS子系統(tǒng)的規(guī)模。信令信道包含根據(jù)通信的數(shù)量特別指出業(yè) 務量需求的消息。
接口 Abis將BSC與BTS進行連接，并由 一個或多個2Mbit/s鏈路構(gòu) 成(ITU G703/G704標準)。它是傳統(tǒng)上利用衛(wèi)星傳送實現(xiàn)的接口之
此接口Abis承栽業(yè)務數(shù)椐，如經(jīng)過壓縮的語音和信令數(shù)據(jù)。
在接口Abis上，有兩種類型的信令數(shù)椐循環(huán)
-與BTS交換的、在特定信令信道中傳輸?shù)男帕钕ⅲ鼈兪沟孟⒂蒚S 08.58規(guī)范中的GSM指定。
-與業(yè)務數(shù)據(jù)在相同的流中傳輸?shù)目刂?帶內(nèi)"數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)是在 TRAU幀內(nèi)傳輸?shù)?。此?shù)椐是"控制位"，是對"數(shù)據(jù)位"的補充，其含 義在TS 08.60/08.61規(guī)范中進行了說明。
由協(xié)議消息構(gòu)成的第一種類型的信令數(shù)據(jù)，通常通過接口Abis 承載于專用時隙內(nèi)，速率為64kbit/s。
接口Abis的每個2Mbit/s鏈路都具有分配給信令信道或語音信道 的31個時隙(TS)。根據(jù)網(wǎng)絡的拓樸和語音的編碼選擇，接口Abis 上的2Mbit/s鏈路通常用來支持高達十個無線電傳輸接入信道，稱為 TRX ("收發(fā)器，，)。每個TRX又都以全速率FR支持八個專用于語音 的GSM信道或以半速率HR支持十六個GSM信道。接口Abis上的語音 信道的相應預留，代表為每個TRX分配2個64Kbit/s的TS (8*16Kbit/s=16*8Kbit/s=128Kbit/s )。
根據(jù)GSM網(wǎng)絡的規(guī)模，BTS配備有N個TRX，導致成比例地占用 接口 Abis上的時隙TS的數(shù)量。
2.衛(wèi)星應用下面將參考圖3描述實現(xiàn)衛(wèi)星類型的無線電鏈路的常規(guī)GSM網(wǎng)絡。
GSM連接網(wǎng)絡傳統(tǒng)上包括MSC30、 BSC31以及基站BTS32，向 具有移動終端34并位于BTS 32的覆蓋區(qū)域中的用戶提供通信。
此外，在BSC 31和BTS 32之間的接口Abis上實現(xiàn)了無線電鏈路 36。此無線電鏈路36是由無線電系統(tǒng)通過衛(wèi)星所提供的，包含用于在 接口Abis的每一端進行發(fā)射接收的兩個天線331和332，以及衛(wèi)星35。
注意，事實上可以在GSM系統(tǒng)中實現(xiàn)的每一個接口 A、 Abis、 Ater上插入通過衛(wèi)星的無線電鏈路。但是，在接口Abis上，即，在BSC 和BTS之間，插入這樣的衛(wèi)星鏈路經(jīng)常是優(yōu)選的，以便以最小的基礎 設施成本將GSM業(yè)務擴展到邊遠和用戶密度低的地理位置。
為了避免任何混淆，重要的是應注意，在這樣的實現(xiàn)方式中，實 現(xiàn)了兩種類型的無線電系統(tǒng)，但它們不起相同的作用
-GSM網(wǎng)絡本身使用第一無線電鏈路進行通信，特別是在BTS 和移動站的用戶之間進行傳輸。
-衛(wèi)星系統(tǒng)包括第二無線電傳輸鏈路。傳統(tǒng)上，由稱為集線器的 設備分配由衛(wèi)星在BSC和BTS之間進行數(shù)椐傳輸所需的無線電資源。
在下面的描述中，涉及無線電資源此命名因此涉及通過衛(wèi)星的 無線電傳輸鏈路，但是，它可以根據(jù)本發(fā)明擴展到任何其他類型的具 有共享資源的無線電鏈路，例如，通過無線電波束的鏈路("微波，，)， 或LMDS類型的系統(tǒng)("本地多點分布系統(tǒng)")，或其他WiFi、 WiMAX ("無線微波接入，，)類型的陸地傳輸系統(tǒng)，等等。
一般來說，在這里所關心的情況下，由具有共享資源的無線電鏈 路提供BTS和BSC之間的數(shù)據(jù)傳輸。
傳統(tǒng)上，參考圖3，在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，衛(wèi)星鏈路將為每一種 類型的通信使用固定速率資源(通常，在GSM中是16kbit/s或8kbit/s) 用于承載語音和數(shù)據(jù)。
對于靜態(tài)資源，最常見的方法，包括永久地預留衛(wèi)星資源，以傳 輸可能存在于接口Abis上的最大數(shù)量的通信。當今，有時還使用利用動態(tài)資源的更有效的方法，并包括隨著在BSC和BTS之間有效業(yè)務量 的變化而分配和釋放衛(wèi)星資源。事實上對應于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上的頻率和 功率資源的衛(wèi)星無線電資源的動態(tài)分配， 一般而言是由中心集線器根 據(jù)DAMA類型的方法進行控制的。
DVB-RCS系統(tǒng)("數(shù)字視頻廣播-通過衛(wèi)星的返回信道")是通過 衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)的標準的一個示例。在這種系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是在兩個傳輸 方向以數(shù)椐包模式發(fā)送的。
在"下游，，方向，從集線器到終端站，使用DVB-S ("通過衛(wèi)星進 行數(shù)字視頻廣播")標準中的廣播信道，并且所有的BSC-BTS鏈路都 以及時的方式復用。在"上游，，方向，從終端站到集線器，由集線器根 據(jù)DVB-RSC協(xié)議執(zhí)行時間和頻率資源的動態(tài)管理，以便 -避免共享同一個轉(zhuǎn)發(fā)器的各種源之間的沖突 -保證符合所要求的通信質(zhì)量的速率和傳輸延遲。 本發(fā)明特別適用于使用以DVB-S/DVB-RCS模式管理的衛(wèi)星信 it^^t酉己f 。
3.用于優(yōu)化無線電資源的技術(shù)
通過衛(wèi)星實現(xiàn)這樣的無線電鏈路以便實現(xiàn)蜂窩式基礎設施鏈路 的主要目標是盡可能地降低各種傳輸所需的頻帶，以便降低成本。到 目前為止，有多個已知的技術(shù)。
為了優(yōu)化無線電資源的分配，已經(jīng)開發(fā)出了多種技術(shù)，據(jù)此分析 TRAU幀中包含的信令數(shù)據(jù)，因此旨在避免在語音的靜音過程中進行 數(shù)據(jù)傳輸。同樣，可以考慮信令信道上的高比率的不活動，以便進一 步降低交換的數(shù)據(jù)量。這些技術(shù)，有時以"壓縮"方法的名字進行描述， 對于語音分析封裝在意在發(fā)往TRAU和BTS的幀中的控制位。這樣的 分析可以降低分配的無線電信道的比率，因為它利用這樣的事實語 音通信一般來說有大約50%的有效活動比率(因為很少同時在說和 聽)。
最后，關于通過衛(wèi)星鏈路的無線電資源的管理，常見的技術(shù)包括 使用DAMA ("按需分配多路訪問，，)系統(tǒng)。此外，還要注意，某些衛(wèi)星系統(tǒng)是"星形"配置，并且將所有終端站連接到中心集線器，而其他 衛(wèi)星系統(tǒng)是"網(wǎng)狀的"，并且允許任何用戶在一次衛(wèi)星跳中直接與任何 其他用戶進行通信，不管他在網(wǎng)絡中的位置如何，也不必一定經(jīng)過集
線器。星形或網(wǎng)格配置的DAMA衛(wèi)星系統(tǒng)通過按需動態(tài)地向網(wǎng)絡的每 一個活動節(jié)點分配衛(wèi)星資源，優(yōu)化衛(wèi)星鏈路。
例如，在某些實現(xiàn)方式中，DAMA網(wǎng)絡可以給每一個呼叫分配從 信道庫或"池"中選擇的固定通信信道。資源分配則對于每一個終端都 是按需"電路"類型。這可以優(yōu)化下游和上游容量，因此，會增大確定 的轉(zhuǎn)發(fā)器上的用戶的數(shù)量。
用于優(yōu)化無線電資源的分配的另 一種技術(shù)包括使用"數(shù)據(jù)包"模 式在共享無線電信道上傳輸數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)緩沖器。
緩沖器還可以存儲一定數(shù)量的TRAU類型的語音幀，或包含信令 消息的數(shù)據(jù)包，并通過較高速率鏈路，作為"脈沖串"發(fā)送這些幀。因 此，緩沖器的大小通常是數(shù)據(jù)包的數(shù)量，每一個數(shù)據(jù)包都對應于20ms 的語音幀。由于某些語音幀事實上對應于靜音，并由于在信令信道上 還有很大比率的不活動，因此，緩沖技術(shù)可以通過只發(fā)送有效的數(shù)據(jù) 包而受益于活動因素，這會相應地降低所使用的無線電資源的量。此 技術(shù)在有大量的鏈路共享單一廣播信道的下游連接中的有效性最大， 但是，它難以實現(xiàn)在上游方向上，在上游方向，每個鏈路都利用特定 資源來將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊€器。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點
現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點在于這樣的事實盡管已經(jīng)進行了很大的努 力以根據(jù)前面呈現(xiàn)的技術(shù)，以通過對語音的TRAU幀和信令流的交換 的壓縮，優(yōu)化無線電資源的分配，但由于要實現(xiàn)一般而言規(guī)模太大的 衛(wèi)星類型的無線電鏈路，它們?nèi)苑浅０嘿F。
諸如DVB-RCS之類的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)，事實上，具有這樣的缺點 它們基本上是為因特網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸而設計的，因此，沒有針對諸如語 音之類的具有實時約束條件的專門應用進行很好的優(yōu)化。
確實，要從因特網(wǎng)傳輸或向因特網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的類型，特別是在文件的大小方面，而且還在通信的內(nèi)容和時長方面會有顯著差異。由 于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型的此多樣性，當前衛(wèi)星系統(tǒng)在保證與實時約束條 件兼容的服務質(zhì)量方面，特別是足夠低并恒定的傳輸時間方面有困
難，除非隨著相對于嚴格地需要的需求分配的資源的遞增
-要么靜態(tài)地通過永久地分配語音線路，而不考慮小區(qū)的有效業(yè)
務量
-或者動態(tài)地通過為每個呼叫分配過大的衛(wèi)星無線電信道，而不 考慮每個通信的準確的狀態(tài)的詳細了解，以及在呼叫的每個步驟的實 際數(shù)據(jù)傳輸需求。
此外，還注意到，通過衛(wèi)星的當前系統(tǒng)，由于靜地地球軌道衛(wèi)星 的大小為250毫秒的相當長的傳輸時間，不知道如何快速地對通信的 出現(xiàn)和釋放作出反應，這對于由用戶察覺到的通信的質(zhì)量的影響是不 可忽略的，除非再一次使用無線電資源的過度分配。
本發(fā)明的目標
本發(fā)明的具體目標是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些各種缺點。
準確地說，本發(fā)明的目標是提供以可能的最佳方式分配在蜂窩型 的網(wǎng)絡中建立和維持語音通信所需的無線電資源，并且特別是實現(xiàn)衛(wèi) 星類型的無線電傳輸鏈路的技術(shù)。
本發(fā)明的另 一個目標是提供這樣的技術(shù)，特別適用于無線電傳輸 鏈路是至少一個基站和至少一個基站控制器之間的無線電共享資源 類型的鏈路的情況。
本發(fā)明的另 一個目標是提供這樣的技術(shù)，相對于現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng) 技術(shù)，提供在通信建立時間和在呼叫成功率方面有較大進步的技術(shù)。
本發(fā)明的技術(shù)的一個額外的目標是降低通信系統(tǒng)的成本，同時還 能保持等價的服務質(zhì)量，甚至還好于利用傳統(tǒng)技術(shù)所獲得的服務質(zhì) 量。如此，本發(fā)明的目標是讓具有很少的裝置的新興國家的農(nóng)村地區(qū) 在良好的經(jīng)濟情況下與世界的其它地區(qū) 一樣訪問GSM服務。
此外，本發(fā)明還有一個目標是提供適用于語音通信的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?技術(shù)，即，用于語音的傳輸，更一般地，適用于電路類型的實時數(shù)據(jù)傳輸，而仍能夠有效地以數(shù)據(jù)包模式傳輸更突發(fā)性質(zhì)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一個額外的目標是與大部分現(xiàn)有的優(yōu)化無線電資源的 方法兼容，比如特別是切換到數(shù)據(jù)包模式IP，或引入消除不需要的靜 音幀的壓縮器。
本發(fā)明的一個額外的目標是將通過無線電信道進行傳輸?shù)某杀?降低到最低，特別是在通過衛(wèi)星進行傳輸?shù)那闆r下。
本發(fā)明的另一個目標是通過最小化端到端的通信建立時間，并通 過盡可能快地消除在共享無線電信道上的傳輸時間，改善服務質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
這些各種目標，以及應該出現(xiàn)在下面的描述中的其他目標，是通 過使用用于優(yōu)化移動無線電通信蜂窩網(wǎng)絡中的傳輸資源的分配的方
法達到的，蜂窩網(wǎng)絡包括由稱為BSC的基站控制器控制的、稱為BTS 的至少一個基站，以及連接BTS與BSC的連接網(wǎng)絡，該類型的方法包 括建立、維持和結(jié)束與位于蜂窩網(wǎng)絡中的移動站進行的通信，建立、 維持和結(jié)束通信實現(xiàn)了信令消息的交換，連接網(wǎng)絡在基站和基站控制 器之間包括至少一個具有共享資源類型的無線電鏈路。 根據(jù)本發(fā)明，這種方法包括下列階段
-對全部或一部分信令消息的內(nèi)容進行分析的第一階段，該分析 階段包括在信令消息的內(nèi)容中搜索和檢測表示業(yè)務活動的數(shù)據(jù)的步 驟；
-根據(jù)表示業(yè)務活動的數(shù)據(jù)，在具有共享資源的所述無線電鏈路 內(nèi)分配或不分配資源信道的第二階段。
因此，本發(fā)明基于全新的方法，并且獨創(chuàng)地特別適用于語音類型 的帶有高實時約束要求的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線電資源的動態(tài)分配。為此， 本發(fā)明提議只有在接收觸發(fā)元素之后，并根據(jù)蜂窩網(wǎng)絡的狀態(tài)的恰當 的分析，才分配所需的資源。
在本發(fā)明的方法中，由該方法進行管理的資源分配也可以涉及速 率資源以及涉及頻率、電源的資源，電路類型的資源，或適用于數(shù)據(jù)包模式的資源(地址、規(guī)模、隊列、優(yōu)先級等等)。
本發(fā)明的方法適用于蜂窩網(wǎng)絡的兩個用戶之間的通信，以及在蜂 窩網(wǎng)絡的用戶和常規(guī)的蜂窩網(wǎng)絡之外的固定電話網(wǎng)絡的用戶之間的通信。
與蜂窩網(wǎng)絡的用戶進行的通信是通過使用業(yè)務信道和信令數(shù)據(jù) 進行的。后者是在業(yè)務信道中并行地或以消息的形式在特定信令信道 中發(fā)送的。
更準確地說，因此，本發(fā)明分析和詳查信令消息的內(nèi)容，其中， 它檢測可以用來知道蜂窩網(wǎng)絡的準確的活動以及無線電資源的需求 的數(shù)據(jù)。
這些信令消息意在用于與蜂窩網(wǎng)絡有關的設備并且是特定的。因 此，該方法"截取，，這些消息，并讀取它們的內(nèi)容，以便推斷無線電傳 輸資源的最佳分配。此外，以對于基站控制器和基站本身完全透明的 方式執(zhí)行此分析和檢測，蜂窩網(wǎng)絡完全不知道這些信令消息被解釋。 如此，可以在任何蜂窩網(wǎng)絡類型中輕松地實現(xiàn)本發(fā)明的方法，不干預 蜂窩網(wǎng)絡。
在其他方面，現(xiàn)有技術(shù)是資源分配要么以不變的方式進行而不管 業(yè)務量如何，要么， 一旦檢測到數(shù)據(jù)傳送的需求，就會過度地進行資 源分配，與現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)技術(shù)相反，本發(fā)明提議首先細致分析正在 進行中的通信的狀態(tài)，以便然后以優(yōu)化的方式分配此通信所需的資 源。如此，避免了比需求無線電資源時過早地分配無線電資源、浪費 這些資源、或太遲以致對服務質(zhì)量產(chǎn)生無法接受的影響。
如此，就成本和建立時間而言，有益處，而同時還能保持等效的 服務質(zhì)量，并且甚至還好于利用傳統(tǒng)技術(shù)所獲得的服務質(zhì)量。
優(yōu)選情況下，分析階段包括一個額外步驟，其中根據(jù)包括分析信 令消息的全部或一部分的步驟的檢測策略，以及可能，在移動站之間 交換的數(shù)據(jù)，檢測通信的移動站是否位于具有共享資源的無線電鏈路 的同一個終端的下游，并包括，第三階段，其在檢測階段確認通信的 主叫和被叫方位于具有共享資源的無線電鏈路的同一個終端的下游的情況下，觸發(fā)在移動站之間交換的數(shù)據(jù)的全部或一部分的本地回送 操作，而不在無線電資源內(nèi)保留業(yè)務信道，第三階段比第二階段優(yōu)先。
在優(yōu)選實施例中，當主叫和被叫方位于同一個本地區(qū)域中時，本 發(fā)明執(zhí)行在主叫和被叫方之間交換的數(shù)據(jù)流的直接回送。
更準確地說，本發(fā)明實現(xiàn)了一種檢測策略，根據(jù)該檢測策略，它 在信令消息的系列中進行搜索，以查找代表兩個用戶位于同 一個本地 區(qū)域中的數(shù)據(jù)。根據(jù)此分析的結(jié)果，如果通信是在本地進行的，則本 發(fā)明的方法回送要在通信過程中傳輸?shù)臄?shù)椐。
某些數(shù)據(jù)被回送的事實使得可以避免將它一直返回到基站控制 器，如此，讓它不必要地通過無線電鏈路遷移，這是非常昂貴的。在 通過靜地地球軌道衛(wèi)星的鏈路的情況下，大大地縮短數(shù)據(jù)的傳輸時 間，在進行電話通信的情況下，對于用戶察覺到的質(zhì)量有很大的影響。
優(yōu)選地，通常甚至在本地回送的情況下，繼續(xù)傳輸信令消息。
因此，蜂窩網(wǎng)絡的"常規(guī)"運轉(zhuǎn)不會被干擾。
優(yōu)選地，表示業(yè)務活動的數(shù)據(jù)由表示在基站和主叫移動站之間， 或基站和被叫方移動站之間的鏈路中分配資源的需求的特征的信令 消息構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的方法，通過讀取在主叫方和其對應的基站之間遷移 的特定信令消息的內(nèi)容，以及在被叫方和其對應的基站之間遷移的信
令消息的內(nèi)容，來"收集"涉及網(wǎng)絡流量的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，第二階段包括額外的步驟，其中在信令消息中搜索和檢 測表示業(yè)務的需求結(jié)束的數(shù)據(jù)，該方法包括根據(jù)表示業(yè)務需求的結(jié)束 的數(shù)據(jù)，釋放以前在具有共享資源的無線電鏈路內(nèi)分配的資源的第四階段。
本發(fā)明的方法，通過其對數(shù)據(jù)流量對資源的需求的相關分析，還 能夠根據(jù)網(wǎng)絡上的業(yè)務和負載的變化，分配通信信道，以及釋放它們。
優(yōu)選地，具有共享資源的無線電鏈路內(nèi)的資源分配包括，從可以 單獨地預留的多個基本資源中，以預先確定的速率預留共享無線電資 源內(nèi)的基本通信資源。基本通信資源具有，例如，對于全速率(FR)， 16kbit/s或?qū)τ诎?速率(HR)話音通信，有8kbit/s的速率的信道。
優(yōu)選地，具有共享資源的無線電鏈路由可以遞增地預留的多個傳 輸信道構(gòu)成，并且對所需的無線電資源的預測考慮到在具有共享資源 的無線電鏈路中已經(jīng)分配的無線電資源，以便優(yōu)化無線電資源的全局 使用。
對資源需求的這種預測考慮到例如檢測過程中通信的業(yè)務"模 式"，和/或以前的分配，例如，才艮據(jù)諸如爾朗(Erlang)定律之類的 優(yōu)化定律。這種預測也可以考慮通過涉及的通信的"帶內(nèi)"信道遷移的 數(shù)據(jù)。
在以數(shù)據(jù)包模式在共享信道上進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，也可以分 配資源的遞增量，例如，通過增大所使用的信道的大小，并考慮已經(jīng) 提供的總速率，以及所有通信所需的服務質(zhì)量的特征。
根據(jù)對蜂窩網(wǎng)絡上的業(yè)務的狀態(tài)的分析的結(jié)果，該方法預測要分 配的無線電資源的量，以便維持所有必要的通信。隨后，該方法通過 分配或釋放無線電資源，適應業(yè)務需求的變化。
與前面說明的利用TRAU幀的內(nèi)容的壓縮方法相同，第一階段也 可以考慮在業(yè)務信道中遷移的"帶內(nèi)，，控制信令。如此，第二階段的資 源分配可以考慮交換的細致特征，例如，通過優(yōu)化通過考慮編碼的類 型、語音活動率等而分配的資源的量。
在特定實施例中，通信的業(yè)務信道承載諸如語音流之類的帶有實 時約束的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的方法特別好地適用于話音通信的特定背景。
本發(fā)明的方法包括預測步驟，在全速率模式下計劃預留16kbits/s 的速率和/或在半速率模式下預留8kbits/s的速率。
優(yōu)選地，信令消息符合GSM標準，并且表示業(yè)務需求的數(shù)據(jù)是 接收到"激活"消息。
優(yōu)選地，信令消息符合GSM標準，并且表示業(yè)務需求結(jié)束的數(shù) 據(jù)是接收到"RF信道釋放"消息。如此，本發(fā)明的方法利用預定義的消息的存在，如那些在GSM 標準中看到的消息。
顯然，本發(fā)明適用于存在這種信令消息的任何蜂窩網(wǎng)絡類型 UMTS，更一般地，GSM標準中的所有演化標準。
優(yōu)選地，具有共享資源的無線電鏈路是衛(wèi)星鏈路類型，帶有 DAMA ("按需分配多路訪問")類型的共享資源的集中化管理。
此外，本發(fā)明的方法也可以這樣實現(xiàn)，以便優(yōu)化位于GSM或等 效類型的蜂窩網(wǎng)絡的BSC和MSC之間的具有共享資源的鏈路的信道 的分配。
如此，可以對在接口Ater (該接口Ater具有類似于接口Abis的語 音編碼特征的語音編碼特征)，或在以64kbit/s承載解壓縮語音信號 的接口A上進行傳輸?shù)墓蚕頍o線電資源進行優(yōu)化。在這些接口的情況 下，使用通過MSC-BSC接口交換的消息，來分析對業(yè)務狀態(tài)。
優(yōu)選地，第一階段包括分析在業(yè)務信道中遷移的"帶內(nèi)，，控制數(shù)據(jù) 的額外步驟，并且使得可以在分配涉及所使用的編碼類型的其他數(shù)據(jù) 的無線電資源時，考慮語音活動率等等。
本發(fā)明還涉及實現(xiàn)前面所描述的方法的蜂窩網(wǎng)絡。
優(yōu)選地，在這樣的蜂窩網(wǎng)絡中，實現(xiàn)各階段和步驟的功能位于網(wǎng) 絡中的至多三個適配器設備中，而適配器屬于包括下列各項的組
-位于基站上的第一適配器；
-位于用于管理共享無線電資源的中心設備上的第二適配器； -位于基站控制器上的第三適配器。
在其他方面，本發(fā)明的方法通過一組稱為適配器的設備來實現(xiàn)。 這些適配器因此包含用于實現(xiàn)如所描述的優(yōu)化方法的裝置，即，這些 方法能夠分析信令消息，并且請求分配或釋放無線電傳輸資源。
在特定實施例中，蜂窩網(wǎng)絡包括分別位于基站的附近、中心無線 電通信設備(例如，集線器衛(wèi)星)的附近、以及最后，基站控制器的 附近的三種適配器。這些適配器中的每一個適配器因此能夠根據(jù)需要 和所選定的操作模式，讀取和分析它們所在的鏈路或接口的類型所特定的消息。
當然，這些位置不是限制性的，本發(fā)明適用于至少包括這些適配 器中的一個的任何網(wǎng)絡，根據(jù)所選定的實施例，這些適配器的位置應 該與優(yōu)化資源的特定需求有關。
優(yōu)選地，這樣的網(wǎng)絡還包括操作和維護適配器的裝置。這些裝置 與每個適配器進行通信，以便配置和管理適配器。
因而，例如，中心操作和維護設備可以遠程配置適配器，以便激 活或不激活某些特定操作模式。因而，對如此這般的信令類型，可以 激活或不激活某些檢測模式，可以為適配器的資源分配算法設置參 數(shù)。
操作和維護設備也能夠檢測表示涉及適配器的任何操作缺陷的警報。
操作和維護設備也負責收集涉及業(yè)務和服務質(zhì)量的觀察結(jié)果(時 長，呼叫成功率等等)，這可以驗證設備的正確操作并特別測量在保 證服務的優(yōu)質(zhì)的同時完成無線電傳輸資源的優(yōu)化。例如通過考慮通信 的可能的本地特征，使用在整個設備中執(zhí)行的觀察結(jié)果確定某些計費 項目也是可能的。
這種蜂窩網(wǎng)絡是這樣的類型包括由稱為BSC的基站控制器控制 的至少一個基站BTS，以及BTS和所述BSC之間的連接網(wǎng)絡，該連接 網(wǎng)絡包括位于BTS上游的具有共享資源類型的至少一個無線電鏈路。 根據(jù)本發(fā)明，這種蜂窩網(wǎng)絡包括通過E1類型的接口在一端連接到 BTS,在另一端連接到所述無線電鏈路的終端設備的第一適配裝置 Al。
根據(jù)本發(fā)明，適配器A1的功能，特別是，但不排他地，如下 -分析與所述BTS交換的信令消息和/或業(yè)務信道中的帶內(nèi)控制
數(shù)據(jù)；
-分析本地回送的需求和/或本地回送操作的觸發(fā)； -與中心設備進行通信，以便維護操作。
適配器A1因此能夠分析建立或釋放無線電傳輸資源的需求，這可以可選地在終端無線電設備上本地進行控制，或者，也可以被中繼 到用于控制無線電資源的中心設備附近的另 一個適配器(或直接由該 另一個適配器執(zhí)行)。這種適配器也可以分析回送的需求、其準確的
特征(哪一個信道、哪一個TS、 BTS的哪一個TRX，等等)，并實現(xiàn) 回送，以及，在必要時，實現(xiàn)回送去除操作。它與用于操作和維護的 中心設備進行通信。
優(yōu)選地，連接網(wǎng)絡包括因特網(wǎng)協(xié)議(IP)類型的至少一個第二鏈 路，本發(fā)明的網(wǎng)絡包括
-位于無線電傳輸鏈路和IP類型的鏈路之間的第二適配裝置
A2;
-位于IP類型的網(wǎng)絡和基站控制器之間的第三適配裝置A3。
業(yè)務數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)則是根據(jù)標準因特網(wǎng)IP協(xié)議，在第二和第三 適配裝置之間，通過數(shù)據(jù)包來傳輸?shù)摹?br> 在一個實施例中，本發(fā)明適用于其中基站控制器和基站之間的鏈 路不僅通過具有共享資源類型的無線電鏈路來支持，而且還通過實現(xiàn) IP類型的因特網(wǎng)協(xié)議來進行支持的蜂窩網(wǎng)絡。
在一個實施例中，利用具有共享資源的無線電網(wǎng)絡，在第一和第 二適配裝置A1和A2之間交換的數(shù)據(jù)不承載IP協(xié)議所需的"開銷"，這 種"開銷，，只在A2和A3之間產(chǎn)生。
這里也有必需的無線電資源中的增益。
在另一個實施例中，適配器A1利用IP協(xié)議所需的"開銷"，因此 -A1可以根椐IP協(xié)議直接與A3進行通信； -可以不在連接網(wǎng)絡中引入A2。
在其他方面，在接口A1中添加IP協(xié)議所需的所有字段，這可以 嚴格地以IP模式使用無線電鏈路(通過衛(wèi)星)，并輕松地在IP模式下 持續(xù)，直到適配器A3。此方法就無線電資源使用率而言是次最佳的， 但是，它具有能夠可能避免引入第二適配器A2的優(yōu)點。
在優(yōu)選實施例中，具有共享資源的無線電鏈路實現(xiàn)了衛(wèi)星，例如， 靜地地球軌道衛(wèi)星。注意，相同的原理也可以利用不同的衛(wèi)星解決方案LEO"近地軌 道"，MEO"中地軌道"類型等等。
最后，本發(fā)明還涉及諸如前面所描述的適配器。
根據(jù)本發(fā)明的這種適配器還可以構(gòu)成適配器A2并特別實現(xiàn)屬于 下列功能組的 一 個這樣的功能
-在一個方向或另一個方向轉(zhuǎn)換通過無線電/IP接口遷移的信號， 特別是
-向傳輸?shù)男盘柼砑?從傳輸?shù)男盘柸コ齀P傳輸所需的所有協(xié)議
元素；
-盡可能簡單地在"數(shù)據(jù)包，，模式下優(yōu)化無線電鏈路，而不使元素
涉及到IP協(xié)議；
-分析信令消息和/或在具有共享資源的無線電鏈路內(nèi)分配或不 分配資源的階段的實施；
-分析本地回送操作的需求和/或觸發(fā)本地回送操作和/或通過特 定內(nèi)部消息永久地驗證"非回送"的需求；
-將從BTS/無線電接口 Al接收到的語音數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線電/IP接 口A2，以便在BSC中重建連貫的語音數(shù)據(jù)，以便滿足合法的截取要求。
根據(jù)本發(fā)明的適配器還可以構(gòu)成適配器A3，并特別實現(xiàn)屬于下 列功能組的至少一個功能
-在一個方向或另一個方向轉(zhuǎn)換通過IP/BSC接口A3遷移的信號，
特別是
-向傳輸?shù)男盘柼砑覼從傳輸?shù)男盘柸コ齀P傳輸所需的所有協(xié)議
元素；
—重建與BSC的標準接口Abis;
-生成虛擬語音流，例如，隨機流，以在本地回送的情況下提供 給BSC;
-基于BTS/無線電接口A1的語音數(shù)據(jù)，在BSC中重建連貫的語 音數(shù)據(jù)，以便滿足合法的截取要求；
-在適用的情況下，重建連貫的語音數(shù)據(jù)。在其中一個實施例中，這種適配器被集成到共享資源鏈路的控制 設備中。
適配器A2和A3的功能還可以混合在同 一個設備中。
在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的適配器包括第一適配裝置Al ， 以使得后者被集成到基站中。
在其他方面，在其中一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的蜂窩網(wǎng)絡的基 站本身包括用于分析信令消息和優(yōu)化無線電資源的分配的裝置，并且 因此實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化方法。
最后，在特定實施例中，根據(jù)本發(fā)明的適配器包括第三適配裝置 A3，以使得后者被集成到基站控制器中。


當閱讀下面的對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述時，本發(fā)明的實施例 的其他特征和優(yōu)點應該變得顯而易見，描述是通過說明性的，是非限
制性的示例(本發(fā)明的所有實施例不僅限于此優(yōu)選實施例的特征和優(yōu)
點)，以及附圖給出的，其中
-圖l已經(jīng)在談及現(xiàn)有技術(shù)時進行了介紹，顯示了GSM網(wǎng)絡的體
系結(jié)構(gòu)；
-圖2，已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)部分進行了介紹，圖示了GSM蜂窩網(wǎng)絡 中實現(xiàn)的接口；
-圖3涉及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡中通過衛(wèi)星的無線電
鏈路；
-圖4顯示了本發(fā)明的一般配置；
-圖5顯示了本發(fā)明的第一個實施例，其中，實現(xiàn)了語音的單小 區(qū)回送；
-圖6顯示了本發(fā)明的第二個實施例，其中，實現(xiàn)了語音的多小 區(qū)回送。
具體實施方式
l.一般原理
本發(fā)明本身基于這樣的方法，該方法是全新的且具有創(chuàng)造性的優(yōu)
化無線電資源的分配的方法。其一般原理基于對于GSM信號的信令信 道的分析(以及其擴展和改善)，根據(jù)該分析，確定待分配的無線電信道。
然而，注意，這與其中一旦無線電傳輸系統(tǒng)通過衛(wèi)星檢測到數(shù)據(jù) 傳輸?shù)男枨?，就系統(tǒng)地分配無線電資源的現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)明顯地不同。
參考圖4，在優(yōu)選實施例中，實現(xiàn)了本發(fā)明的一般配置包括三個 主要實體
-GSM類型的蜂窩網(wǎng)絡42;
-具有DAMA類型的動態(tài)和共享資源的動態(tài)分配的無線電鏈路
40;
-根據(jù)因特網(wǎng)IP協(xié)議操作的因特網(wǎng)網(wǎng)絡41。
準確地說，傳統(tǒng)上，蜂窩網(wǎng)絡42包括由基站控制器422 (在GSM 的特定情況下為BSC)進行控制的至少一個基站421 (在GSM的特定 情況下為BTS ) 。 BTS和BSC因此通過表示為BTS-BSC或作為接口 Abis (在本說明書的前面部分中進行了描述)的信道進行通信。
在如圖4所示的配置中，此信道被兩種鏈路類型支持由兩個傳 輸/接收天線402和靜地地球軌道衛(wèi)星403所提供的通過衛(wèi)星401的第一 無線電鏈路，以及根椐因特網(wǎng)IP協(xié)議的第二鏈路411。
在無線電鏈路上，由稱為"集線器"的設備404負責通過衛(wèi)星403 分配必要的無線電資源，用于在BSC 422和BTS 421之間承栽待傳輸?shù)?業(yè)務數(shù)據(jù)。
集線器通過與設備406 ODU ("室外單元")和裝置405 IDU ("室 內(nèi)單元")進行通信來工作。
本發(fā)明因此可以實現(xiàn)和維持如前所述的BTC-BSC信道。 為此，在優(yōu)選實施例中，在三個接口級別實現(xiàn)本發(fā)明 -第一BTS/衛(wèi)星接口；-第二衛(wèi)星/IP接口； -第三IP/BSC接口。
回想一下，傳統(tǒng)上，BSC與BTS進行通信，這依賴于BSC通過信 令信道傳輸一部分信令數(shù)據(jù)，通過業(yè)務信道傳輸包含有效負栽的業(yè)務 數(shù)據(jù)。
本發(fā)明因此包括在傳輸信令數(shù)據(jù)時對信令數(shù)據(jù)進行分析，以便推 斷待分配給衛(wèi)星鏈路的無線電資源。在其他方面，"偵探"不在源頭意 在發(fā)往衛(wèi)星系統(tǒng)的消息和控制數(shù)據(jù)，但是，對其內(nèi)容進行分析，以便 優(yōu)化待分配的無線電資源。
更準確地說，本發(fā)明可以通過稱為適配器的三個設備431， 432， 433來實現(xiàn)，它們位于如前所述的每一個接口中，它們的主要特征是 觀察和分析最初意在發(fā)往蜂窩網(wǎng)絡中包括的實體的信令的內(nèi)容。
在特定的實施例中，適配器431 A1可以是BTS的整體組成部分。
鏈接到蜂窩網(wǎng)絡的接口上的數(shù)據(jù)的交換， 一般是電路類型的，或 "虛擬電路，，的，因為待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要對應于語音，要求較短時間并 且不會顯著地變化。然而，此數(shù)椐可以被變換，以便以分組的形式通 過衛(wèi)星401和IP 41鏈路進行交換。因此，適配器431和433具有將此數(shù) 據(jù)從電路模式變換為分組模式的功能，反之亦然。
最后，系統(tǒng)還能在每個適配器431， 432， 433之間和與OMC-A412 交換內(nèi)部數(shù)據(jù)包。OMC-A實現(xiàn)與適配器的配置和監(jiān)控(警報，業(yè)務) 相聯(lián)系的操作和維護的功能。
本發(fā)明因此基于這樣的事實根據(jù)其最初只用于BSC 422或BTS 421的信令信道的內(nèi)容的分析結(jié)果，由適配器431和/或432動態(tài)地分配 無線電資源。因此，幸虧由于適配器的處理，系統(tǒng)檢測通信的準確的 狀態(tài)，并利用此信息確定無線電資源的最佳分配。
更準確地說，在語音數(shù)據(jù)流的特定情況下，當系統(tǒng)已經(jīng)檢測到通 信在BTS 421和BSC 422之間已經(jīng)有效地變?yōu)榛顒訒r，由系統(tǒng)在適配器 431和432之間分配雙向無線電信道，并且這歸功于對信令信道的分 析。在第 一個實施例中，本發(fā)明因此根據(jù)在所有信令信道中檢測到并 分析的，預測，待分配的增加的資源量。
這里可以看出，本發(fā)明的技術(shù)與目前技術(shù)水平的傳統(tǒng)技術(shù)的區(qū)別 在于，只有在已經(jīng)檢測到實際需求的情況下，即，只有在接收到表示 通信處于有效活動狀態(tài)的數(shù)據(jù)時，才分配資源。這不同于其中一旦有 任何數(shù)據(jù)到達與無線電終端的接口就一般性地分配無線電資源的現(xiàn)
有技術(shù)同樣，例如，利用甚至在IP分組模式下執(zhí)行的借助于衛(wèi)星的 技術(shù)，傳統(tǒng)上，在呼叫信令和釋放的完整的階段，在衛(wèi)星上建立用于 進行話音通信的電路(虛擬的)。這對于短時間的通信非常不利，特 別是在最后呼叫不會在信令階段之后完成的情況下。
兩個接口A2和A3之間的數(shù)據(jù)傳輸是根據(jù)標準IP協(xié)議來完成的。 位于這兩個接口上的本發(fā)明的兩個適配器432和433因此具有將最佳 傳輸所需的所有協(xié)議元素添加到傳輸?shù)男盘栔械奶卣鳌?br> 實際上，在其中利用IP傳輸并且在無線電鏈路上支持接口 Abis 的當前實現(xiàn)方式中，BTS/衛(wèi)星接口A1傳統(tǒng)上使用嚴格地以IP格式生成 到終端IDU 405的數(shù)據(jù)包的設備。然后，通過衛(wèi)星，然后通過因特網(wǎng) 傳輸數(shù)據(jù)包到IP/BSC接口 ，而不經(jīng)過適配器432類型的裝置進行中間 處理。
然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，此系統(tǒng)是次最佳的，因為它引入了大量的額 外的信息字段("開銷，，)，對于通過衛(wèi)星的無線電信道不利。這種退 化會導致高達100。/。的無線電資源使用率(衛(wèi)星)的成本超支。
因此，在衛(wèi)星/IP接口上引入適配器432的簡單事實是本發(fā)明的特 征，因為它可以盡可能簡單地在"分組"模式下優(yōu)化無線電鏈路，而沒 有涉及IP協(xié)議的元素，并且此中間適配器在當前實現(xiàn)方式中是完全不 存在的。
在特定實施例中，適配器432的功能可以是負責控制衛(wèi)星無線電 資源的設備的整體組成部分。 2.單小區(qū)語音的回送
在其中 一個特定和優(yōu)選的實現(xiàn)方式中，系統(tǒng)檢測到在被同 一個BTS覆蓋的地理區(qū)域中存在的兩個手機之間正在進行語音的交換。參 考圖5描述了本發(fā)明的此實施例。
位于被BTS 50覆蓋的蜂窩網(wǎng)絡的同 一個小區(qū)54中的兩個用戶正 在通過其相應的移動站551和552進行通信。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在這樣的配 置中，普通的實現(xiàn)方式要求語音流流過BSC，甚至向上返回到GSM系 統(tǒng)的MSC，導致對應的傳輸延遲。然后，本地通信遭到兩次衛(wèi)星傳輸 延遲。
本發(fā)明因此提議檢測在依賴于同一個BTS的兩個手機之間正在 進行語音的交換，在適用的情況下，不給語音類型的傳輸業(yè)務包分配 衛(wèi)星鏈路上的雙向無線電資源。如此，節(jié)省了無線電資源，顯著降低 了通信傳輸時間。
然后，BTS/衛(wèi)星接口上的適配器56執(zhí)行業(yè)務包的本地回送57。
在如圖5所示的特定實施例中，為執(zhí)行回送所實現(xiàn)的裝置被集成 到適配器56中。然而，在另一個實施例中，可以考慮，將用于實現(xiàn)回 送的裝置直接集成到BTS中。
發(fā)明人已確認多個用于檢測呼叫的本地特征的裝置通過分析語 音信號本身的內(nèi)容，即，業(yè)務數(shù)據(jù)，或通過分析信令消息的內(nèi)容。
3, 多小區(qū)語音的回送
參考圖6，當主叫方652和對方651各自在不同的BTS 601和602 上，但是依賴于同一個終端無線電，并因此也依賴于同一個BTS/衛(wèi)星 適配器66時，本發(fā)明還通過適配器66在BTS/衛(wèi)星接口上實現(xiàn)語音的回 送68。
有關涉及本地回送的實現(xiàn)方式的細節(jié)，所屬領域的技術(shù)人員可以 參考由同一個申請人與本專利申請在同一日期提出的專利申請，其標 題為"Method for optimising transmission resources by local loopback in a mobile radio communication cellular network, network and local adapters thereof"。
4. 處理小區(qū)之間的傳輸("切換")
由于其動態(tài)地分配無線電資源的特征，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)在用戶正在移動時優(yōu)化無線電資源。實際上，網(wǎng)絡的用戶在進行通信過程中
移動是常有的事，并且因此進入由不同于例如管理通信的開始的BTS 的一個BTS覆蓋的地理區(qū)域。
本發(fā)明的系統(tǒng)因此通過根據(jù)GSM標準偵查在BTS和BSC之間交 換的信令信道511， 512 (參考圖5) ， 611， 612 (參考圖6)的內(nèi)容， 并包含關于業(yè)務數(shù)據(jù)的需求的數(shù)據(jù)，永久地并連續(xù)地驗證用戶的位 置。
有兩種情況
-正在進行通信的兩個用戶最初位置是這樣的，實現(xiàn)了單小區(qū)或 多小區(qū)回送，然后，兩個用戶中的一個用戶更換區(qū)域(傳出的切換)；
-最初沒有實現(xiàn)回送，兩個用戶中的一個用戶更換區(qū)域，以便可 以激活單小區(qū)或多小區(qū)回送(傳入的切換)。
在第一種情況下，回想一下，沒有分配雙向無線電資源，因為這 是回送的情況。例如，通過位于BTS/衛(wèi)星接口上的適配器431 (參考 圖4)執(zhí)行對需要"不回送，，的系統(tǒng)進行永久的驗證，BTS/衛(wèi)星接口通 過內(nèi)部消息通知位于衛(wèi)星/IP接口上的適配器432。衛(wèi)星/IP接口通過將 需要被分配的無線電資源通知給集線器設備404來控制集線器設備 404。 一旦位于BTS/衛(wèi)星接口上的適配器431檢測到激活元素的存在， 就實現(xiàn)此控制。
5,在BTS/衛(wèi)星和衛(wèi)星/IP內(nèi)進行處理
傳統(tǒng)上，在DVB-RCS衛(wèi)星傳輸標準的特定情況下，由如圖4所示 的稱為IDU ("室內(nèi)單元，，)405的衛(wèi)星終端裝置負責向涵蓋了該標準的 NCC ("網(wǎng)絡控制中心")功能的集線器404發(fā)出分配請求，后者具有 控制無線電資源的作用。
在此情況下， 一旦位于BTS/衛(wèi)星接口上的適配器431在信令信道 中檢測到存在激活消息，它就命令設備IDU 405預留無線電資源。后流。
利用DVB-RCS標準的術(shù)語，分配的無線電信道將是CRA特征("連續(xù)的速率分配")，或RBDC特征("基于速率的動態(tài)容量，，)中 的任何一個。
在第三個實施例中，無線電資源的預留的激活是直接在設備集線 器404上執(zhí)行的。因此，由位于衛(wèi)星/IP接口上的適配器432來檢測在信 令信道中是否存在激活元素，該接口最初專用于BSC和BTS，并控制 適配器432。發(fā)明人注意到，在此后一實施例中，無線電資源的激活 更快，因為它避免了從IDU 405到集線器404的傳輸延遲。
本發(fā)明的技術(shù)因此可以在進行通信過程中管理情況變化，而不會 有任何數(shù)據(jù)丟失服務質(zhì)量仍是極好的。
在其他方面，在BTS內(nèi)部或小區(qū)內(nèi)部進行通信的情況下，如果本 地通信條件發(fā)生變化，例如，當兩個正在進行通信的手機中的一個更 換小區(qū)時，系統(tǒng)能夠根據(jù)三個BTS/衛(wèi)星-衛(wèi)星/IP-IP/BSC接口的路徑， 重建常規(guī)雙向通信，而不會有諸如例如語音之類的任何數(shù)據(jù)丟失。
如此，本發(fā)明的技術(shù)通過在信令信道中監(jiān)視觸發(fā)預留或釋放無線 電資源的動作的元素的到達(諸如，具體而言激活或RF信道釋放消 息)，而永久地驗證業(yè)務的狀態(tài)。
6. 聲音信號的可選的返回
回想一下，根椐本發(fā)明，當檢測到語音通信具有本地特征時，在 衛(wèi)星鏈路上不分配無線電資源，因此節(jié)省了衛(wèi)星資源。
在普通實施例中，為了系統(tǒng)符合GSM系統(tǒng)，位于IP/BSC接口上 的適配器，即，在IP網(wǎng)絡和BSC之間，生成虛擬語音流，例如，隨機 流，以便提供給不知道存在本地回送的BSC。
然而，在本地多小區(qū)回送的情況下以及在本地單小區(qū)回送的情況 下，可能需要不得不滿足合法的截取要求，并且因此不得不能夠?qū)⒄Z 音信號有效地向上返回到BSC。
為此，系統(tǒng)建立單向的鏈路，它將語音數(shù)據(jù)從BTS/衛(wèi)星接口傳 輸?shù)叫l(wèi)星/IP接口 。這因此可以使IP/BSC接口在BSC重建連貫的語音 數(shù)據(jù)。
7. 總結(jié)當然，本發(fā)明不僅限于在上文中所提及的實施例的示例。
具體來說，所屬領域的技術(shù)人員可以根據(jù)BTS和BSC之間的鏈路 的特征，在本發(fā)明的三種適配器類型的位置和操作中進行任何替換。 例如，也可能會發(fā)生這樣的情況，未實現(xiàn)IP鏈路，BSC直接通過無線 電鏈路與其BTS進行通信。在此情況下，BSC位于無線電設備的控制 器中，沒有必要通過IP傳輸數(shù)據(jù)，并且位于衛(wèi)星/IP和IP/BSC接口上 的適配器的功能可以混合在同一個設備上。
最后，即使這里所描述的實施例實現(xiàn)了通過衛(wèi)星的無線電鏈路， 但是，所屬領域的技術(shù)人員將知道如何將本發(fā)明的原理和技術(shù)應用于 具有用于連接BTS的無線電資源的任何系統(tǒng)，例如，通過無線電波束 ("微波")的鏈路，或LMDS ("本地多點分布系統(tǒng)")類型的系統(tǒng)， 或WiFi， WiMAX ("無線微波接入")類型的其他陸地傳輸系統(tǒng)等等。
總之，這里所給出的機制可以最小化所使用的無線電資源，特別 是在使用衛(wèi)星鏈路的情況下昂貴的無線電資源，而同時通過最小化遷 移時間而最大化呈現(xiàn)的服務質(zhì)量，在使用靜地地球軌道衛(wèi)星的情況 下，服務質(zhì)量是感覺非常明顯的。
權(quán)利要求
1. 用于優(yōu)化移動無線電通信蜂窩網(wǎng)絡中的資源分配的方法，所述蜂窩網(wǎng)絡包括由稱為BSC(422)的基站控制器控制的稱為BTS(421)的至少一個基站，以及將所述BTS與所述BSC連接的連接網(wǎng)絡，這種方法包括建立、維持和結(jié)束與所述蜂窩網(wǎng)絡的移動站的通信，所述通信的建立、維持和結(jié)束實現(xiàn)信令消息的交換，所述連接網(wǎng)絡包括所述基站(421)和所述基站控制器(422)之間的具有共享資源的無線電類型的至少一個鏈路(401)，所述方法的特征在于，它包括下列階段-對全部或一部分所述信令消息的內(nèi)容的第一分析階段，所述分析階段包括在所述信令消息的所述內(nèi)容中搜索和檢測表示業(yè)務活動的數(shù)據(jù)的步驟；-根據(jù)表示業(yè)務活動的所述數(shù)據(jù)，在具有共享資源的所述無線電鏈路(401)內(nèi)分配或不分配資源的第二階段。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于，所述分析階 段包括額外步驟，其根據(jù)包括分析全部或一部分所述信令消息的步驟 的檢測策略，檢測所述通信的所述移動站(551， 552 )是否位于具有 共享資源的所述無線電鏈路(401)的同一個終端的下游，并且其特征在于，它包括第三階段，其在所述檢測階段確認所述 通信的所述移動站(551， 552 )位于具有共享資源的所迷無線電鏈路 的同一個終端的下游的情況下，觸發(fā)在所述移動站之間交換的數(shù)據(jù)的 全部或一部分的本地回送操作(57)，而不在所述無線電資源內(nèi)預留 業(yè)務信道，所述第三階段比所述第二階段有優(yōu)先權(quán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化方法，其特征在于，即使在本地 回送的情況下，也繼續(xù)承載至少一些信令消息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其特 征在于，表示業(yè)務活動的所述信息由信令消息構(gòu)成，所述信令消息表 示在所述基站和主叫移動站之間，或所述基站和被叫方移動站之間的 鏈路中分配資源的需求的特征。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其特 征在于，所述第二階段包括在信令消息中搜索和檢測表示業(yè)務需求結(jié) 束的數(shù)據(jù)的額外步驟，并且其特征在于，它包括根據(jù)表示業(yè)務需求結(jié)束的所述數(shù)據(jù)，釋 放以前在具有共享資源的無線電鏈路內(nèi)分配的資源的第四階段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其特 征在于，所述具有共享資源的無線電鏈路內(nèi)的所述資源分配包括，從 可以分別地預留的多個基本資源中，在所述共享無線電資源內(nèi)以預先 確定的速率預留基本通信資源。
7. 根椐權(quán)利要求1到6中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其特 征在于，具有共享資源的所述無線電鏈路由可以遞增地預留的多個傳 輸信道構(gòu)成，并且其特征在于，對無線電資源需求的預測考慮到在具 有共享資源的所述無線電鏈路中已經(jīng)分配的無線電資源，以便優(yōu)化無 線電資源的全局使用。
8. 根椐權(quán)利要求1到7中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其特 征在于，所述信令消息符合GSM標準，并且其特征在于，表示業(yè)務 需求的所述數(shù)據(jù)是"激活"消息的接收。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其特 征在于，所述信令消息符合GSM標準，并且其特征在于，表示業(yè)務 需求的結(jié)束的所述數(shù)據(jù)是"RF信道釋放"消息的接收。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其特 征在于，具有共享資源的所述無線電鏈路是衛(wèi)星鏈路類型的，帶有 DAMA ("按需分配多路訪問")類型的共享資源的集中管理。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其 特征在于，它被實現(xiàn)為優(yōu)化對此時位于GSM或等效類型的蜂窩網(wǎng)絡的BSC和MSC之間的具有共享資源的鏈路的信道的分配。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一權(quán)利要求所述的優(yōu)化方法，其 特征在于，所述第一階段包括分析在業(yè)務信道中遷移的"帶內(nèi)，，控制數(shù) 據(jù)的額外步驟，并且其特征在于，能夠在分配涉及所使用的編碼類型 的其他數(shù)據(jù)的無線電資源時，考慮語音活動率等等。
13. —種蜂窩網(wǎng)絡，其特征在于，它實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1到12 中任一權(quán)利要求所述的方法。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的蜂窩網(wǎng)絡，其特征在于，實現(xiàn)所述 階段和所述步驟的功能位于網(wǎng)絡中的至多三個適配器設備中，并且其特征在于，所述適配器屬于包括下列各項的組 -位于所述基站上的第一適配器(431);-位于共享無線電資源的集中管理設備上的第二適配器(432); -位于所述基站的控制器上的第三適配器(433 );
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡，其特征在于，包括用于操作 和維護所述適配器的裝置，所述裝置與每一個所述適配器通信，以便 配置、和/或監(jiān)控和/或觀察所述適配器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13和15中任一權(quán)利要求所述類型的蜂窩網(wǎng) 絡，包括由稱為BSC的基站控制器控制的至少一個基站BTS，以及 所述BTS和所述BSC之間的連接網(wǎng)絡，所述連接網(wǎng)絡包括所迷BTS的上游的共享資源類型的至少一個 無線電鏈路，其特征在于，它包括通過El類型的接口在一端連接到所述BTS， 且在另一端連接到所迷無線電鏈路的終端設備的第一適配裝置Al， 所述適配裝置Al特別實現(xiàn)屬于下列功能組中的至少一個功能 -分析與所述BTS交換的信令消息和/或業(yè)務信道中的帶內(nèi)控制數(shù)據(jù)；-分析本地回送的需求和/或觸發(fā)本地回送操作； -與中心設備進行通信，以便維護操作。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13到16中任一權(quán)利要求所述類型的蜂窩網(wǎng)絡，其中，所述連接網(wǎng)絡包括因特網(wǎng)協(xié)議(ip)類型的至少一個第二 鏈路，其特征在于，它包括-位于無線電類型的所述鏈路和ip類型的所述鏈路之間的第二適配裝置A2;-位于ip類型的所述第二信道和所述基站控制器之間的第三適 配裝置A3;并且其特征在于，業(yè)務數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)是根據(jù)標準ip協(xié)議，在 所述第二和第三適配裝置之間，通過分組來傳輸?shù)摹?br> 18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的蜂窩網(wǎng)絡，其特征在于，使用共享 資源無線電網(wǎng)絡，在所述第一和第二適配裝置Al和A2之間交換的 數(shù)據(jù)不攜帶ip協(xié)議所需的"開銷"，這種"開銷"只在A2和A3之間引 入。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的蜂窩網(wǎng)絡，其特征在于，所述適配 器Al利用ip協(xié)議所必需的"開銷"，并且因此-A1可以根據(jù)ip協(xié)議直接與A3進行通信； -可以不在連接網(wǎng)絡中引入A2。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13到19中任一權(quán)利要求所述的蜂窩網(wǎng)絡，其 特征在于，具有共享資源的所述無線電鏈路實現(xiàn)了衛(wèi)星，例如，靜地 地球軌道衛(wèi)星。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14到20中任一權(quán)利要求所述的適配器。
22. 能夠用在根據(jù)權(quán)利要求14到21中任一權(quán)利要求所述的網(wǎng)絡 中的適配器，其特征在于，它構(gòu)成了適配器A2并特別實現(xiàn)屬于下列 功能組中的至少一個功能-在一個方向或另一個方向轉(zhuǎn)換遷移通過無線電zip接口的信號， 特別是-向傳輸?shù)男盘柼砑?從傳輸?shù)男盘柸コ齣p傳輸所需的所有協(xié)議元素；—盡可能簡單地在"分組，，模式下優(yōu)化無線電鏈路，而不需要與ip 協(xié)議相關的元素；-實現(xiàn)分析信令消息和/或在具有共享資源的無線電鏈路內(nèi)分配或不分配資源的階段；-分析本地回送操作的需求和/或觸發(fā)本地回送操作和/或通過特 定內(nèi)部消息永久地驗證"不回送"的需求；-將從BTS/無線電接口 Al接收到的語音數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線電/IP 接口 A2,以便在BSC重建連貫的語音數(shù)據(jù)，以便滿足合法的截取要 求。
23. 能夠用在根據(jù)權(quán)利要求14到21中任一權(quán)利要求所述的網(wǎng)絡 中的適配器，其特征在于，它構(gòu)成了適配器A3并特別實現(xiàn)屬于下列 功能組中的至少一個功能-在一個方向或另一個方向轉(zhuǎn)換遷移通過IP/BSC接口 A3的信號，特別是-向傳輸?shù)男盘柼砑?從傳輸?shù)男盘柸コ齀P傳輸所需的所有協(xié)議元素；—重建與BSC的標準接口 Abis;-生成虛擬語音流，例如，隨機流，以在本地回送的情況下提供 給BSC;-基于BTS/無線電接口 Al的語音數(shù)據(jù)，在BSC重建連貫的語音 數(shù)據(jù)，以便滿足合法的截取要求；-在適用的情況下，重建連貫的語音數(shù)據(jù)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的適配器，其特征在于，它被集成到 所述共享資源鏈路的控制設備中。
25. 根據(jù)權(quán)利要求17和22到24中任一權(quán)利要求所述的適配器， 其特征在于，適配器A2和A3的功能混合在同一個設備上。
26. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的適配器，其特征在于，所述第一適 配裝置Al被集成到所述基站中。
27. 根椐權(quán)利要求23所述的適配器，其特征在于，所述第三適配 裝置A3被集成到所述基站控制器中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于優(yōu)化移動無線電通信蜂窩網(wǎng)絡中的傳輸資源的分配的方法，蜂窩網(wǎng)絡包括由基站控制器BSC(422)控制的至少一個基站BTS(421)，以及將BTS與BSC進行連接的連接網(wǎng)絡。該方法包括建立、維持和結(jié)束位于蜂窩網(wǎng)絡中的移動終端之間的通信信道，建立、維持和結(jié)束數(shù)據(jù)通信信道使用了信令消息的交換，連接網(wǎng)絡在基站(412)和基站控制器(422)之間包括至少一個具有共享資源的無線電鏈路(401)。根據(jù)本發(fā)明，這樣的方法包括下列階段第一階段，對全部或一部分信令消息的內(nèi)容進行分析，所述分析階段包括在信令消息的內(nèi)容中搜索和檢測表示業(yè)務活動的數(shù)據(jù)的步驟；第二階段，根據(jù)表示業(yè)務活動的數(shù)據(jù)，在所述無線電鏈路(401)內(nèi)分配或不分配資源。
文檔編號H04W92/12GK101438614SQ200780016420
公開日2009年5月20日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者B·德雅熱, D·費爾胡爾斯特, M·穆利 申請人:衛(wèi)星電話公司