專利名稱：一種在通用移動電話系統(tǒng)(umts)中靈活的無線電接入與資源分配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及移動通信，特別是，涉及靈活地提供多種多樣的移動通信服務(wù)并有效地分配支持這些服務(wù)的資源。
背景技術(shù)：
移動通信已經(jīng)從第一代，基于模擬的移動無線電系統(tǒng)發(fā)展到第二代數(shù)字系統(tǒng)，例如歐洲的全球移動通信系統(tǒng)(GSM)。對于第三代移動無線電通信的當(dāng)前發(fā)展包括通用移動電話通信系統(tǒng)(UMTS)和IMT2000系統(tǒng)。為簡單起見，將第三代系統(tǒng)簡稱為UMTS。用簡單的術(shù)語來說，UMTS是“對每個人，在每個地方通信”，其中通信還包括利用不同類型的媒體提供信息，也就是多媒體通信。
從用戶的觀點(diǎn)看，在移動或固定的網(wǎng)絡(luò)接入之間的服務(wù)能力方面應(yīng)該沒有什么區(qū)別。由于現(xiàn)有的GSM平臺的廣泛成功，也就是全球的“GSM足跡”，以及GSM平臺固有的可升級性和模塊化性能，有一種很強(qiáng)的推動力要將UMTS以“已被進(jìn)化”的GSM平臺為基礎(chǔ)。事實(shí)上，本發(fā)明描述了一種基于進(jìn)化的GSM平臺的UMTS，并因而使用GSM的術(shù)語。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明的原理并不限于GSM平臺/術(shù)語，而可以使用其他合適的平臺來實(shí)施。
將當(dāng)前的移動/蜂窩遠(yuǎn)程通信網(wǎng)，通常情況下，設(shè)計成與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)和集成服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)連接并起作用。這兩種網(wǎng)絡(luò)是電路交換的網(wǎng)絡(luò)(不是分組交換)，并且處理比較窄帶寬的通信業(yè)務(wù)。然而，分組交換網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)，比電路交換網(wǎng)絡(luò)有非常多的需要并處理更寬帶寬的通信業(yè)務(wù)。雖然有線通信終端，例如，個人計算機(jī)，能夠利用較寬的分組交換網(wǎng)絡(luò)帶寬，而無線移動無線電終端都處于相當(dāng)不利的局面，因?yàn)闊o線電/空中接口的有限帶寬使得移動終端與分組交換網(wǎng)絡(luò)分開。
移動終端當(dāng)前限于數(shù)據(jù)速率，用于數(shù)據(jù)通信服務(wù)，例如傳真，電子郵件，和因特網(wǎng)。盡管或許在這有限速率的無線電空中接口上，以這有限的速率提供某些慢掃描電視和圖片的傳送是可行的，只要質(zhì)量要求并不太高，關(guān)于實(shí)時使用因特網(wǎng)的期望是一種比較困難的挑戰(zhàn)。對于較高數(shù)據(jù)傳送速度的需要正在增長，以便利用帶有對文本，圖象，和聲音的快速接入移動終端“在網(wǎng)上沖浪”，這種多媒體應(yīng)用需要短脈沖串形式的高峰值位速率，而將信息下載到該移動終端。另一種挑戰(zhàn)性的多媒體，移動終端應(yīng)用是同時話音和數(shù)據(jù)，例如，共享或被共享白紙板(White boadr)的PC應(yīng)用。然而這后一種類型的多媒體應(yīng)用并不需要特別高的位速率，并不需要實(shí)時，連續(xù)運(yùn)行，這是由于話音的內(nèi)容所致。一種需要比較高位速率的需要電路交換的應(yīng)用(不是如因特網(wǎng)應(yīng)用那樣的分組交換)是電視會議。為了使移動電視會議成為切實(shí)可行，在不使圖象質(zhì)量變壞的情況下必須將所需的用戶帶寬量降至最小。
GSM已經(jīng)滿足對于UMTS的某些要求。例如，兩種新的服務(wù)種類處于開發(fā)之中，用于GSM擴(kuò)展當(dāng)前用戶的數(shù)據(jù)速率高速電路交換數(shù)據(jù)(HSCSD)和通用分組無線電服務(wù)(GPRS)。將兩種服務(wù)設(shè)計成與當(dāng)前的GSM系統(tǒng)集成。HSCSD載體服務(wù)捆綁了200KHz GSM載波內(nèi)的8個時分多址(TDMA)時隙以建立較高帶寬信道。換句話說，64kbps電路交換載體信道利用所有可用的TDMA時隙。還將HSCSD開發(fā)成按可變數(shù)據(jù)速率的需要提供帶寬。GPRS是一種分組交換技術(shù)，采用簡約信道編碼，以達(dá)到每時隙純位速率14.4kbps，提供最大吞吐速率115kbps。這比較適合于處理“脈沖串式”通信業(yè)務(wù)，例如，不經(jīng)常傳輸?shù)碾娮余]件消息，因特網(wǎng)信息，和其他數(shù)據(jù)。因?yàn)镚PRS是一種分組交換服務(wù)，當(dāng)數(shù)據(jù)被發(fā)送時只需要一個信道，由此使頻譜能比較有效地分配到話音和數(shù)據(jù)呼叫上，并使信道能同時在幾個用戶之間共同使用。
然而，對于GSM來說薄弱的一個方面是窄帶無線電接入。UMTS寬帶碼分多址(WCDMA)無線電接入網(wǎng)提供非常高數(shù)據(jù)速率上的無線接入并支持利用第一和第二代移動通信系統(tǒng)不可實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)型載體服務(wù)。WCDMA目前支持5MHz-15MHz，在將來，允諾更大的帶寬。除了寬的帶寬以外，WCDMA還通過在衰落環(huán)境及基站之間透明(“軟的”)轉(zhuǎn)交中提供健壯操作來改進(jìn)服務(wù)的質(zhì)量。與衰落大大降低信號質(zhì)量的窄帶系統(tǒng)對比，將多徑衰落用于有利的提高質(zhì)量，也就是利用RAKE接收機(jī)和改進(jìn)的信號處理技術(shù)。
在本發(fā)明中，UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)(UTRAN)通過靈活和有效分配支持與移動無線電通信所需的資源對無線電接入載體服務(wù)請求作出響應(yīng)。該UTRAN包括許多基站，用于在無線電空中接口上，利用由連到基站的無線電網(wǎng)絡(luò)控制器分配的無線電信道資源與移動無線電通信。與外部網(wǎng)絡(luò)接合的外部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，通過該UTRAN與移動站通信。當(dāng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)之一需要與移動無線電通信時，該服務(wù)節(jié)點(diǎn)從UTRAN而不是特定的無線電信道資源來請求無線電接入載體。無線電接入載體是在無線電空中接口上通過UTRAN和移動站的一種邏輯連接，并對應(yīng)于一種單一的數(shù)據(jù)流。例如，一個無線電接入載體可以支持語音連接，另一個載體可以支持電視連接，和第三個載體可以支持?jǐn)?shù)據(jù)分組連接。每個無線電接入載體與描述UTRAN應(yīng)該如何處理數(shù)據(jù)流的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)(QoS)有關(guān)。服務(wù)質(zhì)量參數(shù)的例子包括數(shù)據(jù)速率，數(shù)據(jù)速率的可變性，延時的數(shù)量和可變性，對最努力傳送的保證，差錯率，等。
由UTRAN將該無線電接入載體動態(tài)地分配給UTRAN傳輸和無線電信道資源。無線電接入載體服務(wù)和UTRAN將傳輸?shù)募?xì)節(jié)和無線電資源分配處理以及無線電控制的細(xì)節(jié)例如軟轉(zhuǎn)交等分離，UTRAN方法與傳統(tǒng)的方法不同，在傳統(tǒng)方法中，將外部網(wǎng)絡(luò)和/或外部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)包含在到達(dá)和來自移動無線電的請求，分配，和控制特定的無線電連接的細(xì)目中。代替的是，外部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)僅僅需要在RAN接口上對UTRAN請求無線電接入載體服務(wù)，同用于對特定的移動無線電通信的特定的服務(wù)質(zhì)量一道進(jìn)行。UTRAN按所要求的服務(wù)質(zhì)量提供所要求的服務(wù)(如果可能的話)。
可將許多無線電接入載體獨(dú)立地建立和交付給包括來自不同網(wǎng)絡(luò)的載體的一個移動無線電。而且，多個無線電接入載體，例如，旨在用于特定的移動無線電的一個傳送電路交換信息和另一個傳送的分組交換信息，可被多路復(fù)用到相同的CDMA信道上。每個載體可有它自己的通過UTRAN的異步傳送模式(ATM)傳輸連接，或者可用其他載體多路復(fù)用到一個ATM傳輸連接上。
為了啟動無線電接入載體服務(wù)，發(fā)送請求到UTRAN用于與移動無線電通信。一個或多個參數(shù)伴隨著無線電接入載體服務(wù)請求。當(dāng)建立每個載體時，UTRAN通過靈活地將無線電接入載體分別“映像”或分配到通過UTRAN和在無線電空中接口上的物理傳輸和無線電信道資源。在一種最佳示范的實(shí)施方案中UTRAN中的節(jié)點(diǎn)之間的傳輸連接是一種ATM類型的連接。在空中接口上的無線電信道包括一個或多個CDMA擴(kuò)譜碼。
映像是基于與無線電接入載體服務(wù)請求有聯(lián)系的一個或多個參數(shù)。除了服務(wù)參數(shù)的質(zhì)量以外，這些參數(shù)也可包括一個或多個通信業(yè)務(wù)條件參數(shù)，如在一個公共信道上的擁擠水平，移動站當(dāng)前正在運(yùn)行的地理位置區(qū)域中的干擾水平，移動無線電和基站之間的距離，無線電發(fā)送功率，專用信道資源的可用性，對移動站存在的專用信道，和其他的通信業(yè)務(wù)參數(shù)或條件。
在該示范性的實(shí)施方案中，提供兩種不同類型的無線電信道。當(dāng)沒有多大延時接收時一種專用型的信道傳送信息幀。一種公共的或共享型的信道以預(yù)定的方式發(fā)送信息分組。當(dāng)所要求的服務(wù)參數(shù)的質(zhì)量比較高時，例如，對于語音或同步通信，軟/較軟轉(zhuǎn)交，等，可選擇例如專用信道。當(dāng)所要求的服務(wù)質(zhì)量比較低時，例如，對于電子郵件消息，可選擇公共信道。
正如以上所提到的那樣，信道類型的選擇也可考慮通信業(yè)務(wù)參數(shù)，如移動無線電當(dāng)前正在運(yùn)行所在的地理位置區(qū)域中的干擾水平。如果此干擾水平是高的，例如可選擇專用無線電信道，一般情況下包括移動發(fā)送功率控制，以幫助降低干擾水平。當(dāng)干擾水平是低時，例如可選擇共同使用無線電信道，以便讓其他連接有更多的專用信道資源可用。的確，如果專用信道的可用性是低時，可選擇專用無線電信道。雖然信道類型選擇可以基于一個參數(shù)，例如，一種服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，然而，最好根據(jù)與該連接有關(guān)的多個服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，或者根據(jù)與一種連接和當(dāng)前通信業(yè)務(wù)條件有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，如移動地理位置區(qū)域中的干擾水平。
另一方面，如果在UTRAN和移動無線電之間已經(jīng)存在專用信道，因?yàn)閁TRAN可以多路復(fù)用與移站有關(guān)的不同邏輯連接到該單一的專用信道上，故將新的邏輯連接映像到該已存在的專用信道。同樣，與邏輯連接有關(guān)的控制信令，雖然通常在公共信道上傳送，然而如果對該移動站存在一個的話，則在專用信道上傳送。
除了一開始選擇許多無線電信道類型之一外，當(dāng)由UTRAN起初建立與無線電接入請求有聯(lián)系的連接時，在連接的使用期間監(jiān)測一個或多個與服務(wù)質(zhì)量，通信業(yè)務(wù)條件等有關(guān)的參數(shù)值。如果被監(jiān)測的參數(shù)從當(dāng)選擇用于連接的信道類型時一開始被確定的值變化足夠多，則可將該連接切換到另一種類型的無線電信道。例如，如果根據(jù)初始的服務(wù)質(zhì)量值為連接建立公共無線電信道，與這個連接有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量隨后顯著提高(最好通過初始服務(wù)質(zhì)量值以上的某個閾值數(shù)來確定)，則可將該連接切換到專用無線電信道。另一種情況是，如果當(dāng)初始建立的是專用信道時與連接有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量隨后顯著下降，則可將該連接切換到公共無線電信道。在另一個例子中，即使一開始為連接建立的是公共無線電信道，在小區(qū)中的干擾水平可隨后增加，使得有理由將連接切換到專用無線電信道，以便降低該小區(qū)中的干擾水平。
附圖簡述現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的這些和其他的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是示出通用移動遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)(UMTS)的一個方框圖；圖2用作說明通過對于圖1的UMTS的接入面和非接入面所規(guī)定的無線電接入載體服務(wù)的簡圖；圖3用作說明圖2中所示的非接入和接入面的邏輯結(jié)構(gòu)；圖4用作說明無線電接入載體建立服務(wù)的例行過程的流程圖；圖5用作說明一種多媒體呼叫建立例行過程的流程圖；圖6用作說明無線電資源分配例行過程的流程圖；圖7用作說明一種靈活的將不同無線電接入載體映像到不同類型的物理無線電信道的示范性實(shí)施方案的功能性方框圖；圖8用作說明專用信道/幀流對比公共信道/排序的傳送例行過程的流程圖；和圖9用作說明靈活的映像不同的無線電接入載體到不同類型的無線電信道的一種簡單例子的方框圖。
附圖詳述在以下的描述中，為了解釋而非限制的目的，提出特定的細(xì)目，例如特定的實(shí)施方案，數(shù)據(jù)流，信令實(shí)施，接口，技術(shù)，等，以便提供對本發(fā)明透徹的理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，本發(fā)明可以用其他的偏離這些特定的細(xì)目的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。例如，雖然本發(fā)明在利用GSM術(shù)語的一種舉例的蜂窩話網(wǎng)的內(nèi)容中作了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明可在任何蜂窩電話系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。在其他的例子中，眾所周知的方法，接口，設(shè)備，和信號技術(shù)的描述被略去，以便不讓不必要的細(xì)節(jié)將本發(fā)明的描述弄得含糊不清。
本發(fā)明被描述在圖1所示的通用移動遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)(UMTS)10的內(nèi)容中。一種代表性的，面向連接的，外部核心網(wǎng)，如云層12所示，可以是，例如公共交換電話網(wǎng)(PSTN)和/或集成服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)(ISDN)。一種代表性的，面向非連接的，外部核心網(wǎng)，如云層14所示，可以是，例如因特網(wǎng)。兩個核心網(wǎng)被連到相關(guān)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)16。PSTN/ISDN面向連接的網(wǎng)絡(luò)12被連到面向連接的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，如移動交換中心(MSC)節(jié)點(diǎn)18所示，提供電路交換服務(wù)。在現(xiàn)有的GSM模型中，移動交換中心18在接口A上被連到基站系統(tǒng)(BSS)22，依次在接口A’上連到無線電基站23，因特網(wǎng)面向非連接的網(wǎng)絡(luò)14被連接到特制的通用分組無線電服務(wù)(GPRS)節(jié)點(diǎn)20，以提供分組交換型的服務(wù)。每個核心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)18和20在無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)接口上連接到UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)(UTRAN)24。UTRAN 24包括一個或多個無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)26。每個RNC 26被連到多個基站(BS)28并連到UTRAN 24中的任何外部的RNC。在基站28和移動無線電站(MS)30之間的無線電通信是通過無線電接口的方法進(jìn)行的。
在該最佳實(shí)施方案中，無線電接入是基于帶有所分配的單獨(dú)的無線電信道，利用WCDMA擴(kuò)譜碼的寬帶CDMA(WCDMA)。正如在背景材料中所描述的那樣，WCDMA提供寬的帶寬用于多媒體服務(wù)和其他高速率的需求以及健壯的特生如分集轉(zhuǎn)交和RAKE接收機(jī)以保證高質(zhì)量。
RAN接口是一種在GSM基的服務(wù)節(jié)點(diǎn)18和20間的“開放性”的接口，提供在到外部核心網(wǎng)12和14(到達(dá)最外部，核心網(wǎng)的末端用戶)的無線電接口上到達(dá)/來自移動無線電的服務(wù)，不必要請求為提供那些服務(wù)所需的特定的無線電資源。RAN接口基本上隱藏了來自服務(wù)節(jié)點(diǎn)，外部網(wǎng)絡(luò)，和用戶的那些細(xì)節(jié)。代替的是，由服務(wù)節(jié)點(diǎn)在RAN接口上直接地請求，建立，維持，和釋放邏輯無線電接入載體。正如在概述中解釋的那樣，無線電接入載體是在外部核心網(wǎng)支持節(jié)點(diǎn)和移動站之間通過UTRAN的一種邏輯連接。UTRAN 24的任務(wù)是以一種靈活的，有效的，和最佳的方式將無線電接入載體映像到物理傳輸信道。映像過程包括根據(jù)伴隨無線電接入載體請求的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，選擇信道參數(shù)。舉例的參數(shù)包括傳輸和無線電信道類型(公共的或?qū)Ｓ玫?，重發(fā)協(xié)議(RLC)參數(shù)，編碼和插入(MAN和物理層)參數(shù)選擇，無線電接入載體多路化方案選擇(也就是，哪個無線電載體將在哪個等級上被互相多路化)，和CDMA碼及位速率的選擇。無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)26負(fù)責(zé)無線電接入載體服務(wù)。
利用無線電接入載體服務(wù)結(jié)構(gòu)和方法得到重要的優(yōu)點(diǎn)。取代了外部核心網(wǎng)和/或服務(wù)節(jié)點(diǎn)必須請求專門的無線電資源，并在包含在無線電資源的分配和控制中得到(對于WCDMA可被完全包含-特別是對于多媒體呼叫)，服務(wù)節(jié)點(diǎn)直接對一個或多個無線電接入載體發(fā)送請求以取得訪問特定的移動站。RAN接口和UTRAN 24處理無線電接入載體請求，并實(shí)現(xiàn)必要的對傳輸和無線電資源的分配，控制，釋放和其他的管理任務(wù)。
在該最佳的示范性的實(shí)施方案中，UTRAN采用ATM型傳輸和WCDMA無線電接入資源。雖然ATM和WCDMA是寬帶的，靈活的，和健壯的，但它們也是管理起來相當(dāng)復(fù)雜的通信資源。有利的是，服務(wù)節(jié)點(diǎn)被與這種復(fù)雜性隔開。每個服務(wù)節(jié)點(diǎn)只請求一個(或多個)無線電接入載體，用與此載體有聯(lián)系的一個或多個服務(wù)質(zhì)量參數(shù)詳細(xì)說明待通信的移動站的身份。服務(wù)質(zhì)量可以包括所希望的位速率，在信息被傳送以前的延時量，最小位差錯率，等。因此，從核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的觀點(diǎn)看，無線電接入載體或UTRAN連接直接就是一個邏輯數(shù)據(jù)流或從服務(wù)節(jié)點(diǎn)通過UTRAN 24到所希望的移動站30的“管道”，它們的細(xì)節(jié)并不重要，對于核心網(wǎng)絡(luò)服節(jié)點(diǎn)是隱蔽的。
因此，RAN接口允許使用相當(dāng)簡單的，高等級的信號命令通過UTRAN 24建立，維持，和釋放無線電接入載體。利用移動站和核心網(wǎng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的信號連接請求來自核心網(wǎng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)。信號連接可被建立對來自核心網(wǎng)的尋呼，在移動站中的服務(wù)激活，或通過某些其他步驟，例如位置更新作出響應(yīng)。在信號連接被建立以后，由核心網(wǎng)和移動站請求的服務(wù)被在信號連接上發(fā)送，RNG通過在無線電接口上的UTRAN和WCDMA無線電信道分配ATM傳輸連接，以建立在MS和核心網(wǎng)末端用戶之間的端對端連接。當(dāng)呼叫被終止時，RNC也釋放無線電接入載體。
RNC進(jìn)一步協(xié)調(diào)多重?zé)o線電接入載體到一個移動終端，可以包括將多重?zé)o線電接入載體映像到單獨(dú)的無線電信道。在WCDMA最佳實(shí)施方案中，這包括對多重載體連接分配特定的CDMA擴(kuò)譜碼(無線電信道)。而且，來自兩個核心網(wǎng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)18和20的無線電接入載體可通過RNC在相同的CDMA信道上映像到相同的移動站。
RNC監(jiān)督建立和釋放ATM傳輸連接和無線電信道，并執(zhí)行較高等級的監(jiān)督型的無線電控制操作，例如分集轉(zhuǎn)交或分組數(shù)據(jù)的排序?；咎幚淼揭苿诱镜腤CDMA無線電接口并包括無線電設(shè)備，如發(fā)送接收機(jī)，數(shù)字信號處理器，和對網(wǎng)絡(luò)中每個小區(qū)服務(wù)所需的天線。
作為對核心網(wǎng)的一種接口，RNC選擇用于無線電接入載體的特定的無線電接入載體服務(wù)質(zhì)量連同其他的特點(diǎn)，例如鏈路層協(xié)議，例如，無線電鏈路控制(RLC)重發(fā)協(xié)議，帶有特定的位速率的話音編碼器，等。另外，通過UTRAN的傳輸，例如專用的ATM連接，以及是否無線電接入載體在現(xiàn)有的ATM連接上將與其他的無線電接入載體多路復(fù)用也被控制。RNC將新的RAN載體服務(wù)組合為用于每個移動站的所有無線電接入載體，并根據(jù)用于移動站的所組合的UTRAN載體服務(wù)選擇被采用的傳輸連接和無線電信道類型。無線電信道類型包括公共信道，在連接期間可由多于一個移動站共同使用，和專用信道，在連接期間只可由一個單一的移動站使用。RNC還進(jìn)一步處理其他的無線電連接的有關(guān)方面，例如無線電連接的移動性，例如，轉(zhuǎn)交和移動站小區(qū)與核心網(wǎng)絡(luò)之間的控制信令。RNC也監(jiān)測無線電資源的可用性，小區(qū)干擾，和擁擠程度。
圖2示出依據(jù)本發(fā)明的圖1的UMTS 10的邏輯結(jié)構(gòu)和方法。特別是，UMTS 10的邏輯網(wǎng)包括非接入面50和接入面52。非接入面和接入面是邏輯部件，并不對應(yīng)于物理節(jié)點(diǎn)。接入面52包含所有的無線電入口和無線電特定的功能。在這種情況下，如果使用不同的無線電接入方案，例如WCDMA和ATM以外的方式，或者接入方案被修改，它對UMTS方面的影響限于接入面52，并不影響非接入面50。圖1中的無線電接口和無線電接入網(wǎng)接口被包括在接入平面52中。
與限制在接入面52范圍內(nèi)的無線電接入特定的細(xì)節(jié)分離的，非接入面50僅包括邏輯控制連接或邏輯通信業(yè)務(wù)連接，對應(yīng)于移動站30和核心網(wǎng)18或20之間的每個無線電接入載體。所有涉及呼叫控制，移動性管理，輔助服務(wù)，短消息服務(wù)，等的信號是通過接入面52和在RAN-CN接口上利用移動站核心網(wǎng)信號連接“透明地”實(shí)現(xiàn)的(從非接入面50觀察)。由箭頭連接示出的服務(wù)接入點(diǎn)，連接服務(wù)節(jié)點(diǎn)(SN)和移動站(MS)中的接入面52和非接入面50，規(guī)定接入面52對非接入面50提供的無線電接入載體服務(wù)。由非接入面50利用一個，最好是多個服務(wù)質(zhì)量參數(shù)請求無線電接入載體服務(wù)。UTRAN 24包括由無線電接入載體服務(wù)方框表示的兩個用戶數(shù)據(jù)流，以及朝向移動站30的無線電接口控制和朝向核心網(wǎng)絡(luò)的RAN接口控制。一種可選的相互工作功能(IWF)被示出，假定核心網(wǎng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)18和20是GSM節(jié)點(diǎn)，相互工作功能使GSM基的接口適應(yīng)于UMTS無線電接口和RAN接口，也就是，IWF執(zhí)行RAN-CN接口和現(xiàn)有的GSM A接口之間的映像。
圖3更詳細(xì)地示出非接入面50和接入面52的功能。非接入面50包括末端用戶(端對端)服務(wù)54。換句話說，這是連到外部核心網(wǎng)的外部用戶或服務(wù)器與移動站30之間的邏輯“連接”。方框70示出通過外部網(wǎng)傳送信息到外部網(wǎng)用戶的功能。因而，方框54示出服務(wù)的末端用戶與服務(wù)是如何被提供的細(xì)節(jié)分離。
方框56表示UMTS服務(wù)，利用服務(wù)節(jié)點(diǎn)(在本例中MSC 18)，和由UTRAN 24提供的無線電接入載體服務(wù)一起的，核心網(wǎng)之間的傳輸服務(wù)68，UTRAN 24包括RAN接口，RNC 26,BS 28，和無線電接口。方框54,56,68和70對應(yīng)于可歸屬于非接入面50的邏輯功能/服務(wù)。
接入面52包括由方框58,60,62,64和66表示的邏輯功能和服務(wù)。UMTS無線電接入載體服務(wù)通過UTRAN 24提供傳輸連接服務(wù)，最好是基于通過方框64和66的異步傳輸模式(ATM)WCDMA無線電通信業(yè)務(wù)信道由RNC 26中的控制器分配，物理上由在到移動站30的無線電接口上的基站28實(shí)現(xiàn)，如方框60所示，方框62表示實(shí)際的無線電鏈路資源，在WCDMA系統(tǒng)中對應(yīng)于各個CDMA擴(kuò)譜碼。
UTRAN 24提供無線電接入載體，與用戶服務(wù)無關(guān)，無線電接入載體服務(wù)被提供給服務(wù)節(jié)點(diǎn)而不是末端用戶。而且，無線電接入載體邏輯上與通過UTRAN 24和在無線電接口上的物理傳輸媒體分離，也就是沒有預(yù)先規(guī)定的無線電接入載體到特定的傳輸連接和無線電信道的映像。這種分離允許通過UTRAN 24靈活和有效地將無線電接入載體映像到特定的傳輸連接和不同類型的無線電信道。
由UTRAN 24控制的接入面52提供用于不同通信業(yè)務(wù)等級的無線電接入載體。每種通信業(yè)務(wù)等級由服務(wù)和/或通信業(yè)務(wù)參數(shù)的質(zhì)量所規(guī)定，詳細(xì)說明特定的無線電接入容量。利用不同的通信業(yè)務(wù)等級允許提供范圍廣泛的服務(wù)，例如，從最佳努力，未規(guī)定的位速率服務(wù)到保證恒定的位速率服務(wù)。對于連到外部網(wǎng)的末端用戶和移動站之間的通信，通過詳細(xì)說明不同的上行和下行服務(wù)和/或通信業(yè)務(wù)參數(shù)的質(zhì)量，可以為上行和下行連接請求具有不同容量的無線電接入載體。用這種方法，“不對稱的”無線電接入載體被提供，是在這樣的意義上講的，即一個載體的上行可以傳送非常少的數(shù)據(jù)和只要求低的服務(wù)質(zhì)量，而一個或多個下行載體傳輸需要高服務(wù)質(zhì)量的大量的多媒體數(shù)據(jù)。
圖4是用作說明一個無線電接入載體建立的程序(方框80)的流程圖。核心網(wǎng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)請求在到UTRAN 24的RAN接口上的無線電載體接入服務(wù)(在非接入平面50中)，以建立與移動站的連接(方框81)。UTRAN 24接收和處理包括服務(wù)參數(shù)質(zhì)量的服務(wù)請求(方框82)，傳輸資源，例如一個或多個AAL/ATM連接被通過UTRAN建立，以支持與移動站的連接(方框83)。如果當(dāng)前并未對移動站建立專用信道，可在UTRAN和移動站之間建立專用信道，如果對于所請求的無線電接入載體服務(wù)(方框84)是合適的話。然而，如果一個專用的無線電信道已經(jīng)存在于核心網(wǎng)和移動站之間，新的無線電接入載體服務(wù)被在已存在的專用信道上對移動站多路復(fù)用(方框85)。另一方面，如果對于移動站當(dāng)前不存在專用信道，和專用信道不被需要或者不適合支持所請求的無線電接入載體服務(wù)，公共信道資源被分配，例如，在緩存中分配足夠的空間，以便處理要在公共信道上傳送的連接信息(方框86)UTRAN最好分配一個參考標(biāo)識符給新的無線電接入載體(方框87)，以便將它與其他載體區(qū)分，當(dāng)許多載體在一個信道上被多路復(fù)用時，這是特別有用的。
對于可包括語音，電視，和數(shù)據(jù)的一種示范的多媒體呼叫，UTRAN24可以對一個移動站建立和釋放三種獨(dú)立的無線電接入載體，對于語音，電視，和數(shù)據(jù)流中每一種一個載體。包括計算機(jī)服務(wù)器，電話，電視電話等的多重遠(yuǎn)距離，核心網(wǎng)“用戶”連到核心網(wǎng)，連到相應(yīng)的核心網(wǎng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，例如MSC,GPRS，等。這些遠(yuǎn)距離用戶與單一的移動站通信，其中移動站可以運(yùn)行多重不同的過程或應(yīng)用(一般也被看作“用戶”)。例如，在一個包括個人計算機(jī)的移動站中，其中移動站的操作人員正在因特網(wǎng)上“沖浪Web”，一個計算機(jī)應(yīng)用/過程可被要求用于處理語音，一個計算機(jī)應(yīng)用/過程用于處理電視，和一個計算機(jī)應(yīng)用/過程用于處理數(shù)據(jù)。
為了傳輸通過UTRAN或者到CDMA無線電信道(擴(kuò)譜碼)的連接，以一對一的關(guān)系映像各種無線電接入載體是不必要的。實(shí)際上，對應(yīng)于不同媒介的多重載體可在一個單一無線電信道上被多路復(fù)用，用以在無線電空中接口上傳輸，并根據(jù)需要在UTRAN的任何一端被逆多路復(fù)用。然而，每個無線電接入載體可通過UTRAN由它自己的AAL/ATM傳輸連接支持，即便它被與其他無線電接入載體在單一的WCDMA無線電信道上多路復(fù)用，也就是利用與移動站有聯(lián)系的相同的擴(kuò)譜碼。另一方面，每個無線電接入載體，如果合適的話，也可分配給它自己的無線電信道。
無線電接入載體服務(wù)可利用通信業(yè)務(wù)等級進(jìn)行組織。在本例的實(shí)施方案中，有六個通信業(yè)務(wù)等級。對于通信業(yè)務(wù)等級中的兩個，固定數(shù)量的AAL/ATM傳輸和WCDMA無線電信道資源以專用的形式分配給無線電接入載體。因?yàn)橘Y源被專門保留，在連接期間資源的“數(shù)量”并不改變，除非在連接期間進(jìn)行信道類型切換，以下將進(jìn)行較詳細(xì)的描述。對于其他四個通信業(yè)務(wù)等級，在連接期間可以動態(tài)地分配。在這四種通信業(yè)務(wù)等級中，UTRAN 24提供最低的服務(wù)質(zhì)量，另外，如果有自由資源，服務(wù)質(zhì)量可以增加。至于效率，用于這四種通信業(yè)務(wù)等級的資源可被更有效地利用，這是由于考慮到在對移動站連接有效的時期內(nèi)各種通信業(yè)務(wù)條件和這些通信業(yè)務(wù)條件的變化。
將可能應(yīng)用專用無線電信道的兩個通信業(yè)務(wù)等級包括語音服務(wù)和同步服務(wù)(SS)?？赡軕?yīng)用公共的或共同使用的無線電信道的通信業(yè)務(wù)等級可包括恒定的位速率服務(wù)(CBR)，未規(guī)定的位速率服務(wù)(UBR)，可用的位速率服務(wù)(ABR)，和可變的位速率服務(wù)(VBR)。
UTRAN語音服務(wù)在MS和UTRAN 24之間傳送PCM語音樣本，通常通過CODEC提供語音壓縮/解壓。UTRAN同步服務(wù)(SS)根據(jù)峰值位速率分配處理資源。峰值位速率可動態(tài)地在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值內(nèi)改變。通信業(yè)務(wù)資源和RNC可觸發(fā)當(dāng)前峰值位速率的變化。在RAN接口上預(yù)先規(guī)定大小的幀的傳輸被同步是在這樣的意義上講的，即與當(dāng)前位速率對應(yīng)的預(yù)先規(guī)定大小的幀在無線電接口上按預(yù)先規(guī)定的時間間隔進(jìn)行傳送。同步服務(wù)非常適合于多媒體，提供語音，電視，聲頻，和數(shù)據(jù)壓縮的實(shí)時服務(wù)。UTRAN語音和SS都與無線電接口同步。
CBR服務(wù)提供被保證的峰值分配位速率，和AAL/ATM傳輸和無線電信道資源在峰值位速率基礎(chǔ)上進(jìn)行分配。UTRAN CBR服務(wù)可用于傳送電路交換數(shù)據(jù)，包括HSCSD以及分組交換數(shù)據(jù)，以達(dá)到較高的服務(wù)質(zhì)量。
UBR服務(wù)是一種最佳努力發(fā)送服務(wù)，在可用時使用自由帶寬。如果沒有AAL/ATM傳輸和無線電信道資源當(dāng)前可用，待傳輸?shù)男畔⒈慌抨?duì)等待。如果排隊(duì)溢出，被溢出的幀就丟失。典型情況下，UBR服務(wù)支持分組交換類型的數(shù)據(jù)，在某些情況下，這種通信業(yè)務(wù)等級可用于短消息服務(wù)。
ABR服務(wù)分配AAL/ATM傳輸和無線電信道資源用于按被保證的最低位速率發(fā)送信息，但當(dāng)自由帶寬可得到時，在最佳努力的基礎(chǔ)上使用較高位速率。如果服務(wù)節(jié)點(diǎn)支持流的控制的話，RTRAN ABR服務(wù)也用于分組交換數(shù)據(jù)(用增加的服務(wù)質(zhì)量)以及電路交換數(shù)據(jù)。VBR服務(wù)提供可變的位速率是基于統(tǒng)計的通信業(yè)務(wù)參數(shù)，利用平均吞吐量/可支持的位速率和幀丟失率作為控制參數(shù)。UTRAN VBR可用于與UTRANABR類似的服務(wù)。
無線電接入載體參數(shù)可被劃分為類型，例如通信業(yè)務(wù)參數(shù)，服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，信息參數(shù)，和內(nèi)容參數(shù)。通信業(yè)務(wù)參數(shù)包括峰值位速率(PBR)，可支持的位速率(SBR)，最小位速率(MBR)，最大脈沖串規(guī)模(MBS)，和幀的大小。PBR是在特定的連接中具有最大脈沖串規(guī)模的最大瞬時位速率。SBR是連接的平均位速率的上限。當(dāng)請求UTRAN ABR類型的無線電接入載體時MBR是一個直接可用的參數(shù)。MBR提供可按峰值位速率發(fā)送的數(shù)據(jù)脈沖串的最大規(guī)模的一種估值。幀的大小規(guī)定了協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的最小和最大規(guī)模，其中多個PDU被包含在每幀中。當(dāng)請求UTRAN同步服務(wù)時，預(yù)先規(guī)定數(shù)目的不同PDU/幀的大小之一被選取。
服務(wù)質(zhì)量參數(shù)可包括，例如，數(shù)據(jù)傳輸速率，位差錯率(BER)，傳輸延時，幀丟失率，優(yōu)先權(quán)，等。數(shù)據(jù)傳輸速率規(guī)定數(shù)據(jù)在每單位時間在接口上傳送的速度。位差錯率是對于一個特定的接收到的數(shù)據(jù)單元平均的位差錯數(shù)目。延時是接收到發(fā)送數(shù)據(jù)的請求和實(shí)際發(fā)送該數(shù)據(jù)之間的時間量。延時可包括固定延時成分以及速率有關(guān)的延時成分。軟/較軟轉(zhuǎn)交，在專用信道上可得到的一種特性，通過對多徑衰落的補(bǔ)償改進(jìn)接收質(zhì)量。幀丟失率是因?yàn)椴铄e，有故障的重發(fā)等丟失的幀的數(shù)目除以所發(fā)送的幀的總數(shù)。可對各個幀指明優(yōu)先權(quán)，保證被優(yōu)先的幀在服務(wù)質(zhì)量方面受到特別的對待。
信息參數(shù)包括方向，配置，和類型。特別是，方向指明連接是上行(MS→CN)還是下行(CN→MS)。配置指明連接是點(diǎn)對點(diǎn)，點(diǎn)對多點(diǎn)，還是廣播。類型包括控制，非同步，和同步類型、控制類型規(guī)定通信業(yè)務(wù)作為控制信號類型的通信業(yè)務(wù)。非同步類型意味著無線電接入載體并不與無線電接口同步。同步類型指明無線電接入載體在無線電接口和RAN接口上是同步的。
內(nèi)容參數(shù)包括單一消息傳輸，雙向事務(wù)，和編碼。單一消息傳輸和雙向事務(wù)參數(shù)被用于建立無線電接入載體。在單一消息傳輸中，數(shù)據(jù)只是作為一種無連系的消息由載體服務(wù)傳輸。在雙向事務(wù)的情況下，為了完成該項(xiàng)事務(wù)，需要一種附加的對所傳輸?shù)南⒌捻憫?yīng)。編碼參數(shù)指明語音編碼器/解碼器處理UTRAN中的用戶數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在結(jié)合示于圖5中的數(shù)據(jù)流程序(方框100)描述用于建立多媒體呼叫(MMC)的示范步驟。這種多媒體呼叫包括指定用于相同的移動站的語音，電視，和數(shù)據(jù)。通過多個服務(wù)節(jié)點(diǎn)請求多媒體呼叫(方框102)，每個服務(wù)節(jié)點(diǎn)分析所包含的用于呼叫的參數(shù)類型，包括媒體類型，用于電視和語音的任何編碼方法，載體請求的特性，例如通信業(yè)務(wù)等級，和一個或多個通信業(yè)務(wù)參數(shù)，包括服務(wù)質(zhì)量。其他參數(shù)也被分析，例如分組的大小，脈沖串描述符，和數(shù)據(jù)的類型(實(shí)時或非實(shí)時)。例如，語音是實(shí)時數(shù)據(jù)，而因特網(wǎng)數(shù)據(jù)是非實(shí)時的(方框104)。服務(wù)節(jié)點(diǎn)為包含在多媒體呼叫中的每個媒體建立一個緩沖器，包括每個緩沖器的深度和寬度(方框106)。利用被分析的對于該多媒體呼叫的呼叫參數(shù)和價格因素(例如關(guān)于所需的UTRAN資源，所引起的干擾，等)，服務(wù)節(jié)點(diǎn)從UTRAN請求一個或多個無線電接入載體(方框110。從服務(wù)節(jié)點(diǎn)到UTRAN的無線電接入載體請求規(guī)定服務(wù)質(zhì)量，通信業(yè)務(wù)等級，和通信業(yè)務(wù)參數(shù)。從這些技術(shù)說明，無線電接入載體控制器32建立一個或多個無線電接入載體用于對移動站的連接(方框112)。移動站證實(shí)載體的建立(方框114)，多媒體呼叫開始進(jìn)行。
因此，UTRAN提供核心網(wǎng)和它們各自的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)帶有用服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，例如位速率，延時，位差錯率等，描述的一組靈活的無線電接入載體服務(wù)，“傳送”電路交換和分組交換信息到移動站。UTRAN管理涉及一個移動站終端的多重載體，即便它們來自不同的核心網(wǎng)。在將無線電接入載體映像到特定的無線電信道中，UTRAN靈活地平衡和試圖使許多參數(shù)最佳化，包括服務(wù)質(zhì)量，范圍(到基站的距離)，通信業(yè)務(wù)負(fù)載/容量/條件，移動站發(fā)送功率，等。因此，UTRAN提供一組不同類型的無線電信道傳送電路交換和分組交換信息。單個無線電信道可同時傳送分組交換和電路交換信息到移動站。如上所提到的，可由RNC選擇的兩種不同類型的無線電信道的不同在于保留程度，更多的資源為專用信道保留而不是公共信道。
圖6示出用于靈活地將載體服務(wù)映像到不同的信道類型的一種無線電資源分配程序(方框200)。RNC檢測來自服務(wù)節(jié)點(diǎn)的無線電接入載體服務(wù)請求(方框202)，并確定無線電接入載體服務(wù)的類型和為此載體服務(wù)所請求的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)(方框204)。RNC在該小區(qū)上或被包含在連接中的移動站當(dāng)前所在的一些小區(qū)上確定一個或多個通信業(yè)務(wù)條件(方框206)。根據(jù)服務(wù)質(zhì)量參數(shù)和所確定的通信業(yè)務(wù)條件，無線電資源控制器36選擇信道類型傳送與無線電接入載體服務(wù)請求有聯(lián)系的信息(方框208)。
例如，如果要求高質(zhì)量服務(wù)的保證，那末RNC可以將載體信息映像到專用無線電信道上以實(shí)現(xiàn)幀流型的傳輸。在WCDMA型的無線電接入接口中，專用信道支持分集轉(zhuǎn)交(包括“軟”和“較軟”的轉(zhuǎn)交)和高速功率控制-在寬帶CDMA通信以及高效率傳送連續(xù)數(shù)據(jù)流或者大批量數(shù)據(jù)傳送中這兩點(diǎn)是重要的因素。載體信息可被映像到專用信道以支持這些特點(diǎn)中任一個或兩者。對于分組類型的數(shù)據(jù)，也可能希望將經(jīng)常性的或大的分組映像到專用信道，對于某些高強(qiáng)度的數(shù)據(jù)傳輸可能就是這種情況。另一方面，對于不經(jīng)常的或小的分組，RNC可將無線電接入載體信息映像到分組為基的，公共的接入信道用于預(yù)定傳輸。
因此，專用信道支持特定的服務(wù)，例如在多個小區(qū)上的軟轉(zhuǎn)交和在不同的平行的載體可以被時間多路復(fù)用或者在相同的專用WCDMA碼信道上的編碼多路復(fù)用的場合提供幀流服務(wù)。UTRAN將多重載體(對應(yīng)于不同的服務(wù))處理為一個無線電連接，作為結(jié)果，所有的服務(wù)接收相同的軟轉(zhuǎn)交或快速功率控制操作。另一方面，專用信道可以效率不高的使用無線電資源，因?yàn)樯踔翢o信息被發(fā)送時，信道仍然是專用的。分組為基的，公共接入信道提供面向分組的傳輸服務(wù)，可以或者是面向連接或者無連接，可以是預(yù)定的分組和低水平的重發(fā)。預(yù)定使得比較有效的利用無線電信道資源。
語音和同步數(shù)據(jù)通常將被映像到專用信道。分組數(shù)據(jù)可以或者在專用信道上發(fā)送用于幀流傳輸，或者在一個單一小區(qū)上，分組接入信道上利用排序傳輸。用于分組數(shù)據(jù)的特定類型的信道是根據(jù)所請求的服務(wù)質(zhì)量，和其他的通信業(yè)務(wù)因素，例如移動站所在的地理區(qū)域或小區(qū)的通信業(yè)務(wù)強(qiáng)度來確定的。當(dāng)分組的數(shù)量或者分組需要被傳送的速率相當(dāng)?shù)蜁r，通常采用公共信道；而對于高的分組強(qiáng)度或嚴(yán)格的實(shí)時需要(無延時)，采用帶有軟轉(zhuǎn)交支持的專用信道。另一方面，如果專用信道連接已經(jīng)在移動站和UTRAN之間建立，例如，對于語音服務(wù)，那末分組數(shù)據(jù)在現(xiàn)有的專用信道連接上被傳送而不是在公共信道上傳送。
正如以前提到過，該最佳示范性實(shí)施方案是基于ATM傳輸和WCDMA無線電信道。從服務(wù)節(jié)點(diǎn)到移動站的連接可在無線電鏈路層上被處理，該層可被分為兩個子層邏輯鏈路層和無線電鏈路控制(RLC)/媒體接入控制(MAC)層。在邏輯鏈路層上，物理傳輸和信道資源被分配，包括選擇適當(dāng)類型的無線電信道傳送信息從空中接口上的特定的無線電接入載體到移動站。RLC/MAC層執(zhí)行各種較低水平的通信功能，例如組裝幀，用于在CDMA無線電信道上發(fā)送。
圖7是用于說明各種無線電接入載體可如何在邏輯鏈路層和/或RLC/MAC層上被映像到WCDMA無線電信道。RAN協(xié)議堆包括邏輯信道映像方框210(邏輯鏈路層)，幀流傳輸方框212(RLC/MAC層)，和預(yù)定傳輸方框214(RLC/MAC層)，提供到對應(yīng)于CDMA碼信道的物理層的幀。
無線電接入載體層存在于方框216所指明的RAN接口的控制面中?？刂泼媸菫檩d體服務(wù)進(jìn)行請求的地方，并被示出連接到由通信業(yè)務(wù)等級劃分的各種載體服務(wù)，包括UTRAN語音，UTRAN CBR,UBR,ABR，和VBR，這些被連到RNC中的無線電接入載體控制器32。在RAN接口的用戶面中用方框218指明。
如果在RAN接口216的控制面上請求UTRAN同步服務(wù)，載體信息直接被提供給幀流傳輸方框212，包括幀發(fā)送方框222，用于發(fā)送幀，對于WCDMA無線電信道，例如每10毫秒一次。如果載體請求包含UTRAN語音，語音在代碼轉(zhuǎn)換器(TRAU)224中被處理，例如，將來自核心網(wǎng)的每秒64 Kbit的語音轉(zhuǎn)換為對于在無線電接口，例如12 Kbps上發(fā)送適合的壓縮數(shù)據(jù)速率。UTRAN同步服務(wù)連接和UTRAN語音連接在活動性檢測方框224中被處理，使得靜音并不在無線電接口上被發(fā)送，免得浪費(fèi)無線電資源和引起不必要的干擾。然后，用于傳送的實(shí)際信息被提供給插入延時和信道編碼方框226，將數(shù)據(jù)編排成幀并對數(shù)據(jù)編碼以提供前向糾錯。由幀發(fā)送方框222利用寬帶CDMA無線電傳輸設(shè)備和在WCDMA信道上的步驟發(fā)送已成幀并被編碼的信息。
因此，對于UTRAN同步和UTRAN語音服務(wù)，通常主要選擇帶有幀流傳輸?shù)膶Ｓ眯诺?，因?yàn)檫@兩種載體服務(wù)并不容忍傳輸中的延時，而這些通常是預(yù)定傳輸服務(wù)的一部分。另一方面，對于在通信業(yè)務(wù)等級CBR,UBR,ABR，和VBR中的其他面向分組的無線電接入載體服務(wù)，無線電接入載體控制器32可以選擇或者是帶有幀流的專用信道，或者是帶有排序傳輸?shù)墓残诺?，這要根據(jù)當(dāng)前所請求的服務(wù)質(zhì)量和通信業(yè)務(wù)條件。邏輯信道映像方框210可以包括可選的速率適配功能，用以管理具有不經(jīng)常但較高數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)脈沖串。速率適配可利用以下方式實(shí)現(xiàn)有縫的存儲段控制，流控制，填充，在緩沖器溢出時丟掉一些幀，等。速率適配功能也可以包括分組的重發(fā)(ARQ)，雖然這種重發(fā)功能也可被提供在核心網(wǎng)或RLC/MAC層中。
無線電接入載體控制器32控制專用信道，幀流選擇器232和公共信道，預(yù)定傳輸選擇器234，基于許多因素，其中有些是以上指出過的。如果由無線電接入載體控制器32選擇公共信道類型的傳輸，例如對于UBR,ABR，或VBR通信業(yè)務(wù)等級的“脈沖串式”服務(wù)，脈沖串排隊(duì)236被提供，使其能夠分配比在RAN接口上接收到的峰值位速率較低的幀流峰值位速率，它可能比用于通信業(yè)務(wù)等級UBR,ABR，或者VBR的幀流位速率較高。
如果專用信道，幀流選擇器232被激活傳送CBR,UBR,ABR，或VBR數(shù)據(jù)分組，無線電資源在預(yù)先規(guī)定的速率上被分配，并帶恒定延時，使幀流適合于語音和其他實(shí)時服務(wù)。數(shù)據(jù)在所選的無線電信道上按次序發(fā)送，分段/重組裝方框240將信息劃分為方框240中的分組幀。信道位速率選擇器242，像活動性檢測方框224那樣，控制位流的位速率，并也確信“靜音”并未在無線電接口上發(fā)送。分段的數(shù)據(jù)在插入延時/信道編碼方框224中進(jìn)行處理，并傳送到幀發(fā)送方框222。幀在無線電接口上被發(fā)送沒有進(jìn)一步延時。對于幀流傳輸?shù)奈凰俾史峙涫窃诜逯滴凰俾实幕A(chǔ)上進(jìn)行的。
如果預(yù)定傳輸選擇器234被激活，連接數(shù)據(jù)被按規(guī)定路線傳送到預(yù)定傳輸方框214，提供非常適合于許多類型非實(shí)時服務(wù)的公共信道。然而，像軟轉(zhuǎn)交和快速功率控制那樣的特性并未被支持。無線電資源在比峰值位速率低的位速率上進(jìn)行分配。通信業(yè)務(wù)信道帶有預(yù)定的目的服務(wù)質(zhì)量或者最佳努力特性，兩者都被提供。傳送延時可逐幀變化。分段/重新組裝和自動重發(fā)224由排序傳輸選擇器234實(shí)施。在方框244中的分段/重新組裝功能被用于將數(shù)據(jù)幀適合于在無線電接口上使用的適當(dāng)?shù)膸拇笮　?br> 在預(yù)定傳輸中，幀在由資源管理者252控制的隊(duì)列246之一中被排隊(duì)。一個隊(duì)列246可用于每個已建立的無線電接入載體。資源管理者252控制隊(duì)列246，以便通過插入延時/信號編碼方框248和幀發(fā)送方框250發(fā)送幀，使得總的干擾水平為最小。數(shù)據(jù)脈沖串在相同時間出現(xiàn)在兩個無線電接入載體上的一個例子中，資源管理者252將來自兩個相應(yīng)的無線電接入載體隊(duì)列246的傳輸排序，以避免在無線電接口上較大的數(shù)據(jù)浪涌。
圖8示出一種將不同類型的連接映像到不同類型的無線電信道的簡單例子。從GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)20，一個為UTRAN可變位速率接入載體請求高質(zhì)量服務(wù)的無線電接入載體在RAN接口上被發(fā)送。另一方面，MSC服務(wù)節(jié)點(diǎn)18，在或者大體相同的時間上，請求相當(dāng)?shù)偷馁|(zhì)量，低的位速率，UTRAN恒定位速率接入載體用于電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)。在UTRAN中將這兩種載體靈活地映像到不同類型的無線電資源信道允許高的質(zhì)量并要求GPRS服務(wù)，即使對于被分組的數(shù)據(jù)，被映像到專用信道，以便取得由幀流傳輸服務(wù)提供的特點(diǎn)。在另一方面，相當(dāng)“昂貴的”專用信道資源，對于相當(dāng)?shù)偷馁|(zhì)量，低的位速率分組數(shù)據(jù)服務(wù)來說也并不“浪費(fèi)”，這些服務(wù)被利用公共信道的預(yù)定傳輸適當(dāng)?shù)赜行У乇话l(fā)送。
現(xiàn)在參考示于圖9的流程圖，用作說明帶有幀流傳輸?shù)膶Ｓ眯诺缹φ諑в幸雅判虻膫鬏斶x擇例行過程的公共信道(方框250)。一開始，服務(wù)質(zhì)量和/或其他與無線電接入載體有聯(lián)系的特定的通信業(yè)務(wù)參數(shù)被確定，和適當(dāng)?shù)臒o線電接入載體服務(wù)被識別(方框252)。方框254-264用作說明幾種類型的UTRAN無線電接入載體服務(wù)，包括語音(方框254)，同步服務(wù)(方框256)，恒定位速率(CBR)(方框258)，未規(guī)定位速率(UBR)(方框260)，可用的位速率(ABR)(方框262)，和可變位速率(VBR)(方框264)。對于要求低延時服務(wù)的語音和同步服務(wù)在典型情況下選用專用信道(方框268)，使得在無線電接口上以有規(guī)則的時間間隔在無線電信道上發(fā)送幀，也就是幀流。正如方框266中所指明的那樣，語音被編碼/解碼，以便在核心網(wǎng)絡(luò)位速率和較低的無線電接口位速率之間轉(zhuǎn)換。
對于CBR,UBR,ABR，和VBR UTRAN服務(wù)，有效率類型的無線電信道資源，公共的和專用的，被分配以支持無線電接入載體服務(wù)，根據(jù)服務(wù)質(zhì)量參數(shù)和/或當(dāng)前的通信業(yè)務(wù)條件，以致數(shù)據(jù)分組可以被發(fā)送，或者在專用或者公共類型信道上進(jìn)行(方框270)。最小位速率服務(wù)可利用附加選項(xiàng)增加最小服務(wù)從而提高質(zhì)量來保證，條件是附加的無線電信道資源成為可用的。進(jìn)行決策(方框272)，對于特定的移動站是否已經(jīng)存在專用信道，如果是的，與新無線電接入載體有聯(lián)系的數(shù)據(jù)被多路復(fù)用在專用信道上，因?yàn)檫@比建立新的預(yù)定傳輸連接更加有效(方框274)。而且，由于相同的理由，與新無線電接入載體有聯(lián)系的控制信號也可被多路復(fù)用在專用信道上。
如果對于該移動站沒有現(xiàn)成的專用信道，進(jìn)行決策(方框276)，是否無線電接入載體請求需要高的服務(wù)質(zhì)量，例如高的被保證的位速率，最小或無延時，等。如果是的，可以選擇專用信道(方框274)以提供這樣高的服務(wù)質(zhì)量。如果不需要高的服務(wù)質(zhì)量，可以選擇公共信道。然而，一個或多個其他參數(shù)和/或條件也可成為信道類型決策的因素。作出決定(方框278)，是否在公共信道上有擁擠現(xiàn)象，例如與閾值相比較。如果是的，選擇專用信道(方框274)。如果不是，可選擇公共信道(方框282)。在方框280可作出另一個決定，是否只有少量的擴(kuò)譜碼仍然可為專用信道所用(方框280)。如果是這種情況，選擇公共信道。在方框284中可以作出另一個決定，是否當(dāng)前的干擾水平大于或者等于預(yù)先規(guī)定的閾值T(方框284)。如果不是，可以選擇更有效率的公共信道。然而，對于高干擾的情況，可選擇專用信道，因?yàn)閷Ｓ脽o線電信道提供發(fā)送功率控制。
在對移動站的連接存在期間，在方框286中可周期性地或連續(xù)地作出決定，是否關(guān)于無線電接入載體的條件或參數(shù)已經(jīng)有改變，有充分的理由來評估是否當(dāng)前類型的無線電信道是所希望的，或是不合適的(方框286)。然后可以以重復(fù)在方框272-284中指明的一個或多個步驟，如果合適的話，作為結(jié)果，支持無線電接入載體的信道類型在連接期間可被改變。例如，在連接上待發(fā)送的數(shù)據(jù)類型可改變，干擾水平可改變，等。
因此，無線電接入載體服務(wù)和CDMA無線電傳輸機(jī)制之間的功能分離允許靈活地初始選擇和后繼的改變物理無線電信道的類型，這種信道主要用于傳送與支持對移動站連接的無線電接入載體有關(guān)的信息。
雖然對本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前認(rèn)為是最實(shí)際的和最佳的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施方案。相反，旨在覆蓋包括在所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同的方案。
權(quán)利要求
1．一種提供與移動無線電通信的通用移動電話系統(tǒng)(UMTS)，包括一種無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)，包括多個基站，用于利用所分配的無線電資源在空中接口上與移動無線電通信，和一個連到多個基站的無線電網(wǎng)絡(luò)控制器，空中接口，基站，和無線電網(wǎng)絡(luò)控制器，和分別與第一和第二外部網(wǎng)接合的第一和第二服務(wù)節(jié)點(diǎn)，在RAN接口上連到無線電網(wǎng)絡(luò)控制器。其中根據(jù)來自第一和第二服務(wù)節(jié)點(diǎn)之一的無線電接入載體請求，RAN對一個服務(wù)節(jié)點(diǎn)的無線電接入載體服務(wù)包括(1)建立在一個服務(wù)節(jié)點(diǎn)通過RAN到移動無線電之間的邏輯連接和(2)根據(jù)UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)，將邏輯連接映像到多個，不同類型信道之一，其中多個，不同的信道類型包括專用信道，在邏輯連接期間不可與其他移動站共同使用，和公共信道，在邏輯連接期間不可由多個移動站共同使用。
2．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中專用信道利用由RAN提供的幀流傳送服務(wù)，和公共信道利用由RAN提供的排序傳輸服務(wù)。
3．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS利用碼分多址，其中專用信道包括在邏輯連接期間分配給移動站并只由移動站使用的擴(kuò)譜碼，和公共信道包括在邏輯連接期間被提供給多個移動站并可由多個移動站使用的另一個擴(kuò)譜碼。
4．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中如果UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)涉及軟或較軟轉(zhuǎn)交，RAN將邏輯連接映像到專用信道。
5．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)是無線電接入服務(wù)的特征，和RAN將請求實(shí)時服務(wù)的邏輯連接映像到專用信道。
6．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)是無線電接入服務(wù)的特性，RAN將請求語音服務(wù)的邏輯連接映像到專用信道。
7．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)是無線電接入服務(wù)的特征，RAN將請求大批數(shù)據(jù)傳送服務(wù)的邏輯連接映像到專用信道。
8．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)是該無線電接入服務(wù)的特征，該RAN將請求同步服務(wù)的邏輯連接映像到一個專用信道。
9．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中RAN將請求高服務(wù)質(zhì)量的邏輯連接映像到專用信道。
10．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)包括干擾，當(dāng)干擾大于或等于閾值時，RAN將邏輯連接映像到專用信道，當(dāng)干擾小于閾值時，映像到公共信道。
11．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)包括專用信道的可用性，當(dāng)可用性低時，RAN將邏輯連接映像到公共信道。
12．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)包括在公共信道上的擁擠程度，當(dāng)擁擠程度高時，RAN將邏輯連接映像到專用信道。
13．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中RAN根據(jù)多個UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)將邏輯連接映像到多個，不同類型的信道之一。
14．如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)包括與邏輯連接有關(guān)的多個服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。
15．如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中UMTS通信業(yè)務(wù)參數(shù)包括與邏輯連接和當(dāng)前的通信業(yè)務(wù)條件有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。
16．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中邏輯連接可被配置成傳送四種通信業(yè)務(wù)等級之一恒定的位速率通信業(yè)務(wù)，未規(guī)定位速率的通信業(yè)務(wù)，可用的位速率的通信業(yè)務(wù)，和可變的位速率的通信業(yè)務(wù)，其中RAN根據(jù)與連接有關(guān)的四種通信業(yè)務(wù)等級之一所請求的位速率，映像一個信道的邏輯連接。
17．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中RAN包括語音編碼器/解碼器，用于將在空中接口上被發(fā)送和接收到的語音幀編碼和解碼。
18．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中RAN將與移動站有關(guān)的不同邏輯連接多路復(fù)用到專用信道之一上，RAN將不同邏輯連接處理成一個信道。
19．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中當(dāng)RAN和移動站之間已經(jīng)存在專用信道時，RAN將邏輯連接映像到已經(jīng)存在的專用信道。
20．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中與邏輯連接有關(guān)的控制信號一般在公共信道上發(fā)送，和與邏輯連接有關(guān)的控制信號利用專用信道。
21．在提供與移動無線電多媒體通信的通用移動電話系統(tǒng)中，包括無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)，具有連到無線電網(wǎng)絡(luò)控制器的多個基站，用于利用所分配的信道資源在空中接口上與移動站通信，和連到RAN的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，一種方法包括提供RAN和服務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的RAN接口，將服務(wù)節(jié)點(diǎn)與特定無線電入口和控制步驟分離；在服務(wù)節(jié)點(diǎn)和移動無線電之一之間建立邏輯連接，對為無線電接入載體服務(wù)對RAN的請求作出響應(yīng)；建立通過RAN用于邏輯連接的傳輸路徑；和將邏輯連接映像到多個不同類型的無線電信道之一，包括專用無線電信道和公共無線電信道，根據(jù)與邏輯連接和RAN中的通信業(yè)務(wù)條件有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)而定。
22．如權(quán)利要求21中的方法，其中通信業(yè)務(wù)條件包括移動站當(dāng)前所在的小區(qū)上的干擾值，對于高的干擾水平，邏輯連接被映像到專用無線電信道。
23．如權(quán)利要求21的方法，其中如果服務(wù)質(zhì)量包括語音服務(wù)，邏輯連接被映像到專用無線電信道。
24．如權(quán)利要求21的方法，其中如果服務(wù)質(zhì)量包括同步服務(wù)，邏輯連接被映像到專用信道。
25．如權(quán)利要求21的方法，其中如果服務(wù)質(zhì)量容忍延時并且移動站當(dāng)前所在的小區(qū)中的干擾水平低于閾值，邏輯連接被映像到公共無線電信道。
26．如權(quán)利要求21的方法，其中如果服務(wù)質(zhì)量容忍延時并且在公共信道上的擁擠程度低于閾值，邏輯連接被映像到公共無線電信道。
27．如權(quán)利要求21的方法，其中如果服務(wù)質(zhì)量容忍延時并且可用的專用無線電信道的數(shù)目低于閾值，邏輯連接被映像到公共無線電信道。
28．如權(quán)利要求21的方法，還包括確定對于移動無線電當(dāng)前是否存在專用信道，如果是的，將邏輯連接映像到相同的專用無線電信道。
29．如權(quán)利要求21的方法，還包括確定對于移動無線電當(dāng)前是否存在專用信道，如果是的，將與邏輯連接有關(guān)的信號連接映像到相同的專用無線電信道。
30．如權(quán)利要求21的方法，還包括檢測與邏輯連接有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)和RAN中的通信業(yè)務(wù)條件方面的變化，和根據(jù)檢測到的變化，變換與邏輯連接有關(guān)的無線電信道的類型。
31．如權(quán)利要求21的方法，其中服務(wù)質(zhì)量參數(shù)是軟的或較軟的轉(zhuǎn)交，無線電信道是專用信道。
32．一種用于利用無線電接入網(wǎng)絡(luò)，提供與當(dāng)前在特定的地理位置區(qū)域中工作的移動無線電通信的方法，包括檢測為與移動無線電通信的無線電接入服務(wù)請求；初始確定為與移動無線電通信的無線電接入服務(wù)請求有關(guān)的參數(shù)值；當(dāng)根據(jù)所確定的參數(shù)值，與無線電接入請求有關(guān)的連接被與移動無線電建立時，初始選擇多個無線電信道類型之一，其中多個無線電信道類型包括專用型無線電信道和公共型無線電信道；在連接期間監(jiān)測參數(shù)值；和如果監(jiān)測到的參數(shù)值從初始確定的參數(shù)值改變，將連接切換到多個無線電信道類型中的另一個。
33．如權(quán)利要求32的方法，其中專用無線電信道發(fā)送作為基本無延時接收到的信息的幀，公共無線電信道以預(yù)定的方式發(fā)送信息幀。
34．權(quán)利要求32的方法，其中參數(shù)是移動無線電當(dāng)前正在工作的地理位置區(qū)域中的干擾水平。
35．如權(quán)利要求32的方法，其中該參數(shù)是與無線電接入服務(wù)請求有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量。
36．如權(quán)利要求32的方法，其中該參數(shù)是在公共無線電信道上當(dāng)前的擁擠程度。
37．如權(quán)利要求32的方法，其中該參數(shù)包括多個參數(shù)。
38．如權(quán)利要求32的方法，其中該參數(shù)是專用無線電信道當(dāng)前的可用性。
39．如權(quán)利要求32的方法，其中公共無線電信道是初始為連接所建立的，該方法還包括檢測與連接有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)提高，和將連接切換到專用無線電信道。
40．如權(quán)利要求32的方法，其中專用無線電信道是初始為連接所建立的，該方法還包括檢測與連接有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)降低，和將連接切換到公共無線電信道。
41．如權(quán)利要求32的方法，其中公共無線電信道初始為該連接建立，本方法還包括檢測移動無線電所在的小區(qū)中干擾水平已經(jīng)增加，和將連接切換到專用無線電信道。
42．如權(quán)利要求32的方法，其中公共無線電信道為連接建立，本方法還包括檢測在公共無線電信道上的擁擠程度已經(jīng)增加，和將連接切換到專用無線電信道。
43．如權(quán)利要求32的方法，其中參數(shù)是無線電接入服務(wù)。
44．如權(quán)利要求32的方法，其中參數(shù)是待傳送的數(shù)據(jù)類型。
45．如權(quán)利要求32的方法，其中參數(shù)是數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明提供在通用移動電話系統(tǒng)(UMTS)中靈活的無線電接入和資源分配,UMTS陸地接入網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)對無線電接入載體服務(wù)請求作出響應(yīng),靈活和有效地分配為支持與移動無線電通信必需的資源。UTRAN包括多個基站,用于利用由連到基站的無線電網(wǎng)絡(luò)控制器所分配的無線電信道資源在無線電/空中接口上與移動無線電通信。與外部網(wǎng)絡(luò)接合的外部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)在無線電接入網(wǎng)絡(luò)接口上與UTRAN通信。UTRAN提供對外部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的無線電接入載體服務(wù),無線電接入載體由UTRAN動態(tài)地分配給無線電信道資源。當(dāng)建立每個載體時,UTRAN通過在無線電/空中接口上的UTRAN和無線電信道資源,靈活地將無線電接入載體映像或分配給物理傳輸資源。在一種示范性的實(shí)施方案中,在節(jié)點(diǎn)和UTRAN之間的傳輸包括ATM連接,在空中接口上的無線電信道包括一個或多個CDMA擴(kuò)譜碼。映像是基于一個或多個參數(shù),包括例如,一個或多個服務(wù)質(zhì)量參數(shù)和/或當(dāng)前通信業(yè)務(wù)狀況,另外,如果在連接存在期間一個或多個參數(shù)改變,連接可被切換到更適合的信道類型。
文檔編號H04L12/56GK1304619SQ99806988
公開日2001年7月18日 申請日期1999年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月3日
發(fā)明者I·維德格倫, P·維拉斯, P·瓦倫廷 申請人:艾利森電話股份有限公司