用於在數字行動網路中通信的通信裝置和方法
2023-05-29 16:13:16
專利名稱：用於在數字行動網路中通信的通信裝置和方法
技術領域：
本發明涉及數字移動通信網絡，例如碼分多址(CDMA)網絡，特別是全球移動通信系統(UMTS)和其他允許在進行的通信會話中通信參數改變的數字移動通信網絡。
背景技術：
從使用的現有技術中，在數字移動通信網絡中擁塞的情況下已知多種過載控制機制。在用於移動通信(GSM)全局系統中的通信網絡上「控制」負載的一種方法，包括為了一些規定的時間長度，使用禁止移動站訪問信道的信息來拒絕移動站的通信請求。通過自動重複方案或通過重複用戶的請求，這種機制防止了移動站的任何進一步的重複。當過載威脅全部的通過量時，在GSM中使用這種機制。
另一個在GSM使用的方法在於，通過廣播控制信道(BCCH)的指示禁止移動站的整個組訪問小區。這使得資源中的業務減少而不給移動站帶來任何附加業務。為了達到此目的，通過操作員控制的隨機分配，用戶被分為平衡子組。
在用戶識別模塊(SIM)中保存指定用戶屬於的訪問等級，因此該訪問等級可為移動站所用。在正常的負載狀態下，所有的等級都允許訪問。當業務必須削減時，基站控制器(BSC)能夠決定中斷這些訪問等級的一個，兩個或任何數目，在統計上通過相應的百分率來減少業務量。
正如在GSM系統中，空中接口是UMTS的共享資源。因而，為了在檢測到擁塞時採取適當的措施，UMTS標準允許一定的擁塞控制機制。根據擁塞程度可以改變結果。若干可能的結果是-未接通的呼叫，
-較高的誤碼率(BER)和因此在語音傳輸情況下壞的聲音質量，-服務拒絕。
為了允許更多的用戶在同一時間是有效的，一種處理適合UMTS標準的擁塞狀態方法是，降低服務質量(QoS)。當檢測到擁塞時，通過允許誤幀率(FER)的增加來降低每個進行的通信會話的信道容量的要求，從而減小服務每個用戶的功率，在這裡功率是共享資源。
美國專利6,167,237描述了一個全球無線通信系統，包括至少兩個無線子系統，當同時允許無線通信站工作時，該子系統在頻譜效率的邊緣上工作，這樣在可接受的傳輸狀態下得到最佳功率節約。子系統之一的無線基站測量是否另一個子系統的無線通信站在它自己子系統的信道中引起鄰近信道的幹擾。如果是這樣，無線基站命令其他分站的無線通信站調整頻譜傳輸特性，這樣傳輸頻譜就變得更窄。如果沒有檢測到幹擾，允許其他子系統的無線通信站擴大它的頻譜，這樣不很複雜的傳輸信號處理，例如濾波，能夠被應用，因此能夠節省功率。
美國專利6,097,700公開了一個用於在分組交換無線電信道(PRCDH)上控制擁塞的分組交換無線信道擁塞控制系統。PRCH擁塞控制功能確定是否PRCH上的分組呼叫的平均時間延時是在延時告警等級之內。如果平均時間延時不在延時告警等級之內，為了降低平均時間延時，它就確定哪個分組呼叫從PRCH中排除。對於PRCH的每個上行鏈路和下行鏈路，或在PRCH的組合的上行鏈路和下行鏈路上分別作出擁塞的測定。類似的系統可以從美國專利5,757,772中可知。
通過上述描述的處理擁塞的現有技術的方法表示的特徵，有一個共同的缺點就是單獨的用戶可能感覺到所期望的通信服務的短暫中斷，或話音質量和電話呼叫的清晰度的明顯降低。
發明內容
本發明提供一種改進的數字移動通信網絡元件和一個改進的電腦程式，和在數字移動通信網絡中處理擁塞狀態的方法，該網絡允許在通信中適應傳輸特性。
本發明特別的優點在於能夠處理擁塞狀態而沒有服務拒絕也不損害話音質量。通過增加交織長度來響應擁塞狀態的檢測來實現的。服務的交織長度動態地適應通信系統的某一擁塞狀態。
當擁塞狀態出現，為了更有效的使用可使用的帶寬，增加交織長度，減小功率。交織長度的增加補償了功率的減小，這樣誤碼率(BER)仍然保持相同。因而用戶沒有感覺到話音質量和/或呼叫的清晰度的變壞。
在本發明的優選實施例中，在正常的網絡業務狀態下，標準的交織長度是10或20ms。在擁塞的情況下，交織長度增加到例如40或80ms。這引起用戶感覺到的傳輸延時相應的增加。然而，傳輸延時達到80ms對於用戶來說仍舊是可以接受的，特別是考慮到服務質量與不擁塞網絡業務情況比較起來仍然沒有變化的事實。
編碼和交織的原理從關於GSM系統和關於CDMA系統的現有技術中所熟知。例如，在GSM系統中固定交織長度是20ms。在GSM系統中選擇編碼長度等於交織長度。
在本發明的優選實施例中，當交織長度改變時，改變編碼長度和/或其他通信參數。這是由相應的參數設置完成的。根據本發明的優選實施例，在通信建立期間，提供給每個行動電話至少兩個參數設置。當擁塞狀態發生，為了增加交織長度和改變其他相應的通信參數，例如編碼長度，就相應地激活適當的參數設置。
根據本發明的進一步優選實施例，UMTS陸地無線接入網絡(UTRAN)檢測擁塞狀態。發送擁塞狀態信號給相關的行動電話，這樣，修改相應的交織長度。
下面參考附圖更詳細的描述本發明，其中圖1 是根據本發明的通信系統的實施例的框圖，圖2 說明了根據本發明的方法的實施例。
具體實施例方式
圖1示出了UMTS陸地無線接入網絡UTRAN1。該UTRAN1包括多個無線網絡控制器RNC 2。每個RNC具有一個無線網絡子系統(RNS)。進一步，UTRAN1具有多個節點B3。當RNC 2等效於GSM基站控制器(BSC)，節點B3相當於GSM基站。
每個RNC 2提供了無線資源管理(RRM)功能。RRM擁有象動態信道分配，呼叫接入控制，數據服務的調度和其他RRM機制的功能。
為了通信和控制的目的，每個節點B3與RNC2相連接。特別是，每個節點B3向RNC2提供測量值，指示節點B3經歷的網絡業務狀態。這使得RNC 2能夠檢測網絡業務特別是擁塞狀態的增加。
圖1的通信系統進一步包括多個行動電話4。行動電話4可以是任何具有在UTRAN1上通信的空中接口的終端用戶通信裝置。例如這樣的終端用戶通信裝置包括個人數字助理，移動計算機，汽車移動通信裝置，網絡設備和其他。在例子中，考慮到就圖1而言，行動電話4服從UMTS標準。
行動電話4具有交織模塊5，該模塊根據UMTS標準完成交織。交織模塊5連接到寄存器6和7。寄存器6用來保存在不擁塞網絡業務狀態使用的參數設置。特別的，保存在寄存器6的參數設置包括用來規定交織長度的參數PIL。該交織長度在不擁塞網絡業務狀態下等於T1。
寄存器7用來保存在擁塞網絡狀態使用的參數設置。在這個參數設置，參數PIL的值是T2，其中T2＞T1。
擁塞狀態可能在多種情況下發生一種情況是在涉及行動電話4用戶的進行的通信會話期間發生擁塞。
在這種情況下，在進行的通信會話期間通過RNC2檢測擁塞狀態。響應擁塞狀態的檢測，RNC2為數據分組8選擇增加的交織長度發送給行動電話4。數據分組8具有一個首部9，該首部包含傳輸格式組合指示(TFCI)。TFCI是在首部9中的一個數據段，該首部指示—其中特別指示了—用於數據分組8的交織長度。
當行動電話4接收到數據分組8，根據TFCI數據段指示的交織長度，交織模塊5選擇具有增加的交織長度的參數設置。這樣，交織模塊5選擇保存在寄存器7中的參數設置。其他通信參數能夠相應的改變，例如編碼長度和功率。
當擁塞狀態結束，這也可以通過RNC2來檢測。響應擁塞狀態的結束的檢測，RNC2選擇不擁塞網絡狀態的交織長度。接下來，不擁塞網絡狀態的交織長度用於數據分組8，並表示在TFCI數據段中。交織模塊5對首部信息的解碼引起保存在寄存器6的參數設置的選擇。
換句話說，RNC 2根據網絡業務狀態選擇用於數據分組8的交織長度。如果網絡變得擁塞，選擇較長的交織長度T2，而在正常的不擁塞狀態，選擇較短的交織長度T1。交織長度的選擇被編碼到TFCI數據段，並傳達這種方法到行動電話4用來選擇相應的參數設置。
需要指出的是，為了允許行動電話4使用的通信參數在實際網絡業務情況下的更好的等級，使用兩個以上的參數設置。對於正常的不擁塞網絡狀態，交織長度T1最好選擇10ms或20ms。對於擁塞情況，T2最好選擇40ms或80ms。
需要指出的是每次在行動電話4和UTRAN1之間建立通信鏈路，沒有必要提供一個或更多可替換的參數設置。在一個實施例中，當網絡處於正常的業務狀態時，只有保存在寄存器6中的「標準」參數設置被提供給行動電話4。
如果檢測到擁塞網絡狀態，保存在寄存器7中的可替換的參數設置被發送到行動電話4。這樣的優點是可替換的參數設置能夠適應具體的實際網絡擁塞狀態。然而該實施例的缺點是為了發送參數設置，在已經擁塞的網絡上產生額外的網絡業務。為了在進行的通信會話期間改變參數設置，使用UMTS程序「同步無線鏈路重配置」。
在本發明可替換的實施例中，每次建立通信會話，不管作出電話呼叫時的實際網絡狀態，提供給行動電話4標準參數設置和一個或更多可替換的參數設置。這樣的優點是當擁塞狀態發生為更有效的使用可使用的信道容量時，行動電話4已經被初始化用來轉換為可替換的操作模式。該實施例進一步的優點是，當網絡變得擁塞時，更快的完成適應而不需要發送參數設置到行動電話4。
需要指出的是，以上解釋的工作原理也適用於其他情況，例如從不擁塞小區越區切換到擁塞網絡小區和來自擁塞網絡小區內的行動電話的電話呼叫。在這些情況下，為了更有效的使用可使用的信道容量，選擇較長的交織長度。
圖2示出了相應的方法。在步驟10，UTRAN檢測擁塞狀態。有代表性的，這些是由UTRAN的無線網絡控制單元提供的無線資源管理功能完成的。
在步驟11，考慮到檢測到的擁塞狀態，確定適當減小的交織長度。接下來，數據分組8(參考附圖1)使用增加的交織長度-步驟12。
同時，相應的採用其他通信參數。當為每個用戶保持服務質量時，引起網絡負載的減少。行動電話用戶感受到僅有的改變是由增加的交織長度引起的傳輸延時的細微的增加。
在步驟13，UTRAN檢測到網絡業務明顯的減少。在步驟14中，UTRAN確定一個減小的交織長度，該交織長度對應於改變的網絡業務狀態。在步驟15再一次使用減小的交織長度。
作為非必要特徵，行動電話具有輸出裝置來發送交織長度變化的信號給用戶。這可以通過在行動電話顯示屏上顯示指示改變的信息和/或通過行動電話產生的聲信號來完成。
權利要求
1.一種數字移動通信網絡元件，包括-用於選擇第一或第二交織長度的裝置，選擇取決於網絡業務，-用於選擇的裝置，被連接到用於在數字移動通信網絡例如UMTS網絡通信的裝置，用於通信的裝置具有用於數據分組的交織裝置。
2.如權利要求1所述的數字移動通信網絡元件，用於與行動電話通信，該行動電話包括用於保存第一和第二參數設置的裝置，第一和第二參數設置分別具有第一和第二交織長度參數。
3.如權利要求2所述的數字移動通信網絡元件，行動電話進一步包括用於從網絡中接收指示網絡狀態的控制信息，用於接收的裝置連接到用於選擇的裝置，和用於選擇的裝置，根據網絡狀態選擇第一或第二交織長度。
4.如權利要求1所述的數字移動通信網絡元件，第一交織長度等於10ms或20ms和第二交織長度等於40ms或80ms，在不擁塞的網絡狀態情況下，第一交織長度由交織裝置選擇，在擁塞的網絡狀態情況下，第二交織長度由用於選擇的裝置選擇。
5.一種終端用戶通信裝置，包括用於向用戶指示交織長度選擇的變化的裝置。
6.一種數字移動通信網絡元件，包括-用於接收指示網絡業務的信息的裝置，-用於選擇交織長度的裝置，交織長度的選擇取決於網絡業務，-用於向終端用戶通信裝置和/或用於通信的裝置指示交織長度的選擇的裝置。
7.如權利要求6所述的數字移動通信網絡元件，其中用於選擇交織長度的裝置，當網絡處於不擁塞業務狀態選擇第一交織長度和當網絡處於擁塞業務狀態選擇第二交織長度，第二交織長度實質上長於第一交織長度。
8.如權利要求6所述的數字移動通信網絡元件，用於指示的裝置用於在進行的終端用戶通信裝置通話中發送交織長度選擇的變化的信號。
9.如權利要求6所述的數字移動通信網絡元件，該元件是一個UTRAN元件。
10.一種電腦程式產品，包括程序裝置，用於-監控數字移動通信網絡例如UMTS網絡的網絡業務，-根據網絡業務選擇交織長度，-向終端用戶通信裝置指示交織長度的選擇。
全文摘要
本發明涉及一種數字移動通信網絡元件，該元件包括用於選擇第一或第二交織長度的裝置，選擇取決於網絡業務，用於選擇的裝置，被連接到用於在數字移動通信網絡，例如UMTS網絡通信的裝置，用於通信的裝置，該裝置具有用於數據分組的交織裝置。
文檔編號H04L12/56GK1420695SQ0214959
公開日2003年5月28日 申請日期2002年11月15日 優先權日2001年11月16日
發明者伊瓦爾·莫爾藤森, 阿爾夫·紐斯達 申請人:阿爾卡達公司