專利名稱：通信系統(tǒng)中的帶寬提供的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)內(nèi)的操作方法，其中一個負責上述通信系統(tǒng)的指定帶寬的帶寬提供商向具有上述指定帶寬的局部(partial)用戶提供上述指定帶寬的不同帶寬量。本發(fā)明還涉及這樣的通信系統(tǒng)的一種裝置。本發(fā)明可用于但不僅限于蜂窩無線通信系統(tǒng)，例如目前正在標準化的統(tǒng)一移動電信系統(tǒng)(UMTS)。
根據(jù)構成通信鏈路和通信系統(tǒng)不同部分之間的接口的技術手段，通信系統(tǒng)包括有限數(shù)量的帶寬資源。由于商業(yè)而不是技術因素，帶寬資源也受到限制。在本發(fā)明中，從針對通信信令和傳輸?shù)膸捜萘拷嵌壤斫鈳?。相應地，帶寬可以包括或被表示成信道?shù)量。
在通信系統(tǒng)中，帶寬資源的提供是有層次的。最簡單的例子是一個諸如專用陸線電話系統(tǒng)的系統(tǒng)，其中一個單獨的電話公司控制包含通信系統(tǒng)的通信鏈路的所有部件。在這個系統(tǒng)中，該電話公司是唯一的帶寬提供商。該公司為所有打電話的用戶提供帶寬，因而這些用戶是系統(tǒng)總帶寬的局部用戶。在這種情況下為各個局部用戶提供的帶寬量是相同的。
一種更復雜的帶寬提供層次是，在第一層局部用戶之間商業(yè)化分割總系統(tǒng)帶寬，這些局部用戶由不同的電話公司代表，而電話公司接著沿帶寬層次鏈向下為第二層局部用戶提供相應部分的帶寬，依此類推，直到到達表現(xiàn)為端用戶或直接用戶的最終層次用戶。由于商業(yè)因素，現(xiàn)有的常規(guī)陸線電話系統(tǒng)和蜂窩無線通信系統(tǒng)均屬于這種方式。并且，在以結(jié)點方式相連或包含子鏈路的其它網(wǎng)絡，例如互連網(wǎng)中也使用這種帶寬子分割。
混合(harmonised)接口標準允許對一個指定通信系統(tǒng)內(nèi)的基本帶寬資源進行商業(yè)化子分割。一種已建立的，可用于蜂窩無線通信系統(tǒng)的混合系統(tǒng)是全球移動通信系統(tǒng)(GSM)。在GSM系統(tǒng)中使用統(tǒng)計多路復用以增強頻譜效率。由于傳輸?shù)慕y(tǒng)計性質(zhì)，所以會產(chǎn)生低效率，例如包含7個時分多址(TDMA)信道的一個單獨GSM載波通常只有42％的效率(在2％阻塞時為2.94個愛爾蘭)。
目前正在標準化的統(tǒng)一移動電信系統(tǒng)(UMTS)傾向地提供一個混合標準，在該標準下蜂窩無線通信系統(tǒng)會提供適于發(fā)送很多種數(shù)據(jù)業(yè)務的通信鏈路。其中將包含多媒體應用需求的高帶寬需求。預期在諸如UMTS或類似的開發(fā)架構中蜂窩無線通信系統(tǒng)會在包含互連網(wǎng)那類網(wǎng)絡的信息通信結(jié)構中占有更重要的地位。
概括地講，在諸如蜂窩無線通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)中沿著UMTS線路應用帶寬提供層次結(jié)構產(chǎn)生了大范圍的新工程問題和挑戰(zhàn)。其中的一個挑戰(zhàn)是正視通過這種應用為帶寬提供商和帶寬的局部用戶提供額外性能的新機遇。
通過前面的綜述，本發(fā)明人已經(jīng)指出，諸如UMTS的系統(tǒng)可以通過可變帶寬或按需分配帶寬模式從帶寬提供商向局部用戶提供帶寬。本發(fā)明人已經(jīng)指出，在諸如UMTS的系統(tǒng)中，這種模式尤其會需要提供商或局部用戶能夠較好地選擇針對具體傳輸(traffic)項目為一個局部用戶提供的帶寬量，從而以一種均衡的方式滿足頻譜效率和網(wǎng)絡容量要求。如果提供的帶寬時不夠，則傳輸(traffic)需求不會得到滿足，另一方面，如果不必要地提供了多余的帶寬，則會浪費帶寬資源，從而降低了系統(tǒng)效率。
本發(fā)明人已經(jīng)指出，與為各個局部用戶提供相同帶寬量的常規(guī)系統(tǒng)相反，在諸如UMTS的系統(tǒng)中，不同局部用戶和某個特定局部用戶需要的不同服務會比較經(jīng)濟地要求不同的帶寬量。
并且，本發(fā)明人已經(jīng)指出，不同的局部用戶和不同的服務對質(zhì)量也有不同的需求，例如差錯率倒數(shù)和延遲，即等待時間，其中延遲是在發(fā)送某個服務之間或當時所經(jīng)過的時間。例如，雙向語音電話對話音質(zhì)量的要求最低，但對延遲有很高的性能要求，這里高性能意味著短延遲。通過在高帶寬上發(fā)送文本消息具有較高的中繼和頻譜效率，盡管可以接受長延遲。
本發(fā)明較好地實現(xiàn)了使帶寬提供商和局部用戶利用上述和本發(fā)明人所指出的特性的方法。更具體地，本發(fā)明允許更充分地利用可用容量，例如以一種改進的，基于本發(fā)明人針對諸如UMTS的系統(tǒng)導出的新技術潛力的方式允許在話音傳輸間隙發(fā)送長等待數(shù)據(jù)。
如權利要求1所述，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種通信系統(tǒng)內(nèi)的操作方法，其中一個負責上述通信系統(tǒng)的指定帶寬的帶寬提供商向具有上述指定帶寬的局部用戶提供上述指定帶寬的不同帶寬量。
如權利要求6所述，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種通信系統(tǒng)的裝置，其中一個負責上述通信系統(tǒng)的指定帶寬的帶寬提供商向具有上述指定帶寬的局部用戶提供上述指定帶寬的不同帶寬量。
本發(fā)明的其它方面如所附權利要求書所述。
本發(fā)明為局部用戶提供了容量信息，從而允許局部用戶較好地了解并有效利用帶寬。通過下面的描述和圖例可以發(fā)現(xiàn)其它獨特的優(yōu)點。


圖1圖解了一個基于本發(fā)明的通信系統(tǒng)。
現(xiàn)在僅以舉例的方式描述本發(fā)明的一個具體實施例。圖1示出了一個無線通信系統(tǒng)100，其中包含用戶站102，104，106和無線基站(BS)110。在這個例子中，用戶站102，104和106是移動站，更具體的是具有顯示屏的移動電話。分別在BS 110和用戶站102，104和106之間建立包括無線鏈路122，124和126的通信鏈路。BS110服務的地理區(qū)域構成蜂窩無線通信系統(tǒng)的一個小區(qū)。
在這個例子中，通信系統(tǒng)100的經(jīng)營商是帶寬提供商并且負責上述通信系統(tǒng)的指定帶寬，在這個例子中指定帶寬包括BS110通過其無線鏈路提供的全部帶寬。用戶站102，104和106的各個用戶構成BS110提供的，由系統(tǒng)經(jīng)營商負責的指定帶寬的局部用戶。在本發(fā)明中，通信系統(tǒng)100的提供商為上述指定帶寬的局部用戶分別分配該帶寬的不同帶寬量，即在用戶站102，104和106的不同通信中使用不同的帶寬量。
在本發(fā)明中，BS110連接到一個移動服務交換中心(MSC)120，該中心被連接到一個公共電話交換網(wǎng)(PSTN)130。PSTN可以被連接到任何其它的信息或通信網(wǎng)絡，例如互連網(wǎng)。用戶或服務提供商可以通過PSTN130或直接連接MSC120或BS110的接口被連接到通信系統(tǒng)。
應當理解，在諸如UMTS的數(shù)據(jù)處理通信系統(tǒng)中，本發(fā)明可以用于其它各種具有不同的層次結(jié)構，接入和互連模式的通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡配置和網(wǎng)絡部件。類似地，應當理解，根據(jù)具體的網(wǎng)絡配置和層次結(jié)構，可選的系統(tǒng)部件會被引入以發(fā)揮不同于BS110，MSC120和PSTN130的作用。例如，對于諸如UMTS的網(wǎng)絡，與PSTN相對，人們可以引入公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，與MSC相對，人們可以引入移動分組交換機。本發(fā)明可用于任何通信網(wǎng)絡，其中包括由子網(wǎng)以并行和/或疊加層次邏輯結(jié)構方式構成的整個網(wǎng)絡，其中帶寬提供商沿一個補給鏈向下為局部用戶提供帶寬，而這些用戶會分別要求不同的帶寬量。
本實施例的方法包括確定上述指定帶寬的帶寬可用簡表(profile)的步驟。在某個特定時刻的可用帶寬是可以承受的總指定帶寬與該時刻已經(jīng)使用的帶寬之間的差值，在本實施例中總帶寬是指BS110可以承受的帶寬。可用帶寬的一個可選術語是即時帶寬。在本例的一個簡化版本中，假定在該時刻只有用戶站102進行傳輸通信，因而該時刻使用的帶寬就是用戶站102使用的帶寬。相應地，該時刻的可用帶寬就是上述兩個帶寬量之間的差值。該差值體現(xiàn)了指定帶寬的帶寬可用簡表的最簡單形式。但帶寬可用簡表的一種更優(yōu)的形式是包含關于已經(jīng)分配給某些局部用戶的帶寬量的數(shù)據(jù)的形式。在這個例子中假定用戶站104已經(jīng)請求一個通信信道并且系統(tǒng)經(jīng)營商已經(jīng)分配某些帶寬以建立該信道。那么在這種情況下以一種時間相關函數(shù)的形式確定帶寬可用簡表，該函數(shù)包含用戶站102的當前帶寬使用情況和用戶站104即將發(fā)生的帶寬使用情況?？梢岳斫?，在使用本發(fā)明時技術人員會根據(jù)研究中的具體系統(tǒng)的商業(yè)和技術需求來選擇帶寬可用簡表的形式。
在本實施例中，圖1中的圖元140示出了用于確定上述指定帶寬的帶寬可用簡表的裝置，該裝置包括一個含有電子電路，位于MSC120中的分立處理單元。但應當理解，在本發(fā)明的其它實施例中，這樣的裝置的引入形式可以是軟件，任意硬件，人工輸入裝置，或上述形式的任意組合。并且實現(xiàn)這樣的裝置的單元可以位于通信系統(tǒng)的其它部分中，例如位于BS110中，或者可以由分布在系統(tǒng)內(nèi)多個位置上的不同部件構成。
本實施例的方法包括確定等待使用上述指定帶寬的傳輸?shù)膫鬏敽啽淼牟襟E。在這個例子中，等待使用指定帶寬的傳輸是用戶站106希望進行的傳輸。為了清晰，畫出了等待指定帶寬的傳輸和用戶站104的傳輸之間的區(qū)別，其中前一種傳輸以用戶站106的傳輸為例，其特征是系統(tǒng)經(jīng)營商沒有許可為該傳輸分配帶寬，如上所述，后一種傳輸盡管尚未發(fā)送，但仍被包含在帶寬可用簡表的確定范圍之內(nèi)，因為其被標為系統(tǒng)已經(jīng)確認承擔該傳輸。
在本實施例中，傳輸簡表(traffic perfile)是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膶哟蔚囊粋€函數(shù)。在這個簡單的例子中，通過對應于用戶站106所進行的傳輸?shù)膶哟蔚臄?shù)據(jù)來表示傳輸簡表。應當理解在其它復雜的實施例中，數(shù)據(jù)會對應于許多用戶站，并且將使用適當?shù)奶幚砑夹g對其加以處理。
在本實施例中，圖1中的圖元150示出了用于確定上述指定帶寬的傳輸簡表的裝置，該裝置包括一個含有電子電路，位于BS110中的分立處理單元。但應當理解，在本發(fā)明的其它實施例中，這樣的裝置的引入形式可以是軟件，任意硬件，人工輸入裝置，或上述形式的任意組合。并且實現(xiàn)這樣的裝置的單元可以位于通信系統(tǒng)的其它部分中，例如位于MSC120中，或者可以由分布在系統(tǒng)內(nèi)多個位置上的不同部件構成。
在一個可選實施例中，傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的一個函數(shù)。優(yōu)先權是指等待使用系統(tǒng)的傳輸?shù)难舆t緊急程度，例如可以是允許等待時間的倒數(shù)。對于本例，根據(jù)一個簡表來確定傳輸簡表，該簡表在傳輸由話音構成的情況下給予較高優(yōu)先權以增加用戶站106的傳輸權重，在用戶站的傳輸由文本數(shù)據(jù)構成的情況下降低其權重。
在另一個可選實施例中，傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膶哟蔚暮瘮?shù)和等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的函數(shù)。這樣上述選項被合二為一，技術人員會根據(jù)所研究的具體系統(tǒng)的需求再次選擇提供這種組合確定的具體程序或算法。
在傳輸簡表完全或部分是等待傳輸?shù)膬?yōu)先權的函數(shù)的上述實施例中，另一個選項是針對上述傳輸?shù)南鄳至康却褂蒙鲜鲋付◣挼臅r間，以非線性方式計算等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的函數(shù)。其中的一個例子是，一個長文本消息最初可以具有較低的延遲緊急程度，即可以在比如四小時內(nèi)的任意時刻發(fā)送，但在另一方面如果一旦開始發(fā)送，則具有較高的緊急程度，即必須在另一個比如五分鐘的內(nèi)完成發(fā)送?？蛇x地，不管許可的有限延遲如何，針對時間的非線性優(yōu)先權可以被編程到優(yōu)先權函數(shù)中，從而保證在一個消息的大部分被發(fā)送時為消息分配高優(yōu)先權，從而避免在因具有低優(yōu)先權而不能發(fā)送一小部分尾部消息的情況下，不必要地重復發(fā)送整個消息。
上述各種實施例的方法還包括向上述局部用戶發(fā)送容量信息的步驟，其中上述容量信息包括上述帶寬可用簡表和上述傳輸簡表。有可能在發(fā)送到一個局部用戶之前綜合帶寬可用簡表和傳輸簡表。在本例中，容量信息被發(fā)送到涉及用戶站108的局部用戶。向上述局部用戶發(fā)送容量信息的裝置如圖1中的圖元160所示，其中上述容量信息包括上述帶寬可用簡表和上述傳輸簡表，并且該裝置包括一個含有電子電路和相關的無線發(fā)送設備，位于BS110之內(nèi)的分立處理單元。但應當理解，在本發(fā)明的其它實施例中，這樣的裝置可以包含軟件，任意硬件，人工輸入裝置或其任意組合。并且實現(xiàn)這樣的裝置的單元可以分布在系統(tǒng)內(nèi)的多個位置上。
通常，在本發(fā)明中提供給帶寬資源的一個局部用戶的容量信息為該用戶提供的一個機會是在該容量信息表示的具體環(huán)境下確定是希望繼續(xù)進行通信，還是進行等待直到以后在有較高可用容量的條件下以較低的費用進行通信。
在本發(fā)明中，簡單應用的局部用戶會在整個并行網(wǎng)絡結(jié)構的鏈路層上使用上述容量信息以便操作簡單的分組調(diào)度器，傳輸內(nèi)容包括更復雜的多媒體應用的局部用戶會結(jié)合算法來使用上述容量信息，從而以較高的效率和較低的費用來滿足其通信需求。為此，可以在內(nèi)容提供者的源點和最終用戶站點上提供傳遞應用層簡表的裝置。該裝置可以包括允許應用編寫者書寫適當?shù)能浖蕴岣呷萘啃畔⒗寐实膽镁幊探涌?API)。這樣的算法確定在必須發(fā)送之前可以把消息單元排隊等待或延遲多長時間，從而允許具有較高優(yōu)先權的消息使用帶寬資源并且實現(xiàn)對可用帶寬的最大利用。
除了上述簡表之外，帶寬提供商可以向局部用戶發(fā)送費用簡表。這些簡表會提供傳輸費用的變化信息。當與一種提供通信系統(tǒng)中的服務的方法和裝置配合使用時，本發(fā)明會表現(xiàn)出更多的優(yōu)點，上述方法和裝置如本發(fā)明人標題為“在通信系統(tǒng)中提供服務”的共同待定專利申請GB9818585．3所述。
權利要求
1．一種通信系統(tǒng)(100)內(nèi)的操作方法，其中一個負責上述通信系統(tǒng)(100)的指定帶寬的帶寬提供商向上述指定帶寬的各個局部用戶提供上述指定帶寬的不同帶寬量；其特征在于該方法包括的步驟有確定上述指定帶寬的帶寬可用簡表；確定等待使用上述指定帶寬的傳輸?shù)膫鬏敽啽?；向一個上述局部用戶發(fā)送容量信息，其中上述容量信息包括上述帶寬可用簡表和上述傳輸簡表。
2．如權利要求1所述的方法，其中上述傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膶哟蔚囊粋€函數(shù)。
3．如權利要求1所述的方法，其中上述傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的一個函數(shù)。
4．如權利要求1所述的方法，其中上述傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膶哟蔚囊粋€函數(shù)和等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的一個函數(shù)。
5．如權利要求3和4中任何一個所述的方法，其中針對上述傳輸?shù)南鄳至康却褂蒙鲜鲋付◣挼臅r間，以非線性方式計算等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的上述函數(shù)。
6．如權利要求1所述的方法，其中上述通信系統(tǒng)是一個無線通信系統(tǒng)。
7．一種用于通信系統(tǒng)(100)的裝置，其中一個負責上述通信系統(tǒng)(100)的指定帶寬的帶寬提供商向上述指定帶寬的各個局部用戶提供上述指定帶寬的不同帶寬量；其特征在于該裝置包括確定上述指定帶寬的帶寬可用簡表的裝置；確定等待使用上述指定帶寬的傳輸?shù)膫鬏敽啽淼难b置；向一個上述局部用戶發(fā)送容量信息的裝置，其中上述容量信息包括上述帶寬可用簡表和上述傳輸簡表。
8．如權利要求7所述的裝置，其中上述傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膶哟蔚囊粋€函數(shù)。
9．如權利要求7所述的裝置，其中上述傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的一個函數(shù)。
10．如權利要求7所述的裝置，其中上述傳輸簡表是等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膶哟蔚囊粋€函數(shù)和等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的一個函數(shù)。
11．如權利要求9和10中任何一個所述的裝置，其中針對上述傳輸?shù)南鄳至康却褂蒙鲜鲋付◣挼臅r間，以非線性方式計算等待使用上述指定帶寬的上述傳輸?shù)膬?yōu)先權的上述函數(shù)。
12．如權利要求7所述的裝置，其中上述通信系統(tǒng)(100)是一個無線通信系統(tǒng)。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)內(nèi)的操作方法,其中一個負責指定帶寬的帶寬提供商向相應的局部用戶提供不同的帶寬量。該方法包括的步驟有:確定帶寬可用簡表;向一個局部用戶發(fā)送容量信息,其中容量信息包括帶寬可用簡表和傳輸簡表。其中了描述了通信系統(tǒng)的對應裝置。在包含諸如UMTS的蜂窩無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構中,本發(fā)明非常有優(yōu)勢。
文檔編號H04L12/56GK1286885SQ99801700
公開日2001年3月7日 申請日期1999年8月10日 優(yōu)先權日1998年8月27日
發(fā)明者安德魯·沃特森, 洛·德拉維森, 安東尼·伍雷 申請人:摩托羅拉有限公司