СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАНАЛА ТРАФИКА ДЛЯ ОБМЕНА УПРАВЛЯЮЩИМИ ДАННЫМИ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
METHOD AND DEVICE FOR TRAFFIC CHANNEL UTILISATION FOR CONTROL DATA EXCHANGE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в общем случае относится к области связи, а более конкретно к беспроводной связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Система протоколов обычно управляет способами, при помощи которых мобильная станция и базовая станция могут работать в системе связи. Такие протоколы раскрыты в наборе стандартов, опубликованных наборов утвержденных стандартов. Протоколы могут определять набор каналов, таких как каналы трафика, для передачи пользовательских данных и управляющие каналы для передачи управляющих данных. Управляющие каналы могут коллективно использоваться пользователями, и обычно используются в течение короткого промежутка времени. Обычно управляющие данные содержат от одного бита данных до нескольких байт данных. Передача управляющих данных для мобильной станции является очень короткой. Кроме того, интервал между передачей и приемом ответа на управляющее сообщение является коротким по сравнению с обычным обменом данными трафика. Данные трафика имеют больший объем по сравнению с управляющими данными. В результате каналы трафика, назначенные мобильным станциям, поддерживаются в течение некоторого времени. Передача данных трафика также может быть прерывистой. По существу, каналы трафика поддерживаются все время, пока существует вероятность передачи данных канала трафика. Если канал трафика не используется в течение некоторого периода покоя, канал трафика отключается.
В некоторых случаях, если объем управляющих данных является слишком большим, для того чтобы быть переданным по управляющему каналу, для передачи управляющих данных в определенную мобильную станцию может быть установлен канал трафика. Однако если канал трафика установлен для передачи управляющих данных, то канал может не отключаться в течение некоторого времени, что приводит к неэффективному использованию ресурсов канала трафика. Следовательно, существует необходимость для очень эффективного использования канала трафика для обмена управляющими данными в системе беспроводной связи.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаются различные способы и устройства для системы связи для эффективного использования ресурсов канала трафика при обмене управляющими данными. Контроллер получает индикатор передачи управляющего сообщения для передачи с базовой станции в мобильную станцию по каналу трафика. Контроллер выбирает таймер паузы канала трафика, основываясь на индикаторе передачи. Элемент сети может посылать индикатор передачи на базовую станцию. Индикатор передачи управляющего сообщения определяется, основываясь на, по меньшей мере, одном из размеров данных управляющего сообщения и длительности обмена данными между мобильной станцией и базовой станцией. Контроллер устанавливает канал трафика для передачи управляющего сообщения с выбранным таймером паузы канала трафика. Канал трафика разрывается после истечения установленного таймера паузы канала трафика.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Особенности, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из подробного описания, представленного ниже при рассмотрении вместе с чертежами, в которых одинаковые ссылочные позиции соответствуют одинаковым элементам, и в которых:
на Фиг.1 показана система связи, способная работать согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой блок-схему различных этапов, которые могут быть выполнены базовой станцией для обмена управляющими данными, используя таймер паузы канала трафика с изменяемым значением, согласно различным аспектам настоящего изобретения; и
на Фиг.3 показан приемопередатчик системы связи, выполненный с возможностью работы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В общем случае различные аспекты настоящего изобретения обеспечивают эффективное использование ресурсов связи в системах связи путем использования таймера паузы канала трафика с изменяемым значением для обмена управляющими данными по каналу трафика. Один или несколько иллюстративных вариантов осуществления изложенных в настоящем описании определены в контексте цифровых беспроводных систем обмена данными. Хотя использование в этом контексте является предпочтительным, различные варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в различных средах или конфигурациях. В общем случае различные системы, описанные здесь, могут быть сформированы, используя программно-управляемые процессоры, интегральные схемы или дискретную логику. Данные, инструкции, команды, информация, сигналы, символы и элементарные сигналы, которые могут быть упомянуты в настоящей заявке, могут быть реализованы в виде потенциалов, токов, электромагнитных волн, магнитных полей или частиц, оптических полей или частиц, или их комбинации. Помимо этого блоки, показанные на соответствующих блок-схемах, могут представлять аппаратные средства или этапы способа.
Более конкретно различные варианты осуществления изобретения могут быть включены в систему беспроводной связи, работающую согласно стандарту связи, описанному и раскрытому в различных стандартах, опубликованных ассоциацией телекоммуникационной индустрии (TIA) и другими организациями стандартизации. Такие стандарты включают в себя стандарт TIA/EIA-95, стандарт TIA/EIA-IS-2000, стандарт IMT-2000, стандарты UMTS и WCMDA, стандарт GSM, которые включены в настоящее описание в качестве ссылки. Копия стандартов может быть получена при запросе TIA, отдел стандартов и технологий, 2500 Wilson Boulevard, Arlington, VA 22201, USA. Стандарт, обычно упоминаемый как стандарт UMTS, включенный в настоящее описание в качестве ссылки, может быть получен при обращении в 3GPP Служба поддержки, 650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis, Valbonne-France.
На Фиг.1 показана блок-схема общего вида системы 100 связи, выполненной с возможностью работы согласно каждому из стандартов множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) и GSM, и в то же время включая в себя различные варианты осуществления изобретения. Система 100 связи может быть использована для обмена данными или данными и речевым сигналом. Обычно система 100 связи включает в себя базовую станцию 101, которая обеспечивает каналы связи между некоторым количеством мобильных станций, таких как мобильные станции 102-104, и между мобильными станциями 102-104 и телефоном публичной коммутированной сети и сетью 105 передачи данных. Базовая станция 101 может включать в себя некоторое количество компонентов, таких как контроллер базовой станции и основную приемопередающую систему. Для простоты некоторые компоненты не показаны.
Базовая станция 101 может быть связана с другими базовыми станциями, например базовой станцией 160. Центр коммутации мобильной связи (не показан) может управлять различными аспектами работы системы связи 100 и обменом данными через ретрансляционный канал 199 между сетью 105 и базовой станцией 101 и 160. Базовая станция 101 связана с каждой мобильной станцией, которая находится в ее зоне покрытия через сигнал прямой линии, передаваемой с базовой станции 101. Сигналы прямой линии, предназначенные мобильным станциям 102-104, могут суммироваться для формирования сигнала 106 прямой линии. Каждая из мобильных станций 102-104, принимающая сигнал 106 прямой линии декодирует сигнал 106 прямой линии для извлечения принятой информации. Базовая станция 160 также может связываться с мобильными станциями, которые находятся в ее зоне покрытия через сигнал прямой линии, передаваемый базовой станцией 160. Мобильные станции 102-104 связываются с базовой станцией 101 и 160 через соответствующие обратные линии. Каждая обратная линия поддерживается с помощью сигнала обратной линии, такого как сигнал обратной линии 107-109 для мобильных станций 102-104 соответственно. Хотя сигналы обратной линии 107-109 могут быть предназначены одной базовой станции, они могут быть приняты на других базовых станциях. Различные аспекты изобретения обеспечивают для использования в мобильных станциях и базовых станциях в системах связи 100 таймера паузы канала трафика с изменяемым значением для передачи управляющих данных и данных трафика через канал трафика.
Базовые станции 101 и 160 могут одновременно взаимодействовать с общей мобильной станцией. Например, мобильная станция 102 может быть в непосредственной близости от базовых станций 101 и 160, которая может поддерживать связь с обеими базовыми станциями 101 и 160. В случае прямой линии, базовая станция 101 передает сигнал прямой линии 106, и базовая станция 160 передает сигнал прямой линии 161. В случае обратной линии мобильная станция 102 передает сигнал обратной линии 107 для приема обеими базовыми станциями 101 и 160. Для передачи пакета данных на мобильную станцию 102, одна из базовых станций 101 и 160 может быть выбрана для передачи пакета данных на мобильную станцию 102. В случае обратной линии обе базовые станции 101 и 160 могут попытаться декодировать данные трафика, принятые из мобильной станции 102. Скорость передачи данных и уровень мощности обратной и прямой линий могут поддерживаться согласно качеству канала между базовой станцией и мобильной станцией.
Как показано на Фиг.1, проводная сеть 101 может включать в себя сеть, основанную на Протоколе Интернет (IP). Узел обслуживания пакетных данных (PDSN) может находиться между ретрансляционным каналом 199 и сетью IP для управления и маршрутизации пакетных данных между базовой станцией и сетью IP. Контроллер базовой станции (не показан) может также иметь функцию управления пакетными данными (PCF), управляющую обменом пакетных данных между PDSN и несколькими базовыми станциями в системе связи. PDSN часто генерирует управляющую информацию для мобильных станций в системе связи 100. Такая управляющая информация может быть специфичной для данной мобильной станции. Например, PDSN может посылать сообщение эхо-запроса на мобильную станцию для определения, находится ли мобильная станция в зоне покрытия. Ответ может быть сообщением эхо-ответа с мобильной станции. Сообщения эхо-запроса и эхо-ответа являются очень короткими. В другой ситуации PDSN может получать управляющие данные из сети IP, которые необходимо передавать через канал трафика вследствие их размеров. Например, сеть IP может послать мобильной станции ответ мобильной регистрации IP в ответ на запрос мобильной станции. Ответное сообщение предназначено для конкретной мобильной станции, и ответное сообщение может быть коротким по сравнению с данными трафика, которые обычно передаются через каналы трафика. В любом из этих случаев согласно различным аспектам настоящего изобретения PDSN может генерировать индикатор передачи для базовой станции для использования меньшего значения таймера паузы канала трафика, если канал трафика устанавливается для передачи и приема такого управляющего сообщения. Индикатор передачи может также индицировать предпочтительную продолжительность, которая может быть выбрана из нескольких возможных периодов таймера паузы. Как таковой, таймер паузы канала трафика может представлять собой переменный параметр.
Базовая станция может выбрать короткий таймер паузы канала трафика по сравнению с таймером паузы, используемым для обмена данными трафика, для разрыва канала трафика, который устанавливается для передачи управляющих данных, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В отсутствии такого индикатора с PDSN или блоков обработки, базовая станция использует обычный таймер паузы канала трафика для прерывания канала трафика. Следовательно, когда передаются управляющие данные, базовая станция не удерживает канал трафика долгое время. Базовая станция может иметь несколько дискретных таймеров паузы канала трафика. Основываясь на виде управляющего сообщения, базовая станция может выбрать подходящее значение таймера паузы канала трафика из набора предопределенных таймеров паузы канала трафика. В качестве альтернативы базовая станция может использовать непрерывно меняющееся значение таймера паузы канала трафика, который меняется в зависимости от вида управляющих сообщений. Вид управляющих сообщений может быть индицирован с помощью индикатора передачи от PDSN. Вид управляющего сообщения может быть определен, основываясь на длительности (продолжительности) обмена, требующегося для завершения управляющих сообщений. Например, сообщения эхо запроса и ответа имеют очень короткую продолжительность. В этом случае индикатор передачи обеспечивает установку низкого значения таймера паузы. В другом примере управляющие сообщения ответа IP регистрации могут требовать некоторой задержки между моментами обмена данными между базовой станцией и мобильной станцией. При этом индикатор передачи обеспечивает установку более высокого значения таймера паузы.
Как показано на Фиг.2, блок-схема 200 изображает различные этапы, которые могут быть выполнены с помощью процессора/контроллера в базовой станции, показанной на фиг.1, для выбора таймера паузы канала трафика для каждого канала трафика, установленного с мобильной станцией в системе 100 связи. На этапе 201, базовая станция может обнаружить индикацию необходимости передачи управляющего сообщения на мобильную станцию. Управляющие данные могут передаваться в определенную мобильную станцию. Индикация может быть в форме сигнализации между базовой станцией и контроллером пакетных данных, соединенного с PDSN или в любой другой альтернативной форме. Индикатор передачи указывает вид управляющего сообщения и может быть определен, основываясь на длительности (продолжительности) и количестве данных обмена, требуемых для завершения управляющих сообщений. На этапе 202, базовая станция может выбрать таймер паузы канала трафика в ответ на прием индикации. Таймер паузы может быть выбран из набора таймеров паузы, имеющих разные параметры продолжительности. Например, очень короткий параметр продолжительности таймера может быть выбран для управляющих данных, которые требуют обмена небольшим количеством данных, и большой параметр продолжительности таймера может быть использован для управляющих сообщений, которые требуют обмена большим количеством данных. В другом аспекте таймер паузы может быть выбран, основываясь на ожидаемой задержке времени между передачей и приемом сообщений (то есть полной продолжительности такого обмена) между базовой станцией и мобильной станцией. На этапе 203 базовая станция может установить канал трафика для передачи управляющих данных на определенную мобильную станцию, одновременно установив таймер паузы канала трафика на выбранное значение. На этапе 204, канал трафика прерывается после истечения выбранного таймера паузы. В большинстве случаев выбранный таймер паузы для обмена управляющими данными намного меньше, чем таймер паузы, выбранный для обмена данных трафика с той же мобильной станцией. Как таковые, ресурсы связи, назначенные каналам трафика, используются очень эффективно с помощью предотвращения удержания канала трафика на долгий период времени, когда канал трафика используется для обмена управляющими данными.
Фиг.3 иллюстрирует общую схему приемопередающей системы 400, содержащую приемник 200 и передатчик 300 для поддержки канала связи с устройством назначения во время работы согласно различным аспектам изобретения. Приемопередатчик 400 может входить в состав базовой станции, показанной на фиг.1. Приемопередатчик 400 может быть использован для обмена данными трафика и управляющими данными. Обмен может происходить по каналу трафика. Приемопередатчик 400 также может входить в состав мобильной станции. Процессор 401 может быть связан с приемником 200 и передатчиком 300 для обработки принятых и переданных данных и управления различными аспектами приемника 200 и передатчика 300. Различные аспекты приемника 200 и передатчика 300 могут быть общими, даже если приемник 200 и передатчик 300 показаны раздельно. В одном из аспектов приемник 200 и передатчик 300 могут совместно использовать гетеродин и антенную систему 499 для RF/IF приема и передачи. Передатчик 300 принимает на вход 405 данные для передачи. Блок 403 обработки передаваемых данных подготавливает данные для передачи по каналу передачи. Принятые данные, после их декодирования, принимаются в процессоре 401 через вход 404. Принятые данные обрабатываются в блоке 402 обработки принятых данных в процессоре 401. Различные действия процессора 401 могут быть интегрированы в один или множество блоков обработки. Приемопередатчик 400 может быть связан с другими устройствами. Приемопередатчик 400 может быть составным элементом устройства. Устройство может быть компьютером или работать как компьютер. Устройство может быть связано с сетью передачи данных, такой как Интернет. В случае если приемопередатчик 400 входит в состав базовой станции, базовая станция через несколько соединений может быть соединена с сетью 105. Соединения могут включать в себя PDSN.
В передатчике 300 согласно различным аспектам изобретения процессор 401 устанавливает таймер паузы канала трафика согласно индикатору передачи, полученному из PDSN или любого другого обрабатывающего компонента и указывающего на вид передачи. Блок памяти в процессоре 401 может хранить множество значений таймера паузы, которые соответствуют множеству разных индикаторов передач, которые генерируются, исходя из вида обмена управляющими данными по каналу трафика. Блок 403 обработки передаваемых данных может определять продолжительность таймера паузы, основываясь на полученном индикаторе передачи. Малое значение таймера может быть выбрано для обмена управляющими данными, которые требуют короткой продолжительности, и большое значение таймера паузы может быть выбрано для обмена данными, которые занимают длительное время. В одном случае может быть больше данных или дольше задержка между передачей и приемом данных между базовой станцией и мобильной станцией. Обработка принятых данных обычно включает в себя проверку ошибок в принятых пакетах данных. Блок 480 хранения принятых данных может накапливать данные, полученные в каждом кадре данных для восстановления полного кадра данных. Если принятые данные не восстановлены, основываясь на принятых кадрах данных, и таймер паузы истек, процессор 401, совместно с блоком 402 обработки принятых данных и блоком 403 обработки передаваемых данных, может прервать канал трафика после истечения таймера паузы.
Специалисты в данной области техники признают, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и шаги алгоритмов, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы как электронные аппаратные средства, компьютерные программные средства или их комбинация. Для того чтобы ясно проиллюстрировать указанную взаимозаменяемость аппаратных средств и программных средств, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и шаги были описаны выше в общем случае в терминах их функциональности. Будет ли указанная функциональность реализована при помощи аппаратных средств или программных средств, зависит от конкретного приложения и конструктивных ограничений, налагаемых на всю систему. Специалисты в данной области техники могут реализовывать указанную функциональность различными способами для каждого конкретного приложения, но такая реализация не должна интерпретироваться как выход за границы объема настоящего изобретения.
Различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы или исполнены при помощи процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP), заказной интегральной схемы (ASIC), программируемого вентильного массива (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретных вентилей или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, разработанной для исполнения функций, изложенных в настоящем описании. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества процессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации.
Шаги способа или алгоритма, изложенные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы непосредственно в виде аппаратных средств, в виде программных модулей, исполняемых процессором, или их комбинации. Программные модули могут находиться в памяти ОЗУ, флэш-памяти, памяти ПЗУ, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM или на носителе данных любого другого вида, известного в данной области техники. Иллюстративный носитель данных связан с процессором таким образом, что указанный процессор может считывать информацию и записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы носитель данных может быть интегрирован в процессор. Процессор и носитель данных могут входить в состав ASIC. ASIC может входить в состав терминала пользователя. В качестве альтернативы процессор и носитель данных могут входить в состав терминала пользователя в виде дискретных компонентов.
Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления настоящего изобретения представлено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники использовать настоящее изобретение. Для специалистов в данной области техники будут очевидны различные модификации указанных вариантов осуществления настоящего изобретения, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут применяться в других вариантах осуществления, не выходя за рамки духа и объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, приведенными в настоящем описании, но должно соответствовать наиболее широкому объему, совместимому с принципами и новыми отличительными особенностями, раскрытыми в настоящем описании.