СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ВЫЗОВА В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ С ПОДДЕРЖКОЙ НЕСКОЛЬКИХ РЕЖИМОВ СВЯЗИ
METHODS AND APPARATUS FOR CALL RECEPTION IN MULTIMODE WIRELESS NETWORKS

Приоритет
По настоящей заявке испрашивается приоритет по заявке США №12/643921 от 21.12.2009 с тем же названием, по которой, в свою очередь, испрашивается приоритет по предварительной заявке США №61/254591 от 23.10.2009 с тем же названием, при этом содержание каждой из вышеприведенных заявок полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.
Авторское право
Часть описания настоящего патентного документа содержит материалы, охраняемые авторским правом. Владелец авторского права не возражает против факсимильного воспроизведения любым лицом настоящего патентного документа либо патентного описания в том виде, в каком они хранятся в Патентном ведомстве США, но в иных случаях сохраняет за собой все авторские права.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится в целом к области беспроводных сетей связи для передачи данных. В частности, настоящее изобретение в одном примерном аспекте относится к способам и устройствам для приема канала вызова в сетях с коммутацией пакетов и сетях с коммутацией каналов.
Уровень техники
Беспроводная связь реализуется как в архитектуре коммутации каналов (CS, Circuit Switched), так и в архитектуре коммутации пакетов (PS, packet switched). Сети с коммутацией каналов используют постоянное соединение для обмена пользовательскими данными. Например, сотовая сеть с коммутацией каналов соединяет одно мобильное устройство через сотовую сеть с другим мобильным устройством с использованием «фиксированного» соединения. CS соединения остаются неизменными в течение этого соединения. Напротив, сети с коммутацией пакетов не имеют «фиксированного» соединения подобно CS соединениям. Напротив, маршрутизация PS соединений гибким образом реализуется на сети элементов; нижележащий транспортный маршрут не предопределен и может динамически перестраиваться между сетевыми элементами.
PS сети делят данные на небольшие «пакеты» для передачи. Каждый пакет содержит маршрутизируемый сетевой адрес (например, адрес IP (IP address, Internet Protocol address)) как терминала источника, так и терминала назначения. На низком уровне вызовы на основе PS являются нестабильными; однако программное обеспечение высокого уровня согласовывает различные параметры для обеспечения целостности соединения (т.е. чтобы все пакеты были приняты), используя избыточность или исправление ошибок и т.п., а также накладывая какие-либо требования по качеству обслуживания (QoS, Quality of Service) (например, по времени запаздывания). PS соединения могут быть реализованы с возможностью поддержки таких различных прикладных требований, как время запаздывания данных, пропускная способность, ширина полосы, ошибкоустойчивость и т.п.
Различия в работе между моделью доставки с коммутацией каналов и моделью доставки с коммутацией пакетов иногда несовместимы. Однако в силу различных причин желательно взаимодействие между сетями с коммутацией каналов и сетями с коммутацией пакетов. Например, в сотовых сетях ранние реализации представляли собой варианты с коммутацией каналов. Однако с более новыми технологиями передачи данных сотовые сети переходят к топологиям сетей с коммутацией пакетов. Кроме того, сотовые сети с коммутацией каналов могут соединяться с сетями с коммутацией пакетов через, например, сетевые шлюзы и другие подобные компоненты.
Совместная работа сетей GSM, GPRS, EDGE
GSM (Global System for Mobile communications, глобальная система мобильной связи) является примером одной из реализаций технологии «второго поколения», или «2G» для сотовых телефонов. GSM технологии представляют собой технологии с коммутацией каналов. GPRS (General Packet Radio Service, пакетная радиосвязь общего пользования) является пакетноориентированной мобильной службой данных, доступной для пользователей GSM для поддержки служб пакетированных данных. GPRS считается сотовой технологией 2,5G и использует ту же сеть радиодоступа (RAN, Radio Access Network), что и GSM. EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution, повышенная скорость передачи данных для эволюции GSM) или расширенный GPRS (EGPRS) обеспечивают дальнейшие улучшения в существующих сетях GSM. EDGE считается сотовой технологией «третьего поколения», или «3G», и является в полной мере сетью с коммутацией пакетов.
Смешанные сети GSM, GPRS и EDGE закрывают разрыв между сетями с коммутацией каналов и сетями с коммутацией пакетов. В отличие от сетей, полностью основанных на CS, или сетей, полностью основанных на PS, смешанные сети (т.е. поддерживающие маршрутизацию на основании CS и PS) являются объектом особых соображений и ограничений. Например, протокол режима двойной передачи (Dual Transfer Mode, DTM) обеспечивает совместное существование голосового режима CS и режима данных PS в одном и том же радиоканале GSM. Мобильный телефон, поддерживающий DTM, может поддерживать одновременное голосовое соединение (с помощью CS) и пакетное соединение для передачи данных (с помощью PS) в сетях GSM/EDGE. Реализация DTM не является простой, и оборудование GSM/GPRS/EDGE дополнительно подразделяется на различные классы, предлагающие различные степени поддержки ранее представленных стандартов. Мобильные устройства делятся на устройства Класса А, Класса В и Класса С. Сетевые устройства могут работать в трех (3) режимах работы сети (NMO, Network Operation Mode): NMO-1, NMO-2 и NMO-3.
Мобильные устройства Класса А могут одновременно соединяться с обеими сетями GSM и GPRS/EDGE, т.е. устройства Класса А поддерживают одновременную работу соединений CS и PS. Напротив, мобильные устройства Класса В могут автоматически принимать вызовы как от сети GSM, так и от сети GPRS/EDGE, но не одновременно. Как только устройство Класса В открыло PS соединение, входящие вызовы домена CS игнорируются (и наоборот). Наконец, мобильное устройство Класса С должно вручную конфигурироваться для работы только в сети GSM или только в сети GPRS/EDGE. Мобильные устройства Класса С соединяются только с одной сетью.
Сетевые устройства классифицируются в NMO по возможностям и поддержке вызовов. Вызов имеет особенное значение для смешанных сетей, как будет описано более подробно далее. Кратко, сетевые структуры NMO-1 совместно вызывают устройства как в домене GSM (CS), так и в домене GPRS/EDGE (PS). Другими словами, сетевые объекты (например, коммутационный центр мобильной связи (MSC, Mobile Switching Center), узел поддержки услуг GPRS (GSN, GPRS Support Node) и т.п.) поддерживают внутренний обмен информацией для обеспечения уверенного вызова устройства в каналах вызова как GSM, так и GPRS.
Напротив, NMO-2 передают сообщения вызова только в домене GSM; службы GPRS вызываются через существующие каналы вызова GSM. Сетевые объекты GSM принимают вызовы GPRS от сетевых объектов GPRS; как только вызовы приняты, они пересылаются через каналы управления GSM.
Наконец, в конфигурациях NMO-3 операции вызова между сетями GSM и GPRS полностью разъединены. К сожалению, в сетях NMO-3 мобильное устройство должно отслеживать одновременно каналы вызова как GSM, так и GPRS, вызов может быть принят по любому из них.
В контексте вызовов GSM/GPRS/EDGE абоненты сообщали, что мобильные устройства Класса В, работающие в сетях NMO-2 без поддержки DTM, могут пропускать голосовые CS вызовы. Кроме того, указанная проблема в значительной степени обостряется в службах данных с коммутацией пакетов, которые нуждаются в постоянном соединении (например, приложения со статическим IP, такие как уведомления типа "push" и т.п.). К сожалению, нужно вспомнить, что сетевые объекты NMO-2 предоставляют сообщения вызова только с использованием существующих каналов GSM; однако как только мобильное устройство Класса В оказывается занято службами GPRS/EDGE, сообщения GSM игнорируются. Очевидно, что решения GSM/GPRS/EDGE из известного уровня техники для объединения работы доменов CS и PS имеют здесь заметный пробел в функциональности.
Таким образом, требуются улучшенные решения для операций вызова, например, в сетях GSM/GPRS/EDGE. Такие улучшенные решения должны полностью поддерживать полные переходы в сети от сети GSM через сети GPRS и EDGE без неблагоприятного влияния на работу пользователя. В более общем смысле, однако, улучшенные способы и устройства необходимы для вызова в пределах совместно существующих сетей. Такие усовершенствованные решения должны идеально обеспечивать возможность переходов от первой сети ко второй сети при обычно исключающих это условиях.
Раскрытие изобретения
Указанные выше цели достигнуты в настоящем изобретении путем предоставления улученных устройств и способов для вызова в беспроводных сетях.
В первом аспекте настоящего изобретения предлагается способ для улучшенного вызова в беспроводных сетях. В одном варианте осуществления службам на мобильном устройстве присвоены приоритеты, а структура приоритетов применяется таким образом, чтобы позволить прием сообщений вызова, переданных в одной сети, независимо от потенциально препятствующей деятельности или процессов в мобильном устройстве или во второй сети, осуществляющей связь с мобильным устройством.
Во втором аспекте настоящего изобретения предлагается устройство для реализации функций вызова. В одном варианте осуществления указанное устройство включает мобильное устройство сотовой связи, выполненное с возможностью взаимодействия с сетью GSM.
В другом варианте осуществления указанное устройство содержит цифровое вычислительное устройство; первичный беспроводной интерфейс, соединенный с возможностью обмена данными с указанным вычислительным устройством; вторичный беспроводной интерфейс, соединенный с возможностью обмена данными с указанным вычислительным устройством; и устройство хранения, соединенное с возможностью обмена данными с указанным вычислительным устройством и содержащее исполняемые компьютером инструкции. Инструкции при их исполнении цифровым вычислительным устройством: создают список приложений, основанный по меньшей мере частично на одном или более приложении, связанном с первичным беспроводным интерфейсом; добавляют доступы ко вторичному беспроводному интерфейсу к списку приложений. Для каждого приложения из списка приложений инструкции назначают соответствующий приоритет; планируют одно или более оценочное событие и в течение оценочного события выбирают и исполняют одно приложение из списка приложений на основании назначенных приоритетов.
В третьем аспекте настоящего изобретения предлагается машиночитаемое устройство. В одном варианте осуществления указанное устройство содержит средства хранения данных с находящейся на них компьютерной программой, которая при исполнении вычислительным устройством хост-устройства реализует вызов мобильного устройства как в первой сети, так и во второй сети при обычно исключающих это условиях (например, работа одновременно с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов).
Во втором варианте осуществления указанная программа содержит множество инструкций, которые при исполнении их вычислительным устройством хост-устройства реализуют прием предпочтительного вызова при помощи одного или более приложения путем: обеспечения связи первичного интерфейса хост-устройства со средой связи, причем первичный интерфейс поддерживает по меньшей мере одно устойчивое к ошибке приложение; проверки вторичного интерфейса на сообщения вызова без приостановки первичного интерфейса и игнорирования итоговых ошибок в по меньшей мере одном устойчивом к ошибке приложении.
В одном варианте хост-устройство является беспроводным мобильным устройством, а первый интерфейс является беспроводным интерфейсом; один из первого и второго интерфейсов осуществляет связь с сетью с коммутацией каналов, а другой из первого и второго интерфейсов осуществляет связь с сетью с коммутацией пакетов.
В четвертом аспекте настоящего изобретения предлагается улучшенная система беспроводной связи.
В пятом аспекте настоящего изобретения предлагаются способы ведения коммерческой деятельности, основанные на улучшенных способах и устройствах вызова, описанных выше.
В шестом аспекте настоящего изобретения предлагается способ приема сообщений. В одном варианте осуществления сообщения принимаются через вторичную сеть при соединении с первичной сетью, причем первичная и вторичная сети в обычном состоянии исключают друг друга, и указанный способ включает: планирование одного или более оценочного события; присваивание приоритетов одному или более приложению, осуществляющему связь с первичной сетью; для каждого оценочного события определение того, нужно ли проверить вторичную сеть на сообщения. Для оценочных событий, которые должны быть проверены на сообщения, способ дополнительно включает: игнорирование одного или более элемента данных приложений, принятого через первичный интерфейс, соответствующий одному или более приложению; и обнаружение сообщений на вторичном интерфейсе.
В одном варианте первичная сеть является сетью с коммутацией пакетов, а вторичная сеть является сетью с коммутацией каналов. Например, первичная сеть может быть сетью пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS, General Packet Radio Service), а вторичная сеть может быть сетью глобальной системы мобильной связи (GSM, Global System for Mobile communications). Связь со вторичным интерфейсом происходит, например, в течение периода временного потока блоков (TBF, Temporary Block Flow) GPRS или в течение периода кадра ожидания GPRS (например, после успешного периода декодирования идентификационных кодов базовой станции (BSIC, Base Station Identity Codes) GPRS).
В седьмом аспекте настоящего изобретения предлагается способ обеспечения приема вызова, предпочтительно с помощью одного или более приложения в мобильном устройстве. В одном варианте осуществления мобильное устройство связано с первичным интерфейсом, а первичный интерфейс поддерживает по меньшей мере одно устойчивое к ошибке приложение, при этом указанный способ включает: проверку вторичного интерфейса на сообщения вызова без приостановки первичного интерфейса и игнорирование итоговых ошибок в по меньшей мере одном устойчивом к ошибке приложении.
В одном варианте, если найдено по меньшей мере одно сообщение вызова, первичный интерфейс приостанавливается. В другом варианте, если не найдено ни одно сообщение вызова, продолжается функционирование первичного интерфейса.
В другом варианте по меньшей мере одно устойчивое к ошибке приложение включает приоритет и параметр качества обслуживания (QoS, Quality of Service), причем приоритет основывается, по меньшей мере частично, на параметре QoS.
В еще одном варианте первичный и вторичный интерфейсы по существу согласованы по времени, а способ дополнительно включает определение плана операций по проверке вторичного интерфейса, при этом план основан по меньшей мере частично на общем временном событии. Общее временное событие включает, например, границу кадра или временного интервала (слота).
В восьмом аспекте настоящего изобретения предлагается способ работы мобильного беспроводного устройства Класса В, обеспечивающий виртуальную одновременную возможность соединения с сетью с коммутацией пакетов и с сетью с коммутацией каналов. В одном варианте осуществления способ включает: идентификацию по меньшей мере одной возможности в работе сети с коммутацией пакетов и декодирование канала вызова, соответствующего сети с коммутацией каналов, только в течение по меньшей мере одной возможности.
В одном варианте указанный способ дополнительно включает отказ от приостановки или прерывания работы приложения, соответствующего сети с коммутацией пакетов, для получения одного или более сообщения вызова, отправленного по каналу вызова.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны для специалистов в данной области техники при ознакомлении с прилагаемыми чертежами и подробным описанием примерных вариантов осуществления, приведенным ниже.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой графическую иллюстрацию сети GSM/GPRS, содержащей коммутационный центр мобильной связи (MSC, Mobile Switching Center), обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN, Serving GPRS Support Node) и несколько базовых станций и мобильных устройств, используемой в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой сокращенную графическую иллюстрацию части структуры каналов GSM, включающей каналы вызова (РСН, Paging Channel) с согласованием по времени с каналом трафика пакетных данных (PDTCH, Packet Data Traffic Channel) GPRS, используемой в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет собой диаграмму одной из конкретных реализаций улучшенного способа для обеспечения возможности получения уведомлений о канале вызова GSM мобильными устройствами Класса В в ходе соединения с каналом данных GPRS в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 представляет собой пример таблицы приоритетов относительной важности приложений в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 представляет собой диаграмму одного варианта реализации обобщенного процесса отслеживания нескольких сетей для уведомления о вызове в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.6 представляет собой функциональную схему одного из вариантов осуществления клиентского устройства (например, мобильного сотового устройства), выполненного в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Далее приводятся ссылки на чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера позиций относятся к одинаковым элементам.
Обзор
В одном аспекте настоящего изобретения предлагаются способы и устройства для вызова первого устройства либо в первой сети, либо во второй сети при обычно исключающих это условиях. В одном примерном варианте осуществления настоящее изобретение позволяет мобильному устройству Класса В принимать вызовы от сети GSM (с коммутацией каналов), оставаясь соединенным с сетью GPRS (с коммутацией пакетов). Природа сетей с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов в обычном состоянии исключает друг друга для одного интерфейса; т.е. устройство не может использовать протоколы коммутации каналов и коммутации пакетов одновременно в одном и том же интерфейсе. Однако аспекты настоящего изобретения обеспечивают возможность работы мобильного устройства Класса В в сетях GPRS с коммутацией пакетов, при этом обеспечивая преимущество отслеживания каналов вызова в сети GSM с коммутацией каналов, используя тот же самый радиоинтерфейс.
В одной реализации настоящего изобретения устройство генерирует список приоритетов для его исполняемых в текущий момент приложений. Таким образом, когда устройство имеет некоторое количество относительно низкоприоритетных задач, устройство вместо этого может переключать внимание на доступ вызова вторичной сети. Как подробно описывается здесь и далее, мобильное устройство Класса В может соответственно принимать канал вызова GSM в течение периодов ожидания (периодов незанятости) GPRS.
В другом аспекте настоящего изобретения устройство может «захватывать» ресурсы, используемые его одним или более текущим приложением, для приема вместо этого вызовов во вторичной сети. Большинство приложений, использующих данные, уже до некоторой степени устойчивы по отношению к потере данных, или, в другом варианте, приложения, использующие данные, могут быть не особенно полезны для устройства. Путем намеренного игнорирования таких приложений, использующих данные, устройство может перенести внимание на отслеживание другой сети. Так, в другом примере мобильное устройство Класса В может принимать канал вызова GSM вместо других устойчивых к ошибке приложений (таких как просмотр Web или фоновые задачи).
Подробное описание примерных вариантов осуществления.
Далее подробно описаны примерные варианты осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то что эти варианты осуществления главным образом рассмотрены в контексте механизмов вызова в смешанных сотовых сетях GSM и GPRS/EDGE, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается этим. Напротив, различные аспекты настоящего изобретения могут применяться в любой беспроводной сети (как сотовой, так и другой), в которой требуется одновременная работа описанных здесь нескольких механизмов вызова, включая, в числе прочих, децентрализованные сети и одноранговые беспроводные сети.
На фиг.1 показан один пример сотовой сети 100, применимой в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. Сотовая радиосистема содержит сеть базовых станций (BTS) 102, каждая из которых обеспечивает радиопокрытие в пределах «соты» для мобильного устройства 104. Сеть сот управляется при помощи одного или более сетевого объекта. Показаны два сетевых объекта, первый коммутационный центр 106 мобильной связи GSM (MSC, Mobile Switching Center) и обслуживающий узел 108 поддержки GPRS (SGSN, Serving GPRS Support Node). Как показано, MSC и SGSN могут осуществлять связь с мобильным устройством, используя одну и ту же базовую станцию BTS или, альтернативно, выделенную BTS.
GPRS и GSM используют одни и те же способы радиодоступа, основанные на комбинации дуплексного режима с разделением по частоте (FDD, Frequency Division Duplex) и множественного доступа с разделением по времени (TDMA, Time Division Multiple Access). Функционирование FDD обеспечивает каждому пользователю пару полос частот в восходящей линии связи (UL, up-link) и в нисходящей линии связи (DL, down-link). В GSM/GPRS полосы частот восходящей/нисходящей линии связи указываются при помощи абсолютного номера радиочастотного канала (ARFCN, Absolute Radio Frequency Channel Number), который обозначает пару физических радионесущих, одну для восходящей сигнализации и одну для нисходящей сигнализации. Дополнительно, каждая из полос частот восходящей/нисходящей линии связи отделена по времени для функционирования TDMA. Системы TDMA делят радиоканал на временные интервалы (слоты). Каждому пользователю назначается временной интервал. Это позволяет нескольким пользователям совместно использовать один и тот же радиочастотный канал.
Механизмы вызова
Механизмы вызова используются в многих беспроводных системах радиосвязи. Механизмы вызова позволяют беспроводному устройству освобождать радиоресурсы, в числе прочего, и минимизировать энергопотребление или направлять ресурсы для других задач. Вызов обычно характеризуется двумя (2) типами режимов, «соединенными» режимами и «несоединенными» режимами, или режимами «ожидания». В режимах ожидания беспроводное устройство периодически отслеживает канал вызова, но в иных отношениях остается неактивным. Как только беспроводное устройство принимает сообщение канала вызова, оно «просыпается» для ответа. В соединенных, или активных, режимах беспроводное устройство находится в активной связи с другим устройством до тех пор, пока соединение не будет прервано или приостановлено. Различные технологии могут дополнительно подразделять соединенные режимы и режимы ожидания на различные другие подсостояния.
В мобильных сетях GSM мобильный терминал вызывается через общий канал управления (СССН, Common Control Channel). CCCH передается как логический канал в физическом широковещательном канале управления (ВССН, Broadcast Control Channel). ВССН представляет собой однонаправленный (нисходящий) радиоканал «точка-мультиточка», используемый в сотовых сетях GSM. Любой номер ARFCN GSM, содержащий ВССН, назначается в качестве «сигнального» канала, и его требуется передавать постоянно на полной мощности. Канал СССН используется для установки линии связи между базовой станцией и мобильным терминалом. СССН несет запросы вызова и сообщения о назначении канала для мобильного устройства. СССН дополнительно разделен на канал вызова (РСН, paging channel) и канал предоставления доступа (AGCH, access grant channel). Мобильные устройства, находящиеся в режиме ожидания, отслеживают СССН для получения служебных уведомлений РСН от сети.
Некоторые сети GPRS поддерживают дополнительный физический канал для вызова в дополнение к ВССН (СССН). Пакетный общий канал управления (РСССН, Packet Common Control Channel) представляет собой физический канал, характерный для сетей GPRS. Соты GPRS не обязаны обеспечивать РСССН. Если сота не имеет каналов РСССН, то базовая станция в указанной соте вызывает терминал GPRS через существующие каналы СССН (передаваемые в канале ВССН).
Возвращаясь к предыдущему обсуждению режимов работы сети (NMOs, Network Operation Modes), сети, поддерживающие согласованные сообщения вызова в каналах СССН и РСССН, классифицируются как NMO-1. Сосуществование механизмов вызова для GSM и GPRS обеспечивает возможность приема мобильными устройствами сообщений вызова для GSM или GPRS независимо от рабочего состояния. Например, в течение вызова пакетных данных GPRS мобильное устройство может принимать голосовой вызов GSM через либо СССН, либо РСССН. Согласование вызовов между GSM и GPRS гарантирует то, что вызовы не будут случайно пропущены.
С другой стороны, сети NMO-3 могут принимать либо вызовы GSM через СССН, либо вызовы GPRS через РСССН, но только один из них за раз. Так как каналы СССН и РСССН являются несовместимыми (т.е. сообщения вызова не являются общими), неопределенности не существует. Мобильное устройство может только принимать вызов GPRS через РСССН или вызов GSM через СССН.
В отличие от NMO-1 и NMO-3, в сетях NMO-2 есть вероятность потерь вызовов для устройств Класса В. Сеть NMO-2 обеспечивает вызовы GPRS через инфраструктуру GSM (например, канал СССН). После ответа устройства на вызов GPRS через канал СССН GSM, устройство переходит на выделенный канал трафика пакетных данных (PDTCH, Packet Data Traffic Channel) GPRS для использования служб передачи данных. Однако, к сожалению, устройства Класса В могут поддерживать вызовы только либо GPRS, либо GSM в любой данный момент времени. Таким образом, как только устройство Класса В осуществляет соединение в сети NMO-2 при вызове GPRS, канал вызова GSM более не отслеживается. Следовательно, последующие уведомления вызова (по каналу СССН) полностью игнорируются устройствами известного уровня техники.
Ранее использование передачи данных было нерегулярным, и при этом большой объем пропускаемых данных использовался в течение относительно коротких промежутков времени. Однако модели использования передачи данных на базе пакетов стали все более популярны в последние годы из-за эффективного использования ими полосы пропускания. Использование пакетных данных для приложений, требующих небольшую пропускную способность, постоянную или полупостоянную скорость передачи данных (например, электронная почта с уведомлением от сервера, поддерживаемые IP-соединения и т.п.), устойчиво увеличивалось. Следовательно, поскольку для передачи данных PS длительность соединения продолжает увеличиваться, длительность соединений для передачи данных GPRS также увеличивается. Большая длительность соединений для передачи данных GPRS дополнительно увеличивает вероятность пропуска одного или более вызова GSM.
Пример работы
Со ссылкой на фиг.2 показаны один пример канала PDTCH 202 GPRS и один пример канала ВССН 204 GSM во временной области. Как показано, управляющий мультикадр 202 GSM содержит пятьдесят один (51) кадр и имеет общую продолжительность 235,4 мс. Управляющий мультикадр дополнительно подразделяется на логические каналы, которые спланированы по времени. Одним таким логическим каналом является общий канал управления, который состоит из нескольких дальнейших субканалов, включая несколько каналов вызова. Каждый канал вызова (РСН, Paging Channel) имеет длину четыре временных интервала (слота). Другие сведения относительно формирования канала GSM изложены в опубликованном Стандарте GSM, 3GPP TS 05.03: «Канальное кодирование», все содержание которого включено в настоящее описание по ссылке. Кроме того, следует понимать, что сведения относительно реализации - конкретные величины (такие как длины кадров, длительности, количества и т.п.), используемые здесь, предоставлены для ясности и в иллюстративных целях и не являются обязательными для применения изобретения.
На фиг.2 также показана структура одного кадра PDTCH GPRS. Как было указано ранее, структура кадра GPRS строится на существующей структуре кадра GSM; свойства радиоканалов являются общими между двумя технологиями (например, GSM и GPRS совместно используют один и тот же временной интервал и временные характеристики кадра, а также ограничения мощности). Следовательно, в течение функционирования канала PDTCH четыре (4) временных интервала данных GPRS имеют ту же самую временную длительность, что и канала РСН GSM. Согласование между двумя каналами может не быть совершенным, так как может присутствовать некоторая степень временного сдвига вследствие изменяющихся расстояний передачи и т.п. Коррекция временного сдвига является артефактом сотовых сетей GSM/GPRS/EDGE, и такие решения хорошо известны из соответствующего уровня техники.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения мобильное устройство определяет согласование между каналами PDTCH GPRS и РСН GSM (которые передаются в канале СССН канала ВССН), затем на основании одного или более соображений, относящихся к приложениям, мобильное устройство идентифицирует период декодирования вызова с коммутацией каналов (CS). В течение периода декодирования вызова CS мобильное устройство идентифицирует свои текущие приоритеты, относящиеся к приложениям. Если приоритеты, относящиеся к приложениям, не являются высокими приоритетами, тогда мобильное устройство настраивается на канал ВССН GSM и декодирует пакетный сигнал РСН. В течение декодирования РСН GSM могут быть потеряны некоторые данные. Таким образом, этап присваивания приоритетов позволяет мобильному устройству осуществлять выбор оптимального решения между приемом данных GPRS с потерями и приемом голосового вызова GSM.
В одном аспекте настоящего изобретения мобильное устройство и текущая сеть GPRS не приостанавливают идущую передачу данных GPRS для декодирования канала вызова GSM. Во втором аспекте настоящего изобретения мобильное устройство может присваивать приоритет различным службам, включая прием вызова GSM. Так, например, пользователь может иметь различные службы с коммутацией пакетов, каждая из которых имеет различные требования качества обслуживания (QoS, Quality of Service). Определенные службы могут быть нечувствительными к задержке (или представлять собой фоновый тип, например просмотр Web). Другие приложения могут быть чувствительными к задержке (например, потоковое видео или аудио). Следовательно, в одном таком примере реализации настоящего изобретения просмотру Web может быть задан более низкий приоритет с сравнении со сбором сообщений вызова GSM с коммутацией каналов, тогда как потоковому видео или аудио может быть задан более высокий приоритет, чем сбору вызовов GSM.
На фиг.3 дополнительно проиллюстрирован механизм канала вызова мобильного устройства настоящего изобретения в конкретной реализации (работа в сети GSM/GPRS/EDGE). На этапе 302 мобильное устройство вычисляет блок вызова для сети GSM (блок вызова (paging block), который для каждого абонента вычисляется по номеру IMSI (номеру международной идентификации мобильного абонента, International Mobile Subscriber Identification). Как показано, параметр BS_PA_MFRMS определяет периодичность декодирования вызова субканала РСН. Указанное значение транслируется по каналу ВССН и может находиться в диапазоне от 2 (двух) до 9 (девяти). Например, если значение равно 9 (девяти), мобильная станция MS будет декодировать свой субканал вызова каждый цикл вызова (paging cycle).
На этапе 304 мобильное устройство проверяет свою машину состояний управления сеансом (SM, session management) GPRS. Если мобильное устройство имеет продолжающийся сеанс, то мобильное устройство переходит к корректировке своих операций вызова в соответствии с настоящим изобретением. Альтернативно, если устройство не имеет активного сеанса GPRS, то мобильное устройство осуществляет традиционный вызов NMO-2. В других вариантах осуществления переход к следующему этапу может запускаться при инициировании вызова GPRS (т.е. этап 304 запускается входом в сеанс/выходом из сеанса).
Каждый их следующих этапов основывается на деталях, характерных для случая GPRS. Данное обсуждение следует рассматривать в качестве полезного разъяснения обобщенных способов и устройств, описанных в настоящем документе (см. представленные здесь и далее обсуждение «способов» и «примерное устройство»). Как дальше будет более подробно описано, мобильное устройство по изобретению в одном варианте осуществления «захватывает» недостаточно используемые периоды или периоды ожидания для декодирования РСН GSM. Таким образом, должно быть понятно, что недостаточно используемые периоды или периоды ожидания могут быть другими для других протоколов или систем.
Существуют два (2) потенциально недостаточно используемых периода в сетях GSM/GPRS/EDGE: (i) период временного потока блоков (TBF, Temporary Block Flow) и (ii) период ожидания.
Временный поток блоков (TBF, Temporary Block Flow) обычно используется для передачи однонаправленных данных для, например, датаграмм IP (IP, Internet Protocol) и т.п.). К сожалению, открытие и закрытие соединения TBF может потребовать существенного времени (порядка сотен миллисекунд). Соответственно, в одном варианте осуществления мобильное устройство «умным» образом управляет своими текущими выполняемыми приложениями для минимизации влияния пропущенных TBF. В отличие от обычного функционирования NMO-2, мобильное устройство не приостанавливает работу сети GPRS (например, с приостановкой TBF и т.п.) до декодирования канала РСН; таким образом, все данные GPRS, переданные в течение периода TBF, теряются. Из-за потенциальной потери пакетов данных GPRS мобильное устройство отдает приоритет декодированию вызова CS на основании своих известных приложений; или, альтернативно, мобильное устройство может рассчитывать на устранимую потерю данных или планировать ее и т.п.
Периоды ожидания обычно используются мобильным устройством для декодирования идентификационных кодов базовой станции (BSIC, Base Station Identity Codes) ближайших базовых станций для облегчения хэндоверов. Это является задачей относительно низкой важности; как только мобильное устройство имеет данные о ближайших базовых станциях, периоды ожидания в значительной степени недостаточно используются. Эти периоды могут использоваться для декодирования РСН.
Возвращаясь к фиг.3, на этапе 306 мобильное устройство определяет, перекрывается ли временный поток блоков с ожидаемым планом РСН GSM (вычисленным на этапе 302). Если TBF перекрывается, то временные интервалы следующего мультикадра сети GPRS будут выделены мобильному устройству. Таким образом, для такого наступающего краткого интервала TBF мобильное устройство свободно для проверки РСН GSM (см. этап 308), если оно готово смириться с потенциальной потерей данных. Однако если временный поток блоков не перекрывается с планом РСН GSM, то мобильное устройство должно декодировать РСН в течение временных интервалов ожидания (см. этап 320 и этап 330, соответственно).
На этапе 308 мобильное устройство обращается к таблице приоритетов или другим аналогичным структурам данных для определения надлежащего использования «захваченных» наступающих интервалов TBF. Фиг.4 иллюстрирует один пример реализации такой таблицы приоритетов. Если декодирование вызова CS имеет более высокий приоритет, чем текущий идентификатор точки доступа к службе (SAPI, Service Access Point Identifier), то в течение следующего цикла вызова декодируется РСН (этап 310). В примерной таблице на фиг.4 службам электронной почты с уведомлением от сервера присваивается приоритет выше декодирования РСН GSM, тогда как другие низкоприоритетные задачи, такие как HTTP и SMTP, являются второстепенными. Следует понимать, однако, что порядок или приоритет могут отличаться от показанных и даже могут изменяться динамически, например, посредством ввода пользователя, команды из родительской сети (например, через базовую станцию и т.п.). В иллюстрируемом варианте осуществления мобильное устройство определяет, может ли быть декодирован канал РСН GSM без необходимости в полной приостановке TBF GPRS на этапах 320 и 330. Если временный поток блоков не перекрывается с планом РСН GSM, тогда на этапе 320 мобильное устройство определяет, согласованы ли пакетные сигналы РСН GSM с кадрами ожидания GPRS. 26-й (двадцать шестой) кадр кадровой структуры GPRS всегда является кадром ожидания для измерений вышеупомянутых соседних сот (например, для хэндовера и т.п.). Если мобильное устройство имеет актуальную информацию о ближайших сотах или не нуждается в такой информации (например, не заинтересовано в хэндовере и т.п.) и если кадр ожидания и пакетные сигналы РСН перекрываются на этих временных интервалах, то мобильное устройство может быстро выполнить декодирование вызова GSM.
Наконец, мобильное устройство определяет, запланированы ли кадры РСН GSM в течение кадров ожидания в кадре GPRS (этап 330). Например, можно рассмотреть мобильное устройство, которому назначены временные интервалы 1 (один) и 7 (семь) для восходящего и нисходящего доступа GPRS; во всех других временных интервалах устройство находится в ожидании. Следовательно, временные интервалы в диапазоне 2 (два) - 6 (шесть) могут использоваться для декодирования вызова GSM, если пакетные сигналы РСН перекрывают эти временные интервалы.
На этапе 340, если канал РСН GSM имеет вызов для мобильного устройства, то на этапе 350 линия связи GPRS приостанавливается (TBF приостанавливается) и устанавливается вызов GSM с коммутацией каналов.
Как обсуждалось ранее, вышеизложенное обсуждение основывается в первую очередь на технологиях и свойствах сетей GSM/GPRS/EDGE. Следовательно, предоставляется описание обобщенных способов и устройств для реализации одного или более аспектов настоящего изобретения.
Способы
Обращаясь к фиг.5, описаны примерные варианты осуществления обобщенного способа 500 для приема канала вызова для вторичного сетевого интерфейса, основываясь по меньшей мере частично на текущей загрузке приложений первичного сетевого интерфейса. В одном аспекте настоящего изобретения канал вызова вторичной сети декодируется только в течение затишья или относительно маловажных периодов в первичной сети, таким образом, высокоприоритетные приложения имеют преимущество перед декодированием вторичных каналов вызова. Напротив, низкоприоритетная деятельность по передаче данных первичной сети может быть ограничена на короткий срок для сбора сообщений вызова вторичной сети. Следующие способы ссылаются на первое устройство, соединенное с первой или первичной сетью. Впоследствии первое устройство декодирует сообщения вызова второй или вторичной сети.
Кроме того, хотя последующее обсуждение в основном описано со ссылкой на вторичную сеть с коммутацией каналов и первичную сеть с коммутацией пакетов, настоящее изобретение может применяться в любых системах связи, где не существует согласования между первичным и вторичным доменом. Например, будущие технологии, подобные LTE-CDMA, могут связывать несколько несовместимых режимов вместе. Более того, для осуществления настоящего изобретения не требуется функционирование в беспроводном режиме; понятно, что настоящее изобретение может также найти определенное применение при комбинировании исключающих друг друга технологий проводных линий связи через одну и ту же физическую среду передачи.
На этапе 502 способа 500 первое устройство соединяется с первичной сетью. В одном варианте осуществления первое устройство открывает один или более активный сеанс с первичной сетью. Первое устройство может также идентифицировать ближайшие сети. В некоторых вариантах первичная сеть может быть до некоторой степени совместима с ближайшими сетями. В других вариантах первичная и ближайшая сети не имеют взаимосвязи вообще.
В одном варианте осуществления первое устройство идентифицирует одну или более вторичную сеть из числа ближайших сетей, первое устройство является, например, клиентом с реализацией GSM/GPRS/EDGE, первичная сеть является сетью GPRS, а вторичная сеть является сетью GSM. Кроме того, в одном таком варианте, указанный клиент является клиентом с реализацией GSM/GPRS/EDGE Класса В, а первичная сеть управляется при помощи SGSN GPRS, используя сеть радиодоступа GSM посредством операций, совместимых с NMO-2.
На этапе 504 первое устройство идентифицирует и сохраняет список текущих приоритетов приложений, выполняющихся в первичной сети. В одной реализации первое устройство готово выборочно пропускать сообщения от первой сети для того, чтобы получать сообщения по второй сети. Например, в мобильном устройстве, соединенном посредством GPRS с коммутацией пакетов, может быть выбран пропуск низкоприоритетных сообщений так, чтобы принимать вызовы GSM с коммутацией каналов. Настоящее изобретение также предполагает, что определенные службы данных GPRS могут быть более устойчивыми к временным потерям данных, чем другие службы, и что эти знания могут использоваться для оптимизации работы системы, соответственно.
В одном варианте осуществления каждый сеанс или его отдельная подчасть имеет относительную важность и соответствующее качество обслуживания. Службы передачи данных с коммутацией пакетов могут, например, быть распределены по категориям в первом измерении в соответствии с их важностью для радиолинии или выполняющихся приложений и распределены по категориям во втором измерении в соответствии с их устойчивостью к пропускаемым данным. Такая устойчивость может быть измерена, например, в терминах коррекции ошибок, устойчивости к запаздыванию, приемлемых потерь и т.п.
В одном аспекте настоящего изобретения каждому приложению, выполняющемуся в первичной сети, присваивается приоритет. В одной такой реализации задаче для доступа к периферийному вторичному каналу вызова присваивается приоритет по отношению к приложениям первичной сети. Присвоение приоритетов при помощи первого устройства позволяет первому устройству регулировать прием вторичных вызовов, таким образом минимизируя нагрузку от такого периферийного приема на первичную сеть. Аналогично, присвоение приоритетов обеспечивает для доступа к вторичным вызовам возможность «перевесить» относительно низкое использование первой сети. В одном варианте назначение приоритетов производится на основании статических «метрик», таких как тип приложения (например, HTTP, SMTP, поток данных и т.п.). В других вариантах назначение приоритетов производится на основании динамической регулировки.
На этапе 506 первое устройство планирует доступ к вызовам периферийной вторичной сети. В одном варианте осуществления первое устройство определяет план, основываясь на ранее установленных отношениях между первой и второй сетями. Например, в сетях GSM/GPRS, сеть GSM имеет идентичные временные характеристики с сетью GPRS; мобильному устройству нужно только компенсировать временной сдвиг и получить соответствующий канал вызова. Однако в других сетях может и не быть каких-либо ранее установленных отношений. Анализ таких некоординированых сетей может обеспечивать получение оценки количества пакетов, кадров, данных и т.п., которые будут пропущены в периферийном доступе. Основываясь на этой оценке, первое устройство может соответственно спланировать доступ к периферийной сети.
Кроме того, в других вариантах осуществления на план могут оказывать влияние и другие соображения. Например, первое устройство может хотеть чередовать попытки декодирования для доступа к вызовам вторичной сети. Такое чередование может основываться на других соображениях устройства, таких как энергопотребление, нагрузка обработки, требования приложений, пользовательский «опыт» (включая, например, воспринимаемую задержку) и т.п.
На этапе 508, когда запускается запланированный доступ к периферийной вторичной сети, первое устройство определяет должным образом приоритетное действие. Если доступ к вторичной сети имеет более высокий приоритет, чем другие текущие действия, то первое устройство переходит к этапу 510. В ином случае, если другая деятельность первичной сети является более важной, то первое устройство выполняет соответствующее действие 508A и ожидает следующего запланированного периферийного события.
В одном варианте осуществления первое устройство обращается к плану присваивания приоритетов, генерируемому на этапе 504, для определения соответствующего действия. Приоритеты могут обновляться в соответствии с различными подходами, например после каждой запланированной итерации. Например, может быть необходимо в некоторых случаях увеличить приоритет для низкоприоритетных задач так, чтобы они выполнялись по меньшей мере в некоторые из периодов времени. В других вариантах приоритеты статичны и не изменяются.
В других вариантах могут присутствовать и некоторые другие соображения, например в изохронных приложениях (таких как передача потоковых данных с низким битрейтом), данные должны передаваться в заданных временных кадрах. Однако не существует требований, касающихся того, когда передавать данные во временном кадре (т.е. одинаково, если их отправят раньше или позже в пределах указанного интервала, лишь бы в интервале).
На этапе 510, если первое устройство обнаруживает сообщения вызова во вторичной сети, то первое устройство приостанавливает работу первичной сети и обслуживает вызов вторичной сети. В других реализациях первое устройство может выборочно отвечать на вызов. В других подходах первое устройство может отвечать на вызов без приостановки работы первичной сети (т.е. разрешая выпадение большего количества данных). В примерном варианте осуществления устройство Класса В, определяющее, что ожидают очереди вызовы GSM, передает сообщение о приостановке TBF в SGSN GPRS, тем самым останавливая дальнейшее обслуживание GPRS.
Пример мобильного устройства
Далее со ссылкой на фиг.6 описан пример устройства 600, применимого для реализации способов настоящего изобретения.
Устройство 600 содержит вычислительную подсистему 602, такую как цифровой сигнальный процессор, микропроцессор, программируемую логическую матрицу или множество вычислительных компонентов, установленных на одной или более подложке 604. Вычислительная подсистема может также содержать внутреннюю кэш-память. Вычислительная подсистема соединена с подсистемой 606 памяти, содержащей память, которая может, например, содержать компоненты SRAM, флеш-памяти и SDRAM. В подсистеме памяти может быть реализовано одно или более количество аппаратных средств с прямым доступом к памяти (DMA) для ускорения доступа к данным, что хорошо известно в данной области техники.
Радио/модемная подсистема 608 обычно содержит цифровой контур, аналоговый контур, передающий интерфейс и принимающий интерфейс. Устройство 600 дополнительно содержит антенное устройство 610; компонент выбора может содержать множество переключателей для задействования различных режимов работы антенны, например, для конкретных частотных диапазонов или конкретных временных интервалов. В некоторых вариантах осуществления некоторые компоненты могут быть опущены или могут иным образом соединяться друг с другом (например, комбинированные РЧ приемник, РЧ передатчик и ABB, используемые для 3G цифровых РЧ), как должно быть очевидно из данного описания специалистам в данной области техники.
Иллюстрируемая подсистема 612 управления питанием (PMS, power management subsystem) обеспечивает питание устройства и может содержать интегральную схему или множество отдельных электронных компонентов. В одном примере реализации портативного мобильного устройства подсистема 612 управления питанием связана с аккумуляторной батареей.
В некоторых вариантах осуществления устройства может быть предусмотрена система 614 пользовательского интерфейса. Пользовательский интерфейс может содержать любое количество известных устройств ввода/вывода, включая, среди прочего: клавиатуру, сенсорный экран или экран типа «multi-touch», ЖК дисплей, фоновую подсветку, динамик и микрофон. Однако понятно, что в некоторых приложениях один или более этих компонентов могут быть опущены. Например, в вариантах осуществления с мобильным устройством на карте PCMCIA может отсутствовать пользовательский интерфейс (так как в них может использоваться пользовательский интерфейс устройства, соединенного с ними физически или электрически).
Устройство с фиг.6 может дополнительно содержать опциональные дополнительные периферийные устройства, включая, среди прочего, один или более приемников GPS или сетевых интерфейсов, таких как порты IrDA, приемопередатчики Bluetooth, приемопередатчики Wi-Fi (IEEE Std. 802.11), приемопередатчики WiMAX (IEEE Std. 802.16e), USB (например, USB 2.0, USB 3.0, Wireless USB и т.п.), шину FireWire и т.п. Однако должно быть понятно, что эти компоненты не являются необходимым требованием для работы устройства 600 в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Способы и правила коммерческой деятельности
Понятно, что вышеизложенное устройство и технологии могут быть использованы и быстро приспособлены к различным моделям коммерческой деятельности.
В одной такой коммерческой схеме соответствующим образом выполненное пользовательское оборудование может надежно принимать сотовые вызовы (прием служебных уведомлений более быстрый), эффективно отслеживая существующие каналы вызова нескольких сетей и тем самым улучшая общее воспринимаемое качество услуги. Тогда как прежние устройства могут эффективно принимать вызовы только от одной сети единовременно, реализация устройств согласно настоящему изобретению может быстро охватывать работу в нескольких сетях. Вышеизложенные подходы являются явно более эффективными и могут также существенно улучшать энергопотребление мобильного устройства, тем самым увеличивая срок службы аккумуляторных батарей и, следовательно, восприятие пользователя. Такие устройства могут быть предложены сетевыми операторами или изготовителями как «модернизированные» или «элитные» устройства для таких целей, и им могут даже быть назначены более высокие цены и/или абонентская плата. Альтернативно, они могут предлагаться сотовым оператором в качестве стимула своим существующим абонентам, например, в обмен на существующие условия и/или услуги, связанные с их подпиской на услуги.
Специалистам в данной области техники из данного описания должны быть очевидны множество других схем реализации и способы ведения бизнеса для восстановления канала вызова.
Понятно, что хотя определенные аспекты изобретения описаны со ссылкой на конкретный порядок шагов способа, это описание является всего лишь примером реализации общего способа по изобретению и в соответствии с требованиями конкретного приложения данный порядок может быть изменен. В определенных условиях некоторые шаги могут оказаться ненужными или опциональными. Кроме того, некоторые шаги или функции могут быть добавлены к описанным вариантам осуществления, или может быть изменен порядок осуществления двух или более шагов. Все подобные изменения считаются входящими в описанное предлагаемое изобретение.
Несмотря на то что в приведенном выше подробном описании показаны, раскрыты и выделены новые признаки изобретения в различных вариантах осуществления, понятно, что специалистами в данной области техники без отклонения от объема изобретения могут быть выполнены различные исключения, подстановки и изменения в предлагаемом устройстве или способе. Приведенное выше описание соответствует наилучшему варианту осуществления изобретения. Данное описание не является ограничительным и должно рассматриваться как иллюстрация общих принципов изобретения. Объем охраны изобретения должен определяться по формуле изобретения.