способ и устройство для улучшения характеристик пакетной системы связи

Формула изобретения

1. Способ улучшения качества системы мобильной связи, которая использует по меньшей мере протокол пакетного резервирования со множественным доступом, содержащий следующие шаги: осуществляют присвоение мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз исключительного использования по меньшей мере выделенного физического канала для линии связи вниз в упомянутой системе мобильной связи для переноса пакетного трафика линии связи вниз, резервирование для мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз зарезервированного канала произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования для обеспечения бессостязательного доступа пакетным трафиком линии связи вверх, осуществляют присвоение мобильной станцией, запланированной первой для передачи на линии связи вниз исключительного использования по меньшей мере выделенного физического канала для линии связи вверх в упомянутой системе мобильной связи для переноса пакетного трафика линии связи вверх, в котором мобильная станция, запланированная первой для передачи на линии связи вниз имеет исключительное использование выделенного физического канала для линии связи вниз и выделенного физического канала для линии связи вверх и резервирование доступа к зарезервированному каналу произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного пользования во время того же самого интервала обслуживания.

2. Способ по п.1, в котором упомянутая система мобильной связи содержит систему связи с множественным доступом с временным разделением каналов (МДВР).

3. Способ по п.1, в котором упомянутая система мобильной связи содержит цифровую сотовую радиосистему.

4. Способ по п.1, в котором упомянутая система мобильной связи содержит систему GSM.

5. Способ по п.1, в котором упомянутый протокол пакетного резервирования множественного доступа содержит сегментированный ALOHA протокол множественного доступа.

6. Способ по п.1, в котором выделенный физический канал для линии связи вниз содержит канал пакетных данных.

7. Способ по п.1, в котором выделенный физический канал для линии связи вверх содержит канал пакетных данных.

8. Способ по п.1, в котором зарезервированный канал произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования ОВП, содержит пакетный канал произвольного доступа (ПКПрД).

9. Способ по п.1, в котором выделенные физические каналы для линии связи вниз и линии связи вверх содержат канал пакетной передачи данных (КППД).

10. Способ по п.1, в котором при упомянутом шаге резервирования зарезервированного канала произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования, осуществляют введение такой размерности канала произвольного доступа, что частота столкновений произвольного доступа между передачами линии связи вверх снижается.

11. Способ по п.1, содержащий далее следующие шаги: передают мобильную станцию из первой ячейки во вторую ячейку и повторяют упомянутые шаги присвоения и резервирования для упомянутой второй ячейки.

12. Способ по п.1, содержащий далее следующие шаги: осуществляют передачу мобильной станции из первой ячейки во вторую ячейку и переназначение каналов, соответствующих упомянутому выделенному каналу для линии связи вниз, упомянутому зарезервированному каналу произвольного доступа и упомянутому выделенному физическому каналу линии связи вверх, для исключительного приоритетного использования упомянутой мобильной станцией.

13. Способ по п.1, в котором тот же самый интервал обслуживания содержит активный период обслуживания.

14. Способ улучшения качества системы мобильной связи, которая использует по меньшей мере протокол пакетного резервирования со множественным доступом, содержащий следующие шаги: осуществляют присвоение мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз исключительного приоритета для использования по меньшей мере выделенного физического канала для линии связи вниз в упомянутой системе мобильной связи для переноса пакетного трафика линии связи вниз, осуществляют резервирование для мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз зарезервированного канала произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования в упомянутой системе мобильной связи для обеспечения бессостязательного доступа пакетным трафиком линии связи вверх, осуществляют присвоение мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз исключительного приоритета для использования по меньшей мере выделенного физического канала для линии связи вверх в упомянутой системе мобильной связи для переноса упомянутого пакетного трафика линии связи вверх, при этом мобильная станция, запланированная первой для передачи на линии связи вниз имеет исключительный приоритет для использования выделенного физического канала для линии связи вниз и выделенного физического канала для линии связи вверх, зарезервированный доступ к зарезервированному каналу произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования во время того же самого интервала обслуживания и по меньшей мере временно осуществляют высвобождение по меньшей мере одного из упомянутых выделенных физических каналов для линии связи вниз и линии связи вверх для другого трафика в течение периодов, когда перенос пакетного трафика мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз отсутствует.

15. Способ по п. 14, в котором упомянутая система мобильной связи содержит систему связи с множественным доступом с временным разделением каналов (МДВР).

16. Способ по п. 14, в котором упомянутая система мобильной связи содержит цифровую сотовую радиосистему.

17. Способ по п. 14, в котором упомянутая система мобильной связи содержит систему GSM.

18. Способ по п.14, в котором упомянутый протокол пакетного резервирования множественного доступа содержит сегментированный ALONA протокол множественного доступа.

19. Способ по п.14, в котором выделенный физический канал для линии связи вниз содержит канал пакетных данных.

20. Способ по п.14, в котором выделенный физический канал для линии связи вверх содержит канал пакетных данных.

21. Способ по п.14, в котором зарезервированный канал произвольного доступа, выделенный к мобильной станции исключительного использования, содержит пакетный канал произвольного доступа (ПКПрД).

22. Способ по п. 14, в котором выделенные физические каналы для линии связи вниз и линии связи вверх содержат канал пакетной передачи данных (КППД).

23. Способ по п.14, в котором упомянутый шаг резервирования зарезервированного канала произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования, содержит введение такой размерности канала произвольного доступа, что частота столкновений произвольного доступа между передачами линии связи вверх снижается.

24. Способ по п.14, содержащий далее следующие шаги: передают мобильную станцию из первой ячейки во вторую ячейку и повторяют упомянутые шаги присвоения и резервирования для упомянутой второй ячейки.

25. Способ по п.14, содержащий далее следующие шаги: осуществляют передачу мобильной станции из первой ячейки во вторую ячейку; переназначение каналов, соответствующих упомянутому выделенному каналу для линии связи вниз, упомянутому зарезервированному каналу произвольного доступа и упомянутому выделенному физическому каналу линии связи вверх, для исключительного приоритетного использования упомянутой мобильной станцией.

26. Способ по п. 14, в котором исключительный приоритет соответствует приоритетному уровню среди множества приоритетных уровней, ассоциированных с классом мобильных станций.

27. Способ по п.14, в котором по меньшей мере выделенные физические каналы для линии связи вниз и линии связи вверх, которые по меньшей мере временно освобождаются для другого трафика, продолжают быть присвоенными мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз во время периода освобождения.

28. Способ передачи пакетного трафика между системой мобильной связи и сетью проводной связи, содержащий следующие шаги: осуществляют присвоение мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз исключительного приоритета для использования по меньшей мере выделенного физического канала для линии связи вниз в упомянутой системе мобильной связи для переноса пакетного трафика линии связи вниз, при этом выделенный физический канал для связи вниз имеет первую договорную полосу частот и первую задержку обработки, осуществляют резервирование канала произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного пользования в упомянутой системе для обеспечения бессостязательного доступа к упомянутой системе мобильной связи пакетным трафиком линии связи вверх, при этом упомянутый зарезервированный канал произвольного доступа имеет вторую задержку обработки, осуществляют присвоение мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз исключительного приоритета для использования по меньшей мере выделенного физического канала для линии связи вверх в упомянуто системе мобильной связи для переноса упомянутого пакетного трафика линии связи вверх, при этом упомянутый выделенный физический канал для линии связи вверх имеет третью договорную полосу частот и третью задержку обработки, осуществляют перевод каждой из упомянутых первой и третьей полос частот в соответствующие связанные первую и третью полосы частот сети проводной связи; осуществляют перевод из упомянутых первой, второй и третьей задержек в соответствующие связанные первую, вторую и третью задержки обработки сети проводной связи; осуществляют запрашивание упомянутой системой мобильной связи упомянутого присвоения в сети проводной связи по меньшей мере одной из упомянутых первой и третьей полос частот проводной сети и по меньшей мере одной из упомянутых первой, второй и третьей проводных задержек обработки для передачи между ними упомянутого пакетного трафика.

29. Способ по п.28, в котором упомянутая система мобильной связи является сетью GSM.

30. Способ по п.28, в котором упомянутая сеть проводной связи содержит сеть Интернета.

31. Способ по п.28, в котором исключительный приоритет является приоритетным уровнем, соответствующим классу мобильных станций.

32. Способ по п.28, в котором зарезервированный канал произвольного доступа, выделенный к мобильной станции исключительного пользования, резервируется для мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз.

33. Способ использования сотовой системы передачи пакетных данных, которая использует множество совместно используемых каналов пакетных данных, для улучшения достижимого качества услуги, содержащий следующие шаги: осуществляют назначение одновременно для приоритетного использования через соглашение к мобильной станции, запланированной для передачи на линии связи вниз множества каналов пакетных данных линии связи вверх и линии связи вниз из упомянутого множества совместно используемых каналов пакетных данных, и осуществляют высвобождение упомянутого назначенного множества каналов пакетных данных линии связи вверх и линии связи вниз в ответ на сигнал от по меньшей мере упомянутой мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз и сети в упомянутой сотовой системе связи пакетных данных, при этом упомянутой мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз, тем самым гарантируется использование упомянутого назначенного множества каналов пакетных данных линии связи вверх и линии связи вниз.

34. Способ по п.33, в котором по меньшей мере другая мобильная станция неисключительного использования обращается к упомянутому множеству каналов пакетных данных линии связи вверх и линии связи во время холостого периода трафика для упомянутой мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз.

35. Способ по п.33, в котором упомянутая мобильная станция, запланированная первой для передачи на линии связи вниз, использует упомянутое множество каналов пакетных данных линии связи вверх и линии связи вниз, а все другие трафики пакетных данных в ней прерываются.

36. Способ по п.33, в котором планированием трафика упомянутых пакетных данных линии связи вверх управляют флагом состояния лини связи вверх.

37. Способ по п.33, в котором далее осуществляют присвоение отдельного зарезервированного подканала доступа для упомянутой мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз, и избегают столкновений с трафиком из мобильной станции иной, нежели упомянутая мобильная станция, запланированная первой для передачи линии связи вниз, и тем самым осуществляют снижение задержек доступа к каналам линии связи вверх.

38. Способ по п. 37, в котором упомянутый отдельный зарезервированный подканал доступа содержит зарезервированный подканал произвольного доступа.

39. Система мобильной связи, которая использует по меньшей мере протокол пакетного резервирования множественного доступа, содержащая мобильную станцию, запланированную первой для передачи на линии связи вниз для передачи и приема пакетного трафика, причем упомянутой мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз присвоено исключительное использование по меньшей мере одного канала линии связи вверх и одного канала линии связи вниз в упомянутой системе мобильной связи, канал доступа на линии связи вверх упомянутой системы мобильной связи, средство резервирования для резервирования бессостязательного доступа к упомянутому каналу доступа для упомянутой мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз, которая имеет исключительное использование одного канала линии связи вверх и одного канала линии связи вниз и резервирование бессостязательного доступа к каналу доступа во время того же самого интервала обслуживания.

40. Система мобильной связи по п.39, содержащая далее систему связи с множественным доступом с временным разделением каналов (МДВР).

41. Система мобильной связи по п.39, являющаяся цифровой сотовой радиосетью.

42. Система мобильной связи по п.39, в которой упомянутый канал доступа содержит подканал произвольного доступа.

43. Система мобильной связи по п.39, в котором мобильная станция, запланированная первой для передачи на линии связи вниз содержит приоритетную мобильную станцию.

44. Способ улучшения качества систем мобильной связи, которая использует по меньшей мере протокол пакетного резервирования со множественным доступом, содержащий следующие шаги: осуществляют присвоение мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз исключительного использования по меньшей мере выделенного физического канала для линии связи вниз в системе мобильной связи для переноса пакетного трафика линии связи вниз, присвоение мобильной станции, запланированной для передачи на линии связи вниз исключительного использования по меньшей мере зарезервированного канала произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования в системе мобильной связи, для переноса пакетного трафика линии связи вверх, резервирование для мобильной станции, запланированной первой для передачи на линии связи вниз выделенного физического канала для линии связи вверх в системе мобильной связи для обеспечения бессостязательного доступа пакетным трафиком линии связи вверх через зарезервированный канал произвольного доступа, выделенного к мобильной станции исключительного использования, в котором вышеуказанная мобильная станция имеет исключительное пользование выделенного физического канала для линии связи вниз и вышеуказанного зарезервированного канала произвольного доступа и зарезервированный доступ к выделенному физическому каналу для линии связи вверх во время того же самого интервала обслуживания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится в общем случае к области связи, а в частности к способу и устройству для улучшения характеристик пакетной системы связи, которая использует вид протокола с резервированием множественного доступа.

В общем случае, в обычной мобильной системе пакетной радиосвязи базовая станция (БС) (BS) осуществляет связь со множеством мобильных станций (МС) (MS) по одному или более совместно используемым пакетным радиоканалам. Пакетный график линии связи вниз составляется базовой станцией, благодаря чему предотвращается соперничество между мобильными станциями на линии связи вниз. Однако для того, чтобы МС получили доступ к БС по линии связи вверх, МС вступают в конкуренцию, используя протокол произвольного множественного доступа, который неизбежно ведет к соперничеству и столкновениям на линии связи вверх.

Один вид протокола множественного доступа, который пригоден для использования системой связи с множественным доступом с временным разделением каналов (МДВР) (TDMA) (например, сотовая радиосистема МДВР), представляет собой сегментированный-ALOНA протокол резервированного множественного доступа. К примеру, на линии связи вверх МС может передавать сообщение запроса на произвольный доступ по эфирному интерфейсу и ЕС в соответствии с обычным сегментированным-ALOHA протоколом множественного доступа. Если БС успешно принимает это сообщение запроса на произвольный доступ, она назначает или резервирует какал передачи для этой МС, и после этого между этой МС и БС могут осуществляться свободные от соперничества пакетные передачи.

Обычно, если МС не получает резервирования канала передачи от БС в заранее заданный период времени, эта МС вновь передаст сообщение запроса на произвольный доступ. Резервирование канала может не выполняться базовой станцией по нескольким причинам, таким как, например, если сообщение запроса на произвольный доступ столкнулось с другим сообщением на линии связи вверх, либо это запросное сообщение приобрело ошибку во время передачи. Кроме того, БС может испытывать кратковременную перегрузку пропускной способности, так что любой запрос на произвольный доступ, правильно принятый во время этого периода перегрузки, не сможет быть обработан.

Как упомянуто ранее, БС (или любой иной узел на сетевой стороне системы) планирует передачи на линии связи вниз к различным МС. Однако если МС, запланированные к передаче по линии связи вниз, имеют различные уровни приоритета, БС (или планирующий сетевой узел) должна планировать эти передачи, учитывая различные приоритеты МС. Следовательно, необходимость учета приоритетов при планировании различных передач по линии связи вниз ведет к различным задержкам в планировании передач для отдельных МС, особенно в периоды уплотнения графика. Эти задержки могут изменяться в зависимости от того, какая часть конкурирующего графика имеет тот же самый или более высокий приоритет. Обычно МС с более низким приоритетом будут испытывать более длинные задержки планирования.

Всеобщая служба пакетной радиосвязи (ВСПР) (GPRS) является новой службой пакетных данных, которая специально предназначена для использования в цифровой Всемирной системе мобильной связи (GSM). Стандарт ВСПР требует использовать набор каналов связи, оптимизированных для пакетных данных. Ширина спектра, требуемая для индивидуальных пользователей (например, для мобильных станций), может обеспечиваться магистральной многоканальной работой. Иными словами, пакеты могут посылаться к или от МС по множеству параллельных каналов. При планировании пакетных передач (и для линии связи вверх, и для линии связи вниз) используются два или более уровней приоритета. Хотя ВСПР и является новой службой, проблемы оптимизации характеристик, которые связаны с ВСПР (например, в GSM), приложимы к другим службам пакетных данных, а также системам резервирования множественного доступа. Для исчерпывающего обзора GSM и, в частности, руководства и распределения канальных ресурсов GSM следует обратиться к работе "The GSM System for Mobile Communications" ("Система GSM для мобильной связи") by M. Mouly and M. B. Pautet, Cell&Sys., Copyright 1992 (ISBN: 2-9507190-0-7).

Обращаясь, к примеру, к существующему стандарту ВСПР (GSM Technical Specification GSM 04.60, Version 0.9.1, 26 September, 1996), физический канал, выделенный для передачи пакетных данных в ВСПР, называется каналом пакетных данных (КаПД) (PDCH). Для передачи в ВСПР пакетов мобильного происхождения МС инициирует пакетную передачу, формируя запрос на произвольный доступ на линии связи вверх ВСПР по пакетному каналу произвольного доступа (ПКПрД) (PRACH). ПКПрД можно назвать "подканалом произвольного доступа". Мобильной станции разрешается выбрать подканал произвольного доступа, чтобы сделать запрос на доступ, когда флаг состояния линии связи вверх (ФСВв) (USF), связанный с этим подканалом произвольного доступа, установлен на "свободно". ФСВв, который содержит определенные разряды в начале каждого блока управления радиолинией (УРЛ) (RLC), посланного на линию связи вниз, используется на КаПД, чтобы обеспечить мультиплексирование графика по линии связи вверх. В настоящее время для ВСПР может использоваться одно значение ФСВв для указания на то, что подканал произвольного доступа "свободен", и три других значения ФСВв, используемых для резервирования линии связи вверх для трех разных МС. В качестве альтернативы использованию ФСВв для определения готовности подканала произвольного доступа МС может выбирать подканал произвольного доступа согласно заранее определенному правилу. Запрос на доступ ВСПР включает в себя информацию, которая идентифицирует МС, и может также включать в себя информацию об уровне приоритета для этой МС.

Сеть откликается на запрос произвольного доступа передачей команды на резервирование канала по линии связи вниз ВСПР через канал предоставления пакетного доступа (КПрПД) (PAGCH). Команда на резервирование канала назначает (резервирует) для этой МС будущие временные интервалы для передач по линии связи вверх пакета переменной длины. Если сеть не откликается на запрос этой МС на произвольный доступ, МС делает запрос вновь, но только после заранее заданного (или случайного) периода времени. МС передает пакет переменной длины в зарезервированные временные интервалы. В ВСПР пакет передается на КаПД по каналу передачи пакетных данных (КППД) (PDTCH). Сеть посылает к МС сообщение подтверждения, если полный пакет принят правильно. В противном случае, МС повторно передает либо полный пакет, либо любые части пакета, когда случаются ошибки передачи.

Для заканчивающейся на мобильной станции пакетной передачи ВСПР сеть инициирует передачу к МС с помощью (опционного) (пейджинга) МС, в которой адресован пакет. В ВСПР поисковый вызов передается на КаПД по пакетному пейджинговому каналу (ППджК) (РРСН) или по обычному пейджинговому каналу (ПджК) (РСН) GSM. Однако адресуемой МС не должен посылаться поисковый вызов, если сеть знает местоположение текущей ячейки МС. При успешном поисковом вызове МС инициирует отклик на пейджинг путем передачи запроса пакетного канала на ПКПрД или КПрД. Сеть откликается сообщением выделения пакетного ресурса на связанном пакетном управляющем канале (СПУК) (РАССН). Пакет затем передается к МС по КППД. Планирование сетью пакетной передачи основано на текущей нагрузке графика и приоритете, который выдан этому пакету. МС посылает сообщение подтверждения в сеть, если полный пакет принят правильно. В противном случае, сеть вновь передает либо полный пакет, либо любые части пакета, когда случаются ошибки передачи.

Проблема, возникающая при таких видах протоколов резервирования произвольного доступа, состоит в том, что мобильные станции испытывают различные задержки в передаче пакетов. Например, каждой пакетной передаче по линии связи вверх предшествует процесс резервирования канала (до тех пор, пока подлежащие передаче пакеты не будут связаны). МС посылает к сети сообщение запроса на произвольный доступ, которое сеть должна успешно принять. Следовательно, имеется задержка до тех пор, пока не будет получен доступ. Если сообщение резервирования канала не принято МС, хронирование, связанное с повторной передачей сообщения запроса на доступ, находится под управлением независимого таймера, что добавляет еще задержку. Вдобавок, если пропускная способность доступа к сети временами перегружается, запросов на произвольный доступ может приниматься больше, чем можно обработать в течение этого времени, из-за чего происходит соответствующее уменьшение частоты повторения запускающих импульсов до того, как могут быть сделаны следующие попытки доступа. Эти задержки объединяются и добавляются к задержкам, связанным с присвоением приоритетов пакетным передачам по линии связи вверх, что приводит к многочисленным задержкам, с которыми приходится сталкиваться при обращении к каналу линии связи вверх.

На линии связи вниз величина нагрузки текущего графика и процесс присвоения приоритетов пакетным передачам по линии связи вниз также проявляются в переменных задержках, когда канальные ресурсы, предназначенные для передач службы пакетных данных, недостаточны. Таким образом, пакетные передачи как по линии связи вверх, так и по линии связи вниз подвержены тем самым переменному качеству службы (КС) (QoS), что можно выразить в терминах как переменных временных задержек, так и сниженной пропускной способности.

Стандарт ВСПР определяет четыре различных уровня КС, которые в результате отображаются в различные слои связи эфирного интерфейса. На двух нижних слоях (слой управления доступом к носителю и физический слой) эти четыре уровня КС отображаются в четыре приоритетных уровня. Эти четыре приоритетных уровня используются для присвоения приоритета доступу к системе. В ВСПР все выделенные КаПД представляют собой совместно используемые ресурсы, за доступ к которым соревнуются между собой пакеты, отправляющиеся к различным МС или исходящие от них. Менеджеру системных ресурсов приходится назначать достаточное число выделенных КаПД, которые могут и обращаться с выделенной нагрузкой, и отвечать требованиям КС для всех четырех приоритетных уровней. Однако возникает существенная проблема, когда задавлены нижние приоритетные уровни, потому что нагрузка, требуемая более высокими приоритетными уровнями, может превысить предусмотренные канальные ресурсы. В настоящее время менеджеру ресурсов нужно либо выделять больше ресурсов (за счет других услуг), либо работать с худшим КС.

Краткое описание изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача обеспечения уровня КС службы пакетных данных, который аналогичен уровню КС службы коммутируемых каналов.

Задачей настоящего изобретения является также гарантирование мобильной станции договорного значения полосы частот для служб пакетных данных.

Задачей настоящего изобретения является также гарантирование мобильной станции постоянной задержки для служб пакетных данных.

Еще одной задачей настоящего изобретения является увеличение пропускной способности, а также более низких стоимостей для конечных радиопользователей служб пакетных данных в ограниченной проводной сети.

В соответствии с настоящим изобретением, вышеуказанные и другие задачи достигаются в системе связи, которая использует протокол типа пакетного резервирования множественного доступа, с помощью назначения физических каналов, требуемых для пакетных передач к одной мобильной станции (называемой "МС ОВП" ("VIP MS"). К примеру, эти специально назначенные физические каналы содержат множество каналов пакетных данных линии связи вверх и линии связи вниз. МС ОВП, которой назначены эти выделенные каналы, имеет исключительный приоритет для их использования при необходимости. Следовательно, МС ОВП всегда имеет эту договорную полосу частот, доступную для пакетных передач.

Кроме того, поскольку МС ОВП дается наивысший исключительный приоритет для доступа к этим физическим каналам ("приоритет ОВП") путем назначения зарезервированного канала произвольного доступа, выделенного МС ОВП (например, на одном выделенном канале линии связи вверх), многочисленных и переменных задержек произвольного доступа, проявлявшихся в существовавших ранее мобильных станциях, больше не существует. Поскольку МС ОВП всегда запланирована первой для передачи на линии связи вниз, а на линии связи вверх для МС ОВП зарезервирован доступ, предполагается лишь постоянный период задержки. Иными словами, МС ОВП гарантированы и полоса частот для пакетных передач, и постоянная задержка на линиях связи вверх и вниз.

Краткое описание чертежей

Более полное понимание способа и устройства по настоящему изобретению можно получить с помощью нижеследующего подробного описания вместе с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг. 1 представляет собой упрощенную блок-схему системы связи, которую можно использовать для воплощения способа передачи пакетных данных мобильной станцией ОВП в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

Фиг. 2 является диаграммой последовательности, которая иллюстрирует, как может происходить заканчивающаяся на мобильной станции передача пакетных данных, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует кадры линии связи вниз и линии связи вверх для пакетных передач между сетью и МС ОВП, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.4 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует, как нормальный пакет может быть отображен на единственный временной интервал в кадре МДВР.

Фиг. 5 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует, как график МС ОВП и другой пакетный график могут посылаться по физическому каналу линии связи вниз, в соответствии с последовательностью, описанной на фиг.2.

Фиг. 6 является диаграммой последовательности, которая иллюстрирует, как может происходить возникающая на мобильной станции передача пакетных данных, в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения.

Фиг. 7 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует, как график МС ОВП и другой пакетный график могут посылаться по физическому каналу линии связи вверх, в соответствии с последовательностью, описанной на фиг.6.

Подробное описание чертежей

Предпочтительное выполнение настоящего изобретения и его преимущества лучше всего понять, обращаясь к фиг.1-7, при этом одинаковые позиции используются для одинаковых и соответствующих частей различных чертежей.

По существу для системы связи согласно настоящему изобретению, использующей протокол типа пакетного резервирования для множественного доступа, физические каналы, требуемые для пакетных передач, специально присвоены одной МС. Эту МС можно назвать "МС ОВП". Для ВСПР, к примеру, эти специально присвоенные физические каналы могут содержать множество каналов линии связи вверх и линии связи вниз. Конкретно, один КаПД в ВСПР содержит один канал линии связи вверх и один канал линии связи вниз и определяется как один физический канал, выделенный для пакетных данных. Число присвоенных каналов линии связи вверх может быть таким же, как число присвоенных каналов линии связи вниз, или отличаться от него. МС ОВП, которой были присвоены эти выделенные каналы, имеет право использовать их по мере необходимости. Следовательно, МС ОВП всегда имеет требуемую для пакетных передач полосу частот. Однако неиспользуемая пропускная способность этих выделенных каналов может использоваться другими МС.

Иными словами, мобильной станции ОВП выдан наивысший приоритет для доступа к этим физическим каналам (называемый здесь далее "приоритет ОВП"). Следовательно, с помощью присвоенных резервированных подканалов произвольного доступа, выделенных этой МС ОВП (например, на одном присвоенном канале линии связи вверх), решена существующая проблема переменных задержек, проявлявшаяся предыдущими системами во время произвольного доступа. Поскольку МС ОВП всегда запланирована первой для передачи на линии связи вниз, а на линии связи вверх для МС ОВП зарезервирован доступ, предполагается лишь постоянный период задержки. Иными словами, МС ОВП гарантированы и полоса частот для пакетных передач, и постоянная задержка на линиях связи вверх и вниз.

Фиг. 1 представляет собой упрощенную блок-схему системы связи, которая может использоваться для воплощения способа передачи пакетных данных мобильной станцией ОВП согласно предпочтительному выполнению настоящего изобретения. Система 10 включает в себя сеть 12 связи. Сеть 12 включает в себя секцию 14 базовой станции, приемопередатчика. Сеть 12 может быть локальной или территориальной сетью (ЛС или ТС) (LAN или WAN), либо наземной мобильной сетью общего пользования (НМСО) (PLMN), такой как сотовая сеть в GSM. В общем случае, сеть 12 может быть сетью связи любого вида, который обеспечивает услуги пакетных данных с совместно используемыми каналами пакетных данных. В показанном предпочтительном выполнении (только для целей иллюстрации) сеть 12 является цифровой сотовой мобильной радиосетью МДВР.

Сеть 12 осуществляет связь с МС 16 ОВП через сетевую секцию 14 базовой станции, приемопередатчика и эфирный интерфейс, практически используя существующие эфирный интерфейс и протоколы коммутируемой связи. Мобильной станции 16 ОВП придан приоритет ОВП для планирования ресурсов и приоритета произвольного доступа линии связи вверх. Приоритет ОВП может быть нулевого или наивысшего исключительного уровня приоритета в обычной иерархии планирующих приоритетов. В альтернативном варианте, приоритет ОВП может быть специальным приоритетным уровнем, который должен рассматриваться системным менеджером ресурсов как более высокий, чем любой иной обычный уровень планирующего приоритета.

Сеть 12 осуществляет связь также с другими, не-ОВП мобильными станциями (представленными мобильным телефоном 20) через вторую секцию базовой станции и/или приемопередатчика 18 в сети фиксированными телефонами (например, телефон 22) в коммутируемой телефонной сети общего пользования (КТСО) (PSTN) и терминальными рабочими станциями (например, компьютерными терминалами 24 и 26). Как показано, связь между терминалом 24 и сетью 12 осуществляется по проводному линейному соединению. Связь между терминалом 26 и сетью осуществляется по беспроводному радиосоединению через секцию 14 базовой станции и/или приемопередатчика. Следовательно, связь к телефонам 22 и терминалам 24 и 26 или от них может маршрутизироваться сетью 12 к мобильной станции(ям) 20 либо МС 16 ОВП или от них.

Фиг. 2 представляет собой диаграмму последовательности, которая иллюстрирует, как может происходить заканчивающаяся на мобильной станции передача пакетных данных в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.2, согласно шагу 32 в последовательности 30, сеть 12 инициирует передачу пакета данных к МС 16 ОВП путем посылки сообщения пакетного поискового вызова по пакетному пейджинговому физическому каналу на линии связи вниз. Для ВСПР пакетное пейджинговое сообщение может быть послано по пакетному пейджинговому каналу (ППджК) или пейджинговому каналу (ПджК) линии связи вниз. Если сеть знает текущее положение ячейки МС 16 ОВП, сообщение поискового вызова посылать не требуется.

На шаге 34 МС 16 ОВП посылает сообщение запроса на резервирование канала по подканалу произвольного доступа на линии связи вверх. Это запросное сообщение может указывать, что МС 16 ОВП имеет приоритет ОВП. В ВСПР сообщение запроса на резервирование канала ОВП может посылаться по ПКПрД или каналу произвольного доступа (КПрД) линии связи вверх. Альтернативно, приоритет ОВП может быть уже известен сети из предыдущего соглашения КС или из абонентских данных. Заметим, что соглашение КС может базироваться на использовании характеристики протокола резервирования ресурсов (ПРР) ("RSVP"), который определен для "Протокола Интернета". Характеристика ПРР предназначена для резервирования ресурсов в связи через Интернет. Кроме того, к примеру, может быть предусмотрена таблица (например, в базе данных), используемая для перевода запросов для полосы частот и задержек, получаемых по мобильному эфирному интерфейсу, в полосу частот и задержки Интернета, равную или большую и равные или меньшие, соответственно.

В ответ на это на шаге 36 сеть 12 посылает сообщение о присвоении выделенного физического канала графика по каналу разрешения пакетного доступа или управляющему каналу на линии связи вниз. Сообщение о присвоении содержит список выделенных каналов графика пакетных данных, подлежащих использованию для передачи. В ВСПР сеть может посылать (по линии связи вниз) сообщение о присвоении пакетных ресурсов для передач кадров логического линейного управления (ЛЛУ) (LLC) линии связи вниз. Сообщение о присвоении пакетных ресурсов содержит список подлежащих использованию выделенных КаПД. На шаге 38 сеть 12 посылает пакет по выделенным каналам пакетных данных линии связи вниз (например, по выделенным КППД в ВСПР). В итоге, благодаря обеспечению "гарантированной полосы частот" или выделенных физических каналов для пакетной передачи линии связи вниз, ресурсы, присвоенные передаче, должны быть достаточны, мобильной станции ОВП может быть гарантирована постоянная задержка, а график линии связи вниз не подвержен переменному КС.

Фиг. 3 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует кадры линии связи вниз и линии связи вверх для пакетных передач между сетью и МС ОВП, в соответствии с настоящим изобретением. Для проиллюстрированного выполнения последовательности кадров МДВР показаны с восемью временными интервалами на кадр. К примеру, GSM использует восемь временных интервалов на кадр. Однако следует понимать, что изобретение не направлено на ограничение определенным числом временных интервалов на кадр. Можно использовать любое практическое число временных интервалов МДВР на кадр. Как показано, физические каналы линии связи вниз, выделенные для МС ОВП, реализуются в каждом кадре как выделенные временные интервалы, которые зарезервированы в первом месте для МС ОВП. Однако, как рассмотрено ниже, во время холостых периодов между пакетами ОВП эти зарезервированные временные интервалы МС ОВП могут временно использоваться для другого графика. Следовательно, пропускная способность сети значительно улучшается по сравнению с обычными системами, потому что к выделенным физическим каналам МС ОВП можно обращаться для передачи пакетных данных к другим мобильным станциям или от них в течение холостых периодов.

Информационный формат, передаваемый в течение одного временного интервала в кадре МДВР, называется "пакет". "Нормальный пакет" используется для переноса информации на канале графика и некоторых управляющих каналах. Фиг.4 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует, как нормальный пакет может быть отображен на единственный временной интервал в кадре МДВР. Один временной интервал в следующих друг за другом кадрах МДВР определяется как физический канал. Следовательно, последовательности нормальных пакетов (информации) передаются во временных интервалах, которые составляют физический канал.

Фиг. 5 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует, как график МС ОВП и другой пакетный график могут посылаться по физическому каналу линии связи вниз в соответствии с последовательностью, описанной на фиг.2. Поступающий пакетный график для подачи на МС ОВП посылается сетью (начиная со следующего доступного временного интервала) по зарезервированным физическим каналам линии связи вниз (один канал показан на фиг.5). Как показано, передачи пакетов не обязательно сцеплены. Следовательно, в течение холостых периодов, когда нет пакетов МС ОВП для передачи, по выделенным МС ОВП каналам можно посылать другой поступающий пакетный график для не-ОВП мобильных станций.

Фиг. 6 является диаграммой последовательности, которая иллюстрирует, как может происходить возникающая на мобильной станции передача пакетных данных в соответствии с предпочтительным выполнением настоящего изобретения. Согласно шагу 52 в последовательности 50, МС 16 ОВП посылает сообщение запроса на пакетный канал ОВП по зарезервированному подканалу произвольного доступа на линии связи вверх. За счет присвоения зарезервированного подканала произвольного доступа этой МС ОВП (например, одного присвоенного канала линии связи вверх) решается проблема переменных задержек произвольного доступа линии связи вверх. Альтернативное, но менее желательное решение состоит во введении такой размерности подканала произвольного доступа на линии связи вверх, чтобы частота столкновений в канальном доступе между МС ОВП и другими КС была менее вероятна. В ВСПР запрос пакетного канала МС ОВП можно посылать по зарезервированным ПКПрД на линии связи вверх.

На шаге 54 сеть 12 посылает сообщение о присвоении выделенного канала графика по каналу разрешения пакетного доступа или управляющему каналу на линии связи вниз. Сообщение о присвоении содержит список выделенных каналов графика пакетных данных, подлежащих использованию для передачи. В ВСПР сеть может посылать (по линии связи вниз) сообщение о присвоении пакетных ресурсов для передач кадров логического линейного управления (ДЛУ) (LLC) линии связи вниз. Сообщение о присвоении пакетных ресурсов содержит список подлежащих использованию выделенных КаПД. На шаге 56 МС 16 ОВП посылает пакет по выделенным каналам пакетных данных линии связи вверх (например, по выделенным КППД в ВСПР).

Фиг. 7 представляет собой диаграмму, которая иллюстрирует, как график МС ОВП и другой пакетный график могут посылаться по физическому каналу линии связи вверх в соответствии с последовательностью, описанной на фиг.6. Пакетный график, подлежащий направлению к сети, посылается мобильной станцией ОВП (начиная со второго доступного временного интервала после следующего зарезервированного временного интервала доступа) по зарезервированным физическим каналам линии связи вверх (на фиг.7 показан один канал). Пакетные передачи могут быть сцепленными или несцепленными. Следовательно, во время холостых периодов, когда не передаются пакеты МС ОВП, по выделенным каналам МС СВП может посылаться другой пакетный график, предназначенный для сети. Фиг.7 показывает также использование некоторых каналов произвольного доступа (заштрихованные временные интервалы), зарезервированные исключительно для МС ОВП, чтобы избежать столкновений доступа линии связи вверх.

Заметим, в дополнение к преимуществам, которые могут быть отнесены к вышерассмотренным выполнениям, присвоение приоритетов передачам линии связи вниз в ВСПР может быть точно настроено с помощью планирования передач линии связи вниз при использовании короткого идентификатора, называемого "Временный кадровый идентификатор" (ВКИ) (TFI), который является частью каждого 20-миллисекундного блока радиолинейного управления (РЛУ) (RLC). Следовательно, все такие блоки могут быть связаны с конкретным кадром логического линейного управления (ЛЛУ) и конкретной мобильной станцией. Кроме того, аналогичный уровень присвоения приоритетов можно достичь на линии связи вверх путем использования флага связи вверх (ФСВв) для управления планированием передач линии связи вверх (также на 20-миллисекундной основе). Следовательно, для определенных мобильных станций могут быть открыты и закрыты разные каналы пакетных данных (КаПД). Таким образом, использование каналов можно максимизировать, и полученный отсюда КС сопоставим с тем КС, который можно получить при обычном соединении с коммутируемыми каналами.

Заметим, что когда МС ОВП (например, расположенная в одной ячейке) передвигается в иную ячейку, этой МС можно гарантировать такие же исключительные ресурсы. Эта гарантия может быть сделана либо в ответ на мобильной станции, вновь договаривающейся об этих ресурсах в новой ячейке, либо тот же самый эффект можно получить от сигнализации в сети. Для последнего случая во время процесса передачи из одной ячейки в другую (например, когда МС "представляет" себя новой ячейке), процесс обновления этой ячейки может выполняться мобильной станцией, и если в новой ячейке доступно достаточно ресурсов, сеть может автоматически "передавать" или вновь присваивать ресурсы ОВП от старой ячейки. Это автоматическое переприсвоение ресурсов может быть достигнуто, к примеру, при использовании специальной процедуры сигнализации, такой как процедура вида, используемого для обычной передачи между ячейками.

Хотя предпочтительное выполнение способа и устройства по настоящему изобретению проиллюстрированы сопровождающими чертежами и описаны в вышеприведенном подробном описании, следует понимать, что изобретение не ограничено рассмотренным выполнением, но способно к многочисленным перегруппировкам, модификациям и подстановкам без отхода от духа изобретения, как оно изложено и определено в нижеследующей формуле изобретения.