CN1317218A - 设置定时器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种设置定时器的方法，该定时器与支持连接路段中的数字移动通信系统中的数据链路的协议有关。连接路段的至少一方(MSC/IWF,MS)监测是否已有要改变定时器值的需要。如果检测到这种需要，则将定时器值(S)设置为一个偏离初始值的值。还可以在连接期间例如在切换时，例如通过测量与连接路段有关的传播延时，来确定改变定时器值(S)的需要。这可以这样来实现，连接的两方中的一方向另一方发送一个帧(F)，该帧是通过接收该帧的一方向发送方发送确认(Ack)所选定/形成的。发送该帧的一方测量从帧(F)的发送时刻到确认(Ack)的到达时刻的时间，并由此推断出传播延时(D)。

Description

设置定时器的方法和设备

本发明涉及考虑数字移动通信系统中的数据链路上的传播延时。本发明将主要利用GSM系统中的术语进行描述，但它也可以应用于其他种类的数字移动通信系统。

在数字移动通信系统的数据呼叫中，传播延时是影响连接质量的参数之一。传播延时的程度将影响系统参数的选择。一种这样的系统参数是与GSM系统的RLP协议(无线链路协议)有关的定时器T1的设定值。这种定时器如ETSI建议GSM 04.22中所规定。

知道传播延时值有利于协议软件的定时器尤其是其第2层的定时器的优化。例如，在出错情况下，当必须通过重发传输窗中的部分或所有帧来保证用户数据的完整性时，与特定连接相关的定时器设置的优化可以提高协议软件的反应速度。(传输窗是发送方在没有接收到接收方的确认的情况下可以发送的RPL帧的数量。)如果定时器被设置得太长，那么数据传输减慢，因为直到定时器计满才校正可能的错误。而如果将定时器设置得太短又会导致更为严重的情况，因为发送方必须不断地向接收方请求确认。

当连接包括造成很大传播延时的路段(如卫星链路)时，问题尤其突出。在这种情况下，数据呼叫可能不成功或者数据传送速率大大下降。

在传播延时中还有更明显的变动可能在BTS间的切换时发生于其与移动交换中心的连接是通过卫星链路实现的小区中。这种情况如图1中所示，其中，移动台MS沿着虚线表示的路径1移动：通过基站子系统BSS1启动连接，BSS1具有到移动交换中心(或者，简单地说到中心MSC)的正常有线连接。在呼叫期间，BTS间的切换发生于基站系统BSS2，它与中心MSC的连接是通过卫星SAT实现的。

因此，本发明的目的是要提供一种方法和一种用于实现该方法的设备，以解决以上与传播延时的变动有关的问题。利用其特征如独立权利要求中所公开的方法和系统可以达到本发明的这一目的。本发明的各种实施方式及其优选的变化如从属权利要求中所公开。

一种选择方案将用于改善系统对传播延时变动的容限，例如通过增大传输窗的大小的方法。然而，在出错情况下，这可能造成需增加所要重发的数据的问题。

确定定时器的缺省或初始值而在需要改变定时器值时有至少一方监视器被认为是较好的方案。如果检测到这种需要，则定时器值被设置成与缺省或初始值不同的值。

可在切换时尤其当网络结构改变时(例如当BTS间的切换发生于其基站通过卫星链路与移动中心连接的小区中时)确定改变定时器值的需要。取而代之(或除此之外)，最好还可以在连接期间重复确定改变定时器值的需要。或者(或除此之外)，可以通过一个显式通知，例如通过为定时器保持一个包括与特定的小区、位置区或基站控制器相关的最优值的表，来检测改变定时器值的需要。

在现有的移动通信系统中，设置定时器值基于网络规划，即定时器值必须被设置成尽可能小，然而，尽管如此，也一定大于最大的现有传播延时值。本发明所带来的改进在于：系统操作无需这种安全余量，从而提高了系统中的传送速率。本发明还允许使用这样的传输方法，这些传输方法具有与诸如移动中心MSC与基站系统BSS之间的A接口之类的接口处的正常延时不同的传播延时。

本发明的第一实施方式是这样一种方案，在这种方案中，设置定时器值包括测量与连接路段有关的传播延时。连接是指用户A与用户B(和/或用户C…)之间的整个端对端连接。连接路段是指具有单独的协议定时器的连接的路段。一般的连接路段在移动交换中心MSC与移动台MS之间形成。

测量传播延时不是一种简单的方法，因为，与体育竞赛不同，没有外界观察员来从起跑开始计时并在跑步者胸部碰到终点线时停止定时器。一种选择方案是，发送方向接收方发送一个帧，该帧是通过接收方发送其确认所选定和/或形成的。图1中，该帧和确认分别用标记F和Ack来表示。在图1的例子中，移动交换中心MSC发送帧F，而在基站系统BSS2的区域中的移动台MS发送确认Ack。发送方测量从帧F被发送的时刻到确认Ack的到达时刻之间的时间。然而，这未必与用于设置定时器的传播延时完全相同，除非在测量中使用根据用户数据所形成的帧。这些帧并不总是有效，尤其在最需要时即在建立连接时，因此，定时器应设置为合适的值。以下，根据用户数据所形成的帧称为“有效负载帧”，而测量传播延时所用的帧称为“测量帧”。如果测量帧不是有效负载帧，那么它被称为“单独测量帧”。这些单独测量帧在连接的另一端被处理时可以与处理有效负载帧的方法不同，即，它们可具有不同的优先级和/或处理时间，即测量结果未必有代表性。

用户数据以I+S帧(信息+管理帧)被发送。最好在有用户数据要发送时使用这些用于测量传播延时的帧，因为它们不会给网络带来附加负载。它们也不会造成测量所用的帧在接收端被处理时与有效负载帧处理方法不同的问题。至于I+S帧，应当注意，一个确认可能占用几个帧。如果发送几个连续的I+S帧，那么最后一帧的确认还可以确认所有前面的帧。因此，确认号可以跳跃。在这种情况下，来回的传播延时为帧F与具有相同号的确认Ack之间的时间。

I+S帧不可能始终使用。它们只有在数据传输方式中当有用户数据要发送时才有效。在这种情况下，在GSM RLP中可以使用例如测试帧，从而得到可靠的测量结果而没有任何冲突的危险，因为接收方必须分别确认各测试帧，即发送相应的测试响应帧。使用测试帧中的信息字段使得可将测试帧编号，因此可利用测试响应帧来识别每个确认与哪个测量帧有关。如所有单独测量帧中那样，测试帧中的问题在于，附加帧的传输和确认增加了网络负载，从而减慢了数据传输。另一方面，使用单独测量帧的时刻是在没有要发送的用户数据时。测试帧中的另一个问题在于，接收方以与处理有效负载帧不同的方法来处理测试帧，即每一测试帧被单独地确认，因此，测量结果可好于有效负载帧所经历的实际传播延时。如上所述，尤其可以避免定时器设置小于实际传播延时的情况。

另一种可能的测量帧是接收方通过帧UA(无编号的确认)所确认的RLP协议SABM(置异步平衡方式)。移动台可以有效地利用这种帧类型，因为它通常起动连接路段的建立。在测量中不必使用附加帧，因为在建立了连接路段后无论如何都需要SABM帧。问题是，如果移动交换中心MSC的互通功能IWF使用同一对帧，那么它将导致连接路段的二次初始化，因为移动台很可能已建立该连接路段。另一个问题是，在根据ETSI GSM建议4.22的RLP4方式中，用户数据可能丢失，因为在连接路段的重新建立中数据缓冲器被倒空。

第三种可能的测量帧是通常在与连接路段建立有关的协商中所用的XID帧。它可以随时被使用，并且其使用不影响数据传输。然而，问题是，在XID帧冲突时，测量必须重复。

第四种可能的测量帧是S帧(管理帧)。只有在数据传输方式中才能使用该帧，并且使用S帧可能减慢数据传输。另一方面，即使当没有要发送的用户数据时也能使用S帧(与I+S帧不同)。

本发明的第二实施方式是这样一种方案，在这种方案中，将网络结构中的连接起动和/或改变(如在BTS间切换时)以显式方式通知给设置定时器的协议层。如果在呼叫起动时连接BSC/MSC是一种常规的陆地连接，那么将MSC/IWF定时器设置为例如1秒。而如果连接BSC/MSC是通过卫星实现的，那么将定时器设置为更大的值例如2秒。当网络结构改变时(如在BTS间的切换时)，可以作出同样的推论。然而，这要求在现有GSM系统中有较大的变动，因此主要在未来系统中行得通，或者作为现有系统的专门扩展。

实现这种方案的一种方法是通过单独的卫星连接指示器。当建立连接路段时(在呼叫起动时或在切换时)，MSC接收说明正通过卫星建立新连接路段的信息，据此，MSC呼叫控制软件以相应的方式启动IWF协议软件。在这种情况下，卫星连接指示器主要是开/关指示器，只指示传播延时比普通传播延时长。

另一种方法是，MSC呼叫控制软件根据连接路段上所用的路径识别呼叫建立和/或切换时的延时要求，并将针对传播延时的容限所用的路径的特定要求通知给IWF协议软件。这种方法使得可采用多个不同的延时要求级别，即可以根据具体连接来设定传播延时的容限。

第三种方法是，根据移动台的位置区标识等来识别延时要求。在这种情况下，移动中心必须包括一个表或接入一个表，在该表中，根据具体小区或位置区规定了传播延时。

这些实施方式也可以一起使用，其方法是，按照第二实施方式根据连接类型和/或位置区确定初始定时器值，而随后在连接期间按照第一实施方式调整定时器值。

下面，将参照附图利用这些优选实施方式详述本发明，其中：

图1示出了数字移动通信系统中的对理解本发明而言必不可少的部分；

图2示出了定时器设置对信道传送速率的影响；和

图3示出了定时器设置的调整。

图2是说明定时器设置S对所涉及信道的传送速率TR的影响的图。当定时器设置S对应于实际传播延时D时，传送速度TR处在最大值。如果定时器设置S大于传播延时D，那么损害不那么明显，因为，只有在定时器计满后，仅当接收到有关出错情况的信息时，才会出现问题。而如果定时器设置S小于实际传播延时D，那么情况就很差，因为，每帧的传输都会使定时器启动，而发送方必须重发这些帧和/或请求新的确认。图2中，假定，在这种出错情况下，增加定时器的值。在定时器设置是固定的现有技术的系统中，在这种情况下，传送速率可能立刻降到0，因为在定时器启动之前，没有为所重发的帧接收到确认。最终，随着对反复尝试进行计数的定时器所发出的告警，连接可能中断。

连接期间的定时器设置最好通过图3中所示的方法来实现。在连接起动时，定时器被设置为一个肯定是充分的经验值S₀。然后，在连接期间重复测量传播延时，并且，如果传播延时D小于定时器值S，则按步长dS₁减小定时器值。在时刻T_A，监测到定时器值S小于传播延时D。这可能由另一方的测量误差、随机变动或负载对已增加到其处理时间已增加的程度的连接所造成的。通过测量传播延时或通过检测到重发数急剧增加，也可检测到这种情况。此时，按步长dS₂增加定时器值S，该步长实质上大于所测量的传播延时D与当前定时器值S之间的差值。这里，“实质上大于”意味着，定时器设置被增加到肯定大于传播延时D的值。因此，当监测到定时器值可被减小时，它又按步长dS₁减小，该步长显然小于所测量的传播延时D与当前定时器设置S之间的差值。

图1示出了一个数据库即表DB，这是实现本发明的第二实施方式的一种方法。图1示出了三个小区C1-C3，其中C1属于位置区LA1，而C2和C3属于位置区LA2。数据库DB可以包括与特定的合适小区、位置区和/或基站控制器相关的定时器值S(这里以毫秒表示)

本发明最好在移动台MS和移动交换中心MSC中实现。就移动交换中心而论，最好还在称为锚中心的连接中实现本发明的功能。当呼叫因MSC间的切换已移动到另一个中心的控制中时，锚中心是呼叫互通功能IWF所在的MSC。

以上利用GSM系统中的术语描述了本发明，但它也可以应用于诸如GSM演变、UMTS等其他系统中。因此，本发明及其实施方式并不局限于以上例子，而可以在权利要求书的范围内变化。

Claims (14)

1．一种设置定时器的方法，该定时器与支持连接路段中的数字移动通信系统中的数据链路的协议有关，该系统包括发送方和接收方，在这种方法中，已为定时器确定了初始值(S₀)，

其特征在于：

至少一方监测是否已有要改变定时器值的需要；

如果检测到这种需要，则将定时器值(S)设置为一个偏离初始值(S₀)的值。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，还可以在连接期间例如在切换时确定改变定时器值(S)的所述需要。

3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还可以在连接期间重复确定改变定时器值(S)的所述需要。

4．如上述权利要求任一所述的方法，其特征在于，定时器值(S)的所述设置包括与连接路段有关的传播延时(D)的测量。

5．如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果检测到减小定时器值(S)的需要，则按第一步长(dS₁)减小定时器值，该步长实质上小于所测量的传播延时(D)与当前定时器值(S)之间的差值。

6．如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，如果检测到增加定时器值(S)的需要，则按第二步长(dS₂)增加定时器值，该步长实质上大于所测量的传播延时(D)与当前定时器值(S)之间的差值。

7．如权利要求4-6任一所述的方法，其特征在于，传播延时(D)的所述测量包括以下步骤：

连接的两方中的一方向另一方发送一个帧(F)，该帧是通过接收该帧的一方向发送方发送确认(Ack)所选定/形成的；和

发送该帧的一方测量从帧(F)的发送时刻到确认(Ack)的到达时刻的时间，并由此推断出传播延时(D)。

8．如权利要求1所述的方法，其特征在于，可根据一个单独的参数检测出改变定时器值的需要，该参数是从数据库中读取的或在连接起动时和/或连接质量改变时例如在切换时从连接路段的另一方接收到的。

9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述参数指示连接路段是否是通过卫星建立的。

10．如权利要求1所述的方法，其特征在于，可根据移动台的位置检测改变定时器值的需要。

11．一种用于设置定时器的设备(MSC/IWF,MS)，该定时器与支持连接路段中的数字移动通信系统中的数据链路的协议有关，该系统的第一方是所述设备(MSC/IWF,MS)，它还包括第二方(MS,MSC/IWF)，

这种设备可用来为定时器设置预定的初始值(S₀)，

其特征在于：

至少一方用来监测是否已有要改变当前定时器值(S)的需要；

如果检测到这种需要，那么该设备用来将当前定时器值设置为一个偏离初始值(S₀)的值。

12．如权利要求11所述的设备，其特征在于，是移动交换中心(MSC/IWF)。

13．如权利要求12所述的设备，其特征在于，包括一个数据库(DB)或与该数据库有关联，该数据库包括多个与特定的不同小区、位置区和/或基站控制器相关的定时器值(S)。

14．如权利要求11所述的设备，其特征在于，是移动台(MS)。

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