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CN1433655A - 信道类型切换控制 - Google Patents

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CN1433655A
CN1433655A CN00818882A CN00818882A CN1433655A CN 1433655 A CN1433655 A CN 1433655A CN 00818882 A CN00818882 A CN 00818882A CN 00818882 A CN00818882 A CN 00818882A CN 1433655 A CN1433655 A CN 1433655A
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mobile wireless
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J·马尔姆勒夫
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    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters

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Abstract

在一个移动用户连接被分配一个特定类型的信道之后，为那个连接建立具有一个预确定数目时间间隔的一个滑动窗口。对于那个滑动窗口中的每一时间间隔，与支持该移动无线电连接的信道类型相关的信息被确定。该相关的信息可以包括一个或多个参数，包括：当前支持连接的信道的类型；对于该移动用户连接要被发射的数据数量；一个被请求的服务质量等等。对于一个模式或趋势，分析该滑动窗口中的信息。不同的模式或趋势可用来协助进行一个信道类型切换以及其它判断，例如，功率调节。该分析的滑动窗口信息可以被使用来确定何时把一个用户连接切换到另外一个信道类型是理想的，以及防止或降低不同信道类型之间的用户连接之无效率的、过度的或者迅速的切换。

Description

信道类型切换控制
相关发明
此申请涉及共同转让的1999年10月29日提交的标题为″Channel-Type Switching from a Common Channel to a DedicatedChannel Based on Common Channel Load(基于公共信道负载从公共信道到专用信道的信道类型切换)″的专利申请No.09/430,165和1999年10月29日提交的标题为″Channel-Type Switching to aCommon Channel Based on Common Channel Load(基于公共信道负载的对公共信道的信道类型切换)″的No.09/429,497。
发明领域
本发明涉及数据分组通信，并且特别是涉及控制在不同类型通信信道之间的切换。
发明背景
在当前以及未来的移动无线电通信系统中，各种不同的业务正被提供或者将被提供。在移动无线电系统具有传统提供的电路交换业务，例如来支持语音呼叫的同时，分组交换数据业务也逐渐变得重要。分组数据业务例如包括使用互联网的电子邮件、文件传送以及信息检索。因为分组数据服务经常是按照一种在数据分组会话的过程上不同的方式来利用系统资源，所以分组流经常以猝发为特征。发送的分组猝发以没有分组被发射的周期而被散布，以便分组的″密度″在短时间周期内很高并且在长周期内经常非常低。
移动通信系统必须能够容纳电路交换业务和分组交换业务。但是同时，必须有效地使用有限的无线带宽。因此，不同类型的无线电信道可以被使用以便更有效地容纳通过无线电接口传送的不同类型的业务。
全球移动通信系统(GSM)是移动通信系统的一个示例，它通过移动交换中心(MSC)节点提供电路交换业务并且通过通用分组无线业务(GPRS)节点提供分组交换业务。对于电路交换的可确保的业务，专用业务信道被使用。一个无线电信道(在移动连接存在期间)被专用于一个特定的移动用户并且传送接收的信息帧而没有实质上的延迟。通常，一个专用信道提供一个高数据吞吐量。对于分组交换，最大努力业务，公共信道被使用，在此，多个移动用户同时共享该公共信道。通常，一个公共信道以一个相对低的数据吞吐量来传送信息分组。因此，当被请求的服务质量参数(组)相对高时，例如，对于一个语音或同步通信，软/更软切换等等，则一个专用电路交换信道很适合处理这种业务。当被请求的服务质量相对低时，例如，对于一则电子邮件消息，或者如果用户只有少量的数据要发射，则一个公共分组交换信道很适合处理这种业务。可是，在GSM/GPRS中的不同类型的信道之间没有″切换″。所有的专用业务都是GSM电路交换，而所有的公共业务都是GPRS分组交换。
适当的信道类型和信道类型切换的选择是被包括在使用宽带码分多址(W-CDMA)的第三代移动系统中的突出特性。第三代宽带CDMA系统必须支持在一个宽比特率范围(例如千比特/秒到兆比特/秒)内的各种电路交换和分组交换业务。宽带CDMA中所需要来支持此种业务的大部分关键无线电资源中的两个是多路化码和发射功率。多路化码被用来减少干扰并被用来分开在不同用户之间的信息。所需要的信道容量越多，则必须被分配的多路化码就越多。其它关键的无线电资源有发射功率/干扰电平。专用信道使用闭环发射功率控制，它提供导致较少干扰和较低比特差错率的更准确的功率分配。公共信道通常使用开环功率控制，它较不准确些并且也不适合于发射大量数据。
在宽带CDMA系统中还有另外的挑战：在实际地并且有效地分配有限系统资源的同时提供新的并且是不同的业务。例如，数据业务本来是″猝发的″，如上所述，业务模式也被所使用的特定传输协议所影响。例如，当今互联网上最通常使用的传输协议是传输控制协议(TCP)。TCP提供可靠的按顺序传送的字节流并且使用一个流量控制机制和一个拥塞控制机制。基于检测的拥塞数量(即，由于业务大于网络容量引起路由器中溢出所导致的分组丢失)来调整传输中所传送的数据数量。为了完成这种调节，当TCP感测到分组丢失时，它把传输速率降低一半或更多并且只是慢慢地增加那个速率以便逐渐地提高吞吐量。要考虑的另一因素是不同服务质量(QoS)类别的使用。例如，可以把三种不同优先级类别提供给网络中的用户：低优先级将包括在吞吐量和延迟中具有较小需求的用户(例如，一个电子邮件用户)，中优先级用户是需要一个较高级别的吞吐量(例如，Web业务)，而高优先级用户需要具有低迟延的高吞吐量(例如，语音、视频等等。)。
由于分组数据发射的猝发性质、拥塞敏感传输协议、QoS参数以及其它因素(分组数据传输的共同″动态方面″)，最适合有效支持一个用户连接的信道类型经常在那个用户连接期间改变。在一个位置处可能对于用户连接由专用信道来支持更好，而在另一位置处，可能对于用户连接由公共信道来支持更好。本发明所处理的问题是：确定在一个特定的用户连接过程期间是否、何时以及多久一次产生一个信道类型切换。
确定何时把一个用户连接从专用信道切换到公共信道的一种方法是监控当前存储在与那个用户连接相关的一个发送缓存器中的数据数量。当存储在缓存器中的数据数量低于某一门限值时，那个较小数据数量可以不调整一个专用信道的使用。另一方面，给定数据传输的动态方面，对于那个用户要被发射的数据数量中的减少可能只是暂时的，并且由于对于该连接，公共信道上的负载或者增加的容量需要，则缓存器中的数据数量可能会快速累加。结果，该连接可能需要被马上切换回来到一个专用信道。
考虑这种情形：在此，一个用户连接当前被分配一个专用无线电信道，其具有比通过那个信道被发射的当前用户数据呼入速率更高的数据传输速率/容量。如果在互联网的某些部分处有拥塞，例如如上所述，互联网拥塞引起TCP极大降低它的传输速率，则这种情形可能出现。一个较慢的呼入速率也可能成为在无线电网络外的连接中的一个″弱链路″的结果，例如，一台低速调制解调器。在这种情形下，无线电发射缓存器比要被发射的数据到达更快地被清空。作为慢呼入数据速率(其很可能只是暂时的)的结果，用户连接被切换到一个公共信道，即使其后用户立刻具有大量的数据要发射。因此，用户连接被发射到公共信道不久后，由于公共信道上的较低吞吐量，缓存器快速地填满，并且用户连接被马上切换回到专用信道。只要这样的情形继续，则这些情形最后可能导致在公共信道和专用信道之间迅速的、来回地拖延切换。此类″乒乓″效应是不希望的，因为每个信道类型切换消耗以电池来操作的终端的功率、在切换期间丢失分组、并且需要附加的控制信令开销。
图1是一张模拟发送缓存器的一个恒定32kbit/sec呼入数据流的曲线图，在此，用户连接被分配一个具有64kbit/sec容量的专用信道。公共信道容量以16kbit/sec而被模拟，但是在图1中被说明为0kbit/sec。缓存器的信道切换门限值(其触发一个从专用到公共信道以及从公共到专用信道的切换)被设置为1000字节。一个期满定时器被设置为一秒。图1示出了在用户连接在一个64kbps专用信道(在大约一秒之后)和一个公共信道(在不足0.5秒之后)之间循环切换的这些模拟条件下与时间绘出的被分配的达到的信道容量(以kbit/sec为单位)。
图2示出了对于此同一模拟的缓存器数量(以字节为单位)对时间的函数。当用户在专用信道时，缓存器数量大约为600字节，它低于1,000字节的临界值。因此，一旦一秒定时器期满，则该用户连接就被切换到公共信道。但是在公共信道上，发射缓存器被32kbit/sec呼入流非常快速地填充到大约2000字节，因为它超过1000字节的门限值，则这导致一个对专用信道的迅速信道切换返回。如前所述，因为需要管理每个信道类型切换的资源以及建立一个专用信道所需要的时间，所以这种迅速的信道切换循环(″乒乓″效应)是不希望的。
本发明解决了上述问题。在多个时间间隔上确定与支持移动无线电单元和无线电网络之间的移动无线电连接的通信信道类型相关的信息。对于一个模式或趋势，所确定的信息被分析。进行一个信道类型切换判断，即，基于该分析，是否把该移动无线电连接切换到另一种类型的无线电信道。相关的信息可以包括在每一时间间隔期间当前支持该移动连接的实际信道类型。信道类型例如可以包括：被暂时分配来支持单个移动无线电连接的一个专用类型的信道和由多个移动无线电连接共享的一个公共类型的无线电信道。可替代地，可以存在三个或更多不同类型的信道。
信道类型切换判断的一个标准可以是为了避免不希望的信道类型切换，比如迅速来回的信道类型切换。关于这点，如果在时间间隔数量上信道类型不同，则可以决定把移动用户连接保持在一种类型的信道上一段预定义数目的时间间隔，以便防止来回的信道类型切换。
与支持在多个时间间隔上一个移动无线电连接的通信信道类型相关的信息还可以包括要通过该无线电连接被发射的适量数据。如果对于每一时间间隔的数据数量低于一个门限值，同时该移动用户连接正被一个较高容量的信道所支持，则可以做出一个判断来把该移动用户连接向下切换到一个较低容量类型的信道。可替代地，如果对于每一时间间隔的数据数量超出一个门限值，同时该移动用户连接正被一个较低容量的信道所支持，则该移动用户连接可以被向上切换到一个较高容量的信道。如果判断把该移动无线电连接从较高容量的信道向下切换，则在判断把该连接向下切换到较低容量的信道之前，该移动无线电连接首先可以被切换到一个中间容量的信道。同样地，如果判断把该移动无线电连接从较低的信道向上切换，则在切换到较高容量的信道之前，它可以被切换到该中间的信道。然而作为可选择的另外一个例子，如果判断把该移动无线电连接从较高容量的信道向下切换，则进行对较低容量的信道的一个切换之后，如果一个向上切换判断被随后做出，则跟随一个向中间信道的切换。
第一数目的时间间隔可以被视为一个滑动窗口。在一个示例(非限制的实施例)中，该滑动窗口既把信道类型又把对于每个时间间隔的一个数据数量存储在存储阵列中。当然，在该滑动窗口中也可以监视其它参数。在下一时间间隔的结束处，存储在该存储阵列中的数据被移动，以便在上一窗口位置中的信道类型和数据数量被删除并且最近确定的信道类型和数据数量被存储在第一窗口位置中。一个第二、较长滑动窗口也可以被保持在第二存储阵列中。基于诸如功率调节、信道类型切换等等之类的较长滑动时间窗口，可以进行其它较长时期的判断。
本发明可以被实现在无线电网络控制节点中或者移动站中。在一个优选示例实施例中，本发明被实现在具有耦合到数据处理电路的一个存储器的一个无线电网络控制节点中。数据处理电路在第一数目的时间间隔上确定对于每一时间间隔与支持在移动无线电和移动无线电网络之间移动无线电连接的信道类型相关的信息。该确定的信息被存储在存储器中并如上所述被移动。在该滑动窗口中的信息对于一个趋势或者模式而被分析，并且信道类型切换判断是以那个分析为基础的。无线电网络控制节点包括一个信道切换机制，其例如可以被配置在一个较低的通信协议层从而来实现信道类型切换判断。
附图说明
从优选示例实施例的下列说明中，本发明的前述以及其它目的、特征和优点将很明显，并且在附图中被说明，附图中，在各处附图标记是指同一部分。虽然各个功能框和组件被表示在许多图中，但是本领域的技术人员应该理解，这些功能可以由单独的硬件电路、由一个适当编程的数字微处理器或通用计算机、由一个特定用途集成电路(ASIC)和/或由一个或多个数字信号处理器(DSP)来执行。
图1是一张曲线图，说明了在一个模拟的信道切换方案中分配信道容量对时间的函数；
图2是说明图1的模拟方案中，发送缓存器内容对时间的函数之曲线图；
图3是说明根据本发明的一个示例实施例的一个信道类型切换方法的流程图；
图4是说明了其中可以有利使用本发明的一个通用移动电话系统(UMTS)的功能框图；
图5是如图4所示的无线电网络控制器和基站的功能框图；
图6是移动站的功能框图；
图7是说明可以被使用在如图4所示的UMTS系统中的传输协议层的图；
图8说明了具有示例数据数量门限值的一个发送缓存器，用于存储在分配到一个移动用户连接的无线电信道类型上被发射之前相应于那个移动用户连接的数据；
图9示出了一个示例滑动窗口存储阵列；
图10A-10F说明了不同阵列模式或趋势的示例；
图11说明了另一示例滑动窗口存储阵列结构；
图12说明了一个较短的滑动窗口和一个较长的滑动窗口；
图13是一个流程图，说明基于如图8-12所示的可仿效数据结构的一个示例滑动窗口过程；
图14是说明无线电网络控制器中本发明的一个示例实现的功能框图；和
图15是说明根据图14的示例实现从移动站观点的信道切换的功能框图。
最佳实施方式
在下列说明中，为了解释而非限制的目的，阐明了具体的细节，比如特定的实施例，网络系统结构，信令流，协议，技术等等，以便提供对本发明的一个理解。可是，对本领域技术人员来说很明显，本发明可以被实践在偏离这些具体细节的其它实施例中。例如，虽然本发明有时被描述在特定类型信道(例如专用和公共的)之间的信道类型切换的示例环境中，但是本领域的技术人员应该理解，本发明可以被应用到其它类型的信道和信道切换情形中。虽然本发明被公开在移动无线电通信的示例环境中，但是它也可以被应用在可以使用信道类型切换的其它系统中。熟知的方法、接口、设备、协议和信令技术的详细描述被省略，以便本发明不会因为不必要的细节而不清楚。
现在参考在图3的功能框格式中说明的信道类型切换方法(框2)来提供本发明的一个概括说明。同样，此方法可以在一个用户连接可以被切换到不同类型信道上的任何类型的通信系统(包括有线和无线)中被实现。假设移动用户连接被分配给一个特定类型的信道，则具有预确定数目时间间隔的一个滑动窗口被建立。对于那个滑动窗口中的每一时间间隔，与支持该移动无线电连接的信道类型相关的信息被确定(框4)。该相关的信息可以包括一个或多个参数。在下面描述的非限制性示例中，那个相关的信息包括当前在一个特定时间间隔期间支持该移动用户连接的信道的类型。示例信道类型可以包括：被暂时分配来支持单个移动无线电连接的一个专用类型的无线电信道和由多个移动无线电连接共享的一个公共类型的无线电信道。其它类型的相关信息也可以被考虑包括与信道类型相关的一个服务质量，影响当前支持该移动无线电连接的信道的当前干扰电平等等。对于一个模式或趋势分析该滑动窗口信息(框6)。不同的模式或趋势可用来协助进行一个信道类型切换以及其它判断(框8)。
信道类型切换判断实际上可以包括：切换信道类型或者把移动无线电连接保持在当前支持它的信道类型上。被分析的滑动窗口信息可用来防止或者降低用户连接在各个信道类型之间无效的、过度的或者迅速的切换，即，一种″摆动(yo-yo)″效应。如果进行对另一类型信道的信道类型切换的″费用″比把该用户连接保持在当前信道上的费用″更昂贵″，则也可避免一个信道类型切换。该费用例如可以包括：与信道建立和拆卸相关的数据处理资源、与信道建立和拆卸相关的延迟、有限信道资源的使用(有效或无效)、该移动站中与信道切换相关的电池消耗等等。另一方面，可能希望信道切换，以便有效地利用信道资源或者满足用户连接所需的需要。例如，把较低容量、较低优先级用户连接移到一个公共信道可能更有效，以便允许专用信道资源的更有效的使用。可是，一个较低容量、高优先级的用户连接可以被保持在一个专用信道上以便提供增强的性能给高优先级用户。
现在在如图4所示的通用移动电信系统(UMTS)10的非限制性示例环境中描述本发明的一个有利应用。以云状12示出的一个典型的电路交换的外部核心网例如可以是公众电话交换网(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)。另一种电路交换的外部核心网可以对应于另一种公共陆地移动无线电网络(PLMN)13。以云状14示出的一个典型的电路交换的外部核心网例如可以是一个IP网，比如互联网。核心网被耦合到相应的网络服务节点16。PSTN/ISDN网12和其它PLMN网13被连接到一个提供电路交换业务的诸如一个移动交换中心(MSC)的电路交换核心节点(CSCN)18上。UMTS10可以与现有的蜂窝网(例如，全球移动通信系统(GSM))同时存在。分组交换网络14被连接到分组交换核心节点(PSCN)，例如，在GSM环境中被定制来提供分组交换类型服务的一个通用分组无线业务(GPRS)节点20，它有时被称为服务GPRS服务节点(SGSN)。每一核心网络服务节点18和20通过一个无线电接入网络接口而连接到一个UMTS陆上无线接入网(UTRAN)24上。UTRAN24包括一个或多个无线电网络系统(RNS)25，其每一个具有耦合到多个基站(BS)以及耦合到UTRAN24中的RNC上的一个无线电网络控制器(RNC)26。
优选地，在UMTS10中通过无线电接口的无线电接入是以具有使用CDMA多路化或扩展码分配的各无线电信道的宽带码分多址(WCDMA)为基础的。当然，也可以使用其它接入方法，象使用于GSM中熟知的TDMA接入。WCDMA为多媒体服务和其它高传输速率需求提供宽带宽以及象分集越区切换和瑞克接收机之类强大的特性以便保证在一个经常改变的环境中的高质量通信业务。每个移动站被分配它自己的扰频码，以便基站28识别来自那个特定移动站的发射。移动站还使用它自己的扰频码来识别来自基站在综合广播或公共信道上的发射或者明确对于那个移动站的发射。那个扰频码从存在于同一区域中的所有其它发射和噪声中分辨出该扰频信号。
不同类型的控制信道被示出桥接该无线电接口。例如，在前向或下行链路方向中，有好几个类型的广播信道，包括：一个一般广播信道(BCH)，一个寻呼信道(PCH)以及一个转发接入信道(FACH)，用于提供各种类型的控制消息给移动站。在反向或上行链路方向中，每当期望接入执行位置登记、呼叫开始、寻呼响应以及其它类型的接入操作时，则一个随机接入信道(RACH)被移动站使用。
无线电网络控制器26和基站28的简化的功能框图如图5所示。无线电网络控制器26包括耦合到数据处理电路52上的一个存储器50，数据处理电路52执行很多执行它的控制功能和在RNC和其它实体(例如核心网络服务节点、其它RNC和基站)之间进行通信所需要的无线和数据处理操作。数据处理电路52可以包括适当编程的或配置的通用计算机、微处理器、微控制器、专用逻辑电路、DSP、ASIC等等的任何一个或组合，如上所述。基站28包括一个数据处理和控制单元54，它除了执行与RNC26的通信有关的处理操作之外，还执行与包括连接到一个或多个天线58的收发信机56在内的基站无线电设备多个的若干测量和控制操作。
移动站30的一个简化功能框图如图6所示。移动站30包括用于发射信号到基站以及用于从基站28中接收信号的一个天线74。天线74被耦合到无线收发电路，该无线收发电路包括耦合到发射机72上的一个调制器70和耦合到接收机80上的一个解调器76。无线收发信号包括按照适用于如图3所示宽带CDMA系统的一个空中接口标准的信令信息。数据处理和控制单元60以及存储器62包括用于实现移动站的音频、逻辑以及控制功能所需要的电路。存储器62存储程序和数据。传统扬声器或听筒82、送话器84、键区66以及显示器64被耦合到数据处理和控制单元60以便构成用户接口。电池68对操作该移动站所需的各个电路进行供电。
如图4所示的无线电接口被分成好几个协议层，好几个较低级的层在图7中被说明。特别地，一个移动站利用这些协议层来与UTRAN中类似的协议层通信。两者协议栈包含：一个物理层，一个数据链路层，一个网络层，以及更高的层。该数据链路层被分裂为两个子层：一个无线电链路控制(RLC)层和媒体接入控制(MAC)层。该网络层在这个示例中被分成一个控制平面协议(RRC)和一个用户平面协议(IP)。
物理层通过空中接口提供信息传递服务，利用宽带CDMA执行下列功能：前向纠错编码和解码、宏分集分配/合并、软切换执行、错误检测、传送信道的复用和去复用、传送信道到物理信道的映射、物理信道的调制和扩展/解调以及解扩、频率和时间同步、功率控制、RF处理以及其它功能。
媒体接入控制(MAC)层在同等的MAC实体之间提供服务数据单元(SDU)的未确认转送。MAC功能包括：依靠数据速率对于每个传输信道选择一个适当的传送格式、在一个用户的数据流之间以及在不同用户的数据流之间的优先级处理、控制消息的调度、更高层PDU的复用和去复用以及其它功能。特别地，MAC层执行动态无线传送信道切换功能。RLC执行各种功能，包括：一个RLC连接的建立、释放和保持；可变长度的更高的层PDU到较小RLC PDU的分割以及/从较小RLC PDU到更高的层PDU的重新组装；级联；利用重发(ARQ)的纠错；更高层PDU的顺次传送；复制检测；流量控制以及其它功能。分配给移动用户连接的发射缓存器在RLC层被控制。
UTRAN中网络层的控制平面部分包括一个无线资源控制协议(RRC)。RRC协议通过无线电接口分配无线电资源并处理控制信令，例如，无线电接入承载控制信令、测量报告和切换信令。网络层的用户平面部分包括由层3协议(比如熟知的互联网协议(IP))执行的传统功能。
在本发明的此非限制性示例应用中，图8说明了被分配来存储与用户连接相关的数据的一个发送缓存器。在这个例子中的发送缓存器有三个门限值电平T1，T2和T3。T1对应一个低端门限值，它在这个例子中大体上接近空。门限值T2对应一个部分充满的发送缓存器，在这个例子中称作″一半″。门限值T3对应一个大体上接近充满的发送缓存器，被表示为″满″。缓存数量是对于每个时间间隔与一个移动无线电连接相关的可以被存储在一个滑动窗口中的一个参数示例。
图9说明了被配置为一个存储阵列的一种非限制性示例滑动窗口。该滑动窗口存储阵列90存储四个预确定时间间隔Tn、Tn-1、Tn-2以及Tn-3的信息。当然，可以使用其它数目的时间间隔。按照最适合一个特定应用的方法，该滑动窗口的实际长度被确定为一个设计参数。在示例滑动窗口90中，对于每个时间间隔，两个不同的信息参数被存储，包括与那个是时间间隔的移动用户连接相关的一个信道类型(CT)和一个缓存器数量(BA)。在此非限制性示例中，信道类型可以被指示为一个专用信道(D)，一个中间信道(I)，以及一个公共类型信道(C)。中间信道例如可以具有比一个专用信道更少的容量但是比一个公共信道更大的容量。可替代地，中间信道可以能够提供比公共信道更高的服务质量但是却没有象专用类型的信道那样高。其它准则可用于定义一个或多个中间信道。该滑动窗口功能象一个先进先出形式的移位寄存器。当对于下一时间间隔，信道类型和缓存器数量信息被存储在与Tn相关的阵列位置中时3则从该滑动窗口阵列90中删除时间间隔Tn-3中的旧的信道类型和缓存器数量信息。Tn、Tn-1和Tn-2先前存储的信息被分别移位一个位置到Tn-1，Tn-2和Tn-3。
该滑动窗口存储阵列中的信息被分析以便识别一个或多个模式或趋势。现在在图10A-10F中说明示例滑动窗口存储阵列模式。图10A的滑动窗口说明在所有四个时间间隔期间，移动用户连接由一个公共信道来支持并且发送缓存器为满。在这种情形中，可以判断把该移动用户连接切换到一个更高容量的专用信道上，其将能够更好处理用户数据被输入到发送缓存器的更高速率。反过来，在图10B的滑动窗口存储阵列中的模式说明在所有四个时间间隔期间，移动用户连接由一个专用信道来支持并且发送缓存器基本上是空的。基于此模式，可以判断把该移动用户连接切换到一个公共信道上，对于要被发射的用户数据相对小数量时，其可以更有效地使用无线电资源(与一个专用信道相比)。
图10C中的滑动窗口模式说明在四个时间间隔期间该移动用户连接由一个专用信道来支持并且发送缓存器为半满。这类模式可能暗示不需要任何类型的信道切换或者至少不值得″花费″切换。同样地，在图10D的滑动窗口中的模式表示在第一时间间隔中具有一个半充满缓存器的一个公共信道，在下两个时间间隔中具有一个半充满缓存器的一个专用信道，以及在最后时间间隔中具有一个空缓存器的一个专用信道。可以判断在这类变动模式中不切换信道类型。可替代地，可以判断切换到作为一个折衷信道类型的中间类型的信道上。
在图10E的滑动窗口示例中，一个公共信道支持用户连接，时间间隔中的两个示出一个满缓存器而另两个示出一个半充满的缓存器。这种情形可能暗示把该用户连接从公共信道切换到具有更大容量来为这个用户连接处理更大容量数据的中间信道上。反过来，图10F的滑动窗口示例示出在所有四个间隔期间由一个专用信道支持的移动用户连接。可是，那些间隔中的三个示出一个空的缓存器，而一个间隔示出一个半充满缓存器。这个趋势暗示可能值得切换到一个中间信道，这可能对于此移动用户连接更好地与要被发射的数据数量匹配。
还可以使用其它类型的模式或趋势，并且不同类型的信道类型切换动作/无动作可以与每个模式或趋势相关。下面是一些非限制性示例。首先，如果一个滑动窗口示出任何信道类型切换或者缓存器数量的改变，则可以不进行信道类型切换直到在一个方向上观察到一个一致的趋势为止。其次，如果进行一个信道类型切换，则一个后续信道切换可能被禁止直到在一个预确定时间间隔已经期满之后为止。第三，当有三个或更多不同类型的信道时，在切换到多个极端信道(在此例子中它们对应专用和公共信道)类型之一之前，切换到中间信道。第四，从一个极端切换到另外一个，例如从较高的容量切换到最低的容量，并且如果返回到一个极端的一个后续切换被指示，则把该用户连接切换到中间信道。
信道类型切换信息可以被存储在另外一个滑动窗口结构中。例如，图11表示两个滑动窗口1和2。滑动窗口1存储四个时间间隔的信道类型，而滑动窗口2存储相同的四个时间间隔的缓存器数量。在另一变化中，一个较短的滑动窗口可以与如图12所示的一个较长滑动窗口联合使用。该较短的滑动窗口可以被用于短期类型判断而该较长窗口用于较长期判断。虽然那些判断可以关于将支持该移动用户连接的信道的类型，但是它们也可以用于诸如功率调节之类的其它操作。优选地，较长的窗口由移位进入或移出较短的滑动窗口的信息组成。在信道类型切换判断或其它操作中，短期和长期趋势两者都可以被考虑。
图13示出一个滑动窗口例程(框100)的一个非限制性示例。第一滑动窗口被分成第一数目的时间间隔(框102)。对于每个时间间隔，支持该连接的信道的类型以及对于那个用户连接存储在发送缓存器中的数据的数量被确定(框104)。新确定的信道类型和缓存器数量被存储在一个滑动窗口存储阵列中(框106)。到期的信道类型和缓存器数量数据可选地可以被存储在如上所述的第二较长滑动窗口中(框108)。如果此选项被使用，则基于第二较长滑动窗口中的数据可以做出一个或多个较长时期的判断(框110)。对于一个模式或一个趋势，存储在第一较短的滑动窗口中的信道类型和缓存器数量数据被分析(框112)。基于该分析，该移动用户连接被保持在它当前的信道类型上或者被切换到另一类型的信道上(框114)。
图14说明了在无线电网络控制器(RNC)中实现的本发明的一个优选示例实现。在这个例子中，三个用户数据连接1、2和3被耦合到各自的发送缓存器1-3(200-204)，例如，RLC缓存器。当前存储在三个发送缓存器的每一个中的数据数量被提供给信道类型切换控制器(CTSC)212。每个发送缓存器200-204被耦合到一个相应的信道类型切换器(CTS)206、208和210上，其例如可以在MAC协议层被实现。每一信道类型切换器由信道类型切换控制器212来控制。对于每个移动用户连接，信道类型切换控制器212进行发射缓存器门限值比较以便检测缓存器数量、检测信道类型、存储并更新各自的滑动窗口信息、分析各个模式的滑动窗口并且确定一个信道类型切换是否是适当的。使用这样一个分析，信道类型切换控制器212把数据通过它们各自的信道类型切换器(206-210)从每一发送缓存器适当地路由到所选定类型的信道上。当然，如果是欠考虑的或者是不需要时，则不进行一个信道类型切换。
在这个例子中，本发明的许多功能是在RNC(或某个其它无线电网络节点)中被执行。因此，移动站只需要向RNC提供信息并遵循指示。参见图15，上行链路用户数据在发送缓存器300(例如一个RLC缓存器)处被接收并存储。从发送缓存器300中输出的分组被路由到一个信道类型切换器(CTS)302(例如，在MAC层实现)到包括一个或多个公共信道304或专用信道DC1-DC3(306-310)的一个适当的通信信道。信道类型切换由来自RNC的一个信号来控制。当要被发送的数据数量超过一个门限值时，缓存器300可选地可以发送一个触发信号给RNC。可替代地，测量报告可以被发送，其规定呼入和呼出数据速率、被缓存的实际数据数量等等。另外一个实现可能基本上更多地涉及移动站。
使用本发明，迅速的循环切换(″乒乓″或″摆动″)的可能性被很大程度地降低或消除。关于可以使用什么模式/趋势以及响应于每个模式或趋势将采用什么操作(如果有的话)，有着相当大的灵活性。例如，根据一个特定模式或趋势可以延迟信道类型切换判断以避免迅速的循环切换。作为滑动窗口模式/趋势分析的结果，则数据处理、信道以及与信道切换相关的其它资源以一种更有效的形式被使用。
虽然根据特定实施例已经描述了本发明，但是那些本领域技术人员应该认识到，本发明不局限于在此描述和说明的具体示例实施例。除了那些已经示出并描述了的之外的各种形式、实施例和改编以及许多修改、变化和等价配置也可以被用来实现本发明。因此，本发明只由所附权利要求的范围来限制。

Claims (39)

1.一种用于选择一种信道类型来支持移动无线电连接的方法，其特征在于：
在多个时间间隔上确定对于每一时间间隔与支持所述移动无线电连接的一个信道类型相关的信息；
对于一个模式，分析所述确定的信息；和
根据所述分析做出一个信道类型切换判断。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息是在每一时间间隔期间支持所述移动无线电连接的信道类型，并且其中，所述信道类型包括：被暂时分配来支持一个移动无线电连接的一个专用类型的无线电信道和可以由多个移动无线电连接共享的一个公共类型的无线电信道。
3.如权利要求1所述的方法，其中，做出所述信道类型切换判断以避免不希望的信道类型切换。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述不希望的信道类型切换包括循环的来回信道类型切换。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息包括一个被请求的服务质量。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息是在每一时间间隔期间支持所述移动无线电连接的信道的类型，并且其中，如果时间间隔的数目包含不同的信道类型，则对于一个预定义数目的时间间隔把所述移动用户连接保持在仅仅一种类型的信道上。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息是要通过所述移动无线电连接被发射的数据数量。
8.如权利要求7所述的方法，其中，如果在所有数目的时间间隔期间所述数据数量低于一个门限值，同时所述移动用户连接由第一较高容量的信道所支持，则所述移动用户连接被切换到第二较低容量类型的信道。
9.如权利要求7所述的方法，其中，如果在所有数目的时间间隔期间所述数据数量超出一个门限值，同时所述移动用户连接由第一较低容量的信道所支持，则所述移动用户连接被切换到第二较高容量类型的信道。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述信道类型包括具有第一容量的第一类型无线电信道和具有低于第一容量的第二容量的第二类型无线电信道，所述方法还包括：
如果所述移动无线电连接由所述第二信道支持并且对于一个预确定数目时间间隔，对于所述移动无线电连接要被发射的数据数量超过一个门限值，则把所述移动无线电连接切换到所述第一信道。
11.如权利要求10所述的方法，其特征还在于：
如果所述移动无线电连接由所述第二信道支持并且对于一个预确定数目时间间隔，对于所述移动无线电连接要被发射的数据数量没有超过一个门限值，则把所述移动无线电连接保持在所述第二信道上。
12.如权利要求10所述的方法，其特征还在于：
如果所述移动无线电连接由所述第一信道支持并且对于一个预确定数目时间间隔，对于所述移动无线电连接要被发射的数据数量没有超过一个门限值，则把所述移动无线电连接切换到所述第二信道上。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述信道类型包括第一类型的无线电信道，第二中间类型的无线电信道，和第三类型的无线电信道，所述方法还包括：
如果判断把该移动无线电连接从第一信道向下切换，则把所述移动无线电连接切换到所述第二中间信道，然后如果做出另一个判断把该移动无线电连接从所述第二信道向下切换，则把所述移动无线电连接切换到所述第三信道。
14.如权利要求13所述的方法，其特征还在于：
如果判断把该移动无线电连接从所述第三信道向上切换，则把所述移动无线电连接切换到所述第二中间信道，然后如果做出另一个判断把该移动无线电连接从所述第二信道向上切换，则把所述移动无线电连接切换到所述第一信道。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述信道类型包括第一类型的无线电信道，第二中间类型的无线电信道，和第三类型的无线电信道，所述方法还包括：
如果判断把该移动无线电连接从第一信道向下切换，则把所述移动无线电连接切换到所述第三信道，并且
其中如果在所述向下切换之后的一个预确定时间周期内接下来判断把该移动无线电连接向上切换，则向上切换到所述第二信道。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述预确定时间周期与执行一个信道切换所需的时间量相关。
17.如权利要求1所述的方法，其特征还在于：
建立一个滑动时间窗口，其被分成第一数目的时间间隔；
对于每个时间间隔确定支持所述移动无线电连接的一种信道类型以及对于所述移动无线电连接当前要被发射的数据数量；
分析所述滑动时间窗口中的信道类型和数据数量；和
根据所述分析做出一个信道类型切换判断。
18.如权利要求17所述的方法，其特征还在于：
把所述滑动时间窗口中的信道类型和数据数量存储在一个阵列中；和
在下一时间间隔的结束处，把阵列中的数据移位以便在阵列中上一位置中的信道类型和数据数量被删除，并且一个最近确定的信道类型和数据数量被存储在阵列中的第一位置中，
其中，使用存储在阵列中的信息进行所述判断。
19.如权利要求17所述的方法，其特征还在于：
把所述滑动时间窗口中的信道类型存储在第一阵列中；
把所述滑动时间窗口中的数据数量存储在第二阵列中；和
在下一时间间隔的结束处，把第一和第二阵列中的数据移位以便在第一和第二阵列中上一位置中的信道类型和数据数量被删除，并且一个最近确定的信道类型和数据数量被存储在第一和第二阵列中的第一位置中，
其中，使用存储在第一和第二阵列中的信息进行所述判断。
20.如权利要求17所述的方法，其中，使用多个数据数量分类在所述滑动窗口中指示所述数据数量。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述分类包括超出一个高门限值分类，一个中间数量分类，和低于一个低门限值分类。
22.如权利要求17所述的方法，其特征还在于：
建立另外一个较长的滑动时间窗口，其被分成大于第一数目的一个第二数目的时间间隔；
对于所述较长滑动时间窗口中的每个时间间隔，确定支持所述移动无线电连接的一种信道类型以及对于所述移动无线电连接当前要被发射的数据数量；
分析所述较长滑动时间窗口中的信道类型和数据数量；和
基于所述较长滑动时间窗口分析进行另一个判断。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述另一个判断涉及功率调节。
24.如权利要求22所述的方法，其中，所述另一个判断涉及信道类型切换。
25.如权利要求17所述的方法，其中，如果所述滑动窗口包含不同的信道类型，则对于一个预定义数目的时间间隔，所述移动用户连接被保持在仅仅一种类型的信道上。
26.如权利要求17所述的方法，其中，如果在整个滑动窗口期间所述数据数量低于一个门限值，同时所述移动用户连接正由第一较高容量的信道所支持，则所述移动用户连接被切换到第二较低容量类型的信道。
27.如权利要求17所述的方法，其中，如果在整个滑动窗口期间所述数据数量超出一个门限值，同时所述移动用户连接正由第一较低容量的信道所支持，则所述移动用户连接被切换到第二较高容量类型的信道。
28.用于使用在移动无线电通信系统(10)中的设备，包括一个存储器(90，图9)和耦合到所述存储器的数据处理电路(212)，其特征在于：
所述数据处理电路被配置来执行下列任务：
确定在第一数目的时间间隔上对于每一时间间隔与支持在移
动无线电单元和移动无线电网络之间移动无线电连接的一种信道
类型相关的信息；
把所述确定的信息存储在所述存储器中；
对于一个趋势，分析所述确定的信息；和
根据所述分析做出一个信道类型切换判断。
29.如权利要求28所述的设备，其中，所述信息包括一个被请求的服务质量。
30.如权利要求28所述的设备，其中，所述信息是在每一时间间隔期间支持所述移动无线电连接的信道的类型，并且其中，所述信道类型包括：被暂时分配来支持一个移动无线电连接的一个专用类型的无线电信道和可以由多个移动无线电连接共享的一个公共类型的无线电信道。
31.如权利要求28所述的在无线电网络控制节点(25)中实现的设备还包括：一个信道切换机制(206-210)，所述信息是在每一时间间隔期间支持所述移动无线电连接的信道的类型，并且其中，如果第一数目的时间间隔包含不同的信道类型，则所述数据处理电路被配置来控制所述信道切换机制，以便对于一个预定义数目的时间间隔把所述移动用户连接保持在仅仅一种类型的信道上。
32.如权利要求28所述的设备，其中，所述信息包括在每一时间间隔期间支持所述移动无线电连接的信道的类型以及要通过所述移动无线电连接被发射的数据数量。
33.如权利要求32所述的在无线电网络控制节点(25)中实现的设备还包括：一个信道切换机制(206-210)，其中，如果在所有第一数目的时间间隔期间所述数据数量低于一个门限值，同时所述移动用户连接正由第一较高容量的信道所支持，则所述数据处理电路被配置来控制所述信道切换机制，以便所述移动用户连接被切换到第二较低容量类型的信道。
34.如权利要求33所述的设备，其中，如果在所有第一数目的时间间隔期间所述数据数量超出一个门限值，同时所述移动用户连接正由第一较低容量的信道所支持，则所述数据处理电路被配置来控制所述信道切换机制，以便所述移动用户连接被切换到第二较高容量类型的信道。
35.如权利要求32所述的设备，其中，所述第一数目的时间间隔对应一个滑动时间窗口，并且在所述滑动时间窗口中的信道类型和数据数量被存储在所述存储器中的一个阵列中，
其中，在下一时间间隔的结束处，所述数据处理电路被配置来把所述阵列中的数据移位，以便在阵列中上一位置中的信道类型和数据数量被删除，并且一个最近确定的信道类型和数据数量被存储在阵列中的第一位置中，和
其中，所述数据处理电路被配置来使用存储在阵列中的信息进行所述判断。
36.如权利要求35所述的设备，其中，所述滑动时间窗口中的信道类型被存储在存储器中的第一阵列中，而所述滑动时间窗口中的数据数量被存储在存储器中的第二阵列中。
37.如权利要求28所述的设备，其中，第一数目的时间间隔对应一个滑动时间窗口并且所述数据处理电路被配置来：建立另外一个较长滑动时间窗口，其被分成大于所述第一数目的第二数目的时间间隔，以便对于所述较长滑动时间窗口中的每个时间间隔确定支持所述移动无线电连接的一种信道类型以及对于所述移动无线电连接当前要被发射的数据数量；分析所述较长滑动时间窗口中的信道类型和数据数量；并且基于所述较长滑动时间窗口分析而进行另一个判断。
38.如权利要求37所述的设备，其中，所述另一个判断涉及功率调节。
39.如权利要求37所述的设备，其中，所述另一个判断涉及信道类型切换。
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