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CN1703875A - 在无线通信网络中基于应用的无线电资源管理 - Google Patents

在无线通信网络中基于应用的无线电资源管理 Download PDF

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CN1703875A
CN1703875A CNA038146649A CN03814664A CN1703875A CN 1703875 A CN1703875 A CN 1703875A CN A038146649 A CNA038146649 A CN A038146649A CN 03814664 A CN03814664 A CN 03814664A CN 1703875 A CN1703875 A CN 1703875A
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CN
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effective
stream
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adfluxion
network
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CNA038146649A
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H·巴西利尔
A·伦德斯特伦
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Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
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Abstract

一种无线通信网络基于由用于每一个移动站的网络运送的分组数据的类型来管理通信资源。用于每一次使用的分组数据与在定义的流类型简档中的分组匹配过滤器相匹配。每一个流类型简档相应于预期的应用行为，并且包括一个或多个具有关于该期望行为设置的资源控制参数。基于使用相应于用于每个移动站的有效流的参数值导出资源控制参数来产生用于每一个移动站的应用有效简档。该网络基于将移动站的分组数据类型与一个或多个定义的流类型简档相匹配来确定每一个移动站的有效流。这样，网络基于用于那些用户中的每一个的通过网络的分组数据业务的类型来单独地和/或共同地管理用于它的用户的通信资源。

Description

在无线通信网络中基于应用的无线电资源管理
技术领域
本发明主要涉及无线通信网络内的通信资源的管理和控制，并且具体而言涉及基于与给定的移动站有关的通信业务类型来建立该移动站的通信资源管理。
背景技术
随着无线通信网络在完善度、数据速率和容量方面的发展，它们的使用性质也发展了。也就是说，现代无线通信系统的用户享有大部分通过到数字通信的过渡、并且特别是通过到标准化分组数据协议和服务的过渡允许的相对较宽范围的服务。
然而，分组数据服务，例如在基于网际协议(IP)的无线网络中提供的那些服务提供了服务类型范围的基础。例如，给定的网络用户可以经由他的移动站发送或者接收电子邮件，同时另一个用户经由她的无线设备接收流媒体或者进行万维网浏览。可以想起的其它例子例如用户利用基于IP的语音传输(VoIP)访问基于因特网的瞬时消息传送服务，或者参与多播应用。
虽然上述例子主要涉及通过无线通信网络的基于分组数据的通信业务的传送，但是在用于有效地支持不同类型应用的各种网络资源和配置中存在差别。例如，在用户被提供通常与它们的服务需要相匹配的数据速率的可变数据速率网络中，无线电资源的有效分配和管理取决于一个或者多个用户特定应用的特性。
通常，网络不是“应用敏感”的，因为在建立和管理物理和逻辑资源以支持给定用户的数据连接中涉及的各种各样的网络实体对该数据连接支持的一个或者多个应用的期望行为不具有任何实际的辨别力。这样的知识的缺乏在某种程度上损害了网络有效地管理其分配给网络用户的各种资源的能力。
发明内容
本发明提供了一种用于基于识别通过网络的数据分组类型来管理无线通信网络资源的方法和设备。不同的分组类型相应于不同的应用或应用类型，各种类型的应用具有与它们相应的分组业务有关的不同的“流”。因此，通过观察用于一个或多个网络用户的通过网络的分组数据的类型，该网络能够基于与那些分组数据类型有关的预期应用特性来更加有效地管理所选择的通信资源。
在一个示范性的实施例中，网络定义了一个或多个流类型的简档，每个简档包括一个或多个关于由简档表示的分组流的预期特性的参数值集合。此外，在一个示范性的实施例中，每个流类型简档包括一个定义的分组匹配过滤器和一个有效定时器期满周期值。操作中，网络确定用于一个给定移动站的数据分组是否和任意一个定义的流类型简档相匹配。更具体而言，如果有的话，网络基于由用于该移动站的分组数据业务匹配的流类型简档来维持一个用于每个移动站的有效流集合。
当新的流类型简档被匹配时，流被添加到移动站的有效流集合，而当流的有效定时器期满时，该流被从有效流集合中除去。匹配一个已经有效的流的分组数据的接收重置了该流的有效定时器，使得它至少在定时器期满期间的时候保持在有效流集合中，所述定时器期满期间取自相应的流类型简档。参数值同样取自相应于移动站有效流集合中的流的流类型简档。
网络通过利用移动站的相应有效流集合中的参数值导出资源控制参数的组合集合来生成用于每个移动站的应用有效简档。在多个有效流对于相同的资源控制参数定义了不同的控制值的情况下，网络智能地选择控制值，所述控制值确保与该控制值有关的资源的适当控制。例如，在移动站的有效流集合包括三个流的情况下，其中每个流包括不同的最大分组等待时间值，例如低、中和高，则网络将选择“低”作为用在移动站的应用有效简档中的等待时间，因为“低”等待时间设置满足用于该移动站的所有有效流的最大等待时间要求。
一个或多个网络资源管理器使用每个移动站的应用有效简档中的信息来控制各种移动站的所选择的通信资源。此外，当移动站的有效流改变时，每个移动站的应用有效简档被更新，由此允许网络动态地更新该移动站的资源控制参数。这样的资源控制参数的动态更新允许网络在关于通信资源利用的效率和由最终用户感觉到的性能之间保持平衡。
包含在流类型简档中的基础参数值可以利用网络节点中的默认信息来设置，和/或可以作为网络配置和维护操作的一部分完全地或者部分地由网络操作者提供。另外，网络可以包括离线业务分析器，其基于例如使用长期监视推导的观察分组特性的统计分析来产生用于不同类型分组数据的最佳资源控制参数值。
不管用于流类型简档的控制参数值怎样被推导，可以使用许多示范性的技术，用于将用户分组数据匹配到定义的流类型简档。例如，分组匹配可以包括变化分组数据检查的变化的等级。例如，资源分配可以根据给定的分组数据业务是否使用传输控制协议(TCP)来变化。这样的信息可以由网络简单地基于识别与分组数据业务有关的端口号来搜集。更一般而言，分组数据过滤包括检查TCIP/IP协议中的各种的标题字段，例如关于网际协议(IP)、用户报文协议(UDP)、传输控制协议(TCP)和RTP的信息。这样，网络检测指定数据分组中的标题信息和为流类型简档定义的一个或多个过滤器之间的匹配。
上述方法允许网络以基于分组数据过滤确定用于通信业务的分组数据流传到一个或多个移动站或者来自一个或多个移动站为根据来动态地管理资源。虽然其控制可以根据用户分组数据类型来定制的通信资源的范围可以变化，但是并不局限于无线电收发信机资源和逻辑网络资源。因此，有关通信资源的分配和控制的资源控制参数，例如休眠定时器、分组等待时间设置、比特率设置和信道分配设置可以对于给定用户基于对每个用户的诸如移动站之类的通信设备认出的由网络承载的分组数据的类型来进行共同或者单独地调整。
附图说明
图1是一个用于实践本发明的至少一些实施例的示范性的无线通信网络的图。
图2是一个基于分组数据类型来支持通信资源控制的示范性的功能部件的图。
图3是一个示范性的流处理和应用有效简档操作的图。
图4是一个用于图2的功能部件的示范性逻辑的图。
图5是一个示范性的网络实体细节的图。
图6是一个另外的示范性的网络实体细节的图，包括示范性的有效定时器的执行。
图7是一个示范性的有效定时器管理的图。
图8A和8B是基于有效定时器的示范性的休眠定时的图。
图9是一个示范性的网络启动的休眠到有效的移动站转变的图。
图10是一个示范性的移动启动的休眠到有效的移动站转变的图。
图11是一个分组类型有效简档的示范性的离线推导的图。
具体实施方式
本发明适用于各种无线通信网络类型，并且因此适用于基于不同标准的网络，所述标准包括但不限于宽带CDMA(WCDMA)和cdma2000网络。因此，应该理解，下列讨论和附图仅仅是示范性的。
现在转到附图，图1说明通常由数字10指代的无线通信网络。网络10将一个或多个移动站(MS)12可通信地连接到诸如因特网之类的一个或多个公用数据网络(PDN)14。在一个示范性的实施例中，网络10包括一个或多个无线电接入网络(RAN)16，以及一个或多个分组核心网络(PCN)18。通常，PCN 18将通信业务路由到RAN 16，并且从中传出，同时RAN 16支持与MS 12的无线电通信，以便通信业务从网络10传送到MS 12，并且在网络10处从MS 12接收。从而，在全部的操作中，网络10路由通信业务例如分组数据到MS 12或者从MS 12路由分组数据。
给定MS 12的通信业务可以来源于网络10的外部，例如在因特网14，也可以来源于网络10的内部，例如来源于给定的MS 12，还可以来源于另一个网络用户，或者可以来源于别处。不管业务来源于何处，网络10通常承载或传递用于与多个用户有关的多个MS 12的通信业务。
根据本发明的示范性的实施例，网络10至少部分地基于用于一个或多个用户的网络10承载的通信业务的类型来动态地管理多个用户的通信资源。同样地，由网络10产生的有关例如无线电信道分配、最大比特率设置、休眠定时器资源释放设置以及各种服务质量设置的资源控制决定可以基于用户的业务类型来生成。从而，网络10通过基于认出与这样的用户有关的不同的分组数据类型来管理被分配给即时消息传递用户的通信资源获得效率，该通信资源例如不同于被分配给电子邮件用户的资源。
图2是一个支持这样的操作的示范性的功能部件的图，该部件包含各个用户简档处理20-1、20-2等，流类型简档22，各种资源管理器24，操作者/默认输入26以及离线处理输入28。每个用户的简档处理20逻辑上包括分组匹配函数30、有效流集合32、控制器/组合器34以及应用有效简档(AAP)36。
关于第i个用户，例如网络10支持的第i个MS 12的用户，简档处理20-i基于使用于该用户的输入数据分组与定义的流类型匹配来产生用于该用户的AAP 36。AAP 36表示由一个或多个在网络10中操作的资源管理器24使用的一个或多个参数设置的集合。如果有的话，分组匹配函数30识别哪个定义的流类型简档22是与流入用户的PDN 14或者来自PDN 14的数据分组相匹配的。每个定义的流类型具有一个分组过滤器定义，其由分组匹配函数30提供用于这样的匹配操作的基础。
图2描绘的功能性通过首先理解流类型简档22来最好地理解。给定的其中一个流类型简档22表示由给定类型的通信应用产生的分组流的模型。也就是说，应用行为的特征在于该应用的分组流。这样，存在流类型简档22和各种类型的通信应用之间的对应，尽管可能不是一对一的对应，因为多个应用可能显示相同或者基本上相同的流特性。无论如何，流类型简档22充当被用于推导用于每个用户的AAP 36的全局资源。在一个示范性的实施例中，流类型简档22中的每个简档包括过滤器匹配准则、初始有效定时器值和资源参数设置，即用于所选择的网络通信资源管理的一个或多个值。流类型简档22中的每个简档可以进一步包括休眠定时器值，其是一个被用于控制空中接口休眠定时器的值的参数，该定时器通过定时用户活动的间隔来控制专用的空中接口信道资源的释放。
这样，用户的简档处理20-i使用从流类型简档22处获得的过滤器定义信息以识别由用于该用户的网络10承载的数据分组的类型。基于这样的实时分组匹配，简档处理20-i维持用于该用户的有效流集合32，其可被认为是对于用户有效的所有流类型的动态列表，连同与每一个有效流有关的有效定时器和资源控制参数，例如休眠定时器值。分组匹配函数30在示范性的实施例中进行实时操作，其将与第i个用户有关的单个数据分组与流类型简档22中的定义的过滤器进行匹配，并且更新作为每个分组基础上需要的有效流集合32。
图3说明第i个用户的简档处理20-i的示范性的操作。这里，流类型简档22包括三个流类型简档，简档1、简档2和简档3，每一个具有流简档信息的集合，其包括定义的分组匹配过滤器、初始有效定时器值和一个或者多个资源控制参数值。如所示，每个简档包括休眠定时器值DTVx和分组等待时间值PLVx。在实际实现中，每个简档根据需要将包括资源控制参数值，并且实际的简档可以包括与QoS问题有关的基本上较大数量的资源控制参数值等等。此外，虽然说明的选择的参数采用定性的设置，例如“短”、“中”和“长”，但是本领域的技术人员将认识到，保存在包括流类型简档22的简档中的资源控制参数可以基本上根据任何期望方案来设置，包括分配实数和/或整数值给任何一个或者所有的参数。
在时间T1，用于第i个用户的数据分组与简档1中的过滤器f1相匹配，并且相应的流，流1被添加到用户的有效流集合32。用于流1的有效定时器AT1被初始化为取自简档1的t1定时器值，并且参数值DTV1、PLV1等等也被添加到有效流集合32。控制器/组合器34利用流1中的参数值更新用户的AAP 36，因为那是唯一对于用户有效的流。
在时间T2，用于第i个用户的数据分组与简档2中的过滤器f2相匹配，并且相应的流，流2被添加到用户的有效流集合32。用于流2的有效定时器AT2被初始化为取自简档2的t2定时器值，并且参数值DTV2、PLV2等等也被添加到有效流集合32。假定流1保持有效，则用户的有效流集合32现在包含流1和流2。控制器/组合器34对流2的相加响应而更新用户的AAP 36，但是现在必须处理流1和流2的资源控制参数值的总集合，以确定用于AAP 36的参数值的适当组合。
这样，在时间T1，用于该用户的休眠定时器DT利用包括在流1中的期满周期DTV1来设置。类似地，分组等待时间控制参数被设置成来自流1的值PLV1。然而，外加在时间T2的流2，控制器/组合器34必须确定任何新增加的参数是否表示比用户AAP 36中的当前设置更严格或者否则将超越其的资源控制设置。在这里，控制器/组合器34使流1和流2之间的可能冲突参数值一致。更具体而言，控制器/组合器34确定DTV1优先于DTV2(中休眠超时对短休眠超时)，而且PLV2优先于PLV1(中分组容许时延对高分组容许时延)。控制器/组合器34进行流1和流2中各种剩余资源控制参数中任一之间的相同临界比较，并且因此更新AAP 36。
在时间T3，用于第i个用户的数据分组与简档3中的过滤器f3相匹配，并且相应的流，流3被添加到用户的有效流集合32。用于流3的有效定时器AT3被初始化为取自简档3的t3定时器值，并且参数值DTV3、PLV3等等也被添加到有效流集合32。假定流1和流2仍然有效，则用户的有效流集合32现在包含流1和流2。控制器/组合器34响应于按照上述逻辑操作的流3的加法来更新用户的AAP 36。也就是说，控制器/组合器34基于确定在两个或更多的有效流中复制的参数中哪些优先来形成用于AAP 36的资源控制参数值的总集合。注意，非复制的参数值，即那些在仅仅一个有效流中出现的参数值可以根据需要被简单地添加到AAP 36。
这里，用于流3的休眠定时器值DTV3是长的，因此优先于分别来自流1和流2的DTV1和DTV2的中和短值。类似地，用于流3的分组等待时间参数值PLV3是低的，因此优先于分别来自流1和流2的PLV1和PLV2的高和中值。这样，控制器/组合器34更新用户的AAP 36，以便用户的休眠定时器期满周期由DTV3值来控制，并且分组等待时间值由PLV3值来控制。当然，用户的AAP 36潜在地包含许多其他从有效流集合32的各种有效流中获取的资源控制参数值。
通常，随后控制器/组合器34的示范性的操作包括选择“最好的”或者最受限制的参数值，用作在用于用户的AAP 36的每个用户的有效流集合32中的两个或更多流之间公共的参数值。AAP 36中的信息随后作为用于在网络10中工作的各种资源管理器24执行的资源控制操作的基础。
根据在流类型简档22中定义的单个简档，网络10可以允许网络操作者作为正在进行的网络管理操作的一部分来定义和/或更新流类型简档信息。默认流类型简档信息也可以由网络10来存储，用作对应于最频繁使用的应用的公共的流类型简档。这样的默认信息可以最初由网络10来加载，然后由网络操作者加以改进。流类型简档22还可以利用离线参数输入来获得或者调整，该离线参数输入是基于用于通过网络10的各种类型业务的分组流的脱机分析随着时间的过去而推导的。
注意，在一个示范性的实施例中，默认简档可以在流类型简档22中被定义，其中默认简档包括“任何匹配”的过滤器，以便基本上所有类型的分组数据与它的一般的过滤器定义相匹配。以这样的方式，当给定的用户分组数据不与任意一个特别定义的流简档过滤器相匹配时，默认简档能够利用网络10使用的资源控制参数值来进行配置。这样，其数据不与任意一个特别定义的流简档相匹配的移动站的AAP 36将具有它的AAP 36，其中填充有来自流类型简档22中的“任何匹配”默认流简档的默认资源控制参数值。当然，默认资源控制参数值可以被初始化，并且用于没有使用“任何匹配”的简档的移动站。
图4是一个与图2的功能部件有关的示范性的流程逻辑的图。对于第i个用户，处理从接收与用户有关的数据分组(步骤100)开始。如前所述，数据分组可以来源于PDN 14或者被指定输送到PDN 14。分组匹配函数30确定该分组是否与流类型简档22中定义的任意一个过滤器相匹配(步骤102)。如果该分组匹配一个定义的流类型，则用户的有效流集合32被更新(步骤104)。
如果分组表示用于该用户的新的流类型，也就是说，如果那个分组类型的流在用户的有效流集合32中不是早已有效的，那么有效流集合32被更新以包括该新流。换句话说，对于该用户，该新流被“激活”，以便用户的有效流集合32包括该新流，以及它关联的有效定时器和资源控制参数。如果该分组匹配当前有效的流，则更新用户的有效流集合32可以简单地包括通过重置该流的有效定时器来重新激活该流。
在一个示范性的实施例中，随后有效定时器提供在用户的有效流集合32内管理有效流的基础。当分组匹配定义的流类型时，该流在用户的有效流集合32中被重新激活，或者通过重置流的有效定时器被重新激活。当有效流的有效定时器期满时，从用户的有效流集合32中去除该流。这样，有效定时器的使用允许流被添加到有效流集合32以及从有效流集合32中被删除。
用于在流类型简档22中定义的每个流的有效定时器具有期满周期，其通常与有关该流类型的分组的期望行为相匹配。例如，给定的流类型可以相应于一个或多个以显著的间歇性为特征的通信应用。万维网浏览例示了这样一个应用，其中致力于外维网浏览的用户下载一个页面，并且在点击另一个页面链接以前细读它的内容一段时间。同样地，相应于万维网浏览的流类型的有效定时器期满周期应该足够长以解决合理的浏览延迟。也就是说，一旦用于给定用户的与万维网浏览有关的流在用户的有效流集合32中被激活，则它不应该被过早地撤销。
通常，随后有效流集合32可以基于分配定时器期满周期到相应于流的期望行为的集合中的每个有效流来对每个用户维持。当流被激活时，它的相应的有效定时器启动，并且同时该流是有效的，另外的匹配分组的接收致使重置该定时器。没有任何这样的重置，在它的定义的期满周期结束时，该定时器期满，并且流被撤销，即从用户的有效流集合32中被去除。
作为使用有效定时器的替代，或者也许增加它们的功能，网络10可以基于流类型匹配操作激活以及撤消用户有效流集合32中的流。例如，某些流可能已经定义了流的末端或者流终止数据分组，其能够由网络10识别并且用于撤消用于该受影响用户的相应流。分组匹配还可在下述意义上被使用：某些类型的分组流相对于其他的类型是专用的。因此，第i个用户的有效流集合32可以基于认识到一个流类型的激活意味着另一个流类型的撤销来关于集合内有效流的激活和撤销进行管理。
无论如何，增加(激活)或者去除(撤消)一个流潜在地改变了一个或多个资源控制参数的期望控制值，从而控制器/组合器34监视这样的活动以确定什么时候流被激活和撤消(步骤106)。如果这样的动作出现，则控制器/组合器34产生一个新的AAP 36，或者更一般地说，更新当前AAP 36中的信息，以反映与激活或者撤销有关的任何参数变化。如果有的话，这样的变化可以随后被传递到各种网络资源管理器24(步骤110)，并且通过例如返回到步骤100来继续用于该用户的分组匹配处理。
本领域的术人员将认识到，上述示范性的处理通常对于多个由网络10支持的用户同时执行，并且典型地仅仅包括网络10执行的整个通信处理的一部分。此外，上述处理可以在一个或多个在网络10内工作的实体上被分配，并且同样地，可以以在RAN 16、PCN 18上或以其某一组合被运送。
至于分组匹配的细节，网络10可以采用一个或多个示范性的方法。在一个示范性的实施例中，网络10将有关给定的用户的分组与流类型简档22中定义的过滤器相匹配，以确定单个分组是否与流类型简档22中定义的任意一个分组数据过滤器相匹配。注意，给定的数据分组可能与不止一个的数据分组相匹配，即一个数据分组可以与流类型简档22中的两个或更多个简档相匹配，并且由此激活若干个流。在一个示范性的实施例中，通过查看TCP/IP协议中诸如IP、UDP、TCP和RTP之类的各种标题字段来建立匹配过滤器。如果引入的分组的特定标题字段与由过滤器指定的值相匹配，则存在一个匹配，并且相应的流被认为是有效的。有效的过滤器的例子包括但是不局限于以下的定义：
TCP端口号＝110(电子邮件协议POP3)
UDP端口号＝25(电子邮件协议SMTP)
TCP端口号＝80并且IP目的地址(上行链路)＝135.23.34.45(与服务器135.23.34.45的HTTP通信)
UDP端口号＝554并且DSCP＝xx(RTSP-用于流的协议，IP标题的DiffServCode点设置为xx)
因特网号码分配管理局(IANA)在它的网址iana.org/assigments/port-numbers保存了详尽的端口号分配信息。
在有些情况下，网络10可以使用组合过滤器来检测与某些类型的应用有关的活动。例如，电子邮件应用通常包括若干协议的使用。因此，与电子邮件应用有关的分组数据业务可以匹配几个定义的过滤器。网络10可以基于一个或多个过滤器定义的简单匹配来建立它的用于该分组数据的资源管理，而不必试图确定正在被使用的特定的应用。例如，与给定的过滤器匹配有关的流可以为资源管理提供足够的基础，或者网络10可以将由给定的分组数据业务激活的流的特定的集合或者模式识别为相应于一个特定的应用。从那个估计中，网络10可以作出有关资源管理的更详细的决定。
图5说明用于网络10的示范性的网络实体细节，其中这样的实体提供用于本发明实现的环境。这里，网络10的RAN部分包括一个或多个基站控制器(BSC)40，每个具有一个或多个关联的基站(BS)42，即42-1、42-2等等。在一些网络体系结构中，BS 42被称作无线电基站(RBS)或者基站收发信机系统(BTS)，而其他的体系结构使用不同的术语。无论如何，BS 42提供支持与MS 12无线通信的无线电资源。也就是说，每个BS 42典型地包括无线电收发信机资源，例如基带处理器、调制器和功率放大器，用于发射通信业务和控制信令到MS 12，并且进一步包括接收机、解调器和基带处理器，用于从MS 12接收通信业务和控制信令。当然，在BS 42中实施的无线电资源的详细细节和体系结构取决于具体的网络类型。
按顺序，网络10的PCN部分包括分组数据业务节点(PDSN)50、本地代理(HA)52和认证、授权和计费(AAA)服务器54。正如所示出的PCN 18采用与某些基于CDMA的网络共用的术语，所述基于CDMA的网络例如是基于cdma2000标准的那些网络。其他的术语可能用来描述在其他网络体系结构中的相同的或者类似的功能组织。例如，在通用分组无线电服务(GPRS)网络中，PCN 18可以包括服务GPRS支持节点(SGSN)，其提供RAN 16和网关GPRS支持节点(GGSN)之间的分组数据连接，所述网关GPRS支持节点用作向诸如PDN 14之类外部的网络提供全球移动服务(GSM)通信连接的网关路由器。
无论如何，当给定的用户即给定的MS 12与网络10建立数据连接时，网络10分配包括选择无线电资源的所选择的资源以支持数据连接。例如，网络10可以在一个或多个BS 42中分配特定的无线电收发信机资源，用于支持用户的数据连接。当然，在网络10内各种实体处的其他的资源被分配以支持数据连接，例如逻辑路由资源，其用于将用户的通信业务路由到网络10并且离开网络10。一旦用户获得这样的资源分配，网络效率和为最大可能数量用户服务的总能力取决于这样的资源的有效控制和及时释放，以便释放的资源变得可用于重新分配。
图6说明基于流类型的资源控制的示范性的实现，其中PDSN 50执行支持这样的操作的功能的至少一部分。这里，PDSN 50执行用于多个网络用户例如MS 12-1到12-N的用户的简档处理20。简档处理20-i被说明用于第i个用户。如前所述，简档处理20-i包括分组匹配函数30和与用户的有效流集合32有关的有效定时器，在这里该定时器作为一组有效定时器(AT)62被示出，分别表示为AT1、AT2等等。在用户有效流集合32中运行的AT 62的数量取决于对该用户有效的流的数量。控制器64用作控制器/组合器34，并且可以支持多个用户的简档操作，以及支持在PDSN 50处的其他通信功能。
BSC 40还包括控制器70，其实际上可以包括一个或多个处理系统，执行支持BSC操作的处理指令。在一个示范性的实施例中，PDSN 50将每个用户的AAP 36或者在其中的关联参数传送到用于RAN资源控制的BSC 40。从而，一个或多个资源管理器24通常存在于RAN 16中，并且功能可以在BSC控制器70中被执行。同样地，每当AAP 36被更新，PDSN 50中的控制器64将用于给定用户的AAP 36传递到BSC 40中的控制器70，或者传递表示相关的AAP变化的指示符标志。可替代地或者除了这样的基于改变的传送，BSC 40还可以执行用于它支持的各种用户的AAP细节的预定轮询或者读取。
无论如何，在示范性的实施例中，控制器70基于由PDSN 50执行的流类型匹配操作来保存用于每个用户的相关的存储资源控制参数72。控制器70进一步保存用于每个用户的休眠定时器(DT)74以定时用户不活动的时间，目的是在给定的用户的数据连接变成无效时及时释放资源。通常，控制器70基于与各种用户有关的AAP 36来保存BS 22中的DT 74和收发信机资源80。采用这种方法，用于给定用户的AAP 36可以包括休眠定时器值，所述休眠定时器值是由控制器/组合器34从出现在对应于对于用户有效的不同的流的用户有效流集合32中的休眠定时器值选择的。
实际上，资源释放可以包括几个释放等级。例如，支持诸如前向和反向链路业务信道之类的专用信道的无线电资源可以在第一个无效延迟之后被释放，而分配用于在网络10内运输用户业务的所选择的网络路由资源可以在第二个无效延迟之后被释放。以这样的方式，稀缺资源，例如有限的无线电资源可以最早被释放。当然，对于分级资源释放存在其他的理由。例如，对于一个给定用户的某些较高等级的通信业务路由连接，例如RAN 16和PCN 18之间的连接，或者PCN 18内的连接甚至是在基础的无线电资源释放之后可以被保存一段时间以最小化网络信令，如果用户在通信中期望恢复的话。这个的例子是在收发信机资源80对于给定的MS 12被释放之后，保存PDSN 50和该MS 12之间点到点协议(PPP)连接一段时间。
在示范性的休眠定时中，用于给定的用户的DT 74基于用户的AAP 36被保存。例如，假定用户在他的或者她的流集合32中具有三个有效流，每个具有不同的休眠定时器值。控制器64检查用户的有效流集合32，以确定出现在其中的最大休眠定时器值，并且将该值传递到BSC 40，或者另外发送应该用于用户的DT 74的休眠定时器值的指示。响应于这样的通信，控制器70设置用户的DT 74。
通常，随后每个用户的DT 74基于出现于用户的有效流集合32中的期满周期(休眠定时器值)中最大的一个被设置，同时那个流集合基于分组匹配函数30正在进行的分组匹配根据需要进行更新。以这样的方式，用于每个用户的休眠定时基于认识到对于那个用户有效的流类型而改变。同样地，电子邮件用户、万维网浏览用户、瞬时消息传送用户及其他用户可以都相对于休眠定时资源释放而被不同地对待。
图7说明用于休眠定时的示范性的逻辑流程。对于给定的用户采用网络10初始化用户的DT 74为缺省值(步骤120)来开始处理。网络10接收用于该用户的分组数据(步骤122)，并且正如以上所公开的那样执行分组匹配(步骤124)。如果分组数据不匹配任何定义的流类型并且默认定时器信息在BSC 40中不是已经可用的，则PDSN 50能够传送一个用于休眠定时的默认期满周期，或者仅仅传送表示BSC 40对于用户的DT 74应该使用默认期满周期的标志(步骤126)。
如果给定的分组数据匹配定义的一个或者多个过滤器，则网络10认为与那些过滤器相应的一个或者多个流是有效的，因此激活用户有效流集合32中的那些流，由此激活与那些流有关的有效定时器AT 62(步骤128)。用户有效流集合32中的新流的激活或者现有流的撤销通常添加或者去除一个休眠定时器值到保存在有效流集合32中的流参数。例如，激活一个流通常添加流类型简档22中定义的休眠定时器值到有效流集合32中的参数表。从而，控制器/组合器34通常响应于更新而检查有效流集合32中的休眠定时器值，并确定用户AAP 36中的休眠定时器值是否应该被更新。更新的休眠定时器值可以根据需要随后被从PDSN 50传送到BSC 40，或者相应的标志可以被传递到BSC 40(步骤130)。
图8A说明BSC 40的示范性的休眠定时逻辑。假定对于给定的用户的初始的或者正在进行的通信，BSC 40从PDSN 50基于用户的AAP 36接收更新的休眠定时器信息(步骤140)。如果这样的信息被接收，则BSC 40更新用户的DT 74(步骤142)。正所述，如果没有这样的信息被接收，则用户的分组数据不与任何定义的流相匹配，并且BSC 40能够简单地使用用于该用户的默认休眠定时。
图8B说明与给定用户的休眠定时有关的示范性的资源管理。处理从网络10确定任何新的分组数据是否已经被接收用于用户(步骤150)开始。如果分组数据被接收，则BSC 40重置用户的DT 74，以便期满超时重新开始(步骤152)。如果在DT的期满周期内没有分组数据被接收，则DT 74期满。如果DT74期满(步骤154)，则网络10释放一个或多个分配给用户的资源，例如无线电资源(步骤156)。如果DT 74没有期满，则处理继续。
在一个示范性的实施例中，每个用户的DT 74可以基于在用户的有效流集合32中有效的有效定时器AT 62的值被设置。采用这个方法，从在该用户的有效流集合32中运行的有效定时器中最长的期满周期可用于更新或者设置用户的DT 74。不是简单地利用最长的所定义的有效定时器期满周期，用户的DT74而是可以基于最长未满期的有效定时器值被设置。以这样的方式利用有效定时器期满周期设置每个用户的DT 74的期满周期能够避免对在流类型简档22定义的流中定义单独的休眠定时器期满值的需要。
更详细地，用于基于上述方法管理用于第i个用户的DT 74的示范性的方案可以包括以下逻辑：
——如果没有分组类型匹配，或者如果过滤还没有开始用于该用户，则设置DT 74的值为默认期满周期；并且
——一接收到匹配相应的定义的流类型的分组数据，则重置/开始用户有效流集合32中相应的有效定时器ATx的期满周期；并且
——设置用于该用户的DT 74为具有最长期满周期的有效的有效定时器的期满周期(或者实际值)，该定时器充当“控制有效定时器”；并且
——当控制有效定时器期满时，确定任何其他的有效定时器是否有效，并且如果有效的话，则选出新的控制有效定时器并相应地设置用户的DT 74；并且
——当用于该用户的所有有效定时器期满时，允许DT 74相应地期满并开始资源释放。
当然，本领域的技术人员将认识到，上述逻辑表示许多方法的其中之一，并且有效流集合32和AAP 36的使用使得各种方法能够关于有效定时进行资源管理和具有真正的灵活性。
图9说明在网络10将给定的MS 12从无效转换为有效的情况中的移动终止的分组业务的环境中的休眠定时的示范性的使用。调用流处理包括这些步骤：
(a)IP分组被用于MS 12的PCN 18接收。PCN 18在该分组上执行过滤器匹配，并且确定该分组是否与任何定义的流有关。如果有关的话，则网络10基于由匹配流定义的休眠定时器值开始休眠定时。
(b)如果用于该匹配流的休眠定时器的值高于先前与PCN 18和RAN 16之间的无线电分组会话有关的值，则从PCN 18向RAN 16发送一个更新以相应地更新DT 74。对于初始化，这样的更新可以包括PCN 18，其向BSC 40提供非默认休眠定时器值，用作基于匹配流的DT 74的期满周期。在IS-2000无线网络中，例如这样更新的期满周期信息可以借助于从PDSN 50到BSC 40的A11信令消息而被设置。
(c)一个或者多个IP分组被发送到BSC 40。
(d)一个或者多个与用户有关的业务信道被用于传送分组数据到用户的MS 12。
图10说明示范性的从休眠到有效状态的移动启动转换。示范性的调用流处理包括这些步骤：
(a)给定的MS 12向网络10发送始发消息，并且网络10分配一个或者多个业务信道给MS 12。
(b)PCN 18和RAN 16之间的标准消息交换激活分组和网络10的无线电部分之间的R-P链接。例如，标准互操作性标准(IOS)A11消息可以被发送以建立链接。
(c)MS 12的IP分组数据被从BSC40发送到PCN 18。
(d)PCN 18随后路由分组数据到PDN 14上(例如因特网或者其他的网络目的地)。
(e)A11消息被从PCN 18发送到RAN 16，以基于呼出业务匹配的流来更新RAN 16中有效的休眠定时器期满周期。
从而，借助于基于PCN分组类型匹配的休眠定时控制可以被用于呼入(移动终止)业务以及呼出(移动开始)业务。示范性的流类型简档信息可以包括以下过滤器(fx)和相应的休眠定时器期满周期(tx)：
过滤器fl被配置以识别瞬时消息传送、位置应用等等，并且t1＝4秒；
过滤器f2被配置以识别通用万维网会话，并且t2＝40秒；
过滤器fd被配置成一个默认的“任何匹配”过滤器，并且td＝20秒。
上述环境中，流类型简档22中的每个定义的流具有关联的有效定时器值和休眠定时器值。当分组匹配函数30识别一个或多个与给定的用户有关的分组作为定义的流的匹配分组时，该流被添加到用户的有效流集合32。添加该流到有效流集合32启动有效定时器，例如AT 62的其中之一，它的期满周期在关联有效定时器值上来设置，并且还添加包括关联休眠定时器值的匹配流的参数到有效流集合32中包含的参数表。
每个AT 62通常具有两个状态：有效和无效。在有分组数据活动匹配定义的过滤器的情况下，相应的有效定时器是有效的，意味着该匹配分组数据在最后tx秒内被接收(其中tx表示匹配的有效定时器的期满周期)。如果没有用于过滤器fx的匹配分组数据在相应的tx期满周期内被接收，则用于该过滤器的有效定时器期满。
除了示范性的休眠定时控制，网络10可以基于用户业务类型产生许多其他的资源控制决定。从而，RAN 16能够基于每个用户的AAP信息最优化或者另外调整它的内部的算法和/或其他的资源控制操作。也就是说，如果RAN 16具有对给定用户当前使用的应用特性的认识，则它能够在资源利用和应用性能的最终用户感觉之间达到期望的平衡。提供在RAN 16处资源控制的基础的项目包括但是不局限于以下的详述：
——如果有的话，分配最大比特速率到任意一个用户的当前应用的益处，因为这样的知识可用于更好地确定什么时候触发补充信道的建立或者配置更高数据速率信道；
——释放所选择的资源以前应该被观察到的延迟，该选择的资源支持已经变成无效的数据连接；
——应用的延迟灵敏度，其可以表示为输入到用户调度算法等的值；
——由一个应用所需的比特速率；以及
——分组数据业务的相对突发，该指示可以用于各种资源控制的目的。
从而，RAN 16可以保存各种控制和配置设置，其基于每个用户的AAP 36被有选择地激活或者使用。
正如上述逻辑中所建议的，PDSN 50可以对于给定的用户传送用户的AAP36到BSC 40，或者可以传送关联标志或者其他的指示符，以便BSC 40能够确定有关的AAP信息。所述后面的方法可以减少PCN 18和RAN 16之间数据传递的数量。不管AAP信息在网络10内被怎样管理，流类型简档22中定义的各种资源控制参数能够基于前面说明的离线参数输入28的使用或者被其提高。图11说明离线参数推导的示范性的实施例。
离线处理系统(业务分析器)28被可通信耦合到PDSN 50，或者另外耦合到PCN 18。随着时间的过去，业务分析器28能够基于观察的业务特性的统计分析来研究出用于各种类型的分组数据业务的最佳化的资源控制设置，例如最佳的休眠定时。这样的最佳化参数值可以随后被存为离线参数输入，并且可用于直接装入网络10和/或可用于网络操作者配置操作者/默认参数输入26。
采用离线处理，网络10能够推导出详细的用于观察的分组数据流的流简档，然后基于观察更新资源管理、配置和控制信息。同样地，业务分析器28可以不时地反馈流专用的资源管理设置，供管理有效分组数据业务之用。采用这样的操作，网络10响应于从业务分析器28接收的更新设置来更新资源管理设置。在这个意义上讲，网络10能够基于随着时间发展的流简档信息积极地管理它的资源，以便资源管理逐渐地变为更加最佳化。
不管离线参数推导是否被使用，本发明允许基于识别用于每个用户的通过网络的通信业务的分组类型来进行通信资源的动态管理，例如专用物理无线电资源。通常，资源管理器24可以在包括网络10的一个、两个或者可能许多不同的实体中被执行。在各种实体涉及通信资源管理的情况下，这样的实体可以共同处理包括在各种用户的AAP 36中的所选择的控制信息。从而，BSC 40、BS 42和PDSN 50可以各自作为一个资源管理器24进行工作，各自根据需要处理AAP 36以实施用于各种用户的正在进行的通信资源管理。
不管具体的实现细节，本发明允许以平衡网络效率和用户感到的网络性能的利用目的的方式来进行分配给每个用户的通信资源的动态管理。以这样的方式最佳化资源控制基于识别与每个用户的通信业务有关的分组类型然后在识别的分组类型上建立资源控制而被启动。也就是说，用于每个用户的资源控制补充用户的业务类型。同样地，本发明不受上述示范性的细节限制，而是仅仅由以下权利要求书以及其合理的等价物来限制。

Claims (54)

1.一种管理无线通信网络中的通信资源的方法，该方法包括：
维护移动站的参数集合，所述参数集合包括一个或多个由网络使用的资源控制参数，以管理在该网络中选择的通信资源；
识别由用于该移动站的该网络运送的分组数据的类型；并且
基于识别的分组数据类型来设置参数集合中的一个或多个资源控制参数的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中识别由用于该移动站的网络运送的分组数据的类型包括将与移动站有关的数据分组与一个或多个流类型简档相匹配。
3.根据权利要求2所述的方法，其中每个流类型简档包括分组匹配过滤器，并且将与移动站有关的数据分组与一个或多个流类型简档相匹配包括将数据分组中的信息与分组匹配过滤器进行比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中每个流类型简档进一步包括一个或多个参数值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中一个或多个参数值包括有效定时器值，以定时用于匹配流类型简档的分组流的有效期满。
6.根据权利要求4所述的方法，其中一个或多个参数值包括休眠定时器值，以定时用于匹配流类型简档的分组流的移动站休眠。
7.根据权利要求4所述的方法，进一步包括基于匹配用于移动站的分组数据到流类型简档来维护用于移动站的有效流集合。
8.根据权利要求7所述的方法，其中维护用于移动站的有效流集合包括响应于与在流类型简档的其中之一中的分组匹配过滤器相匹配的数据分组而将一个流添加到有效流集合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中添加一个流到有效流集合包括将来自匹配的流类型简档的一个或多个参数值添加到有效流集合。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括基于从有效流集合中选择参数值来设置用于移动站的参数集合中的一个或多个资源控制参数的值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中有效流集合包括用于在有效流集合包含多个流时控制给定资源控制参数的复制参数值，并且进一步包括选择复制参数值的其中一个用作给定资源控制参数的控制参数值。
12.根据权利要求7所述的方法，其中有效流集合中的每个流具有关联有效定时器，并且进一步包括响应于关联有效定时器的期满而从有效流集合去除一个流。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括基于相应于该流的流类型简档中的有效定时器值来设置与有效流集合中的流有关的有效定时器的期满周期。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括响应于将数据分组与相应的流类型简档中的分组匹配过滤器相匹配而重置用于该流的有效定时器。
15.根据权利要求8所述的方法，其中维护有效流集合进一步包括基于接收用于该流的流末端的分组而从有效流集合去除一个流。
16.根据权利要求8所述的方法，其中维护有效流集合进一步包括基于一个表示该流终止的分组而从有效流集合去除一个流。
17.根据权利要求7所述的方法，其中每个流类型简档包括一个或多个参数值，并且其中有效流集合中的每个流包括来自相应流类型简档的参数值。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括产生用于该移动站的应用有效简档，作为来源于有效流集合中的流的参数值的组合参数集合。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括基于应用有效简档来控制一个或多个与移动站有关的网络通信资源。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
产生用于多个移动站的应用有效简档；并且
基于用于移动站的应用有效简档来控制用于每个移动站的一个或多个网络通信资源。
21.根据权利要求1所述的方法，其中设置参数集合中的一个或多个资源控制参数的值包括设置用于移动站的休眠定时器。
22.根据权利要求1所述的方法，其中设置参数集合中的一个或多个资源控制参数的值包括设置用于移动站的无线电信道分配信息。
23.根据权利要求22所述的方法，其中设置无线电信道信息包括设置一个标志以触发用于移动站的附加的无线电信道分配。
24.根据权利要求1所述的方法，其中设置参数集合中的一个或多个资源控制参数的值包括一个或多个服务质量参数。
25.一种控制无线通信网络中的无线通信资源的方法，该方法包括：
定义一个或多个流类型简档，每个流类型简档包括一个或多个参数值，供网络管理选择的通信资源使用；
通过确定由用于移动站的网络运送的分组数据是否与一个或多个流类型简档相匹配来产生用于多个移动站的每一个的应用有效简档；并且
至少部分地基于有效简档来管理选择的通信资源。
26.根据权利要求25所述的方法，其中产生用于多个移动站的每一个的应用有效简档包括导出控制参数的组合集合，其具有从匹配的流类型简档中的参数值中选择出来的参数值。
27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括维护用于每一个移动站的相应于与移动站有关的分组数据匹配的流类型简档的有效流集合，其中有效流集合包括匹配流类型简档的参数值。
28.根据权利要求27所述的方法，其中用于控制参数的组合集合的参数值是从有效流集合中的参数值中选出来的。
29.根据权利要求27所述的方法，其中维护用于每一个移动站的有效流集合包括响应于接收相应于新匹配的流类型简档的数据分组而添加一个流到有效流集合，并且其中添加一个流包括添加来自新匹配的流类型简档的参数值到有效流集合。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括响应于接收与相应的流类型简档匹配的数据分组来保持已经在有效流集合中的流，并且其中保持有效流集合中的流包括保持用于有效流集合中的匹配流类型简档的参数值。
31.根据权利要求27所述的方法，其中维护用于每一个移动站的有效流集合包括响应于与该流有关的有效定时器的期满而从有效流集合中去除一个流，并且其中从有效流集合中去除一个流包括去除与相应的流类型简档有关的参数值。
32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括响应于接收匹配相应流类型简档的数据分组而重置有效流集合中的流的有效定时器。
33.根据权利要求27所述的方法，其中维护用于每一个移动站的有效流集合包括响应于接收指示流期满的数据分组而从有效流集合中去除一个流。
34.根据权利要求25所述的方法，其中确定由用于移动站的网络运送的分组数据是否与一个或多个流类型简档相匹配包括将一个或多个数据分组中的标题信息与定义的分组过滤器进行比较。
35.根据权利要求34所述的方法，进一步包括将一个或多个定义的分组过滤器与每一个流类型简档关联。
36.根据权利要求35所述的方法，其中标题信息包括分配的端口号和协议信息中的至少一个。
37.根据权利要求25所述的方法，其中至少部分地基于应用有效简档来管理选择的通信资源包括利用应用有效简档中的资源控制参数值来控制相应的网络通信资源。
38.根据权利要求25所述的方法，其中至少部分地基于应用有效简档来管理选择的通信资源包括基于相应的应用有效简档中的一个或多个参数值控制用于每一个移动站的一个或多个服务质量设置。
39.根据权利要求25所述的方法，其中至少部分地基于应用有效简档来管理选择的通信资源包含基于相应的应用有效简档中的一个或多个参数值控制用于每一个移动站的无线电收发信机资源。
40.根据权利要求25所述的方法，其中至少部分地基于应用有效简档来管理选择的通信资源包括基于相应的应用有效简档中的一个或多个参数值控制用于每一个移动站的无线电信道分配。
41.根据权利要求25所述的方法，其中至少部分地基于应用有效简档来管理选择的通信资源包括基于相应的应用有效简档中的一个或多个参数值来控制用于每一个移动站的休眠定时器期满。
42.一种无线通信网络包括：
简档处理，基于与移动站有关的分组数据业务的类型产生来用于多个移动站的每一个的应用有效简档；以及
一个或多个资源管理器，以控制所选择的由无线通信网络使用的通信资源，以便路由该分组数据业务，其中所述一个或多个资源管理器使用应用有效简档来控制选择的通信资源。
43.根据权利要求42所述的网络，其中路由用于多个移动站的分组数据业务包括无线发送分组数据到移动站和从移动站无线接收分组数据。
44.根据权利要求42所述的网络，其中该网络包括无线电接入网络(RAN)和分组核心网络(PCN)，以及其中一个或多个资源管理器存在于RAN和PCN的至少一个中。
45.根据权利要求44所述的网络，其中PCN包括分组数据路由器，其在RAN和一个或多个外部的网络之间路由分组数据。
46.根据权利要求45所述的网络，其中分组数据路由器执行简档处理。
47.根据权利要求45所述的网络，其中分组数据路由器是一个分组数据业务节点(PDSN)。
48.根据权利要求44所述的网络，其中RAN包括基站控制器(BSC)以及一个或多个关联的无线电基站(RBS)，并且其中一个或多个资源管理器包括BSC中的资源控制器。
49.根据权利要求48所述的网络，其中BSC中的资源控制器至少部分地基于有效简档来控制RBS中的无线电资源。
50.根据权利要求42所述的网络，进一步包括一个或多个流类型简档，其中每一个流类型简档包括一个定义的分组匹配过滤器以及一个或多个供控制选择的通信资源使用的参数值。
51.根据权利要求50所述的网络，其中每一个简档处理通过使用来自流类型简档的分组匹配过滤器来识别与相应的移动站有关的分组数据业务的类型。
52.根据权利要求51所述的网络，进一步包括分组匹配函数，每一个基于将用于移动站的网络运送的数据分组与分组匹配过滤器相匹配来识别与相应的移动站有关的分组数据业务的类型。
53.根据权利要求52所述的网络，进一步包括用于每一个移动站的有效流集合，其中有效流集合包括用于每一个匹配流类型简档的有效流，以及其中每一个有效流包括来自相应的匹配流类型简档的参数值。
54.根据权利要求53所述的网络，进一步包括控制器/组合器，以基于处理相应于移动站的有效流集合中的有效流来产生用于每一个移动站的应用有效简档。
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