專利名稱:根據(jù)用戶傳輸歷史優(yōu)化資源分配的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地講是涉及無線通信系統(tǒng)中的通信資源分配。
當(dāng)用戶單元在一個系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域內(nèi)移動時，在不同的服務(wù)器站點上建立不同的負載條件。為了容納用戶單元，在各個服務(wù)器站點上的諸如頻率和時隙的通信資源必須能滿足需要。當(dāng)一個用戶單元請求不可用的資源時，結(jié)果可以包含無法建立通信會話，甚至包含失去現(xiàn)有的通信鏈路。優(yōu)化通信資源分配的問題在多站點系統(tǒng)中是普遍存在的。
為此，根據(jù)本發(fā)明提出一個在無線通信系統(tǒng)中優(yōu)化通信資源分配的方法，其中包括的步驟有使用用戶單元提供的信息獲得用戶單元的一個預(yù)測未來位置；直接從用戶單元接收操作權(quán)能信息，其中包括多個工作頻段和/或多個工作協(xié)議；為用戶單元到達預(yù)測未來位置作準備，至少部分根據(jù)接收的工作權(quán)能信息重新分配隸屬于為預(yù)測未來位置提供服務(wù)的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源；綜合預(yù)測未來位置和工作權(quán)能信息，通過預(yù)計用戶單元在預(yù)測未來位置上的期望資源需求來分配通信資源。
圖2是一個基于本發(fā)明的用戶單元的模塊圖。
圖3是一個基于本發(fā)明的覆蓋區(qū)域的圖示，其中服務(wù)器站點在一個地圖上產(chǎn)生重疊。
圖4示出了一個基于本發(fā)明的，當(dāng)其在圖3的覆蓋區(qū)域內(nèi)移動時在不同位置上出現(xiàn)的用戶單元。
圖5是一個關(guān)于基于本發(fā)明的，被系統(tǒng)用來分配通信資源的過程的流程圖。
圖6是一個關(guān)于基于本發(fā)明的，被系統(tǒng)用來向用戶單元提供切換站點信息的過程的流程圖。
本發(fā)明使用用戶單元提供的信息對在無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備上的通信資源分配提供了優(yōu)化。在最優(yōu)實施例中，系統(tǒng)使用用戶單元提供的位置信息得到一個用戶單元的預(yù)測未來位置。系統(tǒng)通過預(yù)計用戶單元在預(yù)測未來位置上的期望資源需求來分配通信資源。在本發(fā)明的另一個方面，系統(tǒng)使用無線權(quán)能(capability)信息和用戶單元的環(huán)境信息預(yù)測潛在切換站點的負載狀況，并且根據(jù)預(yù)測的負載狀況為用戶單元分配其中的一個潛在切換站點。

圖1示出了一個根據(jù)本發(fā)明進行操作的無線通信網(wǎng)絡(luò)100的模塊圖。在最優(yōu)實施例中，通信網(wǎng)絡(luò)100提供一個也被稱作“系統(tǒng)”的無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備110，該設(shè)備支持電話，電報，數(shù)據(jù)和其它通過一個無線網(wǎng)絡(luò)提供的通信服務(wù)?；A(chǔ)設(shè)備110支持一個具體的覆蓋區(qū)域，并且用戶單元120當(dāng)位于這個具體的覆蓋區(qū)域之中時與基礎(chǔ)設(shè)備110接口。各個用戶單元120均包含一個接收當(dāng)前位置信息的接收器124，和一個與基礎(chǔ)設(shè)備110進行通信的收發(fā)器122。用戶單元120是移動式的，并且在覆蓋區(qū)域內(nèi)穿行，因而改變其地理位置。下面提供關(guān)于用戶單元120更為詳細的描述。
基礎(chǔ)設(shè)備110包含幾個被連接到一個系統(tǒng)控制器113的基站或服務(wù)器站點117?；?17包括一個通過無線射頻鏈路與用戶單元120通信的無線收發(fā)器。通常情況下，組織基站117以支持多個信道，這些信道可以包括不同的頻率，或在一或多個頻率上的不同時隙。通常，信道包含一個在用戶單元120和系統(tǒng)控制器113之間傳送控制信息的控制信道，和支持普通通信服務(wù)的語音和/或數(shù)據(jù)信道。
基站117通過有線或無線鏈路被連接到系統(tǒng)控制器113。系統(tǒng)控制器113針對無線通信系統(tǒng)110完成管理功能，其中包含資源分配，通信信號路由，基站協(xié)調(diào)，訪問控制等等?；A(chǔ)設(shè)備110還包含一個數(shù)據(jù)庫114，該數(shù)據(jù)庫包含系統(tǒng)控制器113管理系統(tǒng)內(nèi)的通信所需的關(guān)鍵信息。這樣的信息通常包含用戶單元標識，通話組群結(jié)構(gòu)，訪問控制信息和其它管理信息。
根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)庫114還包含各種支持通信資源分配的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)庫114包含被用來確定系統(tǒng)負載狀況的系統(tǒng)使用信息142。覆蓋圖數(shù)據(jù)143提供了關(guān)于服務(wù)器站點地理位置和那些服務(wù)器站點的權(quán)能的信息。地圖數(shù)據(jù)144提供了系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的地形信息，其中包含街道，公路和其它可以被用戶單元穿越的通路的位置。位置歷史數(shù)據(jù)145包括由具體用戶單元報告的位置信息歷史。一個無線權(quán)能數(shù)據(jù)部分146存儲由一個用戶單元報告或根據(jù)其它資源導(dǎo)出的無線權(quán)能信息。
圖2示出了基于本發(fā)明的用戶單元120的模塊圖。用戶單元120最好是一個能夠使用已知原理進行接收和發(fā)送操作的雙向移動或便攜無線單元?？刂破?60使用來自一個電連接的存儲器部分280的指令和數(shù)據(jù)控制用戶單元120的整體操作。控制器260被電連接到一個接收器242和一個發(fā)送器244，上述接收器和發(fā)送器均通過一個天線開關(guān)245被連接到一個天線250。對于接收操作，通信信號被天線250接收并且被接收器242選擇處理。類似地，對于發(fā)送操作，通信信號被發(fā)送器244處理并且通過天線250發(fā)射出去。發(fā)送器244和接收器242在控制器260的控制下進行操作。用戶單元還包含一個諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器的定位系統(tǒng)接收器290和一個相關(guān)的天線295。定位系統(tǒng)接收器290能夠以本領(lǐng)域中已知的方式接收當(dāng)前的位置信息。定位系統(tǒng)接收器290在控制器260的控制下進行操作。
根據(jù)本發(fā)明，用戶單元120提供通過定位系統(tǒng)接收器290接收的當(dāng)前位置信息。用戶單元120還使用存儲器280中存儲的地圖數(shù)據(jù)庫285有選擇地提供路徑信息和/或預(yù)測未來位置信息。
圖3是一個基于本發(fā)明的，由系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施110存儲的覆蓋圖300的圖示。覆蓋圖300提供關(guān)于構(gòu)成系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的基站或服務(wù)器站點位置，及其對應(yīng)的覆蓋區(qū)域的信息。另外，覆蓋圖300包含諸如主要街道和公路的位置的地形信息。相應(yīng)地，覆蓋圖示出了與其對應(yīng)的覆蓋區(qū)域302，304，306，308相關(guān)的服務(wù)器站點312，314，316，318。覆蓋圖還示出了穿過覆蓋區(qū)域的兩個主要公路321，322。
圖4示出了當(dāng)用戶單元401在覆蓋區(qū)域300內(nèi)移動時在不同位置452，454，456上出現(xiàn)的用戶單元401。圖5示出了基于本發(fā)明的，用于在用戶單元和系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備之間進行交互的過程500的流程圖。參照圖4和圖5，在位置452上，用戶單元位于服務(wù)器站點312的覆蓋區(qū)域302內(nèi)。在位置452和454之間，用戶單元發(fā)出并且由系統(tǒng)接收一系列包含當(dāng)前位置信息的傳輸，步驟510。在此期間，系統(tǒng)根據(jù)傳輸系列維護用戶單元的位置歷史，步驟520。系統(tǒng)使用這個位置歷史信息和地圖信息得到用戶單元的一個預(yù)測未來位置，步驟530。
接著系統(tǒng)預(yù)計用戶單元在預(yù)測的未來位置上的期望資源需求，從而分配通信資源，步驟540。在必要的情況下，為用戶單元到達預(yù)測未來位置作準備，系統(tǒng)重新分配隸屬于為包含預(yù)測未來位置的區(qū)域提供服務(wù)的服務(wù)器站點的其它用戶單元所使用的通信資源。
在確定預(yù)測未來位置時，系統(tǒng)得到包含用戶單元的可能路徑的地圖數(shù)據(jù)，并且將位置歷史信息與地圖數(shù)據(jù)相比較以到達預(yù)測未來位置。注意位置歷史信息可以包含時間信息，其中時間信息和當(dāng)前位置信息一起允許計算出用戶單元到達預(yù)測未來位置的時間。這樣，對照圖4，在用戶單元401到達位置454之前，系統(tǒng)能夠預(yù)測出未來的位置456，并且能夠重新分配必要的通信資源以支持位置456上的用戶單元。
圖6示出了描述本發(fā)明另一個方面的過程600的流程圖。作為其正常過程的一部分，系統(tǒng)得到或者由用戶單元提供或者從其它地方得到的無線權(quán)能信息，步驟610。無線權(quán)能信息可以包含工作頻段信息，工作協(xié)議信息，和用戶單元的其它操作權(quán)能。在最優(yōu)實施例中，作為登記過程的一部分，由用戶單元向系統(tǒng)提供這個無線權(quán)能信息。系統(tǒng)還從用戶單元接收或得到關(guān)于用戶單元的用戶環(huán)境信息，其中包含位置信息，接收信號強度指標(RSSI)信息，小區(qū)隸屬信息等等。系統(tǒng)使用無線權(quán)能信息和位置信息預(yù)測潛在切換站點的負載狀況，步驟630。接著系統(tǒng)綜合使用預(yù)測的未來位置，RSSI，和工作權(quán)能信息為用戶單元分配通信資源。在一個實施例中，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)測負載狀況把用戶單元指定給一個潛在的切換站點，步驟640。
現(xiàn)在參照圖4描述一個例子。在位置452上，作為系統(tǒng)登記過程的一部分，用戶單元401尋找一個對應(yīng)于其頻段和協(xié)議權(quán)能的可用控制信道。系統(tǒng)向用戶單元查詢其頻段和協(xié)議權(quán)能，并且為單元指定一個由系統(tǒng)確定的具體協(xié)議和頻段以便提供最好用的通信信道。系統(tǒng)在其數(shù)據(jù)庫中輸入用戶單元的位置和RSSI信息，其中數(shù)據(jù)庫包含來自在覆蓋區(qū)域內(nèi)工作的不同單元的信息。在位置452和454之間，當(dāng)用戶單元401在系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)移動時，系統(tǒng)從用戶單元401接收一系列傳輸。系統(tǒng)在其系統(tǒng)地圖上跟蹤用戶單元的移動并且維護單元的位置歷史以指示移動的當(dāng)前方向。通過使用關(guān)于覆蓋區(qū)域內(nèi)移動路徑，單元的方向和速度的知識，系統(tǒng)預(yù)測出用戶單元會加入的下一個可能站點。
在位置454，用戶單元將要進入服務(wù)器站點314的覆蓋區(qū)域304。但在服務(wù)器站點314上沒有可用的資源。但系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)測出用戶單元會出現(xiàn)在其預(yù)測未來位置，即位置456上，并且還確定當(dāng)用戶單元處于位置456上時在服務(wù)器站點316上會有可用的通信資源。在這個例子中，用戶單元在800MHz和900MHz頻段上有權(quán)能，并且可以使用綜合電報增強網(wǎng)絡(luò)(iDEN∞)和先進移動電話服務(wù)(AMPS)協(xié)議進行操作。在位置454，用戶單元使用iDEN∞協(xié)議在800MHz頻段上工作。在一個第一情況下，在服務(wù)器站點316上沒有可用的800MHz頻段，并且系統(tǒng)指示用戶單元切換到900MHz繼續(xù)通話。在一個第二情況下，在服務(wù)器站點316上沒有可用的iDEN∞協(xié)議信道，但有可用的AMPS協(xié)議信道。在這個第二情況下，系統(tǒng)使另一個在iDEN∞協(xié)議下工作但還有AMPS權(quán)能的用戶單元把服務(wù)切換到AMPS協(xié)議上。因而當(dāng)用戶單元到達位置456時，系統(tǒng)能夠把一個iDEN∞協(xié)議下的信道分配給用戶單元401。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明提供了顯著的優(yōu)勢。通過跟蹤一個用戶單元的位置歷史，系統(tǒng)能夠預(yù)測用戶單元的未來位置。系統(tǒng)使用預(yù)測的位置信息和關(guān)于用戶單元在系統(tǒng)內(nèi)的權(quán)能的信息以一種優(yōu)化方式分配或重新分配通信資源。
雖然前面已經(jīng)圖解并描述了本發(fā)明的最優(yōu)實施例，顯然本發(fā)明并不僅限于此。在不偏離如所附權(quán)利要求
書規(guī)定的本發(fā)明的宗旨和范圍的前提下本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以得到許多修改，改變，變化，替換和等價內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一個在無線通信系統(tǒng)中優(yōu)化通信資源分配的方法，其中包括的步驟有使用用戶單元提供的信息獲得用戶單元的一個預(yù)測未來位置；直接從用戶單元接收操作權(quán)能信息，其中包括多個工作頻段和/或多個工作協(xié)議；為用戶單元到達預(yù)測未來位置作準備，至少部分根據(jù)接收的工作權(quán)能信息重新分配隸屬于為預(yù)測未來位置提供服務(wù)的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源；綜合預(yù)測未來位置和工作權(quán)能信息，通過預(yù)計用戶單元在預(yù)測未來位置上的期望資源需求來分配通信資源。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中得到一個預(yù)測未來位置的步驟包括的步驟有從用戶單元接收一系列包含當(dāng)前位置信息的傳輸；根據(jù)系列傳輸維護對應(yīng)于用戶單元的位置歷史信息；使用位置歷史信息得到用戶單元的預(yù)測未來位置。
3.如權(quán)利要求
2所述的方法，其中得到預(yù)測未來位置的步驟包括得到含有用戶單元可能路徑的地圖信息的步驟和將位置歷史信息與得到的地圖信息相比較的步驟。
4.如權(quán)利要求
2所述的方法，其中還包括的步驟有從用戶單元接收工作頻段信息；為用戶單元到達預(yù)測未來位置作準備，部分根據(jù)從用戶單元接收的工作頻段信息重新分配隸屬于為預(yù)測未來位置提供服務(wù)的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源。
5.如權(quán)利要求
2所述的方法，其中還包括的步驟有從用戶單元接收工作協(xié)議信息；為用戶單元到達預(yù)測未來位置作準備，部分根據(jù)從用戶單元接收的工作協(xié)議信息重新分配隸屬于為預(yù)測未來位置提供服務(wù)的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源。
專利摘要
在一個無線通信系統(tǒng)內(nèi)通過預(yù)期期望的資源需求來分配通信資源，期望的資源需求是基于由用戶單元提供的信息來預(yù)測的。在一個實施例中，系統(tǒng)使用用戶單元的位置歷史預(yù)測一個未來位置(510，520，530)。在另一個實施例中，系統(tǒng)使用用戶單元的無線權(quán)能信息和環(huán)境信息預(yù)測潛在切換站點的負載狀況(610，620，530)，并且根據(jù)預(yù)測的負載狀況把用戶單元指定給一個潛在的切換站點(640)。
文檔編號H04W36/32GKCN1135858SQ99809112
公開日2004年1月21日 申請日期1999年7月22日
發(fā)明者阿爾弗雷德·A.·維克祖雷克, 杰弗里·D.·史密斯, 蘭達爾·L.·摩耶爾斯, 克坦·M.·沙, D. 史密斯, L. 摩耶爾斯, M. 沙, 阿爾弗雷德 A. 維克祖雷克 申請人:摩托羅拉公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan