專利名稱：選擇優(yōu)選通信資源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，具體涉及在無(wú)線通信系統(tǒng)中選擇優(yōu)選通信資源的方法。
已知的無(wú)線通信系統(tǒng)包括多個(gè)通信單元和在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的地理區(qū)域中經(jīng)射頻(RF)信道提供通信資源的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)(site)這些系統(tǒng)通過(guò)在該地理區(qū)域的一部分中分配預(yù)定的通信資源組和在該地理區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)其他部分重復(fù)使用相同的通信資源組，可以在地理上即在該預(yù)先設(shè)定的地理區(qū)域內(nèi)重復(fù)使用這些通信資源。這種重復(fù)使用技術(shù)和利用減少為包括若干較小地理區(qū)域的一個(gè)大地理區(qū)域提供通信服務(wù)所需要的通信資源的數(shù)目來(lái)改善通信容量。
通信資源是由在具體的無(wú)線通信系統(tǒng)中所使用的復(fù)用方案確定的。例如，在頻分復(fù)用(FDM)方案中，通信資源可以是載波頻率，或載波頻率對(duì);而在時(shí)分復(fù)用(TDM)方案中，通信資源可以是在一個(gè)或多個(gè)時(shí)幀中的時(shí)隙或時(shí)隙對(duì)。無(wú)論所選擇的復(fù)用方案如何，RF信道支持一個(gè)或多個(gè)通信資源。
最普通的在地理上重復(fù)使用通信資源的通信系統(tǒng)是蜂窩通信系統(tǒng)。在蜂窩系統(tǒng)中，通信資源的分配是當(dāng)一個(gè)通信單元請(qǐng)求通信服務(wù)的時(shí)候開(kāi)始的。根據(jù)資源的可用性和信號(hào)質(zhì)量，資源控制器為通信單元指配通信資源。電路交換通信諸如語(yǔ)音通話或傳真?zhèn)鬏敵霈F(xiàn)在該通信單元與另一個(gè)通信單元之間，或在該通信單元與經(jīng)過(guò)一個(gè)基站連接到公共電話電換網(wǎng)(PSTN)的一個(gè)用戶之間的通信資源上。通信持續(xù)直至完成或者在服務(wù)中出現(xiàn)中斷。在服務(wù)中斷的情況下，通信可以被重新指配，或者切換到一個(gè)替代的通信資源上以便繼續(xù)服務(wù)。替代通信資源的選擇是根據(jù)由資源控制器用于分配的原始通信資源(即，可利用性和信號(hào)質(zhì)量)的相同質(zhì)量。當(dāng)通信結(jié)束時(shí)，資源控制器恢復(fù)該通信資源，因此使該通信資源可以為另一個(gè)通信所利用。
在識(shí)別優(yōu)選通信資源中的一個(gè)重要參數(shù)是所謂的信號(hào)質(zhì)量。當(dāng)信息信號(hào)在通信資源上經(jīng)其相關(guān)的RF信道傳輸時(shí)，在傳輸期間不希望的信道影響，諸如衰落和干擾改變了信息信號(hào)。為此在通信單元或在現(xiàn)場(chǎng)的廣播單元中接收機(jī)接收的信息信號(hào)由于這些不希望的影響而變壞了。通過(guò)確定對(duì)可用通信資源變壞程度的指示，可以選擇最少變壞的通信資源用于通信。這個(gè)變壞的指示通常稱為信號(hào)質(zhì)量。
可以利用各種方法估計(jì)一個(gè)通信資源的信號(hào)質(zhì)量。在一種稱為接收的信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)的方法中，接收機(jī)測(cè)量包括希望的信息信號(hào)、同信道干擾和在希望的RF信道上的噪聲的信號(hào)電平的累加。雖然這種技術(shù)精確地估計(jì)接收信號(hào)的電平，但它不能在希望的信息信號(hào)與由同信道干擾引起的那些信號(hào)之間區(qū)分開(kāi)。因此，接收的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)可以接受的RSSI，但由于高的同信道干擾電平可能具有不可接受的信號(hào)質(zhì)量。
另一種可代替的方案是，接收信號(hào)的誤碼率(BER)的測(cè)量可用于提供精確的信號(hào)質(zhì)量估計(jì)。然而，在誤碼率低的地理區(qū)域中為得到這些精確的估計(jì)可能要求多次的測(cè)量和過(guò)多次數(shù)的平均。
估計(jì)信號(hào)質(zhì)量的第三種方法是確定通信資源即載波對(duì)干擾加噪聲的比。按照受讓給Mororola公司的申請(qǐng)?zhí)枮?8/069，927、名稱為“用于確定信號(hào)可用性的方法和設(shè)備”的末決美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述的這種方法能夠?qū)F信道中的干擾和噪聲從接收的信號(hào)中提取出來(lái)。鑒此，載波對(duì)干擾加噪聲的比值提供了通信資源變壞程度的直接指示。
當(dāng)切換(handoff)過(guò)程開(kāi)始時(shí)，一般情況下是根據(jù)可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)來(lái)選擇繼續(xù)電路交換通信的(circuit-switched)新通信資源。當(dāng)RSSI、BER或載波對(duì)干擾加噪聲的比值表明當(dāng)前的通信資源不可使用時(shí)，該通信從當(dāng)前的通信資源切換到另一個(gè)通信資源。眾所周知，涉及該通信的通信單元和廣播單元可以監(jiān)視有效(active)通信資源的信號(hào)質(zhì)量和當(dāng)質(zhì)量變壞時(shí)開(kāi)始上述切換過(guò)程。據(jù)此，當(dāng)通信單元或廣播單元觀察到有效通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)實(shí)質(zhì)性變壞時(shí)，根據(jù)其信號(hào)質(zhì)量等級(jí)選擇備用通信資源。
雖然現(xiàn)有技術(shù)的越區(qū)切換技術(shù)適合于為諸如話音或傳真這樣的電路交換通信選擇通信資源的越區(qū)切換，但它們不能迅速地應(yīng)用于服務(wù)分組交換的(Packet-switched)數(shù)據(jù)通信。在分組交換數(shù)據(jù)通信中，數(shù)據(jù)還以分組的形式通過(guò)通信資源交換的。與電路交換的數(shù)據(jù)不同，分組是相當(dāng)短的持續(xù)時(shí)間的數(shù)據(jù)消息，通常僅要求通信資源的一部分傳輸數(shù)據(jù)。鑒此，一個(gè)信通資源一般同時(shí)為多個(gè)分組交換數(shù)據(jù)通信服務(wù)。
因?yàn)槎鄠€(gè)分組交換數(shù)據(jù)通信是在單個(gè)通信資源上傳輸?shù)模栽撏ㄐ刨Y源的話務(wù)負(fù)荷明顯影響它的整個(gè)質(zhì)量。負(fù)荷直接影響與分組交換數(shù)據(jù)通信的傳輸相關(guān)的傳輸延遲，例如，與僅為10%負(fù)荷的通信資源相比較，在60%負(fù)荷的通信資源上分組交換數(shù)據(jù)通信將招致較長(zhǎng)的傳輸延遲。據(jù)此，當(dāng)開(kāi)始或越區(qū)切換分組交換數(shù)據(jù)通信時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮目的地通信資源的負(fù)荷。然而，現(xiàn)有的越區(qū)切換技術(shù)考慮了通信資源的負(fù)荷和嚴(yán)格地依靠通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)。
為此，需要一種選擇優(yōu)選通信資源的方法，根據(jù)這種方法，按照優(yōu)選通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷情況建立或繼續(xù)進(jìn)行分組交換通信。


圖1示出本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)。
圖2示出本發(fā)明的一個(gè)具體的射頻通信信道的時(shí)間分割。
圖3示出本發(fā)明做出切換決定所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。
一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種從多個(gè)通信資源中選擇一個(gè)優(yōu)選的資源以在一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的多個(gè)通信單元之間建立通信的方法。這是由首先確定哪些通信資源是可以利用的來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)識(shí)別可用的通信資源時(shí)，對(duì)至少某些可利用的通信資源確定信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷情況。信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷情況一起被用來(lái)選擇優(yōu)選的通信資源。利用這種方式選擇優(yōu)選通信資源，使通信資源的通過(guò)量顯著地改善了，特別是在分組交換數(shù)據(jù)應(yīng)用中。
參照?qǐng)D1-3全面地描述本發(fā)明。圖1示出一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)100，該系統(tǒng)包括多個(gè)復(fù)蓋區(qū)域或網(wǎng)孔102-104、多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)105-107、多個(gè)通信單元108-114、以及多個(gè)射頻(RF)通信信道115-118。[雖然網(wǎng)孔102-104被描繪為圓形的，但很容易了解它們也可以具有任何其它的幾何形狀]。現(xiàn)場(chǎng)105-107一般包括基礎(chǔ)的無(wú)線設(shè)備，諸如天線塔、天線、基站、中央控制器、和互連該設(shè)備所需要的任何有關(guān)的硬件。通信單元108-114可以包括移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)、便攜無(wú)線電臺(tái)、或無(wú)線電話機(jī)。RF信道115-118根據(jù)選擇的復(fù)用方案支持有關(guān)的各種通信資源。鑒此，通信資源可以包括時(shí)分復(fù)用(TDM)方案中的時(shí)隙或時(shí)隙對(duì)、頻分復(fù)用(FDM)方案中的載波頻率或載波頻率對(duì)、或TDM-FDM組合方案中的時(shí)隙和載波頻率的組合。
多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線通信系統(tǒng)100以下方式操作。在第一網(wǎng)孔如網(wǎng)孔104中，兩個(gè)RF信道115-116目前在工作。RF信道115(即信道1)被安排支持兩個(gè)通信資源。第一通信資源分配為通信單元112提供專用通信服務(wù)。據(jù)此，第一通信資源可以僅被通信單元112使用。第二通信資源被分配用于分組交換數(shù)據(jù)通信，并且目前由兩個(gè)通信單元110共用。這兩個(gè)通信單元110利用分配的通信資源發(fā)送和接收短數(shù)據(jù)消息或分組數(shù)據(jù)。RF信道116(即信道2)被配置為單個(gè)的通信資源，專用于為通信單元111提供專門的通信服務(wù)。類似于RF信道115上的第一通信資源，RF信道116的單個(gè)通信資源可以僅為通信單元111使用。
在多現(xiàn)場(chǎng)的通信系統(tǒng)100中第二網(wǎng)孔102僅有一個(gè)有效的信道117(即信道3)。RF信道117被構(gòu)成以支持分配用于分組交換數(shù)據(jù)通信的單個(gè)通信資源，并且目前由位于第二網(wǎng)孔102的各通信單元108共用。第三網(wǎng)孔103在其有效RF信道118(即信道4)上具有單個(gè)通信資源。類似于RF信道117上的通信資源，在RF信道118上的通信資源被分配用于分組交換數(shù)據(jù)通信和目前由位于第三網(wǎng)孔103中的各通信單元109共用。
為了說(shuō)明本發(fā)明的方法，假設(shè)移動(dòng)通信單元114要求在多了現(xiàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)100中的一個(gè)可用通信資源上建立分組交換數(shù)據(jù)通信。移動(dòng)通信單元114可以要求開(kāi)始一個(gè)新的通信，或者，在另外一種情況，繼續(xù)以前已在不同的通信資源上建立通信，在現(xiàn)有技術(shù)中稱為轉(zhuǎn)移或過(guò)區(qū)切換。為了建立其分組交換數(shù)據(jù)通信，移動(dòng)通信單元114必須從一組可接入的網(wǎng)孔(即，102-104)的一個(gè)網(wǎng)孔中選擇一個(gè)可用的通信資源。在第一網(wǎng)孔104中，由RF信道116提供的通信資源和由RF信道115提供的第二通信資源是不可使用的，因?yàn)樗菍ｉT分配給其相應(yīng)的通信單元111-112的。然而，在RF信道115、117-118上的用于分組交換數(shù)據(jù)通信的通信資源被認(rèn)為是可以利用的。因?yàn)榉纸M交換數(shù)據(jù)通信本來(lái)具有短的傳輸時(shí)間。因此，分組交換數(shù)據(jù)通信資源能夠支持來(lái)自多個(gè)通信單元的分組交換數(shù)據(jù)。(應(yīng)當(dāng)注意，特定的分組交換通信資源可能是不可用的，如果足夠大量的通信單元共享該特定的通信資源，則會(huì)使該特定的通信資源滿載。為了這里討論的目的，假設(shè)，在RF信道115、117-118上的分組交換數(shù)據(jù)通信資源設(shè)有滿載，因此是可以利用的。)移動(dòng)通信單元114為了選擇建立其通信的優(yōu)選可用的通信資源，首先確定可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)。每個(gè)可用資源的信號(hào)質(zhì)量水平可以利用公知的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量技術(shù)獲得，諸如接收的信號(hào)強(qiáng)度指示(RSST)或誤碼率(BER);但是，如前所述，確定信號(hào)質(zhì)量等級(jí)的優(yōu)選方法是利用申請(qǐng)?zhí)?8/069，927的未決美國(guó)專利申請(qǐng)中提供的技術(shù)，估計(jì)每個(gè)可用通信資源的載波對(duì)干擾加噪聲功率的比[C/(I+N)]。
當(dāng)確定了可接入的和可利用的通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)時(shí)，移動(dòng)通信單元114估計(jì)每個(gè)可用通信資源的負(fù)荷情況。現(xiàn)有多種估計(jì)每個(gè)可用通信資源的負(fù)荷情況的方法，在下面描述這樣的方法。
第一種方法，根據(jù)每個(gè)可用通信資源上當(dāng)前參加分組交換通信單元108-110的數(shù)量來(lái)估計(jì)負(fù)荷情況，雖然每個(gè)通信單元108-110一般來(lái)說(shuō)在它們各自的通信資源上計(jì)算不同的業(yè)務(wù)負(fù)荷，但是這里假設(shè)每個(gè)通信單元108-110呈現(xiàn)相同的業(yè)務(wù)負(fù)荷。鑒此，通過(guò)計(jì)算當(dāng)前利用每個(gè)可用通信資源的通信單元108-110的數(shù)量，就可以得到每個(gè)通信資源的負(fù)荷情況。例如，由于由RF信道117支持的可用信道資源是當(dāng)前正被9個(gè)通信單元108使用，所以它被認(rèn)為是重負(fù)荷，而由RF信道115、118支持的可用通信資源被認(rèn)為是輕負(fù)荷，因?yàn)樗鼈儺?dāng)前僅被兩個(gè)通信單元109-110使用。
第二種方法。利用估計(jì)每個(gè)通信資源的利用率來(lái)確定每個(gè)可用通信資源的負(fù)荷情況。利用率是一個(gè)具體的通信資源當(dāng)前被其所有有效通信單元使用的時(shí)間的百分比。
第三種方法。利用接入延遲的測(cè)量確定每個(gè)可用通信資源的負(fù)荷情況。這里所用的接入延遲定義為移動(dòng)通信單元114在被分配一個(gè)特定的通信資源之前必須等待的時(shí)間段。因?yàn)樵黾迂?fù)荷一般導(dǎo)至增加接入延遲，由一個(gè)請(qǐng)求的通信單元(例如，通信單元114)經(jīng)歷的平均接入延遲提供了在那個(gè)特定的通信資源上負(fù)荷情況的合理的精確估計(jì)。
第四種估計(jì)方法代表本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)過(guò)去的或歷史的利用率來(lái)估計(jì)每個(gè)可用通信資源的負(fù)荷情況。一個(gè)特定的通信資源的利用率最好在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間期間(例如，250ms)內(nèi)平均，形成該特定通信資源的歷史利用率。
當(dāng)?shù)玫矫總€(gè)可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷估計(jì)時(shí)，移動(dòng)通信單元114組合每個(gè)信號(hào)質(zhì)量等級(jí)與每個(gè)相應(yīng)的負(fù)荷估計(jì)，形成對(duì)每個(gè)可用通信資源的組合質(zhì)量度量。組合的質(zhì)量度量最好估計(jì)每個(gè)可用通信資源的最大通過(guò)量;然而，還可以產(chǎn)生另外的組合質(zhì)量度量。下面詳細(xì)描述最大通過(guò)量的組合質(zhì)量度量。
移動(dòng)通信單元114比較每個(gè)可用通信資源的組合質(zhì)量度量和選擇具有最好的組合質(zhì)量度量的通信資源作為優(yōu)選通信資源。例如，在圖1的多現(xiàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)100中，假設(shè)與RF信道115、117支持的任何通信資源相比較，由RF信道118支持的通信資源具有較好的組合質(zhì)量度量。因此，移動(dòng)通信單元114選擇RF信道118的通信資源作為優(yōu)選的通信資源用來(lái)建立它的通信。雖然由RF信道118支持的通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)可能低于由RF信道117支持的通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)可能低于由RF信道117支持的通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)，但是移動(dòng)通信單元114選擇RF信道118支持的通信資源，因?yàn)樗峁┝嘶谄浣M合的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)與負(fù)荷情況更好的總的通信質(zhì)量。
相反，現(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng)將它們的優(yōu)選通信資源選擇只建立在每個(gè)可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)上。因此，在上述的例子中，移動(dòng)通信單元114根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將選擇RF信道117的通信資源作為優(yōu)選通信資源。但是，移動(dòng)通信單元114可以發(fā)現(xiàn)由于相當(dāng)大數(shù)量的其他通信單元108已經(jīng)共享那個(gè)通信資源，可用于該選擇的通信資源的總的通信質(zhì)量將是不可接受的。從而，利用現(xiàn)有技術(shù)的方法選擇優(yōu)選通信單元，移動(dòng)通信單元114實(shí)際上選擇了一上非優(yōu)選的通信資源，因?yàn)樗x擇的通信單元的負(fù)荷在選擇的決定中沒(méi)有考慮。
單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線通信系統(tǒng)(例如，現(xiàn)場(chǎng)104)的操作類似于多現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)100的操作，除了僅現(xiàn)場(chǎng)107經(jīng)它的RF信道115-116提供通信資源外。假設(shè)，一個(gè)通信單元113希望建立分組交換數(shù)據(jù)通信，但被限制在僅在第一網(wǎng)孔104中操作。此外，為了計(jì)論的目的，由RF信道116支持的通信資源現(xiàn)在被分配用做分組交換數(shù)據(jù)通信和目前僅由單個(gè)的通信單元111使用。因此，通信單元113可以在RF信道115和RF信道116上的可用通信資源之間選擇。請(qǐng)注意，類似于上面討論的多現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)的情況，由RF信道115支持的多個(gè)通信資源中的一個(gè)資源向通信單元112提供專用的通信和對(duì)于由所討論的通信單元113的選擇是無(wú)效的。
正如在多現(xiàn)場(chǎng)的情況下，優(yōu)選通信資源的選擇是根據(jù)得到的每個(gè)可用通信資源的組合質(zhì)量度量。然而，在單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的通信系統(tǒng)中，RF信道115-116一般不受到同信道干擾。因此，在單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)中，所有可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)基本相等，因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備共同設(shè)置于單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)107中。因此，負(fù)荷情況對(duì)組合質(zhì)量度量的影響基本上確定了優(yōu)選的通信資源。如圖1所示，根據(jù)當(dāng)前使用每個(gè)資源的通信單元110-111的數(shù)量，由RF信道116支持的通信資源比由RF信道115支持的通信資源具有較輕的負(fù)荷。因此，按照本發(fā)明的方法，通信單元113選擇由RF信道116支持的通信資源作為優(yōu)選通信資源。很容易理解，雖然上面討論的多現(xiàn)場(chǎng)和單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)是針對(duì)建立分組交換數(shù)據(jù)通信的，但是這兩種情況同樣可應(yīng)用到建立其他類型的通信，諸如，電路交換的話言或數(shù)據(jù)。
圖2表示按照本發(fā)明一個(gè)具體的RF信道115的時(shí)間劃分。RF信道115被劃分為多個(gè)時(shí)間頂210-212，其中每個(gè)時(shí)間幀210-212再劃分為多個(gè)時(shí)隙201-207。這里參考結(jié)合圖1所詳述的單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)的操作，其中RF信道115被組成支持兩個(gè)通信資源。第一通信資源包括時(shí)隙201-203(即在每個(gè)時(shí)間幀210-212中的第二個(gè)時(shí)隙)和對(duì)單個(gè)通信單元112提供專用的通信服務(wù)，諸如電路交換話音通信。因此，第一通信資源是不能由通信單元113使用的。
RF信道115的其余時(shí)隙204-207包括一個(gè)第二通信資源，第二通信資源可以分配用作分組交換數(shù)據(jù)通信，和認(rèn)為通信單元113可使用。如圖2所述，時(shí)隙204-206的某些時(shí)隙由當(dāng)前共享第二通信資源的通信單元110在使用。因此，第二通信資源的負(fù)荷情況的估計(jì)可以利用上述的各種方法得到。通過(guò)監(jiān)視在時(shí)隙204-206中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組和對(duì)最好包含在數(shù)據(jù)分組中的通信單元識(shí)別碼進(jìn)行解碼，通過(guò)確定當(dāng)前使用第二通信資源的通信單元110的數(shù)量可以估計(jì)第二通信資源的負(fù)荷(即，利用第一種方法)。
另一方案，第二通信資源的負(fù)荷情況可以由計(jì)算它當(dāng)前的或歷史的利用率來(lái)估計(jì)。例如，計(jì)算第二個(gè)時(shí)間幀211的利用率為40%，因?yàn)樵诘诙r(shí)間幀211中5個(gè)可用時(shí)隙的兩個(gè)時(shí)隙205目前正由通信單元110使用。通信資源負(fù)荷情況的更精確的估計(jì)是通過(guò)計(jì)算在幾個(gè)時(shí)間幀內(nèi)的歷史利用率得到的。例如，通過(guò)平均三個(gè)時(shí)間幀210-212期間的利用率，計(jì)算出歷史利用率大約為27%，因?yàn)樗腥齻€(gè)時(shí)間幀210-212中的15個(gè)可用時(shí)隙的4個(gè)時(shí)隙204-206以前由通信單元110使用。因此，利用幾個(gè)可供選用的方法中的一個(gè)方法，通信單元113或在第一現(xiàn)場(chǎng)107上的有關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)備可以估計(jì)可用通信資源的負(fù)荷情況。
圖3出示按照本發(fā)明例如由通信單元進(jìn)行切換決定時(shí)所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖300。當(dāng)通信單元確定(301)多個(gè)通信資源中的哪些資源對(duì)于繼續(xù)當(dāng)前的通信是有用時(shí)，該邏輯流程開(kāi)始?？捎猛ㄐ刨Y源是能夠提供所要求的通信服務(wù)，例如分組交換數(shù)據(jù)通信那些通信資源?？捎猛ㄐ刨Y源可以包括該通信單元駐留的或當(dāng)前的網(wǎng)孔中的備用通信資源。另一方面，被另外的通信服務(wù)充分利用的或?qū)ｉT為另外的通信服務(wù)所專用的任何通信資源被認(rèn)為是不可用的。
當(dāng)識(shí)別可用通信資源和其相關(guān)RF信道時(shí)，通信單元確定(303)每個(gè)可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)。通常，通信單元測(cè)量位于它附近的每個(gè)可接入網(wǎng)孔中的至少一個(gè)可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)。信號(hào)質(zhì)量等級(jí)是通過(guò)每個(gè)可用RF信道在一段短的時(shí)間間隔掃描或接收來(lái)測(cè)量的。在每個(gè)RF信道的接收期間，計(jì)算信號(hào)質(zhì)量度量，諸如RSSI、BER或最好是C/(I+N)并且變換為信道質(zhì)量等級(jí)。
當(dāng)確定可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)后，通信單元估計(jì)(305)可用通信資源的負(fù)荷情況。如前所述，負(fù)荷情況可以通過(guò)確定當(dāng)前使用每個(gè)可用通信資源的通信單元的數(shù)量、每個(gè)可用通信資源的利用率、每個(gè)可用通信資源的歷史利用率或者每相可用通信資源的平均接入延遲來(lái)確定。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)可用通信資源的負(fù)荷情況是在提供可用RF信道的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的基站計(jì)算的。負(fù)荷情況由基站在每個(gè)可用RF信道上以正規(guī)的時(shí)間間隔發(fā)送。因此，能信單元在信號(hào)質(zhì)量等級(jí)確定(301)期間在掃描可用RF信道的同時(shí)獲得了負(fù)荷情況。
通信單元組合(307)每個(gè)可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)與負(fù)荷情況估計(jì)以形成每個(gè)可用通信資源的組合的質(zhì)量度量(CQM)。對(duì)于分組交換數(shù)據(jù)通信，CQM可以包括對(duì)每個(gè)通信資源的最大可用數(shù)據(jù)通過(guò)量的估計(jì)。但是，其他的CQM還可以用于識(shí)別優(yōu)選通信資源。為了說(shuō)明最大可用數(shù)據(jù)通過(guò)量的估計(jì)，假設(shè)一個(gè)具體的通信資源已確定的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)允許每秒30Kb(30Kbps)的數(shù)據(jù)通過(guò)量。還假設(shè)，負(fù)荷情況的估計(jì)表示這個(gè)通信資源是60%負(fù)荷。因此，對(duì)于附加的分組交換數(shù)據(jù)通信可用最多為40%的通信資源。從而，在該具體的通信資源上最大可用數(shù)據(jù)通過(guò)量是12KbPS。
當(dāng)產(chǎn)生每個(gè)可用通信資源的CQM時(shí)，按照每個(gè)CQM的值對(duì)隨后的多個(gè)CQM進(jìn)行排序(309)。根據(jù)選擇的CQM組合，CQM排序順序可以是上升的、下降的或變化的。當(dāng)CQM排列為下降順序時(shí)，最高排序的或最好的CQM通過(guò)計(jì)算(311)當(dāng)前通信資源的質(zhì)量度量與最高排序的CQM之間的差來(lái)與當(dāng)前通信資源的質(zhì)量度量進(jìn)行比較。然而，如果與最高排序的CQM相連的通信資源變得不可用時(shí)，與一個(gè)可用通信資源相連的最高排序CQM則被考慮。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)前的通信資源的質(zhì)量度量基本上類似于每個(gè)可用通信資源計(jì)算的CQM，只是它是根據(jù)信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和在當(dāng)前通信資源上觀察的負(fù)荷情況計(jì)算的。但是，在另個(gè)一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)前通信資源的質(zhì)量度量可以包括與先前計(jì)算的CQM不同的質(zhì)量測(cè)量，諸如在當(dāng)前通信資源上實(shí)際實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)通過(guò)量。
將在當(dāng)前通信資源的質(zhì)量度量和最高排序的CQM之間計(jì)算的差與一個(gè)預(yù)定的閾值比較(313)，確定是否該差值大于預(yù)定的閾值。該預(yù)定的閾值作為一個(gè)質(zhì)量參考指示，當(dāng)超過(guò)時(shí)，認(rèn)為轉(zhuǎn)換當(dāng)前通信到一個(gè)備用通信資源上是正當(dāng)?shù)摹＠?，該預(yù)定閾值可被選擇以將在任何通信期間的切換數(shù)值減至最少。當(dāng)最高排序的CQM與當(dāng)前通信資源的質(zhì)量度量之間的差未超過(guò)該預(yù)定閾值時(shí)，切換過(guò)程中止(315)。當(dāng)最高排序的CQM與當(dāng)前通信資源的質(zhì)量度量之間的差大于該預(yù)定閾值時(shí)，當(dāng)前的通信被轉(zhuǎn)換(317)到與最高排序的CQM相關(guān)的那個(gè)通信資源上。例如，在上面最大數(shù)據(jù)通過(guò)量的例子中，假設(shè)當(dāng)前的通信資源為9kbps的CQM和最高排序的CQM為12kbps。因此，差為3kbps。從而，如果預(yù)定閾值是5kbps，則不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換;相反，如果預(yù)定的閾值是2kbps，則會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換。消息序列在該通信單元與當(dāng)前通信資源和目的地通信資源兩者相關(guān)的基礎(chǔ)之間傳送，執(zhí)行轉(zhuǎn)換在現(xiàn)在技術(shù)中是公知的。因此，除了便于理解本發(fā)明以外，將不再做進(jìn)一步的討論。
請(qǐng)注意，本發(fā)明的上述實(shí)現(xiàn)也可以應(yīng)用到一個(gè)通信的開(kāi)始建立。在這種情況下，不執(zhí)行計(jì)算(311)質(zhì)量差和該差與一個(gè)預(yù)定閾值比較(313)的步驟，而是，與最高排序的CQM相關(guān)的通信資源直接選擇用于該新的通信。請(qǐng)還注意，雖然通信單元被表示為執(zhí)行上述的邏輯流程圖300的步驟，該技術(shù)可以直接應(yīng)用由基站、中央控制器或者基站、中央控制器和通信單元的任何組合來(lái)執(zhí)行。
本發(fā)明提供了在無(wú)線通信系統(tǒng)中在各通信單元之間建立通信的一種選擇優(yōu)選通信資源的方法。利用本發(fā)明，選擇出提供最高總的通信質(zhì)量的可用通信資源作為優(yōu)選通信資源。本發(fā)明利用信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和通信資源的負(fù)荷情況來(lái)確定通信資源的質(zhì)量度量。與此相對(duì)照，現(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng)僅使用信號(hào)質(zhì)量等級(jí)來(lái)確定一個(gè)具體的通信資源的質(zhì)量度量。鑒比，本發(fā)明防止選擇一個(gè)提供足夠的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)但非優(yōu)選的負(fù)荷的非優(yōu)選的通信資源，而現(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng)卻選擇非優(yōu)選的通信資源。本發(fā)明還提供一種切換受通信資源負(fù)荷影響很大的分組交換數(shù)據(jù)通信的方法，一種未由現(xiàn)有的切換技術(shù)說(shuō)明的程序。
權(quán)利要求
1.在無(wú)線通信系統(tǒng)中在多個(gè)通信資源中選擇一個(gè)優(yōu)選通信資源用于在鄉(xiāng)個(gè)通信單元之間建立通信的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A)確定鄉(xiāng)個(gè)通信資源中的哪些資源可用于傳輸該通信，產(chǎn)生可用通信資源；B)確定至少一些可用通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)，產(chǎn)生多個(gè)質(zhì)量測(cè)量；C)估計(jì)至少一些可用通信資源的負(fù)荷情況，產(chǎn)生多個(gè)負(fù)荷估計(jì)；和D)利用多個(gè)質(zhì)量測(cè)量和多個(gè)負(fù)荷估計(jì)來(lái)選擇優(yōu)選通信資源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的無(wú)線通信系統(tǒng)包括多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)中的每一現(xiàn)場(chǎng)提供多個(gè)通信資源中的至少一個(gè)資源，和其中步驟A)包括在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)中識(shí)別多個(gè)通信資源中的至少一個(gè)資源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟B)包括對(duì)至少一些可用通信資源估計(jì)載波對(duì)干擾加噪聲功率的比[C/(I+N)]的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟C)包括對(duì)至少一些可用通信資源確定利用率的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟D)包括以下步驟D1)組合該至少一些可用通信資源的每一個(gè)資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷情況，產(chǎn)生多個(gè)組合的質(zhì)量度量。
6.在第一無(wú)線通信單元中選擇多個(gè)分組交換通信資源的一個(gè)優(yōu)選的分組交換通信資源以建立與第二通信單元的分組交換通信的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A)確定多個(gè)分組交換通信資源中哪些資源可以用于交換分組數(shù)據(jù)以產(chǎn)生可用的分組交換通信資源;B)確定至少一些可用分組交換通信資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)以產(chǎn)生多個(gè)質(zhì)量測(cè)量;C)估計(jì)該至少一些可用分組交換通信資源的負(fù)荷情況以產(chǎn)生多個(gè)負(fù)荷估計(jì);和D)使用多個(gè)質(zhì)量測(cè)量和多個(gè)負(fù)荷估計(jì)來(lái)選擇優(yōu)選的分組交換通信資源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，第一通信單元駐留在包括第一現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線通信系統(tǒng)中，和其中步驟(A)包括識(shí)別在第一現(xiàn)場(chǎng)中的可用分組交換通信資源的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，步驟(B)包括對(duì)該至少一個(gè)些可用分組交換通信資源估計(jì)誤碼率(BER)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，步驟D)包括以下步驟D1)組合該至少一些可用分組交換通信資源的每個(gè)資源的信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷情況以產(chǎn)生多個(gè)組合質(zhì)量度量。
10.在一種無(wú)線通信系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)和多個(gè)通信資源，多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)提供多個(gè)通信資源中的至少一個(gè)通信資源，一種選擇多個(gè)通信資源的一個(gè)優(yōu)選通信資源用于建立在多個(gè)通信單元之間的通信的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A)在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別用于通信的多個(gè)通信資源中的至少一個(gè)可用資源以產(chǎn)生可用的通信資源;B)估計(jì)至少一些可用通信資源的載波對(duì)干擾加噪聲功率比;C)確定該至少一些可用通信資源的歷史利用率;D)組合該至少一些可用通信資源的每個(gè)資源的載波對(duì)干擾加噪聲比和歷史利用率以產(chǎn)生多個(gè)組合的質(zhì)量度量;和E)比較多個(gè)組合的質(zhì)量度量中至少兩個(gè)組合的質(zhì)量度量以識(shí)別優(yōu)選通信資源。
全文摘要
在無(wú)線通信系統(tǒng)中為在各通信單元之間建立通信而選擇一個(gè)優(yōu)選通信資源的方法可以以下列方式實(shí)現(xiàn)第一個(gè)通信單元或其他等效裝置確定(301)哪些通信資源是可用的。當(dāng)識(shí)別可用通信資源時(shí)，對(duì)至少一些可用通信資源確定(303、305)信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷情況。信號(hào)質(zhì)量等級(jí)和負(fù)荷的估計(jì)一起用來(lái)選擇(317)優(yōu)選通信資源。
文檔編號(hào)H04W72/02GK1111888SQ9411760
公開(kāi)日1995年11月15日 申請(qǐng)日期1994年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月1日
發(fā)明者肯尼思·J·克賴斯勒, 邁克爾·L·尼達(dá)姆, 詹姆斯·D·所羅門, 羅斯·J·利利 申請(qǐng)人:莫托羅拉公司