CN1820436A - 时槽化通信系统无线资源的管理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

根据使用者的服务品质(QoS)，在时槽化无线通信系统中管理无线资源的方法及系统。复数无线资源的时槽被分类为复数的不同类型，例如高QoS的时槽、高容量时槽以及平衡时槽。每一类型系关联于不同等级的QoS。而有关于使用者的QoS信息是因应由使用者所接收的无线资源请求而获得。且根据该使用者的QoS信息以将该使用者关联到时槽之一特定类型中。

Description

时槽化通信系统无线资源的管理方法及系统
【技术领域】
本发明系关于一种无线通信系统，特别地，本发明是关于根据使用者服务(QoS)信息品质而在时槽化无线通信系统中用于管理无线资源的方法及系统。
【背景技术】
在传统的无线通信系统中，无线资源的需求常常超过所能获得者。在众多的使用者中，许多方案已发展来共享可获得的无线资源。无线资源管理(RRM)算法的效率促使这样系统变成可能。
现今已存在各种分时双工(TDD)通信方案，分时双工系统的效益包括频宽使用的效率和弹性。举例而言，在任何时间中，基于传输的需要，一个频道不是建构成上行连结就是下行连结。然而，在TDD系统中进行资源管理是一种挑战。当传输型态快速地随着时间改变，要做出最适当的资源管理决策是相当困难的。一些在TDD系统中的资源管理议题包含有指派给使用者频宽的数量以及建构做为上行连结与下行连结通信的时槽数目。尽管各种QoS方案是众所周知的，然大部分方案仍依据指派一静态QoS等级给一使用者，而随后系统即据此而运作。
因此需要一个在时槽化通信系统中可以更有效地管理无线资源的方法及系统。
【发明内容】
本发明系关于一种在时槽化系统中的无线资源管理，如TDD或分时多任务存取(TDMA)系统。本发明的系统对每个时槽设计一个特别的QoS和容量的等级。而根据本发明之一较佳的实施例，时槽(以及使用者、地理区域、适用范围)被指定为三种类型，在第一类型的指定关系中，系统容量是第二考量，而QoS则是其中最重要的议题。而在第二类型的指定关系中，系统容量则比QoS重要。在第三类型的指定关系中，QoS与系统容量在重要性上被相同的看待。
无线资源管理(RRM)功能根据传输型态的统计信息指派适当的指定关系给一些时槽。此RRM功能可使用许可控制、壅塞控制、通话交递、使用者连结维护、与实时(RT)或非实时(NRT)封包切换算法以作为配置时槽给一特定使用者的参考。
在一实施例中，一系统接收来自一使用者的无线资源请求，为了响应这个请求，该系统根据从核心网络所获得的使用者QoS信息配置一特定时槽给该使用者。
而QoS的判定标准在于包含使用者注册的状态、使用者应用的本质、有关使用者请求无线资源的地理区域信息或其它类似的信息。该系统系依据与使用者有关的类型指定关系以控制对特定使用者的无线资源的初始分配。
在建立初始分配的后，该系统持续监视传输情况。如果该系统在具有较高等级的QoS的时槽中检测到传输拥塞，该系统可以增加具有较高等级的QoS的时槽数量以及减少具有较低的QoS等级的时槽的数量。
【附图说明】
本发明的更详细的理解将可从以下的描述，即藉由以下的举例连同伴随的图标，而可以得到了解，其中：
图1系根据本发明的时槽化通信系统的方块图；
图2系根据本发明的用于管理无线资源并监视各种情况的方法步骤的程序流程图；
图3系根据本发明的包含有将时槽类型分类并将一使用者与一特定时槽类型所关联的方法步骤的程序流程图。
【具体实施方式】
本发明描述相关的图标，其中相似的符号标示代表相似的组件。以下基地台包含但不限于节点B、位置控制器、存取点或是在无线环境中任何其它形式的接口装置。
图1是一无线通信系统100的方块图，其中多个WTRU 105与基地台110通讯。该基地台110系由一无线网络控制器(RNC)115所控制。该RNC 115系连结到一核心网络120。而该RNC 115或是该基地台110包含有一个用以将复数无线资源的时槽分类为复数不同类型的装置，以及一个根据由一核心网络120所接获的该使用者的QoS信息而用以映像使用者到一特定时槽的指定关系的装置，以下则更详细地描述。
在一时槽化通信系统中，通信系越过时槽而进行传输，一或多个时槽被指定给一特定使用者用于上行连结或下行连结通信，本案的系统100系基于一使用者的QoS而指派复数指定关系的其中之一给时槽，在一较佳实施例中，该系统100使用了三种指定关系：高QoS时槽、高容量时槽、以及平衡时槽。而应该了解的是，可以使用任何数量的指定关系，而指定关系的名称仅是本案较佳实施例的说明。因此，虽然此处说明的是三种指定关系，但亦可以使用更多或较少的指定关系，本案的主要图标可以使用于一上行连结或一下行连结的频道。
譬如最大延迟、信号-干扰比率、封包错误率、以及位错误率等通信参数系针对时槽的每个指定关系而以不同方式来定义。因此，一个不同等级的QoS会提供给具有一个不同指定关系的时槽。
高QoS时槽提供了最高的QoS，如此，系统容量便为RRM之一次要考量，且系被考量于QoS的后。
高容量时槽仅提供一最小的QoS，系统容量系为RRM之一主要考量，其系因为高容量时槽而被考量于QoS的前。
平衡时槽的QoS则落于高QoS时槽和高容量时槽的间，为了RRM，系统容量和QoS会被认为对于平衡时槽具有相对的同等重要性。
RRM根据传输状态针对时槽的每个指定关系动态地调整参数，举例来说，为了避免发生传输拥塞或无线资源缺乏，平衡时槽的通信参数会被优先调整以提供一最小的QoS。而如果拥塞持续，来自于高容量时槽的呼叫便会减少。因此，高QoS时槽一般不会受到传输拥塞的不利影响。
该系统亦会指定时槽为RT时槽或NRT时槽，RT时槽系更适合于声音的应用，而NRT时槽系较适合于封包数据的应用，RT时槽及NRT时槽在RRM方面具有不同的控制方式，通信参数系针对RT时槽及NRT时槽而以不同方式定义，因此，不同等级的QoS会被提供给RT时槽及NRT时槽。
该系统刚开始会根据QoS的判定标准而将一使用者映像于一特定时槽指定关系，之后，再基于同样的判定标准来控制无线资源。使用者的QoS分类系取决于应用于网络的整体QoS方针，而QoS分类可包括使用者的注册状态、地理信息、使用者应用的本质、QoS需求、或其它类似的东西。举例来说，在一商业网络中，具有一高用量的使用者会被分派到一高QoS时槽，而无关于其通信的QoS需求，相对地、具有需要一高QoS服务之一低用量的使用者会被分派到一平衡时槽。
在本案之一较佳实施例中，使用者会被分类成三个类别：一高QoS服务用户、一高容量服务用户、以及一平衡服务用户，且应该被了解的是这些分类仅是本案较佳实施例的说明，其它任何数量或名称皆可以加以使用。在某些特例中，高QoS时槽会被指派给高QoS服务的用户，平衡时槽会被指派给平衡服务的用户，而高容量时槽会被指派给高容量服务的用户，该系统100系基于一特定使用者的用量状态而控制该使用者的无线资源的分配。
该系统100亦会使用运作及维护(OAM)信息以产生启始时槽指派的决定，举例而言，操作者能够具体指明某个无线存取承载应被送至某一时槽中，例如：所有的声音呼叫以及高速率数据呼叫(即大于384kbps者)应被送至高QoS时槽，所有中速率的数据呼叫(即介于124kbps至384kbps者)应被送至平衡时槽，而所有低频率数据呼叫(即小于124kbps者)应被送至高容量时槽。
该系统100亦可结合一特定地理区域与多个时槽的指定关系其中之一，举例而言，该系统100可以结合一机场或一火车站至高QoS时槽中，只有高QoS时槽能够适用于来往这些区域的间的通信。因此，只有一高QoS服务用户能够存取这些区域中的无线资源，如果一平衡服务用户或一高容量服务用户意欲于被指定成一高QoS区之一区域内进行呼叫，在其进行呼叫的前、必须先获得一特殊核准以被暂时性地提升成为一高QoS服务用户。
该系统100亦可根据使用者所使用的应用场合而指定时槽，举例而言，一911呼叫常见于一高QoS的应用场合中，因此，任何对于一911服务有需求的使用者可以以一高QoS服务用户的身份存取一无线资源，即使该使用者并非一高QoS服务用户亦可。
不同的RRM算法会应用于不同的时槽中，RRM函数系基于传输型态的统计信息而指派适当的时槽数量给时槽的每个指定关系，RRM函数能够使用许可控制、拥塞控制、通话交递、使用者连结维护以及RT或NRT封包切换算法。
图2系为依据本发明的程序200的流程图，其系包含了用以管理无线资源和监测不同传输状况的方法步骤。在步骤205中，图1的系统100接收由一WTRU 105的使用者所请求之一无线资源，该无线资源请求伴随着与该请求、使用者注册的状态、该请求所产生的场所以及该使用者所使用的应用程序相关的QoS信息。在步骤210中，该核心网络120产生相关于该使用者的QoS信息。在步骤215中，该QoS信息系由该核心网络120所获取。在步骤220中，基于该使用者的QoS信息，该系统100将该使用者映像至一适当的指定时槽(例如一高QoS时槽、一平衡时槽、一高容量时槽等诸如此类者)。如同前述，也伴随着一些例外，高QoS时槽系被指派给高QoS服务用户，平衡时槽系被指派给平衡服务用户，而高容量时槽系指派给高容量服务用户，该系统100控制该无线资源给一特定用户的初始配置，其系基于该使用者的注册状态。
在初始配置完成的后，该系统100时常地监控传输状态，的后并根据本发明之一优先机制来控制无线资源，一旦该系统100检测到拥挤的发生，亦即无线资源的缺乏(步骤225)，该系统100即动态地调整该时槽所指派至每一时槽指定关系的时槽数量(步骤230)，举例而言，如果拥挤发生在高QoS时槽中，该系统100就会增加高QoS时槽的有效数量并减少高容量时槽的有效数量，且如果必要的话，在有效的高容量时槽耗尽的后减少平衡时槽的有效数量，而这可能是需要呼叫终止或是避免高容量时槽的新存取，而呼叫或是封包的丢弃则被认为是最后的手段。如果拥挤发生在平衡时槽中，该系统100会增加平衡时槽的有效数量，且减少高容量时槽有效数量，然而，高QoS时槽并不会在这种情况下受到不利的影响。
该系统100可根据本发明的优先机制来控制通话交递(步骤235)，行动单元系被允许环绕在复数胞元间，当一个行动单元穿过两胞元间的界线时，就会将一通话交递程序初始化，且如果在目标胞元内没有足够的资源，并不会伴随着通话交递，且一胞元可能会被丢弃。在那种情况下，该系统100释放了高容量时槽以便能接受高QoS使用者的进入，且平衡请求也会藉由调整QoS需求而接受，以便不会将该系统100塞满，反而则高容量请求将会被拒绝(步骤240)。
该系统100可根据本发明的优先机制来设定NRT封包排程的优先权(步骤245)。举例来说，指派为高QoS时槽的使用者系被提供最少延迟和跳动而用以排程其数据封包，而指派为平衡时槽的使用者系被提供中等延迟和跳动而用以递送其数据封包，此外，指派为高容量时槽的使用者则被提供最大延迟和跳动而用以传输其数据封包(步骤250)。
该系统100可依每一时槽的指定关系的不同数据速率来维持联机状态(步骤255)。举例来说，高QoS时槽系被给予一保证位率加上一预设限度，而平衡时槽系被给予一保证位率，而高容量时槽则并未被保证一位率，但是该实际联机则可能会低于所提供的速率(步骤260)。如果该系统100于一特定时槽的指定关系的该数据率中检测到一减少时，该系统100可根据本发明的优先机制以改变该指定关系的时槽数量。
图3系为根据本发明的程序300之一流程图，其系包含分类时槽类型且将一使用者关联于一特定时槽类型的方法步骤。无线资源系藉由将无线资源的复数时槽分类为复数类型以在一时槽化无线通信系统100中获得管理，每一类型系关联于不同等级的服务品质(QoS)(步骤305)，因应由该使用者所接收之一无线资源请求以获得有关使用者的QoS信息(步骤310)，该使用者接着基于该使用者的该QoS信息而关联于时槽之一特定类型(步骤315)。
尽管本发明已经参照较佳实施例而详尽地显示和描述，熟习此技艺的人士将会了解，在不违背在上文中本发明所描述的保护范围下，在其中可以完成各种型式和细节的改变。

Claims (20)

1.一种在时槽化无线通信系统中管理无线资源的方法，该方法系包含：
(a)将无线资源的复数时槽分类为复数的不同类型，每一类型关联于不同等级的服务品质(QoS)
(b)因应从一使用者所接收之一无线资源请求以获得该使用者的服务品质(QoS)信息；以及
(c)根据该使用者的服务品质(QoS)信息以关联该使用者与一特定时槽类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一时槽更指定为一实时时槽或是一非实时时槽。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该服务品质(QoS)信息系表示该使用者的无线资源请求的优先权。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，用来紧急呼叫之一无线资源请求系被指定为服务品质(QoS)之一最高等级。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该服务品质(QoS)信息包含关于复数用户类别其中之一特定者的信息，每一类别具有一不同等级的服务品质(QoS)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，被指定为属于较高用户类别之一使用者在交递期间相较于较低用户类别的使用者具有较高的优先权。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，被指定为属于较高用户类别之一使用者相较于被指定为属于较低用户类别的使用者，其被保证具有较高数据服务速率。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，被指定为属于较高用户类别之一使用者相较被指定为属于较低用户类别的使用者，其有较少延迟和跳动的封包排程。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该服务品质(QoS)信息具有关于复数不同地理区域其中之一特定者的信息，每一区域具有不同等级的服务品质(QoS)，藉以只允许具有一适当等级优先权的使用者存取在该特定地理区域的无线资源。
10.根据权利要求1所述的方法，更包含：
(d)增加具有较高等级服务品质(QoS)的时槽数量；以及
(e)如果在具有较高等级服务品质(QoS)的时槽中发生壅塞，则降低具有较低等级服务品质(QoS)的时槽数量。
11.一种管理无线资源的时槽化无线通信系统，该系统系包含：
(a)用以将复数无线资源的时槽分类为复数不同类型的装置，每一类型关联于不同等级的服务品质(QoS)；
(b)因应由一使用者所接收的无线资源请求以获得一使用者的服务品质(QoS)信息的装置；以及
(c)根据该使用者的服务品质(QoS)信息以关联于该使用者与一特定时槽类型的装置。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，每一时槽更指定为一实时时槽或一非实时时槽。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该服务品质(QoS)信息系表示该使用者的无线资源请求的优先权。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，用来紧急呼叫之一无线资源请求系指定为服务品质(QoS)之一最高等级。
15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该服务品质(QoS)信息包含关于复数用户类别其中之一特定者的信息，每一类别具有一不同等级的服务品质(QoS)。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，被指定为属于较高用户类别之一使用者在交递期间相较于较低用户类别的使用者具有较高的优先权。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，被指定为属于较高用户类别之一使用者相较于被指定属于较低用户类别的使用者，其保证有较高数据服务速率。
18.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，被指定为属于较高用户类别之一使用者相较被指定属于较低用户类别的使用者，其有较少延迟和跳动的封包排程。
19.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该服务品质(QoS)信息具有关于复数不同地理区域其中之一特定者的信息，每一区域具有不同等级的服务品质(QoS)，藉以只允许具有一适当等级优先权的使用者存取在该特定地理区域的无线资源。
20.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，更包括：
(d)用以增加具有较高等级服务品质(QoS)的时隙数量的装置；以及
(e)若在具有较高等级服务品质(QoS)的时隙中发生拥塞，用以降低具有较低等级服务品质(QoS)的时隙数量的装置。
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