专利名称：点对多点数据通信的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及数据通信，并且特别涉及蜂窝通信系统中的点对多点数据通信。
背景技术：
当今的蜂窝通信系统中的趋势是出现提供给用户的新的通信服务。传统上与计算机网络相关的服务例如利用网际协议(IP)现在还可用于蜂窝通信系统。此外，若干基于群(group-based)的通信服务正被引入到现有的蜂窝通信系统中，在现有的蜂窝通信系统中单个用户同时与若干其他的用户通信。这样的服务的一个典型示例是所谓的按键通话(push to talk)服务。
通过蜂窝单元的按键通话(Push to talk over Cellular)(PoC)是基本上起着“walkie-talkie(步话机)”服务作用的通信服务，但是其被实施在蜂窝电信系统中。PoC允许的手机或移动单元则配备有专用PoC(硬件或软件)按钮。至于传统的步话机，当按钮被按压时，用户手机直接与该用户想要与之通信的特定朋友的手机连接。还有可能与已接入PoC允许手机的一组人连接并与之通信。
PoC服务背后的通信原理是非常简单的，只是按压按钮并开始说话。由于用户一般总是不经过拨号呼叫和其他耗时程序而直接接入服务(根据与提供PoC服务的服务供应商例如网络供应商签定的预约)，所以在按压按钮之后能直接开始与一组用户的PoC呼叫。换句话说，呼叫连接基本上是即时的。
在蜂窝通信系统的分组交换(PS)域中，PoC通信量利用有限数量的分组数据信道(PDCH)来传送。由于包括PoC用户的若干用户公享这些信道，因此通过量偶尔会明显低于特定用户的预定义的或保证的通过量。另外，例如，由于诸如话音的高优先级服务的抢先(预占)或者由于非常高的数据负载(包括高PoC数据负载)，系统有可能用完了PDCH。当用户经历这样的资源缺乏时，这将表现为数据传送中的延迟或者甚至表现为数据(音频)脉冲串的丢失。只要延迟保持在规定的限制内，这些延迟就通常是可接受的。但是，如果这些延迟增加，它们将破坏在用户相互交谈时感知的交互性并降低用户感知到的“实时感觉”。
此外，在几个PoC用户位于相同小区中的情况下，它们将竞争相同的资源(PDCH)。这意味着，在某些情况下，PoC用户仅仅由于某些其他的PoC用户获得了更多的资源而将经历降低的性能和交互性或获得差的服务。
因此，在蜂窝通信系统中存在与用于PoC服务和其他基于群的通信服务的有限通信资源相关的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术方案的这些和其他缺陷。
本发明总的目的是在蜂窝通信系统中提供有效的基于群的数据通信。
本发明的另一目的是提供减少通信资源使用的基于群的数据通信。
本发明的特别目的是提供从用户通信单元始发的通信数据至与相同小区相关的其他用户通信单元的点对多点传送。
通过利用所附的专利权利要求书所定义的本发明来实现这些和其他目的。
简而言之，本发明涉及基于群的数据通信，其中源于用户通信单元的通信数据在单个专用信道或通信资源上同时被传送至多个其他的用户通信单元。
根据本发明，在基于群的通信会话中，发送用户通信单元想同时与多个接收用户通信单元通信。发送用户单元向管理基于群的数据通信的通信服务器传送旨在多个接收用户单元的通信数据。然后，通信服务器识别至少两个接收通信单元的组，这些接收通信单元参与基于群的通信会话并与同一小区相关。该服务器优选地根据相关列表或包括这些通信单元的地址信息和小区标识符的数据库来识别该组的通信单元。一旦存在于同一小区并在相同的通信会话中是活动的多个接收通信单元的组被识别，则来自发送用户单元的数据以点对多点方式被同时传送给被识别的该组接收用户通信单元。该点对多点数据传送利用该组的用户单元存在于其中的小区特定的相同的专用信道来实现。因此，单个信道或通信资源用于用户数据至多个用户单元的传送。
例如，基于群的通信会话包括七个参与的用户单元，其中发送用户单元和两个接收用户单元与第一小区相关，三个接收用户单元位于第二小区中并且单个接收用户单元被连接至第三小区。利用现有技术，来自发送用户单元的通信数据将通过六个不同的(下行链路)信道被传送至接收用户通信单元。但是，根据本发明，第一小区的两个接收用户单元形成第一组，而第二组包括第二小区的三个用户单元。然后来自发送移动单元的数据以点对多点方式只使用两个通信(下行链路)信道被传送至这两个组的用户单元。该数据还以现有技术的点对点方式使用一个信道被提供给第三小区中的接收用户单元。因此，根据本发明，在这个示例中，与现有技术解决方案的六个信道相比，只需要三个不同的(下行链路)信道用于数据传送。本发明的益处在其中许多接收用户通信单元存在于同一小区中的情况下尤其显著。
本发明的通信服务器优选地从将参与通信会话的通信单元接收地址信息和小区标识符。优选地，在用户单元连接到服务器或登录服务器时，例如当它们被接通时或在通信会话的建立过程中，实施这个至服务器的信息传送。此后，通信服务器生成用于该会话的通信单元的会话标识符并将这个会话标识符和小区标识符与地址信息一起存储在相关的数据库中。
通信服务器随后比较其相关数据库中的会话标识符并识别与给定会话标识符相关的那些接收用户通信单元。然后，比较那些具有相同会话标识符(即，参与同一通信会话)的接收用户单元的小区标识符。该通信服务器识别具有同一相关的小区标识符(即，连接到同一小区)的任何通信单元，并将它们组合在组或子群中。
随后，通知一组被识别的接收用户通信单元有关专用信道的信息，其中这些识别的接收用户通信单元应锁定到该专用信道并收听该专用信道，以接收从发送用户通信单元始发的数据。如果这些通信单元已连接到这个专用(下行链路)信道，则不需要任何通知。然后，利用通知的专用通信信道，将该通信数据提供给该组的用户单元。
本发明能应用于参与用户通信单元的群内不同类型的数据通信，其中单个用户通信单元希望同时将数据传送给多个其他用户单元。例如，本发明可以应用于通过蜂窝单元的按键通话(PoC)数据通信、电视电话和会议以及不同的我们共享(we-share)应用程序。
尤其，对于利用通信系统向用户通信单元提供PoC服务的情况而言，根据本发明的通信服务器优选包括修改的PoC应用服务器，该服务器通常处理用于PoC呼叫的呼叫建立信令和PoC通信量的流(量)控制。通信服务器还优选地包括或接入多媒体广播组播服务(Multimedia Broadcasting Multicasting Service)(MBMS)服务器，该服务器能利用同一物理多媒体接收器信道(Multimedia ReceiverChannel)(MMRC)同时向若干用户分发数据。
在这种情况下，PoC服务器优选配备有数据库，其存储用于参与PoC(基于群)通信会话的用户通信单元的地址信息、会话标识符和小区标识符。PoC服务器还包括优选地基于在数据库中存储的小区标识符和会话标识符识别位于同一小区中的参与会话的多个接收用户单元的任意组的功能(性)。PoC服务器然后通知形成组的这些接收用户单元的MBMS服务器并从发送用户单元向MBMS服务器提供包括PoC数据的数据分组。这个MBMS服务器随后开始点对多点传送设置，且该组的用户单元被通知它们应收听和锁定至的那些下行链路信道。MBMS服务器然后利用通知的下行链路信道同时向该组用户单元提供数据分组。
本发明提供下列优点-减少通信系统中的通信资源需求和利用；-减少由参与基于群的数据通信会话的用户通信单元引起的下行链路中的干扰；-消除一个小区中通信会话中的同时参与者的最大数量的限制；-允许减少用户单元的传输延迟和提高服务质量；-增加蜂窝通信系统中基于群的数据通信(诸如按键通话)的可用性；和-减少分组控制单元(PCU)中超载队列的风险。
通过阅读下面本发明实施例的描述，将认识到利用本发明提供的其他优点。
通过参考下面结合附图的描述，将最佳地理解本发明及其进一步目的和优点，其中图1是根据本发明的提供基于群的数据通信的通信系统的示意图；图2是根据本发明的通信服务器的示意方框图；图3是图2的通信服务器的数据库的示意；图4是本发明的数据通信方法的示意信号图；图5是表示适用于根据本发明的通过蜂窝单元的按键通话(PoC)数据通信的通信服务器的实施例的方框图；图6是图5的通信服务器的PoC服务器部分的数据库的示意；图7是图5的通信服务器的PoC服务器部分的组标识符(setidentifier)的方框图；图8是图5的通信服务器的多媒体广播组播服务(MBMS)服务器部分的数据库的示意；图9是根据本发明的通信方法的流程图；图10是表示图9的通信方法的附加步骤的流程图；和图11是更详细地表示图9的组标识步骤的流程图。
具体实施例方式
在所有附图中，相同的附图标记将用于相应的或类似的元素。
本发明涉及基于群的数据通信，其中源于用户通信单元的通信数据在单个专用信道或通信资源上同时被传送至多个用户通信单元。
在这里论述和公开的本发明的教导能应用于蜂窝通信系统中的若干数据通信服务和类型，包括但并不限于通过蜂窝单元的按键通话(PoC)数据通信、视频电话和会议以及不同的我们共享应用。因此，本发明涉及一组参与用户通信单元内的数据通信，其中单个用户通信单元希望同时向参与该通信组中的所有或至少若干用户单元传送数据。
用户通信单元可以是能通过相关的通信系统与其他的用户设备进行数据通信的任何用户设备。例如，用户通信单元可以是蜂窝通信系统中的移动单元，诸如移动电话或连接到移动电话的膝上型计算机，或者无线局域网(WLAN)(蜂窝)通信系统中的计算机。
在下面，将结合向一组相关的移动单元提供数据通信的蜂窝无线电通信系统来描述本发明。但是，本发明并不限于这个示例，而可以包括其他的通信系统和/或用户通信单元，例如，如上所述。
图1示出根据本发明的蜂窝通信系统1。为了简化示意，在图中只明确地示出了与本发明直接相关的系统1的单元和元素。
通信系统1包括多个相关的移动单元400-430，这些移动单元位于不同的小区15，25，35中并且是数据通信会话的成员，而且参与其中。每个这样的小区15，25，35与相应的基站10，20，30相关并由相应的基站10，20，30提供服务，其中相应的基站与管理移动单元400-430之间的数据通信的通信服务器100连接。
在通信会话期间，移动单元400(下面表示为发送移动单元)希望(同时)向若干其他移动单元410-430(表示为接收移动单元)传送数据。通信数据可以为任意形式的数据，诸如音频、话音、图象、视频、文本等，并且优选地作为数据分组通过通信系统1从发送移动单元400传送至接收移动单元410-430。
发送移动单元400的用户通常首先选择他/她希望与之通信的接收移动单元410-430，即将参与通信会话的移动单元。这个选择可以通过根据地址簿或发送移动单元400中的类似用户列表识别接收移动单元410-430来完成。然后，在发送移动单元400中生成数据，并将该数据传送至其相关的或连接的基站10。例如，在话音的情况下，发送移动单元400的用户开始通话，并且该通话被取样并被打包为数据分组，这些数据分组被传送至基站10。基站10然后将通信数据(数据分组)正向传送至通信服务器100。
这个服务器100包括或访问包括参与通信会话的移动单元400-430的信息的列表或数据库。该数据库包括每个移动单元400-430的标识符或地址信息，这使得通信服务器100能正确识别移动单元400-430并与它们进行通信，即向它们传送数据。该数据库还包括移动单元400-430当前与之连接或与之相关的小区15，25，35的信息，这将在下面详细论述。基于这个小区信息，通信服务器100识别具有相同小区信息的会话中的任意组或子群的多个(至少两个)接收移动单元410-412、420-424。换言之，通信服务器100识别会话中与相同小区15，25相关(即，属于相同小区15，25)的那些接收移动单元410-412。因此，根据本发明，表述“移动单元组”是指多个(至少两个)与相同小区相关并参与相同通信会话的接收移动单元的组或子群。另外，该组的移动单元将通过通信系统接收源于发送移动单元的通信数据。在图1中，接收移动单元410和412都连接到基站10，并因此属于相同小区15。相应地，接收移动单元420-424与相同小区25相关。因此，移动单元410-412形成根据本发明的第一组接收移动单元，且移动单元420-424形成第二组。因为移动单元430是位于小区35中的会话的唯一接收移动单元，所以它并不属于根据本发明的接收移动单元组。
通信服务器100然后利用用于每个组的单个专用信道从发送移动单元400同时向识别的接收移动单元410-424提供数据。参照图1，利用与小区15相关的单个(下行链路)信道，将数据传送至移动单元410和412，而与小区25相关的另一单个信道用于向三个移动单元420-424提供数据。这个形式的数据传输在现有技术中表示为点对多点传输，其中来自单个点的数据(即，相应小区15，25的基站10，20)利用单个信道将数据传送至若干点(即两组的移动单元410-412，420-424)。该数据还被提供给不是本发明的组的一部分的接收移动单元430。但是，这种形式的通信是所谓的点对多点通信，其中单个点(基站30)将数据传送给单个点，即，移动站430。
显然，就资源利用而言，点对多点传送是优选的，因为同一信道(通信资源)用于至若干移动单元的数据传输，而不是如现有技术的点对点传输一样，每个移动单元一个信道。
将基于群的数据通信的现有技术应用于图1中并如上所述的示例，利用六个不同的下行链路信道，将数据从发送移动单元400传送至六个接收移动单元410-430。但是，将本发明应用于相同的通信会话，只需要三个不同的信道来执行相同的数据下行链路传送。因此，尤其在其中会话中的若干接收移动单元存在于同一小区的情况下，本发明大大减少了所需信道的数量。这个信道需求的减少释放了大量的通信资源，而这些通信资源可以由通信系统用于其他类型的数据通信和/或其他的基于群的通信会话。
根据本发明，“专用信道”是指至少暂时被保留用于同时向小区中的若干接收移动单元点对多点传送数据的逻辑信道或通信资源。通过本发明，可以预料到，这个逻辑信道又能包括一个或多个物理信道或子信道。例如，专用信道能实现为一个或几个用于向一组接收移动单元提供数据的时隙。
图2是图1的通信服务器100的示意方框图。通信服务器100包括用于在通信系统中与外部单元进行通信的输入和输出(I/O)单元110。具体地，I/O单元110适用于从参与基于群的通信会话的移动单元接收包括标识符或地址信息和小区标识符的信息。I/O单元110还被设置用于从发送移动单元接收例如数据分组的数据和用于将这个数据传送给参与该会话的接收移动单元。
通信服务器100还包括数据库140或与数据库140相关并访问数据库140，该数据库包括移动单元实施本发明的基于群的通信的信息。这个数据库140表示在图3中。首先，数据库140包括移动单元或站(MS)的标识符或地址信息(MS ID)142。这个信息元素142可以为任意形式的标识符，只要通信服务器100能正确识别移动单元并基于标识符142将数据传送给该移动单元。合适标识符的典型示例可以是移动用户综合服务数字网络(MSISDN)、国际移动用户识别(IMSI)、临时逻辑链路识别(TLLI)、互联网协议(IP)地址或电子邮件地址。
数据库140进一步优选地包括会话标识符或信息(会话ID)144，其识别移动单元正在参与的(基于群)数据通信会话。因此，这个会话ID144使得通信服务器100能识别特定通信会话中所牵涉的那些移动单元。根据本发明可以预期，移动单元能同时参与一个或多个通信会话。在后一情况下，优选地在数据库140中对于每个这样的会话输入一次移动单元的标识符142，但是对于多个通信会话，利用不同的会话标识符144。
也在数据库140中为移动单元提供小区标识符或信息(小区ID)146。这个小区ID 146识别移动单元当前所连接或相关的小区。每个移动单元优选地只与一个小区相关。在某些情况下，移动单元实际上至少临时地与两个或多个小区相关，例如在移交(handover)过程期间。但是，这种移交的总的时间周期是相对短的，并因此移动单元与多个小区相关的时间周期是相对短的。一旦完成移交，则移动单元重新仅仅连接到一个小区，并且随后将这个小区的标识符提供并输入到数据库140中。如果多个小区在地理上重叠并且移动单元存在于这个重叠区域中，则该移动单元优选与该小区相关，其中该小区的基站正提供最佳的无线电链路条件。如果无线电条件对于同等的小区而言是相等的，则通信系统应能够迫使移动站只收听这些小区中的仅仅一个小区，且因此只与一个小区相关。
移动单元标识符142、会话标识符144和小区标识符146优选相关地存储在数据库140中。表述“相关地存储”在本说明书中是指以这样一种方式存储标识符142-146，以致于有可能基于其余的标识符(优选地，移动单元标识符142)的知识而在以后查找并有可能检索两个标识符，优选地，会话144标识符和小区标识符146。相关存储的典型示例是此时这些标识符作为数据登记项一起存储在数据库140中。此外，标识符142-146可以存储在数据库140内的不同位置处或存储在不同的数据库中，只要在不同的存储位置之间存在连接，诸如指针(指示符)。这个连接(指针)使得通信服务器能基于移动单元标识符142从数据库140中查找会话标识符144和小区标识符146。
参照图1和图3，图3中示出的数据库140包括参与通信会话的七个移动单元400-430的信息。数据库中的第一登记项涉及发送移动单元400，其后跟随着位于同一小区15中的其他两个接收移动单元410，412。这三个移动单元400-412因此具有相同的小区标识符146。之后，跟随着小区25的移动单元420-424，并且最后是小区35的单个移动单元430。注意，所有的移动单元400-430具有相同的会话标识符144，因此它们当前是同一基于群的通信会话的成员。
返回到图2和图3，当移动单元连接至通信服务器100时，优选地由这些移动单元提供移动单元标识符142和小区标识符146。在会话建立过程中或甚至在实际的通信会话过程中，一旦移动单元被接通并且变成连接到通信系统时，执行这个连接。如果移动单元在通信会话过程中移动到另一小区，则该移动单元优选地将小区更新消息发送给通信服务器100，将其新的小区ID 146通知服务器100。
通信服务器100还包括数据库处理器130，其将从移动单元接收的标识符和信息输入数据库140中。一旦从移动单元接收到新信息，例如移动单元已移动到新的小区(小区ID更新)，已进入新的通信会话(新的登记项，具有MS ID、会话ID和小区ID)或者已离开会话，则处理器130还更新数据库。处理器130优选包括用于为服务器100所管理的不同通信会话生成会话ID的功能。一旦通信会话结束，处理器130能够删除数据库140中包括已结束会话的会话ID的登记项。这使得能够再利用该会话标识符。如果移动单元离开会话，但是其余的移动单元仍参与会话，则处理器130也能删除该移动单元的登记项。
在通信服务器100中还提供移动单元组或群标识符或识别单元120。这个MS组标识符120适用于根据数据库140识别任意组的具有相同会话和小区ID即参与同一通信会话并位于同一小区的多个(至少两个)接收移动单元。该组标识符120因此用于根据小区ID且优选地根据与移动单元相关的会话ID来识别移动单元组。一旦组标识符120找到这样的接收移动单元组，则通知该组移动单元它们全部应锁定并收听的专用信道。由I/O单元110接收并源自发送移动单元的通信数据随后使用这个通知的相同(公用)信道被传送至形成该组的被识别的移动单元。
可以作为软件、硬件或其组合来提供通信服务器100的单元110、120和130。单元110、120和130与数据库140可以一起在服务器100中实施。服务器100能在通信系统的网络节点中实施，例如在由网络运营商(操作员)管理的通信网络的多媒体子系统框架中实施。或者，还有可能利用在通信网络中的不同网络节点中在其他位置处提供的一些单元来实现分布式实施。网络运营商的每个通信网络可配备有根据本发明的通信服务器100。或者，多个网络运营商可共享和接入若干用于不同通信网络及其相关移动单元的管理基于群的数据通信的单个通信服务器100。
下面将参照基于群的数据通信的特定示例(即，PoC或IToC通信)更详细地描和公开本发明。
简单地返回到图1，通信系统1向其相关的PoC手机或单元400-430提供PoC服务。系统1可以是(移动)蜂窝通信系统，诸如全球移动通信(GSM)、通用分组无线电业务(GPRS)、增强型GPRS(EGPRS)、GSM增强数据速率演变(Enhanced Data rates for GSMEvolution)(EDGE)、通用移动电信系统(UMTS)或码分多址(CDMA)系统，诸如宽带CDMA(W-CDMA)、CDMA200和其他CDMA系统。
移动单元400-430包括其中实施的PoC客户机并配备有PoC硬件或软件按钮，用于执行按键通话对话。单元400-430的用户(拥有者)通常与PoC服务提供商(通常为网络运营商)具有服务协议，例如，预约。移动单元400-430可以是配有PoC客户机的常规移动电话机。或者，移动单元400-430可以是专用PoC手机，即缺少传统的蜂窝移动电话功能，其中用户可利用的通信服务限于PoC服务，即没有“常规呼叫”。
通信服务器100包括PoC应用服务器，其通常处理PoC呼叫的呼叫建立信令和PoC通信量的流(量)控制。此外，IMSI号转换为互联网协议(IP)号并为携带有脉冲式谈话(音频)数据的IP分组实时选择路由至正确的接收移动单元410-430，这些由PoC服务器来管理。该服务器还能提供接口至网络运营商的供应和网络管理系统，并创建计费明细记录，用作对PoC服务开帐单的基础。PoC服务器优选包括或接入用户数据库，该数据库存储例如规定的用户的信息、其接入权、预配置组成员资格和验证信息。PoC服务器可以被看作为通信系统1中的独立设备。在这种情况下，由网络运营商提供并管理的通信网络可以连接到这个PoC服务器。或者，PoC服务器可以构成网络运营商的基础机构的一部分。在这种情况下，PoC服务器可以实施在每个通信网络的IP多媒体子系统框架中。
通信服务器100优选还包括多媒体广播组播服务(MBMS)服务器。这个服务器提供类似于数据库的用于多媒体内容存储的服务和提供类似于归属位置寄存器(HLR)的服务，其中在HLR中存储预约信息。这个服务器的益处在于，它允许利用相同的物理信道来同时分发数据给若干用户。这要求用户登录到带有特定内容的特殊服务的服务器和寄存器，例如，游戏上的足球视频剪辑。有关MBMS的更多信息，请参考文献[1]。
通过合并或接入修改的PoC服务器和修改的MBMS服务器功能，通信服务器100能向移动单元400-430提供PoC服务，并利用本发明的信道和通信资源节省益处。换言之，每组利用单个通信信道，将包括PoC话音数据的数据分组从发送移动单元400发送至多个接收移动单元410-412、420-424的组。
如PoC的技术领域中所公知的，在语音过程中，谈话被取样、被语音编码和被打包成多个或数据分组，通常为自适应多速率(AMR)分组或帧。然后，这些AMR分组时常暂时存储在移动单元400的语音或发射器缓冲器中。在通过无线电通信系统1传送给接收移动单元410-430之前，AMR分组或帧被打包为IP分组。每个IP分组的实际AMR分组的数量通常取决于可接受的开销水平、使用的IP版本和/或标题压缩。此外，实时传送协议(RTP)优选用在GPRS接入和核心网络中。传送的IP分组然后从移动站400通过基站10被传送给通信服务器100的PoC服务器。数据分组然后最终被传送给接收移动单元410-430。
这个数据传送和信令更详细地示出在图4中。在这个示例中，发送PoC使能移动单元(s MS)希望与位于不同小区中的多个接收PoC使能移动单元(r MS)通信。当发送移动单元被接通或随后被连接到PoC服务器时，它通常以IMSI或TLLI的形式将其标识符与它当前所连接的小区的信息一起传送给PoC服务器(S100)。相应地，接收移动单元优选地在它们被连接或登记到PoC服务器时(例如，在被接通时)将它们的IMSI/TLLI和小区ID传送给PoC服务器(S102)。或者，可以以后在会话建立过程中将接收移动单元的标识符和小区ID提供给PoC。PoC服务器然后用接收的IMSI/TLLI、小区ID更新相关的数据库，并生成或接收用于PoC数据分组传送的相应IP地址。
发送移动单元的用户然后例如在移动单元的地址簿或用户列表中选择它希望在PoC会话中与之通信的接收移动单元。所选择的接收移动单元的标识符(IMSI，TLLI和/或IP地址)在PoC建立过程中被传送给PoC服务器(S104)。PoC服务器通过为将要参与PoC会话的移动单元(即，发送移动单元和接收移动单元)分配会话ID或号码来更新其相关的数据库。
PoC服务器然后识别在PoC会话中是否有多个接收移动单元位于同一小区中，并因此根据本发明形成接收移动单元的组。这个组识别优选基于以前生成的会话ID和接收的小区ID来执行。对于给定的PoC会话，还有可能PoC服务器不识别移动单元、识别一个或多个移动单元组。在没有组被识别的情况下，根据现有技术执行PoC通信，这在下面进一步论述。或者，这个组识别可以随后在PoC会话中执行，例如结合PoC服务器从发送移动单元接收IP数据分组来执行。
但是，一旦根据本发明识别至少一个组，则PoC服务器将该组移动单元的信息传送给MBMS服务器(S106)。这个信息包括移动单元的IMSI/TLLI(MS ID)和小区ID以及有可能还包括IP地址。MBMS服务器将这个接收的信息输入相关的数据库中并优选生成用于PoC数据/会话的内容或服务码。
在下面关于图4的描述中，假设PoC服务器识别单个组的接收移动单元。但是，在多个组的情况下，对于其他组的程序与所论述的相同。
发送移动站然后将包括PoC话音数据的(IP)数据分组通过其相关的基站和通信系统的其他基础结构单元例如服务GPRS支持节点(SGSN)、网关GPRS支持节点(GGSM)等传送给PoC服务器，这对于本领域人员是公知的(S108)。如果对于当前的通信会话识别一组接收移动单元，则PoC服务器将数据分组前向传送给MBMS服务器。MBMS服务器有可能通过GGSN节点将对于实现本发明的点对多点数据分组传送是必需的信息传送给SGSN(S110)。这个信息包括被识别组的接收移动单元的IMSI或TLLI。这个信息用于通知这些移动单元有关它们应收听的专用信道，以接收始发自发送PoC使能移动单元的IP数据分组。SGSN通常通知与该组的小区相关的基站控制器。该小区的基站优选地传送(1比特)寻呼消息，以激活其小区中的接收移动单元。政策移动单元然后能够利用寻呼应答消息来应答基站。进一步消息然后被传送给该组的移动单元，通知它们有关它们应锁定和收听的专用(下行链路)信道(S112)。当基站接收到可选的寻呼应答消息时，它通知MBMS服务器该组的接收移动单元已经获得它们应锁定的信道的信息。MBMS服务器然后开始将始发自发送移动单元的数据分组传送给该组中的移动单元与之相关的基站(S114)。或者，MBMS服务器可以被构成为在自该组中的移动单元的IMSI传输之后的预定时间间隔之后开始传送数据分组(S110)。
一旦基站接收到数据分组时，它利用以前通知的专用信道将这些数据分组同时传送给该组的多个移动单元(S116)。这个专用信道优选为多媒体接收器信道(MMRC)。
在数据分组传送给接收移动单元之后，其中一个接收移动单元一般变为发送移动单元。这一般通过在先来先服务的基础上按压PoC按钮来同意至说话的转变(turns to speak)。因此，当完成下行链路数据分组传送阶段时，只允许参与PoC会话的一个移动单元利用信道所需程序建立新的上行链路信道并变成发送移动单元。这意味着在发送移动单元的用户已说话和接收移动单元的用户已接收并收听数据之后，任一移动单元可以为PoC会话的下一部分的发送移动单元，或者该会话结束。PoC服务器然后重新识别是否存在任意组的接收移动单元。随后，与以前相同的组有可能仍然是活动的和/或形成新的接收移动单元组。例如，如果图1的移动单元430变为发送移动单元，且其余的移动单元400-424是接收移动单元，则包括移动单元420-424的组与以前的相同，而其他的组除了移动站410和412之外现在还包括移动站400。对于已经锁定到其相关小区的专用信道并仍然存在于组中的接收移动站，不需要新的专用信道的信息传送。但是，如果将要采用新的专用信道或移动单元以前不是一组的一部分，则信道ID的通知优选地传送给这一(些)单元。
此外，发送移动单元优选地在其数据分组至PoC服务器的传送过程中被分配到其相关的小区的专用公用信道，如果对于其小区而言存在这样的信道。因此，可以通过带内信令，或例如通过设置采用现有的上行链路用于IP数据分组传输的下行链路临时数据块流(Temporary Block Flow)(TBF)，能够发送这样的信道通知。当上行链路数据分组传送阶段结束时，移动单元应移动到公用的专用信道，以使其小区准备好接收由另一会话参与者生成的输入数据。
根据本发明还预见到，发送移动单元根据本发明可以包括在组中。换言之，除了小区15的接收移动单元410、412之外，组还可以包括图1的发送移动单元400。但是，因为发送移动单元已经具有分配的TBF，所以它不受这个小区的专用公用信道的通知和建立的影响，直至其用户停止说话，并且它变成接收移动单元。
如果PoC服务器没有识别根据本发明的任意组的移动单元或者在通信会话中小区的那些单个移动单元，则对于数据分组传送，采用现有技术。PoC服务器然后将数据分组提供给SGSN节点，该节点将它们前向传送给这些单个移动单元的基站(S118)。然后，以点对多点的方式利用每个移动单元一个通信信道将这些数据分组传送给单个移动单元(S120)。
当一组中的若干移动单元根据本发明收听同一信道时，可能对链路质量控制(LQC)有影响。如现有技术所公知的一样，对于高链路质量，通常在移动单元相对靠近基站且无线电链路条件良好时，可以采用更主动的编码方案。但是，对于具有低链路质量的移动单元而言，通常远离其相关基站且无线电条件差，则有益地使用更安全的编码方案。由于根据本发明的组包括至少两个移动单元，则其各自的链路质量可以不同。在这样的情况下，总是能够采用相对安全的编码方案。或者，可以确定组中的移动单元的无线电链路质量，并随后识别具有最差无线电链路的移动单元。这个被识别的移动单元的测量报告然后用该组的所有移动单元的LQC中。
图5表示根据本发明的通信服务器100的方框图，该通信服务器包括PoC服务器200和MBMS服务器300。这两个服务器200、300能够利用由图中的相应I/O单元210，310之间的通信来表示的逻辑或物理连接而连接。或者，本发明相关的PoC 200和MBMS 300服务器的功能可以被合并在单个通信服务器100中。
利用PoC服务器200开始，其I/O单元210用于与MBMS服务器300和通信系统中的外部单元进行通信。I/O单元210还接收始发自发送移动单元的IP数据分组并将它们前向传送至MBMS服务器300，以便进一步传送给作为组成员的移动单元和/或使用网络基础结构元素直接将这些数据分组前向传送给不属于组的接收移动单元。服务器200还包括或与PoC数据库240相关。这个数据库240更详细地示出在图6中。数据库240优选地对于每个连接到或登记到PoC服务器上的移动单元包括至少四个数据元素。这些元素包括移动单元的IMSI、TLLI或其他标识符242、该单元的相关IP地址248、会话标识符244和小区标识符246，如上参照图3所述。这些元素优选相关地存储在数据库240中，例如作为数据登记项。
PoC服务器200还包括用于管理数据库240的数据库处理器230。这个处理器230具体地输入通过I/O单元210从移动单元接收的信息(IMSI/TLLI和小区ID)。这个信息接收优选地发生在至PoC服务器200的连接期间。处理器230还在接收这种更新时更新数据库240中的信息，例如在会话建立期间(会话启动协议(SIP)邀请)或SIP回答(SIP 200OK)期间。一旦PoC会话完成，处理器230优选地从数据库240中去除包括这个会话ID的数据登记项，以便能够将该会话ID重新用于后续的PoC会话。
会话ID生成器250被设置在服务器200中，以生成由服务器200管理的PoC会话的会话ID。这个生成器250优选用于在接收到来自发送移动单元的识别发送单元希望与之通信的接收移动单元的信息时生成会话ID。
移动单元设置标识符120被设置在PoC服务器200中，用于识别存在于同一小区中并因此形成根据本发明的组的PoC会话的那些接收移动单元。这个组标识符120优选地基于存储在数据库240中的会话ID和小区ID识别任意组。图7表示包括会话ID比较器122和小区ID比较器120的组标识符120的优选实施例。会话ID比较器122识别具有给定会话ID的所有接收移动单元。比较器122可以用于在会话建立过程中从发送移动单元接收到接收移动单元的信息时，和/或在从发送移动单元接收到数据分组时，执行其识别功能。这使得比较器122能识别会话中的哪个移动单元为发送移动单元。或者，数据库240能够为每个会话ID存储有关哪个移动单元当前是发送移动单元的通知。然后，将具有相同会话ID的其余移动单元看作为接收移动单元。
一旦会话ID比较器122已识别正确的接收移动单元时，它通常通过提供其IMSI/TLLI或其数据元素存储在数据库中的位置的信息来将这些通知小区ID比较器124。小区ID比较器124然后比较由会话ID比较器122识别的移动单元的小区ID，以确定是否两个或多个移动单元具有相同的小区ID，并因此形成组。小区ID比较器124然后能识别一个、多个组或不识别组。如果识别至少一个组，则小区ID比较器通过I/O单元210将组中的移动单元的信息(IMSI/TLLI，小区ID和有可能IP地址)传送给MBMS服务器。
对于服务的任何收费根据本发明优选地由PoC处理器200处理，因为这个处理器200知道哪些用户已接受参与PoC会话以及生成了多少数据。在这种情况下，PoC服务器200包括用于生成收费基础数据的功能(未示出)。
MBMS服务器300又包括I/O单元310，与外部单元和PoC服务器200通信。类似于PoC服务器200，MBMS服务器300包括或接入数据库或广播多媒体服务中心(BM-SC)340。这种数据库的一个示例示出在图8中。根据本发明，这个数据库包括从PoC服务器接收的IMSI/TLLI 342、IP地址348和小区ID 346。另外，数据库340优选包括与将提供给移动单元的数据分组内容相关的服务或内容码344，其中这些移动单元的IMSI 342与服务码344相关地一起进行存储。数据库340通常包括除了根据本发明生成的登记项之外的其他登记项。因此，数据库340可以包括移动单元的信息，其中MBMS服务器将传统的多媒体广播组播服务例如视频剪辑、金融新闻等提供给这些移动单元。每个这种不同的内容优选地与唯一服务码344相关。例如，服务码555-555-550涉及PoC会话1，服务码555-555-551与足球比赛1中的视频剪辑相关，金融新闻具有服务码555-555-552，PoC会话2具有服务码555-555-553等。
数据库处理器330实施在MBMS服务器300中，用于将数据输入到数据库340中，更新任意数据或从数据库340中除去数据。具体地，处理器330输入通过I/O单元330从PoC处理器接收的IMSI/TLLI和小区ID。服务码生成器320生成用于数据库340的服务码。优选地在从PoC服务器200接收到一组移动单元的信息时，生成用于PoC会话的服务码。生成器320可以为数据库340中输入的每组移动单元提供一个服务码。或者，为每个内容例如数据分组，提供唯一服务码，并且随后可以将唯一服务码应用于若干组的移动单元，只要它们参与同一会话，并因此应接收相同的内容(数据分组)。这些码然后被提供给处理器330，该处理器330将它们输入数据库340中。一旦MBMS服务器已传送了所需的数据(内容)，该处理器330优选地从数据库340中除去数据登记项。
信道通知器350被设置在MBMS服务器300中，用于传送消息给与参与PoC会话且其IMSI/TLLI已输入数据库340中的移动站相关的基站。这个消息促使基站将其相关接收移动单元应锁定和收听的专用信道通知PoC会话中的其相关接收移动单元。
I/O单元310随后还用于从PoC服务器200接收PoC数据分组并前向传送这些数据分组，以使它们被在数据库340中具有与接收的数据分组相关的服务码的移动单元接收。I/O单元310将这些数据分组传送给相关的基站，该(些)基站然后又利用相应的专用信道将它们前向传送给为组中成员的移动单元。
PoC 200和MBMS 300的单元120、210、230、250、310、320、330和350可以被提供为软件、硬件或其结合。PoC服务器200可以实施在通信系统的网络节点中，例如，实施在由网络运营商管理的通信网络的多媒体子系统框架中。类似地，MBMS服务器300可以实施在相同或不同的网络节点中。或者，利用在通信网络中不同网络节点中在别处提供的PoC服务器200和/或MBMS服务器300的一些单元还有可能实现分布式实施。
图9是查看本发明的数据通信管理方法的流程图。该方法开始于步骤S1，其中通信服务器接收始发自发送用户通信单元并预定至多个接收用户通信单元的通信数据。在步骤S2，通信服务器则识别参与基于群的通信会话并与相同小区相关的一组至少两个接收通信单元。服务器优选地根据包括通信单元的地址信息和小区标识符的相关列表或数据库来识别通信单元。在下一步骤S3，利用对于被识别的接收用户通信单元存在于其中的小区特定的相同专用(公用)信道，将数据同时以点对多点方式传送给被识别的组的接收用户通信单元。该方法随后结束。
图10表示图9的方法的附加步骤。该方法开始于步骤S11，其中通信服务器接收将参与通信会话的通信单元的标识符或地址信息。在下一步骤S12，该服务器还从这些通信单元接收小区标识符。之后，在步骤S13，通信服务器为会话的通信单元生成会话标识符并将这个会话标识符与小区标识符以及地址信息一起存储在相关数据库中。该方法然后继续到图9的步骤S1。
图11是更详细地表示图9中的组识别步骤的流程图。该方法从图9的步骤S1继续。在下一步骤S21，通信服务器比较其相关数据库中的会话标识符并识别与第一会话标识符相关的那些接收用户通信单元。步骤S22比较在前一步骤S21中识别的那些通信单元的小区标识符。通信服务器然后识别具有相同的相关小区标识符的任何通信单元并将它们组合在组或子群中。在这个步骤S22中，能够识别无、一个组或若干组的通信单元。对于数据库中的所有会话标识符，可以选择地重复步骤S21和S22，利用虚线24示意地表示。在步骤S23，被识别的组的接收通信单元被通知它们应锁定和收听的专用信道的信息，以接收源自发送用户通信单元的数据。如果这些通信单元已连接到这个专用(下行链路)信道，则不需要其通知，并且步骤S23可以被省略。该方法然后继续到图9的步骤S3。
本领域技术人员将理解，在不背离由后附的权利要求书限定的本发明范围的情况下，可以对本发明作出各种修改和变化。
参考文献[1]3GPP TS 43.246，version 0.8.03rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network；Multimedia Broadcast Multicast Service(MBMS)in the GERAN；stage 2(Release 6)，November 2003.
权利要求
1.一种在蜂窝通信系统(1)中在发送用户通信单元(400)和多个接收用户通信单元(410-430)之间执行数据通信的方法，包括下列步骤所述发送用户通信单元(400)通过所述通信系统(1)提供将传送至所述多个接收用户通信单元(410-430)的数据；识别与所述通信系统(1)的相同小区(15，25)相关的所述多个接收用户通信单元(410-412；420-424)中的至少两个的组；和利用所述小区(15，25)特定的专用信道，同时将所述数据传送给所述组的所述被识别的接收用户通信单元(410-412；420-424)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述传送步骤包括利用所述专用信道同时点对多点传送所述数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述通信系统(1)包括管理所述数据通信的通信服务器(100)，对于用户通信单元(400-430)，所述方法还包括下列步骤在所述通信服务器(100)中，生成识别所述用户通信单元(400-430)参与其中的通信会话的会话数据(144)；和向所述通信服务器(100)提供小区信息(146)，该小区信息识别所述用户通信单元(400-430)当前与之相关的小区(15，25，35)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述识别步骤包括基于所述会话数据(144)和所述小区信息(146)识别所述组的接收用户通信单元(410-412；420-424)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述识别步骤包括下列步骤对于给定的会话数据(144)，所述通信服务器(100)比较与所述多个接收用户通信单元(410-430)相关的所述小区信息(146)和所述小区(15；25)的小区标识符；和根据所述比较，识别所述组的接收用户通信单元(410-412；420-424)。
6.根据权利要求3-5的方法，对于用户通信单元(400-430)，该方法还包括下列步骤向所述通信服务器(100)提供与所述用户通信单元(400-430)相关的地址信息(142)；和在与所述通信服务器(100)相关的数据库(140)中，相关地存储与所述用户通信单元(400-430)相关的所述地址信息(142)、所述会话数据(144)和所述小区信息(146)。
7.根据权利要求3-6所述的方法，还包括所述用户通信单元(400-430)在通信会话建立过程期间向所述通信服务器(100)提供所述小区信息(146)。
8.根据权利要求1-7所述的方法，还包括向所述组的所述接收用户通信单元(410-412；420-424)提供识别所述专用信道的通知。
9.根据权利要求1-8所述的方法，还包括利用用于每个用户通信单元(430)的单个信道，点对多点传输所述数据给不属于所述组的接收用户通信单元(430)。
10.根据权利要求1-9所述的方法，还包括对于所述组的每个用户通信单元(410-412；420-424)，提供无线电链路质量信息；基于所述提供的链路质量信息，确定最低链路质量；和对于所述组的所有接收用户通信单元(410-412；420-424)，使用所述最低链路质量来选择编码方案。
11.根据权利要求1-10所述的方法，其中所述专用信道是多媒体接收器信道(MMRC)。
12.根据权利要求1-11所述的方法，其中所述数据通信是通过蜂窝单元的按键通话(PoC)通信。
13.一种通信服务器(100)，适用于在蜂窝通信系统(1)中管理数据通信，所述通信服务器(100)包括用于接收来自发送用户通信单元(400)的并且预定通过所述通信系统(1)传送至多个接收用户通信单元(410-430)的数据的装置(110)；用于识别与所述通信系统(1)的相同小区(15；25)相关的所述多个接收用户通信单元(410-412；420-424)中的至少两个的组的装置(120)；和用于利用所述小区(15，25)特定的专用信道同时传送所述数据给所述组的所述被识别的接收用户通信单元(410-412；420-424)的装置(110；310)。
14.根据权利要求13所述的服务器，其中所述传送装置(110；310)用于利用所述专用信道同时点对多点传送所述数据。
15.根据权利要求13或14所述的服务器，还包括用于为用户通信单元(400-430)生成会话数据(144)，所述会话数据(144)识别所述用户通信单元(400-430)参与其中的通信会话的装置(2502)；和用于接收识别所述用户通信单元当前与之相关的小区(15；25；35)的小区信息(146)的装置(110)。
16.根据权利要求15所述的服务器，其中所述识别装置(120)用于基于所述生成的会话数据(144)和所述提供的小区信息(146)识别所述组的接收用户通信单元(410-412；420-424)。
17.根据权利要求16所述的服务器，其中所述识别装置(122)包括用于对于给定会话数据(144)比较与所述多个接收用户通信单元(410-430)相关的小区信息(146)和所述小区(15；25)的小区标识符的装置(124)；和用于在所述组的接收用户通信单元(410-412；420-424)中包括其小区信息(146)与由所述比较装置(124)确定的所述小区标识符相对应的的接收用户通信(410-412；420-424)的装置。
18.根据权利要求15-17的服务器，还包括用于接收与用户通信单元(400-430)相关的地址信息(142)的装置(110)；和用于在与所述服务器(100)相关的数据库(142)中相关地存储与所述用户通信单元(410-430)相关的所述地址信息(142)、所述会话数据(144)和所述小区信息(146)的装置(130)。
19.根据权利要求13-18所述的服务器，还包括用于向所述组的接收用户通信单元(410-412；420-424)提供识别所述专用信道的通知的装置(310，350)。
20.根据权利要求13-19所述的服务器，还包括用于利用每个用户通信单元(430)的单个信道点对多点传输所述数据给不属于所述组的接收用户通信单元(430)的装置(210)。
21.根据权利要求13-20所述的服务器，还包括具有所述识别装置(120)的通过蜂窝单元的按键通话(PoC)服务器(200)和具有所述传送装置(310)的多媒体广播组播服务(MBMS)服务器(300)。
22.根据权利要求21所述的服务器，其中所述MBMS服务器(300)用于利用多媒体接收器信道(MMRC)同时传送所述数据。
23.一种蜂窝通信系统(1)，其在发送用户通信单元(400)和多个接收用户通信单元(410-430)之间提供数据通信，所述系统(1)包括根据权利要求13-22之中任一权利要求所述的通信服务器(100)。
全文摘要
发送用户单元(400)给通信服务器(100)提供预定用于多个接收用户单元(410－430)的数据。服务器(100)识别参与会话并与相同小区(15，25)相关的至少两个接收用户单元(410－412；420－424)的组。根据存储在相关数据库(140)中的会话标识符(144)和小区标识符(146)，识别该组的用户单元(410－412；420－424)。然后，利用对于该组的用户单元(410－412；420－424)存在于其中的小区(15，25)是特定的相同的专用信道以点对多点方式将来自发送用户单元(400)的数据同时传送给接收用户单元(410－412；420－424)。本发明特别可应用于通过蜂窝单元的按键通话(PoC)和其他的基于群的数据通信服务。
文档编号H04B7/00GK1922908SQ200480042073
公开日2007年2月28日 申请日期2004年2月24日 优先权日2004年2月24日
发明者I·法豪迪, K·森德伯格 申请人:艾利森电话股份有限公司