专利名称：用于为多用户设备调度无线信道资源的系统和方法
技术领域：
本发明通常涉及无线网络和用户设备的领域，更具体地涉及为无 线用户单元调度网络资源。
背景技术：
无线用户设备得到广泛应用并且已经成为现代生活的重要部分。
如寻呼机、移动电话、PDA (个人数字助理)等无线用户设备被用于 工作和个人活动中，并作为一种与朋友和家人保持联系的方式。随着 这些设备的功能的增加，他们的使用和接受度也不断扩大。此外，用 户已经变得更加依赖他们的无线设备，并且因此要求高质量的服务和 使用性能。
由这些无线设备提供的服务质量部分地依赖于他们访问的无线网 络的传输特性。无线网络和其相关联的基础设施例如可确定通道的传 输速度、功率或分配给任何具体用户单元的时隙数量。这样， 一些远 程设备可具有提供异常服务质量的信道接入，而其它的远程设备可分 配到提供令人失望的水平的服务或者甚至不可接受的水平的服务的信 道接入。用户希望他们连接的无线网络将允许他们在不具有过多的延 迟、干扰或者折中的服务质量的情况下访问他们的无线设备的功能。 在当前的无线网络供应商的竟争市场中，公司的名誉和商标通常是由 网络提供给无线设备的服务质量确定的。
一些无线设备允许多用户共享单个网络连接。例如，无线路由器 设备可允许多用户访问共享的无线数据连接。这种设备可具有无线数 据调制解调器或其它网络化的设备以建立与该网络的数据连接或语音 连接。多用户还可连接到无线路由器，并且每个用户能够共享该网络 连接。多用户可通过使用电缆连接而连接到无线路由器，或者在一些 情况下，多用户可通过本地无线通信而连接。目前，即使无线路由器设备能够允许多用户，但是该设备通常被无线网络视为单个用户。该 网络未考虑该设备正代表多用户请求资源。因此，由于多个活动用户 共享单个设备，每个用户只接收一部分这样的网络资源，即，它是用 户用直接网络连接所接收的。在一些情况下，资源的共享可给通过路 由器共享该网络连接的用户产生不希望的体验。
不幸地，用于将网络资源分配给能够支持多用户的无线设备的已 知方法导致不令人满意的用户体验。在服务中，与具有其自己的网络 连接的用户相比，共享网络连接的用户更可能体验慢速的服务和终端。 如果来自于特殊网络供应商的服务很差，那么用户很有可能将更换无 线网络供应商。因此，无线网络供应商需要用一种改进的系统和方法， 该系统和方法用于启动和执行对支持多用户的无线设备的调度。
发明内容
筒而言之，本发明提供了一种系统和方法，该系统和方法用于启 动和执行对支持多用户或设备的无线设备的调度。该系统具有能够支
持多用户或设备的无线用户设备。该无线系统可才艮据如WCDMA、 CDMA2000、 WiMax等无线空中接口或其它无线技术工作。该无线设 备具有消息发生器，该消息发生器被配置为产生多用户消息。该设备 将多用户消息传送给该网络。该网络接收多用户消息并开始给支持多 用户的设备调度网络资源。
在一个具体的实施例中，无线用户设备是允许多用户共享网络连
接的无线路由器。这些用户可使用直接连接而连接到无线路由器，或 这这些用户可通过如802.11等局域无线连接而连接到无线路由器。该 路由器可具有可移除的或固定的数据卡，以建立与网络的无线通信， 或者该路由器可连接到分离的无线用户设备。在预定的时间，或者响 应于该网络的请求，该路由器产生并向指示其支持多用户的网络发送 多用户消息。在一些情况下，该消息可指示被支持的用户或设备的总 数，或者该消息可指示活动用户的实际数量。该网络接收多用户消息 并按照与它正在支持的用户数量成比例的方式给该设备调度网络资有利地，本系统允许无线网络给用户提供改进的服务质量，即使 当通过多用户设备访问该网络的时候。因为远程无线设备给该网络报 告其多用户的容量，因此该网络能够根据通过单 一连接而获得服务的 用户的数量来调度网络资源。这样，共享网络连接的用户的服务质量 便得到改进。
附图组成了说明书的 一部分，并且它们包括本发明的示例性的实 施方式，这些实施方式可以以不同的形式而实现。可以理解的是，在 一些实例中，本发明的不同方面可能^^皮扩大或》丈大地显示以便于乂十本 发明的理解。
图1是根据本发明的用于启动多用户设备调度的系统的方框图。
图2是根据本发明的用于多用户设备调度的方法的示意图。
图3是根据本发明的用于启动多用户设备调度的方法的流程图。
图4是根据本发明的用于启动多用户设备调度的另 一过程的流程图。
图5是根据本发明的用于产生多用户消息的过程的流程图。
具体实施例方式
现在参照图1，其中示出了用于启动多用户设备调度的系统10。 系统IO具有无线用户设备12，该无线用户设备12被配置为与基站28 通信。例如，无线用户设备12可为无线手机、无线个人数字助理、使_ 携式计算机、无线路由器或者其它无线设备。可以理解的是，无线用 户设备12可为分立设备，或者可集成到另一个设备中。例如，无线用 户设备12可为工作在交通工具中的可移动模块。
无线用户设备12具有无线数据卡14,该无线数据卡14被配置为 从基站28接收无线通信或者给基站28发送无线通信。可以理解的是， 无线数据卡14可根据如CDMA2000、 UMTS、 GSM、 EDGE、 PHS等 国际通信标准或其它现有的或正在发展的通信标准而工作。还可以理 解的是，无线数据卡14可根据如蓝牙⑧、IEEE 802.11、 WiMax等凄t据传输标准或私有标准而工作。可以理解的是，无线数据卡14可建立
到无线用户设备12中(即与无线用户设备12成为一体)，或者可以是 可移除的。例如，无线数据卡14可以是能够插入到便携式计算机中或 者从便携式计算机中移除的卡。无线数据卡14通常具有用于控制该卡 的操作的处理器16。可以理解的是，处理器16可为单个设备或者其 功能可分布在两个或更多个处理设备之中，或者该处理器功能可由门 阵列或其它可编程逻辑设备提供。
无线用户设备12能够支持多用户或设备21。可以理解的是，多 用户21代表通过无线用户设备12访问网络资源的实体或设备。可以 理解的是，用户可以是但不局限于通过无线用户设备12访问网络资源 的其它设备，或者用户可表示操作访问网络资源的应用程序的设备。 例如，用户22可根据已知的标准，操作语音通信、VoIP通信、数据 传输或者其它通信，同时该用户与其它用户或其它用户应用程序通过 无线电设备12共享网络连接。在另一个实施例中，用户24可具有运 行于通过无线用户设备12访问网络资源的便携式计算机上的数据传 输过程或其它通信过程。
无线用户设备12具有消息发生器20，该消息发生器20用于产生 多用户消息23。可以理解的是，消息发生器20可以以硬件、固件或 软件的形式来实现，并且在一些情况下，消息发生器20可在处理器 16上操作。可以理解的是，消息发生器20的功能可由一个设备来完 成或者消息发生器20的功能可分布在两个或更多个设备上。消息发生 器20积聚关于不同用户21的消息。该消息可包括但不局限于，活动 用户的当前数量和无线用户设备12能够一次支持的活动用户的最大 数量。消息发生器20还可积聚这样的信息，即，关于活动用户是否由 于额外身份而具有增加的服务质量的资格。用户可通过支付额外的费 用或通过任何其它由该网络建立的方式获得额外身份的资格。消息发 生器20产生多用户消息23,其包括关于不同用户21的一些信息或所 有信息。多用户消息23是通过无线数据卡14传输给基站28的。
无线消息的结构在本领域是众所周知的，并且无线消息的结构将 不再详细讨论。然而，通常，如CDMA、 WCDMA、 UMTS、 GSM、EDGE、 PHS、蓝牙⑧、IEEE 802.il和WiMax等每个通信标准具有适 合于其描述的无线通信的详细的和具体的结构。每个消息的某些段或 领域致力于传输具体的信息片。例如，数字消息的前几位可被保留以 用于指示传输该消息的实体的身份。目前，这些标准未在该消息中提 供这样的域或空间，即，它们用于指示无线用户设备能够或正在支持 不止一个用户。可以理解的是，多用户消息23可被并入现有的由无线 通信标准所描述的消息中，或者它可作为新的消息被增加到这些标准 中。例如，现有的消息中的空间可被分配为指示这些无线用户设备能 够支持多用户。在另一个实施例中，完全新的消息可增加到通信标准 中，用于与能够支持多用户的无线用户设备通信。附加的消息空间可 被分配为区分用户的最大数量与活动用户的实际数量。可以理解的是， 其它多用户消息可被输送到多用户消息23中。
有利地，消息发生器20和多用户消息23将多用户消息传送给网 络，从而使基站28能够根据被支持的或实际的用户数量而调度资源。 与未共享网络连接的用户相比，通过无线用户设备12访问网络资源的 不同的用户21能够接收服务。共享网络连接的不同用户21的服务的 质量可以提高，并且允许更为一致的用户体验。用户对支持多用户的 无线用户设备的满意度也得以提高。
基站28是传统蜂窝配置中的基站。这些基站在本领域中是众所周 知的，并且将不再详细地讨论。然而，通常，这些基站负责调度其中 的网络资源，并且给无线用户设备提供网络资源。基站28具有用于与 无线用户设备12进行通信的天线29。该通信可符合如CDMA2000、 UMTS、 GSM、 EDGE、 PHS等任意通信标准或其它现有的或发展的 通信标准。还可以理解的是，基站28与无线用户设备12之间的通信 可根据如蓝牙⑧、IEEE 802.11、 WiMax等数据传输标准或其它私有标 准而工作。响应于接收到多用户消息23,基站28改变其给无线用户 设备12调度资源的方式，该多用户消息23指示无线设备12能够或正 在支持多用户。
无线用户设备12具有内部路由器18。路由技术和方法在本领域 中是众所周知的，并且将不再详细地讨论。然而，通常，由于无线i殳备12而工作的路由器指引多用户之间的通信流或数据信号流。路由器
18将由无线数据卡14接收的通信指引到不同用户21,并管理传送到 每个用户的信息流或来自于每个用户的信息流。"一对多"的配置允许 单个通信连接被多个通话共享。路由器18还将来自于不同用户21的 通信指引到无线数据卡14。可以理解的是，路由器18的功能可在硬 件、固件或软件中完成。可以理解的是，路由器18可为分立的单元或 者其功能可分布在两个或更多个设备中。可以理解的是，路由器18 的路由功能可根据任意已知的路由技术而完成，例如，通过IP地址、 MAC地址、设备识别实现的路由或任何其它路由技术。
现在参照图2，其中示出了用于多用户设备调度的方法30。通过 给不同的设备分配时间片而在无线网络中调度数据传输在本领域中是 众所周知的，因而将不再详细地讨论。然而，通常，这样的时间被分 成离散的时间片，即，在其间，数据从基站传送到无线用户设备。通 常，网络调度程序确定了在每个时间片期间哪个设备或哪些设备将接 收数据。例如，当前，该网络调度程序可根据从设备传送回该网络的 RF条件来确定时间片或该设备正在使用的应用程序的类型。在方法 30中，网络调度程序发起多用户调度，如在块32、 34和36中所示。 响应于多用户消息、响应于确定该设备能够支持多用户、响应于确定 该设备支持一个或多个额外通话或者响应于任何其它指示多用户调度 是正确的激励，可发起多用户调度。如图2所示，该网络已经给活跃 于单个无线路由器设备上的三个用户调度了多个时间片(32、 34和 36)。这三个用户正在共享单个网络连接，但是当该网络知道多用户正 在共享该连接时，该网络能够分配附加的网络资源以支持多用户。如 所示出的那样，用户l在时间片32和36中接收it据38和44，而用 户2在时间片32中接收少量的数据40,并且用户3在时间片34中接 收数据42。在大多数情况下，该网络具有足够的数据发送给每个用户 以4吏对应于一个用户的^:据充满时间片，如由时间片34和时间片36 所示。然而，在一些情况下，数据可发送给用户，但在该时间片内可 获得一些附加空间(或时间)。为了改进效率，时间片的未使用部分可 #皮分配给另一个用户，如时间片32所示。多用户调度可包括允许多个活跃于无线路由器上的用户在相同时 间片内接收数据。因为这些用户在相同的无线路由设备上共享网络连 接，因此该网络能够更好地利用被部分填充的时间片，如在块34中所 示。当从基站传输到用户之一的数据未完全地填充片段时，该片段末 尾处的传输时间被开启。例如，如果多用户无线设备正在高数据率区 域中工作，并且该设备的用户之一被调度为接收少量数据，那么该网 络可以在可能未被完全使用的时间片内发送数据。为了提高网络效率， 该网络可判断多用户设备上的另 一个用户是否还在排队等待数据。假 如这样的话，在该时间片内的额外空间可用于为在相同的多用户设备 上的另一个用户发送数据。用在相同的多用户设备上的不同用户的数 据填充该片段的剩余部分，提高了网络的数据吞吐量。当然，如果多 用户设备上没有其它的用户在排队等待数据，那么然后该网络可使用 已知的方法来给另 一 个无线设备分配额外的空间。
多用户调度可包括这样的步骤，即，给支持多个或额外服务的设
备分配更多的片段，如在块36中所示。例如，支持三个活动用户的设
备可能被分配三倍于单个用户设备的片段。在另一个实施例中，支持 额外用户服务的设备可能被分配两倍于支持非额外通话的设备的片 段。在一个实施例中，额外服务是用户支付了附加的费用的服务。尽
管方法30的讨论已经参照时间片，但是将会理解的是，也可使用其它 形式的多路访问。例如， 一些网络技术使用了码扩频或作为组织通信 通道的途径的其它方法。在码扩频而非分配附加时间片的情况下，作 为多用户消息的响应，可分配附加码或通道。
现在参照图3,其中示出了用于启动多用户设备调度的方法50。 方法50以基站向无线用户设备询问其身份为开始，如在块52中所示。 将理解，该查询能够在注册、身份认证、呼叫建立或其它在基站与无 线用户设备之间通信期间的时间期间被执行。例如，当无线路由器上 电并请求网络关注时，基站可向无线路由器询问其身份。在另一个实 施例中，当无线手机请求通过完整无线路由器建立语音通信时，该基 站可向无线路由器询问其身份。在从无线路由器接收该设备身份之后， 该基站将该设备的身份与一列对能够支持多用户或额外用户通话的设备的身份进行比较，如在块54中所示。例如，该基站可存储已被确定 为与支持多用户的无线路由器相对应的设备身份的列表。该基站可使 用任何索引算法或搜索算法以将所接收的设备身份与那些已经存在于 列表中的设备身份进行比较。然后，如果从无线用户设备接收到的设 备身份与列表上的身份中的任意一个匹配，那么该基站发起多用户调
度，如在块56中所示。例如，如果基站询问和接收无线路由器的设备
身份并确定无线路由器的身份与能够支持已知多用户的设备的列表的 元素匹配，那么该基站将按与它支持的用户数量成比例地方式把附加 网络资源分配给无线路由器。
现在参照图4，其中示出了用户启动多用户设备调度的方法70。 方法70开始于基站接收多用户消息，如在块72中所示。将会理解的 是，多用户消息可作为对来自于基站的请求的响应或在没有来自于基 站的先验响应的情况下被接收。例如，当无线路由器支持的当前通话 的数量增加或减少时，能够支持多个通话的无线路由器可能给基站发 送主动提供的多用户消息。在另一个实施例中，当作为时间信号、网 络活动中的变化或其它激励的响应，基站请求多用户消息时，无线用 户设备可给基站发送多用户消息。在接收多用户消息之后，该基站根 据多用户消息的内容启动多用户调度，如在块74中所示。例如，如果 该消息指示无线用户设备目前仅支持一个非额外用户，该基站可断开 该设备的多用户调度。稍后，多用户消息可指示多用户是活跃的，并 且该网络可通过分配或调度附加网络资源而响应。这些资源可能#4居 具体的无线技术使用包括附加时间片、附加功率或附加码。
现在参照图5,其中示出了用于产生多用户消息的方法90。在方 法90中，消息发生器发起多用户消息生成，如在块92中所示。将理 解，作为来自于基站的请求、规则时间信号、当前通话的数量的改变 或任何其它激励的响应，该消息发生器可启动消息生成。
在启动之后，该消息发生器将产生多用户消息，如在块94中所示。 将会理解的是，该消息发生器可包括在多用户消息中的该无线用户设 备能够支持的用户的最大数量、无线用户设备支持的活动用户的当前 数量、被支持的用户的额外身份，或其它信息。例如，多用户消息可指示无线用户设备目前正在支持五个活动用户。在多用户消息产生之 后，它被传输给基站，如在图96中所示。
虽然已经结合一些实施方式对本发明进行了描述，但是不期望将 本发明的范围限制于提出的具体形式，而且相反地，期望覆盖那些可 能被包含在本发明范围内的替代形式、修改形式和等同形式。
权利要求
1、一种无线用户设备，包括消息发生器，其产生多用户消息，所述多用户消息包括用于将所述无线用户设备识别为多用户设备的信息；无线数据卡，其被配置为发送所述多用户消息和接收无线通信；和路由器，其用于将所接收到的无线通信在连接到所述无线用户设备的多个用户之间进行分配。
2、 根据权利要求1所述的无线用户设备，其中所述消息发生器响 应于请求而产生所述多用户消息。
3、 根据权利要求1所述的无线用户设备，其中所述消息发生器响 应于时间信号而产生所述多用户消息。
4、 根据权利要求1所述的无线用户设备，其中所述消息发生器响 应于连接到所述无线用户设备的活动用户的数量的变化而产生所述多 用户消息。
5、 根据权利要求1所述的无线用户设备，其中所述消息发生器被 构造为产生所述多用户消息，所述多用户消息包括指示所述无线用户 设备支持多用户的数据域。
6、 根据权利要求5所述的无线用户设备，其中所述数据域进一步 包括指示由所述无线用户设备支持的活动用户的数量的数据。
7、 根据权利要求5所述的无线用户设备，其中所述数据域进一步 包括指示所述无线用户设备一次能够支持的用户的最大数量的数据。
8、 根据权利要求5所述的无线用户设备，其中所述数据域进一步包括指示目前使用所述无线用户设备的活动用户的数量的数据。
9、 根据权利要求5所述的无线用户设备，其中所述数据域进一步 包括指示所述活动用户中的至少一个的额外身份的数据。
10、 一种在无线通信系统中调度资源的方法，所述方法包括根 据多用户信息将增加的通信资源分配给无线用户设备。
11、 根据权利要求IO所述的方法，进一步包括 接收来自于所述无线用户设备的消息中的多用户信息。
12、 根据权利要求IO所述的方法，进一步包括 接收来自于数据库的多用户信息。
13、 根据权利要求IO所述的方法，进一步包括接收指示所述无线用户设备所支持的用户的最大数量的信息。
14、 根据权利要求10所述的方法，进一步包括接收指示所述无线用户设备所支持的用户的当前数量的信息。
15、 根据权利要求IO所述的方法，进一步包括 根据所述多用户信息，将附加时间片分配给所述无线用户设备。
16、 根据权利要求15所述的方法，进一步包括将工作在同 一无线用户设备上的两个或更多用户的数据组合到同 一时间片中。
17、 根据权利要求IO所述的方法，进一步包括根据所述无线用户设备上的用户的额外身份，将所述通信资源分配给所述无线用户设备。
18、 一种用于在基站上启动多用户设备调度的方法，包括 接收来自于无线用户设备的消息；使用所述消息来确定所述无线用户设备是多用户设备；和 为所述多用户设备启动多用户设备调度。
19、 根据权利要求18所述的方法，进一步包括 向所述无线用户设备询问设备身份； 接收所述消息中的所述设备身份；将所述设备身份与对应于能够支持多用户的设备的设备身份列表 进4亍比4交；和如果所述设备身份与支持多用户的设备的列表中的设备身份相匹 配，则启动所述多用户设备调度。
20、 根据权利要求19所述的方法，进一步包括将所述设备身份与对应于能够支持额外用户通话的设备的设备身 份列表进行比较；以及如果所述设备身份与支持额外通话的设备的列表中的设备身份相 匹配，则启动多用户设备调度。
21、 根据权利要求18所述的方法，进一步包括 接收从所述无线用户设备接收到的消息中的多用户信息；和 如果所述多用户信息指示所述无线用户设备能够支持多个活动用户，则启动多用户设备调度。
22、 根据权利要求18所述的方法，进一步包括 接收从所述无线用户设备接收到的消息中的多用户信息；和 如果所述多用户信息指示所述无线用户设备目前正在支持多个活动用户，那么启动多用户设备调度。
23、 一种用于在无线用户设备与基站之间通信的消息数据结构， 其包括指示所述无线用户设备支持多用户的数据域。
24、 根据权利要求23所述的消息数据结构，其中所述数据域进一 步包括指示由所述无线用户设备支持的用户的数量的数据。
25、 根据权利要求23所述的消息数据结构，其中所述数据域进一 步包括指示当前使用所述无线用户设备的活动用户的数量的数据。
全文摘要
提供用于启动和执行对支持多用户或设备的无线设备的调度的系统和方法(10)。该系统具有能够支持多用户(21)或设备的无线用户设备(12)。无线系统(10)可根据如WCDMA、CDMA2000、GSM等无线空中接口或其它无线技术工作。该无线设备具有消息发生器(20)，该消息发生器被配置为产生多用户消息(23)。该设备(12)将多用户消息(23)传送给网络(28)。该网络接收多用户消息(23)并开始给支持多用户的设备(12)调度网络资源。
文档编号G06F15/16GK101427233SQ200780014211
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月25日 优先权日2006年4月28日
发明者亨利·常, 道格·邓恩 申请人:京瓷公司