专利名称：无线数据通信系统中用于资源管理的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统领域，具体说，涉及一种通过响应预定条件/事件而改变(推迟或加速)无线系统中会话使用期限、从而在无线数据通信系统中提供资源管理的方法和系统。
背景技术：
无线通信系统正在演进为可向无线用户提供增强数据业务(包括宽带业务)，例如便携式无线因特网和其它数据业务接入。然而，由于这种系统中的用户数量增加，资源数量，尤其是可用通信信道一般变得日益缺乏。例如，在移动无线通信系统中，特定基站可支持用于与给定地理区域中远程移动或静止用户终端交换数据或语音信息的无线通信信道(例如，频率、时间、空间和/或编码信道)数量是有限和受限的。因此，如果所有用户利用无线通信资源开始例如同时进行数据交换会话，就会发生过度争用，导致网络低效率(例如，浪费带宽)、较低每用户带宽和/或较高每用户等待时间。
因此，希望提供一种方法和设备，允许管理资源，例如可用于无线通信的信道，以防止现有系统的上述和其它缺陷。
发明概述本发明提供一种方法和设备，用于在用户终端和基站之间建立(一般为)持续时间有限的会话，然后推迟或加速会话的“使用期限”。在一个实施例中，会话与会话使用期限相关，当会话使用期限因不存在会话更新而终止时，致使会话结束。然而，如果检测到会话更新，则推迟或加速会话使用期限。
图1是根据本发明实施例的无线系统框图；图2是根据本发明一个实施例利用会话更新在无线通信中提供资源管理的方法的流程图；图3是根据本发明的另一实施例利用会话更新在无线通信中提供资源管理的方法的流程图；图4是说明根据本发明的一个实施例利用动态会话更新在无线通信系统中提供资源管理的方法和系统的图；图5显示根据一个实施例的适合实施本发明的无线通信系统或网络的基站实例；图6是说明根据本发明一个实施例、在用户终端中提供数据或语音通信的部件配置示例；以及图7是根据本发明的一个实施例的采用智能天线技术以及会话定时和更新装置的基站的框图。
详细说明本发明提供一种用于管理无线通信系统中资源的方法和设备。在一个实施例中，通过提供一种方法和设备，在检测到“会话更新”，即推迟会话使用期限的终止/到期(即延长会话使用期限)的事件或条件时，或反之，在检测到加速会话使用期限的终止(即使会话较早终止)的事件或条件时，延长或减少“会话”的“使用期限”。本说明书中所用的“会话”指特定用户终端利用一个或多个(无线)通信信道通过无线链路与基站(或其它与之相连的设备/网络)交换数据的权力或能力。这种信道可以表示用于用户终端和基站之间无线通信的具体时间、频率、编码或空间信道。在一个实施例中，会话表示一段时间，期间，用户终端向基站登记并因此可以利用一个或多个信道与基站交换数据。因此，会话“使用期限”表示一段时间，在该段时间之后即使用期限终止后，会话一般结束，远程用户终端必须重新向基站登记，以便建立会话并得以利用一个或多个无线通信信道在用户终端和基站之间进行数据交换。
在会话使用期限登记后和/或随后其它时间利用定时装置，例如固定的、可变的、随机的或其它长度定时器，可以对会话使用期限进行设置和监测。在一个实施例中，这种定时装置包含在用户终端和基站中，其中，用户终端和基站定时装置是同步的，以便将会话使用期限终止告知相应设备。在另一实施例中，不是或除了由基站利用定时装置，会话管理器(例如，计算机系统)可包括定时装置而用户终端可能或可能不包括定时装置。这种会话管理器可连接到基站(或若干基站)。虽然在所述实施例中，用户终端和基站(或其它会话管理器)均包括定时装置，并且这种定时装置是同步的，以向用户终端和基站分别提供有关会话使用期限的信息(例如，开始、任何更新以及使用期限终止)，但在备选实施例中，仅有基站或仅有用户终端可包括定时装置。
在一个实施例中，一旦远程用户终端向基站作了登记，则开始具有会话使用期限或截止时间的会话，该会话可由用户终端的定时装置监测，在一个实施例中，该定时装置与基站的定时装置或与基站相连的另一会话管理器的定时装置同步。这种定时装置发送表示会话使用期限终止和会话结束的信号。
根据本发明的一个实施例，在定时装置指示会话使用期限终止时，除非(由可以或可以不包括定时装置的基站、其它会话管理器和/或用户终端)检测到会话更新，否则会话会结束。如果检测到会话更新，则会话使用期限可以更新为另一期限，该期限可以等于或长于或短于原会话使用期限。在一个实施例中，在检测到会话更新时，可以使监测会话使用期限的(基站、会话管理器或用户终端的)定时装置中止、延长、缩短、复位等等以便使会话使用期限的终止推迟或延期。因此，可以通过终止已空闲一定时间(例如，已流逝的会话使用期)的会话来减轻尤其是无线通信系统中与有限资源相关的争用、延迟、带宽和其它限制，从而释放对无线通信信道的使用权以供其它会话使用。无线系统的基站可同时具有的一定数量的有效信道和/或会话或空闲或活动，在这样的无线系统中，根据一个方面本发明提供允许对信道/会话进行管理的动态会话。
在以下说明中，给出了许多具体细节以提供对本发明及其各种实施例的彻底理解。但是，应理解，本发明可以不用这些具体细节来加以实施。在其它实例中，未详细示出周知的电路、结构、和技术以避免使本发明不够清晰。还应注意，本发明的各种要素可以采用硬件(如电路)、软件(如机器可执行指令)或其组合形式来加以实施。此外，本发明的基站或用户终端可以使用多个通用的和/或数字信号处理(DSP)处理器。
在本发明的一个实施例中，基站控制的每个信道可以以如下这四种状态之一存在请求、空闲、活动或关闭状态。数据在处于活动状态的信道上发送。在本实施例中，用户终端最初在基站进行登记并由基站为其分配零个或零个以上信道开始会话。刚开始，基站将信道置于空闲状态。当发生登记时，基站和用户终端将其各自的会话定时装置设置为对会话进行计时，除非如上所述对会话使用期限定时装置复位，使得其立即或加快到期、中止和/或延长，否则它会指示使用期限终止(以及会话结束)。
在一个实施例中，甚至在登记之前用户终端和基站(或其它会话管理器)就已知道会话使用期限；例如，将会话使用期限固化或用软件编码到各设备的定时装置中，所述定时装置可以是软件或硬件使能的递增或递减定时器。在备选实施例中，在登记期间或之后利用无线消息传送在用户终端和基站之间交换会话使用期限，故因此可以动态改变使用期限。例如，定时装置配置和使用期限长度可由基站在登记之后加以确定，所依据的是例如如下这些标准特定用户终端的优先权/服务质量(QOS)要求、网络拥塞、无线通信信道可用性/分配情况、“活动”会话的数量等等。在一个实施例中，在用户终端上电期间，用户终端周期性地(以比会话使用期限短的间隔)向基站发送会话更新或指示。因此，在本实施例中，只要用户终端是上电的(或者在其最初向基站登记之后)，用户终端的会话就可以持续。例如基站或其它会话管理器可能允许将这种周期性的更新用于选择用户终端(例如那些具有高优先权/QOS要求的用户终端等)。
一旦用户终端执行向特定基站登记，以便为用户终端分配零个或零个以上信道的步骤，则会话开始且会话使用期限定时装置初始化。在一个实施例中，用户终端和基站均知道会话使用期限的长度。例如，所有用户终端可以利用相同的使用期限或分配得到相同的使用期限，所述使用期限可以编码到基站(或其它会话管理器)和用户终端中。另一方面，在备选实施例中，使用期限可以在登记时或登记后根据一个或多个如上所述的标准动态设置。类似地，用户终端可以利用的信道可以在上电或登记之前就为用户终端所知，或者可以在上电(例如，在登记之前或登记期间或登记之后)之后用基站和用户终端之间的配置消息或其它消息传送给用户终端。
在登记之后，当用户终端要与基站(和与之相连的设备/网络)交换数据时，用户终端找到它可利用的且处于空闲状态的信道(例如，如用户终端状态机所示)并使信道进入请求状态。于是，用户终端向基站发送“活动信道”请求。
响应于该请求，基站确定信道是否实际上处于空闲状态或已为另一用户终端或会话所用(或因其它方式为请求用户终端不可用)，如果它如基站状态机所示处于空闲状态，则基站使信道进入活动状态并通知用户终端，用户终端也依次使信道进入活动状态。在一个实施例中，如果基站响应活动信道请求，确定信道未处于空闲状态或者因其它原因不可用，则基站不通知用户终端，而用户终端在预定时间之后，试图提出针对另一信道的活动信道请求，于是上述过程重复到基站证实一个活动信道。在另一实施例中，响应于活动信道请求，基站仅仅找到另一处于空闲状态的信道并将该信道通知用户终端，直到用户终端和基站均具有处于活动状态的一个或多个信道。
基站然后向用户终端发送确认以通知用户终端信道处于活动状态，随后就可进行数据交换。在本发明的一个实施例中，基站执行的到活动信道状态的转换充当会话更新，从而使监测会话使用期限时间流逝的基站的会话使用期限定时装置(和用户终端的会话使用期限定时装置)中止、延长、推迟或复位。在一个实施例中，可以重复使使用期限定时装置复位一次或多次直到活动信道转换为空闲状态。在另一实施例中，到活动信道状态的转换仅使会话定时装置中止或暂停，然后于用户终端和基站之间的数据交换完成之后在信道状态转换到空闲状态后使其恢复。
在一个实施例中，基站检测到用户终端中止发送或接收数据，随后就使信道保持活动一段较短的时间，例如在一个实施例中为3帧或15毫秒，以便适应可能需要发送的任何附加数据。然后，基站使信道进入关闭状态，执行任何“清理”操作，然后使信道进入空闲状态(这时信道可为其它会话和/或其它用户终端所利用)，这时，可以重新启动使用期限定时器(如果中止或暂停)和/或复位到原始的或不同的使用期限。如果随后以及在使用期限终止/到期之前没有检测到更新事件，则会话将结束，用户终端将失去其使用空闲信道的权力。因此，在一个实施例中，信道状态从空闲到活动的转换充当会话更新，以中止、复位、延长或用使会话使用期限推迟。类似地，在一个实施例中，假定信道状态从活动回到空闲的信道是进行这种会话转换的最后的或唯一的信道，则这种转换充当会话使用期限恢复/复位事件；如果会话的其它信道仍在活动，相应信道状态仍处于活动状态，则会话使用期限仍旧保持中止(否则被推迟)。
虽然在上述实施例中已将空闲信道状态到活动信道状态的转换描述成一种会话更新类型，即，使会话使用期限的终止推迟或加速的事件或条件，还可在登记时或之后出现或检测到其它会话更新事件。例如，在一个实施例中，将服务质量用作表示会话使用期限时间长度以及表示是否可以使使用期限推迟/延长和使其推迟/延长多久(和/或多少次)的标准。因此，如果特定用户终端被指定为一个具有高优先权的用户终端，则可以在登记后赋予该用户终端相对于其它用户终端更长或甚至无限长的会话使用期限。例如，基站或与基站相连的其它会话管理器可以存储有关用户终端(和其它用户终端)的信息，它表示用户终端的QOS参数，因此也表示会话使用期限的长度。这样，基站可以为不同的用户终端分配不同的会话使用期限，并且这种使用期限在某些情况下可以无限长。
同样地，在一个实施例中，基站(或其它会话管理器)可以根据无线资源(例如，如果多于预定数量的信道空闲或者少于预定数量的会话存在或在白天的特定时候)动态使会话使用期限延长以及同样动态地使会话使用期限缩短(例如，如果少于预定数量的信道空闲或者多于预定数量的会话存在或在白天的特定时候)。而且，基站(或用户终端)可使会话使用期限立即终止或者响应某些事件或条件(例如，同时有太多会话空闲或活动、来自网络管理器的命令、或者其它事件或条件)而结束会话。
在一个实施例中，一个用户终端上可以同时存在多个会话以有助于与基站的无线数据交换。在一个实施例中，这种会话可以利用点对点(PPP)和因特网协议(例如TCP/IP)或其它数据联网协议来允许用户终端通过与基站建立的无线链路/会话与数据网(如因特网和万维网)交换数据。而且，会话可以利用多个无线通信信道，并且在一个实施例中，利用智能天线在基站和/或用户终端进行处理，这种信道可以为两个或两个以上用户终端所共享。在一个实施例中，这种共享信道被基站和用户终端视为两个逻辑信道。
图1是根据本发明一个实施例的无线系统的框图。图1所示系统100中，若干远程用户终端如远程用户终端102和106可以分别通过无线RF链路114和112与基站110交换数据，基站110又有助于与外部数据网络(例如因特网)和远程用户终端102和106进行的这种数据交换。在一个实施例中，基站110表示蜂窝系统中的几个基站之一。在一个实施例中，基站110利用天线阵列和软硬件来提供智能天线处理。在一个实施例中，这种基站还可以利用空间信道和空分多址(SDMA)技术，其中，用户终端102和106可以同时利用相同时间、频率和/或编码信道来从基站110收数据(或语音信息)或向基站110发送数据(或语音信息)。在备选实施例中，基站110不一定利用智能天线处理或空间信道。而且，用户终端还可以采用天线阵列和智能天线或空间处理。
所示用户终端102和106分别与计算装置104和108相连。因此，用户终端102和106可以表示可启用计算装置的无线调制解调器或其它类型的收发硬件和软件，所述计算装置例如膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、游戏机或其它可移动可通过基站110与数据网116交换数据的数据处理设备。例如，用户终端102可与基站110建立RF链路114(和相应的会话)以便在计算装置104和因特网服务提供商(ISP)之间交换信息，并因此提供对万维网、企业内部网、虚拟专用网(VPN)或其它数据网的访问。
如本说明书的用法，“基站”指一个或多个设备，这些设备可与若干远程用户终端通信以利于与基站相连的用户终端和数据网之间的信息传输。基站可以配合图1中未示出的一个或多个设备一起工作，这些设备例如移动电话交换局(MTSO)、数据网络交换、路由、管理和/或隧道设备、会话管理器、其它基站、或其它有助于一个或多个远程用户终端和数据网络之间信息交换的设备，所述信息交换是通过至少这些远程用户终端和基站之间的无线链路来进行的。虽然本发明是参照用户终端和基站之间的无线RF链路来加以描述的，基站还可以通过硬连线和/或无线链路连接到所述其它设备以及最终连接到数据网。
图2是根据本发明一个实施例利用会话更新在无线通信中提供资源管理的方法的流程图。在图2中，在框200处，用户(例如，相关的远程用户终端)向基站登记。在一个实施例中，登记是通过用户终端和基站之间的一系列交换和消息来进行的，例如，如2000年9月29日提交的、标题为“使用最小广播信道的无线通信系统”的、序号为NO.09/675748的美国专利申请所述，此专利申请已转让给本申请的受让方，并通过引用结合到本说明书中。然而，在备选实施例中，可以根据其它消息传送协议进行登记和会话初始化，因此，本发明可以用在各种无线系统结构中。
在框202处，会话初始化，使其与会话使用期限相关联。基站(和与其通信的其它会话管理器)包括定时装置，用于监测会话使用期限及其终止。任何一种已知定时/计数装置及其组合可用于实现定时装置。在一个实施例中，基站和用户终端将固定或可变长度的用软件实现的计数器用作定时装置。
在框204，确定是否已检测到会话更新。例如，信道状态是否从空闲转换到活动。
如果检测到会话更新，则在框206更新会话使用期限(例如，使其暂停、复位、延长等等)，并且本质上，会话使用期限得以延长(或者在某些情况下有所缩短)，流程返回到框204。
如果在框204没有检测到会话更新，则在框208，如果会话使用期限尚未终止，则流程返回到框204。否则，在框210会话结束，这些，用户终端将无权利用与该会话相关的空闲信道。
图3是根据本发明的备选实施例利用会话更新在无线通信中提供资源管理的方法的流程图。
在框300，用户向基站登记。
在框302，会话初始化，为其“分配”使用期限。使用期限可以是预定的(例如编码到基站和/或用户终端中)或者可以是动态的，以致它可以由基站或其它会话管理器根据任何一个标准或标准组合(例如如上所述的标准)来加以确定。
在图302，会话使用期限终止。
然而，在本实施例中，在会话使用期限终止而结束会话之前，在框304，基站(或其它会话管理器)确定是否已检测到会话更新(例如，已排队)和/或会话更新是否是由基站或会话管理器引起的，例如因为可用信道充足、与用户终端相关的高优先权/QOS等。
如果是这样，则在框306，更新会话使用期限(例如，使其延长或用相同或不同长度来使其复位)，然后流程又返回到框304。如果在框304没有检测到或产生会话更新，则在框308会话结束。
图4是说明根据本发明的一个实施例利用动态会话更新在无线通信系统中用于资源管理的方法和系统的图。如图4所示，其中，所示时间推移方向为向下，用户终端和/或会话管理器(例如，基站或与基站相连的其它设备)可以引起会话更新。
硬件概述虽然应理解本发明可能在各种无线或者甚至有线系统中有用并因此可在其中实施，其中的基站、移动或固定的用户终端以及整个系统均可具有各种硬件/软件配置，图5-7显示了可利用根据本发明的一个或多个实施例的本发明的方法和装置的通信设备的示范性结构。
本发明涉及无线通信系统，并且可以是结合诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)之类多址系统利用空分多址(SDMA)技术的固定接入或移动接入无线网。多址可与频分双工(FDD)或时分双工(TDD)相结合。
图5显示根据一个实施例适合实施本发明的无线通信系统或网络的基站示例。该系统或网络包括若干用户台，这些用户台亦称为远程终端或用户终端，如图6中所示。基站可通过其DSP 231连接到广域网(WAN)，DSP 231用于提供任何所需数据服务和本无线系统外部的连接。为了支持空间分集，使用了多个天线103，例如使用了4个天线，但是可以选择其它数量的天线。
天线的输出端与双工器开关107相连，此开关在本TDD系统中是定时开关。开关107的两种可能实现为在频分双工(FDD)系统中为频率双工器，而在时分双工(TDD)系统中为定时开关。在接收时，天线输出通过开关107连接到接收器205，并由RF接收器(“RF”)模块205以模拟方式将其从载波频率下变频到FM中频(“IF”)。然后用模数转换器(“ADC”)209将此信号数字化(采样)。最后下变频到基带是以数字方式进行的。下变频可以采用有限脉冲响应(FIR)滤波技术来完成。如框213所示。可以对本发明进行调整以适合各种RF和IF载波频率和频段。
在本示例中有来自各天线的数字滤波器件213的4个经下变频处理的输出，每个接收时隙对应一个输出。为适合网络需要，可以改变时隙的具体数量。虽然本示例每TDD帧采用4个时隙用于上行和下行链路，但一个实施例每帧采用3个时隙用于上行和下行链路。参照图5所示实施例，根据本发明的一个方面，对4个接收时隙中的每个时隙，将4个天线的4个下变频输出馈送到数字信号处理器(DSP)217(此后称为“时隙处理器”)以作进一步处理，包括校准。4个摩托罗拉DSP56311DSP可用作时隙处理器，每个接收时隙对应一个这样的时隙处理器。时隙处理器217监测接收信号功率并估计频偏和时间排列(time alignment)。它们还为每个天线单元确定智能天线加权系数。这些在空分多址方案中用于确定来自特定远程用户的信号以及对已确定信号进行解调。
时隙处理器217的输出被解调成4个接收时隙中各时隙的突发数据。该数据被发送到主DSP处理器231，它的主要功能是控制系统的所有单元并与高层处理交互，高层处理是对系统通信协议中定义的在所有不同控制和业务通信信道进行通信所需信号的处理。主DSP231可以是摩托罗拉DSP56303。此外，时隙处理器向主DSP 231发送对应各用户终端的已确定接收加权系数。主DSP 231维护状态和定时信息，从时隙处理器217接收上行突发数据，并对时隙处理器217进行编程。此外，它还解密、解扰、检查检错码并分析上行信号突发，然后将上行信号格式化以便发往基站其它部分中的高层处理。关于基站中的其它部分，主DSP将服务数据(service data)和业务数据(traffic data)格式化以供在基站中作更高级的处理、从基站的其它部分接收下行消息和业务数据、处理下行突发并将其格式化后发送到标为237的发送控制器/调制器。主DSP还管理对基站中其它部件的编程，所述其它部件包括发送控制器/调制器237和标为233的RF定时控制器。
RF定时控制器233与标为框245的RF系统接口，并产生RF系统和调制解调器所用的若干定时信号。RF控制器233读取并发送功率监测和控制值，控制双工器107并从主DSP 231接收各突发的定时参数和其它设置。
发送控制器/调制器237从主DSP 231接收发送数据，每次4个符号。该发送控制器用该数据来生成发送到RF发送(TX)模块245的模拟IF输出。具体说，将接收数据比特转换为复调制信号，上变频到IF频率，进行4次过采样，与从主DSP 231获得的发送加权系数相乘，并由构成发送控制器/调制器237一部分的数模转换器(“DAC”)转换成模拟发射波形。模拟波被发送到发送模块245。发送模块245将信号上变频到发射频率并对信号进行放大。经放大的发射信号输出通过双工器/定时开关107发送到天线103。
图6显示根据本发明一个实施例的用户终端中提供数据或语音通信的例示部件配置。用户终端的天线545与双工器546相连以允许将天线545既用于发送又用于接收。天线可以是全向的或定向的。为了获得最佳性能，天线可由多个单元构成并可利用如以上针对基站所讨论的空间处理。在备选实施例中，使用分开的接收和发射天线以消除对双工器546的需要。在另一采用了时分双工的备选实施例中，可以采用发送/接收(TR)开关而不是本领域周知的双工器。双工器输出547作为到接收器548的输入。接收器548生成下变频信号549输入到解调器551中。将已解调的接收声音或语音信号567输入到扬声器566。
用户终端具有相应的发送链，其中，在调制器557中对要发送的数据或语音进行调制。调制器557输出的将要发送的已调制信号由发送器560对其进行上变频并加以放大，产生发送器输出信号561。然后将发送器输出561输入到双工器546以便由天线545发射。
已解调的接收数据552提供给用户终端中央处理单元68(CPU)，该信号在解调550之前是接收到的数据。用户终端CPU 568可以用标准DSP(数字信号处理器)器件如摩托罗拉系列56300 DSP来实现。这种DSP还可以执行解调器51和调制器557的功能。用户终端CPU 568通过线563控制接收器、通过线562控制发送器、通过线52控制解调器以及通过线558控制调制器。它还通过线554与键盘553通信以及通过线555与显示器556通信。麦克风564和扬声器566分别通过线565和566与调制器557和解调器551相连，用于语音通信用户终端。在另一个实施例中，麦克风和扬声器还直接与CPU通信以提供语音或数据通信。
来自麦克风564的要发送的用户终端的语音信号565输入到调制器557。要发送的业务和控制数据558由用户终端的CPU 568提供。控制数据558在登记、会话初始化和结束期间以及在会话或流期间发送给基站。
在备选实施例中，扬声器566和麦克风564用本领域周知的数字接口来代替或增强，这些数字接口允许与外部数据处理设备(例如计算机)进行数据交换。在一个实施例中，用户终端的CPU连接到标准数字接口如PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)接口，该接口与外部计算机以及作为该外部计算机一部分的显示器、键盘、麦克风和扬声器接口。用户终端的CPU 568通过数字接口和外部计算机的控制器与这些部件通信。为进行纯数据通信，可以取消麦克风和扬声器。为进行纯语音通信，可以取消键盘和显示器。
图7是根据本发明一个实施例的采用智能天线技术和会话定时和更新装置的基站的框图。如图所示，在一个实施例中，可能作为基站一部分的系统20包括天线阵列22，它又包括若干天线单元。天线阵列22用于将下行信号发送给远程用户终端以及从远程用户终端接收上行信号。当然，系统20可与若干远程用户终端通信，并因此可处理若干信号，这些信号分别与远程用户终端或其它信号源相关联。此外，系统20可在无线通信网的若干基站中的每一个基站内加以利用，其中，每个基站使用一组给定的信道与指定地理区域内的远程用户终端单元通信。这种远程用户终端可以是固定的或移动的，并可利用PPP、TCP/IP和/或其它数据或语音协议与系统20进行语音和/或数据通信。在一个实施例中，每个这种远程用户终端通过建立在用户终端和系统20之间的无线通信链路，利用允许外部数据处理设备(例如膝上型计算机、PDA、游戏机或其它计算装置)与系统20交换数据的以太网或在以太网上的PPP(PPPoE)连接与这些外部数据处理设备相连。
如图7所示，天线阵列22中的每个天线单元均连接到功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)24。每个天线单元的PA/LNA 24对接收(上行)和/或发射(下行)信号进行放大。如图所示，每个PA/LNA24与下变频器26和上变频器28相连。下变频器26将从天线阵列22在载频上接收的“原始”信号变频成接收(Rx)基带信号，再将该基带信号提供给基带处理器(亦称调制解调器板)30。与此相反，上变频器28将基带处理器30提供的发射(Tx)基带信号上变频成载频发射信号，此信号又提供给PA/LNA 24以便发射(例如，向远程用户终端发射)。尽管未示出，模数转换(ADC)和数模转换(DAC)电路可以分别连在下变频器26和基带处理器30之间和上变频卡28和基带处理器30之间。
基带处理器30一般包括硬件(例如电路)和/或软件(例如，存储在数据存储媒体/设备上的机器可执行代码/指令)，以利于接收上行信号和发送下行信号的处理。根据图7所示本发明的实施例，基带处理器30包括至少一个窄带滤波器36以对模拟或数字形式的接收信号进行滤波处理。来自窄带滤波器36的滤波信号又提供给空间处理器38。
空间处理器38一般包括至少一个通用处理器和/或数字信号处理器(DSP)，以利于空间或空时处理。在一个实施例中，空间处理器38根据一个或多个上行信号的空间或空时特征(亦称为“空间特征”)，能够在一个或多个远程用户终端之间以空间选择方式发送和接收信号。因此，在一个其中利用了空间信道和SDMA技术的实施例中，两个或两个以上远程用户终端可以在相同信道(例如载频和/或时隙和/或编码)上同时进行接收和/或发送，但可由系统20根据其独特的空间或空时特征加以区分。但是，在本发明的备选实施例中，可能不会采用空间信道。空间特征的一个示例是到达方向(DOA)或到达角(AOA)。在自适应阵列领域中已知的其它类型的空间特征可以结合本发明加以利用。
一般而言，天线阵列22有助于系统20和预期远程用户终端和/或一个或多个其它设备(例如多个远程用户终端、无线通信网中的其它基站、卫星通信网等)之间的信号传送。例如，天线阵列可以将下行信号发送到预期的远程用户终端并从远程用户终端接收上行信号。这种发送和接收可以发生在相同频率信道不同时刻中(例如在TDD系统中)中或可以发生在不同频率上(例如在FDD系统中)。处理器38确定来自预期远程用户终端(本说明书中亦称之为基本远程用户终端)的上行信号的空间特征以及一个或多个其他非基本远程用户终端的空间特征。根据这些特征，系统20确定下行波束成形策略以增强其在基本远程用户终端位置处的发射增益，同时还相对地使其在非预计远程用户终端位置处的发射增益最小(即，提供“零”干扰或干扰减轻的区域)。同样地，系统20根据空间特征可以执行上行波束成形处理以增强其来自基本远程用户终端位置处的接收增益，同时使其来自一个或多个非基本远程用户终端位置处的接收增益最小。
在本发明的一个实施例中，系统20支持空间信道，使得与系统20通信的两个或两个以上的远程用户终端可同时利用相同的常规频率和/或时间信道。但是，在备选实施例中，可能不支持或利用空间信道或者仅在一个或多个条件得到满足时才利用空间信道。
如图7所示，空间处理器38还连接到解调器和差错控制单元40，它接收来自空间处理器38的“提取的”或“预期的”信号或信号集并将提取的信号输出到网络处理器32。单元40可以执行纠错处理，提供分组开销和/或在将采用数字数据形式的上行信息输出到网络处理器32之前执行其它处理。
网络处理器32可能或可能不构成系统20的一部分，它促进系统20和外部网络34之间的信息传送，外部网络34例如可表示因特网，如果是这样，则系统20可以(通过无线和/或有线链路)连接到因特网服务提供商(ISP)。这种信息可包括语音和/或数据并可以以分组交换或电路交换方式传送。例如，在一个实施例中，远程用户终端可包括蜂窝电话、双向寻呼机、具有无线通信能力的PDA、可与数据处理设备接口的无线调制解调器，这些数据处理设备例如膝上型计算机、PDA、游戏机或其它计算装置、或有利于远程用户终端和网络34之间对语音和/者数据信号进行路由的其它通信设备，在本示例中网络34可包括公用交换电话网(PSTN)、因特网和/或其它语音和/数据网。因此，远程用户终端可包括带万维网浏览器的计算装置(例如便携式数字助理、膝上型/笔记本计算机、计算型蜂窝电话手持设备等)或与其接口，在这种情况下，网络34可以表示因特网并且网络接口处理器可促进远程用户终端(经由系统20)和与因特网相连的一个或多个服务器或其它数据处理系统之间的通信。这样，语音和/或数据(例如，视频、音频、图形、文本等)可以在系统20(和与系统20通信的一个或几个远程用户终端)和外部网络34之间传送。
根据本发明一个实施例，图5-7所示结构可分别包括定时装置(例如用软件和/或硬件实现的)定时器/计数器以便监测会话使用期限和指示会话终止。
本发明包括各种步骤。本发明的各种步骤可由例如图5-7所示的硬件部件执行或者可以用机器可执行指令实现，如果采用这种方式，则可以用这些指令对通用或专用处理器或逻辑电路编程以执行所述步骤。或者，这些步骤可用硬件和软件的组合形式来加以执行。
本发明可作为计算机程序产品提供，所述计算机程序产品可以包括其上存有指令的机器可执行媒体，所述指令可用于对计算机(或其它电子设备)编程以执行根据本发明的处理过程。所述机器可执行媒体可包括但不限于软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、闪存、或适合存储电子指令的其它类型的媒体或机器可读媒体。而且，本发明还可以作为计算机程序产品下载，其中，通过通信链路(例如调制解调器或网络连接)以载波或其它传播媒体中实现的数据信号形式将所述程序从远程计算机传送到请求计算机。
重要的是，虽然在便携式手持设备或其它用户终端装置(例如可与各种便携式数据处理设备接口的无线调制解调器)所用的无线因特网数据系统环境中对本发明作了说明，但本发明可应用到各种各样其中进行数据交换的不同无线系统中。这种系统包括不用外部连接的语音、视频、音乐、广播和其它类型的数据系统。本发明可应用于固定用户终端以及低和高移动性终端。本说明书中对许多方法的基本形式作了说明，但是，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以向这些方法中的任何一种方法添加步骤或从中删除某些步骤并且可以在任何所述消息中增减信息。对本领域的技术人员而言，显而易见的是，可以对本发明作各种进一步的修改和变化。所提供的具体实施例不是对本发明进行限制，而是对本发明加以说明。本发明的范围不由以上提供的具体示例确定而仅由以下权利要求书来限定。
尽管已参照几个实施例对本发明作了说明，但应理解，各种不背离本发明的精神和范围的变化和调整均是可能的，最好通过以下权利要求书来获得对其的对其作最佳的理解。
权利要求
1.一种在通信系统中由通信装置用于管理远程用户终端可用资源的方法，所述方法包括通信装置，用于与远程用户终端建立无线通信会话，所述无线通信会话与第一会话期限有关；所述通信装置对会话更新进行检测；以及所述通信装置响应检测到的所述会话更新而更改所述第一会话时间期限。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述会话更新是由与所述远程用户终端有关的优先权状态引起的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通信装置从所述远程用户终端接收所述优先权状态的指示。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述会话更新是由在所述会话期限终止之前检测所述远程用户终端和所述基站之间的有效数据交换的所述通信装置引起的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二会话期限在持续时间上相等。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述会话更新由所述通信装置从所述远程用户终端接收。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述会话更新由所述通信装置产生。
8.在通信系统中，一种方法包括向远程用户终端提供会话的通信装置，所述会话与第一会话期限相关；在所述第一会话期限终止时，所述通信装置确定是否已经产生会话更新；以及如果确定已产生会话更新，所述通信装置就用第二会话期限更新所述会话，而如果确定未产生会话更新，则结束所述会话。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述会话更新由与所述远程用户终端有关的优先权状态引起。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通信装置从所述远程用户终端接收所述优先权状态的指示。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，如果所述会话期限终止时检测到所述远程用户终端和与所述通信装置相连的数据网之间的有效数据交换，则所述通信装置引起所述会话更新。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一和第二会话期限在持续时间上相等。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述会话更新由所述通信装置从所述远程用户终端接收。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述会话更新由所述通信装置产生。
15.一种用在无线通信系统中管理通信信道的设备，所述设备包括会话使用期限部件，用于利用外部设备为通信会话规定期限，所述通信会话的特征在于所述外部设备具有利用无线通信信道交换数据的能力；以及会话管理部件，用于响应预定条件而更改所述期限。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述会话使用期限部件包括用于指示所述期限终止的定时装置。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述会话管理部件连接到所述定时装置，以便响应所述预定条件而使所述期限推迟或延长。
18.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述预定条件包括检测到由所述外部实体利用来进行数据交换的至少第一信道。
19.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述预定条件包括检测到网络拥塞。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，网络拥塞的特征至少部分在于由若干正在进行的会话。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述网络拥塞的特征至少部分在于若干有效的信道。
22.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述预定条件是由从所述外部实体接收的消息引起的。
23.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述预定条件是由所述会话管理部件产生的事件引起的。
24.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述期限由所述外部实体的服务质量参数确定。
25.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于与所述外部实体和外部数据网交换数据的部件。
全文摘要
一种用于对检测(或捕获)到的会话更新作出响应而使会话使用期延长或缩短的方法和装置。“会话”指特定用户终端利用一个或多个通信信道与基站(110)和与基站相连的其它设备/网络(116)交换数据的权力。会话更新指推迟会话使用期限的终止/到期(即延长会话使用期限)或加速会话使用期限的终止/到期(即缩短会话使用期限)的事件或条件。在实施例中，会话表示一种时间段，其间，用户终端(108)在基站(110)上登记并因此可利用或试图利用一个或多个无线通信信道来与基站(110)交换数据。因此，会话“使用期限”表示一段时间，在该段时间之后，即此使用期限终止时，会话即终止，远程用户终端(106/102)必须重新在基站(110)上登记以便建立会话并得以利用一个或多个无线通信信道在用户终端(102/106)和基站(110)之间进行数据交换。
文档编号H04L12/28GK1520697SQ02810028
公开日2004年8月11日 申请日期2002年3月20日 优先权日2001年3月20日
发明者C·R·乌利克, M·D·特罗特, D·C·达尔拜, S·D·弗莱舍尔, C R 乌利克, 弗莱舍尔, 特罗特, 达尔拜 申请人:阿雷伊通讯有限公司