专利名称：无线链路控制层操作的制作方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝通信系统，更具体涉及这种系统的无线链路控制。本发明特别、但不排他地涉及通用移动电信系统(UMTS)系统。
背景技术：
蜂窝通信系统是公知的。已建立的协调的蜂窝无线通信系统的例子有全球移动通信系统(GSM)以及通用分组无线业务(GPRS)系统。提出的更进一步的协调标准是通用移动电信系统(UMTS)。
在蜂窝通信系统中，经无线链路从基站为用户单元，例如移动站，提供通信服务。可认为在基站和用户单元之间的无线链路由两个方向部分形成，即，从基站到用户的下行链路，以及从用户单元到基站的上行链路。由特定基站覆盖的区域被称作是小区。多个基站通常由一个基站控制器控制。
在UMTS中，基站被称为节点B，基站控制器被称为无线网络控制器(RNC)，以及用户单元被称作为用户设备(UE)。
UMTS规定各种不同的协议层。一个这样的协议层称为无线链路控制(RLC)层。它用于和无线链路有关的不同控制过程。一个这样的过程是RLC层用于传输和接收控制消息，包括在RNC和UE之间来回的协议数据单元(PDU)。执行确认数据传输以及误差校正。认为RNC和UE是两个同位体实体。
接收实体(例如UE)发送状态报告给发送实体(例如RNC)。状态报告提供关于正确接收到哪个PDU以及没有接收到哪个或其他错误接收的反馈。
可由接收实体根据例如触发或取消状态报告的计时器，自主开始或触发状态报告。另一个可能是响应从发送实体接收的轮询(poll)请求，开始或触发状态报告，即，通常接收实体用状态报告来响应每个轮询请求。
发送状态报告的频率越高(greater)，反馈信息越好。然而，通常是在和链路上的较高负载之间的折衷成本。通常，根据业务类型(例如语音，数据)，将状态报告发送的频率设定或部分设定在蜂窝通信系统给定的值。通常将其设定以在输出链路效率和返回链路效率之间提供折衷。
这种常规的折衷自然不能最优化资源潜能。
发明概述本发明发明者认识到改进上述折衷将是有利的。本发明发明者进一步认识到在不对称负载链路的系统中将是特别有利的，即在此系统中RLC层上行链路方向和下行链路方向相比，负载不同。
在第一方面，本发明提供一种在蜂窝通信系统中操作无线链路控制层的方法，如权利要求1所述。
在更进一步的方面，本发明提供一种存储有处理器可执行指令的存储介质，如权利要求11所述。
在另一更进一步的方面，本发明提供一种在蜂窝通信系统中操作无线链路控制层的方法，如权利要求12所述。
本发明试图减轻或解决上述问题。优选地，本发明允许通过改变状态报告发射的速率而减轻在RLC层链路上一个或两个方向上的负载不足或过载。优选地，在RLC层链路一个方向上发射的状态报告的速率通过改变在另一方向上发送轮询请求的速率来改变。这就避免或减少了发送一个或多个遭受例如延迟、丢失等问题的重配置消息的需要。
现在将参考
本发明实施例(仅为示例)，其中图1是和因特网相连的部分UMTS/GPRS蜂窝通信系统的示意图；图2以简化形式示意显示在RNC和UE之间的RLC关系；和图3是显示在本发明实施例中执行的某些步骤的处理流程图。
优选实施例说明在此实施例中，本发明应用于和UMTS以及GPRS兼容并包括其网络元件的蜂窝通信系统。该蜂窝通信系统连接到因特网。然而，应当理解，本发明可应用到采用轮询的任何其他蜂窝系统。还应当理解，本发明可应用到不是从因特网发源的通信。
图1是和因特网2相连的部分UMTS/GPRS蜂窝通信系统的示意图。
UMTS/GPRS蜂窝通信系统1包括网关GPRS支持节点(GGSN)3，它配置用于提供和因特网4的网关连接。
系统1进一步包括服务GPRS支持节点(SGSN)4，它连接到GGSN3。SGSN4执行高级交换，包括通过访问位置寄存器(未示出)确定特定UE的位置。
GGSN3和SGSN4一起有效代表了UMTS/GPRS系统1的GPRS部分，UMTS部分将如下所述连接到GPRS部分。然而，在其他UMTS系统实施例中，UMTS部分可连接到其他元件，例如连接到公共交换电话网络(PSTN)。在那个实施例中，PSTN可经移动服务交换中心(MSC)连接到诸如下面所述的UMTS部分。
系统1进一步包括随后的UMTS部分无线网络控制器(RNC)5，以及节点B8。RNC5连接并控制节点B8。节点B8具有天线10，通过天线10节点B可以发送和接收到和来自UE的无线信号。在此例子中，节点B8发射和接收到和来自UE14(例如移动电话)的无线信号，该UE14具有天线16，从而提供一条无线链路20。
RNC5包括无线链路控制(RLC)模块7，它操作用于实现RLC协议层。UE14还包括RLC模块18，它也操作用于实现无线链路控制层；即，在此例子中，UE14和RNC5彼此都是RLC层的同位体实体。
由节点B8覆盖的(即服务的)地理区域形成蜂窝无线通信系统1的相应小区。在此例子中，节点B8服务小区12，即UE14位于小区12并由小区12服务。
在操作中，控制消息，包括协议数据单元(PDU)，在RNC5和UE14之间使用RLC层来回发送。这些消息包括状态报告以及轮询请求。
例如，在从UE14发送到RNC5的数据当中包括状态报告。这些状态报告可能是响应包含在从RNC5发送到UE14的数据中的轮询请求(这些轮询请求表示RNC5要求UE14响应)。此外，或可选地，这些状态报告可由UE14自主开始或触发。
同样，由于RNC5和UE14是关于RLC层的同位体实体，在从RNC5发送到UE14的数据当中包括状态报告。这些状态报告可能是响应包含在从UE14发送到RNC5的数据中的轮询请求(这些轮询请求表示UE14要求RNC5响应)。此外，或可选地，这些状态报告可由RNC5自主开始或触发。
由RNC5控制发送这些状态报告以及适当轮询要求的频率。
上述的系统1和典型通用配置相一致，并以通用方式操作，除此以外现在下面将描述和本发明实施例相关的操作方式。
在以下说明的实施例中，通过提供速率控制模块6修改了RNC5，以提供并为改进的轮询请求以及状态报告过程(包括调整状态报告频率)做准备，如在下面将详细说明的。
然而，可以任何适当方式实现此修改以提供适当的设备。该模块可以包括一个添加到通用RNC的单个分离实体，或可选地通过改编通用RNC现存部分形成，例如通过重编程其中的一个或多个处理器。因为这样的所需改编可用存储在存储介质上的处理器可执行指令实现，存储介质例如软盘，硬盘，PROM，RAM或这些或其他存储介质的任意组合。此外，无论是独立实体或现存部分的改编或二者的组合，该模块可以硬件、固件、软件或这些的任意组合的形式实现。
通过添加到通信系统1或改编通信系统1的任何其他合适部分的模块，可选地控制、全部实现或部分实现以下说明的过程，这也在本发明的预期(contemplation)之内。例如，可由改编形式的SGSN4远程控制RNC5(以及例如UE14)的这样的操作。
更进一步地，在其他网络基础结构或操作过程的例子中，可在任何适当交换节点(例如任何适当类型的基站，基站控制器等)实施。
另一个可能性是，参与确定和执行这样的改编(如下面将要详细说明的)的不同步骤可由位于不同位置的不同组件或在任何适当网络或系统内的实体执行。
图2以简化形式示意说明在RNC4和UE14之间的RLC关系。就RLC层来说，在RNC4和UE14之间的链路实际是直接的，即节点B8无需考虑。在图2中，在RNC4和UE14之间的实际RLC层链路用它的两个不同方向部分表示，即从RNC4到UE14的下行链路22，以及从UE14到RNC4的上行链路24。
现在将参考图3的处理流程图说明根据本实施例执行的处理步骤。
在步骤s2，速率控制模块6监测在下行链路22和上行链路24上的负载。根据任何代表或指明通信链路使用的一个或多个相关资源的使用水平的一个或多个适当参数监测各个负载。根据考虑中的特定系统的要求以及鉴于任何相关技术以及商业影响而做出选择。在此实施例中，根据用户数目、使用的正交可变扩展因子(OVSF)码(注意到使用OVSF码在UMTS小区中区别用户)以及发射功率电平来监测下行链路负载；而根据用户数目、使用的OVSF码以及出现的噪声来监测上行链路。
在步骤s4，速率控制模块6确定每个下行链路22以及上行链路24是否负载不足或过载。使用为在步骤s2监测的参数预先确定的过载或负载不足的适当阈值。根据考虑中的特定系统的要求以及鉴于任何相关技术以及商业影响设定这些阈值。如果参数值在过载阈值之上，认为相关链路过载。如果参数值在负载不足阈值之下，则认为相关链路负载不足。
当为各个链路监测多于一个的参数时，可以任何适当方式综合考虑阈值。例如，在此实施例中考虑下行链路过载阈值，监测下面的三个参数用户数目；使用的OVSF码；以及发射功率电平。在此实施例中，给每个这些参数都分配一个各自的过载阈值。对于认为过载的下行链路，所有三个参数都必须在它们各自过载阈值之上。然而，另一个可能性是，对于认为过载的下行链路，三个参数中的任意两个都必须在它们的过载阈值之上。另一个可能性是，将参数分为两个或更多组，例如第一组和第二组，然后如果在至少一个组内的所有参数都在其各自过载阈值之上，则认为该下行链路过载。例如，在此例子中，第一组参数可以是，例如简单的是参数中特定的一个，例如用户数目；第二组可以是其他两个参数，即使用的OVSF码以及发射功率电平。本领域技术人员应当理解，可用多种这样的配置以设定用于鉴于在监测步骤中发现的各个参数值而确定相关链路是否过载的标准。
另一个可能性是当组合多个参数的效果时，可以使用更复杂的函数和算法。这样的函数或算法可以例如，使用根据当天时刻或系统变化等而改变的加权。
将相同考虑应用到负载不足阈值。
更进一步的细节是，在此实施例中，在给定时间(例如10秒)内监测参数。如果该参数在那个10秒内的任意时刻都超过其阈值，则认为参数超过其阈值。例如，如先前段落所述的，即使出于组合不同参数结果的目的，不同参数在10秒期间的不同时刻超过其各自阈值。(实际上，在不同非重叠或仅部分重叠的时间周期可监测不同参数。)然而，在其他实施例中，对于认为过载或负载不足的链路，出于组合该结果和其他参数结果以确定链路过载或负载不足的目的，在认为该参数超过各自门限之前，对一个或多个参数的评价要求该参数需要超过其阈值特定时间，或重复确认类型测量的特定数量或模式。
在步骤s6，根据下行链路22和上行链路24的一方或两方在先前步骤中被确定为过载或负载不足的判断，速率控制模块6发送指令给RNC的RLC模块7以及UE14的RLC模块18。
更具体地说，如果例如确定下行链路22为过载，速率控制模块6发送指令给UE14。给UE14的指令是降低它发送轮询请求给RNC5的频率或速率。
同样，如果确定上行链路24为过载，速率控制模块6发送指令给RNC5。给RNC5的指令是降低它发送轮询请求给UE14的频率或速率。
在此实施例中，每个指令实施为“CRLC-CONFIG-Req primitive”(如在UMTS内规定的)。
在步骤s8，RNC5的RLC模块7以及UE14的RLC模块18根据在步骤s6发送给它们的任何这样的指令调整它们发送轮询请求的频率。从而在此例子中，RNC5的RLC模块7以及UE14的RLC模块18都降低它们发送轮询请求的频率。通过增加“TIMER_Poll_Periodic值”和/或“POLL_PDU值”和/或“POLL_SDU值”和/或“TIMER_Poll值”和/或“TIMER_Poll_Prohibit值”(所有都如在UMTS中规定的)来降低轮询请求的频率。在当前例子中，轮询请求自身数目或速率的变化(即在各自接收实体做出任意响应之前)不影响下行链路22和上行链路24上的负载，因为以改变给定轮询比特的形式发送轮询请求，即它们仅和一个二进制值0“非置(not set)值”而非一个二进制值1“置(set)值”发送。
作为响应，在步骤s10，RNC的RLC模块7以及UE14的RLC模块18以相应降低的频率发还它们的状态报告。从而，在步骤s8的轮询请求速率的改变用作改变随后状态报告发还的速率的触发或初始步骤。轮询请求的这种使用代表一种开始或触发状态报告速率改变的优选方式，因为它避免或降低了发送一个或多个重配置消息的需要，这些消息可能遭受例如延迟，丢失等问题。
到目前为止的说明描述了当在步骤s4确定下行链路22和上行链路24过载的情况。现在将说明负载不足的情况。
如果在以上例子中，在步骤s4确定下行链路22负载不足，速率控制模块6发送指令给UE14。给UE14的指令是增加它发送轮询请求到RNC5的频率或速率。
同样，如果确定上行链路24负载不足，速率控制模块6发送指令给RNC5。给RNC5的指令是增加它发送轮询请求到UE14的频率或速率。
在这些情况中，在步骤s8，RNC5的RLC模块7以及UE14的RLC模块18都提高它们发送轮询请求的频率。可以通过降低“TIMER_Poll_Periodic值”和/或“POLL_PDU值”和/或“POLL_SDU值”和/或“TIMER_Poll值”和/或“TIMER_Poll_Prohibit值”(所有都如在UMTS中规定的)来增加轮询请求频率。
此外，在步骤s10，RNC的RLC模块7以及UE14的RLC模块18以相应增加的频率发还它们的状态报告。
如果在步骤s4，确定下行链路22和上行链路24之一负载不足，而另一个过载，则在步骤s6-s10对各链路采取适当行动。因此，应当理解，在先前段落中描述的两个例子是下行链路和上行链路之间关于负载均衡的特定情况。然而，当不均衡时也可应用本方法。实际上，这是实施本方法的特别有利的情况。
从而，更一般地，根据步骤s4的结果，步骤s6到s10实施为下面的任意组合a)当下行链路22负载不足，导致用于UE14的指令是增加它发送轮询请求给RNC5的频率或速率。结果是从RNC5按照增加的频率发送状态报告给UE14，从而提高下行链路22的负载。
b)当下行链路22过载，导致用于UE14的指令是降低它发送轮询请求给RNC5的频率或速率。结果是从RNC5按照降低的频率发送状态报告给UE14，从而降低下行链路22的负载。
c)当发现下行链路22既不负载不足也不过载，不存在关于改变UE14给RNC5发送轮询请求的频率或速率的指令。
d)当上行链路24负载不足，导致用于RNC5的指令是增加它发送轮询请求给UE14的频率或速率。结果是从UE14按照增加的频率发送状态报告给RNC5，从而提高上行链路24的负载。
e)当上行链路24过载，导致用于RNC5的指令是降低它发送轮询请求给UE14的频率或速率。结果是从UE14按照降低的频率发送状态报告给RNC5，从而降低上行链路24的负载。
f)当发现上行链路24既不负载不足也不过载，不存在关于改变RNC5给UE14发送轮询请求的频率或速率的指令。
在此实施例中，处理在步骤s10之后结束。在其他实施例中，可能通过回到步骤s2重复处理。这可以在规则时间间隔，或根据任何其他操作要求发生。例如，监测步骤s2可持续执行，确定步骤s4间歇执行，或监测步骤s2也可以仅间歇执行。该过程的循环可选地可通过操作员输入开始，或通过外部事件触发自动开始或重复这一过程。该过程重复的方式可取决于在过程的先前循环中发生的改变级别。
在此实施例中，仅对考虑的链路的每一端的一个实体应用该过程。然而，在其他实施例中，监测的链路是这样的，在其一端或两端有多于一个的实体。例如，可以考虑多个UE，我们可以将评价过载或负载不足的链路的部分认为是例如从RNC5到节点B8的连接。在这种情况中，如果发现该链路在上行链路方向上过载或负载不足，则命令RNC5分别降低或增加它发送轮询请求到一个或多个UE的频率或速率。同样，如果在此情况中，发现链路在下行链路方向过载或负载不足，则命令一个或多个UE分别降低或增加它们发送轮询请求给RNC5的频率或速率。
在此实施例中，应用该过程到RLC链路的两个方向，即下行链路方向和上行链路方向。然而，在其他实施例中，可应用该过程到这些方向中的一个。
在此实施例中，该过程是用适当响应研究过载和负载不足的可能性。然而，在其他实施例中，可能实施仅用适当响应研究过载的过程或仅用适当响应研究负载不足的过程。
在此实施例中，当确定(响应于过载或负载不足)由同位体实体发射状态报告的速率要改变时，通过改变从另一同位体实体给那个实体发送轮询请求的速率而开始或触发此改变。然而，在其他实施例中，当确定(响应于过载或负载不足)要改变发射状态报告的速率时，可以通过任何其他适当方式(包括组合上述轮询请求方式)开始或触发该改变。例如，根据例如可以触发或取消状态报告的计时器，由应答同位体实体自主触发状态报告，例如，改变诸如Timer_Status_Periodic值和/或TIMER_Status_Prohibit值的值。
权利要求
1.一种在蜂窝通信系统(1)中操作无线链路控制层的方法；所述方法包括监测在无线链路控制层链路(22)上从第一同位体实体(5)到第二同位体实体(14)的负载；和响应于所述监测的负载，改变在所述无线链路控制层链路(22)上从所述第一同位体实体(5)发送到所述第二同位体实体(14)的状态报告的发送速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改变在所述无线链路控制层链路(22)上从所述第一同位体实体(5)发送到所述第二同位体实体(14)的状态报告的发送速率的步骤是响应于初始步骤执行的，所述初始步骤包括改变在所述无线链路控制层链路上从第二同位体实体(14)发送到所述第一同位体实体(5)的轮询请求的发送速率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当确定所述监测的负载过载时，所述改变从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率的步骤包括降低所述速率。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当确定所述监测的负载负载不足时，所述改变从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率的步骤包括增加所述速率。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中当确定所述监测的负载过载时，所述改变从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率的步骤包括降低所述速率；和当确定所述监测的负载负载不足时，所述改变从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率的步骤包括增加所述速率。
6.根据权利要求1到5中任意一项所述的方法，进一步包括监测从所述第二同位体实体(14)到所述第一同位体实体(5)在所述无线链路控制层链路上的第二负载；和响应于所述监测的第二负载，改变从所述第二同位体实体(14)发送到所述第一同位体实体(5)的状态报告的发送速率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述改变在所述无线链路控制层链路(22)上从所述第二同位体实体(14)发送到所述第一同位体实体(5)的状态报告的发送速率的步骤是响应于初始步骤执行的，所述初始步骤包括改变在所述无线链路控制层链路上从所述第一同位体实体(5)发送到所述第二同位体实体(14)的轮询请求的发送速率。
8.根据权利要求1到7中任意一项所述的方法，其中，所述负载包括以下组的任何一个或任何组合用户数目；OVSF码；传输功率电平；和出现噪声。
9.根据权利要求1到8中任意一项所述的方法，其中，所述蜂窝通信系统(1)是UMTS系统。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一同位体实体(5)是无线网络控制器与用户设备之一，所述第二同位体实体(14)是所述无线网络控制器与所述用户设备中的另外一个。
11.一种存储有计算器可执行指令的存储介质，所述指令用于控制处理器执行权利要求1到10中任意一项所述的方法。
12.一种用于在蜂窝通信系统(1)中操作无线链路控制层的设备；包括用于监测在无线链路控制层链路(22)上从第一同位体实体(5)到第二同位体实体(14)的负载的装置；和响应于所述监测的负载，改变在所述无线链路控制层链路(22)上从所述第一同位体实体(5)发送到所述第二同位体实体(14)的状态报告的发送速率的装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，用于改变在所述无线链路控制层链路(22)上从所述第一同位体实体(5)发送到所述第二同位体实体(14)的状态报告的发送速率的装置包括用于执行初始步骤的装置，所述初始步骤包括改变在所述无线链路控制层链路上从所述第二同位体实体(14)发送到所述第一同位体实体(5)的轮询请求的发送速率。
14.根据权利要求12或13所述的设备，是这样配置的当确定所述监测的负载过载时，降低从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率。
15.根据权利要求12或13所述的设备，是这样配置的当确定所述监测的负载负载不足时，增加从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率。
16.根据权利要求12或13所述的设备，是这样配置的当确定所述监测的负载过载时，降低从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率；和当确定所述监测的负载负载不足时，增加从所述第一同位体实体(5)发送状态报告到所述第二同位体实体(14)的发送速率。
17.根据权利要求12到16中任意一项所述的设备，进一步包括用于监测在所述无线链路控制层链路上从所述第二同位体实体(14)到所述第一同位体实体(5)的第二负载的装置；和用于响应于所述监测的第二负载，改变从所述第二同位体实体(14)发送到所述第一同位体实体(5)的状态报告的发送速率的装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，改变从所述第二同位体实体(14)发送到所述第一同位体实体(5)的状态报告的发送速率的装置包括用于执行初始步骤的装置，所述初始步骤包括改变在所述无线链路控制层链路上从所述第一同位体实体(5)发送到所述第二同位体实体(14)的轮询请求的发送速率。
19.根据权利要求12到18中任意一项所述的设备，其中，所述负载包括以下组的任何一个或任何组合用户数目；OVSF码；传输功率电平；和出现噪声。
20.根据权利要求12到19中任意一项所述的设备，其中，所述蜂窝通信系统是UMTS系统。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述第一同位体实体(5)是无线网络控制器与用户设备之一，所述第二同位体实体(14)是所述无线网络控制器与所述用户设备中的另外一个。
22.一种蜂窝通信系统基站或基站控制器，包括根据权利要求12到21中任一项权利要求所述的设备。
全文摘要
一种方法和设备，用于在蜂窝通信系统中操作无线链路控制层；包括监测无线链路控制层链路(22)上从第一同位体实体(5)到第二同位体实体(14)的负载；如果该链路过载，降低从第一同位体实体(5)发送到第二同位体实体(14)的状态报告的发送速率；并如果该链路负载不足，增加从第一同位体实体(5)发送到第二同位体实体(14)的状态报告的发送速率。可在链路的反方向上执行对应过程。通过改变轮询请求发送的速率来改变该状态报告速率。
文档编号H04B7/005GK1551645SQ200410038578
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者乔纳森·沃林顿, 乔纳森 沃林顿 申请人:摩托罗拉公司