用于提供通信服务的系统和方法
【专利摘要】描述了一种用于确定与无线通信节点（如Wi-Fi接入点或蜂窝基站）相关联的负荷测量的方法。确定代表节点传送的帧之间的时间间隔的时间间隔测量，并且基于节点传送的帧中的信息来确定与节点相关联的用户设备的数量。至少基于与节点相关联的用户设备的数量和时间间隔测量来确定与节点相关联的负载测量。还描述了系统和装置。
【专利说明】用于提供通信服务的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及用于提供通信服务的系统和方法，并且尤其涉及用于提供无线通信服务的系统和方法。
【背景技术】
[0002]无线通信系统是众所周知的，并被广泛使用。无线保真(W1-Fi)通信网络通常包括多个接入点，所述多个接入点在每个W1-Fi接入点的接近范围内提供连接。蜂窝通信网络通常包括在地理上被定位以便为相应的区域或小区提供服务的多个基站。一些移动站，如无线电话、个人数字助理、和便携计算机有能力通过蜂窝网络或W1-Fi网络(或者两者)进行通信。
[0003]无论使用何种无线技术，用户在经由无线通信系统进行通信时的体验是受到可用带宽的数量的影响的。目前用于确定节点(接入点或基站)处的可用带宽的方法很耗时间。例如，在一些通信系统中，用户设备与中央服务器通信并请求关于系统内各个节点处的可用带宽的信息是必要的。
【发明内容】
[0004]根据一个实施方式，提供了一种用于确定与无线通信节点相关联的负载测量方法。例如，所述方法可以由通信设备(如移动电话或者其他有无线通信能力的设备)执行。确定代表节点传送的帧之间的时间间隔的时间间隔测量，并且基于节点传送的帧中的信息来确定与节点相关联的用户设备的数量。至少基于与节点相关联的用户装置的数量和时间间隔测量来确定与节点相关联的负载测量。
[0005]在一个实施方式中，节点是W1-Fi接入点。用户设备进入能够接收经过选定的信道发送的任何帧的模式。帧通过选定的信道被接收，并且接入点基于通过选定的信道接收的帧中的信息被识别。基于接入点传送的帧中的信息识别一个或多个地址，并且基于地址确定与接入点相关联的多个用户设备。通过将与接入点相关联的用户设备的数量除以时间间隔测量来确定负载测量。
[0006]在一个实施方式中，用户设备检查在预定的时段内由接入点通过选择的信道传送的帧。时间间隔测量可以代表在预定的时段内由节点传送的帧之间的平均时间间隔。
[0007]对于与选择的信道相关联的第二接入点，可以重复确定时间间隔测量、确定用户设备数量、和确定负载测量的步骤。可以识别与第二信道相关联的第二接入点，并且对于第二接入点，可以重复确定时间间隔测量，确定用户设备数量、和确定负载测量的步骤。
[0008]在另一个实施方式中，节点是蜂窝基站。确定代表在由基站传送的帧内的子帧的使用率的子帧使用值。基于与基站相关联的用户设备的数量、时间间隔测量、和子帧使用值确定与基站相关联的负载测量。对于第二基站，可以重复确定时间间隔测量、确定用户设备的数量、确定子帧使用值、和确定负载测量的步骤。
[0009]在另一个实施方式中，对于一个或多个接入点和对于一个或多个基站，可以确定各自的负载测量。选择有最低负载测量的节点，并且用户设备可以加入(join)或连接到所选择的节点。可替换地，识别多种节点和相应的负载测量的信息可能会显示给用户，并且用户可能被提供选择所需节点的选项。当从用户接收到节点的选择时，用户设备加入或连接到选择的节点。
[0010]通过参考下面的【具体实施方式】和附图，对于本领域中的普通技术人员，本发明的这些优点和其他优点将会变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1图示出了根据实施方式可以用于提供通信服务的通信系统；
[0012]图2图示出了示例性用户设备的功能组件；
[0013]图3A图示出了由W1-Fi接入点传送的示例性信标巾贞；
[0014]图3B图示出了由W1-Fi接入点传送的示例巾贞；
[0015]图4A图示出了由蜂窝基站传送的典型蜂窝帧；
[0016]图4B图示出了由蜂窝帧的示例性DL-MAP字段的一些子帧；以及
[0017]图5是描述根据实施方式的用于确定与节点相关联的负载测量方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]图1图示了依照本发明的实施方式的通信系统100。通信系统100包括网络105、多个接入点115-A、115-B、115-C、和多个基站120-A、120-B、120-C。为了与另一个设备(未图示)进行通信，图1中图示的用户设备(如用户设备160)可以使用通信系统100来实现无线连接。
[0019]在图1的实例中，网络105包含互联网协议(IP)骨干108，通过该互联网协议骨干108来传送数据。网络105可以连接到其他网络(如光纤网络)。例如，网络105可以是互联网。在其他实施方式中，网络105可以包含多种不同类型的网络中的一种或多种网络，例如，内部网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线网络、基于光纤信道的存储区域网(SAN)、或者以太网。可以使用其他网络。可替换地，网络105可以包含不同类型网络的组合。
[0020]按照W1-Fi联盟提供的W1-Fi标准，在图1示出的实施方式中，每一个接入点115在本地区域的接入点附近提供无线局域网(WLAN)。两个接入点115的WLAN可能重叠。因此，接入点115可以依照W1-Fi协议给用户设备160提供无线连接。已知接入点的使用和W1-Fi协议的使用。
[0021]根据各种协议中的任意一种协议，如码分多址(CDMA，CDMA200)协议、宽带CDMA(WCDMA)协议、通用移动通信系统(UMTS)协议、全球移动通信系统(GSM)协议，等等，基站120可以给用户设备160提供蜂窝通信的无线连接。其他蜂窝通信的协议可能被使用。例如，其他3G协议可能被使用。已知的基站的使用和蜂窝通信协议的使用。
[0022]用户设备160可以是任何使用户能够通过网络105进行无线通信的设备。图2图示了示例性用户设备160的功能组件。用户设备160包括收发器210、处理器220、存储器230、输入/输出设备240、天线260、和显示器270。
[0023]收发器210经由天线260来发送和接收信号。当要求计算机程序指令执行时，处理器220操作通过执行存储在存储器230和下载到存储器230的计算机程序指令来控制用户设备160的整体功能。这些计算机程序指令定义了用户设备160的整体操作。因此，例如，通过存储在存储器230中和由执行计算机程序指令的处理器220控制的计算机程序指令，可以定义下面描述和图5概述的方法步骤。例如，计算机程序指令能够被实现为由本领域技术人员执行的计算机可执行的代码，以便执行由下面描述和图5概述的方法步骤定义的算法。相应的，例如，通过执行计算机程序指令，处理器220执行通过下面描述和图5概述的方法步骤定义的算法。
[0024]存储器230可以包括任何适于存储数据的数据存储设备，如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、一个或多个硬盘驱动器、磁盘、⑶ROM、或其他计算机可读介质。存储器230还可以存储其他用户设备160的操作可能必需的数据。此外，存储器230有至少一部分是非易失性的，从而在功率到用于设备160之后该存储器230中包含的剩余部分被关闭。虽然图2图示了存储器230作为一个组件，但是存储器230可以用单独的内存单元来实现。
[0025]显示器270可以向用户显示图像、文本、网页、和其他信息。例如，显示器270可以是移动电话的液晶显示(LCD)屏。输入/输出设备240从用户和/或从环境接收多种类型的信息，并且向用户传送信息。例如，输入/输出设备240可以包括键盘、一个或多个麦克风、一个或多个音频扬声器，等等。用户设备160可能包括其他没有在图2中图示的组件。
[0026]可以理解图2只是为了说明目的。无线设备的设计和操作在本领域是众所周知的，并且各种修改是可能的。例如，用户设备160可能是无线通信设备如移动电话、个人数字助理，等等。可替换地，用户设备160可以是有无线通信能力的个人计算机、手提式计算机、工作站、大型计算机，等等。可以使用其他设备。
[0027]依照W1-Fi标准，每一个接入点115不时地传送被称为帧的数据包。图3A图示了示例性的被称为信标帧的W1-Fi帧300。信标帧300由包含多种类型数据的多个字段组成，包括帧类型字段303 (其包含表明帧是信标帧的信息)、和接入点ID字段305 (其包含识别特定的传送帧的接入点115的信息)。
[0028]每一个W1-Fi接入点115可以不时地传送可能有结构类似于图3B图示的帧320的结构的其他类型的帧。帧320由包括源MAC地址字段330和目的MAC地址字段360在内的多个字段组成。源MAC地址字段330包括识别传送帧的接入点的信息。目的MAC地址字段360包括识别帧被指向的用户设备的信息。
[0029]依照现有的蜂窝标准，每个基站120使用定义的信道(被称为常见的控制信道)传达特定信息给目前使用基站的用户设备。每个基站也使用下行链路数据控制信道给各种用户设备传送信息，并且使用上行链路数据控制信道从用户设备接收信息。不时地，每个基站120通过公共控制信道传送包含多种类型信息(包括表明通过下行链路数据控制信道传送的后续帧的时隙分配的信息，和表明在上行链路数据控制信道中的时隙分配的信息)的蜂窝帧。图4A是一个可以被基站120传送的典型蜂窝帧400的例子。帧400包括基站ID字段405 (包含识别传送蜂窝帧的基站的信息)、下行链路映射(DL-MAP)字段410、和上行链路映射(UL-MAP)字段445。DL-MAP字段410包含多个子帧，如图4B所示。在图4B的示例性实施方式中，子帧481-485包含表明在通过下行链路数据控制信道传送的后续帧中的时隙分配的信息。特别地，子帧481包含表明在后续帧中的相应的子信道将包含指向用户设备X-1的信息的信息；子帧482包含表明在后续帧中的相应的子信道将包含指向用户设备X-2的信息的信息；子帧483包含表明在后续帧中的相应的子信道将包含指向用户设备X-3的信息的信息。子巾贞484和485表明在后续巾贞中相应的子信道是未分配的。
[0030]UL-MAP字段445有类似于DL-MAP字段410的结构。相应的，UL-MAP字段445包括多个子帧，该多个子帧包含表明在上行链路数据控制信道中时隙的分配的信息。
[0031]按照一个实施方式，用户设备160可以识别可以被用于实现与通信系统100无线连接的多个节点，并且确定与每个节点相关联的负载测量。按照这里所使用的，术语节点的意义包括接入点(如接入点115)和基站(如基站120)。
[0032]在第一个实施方式中，用户设备160可以识别一个或多个接入点115，并且确定与每个接入点相关联的负载测量。在另一个实施方式中，用户设备160可以识别一个或多个基站120，并且确定与每个基站相关联的负载测量。可替换地，用户设备160可以识别一个或多个接入点115和一个或多个基站120，并且确定与每个接入点相关联的负载测量和与每个基站相关联的负载测量。
[0033]假设用户希望使用用户设备160打电话开启用户设备160。在被开启后，按照W1-Fi标准,用户设备160进入混杂模式(promiscuous mode)。混杂模式使用户设备160能够接收通过特别W1-Fi信道的特定类型的信息。例如，在混杂模式中，用户设备160可以接收接入点通过选择的W1-Fi信道传送的任何帧。在示例性实施方式中，用户设备160存储定义与W1-FI协议相关联的信道的信息。例如，用户设备160可以包括持有定义与802.1lff1-Fi协议相关联的十三个信道的信息的W1-Fi卡。
[0034]用户设备160接入选择的W1-Fi信道，并监控通过信道传送的信息。在示例性实施方式中，一个或多个帧被用户设备160接收，例如，被天线260接收。在众所周知的方式中，用户设备160识别接入点传送的信标帧，如信标帧300，检测信标帧中的接入点ID字段305，并且识别接入点。
[0035]识别接入点115后，用户设备160监控选择的信道，并接收接入点传送的多个其他帧。例如，用户设备160可以接收类似于图3B的帧320的帧。在一个实施方式中，在预定的时间周期T内，用户设备160监控选择的信道并且检测在所述周期期间接入点传送的任何中贞。例如，T可以是预定的毫秒数。
[0036]基于接收到的帧中的信息，用户设备160确定与接入点相关联的负载测量。图5是按照一个实施方式，确定与节点相关联的负载测量的方法的流程图。
[0037]在步骤510，确定代表节点传送的帧之间的时间间隔的时间间隔测量。相应地，处理器220 (用户设备160的)可以从接入点115接收两个帧，并且确定两个帧之间的时间间隔。按照一个实施方式，用户设备160检查在预定的时间周期T内由接入点115传送的多个帧，并且确定代表在连续帧之间平均时间间隔的平均时间间隔测量I.。
[0038]在步骤520中，基于从接入点接收到的帧中的信息，确定一些与节点相关联的用户设备。参考图3B，处理器220可以检查在每个从接入点接收的帧中的目的MAC地址字段360 ;基于按照这种方式获得的目的MAC地址信息，用户设备160确定目前使用接入点的独特的(unique)用户设备的数量。
[0039]在步骤530中，基于与节点相关联的用户设备的数量和时间间隔测量，确定与节点相关联的负载测量。在示例性实施方式中，按照如下公式，处理器220基于接收到的帧之间的平均时间间隔Iave和与特别接入点相关联的独特的用户设备的数量乂来计算与接入点相关联的负载测量:[0040]接入点负载=NuAave
[0041]按照一个实施方式，用户设备160使用如上描述的为多个接入点115中的每个接入点确定各自的负载测量的方法。用户设备160选择有最低负载测量的接入点115，并且加入选定的接入点115中。按照这个方式，用户设备160给用户提供最佳的W1-Fi连接能力。
[0042]按照另一个实施方式，例如，在显示屏270上(如图2所示)，用户设备160使用如上描述的为多个接入点确定各自的负载测量方法，并且给用户识别接入点和各自的负载测量。然后用户设备160可以允许用户从提出的接入点中选择接入点。当从用户接收了接入点的选择时，用户设备160加入已选择的接入点。
[0043]在另一个实施方式中，用户设备160识别一个或多个基站120，并且使用如上描述的方法为每个基站120确定负载测量。参考图5中提到方法步骤在下面讨论这个实施方式。
[0044]用户设备160监控一个或多个蜂窝信道，并且接收基站120传送的多个蜂窝帧。例如，在示例性实施方式中，通过天线260接收蜂窝帧。基于蜂窝帧中的信息，处理器220识另Ij相应的基站。例如，处理器220可以检查蜂窝帧中的基站ID字段405的信息来识别基站120。
[0045]用户设备160继续从识别的基站120接收帧，并且确定代表在从基站120接收到的蜂窝帧之间的时间间隔的时间间隔测量(步骤510)。例如，处理器220可以确定代表在例如预定时间周期T内接收的帧之间的平均时间间隔的平均时间间隔测量P.。
[0046]基于由基站传送的帧中的信息，用户设备160确定当前使用基站120的用户设备的独特的数量(步骤520)。参考图4B，处理器220可以检查在DL-MAP字段410之内的子信道的分配来识别一个或多个当前使用基站120的用户设备。基于在DL-MAP字段410之内的信息，用户设备160确定当前使用基站120的独特的用户设备的数量Q?。在另一个实施方式中，用户设备160可以检查在UL-MAP字段445之内的子信道分配信息来识别当前使用基站的用户设备。可替换地，用户设备160可以检查DL-MAP字段410中的信息和UL-MAP字段445中的信息来识别当前使用基站120的用户设备。
[0047]用户设备160还确定表明在当前使用的基站120传送的蜂窝帧中的一部分子帧的子帧使用值R。例如，处理器220可以通过将当前用于传送信息的在DL-MAP字段410中的子帧数量除以DL-MAP字段410中的子帧总数来确定子帧使用值R。
[0048]基于至少与基站相关联的独特的用户设备的数量和时间间隔测量，用户设备160确定与基站相关联的负载测量(步骤530)。例如，基于经由特定基站传送的帧之间的平均时间间隔测量P.、使用特定基站的独特的用户设备的数量Qu、和子帧使用值R，处理器220可以按照下面的公式，计算与特定基站相关联的负载测量:
[0049]基站负载=(Qu)(R)/Pave
[0050]在一个可替换的实施方式中，用户设备160可以确定与基站下行链路控制信道相对应的第一负载测量、和与基站上行链路控制信道相对应的第二负载测量。
[0051]依照一个实施方式，用户设备160使用上述描述的方法来为多个基站120中的每个基站确定各自的负载测量。用户设备160选择有最低负载测量的基站120，并且连接到选择的基站120。按照这种方式，用户设备160给用户提供最佳蜂窝连接性能。
[0052]依照另一个实施方式，用户设备160使用上述描述的方法为一个或多个接入点115和一个或多个基站120来确定各自的负载测量。用户设备160对比一个或多个接入点和一个或多个基站的负载测量，并选择有最低负载测量的节点(接入点或基站)，并且连接到选择的节点。在这种方式中，用户设备160向用户提供最佳连接性能。
[0053]在另一个实施方式中，例如，用户设备160使用上述描述的方法为多个节点来确定各自负载测量，并且在显示器270上给用户显示节点和相应的负载测量(在图2中显示)。然后，用户设备160可以允许用户从显示的节点中选择节点。当从用户接收到节点的选择时，用户设备160连接到选择的节点。
[0054]依照另一个实施方式，例如，通过监测节点的传输信号的观测信号强度，用户设备160可以确定与特定节点相关联的数据传输速率Sn-(例如比特每秒)。然后，通过确定节点数据传输速率Sntxte和与节点相关联的负载LoacLte的乘积，用户设备160可以确定观测加权率负载。因此，依照下面公式看到节点的加权率负载RWLntxte:
[0055]RWLnode= (Snode) (Loadnode)
[0056]用户设备160可以确定各个节点的加权率负载值，并使用比较的结果作为选择节点的基础。
[0057]上述【具体实施方式】将被理解是对每个说明和示例的描述，而不对其进行限制，并且在这里显示的本发明的范围不是从【具体实施方式】确定的，而是根据专利法允许的充分的广度从权利要求书中确定的。这里显示和描述的实施方式仅是本发明原理的说明，并且对本领域技术人员来说，在不背离本发明的范围和精神的情况下，可以实现多种修改，这是可以理解的。在不背离本发明的范围和精神的情况下，本领域的技术人员可以实现其他特征组合。
【权利要求】
1.一种用于确定与节点相关联的负载的方法，该方法包括: 确定代表由节点传送的帧之间的时间间隔的时间间隔测量； 基于由所述节点传送的帧中的信息来确定与所述节点相关联的用户设备的数量；以及至少基于与所述节点相关联的用户设备的数量和所述时间间隔测量来确定与所述节点相关联的负载测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述节点是W1-Fi接入点，所述方法还包括: 进入能够接收经由选择的信道传送的任意帧的模式。
3.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括: 经由所选择的信道来接收帧；以及 基于经由所选择的信道接收到的帧中的信息来识别所述接入点。
4.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括: 基于由所述接入点传送的帧中的信息来识别一个或多个地址；以及 基于所述地址来确定与所述接入点相关联的用户设备的数量。
5.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括: 通过将与所述接入点相关联的用户设备的数量除以所述时间间隔测量来确定所述负载测量。
6.根据权利要求5所述的方法，该方法还包括: 检查在预定时段期间由所述接入点经由所选择的信道传送的帧。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述时间间隔测量代表在预定时段期间由所述节点传送的帧之间的平均时间间隔。
8.根据权利要求5所述的方法，该方法还包括: 针对与所选择的信道相关联的第二接入点，重复确定时间间隔测量、确定用户设备的数量、和确定负载测量的步骤；以及 加入具有最低负载测量的选择的接入点。
9.根据权利要求5所述的方法，该方法还包括: 识别与第二信道相关联的第二接入点； 针对所述第二接入点，重复确定时间间隔测量、确定用户设备的数量、和确定负载测量的步骤；以及 加入具有最低负载测量的选择的接入点。
10.一种设备，该设备包括: 天线，被配置为: 接收由节点传送的多个巾贞；以及 处理器，被配置为: 确定代表由所述节点传送的帧之间的时间间隔的时间间隔测量； 基于由所述节点传送的帧中的信息来确定与所述节点相关联的用户设备的数量；并且至少基于与所述节点相关联的用户设备的数量和所述时间间隔测量来确定与所述节点相关联的负载测量。
【文档编号】H04W48/20GK103548305SQ201280024916
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月22日 优先权日:2011年5月25日
【发明者】T·南达戈帕尔, S·阿杰 申请人:阿尔卡特朗讯公司