专利名称：数据传输资源最优化的制作方法
技术领域：
本发明涉及在数据呼叫中的数据传输资源使用的最优化，特别涉及基于多信道技术的高速数据传输服务的空中接口上的业务信道使用的最优化。
现代移动通信系统向用户提供标准的话音传输以及各种数据传输功能。在移动通信系统中，在好几个用户之间通过一种多接入原理来划分在空中接口上的可用数据传输容量。最普通的多接入原理包括时分多址(TDMA)，码分多址(CDMA)以及频分多址(FDMA)。在TDMA系统中，在连续的循环的TDMA帧中以时分基础上通过一无线电路径发生通信，每一TDMA帧包括好几个时隙。时隙主要用于传送控制信道和业务信道。业务信道被用于发射话音和数据。在此应用中，数据是指在一个数字电信系统中传送的任何信息。这样的信息可以包括数字化话音，交互计算机数据通信，电报传真数据，短程序代码段等等。控制信道被用于在基站收发信机和移动台之间发信号。TDMA无线电系统的一个例子就是泛欧移动系统GSM(全球移动通信系统)。
根据所需要的数据传输速率，在现代移动通信系统中，一个业务信道可以包括一个子信道(例如一个TDMA时隙)或者许多子信道(例如用于一高速数据传输的许多TDMA时隙)。例如在GSM系统中，定义一种高速数据服务HSCSD(高速电路交换数据)，在其数据业务中，一个业务信道可以包括好几个子信道。可以对称地或者不对称地分配信道和子信道。相应地，一种高速数据业务已经被计划用于例如第三代移动通信系统，例如UMTS(通用移动电信系统)和IMT-2000(国际移动电信2000)之类的。还是在专门的移动无线电系统中，例如TETRA(陆上中继无线电)，对于一个连接分配多个子信道是可能的。在空中接口上的用户数据传输速率受子信道数目以及所使用的信道编码方法的影响。
图1表示GSM系统中的一个可能的数据传输情形。在图1的例子中的，一个数据传输呼叫为两个移动台之间的一个呼叫。当移动台MS A对移动台MS B进行一个数据传输呼叫时，则对于在移动台MSA和服务移动业务交换中心MSC 1之间的呼叫，即连接，形成一个支线1。相应地，对于移动台MS B和服务移动业务交换中心MSC 2之间的同一连接形成一个支线2。对于两个支线1和2，分配数据传输速率所需要的子信道数目。虽然两个支线都服务于相同的移动业务交换中心，但是一个支线不知道另外一个支线的情形。例如当在空中接口上的该呼叫支线1的数据传输速率例如由于升级而改变，即子信道数目增加，或者由于降级而改变，即子信道数目减少时，支线2却不跟随去做。升级支线1的结果，移动台MS A因此可以从空中接口中无益地分配子信道，但是由于支线2的较差的数据传输速率，那些子信道不能使用。相应地，降级支线1的结果，移动台MS B可能从空中接口无益地分配子信道，但是由于支线1较低的数据传输速率，那些子信道不能使用。不论移动台MS A和MS B是否由相同的或者不同的移动业务交换中心服务，情形是一样的。
在如上所述的配置中的一个问题是不能以最有效率的方式利用空中接口，因为有关一个支线的数据传输速率改变的信息没有被传送给同一连接的另外一个支线。无线电频谱的有效利用是规划和实现移动通信网络中的主要因素。
业务信道的无效使用可能出现移动台以及固定网路之间的呼叫中的一个问题。一个固定网路部分可以提供(例如由于调制解调器的一autobauding握手或者所使用的固定网路协议)比在呼叫建立中以请求的更高的或者更低的一个数据速率。由连接或者网络的质量也可能暂时引起一个问题。
在固定网路呼叫中，业务信道的过分的无效使用可能出现一个问题。例如，当在两个窄带ISDN网络之间的一个宽带网中传送数据时，当在不同的ISDN网络中数据传输速率不必相同并且另一方面可能浪费资源时可以分配一些时隙给网络一侧中的连接。
本发明的一个目的是提供一种方法和执行消除上面问题的方法的装置。本发明的目的特别是尽可能有效地利用可用信道容量。通过由独立权利要求中所述的来表征的一种方法，一种系统和一种交互工作单元来实现本发明的目的。在相关的权利要求中披露本发明的优选实施例。在此一种交互工作单元是指在数据传输网络中具有交互工作功能的任何网络元件。
本发明是基于这样的网络该网络通过观察并比较连接部分的数据传输容量或者通过接收来自外部连接的有关它的数据传输容量的信息来把移动台和该网络之间的业务信道资源匹配于网络元件的外部连接，例如对另外一个移动台或者对固定网路的连接。
本发明的方法、系统和交互工作单元提供在多信道呼叫中有效地使用例如无线电波道之类的业务信道的优点。相对于整个端对端连接的容量，总是有足够数量的信道被分配。该方法向用户提供具有最低可能费用的最高可能的数据速率。对于网络操作员，该方法提供网络资源测量及最优化以及对用户具有更好的性能价格比的服务。
在本发明的一个优选实施例中，从数据传输资源中分配的容量由通过连接发射的衬垫数量以及通过流量控制来控制。这提供这样的优点不需要分别地发射有关一个终端的容量的信息，因为它可能根据衬垫的数量及流量控制被推断出来。另外，将找出实际需要的容量然后将把容量适配于它。
在本发明的另一优选实施例中，从数据传输资源中分配的容量由通过连接发射的衬垫数量以及缓冲需要来控制。同样，这提供这样的优点不需要分别地发射有关一个终端的容量的信息，因为它可以根据衬垫的数量及缓冲需要被推断出来。另外，将找出实际需要的容量然后将把容量适配于它。
在本发明的一个优选实施例中，其中连接是移动台之间的一个连接，通过传送把有关所分配的容量的信息从空中接口传送到另外一个移动台来把空中接口容量安排为彼此相应。这提供这样的优点把对于同一数据传输速率的容量分配给参加来自空中接口的同一呼叫的两个移动台。
在下面将参考附图关于优选实施例更详细地描述本发明，附图中图1阐明了同一连接的不同的支线，图2表示本发明的第一优选实施例中的信号图，和图3和4表示按照本发明的第二优选实施例操作的一个流程图。
本发明既可以应用到基于固定网路的电信系统又可以应用到所有的数字无线电信系统，例如蜂窝系统，WLL类型(无线本地回路)以及RLL类型(无线电本地回路)网络以及基于卫星的移动通信系统。由于在空中接口上的资源被限制，本发明特别适用于使移动通信系统中的空中接口上的资源使用最优化。关于这方面，术语移动通信系统(或者网络)通常是指所有的无线电信系统。这里有好多个接入调制技术用来帮助与多个移动用户的通信。这些技术包括时分多址(TDMA)，码分多址(CDMA)以及频分多址(FDMA)。在不同的多个接入方法中业务信道的物理概念不同，并且在TDMA系统中它主要依靠时隙来定义，在CDMA系统中依靠扩展码来定义，在FDMA系统中依靠无线电信道来定义，以及这些的组合来定义等等。在现代移动通信系统中，分配一组两个或多个基本速率业务信道(子信道)或者一个所谓的高速率业务信道给一个移动台用于高速数据传输是可能的。关于这方面，术语＇业务信道＇既是指单个基本速率业务信道又是指由两个或多个基本速率业务信道(子信道)组成的高速率业务信道。本发明的基本思想与业务信道的类型以及所使用的多个接入方法无关。
在下面，将通过使用GSM系统作为一例子描述本发明，但是不以任何方式将本发明限制为这个系统。对本领域的技术人员来说GSM系统的结构和操作是已知的。GSM的基本结构系统包括一个基站子系统BSS和一个网络子系统NSS。BSS和移动台MS经空中接口Air通过无线电连接进行通信。在基站系统BSS中由基站收发信机BTS服务每个网孔。若干基站收发信机连接到基站控制器BSC，其控制BTS所使用的射频和信道。BSC连接到一个移动业务交换中心MSC。某些移动业务交换中心连接到另外一个电信网络ON上，例如公众交换电话网络PSTN或者一个数据网络，并且它们包括网关功能，用于呼叫发源于那些网络以及端接在那些网络处的呼叫。这些中心MSC被认为是网关MSC(GMSC)。另外，有至少两个数据库，一个原始位置寄存器HLR和一个访客位置寄存器VLR。
移动通信系统包括适配功能，使移动通信网络的内部数据连接适应由终端和其他电信网络使用的协议。典型适配功能包括在移动台和连接到该移动台的数据终端之间的接口上的终端适配功能TAF(图1中未表示)，以及在移动通信网和另外一个电信网络，通常有关于一个移动业务交换中心，之间的接口上的交互工作功能IWF。在图1的例子中，包括交互工作功能IWF的交互工作单元IWU位于移动业务交换中心MSC 1和MSC 2中。做为选择，IWU可以位于另外的网络元件中或者干脆作为一独立的元件。在这个应用中，术语＇交互工作单元＇因此是指包括一交互工作功能的网络元件。
通常一个移动业务交换中心包括各种类型的适配器设备环路用于支持各种数据业务和数据协议，例如具有用于调制解调以及电报传真业务的制解调器和电报传真适配器的的调制解调器环路，UDIIRDI速率适配器环路等等。在GSM系统中，在移动台MS的终端适配功能TAF和移动通信网络中的交互工作功能IWF之间建立一个数据连接。利用空中接口上的一个或多个业务信道通过物理连接来建立所述GSM数据连接。IWF把GSM数据连接切换到另一网络，例如ISDN或者另一GSM网络，或者切换到公众交换电话网络PSTN。如果数据连接的一方是固定网络，例如PSTN中的一个终端，则在网关移动业务交换中心的交互工作功能和该终端之间形成支线2。该交互工作功能，例如IWF，考虑承载业务，例如通过它为电信业务创建交换功能的技术必要条件。一个承载业务在空中接口上可以保证一特定的等于高达64kbit/s的用户速率。交互工作功能IWF缓冲数据分组并执行流量控制。流量控制及缓冲如何执行与本发明无关，因此在此不对其进行详细描述。
在MSC/IWU和基站收发信机之间的数据业务是透明的，本发明不影响诸如基站控制器BSC或者基站收发信机BTS之类的其它网络元件的操作。
除了数据传输业务所需要的现有技术中的装置之外，实现本发明功能的移动通信系统还包括用于使空中接口上的业务信道容量适配于与在同一数据传输连接中的另一移动台的空中接口上的业务信道容量相当或者适配于由该连接所使用的固定网路的信道容量相当的装置。该装置最好位于移动业务交换中心的呼叫控制或者交互工作单元中。该装置或者该装置的一部分还可以位于别处。
该网络结构不须设备改变。它包括处理器和存储器，其可以被利用在如本发明所述的操作中。可以把实现本发明所需要的所有改变作为添加的或修改的软件分程序来执行以便完成本发明的功能。根据本发明的实施例，可能需要存储器扩展。然而，将它限制到足够用来存储额外的资源分配信息，即有关每个支线容量的信息的一个小数量上。
术语＇容量＇在此是指在分配给一个支线的空中接口上的业务信道和在其中所使用的信道编码，其确定在该空中接口上的用户数据传输速率。
在下面，将根据优选实施例描述本发明。在连接期间，如何分配业务信道和它们的子信道及所使用的信道编码以及如何改变该分配与本发明无关，因此不对其更详细地叙述。同样地，如何维护多信道传输中的数据顺序也与本发明不相干，因此也不对其更详细地叙述。
图2阐明了如本发明的第一优选实施例所述的信令。在本发明的第一优选实施例中，把连接的支线的特定信道分配信息保存在移动业务交换中心中。在图2的例子中，在不同的交换中心之下的两个移动台参与该呼叫。如果移动台在同一交换中心之下，则图2中的信令表示该交换中心的内部信令。换言之，移动业务交换中心MSC 1表示照顾支线1的一个呼叫处理而MSC 2表示照顾支线2的一个呼叫处理。在连接过程中它们的物理位置可以改变，因为在交换中心之间的切换由移动台完成。进一步假定，如果期望的数据传输速率所需要的资源数量不可用的话，则在所使用的信道分配方法中建立一个较慢的连接。
在步骤2-1，移动业务交换中心MSC 1已经收到从移动台A到移动台B的一个呼叫建立请求。该呼叫建立请求包括请求用于该连接的数据传输速率，根据该数据传输速率，移动业务交换中心MSC 1分配业务信道给该连接并形式一个支线1。同时，移动业务交换中心存储有关该连接的信息以及分配给该连接的支线1的空中接口上的资源。例如以被分配的子信道的数量及所使用的信道编码和/或空中接口上的用户数据传输速率的形式来表示有关分配给该连接的资源的信息。
然后，移动业务交换中心MSC 1把该呼叫建立请求路由到服务于移动台B的移动业务交换中心MSC 2并在消息2-2中发射该呼叫建立请求(setUp)。在本发明的第一优选实施例中，把有关分配给空中接口上的支线1的资源的标准参数及信息加到呼叫建立请求中。
其后，移动业务交换中心MSC 2又把有关分配给支线1的资源的信息从呼叫建立请求中提取出来。在步骤2-3，移动业务交换中心MSC 2最好把业务信道分配给该连接的支线2以便相应于分配给支线1的资源。如果移动业务交换中心MSC 2没有足够可用的子信道，则分配给支线2的资源少于已经分配给支线1的资源。然而，在本发明的第一优选实施例中，分配给支线2的资源不比分配给支线1的多。由于已经分配了业务信道，所以在步骤2-3，移动业务交换中心MSC2存储有关分配给支线2的资源的信息。然后，移动业务交换中心MSC2发射一则呼叫建立请求的应答消息(24)。在第一优选实施例中，该应答包括有关分配给支线2的资源的信息。在其它的实施例中的，只有当不能向支线2分配如支线1同样多的资源时，消息24才包括有关分配给支线2的资源给信息。
紧接着接收消息24之后，在步骤2-5处，移动业务交换中心MSC1把有关分配给支线2的资源的信息从消息中提取出来并将其与分配给支线1的资源进行比较。如果分配给支线2的资源比分配给支线1的要小，则移动业务交换中心MSC 1最好以让两个支线的资源彼此相当的这样一种方式来释放分配给支线1的部分资源，并且修改有关分配给支线1的资源的信息以便与所改变的情形相应。这提供如下优点在双方的空中接口上的资源能够以这样的一种方式以相同的传输速率传送使得对流量控制和缓冲的需要减到最少并且使得在任一空中接口上不无益地分配资源。
当在空中接口上分配给支线1和2的资源彼此相当并且建立连接时，移动业务交换中心启动监视分配给该连接的支线的业务。在下面实例性地假定对于支线1既执行升级又执行降级。
在步骤2-6，目的是升级支线1。按照现有技术来进行有关升级需要的判定。不同于现有技术，在本发明的第一优选实施例中，在步骤2-6处把额外的资源预分配给支线1并且把传达有关升级需要的消息2-7发射给移动业务交换中心MSC 2。消息2-7包括有关将把分配给支线1的多少数量的资源进行升级的信息。通过宣布附加资源的期望数量或者支线1的资源的期望总量来直接地表示它。紧接着接收它之后，在步骤2-8处，移动业务交换中心MSC 2定义有关支线2所需要的附加资源的信息并且检查它是否具有所述数量的附加资源。如果有可用的资源，则移动业务交换中心MSC 2把它们分配给支线2，更新有关分配给支线2的资源的信息以便新的情形相应并且在消息2-9A中发射该升级的确认。该消息或者包括有关该升级有多大的信息或者包括有关升级之后分配给支线2的资源的信息。这提供如下优点如果无法把所有期望的附加资源分配给支线2，可是可以执行升级程序并且在两个支线中的资源数量是相同的。紧接着接收消息2-9A之后，在步骤2-10A处，移动业务交换中心MSC 1把附加资源的数量分配给支线1，如消息2-9A中所示并且更新有关分配给支线1的资源的信息。
在其它的实施例中，其中没有如所期望的那么多资源可以被分配给支线2，没有分配附加资源，但是如同那里没有可用的资源一样来执行它。
如果在步骤2-8移动业务交换中心MSC 2检测没有资源可用，则它在消息2-9B中把禁止升级的信息发射给移动业务交换中心MSC 1。在这种情况下，在步骤2-10B处，移动业务交换中心MSC 1预释放分配给支线1的附加资源并且不执行升级程序。这提供如下优点不把这些由于在第二支线的空中接口上的较小资源而无法被使用的资源无益地分配在第一支线的空中接口上。
在某些实施例中，移动业务交换中心MSC 2在发射消息2-9B之后可能停留并观测它的资源情形然后当它检测到资源正被释放时，它可以为它的部分向移动业务交换中心MSC 1发射请求升级程序的一则消息2-8。
在步骤2-11处，支线1被降级。按照现有技术来进行有关降级需要的判定。不同于现有技术，在本发明的第一优选实施例中，在步骤2-11处修改支线1的资源信息并且把报告有关降级的消息2-12发射给移动业务交换中心MSC 2。消息2-12包括有关将把分配给支线1的多少数量的资源进行降级的信息。通过在降级程序之后附加资源的期望数量或者支线1的资源总量来直接地表示它。紧接着接收消息2-12之后，移动业务交换中心MSC 2定义有关支线2的资源中所需要的减少的信息，释放无用的资源并且修改有关分配给支线2的资源的信息以便与新的情形相应。然后它在消息2-14中发射降级确认。这则消息可以是一则简单的确认消息或者它可以包含有关该降级有多大或者有关该降级程序之后分配给支线2的资源的信息。
在其它的实施例中，仍然没有把有关空中接口上的资源的信息加到消息2-2中但是在呼叫建立之后把它作为一则单独的消息发射。可以首先把有关分配给该连接的空中接口上的资源的信息从支线1，即移动业务交换中心MSC 1，发射到支线2，即移动业务交换中心MSC2，其把资源互相比较。如果支线2的资源比支线1的大，则移动业务交换中心MSC 2释放分配给支线2的资源以便与支线1的资源相当。如果支线1的资源比支线2的大，则移动业务交换中心MSC 2最好把有关分配给支线2的资源的信息发射给移动业务交换中心MSC 1，在此之后移动业务交换中心MSC 1比较两个资源并释放分配给支线1的部分资源。更新有关分配给该支线的资源的信息。移动业务交换中心在空中接口上彼此发射有关分配给它们自己的支线的资源的信息也是可能的。然后，可能已经分配了资源的移动业务交换中心，释放额外的资源。
在本发明其它的实施例中，移动业务交换中心总是在所分配的资源的利用比改变时可以把信息发射到其他移动业务交换中心。然后，其他移动业务交换中心可以推断它是否值得升级或者降级它自己的支线，然后如果是，它应以多少数量来执行。
在上面图2中描述的步骤及信令消息不是按照一绝对的时间顺序而是可以同时地执行部分步骤或者以不同于所描述的顺序来执行部分步骤。信令消息仅仅是说明性的并且还可以包括传送相同消息的多个独立的消息。另外，消息也可以包括其他信息。消息还可以被自由地合并或分成好几个部分。例如，可以这样来完成升级程序询问一则许可，获得该许可，分配附加资源，发射有关该附加资源的分配的信息，把该附加资源分配给其他支线并发射其上的信息。在第一优选实施例中，总是在分配情形改变的时候交换有关不同支线分配情形的信息是重要的。没有这个信息，无法将一个支线的分配情形进行适配以便与分配给其他支线的资源相当。每个移动业务交换中心根据其他移动业务交换中心的资源情形来独立地推断如何适配它自己的情形。基于网络结构，已经分配了各种功能的另外一个网络元件还可以参与发信号及传送信息。
对于本领域的技术人员来说，如何把如上所述的方法应用到具有多个参与移动台的一个数据呼叫中被显而易见的。
虽然为了清楚起见虽然在上面假定对称地分配空中接口上的信道，但是本发明还可以应用到使用不均匀信道分配的时候。例如，对于一上行线路传输路径以及一下行链路传输路径，可以分别地执行在上面图2中描述的步骤。做为选择，可以始终把有关支线两个方向的资源情形或者改变该情形所需要的信息包括在消息中的。然后必须记住要不得不使支线1的上行线路传输路径与支线2的下行链路传输路径适配。相应地，要必须使支线1的下行链路传输路径与支线2的上行线路传输路径适配。
图3和4表示如本发明的第二优选实施例所述的操作。在本发明的第二优选实施例中，不需要单独的信令，但是交互工作单元观测每个连接中的上行链路和下行链路方向的数据业务。该连接被分成两个连接部分。第一连接部分存在于移动台和交互工作单元之间。第二连接部分存在于交互工作单元和该数据连接的对方之间。对方可以是一移动台或者是一固定网中的一个终端。通过观测来检测在这些连接部分之间的传输速率中的不同。在本发明的第二优选实施例中，本发明也适用于在两个不同系统中的装置之间的一个呼叫，例如在一个移动台和一个固定网路之间。图3阐明在下行链路业务信道上的资源的观测和适配。相应地，图4阐明在上行链路业务信道上的资源的观测和适配。在图3和4的例子中，空中接口上的容量的适配基于监视过程中的衬垫和/或流量控制的检测。做为选择，例如可以监视衬垫的数量以及缓冲的填充等级。监视帮助检测连接部分的数据传输速率中的差值，以及从而检测全部连接的。衬垫的出现或者有效载荷流量中的流量控制或者有效载荷流量的缓冲是表示连接容量的差值的结果。容量的一个差值既是指容量使用中的一个差值，即有效载荷的不同的传输速率，既是指各种容量的数量之间的一个差值。通过定义该结果的″范围″，可以推断连接部分之间的差值。通过测量衬垫的数量来定义它的范围，通过流量控制的持续时间来定义流量控制的范围并且通过缓冲的填充等级或者缓冲的填充速率来定义缓冲的范围。
图3以呼叫建立之后的情形开始。在步骤301处，监视该连接的下行链路方向。换言之，在交互工作单元中监视下行链路方向的输出和输入信道。在步骤302处，已检查了在呼出方向中，即在移动站的方向中是否发射了衬垫(填充帧，接收机准备帧等等。)。衬垫的传输可以表示空中接口上的太多容量被分配。如果在步骤302处检测到衬垫正引向输出信道，则在步骤303处测量在移动台方向中发射的衬垫数量。在步骤304处，把要发射的衬垫的数量与子信道容量相比较。换言之，就子信道容量而论，检查要发射多少衬垫。因此与容量的最小级的改变相比，检测在传输中有多少衬垫。最小级的改变最好是一子信道的容量。改变的级还可以被定义为不同的尺寸。根据在步骤304处的比较，检测除了有效载荷之外是否必须发射那么多衬垫以使不必减速或者明显地减速有效载荷传输就可以减少信道容量。
如果给下行链路方向分配了太多容量，即至少子信道容量，(并且因此满足步骤304的条件)，则通过在步骤305处执行的降级程序来减少分配给该连接的容量。在第二优选实施例中，一次降级一个子信道。如果衬垫的数量等于至少要被″释放″的子信道的合并容量的话，则同时降级多个子信道将是可能的。在降级程序之后，返回给步骤301以便监视该连接的下行链路方向。如果衬垫的数量不等于至少子信道容量的数量的话，则直接从步骤304返回到步骤301。
如果在步骤302处检测到不需要发射衬垫，即数据总值需要所有被分配的容量，则在步骤306处检测输入信道，即中继电路是否需要图3例子中的流量控制。流量控制的需要可以表示空中接口上的非常小的容量被分配。如果不需要流量控制，则返回步骤301为监视下行链路方向。
如果需要流量控制，则在步骤307处检测流量控制的持续时间。然后，在步骤308处把该流量控制的持续时间与子信道容量相比较。这样一来，检测在测量周期期间流量控制的持续时间是否太长以至于可以使用附加容量用于传送有效载荷。例如，如果流量控制在一半时间内是有效的，则信道容量可以是两倍。
如果在步骤308处检测到流量控制持续时间的范围不等于子信道容量(即，最小级的改变的尺寸)，则返回步骤301以便监视该连接的下行链路方向。
如果在步骤308处检测到流量控制的持续时间至少等于子信道容量，则在步骤309处检查在空中接口上是否有资源，即一个子信道(或者子信道组)，可用。如果在空中接口上没有资源可用，则返回步骤301以便监视该连接的下行链路方向。
如果在步骤308处检测到在空中接口上有资源可用，则在步骤310处执行升级程序并且分配需要数量的子信道。然后移到步骤301以便监视该连接的下行链路方向。
在实施例中，其中表示容量的差值的结果是图3中的衬垫的传输和数据流量的缓冲，步骤306，307以及308改变。在步骤306处，检查缓冲的需要。如果不需要，则移到步骤301。如果需要缓冲，则在步骤307处检测数据缓冲器的填充等级或者填充速率。在步骤308处，检查缓冲的填充等级或者填充速率是否超过一个预定门限值。一个门限值例如可以与一个子信道容量相当。如果超过该门限值，则移到步骤309，其与上面详细叙述的例子中相同。
例如，因此能根据流量控制持续时间或者缓冲的填充等级或者填充比率来作出有关下行链路方向的升级的判定，并且根据要发射的衬垫数量来作出有关下行链路方向的降级的判定。根据衬垫、流量控制或者缓冲来检测连接部分之间的容量的差值。正如从以上所说中出现的，如果在空中接口上有资源可用并且完成了流量控制持续时间或者缓冲的填充等级或者填充速率的预确定的与升级相关的条件，则对下行链路方向进行升级。条件可以与如上所述的不同，例如在步骤308处，持续时间或者填充速率可以比较于一半的子信道容量。相应地，如果预先完成了要发射的衬垫数量设置的条件，则执行降级。在步骤304和308处改变值可以彼此不同。与步骤304特别地关联的条件最好是容量的一个最小可能的改变值。这样一来，确保降级不引起对流量控制和/或缓冲的需要。
图4以呼叫建立之后的情形开始。在步骤401处，监视该连接的上行链路方向。换言之，监视上行链路方向的输出和输入信道。在步骤402处，检查在图4例子中，输入信道，即移动台是否需要一个流量控制。流量控制的需要可以表示空中接口上的太多容量被分配。如果在步骤402处检测到需要流量控制，则在步骤403处检测流量控制的持续时间。其后，在步骤404处把流量控制持续时间与子信道容量相比较。这样一来找出在测量周期期间流量控制持续时间是否太长以至于至少不必减速或者显著地减速有效载荷传输就可以通过最小级的改变的数量来减少信道容量。
如果在步骤404处检测到流量控制的持续时间不等于子信道容量(即最小级的改变的尺寸)，则返回步骤401以便监视该连接的上行链路方向。
如果在步骤404处检测到流量控制的持续时间等于至少子信道容量，则在步骤405处通过执行降级程序来减少分配给该连接的容量。在第二优选实施例中，一次降级一个子信道。如果流量控制的持续时间等于至少要被″释放″的子信道的合并容量的话，则同时降级多个子信道将是可能的。例如，如果流量控制在一半时间内是有效的，则信道容量可以是两倍。在降级程序之后，返回步骤401以便监视该连接的下行链路方向。
如果在步骤402处检测到不需要流量控制，即数据数量需要所有的容量，则在步骤406处检查在呼出方向中，即中继电路方向中是否发射衬垫(填充帧，接收机准备帧等等。)。衬垫的传输可以表示空中接口上非常小的容量被分配。如果没有发射衬垫，则从步骤406返回到步骤401以便监视该连接的上行链路方向。
如果到步骤406处检测到衬垫正引向输出信道，则在步骤407处测量发射到中继电路的衬垫数量。在步骤408处，把要发射的衬垫的数量与子信道容量相比较。换言之，就子信道容量而论，检查要发射多少衬垫。这样一来，与传输所包括容量的最小级的改变相比，检测在传输中有多少衬垫。根据在步骤408处的比较，检测除了有效载荷是否发射那么多衬垫以使以不浪费空中接口上的资源的这样一种方式来把附加的信道容量使用于数据传输中。
如果没有满足步骤408处的条件，则返回步骤401以便监视该连接的上行链路方向。
如果在步骤408处检测到流量控制的持续时间等于至少一个子信道容量，则在步骤409处检查在空中接口上是否是资源，即一个子信道或子信道组，可用。如果在空中接口上没有资源可用，则返回到步骤401以便监视该连接的上行链路方向。
如果在步骤409处检测到在空中接口上有可用的资源，则在步骤410处执行升级并且分配必需数量的子信道。然后移到步骤401以便监视该连接的上行链路方向。
在实施例中，其中表示容量的差值的结果是图4中的衬垫的发射和数据流量的缓冲，步骤402，403以及404改变。在步骤402处，检查缓冲的需要。如果不需要缓冲，则移到步骤406，从它开始如上所述地继续进行。如果需要缓冲，则在步骤403处检测数据缓冲器的填充等级或者填充速率。在步骤404处，检查缓冲的填充等级或者填充速率是否超过一个预定门限值。一个门限值例如可以与一个子信道容量相当。如果超过该门限值，移到步骤405，其与在上面详细描述的例子中的相同。
例如根据要发射的衬垫数量来做出有关上行链路方向的升级的判定并且也根据流量控制持续时间或者缓冲的填充等级或者填充速率来做出有关上行链路方向的降级的判定。根据衬垫、流量控制或者缓冲来检测在连接部分之间的容量的差值。正如从以上所说中出现的，如果满足了流量控制持续时间或者缓冲的填充等级或者填充速率的一个预确定的与降级相关的条件，则对上行链路方向进行降级。相应地，如果在空中接口上有可用的容量并且预先满足为要发射的衬垫数量设置的条件的话，则执行该升级。该条件可以不同于在上面所描述的，例如在步骤408处，衬垫数量可以比较于一半子信道容量。在步骤404和408处，变换值可以彼此不同。与步骤404特别地关联的条件最好是容量的最小可能的改变值。这样一来确保降级不引起对流量控制和/或缓冲的需要。
如果在第二优选实施例中使用一个对称的分配，则最好合并图3和4中所描述的操作。在这样的一个合并实施例中，只有如果观测到上行链路和下行链路侧都支持降级时才执行降级。如果由上行链路侧允许的降级不同于下行链路侧允许的降级，则利用较小允许的降级来完成一个较小降级程序。
在这样的一个合并实施例中，只有如果观测到两方都能够升级并且有可用的容量时才执行升级。该升级等级等于通过观测表示的数量。
在上面图3和4中所描述的步骤不按照一绝对的时间顺序而是可以同时地执行部分步骤或者以不同于所述顺序来执行。在步骤之间，也可以同样好地执行其它操作。升级和降级程序的条件也可以不同于如上所述的。按照数据传输资源的分配情形(即空中接口资源)也可以改变条件。例如，如果分配全部资源，则可以为降级程序设置一个条件，该条件例如等于容量的最低可能的改变值的一半。如果有可用的资源，则可以使用允许降级程序的一个严格的条件。彼此比较两个连接部分的实际传输速率，或者所分配的传输容量的效率是很重要的。当在上行链路和下行链路中都进行比较时，而且当使用不均匀分配时，保证在两个方向的空中接口上的资源的最佳使用。
如果移动台要求更多信道容量(例如GSM的UIMI/Modify操作，用户开始修改指示)，则网络可以利用根据本发明的操作所估计的中继电路的主要的容量并且限制移动台的信道容量以便与中继电路的情形相应。
随着技术发展，对于本领域的技术人员来说可以按照各种方式实现本发明的基本思想是显而易见的。因此本发明及其实施例不是限制为如上所述的例子，而是它们可以在基于一固定网络和无线数据传输两者的系统中在权利要求的范围之内改变。
权利要求
1.一种用于使一电信系统中的终端与一电信系统中的网络元件之间的数据传输资源的使用最优化的方法，该方法包括步骤(a)在电信系统中的终端和该连接的对方之间形成一个端对端连接，该连接包括终端和网络元件之间的第一连接部分及网络元件和对方之间的第二连接部分，其特征在于(b)监视该连接(301，401)，(c)在监视期间检测表示连接部分之间的容量的差值(302，306，402，406)的结果，(d)定义该结果的范围(303，307，403，407)，(e)检查该结果的范围是否满足一个预确定条件(304，308，404，408)，以及(f)如果满足条件，则以连接部分之间的容量的差值减少的这样一种方式来改变从所述数据传输资源中分配给第一连接部分的容量(305，310，405，410)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于该连接的上行链路和下行链路方向分别地执行步骤(b)到(f)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于该连接的上行链路和下行链路方向分别地执行步骤(b)到(e)，并且如果任一方向的结果范围满足预确定条件，则升级所述分配容量。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于。对于该连接的上行链路和下行链路方向分别地执行步骤(b)到(e)，并且如果在两个方向都满足与降级有关的条件，则降级所述分配的容量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果上行链路侧允许的降级不同于下行链路侧允许的降级时，则通过所允许较小的降级的数量来降级。
6.如在前的权利要求的任一个所述的方法，其特征在于，表示容量差值的结果是衬垫的传输，并且它的范围通过测量要发射的衬垫的数量来定义。
7.如在前的权利要求的任一个所述的方法，其特征在于，表示容量差值的结果是流量控制的需要，并且它的范围通过检测流量控制的持续时间来定义。
8.如在前的权利要求1-6的任一个所述的方法，其特征在于，表示容量差值的结果是缓冲，并且它的范围通过检测缓冲的填充等级或者填充速率来定义。
9.如在前的权利要求的任一个所述的方法，其特征在于，表示容量差值的结果是从其他连接有关它的容量的部分收到的信息，并且它的范围根据该信息所表示的容量的差值来定义。
10.如在前的权利要求的任一个所述的方法，其特征在于，电信系统是一个移动通信系统，并且数据传输资源是空中接口上的资源。
11.一种在移动台和终端之间的一个数据呼叫中用于使移动通信系统中的移动台和移动通信网之间的空中接口上的资源使用最优化的方法，该方法包括步骤以这样一种方式形成一个端对端连接所述连接包含移动台和移动通信网络之间的第一支线和移动通信网络和终端之间的第二支线，其特征在于，保持有关分配给空中接口上的第一支线的容量的信息(2-1，2-10A，2-11)，接收有关第二支线的容量的信息(2-4，2-9A，2-9B，2-14)，互相比较两个容量，以及如果两个容量彼此不同，则改变第一支线的空中接口上的容量以便与第二支线的容量相当(2-5，2-10A)。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，把有关第一支线的容量改变的信息发射给第二支线(2-12)。
13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，把有关改变第一支线容量的目的的信息发射到第二支线(2-7)，接收来自第二支线的它是否能够改变它的容量的信息(2-9A，2-9B)，以及如果第二支线能够改变它的容量(2-10A)，则改变第一支线的容量(2-10A)。
14.如权利要求11、12或13所述的方法，其特征在于，接收来自第二支线的有关升级第二支线容量的目的的信息(2-7)，检查可用容量(2-8)，以及如果有至少一个预确定最小数量的可用容量，则把信息发射到可以升级容量的第二支线(2-9A)，或者如果没有一个预确定最小数量的可用容量，则把信息发送到不允许升级容量的第二支线(2-9B)。
15.一种移动通信系统，包括第一移动台(MS A)和第二移动台(MS B)，一种移动通信网(GSM)以便建立并保持在所述移动台之间的一个连接，在移动台(MS A，MS B)与移动通信网(GSM)之间的一空中接口(Air)，并且该移动通信网络包括第一网络元件(MSC 1，IWU)以便形成在第一移动台(MS A)和第一网络元件之间的连接的第一支线和以便从空中接口分配容量给第一支线，和第二网络元件(MSC 2，IWU)以便形成第二移动台(MS B)和第二网络元件之间的第二支线并且以便从空中接口分配容量到第二支线，其特征在于，把第一网络元件(MSC 1，IWU)安排来保持有关分配给来自空中接口的第一支线的容量的信息，接收有关第二支线的容量的信息，把两个容量互相比较并响应于容量之间的差值来改变第一支线的容量以便与第二支线的相当，以及把第二网络元件(MSC 2，IWU)安排来把有关第二支线的容量的信息发射到第一网络元件。
16.一种如权利要求15所述的移动通信系统，其特征在于，把第二网络元件(MSC 2，IWU)安排来响应于第二支线的容量改变来把有关第二支线的容量发射到第一网络元件。
17.一种如权利要求15或16所述的移动通信系统，其特征在于，把第一网络元件(MSC 1，IWU)安排来查询第二网络元件(MSC 2，IWU)是否可以改变第二支线的容量，接收该查询的响应并只有当可以改变第二网络元件的容量时才改变第一支线的容量，以及将第二网络元件安排来接收有关改变第二支线的容量的可能性的查询并响应于有关改变的可能性的查询，将有关改变第二支线的容量的可能性的信息发射给第一网络元件。
18.一种如权利要求15、16或17所述的移动通信系统，其特征在于，第一网络元件和第二网络元件是相同的网络元件(MSC，IWU)，其被安排来把有关第一和第二支线的容量的信息作为网络元件的一内部信息进行传送。
19.一种电信网络的交互工作单元(IWU)，其特征在于，将它安排来监视在有关于电信网络的终端与第二方之间的连接，检测表示在终端和交互工作单元之间的第一连接部分与在第二方和交互工作单元之间的第二连接部分之间的容量的差值的结果，定义该结果的范围并且如果该结果的范围满足预确定条件则改变从电信网络与终端之间的数据传输资源中分配给该连接的容量。
20.一种如权利要求19所述的交互工作单元(IWU)，其特征在于，将它安排来分别地对连接的上行链路和下行链路方向进行监视、检测、定义并改变所述分配的容量。
21.一种如权利要求19所述的的交互工作单元(IWU)，其特征在于，将它安排来分别地监视、检测并定义连接的上行链路和下行链路方向并且如果在任一方向上满足与容量升级有关的条件则增加所述分配的容量而只有当在两个方向上都满足与容量降级有关的条件时才减少空中接口上的容量。
22.一种如权利要求19、20或21所述的交互工作单元(IWU)，其特征在于，它是一种移动通信网络的交互工作单元并且数据传输资源是空中接口上的资源。
全文摘要
一种用于使数据传输资源、特别是空中接口上的资源最优化的方法及实现该方法的一种装置。为了降低连接中的不同支线或连接部分的容量的差值,网络通过观察并比较连接部分的数据传输容量或者通过接收(2－4,2－9A,2－9B,2－12,2－14)来自外部连接的有关它的数据传输容量的信息来使终端和网络之间的业务信道资源与网络元件的外部连接,即,到另一个移动台或一个固定网络的连接适配(2－5,2－10A,2－13)。
文档编号H04W28/18GK1326648SQ99813271
公开日2001年12月12日 申请日期1999年10月11日 优先权日1998年10月13日
发明者阿托·坎加斯, 安西·尤皮, 尤哈·拉萨宁 申请人:诺基亚网络有限公司