用于在无线通信系统中测量和使用拥塞的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及无线网络，更具体涉及改进无线网络的用户设备中的应用性能。
【背景技术】
[0002]当蜂窝系统客户端设备(此后，用户设备)在无线网络的基站的操作范围内，且由基站提供经由无线电链路到网络的接入，无线电链路的将满意服务提供给用户设备的用户的能力取决于许多因素。通常，当用户设备在轻度负载条件下操作时，也就是当在基站和同时链接到基站的所有用户设备之间传送的语音和数据信息的量相比设计最大负载(即，设计最大的数据和语音信息的量)低时，则通常能够将满意或比满意更好的服务提供给用户设备和大多数其他用户设备。当用户设备在处于弱信号区域中的位置操作时，诸如接近蜂窝无线网络中的小区限制，在轻度负载小区中提供满意或比满意更好的服务很大部分取决于用户设备处退化的性能。通过增加无线电链路的发射设备(基站和用户设备)的功率并且向无线电链路授权更多带宽，弱信号效果有时能够在轻度负载条件下偏移。这些偏移行为有时是动态执行的一一也就是，在用户设备的通信会话期间。
[0003]小区中用户设备的性能倾向于随着小区负载增加而退化，但在蜂窝系统中，小区负载自身不一定与用户设备的性能相关。分组无线电系统(其是较新的蜂窝系统的代表)中的退化的性能有时直接与高分组等待时间的更高情形以及降低的平均数据速率(降低的吞吐量)相关。由于语音现在在分组化蜂窝系统上传输，大于150毫秒的等待时间通常被用作一次充足性能的测量。
【附图说明】
[0004]在附图中，类似的参考数字在分别的视图中指代相同或功能相似的元件，附图连同下面的详细描述一起被合并到并形成说明书的一部分，且用来进一步图示包括所要求保护的发明的实施例，并且解释这些实施例的优点的各种原理。描述打算要结合附图，在附图中:
[0005]图1，参见图1，根据特定实施例，地形图100示出了由蜂窝运营商操作的蜂窝网络的小区的边界。
[0006]图2是根据特定实施例的示出了用于由在无线通信系统中操作的用户设备提供拥塞报告的方法的一些步骤的流程图。
[0007]图3是根据特定实施例的示出了对于若干特定拥塞等级在RSRQ (dB)和SNR (dB)之间的关系的绘图。
[0008]图4-11是根据特定实施例的示出了参考图2描述的方法的一些步骤的流程图。该方法在无线通信系统的用户设备中执行。
[0009]图12是根据特定实施例的示出了可以在参考图1所述的无线通信系统中使用的电子设备的装置框图的框图。
[0010]图13-17是根据特定实施例的示出了在无线通信系统中执行的方法的一些步骤的流程图。
[0011]技术人员将认识到，图中的元件出于简便和清楚而图示，且不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可能相对于其他元件夸大，以有助于改善对实施例的理解。
【具体实施方式】
[0012]在下面的描述中，类似的参考数字用于描述附图若干视图中的相同、相似或相应的部分。
[0013]这里描述的实施例通常涉及设备和方法，所述设备和方法通过测量用户设备所体验的拥塞的量，并且使用该测量结果或从多个用户设备收集到的这样的测量结果来提供改善系统性能，从而预测蜂窝系统中特定位置处的性能问题(长分组等待时间和降低的数据速率)。
[0014]参看图1，地形图100示出了根据特定实施例的由蜂窝运营商操作的蜂窝网络150的小区的边界105。用户设备110当其活动且充分处于边界105之内时使用无线电链路120与蜂窝网络150的基站115通信。借助无线电链路120，用户设备链接到基站115且由此耦合到蜂窝网络150，并且由此还可以耦合到连接到蜂窝网络的一个或多个网络，诸如万维网以及一个或多个私有企业网。用户设备110是使用具有蜂窝网络150的边界105的小区的多个，通常是特别多个(例如，当系统重负载时，成千上百个)无线蜂窝设备的代表。蜂窝网络150包括固定网络，固定网络包括基站115以及其他固定蜂窝网络设备(通常，过多的固定网络设备，变化不限于基站、天线塔、基站控制器、回程网络、授权用户数据库、监视系统、维护站、顾客记账服务器等等)。一些固定蜂窝网络设备可以是不由蜂窝运营商具体所有或者物理位置对于蜂窝运营商未知的设备，诸如云服务器设备。蜂窝网络150可以包括或连接到一个或多个服务器或云存储设备，所述服务器或云存储设备保持可以由用户设备下载且使用的软件应用，诸如web浏览器、游戏、实用程序、媒体管理器、导航工具等等。基站115管理不仅将用户设备110耦合到基站还将多个其他用户设备(图1中未示出)耦合到基站的链路。用户设备110在这个实施例中是移动设备，该移动设备包括可以是调谐天线的辐射单元111。用户设备110可以可替换地是任何固定、便携或移动无线通信设备，诸如蜂窝电话、平板电脑、个人计算机、或具有向网络150传送的能力的仪器(例如，内侧传感器、定位器、路测监视站)。用户设备在一些实施例中可以是固定设备。例如，其可以是安装在路边标杆上的设备(停止灯、路灯或指示牌)。如这里示例中所述的基站115和用户设备110之间的耦合是由3GPP(第三代伙伴计划)技术标准36系列(这些标准的刚好三个示例是3GPP TS 36.213、TS 36.214和TS 36.331)所限定的3GPP LTE (长期演进)系统中所使用的。但是，这里所述的实施例可以同样地可使用或可适用于其他广域无线电系统，诸如UMTS (通用移动电信系统)、UMB、CDMA2000、WiMax、WiF1、或其他OFDM系统。
[0015]图1中还示出了与具有边界105的小区邻近的小区的部分边界131、132、133、134、135、136。这些边界重叠，使得用户设备可以使用蜂窝网络150中的任何一个小区连接到网络150并且以可接受的可靠性保持到蜂窝网络150的连接性。图1中还表现了具有边界105的小区的一个扇区的边界140。在特定实施例中，小区边界是通过具有边界重叠的多个扇区以提供诸如边界105的边界而获得的。在本附图中，简化起见，组合以限定边界105的其他扇区边界未示出。
[0016]可以根据分组等待时间和数据速率来评估在使用分组数据用于信息递送的蜂窝系统的实施例中提供给特定用户设备的性能的级别。等待时间小于150毫秒是高度想要的，此时语音使用分组数据来传送，这是越来越多使用的技术。数据速率对于许多类型信息很重要。在语音中，随着数据速率变得更慢，清晰度退化。对于压缩流送视频，需要比语音高得多的数据速率，并且随着数据速率退化，得到的图像质量也退化。其他信息需求对等待时间或数据速率不那么敏感；一些文件只是花费更长时间以必要的准确率从源到目的地进行传送。这些各种基于分组的数据服务的性能随着由更多用户设备在小区的区域内传送更多信息而退化。在现今的蜂窝系统中存在着减轻对分组服务的退化的机制。这些机制涉及动态控制分配给链路的带宽以及允许在链路每一端上的设备的功率。如这里所使用的，带宽意指分配给用户设备的频率和时间资源的时间平均，而功率意指分配给用户设备的发射功率。
[0017]尽管存在这些机制，但是随着更多信息由更多用户设备在小区的区域内传送，性能趋向于退化。退化是由多个因素导致的:带宽必须由更多设备共享；功率水平被约束以降低干扰效果；小区间和小区内干扰增加，且网络核心拥塞导致不利效果，诸如丢失的分组，由此增加重复传输。由于这些因素，数据速率被降低且等待时间增加。这些效果在小区中并不均匀。我们将这些效果描述为从在地点中发生的拥塞导致的。该拥塞是地点中用户设备所传送的信息的量、地点中用户设备的紧密度(导致干扰)、以及地点中链路中信号的功率的结果，该拥塞可以被量化。根据实施例，拥塞在特定位置和特定时间处被用户设备量化。该信息通过单独拥塞报告使用非常少的资源传送到蜂窝网络150。网络然后可以有利地立即使用该信息，以便通过使用该单独拥塞报告来动态修改到用户设备以及附近用户设备的通信。例如，网络可以进行应用水平确定，特定应用将相比于其他应用而被优先化，即使其他应用具有类似数据速率或等待时间要求。例如，可以相比于相同类别中的其他应用而优先化能够容忍更高等待时间和更低数据速率的应用。一个示例可以是，相比需要快速响应的游戏，授权不需要快速响应的游戏数据传输的优先级，即使作为游戏，它们可能是在请求数据速率和等待时间的相同类别中。或者，网络可以修改用于对在已知高拥塞地点中操作的用户设备授权带宽和功率的现有规则。此外，网络可以有利地对用户设备进行应用水平确定，其可以被预测为正从更不拥塞的区域向拥塞区域移动，当用户在更少拥塞的区域中时增加数据传输以抵消在用户去往拥塞区域时将进行的降低。
[0018]参看图2，流程图200示出了根据特定实施例的用于由在无线通信系统中操作的设备生成和提供单独拥塞报告的方法的一些步骤。下面将方法描述为在诸如参考图1所述的用户设备110的用户设备中执行。但是，将认识到