專利名稱：用于降低無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸延遲的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及通信系統(tǒng)，具體地說(shuō)，涉及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)中，分組數(shù)據(jù)服務(wù)的“位成本”相對(duì)較高。這部分是由于低的信道使用率造成的?，F(xiàn)在，當(dāng)一個(gè)休眠的(dormant)無(wú)線用戶查詢分組網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，用戶感受到的響應(yīng)時(shí)間包括(1)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建立所需的無(wú)線業(yè)務(wù)信道所用的時(shí)間，和(2)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或因特網(wǎng))用所請(qǐng)求的內(nèi)容進(jìn)行響應(yīng)所用的時(shí)間。需要建立無(wú)線業(yè)務(wù)信道的原因是由于處于不激活狀態(tài)，因此用戶的移動(dòng)電話是休眠的。
為了改善用戶所能察覺的分組數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間，系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)者在他們的系統(tǒng)中將不激活狀態(tài)計(jì)時(shí)器延長(zhǎng)從而讓用戶保持激活狀態(tài)的時(shí)間更長(zhǎng)。由于在激活狀態(tài)下移動(dòng)單元不需要重新建立業(yè)務(wù)信道，所以在查詢的時(shí)候用戶只感受到由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)而不是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲。然而，得到這種改善了的響應(yīng)時(shí)間所付出的代價(jià)是對(duì)信道的使用。業(yè)務(wù)信道一直分配給特定的移動(dòng)單元直到它的不激活計(jì)時(shí)器到期為止。因此，與更長(zhǎng)的不激活計(jì)時(shí)器相伴的是，信道將在不使用的情況下被占用更長(zhǎng)的時(shí)間周期。這種狀態(tài)導(dǎo)致了當(dāng)前較高的分組數(shù)據(jù)服務(wù)的“位成本”。因此，所需要的是在不降低對(duì)信道的使用的情況下減少無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸延遲的裝置和方法。


圖1是描述本發(fā)明的第一實(shí)施例中的通信系統(tǒng)的方框圖。
圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例中四個(gè)圖中的第一系統(tǒng)報(bào)文發(fā)送(messaging)圖。
圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施例中四個(gè)圖中的第二系統(tǒng)報(bào)文發(fā)送圖。
圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施例中四個(gè)圖中的第三系統(tǒng)報(bào)文發(fā)送圖。
圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施例中四個(gè)圖中的第四系統(tǒng)報(bào)文發(fā)送圖。
圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施例中由無(wú)線單元所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。
圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施例中由無(wú)線接入網(wǎng)所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。
實(shí)施例的詳細(xì)描述為了實(shí)現(xiàn)在不降低對(duì)信道的使用的情況下減少無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸延遲的需求，本發(fā)明的實(shí)施例為從休眠向激活狀態(tài)轉(zhuǎn)換的無(wú)線單元提供了在發(fā)生呼叫的時(shí)候發(fā)射數(shù)據(jù)(諸如數(shù)據(jù)查詢)的能力。通常是依次發(fā)生的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲現(xiàn)在同時(shí)發(fā)生。因此激活的與休眠的用戶之間所感受到的延遲差別就基本上消除了。這將促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)者縮短他們的不激活計(jì)時(shí)器，從而可能提高對(duì)他們的信道的使用并降低分組數(shù)據(jù)服務(wù)的成本。
通過(guò)參看附圖1-7可以更完全地理解本發(fā)明。圖1是描述本發(fā)明的第一實(shí)施例中的通信系統(tǒng)100的方框圖。通信系統(tǒng)100是眾所周知的碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，具體地說(shuō)是通過(guò)適當(dāng)?shù)男薷囊詫?shí)現(xiàn)本發(fā)明的CDMA-1X系統(tǒng)，它基于電信工業(yè)聯(lián)合會(huì)/電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)(TIA/EIA)標(biāo)準(zhǔn)IS-2000版本A(CDMA2000)。在使用諸如那些基于來(lái)自3GPP的UMTS標(biāo)準(zhǔn)的其它技術(shù)的通信系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的變通實(shí)施例。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中包括無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)110和可能與個(gè)人計(jì)算機(jī)103相連的無(wú)線單元(諸如移動(dòng)站(MS))101。然而，本發(fā)明并不局限于移動(dòng)式的無(wú)線單元。例如，無(wú)線單元可能包括與無(wú)線接入網(wǎng)無(wú)線連接的臺(tái)式計(jì)算機(jī)。
本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解圖1并沒有描述系統(tǒng)100運(yùn)行所必需的所有網(wǎng)絡(luò)元件，而僅僅包括那些與描述本發(fā)明的第一實(shí)施例關(guān)系特別密切的設(shè)備。例如，RAN110包括一些眾所周知的實(shí)體，諸如基站收發(fā)器(BTS)、集中基站控制器(CBSC)和分組控制功能(PCF)。如圖1所示，系統(tǒng)100還包括一些眾所周知的實(shí)體，象移動(dòng)交換中心/虛擬位置寄存器(MSC/VLR)112、7號(hào)信令系統(tǒng)(SS7)網(wǎng)絡(luò)114、歸屬位置寄存器(HLR)116、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)(PDSN)118、網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)120、代理認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)服務(wù)器(AAA)112、和包括歸屬AAA126、歸屬代理(HA)路由器128和應(yīng)用服務(wù)器130的歸屬網(wǎng)絡(luò)124。盡管在第一實(shí)施例中顯示PDSN118是與RAN110分開的，但是應(yīng)當(dāng)理解PDSN也可以包含在RAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。在第一實(shí)施例中，已知的CDMA-1X RAN適于使用已知的電信設(shè)計(jì)和開發(fā)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的RAN方面。其結(jié)果就是執(zhí)行在圖7中所描述的方法的RAN110。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的RAN方面可以在RAN100的物理組件中或各種物理組件之間實(shí)現(xiàn)。
RAN110通過(guò)CDMA-1X空中接口資源105與MS101進(jìn)行通信。MS101包括處理器(例如，存儲(chǔ)器和處理設(shè)備)、接收器、發(fā)射器、鍵盤和顯示器。在CDMA MS中使用的發(fā)射器、接收器、處理器、鍵盤和顯示器都是本領(lǐng)域中眾所周知的。這些普通的MS組件集合適于使用已知的電信設(shè)計(jì)和開發(fā)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的無(wú)線單元方面。因此經(jīng)過(guò)修改，MS101就執(zhí)行在圖6中所描述的方法。
在本發(fā)明中的第一實(shí)施例的工作方式主要按如下方式進(jìn)行。在CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)下，在MS進(jìn)入休眠模式后，在它向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)之前需要重新建立業(yè)務(wù)信道。根據(jù)各種不同的網(wǎng)絡(luò)條件，它所需要的重建RF連接的時(shí)間(無(wú)線網(wǎng)絡(luò)延遲)也不同。理論上的估計(jì)值是1.2秒。實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量值通常在2-5秒的范圍內(nèi)，但是在野外的負(fù)載條件下實(shí)際的性能可能更糟。此外，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲部分是由于服務(wù)器的傳輸/響應(yīng)時(shí)間造成的。通常，這大約是1秒左右，變化范圍在0.5秒到3秒之間。在CDMA 2000標(biāo)準(zhǔn)下，在處于休眠模式的時(shí)候無(wú)線用戶依次地經(jīng)歷到這些延遲。相比較而言，在本發(fā)明中無(wú)線用戶同時(shí)經(jīng)歷這些延遲。
在進(jìn)入與固定網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)會(huì)話的休眠模式后，MS101的處理器判斷需要向RAN110無(wú)線地傳輸數(shù)據(jù)。這可能是MS101從外部數(shù)據(jù)源(例如，PC103)接收到的數(shù)據(jù)或內(nèi)部生成的數(shù)據(jù)。例如，MS101的用戶可能請(qǐng)求下載網(wǎng)頁(yè)或文件。然后需要發(fā)送的數(shù)據(jù)將與數(shù)據(jù)查詢相對(duì)應(yīng)。
MS101的處理器指示發(fā)射器發(fā)射至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)，或數(shù)據(jù)查詢。通過(guò)使用選址信道，MS101的發(fā)射器用短數(shù)據(jù)脈沖(SDB)報(bào)文發(fā)射至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)。在IS-707中提供了SDB報(bào)文發(fā)送的方法。實(shí)際上，分組數(shù)據(jù)服務(wù)選項(xiàng)33就是為諸如這樣的分組數(shù)據(jù)使用提供的。在第二或變通的實(shí)施例中，使用短消息服務(wù)(SMS)來(lái)取代SDB報(bào)文發(fā)送。圖2-5圖解說(shuō)明了本發(fā)明的第一實(shí)施例中的系統(tǒng)報(bào)文發(fā)送圖。讀者可以參看這些圖來(lái)獲得在第一實(shí)施例的討論中貫穿始終的對(duì)報(bào)文發(fā)送的討論的形象描述。例如，在圖2中所示的第一報(bào)文是剛剛討論過(guò)的SDB，數(shù)據(jù)作為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(PPP)幀格式的查詢攜帶。
除了指示發(fā)射器發(fā)射數(shù)據(jù)以外，MS101的處理器還指示發(fā)射器發(fā)射對(duì)業(yè)務(wù)信道(TCH)的請(qǐng)求。在第一實(shí)施例中，這是在發(fā)射它和數(shù)據(jù)之間沒有顯著延遲的情況下發(fā)射的源請(qǐng)求報(bào)文。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)和TCH請(qǐng)求都可以在新的源報(bào)文中發(fā)射，這個(gè)報(bào)文具有減少了的源報(bào)文域集(例如，可以去掉“撥號(hào)數(shù)字(dialed digits”域)但是具有由最少的查詢信息組成的可選的“查詢數(shù)據(jù)”域。在另一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)和TCH請(qǐng)求可以在帶有攜帶數(shù)據(jù)的擴(kuò)展部分的源請(qǐng)求報(bào)文中發(fā)射。無(wú)論是發(fā)射一個(gè)還是兩個(gè)報(bào)文，TCH請(qǐng)求和至少要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的第一部分都是在發(fā)射它們之間沒有顯著延遲的情況下發(fā)射的。
RAN110的BTS從MS101接收TCH請(qǐng)求和數(shù)據(jù)。然后RAN110的RAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給它的目的服務(wù)器。因?yàn)镽AN110的RAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為所有休眠的MS維護(hù)一個(gè)與PDSN118進(jìn)行的開放會(huì)話(open session)，所以在轉(zhuǎn)發(fā)MS101的數(shù)據(jù)查詢的時(shí)候，PDSN118就有適當(dāng)?shù)纳舷挛男畔?lái)立即處理查詢。除了轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之外，RAN110還給MS101分配TCH。RAN110的BTS向MS101發(fā)射TCH的信道分配信息。MS101的接收器接收該信道分配信息，并且MS101和RAN110繼續(xù)進(jìn)行普通的信道建立報(bào)文發(fā)送。
在MS101和RAN110建立TCH的時(shí)候，目的服務(wù)器(例如，應(yīng)用服務(wù)器130)接收數(shù)據(jù)或查詢并可以進(jìn)行響應(yīng)。RAN110的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將從目的服務(wù)器接收任何查詢響應(yīng)并將其轉(zhuǎn)發(fā)給MS101。如果TCH建立完成了，RAN110的BTS就經(jīng)TCH將響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給MS101。如果TCH還沒有建立完成，RAN110就可能將響應(yīng)進(jìn)行緩存直到建立完成為止，或者在連TCH分配信息都沒有發(fā)射的情況下RAN110可能用SDB轉(zhuǎn)發(fā)(全部或部分)響應(yīng)。因此，MS101的接收器既可以在TCH建立完成之后經(jīng)TCH，又可以用SDB來(lái)接收對(duì)數(shù)據(jù)查詢的響應(yīng)。
TCH一旦建立起來(lái)(即，MS101的數(shù)據(jù)會(huì)話激活了)，MS101和RAN110就可以使用TCH來(lái)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。例如，MS可能需要發(fā)送最初激發(fā)源請(qǐng)求的剩余數(shù)據(jù)，或可能交換的新數(shù)據(jù)。例如，用戶瀏覽因特網(wǎng)可能會(huì)產(chǎn)生后續(xù)的查詢或者目的服務(wù)器可能會(huì)向用戶發(fā)出查詢。MS101和RAN110使用TCH來(lái)傳輸數(shù)據(jù)直到不激活計(jì)時(shí)器到期為止，MS101就回到休眠模式。
因此，本發(fā)明的第一實(shí)施例通過(guò)將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)延遲和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲重疊在一起而改善了無(wú)線用戶所能感受到的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間?，F(xiàn)在在訪問(wèn)分組網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候休眠的用戶必然會(huì)感受到這兩個(gè)延遲之和。通過(guò)(例如)在請(qǐng)求信道的同時(shí)發(fā)射數(shù)據(jù)查詢的方法，本發(fā)明的第一實(shí)施例減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目傮w延遲。
圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施例中由無(wú)線單元所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。邏輯流600在處于休眠狀態(tài)(步驟601)的無(wú)線單元(例如，MS)判斷(步驟602)需要經(jīng)正在為MS提供服務(wù)的RAN發(fā)送數(shù)據(jù)(例如，數(shù)據(jù)查詢)的時(shí)候開始。MS判斷(步驟603)查詢是否足夠小到只有一個(gè)或多個(gè)SDB，具體地說(shuō)，(步驟604)判斷查詢是否短于或等于預(yù)定義的閾值(即，最大尺寸)。如果是這樣，就用SDB發(fā)送(步驟605)數(shù)據(jù)并請(qǐng)求業(yè)務(wù)信道(步驟606)。如果數(shù)據(jù)比預(yù)定義的閾值長(zhǎng)，那么直到TCH建立起來(lái)才發(fā)射數(shù)據(jù)(步驟608)。在接收到TCH的信道分配信息時(shí)SDB已經(jīng)發(fā)射出去但還沒有接到確認(rèn)(步驟607)的情況下，就重發(fā)已經(jīng)用SDB發(fā)送的數(shù)據(jù)。隨著TCH的建立，現(xiàn)在激活(即，不在休眠)的MS就可以經(jīng)TCH發(fā)送和接收數(shù)據(jù)(步驟609)，直到由于不激活而重新進(jìn)入休眠狀態(tài)(步驟601)為止。
圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施例中由RAN所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。邏輯流700從RAN接收(步驟701)休眠的MS經(jīng)選址信道發(fā)送的報(bào)文開始。RAN判斷(步驟702)報(bào)文是源請(qǐng)求還是SDB。如果是SDB，RAN就將由SDB攜帶的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)(步驟703)給PDSN以將其路由給目的服務(wù)器。然后一旦接收到(步驟704)來(lái)自MS的源報(bào)文，RAN就開始(步驟705)建立TCH。在為MS接收到(步驟706)數(shù)據(jù)之后，RAN就判斷(步驟707)是否已經(jīng)為MS發(fā)射信道分配信息。如果沒有，RAN既可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)直到TCH建立起來(lái)為止(步驟708)又可以用SDB發(fā)射部分或全部數(shù)據(jù)。一旦TCH建立起來(lái)，RAN和MS可以根據(jù)需要經(jīng)TCH激活地交換(步驟709)數(shù)據(jù)。然后邏輯流700就在MS進(jìn)入休眠狀態(tài)并且取消TCH分配之后不斷重復(fù)。
盡管參考特定的實(shí)施例以特殊的形式顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對(duì)它進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種用于為無(wú)線單元減少無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸延遲的方法，所述方法包括進(jìn)入數(shù)據(jù)會(huì)話的休眠模式；判斷需要無(wú)線地傳輸數(shù)據(jù)；經(jīng)選址信道發(fā)射至少一部分所述數(shù)據(jù)；發(fā)射對(duì)業(yè)務(wù)信道的請(qǐng)求，其中，在發(fā)射第一部分所述數(shù)據(jù)和發(fā)射所述請(qǐng)求之間沒有產(chǎn)生顯著的延遲；和接收業(yè)務(wù)信道的信道分配信息。
2.如權(quán)利要求1中所述方法，還包括經(jīng)所述業(yè)務(wù)信道發(fā)射所述數(shù)據(jù)的任何剩余部分。
3.如權(quán)利要求1中所述方法，其中，所述數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)查詢。
4.如權(quán)利要求3中所述方法，還包括響應(yīng)所述數(shù)據(jù)查詢經(jīng)所述業(yè)務(wù)信道接收數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1中所述方法，其中，在接收至少一部分所述數(shù)據(jù)的任何確認(rèn)信息之前接收所述業(yè)務(wù)信道的信道分配信息，并且權(quán)利要求1中的所述方法還包括經(jīng)所述業(yè)務(wù)信道重發(fā)所述數(shù)據(jù)的至少一部分。
6.一種用于為無(wú)線接入網(wǎng)減少無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸延遲的方法，所述方法包括經(jīng)選址信道從數(shù)據(jù)會(huì)話處于休眠狀態(tài)的無(wú)線單元接收數(shù)據(jù)；從所述無(wú)線單元處接收對(duì)業(yè)務(wù)信道的請(qǐng)求，其中，在接收所述數(shù)據(jù)和接收所述請(qǐng)求之間沒有顯著的延遲發(fā)生；向目的服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)；和向所述無(wú)線單元發(fā)射業(yè)務(wù)信道的信道分配信息。
7.如權(quán)利要求6中所述方法，還包括從所述目的服務(wù)器接收查詢響應(yīng)數(shù)據(jù)和向所述無(wú)線單元轉(zhuǎn)發(fā)所述查詢響應(yīng)數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7中所述方法，其中，如果還沒有發(fā)射所述信道分配信息就用短數(shù)據(jù)脈沖(SDB)報(bào)文向所述無(wú)線單元轉(zhuǎn)發(fā)所述查詢響應(yīng)數(shù)據(jù)。
9.一種無(wú)線單元，包括發(fā)射器；適于接收業(yè)務(wù)信道的信道分配信息的接收器；和處理器，連接到所述發(fā)射器和所述接收器，適于進(jìn)入數(shù)據(jù)會(huì)話的休眠模式；適于判斷需要無(wú)線地傳輸數(shù)據(jù)；和適于指示所述發(fā)射器經(jīng)選址信道發(fā)射所述數(shù)據(jù)的至少一部分和請(qǐng)求業(yè)務(wù)信道，其中，在發(fā)射所述數(shù)據(jù)的第一部分和發(fā)射所述請(qǐng)求之間沒有發(fā)生顯著的延遲。
10.一種無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)，包括基站收發(fā)器，適于經(jīng)選址信道從數(shù)據(jù)會(huì)話處于休眠狀態(tài)的無(wú)線單元接收數(shù)據(jù)；適于從所述無(wú)線單元接收對(duì)業(yè)務(wù)信道的請(qǐng)求；其中，在接收所述數(shù)據(jù)和接收所述請(qǐng)求之間沒有顯著的延遲發(fā)生；并適于向所述無(wú)線單元發(fā)射業(yè)務(wù)信道的信道分配信息；和與所述基站收發(fā)器連接的RAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，適于向目的服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)。
全文摘要
為了實(shí)現(xiàn)在不減少對(duì)信道的使用的情況下降低所述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸延遲的需求，本發(fā)明的實(shí)施例為從休眠向激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變的無(wú)線單元101提供了在呼叫開始的時(shí)候發(fā)射數(shù)據(jù)(諸如數(shù)據(jù)查詢)的能力。通常依次發(fā)生的所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)延遲和所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)延遲同時(shí)發(fā)生。因此在激活和休眠用戶之間所感受到的延遲差別就基本消除了。這將促使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者縮短他們的不激活計(jì)時(shí)器，從而可能提高對(duì)他們的信道的使用和降低分組數(shù)據(jù)服務(wù)的成本。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1643963SQ03806928
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者沙龍·W·通, 杰伊·扎亞帕蘭, 約翰·M·哈里斯 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司