Способ и устройство для виртуального однонаправленного канала

Способ и устройство для виртуального однонаправленного канала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводному обмену данными, более конкретно к способу и устройству для повышения качества беспроводной связи.

Уровень техники

Общая служба пакетной радиопередачи (GPRS) и развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных (EDGE) для глобальной системы мобильной связи (GSM) предоставили возможность обмена данными пользователями в мобильных беспроводных продуктах. GPRS и ее расширенный набор, EDGE, позволяют эффективное использование радио- и сетевых ресурсов, когда характеристики передачи данных: i) основаны на пакетах, ii) периодические и непериодические, iii) вероятно частые, с небольшими переносами данных, к примеру менее 500 октетов, или iv) вероятно редкие, с большими переносами данных, к примеру более чем несколько сотен килобайт. Пользовательские приложения, первоначально предполагалось, будут включать в себя Интернет-обозреватели, электронную почту, передачу файлов и другие приложения, для которых подходит передача данных способом "наибольших усилий".

Первоначальные спецификации GPRS и EDGE, появившиеся впервые в версиях R97 и R99, соответственно (в дальнейшем совместно называются R97/R99), добавили пользовательскую услугу передачи пакетных данных наибольших усилий в ранее использованную услугу передачи речи GSM. Поскольку GSM поначалу не предоставляла уведомление о пользовательской услуге передачи пакетных данных, первоначальные предложения GPRS и EDGE в R97/R99 были предназначены, чтобы функционировать в архитектурном окружении, оптимизированном для подготовки услуги передачи речи, что значительно ограничивает возможности и расширяемость данных услуг. Эти ограничения считались приемлемым компромиссом, который позволил внедрение новой услуги при снижении влияния на имеющуюся архитектуру и/или устаревшие услуги GSM.

Фиг. 1 иллюстрирует фундаментальную плоскую архитектуру системы данных GPRS/EDGE в версии R97/R99. В общем, мобильное устройство 101 обменивается данными с контроллером 106 базовой станции (BSC) посредством одной из базовых станций 103-105.

Контроллер базовой станции обменивается данными с доменом с коммутацией каналов (CS) посредством интерфейса A и доменом с коммутацией пакетов (PS) посредством интерфейса Gb.

Первоначальным доменом GSM был домен с коммутацией каналов, посредством которого речевой трафик маршрутизируется между радиоподсистемой, представленной контроллером 106 базовой станции (фиг. 1) и приемопередающими станциями (BTS) 103-105, и коммутируемой телефонной сетью 108 общего пользования (PSTN) посредством интерфейса A, к центру 110 коммутации мобильной связи (MSC). Домен с коммутацией пакетов маршрутизируется посредством устройства 112 управления протоколами (PCU), которое является компонентом "сходимости" и содержит уровень контроллера линии радиосвязи (RLC) и протокола управления доступом к передающей среде (MAC) (не показаны), по которым пакетные данные маршрутизируются посредством шлюзового узла 114 поддержки GPRS (SGSN) второго поколения и граничного узла 118, подключенных к сети 120 пакетных данных. Сетью с коммутацией пакетов может, например, быть Интернет или сеть с закрытыми данными.

За небольшим исключением, координация между доменами с коммутацией каналов и коммутацией пакетов практически отсутствует. Помимо этого, первоначальные спецификации R97/R99 не поддерживают несколько потоков пакетных данных, контроль качества обслуживания (QoS), передачу данных в реальном времени или "настоящую передачу обслуживания" в домене с коммутацией пакетов между сотами и/или сетевыми доменами.

Для GPRS нет заданной процедуры, которая эквивалентна процедуре передачи обслуживания, используемой в коммутируемых речевых и информационных вызовах GSM. Вместо этого используется "перекидной" повторный выбор, чтобы поддерживать мобильность мобильной станции в режиме, когда установлен поток временной блокировки (TBF). Как следствие, поток входных данных прерывается каждый раз, когда выполняется повторный выбор соты.

Более конкретно, мобильная станция, находящаяся в состояниях GPRS резервном (Standby) и готовом (Ready), может выполнять повторный выбор соты. Соты, которые должны быть отслеживаемы на предмет повторного выбора соты, задаются в списке выделения для широковещательной передачи (BA), который передается по PBCCH или BCCH, если PBCCH не существует. В режиме пакетной передачи мобильная станция постоянно отслеживает несущую частоту обслуживаемой соты и все несущие частоты BCCH, указанные в списке BA (соседние соты). В каждом кадре TDMA выборка для измерения уровня принятого сигнала берется, по меньшей мере, на одной из несущих частот BCCH, следующих одна за другой.

Для принятия решения о повторном выборе средний уровень принятого сигнала (помеченный как RLA_P) вычисляется как скользящее среднее выборок, собранных за период в 5 секунд, и сохраняется для каждой несущей частоты BCCH. Выборки, выделенные для каждой несущей частоты, как можно более равномерно распределены по периоду оценки. По меньшей мере, 5 выборок для измерения уровня принятого сигнала необходимо для допустимого значения RLA_P.

Согласно стандарту GSM, следующие условия повторного выбора соты (измеряемые в dBm) используются для GPRS.

A. Параметр критерия потери на трассе C1 (3GPP TS 05.08, 6.4) используется в качестве критерия минимального уровня сигнала для повторного выбора соты для GPRS тем же способом, как для режима GSM ожидания (Idle). Вычисление C1 для каждой соты (обслуживаемой и соседней) основано на соответствующем значении RLA_P.

B. Параметр критерия ранжирования сот C32 (3GPP TS 05.08, 6.4) используется, чтобы выбирать соты из сот с одинаковым приоритетом. Для обслуживаемой соты C32 равен соответствующему C1. Для каждой соседней соты C32 равен соответствующему C1, модифицированному с помощью параметров передачи сот.

C. Параметр критерия порога уровня сигнала C31 (3GPP TS 05,08, 6,4) для иерархической структуры сот (HCS) используется, чтобы оценивать приоритетную иерархическую GPRS.

По меньшей мере, для каждой новой выборки или каждой секунды (что больше) мобильная станция обновляет RLA_P и вычисляет значение C1, C31 и C32 для обслуживаемой соты и необслуживаемых (соседних) сот. Мобильная станция делает повторный выбор соты, если:

i) параметр критерия потери на трассе C1 для обслуживаемой соты становится меньше нуля;

ii) необслуживаемая подходящая сота (см. 3GPP TS 03.22) оценена, чтобы быть лучше, чем обслуживаемая сота.

Наилучшая сота - это сота с наивысшим значением C32.

При оценке наилучшей соты значения гистерезиса извлекаются из значения C32 для соседних ячеек. Значения гистерезиса передаются по PBCCH обслуживаемой соты. В случае, когда повторный выбор соты происходит в течение предыдущих 15 секунд, значение гистерезиса становится равным 5 дБ. Если подходящая сота не найдена в течение 10 секунд, выполняется алгоритм выбора соты 3GPP TS 03,22.

В качестве последствия этой перекидной операции GPRS/EDGE ограничен режимами толерантных к прерыванию данных. Тем не менее, было бы желательно осуществлять улучшенную передачу обслуживания услуг с коммутацией пакетов, чтобы поддерживать большее число режимов пропускной способности и большую универсальность без существенных модификаций используемых систем.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение и соответствующие преимущества и признаки, предоставленные в связи с ним, будут лучше поняты и приняты во внимание после обзора следующего подробного описания изобретения, рассматриваемого совместно со следующими чертежами, на которых одинаковые цифры представляют одинаковые элементы, на которых:

фиг. 1 - схематическое представление беспроводной системы сотовой связи;

фиг. 2 - принципиальная схема в виде блок-схемы устройства мобильной связи, подключенного к BTS;

фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая архитектуру программного обеспечения устройства мобильной связи;

фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая часть устройства мобильной связи согласно фиг. 3;

фиг. 5 - диаграмма состояний, иллюстрирующая рабочие состояния устройства мобильной связи;

фиг. 6 - диаграмма состояний, иллюстрирующая переходы между состояниями ON (включено) и OFF (выключено) TBF;

фиг. 7 - диаграмма состояний, иллюстрирующая переходы между состояниями поступления в очередь виртуального однонаправленного канала;

фиг. 8 - диаграмма состояний, иллюстрирующая переходы между состояниями выхода из очереди виртуального однонаправленного канала;

фиг. 9 - блок-схема, иллюстрирующая управление виртуального однонаправленного канала;

фиг. 10A и 10B - это блок-схемы последовательности операций способа, иллюстрирующие работу мобильного устройства и сети;

фиг. 11 - блок-схема, иллюстрирующая альтернативный вариант осуществления части программной архитектуры согласно фиг. 3;

фиг. 12 - схематическое представление, иллюстрирующее мобильное устройство, перемещающееся через соты системы сотовой связи;

фиг. 13 - схематическое представление управления сменой (изменением) сот в устройстве мобильной связи;

фиг. 14 - блок-схема, дополнительно иллюстрирующая управление сменой сот для устройства мобильной связи;

фиг. 15 - представление измерений для повторного выбора в устройстве прогнозирования;

фиг. 16 - представление условий повторного выбора в устройстве прогнозирования.

Подробное описание чертежей

Устройство мобильной связи и способ работы устройства мобильной связи включает в себя сохранение, по меньшей мере, одного кадра сигнала связи, принятого от сети, и применение управления потоком для нижних уровней, чтобы поддержать повторный выбор сети. Нижние уровни - это уровни ниже виртуального однонаправленного канала. Согласно одному аспекту изобретения, в сеть передается сообщение, указывающее, что устройство мобильной связи поддерживает режим работы с виртуальным однонаправленным каналом. Устройство мобильной связи выборочно работает в режиме виртуального однонаправленного канала в зависимости от ответа, принятого после этой передачи. Помимо этого, управление потоком посредством виртуальной сети может преимущественно быть зависимо от обнаружения того, что смена соты неизбежна. Таким образом, режимы нетолерантных к прерыванию данных могут быть легко осуществлены с незначительной модификацией в используемую систему.

Устройством 101 беспроводной связи (фиг. 2), также называемым абонентской аппаратурой, мобильным устройством или мобильной станцией, может быть стационарное или переносное сотовое устройство радиосвязи, личный цифровой помощник (PDA), модем, работающий с персональной вычислительной машиной, или любое другое устройство, работающее в системе беспроводной связи, например типичной системе GSM фиг. 1. Устройство связи включает в себя антенну 202, радиочастотное (RF) приемопередающее устройство 204, контроллер 206 и пользовательский интерфейс 208. Антенна 202 может быть реализована с помощью любой подходящей антенны. Приемопередающее устройство 204 может быть интегрировано или отделено от контроллера 206 и может быть реализовано с помощью любой схемы глобальной связи с беспроводным интерфейсом, такой как аппаратные средства или программное обеспечение, реализующее радиочастотное сотовое приемопередающее устройство. Контроллер 206 может включать в себя логическую схему, память и программное обеспечение и обеспечивает функциональные возможности для устройства связи. Он может быть реализован с помощью одного или более из следующего: микропроцессор; процессор цифровых сигналов; микроконтроллер; программируемая логика и т.п. Пользовательский интерфейс 208 облегчает передачу информации или директив в контроллер или приемопередающее устройство и от них. Пользовательский интерфейс 208 может включать в себя интерфейс любого устройства, например одно или более из следующего: клавиатура; преобразователь; дисплей; локальное подключение, такое как инфракрасное или радиочастотное подключение и т.п.; а также разъем, такой как универсальная последовательная шина, разъем RS-232 и т.п.

Архитектура программного обеспечения мобильной станции в контроллере 206 устройства связи представлена на фиг. 3. Контроллер 206 мобильного устройства 101 включает в себя физический уровень 302, который связывается с радиочастотным приемопередающим устройством 204. Физический уровень 302 планирует прием и передачу физических данных, осуществляет регулировку усиления приемного устройства, управление питанием передающего устройства, измерениями уровня сигнала и другими функциями, не описанными более подробно в данном документе. Контроллер 304 доступа к передающей среде (MAC) организует передачу и прием основанной на пакетах информации в интерфейс 302 физического уровня и из него. Контроллер 304 доступа к передающей среде главным образом включает в себя логику, посредством которой мобильное устройство 101 информируется о праве мобильного устройства 101 осуществлять передачу в заданное время по восходящей линии связи (линии связи от мобильного устройства к базовой станции) и на распознавание сообщений, адресованных мобильному устройству 101 по нисходящей линии связи (линии связи от базовой станции к мобильному устройству).

Контроллер 306 линии радиосвязи управляет мобильной станцией 101 в отношении ориентированной на сеть передачи сигналов, относящихся к радиосообщениям, т.е. назначением таймслотов (временных интервалов), настройкой/демонтажом каналов передачи пакетных данных, назначением радиочастотных каналов и другими функциями, не описанными более подробно в данном документе, помимо передачи сообщений, исходящих из сети и передаваемых посредством интерфейса 302 физического уровня. Контроллер 306 линии радиосвязи главным образом вовлечен в процесс коррекции ошибок на уровне радиосвязи, т.е. чтобы поглощать периодические ошибки, возникающие в результате затухания канала, а также обрабатывает определенные аспекты настройки и демонтажа передачи данных в GPRS/EDGE. Таким образом, контроллер 306 линии радиосвязи поддерживает работоспособность линии радиосвязи посредством подтверждения приема и повторной передачи.

Для пакетных данных контроллер 308 логической связи (LLC) пакетирует или делит пакетные данные сетевого протокола на радиопакеты для эфирной передачи по радиочастотному каналу 102 и предоставляет услуги сжатия и шифрования. Блок протокола 310 конвергенции/дивергенции подсети (SNDCP) депакетирует/делит радиопакеты, принятые мобильным устройством 101, до пакетных данных сетевого протокола для передачи прикладному интерфейсу 311 мобильного устройства 101. Прикладной интерфейс обменивается данными сетевого протокола между протоколами конвергенции/дивергенции подсети с соответствующим приложением в мобильной станции 101. Таким образом пользовательские пакетные данные или пакетные данные трафика передаются между интерфейсом приложения и физическим уровнем 302 посредством протокола 310 конвергенции/дивергенции подсети, контроллера 308 логической связи, контроллера 306 радиосвязи и контроллера 304 доступа к передающей среде.

Контроллер 206 дополнительно включает в себя диспетчер 316 радиоресурсов (RRM) и диспетчер 316 радиоресурсов GPRS (GRR) для управления внутрисотовой мобильностью и назначением радиоресурсов. Уровень 318 управления мобильностью (MM) и управления мобильностью GPRS (GMM) управляет внутрисотовой мобильностью.

Речевой канал оцифрованной речи проходит через физический уровень 302 и CODEC 322. CODEC принимает входящую речь от пользовательского интерфейса для передачи по восходящей линии связи и выводит речь, принятую от нисходящей линии связи, к пользовательскому интерфейсу 208 для воспроизведения посредством динамика (не показан). Можно заметить, что речевые и пакетированные данные обрабатываются посредством отдельных каналов в мобильном устройстве 101, отражающих различные каналы для трафика речевых и пакетированных данных в сети, как показано на фиг. 1. Такая структура системы разрешает добавление GPRS/EDGE в используемые сети телефонной связи без ущерба для используемых надежных устаревших голосовых GSM-систем.

Ограничение используемой системы заключается в том, что она не поддерживает обмен данными, который требует бесперебойных соединений, называемый в данном документе нетолерантным к прерыванию обменом данными. Примерами такого обмена данными является потоковое видео или музыка. Это происходит вследствие того, что GPRS/EDGE использует "перекидной" повторный выбор, чтобы поддерживать повторный выбор мобильной станции, устанавливая поток временной блокировки (TBF), как известно специалистам в данной области техники. Как следствие, поток входных данных прерывается каждый раз, когда выполняется повторный выбор соты.

Чтобы осуществлять нетолерантную к прерыванию передачу данных мобильному устройству 101 с минимальным влиянием на используемую систему GPRS/EDGE, виртуальный однонаправленный канал 312 встроен в мобильное устройство 101. Специалисты в данной области техники признают, что нисходящая линия связи, которая является трактом от сети к мобильному устройству, - основная линия связи при условии такого обмена данными, и, таким образом, виртуальный однонаправленный канал описан относительно нисходящей линии связи. Тем не менее, следует признать, что виртуальный однонаправленный канал может также находить применение в восходящей линии связи. Типичный виртуальный однонаправленный канал 312 вставлен между контроллером 306 логической связи и логическим радиоканалом 308. Виртуальный однонаправленный канал 312 сохраняет данные восходящей линии связи от контроллера линии радиосвязи для дальнейшей передачи контроллеру 308 логической связи и затем для использования приложениями мобильного устройства 101. Посредством логической вставки компонента виртуального однонаправленного канала нисходящей линии связи выше уровня контроллера 306 линии радиосвязи и ниже уровня контроллера 308 логической связи виртуальный однонаправленный канал работает на кадрах контроллера логической связи с принимающей стороны. Функция виртуального потокового однонаправленного канала 312 нисходящей линии связи - сохранять данные нисходящей линии связи, когда нисходящая линия связи не прерывается, и затем предоставлять сохраненные данные контроллеру логической связи, когда поток нисходящей линии связи прерывается. Таким образом, виртуальный однонаправленный канал продолжает предоставление данных контроллеру логической связи до тех пор, пока подключение не восстановится.

Далее более подробно описан виртуальный однонаправленный канал 312, начиная со ссылки на фиг. 4. В первом варианте осуществления, который является расширением используемой общей архитектуры GPRS/EDGE, один новый виртуальный однонаправленный канал 312, к примеру виртуальный потоковый однонаправленный канал, вставляется в мобильное устройство 101 между контроллером 308 логической связи (LLC) и контроллером 306 линии радиосвязи (RLC) посредством интерфейсов 313, 315. Проиллюстрированный виртуальный однонаправленный канал 312 принимает данные нисходящей линии связи и загружает их в очередь 402. Выходной сигнал из очереди подается в контроллер 308 логической связи посредством интерфейса 315. В общем, для потокового однонаправленного канала вход очереди управляет вставкой данных в очередь, чтобы i) обеспечить, что очередь данных нисходящей линии связи заполнена в достаточной степени, перед отправкой каких-либо данных в контроллер логической связи и ii) поддерживать данные очереди на достаточном уровне, когда бы данные не принимались.

Очередь 402 виртуального однонаправленного канала может быть управляема посредством обработки (отдельно или совместно) двух следующих параметров:

- коэффициент скорости передачи входных/выходных данных; и

- размер очереди виртуального однонаправленного канала (нижний предел и/или верхний предел). Специалисты в данной области техники признают, что посредством управления этими параметрами может быть осуществлен повторный выбор соты без потери потоковых данных, даже когда нисходящая линия связи прерывается.

Еще более конкретно, следующие переменные будут использованы, чтобы описать работу виртуального однонаправленного канала:

Ton - поток временной блокировки ВКЛЮЧЕН: в этом состоянии происходит передача пакетных данных;

Toff - поток временной блокировки ОТКЛЮЧЕН: потоковая передача данных не осуществляется либо поток временной блокировки происходит в этом состоянии, но работает "таймер готовности", разрешающий быстрый возврат к операции передачи до того, как истечет его время;

I - ОЖИДАНИЕ: холостой пакетный режим. Нет потока временной блокировки и истекло время таймера готовности. Чтобы получить поток временной блокировки, требуется полная настройка;

A - поток временной блокировки запущен: Нет передачи активных пакетных данных;

Rs - таймер готовности запущен;

Rx - истекло время таймера готовности;

Rc - таймер готовности очищен;

F - включен поток данных нисходящей линии связи от RLC;

QLL - данных в очереди данных нисходящей линии связи меньше нижнего предела очереди QL;

QHH - данных в очереди данных нисходящей линии связи больше верхнего предела очереди QH; и

S - отправка кадра в LLC.

В ходе работы предполагается, что виртуальный однонаправленный канал активируется или выводится из состояния ожидания каждый раз, когда контроллер линии радиосвязи имеет полностью собранный кадр контроллера логической связи для доставки. Каждый раз, когда процесс VSB выводится из состояния ожидания, он следует следующему набору правил для управления его исполнением:

определить состояние RR/GRR: если не в состоянии пакетной передачи Ton, то не требуется операция автоматов. Помимо этого, следует последнее состояние GRR, так чтобы (I <-> Ton) могла быть протестирована каждый следующий раз, когда Ton EQ TRUE;

IF состояние GRR Ton EQ TRUE IF (I <-> Ton) EQ TRUE;

задать переменную VSB_Reset=TRUE;

Fl;

<Исполнить автомат входной очереди>;

<Исполнить автомат выходной очереди> Fl.

Логика виртуального потокового однонаправленного канала (VSB) содержит три состояния автоматов.

1. В переходе между состояниями радиоресурсов спецификации GSM добавляется подсостояние, которое основано на том, запущен или нет "таймер готовности", когда находится в режиме пакетной передачи или двойной передачи. Это может быть названо основным автоматом управления.

2. Автомат входной очереди управляет вводом данных в очередь данных нисходящей линии связи посредством управления потоком по передающей радиосреде.

3. Автомат выходной очереди, который управляет выводом из очереди данных нисходящей линии связи на уровень LLC.

Работа управляется, чтобы поддерживать очередь данных нисходящей линии связи так, чтобы i) минимизировать влияние на дрожание, возникающее вследствие кратковременных изменений скорости передачи данных вследствие расписания, повторной передачи и т.д., и ii) снизить влияние повторного выбора сот на непрерывность потока данных нисходящей линии связи.

Помимо этого, размещение компонента виртуального однонаправленного канала над контроллером линии радиосвязи дополнительно снижает его влияние на используемые компоненты за счет разрешения повторного использования логики создания временной блокировки в контроллере линии радиосвязи. Т.е. даже если контроллер линии радиосвязи управляется в прозрачном режиме, он по-прежнему несет ответственность за инициирование передачи сигналов, необходимой, чтобы начать и управлять потоком временной блокировки.

Далее описаны основные состояния по отношению к терминологии GPRS/EDGE GSM со ссылками на фиг. 5 и 6. Эти состояния управляются следующим образом. Телефон работает в пакетном режиме 502 "холостой/холостой", когда передача данных не осуществляется. Специальный режим 504 активируется, когда выделяется радиоресурс, и завершается, когда радиоресурс отключается. Режим 506 пакетной передачи активируется, когда инициируется пакетный доступ, и завершается, когда завершается поток временной блокировки. Режим 508 двойной передачи активируется, когда осуществляется одновременная передача речевых и пакетных данных.

Что касается фиг. 6, состояние 602 TBF ON - это выраженное условие, когда состояние радиоресурса мобильного устройства либо i) режим двойной передачи (DTM) и выполняется поток временной блокировки, либо ii) только режим пакетной передачи. В состоянии 604 TBF OFF запуск таймера готовности - это условие, при котором таймер готовности запущен и TBF отключен, следует понимать, что таймер готовности запускается каждый раз, когда поток временной блокировки завершается нормально. В случае, если нет активного потока временной блокировки и таймер готовности запущен, последовательность полной настройки передачи сигнала не требуется, чтобы запустить новый поток временной блокировки. Состояние 606 представляет холостой пакет.

Автомат входной очереди представлен на фиг. 7. Перед инициированием потока 702 временной блокировки данные нисходящей линии связи загружаются в очередь 402, и это продолжается до тех пор, пока очередь 402 не заполнена. Очередь загружается на этапе 704, пока не достигает помеченного верхнего предела очереди (верхний порог хранения, который является ограничением емкости очереди). Когда она достигает этого порога, сохранение данных завершается на этапе 706. Загрузка очереди прекращается до тех пор, пока очередь не достигает нижнего предела (порог хранения, который является минимальной емкостью очереди). Таким образом, очередь может быть управляема, чтобы оставаться между верхним и нижним порогами. Этот процесс формирования очереди эффективен для таких типов передачи данных, как потоковое аудио и видео, которые являются чувствительными к задержке (пользователь может допускать определенную задержку перед тем, как данные достигают приложения), но нетолерантными к прерыванию (после запуска прерывания вызывают сбои).

Предполагается, что виртуальный однонаправленный канал может преимущественно быть управляем более разумно. Переменная S состояния очереди виртуального однонаправленного канала задается, чтобы быть переменной, представляющей заполнение очереди виртуального однонаправленного канала (%). Значение S может быть рекурсивно задано в любой данный момент времени (i+1) следующим образом:

где Q _L - это нижний предел очереди VSB, Q _H - верхний предел очереди VSB, R _IO - коэффициент скорости передачи входных/выходных данных, а F _CR - частота произвольно происходящих операций повторного выбора сот. Период регулировки (управления) выходной скоростью очереди задан в настоящем документе как T _adj . Скорость передачи выходных данных в конце каждого интервала, к примеру, задает его для следующего интервала.

Для любого разумного периода управления I будут определены тривиальные правила управления, чтобы задать скорость передачи выходных данных r_out(i+1) для следующего интервала, который обеспечивает передачу на уровень LLC того же объема данных, который пришел от контроллера линии радиосвязи в предыдущий период r_ln(i). Таким образом, скорость передачи выходных данных для периода (I+1) может быть определена как:

r_out(i+1)=r_ln(i)

Когда скорость передачи входного потока данных от контроллера линии радиосвязи возрастает, очередь виртуального однонаправленного канала может становиться полной и требует активирования управления потоком. Когда скорость передачи входного потока данных уменьшается, уровень контроллера логической связи не принимает достаточных данных, и приложение "заморожено". В результате воспринимаемое качество обслуживания пользователя может снижаться.

Согласно альтернативному варианту осуществления, вышеуказанная формула модифицируется, чтобы принимать во внимание состояние очереди 402. В этом случае скорость выходных данных для следующего периода времени должна быть равна текущему содержимому очереди плюс тому же объему данных, который был принят в предыдущем периоде. Это означает, что:

где T _adj - продолжительность периода регулировки (управления) очередью.

Вне зависимости от того, какой из вышеуказанных вариантов осуществления используется, следует учитывать, что существует вероятность того, что очередь 402 периодически очищается в ходе повторного выбора соты. Для этого имеется три основные причины: (i) продолжительность прерывания потока данных, вызванного повторным выбором, (ii) скорость, с которой приложение потребляет данные из очереди (более точно, отношение скорости передачи входных и выходных данных очереди), и (iii) размер очереди (к примеру, верхний и нижний пределы).

Альтернативный вариант осуществления проиллюстрирован на фиг. 9. Для очереди виртуального однонаправленного канала качество управления (условия управления) может быть задано, как целое число возникновений «зависания» в ходе сеанса. Цель механизма управления - снизить (минимизировать) условия управления по сравнению с "системой с разомкнутым контуром" без управления. Предлагаемая система - это объединенная система, в которой используется управление замкнутым контуром наряду с прогнозированием смены соты. Дополнительно предполагается, что устройство прогнозирования произвольно возникающих операций повторного выбора соты может также значительно повысить качество управления.

Более конкретно, контур управления очередью для очереди 402 проиллюстрирован на фиг. 9. Очередь 402 виртуального однонаправленного канала управляется, чтобы поддерживать требуемое состояние очереди. Другой вход в контур управления - команда повторного выбора, генерируемая контроллером смены сот (описанного со ссылками на фиг. 15, 16), и параметры повторного выбора, генерируемые устройством 904 прогнозирования повторного выбора (также описанного со ссылкой на фиг. 15, 16). Помимо этого, соотношение скоростей передачи входных/выходных данных вычисляется на этапе 906 и является соотношением скорости, на который очередь заполняется, к скорости, на которой очередь очищается. Устройство прогнозирования 908 состояния очереди виртуального однонаправленного канала прогнозирует состояние очереди, передает этот прогноз на вход контроллера состояния очереди.

Контроллер может динамически изменять емкость очереди в зависимости от прогнозируемой потребности. Таким образом, когда повторный выбор сот происходит часто, верхний порог (верхний предел) QH может быть большим. Когда повторный выбор сот происходит редко, верхний порог QH может быть снижен, экономя память для других приложений в мобильном устройстве и уменьшая задержку, вызываемую очередью. Следует учитывать, что в рабочих окружениях, например в центральном Лондоне, даже если мобильная станция физически стационарна, канал может не быть таковым. Довольно часто можно встретить мобильные устройства, выполняющие повторный выбор сот каждые 10 секунд или около того и колеблющиеся в рамках одной группы из двух или трех сот, в зависимости от настроек системных параметров (гистерезиса и таймера повторного выбора). В таком окружении потребуется очень надежный однонаправленный канал. Альтернативно, в других окружениях, например сельских окружениях, повторный выбор сот будет редким за исключением постоянных сот. Настоящее изобретение может приспосабливаться к обоим окружениям за счет предоставления надлежащего объема памяти с использованием избыточного количества ресурсов и созданием значительной задержки.

Помимо этого, контроллер 910 очереди может регулировать скорость передачи выходных данных, чтобы поддерживать очередь на постоянном уровне при изменении условий. Наконец, компонент 912 повторного выбора управляет очередью, чтобы работать в режиме прерывания, когда сохраненные данные выводятся бесперебойно в ходе повторного выбора сот. Контур управления управляет очередью для поддержки ее большей частью неизменной. Помимо этого, размер очереди может варьироваться в зависимости от того, ожидается или нет повторный выбор сот.

Также задается целевой показатель заполнения очереди S _tar, который является заполнением очереди, которое должно быть достигнуто и поддерживаемо системой управления в ходе сеанса. Чтобы повысить качество управления, система осуществляет выборку в рамках каждого периода управления, измеряет скорость передачи входных данных и поддерживает ее скользящее среднее:

Для каждого периода регулировки (управления) очередью алгоритм управления работает следующим образом.

Этап 1. Задать равным нулю в начале периода i.

Этап 2. Измерить скорость передачи входных данных и поддерживать скользяще среднее в ходе текущего периода регулировки i.

Этап 3. Определить заполнение очереди виртуального однонаправленного канала S(i) в конце периода регулировки i.

Этап 4. Задать скорость передачи выходных данных для следующего периода управления (I+1) согласно следующей формуле:

Скользящее среднее вычисляется на основе выборок, взятых в рамках каждого периода управления. Скользящее среднее сбрасывается в начале каждого периода регулировки очереди. Это означает, что состояние очереди в конце интервала регулировки зависит от состояния очереди, отмеченного в конце предыдущего периода управления, и не зависит от предыдущих интервалов.

В ходе моделирования было определено, что посредством задания скорости передачи входных данных в очередь, более чем на 20% большей, чем скорость передачи выходных данных очереди, может осуществляться повторный выбор сот. Скорости загрузки, менее чем на 10% большие, чем скорость передачи выходных данных очереди в противном моделировании повторного выбора, позволили поддерживать незатронутыми потоковые сигналы на выходе мобильного устройства.

Согласно альтернативному варианту осуществления, когда услуги виртуального однонаправленного канала не используются, предполагается, что контроллер линии радиосвязи может быть управляем в прозрачном режиме. Это представлено пропуском 314 на фиг. 3. Для передач, в которых требуется виртуальный однонаправленный канал, виртуальный однонаправленный канал может быть использован. С другой стороны, в традиционных передачах GPRS/EDGE по методу наибольших усилий виртуальный однонаправленный канал опускается. Предполагается, что она может быть осуществлена посредством обмена данными между сетью и мобильным устройством.

Более конкретно, контроллер 306 линии радиосвязи отправляет уведомление уровню 316 управления радиоресурсами GPRS(GRR) о том, что требуется установление. Согласно одному варианту осуществления, GRR может уведомить сеть о том, что работа виртуального однонаправленного канала поддерживается мобильным устройством 101, как представлено этапом 1002 на фиг. 10A. Мобильное устройство затем ждет ответа, как показано на этапе 1004. Сеть может ответить на уведомление, распознанное на этапе 1012 фиг. 10B, посредством указания того, что работа виртуального однонаправленного канала будет начата, как указано на этапе 1014, который иллюстрирует уведомление мобильного устройства и инициирование избыточной передачи.

Это уведомление может включать в себя тип виртуального однонаправленного канала, когда может использоваться несколько виртуальных однонаправленных каналов. Например, сеть может указать, что работа потокового виртуального однонаправленного канала будет инициирована, и может инициировать передачу данных с более высокой скоростью (избыточной скоростью), чтобы поддержать заполнение очереди при подготовке к повторному выбору сот. Управление радиоресурсами GPRS может после этого уведомить контроллер линии радиосвязи, когда оно может начать отправку радиоблоков на уровень управления доступом к передающей среде (MAC). Помимо этого, данная архитектура поддерживает прозрачный режим, который является режимом, который опускает виртуальный однонаправленный канал, где трад