用于调整移动通信不活动定时器的方法和设备的制作方法

专利名称：用于调整移动通信不活动定时器的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信系统，更具体而言涉及结合与移动通信单元使用有关的不活动(inactivity)定时器的系统。
背景技术：
已经知道本领域中多种类型的无线通信系统。许多这种系统包含用于建立在无线通信单元与电信网络之间的通信链路的方法和设备。许多这种无线通信单元通常包括两种主要的操作模式活动和休眠。
当无线通信单元经电信网络发射和接收数据时，该无线通信单元通常是处于活动模式。当处于活动模式时，无线通信单元可以经电信网络接收和发射数据，基本上没有由于建立与电信网络的连接而引起的延迟。然而，维持操作的活动模式会消耗无线通信单元和网络双方的资源。例如，当无线通信单元在活动模式中时要比在休眠模式中消耗更多的电池寿命。而且，当在活动模式中时，无线通信单元通常要消耗比在休眠模式中更多的给定无线通信系统的资源，诸如射频资源、Walsh码支路(leg)等。因此，为了保存这些系统和单元的资源，通常在一个预定的时间量之后，无线通信单元将自动切换到休眠模式，在该预定的时间量期间在无线通信单元和网络之间没有数据或非背景数据被发射。在无线通信单元切换到休眠模式之前的不活动时间量通常由不活动定时器来管理。
尽管休眠状态的使用可以保存资源，但是仍然存在缺点。例如，从活动模式到休眠模式的转变会花费特定量的时间，执行相反的转变也是如此。由于当用户在不活动定时器期满之后尝试发送或接收数据时，在可以发送或接收数据之前用户必须等待单元转变回到活动状态，因此这些转变可能导致对无线通信单元用户的延迟。因此，通常是在通过使用短的不活动定时器实现资源保存与减少操作延迟的便利性之间寻找平衡。
已经尝试一些用来调整不活动定时器的方法。然而，这些方法主要是集中在无线通信系统的负荷，在该无线通信系统中操作有若干无线通信单元。例如，有一种方法是，当整个系统的资源处于过度的负荷时，将不活动定时器从对所有无线通信单元的均匀持续时间调整为对所有无线通信单元较短的持续时间。尽管这种方法可以满足某些用途，但是这些方法可能并没有考虑到，由于这些单元特有的多种变量(variable)，导致在无线通信单元中的资源消耗通常是变化的。


通过提供在下文详细叙述中描述的用于调整移动通信不活动定时器的方法和设备，特别是在结合附图研究下文详细叙述的内容时，可以至少部分满足上述的需要，其中图1包括按照根据本发明的多种实施例配置的方块图；图2包括按照根据本发明的多种实施例配置的流程图；图3包括Walsh码支路树的示意图；图4包括按照根据本发明的一个实施例配置的流程图。
熟练的技术人员将会意识到，附图中的元件是出于简单和明了的目的进行描述，这些元件并不必须按比例进行绘制。例如，附图中某些元件的尺寸和/或有关配置可能相对于其它元件被夸大，以便帮助提高对本发明多种实施例的理解。而且，通常没有描述在商业上可行的实施例中有用或必需的普通但能充分理解的元件，以便有助于减少妨碍对本发明这些多种实施例的理解。我们还将认识到，除了本文已经另外公开的特定意义的情况之外，本文使用的术语和表达具有通常意义，如同与查询和研究它们各自相应领域有关的这些术语和表达一致。
具体实施例方式
一般地说，依据这些多种实施例，监视一个或多个无线通信单元的特定参数，这些特定参数可能对应无线通信单元的传输路径环境。除了可选地检验某些预定的条件和系统特定参数之外，还可以监视若干无线通信单元的特定因素中的任何特定因素。然后，不活动定时器被至少部分设置为监视参数和条件的函数。
采用这种配置，可以动态地适应个别通信单元的个别环境。因此，在许多情况下，可以实现在个别通信单元资源、系统资源、接入时间的保存与用户体验之间的较好混合。
现在参照附图，特别是参照图1，无线通信系统不活动定时器(“不活动定时器”)11对无线通信单元通信传输路径环境监视器(“传输路径监视器”)10作出响应。传输路径监视器10可选地可以包括但并不局限于，一个或多个若干类型的监视器，诸如Walsh码使用监视器、信道类型监视器和/或功率监视器。如图中的显示，在传输路径监视器10的作用范围内可以可选地提供其它参数监视器。这些类型监视器中的每一种监视器检查在无线通信单元收发信机12与无线通信系统14之间的通信传输路径13的特殊方面或参数。
我们应当注意到，为了有助于监视给定无线通信单元的传输路径13，传输路径监视器10可以可选地被连接到无线通信系统，借此传输路径监视器10可以启动对给定无线通信单元所谓的查验。正如本领域所周知的，在查验期间，根据本发明的多种实施例，传输路径监视器10将监视多种无线通信单元的特定参数。可替换地，或者与上述方法相结合，通过传输路径监视器10，可以直接监视传输路径的若干方面，诸如发射通信的功率，传输路径13的信号强度，无线通信单元的发射功率和传输路径13的信噪比。
不活动定时器11可以包括分离的不活动持续时间设置单元15，该不活动持续时间设置单元15用于选择给定无线通信单元所使用的特定不活动持续时间。不活动持续时间设置单元15还可以包括有不活动定时器11，或者可以分立于不活动定时器11。不活动持续时间设置单元15选择特定的不活动持续时间，该特定的不活动持续时间减少正经历不良传输路径特性的一个或多个无线通信单元的不活动持续时间，通过传输路径监视器10来监视正经历不良传输路径特性。正如下文的论述，根据本发明的多种实施例，不活动持续时间设置单元15可以可选地增加或维持不活动持续时间或定时器，这取决于所监视的参数。
我们应当注意到，可以采用本领域周知的方式来具体实现或配置传输路径监视器10、不活动定时器11和不活动持续时间设置单元15，它们可以和无线通信单元收发机12一起被包含在相同的单元16中，正如虚线所指出的。可替换地，传输路径监视器10、不活动定时器11和不活动持续时间设置单元15可以是已知的平台，这些平台包含有无线通信系统14。而且，每个元件可以是对给定通信系统所必需的物理上分离的单元。在许多情况下，给定的通信系统或单元将包括一个或多个完全或部分可编程元件。在这种情况下，正如本领域普通技术人员将能准确理解的，通过这些元件的适当编程就可以更好地实现这些教导。
现在将参照图2进一步叙述根据本发明多种实施例的设置不活动定时器的操作方法。传输路径监视器10将首先监视20至少一个无线通信单元的特定参数，这些特定参数可能与给定无线通信单元的通信传输路径环境对应。然后，不活动定时器11被至少部分地设置21为监视无线通信单元特定参数的函数。可选地，在设置21不活动定时器之前，可以监视22至少一个无线通信系统的特定参数和/或可以检验23至少一个公平性(fairness)参数。
根据本发明的多种实施例，可以监视20多种参数。通常，可以潜在有效监视20涉及无线通信单元使用的一个或多个通信资源的效率和/或效能的任何参数。下面的论述集中在通常使用的参数，但是本发明并不局限于这些所列出的参数。
在一个实施例中，被监视单元的特定参数可以对应于资源使用参数，该资源使用参数指出了有关无线通信单元如何使用资源。类似地，被监视单元的特定参数可以对应于给定无线通信单元的传输路径经历(experience)。还可以取决于系统而采用若干方法来监视传输路径经历，诸如通过监视关于与给定无线通信单元进行通信的信号强度传送，和/或通过监视由给定无线通信单元发起或接收的传送差错率。
可以可选地监视与通信传输路径有关的若干其它因素。例如，传输路径监视器10可以监视20给定无线通信单元的切换速率，和/或与分配给给定无线通信单元使用的至少一个资源相关的可能吞吐量。附加地，传输路径监视器10可以监视分配给给定无线通信单元使用的Walsh码的数目、与分配给给定无线通信单元使用的至少一个Wlash码相关的可能吞吐量、分配给给定无线通信单元使用的至少一个信道元件(“CE”)、和/或分配给给定无线通信单元使用的传输路径的类型。传输路径的类型可以是本领域中已知的任何一种类型，诸如专用控制信道(“DCCH”)、基本信道(“FCH”)、无线电配置3信道(“RC 3”)、无线电配置4信道(“RC 4”)或无线电配置5信道(“RC 5”)，这些都是例举。
响应监视20一个或多个无线通信单元的特定参数，按标称值缩短、增加或维持不活动定时器11。更具体来说，当给定无线通信单元的通信传输路径环境足够消耗至少一个通信资源时，就倾向于缩短不活动定时器11，从而保存无线通信单元的功率消耗。为了举例说明，可以监视的每个无线通信单元的特定参数倾向于指出资源消耗、或特定无线通信单元的通信传输经历的其它测量。这样，可以调整不活动定时器，以便使这些资源的使用最佳化，以及另外改善对尽可能多的无线通信单元的通信传输经历。换句话说，如果被监视参数指出对特殊情况或单元的资源消耗过高，将倾向于缩短对该单元的不活动定时器，以释放过度消耗的资源。
例如，关于与传输路径经历有关的监视参数，对特定无线通信单元的传送信号强度将指出该单元在活动模式中使用了多少功率。当处于活动模式时，具有较小信号强度的那些无线通信单元通常要比具有较大信号强度的单元消耗更多的电池寿命。而且，信号强度通常(尽管并不总是)是无线通信单元对无线通信系统塔架(或其它天线站址)的距离测量。通常，更远离塔架的无线通信单元要比更靠近塔架的单元消耗更多的系统和单元资源。这样，通过缩短处于消耗资源活动模式中的这些过度消耗资源的单元的时间量，减少具有较小信号强度的单元的不活动定时器，将保存电池功率和系统资源。
类似地，由无线通信单元发起或接收的传送差错率是对活动模式中的单元所消耗资源的测量。因此，倾向于减少具有较高差错率的那些单元的不活动定时器，这将再次保存电池功率和系统资源。
然而，在特定的环境下，应当不降低无线通信单元的不活动定时器。例如，沿公路行进的无线通信单元可能以高频率变换无线通信系统小区，从而产生高的切换速率。如果切换速率是该单元每45秒进入新的小区，如果平均不活动定时器在这个级别(例如，45秒)以下，那么就不应当将不活动定时器调整为当前系统资源使用的函数，这是由于并不可以有效实现在时间或资源上的显著节省。换句话说，应当基于在前时间间隔上的平均资源使用来调整不活动定时器，其中该时间间隔基本上与平均系统不活动定时器成比例。这样，如果给定系统正在使用很长的不活动定时器，并且在该系统中给定无线通信单元的传输路径13条件正在快速地变化，那么瞬时条件将不能确定不活动定时器，这是由于那些条件不太可能在不活动定时器的使用期间持续。
其它因素会影响无线通信单元的传输路径环境。特别是，无线通信系统的一个重要因素是系统可以为给定无线通信单元提供的潜在吞吐量。可以使用多种射频资源来建立通信传输路径13，这取决于系统和单元，并且这些资源帮助规定传输路径的可能吞吐量。在活动模式中的无线通信单元要比在空闲模式中时更频繁地(heavily)使用这些频率资源；因此，响应于这些参数来改变不活动定时器可以保存频率资源，并改善对系统和系统中给定无线通信单元的潜在吞吐量。
更具体来说，在某些情况下，给定传输路径13将消耗多于预定量的系统资源。在这种情况下，对于具有消耗过多资源的传输路径13的那些无线通信单元，将缩短它们的不活动定时器。这种情况的实例包括无线通信单元使用比给定量更多的Walsh码间距、更高的数据速率或更多的射频容量。
可以监视的一个这种资源是分配给一个或多个无线通信单元使用的Walsh码。参照图3有可能可以更好理解Walsh码的分配效果。通常依据Walsh码支路(leg)树30来考虑Walsh码，其中树的每个节点代表特定长度的Walsh码支路，该特定长度的Walsh码支路是由其起源的树的级别所规定，该支路可以被分配给在活动模式中的单一无线通信单元来使用。树的每个级别31-35代表在该级别上的Walsh码支路的吞吐量，以使每个相继的较高级别具有两倍于下面级别的吞吐量。例如，如果在级别35上的Walsh码具有1536.bit/s的理论吞吐量(在考虑报头和数据开销的其它资源之前)，那么在级别34上的Walsh码具有76.8bit/s的吞吐量。类似地，在级别33上的Walsh码具有38.4bit/s的吞吐量并且依此类推，对于级别31具有9.6bit/s的吞吐量。在较高级别上分配的每个Walsh码支路能够防止树30上所分配支路下面的任何Walsh码支路被分配给无线通信单元。类似地，分配给较低级别的每个Walsh码支路能够防止将树30上所分配支路上面的任何Walsh码支路进行分配。
为了进一步叙述Walsh码实施例，图3的字母A-G代表寻找用于数据传送的Walsh码支路分配的潜在无线通信单元。在级别31上已经分配了单元D-G，它们是最小吞吐量的Walsh码支路分配。这些单元消耗最小量的吞吐量，但是阻止将树30上直接在它们上面的Walsh码支路进行分配。由于分配了大部分较低的分支，就具有很少浪费的吞吐量。这种分配布置特别适合于单元D-G仅仅需要在级别31上可用的较小吞吐量的情况。单元C被分配在级别32上的、比单元D-G高一个级别的支路。由于单元D-G分配在Walsh码树30分支的最低级别上、使得单元C填充在树30的该侧上可用的最高级别支路，并且由于单元C仅仅稍微需要比单元D-G稍高一点的传送容量，因此这种布置很合适。
当无线通信单元需要较高的吞吐量、并且由于在较低级别上分配Walsh码支路、使得在较高级别上没有可用于分配的Walsh码支路时，就会出现问题。例如，如图3中所示，如果单元B需要级别34的吞吐量，那么在级别31处分配单元A将阻止单元B使用较高容量的Walsh码支路。这样，Walsh码监视器可以检测到给单元A分配了较低级别Walsh码，在该较低级别处在树30的分支上几乎没有分配其它较低级别的Walsh码支路。在检测这种分配模式之后，可以减少单元A的不活动定时器，以便更快地打开较低支路，从而允许较高容量用户来使用较高级别的Walsh码支路，该较高容量用户是诸如单元B。
可选监视的另一个资源是信道元件(“CE”)的分配。CE是本领域周知的元件，它是作为对无线通信单元调制解调器的接入点。在检测无线通信单元使用的CE量之后，对于那些消耗多于预定量的CE的无线通信单元，将倾向于缩短它们的不活动定时器，该预定量例如是诸如在系统小区内每个单元使用的CE的平均数目。
类似地，依据无线通信单元所使用的传输路径的类型，可以修改不活动定时器。例如，无线通信单元可以使用数据控制信道(“DCCH”)发射数据。当在无线通信单元与无线通信系统之间存在静音(silence)时，DCCH就不发射数据。相反，当在其他情况下存在静音时，无线通信单元可以在语音传送期间使用基本信道(“FCH”)，该基本信道不发射诸如背景噪声等的背景数据。由于当在其他情况下仅仅存在静音时，FCH发送与背景噪声相对应的数据，因此在活动模式中时FCH会消耗更多的单元和系统资源。这样，在优选的方法中，将倾向于缩短使用FCH的无线通信单元的不活动定时器，以保存那些资源，同时由于在活动模式中时使用DCCH的无线通信单元使用较少的资源，因此可以倾向于延长(或简单地维持)使用DCCH的无线通信单元。
而且，无线通信单元可以使用功率控制子信道。当在无线通信单元与无线通信系统之间存在静音时，像DCCH等的功率控制子信道并不发射数据。然而，这种功率控制子信道通常使用比DCCH更小的Walsh码间距。这样，相对于使用功率控制子信道的无线通信单元的不活动定时器，将倾向于缩短使用DCCH的无线通信单元的不活动定时器。
另外，响应由无线通信单元所使用的无线电配置(“RC”)信道的类型，可以修改不活动定时器。为了举例说明这种可能性，将简短叙述三种类型的前向RC配置是有所帮助的。RC3连接在与RC4连接比较时，通常将使用较少的射频(“RF”)资源，但是它总是使用更多的Walsh码资源。由于RC5可能具有较高的用户比特速率，因此RC5连接通常将使用比RC3或RC4连接更多的RF资源，并且RC5连接使用了恰好与RC3同样多的Walsh码支路，这造成几乎总是消耗比RC3和RC4连接更多的资源。
根据优选的方法，为了使用RC3、RC4和RC5来最佳地分配系统资源，通常按照下面内容来调整系统中无线通信单元的不活动定时器。由于RC5连接几乎总是消耗最多的资源，因此将倾向于相对于使用RC3和RC4连接的无线通信单元的不活动定时器，缩短在活动模式中使用这种连接的无线通信单元的不活动定时器。如果与Walsh码资源比较，系统被较频繁地(heavily)加载在RF中，由于RC4连接消耗了更多的RF资源，相对于使用RC3连接的单元，将倾向于缩短使用RC4连接的无线通信单元的不活动定时器。接下来，如果系统被较频繁地(heavily)加载在Walsh码资源中，与使用RC4连接的单元比较，将倾向于缩短使用RC3连接的无线通信单元的不活动定时器，这是由于RC3连接消耗了比RC4连接更多的Walsh码资源。
关于RC3和RC4连接的实例还描述了一个实施例，其中在设置不活动定时器之前采用了附加的监视步骤。如图2中所示，可以监视22至少一个无线通信系统的特定参数，该特定参数可能对应于至少一个无线通信单元的通信传输路径环境。然后，不活动定时器被至少部分地设置21为无线通信系统特定参数的函数。为了举例说明，在RC3和RC4连接的实例中，监视对RF和Walsh码资源的系统负载，并取决于监视的系统负载，缩短或延长对RC3或RC4连接的不活动定时器。应当认识到，可以监视22其它系统特定参数，并使用这些特定参数来帮助设置21不活动定时器。
可选地，在监视20单元特定参数和/或监视22系统特定参数之外又检验23公平性参数设置之后，可以设置21不活动定时器。根据本发明的多种实施例，公平性参数是对于给定无线通信单元有多少不活动定时器将会有偏离(bias)的度量。如本领域所周知的，公平性一般涉及在如何用户中平等地分配资源，通常是如何平等地分配数据速率。例如，无线通信系统的公平性参数可以在0和1之间变化，其中0的设置是“完全公平”，1的设置是“完全不公平”。完全公平设置意味着在给定系统内所有无线通信单元的不活动定时器将具有相同的设置。完全不公平设置意味着对无线通信单元的不活动定时器将被偏离为强烈支持在最小的有效连接上更为有效的连接。换句话说，采用支持不公平资源分配的公平性设置，将增加对于更有效连接的无线通信单元的不活动定时器，同时将减少对于较低有效连接的无线通信单元的不活动定时器。
为了确定无线通信单元是否被有效地连接，可以将监视单元的特定参数与给定系统或小区内的该参数的均值进行比较。如果监视单元的特定参数指出，与在系统或小区内参数的均值相比，该单元使用了较少的资源(例如，资源使用、潜在吞吐量、Walsh码、CE等)，那么将按比例地延长该单元的不活动定时器，这产生较少的连接延迟。类似地，如果监视单元的特定参数指出，与在系统或小区内的参数的均值相比，该单元使用了较多的资源，那么将按比例地缩短该单元的不活动定时器，这导致保存资源。这样，在这个实施例中，可以维持在该系统或小区内的单元的平均不活动定时器，同时使资源的分配最佳化。
通过无线通信单元的用户可以进行公平性参数的设置，以取决于特定单元的连接效率，使关于该特定单元的较长或较短的不活动定时器偏离(bias)。例如，用户可以用“公平性”换取获得具有较大带宽连接的可能性。还可以通过无线通信系统设置公平性参数，并根据系统条件来改变公平性参数。
在如图4中描述的优选实施例中，如果关于至少一个无线通信单元满足41预定的条件，将维持42不活动定时器。在这个实施例中，监视40一个或多个无线通信单元特定的和系统特定的参数。然后，确定41满足预定条件。如果满足41预定的条件，就维持42不活动定时器。如果不满足41预定的条件，就确定43通信传输路径是否过度地消耗了通信资源。如果传输路径过度地消耗了资源，就减少45不活动定时器，同时如果传输路径没有过度地消耗资源，就增加或维持44不活动定时器。例如，如果无线通信单元始终位于小区的边缘，从而比较靠近小区塔架设置的其它单元消耗更多的资源，则将倾向于缩短45该单元的不活动定时器，同时增加或维持44对较有效单元的不活动定时器。然而，如果这个单元满足了预定的条件，诸如始终需要在特定量时间上的特定级别的带宽，那么将不缩短该单元的定时器。这样，始终消耗更多资源、从而触发较低的不活动定时器的一些单元可以满足特定的条件，这允许这些单元不会经常性地不必要地进入空闲模式。
我们将注意到，可以采用多种方法来修改图4的优选实施例。例如，在确定43传输路径过度地消耗了通信资源之后，可以采用是否满足预定的条件的确定41步骤。
类似地，本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上述的实施例进行多种修改、改变和组合，并且这种修改、改变和组合应被视为在本发明原理的范围内。例如，在设置不活动定时器之前可以以任何顺序执行多种替换的步骤。而且，在设置不活动定时器之前，可以单独或共同地监视和权衡任何量单元的特定参数。因此，本发明应当并不被局限于上述的实施例。
权利要求
1.一种方法，包括监视至少一个无线通信单元的特定参数，该特定参数可能与给定无线通信单元的通信传输路径环境相对应；将不活动定时器至少部分地设置为所述至少一个无线通信单元特定参数的函数。
2.如权利要求1的方法，其中监视可能与给定无线通信单元的通信传输路径环境对应的至少一个无线通信单元的特定参数还包括监视可能与至少一个通信资源使用参数对应的至少一个无线通信单元的特定参数。
3.如权利要求1的方法，其中监视可能与给定无线通信单元的通信传输路径环境对应的至少一个无线通信单元的特定参数还包括监视可能与给定无线通信单元的通信传输路径经历对应的至少一个无线通信单元的特定参数。
4.如权利要求1的方法，其中监视可能与给定无线通信单元的通信传输路径环境对应的至少一个无线通信单元的特定参数还包括监视可能与下述通信传输路径环境对应的至少一个无线通信单元的特定参数，即该通信传输路径环境包括与所述给定无线通信单元对应的一个或多个切换速率、分配给所述给定无线通信单元使用的多个Walsh码、与分配给所述给定无线通信单元使用的至少一个Walsh码相关联的潜在吞吐量、与分配给所述给定无线通信单元使用的至少一个通信系统资源相关的联潜在吞吐量、分配给所述给定无线通信单元使用的至少一个信道元件、以及分配给所述给定无线通信单元使用的传输路径的类型。
5.一种设备，包括无线通信单元通信传输路径环境监视器；无线通信系统不活动定时器，其响应于所述无线通信单元通信传输路径环境监视器作出。
6.如权利要求5的设备，其中所述无线通信单元通信传输路径环境监视器包括Walsh码使用监视器。
7.如权利要求5的设备，其中所述无线通信单元通信传输路径环境监视器还包括一个或多个信道类型监视器、以及功率监视器。
8.如权利要求5的设备，其中所述无线通信系统的不活动定时器还包括持续时间设置装置，该持续时间设置装置用于选择由给定无线通信单元使用的特定不活动持续时间。
9.一种设备，包括用于监视至少一个无线通信单元的特定参数的装置，该特定参数可能与给定无线通信单元的通信传输路径环境相对应；用于将不活动定时器至少部分设置为所述至少一个无线通信单元特定参数的函数的装置。
10.如权利要求9的设备，其中所述用于监视的装置还包括用于监视至少一个无线通信单元的特定参数的装置，该特定参数可能与下述通信传输路径环境相对应，即，该通信传输路径环境包括与分配给所述给定无线通信单元使用的至少一个通信系统资源相关联的潜在吞吐量。
全文摘要
无线通信单元的通信传输路径监视器(10)监视(20)至少一个无线通信单元的特定参数，并作为响应，无线通信系统的不活动定时器(11)被至少部分设置为所监视无线通信单元特定参数的函数。当通信传输路径经历足够消耗单元和/或系统资源时，就倾向于缩短给定无线通信单元的不活动定时器。可选地，监视(22)至少一个无线通信系统的特定参数，和/或检验(23)至少一个公平性参数，并且该不活动定时器被至少部分设置(21)为(一个或多个)系统特定参数和公平性参数的函数。类似地，如果满足了预定的条件，就可以不缩短给定无线通信单元的不活动定时器。
文档编号H04L12/26GK1961532SQ200580017153
公开日2007年5月9日 申请日期2005年6月9日 优先权日2004年6月29日
发明者约翰·M·哈里斯, 斯克特·R·克拉普 申请人:摩托罗拉公司