Динамическое расширение интервала выбора кадров в сети беспроводной связи
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к передаче обслуживания при обмене речевыми и пакетными данными, и может быть использовано в сетях беспроводной связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности динамического расширения и сужения интервала выбора кадров в сети. Для этого устройство (142) выбора кадров принимает последовательность кадров соединения от каждой из множества базовых станций (120, 122, 124), обслуживающих соединение устройства (110) мобильной связи, и осуществляет процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра, имеющего самое высокое качество с заданным критерием, из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций (120, 122, 124) на протяжении каждого отрезка исходного интервала выбора кадров. Устройство (142) выбора кадров способно отслеживать присутствие или отсутствие запаздывающих или преждевременных кадров и использует эту информацию, чтобы динамически расширять интервал выбора кадров при обнаружении запаздывающих или преждевременных кадров. Затем устройство (142) выбора кадров осуществляет процесс выбора кадров исходя из расширенного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров на протяжении последующих отрезков расширенного интервала выбора кадров. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к связи, более точно к способам и устройствам для расширения и сужения интервала выбора кадров (блоков данных) в сети беспроводной связи.
Уровень техники
В сетях беспроводной связи с расширенным спектром, таких как сети с многостанционным доступом с кодовым разделением каналов (CDMA) третьего поколения (3GIx) и сети оптимизированного обмена данными (EVDO), используется технология "мягкой" передачи обслуживания (SHO, от английского - soft handoff) при обмене речевыми и пакетными данными. Когда устройство мобильной связи участвует в сеансе обмена речью или данными одновременно с одной или несколькими базовыми станциями, оно действует в режиме, известном как SHO. Каждая базовая станция имеет участок соединения по обратному каналу, по которому речевой трафик или трафик данных в виде последовательности кадров (известных как обратные кадры) доставляется от базовой станции в центр коммутации подвижной связи (ЦКПС). Каждая базовая станция передает преимущественно одинаковые данные кадров, соответствующие одинаковой оцифрованной части соединения с ЦКПС.ЦКПС имеет такое же устройство выбора кадров, которое выбирает "наилучший" кадр, принимаемый от участвующих в соединении базовых станций на протяжении каждого отрезка интервала выбора кадров (например, каждые 20 мс). Затем устройство выбора кадров передает наилучший кадр на другие более высокие уровни протокола (например, другим элементам сети) или одноуровневым элементам сети беспроводной связи, таким как вокодер (в случае речевого соединения с коммутацией каналов), объект протокола работы радиолинии (ПРР или RLP, от английского - Radio Link Protocol) (в случае сеанса передачи данных с коммутацией пакетов) или другому устройству выбора кадров (в случае соединения в режиме без транскодирования (РБТ или TrFO, от английского - Transcoder Free Operation) для дальнейшей обработки и(или) доставки адресату соединения.
Устройство выбора кадров дополнительно передает последовательность кадров (известных как прямые кадры), соответствующих другой оконечной точке соединения, каждой базовой станции на протяжении аналогичного отрезка (например, 20 мс) для передачи устройству мобильной связи. В прямые кадры включены данные, касающиеся "наилучшего" кадра (т.е. наилучшего участка SHO), выбранного из обратных кадров. Базовые станции используют эту информацию обратной связи для регулирования мощности (т.е. коррекции мощности своей передачи), что позволяет системам с расширенным спектром (например, CDMA) достигать максимальной эффективности радиоинтерфейса и пропускной способности соединения.
Устройство выбора кадров ожидает поступления обратных кадров по всем участкам соединения в течение ограниченного интервала на протяжении каждого отрезка интервалов выбора кадров. Это означает, что дифференциальная задержка между первым кадром, принятым на протяжении какого-либо отрезка интервала выбора кадров и последним кадром, принятым на протяжении какого либо отрезка интервала выбора кадров, не может превышать определенную предельную величину, чтобы устройство выбора кадров действовало надлежащим образом. В противном случае устройство выбора кадров не сможет сравнивать кадр, принятый от первой базовой станции, с кадром, принятым от второй базовой станции, с целью выбора наилучшего кадра. Вместо этого устройство выбора кадров сможет использовать кадры, принятые на протяжении интервала выбора кадров, только для осуществления процесса выбора кадров. С внедрением сетей обратной связи новых типов (например, сетей Ethernet и IP-сетей обратной связи на базе стандарта Т1/Е1 или стандарта WiMax (общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа, от английского - Worldwide Interoperability for Microware Access)) колебания задержки в обратном канале могут значительно превышать задержку в обратных каналах ретрансляции кадров. По существу, дифференциальная задержка в обратных каналах новых типов и между новым и традиционным обратными каналами ретрансляции кадров может превышать текущую предельную величину для выбора кадров. Из-за увеличенных задержек в односторонних каналах и дифференциальных задержек повышается вероятность сброса соединения и участков соединения, когда пользователь устройства мобильной связи, поддерживающий активное соединение, пересекает границы зон обслуживания, поскольку обратные кадры могут поступать в устройство выбора кадров по участкам этих "новых обратных каналов" слишком поздно для выбора кадров, а также для предоставления своевременной информации обратной связи базовым станциям.
Раскрытие изобретения
Для решения упомянутых и других задач в изобретении предложены системы и способы расширения интервала выбора кадров, который используется устройством выбора кадров в сети беспроводной связи, в зависимости от присутствия или отсутствия посторонних кадров. Устройство выбора кадров принимает последовательность кадров соединения (телефонного вызова) от каждой из множества базовых станций, обслуживающих соединение устройства мобильной связи, и осуществляет процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, чтобы выбрать наилучший кадр из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении каждого отрезка исходного интервала выбора кадров. Устройство выбора кадров способно отслеживать присутствие или отсутствие запаздывающих или преждевременных кадров и использует эти данные в реальном времени, чтобы динамически расширять интервал выбора кадров при обнаружении запаздывающих или преждевременных кадров. Затем устройство выбора кадров осуществляет процесс выбора кадров на основании расширенного интервала выбора кадров, чтобы выбрать наилучший кадр из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении последующих отрезков расширенного интервала выбора кадров. Кроме того, если запаздывающие или преждевременные кадры (относительно исходного интервала выбора кадров) больше не обнаружены, расширенный интервал выбора кадров может быть сужен (например, до исходного интервала выбора кадров). Устройство выбора кадров преимущественно способно использовать необходимые ресурсы (такие как больший размер буфера выбора кадров и более высокие расходы на ЦП), если эти ресурсы необходимы, чтобы гарантировать включение запаздывающих или преждевременных кадров в расширенный интервал выбора кадров и свести к минимуму сброс соединения или сброс участков соединения. Если расширенный интервал выбора кадров далее не требуется, он может быть сужен до исходного интервала выбора кадров, что исключает влияние на регулирование мощности базовых станций, связанное с расширенным интервалом выбора кадров. Это помогает достигать максимальной эффективности радиоинтерфейса и пропускной способности соединения.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложено устройство выбора кадров в сети беспроводной связи. Устройство выбора кадров содержит интерфейсную систему, способную принимать последовательность кадров соединения от каждой из множества базовых станций, обслуживающих соединение устройства мобильной связи. Устройство выбора кадров дополнительно содержит систему обработки, способную осуществлять процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении каждого отрезка исходного интервала выбора кадров. Устройство выбора кадров дополнительно способно обнаруживать посторонний кадр последовательности кадров, принимаемой по меньшей мере от одной из базовых станций, за пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении по меньшей мере одного отрезка исходного интервала выбора кадров и расширять исходный интервал выбора кадров до расширенного интервала выбора кадров в результате обнаружения постороннего кадра. Устройство выбора кадров дополнительно способно осуществлять процесс выбора кадров, исходя из расширенного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении последующих отрезков расширенного интервала выбора кадров. В другом варианте осуществления изобретения расширенный интервал выбора кадров может быть сужен, если устройство выбора кадров установит, что расширенный интервал выбора кадров уже не требуется (т.е. если устройство выбора кадров определит, что на протяжении отрезков расширенного интервала выбора кадров больше не принимаются запаздывающие или преждевременные кадры по отношению к исходному интервалу выбора кадров).
В другом варианте осуществления изобретения предложена сеть беспроводной связи, в которую входит множество базовых станций, способных одновременно принимать трафик соединения от устройства мобильной связи и пересылать трафик соединения в виде последовательности кадров, сеть обратной связи, способная передавать последовательность кадров каждой из базовых станций, и устройство выбора кадров, способное по сети обратной связи принимать последовательность кадров от каждой из базовых станций. Устройство выбора кадров дополнительно способно осуществлять процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении каждого отрезка исходного интервала выбора кадров, и обнаруживать посторонний кадр последовательности кадров, принимаемых по меньшей мере от одной из базовых станций за пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении по меньшей мере одного отрезка исходного интервала выбора кадров. В результате обнаружения постороннего кадра устройство выбора кадров способно расширять исходный интервал выбора кадров до расширенного интервала выбора кадров и осуществлять процесс выбора кадров, исходя из расширенного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении последующих отрезков расширенного интервала выбора кадров.
В изобретении могут быть предусмотрены другие варианты осуществлений, которые описаны далее.
Описание чертежей
Одинаковые элементы или элементы одного типа обозначены одинаковыми цифровыми позициями на всех чертежах, на которых представлено:
на фиг.1 - сеть беспроводной связи согласно одному из примеров осуществления изобретения,
на фиг.2 - типичная временная диаграмма выбора кадров с использованием стандартного интервала выбора кадров согласно одному из примеров осуществления изобретения,
на фиг.3 - один из сценариев показанной на фиг.1 временной диаграммы, когда устройство выбора кадров принимает кадры по одному участку показанной на фиг.1 сети обратной связи за пределами ожидаемого интервала выбора кадров,
на фиг.4 - способ расширения интервала выбора кадров в сети беспроводной связи согласно одному из примеров осуществления изобретения,
на фиг.5 - временная диаграмма выбора кадров в соответствии с показанным на фиг.4 способом согласно одному из примеров осуществления изобретения,
на фиг.6 - другая временная диаграмма выбора кадров в соответствии с показанным на фиг.4 способом согласно одному из примеров осуществления изобретения,
на фиг.7 - способ сужения расширенного интервала выбора кадров согласно одному из примеров осуществления изобретения,
на фиг.7-8 - временные диаграммы интервала выбора кадров в показанном на фиг.7 способе согласно примерам осуществления изобретения,
на фиг.10 - способ передачи дополнительно буферизованного кадра вследствие сужения интервала выбора кадров вместо стирающего кадра согласно одному из примеров осуществления изобретения,
на фиг.11 - продолжение показанной на фиг.9 временной диаграммы согласно одному из примеров осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг.1-11 и далее в описании представлены конкретные примеры вариантов осуществления изобретения, из которых специалисты в данной области техники поймут как создать и применить изобретение. С целью изложения принципов изобретения некоторые особенности изобретения упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники учтут разновидности этих вариантов осуществления, которые входят в объем изобретения. Специалисты в данной области техники поймут, что описанные далее признаки могут различными способами сочетаться в виде множества разновидностей изобретения. Таким образом, изобретение ограничено не описанными далее конкретными вариантами осуществления, а лишь формулой изобретения и ее эквивалентами.
На фиг.1 проиллюстрирована сеть 100 беспроводной связи согласно одному из примеров осуществления изобретения. В сеть 100 беспроводной связи входит устройство 110 мобильной связи, такое как сотовый телефон, мобильный персональный цифровой ассистент (PDA) или другое устройство мобильной связи, которое способно одновременно поддерживать беспроводную связь с одной или несколькими базовыми станциями 120-124. Устройство 110 мобильной связи поддерживает связь с базовыми станциями 120-124 в режиме, известном как SHO. Устройство 110 мобильной связи передает преимущественно одинаковые данные, соответствующие соединению, каждой базовой станции 120-124 и принимает преимущественно одинаковые данные, соответствующие соединению, от каждой базовой станции 120-124. Специалисты в данной области техники согласятся с тем, что между кадрами будут иметься некоторые различия, такие как идентификатор базовой станции, передающей кадр, и т.д. Тем не менее, содержание соединения в каждом кадре будет преимущественно одинаковым.
Базовые станции 120-124 способны принимать от устройства 110 мобильной связи данные, соответствующие соединению, и передавать центру 140 коммутации подвижной связи (ЦКПС) данные в виде последовательности кадров. Базовые станции 120-124 дополнительно способны принимать от ЦКПС 140 кадры, соответствующие соединению, и посредством беспроводной связи передавать кадры устройству 110 мобильной связи. Например, базовые станции 120-124 могут быть способны каждые 20 мс принимать от устройства 110 мобильной связи данные, соответствующие соединению, и передавать ЦКПС 140 обратный кадр, содержащий данные, а также каждые 20 мс принимать от ЦКПС 140 прямой кадр, соответствующий соединению, и передавать устройству 110 мобильной связи данные обратного кадра.
Базовые станции 120-124 соединены с ЦКПС 140 посредством одной или нескольких транспортных сетей 130-134 обратной связи. Транспортные сети 130-134 обратной связи могут представлять собой сеть обратной связи любого типа, такую как сеть ретрансляции кадров или сеть Ethernet и IP-сеть на базе стандарта Т1/Е1, беспроводную IP-сеть обратной связи (например, WiMax) и т.д. В одном из вариантов осуществления две или более базовые станции 120-124 могут быть способные совместно использовать сеть 130-134 обратной связи. В контексте настоящего изобретения соединение между ЦКПС 140 и любой из базовых станций 120-124 может считаться участком заданного соединения. Таким образом, термин "участок" также может относиться к любой из сетей 130-134 обратной связи, по которой передается нагрузка соединения.
ЦКПС 140 имеет устройство 142 выбора кадров, которое способно осуществлять процесс выбора кадров с целью выбора кадров из последовательностей кадров, принимаемых от базовых станций 120-124. Устройство 142 выбора кадров способно использовать заданные критерии для выбора кадров "наилучшего" кадра (обратных кадров), принимаемого от базовых станций 120-124 на протяжении каждого отрезка интервала выбора кадров (например, каждый 20 мс). Затем устройство 142 выбора кадров передает наилучший кадр другим элементам (например, на более высокие уровни протокола) сети (не показана), таким как вокодер (в случае речевого соединения с коммутацией каналов), объект протокола работы радиолинии (ПРР) (в случае сеанса передачи данных с коммутацией пакетов) или другому устройству выбора кадров (в случае соединения в режиме без транскодирования (РБТ) для дальнейшей обработки и доставки по сети 150 адресату 160. Устройство 142 выбора кадров может быть дополнительно способно принимать данные от адресата 160 и в виде прямых кадров передавать данные базовым станциям 120-124. В прямые кадры входит информация обратной связи, которая используется базовыми станциями 120-124 для осуществления регулирования мощности.
В ЦКПС 140 также может входить контроллер базовых станций (КБС или BSC, от английского - Base Station Controller) (не показан), контроллер радиосети (КРС или RNC, от английского - Radio Network Controller) (не показан), радиосеть (PC или RN, от английского - Radio Network) (не показана) или сеть доступа (СД или AN, от английского - Access Network) (не показана). Кроме того, в сеть 100 беспроводной связи могут входить дополнительные элементы, которые для краткости не показаны.
На фиг.2 проиллюстрирована типичная временная диаграмма выбора кадров с использованием стандартного интервала выбора кадров согласно одному из примеров осуществления изобретения. Фиг.2 будет рассмотрена применительно к сети 100 беспроводной связи, проиллюстрированной на фиг.1. Устройство 110 мобильной связи (смотри фиг.1) передает пакет №1 данных (помеченных как мобильные) в момент времени t1, пакет №2 данных в момент времени t3, пакет №3 данных в момент времени t5, пакет №4 данных в момент времени t7 и пакет №5 данных в момент времени t9. Термины "пакеты данных" и "кадры данных" используются в настоящей заявке взаимозаменяемо. Базовые станции 120, 122 и 124 принимают пакеты данных и пересылают пакеты данных по сетям 130, 132 и 134 обратной связи (проиллюстрированным как участок №1, участок №2 и участок №3), соответственно. На временной диаграмме проиллюстрировано поступление кадров в устройство 142 выбора кадров по участкам №1-3. Действительное число участков соединения на протяжении соединения может изменяться в зависимости от условий радиоинтерфейса, характеристик мобильности абонента и т.д. Затем в конце каждого отрезка интервала выбора кадров устройство 142 выбора кадров осуществляет процесс выбора кадров, чтобы определить "наилучший" кадр, и передает наилучший кадр на более высокий уровень протокола. Обычно интервал №1 выбора кадров находится между моментами времени t2 и t4, и устройство 142 выбора кадров принимает от сетей 130-134 обратной связи каждый из кадров №1 на протяжении интервала №1 выбора кадров. Таким образом, устройство 142 выбора кадров способно завершать процесс выбора кадров среди всех кадров №1 к моменту времени t4 и передавать "наилучший" кадр №1 другим элементам (не показаны) сети 100 беспроводной связи для дальнейшей обработки. Специалисты в данной области техники поймут, что в целях наглядности временная диаграмма была упрощена. В результате некоторые события, такие как решение о выборе кадров и завершение интервала выбора кадров, а также добавление или сброс участка соединения в процессе соединения могут происходить не одновременно, но для простоты проиллюстрированы соответствующим образом.
Сложность возникает, когда устройство 142 выбора кадров принимает от одного или нескольких участков кадры за пределами ожидаемого интервала выбора кадров. На фиг.3 проиллюстрирован один из сценариев показанной на фиг.2 временной диаграммы, когда устройство 142 выбора кадров принимает по одному участку кадры за пределами ожидаемого интервала выбора кадров. Фиг.3 будет рассмотрена применительно к сети 100 беспроводной связи, проиллюстрированной на фиг.1.
Устройство 110 мобильной связи передает пакет №1 данных в момент времени t1, при этом интервал №1 выбора кадров, соответствующих пакету №1 данных, устройства 142 выбора кадров находится между моментами времени t2 и t4. Устройство 142 выбора кадров принимает кадры №1 по участку №1 (например, сети 130 обратной связи) и участку №2 (например, сети 132 обратной связи) на протяжении интервала №1 выбора кадров. Тем не менее, на протяжении интервала №1 выбора кадров не принимается кадр №1 по участку №3 (например, сети 134 обратной связи). Поскольку устройство 142 выбора кадров осуществляет выбор кадров в интервале №1 выбора кадров в момент времени t4, кадр №1 поступает по участку №3 после того как сделан выбор кадров, и, следовательно, может быть сброшен, даже если он является "наилучшим" кадром.
Если эта ситуация с запаздыванием затрагивает множество интервалов выбора кадров, устройство 142 выбора кадров может сбросить участок №3. Эта ситуация с запаздыванием часто возникает, когда один или несколько участков представляют собой обратные каналы новых типов, такие как обратные каналы на базе IP или каналы WiMax, а на других участках используются традиционные обратные каналы ретрансляции кадров. Если кадр №1, поступающий по участку №3, является кадром высшего качества, устройство 142 выбора кадров может сбросить наилучший участок. В результате соединение может быть сброшено, если сброшенный участок является "основным" участком, на котором соответствующая базовая станция 124 управляет соединением.
На фиг.4 проиллюстрирован способ 400 расширения интервала выбора кадров в сети беспроводной связи согласно одному из примеров осуществления изобретения. Способ 400 будет рассмотрен применительно к сети 100 беспроводной связи, проиллюстрированной на фиг.1. Шаги способа 400 не являются всеобъемлющими и, в них могут входить дополнительные шаги, которые не показаны для краткости.
На шаге 402 устройство 142 выбора кадров принимает последовательность кадров соединения от каждой из множества базовых станций 120-124, обслуживающих соединение устройства 110 мобильной связи. На шаге 404 устройство 142 выбора кадров осуществляет процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций 120-124 на протяжении каждого отрезка исходного интервала выбора кадров. Для процесса выбора кадров задают определенный исходный интервал выбора кадров, такой как 20 мс. Например, исходным интервалом выбора кадров может являться промежуток между моментами времени t2 и t4, показанными на фиг.3. В момент времени t4 устройство 142 выбора кадров делает выбор наилучшего кадра, принятого по каждому из участков. Затем наилучшие кадры могут быть переданы на более высокий уровень протокола.
В определенный момент в процессе выбора кадров устройство 142 выбора кадров может обнаружить посторонний кадр последовательности кадров, принимаемых по меньшей мере от одной из базовых станций за пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении по меньшей мере одного отрезка исходного интервала выбора кадров на шаге 406. На фиг.5 проиллюстрирована временная диаграмма выбора кадров проиллюстрированным на фиг.4 способом 400 согласно одному из примеров осуществления изобретения. Устройство 142 выбора кадров может обнаружить, что кадр №1 (смотри фиг.5) был принят по участку №3 за пределами интервала №1 выбора кадров (например, по истечении момента времени t4). Вместо этого кадр №1 был принят по участку №3 на протяжении интервала №2 выбора кадров (т.е. между моментами времени t4 и t6). В одном из вариантов осуществления устройство 142 выбора кадров также может обнаружить, что принят преждевременный кадр. Например, устройство 142 выбора кадров может принять по участку №1 кадр №1 до наступления момента времени t2 (т.е. до границы начала интервала №1 выбора кадров) (смотри фиг.6).
В ответ на обнаружение запаздывающего постороннего кадра (например, запаздывающего кадра №1 по участку №3, как показано на фиг.5) или преждевременного постороннего кадра (например, преждевременного кадра №1 по участку №1, как показано на фиг.6), на шаге 408 устройство 142 выбора кадров расширяет исходный интервал выбора кадров до расширенного интервала выбора кадров. Расширенный интервал выбора кадров может быть расширен по меньшей мере на определенное время на основании разности времени между границей исходного интервала выбора кадров и моментом приема постороннего кадра, находящегося за пределами исходного интервала выбора кадров. Если от одной из базовых станций 120-124 принят посторонний преждевременный кадр (например, кадр №1 по участку №1), границей может являться граница начала (например, момент времени t2 на фиг.6) исходного интервала выбора кадров (например, интервала №1 выбора кадров). Если от одной из базовых станций 120-124 принят посторонний запаздывающий кадр (например, кадр №1 по участку №3), границей может являться граница конца (например, момент времени t4 на фиг.5) исходного интервала выбора кадров (например, интервала №1 выбора кадров).
Как показано на фиг.5, исходный интервал выбора кадров представляет собой промежуток между моментами времени t2 и t4 (а также промежуток между моментами времени t4 и t6). Таким образом, устройство 142 выбора кадров расширяет длительность интервала выбора за счет третьего отрезка интервала выбора кадров (т.е. в момент времени t6). Следовательно, интервал №3 выбора кадров будет представлять собой промежуток между моментами времени t6 и t9, а не промежуток между моментами времени t6 и t8. В другом варианте осуществления расширение интервала выбора кадров может происходить за счет более раннего отрезка, чем третий временной отрезок (например, за счет второго отрезка или даже первого отрезка), и расширенный интервал выбора кадров также может иметь бóльшую длительность. В случае запаздывающих кадров границы начала каждого отрезка расширенного интервала выбора кадров могут оставаться такими же, как и границы начала каждого отрезка исходных интервалов выбора кадров, в результате чего оба интервала выбора кадров могут накладываться друг на друга. Тем не менее, границы конца каждого интервала выбора кадров могут изменяться, чтобы можно было расширять интервал выбора кадров. Этот расширенный интервал выбора кадров позволяет устройству выбора кадров 142 кадров учитывать запаздывающие кадры, принимаемые по одному или нескольким участкам обратной связи (например, сети 134 обратной связи). Аналогичными образом, в случае преждевременных кадров границы начала каждого отрезка расширенного интервала выбора кадров могут быть сдвинуты назад во времени с целью учета преждевременных кадров, а границы конца каждого интервала выбора кадров соответствующим образом изменяются, чтобы общий интервал выбора кадров оставался расширенным.
На шаге 410 устройство 142 выбора кадров осуществляет процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций 120-124 на протяжении последующих отрезков исходного интервала выбора кадров. Так, на протяжении интервала №3 выбора кадров (смотри фиг.5) устройство выбора кадров делает выбор "наилучшего" кадра в момент времени t9, а не в момент времени t8. Аналогичным образом, на протяжении интервала №4 выбора кадров устройство 142 выбора кадров делает выбор "наилучшего" кадра в момент времени t11, а не в момент времени t10.
Устройство 142 выбора кадров преимущественно способно расширять интервал выбора кадров, когда необходимо гарантировать включение запаздывающих или преждевременных кадров в расширенный интервал выбора кадров и свести к минимуму сброс соединения или сброс участков соединения. Тем самым обеспечивается более высокое качество обслуживания абонентов сети 100 беспроводной связи, которые в противном случае могли бы столкнуться со сбросами соединений или снижением качества соединений. Кроме того, включение кадров, которые в противном случае могли бы являться преждевременными и(или) запаздывающими по отношению к соответствующему интервалу выбора кадров, позволяет устройству выбора кадров 142 кадров включать в процесс выбора кадров принимаемые от множества базовых станций 120-124 кадры, которые могут иметь самое высокое качество, но обычно исключаются из процесса выбора кадров из-за того, что они с запозданием поступают в устройство 142 выбора кадров. За счет включения запаздывающих кадров в выбор наилучшего кадра информация о "наилучшем участке", которая доставляется ("совмещена") с прямыми кадрами базовым станциям 120-124, будет верно отражать выбранные наилучшие, хотя и запаздывающие кадры, которые иначе были бы недоступны для выбора без использования способа 400. Тем самым повышается точность информации обратной связи, передаваемой базовым станциям 120-124 для регулирования мощности. Кроме того, уменьшается вероятность сброса устройством выбора кадров 142 кадров (вместе с базовыми станциями 120-124) участка соединения, обслуживающего устройство 110 мобильной связи. Таким образом, за счет усовершенствования работы устройства 142 выбора кадров в соответствии со способом 400 может быть повышено качество соединений для абонентов сети 100 беспроводной связи.
Как проиллюстрировано выше, расширенный интервал выбора кадров, используемый устройством выбора кадров 142 кадров, имеет некоторые преимущества над известным уровнем техники. Тем не менее, расширенный интервал выбора кадров может потребовать использования дополнительных ресурсов (таких как больший буфер выбора кадров для размещения большего числа буферизованных кадров, а также более высокие расходы на ЦП для обработки и выбора запаздывающих кадров). Кроме того, расширенный интервал выбора кадров может влиять на эффективность или своевременность регулирования мощности, поскольку информация, совмещаемая с прямыми кадрами (т.е. кадрами, которые устройство 142 выбора кадров передает базовым станциям 120-124), задерживается из-за отсроченного выбора кадров, необходимого для учета запаздывающих обратных кадров. Влияние на регулирование мощности (и тем самым на пропускную способность радиоинтерфейса сети 100 беспроводной связи) является компромиссом при расширении интервала выбора кадров во избежание сброса соединений и сброса участков соединения.
В процессе перемещения устройства 110 мобильной связи по сети 100 беспроводной связи набор участков соединения (например, набор базовых станций 120-124 и сетей 130-134 обратной связи) может изменяться по мере того как одни участки SHO добавляются, а другие участки SHO отбрасываются с учетом нового местоположения устройства 110 мобильной связи. В сети обратной связи, которая сочетается с традиционными обратными каналами (такими как сети ретрансляции кадров) и сетями с расширенной задержкой (такими как сети Ethernet и IP-сети на базе стандарта Т1/Е1 и стандарта WiMax), дифференциальная задержка (т.е. задержка между поступлением первого кадра на протяжении определенного интервала выбора кадров и поступлением последнего кадра на протяжении того же интервала выбора кадров) изменяется с изменением набора участков соединения. Например, соединение может начаться с использованием набора участков с большой дифференциальной задержкой, требующей расширенного интервала выбора кадров (как описано при рассмотрении способа, проиллюстрированного на фиг.4), но позднее в процесс перемещения устройства 110 мобильной связи набор участков соединения изменяется, в результате чего дифференциальная задержка становится "нормальной" (т.е. по отношению к исходному интервалу выбора кадров, описанному при рассмотрении способа, проиллюстрированного на фиг.4). Когда возникает эта ситуация, расширенный интервал выбора кадров уже не обеспечивает каких-либо выгод для устройства 142 выбора кадров, хотя устройство 142 выбора кадров может по-прежнему нести нагрузку в связи с регулированием мощности и излишней обработкой расширенных интервалов выбора кадров.
Тем не менее, устройство 142 выбора кадров может быть дополнительно способно корректировать или сужать интервал выбора кадров, чтобы свести к минимуму нагрузку в связи с регулированием мощности, когда расширенный интервал выбора кадров уже не требуется. На фиг.7 проиллюстрирован способ 700 сужения расширенного интервала выбора кадров согласно одному из примеров осуществления изобретения. Способ 700 будет рассмотрен применительно к сети 100 беспроводной связи, показанной на фиг.1. Шаги способа 700 не являются всеобъемлющими, и в них могут входить дополнительные шаги, которые не показаны для краткости.
На шаге 702 устройство 142 выбора кадров обнаруживает, что кадры последовательностей кадров, которые ранее являлись посторонними, больше не принимаются пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении каждого отрезка расширенного интервала выбора кадров. Например, как показано на фиг.8, устройство 142 выбора кадров принимает кадр №5 по участку №3 на протяжении расширенного интервала №5 выбора кадров (между моментами времени t10 и t12). Вместе с тем, момент поступления кадра №5 по участку №3 находится за пределами бывшего исходного интервала выбора кадров (т.е. между моментами времени t10 и t11). Тем не менее, на протяжении расширенного интервала №6 выбора кадров (т.е. между моментами времени t12 и t15) кадр №6 в действительности поступает по участку №3 на протяжении бывшего исходного интервала выбора кадров (т.е. между моментами времени t12 и t14). Следовательно, устройство 142 выбора кадров обнаруживает, что поступающая по участку №3 последовательность кадров уже не запаздывает относительно исходного интервала выбора кадров.
В ответ на обнаружение того, что кадры по меньшей мере одной из последовательностей кадров больше не принимаются за пределами исходного интервала выбора кадров, на шаге 704 устройство 142 выбора кадров сужает расширенный интервал выбора кадров до исходного интервала. Например, как показано на фиг.8, устройство 142 выбора кадров сужает интервал №7 выбора кадров таким образом, чтобы он находился между моментами времени t14 и t16, а не между моментами времени t14 и t17. Поскольку устройство 142 выбора кадров больше не принимает по участку №3 кадры за пределами исходного интервала выбора кадров, сужение интервала выбора кадров не влияет на процесс выбора кадров, так как расширенный интервал выбора кадров уже не требуется, что позволяет устройству 142 выбора кадров исключить нагрузку в связи с регулированием мощности. Кроме того, устройство 142 выбора кадров способно сокращать потребность в ресурсах (таких как время обработки данных ЦП и дополнительная буферная память), необходимых для обслуживания соединения, что повышает пропускную способность сети 100 беспроводной связи.
Сужение было рассмотрено в связи с восстановлением расширенного интервала выбора кадров до исходного интервала выбора кадров. Тем не менее, сужение также может представлять собой сокращение интервала выбора кадров до промежуточного интервала выбора кадров между исходным интервалом выбора кадров и расширенным интервалом выбора кадров. Устройство 142 выбора кадров также может быть способно обнаруживать, что текущая длительность расширенного интервала выбора кадров больше не требуется, но определять, что по-прежнему необходим расширенный интервал выбора кадров большей длительности, чем исходный интервал выбора кадров. Таким образом, устройство 142 выбора кадров может сужать расширенный интервал выбора кадров до промежуточного интервала выбора кадров, длительность которого находится между длительностью исходного интервала выбора кадров и расширенного интервала выбора кадров. Например, допустим, что исходный интервал выбора кадров имеет длительность р1, а расширенный интервал выбора кадров имеет длительность р2, которая превышает р1. Устройство 142 выбора кадров может определять, что необходим новый интервал выбора кадров длительностью р3 (меньшей, чем р2, но большей, чем р1, т.е. р1<р3<р2). Следовательно, устройство 142 выбора кадров может сузить расширенный интервал р2 выбора кадров до суженного интервала р3 выбора кадров и продолжить процесс выбора кадров с использованием этого суженного интервала р3 выбора кадров. При необходимости устройство 142 выбора кадров может затем сузить интервал выбора кадров до исходного интервала р1 выбора кадров. Таким образом, после обнаружения того, что длительность интервалов р2 и p3 выбора кадров слишком велика, может использоваться соответствующая переходная траектория сужения от р2 к р3 и к р1. Аналогичная переходная траектория может использоваться для расширения выбранного интервала. Например, вместо переходной траектории расширения от р1 к р2 может использоваться переходная траектория расширения от р1 к р3 и к р2, если устройство 142 выбора кадров определит, что длительность расширенного интервала выбора кадров является недостаточной. Таким образом, устройство 142 выбора кадров способно по мере необходимости повторно расширять расширенный интервал выбора кадров.
На шаге 706 устройство 142 выбора кадров осуществляет процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций 120-124 на протяжении последующих отрезков исходного интервала выбора кадров. Например, устройство 142 выбора кадров может выбирать наилучший кадр №7 в момент времени t16 (т.е. на границе конца исходного интервала №7 выбора кадров) и выбирать наилучший кадр №8 в момент времени t18 (т.е. на границе конца исходного интервала №8 выбора кадров). Если устройство 142 выбора кадров дополнительно обнаруживает, что кадры снова поступают с запозданием (или преждевременно) по одному или нескольким участкам, устройство 142 выбора кадров может применить проиллюстрированный на фиг.4 способ 400, чтобы снова расширить интервал выбора кадров.
В результате сужения интервала выбора кадров может быть сохранен принимаемый от множества базовых станций дополнительно буферизованный наилучший кадр, который требуется соответствующим образом передать на более высокий уровень протокола (например, вокодеру в случае речевого соединения с коммутацией каналов) или одноуровневому объекту/объекту дальнего конца линии связи (например, другому элементу сети) в случае соединения РБТ/РДТ (в режиме без транскодирования/в режиме с дистанционным транскодированием; RТО, от английского - Remote Transcoder Operation) в обход ближайшего к устройству выбора кадров 142 кадров вокодера. Как показано на фиг.9, устройство 142 выбора кадров в момент времени t12 на протяжении расширенного интервала №5 выбора кадров передает наилучший кадр №4 на более высокий уровень протокола (проиллюстрированный как вокодер). Во время нормальной работы устройство 142 выбора кадров в момент времени t12 обычно передает вокодеру наилучший кадр №5 вместо наилучшего кадра №4. В результате когда интервал выбора кадров сужается на протяжении интервала №7 выбора кадров, устройство 142 выбора кадров сохраняет в буфере один дополнительный кадр, который требуется передать на более высокий уровень протокола.
Когда кадры представляют собой трафик пакетных данных, кадр может быть немедленно передан на более высокий уровень протокола (например, протокола работы радиолинии или ПРР). Тем не менее, когда кадры представляют собой речевой трафик, дополнительно буферизованный наилучший кадр не может быть немедленно передан вокодеру, поскольку вокодер принимает только по одному кадру за интервал (т.е. по одному кадру каждые 20 мс). В результате устройство 142 выбора кадров может быть способно передавать дополнительно буферизованный кадр в момент наименьшего влияния на протяжении соединения, такой как момент, когда вокодеру должен быть передан стирающий кадр, или после приема 80-битового обратного кадра (также известного как кадр молчания), что естественным образом происходит во время двусторонней телефонной связи.
На фиг.10 проиллюстрирован способ 1000 передачи дополнительно буферизованного кадра вследствие сужения интервала выбора кадров вместо стирающего кадра согласно одному из примеров осуществления изобретения (если допустить, что стирающий кадр предшествует кадру в 1/8 полного размера). Способ 1000 будет рассмотрен применительно к сети 100 беспроводной связи, проиллюстрированной на фиг.1. Шаги способа 100 не являются всеобъемлющими, и в них могут входить дополнительные шаги, которые не показаны для краткости.
На шаге 1002 устройство 142 выбора кадров сужает расширенный интервал выбора кадров, как это описано при рассмотрении способа 700, проиллюстрированного на фиг.7. Например, как показано на фиг.9, устройство 142 выбора кадров сужает длительность интервала №7 выбора кадров, в результате чего получают дополнительно буферизованный наилучший кадр. Таким образом, в момент времени t16 (т.е. окончания интервала №7 выбора кадров) устройство 142 выбора кадров сохранит в памяти наилучший кадр №7, поскольку оно начинает принимать кадры в интервале №8 выбора кадров.
На шаге 1004 устройство 142 выбора кадров устанавливает, не находится ли качество кадров, принимаемых от базовых станций 120-124, на протяжении отрезка исходного интервала выбора кадров ниже порогового уровня качества. Пороговый уровень качества обычно задается при генерации стирающего кадра. На шаге 1006 устройство 142 выбора кадров генерирует стирающий кадр, если определено, что качество кадров находится ниже порогового уровня качества. На шаге 908 вместо стирающего кадра устройство 142 выбора кадров передает дополнительно буферизованный наилучший кадр. На фиг.11 проиллюстрировано продолжение временной диаграммы, проиллюстрированной на фиг.9. В момент времени t23 (т.е. окончания интервала №9 выбора кадров) устройство 142 выбора кадров передает вокодеру наилучший кадр №8 и по-прежнему сохраняет в памяти наилучший кадр №9 (который является дополнительно буферизованным кадром). Вместе с тем, на протяжении интервала №10 устройство 142 выбора кадров обнаруживает стирающий кадр (например, кадр №10), принятый по участкам №1-3 (например, от базовых станций 120-124). В проиллюстрированной последовательности кадров наилучший кадр №10 обычно передается в момент времени t27. Тем не менее, устройство 142 выбора кадров может пропустить ввод и передачу стирающего кадра и вместо стирающего кадра передать наилучший кадр №11. В результате устройство 142 выбора кадров исключает дополнительно буферизованный кадр и возвращается к нормальной работе, при которой наилучший кадр №12 будет передан вокодеру в момент времени t29, то есть когда наилучший кадр №12 был бы нормально передан вокодеру, если бы расширение интервала выбора кадров вообще не осуществлялось.
В результате осуществления этого способа дополнительно буферизованные кадры передаются вокодеру в момент наименьшего влияния на протяжении соединения с минимальным влиянием на разговор. В другом варианте осуществления, когда вместо кадров низкого качества устройство 142 выбора кадров сначала принимает кадр в 1/8 полного размера (например, на протяжении проиллюстрированного на фиг.10 интервала №10), устройство 142 выбора кадров может заменить кадр молчания дополнительно буферизованным кадром (например, наилучшим кадром №11), а не описанным выше стирающим кадром. Этот процесс по существу таким же образом влияет на соединение в том, что касается слушающего абонента и более высоких уровней протокола (таких как, вокодер), и в минимальной степени влияет на содержание соединения.
Хотя в заявке описаны конкретные варианты осуществления, объем изобретения не ограничен эти конкретными вариантами осуществления. Объем изобретения охарактеризован следующей далее формулой изобретения и ее эквивалентами.
1. Способ расширения интервала выбора кадров в сети беспроводной связи, в котором:
принимают последовательность кадров соединения от каждой из множества базовых станций, обслуживающих соединение устройства мобильной связи,
осуществляют процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра, имеющего самое высокое качество с заданным критерием, из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении каждого отрезка исходного интервала выбора кадров,
отличающийся тем, что:
обнаруживают по меньшей мере один посторонний кадр последовательности кадров, принимаемых по меньшей мере от одной из базовых станций за пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении по меньшей мере одного отрезка исходного интервала выбора кадров,
расширяют исходный интервал выбора кадров до расширенного интервала выбора кадров в ответ на обнаружение по меньшей мере одного постороннего кадра и
осуществляют процесс выбора кадров, исходя из расширенного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра, имеющего самое высокое качество с заданным критерием, из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении последующих отрезков расширенного интервала выбора кадров.
2. Способ по п.1, в котором:
обнаруживают, что кадры по меньшей мере одной из последовательностей кадров больше не принимаются за пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении отрезков расширенного интервала выбора кадров, сужают расширенный интервал выбора кадров до исходного интервала выбора кадров в ответ на обнаружение того, что кадры по меньшей мере одной из последовательностей кадров больше не принимаются за пределами исходного интервала выбора кадров, и
осуществляют процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра, имеющего самое высокое качество с заданным критерием, из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций на протяжении последующих отрезков исходного интервала выбора кадров.
3. Способ по п.2, в котором каждая из последовательностей кадров содержит речевой трафик с коммутацией каналов или пакетов, а в результате сужения расширенного интервала выбора кадров в памяти сохраняется дополнительно буферизованный наилучший кадр, имеющий самое высокое качество с заданным критерием, принимаемый от множества базовых станций, при этом способ дополнительно включает стадии, на которых:
определяют, находится ли качество кадров, принимаемых от базовых станций на протяжении определенного отрезка исходного интервала выбора кадров ниже порогового уровня качества,
генерируют стирающий кадр, если определено, что качество кадров находится ниже порогового уровня качества, и
передают вокодеру или другому элементу сети дополнительно буферизованный наилучший кадр вместо стирающего кадра.
4. Способ по п.2, в котором каждая из последовательностей кадров содержит речевой трафик с коммутацией каналов или пакетов, а в результате сужения расширенного интервала выбора кадров в памяти сохраняется дополнительно буферизованный наилучший кадр, имеющий самое высокое качество с заданным критерием, принимаемый от множества базовых станций, и при этом способ дополнительно включает стадии, на которых:
определяют, принят ли кадр молчания от базовых станций на протяжении отрезка исходного интервала выбора кадров, и
передают вокодеру или другому элементу сети дополнительно буферизованный наилучший кадр вместо стирающего кадра.
5. Способ по п.1, в котором расширенный интервал выбора кадров расширяют относительно исходного интервала выбора кадров во времени на основании разности времени между границей исходного интервала выбора кадров и моментом приема по меньшей мере одного постороннего кадра по меньшей мере от одной из базовых станций.
6. Устройство (142) выбора кадров в сети (100) беспроводной связи, содержащее:
интерфейсную систему, способную принимать последовательность кадров соединения от каждой из множества базовых станций (120, 122, 124), обслуживающих соединение устройства (110) мобильной связи, и
систему обработки, связанную с интерфейсной системой и выполненную с возможностью осуществления процесса выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра, имеющего самое высокое качество с заданным критерием, из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций (120, 122, 124) на протяжении каждого отрезка исходного интервала выбора кадров,
отличающееся тем, что система обработки выполнена с возможностью дополнительно:
обнаруживать по меньшей мере один посторонний кадр последовательности кадров, принимаемых по меньшей мере от одной из базовых станций (120, 122, 124) за пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении по меньшей мере одного отрезка исходного интервала выбора кадров,
расширять исходный интервал выбора кадров до расширенного интервала выбора кадров в ответ на обнаружение по меньшей мере одного постороннего кадра и
осуществлять процесс выбора кадров, исходя из расширенного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра, имеющего самое высокое качество с заданным критерием, из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций (120, 122, 124) на протяжении последующих отрезков расширенного интервала выбора кадров.
7. Устройство (142) выбора кадров по п.6, в котором система обработки выполнена с возможностью дополнительно:
обнаруживать, что кадры по меньшей мере одной из последовательностей кадров больше не принимаются за пределами исходного интервала выбора кадров на протяжении отрезков расширенного интервала выбора кадров,
сужать расширенный интервал выбора кадров до исходного интервала выбора кадров в ответ на обнаружение того, что кадры по меньшей мере одной из последовательностей кадров больше не принимаются за пределами исходного интервала выбора кадров, и
осуществлять процесс выбора кадров, исходя из исходного интервала выбора кадров, с целью выбора наилучшего кадра, имеющего самое высокое качество с заданным критерием, из последовательности кадров, принимаемых от каждой из базовых станций (120, 122, 124) на протяжении последующих отрезков исходного интервала выбора кадров.
8. Устройство (142) выбора кадров по п.7, где каждая из последовательностей кадров содержит речевой трафик с коммутацией каналов или пакетов, а в результате сужения расширенного интервала выбора кадров в памяти сохраняется дополнительно буферизованный наилучший кадр, имеющий самое высокое качество с заданным критерием, принимаемый от множества базовых станций (120, 122, 124), при этом система обработки выполнена с возможностью дополнительно:
определять, находится ли качество кадров, принимаемых от базовых станций на протяжении определенного отрезка исходного интервала выбора кадров, ниже порогового уровня качества,
генерировать стирающий кадр, если определено, что качество кадров находится ниже порогового уровня качества, и
передавать вокодеру или другому элементу (160) сети дополнительно буферизованный наилучший кадр вместо стирающего кадра.
9. Устройство (142) выбора кадров по п.7, где каждая из последовательностей кадров содержит речевой трафик с коммутацией каналов или пакетов, а в результате сужения расширенного интервала выбора кадров в памяти сохраняется дополнительно буферизованный наилучший кадр, имеющий самое высокое качество с заданным критерием, принимаемый от множества базовых станций, при этом система обработки выполнена с возможностью дополнительно:
определять, принят ли кадр молчания от базовых станций (120, 122, 124) на протяжении отрезка исходного интервала выбора кадров, и передавать вокодеру или другому элементу (160) сети дополнительно буферизованный наилучший кадр вместо стирающего кадра.
10. Устройство (142) выбора кадров по п.6, в котором обеспечивается расширение расширенного интервала выбора кадров относительно исходного интервала выбора кадров во времени на основании разности времени между границей исходного интервала выбора кадров и моментом приема по меньшей мере одного постороннего кадра по меньшей мере от одной из базовых станций (120, 122, 124).
