專利名稱:根據用戶傳輸歷史優化資源分配的方法
技術領域：
本發明涉及無線通信系統，更具體地講是涉及無線通信系統中的通信資源分配。
當用戶單元在一個系統的覆蓋區域內移動時，在不同的服務器站點上建立不同的負載條件。為了容納用戶單元，在各個服務器站點上的諸如頻率和時隙的通信資源必須能滿足需要。當一個用戶單元請求不可用的資源時，結果可以包含無法建立通信會話，甚至包含失去現有的通信鏈路。優化通信資源分配的問題在多站點系統中是普遍存在的。
為此，根據本發明提出一個在無線通信系統中優化通信資源分配的方法，其中包括的步驟有使用用戶單元提供的信息獲得用戶單元的一個預測未來位置；直接從用戶單元接收操作權能信息，其中包括多個工作頻段和/或多個工作協議；為用戶單元到達預測未來位置作準備，至少部分根據接收的工作權能信息重新分配隸屬于為預測未來位置提供服務的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源；綜合預測未來位置和工作權能信息，通過預計用戶單元在預測未來位置上的期望資源需求來分配通信資源。
圖2是一個基于本發明的用戶單元的模塊圖。
圖3是一個基于本發明的覆蓋區域的圖示，其中服務器站點在一個地圖上產生重疊。
圖4示出了一個基于本發明的，當其在圖3的覆蓋區域內移動時在不同位置上出現的用戶單元。
圖5是一個關于基于本發明的，被系統用來分配通信資源的過程的流程圖。
圖6是一個關于基于本發明的，被系統用來向用戶單元提供切換站點信息的過程的流程圖。
本發明使用用戶單元提供的信息對在無線通信系統的基礎設備上的通信資源分配提供了優化。在最優實施例中，系統使用用戶單元提供的位置信息得到一個用戶單元的預測未來位置。系統通過預計用戶單元在預測未來位置上的期望資源需求來分配通信資源。在本發明的另一個方面，系統使用無線權能(capability)信息和用戶單元的環境信息預測潛在切換站點的負載狀況，并且根據預測的負載狀況為用戶單元分配其中的一個潛在切換站點。
圖1示出了一個根據本發明進行操作的無線通信網絡100的模塊圖。在最優實施例中，通信網絡100提供一個也被稱作“系統”的無線網絡基礎設備110，該設備支持電話，電報，數據和其它通過一個無線網絡提供的通信服務。基礎設備110支持一個具體的覆蓋區域，并且用戶單元120當位于這個具體的覆蓋區域之中時與基礎設備110接口。各個用戶單元120均包含一個接收當前位置信息的接收器124，和一個與基礎設備110進行通信的收發器122。用戶單元120是移動式的，并且在覆蓋區域內穿行，因而改變其地理位置。下面提供關于用戶單元120更為詳細的描述。
基礎設備110包含幾個被連接到一個系統控制器113的基站或服務器站點117。基站117包括一個通過無線射頻鏈路與用戶單元120通信的無線收發器。通常情況下，組織基站117以支持多個信道，這些信道可以包括不同的頻率，或在一或多個頻率上的不同時隙。通常，信道包含一個在用戶單元120和系統控制器113之間傳送控制信息的控制信道，和支持普通通信服務的語音和/或數據信道。
基站117通過有線或無線鏈路被連接到系統控制器113。系統控制器113針對無線通信系統110完成管理功能，其中包含資源分配，通信信號路由，基站協調，訪問控制等等。基礎設備110還包含一個數據庫114，該數據庫包含系統控制器113管理系統內的通信所需的關鍵信息。這樣的信息通常包含用戶單元標識，通話組群結構，訪問控制信息和其它管理信息。
根據本發明，數據庫114還包含各種支持通信資源分配的數據。例如，數據庫114包含被用來確定系統負載狀況的系統使用信息142。覆蓋圖數據143提供了關于服務器站點地理位置和那些服務器站點的權能的信息。地圖數據144提供了系統覆蓋區域的地形信息，其中包含街道，公路和其它可以被用戶單元穿越的通路的位置。位置歷史數據145包括由具體用戶單元報告的位置信息歷史。一個無線權能數據部分146存儲由一個用戶單元報告或根據其它資源導出的無線權能信息。
圖2示出了基于本發明的用戶單元120的模塊圖。用戶單元120最好是一個能夠使用已知原理進行接收和發送操作的雙向移動或便攜無線單元。控制器260使用來自一個電連接的存儲器部分280的指令和數據控制用戶單元120的整體操作。控制器260被電連接到一個接收器242和一個發送器244，上述接收器和發送器均通過一個天線開關245被連接到一個天線250。對于接收操作，通信信號被天線250接收并且被接收器242選擇處理。類似地，對于發送操作，通信信號被發送器244處理并且通過天線250發射出去。發送器244和接收器242在控制器260的控制下進行操作。用戶單元還包含一個諸如全球定位系統(GPS)接收器的定位系統接收器290和一個相關的天線295。定位系統接收器290能夠以本領域中已知的方式接收當前的位置信息。定位系統接收器290在控制器260的控制下進行操作。
根據本發明，用戶單元120提供通過定位系統接收器290接收的當前位置信息。用戶單元120還使用存儲器280中存儲的地圖數據庫285有選擇地提供路徑信息和/或預測未來位置信息。
圖3是一個基于本發明的，由系統基礎設施110存儲的覆蓋圖300的圖示。覆蓋圖300提供關于構成系統基礎設施的基站或服務器站點位置，及其對應的覆蓋區域的信息。另外，覆蓋圖300包含諸如主要街道和公路的位置的地形信息。相應地，覆蓋圖示出了與其對應的覆蓋區域302，304，306，308相關的服務器站點312，314，316，318。覆蓋圖還示出了穿過覆蓋區域的兩個主要公路321，322。
圖4示出了當用戶單元401在覆蓋區域300內移動時在不同位置452，454，456上出現的用戶單元401。圖5示出了基于本發明的，用于在用戶單元和系統基礎設備之間進行交互的過程500的流程圖。參照圖4和圖5，在位置452上，用戶單元位于服務器站點312的覆蓋區域302內。在位置452和454之間，用戶單元發出并且由系統接收一系列包含當前位置信息的傳輸，步驟510。在此期間，系統根據傳輸系列維護用戶單元的位置歷史，步驟520。系統使用這個位置歷史信息和地圖信息得到用戶單元的一個預測未來位置，步驟530。
接著系統預計用戶單元在預測的未來位置上的期望資源需求，從而分配通信資源，步驟540。在必要的情況下，為用戶單元到達預測未來位置作準備，系統重新分配隸屬于為包含預測未來位置的區域提供服務的服務器站點的其它用戶單元所使用的通信資源。
在確定預測未來位置時，系統得到包含用戶單元的可能路徑的地圖數據，并且將位置歷史信息與地圖數據相比較以到達預測未來位置。注意位置歷史信息可以包含時間信息，其中時間信息和當前位置信息一起允許計算出用戶單元到達預測未來位置的時間。這樣，對照圖4，在用戶單元401到達位置454之前，系統能夠預測出未來的位置456，并且能夠重新分配必要的通信資源以支持位置456上的用戶單元。
圖6示出了描述本發明另一個方面的過程600的流程圖。作為其正常過程的一部分，系統得到或者由用戶單元提供或者從其它地方得到的無線權能信息，步驟610。無線權能信息可以包含工作頻段信息，工作協議信息，和用戶單元的其它操作權能。在最優實施例中，作為登記過程的一部分，由用戶單元向系統提供這個無線權能信息。系統還從用戶單元接收或得到關于用戶單元的用戶環境信息，其中包含位置信息，接收信號強度指標(RSSI)信息，小區隸屬信息等等。系統使用無線權能信息和位置信息預測潛在切換站點的負載狀況，步驟630。接著系統綜合使用預測的未來位置，RSSI，和工作權能信息為用戶單元分配通信資源。在一個實施例中，系統根據預測負載狀況把用戶單元指定給一個潛在的切換站點，步驟640。
現在參照圖4描述一個例子。在位置452上，作為系統登記過程的一部分，用戶單元401尋找一個對應于其頻段和協議權能的可用控制信道。系統向用戶單元查詢其頻段和協議權能，并且為單元指定一個由系統確定的具體協議和頻段以便提供最好用的通信信道。系統在其數據庫中輸入用戶單元的位置和RSSI信息，其中數據庫包含來自在覆蓋區域內工作的不同單元的信息。在位置452和454之間，當用戶單元401在系統覆蓋區域內移動時，系統從用戶單元401接收一系列傳輸。系統在其系統地圖上跟蹤用戶單元的移動并且維護單元的位置歷史以指示移動的當前方向。通過使用關于覆蓋區域內移動路徑，單元的方向和速度的知識，系統預測出用戶單元會加入的下一個可能站點。
在位置454，用戶單元將要進入服務器站點314的覆蓋區域304。但在服務器站點314上沒有可用的資源。但系統已經預測出用戶單元會出現在其預測未來位置，即位置456上，并且還確定當用戶單元處于位置456上時在服務器站點316上會有可用的通信資源。在這個例子中，用戶單元在800MHz和900MHz頻段上有權能，并且可以使用綜合電報增強網絡(iDEN∞)和先進移動電話服務(AMPS)協議進行操作。在位置454，用戶單元使用iDEN∞協議在800MHz頻段上工作。在一個第一情況下，在服務器站點316上沒有可用的800MHz頻段，并且系統指示用戶單元切換到900MHz繼續通話。在一個第二情況下，在服務器站點316上沒有可用的iDEN∞協議信道，但有可用的AMPS協議信道。在這個第二情況下，系統使另一個在iDEN∞協議下工作但還有AMPS權能的用戶單元把服務切換到AMPS協議上。因而當用戶單元到達位置456時，系統能夠把一個iDEN∞協議下的信道分配給用戶單元401。
與現有技術相比本發明提供了顯著的優勢。通過跟蹤一個用戶單元的位置歷史，系統能夠預測用戶單元的未來位置。系統使用預測的位置信息和關于用戶單元在系統內的權能的信息以一種優化方式分配或重新分配通信資源。
雖然前面已經圖解并描述了本發明的最優實施例，顯然本發明并不僅限于此。在不偏離如所附權利要求
書規定的本發明的宗旨和范圍的前提下本領域的技術人員可以得到許多修改，改變，變化，替換和等價內容。
權利要求
1.一個在無線通信系統中優化通信資源分配的方法，其中包括的步驟有使用用戶單元提供的信息獲得用戶單元的一個預測未來位置；直接從用戶單元接收操作權能信息，其中包括多個工作頻段和/或多個工作協議；為用戶單元到達預測未來位置作準備，至少部分根據接收的工作權能信息重新分配隸屬于為預測未來位置提供服務的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源；綜合預測未來位置和工作權能信息，通過預計用戶單元在預測未來位置上的期望資源需求來分配通信資源。
2.如權利要求
1所述的方法，其中得到一個預測未來位置的步驟包括的步驟有從用戶單元接收一系列包含當前位置信息的傳輸；根據系列傳輸維護對應于用戶單元的位置歷史信息；使用位置歷史信息得到用戶單元的預測未來位置。
3.如權利要求
2所述的方法，其中得到預測未來位置的步驟包括得到含有用戶單元可能路徑的地圖信息的步驟和將位置歷史信息與得到的地圖信息相比較的步驟。
4.如權利要求
2所述的方法，其中還包括的步驟有從用戶單元接收工作頻段信息；為用戶單元到達預測未來位置作準備，部分根據從用戶單元接收的工作頻段信息重新分配隸屬于為預測未來位置提供服務的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源。
5.如權利要求
2所述的方法，其中還包括的步驟有從用戶單元接收工作協議信息；為用戶單元到達預測未來位置作準備，部分根據從用戶單元接收的工作協議信息重新分配隸屬于為預測未來位置提供服務的一個通信站點的其它用戶單元所使用的通信資源。
專利摘要
在一個無線通信系統內通過預期期望的資源需求來分配通信資源，期望的資源需求是基于由用戶單元提供的信息來預測的。在一個實施例中，系統使用用戶單元的位置歷史預測一個未來位置(510，520，530)。在另一個實施例中，系統使用用戶單元的無線權能信息和環境信息預測潛在切換站點的負載狀況(610，620，530)，并且根據預測的負載狀況把用戶單元指定給一個潛在的切換站點(640)。
文檔編號H04W36/32GKCN1135858SQ99809112
公開日2004年1月21日 申請日期1999年7月22日
發明者阿爾弗雷德·A.·維克祖雷克, 杰弗里·D.·史密斯, 蘭達爾·L.·摩耶爾斯, 克坦·M.·沙, D. 史密斯, L. 摩耶爾斯, M. 沙, 阿爾弗雷德 A. 維克祖雷克 申請人:摩托羅拉公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan