CN100499638C - 无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

在无线通信***中，为了实现即使追加或者删除了数据流也能够在无线终端可靠地对从无线基站发送的通信信息进行复原的通信控制，具备，为无线终端接收从无线通信装置发送的通信信息而以规定周期发送必要的控制信息的信号发送部；控制以预定的一定的循环并且与上述控制信息的信号发送周期同步来发送应该发送到多个无线终端的多个通信信息的控制部。

Description

无线通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信***中控制发送到无线终端的声音、数据等通信信息的信号发送的技术。
背景技术
在近年来的通信领域，伴随着宽带的普及、路由器装置等的技术进步、以及要在终端用户的‘通信终端’接收大容量流媒体影像等需求的增加，不仅大容量的数据、声音通信，在比单点通信少的通信资源中，同时播报数据或声音的技术，亦即多点通信技术广受关注。所谓多点通信是指将一个数据包或数据流同时发送给多个对方的技术。在设置在服务器和用户端之间的路由器将数据包或数据流复制需要的份数转送给多个终端。另一方面，单点通信是对多个对方以一对一的方式发送多个数据包或数据流的技术。在将同一声音、数据发送到多个通信终端、路由器、服务器等上时利用多点通信的话，与不得不发送多个数据包或数据流的单点通信相比能够抑制流过网络上的流量以及减轻应用服务器的负荷。
对无线通信来说，为了提高无线频带的效率，正在研究在多个终端接收一个声音、数据的通信技术。历来，有在每个无线终端分配物理频道，确立无线方式连接来通信的1对1的单点通信。通过将该物理频道的某个特定频道分配成多点通信用频道，对多个终端发送同一声音、数据。通过在多个终端接收1个数据流来提高无限频带的效率。终端的电波接收状态因终端和基站之间电波传播环境而异。
对单点通信来说，由于在终端和基站或电信标区之间进行1对1的通信，所以可以调整在每个终端电波信号接收状况好的时候使发送的声音、数据的数据率升高，电波传播状况差的时候使数据率降低。另一方面，对多点通信来说，由于不得不从所规定的多点通信用频道以某个特定的数据率接收发送的声音、数据，所以电波环境差，就不能确保为接收该数据率的必要的频带，存在不能接收被多点通信的数据的终端。终端是否能够对接收的声音、数据进行解码依赖于接收到的实际声音、数据和噪音各信号的大小比率。为了使以一定的数据率使被多点通信的声音、数据可以在更多的终端接收必需使实际声音、数据的信号的大小相对于噪音的比率变大。
在这里，在采用CDMA(Code Division Multiple Access)作为无线通信技术的场合，在现有的单点通信技术中，因为是选择电波环境最好的基站(或电信标区)进行通信，因此从不是被选择对象的相邻的基站或电信标区发送的电波在频率相同的场合就全部成为了噪音。作为使实际声音、数据的强度相对于噪音的比率变大的方法，在3GPP2(3rd generation partnership project 2)C.P0054中记载了从相邻的多个基站使用相同的频率以相同的时刻发送相同的声音、数据，然后在终端合成这些声音、数据信号的技术。通过采用在相邻的基站以相同的时刻发送相同的声音、数据，在终端合成从多个基站或电信标区发送的信号的方式，与选择电波环境良好的基站(或电信标区)进行通信的技术相比，实际声音、数据相对于噪音的比率变大，能够在更多的终端接收被多点通信的数据。从基站(或电信标区)发送的声音、数据的时刻包含在控制信息中，从基站以一定的周期报告给终端。
发明内容
对无线通信***来说，由于终端的电波接收状况根据无线终端的电波传播环境而异，所以需要用于在更多的无线终端接收从基站(或者电信标区)以任意数据率被多点通信的声音、数据的技术。在这里，假设将发送的声音、数据的块称为数据流。通过CDMA无线通信技术，在提供数据通信的1xEV-DO(1x Evolusion Data Only)***中产生对数据部赋予错误订正符号的所谓的ECB(Error Control Block)的块，分割成发送的数据流单位来发送。在1xEV-DO***上进行多点通信服务时，为了使更多的终端可以接收数据流，配备了通过使原来成为干涉噪音的来自多个基站或电信标区的信号在相同时间定时发送同一声音、数据，在终端对发送的数据流进行合成和复原的功能。结果，能够改善对于终端的电波传播环境。即使某数据流在无线网上丢失，也能以被称为“***时间modulo信号发送循环”的算法规定数据流的发送接收时刻，使在基站或电信标区间数据流的发送时刻不产生偏差。由于数据流全体的发送周期以各数据流的发送所需时间的合计值来规定，所以信号发送循环因数据流的追加或删除而动态改变。由于信号发送循环改变的话接收发送时刻变化，因此在终端不能够复原发送中的数据流，不得不以ECB单位丢弃从基站(或电信标区)发送的数据、声音。即，在现有技术中，由于因某数据流的追加或删除发送循环被改变，所以在数据流的追加或删除前后，影响到全部的发送的数据流。在多点通信中，由于在多个基站或电信标区间同步发送相同的数据流，所以发送时刻变更影响到其他的基站。因此，在某个基站(或电信标区)数据流的追加或删除发生时所有的使用者视听中的内容被中断一定时间。
本发明提供一种实现在无线通信***中，即使追加或删除数据流也能使从无线基站发送的数据流在无线终端可靠地复原的通信控制的装置。
为了解决上述课题，本发明的无线通信装置，其与和无线终端进行无线通信的多个基站连接，该无线通信装置特征在于，具备：存储为求出上述基站应该发送到上述无线终端的通信信息的发送所需时间所需要的信息的第1存储部；把上述基站通过广播将多个通信信息发送到上述多个无线终端的循环作为固定值存储的第2存储部；接收来自上述多个基站的某一个的上述通信信息的分配要求的信号接收部；基于在上述信号接收部接收到的上述分配要求和上述第1存储部的信息，求出上述通信信息的发送所需时间，同时求出在固定的循环内发送上述通信信息的时刻的处理部；将存储在所述第2存储部中的固定值的循环、通过上述处理部求出的上述通信信息的发送所需时间和发送时刻的信息发送到上述基站的信号发送部。
附图说明
图1是展示应用了本发明的无线通信***1的结构的图。
图2是展示对每个发送到无线终端100-i的声音、数据给与错误订正符号的方块的图。
图3是展示内容发送服务器104的结构的方块图。
图4是展示内容保存数据库302的结构的图。
图5是展示通信控制装置102的结构的方块图。
图6是展示在通信控制装置102上具备的数据库512的结构的图。
图7是展示在通信控制装置102上具备的数据流管理表513的结构的图。
图8是展示基站101-i的结构的方块图。
图9是展示在基站101-i上具备的控制信息管理表812的结构的图。
图10是通信控制装置102中求出发送数据流的时刻的流程图。
图11同样是通信控制装置102中求出发送数据流的时刻的流程图。
图12是展示应用了本发明的无线通信***1的动作的顺序的图。
图13同样是展示应用了本发明的无线通信***1的动作的顺序的图。
图14同样是展示应用了本发明的无线通信***1的动作的顺序的图。
图15同样是展示应用了本发明的无线通信***1的动作的顺序的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[实施例1]
图1是展示应用了本发明的无线通信***1的结构的图。无线通信***1由多个无线终端100-i(i＝1～3)、可以与这些无线终端连接的多个基站101-i(i＝1～2)、与这些多个基站以及通信网103连接的通信控制装置102构成。内容发送服务器104连接在通信网103上。
这里，内容通信服务器104是以数据包的形式将声音、数据等内容(通信信息)发送到无线终端的服务器。以下，把来自内容发送服务器104发送的声音、数据等的块称为数据流。
通信控制装置102管理每个数据流的物理数据率、应用数据率，从该信息求出发送所需时间、发送时刻，与发送循环等信息一起发送到基站101-i。
基站101-i将从通信控制装置102发送的数据流的发送循环、发送所需时间、发送时刻等信息包括在控制信息110中报告给无线终端100-i。另外，基站101-i基于上述发送循环、发送所需时间、发送时刻等控制信息来进行向无线终端100-i的数据流(通信信息)120的信号发送控制。另外，如图2所示，基站101-i产生对每个发送到无线终端100-i的声音、数据给与的错误订正符号的方块(200、201、202)，将其分割为以发送循环130发送的数据流单位并发送，数据流被广播并发送到无线终端100-i。
各无线终端100-i在从多个基站(101-1、101-2)所发送的数据流(ai、bi、…、ni)(例如，i＝1～9)之中合成希望的数据流，以块的单位复原。例如，无线终端100-1接收块A(图2)，对它进行复原。同样，无线终端100-2、100-3分别接收块B、C，对它们进行复原。
图3是展示内容发送服务器104的结构的方块图。内容发送服务器104具备：处理器300；保存处理器300执行的程序等的存储器301；保存用于发送给无线终端100-i的内容的内容保存数据库302；与通信网103连接的输入输出接口303。
图4是展示内容保存数据库302的结构的图。在内容保存数据库302中，用于识别内容的数据流ID和内容(电影、音乐等)相对应并存储起来。处理器300从内容保存数据库302读取出数据流ID和相当的内容，将它们数据包化，经由输入输出接口303发送到通信网103。
图5展示的是通信控制装置102的结构的图。通信控制装置102具备：与基站101-i连接的线路接口部500、与通信网103连接的线路接口部501、与线路接口500、501连接的呼叫处理部502、与呼叫处理部502连接的装置控制部503。
在这里，线路接口部501、502进行与各基站101-i、通信网103的数据包的信号接收和发送。呼叫处理部502具备处理器510；存储处理器510运行的程序等的存储器511；存储数据流的信号发送率等的数据库512；存储数据流的信号发送时刻等的数据流管理表513。在本实施例中，处理器510求出包含在来自内容发送服务器104的数据包中的数据流ID和来自数据库512的数据流的信号发送时刻等，控制将该信息发送到基站101-i的同时登录到数据流管理表513中。装置控制部503综合控制通信控制装置102整体。还有，线路接口部500也可以根据所连接的基站数具备多个。
图6是展示通信控制装置102具备的数据库512的结构的图。在数据库512中使数据流ID601、基站101-i将数据流发送到无线终端100-i时的无线上的物理数据率602、无线终端100-i上的应用要求的数据率603对应起来并存储起来。
图7是展示通信控制装置102所具备的数据流管理表513的结构的图。
在数据流管理表513中使用于识别数据流的数据流ID701、信号发送时段数702、信号发送时刻703(分割打头时段)、信号发送循环704对应起来并存储起来。
在这里，信号发送时段数702表示数据流的长度(length)，以时段数规定。信号发送时刻703表示发送数据流的时刻，在将数据流分割成时段时，以打头时段的位置来规定从哪分割。信号发送循环704表示发送被分割的各数据流的循环(固定值)，以时段数规定。该信号发送循环704从与数据流的发送率的延迟的关系决定，预先设定在数据流管理表513中。
图8展示的是基站101-i的结构的方块图。基站101-i具备：多个天线800-i(i＝1～3)、与各天线800-i连接的无线模拟部801-i(i＝1～3)、与这些无线模拟部810-i连接的数字信号处理器802，与数字信号处理部802连接的线路接口803、与数字信号处理部802以及线路接口部803连接的呼叫处理部804、与呼叫处理部804连接的基站控制部805。线路接口部803还与通信控制装置102连接。
在这里，无线模拟部801-i将经由天线800-i接收到的来自无线终端100-i的模拟信号变换成数字信号，输出到数字信号处理部802。另外，无线模拟部801-i将从数字信号处理部802接收到的数字信号变换成模拟信号，经由天线800-i发送到无线终端100-i。数字信号处理部802进行对来自无线模拟部800-i的信号的解调和向无线终端100-i的信号的调制。线路接口部803进行和通信控制装置102的数据包的发送接收。呼叫处理部804具备处理器810、存储处理器810执行的程序等的存储器811、对报告给无线终端的控制信息进行管理的控制信息管理表812。还有，处理器810具备计时器820。该计时器820用于在处理器810没有接收到来自无线终端100-i的规定时间数据流视听要求的场合将该数据流的删除要求发送给基站控制装置102。在控制信息管理表812中保存了从通信控制装置102发送的数据流的信号发送时刻等信息。处理器810把该信息作为控制信息发送到无线终端100-i。虽然未图示出，在无线终端把来自基站报告的信息存储到在自己终端配备的存储器中。控制信息的发送循环与数据流的信号发送循环同步(式(1))。
1个控制信息的信号发送循环＝n(自然数)×(1个数据流的信号发送循环) (式1)
不与基站进行通信的无线终端在使基站间手动断路的情况下，将存储在存储器中的手动断路前的来自基站所报告的信息更新成手动断路后来自基站所报告的信息。无线终端在不与基站进行通信时，为了抑制自己终端的电池消耗量而转到睡眠模式。睡眠模式中由于5秒左右启动一次，所以在报告信息的信号发送循环和数据流的信号发送循环为非同步的场合，接收到报告信息后直到视听数据流产生最大一个循环的延迟。因此，通过使报告信息的信号发送循环和数据流的信号发送循环同步化，就能够回避产生延迟的问题。
还有，处理器810基于该数据流的信号发送时刻等信息来对数据流向无线终端100-i的信号发送进行控制。基站控制部805综合控制基站101-i整体。
图9是展示基站101-i所具备的控制信息管理表812的结构的图。在该控制信息管理表812中，使从通信控制装置102发送的、用于识别数据流的数据流ID901、物理数据率902、信号发送时段数903、信号发送时刻904(分配打头时段)、信号发送循环905对应起来并存储起来。
在这里，物理数据率902表示数据流的信号发送率。信号发送时段数903表示数据流的长度(length)，以时段数来规定。信号发送时刻904表示发送数据流的时刻，在把数据流分割成时段时，由打头时段的位置规定从哪分割。信号发送循环905表示发送被分割的各数据流的循环，由时段数来规定。
图10和图11是求出通信控制装置102中发送数据流的时刻的流程图。在配备在通信控制装置102上的数据流管理表513中设定了预先求出的信号发送循环值。
通信控制装置102内的处理器510判断数据流是否变更(步骤1001)。处理器510在数据流有变更时，判断那是数据流的删除要求还是数据流的追加(新分配)要求(步骤1002)。处理器510在有数据流的删除的要求的话，就从数据流管理表513中删除该数据流的信息(步骤1003)。另外，处理器510将停止该数据流发送的要求发送到内容发送服务器104(步骤1004)。接着，处理器510决定并修改既存的数据流的发送时刻(步骤1005)。这时，处理器510为了有效利用空的时段，决定既存的数据流的发送时刻以根据需要使空的时段集中到信号发送循环的最后。即，使用数据流被删除了的时间其他的基站不发送数据流的话，进行数据流的前移处理。另外，数据流全体被删除的场合，或者被删除的数据流是一个信号发送循环的最后数据流的场合，发送时刻不改变。其次，处理器510在决定既存数据流的发送时刻时，其发送时刻有变更的话，就更新数据流管理表513(步骤1006)，还有，把既存的数据流的信息(数据流ID、物理数据率、发送时段数、发送时刻、信号发送循环)发送到基站101-i(步骤1007)。
还有，在步骤1002，处理器510在有追加数据流的要求时，就基于包括在该追加要求中的数据流ID检索数据库512(步骤1111)，从该物理数据率和应用数据率计算在一个信号发送循环内为发送该数据流所需要的发送时段数(步骤1112)。其次，处理器510通过下述(式2)判断一个信号发送循环内是否可以发送该数据流(步骤1113)。
既存数据流的发送时段数+追加数据流的发送时段数≦信号发送循环(式2)
处理器510利用(式2)，假如既存数据流的发送时段数和追加数据流的发送时段数之和小于信号发送循环的值的话，决定追加数据流的发送时刻(步骤1114)，将该数据流的信息(数据流ID、物理数据率、发送时段数、发送时刻、信号发送循环)追加到数据流管理表中(步骤1115)。另外，对数据流的追加的必要条件是，如(式2)所示，在一个发送循环内还可分配追加数据流，并且分配追加数据流的时间带必须是在基站间同步的某个时间带。还有，处理器510将该数据流的信息发送到基站101-i(步骤1116)。还有，在步骤1113，既存数据流的发送时段数和追加数据流的发送时段数之和大于信号发送循环的值的话，处理器510拒绝追加该数据流(步骤1117)。
图12～图15是展示应用了本发明的无线通信***1的动作的顺序图。另外，为了说明上的方便，使3[时段]＝5[ms](1[时段]
Figure C200410088490D0010093403QIETU
1.67[ms])。数据流的信号发送循环为每个48[时段]，预先设定在通信控制装置102内的数据流管理表513中。在本实施例中，有关数据流1、2、3，将各无线终端和基站之间的无线上的物理数据率和无线终端上的应用的要求的总通过量登录到通信控制装置102内的数据库512中(图6)。
在这里，614.4k[bit/s]是以1时段发送1024bit时的数据率，307.2k[bit/s]是以2[时段]发送1024bit时的数据率，76.8k[bit/s]是以8[时段]发送1024bit时的数据率。还有，为了说明简单，从基站发送的数据假定为没有赋予符号化部、管理开销等的原始数据的块。还有，设最初为来自各基站101-i的数据流都没有被发送的状态。
首先，例如，无线终端100-i定期地将数据流1的视听要求发送到基站101-i(1201)。
基站101-i接收到该数据流1的视听要求时，将数据流1的分配要求发送给通信控制装置102(1202)。
通信控制装置102接收到数据流1的分配要求时，基于包括在该要求中的数据流ID(1)检索数据库512(1203)，从适当的物理数据率(614.4[kbps])和应用数据率(150[kbps])计算出在一个信号发送循环(48[时段])内为发送该数据流的最低限的必要的发送时段数(12[时段])(1204)。其次，通信控制装置102利用上述(式2)判断在1个信号发送循环(48[时段])内能否发送数据流1。在这里，由于满足(式2)的条件，所以决定将数据流1的发送时刻从1个信号发送循环(48[时段])内的打头时段分配到12时段(1205)。其次，通信控制装置102将数据流ID(1)、发送时段数(12[时段])、发送时刻(0[时段])、信号发送循环(48[时段])的各信息追加到数据流管理表中(1206)(图7)，并且，将这些信息和物理数据率的信息(614.4[kbps])发送到基站101-i(1207)。
基站101-i接收到这些信息后，追加到控制信息管理表812中(1208)(图9)。然后，基站101-i设定数据流管理计时器820(1301)(图13)、将接收到的上述信息作为控制信息以规定的周期发送给无线终端100-i(1302)。然后，各基站101-i进行用于基于上述信息将来自内容发送服务器104的数据流1通过广播发送给多个无线终端100-i的调度，与控制信息的发送循环同步取数据流1发送给无线终端100-i(1303)。基站101-i重复进行将数据流1发送12[时段]，36[时段]的数据(空的)不发送这样的信号发送。
无线终端100-i以接收到的控制信息为基础，合成并复原从多个基站101-i报告的数据流。
然后，例如，使无线终端100-i将数据流2的视听要求发送给基站101-i(1304)。该场合，与1202-1208(图12)、1301、1302相同，分配数据流2。如图7所示，为发送数据流2最低限所需的发送时段数为10[时段]、发送时刻[分配打头时段]为12[时段]。还有，由于从一个发送循环内的打头时段(0)分配数据流1来发送，所以分配数据流1后马上将数据流2分配10[时段]。从基站101-i发送的数据流的状态表示在1350。基站101-i重复进行将数据流1发送12[时段]，将数据流2发送10[时段]，26[时段]不发送数据(空的)这样的发送。
无线终端100-i在发送数据流3的视听要求的场合也和1202-1208(图12)、1301、1302(图13)同样，数据流3被分配。如图7所示，为发送数据流3的最低限必要的发送时段数为8[时段]、发送时刻(分配打头时段)为22[时段]。还有，该场合，由于无线上的物理数据率为76.8[kbps]应用的要求数据率为5[kbps]，所以计算上，发送时段数为最低4[时段]。但是，由于无线上的物理数据率为76.8[kbps]被规定为以8[时段]发送1024[bit]的场合的数据率，所以分配的时段数必须是8的倍数。因此，最低时段数不是4[时段]，而是8[时段]。还有，在1个信号发送循环内，由于从打头时段(0)分配数据流1、2来发送，所以分配数据流2后马上将数据流3分配8[时段]。从基站101-i发送的数据流的状态表示在1450(图14)。基站101-i重复进行将数据流1发送12[时段]，将数据流2发送10[时段]，将数据流3发送8[时段]，16[时段]不发送数据(空)这样的发送。
其次，基站101-i没在通过数据流管理计时器820设定的时间接收来自无线终端100-i的数据流1的视听要求的场合(1501)，判断无线基站自身覆盖的区域没有视听数据流1的无线终端，对通信控制装置102发送删除数据流1的要求(1502)。
通信控制装置102接收到删除数据流1的要求时，在确认其它基站没有发送数据流1后，删除来自数据流管理表513的数据流1的信息(1503)。还有，通信控制装置102对内容发送服务器104发送数据流1的停止发送请求(1504)。然后，通信控制装置102决定既存数据流2、3的发送时刻(1505)，更新数据流管理表513(1506)。在这里，由于没有从打头时段分配的数据流1，所以在一个发送循环内使数据流2、3的分配位置前移。还有，通信控制装置102对基站101-i发送数据流2、3的信息(数据流ID、物理数据率、发送时段数、发送时刻、发送循环)(1507)。
基站101-i接收数据流2、3的信息后，更新控制信息管理表512(1508)。还有，将数据流2、3的信息作为控制信息以规定的周期发送给无线终端100-i(1509)。其次，基站101-i基于上述信息进行用于将来自内容发送服务器104的数据流2、3通过广播发送给多个无线终端100-i的调度，与控制信息的发送循环同步把数据流2、3发送给无线终端100-i(1510)。
无线终端100-i以接收到的控制信息为基础，合成并复原来自多个基站101-i报告的数据流。
如上上述，采用本发明，由于以预先决定的一定的循环发送应该发送到无线终端上的通信信息，所以可以可靠地在无线终端上复原从无线基站发送的数据流。
还有，在实施例1中，以时段数规定了发送时段数、发送时刻、发送循环的各参数(图7、9)，但也可以用时间来规定。
还有，在实施例1中在基站101-i配备了数据流监视计时器，但也可以在通信控制装置102上配备。
还有，在实施例1中，通过通信控制装置102求出数据流的发送时段数、发送时刻等参数，但也可以在各基站设置数据库512、数据流管理表513，各基站求出这些参数。
[实施例2]
在上述实施例1中，设定发送循环参数来进行控制，但也可以将各数据流的发送所需时间全部固定为以标准规定的数据率每个发送所需时间的最小公倍数值γ来回避问题。
通过把1个循环内的数据流的发送所需时间固定为以标准规定的数据率每个发送所需时间的最小公倍数值γ可以把以标准规定的全部数据率的数据流分配给这个时间。γ的值作为参数，在无线基站或通信控制装置上设定。
还有，将在一个循环发送了什么数据流规定为最大数据流容许数η的参数，同样地设定，通过这两个参数，数据流的发送循环为“γ×最大数据流容许数η”。
采用本实施例，在数据流的追加或删除的前后也可以固定地保持发送循环，通过数据流的追加或删除发送循环变化可以避免影响到其它数据流的问题。

Claims (2)

1.一种无线通信装置，其与和无线终端进行无线通信的多个基站连接，其特征在于，具备：
存储为求出上述基站应该发送到上述无线终端的通信信息的发送所需时间所需要的信息的第1存储部；
把上述基站通过广播将多个通信信息发送到上述多个无线终端的循环作为固定值存储的第2存储部；
接收来自上述多个基站的某一个的上述通信信息的分配要求的信号接收部；
基于在上述信号接收部接收到的上述分配要求和上述第1存储部的信息，求出上述通信信息的发送所需时间，同时求出在固定的循环内发送上述通信信息的时刻的处理部；
将存储在所述第2存储部中的固定值的循环、通过上述处理部求出的上述通信信息的发送所需时间和发送时刻的信息发送到上述基站的信号发送部。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，上述信号发送部在不需要向上述多个无线终端发送任何应该发送的多个通信信息时，可以变更上述信号发送中的通信信息的发送时刻以使在该通信信息后从上述不需要通信的通信信息的发送时刻位置依次发送信号发送中的通信信息。
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