用于经由无线通信网络发射多个多播通信的方法和设备 【技术领域】
本发明涉及无线电信系统中的通信，且更特定来说，涉及无线电信系统中的多个多播通信。
背景技术
在无线电信系统中，即按即说(PTT)能力正变得受服务部门和消费者欢迎。PTT可支持“分派”语音服务，其经由例如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和全球移动通信系统(GSM)等标准商用无线基础结构而操作。在分派模型中，端点(最终用户装置)之间的通信在虚拟群组内发生，其中一个“说话者”的语音被发射到一个或一个以上“收听者”。这种类型的通信的单个例子通常被称为分派呼叫，或简称为PTT呼叫。PTT呼叫是群组的示例，其界定呼叫的特性。群组本质上由成员列表和相关联信息(例如群组名称或群组识别)界定。在没有无线多播信道的情况下，每一群组由每一端点之间的单独点对点连接的组合形成，且PTT服务器管理呼叫。每一端点还称为客户端。或者，当群组减少到两个成员且PTT呼叫是从一个成员到另一成员时，PTT呼叫将为这两个成员之间的直接呼叫。
图1说明支持PTT通信的现有技术架构100。所述架构包含结合运营商的CDMA基础结构和包数据网络部署单个PTT服务器区。PTT服务器的每一区在运营商包数据网络的特定部分上部署。区内的PTT服务器可为运营商网络中的一个或一个以上包数据服务节点(PDSN)之间的路由业务。支持PTT特征的通信装置102与基站(BS)104通信。每一BS 104可与一个或一个以上基站收发器(BTS)114通信。基站104与高速网络106通信，且从通信装置102接收的PTT通信经由基站104和网络106发送到包数据服务节点(PDSN)。PDSN与高速网络106和PTT服务器的网络108通信，网络108连接到PTT网络110。PDSN将PTT通信转发到PTT网络110中的PTT服务器112。
PTT服务器112处置PTT群组的成员之间的PTT通信。PTT服务器112从一个成员接收PTT通信且将其转发到PTT群组的所有成员。PTT通信通常是作为数据包从网络110接收，且由PTT服务器112发出的PTT通信也呈数据包格式。包数据服务节点(PDSN)和连接基站(BS)104随后经由BTS 114建立专用业务信道以将PTT通信发射到接收移动客户端(PTT成员)102。
图2说明连接到BS 104且在其覆盖区域(若干无线装置102位于其中)中发射无线电信号的通信塔202。BS 104发射以两个无线装置102为目的地的PTT呼叫。当用户发起目的地为PTT群组的若干成员的PTT呼叫时，PTT服务器112确定每一成员的位置，且将PTT呼叫转发到每一成员。当PTT呼叫的两个接收成员由单个BS 104服务时，BS 104建立到达每一无线装置的一个通信信道。如果存在到达同一小区中另一PTT群组的成员的另一传入的PTT通信，那么BS 104需要分配资源且建立到达其它接收PTT成员中的每一者的额外业务信道。
为每一PTT通信分配资源且建立业务信道以支持每一PTT通信是PTT通信系统的重要部分。期望具有可容易且有效地管理资源以支持多个PTT呼叫的PTT通信系统。
【发明内容】
本文描述的设备和方法实现经由无线通信网络通过虚拟多播信道进行多个多播通信。在一个实施例中，提供一种用于经由无线通信网络发射多个多播通信的方法。所述方法包含：根据预定义算法在基站处分配多个发射时隙用于多播通信；在所述基站处从服务器接收多个多播通信；根据预定算法为每一多播通信指派预定数目的发射时隙；以及在多播信道内经由所述预定数目的发射时隙将每一多播通信发射到多个无线装置。
在另一实施例中，提供一种用于经由无线通信网络在单个多播信道上发射多个多播通信的设备。所述设备包含：网络接口单元，其用于从服务器接收多播通信；无线电接口单元，其能够建立到多个无线通信装置的多播通信；以及控制器。每一多播通信是经由多个发射时隙而广播的，且控制器单元能够根据预定义算法将预定数目的发射时隙指派给每一多播通信。
在审阅下文陈述的附图说明、具体实施方式和所附的权利要求书之后将明了本发明的其它优点和特征。
【附图说明】
图1是无线通信网络的现有技术架构。
图2是支持到多个无线通信装置的PTT呼叫的现有技术基站。
图3说明支持到多个无线通信装置的多播PTT呼叫的基站的实施例。
图4说明支持到多个无线通信装置地多个多播PTT呼叫的基站。
图5是支持本发明的基站的框图。
图6是根据本发明的基站过程的流程图。
【具体实施方式】
在此描述中，术语“通信装置”、“无线装置”、“无线通信装置”、“PTT通信装置”、“手持式装置”、“移动装置”、“移动客户端”、“最终用户装置”和“手持机”可互换使用。术语“呼叫”和“通信”也可互换使用，术语“基站”和“基站服务器”也是如此。如本文使用的术语“应用程序”既定涵盖可执行和不可执行的软件文件、原始数据、集合数据、修补程序和其它代码段。术语“示范性”意味着所揭示的元件或实施例仅是实例，且不指示用户的任何偏好。此外，在几张图中相同标号始终指代相同元件，且冠词“一”和“所述”包含复数参考，除非所述描述中另外指定。
在总体上，系统和方法实现用于多播通信的有效且灵活的带宽使用。多播通信由广播多播服务(BCMCS)支持。BCMCS允许宽带无线网络的经优化使用以用于将BCMCS内容流递送到操作者网络的一个或一个以上区中的一个或一个以上终端。对个别地将视频内容发送到订户(例如，按需视频)的单播进行补充，BCMCS提供从单个源同时到多个用户的多媒体内容发射。不同于作为多媒体数据的一对一发射的单播，BCMCS通过在单个虚拟发射中将多媒体内容推送到扇区中的所有终端而有效利用空中接口和网络资源，从而减少递送内容的成本。服务提供商不必将整个载波专用于多播。通过BCMCS，单播和多播可共存，从而使得服务提供商能够在事件或编程委托(例如，现场体育事件)时进行多播，且随后在不活动周期期间使用载波用于单播服务。在多播期间，将相同的多媒体内容发送到位于多个扇区中的用户。
BCMCS可支持PTT通信。PTT通信大体上是音频通信；然而，数据和视频也可在PTT通信期间广播。为了更好地支持PTT多播通信，BS 104可保留用于PTT多播通信的时隙，且向PTT服务器112提供PTT多播信道编号。当用户将其无线装置102通电时，无线装置102与BS 104交换消息，且无线装置102向BS 104和PTT服务器112进行注册。在无线装置通电之后，无线装置监视由BS 104广播的开销消息。开销消息包含关于多播信道的信息，例如时隙、数据速率、信道编号等。对于具有多播功能的无线装置，PTT服务器112将PTT多播信道编号发送到无线装置102。通过收听来自BS 104的开销消息，无线装置102了解用于PTT多播信道的时隙、数据速率、信道编号等。当PTT用户(发源者)准备好进行PTT通信时，在无线装置102上按下PTT激活按钮，且因此做出PTT请求。响应于无线装置102上的PTT请求，发源无线装置102将呼叫请求发送到PTT服务器112。此呼叫请求也称为PTT分派程序。PTT服务器112接收呼叫请求且处理呼叫请求。呼叫请求处理包含识别PTT用户、识别PTT用户所属的PTT群组、识别此PTT群组的成员以及准备待发送到PTT群组的每一成员的通告呼叫消息。
在PTT服务器112发送通告呼叫消息之后，每一通告呼叫消息由PDSN接收且由PDSN转发到BS 104。BS 104将通告呼叫消息广播到目标接收器102。如果作为目标接收器102的移动客户端可用，那么移动客户端102将接受呼叫消息发送回到PTT服务器112。在从至少一个移动客户端102接收到接受呼叫消息之后，PTT服务器112将话语权授予消息发送回到发源移动客户端102。在发源者的PTT通信群组中可存在一个以上目标用户102，且PTT服务器112在存在至少一个目标移动客户端102可用的情况下将话语权授予发源者。在接收到话语权授予消息之后，请求PTT的移动客户端(发源无线装置)102可随后进行PTT通信。
图3是支持对两个无线装置402、404的多播通信的BS 104的说明。当PTT群组的成员使用其无线装置102向其PTT群组的其它成员进行PTT呼叫时，PTT服务器112接收PTT通信且确定两个成员位于同一地理区域中且由同一BS 104服务。PTT服务器112确定可使用多播呼叫来将PTT呼叫发射到这两个接收者402、404。随后可经由多播信道发射多播呼叫。多播信道通常是在特定地理区域中存在一个以上接收者时使用。因此，替代于建立多个单播呼叫(每一接收者一个)，可通过在通信链路中建立时隙服务而建立至少一个多播呼叫，BS 104从用于PTT呼叫的PTT多播信道分配一组时隙(也称为发射时隙)，且目标无线装置402、404两者调谐到所述PTT多播信道。还必须为具有多播功能的装置的无线装置402、404大体上需要在接收到通告消息之后监视PTT多播信道中的所有时隙。通常，无线装置402、404丢弃不属于引导到此无线装置的呼叫的所有包。举例来说，无线装置402、404可经由每一包中嵌入的多播IP地址与端口编号来识别包。无线装置402、404可从通告消息或来自PTT服务器112的任何其它消息中了解用于呼叫的多播IP地址与端口。
图4说明支持广播到两个不同PTT群组的成员的两个PTT呼叫的BS 104。如果属于第一PTT群组的用户向第二群组的成员进行PTT群组呼叫，那么第一PTT群组用户从PTT服务器112请求且接收话语权授予，且恰如同发源用户那样发送PTT消息。PTT服务器112接收PTT消息且识别第二群组的PTT成员。PTT服务器112确定可使用另一多播呼叫且将多播呼叫相关信息连同关于目标PTT成员502、504的信息一起发送到BS 104。BS 104经由控制信道将通知发送到目标PTT成员502、504，且随后开始通过从为此第二多播呼叫分配的PTT多播信道中分配时隙而发射PTT通信。无线装置502、504将随后监视PTT多播信道以查看所述PTT通信。
图5说明BS 104的框图600。BS 104经由网络接口604从PTT服务器112接收与音频和数据呼叫相关的信息，且经由无线电接口606将所接收信息作为无线电信号发射到无线通信装置。BS 104还从无线通信装置接收通信且将其发射到远程服务器。到无线通信装置的通信的发射是经由无线电信号进行的，且无线电信号是在多个时隙中发射的。这些时隙是BS 104中的控制器610指派给每一通信的资源。
由于无线通信装置大体上收听PTT多播信道中的所有时隙(无线通信装置可例如基于多播IP地址与端口而过滤掉不属于其呼叫的所有包)，因此BS 104可根据媒体包的到达时间而动态分配时隙以确保最小延迟。另外，BS 104可基于BS 104负载而针对此呼叫动态调整带宽。
BS 104具有可指派给所有通信的有限数目的资源(时隙)，所述通信包含PTT呼叫、正常无线电话呼叫、数据通信等。有效使用这些资源的一种方式是分配预定数目的时隙用于处置多播通信。举例来说，如果需要N个时隙用于处置一个多播通信，那么控制器610可分配10×N用于处置多播通信。当不存在多播通信时，控制器610可使用这些时隙用于处置其它类型的通信。当多播通信到达时，则将N个时隙指派给此多播通信。当第二多播通信到达时，则将第二组N个时隙指派给此第二多播通信，以此类推。举例来说，当第十一多播通信到达且控制器610没有更多的预分配时隙时，则控制器610可拒绝此第十一多播通信，或者可从其一般资源池分配额外的时隙(如果其可用的话)。此方案确保每一多播通信具有恒定质量。由本发明提供的优点在于发射媒体包的延迟得到减少，因为BS 104能够基于媒体包的到达时间而分配时隙。
有效处置资源的另一方式是分配预定数目的时隙且随后在所有多播通信间使用所述时隙。举例来说，如果指派10×N个时隙用于处置多播通信且仅存在一个多播通信，那么使用所有10×N个时隙用于处置此多播通信。如果第二多播通信到达，那么控制器610在这两个多播通信间划分10×N个时隙，每一者具有5×N个时隙。如果第三多播通信到达，那么控制器610指派3.3×N个时隙给每一多播通信。服务器继续在所有多播呼叫间分割资源，直到指派给每一多播呼叫的资源达到预定义最小值为止，且随后服务器拒绝额外的多播呼叫。此方案确保处置所有传入的多播通信，但当存在较少的同时多播通信时性能最佳。
也可使用其它方法，例如上文描述的算法的组合。举例来说，在支付额外费用后，一PTT群组可获得特殊状态且被指派比其它PTT群组高的优先级。当接收到来自此高优先级PTT群组的PTT通信时，控制器610将预定义数目N的时隙指派给此PTT通信。如果随后接收到来自常规PTT群组的两个PTT通信，那么控制器在这两个常规PTT群组之间划分剩余的时隙，每一者接收(总时隙-N)/2个时隙，而不会影响高优先级PTT群组。如果在所有三个PTT通信仍在进行时接收到来自第二PTT高优先级群组的另一PTT通信，那么控制器610将另一预定义数目N的时隙指派给此第二高优先级PTT通信。因此所述两个常规PTT通信中的每一者将被指派(总时隙-2N)/2个时隙。如果再稍后来自常规客户端的第三PTT通信到达，那么控制器610将重新指派资源，使得每一高优先级PTT通信接收到N个时隙，且每一常规PTT通信接收到(总时隙-2N)/3个时隙。此算法确保针对高支付客户端的稳定质量，同时仍为常规客户端提供服务。
图6说明可在BS 104中使用的过程700的流程图。在框702中，BS 104分配特定数目的时隙以供多播通信使用。可基于先前提出的算法来分配这些时隙。在框704处，BS 104检查是否有任何传入的多播呼叫。如果没有传入的多播呼叫，那么过程700沿着否(NO)分支前进到框716，其中BS 104检查多播通信是否恰好已结束。如果没有多播通信已结束，那么过程700沿着否分支前进回到704，其中BS 104简单地继续监视以查看传入的多播通信。然而，如果多播通信已结束，那么过程700沿着是(YES)分支前进到框718，其中BS 104将时隙重新指派给新的传入多播通信或一般资源池。过程700随后前进回到框704，其中BS 104继续监视以查看传入的多播通信。
返回到框704，如果存在传入的多播呼叫，那么过程700沿着是分支前进到框706，其中BS 104检查是否存在任何可用的时隙。如果不存在可用的时隙用于传入的多播呼叫，那么过程700沿着否分支前进到框714，其中BS 104开始错误处理例行程序，其可涉及将消息发射回到服务器。然而，如果存在可用的时隙，那么过程700沿着是分支前进到框708。在框708中，BS 104将通知发送到目标无线装置。目标无线装置接收通知且调谐到适当的多播信道。在框710处，BS 104根据预定义算法将某一数目的时隙指派给多播信道。可使用上文论述的算法中的任一者或组合。在框712处，BS 104在适当的多播信道上广播多播通信。过程700随后前进以监视以查看更多的传入多播通信。
在操作中，当用户约翰(John)希望使用他的配备有PTT特征的无线装置来与他的员工通信时，约翰激活他的无线装置。无线装置向PTT服务器112发送话语权请求。PTT服务器112接收请求，验证没有其它用户具有话语权，且将话语权授予约翰。授予消息由约翰的无线装置102接收且约翰可随后对着他的无线装置102说话。无线装置将约翰的消息发射到PTT服务器112。PTT服务器112接收来自约翰的PTT消息，且识别他的PTT群组的成员。PTT服务器112检测到两个目标接收器402、404由一个单个BS 104服务，且随后以用于多播呼叫的指令将PTT消息发射到BS 104。
BS 104已留出特定带宽(时隙)用于处置多播呼叫，且将把必要的带宽指派给每一传入多播呼叫。在接收到来自PTT服务器112的PTT消息之后，BS 104验证其具有充足的带宽来处置新的多播呼叫。在验证存在足够资源来处置新的多播呼叫之后，BS 104将通知目标接收器402、404关于PTT消息，且在PTT多播信道上广播PTT消息。目标无线装置402、404将随后调谐到PTT多播信道且接收PTT消息。在广播PTT消息之后，BS 104将为其它传入多播呼叫重新指派带宽。
虽然当前实施例是在上文中在PTT环境中描述的，但本发明不限于PTT通信。在较广义的意义上，系统和方法通过支持多个多播通信的BS 104而优化带宽利用。鉴于方法可在无线服务提供商的计算机装置上执行，所述方法可由驻存在计算机可读媒体中的程序执行，其中所述程序引导具有计算机平台的服务器或其它计算机装置执行所述方法的步骤。计算机可读媒体可为服务器的存储器，或可在连接性数据库中。此外，计算机可读媒体可在可加载到无线通信装置计算机平台上的次级存储媒体中，例如磁盘或磁带、光盘、硬盘、快闪存储器或此项技术中已知的其它存储媒体。
在图3到6的上下文中，当前实施例可例如由无线网络的操作部分(例如无线通信装置或服务器)实施以执行机器可读指令序列。虽然过程是按顺序说明的，但所述方法可以不同的顺序实施或实施为事件驱动的过程。指令可驻存在各种类型的信号承载或数据存储初级、次级或三级媒体中。媒体可包括例如可由无线网络的组件存取或驻存在其中的RAM(未图示)。无论是包含在RAM、磁盘还是其它次级存储媒体中，指令均可存储在多种机器可读数据存储媒体上，例如DASD存储装置(例如，常规的“硬盘驱动器”或RAID阵列)、磁带、电子只读存储器(例如，ROM、EPROM或EEPROM)、快闪存储器卡、光学存储装置(例如，CD-ROM、WORM、DVD、数字光带)、纸“穿孔”卡或包含数字和模拟传输媒体的其它合适的数据存储媒体。
虽然已参考本发明优选实施例特定展示且描述了当前实施例，但所属领域的技术人员将了解，在不脱离如所附权利要求书中陈述的本发明的精神和范围的情况下，可做出各种形式和细节上的改变。举例来说，上文的描述是基于音频PTT通信，应了解，设备、系统和方法可容易经修改以支持其它类型的媒体，例如视频、数据等。此外，虽然可以单数形式描述或主张本发明的元件，但也预期复数形式，除非明确陈述限于单数形式。