用于在监管区域改变期间维持服务质量的方法和装置

摘要

公开了能够广泛适用于许多无线通信链路的、用于优化监管区域改变期间的新合法信道的选择并且用于在基础物理链路改变期间改善用户体验的机制。应用包括蜂窝网络、WLAN、WPAN、无线USB、用于蓝牙的高速信道和WiMedia的其它用途以及使用大量时域和/或频域分离技术来在给定的RF频谱部分中创建多个信道的广泛的无线技术，其中不存在对于RF频谱使用的全球协定。差异可能涉及许可频率范围、许可功率水平、检测和/或避免其它无线技术的要求、室内/室外使用要求以及许多其它差异。所公开的实施例提供了一种利用会影响诸如可用带宽的信道特性的信道链路改变或者至少最小化该改变的影响的方法。

说明书

要求优先权

本申请要求2009年5月10日提交的、标题为“APPARATUS ANDMETHOD FOR MANAGING CHANNEL CHANGE AND MAINTAININGQUALITY OF SERVICE IN AN ULTRA WIDE BAND SYSTEM”的临时申请No.61/176,917的优先权，该临时申请被转让给本发明的受让人并且以引用方式将其明确并入本文。

技术领域

本文所述的方案涉及无线通信，并且更具体地，涉及在监管边界交叉期间维持无线通信服务质量。

背景技术

所有无线通信系统都必须在设备之间建立无线信道链路。信道具有许多特性影响到它们对于某些类型的数据的适用性，如带宽和延时。这些特性受到包括监管约束在内的因素的影响。一些通信标准对许可的信道特性没有世界范围的协定：每个国际监管区域可以规定本地合法的特性，例如，频率范围。在发射之前，设备可能需要知道它们当前的位置和监管区域，以防止以当地不合法的频率、功率水平或其它特性来进行广播。但是，在一些情况下，未采用向监管设备通知合法的发射频率的要求。当前，存在一些标准缺乏用于在监管边界交叉和/或监管区域改变时向设备警告其之前使用的信道已不再合法的机制。设备将仍然不知道它必须进行信道改变以满足新的本地监管要求，这还可能影响设备可用的带宽。

即使通过一些恰当的机制该设备知道了它正在使用的信道由于监管区域改变而不再合法，目前它必须简单地终止使用该信道。这可能导致负面的用户体验，例如，丢失视频或音频重放而没有任何说明。本公开描述了一种提供可以改善该情况的多种选项的技术。例如，使用下文所述的技术，该设备能够选择在新的监管区域中合法的不同信道。

不幸的是，在监管信道改变之后，信道特性的改变，如可用带宽的降低，可能负面地影响用户体验和服务质量。例如，用户设施可能具有支持20兆字节每秒(Mbs)的视频流的服务质量带宽要求。如果新的合法信道的带宽小于之前的信道的带宽，那么接收视频流的能力可能受到破坏。因此，在本领域中需要在监管区域改变期间优化新信道的选择，并且在影响可用带宽的基础物理链路发生改变期间通过维持服务质量来改善用户体验。

附图说明

下文将结合附图来描述所公开的方案，提供附图来说明而不是限制本公开的方案，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1显示了传统的监管区域改变传输的示例性总处理图；

图2显示了维持服务质量的监管区域改变传输的示例性总处理图；

图3是示出了维持服务质量的示例性监管区域改变传输的流程图；

图4是示出了用于在监管区域改变期间维持服务质量的示例性信道修改算法的流程图；

图5是示出了用于在监管区域改变期间维持服务质量的示例性信道修改算法的另一个方案的流程图；并且

图6是示出了能够在监管区域改变期间维持服务质量的示例性移动设备的方框图。

具体实施方式

本文所用的词语“示例性的”意味着“作为实例、例子或示例”。本文所述的任意“示例性的”实施例不一定被解释为优选于或者优于其它实施例。

本文所使用的术语“无线设备”是指无线通信设备，如手机、无线终端、用户设备、膝上电脑、高数据速率(HDR)用户站、接入终端或其它个人通信系统(PCS)设备。

本文使用术语“发射”来表示从当前设备辐射出一个场，而不一定暗示通信正在进行。

用于在监管区域改变期间优化新的合法信道的选择并且在基础物理链路发生改变期间改善用户体验的机制可广泛应用于许多无线通信链路，包括蜂窝网络、无线局域网(WLAN)和无线个域网WPAN。其它示例性的应用可以包括无线通用串行总线(USB)、用于蓝牙的交替高速信道、WiMedia的其它使用以及使用大量时域和/或频域分离技术来在给定的射频(RF)频谱部分中建立多个信道的广泛的无线技术。本发明可应用于在其中不存在对于RF频谱使用的全球协定的任意无线系统。差异可能涉及许可频率范围、许可功率水平、检测和/或避免其它无线技术的要求、室内/室外使用要求以及其它。所公开的实施例提供了一种利用会影响可用带宽或其它服务质量度量的信道链路改变或者至少最小化该改变的影响的方法。

当设备得知需要改变物理信道时，所公开的实施例使该设备以多种方式进行反应，提供更好的用户体验并且维持服务质量(QoS)，而不是简单忽略该事件。设备可以进行检查，以便通过估计其已接入的任意本地监管信息来查看允许什么样的新的信道，并且相应地进行反应。设备还可以预测新的合法信道的特性是否允许它维持其QoS要求，并且如果不允许则采取行动来解决带宽不足。反之，如果确定新的合法信道所具有的容量比其所需的容量更多，则设备可以调整它的信道预留，以便避免可用带宽的不必要的使用。

在一个方案中，设备可以进行轮询以查看是否发生了信道改变，或者可以被通知已发生了信道改变。在发现需要信道改变时，设备确定本地监管约束是否许可潜在的信道。如果否，那么设备立即开始尝试将该信道改变到一个合法的信道。信道改变计数或者其它优化算法防止不断重复不成功地来回改变信道。如果从禁止信道到一个合法信道的改变尝试不成功，那么设备必须终止该通信链路的使用。

假设新信道是合法的，那么设备估计它是否仍然满足其QoS要求。这包括将所预测的新的合法信道的特性与之前信道的特性进行比较。例如，如果所使用的频谱的量相同，那么容量可能相似，但是如果新的合法信道占用更少的频谱量，那么容量可能降低。如果所预测的带宽太小而不能满足QoS要求，那么设备可以尝试改变到具有可接受的容量的另一个信道，尝试增加它在当前合法信道中的频谱分配，或者使性能降级。如果新获得的信道是合法的并且预测带宽大于之前信道的带宽，那么设备可以再次协商它在该信道中的频谱分配，以降低所使用的介质的比例。这取消了不必要的频谱的分配以便给其它信道使用，从而提高了总效率。

图1示出了监管区域改变期间的传统设备传输100。占用监管区域A的无线设备102在区域A中的合法信道上进行传输。无线设备102的用户穿越监管区域边界进入监管区域B 104。无线设备102不知道监管约束改变并且继续以相同的、有可能不合法的方式进行传输，或者该发射设备知道监管约束改变并且突然中断任意不合法的传输，导致用户经历链路损失。

图2示出了在监管区域改变期间同时维持服务质量的设备传输的示例性总处理图200。占用监管区域A的无线设备102在区域A中的合法信道上进行传输。无线设备102的用户穿越监管区域边界进入监管区域B 104。一旦设备102得知本地监管信息改变，它尝试修改现有链路，使得其继续满足施加在其上的要求同时符合新的监管条件。用户可以继续使用任意当前活动的链路，并且可以完全未察觉该改变。如果不可能获得能够维持该用户之前的QoS的合法信道，那么将至少通过该设备警告用户并且评估该情况，而不是经历突然的全部服务丢失而没有任何说明。用户信道上的QoS要求的实例是该信道所携带的一个或多个通信链路的最小保证带宽，以及用于在这些链路上传递数据分组的最大可接受延时。当这些信道携带诸如流音频或视频的实时数据时，这尤其重要。数据的质量在某些限度之下时变得对用户来说不可接受。

维持QoS改善了图1中所示的传统监管区域改变传输，超越了简单的“服从新法”方案，达到了用户体验改善或者至少最小化了不利影响的方案。这包括将许可频谱使用特性的知识与用于相对于对信道的要求来估计性能的机制进行组合。可以找到比以前的条件更好的方案，或者可以确定一样好的方案。如果条件不允许以上任意一个，则降低对用户的不利影响，并且将只是终止链路作为最后的手段。例如，设备102操作在这样一种假设之下，即，用户将优选切换到较低分辨率的显示而不是完全丢失图像。

图3是示出了在监管区域改变传输期间同时维持服务质量的示例性设备的操作的流程图300。当需要发射时，执行新的检查来确定监管信息或约束是否发生改变。如果监管约束改变，则调用新的算法，该算法具有以下三个结果之一：由于当前信道仍然是许可的所以继续使用该信道，修改该信道以满足新的监管约束，或者由于没有合适的信道是被新的监管约束所许可的而终止该信道。

在步骤302，通过无线设备来打开能够支持用户QoS的发射信道。控制流前进到步骤304。

在步骤304，无线设备确定是否需要传输。如果不需要传输，则控制流前进到步骤312。否则，控制流前进到步骤306。

在步骤306，无线设备确定监管约束是否发生改变。如果监管约束没有改变，则控制流前进到步骤310。否则控制流前进到步骤308。

在步骤308，修改现有信道，以符合步骤306中所确定的监管约束。在图4和5中详述了信道修改算法。控制流前进到步骤310。

在步骤310，使用所选择的信道来进行传输。在该传输完成之后，控制流前进到步骤312。

在步骤312，该设备确定是否出现了传输终止条件。典型的终止可以发生在当在一段时间内没有进一步的通信需要使用该信道时。如果没有出现传输终止条件，那么控制流返回到步骤304。否则，控制流前进到步骤314，在步骤314关闭现有信道。

图4是详述用于在监管区域改变期间维持服务质量的示例性信道修改算法的流程图400。在该简单方案中，只要现有信道仍然合法，该信道修改算法就不对其进行处理。否则，如果能够改变到仍然满足该链路的QoS要求的许可信道，则该设备改变到该信道。如果没有可接受的信道是许可的，则终止该链路。

控制流在步骤402当发生监管约束改变时开始。控制流前进到步骤404。

在步骤404，设备确定当前传输信道的特性在步骤402中所确定的新的约束之下是否合法。如果在新的约束之下许可当前信道特性，则控制流在步骤410中结束，不对现有信道进行任何修改。否则，控制流前进到步骤406。

在步骤406，设备确定在新的监管区域中是否存在具有至少与其当前信道一样好的特性的一个或多个可用信道。如果有，那么控制流前进到步骤412，在步骤412设备改变到新确定的可接受信道。否则，控制流前进到步骤408，在步骤408将当前信道链路降级或终止。

图5是详述用于在监管区域改变期间维持服务质量的示例性信道修改算法的另一个方案的流程图500。在该更复杂的方案中，新监管区域可以允许比现有信道质量更高的信道。质量更高的信道可以包括：设备中的功耗更低、范围更大、由于更好的检错/纠错而更加鲁棒的链路、使用更少的允许频谱量从而有可能增加可用信道的数量、降低已知干扰的影响的信道或者降低其对其它链路的干扰影响的信道。该设备可以创建新的监管条件所许可的信道的列表，然后选择该列表中满足对信道的现有要求(例如，带宽和延时QoS要求)的子集。如果没有满足这些要求的信道，那么设备可以选择最接近满足该QoS要求的信道。或者，设备可以确定可用特性是否满足可接受的性能降级的阈值，并且将设备的性能降级。如果该设备不能成功地将性能降级，则该设备可以终止该链路，或者改变到所确定的最佳信道。如果多个信道具有可接受的特性，那么设备可以选择对该设备来说具有最佳参数组合的信道。

控制流在步骤502当发生监管约束改变时开始。控制流前进到步骤504。

在步骤504，该设备确定新监管区域中的许可传输信道。控制流前进到步骤506。

在步骤506，该设备创建包括来自步骤504中所确定的信道中满足现有QoS要求的信道子集的列表。控制流前进到步骤508。

在步骤508，该设备确定满足其QoS要求的信道列表是否为空。换句话说，该设备确定是否有许可信道满足其QoS要求。如果该列表不为空，则控制流前进到步骤510，在步骤510该设备从该列表中选择具有最佳特性组合的许可信道，所述特性包括功耗、频谱效率和干扰避免特性。然后控制流前进到步骤512，在步骤512该设备改变到步骤510中所选择的信道。

如果该列表为空，则控制流前进到步骤514，在步骤514该设备尝试选择步骤504中所确定的最接近满足其QoS要求的许可信道，并且控制流前进到步骤516。

在步骤516，该设备确定步骤514中所选择的信道的QoS降低是否可接受。如果该设备在新区域中可以获得的最佳信道的QoS不可接受，则控制流前进到步骤518，在步骤518终止该链路，可以警告用户。如果该QoS可接受，那么控制流前进到步骤512，在步骤512该设备改变到步骤514中所选择的信道。

图6是示出了能够在监管区域改变期间维持服务质量的示例性移动设备的方框图600。无线设备102包括能够发送和接收无线通信信号的无线通信收发机604和关联的天线602。调制解调器606包括合适的微处理器612、数字信号处理器614和用于处理信号的其它合适的硬件，如相关器组。功率管理器610控制无线设备104的各种组件的功率。存储器608根据需要耦合到调制解调器606，以实现各种调制解调处理和用于在监管区域改变期间维持服务质量的功能。无线设备102包括具有文字数字键区、显示器、麦克风、扬声器和其它必要的组件(未显示)的合适的用户接口。本领域的熟练技术人员应该明白，无线设备102可以包括各种未显示的组件。

可以通过在无线设备102的微处理器612和存储器608上运行适当的指令来实现本文所述的用于在监管区域改变期间维持服务质量的方法，但是其当然不限于该实现。微处理器612连接到功率管理器610和存储器608，存储器608具有用于指导微处理器612在监管区域改变期间维持服务质量的代码或指令。存储器608可以包括用于在监管区域改变期间维持服务质量的指令。存储器608可以包括RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域已知的任意其它形式的存储介质或计算机可读介质。在示例性的方案中，控制处理器612根据图1-5的步骤执行存储器608中所存储的指令，以在监管区域改变期间维持服务质量。

取决于应用，可以通过各种手段来实现图1-5中所述的方法。例如，可以通过硬件、软件、固件或它们的组合来实现这些方法。对硬件实现而言，处理单元可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计用来执行本文所述功能的其它电子单元或其组合中实现。

可以通过执行本文所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现图1-5中所述的方法的固件和/或软件实现。例如，软件代码可以存储在存储器(例如，无线设备102的存储器608)中并且由处理器(例如，无线设备102的处理器612)执行。存储器可以实现在处理器612之内或者处理器612的外部。如本文所使用的，术语“存储器”是指任意类型的长期、短期、易失性、非易失性或其它存储器，并且其不限于任意特定类型的存储器或多个存储器，或者存储存储器的介质类型。

可以使用有形地包含指令的任意机器或计算机可读介质来实现本文所述方法。在示例性方案中，控制处理器612根据图1-5中用于在监管区域改变期间维持服务质量的步骤，执行计算机可读介质中存储的指令。微处理器612可以执行计算机可读介质中存储的指令，以提供多媒体文件采样的预览。

本领域的熟练技术人员将理解，图1-5中所示的步骤的次序不是限制性的。通过省略或重排所示的步骤可以容易地修改该方法而不会脱离本文公开方案的范围。

本领域的普通技术人员将理解，可以使用多种不同的技术和技艺中的任意一种来表示信息和信号。例如，在上述整个说明书中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。

本领域普通技术人员还应当理解，结合本申请的实施例描述的各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可互换性，上文对各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般性描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束条件。本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。

可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的任意组合来实现或执行结合本申请的实施例所描述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，通用处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。

结合本申请的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合到处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。可替换地，存储介质可以与处理器相集成。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。可替换地，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

提供了本公开的以上描述以使得本领域的任意熟练技术人员能够实施或使用本发明。本领域的熟练技术人员可以容易地想到对于这些实施例的各种修改，并且在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，本文所定义的通用原理可以适用于其它实施例。因此，本发明并非意图限于本文所示的实施例，而是要符合与此处公开的原理和新颖性特征相一致的最宽范围。