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CN101061389A - 用于发送群组通信信号的方法和装置 - Google Patents

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CN101061389A
CN101061389A CNA2005800353676A CN200580035367A CN101061389A CN 101061389 A CN101061389 A CN 101061389A CN A2005800353676 A CNA2005800353676 A CN A2005800353676A CN 200580035367 A CN200580035367 A CN 200580035367A CN 101061389 A CN101061389 A CN 101061389A
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M·斯库特·科森
拉吉夫·拉勒耶
艾伦·奥尼尔
文森特·帕克
穆拉里·斯里尼瓦桑
沙蒂亚德·文卡塔·乌帕拉
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Flarion Technologies Inc
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Abstract

本发明描述了群组通信方法和装置(700)。支持群组通信信号传递的多种模式。在第一模式(706)下，数据包的副本被单独发送到扇区或小区中的每个群组成员。在第二模式(712)下，数据包的副本被同时发往多个群组成员。两种模式之间的转换可以是根据从系统成本角度考虑在每种模式下的操作成本和/或发射机所服务的小区或扇区内的群组成员数目来确定的。

Description

用于发送群组通信信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信系统，并且尤其涉及实现群组通信和/或控制群组通信信号发射的方法和装置。
背景技术
在典型蜂窝通信网络中，一组地理上分散设置的基站提供对通信基础设施的无线接入。使用无线通信设备或终端的用户可以与适当的基站建立直接通信链路，并且随后与在通信网络中的其他用户和/或端系统交换信息。
IP多播技术给群组通信提供了一种高效的数据包传送服务(例如，一对多或是多对多)。IP多播的使用减少了对于群组通信的带宽使用。这对于支持通过其中带宽是稀缺资源的无线介质来进行的群组通信是很重要的。
在使用IP多播的时候，一组接收者与IP多播地址相关联。数据源寻址并发送要给该组接收者使用的每个IP数据报的单个副本到IP多播群组地址。路由的网络将按照需要复制并转发每个数据报，将其提供到将所有群组成员互连的路由器上。专用的IP多播路由协议用于形成复制和转发多播数据报所需的传送树。
IP多播是面向接收机的服务，其中接收机加入特定多播群组来接收发送到对应的IP多播群组地址的数据报。端系统和接入路由器通过群组成员资格(membership)协议，例如互联网群组管理协议(IGMP)，来彼此通信，以使得接入路由器保持建立传送树必需的、关于活动多播群组成员资格的信息。
发明内容
本发明是针对用于实现群组通信的方法和装置，例如是多播通信方法和装置。本发明的方法和装置尤其适于在无线通信系统中使用。在这样的系统中，不同的末端节点(可以是不同个人用户使用的无线终端)具有不同的通信要求，例如，功率、定时编码率、调制方法和/或其他信号要求。这些不同的信号要求通常取决于信道状况中的差异、和/或不同末端节点和接入节点间存在的末端节点位置。随着末端节点在接入节点的覆盖范围内移动，上述包括信道状况和位置的状况会随时间改变。在任何时间点，每个末端节点可以是零个、一个或多个多播群组的成员。接入节点用作末端节点的连接点，例如经由无线通信链路连到诸如蜂窝网络的通信系统。群组成员资格可以随时间变化。
不同的多播应用可以在不同的末端节点上执行，其中在任何时间点上每个末端节点是一个、多个多播群组的成员或者不是多播群组的成员。在例如接入节点的扇区或小区发射机这样的发射机所服务的区域内，群组成员资格可以由于(多个)群组成员的行为而发生改变，例如，由于末端节点的用户例如通过向多播应用发信号来进行想要的群组成员资格变更或通过结束该多播应用从而决定进入或是退出一个群组，导致发生改变。作为末端节点动态变化(例如，移动节点进入或离开小区)的结果，成员资格还可以发生改变。
本发明的方法和装置是针对在本申请中要求保护的主题。
本发明的各种特征是针对提高资源利用效率，例如，降低支持多播应用所需的资源量。在不同的实施例中使用不同的方式达到这个目的，但是在一些实施例多种方法也被合并使用。
在无线环境中，确保无线终端将以可靠方式从接入点接收到信号所需的资源量，能够根据诸如位置和/或信道状况这样的无线终端状况而发生变换。例如，与具有良好信道状况的无线终端相比，为了确保具有差的信道状况的无线终端能够可靠接收，可能需要不同的编码率、发射功率、调制方案、时隙、在无线终端未能接收到信号情况下使用自动重复请求(ARQ)而产生的重传次数等等。依照本发明，在不用担心满足可能在一个传输覆盖范围内的所有末端节点的需求的情况下，能够控制这些传输因素的其中一个或更多来满足所服务的一个群组中的成员。于是，在确定传输资源的分配的时候，通过考虑群组成员的需求，能够节约传输资源。
本发明的发明者认识到，与有线网络的情况不同，以可靠的方式向一个群组中的不同成员发送信号可能需要不同的资源量，例如，这是由于群组成员在小区内的不同位置、不同干扰级别和/或由于不同设备的接收能力。为了能够使用单一多播传输到达群组中所有成员，该多播传输应该具有足够的功率和/或编码保护，以致群组中每个成员都能够可靠地对其进行接收。
尽管能够使用足够的功率和足够低的编码率来到达接入节点所服务的整个传输范围，但是这种方式将极其浪费，尤其是在该群组的成员具有良好的信道状况，例如，它们接近于接入节点的发送机的情况下。
尽管在多播环境下支持ARQ(自动重复请求)机制是可能的，然而当多播信号被发往多个用户的情况下，实现ARQ可能会很复杂和/或很困难。通常，在单播情况下更容易实现ARQ。此外，在单播传输情况下，功率和其它传输资源常常是特制的，以便考虑一个无线终端的特定需要和/或信道状况。与以旨在到达扇区或小区的整个覆盖范围的能级来发送多播传输的情况相比，因为单播传输常常是特制的以满足其所针对的特定末端节点的需求，因此单播传输比多播传输有效的多。
依照本发明的一个特征，当在小区内存在相对较少的群组成员时，多个单播传输(每个针对一个群组成员)被用来传送多播信息。就所分配的诸如编码率、发射功率等这样的资源而言，用于实现多播的多个单播传输是特制的，以满足单播传输所针对的单个无线终端的需求。于是，在单播模式的多播操作期间，接入点接收到的含有多播群组标识符的数据包可以被在空中链路上发送几次，每次发送一个含有单播设备标识符的数据包，其中所述单播设备标识符例如与多个群族成员中特定的个体成员相对应的IP地址或其它标识符。不同的传输可以使用不同的功率电平、编码率和/或调制方案，这些资源被选择以满足该数据包所针对的个体群组成员的要求，并且该要求可能是、并且常常是与用来要求到达小区内一些其它群组成员或节点所需的要求不同。事实上，由于在单播模式下可以支持ARQ(自动重复请求)，因此与不支持ARQ的多播传输模式相比，当支持ARQ时，功率电平可以更低且编码率可以更高。然而，依照本发明，不强制在单播模式的多播中使用ARQ。
当群组成员的数目增加时，例如，达到单个多播传输比多个单播传输效率更高的程度时，执行从使用多个单播传输到使用多播传输的切换。当群组中的成员资格随着时间与现有群组成员变更相关的状况而增加和/或降低时，可能在单播模式的多播操作与多播模式的多播操作之间反复出现切换。
在一些实施例中，当使用多个单播传输来实现多播传输时支持ARQ，而对于多播传输，则不支持ARQ。于是，在一些基于单播模式的多播操作中，本发明支持ARQ，但是当切换到多播模式的多播操作时，停止支持ARQ。
于是，在一些实施例中，支持两种不同模式的多播操作。第一种模式包括向群组中的每个成员例如通过无线通信链路单独地发送信息(例如，针对群组成员的数据包)。第二种模式包括，通过发送针对发射机的覆盖范围中的多个(例如，整组)群组成员的信号，来发送信息(例如，针对群组成员的数据包)。于是，当接入点接收到针对该群组的数据包时，在第一种模式下，将制作该数据包的多个副本并将其发送该群组中不同的成员。在第二种模式中，对于每个接收到的数据包，不使用ARQ重传，接入点接收到的针对该群组的每个数据包的单个或固定数目(例如，2或3)的副本将被广播给该群组。可以以可能在单播传输的情况下使用的较高功率电平和/或编码率来进行所述单个或固定数目的传输。针对多个用户的信号可能是在一条多播通信信道上，而单播传输可能是在一条不同的通信信道上。不同的多播通信信道能够用于不同的通信全组并且通常被一个组中的多个成员监视。
在考虑个体群组成员的信道状况和其它传输因素的情况下，上述的在第一和第二操作模式之间进行切换可以基于在给定一个特定群组的成员资格的情况下在两种不同的模式中进行操作的相对系统成本。在这种情况下，对于给定群组，能够基于就系统成本而言哪种方式可能代价小，来选择操作模式。
在一些其中在选择多播操作模式时把系统成本考虑进去的示例性实现中，生成对于第一系统成本的第一成本估计，该第一系统成本是当在第一操作模式下进行操作时向一个群组中的成员传送信息所需的成本。此外，确定了第二成本估计，其实对当在第二模式下进行操作时向群组成员传送信息的系统进行的估计。于是，通过比较这两个成本然后选择具有较低系统成本的模式，确定特定的操作模式。
在一个这样的系统实现中，第一成本估计取决于每个群组成员的至少一个传输特性，其中，通过对向每个群组成员发送信息所需的个体成本进行估计、然后对个体成本估计进行求和以生成对于向该群组传送信息所需成本的估计，来确定第一成本估计。其它用于生成第一成本估计的技术也是可行的。
在同一个示例性系统实现中，根据至少一个群组传输特性来确定对于该群组的第二成本估计，其中所述至少一个群组传输特性是例如与该群组中具有最差信道状况的成员相对应的特性。
出于比较的目的，第一和第二成本估计可以是对于向群组的成员传送固定数目的信息比特所需的系统成本的估计。
作为选择，不是根据成本估计在两种模式之间进行切换，一种简单的用于在两种模式之间进行切换的规则能够基于群组中的成员数目。能够使用阈值成员数来确定应该使用哪一种传输操作模式。例如，当群组成员数目小于阈值时，可以选择第一操作模式，而对于大量群组成员，能够选择第二操作模式。
通过接入节点实现的传输可以是OFDM信号传输。然而，CDMA和其他实现方式也是被支持并可能实现的。
本发明的上述方法和装置可以有多种变化。下面的详细说明提供了本发明的补充说明，并介绍了本发明的其他示例性实施例、特征以及优点。
附图说明
图1示出本发明的示例性通信系统的网络图；
图2示出依照本发明实现的示例性接入节点；
图3示出依照本发明向群组中每个成员发送多播数据包的单独副本；
图4示出依照本发明向群组中多个成员发送多播数据包的副本；
图5示出依照本发明使用第一组传输特性来向群组中多个成员发送多播数据包的副本，使得可以通过群组中的接收机集合进行接收；
图6示出依照本发明使用第二组传输特性来向群组中多个成员发送多播数据包的副本，使得可以通过群组中的接收机集合进行接收；
图7是流程图，示出依照本发明自适应地控制用于发送多播数据包的模式和特性的示例性过程；
图8是流程图，示出依照本发明自适应地确定用于发送多播数据包的优选模式和特性，以及基于确定的模式和特性来发送多播数据包的示例性过程；
图9、10、11和12示出依照本发明各种实施例的接入节点所存储的示例性信息。
具体实施方式
图1示出示例性通信系统100，例如蜂窝通信网络，其包括通过通信链路互相连接的多个节点。该示例性通信系统100中的节点可以基于例如互联网协议(IP)的通信协议，使用例如消息的信号来交换信息。系统100的通信链路可以例如使用电线、光纤光缆，和/或无线通信技术来实现。该示例性通信系统100包括多个末端节点134、136、144、146、154、156，其经由多个接入节点130、140、150接入通信系统。末端节点134、136、144、146、154、156可以是例如无线通信设备或终端，且接入节点130、140、150可以是例如无线接入路由器或基站。该示例性通信系统100还包括多个其他节点，其可以用于提供互连或提供特定的服务或功能。具体地说，该示例性通信系统100包括移动代理节点108，例如移动IP归属代理节点，其可以用于支持接入节点之间的末端节点的移动性；还包括会话信令服务器节点106，例如会话发起协议(SIP)代理服务器，其可以用于支持末端节点之间通信会话的建立和维持；还包括应用服务器节点104，例如多媒体服务器，其可以用于支持特定的应用层服务。
图1的示例性系统100描述了网络102，其包括应用服务器节点104、会话信令服务器节点106、以及移动代理节点108，其中的每个都分别通过对应的网络链路1 05、107、109连接到中间网络节点110。网络102中的该中间网络节点110还经由网络链路111提供与处于网络102之外的网络节点的互连。网络链路111连接到另一中间网络节点112，该节点分别经由网络链路131、141、151提供与多个接入节点130、140、150的进一步连接。
每个接入节点130、140、150被描述为分别经由对应的接入链路(135、137)、(145、147)、(155、157)，分别提供与N个末端节点(134，136)、(144、146)、(154、156)的连接。在示例性通信系统100中，每个接入节点130、140、150被描述为使用无线技术，例如无线接入链路，来提供接入。每个接入节点130、140、150的无线电覆盖范围，例如通信小区138、148、158，分别被表示为环绕对应的接入节点的圆。
示例性通信系统100随后用作描述本发明实施例的基础。本发明其他可选的实施例包括各种网络拓扑，其中网络节点的数目和类型、链路的数目和类型、以及节点之间的互连可以与图1描述的示例性通信系统100不同。
图2提供了依照本发明实现的示例性接入节点300的详细说明。图2描述的示例性接入节点300是可以用作图1中描述的任意一个接入节点130、140、150的装置的详细表示。在图2的实施例中，接入节点300包括处理器304、网络/网间接口320、无线通信接口330以及存储器310，它们通过总线306连接在一起。因此，经由总线306，接入节点300的各种部件可以交换信息、信号和数据。接入节点300的部件304、306、310、320、330位于壳体302之内。
处理器304在存储器310中包括的各种模块(例如，例程)的控制下，控制接入节点300的操作来执行各种信号传递和处理，如下面所述。存储器310中包括的模块在启动的时候执行或通过其他模块调用而执行。在执行的时候，模块可以交换数据、信息以及信号。在执行的时候，模块还可以共享数据和信息。
网络/网间接口320提供这样一种机制，通过该机制，接入节点300的内部部件可以向外部设备和网络节点发送信号、以及从外部设备和网络节点接收信号。该网络/网间接口320包括接收机电路322以及发射机电路324，其用于将节点300耦合到其他网络节点，例如经由铜电线或是光纤线路。无线通信接口330还提供一种机制，通过该机制，网络节点300的内部部件可以向外部设备和网络节点发送信号、以及从外部设备和网络节点接收信号，其中该网络节点例如是末端节点。该无线通信接口330例如包括：接收机电路332，其具有对应的接收天线336；以及发射机电路334，其具有对应的发射天线338，用于将接入节点300耦合到其他网络节点，例如，经由无线通信信道。
在图2的实施例中，接入节点300的存储器310包括多播路由/转发模块311、多播路由/转发信息312、群组成员资格模块313、群组信息314、成员信息315、传输成本估计模块316、多播传输模式确定模块317以及多播控制模块318。传输成本估计模块316包括传输控制模块319，用来确定将数据包发送到末端节点所使用的发射功率电平、编码率以及调制方法中至少一个，其中所述末端节点被所述第一组群组成员资格信息指示为是所述第一群组的成员，所述发射功率电平和编码率中至少一个被确定为是取决于关于与至少一个群组成员相关的状况的信息。可选择的各种调制方法包括例如QPSK、QAM 16、QAM 64等。传输控制模块包括逻辑、电路和/或子模块，用于随着与所述第一群组中具有最差信道状况的末端节点相关的信道状况随时间变化，响应于信道状况信息的变化，来调整所确定的发射功率电平、编码率和/或调制方法。
多播路由/转发模块311控制接入节点300的操作，以支持多播业务数据包的路由/转发。该多播路由/转发模块311可以使用多种多播路由协议中的任意一个，例如距离矢量多播路由协议(DVMRP)、协议无关多播(PIM)等。多播路由/转发信息312包括例如多播路由和/或转发表，其指示应在其间复制和转发与特定群组对应的多播数据包的接口。群组成员资格模块313控制接入节点300的操作，以支持在接入节点300的接口上管理群组成员资格信息。群组信息314包括例如其中经由无线接口330有活动成员连接到接入节点300的群组的集合、以及与每个这种群组有关的特定信息。成员信息315包括例如与经由无线接口330连接到接入节点300的每个群组成员有关的特定信息。群组信息314和成员信息315都在后面更详细地描述。
传输成本估计模块316计算对应于给群组中一个或多个成员发送多播信息的成本估计(例如，数据包或固定数量的信息比特)。在本发明的一些实施例中，估计的成本取决于一个或多个确定的传输特性，所述传输特性例如是功率、带宽、时间、编码率。在本发明的一些实施例中，所述确定的传输特性取决于信道状况和/或信道变化(例如，信噪比、差错率)。依照一些实施例，用于成本估计的信息以及其结果被包括在群组信息314和成员信息315中。
多播传输模式确定模块317确定对于向特定多播群组发送多播信息(例如，数据包)的优选模式。在一些实施例中，优选的多播数据包传输模式是基于群组成员的数目而确定的。例如，如果群组成员的数目小于或等于某个阈值N，就将每个多播数据包的单独副本发送给每个群组成员，但是如果群组成员的数目大于阈值N，就将每个多播数据包的单一副本发送给群组成员集合。在一些实施例中，优选的多播数据包传输模式是基于单独给每个成员发送信息(例如，单播定向传输)与同时给群组成员集合发送信息(例如，多播定向传输)的相对估计成本来确定的。依照一些实施例，用于多播传输模式确定的信息以及其结果被包括在群组信息314和成员信息315中。
多播控制模块318控制接入节点300的整体操作，来支持自适应地控制用于经由无线接口330发送多播信息(例如，数据包)的模式和/或特性。
因此，多播控制模块318与存储器310中包括的其他模块交换信号和/或信息，所述其他模块例如群组信息314、成员信息315、传输成本估计模块316和多播传输模式确定模块317。该多播控制模块318基于包括传输控制模块319和多播模式确定模块317在内的各种其他模块所作出的确定和/或所提供的信息，在多种操作模式、多种发射功率电平、多种调制方法以及多种编码率之间执行切换。
图3和4示出依照本发明在两种不同操作模式期间实现的、来自接入节点300的多播数据包传输。图3示出场景900，其中接入节点300使用单独分配的传输资源，发送每个多播数据包的单独副本给每个群组成员，而图4示出场景400，其中接入节点300使用共享的传输资源，发送每个多播数据包的单一副本给群组成员集合。所述传输资源可以包括传输单元，所述传输单元是例如帧和时隙中的一个。传输资源还可以包括其他东西，诸如段和扩频码。多播数据包传输的优选模式的确定取决于群组成员集合(例如，群组成员的数目)和/或与每个群组成员相关的特定信息(例如，信道状况和/或信道变化)。
图3描述了接入节点300和接入节点300的无线电覆盖范围901之内的多个末端节点(910、911、912、913、914、915、916、917)。第一末端节点912和第二末端节点915各自标记有M，来表示它们是特定多播群组的成员。接入节点300和第一末端节点912之间的点划线930表示发送多播数据包的副本到所述第一末端节点912。对应的点划圈931表示发往所述第一末端节点912的传输的特性(例如，功率和编码率)。接入节点300和第二末端节点915之间的虚线920表示发送同一个多播数据包的单独副本到所述第二末端节点915。对应的虚线圈921表示发往所述第二末端节点915的传输的特性(例如，功率和编码率)。向第一末端节点912和第二末端节点915的发送可以同时发生或是在不同时间点发生，但是在任一种情形下，它们都是使用特别指定、分配或与各个末端节点相关的传输资源来单独发送的。
图4描述了接入节点300和接入节点300的无线电覆盖范围401之内的多个末端节点(410、411、412、413、414、415、416、417)。第一末端节点410、第二末端节点412以及第三末端节点415各自标记有M，来表示它们是特定多播群组的成员。接入节点300和该组末端节点410、412、415之间的虚线420表示发送多播数据包到该组末端节点410、412、415。对应的虚线圈421表示发往所述一组末端节点410、412、415的传输的特性(例如，功率和编码率)。到该组末端节点410、412、415的多播数据包传输使用共享的传输资源，该资源是通过每个末端节点410、412、415并行监视的。共享的传输资源可以包括传输单元、传输段，扩频码和/或上述类型的其他传输资源。
图5和6示出依照本发明使用两种不同传输特性集合实现的、来自接入节点300在第二操作模式(例如，图4所示的模式)期间的多播数据包传输。图5示出场景500，其中接入节点300使用共享的传输资源和第一组传输特性(例如，功率和编码率)，来发送每个多播数据包的单一副本给群组成员集合，而图6示出场景600，其中接入节点300使用共享的传输资源和第二组传输特性(例如，功率和编码率)，来发送每个多播数据包的单一副本给群组成员集合。传输特性的确定取决于群组成员集合(例如，群组成员的数目)和/或与每个群组成员相关的特定信息(例如，信道状况和/或信道变化)。群组成员资格的变化(例如，从组中添加或删除末端节点)、或是对应于作为群组成员的末端节点的状况(诸如信道状况和/或信道变化)的变化可以触发从图5所示的传输转换到图6所示的传输。小区内末端节点(例如，移动节点610)的位置以及对于该末端节点610的信道状况都是对应于末端节点610的状况。在图6中，由于参考标记610表示的末端节点比图5的例子中任意一个群组成员更加远离基站300，所以对应于节点610的信道可能比图5中对于一个群组成员的最差信道更差。
图5描述了接入节点300和接入节点300的无线电覆盖范围501之内的多个末端节点(510、511、512、513、514、515、516、517)。第一末端节点512、第二末端节点514和第三末端节点515各自标记有M，来表示它们是特定多播群组的成员。接入节点300和该组末端节点512、514、515之间的虚线520表示发送多播数据包到该组末端节点512、514、515。对应的虚线圈521表示发往所述一组末端节点512、514、515的传输的特性(例如，功率和编码率)。到该组末端节点512、514、515的多播数据包传输使用共享的传输资源，所述资源是通过每个末端节点512、514、515并行监视的。示出的虚线圈521最小限度包围所述一组末端节点512、514、515，来表示确定了用来高效地发送多播数据包到该组末端节点512、514、515的传输特性，例如使用可靠发送多播数据包到群组成员所需的最小功率、带宽、和/或时间。
图6描述了接入节点300和接入节点300的无线电覆盖范围601之内的多个末端节点(610、611、612、613、614、615、616、617)。第一末端节点610、第二末端节点612和第三末端节点615各自标记有M，来表示它们是特定多播群组的成员。接入节点300和该组末端节点610、612、615之间的虚线620表示发送多播数据包到该组末端节点610、612、615。对应的虚线圈621表示发往所述一组末端节点610、612、615的传输的特性(例如，功率和编码率)。到该组末端节点610、612、615的多播数据包传输使用共享的传输资源，所述资源是通过每个末端节点610、612、615并行监视的。示出的虚线圈621最小限度包围所述一组末端节点610、612、615，来表示确定了用来高效地发送多播数据包到该组末端节点610、612、615的传输特性，例如使用可靠发送多播数据包到群组成员所需的最小功率、带宽、和/或时间。图6中的虚线圈621被描绘为比图5中的虚线圈521具有更大半径，来表示其传输特性不同(例如，621可以对应于比521更高功率的传输)。
图7示出流程图700，其定义了在本发明的一些实施例中使用的示例性过程，用于自适应地控制经由依照本发明实现的接入节点300的无线接口330进行的多播数据包传输。对于发往无线接口以便发送到与该无线接口相关的群组成员集合的每个多播数据包，执行该过程。该过程的第一步骤702对应于这样的事件，即多播数据包被发往无线接口以便于发送到与该无线接口相关的群组成员集合。在第二步骤704中，确定群组成员的数目是否大于预定阈值N。
如果群组成员的数目没有超过预定阈值N，则在步骤706、708、710中，就将多播数据包的单独副本发送到每个群组成员。因此，在步骤706中为该群组中每个成员制作多播数据包的单独副本，在步骤708中确定用于向该群组的每个成员发送一个副本的传输特性，以及在步骤710中使用特别指定、分配或是与每个群组成员相关的传输资源，将各个副本单独发送给每个群组成员。
或者，如果群组成员的数目超过预定阈值N，则在步骤712、714中，就将单一副本发送给该群组中的成员集合。因此，在步骤712中确定用于向该群组中的成员集合发送一个副本的传输特性，并且在步骤714中使用每个群组成员监视的共享传输资源，将多播数据包的副本发送给该群组中的成员集合。在任何一种情况下，处理在步骤716结束。
图8示出第一流程图800，其定义了在本发明的一些实施例中使用的示例性过程，用于自适应地确定与用于经由依照本发明实现的接入节点300的无线接口330进行发送的特定群组相对应的多播数据包的优选的多播数据包传输模式。图8还示出了第二流程图850，其定义了在本发明的一些实施例中使用的示例性过程，用于基于优选的多播数据包传输模式，例如，图8中所述第一流程图800所定义的过程所确定的模式，来自适应地控制经由依照本发明实现的接入节点300的无线接口330进行的多播数据包传输。
图8中的第一流程图800定义的过程对特定的多播群组重复执行(例如，作为后台处理)，而与对于所述群组的多播数据包到达无关。第一步骤802为给群组中每个成员单独发射信息确定传输特性(例如，功率、编码率)(例如，根据个体成员信道状况和变化)。下一步骤804为使用共享的传输资源向该群组中的成员集合发送信息确定传输特性(例如功率、编码率)(例如，根据群组信道状况和变化)。下一步骤806估计单独发送同样信息到该群组中每个成员的成本U(例如，取决于步骤802中确定的与每个成员相关的传输特性)。下一步骤808估计使用共享资源发送信息到该群组中的成员集合的成本M(例如，根据步骤804中确定的传输特性)。
在步骤810中，比较对应于两种操作模式的估计成本U和M。如果估计成本U小于估计成本M，则在步骤812中将优选的多播数据包传输模式设置为单播，否则在步骤814中将优选的多播数据包传输模式设置为多播。在返回步骤802并重复该过程之前，步骤816可选地添加延迟以控制计算的频率。
对于发往无线接口以便于发送到与该无线接口相关的群组成员集合的每个多播数据包，执行图8中的第二流程图850定义的过程。该过程的第一步骤852对应于这样的事件，即多播数据包被发往无线接口以便于发送到与该无线接口相关的群组成员集合。在第二步骤854中，确定优选的多播数据包传输模式(例如，如图8中第一流程图800所定义的过程所设置的)当前被设置为单播还是多播。
如果优选的多播数据包传输模式为单播，就在步骤856、858中将多播数据包的单独副本发送到每个群组成员。因此，在步骤856中就为每个群组成员制作多播数据包的单独副本，且在步骤858中使用特别指定、分配或是与每个群组成员相关的传输资源，并使用步骤802的最后一次执行所确定的传输特性，将各个副本单独发送给每个群组成员。
或者，如果优选的多播数据包传输模式是多播，在步骤860中就将单一副本发送给该群组中的成员集合。因此，在步骤860中，使用每个群组成员监视的共享传输资源，并使用步骤804的最后一次执行所确定的传输特性，将多播数据包的副本发送给该群组中的成员集合。在任意一种情况下，在步骤862结束处理。
图9示出示例性群组信息314以及示例性成员信息315(都以表格的形式)，其可以存储在依照本发明实现的接入节点300的存储器310中。该群组信息314表包括以下列：(a)1001，用于标识群组；(b)1002，用于标识作为群组成员的末端节点；(c)1006，对应于该行所对应的群组中具有最差信道状况和/或位于距离接入节点最远位置的末端节点的信道状况和/或位置信息；(d)1003，指示所确定的使用共享资源给该群组中的成员集合发送信息的传输特性；(e)1004，指示估计的使用共享资源给该群组中的成员集合发送信息的成本；(f)，指示估计的使用个别分配的资源给每个群组成员单独发送信息的成本，以及(g)1005，指示对于该群组的优选的多播传输模式。该群组信息314可以是、并且在一些实施例中是时常更新的，例如，随着群组成员、信道状况和/或位置发生变化而更新。表314所示的部分信息可以是、并且在一些实施例中是存储在存储器中其他位置的。群组信息314表的每行1021、1022表示与特定多播群组相关的信息。为两个多播群组提供了示例性的信息。第一群组(224.225.1.6)包括两个成员(10.2.1.2以及10.2.1.10)，并指示优选的多播数据包传输模式是单播。第二群组(224.225.1.9)包括四个成员(10.2.1.5、10.2.1.10、10.2.1.27以及10.2.1.43)，并指示优选的多播数据包传输模式是多播。注意到在列1003中，对于该群组的功率和编码率被选择为对应于到达该群组中具有最差信道状况的末端节点所需的编码率/功率电平的组合。这通常对应于与到达发射覆盖区的全部区域所需功率和编码率相比的较低功率电平和较高编码率。这在群组成员完全位于发射覆盖区边界之内的时候，对于节约资源来说是尤其有好处的。在本发明的一些实施例中，与到达该群组中具有最差信道状况的末端节点所需的最小值相比，对该群组使用的编码率可以较小和/或使用的功率电平可以较高，例如为了提高没有ARQ的情况下的鲁棒性。
在示例性群组信息314表中，列1004中估计的多播模式传输成本可以是、且在一些实施例中是取决于列1003中确定的多播传输特性。然而，注意到，群组信息314表中列1007中估计的单播模式传输成本可以是、且在一些实施例中是取决于与列1002中列出的每个群组成员对应的单个的估计的单播传输成本，其中在成员信息315表的列1053中示出与每个群组成员对应的单个的估计的单播传输成本。对于每个组，例如每行来说，如果列1004中估计的多播模式传输成本低于列1007中估计的单播模式传输成本，就将列1005中优选的多播传输模式设置为多播，而相反的情况下就设置为单播。注意到，可选的成本估计和模式确定功能用在本发明的各种实施例之中。
成员信息315表包括以下列：(a)1051，标识群组成员/末端节点；(b)1055，对于单个末端节点的信道状况和/或位置信息；(c)1052，指示所确定的对于单独发送信息到末端节点的传输特性；以及(c)1053，指示估计的对于单独发送信息到末端节点的成本。成员信息315表的每行(1061、1062、1063、1064、1065)表示与特定末端节点(A、B、C、D或E)相关的信息。该成员信息315可以是、且在一些实施例中是随着对应于末端节点的条件/位置变化而更新。注意到，一个末端节点可以是多个群组的成员，但是不需要在成员表中列出多于一次。例如，末端节点10.2.1.10(成员信息315表的行1063)被指示为群组224.225.1.6的成员(成员信息314表的行1021和列1002)以及群组224.225.1.9的成员(成员信息314表的行1022和列1002)。
图10示出示例性群组信息314′和示例性成员信息315′，其可能是在第二时间点(例如，与图9所示信息被存储的时间不同的时间)被存储在接入节点的存储器310中。群组信息314′和成员信息315′示出在同样的行和列中，但是行/列参考标记已经增加了上标“′”，以指示在所述第二时间点对应于特定行/列的信息可以不同。图10中示出的群组信息314′指示末端节点10.2.1.43是第一群组224.225.1.6的成员(参见行1021′和列1002′)，其中在图9中并未示出所述末端节点是一个成员(参见行1021和列1002)。对应地，图10中的群组信息314′表指示估计的单播传输成本(行1021′和列1007′)高于图9所示成本(参见行1021和列1007)，且优选的多播传输模式被设置为多播(参见行1021′和列1005′)。
图11示出可以与图10中所示相比的示例性群组信息314″和示例性成员信息315″，但是其中确定的多播传输特性1003″和列1004″中的估计的多播模式传输成本的计算不同。尤其是，依照图11的例子，对于特定的群组来说，例如群组信息314″表的某行，列1003″中确定的多播传输特性被设置为等于所确定的该群组中最差节点的单播传输特性，其中该最差节点是在列1006″中指示的，且对应的单播传输特性是在成员信息315″表的列1052″中指示的。类似地，列1004″中估计的多播模式传输成本被设置为等于与该最差节点相对应的估计的单播传输成本，其中该最差节点是在列1006″中的，且对应的估计的单播传输成本是在成员信息315″表的列1053″中指示的。
图12示出基于图11所用同样计算的示例性群组信息314和示例性成员信息315，但是其可能是在第二时间点(例如，与存储图11所示信息的时间不同的时间)被存储在接入节点的存储器310中。依照图12的例子，对于群组224.225.1.6(行1021)和224.225.1.9(行1022)指示出变化。
对于群组224.225.1.6(行1021)，注意到对于列1003中确定的多播传输特性、列1004中估计的多播模式传输成本以及列1007中估计的单播模式传输成本来说，与图11中同样的行/列相比存在变化。这些变化中的每一个对应于与被标识为最差节点的群组成员10.2.1.2(节点A)相关的变化。对于此成员，信道状况和/或位置的改变影响了单播传输特性，与图11的例子的情况相比会导致较高功率要求和较高成本。与图11的例子的情况相比，这种改变导致对该群组的较高功率要求和较高成本，而与群组224.225.1.9的成员资格从图11的例子的时间到图12例子的时间保持相同的情况无关。
对于群组224.225.1.9(行1022)，注意到列1002中的群组成员资格和其他列与图11中同样的行/列相比有变化。群组信息314指示末端节点10.2.1.5不是第二群组224.225.1.9的成员(参见行1022和列1002)。对应地，列1006中指示的最差节点与图11的例子的情况不同，且列1003中确定的多播传输特性、列1004中估计的多播模式传输成本以及列1007中估计的单播模式传输成本与图11中同样的行/列相比都已经相应地发生变化。
因此，当与图11相比时，图12示出与具有相同群组成员资格的群组中的成员相对应的群组成员资格和/或条件的变化可以触发诸如功率和编码率的传输资源分配的变化。在一些实施例中，这种变化可以导致所选用的调制方法发生变化。
在本发明的一些实施例中，节点间的通信全部或部分基于互联网协议(IP)。因此，网络节点之间数据和/或控制信令的通信可以使用IP数据包，例如数据报。
使用模块来实现本发明的各种特征。这样的模块可以使用软件、硬件或是软件和硬件的结合来实现。上述方法或方法步骤中的很多可以使用如存储器件(例如RAM、软盘等)这样的机器可读介质中包括的机器可执行指令(如软件)来实现，以控制机器(例如具有或没有附加硬件的通用计算机)来实现上述方法的全部或是部分。因此，本发明尤其是针对一种包括机器可执行指令的机器可读介质，这些指令使得机器(例如处理器和相关硬件)执行上述(多个)方法的一个或多个步骤。
鉴于本发明的上面的说明，本发明的上述方法和装置的多种附加变化对于本领域技术人员来说显而易见。这样的变化应被认为是在本发明的范围内。本发明的方法和装置可以是、并且在各种实施例中是利用了码分多址(CDMA)、正交频分复用(ODFM)或各种其他类型的可用于提供接入节点和移动节点之间的无线通信链路通信技术。在一些实施例中，接入节点被实现为基站，其使用OFDM和/或CDMA建立与移动节点之间的通信链路。在各种实施例中，移动节点被实现为笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、或是包括接收机/发射机电路和逻辑和/或例程的其他便携设备，用于实现本发明的方法。

Claims (39)

1、一种操作接入节点的方法，所述方法包括：
存储群组成员资格信息，其包括与第一群组对应的第一群组标识符和与作为所述第一群组的群组成员的末端节点对应的一组末端节点标识符；
在第一操作模式期间，接收包括与所述第一群组对应的第二群组标识符的第一组数据包；
对于在所述第一组数据包中所述接收到的数据包中的每一个，向所述群组成员单独发送所述第一组中每个数据包的一个副本，每个单独发送的副本被发往单个群组成员，所述第一组数据包中每个接收到的数据包至少有N个副本被发送出去，其中N是所述第一群组中的成员数目；
在第二操作模式期间，接收包括与所述第一群组对应的所述第二群组标识符的第二组数据包；以及
发送所述第二组数据包中每个数据包的一个副本，所述第二组数据包的每个所发送的副本被发往多个所述群组成员。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二操作模式期间，所述多个群组成员包括至少两个群组成员。
3、根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第一操作模式期间，N小于在所述第二操作模式期间接收到的一个数据包的每个副本被发往的所述多个群组成员中所包括的群组成员数目。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二群组标识符是相同的。
5、根据权利要求1所述的方法，其中，被发往多个所述群组成员的每个数据包副本是使用所述群组的全部成员监视的至少一个传输单元来进行发送的。
6、根据权利要求5所述的方法，其中，被单独发送的每个数据包副本是使用被分配给所述群组的单个成员的、或被标识为专用于所述群组的单个成员的至少一个传输资源来进行发送的。
7、根据权利要求6所述的方法，其中，所述传输资源是传输单元，所述传输单元是帧和时隙其中之一。
8、根据权利要求6所述的方法，其中，所述传输资源是扩频码。
9、根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于确定所述群组中的成员数目改变为一个超出预定阈值的数目，从所述第一操作模式切换到所述第二操作模式。
10、根据权利要求9所述的方法，还包括：
响应于确定所述群组成员数目改变为一个小于所述预定阈值的数目，从所述第二操作模式切换回所述第一操作模式。
11、根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定对当在所述第一模式中操作时向所述群组成员传送信息所需的第一系统成本作出的第一成本估计；
确定对当在所述第二模式中操作时向所述群组成员传送信息所需的第二系统成本作出的第二成本估计；以及
根据所述第一和第二成本估计，在所述第一和第二操作模式之间进行选择。
12、根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一成本估计取决于对于所述群组成员中的每一个的至少一个传输特性，所述确定第一成本估计的步骤包括：
对向所述群组成员中的每一个发送信息所需的个体成本进行估计。
13、根据权利要求12所述的方法，其中，所述确定所述第一成本估计的步骤还包括：
对为所述群组中的个体成员生成的个体成本估计进行求和。
14、根据权利要求11所述的方法，其中，确定所述第二成本估计包括：
确定对于所述群组的至少一个群组传输特性；以及
根据所述至少一个确定的群组传输特性，估计发送信息的成本。
15、根据权利要求14所述的方法，其中，所述发送信息的成本是对应于发送设定数量的信息比特的成本。
16、根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个传输特性是根据传输信道状况来确定的。
17、根据权利要求16所述的方法，其中，所述传输信道状况是以下之一：
信噪比测量结果和信道差错率。
18、根据权利要求17所述的方法，其中，所述至少一个传输特性是以下之一：
发射功率、传输带宽、传输时间和编码率。
19、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二组数据包的每个被发送的副本的发射功率电平和编码率中的至少一个被选择为要到达具有最差信道状况的群组成员。
20、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二组数据包的每个被发送的副本的发射功率电平和编码率中的至少一个是根据与所述群组成员中的至少一个对应的信道状况信息来确定的。
21、一种装置，包括：
存储器，包括所存储的一组群组成员资格信息，所述群组成员资格信息包括与一个群组对应的群组标识符和与作为所述群组的群组成员的末端节点对应的一组末端节点标识符；
接收机，其能够在多个时间段期间，接收包括与所述群组对应的所述群组标识符的多组数据包；以及
可控发射机，其在不同的时间段期间能够在第一和第二操作模式中进行操作，在所述第一操作模式期间，所述发射机能够单独发送在将要向所述群组成员发送的一组数据包中的每个数据包的一个副本，每个单独发送的副本被发往单个群组成员，在所述第一操作模式期间所述第一组数据包中每个接收到的数据包至少有N个副本被发送出去，其中N是所述群组中的成员数目，并且在所述第二操作模式期间，所述发射机能够发送在将要在所述第二操作模式期间向所述群组的成员发送的第二组数据包中的每个数据包的一个副本，在所述第二组数据包中的一个数据包的每个被发送的副本被发往多个所述群组成员。
22、根据权利要求21所述的装置，还包括：
模式控制模块，所述模式控制模块控制所述发射机在不同时间点在所述第一和第二操作模式中的一种不同模式下进行操作，所述模式控制模块根据在所述不同时间点上的群组成员资格来确定发射机的操作模式。
23、根据权利要求22所述的装置，其中，在所述第一操作模式期间，N小于在所述第二操作模式期间接收到的一个数据包的每个副本被发往的所述多个群组成员中所包括的群组成员数目。
24、根据权利要求21所述的装置，其中，被发往多个所述群组成员的每个数据包副本是使用所述群组的全部成员监视的至少一个传输单元来进行发送的。
25、根据权利要求24所述的装置，其中，被单独发送的每个数据包副本是使用被分配给所述群组的单个成员的、或被标识为专用于所述群组的单个成员的至少一个传输资源来进行发送的。
26、根据权利要求25所述的装置，其中，所述传输资源是传输单元，所述传输单元是帧和时隙其中之一。
27、根据权利要求25所述的装置，其中，所述传输资源是扩频码。
28、根据权利要求21所述的装置，还包括：
模式控制模块，所述模式控制模块响应于确定所述组中成员数目改变为一个超出预定阈值的数目，控制从所述第一操作模式到所述第二操作模式的切换。
29、根据权利要求28所述的装置，其中，所述模式控制模块还响应于确定所述群组成员数目改变为一个小于所述预定阈值的数目，控制以从所述第二操作模式返回所述第一操作模式的切换。
30、根据权利要求21所述的装置，还包括：
成本估计模块，用于确定对当在所述第一模式中进行操作时向所述群组成员传送信息所需的第一系统成本作出的第一成本估计，以及对当在所述第二模式中进行操作时向所述群组成员传送信息所需的第二系统成本作出的第二成本估计；以及
模式控制模块，用于根据所述第一和第二成本估计，在所述第一和第二操作模式之间进行选择。
31、根据权利要求30所述的装置，其中，所述第一成本估计取决于所述群组成员中的每一个的至少一个传输特性，所述成本估计模块包括：
用于确定第一成本估计的模块，所述确定第一成本估计包括对向所述群组成员中的每一个发送信息所需的个体成本进行估计。
32、根据权利要求31所述的装置，其中，所述成本估计模块包括：
加法器，用于对为所述群组中的个体成员生成的个体成本估计进行求和以生成所述第一成本估计。
33、根据权利要求30所述的方法，其中，所述成本估计模块包括：
用于确定对于所述群组的至少一个群组传输特性的模块；以及
其中，所述成本估计模块包括用于根据所述至少一个确定的群组传输特性来估计发送信息的成本的模块。
34、根据权利要求33所述的装置，其中，所述发送信息的成本是对应于发送设定数量的信息比特的成本。
35、根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个传输特性是根据传输信道状况来确定的。
36、根据权利要求35所述的装置，其中，所述传输信道状况是以下之一：
信噪比测量结果和信道差错率。
37、根据权利要求35所述的装置，其中，所述至少一个传输特性是以下之一：
发射功率、传输带宽、传输时间和编码率。
38、根据权利要求21所述的装置，还包括：
传输控制模块，用于根据与具有最差信道状况的群组成员相关的状况，确定所述第二组数据包的每个被发送的副本的发射功率电平和编码率中的至少一个，使得其被选择为要到达具有最差信道状况的群组成员。
39、根据权利要求21所述的装置，其中，所述第二组数据包的每个被发送的副本的发射功率电平和编码速率中的至少一个是根据与所述群组成员中的至少一个对应的信道状况信息来确定的。
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