用於管理無線電通信系統中的無線電資源的方法
2023-12-01 07:19:06
專利名稱：用於管理無線電通信系統中的無線電資源的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於管理無線電通信系統中的無線電資源、尤其用於控制系統間連接中繼的方法。
在無線電通信系統中，例如在歐洲的第二代移動無線電系統GSM(Global System for Mobile Communication移動通信全球系統)中，藉助電磁波通過無線電接口來傳輸信息(例如語音、圖像信息或其他的數據)。該無線電接口涉及基站和用戶站之間的連接，其中用戶站可以是移動站或位置固定的無線電站。在此，利用位於為各個系統所規定的頻帶內的載頻來實現電磁波的輻射。為將來的無線電通信系統、例如UMTS(Universal Mobile Telecommunication System通用移動通信系統)或第三代的其他系統規定了約2000MHz頻帶中的頻率。為第三代移動無線電配備了兩種模式，其中一種模式稱為FDD工作模式(frequency division duplex頻分雙工)以及另一種模式稱為TDD工作模式(time division duplex時分雙工)。這些模式分別在不同的頻帶內被使用。這兩種模式支持所謂的CDMA用戶分離方法(Code Division Multiple Access碼分多址)。
將來在同一個地理區域將並行存在不同的無線電通信系統。在此，每個系統對分別可供使用的無線電資源進行自身管理。這也被稱為無線電資源管理(RRM)。在像GSM和UMTS一樣的已知系統中，在基站控制器(BSC-Base Station Controller)或在無線電網絡控制器(RNC-Radio Network Controller)中實現該功能。部分功能也可以在用戶終端設備(UE-User Equipment)中實現。將來的用戶終端設備將可以實現到多個無線電通信系統的接入，該終端設備被稱為所謂的多模式終端設備。在不同的無線電通信系統之間將實現所謂的系統間連接中繼(ISHO-Inter System Handover系統間切換)，其可以使終端設備在一個系統中所建立的連接在另一個系統中繼續或保持。
目前，在共同的無線電資源管理(CRRM-Common Radio ResourceManagement)方面，在不同系統的RRM功能之間不存在互相配合。因此，「盲目地」、即在不知道目標系統或目標無線電小區的當前負載情況的前提下進行系統間連接中繼。因此，不能實現跨系統的負載分配或管理。
在UMTS系統的3GPP標準(3rd Generation Partnership Program第三代合作項目)的範疇內，討論用於解決該問題的不同方法。為此，在文獻3GPP 3G TR 25.881，V0.4.0(2001年11月)的「Improvementof RRM across RNS and RNS/BSS(Rel 5)」中公開了兩種解決方法。第一個建議是裝設一個物理的CRRM伺服器，其控制系統間連接中繼的整個過程。該建議有一個缺點，即由於該中央伺服器而附加地延遲了中繼過程，此外，中央的CRRM伺服器和系統的分散RRM節點(例如RNC、BSC)之間的信息交換對時間要求很嚴格。第二個建議是在每個RRM節點上裝設用於和鄰接系統的其他RRM節點交換無線電小區負載的測量的接口。各個RRM節點唯一地負責關於系統間連接中繼的決定。該建議有一個缺點，即不存在統一的CRRM策略，因為不同生產商或系統運營商的RRM節點可以實現不同的CRRM策略，其也許不能相互兼容。
因此，本發明的任務是給出一種方法，其避免上述解決方法的缺點。該任務通過獨立權利要求的特徵來解決。本發明的有利的改進方案由從屬權利要求給出。
按照本發明的第一個方案，實現一個用於共同管理無線電資源的、尤其CRRM意義上的中央功能單元，其和有關的分散功能單元、例如RRM節點進行通信。該中央功能單元從分散功能單元處接收信息、例如關於負載、例如關於無線電小區負載的測量，並且通過定義系統間連接中繼的方法來控制系統間連接中繼，用信號將該方法通知分散功能單元。分散功能單元負載根據預先規定的方法來執行系統間連接中繼。因此，中央功能單元不直接參與系統間連接中繼的決定，由此有利的是不必滿足實時要求。此外，可以遵循不依賴於生產商或運營商的CRRM總體策略。
按照本發明的第二個方案，在中央功能單元中分析分散功能單元的信息，並且確定潛在目標的級別順序以控制系統間連接中繼。緊接著，所確定的級別順序可供至少一個分散功能單元使用。
按照一個有利的改進方案，分散功能單元被分成子功能單元。在此，移動子功能單元、例如用戶的移動站對系統間連接中繼的時間點和/或目標作出決定。此外，直接與中央功能單元進行通信的、由網絡所連接的子功能單元根據從中央功能單元獲得的信息來定義系統間連接中繼的規則和/或參數。緊接著，由網絡所連接的子功能單元用信號將該規則和/或參數通知移動子功能單元，其在進行系統間連接中繼時又將考慮該規則和/或參數。
下面根據實施例並參考附
圖1來詳細講述本發明。在此，圖1示出了用於實現共同管理無線電資源的功能接口。
圖1示出了一個或幾個系統的單元之間的接口和信令流。下面為系統間連接中繼所描述的方法步驟可以用同樣的方式應用於系統內連接中繼。
通過服務無線電小區(served cells服務小區)為用戶終端設備UE提供無線電資源。在第一分散功能單元(serving RRM function服務RRM功能)中對服務無線電小區(served cells)中的無線電資源進行管理。第一分散功能單元除了從用戶終端設備獲得到至少一個服務無線電小區的傳輸質量(quality measurements質量測量)的測量之外，還獲得到並行的無線電通信系統的至少一個鄰接無線電小區(neighbouring cells鄰接小區)的傳輸質量測量，該並行的無線電通信系統被考慮用於系統間連接中繼(ISHO execution執行ISHO)。必要時，所謂的操作維護中心(OM-Operation and Maintenance)用信號通知第一分散功能單元，考慮哪個鄰接的無線電小區或哪個鄰接的無線電通信系統(neighbourhood definition鄰接定義)。此外，必要時該操作維護中心還可以為用於共同管理無線電資源的中央功能單元(CRRM funktionCRRM功能)預先規定共同的無線電資源管理針對系統的策略或總體策略(CRRM StrategyCRRM策略)。除了傳輸質量的測量之外，第一分散功能單元還接收與其連接的服務無線電小區各自的負載測量(load measurements)。在被詢問之後(loadmeasurement request負載測量請求)，第一分散功能單元用信號將該測量通知中央功能單元。在第二分散單元(neighbouring RRMfunktion鄰接RRM功能)中進行相同的操作。在分析了信息之後，中央功能單元確定目標負載(load targets)和/或鄰接無線電小區的級別順序(neighbour cell ranking鄰接小區級別順序)並且用信號通知第一分散功能單元。接著，在考慮這些信息或由其定義的方法的情況下，第一分散功能單元控制系統間連接中繼(執行ISHO)。
因此，通過定義承擔責任的無線電小區的目標負載並且通過定義鄰接無線電小區的級別順序來為分散功能單元預先規定CRRM方法。分散功能單元可以根據該預先規定為系統間連接中繼選擇適當的無線電小區或適當的系統。作為圖1中所給出結構的替代方案，按照本發明也可以存在多個中央功能單元，其互相交換級別順序和/或負載測量。
在無線電通信系統中可以用不同的方式來實現功能單元。
-在一個或多個CRRM伺服器中實現中央功能單元。僅僅在涉及系統間連接中繼的已知的無線電網絡節點、例如RNC或BSC中實現分散功能單元。
-在一個或多個CRRM伺服器中實現中央功能單元。在已知的無線電網絡節點、例如RNC或BSC中以及在用戶終端設備中實現分散功能單元。例如通過廣播消息將鄰接無線電小區的級別順序傳輸給涉及系統間連接中繼決定的用戶終端設備。
-在一個、多個或所有無線電網絡節點、例如RNC或BSC中實現中央功能單元。在這些無線電網絡節點之間交換例如各個鄰接小區的級別順序形式的方法。同樣地、必要時僅僅在無線電網絡節點、例如RNC或BSC中實現分散功能單元，該無線電網絡節點涉及系統間連接中繼決定或者支持該決定。
-在一個、多個或所有無線電網絡節點、例如RNC或BSC中實現中央功能單元。在這些無線電網絡節點之間交換例如各個鄰接小區的級別順序形式的方法。同樣地、必要時僅僅在例如RNC或BSC的無線電網絡節點和用戶終端設備中實現分散功能單元。例如通過廣播消息將鄰接無線電小區的級別順序傳輸給用戶終端設備，其涉及系統間連接中繼決定或者支持該決定。
在後兩種實現可能性中，可以通過該方法例如藉助於匹配用於無線電小區選擇(Cell(Re)Selection)的參數和/或報告的參數而將頻率間和系統間測量告訴用戶終端設備。由此，可以在無線電接口上有利地使用已知的過程，以便這樣引導該用戶終端設備執行系統間連接中繼或系統間無線電小區選擇(Inter System Cell Reselection)，使得無線電小區負載達到適當的目標值。
下面，獨立於所述的例子，在開頭所述的現有技術的環境中再次說明本發明方法的實現。
共同的無線電資源管理器(CRRM)的任務是負載的集中管理。這可以是不同的無線電通信系統之間的負載管理，或者也可以是無線電通信系統內不同層或層級之間的負載管理。可以根據業務或業務組合和/或用戶終端設備的速度而將該用戶終端設備分配給系統或層。因此，對系統間連接中繼的控制是共同的無線電資源管理器的功能。下面只考慮系統間連接中繼的情況，然而所述的功能和機制可以用同樣的方式應用於例如系統層級之間的系統內連接中繼。
對於系統間連接中繼的決定，共同的無線電資源管理器或中央功能單元所考慮到的下列信息是必要的或有意義的。一方面是業務，以及必要時用戶終端設備的速度。此外必須有鄰接無線電小區可供使用，可以實現到這些鄰接無線電小區的中繼。服務無線電小區和鄰接無線電小區各自的當前連接質量(radio link quality)及其目標連接質量是應已知的其他參數。此外，應知道服務無線電小區和鄰接無線電小區各自的當前無線電小區負載和相應的目標無線電小區負載，其中可以附加地針對業務以及必要時針對速度來確定目標無線電小區負載。
為分散功能單元而存在下列信息。在連接建立時，核心網(CoreNetwork)用信號告知用戶終端設備的業務。用於系統間連接中繼的可能目標、連接質量目標以及服務無線電小區各自最大的無線電小區負載由操作維護中心預先規定。用戶終端設備通過用信號表示的測量而了解分別到服務和鄰接無線電小區的當前連接質量。無線電小區的基站(節點B或BTS)通過用信號表示的測量而了解服務無線電小區的當前負載水平。
在分散功能單元中不知道服務無線電小區當前的動態目標負載以及鄰接無線電小區的當前目標負載和負載。當應進行連接中繼時，第一參數的缺少將不利地導致不可靠性，以及第二參數的缺少使應在哪個無線電小區中進行中繼的決定變得困難。在開頭所述的已公開的方法中，由OM預先規定目標負載，這只能實現次優的系統間負載分配，在此期間不知道目標負載和當前負載，也就是說必須在不知情的情況下進行連接中繼。
按照本發明的解決方法，參數在中央功能單元中被合併，並且可供分散功能單元使用。在此，例如可以按照需求動態地、例如藉助抽象的值(0％...100％)、針對系統、層或無線電小區、業務和/或速度地告知目標負載。此外，可以通過針對業務和/或速度的鄰接無線電小區的級別順序、例如通過標誌「期望、允許、不期望、禁止進行中繼」來告知負載值和目標值之間的差別。
共同的無線電資源管理器或中央功能單元的作用首先在於要求分散功能單元提供負載測量以及合併測量結果。緊接著，其確定針對無線電小區以及必要時針對業務的目標負載。接著其將分別所屬的無線電小區的目標負載告知分散功能單元。此外，其確定針對無線電小區的以及必要時針對業務的級別順序值並且將鄰接無線電小區各自的級別順序告知分散功能單元。
分散功能單元的作用在於像中央功能單元所要求的那樣執行測量。此外，其接受由中央功能單元用信號通知的受其控制的無線電小區的目標負載以及用信號通知的鄰接無線電小區的級別順序。在考慮這些信息的情況下，其獨立地對系統間連接中繼作出決定。
因此，中央功能單元通過預先規定目標值和無線電小區級別順序而只有利地預先規定了方法。這些參數不是實時的，並且中央和分散功能單元之間的接口上的信令負載是有限的。此外，對中央功能單元只需提出較低的可靠性要求，因為分散功能單元可以例如通過使用基本值(default values預設值)或最後由中央功能單元用信號通知的參數作為參數而獨立地工作。這可以非常靈活地實現。因此，不僅可以在中央伺服器上實現中央功能單元，而且可以在幾個系統部件上分散地實現中央功能單元。中央和分散單元之間的接口可以被標準化，相反，可以針對生產商或運行商來實現分散單元中所使用的算法和判斷策略。
權利要求
1.用於管理無線電通信系統中的無線電資源的方法，其中第一無線電通信系統具有用於管理無線電資源的第一分散功能單元(服務RRM功能)，並且第二無線電通信系統具有用於管理無線電資源的第二分散功能單元(鄰接RRM功能)，所述第一和第二分散功能單元分別用信號將關於無線電資源的負載(負載測量)的信息通知用於共同管理無線電資源的中央功能單元(CRRM功能)，以及所述中央功能單元(CRRM功能)分析所述信息(負載測量)，並且用信號將關於目標負載(目標負載)的信息通知至少一個所述分散功能單元，在進行系統間連接中繼(ISHO)時由所述分散功能單元(RM功能)考慮所述關於目標負載的信息。
2.用於管理無線電通信系統中的無線電資源的方法，其中第一無線電通信系統具有用於管理無線電資源的第一分散功能單元(服務RRM功能)，並且第二無線電通信系統具有用於管理無線電資源的第二分散功能單元(鄰接RRM功能)，所述第一和第二分散功能單元分別用信號將關於無線電資源的負載(負載測量)的信息通知用於共同管理無線電資源的中央功能單元(CRRM功能)，以及所述中央功能單元(CRRM功能)分析所述信息(負載測量)，確定潛在目標的級別順序以控制系統間連接中繼(ISHO)，並且將所述級別順序提供給至少一個所述分散功能單元(RM功能)使用。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述無線電通信系統支持相同的或不同的接入技術。
4.如上述要求之一所述的方法，其中所述中央功能單元要求提供所述關於負載(負載測量)的信息。
5.如上述要求之一所述的方法，其中由所述中央功能單元針對無線電小區、業務和/或速度而定義所述目標負載和/或級別順序。
6.如上述要求之一所述的方法，其中所述分散功能單元(RM功能)被分為子功能單元，其中移動子功能單元(移動RRM功能)對系統間連接中繼的時間點和/或目標作出決定，以及直接與所述中央功能單元(CRRM功能)通信的、由網絡所連接的子功能單元(RAN中的RRM功能)根據從所述中央功能單元(CRRM功能)得到的信息來定義系統間連接中繼的規則和/或參數，所述由網絡所連接的子功能單元(RAN中的RRM功能)用信號將所述規則和/或參數通知所述移動子功能單元(移動RRM功能)，以及所述移動子功能單元(移動RRM功能)在進行系統間連接中繼時考慮所述規則和/或參數。
7.如權利要求6所述的方法，其中在移動站中實現所述移動子功能單元(移動RRM功能)。
8.用於執行如權利要求1或2所述的方法的無線電通信系統。
9.如權利要求8所述的無線電通信系統，其中在中央網絡節點中或在多個互相通信的中央網絡節點中實現所述中央功能單元(CRRM功能)。
10.如權利要求8所述的無線電通信系統，其中在至少一個已經實現一個分散功能單元(RRM功能)的網絡節點中實現所述中央功能單元(CRRM功能)。
11.如權利要求8至10之一所述的無線電通信系統，其中在移動站中實現至少部分的所述分散功能單元(RRM功能)，其中所述中央功能單元(CRRM功能)用信號將關於無線電資源的負載、目標負載和/或級別順序的信息通知所述移動站，並且所述移動站參與對系統間連接中繼的時間點和/或目標的決定。
全文摘要
用於管理無線電通信系統中的無線電資源的方法，其中第一無線電通信系統具有用於管理無線電資源的第一分散功能單元(服務RRM功能)，並且第二無線電通信系統具有用於管理無線電資源的第二分散功能單元(鄰接RRM功能)，所述第一和第二分散功能單元分別用信號將關於無線電資源的負載(負載測量)的信息通知用於共同管理無線電資源的中央功能單元(CRRM功能)，以及所述中央功能單元(CRRM功能)分析所述信息(負載測量)，並且用信號將關於目標負載(負載測量)的信息通知至少一個所述分散功能單元，在進行系統間連接中繼(ISHO)時，所述分散功能單元(RM功能)考慮所述關於目標負載的信息。
文檔編號H04L12/56GK1631054SQ03803691
公開日2005年6月22日 申請日期2003年2月7日 優先權日2002年2月11日
發明者H·克羅納, J·邁爾 申請人:西門子公司