無線通信系統和基站的製作方法
2023-06-17 17:23:26
無線通信系統和基站的製作方法
【專利摘要】提供具有用戶設備，基站以及控制站的無線通信系統。在數據承載建立後激活的等待計時器期滿後，在建立了聲音承載的情況下，基站基於聲音擁擠級別選擇用戶設備要連接到的基站，並且發送指令給用戶設備，或者如果未建立聲音承載，則基站基於聲音擁擠級別選擇用戶設備要連接到的基站，並且發送指令給用戶設備。
【專利說明】無線通信系統和基站
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及無線通信系統和基站。
【背景技術】
[0002]近年來，無線通信系統已被廣泛使用，以通過蜂窩電話(用戶終端)執行無線通信。在無線通信系統中，通常地，通過電路交換網絡執行語音通信，而通過分組交換網絡執行數據通信(例如，見專利文獻I)。
[0003]另一方面，提出了通過單一的分組交換網絡(IP網絡)來執行語音通信和數據通信(非語音數據通信)兩者的技術。在此技術中，不僅普通的數據(非語音數據)，而且也將語音數據(指示指示語音信號的數據)轉換為分組然後發送。
[0004]相關技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I JP-A-10-41980
【發明內容】
[0007]根據專利文獻I中的技術，通過分離的網絡執行語音通信和數據通信執行。因此，根據在每一網絡中的通信狀態來控制通信，對於每個類型通信(語音通信和數據通信)的通信控制是可能的。另一方面，根據其中通過單一的分組交換網絡執行語音通信和數據通信的技術，通過交換分組執行來執行通信而不管通信的類型。結果，不容易區分通信的類型，並因此難以根據通信的類型來執行執行通信控制。
[0008]因此，本發明的目的是提供無線通信系統以及基站，以根據通信的類型(語音通信和數據通信)進行通信控制。
[0009]根據本發明的無線通信系統是包括設備的無線通信系統:至少一個用戶設備，配置來通過交換分組來執行語音通信和數據通信；多個基站，其每個基站配置來與用戶設備執行無線通信；以及控制站，配置來控制用於用戶設備通信的、經由基站執行的承載與會話的建立。基站包括:無線通信器，配置來執行與用戶設備的無線通信；網絡通信器配置來執行與控制站和另一個基站的通信；擁擠級別確定器，配置來確定指示基站中語音通信的擁擠度的語音擁擠級別，以及來確定指示在基站中數據通信的擁擠度的數據擁擠級別；承載建立器，配置來基於控制站控制建立要用於數據通信的數據承載和要用於語音通信的語音承載；等待計時器部件，配置來在數據承載建立後開始計時器，計時器預定時間段後期滿；以及接入點控制器，配置來基於基站中的擁擠級別和另一個基站中的擁擠級別，來為用戶設備選擇接入點基站，並且向用戶設備指示接入點基站。當所述用戶設備執行語音通信時，控制站被配置來在基站的承載建立器建立數據承載後，開始對於用戶設備的語音通信會話，並且在開始語音通信會話後，控制基站的承載建立器建立語音承載。在通過等待計時器部件開始的計時器期滿後，如果已經建立了語音承載，則基站的接入點控制器配置來基於語音擁擠級別為用戶設備選擇接入點基站，以及向用戶設備指示接入點基站。在通過等待計時器部件開始的計時器期滿後，如果未建立所述語音承載，則基站的接入點控制器被配置來，基於數據擁擠級別為用戶設備選擇接入點基站以及向用戶設備指示接入點基站。
[0010]利用這樣的結構，當用戶設備執行語音通信時，依照語音擁擠級別來選擇接入點基站，而當用戶設備執行數據通信時，依照數據擁擠級別來選擇接入點基站。換句話說，取決於通信的類型(語音通信和數據通信)，選擇對於用戶設備的接入點基站。因此，可以提高無線通信系統中的吞吐量。此外，憑藉使用等待計時器來等待語音承載建立的優點，可能防止在語音承載建立之前和之後可能發生的多個小區間(inter-cell)切換以及防止在語音通信會話開始時可能發生的小區間(inter-cell)切換。結果，可限制呼叫斷開。
[0011]在本發明的一個優選實施例中，多個基站包括配置來在第一頻率執行與用戶設備的無線通信的第一基站和配置來在第二頻率執行與用戶設備的無線通信的第二基站。每個基站包括測量指令器，其中所述測量指令器配置來指示無線連接到基站的用戶設備測量來自至少一個基站的接收質量。在其中第二基站中的擁擠級別低於第一基站中的擁擠級別情況下，第一基站的測量指令器配置來指示無線連接到第一基站的用戶設備測量對應於第二基站的第二頻率無線電波的接收質量，在其中接收質量超過預定閾值的情況下，第一基站的測量指令器配置來指示無線連接到第一基站的用戶設備向第一基站報告接收質量。用戶設備被配置來根據測量指令器的指示來測量在第二頻率的無線電波的接收質量，並且在其中接收質量超過預定閾值的情況下向第一基站報告接收質量。第一基站的接入點控制器被配置來為用戶設備選擇第二基站作為對於所述用戶設備的接入點基站，以及在其中第一基站接收到接收質量的報告的情況下，向用戶設備指示第二基站。
[0012]在此實施例中，可以將第一基站和第二基站構造成不同的基站設備，或者構造成包括第一基站的功能和第二基站的功能的單一設備。
[0013]利用這樣的結構，由於用戶設備僅當測量的接收質量超過預定閾值時才向第一基站報告接收質量，因此與其中用戶設備總是向第一基站報告測量的接收質量的結構相比，限制了用於報告的上行鏈路無線通信的量。因此，能夠減少在用戶設備的耗電量。
[0014]在本發明的一個優選實施例中，第一頻率和第二頻率是不同的。
[0015]在說明書中，「第一頻率和第二頻率是不同的」意味著包括第一頻率和第二頻率在中心頻率和頻帶兩者中不相同的概念，以及第一頻率和第二頻率在頻帶中相同，但是在中心頻率中不同的概念。例如，在上述實施例中是其中第一頻率的頻帶和第二頻率的頻帶共同地為2GHz頻帶，但是其中第一頻率的中心頻率(例如，2130MHz)不同於第二頻率的中心頻率(例如,2140MHz)的結構。
[0016]在本發明的一個優選實施例中，依據數據承載建立後語音承載建立的必要的時間周期來確定所述計時器期滿的所述預定時間。
[0017]本發明的基站是在無線通信系統中基站，包括:至少一個用戶設備，配置來通過交換分組來執行語音通信和數據通信；多個基站，每個所述基站配置來與用戶設備執行無線通信；以及控制站，配置來控制用於用戶設備通信的、經由所述基站執行的承載與會話的建立。基站包括:無線通信器，配置來執行與用戶設備的無線通信；網絡通信器，配置來執行與控制站和另一個基站的通信；擁擠級別確定器，配置來確定指示基站中語音通信的擁擠度的語音擁擠級別，以及來確定指示在基站中數據通信的擁擠度的數據擁擠級別；承載建立器，配置來建立基於控制站控制的要用於數據通信的數據承載和要用於語音通信的語音承載；等待計時器部件，配置來在數據承載建立後開始計時器，計時器預定時間段後期滿；以及接入點控制器，配置來基於基站中的擁擠級別和另一個基站中的擁擠級別，來為用戶設備選擇接入點基站，並且向用戶設備指示接入點基站。當用戶設備執行語音通信時，承載建立器配置來在數據承載建立後，基於控制站執行的控制來建立語音承載以及為用戶設備開始語音通信會話。在等待計時器部件開始的計時器期滿後，如果已經建立了語音承載，則接入點控制器被配置來基於語音擁擠級別為用戶設備選擇接入點基站，以及向用戶設備指示接入點基站。在等待計時器部件開始的計時器期滿後，如果未建立語音承載，則接入點控制器配置來基於數據擁擠級別為用戶設備選擇接入點基站，以及向用戶設備指示接入點基站。
[0018]在本發明的一個優選實施例中，基站是在第一基站和第二基站中的第一基站，其中第一基站配置來在第一頻率執行與用戶設備的無線通信和第二基站配置來在第二頻率執行與用戶設備的無線通信。基站包括測量指令器，其中所述測量指令器配置來指示無線連接到基站的用戶設備測量來自至少一個基站的接收質量。在其中在第二基站中的擁擠級別低於在第一基站中的擁擠級別的情況下，測量指令器被配置來指示無線連接到第一基站的用戶設備測量對應於第二基站的第二頻率的無線電波的接收質量，在其中接收質量超過預定閾值的情況下，測量指令器配置來指示無線連接到第一基站的用戶設備向第一基站報告接收質量。接入點控制器被配置來選擇第二基站作為對於用戶設備的接入點基站，以及在其中基站接收到接收質量的報告的情況下，向用戶設備指示第二基站。
[0019]在本發明的一個優選實施例中，第一頻率和第二頻率不同。
[0020]在本發明的一個優選實施例中依據數據承載建立後語音承載建立的必要的時間段來確定計時器期滿的預定時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是示出根據本發明實施例的無線通信系統I的原理圖。
[0022]圖2是示出無線通信系統中元件的連接的視圖。
[0023]圖3是示出根據本發明實施例的用戶設備的結構的圖。
[0024]圖4是示出根據本發明實施例的基站的結構。
[0025]圖5是示出根據本發明實施例的控制站的結構。
[0026]圖6是示出用於在數據通信開始時執行的承載建立的操作的順序圖。
[0027]圖7是示出用於在語音通信開始時執行的承載建立的操作的順序圖。
[0028]圖8是示出基於擁擠級別的切換(handover)(頻帶分布)的順序圖。
[0029]圖9為其中將在數據通信開始時的承載建立操作與在語音通信開始時的承載建立操作進行比較的圖表。
[0030]圖10是示出將在通信開始時承載建立的操作與頻帶分布的順序圖。
[0031]圖11是示出根據本發明一個實施例的頻帶分布的流程圖。
[0032]具體執行方式
[0033]1.無線通信系統的結構
[0034]1-1.無線通信系統的概要結構。
[0035]圖1是示出根據本發明實施例的無線通信系統I的原理圖。無線通信系統I包括至少一用戶設備UE，多個基站eNB，以及核心網絡EPC。用戶設備UE是在3GPP (第三代合作夥伴計劃)的標準(版本8或以上)中規定的用戶設備，並且能夠通過交換分組執行語音通信和數據通信。基站eNB是在3GPP的標準中規定的演進的基站(演進的節點B)，並且能夠與用戶設備UE無線通信。多個基站eNB通過X2接口相互連接。用戶設備UE和基站eNB組成無線網絡RN。無線網絡RN是遵從3GPP的標準中規定的LTE (長期演進)規範進行操作的E-UTRAN(演進的通用陸地無線接入網)。
[0036]多個基站eNB包括能夠在800MHz頻帶與用戶設備UE無線通信的第一基站eNBl以及能夠在2GHz頻帶與用戶設備UE無線通信的第二基站eNB2。第一基站eNBl形成第一小區(cell)Cl，而第二基站eNB2形成第二小區C2。每個小區C是無線波從基站eNB能夠有效到達的範圍。因此，小區C中的用戶設備UE能夠與對應於小區C的基站eNB執行無線通信。
[0037]核心網絡EPC是在3GPP的標準中規定的演進的分組核心，並且遵從3GPP的標準中規定的SAE (系統架構演進)的規範進行操作。核心網絡EPC包括多個類型的節點，如稍後將描述的控制站MME和網關GW。
[0038]從以上的描述將會理解，無線通信系統I包括無線網絡RN以及作為在3GPP的標準中規定的演進的分組系統(EPS)的核心網絡EPC。
[0039]圖2是示出無線通信系統中元件的連接的視圖。核心網絡EPC包括控制站MME和網關GW。控制站MME是在3GPP的標準中規定的移動管理實體，並且被連接到基站eNB和網關GW。控制站MME能夠控制用於用戶設備UE通過基站eNB的通信的承載和會話的建立。網關GW是在3GPP的標準中規定的SAE網關，並且被連接到基站eNB、核心網EPC中的節點(如控制站MME)，和位於核心網EPC外面的分組數據網TON。分組數據網PDN是遵從IP (網際網路協議)操作的外部網絡(例如，網際網路)。網關GW能夠路由發送到用戶設備UE的用戶分組或者由用戶設備UE接收的用戶分組。網關GW可被構造為單一的SAE網關，或者可由多個節點構成，例如在3GPP的標準中規定的S-GW(服務網關)和P-GW(分組數據網絡網關)。
[0040]1-2.用戶設備的結構
[0041]圖3是示出根據本發明實施例的用戶設備的結構的圖。用戶設備UE包括無線通信器110和控制器120。無線通信器110是用於與基站eNB(eNBl和eNB2)無線通信的元件，並且包括收發天線；接收電路；和發送電路，其中所述接收電路用於從基站eNB接收無線電波，用於轉換無線電波為電信號，以及用於將電信號提供到控制器120 ;所述發送電路用於將從控制器120提供的電信號轉換為無線電波並且發送無線電波。控制器120能夠測量來自每個基站eNB的無線電波的接收質量，並且經由無線通信器110向基站eNB報告接收質量。控制器120是事實上通過用戶設備UE中CPU(中央處理單元，未示出)執行電腦程式並且依照電腦程式操作而完成的功能模塊。
[0042]1-3.基站的結構
[0043]圖4是示出根據本發明實施例的基站的結構。基站eNB包括無線通信器210、網絡通信器220、和控制器230。無線通信器210是與用戶設備UE無線通信的元件，並且包括接收器天線；接收電路；和發送電路，其中所述接收電路用於從基站eNB接收無線電波，用於轉換無線電波為電信號，以及用於將電信號提供到控制器230 ;所述發送電路用於將從控制器230提供的電信號轉換為無線電波並且用於發送無線電波。網絡通信器220是與另一個基站eNB、控制站MME、網關GW等通信的元件，網絡通信器220將從之前提到的其他節點的電信號提供到控制器230，以及將從控制器230提供的電信號發送到之前提到的其他節點。
[0044]控制器230包括擁擠級別確定器232、測量指令器234、承載建立器236、等待計時器部件238、接入點控制器240以及通信控制器242。擁擠級別確定器232確定指示基站eNB中語音通信的擁擠度的語音擁擠級別，以及確定指示基站eNB中數據通信擁擠度的數據擁擠級別。測量指令器234命令無線連接到基站eNB的用戶設備UE測量從基站eNB發送的在每個發送頻率的無線電波的接收質量。基於控制站MME的控制，承載建立器236建立要用於數據通信的數據承載和要用於語音通信的語音承載。等待計時器部件238在數據承載建立後開始計時器，所述計時器在經過預定時間T階段後期滿。接入點控制器240基於基站eNB和另一個基站中擁擠級別為用戶設備UE選擇接入點基站TeNB，並且向用戶設備UE指示接入點基站。然而，通過控制器230執行的操作並不限於以上描述的元件的操作。
[0045]承載是用於在用戶設備UE和網關GW之間交換分組的邏輯通信路徑。在本實施例中，通過數據承載交換數據分組(非語音分組)，而通過語音承載交換語音分組。從用戶設備UE發出的通過承載發送給網關GW的包被網關GW發送到分組數據網絡PDN中的目標節點。從分組數據網絡TON中的節點發送並且送往用戶設備UE的分組，通過承載從網關GW發送到用戶設備UE。
[0046]通過不同的服務質量(QoS)來描繪每個承載(數據承載或語音承載)的特徵。QoS包括，例如，數據發送率，可允許的延時以及可允許的位錯率(BER)。
[0047]控制器230和擁擠級別確定器232、測量指令器234、承載建立器236、等待計時器部件238、接入點控制器240、以及包括在控制器230中的通信控制器242是事實上通過在基站eNB中的CPU(未示出)執行電腦程式並且依照電腦程式來操作而完成的功能模塊。
[0048]1-4.控制站的結構
[0049]圖5是示出根據本發明實施例的控制站的結構。控制站MME包括網絡通信器310和控制器320。網絡通信器310是用於與基站eNB和網關GW等通信的元件，並且與之前提到的節點交換電信號。控制器320經由網絡通信器310控制基站eNB，以便建立承載(數據承載和語音承載)。所述控制器320是事實上通過在控制站MME中的CPU (中央處理單元，未示出)執行電腦程式並且依照電腦程式來操作而完成的功能模塊。
[0050]2.無線通信系統的操作
[0051]2-1.數據承載的建立
[0052]參考圖6，將描述當數據通信開始時執行的、用於建立承載的操作。對於數據通信，僅僅需要建立數據承載，不需要建立語音承載。
[0053]數據承載建立之前，在步驟SlO建立RRC (無線資源控制)連接。具體地，為了請求RRC連接的建立，將開始數據通信的用戶設備UE向基站eNB發送包含用戶設備UE的標示符和其他信息的RRC的連接請求消息(Sll)。當接收到RRC連接請求消息時,並且當請求被允許時，基站eNB向用戶設備UE發出RRC連接建立消息(S12)。當接收到RRC連接建立消息時，用戶設備UE向基站eNB發出RRC連接建立完成消息(S13)。通過以上描述的順序，建立在用戶設備UE與基站eNB之間的RRC連接。在3GPP的規範中描述了此順序(例如，3GPP TS 36.331V10.3.0(2011-09))。
[0054]在RRC連接建立之後，在步驟S20，建立數據承載。具體地，基站eNB為了建立數據承載，向控制站MME發送初始UE消息(S21)。當接收到初始UE消息時，控制站MME向基站eNB發送初始環境建立請求消息，以便於控制數據承載的建立(S22)。當接收到初始上下文建立請求消息時，基站eNB向用戶設備UE發送用於設置安全模式的安全模式命令消息以及用於設置無線資源控制的RRC連接重置消息(細節將在下面給出)(S23和S24)。用戶設備UE根據安全模式命令消息設置用戶設備UE自己的安全模式，並且更新用戶設備UE自己的無線資源控制設置。然後，用戶設備UE向基站eNB發出安全模式完成消息和RRC連接重置完成消息，以報告設置的完成(S25和S26)。當接收到安全模式完成消息和RRC連接重置完成消息時，基站eNB向控制站MME發送初始環境建立響應消息(S27)，並且完成數據承載的建立。在3GPP的規範中描述此順序(例如，3GPP TS 36.331V10.3.0(2011-09)以及3GPPTS 36.413V10.4.0 (2011—12))。
[0055]數據承載的建立完成之後，用戶設備UE開始經由數據承載向網關GW數據發送(非語音數據分組)。
[0056]2-2.語音承載的建立
[0057]參考圖7，將描述當語音通信開始時執行的建立承載的操作。
[0058]對於語音通信，需要建立數據承載和語音承載兩者。為了建立語音承載(將在下面描述步驟S40)，根據會話起始協議(SIP)需要已經開始對於用戶設備UE的語音通信會話(步驟S30將在下面被描述)。為了根據SIP程序開始語音通信會話，需要在用戶設備UE、控制站MME以及網關GW之間交換數據(分組)，因此數據承載的建立(之前提到的步驟S20)是必要的。因此，在數據承載建立後(S20)，執行SIP程序以開始語音通信會話(S30)，然後建立語音承載(S40)。
[0059]對於開始語音通信，首先，執行RRC連接的建立(SlO)和數據承載的建立(S20)。這些操作與那些之前提到的數據通信的開始的那些操作相同，因此省略其描述。
[0060]當數據承載建立時，控制站MME實施SIP程序，以對於將要執行語音通信的用戶設備開始語音通信會話(S30)。通過SIP程序觸發的語音通信會話是用於關聯發起者應用(例如，電話談話應用和接收器的應用)的邏輯連接。在IETF(網際網路工程任務組)的RFC3621 (關於意見3621的請求)中陳述了 SIP程序文獻的細節。
[0061]在SIP程序中，經由數據承載在用戶設備UE和在另一端的節點之間交換對於開始會話必要的控制消息。在識別對於SIP程序的控制消息僅為數據分組的同時，基站eNB轉發用於SIP程序的控制消息。換句話說，基站eNB不識別SIP程序是經由基站eNB本身來執行的這一事實。
[0062]在開始語音通信會話之後，在步驟S40建立語音承載。具體地，控制站MME向基站eNB發送E-RAB建立請求消息，以建立語音承載(S41)。在根據接收到E-RAB建立請求消息時，基站eNB(承載建立器236)向用戶設備UE發送RRC連接重置消息(S42)。依據RRC連接重置消息，用戶設備UE更新用戶設備UE自己的無線資源控制設置，然後向基站eNB發送RRC連接重置完成消息(S43)。當接收的RRC連接重置完成消息時，基站eNB (承載建立器236)向控制站MME發送E-RAB建立響應消息(S44)，並且完成語音承載的建立。在3GPP規範中描述此順序(例如，3GPP TS 36.331V10.3.0(2011-09)以及3GPP TS36.413V10.4.0(2011-12))。
[0063]語音承載建立完成後，用戶設備UE經由語音承載與另一端的節點開始語音通信。
[0064]2-3.頻帶分布控制
[0065]在基站eNB和控制站MME的控制下，用戶設備UE能夠將無線接入點從當前連接的基站eNB (例如，第一基站eNBl)改為另一個基站eNB (例如，第二基站eNB2)。換句話說，能夠切換用戶設備UE。切換的標準可以是來自基站eNB的接收質量。例如，當用戶設備UE與第一基站eNBl連接時，如果來自第二基站eNB2的接收質量超過來自第一基站eNBl的接收質量，則執行其中對於用戶設備UE的接入點從第一基站eNBl改為第二基站eNB2的切換。其中源基站eNB使用的頻率不同於目標基站TeNB使用的頻率的切換被稱為(inter)頻間切換。
[0066]然而，即使基於接收質量執行切換，也不保證用戶設備UE的無線通信環境將被改進。例如，如果在切換目標基站eNB(接入點基站TeNB)中發生擁擠，則即使從接入點基站TeNB到用戶設備UE的無線電波的接收質量是高的，切換後對於用戶設備UE的傳輸率(因此，無線通信系統I的吞吐量)也可能惡化。相反地，如果用戶設備UE從擁擠的基站eNB被切換到儘管來自其的接收質量低但不擁擠的基站eNB，則切換後對於用戶設備UE的發送率(因此，無線通信系統I的吞吐量)可能提高。
[0067]因此，發明人已經考慮了基於基站eNB中擁擠級別的切換控制。在之後的描述中，由於其中依照基站eNB中擁擠級別來選擇(分布)用戶設備UE應當被連接到的基站NB (換言之，用於無線通信的頻帶)的特徵，所以基於擁擠級別的切換可以被稱為「頻帶分布」。
[0068]在分組交換網絡中的數據通信具有在單位時間中發送的數據分組的量有可能改變的特徵，相對可允許數據分組的延時等特點。另一方面，在分組交換網絡中的語音通信具有在單位時間中被發送的語音分組的數量難以改變、因為實時通信所以不容許語音分組的延時等特點。因而，對於用戶設備UE的語音通信和數據通信要求的服務質量是不同的，因此意識到依據通信類型(語音通信和數據通信)來控制頻帶分布。
[0069]圖8示出了基於擁擠級別的頻帶分布的操作順序。在圖8的描述中，讓我們假設用戶設備UE最初與第一基站eNBl無線連接。每個基站eNB的擁擠級別確定器232向另一基站eNB發送所確定的該基站eNB的擁擠級別(例如，無線接入到基站eNB的用戶設備UE的數量，基站eNB中無線資源的使用率等)，以及接收另一基站eNB的擁擠級別(S100)。換句話說，每個基站eNB總是知道該基站eNB和相鄰基站eNB的擁擠級別。
[0070]第一基站eNBl的測量指令器234確定第二基站eNB2中的擁擠級別是否比第一基站eNBl的擁擠級別低(SllO)。如果第二基站eNB2中的擁擠級別比第一基站eNBl的擁擠級別低(如果確定在SllO是YES)，則測量指令器234向無線接入到基站eNB的用戶設備UE發送RRC連接重置消息(S120)，該RRC連接重置消息指示用戶設備UE測量在對應於第二基站eNB2的頻率(2GHz)的無線電波的接收質量，以及如果測量的接收質量超過閾值Th (如果滿足預定的事件觸發條件)則向第一基站eNBl報告接收質量。根據從第一基站eNBl接收的RRC連接重置消息，用戶設備UE改變用戶設備UE自己的設置，並且向第一基站eNBl發送指示改變已完成的RRC連接重置完成消息(S130)。然後，基於設置(B卩，依照來自第一基站eNBl的測量指令器234的指示)，用戶設備UE測量從第二基站eNB2在2GHz發送的無線電波的接收質量(S140)。用戶設備UE確定測量的接收質量是否超過閾值Th(S150)。如果接收質量超過閾值Th (如果滿足事件觸發條件，並且在S150的決定是YES)，則用戶設備UE把接收質量放入測量報告消息中並向第一基站eNBl發送測量報告消息(S160)。如果接收質量等於或小於閾值Th (如果決定在S150是NO)，則用戶設備UE返回到步驟S140，以測量接收質量。
[0071]代替僅當超過閾值Th時報告接收質量的上述結構，用戶設備UE可以一直(周期性的)報告對應於第二基站eNB2無線電波的接收質量。
[0072]當從用戶設備UE接收到測量報告消息(例如，接收質量的報告)時，第一基站eNBl的接入點控制器240為用戶設備UE選擇其擁擠級別更低的第二基站eNB2作為接入點基站TeNB，以及向用戶設備指示第二基站eNB2。基於通過第一基站eNBl的控制，用戶設備UE執行從第一基站eNBl到第二基站eNB2的小區間切換(頻帶分布)(S170)。通過之前提到的頻帶分布的優點，用戶設備UE能被切換到基站eNB，其中在所述基站eNB，擁擠級別更低的。
[0073]在以上描述中，無線連接到第一基站eNBl的用戶設備UE被切換到第二基站eNB2。將意識到無線連接到第二基站eNB2的用戶設備可以被切換到第一基站eNBl。
[0074]在以上表述的頻帶分布中，當用戶設備UE執行語音通信時，優選地，使用語音擁擠級別，在步驟SllO做出決定。相反地，當用戶設備UE執行數據通信時，優選地，使用數據擁擠級別，在步驟SllO做出決定。
[0075]3.分組交換網絡中頻帶分布的問題和解決方法
[0076]然而，如果將在通信開始時建立承載(圖6和7)的操作與之前提到的頻帶分布(圖8)結合，則將有如下所述的問題發生。
[0077]圖9為其中將在數據通信開始時的承載建立操作與在語音通信開始時的承載建立操作進行比較的圖表。如上所述，一直到RRC連接建立(SlO)和數據承載建立(S20)的操作是公共的。然而，在數據承載建立後可直接開始數據通信，而直到SIP程序(S30)以及語音承載建立(S40)時、甚至在數據承載建立後，才能夠開始語音通信。然後，在數據承載建立已經完成後，基站eNB不能分清開始的通信是數據通信還是語音通信。如上所述，SIP程序的控制消息交換隻是基站eNB的數據分組，使得基站eNB不能檢測SIP程序的執行以決定語音通信的開始。因此，基站eNB難以在數據承載建立已經完成後的時間點，來決定語音擁擠級別和數據擁擠級別是否應該被用於執行頻帶分布。
[0078]參考圖10，將描述當在數據承載建立後直接執行頻帶分布時可能發生的另一個問題。RRC連接建立(SlO)是與圖6和圖7相同的。如上所述，為了執行頻帶分布，需要向用戶設備UE發送RRC連接重置消息，以指示用戶設備UE測量對應於另一個基站eNB的無線電波的接收質量，並且如果測量的接收質量超過閾值Th，則向服務基站eNB報告接收質量(圖8中的S120)。在數據承載建立操作(S20)中，指示包括在向用戶設備UE發送的RRC連接重置消息中(S24)。
[0079]在圖10中，用戶設備UE依據RRC連接重置消息，與數據承載建立操作並行地執行測量和接收質量的報告(S140-S160，但是為了方便圖示僅示出步驟S160)。結果，可以在SIP程序之前或SIP程序期間執行基於擁擠級別的小區間切換(頻帶分布)(S170) (S30)。
[0080]在SIP程序中，經由數據承載，在用戶設備UE和在另一端的節點之間交換對於開始會話必要的控制消息。因此，如果(切換)在SIP期間執行頻帶分布，則可能將花費很長時間以開始語音通信會話，或者語音通信會話的開始將由於切換的失敗而失敗。此外，讓我們假設示例，其中與第一基站eNBl無線連接的用戶設備UE將執行語音通信，並且其中第二基站eNB2中的數據擁擠級別更低，而第一基站eNBl中的語音擁擠級別更低。在這種情況下，用戶設備UE在數據承載建立後被切換到第二基站eNB2，並且在語音承載建立後被切換到第一基站eNBl。由於切換的成功百分數不是100%，所以以上提到的不必要的切換的執行可增加由於切換失敗的呼叫斷線的可能性。
[0081]因此，優選地，在數據承載建立後，不直接執行頻帶分布。在數據承載建立完成時(S20)不應執行頻帶分布控制，並且更優選地，在確定僅建立數據承載或建立數據承載和語音承載二者時間點執行頻帶分布。圖11圖示了這樣的頻帶分布控制的具體例子。
[0082]在圖11中，RRC連接建立(SlO)和數據承載建立(S20)如上述圖10的結構中的那些一樣。基站eNB的等待計時器部件238在數據承載的建立後開始等待計時器(S29)，等待計時器在一時間段T後期滿。優選地，依據數據承載建立後的語音承載建立的必要時間段來確定計時器的期滿時間T。可以自由地決定時間T。例如，時間T可被決定為在其中實際重現了無線通信系統I的實驗環境中語音承載建立實際需要的時間段，可基於在電腦上構建的虛擬的無線通信系統中的仿真結果來決定，或可基於在實際運行的無線通信系統I中的測量數據來決定。
[0083]在通過等待計時器部件238開始的計時器期滿(S50)後，基站eNB的接入點控制器240根據用戶設備UE執行的通信的類型來執行頻帶分布(S60，S卩，圖8中的S140-S170)。換句話說，如果語音承載已經建立，則接入點控制器240基於語音擁擠級別為用戶設備UE選擇接入點基站TeNB，並且向用戶設備UE指示接入點基站。如果語音承載還沒有建立，則接入點控制器240基於數據擁擠級別為用戶設備UE選擇接入點基站TeNB，並且向用戶設備UE指示接入點基站。依據用戶基站eNB的指示，用戶設備UE執行交互小區切換。
[0084]利用這樣的結構，當用戶設備UE執行語音通信時，基於語音擁擠級別管理頻帶分布，而當用戶設備UE執行數據通信時，基於數據擁擠級別管理頻帶分布。換句話說，依據通信類型(語音通信和數據通信)，選擇對於用戶設備UE的接入點基站TeNB。因此，可以增強無線通信系統I中的通信吞吐量。此外，通過對於頻帶分布使用等待計時器等候的優點，可能防止在語音承載建立之前和之後可發生的多個小區間切換，並且可能防止在SIP程序期間(在語音通信會話開始時)可發生的小區間切換。結果，能夠限制由頻帶分布引起的呼叫斷線。
[0085]4.修改
[0086]各種修改可被應用於上述實施例中。以下具體的修改作為示例。可以組合從下文中選擇的兩個或更多的修改。
[0087](I)修改 I
[0088]在上述實施例中，第一基站eNBl使用在800MHz頻帶的無線電波進行無線通信，而第二基站eNB2使用在2GHz頻帶的無線電波進行無線通信。然而，可理解以上描述的頻率僅是為了說明，可以採用任何其它的頻率(頻帶和中心頻率)。特別地，相對於第一基站eNBl使用的頻率(第一頻率)以及第二基站eNB2使用的頻率(第二頻率)，第一基站eNBl使用的頻帶可以與第二基站eNB2使用的頻帶相同，而第一基站eNBl使用的中心頻率與第二基站eNB2使用的中心頻率可以不同。例如，第一基站eNBl的頻帶與第二基站eNB2的頻帶共同地為2GHz頻帶，但第一基站eNBl的中心頻率可以是2130MHz，而第二基站eNB2的中心頻率可以是2140MHz。
[0089]此外，在以上描述的實施例的結構中，第一基站eNBl使用的頻率(第一頻率)可以與第二基站eNB2使用的頻率(第二頻率)相同。更具體地，第一頻率的頻帶和中心頻率可以與第二頻率的頻帶和中心頻率相同。當用戶設備UE位於第一基站eNBl形成的第一小區Cl和第二基站eNB2形成的第二小區C2重疊的小區邊界時，可以(交互小區切換)依照基站的擁擠級別來執行接入點基站的選擇。
[0090](2)修改 2
[0091]在上述實施例中，第一基站eNBl與第二基站eNB2是不同的裝置。然而，單個的基站eNB可以包括在第一頻率能夠與用戶設備UE通信的第一基站的功能和在不同於第一頻率的第二頻率能夠與用戶設備UE通信的第二基站的功能。
[0092](3)修改 3
[0093]在上述實施例中，通信(數據通信或語音通信)通過來自用戶設備UE的請求而被觸發。然而，將理解例如當由另一用戶設備UE進行呼叫發起時，通過來自核心網EPC (例如，控制站MME) —側的請求來觸發通信(數據通信或語音通信)。
[0094](4)修改 4
[0095]用戶設備UE可以是能與基站eNB進行無線通信的任意類型設備。例如，用戶設備UE可以是蜂窩電話終端、臺式個人電腦、筆記本電腦、UMPC(超移動個人電腦)、可攜式遊戲機或另一無線終端。
[0096](5)修改 5
[0097]在無線通信系統I的每個節點(用戶設備UE、基站eNB、控制站MME等)中，可由如FPGA(場可編程門陣列)或DSP (數值信號處理器)之類的硬體或可編程邏輯器件而不是CPU來執行由CPU執行的功能CPU執行的的功能中可以通過來執行以代替。
[0098]參考標記
[0099]1:無線通信系統
[0100]110:無線通信器
[0101]120:控制器
[0102]210:無線通信器
[0103]220:網絡通信器
[0104]230:控制器
[0105]232:擁擠級別確定器
[0106]234:測量指令器
[0107]236:承載建立器
[0108]238:等待計時器部件
[0109]240:接入點控制器
[0110]242:通信控制器
[0111]310:網絡通信器
[0112]320:控制器
[0113]C(C1，C2):小區
[0114]eNB(eNBl，eNB2):基站
[0115]EPC:核心網
[0116]GW:網關
[0117]MME:控制站
[0118]I3DN:分組數據網絡
[0119]QoS:服務質量
[0120]RN:無線網絡
[0121]T:時間
[0122]TeNB:接入基站
[0123]Th:閾值
[0124]UE:用戶設備
【權利要求】
1.一種無線通信系統，包括: 至少一個用戶設備，配置來通過交換分組來執行語音通信和數據通信； 多個基站，每個所述基站配置來與所述用戶設備執行無線通信；以及 控制站，配置來控制用於所述用戶設備通信的、經由所述基站執行的承載與會話的建立， 所述基站包括: 無線通信器，配置來執行與所述用戶設備的無線通信； 網絡通信器，配置來執行與控制站和另一個基站的通信； 擁擠級別確定器，配置來確定指示所述基站中語音通信的擁擠度的語音擁擠級別，以及確定指示在所述基站中數據通信的擁擠度的數據擁擠級別； 承載建立器，配置來基於控制站控制建立要用於數據通信的數據承載和要用於語音通信的語音承載； 等待計時器部件，配置來在數據承載建立後開始計時器，所述計時器在預定時間段後期滿；以及 接入點控制器，配置來基於所述基站中的擁擠級別和另一個基站中的擁擠級別，來為所述用戶設備選擇接入點基站，並且向所述用戶設備指示所述接入點基站， 當所述用戶設備執行語音通信時，所述控制站配置來在所述基站的所述承載建立器建立數據承載後，開始對於所述用戶設備的語音通信會話，並且在開始所述語音通信會話後，控制所述基站的所述承載建立器建立語音承載， 在通過所述等待計時器部件開始的所述計時器期滿後，如果已經建立了所述語音承載，則所述基站的所述接入點控制器配置來基於所述語音擁擠級別為所述用戶設備選擇所述接入點基站，以及向所述用戶設備指示所述接入點基站，在通過所述等待計時器部件開始的所述計時器期滿後，如果未建立所述語音承載，則所述基站的所述接入點控制器配置來基於所述數據擁擠級別為所述用戶設備選擇所述接入點基站以及向所述用戶設備指示所述接入點基站。
2.如權利要求1所述的無線通信系統，其中所述多個基站包括配置來在第一頻率與所述用戶設備執行無線通信的第一基站和配置來在第二頻率與所述用戶設備執行無線通信的第二基站， 每個所述基站包括測量指令器，其中所述測量指令器配置來指示無線連接到所述基站的所述用戶設備測量來自至少一個基站的接收質量， 在其中所述第二基站中的擁擠級別低於所述第一基站中的擁擠級別的情況下，所述第一基站的所述測量指令器配置來指示無線連接到所述第一基站的所述用戶設備測量對應於所述第二基站的第二頻率無線電波的接收質量，在其中所述接收質量超過預定閾值的情況下，所述第一基站的所述測量指令器配置來指示無線連接到所述第一基站的所述用戶設備向所述第一基站報告所述接收質量， 所述用戶設備配置來依據測量指令器的指示來測量在所述第二頻率的所述無線電波的接收質量，並且在其中所述接收質量超過預定閾值的情況下向所述第一基站報告所述接收質量， 所述第一基站的所述接入點控制器配置來選擇所述第二基站作為對於所述用戶設備的接入點基站，以及在其中所述第一基站接收到接收質量的報告的情況下，向所述用戶設備指示所述第二基站。
3.如權利要求2所述的無線通信系統，其中所述第一頻率和所述第二頻率不同。
4.如權利要求1所述的無線通信系統，其中依據所述數據承載建立後所述語音承載建立的必要的時間段來確定所述計時器期滿的所述預定時間。
5.一種無線通信系統中的基站，包括: 至少一個用戶設備，配置來通過交換分組來執行語音通信和數據通信； 多個基站，每個所述基站配置來與所述用戶設備執行無線通信；以及 控制站，配置來控制用於所述用戶設備通信的、經由所述基站執行的承載與會話的建立， 所述基站包括: 無線通信器，配置來執行與所述用戶設備的無線通信； 網絡通信器，配置來執行與控制站和另一個基站的通信； 擁擠級別確定器，配置來確定指示所述基站中語音通信的擁擠度的語音擁擠級別，以及確定指示在所述基站中數據通信的擁擠度的數據擁擠級別； 承載建立器，配置來基於控制站控制建立要用於數據通信的數據承載和要用於語音通信的語音承載； 等待計時器部件，配置來在數據承載建立後開始計時器，所述計時器在預定時間段後期滿；以及 接入點控制器，配置來基於所述基站中的擁擠級別和另一個基站中的擁擠級別，來為所述用戶設備選擇接入點基站，並且向所述用戶設備指示所述接入點基站， 當所述用戶設備執行語音通信時，所述承載建立器配置來在數據承載建立後，基於控制站的控制來建立所述語音承載以及為所述用戶設備開始語音通信會話， 在所述等待計時器部件開始的所述計時器期滿後，如果已經建立了所述語音承載，則所述接入點控制器配置來基於所述語音擁擠級別為所述用戶設備選擇所述接入點基站，以及向所述用戶設備指示所述接入點基站，在通過所述等待計時器部件開始的所述計時器期滿後，如果未建立所述語音承載，則所述接入點控制器被配置來基於所述數據擁擠級別為所述用戶設備選擇所述接入點基站，以及向所述用戶設備指示所述接入點基站。
6.如權利要求5所述的基站，其中所述基站是在第一基站和第二基站中的第一基站，其中所述第一基站配置來在第一頻率執行與所述用戶設備的無線通信和第二基站配置來在第二頻率執行與所述用戶設備的無線通信， 所述基站包括測量指令器，其中所述測量指令器配置來指示無線連接到所述基站的所述用戶設備測量來自至少一個基站的接收質量， 在其中在所述第二基站中的擁擠級別低於在所述第一基站中的擁擠級別的情況下，所述測量指令器配置來指示無線連接到所述第一基站的所述用戶設備測量對應於所述第二基站的第二頻率的無線電波的接收質量，在其中所述接收質量超過預定閾值的情況下，所述測量指令器配置來指示無線連接到所述第一基站的所述用戶設備向所述第一基站報告所述接收質量， 所述接入點控制器配置來選擇所述第二基站作為對於所述用戶設備的接入點基站，以及在其中所述基站接收到接收質量的報告的情況下，向所述用戶設備指示所述第二基站。
7.如權利要求6所述的基站，其中所述第一頻率和所述第二頻率不同。
8.如權利要求5所述的基站，其中依據所述數據承載建立後所述語音承載建立的必要的時間段來確定所述計時器期滿的所述預定時間。
【文檔編號】H04W40/02GK104137622SQ201280070828
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年12月3日 優先權日:2012年2月28日
【發明者】佐佐木優輔, 小畑和則, 原野聖悟, 矢葺匠吾 申請人:株式會社Ntt都科摩