CN100344191C - 与用户属性相关的双速率信道使用方法 - Google Patents

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CN100344191C CNB2005100002648A CN200510000264A CN100344191C CN 100344191 C CN100344191 C CN 100344191C CN B2005100002648 A CNB2005100002648 A CN B2005100002648A CN 200510000264 A CN200510000264 A CN 200510000264A CN 100344191 C CN100344191 C CN 100344191C
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Abstract

本发明是与用户属性相关的双速率使用方法，包括以下步骤：首先，为每一个用户定义一个用户标识，不同等级用户的用户标识不同，“用户类别”信息存放在本地位置寄存器(HLR)中，移动交换中心/拜访位置寄存器在位置更新时，接收本地位置寄存器(HLR)传送的用户数据；本地位置寄存器(HLR)通过MAP层信令传给移动交换中心(MSC)，移动交换中心将其传给基站控制器(BSC)，在动态半速率功能没有开启情况下，基站控制器根据移动交换中心传过来的修改后的信道服务优先表分配信道；在开启动态半速率情况下，基站控制器BSC将所有用户的信道服务优先表修改为半速率优先，并按此给低端用户优先分配半速率信道，给高端用户优先分配全速率信道。

Description

与用户属性相关的双速率信道使用方法
技术领域：
本发明涉及一种无线网络资源分配，特别是指一种针对不同等级的用户差异进行信道分配时，使用全速率/半速率信道的方法。
根据“优先级不同，分配的信道编码方式不同”的原则为用户分配网络资源。
背景技术：
目前，随着移动通信市场竞争的加剧，移动运营商均采取不断下调资费的手段保持现有客户的稳定同时争取新增用户。通信资费的下调和日益提高的消费能力刺激通信用户的快速增加和单位用户通信量的不断增加。当网络容量的增长无法满足通信用户和单位用户通信量的增长时，就会引起通信的阻塞。在这种背景下，运营商纷纷采取通过使用半速率编码方式来快速提高网络容量，在一定程度上降低了服务质量。这种应用特别在节假日期间发生大量突发业务时被采用。
半速率功能是泛欧数字蜂窝移动通讯系统(GSM)PHASE 2的功能，它通过压缩语音编码，使得语音编码速率从全速率的13kb/s下降到6.5kb/s，从而节省空中信道资源。全速率将64Kbit/S的数字话音进行分段，每段20ms，然后再进行混合编码，每20ms的话音编成260个比特，即比特速率为260bit/20ms＝13Kbit/S，这样每路话音的比特速率从64Kbit/S降至13Kbit/S。半速率将20ms的话音编成130个比特，即比特速率为130/20ms＝6.5Kbit/S。
半速率信道的应用方法分为静态半速率和动态半速率两种方法：
静态半速率使用：基站控制器(BSC)收到MSC的CHANNEL REQUEST消息后，根据此消息中的CHANNEL TYPE，基站控制器(BSC)获得移动终端的承载能力(BEARER CAPABILITY)，如果移动终端支持双速率(包含支持双速率/全速率优先和支持双速率/半速率优先)，则基站控制器(BSC)将激活半速率信道并分配给移动终端，如果移动终端仅支持全速率，则基站控制器(BSC)将激活全速率信道并分配给移动终端。
动态半速率使用：基站控制器(BSC)收到移动交换中心(MSC)的CHANNEL REQUEST消息后，根据此消息中的CHANNEL TYPE，基站控制器(BSC)获得移动终端的承载能力(BEARER CAPABILITY)。当使用动态半速率应用时，在基站控制器(BSC)设置门限。当网络资源冗余小于该门限时，如果移动终端支持双速率(包含支持双速率/全速率优先和支持双速率/半速率优先)，则基站控制器(BSC)将激活半速率信道并分配给移动终端，如果移动终端仅支持全速率，则基站控制器(BSC)将激活全速率信道并分配给移动终端。当网络资源冗余大于该门限时，如果移动终端支持双速率且全速率优先或者移动终端仅支持全速率，则基站控制器(BSC)将激活全速率信道并分配给移动终端，如果移动终端支持双速率且半速率优先，则基站控制器(BSC)将激活半速率信道并分配给移动终端。
具体使用的方法是：当移动终端接入网络时，通过空中接口，移动终端上发用户标识(SETUP)消息中包含Bearer capability信息，在此消息中包含了移动终端对业务信道编码速率的支持情况(radio channelrequirement)，具体见下表：
8       7       6       5       4       3       2       1
                             Bearer capability IXI
                            Length of the bearer capability contents
    1ext   RadioChannelrequirement   Codingstd   Transfernode   InformationTransfercapablity
    1ext   0spare structure   Dupl.-node   Configer NIRR Extabli.
    1ext   0      0Access id   Rateadaption   SignallingAcess protocol
    0/1ext   0      1layer 1 id   User informationsLayer 1 protocol     Sync/async
0/1ext   MumbStopbits   BagoTiaTion   MumbDatabits   User rate
    0/1ext   Internedrate   NICConTX   NICConRX Parity
    1ext   Connectionelement Modem type
    1ext   0      1layer 2 id   User informationsLayer 2 protocol
ctet 1octet 2octet 3octet 4octet 5octet 6octet 6aoctet 6boctet 6coctet 7
                                figure 10.71/GSM04.08
                          Bearer capability information element
Note：the coding of the octets of the bearer capability information element is not confirming to TSCCITT Q.931
目前终端上发给网络的有如下类别：
00---------------------------保留
01---------------------------移动终端仅支持全速率
10---------------------------移动终端支持双速率且半速率优先
11---------------------------移动终端支持双速率且全速率优先
a)R基站控制器(BSC)收到该消息后，通过SCCP信令的CHANNELREQUIRED，将终端的承载能力(bearer capability)透明传送给移动交换中心(MSC)，
b)目前移动交换中心(MSC)对此不做任何修改，再通过SCCP信令的CHANNEL REQUEST消息将CHANNEL TYPE通知基站控制器(BSC)，基站控制器(BSC)根据此消息中的CHANNEL TYPE类别分配无线资源。CHANNEL EQUEST消息格式如下：
 INFORMATION ELEMENT  REFERENCE  DIRECTION TYPE     LEN
 Message Type  3.2.2.1  MSC-BSS M     1
 Channel Type  3.2.2.11  MSC-BSS M     5-10
 Layer 3 Header Information  3.2.2.9  MSC-BSS O(3)     4
 Priority  3.2.2.18  MSC-BSS O     3
 Circuit Identity Code  3.2.2.2  MSC-BSS O(1)     3
 Downlink DTX Flag  3.2.2.26  MSC-BSS O(2)     2
 Interference Band To Be Used  3.2.2.21  MSC-BSS O     2
 Classmark Information 2  3.2.2.19  MSC-BSS O(4)     4-5
 Group Call Reference  3.2.2.55  MSC-BSS O(5)     3-8
 Talker Flag  3.2.2.54  MSC-BSS O(6)     1
 Configuration Evolution Indication  3.2.2.57  MSC-BSS O(7)     2
 LSA Access Control Suppression  3.2.2.61  MSC-BSS O(8)     2
 Service Handover  3.2.2.75  MSC-BSS O(9)     3
其中CHANNEL TYPE包括BSS分配无线信道资源类别的所有消息，
其格式如下：
    8     7     6     5     4     3     2     1
    Element identifier
    Length
    Spare   Speech/data indicator
    Channel rate and type
    Permitted speech version indication/data rate+transparency indicator
octet 1octet 2octet 3octet 4octet 5oroctet 5 withextension*
c)基站控制器(BSC)根据移动交换中心(MSC)的CHANNELREQUEST消息分配无线业务信道后，基站控制器(BSC)通过信道激活消息(CHANNEL ACTIVATION)通知BTS进行信道激活，BTS完成信道激活后发出信道激活识别消息(CHANNELACTIVATION ACKNOWLEDGE)，BSC收到信道激活识别消息后，通过分配命令(ASSIGNMENT COMMAND)通知移动终端。
目前，只能根据网络容量的承载能力来决定何时使用半速率编码方式的业务信道，无法按照用户的等级来分配。
发明内容：
本发明的目的是提供一种将无线信道分配与用户属性关联，可针对每一个用户或者品牌提供完全个性化的全速率/半速率信道使用方案。即根据“优先级不同，分配的信道编码方式不同”的原则为用户分配网络资源。实现保证高端用户优先选择全速率信道，以尽可能获得高质量的网络服务。保证低端用户优先选择半速率信道，以最大限度降低网络负荷。根据ETSI 0902(MAP2+)规范中的规定，用户类别可以为：ordinary、calling subscriber with priority、test call、payphone等类别，同时，运营商还可以根据需要，启用新的自定义的用户类别。
一种与用户属性相关的双速率使用方法，包括以下步骤：首先，为每一个用户定义一个用户标识(STYPE)，不同等级用户的用户标识不同，用户标识存放在本地位置寄存器(HLR)中用来定义用户级别，移动交换中心(MSC)/拜访位置寄存器(VLR)在位置更新时，接收HLR传送的用户数据，其中包含了用户的该用户标识。
1、用户在呼叫建立时，通过CALL SETUP消息将终端的承载能力报告MSC。
2、移动交换中心(MSC)网元进行软件修改，实现用户拜访地的移动交换中心(MSC)根据用户的用户标识和收到的终端承载能力来决定是否对基站控制器(BSC)传来的CHANNEL REQUIRED消息中的channel rateand type参数(即分配的信道种类)进行修改，当用户标识为高端用户时，移动交换中心(MSC)不改变channel rate and type参数(即分配的信道种类)。当用户标识为低端用户时，如果移动终端为仅支持全速率信道，移动交换中心(MSC)不改变channel rate and type；如果移动终端为支持双速率信道且全速率信道优先，则移动交换中心(MSC)将改变channel rate and type参数(即分配的信道种类)，修改为第一选择为优先分配半速率信道，第二选择为分配全速率信道。
3、移动交换中心(MSC)在A接口上通过assignment request信令将根据用户标识修改后的channel rate and type传给基站控制器(BSC)，基站控制器进行相应的无线信道资源的分配。
STYPE是用户属性的标识，高端用户和低端用户用不同的标识。通过MAP信令(位于MAP信令的扩展区)由本地位置寄存器(HLR)传给移动交换中心(MSC)，由于本地位置寄存器(HLR)和移动交换中心(MSC)均属于同一厂家的设备，因此具体用户标识(STYPE)的值以及在MAP信令的位置都可以自己定义，没有特别限制，如果是不同厂家的设备，则需双方事先约定，目前泛欧数字蜂窝移动通讯系统(GSM)规范无相关约束。移动交换中心(MSC)收到MAP信令后，根据用户标识(STYPE)的定义，对高端用户保留在呼叫建立时由手机发给网络的信道服务优先表顺序(全速率信道优先)；对低端用户则修改其在呼叫建立时由手机发给网络的信道服务优先表顺序(修改为半速率信道优先)。然后再将信道服务优先表发送给基站控制器(BSC)。
对于手机终端支持全速率和半速率的高端用户，基站控制器(BSC)优先分配全速率信道，当没有全速率信道时，基站控制器(BSC)将分配半速率信道；对于手机终端仅支持全速率的高端用户，基站控制器(BSC)分配全速率信道，当无全速率信道时，则无法进行呼叫；对于手机终端支持全速率和半速率的低端用户，基站控制器(BSC)分配半速率信道；对于手机终端仅支持全速率低端用户，基站控制器(BSC)分配全速率信道，当无全速率信道时，则无法进行呼叫。
由于当前多数手机为支持双速率且全速率优先(约80％)，还有超过19％的手机为仅支持全速率，支持双速率且半速率优先的手机不到1％。因此通过上述改动，实现了在网络繁忙时，高端用户优先选择全速率信道，低端用户优先选择半速率信道。
具体实施方式：
第一阶段：通过在移动交换中心(MSC)加载补丁，完成对低端用户修改其信道服务优先表，将第一选择信道改为半速率，第二选择信道改为全速率；高端用户仍保持第一信道选择为全速率，第二信道选择为半速率；在基站控制器(BSC)需在网络忙时人工关闭动态半速率，实现在网络繁忙时段给高端用户优先分配全速率、给低端用户优先分配半速率。
第二阶段：通过在移动交换中心(MSC)和基站控制器(BSC)加载补丁，完成在移动交换中心(MSC)对低端用户修改其信道服务优先表、在基站控制器(BSC)修改动态半速率使用机制。实现按小区开启半速率差异化应用功能，在未达到基站控制器(BSC)网元中设定的小区半速率门限时，所有用户占用全速率信道，在达到基站控制器(BSC)网元中设定的小区半速率门限时，低端用户始终分配半速率信道，高端用户优先分配全速率信道。
原有机制：用户在呼叫建立时将其信道服务表发给网络，在没有开启动态半速率情况下，基站控制器(BSC)根据手机上发的信道服务优先表中信道的优先顺序分配信道。在开启动态半速率情况下，基站控制器将所有用户的信道服务优先表修改为半速率优先，并按此给用户分配半速率信道。
新的机制：用户在呼叫建立时将其信道服务表发给网络，本地位置寄存器(HLR)中用用户标识(STYPE)定义用户级别(高和低)，本地位置寄存器(HLR)通过MAP层信令传给移动交换中心(MSC)，移动交换中心将其传给基站控制器(BSC)，在动态半速率功能没有开启情况下，基站控制器根据移动交换中心传过来的修改后的信道服务优先表分配信道；在开启动态半速率情况下，基站控制器BSC将所有用户的信道服务优先表修改为半速率优先，并按此给低端用户优先分配半速率信道，给高端用户优先分配全速率信道。
参考资料：
1、用泛欧数字蜂窝移动通讯系统(GSM)规范
ETSI 0902：Mobile Application Part(MAP)specification  (MAP2+)
3GPP TS 0808：MSC-BSS interface：Layer 3 specification
2、附移动交换中心(MSC)修改的程序编码
Half Rate Package for R91 2004-09-17.cor
英文、中文对照表：
MAP Mobile Application Part  移动应用部分
GSM Global System for Mobile Communications  泛欧数字蜂窝移动通信系统
BSC Base Station Controller  基站控制器
Message Type  消息类型
Channel Type  信道类型
Layer 3 Header Information  层3字头信息
Priority  优先
Circuit Identity Code  电路识别码
Downlink DTX Flag  下行不连续发射帧
Interference Band To Be Used  使用的干扰带
Classmark Information 2  属性信息2
Group Call Reference  组呼叫
Talker Flag  呼叫帧
Configuration Evolution Indication  配置变化指示
LSA Access Control Suppression  接入控制表示
Service Handover  切换服务
Bss base station system  基站子系统
Channel rate and type  信道速率和类型
Permitted speech version indication  允许的语音编码指示
data rate+transparency indicator  数据速率指示
CHANNEL ACTIVATION  信道激活
CHANNEL ACTIVATION ACKNOWLEDGE  信道激活识别
ASSIGNMENT COMMAND  分配命令
ordinary、calling subscriber with priority、test call、payphone普通、有优先级的主叫用户、测试呼叫、付费呼叫
STYPE subscriber type  用户类型
VLR Visitor Location Register  拜访位置寄存器
Hlr homeLocation Register  归属位置寄存器
CALL SETUP  呼叫建立
MSC Mobile Switching Center  移动交换中心
CHANNEL REQUEST  信道请求
CHANNEL TYPE  信道类型
BEARER CAPABILITY  承载能力
SETUP  呼叫建立
radio channel requirement  无线信道请求
SCCP Singnaling Connection Control Part  信令连接控制部分
INFORMATION ELEMENT  消息元
REFERENCE  标准
DIRECTION  方向
TYPE  类型
LEN  长度

Claims (3)

1、一种与用户属性相关的双速率使用方法，包括以下步骤：
首先，为每一个用户定义一个用户标识，不同等级用户的用户标识不同，用户标识存放在本地位置寄存器中用来定义用户级别，移动交换中心/拜访位置寄存器在位置更新时，接收HLR传送的用户数据，其中包含了用户的该用户标识；
(1)、用户在呼叫建立时，通过呼叫建立消息将终端的承载能力报告移动交换中心；
(2)、移动交换中心网元进行软件修改，实现用户拜访地的移动交换中心根据用户的用户标识和收到的终端承载能力来决定是否对基站控制器传来的信道请求消息中的信道速率和类型参数进行修改，当用户标识为高端用户时，移动交换中心不改变信道速率和类型参数；当用户标识为低端用户时，如果移动终端为仅支持全速率信道，移动交换中心不改变信道速率和类型；如果移动终端为支持双速率信道且全速率信道优先，则移动交换中心将改变信道速率和类型参数，修改为第一选择为优先分配半速率信道，第二选择为分配全速率信道；
(3)、移动交换中心在A接口上通过分配需求信令将根据用户标识修改后的信道速率和类型传给基站控制器，基站控制器进行相应的无线信道资源的分配。
2、按权利要求1所述的与用户属性相关的双速率使用方法，其特征在于：通过在移动交换中心加载补丁，完成对低端用户修改其信道服务优先表，将第一选择信道改为半速率，第二选择信道改为全速率；高端用户仍保持第一信道选择为全速率，第二信道选择为半速率；在基站控制器需在网络忙时人工关闭动态半速率，实现在网络繁忙时段给高端用户优先分配全速率、给低端用户优先分配半速率。
3、按权利要求1所述的与用户属性相关的双速率使用方法，其特征在于：通过在移动交换中心和基站控制器加载补丁，完成在移动交换中心对低端用户修改其信道服务优先表、在基站控制器修改动态半速率使用机制；实现按小区开启半速率差异化应用功能，在未达到基站控制器网元中设定的小区半速率门限时，所有用户占用全速率信道，在达到基站控制器网元中设定的小区半速率门限时，低端用户始终分配半速率信道，高端用户优先分配全速率信道。
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