CN101115312B - 促进分组无线电通信系统中的无线电子系统选择的装置及相关方法 - Google Patents

Abstract

用于在无线电通信系统中选择无线电子系统的装置及相关方法。以优化依据数据通信服务的数据通信的选择的方式来进行选择。网络容量分析器包括收集与通信系统容量相关的度量信息的容量标记收集器。收集例如与无线电通信系统的回传网络、无线电接入网络和核心网络有关的网络信息。将收集的信息提供给总计容量确定器，总计容量确定器确定通信系统的总计容量。将这些值提供给移动站点。依据重新选择过程，使用这些值，选择进行通信所经由的无线电子系统。

Description

促进分组无线电通信系统中的无线电子系统选择的装置及相关方法

技术领域

本发明大体上涉及一种选择或重新选择基站收发信台或其他无线电子系统的方式，通过这些子系统，对诸如在GSM/GPRS/EDGE通信系统中通信的数据等分组数据进行通信。更具体地，本发明涉及一种基于信号强度或质量以及可用容量的组合而选择无线电子系统的装置及相关方法。

对无线电子系统的更优选择可被提供作为用于使选择更好所基于的标准，以在对典型具有突发性特点(即，突发性传输)的数据进行通信时，使选择最优化。不依赖于次优选择标准，例如常规上用于选择或重新选择依据电路交换语音通信或其他非突发性通信的无线电子系统的次优选择标准；而是，基于突发性通信的独有特点和要求，例如对于多个连续时隙分配的分配需要，来进行选择。

背景技术

在现代社会中，移动无线电通信系统的使用已广泛普及。例如，在世界上居住地区的大部分中已部署有蜂窝通信系统的网络基础设施，很容易对这些网络基础设施进行访问并通过其进行通信。因为产生相对较低的功率信号来实现蜂窝通信系统中移动站点与网络基础设施之间的通信，所以蜂窝通信系统一般高效地利用分配给自身用于通信的带宽。蜂窝通信系统的网络基础设施包括在空间上分隔的多个基站，每个基站定义一个小区。通过只发送低功率信号，可以在相对较短的距离内重新使用相同的信道。此外，根据所谓的小区重新使用方案，对信道进行重新使用。

当移动站点在由蜂窝通信系统包围的区域内移动或重新定位时，有时需要在不同的基站收发信台或其他无线电子系统实体之间对通信进行越区切换(hand over)，以允许移动站点的继续通信。在小区(即，定义该小区的无线电子系统)之间的通信的越区切换中，必须决定将通信越区切换至哪个无线电子系统以及何时对通信进行越区切换。

GSM(全球移动通信系统)是典型的蜂窝通信系统。GSM系统一般遵照GSM操作规范进行操作，GSM操作规范规定了设备在该系统中操作所需的操作协议以及要求。GSM技术原本基于电路交换技术，并提供通信端点之间的电路交换连接。但是，增添了GPRS(通用分组无线系统)以及最近的EDGE(增强数据GSM进化)功能，以提供利用分组交换技术的高速、速率可变的数据通信服务。EDGE实质上是GPRS的超集，并提供了使用GSM网络的网络基础设施和其中定义的无线电空中接口来进行基于分组的用户数据互换的功能。EDGE和GPRS数据通信通常展示出与常规上通过使用电路交换连接和技术的GSM网络来进行通信的语音通信的特点不同的特点。一般而言，数据通信的一个重要特点是其突发性本质。即，典型地是对数据进行突发性地通信。此外，在例如GSM等采用时隙的系统中，有时需要多个连续时隙，以对数据进行突发性的通信。

在现有GSM操作中，一般基于对GSM系统网络基础设施的基站收发信台或其他无线电子系统所通信的信号的RSSI(接收信号强度指示)等级的确定，来确定越区切换。当在GSM系统中进行语音信息通信时，基于RSSI等级来确定何时何地进行通信的越区切换能够顺利进行。目前，灵活的越区切换机制可用于在信号质量下降或误码率上升超过所选阈值时在无线电信道中对使用电路交换技术的语音通信进行移动。然而，当选择数据通信的越区切换时，这种现有的越区切换机制是次优的。即，相应的灵活的越区切换机制不是GPRS/EDGE规范的一部分。如上所述的数据通信常规上需要多个连续时隙分配才能进行，而不是典型地在语音通信中的单个时隙分配。

因此，考虑到要通信的数据通常展示或需要的特点，对数据通信的无线电子系统选择进行优化的更好方式将是有利的。

根据上述与无线电通信系统中的无线电子系统选择相关的背景信息，提出了本发明的重要改进。

发明内容

因此，本发明有利地提供了一种选择或重新选择基站收发信台或其他无线电子系统的装置及相关方法，其中通过这些子系统，对诸如在GSM/GPRS/EDGE通信系统中通信的数据等分组数据进行通信。

通过本发明实施例的操作，提供了一种基于信号强度或质量以及可用容量的组合来选择无线电子系统的方式。

在本发明的一个方面中，提供对无线电子系统的更优选择，作为选择所基于的标准，以更好地优化无线电子系统选择。该选择标准包括对于数据通信特点所特定的标准。即，该标准考虑到其中通常突发性地传输数据的数据通信的典型突发性本质，该数据通信需要多个连续时隙分配。基于对数据通信十分重要的标准对无线电子系统的选择进行优化的选择标准取代了依据小区选择所用的选择标准和依据电路交换语音通信的重新选择。

在本发明的另一方面中，设置网络容量分析器，该网络容量分析器被提供有无线电通信系统容量的标记，并在接收到这些标记时分析无线电通信系统容量。例如，通过基于时间、类型或两者的组合，对所接收标记进行组合，来执行分析。

在本发明的另一方面中，无线电通信系统容量包括核心网络容量度量。即，无线电通信系统包括核心网络，标记(indicia)标识核心网络通信容量或者是与网络通信容量有关的指示。

在本发明的另一方面中，无线电通信系统标记包括回传(backhaul)容量度量。即，无线电通信系统包括回传网络，回传容量度量指示回传网络容量或者是代表回传网络容量的指示。

在本发明的另一方面中，无线电通信系统容量标记包括无线电系统容量度量。即，无线电通信系统包括无线电接入网络部分，无线电系统容量度量包括无线电接入网络容量的指示或者是代表无线电接入网络容量的指示。

由网络容量分析器执行的分析以选定的方式将向其提供的指示进行组合，形成代表目标无线电子系统中可用容量的值。将量化值量化至选定的精度度。例如，由分析器执行的组合包括形成一个或多个所接收指示或表示的乘积值。例如，量化值由0到1之间的四比特值形成。

网络容量分析器实现在无线电接入网络处，例如在基站控制器处，或分布在无线电接入网络的多于一个的功能实体中、或其他地方。当位于网络中时，一旦确定了可用容量值，则通过网络容量分析器与移动站点之间形成的无线电空中接口，在将该值提供至移动站点。例如，作为在控制信道上发送的控制消息的一部分，来发送可用容量值。

在本发明的另一方面中，与确定值一并地或与其分离地发送附加值。在一种实施方式中，发送诸如最小RSSI值的最小信号阈值、或允许的最大误码概率值或误码率值。在另一种实施方式中，发送最小容量阈值。此外，在一种实施方式中，发送最小信号阈值和最小容量阈值。

在本发明的另一方面中，移动站点包括适于检测向其发送的控制消息的检测器。控制消息包括作为例如通过无线电接入网络在控制信道上发送的控制消息的一部分而通信的可用容量值。将检测到的值或其指示提供至无线电子系统选择器。该选择器对无线电通信系统的无线电子系统进行无线电子系统选择，其中移动站点依据通信服务与所选的无线电子系统进行通信。因为创建了可用容量值，所以基于根据可用容量值而得到的无线电子系统选择，使对于数据通信十分重要的标准更好地优化了数据通信的选择。

因此，在这些和其他方面中，提供了一种用于促进具有多个无线电子系统的无线电通信系统中的无线电子系统选择的装置和相关方法。容量指示收集器适于接收无线电通信系统容量的指示。该收集器配置为收集其接收到的指示。总计容量(aggregate capacity)确定器适于接收由容量指示收集器收集的指示的值。总计容量确定器配置为响应于由容量指示收集器收集的指示，确定总计容量值。依据无线电系统选择，来使用总计容量值。

附图说明

图1示出了在其中本发明实施例可操作的无线电通信系统的功能框图。

图2示出了代表在图1所示通信系统的操作中产生的信令的消息序列图。

图3示出了对根据本发明实施例、与常规重新选择机制的使用相关的子系统重新选择的范例仿真结果的图形表示。

具体实施方式

首先参照图1，大体上以10示出的无线电通信系统提供与移动站点的无线电通信，其中移动站点以移动站点12为例。在示例实施方式中，通信系统包括一般遵照在与GSM/GPRS/EDGE(全球移动通信系统/通用分组无线服务/增强数据GSM进化)相关的规范中提出的操作协议和过程而可进行操作的部件。虽然以下描述将参照该通信系统的示例实施方式来描述该通信系统的示例操作，但是该通信系统更广泛地代表提供数据通信服务的多种无线电通信系统中的任何一种。因此，以下对示例实施例的描述只是示例而已。此外，通过适当替代，形成图1所示通信系统中各部分的功能实体代表其他类型的数据无线电通信系统的相应实体。

移动站点12可以移动，以便在连续时间上该移动站点位于由通信系统包围的整个区域上的连续位置处。在使用移动站点来实现数据通信服务的时间之间允许移动站点的移动，并且在移动站点实现数据通信服务期间也允许移动。

无线电通信系统的网络基础设施包括无线电接入网络14，该无线电接入网络14包括多个无线电子系统部分16。无线电子系统部分16中每一个均包括基站收发信台(BTS)18、或当设备12和18处于彼此的通信范围中时允许通过无线电空中接口(这里由箭头22表示)与移动站点12进行通信信号收发的相似类型的设备。当移动站点移动时，在由连续的多个基站收发信台定义的覆盖区或小区中定位该移动站点。即，在与连续的多个无线电子系统的通信连接中，可定位移动站点。当移动站点进入新无线电子系统的覆盖区并离开旧无线电子系统的覆盖区时，执行通信越区切换，以允许通信或继续通信。为了以最优方式进行通信越区切换，必须在适当的越区切换时间(即，最适合实现越区切换的时间)越区切换至正确的无线电子系统。

这里进一步示出了无线电接入网络，其包括标识为基站控制器(BSC)26的控制实体，BSC 26进行操作，以控制与控制器相连的无线电子系统组中基站收发信台的操作。

无线电接入网络以常规方式与用于提供同通信端点的通信连接的核心网络32连接，这里通信端点由通信端点(CE)34表示，使用该通信端点34，依据数据通信服务的性能，实现与移动站点12的数据通信。

此外，无线电通信系统还包括回传网络36。该回传网络具有通用、常规的结构，提供高带宽、网内连接，以支持在通信系统的操作期间通信的语音业务和数据业务两种通信业务。

如上所述，在无线电子系统之间对与移动站点12的通信进行越区切换，以使移动站点在位于由无线电子系统中不同子系统所定义的不同覆盖区中时能够进行通信。然而，常规越区切换选择方案通常配置为对电路交换语音通信进行优化，而不是数据通信。数据通信典型地展示出与电路交换语音通信不相似的特点，包括例如数据通信的典型突发性本质。因此，网络基础设施包括本发明实施例的装置48。在示例实施例中，装置48实现在基站控制器处或无线电接入网络的其他控制实体处。在其他实施方式中，该装置位于其他地方，或者其组成部分分布在通信系统的不同实体中。该装置的元件是功能性地表示的，并可以任何希望的方式实现，包括例如由处理电路执行的算法。

该装置构成了包括容量指示收集器52和总计容量确定器54的网络容量分析器。收集器配置为接收在此表示为通过线56、58和62提供的输入指示。线56表示核心网络通信容量的指示，该指示的值表示核心网络中的通信容量。线58表示回传网络通信容量的指示，该指示的值表示回传网络中的通信容量。线62表示无线电网络通信容量的指示，该指示的值表示在包括无线电子系统的无线电接入网络的各个部分中的通信容量。将收集器52所收集的收集值提供至总计容量确定器54。例如，对提供给确定器的值进行平均或总计，以提供通信特点的时间指示，而不是瞬时指示。即，当在时间上对值进行平均或平滑时，检测器进行操作，以执行这种平均和平滑，并将平均或平滑后的指示提供给确定器。

在示例实施方式中，构成网络容量分析器的该装置还包括分别包含最小信号阈值等级和最小容量阈值等级的元件66和68。最小信号阈值等级标识可允许的最小信号强度(RSSI)、误码概率(BEP)或其他信号阈值等级标记。此外，最小容量阈值定义与总计容量确定器54所确定的类型的最小容量等级相对应的值。

在操作中，由无线电子系统16的基站收发信台18广播由确定器56确定的总计容量的量化值，以允许移动站点在位于由无线电子系统定义的覆盖区内时检测到该量化值。例如，该值形成0到1之间的四比特值，并在由移动站点监视的控制信道上广播。在示例实施例中，也通过控制信道向移动站点提供元件66和68中包含的最小信号值和容量阈值。因为不同的无线电子系统展示不同的容量，所以由不同无线电子系统广播的值彼此不同。

移动站点12包括常规收发机电路，这里由接收部分74和发送部分76表示常规收发机电路。该移动站点还包括重新选择器78，其与接收机部分连接，以接收向其广播并依据对与移动站点通信的无线电子系统的重新选择而使用的总计容量值的指示和其他信息。如果有重新选择，则响应于重新选择器所进行的无线电子系统的重新选择，使移动站点请求、发起或实施至新的无线电子系统的越区切换。

在示例实施例中，确定器54所确定的总计容量由所收集的度量信息(即，在线56、58和62上提供的信息)的乘积构成。确定器将向其提供的值相乘，以形成乘积，该乘积构成总计容量值。在一种实施方式中，通过加权因子对值进行加权，以向在分离的线上提供的值中的特定值提供相对较大或较小的重要性。将容量确定器所确定的值量化至选定的精度等级，以形成例如值为0到1之间的四比特值。在这种实施方式中，确定器还包括用于对乘积值进行量化的量化器。

此外，在示例实施方式中，向重新选择器提供由确定器确定的总计容量值的指示、以及向其广播的最小阈值。此外，由重新选择器执行排序和优化过程。如果诸如无线电子系统的RSSI等的最小信号阈值出现在最强小区的列表中，并且在移动站点测量的、由无线电子系统发送的信号测量值超过最小选择阈值，则该无线电子系统是合格的，即，该无线电子系统成为基于容量的小区选择的候选者。选择具有最高容量的最强小区。此外，在示例实施方式中，仅当总计容量超过最小容量阈值时，无线电子系统才是可选的。换言之，信号强度和总计容量两者必须优于最小阈值等级。

在示例实施方式中，根据以下过程执行重新选择：

根据RSSI对c(0…N)排序

$\∀i,m=R_i{C}_i$

    选择具有max(m)的小区c(i)

ELSE

    选择具有max(R)的小区c(i)

ENDIF

其中：

c(0…N)＝最强小区列表中的相邻小区，将根据RSSI对其排序

R_i＝接收到的小区i的信号强度指示(RSSI)

C_i＝从网络接收到的小区i的可用容量度量

C_MIN＝从网络接收到的小区i的最小容量阈值

T_RSSI＝从网络接收到的小区i的最小信号强度阈值

m＝小区选择度量＝信号强度和可用容量的乘积

图2示出了在82处大体上示出的消息序列图，表示依据本发明的实施例操作的、图1所示通信系统10的示例操作。这里，如线段84、86和88所指示，向分析器48提供与无线电接入网络、核心网络和回传网络有关的度量信息，如方框92所指示，收集这些如果需要则经过加权并平均的值。然后，如方框96所指示，确定总计容量值。例如，通过形成各个度量值的乘积，来确定总计容量值。

然后，如线段102所指示，广播总计容量值，以便由移动站点检测到。线段102也表示附加信息，例如至移动站点的最小信息阈值和最小容量阈值。移动站点基于向其广播的总计容量值来执行如方框104所指示的重新选择过程。响应于重新选择过程，可选地，移动站点发起无线电子系统的重新选择。方框108指示了由移动站点发起重新选择。

图3示出了在118处大体上示出的方法流程图，表示本发明实施例的操作方法。该方法促进了具有多个无线电子系统的无线电通信系统中的无线电子系统选择。

首先，如方框122所示，收集无线电通信系统容量的指示。然后，如方框124所示，响应于已收集的指示，确定总计容量值。依据无线电子系统选择，使用总计容量值。

然后，如方框126所示，形成并发送包括总计容量值的控制消息。此外，如方框128所示，响应于控制消息中包含的总计容量值，选择无线电子系统。由此，提供了一种改进的方式，用于选择将依据数据通信服务的通信越区切换至哪个无线电子系统。相比于设计用于优化语音通信的选择过程，该方式允许更加优化的选择。

以上描述针对用于实现本发明的优选示例，本发明的范围不应该受到该描述的限制。本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (21)

1.一种用于促进具有多个无线电子系统的无线电通信系统中的无线电子系统选择的装置，所述装置包括：

容量指示收集器，适于接收无线电通信系统容量的指示，所述容量表示：核心网络通信容量、回传网络通信容量和无线电网络通信容量，所述容量指示收集器配置为收集其接收到的容量指示并将指示转发给总计容量确定器；以及

总计容量确定器，适于从容量指示收集器接收表示核心网络通信容量、回传网络通信容量和无线电网络通信容量的值，所述总计容量确定器配置为确定总计容量值，所述总计容量值是所述总计容量确定器接收到的容量指示的乘积，其中总计容量值被广播并由移动站点用于选择无线电子系统。

2.根据权利要求1所述的装置，其中无线电通信系统包括能够提供同通信端点的通信连接的核心网络。

3.根据权利要求1所述的装置，其中无线电通信系统包括能够提供在所述通信系统内的网内连接的回传网络。

4.根据权利要求1所述的装置，其中无线电通信系统包括无线电接入网络，该无线电接入网络包括提供与移动站点的无线电通信的多个无线电子系统。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述容量指示收集器收集多个不同无线电通信系统容量的指示，由所述总计容量确定器确定的总计容量值包括根据所述多个不同无线电通信系统容量的组合所计算的值。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述多个不同无线电通信系统容量的组合包括所述多个不同无线电通信系统容量中至少一些的乘积和所述乘积的量化值。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述多个不同无线电通信系统容量的组合包括多个不同无线电通信系统容量的加权值的乘积。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括：量化器，适于接收由所述总计容量确定器确定的总计容量值，所述量化器配置为对总计容量值进行量化。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括：控制消息产生器，适于接收总计容量值的表示，所述消息产生器配置为产生控制消息，所述控制消息包括指示总计容量值的值。

10.根据权利要求9所述的装置，其中无线电通信系统包括移动站点，以及向移动站点广播由所述消息产生器产生的控制消息。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述移动站点包括适于接收由所述消息产生器产生的控制消息的无线电子系统选择器。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述容量指示收集器包括最小信号强度值。

13.根据权利要求12所述的装置，还包括：控制消息产生器，适于接收总计容量值的表示和最小信号强度值，所述控制消息产生器配置为产生控制消息，所述控制消息包括指示总计容量值的值和指示最小信号强度的值。

14.根据权利要求13所述的装置，其中无线电通信系统包括移动站点，向移动站点广播由所述消息产生器产生的控制消息。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述移动站点包括适于接收控制消息的无线电子系统选择器，由此根据信号强度标记和总计容量值来进行无线电子系统选择。

16.一种用于促进由具有多个无线电子系统的无线电通信系统的移动站点进行的无线电子系统选择的装置，所述装置包括：

控制消息检测器，适于检测控制消息在移动站点处的接收，所述控制消息包括表示无线电通信系统容量的总计容量值，所述容量包括核心网络通信容量、回传网络通信容量和无线电网络通信容量；以及

无线电子系统选择器，适于接收由所述控制消息检测器检测到的控制消息的总计容量值，所述无线电子系统选择器配置为响应于总计容量值，执行无线电子系统选择。

17.一种用于促进具有多个无线电子系统的无线电通信系统中的无线电子系统选择的方法，所述方法包括如下步骤：

收集无线电通信系统容量的指示，所述容量包括核心网络通信容量、回传网络通信容量和无线电网络通信容量；

根据核心网络通信容量、回传网络通信容量和无线电网络通信容量的乘积来确定总计容量值，所述总计容量值被用于选择无线电子系统。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括操作：形成包括总计容量值的控制消息。

19.根据权利要求18所述的方法，其中无线电通信系统包括移动站点，所述方法还包括如下操作：

向移动站点发送控制消息；以及

响应于控制消息中包含的总计容量值，在移动站点处选择无线电子系统。

20.根据权利要求17所述的方法，其中无线电通信系统包括核心网络、回传网络和无线电接入网络，在所述确定操作期间确定的总计容量值包括核心网络容量标记、回传网络容量标记和无线电接入网络容量标记的组合。

21.根据权利要求20所述的方法，其中总计容量值包括表示核心网络容量标记、回传网络容量标记和无线电接入网络容量标记的值的乘积。

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