CN101163337B - 在不连续覆盖网络中触发移动台的切换的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种在不连续覆盖无线网络中触发移动台的切换的方法，其中，所述方法包括以下步骤：在时间点将数据量经由所述不连续覆盖无线网络的第一传送区传送区到所述移动台的高速缓存，其中，所述数据量允许至少一段时间期间对所述移动台的服务提供，其中，所述第一传送区是所述移动台的服务传送区；仅在所述时间段相对于所述时间点已过去之后，触发所述移动台从所述不连续覆盖无线网络的所述第一传送区到第二传送区的所述切换，其中，所述移动台已被同时从所述第一传送区移动到所述第二传送区。

Description

在不连续覆盖网络中触发移动台的切换的方法

相关申请的交叉引用

本发明基于这里引入作为参考的优先申请EP 06 291 586.3。

技术领域

本发明一般涉及在不连续覆盖网络中触发移动台的切换的方法。在其它方面，本发明涉及一种不连续覆盖网络、该不连续覆盖网络的部件以及适于实施根据本发明的方法的计算机程序产品。

背景技术

不连续覆盖网络也被称为不连续覆盖接入网络。根据不连续覆盖网络的工作原理，从特定网络设备经由无线接入点到例如移动台或终端的用户的数据传送一般仅在受益于基于无线的数据传送的良好条件的高速数据传送区发生。所述特定网络设备在下面也被称为网络部件，所述高速数据传送区下文中被称为“传送区”。给定的传送区一般由围绕给定无线接入点的许多最高无线数据区域(对应于最高物理传送模式)组成。

在两个传送区之间的区域中通常是其中从网络到移动终端仅中等和低数据传送速率可用的区域。在其中接入点与用户之间没有任何可能的传输的对应区域称为“无传输区域”。不连续覆盖网络如果需要则可以经由特别建立的传输在位于各个传送区之间的所述“中间区域”中提供某种附加数据传送，以便保证特定服务质量(QoS)，即避免服务中断和提供快速服务启动。中间区域通常被分为两个区域：中等数据速率区域和低数据速率区域。下文中，所述无传输区域和所述中间区域将被称为“无传送区”，以便将其区别于上面定义的高数据速率传送区。

不连续覆盖网络一般由许多无线接入点(RAP)组成，其中，各个传送区围绕每个无线接入点，无传送区将给定无线接入点即对应的传送区与网络中的其它无线接入点隔开。由此，不连续网络的各个传送区可以称为“断开的传送区”。

为避免网络的两个传送区之间的无传送区中的服务中断，在穿越传送区期间，在上面描述的两种网路中，数据被传送到移动台并且被存储在所述移动台的相应高速缓存器中。高速缓存的数据然后在无传输或中间区域中用于使运行在所述移动台上的应用无缝运转。由此，由于位于例如上面提到的网络部件中的高速缓存器和对应的高速缓存机制，传送区之间的无传送区中的服务中断大体上被避免。所述网络部件可以是网络侧的接入控制器或网关。

专利申请EP 1 549 096描述了一种用于提供不连续覆盖的电信网络的电信方法。所述电信网络具有多个断开的小区。公开了这样一种方法，该方法包括向所述多个小区的第一个的覆盖中的移动台提供数据流。当所述移动终端被移动到覆盖之外时，所述数据流被中断。另外预测作为移动终端的目标小区的所述多个小区中的第二个小区，以及把所述数据流被提供给分配给该第二小区的服务器。当移动终端在该第二小区的覆盖中时，所述数据流被恢复到移动终端。

专利申请EP 1 624 712描述了用于改进不连续覆盖网络中的移动性的方法、接入控制器和对应的无线接入点。EP 1 624 712中公开的方法将来自内容服务器的服务提供给属于不连接覆盖网络的终端，其中，所述终端越过非无线覆盖的区域从第一无线覆盖区域移动到第二无线覆盖区域。不连续网络架构包括接入控制器和无线接入点，其中，每个无线接入控制器和无线接入点对定义了无线覆盖区域。该方法包括当终端在第二无线覆盖区域之外时提前从第一接入控制器将数据发送到第二无线覆盖区域的至少一个无线接入点的高速缓存器中的步骤。

为向所述不连续服务递送方法提供非常低的服务中断概率，即保证给定的QoS，当数据仅被传送到传送区中的移动台时，离开给定传送区的移动终端的高速缓存应当被最大程度地填满数据。因此，在已知的不连续覆盖网络中，健壮的数据分组调度(也称为高速缓存行(LoC))方法和适当的媒体接入控制(MAC)协议典型允许所有移动台在离开传送区之前接收给定应用所需的高速缓存行。

然而，服务移动用户的网络的关键问题是切换机制。在传统方法中，到初始传送区的无线接入点的连接被断开，以及到新的传送区的无线接入点的新连接的被建立。这被称为“建立之前切断”切换或“硬”切换。该技术被用于第一和第二代通信网络中。建立之前切断切换导致移动台到网络的暂时断开，其导致网络容量的下降。为最小化连接中断持续时间，以及为避免任何数据丢失和为减小网络的容量损失，硬切换技术被优化。

在第三和第四代移动通信网络中，现在优选一种可选解决方案。其中，为传送已最初经由无线接入点到另一无线接入点在移动台与网络之间建立的连接，所谓的“切断之前建立”或“软”切换被实施。到新的无线接入点的连接在离开当前无线接入点之前被创建，然后旧连接被切断。然而，为在两个连接线路上都确保相同的服务，在软切换期间两个并行传输的建立要求更高的无线资源使用。由此，为避免网络容量减小，软切换必须被快速地实现。

软切换技术已针对具有运转在同一频率上的小区的、称为频内网络的网络被开发，尽管硬切换技术已针对具有运转载在不同频率上的小区的、称为频间网络的网络被设计。与硬切换相比，软切换需要较小功率，其减小了干扰。此外，软切换提供就像连接从来不被中断一样的连续服务。由此，软切换在容量方面得到比硬切换技术更好的性能。

但是，即使硬切换或软切换持续期间被良好优化，所述切换机制对于具有较小小区规模和/或相邻传送区之间距离短的微微小区网络可以是破坏性的，因为移动台可以频繁地被从一个小区切换到相邻小区。由此，所述切换机制比在其中小区规模较大和/或其中传送区相距更远的网络中更经常被触发。由于针对从一个小区的高数据速率传送区改变到另一小区的另一高数据速率传送区的每个用户的两个并行传送或连接交互的大量触发，必须被网络处理的大量切换可以导致网络容量的显著减小。

因此需要一种改进的在提供不连续覆盖的网络中触发移动台的切换的方法。此外还需要一种提供用于实施根据本发明的方法的装置的不连续覆盖网络，以及需要一种改进的用于触发移动台的切换的网络部件。

发明内容

根据本发明的第一方面，该目的通过提供一种在不连续覆盖无线网络中触发移动台的切换的方法来实现。所述方法包括在时间点经由不连续覆盖无线网络的第一传送区将数据量传送到移动台的高速缓存的步骤，其中，所述数据量允许在至少一段时间期间对移动台提供服务，其中，所述第一传送区是移动台的服务传送区。所述方法进一步包括仅在所述一段时间已相对于所述时间点度过后，触发移动台从所述第一传送区到不连续覆盖无线网络的第二传送区的切换的步骤，其中，所述移动台已同时被从所述第一传送区移动到所述第二传送区。根据本发明的方法的特别优势在于，切换仅当所述时间点后至少所述一段时间已度过时被实施。这减少不连续覆盖网络中实施的切换的总量，这种减少可能甚至是非常显著的。由于网络必须处理和实施较少切换，增加了总体网络容量。

此外，当移动台重复从所述第一传送区切换到所述第二传送区以及相反时，发生的所谓的乒乓现象被消除。

提供不连续无线覆盖的微微小区网络是这样的蜂窝网络：其中每个小区覆盖相对较小的区域，以及其中每个小区包括被无传送区与相邻小区的另一传送区隔开的传送区。所述无传送区可以是这样的，以致根本没有任何数据可以被提供给移动台，或者以致降低传送速率的数据可以通过该区域被传送到移动台。根据本发明的方法适于触发由所述微微小区网络服务的移动台的切换。由于小区规模相对较小，移动台可以迅速地改变小区。根据本发明的方法对于在微微小区网络中的使用特别有利，因为切换仅在相对于时间点一段时间已度过时、并且不在移动台到达另一小区时被触发。因此，移动台从服务小区到目标小区的切换的总量被减少，这种减少可能甚至是非常显著的。由于网络必须处理和实施较少切换，增加了总体网络容量。

根据本发明的方法还适于所谓的信息台网络，其中，传送区空间上被无传送区相互隔开，其中，在所述无传送区中，没有任何数据传送可以被提供给移动台。其原因在于，该时间段可以被调整为使所述数据量足以在穿过所述无传送区时向移动台的用户提供服务。该时间段可以此外还被调整为使移动台能够在不需要另外的数据提供的情况下穿过两个或更多无传送区。因此，不是每当移动台进入信息台网络的传送区而是当相对于上面提到的时间点所述一段时间已度过时，必须实施切换。由此，于是，减少了由(信息台)网络实施的切换的总量。这导致网络性能上的增强。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括确定时间段。所述时间段可以针对由网络服务的每个移动台独立地被确定或指定，或者所述时间段可以针对由网络服务的多个移动台被确定。

根据本发明的实施例，所述时间段至少对应于用户从所述第一传送区行进到所述第二传送区所需的时间，其中，该用户当从所述第一传送区行进到所述第二传送区时经过不连续覆盖无线网络的至少第三传送区。这提供了用户在不需要切换的情况下能够通过至少一个传送区的优点。由于移动台能够自主地服务用户，因此节省了网络资源。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括存储所述时间点的步骤。所述时间点被存储，以便稍后能够确定相对于该时间点所述时间段是否已度过。

根据本发明的实施例，该时间段使用移动性模型来确定。所述移动性模型可以对于连接到网络的每个移动台单独地应用。移动台的用户通过使用循环的路径可以规则地通过不连续覆盖无线网络的传送区。例如，用户当她或他在从家到其工作地点或相反的途中时，可以每个早晨和相应地每个下午通过几个传送区。她/他在每个传送区中通常花费的时间量可以被跟踪。所述时间段可以因而与用户在两个、三个或甚至更多传送区中花费的时间量有关。进一步的移动性模型在这里引入作为参考的专利申请EP 1549 096中描述。

根据本发明的实施例，如果所述高速缓存的高速缓存填充水平下降到阈值以下，则移动台到第二传送区的切换也被发起，其中，所述阈值是指定的。如果移动终端的高速缓存被填充为使其高速缓存填充水平超过所述阈值，则足够的数据被高速缓存保存以便在移动终端通过无传送区时向其用户提供服务。阈值可以被相应地指定。由此，如果没有足够数据被存储在所述高速缓存上，则所述移动台的切换独立于相对于所述时间点已过去的时间被触发。移动台在通过无传送区时用完数据的概率因此被最小化。移动台由此能够在通过至少一个无传送区时自主地向其用户提供服务。

根据本发明的实施例，所述时间段是给定的。所述时间段可以例如由网络的管理员指定。

根据本发明的实施例，所述数据量当移动台在离开第一传送区的途中时被传送到移动台。

在第二方面，提供了一种用于在不连接覆盖无线网络中触发移动台的切换的计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括计算机可执行指令，其中，所述指令适于实施在时间点将数据量经由不连续覆盖无线网络的第一传送区传送到所述移动台的高速缓存的步骤，其中，所述数据量允许至少一段时间期间对所述移动台提供服务，其中，所述第一传送区是所述移动台的服务传送区。所述指令进一步适于实施仅在所述时间段相对于所述时间点已过去之后触发移动台从所述第一传送区到第二传送区的切换的步骤，其中，所述移动台已被同时从所述第一传送区移动到所述第二传送区。

在第三方面，提供了一种不连续覆盖无线网络，其具有用于在时间点将数据量经由该不连续覆盖无线网络的第一传送区传送到移动台的高速缓存的装置，其中，所述数据量允许至少一段时间期间对述移动台提供服务，其中，所述第一传送区是移动台的服务传送区。所述不连续覆盖无线网络进一步包括这样的装置，该装置用于仅在所述时间段相对于所述时间点已过去后触发移动台从所述第一传送区到第二传送区的切换，其中，所述移动台已被同时从所述第一传送区移动到所述第二传送区。

在第四方面，提供了一种不连续覆盖网络的网络部件，其具有用于在时间点将数据量经由该不连续覆盖无线网络的第一传送区传送到所述移动台的高速缓存的装置，其中，所述数据量允许至少一段时间期间对所述移动台提供服务，其中，所述第一传送区是所述移动台的服务传送区。所述网络部件进一步包括这样的装置，该装置用于仅在所述时间段相对于所述时间点已过去后触发移动台从所述第一传送区到第二传送区的切换，其中，所述移动台已被同时从所述第一传送区移动到所述第二传送区。

根据本发明的实施例，所述网络部件与所述第一和第二传送区相关联。因此，所述网络部件能够为所述第一传送区提供数据，以及能够监视当所述移动台被从所述第一传送到所述第二传送区时经过的时间量，如此以便确保在所述时间段相对于上面提到的时间点过去之前不触发所述切换。

根据本发明的实施例，所述网络部件对应于与无线接入点相关的接入控制器，或者与不连续覆盖无线网络的一个或多个无线接入点相关的网关。

附图说明

参考附图，从仅作为例子给出的优选实施例的详细描述，可以收集根据本发明的进一步优点和特征，其中：

图1示出了不连续覆盖网络的框图；

图2示出了说明由根据本发明的方法实施的基本步骤的流程图；以及

图3示出了不连续覆盖网络的另一框图。

具体实施方式

图1示出了不连续覆盖网络100的框图。该不连续覆盖网络100包括网络部件102、第一传送区104和第二传送区106。网络部件102包括微处理器108和存储设备110。第一传送区104进一步包括第一无线接入点(RAP)112，以及第二传送区106包括第二无线接入点114。

网络部件102与第一和第二传送区112和114相关联。网络部件102因此能够分别经由连接116或118与无线接入点112和114通信并向其传送数据。连接116和118是实现从网络部件102到第一和第二无线接入点112和114的快速数据传送的例如高速光纤连接的快速连接。

不连续覆盖网络100进一步包括位于第一传送区104和第二传送区106之间的区域中的无传送区132。第一和第二传送区104和106因此通过中间的无传送区132相互断开。在无传送区132中，仅中和低数据速率可以被传送到移动台，尽管在第一和第二传送区104和106中，高数据速率可用于向移动台的数据传送。数据通常被传送到仅位于传送区中的移动台，以及当移动台位于无传送区中时数据仅例外地被提供给移动台。

微处理器108执行计算机程序124。计算机程序124被例如永久存储在存储110上并且在网络部件102启动时被加载到微处理器108中。

不连续覆盖网络100进一步包括移动台120。移动台120进一步包括高速缓存122。移动台120初始位于第一传送区104中的位置A。移动台120由第一传送区104服务。由此，移动台120已建立了经由第一无线接入点112的与网络100的有效连接。在连接期间，移动台被提供例如视频服务的服务。计算机程序产品124确定数据量128，该数据量允许在至少时间段126期间，对移动台120提供服务。数据量128在时间点130经由连接116和第二无线接入点112被传送到移动台120的高速缓存122。时间点130被存储在存储设备110上。

移动台120在数据量128的接收之后在时间段126期间关于该服务自主。由此，移动台120在时间段126期间能够在不需要来自网络1 00的数据提供的情况下向其用户提供该服务。由此，当数据量128已被传送到移动台120时，直到时间段126相对于时间点130已过去之前没有任何数据传送发生。

在数据量128已被传送到移动台120之后，移动台120可以被从位置A通过无传送区132移动到第二传送区106中的位置B。当移动台120检测到其已被带到第二传送区106中时，移动台120可以请求网络106切换。然而，切换仅在计算机程序产品124确定时间段126相对于时间点130已过去的情况下被触发。仅在所述情况下，网络部件102发起移动台120到第二传送区106的切换。

数据量128在移动台120离开传送区之前被发送到移动台120。这例如可以通过计算测量报告的值检测到，所述测量报告由移动台120周期性地发送到第一无线接入点112，以及在其中移动台120报告从第一无线接入点112接收的信号的信号强度。由此，衰减的信号强度是移动台120在离开第一传送区104的途中的清晰指示。

时间段126可是是由网络100的监督者设置的值。该值可以因而被选为大于移动台在无传送区132中花费的平均时间量。该值可以例如通过确定很多移动台通过无传送区132的传送时间以及然后通过取所述传送时间的平均来获得。可选地，时间段126可以从应用于网络100所服务的每个移动台的移动性模型导出。

图2示出了说明由根据本发明的方法实施的基本步骤的流程图。在步骤200中，数据量在第一时间点经由不连续覆盖网络的第一传送区被传送到移动台的高速缓存。第一传送区是所述移动台的服务传送区并且数据量足以允许至少一段时间期间对所述移动台提供服务。在步骤202中，仅在所述第一时间段相对于所述第一时间点已过去之后，触发移动台从第一传送区到第二传送区的切换，其中，所述移动台已被同时从第一传送区移动到第二传送区。

图3示出了不连续覆盖网络300的另一框图。网络300包括小区A 302、小区B 304、小区C 306、小区D 308、小区E 310和小区F 312。每个小区包括含有无线接入点的传送区。小区A 302包括传送区314和无线接入点316。小区B 304包括传送区318和无线接入点320。小区C 306包括传送区322和无线接入点324。小区D 308包括传送区326和无线接入点328。小区E 310包括传送区330和无线接入点332。小区F 312包括传送区334和无线接入点336。每个小区此外还包括如对于小区B 304示出的无传送区，其中，该小区B 304包括无传送区344。

粗线示出了移动台342通过网络300的路径340。路径340开始于小区A 302并通过如图3中所示的小区。

移动台342第一次经由无线接入点316在传送区314中连接到网络300。确定数据量，该数据量允许至少一段时间期间内提供移动台342所请求的服务。该时间段根据统计数据来给定，其中，所述统计数据已由网络300关于移动台342收集，并且在这里描述的例子中对应于移动台在两个传送区之间的无传送区中花费的时间量的两倍。所述统计数据可以例如通过跟踪移动台342在网络300中的所有路径来生成。然后，从所跟踪的路径中，移动台342在两个传送区之间花费的平均时间量可以被确定。该时间段于是对应于平均时间量。

在移动台342离开传送区314之前，该数据量被确定并在时间点传送到该移动台。

移动台342然后沿路径340移动通过小区B。由于移动台在小区A中已被提供了对应于该移动台在无传送区中平均花费的时间量的两倍的数据量，该移动台的高速缓存仍然保存足够数据来提供对应的服务。如果相对于所述时间点度过的时间不大于该时间段，则即使被移动台342请求，则不发起移动台342到传送区318的切换。对于当移动台342已在无传送区中花费了大量时间时的情况，如果相对于所述时间点度过的时间大于所述时间段，则触发移动台342到传送区318的切换。在所述切换之后，另一数据量被提供给所述移动台，从而服务可以被进一步提供。

但是对于以下情况，假设没有实施移动台342从小区A 302到小区B304的切换。因而，该移动台前进到小区C并到达传送区322。由于在传送区314中已经移动台342提供了数据量，该数据量足以在对应于移动台在所述传送区中度过的时间量的时间段中提供服务，当移动台342在传送区322中时，所述时间段可能相对于所述时间点已经度过。由此，实施从小区A 302到小区C 306的切换。在小区C 306中，足够移动台342经过至少另一小区的其他数据量被因此提供给该移动台。可以看出，由于足够数据之前已被提供给移动台的高速缓存，该移动台能够通过小区B 304而不需要切换到到小区B。由此，由网络300实施的切换的平均量被减少。由于较少资源被浪费于切换，这导致可用网络容量的增加。

移动台342可以进一步沿路径340移动到小区F 312。由于移动台342的高速缓存之前已被预充电，因为相对于最后一个数据量已被传送到移动台342的时间点可能还没有度过足够时间，所以从小区C 306到小区F 312的切换可能不是必需的。移动台342的下一切换将可能在移动台342到达小区E 310时实施，因为在移动台342到达小区E 310之前所述时间段相对于区域306中的数据量传送发生的时间点已过去。在那里，所述移动台的高速缓存被重载，从而移动台342可以在不需要切换的情况下通过小区D 308。

Claims (9)

1.一种在不连续覆盖无线网络中触发移动台的切换的方法，所述方法包括：

-在时间点将数据量经由所述不连续覆盖无线网络的第一传送区传送到所述移动台的高速缓存，其中，所述数据量允许在至少一时间段的持续时间内对所述移动台提供服务，其中，所述第一传送区是所述移动台的服务传送区；

-仅在所述时间段相对于所述时间点已过去之后，触发所述移动台从所述不连续覆盖无线网络的所述第一传送区到第二传送区的所述切换，其中，所述移动台已被同时从所述第一传送区移动到所述第二传送区。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述方法进一步包括：

-确定所述时间段；

-存储所述时间点。

3.根据权利要求1的方法，其中，所述时间段至少对应于所述移动台从所述第一传送区行进到所述第二传送区所需的时间，其中，所述移动台当从所述第一传送区行进到所述第二传送区时经过至少所述不连续覆盖无线网络的第三传送区。

4.根据权利要求2的方法，其中，所述时间段使用移动性模型来确定。

5.根据权利要求1的方法，其中，所述时间段被给定。

6.根据权利要求1的方法，其中，在基于所述时间段的期满触发所述移动台的切换之前，所述方法进一步包括：如果所述移动台的高速缓存的填充水平下降到阈值以下，则实施所述移动台到所述第二传送区的切换，其中，所述阈值是指定的。

7.一种不连续覆盖网络，其包括：

-用于在时间点将数据量经由所述不连续覆盖无线网络的第一传送区传送区到移动台的高速缓存的装置，其中，所述数据量允许在至少一时间段的持续时间内对所述移动台提供服务，其中，所述第一传送区是所述移动台的服务传送区；

-用于仅在所述时间段相对于所述时间点已过去之后触发所述移动台从所述不连续覆盖无线网络的所述第一传送区到第二传送区的所述切换的装置，其中，所述移动台已被同时从所述第一传送区移动到所述第二传送区。

8.一种不连续覆盖网络的网络部件，包括：

-用于在时间点将数据量经由所述不连续覆盖无线网络的第一传送区传送区到移动台的高速缓存的装置，其中，所述数据量允许在至少一时间段的持续时间内对所述移动台提供服务，其中，所述第一传送区是所述移动台的服务传送区；

-用于仅在所述时间段相对于所述时间点已过去之后触发所述移动台从所述不连续覆盖无线网络的所述第一传送区到第二传送区的所述切换的装置，其中，所述移动台已被同时从所述第一传送区移动到所述第二传送区。

9.根据权利要求8的网络部件，其中，所述网络部件与所述第一传送区和所述第二传送区相关联。

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