CN105474710B - 性能报告及不同无线电接入技术之间的移动性控制 - Google Patents

Abstract

公开了性能报告(度量或者统计)以及多种不同的无线电接入技术之间的移动性控制。根据一个方面，网络中的控制器(例如RNC或者接入控制器AC)收集至少与根据第一无线电接入技术RAT操作的第一网络(例如LTE网络)和根据第二RAT操作的第二网络(例如WiFi，WLAN)相关的性能数据，第一RAT与第二RAT不同。控制器包括性能监测收集器PMC，该PMC被配置成从第一RAT的至少一个节点和从第二RAT的至少一个节点收集性能数据。对所收集的性能监测数据进行分析，以根据该分析触发对用于用户设备UE的至少一个服务无线电小区的选择。

Description

性能报告及不同无线电接入技术之间的移动性控制

技术领域

本发明涉及无线通信，并且具体涉及用于报告性能和控制无线通信网络中的移动性的方法和系统。

背景技术

大多数用户设备(UE)手机都支持两种不同的无线电接入技术。一种这样的无线电接入技术是广局域网(WLAN)。另一种这样的无线电接入技术是由第三代合作伙伴计划(3GPP)所制定的蜂窝无线电技术，并且特别是通用地面无线电接入网络(UTRAN)或演进的UTRAN(E-UTRAN)。某些UE能够在一个时刻通过单个无线电接入接口来路由互联网协议(IP)的流量，而另一些UE能够在一个时刻通过两个不同的无线电接入接口来路由IP流量。在这两种情况下，网络运营商都希望对选择哪个无线电接入技术、以及通过一种无线电接入技术而不是另一种来路由哪个流量进行控制。

许多运营商已经采取了简单的卸载策略。这种策略的基本原则是，当WLAN接入点可用且对UE可见时，就将流量的一部分或全部路由至WLAN上，由此卸载3GPP无线电接入网络。这被称作WLAN卸载，并且提供了不同接入网络之间的初步的流量负载均衡。

WLAN卸载具有许多好处，但是同时也有许多挑战。希望的是，单个订户应该仅需一次登录就能够接入两个网络。同样，应该具有接入网络之间的无缝移动。需要解决的另一个问题是，对无论何种接入网络的用户体验进行优化和对无线电资源和回程资源的有效使用。可以使用更低的回程容量来高效地使用和/或部署WLAN接入点，从而实现成本有效的网络部署。在某些情况下，如果UE将其IP流量的一部分或全部通过WLAN路由，那么终端用户的体验将会下降。

每种无线电接入技术都具有其自身的可以被称作无线电接纳控制(RAC)的协议、策略和过程。无线电接纳控制负责无线电承载流量接纳控制和流量调度。在长期演进(LTE)网络中，由诸如eNodeB(eNB)的分布式无线电接入节点来管理无线电资源。在宽带码分多址接入(WCDMA)网络中，由诸如nodeB(NB)和无线电网络控制器(RNC)的分布式无线电接入节点来管理无线电资源。在WLAN网络中，由接入点(AP)和接入控制器(AC)之类的分布式无线电接入节点来管理无线电资源。由被称作以太网和IP流量管理的另外的协议、策略和过程的集合来管理回程资源。回程资源由诸如路由器和交换机来管理，并且可以由诸如NodeB、AP和AC的无线电接入节点的站点来远程监测。

由3GPP所规定的接入网络与选择功能(ANDSF)被用于管理系统间移动策略(ISMP)、系统间路由策略(ISRP)和接入网络发现信息(ANDI)。ANDSF被置于运营商的IP网络中，并且支持开放移动联盟设备管理(OMA-DM)协议。ANDSF能够以推动操作模式发起从ANDSF向UE的信息提供。UE也能够以拉动操作模式发起从ANDSF提供所有的可用信息。也可以由运营商在UE上预先地静态配置ISMP、ISRP和ANDI。可以由ANDSF经过S14接口向UE提供ISMP、ISRP和ANDI，并且可以优先于在UE上预先配置的策略和信息。

ISMP是运营商定义的一组规则和优选项，它们影响当UE可以通过单个无线电接口路由流量时、该UE所做出的系统间移动的决定。ISMP的目的是选择应当被UE用于访问所有目的地的优选的接入技术。接入系统连接的粒度按照每分组数据网络(PDN)连接。这隐含了当切换发生时，属于相同/单个PDN连接的所有的IP流都从源接入系统被转移到目标接入系统。

ISRP是运营商定义的一组规则和优选项，其影响当UE可以通过多个无线电接口同时路由流量时、该UE所做出的系统间路由的决定。ISRP的目的是选择应当被UE用于访问特定的接入点名称(APN)或特定的IP流的优选的接入技术。接入系统连接的粒度是按照每IP流或每APN。这隐含了当切换发生时，PDN连接的某些IP流通过一个接入系统路由，但是在同时，相同PDN连接的某些IP流却通过另一个接入系统路由。另外的可能性是，某些PDN连接经由一个接入系统路由，但是在同时，某些PDN连接却经由另一个接入系统路由。

ANDI提供了用于使UE接入ISMP或ISRP中所定义无线电接入网络的其它信息。在UE请求时，ANDSF能够提供在UE附近可用的接入网络的列表。

ISMP、ISRP和ANDI策略存在的问题是，它们提供了在给定位置和/或在一天当中的给定时刻UE应该使用的接入技术的优选列表，并且这些优选列表是静态的或者是半静态的。在当前的网络中，其中特定无线电接入网络始终很繁忙，或者当资源消耗剧烈波动时，规划一天当中的恰当的(successful)时刻来卸载UE或特定的IP流，同时获取最佳的订户递送性能和可用小区及回程传输资源的最佳使用是非常困难的任务，并且甚至或许是不可能的。

可以在每个无线电接入网络中引入带宽代理(broker)服务器。该代理负责收集和关联跨无线电接入网络的小区上的负载状态，并且负责在跨传输网络的小区或传输路径拥塞时接受/拒绝每个订户连接请求。这种方法具有局限性。这种方法需要在每个无线电接入网络中部署和管理额外的服务器；可能针对每种无线电接入技术(WLAN、E-UTRAN、UTRAN和全球移动系统增强数据速率的无线电接入网络(GERAN))都部署和管理一组额外的服务器。这种方法还需要向中心服务器持续传输小区和路径性能信息。当引入带宽代理时，将需要对信令架构进行根本变化。引入带宽代理将需要新的带宽代理客户端或无线电网络服务器。这显著地增加了接纳控制和切换判决期间的时延。

发明内容

公开了用于管理无线电接入网络中的资源分配的方法和系统。根据一个方面，本发明提供了第一控制器，该第一控制器包括第一性能监测收集器(PMC)、性能数据分析器和RAT间的接纳和移动性功能模块。第一PMC被配置成收集与根据第一无线电接入技术(RAT)操作的第一无线电接入网络的至少一个无线电小区相关的第一性能数据。第一PMC还被配置成从根据第二RAT操作的第二无线电接入网络的第二控制器的第二PMC收集与至少一个无线电小区相关的第二性能数据。第二无线电接入网络的至少一个无线电小区是与第一无线电网络的至少一个无线电小区相邻且地理上部分重叠的小区中的一个无线电小区。性能数据分析器被配置成对由第一PMC收集的第一性能数据和第二性能数据进行分析。RAT间接纳和移动性功能模块被配置成基于对第一性能数据和第二性能数据的分析来触发对用于用户设备(UE)连接的至少一个服务无线电小区的选择。该至少一个服务无线电小区包括第一无线电网络的至少一个无线电小区和第二无线电网络的至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

根据这一方面，在一些实施例中，RAT间接纳和移动性功能模块还被配置成将UE指配到所选择的至少一个服务无线电小区。在一些实施例中，基于以下策略来选择至少一个服务无线电小区，该策略为由UE使用第一RAT维持通信，除非第一RAT的、该UE在其中进行操作的小区和回程网络之一正以超出阈值的负载进行操作。在一些实施例中，数据分析器还被配置成，基于对第一性能数据和第二性能数据的分析，确定UE的流和承载中的一个到第一RAT和第二RAT中的至少一种RAT的分配。在一些实施例中，基于策略来选择至少一个服务无线电小区，该策略使用被置于第一控制器和单独节点中的一个之中的3GPP接入网络和选择功能(ANDSF)被传递给UE。在一些实施例中，第一性能数据和第二性能数据包括第一RAT和第二RAT中的至少一种RAT的回程资源的性能数据。在一些实施例中，性能数据包括至少第一RAT和第二RAT的服务小区和目标小区的可接入性、可保持性和使用特性中的至少一个。在一些实施例中，性能数据包括使用第一RAT和第二RAT中的一种RAT的每个用户设备的平均吞吐量性能。在一些实施例中，第一控制器被置于移动管理实体MME、接入控制器、以及第一RAT的无线电网络控制器RNC中的至少一个中。在其他实施例中，第一控制器被置于第一RAT的接入控制器AC中。在一些实施例中，第一RAT是3GPP技术，并且第二RAT是Wi-Fi技术。在一些实施例中，第一PMC周期性地发出用于从第一RAT和第二RAT中的一种RAT的至少一个节点的PMC聚合器和另一个PMC中的一个获取性能数据的请求。在一些实施例中，获取性能数据的方法是3GPP无线电接入网络(RAN)的信息管理(RIM)协议。在一些实施例中，第一PMC周期性地采样性能数据。采样的周期可以小于性能分析器对性能数据的分析的周期。在一些实施例中，由第二无线电接入网络的第二控制器所检测到的事件触发第二性能数据向第一PMC的传输。在一些实施例中，触发事件是第一无线电网络的至少一个无线电小区和第二无线电网络的至少一个无线电小区中的一个的性能改善和性能下降之一。

根据另一个方面，本发明提供了监测多种不同的无线电接入技术(RAT)的资源的方法。所述方法包括，在第一无线电接入网络的控制器中：在控制器的第一性能监测收集器(PMC)处收集，与根据多种RAT中的第一RAT操作的第一无线电小区相关的第一性能数据。所述方法还包括，在第一PMC处从第二PMC和PMC聚合器中的一个接收第二性能数据。第二性能数据与根据多种RAT中的第二RAT操作的第二无线电小区相关。所述方法还包括，对第一性能数据和第二性能数据进行分析，以基于对第一性能数据和第二性能数据的分析，触发对用于用户设备连接的至少一个服务无线电小区的选择。所述至少一个服务无线电小区包括第一无线电网络的至少一个无线电小区和第二无线电网络的至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

根据这一方面，在一些实施例中，所述方法还包括将UE指配到所选择的至少一个服务无线电小区。在一些实施例中，从PMC聚合器中的第二PMC中的一个收集性能数据报告包括，从第一PMC向第二PMC和PMC聚合器中的一个发送请求。在一些实施例中，第一PMC被置于移动管理实体(MME)、接入控制器、以及第一RAT的无线电网络控制器(RNC)中的一个之中。

根据另一个方面，本发明提供了管理具有多种无线电接入技术(RAT)的无线通信系统中的资源的系统。该系统包括第一控制器，第一控制器包括第一性能监测收集器(PMC，该第一PMC被置于第一RAT的第一节点上。第一控制器被配置成收集与根据第一RAT操作的第一无线电小区相关的第一性能数据。第一控制器还被配置成从被置于第二RAT的第二节点上的第二PMC接收和收集第二性能数据。第二性能数据与根据第二RAT操作的第二无线电小区相关，该第二RAT与第一RAT不同。第二PMC被置于第二RAT的第二节点上，并且被配置成从第二无线电小区收集第二性能数据，并且将所收集的第二性能数据传输到第一PMC。第一分析器被配置成对第一性能数据和第二性能数据进行分析，以确定用于服务第一用户设备(UE)的服务无线电小区。该系统还包括第一RAT间接纳和移动性功能模块，其被配置成基于对第一性能数据和第二性能数据的分析，触发对用于第一用户设备连接的至少一个第一服务无线电小区的选择。所述至少一个第一服务无线电小区包括第一无线电网络的至少一个无线电小区和第二无线电网络的至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

根据这一方面，在一些实施例中，系统还包括第二控制器，该第二控制器包括被置于第二RAT的第二节点上的第二PMC。该第二控制器被配置成收集与根据第二RAT操作的第二无线电小区相关的第二性能数据。该第二控制器还被配置成从被置于第一RAT的第一节点上的第一PMC接收和收集第一性能数据，其中所述第一性能数据与根据第一RAT操作的第一无线电小区相关。第二控制器包括第二分析器，其被配置成对第一性能数据和第二性能数据进行分析，以确定用于服务第二用户设备的服务无线电小区。第二RAT间接纳和移动性功能模块被配置成基于第二分析器对第一性能数据和第二性能数据的分析，触发对用于第二用户设备连接的至少一个第二服务无线电小区的选择。所述至少一个第二服务无线电小区包括第一无线电网络的至少一个无线电小区和第二无线电网络的至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

根据这一方面，在一些实施例中，第一RAT间接纳和移动性功能模块还被配置成将第一UE指配到所选择的至少一个第一服务无线电小区。在一些实施例中，第一RAT是3GPP技术且第一节点是演进的节点B(eNB)和移动管理实体(MME)中的一个。在这些实施例中，第二RAT可以是Wi-Fi技术，并且第二节点可以是接入控制器和接入点中的一个。在一些实施例中，第一RAT是Wi-Fi技术且第一节点是接入控制器和接入点中的一个。在这些实施例中，第二RAT可以是3GPP技术且第二节点可以是演进的节点B(eNB)和移动管理实体(MME)中的一个。在一些实施例中，第一节点是无线网络控制器(RNC)，并且第二节点是接入控制器。

附图说明

图1是根据本发明的准则所构建的通信网络的框图，该通信网络执行多种无线电接入技术的性能监测；

图2是根据本发明的准则所构建的通信网络的框图，该通信网络执行多种无线电接入技术的性能监测，其中图示了示例无线电接入技术的信息管理(RIM)关联表；

图3是用于配置和初始化S99接口和RIM关联所执行的步骤的说明；

图4是根据本发明的准则所构建的通信网络的框图，该通信网络使用了PMC聚合器来执行多种无线电接入技术的性能监测；

图5是根据本发明的准则所构建的控制器的框图，该控制器用于性能监测收集；以及

图6是用于在无线通信网络中进行多种RAT的性能监测的示例性过程的流程图。

具体实施方式

在详细描述根据本发明的示例性实施例之前，注意的是，该实施例主要存在于与性能报告和多种不同的无线电接入技术之间的移动性控制相关的装置部件和处理步骤的组合。因此，在附图中通过常用符号适当的表示了系统和方法部件，仅仅图示了与理解本发明的各个实施例相关的那些特定的细节，从而不使本公开被受益于本文描述的本领域技术人员来所显而易见的细节所掩盖。

如本文所使用的，诸如“第一”和“第二”、“顶部”和“底部”等关系术语，可以仅仅被用于区分一个实体或元件与另一个实体或元件，而无需要求或暗示这些实体或元件之间的任何物理或逻辑上的关系。

本文所描述的实施例提供了将性能指示符传递到跨不同无线电接入技术之间的接口的一个或多个位置。在下面的描述中，主要讨论的无线电接入技术是3GPP和WLAN。然而，本发明不限于这两种无线电接入技术。性能指示符可以包括小区容量、小区用户可接入性和小区用户可保持性的性能。性能指示还可以包括可用传输容量和质量、以及单个UE的性能。各个实施例还提供了基于所收集的性能指示符来控制多种无线电接入技术间的UE接入、切换、重定向的方法和系统。

本文所描述的实施例提供了性能监测、无线电接入技术之间的性能报告、以及基于性能的接纳控制和移动策略。现在参考附图，在附图中用相似的参考标记表示相似的元件，在图1中图示了通信网络10，其包括三个示例性的不同的无线电接入技术。第一无线电接入技术是具有无线电网络控制器(RNC)12的UTRAN。第二无线电接入技术是具有接入控制器(AC)14的Wi-Fi网络。第三无线电接入技术是具有移动管理实体(MME)16的EUTRAN。第三无线电接入技术还可以包括服务网关(SGW)18。RNC 12通过Iub接口被链接至属于第一无线电接入技术的nodeB 20。AC 14通过CAPWAP接口被链接至属于第二无线电接入技术的接入点(AP)22。MME 16通过S1-MME接口被链接至属于第三无线电接入技术的eNB 24。SGW 18也通过S1-U接口被链接至eNB 24。RNC 12经由第一S99接口26与AC 14进行通信。AC 14经由第二S99接口28与MME 16进行通信。

可以在无线电接入节点12、14、16和18和/或基站20和24、和/或接入点22中的任何一个或多个中嵌入性能监测功能。性能监测功能可以是下列两个实体中的一个：性能监测产生器(producer)(PMP)和性能监测收集器(PMC)。PMP监测PM数据并将其报告给PMC。PMP和PMC能够被置于一个或多个节点上。例如，在图1的实施例中，PMP 30a、30b和30c被分别置于RNC 12、接入点22和eNB 24上。在本文中将PMP统一表示为PMP 30。PMC 32a、32b和32c被分别置于RNC 12、AC 14和eNB 24上。在本文中将PMC统一表示为PMC 32。在其他实施例中，PMP30和PMC 32可以被置于其他节点上。

PMP 30用于独立且透明地监测和报告其服务小区的可接入性、可保持性和使用特性，监测端到端的回程传输资源，并且估计在一天当中的不同的时间间隔内的UE的平均性能。可以使用被动监测技术来确定由PMP 30所测量的性能度量或性能指示符，诸如监测所接收到的分组、丢失的分组和已经传输的分组的数目。也可以采用主动监测协议，诸如使用双向主动测量协议(TWAMP)的注入测试分组。

PMC 32用于收集其服务小区的性能数据，收集从相邻节点的小区接收到的性能数据，和/或收集从其地理区域中的感兴趣的任意节点的小区接收到的性能数据。包括PMP的无线电接入节点也可以包括PMC。PMC 32可以被嵌入到能够控制UE对该无线电接入节点的相应服务小区网络的访问的无线电接入节点中。类似于ANDSF的管理UE策略的节点也可以充当PMC。

因此，在图1的示例中，RNC 12同时具有PMP 30a和PMC 32a。RNC 12的PMP 30a监测nodeB 20和连接到nodeB 20的UE 34的性能度量。PMC 32a至少从PMP 30a收集性能数据，并且可能从其他节点的PMP收集性能数据。类似地，eNB 24也包括PMP 30c和PMC 32c。PMP 30c监测eNB 24和连接到eNB 24的UE 34的性能度量。PMC 32c至少从PMP 30c收集性能数据。PMP 30b监测AP 22和连接到AP 22的UE 34的性能度量。最后，PMC 32b从图1中图示的其他节点中的任意节点或所有节点收集性能数据。可以考虑的是，PMP和PMC能够以其他方式在多个节点之间分布，并且不限于图1中图示的布置。

可以将由PMC针对每个小区所收集的性能数据包括在小区性能报告中。小区性能报告可以被划分成节点的数据、小区的数据、UE的数据和回程性能数据。每个小区性能报告都可以通过小区标识符来唯一地标识。例如，小区性能报告中的节点数据可以包括节点处理器使用和节点可用性的测量。小区性能报告中的小区数据可以包括但不限于，小区下行调度活动性、小区上行调度活动性、可用容量、控制信道的使用、激活UE的数目、接入成功率、以及异常释放率。小区性能报告中的UE数据可以包括但不限于，平均下行延迟、平均上行延迟、平均下行吞吐量、平均上行吞吐量、平均上行损失率、以及平均下行损失率。小区性能报告中的回程数据可以包括但不限于，单向分组传输时延、单向分组接收时延、传输分组损失率、接收分组损失率、接收可用带宽容量、以及传输可用带宽容量。PMC还可以存储相邻或重叠小区性能报告。可以由无线电接入节点在本地使用这些性能报告，用于订户的接入控制。注意，不与UE交换这些小区性能报告。这些信息被认为是敏感信息，并且因此可以被保护，以免非授权的使用。

如图1所示，实施例包括不同无线电接入技术的一对节点之间的点对点逻辑接口。诸如S99 26和S99 28的这些逻辑接口，被用于在支持性能监测功能或支持性能监测功能的中继的无线电接入节点之间交换小区性能报告。S99接口可以在IPv4或IPv6网络上运行，并且在需要时可以被保密。

在S99接口上运行的协议可以使用请求-应答过程，该请求-应答过程使用了小区性能数据的交换中所涉及的无线电接入网络的源小区或源节点和目的小区或目的节点的标识符。能够PMC的节点可以针对特定小区请求单个报告，或者可以针对多个小区请求单个报告。并且，能够PMC的节点也可以针对特定小区请求事件驱动的性能报告。可以触发传输多个小区性能报告的事件可以包括小区性能改善、下降或越过特定阈值的示例。例如，AC14可以请求eNB 24在eNB 24的回程可用容量每次从一个报告等级改变到另一个报告等级时，其中该等级可以均匀分布在线性标度上、或者在小区负载进入或退出过载状态时发送报告。作为另一个示例，当小区的容量超过阈值时，eNB 24上的PMP 30c可以触发警报或通知。可以将该触发或警报转发给eNB 24的PMC 32c或AC 14的PMC32b。

可以配置本地小区性能报告的最大频率和相邻小区性能报告的频率，从而允许运营商在准确性和信令负载之间得到适当的均衡。例如，可以将相邻小区的请求/报告的频率在10到300秒的范围内进行配置，而本地小区性能报告的采样间隔则可以更短，例如，介于1至10秒之间。还可以实现两个报告之间的最小定时器，从而避免过多消息使网络洪泛。

在一些实施例中，现有的3GPP RAN信息管理(RIM)协议可以被用于S99接口。当前的RIM协议提供了通用过程，用于通过对等应用实体之间的核心网络在两个3GPP无线电接入节点之间传达自优化网络(SON)的传送请求消息和响应消息。可以将对等应用实体置于GERAN、UTRAN、或E-UTRAN中。例如，SON传送RIM应用提供了同一个3GPP无线电接入技术内或不同3GPP无线电接入技术之间的诸如小区容量负载的SON性能信息的传递。SON传送RIM协议可以在S1-MME接口上进行操作。已经在S1AP规范中定义了基本的SON传送请求容器消息和SON传送响应容器消息。然而，到目前为止还没有定义3GPP和WLAN网络之间的RAN性能信息的传送。

本文中所描述的各个实施例将WLAN无线电接入节点定义为SON传送RIM实体。在一个示例中，只有WLAN AC充当SON传送RIM实体。在另一个示例中，AC和AP二者都充当SON传送RIM实体。可以实施对无线接入点控制和提供协议(CAPWAP)的扩展，以在WLAN AP充当SON传送RIM实体时携带SON传送请求容器消息和SON传送响应容器消息。SON传送RIM应用消息被扩展以包括其他的性能指示符，诸如小区用户可接入性和可保持性、可用传输容量和质量、以及平均UE性能。

定义了两种特定的SON传送RIM实体。第一种是SON传送RIM端点(STRE)。第二种是SON传送RIM中继(STRR)。在图1中，将示例性的STRE 36a置于RNC 12中。也在AC 14中设置了示例性的STRE 36b，并且在eNB 24中设置了示例性的STRE36c。在MME 16中设置了示例性的STRR 38。因此，MME 16充当中继实体，将性能数据从eNB 24传递到AC 14。MME 16无需包括PMP/PMC功能，这是因为eNB 24被最佳地定位成监测其服务小区的使用，监测端到端回程资源和估计平均UE性能。STRE和STRR的位置可以在实施例和实施例之间变化，并且不限于图1中所图示的布置。

STRE可以位于无线电接入节点上，该无线电接入节点被布置成发起SON传送RIM信息请求和/或对其做出响应。STRR可以位于能够在STRE实体之间中继和路由RIM信息请求和响应的能够PMC的无线电接入节点上。STRR使用包含在每个RIM消息中的目的地小区或节点标识符来将请求或响应转发给正确的STRE。虽然STRR可以支持PMC功能，但是其通常不支持PMC功能。

并且STRE还维护RIM关联的数据库。图2图示了在WLANAC 14上配置的示例RIM关联表40。每个RIM关联都明确地定义了本地无线电接入节点和相邻无线电接入节点的无线电小区之间的逻辑链路。例如，RIM关联表40包括报告小区ID的列表42、与每个小区ID关联的特定无线电接入技术44、每个RAT的SON传送应用标识46、每个小区ID的RIM路由地址48、以及每个小区ID的S99IP地址50。

可以在相同的S99接口上传递多个RIM关联。请求小区性能报告的无线电接入节点被称作控制基站子系统(BSS)，而提供小区性能报告的无线电接入节点被称作服务BSS。服务BSS也被称作报告小区。可以手动配置或使用自动相邻关系(ANR)机制来自动创建RIM关联。在一些实施例中，可以通过将RIM关联管理状态设置为锁定，来阻止接入节点建立与另一个接入节点的RIM关联。这将阻止接入节点请求针对特定相邻小区的小区性能报告。

图3图示了用于配置和初始化S99接口以及AC 14上的与MME 16的RIM关联的示例性步骤。在步骤S1中，PMP 30b和30c开始监测和产生小区性能报告。在步骤S2中，PMC 32b和32c开始收集小区性能报告。在步骤S3中，配置S99接口并且激活STRE36b和36c、以及STRR38。在步骤S4中，配置并解锁与报告小区E-UTRAN CGI Y的RIM关联。在步骤S5中，在AC 14和MME 16之间传输针对一个或多个小区性能报告的无线电接入网络信息请求。在步骤S6中，MME 16向eNB 24提供直接信息传递。在步骤S7中，通过将AC 14对针对E-UTRAN CGI Y的事件驱动报告感兴趣告知STRE 36c和PMC 32c，来对这些实体进行更新。在步骤S8中，eNB 24向MME 16提供直接信息传递。在步骤S9中，将一个或多个小区性能报告中的RAN信息从MME16传递到AC 14。在步骤S10中，使用在步骤S9中获取的小区性能报告数据来更新PMC32b的数据库。

通过使用在3GPP中定义的多小区负载报告关联，可以减少RIM关联的数目。通过引入一个或多个服务PMC聚合器，可以进一步减少RIM关联的数目、PMC数据库的大小、以及RIM流量。将PMC聚合器定义成充当了能够代表其他的无线电接入节点来对SON传送请求做出响应的小区报告库的无线电接入节点。例如，不是将从AC到目的地RIM地址的RIM关联配置成等于eNB ID，而是可以将MME定义成PMC聚合器并且可以将目的地RIM地址设置成等于MMEID。在图4中图示了这种架构的示例，通过S99接口70建立了从AC 54到MME 56的一个或多个RIM关联，并且建立了从该MME到每个eNB 62、64和66的一个RIM关联。使用这种方法，AC 54能够具有针对所有相邻E-UTRAN小区的单个的RIM关联。并且，具有多个AC的WLAN网络不需要与所有的RNC和MME的完整的网格式的RIM关联。如图4所示，也可以在两个AC之间部署基于RIM的S99接口68。一个AC 54可以充当给定区域的PMC聚合器，而另一个AC 52可以从AC54请求小区性能报告。每个AC 52和54还能够从其各自的AP 58和60收集性能监测数据。

本文所描述的实施例使运营商能够优化用户体验和网络资源的使用，并且使运营商能够将WLAN和3GPP接入网络作为连接至单个演进分组核心(EPC)的统一系统来管理。

可以规定部署ANDSF元件时适用于UE接入策略的多个准则。在这里对这些原则进行了总结，并且这些原则总体上适用于所有的情况，甚至适用于ANDSF元件不存在或不被UE支持的情况：

·接入控制策略是一个或多个规则的集合

·这些规则在UE不能通过多种无线电接入连接至演进分组核心(EPC)时确定接入网络的优先级，或在UE能够通过多种接入连接至EPC时指示如何在可用无线电接入之间分配流量

·在任意时间点最多应用一个规则；将该规则称作激活规则；可以没有激活规则或存在一个激活规则

·每个规则都具有一组有效条件或标准。例如，根据位置和/或一天当中的具体时刻，规则可以仅在UE当前被连接至特定的接入技术时有效

·每个规则同时还具有多种结果。例如，如果规则有效，那么UE应该针对所有的流优选特定的接入技术，或者应当针对给定的流限制特定的接入技术

·同时按照从最高优先级到最低优先级的层级来组织各个规则。为每个规则指定优先级，并且用数值表示该优先级。UE应该将具有最低优先级值的规则作为有效规则中具有最高优先级的规则，其中优先级为1的规则具有最高优先级。

一些规则可能是通用的，并且可以适用于所有的情况，而与无线电接入网络的负载或性能无关。通常，UE最好重定向到或选择具有最好的无线电条件的无线电接入技术。在下面强调了通用策略的其他的可能示例：

·除非3GPP服务小区和/或回程过载，否则请求UE当该UE被认为处于激活并且当前正在传输/接收用户数据时保持连接至服务3GPP接入技术的策略

·请求UE在激活特定的IP流或媒体流(例如，话音)时优选3GPP无线电接入技术的策略

然而，在处理网络拥塞时这些规则存在例外，在这些情况下，网络或UE必须重新评估当前的规则、或者可以使当前的激活规则无效、或者使用新的规则来覆盖这些规则，从而考虑服务小区或相邻小区在任意给定时刻或给定位置的性能。

在UE空闲并且未实际传输或接收数据时可以应用新规则。可选择地，可以在UE激活时应用新规则。然而，在数据传输和接收期间改变接入技术可能对用户体验有负面影响。因此，仅仅在过载条件下或者在网络确定订户必须被抢占时，才会发生在UE处于激活时从一种无线电接入技术切换到另一种无线电接入技术。

当ANSDF可用并且被UE支持时，考虑了几种不同的场景。在一种场景中，UE发起保密设备管理(DM)会话，也被称作S14会话，以在UE每次接入新的无线电接入技术时对ANDSF策略进行重新评估。可能存在UE发现ANDSF的一种以上的方法。例如，ANDSF可以是UE上的静态配置，或者可以是通过域名服务器(DNS)查询或动态主机配置协议(DHCP)查询所获取的动态配置。ANDSF功能分析本地PMC数据库中的小区性能报告，并且更新与UE ISMP和/或ISRP策略相关联的一个或多个规则的优先级。这被称作拉动性能优化机制。在可以应用时，UE应该立即应用新的激活规则。在UE被重新配置之后，UE可以决定保持与WLAN的连接、切换回3GPP、或将某些流路由至WLAN和/或3GPP。

在另一个场景中，当ANDSF获知UE已经成功地接入到新的接入技术并且需要对UEISMP/ISRP策略进行更新时，ANDSF就发起保密DM会话。ANDSF服务器分析小区性能报告。如果需要对规则优先级进行更新，那么ANDSF就通过向UE发送被称作DM通知的主动提供消息(unsolicited message)来发起会话。DM通知唤醒UE，并且导致UE发起与能够ANDSF的请求AC的会话。这被称作通过目标系统的推动性能优化机制。UE应该立即应用新的激活规则。在UE被重新配置之后，UE可以决定保持与WLAN的连接、切换回3GPP、或将某些流路由至WLAN和/或3GPP。

在第三种场景中，当ANDSF获知UE已经检测到可能的新的接入技术并且需要对UEISMP/ISRP策略进行更新时，ANDSF就发起保密DM会话。ANDSF服务器分析小区性能报告。如果需要对规则优先级进行更新，那么ANDSF就通过向UE发送被称作DM通知的主动提供消息来发起会话。DM通知唤醒UE，并且导致UE发起与能够ANDSF的请求服务小区的会话。这被称作通过服务系统的推动性能优化机制。UE应该立即应用新的激活规则。在UE被重新配置之后，UE可以决定保持与WLAN的连接、切换回3GPP、或将某些流路由至WLAN和/或3GPP。

上面详细描述的使用ANDSF的各个场景，允许网络根据UE位置、一天中的时刻、以及其附近的接入网络的实时性能来更新ISMP或ISRP策略。UE也可以请求接入网络发现信息。在这种情况下，ANDSF基于接入网络各自的负载条件，以可用接入网络的列表进行响应。注意，可以优选上述第二种场景和第三种场景，因为它们减少了UE和网络之间的信令负荷。

ANDSF获知无线电接入网络性能和可用容量的情况的一种选择是，将ANDSF作为SON传送RIM端点(STRE)，并且从诸如WLAN AC 14的能够STRE的特定接入节点请求SON传送RIM信息。在这种配置中，ANDSF可以通过S2a接口请求多个小区的性能报告，并且分组网关可以在ANDSF和AC之间中继请求和响应。可选择地，可以经由能够STRE的接入节点和ANDSF之间的直接逻辑接口来完成交换。

另一种选择是，将ANDSF功能分布到可能包括AC 14、RNC12、MME 16或eNodeB 24的多个网络元件上。ANDSF功能的分布有助于分布工作负荷并且创建冗余的系统，同时也避免了在集中的ANDSF功能处传递和集中小区性能报告的需要。

考虑了ANDSF不可用或UE不支持ANDSF时的另一组场景。在一种场景中，UE决定切换到WLAN覆盖。在IEEE 802.11关联过程期间，UE包括了服务小区标识符或相邻/重叠小区列表。AC 14分析其PMC数据库32b中的小区性能报告，并且确定是否可以继续关联请求并进行802.11x的认证。如果WLAN小区在正常条件下工作，那么UE通常会被授权接入到WLAN网络。

在另一种场景下，UE决定切换到WLAN覆盖。在802.11x的(EAP)认证期间，AC 14从存储在归属订户服务器/认证、授权和计费(HSS/AAA)单元的订户简档获取3GPP相邻/重叠小区标识符的集合(例如，根据AP 22的标识符)。AC 14分析其PMC数据库32b中的小区性能报告，并且确定该UE是否被准许接入。如果WLAN小区在正常条件下工作，那么通常会授权UE接入到WLAN网络。在这种场景下，UE不提供服务小区标识符或相邻小区列表。

在又一种场景中，到WLAN的重定向由3GPP网络控制、并且由发送到3GPP服务小区的UE无线电测量报告触发。在无线电测量过程期间，UE考虑在相关联的频率上所检测到的、以及在具有与可配置列表中的值相匹配的物理小区标识(SSID)的频率(WLAN)集合上所检测到的任何相邻/重叠小区。3GPP服务小区检测UE是否位于LTE覆盖较差的区域中。如果是，那么3GPP服务小区利用到WLAN的重定向信息来释放该UE。如果不是，那么3GPP服务小区分析小区性能报告，并且确定是否应该将UE重定向到WLAN。如果不需要重定向，那么3GPP服务小区请求UE暂时保持与服务小区3GPP无线电网络的连接。

图5是用于管理第一无线电接入网络中的资源分配的示例性控制器72的框图。控制器72收集与根据第一无线电接入技术操作的第一无线电接入网络的至少一个无线电小区相关的第一性能数据，并且从根据第二RAT操作的第二无线电接入网络的第二控制器的第二PMC收集与至少一个无线电小区相关的第二性能数据。可以由第二无线电接入网络的第二控制器所检测到的事件来触发从第二PMC到第一PMC的第二性能数据的传输。触发事件可以是性能被监测的无线电小区的性能改善和性能下降中的一项。

例如，控制器72可以被置于移动管理实体MME 16、无线电网络控制器RNC 12和接入控制器AC 14中的一个中。控制器72包括处理器74和存储器76。处理器74包括性能数据分析器78、RAT间接纳和移动性功能模块79、性能监测收集器80、以及可选的PMC聚合器86。存储器76存储性能数据记录82和SON传送RIM关联表83。

性能监测收集器80被配置成从第一无线电接入技术的至少一个节点以及从第二无线电接入技术的至少一个节点收集性能数据。性能监测收集器80还被配置成收集至少第一RAT和第二RAT的回程资源的性能数据。由性能监测收集器80所收集的性能数据可以包括使用第一RAT和第二RAT中的一种RAT的每个用户设备的平均吞吐量的性能。性能监测收集器可以周期性地发布获取性能数据的请求。交换性能数据的方法可以包括RIM协议。

数据分析器78对由性能监测收集器80所收集的性能数据进行分析。RAT间接纳和移动性功能模块79基于性能数据的分析，确定第一无线电接入技术和第二无线电接入技术中的至少一个的资源到用户设备的分配。可以基于由RAT间接纳和移动性功能模块79所实现的策略来确定资源的分配，RAT间接纳和移动性功能模块79可以是被置于控制器72内或被置于单独的节点内的ANDSF。具体地，RAT间接纳和移动性功能可以基于数据分析器78的分析，来触发用于用户设备连接的的至少一个服务无线电小区的选择，并且可以将UE指配到所选择的至少一个服务无线电小区。可以根据基于以下策略来选择至少一个服务无线电小区，该策略为由UE使用第一RAT保持通信，除非该UE在其中进行操作的第一RAT的小区和回程网络之一正以超出阈值的负载进行操作。RAT间接纳和移动性功能模块79还可以被配置成基于对性能数据的分析，确定UE的流到第一RAT和第二RAT中的至少一种RAT的分配。

PMC聚合器86被配置成累积来自用户设备、第一节点所服务的小区和回程网络中的至少一个的性能数据，并且代表另一个PMC对请求做出响应。PMC聚合器86周期性地对性能数据进行采样。PMC聚合器86的采样周期可以小于本地网络的性能监测收集器80对性能数据的分析的周期。

图6是用于无线通信网络中的多种RAT的性能监测的示例性过程的流程图。在第一无线电接入网络的控制器中，第一性能监测收集器(PMC)，收集与根据第一RAT操作的第一无线电小区相关的第一性能数据(框S100)。第一PMC接收来自第二PMC和PMC聚合器中的一个的第二性能数据，其中该第二性能数据与根据第二RAT操作的第二无线电小区相关(框S102)。对第一和第二性能数据进行分析，以基于所述分析来触发用于UE连接的至少一个服务无线电小区的选择(框S104)。

某些实施例产生了下列优点中的一个或多个优点。在一些实施例中，3GPP和WLAN无线电和回程性能信息可以被共享和优化，而无需对其各自的架构和部署模型的显著改变。一些实施例提供了可升级的分布式解决方案，在其中将性能监测、报告和收集的负担分布到了数目众多的接入节点上。在一些实施例中，在UE每次连接至接入网络时，无需通过信号发送对于可用容量的请求，因此显著减少了网络的负荷。某些实施例透明地从任何无线电接入节点测量小区和回程网络的性能，而无需在回程传输网络内部署新的协议。在某些实施例中，无需无线电接入节点和回程传输节点之间的协调。本文所描述的实施例可能需要对用户平面或控制平面的信令、协议或架构的非常小的改变。并且，可能无需部署或管理诸如带宽代理或带宽定位器的任何额外的设备。同样，本文所描述的实施例在接纳控制或切换期间没有产生显著的时延，这是因为判决是由无线电接入节点基于其当前的性能数据集合在本地做出的。可以使用事件驱动的多个报告、多小区报告、数目更少的负载等级、PMC聚合器、以及用户可配置的频率和小区性能报告之间的最小定时中的一个或多个来控制SON传送RIM消息的量。还需要注意的是，性能指示符是保密的，并且不与UE共享。此外，无需eNB和nodeB之间的新IP接口，这最小化了操作复杂度和管理成本。

可以用硬件、或硬件和软件的组合来实现本发明。适于执行本文所述的方法的任何一种计算机系统或其他装置都适合于执行本文所述的功能。硬件和软件的一种典型组合可以是，具有一个或多个处理元件和在存储介质上存储的计算机程序的专用计算机系统，当计算机程序被加载和执行时，其控制计算机系统使得计算机系统执行本文所述的方法。本发明还能够被嵌入在计算机程序产品中，所述计算机程序产品包含了能够使本文所述的方法实现的所有特征，并且当其被加载到计算机系统中时，能够执行这些方法。存储介质指代任何易失性或非易失性的存储设备。

在本文的上下文中的计算机程序或应用指代的是，用任何语言、代码或表示法所表达的、旨在导致具有信息处理能力的系统直接执行或在下列步骤中的一个或两个之后执行特定功能的指令集合：a)转换成另一种语言、代码或表示法；b)以不同的物质形式进行复制。

本领域的技术人员需要了解的是，本发明不限于所具体示出或上文中所描述的内容。并且，除非在上文中做出了相反的说明，否则应该注意的是，所有附图都不是按比例绘制。可能存在上述教导的启示之下的、没有背离本发明的范围和精神的许多修改和变化，本发明的范围和精神仅由随附的权利要求所限制。

Claims (26)

1.一种位于第一网络节点中并且管理第一无线电接入网络中的资源分配的第一控制器，所述第一控制器包括：

-第一性能监测收集器PMC，被配置成：

-收集与根据第一无线电接入技术RAT进行操作的所述第一无线电接入网络的至少一个无线电小区相关的第一性能数据，以及

-从根据第二RAT进行操作的第二无线电接入网络的第二控制器的第二PMC收集与至少一个无线电小区相关的第二性能数据，所述第二控制器位于第二网络节点中，并且所述第二无线电接入网络的所述至少一个无线电小区是与所述第一无线电网络的所述至少一个无线电小区相邻且地理上部分重叠的一个无线电小区；以及

-性能数据分析器，被配置成：

-对由PMC收集的所述第一性能数据和所述第二性能数据进行分析；以及

-RAT间接纳和移动性功能模块，被配置成：

-基于对所述第一性能数据和所述第二性能数据的分析，触发对用于用户设备UE连接的至少一个服务无线电小区的选择，所述至少一个服务无线电小区包括所述第一无线电网络的所述至少一个无线电小区和所述第二无线电网络的所述至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

2.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述RAT间接纳和移动性功能模块还被配置成将所述UE指配到所选择的至少一个服务无线电小区。

3.根据权利要求1所述的第一控制器，其中基于以下策略来选择所述至少一个服务无线电小区，所述策略为由UE使用所述第一RAT来维持通信，除非所述第一RAT的、所述UE在其中进行操作的小区和回程网络之一正以超出阈值的负载进行操作。

4.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述数据分析器还被配置成，基于对所述第一性能数据和所述第二性能数据的分析，确定所述UE的流和承载之一到所述第一RAT和所述第二RAT中的至少一种RAT的分配。

5.根据权利要求1所述的第一控制器，其中基于策略来选择所述至少一个服务无线电小区，所述策略使用被置于所述第一控制器和分离节点中的一个中的第3代合作伙伴计划3GPP接入网络和选择功能ANDSF被传递给所述UE。

6.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述第一性能数据和所述第二性能数据包括所述第一RAT和所述第二RAT中的至少一种RAT的回程资源的性能数据。

7.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述性能数据包括至少所述第一RAT和所述第二RAT的服务小区和目标小区的可接入性、可保持性和使用特性中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述性能数据包括使用所述第一RAT和所述第二RAT中的一种RAT的每个用户设备UE的平均吞吐量性能。

9.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述第一控制器被置于所述第一RAT的移动管理实体MME、接入控制器、以及无线电网络控制器RNC之一中。

10.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述第一控制器被置于所述第一RAT的接入控制器AC中。

11.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述第一RAT是第3代合作伙伴计划3GPP技术，而所述第二RAT是WiFi技术。

12.根据权利要求1所述的第一控制器，其中所述第一PMC周期性地发出从所述第一RAT和所述第二RAT中的一种RAT的至少一个节点的PMC聚合器和另一个PMC中的一个获取性能数据的请求。

13.根据权利要求12所述的第一控制器，其中用于获取性能数据的方法是3GPP无线电接入网络RAN的信息管理RIM协议。

14.根据权利要求12所述的第一控制器，其中所述第一PMC周期性地采样性能数据，采样的周期小于由所述性能分析器对性能数据进行分析的周期。

15.根据权利要求12所述的第一控制器，其中由所述第二无线电接入网络的所述第二控制器所检测到的事件来触发第二性能数据向所述第一PMC的传输。

16.根据权利要求15所述的第一控制器，其中所述触发事件是所述第一无线电网络的所述至少一个无线电小区和所述第二无线电网络的所述至少一个无线电小区中的一个的性能改善和性能下降之一。

17.一种监测多种不同的无线电接入技术RAT的资源的方法，所述方法包括：

-在第一无线电接入网络的位于第一网络节点中的控制器中：

-在所述控制器的第一性能监测收集器PMC处收集与根据所述多种RAT中的第一RAT进行操作的第一无线电小区相关的第一性能数据；

-在所述第一PMC处从位于第二网络节点中的第二PMC和PM聚合器中的一个接收第二性能数据，所述第二性能数据与根据所述多种RAT中的第二RAT进行操作的第二无线电小区相关；以及

-对所述第一性能数据和所述第二性能数据进行分析，从而实现下列中的至少一项：

-基于对所述第一性能数据和所述第二性能数据的分析，触发对用于用户设备UE连接的至少一个服务无线电小区的选择，

所述至少一个服务无线电小区包括所述第一无线电网络的至少一个无线电小区和所述第二无线电网络的至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括将所述UE分配到所选择的至少一个服务无线电小区。

19.根据权利要求17所述的方法，其中从所述第二PMC和所述PMC聚合器中的一个收集性能数据报告包括，从所述第一PMC向所述第二PMC和所述PMC聚合器中的所述一个发送请求。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一PMC被置于所述第一RAT的移动管理实体MME、接入控制器、以及无线电网络控制器RNC之一中。

21.一种用于管理具有多种无线电接入技术RAT的无线通信系统中的资源的系统，所述系统包括：

-第一控制器，所述第一控制器包括第一性能监测收集器PMC，所述第一性能监测收集器被置于第一RAT的第一节点处并且被配置成：

-收集与根据所述第一RAT操作的第一无线电小区相关的第一性能数据；以及

-从被置于第二RAT的第二节点处的第二PMC接收和收集第二性能数据，所述第二性能数据与根据所述第二RAT操作的第二无线电小区相关，所述第二RAT与所述第一RAT不同；

所述第二PMC被置于所述第二RAT的所述第二节点处，并且被配置成从所述第二无线电小区收集所述第二性能数据并且将所收集的所述第二性能数据传输到所述第一PMC；以及

-第一分析器，其被配置成对所述第一性能数据和所述第二性能数据进行分析，以确定用于服务第一用户设备UE的服务无线电小区；以及

-第一RAT间接纳和移动性功能模块，其被配置成基于对所述第一性能数据和所述第二性能数据的分析，触发对用于所述第一用户设备连接的至少一个第一服务无线电小区的选择，所述至少一个第一服务无线电小区包括所述第一无线电网络的至少一个无线电小区和所述第二无线电网络的至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

22.根据权利要求21所述的系统，还包括：

-第二控制器，所述第二控制器包括第二PMC，所述第二PMC被置于所述第二RAT的所述第二节点处、并且被配置成：

-收集与根据所述第二RAT操作的所述第二无线电小区相关的第二性能数据；以及

-从被置于所述第一RAT的所述第一节点处的所述第一PMC接收和收集所述第一性能数据，所述第一性能数据与根据所述第一RAT操作的所述第一无线电小区相关；

-第二分析器，其被配置成对所述第一性能数据和所述第二性能数据进行分析，以确定用于服务第二用户设备的服务无线电小区；以及

-第二RAT间接纳和移动性功能模块，其被配置成基于所述第二分析器对所述第一性能数据和所述第二性能数据的分析，触发对用于第二用户设备UE连接的至少一个第二服务无线电小区的选择，所述至少一个第二服务无线电小区包括所述第一无线电网络的所述至少一个无线电小区和所述第二无线电网络的所述至少一个无线电小区中的一个或多个小区。

23.根据权利要求21所述的系统，其中所述第一RAT间接纳和移动性功能模块还被配置成将所述第一UE指配到所选择的至少一个服务无线电小区。

24.根据权利要求21所述的系统，其中：

-所述第一RAT是第3代合作伙伴计划3GPP技术，并且所述第一节点是演进的节点B eNB和移动管理实体MME中的一个；并且

-所述第二RAT是Wi-Fi技术，并且所述第二节点是接入控制器和接入点中的一个。

25.根据权利要求21所述的系统，其中：

-所述第一RAT是Wi-Fi技术，并且所述第一节点是接入控制器和接入点中的一个；并且

-所述第二RAT是第3代合作伙伴计划3GPP技术，并且所述第二节点是演进的节点B eNB和移动管理实体MME中的一个。

26.根据权利要求21所述的系统，其中所述第一节点是无线电网络控制器RNC，并且所述第二节点是接入控制器。