CN111095972A - 用于链路关联的全局优化过程 - Google Patents

Abstract

该文档公开了用于优化蜂窝通信系统的性能的解决方案。根据一个方面，一种方法包括：由网络协调器装置获取测量数据，该测量数据指示蜂窝通信系统的接入节点与该接入节点所服务的终端设备之间的链路条件；由网络协调器装置基于测量数据至少通过以下来构建全局优化操作模型：模拟接入节点与终端设备之间的至少一个关联的改变；以及基于测量数据来确定模拟改变对蜂窝通信系统整体性能的影响；以及在完成所述构建之后，由网络协调器装置传输一个或多个切换指令，以用于根据所构建的操作模型来对终端设备中的一个或多个终端设备的关联进行切换。

Description

用于链路关联的全局优化过程

技术领域

本发明涉及蜂窝通信系统的性能优化，并且具体地涉及对蜂窝通信系统的接入节点与终端设备之间的关联进行优化。

背景技术

全世界的网络运营方已经对蜂窝通信系统的基础设施做出大量投资。就成本而言，对网络基础架构的性能的任何节省或优化将带来巨大收益。影响节省投资的一种方式是更有效地使用有限的资源。当前的蜂窝接入网络操作使得针对每个终端设备来选择提供最佳链路条件的小区。该判决在诸如演进型节点B(eNB)的接入节点中被本地地做出。这确保了链路可用性，但是就负载平衡而言可能不是最佳的。运营方可以在存在过载问题的区域采用热点。然而，利用有限的资源实际上不可能精确匹配通过使用这种解决方案可能随时间改变的容量和需求。

发明内容

本发明由独立权利要求的主题限定。实施例在从属权利要求中被定义。

附图说明

在下文中，将参考实施例和附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1图示了本发明的实施例可以被应用的无线接入网络；

图2图示了根据本发明实施例的用于在蜂窝通信系统中构建全局优化的关联模型的过程；

图3更详细地图示了根据实施例的构建全局优化的关联模型的过程；

图4更详细地图示了根据本发明的一些实施例的图3的过程的选择和继续；

图5图示了在图2至图4中的任何一个图的过程中管理选择的参数的曲线；

图6图示了根据实施例的执行并行切换判决决策的进程；以及

图7示出了根据本发明实施例的装置的框图。

具体实施方式

以下实施例是示例性的。尽管说明书可能在文本的若干位置引用“一个(an)”、“一个(one)”、或“一些”实施例，但是这并不一定表示每个引用针对相同的(多个)实施例，或特定的特征仅适用单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其他实施例。

所述实施例可以在蜂窝通信系统中实现，诸如在以下中的至少一项中被实现：全球移动通信系统(GSM)或任何其他第二代蜂窝通信系统、基于基本宽带码分多址(W-CDMA)的通用移动电信系统(UMTS，3G)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)、LTE高级、基于IEEE802.11规范的系统、基于IEEE 802.15规范的系统和/或第五代(5G)移动或蜂窝通信系统

然而，实施例不局限于作为示例所给出的系统，而是本领域的技术人员可以将解决方案应用到被提供有必要性质的其他通信系统。适合的通信系统的一个示例是如上面所列出的5G系统。通过使用包括宏站点与更小局域接入节点协作地进行操作的所谓的小型小区概念，以及可能还采用各种无线电技术以用于更好的覆盖和增强的数据速率，5G已经被设想为使用多输入多输出(MIMO)多天线传输技术，相比LTE的当前网络部署更多的基站或接入节点。5G将可能包括多于一个无线电接入技术(RAT)，每个无线电接入技术被优化用于某些用例和/或频谱。5G系统还可以包含蜂窝(3GPP)技术和非蜂窝(例如，IEEE)技术两者。5G移动通信将具有更宽范围的用例和相关应用，包括视频流化、增强现实、数据共享的不同方式和各种形式的机器类型应用，包括车载安全、不同的传感器和实时控制。5G被预期具有多个无线电接口，除了较早所部署的低于6GHz的频率，还包括较高的频率，也即厘米波和毫米波频率，并且还能够与已有的传统无线电接入技术(诸如LTE)集成。至少在早期阶段中，与LTE的集成可以被实现为系统，其中宏覆盖由LTE来提供，并且5G无线电接口接入通过聚合到LTE而来自小型小区。换言之，5G被计划为支持RAT间可操作性(诸如LTE-5G)和RI间可操作性(无线电接口间可操作性，诸如厘米波和毫米波之间的RI间可操作性)两者。被考虑将在5G网络中使用的概念之一是网络切片化，其中多个独立且专用的虚拟子网(网络实例)可以被创建在相同的基础设施内，以运行对延时、可靠性、吞吐量和移动性具有不同要求的服务。

应当理解，未来的网络将最可能利用网络功能虚拟化(NFV)，网络功能虚拟化是一种网络架构概念，其提出将网络节点功能虚拟化为“构建块”或实体，“构建块”或实体可以操作地被连接或链路在一起以提供服务。虚拟化网络功能(VNF)可以包括一个或多个虚拟机，该一个或多个虚拟机使用标准或通用类型服务器替代定制硬件来运行计算机程序代码。云计算或云数据存储也可以被利用。在无线电通信中，这可能意味着节点操作至少部分地在操作地被耦合到远程无线电头的服务器、主机或节点中被执行。还有可能的是，节点操作将被分发在多个服务器、节点或主机之中。还应当理解，核心网络操作和基站操作之间的劳动分配可以与LTE的不同，或甚至不存在。可能将被使用的一些其他技术进步是软件定义网络化(SDN)、大数据和全IP，这可能改变网络正在被构造和管理的方式。

图1图示了本发明的一些实施例可以被应用的蜂窝通信系统的示例。该系统可以包括提供和管理相应小区的接入节点110、112、114。例如，小区可以是宏小区、微小区、毫微微小区或微微小区。从另一角度看，小区可以定义接入节点的覆盖区域或服务区域。接入节点110至114可以分别是LTE和LTE-A中的演进型节点B(eNB)、基于IEEE 802.11的网络(Wi-Fi或无线局域网，WLAN)的接入点，或能够控制无线电通信并且管理小区内的无线电资源的任何其他装置。针对5G解决方案，实现可以类似于LTE-A，如上所述。接入节点可以等同地称为基站或网络节点。系统可以是包括接入节点的无线电接入网络的无线通信系统，每个接入节点控制一个或多个相应小区。接入节点可以向终端设备(UE)120、122、124、126、128提供对诸如互联网的其他网络的无线接入。终端设备也可以被称为站。

系统中接入节点的数目可能非常高，例如成百上万的接入节点，这对于运营方在贯穿国家或州提供服务而言是典型的。在通信网络中有多个接入节点的情况下，接入节点可以利用接口彼此连接。LTE规范将此类接口称为X2接口。在IEEE 802.11网络中，可以在接入点之间提供类似的接口。LTE接入节点和WLAN接入节点可以例如经由Xw接口连接。接入节点之间的其他有线或无线通信方法也是可能的。接入节点可以进一步经由另一接口被连接到蜂窝通信系统的核心网络130。LTE规范将核心网络指定为演进型分组核心(EPC)，并且核心网络可以包括移动性管理实体(MME)和网关(GW)节点。在LTE系统中，GW可以是服务网关(S-GW)或分组数据网络网关(P-GW)。MME可以处理包含多个小区的跟踪区域中的终端设备的移动性，并且还可以处理终端设备与核心网络之间的信令连接。MME可以进一步针对终端设备120至128执行认证和完整性保护。网关节点可以处理核心网络中的、以及去往/来自终端设备的数据路由。

接入节点的核心网络和无线电网络可以形成无线接入网络，该无线接入网络向终端设备120至128提供与其他网络的无线接入和数据传送能力。为了提供无线接入，无线接入网络可以首先与终端设备建立连接。连接建立可以包括在接入节点110与终端设备之间的诸如无线电资源控制(RRC)连接的无线电连接的建立，此外，其可以包括在核心网络130与终端设备之间的核心网络连接的建立。连接建立可以被理解为在终端设备和接入节点之间创建关联。连接建立可以包括终端设备的认证。认证可以由MME、专用认证服务器或通常能够执行认证的无线接入网络的任何网络节点来执行。具有与接入节点的关联(诸如RRC连接)的终端设备可以被配置用于与接入节点和其他网络的数据传送。

本发明的实施例采用对蜂窝通信系统的终端设备与接入节点之间的关联的全局优化。全局优化可以在网络协调器装置130中被执行，该网络协调器装置130可以由蜂窝通信系统中的一个或多个服务器计算机实现，或者被连接到蜂窝通信系统。每个接入节点110至114可以具有与网络协调器装置130的通信连接，例如，互联网协议(IP)连接。

网络协调器装置130可以从系统的接入节点和/或终端设备接收指示当前关联的链路条件的测量数据。针对每个终端设备，测量数据可以包括就例如对终端设备能够检测到的每个接入节点的信噪比(SNR)而言的信道质量。出于切换的目的，这样的信息易于在终端设备的邻居列表中被维护。测量数据可以进一步或备选地包括对终端设备所需的数据传送容量的估计。这样的信息可以从以下被获取：最近的数据传送历史、终端设备的传输缓冲区中的当前数据量、诸如空闲模式或连接模式的无线电资源控制模式，或通过其他方式。网络协调器装置可以将测量数据存储在数据库134中。网络协调器还可以存储模拟模型132，该模拟模型132包括用于基于测量数据来执行优化过程的计算机程序指令。

图2图示了用于优化蜂窝通信系统的性能的过程。参考图2，该过程包括由网络协调器装置执行的：获取(框200)测量数据，该测量数据指示接入节点与由接入节点所服务的终端设备之间的链路条件；基于测量数据至少通过以下来构建全局优化操作模型：模拟(框204)接入节点与终端设备之间的至少一个关联的改变，；以及基于测量数据来确定所模拟的改变对蜂窝通信系统整体性能的影响；以及在完成所述构建后，传输(框206)一个或多个切换指令，以用于根据所构建的操作模型来切换一个或多个终端设备的关联。

在特殊情况下，所构建的全局优化模型中的关联可以对应于蜂窝通信系统中的当前关联。在这种情况下，系统已经被优化，并且在框206中不需要发布新的切换指令。

构建全局模型时考虑的关联数目可能超过一千、一万、十万甚至一百万。

测量数据可以向网络协调器装置提供关于每个终端设备能够检测的小区以及具有哪个信道质量的信息。网络协调器装置可以使用该信息来估计链路性能。在实施例中，针对终端设备的链路性能是基于SNR和该终端设备可用的带宽的以bit/s为单位的信道容量的估计。在最简单的实现中，该公式可以是香农信道容量公式，但同样可以使用更准确的估计。

测量数据134可以包括终端设备数据结构和小区数据结构。终端设备数据结构可以存储终端设备与其能够检测到的所有小区之间的SNR(或其他信道质量度量)。其还可以存储具有高于某个阈值的信噪比的优选小区的列表。附加地，其可以存储关于当前关联的信息，例如，当前服务小区以及数据速率要求。小区数据结构可以存储使用该小区的移动设备的聚合比特率或效用。效用如下所述。其还可以存储与该小区相关联的终端设备的列表。

现在，网络协调器装置具有在计划可能的小区选择及其对系统性能的影响时可以使用的信息。网络协调器装置可以进一步定义资源分配策略，该资源分配策略用于确定特定终端设备可以在给定小区容量中获得多大份额。该资源分配策略可以符合在接入节点中使用的实际资源分配算法。在简单的实现中，资源分配算法可以使用常用的最大-最小公平性策略(max-min fairness policy)的任何实现。可以在文献中找到用于实现上述最大-最小公平性的算法，在此不再赘述。资源分配策略和信道容量公式可以一起被使用，以将小区的某个频率带宽划分给与该小区相关联的终端设备，然后通过使用信道容量公式来将划分的频率块进一步转换为相应数据速率。以这种方式，针对与任意小区相关联并且分配有任意频带的任意终端设备，数据速率可以被确定。

取决于网络协调器装置的处理能力，可以针对整个系统覆盖区域的终端设备构建全局优化模型。下面描述的实施例提供了用于在不牺牲优化性能的情况下降低计算复杂度的工具。

图3图示了用于执行优化模型的过程。因此，图3示出了框202的实施例。在开始优化之前，网络协调器装置可以首先选择针对其执行优化的终端设备。在实施例中，仅针对被注册到系统的终端设备的子集进行优化。

在实施例中，仅关于系统的接入节点处于连接模式的终端设备被包括在优化中。

在实施例中，仅终端设备的处于连接模式的子集被包括在优化中。例如，仅包括已经在确定的时间窗口内以阈值所限定的量传送数据的那些终端设备。关于该实施例，最近历史中的实际数据速率可以被估计，并且实际数据速率指示其正在活动地传送数据的那些终端设备被选择用于优化。这可以由阈值定义。例如，针对所选择的终端设备的数据速率要求可以例如通过将实际数据速率增加确定量而被估计。可以基于最近历史中的传输缓冲区的平均大小来确定实际数据速率的增加量。

可以由接入节点来做出对将被包括在优化中的终端设备的选择。网络协调器装置可以请求接入节点将终端设备登记(enlist)到优化过程。在接收到请求之后，例如，接入节点可以通过使用上述标准中的任何一个标准来选择终端设备，并且向网络协调器装置指示所选择的终端设备及其相应测量数据。在另一实施例中，接入节点将终端设备登记到网络协调器装置中，并且网络协调器装置从登记的终端设备和/或从接入节点请求登记的终端设备的测量数据。

当终端设备已经被选择时，初始系统设置可以被确定。在初始系统设置中，终端设备和接入节点之间的当前关联可以被采用。在另一实施例中，每个终端设备可以与为终端设备提供最佳信道质量(例如，最高信号功率)的接入节点相关联。也可以使用定义初始系统设置的其他方案。然后，初始系统设置的初始链路性能和初始整体性能可以通过使用测量数据而被计算(框300)。初始特定于小区的性能也可以在框300中被计算，指示针对每个小区的初始整体性能。针对小区的初始特定于小区的性能可以被计算为在初始系统设置中与该小区相关联的终端设备的初始链路性能的聚合。总体系统性能可以被计算为初始特定于小区的性能或初始链路性能的聚合。

初始链路性能的实施例是以上述方式所计算的数据速率，并且整体性能是所选终端设备的聚合数据速率。然而，数据速率的优化可能导致不公平的结果：在优化的最后，朝向小区的具有最佳信道质量的终端设备可能是该小区的唯一用户，并且所有其他终端设备共享另一小区的容量。

为了防止这种不公平，实施例采用效用作为链路性能，并且采用整体效用作为整体性能。整体效用可以被计算为个体链路的效用的聚合。效用可以定义终端设备从给定数据速率中受益多少。例如，针对诸如100kbps(每秒千比特)的低数据速率，再增加100kbps是体验质量(QoE)的显著提高。然而，针对诸如20Mbps(兆位/秒)的高数据速率，100kbps的增加是微不足道的。该实施例可以采用将每个数据速率映射到描述效用的值的映射函数。该映射可以被定义为自然对数函数，例如，使得随着数据速率的增加，效用也增加，但以对数的方式增加，使得在较高的数据速率下，效用比在较低数据速率下增加更慢。效用函数的另一示例是-1/R，其中R是数据速率。在这种情况下，负效用被解释为代价。

链路性能的又一实施例是QoE度量。原则上，数据速率或效用可以被视为QoE度量的示例。被分配给给定终端设备的带宽是链路性能的另一示例。

在计算初始性能值(例如，效用值)之后，网络协调器装置可将该值缓存在缓存310中。缓存310可以存储每个终端设备的链路性能、每个小区的特定于小区的性能以及整体性能。

其后，网络协调器装置可以通过改变初始系统模型的至少一个关联来改变初始系统模型(框304)。更详细地，一个或多个终端设备可以从模型中的一个小区转移到另一小区。即使在当前实际关联被用作初始系统模型的情况下，在框304中进行的改变在该阶段也不会影响实际关联。

在实施例中，改变的关联被随机选择。

在另一实施例中，改变的关联通过考虑小区中的业务负载而被选择。例如，与具有频率资源的高利用率的小区相关联的终端设备可以被切换到该终端设备可以检测到并且具有较好的容量来容纳终端设备的另一小区。同样可以使用其他实施例。

在框304中执行改变之后，网络协调器装置可以重新计算性能(框306)，例如，链路性能、特定于小区的性能以及整体性能。在实施例中，仅针对受框304中改变影响的终端设备和小区执行重新计算。例如，如果终端设备从小区A切换到小区B，则框306可以包括或包含小区B中的终端设备的链路性能的重新计算，以及在一些实施例中，对现在没有终端设备的小区A的特定于小区的性能和现在具有已经分配带宽的终端设备的小区B的特定于小区的性能进行计算。在省略了特定于小区的性能的一些实施例中，还省略了对特定于小区的性能的重新计算。

然后，在框308中，可以通过利用在框306中获取的重新计算结果和不受从缓存310获取的改变所以影响的小区的缓存链路性能值和/或特定于小区的性能值，来重新计算整体性能。如上所述，整体性能可以是链路性能和/或特定于小区的性能的聚合。然后，网络协调器装置可以确定是否保持该改变。选择的详细内容如下所述。在改变被维持的情况下，框308还可以包括使用来自框306的重新计算结果来更新缓存以反映该改变。

其后，可以决定是否需要另一迭代。如果另一迭代被确定，则过程可以返回到框304以用于对关联执行另一改变(虚线)。否则，该过程可以结束，并且可以通过在接入节点中引起对应的切换命令来影响根据存储在缓存中的当前关联的必要的切换。

如上所述，在可以重复执行由框304、306和308形成的循环的意义上，优化过程可以是迭代的。换言之，对关联的做出改变并且计算改变对整体性能的影响的过程被重复执行，直到确定循环结束为止。下面描述了用于结束过程的实施例。

上述缓存减少了针对优化所需的时间。提速可以被认为通过因子N/2，其中N是接入节点的数目。例如，针对400个接入节点，与从头开始执行框306中的重新计算的解决方案相比，提速是200倍。

在实施例中，仅能够向所涉及的终端设备提供高于确定阈值(例如信噪比超过阈值)的信道条件的那些接入节点参与优化。相应地，不能提供足够信道质量的那些接入节点被排除在优化之外，这进一步减少了计算时间。

图4图示了图3的过程的实施例。具体地，更详细地突出了选择和继续迭代的细节。应当理解，图3的更一般的实施例可以被补充有选择和/或继续迭代的细节。这两个方面是相互独立的。

参考图4，可以以上述方式执行框300、304和308。尽管出于简明起见，在图4中未示出，但是图4的实施例还可以涉及上述缓存。关于在框304中是否保持改变的选择，过程可以在框402中确定重新计算的整体性能是否比改变之前的整体性能更好。如果改变引起更好的性能，例如，较好的整体数据速率或效用，则该过程可以进行到框408，在框408中维持改变并且相应地更新缓存。如果改变引起整体性能比直接在改变之前的整体性能差，例如较低的整体数据速率或效用，则该过程可以进行到框404，在框404中进一步的估计被执行。

在框404中，确定是否即使降低了整体性能也要维持该改变。阈值可以被用于确定中。在实施例中，随机过程通过使用阈值被构建。例如，以下公式可以被用作阈值：

p＝e^{-(OP(i-1)-OP(i))/T}

其中e定义指数函数的基础，并且可以是常数，诸如自然对数的底数(约2.718)，OP(i-1)表示直接改变前的整体性能，OP(i)表示在框308中的改变之后重新计算的整体性能，并且T是比例因子。比例因子如下所述。公式的指数由直接连续的迭代之间整体性能中的改变形成，该迭代由因子T缩放，例如，除以T。

然后可以生成具有在零和一之间的值的随机变量。可以通过使用均匀概率分布在零和一之间生成随机值。如果随机变量小于p，则该改变被维持(从框404到框408)。否则，该改变可以被拒绝(从框404到框406)，并且缓存中的先前值可以被维持。通常，随机值与阈值的值p被比较，并且可以确定随机值是否为大于阈值的值的随机值或小于阈值的值的随机值。如果随机值是大于阈值的值p或小于阈值的值p的所述随机值，则该改变被维持。如果随机值p不是大于阈值的值或小于阈值的值的所述随机值，则改变被拒绝。

另一实施例采用阈值而没有随机过程。例如，如果性能下降低于阈值，则改变仍可以被保持。如果性能下降高于阈值，则改变可以被拒绝。

从另一角度来看，随机过程被用于对在改变降低性能的情况下是否保持改变做出判决。可以将随机过程视为掷骰子，并且根据确定的规则根据结果做出判决。随机过程可以包括：确定定义保持改变的概率的概率值，如上所述生成随机值，并且基于随机值和概率值来做出判决。概率值可以定义接受改变的范围。如果随机值落在该范围内，则改变可以被接收。如果随机值落在该范围之外，则改变可以被拒绝。概率值可以是上述p。

在两种情况下，都可以使阈值可变，并且取决于优化已经执行的时间或迭代次数，使得随着优化进行，如果改变降低了整体性能，则保持改变的可能性较小。参数T可以控制该功能。该优化可以被认为遵循模拟退火的原理，该原理是系统模拟领域中通常使用的术语。退火与冶金中的退火过程相似。当在当前优化过程中使用时，参数T可以被认为是退火过程的温度。随着过程进行，温度通常会降低，并且最终，当温度足够低时，过程结束。现在，温度因子T可以遵循预设的温度曲线，在图5中示出了其实施例。温度T随时间可能总体上呈下降趋势，尽管其可能具有温度在继续降低之前在一段时间内保持不变或甚至增加的部分(参见项500)。

在实施例中，T的值可以从过程所允许的迭代总数中被计算出。

例如，T的值可以被定义为：

T＝T_max ^*(1-i/MAXITER)

其中T_max是优化过程开始时的最高温度，i是当前迭代索引，MAXITER是优化过程结束时的迭代次数。

在确定是否保持改变之后，框410可以被处理。在框410中，该过程确定是否执行另一迭代。当使用参数MAXITER时，框410可以将索引i与MAXITER进行比较。如果i>MAXITER，则过程可以结束。否则，过程可以返回框304以用于另一迭代。代替最大迭代次数的固定值，例如，框410可以基于整体性能改进来做出判决。如果整体性能在确定的数目N个连续迭代[i-N-1：i]上还未改进，则过程可以结束。否则，该过程可以在框304中继续。迭代次数可以很高，例如，针对500个小区和2万个终端设备，在结束优化之前，大约500万次迭代可以被执行。

当优化的关联模型已经被完成时，网络协调器装置可以通过蜂窝通信基础设施将切换指令输出到接入节点，并且接入节点可以根据切换指令来执行切换。切换的数目可能很高，因此网络协调器装置可以控制向接入节点发布切换命令的节奏。为了加快切换，网络协调器装置可以发出多个切换以并行发生。然而，为了避免使具有过多的切换请求的蜂窝通信系统过载，网络协调器装置可以通过定义并行执行的最大切换次数来限制并行量。

在实施例中，过程可以采用关联规则来减少切换的数目。针对某些小区，一个或多个终端设备可以被指定为优选地在该小区中保持关联的优选终端设备。针对这样的优选终端设备，终端设备与小区之间的链路性能可以人为地被改进，以指示比实际链路性能较高的链路性能。因此，在最优化的最终解决方案中，这样的终端设备较可能被确定为与小区相关联。

在实施例中，可以与传统切换判决策略并行地采用上述关联优化算法和关联的切换判决策略。在一些情况下，全局优化模型的构建可能太慢，无法说明无线电接口的快速改变。例如，超速车辆中的终端设备可能需要较快的切换判决。图6示出了与由靠近无线电接口的接入节点或其他网络元件执行的本地切换判决策略(框600)并行地执行全局优化模型(框602)的实施例。本地切换判决策略可以被布置为根据以下某些标准，针对个体终端设备执行快速切换判决：终端设备的信道质量的降低、终端设备的移动性等。尽管标准可以采用某些其他本地特征，诸如个体小区中的业务负载状态，但是标准可以是相当特定于链路的。然而，框602中的全局优化过程寻求全局优化的模型，其中优化所涉及的接入节点和终端设备的数目极大地高于本地切换判决策略中所涉及的接入节点和终端设备的数目。

通信信道可以在两个切换策略之间被建立以解决在框600中进行的快速改变。网络协调器装置可以通知全局优化过程所涉及的接入节点。网络协调器装置还可以向接入节点通知全局优化过程所涉及的终端设备。每当全局优化过程中所涉及的接入节点为优化过程中所涉及的终端设备做出切换判决时(框604)，该接入节点就可以向网络协调器装置通知该切换(框606)，并且可选地向网络协调器装置传输终端设备的新邻居列表。终端设备本身可以同等地向网络协调器装置更新朝向可检测小区的信道质量。在接收到关于终端设备的切换的信息之后，网络协调器装置可以修改缓存中的终端设备的内容，以强制终端设备与模型的新关联，以及旧小区和新小区的对应链路性能和特定于小区的性能的更新(框608)。

图7示出了根据本发明实施例的网络协调器装置的框图。该装置可以被包括在蜂窝通信系统中或蜂窝通信系统外部的一个或多个服务器计算机中。该装置可以采用一个或多个物理或虚拟服务器来执行全局优化过程。相应地，该装置可以由单个处理系统或分布式处理系统提供。该装置可以是例如在这样的计算机中的一个或多个电路系统或一个或多个芯片组。该装置可以是包括电子电路系统的电子设备。

参考图7，该装置可以包括处理电路系统50，诸如至少一个处理器，以及包括计算机程序代码(软件)62的至少一个存储器60，其中该至少一个存储器和计算机程序代码(软件)被配置为与至少一个处理器一起，使该装置执行网络协调器装置的实施例中的任何一个实施例，该网络协调器装置执行关联的优化，如上所述。计算机程序代码可以定义用于全局优化过程的模拟模型132，如上所述。

存储器60可以使用任何合适的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。存储器可以包括用于存储缓存310和测量数据134的配置数据库64。

该装置可以进一步包括通信接口(I/O)66，该通信接口66包括用于根据一个或多个通信协议来实现通信连接性的硬件和/或软件。通信接口66可以向装置提供通信能力以在蜂窝通信系统和/或另一无线接入网络中进行通信。通信接口可以例如提供到蜂窝通信系统的接入节点的接口。

处理电路系统50可以包括优化电路系统52，该优化电路系统52被配置为执行用于关联的全局优化操作模型的构建。优化电路系统52可以包括被配置为执行框304的关联修改电路系统54，并且在执行框304之后向性能计算电路系统56输出指令，该性能计算电路系统56被配置为执行框306和308或其实施例中的任何一个实施例。在计算新的整体性能之后，性能计算电路系统56可以将新计算的值输出到判决和缓存电路系统58，该判决和缓存电路系统58被配置为执行框402至408，或通常基于从性能计算电路系统56所接收的性能值来对是否保持该改变做出判决。在确定保持该改变之后，判决和缓存电路系统58可以更新缓存310，如上所述。

如本申请中所使用的，术语“电路系统”是指以下所有项：(a)仅硬件电路实现，诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用)：(i)(多个)处理器的组合或(ii)(多个)处理器/软件的部分，包括(多个)数字信号处理器、软件、以及(多个)存储器，它们一起工作以使装置执行各种功能，以及(c)需要软件或固件才能操作的电路，诸如(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分，即使软件或固件物理上不存在。“电路系统”的该定义适用于本申请中该术语的所有用法。作为另一示例，如在本申请中使用的，术语“电路系统”还将涵盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们)随附软件和/或固件的实现。术语“电路系统”还将涵盖(例如，如果适用于特定元件)移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路，或者服务器、蜂窝网络设备、或另一网络设备中的类似集成电路。

本文中所描述的技术和方法可以通过各种方式来实现。例如，可以以硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)、或其组合来实现这些技术。对于硬件实现，实施例的(多个)装置可以在以下一个或多个内实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计为执行本文中所描述的功能的其他电子单元、或其组合。对于固件或软件，可以通过执行本文中所述功能的至少一个芯片组的模块(例如，过程、功能等)来执行该实现。可以将软件代码存储在存储器单元中并且由处理器执行。该存储器单元可以在处理器内部或在处理器外部实现。在后一种情况下，如本领域所公知的，它可以经由各种方式通信地耦合到处理器。另外，本文中所描述的系统的组件可以由附加组件重新布置和/或补充，以便促进关于其描述的各个方面等的实现，并且如本领域技术人员将理解的，它们不限于给定附图中阐述的精确配置。

如所描述的实施例也可以以由计算机程序或其部分定义的计算机过程的形式来执行。结合图2至图6描述的方法的实施例可以通过执行包括对应指令的计算机程序的至少一部分来执行。该计算机程序可以是源代码形式、目标代码形式、或某种中间形式，并且它可以存储在某种载体中，该载体可以是能够携带程序的任何实体或设备。例如，计算机程序可以存储在计算机或处理器可读的计算机程序分发介质上。计算机程序介质可以是例如但不限于记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号、和软件分发包。该计算机程序介质可以是非瞬态介质。用于执行所示和所描述的实施例的软件的编码完全在本领域普通技术人员的范围内。

即使以上已经参考根据附图的示例描述了本发明，但是显然本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以若干方式修改。因此，所有的词语和表达应当被广义地解释，并且它们旨在说明而不是限制实施例。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，随着技术的进步，可以以各种方式来实现本发明的构思。此外，对于本领域技术人员而言清楚的是，所描述的实施例可以但不必须以各种方式与其他实施例组合。

Claims (27)

1.一种方法，包括：

由网络协调器装置获取测量数据，所述测量数据指示蜂窝通信系统的接入节点和终端设备之间的链路条件，所述终端设备由所述接入节点服务；

由所述网络协调器装置基于所述测量数据至少通过以下来构建全局优化操作模型：模拟所述接入节点与所述终端设备之间的至少一个关联的改变，并且基于所述测量数据来确定所模拟的所述改变对所述蜂窝通信系统的整体性能的影响；以及

在完成所述构建之后，由所述网络协调器装置传输一个或多个切换指令，以用于根据所构建的所述操作模型来对所述终端设备中的一个或多个终端设备的关联进行切换。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述构建之前，由所述网络协调器装置确定所述蜂窝通信系统的初始整体性能，其中所述确定包括：确定所述接入节点与所述终端设备之间的每个链路的链路性能，并且将所述蜂窝通信系统的所述初始整体性能确定为所述链路性能的聚合；

对所述链路性能进行缓存；以及

当确定所述改变对所述蜂窝通信系统的所述整体性能的所述影响时，仅针对已经被改变的那些关联重新计算链路性能，并且通过使用针对没有被改变的那些关联的所缓存的所述链路性能、以及所重新计算的所述链路性能，来重新计算所述整体性能。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述构建被执行为迭代过程，其中所述网络协调器装置重复地执行：所述改变、对所述整体性能的重新计算、以及基于所得到的所述整体性能来判决是否维持所述改变。

4.根据权利要求3所述的方法，其中如果所述改变改进所述整体性能，则所述网络协调器装置判决为维持所述改变。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中如果所述改变使所述整体性能降级，则所述网络协调器装置在确定是否维持所述改变时使用阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值的值在所述构建期间被改变。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中如果所述改变使所述整体性能降级，则确定是否保持所述改变包括：

生成随机值；

将所述随机值与所述阈值的所述值进行比较，并且确定所述随机值是否为大于所述阈值的所述值以及小于所述阈值的所述值中的一者；

如果所述随机值为大于所述阈值的所述值以及小于所述阈值的所述值中的所述一者，则维护所述改变；以及

如果所述随机值并非大于所述阈值的所述值或小于所述阈值的所述值中的所述一者，则拒绝所述改变。

8.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所改变的所述关联被随机地选择。

9.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所改变的所述关联通过考虑由所述接入节点提供的所述小区中的业务负载而被选择。

10.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括：除了用于执行切换的全局模型之外，在所述接入节点中的至少一些接入节点中采用本地切换判决策略，其中根据所述本地切换判决策略，接入节点被配置为根据确定的规则来判决终端设备的切换的执行。

11.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述终端设备形成被注册到所述蜂窝通信系统的所有终端设备的子集，并且其中所述终端设备由所述接入节点基于其处于连接状态或当前正在所述蜂窝通信系统中传送数据而被选择。

12.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述构建包括：

在模拟模型中，形成所述接入节点与所述终端设备之间的初始关联，所述初始关联不同于所述接入节点与所述终端设备之间的当前实际关联；

对所述模拟模型的所述关联采用所模拟的所述改变；并且

其中所述切换指令引起所述实际关联的切换。

13.一种系统，包括：

至少一个处理器，以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统：

获取测量数据，所述测量数据指示蜂窝通信系统的接入节点和终端设备之间的链路条件，所述终端设备由所述接入节点服务；

基于所述测量数据至少通过以下来构建全局优化操作模型：模拟所述接入节点与所述终端设备之间的至少一个关联的改变，并且基于所述测量数据来确定所模拟的所述改变对所述蜂窝通信系统的整体性能的影响；以及

在完成所述构建之后，传输一个或多个切换指令，以用于根据所构建的所述操作模型来对所述终端设备中的一个或多个终端设备的关联进行切换。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统：

在所述构建之前，确定所述蜂窝通信系统的初始整体性能，其中所述确定包括：确定所述接入节点与所述终端设备之间的每个链路的链路性能，并且将所述蜂窝通信系统的所述初始整体性能确定为所述链路性能的聚合；

对所述链路性能进行缓存；以及

当确定所述改变对所述蜂窝通信系统的所述整体性能的所述影响时，仅针对已经被改变的那些关联重新计算链路性能，并且通过使用针对没有被改变的那些关联的所缓存的所述链路性能、以及所重新计算的所述链路性能，来重新计算所述整体性能。

15.根据权利要求13或14所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统将所述构建执行为迭代过程，其中所述系统被配置为重复地执行：所述改变、对所述整体性能的重新计算、以及基于所得到的所述整体性能来判决是否维持所述改变。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统：在所述改变改进所述整体性能的情况下，判决为维持所述改变。

17.根据权利要求15或16所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统：在所述改变使所述整体性能降级的情况下，使用阈值来确定是否维持所述改变。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统在所述构建期间改变所述阈值的值。

19.根据权利要求17或18所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统：在所述改变使所述整体性能降级的情况下，执行确定是否维持所述改变，至少执行以下：

生成随机值；

将所述随机值与所述阈值的所述值进行比较，并且确定所述随机值是否为大于所述阈值的所述值或小于所述阈值的所述值中的一者；

如果所述随机值为大于所述阈值的所述值以及小于所述阈值的所述值中的所述一者，则维护所述改变；以及

如果所述随机值并非所述大于所述阈值的所述值或小于所述阈所述值中的所述一者，则拒绝所述改变。

20.根据任一项前述权利要求13至19所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统随机地选择所改变的所述关联。

21.根据任一项权利要求13至20所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统通过考虑由所述接入节点提供的小区中的业务负载，来选择所改变的所述关联。

22.根据任一项前述权利要求13至21所述的系统，还包括所述多个接入节点或其他网络元件，所述多个接入节点或所述其他网络元件被配置为独立于所述全局模型并且根据确定的规则来执行本地切换判决。

23.根据任一项前述权利要求13至22所述的系统，还包括所述接入节点，其中所述终端设备形成被注册到所述蜂窝通信系统的所有终端设备的子集，并且其中所述接入节点被配置为基于其处于连接状态或当前正在所述蜂窝通信系统中传送数据，来选择所述终端设备。

24.根据任一项前述权利要求13至23所述的系统，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述系统通过至少执行以下来执行所述构建：

在模拟模型中，形成所述接入节点与所述终端设备之间的初始关联，所述初始关联不同于所述接入节点与所述终端设备之间的当前实际关联；

对所述模拟模型的所述关联采用所模拟的所述改变；并且

其中所述切换指令引起所述实际关联的切换。

25.根据任一项前述权利要求所述的系统，还包括通信接口，所述通信接口被配置为提供与所述接入节点的网络连接，接收所述测量数据，并且传输所述切换指令。

26.一种处理系统，包括用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的所有步骤的部件。

27.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品由计算机可读并且在由所述计算机执行时，被配置为使所述计算机执行计算机过程，所述计算机过程包括根据权利要求1至12中任一项所述的方法的所有步骤。

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