CN1276137A - 在移动无线网络中启动小区重新配置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及关于根据业务信道与信令信道数量的相对关系来启动小区重新配置的方法。每个信令信道(SDCCH/8)包括多个专用控制信道(SDCCH)。本发明分为两部分,增加条件和减少条件,在增加条件中把一个业务信道(TCH)转变成信令信道(SDCCH/8),在减少条件中把一个信令信道重新转变成业务信道。这两个条件可以相互独立地执行。在增加条件中根据依赖于空闲专用信道(SDCCH)数和业务信道(TCH)数的三个条件(图3中1、2、3)来完成向信令信道的转变。在减少条件中,根据小区中信令信道(SDCCH/8)数和专用控制信道数(SDCCH)来完成转变。

Description

在移动无线网络中启动小区重新配置的方法
技术领域
本发明涉及在蜂窝移动无线系统中启动小区重新配置的方法，其中每个小区包括最小规定数量的用于信令的专用控制信道(SDCCH)和多个业务信道(TCH)，其中的业务信道可以被转变成专用控制信道以及反之亦然。
发明背景
已经公知，在蜂窝移动无线系统中可以暂时利用一个空闲业务信道作为控制信道重新配置小区。
US 5 299 198和US 5 513 183说明一个这样的TDMA系统，在该系统中可以利用业务信道来增加控制信道的数量(例如见其摘要)。
WO 93/10600揭示了一种暂时利用业务信道作为控制信道的方法。这个结论是基于将业务密度与给定门限值进行比较得出的(参见其摘要和第8页第17行到第9页第9行和第15页第24行到第17页第8行)。DE 31 30 176 A1揭示了一种在蜂窝TDMA系统中根据业务负荷将业务信道转变为控制信道的方法。
DE 31 30 176 A1揭示了在蜂窝TDMA系统中根据业务负荷将业务信道转变为控制信道的方法。更确切地说是根据比率：时隙数/小区用户数。
发明概要
先前如上面提到的配置每个小区所需专用控制信道(尤其是信令信道数量)的已知技术是基于根据业务模型、当前业务分布以及切换和拥塞率的统计值用人工方法来计算所期望的信令业务。
为了避免拥塞，信令信道数常常是过大的。克服这类短时间拥塞的办法是利用业务信道作为信令信道。但是这意味着利用的是整个时隙而不是时隙的一部分。
有些小区比其它小区承载更多的信令业务。在位置区域(LA)边界的小区比其它小区需要更多的信令信道。这是由于这样的事实：当移动体穿越LA边界时，就触发该移动体向网络通知它的新位置。这是通过信令信道来进行的、并且因此使这些信道的负荷加重。具有大量SMS业务的小区也比其它小区需要更多的信令信道。当计量信令信道数时必须考虑这些因素。
当信令信道拥塞时，为建立新呼叫而需要的信令信道可以使用业务信道即整个时隙。因此极不希望信令信道拥塞。这导致运营者必须提供超大容量的信令信道。但是由于提供给小区的信道(业务+信令)数总是固定的。折衷的选择是将较少的信道用作能够承担有效负荷的业务信道，这将严重影响运营者的收入。
本发明的一个目的是按照需要用新的或少的信令信道自动和动态地重新配置蜂窝移动无线系统中的小区。
本发明的另一个目的是短期性地执行自动重新配置以便照顾到信令业务的快速波动。
根据本发明将达到这些和其它目的，这可以从附属的权利要求中看出来。
与现有技术重新配置相比，本发明的一个优势是，无论是从业务信道转变为信令信道的重新配置或者相反情况下的重新配置，都只在需要或不需要信令信道的情况下实现，这样，可以避免不必要的小区重新配置。
附图简述
参考附图将更详细地描述本发明，这里
图1表示的是在蜂窝移动无线系统中多个小区的简化图；
图2表示根据图1部分放大图，其中包括移动台和基站；
图3表示在增加条件下本发明的一个实施方案流程图；
图4表示在减少条件下本发明的另一个实施方案流程图；及
图5表示在减少条件下本发明的另外一个实施方案流程图；
优选实施方案描述
图1大体说明了该技术领域熟知的蜂窝移动无线系统中的小区。每个小区具有给定数量或给定组的无线信道，包括业务信道和专用控制信道。一个或多个小区可以集合在一起形成所谓的位置区域LA。当移动用户正在进入这样一个位置区域时，他必须登记自己。这需要使用专用控制信道，如在GSM系统中所谓的独立专用控制信道SDDCH。但是本发明并不局限于独立专用控制信道SDDCH，而是可用于在任何时候把业务信道转变成专用控制信道以及又把它转变回业务信道。
图2更详细地说明图1中的小区和为这四个小区C1、C2、C3和C4服务的基站B1-B4。小区C1和C3位于图1所示位置区域L的边界。
移动台M1处于位置区域之外但是正向小区C1移动，这样当它进入新的位置区域时就必须登记自己。为了实现这一目的，必须有一个专用控制信道是可用的。
另一个移动台M2登记在位置区域LA内并且在小区C4中移动，C4与位置区域LA边界不相邻。
在GSM系统中，当移动台发送和接收SMS(“短消息业务”)消息时，使用独立专用控制信道SDCCH。在大多数情况下普通话音或数据呼叫的呼叫建立也短时间使用专用控制信道作为信令信道。
如果很多移动台正向位置区域LA边界移动，重要的是在边界小区(如图2中小区C1和C3)有足够数量的这些控制信道可供使用。
运营者需要为每个小区配置可能用到的一定数量的信令信道。这通常是基于小区内的业务状况和业务性能经历来进行的。采用本发明的方法来计量小区的信令信道数并不很困难。
本发明将主要参考GSM系统来描述。上面提到在这种系统中使用的专用控制信道是SDCCH。一个时隙能够载荷8(或4)个SDCCH子信道并且因此称为SDCCH/8专用控制信道，这样该信道包括8个子信道。一个子信道(对应一个信令信道)被称为一个SDCCH子信道。根据本发明的方法只对载荷SDCCH/8的时隙有效。
本发明思想包括两部分。
一部分叫增加条件，即意味者通过动态地增加信令信道的数量将业务信道配置成信令信道。在这个例子中信令信道是SDCCH/8。
另一部分叫减少条件，即意味着将一个SDCCH/8重新配置而返回为业务信道。
现在我们将描述发明方法的实施方案。
图3说明增加条件的流程图。主要包括一个带三个条件(如模块1、2和3所示)的循环。在下面的描述中，专用信令信道被称为SDCCH子信道。一个业务信道TCH占用一个整时隙，因此可以将其配置为8个SDCCH子信道。
首先，如图3中的块1所示，考查空闲(即当前没有使用)SDCCH子信道数是否等于或小于参数SLEVEL的值。这个参数定义了当试图将小区中的一个业务信道重新配置成SDCCH子信道时剩余的空闲子信道数。作为例子，这个值可以设置在0和2之间。
参数SLEVEL也可以有值CONG。这意味着任何当由于拥塞无法为连接分配SDCCH子信道的时候这个子条件都可以满足。如果能够立即指配TCH特性(见后述)，可能为该连接分配一个TCH用于信令。
如果“否”，则不做任何操作并在一定时间后返回“开始”，这个时间由系统时钟决定。
如果“是”，即意味着SDCCH子信道数小于或等于参数SLEVEL，则根据块2考查业务信道。空闲业务信道数必须大于某一阈值TLEVEL如＝4。并且，TLEVEL和SLEVEL可以由运营者任意设置，但是不能设置成分别大于小区中的业务信道和SDCCH信道的数。
如果块2的条件满足，即“是”，则根据块3进行第3个考查。考查已定义的信道SDCCH/8数是否小于小区内允许配置的SDCCH/8信道的最大数。
如果满足关于小区中允许的SDCCH/8信道数的条件，即“是”，则循环结束，如块4所示，并且启动一次把业务信道重新配置为信令信道SDCCH/8的操作。
通过这三个必须全部满足的条件，才能减少拥塞。
不必严格按图3给出的块1、2和3的顺序执行不同的子条件。
任何重新配置(增加或去掉SDCCH/8)即导致小区包括了比基本SDCCH配置更多的这种控制信道的配置之后，都启动一次监督程序。其目的是确定是否增加的SDCCH/8正在使用或者应当将其重新配置成业务信道。用这种方式，本发明方法积极地试图重新配置为基本SDCCH配置。达到基本配置所花费的时间取决于由本发明方法以前增加的SDCCH/8数、参数STIME的值和SDCCH业务水平。参数STIME定义了启动把SDCCH/8配置成TCH操作之前所花费的最少时间。
去掉SDCCH/8的准则是所谓“漏桶(leaky bucket)”算法，这由图4和5可看出来。
图4为根据本发明的减少条件下的流程图。
首先检查SDCCH子信道数是否大于基本配置，见块1。如果“否”，信令信道就没有真的增加。
如果“是”，就启动计数器，使其值等于参数STIME的值。然后例如每三秒钟检查一次小区中剩余的空闲子信道有多少。之后计数器根据图4块3、4减数或分别根据图5中块3，4或8、9的步长减数或加数。
根据图4，如果小区中空闲SDCCH子信道总数大于8+SLEVEL(在块3“是”)，这表明SDCCH业务负荷小于启动上次重新配置的值并且可以去掉一个SDCCH/8，计数器按步长如3减数。这种情况下值3源于上述每3秒进行一次检查的事实。因此参数STIME以秒为单位给出。满足这个条件时空闲SDCCH子信道不必在同一时隙上。
如果小区中空闲子信道总数小于8+SLEVEL(在图4块3中“否”)，这表明SDCCH业务负荷高于启动上次配置的值，则在又一次根据块3进行考察之前有一个延时(例如3秒)。根据块7的这个延时是不必要的，这取决于无线基站控制器中处理器的负荷。
当计数器的值超过初始值(如STIME)后就不再增加。
当计数器到0(块5“是”)时，就启动一次把一个SDCCH/8重新配置成一个业务信道的操作。
在图5的流程图中，又增加了一个条件，见块8和9。
如果小区中空闲SDCCH子信道的总数小于8+SLEVEL(图5中块8“是”)，这表明SDCCH业务负荷高于启动上次配置的值，则计数器就按步长12加数(块9)。但是当计数器的值超过初始值即STIME时就不再加数。
如果小区中空闲SDCCH子信道的总数正好等于8+SLEVEL(块8“否”)，计数器就停止计数。
当计数器到0(块5，“是”)时，就如在图4的实施方案一样启动一次把一个SDCCH/8配置成业务信道TCH的操作。同样这里也不必要有3秒的延时(块7)，但是可以其它值或0延时。
通过增加和减少条件的方法，可以避免上述关于信令信道/业务信道最佳数量的问题。这意味着至少可以减少关于拥塞和信令信道超大的问题。对每个要增加到小区中的信道SDCCH/8必须满足同样的准则。一次增加一个信道SDCCH/8直到等于小区中SDCCH/8数的最大值(见块3)。
信道重新配置
当当前含有一个业务信道TCH的时隙被重新配置为含有一个SDCCH/8时，可以进行这一操作而不会干扰正在进行的业务。这意味着在被选为SDCCH/8的时隙上的任何TCH业务都被切换到另一个时隙上的空闲TCH。用同样的方式也可将一个SDCCH/8重新配置成业务信道，而不干扰任何正在进行的业务。因而在将被重新配置为TCH的时隙上的任何SDCCH业务都被切换到在同一或其它时隙上的空闲SDCCH子信道。
在业务信道TCH上的立即指配
在重新配置期间，当在小区中增加一个SDCCH/8时，可能到来一个对SDCCH子信道的额外请求。其中一些连接可能经历拥塞。为了克服在这种情况下的SDCCH拥塞问题，可将一个TCH用于信令信道(立即指配TCH特性)。这意味着在SDCCH上经历拥塞的连接可以在另一个SDCCH/8成功地附加到小区之前采用一个空闲TCH以用于呼叫建立信令。
如果有SDCCH拥塞且没有新的SDCCH/8允许被配置(例如小区中已经配置了最大数量的SDCCH或存在很少的TCH信道)，则立即指配TCH特性也是有用的。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1.一种在蜂窝移动无线系统中启动小区重新配置的方法，其中每个小区包括允许的和具有基本数量的用于信令的专用控制信道(SDCCH)和多个业务信道(TCH)，并且业务信道可能被转变为包含多个所述控制信道(SDCCH)的信令信道(SDCCH/8)，该方法包括以下步骤：
a)  考查(1；图3)小区中空闲专用控制信道(SDCCH)的数量是否小于已确定的第一个值(SLEVEL)；且如果是这样；
b)  考查(2)空闲业务信道(TCH)的数量是否大于已确定的第二个值(TLEVEL)，且如果是这样；
c)  考查(3)信令信道(SDCCH/8)的数量是否小于这种信道(SDCCH/8)的允许数量。且如果是这样；
d)  把一个业务信道重新配置成信令信道(SDCCH/8)。
2.权利要求1的方法，其中在步骤b)中所述值(TLEVEL)为小于小区中业务信道(TCH)数的任意值。
3.权利要求1的方法，其中在步骤b)中的所述值隐含着在所述小区中的收发信机的数量。
4.在蜂窝移动无线系统中启动小区重新配置的方法，其中每个小区包括允许数量的用于信令的专用控制信道(SDCCH)和多个业务信道(TCH)，并且其信令信道可以被转变为业务信道(SDCCH/8)，该方法包括步骤：
a)  相对于这样信道的基本配置考查(1；图4)小区中信令信道的数量，
b)  相对于某一值(8+SLEVEL)考查(1；图4)所述空闲信道的数量，
c)  如果这样信道的数量大于基本配置，就启动时间计数(2、4；图4)，如果空闲SDCCH子信道的数量超过某一值(8+SLEVEL)，就按一定步长减小计数器，并且如果时间计数到达某一特定值(5、6)就重新把信令信道(SDCCH/8)返回配置为业务信道；而如果
d)  这种信道的数量小于所述一定值(8+SLEVEL)，就在一定时延后重复步骤c)。
5.权利要求4的方法，还包括步骤：
e)  考查空闲子信道(SDCCH)数是否小于所述一定值(8+SLEVEL)，并且如果”是”就按确定的步长增加时间计数。
6.权利要求4的方法，还包括步骤：
e)  调查空闲子信道(SDCCH)的数量是否小于所述一定值(8+SLEVEL)，并且如果“否”就隐含该数量等于所述允许的数量，从而执行所述步骤c)。

Claims (7)

1.一种在蜂窝移动无线系统中启动小区重新配置的方法，其中每个小区包括允许的和具有基本数量的用于信令的专用控制信道(SDCCH)和多个业务信道(TCH)，并且业务信道能够被转变为包含多个所述控制信道(SDCCH)的信令信道(SDCCH/8)，该方法包括以下步骤：
a)在小区中相对于已确定的第一个值(SLEVEL)考查(1)空闲专用控制信道(SDCCH)的数量；
b)相对于已确定的第二个值(TLEVEL)考查(2)空闲业务信道(TCH)的数量；
c)相对于这种信道的允许数量考查(3)空闲信令信道(SDCCH/8)的数量；及
d)基于按任意次序的所有所述步骤a)-c)，决定是否把小区中的业务信道转变成信令信道。
2.权利要求1中所述方法，其中步骤a)到c)按下列顺序执行：
a)考查(1；图3)小区中的空闲专用控制信道(SDCCH)数是否小于已确定的第一个值(SLEVEL)；且如果是这样；
b)考查(2)空闲业务信道数是否大于已确定的第二个值(TLEVEL)，且如果是这样；
c)考查(3)信令信道(SDCCH/8)数是否小于这种信道(SDCCH/8)的允许数量，且如果是这样；
d)把业务信道重新配置成信令信道(SDCCH/8)。
3.权利要求2中的方法，其中在步骤b)中所述值(TLEVEL)为小于小区中业务信道(TCH)数的任意值。
4.权利要求2的方法，其中在步骤b)中的所述值隐含着在所述小区中的收发信机的数量。
5.在蜂窝移动无线系统中启动小区重新配置的方法，其中每个小区包括允许数量的用于信令的专用控制信道(SDCCH)和多个业务信道(TCH)，并且其信令信道可以被转变为业务信道(SDCCH/8)，该方法包括步骤：
a)相对于这样信道的基本配置考查(1；图4)小区中信令信道的数量，
b)相对于某一值(8+SLEVEL)考查(3；图4)所述空闲信道的数量，
c)如果这种信道的数量大于基本配置就启动时间计数(2、4；(图4))，如果空闲SDCCH子信道数超过某一值(8+SLEVEL)，就按一定的步长减小计数器，并且如果时间计数到达某一特定值(5、6)就重新把信令信道(SDCCH/8)返回配置为业务信道；而如果
d)这种信道的数量小于所述一定值(8+SLEVEL)，就在一定时延后重复步骤c)。
6.权利要求5中的方法，还包括步骤：
e)考查空闲子信道(SDCCH)数是否小于所述一定值(8+SLEVEL)，并且如果”是”就按确定的步长增加时间计数。
7.权利要求5的方法，还包括步骤：
e)考查空闲子信道(SDCCH)数是否小于所述一定值(8+SLEVEL)，并且如果“否”就隐含该数量等于所述允许数量，从而执行所述步骤c)。
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