CN1685758A - 资源管理设备及其资源管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于蜂窝通信系统的资源管理设备，其中可用无线资源被分成分开的资源部分，每个部分分配给不同的运营商，例如移动虚拟网络运营商。蜂窝通信系统的无线网络控制器(215，217)包括用于每个运营商的独立资源控制器(221，223，225，227)。根据与用户单元的服务相关的运营商身份，资源控制器(221，223，225，227)分配无线资源给用户单元(201)，使得对于不同的运营商实现不同的服务质量。资源从所识别的运营商的资源部分分配。资源控制器(221，223，225，227)独立地控制无线接入网络的一个或多个服务质量参数。因此，每个运营商可以独立地控制和管理服务质量，从而使得与其它运营商区分开。

Description

资源管理设备及其资源管理方法
技术领域
本发明涉及一种资源管理设备及其资源管理方法，具体地说，涉及一种用于诸如UMTS的蜂窝通信系统的资源管理系统。
背景技术
图1示出了根据现有技术的传统蜂窝通信系统100的原理。一个地理区域被分成多个小区101，103，105，107，每个小区由基站109，111，113，115服务。基站通过能够在基站101，103，105，107之间传送数据的固定网络进行互连。移动站所处的小区的基站通过无线通信链路为移动站服务。在图1的示例中，基站109通过无线链路119为移动站117服务，基站111通过无线链路123为移动站121服务等。
移动站在移动时，可以从一个基站的覆盖区移动到另一基站的覆盖区，即从一个小区移动到另一小区。例如，移动站125初始由基站113通过无线链路127对其服务。随着该移动站移向基站115，其进入了两个基站111和113的重叠覆盖区，且在此覆盖区内，该移动站换成由基站115通过无线链路129支持。当移动站125进一步进入小区107时，其继续由基站115支持。这就是已知的移动站在小区之间的切换或交换。
典型的蜂窝通信系统通常覆盖整个国家且包括数百甚或数千的小区，支持数千甚或数百万的移动站。从移动站到基站的通信称为上行链路，且从基站到移动站的通信称为下行链路。
互连基站的固定网络可操作地在任何两个基站之间路由数据，从而使小区内的移动站能够与任何其它小区内的移动站进行通信。此外，固定网络还包括用于互连至诸如公共交换电话网(PSTN)的外部网络的网关功能，从而允许移动站与陆线电话和其它通过陆线连接的通信终端进行通信。此外，固定网络还包括用于管理传统蜂窝通信网络所需的大部分功能，包括路由数据、许可控制、资源分配、用户计费、移动站鉴权等功能。
通常，分配给蜂窝通信系统的频带是非常有限的，因此，资源必须在移动站之间进行有效的划分。蜂窝通信系统的基本属性是资源按地域划分给不同的小区。因此，一定量的资源(例如一频带)可能在给定的时间内分配给一个给定的小区，从而减少了分配给相邻小区的资源。为了优化蜂窝通信系统的容量，使移动站受到其它移动站的干扰影响或者对其它移动站的干扰影响达到最小是很重要的。
现在，最普遍的蜂窝通信系统是第二代系统，称为全球移动通信系统(GSM)。类似于模拟系统，频带划分成200kHz的相对窄带信道，且每个基站分配有这些频率信道中的一个或多个。但是，与模拟系统相反，每个频率信道被分成8个分开的时隙，允许多达八台移动站使用一个频率信道。这种共享可用资源的方法称为时分多址(TDMA)。对GSM TDMA通信系统的进一步描述可参见Bay ForeignLanguage Books(1992，ISBN 2950719007)中的Michel Mouly和MarieBernadette Pautet的“The GSM System for Mobile Communications(移动通信系统)”。
资源分布的另一原理在称为IS95的第二代系统和诸如通用移动电信系统(UMTS)的第三代系统中采用。这些系统将频率划分成一个或若干个宽带信道，对于UMTS，带宽是5MHz，一个宽带频率信道用于所有小区的上行链路且另一不同的宽频信道用于下行链路。在这种情况中，小区之间的分隔通过使用扩频技术来实现，其中每个小区分配一个特定于小区的长用户扩频码。
在这些系统中，待发送的信号与扩频码相乘，每个扩频码具有通常比该信号的数据速率大得多的码片速率。因此，窄带信号在宽带频率信道上被扩展。在接收器中，所接收的信号与相同的扩频码相乘，从而产生原始的窄带信号。但是，具有不同扩频码的来自其它小区的信号在接收器中未通过相乘得到解扩，且仍为宽带信号。因此，通过对能被接收的解扩窄带信号的滤波，能够除去来自上述信号的大部分干扰。
相同小区的移动站之间的分隔也通过扩频技术来实现。待发送的信号与一个较短的特定于用户的码相乘。类似地，接收器将所接收的信号与特定于用户的码相乘，从而恢复原始发送的信号，而没有对来自任何其它移动站的信号进行解扩。因此，不管是在相同小区还是在不同的小区，来自所有其它移动站的干扰能够有效地通过滤波而除去。
所采用的扩频技术的结果是不能通过滤波除去在窄带信号的带宽内的干扰信号量，因此降低了所接收信号的信噪比。因此，为了使系统的容量达到最大而优化移动站之间的干扰是最重要的。来自非所需移动站的干扰的降低等于扩频信号的带宽与窄带解扩信号的带宽之间的比率，等同于所发送的信号的码片速率和码元速率之间的比率。该比率称为处理增益。这种技术称为码分多址(CDMA)，对UMTS的CDMA和宽带CDMA(WCDMA)模式的描述可参见Wiley & Sons(2001，ISBN 0471486876)的Harri Holma(编者)和Antti Toskala(编者)的“WCDMA for UMTS(用于UMTS的WCDMA)”。
通信系统中的一个很重要的因素是提供给用户的服务质量。在主要侧重于提供语音服务的传统通信系统中，这种服务质量参数主要与语音质量以及建立和保持呼叫的概率相关。但是，在进一步发展的GSM和诸如通用分组无线业务(GPRS)和第三代系统的相关通信系统中，则提供和开发更多样化的服务。这些服务例如可以包括高数据速率实时服务或低数据速率的对延迟不敏感的数据通信，例如电子邮件。因此，服务质量要求对于不同的用户和服务区别很大，且满足大量服务质量参数的能力变得越来越重要。
通常，每个蜂窝通信系统由网络运营商所拥有且由其操作。网络运营商通过中央操作和维护中心(OMC)来控制通信系统的操作和维护。此外，各种操作和资源控制参数可以由网络运营商在本地设置，例如在基站上设置。这种操作允许网络运营商控制通信系统，特别是提供给通信系统的服务质量。除了网络运营商之外，通信系统可以由移动虚拟网络运营商(MVNO)使用。MVNO基本上作为蜂窝通信系统的服务的转售商进行运营，因此可以独立地发布广告和销售网络服务。这提供了使得不同网络运营商和MVNO可以获得市场的不同分段的商业形式。
不同MVNO和网络运营商之间的差异主要通过发布广告的方式、推销方式、销售渠道和形象控制来实现。但是，一些差异也可以通过客户支持来实现或者在计费级别上实现，例如运行不同的资费标准。但是，差异增加的可能性将是个独特的优点。
发明内容
本发明的发明人已意识到不同网络的运营商之间的增加的差异是有利的且可以通过控制因不同运营商而不同的参数来实现。因此，本发明是为了实现改善的差异，特别是所提供的服务质量的增加的差异。
因此，本发明提供了一种用于蜂窝通信系统的资源管理设备；包括资源控制器，用于根据与用户单元的服务相关的运营商身份来分配无线资源给用户单元，使得对于不同的运营商实现不同的服务质量。在此，本发明允许不同的运营商在提供给用户单元的服务质量上区分开。本发明还使每个运营商能够根据其具体的喜好来控制服务质量参数。
根据本发明的第一特征，蜂窝通信系统具有公共无线接入网络资源，分成用于第一运营商的第一部分和用于第二运营商的第二部分，且如果运营商身份对应于第一运营商，则资源控制器分配来自第一部分的资源，且如果运营商身份对应于第二运营商，则资源控制器则分配来自第二部分的资源。这使得能够实现简单的资源划分，其中每个运营商拥有能够根据该运营商的具体服务质量喜好来分派和管理的所分配的资源。
根据本发明的另一特征，资源管理控制器包括：控制装置，根据第一运营商的第一喜好参数，该控制装置独立地控制与公共无线接入网络资源的第一部分相关的至少一个服务质量参数，且根据第二运营商的第二喜好参数，该控制装置独立地控制与公共无线接入网络资源的第二部分相关的至少一个服务质量参数。因此，两个运营商可以独立地控制它们所分配到的资源，从而简化了控制机制、加强了单独控制和提高了服务质量差异的可能性。
优选地，所述至少一个服务质量参数选自下述组的至少一个无线接入网络参数：呼叫阻塞率、掉话率、错误率、延迟、吞吐量公平性和功率控制目标。因此，优选地，对于不同的运营商，主要的服务质量参数被独立地控制，从而提供了合适的参数，以区分开运营商。
根据本发明的另一特征，其中控制装置包括：第一服务质量控制器，用于独立地控制与第一部分相关的所述至少一个服务质量参数；以及第二服务质量控制器，用于独立地控制与第二部分相关的所述至少二个服务质量参数。这提供了简单的实现方式，其中能够容易地实现单独控制和对一个或多个服务质量参数的管理。
根据本发明的又一特征，第一服务质量控制器包括：第一输入装置，用于接收来自第一运营商的控制输入；以及第二输入装置，用于接收来自第二运营商的控制输入。优选地，第一和第二服务质量控制器均具有独立的相关操作和维护控制器。这提供了每个运营商能够直接且独立地控制服务质量参数的优点。
根据本发明的另一特征，第一服务质量控制器包括：第一资源分配器，用于分配与第一部分相关的资源；以及第二资源分配器，用于分配与第二部分相关的资源。资源分配器优选包括业务调度程序和/或许可控制器。因此，调度和许可控制可以在每个运营商的单独控制之下且根据每个运营商的服务质量喜好进行操作。这提供了高度有效地控制用于每个运营商的资源和服务质量的方法。
根据本发明的又一特征，第一服务质量控制器包括：第一功率控制控制器，用于控制与第一部分相关的发送功率；以及第二功率控制控制器，用于控制与第二部分相关的发送功率。优选地，功率控制可以由不同的运营商单独地管理，从而提供了对诸如空中接口错误率的服务质量参数的高度准确且有效的控制。
根据本发明的另一特征，控制装置根据用于第一和第二部分的至少一个公共参数来可操作地控制与第一部分相关的所述至少一个服务质量参数和与第二部分相关的所述至少一个服务质量参数。优选地，所述至少一个公共参数是用于第一和第二部分的总资源使用率。这使得公共特征和操作条件得到考虑，从而确保了整个通信系统的高性能和确保单独控制的组合效果能够导致合适的整体性能。
根据本发明的又一特征，将资源划分为第一和第二部分的划分因不同的区域而不同。这允许每个运营商根据用户的地域来最优化资源划分。
根据本发明的另一特征，资源管理设备包括用于动态地改变将资源划分成所述第一和第二部分的划分的装置，且优选地，将资源划分成所述第一和第二部分的划分基于所述第一和第二部分的资源使用率。这提供了分配给每个运营商的资源根据改变的操作条件而得到最优化。
优选地，无线资源是频率资源、码资源和/或功率资源。
根据本发明的第二方面，提供来一种包括资源管理设备的蜂窝通信系统。
根据本发明的第三方面，提供了一种蜂窝通信系统中的资源管理方法，包括：根据与用户单元的服务相关的运营商身份来分配无线资源给用户单元，使得对于不同的运营商实现不同的服务质量。优选地，蜂窝通信系统使得公共无线接入网络资源分成用于第一运营商的第一部分和用于第二运营商的第二部分，且分配无线资源的步骤包括：如果运营商身份对应于第一运营商，则分配来自第一部分的资源，如果运营商身份对应于第二运营商，则分配来自第二部分的资源；以及分配无线资源的步骤包括：根据第一运营商的第一喜好参数，独立地控制与公共无线接入网络资源的第一部分相关的至少一个服务质量参数，根据第二运营商的第二喜好参数，独立地控制与公共无线接入网络资源的第二部分相关的至少一个服务质量参数。
附图说明
现在，参考附图，通过示例对本发明的实施例进行描述。在附图中：
图1示出了根据现有技术的蜂窝通信系统；以及
图2示出了根据本发明的实施例的蜂窝通信系统。
具体实施方式
在下文中，主要根据UMTS蜂窝通信系统对本发明的优选实施例进行描述。但是，显而易见，本发明可以应用于多种其它的通信系统，例如包括GSM和其它第三代蜂窝通信系统。
图2示出了根据本发明的优选实施例的蜂窝通信系统200。在通信系统200中，多个用户单元201，203，205通过空中接口207与提供服务的基站209，211，213进行通信。用户单元典型地可以是无线用户设备、移动站、通信终端、个人数字助理、膝上型电脑、嵌入式通信处理器或任何通过空中接口进行通信的通信元件。
在示出的示例中，两个基站209，211与第一无线网络控制器(RNC)215连接，而另外两个基站213与第二无线网络控制器217连接。在UMTS CDMA通信系统中，通信网络包括核心网络和无线接入网络(RAN)。核心网络可操作地将数据从RAN的一个部分路由至另一部分，以及与其它通信系统接口连接。此外，核心网络执行蜂窝通信系统的大部分操作和管理功能，诸如计费。RAN可操作地通过作为空中接口的一部分的无线链路来支持无线用户设备。RAN包括在UMTS中称为节点Bs的基站和无线网络控制器(RNC)，RNC执行与空中接口相关的大部分控制功能，包括无线资源管理和将数据路由至合适的基站和路由来自基站的数据。还提供了RAN和核心网络之间的接口。RNC及相关基站称为无线网络系统(RNS)。具体地说，RNC负责大部分空中接口资源管理，具体的是许可控制、调度和切换。
在图2中，RNC 215，217均与移动交换中心(MSC)219连接，MSC 219是交换不同RNC 215，217之间的通信的中央交换中心，使得与一个RNC连接的用户单元201，203，205能够与另一RNC的用户单元201，203，205进行通信。此外，MSC 219负责与其它网络接口连接，执行鉴权、一些移动性管理等。
在所述的优选实施例中，第一RNC 215包括第一运营商服务质量(QoS)控制器221，该控制器执行关于与通信系统的第一运营商相关的用户单元的RAN管理。此外，第一RNC 215包括第二运营商QoS控制器223，该控制器执行关于与通信系统的第二运营商相关的用户单元的RAN管理。同样，第二RNC 217包括用于与第一运营商相关的用户单元的QoS控制器225和用于与第二运营商相关的用户单元的QoS控制器227。
第一运营商QoS控制器221，225均与第一运营商操作和维护中心(OMC)229连接，可通过OMC 229控制第一运营商QoS控制器221，225的操作。同样，第二运营商QoS控制器223，227均与第二运营商OMC 231连接，可通过OMC 231控制第二运营商QoS控制器223，227的操作。为了清楚起见，示出RNC 215，217内的QoS控制器221，223，225，227与第一和第二运营商OMC 229，231的直接连接。但是，在UMTS通信系统中，OMC典型地与MSC连接，且RNC和OMC之间通过合适的MSC进行连接。因此，在很多种实现方式中，RNC和OMC之间的连接是逻辑连接，而不是直接的物理连接。
在优选实施例中，通信系统包括资源管理设备，其中资源控制器根据与用户单元的服务相关的运营商身份来可操作地分配无线资源给用户单元，使得对于不同的运营商实现不同的服务质量。在图2的具体实施例中，资源管理设备包括一个或两个RNC的QoS控制器。资源分配并不一定是对给定资源的直接且专门的分配，优选地是通过设置QoS参数来影响用户单元的资源使用率的间接分配。例如，资源可以通过设置所需的空中接口错误率设置来进行分配，因为发送功率(以及功率和干扰资源)受该参数影响。
根据本发明的实施例，对于不同的运营商，服务质量有差异。在一些实施例中，QoS参数的差异可以通过单一资源控制器进行控制，单一资源控制器为两个运营商管理用户单元，使得QoS对于两个运营商存在差异。具体地说，中央资源控制器可以接收关于请求建立服务的每个用户单元的身份信息。根据身份信息，中央资源控制器可以将服务设置为具有不同的参数。因此，如果呼叫与第一运营商相关，则中央资源控制器可以将服务设置为具有特定的最大延迟和最小数据吞吐量。但是，如果呼叫与第二运营商相关，则服务可以设置为具有不同的延迟和吞吐量。例如，如果中央资源控制器接收到建立视频通信服务的请求，则如果相关的身份对应于第一运营商，中央资源控制器可以分配32 kbps的数据速率，而如果相关的身份对应于第二运营商，中央资源控制器只可以分配16 kbps的数据速率。因此，在本实施例中，可以是RNC的资源控制器根据与用户单元相关的运营商的身份来设置用于提供给用户单元的QoS参数。QoS参数可以直接设置或者资源控制器例如可以设置影响该服务的QoS的另一参数。
如图2所示，在本发明的优选实施例中，RAN由第一和第二(和任何其它)运营商共享。因此，优选地，相同的基站和RNC被用来和与第一运营商相关的用户单元以及与第二运营商相关的用户单元进行通信。用户单元与运营商的关系通过单个用户单元与哪一运营商签定的协议或者从哪一运营商处获得服务来确定，但是可以使用用户单元与运营商之间的任何合适的关系。典型地，蜂窝通信系统的用户与单个运营商签定协议。单个运营商提供所需的服务以及其它客户服务，例如计费等。在优选的实施例中，任何服务或呼叫建立与包括运营商的身份的信令相关。例如，当语音呼叫建立时，用户单元的身份被用来对用户进行鉴权和用来对用户收费。为此，访问包含用户单元信息的中央寄存器(例如归属位置寄存器(HLR))，并且作为该访问的一部分内容，可以获取与该用户相关的运营商身份并传送给资源控制器。
在优选实施例中，第一运营商是蜂窝通信系统运营商且第二运营商是移动虚拟网络运营商(MVNO)。在本实施例中，蜂窝通信系统运营商典型地拥有通信系统且具有对通信系统的全权责任和完全的控制权，而MVNO通过使用该蜂窝通信系统来提供服务给用户。为了从其它移动服务运营商手中获得其它市场份额，现有移动服务提供商在提供服务方面上寻求与移动虚拟网络运营商合作，以渗入该运营商发现难以进入的新市场分段，分担部署的成本和从可用的任何空余生产力上获得额外的收入。MVNO可以为这种合作关系在内容提供、应用开发、客户支持和市场以及强大品牌形象方面上带来一定的核心竞争力，使得这种合作关系是双赢的。因此，根据优选实施例，运营商(例如3G频谱的拥有者)和移动虚拟网络运营商(MVNO)能够通过所提供的无线资源服务质量而区分开。QoS的差异可以包括：呼叫阻塞率、掉话率、误帧率、分组呼叫完成延迟等。
虽然在本优选实施例中的运营商在很大的区域内提供很大范围的服务，但是运营商更普遍的是通过蜂窝通信系统来提供服务、支持服务或增强服务的任何实体。同样，一个或多个服务的内容提供商可以是运营商。同样，使用蜂窝通信系统的互联网的门户和/或互联网服务提供商在一些实施例中可以被认为是运营商。此外，在优选实施例中，第一和第二运营商是半永久运营商，其在至少几个月且典型地在几年内通过通信系统运营各自的服务。但是，在其它实施例中，与蜂窝通信系统相关的运营商可以动态地变化，具体地说，运营商可以只是在所提供的具体服务期间内的运营商。
资源管理设备可以控制和管理任何合适的资源或资源组合。在优选实施例中，资源控制器主要是控制干扰或功率资源。在蜂窝通信系统中，例如在UMTS中，通信系统的容量受到用户单元与基站之间的干扰的限制。干扰资源的控制和管理要进行多项折中且能够根据诸多不同的算法执行。在优选的实施例中，这种资源针对不同的运营商进行不同的控制，从而允许每个运营商进行不同的折中且使用不同的算法和标准。在干扰典型的是通信系统中所使用的发送功率的结果时，优选地，干扰的控制优选通过或直接或间接设置其它参数来控制通信系统的用户单元和基站的发送功率而实现。因此，作为具体的示例，根据用户单元与哪个运营商相关，可以给用户单元分配给定的错误率。由于实现较低的错误率需要较高的发送功率，因此增强了干扰，这允许QoS和资源使用率之间的折中可以对于不同的运营商而单独地进行控制。
在其它实施例中，资源控制器控制的是频率资源或码资源。后者特别适合于第三代通信系统，其允许在QoS和码的利用率之间实现独立的折中。例如，第一运营商可以选择使用比第二运营商长的码，以实现给定的错误率。这实现了对干扰的敏感度降低，且降低了错误率，但是也降低了通信系统的容量(从用户数据速率方面上说)。
在优选实施例中，蜂窝通信系统具有公共无线接入网络资源，其分成用于第一运营商的第一部分和用于第二运营商的第二部分，且如果运营商身份对应于第一运营商，则资源控制器分配来自第一部分的资源，以及如果运营商身份对应于第二运营商，则资源控制器分配来自第二部分的资源。在优选实施例中，运营商和MVNO可以将某一个资源部分分配给与第一运营商相关的用户单元，且将另一个资源部分分配给与第二运营商相关的用户单元。这对于不同的运营商实现了简单的资源划分且允许每个运营商基本独立地或者至少在一定程度上与其它运营商的资源管理分开地管理其资源部分。
根据本实施例，通信系统运营商和MVNO之间的合作关系可以由无线和/或核心网络资源的预先划分构成。因此，确保每个运营商具有其能够获得的最小份额的资源。资源部分的大小可以从UMTS网络中的一个或多个有限资源(例如基站发送功率和码资源)的方面上来确定和协定。因此，在网络中的运营商之间出现了对资源容量的预分配，因此，每个运营商可以独立于其它运营商来控制所分配的资源。因此，在优选实施例中，资源管理控制器包括分别根据第一和第二运营商的喜好来独立地控制用于第一和第二资源部分的QoS参数的控制器。当一个无线资源部分被划分时，每个运营商可以独立于其它运营商来使用所分配的资源并且以不与其它资源部分的资源使用率相干扰的任何方式。
分成第一和第二部分的资源是共享的无线资源，其在图2的示例中与在第一和第二运营商之间共享的设备相关。因此，从作为可用CDMA码的资源的方面，给定基站可以分配以给定的码树。这个码树可被划分成使得给定集合的可用码被分配给第一运营商使用且给定集合的可用码分配给第二运营商使用。
作为根据图2的UMTS实施例的示例，两个用户单元201，203可以通过基站209访问通信系统，以建立互联网浏览服务。第一用户单元201是蜂窝通信系统运营商的用户，第二用户单元203是使用通信系统的MVNO的用户。基站209检测用户单元201，203的身份且通过RNC 215发送该信息给MSC 219。MSC 219访问数据寄存器(未示出)，以对用户单元201，203进行鉴权。此外，MSC 219检索预存储的运营商身份，运营商身份对于第一用户单元201则对应于通信系统运营商且对于第二用户单元203则对应于MVNO。该信息被传送给RNC 215，RNC 215包括具有用于建立所请求的互联网浏览服务的资源管理控制器。因此，通信系统包含有在启动服务时用于使运营商身份与用户单元的服务相关联的信息。
在UMTS中，在呼叫建立时从核心网络传送到RNC的信息包括QoS描述符，其包括若干个适合于正在建立的服务的QoS参数。在该示例中，对于两个用户单元201，203，QoS描述符相同。但是，在RNC的资源管理控制器中，两个服务建立被独立地处理。用于第一用户单元201的服务通过分配来自第一部分的某个资源来建立。例如，第一用户单元201的服务可以通过与从核心网络接收的QoS描述符中的参数对应的QoS参数列表来建立。
在该示例中，MVNO可以将自己区别开，作为高级的服务运营商，其中以提高的成本提供改善的服务质量。因此，资源管理控制器使用相对于标准QoS参数得到改善的QoS参数列表来建立用于第二用户单元203的服务。具体地说，修改了至少一些QoS描述符的QoS参数，例如相对的优先级、延迟、错误率等。作为具体的示例，资源管理控制器可以通过除以2来降低最大延迟和错误率，从而以更高的成本提供比第一运营商更快速且更可靠的互联网浏览服务。因此，MVNO能够根据所提供的服务质量与蜂窝运营商区别开。因此，准备得更加充分以占领特定的市场分段。
可以使用任何合适的服务质量参数，这在本发明的考虑范围之内。服务质量参数包括可以直接或间接影响用于一个或多个用户单元的服务质量的所有参数。同样，QoS参数优选地是RAN参数，且在优选的实施例中为下述的参数中的一个或多个。
呼叫阻塞率：
资源管理设备可以根据运营商的身份来独立地控制呼叫阻塞率(或服务阻塞率)。
例如，运营商可以通过将一部分当前活动的用户单元移到资源需求较低的载体(例如具有较低数据速率的载体)来决定将附加的用户单元吸收入该网络。当没有附加的功率或码资源可用于新用户单元时，这种状况就会出现。但是，另一运营商可以简单地决定阻塞新呼叫且为当前活动的用户单元保持现有的服务质量水平。通过这种方式，每个运营商能够通过在当前该网络内的用户可看到的服务质量与提供服务给新用户之间进行折中来提供不同的阻塞率。
具体呼叫或服务阻塞率可以通过许可控制算法和调度算法所作出的判断来实现。因此，通过用于不同运营商的队列原则和调度程序的独立操作来实现差异。
具体阻塞策略的实现取决于特定运营商的服务类型。保证流视频或高质量电路交换业务的网络不能在高负载或网络阻塞的时候使提供给现有用户的服务质量下降，而提供较低的阻塞率。另一方面，如果整体目的是提供诸如网页浏览的对延迟不敏感的服务给尽可能多的用户，则折中是可以接受的。
掉话率：
类似于呼叫阻断率，每个运营商可能希望独立地控制掉话率。掉话率例如可以是与资源利用的折中，且根据所描述的实施例，折中可以是根据每个运营商的具体喜好的独立的折中，从而允许进一步的差异。
延迟：
优选地独立地进行控制的另一重要的参数是数据发送的延迟。这对于分组通信特别合适。
具体地说，分组呼叫延迟直接取决于所分配的数据速率。此外，对于诸如使用自动请求重发(ARQ)方案的UMTS的系统，其中错误接收的分组被重发，当请求重发越多时，则延迟随着错误率的增加而增加。错误率受目标SIR和分配给通信链路的发送功率影响。因此，服务的延迟可以通过对于服务的功率分配来控制。但是，发送功率增大导致资源消耗增大且单个运营商可以根据其喜好对延迟和资源消耗进行折中。
作为另一示例，延迟也典型地取决于来自给定用户单元的分组发送的调度频率，因此从吞吐量延迟的方面考虑，用于不同运营商的独立调度方式实现了差异。
吞吐量公平性：
在诸如UMTS的CDMA通信系统中，支持特定服务所需的资源取决于用于用户单元的无线条件。例如，在下行链路中，需要增大的发送功率来支持进一步用于从该基站中移开的用户单元的相同服务。这导致干扰增强且资源使用提高。因此，通信系统可能优选比较远的用户单元更支持较近的用户单元。但是，为了提供更公正的服务，其中所有用户单元均被提供合适的服务，通信系统将典型地不只是考虑所需的资源，还包括公正性参数，该公正性参数能够根据所处的无线条件来调节用户单元的相对喜好，特别是用户单元与基站之间的路径损耗。
在优选的实施例中，每个运营商可以单独地控制用户单元之间的吞吐量之间的水平。因此，根据运营商的喜好，根据所需的服务请求和用户单元与基站之间的距离，可以独立地执行资源分配。因此，运营商能够折中整体的小区吞吐量和公平性(其中公平性大部分是从用户单元所实现的吞吐量的范围方面上考虑。)
功率控制目标：
运营商可以独立地控制功率控制环的性能，从而允许所实现的错误率与资源消耗之间的折中。
在UMTS中，同时实现内功率控制环和外功率控制环。内功率控制环的操作如下所述。无线链路的接收实体测量所接收的信噪比(SIR)且将该信噪比与本地存储的目标SIR进行比较。如果所测量的SIR小于目标SIR，则发送一个提高所发送的功率的命令至发送器。相反，如果所测量的SIR大于目标SIR，则发送一个降低所发送的功率的命令至发送器。目标SIR通过外功率控制环来设置。其功能是将无线链路的误帧率(FER)保持为给定值或门限或者在其之下。所接收信号的误帧率通过若干种已知技术之一进行测量，且对目标SIR进行调节，以确保FER为给定值或者在其之下。因此，在优选的实施例中，每个运营商可以独立地设置用于外功率控制环的目标FER。
错误率：
一个重要的QoS参数是空中接口能够实现的错误率，因此，每个运营商独立地控制错误率的能力提供了明显的优势。所控制的错误率可以是编码或未编码信道误比特率，但是在优选的实施例中为通信系统的误帧率。
错误率直接受干扰水平和分配给通信链路的发送功率影响。该功率分配在典型的UMTS系统受每码的最大功率水平限制。但是，优选地，这种设置对于所有运营商是公共的且不是独立地受运营商控制，因为其可能需要用于保护无线设备。
但是，外功率控制环在用户单元内运行且将信号调节为快速功率控制环所使用的信号干扰比例(SIR)目标，以满足特定的错误率。在干扰条件改变很多的状况下，目标干扰率可能达到的值的范围和目标干扰率所增大或降低的步长将确定功率控制调节的速度。因而，目标SIR范围和步长确定连接的质量。在优选实施例中，这些参数可以受每个运营商独立地控制。
同样，每帧所服务的用户数目及其调度的发送功率是每个运营商能够独立管理的数量。这反过来确定用户可看到的小区内干扰。
满足特定错误率的另一方法是使用队列原则和许可控制算法，以只服务那些具有良好干扰条件的用户单元和拒绝许可或丢弃平均在一定门限SIR之下的用户单元。这种情形对于传递某个最大错误率给网络上的那些用户具有不公平性(吞吐量是路径损耗的函数)和较高阻塞率，
优选地，这些方案确保发送足够的功率，以满足目标SIR(甚至在快速变化的干扰环境中)，从而满足特定的目标错误率。这在每码的最大功率极限的限制之下实现，使得整体通信系统不超载。
在优选实施例中，资源控制器包括：第一服务质量控制器221，独立地控制与第一运营商的资源部分相关的至少一个服务质量参数；和第二服务质量控制器223，独立地控制与第二运营商的资源部分相关的至少一个服务质量参数。因此，如图2所示，每个RNC 215包括两个QoS控制器221，223，其互相独立地进行操作，分别控制第一和第二运营商的QoS参数。
此外，在优选实施例中，第一服务质量控制器包括用于接收来自第一运营商的控制输入的输入，且第二服务质量控制器包括用于接收来自第二运营商的控制输入的输入。用于接收输入的任何合适方法和机制在本优选实施例中都可以采用，每个QoS控制器具有独立相关的操作和维护控制器。因此，如图2所示，第一QoS控制器221与用于第一运营商的OMC 229连接，且第二QoS控制器与用于第二运营商的第二OMC 231连接。OMC另外与其它RNC的其它各自的QoS控制器连接。因此，在优选实施例中，每个MVNO可以设有OMC及其自己的与RAN相关的OMC接口。因此，MVNO具有对通信系统的重要参数和特定的独立控制权。每个运营商能够通过控制一个或多个QoS参数来控制所分配的资源部分的性能。设置中央OMC提供了用于控制整体或大部分通信系统的方便且实际的方式。
虽然QoS控制器独立地设置每个所分配的资源部分内的QoS参数和控制资源，但是在优选实施例中不是完全分开地操作。具体地说，QoS控制器可以在各种强加的限制下操作。这允许通信系统的整体性能得到控制，使得例如一个QoS控制器的资源管理不会不可接受地影响到第二资源部分中的性能。具体地说，资源控制器根据用于第一和第二部分的至少一个公共参数来可操作地控制与第一部分和第二部分相关的QoS参数。这个参数例如可以是每码的最大功率分配或者每个小区的最大功率的参数。具体地说，公共参数可以是关于第一和第二部分的整体资源使用率。
在优选的实施例中，通信系统包括其独立于运营商且确保所管理的组合资源保持在许可频谱和发射限度内的控制机制。该控制机制进一步通过将基站所发射的最大整体功率限制为发射器的功率放大器所产生的功率来确保共享设备的正确操作。此外，该控制机制可以包括对诸如超载控制、许可控制和错误处理的参数。优选地，该控制机制通过将若干个限制性参数设置在QoS控制器必须操作的范围内来控制QoS控制器。具体地说，在运营商之间分配的无线资源也受在RNC和基站内运行的某些算法的限制。这些算法确保位于基站内的无线和放大设备的正确操作。这些限制通过位于RNC内的可配置参数列表中所设置的限度得到加强。
除了QoS控制器的独立操作之外，优选地运行这样的公共机制：该公共机制了解运营商的无线资源消耗和组合网络的整体可用能力。该公共机制了解控制资源共享的规则，因此能够作出判断，许可具有特定QoS要求的新用户进入任一资源部分。特定于其自己的资源部分的算法不能全局了解网络的整体干扰条件和整体可用容量，因此能够通过公共机制得到加强。
在优选实施例中，两个或多个运营商可访问允许提供有差异的服务的可配置OMC参数列表。在分配给该运营商的资源部分内，无线资源在特定运营商的用户之中所进行的分配独立于其它运营商。因此，无线资源分配给每个运营商的用户单元的独立分配允许对不同业务级别进行不同的优先级处理。对于每个运营商，优先级处理方案也可以不同。作为示例，每个运营商对用户单元中所分配的业务的分布具有一定的独立控制权，因此能够控制资源分配的“公平性”，具体地说所分配的吞吐量是与基站的距离或路径损坏的函数。此外，每个运营商能够通过OMC参数设定来改变其控制各个队列原则和调度程序的参数，从而改变用于该运营商的用户单元的QoS。
在优选实施例中，QoS控制器包括资源分配器且更具体地包括业务调度程序。在本实施例中，不同调度程度在每个资源部分内独立地运行，从而允许每个运营商进行不同的折中，例如从整体系统吞吐量作为与基站的距离的函数的方面考虑。具体地说，第一和第二运营商可以选择使用完全不同类型的队列原则，以实现不同的QoS。此外，每个运营商可以使用不同的用于调度的算法，例如用于预测服务数据分组所需的功率的不同算法。这些算法可以在各个调度程序内运行。其中，所使用的预测算法可以取决于每个网络内所服务的特定业务类型和每个运营商所能实现的程度。功率预测算法确定一帧内所调度的业务量，下行链路上的网络干扰贡献，且具有对于特定用户单元的业务是否能够调度的影响。
此外，在ARQ方案中，不同QoS控制器独立地处理数据分组的重发。每个运营商可以独立地采取关于数据分组的重新调度或者终止连接和丢弃整个呼叫的适当动作。
在优选实施例中，QoS控制器另外，或者可替代地，包括独立地操作的许可控制器。这些许可控制器可以运行不同的算法，用于许可用户单元进入通信系统和/或可以根据不同设置的许可控制参数来执行许可控制。
此外，或者可选地，QoS控制可以包括独立功率控制装置。功率控制算法可以因不同运营商而不同和/或可以通过不同设置的功率控制参数进行控制，这种参数例如是对于给定服务的目标误帧率。
在一些实施例中，将可用资源分配为用于每个运营商的资源部分的分配是半永久的且很少改变。但是在其它实施例中，通信系统可以包括用于动态地改变将资源分配为所述第一和第二部分的分配的功能。根据任何合适标准的资源分配都是可以的，优选地，资源分配根据每个部分的资源使用率来实现，这在本发明的范围之内。作为示例，如果确定第一运营商频繁地以最大容量运营且资源受限制，而第二运营商从未或者很少达到最大资源使用率，则可以改变资源分配，使得用于第一运营商的资源部分变大而用于第二运营商的资源部分变小。为了帮助更新这种资源分配，通信系统优选地包括用于分别显示第一和第二资源部分的相对使用率水平的功能。
具体地，对于本实施例，实现这样的机制：通知不同的运营商实际的资源部分的使用率统计数字。这可以进一步与一计费系统连接，例如如果对资源的使用总是超过协定的部分，则允许一个运营商向另一运营商支付报酬。因此，在一定环境下和根据一些规则，本实施例允许一个运营商从另一运营商的资源部分中租借资源，以便改善使用率/效率。因此，例如，在一定环境下，一个运营商的调度程序通过与其它运营商的调度程序的通信，可以从另一运营商的资源部分租借资源。作为另一示例，资源分配的改变也可以是时间的函数。
根据本发明的一个实施例，划分成不同资源部分的资源分配在不同的区域中不同。因此，优选地，通信系统在不同的小区和/或地理区域内有差别地设置资源部分。因此，无线资源的分配使分配给每个网络的共享资源的比例根据特定的基站(即从地域考虑)而改变。根据特定站点，每个运营商可以具有较高的或者较低的公共资源的份额。
本发明能够以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或者其组合。但是，优选地，本发明可以实现为运行于一个或多个数据处理器上的计算机软件。本发明的实施例的组件和元件可以位于核心网络、无线接入网络或者任何合适的物理或功能位置内。实际上，该功能可以实现为单个单元、多个单元或者其它功能单元的一部分。同样，本发明可以实现为单个单元或者可以物理地或者功能地分布在网络内。

Claims (28)

1.一种用于蜂窝通信系统的资源管理设备，包括：
资源控制器，根据与用户单元的服务相关的运营商身份，该资源控制器可操作地分配无线资源给用户单元，使得对于不同的运营商实现不同的服务质量。
2.如权利要求1所述的资源管理设备，其中，所述蜂窝通信系统具有公共无线接入网络资源，分成用于第一运营商的第一部分和用于第二运营商的第二部分，且如果运营商身份对应于第一运营商，则资源控制器分配来自第一部分的资源，且如果运营商身份对应于第二运营商，则资源控制器则分配来自第二部分的资源。
3.如权利要求2所述的资源管理设备，其中，所述资源管理控制器包括：
控制装置，根据第一运营商的第一喜好参数，该控制装置独立地控制与公共无线接入网络资源的第一部分相关的至少一个服务质量参数，且根据第二运营商的第二喜好参数，该控制装置独立地控制与公共无线接入网络资源的第二部分相关的至少一个服务质量参数。
4.如权利要求3所述的资源管理设备，其中，所述至少一个服务质量参数包括选自下述组的至少一个无线接入网络参数：
a)呼叫阻塞率；
b)掉话率；
c)错误率；
d)延迟；
e)吞吐量公平性；和
f)功率控制目标。
5.如权利要求3或4所述的资源管理设备，其中，所述控制装置包括：第一服务质量控制器，用于独立地控制与第一部分相关的所述至少一个服务质量参数；以及第二服务质量控制器，用于独立地控制与第二部分相关的所述至少一个服务质量参数。
6.如权利要求5所述的资源管理设备，其中，第一服务质量控制器包括：第一输入装置，用于接收来自第一运营商的控制输入；第二服务质量控制器包括：第二输入装置，用于接收来自第二运营商的控制输入。
7.如权利要求6所述的资源管理设备，其中，第一和第二服务质量控制器均具有独立的相关操作和维护控制器。
8.如权利要求5-7中的任一项所述的资源管理设备，其中，第一服务质量控制器包括：第一资源分配器，用于分配与第一部分相关的资源；第二服务质量控制器包括：第二资源分配器，用于分配与第二部分相关的资源。
9.如权利要求8所述的资源管理设备，其中，第一和第二资源分配器包括业务调度程序。
10.如权利要求8所述的资源管理设备，其中，第一和第二资源分配器包括许可控制器。
11.如权利要求5-10中的任一项所述的资源管理设备，其中，所述第一服务质量控制器包括：第一功率控制控制器，用于控制与第一部分相关的发送功率；第二服务质量控制器包括：第二功率控制控制器，用于控制与第二部分相关的发送功率。
12.如权利要求3-11中的任一项所述的资源管理设备，其中，控制装置根据用于第一和第二部分的至少一个公共参数来可操作地控制与第一部分相关的所述至少一个服务质量参数和与第二部分相关的所述至少一个服务质量参数。
13.如权利要求12所述的资源管理设备，其中，所述至少一个公共参数是用于第一和第二部分的总资源使用率。
14.如权利要求2-13中的任一项所述的资源管理设备，其中，将资源划分为所述第一和第二部分的划分因不同的区域而不同。
15.如权利要求2-14中的任一项所述的资源管理设备，其中，所述资源管理设备包括用于动态地改变将资源划分成所述第一和第二部分的划分的装置。
16.如权利要求15所述的资源管理设备，其中，所述将资源划分成所述第一和第二部分的划分基于所述第一和第二部分中的资源使用率。
17.如权利要求2-16中的任一项所述的资源管理设备，其中，所述资源管理设备进一步包括用于显示第一和第二部分的各自相对使用率水平的装置。
18.如权利要求2-17中的任一项所述的资源管理设备，其中，所述第一和第二部分都包括与第一和第二运营商共享的设备相关的资源。
19.如权利要求1-18中的任一项所述的资源管理设备，其中，第一运营商是蜂窝通信系统运营商和第二运营商是移动虚拟网络运营商。
20.如权利要求1-19中的任一项所述的资源管理设备，其中，所述无线资源包括频率资源。
21.如权利要求1-20中的任一项所述的资源管理设备，其中，所述无线资源包括码资源。
22.如权利要求1-21中的任一项所述的资源管理设备，其中，所述无线资源包括功率资源。
23.一种包括如前述权利要求中的任一项所述的资源管理设备的蜂窝通信系统。
24.如权利要求23所述的蜂窝通信系统，进一步包括在启动服务时用于将运营商身份与用户单元的服务相关的装置。
25.如权利要求23或24所述的蜂窝通信系统，其中，不同运营商之间共享无线接入网络。
26.一种在蜂窝通信系统中进行资源管理方法，包括：
根据与用户单元的服务相关的运营商身份来分配无线资源给用户单元，使得对于不同的运营商实现不同的服务质量。
27.如权利要求26所述的资源管理方法，其中，所述蜂窝通信系统具有公共无线接入网络资源，分成用于第一运营商的第一部分和用于第二运营商的第二部分，且分配无线资源的步骤包括：如果运营商身份对应于第一运营商，则分配来自第一部分的资源，而如果运营商身份对应于第二运营商，则分配来自第二部分的资源。
28.如权利要求27所述的资源管理方法，其中，分配无线资源的步骤包括：根据第一运营商的第一喜好参数，独立地控制与公共无线接入网络资源的第一部分相关的至少一个服务质量参数，且根据第二运营商的第二喜好参数，独立地控制与公共无线接入网络资源的第二部分相关的至少一个服务质量参数。
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