CN1717091A

CN1717091A - 检测蜂窝网络的乒乓切换效应的方法

Info

Publication number: CN1717091A
Application number: CN200510074926.6A
Authority: CN
Inventors: 邱大刚
Original assignee: GROUNDHOG TECHNOLOGIES Inc
Current assignee: Taiwan Chengguan Co ltd
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-01-04
Anticipated expiration: 2025-06-06
Also published as: CN100452911C; TW200603569A; TWI269551B; US20060003768A1; US7263358B2

Abstract

本发明公开了一种检测及降低蜂窝网络的乒乓切换效应的方法，以系统化的方式判断网络中有哪些小区对很可能具有乒乓切换效应。该方法包含收集数个项目的网络流量统计数据，其中每一项目对应于网络小区内的数个移动单元的一状态变化；依据网络流量统计数据，判断复数个判准是否满足；以及依据判断结果，检测网络小区间的乒乓切换效应。该方法还包含改变可能具有乒乓切换效应的网络小区的切换参数。

Description

检测蜂窝网络的乒乓切换效应的方法

技术领域

本发明涉及一种无线通讯网路的移动管理(mobility management)，特别是一种检测及降低蜂窝网络(cellular network)的乒乓切换(ping-pong handover)效应的方法。

背景技术

在蜂窝网络中，如GSM系统，乒乓切换是很常见的现象，若发生频繁，会严重影响网络效能。乒乓切换意指切换动作在相邻的两小区(称为小区对)间来往反复发生。乒乓效应的所以产生，是因移动单元(如移动电话)在小区对间来往反复移动，或者在小区对共同边界上的讯号波动很高。乒乓切换会增加切换动作的次数，因而增加网络的运作负担，对网络操作者来说，因而有必要去降低此种不理想的负面效应。然而，传统技术并未提供网络操作者系统性且客观的解决方案，以找出产生乒乓效应的小区对。因此，操作者仅能仰赖其主观经验或尝试错误的方式来处理此问题。通常，此种做法缺乏效率，且很容易造成判断错误。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测蜂窝网络的乒乓切换效应的方法，其可以系统化及有效率的方式检测乒乓切换效应。

本发明的另一目的是提供一种降低蜂窝网络的乒乓切换效应的方法，其可以系统化及有效率的方式降低乒乓切换效应。

本发明的检测蜂窝网络的乒乓切换效应的方法包含下列步骤：收集复数个项目的网络流量统计数据，其中每一项目对应于蜂窝网络的小区内的数个移动单元的一状态变化；依据网络流量统计数据，判断数个判准是否满足；以及依据判断结果，检测网络小区间的乒乓切换效应。

另一方面，检测蜂窝网络的乒乓切换效应的方法包含下列步骤：收集复数个项目的网络流量统计数据，其中每一项目系对应于蜂窝网络的小区内的数个移动单元的一状态变化；依据网络流量统计数据，判断数个判准是否满足；依据判断结果，检测网络小区间的乒乓切换效应；以及改变可能具有乒乓切换效应的小区的切换参数。

附图说明

图1是本发明的一较佳实施例，图示了蜂窝网络的乒乓切换效应的检测方法的流程图；

图2是依据本发明的一较佳实施例，图示了降低蜂窝网络的乒乓切换效应的方法的流程图。

附图标记说明：11～13：检测蜂窝网络的乒乓切换效应的方法的一较佳实施例流程；21～24：降低蜂窝网络的乒乓切换效应的方法的一较佳实施例流程。

具体实施方式

在本发明的所有实施例中，蜂窝网络可指涉任何具有蜂窝架构的通讯系统，如GSM、GPRS、UMTS、CDMA、CDMA2000、WiMax等等。另外，在不同类型的蜂窝网络中，(越区)切换的概念可能以不同的术语来表示。例如，在CDMA与CDMA2000中，系使用”handoff”，而在GPRS与UMTS中，则使用”小区更新”(cell update)。

图1是本发明的一较佳实施例，显示了蜂窝网络的乒乓切换效应的检测方法的流程图。该蜂窝网络的小区系区分为数个位置区(location area)。如图1所示，此流程包含下列步骤：

步骤11：收集数个项目的网络流量统计数据；

步骤12：依据网络流量统计数据，判断一组判准是否满足；以及

步骤13：依据步骤12的判断结果，检测小区间的乒乓切换效应。

在步骤11中，每一项目对应于网络内复数个移动单元(如移动电话)的一状态变化。此处，状态变化是指移动单元与网络间的连接产生某种改变。此外，网络流量统计数据系以一特定期间为基础而收集的，此期间长短由网络设备所决定。在步骤12中，该组判准提供了系统化的方式，来判断那些小区对有比较高的机率产生乒乓切换效应。其中，每一判准可能包含一相关参数与一对应临界值的比较，此相关参数的值系依据前述的网络流量统计数据而决定。接着，在步骤13中，即可依据该组判准是否满足，有效率且客观地检测乒乓效应。

以图1的流程为基础，以下叙述三个更详细的实施例：

第一实施例

在第一实施例中，步骤11收集以下项目：(1)每一小区对间的方向性切换量(directional handover)。(2)每一小区的位置区更新(location area update，LAU)。(3)每一小区内的受话量(mobile terminating call，MTC)与发话量(mobileoriginating call，MOC)。方向性切换量意指移动单元与网络间的连接从经由一来源小区改变成经由一邻近目的小区的次数。一小区的位置区更新是指移动单元从与该小区隶属不同位置区的邻近小区移动至该小区的次数。在未能收集LAU这个项目的蜂窝网络中，则收集位置更新(location update，LU)，此项目较位置区更新涵盖更广，但较不精确。受话量意指在一小区内移动单元接入电话的次数，而发话量则意指在一小区内移动单元打出电话的次数。通常一小区内的受话量与发话量间有一比例关系。

在步骤12中，下述的该组判准可应用于网络的任何一小区对(如CELL_i与CELL_j)：

(1-1)从CELL_i至CELL_j的方向性切换量(表示为HO_ij)高于一临界值TH₂。此判准表示，相对而言，具有较低方向性切换量的小区对并不列入考虑。

(1-2)参数P1_ij高于一临界值TH₁。P1_ij定义为HO_ij与CELL_i内的受话量与发话量(分别表示为MTC_i与MOC_j)的和两者之比。亦即，

P1_ij＝HO_ij/(MTC_i+MOC_i) 式(1)

另一可用的P1_ij的定义为HO_ij与CELL_j内的受话量与发话量的和两者之比，此定义与式(1)具有类似的结果。亦即，

P1_ij＝HO_ij/(MTC_j+MOC_j)

P1_ij的值高，显示基于相同的通话中的移动单元数量，明显产生了更多的方向性切换量，亦即，乒乓切换效应可能存在于CELL_i与CELL_j之间。

(1-3)参数P2_ij高于一临界值TH₃。P2_ij定义为分别在活动模式(active mode)与待机模式(idle mode)下，从CELL_i至CELL_j的讯号移动量两者之比。从CELL_i至CELL_j的讯号移动意指移动单元从CELL_i移动至CELL_j，或者移动单元与网络间的连接从经由CELL_i改变成经由CELL_j。活动模式是指移动单元正进行对网络的存取(语音或数据服务)，而待机模式则是指移动单元未处于活动模式，但仍与网络相连。

在判准(1-3)中，可将HO_ij视为从CELL_i至CELL_j的讯号移动量。因此，P2_ij的值高，显示在从CELL_i移动至CELL_j的移动单元中，明显有更多比例是处于活动模式(如通话中)，亦即，乒乓切换效应可能存在于CELL_i与CELL_j之间。

若CELL_j是一位置区的边界小区(border cell)，则P2_ij可由所有HO_kj的和与CELL_j的LAU(表示为LAU_j)两者之比等效地决定。亦即，

{P 2}_{ij} = \underset{k}{Σ} {HO}_{kj} / {LAU}_{j}

其中，CELL_k为CELL_j的邻近小区，且与CELL_j隶属于不同的位置区。

若CELL_j是一内部小区(inner cell)(即非边界小区)，则P2_ij可依据所有P2_ki等效地决定，其中CELL_k为CELL_j的邻近小区。关于此时P2_ij的决定方式，请参考US 2004/0165561 A1的“SYSTEM FOR CONSTRUCTING AMOBILITY MODEL FOR USE IN MOBILITY MANAGEMENT IN AWIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD THEREOF”(申请日为2003年2月21日，申请人与本案申请人相同)中，关于A_i的计算的部分，藉以纳入本说明书内容。

(1-4)若CELL_i与CELL_j间具有乒乓切换效应，则判准(1-1)-(1-3)中所使用的HO_ij、P1_ij及P2_ij需分别与HO_ji、P1_ji及P2_ji相对称。HO_ji从CELL_j至CELL_i的方向性切换量。P1_ji是P1_ij的反向参数(reverse parameter)，其定义为HO_ji与CELL_j内受话量与发话量的和两者之比。P2_ji是P2_ij的反向参数，其定义为分别在活动模式与待机模式下，从CELL_j至CELL_i的讯号移动量两者之比。此判准的产生，是因乒乓切换是双向切换。在此实施例中，两参数相对称，意指此两参数的值相差不超过一可容许范围，例如10％-15％。

若依据所收集的统计资料，CELL_i与CELL_j小区对满足判准(1-1)至(1-4)，则在步骤13中，即判断此小区对具有乒乓切换效应的机率很高。利用调整判准(1-1)至(1-3)中所使用的临界值，可改变这些判准筛选的严格程度。例如，若将临界值都调高，就能检测出更可能具有乒乓效应的小区对。

在另一版本的第一实施例中，将判准(1-1)至(1-3)的个别权重纳入考虑。以下是两种执行图1的步骤13的方式：

(1)对于判准(1-1)至(1-3)，就每一判准，依据相关参数的值将满足该判准的小区对(称为合格小区对)排序，产生该判准的一对应排名序。例如，对于判准(1-1)，合格小区对依据其HO_ij的值来排序。接着，依据每一合格小区对在判准(1-1)至(1-3)的对应排名序中的位置，分别给予一对应加权分数。对于不同判准而言，其对应排名序的相同位置可能给予不同加权分数，以反映各判准不同的权重。接着，计算每一合格小区对的所有加权分数的总和，并将此总和与一临界值做比较，以判断哪些合格小区对可能具有乒乓切换效应。

(2)对于判准(1-1)至(1-3)，就每一判准，将每一合格小区对的相关参数值乘上一对应加权系数，以产生一加权分数。不同判准的对应加权系数可能不同，以反映各判准不同的权重。接着，计算每一合格小区对的所有加权分数的总和，并将此总和与一临界值做比较，以判断哪些合格小区对可能具有乒乓切换效应。

第二实施例

第二实施例应用于仅具有无方向性(non-directional)切换量的统计数据的网络。CELL_j的无方向性切换量(表示为HO_j)是指移动单元与网络间的连接从经由CELL_j的任何邻近小区改变成经由CELL_j的次数，而不去区分来源小区为何。因此，在第二实施例中，步骤11所收集的项目包括：(1)每一小区的无方向性切换量。(2)每一小区内的受话量与发话量。

在步骤12中，下述的该组判准可应用于网络的任何一小区(如CELL_j)：

(2-1)HO_j高于一临界值TH₄。

(2-2)参数P3高于一临界值TH₅。P3定义为HO_j与CELL_j内的受话量与发话量的和两者之比。亦即，

P3＝HO_j/(MTC_j+MOC_j)

若依据所收集的统计资料，CELL_j满足判准(2-1)与(2-2)，则由于判准(2-1)与(2-2)的相关参数为无方向性，步骤13仅能判断CELL_j与其某一个或多个邻近小区间有乒乓切换效应的机率很高，而无法明确指出是哪个邻近小区。同样地，通过调整判准(2-1)与(2-2)中所使用的临界值，可改变这些判准筛选的严格程度。

第三实施例

第三实施例应用于可收集到返回切换量(handover back)的统计数据的网络。返回切换量意指在切换动作发生后一预设时间内又切换回来的次数。在本说明书中，用HO_ij back来代表HO_ij的返回切换量。在第三实施例中，步骤11所收集的项目包括：(1)每一小区对间的方向性切换量。(2)每一小区对间的返回切换量。

(3-1)参数P4高于一临界值TH₆，其中P4定义为HO_ij_back与HO_ij两者之比。

(3-2)HO_ij_back高于一临界值TH₇。此判准表示，相对而言，具有较低返回切换量的小区对并不列入考虑。

若依据所收集的统计资料，CELL_i与CELL_j小区对满足判准(3-1)与(3-2)，则在步骤13中，即判断此小区对具有乒乓切换效应的机率很高。同样地，利用调整判准(3-1)至(3-2)中所使用的临界值，可改变这些判准筛选的严格程度。

另外，在步骤12中，该组判准包含一辅助性判准，可辅助检测可能具有乒乓效应的小区对。此辅助性判准显示，若一小区的环境导致高于一准位值(如网络可容许的准位或平均准位)的讯号波动，则该小区较其它小区更有可能具有乒乓效应。此辅助性判准可应用于前述第一至第三实施例。

图2是本发明的一较佳实施例，显示了降低蜂窝网络的乒乓切换效应的方法的流程图。如图2所示，此流程包含下列步骤：

步骤21：收集复数个项目的网络流量统计数据；

步骤22：依据网络流量统计数据，判断一组判准是否满足；

步骤23：依据步骤22的判断结果，检测小区间的乒乓切换效应；以及

步骤24：改变可能具有乒乓切换效应的小区的切换参数。

步骤21至23类似于图1的步骤11至13。因此，前述所有基于图1的实施例皆可应用于图2的流程，此处不再赘述。在步骤24中，切换参数包括切换迟滞系数(handover hysteresis)、切换窗口计时值(handover window timer)或以上两者。这两个参数为此领域普通技术人员所熟知，此处不再赘述。若步骤23检测出小区对CELL_i与CELL_j可能具有乒乓切换效应，则在步骤24中，将从CELL_i至CELL_j(或从CELL_j至CELL_i)的切换迟滞系数或切换窗口计时值增加，以减少HO_ij(或HO_ji)，藉以降低CELL_i与CELL_j间的乒乓效应。然而，在图2的较佳实施例中，步骤24在改变切换参数时，需考虑不会导致整个网络的负面效应。例如，若切换参数被调高至超过一容许临界值，则由于移动单元的讯号质量可能因未进行原本必需的切换动作而降低，网络效能将随的降低。另一负面效应的例子是，切换参数的改变，可能会将原本要切换到某邻近小区的部分移动单元都切换到另一个已经超载的邻近小区上。

Claims

1、一种检测蜂窝网络的乒乓切换效应的方法，包括：

收集复数个项目的网络流量统计数据，其中每一项目对应于该蜂窝网络的小区(cell)内的数个移动单元的状态变化；

依据该网络流量统计数据，判断数个判准是否满足；以及

依据该判断步骤的结果，检测该些小区间的乒乓切换效应。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，该些项目包括该些小区的第一小区与一第二小区间的切换量(handover)。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，该些项目还包括第一与第二小区内的受话量(MTC)与发话量(MOC)至少其一，这些判准包含比较一第一参数与一第一临界值，其中该第一参数依据从该第一小区至该第二小区的切换量，以及在第一与第二小区其中之一内的受话量与发话量两者至少其一而决定。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，该些判准还包含：

比较从该第一小区至该第二小区的切换量与一第二临界值；以及

从该第一小区至该第二小区的切换量对称于从该第二小区至该第一小区的切换量，以及该第一参数对称于第一反向参数，其中该第一反向参数依据从该第二小区至该第一小区的切换量以及在该第一与第二小区其中之一内的受话量与发话量至少其一而决定。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，该些判准还包含比较一第二参数与一第三临界值，该第二参数是依据活动模式与待机模式下，从该第一小区至该第二小区的讯号移动量而决定的。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，这些判准还包含第二参数对称于一第二反向参数，该第二反向参数是依据活动模式与待机模式下，从该第二小区至第一小区的讯号移动量而决定的。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，这些项目包括第一小区与其邻近小区间的无方向性切换量，以及该第一小区内的受话量与发话量至少其一，该些判准包含：

比较该无方向性切换量与一第四临界值；以及

比较一第三参数与一第五临界值，其中第三参数是依据该无方向性切换量与该第一小区内的受话量与发话量至少其一而决定的。

8、如权利要求2所述的方法，其特征在于，这些项目还包括第一与第二小区间的返回切换量，这些判准包括：

比较一第四参数与一第七临界值，该第四参数依据第一与第二小区间的切换量与返回切换量而决定；以及

比较该第一与第二小区间的返回切换量与一第六临界值。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，这些判准包含比较这些小区的环境所造成的讯号波动与一准位值。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，每一判准具有一相关参数，对于该蜂窝网络的每一小区对，该相关参数具有一依据该网络流量统计数据决定的对应值，而该检测步骤包含：

为每一判准的每一合格小区对产生一加权分数，其中该加权分数依据该合格小区对的该对应值而产生；

比较每一合格小区对的该加权分数的一总和与一临界值；以及

依据该比较步骤的结果，判断每一合格小区对是否可能具有该乒乓切换效应。

11、一种降低蜂窝网络的乒乓切换效应的方法，包含：

收集复数个项目的网络流量统计数据，其特征在于，每一项目对应于该蜂窝网络的小区(cell)内的数个移动单元的状态变化；

依据该网络流量统计数据，判断数个判准是否满足；

依据该判断步骤的结果，检测该些小区间的乒乓切换效应；以及

改变可能具有该乒乓切换效应的小区的切换参数。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，该切换参数为切换迟滞系数(handover hysteresis)或切换窗口计时值(handover window timer)，且不高于一容许临界值。