CN1879441A - 用于管理通信系统中不同运营商共享的资源的方法及装置 - Google Patents

用于管理通信系统中不同运营商共享的资源的方法及装置 Download PDF

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Abstract

用于管理共享网络中的资源的方法及装置基于资源和/或门限之间的几个基本比较。如果接收接入请求(202)，并且没有足够资源可用(204)，则请求被拒绝(212)。如果存在资源可用(204)，则检查资源是否处于拥塞状态(206)。如果不是，则连接被接受(210)。如果资源处于拥塞状态(206)，则执行测试(208)以确定资源是否将分配给已经超过所分配使用量的运营商。如果是的话，则连接被拒绝(212)，否则被接受(210)。易于实现结合优先级处理、重新协商和软拥塞的优选实施例。在共享UTRAN中，管理共享节点B的无线电基带分配的功能性优选地结合在共享RNC中。

Description

用于管理通信系统中不同运营商共享的资源的方法及装置
技术领域
一般来说，本发明涉及通信网络及通信网络资源管理方法，具体来说，涉及处理不同运营商共享的资源的这类网络及方法。
背景
当前，移动通信网络迅速发展。不同的运营商在市场上竞争，其中的每个必须提供尽可能完整的网络覆盖。在建立移动通信网络时，网络硬件方面的投资是最大成本之一。传统上，各运营商提供其自己的网络硬件。最近，已经提出网络基础设施共享，作为使多个网络运营商能够尽量减小与铺开网络关联的成本的手段。已经提出共享网络资源的多个不同方式，诸如：地理共享网络、站点共享、共享UTRAN和公共共享网络。关于共享的不同方式的体系结构的更详细资料可在[1]中获得。
在共享网络中，一个或多个运营商共享至少一部分基础设施向用户传递服务。因此，在被共享以传递预期服务的基础设施的那个部分上共享资源。在一些情况中，可能存在受限资源的共享。这类有限资源的共享要求某种思考，并且需要想出一种对涉及的所有运营商公平、但还是使受限资源的利用率最大的共享这些资源的方法。
共享网络是较新的概念，并且仍未达到部署状态。已经对标准进行了一些修改，以便于共享网络的发展。例如，需要修改标准以便于地理网络共享，使得单一基础设施可看起来像一个以上基础设施。到目前为止的产品开发工作集中于将为非共享环境开发的现有解决方案修改为在共享组网环境中工作。因此，增加极少额外功能性或特征，这是共享组网环境特定的。
关于与管理共享网络中的受限资源关联的具体问题，没有先有技术的解决方案是已知的。但是，一种管理资源的简单方法是忽略基础设施被共享的事实，以及如果有足够资源可用，则在请求资源时分配资源。但是，这可能引起资源的不公平分配。例如，如果两个运营商共享资源，则各支付网络铺开成本的50％。假定这些运营商之间有协议：它们双方在拥塞期间有权使用资源的50％。如果由于某种原因，在一个运营商的客户当中存在对服务的更大需求，则这个运营商可得到比协商的50％更高份额的资源。
发明内容
根据先有技术管理共享组网环境中的受限资源所存在的普遍问题是，在资源公平地分配给运营商的同时，资源的整体最大化利用率难以达到。此外，诸如资源大小的重新协商、优先级的使用或者具有所请求资源大小的极大变化的情况之类的附加功能性使得该情况更为复杂。
因此，本发明的一个目的是提供用于资源管理的方法及装置，从而当在不同运营商之间提供公平分配的同时提供资源的高利用率。另一个目的是将优先级的使用结合到这类管理方法及装置中。又一个目的是提供相同管理方案中的资源的重新协商。另一个目的是减小在接近拥塞的场合请求大资源的呼叫的影响。
上述目的通过根据所附专利权利要求的方法及装置来实现。一般来说，根据至少三个比较来作出接受或拒绝所接收接入请求的决定。第一比较在通信系统中可用于接入的可用空闲资源总量与所请求资源量之间进行。第二比较在接入请求被接受时的占用资源总量与第一门限之间进行。门限对应于某种拥塞等级门限。第三比较是，如果接入请求被接受，所关注的运营商使用的资源总量是否超过第二门限。这个第二门限是分配给所关注运营商的总资源的一部分。如果第一比较表明有资源可用，以及如果第二比较表明不存在拥塞，则接入请求优选地被接受。如果第二比较表明存在拥塞，但运营商仍未利用他的总资源的所分配部分，则接入请求也可优选地被接受。
在本发明的一个实施例中，执行所谓的软拥塞检查，其中，当系统接近拥塞时，逐渐要求大量资源的接入请求被区分。在本发明的另一个实施例中，检查未立即被接受的接入请求的优先级，以及如果存在抢占具有较低优先级的正进行呼叫的资源以取得足够的空闲资源的可能性，则这种抢占根据与所分配部分比较的资源的利用程度来执行。在又一个实施例中，用于增加所需资源量的正进行呼叫的重新协商被处理为对所请求与当前使用资源之间差异的附加接入请求。
本发明的优点在于，比较简单的程序可取得有限资源的公平且有效的管理。此外，程序可在易于与现有硬件结合的装置中实现。
附图简介
通过参照以下结合附图进行的说明，可以最佳地理解本发明以及其它目的和优点，附图中：
图1是移动通信系统的框图，其中一个以上运营商共享UTRAN(通用移动电信系统地面无线电接入网)中的硬件；
图2是简图，说明共享资源系统中的资源的分配及使用；
图3是流程图，说明根据本发明的一个实施例的方法的主要步骤；
图4是流程图的一部分，说明支持优先级的本发明的另一个实施例；
图5是流程图，说明图4的实施例的一部分；
图6是流程图，说明图4的实施例的另一部分；
图7是流程图的一部分，说明支持资源的重新协商的本发明的另一个实施例；
图8是简图，说明根据本发明的软拥塞系统中的门限等级；
图9是流程图，说明根据本发明的一个实施例、利用软拥塞区分的方法的主要步骤；
图10是流程图，说明图9的实施例的一部分；以及
图11是框图，说明根据本发明的装置的实现的一个实施例。
详细说明
在本公开中，考虑移动通信网络，在其中，一个以上运营商共享某些通信资源。在此上下文中假定，正使用共享资源的各运营商被分配某个比例的资源。这将通过运营商之间的某种协定来实现。例如，这些比例可采用管理系统在网元中配置。
具有共享资源的移动通信网络10的一个实例如图1所示。第一运营商的核心网12在物理上连接到UTRAN 20的RNC(无线电网络控制器)22。同样地是，第二运营商的核心网14在物理上连接到RNC22。UTRAN 20还包括在物理上连接到RNC的无线电基站或节点B25。RNC 22是单个装置，但是以或多或少独立的方式服务于两个运营商。因此，UTRAN 20是共享UTRAN。
在逻辑平面中，设置看起来不同。与逻辑平面关联的部分在图1中用虚线来绘制。在逻辑平面中，第一运营商的核心网12连接到逻辑RNC 23。核心网14同样地连接到与逻辑RNC 23分离的逻辑RNC24。各逻辑RNC 23、24则具有各自的逻辑节点B:s 26、27。这些逻辑节点B:s 26、27则服务于不同运营商的小区30。在逻辑平面中，两个运营商的网络被分开。但是，在物理实现中，许多硬件装置被共同使用，并且还可共享可用的通信资源。
在管理共享资源时，要考虑有些矛盾的目标。首先，由于大多数情况中的共享资源在某种意义上是有限的，因此非常希望尽可能有效地使用可用资源。如果可用资源以严格方式在不同运营商之间划分，其中每个运营商得到他自己的资源而不能利用其它任何资源，则效率在全局意义上不是最大化的。如果运营商之一在某个时候要求比他所分配的部分更多的资源，而另一个运营商同时有一些空闲资源，则不可能临时“借用”一些资源。因此，整体效率不是最大化的。另一方面，如果资源被一起管理而不关心哪个运营商使用哪个资源，则可能以拥塞状况告终，其中一个运营商被拒绝任何资源，而不管他仍未完全利用他的所分配部分的事实。希望能控制可用资源怎样由不同运营商使用，特别是在拥塞情况或者接近拥塞情况时。
本发明的基本思想是一种方法，它可在两种极端情况之间对于资源利用进行控制。为了使整体效率最大，所有连接在非拥塞情况期间都被接受。如果过剩资源可用，则应当被使用，而不管用于哪个运营商。这意味着，运营商在资源充足时可超过协定比例。但是，在以某种方式定义的拥塞或接近拥塞时，必须应用其它规则。根据本发明，只有未超过运营商的协定比例，在拥塞期间才接受新的连接。
拥塞状态可通过直接方式来确定。如果总计资源利用超过某个值，则为了共享资源管理的目的，资源被认为是拥塞的。这种拥塞门限是可配置参数。例如，这可能是采用管理系统来配置的静态参数。但是，拥塞门限也可能取决于其它一些参数，例如时刻、一周的日子、运营商的平均资源利用等。
为了举例说明根据本发明的系统的表现，图2以矩形示意说明虚构系统的共享资源。矩形的面积对应于总的可用资源C。在这个实例中，三个运营商共享资源。在运营商之间的协定中，运营商1被分配总资源的一部分p1，即资源量C·p1要用于运营商1。同样，运营商2被分配总资源的一部分p2，即C·p2。最后，运营商3已经同意仅利用对应于C·p3的资源量。
拥塞门限β被配置。在这个门限之上，系统处于拥塞状态，必须采取特殊行动，以便以公平方式利用其余资源。为了进一步举例说明本发明，考虑一种具体的业务情况。共享资源分别以不同量u1、u2和u3由三个运营商使用。图2的矩形以对应方式标上阴影线。空闲资源量Δ仍然可用。在这时可以知道，这个时候运营商1超过他的资源协定部分，因为u1大于C·p1。运营商2使用比协定比例更少量的资源，以及运营商3具有大致等于协定部分的资源利用量。
我们来考虑四种不同情况。在第一种情况中，对于使用运营商1所传递的服务的客户，新的接入请求Ra到达。接入请求要求与ra对应的资源量。ra小于Δ，因此，在整个系统中存在足够资源可用于处理新的请求。但是，接入请求将利用总利用量超过拥塞门限β的这种大部分资源。由于接入请求来自已经使用多于他的资源的已分配部分的运营商1，因此，其余资源Δ反而应当“保留”给运营商2。因此，根据本发明，接入请求Ra被拒绝。
在第二种情况中，对于连接到运营商2的用户，新的接入请求Rb到达。接入请求要求与等于ra的rb对应的资源量。在这里，rb也小于空闲资源量Δ，但是使整个系统进入拥塞状态，因为在接入请求被接受时将超过拥塞门限。但是，运营商2仍未使用其总资源的整个分配部分，对其余资源应当具有优先选择权。因此，新的接入请求被接受，并且系统进入拥塞状态。
在第三种情况中，对于连接到运营商2的用户，新的接入请求Rc到达。接入请求要求与大于rb的rc对应的资源量。在这里，rc也大于空闲资源量Δ，这意味着，不可能接受该接入请求，除非执行其它呼叫的任何进一步确定优先顺序和抢占。在本发明的一种基本形式中，接入请求被拒绝。
在第四种情况中，对于连接到运营商1的用户，新的接入请求Rd到达。接入请求要求与小于ra的rd对应的资源量。rd实际上小于空闲资源量Δ，并且还足够小到不会使整个系统进入拥塞状态。即使接入请求Rd被接受，可利用资源的总量低于拥塞门限β。为了使整体效率最大，接入请求被接受，尽管运营商1已经超过其分配部分。
图3说明根据本发明的方法的一个实施例中的主要步骤的流程图。过程在步骤200开始。在步骤202，来自某个运营商的接入请求被接收。接入请求具有关联的所需资源量。下面进一步论述这个步骤的备选方案。在步骤204，确定接入请求的关联的所需资源量是否小于系统中的空闲资源总量。如果所需资源量太大，则程序继续进行到拒绝程序(步骤212)，下面更详细描述。如果存在足够的空闲资源，则程序继续进行到步骤206。
在步骤206，执行第二确定，在其中，检查系统是否将拥塞。在一个实施例中，如果接入请求被接受，则检查总利用资源是否高于拥塞门限。因此，检查是对假定接受接入请求之后的情况的检查。如果利用率足够低，这意味着相当大量的资源可用，则在这个实施例中，任何接入请求将被接受，因此过程继续进行到步骤210。但是，如果系统接近拥塞，以及包括所提出的新接入的利用资源总量超过拥塞门限，则其它选择规则开始起作用。程序因此继续进行到步骤208。
在另一个实施例中，执行拥塞检查，而没有考虑当前接入请求的影响，即，系统是否已经如拥塞门限所定义那样拥塞。因此，检查是对接入请求的任何假定接受之前的情况的检查。大家知道，对于这种方法，门限应当设置成比为了取得与上述第一实施例中对应的行为的拥塞等级低一个对应于所需资源量的量。如果希望避免对不同呼叫使用不同的门限，则门限可能例如设置成基本上等于拥塞等级减去接入请求的所需资源量的平均大小。
当进入步骤208时，已知存在足够资源可用，但系统在接入请求被接受的情况下会进入拥塞或者已经处于拥塞中(如门限所定义)。在这种情况中，仍未充分使用他们的总资源的所分配部分的运营商应当对其余的少量资源具有优先选择权。因此，在步骤208，在一个实施例中，确定如果接入请求被接受，则所关注运营商是否将超过其被分配的资源部分。因此，确定是对接入请求的假定接受之后的情况的确定。如果情况是这样，接入请求将是步骤212的拒绝程序的对象，以及其余资源在典型情况中将被保存，以便用于具有其被分配资源的较低利用程度的运营商。如果确定发现运营商的剩余资源达到他的被分配部分，则连接将被接受，以及程序因而继续进行到步骤210。
在另一个实施例中，执行利用率确定，而没有考虑当前接入请求的影响，即，运营商是否已经超出如已分配部分所定义的协定利用等级。因此，确定是对接入请求的任何假定接受之前的情况的确定。如果希望取得与上述完全相同的属性，则门限值应当根据所需资源量来调节。门限也可设置成例如等于分配给所关注运营商的资源部分减去接入请求的平均所需资源量。
本领域的技术人员知道，资源管理的行为可通过调节门限进行微调。第一门限、即对应于拥塞等级的门限给出主要相关性。高拥塞门限将有助于有效利用，而损失运营商之间的资源划分的公平性。低拥塞门限则将提高使各运营商保持在协定部分之内的重要性，以及降低整体效率的重要性。第二门限、即与各个运营商关联的门限也可进行微调。对于入局连接利用确定利用量的第一方法将更重视使利用量严格低于协定等级，而确定利用量的第二方法仅允许超过协定部分，但仅对于单个所接受呼叫以内而言。通过设置自协定利用等级的门限偏移，在这里也可实现微调。
在步骤210，接入请求被接受。同时，任何存储的利用值相应地更新。然后，程序在步骤299结束。
在步骤212，执行拒绝程序。在没有接入请求的优先级的系统中，接入请求仅被拒绝，然后程序在步骤299结束。但是，如果应用呼叫优先级，必须应用附加程序。以下在备选实施例中进一步提供这类程序的实例。
虚线表明以下进一步所述的备选实施例的可能的流程。
根据图3的方法的实施例还可用更多数学关系来表达。设C为资源总量，以及r为请求接入网络的连接所需的资源量。此外还假定有n个运营商共享网络。ui(t)∈[0，1]表示由运营商i在时间t使用的总资源的份额。pi∈[0，1]是分配给运营商i的资源的比例，以及在典型情况中， Σ I = 1 n p i = 1 . 最后，β∈[0，1]是拥塞门限。程序可如下描述：
来自运营商i的入局连接或接入请求被接收。接入请求要求r个单位的可用资源。执行是否满足下列不等式的第一确定：
Σ i = 1 n u i ( t ) + r / C ≤ 1
如果有足够资源可用，则下一个确定涉及不等式：
Σ i = 1 n u i ( t ) ≥ T c - - - ( 1 )
其中Tc是第一门限。门限Tc在一个优选实施例中被选择为：
Tc＝β，
以及在另一个优选实施例中被选择为：
Tc＝β-r/C。
门限也可通过其它方式来选择，从而对资源管理的属性进行微调。如果满足不等式(1)，则断定系统要拥塞。如果断定系统不会拥塞，则接入请求被接受，否则评估第三不等式：
ui(t))＞Ti，
其中Ti是所关注运营商的第二门限。门限Ti在一个优选实施例中被选择为：
Ti＝pi，
以及在另一个优选实施例中被选择为：
Ti＝pi-r/C。
也可采用Ti的其它值，优选地在以上所提供的两个值之间，以便对资源管理的行为进行微调。
由于量ui(t)频繁使用，因此，它们优选地在不同接入请求之间被存储。因此，这些量必须在资源使用情况改变时被更新。如果接入请求被接受，则ui(t)被更新为：
ui(t)+r/C→ui(t)。
优选地，量
Figure A20038011079600161
也被存储，并且在接入请求被接受时也被更新。
所存储利用量ui(t)还受到其它活动影响。当属于利用r个单位的资源的运营商i的连接被释放时，则利用程度必须根据下式来更新：
ui(t)-r/C→ui(t)。
以上程序对于其中的资源分配为线性或接近线性的情况顺利工作。但是，当系统中的资源分配的非线性度增加时，以上所述的基本程序必须略作修改。在这种情况中，可应用根据本发明的一个优选实施例的更新机制。因此，以上所述的线性共享资源分配模型可用于对于一些情况中的非线性的分配方案建模。如果存在上述模块与可保持非线性资源利用的更精确测量的另一个模块之间的一些通信，则可改进系统的性能。
假定一个模块根据线性模型工作，但是，实际系统具有稍微非线性行为。另外还假定存在结合共享资源管理的模块外部的另一个模块，这可得到更精确的资源利用信息。这种信息可从网络的不同部分收集。基本模块配备了这种已更新资源信息，并且还包括这个信息以便使效率和公平性最大。考虑一种情况，其中资源管理模块接收关于在基本模块感知它为C时当前可用的整个资源的单位数量为C’的信息。在这种情况中，利用量ui(t)必须更新为：
C′ui(t)/C→ui(t)
对于各运营商i。
在许多移动通信网络中，呼叫通常与不同的优先级关联。高优先级的呼叫应当具有比较低优先级的呼叫优先的选择权。有相当数量的不同方式来管理不同系统中的优先级连接，其中的一部分相当复杂。此外，优先级机制可通过不同方式来配置，取决于运营商选择如何操作网络。
根据本发明的资源管理方法及装置可易于修改为还结合优先级处理。下面描述一个实施例，它在必要时允许高优先级连接请求接入资源，而损失较低优先级连接。由于这可能涉及呼叫的抢占，因此，将这与了解资源的共享性质的功能结合是有用的，以便设法确保根据运营商协定的策略来共享资源。在这种情况中需要进行的最重要的判定是确定哪个呼叫或哪些呼叫需要过早终止。具体来说，可能希望根据它们与哪个运营商关联来区分连接。
虽然这里的目的是使共享机制能够以适当的一般方式引入具有优先化的方案，但是应当指出，在这个实施例的设计中进行一些假设，这意味着它不是任意灵活的。进行这些假设，从而使共享与优先级机制之间的耦合最小，并且还确保系统不会变得太复杂。
本实施例中提出的方案设计用于一种环境，在其中存在少量优先连接，即大部分连接具有相同的优先级，其中少数例外具有较高优先级。这是当今大部分现有移动网络中的情况。极为重要的是，优先连接请求得到对网络的接入权-它们通常用于紧急用途-因此它们可抢占较低优先级呼叫的位置。
可应用于优先连接的情况中的管理控制的扩充方法遵照图3的基本流程图，但包括步骤212与210之间的流程(在图3中采用虚线来表示)。优先级处理问题结合到拒绝程序步骤212中。步骤212的详细部分流程图如图4所示。主要步骤212在这里表示为虚线框，并且包括多个子步骤。程序流程从图3的步骤204或208进入步骤212。(也可从步骤207达到，下面进一步论述。)在第一子步骤即步骤213中，断定接入请求是否属于最低优先级。在这种情况下，没有抢占程序在使用，以及接入请求应当在步骤218中被拒绝。如果优先级不是最低的，则程序继续进行到步骤214，在其中，比新接入请求的优先级更低的优先级的所有当前占用资源被合计，以及任何空闲资源与这个和相加。这提供可由接入请求使用的可用资源总量。在步骤216，检查这种和是否大于新接入请求的所需资源量。如果情况不是那样，则任何抢占是无意义的，并且接入请求必须在步骤218被拒绝，而不管高优先级。如果抢占将解决资源缺乏问题，则在步骤220执行抢占程序，以及程序流程将继续进行到图3的步骤210以便最后确定接入请求的接受，因为这时存在可用资源。
以上流程图还可表示如下。在优先连接的情况下，不足以确定在系统中是否存在足够的未使用容量，作为确定系统是否可接纳新连接请求的标准。可能是在系统中对于入局连接没有充分空闲容量的情况，但由于它是高优先级连接，因此对系统来说应当接受它。因此，如果空闲容量的初始测试返回否定结果，则执行检查以便查看较低优先级连接所用的合计容量是否小于入局连接所请求的容量。如果是，则有可能通过抢占某些较低优先级连接的资源来接受入局较高优先级连接。可使确定较低优先级连接耗用的合计容量的方法相当简单。这个部分步骤的一个实施例如图5所示。
程序流程从步骤213到达。在步骤230，和被初始化为零，以及优先级参数设置为最低优先级。在步骤232，具有等于优先级参数的优先级的连接所占用的资源量与所述和相加。优先级参数则在步骤234中增加一个步长。在步骤236，检查优先级参数是否等于接入请求的优先级。如果情况不是这样，则流程返回到步骤232以加入更多资源。如果达到接入请求的优先级，则程序继续进行到步骤238，在其中，任何空闲资源被与所述和相加。然后，程序继续进行图4的步骤216。
如果较低优先级连接所使用的容量小于入局连接所需的容量，则入局连接请求无法被接纳。但是，如果相反情况为真，则入局连接请求在从系统删除某些现有连接时可被接受。
在图4的步骤220，执行程序以确定哪些连接应当从系统中删除。这个步骤的一个实施例如图6所示。程序流程从步骤216到达。在步骤222，和被初始化为系统中的空闲资源量，以及优先级参数P设置为接入请求的优先级。在步骤224，确定具有低于P的优先级的任何连接或呼叫的运营商之中的哪个运营商最多超过其分配部分或者协定目标资源利用量。在步骤226，优选地选择来自这个运营商、具有最低可能的优先级的呼叫。在步骤228，这个连接被释放，以及释放资源量被加入所述和。在步骤229，则确定所执行的抢占是否足够，或者是否必须执行进一步抢占动作。在取得足够的空闲资源时，程序继续进行到图3的步骤210。
本领域的技术人员知道，在这里可设想程序的多种变体。以上实施例是其中之一，它在确定要从系统删除哪些连接时尝试保持运营商之间适当的负荷平衡。程序通过确定哪个运营商最多超过其目标利用量来工作。这个运营商必须通过从系统中删除其连接之一为入局连接留出余地。为此可选择任何规则，但是，本实施例中所使用的适当规则是拒绝具有最低可能的优先级的连接。一种备选方案可能是搜索正好使用允许高优先级呼叫的足够容量的连接。这个程序重复，其中每次删除一个连接，直到存在足够容量可用于入局连接。
注意，不保证这个方法确保资源根据所定义策略来共享，因为较高优先级呼叫可能抢占其它运营商的较低优先级呼叫的资源。例如，假定其中一个运营商在某个时间段仅产生高优先级呼叫和其它低优先级连接的极端情况。如果到达率足够高，则产生高优先级连接的运营商最终将耗用整个资源。
这是上述实施例中的设计决定。由于假定高优先级呼叫的频率相当低，因此，不需要具有结合资源共享以及优先级的极复杂机制。
在一些情况中，终端或者网络可能希望重新协商分配给特定连接的资源量。共享资源分配功能应当能够处理这种不测事件。在第一方法中，共享资源分配管理不影响调节分配给该连接的资源的决定。然后假定这类调节通常极少，并且一般比较小。在这种情况中，只执行调节。
但是，当系统达到拥塞条件时，可能存在问题。因此，在这里描述在共享资源的框架内处理这种情况的程序的一个实施例。共享资源分配功能还影响调节分配给该连接的资源的决定。
这个实施例可看作图3的实施例的变体，在其中，步骤202配备了某些附加特征。步骤202与步骤299之间的流程则变为有用。根据重新协商实施例的步骤202如图7所示。在步骤240，计算连接的当前资源容量与所请求容量之间的差异。如果如步骤242中所确定的重新协商涉及大小减小，则不会影响共享资源程序的其余部分。然后，在步骤244更新连接，以及程序直接继续进行到步骤299(图3)。但是，如果请求增加的资源量，则必须在对于新连接相同的方向作出决定。在步骤246，提供附加接入请求的请求，它具有等于所请求与当前大小之间的差异的资源要求。这个附加接入请求则通过常规程序来处理，如图3所示。
原理相当简单。如果特定连接的比特率要被减小，则只是适当地更新利用量参数。如果特定信道的比特率要增加，则需要以差额速率作为输入速率来执行共享资源分配原则。对于是否允许资源利用量的增加作出决定。通过将Δr/C＝(r’-r)/C与适当运营商的当前利用量相加来相应地更新利用量参数，其中r’是重新协商连接所需的资源量，以及r是原始连接所用的资源量。
在结合图3所述的本发明的实施例中，拥塞门限可描述为硬门限。这是因为，一直到拥塞点，对于任何运营商将接受任何大小的连接。但是，这意味着，运营商在接近硬拥塞时可能占用大量可用资源，这可能阻碍在拥塞时遵循资源的协定划分的意图。在本发明的另一个实施例中，引入软拥塞门限的概念。软拥塞是低于硬拥塞值的门限。当超过软拥塞门限时，并非所有接入请求都被拒绝，只是最大的一些被拒绝。换言之，仅接受一直到某个大小的连接。可设置多个软拥塞门限。对于各门限，还配置最大允许连接的大小。这些参数优选地为静态的，并且可由管理系统来定义。
图8说明软拥塞门限的基本原理。在表示资源总量的矩形中，硬拥塞门限β仍然存在，比较接近最大值。但是，另外还说明三个附加软拥塞门限α1、α2和α3。对于这些门限的每个，分别设置最大接受大小ξ1、ξ2和ξ3。如果总利用程度超过门限α3，则仅接受小于ξ3的大小的接入请求。类似地，如果总利用程度超过门限α2，则仅接受小于ξ2的大小的接入请求，以及如果总利用程度超过门限α1，则仅接受小于ξ1的大小的接入请求。
这些软拥塞门限可结合到流程图中，如图9所示。与图3共有的步骤基本上相同，并且不作进一步论述。主要差异是步骤207。如果在步骤206断定不存在硬拥塞，则流程继续进行到步骤207。在这个步骤中，根据软拥塞原则执行大小区分。如果接入请求的所需大小过大，则接入请求成为拒绝程序的对象(步骤212)。如果接入请求足够小，则接入请求将被接受，以及程序继续进行到步骤210。
在图10，说明步骤207的详细情况。在步骤250，为系统确定门限类，它基本上表示要使用哪个软拥塞门限αn。各门限类与最大成本ξn关联，表示将被接受的最大大小。如果连接成本、即接入请求的大小在步骤252中确定为大于那个特定门限类的最大成本，则接入请求被拒绝(步骤212)。否则，接入请求被接受(步骤210)。
在更数学的描述中，其中m＞0是软拥塞门限的总数，j∈1...m是门限类标识符，αj∈[0，1]是门限类j的软拥塞门限值，ξj是处于软拥塞状态时对于门限类j的最大可允许连接，以及其中软拥塞值经过排序，例如对于k＜j，k∈1...m，αk＜αj，软拥塞门限低于硬拥塞门限αj＜β。接入请求被接收，以及在步骤204和206，断定存在足够的空闲资源，以及系统没有硬拥塞。以j＝m开始并且在当时减少一个步长直到满足以下条件：
Σ i = 1 n u i ( t ) ≥ T j S ,
其中TS j是与软拥塞门限αj关联的门限，优选地按照以下关系：
T j S = α j
或者
T j S = α j - r / C
如果条件被满足，则找到j(否则，接入请求立刻被接受)。这时确定对于门限类j是否允许这个连接。若
r＞sj
则连接成本超过门限类j的最大允许成本，以及接入请求被拒绝。否则，接入请求被接受。
以上论述的方法可在移动通信系统中以不同方式来实现。但是，在具有共享UTRAN的系统中，优选地是结合节点B资源管理功能性在RNC中实现该方法。
在共享UTRAN中，各运营商具有其自己的频带和小区。各运营商则共享无线电基站(节点B)以及无线电网络控制器(RNC)的站点、传输、硬件、软件、告警和事件处理，如图1所示。共享节点B可具有来自一个以上运营商的小区。节点B中的基带资源是受限资源，它可在节点B中的所有小区当中共享。图11说明共享资源系统的节点B 25和RNC 22。节点B 25与移动台之间的连接、即Ue接口的管理在节点B 25中的Ue连接管理单元40中执行。基带资源的分配由RNC 22中的容量管理功能42来控制。
节点B 25向RNC 22报告可用资源，作为信用总数。节点B 25还根据所谓的信用数量来报告采用特定扩频因子分配无线电信道的成本。对所有可用扩频因子报告这个成本。这个信息可由RNC 22用来进行容量管理判定。RNC 22根据所使用信用数量来保持节点B 25资源利用量的描述。这个描述可能偏离实际资源使用情况，以及节点B 25可通过发送总信用量的新值和扩频因子成本来通知RNC 22。这在3G TS 25：433 NBAP Signalling Protocol Standard小节8.7.7、8.2.15、9.2.1.9A和9.2.1.20A[2]中定义。
以上所述的共享资源管理问题对应到管理节点B 25中的基带资源的问题。在UTRAN中，节点B硬件资源管理44主要在RNC 22中进行。当今的典型RNC 22设计包括某些节点B容量管理功能，但是，这些通常设计用于单个运营商的情况。要管理共享环境中的资源，必须提供用于共享资源管理46的附加功能，作为硬件资源管理44的集成部分或者作为附加功能性。当节点B需要新的连接时，新连接请求或接入请求被发送给RNC。RNC利用功能44、46，并向节点B回送响应。
在应用本发明的程序之前，有两个先决条件需要满足。总信用量信息由节点B分别按上行链路和下行链路报告。当程序设计成在小区组中共享资源时，节点B为一组小区报告总信用量信息。
如果资源利用情况的RNC的描述与节点B的描述不同，则节点B可通知RNC。以上所述的更新程序可在每次RNC接收这种更新时被调用。以上所述的重新协商程序可在每当需要重新协商连接的容量时被调用，而不管它是由网络还是由终端发起。最后，软拥塞解决方案是可选的，并且可根据需要作为机制的组成部分被引入。
本发明是管理共享网络中的共享资源的一种方法。因此，它适用于其中存在共享网络环境中使用的资源分配的线性或准线性方法的任何情况。
该方法可直接应用于管理共享UTRAN中的共享节点B基带资源的具体情况。这在RNC中进行，以及以上公开描述新功能如何与现有容量管理功能交互以实现对共享资源的控制。
本领域的技术人员会理解，可以对以上提供的优选实施例进行各种修改和变更，而没有背离仅由所附权利要求定义的本发明的范围。
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Claims (21)

1.用于管理具有由至少两个运营商(12，14)共享的资源的通信系统(10)中的资源的方法，包括以下步骤：
接收所述至少两个运营商(12，14)中第一运营商的接入请求；以及
执行所述通信系统(10)中是否存在足够量的可用空闲资源的第一确定，
其特征在于还有以下步骤：
执行所述通信系统(10)中在使用的资源总量是否超过第一门限的第二确定；
执行正在用于第一运营商的资源总量是否超过第二门限的第三确定；以及
根据第一、第二和第三确定的结果对接受所述接入请求作出决定。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行第二确定的步骤仅在第一确定表明所述通信系统(10)中存在足够的可用空闲资源的条件下才被执行。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果第二确定表明所述通信系统(10)中在使用的资源总量未超过第一门限，则接受所述接入请求。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果第二确定表明所述通信系统(10)中在使用的资源总量未超过第一门限，则基于入局连接所请求的容量的大小区分取决于所述通信系统(10)中在使用的资源总量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述大小区分包括以下步骤：
取决于所述通信系统(10)中在使用的资源总量的门限类的确定；
将所述接入请求所需的资源量与和所确定的门限类关联的最大接受大小(ξ1，ξ2，ξ3)进行比较；
如果所述接入请求所需的资源量(ra-rd)小于或等于所述最大接受大小(ξ1，ξ2，ξ3)，则接受所述接入请求；以及
如果所述接入请求所需的资源量(ra-rd)大于所述最大接受大小(ξ1，ξ2，ξ3)，则拒绝所述接入请求。
6.如权利要求2到5中的任一项所述的方法，其特征在于，执行第三确定的步骤仅在第二确定表明所述通信系统中在使用的资源总量超过第一门限的条件下才被执行。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，如果第三确定表明正在用于第一运营商的资源总量未超过第二门限，则接受所述接入请求。
8.如权利要求1到7中的任一项所述的方法，其特征在于，第一门限等于预定拥塞门限(β)。
9.如权利要求1到7中的任一项所述的方法，其特征在于，第一门限等于预定拥塞门限(β)减去所述接入请求所需的资源量(r/C)。
10.如权利要求1到9中的任一项所述的方法，其特征在于，第二门限等于分配给第一运营商的总资源的预定部分(p1，p2，p3)。
11.如权利要求1到9中的任一项所述的方法，其特征在于，第二门限等于分配给第一运营商的总资源的预定部分(p1，p2，p3)减去所述接入请求所需的资源量(r/C)。
12.如权利要求1到11中的任一项所述的方法，其特征在于，存储所述至少两个运营商(12，14)中的每个当前在使用的资源份额的相应量度(ui)，用于第一运营商的所述量度(ui)在接受所述接入请求时或者在终止第一运营商的已建立连接时被更新。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，借助于来自外部源的资源利用信息来更新相应量度(ui)。
14.如权利要求1到13中的任一项所述的方法，其特征在于，如果第一确定表明所述通信系统(10)中不存在足够的可用空闲资源，或者如果第三确定表明正在用于第一运营商的资源总量超过第二门限，则拒绝所述接入请求。
15.如权利要求1到13中的任一项所述的方法，其特征在于，如果第一确定表明所述通信系统(10)中不存在足够的可用空闲资源，或者如果第三确定表明正在用于第一运营商的资源总量超过第二门限，则评估所述接入请求的优先级的步骤。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述评估优先级的步骤包括以下步骤：
执行所述通信系统(10)中可用的空闲资源与具有比第一运营商的接入请求的优先级更低的优先级的业务所占用的资源总量之和是否小于第一运营商的接入请求所需的资源量的第四确定；
如果第四确定表明所述通信系统(10)中可用的空闲资源与具有比第一运营商的接入请求的优先级更低的优先级的业务所占用的资源总量之和小于第一运营商的接入请求所需的资源量，则拒绝所述接入请求；以及
如果第四确定表明所述通信系统(10)中可用的空闲资源与具有比第一运营商的接入请求的优先级更低的优先级的业务所占用的资源总量之和等于或大于第一运营商的接入请求所需的资源量，则抢占足以允许第一运营商的接入请求的正进行业务的资源，并接受所述接入请求。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，抢占步骤又包括以下步骤：
确定所述至少两个运营商(12，14)中的哪一个当前最多超过其目标资源利用量；
选择当前最多超过其目标资源利用量、具有比第一运营商的接入请求的优先级更低的优先级的、所述至少两个运营商(12，14)中的运营商的连接；
释放所选连接；
确定所述接入请求所需的资源是否大于所述通信系统(10)中可用的空闲资源；以及
如果所述接入请求所需的资源大于所述通信系统(10)中可用的空闲资源，则重复先前的步骤。
18.如权利要求1到17中的任一项所述的方法，其特征在于，接收第一运营商的接入请求的步骤又包括以下步骤：
接收来自第一运营商的正进行呼叫的重新协商请求；
如果所请求大小大于当前大小，则提供具有对应于正进行呼叫的所请求大小与当前大小之间的差值的接入请求大小的第一运营商的补充接入请求；以及
如果当前大小大于所请求大小，则执行所述正进行呼叫的资源利用量的变更。
19.作为或包括用于管理通信系统(10)中的资源的装置的设备，所述通信系统(10)具有由至少两个运营商(12，14)共享的资源，所述装置包括：
用于接收所述至少两个运营商(12，14)中第一运营商的接入请求的部件；以及
用于执行所述通信系统(10)中是否存在足够量的可用空闲资源的第一确定的部件，
其特征在于：
用于执行所述通信系统(10)中正使用的资源总量是否超过第一门限的第二确定的部件；
用于执行正在用于第一运营商的资源总量是否超过第二门限的第三确定的部件；以及
用于根据第一、第二和第三确定的结果对接受所述接入请求作出决定的部件。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述设备是共享通用移动电信系统地面无线电接入网，以及所述装置包含在无线电网络控制器中。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述设备是所述通信系统(10)。
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