CN1926899A - 多模无线网络中的资源管理与业务引导方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多模无线网络中的资源管理与业务引导方法。该多模无线网络包括共用宽带传输链路和集中式基站站址的多个制式不同的移动通信网络，各移动通信网络的集中式基站与共同的基站控制器或者无线网络控制器相连。根据至少以下因素之一或者它们的组合实时地使移动终端在不同的移动通信网络之间进行切换，或者实时地调整各移动通信网络的资源分配：移动终端的多模支持能力、小区的业务量、运营策略以及各网络的实时运行状况。

Description

多模无线网络中的

资源管理与业务引导方法 技术领域

本发明涉及移动通信系统中分布式基站的技术领域， 特别 涉及一种在采用射频单元拉远的集中式基站系统中应用多种 模式的无线接入网时的资源调度与无线接入网之间业务分配 的方法。 背景技术

在移动通信系统中， 如图 1(a)所示， 基站 BTS完成无线信 号的发射、 接收和处理， 传统的基站由基带处理子系统 1、 射 频 (RF)子系统 2和天线 3组成，一个 BTS可以通过多个天线覆 盖不同的蜂窝或者说小区 4。 而各个基站 BTS则通过一定的接 口分别与基站控制器 (BSC)或无.线网络控制器 （RNC ) 相连， 由此构成无线接入网 （RAN ) ， 如图 1(b)所示。

图 2给出了另一种分布式的基站， 即采用射频单元拉远的 集中式基站的系统结构。 与传统基站相比， 这种采用射频单元 拉远的集中式基站具有许多优点： 允许采用多个微小区

( micro-cell ) 替代一个基于传统基站的宏小区 （macro-cell ) ， 从而能更好地适应不同的无线环境， 提高系统的容量和覆盖等 无线性能； 集中式的结构使得在传统基站中的软切换可以用更 软切换来完成， 从而获得额外的处理增益； 集中式的结构还使 得昂贵的基带信号处理资源成为多个小区共用的资源池， 从而 获得统计复用的好处， 减低系统成本。 PCT 专利申请 W09005432 ( Communications system ) 、 美国专利 US5657374

( Cellular system with centralized base stations and distributed antenna units ) 、 U56324391 ( Cellular communication with centralized control and signal processin ) 、 中国专利申请 CN 1464666 (一种基于光纤拉远的软基站系统及其同步方法） 、 CN1471331 ( 移动通信的基站系统 ） 及美国专利申请 US20030171118 ( Cellular radio transmission apparatus and cellular radio transmission method )等均披露了这一技术的有关 实现细节。

如图 2所示， 采用射频单元拉远的集中式基站系统由集中 安装的中央信道处理子系统 6与远程射频单元 7组成， 它们之 间通过宽带传输链路 8或网络相连。 中央信道处理子系统主要 由信道处理资源池 9和信号路由分配单元 10等功能单元组成。 其中， 信道处理资源池 9 由多个信道处理单元 11堆叠而成， 完成基带信号处理等工作。 信号路由分配单元 10 则根据各小 区业务量 (Traffic)的不同， 动态分配信道处理资源， 实现多小 区处理资源的有效共享。 信号路由分配单元 10除了如图 2所 示在中央信道处理子系统 6内部实现外， 也可以作为单独的设 备在中央信道处理子系统 6外部实现。 远程射频单元 7主要由 发射通道的射频功率放大器 （未图示） 、 接收通道的低噪声放 大器 （未图示） 以及天线 12 等功能单元构成。 中央信道处理 子系统 6与远程射频单元 7之间的链路 8典型的可以采用光纤、 铜缆、 微波等传输介质， 信号传输方式可以是经釆样后的数字 信号或者是经调制的模拟信号， 信号可以采用基带信号、 中频 信号或者射频信号。美国专利 US635360(X Dynamic sectorization in CDMA employing centralized base-station architecture ) 、 US6594496 ( Adaptive capacity management in a centralized base station architecture )等文献披露了根据各小区业务量的不同进 行动态信道处理资源分配的方法。 在采用射频单元拉远的集中式基站中， 中央信道处理子系 统 6与远程射频单元 7之间的宽带传输链路 8以及天线 12等， 并不受无线接入网络无线特性的直接影响， 因此， 在同一地区 建设有多种制式 （模式） 的移动通信系统时， 可以共用宽带传 输链路 8、 站址及 BSC或 RNC等设施， 从而大大减少系统建 设周期和成本。

但是， 由于多个移动通信系统或者多种不同制式的移动通 信系统共用宽带传输链路以及 BSC或者 RNC, 显然会存在资 源需求的冲突以及资源的有效利用的问题。 发明内容

针对上述问题， 本发明的目的是提出一种在多模无线网络 中进行资源管理与业务引导的方法。

根据本发明的一个方面， 多模无线网络包括共用宽带传输 链路和集中式基站站址的多个制式不同的移动通信网络， 各移 动通信网络的集中式基站与共同的基站控制器或者无线网络 控制器相连， 在该多模无线网络中进行资源管理的方法的特征 在于根据至少以下因素之一或者它们的组合实时地使移动终 端在不同的移动通信网络之间进行切换， 或者实时地调整各移 动通信网络的资源分配： 移动终端的多模支持能力、 小区的业 务量、 运营策略以及各网络的实时运行状况。

根据本发明的另一个方面， 在上述多模无线网络中进行业 务引导的方法包括： 当移动终端接入所述各移动通信网络中的 一个时， 移动终端向基站控制器或者无线网络控制器报告其多 模支持能力， 同时该移动终端所接入的基站也向基站控制器或 者无线网络控制器报告其当前的资源占用状况； 如果所述移动 终端支持多模能力， 则根据系统设定的运营策略， 所述基站控 制器或者无线网絡控制器判断是否需要将该移动终端引导到 另外的移动通信网络； 如果以上判断为需要， 则对所述移动终 端发出命令； 根据该命令， 移动终端从当前网络退出， 重新接 入该命令指定的移动通信网络。 附图说明

下面结合仅作为举例的附图对本发明的优选实施方式作进 一步说明。 附图中：

图 1(a)是传统基站结构的示意图；

图 1(b)是传统无线接入网结构的示意图；

图 2是采用射频单元拉远的集中式基站系统结构示意图； 图 3是采用射频单元拉远的集中式基站结构时的不同模式 的无线网络共站示意图；

图 4是本发明的业务引导方法的流程图。 具体实施方式

(系统结构）

图 3给出了采用射频单元拉远的集中式基站时的不同模式 的无线网络共站示意图， 这样的情况特别适用于微小区 ( Micro-cell )和微微小区 （ Pico-cell )的应用。 为了便于说明， 该图是以 WCDMA (宽带码分多址） 和 PHS (个人手持系统） 系统为例的， 但本发明并不局限于这两种制式的移动通信系 统， 而可以是 CDMA2000, GSM/GPRS、 UTRA TDD等系统， 本发明的方法和原理对其它制式的移动通信系统都是适用的， 另外， 本发明对两种以上制式的移动通信系统的情况也是适用 的。 图 3中 WCDMA和 PHS共用相同的宽带传输链路及站址 等设施， 由于无线接口等模式的不同， 它们分别有各自的集中 式基站和远端射频单元， 为了避免可能的系统间干扰， 一般情 况下也分别采用不同的天线， 同时也应当釆用合理的天线间的 距离、 不同的架设高度、 射频前端设置保护滤波器等措施。

一个运营商在同一地区按图 3所示安装不同制式的移动通 信系统典型地是这样一种应用： 即已经在该地区成熟地运营了 一套或以上移动通信网络， 如广泛采用的 GSM、 PHS等网絡。 由于运营时间较长， 在系统容量和覆盖等方面己经较为完善。 这时， 为了向新一代的移动通信网络， 如第三代移动通信 WCDMA, CDMA2000、 UTRA TDD等过渡， 当原有系统采用 射频单元拉远的集中式基站时， 运营商将可以采用图 3所示的 方式共用宽带传输链路及站址等设施而建设新的移动通信网 络， 从而大大减少系统建设周期和成本。

由于系统成本等原因， 新建设的移动通信网络往往不能在 网络建设之初就达到完全的无线覆盖和系统容量。 但当运营商 的原有系统已经采用射频单元拉远的集中式基站时， 由于运营 商无需再投资宽带传输链路及站址等设施， 而远端射频单元和 天线等设备基本上与系统容量无关而主要取决于无线覆盖的 需求， 同时， 新建设移动通信网络时运营商往往首先考虑的是 保证足够的无线覆盖， 而不是系统容量， 因此运营商可以在网 络建设之初一次性投资完成新一代的移动通信网络远端射频 单元及天线等的建设， 而按照其投资预算和初期容量目标建设 其它的部分， 包括集中式基站、 基站控制器 （或无线网络控制 器） 、 核心网络及传输网络等。

当采用上述新一代的移动通信网络建设方案时， 由于集中 式基站等系统设备是按照有限系统容量配置的， 而集中式基站 的处理资源与基站控制器 （或无线网络控制器） 、 核心网络及 传输网络等系统配置是相匹配的， 因此关键是合理分配集中式 基站的处理资源、 以下统称系统资源。 以下将以 ¹ WCDMA/PHS 默制式系统为例来对本发明进行阐述，其中 WCDMA是在己有 的 PHS网络基础上进行建设的。 由于 WCDMA建网初期容量 较小而 PHS网络已经具有较完善的容量和覆盖性能，因此关键 是 WCDMA的系统资源分配。

(资源管理方法）

由于采用射频单元拉远的集中式基站结构还使得在多个小 区范围内资源动态分配成为可能。 也就是说， 由于采用了射频 单元拉远的集中式基站结构， 当基于本发明的系统资源调度方 法增加某小区的系统资源时， 可以从集中式基站的资源池中获 得所需的处理资源； 另一方面， 当基于本发明的系统资源调度 方法减少某小区的系统资源时， 由此节省的系统资源可以进入 集中式基站的资源池重新分配给其它小区。 因此，根据本发明， 可基于以下因素之一或者它们的组合但不局限于以下因素对

WCDMA/PHS系统资源进行灵活的调度：

1. 根据小区接入用户所使用的移动终端 （IJE ) 的多模支 持能力， 即区分仅支持 WCDMA 单制式的移动终端和支持 WCDMA/ PHS双制式的移动终端， 进行 WCDMA/PHS系统资 源调度；

2 . 根据小 区 的 业务量（Traffic)或 负 载状况进行 WCDMA/PHS系统资源调度；

3. 根据运营商对 WCDMA及 PHS网络业务量分配、 资费 策略、 用户等级（或优先级别）等运营策略进行 WCDMA/PHS 系统资源调度； 4. 根据 WCDMA及 PHS网络的实时运行状况， 如是否发 生故障、 是否进行设备升级等进行 WCDMA/PHS 系统资源调 度。

根据上述因素， 对共用宽带传输链路及站址等设施的射频 单元拉远的 WCDMA/PHS 双制式集中式基站系统， 优选地， 可基于以下原则对 WCDMA/PHS系统资源进行灵活的调度： 在基于本发明的一个优选实施例中， 若用户使用的是支持 WCDMA/PHS 双制式的移动终端， 则当移动终端所在的 WCDMA 小区的系统资源不足时， 可以将该用户切换到 PHS 网络，从而节省出 WCDMA系统处理资源而同时保证对该用户 的服务不中断。 系统的可用资源决定了系统能够承载的业务 量， 它取决于系统的硬件资源及网络运行状况等因素， 其中网 络运行状况表现为系统是否发生故障、 是否进行设备升级等。 例如， 当一个系统因发生故障或进行设各升级时， 其处理能力 会暂时下降。 当当前业务量接近系统能够承载的业务量， 也就 是说二者的差小于预定阔值时， 就可以认为系统资源不足， 从 而进行上述切换。

在基于本发明的另一个优选实施例中，若某 WCDMA小区 由单制式的 WCDMA移动终端产生的业务量或负载较大，则可 分配相对较多的 WCDMA 系统资源。 由于单制式的 WCDMA 移动终端不能接入 PHS网络，为此应该将较多的系统资源分配 给该小区，以保证单制式的 WCDMA移动终端能获得所需的服 务。 为此， 当某小区由单制式的 WCDMA移动终端产生的业务 量大于预定阈值时， 则针对该小区增加系统资源。

在基于本发明的又一个优选实施例中， 运营商可根据其运 营策略对 WCDMA/PHS 系统资源进行调度， 所述运营策略至 少包括下述之一或者它们的组合： 各移动通信网络的业务量分 配方案、 资费策略和用户等级。 这些策略是运营商基于最大化 运营收入、 WCDMA/PHS 两网的过渡策略、 目标用户群在 WCDMA/PHS两网的分配等因素来设定的。 比如， 在系统资源 许可的前提下， 运营商需要使运营收入最大化， 而运营收入最 大化在系统资源的特定条件下意味着各网络间业务量的特定 分布。 这是本领域技术人员熟知的优化问题， 在此不再赘迷。 在分配两个网络的业务量时，还要考虑其它因素。比如，在 PHS 基础上新建 WCDMA的初期， 可能需要鼓励使用 WCDMA, 那么， 在收费上可能需要对 WCDMA加以优惠， 并在资源许可 的前提下尽量将支持双模式的移动终端接入到 WCDMA 网络 中。 再如， 根据目标用户群的特征以及他们在两个网络之间的 分布， 可以确定各用户的等级， 或者， 用户等级也可以根据服 务合同所承诺的服务质量确定，或者可以约定用户等级。这样， 不同用户等级的用户就优先使用相应的网络。

需要注意， 如前所述， 上面的实施例只是以 PHS 网络和 WCDMA网络作为例子。 本发明完全可以用于其它移动通信网 络。 共存的网络数量 （种类）也可以不限于两种， 而可以是多 种。

所迷运营策略的实现可以有多种方式， 除了如上所述改变 各网絡某小区的可用系统资源外， 还可以通过静态地配置或者 动态地改变所述各阈值来实现。 此外， 当有两个以上的移动通 信网络时， 还可以确定各移动通信网络的切换优先顺序。

显然， 如前所述， 上述各实施例可以任意组合而得到新的 实施例。

(业务引导方法）

根据本发明的另一方面， 为了实现上述原则所要求的 WCDMA/PHS系统资源的调度，可采用网络指导的系统间切换 (Switchover)策略实现业务的引导。 以下将以从 WCDMA切换 到 PHS为例阐述本发明所提出的业务引导方法。

如图 4所示，当 UE接入 WCDMA的无线接入网（步骤 S1 ) 时， 即建立 RRC (无线资源控制）连接时， RNC将要求 UE报 告其多模支持能力 （步骤 S21 )。 与此同时， 基站也向 RNC报 告其当前处理资源占用状况（步骤 S22 )。 然后 RNC可根据系 统设定的运营策略，判断是否需要引导该 UE进入 PHS网络（步 骤 S3 )。 若需要， 则通知该 UE重新接入指定的 PHS网络（步 骤 S4 ) , 该 UE将根据此命令从 WCDMA退出， 即断开已建 立的 RRC连接， 重新接入指定的 PHS网络（步骤 S5 )。 另外， 在所述通知步驟中， 可以将 PHS 网络的系统参数等接入 PHS 网络所需的信息发送给该 ϋΕ，从而加快接入 PHS系统的时间。

其它方面与前述 "资源管理方法" 所述类似， 在此不再重 复。

当然， 也可以在移动终端接入 PHS网络时进行上述引导， 以在合适的条件下将具备双模能力的移动终端接入到 WCDMA网络中。

同样地， 在本实施例中， 移动逸信网络不限于两种， 当然 也不限于 WCDMA和 PHS网络。

上述说明不应视为对本发明保护范围的限制。 相反， 一切 不脱离本发明的实质的变型和等同方案都在本发明的保护范 围之内。

Claims (10)

1. 权 利 要 求

   1. 一种多模无线网络中的资源管理方法， 该多模无线网 络包括共用宽带传输链路和集中式基站站址的多个制式不同 的移动通信网络， 各移动通信网络的集中式基站与共同的基站 控制器或者无线网络控制器相连， 该方法的特征在于根据至少 以下因素之一或者它们的组合实时地使移动终端在不同的移 动通信网络之间进行切换， 或者实时地调整各移动通信网络的 资源分配： 移动终端的多模支持能力、 小区的业务量、 运营策 略以及各网络的实时运行状况。
2. 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 当移动终端 支持一种制式以上的移动通信网络， 并且当移动终端所在的移 动通信网络小区的系统资源和网络运行状况所能支持的业务 量与实际业务量的差小于预定阈值时， 将该移动终端切换到另 一种移动通信网络。
3. 3. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 当某小区由 单制式的移动终端产生的业务量大于预定阔值时， 则针对该小 区增加系统资源。
4. 4. 如权利要求 1到 3之一所述的方法， 其特征在于， 根 据预定的运营策略改变各网络小区的可用系统资源， 或者静态 地配置或者动态地改变所述各阈值以及各移动通信网络的切 换优先顺序。
5. 5. 如权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述预定运 营策略至少包括下述之一或者它们的组合： 各移动通信网络的 业务量分配方案、 资费策略和用户等级。
6. 6. 一种多模无线网络中的业务引导方法， 该多模无线网 络包括共用宽带传输链路和集中式基站站址的多个制式不同 的移动通信网絡， 各移动通信网络的集中式基站与共同的基站 控制器或者无线网络控制器相连， 该方法包括：

   当移动终端接入所述各移动通信网络中的一个时， 移动终 端向基站控制器或者无线网络控制器报告其多模支持能力， 同 时该移动终端所接入的基站也向基站控制器或者无线网络控 制器报告其当前的资源占用状况；

   如杲所迷移动终端支持多模能力， 则根据系统设定的运营 策略， 所述基站控制器或者无线网络控制器判断是否需要将该 移动终端引导到另外的移动通信网络；

   如果以上判断为需要， 则对所述移动终端发出命令； 根据该命令， 移动终端从当前网络退出， 重新接入该命令 指定的移动通信网络。
7. 7. 如权利要求 6 所述的方法， 其中， 所迷命令还包括接 入其指定的移动通信网络所需的信息。
8. 8. 如杈利要求 6或 7所述的方法， 其特征在于， 所述判 断步骤包括： 当当前小区根据预定的运营策略和网络运行状况 所能支持的业务量与实际业务量的差小于预定阈值时， 则确定 需要将该移动终端引导到另外的移动通信网络。
9. 9. 如权利要求 6或 7所述的方法， 其特征在于， 根据预 定运营策略改变各网络小区的可用系统资源， 或者静态地配置 或者动态地改变所述阈值以及各移动通信网络的切换优先顺 序。
10. 10. 如权利要求 6或 7所述的方法， 其特征在于， 所述预 定运营策略至少包括下述之一或者它们的组合： 各移动通信网 络的业务量分配方案、 资费策略和用户等级。