СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПО СЕТИ РАДИОДОСТУПА ПРИ СОТОВОЙ СВЯЗИ
METHOD AND SYSTEM FOR RECEIVING INFORMATION VIA RADIO ACCESS NETWORK IN CELLULAR COMMUNICATION

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способам и системам для получения информации по сети радиодоступа (RAN) сотовых сетей связи.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сотовые сети связи включают базовую сеть для целей коммутации и так называемую сеть радиодоступа (RUN), включающую множество ячеек, предоставляющих услуги мобильным станциям. Сети RAN делятся на области регистрации, которые обычно включают от единиц до сотен смежных ячеек. Сотовые сети связи разрабатываются с наложением смежных ячеек друг на друга, чтобы обеспечить плавный переход мобильных станций между смежными ячейками по мере того, как мобильные станции изменяют свое географическое положение. Ячейки включают регистр конфигурации ячейки (CCR) для хранения информации о конфигурации ячейки, например идентификационные данные ячейки, ее область регистрации, мощность сигнала при циркулярной передаче и т.д.
Мобильные станции имеют два рабочих состояния:
Первое, так называемое состояние по умолчанию, пассивное или состояние ожидания, в котором мобильные станции находятся только в режиме приема. Пассивные мобильные станции располагаются в так называемой обслуживающей ячейке. Пассивные мобильные станции не отправляют отчеты по измерениям в сети радиодоступа, чтобы не расходовать излишнюю энергию батареи и сетевые ресурсы.
Второе, так называемое активное состояние, в котором мобильные станции находятся в режиме двусторонней связи с их главной сетью. Активные мобильные станции расположены, по меньшей мере, в одной из так называемых обслуживающих ячеек. Обслуживающие ячейки могут изменяться в течение двунаправленного сеанса связи, но начальная обслуживающая ячейка активной мобильной станции является последней обслуживаемой ячейкой, когда она находится в пассивном состоянии перед переходом в активное состояние. Активные мобильные станции отправляют отчеты по измерениям в сеть радиодоступа, включая среди прочего, по меньшей мере, одну обслуживающую ячейку, качество принятого сигнала и т.д.
Мобильные станции снабжаются встроенным собственным механизмом определением местонахождения ячейки (CCD) для периодического определения местонахождения предпочтительной обслуживаемой ячейки из двух или нескольких доступных обслуживаемых ячеек для получения сервисных услуг в их пассивном состоянии. Пассивные мобильные станции автоматически переключаются в свои активные состояния, чтобы загрузить отчеты о событиях в областях регистрации в свою базовую сеть в случае изменения их областей регистрации из-за возможных изменений в их географическом положении, предпочтительной обслуживаемой ячейке и т.д. Эти отчеты о событиях в областях регистрации важны для помощи базовой сети при направлении услуг на мобильные станции.
Операторы сотовой сети связи должны поддерживать высокий уровень услуг и постоянно отвечать на возрастающий спрос на услуги, увеличивая области охвата, повышая пропускную способность по трафику, создавая новые услуги и лучшее качество обслуживания. Такие услуги требуют, чтобы операторы сотовой сети постоянно контролировали состояние и условия всей сети и решали большое количество задач, которые влияют на различные части абонентского и сетевого опыта. В настоящее время операторы сотовой сети имеют три основных источника информации, на которые они могут положиться для обнаружения и диагностирования сетевых проблем, таких как неправильное распределение нагрузки, низкое качество обслуживания, прерванные вызовы, срыв покрытия и т.д. Этими источниками информации являются следующие:
(a) Отчеты по измерениям сигналов, передаваемые активными мобильными станциями в течение их сеансов связи. Однако активные мобильные станции обычно составляют не более чем около 10% всего абонентского состава оператора сотовой сети и, следовательно, такая информация требует продолжительного по времени сбора и является статистической по своей природе.
(b) Так называемые ходовые испытания с использованием транспортных средств, оборудованных GPS и мобильными станциями и перемещающихся по предопределенным маршрутам. Такой сбор информации связан с потреблением времени и ресурсов и не предоставляет операторам сотовой сети репрезентативную информацию в реальном времени о состоянии всей сети и отдельных областей, где абоненты могли бы иметь худшее качество связи.
(c) Системы функциональной поддержки оператора (OSS), которые контролируют интерфейсы между сетевыми объектами. Чтобы получить такую информацию, система должна развертывать датчики в нескольких интерфейсах и анализировать их данные. Этот подход полагается на обнаружение аномалий в потоке данных, чтобы найти и проанализировать возникающие проблемы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В целом настоящее изобретение относится к способу и системе для получения через сеть радиодоступа (RAN) информации от пассивных мобильных станций 3, чтобы контролировать, анализировать и обеспечить надлежащую работу сотовых сетей связи и/или обнаружить расположение MS. Настоящее изобретение выполняет действия на уровне базовой сети (CN), которая, в свою очередь, создает каузативный трафик, на котором выводится информация через сеть RAN.
Сетевая операционная система (NOS) по настоящему изобретению включает модуль изменения конфигурации обслуживающих ячеек (СССМ) для изменения величины одного или нескольких параметров обслуживаемой ячейки путем обработки механизмами CCD пассивных мобильных станций в режиме ожидания на обслуживаемой ячейке для того, чтобы определить, должны ли они оставаться в своей обслуживаемой ячейке или перейти на соседнюю ячейку для целей приема или не входить в сервисный режим, если никакая ячейка не может предоставить соответствующий сервис. Пассивные мобильные станции переключаются в режим создания отчетов, в котором они загружают отчеты о событиях при определенных обстоятельствах. Система NOS также включает модуль сбора отчетов о событиях (REA) для получения загруженных событий создания отчетов. Система NOS дополнительно включает модуль анализа работы сети (NOA) для того, чтобы обработать загруженные отчеты о событиях с целью определения метрик сетевых операций и предоставления информации об одной или нескольких мобильных станциях.
Настоящее изобретение может создавать различные типы информации RAN в соответствии с выбранным параметром ССТ. Без какого-либо ограничения:
NOS по настоящему изобретению может быть реализована в одном из двух предпочтительных примеров воплощения следующим образом:
В первом примере воплощения управления мобильной станцией (MS), в котором модуль СССМ изменяет фактические величины выбранных ячеек CCR для того, чтобы обработать собственным механизмом пассивных мобильных станций CCD. В этом примере воплощения пассивные мобильные станции загружают убытия создания отчетов, иллюстрирующие реальные изменения во взаимосвязях между собственной сетью и их главной сетью. Примерные отчеты о событиях включают среди прочего обновления GSM и UMTS LAC, обновления GSM и UMTS RAC и т.д.
Во втором примере воплощения обеспечивается помощь клиенту, когда, по меньшей мере, некоторые мобильные устройства снабжены подходящими аппаратными средствами или программным обеспечением для выполнения приложения клиента, включая средство моделирования CCD, которое работает таким же образом, как его собственный механизм CCD. В этом случае модуль СССМ отправляет двухточечное сообщение (РТМР) пассивным мобильным станциям, расположенным на выбранной ячейке с моделируемыми величинами CCR для обработки средством моделирования CCD. Средство моделирования CCD загружает отчеты о событиях, которые характерны для изменения во взаимосвязи между пассивной мобильной станцией и их главной сетью, если они были загружены собственным механизмом CCD. Такие отчеты о событиях могут быть загружены через различные сигнальные сообщения, SMS, через сеанс передачи данных и т.д. Предпочтительно дополнительные сообщения могут содержать дополнительные данные, такие как координаты GPS (в случае если устройство имеет модуль GPS) и другие локальные данные, хранящиеся в устройстве.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения теперь будут описаны не ограничивающие изобретение примеры воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные части обозначены одинаковыми цифровыми позициями и на которых:
Фигура 1 - сотовая сеть связи.
Фигура 2А - регистр конфигурации ячейки, содержащий информацию о типичной конфигурации ячейки.
Фигура 2В - регистр конфигурации ячейки UMTS, содержащий информацию о конфигурации ячейки UMTS.
Фигура 3 - блок-схема, иллюстрирующая работу механизма определения местонахождения обслуживаемой ячейки (CCD) с целью определения обслуживаемой ячейки пассивной мобильной станции.
Фигура 4 - схема события, иллюстрирующая упрощенную MS, инициирующую процедуру обновления области регистрации.
Фигура 5 - графическое представление работы мобильной станции, переключающейся между своим активным состоянием и пассивным состоянием.
Фигура 6 - графическое изображение мощности принятого сигнала, полученного с антенны ячейки.
Фигура 7 - начальное состояние четырех мобильных станций, расположенных на двух перекрывающих друг друга ячейках, выделенных различным областям регистрации.
Фигура 8А - более позднее состояние четырех мобильных станций фигуры 7, когда одна из мобильных станций перемещается в новую ячейку в результате физического перемещения из области охвата предыдущей обслуживаемой ячейки.
Фигура 8В - более позднее состояние четырех мобильных станций фигуры 7, когда одна из мобильных станций перемещается на новую ячейку для размещения на ней в результате радиопомехи, которая ухудшила качество сигнала от предыдущей обслуживаемой ячейки.
Фигура 9 - схематическая иллюстрация работы NOS высокого уровня.
Фигура 10 - схематическая иллюстрация работы NOS высокого уровня по настоящему изобретению.
Фигура 11 - схематическая иллюстрация работы NOS высокого уровня для получения информация о сегментации с пассивной мобильной станции (PMS) в соответствии с настоящим изобретением.
Фигура 12 - схематическая иллюстрация работы мобильной станции (MS), управляемой сетевой операционной системой (NOS) в соответствии с первым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения.
Фигура 13 - сотовая сеть связи, включающая мобильную станцию (MS), управляемую сетевой операционной системой (NOS) в соответствии с первым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения.
Фигура 14 - подробная блок-схема работы NOS, управляющей станцией MS фигуры 12 для получения информацию о сегментации PMS.
Фигура 15 - схематическая иллюстрация работы сетевой операционной системы (NOS), помогающей клиенту в соответствии со вторым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения.
Фигура 16 - сотовая сеть связи, включающая помогающую клиенту сетевую операционную систему (NOS) в соответствии со вторым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения.
Фигура 17 - высокоуровневая блок-схема работы средства моделирования CCD стороны клиента в соответствии со вторым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения.
Фигура 18 - подробная блок-схема работы помогающей клиенту системы NOS фигуры 15 для получения информацию о сегментации PMS.
Фигура 19 - графическое представление пяти пассивных мобильных устройств, расположенных на двух перекрывающих друг друга ячейках.
Фигуры 20A-20D - таблицы, иллюстрирующие способ сегментации PMS, включая мобильную станцию (MS), управляемую сетевой операционной системой (NOS) в соответствии с первым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения.
Фигуры 21A-21D - таблицы, иллюстрирующие способ сегментации PMS, включая помогающую клиенту сетевую операционную систему (NOS), в соответствии со вторым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения.
Фигуры 22А-22В показывают конечный результат сегментации PMS.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описывается со ссылкой на UMTS (универсальную мобильную телекоммуникационную систему). Настоящее изобретение с равным успехом может быть применено к любой сотовой телекоммуникационной системе, обеспечивающей услуги связи для мобильной станции, перемещающейся между ячейками. Например, такие сотовые телекоммуникационные системы могут использовать различные методики множественного доступа, такие как частотное мультиплексирование (FDM), мультиплексирование с временным уплотнением (TDM), мультиплексная передача с кодовым уплотнением каналов (CDM), проект партнерства третьего поколения (3GPP), системы долговременного развития (LTE) и другие.
В области техники известны подходы для максимального увеличения пропускной способности и качества обслуживания сотовой сети. Такие подходы обычно включают контроль и корректировку трафика при связи между активными мобильными станциями.
Приближая настоящее изобретение к практике, отметим, что изобретатели исходили из того, что качество обслуживания сотовой сети может быть улучшено, контролируя параметры, связанные с радиосвязью, например, между неактивными мобильными станциями и сетью и соответственно корректируя сетевые параметры, например, чтобы направить мобильную станцию к подходящей предварительно убранной соседней ячейке.
Хотя контроль сетевых ресурсов с целью управления неактивными мобильными станциями уже был предложен в уровне техники (US 7187934), такое управление мобильными станциями осуществляется за счет изменения параметров антенны и являются, таким образом, реализацией метода проб и ошибок с непредсказуемыми результатами. Заявители настоящей заявки разработали систему, которая позволяет контролировать неактивные мобильные станции ячейки, запрашивая сеть радиодоступа для информации, относящейся к параметру или параметрам, характеризующим неактивные мобильные станции. В настоящей системе используется кабелепровод между контроллером радиодоступа и базовой сетью, чтобы отправить сигнал сети радиодоступа и получить соответствующий отклик по данным коммутации, переданный от контроллера радиодоступа до базовой сети. При использовании аналитических алгоритмов сигнала текущая система может проанализировать обратный сигнал и получить информацию, относящуюся к конкретным параметрам устройства, и может изменить сетевые параметры, чтобы максимизировать пропускную способность сети, улучшение обслуживания и т.д.
Настоящее изобретение будет теперь описано более подробно, начиная с описания сотовой сети и ее работы, как показано на фигурах 1-8В.
Терминология:
Активная MS
Состояние, в котором мобильные станции находятся в сеансе двусторонней связи с их главной сетью
ARSS
Абсолютная мощность принятого сигнала - абсолютное измерение, которое зависит от местоположения пассивной мобильной станции в ее обслуживаемой ячейке, ее местоположения в здании, наличия радиочастотных помех и т.д. Системы UMTS вычисляют ARSS, используя функцию E<sub>c</sub>/N<sub>0</sub> в дБ или RSCP в дБм.
BCC
Лучшая обслуживаемая ячейка - процедура, используемая механизмом CCD, чтобы найти лучшую ячейку для обслуживания.
Обслуживаемая ячейка
Ячейка, которая будет использована для инициирования связи с мобильной станцией.
Модуль СССМ
Модуль управления конфигурацией обслуживаемой ячейки с помощью системы NOS для информации о реконфигурации новой ячейке для выбранной ячейки.
Средство моделирования CCD
Клиент установлен на мобильной станции, которая работает так же, как ее собственный механизм CCD, и может принимать команды от модуля СССМ.
CCI
Информация о конфигурации ячейки в CCR.
CCT
Порог обслуживаемой ячейка - порог, который передается широковещательно от ячейки на все пассивные мобильные станции, расположенные этой ячейке с целью определения порога обслуживания на ячейке. Порогом, например, может быть качество/мощность сигнала, принятого от обслуживаемой ячейки.
CCR
Регистр конфигурации ячейки - каждая ячейка имеет CCR для хранения информации о конфигурации ячейки.
MS
Мобильная станция - мобильное коммуникационное устройство.
Собственный CCD
На мобильных станциях устанавливаются собственный механизм для определения местонахождения ячейки (CCD) для периодического определения предпочтительной обслуживаемой ячейки из двух или нескольких доступных обслуживаемых ячеек для получения услуг в их пассивном состоянии.
Модуль BOA
Модуль анализа сетевых операций - модуль NOS для обработки отчетов о событиях загрузки для определения метрик сетевых операций и обеспечения информации об одной или нескольких мобильных станциях.
NOS
Сетевая операционная система для получения информации о сети радиодоступа (RAN) от пассивных мобильных станций для контроля, анализа и, дополнительно, для устранения сбоев в работе сотовой сети связи.
Пассивная MS
Состояния мобильных станций по умолчанию, в которых они находятся только в режиме приема.
Сегментация PMS
Сегментация пассивной мобильной станции - информации о типе RAN с целью определения мощности сигнала, принимаемого пассивными мобильными станциями, расположенными на выбранной области регистрации ячейки.
RA
Область регистрации - область, на которой мобильные станции могут перемещаться без необходимости выполнять регистрацию местоположения. Важно для помощи главной сети при маршрутизации входящего сервиса на мобильные станции.
Модуль REA
Модуль создание отчетов о событиях - модуль NOS для получения отчетов о событиях загрузки.
RM
Режим создания отчетов - состояние, в котором мобильные станции обязаны загружать отчеты о событиях при определенных обстоятельствах.
RRSS
Относительная мощность принятого сигнала - мощность, измеренная между выбранной ячейкой и одной или несколькими соседними ячейками.
Обслуживающая ячейка
Ячейка, используемая для двусторонней связи.
SCC
Подходящая обслуживаемая ячейка - процедура используемая механизмом CCD, чтобы отфильтровать ячейки, которые не могут обеспечить предопределенное качество обслуживания (QOS) и, следовательно, считаются неподходящими.
На фигуре 1 представлена основная схема сотовой сети связи 100, условно разделенная на базовую сеть (CN) 101 и сеть радиодоступа (RUN) 102, соединенную с главной сетью 101 через интерфейс, например интерфейс UMTS Iu. Базовая главная сеть 101 включает следующие основные сетевые объекты: центр коммутации мобильной связи (MSC) 103, регистр местонахождения посетителя (VLR) 104 и регистр исходного расположения (HLR) 105. Сеть RAN 102 включает контроллер радиосети (RNC) 106, соединенный с антеннами 107 через интерфейс, например интерфейс UMTS.
Каждая антенна 107 ячейки связи включает регистр конфигурации ячейки (CCR) 108 для определения ее конфигурации и обеспечения обслуживание мобильных станций, расположенных в этой ячейке 109. Регистры CCR 108 позволяют сетевым операторам создавать различные конфигурации ячейки для каждой ячейки 109 в зависимости от потребностей в зоне обслуживания ячейки. Некоторая информация о конфигурации ячейки (CCI) влияет на расположенное MS, SCC и на процедуру ВСС, другая CCI может управлять широковещательным сообщением, отправляемым ячейкой ко всем MS для различных целей, как для защиты, так и для коммерческих целей.
Сеть 100 включает систему оперативной поддержки (OSS) 110, соединенную с сетевыми объектами для того, чтобы помочь в управлении работой сети. Система OSS 110 поддерживает несколько функций, таких как обнаружение неисправности, производительность, безопасность, конфигурация и т.д.
На фигуре 2А показан регистр конфигурации ячейки (CCR) 108, включающий некоторую типичную информацию о конфигурации ячейки (CCI), используемый в сотовых сетях связи. Регистры CCR 108, прежде всего, управляют RNC 106 и OSS 110. Регистр CCI обычно включает среди прочего идентификатор ячейки для идентификации ячейки мобильными станциями; область регистрации с указанием на выделение ячеек группе ячеек или области обслуживания для более эффективной маршрутизации при передаче сигналов на мобильные станции; пороги обслуживаемых ячеек для определения, могут ли мобильные станции переместиться на данную ячейку, и радио-конфигурацию для конфигурации различных аспектов радиокомпонента ячейки.
Фигура 2В иллюстрирует CCR UTMS 108 с примерными параметрами, определяемыми UTMS, например, идентификацию ячейки для параметра идентификатора (ID) ячейки; и код локальной области (LAC) для параметра области регистрации. Пороги обслуживаемых ячеек включают среди прочего Qrxlevmin и Qqualmin, которые определяют минимальный необходимый уровень приема и уровень качества соответственно для местоположения в ячейке (Qoffset), который определяет смещение между двумя ячейками для повторного выбора ячейки.
Классификация мобильных станций
Мобильные станции классифицируются как находящиеся в одном из двух действующих состояний следующим образом:
"пассивное" или "неактивное" состояние означает, что мобильная станция не является активной, участвующей в сеансе связи и, следовательно, не требует сетевых ресурсов. Мобильные станции в пассивном состоянии являются пассивными/неактивными мобильными станциями, именуемыми в дальнейшем пассивным/неактивными MS.
"Активное" состояние означает, что мобильная станция активно участвует в сеансе связи и, следовательно, требует сетевых ресурсов. Мобильные станции в активном состоянии являются активными мобильными станциями, именуемыми в дальнейшем активными мобильными станциями или активным MS. Другие используемые термины относятся к режиму соединения или выделения.
Работа пассивных мобильных станций
Пассивные мобильные станции контролируют сетевые радиоканалы и периодически выполняют определенные подпрограммы обслуживания, чтобы помочь в локализации доступных ресурсов для установления активных сеансов связи. Подпрограммы обслуживания включают:
1. Работу механизма CCD для того, чтобы периодически определять предпочтительную ячейку из двух или нескольких доступных ячеек в целях обслуживания, а именно для получения услуг. Примерные механизмы CCD включают среди прочего выбор и повторный выбор ячейки GSM, выбор и повторный выбор ячейки UMTS и тому подобное.
2. Прослушивание пейджинговых сообщений.
3. Обновление регистрации, когда это необходимо. Примерные обновления регистрации включают среди прочего обновление кода области местоположения UMTS и т.д.
Сеть 100 не знает, на каких ячейках расположены пассивные мобильные станции, и не могут вмешиваться или влиять на расположение конкретных мобильных станций.
Работа активных мобильных станций
Сеть RAN 102 управляет активными мобильными станциями. Сеть RAN 102 указывает каждой активной мобильной станции, из какой ячейки или ячеек она должна получать услуги. Кроме того, RAN 102 выдает каждому активной мобильной станции команду на выполнение измерений на ячейках выбранной сетью RAN 102. Эти данные посылаются как отчеты об измерениях в сеть RAN 102 для обработки различными сетевыми элементами, такими как RNC в сети UMTS. Отчеты об измерениях, отправленные активными мобильными станциями, крайне важны для успешного проведения сеансов связи. Отчеты об измерениях обеспечивают RAN 102 различными параметрами, такими как мощность принятого сигнала обслуживающей ячейки и ее соседних ячеек.
Активные мобильные станции могут дополнительно отправлять отчеты о событиях, которые произошли в течение активного сеанса связи. Один тип события, например, - случай, когда мобильная станция нашла ячейку, которая может предоставить лучшую услугу, чем ячейка, с которой SM получает услуги в настоящий момент. Другой тип события - когда мобильная станция обнаруживает, что мощность сигнала получения от ее одной или нескольких обслуживающих ячеек ниже определенного порога. Такая информация помогает RAN определять лучший способ обслуживания ее мобильных станций с точки зрения выделения нескольких ресурсов, корректируя мощность передачи мобильной станции, выполняя эстафетные передачи между ячейками и тому подобное.
Определение механизма обслуживаемой ячейки (CCD)
Фигура 3 - блок-схема, иллюстрирующая работу механизма CCD для поддержки мобильной станции, расположенной на лучшей ячейке из имеющихся ячеек. Если мобильная станция перемещается или имеет место изменение в состоянии сети, для мобильного телефона может быть необходимо сменить ячейку, в которой она расположена. При нормальных условиях, когда мобильные станции находятся в пассивном режиме, мобильные станции контролируют несколько ячеек и информация, отправляемая по широковещательным каналам, включает важную информацию, такую как пейджинговая информация, информация о системе и информация об измерениях пропускной способности ячейки. Этот процесс выполняется периодически через короткие промежутки времени.
Технический стандарт 3GPP TS-25.304 UMTS называемый "Пользовательское оборудование (UE), процедуры в нерабочем режиме и процедуры для повторного выбора ячейки в режиме соединения" реализуют механизм CCD.
Механизм CCD выполняет следующие стадии:
Стадия 301: MS сканирует радиосигналы ячеек сети.
Стадия 302: Если MS не находит одну или несколько ячейки, он не вводит сервисный режим 303 и конечный пользователь не может принимать сотовые услуги. Если MS находит одну или несколько ячеек, MS продолжает искать лучшую ячейку для сервиса и переходит на стадию 304.
Стадия 304: MS использует процедуру поиска подходящей обслуживаемой ячейки (SCC), для оценки каждой обнаруженной ячейки, чтобы отфильтровать ячейки, которые не могут обеспечить предопределенное качество обслуживания (QOS) и, следовательно, считаются неподходящими. Процедура SCC известна как выбор ячейки в UMTS.
Стадия 305: Если никакие ячейки не проходят процедуру SCC, MS не вводит сервисный режим 303, в противном случае, MS переходит на стадию 306.
Стадия 306: MS использует процедуру поиска лучшей обслуживаемой ячейки (ВСС), чтобы повторно оценить все ячейи, которые были сочтены подходящими для обслуживания, чтобы найти лучшую ячейку для обслуживания. Процесс оценки включает использование измерений сигнала и информацию, полученную от каждой ячейки. Процедура ВСС известна как повторный выбор ячейки в UMTS.
Стадия 307: MS переходит на ячейку, которая была сочтена наилучшей для облуживания.
Процедура обновления области регистрации
Стандарты сотовой связи определяют событие так называемого обновления области регистрации (RAU), чтобы принять текущую область регистрации (RA) всех пассивных и активных мобильных станций и помочь сетям в маршрутизации передач данных к ним.
События RAU могут быть инициированы в трех режимах следующим образом:
Нормальные RAU: события RAU, инициированные автоматически, когда мобильная станция принимает решение перейти на ячейку от ее предыдущей обслуживаемой ячейки на ячейку в другой области регистрации.
Периодические RAU: события RAU, инициированные автоматически механизмом синхронизации, встроенным в мобильные станции. Механизм синхронизации устанавливается сетью, и обновление RAU инициируется по истечении предопределенного времени. Механизм синхронизации автоматически сбрасывается к его максимальной продолжительности каждый раз, когда мобильная станция становится активной.
Коммутируемые RAU: события RAU инициируются автоматически, когда мобильные станции включаются и выключаются. Включение инициирует присоединение к событию RAU. Выключение инициирует отключение от события RAU.
В системе UMTS и GSM, RAU также известно как код области обновления (LAC) и код области маршрутизации (РАС).
На фигуре 4 представлена схема события для MS, инициирующей процедуру инициализации RAU любым из трех событий: нормального, периодического и коммутируемого. Последовательность событий представлена следующим образом:
Стадия 400: MS посылает запрос RAU на RNC 106. Запрос RAU включает новый идентификатор RA и предыдущий идентификатор RA в случае нормального RAU. Запрос RAU также определяет тип события, которое инициировало запрос на обновление идентификатора MS.
Стадия 401: RNC 106 передает запрос RAU на MSC 103 с идентификатором MS.
Стадия 402: MSC 103 передает сообщение прием/отклонение RAU 402 на RNC 106, адресуемый идентификатором, определенным в сообщении на запрос RAU.
Стадия 403: RNC 106 передает сообщение прием/отклонение RAU на MS, пославшей запрос.
Фигура 5 - графическое изображение шкалы времени работы мобильной станции, переключающейся между ее активным режимом, представленным как +1 и пассивным режимом, представленным как -1. Мобильная станция остается в своем значении по умолчанию в пассивном режиме за исключением времени, когда она находится в сеансе связи, например, при речевом вызове, в режиме передачи данных и при выполнении обновления области регистрации (RAU). События RAU обычно являются очень короткими сеансами связи, длящимися всего несколько секунд.
На фигуре 6 показана антенна 107 ячейки для широковещательных передач радиосигнала через плоскую ячейку 109, на фигуре 6 также показано теоретическое линейное соотношение между мощностью сигнала, временем ответа MS и расстоянием от антенны 107. В случае если ячейка 109 имеет минимальный порог обслуживаемой ячейки (ССТ) порядка -110 дБм, все три пассивных мобильных станции MS-1, MS-2 и MS-3 будут находиться в ячейке и могут принимать услуги в их активном состоянии. Установка ячейки ССТ на -70 дБм выводит мобильную станцию MS-3 из состояния ожидания в обслуживаемой ячейке. Точно так же установка ячейки ССТ на -50 дБм выводит мобильную станцию MS-2 из состояния ожидания в ячейке. В настоящее время все главные стандарты SCC и ВСС основаны только на мощности/качестве радиосигнала. Будущие стандарты могут проектировать процедуры MS, SCC и/или ВСС, основанные на ретрансляции временной характеристики сигнала, расстоянии между MS и ячейкой и на других параметрах. Будущий стандарт также мог бы определить различные параметры ССТ как порог чувствительности, порог времени и расстояния и т.д. Приведенный выше пример также справедлив в случаях, где параметр ССТ не будет основан на мощности/качестве радиосигнала, но будет основан на времени ответа на сигнал, расстоянии или на каком-либо другом параметре.
На фигурах 7 и 8А/В представлены четыре мобильных станции MS-1, MS-2, MS-3 и MS-4, расположенные на двух перекрывающих друг друга ячейках 109А и 109В. Ячейка 109А выделена для RA 1111. Ячейка 109В выделена для RA 2222. Фигура 7 иллюстрирует мобильные станции MS-1 и MS-2, расположенные в ячейке 109А, и мобильные станции MS-3 и MS-4, расположенные в ячейке 109В, включая измеренную мощность сигнала от каждой ячейки. На фигуре 8А показана мобильная станция MS-1, физически перемещающуюся из зоны охвата ячейки 109А в зону охвата ячейки 109В, после чего она перемещается в ячейку 109В и выдает событие Normal RAU.
Фигура 8В иллюстрирует мобильную станцию MS-1, переходящую в режим ожидания в ячейке 109В в результате радиопомехи 802, возникшей в зоне охвата ячейки 109А и ухудшавшей качество принимаемого сигнала в ячейке 109А, таким образом, MS-1 перемещается в режим ожидания в ячейке 109В, которая имеет лучшее качество сигнала. Повторный выбор ячейки станцией MS-1 выдает сообщение о событии Normal RAU. Радиопомеха может быть результатом электромагнитной широковещательной передачи, которые вызывают интерференцию при передаче сигнала от ячейки.
Фигуры 9-22В иллюстрируют примеры применения настоящего изобретения.
Фигура 9 иллюстрирует принцип действия системы, которая упоминается здесь как сетевая операционная система (NOS) 901.
NOS 901 может быть реализована как мобильная станция (MS), управляющая NOS, или NOS помощи клиенту.
Система NOS, управляющая мобильной станцией (MS), представлена в конфигурации, показанной на фигуре 13, которая описывается ниже более подробно.
NOS, помогающая клиенту, имеет конфигурацию, показанную на фигуре 16, которая описывается ниже более подробно.
Независимо от используемой конфигурации сетевая операционная система (NOS) 5901 посылает, по меньшей мере, один сигнал, включающий инициирующее событие 902 на RAN 903. Инициирующее событие 902 направляется на конкретную ячейку RAN 903 и содержит определенное значение порога ССТ.
Инициирующее событие 902 разработано, чтобы выявить определенный ответ от RAN 903, и, таким образом, включает информацию о сигнале, которая инициирует MS, расположенную на инициированной ячейке, чтобы повторно определить, продолжить ли нахождение в ячейке или переместиться в другую ячейку и обеспечить посылку сигнала о таком перемещении в базовую сеть.
Инициирующее событие 902 активирует любую MS (на фигуре 9 не показана), расположенную на инициированной ячейке, которая не соответствует ССТ. Соответствие MS порогу ССТ с ячейкой, на которой расположена MS, зависит от потенциального приема радиосигнала с антенны, на который могут влиять мощность, наклон, азимут или любое другое физическое свойство антенны.
Активированная MS затем передает ориентированные по RAN данные (RANOD) на RAN 903. Эти данные включают, например, сообщения, которые RAN 903 принимают от MS и используют для предоставления соответствующих услуг радиосвязи, которые позволяют MS связываться друг с другом и с другими устройствами.
Мобильные станции также передают информацию, которая не относится к услугам радиосвязи (905); такая информация включает, например, сообщения, которые CN получает от RAN 903 по услугам маршрутизации, обновлению UMTS LAC, обновлению RAC и по переключению вызова и сеанса. RAN 903 принимает все данные, переданные MS, но передает только информацию 905, не имеющую прямого отношения к CN 900. NOS 901 затем собирает эту информацию 905 из сети на более высоком уровне иерархии, чем RAN 903, например через базовую сеть, общедоступную сеть, через сообщения SMS или веб-сайт.
Не имеющая прямого отношения радиоинформация 905 включает данные, сформированные при инициировании события 902, когда данные включают обновления LAC/RAC. Таким образом, передавая инициирующее событие 902 на RAN 903 и собирая не имеющую прямого отношения информацию 905 из сети, NOS 901 может получить информацию RAN 903.
Информация, полученная при инициировании события 902, может использоваться для определения различной информации RAN, которая принята от пассивной MS, расположенной на инициированной ячейке. Такой информацией RAN может быть, например, мощность/качество сигнала, время реакции MS, расстояние MS от ячейки.
Информация RAN, полученная из инициирования события 902, может использоваться, чтобы выполнить следующие действия:
(i) Анализ качества обслуживания ячейки (QOS): когда NOS будет работать на любой данной сетевой ячейке, используя параметры ССТ мощность/качество, она создает карту покрытия с указанием общей мощности/качества сигнала, которая принимается MS, расположенной на определенной ячейке и дополнительно от соседних ячеек. Такие результаты могут указать, предоставляет ли ячейка хорошее обслуживание абонентов на этой ячейке или нет.
(ii) Анализ QOS сигнала, принятого MS: NOS также может работать на определенной ячейке, используя MS, расположенную на этой ячейке. Поскольку NOS работает на всех пассивных MS, расположенных в ячейке, а не на единственной MS, можно сравнить полученную информацию RAN (такую как мощность/качество сигнала обслуживаемой ячейки и дополнительно соседних ячеек) проверяемой MS относительно всех других MS, расположенных на той же ячейке. Такие результаты могут указать, принимала ли MS сигналы с плохими характеристиками QOS, тогда как другие MS на тех же обслуживающих ячейках этого не делали, следовательно, предлагая высокую вероятность отказа на этой MS.
(iii) Вычисление примерного местоположения MS: когда NOS работает на любой заданной ячейке, используя параметры мощности/качества ССТ, конечный результат будет списком абонентов, расположенных в ячейке, и мощность/качество сигнала, принятого на данной ячейке и, дополнительно, на соседних ячейках. Такая информация может использоваться для оценки географического положения каждой MS.
(iv) Создание матрицы отношения ячейки (CRM)-NOS может определить радиоперекрытие между любыми двумя ячейками. Используя векторные параметры ССТ, можно потребовать, чтобы MS не компилировала с параметром ССТ для изменения своей обслуживаемой ячейки на конкретную соседнюю ячейку. В случае перемещения MS от исходной проверенной ячейки до назначенной соседней ячейки, это указывает, что между двумя ячейками существует радиоперекрытие сигнала. Дополнительно, мощность/качество сигнала соседней ячейки может быть выведено NOS, как объяснено выше. Кроме того, поскольку общее количество MS, расположенных в ячейке, так же, как число MS, которые могут получать услуги от соседней ячейки, известно NOS, а мощность или вес перекрытия могут быть вычислены, несколько приложений могут использовать CRM, чтобы получить быстрый, точный и надежный результат на других системах:
i. Распределение нагрузки: если ресурсы ячейки перегружены, трафик может быть перенесен на соседние ячейки. Матрица CRM позволяет системе узнать, какие соседние ячейки могут принять трафик от перегруженной ячейки и сколько трафика может быть передано каждому соседу при гарантии сохранения определенного стандарта качества QOS. Следовательно, можно обеспечить защиту обоих неактивных абонентов от перегрузки ячейки и сохранить правильную пропорцию подходящих соседних ячеек, предотвращая, таким образом, возможную перегрузку. Кроме того, система может передавать активные MS на лучшую соседнюю ячейку, учитывая данные CRM и текущую нагрузку соседних ячеек.
ii. Энергосбережение: в период низкой пропускной способности по трафику (что имеет место в ночное время) некоторые ячейки могут быть отключены, обеспечивая, таким образом, энергосбережение и уменьшение затраты со стороны сетевого оператора. Не каждая ячейка может быть выключена, потому что некоторые из них являются критическими в смысле обеспечения покрытия и выключение этих ячеек создаст дыру в покрытии. Следовательно, используя CRM, система может классифицировать каждую ячейку, как важную или неважную для покрытия. Таким образом, при низких требованиях к трафику система будет выключать ячейки, которые не являются важными для покрытия, и включит их, когда требования к трафику снова повысятся.
iii. Оптимизация списка соседей: поскольку CRM обеспечивает количественные данные о перекрытии сигнала между двумя ячейками, система может обнаружить в списке соседей предварительно сконфигурированные соседние ячейки, которые являются избыточными и должны быть удалены из списка соседей. Кроме того, система сможет найти другие ячейки, которые не находятся в списке соседей, но перекрывают изучаемую ячейку и, следовательно, должны быть добавлены. Оптимальный список соседей уменьшит количество выпавших ячеек и повысит общие показатели QOS и использование сетевого ресурса.
Фигуры 10-22В описывают работу системы по настоящему изобретению более подробно.
Фигура 10 является обобщенной блок-схемой, иллюстрирующей работу NOS 901:
Стадия 1000: выбор ячейки для получения информации RAN от пассивных мобильных станций, расположенных на выбранной ячейке.
Стадия 1001: отправка радиосообщения об инициировании на выбранную ячейку;
Стадия 1002: активированная MS передает широковещательные ориентированные на коммутацию данные (SOD);
Стадия 1003: отбор SOD у выбранной ячейки;
Стадия 1004: преобразование ориентированных на коммутацию данных (SOD) в радиоориентированные данные (ROD);
Стадия 1005: конец;
Фигура 11 - блок-схема, иллюстрирующая работу NOS 901 при получении информации о сегментации пассивной мобильной станции в выбранной ячейке:
Стадия 1100: выбор ячейки для целей сегментации PMS.
Стадия 1101: выбор параметра сегментации из списка сегментации абсолютной мощности принятого сигнала (ARSS), сегментации относительной мощности принятого сигнала (RRSS) и объединенной сегментации ARSS/RRSS. Параметр сегментации может быть любым параметром ССТ, включая, без ограничения, абсолютную мощность принятого сигнала (ARSS), такую как UMTS Qrxlevmin, Qqualmin или относительную мощность принятого сигнала (RRSS), такую как UMTS Qoffset или любые другие пороги, такие как максимальное время реакции, максимальное расстояние MS от ячейки, класс доступа MS, число обнаруженных соседних ячеек и т.д.
Стадия 1102: модуль СССМ 1601 активирует режим создания отчетов в выбранной ячейке.
Стадия 1103: модуль СССМ 1601 устанавливает новый порог обслуживаемой ячейки (ССТ), по меньшей мере, для одного параметра обслуживаемой ячейки. В различной сегментации PMS используются различные параметры ССТ. Например, в сегментации ARSS используются параметры подходящей обслуживаемой ячейки (SCC); в сегментации RRSS используется лучшие параметры обслуживаемой ячейки (ВСС) и в объединенной сегментации ARSS/RRSS используются SCC и ВСС.
Стадия 1104: модуль REA 1602 собирает отчеты о событиях преобладающих ССТ.
Стадия 1105: модуль СССМ 1601 ступенчато увеличивает или уменьшает порог обслуживаемой ячейки до нового порога обслуживаемой ячейки.
Стадии 1703-1705 повторяются для предопределенного диапазона порогов обслуживаемой ячейки.
Стадия 1106: модуль СССМ 1601 деактивирует режим создания отчетов в ячейке.
Стадия 1107: модуль СССМ 1601 возвращает ячейки CCI к их первоначальной конфигурации.
Стадия 1108: модуль NOA 1603 обеспечивает выбранную сегментацию пассивных мобильных станций на выбранной ячейке.
Фигура 12 иллюстрирует работу мобильной станции (MS), управляемой сетевой операционной системой (NOS) в соответствии с первым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения. Сетевая операционная система (NOS) 1201 посылает инициирующее событие 1202 через CN 1200 на RAN 1203. Инициирующее событие 1202 направляется конкретной ячейке, RAN 1203 и содержит определенный порог ССТ и его величину. Инициирующее событие активирует MS, расположенную на инициированной ячейке, которая не соответствует порогу ССТ. В процессе передачи MS передает RAN 1203 радиоориентированные данные (ROD) 1204, которые включают, например, сообщения о том, что RAN 1203 осуществляет прием от MS для предоставления радиоуслуг, которые позволят MS связываться друг с другом и с другими устройствами. MS также передает коммутационно ориентированные данные (SOD) 1205, которые включают без ограничения сообщения о том, что CN 1200 принимает от MS данные, которые необходимы для маршрутизации услуг, таких как обновление UMTS LAC и обновление RAC. RAN 1203 принимает все данные, переданные MS, и направляет SOD 1205 к CN 1200. NOS 1201 затем собирает SOD 1205 с 1200 CN, включая основное сообщение инициирования 1202 и, таким образом, может делать логический вывод из SODA 1205, ROD 1204.
На фигуре 13 представлена мобильная станция (MS), управляемая системой NOS 1300, которая включает три модуля: модуль 1301 управления конфигурацией обслуживаемой ячейки, модуль 1302 сбора отчетов о событиях (REA) и модуль анализа сетевых операций (NOA) 1303. Модуль СССМ 1301 взаимодействует с сетевыми объектами, такими как RNC 106 и OSS 110. Модуль СССМ 1301 используется для информации о новой конфигурации ячейки (CCI) в CCR 108 для выбранной ячейки. Модуль СССМ изменяет параметры порога обслуживаемой ячейки (ССТ), которые влияют на механизм определения местоположения MS в обслуживаемой ячейке (CCD). Другие параметры CCI, используемые СССМ, служат для перевода мобильных станций, расположенных на выбранной ячейке в режим создания отчетов (RM) для того, чтобы загрузить отчеты о событиях при определенных обстоятельствах, например после изменения выбранной обслуживаемой ячейки. Модуль REA 1302 захватывает отчеты о событиях и предпочтительно синхронизируются с модулем СССМ 1301 так, что он может добавить основную информацию CCI к каждому отчету о событиях и передать информацию на модуль NOA 1303. Модуль REA 1302 контролирует несколько интерфейсов, таких как интерфейс в сети UMTS, интерфейс Iu между MSC 103 и RNC 106.
Модуль NOA 1303 обрабатывает загруженные отчеты о событиях и основную информацию CCI для определения метрик сетевых операций и предоставления информации об одной или нескольких мобильных станциях или ячеек 109.
Фигура 14 отображает работу системы NOS 1300, управляющей MS, для получения информацию о сегментации пассивной мобильной станции:
Стадия 1400: выбор ячейки для целей сегментации PMS.
Стадия 1401: выбор сегментации.
Стадия 1402: Предпочтительная дополнительная стадия, чтобы избежать внезапного взрыва трафика на выбранной ячейке. Следует выбрать параметр ССТ согласно выбранному типу сегментации и установить его в его максимальное значение для того, чтобы эвакуировать все пассивные мобильные станции, расположенные на выбранной ячейке.
Стадия 1403: модуль СССМ 1301 активирует режим создания отчетов в выбранной ячейке, изменяя значение параметра ее области регистрации до значения, которое не назначено для любой из ее соседних ячеек.
Стадия 1404: модуль СССМ 1301 устанавливает новый порог обслуживаемой ячейки, по меньшей мере, для одного параметра обслуживаемой ячейки. Различные типы сегментации PMS используют различные параметры. Например, сегментация ARSS использует РМ подходящей обслуживаемой ячейки (SCC) РМ; сегментация RRSS использует параметры лучшей обслуживаемой ячейки (ВСС) и объединенная сегментация ARSS/RRSS использует как SCC, так и BCC.
Стадия 1405: модуль REA 1302 собирает отчеты о событиях и преобладающих ССТ.
Стадия 1406: модуль СССМ 1301 пошагово увеличивает или уменьшает порог обслуживаемой ячейки до нового порога обслуживаемой ячейки.
Стадии 1404-1406 повторяются до предопределенного диапазона порогов обслуживаемой ячейки.
Стадия 1407: стадия 1402 предпочтительно повторяется по той же причине.
Стадия 1408: модуль СССМ 1301 деактивирует режим создания отчетов в ячейке, возвращая значение ее параметра области регистрации к ее исходному значению.
Стадия 1409: модуль СССМ 1301 возвращает CCI ячейки к ее первоначальной конфигурации.
Стадия 1410: модуль NOA 1303 обеспечивает выбранную сегментацию пассивных мобильных станций на выбранной ячейке.
Фигура 15 - схематическая иллюстрация работы сетевой операционной системой помощи клиенту (NOS) в соответствии с первым предпочтительным примером воплощения настоящего изобретения, в котором сетевая операционная система (NOS) 1501 посылает с CN 1500 инициирующее событие 1502 на RAN 1503. Инициирующее событие 1502 направляется к конкретной ячейке в RAN 1503 и содержит определенный порог ССТ и его величину. Инициирующее событие 1502 вызывает перемещение MS на инициированную ячейку, и, если она не соответствует ССТ, будет стимулирована в режим активной передачи. Во время передачи MS передает RAN 1503 радиоданные (ROD) 1504, которые включают, без ограничения, все сообщения, которые RAN 1503 принимает от MS, для предоставления MS соответствующих радиоуслуг, которые позволят MS связываться друг с другом и с другими устройствами. MS также передает ответ MS 1505 на инициирование. Ответ MS 1505 может быть сообщением SMS и MMS, речевым вызовом и видеовызовом, сеансом передачи данных и т.д. Затем NOS извлекает ответ MS 1505 либо с 1500 CN, либо с некоторой общедоступной сети 1506, включая ее превалирующее сообщение инициирования 1503. Дополнительно и предпочтительно ответ MS 1505 будет включать дополнительные данные, такие как координаты GPS MS и другие локализованные данные. Из ответа MS 1505 и преобладающего инициирующего сообщения, NOS которое может вывести информацию RAN.
Фигура 16 иллюстрирует помогающую клиенту сетевую операционную систему 1600, подобную системе NOS 1300, за исключением того, что первая система включает клиентский модуль 1604, по меньшей мере, на некоторых из мобильных станций. Клиентский модуль 1604 является либо аппаратными средствами, либо программным обеспечением и используется для контроля предопределенных широковещательных каналов, которые отличаются от каналов управления сетью. Подходящие широковещательные каналы включают, например, широковещательные каналы ячейки GSM, используемые в коммерческих целях, и т.д. В случае использования программного обеспечения клиентский модуль может быть частью операционной системы MS или установлен как внешнее программное средство. Клиентский модуль 1604 включает средство моделирования CCD 1605, которое может взаимодействовать с другими модулями MS, такими как собственный механизм CCD, и может получить доступ к информации об обслуживающих и соседних ячейках, такой как идентификатор ячейки, мощность принятого сигнала, область регистрации и т.д. Кроме того, клиентский модуль может иметь доступ к координатам GPS, если устройство имеет модуль GPS. В этом примере воплощения модуль СССМ не будет изменять параметры ССТ, но вместо этого изменит передачу широковещательных сообщений ячейки, которые являются сообщениями, которые каждая ячейка передает всем MS. Обычно радиопередача широковещательных сообщений используется для целей защиты или коммерческих целей. Этот способ обладает тем преимуществом, что он не изменяет параметры ССТ и, таким образом, не влияет на нормальное функционирование сети, но требует установки клиентского модуля вместе с отдельной сетевой системой.
Фигура 17 - высокоуровневая блок-схема, иллюстрирующая работу средства моделирования CCD со стороны клиента:
Стадия 1701: клиентская программа контролирует каналы передачи широковещательных сообщений обслуживаемой ячейки.
Стадия 1702: если клиентская программа обнаруживает, что передается сообщение активации режима создания отчетов, она переходит на стадию 1703, в противном случае она возвращается на стадию 1701.
Стадия 1703: клиентская программа входит в режим создания отчетов, в котором она начинает контролировать собственный механизм CCD станции MS в режиме реального времени.
Стадия 1704: если клиентская программа обнаруживает, что передаются сообщения об обновлении ССТ, она переходит на стадию 1705, в противном случае программа возвращается на стадию 1704.
Стадия 1705А: клиентская программа применяет параметр ССТ и средство моделирования CCD, если MS не соответствует ССТ, она переходит на стадию 1706, в противном случае программа возвращается на стадию 1704.
Стадия 1705В: клиент деактивировал режим создания отчетов и возвращается на стадию 1701.
Стадия 1706: клиентская программа не соответствует ССТ и, следовательно, передает сообщение о событии, которое может включать дополнительные данные, такие как координаты GPS MS.
Фигура 18 иллюстрирует работу программы помощи клиенту (NOS 1600) для получения информации о сегментации пассивной мобильной станции, включающую следующие стадии:
Стадия 1800: выбор ячейки для целей сегментации PMS.
Стадия 1801: выбор параметра сегментации.
Стадия 1802: модуль СССМ 1601 посылает первое сообщение РТМР инициирования режима создания отчетов на всех пассивных мобильных станциях на выбранной ячейке.
Стадия 1803: модуль СССМ 1601 посылает второе сообщение РТМР всем пассивным мобильным станциям на выбранной ячейке, выдающее им команду на запуск их средства моделирования CCD 1605 на модуле СССМ 1601 при условии, что ССТ соответствует выбранному типу сегментации. Средства моделирования CCD 1605 определяют, не изменили ли их мобильные станции свое положение в обслуживаемой ячейке при новом пороге ССТ. Если средства моделирования CCD 1605 решат, что их мобильные станции изменили свои обслуживаемые ячейки 107, средства моделирования CCD 1605 отправляют сообщение об этом событии в сеть 100. С другой стороны, если средства моделирования CCD 1605 решат, что их мобильные станции не изменили свои обслуживаемые ячейки 107, сообщение о событии в сеть 100 не посылается.
Стадия 1804: модуль REA 1602 собирает отчеты о событиях и о преобладающих ССТ.
Стадия 1805: модуль СССМ 1601 увеличивает или уменьшает порог обслуживаемой ячейки до нового значения порога обслуживаемой ячейки.
Стадии 1803-1805 повторяются для предопределенного диапазона порогов обслуживаемой ячейки.
Стадия 1806: модуль СССМ 1601 деактивирует режим создания отчетов в ячейке.
Стадия 1807: модуль NOA 1603 обеспечивает выбранную сегментацию пассивных мобильных станций на выбранной ячейке.
Фигуры 19-22 демонстрирует пассивную сегментацию мобильной станции на основе параметра ССТ по мощности сигнала в случае пяти мобильных станции MS-1, MS-2, MS-3, MS-4 и MS-5, расположенных на двух перекрывающих друг друга ячейках 109А и 109В.
На фигуре 19 представлены мобильные станции MS-1, MS-2 и MS-3 расположенные в зоне перекрытия между ячейками 109А и 109В, мобильная станция MS-4 расположена в ячейке 109А, а мобильная станция MS-5 расположена в ячейке 109В.
Фигуры 20A-20D представляют следующую информацию по каждой из этих пяти мобильных станций MS-1, MS-2, MS-3, MS-4 и MS-5: ее текущая обслуживающая ячейка с указанием, находится ли она в режиме создании отчетов или нет, мощность сигнала, принятого каждой обнаруженной ячейкой, ССТ каждой обнаруженной ячейки и решение CCD относительно выбора обслуживаемой ячейки. Эта фигура демонстрирует MS, которой управляет система NOS.
На фигурах 21A-21D показаны те же состояния, что и фигурах 20A-20D, но вместо ССТ здесь показан моделируемый ССТ и вместо собственных решений CCD - моделируемое решение CCD. Эти фигуры демонстрируют MS, управляемые NOS. На фигуре 20А показано первоначальное расположение этих пяти мобильных станций между двумя обслуживающими ячейками 109А и 109В во время Т=0. Три мобильные станции MS-1, MS-2 и MS-3 обнаруживают ячейки 109А и 109В и выбирают ячейку 109А как их обслуживаемую ячейку. Мобильная станция MS-4 обязательно располагается в ячейке 109А и не обнаружит ячейку 109В. С другой стороны, мобильная станции MS-5 обязательно располагается в ячейке 109В и не обнаружит ячейку 109А. Обе ячейки 109А и 109В имеют одну и ту же начальную величину ССТ -105 дБм. На фигуре 19А четыре мобильные станции MS-1, MS-2, MS-3 и MS, 4 расположенные в ячейке 109А, находятся в режиме создания отчетов, а мобильная станция MS-5 в обслуживаемой ячейке 109В не находится в режиме создания отчетов.
На фигуре 20В показано, что ячейка 109А изменила величину ССТ от ее начального значения до -70 дБм. Эти четыре мобильные станции MS-1, MS-2, MS-3 и MS-4, расположенные в ячейке 109А, выполняет процедуры CCD, чтобы определить, должны ли они остаться в ячейке 109А или должны перейти в ячейку 109В. Три мобильные станции MS-1, MS-2 и MS-4 решают, что должны остаться в обслуживаемой ячейке 109А. Мобильная станция MS-3 решает, что должна изменить свою обслуживаемую ячейку на ячейку 109В. Соответственно, мобильная станция MS-3 загружает событие относительно ее последней предпочтительной обслуживаемой ячейки.
Фигура 20С иллюстрирует изменение ССТ ячейки 109А от ее последней величины -70 дБм до -49 дБм. Три мобильные станции MS-1, MS-2 и MS-4, расположенные в ячейке 109А, выполняют процедуры CCD, чтобы определить, должны ли они оставаться в ячейке 109А или, возможно, изменить обслуживаемую ячейку 109В. Эти две мобильные станции MS-1 и MS-2 решают, что должны изменить свою обслуживаемую ячейку на ячейку 109В. Соответственно, мобильные станции MS-1 и MS-2 посылают отчеты о событиях перезагрузки относительно их недавно предпочтительной обслуживаемой ячейки. Мобильная станция MS-4 решает, что ячейка 109А больше не является подходящей обслуживаемой ячейкой и, следовательно, она не входит в сервисный режим.
На фигуре 20D показано, что порог ССТ ячейки 109А перешел от его последней величины -49 дБм к исходной величине -105 дБм. Три мобильные станции MS-1, MS-2 и MS-3, теперь расположенные в ячейке 109В, выполняют процедуры CCD, как само собой разумеющееся, и решают, что они должны возвратиться в обслуживаемую ячейку 109А, которая предпочтительнее ячейки 109В. Соответственно, мобильные станции MS-1, MS-2 и MS-3 загружают сообщения о событии их возврата в их исходную обслуживаемую ячейку 109А. Мобильная станция MS 4 решает, что ячейка 109А является подходящей обслуживаемой ячейкой и, следовательно, выходит из сервисного режима и возвращается в режим ожидания на обслуживаемой ячейки 109А. Соответственно, мобильная станция MS 4 загружает сообщение о событии ее возврата на ее первоначальную обслуживаемую ячейку 109А.
Стадии, показанные на фигурах 21B-D, подобны стадиям, описанным выше со ссылкой на фигуры 20B-D.
На фигуре 22А представлен конечный результат сегментации PMS, где NOS принимает идентификаторы всех пассивных мобильных станций, расположенных в ячейке 109А; дополнительно NOS измеряет мощность сигнала, с которой они принимаются приемника пассивной MS с ячейки 109А и с других соседних ячеек.
Такая информация важна для многих приложений, включая, без ограничения, планирование сотовой сети, обслуживание и оптимизацию. Другие приложения относятся к услугам определения местонахождения, которые могут быть коммерческими или для целей безопасности, поскольку по мощности сигнала от MS может быть вычислено ее местонахождение.
Фигура 22В иллюстрирует гистограмму, на которой показано, сколько станций MS принимают сигналы определенной мощности. Гистограмма помогает понять термин качества услуг (QOS), оказываемых абонентам, расположенным в ячейке 109А;
Используемый здесь термин "приблизительно" означает ±10%.
Дополнительные объекты, преимущества и новые признаки настоящего изобретения станут очевидны обычным специалистам в данной области техники после изучения приведенных ниже примеров, которые не предназначены ограничить изобретение. Кроме того, каждый из различных примеров воплощения и аспекты по настоящему изобретению, как описано выше и как изложено ниже в формуле изобретения, и экспериментально подтверждено на следующих примерах.
ПРИМЕРЫ
Ниже приводятся следующие примеры, которые вместе с вышеупомянутыми описаниями, иллюстрируют изобретение не ограничивающим способом.
Сетевая операционная система (NOS) по настоящему изобретению была испытана, как часть предварительного исследования, используя общедоступную сотовую сеть, работающую на основе технологии UMTS. Система NOS использовалась для выполнения нескольких сегментаций на различных ячейках общедоступной сети в рабочем состоянии. Сегментация была выполнена, используя параметр ССТ, относящийся к радио, как определено в документе 3GPP, TS-25.304, озаглавленном "Процедуры в пользовательском оборудовании (UE) в ждущем режиме и процедуры для повторного выбора ячейки в режиме соединения" (www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25304.htm).
В настоящей системе использовались следующие параметры ССТ:
1. Qqaulmin/Qrxlevmin - для получения качества сигнала как (дБ)/мощность (дБм), который мобильные станции (MS) принимают от испытываемой обслуживаемой ячейки.
2. Qoffset с Sintersearch/Sintrasearch - для получения разницы между мощностью/качеством сигнала соседних ячеек и обслуживаемой ячейки для MS, расположенной в обслуживаемой ячейке. Мощность/качество принятого сигнала может быть вычислено из разницы между соседними ячейками и обслуживаемой ячейкой и силой мощностью/качеством сигнала обслуживаемой ячейки.
Процесс сегментации и окончательный результат показаны на 19-22. Данные от процессов сегментации были обработаны модулем NOA, который обеспечивает пользователя следующими инструментальными средствами:
i. Анализ качества обслуживания ячейки (QOS): настоящая система обеспечила сетевым операторам быстрый (в реальном времени) и точный отчет о мощности/качестве сигнала, принятого MS, расположенной в испытываемой обслуживаемой ячейке и ее соседних ячейках. Система работала на ячейках в городских условиях с MS, расположенных в частных офисах и жилых домах. Как правило, чтобы проанализировать ячейки сети QOS, провайдеры/операторы сотовых сетей используют специальные транспортные средства, которые физически контролируют мощность/качество сигнала в общественных местах.
Затем данные были интегрированы с данными других систем, которые контролируют активности сетей по вызовам и предоставляют этим системам анализ QOS ячейки.
ii. Распределение нагрузки: использование настоящей системы позволяло удерживать неактивных абонентов между ячейками после обнаружения уровня радиопомех или перегрузки ресурса.
Регулирование основывалось на существующих сегментациях, которые использовались, чтобы создать матрицу отношений ячейки (CRM), чтобы выбрать нужного соседа для регулирования. Кроме того, настоящая система использовала сегментацию в реальном времени для определения наилучшего регулирования на основе распределения станций MS в зоне обслуживания ячейки.
Настоящая система выдавала динамичный и точный ответ на постоянно изменяющийся трафик и радиосреду, что привело к оптимизации распределения нагрузки между ячейками (таблица 1). В результате пропускная способность области обслуживания, которой управляла система, увеличилась, число отказов по вызовам было снижено и было принято больше вызовов.
Таблица 1
Нагрузка ячеек до и после перераспределения нагрузки с помощью предлагаемой системы
Нагрузка после
Нагрузка до
Ячейка
30%
85%
111
20%
10%
222
16%
0%
333
27%
20%
444
42%
42%
555
20%
10%
666
12%
0%
777
iii. Оптимизация списка соседних ячеек: используя несколько сегментаций, система NOA создала матрицу отношений ячейки (CRM) для ячеек, в которых работала эта система. Затем настоящая система для некоторых ячеек идентифицировала список соседних ячеек, который включал ячейки, которые не имели радиоперекрытия с анализируемой ячейкой. Таким образом, настоящая система удалила эти ячейки из списка соседних ячеек. Кроме того, настоящая система нашла несколько других ячеек, которые не были в списке соседей, но имели реальное радиоперекрытие с испытываемой ячейкой и, следовательно, добавили эти ячейки в список соседних ячеек. Конечным результатом было то, что список соседних ячеек каждой ячейки настоящей системы включал только ячейки с радиоперекрытием, способным к поддержке выше порога QOS, кроме того, в результате использования настоящей системы уменьшился процент прерванных вызовов.
Следует понимать, что определенные признаки изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных примеров воплощения, могут также быть обеспечены в комбинации в одном примере воплощения. С другой стороны, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте единственного примера воплощения, также могут быть обеспечены по отдельности или в любой подходящей комбинации.
Хотя изобретение было описано на конкретных примерах воплощения, различные альтернативы, модификации и изменения будут очевидны для специалистов в данной области. Соответственно, изобретение охватывает все такие альтернативы, модификации и изменения, которые находятся в пределах духа и объема приложенной формулы изобретения. Все публикации, патенты и патентные заявки, упомянутые в этом описании изобретения, включены здесь во всей их полноте в качестве ссылки к описанию изобретения до той же степени, в какой каждая отдельная публикация, патент или патентная заявка были конкретно и индивидуально определены, как включенные здесь в качестве ссылки. Кроме того, цитата или указание на любую ссылку в этой заявке не должны рассматриваться как доступный уровень техники по настоящему изобретению.