УПРАВЛЯЮЩИЙ УЗЕЛ И СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ В СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
MASTER NODE AND LOAD CONTROL METHOD IN MOBILE COMMUNICATION NETWORK

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к управляющему узлу согласно определению в преамбуле п. 1 формулы изобретения и к способу для использования в сети связи согласно определению в преамбуле п. 10 формулы изобретения.
Уровень техники
Сети мобильной связи обычно разделяются на ячейки, и каждая ячейка содержит базовую станцию для осуществления связи с мобильными терминалами внутри ячейки.
Следовательно, базовые станции обычно содержат функции для мониторинга и управления качеством обслуживания и нагрузкой.
В сетях WCDMA Наземная Сеть Радиодоступа UMTS (UMTS Terrestrial Radio Access Network, UTRAN) содержит одну или более базовых станций, управляемых контроллером радиосети (Radio Network Controller, RNC). Согласно стандарту RNC логически разделен на два узла: управляющий RNC (Controlling RNC, CRNC) и обслуживающий RNC (Serving RNC, SRNC).
CRNC занимается управлением ресурсов, то есть поддержанием использования ресурсов на низком уровне без ухудшения качества. Ресурсы включают в себя все аппаратные ресурсы в ячейке, а также, например, пропускную способность, помехи и кодирование. SRNC выполняет мониторинг и управляет качеством обслуживания для каждого радиосоединения, включая управление мощностью, частоту блоков с ошибками (BLER), частоту битов с ошибками (BER). Он также отслеживает тип связи, имеющей место по каждому соединению, например речь, передача видео или данных. SRNC содержит функции для выдачи команды мобильному терминалу выполнить эстафетное переключение, если производительность становится очень низкой. Эстафетное переключение может быть выполнено путем либо переключения на другой канал в сети WCDMA, либо путем переключения на другую сеть, например сеть GSM.
Если используется более одного RNC, то несколько RNC также содержат третий логический узел - дрейфующий RNC (Drift RNC, DRNC).
Нагрузкой в каждой отдельной ячейке следует управлять так, чтобы она не становилась слишком высокой.
Целью настоящего изобретения является предоставление способа и устройства для управления нагрузкой в отдельной ячейке.
Раскрытие изобретения
Эта цель достигнута согласно настоящему изобретению посредством логического управляющего узла для использования в сети мобильной связи для управления, по меньшей мере, первой базовой станцией, обслуживающей первую ячейку, причем упомянутый управляющий узел содержит функции для управления ресурсами в упомянутой ячейке и для осуществления связи с логическим обслуживающим узлом, устроенным для управления качеством обслуживания, при этом логический обслуживающий узел содержит контекстное средство для инициирования действий, необходимых для эстафетного переключения, и командующее средство терминала для подачи команды мобильному терминалу, осуществляющему связь с упомянутой, по меньшей мере, первой базовой станцией, выполнить эстафетное переключение, причем упомянутый логический управляющий узел отличается тем, что он содержит:
- средство определения для выполнения определения, превышает ли нагрузка в сети первое пороговое значение,
- средство выбора для выполнения выбора, по меньшей мере, одного мобильного терминала, осуществляющего связь с, по меньшей мере, первой базовой станцией, который должен быть переведен на другую несущую, если нагрузка в ячейке превышает первое пороговое значение, и
- командующее средство управляющего узла для подачи команды контекстному средству в логическом обслуживающем узле подать команду, по меньшей мере, одному мобильному терминалу выполнить эстафетное переключение на другую несущую.
Цель также достигнута посредством логического обслуживающего узла для использования в сети мобильной связи, причем упомянутый обслуживающий узел содержит функции для управления качеством обслуживания и для осуществления связи с логическим управляющим узлом, устроенным, чтобы управлять, по меньшей мере, первой базовой станцией, обслуживающей первую ячейку, причем упомянутый логический обслуживающий узел, сверх того, содержит контекстное средство терминала для инициирования действий, необходимых для эстафетного переключения, и командующее средство терминала для подачи команды мобильному терминалу, осуществляющему связь в сети, выполнить эстафетное переключение, причем логический обслуживающий узел отличается тем, что контекстное средство терминала устроено, чтобы:
- принимать от упомянутого командующего средства управляющего узла команду эстафетного переключения, чтобы подать команду упомянутому командующему средству терминала подать команду, по меньшей мере, одному мобильному терминалу выполнить эстафетное переключение на другую несущую,
- подавать команду упомянутому командующему средству терминала подать команду, по меньшей мере, одному мобильному терминалу выполнить эстафетное переключение, когда упомянутая команда эстафетного переключения была принята от командующего средства управляющего узла.
Цель также достигнута посредством способа для использования в сети мобильной связи, содержащей, по меньшей мере, первую базовую станцию, обслуживающую первую ячейку, по меньшей мере, один логический управляющий узел для управления ресурсами в упомянутой ячейке и, по меньшей мере, один логический обслуживающий узел для управления качеством обслуживания, причем упомянутый логический обслуживающий узел содержит командующее средство терминала для подачи команды мобильному терминалу, осуществляющему связь с упомянутой, по меньшей мере, первой базовой станцией, выполнить эстафетное переключение, причем упомянутый способ отличается тем, что он содержит этапы, на которых:
- в логическом управляющем узле определяют, превышает ли нагрузка в сети первое пороговое значение,
- в логическом управляющем узле выбирают, по меньшей мере, один мобильный терминал, осуществляющий связь с, по меньшей мере, первой базовой станцией, который должен быть переведен на другую несущую, если нагрузка в ячейке превышает первое пороговое значение,
- посредством логического управляющего узла подают команду упомянутому командующему средству терминала в логическом обслуживающем узле подать команду, по меньшей мере, одному мобильному терминалу выполнить эстафетное переключение на другую несущую, и
- посредством упомянутого командующего средства терминала подают команду, по меньшей мере, одному мобильному терминалу выполнить эстафетное переключение на другую несущую при приеме упомянутой команды от командующего средства управляющего узла.
Таким образом, настоящее изобретение предоставляет возможность выполнения эстафетного переключения, чтобы перевести один или более мобильных терминалов, если нагрузка в отдельной ячейке становится слишком высокой. Несмотря на то что существующий стандарт содержит функции для инициирования эстафетного переключения, если обслуживание является неудовлетворительным, он не специфицирует каких-либо функций для выполнения эстафетного переключения на основании нагрузки в ячейке.
Согласно настоящему изобретению факт, заключающийся в том, что нагрузка управляется посредством CRNC, а функции эстафетного переключения управляются посредством SRNC, преодолевается путем предоставления возможности контроллеру CRNC подавать команду контроллеру SRNC инициировать эстафетное переключение, когда CRNC определяет, что нагрузка слишком высока. CRNC также выбирает терминалы, которым должны быть поданы команды на выполнение эстафетного переключения. Это обеспечивает, что выбранные терминалы являются теми терминалами, которые фактически следует перевести, что приводит к минимуму передаваемых сигналов между SRNC и CRNC.
Упомянутое командующее средство управляющего узла может быть устроено, чтобы подавать команду упомянутому контекстному средству посредством сообщения Прикладной Подсистемы Сети Радиосвязи (Radio Network Subsystem Application Part, RNSAP) через интерфейс Iur. В этом случае контекстное средство терминала устроено, чтобы принимать команду эстафетного переключения от командующего средства управляющего узла как сообщение RNSAP через интерфейс Iur. Это предоставляет возможность связи между CRNC и SRNC, принадлежащим различным контроллерам RNC, что необходимо, когда мобильный терминал инициирует связь, находясь в одной ячейке, и позже перемещается в другую ячейку, которая управляется другим RNC.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутый, по меньшей мере, один мобильный терминал осуществляет связь с, по меньшей мере, первой базовой станцией на первой частоте, и упомянутая другая несущая представляет собой канал связи в той же сети, использующий вторую частоту, которая отлична от первой частоты.
Другая несущая может альтернативно быть каналом связи в другой сети мобильной связи.
В предпочтительном варианте осуществления для использования в сети WCDMA логический обслуживающий узел содержит средство служебного индикатора для предоставления, по меньшей мере, одного служебного индикатора для упомянутого, по меньшей мере, одного мобильного терминала в упомянутое средство выбора в логическом управляющем узле. Средство выбора устроено, чтобы принимать, по меньшей мере, один служебный индикатор для упомянутого, по меньшей мере, одного мобильного терминала от упомянутого обслуживающего узла и чтобы основывать свой выбор на упомянутом служебном индикаторе.
Когда соединение устанавливается, служебный индикатор передается в SRNC посредством коммутационного узла (Узла Коммутации Мобильной Связи (Mobile Switching Center, MSC) или Обслуживающего Узла Поддержки GPRS (Serving GPRS Support Node, SGSN)) в наземной сети. Таким образом, в этом случае для того чтобы CRNC выполнил выбор, служебный индикатор должен быть передан из SRNC в CRNC. В предпочтительном варианте осуществления служебный индикатор передается из SRNC в CRNC при установлении каждого соединения и сохраняется в CRNC. Альтернативно, все служебные индикаторы могут передаваться из SRNC в CRNC в конкретные моменты времени, или CRNC может запрашивать служебные индикаторы из SRNC. Важной особенностью является то, что служебный индикатор доступен контроллеру CRNC, когда необходимо принять решение об эстафетном переключении.
Предпочтительно логический обслуживающий узел, сверх того, содержит средство выбора эстафетного переключения для выбора типа эстафетного переключения, которое должно быть выполнено.
Предпочтительно средство выбора устроено так, чтобы основывать свой выбор на типе службы между, по меньшей мере, одной базовой станцией и, по меньшей мере, одним мобильным терминалом.
Терминалы, которые должны выполнить эстафетное переключение, могут быть выбраны на основании типа связи, имеющей место между каждым терминалом и соответствующей базовой станцией (речь, CS, мульти или пакетная передача данных). Например, для переключения на GSM подходящим будет выбор терминалов, вовлеченных в передачу речи, поскольку подобная связь не пострадает от этого.
Терминалы могут также быть выбраны на основании служебного индикатора. Это необходимо, если должно быть выполнено эстафетное переключение на другую сеть. В настоящее время используются четыре служебных индикатора:
следует: терминалу всегда следует переключаться на другую сеть, если это возможно,
не следует: терминал может переключаться на другую сеть, если качество обслуживания низкое,
не должен: терминал никогда не может быть переключен на другую сеть,
отсутствует: служебного индикатора не указано.
Согласно предпочтительному варианту осуществления мобильные терминалы со служебными индикаторами «следует» или «отсутствует» могут быть выбраны для эстафетной передачи, если нагрузка слишком высока. Этап выбора, по меньшей мере, одного мобильного терминала может быть основан на классе трафика, например разговорный, потоковый, интерактивный или фоновый, между, по меньшей мере, одной базовой станцией и, по меньшей мере, одним мобильным терминалом.
Альтернативно или в добавление к этому, выбор, по меньшей мере, одного мобильного терминала может быть основан на скорости и/или использовании ресурсов в соединении между, по меньшей мере, одной базовой станцией и, по меньшей мере, одним мобильным терминалом.
Настоящее изобретение также относится к узлу радиоуправления для использования в сети связи на основе CDMA, отличающемуся тем, что он содержит, по меньшей мере, один логический узел согласно вышеизложенным определениям. Он может также содержать, по меньшей мере, один логический обслуживающий узел согласно вышеизложенным определениям, который устроен, чтобы осуществлять связь с логическим управляющим узлом.
Краткое описание чертежей
Ниже настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - общий вид сети мобильной связи, содержащей один контроллер радиосети, управляющий несколькими базовыми станциями.
Фиг.2 - общий вид сети мобильной связи, содержащей более одного контроллера радиосети, каждый из которых управляет несколькими базовыми станциями.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Фиг.1 представляет собой общий вид сети мобильной связи, содержащей один контроллер 1 радиосети (RNC), управляющий несколькими базовыми станциями 3, каждая из которых способна осуществлять связь с несколькими мобильными терминалами 5 в, по меньшей мере, одной ячейке. RNC 1 содержит два логических узла - Управляющий RNC (CRNC) 7 и Обслуживающий RNC (SRNC) 9, что является обычным для известного уровня техники. CRNC 7 несет ответственность за управление нагрузкой в каждой из ячеек, покрываемых базовыми станциями 3. CRNC содержит средство 11 определения нагрузки для выполнения определения нагрузки каждой ячейки. Если нагрузка в отдельной ячейке превышает первое пороговое значение, то один или более мобильных терминалов 3, осуществляющих связь в этой ячейке, следует перевести, если это возможно. CRNC 7, следовательно, содержит средство 13 выбора для выполнения выбора мобильного терминала или терминалов, осуществляющих связь с, по меньшей мере, первой базовой станцией, которые должны быть переведены на другую несущую, если нагрузка в ячейке превышает первое пороговое значение. CRNC 7 также содержит командующее средство 15 управляющего узла для подачи команды контроллеру SRNC 9 подать команду, по меньшей мере, одному мобильному терминалу выполнить эстафетное переключение. SRNC содержит командующие средства 17, 25 терминала, устроенные, чтобы подавать команду мобильному терминалу или терминалам выполнить эстафетное переключение. CRNC и SRNC обычно реализованы в одном физическом устройстве, которое называется Контроллер Радиосети, но это не является обязательным.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.1, сеть мобильной связи является сетью WCDMA. Эстафетное переключение может выполняться на другую сеть или на другую частоту в сети WCDMA. В нижеизложенном описании предполагается, что эстафетное переключение должно выполняться на другую сеть, такую как сеть GSM. Согласно стандарту WCDMA каждый терминал, вовлеченный в связь, имеет назначенный ему служебный индикатор, также называемый эстафетным переключением обслуживания (service handover). Служебный индикатор передается от коммутационного узла (MSC или SGSN) в блок 19 служебного индикатора в SRNC 9. Согласно этому варианту осуществления блок 19 служебного индикатора устроен, чтобы предоставлять служебные индикаторы для каждого соединения в средство 13 выбора контроллера CRNC 7, и средство 13 выбора устроено, чтобы основывать выбор терминалов, которые следует перевести, на служебных индикаторах. Выше описаны различные служебные индикаторы и то, как они должны передаваться в средство 13 выбора и как они могут использоваться при определении терминалов, которые нужно перевести.
Когда средство 13 выбора выбрало терминал или терминалы, которым необходимо подать команду выполнить эстафетное переключение, чтобы уменьшить нагрузку в текущей ячейке, оно информирует командующее средство 15 управляющего узла в CRNC, которое подает команду контекстному блоку 21 терминала в SRNC 9 активировать действия, необходимые для инициирования эстафетного переключения. Поскольку в этом случае эстафетное переключение должно быть выполнено из одной сети (то есть, сети WCDMA) на другую сеть (то есть, сеть GSM), это включает в себя передачу действия Между Технологиями Радиодоступа (Inter-radio Access Technology, IRAT) от командующего средства 15 управляющего узла в контекстный блок 21 терминала для инициирования эстафетного переключения IRAT. Контекстный блок 21 терминала, в свою очередь, подает команду блоку 17 эстафетного переключения IRAT подать команду выбранному терминалу или терминалам выполнить эстафетное переключение на сеть GSM.
Альтернативно, эстафетное переключение может быть выполнено на находящуюся в той же сети другую ячейку, в которой нагрузка не так высока. В этом случае выполняется эстафетное переключение Между Частотами (Inter-frequency, IF). Контекстный блок 21 терминала, тогда, подает команду блоку 25 эстафетного переключения IF подать команду выбранному терминалу или терминалам выполнить эстафетное переключение на выбранную частоту. Поскольку эстафетное переключение между частотами может быть выполнено независимо от служебного индикатора, связь между блоком 19 служебного обслуживания и блоком 13 выбора, показанным на Фиг.1, в этом случае не нужна.
Тип эстафетного переключения, который нужно выполнить, то есть эстафетное переключение между частотами или на другую сеть, обычно определяется контекстным средством 21 терминала в SRNC 9. Также возможно принимать это решение в CRNC и включать эту информацию в сообщение, передаваемое от CRNC контекстному средству 21 терминала. Альтернативно, CRNC может информировать контекстное средство 21 терминала о предпочтительном типе эстафетного переключения, но оставить принятие окончательного решения за контекстным средством терминала.
Терминалы, которые должны выполнить эстафетную передачу, могут также быть выбраны на основании типа связи, имеющей место между каждым терминалом и соответствующей базовой станцией (речь, CS, мульти или пакетная передача данных). Например, для переключения на GSM подходящим будет выбор терминалов, вовлеченных в передачу речи, поскольку подобная связь не пострадает от этого. Другие параметры, которые могут использоваться в принятии решения, включают в себя скорость связи и использование ресурсов. Тип связи и/или другие параметры могут использоваться в сочетании со служебным индикатором.
Когда эстафетное переключение запрашивается от командующего средства 15 управляющего узла, контекстное средство 21 терминала предпочтительно отвечает командующему средству 15 управляющего узла, чтобы уведомить последний о том, было ли успешно выполнено эстафетное переключение. Ответ может быть в форме подтверждения приема, когда эстафетное переключение прошло успешно, и/или отрицательного подтверждения приема, когда эстафетное переключение прошло неуспешно. Может быть возможным предоставить возможность отрицательному подтверждению приема указывать, что эстафетное переключение не было завершено, поскольку командующее средство терминала приняло решение, что оно не должно быть выполнено, или оно завершилось неуспешно по другой причине.
Фиг.2 представляет собой общий вид сети мобильной связи, содержащей первый и второй контроллеры 31, 33 радиосети, каждый из которых управляет несколькими базовыми станциями 3. Каждая базовая станция 3 обслуживает, по меньшей мере, одну ячейку, осуществляя связь с мобильными терминалами в ячейке. Как прежде, каждый RNC 31, 33 содержит логический управляющий узел 7 и логический обслуживающий узел 9, которые аналогичны логическому управляющему узлу и логическому обслуживающему узлу контроллера RNC 1 с Фиг.1. Для обеспечения возможности связи между разными RNC 31, 33 второй RNC 33 содержит логический узел, называемый Дрейфующий RNC (Drift RNC, DRNC) 35. Специалисты в данной области техники знакомы с принципом связи между контроллерами RNC. Фиг.2 иллюстрирует ситуацию, когда мобильный терминал начал связь с базовой станцией 3, управляемой первым RNC 31, и позже выполнил эстафетное переключение на другую базовую станцию 3, управляемую вторым RNC 33. В этом случае логический обслуживающий узел 9 первого RNC 31 все же остается ответственным за качество обслуживания связи. Управление нагрузкой по практическим причинам выполняется логическим управляющим узлом 7 второго RNC 33. Так, оба RNC 31, 33 вовлечены в процесс мониторинга и управления соединением. CRNC 7 второго RNC 33 осуществляет связь с логическим обслуживающим узлом 9 первого RNC 31 через DRNC 35 второго RNC 33. Логический управляющий узел 7 первого RNC 31 и логический обслуживающий узел 9 второго RNC 33 в этом примере не вовлечены. SRNC 9 второго RNC 33 в этом примере не нужен.
Логический управляющий узел 7 второго RNC 33 и логический обслуживающий узел 9 первого RNC 31 могут быть реализованы, по существу, тем же путем, как показано на Фиг.1, с одной лишь разницей, заключающейся в том, что связь проходит через DRNC 35 второго RNC 33. Так, блок 19 служебного индикатора первого RNC 31 устроен, чтобы предоставлять служебный индикатор для каждого соединения средству 13 выбора средства 7 управления второго RNC 33 через DRNC 35. Аналогично, командующее средство 15 управляющего узла в CRNC 7 подает через DRNC 35 второго RNC 33 команду контекстному блоку 21 терминала в SRNC 9 активировать действия, необходимые для инициирования эстафетного переключения.
Между узлами 31, 33 RNC существует интерфейс Iur, который определен в стандарте WCDMA и, следовательно, хорошо известен специалистам в данной области техники. Специалистам в данной области техники известно, что интерфейс Iur адаптирован в протоколе RNSAP. Новые сообщения, необходимые согласно настоящему изобретению, с легкостью могут быть осуществлены в этом протоколе. Для внутренней связи между SRNC и CRNC в одном RNC какого-либо стандарта не определено.