СИСТЕМА И СПОСОБ НАЗНАЧЕНИЯ СОТ СВЯЗИ СЕРВЕРАМ В СИСТЕМЕ СОТОВОЙ СВЯЗИ
SYSTEM AND METHOD FOR ASSIGNING COMMUNICATION CELLS TO SERVERS IN CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Изобретение относится к системам сотовой связи и, в частности, к системе для назначения сот связи серверам в системе сотовой связи.
[0002] Системы сотовой связи используются для передачи речи и данных между одним или более блоками связи внутри системы сотовой связи. Блоки сотовой связи, например, сотовые телефоны, мобильные радиоустройства или другие сотовые устройства, позволяют осуществлять связь между одним или более пользователями. Линия связи может устанавливаться между двумя пользователями мобильных сотовых телефонов, позволяя им осуществлять речевую связь. Линия связи может устанавливаться с использованием стандарта глобальной системы мобильной связи (GSM, Global System for Mobile Communications), который позволяет выполнять связь между различными мобильными телефонами или радиоустройствами.
[0003] Также известны сотовые системы передачи данных, которые предоставляют возможности обмена пакетными данными, позволяющие выполнять передачу речи и данных. Например, стандарт пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS, general packet radio service) может использоваться для пакетной передачи речи или других данных по каналу данных. Обмен речью и данными может происходить по общему каналу данных. В качестве другого примера можно привести стандарт усовершенствованной передачи данных для развития GSM (EDGE, Enhanced Data Rates for GSM Evolution) для обеспечения более высоких скоростей передачи данных для определенных приложений.
[0004] В этих различных системах сотовой связи отдельные пользователи имеют возможность осуществлять связь с множеством других пользователей посредством группового вызова или другого группового соединения. Например, согласно стандарту открытого союза мобильной связи (ОМА, Open Mobile Alliance) пользователи могут осуществлять связь в полудуплексном режиме (push-to-talk) с помощью функции полудуплексной связи в сотовой сети (РОС, push-to-talk over cellular), в котором пользователи могут общаться с различными группами в системе сотовой связи. Пользователи могут формировать персональные списки группы или списки "контактов" в сотовом телефоне и по нажатию одной кнопки устанавливать соединение с множеством других пользователей или передавать им сообщения в широковещательном режиме. Несколько пользователей могут уведомляться о запросе на подключение к соединению.
[0005] Связь между устройствами, соответствующими персональным спискам групп или спискам "контактов", обычно осуществляется между небольшим количеством пользователей или абонентов, и речевая информация или данные, которыми они обмениваются, как правило, некритичны ко времени. Если конкретная зона обслуживания сотовой связи или сота связи, в которой выполняется групповая связь, перегружается, так что превышается пропускная способность (то есть, превышается полоса пропускания), и некоторые участники группового вызова не могут подключиться к связи (или некоторые участники отключаются), такие члены группы далее не смогут участвовать в связи. Таким образом, некоторые члены группы не смогут получать данные, переданные посредством группового соединения. Однако, поскольку этот тип персональной связи часто не критичен ко времени, последствия от такой потери соединения или невозможности подключения некоторых пользователей или абонентов к связи минимальны или не являются серьезными. В других типах связи, таких как экстренные групповые вызовы, потеря соединения или невозможность подключения к вызову может иметь серьезные последствия (иногда связанные с угрозой жизни).
[0006] Главный речевой сервер обычно управляет множеством локальных речевых серверов, соответствующих множеству локальных точек доступа. Главный речевой сервер назначает зоны обслуживания или соты локальным речевым серверам для управления пропускной способностью беспроводной связи. Локальные речевые серверы могут перегружаться, когда новые пользователи входят в соту связи, в которой уже находятся пользователи, осуществляющие связь и назначенные тому же локальному речевому серверу. Соответственно, трафик связи между пользователями может вызвать значительный объем трафика между серверами, что может повлиять на общую производительность системы. Таким образом, поскольку пользователи, которые осуществляют связь друг с другом, не всегда расположены в одной и той же соте, обмен информацией между серверами может привести к перегрузке системы. Более того, локальные речевые серверы не осведомлены о сетевой топологии, а именно, о расположении сот, что в еще большей степени осложняет процесс минимизации трафика между серверами.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Предлагается способ назначения сот связи серверам в сети связи. Способ включает определение соответствия между сотой связи и множеством серверов и назначение соты связи одному из множества серверов на основе упомянутого определенного соответствия.
[0008] Предлагается способ назначения сот связи серверам речевого трафика в сети связи. Способ включает определение соответствия между множеством сот связи и множеством серверов речевого трафика в сети связи и определение объектов обеспечения пропускной способности для множества сот связи на основе упомянутого определенного соответствия с каждым из множества серверов речевого трафика. Способ также включает назначение сот связи серверам речевого трафика на основе определенных объектов обеспечения пропускной способности.
[0009] Предлагается система беспроводной связи, которая включает множество сот связи и множество речевых серверов. Система беспроводной связи также включает сервер назначения, выполненный с возможностью назначения сот связи из множества сот связи по меньшей мере одному из множества речевых серверов на основе определенного соответствия сот связи множеству речевых серверов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] На фиг.1 показана блок-схема системы сотовой связи, в которой соты связи назначаются серверам в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0011] На фиг.2 показана блок-схема алгоритма способа назначения сот связи серверам в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0012] На фиг.3 показана схема, иллюстрирующая назначение сервера на основе географического соответствия согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0013] На фиг.4 показана схема, иллюстрирующая переназначение сот связи серверам на основе географического соответствия согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0014] На фиг.5 показана схема, иллюстрирующая переназначение соты связи в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0015] На фиг.6 показан алгоритм способа выбора начального речевого сервера в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
[0016] На фиг.7 показан алгоритм способа балансировки нагрузки речевого сервера в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] Предшествующее описание сущности изобретения и последующее подробное описание определенных вариантов осуществления настоящего изобретения будут более понятны благодаря прилагаемым чертежам. Хотя на этих чертежах проиллюстрированы диаграммы функциональных блоков различных вариантов осуществления настоящего изобретения, эти функциональные блоки не обязательно указывают на разграничение системных компонентов или аппаратных схем. Так, например, один или более функциональных блоков (например, процессоров или модулей памяти) могут быть реализованы в виде отдельного элемента аппаратного обеспечения (например, в виде сигнального процессора общего назначения или оперативной памяти, жесткого диска или аналогичного элемента). Таким же образом программы могут быть отдельными программами, подпрограммами, встроенными в операционную систему, функциями, входящими в устанавливаемый пакет программ, и т.п. Следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены схемами и средствами, показанными на чертежах.
[0018] В данном описании элемент или шаг, приведенный в единственном числе, не исключает множества указанных элементов или шагов, если это явно не указано. Кроме того, выражение "вариант осуществления" настоящего изобретения не исключает существование дополнительных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые также включают описанные признаки. Помимо этого, если не указано иное, варианты осуществления настоящего изобретения, "содержащие" или "включающие" элемент или множество элементов с определенными свойствами, могут включать дополнительные элементы, не обладающие указанным свойством.
[0019] Различные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают управление назначением сот связи и/или пользователей, расположенных в этих сотах, различным речевым серверам в пределах системы связи, а также обратным назначением. Может быть выполнено управление назначением пользователей и сот связи речевым серверам, например, как показано на фиг.1, назначение сот сотовой связи в пределах системы 20 сотовой связи. Система 20 сотовой связи содержит множество базовых станций сотовой сети передачи данных, например, точки 22 доступа (АР, access point), которые могут содержать базовые станции сотовой сети. Система 20 сотовой связи также содержит множество речевых серверов, например, показанных на чертеже серверов 24 речевого трафика, связанных с точками 22 АР. Следует отметить, что серверы 24 речевого трафика управляются главным речевым сервером 29, таким как контроллер интерфейса сети передачи речи (VNIC, Voice Network Interface Controller). Кроме того, серверы 24 речевого трафика показаны, чтобы указать на то, что они в различное время могут быть не связаны с сотами либо связаны с одной или более различными сотами, и в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения серверы 24 речевого трафика физически расположены в главном центре обработки данных (не показанном на чертеже). Каждая из множества точек 22 АР имеет соответствующую зону 26 обслуживания в сотовой сети передачи данных (также называемую сотой связи или сотой). Зоны 26 обслуживания в сотовой сети передачи данных могут перекрываться.
[0020] Один или более блоков связи, например, пользовательское устройство 28 (UE, user equipment) или другое переносное устройство связи, может обмениваться информацией с другими устройствами 28 UE, используя широковещательную или групповую передачу сообщений. Например, устройства 28 UE могут быть наземными мобильными радиоустройствами, выполненными с возможностью осуществлять связь в системе 20 сотовой связи посредством передачи и приема пакетов данных сотовой связи по протоколу передачи речи в сотовой сети (VOC, voice over cellular). Сервер 30 назначения, например, сервер назначения точки доступа LMR, предназначен для назначения сот связи (и пользователей в них) конкретному серверу 24 речевого трафика, и наоборот. Соответственно, если в этом описании говорится о назначении сот связи серверам, это также относится и к назначению серверов сотам связи.
[0021] Зоны 26 обслуживания, содержащие устройства 28 UE, назначаются серверам 24 речевого трафика. Поскольку устройства 28 UE перемещаются между различными зонами 26 обслуживания в сети, то есть, между различными сотами, нагрузка данных (например, нагрузка трафика речи и данных) среди серверов 24 речевого трафика может быть сбалансирована для поддержания постоянной и эффективной связи. Назначение соты связи серверу 24 речевого трафика может выполняться в тот момент, когда первое устройство 28 UE входит в соту связи, либо когда определяется, что связь между точками 22 АР или в текущей точке АР 22 перегружается.
[0022] Согласно предлагаемому изобретению соответствие между пользователями в соте связи (определяющей зону 26 обслуживания) и множеством серверов 24 речевого трафика может быть определено и использовано для назначения по меньшей мере одной соты связи одному из серверов 24 речевого трафика.
[0023] Назначение сот связи (и, таким образом, пользователей) серверу 24 речевого трафика, основанное на соответствии, является назначением сервера, основанным на общности между пользователями в соте связи с другими пользователями, обслуживаемыми одним или более серверами 24 речевого трафика. Другими словами, упомянутое соответствие определяет взаимосвязь, с помощью которой осуществляется попытка уменьшить или минимизировать обмен информацией между точками 22 АР. В соответствии с настоящим изобретением используется эвристический подход, который позволяет предсказать вероятность того, что два или более пользователей будут осуществлять связь, используя одну и ту же группу связи. Определение соответствия может быть основано на одном или более факторах. Например, соответствие может быть географическим, основанным на географическом местоположении пользователей, и/или групповым, основанным на членстве в группе пользователей (например, на членстве в целевой группе).
[0024] Назначение сот связи (и пользователей в них) на основе соответствия может включать использование одного или более различных типов соответствия. Например, назначение соты связи может быть основано только на географическом соответствии, только на групповом соответствии или на комбинации географического и группового соответствия. При использовании комбинированного соответствия каждое индивидуальное соответствие может быть отдельно взвешено таким образом, чтобы значение географического соответствия имело весовой коэффициент, отличный от весового коэффициента для значения группового соответствия.
[0025] Географическое соответствие использует географическую близость пользователей к группе пользователей и назначает соты (и пользователей этих сот) речевому серверу 24. Например, зоны местоположения (или LAC, location area) представляют собой группу из одной или более смежных сот и в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения охватывают область небольшого города. Устройство 28 UE с помощью известных способов может обнаруживать зону LAC, в которой оно расположено, и с помощью мобильных сообщений передавать серверу назначения информацию о местоположении этой зоны LAC совместно с идентификатором соты. Следует отметить, что зоны LAC могут быть сконфигурированы операторами GSM для группирования сот в сети GSM с целью минимизации размера областей пейджинга (для уменьшения используемых антенных мачт), при этом минимизируется частота, с которой устройствам 28 UE (например, радиоустройствам LMR или сотовым телефонам) необходимо сообщать о смене зоны LAC. Основное допущение основано на том, что часто пользователи одного группового вызова (например, участвующие в одном вызове целевой группы) в большинстве случаев находятся в одной зоне LAC. Таким образом, географическое соответствие использует географическую близость пользователей друг к другу для назначения этих пользователей (в соте связи) конкретному серверу 24 речевого трафика.
[0026] Групповое соответствие использует меру потребности в группах, общих для сот и серверов 24 речевого трафика. Например, соответствие сервера 24 речевого трафика соте может быть определено как количество групп, общих для данной соты и остальных сот (например, в некоторой области или в сервере 24 речевого трафика), деленное на количество групп в этой соте. Группы в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения являются группами, потребность в которых была выражена (например, пользователь зарегистрировался для участия в связи в группе). В общем, групповое соответствие определяется на основе групп вызовов, общих для пользователей.
[0027] Следует отметить, что различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются назначением сот связи серверам в системе сотовой связи. Различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы для различных сетей или систем связи, в которых недоступно, использование текущей полосы пропускания и требуется оценить уровень ее использования. Например, назначение сервера может быть выполнено в системе связи WiFi. Кроме того, различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы для различных сотовых сетей, таких как сеть усовершенствованной передачи данных для развития GSM (EDGE, Enhanced Data Rates for GSM Evolution) или сеть W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access, широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов).
[0028] Определение выполняется таким образом, чтобы назначение сот связи различным речевым серверам минимизировало трафик между серверами. Например, зоны обслуживания могут быть назначены различным серверам 24 речевого трафика и переназначены другому серверу (серверам) 24 речевого трафика в случае переполнения сервера 24 речевого трафика. Благодаря этим переназначениям зон обслуживания трафик сервера постоянно оптимизируется.
[0029] В частности, предлагается показанный на фиг.2 способ 40 назначения сот связи (и пользователей) серверам для максимизации ветвей речевых вызовов в пределах сот, назначенных серверу. Способ 40 в блоке 42 включает регистрацию пользователя (например, устройства UE) с помощью сервера назначения, который затем назначает пользователя или соту связи серверу речевого трафика. Например, согласно способу 40 процесс назначения сервером начинается, когда пользователь регистрируется в пустой соте связи, в которой отсутствуют другие пользователи. Регистрация пользователя с помощью сервера назначения может осуществляться посредством любого известного процесса регистрации в сервере назначения. Затем сервер назначения в блоке 44 определяет, управляет ли уже сервер речевого трафика потоком трафика (например, связанного с ним трафика) в соте связи, в которой расположен пользователь, или в зоне LAC, с которой связана сота связи. Если сервер речевого трафика уже управляет сотой связи или зоной LAC, в которой расположен пользователь, то сервер назначения в блоке 46 назначает пользователя этому серверу речевого трафика. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения назначение включает поиск сервера речевого трафика, уже обслуживающего или управляющего связью в соте, расположенной в той же области, например, в той же зоне LAC, если зона LAC задействована в процессе перемещения к новому серверу речевого трафика. В противном случае, сота связи назначается наиболее загруженному серверу речевого трафика, который используется на уровне, меньшем заранее заданного порогового значения (например, используется на 60%). Если серверы речевого трафика не идентифицированы, то может обеспечиваться состояние предупреждения, и сота связи в этом случае назначается наименее загруженному серверу речевого трафика. Следует отметить, что сота связи может быть назначена на основе других критериев, например, вместо наиболее загруженного может использоваться наименее загруженный сервер речевого трафика.
[0030] Если сервер речевого трафика, управляющий сотой связи, в которой расположен пользователь, отсутствует, то в блоке 48 сервер назначения выбирает сервер речевого трафика, которому должна быть назначена сота, в которой расположен пользователь. Сервер назначения выбирает сервер трафика на основе одного из следующих факторов: (i) соответствие (географическое и/или групповое) или (ii) загрузка сервера трафика. Например, если сервер назначения выбирает сервер речевого трафика на основе соответствия, может использоваться подход географического соответствия (или подход группового соответствия, который более подробно будет описан ниже). Затем в блоке 50 сервер назначения назначает соту связи выбранному серверу речевого трафика. Далее в блоке 52 может быть определено, перегружен или станет ли впоследствии перегруженным сервер речевого трафика (например, в том случае, когда объем трафика превышает заранее заданное пороговое значение). Если сервер речевого трафика не перегружен и не станет перегруженным, то в блоке 54 выполняется текущее назначение. Однако, если назначенный сервер речевого трафика перегружен или может стать перегруженным, то в блоке 56 одна или более сот связи, таких как соты связи в зоне LAC, перемещаются из данного сервера речевого трафика и назначаются другому серверу речевого трафика.
[0031] Назначение соты на основе географического соответствия
[0032] Как было указано выше, назначение соты может быть выполнено на основе географического соответствия. В качестве примера выбора сервера речевого трафика на основе географического соответствия можно привести ситуацию, в которой пользователи географически сгруппированы близко друг к другу, при этом предполагается, что эти пользователи вероятнее всего будут осуществлять связь друг с другом, а не с другими пользователями, находящимися в более удаленных географических пунктах. Посредством географического соответствия пользователи, находящиеся в одной зоне (например, зоне LAC), закреплены за одним и тем же сервером речевого трафика. Например, как показано на фиг.3, иллюстрирующей назначение сервера речевого трафика на основе географического соответствия, если в соте отсутствуют зарегистрированные пользователи, то эта сота может быть назначена новому серверу 24 речевого трафика. Соответственно, если пользователь (например, устройство 28 UE) регистрируется в пустой ранее соте 60, то он назначается серверу 2 речевого трафика, и, таким образом, вся зона 62 LAC перемещается к серверу 2 речевого трафика и переназначается серверу 2 речевого трафика, так что пользователи, находящиеся в географической близости, а именно, в одной и той же зоне 62 LAC, могут осуществлять связь под управлением сервера 2 речевого трафика. Пользователь перемещается к другому серверу 24 речевого трафика или переназначается другому серверу 24 речевого трафика, если определяется, что весь объект обеспечения пропускной способности (определенный здесь как зона LAC) должен переместиться, например, вследствие перегрузки.
[0033] Объект обеспечения пропускной способности является единицей (например, географической меры или меры группового членства), которая используется для назначения или переназначения сот связи (и, таким образом, пользователей) серверу 24 речевого трафика. Например, объект обеспечения пропускной способности может быть определен как наименьшая географическая единица, такая как сота связи, которая должна быть перемещена от одного сервера 24 речевого трафика к другому серверу 24 речевого трафика. Кроме того, в различных вариантах осуществления настоящего изобретения объект обеспечения пропускной способности может быть определен как одна сота связи или множество сот, или группа сот связи. Объекты обеспечения пропускной способности, однако, могут быть связаны, например, на основе группового соответствия, такого как членство в группе, или географического соответствия, такого как географическое или физическое местоположение пользователя.
[0034] Если сервер 24 речевого трафика, например, сервер 2 речевого трафика, становится перегруженным или слишком занятым, то определяется, какие пользователи, например, какой зоны LAC, в которой расположены пользователи, должны переместиться. Затем перемещается зона LAC с наибольшим количеством пользователей, но с наименьшим количеством обрабатываемых вызовов. Дополнительно определяется, в какой зоне LAC имеется наименьшее количество ветвей вызовов (например, соединений вызовов или линий связи), направленных к другим сотам, с использованием сервера речевого трафика, и такая зона LAC перемещается (например, переназначается). Это определение может быть основано на общем групповом членстве, как более подробно будет описано ниже. Следует отметить, что в данном описании под перемещением зоны LAC понимается назначение другому серверу речевого трафика всех пользователей во всех сотах связи в пределах этой зоны LAC. Таким образом, как показано на фиг.4, иллюстрирующей диаграмму осуществления связи, в блоке 70 определяется, что сервер речевого трафика, например, сервер 1 речевого трафика, перегружен. Затем пользователь (устройство UE) в блоке 72 регистрируется в пустой соте, и определяется незанятый сервер речевого трафика, например, путем оценки уровней обмена информацией или пропускной способности различных серверов речевого трафика. В блоке 74 новый пользователь и соответствующая пустая сота назначаются незанятому серверу речевого трафика, например, серверу 2 речевого трафика, а затем сота, расположенная в зоне LAC предыдущего сервера речевого трафика, то есть, сервера 1 речевого трафика, освобождается в блоке 76, так что в этой соте не остается пользователей.
[0035] Процесс назначения по географическому соответствию может выполняться на основе объекта обеспечения пропускной способности. Например, назначение (α=Asn(c)) заданного объекта "с" обеспечения пропускной способности LAC (определенного в данном описании как сота) серверу α речевого трафика выполняется следующим образом:
1. Сортировать серверы речевого трафика по количеству пользователей.
2. Принять в качестве α первый сервер речевого трафика в сортированном списке.
3. Затем повторить следующие шаги до тех пор, пока процесс назначения завершится успешно или неудачно.
а. Если сервер α сообщает о перегрузке, то необходимо перейти к следующему серверу речевого трафика.
a
c
u
u
a
c
u
b. Если пропускная способность сервера α позволяет обслуживать то количество мобильных устройств, которое находится в объекте с (то есть, u+u<T, где T - пороговое значение количества пользователей, назначаемых серверу речевого трафика, u - количество пользователей, зарегистрированных в сервере речевого трафика, и u - количество пользователей, зарегистрированных в объекте с), то назначить объект серверу α речевого трафика. Назначение выполняется успешно и величина Т должна быть достаточно малой, чтобы обеспечить пропускную способность для регистрации отдельных пользователей в сотах связи, назначенных серверу речевого трафика.
с. В противном случае, если в списке имеются дополнительные серверы речевого трафика, установить в качестве α следующий сервер речевого трафика в списке, который обеспечивает требуемую пропускную способность.
d. В противном случае происходит сбой назначения, устанавливают α=⌀.
Следует отметить, что согласно вышеописанному способу может выбираться сервер речевого трафика, обрабатывающий большее количество пользователей, в предположении, что объект обеспечения пропускной способности имеет больше шансов впоследствии получить соответствие, если серверу речевого трафика назначено большее количество пользователей.
[0036] Назначение соты на основе группового соответствия
[0037] Назначение соты может быть основано на групповом соответствии. Например, сота может быть назначена серверу трафика с наибольшим значением группового соответствия. Групповое соответствие определяется как сота (точки доступа АР и соты связи), в зоне действия которой расположены пользователи групп с наибольшей интенсивностью совместных вызовов. Как было описано выше, групповое соответствие может быть определено на основе следующего: (количество групп в соте, обслуживаемых сервером речевого трафика) / (количество групп в этой соте).
[0038] Более конкретно, приведенная выше формула группового соответствия определяется следующим образом. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения групповое членство в соте с определяется следующим образом:
c
G={группы g: имеется потребность в g в данной come с} (1)
са
c
са
Соответствие А сервера речевого трафика объекту с членством в группе G определяется как общее количество групп, в которых имеется потребность (например, пользователь зарегистрировался для осуществления связи в группе) в соте и которые также передают речевые вызовы в другие соты, также назначенные точке доступа, деленное на общее количество требуемых групп. Групповое соответствие А математически может быть выражено следующим образом:
<mrow><msub><mi>A</mi><mrow><mi>c</mi><mi>a</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>η</mi><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>G</mi><mi>c</mi></msub><mo>∩</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>U</mi><mrow><mi>r</mi><mo>∈</mo><mi>α</mi><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>∉</mo><mi>c</mi></mrow></msub><msub><mi>G</mi><mi>r</mi></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mi>η</mi><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>G</mi><mi>c</mi></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mfrac><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
са
c
r
где А - соответствие соты с точке доступа а, η - количество, G - группы в соте, G - группы во всех других сотах (отличных от соты с), подключенных к точке 22 АР, в которых зарегистрирована потребность, ∩ - операция пересечения, a U - операция объединения. Таким образом, групповое соответствие соты с точке 22 АР определяется на основе групп, к которым принадлежат пользователи соты сив которых они зарегистрировали потребность, при этом группы сравниваются (в результате операции пересечения) со всеми η группами, обслуживаемыми сервером речевого трафика и зарегистрировавшими потребность в сотах, отличных от соты с. Общее количество групп η этого пересечения делится на общее количество всех групп для всех пользователей в соте. Таким образом, соответствие определяется как: количество групп, которые находятся как в соте с, так и в некоторых других сотах точки АР, деленное на количество групп в соте с.
[0039] Соответственно, если назначение сервера речевого трафика осуществляется на основе группового соответствия в том случае, когда пользователи в соте не зарегистрированы, сота может быть назначена незанятому серверу 24 речевого трафика с наибольшим значением группового соответствия. Определение незанятого сервера 24 речевого трафика может быть основано на использовании заранее заданного порогового значения количества пользователей, количества вызовов/ветвей вызовов или текущего уровня использования сервера трафика. Например, определение может быть выполнено на основе того факта, что сервер 24 речевого трафика поддерживает соединения с менее чем 50 пользователями или загружен менее чем на 40%. Если сервер 24 речевого трафика переходит в состояние занятости и заранее заданное пороговое значение превышается, то соты связи могут быть перемещены путем переназначения серверов трафика некоторым сотам связи. Например, соты связи с наименьшим значением соответствия для сервера 24 речевого трафика могут быть перемещены к незанятому серверу 24 речевого трафика с наибольшим значением соответствия. Однако при определении необходимости перемещения сот могут использоваться другие факторы или критерии, такие как запрет перемещения сот с активными вызовами или определение конкретных хранимых значений потребностей.
[0040] Таким образом, процесс назначения группового соответствия может быть выполнен на основе назначения (α=Asn(c)) заданной соты с серверу речевого трафика следующим образом:
сα
1. Для каждого сервера α речевого трафика групповое соответствие А соты с серверу α речевого трафика вычисляют описанным выше способом.
сα
a
2. Результаты сортируют по уменьшению значения соответствия (А) и уменьшению пользовательской нагрузки (u = пользователи, зарегистрированные в сервере α речевого трафика) следующим образом:
α<b
ca
cb
cα
cb
α
b
∀[(A>A)||((A=A)&(u≥u))]
3. Затем в качестве α принимают первый сервер речевого трафика в списке.
4. Далее повторяют следующие шаги, до тех пор пока назначение не завершится успешно или неудачно:
a
c
u
u
u
а. Если пропускная способность сервера α позволяет обслуживать то количество пользователей, которое находится в соте с (то есть, u+u<T, где T - пороговое значение для количества пользователей, назначаемых серверу речевого трафика), объект назначается серверу α речевого трафика. Назначение выполняется успешно, и величина T должна быть достаточно малой, чтобы обеспечить пропускную способность для отдельных пользователей, желающих зарегистрироваться в сотах связи, назначенных серверу речевого трафика.
b. В противном случае, если в списке имеются дополнительные точки АР, α = следующий сервер речевого трафика в списке, обеспечивающий требуемую пропускную способность с. В противном случае происходит сбой назначения, устанавливают α=⌀.
Следует отметить, что если в вышеописанном процессе серверы речевого трафика имеют одинаковое значение соответствия, то более высокий ранг назначается серверу речевого трафика с большей пользовательской нагрузкой, в предположении, что сота имеет больше шансов впоследствии получить соответствие, если серверу речевого трафика назначено большее количество пользователей.
[0041] Таким образом, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения и с диаграммой, показанной на фиг.5, может быть реализована схема 90 назначения с использованием группового соответствия, изображенная для множества сот 92, 94 и 96 в системе связи, часть которой обозначена ссылкой 98. В каждой из сот 92, 94 и 96 имеются один или более пользователей 100а-100е, каждый из которых является членом конкретной группы либо групп или осуществляет связь с группой либо группами, как показано на фиг.5 в скобках после имени пользователя. Поскольку система не запрограммирована согласно конкретной сетевой топологии, например, в которой расположены соты 92, 94 и 96 связи, соты связи назначаются речевым серверам 102 и 104 (которые могут являться серверами речевого трафика, подключенными к главному речевому серверу 105). В частности, каждое устройство UE, которое может соответствовать каждому из пользователей 100а-100е, регистрируется с помощью сервера 106 назначения, который затем для связи пользователей в пределах конкретной соты 92, 94 или 96 связи назначает определенный речевой сервер 102 или 104, которому назначена сота 92, 94 или 96 связи. В частности, сервер 106 назначения назначает устройство UE, соответствующее пользователям 100а-100е, речевому серверу 102 или 104, обслуживающему соту 92, 94 или 96 связи, в которой устройство UE установило соединение. Например, пользователи в соте 92 связи назначаются речевому серверу 102, а пользователи соты 94 связи назначаются речевому серверу 104 на основе определенного соответствия (географического или группового), например, в соответствии с целевыми группами, которым принадлежат пользователи 100а-100е. Таким образом, сота 96 связи переназначается речевому серверу 102, поскольку сота 96 связи, а в частности, пользователи в соте 96 связи, имеют групповое соответствие с сотой 92 связи через группы 1 и 2.
[0042] Следует отметить, что если сота связи не назначена речевому серверу, как, например, сота 96 связи, то эта сота (сота 96 связи) будет назначена речевому серверу так, чтобы было сведено к минимуму количество ожидаемых соединений с другими речевыми серверами, 102 или 104. Кроме того, следует отметить, что при перегрузке речевых серверов 102 и 104 соты связи с наибольшим количеством установленных соединений, внешних по отношению к серверам, переназначаются речевому серверу так, чтобы предполагаемый трафик между речевыми серверами сводился к минимуму. Соответственно, трафик внутри определенного речевого сервера, например, речевого сервера 102 или 104, увеличивается или становится максимальным, а трафик между речевыми серверами 102 или 104 уменьшается или минимизируется.
[0043] В частности, если пользователи должны быть назначены определенной соте связи, система определяет, в какие группы входят конкретные пользователи 100а-100е. Например, как показано на фиг.5, пользователь 100е является членом групп g1, g2 и g9. Соответственно, поскольку пользователь 100а является членом группы g1 и пользователь 100b является членом группы g1, а пользователь 100а является членом группы g2, при этом группы g1 и g2 являются двумя из трех групп, которым принадлежит пользователь 100е, пользовательские каналы для связи с группами 1 и 2 назначаются речевому серверу 102, так что этому серверу назначаются соты 92 и 96 связи. Следует отметить, что, поскольку пользователи 100а и 100 с имеют только одну общую группу, сота 94 связи не переназначается речевому серверу 102, а остается назначенной речевому серверу 104. Объекты обеспечения пропускной способности могут быть назначены так, чтобы они были связаны с речевыми серверами, как это описано выше. Следует также отметить, что если отсутствуют группы пользователей, совпадающие для различных пользователей в пределах сот связи, система пытается обнаружить соту связи с наименьшим объемом трафика связи. Кроме того, если для конкретного пользователя 100а-100е определяется меньшее значение группового соответствия с другими пользователями в конкретной соте связи, например, в соте связи 92 или 94, то пользователь удаляется из соты связи, переназначается другой соте связи и взаимодействует с другим речевым сервером. Таким образом, может быть рассчитано и оценено количество соединений соты связи 92 с сотой связи 96. Также может быть определена физическая близость сот связи (а именно, как описано выше, географическое соответствие) и количество активных линий связи. На основе одного или более результатов этих процедур определения назначаются или переназначаются активные соединения между сотами связи и речевыми серверами. Соответственно, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения обычно выполняют попытку назначить объекты обеспечения пропускной способности серверу 24 речевого трафика, содержащему другие объекты обеспечения пропускной способности, назначенные ему, с высоким уровнем соответствия.
[0044] На фиг.6 показан способ 110 выбора начального речевого сервера на основе соответствия. Способ 110 в блоке 112 включает регистрацию пользователя в сервере 112 назначения. Затем, в блоке 114, сервер назначения определяет, например, подсчитывает, количество других пользователей в новом списке "контактов" пользователя или членов другой группы в каждом из множества различных речевых серверов. Например, эти члены другой группы могут быть определены на основе пользовательских связей. Затем, в блоке 116, определяется взвешенное значение подсчета для каждого из речевых серверов, относящееся к новому пользователю. Кроме того, для взвешивания каждого подсчитанного значения могут использоваться, например, хронологические данные (если они доступны), указывающие на то, как часто пользователь устанавливает ветвь соединения с членом группы. Кроме того, для взвешивания подсчета может использоваться межсотовая близость. Взвешивание может изменяться в зависимости от различных обстоятельств или конкретных требуемых условий связи в определенной системе связи. На основе этого взвешивания для конкретного пользователя определяется взвешенное значение подсчета для каждого из речевых серверов. Затем сервер назначения выбирает речевой сервер с наибольшим значением подсчета, например, с наибольшим взвешенным значением подсчета, которое также может быть основано на взвешивании географического соответствия, и назначает нового пользователя и соту связи этому конкретному речевому серверу. Таким образом, на основе количества связей и взвешивания подсчетов для каждой связи (например, каждая связь может характеризоваться значением 1 или некоторым множителем, таким как 1,2; 1,5; 2,0 и т.д.) выполняется определение того, какому речевому серверу назначить нового пользователя и соту связи. Однако следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения назначения конкретному речевому серверу не выполняются, если в этом речевом сервере превышается пороговое значение количества пользователей или пороговое значение уровня переполнения.
[0045] На фиг.7 показан способ 120 балансировки нагрузки речевого сервера. Более конкретно, в блоке 122 выполняется определение того, достигнуто ли или превышено ли речевым сервером сконфигурированное пороговое значение пропускной способности, определяемое, например, слишком большим количеством ветвей вызова, пользователей, уровнем использования внутренних ресурсов и т.д. Если пороговое значение для пропускной способности не достигнуто, то в блоке 124 выполняется балансировка нагрузки текущего речевого сервера. Однако если пороговое значение пропускной способности достигнуто или превышено, что определяется в блоке 122, то в блоке 126 сервер назначения пересчитывает пользовательские связи в пределах сот связи и между сотами связи. Например, как показано на фиг.5, определяется количество связей с другими пользователями в тех же или других сотах связи на основе конкретной целевой группы, членами которой являются эти пользователи. Кроме того, могут использоваться хронологические данные (если они доступны), указывающие на то, как часто пользователь устанавливает ветвь вызова с группой или пользователем из списка "контактов", что добавляет вес каждому подсчету. Помимо этого, больший вес может назначаться тем связям, по которым недавно устанавливалось соединение. Дополнительно, межсотовая близость (географическое соответствие) может дать вес подсчетам. После определения всех пользовательских связей и вычисления и взвешивания значений подсчетов сервер назначения в блоке 128 выбирает соту с наибольшим значением подсчета на основе взвешенного значения подсчета для пользовательских связей. Затем одна или более сот переназначаются другому речевому серверу на основе взвешенного значения подсчета, определенного в блоке 128. Таким образом, с помощью способа 120 для конкретного сервера речевого трафика находятся и переназначаются соты связи с большим значением соответствия.
[0046] Следует также отметить, что сервер назначения может проверять речевые серверы для определения наименее используемых, например, обрабатывающих меньшее количество ветвей вызовов, и т.д. Для каждой неприсоединенной соты связи, например, соты 96 связи (показанной на фиг.5), сервер назначения может посчитать пользовательские связи с каждым недостаточно загруженным речевым сервером, используя аналогичную процедуру взвешивания с учетом факторов, изложенных выше. Затем сервер назначения получает результаты оценки для каждого взаимного соединения и, в частности, каждого взаимного соединения одной соты связи с другой сотой связи, например, количество пользовательских связей между сотой 96 связи и сотой 92 связи и количество пользовательских связей между сотой 96 связи и сотой 94 связи. Затем на основе этой оценки для каждого взаимного соединения сота 96 связи переназначается речевому серверу с наилучшей или наибольшей оценкой, например, речевому серверу 102 или речевому серверу 104. Следует отметить, что периодическая перебалансировка нагрузки в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения выполняется в периоды минимального объема трафика.
[0047] В соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения обеспечивается иерархическая структура управления связью, например, соединениями для передачи данных в сети или системе сотовой связи. Различные варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают различные средства для управления связью, например, для передачи речи в системе сотовой связи. Различные варианты осуществления настоящего изобретения позволяют оценить текущий уровень переполнения и/или использовать хронологические данные для определения того, насколько конкретная сота близка к достижению максимального уровня переполнения, и на основе результатов этого определения настроить параметры и предпринять действия внутри соты для сохранения групповых вызовов, в частности, путем переназначения сот различным речевым серверам. Определение уровня переполнения может выполняться в соответствии с описанием, приведенным в заявке на патент, принадлежащей настоящему заявителю и озаглавленной "System and Method for Managing Communications in Cells Within a Cellular Communication System" (система и способ управления связью в сотах системы сотовой связи), с номером Е-МО-00188 (SPLG 958-1557), полностью включенной в это описание посредством ссылки.
[0048] Различные варианты осуществления настоящего изобретения или компоненты, например, система сотовой связи или входящие в нее контроллеры, могут быть реализованы как часть одной или более компьютерных систем. Компьютерная система может включать компьютер, устройство ввода данных, блок отображения и интерфейс, например, для доступа в Интернет. Компьютер может включать микропроцессор. Микропроцессор может быть подключен к шине связи. Компьютер может также включать память. Память может включать оперативную память (RAM, Random Access Memory) и постоянную память (ROM, Read Only Memory). Компьютерная система также может содержать устройство хранения данных, которое может представлять собой жесткий диск или съемный носитель, такой как накопитель на гибком диске, оптическом диске и т.п. В качестве устройства хранения данных также могут использоваться другие подобные средства для загрузки в компьютерную систему компьютерных программ или других инструкций.
[0049] В данном описании под термином "компьютер" может пониматься любая система, содержащая процессор или микропроцессор, включая системы, использующие микроконтроллеры, схемы с сокращенным набором команд (RISC, reduced instruction set circuit), специализированные интегральные схемы (ASIC, application specific integrated circuit), логические схемы и любые другие схемы или процессоры, способные выполнять описанные выше функции. Описанные выше примеры не ограничивают определение и/или значение термина "компьютер".
[0050] Компьютерная система выполняет набор инструкций, записанных на одном или более элементах для хранения данных, для обработки входных данных. При необходимости на элементах хранения данных может также содержаться другая требуемая информация. Элемент для хранения данных может быть выполнен в форме источника информации или физической памяти в машине обработки данных.
[0051] Набор инструкций может содержать различные команды, управляющие компьютером как машиной обработки данных, для выполнения конкретных операций, позволяющих реализовать способы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Набор инструкций может представлять собой программу. Программное обеспечение может быть сформировано различным образом, как системное или как прикладное программное обеспечение. Программное обеспечение может быть сформировано в виде набора отдельных программ, программного модуля внутри большей программы или части программного модуля. Программное обеспечение также может содержать элементы модульного программирования в виде объектно-ориентированного кода. Обработка входных данных машиной обработки может осуществляться в ответ на команды пользователя или по результатам предшествующих процедур обработки, или в ответ на запрос, выполненный другой машиной обработки данных.
[0052] В данном описании термины "программное обеспечение" и "встроенное программное обеспечение" взаимозаменяемы и служат для обозначения любой программы, хранимой в памяти для выполнения машиной, при этом могут использоваться следующие типы памяти: память RAM, ROM, EPROM, EEPROM и энергонезависимая память RAM (NVRAM, non-volatile RAM). Указанные типы памяти приведены только для примера и не ограничивают типы памяти, используемые для хранения программы.
[0053] Следует понимать, что приведенное выше описание предназначено для пояснения возможностей реализации настоящего изобретения и не ограничивает его объем. Например, вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения (и/или его аспекты) могут использоваться в комбинации друг с другом. Кроме того, для адаптации конкретной ситуации или имеющихся средств к принципам предлагаемого изобретения возможны различные модификации вариантов его осуществления в пределах сущности изобретения. Например, может не соблюдаться приведенный в описании порядок выполнения шагов способа, если явно не указана или не подразумевается определенная последовательность шагов (например, когда для выполнения одного из шагов требуется результат или значение, получаемое на предыдущем шаге). Поскольку объемы и типы используемых средств, приведенные в этом описании, предназначены для определения параметров изобретения, они не ограничивают настоящее изобретение. Из приведенного выше описания специалисту будут очевидны и другие варианты осуществления этого изобретения. Таким образом, объем изобретения должен определяться прилагаемой формулой изобретения совместно с полным объемом эквивалентов, которые применимы для пунктов этой формулы изобретения. В прилагаемой формуле изобретения термины "включающий" или "в котором" используются как эквиваленты соответствующих выражений "содержащий" или "при этом". Кроме того, термины "первый", "второй", "третий" и т.д. используются только в качестве обозначений и не накладывают никаких требований к числу соответствующих объектов.