專利名稱：用于平衡在被分為內(nèi)部和邊界星座的鄰近LTE/WiMAX小區(qū)之間業(yè)務(wù)負(fù)載的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域，并且更確切地涉及一種用于平衡在被分為內(nèi)部和邊界星座的鄰近LTE/WiMAX小區(qū)之間業(yè)務(wù)負(fù)載的方法。

背景技術(shù)：
由3GPP和IEEE/WiMAX論壇正分別定義的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)和WiMAX系統(tǒng)，是以簡(jiǎn)化的無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)結(jié)構(gòu)為特征的，其中，集中控制器(例如UTRAN中的RNC)的功能被部分地轉(zhuǎn)移到基站以便于減少等待時(shí)間并改善提供給終端用戶的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。其結(jié)果是在LTE架構(gòu)中的增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)B(eNB)和在WiMAX中的增強(qiáng)基站BS。兩種架構(gòu)均允許以協(xié)調(diào)為目的的基站到基站的通信。LTE是通過eNB間的特定接口(X2)對(duì)此進(jìn)行提供的，而現(xiàn)有WiMAX標(biāo)準(zhǔn)依賴于由另一個(gè)接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò)(ASN)網(wǎng)絡(luò)元件(ASN-GW)提供的仲裁功能的可用性，因?yàn)锽S到BS的接口(R8參考點(diǎn))并沒有被清楚地定義。
現(xiàn)存的WiMAX規(guī)范定義了分級(jí)無(wú)線電資源管理(RRM)架構(gòu)，其中無(wú)線電資源控制器(RRC)檢查無(wú)線電資源代理(RRA)的無(wú)線電資源利用情況。RRC實(shí)體可以被映射到基站或集中控制器(ASN-GW)，并可以通過ASN-GW彼此協(xié)調(diào)。當(dāng)前圖1是從以下草案中被報(bào)告的WiMAX論壇階段2規(guī)范“圖7-92-在BS被配置的RRA和RRC”。
當(dāng)前圖2是從以下WiMAX論壇階段3規(guī)范中被報(bào)告的“圖5-26-內(nèi)部ASNRRM通信是RRC到RRC通信。注意類似的圖發(fā)生在ASN間R4通信；在單個(gè)ASN內(nèi)的兩個(gè)ASN GW通過R4通信；從RRM角度，這是類似于ASN內(nèi)部R4上的RRC-RRC的通信”。
當(dāng)前圖3是從以下草案中被報(bào)告的表WiMAX論壇階段3規(guī)范“表5-43-RRM流程、消息、映射到參考點(diǎn)”。
就WiMAX簡(jiǎn)檔概念而言，參考上述圖，WiMAX論壇階段2定義了3個(gè)接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò)(ASN)簡(jiǎn)檔，其相應(yīng)于到BS和ASN-GW網(wǎng)絡(luò)元件的3個(gè)不同的功能映射。在這個(gè)上下文中，我們恰感興趣的是無(wú)線電資源管理(RRM)功能，雖然該簡(jiǎn)檔概念還考慮了其他功能映射。在簡(jiǎn)檔A中，ASN-GW負(fù)責(zé)集中的RRM。在簡(jiǎn)檔C中，沒有集中的RRM被定義，并且每一個(gè)BS具有本地RRM實(shí)體。簡(jiǎn)檔B沒有定義特定的功能進(jìn)行物理映射，其允許設(shè)備制造商來(lái)決定。該簡(jiǎn)檔概念僅被定義用于WiMAX而沒有被定義用于LTE。
當(dāng)前圖4是從以下草案中被報(bào)告的WiMAX論壇階段3規(guī)范“圖5-27-Per-BS剩余容量報(bào)告流程”。
圖5和6分別表示用于WiMAX(簡(jiǎn)檔C)和LTE的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。參考圖5，我們看到兩個(gè)如圖1所報(bào)告類型的WiMAX基站BS1和BS2，其通過R6被對(duì)接到第一網(wǎng)絡(luò)元件ASN-GW1；以及第三基站BS3，其也通過R6被對(duì)接到第二網(wǎng)絡(luò)元件ASN-GW2；這兩個(gè)ASN-GW1和ASN-GW2通過R4被對(duì)接。所有被描述的元件BS1、BS2、BS3、ASN-GW1、和ASN-GW2通過包含R6及R4連接的IP骨干網(wǎng)而被互連。參考圖6，我們看到兩個(gè)LTE基站eNB1和eNB2，其通過X2接口直接彼此連接，并通過各自的S1接口被連接到集中的控制器接入GW。同樣在LTE中所有被描述的元件eNB1、eNB2、以及接入GW通過包含X2和兩個(gè)S1連接的IP骨干網(wǎng)而被互連。
由相同申請(qǐng)人在2006年6月23日提交的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/EP2006/06033要求(為了共同主題)于2005年6月24日提交的歐洲專利申請(qǐng)EP05425456.0的優(yōu)先權(quán)日期，其依據(jù)EPC法54(3)反過來(lái)構(gòu)成了現(xiàn)有技術(shù)。PCT/EP2006/06033要求保護(hù)一種在無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(RNC/eNB)之間共享信令負(fù)載的方法，其屬于移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)(UMTS)，通過傳輸網(wǎng)(集群骨干網(wǎng))互連所述節(jié)點(diǎn)，其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理無(wú)線電資源控制信令以服務(wù)語(yǔ)音呼叫和/或分組數(shù)據(jù)傳輸，并周期性地測(cè)量處理負(fù)載以便于檢測(cè)內(nèi)部處理裝置的輸入擁塞狀態(tài)，其特征在于包括以下步驟 a)把處理容量狀態(tài)信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)分散到構(gòu)建獨(dú)立信令處理池的節(jié)點(diǎn)群集中的其他節(jié)點(diǎn)； b)從擁塞的或鄰近擁塞的節(jié)點(diǎn)發(fā)布處理容量請(qǐng)求到具有剩余處理容量的所述群集的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)； c)把輸入的信令從請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)重路由到接受所述請(qǐng)求作為服務(wù)節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)； d)服務(wù)節(jié)點(diǎn)代表請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)來(lái)處理被重路由的信令； e)把被處理的信令的結(jié)果從服務(wù)節(jié)點(diǎn)重路由到請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)。
圖7示出了用于執(zhí)行在前述PCT/EP2006/06033中公開的共享信令負(fù)載的方法的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；其類似前述的圖6，唯一的例外是IP骨干網(wǎng)包括eNB1與eNB2之間用于傳輸處理狀態(tài)信令的唯一的X2接口。PCT/EP2006/06033與EP05425456.0的區(qū)別僅在于所涉及的無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還包括將來(lái)LTE系統(tǒng)的對(duì)等eNB。
概括的技術(shù)問題 下述開放的版本存在 ·WiMAX標(biāo)準(zhǔn)沒有定義用于執(zhí)行諸如業(yè)務(wù)負(fù)載平衡的復(fù)雜RRM任務(wù)的裝置?，F(xiàn)存的原語(yǔ)(備用容量請(qǐng)求/報(bào)告)可能不是充分的 ·他們?cè)试SRRC被通知所控制的和鄰近的小區(qū)的負(fù)載狀態(tài)，但是 ·他們不提供一種防止被多個(gè)RRC作出同時(shí)請(qǐng)求的去負(fù)載小區(qū)泛濫的方式。當(dāng)多個(gè)RRC檢測(cè)到該系統(tǒng)的去負(fù)載部分，他們可以同時(shí)決定把他們多余的業(yè)務(wù)減荷給該去負(fù)載部分，從而造成了過載狀況。
·WiMAX標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前沒有詳細(xì)描述位于與同一ASN-GW連接的BS內(nèi)的RRC之間的通信。
我們不知道在當(dāng)前LTE標(biāo)準(zhǔn)(正在進(jìn)行中)中描述的解決方案；TS25.XXX“E-UTRAN全面描述階段2”的15.2.3部分“De-centralised RRM(分散RRM)”和15.2.4部分“Load balancing control(負(fù)載平衡控制)”當(dāng)前是空的，TRR3.018“演進(jìn)的UTRA和UTRAN無(wú)線電接入構(gòu)架和接口”的6.12.3部分“LTE中RRM構(gòu)架”僅提供了總體的看法。
因?yàn)樵贚TE構(gòu)架沒有可用的集中無(wú)線電資源控制功能，任何優(yōu)化任務(wù)，例如，高級(jí)的無(wú)線電資源管理(RRM)技術(shù)，必須依賴分布在可用的eNB之間的RRM功能。沒有集中的RRM控制器存在于其中的WiMAX簡(jiǎn)檔C，經(jīng)歷類似的情況。
另一方面，盡管參考對(duì)等eNB，PCT/EP2006/06033的教導(dǎo)專門針對(duì)平衡層3信令處理而不是無(wú)線電資源。信令處理的過載沒有強(qiáng)制地被捆綁到業(yè)務(wù)過載上，并且無(wú)論如何，松弛處理器所做的動(dòng)作是要透明地接管來(lái)自忙處理器的信令，而不是促使業(yè)務(wù)負(fù)載平衡。
本發(fā)明的目標(biāo)、總結(jié)及優(yōu)勢(shì) 本發(fā)明目標(biāo)是解決在沒有集中RRM控制器存在的分布式環(huán)境中實(shí)現(xiàn)RRM優(yōu)化的問題。尤其是，通過在基站之間交換無(wú)線電資源利用信息及經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)移交(HO)程序?qū)γπ^(qū)進(jìn)行減荷來(lái)實(shí)現(xiàn)小區(qū)業(yè)務(wù)負(fù)載平衡，以便于防止泛濫狀況。
本發(fā)明通過提供一種用于平衡在移動(dòng)無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)的鄰近小區(qū)之間業(yè)務(wù)負(fù)載的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)，所述小區(qū)被配置成通過諸如IP骨干網(wǎng)絡(luò)的傳輸網(wǎng)絡(luò)所互連的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)小區(qū)測(cè)量其無(wú)線電資源利用并周期地計(jì)算其所屬小區(qū)群(星座)的平均狀態(tài)，以便于監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)負(fù)載。如權(quán)利要求1所公開的，本發(fā)明的方法包括初步的離線步驟 -把鄰近小區(qū)分為星座； 該方法然后包括在每個(gè)星座中的以下在線步驟 -在星座中的所有小區(qū)間交換它們的實(shí)際的和剩余的業(yè)務(wù)負(fù)載狀態(tài)信息； -通過星座中的所有小區(qū)計(jì)算平均實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載并將其與它們實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載進(jìn)行比較； -實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載超過平均的小區(qū)把未被保留的具有最低實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載和最高剩余業(yè)務(wù)負(fù)載的相鄰小區(qū)預(yù)訂作為進(jìn)行業(yè)務(wù)減荷的目標(biāo)， -每個(gè)進(jìn)行預(yù)訂的小區(qū)命令其移動(dòng)終端的一部分執(zhí)行到接受被保留的目標(biāo)小區(qū)的移交； -釋放被保留的目標(biāo)小區(qū)。
另外的有益特征在從屬權(quán)利要求中被描述，更具體的是 ·兩種星座類型可以被定義 ·內(nèi)部星座相鄰小區(qū)組，不必是由同一基站站點(diǎn)所宿主，并且屬于定義好的地理區(qū)域，其特征在于無(wú)線電資源的共同目標(biāo)利用以及業(yè)務(wù)負(fù)載的共同保護(hù)閾值。
·邊界星座在至少兩個(gè)內(nèi)部星座之間的邊界上的小區(qū)集。沒有為邊界星座定義目標(biāo)利用和保護(hù)閾值。代替地，邊界星座內(nèi)的小區(qū)實(shí)際上屬于多于一個(gè)的內(nèi)部星座，并具有超過它們的目標(biāo)利用及保護(hù)閾值參數(shù)的可見性。
·邊界星座小區(qū)僅當(dāng)鄰近星座的平均實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載低于其目標(biāo)利用參數(shù)時(shí)才被啟動(dòng)觸發(fā)業(yè)務(wù)減荷。
·通過“邊界星座”的概念，小區(qū)可以同時(shí)是兩個(gè)或多個(gè)星座的部分。在這種情況下，小區(qū)將運(yùn)行兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的負(fù)載平衡算法實(shí)例，并在決定是否對(duì)鄰近星座進(jìn)行減荷業(yè)務(wù)時(shí)將考慮兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的“星座目標(biāo)利用”。
·基于上述，邊界星座的定義允許星座間的“業(yè)務(wù)滲透”。
·將基站互連的IP骨干網(wǎng)的開發(fā)以及由這個(gè)骨干網(wǎng)提供的多播能力(如果可獲得并可應(yīng)用的話)的開發(fā)。如果IP多播不可用，可以使用多點(diǎn)到點(diǎn)消息作為退路。
·移交影響所有被支持業(yè)務(wù)類型的移動(dòng)站，例如 ·無(wú)連接分組數(shù)據(jù)傳輸。
·在無(wú)連接分組數(shù)據(jù)承載上的QoS-使能業(yè)務(wù)的提供。WiMAX支持多種業(yè)務(wù)類型，例如實(shí)時(shí)可變速率、增強(qiáng)的實(shí)時(shí)可變速率、未經(jīng)請(qǐng)求的授權(quán)業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)提供對(duì)于質(zhì)量按需業(yè)務(wù)的支持，例如，可以通過eRT-VR或UGS來(lái)支持VoIP(基于IP的語(yǔ)音)。另外的業(yè)務(wù)類型(非實(shí)時(shí)可變速率、盡力服務(wù))被提供給更低或劣質(zhì)質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)。明顯地，對(duì)于LTE也將開發(fā)等價(jià)概念。
在WiMAX802.16e中，移交是針對(duì)所有被支持的業(yè)務(wù)類型而被定義的，包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
·在小區(qū)中的可用無(wú)線電資源是與該小區(qū)所支撐的可用業(yè)務(wù)負(fù)載直接相關(guān)。
·小區(qū)的可用剩余業(yè)務(wù)負(fù)載是對(duì)管理星座內(nèi)非統(tǒng)一業(yè)務(wù)負(fù)載情況有用的信息。小區(qū)間的非統(tǒng)一業(yè)務(wù)負(fù)載是厄蘭法則的結(jié)果，通常被用于計(jì)算小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)?；谶@個(gè)統(tǒng)計(jì)法則，不能確定星座內(nèi)的所有小區(qū)可能達(dá)到相同負(fù)載這一先驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)檫@依賴于可以彼此間相區(qū)別的小區(qū)尺寸。
·當(dāng)小區(qū)的剩余業(yè)務(wù)負(fù)載是空或者低于最小可配置閾值的時(shí)候小區(qū)也觸發(fā)減荷。
·優(yōu)選地，被預(yù)訂的小區(qū)具有的資源利用(實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載)低于星座平均。
·減荷被重復(fù)直到接受和請(qǐng)求小區(qū)的實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載被認(rèn)為盡可能的相等、或接受小區(qū)的剩余業(yè)務(wù)負(fù)載為空為止。
·由小區(qū)周期發(fā)送的帶有其業(yè)務(wù)負(fù)載信息的狀態(tài)(STATUS)消息，也通知給其他小區(qū)關(guān)于它們當(dāng)前被另一個(gè)小區(qū)所保留作為業(yè)務(wù)減荷的目標(biāo)。
·明顯地必須存在一種消息用于拒絕預(yù)訂(BOOKING)請(qǐng)求(BOOKINGNACK)，為了簡(jiǎn)潔起見，隨后對(duì)其不做描述。
·所有考慮的閾值和數(shù)值必須是可配置的。
有益地，本發(fā)明提供一種對(duì)于優(yōu)化在加載的WiMAX簡(jiǎn)檔C和LTE環(huán)境(其中集中的無(wú)線電資源管理功能不可用)中無(wú)線電資源使用的問題的解決方案。



被認(rèn)為是新穎性的本發(fā)明的特征尤其在所附權(quán)利要求中被列出。本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)可以參考隨后實(shí)施例的詳細(xì)描述及其結(jié)合僅用于非限制的示例性目的而給出的附圖而被理解，其中 圖1示出了依據(jù)WiMAX論壇階段2規(guī)范的對(duì)等基站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)； 圖2示出了依據(jù)WiMAX論壇階段3規(guī)范的內(nèi)部ASN控制器鏈路； 圖3示出了依據(jù)WiMAX論壇階段3規(guī)范均可用于圖1和圖2架構(gòu)的RRM原語(yǔ)、所涉及的對(duì)等體以及通信簡(jiǎn)檔的表； 圖4示出了依據(jù)WiMAX論壇階段3規(guī)范均可用于圖1和圖2架構(gòu)的備用容量報(bào)告程序的消息時(shí)間圖； 圖5示出了用于實(shí)現(xiàn)對(duì)等基站通信的當(dāng)前WiMAX網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)； 圖6示出了用于實(shí)現(xiàn)對(duì)等基站通信的當(dāng)前LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)； 圖7示出了在相同申請(qǐng)人的之前專利申請(qǐng)中被描述的圖6架構(gòu)的變型； 圖8通過不同的填充物來(lái)闡釋了依據(jù)本發(fā)明方法初步步驟的內(nèi)部和邊界類型的小區(qū)星座的概念； 圖9示出了本發(fā)明可使用的、用于如圖1被直接連接的基站的圖5的WiMAX架構(gòu)的變型； 圖10示出了本發(fā)明可使用的、用于直接連接的WiMAX/LTE基站的圖2架構(gòu)的變型； 圖11示出了本發(fā)明的方法可使用的、基站通過傳輸骨干網(wǎng)被非直接連接的非常通用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)； 圖12示出了在與被使用的基站的接口上運(yùn)行的可能的協(xié)議棧； 圖13a和13b示出了本發(fā)明的業(yè)務(wù)負(fù)載平衡方法(星座協(xié)議)的、針對(duì)圖8中任何星座而運(yùn)行的所有順序步驟； 圖14示出了用于內(nèi)部星座內(nèi)業(yè)務(wù)負(fù)載平衡的星座協(xié)議的示例； 圖15示出了成功減荷到鄰居星座的示例； 圖16示出了不成功減荷到鄰居星座的示例。

具體實(shí)施例方式 參考圖8，我們看到部分的蜂窩網(wǎng)絡(luò)情景，其包括三個(gè)所謂的小區(qū)“內(nèi)部星座”(由不同填充物及虛省略符號(hào)指示)和兩個(gè)小區(qū)邊界星座(由不同填充物及點(diǎn)狀省略符號(hào)指示)。任一星座的小區(qū)由各自且不必是相同的基站站點(diǎn)所宿主，并且IP骨干網(wǎng)(未示出)或其他傳輸網(wǎng)絡(luò)與基站互連。在圖例中示出的第一填充物是與內(nèi)部星座相關(guān)聯(lián)的，而剩余的是與邊界星座相關(guān)聯(lián)的。從圖中一眼可看出邊界星座包括為兩個(gè)鄰居內(nèi)部星座所共有的小區(qū)。讓我們從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)考慮星座的問題，并定義各種類型的星座作為鄰近小區(qū)的相應(yīng)集。以此為假設(shè)，邊界星座是兩個(gè)(或多個(gè))星座(內(nèi)部)之間的交集。
適于實(shí)施本發(fā)明方法的簡(jiǎn)化WiMAX架構(gòu)在圖9中被描述。與圖5不同，存在通過R8接口直接互連的兩個(gè)基站BS1和BS2。就LTE而言，在圖6中被描述的簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也可用于實(shí)施本發(fā)明的方法。在圖10中可以看到另一個(gè)極為簡(jiǎn)化的、對(duì)于WiMAX和LTE(而且對(duì)任何其他網(wǎng)絡(luò))均有效的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中兩個(gè)基站BS1/eNB1和BS2/eNB2通過R8/X2接口直接地互連。本發(fā)明的方法可使用的不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可在圖11中看到，其中三個(gè)基站BS1/eNB1、BS2/eNB2、和BS3/eNB3通過傳輸骨干網(wǎng)BKB(優(yōu)選地是具有多播能力的IP類型)被非直接地互連。在與之前圖6、9、10和11的基站的接口上運(yùn)行的可能協(xié)議棧在圖12中被報(bào)告。
在操作中，R8和X12接口的目的是允許基站互連而不依賴于除了傳輸節(jié)點(diǎn)之外的網(wǎng)絡(luò)元件。互連在原則上可以是直接的，但其更可能是通過傳輸骨干網(wǎng)而被實(shí)現(xiàn)。這個(gè)骨干網(wǎng)可以在L1/L2上操作或者擔(dān)當(dāng)整個(gè)L3路由網(wǎng)絡(luò)。L1典型地是以太網(wǎng)。其他物理層也是可能的，例如聚合的E1/T1，(聚合的)T3、SDH/SONET。IP被假定在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議上。IPv4和IPv6變型均被考慮。這個(gè)層可以恰被終止在基站(L2交換傳輸網(wǎng)絡(luò))或者也可以在傳輸網(wǎng)絡(luò)(L3路由傳輸網(wǎng)絡(luò))中被解釋。在L3路由網(wǎng)絡(luò)的情況下，在IP骨干網(wǎng)中的IP多播能力的可用性被認(rèn)為對(duì)于本發(fā)明是有用的，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S實(shí)現(xiàn)廣播信息的有效分配。
在傳輸層，諸如UDP的無(wú)連接協(xié)議相比于面向連接協(xié)議的而言是更被需要指示以用于廣播狀態(tài)信息，其中面向連接的協(xié)議是諸如TCP或SCTP，其原則上是可被使用的。采用UDP，RRM協(xié)議必須為諸如如下所述的預(yù)訂之類的消息提供錯(cuò)誤檢測(cè)和糾錯(cuò)(例如通過重傳)能力。
在以下的描述中，術(shù)語(yǔ)“業(yè)務(wù)負(fù)載”被用于表示“實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載”。
參考圖13a和13b，本發(fā)明的業(yè)務(wù)負(fù)載平衡方法在星座中如下執(zhí)行 1、狀態(tài)(STATUS)廣播步驟。在星座中的所有小區(qū)將周期地廣播狀態(tài)消息。在WiMAX情況下，這可以通過修改“RRM備用容量報(bào)告”消息或通過為此目的創(chuàng)建新消息ad hoc來(lái)獲得。在LTE環(huán)境中將必須定義消息。在兩種情況下，狀態(tài)消息將包含 ·小區(qū)的無(wú)線電資源利用狀態(tài)； ·剩余業(yè)務(wù)負(fù)載信息； ·該小區(qū)的預(yù)訂狀態(tài)(在開始時(shí)所有都是“空閑”)。
另外，在星座中的至少一個(gè)小區(qū)(由網(wǎng)絡(luò)操作者隨機(jī)被選擇)也發(fā)送作為部分狀態(tài) ·星座目標(biāo)無(wú)線電資源利用； ·星座保護(hù)閾值。
這個(gè)附加信息被用作觸發(fā)負(fù)載平衡(參見如下)。定義目標(biāo)星座無(wú)線電資源利用是允許考慮星座的特定尺寸標(biāo)準(zhǔn)，其帶來(lái)可能不同的目標(biāo)利用值。在星座間減荷業(yè)務(wù)的時(shí)候考慮這個(gè)是必要的。定義保護(hù)閾值允許避免過于頻繁地觸發(fā)負(fù)載平衡。被采用的廣播方法確保星座的所有小區(qū)都獲知該信息。需要著重注意地是，上述兩個(gè)值可以被星座中已從操作者接收到該信息的任一小區(qū)所發(fā)送，這提供了明顯的魯棒性。
2、狀態(tài)接收步驟。在星座中的所有小區(qū)將周期地從星座中的其他小區(qū)接收狀態(tài)消息。
3、平均步驟。在接收到周期的無(wú)線電資源利用狀態(tài)消息的基礎(chǔ)上，星座中的所有小區(qū)將 ·跟蹤星座中每一小區(qū)的當(dāng)前利用和它們的剩余利用； ·計(jì)算平均星座利用； ·將平均利用與它們的業(yè)務(wù)負(fù)載進(jìn)行比較。
4、預(yù)訂步驟。小區(qū)將在以下的基礎(chǔ)上觸發(fā)負(fù)載平衡 ·被測(cè)量的平均星座利用低于星座目標(biāo)利用的。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)僅適用于邊界星座以便于避免鄰居星座的過載。
·當(dāng)前小區(qū)無(wú)線電利用與保護(hù)閾值之間差值超過平均星座值。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)適用于兩種星座類型。
·它們的剩余負(fù)載(不是通過來(lái)自其他小區(qū)的狀態(tài)而接收到的那個(gè))是空或者低于最小可配置閾值。
被影響的小區(qū)將在這種情況下嘗試預(yù)訂其他小區(qū)(如果其利用低于星座平均時(shí)，優(yōu)選地但不是強(qiáng)制地)以通過預(yù)訂消息(WiMAX-類似的或LTE-類似的新消息)來(lái)呼叫減荷。被負(fù)載的小區(qū)將嘗試預(yù)訂具有最低業(yè)務(wù)負(fù)載和最高剩余業(yè)務(wù)負(fù)載的相鄰小區(qū)。具有空剩余業(yè)務(wù)負(fù)載的小區(qū)，不管它們當(dāng)前的業(yè)務(wù)負(fù)載如何，都不將被考慮作為目標(biāo)。
5、預(yù)訂確認(rèn)(BOOKING ACK)步驟。在通過預(yù)訂確認(rèn)消息(WiMAX-類似的或LTE-類似的新消息)確認(rèn)該預(yù)訂之后，接受小區(qū)將周期地廣播它們的預(yù)訂狀態(tài)“被基站X所預(yù)留”并在它們狀態(tài)消息中伴隨它們的當(dāng)前無(wú)線資源利用狀態(tài)、剩余負(fù)載、星座目標(biāo)狀態(tài)和保護(hù)閾值。
7、業(yè)務(wù)減荷步驟。請(qǐng)求小區(qū)現(xiàn)在將通過發(fā)送現(xiàn)有的移交消息給部分被服務(wù)的移動(dòng)臺(tái)把呼叫和/或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)減荷以表明被選擇的接受小區(qū)作為目標(biāo)，直到接受小區(qū)和請(qǐng)求小區(qū)的業(yè)務(wù)負(fù)載被認(rèn)為是相等的或接受小區(qū)的剩余業(yè)務(wù)負(fù)載是空為止。
·被請(qǐng)求小區(qū)所服務(wù)的移動(dòng)臺(tái)首先以最有利狀況的降序排列進(jìn)行分類用于移交到接受小區(qū)，然后它們各自支持的業(yè)務(wù)(例如，比特率)從最高值開始被總和起來(lái)直到到達(dá)了要被轉(zhuǎn)移的業(yè)務(wù)負(fù)載量；在總和中被考慮的移動(dòng)臺(tái)被命令執(zhí)行移交。
8、預(yù)訂釋放(BOOKING RELEASE)步驟。在平衡負(fù)載之后，請(qǐng)求小區(qū)將通過預(yù)訂釋放消息(WiMAX-類似的或LTE-類似的新消息)來(lái)釋放接受小區(qū)。
9、更新狀態(tài)步驟。在被釋放后，接受小區(qū)將在下一個(gè)狀態(tài)消息廣播中包括“空閑”預(yù)留狀態(tài)。
參考圖14，我們看到在包含四個(gè)被稱為A、B、C和D小區(qū)的內(nèi)部星座內(nèi)平衡業(yè)務(wù)負(fù)載的星座協(xié)議工作的示例。以下是小區(qū)內(nèi)的無(wú)線電資源利用的起始情況，其表明在T0時(shí)刻它們的業(yè)務(wù)負(fù)載A＝30％；B＝80％；C＝50％和D＝50％。平均無(wú)線電資源利用是52.5％。5％的保護(hù)被采用到資源利用的百分比中。僅小區(qū)B具有相對(duì)于平均的業(yè)務(wù)負(fù)載負(fù)保護(hù)(75>52.5)，為了盡可能地平衡業(yè)務(wù)負(fù)載，小區(qū)B開始向從剩余的小區(qū)中選擇出來(lái)的目標(biāo)小區(qū)減荷。這個(gè)目的通過兩個(gè)順序的減荷步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一個(gè)步驟是在T0時(shí)刻開始向小區(qū)C以增加其負(fù)載5％到達(dá)55％，并且第二個(gè)更加相容的步驟是在T1時(shí)刻開始將小區(qū)A的負(fù)載從30％上升到50％。采用可替換的最大化減荷到小區(qū)A的一步策略，結(jié)果將低于T2時(shí)刻的最終平衡。
參考圖15，我們看到成功減荷到鄰居星座的星座協(xié)議的工作示例。被描述的場(chǎng)景包括兩個(gè)內(nèi)部星座X和Y，加上與它們?nèi)诤系倪吔缧亲鵝。更確切地，內(nèi)部星座X包括四個(gè)小區(qū)A、B、C和D；內(nèi)部星座Y包括五個(gè)小區(qū)C、D、E、F和G；而邊界星座Z包括共享的小區(qū)C和D。小區(qū)內(nèi)無(wú)線電資源利用的起始情況，其表明在T0時(shí)刻它們的業(yè)務(wù)負(fù)載，是A＝80％；B＝80％；C＝30％；D＝30％；E＝20％；F＝20％；G＝20％；星座X的平均無(wú)線電資源利用是55％。星座Y的平均無(wú)線電資源利用是24％。星座Z的平均無(wú)線電資源利用是30％。5％的保護(hù)被采用到資源利用的百分比中。40％的目標(biāo)被假設(shè)用于內(nèi)部星座Y的無(wú)線電資源利用。
內(nèi)部星座Y的24％的起始平均負(fù)載，大大低于目標(biāo)值，建議從邊界星座Z減荷，但是關(guān)于大的不平衡負(fù)載得到的內(nèi)部星座X的55％的平均負(fù)載，這個(gè)星座30％的平均負(fù)載是過低的。減荷將分兩步嘗試，開始從內(nèi)部星座X向Z，然后從Z到鄰近Y。在T0時(shí)刻開始，相等負(fù)載的小區(qū)A和B分別減荷到相等負(fù)載的小區(qū)C和D，以將C和D的業(yè)務(wù)負(fù)載增加到55％。在T1時(shí)刻，內(nèi)部星座X的業(yè)務(wù)負(fù)載完全地被平衡在55％的平均負(fù)載值上，大大超過Y星座的平均負(fù)載值這建議業(yè)務(wù)滲透到鄰居星座Y。在T1時(shí)刻內(nèi)部星座Y的平均業(yè)務(wù)負(fù)載是34％，其結(jié)果是低于40％的目標(biāo)值，從邊界星座Z減荷的狀況被滿足。T1時(shí)刻開始，在第二平衡步驟期間，相等負(fù)載的小區(qū)C和D分別減荷到相等負(fù)載的小區(qū)E和G，以將C和D的業(yè)務(wù)負(fù)載增加到37.5％。在T2時(shí)刻所有小區(qū)之間的業(yè)務(wù)負(fù)載的最后分配呈現(xiàn)與初始情況一樣的更多平衡。
參考圖16，我們看到不成功減荷到鄰居星座的示例，其是由于對(duì)于無(wú)線電資源目標(biāo)利用選擇不合適值。T0時(shí)刻的起始場(chǎng)景是與圖15中的在前場(chǎng)景相同的，唯一例外是采用30％的目標(biāo)值用于內(nèi)部星座Y的業(yè)務(wù)負(fù)載。在第一減荷步驟結(jié)束時(shí)，T1時(shí)刻的情況是與圖15中描述的情況相同的，但是現(xiàn)在向星座Y的第二減荷步驟不能被實(shí)施，因?yàn)閮?nèi)部星座Y的平均無(wú)線電資源利用是34％，其結(jié)果超過被選的30％的目標(biāo)值。
雖然特別參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯然的是，本發(fā)明并不限于此，而是進(jìn)一步的變型及修改可以被應(yīng)用而不脫離權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于對(duì)移動(dòng)無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)中鄰近小區(qū)(BS1/eNB1、BS2/eNB2、BS3/eNB3、A、B、C、D、E、F、G)之間的業(yè)務(wù)負(fù)載進(jìn)行平衡的方法，所述小區(qū)被配置作為通過傳輸網(wǎng)絡(luò)(BKB)所互連的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)小區(qū)周期地測(cè)量其無(wú)線電資源利用以便于監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù)負(fù)載，其特征在于包括初步的離線步驟
a)把鄰近小區(qū)(A、B、C、D、E、F、G)分為星座(X、Y、Z)；
該方法然后包括在每個(gè)星座中的以下在線步驟
b)在星座內(nèi)所有小區(qū)之間交換它們的實(shí)際及剩余業(yè)務(wù)負(fù)載狀態(tài)信息；
c)由星座中的所有小區(qū)計(jì)算平均實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載并將其與它們實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載進(jìn)行比較；
d)實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載超過平均的小區(qū)(A、B)把未被預(yù)留的具有最低實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載(C、D)和最高剩余業(yè)務(wù)負(fù)載的相鄰小區(qū)預(yù)訂作為進(jìn)行業(yè)務(wù)減荷的目標(biāo)；
e)每個(gè)預(yù)訂小區(qū)命令其部分移動(dòng)終端執(zhí)行向接受保留的目標(biāo)小區(qū)的移交；
f)釋放保留的目標(biāo)小區(qū)。
2、權(quán)利要求1的方法，其特征在于接受保留的小區(qū)周期地廣播它們的預(yù)訂狀態(tài)，該預(yù)訂狀態(tài)帶有它們已被保留給小區(qū)的指示。
3、權(quán)利要求2的方法，其特征在于，在步驟e)業(yè)務(wù)負(fù)載已被平衡之后，接受小區(qū)廣播預(yù)訂釋放消息。
4、權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述預(yù)訂釋放消息之后是廣播包含空閑保留狀態(tài)指示的更新狀態(tài)消息。
5、權(quán)利要求1到4中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟d)和e)被重復(fù)直到接受及請(qǐng)求小區(qū)的實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載被認(rèn)為是相等的。
6、權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于步驟d)和e)被重復(fù)直到接受小區(qū)的剩余負(fù)載是空的。
7、權(quán)利要求1到6中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于未被保留的鄰近小區(qū)的所述最低實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載是低于星座平均值。
8、權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于在所述剩余業(yè)務(wù)負(fù)載歸入最小可配置閾值下時(shí)步驟d)和e)進(jìn)一步被執(zhí)行。
9、權(quán)利要求1到8中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于每個(gè)星座(X、Y)由鄰近小區(qū)(A，B，C，D；C，D，E，F(xiàn)，G)組構(gòu)成，這些小區(qū)不必是由同一基站站點(diǎn)所宿主，并屬于定義好的地理區(qū)域，具有同一可配置的目標(biāo)無(wú)線電資源利用以及同一可配置的保護(hù)閾值，該可配置的保護(hù)閾值是在任何比較之前要從所述實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載中減去的。
10、權(quán)利要求9的方法，其特征在于在每個(gè)星座(X、Y)中至少一個(gè)小區(qū)發(fā)送以下參數(shù)作為其狀態(tài)信息的一部分
-星座目標(biāo)無(wú)線電資源利用；
-星座保護(hù)閾值。
11、權(quán)利要求9或10的方法，其特征在于兩個(gè)或多個(gè)鄰居星座(X、Y)包括在它們交叉處(Z)的共同小區(qū)(C、D)集，該交叉處(Z)具有超過它們星座的目標(biāo)及保護(hù)閾值參數(shù)的可視性。
12、權(quán)利要求11的方法，其特征在于，僅當(dāng)鄰居星座的平均實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載低于其目標(biāo)利用參數(shù)時(shí)，所述共同小區(qū)集(Z)的小區(qū)(C、D)才向鄰居星座(Y)的小區(qū)(E、G)執(zhí)行預(yù)訂步驟d)。
13、權(quán)利要求10的方法，其特征在于，負(fù)載平衡步驟b)到f)的獨(dú)立實(shí)例運(yùn)行在所述共同集(Z)的每個(gè)小區(qū)內(nèi)，該獨(dú)立實(shí)例的個(gè)數(shù)與它們鄰居星座的數(shù)目一樣多，以便于當(dāng)決定是否減荷業(yè)務(wù)到鄰居星座時(shí)考慮相等數(shù)量的獨(dú)立星座目標(biāo)利用參數(shù)。
14、權(quán)利要求1到13中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述傳輸網(wǎng)絡(luò)(BKB)被配置作為具有多播能力的IP骨干網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于平衡在移動(dòng)無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)的鄰近小區(qū)之間的業(yè)務(wù)負(fù)載的方法，移動(dòng)無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)是諸如WiMAX論壇階段2、3規(guī)范或3GPPUMTS長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)，其中小區(qū)被配置作為通過諸如優(yōu)選地具有多播能力的IP骨干網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)所互連的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。在初步的離線步驟中，a)把鄰近小區(qū)分為內(nèi)部和邊界星座。前者包括相鄰小區(qū)組，該相鄰小區(qū)組不必是由同一基站站點(diǎn)所宿主、屬于定義好的地理區(qū)域、其特征在于業(yè)務(wù)負(fù)載測(cè)量值的共同目標(biāo)利用以及共同保護(hù)閾值。后者包括在兩個(gè)內(nèi)部星座之間的邊界上的小區(qū)集；沒有定義目標(biāo)利用和保護(hù)閾值；代替地小區(qū)實(shí)際上屬于多于一個(gè)的內(nèi)部星座并具有超過它們的目標(biāo)利用及保護(hù)閾值參數(shù)的可見性。繼續(xù)地，在每個(gè)星座中執(zhí)行以下在線步驟b)在所有小區(qū)之間交換它們的實(shí)際及剩余業(yè)務(wù)負(fù)載狀態(tài)信息；c)所有小區(qū)計(jì)算平均實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載并將其與它們實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載進(jìn)行比較；d)實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載超過平均的小區(qū)把未被保留的具有最低實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載和最高剩余業(yè)務(wù)負(fù)載的相鄰小區(qū)預(yù)訂作為進(jìn)行業(yè)務(wù)減荷的目標(biāo)；e)每個(gè)預(yù)訂小區(qū)命令其部分移動(dòng)終端執(zhí)行向接受保留的相應(yīng)目標(biāo)小區(qū)的移交；f)釋放保留的小區(qū)。僅當(dāng)鄰居星座的平均實(shí)際業(yè)務(wù)負(fù)載低于其目標(biāo)利用參數(shù)時(shí)邊界星座小區(qū)才被啟動(dòng)觸發(fā)業(yè)務(wù)減荷。
文檔編號(hào)H04W36/22GK101513097SQ200780031951
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者S·卡瓦利, F·茲扎 申請(qǐng)人:諾基亞西門子通信有限公司