專利名稱：獲得提高的小區(qū)分組交換業(yè)務(wù)容量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及移動(dòng)通信，并且特別涉及用于建立和改善通信的不同裝置和方法，并且還特別涉及到提高GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))應(yīng)用中的分組交換業(yè)務(wù)量的問題。然而本發(fā)明也可以適用于其它移動(dòng)通信系統(tǒng)，例如UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))。
背景技術(shù)：
大多數(shù)移動(dòng)無線系統(tǒng)(例如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM))的主要應(yīng)用都集中在移動(dòng)電話業(yè)務(wù)上，其典型特點(diǎn)是它只支持電路交換通信，在通話呼叫期間確?！肮潭ā彪娐分挥糜谔囟ㄓ脩簟Ｈ欢苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)中的分組交換應(yīng)用(例如傳真?zhèn)鬏敽投滔⒔粨Q)已經(jīng)變得越來越普遍。這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)例包括無線個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)辦公室、電子轉(zhuǎn)帳等等。這些數(shù)據(jù)應(yīng)用的特點(diǎn)在于“突發(fā)”業(yè)務(wù)，即大量的數(shù)據(jù)集中在相對(duì)較短的時(shí)間段內(nèi)被發(fā)送，隨之而來的則是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒有或者幾乎沒有數(shù)據(jù)被發(fā)送。
這類業(yè)務(wù)可以采用電路交換方式進(jìn)行傳輸，然而由于在很多時(shí)候信道只是被預(yù)留而并沒有真正被使用，所以這種傳輸并沒有采用有效而經(jīng)濟(jì)的方式去利用信道。而且在這類傳輸中，用戶沒有與其它用戶共享信道，因此用戶需要按照其所建立連接的時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行付費(fèi)。
另外一種代替這種傳輸?shù)姆桨妇褪欠纸M交換傳輸。這類系統(tǒng)中的信道是可以同時(shí)被多個(gè)用戶共享使用的。通過發(fā)送要被傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)片段組來完成實(shí)施這種傳輸。
GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))是基于GSM的系統(tǒng)中所采用的標(biāo)準(zhǔn)分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。設(shè)計(jì)GPRS以及GSM，使它們可以共存并且不會(huì)相互影響，而且GPRS還要與其它數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(例如IP以及X.25)兼容。采用GPRS，數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到移動(dòng)無線設(shè)備(例如移動(dòng)電話或者移動(dòng)無線終端)，或者也可以從移動(dòng)無線設(shè)備發(fā)送出來。采用GPRS，用戶可以保持與被接入數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接，而且連接時(shí)間長(zhǎng)度可以根據(jù)需要而定，但正如上面所提到的，由于用戶與其它用戶共享信道，所以用戶只需要為其傳輸數(shù)據(jù)所占用的時(shí)間付費(fèi)。這就意味著，將來在信道中的業(yè)務(wù)量要大于電路交換類型傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)量，在電路交換類型傳輸信道中無論如何也不可能提供這么大的業(yè)務(wù)量。
可以理解到，這樣會(huì)對(duì)將來的GSM-GPRS系統(tǒng)增加比較重的負(fù)荷，GSM系統(tǒng)依賴于基站收發(fā)信臺(tái)的數(shù)量以及與該基站相連接的小區(qū)數(shù)量。根據(jù)其所采用的結(jié)構(gòu)，每個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)能夠同時(shí)承載多個(gè)正在進(jìn)行的通信。
發(fā)明概述GPRS結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有GSM節(jié)點(diǎn)，并且增加新的GSM節(jié)點(diǎn)以用于處理分組交換業(yè)務(wù)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù)以及與現(xiàn)存分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的交互工作問題。附加的分組交換節(jié)點(diǎn)包括網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)以及服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)。GGSN可以提供面向外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的接口。SGSN可以提供到達(dá)以及離開SGSN業(yè)務(wù)區(qū)域的分組路由。
由位于GSM基站子系統(tǒng)之內(nèi)的分組控制單元(PCU)中的一個(gè)或多個(gè)處理器來管理通過分組信道所進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。
值得注意的是，分組控制單元(PCU)也可以位于其它位置。例如它可以與BTS(基站收發(fā)信臺(tái))處于同一個(gè)位置，或者可以存在于一個(gè)額外節(jié)點(diǎn)中。
這種處理器中所能管理的業(yè)務(wù)信道(PDCH’s)數(shù)量是有限的，特別是當(dāng)對(duì)業(yè)務(wù)量的需求增大時(shí)，這一點(diǎn)會(huì)變得更加明顯。在任何RP失效的情況中，這一點(diǎn)會(huì)變得更加突出。目前RPP處理器能夠同時(shí)支持256個(gè)信道。其中RP代表區(qū)域處理器，而RPP代表專用區(qū)域處理器。
這類傳輸中所使用的典型信道需要占用一個(gè)時(shí)隙，該信道被配置成為能夠承載GPRS業(yè)務(wù)的16kb/s的信道，這就是一個(gè)分組數(shù)據(jù)信道，即PDCH。存在有兩種類型的分組數(shù)據(jù)信道(PDCH)固定信道和隨時(shí)按需提供的信道。固定PDCH始終分配給小區(qū)供GPRS業(yè)務(wù)使用，除非該信道先被騰空，否則它不能被用于電路交換業(yè)務(wù)。隨時(shí)按需提供的PDCH則是根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求來進(jìn)行分配的。當(dāng)這些信道沒有被分配給GPRS使用時(shí)，它們可以被用于電路交換業(yè)務(wù)。
因此本發(fā)明的目的在于提高小區(qū)分組交換業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)容量。
因此本發(fā)明提供一種用于提高小區(qū)分組交換業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)容量的方法，以及提供一種具有用于提高小區(qū)分組交換業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)容量的裝置的設(shè)備。
附圖簡(jiǎn)述

圖1給出GSM基站子系統(tǒng)(BSS)中用于通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)的示范分組控制單元(PCU)。
圖2給出根據(jù)本發(fā)明所采用的基站控制器(BSC)的實(shí)施方案。
圖3給出根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例流程圖。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述結(jié)合考慮附圖，可以根據(jù)隨后本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，更容易地理解本發(fā)明的這些以及其它目的、好處和特征，其中在圖1中給出與GPRS共同使用的GSM基站子系統(tǒng)的概要圖。所示系統(tǒng)中包括具備GPRS功能的無線移動(dòng)終端101。終端101適于通過GSM、BTS(基站收發(fā)信臺(tái))發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。GPRS分組控制單元(PCU)103與GSS108(群交換裝置)接口，并且在基站102與基站控制器104之間的Abis接口中以CCD120(信道編碼設(shè)備)的方式管理16kbps信道數(shù)據(jù)以便組幀。在主干網(wǎng)一側(cè)，通過2Mbps寬帶幀中繼連接(即Gb接口108),PCU103可以與SGSN(服務(wù)GPRS業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn))106以及GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn))107接口。GGSN107可以提供用于連接英特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。
數(shù)據(jù)從GSS108被傳送到MSC(移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心)121，以完成系統(tǒng)的電話交換功能。
圖2給出根據(jù)本發(fā)明的基站控制器(BSC)200，該控制器通過幀中繼網(wǎng)202以及交換終端電路(ETS)206連接到SGSN201。ETC206是到達(dá)群交換裝置(GS)208的標(biāo)準(zhǔn)接口連接設(shè)備。
圖中還給出了通過ETC207從BSC/TRC203提供經(jīng)過代碼變換的CS(電路交換)語音/數(shù)據(jù)的Ater接口，以及用于連接BSC200以及基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)215的Abis接口204。
在BSC200中，GPRS的實(shí)施是由中央處理器(CP)216和分組控制單元(PCU)212來完成的。PCU212中包含一個(gè)或者多個(gè)區(qū)域處理器(RP)。該RP部分可以被配置成為簡(jiǎn)單的RP或者如圖所示，被配置為由以太網(wǎng)221所連接的多RP結(jié)構(gòu)。采用多RP結(jié)構(gòu)的目的在于能夠在現(xiàn)有信道210中能夠獲得更多的Abis信道。
圖中給出的PCU212擁有三個(gè)RP(區(qū)域處理器)單元213-215，其中每一個(gè)都包括控制處理器(CP)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及數(shù)字鏈路(變型2)(d12)。每個(gè)d12使上述裝置與底層交換裝置211相連，但是，RP213中的一個(gè)d12卻是通過群交換裝置(GS)208與SGSN201相連，這里給出的群交換裝置是一種特殊類型的專用GSS。
RP213、214、215之間通過內(nèi)部Ethernet 221相連，這樣，有利于在RP之間進(jìn)行小區(qū)的重新定位。
每個(gè)RP可以管理一組小區(qū)，此處所使用的“小區(qū)”就是移動(dòng)蜂窩電話技術(shù)中所使用的小區(qū)。在任意給定時(shí)刻，一個(gè)小區(qū)只能接受一個(gè)RPP的管理?？梢灶A(yù)計(jì)到每個(gè)被配置成僅用于Abis的RPP(RPP_Abis)能夠建立256個(gè)分組信道，而一個(gè)可以支持Gb以及AbisRPP_Gb的RPP只能建立128個(gè)分組信道。
PCU212通過串行總線219被連接到CP216，而且CP216又進(jìn)一步通過收發(fā)機(jī)管理器(THR)217和ETC218被連接到SRS211。
圖2中還給出電路交換和分組交換信道在底層交換裝置211(SRS)中被組合在一起，通過Abis接口與BTS220(基站收發(fā)信臺(tái))進(jìn)行通信。
這樣，上述的問題就在于在很少的幾個(gè)小區(qū)內(nèi)需要很多數(shù)量的信道。由于處理器可以支持的分組信道數(shù)量是有限的，所以許多小區(qū)內(nèi)GPRS所覆蓋的業(yè)務(wù)就會(huì)丟失。
現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)可以為那些業(yè)務(wù)負(fù)荷比較小的處理器重新分配小區(qū)(即與各對(duì)等處理器相比，支持業(yè)務(wù)密度比較高的小區(qū)的處理器所管理的小區(qū)數(shù)量應(yīng)該減少)。
當(dāng)(或者如果)處理器接近其門限時(shí)，就應(yīng)該在處理器中提供用于小區(qū)重新分配的裝置。
這樣根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到處理器正處于其最大容量(最大容量由處理器可以建立的分組信道數(shù)量來確定)的某個(gè)特定百分比之內(nèi)(例如5％)時(shí)，則要為每個(gè)超過預(yù)定百分比的RP建立信道管理功能，以使得可以確定處理器所支持的每個(gè)小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)值。業(yè)務(wù)值可以由小區(qū)內(nèi)所建分組信道的數(shù)量來衡量。見圖3。
采用FORRELOCATION(用于重新定位)來標(biāo)注業(yè)務(wù)值最低的小區(qū)。對(duì)小區(qū)內(nèi)正在進(jìn)行的業(yè)務(wù)(如果有的話)進(jìn)行緩存，然后把小區(qū)重新定位到被選中的處理器。一旦重新定位完成之后，數(shù)據(jù)處理則可以繼續(xù)。從本發(fā)明的角度出發(fā)，業(yè)務(wù)值最低的小區(qū)就是那個(gè)被激活的分組數(shù)據(jù)信道數(shù)量最少的小區(qū)。如果信道被用于傳遞數(shù)據(jù)，則在該小區(qū)內(nèi)它只能被用于傳遞數(shù)據(jù)。如果重新定位沒有能靜態(tài)地減輕處理器的負(fù)荷、即處理器仍然處于其最大容量門限百分比之內(nèi)的話，則系統(tǒng)繼續(xù)查詢處理器中業(yè)務(wù)值最低的小區(qū)，并且對(duì)該小區(qū)進(jìn)行重新定位。值得注意的是，業(yè)務(wù)值最低的小區(qū)內(nèi)被激活信道數(shù)量可能很少，甚至沒有，因此對(duì)這種小區(qū)進(jìn)行重新定位并不會(huì)改善處理器的負(fù)荷狀況。無論如何，對(duì)不存在信道的小區(qū)進(jìn)行重新定位是一個(gè)預(yù)防性步驟，并且可以在隨后避免進(jìn)一步重新定位。
另外一種措施是選擇業(yè)務(wù)負(fù)荷最低的處理器去支持那些GPRS被激活的小區(qū)。
這種在可用處理器之間進(jìn)行的動(dòng)態(tài)小區(qū)分配可以增加GPRS小區(qū)的覆蓋范圍，這樣就可以為用戶提供更好的服務(wù)。使用根據(jù)本發(fā)明的方法，處理器的負(fù)荷可以被分布在PCU內(nèi)的多個(gè)可用處理器之間，這樣就可以利用PCU所能允許的最佳容量。
在類似例如UMTS(通用移動(dòng)電信系統(tǒng))的未來移動(dòng)系統(tǒng)中，一個(gè)PCU或者等效網(wǎng)絡(luò)實(shí)體能夠?qū)嵤┡c這里所述的PCU相同的功能。通過將這種方法應(yīng)用于這種移動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的好處及其固有的等效原理。
盡管在此參考本發(fā)明的一種特定優(yōu)選形式，充分詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是其它描述方法也是可以使用的。GPRS已經(jīng)做為PRS(分組無線業(yè)務(wù))的實(shí)例投入使用。因此附屬權(quán)利要求中給出的精神和范圍不應(yīng)該僅局限于在此所包含的優(yōu)選描述方法。
權(quán)利要求
1．提高移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)小區(qū)分組交換業(yè)務(wù)容量的方法，在該系統(tǒng)中采用例如GPRS的PRS，該系統(tǒng)包括基站控制器和一個(gè)分組控制單元(PCU)，該P(yáng)CU至少包括兩個(gè)用于管理至少來自兩個(gè)小區(qū)的業(yè)務(wù)的處理器，該方法的特征在于如下步驟a)對(duì)至少兩個(gè)處理器中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷進(jìn)行詢問，b)進(jìn)行每個(gè)處理器的業(yè)務(wù)負(fù)荷與預(yù)定值的比較，c)對(duì)于任何超過預(yù)定值的處理器，確定該至少兩個(gè)處理器中的每一個(gè)能支持的每個(gè)小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)值，d)然后把業(yè)務(wù)值最低的小區(qū)重新定位到被選中的處理器。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該分組控制單元PCU是基站收發(fā)信臺(tái)BTS的一部分。
3．根據(jù)上述任何一條權(quán)利要求的方法，其特征在于，在小區(qū)被重新定位到被選中的處理器的期間，被選中小區(qū)內(nèi)任何正在進(jìn)行的業(yè)務(wù)都要被緩存，在重新定位完成之后，繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
4．根據(jù)上述任何一條權(quán)利要求的方法，其特征在于，小區(qū)重新定位會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步對(duì)已經(jīng)經(jīng)過小區(qū)重新定位的任何處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷的詢問，如果該處理器的業(yè)務(wù)負(fù)荷超出預(yù)定值，則重復(fù)權(quán)利要求1中的步驟c)和d)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一條中的方法，其特征在于移動(dòng)通信系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一條中的方法，其特征在于移動(dòng)通信系統(tǒng)是UMTS系統(tǒng)。
7．移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)用于小區(qū)重新定位的設(shè)備，該系統(tǒng)例如是實(shí)施PRS(例如GPRS)的GSM系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括基站控制器和分組控制單元(PCU)，該P(yáng)CU包括至少兩個(gè)用于管理至少來自兩個(gè)小區(qū)的業(yè)務(wù)的處理器，其特征在于該系統(tǒng)內(nèi)包括a)用于對(duì)至少兩個(gè)處理器的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷進(jìn)行詢問的裝置，b)用于比較每個(gè)處理器的業(yè)務(wù)負(fù)荷與預(yù)定值的裝置，c)用于針對(duì)任何超過預(yù)定值的處理器來確定該至少兩個(gè)處理器中的每一個(gè)所支持的每個(gè)小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)值的裝置，d)用于把業(yè)務(wù)值最低的小區(qū)重新定位到被選中處理器的裝置。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征在于PCU是基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)的一部分。
9．根據(jù)權(quán)利要求7或8的設(shè)備，其特征在于移動(dòng)通信系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)。
10．根據(jù)權(quán)利要求7或8的設(shè)備，其特征在于移動(dòng)通信系統(tǒng)是UMTS系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明考慮一種在采用PRS(例如GPRS)的移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)用于提高小區(qū)分組交換業(yè)務(wù)容量的方法和裝置,該系統(tǒng)包括基站控制器和分組控制單元PCU,該P(yáng)CU至少包括兩個(gè)處理器,用于管理至少兩個(gè)小區(qū)的業(yè)務(wù),該方法的特征在于如下步驟:a)對(duì)至少兩個(gè)處理器中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷進(jìn)行詢問,b)進(jìn)行每個(gè)處理器業(yè)務(wù)負(fù)荷與預(yù)定值的比較,c)對(duì)于任何超過預(yù)定值的處理器,確定該至少兩個(gè)處理器當(dāng)中的每一個(gè)所支持的每個(gè)小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)值,d)然后把業(yè)務(wù)值最低的小區(qū)重新定位到被選中的處理器。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1323481SQ99812250
公開日2001年11月21日 申請(qǐng)日期1999年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月16日
發(fā)明者P·馬圭雷 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司