專利名稱：通過將不同切換參數用于通信網絡中的不同業務和用戶類別來執行切換的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在通信網絡中執行切換的方法。
背景技術：
近年來，通信網絡已引起廣泛注意，并且在日益發展中。現代通信網絡的一個主要方面是用戶的移動性，即已預約所述網絡的用戶終端的用戶可在所述網絡中移動，或甚至是移動到另一網絡，同時仍然能夠繼續正在進行的通信。
從以下對于本發明的后續描述中可見，本發明并不僅限于特定的用戶終端類型，也不僅限于特定通信網絡類型。例如，諸如從GSM(全球移動通信系統)角度而言的移動站MS，或3GPP(第三代合作項目)UMTS(通用移動電信系統)通信系統內的所謂用戶設備UE(對應于所述MS)的用戶終端，或其它任何終端類型都可與本發明一起使用，只要支持所述網絡內的終端的移動性。至于網絡類型，所述GSM網絡或3GPP UMTS網絡或其它任何網絡都可與本發明一起使用，只要其支持所述用戶終端的移動性。
然而，后續描述僅借助實例集中于依賴WCDMA(寬帶碼分多址)的UMTS通信網絡。
在所述UMTS通信系統內(以及所述GSM系統內)，所述網絡被分級構建。通過UMTS內至少一個被稱為Node_B的網絡實體(或GSM內的基站BS)的介入來處理所述用戶終端的通信，從而執行與已預約所述網絡的用戶終端UE通信。在所述網絡內移動和/或漫游的移動用戶可能會轉移到另一所述網絡實體。所述轉移通常被稱為切換。假定通信網絡的一般構造，以及切換的基本原理已為本領域技術人員熟知，本文不再贅述。
如上所述，本發明涉及一種例如在寬帶碼分多址(WCDMA)系統內執行的切換進程，所述寬帶碼分多址(WCDMA)系統例如是通用移動電信系統(UMTS)或其它通信系統。所述系統通常被設計為支持軟切換(SHO)。SHO意味著用戶設備(UE)在從一個小區移動到另一小區時可能連接到兩個或更多Node_B(基站(BS))。終端從一個Node_B切換到另一Node_B的同時僅連接到一個Node_B(即在切換期間內僅連接到單個基站或Node_B)的情況被稱為硬切換(HHO)。一般而言，SHO的應用可實現無縫(透明)切換和改善的覆蓋區。然而，支付SHO的價格是所述網絡內Node_B(和/或)BS的較高平均發射功率電平，也被稱為SHO開銷。
參照圖1來說明軟切換SHO。所述SHO開銷一般是切換參數Window_Add和Window_Drop的函數。以下將解釋所述兩個參數的重要性。當根據指向兩個不同Node_B(BS)的UE所測量的路徑損耗差異，或例如由信號功率表示的信號質量小于Window_Add時，所述UE進入SHO模式。(應當注意，一個所測量的BS是具有最強導頻信號的BS)。類似地，當所述路徑損耗差異變為大于Window_Drop時，所述UE在時期T_tdrop過去之后退出SHO模式(見圖1)(退出或遷移僅與所測量的BS相關，從而此處退出/遷移意味著相關BS被從有效集AS刪除)。當進入SHO時，附加Node_B被放置到有效集AS，而在離開SHO時，Node_B被從所述有效集AS刪除，并(再次)被放置到相鄰小區集NS。還應當注意，在判定HO之前估計所接收的信號電平差異，即除路徑損耗測量之外，陰影衰落測量等也可作為HO判定的基礎。
具體而言，用于所述軟切換SHO的切換參數至少包括諸如widow_add的第一門限、諸如window_drop的第二門限和諸如T_tdrop的定時條件，所述第一門限指示處理所述用戶終端通信的中間網絡實體的增加，所述第二門限指示處理所述用戶終端通信的中間網絡實體的刪除，所述定時條件與所述第二門限組合觸發所述刪除。因此，所述切換參數定義對應的切換觸發條件，并在改變所述網絡內所述用戶終端的通信狀態(例如信號質量)，所述改變滿足預定切換觸發條件時，在諸如所述通信網絡的RNC的控制實體的控制下，執行切換進程。
因此，所述參數確實隱含確定了SHO模式下用戶的百分比，從而確定了SHO開銷的程度。此處應當注意，SHO模式下的用戶通常在所述網絡內生成附加傳輸開銷，即中央無線電網絡控制器(RNC)與BS之間所增加的信令。無線電網絡控制器RNC代表執行切換進程控制的通信網絡的控制實體的實例。(UMTS內的RNC對應于GSM內的BSC)。
由于假定本領域技術人員熟知切換和軟切換的基本原理，本文不再贅述。然而，感興趣的讀者應當注意，所述主題的大量介紹由JuhaKorhonen在“3G移動通信的介紹”，2.5章，“切換”，35到39頁，9.5章，“WCDMA內的網絡計劃”，267和268頁，以及11.4.1章“軟切換”，337-339頁內給出。
如今，在WCDMA系統內，在每個小區的基礎上定義所使用的SHO算法。然而，從業務質量(QoS)和容量的觀點看，所述方法對于現代蜂窩系統而言并不是最優的，因為每個小區都使用相同的切換算法和參數的方法會導致較高的SHO開銷，這隨之會導致潛在的容量損耗。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種用于在通信網絡內執行切換的改善方法。
根據本發明，上述目的例如是借助一種用于在通信網絡內執行切換的方法實現的，其中通過至少一個網絡實體的介入來處理已預約所述網絡的用戶終端UE通信，從而執行與所述用戶終端的通信，在改變所述網絡內所述用戶終端的通信狀態，所述改變滿足預定切換觸發條件時，在所述通信網絡的控制實體的控制下，執行切換進程，切換進程由切換信令方案以及每種信令方案的至少一組切換參數定義，所述切換參數定義對應的切換觸發條件，與用戶終端的通信屬于多個業務類別中的特定一個，且其中每個業務類別定義至少一個用戶類別，所述方法包括步驟每個用戶類別配置一組切換參數，以及一種切換信令方案，并在檢測到所述切換觸發條件得到滿足時，根據為所述對應業務類別的對應用戶類別配置的所述切換信令方案和所述切換參數組的定義，執行所述用戶終端的所述切換進程。
根據進一步有利的研發，通信狀態由在所述至少一個中間網絡實體的所述用戶終端處測量的信號質量表示，所述中間網絡實體處理所述用戶終端的所述通信，所述通信狀態由在用戶終端處測量的指向兩個對應中間網絡實體的所接收信號電平差表示，所述切換信令方案包括硬切換、軟切換以及站址選擇分集傳輸中的至少一個，所述軟切換的所述切換參數至少包括第一門限(widow_add)、第二門限和定時條件，所述第一門限指示處理所述用戶終端通信的中間網絡實體的增加，所述第二門限指示處理所述用戶終端通信的中間網絡實體的刪除，所述定時條件與所述第二門限組合觸發所述刪除，所述業務類別至少包括會話、流動、交互和背景業務類別，所述用戶類別可根據定義預約業務質量的對應預約簡表來辨識，所述預約簡表至少由那些所有業務類別通用的無線電接入承載屬性確定，如3GPP 23.107 V3.5.0(2000-12)所定義，基于分配/保留優先級確定所述預約簡表。
借助本發明，可實現以下優點，這歸因于所建議的帶有特定于用戶的切換設置的備選方案提供了較高的自由度，這有助于最優化全面網絡性能，使得Node_B(BS)之間的通信具有較低的復雜性，以及不太嚴格的定時要求減少了傳輸開銷，因為并非所有用戶都必需使用相同的SHO進程，在移動到其中并不具有諸如無線電網絡控制器(RNC)的集中部件的新分散IP RAN網絡體系結構時，減少所述傳輸開銷具有很強的吸引力，能夠最優化全面網絡性能，此外，通過將不同的切換進程/參數用于不同的用戶類別，能夠有效區別不同用戶類別之間的QoS(業務質量)(此處應當注意，用戶類別之間的QoS區別(例如，金、銀和銅用戶)是第三代無線系統的最重要特征之一)，進一步演進的高速數據業務的網絡實施方式可能變得更為容易，因為可使所述用戶的切換進程簡化，從而得到復雜性更低的實施方式(HSDPA(高速下行鏈路分組接入)概念的情況尤其如此)，SHO開銷降低，這導致較高的網絡容量使用混合自動重新傳輸請求(H-ARQ)，更易于實施對于增強高速數據業務的網絡支持，對于不同業務類別的不同特征的更優使用，不同用戶類別之間的更簡單區分。
在鏈路質量和網絡容量之間權衡的可能性。


以下將參照附圖，詳細描述本發明，在附圖中圖1示出了用于解釋軟切換SHO的基本原理的信號質量對比時間的特征實例，圖2示出了每個對應業務類別映射不同用戶類別的表，并示出了根據本發明的為每個用戶類別對應指配的切換優先級，以及圖3示出了根據本發明，可基于HO信令方案和所述情況的對應參數組辨識的切換進程的分級結構，為所述分級結構指配了圖2所述HO優先級中的對應一個。
具體實施例方式
以下將參照附圖，詳細描述本發明。基本上，本發明建議了一種用于在通信網絡內執行切換的方法。在所述網絡內，通過至少一個諸如Node_B的網絡實體的介入來處理所述用戶終端的通信，從而執行與已預約所述網絡的諸如UE的用戶終端通信。
在改變所述網絡內所述用戶終端的通信狀態，所述改變滿足預定切換觸發條件時，在所述通信網絡的諸如RNC的控制實體的控制下，執行切換進程。
例如，通信狀態由在所述至少一個中間網絡實體，即Node_B的所述用戶終端處測量的信號質量表示，所述中間網絡實體處理所述用戶終端的所述通信。所述通信狀態例如可能由在用戶終端處測量的指向兩個對應中間網絡實體的路徑損耗差異，和/或所接收功率差(所接收信號電平差)表示，其表示信號質量。參照圖1，所測量的信號質量(路徑損耗)由對應于比率RSCP/RSSI(所接收信號碼功率/接收信號強度指示符)的比率Ec/Io表示。然而，可能使用信號質量的其它任何質量表示，例如誤碼率BER等。
切換進程由切換信令方案和每種信令方案的至少一組切換參數定義，所述切換參數定義對應的切換觸發條件。參照圖1，如果所測量的信號質量超過特定值，從而使得與所述有效集內最強導頻信號的差異小于window_add，則HO觸發條件得到滿足。所述切換信令方案包括硬切換HHO、軟切換SHO和作為SHO一種特殊情況的站址選擇分集傳輸(SSDT)中的至少一個。
與用戶終端的通信屬于多個業務類別中的特定一個，每個業務類別至少定義一個用戶類別。這意味著定義了被稱為會話、流動、交互和背景的四種業務類別，以及為每個所述業務類別定義至少一個用戶類別。根據定義預約業務質量QoS的對應預約簡表，可辨識所述用戶類別。所述預約簡表可能由那些所有業務類別所通用的無線電接入承載屬性確定，如3GPP 23.107 V3.5.0(2000-12)所定義。例如，基于分配/保留優先級確定所述預約簡表。
應當牢記的是，應理解本發明包括的步驟是，為每個用戶類別配置一組切換參數，以及一種切換信令方案，并在檢測到所述切換觸發條件得到滿足時，如為所述對應業務類別的對應用戶類別配置的所述切換信令方案和所述切換參數組所定義，執行所述用戶終端的所述切換進程。
以下將對此進行詳細描述。圖2示出了每個對應業務類別映射不同用戶類別的表，并示出了根據本發明的為每個用戶類別對應指配的切換優先級。更精確地說，圖2所示的表在最左欄內包括業務類別(常規、流動、交互和背景)。在最上一行內，對應用戶類別(金、銀、銅)被作為實例指示。當然可定義超過三個的用戶類別，但僅可為每個業務類別定義一個或兩個用戶類別。
所述預約QoS簡表為各個類別的用戶定義了用戶類別。例如，“金”類用戶已預約每個業務類別內的最佳可用QoS，“銀”類用戶已預約與所述“金”類用戶相比較低的QoS，而“銅”類用戶已預約與“金”和“銀”類相比更低的QoS簡表。預約QoS最有可能反應在將向所述用戶收取的費用上。換言之，與“銅”類用戶相比，“金”類用戶為使用所述通信網絡所提供的業務每比特支付得更多。
在圖2的如此定義的矩陣表內，每個用戶類別和業務類別的HO優先級被以從1到10的數字值范圍指示。因此，10個HO優先級被指配給12個用戶類別/業務類別構象。如圖2所示，HO優先級9和10被指配兩次。然而，這只是實例，而不是對于本發明的限制。例如，不超過10個HO優先級可指配給12個用戶類別/業務類別構象，從而使得多于兩個HO優先級可能必須被重復使用，或至少一個HO優先級必須被超過兩次地使用等等。
圖2指示了所述HO優先級基于作為無線電接入承載屬性實例的分配/保留優先級。然而，這僅是實例，且一般而言，預約簡表(QoS和/或用戶類別)至少可由那些所有業務類別通用的無線電接入承載屬性確定，如3GPP 23.107 V3.5.0(2000-12)所定義。此外，可基于多個所述無線電接入承載屬性定義所述HO優先級。在這種情況下，根據所述網絡運營商所定義的預設加權方案，加權單個屬性對于(最終)定義的HO優先級的貢獻。
返回到圖2的特定實例，示出了10個HO優先級，一個所述優先級被分配給以對應業務類別操作的對應用戶類別。每個HO優先級表示相關用戶類別的用戶在以對應業務類別通信時被以與切換相關的特定方式對待。例如，以常規類別通信的金類用戶與具有交互通信的銀類用戶相比得到不同的“切換對待”。用戶的不同HO對待獨立于所述用戶當前所位于的小區。
如上所述的“切換對待”意味著HO進程應用于每個用戶類別每個業務類別，即與銅類流動用戶相比，金類常規用戶經歷另一切換。
以下將參照圖3對其進行說明。如上所述，圖3表示根據本發明，可基于HO信令方案及其對應參數組辨識的切換進程的分級結構，為所述分級結構指配了圖2所述HO優先級中的對應一個。
根據HO進程的HO信令方案可大體辨識所述HO進程。信令方案例如是硬切換HHO和軟切換SHO。所述SHO的特殊情況是SSDT。除此之外，諸如“更軟HO”的其它HO信令方案也存在，并不排除在本發明的建議方法之外。
在每種HO信令方案內，定義了至少一個參數組，如圖3所示，HHO#1，HHO#2，SHO#1，...，SHO#9，SHO#10:SSDT。每個參數組與相同HO信令方案的另一參數組相比，至少有一個參數不同。此外，如圖3所示，HO優先級被分配給每個參數組(圖2所指示)。
因此，參照圖2和3的實例，HO優先級“10”被指配給銀類和銅類用戶的背景業務類別。因此，對應參數組(分別由HHO#1、HHO#2表示)相互并無不同。然而，應當注意的是，如果銀類用戶的背景業務被指配與銅用戶相比更高/更好的優先級(更小的編號)，則在此實例內，參數組HHO#1、HHO#2中至少有一個參數不同。同樣的經驗適用于銅類用戶的交互式業務和金類用戶的背景業務。在所選擇實例內，這些分別被分配給SHO#1、SHO#2參數組。參數組SHO#9被分配給對應于銀類用戶的常規業務的HO優先級2，而SHO#10:SDDT在所選實例內指配給常規業務類別的金類用戶。
應當注意的是，HO優先級到參數組的所示映射可任意選擇，因而可選擇其它各種映射。
此外，雖然期望金類用戶始終具有每個業務類別中的最佳HO優先級，但情況也并非必然如此。例如，在背景業務類別內，可將相同HO優先級指配給所有用戶類別。由于用戶類別在背景業務方面不可相互區別，因此這可能僅對應于所述背景業務類別內的一個用戶類別。
總而言之，根據本發明，建議了一種新的一般切換HO策略，其可被稱為“特定于用戶的切換設置”。基本構思是將不同的HO進程(可由HO信令方案與對應HO參數組合辨識)用于網絡內的不同用戶類別。這將進一步優化所述網絡，從而得到潛在的容量增益。這使得所述運營商可在鏈路質量(透明HO)與網絡容量(SHO開銷減少)之間做出權衡。
例如建議了以下選項將常規SHO進程(SHO信令方案)用于系統內的所有用戶，但將不同SHO參數(例如window_add、window_drop和/或T_tdrop)用于不同用戶類別。因此，一些用戶可能或多或少具有較大的SHO容限(SHO容限意味著window_add與window_drop之間的差異)，但一些用戶可能使用硬切換(HHO)(即，所述SHO容限被設置為等于零)。(如果每個業務類別僅定義一個用戶類別，則將不同HO設置用于實時和非實時連接，即每個業務類別使用不同HO設置。)一些用戶可能以不同參數設置使用常規的SHO算法，而其他用戶將SSDT(站址選擇分集傳輸)用作特殊模式的SHO。此處應當注意的是，在終端處于SHO時可應用的作為一種形式的下行鏈路功率控制的SSDT僅適用于下行鏈路。
一種可能的實例解決方案因而是將SHO用于所有電路交換實時用戶(其需要無縫HO)，而分組交換用戶可能使用硬HO。分組交換業務通常包括其間具有寂靜時間的多個分組呼叫，所述寂靜時間也被稱為閱讀時間。為了最小化分組用戶的QoS內的損耗，切換可能發生在所述寂靜時期內。上述策略的增益可能還導致較低的SHO容限，這最終會導致總容量增益。
此外，為UMTS建議的一些新高速數據業務特征在與SHO組合時對網絡體系結構設置了嚴格的要求。使用在當前報告內說明的本發明，可選擇將硬HO用于這種類型的用戶，而仍然將SHO用于其它用戶，從而更易實施增強高速數據特征。
因此，如上所述，本發明涉及一種用于在通信網絡內執行切換的方法，其中通過至少一個網絡實體(Node_B)的介入來處理所述用戶終端的通信，執行與已預約所述網絡的用戶終端(UE)通信，在改變所述網絡內所述用戶終端的通信狀態，所述改變滿足預定切換觸發條件時，在所述通信網絡的控制實體(RNC)的控制下，執行切換進程，切換進程由切換信令方案(HO、HHO、SHO、SSTD)以及每種信令方案的至少一個切換參數組定義，所述切換參數定義對應的切換觸發條件，與用戶終端的通信屬于多個業務類別中的特定一個，且其中為每個業務類別定義至少一個用戶類別，所述方法包括的步驟是，配置每個用戶類別的一組切換參數，以及一種切換信令方案，并在檢測到所述切換觸發條件得到滿足時，如為所述對應業務類別的對應用戶類別配置的所述切換信令方案和所述切換參數組所定義，執行所述用戶終端的所述切換進程。
盡管已參照優選實施例描述了本發明，但所述描述是本發明的示范，不應被認為是限制本發明。本領域技術人員應當理解的是，在并不背離所附權利要求書所定義的本發明真實精神和范圍的情況下，可做出各種修改和應用。
權利要求
1.一種用于在通信網絡中執行切換的方法，其中通過至少一個中間網絡實體(Node_B)來執行與已預約所述網絡的用戶終端(UE)的通信，其中所述中間網絡實體用于處理所述用戶終端的通信，在改變所述網絡中的所述用戶終端的通信狀態，并且所述改變滿足預定切換觸發條件時，在所述通信網絡的控制實體(RNC)的控制下，執行切換進程，切換進程由切換信令方案(HO、HHO、SHO、SSTD)以及每種信令方案的至少一組切換參數定義，所述切換參數定義對應的切換觸發條件，與用戶終端的通信屬于多個業務類別中的特定一個，以及其中為每個業務類別定義至少一個用戶類別，所述方法包括步驟為每個用戶類別配置一組切換參數以及一種切換信令方案，以及在檢測到所述切換觸發條件得到滿足時，按照為各個業務類別的各個用戶類別所配置的切換信令方案以及所配置的切換參數，執行所述用戶終端的切換進程。
2.根據權利要求1的方法，其中通信狀態由在所述至少一個中間網絡實體(Node_B)的用戶終端中所測量的信號質量表示，其中所述中間網絡實體用于處理所述用戶終端的通信。
3.根據權利要求2的方法，其中所述通信狀態由在所述用戶終端中測量的、對于兩個對應中間網絡實體的接收信號電平差表示。
4.根據權利要求1的方法，其中所述切換信令方案包括硬切換(HHO)、軟切換(SHO)和站址選擇分集傳輸(SSDT)中的至少一個。
5.根據權利要求4的方法，其中所述軟切換(SHO)的切換參數至少包括第一門限(widow_add)，所述第一門限指示用以處理所述用戶終端通信的中間網絡實體的增加，第二門限(window_drop)，所述第二門限指示用以處理所述用戶終端通信的中間網絡實體的刪除，以及定時條件(T_drop)，所述定時條件與所述第二門限組合觸發所述刪除。
6.根據權利要求1的方法，其中所述業務類別至少包括會話式、流式、交互式和背景式業務類別。
7.根據權利要求1的方法，其中所述用戶類別可根據對應的預約簡表來區別，所述預約簡表用以定義預約的業務質量。
8.根據權利要求7的方法，其中所述預約簡表至少由如3GPP 23.107 V3.5.0(2000-12)所定義的、對于所有業務類別通用的無線電接入承載屬性確定。
9.根據權利要求8的方法，其中基于分配/保留優先級確定所述預約簡表。
全文摘要
本發明公開了一種用于在通信網絡中執行切換的方法，其中通過至少一個中間網絡實體(Node_B)來執行與已預約所述網絡的用戶終端(UE)的通信，所述中間網絡實體用于處理所述用戶終端的通信，在改變所述網絡中的所述用戶終端的通信狀態，并且所述改變滿足預定切換觸發條件時，在所述通信網絡的控制實體(RNC)的控制下，執行切換進程，切換進程由切換信令方案(HO、HHO、SHO、SSTD)以及每種信令方案的至少一組切換參數定義，所述切換參數定義對應的切換觸發條件，與用戶終端的通信屬于多個業務類別中的特定一個，以及其中為每個業務類別定義至少一個用戶類別，所述方法包括步驟為每個用戶類別配置一組切換參數以及一種切換信令方案，以及在檢測到所述切換觸發條件得到滿足時，按照為各個業務類別的各個用戶類別所配置的切換信令方案以及所配置的切換參數，執行所述用戶終端的切換進程。
文檔編號H04W36/26GK1628476SQ02829080
公開日2005年6月15日 申請日期2002年6月5日 優先權日2002年6月5日
發明者克勞斯·英格曼·派德爾森, 杰羅恩·威格爾德, 普萊本·莫根森 申請人:諾基亞公司