專利名稱：在無線蜂窩網絡疊加覆蓋區實現負荷分擔的方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種在無線蜂窩網絡疊加覆蓋區實現負荷分擔的方法。
背景技術：
CDMA2000-1x(第一階段)技術通過一個標準的(1x)CDMA頻道能夠支持語音和數據服務，并具有許多比其他技術更為優越的性能。它的容量接近于以前CDMA(碼分多址)系統容量的兩倍，從而能夠適應不斷成長的語音服務和無線互聯網新型服務的需要，同時它的最高速度可以達到153kbps，將來可以達到307kbps甚至3.1Mbps，并且無須為數據性能而犧牲語音性能。
隨著移動通信的日益普及，僅僅是移動話音通信已經不能滿足人們獲取信息的需要，移動數據通信業務因其可以提供辦公、娛樂、與他人進行跨越地域界限的交流而顯現出巨大的生命力和發展前景。對于希望獲得更加快速或者更大容量的數據處理服務的用戶來講，CDMA2000的數據優化版本1x EV-DO(Evolution Data Optimized)是一種為實現高速無線分組數據業務而進行優化了的技術，經3GPP2(第三代移動通信標準化的伙伴項目2)標準化組織定名為HRPD(高速分組數據)，最高速度能夠超過2Mbps，吞吐量超過700kbps，它能夠與有線DSL(數字用戶線)服務相媲美，還可以支持對速度要求更加嚴格的應用，如影像傳輸、大型文件下載等。CDMA2000 1x EV-DO還以每兆字節最低的成本傳輸數據，這是促進無線互聯網絡普及的一個非常重要的因素。1x EV-DO與CDMA2000 1x后向兼容，具有與CDMA2000 1x相同的射頻特性和網絡規劃，保證運營商的平滑升級。
無線蜂窩系統中，隨著CDMA用戶的日益增加和用戶需求的增加，CDMA2000 1x系統在開展高速數據業務中受到帶寬和速率的限制，將會引入HRPD系統支持高速數據業務，其網絡結構如圖1所示其中，HRPD BTS(基站收發信機)和HRPD BSC(基站控制器)為類似于cdma2000 BSC和BTS的AN(接入網絡)部分；AN AAA為接入網AAA(驗證、授權、計費)服務器，這個服務器用于對接入HRPD無線網絡的用戶進行鑒權。
一般情況下，為了同時支持語音和數據業務，HRPD系統會和CDMA2000系統疊加覆蓋。在HRPD系統和CDMA2000系統疊加覆蓋區，CDMA2000/HRPD雙模手機可以在兩個網絡中任選一個作為自己的服務網絡，也可以根據需要變更自己的服務網絡。CDMA2000/HRPD雙模手機開機后可以選擇駐留在1x系統中，也可以選擇駐留在HRPD系統中，運營商可以根據需要進行設定，但目前沒有一個在兩個網絡間均衡的策略，很有可能出現某一時間段內有較多的手機駐留在CDMA2000網絡中，導致過多的用戶在進行數據業務呼叫時選擇在疊加覆蓋區的CDMA2000網絡進行，從而引起疊加區的CDMA2000網絡負載過重而同一區域的HRPD網絡負載過輕的情況，也有可能出現HRPD網絡負載過重而CDMA2000網絡負載過輕的情況。
同樣，對于WCDMA(寬帶碼分多址)系統、TD-SCDMA(時分-同步碼分多址)系統、GSM(全球移動通信系統)系統，在不同網絡的疊加覆蓋區，對于支持這些系統的多模手機，都存在選擇駐留網絡及發起業務連接時選擇接入網絡的問題。
對于不同的無線蜂窩系統網絡，系統會定時從控制信道下發相關的系統消息和尋呼，終端根據接收到的系統消息和尋呼作出相應的處理。
通常，系統消息會包括系統參數(如系統時間等)、鄰區列表(如便于手機接受相鄰小區信息的周圍小區列表)、接入參數(接入信道的相關參數，系統負荷等)等。大多無線蜂窩系統網絡雖然系統消息中都包括了接入參數等消息內容，但系統消息中沒有指示小區負荷的參數。終端在進行業務連接之前無法判斷該系統是否空閑，以便采取合理的策略在相應的網絡中接入；同樣，也無法在空閑態切換到另外一個相對負荷較輕的網絡中駐留，以減輕負載較重的網絡的負擔。
HRPD系統的RA(反向激活)信道雖然可以提供系統負荷指示，但該指示只能告訴終端應該升高或者降低速率，不能提供一個相對精確和細分的系統負荷值；而且只能用于有業務連接的終端調整自己的速率，無法讓空閑態的終端得到有用的系統負荷信息。

發明內容
本發明的目的是提供一種在無線蜂窩網絡疊加覆蓋區實現負荷分擔的方法，以解決現有無線蜂窩網絡系統不能為移動終端提供精確的系統負荷信息的缺點，使疊加網絡內不同小區間負荷保持平衡，減小網絡擁塞。
為此，本發明提供如下的技術方案一種在無線蜂窩網絡疊加覆蓋區實現負荷分擔的方法，所述無線蜂窩網絡疊加覆蓋區至少有兩個業務網絡及多模移動終端，所述方法包括步驟A、所述多模移動終端開機后捕獲業務系統并進入空閑狀態；B、所述業務系統獲取網絡負荷信息；C、將所述獲取的網絡負荷信息下發給所述多模移動終端；D、所述多模移動終端根據收到的所述負荷指示信息選擇駐留和/或發起業務連接時需要接入的業務網絡。
所述步驟C可具體為通過控制信道向所述多模移動終端下發負荷指示信息，包括步驟C11、將所述獲取的網絡負荷信息通過所述控制信道下發的系統消息承載；
C12、定時將所述承載網絡負荷信息的系統消息通過所述控制信道下發給所述多模移動終端。
所述步驟C11包括擴展所述控制信道下發的系統消息，增加網絡負荷指示信息字段；將所述獲取的網絡負荷信息添加到所述網絡負荷指示信息字段。
所述控制信道可以是公共控制信道，還可以是廣播信道。
所述步驟C還可具體為C21、建立負荷指示信道；所述負荷指示信道可以是在物理信道上建立的負荷指示信道和在邏輯信道上建立的負荷指示信道。
C22、定時通過所述負荷指示信道向所述多模移動終端下發負荷指示信息，對于在不同信道上建立的負荷指示信道，具體過程分別為當在物理信道上建立負荷指示信道時，直接將所述負荷指示信息調制在物理載波上；當在邏輯信道上建立負荷指示信道時，將所述負荷指示信息添加到經過物理層處理后的數據包中。
所述步驟D包括D1、分別設定不同業務網絡的負載門限值。可以通過所述多模移動終端的用戶識別模塊SIM卡設定；還可以通過短消息方式；還可以通過協議約定方式設定所述不同業務網絡的負載門限值。
D2、當所述多模移動終端收到的所述負荷指示信息大于其對應業務網絡的負載門限值時，所述多模移動終端轉換到所述疊加覆蓋區內的其他業務網絡。
由以上本發明提供的技術方案可以看出，本發明通過擴展無線蜂窩系統的系統消息或者增加負荷指示信道來指示當前系統的負荷，運營商可根據需要，設定終端根據負荷指示來調整自己的駐留策略和發起業務連接網絡的選擇策略，根據負荷指示判斷該系統是否空閑，以合理選擇發起業務連接時應該接入的網絡，提前離開負荷較重的小區，減輕該小區網絡的負擔，從而達到疊加網絡內不同網絡負荷之間的分擔和均衡，減少了網絡擁塞并最大限度地利用了運營商的網絡資源。


圖1是CDMA2000 1x疊加HRPD網絡結構；圖2是CDMA2000 1x系統中反向業務信道速率調整示意圖；圖3是本發明方法的流程圖。
具體實施例方式
本發明的核心在于通過擴展無線蜂窩系統的系統消息或者增加負荷指示信道來指示當前系統的負荷，由多模移動終端根據該負荷指示來選擇駐留或發起業務連接時應該接入的網絡，從而均衡無線蜂窩網絡疊加覆蓋區內不同網絡的負荷。
本技術領域人員知道，無線蜂窩網絡中，手機開機后首先捕獲系統、獲得系統時間、同步信息以及系統信道參數等，完成上述操作后手機開始從控制信道(公共控制信道或廣播信道)得到系統相關參數，包括系統參數、系統時間、鄰區列表、接入參數等，進行注冊和登記，然后手機停留在空閑態，定時監聽控制信道下發的系統消息和尋呼。如果收到尋呼或者手機自己需要發起呼叫，則進入連接狀態。呼叫結束后繼續退回空閑態監聽系統消息和尋呼。
在CDMA2000 1x和HRPD網絡中，系統會定時從控制信道下發相關的系統消息和尋呼，終端根據接收到的系統消息和尋呼作出相應的處理。
在CDMA2000 1x系統中，公共控制信道定時下發的系統消息一般包括1.ANSI-41 System Parameters Message(ANSI-41系統參數消息)
2.User Zone Identification Message(用戶區標識消息)3.Private Neighbor List Message(私有鄰區列表)4.Extended Global Service Redirection Message(擴展全球業務重定向消息)5.Extended CDMA Channel List Message(擴展CDMA信道列表消息)6.MC-RR Parameters Message(小區重定向消息)7.Universal Neighbor List Message(通用鄰區列表消息)8.Enhanced Access Parameters Message(增強接入信道參數消息)在CDMA2000 1x系統中，廣播信道定時下發的系統消息一般包括1.System Parameters Message(系統參數消息)2.Neighbor List Message(Band Class 0 only)(鄰區列表)3.Access Parameter Message(接入參數)4.CDMA Channel List Message(CDMA信道列表消息)5.Extended System Parameters Message4(擴展系統參數消息)6.Extended Neighbor List Message(Band Class 1 only)(擴展鄰區列表消息)7.General Neighbor List Message(一般鄰區列表消息)8.Global Service Redirection Message(全球業務重定向消息)9.User Zone Identification Message(用戶區標識消息)10.Private Neighbor List Message(私有鄰區列表消息)11.Extended Global Service Redirection Message(擴展全球重定向消息)12.Extended CDMA Channel List Message(擴展CDMA信道列表消息)在HRPD網絡中，系統消息和尋呼統一在同步控制信道定時下發，下發的系統消息一般包括QuickConfig(快速配置)消息和SectorParameters(小區參數)消息，其中，QuickConfig消息用于指示終端如何接入當前網絡，但該條消息并沒有包括負荷信息。SectorParameters消息包括目前小區的信息和臨區信息等相對固定的系統消息。包括MessageID消息標識，用于標識該條消息的類型；CountryCode國家代碼，標識該小區所屬的國家；SectorID小區ID，標識該小區的代碼；SubnetMask子網掩碼，表示該小區所屬子網信息；SectorSignature小區信號，表示小區參數是否改變；Latitude緯度，小區地理位置信息；Longitude經度，小區地理位置信息等。
除此之外，HRPD系統還有一個專門的RA(反向激活)信道，用于指示系統當前負荷是否過重。RA信道用于指示處于業務連接狀態的終端增加或降低反向速率到合適的值，以使得系統能保持反向最大吞吐量，同時又不致引起負荷過重。
RA信道的工作原理如下終端基于激活集中扇區前向廣播的RAB(Reverse Activity Bit，反向激活比特)自動進行速率調整，如圖2所示RAB＝1，以概率q降低速率；RAB＝0，以概率p提高速率；如果低于9.6k，就不再降低。如果高于最大限制速率(每個終端單獨設定，其中反向最高速率為153.6k)，不再提高。
一般來說，同等信道條件下如果速率越高，則對功率的要求也越高，如果功率不足(終端根據自身發射功率和系統對終端的功率控制值對比，如果最大發射功率小于功率控制值則功率不足)，則不再通過提高功率來提高速率。
本發明就是通過擴展系統消息，在系統消息中增加負荷指示信息，將該信息定時發送給移動終端，由移動終端根據該負荷指示選擇合適的駐留網絡或建立業務連接時接入的網絡。當然還可建立專用的負荷指示信道，由該信道將網絡的負荷指示信息定時下發給移動終端。移動終端根據系統側的負荷指示來調整自己的駐留策略和發起業務連接網絡的選擇策略。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
參照圖3，圖3是本發明方法的流程圖，包括以下步驟首先，在步驟301多模移動終端開機后捕獲業務系統并進入空閑狀態。
無線蜂窩網絡中，手機開機后首先捕獲系統、獲得系統時間、同步信息以及系統信道參數等，完成上述操作后手機開始從控制信道(公共控制信道或廣播信道)得到系統相關參數，比如系統參數、系統時間、鄰區列表、接入參數等，然后進行注冊和登記，注冊登記完成后手機停留在空閑態，定時監聽控制信道下發的系統消息和尋呼。如果收到尋呼或者手機自己需要發起呼叫，則進入連接狀態。呼叫結束后繼續退回空閑態監聽系統消息和尋呼。
步驟302業務系統獲取網絡負荷信息。
例如，CDMA系統通過查詢自己的實際系統負荷(指示系統負荷是每個業務系統的資源管理模塊具備的一個主要功能)和容量門限進行對比得到目前網絡的負荷信息。
步驟303將獲取的網絡負荷信息下發給多模移動終端。
可以通過以下幾種方式實現1.通過控制信道向多模移動終端下發負荷指示信息本領域技術人員知道，無論是CDMA系統、HRPD系統，還是GSM系統、TD-SCDMA系統等，各系統都會定時通過控制信道向網絡內的移動終端下發系統消息，系統消息會包括系統參數、臨區列表、接入參數等信息。這些系統消息有的是通過公共控制信道下發的，有的是通過廣播信道下發的。因此，也可以通過公共控制信道或廣播信道將獲取的網絡負荷信息下發給多模移動終端。
具體過程分別描述如下a.通過廣播信道向多模移動終端下發負荷指示信息(1)擴展廣播信道下發的系統消息，增加網絡負荷指示信息字段；(2)將獲取的網絡負荷信息添加到網絡負荷指示信息字段；(3)定時將承載網絡負荷信息的系統消息通過所述廣播信道下發給多模移動終端。
當然，可根據系統需要設為必須發送和選擇發送。比如，可以在系統參數消息中說明后面的消息是否包括系統負荷指示信息。
另外，負荷指示信息長度可以根據需要進行配置，比如，將系統負荷分成若干等級準確指示，如選用4位則最大能標識16個等級，8位可最大標識256個等級。
b.通過公共控制信道向多模移動終端下發負荷指示信息(1)擴展公共控制信道下發的系統消息，增加網絡負荷指示信息字段；(2)將獲取的網絡負荷信息添加到網絡負荷指示信息字段；(3)定時將承載網絡負荷信息的系統消息通過公共控制信道下發給多模移動終端。
除了使用現有控制信道將獲取的網絡負荷信息下發給多模移動終端外，還可采用以下的方式2.通過增加負荷指示信道向多模移動終端下發負荷指示信息(1)建立負荷指示信道，所述負荷指示信道可以在物理信道上建立，也可以在邏輯信道上建立。
如果在物理信道實現，類似前面介紹的RA信道的方式，直接在信道上將負荷指示信息調制在物理載波上。如果在邏輯信道上實現，則將負荷指示信息包含在經過物理層處理后的MAC(媒體接入控制)包中。
(2)定時通過負荷指示信道向多模移動終端下發負荷指示信息。
步驟304分別設定不同業務網絡的負載門限值。
比如，可以通過多模移動終端的SIM(用戶識別模塊)卡預先設定好不同業務網絡的負載門限值；還可以通過短消息方式設定不同業務網絡的負載門限值，多模移動終端注冊登記后，系統定時向該移動終端發送包含該系統負荷指示信息的短消息，這樣，移動終端就可以及時地獲知所在網絡的負荷；當然，還可以通過協議約定的方式，由不同的運營商提供各自的協議，多模移動終端根據該協議獲取該網絡的負載門限值。
步驟305當多模移動終端收到的負荷指示信息大于其對應業務網絡的負載門限值時，多模移動終端立即轉換到疊加覆蓋區內的其他業務網絡，或在發起呼叫時再轉向其他業務網絡。
網絡的負載門限值由運營商決定，也可以由協議規定，比如可設定為系統最高負荷的80％或者70％等。終端根據收到的系統消息中的負荷指示判斷是否超出負載門限值，選擇是否需要改變駐留網絡，也可以對比疊加覆蓋網絡的負荷指示后再選擇駐留在那個網絡中，以使覆蓋區內不同網絡的負荷保持相對均衡。
雖然通過實施例描繪了本發明，本領域普通技術人員知道，本發明有許多變形和變化而不脫離本發明的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本發明的精神。
權利要求
1.一種在無線蜂窩網絡疊加覆蓋區實現負荷分擔的方法，所述無線蜂窩網絡疊加覆蓋區至少有兩個業務網絡及多模移動終端，其特征在于，所述方法包括步驟A、所述多模移動終端開機后捕獲業務系統并進入空閑狀態；B、所述業務系統獲取網絡負荷信息；C、將所述獲取的網絡負荷信息下發給所述多模移動終端；D、所述多模移動終端根據收到的所述負荷指示信息選擇駐留和/或發起業務連接時需要接入的業務網絡。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C具體為通過控制信道向所述多模移動終端下發負荷指示信息。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述通過控制信道向多模移動終端下發負荷指示信息的步驟包括C11、將所述獲取的網絡負荷信息通過所述控制信道下發的系統消息承載；C12、定時將所述承載網絡負荷信息的系統消息通過所述控制信道下發給所述多模移動終端。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C11包括擴展所述控制信道下發的系統消息，增加網絡負荷指示信息字段；將所述獲取的網絡負荷信息添加到所述網絡負荷指示信息字段。
5.根據權利要求2或3或4所述的方法，其特征在于，所述控制信道包括公共控制信道、廣播信道。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C具體為C21、建立負荷指示信道；C22、定時通過所述負荷指示信道向所述多模移動終端下發負荷指示信息。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述負荷指示信道包括在物理信道上建立的負荷指示信道和在邏輯信道上建立的負荷指示信道。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟C22包括當在物理信道上建立負荷指示信道時，直接將所述負荷指示信息調制在物理載波上；當在邏輯信道上建立負荷指示信道時，將所述負荷指示信息添加到經過物理層處理后的數據包中。
9.根據權利要求1或2或6所述的方法，其特征在于，所述步驟D包括D1、分別設定不同業務網絡的負載門限值；D2、當所述多模移動終端收到的所述負荷指示信息大于其對應業務網絡的負載門限值時，所述多模移動終端轉換到所述疊加覆蓋區內的其他業務網絡。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟D1具體為通過所述多模移動終端的用戶識別模塊SIM卡設定所述不同業務網絡的負載門限值。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟D1具體為通過短消息方式設定所述不同業務網絡的負載門限值。
12.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟D1具體為通過協議約定方式設定所述不同業務網絡的負載門限值。
全文摘要
本發明公開了一種在無線蜂窩網絡疊加覆蓋區實現負荷分擔的方法，所述無線蜂窩網絡疊加覆蓋區至少有兩個業務網絡及多模移動終端，所述方法包括多模移動終端開機后捕獲業務系統并進入空閑狀態；業務系統獲取網絡負荷信息；將獲取的網絡負荷信息下發給多模移動終端；多模移動終端根據收到的負荷指示信息選擇駐留和/或發起業務連接時需要接入的業務網絡。利用本發明，可以使疊加網絡內不同網絡負荷均衡，減少網絡擁塞并最大限度地利用運營商的網絡資源。
文檔編號H04W36/22GK1738479SQ20041005854
公開日2006年2月22日 申請日期2004年8月18日 優先權日2004年8月18日
發明者高全中, 謝壽波, 譚瑩, 武翊霖, 甘斌, 牟永健 申請人:華為技術有限公司