专利名称：控制无线接入网中的节点切换的制作方法
技术领域：
本发明涉及到带有控制节点的无线接入电信网，具体地说，涉及到从无线接入网的一个控制节点到另一个控制节点的连接控制的切换。
相关技术和其它考虑事项在典型的蜂窝无线电系统中，移动用户设备单元(UE)经由无线接入网(RAN)与一个或多个核心网进行通信。用户设备单元(UE)可以是诸如移动电话(“蜂窝”电话)和带有移动终端的膝上型电脑之类的移动台，因此，可以是例如便携式、袖珍式、手持式、包含计算机的或车载的移动装置，与无线接入网进行语音和/或数据通信。
无线接入网(RAN)覆盖分成若干小区区域的地理区域，各小区区域均由基站提供服务。小区是由基站站点的无线电基站设备提供无线电覆盖的地理区域。各小区由小区中广播的唯一身份来标识。基站通过空中接口(例如射频)与在基站的范围内的用户设备单元(UE)进行通信。在无线接入网中，通常几个基站与一个无线网络控制器(RNC)相连(例如，通过陆线或微波)。无线网络控制器有时也称为基站控制器(BSC)，监视和协调与它相连的多个基站的各种活动。无线网络控制器通常连接到一个或多个核心网。
无线接入网的一个示例为通用移动电信(UMTS)地面无线电接入网(UTRAN)。UTRAN是第三代系统，在某些方面是建立在欧洲开发的称作全球移动通信系统(GSM)的无线接入技术上。UTRAN实质上是宽带码分多址(W-CDMA)系统。
本领域的技术人员理解，在W-CDMA技术中公共频带允许用户设备单元(UE)和多个基站之间同时通信。占据公共频带的信号在接收站通过基于使用高速、伪噪声(PN)码的扩频CDMA波形属性进行鉴别。这些高速PN码用于调制从基站和用户设备单元(UE)发射的信号。发射站使用不同的PN码(或时间上偏移的PN码)，产生可在接收站分别解调的信号。在称为分集的现象中，高速PN调制通过组合发射信号的多个不同传播路径或“支线”，还允许接收站从单个信号发射站方便地产生接收信号。因此，在CDMA中，连接从一个小区转移到另一个小区时，用户设备单元(UE)不需要切换频率。这样，目标小区可支持至用户设备单元(UE)的连接，同时，原始小区继续对该连接提供服务。由于在切换期间用户设备单元(UE)始终通过至少一个小区进行通信，因此呼叫不会中断。因此，出现了术语“软切换”。与硬切换相比，软切换是“先接后断”的切换操作。
在UTRAN中有几个相关的接口。无线网络控制器(RNC)与核心网之间的接口称为“Iu”接口。无线网络控制器(RNC)与其基站(BS)之间的接口称为“Iub”接口。用户设备单元(UE)与基站之间的接口称为“空中接口”或“无线电接口”或“Uu接口”。无线网络控制器之间(例如，在服务RNC[SRNC]与漂移RNC[DRNC]之间)的接口称为“Iur”接口。
因此，诸如W-CDMA系统之类的网络带有相互连接的许多节点，例如，由RNC间链路连接的许多无线网络控制器(RNC)节点。通常，命名为在服务RNC或SRNC的一个无线网络控制器节点(RNC)被指定用于控制连接。在这方面，在服务RNC或SRNC负责处理连接的质量(例如，诸如RLC协议的第2层传输协议的终止点)，在移动台应改变数据速率时作为决策者；以及各种管理功能(如记录对特定连接应该向用户收取的费用等)。该连接是在作为移动方的第一方(例如移动台或用户设备单元)与另一方(它可以是移动方或固定方[例如在PLMN中])之间。由于上述的分集性能，该连接可具有涉及不同基站的多个支线。而且，如下文所述，经一个或多个RNC间链接并通过若干个无线网络控制器节点，可将该连接(具有可能的多个支线)按路由送到其SRNC，上述的一些节点可用作漂移RNC(DRNC)。
网络中请求新连接时，系统通常尝试通过最短路径建立连接，从而使最近网络节点作为连接的锚点(例如，在服务RNC或SRNC)。但是，随着连接中涉及的用户设备单元(UE)在地理位置上移动，可通过不同的(例如新利用的)基站建立连接的一个或多个支线，从而提供上述的分集性能。
如果用户设备单元(UE)移动足够远，则它进入的新小区可能由用于连接的新基站覆盖。该新基站可能又由另一个无线网络控制器节点(即，不是用于该连接的SRNC的RNC)控制。在这种情况下，新涉及的RNC成了扩展到新小区的连接支线的漂移RNC(DRNC)。在这种情况下，并且如本文所用一样，术语“连接”可指并且包含无线接入网中连接的一个或多个支线。在服务RNC(SRNC)仍然使用经一个或多个RNC间链路(例如，通过Iur接口)发射的信令来控制连接，其中RNC间链路连接了SRNC和DRNC。例如，在SRNC为连接执行了连接组合和连接分割操作(参阅1997年11月26日提交的序列号为09/979866、题为“用于CDMA电信的多级分集处理”的美国专利申请，将该申请通过引用整体结合于本文中)。
在第一DRNC针对涉及用户设备单元(UE)的连接而建立后，用户设备单元(UE)甚至可移动得更远而进入由另一RNC控制的小区。当与用户设备单元(UE)的连接支线在此更远的小区中建立时，此另一RNC随后会成为用于该连接的第二SRNC。在这种情况下，第二DRNC距SRNC有两个“中继段”的距离。换言之，第二DRNC通过两个RNC间链路连接到SNRC。用户设备单元(UE)的进一步移动可以几乎套入的方式调用其它DRNC。
如果用户设备单元(UE)移动足够远，例如，远到以至于大部分连接支线通过一个或多个DRNC路由到SRNC中，则可以考虑是否应将SRNC的作用移到或重定位到DRNC之一。在这种考虑中，确定原始SRNC是否应将连接控制切换到连接中涉及的有效DRNC之一，例如目标SRNC。以下专利讨论了此类转移例如，1997年11月26日提交的序列号为09/980013的题为“用于CDMA电信的分集处理转移”的美国专利申请，将该申请通过引用整体结合于本文中。另请参阅1998年3月6日提交的序列号为09/035788的题为“电信交换局间拥塞控制”的美国专利申请，以及1998年3月6日提交的序列号为09/035821的题为“电信交换局间测量转移”的美国专利申请，这两个专利申请均通过引用整体结合于本文中。
诸如W-CDMA系统之类的系统支持大量的用户和业务。这种系统的特征会产生非常严重负荷的网络。为了最佳地利用网络，减少网络控制节点(例如，RNC)中及其之间的不必要负载极为重要。
在服务RNC(SRNC)的利用涉及至少两种不同的潜在(并且可能有冲突的)负载考虑。第一种负载考虑是，当用户设备单元(UE)移动到距SRNC较远而涉及更多的DRNC时，以下两个方面均呈指数增加(1)在SRNC存储的关于连接的信息，以及(2)随着时间的推移、连接SRNC和DRNC的Iur链路(例如RNC间链路)上的负载。因此，为了避免Iur链路上出现过载，在用户设备单元(UE)移动到距SRNC较远时，应该执行RNC间切换。然而，第二种负载考虑是，当用户连接的职责移交给例如目标SRNC的另一RNC时，在涉及的网络节点(例如原始SRNC和目标SRNC)之间会出现一定量的信令并在其中处理。
一些用于控制RNC间切换的策略已被提出。一种策略是假定恒定数量的RNC中继段应该调整RNC间切换。但是，采用这种策略时，由于即使Iur链路上的负载很小也可能执行切换，因此，这种策略可能导致不必要的切换。另一方面，从不执行RNC间切换的策略很可能最终导致至少在一些Iur链路上过载。
因此，需要的是通过调用各种负载考虑从而适宜地控制无线接入网的控制节点间切换的技术，这也是本发明的目的。
发明概要一种电信系统具有无线接入网，其中包括多个控制节点和用于连接多个控制节点的控制节点间链路。切换选择功能选择(无线接入网处理的多个连接中)哪个连接应将其控制从所述多个控制节点中的第一控制节点(例如当前SRNC)移至另一节点(例如目标SRNC)，从而减轻控制节点间链路中的过载链路上的拥塞。
该选择包括确定由过载链路承载的各个连接的成本。由过载链路承载的各个连接的成本是连接中涉及的控制节点间链路的数量和连接所要求的控制节点间链路带宽的乘积。切换选择功能特别确定由过载链路承载的连接中成本最高的一个连接，并且进一步从多个控制节点中确定成本最高的连接的控制可以切换到的目标节点。根据本发明的一个方面，目标控制节点是候选连接中涉及的、距离第一控制节点(例如当前SRNC节点)最远的控制节点。
在本发明的优选第一模式中，切换选择功能可位于核心网控制节点，但在第二模式中也可位于无线接入网的控制节点。
附图简介通过下面对如附图所示的优选实施例更详细的描述，可明白本发明的上述和其它目的、特征以及优点，在附图中，相同的标号在各个视图中表示相同的部件。附图不一定成比例，而是重点在于说明本发明的原理。
图1是可有利采用本发明的非限制性、示例和典型的移动通信系统的示意图。
图2部分是示意图，部分是简图，一般性地在图1系统的环境中说明由无线接入网控制节点或由无线接入网控制节点结合核心网节点执行的各种与切换相关的进程和功能的执行。
图2A部分是示意图，部分是简图，在图1系统的环境中说明本发明的第一模式，其中由无线接入网控制节点结合核心网节点执行各种与切换相关的进程和功能。
图2B部分是示意图，部分是简图，在图1系统的环境中说明本发明的第二模式，其中主要由从核心网节点获得网络拓扑信息的无线接入网控制节点执行各种与切换相关的进程和功能。
图3A是流程图，说明根据本发明的第一模式在切换选择功能中包含的示例基本步骤。
图3B是流程图，说明根据本发明的第二模式在切换选择功能中包含的示例基本步骤。
图4A-图4E是示意图，描述示例移动通信系统部分，并且说明同属于第一和第二模式的本发明切换选择功能方面的按时序执行。
图5A是UMTS地面无线电接入网的一部分的简化功能框图，包括适合于本发明的第一模式的用户设备单元(UE)站、无线网络控制器和基站。
图5B是UMTS地面无线电接入网的一部分的简化功能框图，包括适合于本发明的第二模式的用户设备单元(UE)站、无线网络控制器和基站。
图6A是为本发明的第一模式配置的示例RNC节点的示意图。
图6B是为本发明的第一模式配置的示例RNC节点的示意图。
详细说明在以下说明中，为便于说明而不是限定，提出了诸如特定结构、接口、技术之类的具体细节，以便完全理解本发明。然而，本领域的技术人员应明白，本发明可在脱离这些具体细节的其它实施例中实施。在其它情况下，省略了对众所周知的装置、电路以及方法的详细描述，以免因不必要的细节而混淆了本发明的说明。
本发明在图1所示的通用移动电信(UMTS)10的非限定、示例上下文中描述。表示为云12的典型面向连接的外部核心网可以是例如公共交换电话网(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)。表示为云14的典型非面向连接的外部核心网可以是例如因特网。两个核心网都连接到其相应的业务节点16。PSTN/ISDN面向连接的网络12连接到提供电路交换业务、表示为移动交换中心(MSC)节点18的面向连接业务节点。因特网非面向连接的网络14连接到通用分组无线电业务(GPRS)节点20，该节点旨在提供分组交换类型的业务，有时被称为在服务GPRS业务节点(SGSN)。
核心网业务节点18和20均经称为Iu接口的无线接入网(RAN)接口连接到UMTS地面无线电接入网(UTRAN)24。UTRAN 24包括一个或多个无线网络控制器(RNC)26。为简单起见，图1的UTRAN 24只表示了两个RNC节点，具体地说，是RNC 261和RNC 262。各RNC26连接到多个基站(BS)28。例如，还是为简单起见，表示了连接到各RNC 26的两个基站节点。在此方面，RNC 261为基站281-1和基站281-2服务而RNC 262为基站282-1和基站282-2服务。可以理解，各RNC可为不同数量的基站服务，并且RNC不必要为相同数量的基站服务。此外，图1表示了各RNC经Iur接口连接到一个或多个其它的RNC，例如RNC 261和RNC 262经URAN 24中的Iur接口互连。
诸如图1所示的用户设备单元(UE)30之类的用户设备单元(UE)经无线电或空中接口32与一个或多个基站(BS)28进行通信。图1中用点划线表示了各种无线电接口32、Iu接口、Iub接口及Iur接口。
最好是无线电接入是基于宽带码分多址(WCDMA)，具有使用CDMA扩频码分配的各个无线电信道。当然，可以采用其它接入方法。WCDMA为多媒体业务和其它高传输速率需求提供宽的带宽，并提供如分集切换和RAKE接收机的健壮性特征以确保高质量。各用户移动台或设备单元(UE)30被分配了其各自的扰码，以便基站28识别该特定用户设备单元(UE)的传输，以及该用户设备单元(UE)从相同区域中存在的所有其它传输和噪声中识别针对该用户设备单元(UE)的基站发出的传输。
在基站28之一和用户设备单元(UE)30之间可存在不同类型的控制信道。例如，在前向或下行方向，为了向用户设备单元(UE)提供各种其它类型的控制消息，存在几种类型的广播信道，包括通用广播信道(BCH)、寻呼信道(PCH)、公共导引信道(CPICH)及前向接入信道(FACH)。在反向或上行方向，只要接入是用于执行位置登记、发起呼叫、寻呼响应及其它类型的接入操作，用户设备单元(UE)就会采用随机接入信道(RACH)。随机接入信道(RACH)还用于承载某些用户数据，例如，用于诸如万维网浏览器应用的尽力发送分组数据。
在由控制信道设定时，分配业务信道(TCH)以承载与用户设备单元(UE)进行的直接呼叫通信。一些业务信道可以是公共业务信道，而其它业务信道可以是专用业务信道(DCH)。
本发明具体涉及图2中描述的、与连接控制进程202和切换进程204协同操作的切换选择功能200。当连接控制进程202指示新连接将在连接无线网络控制节点的控制节点间链路(Iur链路)上导致过载时，根据本发明，切换选择功能200选择无线电接入网处理的多个连接中哪个连接应将其控制从多个控制节点中的第一控制节点(例如当前SRNC)转移至另一节点(例如目标SRNC)，从而减轻控制节点间链路中的一个过载链路上的拥塞。该选择包括确定由过载链路承载的各个连接的成本。由过载链路承载的各个连接的成本是连接中涉及的控制节点间链路的数目和连接所要求的控制节点间链路带宽的乘积。切换选择功能特别确定由过载链路承载的连接中成本最高的一个连接，并且进一步从多个控制节点中确定成本最高的连接的控制可以切换到的目标控制节点。
图2总体表示切换选择功能200、连接控制进程202以及切换进程204可分布在无线接入网控制节点和核心网节点(CCN)的组合上，或者主要由无线接入网控制节点(它从核心网节点CNN获取网络拓扑信息)执行。如上文结合图1所述，核心网节点CCN可以是移动交换中心(MSC)或SGSN节点(在服务GPRS支持节点)，直接连接到几个无线网络控制(RNC)节点并有权确定通过什么路径将数据按路由发送到用户设备单元(UE)30。图2A和图2B分别描述用于实现图2的普通方案的本发明第一和第二示例模式。
在图2A表示的第一模式中，在无线接入网控制节点执行连接控制进程202和切换进程204，但是，第一模式形式的切换选择功能200A在核心网节点(CN)执行。当连接控制进程202确定切换选择功能200A应该由核心网节点CNN执行时，图2A的第一模式还涉及执行切换选择通信进程206的无线接入网控制节点。基本上，切换选择通信进程206将切换选择请求消息210发送到核心网节点CNN的切换选择功能200A。切换选择功能200A执行诸如下文参考图3A所述的那些基本步骤。在切换选择功能200A结束其执行后，切换选择功能200A在切换选择响应消息212中返回其有关切换的指令。
在图2B表示的第二模式中，第二模式形式的切换选择功能200B和连接控制进程202以及切换进程204均在无线接入网控制节点执行。然而，为了获得某些与网络拓扑相关的信息，切换选择功能200B必须咨询位于核心网控制节点(CN)的拓扑维护功能208。图2B表示切换选择功能200B将网络拓扑请求消息220发送到拓扑维护功能208，并且相应地接收网络拓扑请求消息222。切换选择功能200以下文参考图3B所述的方式使用在网络拓扑请求消息222中提供的信息。
首先从图2A中一般地说明的第一模式开始，图3A的流程图中描述了切换选择功能200包含的基本步骤，这些基本步骤以及下文参考图3B所述的第二模式的基本步骤在图4A-图4E描述的典型无线接入网环境的上下文中讨论。图4A表示无线接入网的某些方面的示例非限定配置，如图1中的UTRAN类型的无线接入网。图4A特别表示了4个无线网络控制器(RNC)节点，具体为RNC1、RNC2、RNC3和RNC4。4个无线网络控制器(RNC)节点RNC1、RNC2、RNC3、RNC4中的各个节点均可以采取例如参考图1-图6所述的RNC节点26的形式。各个无线网络控制器RNC通过Iu接口链路连接到核心网节点CN。具体地说，RNC1通过链路Iu1连接到核心网节点CN；RNC2通过链路Iu2连接到核心网节点CN；RNC3通过链路Iu3连接到核心网节点CN；以及，RNC4通过链路Iu4连接到核心网节点CN。例如，核心网节点CN可以是诸如图1所示移动交换中心(MSC)节点18或在服务GPRS(SGSN)节点20的节点。
各个无线网络控制器RNC经由双向Iur接口链路连接到一个或多个相邻的无线网络控制器。具体地说，无线网络控制器RNC1通过链路Iur1连接到无线网络控制器RNC2；无线网络控制器RNC2通过链路Iur2连接到无线网络控制器RNC3；以及无线网络控制器RNC3通过链路Iur3连接到无线网络控制器RNC4。本发明的切换选择功能200(切换选择功能200A和200B)处理并解决的是链路Iur1、Iur2和Iur3上的过载或拥塞。
图4A还表示了某些连接的存在，具体地说，是连接C1-C5。图4A中包含连接号Cx的块的位置指示该连接中涉及的用户设备单元(UE)的地理位置。例如，在图4A所示时间上，连接C1中涉及的用户设备单元(UE)在由RNC1控制的小区中。此外，如符号SRNC所指定的一样RNC1在连接C1的块中，无线网络控制器RNC1是连接C1的在服务RNC(并因此在涉及该无线接入网的范围内控制该连接)。由于连接C1所用的用户设备单元(UE)是在无线网络控制器RNC1控制的基站的小区内，并且连接C1的SRNC是无线网络控制器RNC1，因此，连接C1利用的中继段的数量是零。图4A中连接C1的块还指示连接C1要求的带宽是6兆比特。
图4A中还说明了四个其它连接，各个连接由单独的块描述。图4A中，表示了在小区中具有其用户设备单元(UE)的两个连接(连接C2和连接C3)，小区的基站由无线网络控制器RNC2控制。在这些连接中，连接C2使无线网络控制器RNC1作为其SRNC，因此，对于连接C2，在无线网络控制器RNC2(作为DRNC)和无线网络控制器RNC1(它是SRNC)之间存在一个中继段(即一个链路Iur1)。另一方面，连接C3使无线网络控制器RNC2作为其SRNC，因此不存在中继段。连接C2和C3均为5兆比特连接。
图4A中，表示了在小区中具有其用户设备单元(UE)的另外两个连接(连接C4和连接C5)，小区的基站由无线网络控制器RNC3控制。在这些连接中，连接C4使无线网络控制器RNC1作为其SRNC，因此，对于连接C4，在无线网络控制器RNC3(它作为DRNC)和无线网络控制器RNC1(它是SRNC)之间存在两个中继段(即，链路Iur1和链路Iur2)。另一方面，连接C5使无线网络控制器RNC3作为其SRNC，因此不存在中继段。连接C4和连接C5均为5兆比特连接。
在图4A-图4E的所示示例中，各个Iur链路具有10兆比特/s的总带宽限制。在图4A的情况中，链路Iur1的当前负载是10兆比特；链路Iur2的当前负载是5兆比特；链路Iur3的当前负载是0兆比特。因此，在图4A所示的情况下，没有Iur链路过载。
图4B表示的情况是在图4A之后可能发生的情况--连接C2中涉及的用户设备单元(UE)移到某个小区，而该小区的基站由无线网络控制器RNC3控制。在连接C2中涉及的用户设备单元(UE)移动到无线网络控制器RNC3的管辖区域中之后，对于连接C2，存在两个中继段。幸而在图4B的情况下，还没有Iur链路过载。例如，由于图4B中链路Iur2承载连接C2和连接C4，因此现在链路Iur2上的负载为10兆比特。因此，还没有超过链路Iur2的10兆比特容量。
图4C表示的后续情况是连接C2中涉及的用户设备单元(UE)移动得更远，即进入某个小区，该小区的基站由无线网络控制器RNC4控制。在连接C2中涉及的用户设备单元(UE)进入无线网络控制器RNC4的管辖区域后，对于连接C2，存在三个中继段。因此，链路Iur2上的负载未改变；链路Iur3上的负载从零增加到5兆比特。然而，图4C中没有一个链路Iur过载(即，没有一个链路承载大于10兆比特)。
图4D表示的后续情况是连接C5中涉及的用户设备单元(UE)也也进入某个小区，而小区的基站由无线网络控制器RNC2控制。在图4D的情况下，如果链路Iur2要承载连接C4、连接C2和连接C5，则它会过载。在图4D的情况下，链路Iur1上的总负载为10兆比特；链路Iur2上的总负载为15兆比特；以及链路Iur3上的总负载为5兆比特。
图3A表示了本发明的第一模式中涉及的基本步骤。连接控制进程202在其步骤202-1中监视它所监控的连接。在步骤202-2检测到建立新连接的请求(例如，启动连接的第一支线或现有连接的新支线)。例如，在图4A-图4D的上述情况中用户设备单元(UE)的每次小区改变均在步骤202-2检测。当出现对新连接或者现有连接的新支线的请求时，在步骤202-3，连接控制进程202确定新连接(或现有连接的新支线)是否会导致例如Iur链路的任何控制节点间链路上过载。如果请求的新连接不会导致任何控制节点间链路的过载，则(在步骤202-4)连接控制进程202添加此连接，不需要进行RNC间转移。
在上述情况中，除连接C5中涉及的用户设备单元(UE)的移动外，对于所有UE移动，连接控制进程202均在步骤202-3确定没有Iur链路过载。然而，在连接C5中涉及的用户设备单元(UE)进入无线网络控制器RNC2的管辖区域时，在连接控制进程202的步骤202-3推测，添加连接C5的支线将导致在控制节点间链路Iur2上的上述过载。在本发明的第一模式中，这种潜在过载的确定调用了切换选择通信功能206。
切换选择通信功能206准备并发送切换选择请求消息210(还参见图2A)到核心网节点CNN的切换选择功能200A。切换选择请求消息210包括切换选择功能200A基本执行所需的信息，包括潜在过载链路的身份和发出切换选择请求消息210的无线控制节点的子网的拓扑。此外，对于每个连接，在核心网控制节点(CN)执行的切换选择功能200A需要知道到目标RNC的数据路径(例如，从MSC到SRNC、从SRNC到第一DRNC、从第一DRNC到下一DRNC等的数据路径)。另外，切换选择功能200B需要知道所需的带宽和连接质量要求(质量等级等)。切换选择功能200A执行基本步骤(也在图3A中表示)，并且一旦其执行结束，就在切换选择响应消息212中返回其关于切换的指令。
切换选择功能200A执行的早期步骤是获得执行切换选择功能200A所必需的网络拓扑相关信息。这种网络拓扑相关信息不但包括网络的拓扑，而且包括诸如在各个Iur链路上的带宽限制、各个Iur链路上承载的连接类型以及各个这种连接的带宽之类的信息项。核心网控制节点(CN)可容易地知道这些网络拓扑相关信息。
在其执行过程中，切换选择功能200A在步骤200-1确定过载的控制节点间链路(Iur链路)上各个连接的成本。“过载”在本文中使用时，指链路承受过载，或者如果要添加连接或连接的支线则面临潜在的过载。过载链路上承载的各个连接的成本是连接中涉及的控制节点间链路的数量和连接所要求的控制节点间链路的带宽的乘积。在过载链路Iury上的连接Cx的成本如表达式1所示表达式1成本Cx＝(中继段的数量)×(Cx所用的Iury带宽)在图4D考虑的情况下，过载链路Iur2承载三个连接C2、C4和C5。在步骤202-1确定的各个连接C2、C4和C5的成本如下成本C2＝5×3＝15兆比特成本C4＝5×2＝10兆比特成本C5＝5×1＝5兆比特在步骤200A-2，切换选择功能200确定利用过载的节点间链路的哪个连接是最昂贵(例如，成本最高)的连接。根据上述成本计算，很明显，在图4D的情况下连接C2是最昂贵的连接。因此，根据步骤200A-2，连接C2成为要进行RNC间切换的候选连接。
步骤200A-3涉及切换选择功能200A为最昂贵连接、即在步骤200A-2确定的候选连接确定目标SRNC。也就是说，在步骤200A-3，切换选择功能200A确定SRNC作用应移至候选连接中涉及的哪个DRNC。根据本发明的一个方面，切换选择功能200A选择的目标控制节点(例如目标SRNC)是候选连接中涉及的、距离已作为该连接的在服务控制节点(例如用作SRNC)的控制节点最远的节点。因此，在图4D所示的情况下，连接C2的目标SRNC是距离无线网络控制器RNC1最远的连接C2中涉及的RNC，即无线网络控制器RNC4。
在步骤200A-3确定目标SRNC后，在步骤200A-4切换选择功能200A确定目标SRNC是否可真正成为连接C2的新SRNC。在步骤200A-4考虑的一个因素是到目标SRNC的Iu链路(例如，在图4D的情况下，到无线网络控制器RNC4的链路Iu4)是否会过载。
如果在步骤200A-4确定目标SRNC有资格作为最昂贵连接的新SRNC，则切换选择功能200A终止并且执行步骤200A-6。在步骤200A-6，切换选择功能200A准备并发送切换选择响应消息212到无线网络控制节点的切换选择通信功能206(见图3A和图2A)。一旦收到切换选择响应消息212，切换选择通信功能206就开始执行控制节点间切换进程204，也称为转移进程。本领域的技术人员理解在服务RNC的切换或转移中涉及的技术，并且下面的一个或多个文件中至少部分描述了这些技术1997年11月26日提交的序列号为09/979866、题为“用于CDMA电信的多级分集处理”的美国专利申请；1997年11月26日提交的序列号为09/980013、题为“用于CDMA电信的分集处理转移”的美国专利申请；1998年3月6日提交的序列号为09/035788、题为“电信交换局间拥塞控制”的美国专利申请；以及1998年3月6日提交的序列号为09/035821、题为“电信交换局间测量转移”的美国专利申请，所有这些专利申请均通过引用整体结合于本文中。
在执行RNC间切换进程204后，产生图4E的情况。应当指出，在图4E中，连接C2使无线网络控制器RNC4作为其SRNC，所有均根据如上所述的切换选择功能200A执行的选择。此外，作为RNC间切换的结果，链路Iur1上的负载为5兆比特；链路Iur2上的负载为10兆比特；以及链路Iur3上的负载为0兆比特。此外，图4E反映了以下事实由于RNC间切换进程204实现的RNC间切换，在无线网络控制器RNC2上连接C2的建立是被容纳的(参见图3中连接控制进程202的步骤202-4)。
如果在步骤200A-4确定候选连接的目标SRNC不能担当SRNC，则切换选择功能200A执行步骤200A-5。在步骤200A-5，在重新尝试其候选连接的选择以前，切换选择功能200A减少新连接或连接的新支线可利用的控制节点间链路的数量。换言之，切换选择功能200A减少用于被拒绝的新连接的中继段的数目，例如，在无线网络控制器RNC3暂时保持连接C5。随后，考虑到连接C5还在无线网络控制器RNC3，切换选择功能200A重复步骤200A-1到200A-4。在步骤200A-1，切换选择功能200A计算用于过载Iur链路上承载的连接的调整成本。连接C2和连接C4的成本计算与以前确定的相同，现在连接C5的成本为0兆比特(由于它保持在无线网络控制器RNC3)。因而，在步骤200A-2，连接C2再次被确定为最昂贵连接。在步骤200A-3，切换选择功能200A为最昂贵连接确定目标SRNC。由于以前的目标SRNC(无线网络控制器RNC4)不合格，因此，在步骤200A-3，切换选择功能200A选择下一个距离当前SRNC最远的RNC、例如无线网络控制器RNC3作为目标SRNC。假定无线网络控制器RNC3有资格作为目标SRNC(例如，在链路Iu3上没有问题)，则执行步骤200A-6，准备并发送切换选择响应消息212到切换选择通信进程206。然后，调用切换进程204以实现RNC间切换，此后，可在无线网络控制器RNC2建立连接C5(步骤202-4)。
图3B和图4B示意地表示本发明的第二模式，它们对应于第一模式的图3A和图4B。第二模式的实现很大程度上类似于第一模式。考虑到两种模式的相似性，下面只讨论这两种模式的区别。
第二模式的连接控制进程202基本上与第一模式相同，但是在步骤202-3确定潜在过载后，反而直接调用切换选择功能200B。切换选择功能200B与连接控制进程202驻留在同一节点，例如在无线接入网控制节点。如图3B所示，第二模式的切换选择功能200B执行步骤200B-0到200B-4以及选择性地执行步骤200B-5。除步骤200B-0以外，切换选择功能200B的步骤与第一模式的切换选择功能200A的步骤基本相同。但是，在步骤200B-4对于最昂贵连接的目标RNC可成为SRNC作出肯定的确定后，切换选择功能200B直接调用切换进程204(它也位于同一节点[例如，同一无线接入网控制节点])。
第二模式特有的上述第二模式的步骤200B-0涉及切换选择功能200B将网络拓扑请求消息220(见图2B)发送到拓扑维护功能208。网络拓扑请求消息220请求拓扑维护功能208(位于核心网控制节点(CN))为切换选择功能200B提供执行切换选择功能200B所必需的网络拓扑相关信息。这种请求信息不但包括网络的拓扑，而且包括诸如各个Iur链路上的带宽限制、各个Iur链路上承载的连接类型以及各个这种连接的带宽之类的信息项。请求的信息在网络拓扑请求消息222(见图2B)中返回给切换选择功能200B。
对于诸如网络拓扑请求消息220和网络拓扑请求消息222之类的消息，第二模式中使用了诸如路由选择信息协议之类的分布式信息交换协议。这种路由选择信息协议类似于由IETF RFC2453和IETFRFC2328中描述的路由选择信息协议(RIP)和开放式最短路径第一协议(OSPF)，但RIP和OSPF本身在本发明中不可用。
本发明的第二模式的变化是使切换选择功能200B在步骤200B-0从无线接入网、例如从容纳切换选择功能的那个无线网络控制节点获得拓扑信息。但是，在这种情况下，必须预先采取措施以便使用网络拓扑相关信息来更新无线接入网控制节点。
目前，本发明的第一模式被认为优于第二模式，因为在无线接入网的无线网络控制(RNC)节点中具有切换选择功能200B的第二模式更加复杂，并且由于信息交换协议会引入延迟，以及分布式功能性的特性有可能受到错误决定的影响。
图5A和图6A表示在无线接入网中本发明第一模式的结构部署。图5A表示用户设备单元(UE)30和诸如无线网络控制器26和基站28等说明性节点的所选择的普通方面。图5A所示的用户设备单元(UE)30包括控制用户设备单元(UE)所要求的各种操作的数据处理和控制单元31。UE的数据处理和控制单元31将数据和控制信号提供到与天线35连接的无线电收发信机33。
图5A所示的示例无线网络控制器26和基站28是无线网络节点，它们分别包括相应的数据处理和控制单元36和37，用以执行在RNC 26与用户设备单元(UE)30之间进行通信所需的许多无线电和数据处理操作。由基站数据处理和控制单元37控制的部分设备包括连接到一个或多个天线39的多个无线电收发信机38。
图6A更详细地说明本发明的示例非限定RNC节点26。图6A的RNC节点26正好是具有交换机120的基于交换机的节点。交换机120用于将RNC节点26的其它构成单元互连。此类其它构成单元包括扩展终端1221到122n以及扩展终端124。扩展终端1221到122n主要功能是将RNC节点26连接到由RNC节点26提供服务的基站28；扩展终端124通过Iu接口将RNC节点26连接到核心网。
RNC节点26的其它构成单元包括分集切换单元126、ALT单元128、编解码器130、定时单元132、数据业务应用单元134以及主处理器140。本领域的技术人员会理解这些构成单元的功能，要注意的是，ALT单元128提供例如多路复用和分用以及(可选择地)针对小区的不同协议排队。
图5A说明在RNC 26的数据处理和控制单元36上执行的连接控制进程202、切换进程204以及切换选择通信进程206。图6更具体地表示在RNC 26的主处理器140上执行的连接控制进程202、切换进程204以及切换选择通信进程206。
本发明的第二模式(一般表示在图2B和图3B中)具有图5B和图6B所示的结构实现。图5B和图6B基本与图5A和图6A类似，但表示出切换选择功能200B是在RNC 26执行。具体地说，图5B说明在RNC 26的数据处理和控制单元36上执行的连接控制进程202、切换进程204以及切换选择进程200B。图6更具体地表示在RNC 26的主处理器140上执行的连接控制进程202、切换进程204以及切换选择进程200B。
本发明及其切换选择功能提供了在潜在Iur链路过载的情况下寻找正确切换配置的有效方法。本发明构成控制节点间切换策略的基础，该策略在以有效的方式利用网络链路的同时使用尽可能少的切换。
本发明的切换选择功能可以是独立的，这意味着它可结合其它独立网络优化算法或技术来使用。例如，本发明的切换选择功能200可结合同时提交的序列号为09/732883、题为“平衡电信链路上的负载”的美国专利申请的技术来使用，该申请通过引用整体结合与本文中。本发明的切换选择功能200单独工作得很好，但结合其它算法可更加有效。同一算法可用在双向和单向链路上。如上所述，切换选择功能200可在无线网络控制器(RNC)节点或一些其它非基站网络节点上实现。
虽然本发明已结合目前认为是最实用和优选的实施例进行描述，但是应当理解，本发明不限于公开的实施例，相反，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等效方案。
权利要求
1.一种具有无线接入网的电信系统，所述无线接入网具有多个控制节点(RNC1、RNC2、...)和用于连接所述多个控制节点的控制节点间链路(Iur1、Iur2、...)，所述电信系统的特征在于切换选择装置(200)，关于所述无线接入网处理的多个连接中的哪个连接应将其控制从所述多个控制节点中的第一控制节点移至另一控制节点、从而减轻所述控制节点间链路中的过载链路上的拥塞作出选择，所述选择包括确定由所述过载链路承载的各个连接的成本。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过载链路承载的各个连接的成本取决于(1)所述连接中涉及的控制节点间链路的数量，以及(2)所述连接所要求的控制节点间链路带宽。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过载链路承载的各个连接的成本是所述连接中涉及的控制节点间链路的数量和所述连接所要求的控制节点间链路带宽的乘积。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述切换选择装置位于所述多个控制节点之一。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述切换选择装置位于核心网节点(CNN)。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述选择包括确定由所述过载链路承载的连接中成本最高的连接，以及由所述过载链路承载的连接中的所述成本最高的连接成为切换的候选连接。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述切换选择装置还确定所述多个控制节点中、所述候选连接的控制可切换到的目标控制节点，所述目标控制节点是所述候选连接中涉及的、离所述第一控制节点最远的控制节点。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在尝试把新连接或连接的新支线添加到所述无线接入网时，所述切换选择单元作出所述选择，以及当所述网络不能接受所述候选连接的控制切换到所述目标控制节点时，所述切换选择装置在重新尝试其选择之前，减少所述新连接或所述连接的新支线可利用的所述控制节点间链路的数量。
9.一种操作具有无线接入网的电信系统的方法，所述无线接入网具有多个控制节点(RNC1、RNC2、...)和用于连接所述多个控制节点的控制节点间链路(Iur1、Iur2、...)，其中所述方法包括选择所述无线接入网所处理的多个连接中的哪个连接应将其控制从所述多个控制节点中的第一控制节点移至另一控制节点，从而减轻所述控制节点间链路中的过载链路上的拥塞，所述选择包括确定由所述过载链路承载的各个连接的成本。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于还包括确定作为(1)所述连接中涉及的控制节点间链路的数量以及(2)所述连接所要求的控制节点间链路带宽的函数的、所述过载链路承载的各个连接的成本。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过所述连接中涉及的控制节点间链路的数量和所述连接所要求的控制节点间链路带宽相乘来确定所述过载链路承载的各个连接的成本。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述选择包括确定由所述过载链路承载的连接中成本最高的连接，以及由所述过载链路承载的所述连接中的所述成本最高的连接成为切换的候选连接。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于还包括确定所述多个控制节点中、所述候选连接的控制可切换到的目标控制节点，所述目标控制节点是所述候选连接中涉及的、离所述第一控制节点最远的控制节点。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在尝试把新连接或连接的新支线添加到所述无线接入网时，执行所述选择步骤，以及当所述网络不能接受所述候选连接的控制切换到所述目标控制节点时，在重新尝试所述选择步骤之前减少了所述新连接或所述连接的新支线可利用的所述控制节点间链路的数量。
15.一种切换选择功能(200)，它关于所述无线接入网处理的多个连接中的哪个连接应将其控制从无线接入网的多个控制节点(RNC1、RNC2、...)中的第一控制节点移至另一控制节点、从而减轻连接所述多个控制节点的控制节点间链路(Iur1、Iur2、...)中的过载链路上的拥塞作出选择，所述选择包括确定由所述过载链路承载的各个连接的成本。
16.如权利要求15所述的功能，其特征在于，所述功能在所述无线接入网的所述多个控制节点之一中执行。
17.如权利要求15所述的功能，其特征在于，所述功能在核心网节点执行。
18.如权利要求15所述的功能，其特征在于，所述过载链路承载的各个连接的成本取决于(1)所述连接中涉及的控制节点间链路的数量以及(2)所述连接所要求的控制节点间链路带宽。
19.如权利要求15所述的功能，其特征在于，所述过载链路承载的各个连接的成本是所述连接中涉及的控制节点间链路的数量和所述连接所要求的控制节点间链路带宽的乘积。
20.如权利要求15所述的功能，其特征在于，所述选择包括确定由所述过载链路承载的所述连接中成本最高的连接，以及所述过载链路承载的所述连接中的所述成本最高的连接成为切换的候选连接。
21.如权利要求20所述的功能，其特征在于，所述切换选择功能还确定所述多个控制节点中、所述候选连接的控制可切换到的目标控制节点，所述目标控制节点是所述候选连接中涉及的、离所述第一控制节点最远的控制节点。
22.如权利要求15所述的功能，其特征在于，在尝试把新连接或连接的新支线添加到所述无线接入网时，所述切换选择功能作出所述选择，以及在所述网络不能接受所述候选连接的控制切换到所述目标控制节点时，所述切换选择功能在重新尝试其选择之前，减少所述新连接或所述连接的新支线可利用的所述控制节点间链路的数量。
全文摘要
一种电信系统(10)具有无线接入网，其中包括多个控制节点(26)和用于连接多个控制节点的控制节点间链路(Iur)。切换选择功能(200)选择无线接入网处理的多个连接中的哪个连接应将其控制从多个控制节点中的第一控制节点(例如当前SRNC)移至另一节点(例如目标SRNC)，从而减轻控制节点间链路中的过载链路上的拥塞。该选择包括确定由过载链路承载的各个连接的成本。过载链路承载的各个连接的成本是连接中涉及的控制节点间链路的数量和连接所要求的控制节点间链路带宽的乘积。切换选择功能具体确定过载链路承载的连接中成本最高的连接，并进一步在多个控制节点中确定成本最高连接的控制可切换到的目标控制节点。根据本发明的一个方面，目标控制节点是候选连接中涉及的、离第一控制节点(例如当前SRNC节点)最远的控制节点。
文档编号H04W36/18GK1480008SQ0182028
公开日2004年3月3日 申请日期2001年11月13日 优先权日2000年12月11日
发明者J·舍德贝里, W·里希宁, D, J 舍德贝里 申请人:艾利森电话股份有限公司