专利名称：用于在蜂窝通信系统中将通信小区分配给服务器的系统和方法
技术领域：
这里公开的主题一般涉及蜂窝通信系统，并且更具体地说，涉及一种在蜂窝通信系统内将通信小区分配给服务器的系统。
背景技术：
蜂窝通信系统被用于在蜂窝通信系统内的一个或多个通信单元之间提供话音和数据通信。蜂窝通信单元，例如，蜂窝电话机、移动无线电设备或者其它蜂窝设备允许一个或多个用户之间的通信。在两个移动蜂窝电话用户之间可建立通信链路，通过建立的通信链路，所述两个移动蜂窝电话用户可以进行话音通信。利用允许不同移动电话机或无线电设备之间的通信的全球移动通信系统(GSM)标准，可提供所述通信链路。另外已知提供分组数据通信能力的蜂窝数据系统，所述分组数据通信能力允许话音和数据通信。例如，通用分组无线服务(GPRS)标准可用于通过数据信道，以分组形式传送话音或其它数据。话音和数据可通过共享数据信道传送。作为另一个例子，增强数据速率GSM演进(EDGE)可用于为特定应用提供更高速度的数据传输。在这些不同的蜂窝通信系统中，通过群呼或其它群连接，单个用户能够与多个其它用户通信。例如，在开放移动联盟(OMA)标准中，具有移动设备的用户可利用允许用户与蜂窝通信系统内的不同群通信的按键通话功能(称为蜂窝系统的按键通话(POC)功能)通信。用户可在蜂窝电话机上建立个人群列表或“密友”列表，当按下单一按钮时，用户能够建立和多个用户的连接，并与多个用户通信或者向多个用户广播消息。所述多个用户已被通知加入所述连接的请求。与个人群列表或“密友”列表对应的设备之间的通信一般包括少量的用户或者说订户，传送的话音或数据一般对时间要求并不严格。因此，如果其中正进行群通信的特定蜂窝通信覆盖范围或通信小区变得过载，以致容量被超过(例如，带宽被超过)，从而群呼中的一些参与者不能连接到通信链路(或者一些被丢弃)，那么所述群的这些成员不能参与通信。从而，一些群成员将不能监听消息，或者获得通过群连接传送的数据。不过，由于这种个人通信通常对时间要求并不严格，因此，由一些用户或订户的这种连接丧失或不能连接所引起的后果极小，或者不存在严重后果。就诸如紧急群呼之类的其它类型的通信来说， 连接丧失或者不能连接到呼叫会具有严重(有时甚至危及生命)的后果。主话音服务器典型地控制与多个本地接入点相对应的多个本地话音服务器。主话音服务器将覆盖区域或小区分配给本地话音服务器，以管理无线容量。随着新用户进入其中已经有用户通信的通信小区并被分配给相同的本地话音服务器，本地话音服务器可能变得过载。相应地，在用户之间的通信业务可引起在服务器之间的大量业务，这可能影响整个系统性能。因而，因为用户不会与同他们正在通信的其它用户始终在同一小区中，所以服务器间通信可能使系统过载。况且，本地话音服务器不知道网络布局，即小区位于何处，由此使得甚至更难以使服务器间业务最小。
发明内容
解决方案由一种在通信网络中将通信小区分配给服务器的方法提供。该方法包括确定在通信小区与多个服务器之间的关联性(affinity)，并基于确定的关联性将通信小区分配给多个服务器之一。解决方案也通过一种在通信网络中将通信小区分配给话音业务(traffic)服务器的方法而提供。该方法包括确定在通信网络中在多个通信小区与多个话音业务服务器之间的关联性；和基于确定的与多个话音业务服务器中每个的关联性，确定多个通信小区的容量对象。方法还包括基于确定的容量对象将通信小区分配给话音业务服务器。解决方案也由一种无线通信系统提供，该无线通信系统包括多个通信小区和多个话音服务器。无线通信系统还包括分配服务器，该分配服务器被配置为基于确定的通信小区对于多个话音服务器的关联性将多个通信小区中的通信小区分配给多个话音服务器中的至少一个。
图1是按照本发明各个实施例的蜂窝通信系统的方块图，在该蜂窝通信系统中将通信小区分配给服务器。图2是按照本发明各个实施例的一种用来将通信小区分配给服务器的方法的流程图。图3表明按照本发明各个实施例的基于地理关联性的服务器分配。图4表明按照本发明各个实施例的基于地理关联性的通信小区对于服务器的重新分配。图5是示意方块图，表明按照本发明各个实施例的通信小区重新分配。图6是按照本发明各个实施例的用于初始话音服务器选择的方法的流程图。图7是按照本发明各个实施例的用于话音服务器平衡的方法的流程图。
具体实施例方式当结合附图阅读时，将更好地理解前面的概述，以及本发明的一些实施例的下述详细说明。在附解说明各个实施例的功能块的示图这个意义上，功能块不一定表示出系统组件或硬件电路之间的划分。从而，例如，一个或多个功能块(例如，处理器或存储器) 可以用单件硬件(例如，通用信号处理器或者随机存取存储器、硬盘等)实现。类似地，程序可以是独立的程序，可作为子例程包含在操作系统中，可以是安装的软件包中的函数，等等。应当理解各个实施例并不局限于附图中所示的安排和手段。这里使用的单数引用的元件或步骤应被理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非明确地声明这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用并不意图被解释成排除同样包含所引用特征的其它实施例的存在。此外，除非相反地明确地声明，否则，“包含”或“具有”带有特定性质的一个或者多个元件的实施例可包括不具有这种性质的其它这种元件。本发明的各个实施例为管理在通信系统中将通信小区和/或其中的用户分配给不同话音服务器或反之亦然而创造条件。例如，可以提供在如图1所示的蜂窝通信系统20内用户和通信小区对于话音服务器的分配的管理，例如蜂窝通信小区的管理。蜂窝通信系统20包括多个蜂窝数据网络基站，如接入点(AP) 22，这些接入点22可包括蜂窝网络基站。 蜂窝通信系统20也包括多个话音服务器，示出话音业务服务器M与AP 22相关。应该注意，话音业务服务器M由主话音服务器四控制，如由话音网络接口控制器(VNIC)控制。而且，话音业务服务器M表示成指示，话音业务服务器M可以在不同时间与零个或一个或多个不同小区相关，并且在一个实施例中话音业务服务器M在物理上布置在中央数据中心 (未表示)。多个AP 22都具有对应的蜂窝数据网络通信覆盖范围26 (也称为通信小区或小区)。蜂窝数据网络通信覆盖范围沈可在一些位置重叠。如这里更详细描述的那样，一个或多个通信单元，比如用户设备(UE)观或者其它便携式通信设备可利用广播或群消息接发与其它UE^通信。例如，UE观可以是配置成通过利用蜂窝话音(VOC)发射和接收蜂窝数据通信分组，在蜂窝通信系统20中通信的地面移动无线电设备。提供分配服务器30，例如LMR接入点分配服务器，该分配服务器将通信小区 (和其中的用户)分配给特定话音业务服务器M，或反之亦然。相应地，当这里提到将通信小区分配给服务器时，这也指将服务器分配给通信小区。其中具有UE 28的通信覆盖区域沈被分配给话音业务服务器对。随着UE 28在不同网络通信覆盖区域沈之间移动，即在不同小区之间移动，在话音业务服务器M中的通信负载(例如，话音和数据业务负载)可被平衡，以努力维持连续和高效通信。当第一 UE 观进入通信小区时，或者确定在AP 22之间或在当前AP 22处的通信正在变得或已经变得拥塞或过载时，通信小区对于话音业务服务器M的分配可能发生。按照本发明，在通信小区(限定通信覆盖区域沈)中的用户与多个话音业务服务器M之间的关联性可以被确定，并且用来将至少一个通信小区分配给话音业务服务器对。基于关联性将通信小区(因而还有用户)分配给话音业务服务器M，是基于通信小区中的用户与在一个或多个话音业务服务器M上其它用户之间的共性的服务器分配。 换句话说，关联性定义试图一种减小在AP 22之间的通信或使其最小化的关系。按照本发明，使用探试性方法(heuristic)，其预测两个或更多个用户将使用同一通信组通信的可能性。关联性的确定可以基于一个或多个因素。例如，关联性可以是基于用户的地理位置的地理关联性，和/或是基于用户的组成员身份(例如，通话组成员身份)的组关联性。基于关联性的通信小区(和其中的用户)的分配可以包括使用一种或多种不同类型的关联性。例如，通信小区的分配可以仅基于地理关联性，仅基于组关联性，或基于地理关联性和组关联性的组合。当使用组合关联性时，每个个别关联性可以分离地加权，从而向地理关联性值提供与用于组关联性值的加权因数不同的一个加权因数。地理关联性对于组用户使用用户的地理接近度，并且将小区(和其中的用户)分配给话音业务服务器M。例如，位置区域(或LAC)是一个或多个相邻小区的分组，并且在一些实施例中是小城镇的尺寸。UE观使用已知方法可检测UE观在哪个LAC中，并且可在移动性消息中将的LAC位置信息以及小区ID报告给分配服务器。应该注意，LAC可以由 GSM操作器配置以对GSM网络中的小区分组，以使寻呼区域的尺寸最小(使用较少塔)，同时使UE 28 (例如，LMR无线电或蜂窝电话)需要报告LAC变化的频率最小。一般假设是，常常是在同一组呼叫(例如，在同一通话组呼叫中通话和收听)中的用户多半在同一 LAC中。 因而，地理关联性可以使用用户彼此的地理接近度，将用户(在通信小区中)分配给特定话
6音业务服务器对。组关联性使用小区和话音业务服务器M共有的对于组的需求的度量。例如，话音业务服务器M对于小区的关联性，可以定义为小区与剩余小区(例如，在区域中或在话音业务服务器M上)共有的组数除以小区中的组数。在一些实施例中的组是指对其已经表达需求的组(例如，用户已经注册收听关于组的通信活动的愿望)。一般地，基于用户共有的呼叫组，确定组关联性。应该注意，本发明的各个实施例不限于在蜂窝通信系统中将通信小区分配给服务器。各个实施例可以结合其中当前带宽使用情况不可用并且期望或需要估计使用情况的不同通信网络或系统来实施。例如，服务器分配可以在WiFi通信系统中进行。而且，各个实施例可以结合不同的蜂窝网络来实施，如结合增强数据速率GSM演进(EDGE)网络或 W-CDMA(宽带码分多址接入)网络来实施。确定如何将通信小区分配给不同的话音服务器，以便使服务器间业务量最小。例如，可以将覆盖区域分配给不同的话音业务服务器对，并且当话音业务服务器M变得过载时，再重新分配给其它话音业务服务器对。基于覆盖区域的这种重新分配，连续地优化服务器间业务量。具体地说，提供如图2所示的方法40，该方法40将通信小区(和用户)分配给服务器，以使在服务器被分配的小区内的话音呼叫线路(leg)最多。方法40包括在42处用户(例如，UE)向分配服务器注册，该分配服务器此后将把用户或通信小区分配给话音业务服务器(例如，话音业务服务器)。例如，当用户向其中没有其它用户的空通信小区注册时， 方法40开始服务器分配过程。用户向分配服务器注册可以使用任何已知分配服务器注册过程进行。此后，分配服务器在44处确定话音业务服务器是否已经控制在用户所在(例如， 相关)的通信小区中、或在通信小区与其相关的LAC中的业务流动。如果话音业务服务器已经在控制用户所在的通信小区或LAC，则在46处，分配服务器将用户分配给该话音业务服务器。在一些实施例中，分配包括找到已经服务或控制在同一区域内(例如，如果LAC在移动到新话音业务服务器的过程中，则在同一 LAC内)的小区中的通信的话音业务服务器。 否则，将通信小区分配给在预定阈值以下被利用的(例如，60%利用的)最大加载话音业务服务器。如果没有识别到话音业务服务器，则可以提供警报状态，并且将通信小区分配给最小加载话音业务服务器。应该注意，可以基于其它标准分配通信小区，例如分配给最小加载话音业务服务器而不是最大加载话音业务服务器。如果没有话音业务服务器正在控制用户所在的通信小区，那么在48处，分配服务器选择用户所在的通信小区将被分配给的话音业务服务器。分配服务器基于如下之一选择话音业务服务器(i)关联性(地理和/或组关联性)；或(ii)业务服务器的通信负载。例如，如果分配服务器基于关联性选择话音业务服务器，则可以使用地理关联性手段(或下面更详细描述的组关联性手段)之一。此后在50处，分配服务器将通信小区将分配给选中的话音业务服务器。然后在52处，可以确定话音业务服务器是否过载或之后变得过载，例如，通信业务量超过预定阈值。如果话音业务服务器不是或没有变得过载，那么在M处维持当前分配。然而，如果分配的话音业务服务器过载或变得过载，则在56处，将一个或多个通信小区(如在LAC内的通信小区)从话音业务服务器移走，并且重新分配给另一个话音业务服务器。
基于地理关联件的小区分配如以上指示的那样，小区分配可以基于地理关联性。作为基于地理关联性选择话音业务服务器的例子，彼此地理接近的用户被组合起来，基于与地理上较远用户相比这些用户更可能彼此通信的假设。通过采用地理关联性，将在同一区域(例如，LAC)中的用户保持在同一话音业务服务器上。例如，如表明基于地理关联性的话音业务服务器分配的图3 所示，当小区没有注册用户时，可将小区分配给新话音业务服务器M。相应地，当用户(例如，UE 28)注册在以前空小区60中时，将用户分配给话音业务服务器2，并因而整个LAC 62 迁移，并且重新分配给话音业务服务器2，从而在同一地理接近度中的用户，即在同一 LAC 62中的用户，现在具有由话音业务服务器2控制的通信。如果例如因为过载而做出整个容量对象(这里定义为LAC)需要移动的决定，则将用户移动或注册到另一个话音业务服务器 24。容量对象是用来将通信小区(因而还有用户)分配或重新分配给话音业务服务器对的度量单位(例如，地理度量或组成员身份度量)。例如，容量对象可被定义为要从一个话音业务服务器M移动到另一个话音业务服务器M的最小地理度量单位，如通信小区。另外，在各个实施例中，容量对象可以由单个通信小区或多个通信小区或通信小区组定义。然而，容量对象可以基于例如诸如组成员身份之类的组关联性、或诸如用户的地理或物理位置之类的地理关联性而相关。如果话音业务服务器M，例如话音业务服务器2，变得过载或太繁忙，则确定哪些用户，例如用户所在的哪个LAC，要移动。然后移动具有最多用户、但具有最少呼叫的LAC。 选择性地，确定哪个LAC具有使用话音业务服务器到其它小区的最小数量呼叫线路(例如， 呼叫连接或链路)，并移动(例如，重新分配)该LAC。这种确定可以基于所有呼叫的总体组成员身份，如下面更详细描述的那样。应该注意，当这里提及移动LAC时，这是指将在LAC 内的所有通信小区内的所有用户分配给另一个话音业务服务器。因而，如表明通信流的图 4所示，在70处，确定话音业务服务器过载，例如话音业务服务器1过载。此后，在72处用户(UE)向空小区注册，并且例如通过评估各个话音业务服务器的通信或带宽水平，确定不繁忙的话音业务服务器。在74处，将新用户和对应空小区分配给非繁忙话音业务服务器， 例如话音业务服务器2，并且此后在76处，清空在旧话音业务服务器上，即在话音业务服务器1上，的LAC中的小区，从而在该小区中没有用户。地理关联性分配过程可以基于容量对象被提供。例如，给定LAC容量对象c (这里定义为小区)对话音业务服务器α的分配(a = Asn(C))按如下提供1.按用户数量对话音业务服务器分类。2.在分类清单中取α =第一话音业务服务器。3.然后重复如下步骤，直到分配失败或成功。a.如果α正在报告过载，则跳到下个话音业务服务器。b.如果α具有用于在c中的移动装置的数量的容量(S卩，ua+u。< Tu，其中，九是分配给话音业务服务器的用户数量的阈值，Ua是在话音业务服务器上注册的用户数量，及 U。是在小区C上注册的用户数量)，则将对象分配给话音业务服务器α。分配成功，并且Tu 应该低得足以允许有各个用户注册在分配给话音业务服务器的通信小区中的容量。c.否则，如果在清单中有另外的话音业务服务器，则设置α =在清单中具有容量的下个话音业务服务器。d.否则，分配失败，设置α = Φ。应该注意，以上描述的方法可以基于如下前提选择具有较大用户负担的话音业务服务器如果有分配给话音业务服务器的较大用户群，则容量对象将具有随后关联性的机会较大。基于组关联件的小区分配小区分配可以基于组关联性。例如，可将小区分配给具有最高组关联性的业务服务器。组关联性定义为具有共同呼叫组最多的用户的小区(AP和通信小区)。如上所述，组关联性可以基于如下被确定(在小区中由话音业务服务器服务的组的数量#) / (在小区中组的数量#)。更具体地说，上述组关联性公式按如下确定。在各个实施例中，小区c的组成员身份定义为G。ε {组g 在给定小区c上有对于g的需求} 公式1于是，话音业务服务器对于具有组成员身份G。的对象的关联性(AJ定义为在小区上有需求(例如，用户已经注册收听关于组的通信活动的需求)、也正在将话音呼叫转发到也分配给该接入点的其它小区的组数量的总计，除以有需求的组的总数。组关联性&3可以数学地按如下表达
y V(GC r^([jr a ,^cGr)) ,Aca ΞV；了 r 公式 2
I(Gc)其中，A。a是小区“C”对于接入点“a”的关联性，η是“组数”，G。是在小区中的组， G,是在连接到AP 22上的、已经注册需求的所有其它小区(没有小区c)中的组，Π代表交集函数，及U代表并集函数。因而，小区c对于AP 22的组关联性基于组确定，其中小区c中的用户是这些组的成员，并且这些组与由话音业务服务器服务的所有组的总计(H)(即， 交集)相比已经注册需求并且已经注册在除C之外的小区中的需求。这个交集的总计(n) 被除以用于在小区内的所有用户的所有组的总计。相应地，通过将(既在小区C中又在AP 上的一些其它小区中的组)的数量除以在小区C中的组的数量，确定关联性。相应地，当在小区没有注册用户时基于组关联性进行话音业务服务器分配时，可将小区分配给具有最高组关联性的非繁忙话音业务服务器对。非繁忙话音业务服务器M 的确定可以基于对于用户数量、呼叫/线路的数量、或业务服务器的当前使用情况水平的预定阈值。例如，确定话音业务服务器M是否正在维持对于少于50个用户的连接或小于 40%利用。当话音业务服务器M变得繁忙，并且超过预定阈值时，通信小区可以通过将业务服务器重新分配给一些通信小区而被移动。例如，对于话音业务服务器M具有最小关联性的通信小区可以移动到具有最高关联性的非繁忙话音业务服务器对。然而，当确定是否移动小区时可以使用其它因素或标准，如不移动具有活动呼叫的小区、或确定特定的存储的需求值。因而，按如下，基于给定小区c对话音业务服务器α的分配(α =Asn(C))可以提供组关联性分配过程1.对于每个话音业务服务器α，如上所述，计算小区c对话音业务服务器α的组
关联性Α。α。
2.通过减小关联性(Α。α)和减小用户负担(ua =在话音业务服务器α中的注册用户)对结果分类，从而
权利要求
1.一种用来在通信网络中将通信小区分配给服务器的方法(40)，所述方法包括 确定G8)在通信小区与多个服务器之间的关联性；和基于确定的关联性，将通信小区分配(50)给多个服务器之一。
2.根据权利要求1所述的方法(40)，其中，关联性包括地理关联性和组关联性的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法(40)，其中，地理关联性基于多个通信小区的每一个内的用户的地理接近度。
4.根据权利要求2所述的方法(40)，其中，组关联性基于通信小区内的用户作为成员的一个或多个通信组。
5.根据权利要求1所述的方法(40)，其中，关联性包括地理关联性和组关联性的组合。
6.根据权利要求5所述的方法(40、110)，还包括对地理关联性值和组关联性值的每一个加权(116)，以确定组合关联性。
7.根据权利要求1所述的方法(40)，其中，分配包括将通信小区分配给具有最高关联性的多个服务器之一。
8.根据权利要求1所述的方法(40)，其中，分配还包括基于服务器的通信业务水平将通信小区分配给多个服务器之一。
9.根据权利要求8所述的方法(40)，其中，通信业务水平基于通信小区内用户的数量。
10.根据权利要求8所述的方法(40)，其中，通信业务水平基于在通信小区内呼叫线路的数量。
11.根据权利要求1所述的方法(40)，还包括基于多个服务器的通信业务水平将通信小区重新分配(52、56)给多个服务器之一。
12.根据权利要求11所述的方法(40)，其中，重新分配(52、56)包括确定与服务器具有最低关联性的通信小区，并重新分配具有最低关联性的通信小区。
13.根据权利要求11所述的方法(40)，其中，重新分配(52、56)包括将通信小区分配给多个服务器中具有最高关联性的非繁忙服务器。
14.根据权利要求11所述的方法(40)，其中，重新分配(52、56)包括如果小区没有活动呼叫，则将小区分配给多个服务器中的另一个。
15.根据权利要求1所述的方法(40)，其中，通信小区初始不包括注册用户，并且其中在用户在通信小区内注册时执行分配(50)。
16.根据权利要求1所述的方法(40、110)，其中，确定关联性包括计算(114)相关用户链路的数量，并且分配基于计算的相关用户链路的数量，其中，用户链路包括相同用户组内用户之间的链路。
17.根据权利要求16所述的方法(40、110)，还包括对计算的用户链路数量加权(116)， 其中，加权基于历史数据、新近呼叫信息、组连接信息及小区间接近度中的至少一个。
18.—种在通信网络中将通信小区分配给话音业务服务器的方法(40)，所述方法包括基于一个或多个通信小区内的多个用户的地理位置，确定G8)通信网络中一个或多个通信小区与多个话音业务服务器之间的地理关联性；和基于确定的一个或多个通信小区中的每一个与每个话音业务服务器的地理关联性，将通信小区分配(50)给话音业务服务器。
19.一种在通信网络中将通信小区分配给话音业务服务器的方法(40)，所述方法包括基于一个或多个通信小区内的多个用户的用户设备的组注册，确定G8)通信网络中一个或多个通信小区与多个话音业务服务器之间的组关联性；和基于确定的一个或多个通信小区中的每一个中的多个用户与每个话音业务服务器的组关联性，将通信小区分配(50)给话音业务服务器。
20.根据权利要求19所述的方法(40)，其中，确定08)组关联性还包括确定在通信小区的不同小区中的多个用户的用户设备的组注册的共性。
21.一种无线通信系统(20)，包括 多个通信小区06)；多个话音业务服务器04)；及分配服务器(30)，构造成基于确定的通信小区与多个话音业务服务器的关联性，将多个通信小区中的一个或多个通信小区分配给多个话音业务服务器中的至少一个。
全文摘要
用来在蜂窝通信系统中用来将通信小区分配给服务器的一种系统和方法。方法(40)包括确定(48)在通信小区(26)与多个服务器(24)之间的关联性；和基于确定的关联性，将通信小区(26)分配(50)给多个服务器之一。
文档编号H04W4/02GK102217333SQ200980115787
公开日2011年10月12日 申请日期2009年4月30日 优先权日2008年5月2日
发明者P·莫奈斯, T·A·亨格威尔德 申请人:松谷投资公司