专利名称：智能小区恢复的制作方法
技术领域：
本发明涉及在出现系统中断以后在无线电通信网络内恢复小区运行的一种方法和装置，还涉及在预期的每个小区恢复后通信量密度的基础之上，协调无线电通信网络中的小区进行恢复的一种方法和装置。
相关技术在
图1中说明一种示例性的蜂窝无线电通信系统。如图所示，由这一系统提供服务的一个地理区域被进一步划分成多个小区，每个小区都包括一个基站。在这个示例性情形中，有十个小区C1～C10，它们分别包括基站B1～B10。虽然这些小区被画成六边形的形状，但这仅仅是一个惯用图形；实际上，这些小区可以具有各种“形状”，具体取决于这个小区覆盖的地形和这个小区基站使用的天线的特性。虽然图中没有画出，但是每个小区通常还被进一步划分成多个扇区，这多个扇区由相应的多个基站扇区天线提供服务。
图中的移动终端M1～M10散布在小区C1～C10的整个地理覆盖区内。每个移动终端通常都利用例如分配给基站的频率，跟最近的基站通信。相邻小区的基站使用不同的频率，从而减少相邻小区之间的干扰。当移动终端从一个小区移动到另外一个小区的时候，这个系统会将正在进行的呼出转交给这个新小区处理。另一种方式是在码分多址(CDMA)协议中(例如在IS-95标准中)，所有的小区都共享一个公共的宽带信道。在这个协议中，移动终端可以在同一个小区切换到另外一个小区的时候同时跟多个基站通信。
如图1所示，基站B1～B10跟一个移动交换中心(MSC)连接，它提供到公共交换电话网(PSTN)(没有画出)的一个连接，后者则连接到各种通信装置，比方说电话手机、终端等等(没有画出)。
可以采取各种安全措施来保证网络提供的无线电通信业务的连续性。但是会发生服务中断，而且确实发生了。这些中断有可能源于系统操作者的有意行为，也可以由各种系统故障引起。例如，可以利用有计划的中断对系统进行维护或者进行升级。故障的原因可能是传输和其它处理差错、电源故障、元件故障等等。不管是什么原因，这些中断都会导致整个系统或者它的一部分提供的通信服务发生暂时阻塞。在以下讨论中，用术语“中断”(或者“打断”)来描述这些服务中断，它包括所有类型有计划或者无计划的服务中断。
在中断以后，必须恢复每个小区中提供的通信服务。小区恢复运行常常是按顺序进行的，从而使网络中运行的恢复是一个小区一个小区地进行的。(目前，这是因为同时恢复所有小区是不可行的，因为这样做会给系统带来很大的处理负担。)在一种技术中，这些小区的恢复是以随机顺序进行的，从而给小区加电的时候没有任何小区具有比其它小区高的优先级。在第二种技术中，小区是按照一种固定顺序恢复的。
恢复无线电通信小区的上述技术有多个缺点。参考图1，每个小区的通信量都可能不一样。例如，小区C1中的通信量可能比相邻小区C2的通信量多，因为，例如，小区C1是人口稠密的市区，而小区C2则是一个乡村区域。在提到的第一种技术中，电源是以随机顺序恢复的，从而使小区C1～C10中任何一个小区都有可能首先加电。这意味着最繁忙的小区C1有可能不是最先加电的。这对系统运营商来说意味着营业收入减少，因为对服务具有最大潜在需求的小区(例如潜在的呼叫个数)没有按照需要最先恢复。还有，在系统中断期间移动终端用户不能发出或者接收呼叫的时候，可以理解他们会感到不安。按照随机顺序恢复小区的运行不能最大程度地减少这一中断的影响，因为具有最多潜在呼叫的小区同样不能按需要首先恢复。
通过让系统在服务于农村地区的小区之前恢复服务于市区的小区的供电，第二种技术部分地考虑了这一问题。但是这一方式不能充分地考虑覆盖区内通信量分布的复杂性。如前所述，这个示例性的小区C1对应于一个市区，因而有可能比相邻的乡村小区C2具有更大的通信量。但是，假设小区C1对应于正常工作时间拥有繁忙呼叫通信的城区里的一个商业区，否则它的通信量就相对较少。因此，小区C1的呼叫通信量在中午有可能比小区C2的呼叫通信量大，但是小区C2的通信量有可能在其它时间超过小区C1的通信量。例如，如果小区C2包括进入市区C1的一个主要通道，小区C2中的通信量在“交通高峰时间”就会明显地比小区C1中的通信量大。相似的可变密度分布还可能出现在其它小区，这一点可以归结为各种原因，包括不可预测的特殊事件，它会在整个覆盖区中导致完全反常的通信量分布。最终结果是很难预测在某个时刻哪个小区是最忙的小区，从而使前面提到的第二种恢复技术也不能令人满意。
因此，本发明的目的是提供一种系统和方法，用于以一种更加“智能的”方式使小区重新运行，从而对无线电通信系统提供更加有效的管理。
发明概述为了本发明的这些目的和其它目的，采用了一种“智能”技术，在预期的每个小区恢复后通信量密度的基础之上，在系统发生中断以后恢复无线电通信系统中多个小区的运行。预期的这一通信量密度可以是基于系统发生中断之前系统内的主要状态。
这一技术包括估计每个小区内的通信量，提供多个通信量测量结果的步骤。这些通信量测量结果被储存起来。在服务中断的情况下，获取这些测量结果。系统随后按照获得的通信量测量结果，恢复这个无线通信系统中小区的运行，例如，使系统中断以前通信量最大的小区在其它小区之前恢复。剩余小区可以随后按照中断之前它们的通信量大小按顺序恢复运行。也就是说，通信量最大的小区恢复运行以后，恢复通信量其次的小区的运行，接下来是恢复通信量第三的小区的运行，等等。
首先恢复具有最高预期通信量密度的小区的运行能够使这一系统的营业收入最高，同时使客户的不满意最少。
附图简述下面将参考以下附图描述本发明，在这些附图中图1说明包括多个小区的传统蜂窝系统；图2说明本发明中的一个示例性基站和移动业务交换中心；图3说明移动业务交换中心中使用的存储器内的信息的组织；图4说明基站测量通信量的步骤；和图5说明移动业务中心用来选择恢复小区运行的顺序的步骤。
详细描述下面的描述采用了蜂窝无线电电话系统中的术语，它是本发明的优选实施方案，但是本发明并不限于这一环境，而是可以用于其它种类的无线系统，例如，利用卫星提供无线电通信业务的系统，象陆地移动无线电(LMR)或者专用移动无线电(SMR)系统等等的话音干线系统。还有，本发明人的发明可以使用任何一种信道分配技术，比如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)和FDMA、TDMA和/或CDMA的综合，以及由任意其它系统标准，例如GSM、PDC、AMPS等等定义的那一些。
图2是本发明中一个示例性蜂窝移动无线电电话系统200的一个框图，它能用于图1所示的示例性系统结构。更具体地说，图2给出了一个示例性的基站204和一个移动业务交换中心(MSC)202。这个基站包括一个控制和处理单元208，跟MSC202连接，MSC202则跟公共交换电话网络(PSTN)206连接。在本领域中大家都知道蜂窝无线电电话系统的一般内容，就象共同转让给Wejke等等，标题是“蜂窝通信系统中的近邻辅助越区切换”的第5175867号美国专利，以及1992年10月27日提交，标题是“多模式信号处理”的第07/967027号美国专利申请所描述的一样，本申请将它们全部引入作为参考。
在一个示例性的实施方案中，基站204可以通过收发信机210处理多个信道，这个收发信机210由控制和处理单元208控制。通过非限制性的实例，在IS-136标准中，收发信机210可以处理多个业务信道以及一个或者多个控制信道。至于控制信道，收发信机在这一信道上向锁定在这个控制信道上的移动台广播控制信息。
基站204还可以包括一个通信量测量单元212。如同它的名称所说明的一样，这个单元测量基站小区内的通信量。通信量测量最好是以规则的时间间隔(例如大约每5秒钟)进行，但也可以按照不规则的方式收集测量结果或者连续地收集测量结果。测量结果本身可以包括直接和间接跟基站当前正在处理的呼叫的个数成比例的任何变量的测量结果。比如，这一测量结果可以是通过某一基站的正在进行的呼叫的一个简单计数。或者，这一结果可以包括在这个基站中主要负荷的基础之上对通信量的估计(例如基站容量这一信道资源的主要分配方式)。这一测量结果也可以选择包括在这个小区内某个频带内的信号强度的实际采样数据。这些测量结果笼统地反映相应小区中的“通信量密度”。虽然图中画出的通信测量单元212位于基站内，但是实际上这一单元可以位于任何其它地方，比如在MSC202中，或者在一个独立的测量节点或者测量站内。
这个MSC202包括一个系统I/O单元214，用于跟多个基站B1～B10通信。这个MSC202还包括一个中央管理单元218，它控制着MSC202的整个运转过程。作为一个部件，管理单元218包括一个系统恢复单元220(这里简单地将它叫做“恢复单元”)。有某种中断的时候，比方说，但不限于，电源故障，这个单元控制着如何网络内这些小区的运行。这个恢复单元220通过访问通信量数据库216来完成这一任务。这个通信量数据库216储存者基站通信量测量单元212测量得到的测量结果。图3说明存储器216的示例性内容。如同那里所说明的一样，有相应基站B1～BN的多个通信量测量结果T1～TN。通信量用代表进行这一测量的相应基站的某种标记来索引。在一个实施方案中，存储器216中的条目只储存相应基站的最新测量结果。在其它实施方案中，存储器216储存每个基站过去的一系列测量结果。
回到图2，恢复单元220也能跟系统操作员终端222以及操作和维护中心(OMC)221对接。终端222提供一种操作员能够用来监视系统运行过程，并输入命令改变系统运行状态的一种装置。例如，操作员可以通过在终端222上输入适当的命令，命令整个系统或者它的一部分关闭电源。操作员还可以请求基站进行通信量密度测量，以及将这些测量结果发送给MSC。这些测量结果构成这个系统中正在发生什么事情的一张“快照”，可以由系统操作员在计划关机之前请求获得它。所有这些功能都能由操作员利用相似的输入终端(没有画出)在OMC那里进行。此外，虽然恢复单元220和通信量数据库216被说明成MSC的一部分，但是这些单元也可以位于其它地方，比如OMC221或者这个系统内单独的节点。
中央管理单元218、OMC221和基站204完成的上述数据处理功能中的每一个都可以用一个或者多个适当地编程的数字处理单元(例如计算机)来实现。典型情况下，蜂窝系统应该已经采用了一个或者多个数字处理单元。在这种情况下，上述数据处理功能最好是原则上通过修改这些已有的数字处理单元的软件来实现。然而，本领域里的技术人员会明白，这些功能也可以用硬件来实现(例如分立逻辑电路)，或者用软件和硬件的组合来实现。数据库216可以用任意一种存储装置(例如半导体或者磁存储装置)来实现。
已经描述了这一系统的示例性结构，现在讨论它的运行特性。概括起来说，不管因为什么原因发生系统中断的时候(它可以包括因为任意原因导致的全部或者部分系统中断)，恢复单元220按照这一中断之前的通信量的大小顺序恢复这些小区的运行。最繁忙的小区最先恢复，随后是第二繁忙的小区，如此下去，直到所有的小区都恢复了运行。由于这一恢复方案是在预期的每个小区内通信量密度的基础之上动态地进行的(用每个小区内过去的通信量密度来度量(gauge))，这一技术能够更好地保证业务中断对最少的呼叫方造成不利影响，使营业收入和顾客的满意程度最高。
图4和图5更加详细地描述这一技术。图4说明每个基站中进行的处理。如图所示，基站的控制和处理单元208判断是否已经经过了一个测量时间间隔tm(步骤400)。如果是这样，基站就利用通信量密度测量单元212测量小区的通信量密度(步骤402)。然后将这一测量结果转发给MSC202(步骤404)。在另外一个实施方案中，这一通信量测量可以直接由MSC202进行。
图5说明MSC202进行的处理。在步骤500中，MSC接收和贮存基站发射的通信量密度测量结果。检测到发生中断的时候(在步骤502中)，MSC访问这一数据库216(步骤504)。MSC随后给小区内的通信量密度划分等级，并获取这一等级(步骤506)，然后按照这一等级(508)恢复这些小区的运行。例如，在最接近系统服务中断的时刻最繁忙的小区最先恢复运行。划分等级的实际步骤可以在任何时候进行，不需要直接在访问这一等级之前进行(也就是说，步骤506中说明的等级划分和获取功能可以分开)。
可以采用这一基本技术的多个变种。步骤506中进行的等级划分可以在小区内通信量最新测量结果的基础之上进行。这一等级划分也可以基于每个基站的流动平均测量结果，也就是基于在指定滑动时间窗内进行的测量。例如，基站B1的平均测量结果可以是基站B1最后“n”个测量结果的平均。这一平均值可以储存在系统中的任意位置，包括基站204、移动业务交换中心202、OMC221或者一个分开的节点。
还有，除了通信量密度测量结果以外，这一等级划分还可以考虑其它因素。比如，不同小区可用的计费费率可能不一样。这样，为了使营业收入最高，通信量密度测量结果可以用小区内呼叫的费率进行适当加权。此外，这些方法可以考虑通信量密度分布的长期经验观测结果，例如，通过考虑这些小区内平均通信量密度分布的每月历史记录，或者通过考虑可能是源于异常通信量分布，可能导致异常通信量分布的特殊事件的流水清单(比方说会议、展览会等等)。
用户可以通过系统操作员终端222或者通过OMC221那里相似的终端输入适当的命令，超越对恢复单元的选择。
此外，时间间隔tm不必是固定的，而是可以随着每个小区内通信量密度的变化而变化。也就是说，可以调整时间间隔tm，从而对通信量密度相对稳定的小区的采样跟通信量密度变化得相当快的小区相比不那么频繁。换句话说，可以让时间间隔tm跟小区内通信量密度的变化成反比。可以为每个小区单独调整时间间隔tm，或者tm值可以基于在系统范围内对通信量密度变化的估计。tm的值还可以随着其它因素改变，比方说一天内的时刻(例如系统运行过程中在特定的夜间时刻呼叫次数较少)。动态地改变对系统通信量密度变化的时间间隔tm会降低系统的测量负担。
上面描述的示例性实施方案是为了从本发明的各方面进行说明，而不是进行限制。这样，本发明就能够有许多变种，本领域里的技术人员能够从这里的描述了解到这些变种。所有这些变种和改进都被认为包括在下面的权利要求中给出的本发明的实质和范围之内。
权利要求
1.恢复无线电通信系统内多个小区的运行的一种方法，包括以下步骤为每个小区估计一个反映预期通信量密度的通信量密度参数，以提供多个通信量密度参数；储存所述多个通信量密度参数；在这个通信系统提供的服务发生中断的时候，获得储存的通信量密度参数；和按照基于获得的通信量密度参数的顺序，恢复所述无线通信系统中小区的运行。
2.权利要求1的方法，其中的估计步骤包括测量每个小区中的通信量密度，其中的通信量密度参数包括相应小区的通信量密度测量结果。
3.权利要求2的方法，其中的估计步骤包括以恒定的时间间隔测量每个小区的通信量密度。
4.权利要求2的方法，其中的估计步骤包括基于获得的小区内通信量密度变化的一个时间间隔，测量每个小区的通信量密度。
5.权利要求1的方法，其中的通信量密度参数反映了在一段时间内所述小区内通信量密度的经验观察结果。
6.权利要求1的方法，其中的通信量密度参数反映了归因于计划事件的至少一个小区内的预期通信量密度。
7.权利要求2的方法，其中的恢复步骤包括在每个小区通信量密度最新测量结果的基础之上选择首先恢复哪个小区的运行。
8.权利要求2的方法，其中恢复小区运行的顺序是基于所有小区通信量密度的多个最新测量结果之上的。
9.权利要求8的方法，其中恢复小区运行的顺序是基于每个小区通信量密度多个最新测量结果的平均值之上的。
10.权利要求1的方法，其中的恢复步骤包括在通信量密度参数的基础之上将小区划分成从具有最高潜在通信量密度的小区到具有最小潜在通信量密度的小区，并恢复这些小区的运行，从而使具有最高潜在通信量密度的小区最先恢复，具有最低潜在通信量密度的小区最后恢复。
11.权利要求1的方法，其中恢复小区的所述顺序是基于除了通信量密度以外的至少另外一个因素之上的。
12.权利要求11的方法，其中的至少一个因素包括跟每个小区内的通信有关的以前的营业收入。
13.提供通信服务给多个小区的无线通信系统，包括为每个小区估计反映小区内预期通信量密度的通信量密度参数，以提供多个通信量密度参数的装置；储存所述多个通信量密度参数的装置；在这个通信系统提供的服务发生中断的情况下，获取储存的通信量密度参数的装置；和按照基于获得的通信量密度参数的一种顺序恢复所述无线通信系统中小区的运行的装置。
14.权利要求13的通信系统，其中的估计装置测量每个小区中的通信量密度，所述通信量密度参数包括相应小区的通信量密度测量结果。
15.权利要求14的无线通信系统，其中的估计装置在每个小区内以恒定间隔测量通信量密度。
16.权利要求14的无线通信系统，其中的估计装置以一个基于这个小区内通信量密度变化的时间间隔测量每个小区内的通信量密度。
17.权利要求13的无线通信系统，其中的通信量密度参数反映了所述小区在一段时间上对通信量密度的经验观察结果。
18.权利要求13的无线通信系统，其中的通信量密度参数反映了至少一个小区内归因于计划事件的预期通信量密度。
19.权利要求14的无线通信系统，其中的恢复装置包括在对每个小区通信量密度最新测量结果的基础之上选择首先恢复哪个小区的运行的装置。
20.权利要求14的无线通信系统，其中恢复小区运行的顺序是基于每个小区多个最新通信量密度的测量结果之上的。
21.权利要求20的无线通信系统，其中恢复小区运行的顺序是基于每个小区通信量密度多个最新测量结果的平均值之上的。
22.权利要求13的无线通信系统，其中的恢复装置包括在所述通信量密度参数的基础之上，给这些小区从具有最高潜在通信量密度的小区到具有最低潜在通信量密度的小区划分等级，并恢复这些小区的运行，从而使具有最高潜在通信量密度的小区最先恢复，具有最低潜在通信量密度的小区最后恢复。
23.权利要求13的无线通信系统，其中小区的恢复顺序是除了通信量密度以外基于另外一个因素之上的。
24.权利要求23的无线通信系统，其中的至少一个因素包括跟每个小区的通信有关的以前的营业收入。
25.用于给多个小区提供通信服务的一种无线通信系统，包括分配给相应小区的多个基站，这些基站包括相应的通信量密度测量单元，用于测量相应小区中的通信量密度，产生通信量密度测量结果；跟所述多个基站连接，用来跟所述多个基站相互作用的一个中央单元；接收所述通信量测量结果的装置；储存所述通信量测量结果的装置；在系统的运行发生中断的情况下，获取所述通信量密度测量结果的装置；和按照基于获得的通信量密度测量结果之上的顺序，恢复所述系统的运行的装置。
26.权利要求25的无线通信系统，其中的接收、储存、获得和恢复装置都包括在所述系统中的一个公共位置上。
27.权利要求26的无线通信系统，其中的公共位置是所述中央单元。
28.用于无线通信系统给多个小区提供通信服务的一种中央单元，包括从多个小区接收通信量测量结果的装置；储存所述通信量测量结果的装置；在系统的运行发生中断的情况下获取所述通信量测量结果的装置；按照基于获得的通信量测量结果的顺序恢复所述系统内的运行的装置。
全文摘要
用于恢复无线通信系统中多个小区的运行的一种技术,包括估计每个小区内的通信量,提供多个通信量测量结果的步骤。这些通信量测量结果被储存起来。在通信系统提供的服务发生中断的情况下,重新获取所述测量结果。在系统随后按照基于重新获取的通信量测量结果的顺序恢复这个无线通信系统内小区的运行,从而使系统发生中断的时候具有最高通信量的小区比其它小区要恢复得早。这样就能使这一系统产生最大的营业收入,并使客户的不满意最少。
文档编号H04W24/00GK1332943SQ99815398
公开日2002年1月23日 申请日期1999年11月2日 优先权日1998年11月4日
发明者O·奥唐奈 申请人:艾利森电话股份有限公司