专利名称：多小区网络中的服务优先权的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用一种以上通信标准的无线通信网，尤其适用于(但并不只用于)支持2G和3G功能的无线通信网。
背景技术：
在不远的将来，第二代(2G)移动网络将会逐步完善，并部分地被第三代(3G)移动网所替代。在世界许多地方，这将意味着移动网络技术从唯一由2G标准主导转变为有两种主导的移动网络技术2G和3G。举例来说，在欧洲，将会有一个从GSM为唯一主导标准到GSM和3GPP(第三代合作项目)同为主导标准的转变。
因此，将来网络运营商要拥有包括GSM和3GPP技术的移动网络，其中可以使用若干5MHz 3GPP载波实施3GPP技术。而且这两种标准的小区大小可能不同于室内、街区级超微(pico)小区，微小区和宏小区。这就需要运营商决定如何使用不同的网络技术和可用的小区类型来提供所需的传输业务。
运营商的目标是为尽可能多的用户服务，并在覆盖范围内提供预先确定的覆盖可能性。覆盖区内所需的传输由多种连接组成，其中有不同的服务质量(QOS)需求。举例来说，QOS可以定义为比特率、最大允许延迟和误码率(BER)。为了给尽可能多的用户提供服务，必须在这种小区类型中，通过可实现的，投入最少的技术来提供不同的连接。
举例来说，假设用户设备(UE)需要384kb/s比特率的实时连接。运营商主要希望通过3GPP小区为该用户提供服务，因为3GPP标准可以提供384kb/s比特率。
在当前提出的系统中，运营商需要依靠厂商提供的小区选择或切换算法，然而在运营商的观点来看，厂商并不能在可用技术和小区类型中满意地分配不同类型的连接。
在第二代系统(例如GSM和IS-95)中，根据服务类型将需要的传输划分到具有不同技术和类型的小区的问题并不重要，这有两个原因。第一，在第二代系统中，需要的传输主要包括话音业务。数据业务也可以提供，但是使用量比话音少。所提供的传输在比特率、最大延迟和BER需求方面的多样性明显比3GPP网络少。第二，在实施3GPP网络之前，对运营商来说，操作一个由不同标准的系统组成的网络是不常见的，其中会出现系统之间的切换。
本发明的目的是提供一种在支持多种标准的无线通信网中选择目标小区的改进技术。
发明内容
根据本发明，这里提供了一个在无线网络中为用户确定小区分配的方法，该网络具有多个小区类型，而用户具有多个服务类型中的至少一个，包含定义优先权表格，该优先权表格包括各个服务类型下的各个小区类型的优先权。
小区分配可以是小区选择或切换。
本方法还可以包含定义多个优先权表格。本方法还可以包含针对网络中的各个小区定义优先权表格。本方法还可以包含为网络中的小区组定义优先权表格。
本方法还可以包含定义第一类型的优先权表格，其中第一类型优先权表格中的各个服务类型对应于网络支持的多个服务类型。第一类型的优先权表格可以用来为接入网络的用户设备确定小区分配。可以使用与用户设备接入的小区相关的优先权表格来确定小区分配。
本方法还可以包含定义第二类型的优先权表格，其中第二类型优先权表格中的各个服务类型对应于用户设备支持的至少一个服务类型。
每个服务类型可以对应于用户设备中的SIM卡先前访问的至少一个服务类型。
第二类型优先权表格可以用来确定空闲用户设备的小区分配。
根据多个小区类型对用户的可用性，可以根据服务类型将该用户接入多个小区中有着最高相关优先权的一个小区。
小区类型的可用性可以在测量步骤中确定。
本发明还提供了为无线网络中的用户确定小区分配的方法，该网络具有多个小区类型，而用户具有多个服务类型中的至少一个，该方法包括在用户设备中测量从至少一个小区接收的信号的强度；确定信号强度超过给定门限值的接收信号；定义优先权表格，该优先权表格包括每种服务类型下各个小区类型的优先权；根据为信号强度超过门限值的小区分配的优先权，确定用以接入用户设备的小区。优先权表格可以由网络运营商定义。
本发明还提供了具有多个小区类型的无线通信网络，这些小区类型支持具有多个服务类型中的至少一个的用户设备，其中定义了优先权表格，该优先权表格中针对每个服务类型定义了每个小区类型的优先权。
最好定义多个优先权表格。
最好为网络中的每个小区定义优先权表格。
可以定义第一类型的优先权表格，第一类型优先权表格中的各个服务类型对应于网络支持的多个服务类型。
第一类型优先权表格可以用来确定接入网络的用户设备的小区分配。
可以定义第二类型的优先权表格，第二类型优先权表格中的每个服务类型均对应于用户设备支持的至少一个服务类型。
每个服务类型可以对应于用户设备中的SIM卡先前访问的至少一个服务类型。
第二类型优先权表格可以用来确定空闲用户设备的小区分配。
用户可以被连接到对于该用户的服务类型或者设备类型具有最高优先权的可用小区。
本发明还提供了无线通信系统中的网络单元，该无线通信系统具有多个小区类型，这些小区类型支持具有多个服务类型中至少一个的用户，其中在上述网络单元中针对每个小区存储了一个优先权表格，优先权表格包括每个服务类型下各个小区类型的优先权。
本发明因而提出了一种优先权表格，该优先权表格使网络运营商能够轻松地把所请求的不同类型连接和划分了优先权的技术、小区类型联系起来。当用户设备正进行小区选择或切换时，优先权表格最好被用于空闲或连接模式。
运营商的目标是为尽可能多的用户服务，并且在覆盖区域内提供某种预定的覆盖可能性。覆盖区域内的所需的传输由期望不同服务质量(QOS)要求的连接组成。为了向尽可能多的用户提供服务，必须使用这种可行的、投入最少的小区类型和技术来提供不同类型的连接。本发明提出了一种优先权表格，该优先权表格可以使网络运营商很容易地将所请求的不同类型连接和划分有优先权的技术和小区类型联系起来。当用户设备正进行小区选择或切换时，在空闲或连接模式中使用优先权表格。
本发明使网络运营商能够容易地将要提供的不同连接类型与在期望小区类型中的期望技术联系起来。
若没有本发明，运营商只能依靠厂商提供的小区分配算法，从运营商的角度来说，该算法可能并不能在现有技术和小区类型中满意地分配不同类型的连接。
图1图解了GSM和3GPP组合网络中的小区结构；而图2图解了GSM和3GPP组合无线网络的基本网络架构。
具体实施例方式
现在参照特定的、非限制性的例子描述本发明。选中的例子是可以同时提供2G和3G服务的网络。2G业务是GSM业务，3G业务是3GPP。在本例中，假设网络还支持增强型2G服务，尤其是EDGE。此外假定网络可以为每种业务提供微小区和宏小区。
图1图解了这种网络的小区覆盖。
图1图解了三个GSM小区32a到32c。每个小区由GSM基站22a到22c提供支持。另外，每个GSM小区内还有3GPP的小区覆盖，就是图中虚线定义的3GPP小区34a到34c。在本例中，假定3GPP的覆盖比GSM的覆盖有限得多。每个3GPP小区由基站20a到20c提供支持。需要注意的是，3GPP基站不必与GSM基站放置在一起。GSM基站22a到22c可以支持增强的GSM功能，比如EDGE。虽然没有在图1中显示，但这种增强型功能会有效产生EDGE小区，这样就提供了不同于GSM覆盖和3GPP覆盖的第三种小区覆盖。需要注意的是，对于每种类型的标准来说，实际的小区结构可以不同。例如，小区可以是微小区和宏小区的混合。
在图1中示出了用户设备36。应当理解，对于本发明来说，用户设备的具体结构和类型并不重要。例如，用户设备可以是移动电话。然而用户设备可以是任何类型的、使用本发明小区分配技术的设备。
在图中可以看到，这个用户设备36位于GSM和3GPP小区覆盖区域34c内，因而它可以用两种标准之一接入网络。如下所述，本发明的目的是确保用户设备36被连接到这样一个网络，该网络使用了网络标准中最适合使网络的总利用率最大的标准。参照图1，用户设备38仅位于GSM小区覆盖区域32c内，所以它只能用GSM标准接入网络。
参照图2，其中图解了支持图1中小区结构的网络基础设施的基本单元。图2中的网络单元与图1的对应网络单元均使用同样的标记来标识。
各个GSM基站22a到22c通过各自的通信链路30a到30c连接到基站控制器(BSC)18。基站控制器18与基站22一起组成了基站子系统(BSS)。本领域技术人员会理解，基站子系统可以包含不止一个的基站控制器。
各个3GPP基站20a到20c通过各自的通信链路28a到28c连接到无线网络控制器(RNC)16。无线网络控制器16和基站20一起组成了无线接入网(RAN)。本领域技术人员会理解，无线接入网可以包含不止一个的无线网络控制器。
无线网络控制器16和基站控制器18均通过各自的通信链路24和26连接到核心网络模块10。
可以理解，图2的网络结构中没有图解不同基站的地理分布，在图1中有比较清晰的例示。图2示出了用户设备40，用户设备40通过基站20或22中的一个连接到核心网10。核心网10通过通信链路44从网络管理系统42接收诸如网络参数的控制信息。
根据本发明，根据任何给定的用户设备需要的服务类型，以及用户设备可以接入的小区确定其可以接入网络的连接。在本发明的优选实施例中，用户设备的连接取决于用户设备是否已经连接并且将要进行切换，或者是否用户设备当前处于空闲状态并且将要建立新的连接。在空闲模式下，用户设备也可以更换小区；这被称作小区选择。
根据本发明，定义一组优先权表格以帮助确定用户设备应当连接到的小区。如下所述，在本发明的优选实施例中，针对网络中的每个小区定义优先权表格。优先权表格最好存储在RNC 16和BSC 18中。在优选实施例中，每个RNC或BSC均存储由相应RNC或BSC控制的各个小区的优先权表格。本发明将在下文中参考给出的例子进一步讨论。
针对一个小区的各个优先权表格以对应方式列出了网络中所有可用服务类型和所有可用小区类型，并为各个指定服务类型下的各个指定小区分配优先权。优先权表格被定义成对小区是唯一的。
如果需要某个服务类型的用户设备当前连接在特定小区中，并且通过切换可以连接到不止一个类型的小区，则根据为用户设备当前连接的小区定义的优先权表格选择小区。用下面的例子进行说明。
在下面的例子中，要讨论两种情况。在第一种情况下，用户设备处于连接’模式。在第二种情况下，用户设备处于空闲’模式。
在空闲模式下，用户设备开机，但是用于传输用户信息的信道，例如话音信道，还没有建立。核心网络(更具体的是移动交换中心)知道空闲用户设备的位置区，位置区由一组小区组成。如果核心网需要将新呼叫导向处于空闲模式的用户设备，那么必须先定位用户设备所在的小区。这必须在信道建立之前完成，这就是大家知道的寻呼。在空闲模式下，用户设备驻留在特定的小区里，并且如果空闲用户设备在网内移动，那么RNC或BSC就选择新的小区供用户设备驻留。这个过程被称为小区选择。在空闲模式中，用户设备必须侦听网络发出的寻呼消息。如果空闲用户设备移动到属于不同位置区的小区中，那么空闲用户设备必须向核心网发送位置区更新消息。
在‘连接’模式中，传输用户信息的信道被建立。核心网明确知道用户设备小区的位置。在连接模式中，当用户设备改变小区时会发生切换。
在连接模式和空闲模式中，用户设备执行切换和小区选择测量，并将测量结果发送到RNC或BSC。RNC或BSC然后决定用户设备应该属于哪个小区。
因此在空闲模式和连接模式下都需要进行小区分配，无论是空闲模式中的小区选择还是连接模式中的切换。
参照表1，其中示出了针对图1和图2的网络环境中连接的用户设备定义的优先权表格的例子。在本例中，假设用户设备已连接到网络中的特定小区。
表1表1包含了图1和图2例示的网络中所有可用的不同小区类型和所有可用的不同服务类型(技术)。需要注意的是，在其他网络配置里可能会提供其他的小区类型和其他的服务类型，本发明不限于表1列出的类型。假设表1中列出了在运营商的覆盖范围内的所有网络可能的情况，以此作为示例在这里进行讨论。在小区覆盖范围内所有小区类型并不是在任何地方都可用。因而，针对具体传输类型具有最高优先权的小区类型并不总是可选的。就像下面将要讨论的，最好根据用户设备测量报告中包含的可用小区类型选择优先级最高的小区。
为了进一步描述本发明和优先权表格的使用，我们以表1示出的优先权表格为例，描述一个使用本发明进行小区分配的例子。假设具体用户设备当前正在GSM微小区里连接在交互式32kb/s的呼叫中。前一个小区的小区分配并不重要，例如，假设在前一个小区的小区分配时只有GSM微小区可用于连接。按照已知的切换技术，用户设备将小区测量返回给当前用于连接呼叫的BSC 18。在返回切换测量时，BSC确定有3个小区的返回测量值的质量可供切换。为了满足本例的目的，假设这些小区被定义为GSM微小区、EDGE微小区和3GPP微小区。
由于用户设备当前连接在特定的GSM微小区中，BSC将可用小区的类型和上述小区的优先权表格进行比较，假设上述表1就是用于比较的优先权表格。参考表1，BSC查看列5，该列对应于当前呼叫类型(交互式32kb/s)。参考表1中的这个列，可以看到3个可用于切换的小区分别对应于具有优先权1(EDGE微小区)、3(3GPP微小区)和5(GSM微小区)的小区。由此看出，切换优先权最高的小区是EDGE微小区，因而就选中这个小区进行切换，并且切换通过BSC完成。
需要注意的是，按照本发明进行小区间切换的机制依照了已知的技术。在小区分配阶段利用了本发明。
还需注意的是，上述范例涉及不对呼叫类型进行任何改变而进行用户设备切换的情况。如果用户设备需要的服务类型在呼叫过程中发生改变，那么根据现有小区的优先权表格和用于切换的其他小区的可用性，可以进行类似的切换。
参照表2，其中示出了为连接到图1和图2的网络结构中的用户设备定义的优先权表格的另一个例子。在本例中，假设用户设备处于空闲模式。
表2在空闲模式下，用户设备下一步会请求的连接类型是未知的。因此，在这个优选实施例中，小区类型和技术的选择可以基于用户设备中使用的特定SIM(用户身份模块)卡的服务历史记录，或者基于用户设备的类标记。用户设备类标记定义了该用户设备能够支持的标准，即用户设备的能力。因而，在空闲模式下，服务类型可以理解为用户设备能够支持的服务类型，而不是用户希望使用的服务类型。类似地，服务类型可以被认为是先前使用用户设备中的SIM卡访问过的服务类型。
现在参考所有前面描述的图例更加详细地描述本发明的实现的例子。
依照传统的无线网络技术，网络管理系统(NMS)42设置切换触发门限值并将此信息提供给无线网络控制器16和基站控制器18。同样依照传统技术，可以在RNC 16或BSC 18中检测切换的触发。例如，由于负荷改变、服务改变或覆盖改变，会触发切换。
依照传统技术，作为对切换触发的响应，RNC 16或BSC 18命令所识别的用户设备(或多个用户设备)进行小区选择或切换测量。然后用户设备向RNC 16或BSC 18返回小区选择或切换测量(结果)。
RNC 16或BSC 18继而根据RNC或BSC得到的测量结果(由用户设备提供)，服务优先级和负载信息为用户设备选择目标小区。在测量报告中列出的关于小区负载的信息并不总是可用的。RNC 16或BSC 18根据无线链路质量在测量报告中查找可接受的小区。
根据本发明并且如上所述，上述优先权表格被用来进行用户设备的空闲模式或连接模式下的小区分配，即目标小区选择。然后RNC 16或BSC 18检查为当前小区定义的优先权列表，从优先级最高的小区类型和最希望使用技术开始，RNC和BSC检查所考虑的小区是否移动电话测量报告中的可接受小区。如果是，那么用户设备就连接到此小区中。如果最高优先级的小区不在用户设备的测量报告中，则选择优先权表格中的次最高优先权的小区。如果测量报告中列出的小区均不在优先权表格中，则省略基于服务的小区分配，而其他选择最佳小区的标准生效。
RNC或BSC中定义的针对特定小区的优先权表格可以被网络管理系统42中的网络运营商修改。
在上述例子中，优先权小区被描述成对于小区是特定或唯一的。然而本发明不限于这种方案。可选地，可以为更大的实体定义优先权表格。比如优先权表格可以针对一个小区组来定义。而且，在其它实施例中，可以将优先权表格定义成特定于用户设备，SIM卡或者其他。本领域技术人员可以理解，本发明分配优先权表格的构思具有更广泛的应用，以便帮助改进网络资源分配的效率。
如上面所讨论的，当用户设备在空闲模式或连接模式下进行小区分配时使用优先权表格。在所描述的优选实施例中，优先权表格存储在RNC或BSC中，因为是由RNC或BSC来执行对目标小区的选择。然而本发明不局限于将优先权表格存储于RNC或BSC中，可以选择其他位置存储。优先权表格最好由网络管理系统定义和修改。
为了实现这里描述的优选实施例，建议的最优实现方式是在NMS42中增加特定于小区的可能性以便为运营商网络中的每个小区定义优先权表格。最好分别定义用户设备在空闲模式和连接模式的优先权表格。当RNC或BSC收到移动电话发出的测量报告后，优先权表格开始起作用。使用用户设备的当前小区的优先权表格。
在上文中通过参考不同的特定示例来描述本发明。本领域技术人员会理解本发明除这些例子之外的广泛应用。本发明的范围在所附权利要求书中定义。
权利要求
1.为无线网络中的用户确定小区分配的方法，该网络具有多个小区类型，而用户具有多个服务类型中的至少一个，包含定义优先权表格，所述优先权表格包括针对每个服务类型下的每个小区类型的优先权。
2.根据权利要求1的方法，还包含定义多个优先权表格。
3.根据权利要求2的方法，还包含为网络中每个小区定义优先权表格。
4.根据权利要求2的方法，还包括为网络中的小区组定义优先权表格。
5.根据任何前述的权利要求的方法，还包含定义第一类型的优先权表格，其中第一类型的优先权表格中的各个服务类型对应于网络支持的多个服务类型。
6.根据权利要求5的方法，其中使用第一类型的优先权表格为网络中连接的用户设备确定小区分配。
7.根据权利要求6的方法，其中使用与用户设备所连接的小区相关的优先权表格确定小区分配。
8.根据任何前述的权利要求的方法，还包含定义第二类型的优先权表格，其中在第二类型的优先权表格中的每个服务类型均对应于用户设备支持的至少一个服务类型。
9.根据任何前述的权利要求的方法，其中每个服务类型均对应于被用户设备中的SIM卡先前访问的至少一个服务类型。
10.根据权利要求8或9的方法，其中使用第二类型的优先权表格确定空闲用户设备的小区分配。
11.根据任何前述的权利要求的方法，其中根据多个小区类型对于用户的可用性，用户被连接在多个小区中根据用户的服务类型具有最高相关优先权的小区内。
12.根据任何前述的权利要求的方法，其中在测量步骤中确定小区类型的可用性。
13.在无线网络中确定用户的小区分配的方法，该网络具有多个小区类型，并且用户具有多个服务类型中的至少一个，包括在用户设备中测量从至少一个小区接收的信号的信号强度；确定信号强度高于预定门限值的接收信号；定义优先权表格，所述优先权表格包括针对每个服务类型下的每个小区类型的优先权；根据为信号强度高于门限值的小区分配的优先权确定连接用户设备的小区。
14.根据任何前述的权利要求的方法，其中由网络运营商定义优先权表格。
15.一种无线通信网，具有多个小区类型，用于支持具有多个服务类型中的至少一个的用户，其中定义了优先权表格，其中定义了每个服务类型下的每个小区类型的优先权。
16.根据权利要求15的无线通信网络，其中定义了多个优先权表格。
17.根据权利要求15的无线通信网络，还包含为网络中的每个小区定义优先权表格。
18.根据权利要求15到17中的任何一个的无线通信网络，其中定义了第一类型的优先权表格，第一类型的优先权表格中的各个服务类型对应于网络支持的多个服务类型。
19.根据权利要求18的无线通信网络，其中使用第一类型的优先权表格确定网络中连接的用户设备的小区分配。
20.根据权利要求15到19中的任何一个的无线通信网络，其中定义了第二类型的优先权表格，第二类型的优先权表格中的每个服务类型均对应于用户设备支持的至少一个服务类型。
21.根据权利要求15到20中的任何一个的无线通信网络，其中每个服务类型均对应于由用户设备的SIM卡先前访问的至少一个服务类型。
22.根据权利要求21的无线通信网络，在其中第二类型的优先权表格被用来确定空闲用户设备的小区分配。
23.根据权利要求15到22中的任何一个的无线通信网络，其中用户被连接到针对用户的服务类型或设备类型具有最高优先权的可用小区。
24.无线通信网络中的网络单元，通信系统具有多个小区类型，用于支持具有多个服务类型中的至少一个的用户，其中在所述网络单元中针对各个小区存储有优先权表格，所述优先权表格包括针对每个服务类型下的每个小区类型的优先权。
全文摘要
提供了在支持不同通信标准的网络中确定小区分配的技术。
文档编号H04W88/06GK1714589SQ01819706
公开日2005年12月28日 申请日期2001年10月9日 优先权日2000年10月9日
发明者阿特·阿塔姆, 卡尔·塔格斯塔德, 哈里·霍尔曼, 乌维·舒尔茨, 凯·海基恩, 阿齐姆·沃彻 申请人:诺基亚公司