专利名称：管理蜂窝通信系统内小区中的通信的系统和方法
技术领域：
这里公开的主题一般涉及蜂窝通信系统，更具体地说，涉及管理蜂窝通信系统 的一个或多个小区内通过蜂窝数据连接的话音的系统。
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。在蜂窝核心网络之外的用户设备和其它设备还不能检测特定小区中的活动的数 量，或者确定相对于最大用户数、最大容量或者其他的使用量。因此，当系统达到或将 达到最大水平或容量时，蜂窝通信系统或网络不提供任何类型的通知或报警。因此，试 图利用过载的小区建立通信链路，比如加入群呼的其它单元可能不能加入，并且没有将 发生这种拒绝访问的任何预先指示。此外，没有任何手段来避免发生这种拒绝。从而， 由于当特定小区达到最大水平或容量时没有来自网络的任何指示，因此，没有任何办法 控制或以其它方式降低试图与特定上行链路或下行链路连接的个人或单元不能接入该上行链路或下行链路连接，以加入群呼的可能性。
发明内容
解决方案由一种通信系统中的容量管理方法提供。所述方法包括测量通信系统 的至少一个通信小区内的通信状况，根据测量的通信状况估计通信系统的所述至少一个 通信小区内的拥塞。所述方法还包括根据估计的拥塞，调整所述至少一个通信小区内的 通信链路。解决方案还由一种通信系统中的容量管理方法提供。所述方法包括利用通信系 统的通信小区内的多个用户设备发起拥塞报告过程，并接收来自所述多个用户设备的拥 塞报告。所述方法还包括确定来自用户设备的拥塞报告的数目的计数(所述计数指示拥 塞状况)，并根据拥塞报告的数目的计数控制通信小区内的呼叫线路(call leg)。呼叫线 路的控制包括拒绝另外的呼叫线路和/或终止现有的呼叫线路。解决方案还由一种包括多个通信小区的无线通信系统提供。所述无线通信系 统还包括多个话音服务器，所述多个通信小区中的每个被分配给所述多个话音服务器之 一。所述多个话音服务器中的至少一个被配置成根据从至少一个通信小区内的多个用户 设备接收的拥塞报告，管理所述至少一个通信小区内的数据流量(datatraffic)。
图1是其中按照本发明的各个实施例管理通信连接的蜂窝通信系统的方框图。图2是图解说明按照本发明的各个实施例的通信小区容量管理的方框图。图3是按照本发明的各个实施例的提供容量管理的方法的流程图。图4是按照本发明的各个实施例的管理拥塞小区的方法的流程图。
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通信系统的通信小区内的通信流量创造条件。例 如，各个实施例为管理多个蜂窝连接，更具体地说，如图1中所示的蜂窝通信系统20内 的蜂窝数据连接(或者呼叫线路)创造条件。蜂窝通信系统20包括多个接入点(AP) 22， AP 22可包括蜂窝网络基站和多个话音服务器24。AP 22可以是任意种类的接入点，并
5不仅仅局限于提供陆基通信，例如，公共安全、公共无线电或群通信的系统。AP 22可以 是提供海基或空基通信的通信系统的一部分。应注意话音服务器可由图2中所示的主话音服务器29(例如，交换机)，比如话 音网络接口控制器(VNIC)服务器控制。另外，话音服务器24被表示成指示话音服务器 24可在不同的时候与不同的小区关联，在一个实施例中，话音服务器可物理地位于中央 数据中心(未示出)。多个AP22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26可在一些位置重叠。这里说明的本发明 的各个实施例允许一个或多个通信单元，比如用户设备(UE) 28或者其它便携式通信设备 利用广播或群消息接发与其它UE 28通信。例如，UE 28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。更特别地，本发明的各个实施例检测通信小区中的活动，确定何时接近达到最 大水平或容量，或者预测何时将达到最大水平或容量。可以测量当前状况，例如，以估 计通信小区内的通信拥塞，和确定通信小区何时过载或可能变得过载，或者通信小区是 否过载或是否可能变得过载。因此，根据这种估计和特定用户通信活动的确定(可包括 当前活动信息(例如，有效呼叫信息)以及历史信息)，提供蜂窝通信系统20内的不同 通信链路的管理。不过，应注意本发明的各个实施例并不局限于管理蜂窝通信系统的通 信，相反可以结合其中不可得到当前的带宽使用情况并期望或需要估计使用情况的不同 通信网络或系统实现本发明的各个实施例。例如，在WiFi通信系统中可控制通信拥塞。 另外，可结合不同的蜂窝网络，例如增强数据速率GSM演进(EGDE)网络，码分多址接 入(CDMA)网络，通用移动电信系统(UMTS)网络或者W-CDMA(宽带码分多址接入) 网络实现本发明的实施例。由于典型的蜂窝通信系统，比如全球移动通信系统(GSM)系统不具有广播能 力，因此，群通信常常会使系统网络内的通信小区负载沉重。因此，由于拥塞的缘故， 可能不能访问优先级通信。此外，在拥塞期间，所有通信的服务质量会较差。因而，检 测小区拥塞，并通过采取行动来减小或降低小区拥塞级别，降低或消除对UE 28的负面 影响，例如UE 28从群呼中掉落或者不能连接到群呼的可能性。特别地，如图2中所示，本发明的各个实施例利用或通过AP 22，监视通信覆盖 范围26(例如，小区)的拥塞级别。可如下提供监视和控制通信覆盖范围26中的拥塞级 别的一般过程1.AP 22请求UE 28开始报告小区内的通信连接。2.UE 28向AP 22报告通信拥塞级别。3.根据来自UE 28的拥塞报告数量的计数或读数，确定是否要采取行动，所述行 动以从UE拥塞报告确定的拥塞级别为基础。4.如果拥塞级别超过预定水平或标准，那么拒绝和/或丢弃(终止)呼叫线路 (连接或链路)。应注意利用可实现报告功能的任何适当手段，可提供UE 28的报告。例如，可 根据如下更详细所述的UE 8内的日志，发起报告。拥塞报告消息从UE 28提供给AP 22。根据通信的类型、系统要求等，可修改报告的消息接发和程序。例如，当预定数目的UE 28 (例如5个UE)在小区内监听时，发起容量管理程序，UE 28向AP 22发送拥塞 报告。应注意的是AP 22还可识别哪个分组序列号开始监控过程。另外，应注意的是当 UE 28的数目低于预定水平时，停止UE 28的拥塞报告。更特别地，可用图3中图解说明的方法30监控通信覆盖范围(例如，小区)的拥 塞级别。方法30提供无线通信，比如蜂窝通信系统20中的蜂窝通信的容量管理过程。具体地说，方法30在32根据比如来自UE 28的拥塞报告，确定或测量用户和网 络状况。例如，可从UE 28或者从一个或多个服务器，比如话音服务器24 (示于图1中) 获得测量结果，所述话音服务器24具有关于当前使用/活动或历史使用/活动保存的信 息。UE 28还记录统计信息，比如失败或延迟的连接尝试，所述失败或延迟的次数，所 述失败或延迟的原因，与所述失败或延迟对应的所在端口 /小区ID，信号强度，通信的 持续时间，通信之间的时间，等等。UE 28随后把日志(或消息)发给服务器或AP 22， 所述日志可被定期发送，例如，在不同的时间点，比如在一天的某一可配置的时间，或 者在失败之后的可配置的时间发送(以避免拥塞)。不过，其它传输时间也是可预期的。 例如，可应请求(例如，根据请求或者由UE28自身发起)发送日志，或者在特定的记录 事件之后一旦可能就发送日志。应注意的是这里当提及UE 28时，这指的是能够在例如 蜂窝通信系统20内通信的任何种类的设备，比如蜂窝电话机、手持机、无线电设备、终
顺寸寸。重新参见图3，在32，服务器也能够测量不同的网络状况。例如，服务器可测 量所有UE 28的心跳信号(例如，保持数据链路连接的数据脉冲)间的抖动，或者所有 当前呼叫线路(例如，当前呼叫连接)间的抖动。呼叫线路通常被定义为UE 28和服务 器，例如，话音服务器24(均示于图1中)之间的链路。网络还可获得另外或者可选的 测量结果，比如每次呼叫建立的接入时间，和小区内的注册用户的数目。不过，应当理 解的是，UE 28和服务器获得的测量结果可以是希望或需要的任意种类的测量结果。另 外，可根据网络类型获得测量结果。例如，如果系统是EDGE网络而不是UMTS网络， 那么可以进行不同的测量。另外，可每隔不同的时间间隔进行测量，所述时间间隔可以 是从亚分到亚秒的任何时间。另外，可以进行不同种类的测量，比如到达速率的变化等 等。换句话说，通过测量多个数据分组中的每个到达一个或多个UE 28之间的时间，可 确定到达速率的变化。在一些实施例中，如果在特定时期(例如，几秒)内，在特定通 信小区内没有通信，那么系统可以脉动(pulse)或侦测(ping)特定通信小区内的UE 28， 以确定通信的成功率。例如，可以向定义一个或多个通信小区的特定通信小区通信覆盖 范围26内的所有UE 28提供群侦测。在32进行测量之后，在34估计蜂窝通信系统20内的一个或多个通信小区内的 拥塞。例如，所述估计可包括计算特定通信小区内的呼叫线路(例如，呼叫连接)的最 大数目，这可包括保持每个通信小区的观测到的呼叫线路的最大数的日志。此外例如， 如果多个用户在特定通信小区中，那么可以传送侦测消息(如上所述)或者其它脉冲(在 这里可被称为测试脉冲)，以测量目前在特定通信小区内的可能的最多呼叫线路。应注意作为所述估计的一部分，可部分根据在32的测量结果在36确定和保存的 历史数据可被用作所述估计的一部分。从而，在34的估计不仅包括当前活动，而且利用 历史数据来预测例如特定用户的行为。所述估计可根据用户的活动(所述用户的活动可被发展成用户的活动简档)，确定用户可能在某一时间范围内(例如，在接下来的3分钟 到更多分钟内，或者在接下来的5分钟到15分钟内，等等)，建立呼叫或通信链路。还 可访问用户的简档，以确定呼叫可能是什么类型，例如，呼叫是否可能是针对单个其它 用户的呼叫，或者针对多个用户的呼叫(例如，群呼)，和所述呼叫的优先等级，以及用 户最近或者历史上进行的呼叫的次数。可利用任何已知的预测或估计方法，例如包括模 拟(例如，蒙特卡洛模拟)、测试等，做出这些预测或估计。作为在34的拥塞估计的一部分，可以确定测量的性能和拥塞之间的历史相关 性。例如，可以使测量的心跳抖动，呼叫扩展(call spread)抖动，接入时间，到达速率 的变化等之间的历史相关性与包括由UE 28记录的失败尝试等的拥塞联系起来。根据当 前活动和保存的历史数据，估计的拥塞可预测在不同因素(包括拥塞与性能历史，呼叫 线路的最大数目，目前在小区中的单元的数目，每个用户的历史行为，时间等)的条件 下，特定通信小区的特定拥塞级别，例如拥塞严重程度，如上所述。例如，不同的严重 程度会导致不同因素被调整，并采取行动(例如，补救行动)，如下所述。在34的拥塞估计之后，在38确定当前的通信小区和系统先前采取的任何行动是 否已改善该通信小区内的状况。例如，可根据在34的估计的拥塞和拥塞的严重程度，确 定已在通信小区内采取的任何行动的进展。如果在38确定通信小区内的通信和拥塞处于 可接受的水平或良好的水平(例如，在低于过载状况之下的预定水平)，那么系统继续在 32获得测量结果，并监控系统。不过，如果在38确定小区内的通信继续恶化，或者变得更拥塞，那么可在40进 行正确的行动或调整。本质上，可根据先前采取的行动的结果，调整为减轻拥塞而采取 的行动的级别。例如，如果系统确定在34确定的当前拥塞级别(或者其它状况)类似于 先前在34确定的拥塞级别(或者其它状况)，那么系统可确定是否应采取相同或不同的行 动。例如，拥塞级别可被分成不同的严重级别，比如按拥塞严重程度顺序递增的绿色级 别、黄色级别、橙色级别和红色级别。如果在橙色级别状况下采取的在前行动导致拥塞 保持在橙色级别或者增大到红色级别，那么可采取另外的行动(例如，减少带宽拥塞的 其它行动)，因为先前没有采取足够的行动。不过，如果在橙色级别状况下采取的在前行 动导致拥塞降到绿色级别，那么可采取较少的行动(例如，减少带宽拥塞的较少行动)， 因为先前采取了过多的行动。从而，通过评估系统采取的不同在前行动，可在40调整当 前行动。因此，根据确定的为解决拥塞而采取的行动的级别，如果拥塞级别保持不变或 者如果拥塞级别过快消失(分别表示先前未采取足够的行动，或者先前采取的过多的行 动)，那么可以进行调整。此外，例如，如果确定总体上采取的行动通常不足以减少 拥塞，或者如果在特定的通信小区层面存在局部化的问题，那么可以提供不同级别的调整。根据在40确定的应采取的因素的调整，在42采取特定的行动，以调整因素。 例如，根据拥塞的严重程度，可以采取不同的行动。可以使用把不同的行动索引编成行 动表的表或其它矩阵，其可按照严重程度的顺序，列出要影响的服务和根据在40确定的 调整要采取的影响的类型。例如，影响的类型可包括降低整个系统的服务质量，降低特 定UE 28 (示于图1中)的服务质量，拒绝新的UE28的接入，中断(drop)对一个或多个UE 28的服务，等等。例如，可根据下表采取行动。
权利要求
1.一种通信系统中的容量管理方法(30)，所述方法包括测量(32)通信系统的至少一个通信小区内的通信状况；根据测量的通信状况，估计(34)通信系统的所述至少一个通信小区内的拥塞；和根据估计的拥塞，调整(40、42)所述至少一个通信小区内的通信链路。
2.按照权利要求1所述的方法(30)，其中测量(32)包括测量所述至少一个通信小区 内的用户设备的至少一种状况。
3.按照权利要求2所述的方法(30)，还包括把测量的至少一种状况保存(36)为历史 数据。
4.按照权利要求1所述的方法(30)，其中测量(32)包括测量至少一个通信小区内的 网络状况。
5.按照权利要求4所述的方法(30)，其中网络状况包括由所述至少一个通信小区中 的至少一个用户设备接收的多个数据分组的到达速率的变化。
6.按照权利要求4所述的方法(30)，其中网络状况包括失败的通信尝试的次数。
7.按照权利要求4所述的方法(30)，其中网络状况包括信号强度。
8.按照权利要求4所述的方法(30)，其中网络状况包括通信之间的时间。
9.按照权利要求4所述的方法(30)，其中网络状况包括通信的持续时间。
10.按照权利要求4所述的方法(30)，其中网络状况包括所述至少一个通信小区的可 用容量。
11.按照权利要求10所述的方法(30)，其中通过在所述至少一个通信小区内发射侦 测消息以识别所述至少一个通信小区内的用户设备，来确定可用容量。
12.按照权利要求1所述的方法(30)，其中估计拥塞还包括利用(36、40)历史网络通 信数据和过去的用户通信行为之一来确定拥塞级别。
13.按照权利要求1所述的方法(30)，其中调整(40、42)通信链路还包括根据过去的 拥塞估计评估(38)过去的调整，以确定当前的调整。
14.按照权利要求1所述的方法(30)，其中调整(40、42)通信链路还包括根据估计的 拥塞级别，拒绝(42)与所述至少一个通信小区的新连接，和/或中断(42)与所述至少一 个通信小区的现有连接。
15.按照权利要求1所述的方法(30)，其中调整(40、42)包括利用(i)来自所述通信 小区中的至少一个用户设备的、识别该用户设备过去的通信状况的拥塞报告，和Gi)所 述至少一个通信小区的当前通信状况，来确定要进行的调整的数量和类型之一。
16.—种通信系统中的容量管理方法(70)，所述方法包括利用通信系统的通信小区内的多个用户设备发起(32、72)拥塞报告过程；接收(32，72)来自所述多个用户设备的拥塞报告；确定(74)来自用户设备的拥塞报告的数目的计数，所述计数指示拥塞状况；和根据拥塞报告的数目的计数控制(82)通信小区内的呼叫线路，呼叫线路的控制包括 拒绝另外的呼叫线路和/或终止现有的呼叫线路。
17.按照权利要求16所述的方法(70)，其中拥塞报告基于在所述多个用户设备中每 个处的分组到达速率的变化。
18.一种无线通信系统(20)，包括多个通信小区(26)；和多个话音服务器(24)，所述多个通信小区中的每个被分配给所述多个话音服务器之 一，其中所述多个话音服务器中的至少一个被配置成根据从至少一个通信小区内的多个 用户设备接收的拥塞报告，管理所述至少一个通信小区内的数据流量。
19.按照权利要求18所述的无线通信系统(20)，其中拥塞报告基于在所述多个用户 设备中每个处的分组到达速率的变化。
全文摘要
提供一种管理蜂窝通信系统中的通信的系统和方法。所述方法(30)包括测量(32)通信系统的至少一个通信小区内的通信状况，和根据测量的通信状况估计(34)通信系统的所述至少一个通信小区内的拥塞。所述方法还包括根据估计的拥塞，调整(40、42)所述至少一个通信小区内的通信链路。
文档编号H04W4/08GK102017665SQ200980115604
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月29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