蜂窝电信网络的制作方法

1.本发明涉及蜂窝电信网络。


背景技术：

2.蜂窝电信网络根据诸如全球移动电信系统(gsm)、通用移动电信系统(umts)和长期演进(lte)之类的特定协议来工作。每个协议定义其传输频谱，该传输频谱可以与另一协议的传输频谱(至少部分地)交叠。蜂窝网络可以包括覆盖区域，用户设备(ue)可以在该覆盖区域处接收来自根据两个蜂窝协议进行发送的一个或更多个基站的传输，并且为了避免干扰，网络运营商必须将蜂窝协议传输频谱交叠部分中的资源分配给这些蜂窝协议中的仅一个蜂窝协议。这些频谱资源应被分配给各个协议，以便充分满足来自经由该协议进行通信的ue的对应需求。被分配给高于对应需求的特定协议的任何频谱资源都被认为是浪费的，因为该频谱资源本来可以被分配给另一协议。类似地，根据超过对应需求的特定协议来分配给处理传输的任何处理资源也被认为是浪费的。
3.因此，期望缓解以上问题中的一些或全部。


技术实现要素：

4.根据本发明的第一方面，提供了一种蜂窝电信网络中的方法，该蜂窝电信网络具有多个基站，每个基站具有至少一个发送器，每个发送器具有至少一个覆盖区域，该方法包括以下步骤：第一发送器在第一状态下工作，以便仅根据第一蜂窝通信协议在第一覆盖区域内进行发送；接收在第一覆盖区域中根据第二蜂窝通信协议进行服务的请求；并且，作为响应，第一发送器在第二状态下工作，以便根据第一蜂窝通信协议和第二蜂窝通信协议二者在第一覆盖区域内进行发送，其中，第二蜂窝通信协议相比于第一蜂窝通信协议是旧一代的蜂窝通信协议。
5.该方法还可以包括以下步骤：确定对在第一覆盖区域中根据第二蜂窝通信协议进行服务的需求停止；并且，作为响应，第一发送器在第一状态下工作，以便仅根据第一蜂窝通信协议在第一覆盖区域内进行发送。
6.在第一覆盖区域中使用第二蜂窝通信协议进行服务的请求可以基于第一发送器是第二发送器的候选移交目标。
7.在第一状态下工作可以是使用具有第一频率子带和第二频率子带的频带根据第一蜂窝通信协议来进行发送，并且在第二状态下工作可以是使用第一频率子带根据第一蜂窝通信协议进行发送以及使用第二频率子带根据第二蜂窝通信协议进行发送。
8.该方法还可以包括以下步骤：识别在第一状态下工作以便仅根据第一蜂窝通信协议在第二覆盖区域内进行发送的第二发送器，第一覆盖区域和第二覆盖区域是相邻覆盖区域；向第二发送器发送指示消息，指示消息使第二发送器针对第一频率子带中的发送使用第一发送功率，并且针对第二频率子带中的发送使用第二发送功率，其中，第一发送功率高于第二发送功率。
9.第一发送器可以是第一虚拟基站的一部分，其中，在第一状态下，第一虚拟基站使用第一计算资源以根据第一蜂窝通信协议来处理通信，并且响应于在第一覆盖区域中使用第二蜂窝通信协议进行服务的请求，虚拟基站还可以使用第二计算资源以根据第二蜂窝通信协议来处理通信。
10.第一发送器可以是第一基站的一部分，并且第二发送器可以是第二基站的一部分。
11.第一发送器和第二发送器二者可以是第一基站的一部分。
12.根据本发明的第二方面，提供了一种包括指令的计算机程序产品，当该程序由计算机执行时，所述指令使计算机执行本发明的第一方面的方法。该计算机程序可以存储在计算机可读数据载体上。
13.根据本发明的第三方面，提供了一种蜂窝电信网络的网络节点，该网络节点包括发送器、处理器和存储器，该发送器、处理器和存储器被配置成协作以执行本发明的第一方面的步骤。
附图说明
14.为了更好地理解本发明，现在将参照附图仅以示例方式描述本发明的实施方式，在附图中：
15.图1是本发明的蜂窝电信网络的实施方式的示意图；
16.图2是图1的蜂窝网络的基站的示意图；
17.图3a至图3g是通过本发明的方法的实施方式进行调整的蜂窝网络的示意图；以及
18.图4是例示了本发明的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
19.在图1中示出了蜂窝电信网络1。蜂窝网络1包括第一基站10a至第十一基站10k(即10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h、10i、10j、10k)，第一基站10a至第十一基站10k的覆盖区域由它们各自的包围六边形示出。
20.如图2所示，第一基站10a包括被配置成与用户设备(ue)进行通信的第一通信接口11a、处理器13a、存储器15a以及用于与蜂窝核心网络进行通信的第二通信接口17a，所有这些部件经由总线19a连接。通信接口、处理器和存储器被配置成协作来定义软件定义网络(sdn)工作环境，从而允许第一基站10a按需重新配置。此外，处理器13a实现网络功能虚拟化(nfv)，以便建立用于经由第一通信协议(例如，lte)与第一ue进行通信的第一通信处理环境，以及用于经由第二通信协议(例如，gsm)与第二ue进行通信的第二通信处理环境。为了实现这些通信，第一通信接口11a可以与若干天线协作，其中，各个天线根据特定协议工作。此外，第一基站10a可以包括用于确定资源(例如，频谱资源)分配的nfv协调器14a，以及用于实现nfv协调器的决策的虚拟化基础设施管理器(vim)16a。在该实施方式中，nfv协调器14a和vim 16a确定并实现在第一通信协议和第二通信协议的相应传输频谱的交叠部分中的频谱资源的分配。
21.第二基站10b至第十一基站10k均与第一基站10a相似，使得它们均包括通信接口、处理器和存储器，所述通信接口、处理器和存储器被调整为协作来定义sdn工作环境以允许
它们按需重新配置，并且还实现nfv以便建立多个通信处理环境，使得它们可以经由第一通信协议与第一ue通信并经由第二通信协议与第二ue通信。
22.现在将参考图3a至图3g以及图4的流程图来描述本发明的第一实施方式。在初始配置中，如图3a所示，蜂窝网络1的第一基站10a根据lte协议和gsm协议二者来工作(通过第一基站的覆盖区域在其六边形覆盖区域中具有交叉影线来表示)。因此，第一基站的第一通信接口11a被调整为根据lte和gsm协议发送和接收传输(例如，通过与被调整为使用lte协议发送和接收传输的第一天线连接，并且还与被调整为经由gsm协议发送和接收传输的第二天线连接)，并且第一基站的处理器13a可以实现根据lte协议处理通信的第一通信处理环境以及根据gsm协议处理通信的第二通信处理环境。此外，第一基站的nfv协调器和vim被配置成确定并实现在第一通信处理环境与第二通信处理环境之间的资源分配，包括在lte传输频谱与gsm传输频谱的交叠部分中的资源分配。
23.在该初始配置中，第一基站10a仅经由lte协议来为第一ue 20服务。然而，例如由于网络运营商有义务在第一基站的覆盖区域中提供gsm服务，因此第一基站10a具有活动的(active)gsm服务(经由第二天线和第二通信处理环境)。
24.蜂窝网络1的第二基站10b至第十一基站10k仅根据lte协议来工作(通过在它们各自的六边形覆盖区域中具有正向对角影线来指定)。因此，各个基站的第一通信接口被调整为根据lte协议来发送和接收传输(例如，通过与被调整为使用lte协议来发送和接收传输的第一天线连接)。此外，各个基站的处理器实现被配置成处理lte协议的传输的第一通信处理环境。如上所述，这些基站能够经由gsm协议与ue进行通信(例如，通过使用它们各自的被调整为经由gsm协议进行通信的第二天线以及它们各自的被配置成处理gsm协议的传输的第二通信处理环境)，但是由于没有ue要求gsm服务，而且蜂窝网络没有义务在这些覆盖区域中提供gsm服务，因此在图3a所示的该初始配置中未使用这些第二天线以及第二通信处理环境。
25.在此实施方式的第一步骤(图4中的步骤s1)中，第一基站10a开始经由gsm协议为第二ue 30服务(例如，第二ue 30通电并与第一基站10a建立通信，或者第二ue 30从“空闲”工作模式切换(switch)到“连接”工作模式)。在步骤s3中，第一基站10a识别针对第二ue 30的一个或更多个可能的移交目标(handover target)。第一基站10a可以将可能的移交目标识别成其相邻基站中的一个或更多个基站。为了实现这一点，第一基站10a(例如，基于其邻居关系表nrt中的信息)来识别所有相邻基站，并且在该实施方式中，基于相邻基站中的每个相邻基站的位置与第二ue 30的位置的比较来识别这些相邻基站的子集是可能的移交目标。例如，第二ue 30可以将其位置报告给第一基站10a，并且第一基站10a可以基于第二ue的位置与这些相邻基站的位置(第一基站10a已知的或查询到的)的比较，将n个最近的相邻基站识别成可能的移交目标。在另一示例中，第一基站10a可以确定第二ue 30正在遵循已知路线(例如，道路或铁路轨道)，并且因此将具有沿着该路线的覆盖区域的一个或更多个相邻基站识别成可能的移交目标。然而，在更简单的实现方式中，第一基站10a可以将所有其相邻基站识别成可能的移交目标。在该示例中，第一基站10a将第三基站10c和第四基站10d识别成可能的移交目标。
26.在步骤s5中，第一基站10a与第三基站10c和第四基站10d建立x2连接(在一个连接尚未建立的情况下)，并且发送x2消息，该x2消息包括：a)根据gsm通信协议进行服务的请
求，以及b)已被识别成第二ue 30的可能的移交目标(来自步骤s3)的所有其它基站的标识符。在步骤s7中，第三基站10c和第四基站10d通过被重新配置成根据lte和gsm通信协议二者来工作以响应经由gsm协议进行服务的请求。在该示例中，这是通过使它们各自的处理器建立被调整为根据gsm协议处理通信的第二通信处理环境(这是除了被调整为根据lte协议处理通信的第一通信处理环境之外)以及使它们各自的第一通信接口与被配置成经由gsm协议进行通信的第二天线连接(除了与被配置成经由lte协议进行通信的第一天线连接之外)来实现的。由于第三基站10c和第四基站10d先前使用整个lte传输频谱进行通信，因此它们各自的nfv协调器必须将lte和gsm频谱的交叠部分中的资源分配给lte频谱或gsm频谱，以分别由它们的第一天线或第二天线使用(由vim实现)。在对经由gsm的服务没有实际需求的这个阶段(因为此时第二ue 30仍由第一基站10a来服务)，则仅lte传输频谱和gsm传输频谱的交叠部分中建立与第二ue 30的通信所需的gsm协议的资源被分配用于根据gsm协议的通信。lte和gsm传输频谱的交叠部分中的所有剩余资源被分配用于lte通信。
27.在此重新配置之后，蜂窝网络1处于如图3b所示的状态，其中，第一基站10a、第三基站10c和第四基站10d被调整为经由lte和gsm进行通信，并且第二基站10b、第五基站10e至第十一基站10k被调整为仅经由lte进行通信。在步骤s9中，第二ue 30移动到第三基站10c的覆盖区域中，并且第一基站10a和第三基站10c完成了移交，使得第三基站10c现在为第二ue 30服务(使用gsm协议)。这在图3c中示出。此时，第三基站的nfv协调器和vim可以将gsm与lte各自频谱的交叠部分中的资源，按照对经由这些协议的服务的当前(或估计的)需求的比例，在gsm与lte之间重新分配。
28.在此移交之后，即使第二ue 30现在位于第三基站10c的覆盖区域内，但当第二ue 30位于源基站(即，第四基站10d)的覆盖区域中时，源基站(即，第一基站10a)以及被识别成针对第二ue 30的可能的移交目标的其它基站最初仍持续经由lte协议和gsm协议二者进行通信。在阅读以下描述之后，源基站以及未成为目标基站的可能的移交目标基站如何以及何时切换回到仅lte通信将变得显而易见。
29.在步骤s11中，第三基站10c识别针对在第三基站的覆盖区域中的新位置处的第二ue 30的一个或更多个可能的移交目标。在该示例中，这包括第一基站10a、第四基站10d和第六基站10f。在步骤s13中，第三基站10c然后确定是否有任何其它基站应切换回到仅经由lte通信(即，并且因此将所有资源重新分配给lte通信)。这是由第三基站10c通过识别以下任意基站来实现的：1)移交到第三基站10c的源基站(即，在此迭代中为第一基站10a)，但该源基站不是根据第三基站的覆盖区域针对第二ue 30新识别的可能的移交目标(第一基站10a、第四基站10d和第六基站10f)中的一者，或者2)当第二ue 30由源基站(即，在此迭代中为第四基站10d)服务时针对第二ue 30的其它可能的移交目标基站中的任一者，但所述任一者不是根据第三基站的覆盖区域针对第二ue 30新识别的可能的移交目标(第一基站10a、第四基站10d和第六基站10f)中的一者。在该迭代中，没有识别出满足这些标准中的至少一个标准的基站。
30.然而，当第三基站10c明确地识别出可能的移交目标时，该过程循环回到步骤s5，在该步骤s5中，第三基站10c向这些识别出的基站发送消息，所述消息包括：a)经由gsm协议进行服务的请求；以及b)所有识别出的可能的移交目标(第一基站10a、第四基站10d和第六基站10f)的标识符。由于第一基站10a和第四基站10d已经在提供gsm服务，因此它们忽略该
经由gsm协议进行服务的请求，但是第六基站10f通过建立经由lte协议和gsm协议二者的通信来响应此请求(步骤s7)。在此重新配置之后，蜂窝网络1处于如图3d所示的状态，其中，第一基站10a、第三基站10c、第四基站10d和第六基站10f被调整为经由lte和gsm进行通信，并且第二基站10b、第五基站10e和第七基站10g至第十一基站10k被调整为仅经由lte进行通信。在步骤s9的第二次迭代中，第二ue 30移动到第六基站10f的覆盖区域中，并且第三基站10c和第六基站10f完成移交，使得第六基站10f现在为第二ue 30服务(使用gsm协议)。这在图3e中示出。
31.在步骤s11的第二次迭代中，第六基站10c识别针对在第六基站的覆盖区域中的新位置处的第二ue 30的一个或更多个可能的移交目标。在该示例中，这包括第三基站10c、第四基站10d、第七基站10g、第九基站10i和第十基站10j。在步骤s13的第二次迭代中，第六基站10f然后仅通过识别以下任意基站来确定是否有任何其它基站应切换回经由lte通信：1)移交到第六基站10f的源基站(即，在此迭代中为第三基站10c)，但该源基站不是根据第六基站10f的覆盖区域针对第二ue 30新识别的可能的移交目标(第三基站10c、第四基站10d、第七基站10g、第九基站10i和第十基站10j)中的一者，或者2)当第二ue 30由源基站(即，在此迭代中为第一基站10a和第四基站10d)服务时针对第二ue 30的其它可能的移交目标基站中的任一者，但所述任一者不是针对第六基站的覆盖区域中的新位置处的第二ue 30而新识别的可能的移交目标(第三基站10c、第四基站10d、第七基站10g、第九基站10i和第十基站10j)中的一者。在该第二迭代中，第一基站10a被识别成应切换回到仅经由lte通信的基站。因此，在步骤s15中，第六基站10f向第一基站10a发送消息(例如，经由x2)，该消息指示第一基站10a可以切换回到仅经由lte通信。作为响应，第一基站10a确定其是否可以切换回到仅经由lte通信(即，禁用gsm通信)。在该示例中，第一基站10a具有提供gsm服务的义务，因此该消息被忽略。
32.在第六基站10f明确地识别出可能的移交目标时，该过程循环回到步骤s5，其中，第六基站10f向这些识别出的基站发送消息，所述消息包括：a)经由gsm协议进行服务的请求；以及b)所有识别出的可能的移交目标(第三基站10c、第四基站10d、第七基站10g、第九基站10i和第十基站10j)的标识符。在步骤s7至步骤s15中，该过程继续在这些识别出的可能的移交目标中建立经由lte和gsm协议的通信，以完成第二ue 30的移交(在第三次迭代中，是移交到第十基站10j)，以识别在第二ue 30现在由第十基站10j服务时是可能的移交目标的任何基站，并确定是否有任何其它基站可以切换回到仅lte通信(在此第三次迭代中为第三基站10c和第四基站10d)。因此，第三基站10c和第四基站10d对来自第六基站10f的消息(在步骤s15中)做出反应，它们可以通过丢弃其第二通信环境(使得仅保留其经由lte协议的第一通信环境)并且不再与其第二天线连接来重新配置它们各自的处理器，以切换回到仅lte通信。这在图3f中示出。
33.因此，该方法的该实施方式以迭代的方式工作来动态地重新配置蜂窝网络1中的基站，以当基站经由特定协议为ue服务或将很快经由特定协议为ue服务时，能够经由该特定协议进行通信。这允许基站完全禁用经由未正在使用的协议的通信，从而允许该协议与任何其它协议的交叠部分中的所有频谱资源都可以被重新分配给其它协议，并且允许将所有处理资源分配给其它协议。这在对特定协议的需求进行监测并按比例分配资源的现有技术中并未实现，因为基站必须使用其各自频谱的那些交叠部分中的一些资源，以使这种监
测能够发生。
34.在对以上实施方式的改进中，使用第一协议和第二协议两者进行发送的基站的任何相邻基站被配置成减轻这些第一协议和第二协议的传输频谱的交叠部分中的干扰。这是通过使这些相邻基站(例如，图3g的第二基站10b、第三基站10c、第四基站10d、第五基站10e和第八基站10h)在传输频谱的交叠部分中减少传输的发送功率(这通过在其六边形覆盖区域中具有反向对角影线来例示)来实现的。这可以是减少到其传输频谱的非交叠部分的发送功率的特定百分比，或者减少到完全避免使用这些交叠部分。此外，发送功率的减少可以是在下行链路传输和上行链路传输中的一者或两者中。然而，该特征不是必需的。
35.本领域技术人员还将理解，对基站进行虚拟化以实现本发明的优点不是必需的。即，基站可以具有专用于每个协议的物理硬件，并且然后基站可以响应于根据该协议进行服务的请求来启用和禁用经由特定协议的通信。此外，从特定基站的相同发送器发送第一协议和第二协议不是必需的，可以从相同或不同基站的不同发送器(只要它们覆盖特定的覆盖区域)进行发送。
36.在以上实施方式中，基站响应于确定该基站可能是使用第二协议的ue的移交目标而接收经由第二协议进行服务的请求。然而，这不是必需的。例如，仅当ue存在于基站的覆盖区域中而没有转移事件时(例如，ue在该基站的覆盖区域内部进行切换)，才在根据第一协议工作的基站中经由第二协议为ue提供服务，基站可以从相邻基站接收经由第二协议进行服务的请求，该相邻基站从ue接收信号。另选地，基站可以操作周期性的定时器，该定时器在到期时触发在该基站处经由第二协议进行服务的请求，以便与ue建立通信。在另一示例中，对服务的请求可以基于另一触发，所述另一触发诸如是预测或确定被配置用于第二协议的ue将要在基站的覆盖区域中进行切换。
37.在以上实施方式中，第一协议是lte，并且第二协议是gsm。然而，本领域技术人员将理解，可以使用任意两种协议来实现本发明的益处，并且还应当认识到，第一协议可以被认为是相对于第二协议而言的优选协议，使得仅在存在对第二协议的需求时才使用第二协议。相比于第二协议(例如，第(n
‑
1)代或第(n
‑
x)代)，优选的第一协议可能是较新一代(例如，第n代)。此外，当两个协议在它们各自覆盖区域中没有任何交叠部分时，也可以实现益处，因为本发明将至少减轻在不必要地使用两个协议时的处理资源的任何浪费。本领域技术人员还将认识到，可以针对被调整用于根据两个或更多个协议进行传输的基站来实现本发明。
38.以上实施方式以分布式方式来实践，使得所有消息收发都在基站之间，并且所有决策都由基站做出。然而，本领域技术人员还将理解，也可以使用该方法的集中式版本，其中，一些或所有消息收发都经由一个或更多个控制实体来发送，并且一些或所有决策都由一个或更多个控制实体做出。
39.此外，在以上实施方式中，为第二ue服务的基站的所有相邻基站成为可能的移交目标。然而，这不是必需的，而是可以识别出这些相邻基站的子集(例如，不包括极不可能成为移交目标的那些基站)。
40.本领域技术人员将理解，在本发明的要求保护的范围内，特征的任何组合都是可能的。