专利名称：获得提高的小区分组交换业务容量的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及移动通信，并且特别涉及用于建立和改善通信的不同装置和方法，并且还特别涉及到提高GPRS(通用分组无线业务)应用中的分组交换业务量的问题。然而本发明也可以适用于其它移动通信系统，例如UMTS(通用移动通信系统)。
背景技术：
大多数移动无线系统(例如全球移动通信系统(GSM))的主要应用都集中在移动电话业务上，其典型特点是它只支持电路交换通信，在通话呼叫期间确保“固定”电路只用于特定用户。然而移动网络中的分组交换应用(例如传真传输和短消息交换)已经变得越来越普遍。这种数据传输的实例包括无线个人计算机、移动办公室、电子转帐等等。这些数据应用的特点在于“突发”业务，即大量的数据集中在相对较短的时间段内被发送，随之而来的则是在很长一段时间内没有或者几乎没有数据被发送。
这类业务可以采用电路交换方式进行传输，然而由于在很多时候信道只是被预留而并没有真正被使用，所以这种传输并没有采用有效而经济的方式去利用信道。而且在这类传输中，用户没有与其它用户共享信道，因此用户需要按照其所建立连接的时间长度进行付费。
另外一种代替这种传输的方案就是分组交换传输。这类系统中的信道是可以同时被多个用户共享使用的。通过发送要被传输的相关数据的数据片段组来完成实施这种传输。
GPRS(通用分组无线业务)是基于GSM的系统中所采用的标准分组交换数据业务。设计GPRS以及GSM，使它们可以共存并且不会相互影响，而且GPRS还要与其它数据网络(例如IP以及X.25)兼容。采用GPRS，数据可以被发送到移动无线设备(例如移动电话或者移动无线终端)，或者也可以从移动无线设备发送出来。采用GPRS，用户可以保持与被接入数据网的连接，而且连接时间长度可以根据需要而定，但正如上面所提到的，由于用户与其它用户共享信道，所以用户只需要为其传输数据所占用的时间付费。这就意味着，将来在信道中的业务量要大于电路交换类型传输的业务量，在电路交换类型传输信道中无论如何也不可能提供这么大的业务量。
可以理解到，这样会对将来的GSM-GPRS系统增加比较重的负荷，GSM系统依赖于基站收发信台的数量以及与该基站相连接的小区数量。根据其所采用的结构，每个基站收发信台能够同时承载多个正在进行的通信。
发明概述GPRS结构采用现有GSM节点，并且增加新的GSM节点以用于处理分组交换业务、一点对多点业务以及与现存分组数据网络的交互工作问题。附加的分组交换节点包括网关GPRS支持节点(GGSN)以及服务GPRS支持节点(SGSN)。GGSN可以提供面向外部数据网的接口。SGSN可以提供到达以及离开SGSN业务区域的分组路由。
由位于GSM基站子系统之内的分组控制单元(PCU)中的一个或多个处理器来管理通过分组信道所进行的数据传输。
值得注意的是，分组控制单元(PCU)也可以位于其它位置。例如它可以与BTS(基站收发信台)处于同一个位置，或者可以存在于一个额外节点中。
这种处理器中所能管理的业务信道(PDCH’s)数量是有限的，特别是当对业务量的需求增大时，这一点会变得更加明显。在任何RP失效的情况中，这一点会变得更加突出。目前RPP处理器能够同时支持256个信道。其中RP代表区域处理器，而RPP代表专用区域处理器。
这类传输中所使用的典型信道需要占用一个时隙，该信道被配置成为能够承载GPRS业务的16kb/s的信道，这就是一个分组数据信道，即PDCH。存在有两种类型的分组数据信道(PDCH)固定信道和随时按需提供的信道。固定PDCH始终分配给小区供GPRS业务使用，除非该信道先被腾空，否则它不能被用于电路交换业务。随时按需提供的PDCH则是根据数据业务的要求来进行分配的。当这些信道没有被分配给GPRS使用时，它们可以被用于电路交换业务。
因此本发明的目的在于提高小区分组交换业务的业务容量。
因此本发明提供一种用于提高小区分组交换业务的业务容量的方法，以及提供一种具有用于提高小区分组交换业务的业务容量的装置的设备。
附图简述
图1给出GSM基站子系统(BSS)中用于通用分组无线业务(GPRS)的示范分组控制单元(PCU)。
图2给出根据本发明所采用的基站控制器(BSC)的实施方案。
图3给出根据本发明的方法的实施例流程图。
本发明优选实施例的详细描述结合考虑附图，可以根据随后本发明优选实施例的详细描述，更容易地理解本发明的这些以及其它目的、好处和特征，其中在图1中给出与GPRS共同使用的GSM基站子系统的概要图。所示系统中包括具备GPRS功能的无线移动终端101。终端101适于通过GSM、BTS(基站收发信台)发送或者接收数据。GPRS分组控制单元(PCU)103与GSS108(群交换装置)接口，并且在基站102与基站控制器104之间的Abis接口中以CCD120(信道编码设备)的方式管理16kbps信道数据以便组帧。在主干网一侧，通过2Mbps宽带帧中继连接(即Gb接口108),PCU103可以与SGSN(服务GPRS业务节点)106以及GGSN(网关GPRS业务节点)107接口。GGSN107可以提供用于连接英特网的网关。
数据从GSS108被传送到MSC(移动业务交换中心)121，以完成系统的电话交换功能。
图2给出根据本发明的基站控制器(BSC)200，该控制器通过帧中继网202以及交换终端电路(ETS)206连接到SGSN201。ETC206是到达群交换装置(GS)208的标准接口连接设备。
图中还给出了通过ETC207从BSC/TRC203提供经过代码变换的CS(电路交换)语音/数据的Ater接口，以及用于连接BSC200以及基站收发信台(BTS)215的Abis接口204。
在BSC200中，GPRS的实施是由中央处理器(CP)216和分组控制单元(PCU)212来完成的。PCU212中包含一个或者多个区域处理器(RP)。该RP部分可以被配置成为简单的RP或者如图所示，被配置为由以太网221所连接的多RP结构。采用多RP结构的目的在于能够在现有信道210中能够获得更多的Abis信道。
图中给出的PCU212拥有三个RP(区域处理器)单元213-215，其中每一个都包括控制处理器(CP)、数字信号处理器(DSP)以及数字链路(变型2)(d12)。每个d12使上述装置与底层交换装置211相连，但是，RP213中的一个d12却是通过群交换装置(GS)208与SGSN201相连，这里给出的群交换装置是一种特殊类型的专用GSS。
RP213、214、215之间通过内部Ethernet 221相连，这样，有利于在RP之间进行小区的重新定位。
每个RP可以管理一组小区，此处所使用的“小区”就是移动蜂窝电话技术中所使用的小区。在任意给定时刻，一个小区只能接受一个RPP的管理。可以预计到每个被配置成仅用于Abis的RPP(RPP_Abis)能够建立256个分组信道，而一个可以支持Gb以及AbisRPP_Gb的RPP只能建立128个分组信道。
PCU212通过串行总线219被连接到CP216，而且CP216又进一步通过收发机管理器(THR)217和ETC218被连接到SRS211。
图2中还给出电路交换和分组交换信道在底层交换装置211(SRS)中被组合在一起，通过Abis接口与BTS220(基站收发信台)进行通信。
这样，上述的问题就在于在很少的几个小区内需要很多数量的信道。由于处理器可以支持的分组信道数量是有限的，所以许多小区内GPRS所覆盖的业务就会丢失。
现在已发现可以为那些业务负荷比较小的处理器重新分配小区(即与各对等处理器相比，支持业务密度比较高的小区的处理器所管理的小区数量应该减少)。
当(或者如果)处理器接近其门限时，就应该在处理器中提供用于小区重新分配的装置。
这样根据本发明，当系统检测到处理器正处于其最大容量(最大容量由处理器可以建立的分组信道数量来确定)的某个特定百分比之内(例如5％)时，则要为每个超过预定百分比的RP建立信道管理功能，以使得可以确定处理器所支持的每个小区内的业务值。业务值可以由小区内所建分组信道的数量来衡量。见图3。
采用FORRELOCATION(用于重新定位)来标注业务值最低的小区。对小区内正在进行的业务(如果有的话)进行缓存，然后把小区重新定位到被选中的处理器。一旦重新定位完成之后，数据处理则可以继续。从本发明的角度出发，业务值最低的小区就是那个被激活的分组数据信道数量最少的小区。如果信道被用于传递数据，则在该小区内它只能被用于传递数据。如果重新定位没有能静态地减轻处理器的负荷、即处理器仍然处于其最大容量门限百分比之内的话，则系统继续查询处理器中业务值最低的小区，并且对该小区进行重新定位。值得注意的是，业务值最低的小区内被激活信道数量可能很少，甚至没有，因此对这种小区进行重新定位并不会改善处理器的负荷状况。无论如何，对不存在信道的小区进行重新定位是一个预防性步骤，并且可以在随后避免进一步重新定位。
另外一种措施是选择业务负荷最低的处理器去支持那些GPRS被激活的小区。
这种在可用处理器之间进行的动态小区分配可以增加GPRS小区的覆盖范围，这样就可以为用户提供更好的服务。使用根据本发明的方法，处理器的负荷可以被分布在PCU内的多个可用处理器之间，这样就可以利用PCU所能允许的最佳容量。
在类似例如UMTS(通用移动电信系统)的未来移动系统中，一个PCU或者等效网络实体能够实施与这里所述的PCU相同的功能。通过将这种方法应用于这种移动系统可以实现本发明的好处及其固有的等效原理。
尽管在此参考本发明的一种特定优选形式，充分详细地对本发明进行了描述，但是其它描述方法也是可以使用的。GPRS已经做为PRS(分组无线业务)的实例投入使用。因此附属权利要求中给出的精神和范围不应该仅局限于在此所包含的优选描述方法。
权利要求
1．提高移动通信系统内小区分组交换业务容量的方法，在该系统中采用例如GPRS的PRS，该系统包括基站控制器和一个分组控制单元(PCU)，该PCU至少包括两个用于管理至少来自两个小区的业务的处理器，该方法的特征在于如下步骤a)对至少两个处理器中的数据业务负荷进行询问，b)进行每个处理器的业务负荷与预定值的比较，c)对于任何超过预定值的处理器，确定该至少两个处理器中的每一个能支持的每个小区内的业务值，d)然后把业务值最低的小区重新定位到被选中的处理器。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于该分组控制单元PCU是基站收发信台BTS的一部分。
3．根据上述任何一条权利要求的方法，其特征在于，在小区被重新定位到被选中的处理器的期间，被选中小区内任何正在进行的业务都要被缓存，在重新定位完成之后，继续进行数据处理。
4．根据上述任何一条权利要求的方法，其特征在于，小区重新定位会导致进一步对已经经过小区重新定位的任何处理器进行数据业务负荷的询问，如果该处理器的业务负荷超出预定值，则重复权利要求1中的步骤c)和d)。
5．根据权利要求1-4任何一条中的方法，其特征在于移动通信系统是GSM系统。
6．根据权利要求1-4任何一条中的方法，其特征在于移动通信系统是UMTS系统。
7．移动通信系统内用于小区重新定位的设备，该系统例如是实施PRS(例如GPRS)的GSM系统，该系统包括基站控制器和分组控制单元(PCU)，该PCU包括至少两个用于管理至少来自两个小区的业务的处理器，其特征在于该系统内包括a)用于对至少两个处理器的数据业务负荷进行询问的装置，b)用于比较每个处理器的业务负荷与预定值的装置，c)用于针对任何超过预定值的处理器来确定该至少两个处理器中的每一个所支持的每个小区内的业务值的装置，d)用于把业务值最低的小区重新定位到被选中处理器的装置。
8．根据权利要求7的设备，其特征在于PCU是基站收发信台(BTS)的一部分。
9．根据权利要求7或8的设备，其特征在于移动通信系统是GSM系统。
10．根据权利要求7或8的设备，其特征在于移动通信系统是UMTS系统。
全文摘要
本发明考虑一种在采用PRS(例如GPRS)的移动通信系统内用于提高小区分组交换业务容量的方法和装置,该系统包括基站控制器和分组控制单元PCU,该PCU至少包括两个处理器,用于管理至少两个小区的业务,该方法的特征在于如下步骤:a)对至少两个处理器中的数据业务负荷进行询问,b)进行每个处理器业务负荷与预定值的比较,c)对于任何超过预定值的处理器,确定该至少两个处理器当中的每一个所支持的每个小区内的业务值,d)然后把业务值最低的小区重新定位到被选中的处理器。
文档编号H04L12/56GK1323481SQ99812250
公开日2001年11月21日 申请日期1999年10月15日 优先权日1998年10月16日
发明者P·马圭雷 申请人:艾利森电话股份有限公司