專利名稱：移動通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡資源管理器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的一種方法，并涉及根據(jù)獨立權利要求的前序部分的、通信系統(tǒng)中的一種網(wǎng)絡資源管理器。
具體地說，本發(fā)明涉及用于在移動通信系統(tǒng)中提供改良的性能的一種網(wǎng)絡資源管理器(NRM)和關于它的一種方法，其中的移動通信系統(tǒng)包含被連接到至少一個無線電接入網(wǎng)絡(RAN)的至少一個諸如核心網(wǎng)絡(CN)的網(wǎng)絡裝置，使用基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的傳輸。
背景技術：
圖1顯示了一種根據(jù)現(xiàn)有技術的電路交換移動通信系統(tǒng)100。該系統(tǒng)100包含一個CN104和一個RAN102，其中CN104包含至少一個移動交換中心(MSC)。RAN102包含至少一個被連接到MSC的控制單元106。在GSM系統(tǒng)中，控制單元106是基站控制器(BSC)，而在UMTS系統(tǒng)中，控制單元106是無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)。每個控制單元還被連接到至少一個基站(BS)，并且每個基站適用于分別通過無線電接口108與至少一個移動終端(MT)進行通信。MSC還通過網(wǎng)關MSC(圖中未顯示)連接到公共交換電話網(wǎng)(PSTN)。在圖1所示的電路交換系統(tǒng)中，通過發(fā)送信令，即移動終端(MT)將它的網(wǎng)絡資源需求向系統(tǒng)發(fā)信號，來保證用于語音和數(shù)據(jù)會話的網(wǎng)絡資源。如果資源可用，則在整個網(wǎng)絡中建立保證會話資源的專用通信電路。
當前建網(wǎng)的一個趨勢是向有線和無線的單元提供“全面IP(網(wǎng)際協(xié)議)”(IP all the way)。其目的是簡化基礎結構、支持范圍廣泛的應用并支持對于通信業(yè)務的各種用戶需求。這個趨勢適用于諸如GSM(全球移動通信系統(tǒng))、GPRS(通用分組無線電業(yè)務)和UMTS(通用移動通信系統(tǒng))的無線系統(tǒng)。
向全IP無線系統(tǒng)邁出的一步是用分組交換IP技術替換傳統(tǒng)的電路交換技術。通過這樣做，使內建于系統(tǒng)中的網(wǎng)絡資源管理機制中的一些不再可用，并需要被替換掉。諸如MSC、控制器和BS的結構組成部分仍然存在，但為了提供基于IP的傳輸，已經(jīng)用IP路由器替代了電路交換的網(wǎng)絡元件。也就是說，IP路由器被引入網(wǎng)絡中，例如在CN中，在CN與RAN之間，以及在RAN中的BS和BSC之間。在無線部分中，(在BS和MT之間)通過無線電接口的分組傳輸受到用于例如管理無線電資源并提供可靠鏈路的其它協(xié)議(例如RLC、MAC和RRC)的控制。
在這樣的一個系統(tǒng)中，可以通過在邏輯組成部分之間建立IP通道來模擬業(yè)務電路。IP通道必須提供與在電路交換系統(tǒng)中由電路提供的相等效的承載業(yè)務。
在支持具有不同業(yè)務質量(QoS)要求的多種業(yè)務時，對這個集中提出一個巨大挑戰(zhàn)，這個挑戰(zhàn)就是為每個業(yè)務提供例如適當?shù)臅r延、抖動和分組丟失保證。為了提供適當?shù)腝oS，必須在系統(tǒng)中對不同類型的資源(例如無線電資源、網(wǎng)絡資源和功率資源)進行管理。根據(jù)不同標準對用于例如在無線電接入網(wǎng)絡(RAN)和核心網(wǎng)絡(CN)中管理這些系統(tǒng)資源的結構組成部分進行了限定。
如在前面部分中描述的，所述趨勢是這樣的未來的通信系統(tǒng)將是全IP多業(yè)務系統(tǒng)。圖2顯示了一個諸如第三代(3G)UMTS系統(tǒng)的分組交換無線系統(tǒng)200的一個例子。該系統(tǒng)包含一個具有基于IP的傳輸?shù)腃N，該CN包含IP路由器R和支持節(jié)點；用于例如執(zhí)行移動性功能的服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)和用于例如與其它系統(tǒng)(例如互聯(lián)網(wǎng)和PSTN)執(zhí)行相互協(xié)作的網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN)。該系統(tǒng)還包含RAN，RAN包含控制單元204、基站BS和IP路由器R。在系統(tǒng)200中，SGSN、GGSN、諸如RNC的控制單元204和BS(以及其它網(wǎng)絡元件)通過IP路由器R相互連接。因此，該系統(tǒng)為傳送IP分組交換業(yè)務進行了優(yōu)化，而且它的系統(tǒng)結構不同于電路交換結構。RAN和CN都是在其中分布(例如在RNC中和在SGSN中)了邏輯功能(例如無線電資源管理(RRM))的IP網(wǎng)絡。
3G無線系統(tǒng)需要支持具有不同的傳輸QoS要求的多種業(yè)務(例如語音對話、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)流媒體等)。會話經(jīng)?？缭较到y(tǒng)的RAN和CN，并進入其它對等通信系統(tǒng)(例如PSTN)。
此外，3G系統(tǒng)中的業(yè)務通常使用所謂的承載業(yè)務，對于通過系統(tǒng)的業(yè)務傳輸，這些承載業(yè)務具有不同的QoS特性。UMTS為UMTS承載業(yè)務定義了例如四個QoS級別(對話、流式傳輸、相互作用、背景)。還可以在系統(tǒng)域之間對承載業(yè)務進行分層和劃分。圖3顯示了UMTS承載業(yè)務作為一個例子。它基于兩個組成部分，無線電接入承載(RAB)業(yè)務和CN承載業(yè)務。UMTS承載業(yè)務的范圍是在MT到CN之間，(RAB)業(yè)務是從MT到CN(也可以是反方向)，而CN承載業(yè)務的范圍是在CN之內。
應該注意的是，承載業(yè)務利用基于IP的網(wǎng)絡來提供傳輸。為了提供適當?shù)某休d業(yè)務，IP網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡資源必須在業(yè)務流之間進行區(qū)別，并且必須被加以管理，以便使這些資源在需要的時候可用。這些要求必須在系統(tǒng)的所有部分中被滿足，以便提供適當?shù)亩说蕉薗oS。在不同系統(tǒng)域中，需要QoS管理功能來實現(xiàn)每個系統(tǒng)域中的承載業(yè)務。UMTS系統(tǒng)依賴于多個承載業(yè)務管理器，例如RAB業(yè)務管理器和CN業(yè)務管理器，這些承載業(yè)務管理器建立、修改和維護它們各自的承載業(yè)務。承載業(yè)務管理器位于不同的節(jié)點(例如RNC、SGSN、GGSN)中，這取決于它們在哪個系統(tǒng)域中管理承載業(yè)務。因此，無線電資源由處理該無線電資源的一個或更多個承載業(yè)務管理器(例如RAB業(yè)務管理器)進行管理，也就是說，無線電資源管理器可以是RAB業(yè)務管理器的一個部分。
在上面的部分中，為了描述網(wǎng)絡資源管理功能在基于IP的無線系統(tǒng)中的需要，使用UMTS系統(tǒng)作為參考。但是，該描述還可等效地應用于基于其它當前和發(fā)展中的標準(例如cdma2000、GSM/GPRS)和UMTS標準的發(fā)展中版本的無線系統(tǒng)。其它系統(tǒng)和版本可被劃分到其它的系統(tǒng)域，使用其它術語來描述傳輸業(yè)務并用其它方法表征該傳輸，但是它們將仍然使用IP網(wǎng)絡來傳輸不同業(yè)務。這就意味著這些系統(tǒng)需要網(wǎng)絡資源管理功能，以使得能夠提供某種QoS特性給傳輸業(yè)務。
如上所述，本發(fā)明涉及使用基于IP的傳輸?shù)南到y(tǒng)?；贗P的系統(tǒng)具有一些共有的特性，這些共有特性與IP網(wǎng)絡如何工作和它們被如何設計的性質相關。這些特性在下面進行討論。
IP協(xié)議被設計成在其中不同業(yè)務流平等共享網(wǎng)絡資源的網(wǎng)絡中使用。這意味著接收的QoS取決于網(wǎng)絡中的當前負載。為了給特定業(yè)務提供QoS保證，就需要QoS機制。下面討論用于此目的的機制和方法。
在這些系統(tǒng)中的業(yè)務的轉發(fā)通?；谟煞植?、動態(tài)的域內和域間的路由協(xié)議建立的路由，所述路由協(xié)議例如是OSPF(開放最短路徑優(yōu)先)和BGP(邊界網(wǎng)關協(xié)議)。這些路由協(xié)議自動地檢測網(wǎng)絡故障，并建立新的路由來避免故障。
與電路交換系統(tǒng)中的網(wǎng)絡拓撲相比，基于IP的系統(tǒng)中的網(wǎng)絡拓撲的層次較少。從圖2可以理解，在為IP業(yè)務進行優(yōu)化的3G系統(tǒng)中，拓撲將是分布式的，。
基于IP的網(wǎng)絡的分組交換性質使它們非常適合業(yè)務匯集。這尤其在RAN中使用，在RAN中的鏈路配置可能是非常昂貴的。在網(wǎng)絡可靠性具有關鍵性的地方可以使用冗余鏈路，或使用冗余鏈路來在熱點位置之間增加資源?？梢栽趫D2種看到冗余鏈路206。
典型地，有兩種已知的方法用于為使用IP網(wǎng)絡進行傳輸?shù)腃N和RAN中的承載業(yè)務提供QoS保證；或使用例如區(qū)別業(yè)務(DiffServ)的QoS機制，或對網(wǎng)絡進行過度定量(over-dimension)。
(DiffServ)結構是這樣一種QoS框架，它可用于提供用于在網(wǎng)絡中建立業(yè)務等級的機制，以便實現(xiàn)在業(yè)務之間區(qū)別網(wǎng)絡資源。當系統(tǒng)建立時，不同的業(yè)務等級被定量，以確保每個等級具有足夠的資源。定量的基礎是業(yè)務特性和假設的使用統(tǒng)計量。
對于提供一個或多個業(yè)務的系統(tǒng)，對該網(wǎng)絡進行的過度定量通常用于確保足夠的資源。業(yè)務監(jiān)測經(jīng)常對過度定量進行補償，它用來發(fā)現(xiàn)哪里缺少網(wǎng)絡資源，并觸發(fā)對網(wǎng)絡的重新定量。對于能夠Diffserv和所描述的“單業(yè)務”網(wǎng)絡情況，定量和重新定量都是手動完成的，而且不能對實際資源的使用進行實時控制。
只要定量假設成立，基于該定量的解決方案就生效。但是，如果假設被打破(例如，如果使用行為改變或網(wǎng)絡鏈路出現(xiàn)故障)，就可能造成一些網(wǎng)絡鏈路過分使用，致使一些正在進行的會話的質量下降。圖4顯示了一種RAN，該RAN包含的RNC通過IP路由器連接到許多BS和許多MT。圖4A顯示了正常的運行，而圖4B顯示的是導致另一鏈路404上的不足資源的鏈路402上出現(xiàn)故障期間的情景。通過對資源進行過度定量，使得能夠對較小的定量錯誤加以處理，就可以避免這種情況。另一方面，這將使網(wǎng)絡在多數(shù)時間內得不到充分的使用。該定量方法所具有的問題是不可能在定量時預見所有的未來事件，并且還能獲得合理的網(wǎng)絡使用。需要一種機構，該機構跟蹤資源是如何在網(wǎng)絡中的每個鏈路上被使用的，并可以拒絕在沒有剩余資源來實現(xiàn)QoS要求的鏈路上建立新的承載業(yè)務。相同的推理適用Diffserv的情況，在Diffserv情況中，根據(jù)假設的業(yè)務負載和特性而將網(wǎng)絡資源提供到不同的業(yè)務等級。需要一種用于對每個業(yè)務等級中的資源加以管理和控制的機構。
上述問題可被延伸到這樣一種情景當無線系統(tǒng)中的移動終端(MT)發(fā)生移動，并造成在基站之間的切換時。當終端移動時，在網(wǎng)絡的不同部分中對資源的需求也隨之改變。不可能預測終端將怎樣移動，并進而預測哪里需要網(wǎng)絡資源。如果在系統(tǒng)中沒有用于控制和設置資源的實體，就可能在切換時造成網(wǎng)絡鏈路的過度使用。
圖5顯示了一種RAN，該RAN包含的RNC通過IP路由器R連接到許多BS和MT?！皁k”表示連接具有足夠資源，“nok”表示連接的資源不足?！?”表示第一情景，“2”表示接下來的第2情景。圖5解釋的是另一個問題，也就是在即使系統(tǒng)中資源可用也拒絕會話開始時出現(xiàn)的另一個問題?？紤]當終端嘗試開始會話時的情況。會話被拒絕的原因可能是如圖5a所示的缺乏網(wǎng)絡資源；如圖5b所示的缺乏無線電資源；或者如圖5c所示的缺乏無線電和網(wǎng)絡資源。在某些情況下，如果終端將其連接點從當前正在服務的基站換到另一個基站，該會話就可能被接受。
這些問題意味著需要一種具有IP網(wǎng)絡中的資源使用/分配和網(wǎng)絡拓撲的所有知識的資源管理機制。
對無線系統(tǒng)傳送的承載業(yè)務的另一個要求是能在網(wǎng)絡的所有部分中提供端到端的QoS。即使有可能，也很難在系統(tǒng)中對所有的網(wǎng)絡部分進行定量來滿足所有可能的QoS要求，同時不引起網(wǎng)絡在多數(shù)時間的不充分使用。當網(wǎng)絡和系統(tǒng)增長時，通過定量來提供端到端QoS的難度也隨之增大。
在EP1059792中，顯示了一種用于無線IP系統(tǒng)中的無線電鏈路的無線電資源管理，它描述了一種用于映射IP QoS參數(shù)或請求無線電資源請求的方法和系統(tǒng)。它還解釋了用于對無線電資源施加映射和管理的過程。
EP1059792沒有處理無線系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡的資源管理問題。
因此，本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)一種自動網(wǎng)絡資源管理，以便在整個無線和基于IP傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡中為敏感的業(yè)務提供適當?shù)亩说蕉薗oS。
本發(fā)明的另一個目的是在不需要在路由器中進行測量的前提下，以每條鏈路為基礎，隨著時間來有效地監(jiān)測網(wǎng)絡資源是如何被運輸業(yè)務/呼叫使用的。

發(fā)明內容
上述目的可以通過根據(jù)獨立權利要求的本發(fā)明、通過具有權利要求1特征的方法和具有權利要求17和權利要求18特征的網(wǎng)絡資源管理器來實現(xiàn)。
在從屬權利要求中給出了優(yōu)選實施例。
因此，根據(jù)本發(fā)明，上述目的可以通過向蜂窩通信系統(tǒng)中(例如在RAN中和/或在諸如CN的網(wǎng)絡裝置中)引入至少一個網(wǎng)絡資源管理器(NRM)來實現(xiàn)。NRM監(jiān)測和/或管理和/或儲備蜂窩通信系統(tǒng)中的具有基于IP的傳輸?shù)木W(wǎng)絡中的資源，并且，諸如RAB業(yè)務管理器的承載業(yè)務管理器管理蜂窩通信網(wǎng)的無線部分中的無線電資源。然而，無線電資源管理功能/實體如何在內部管理無線部分中的資源則不在本發(fā)明的范圍之內。因此，可以在整個蜂窩通信系統(tǒng)中獲得端到端的QoS。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是它解決了在基于IP的無線系統(tǒng)中提供可靠端到端QoS的相關問題。它提高了系統(tǒng)的利用率并保證了QoS。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是可以在整個RAN中以每個呼叫為基礎調撥資源，而不用在RAN中沿著承載路徑發(fā)送信令。以每個呼叫為基礎的接納控制避免了資源的破碎(fragmentation)，所述資源的破碎是在如果為匯集的主干(trunk)儲備資源時發(fā)生的。資源的破碎降低了RAN中的總利用。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是可以在RAN中提供匯集的主干。與用于提供主干的發(fā)送信號的解決方案相比，NRM的一個獨特優(yōu)點是可以根據(jù)時間(例如，天的時間，星期的天)來對主干資源進行預先分配，以適應于循環(huán)的變化。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是可以以最大的利用來支持多種業(yè)務(例如，視頻、VPN(虛擬專用網(wǎng)絡))?？梢栽诿總€會話的水平上實施對于不同類型業(yè)務之間的優(yōu)先權的政策。
根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測的一個優(yōu)點是它向網(wǎng)絡操作者的規(guī)劃和供應過程提供反饋。
根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測的另一個優(yōu)點是它實現(xiàn)了在每條鏈路和隨著時間的基礎上對承載業(yè)務如何使用網(wǎng)絡資源進行的監(jiān)測。這一特性允許將本發(fā)明用作主動的網(wǎng)絡資源管理器和/或被動的監(jiān)測部件。


圖1顯示了一種電路交換無線系統(tǒng)。
圖2顯示了一種基于IP的分組交換無線系統(tǒng)。
圖3顯示了UMTS中的承載業(yè)務。
圖4顯示了在RAN中的鏈路故障，致使正在進行的會話質量下降。
圖5顯示了智能切換情景的例子。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的、無線系統(tǒng)中的網(wǎng)絡資源管理器(NRM)。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的、一種用于尋找具有足夠網(wǎng)絡和無線電資源的BS的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在特別參照圖6和7來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)絡資源管理器(NRM)提供以下功能·對網(wǎng)絡拓撲和網(wǎng)絡特性的動態(tài)了解，·基于參數(shù)和/或測量的敏感于路徑的呼叫接納控制，·在時間上對資源的調度，·為了立即的和未來的使用而處理資源請求的能力，·在資源管理器實體之間的資源信令發(fā)送，·將所述NRM實體耦合到用于管理RAN中的無線電資源的無線電資源管理功能/實體。
NRM可以以軟件或硬件的形式實現(xiàn)，它可以作為獨立節(jié)點運行，也可以作為其它功能(例如諸如RNC的無線電資源(RR)管理功能)運行在相同節(jié)點上。在圖6中，NRM601被耦合609到一個負責無線電資源管理的承載業(yè)務管理器607。另一個NRM603位于例如CN的網(wǎng)絡裝置中，并負責例如CN的網(wǎng)絡裝置中的網(wǎng)絡資源，還有另一個NRM605，它位于互聯(lián)網(wǎng)中。網(wǎng)絡裝置包含CN和具有對應功能的未來網(wǎng)絡(例如互聯(lián)網(wǎng))。多于一個NRM可以自然地位于每個相應的節(jié)點中。此外，每個NRM603還可適用于在另一個NRM605之間執(zhí)行資源信令611的發(fā)送。NRM還可被集成到其它功能(例如RR)中，以便執(zhí)行它的所述功能。因此，NRM可被分布以便運行在多個節(jié)點(例如RAN、CN和互聯(lián)網(wǎng))上，和/或在地理上分布在一個網(wǎng)絡中。
NRM通過檢索關于IP網(wǎng)絡(即IP網(wǎng)絡的拓撲)的路由信息來獲得動態(tài)拓撲知識。在使用鏈路狀態(tài)路由協(xié)議為IP網(wǎng)絡選擇路由的情況中，NRM參與路由選擇，并且起一個路由器的作用，也就是說，NRM在不通告自己的任何路由的情況下與其它路由器對等(peer)(交換信息)，以便檢索IP網(wǎng)絡的路由信息。建立鏈路狀態(tài)路由協(xié)議所基于的基本原理用于確保所有路由器具有完整的拓撲地圖。當參與路由協(xié)議時，NRM接收路由信息的速度與路由域中的其它任何路由器一樣快，并因此可以立即檢測到拓撲中的變化。
在使用距離矢量協(xié)議或靜態(tài)路由為IP網(wǎng)絡選擇路由的情況中，不能使用對等的方法。在這種情況中，路由信息是通過諸如跟蹤路由的測量和/或使用簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)自動發(fā)現(xiàn)來進行檢索的。SNMP是一組用于管理復雜網(wǎng)絡的協(xié)議。也可以利用網(wǎng)絡拓撲來靜態(tài)地配置NRM。當NRM檢索路由信息時，它使用網(wǎng)絡管理協(xié)議(例如SNMP)來收集關于路由器及它們的接口的信息(例如，接口類型和速度)。NRM使用這些信息來補充所獲得的路由拓撲信息，并確認對路由拓撲進行了準確的觀察。
NRM將路由信息和它從呼叫建立請求接收的資源信息進行組合，以便創(chuàng)建一個資源地圖(呼叫建立請求在下面進行描述)。資源地圖包含關于以每條鏈路為基礎隨著時間有多少資源(例如帶寬)可用并被儲備的信息。NRM使用該資源地圖來確定對于來自一個實體/功能的呼叫建立請求是否有資源可用(即，它執(zhí)行一個呼叫接納控制)。呼叫接納控制對于路徑是敏感的，也就是說，NRM檢查在沿著資源請求涉及的業(yè)務將要使用的路徑上資源可用。呼叫接納控制可以基于在之前作出的和當前的資源請求中提供的資源信息(例如，基于參數(shù)的呼叫接納控制)，或者，它也可以基于當前網(wǎng)絡負載測量、歷史負載數(shù)據(jù)和將來負載預測(例如，基于呼叫接納控制的測量)。測量可以通過NRM從網(wǎng)絡中收集，也可以由網(wǎng)絡元件(路由器、交換機等)提供到NRM。呼叫接納控制也可以基于參數(shù)和測量的組合。
通過在資源請求中引入作為參數(shù)的開始和結束時間，就可以隨著時間來對資源進行調度。這就允許NRM為立即和未來的使用處理資源請求。呼叫建立請求指的是從希望儲備網(wǎng)絡資源的實體/功能向NRM發(fā)出的請求。發(fā)出請求的實體/功能可使用網(wǎng)絡資源來向承載業(yè)務提供適當?shù)臉I(yè)務。資源請求至少包含關于其間需要資源的端點以及所需資源的量的信息。在NRM和發(fā)出請求的實體/功能之間的相互作用可以以多種方式實現(xiàn)，例如通過通信協(xié)議、進程間通信和集成軟件模塊之間的功能性呼叫等，這取決于NRM在該系統(tǒng)中是如何運行的。
基于IP的無線系統(tǒng)中的資源請求實體/功能通常是承載業(yè)務管理器或負責控制跨越IP網(wǎng)絡的承載業(yè)務的等效實體/功能。承載業(yè)務管理器可為RAN、CN或兩者之中的承載業(yè)務請求網(wǎng)絡資源。
在一個網(wǎng)絡域中，NRM控制網(wǎng)絡的一個有限部分中的網(wǎng)絡資源。這些域可以是較小的域(例如幾個路由器)，也可以是很大的域(例如幾萬個路由)。通常，NRM控制一個路由域，即由一個域內路由協(xié)議選擇路由的網(wǎng)絡的一個區(qū)域。為了在需要很多NRM的較大系統(tǒng)/網(wǎng)絡中提供網(wǎng)絡資源管理，NRM可以交互，也就是相互將資源請求發(fā)信號。一個NRM向另一個NRM發(fā)出資源請求的方式與一個非NRM向NRM發(fā)出請求的方式相同。然而，在某些情況中，NRM不需要具備相互發(fā)信號的能力，例如，當不需要進行域之間的通信，并且一個域由一個NRM控制時。NRM還在“Schelen，O.于1998年在律勒歐的律勒歐大學計算機科學和電子工程系計算機通信分部的博士論文Quality of serviceAgents in the Internet(因特網(wǎng)中的服務質量代理)”和2001年9月4日提交的瑞典專利申請0102929-7中進行了描述。
由NRM控制的域可以匹配于諸如RAN或CN的系統(tǒng)域，也可以不匹配。因此，一個或幾個NRM可以例如控制一個RAN，或者一個或幾個NRM可以控制一個CN，或者一個NRM可以例如控制網(wǎng)絡中的RAN的一部分和CN的一部分。還有一些系統(tǒng)域，其中使用了NRM以外的機制來控制網(wǎng)絡資源。這意味著可能有一個或多個實體/功能將資源請求向一個NRM發(fā)信號，或者一個實體/功能向多個NRM發(fā)請求信號。
上面描述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以示例如下1.一個事件(例如在公共交換電話網(wǎng)絡(PSTN)中向一個電話發(fā)起呼叫的MT)觸發(fā)一個請求到一個或多個承載業(yè)務管理器實體/功能，以便在無線系統(tǒng)中建立承載業(yè)務。承載業(yè)務管理器可以位于不同的節(jié)點(例如RNC、SGSN、GGSN等)中，這取決于它所控制的系統(tǒng)域(例如RAN部分、CN部分)。用于控制無線電資源的承載業(yè)務管理器，無線電資源管理器可以位于RNC中。
2.承載業(yè)務管理器發(fā)送一個資源請求到NRM，以便保證在其系統(tǒng)域中存在足夠的網(wǎng)絡資源。
3.NRM估計在它所控制的網(wǎng)絡域中是否有資源可用，如果承載業(yè)務跨越由其它NRM控制的域，則第一NRM與這些NRM進行通信，以查明在這些域中是否有網(wǎng)絡資源可用。如果網(wǎng)絡資源可用，則為承載業(yè)務分配資源。
4.NRM向承載業(yè)務管理器答復資源請求的結果。
5.無線電資源管理器(例如RAB業(yè)務管理器的一部分)已經(jīng)確保在其系統(tǒng)域中有無線電資源可用。
6.如果有足夠的無線電和網(wǎng)絡資源可用，則資源從MT儲備到PSTN。
對于本領域技術人員來說，顯而易見，可以以另一種順序來執(zhí)行這些步驟，或者，增加或刪除一些步驟仍然可以獲得相同的結果。
綜上所述，當業(yè)務將要開始時，資源被請求，因此NRM使用它對網(wǎng)絡拓撲的知識和它所控制的網(wǎng)絡域中的每個鏈路上的資源使用情況來計算是否有可用的資源用于接受該資源請求。由此，例如位于RNC或SGSN或等效物中的承載業(yè)務管理器實體/功能將它的資源需求發(fā)送到一個NRM，該NRM確保不會造成網(wǎng)絡資源在任何鏈路上的過分使用，并因此可以為承載業(yè)務提供適當?shù)腝oS。如果需要，在不同網(wǎng)絡域中的NRM還接收資源請求來管理跨越多個NRM控制的網(wǎng)絡域的業(yè)務。如果接受該請求會導致至少一個鏈路過分使用，就拒絕該請求。由此，不會造成資源在任何網(wǎng)絡鏈路上被過分使用。
NRM監(jiān)測網(wǎng)絡拓撲，并立即(即，與路由協(xié)議適應鏈路故障的速度一樣快，或與探頭可以發(fā)現(xiàn)鏈路故障的速度一樣快)發(fā)現(xiàn)拓撲的變化(例如由于鏈路故障)。如果發(fā)生這種情況，NRM具有計算用于支持正在進行的會話所需的資源的知識。如果不可能支持新拓撲中所有的正在進行的會話，則NRM可以通知該系統(tǒng)為了避免資源過分使用，應該預占哪些會話。作為對路徑敏感的接納控制和網(wǎng)絡了解的結果，不需要進行過度定量，以便避免鏈路故障或定量錯誤的影響。
NRM可以使用它的能力來預先分配網(wǎng)絡資源，以便防止在從一個無線電基站切換到另一個基站時造成資源的過分使用。這是通過為接納新呼叫建立一個低于最大可用資源的閾值而獲得的。從本質上，用于承載業(yè)務的資源在IP網(wǎng)絡中被預先分配，以便在切換時可用。這確保在高負載時，切換被給予到新的呼叫的優(yōu)先權。為切換留出的資源量限定了在切換時呼叫掉線的風險和拒絕新呼叫的風險之間的平衡。對于切換的管理與對一般NRM呼叫接納如何處理是相似的；NRM中的拓撲了解使得可以發(fā)現(xiàn)哪條鏈路是在切換時將被使用的，敏感于路徑的接納控制可以確定在潛在鏈路上是否有資源可用。在結束切換之前的資源分配可以用來確保資源的可用性。用來選擇潛在鏈路和預先分配網(wǎng)絡資源的確切算法不在本發(fā)明范圍之內。應當注意NRM的特征解決了對于IP網(wǎng)絡的切換問題。
如果用于管理無線電資源和網(wǎng)絡資源的承載業(yè)務實體(例如RAB管理器和NRM)是嚴密耦合的，如下面所述，它們將獲得關于無線電和IP網(wǎng)絡資源被如何使用以及在系統(tǒng)中哪里有資源可用的信息。這樣，就可以對無線電和IP網(wǎng)絡資源進行結合優(yōu)化，并使切換指向有可用于會話的資源的地點，否則會話將被拒絕。
圖7描述了一個尋找可以提供無線電和網(wǎng)絡資源的無線電基站(BS)的反復過程的例子。(在這個例子中使用了一個RAB管理器，但可以自然地使用網(wǎng)絡中用于處理無線電資源的另一個管理器實體/功能。)701.向RAB管理器提出請求。
702.RAB管理器以一個優(yōu)先權順序編輯一個可能的BS的列表。
703.用于一個路徑的、到列表頂部(具有最高優(yōu)先權)的BS的一個承載業(yè)務(即無線電資源)的請求被發(fā)送到NRM。NRM調查是否可以滿足資源請求。
704.是如果回答為“是”，則將可用資源分配到具有最高優(yōu)先權的BS。
否如果回答為“否”，則將具有最高優(yōu)先權的BS從列表中刪除。如果之后列表為空，則沒有資源可用，而且業(yè)務不能被維持或開始。如果在列表上有剩余的BS，則返回步驟3。
邏輯功能可以在例如位于RNC或等效物中的、具有網(wǎng)絡中的無線電資源情況知識的無線電接入承載(RAB)管理器實體/功能中實現(xiàn)。相互作用/耦合可以以多種方式實施，例如通過通信協(xié)議、進程間通信和集成軟件模塊之間的功能性呼叫等。
該方法可以通過包含用于執(zhí)行該方法的步驟的軟件代碼裝置的計算機程序產品來實現(xiàn)。該計算機程序產品運行在IP網(wǎng)絡中的服務器和/或路由器、和/或無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)、和/或服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)、和/或電信系統(tǒng)中的網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN)中的處理裝置上。該計算機程序被直接加載，或從計算機可用的媒體(例如軟盤、CD和互聯(lián)網(wǎng)等)加載。然而，本發(fā)明還可以以硬件方式實施。
因此，通過使NRM控制IP網(wǎng)絡中的分離部分，例如第一NRM控制RAN中的資源，而第二NRM控制CN中的資源，就可以根據(jù)本發(fā)明在無線通信系統(tǒng)中獲得端到端QoS?？梢杂蓭讉€NRM控制RAN或CN中的IP網(wǎng)絡資源，也可以由單獨的NRM控制RAN或CN中的所有IP網(wǎng)絡資源。因此，NRM和用于控制無線部分中的無線電資源的承載業(yè)務管理器在相互之間通過該系統(tǒng)發(fā)送它們的資源需求，以便獲得端到端的QoS。
本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實施例。可以使用不同的改變、修改和等效物。因此，不應使用上面的實施例來限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由附帶的權利要求書限定。
權利要求
1.一種用于在移動電信系統(tǒng)中提供端到端業(yè)務質量(QoS)的方法，該移動電信系統(tǒng)包含至少一個連接到至少一個無線電接入網(wǎng)絡(RAN)的諸如核心網(wǎng)絡(CN)的網(wǎng)絡裝置并使用基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的傳輸，其中該方法包含步驟-通過使用無線電資源管理器來處理RAN中的無線電資源，其特征在于該方法還包含下列步驟-通過使用包含資源地圖的網(wǎng)絡資源管理器(NRM)來控制IP網(wǎng)絡資源，以便提供所述端到端QoS。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于NRM是在RAN和CN中使用的。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于NRM是在RAN中使用的。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于NRM是在CN中使用的。
5.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于該方法還包含步驟-在NRM和無線電資源管理器之間發(fā)送資源信息。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于該方法還包含步驟-如果所述端到端QoS可被實現(xiàn)，則由NRM儲備IP網(wǎng)絡資源。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于該方法還包含步驟-由NRM在IP網(wǎng)絡中預先分配資源。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于該方法還包含步驟-在NRM與在至少一個第二網(wǎng)絡域中使用的至少一個第二NRM之間將資源信息發(fā)信號。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于該方法還包含步驟-通過使用用于檢索關于IP的路由信息的NRM來監(jiān)測拓撲變化。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于監(jiān)測拓撲以便能夠對IP網(wǎng)絡資源進行重新分配。
11.根據(jù)權利要求1-10中任一項所述的方法，其特征在于該方法還包含步驟-通過使用資源地圖并檢查資源沿路徑可用，從而執(zhí)行敏感于路徑的呼叫接納控制。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于該敏感于路徑的呼叫接納控制是基于參數(shù)的。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于該敏感于路徑的呼叫接納控制是基于測量的。
14.根據(jù)權利要求1-13中任一項所述的方法，其特征在于該方法還包含步驟-通過在由NRM處理的資源請求中引入作為參數(shù)的開始和結束時間，來隨著時間對資源進行調度。
15.一種可直接載入IP網(wǎng)絡中的服務器和/或路由器、和/或無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)、和/或服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)、和/或電信系統(tǒng)中的網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN)中的處理裝置中的計算機程序產品，包含用于執(zhí)行權利要求1-14任一項中的步驟的軟件代碼部分。
16.一種存儲在計算機可用媒體中的計算機程序產品，該計算機程序產品包含用于使IP網(wǎng)絡中的服務器和/或路由器、和/或無線電網(wǎng)絡控制器(RNC)、和/或服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)、和/或電信系統(tǒng)中的網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN)中的處理裝置控制權利要求1-14任一項中的步驟的執(zhí)行的可讀程序。
17.一種網(wǎng)絡資源管理器(NRM)，該網(wǎng)絡資源管理器包含移動電信系統(tǒng)中的資源地圖，包含至少一個連接到至少一個無線電接入網(wǎng)絡(RAN)的諸如核心網(wǎng)絡(CN)的網(wǎng)絡裝置，使用基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的傳輸，和一個無線電資源管理器，該無線電資源管理器包含用于控制RAN中的無線電資源的裝置，其特征在于該NRM還包含用于控制IP網(wǎng)絡中的資源以便提供端到端業(yè)務質量(QoS)的裝置。
18.一種網(wǎng)絡資源管理器(NRM)，該網(wǎng)絡資源管理器包含移動電信系統(tǒng)中的資源地圖，包含至少一個連接到至少一個無線電接入網(wǎng)絡(RAN)的諸如核心網(wǎng)絡(CN)的網(wǎng)絡裝置，使用基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的傳輸，和一個無線電資源管理器，該無線電資源管理器包含用于控制RAN中的無線電資源的裝置，其特征在于該NRM還包含用于監(jiān)測IP網(wǎng)絡中的資源以便向網(wǎng)絡操作者提供反饋的裝置。
19.根據(jù)權利要求17-18中任一項所述的NRM，其特征在于它包含用于RAN和CN中的裝置。
20.根據(jù)權利要求17-18中任一項所述的NRM，其特征在于它包含用于RAN中的被使用的IP網(wǎng)絡資源的裝置。
21.根據(jù)權利要求17-18中任一項所述的NRM，其特征在于它包含用于CN中的裝置。
22.根據(jù)權利要求17-20中任一項所述的NRM，其特征在于它包含用于與無線電資源管理器傳送資源信息的裝置。
23.根據(jù)權利要求17、19-22中任一項所述的NRM，其特征在于它包含如果可能實現(xiàn)所述端到端QoS則儲備IP網(wǎng)絡資源的裝置。
24.根據(jù)權利要求17、19-23中任一項所述的NRM，其特征在于它包含用于在電信系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡部分中預先分配資源的裝置。
25.根據(jù)權利要求17-24中任一項所述的NRM，其特征在于它包含與在至少一個第二IP網(wǎng)絡域中使用的至少一個第二NRM進行通信的裝置。
26.根據(jù)權利要求17-25中任一項所述的NRM，其特征在于它包含通過檢索關于IP網(wǎng)絡的路由信息來監(jiān)測拓撲變化的裝置。
27.根據(jù)權利要求26所述的NRM，其特征在于監(jiān)測拓撲以便能夠對接入資源進行重新分配。
28.根據(jù)權利要求17-27中任一項所述的NRM，其特征在于它包含通過使用資源地圖并檢查資源沿路徑可用，從而執(zhí)行敏感于路徑的呼叫接納控制的裝置。
29.根據(jù)權利要求28所述的NRM，其特征在于該敏感于路徑的呼叫接納控制是基于參數(shù)的。
30.根據(jù)權利要求28所述的NRM，其特征在于該敏感于路徑的呼叫接納控制是基于測量的。
31.根據(jù)權利要求17-30中任一項所述的NRM，其特征在于它包含通過在資源請求中引入作為參數(shù)的開始和結束時間從而隨著時間來對資源進行調度的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在移動通信系統(tǒng)中提供端到端業(yè)務質量的方法和裝置。該通信系統(tǒng)包含至少一個諸如核心網(wǎng)絡(CN)的網(wǎng)絡裝置和至少一個無線電接入網(wǎng)絡(RAN)，以便進行基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的傳輸，其中包含一個資源地圖的網(wǎng)絡資源管理器(NRM)監(jiān)測和/或控制IP網(wǎng)絡中的資源。
文檔編號H04L29/06GK1620791SQ01822058
公開日2005年5月25日 申請日期2001年12月20日 優(yōu)先權日2001年1月16日
發(fā)明者J·諾爾加德, A·拉松, O·舍倫 申請人:奧帕雷克斯公司