CN1188010C - 移动通信 - Google Patents

Abstract

用于在移动通信网络中控制一个进行通信会话的移动站的越区切换的方法、装置和计算机程序，该网络包括多个无线电接入域，该方法包括：接收一个表示越区切换要求的触发信号；针对网络策略测试至少一个满足所述要求的可能越区切换；和根据所述要求和所述网络策略控制越区切换。

Description

移动通信

技术领域

本发明涉及移动通信，具体涉及一种在移动通信网络中控制移动站的越区切换的方法。

背景技术

现有的蜂窝无线技术已知有各种越区切换算法。对于一个在蜂窝网络中的一个小区的上行链路或下行链路信道上接收业务的蜂窝移动站，当为了确保呼叫不掉线并改善呼叫期间的一般业务质量而在网络内执行一个越区切换算法，导致该小区中的不同信道之间或不同小区之间的越区切换时，可能会遭遇上行链路和/或下行链路信道上的变差的信噪比(S/N)。

已经提出了要在将来使用的各种不同的无线电接入技术，以便在任何特定时间为用户可能需要的接入类型提供合适的业务级别。用户的需求可能随不同通信会话而改变或者在单个通信会话期间改变。为了在单个通信会话期间允许用户具有不同类型的接入，可能希望在不同无线电接入技术之间进行越区切换。例如，如果一个用户需要一个电视会议链路，可以使用第三代无线电接入技术。另一方面，如果只希望一个话音呼叫，第二代无线电接入技术可能就足够了。在未来的异构移动环境中，应该同时支持用户的流动性和迁移性。因此，一个用户应该能够使用不同的无线电接入技术启动一个通信会话，并在不同无线电接入技术之间漫游时获得业务的送达(流动性)。此外，当用户正在参加一个通信会话时也应该支持不同无线电接入技术之间的越区切换(迁移性)。这种越区切换的例子可以是第二代公共GSM网络、第三代公共宽带码分多址(W-CDMA)网络和无线局域网(WLAN)之间的越区切换。

发明内容

根据本发明，提供一种在移动通信网络中控制一个进行通信会话的移动站的越区切换的方法，该网络包括多个无线电接入域，每个无线电接入域具有一个与其相关联的无线电接入技术，该方法包括：

接收一个表示越区切换要求的触发信号，所述要求指定了对无线电接入技术要求的更改；

针对网络策略(network policy)测试至少一个满足所述要求的可能越区切换；和

根据所述要求和所述网络策略控制越区切换。

根据本发明另一个方面，提供一种在移动通信网络中控制一个进行通信会话的移动站的越区切换的装置，该网络包括多个无线电接入域，每个无线电接入域具有一个与其相关联的无线电接入技术，该装置包括：

用于接收一个表示越区切换要求的触发信号的装置，所述要求指定了对无线电接入技术要求的更改；

用于针对网络策略测试至少一个满足所述要求的可能越区切换的装置；和

用于根据所述要求和所述网络策略控制越区切换的处理装置。

根据本发明另一个方面，提供一种在移动通信网络中进行越区切换的方法，所述网络包括多个无线电接入域，每个无线电接入域具有一个与其相关联的无线电接入技术，所述方法包括：响应于接收到一个指定了对无线电接入技术要求的更改的要求，根据一个越区切换算法进行越区切换，该越区切换算法在一个越区切换决定过程期间使用网络策略数据和所述对无线电接入技术要求的更改作为输入。

附图说明

通过参考附图仅以举例方式给出的本发明优选实施例的以下说明，可以更清楚地理解本发明的特征和优点，在附图中：

图1是根据本发明实施例布置的移动通信网络的示意图；和

图2到4是表示图1所示实施例的越区切换管理器中进行的越区切换算法的流程图。

具体实施方式

图1表示根据本发明实施例的移动通信网络。该移动通信网络包括多个无线电接入域2，4，6，每个域实现不同的无线电接入技术。在本例中，第一无线电接入域2是第二代GSM无线电接入域，其包括工作在大约900MHz和/或1800MHz频率上的GSM基地收发信台3。第二无线电接入域4是第三代W-CDMA无线电接入域，其包括工作在大约2GHz频率上的W-CDMA无线电接入节点5。第三无线电接入域6是无线LAN接入域，其包括可以工作在2到60GHz之间任何频率上的无线LAN无线电接入节点7。根据本发明，移动站8能够通过每个无线电接入域2，4，6中的相应接入节点3，5，7进行通信。例如，移动站可以是一个具有三种不同无线电接入技术插件板的膝上型计算机，或者一个具有内置的适当的三频带功能的移动手机，允许使用该移动站接入GSM、W-CDMA和WLAN域并在任何特定时间连接到一个最适合该终端的要求的域。移动站还可以包括一个互通功能以允许在一个通信会话期间在不同域之间的近乎无缝的越区切换。应该理解，虽然不同的无线电接入域实现不同的无线电接入技术，一个单个的物理接入节点可以服务于一个或多个这些无线电接入技术，并且因此，改变一个移动站的无线电接入域将不是必须改变无线电接入节点。

无线电接入域2，4，6分别实现已知的网络内(intra-network)越区切换方案，由此当移动站在每个无线电接入域的覆盖范围内移动期间，维持该无线电接入域单独提供的业务。

该移动通信网络还包括一个越区切换管理器10，其在网络架构中处于各个无线电接入域2，4，6的上层。在处理移动站8进行的通信会话期间，越区切换管理器10根据所接收的越区切换触发信号管理无线电接入域2，4，6之间的域间越区切换。该越区切换管理器可以包括单个业务节点或多个节点，能够处理连接到该移动通信网络的所有移动站的域间越区切换，或者可以实现为一个分布式面向对象处理系统的形式，其中各个越区切换管理器(表现为越区切换管理器对象的形式)控制连接到该移动通信网络的各个移动站的越区切换功能。这些对象可以包括：一个用于通过核心网络启动、维持和终止一个虚拟连接的用户代理；一个用于维持一个移动站在该系统上的“存在”的终端代理(不管该用户是否物理地连接)；一个用于检验用户验证是否发生的安全代理；和一个用于控制越区切换的执行的越区切换代理。

越区切换管理器10接收来自越区切换策略服务器12的网络策略数据。在越区切换管理器10被实现为单个节点或多个节点形式的情况下，数据的形式可以是在一个越区切换策略服务器12和越区切换管理器10之间发送的信令消息。在越区切换管理器10被实现为一个分布式处理环境的情况下，网络策略数据的形式可以是在越区切换策略服务器12和越区切换管理器10之间传递的越区切换策略对象。

管理终端14用于允许由网络管理者在越区切换策略服务器中改变越区切换策略，从而根据移动通信系统的运营商的要求直接影响越区切换管理器对越区切换的控制。这允许运营商改变越区切换算法的结果，而无需改变越区切换算法的一般方案，从而为网络运营商提供了方便和灵活性。运营商可以改变越区切换理由的优先级和在计划越区切换时所要考虑的因素。

网络策略可以包括：

A)通过在认为合适时在不同无线电接入域之间进行越区切换来使呼叫成本最小化，以试图在可能的最低成本的域上保持通信。

B)使第三代无线电接入网络资源的使用最小化，该策略在这种资源不足时可能特别有用。每当合适时，就从第三代域执行越区切换。

C)通过在认为合适时越区切换到未使用的更高质量资源来超过用户的预期。

D)通过在每当认为合适时把呼叫越区切换到具有最佳收入/运营成本比率的无线电接入域来使网络收益最大化。

E)通过把某些类型的用户或呼叫优选地越区切换到更高质量资源，并把其他用户或呼叫从这些资源越区切换到其它资源，来给予这些用户或呼叫一定的优先级。

以上都是可以实现的不同类型网络策略的例子，并且应该理解，某些策略是相互排斥的(例如以上的例子B和C)。但是，通过在一个策略服务器中实现这些策略并在越区切换算法中提供对策略服务器中存储的这些策略的接口，可以在不同时间实现不同的网络间越区切换策略。

此处，越区切换触发信号被分为用户请求和系统请求。用户请求可能起因于一个通信会话期间用户要求的修改。例如，用户应用(user applications)可能具有不同的安全要求。如果当前的无线电接入域不满足一个希望的用户应用的安全要求，可能需要越区切换到一个可替代的无线电接入域。另选地，一个用户的业务质量(QoS)要求可能由于在一个通信会话期间使用了一个新应用而改变。此外，移动站的能力可能改变，导致对越区切换的需要或倾向。例如，移动站可能已经移动到一个无线电接入域的覆盖区域中，但是并不保持有用于该区域的必要软件组件。或者，移动站可能已经在最近下载了能够使它连接到优选无线电接入域的软件组件。因此，可以从用户的移动站或从代表该用户运行的一个用户代理(例如，在一个分布式处理系统中的一个软件对象)把用户请求以信令发送到越区切换管理器10。在一个用户当前由一个GSM网络提供服务的情况下，上述信令发送可以如本申请人的英国专利公开GB 2332340中所述的来实现。用户请求还可能起因于新资源变为可用并且匹配该系统中存储的该用户的优选项，例如成本、业务级别和隐私优选项。这些固定的用户优选项可以被存储在用户代理中。

系统请求可能起因于无线电接入域准则或网络准则，例如过拥塞(即，对现有拥塞的反应)，可用性(即，为避免潜在拥塞而采取的抢先)，给予紧急业务的优先级，QoS准则(例如为了改进或维持信噪比或减小干扰)，强制的维护活动，或对于某些类型用户的优选项(例如一个主要由皮蜂窝小区(picocells)组成的接入域可能希望具有缓慢移动的用户)。因此，可以从当前提供服务的无线电接入域或网络中的网络单元直接把系统请求以信令发送到越区切换管理器10。

策略服务器12中存储的数据还定义了要分配给所有系统请求，用户请求，网络策略准则，和呼叫类型的不同级别的优先级。这允许根据网络策略解决用户、无线电接入域和网络策略自身的不同要求之间的任何冲突。还可以利用管理终端14改变这些优先级的级别。

在接收到一个越区切换请求或触发信号时，越区切换管理器10的主要功能首先是从各种源获得与所请求的越区切换相关的信息并进行比较(如果必要的话)，这些源包括：来自网络策略服务器12的网络策略数据，可以维持在一个用户代理中的固定的用户优选项，来自一个终端代理的移动站能力，和来自一个安全代理的安全数据。其次，越区切换管理器10考虑所获得的信息(例如用户优选项和网络策略)来识别所有潜在越区切换中的最佳。第三，越区切换管理器命令执行最佳的可用越区切换(如果有的话)。越区切换可以由一个越区切换代理来控制。

图2表示当在步骤100接收到一个用户请求越区切换触发信号时越区切换管理器10所执行的越区切换算法。在步骤102，越区切换管理器10首先识别所有满足该用户请求以及用户的当前最小要求的越区切换。在步骤104，如果没有满足该用户请求的越区切换，则拒绝该用户请求。另一方面，如果当前只有单个越区切换可用以满足该用户请求，越区切换管理器10检查该越区切换是否满足网络策略。在步骤106，该检查包括检查越区切换策略服务器12中识别的越区切换的预定性质是否与网络策略相关，并确保这些性质不超出网络策略的范围。在步骤108，如果满足该用户请求的越区切换也满足网络策略，越区切换管理器10执行该越区切换。在步骤108，如果发现满足该用户请求的越区切换不满足网络策略，则检查该用户请求和未能满足的网络策略(或网络策略的单元)的相对优先级。在步骤112，如果给予该用户请求的优先级级别高于网络策略，则在任何情况下都执行该越区切换。另一方面，在步骤114，如果网络策略的优先级更高，则拒绝该用户请求。

如果在步骤102中发现有多个越区切换满足该用户请求和该用户的当前最小要求，则在步骤116检查满足网络策略的越区切换的数量。如果在步骤102识别的越区切换都不满足网络策略，则在步骤118检查给予该用户请求的优先级是否高于给予网络策略的优先级。如果该用户请求的优先级更高，则在步骤120选择在步骤102中识别的那些越区切换中具有最佳网络策略相符性的越区切换，并在步骤122根据所选择的最佳越区切换执行越区切换。另一方面，如果在步骤118中网络策略的优先级高于该用户请求，则在步骤124拒绝该用户请求。如果在步骤116中识别出在步骤102识别的多个越区切换中的一个越区切换满足网络策略，则在步骤126执行该越区切换。如果在步骤116中识别出在步骤102识别的那些越区切换中的多个越区切换都满足网络策略，则在步骤128识别最佳越区切换。以此方式寻找最佳越区切换使得不仅允许考虑用户的当前最小要求，而且允许考虑用户的期望要求。例如，有可能以28.8Kbps启动一个视频呼叫，尽管56Kbps的带宽是优选的。如果在步骤128中有可能越区切换到一个提供56Kbps带宽的信道，将优先于低带宽视频呼叫选择该越区切换，即便该低带宽视频呼叫也能同时满足该用户请求和网络策略。在步骤128中选择了最佳越区切换后，在步骤130执行所选择的越区切换。

现在参考图3，越区切换管理器10可以为了呼叫保持而接收越区切换触发信号。也就是说，在当前无线电接入域中的业务质量(QoS)，信号强度和/或信号质量正在变差或被预计要变差。在此情况下，在步骤200，越区切换管理器10接收一个系统请求，该系统请求包含一个用于到一个不同无线电接入域的可能越区切换的越区切换触发信号。在步骤202，越区切换管理器10首先识别所有满足该系统请求和该用户的当前最小要求的越区切换。如果没有越区切换满足该系统请求和这些要求，仍然在步骤206检查是否有可能进行越区切换并把在不进行越区切换情况下所接收的当前或预计的低业务质量提高。如果没有能够提供这种更好QoS的越区切换，则在步骤208拒绝该越区切换的系统请求。但是，如果在步骤206中发现有可能进行一个或多个具有更好QoS的越区切换，则在步骤210识别这些越区切换中的最佳并在步骤212针对网络策略测试该最佳越区切换。如果满足网络策略，则在步骤214执行所选择的越区切换。如果不满足网络策略，则在步骤216测试该呼叫是否具有高于网络策略的优先级，如果是，则在步骤218中在任何情况下都执行该最佳越区切换。如果分配给该呼叫的优先级级别不高于网络策略的优先级，则在步骤220测试是否有可能进行其它越区切换(具有比在不进行越区切换情况下可得到或预计的QoS更好的QoS)。如果不能，则在步骤222拒绝该系统请求。如果在步骤220中识别出一个或多个可能的其它越区切换，则处理返回步骤210。

如果在步骤204中识别出单个越区切换满足该系统请求和当前的最小用户要求，则在步骤224，越区切换管理器10检查是否满足网络策略。如果满足网络策略，在步骤226执行该越区切换。如果在步骤224中不满足网络策略，则在步骤228测试该呼叫是否优先于网络策略，或至少那些未被满足的网络策略性质，并且如果是，则在步骤230执行步骤204中选择的越区切换，即使没有满足网络策略。如果在步骤228中网络策略优先，则处理进行到步骤206。

如果在步骤204中识别出多于一个越区切换满足该系统请求和当前的最小用户要求，则在步骤232识别还满足网络策略的越区切换的数量。如果在步骤204中识别的越区切换都不满足网络策略，则在步骤234测试分配给该呼叫的优先级级别是否高于网络策略(或至少那些不满足网络策略的越区切换性质)的优先级级别。如果网络策略优先，则在步骤236拒绝该系统请求。如果该呼叫优先，在步骤238中识别步骤204识别的多个越区切换中具有最佳网络策略相符性的越区切换，并在步骤240执行所选择的越区切换。

如果在步骤232识别出单个越区切换也满足网络策略，则在步骤242执行所选择的越区切换。如果在步骤232中识别的多个越区切换都满足网络策略，则在步骤244考虑用户的希望要求和最小要求识别最佳越区切换，并在步骤246执行该合适的越区切换。

现在参考图4，越区切换管理器可以为了用户请求或呼叫保持以外的其它原因而接收越区切换触发信号。例如，该原因可以是网络维护原因(例如，在一个域上的负载在一个特定时间可能太巨大)。在此情况下，越区切换管理器10试图不仅满足系统请求，用户的当前最小要求和网络策略，而且还要维持QoS(如果可能的话)。

当在步骤300接收到为了网络原因在当前提供服务的无线电接入域中产生的系统请求时，在步骤302识别所有满足该系统请求和该用户的当前最小要求的越区切换。如果没有一个越区切换满足这些准则，则在步骤304测试该系统请求是否具有高于该呼叫自身的优先级。如果是，则在步骤308检查是否有可能进行一个满足该系统请求但是不满足当前最小用户要求(因为一个较低QoS的原因)的越区切换。如果是，则在步骤310执行该可用的越区切换。如果不是，则在步骤312强制舍弃该呼叫。

如果在步骤302中识别出单个越区切换，则在步骤314测试该越区切换是否会导致一个比不进行该越区切换情况下可以得到的QoS更差的QoS。如果是，则在步骤316测试该系统请求是否具有高于该呼叫自身优先级级别的优先级级别。如果是，在步骤318执行该越区切换，即便所得的QoS下降。如果在步骤316中该呼叫优先，则在步骤320拒绝该系统请求。如果在步骤302中识别的越区切换是一个导致相同的、或更高水平QoS的越区切换，则在步骤322检查该越区切换是否满足网络策略。如果是，在步骤324执行所选择的越区切换。如果所选择的越区切换不满足网络策略，则在步骤326检查该系统请求是否具有高于网络策略的优先级级别。如果是，在步骤328执行该越区切换。如果不是，在步骤322拒绝该系统请求。

如果在步骤302中识别出多个越区切换满足该系统请求和当前最小用户要求，则在步骤334分析所有识别出的越区切换以识别QoS是否将被维持或改善。如果识别出的越区切换中没有一个会维持或改善QoS，则在步骤336检查该系统请求是否具有高于该呼叫的优先级级别的优先级级别，并且如果不是，在步骤338拒绝该系统请求。但是，如果该系统请求优先，在步骤340识别在步骤302中识别出的多个越区切换中那个具有最佳预计QoS的越区切换。然后在步骤342测试该识别出的越区切换是否会满足网络策略，如果是，在步骤344执行该越区切换。如果所识别出的越区切换不满足网络策略，在步骤346越区切换管理器10测试该系统请求是否具有高于网络策略的优先级级别。如果是，在步骤348执行该越区切换，即便不满足网络策略。但是，如果网络策略优先，则在步骤350检查是否有更多可用的越区切换。如果没有更多可用的越区切换，在步骤352强制舍弃该呼叫。如果有更多越区切换可用，在步骤354识别具有下一最佳预计QoS的越区切换，并且处理返回步骤342。

如果在步骤334中识别出至少维持QoS不变并且满足该系统请求和当前最小用户要求的单个越区切换，则在步骤356测试该越区切换以检查其是否满足网络策略。如果是，在步骤358执行所选择的越区切换。如果不是，在步骤360检查网络策略是否具有高于该系统请求的优先级级别。如果是，处理移动到步骤340。如果该系统请求优先，在步骤362执行所识别的越区切换。

如果在步骤334中识别出多个至少维持QoS不变并且满足该系统请求和当前最小用户要求的越区切换，则在步骤364识别所有还满足网络策略的那些越区切换。如果没有一个越区切换满足网络策略，在步骤366测试该系统请求是否具有高于网络策略的优先级级别。如果是，在步骤370识别在步骤334中识别出的多个越区切换中那个具有最佳网络策略相符性的越区切换，并在步骤372执行所选择的越区切换。如果在步骤366中网络策略优先，在步骤368拒绝该系统请求。

如果在步骤364中识别出单个越区切换，在步骤374执行该越区切换。

如果在步骤364中识别出多于一个越区切换，则在已经考虑的所有准则以及用户的任何希望要求的基础上选择一个越区切换，以识别出最佳的越区切换。在该步骤376中还可以考虑网络策略，并且一旦在步骤376中识别出根据所选择的准则的最佳越区切换，就在步骤378执行所选择的越区切换。

越区切换管理器10以对所涉及的不同类型无线电接入技术合适的方式控制越区切换的执行。例如，这可以由一个越区切换代理来进行。在两个接入节点之间的一个基本越区切换中，越区切换管理器10可以建立两个到移动站的单独连接，并桥接这两个连接以防止越区切换期间的数据丢失。越区切换也可以意味着通过固定网络的连接的改换路由、从一个网络节点到另一个网络节点的相关控制功能的转移、和新安全事务的启动。

应该理解，在不偏离所附权利要求中限定的本发明范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。应该说明的是，虽然上述描述是有关用于不同无线电接入技术之间越区切换的越区切换算法，类似的算法也可以用于其它越区切换。一般来说，上述算法可以用于接入节点/小区、信道和无线电接入技术之间，以及移动通信网络之间的越区切换，并且术语“越区切换”及其同源术语应被理解为包括上述任何种类或其任何组合之间的越区切换。例如，在服务于不同小区的接入节点具有不同能力的情况下(普遍来说，或者对于在一个特定通信会话中涉及或要涉及的一个特定移动站来说)，接入节点/小区之间的越区切换可以由于用户请求或系统请求而启动。类似地，在一个接入节点的不同信道具有不同属性的情况下，可以启动信道之间的越区切换。在一个频分系统中，例如，可以启动不同频率信道之间的越区切换以减小干扰。类似地，在一个时分系统中，可以启动不同时隙之间的越区切换，并且在一个码分系统中，可以启动不同码之间的越区切换。此外，在不同移动通信网络具有不同能力的情况下(普遍来说，或者对于网络的特定接入节点来说，或者对于一个特定通信会话中涉及或要涉及的一个特定移动站来说)，可以启动网络之间的越区切换。例如，从一个网络到另一个网络(在二者之间存在漫游协定)的越区切换可以由一个用户或系统请求而启动，其结果是将能更好地满足QoS要求。作为另一个例子，一个业务供应商或虚拟业务供应商可以要求在两个向其提供网络业务的网络之间的越区切换以使成本最小。

在这种情况下，使用上述越区切换算法(把网络策略和用户优选项或要求作为独立考虑因素，并且在网络策略和/或用户优选项或要求改变时不需要修改)所具有的优点同样适用。

Claims (13)

1.一种在移动通信网络中控制一个进行通信会话的移动站的越区切换的方法，该网络包括多个无线电接入域，每个无线电接入域具有一个与其相关联的无线电接入技术，该方法包括：

接收一个表示越区切换要求的触发信号，所述要求指定了对无线电接入技术要求的更改；

针对网络策略测试至少一个满足所述要求的可能越区切换；和

根据所述要求和所述网络策略控制越区切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据可以由一个控制越区切换的网络实体访问。

3.根据权利要求1或2所述的方法，包括为所述要求分配一个优先级，为网络策略分配一个优先级，并根据所述优先级之间的关系来控制越区切换。

4.根据权利要求1或2所述的方法，包括为该通信会话分配一个优先级，为网络策略分配一个优先级，并根据所述优先级之间的关系来控制越区切换。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述要求是一个用户指定的要求。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述要求是一个网络指定的要求。

7.根据权利要求1所述的方法，包括：如果存在一个或多个满足所述要求的越区切换，但是不存在满足网络策略的越区切换，那么不进行越区切换。

8.根据权利要求1所述的方法，包括根据网络策略和所述要求以及业务质量要求来进行越区切换。

9.根据权利要求1所述的方法，包括根据网络策略和所述要求以及准静态的用户指定优选项来进行越区切换。

10.根据权利要求1所述的方法，包括：在网络运营商的控制下，随时间改变网络策略，以便改变由在移动通信网络中运行的移动站进行的通信会话的无线电接入性质。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述要求的或被控制的越区切换包括在所述无线电接入域之间对该移动站的越区切换。

12.一种在移动通信网络中控制一个进行通信会话的移动站的越区切换的装置，该网络包括多个无线电接入域，每个无线电接入域具有一个与其相关联的无线电接入技术，该装置包括：

用于接收一个表示越区切换要求的触发信号的装置，所述要求指定了对无线电接入技术要求的更改；

用于针对网络策略测试至少一个满足所述要求的可能越区切换的装置；和

用于根据所述要求和所述网络策略控制越区切换的处理装置。

13.一种在移动通信网络中进行越区切换的方法，所述网络包括多个无线电接入域，每个无线电接入域具有一个与其相关联的无线电接入技术，所述方法包括：响应于接收到一个指定了对无线电接入技术要求的更改的要求，根据一个越区切换算法进行越区切换，该越区切换算法在一个越区切换决定过程期间使用网络策略数据和所述对无线电接入技术要求的更改作为输入。

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