CN101207913A - 具有多种无线接入***共存的网络*** - Google Patents

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CN101207913A CNA2006101702492A CN200610170249A CN101207913A CN 101207913 A CN101207913 A CN 101207913A CN A2006101702492 A CNA2006101702492 A CN A2006101702492A CN 200610170249 A CN200610170249 A CN 200610170249A CN 101207913 A CN101207913 A CN 101207913A
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Abstract

一种具有多种无线接入***共存的网络***，包括：第一无线***，具有支持第一无线接入制式的多个基站，该多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将该一定区域内选择第一无线接入制式的用户接入网络以提供语音业务；第二无线***，具有支持第二无线接入制式的一个或多个基站，在所述一定区域中的局部区域实现连续覆盖，用于将所述部分区域内选择第二无线接入制式的用户接入网络以提供数据业务。

Description

具有多种无线接入***共存的网络***
技术领域
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种具有多种无线接入***共存的网络***。
背景技术
移动通信发展的最终目标是实现任何人、在任何时候、任何地方都能够实现通信，实现这一目标人们提出了理想中的最佳方案是全球统一到一种通信制式。但是由于多方面的原因，现在还没有出现一种统一的通信制式。所以多制式、多***、多代***共存混合组网将会出现，并且会存在相当长的一段时期。
在移动通信业务发展中，虽然数据业务逐步增加，但语音仍然是主要的，对于全网无缝覆盖要求，主要还是针对话音业务而言。对于高速数据业务，比如超过Mbps量级的高速数据业务，覆盖不需要全网覆盖，如果针对全网覆盖达到高速数据业务要求，对于网络设备部署成本要求是非常昂贵。如何解决语音业务要求的覆盖无缝化，热点数据业务需求容量最大化，满足不同业务要求的性能最优化基础上，实现网络建设成本最低化是目前移动通信领域根本需求。
现在全球规模最大的GSM制式移动网络用户总数已超过20亿，目前超过200多个国家和地区的690多家移动通信网络运营商运营GSM网络，其GSM网络的后续发展是包括设备商，运营商共同关注的热点。
全球CDMA网络在2G时代是第二大规模的移动通信网络，目前很多网络向后续发展是建设CDMA1X，其今后支持更高速率的数据业务也是设备商，运营商共同关注的热点。
业界GSM向后续演进一般采用WCDMA技术，目前全球有50多个国家和地区的105家网络运营商提供WCDMA商用服务，采用GSM+WCDMA混合组网方式。通过WCDMA与GSM之间互操作实现语音业务的连续性。
GSM网络提供语音业务为主，数据业务为辅，其提供的语音业务覆盖非常完善；而WCDMA***是语音业务和数据业务能力并重，这样两个***同时覆盖的区域，明显存在WCDMA的语音业务承载能力和GSM的语音业务承载能力重复投资建设的情况，两者的互补性不强，导致成本非常高。
目前全球虽然已经建设了100多张WCDMA网络，运营商网络投入巨大，但在运营中目前很难找到盈利的方法。另外，由于现有WCDMA网络承载能力提供的数据业务速率仍不高，需要更高速率的技术引入来解决热点地区大容量需求。总之，现有GSM+WCDMA方案存在投入成本重复建设，难以满足热点高速数据业务需求的缺陷。
发明内容
本发明提供一种具有多种无线接入***共存的网络***，以在多种无线网络构成的网络***中提高语音业务和数据的互补性，降低组网成本。
一种具有多种无线接入***共存的网络***，包括：
第一无线***，具有支持第一无线接入制式的多个基站，该多个基站在一定区域内实现连续业务覆盖，用于将该一定区域内选择第一无线接入制式的用户接入网络以提供语音业务；
第二无线***，具有支持第二无线接入制式的一个或多个基站，在所述一定区域中的局部区域实现连续覆盖，用于将所述部分区域内选择第二无线接入制式的用户接入网络以提供数据业务。
一种具有多种无线接入***共存的网络***，包括：长期演进LTE***，以及与该长期演进***采用的无线接入制式不同的其他无线***；其中，
所述其他无线***中的多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将所述一定区域内的所述其他无线***的用户接入网络以提供语音业务；
所述长期演进***的基站在一定区域内的局部区域实现连续覆盖，用于向所述部分区域内的长期演进***的用户提供数据业务。
一种具有多种无线接入***共存的网络***，包括：WiMAX***，以及与WiMAX***采用的无线接入制式不同的其他无线***；其中，
所述其他无线***中的多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将所述一定区域内的所述其他无线***的用户接入网络以提供语音业务；
所述WiMAX***的基站在所述一定区域内的局部区域实现连续覆盖，用于向所述局部区域内的WiMAX***的用户提供数据业务。
一种具有多种无线接入***共存的网络***，包括：空中接口演进AIE***，以及与AIE***采用的无线接入制式不同的其他无线***；其中，
所述其他无线***中的多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将所述一定区域内的所述其他无线***的用户接入网络以提供语音业务；
所述AIE***的基站在所述一定区域内的局部区域实现连续覆盖，用于向所述局部区域内的AIE***的用户提供数据业务。
本发明有益效果如下：
本发明在实现语音业务连续覆盖的区域中的局部区域实现数据业务覆盖，充分考虑了语音业务要求的覆盖无缝化，热点数据业务需求容量最大化，在满足不同业务要求的性能最优化基础上，提高了网络***中语音业务和数据业务的互补性，实现了网络建设成本最低化需求。
附图说明
图1为现有技术中独立的LTE***结构示意图；
图2为本发明实施例中GSM***和LTE***组成的网络***的结构示意图；
图3为本发明实施例中GSM***和LTE***组成的网络中的核心网络设备独立设备的示意图；
图4为本发明实施例中GSM***和LTE***组成的网络中的核心网络设备为一体的示意图；
图5为本发明实施例中WiMAX***和GSM***组成的网络***的结构示意图；
图6为本发明实施例中AIE***与CDMA***组成的网络***的结构示意图；
图7为本发明实施例中CDMA与AIE的核心网络合一的结构示意图；
图8为本发明实施例中集中管理无线资源的结构示意图。
具体实施方式
为了解决了覆盖无缝化与热点高容量需求之间矛盾，本实施例在保证语音业务覆盖的无缝化要求的情况下，根据语音业务覆盖区域中的局部区域(即热点区域)对高速数据业务的需求，采用主要提供高速数据业务的网络对所述局部区域实现业务覆盖。
在本实施例中，提供语音业务的网络***和提供高速业务数据的网络***可以采用不同无线接入制式的多种无线网络中的一种。典型地，提供语音业务的网络***，如GSM***、CDMA***等；提供高速数据业务的网络***，如长期演进LTE***、WiMAX***和空中接口演进AIE***等。
3GPP标准组织制定了WCDMA***发展演进路线是WCDMA-＞HSPA-＞EHSPA-＞LTE，可见LTE是WCDMA的演进方向，其主要是为了提升UMTS(包括WCDMA***和CDMA2000***)***在未来无线通信市场上的竞争力，满足各种关键通信技术的快速发展。LTE***主要提供高速数据业务，相对于WCDMA***带来的好处是降低时延、提高用户数据速率、提高***容量和覆盖、降低运营商的成本、灵活利用频谱资源。
参阅图1所示，独立的LTE***网络通过LTE基站BTS100和LTE接入网关AGW101组成，基站100之间可以通过X2接***互。LTE网络承载能力目标是提供100Mbps的下行速率和50Mbps的上行速率，具有非常强大的容量能力。
图2显示了本实施例中LTE***与GSM***混合构成的一种网络***结构。GSM***包括基站BTS200、基站控制器BSC201和GSM核心网络203；LTE***包括基站210和接入网关AGW211。
GSM***中的多个基站200在区域A实现连续覆盖，基站控制器201对基站200进行控制和管理；区域A中的GSM用户通过基站200和基站控制器201接入GSM核心网络。GSM***主要向区域A中的GSM用户提供语音业务。
LTE***中的基站210在区域A中的热点区域，即局部区域A1和局部区域A2实现业务覆盖(当然，也可以是三个或以上的局部区域，甚至还可以只有一个局部区域)，接入网关211对基站210进行控制和管理；局部区域A1和局部区域A2的LTE用户通过基站210接入到分组核心网络213中的接入网关211。LTE***主要向局部区域A1、A2中的LTE用户提供高速数据业务。
在局部区域A1和局部区域C，GSM***和LTE***的基站部署可以有多种方式。如，LTE基站和GSM基站单独设置进行重叠覆盖；LTE基站和GSM基站以共站方式设置，共同覆盖站点；支持LTE的基站处理板卡直接***现有GSM网络基站设备中；设置新形态的GSM+LTE的双模基站等。局部区域A1、A2的基站可以采用不同的部署方式，如，在局部区域A1采用LTE基站和GSM基站单独设置，在局部分区域A2设置新形态的GSM+LTE的双模基站。
图2所示的网络***中，分组核心网络213与GSM核心网络203相互独立，通过通信接口204进行互操作。如，GSM核心网络将数据业务请求转发到LTE网络进行承载；又如，进行统一的无线资源管理RRM，服务质量QoS控制，以及维护功能O&M等。
图3给出了简化后的网络***结构框图，在该网络***中，四个局部区域分别的基站分别采用不同的部署方式(当然也可采用全部相同，或者局部区域相同，部分局部区域不相同的部署方式)；LTE核心网络与GSM核心网络相互独立，通过通信接口进行互操作。在该网络***中，可以通过对现网GSM核心网设备升级，使升级后的GSM核心网能够实现与LTE***的AGW互操作功能，支持LTE***与GSM***之间统一的RRM、QoS、O&M功能。互操作满足两种隔代制式之间和谐统一的资源管理机制，实现不同制式的网络组成为同一个网络，能够针对终端的接入请求、业务分配、信息识别在两种制式核心网之间实现交互，实现充分利用不同无线接入制式的优势，即GSM网络提供语音业务，LTE网络提供高速无线数据业务，以此实现两种制式之间的业务最佳的承载策略，提高互补性。
热点区域的基站根据用户设备UE发起的业务类型，将不同的用户业务实现通过GSM网络或者LTE网络承载。当GSM用户发起的业务是语音业务时，对于电路交换语音业务，将业务请求转发到GSM的核心网络，由GSM的核心网直接管理，通过GSM网络完成业务的承载。当GSM用户发起的业务是分组域的数据业务时，如果速率比较低，可以将该用户发起的请求通过GSM网络承载实现，也可以通过GSM核心网和AGW之间的互操作功能，将实现该业务的承载分配给LTE网络承载；如果速率比较高，GSM核心网直接通过其与AGW之间的互操作功能，把该用户发起的请求通过LTE网络承载实现。
图4给出了本实施例中GSM***与LTE***混合组网另一种网络***结构，与图3所示网络***不同的是，在图4所示的网络***中，核心网设备400是一种新形态的GSM/LTE合一的核心网设备，包括MSC功能实体4000、GSM分组域实体4001和LTE的接入网关实体4002三部分。其中，MSC实体4000完成GSM网络的电路域核心网功能，用于语音和电路型数据业务，主要功能包括完成语音业务和基本电路型数据承载业务、GSM与LTE之间的***漫游与切换、保障网络的安全特性、支持GSM接入网和LTE基站之间的重定位等。GSM分组域实体4001主要完成GPRS的GGSN和SGSN的功能，主要功能包括资源许可控制、路由选择和转发功能、移动性管理功能、用户数据管理功能、逻辑链路管理功能等。接入网关实体4002支持LTE的核心网接入网关功能。
图4中所示的GSM和LTE合一的核心网方式具有网络能力强大，***配合良好、部署灵活、架构简单、移植方便、无线资源管理能够统一协调等优势。
采用上述GSM***与LTE***融合方式组网，能够根据用户终端发起的业务请求类型不同，将高速的数据业务承载在LTE技术实现的接入网络设备上，语音业务承载到GSM设备上，而且通过对不同制式进行统一管理和优化的机制，能够保障不同制式在同一覆盖范围内不会相互影响，满足无线资源利用率最佳化。上述组网方式也打破了按GSM-＞GPRS-＞EDGE-＞WCDMA-＞HSPA-＞EHSPA-＞LTE的循序渐进的演进步骤，在依托现有GSM网络完善的覆盖能力基础上，利用LTE的容量能力，实现语音业务和数据业务互补。采用这种跨代组网新模式，避免了建设单纯数据网导致成本过高的问题。
图5显示了本实施例中WiMAX***与GSM***混合构成的一种网络***结构。GSM***包括基站BTS500、基站控制器BSC501和GSM核心网络512；WiMAX***包括基站BS510和接入服务网络-网关ASN-AGW511。
GSM***中的多个基站500在区域M实现连续覆盖，基站控制器501对基站500进行控制和管理；区域M中的GSM用户通过基站500和基站控制器501接入GSM核心网络512。GSM***主要向区域M中的GSM用户提供语音业务。
WiMAX***中的基站BS 510在区域M中的热点区域，即局部区域M1实现业务覆盖(当然，也可以是二个或以上的局部区域)，接入服务网络-网关511对基站510进行控制和管理；局部区域M1的WiMAX用户通过基站510和接入服务网络-网关511接入业务网络(如Internet网络)中。WiMAX***主要向局部区域M1的WiMAX用户提供高速数据业务。
在局部区域M1中，WiMAX***中的基站BS和GSM***的基站的部署可以采用前述的多种方式。
在图5所示的网络***中，GSM***的基站控制器501和WiMAX***中的接入服务网络-网关ASN-GW分别接入到分组域网络中的实体，对WiMAX用户和GSM用户进行统一管理，如，WiMAX用户和GSM用户的信息统一存储在HSS上，由统一的AAA服务器对WiMAX用户和GSM用户进行认证、计费等处理，从而保证WiMAX与GSM业务连续性，支持WiMAX与GSM之间的移动性。
上述GSM+WiMAX的组网方式，既能充分利用GSM网络现有覆盖完善的特点，也能充分发挥WiMAX的高速数据业务能力。
图6显示了本实施例中AIE***与CDMA***混合构成的一种网络***结构。包括CDMA***的基站BTS600、AIE***的基站NodeB601、基站控制器602和核心网603。
CDMA***中的多个基站600在区域X实现连续覆盖，AIE***中的基站601在区域X中的热点区域，即局部区域X1实现业务覆盖(当然，也可以是二个或以上的局部区域)，CDMA***和AIE***的基站控制器和核心网设备均为一体结构。如图7所示，支持CDMA和AIE合一的核心网包括：分组数据服务节点PDSN(Packet Data Serving Node)、移动交换中心MSC、业务控制点SCP、AAA服务器和归属位置寄存器HLR。CDMA用户和AIE用户的信息统一存储在HLR上，由AAA服务器对CDMA用户和AIE用户进行统一认证、计费等处理。
CDMA***主要用于向区域X的CDMA用户提供语音业务；AIE***在基站部分采用先进的空口技术，上下行采用OFDM和MIMO技术，可以在20MHz带宽内提供高达210Mbps的数据速率的宽带移动网络数据业务，因此，AIE主要向局部区域X1的AIE用户提供数据业务。由于核心网设备都是合一的，对于用户发起的业务请求，无论是语音业务还是数据业务，其消息流程相同，因此，在该***中主要是根据业务请求的类型把语音业务分配到CDMA基站上承载，数据业务承载到AIE基站上。
在局部区域X1中，AIE***中的基站和CDMA***的基站的部署可以采用前述的多种方式。
CDMA***和AIE***的基站控制器和核心网设备采用一体结构，容易实现对CDMA用户和AIE用户的统一管理，以及容易实现对CDMA***和AIE***的无线资源进行统一控制和管理。当然，CDMA***和AIE***的对应基站控制器和核心网也可独立设置，核心网络之间通过通信接口进行互操作，其实现类似于图2所示网络***的实现方式。
图6的组网方式也打破了按CDMA-＞CDMA2000lx-＞CDMA2000EV-DO-＞CDMA2000EV-DV-＞AIE的循序渐进的演进步骤，跳越了EV-DO、EV-DV阶段。采用这种组网方式，充分考虑了如何解决语音业务要求的覆盖无缝化，热点数据业务需求容量最大化，能够在满足不同业务要求的性能最优化基础上，实现网络建设成本最低化需求。
在上述多种混合组网的网络***中，当不同无线***的核心网络独立设置时，可以通过设置集中无线资源管理(Centralized Radio Resource Management，CRRM)单元来对多制式通信网络的无线资源进行管理。本实施例中的一种实现方式如图8所示。CRRM单元与无线资源管理单元1和无线资源管理单元2相连(并不限于2个无线资源管理单元，如可以是3个甚至更多个)，无线资源管理单元1、2分别为单制式通信网络中进行无线资源管理的单元，用于向CRRM单元上报各单制式通信网络的无线资源信息(无线资源信息可为负载信息、小区信息、无线参数、接入参数等)，如GSM中的BSC、LTE中的AGW。CRRM单元用于根据无线资源管理单元上报的无线资源信息，对多制式通信网络的无线资源进行统一管理；CRRM对各种无线接入制式的信息进行接口适配，即将各种无线接入制式的无线资源管理单元上报的信息转换为能够识别的格式，将下发的信息转换为相应无线接入制式的无线资源管理单元能够识别的格式；CRRM单元可为在多制式通信网络中新增的独立物理实体，也可为逻辑功能实体，与多制式通信网络中已有的某个网元合设在一起。CRRM能够实现的无线资源统一管理可包括集中负载控制、集中功率控制、集中切换控制等。另外，为了最大程度地利用多制式通信网络中各单制式通信网络上报的无线资源信息，对多制式通信网络进行统一的无线资源管理，CRRM根据收到的无线资源信息对整个多制式通信网络的无线资源进行优化，例如，CRRM根据配置的优化算法和无线资源信息对各制式通信网络的无线资源的相关参数进行配置和调整，从而实现对多制式通信网络的优化。
采用上述混合组网及类似的组网方式，能够在满足语音业务要求的覆盖无缝化、热点数据业务需求容量最大化，以及满足不同业务要求的性能最优化的前提下，实现网络建设成本最低化需求。
以某个典型城市GSM网络为例：该GSM网络现在有GSM基站1000个站点，支持的网络容量800万用户。目前语音业务量占到网络的95％，数据业务量是5％，假设未来5年内的语音业务量只占到70％，数据业务量增加达30％。为了满足未来这一市场需求。采用业界传统的演进方式是建设GSM+WCDMA的混合组网方式，考虑WCDMA的覆盖能力弱于GSM，估计要对WCDMA网络投资建设超过1000个的基站规模，实现WCDMA的连续覆盖。如果采用上述GSM+LTE的组网方案，则只需要针对有数据业务需求的热点地区建设少量的LTE基站，基站的数量大概在200～300个之间。可见不仅避免了WCDMA网络建设好后的语音业务承载能力与现有的GSM网络语音承载能力重复的情况出现，而且还会节约巨额的投资支出，大幅降低建网成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

1.一种具有多种无线接入***共存的网络***，其特征在于，包括：
第一无线***，具有支持第一无线接入制式的多个基站，该多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将该一定区域内选择第一无线接入制式的用户接入网络以提供语音业务；
第二无线***，具有支持第二无线接入制式的一个或多个基站，在所述一定区域中的局部区域实现连续覆盖，用于将所述部分区域内选择第二无线接入制式的用户接入网络以提供数据业务。
2.如权利要求1所述的网络***，其特征在于，第一无线***中的基站与第二无线***中的基站独立设置；或者，第二无线***中的基站与第一无线***中的基站按共站方式设置；或者，第二无线***中的基站嵌入第一无线***中的基站中；或者，所述部分区域的基站为支持第一无线接入制式和第二无线制式的双模基站。
3.如权利要求1所述的网络***，其特征在于，该网络***中具有一个集中管理无线资源的实体，由该实体统一管理所述第一无线***与第二无线***的无线资源。
4.如权利要求1至3任一项所述的网络***，其特征在于，第一无线***与第二无线***的核心网相互独立，并通过接口进行互操作；或者，第一无线***与第二无线***的核心网为一体结构。
5.一种具有多种无线接入***共存的网络***，其特征在于，包括长期演进LTE***，以及与该长期演进***采用的无线接入制式不同的其他无线***；其中，
所述其他无线***中的多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将所述一定区域内的所述其他无线***的用户接入网络以提供语音业务；
所述长期演进***的基站在一定区域内的局部区域实现连续覆盖，用于向所述部分区域内的长期演进***的用户提供数据业务。
6.如权利要求5所述的网络***，其特征在于，所述长期演进***中的基站与所述其他无线***中的基站独立设置；或者，所述长期演进***中的基站与所述其他无线***中的基站按共站方式设置；或者，所述长期演进***的基站嵌入所述其他无线***的基站中；或者，所述部分区域的基站为支持所述长期演进***采用的无线接入制式和所述其他无线***采用的无线接入制式的双模基站。
7.如权利要求5所述的网络***，其特征在于，该网络***中具有一个集中管理无线资源的实体，由该实体统一管理所述长期演进***与所述其他无线***的无线资源。
8.如权利要求5至7任一项所述的网络***，其特征在于，所述长期演进***与所述其他无线***的核心网相互独立，并通过接口进行互操作；或者，所述长期演进***与所述其他无线***的核心网为一体结构。
9.如权利要求5所述的网络***，其特征在于，所述其他网络***为GSM***。
10.一种具有多种无线接入***共存的网络***，其特征在于，包括WiMAX***，以及与WiMAX***采用的无线接入制式不同的其他无线***；其中，
所述其他无线***中的多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将所述一定区域内的所述其他无线***的用户接入网络以提供语音业务；
所述WiMAX***的基站在所述一定区域内的局部区域实现连续覆盖，用于向所述局部区域内的WiMAX***的用户提供数据业务。
11.如权利要求10所述的网络***，其特征在于，所述WiMAX***中的基站与所述其他无线***中的基站独立设置；或者，所述WiMAX***中的基站与所述其他无线***中的基站按共站方式设置；或者，所述WiMAX***的基站嵌入所述其他无线***的基站中；或者，所述部分区域的基站为支持所述WiMAX***采用的无线接入制式和所述其他无线***采用的无线接入制式的双模基站。
12.如权利要求10所述的网络***，其特征在于，该网络***中具有一个集中管理无线资源的实体，由该实体统一管理所述所述WiMAX***与所述其他无线***的无线资源。
13.如权利要求10至12任一项所述的网络***，其特征在于，所述WiMAX***与所述其他无线***的核心网相互独立，并通过接口进行互操作；或者，所述WiMAX***与所述其他无线***的核心网为一体结构。
14.如权利要求10所述的网络***，其特征在于，所述其他网络***为GSM***。
15.一种具有多种无线接入***共存的网络***，其特征在于，包括空中接口演进AIE***，以及与AIE***采用的无线接入制式不同的其他无线***；其中，
所述其他无线***中的多个基站在一定区域内实现连续覆盖，用于将所述一定区域内的所述其他无线***的用户接入网络以提供语音业务；
所述AIE***的基站在所述一定区域内的局部区域实现连续覆盖，用于向所述局部区域内的AIE***的用户提供数据业务。
16.如权利要求15所述的网络***，其特征在于，所述AIE***中的基站与所述其他无线***中的基站独立设置；或者，所述AIE***中的基站与所述其他无线***中的基站按共站方式设置；或者，所述AIE***的基站嵌入所述其他无线***的基站中；或者，所述部分区域的基站为支持所述AIE***采用的无线接入制式和所述其他无线***采用的无线接入制式的双模基站。
17.如权利要求15所述的网络***，其特征在于，该网络***中具有一个集中管理无线资源的实体，由该实体统一管理所述AIE***与所述其他无线***的无线资源。
18.如权利要求15至17任一项所述的网络***，其特征在于，所述AIE***与所述其他无线***的核心网相互独立，并通过接口进行互操作；或者，所述AIE***与所述其他无线***的核心网为一体结构。
19.如权利要求15所述的网络***，其特征在于，所述其他网络***为CDMA***。
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