CN1887012A - 用于通信***中的无线电资源管理的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于管理无线电资源从而为多个终端提供与通信***的无线接入的方法和装置。该通信***包括利用了第一接入技术的第一接入网络(120)和利用了不同于第一接入技术的至少一种第二接入技术的至少一个第二接入网络(110)。置于所述至少第一接入网络(120)中的监听代理(203)从在至少该第一接入网络中出现的消息中提取出接入相关信息。该接入相关信息被发送到接入选择管理器(201)，该接入选择管理器将所提取出的接入相关信息与从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息进行比较，并根据比较结果判断终端(130)应当接入哪个接入网络。
Description
技术领域
本发明涉及通信***和方法，特别是涉及用于管理多路接入通信***中的无线电资源的***和方法。
本发明背景
在通信***中，无线电接入网络包括多个机构或节点，它们彼此合作以实现有效地利用可用的无线电资源。合作对于通过无线电接入网络实现与终端的通信来说是必需的。合作的程度取决于该无线电接入网络的设计目标，例如可用无线电资源的简单、最佳利用等。在该***的不同级别上，无线电资源管理功能都进行这种合作。
无线电资源管理决定经常取决于网络中多个节点提供的输入。例如，WCDMA网络中的无线电网络控制器(RNC)根据终端、节点B和其他RNC的输入来做出无线电资源管理决定。例如，如果一个终端是执行从一个单元向另一个单元转换的候选终端，则RNC需要知道在该终端处接收到的从覆盖这两个单元的节点B提供的信号的信号质量。该信号质量是在终端处测量的，并且将测量结果作为用于无线电资源管理的输入被发送到RNC。该RNC还需要知道不同节点B的负荷，即这些节点B中的任何一个是否将要使用其所有的资源来进行其他通信。
未来的通信***将为多路接入***，即这些通信***将包括彼此重叠的利用不同接入技术的无线电接入网络，例如通信***可包括覆盖相同区域的WCDMA网络、GSM网络和无线局域网络(WLAN)。由于很难设计出一种能够适用通信***中所有种类服务和所有推广应用情况(例如个人区域网络、室内区域、热点区域、宽区域网络等)的单独的接入技术，因此出现了多路接入***。而且，由于操作人员不愿意放弃现有的用户基础且上一代***已经广泛使用，因此替换上一代***的成本非常高。此外，频谱在一些情况下分配给特定接入技术。
为了能够将多路接入通信***中的一个终端与具有对于用户当前通信目的来说最佳连接的接入网络连接，需要对多路接入通信***中的多个不同接入网络进行无线电资源管理的协调。
在3GPP标准化现有技术文献3GPP TS 25.413 v5.6.0中，描述了一种用于支持WCDMA和GSM网络之间转换的基于网络的无线电资源管理***。当WCDMA网络中的无线电网络控制器(RNC)检测到将要从WCDMA单元转换到目标GSM单元时，将测量得到的当前WCDMA单元的负荷发送到GSM网络基站控制器(BSC)，该GSM网络基站控制器用于控制目标GSM单元所处的区域。测量得到的负荷是利用核心网络并通过称为Iu的现有接口来发送的。将当前WCDMA小区的负荷标准规格化为线性标度(0-100)，其中100表示最大设计负荷。然后该GSM网络将该WCDMA负荷与其自身的小区负荷进行比较，从而判断是否值得将该终端转换到GSM小区。在BSC决定不进行该转换的情况下，它将该GSM小区负荷发送到WCDMA网络。该现有技术文献除了说明在转换所涉及的多个小区之间进行协调之外，没有描述任何用于两个网络的协调无线电资源管理。即，没有说明用于两个网络的公共无线电资源管理功能。
在3GPP标准化正文中名称为3GPP TR 25.891 V0.3.0的第二现有技术文献中，展示了对上述文献中所描述***进行的改进。在该第二现有技术文献中，描述了一种公共无线电资源管理服务器(CRRM服务器)，它可以从WCDMA网络中的RNC和GSM网络中的BSC中搜集到小区负荷测量信息。这些测量结果可用于在CRRM服务器中进行集中化转换判断，或者将转换策略信息从CRRM服务器提供给RNC中用于管理WCDMA网络中的无线电资源的无线电资源管理功能模块以及BBC中用于管理GSM网络中的无线电资源的无线电资源管理功能模块。该CRRM服务器可以被集中布置为独立的服务器，也可以分布并与每个RNC/BSC结合为整体或者仅集成在某些RNC和/或BSC中。因此，该文献已经描述了用于将小区负荷测量结果分发给集中式的CRRM服务器以及在CRRM机构之间分发的协议。尽管没有来自终端的测量结果被分配给CRRM服务器。
该第二现有技术文献中描述的用于管理无线电资源的改进***使用了标准化协议，该协议定义了在GSM和WCDMA网络中的CRRM服务器和不同节点之间的消息中应当发送哪些信息。利用CRRM可以实现管理节点，该管理节点管理GSM和WCDMA网络之间的无线电资源。但是，如果在该通信***中加入其他网络例如WLAN网络，则需要对该新网络与CRRM服务器之间的所有接口进行标准化。因此，用于管理无线电资源的***不容易实现扩展，以管理包括利用了除GSM或WCDMA以外的其他接入技术的接入网络的通信***中的无线电资源。另外，由于没有向CRRM服务器分配终端测量结果，因此该CRRM服务器在管理无线电资源时不会考虑该测量结果。
未来将会出现新的接入技术，这些技术需要融入到多路接入通信***中。这种新出现的接入技术的一个例子就是无线LAN。因此，由于网络操作员和用户都希望实现一种能够使用户终端通过所有可用接入技术接入通信***的***，因此需要提供一种用于管理多路接入通信***中的无线电资源的方法和***，其中该多路接入通信***应当很容易扩充新的接入技术。
发明概述
如上所述，现代通信***由使用不同接入技术的多个接入网络构成。为了使该***中的一个终端能够与对于用户当前通信目的具有最佳连接的接入网络连接，并且为了实现对通信***中无线电资源的有效利用，需要对该通信***中的无线电资源进行管理。目前的解决方法是对该***中的各接入技术进行特别配置，从而使到公共无线电资源处理器的各接口标准化。因此，如果需要在该***中引入使用了新的接入技术的接入网络，按照目前的解决方案，需要对到该公共无线电资源处理器的所有新接口进行标准化，从而使无线电资源处理器能够与该新的接入网络中的不同节点进行通信。因此，需要花费大量的努力，且在将该新的接入技术融入该解决方案之前需要花费很长时间。
本发明的一个目的是实现一种用于管理无线电资源的方案，该方案可以为由利用不同接入技术的多个接入网络构成的通信***提供无线接入，其中该方案可以很容易调整以管理无线电资源，从而为扩展了利用了新接入技术的新接入网络的***提供无线接入。
上述目的是利用根据权利要求1描述的方法、根据权利要求13描述的***以及根据权利要求25描述的监听代理来实现的。
根据本发明的方案能够管理由利用了不同接入技术的多个接入网络构成的通信***中的无线电资源。根据本发明，通过从接入网络内现有的消息中提取出接入相关信息，可以很容易将利用了新技术的新接入网络加入到该通信***中，并很容易利用用于管理无线电资源的方案对该新接入网络进行管理。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于管理无线电资源从而为多个终端提供与通信***的无线接入的方法。该通信***包括利用了第一接入技术的第一接入网络和利用了不同于第一接入技术的至少一种第二接入技术的至少一个第二接入网络。该方法包括从该第一接入网络和至少一个第二接入网络接收接入相关信息的步骤，其中所接收到的接入相关信息包括从该第一接入网络内发送的消息中提取出的信息。该方法还包括将从该第一接入网络内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络中接收到的接入相关信息进行比较的步骤。该方法还包括至少根据从该第一接入网络内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络中接收到的接入相关信息的比较结果判断终端应该接入哪个接入网络的步骤。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于管理无线电资源从而为多个终端提供与通信***的无线接入的***。该通信***包括利用了第一接入技术的第一接入网络和利用了不同于第一接入技术的至少一种第二接入技术的至少一个第二接入网络。该用于管理无线电资源的***包括至少一个监听代理，所述监听代理被设置为用于从在至少第一接入网络内发送的消息中提取出对应至少第一接入网络的接入相关信息，并将该接入相关信息发送到接入选择管理器。该用于管理无线电资源的***还包括一接入选择管理器，所述接入选择管理器设置为用于将从该第一接入网络提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络中接收到的接入相关信息进行比较。该接入选择管理器还设置为用于至少根据从该第一接入网络中提取出的接入相关信息与从至少一个第二接入网络中接收到的接入相关信息之间的比较结果，判断终端应当接入所述第一接入网络和所述至少一个第二接入网络中的哪一个。
根据本发明的第三方面，提供了一种在用于管理无线电资源的***中使用的监听代理，该***可以使多个终端无线接入通信***，其中该通信***包括利用了第一接入技术的第一接入网络和利用了不同于第一接入技术的至少一种第二接入技术的至少一个第二接入网络。该监听代理被布置为用于从至少第一接入网络中发送的消息中提取出对应至少第一接入网络的接入相关信息。该监听代理还用于将接入相关信息发送到接入选择管理器。
根据本发明的最佳实施例，通过查找第一接入网络中发送的消息来找出接入相关信息。
本发明的优点在于它能够在多路接入通信***中实现有效的无线电资源管理，其中利用了与该***中以前已经使用的接入技术不同的接入技术的新接入网络扩展了该多路接入通信***。特别是，本发明在包括无线LAN和GSM和/或WCDMA网络的多路接入通信***中实现了有效的无线电资源管理。
本发明的另一个优点在于它能够在不需要对任何新接口进行标准化的情况下，使用不同厂家开发的新接入网络中的设备。
当结合附图阅读下面详细说明时，将进一步理解本发明多个实施例的优点。
附图说明
图1示出了使用本发明的通信***的示意性方块图；
图2示出了一示意性方块图，用于说明对多路接入通信***中的无线电资源进行管理的本发明实施例；
图3示出了根据本发明实施例用于管理无线电资源的监听代理和接入选择管理器的示意性方块图；
图4示出了使用本发明的具有现有内部接口的GSM/WCDMA网络的示意性方块图；
图5示出了本发明最佳实施例的示意性方块图，其中监听代理位于WLAN网络中的层(Layer)2开关中；
图6示出了在WLAN网络中发送的IAPP ADD通知消息的内容的方块图；
图7示出了在WLAN网络中发送的IAPP MOVE通知消息的内容的方块图；
图8示出在WLAN网络中发送的层2更新帧消息的内容的方块图；
图9示出根据本发明实施例的方法流程图。
实施例的详细描述
下文中将参照附图对本发明进行更加全面的说明，在附图中示出了本发明的最佳实施例。本发明可以被实现为很多不同的形式，但是不能将本发明理解为仅仅局限于文中描述的实施例，相反这些实施例仅是为了使说明书更加清楚和完整，并使本领域技术人员全面领会在权利要求中限定的本发明的范围，在附图中相同的附图标记表示相同的元件。
图1示出了可以使用本发明的典型的多路接入通信***，它包括WCDMA/GSM网络110和WLAN网络120。该图中还示出了能够与WCDMA/GSM网络110和WLAN网络120进行通信的终端130。该终端130包括终端设备131和移动终端132、133，其中终端设备131可以是例如通用用途的计算机，如个人数字助理(PDA)或膝上电脑，而移动终端132、133包含用于接入各不同接入技术网络的接入特别功能模块。在该图中，这些接入特别功能模块包括用于与WLAN网络120通信的WLAN收发器(WLAN-MT)133和用于与WCDMA/GSM网络通信的组合式WCDMA/GSM收发器(WCDMA/GSM-MT)132。
在网络侧，该WCDMA/GSM网络110尤其是还包括接入路由器111，该接入路由器111负责IP包在IP中枢网络140和该WCDMA/GSM网络110之间的路由选择。该WCDMA/GSM网络110还包括核心网络112，用于处理例如网络110的GSM域和网络110的WCDMA域之间的通信。该网络的GSM域尤其是还包括至少一个基站控制器(BSC)116和与该至少一个BSC116连接的基站收发器(BTS)117、118。该网络的WCDMA域尤其是还包括至少一个无线电网络控制器(RNC)113和与所述至少一个RNC113连接的节点B114、115。节点B114、115覆盖多个特定的WCDMA单元，而BTS 117、118覆盖着多个特定的GSM单元。所述WCDMA/GSM-MT 132根据终端130的地理位置与各节点B和/或BTS通信。
WLAN网络120包括接入路由器121，该接入路由器121负责IP包在IP中枢网络和WCDMA/GSM网络之间的路由选择。所述WLAN网络还包括至少一个层2开关122、123和接入点124、125、126、127。这些接入点用于处理与WLAN-MT 133之间的物理发射和接收以及例如无线电帧的中继之类的中间接入控制(MAC)功能。所述WLAN-MT 133根据终端130的地理位置和终端用户的当前通信目的来与各接入点124、125、126、127进行通信。
为了例如能够将多路接入通信***中的终端与相对于用户当前通信目的具有最佳连接的接入网络连接，需要对该多路接入通信***中的不同接入网络的无线电资源管理进行协调。除了考虑尽可能为用户提供最好的连接以外，还需要协调无线电资源管理以实现***性能最大化的目的。而且，还有其他很多理由对通信***中的无线电资源进行协调，例如无线电资源应当与将特定操作员业务列为优先的目的相协调等。
为了这些目的，需要收集并评估描述不同网络状态的接入相关信息。该接入相关信息可以为例如涉及终端与接入点、基站或等效节点之间的无线电连接的无线电信号测量值，例如信号强度。该接入相关信息还可以为例如任何类型的***负荷测量值，例如接入点、基站或等效节点的负荷。不同网络的接入相关信息都应当被收集并比较，以便为用户终端提供最佳的连接。
根据本发明，从至少第一接入网络内发送的消息中提取出来自所述至少第一接入网络的接入相关信息。然后，将来自所述至少第一接入网络的接入相关信息与从所述至少一个第二接入网络接收到的接入相关信息进行比较，进一步根据从在第一接入网络内发送的消息中提取出的接入相关信息与从所述至少一个第二接入网络接收到的接入相关信息的比较结果，判断终端应当接入哪个接入网络。
图2示出了根据本发明的一个实例性实施例的***的示意性方块图，用于管理无线电资源从而为多个终端提供与多路接入通信***的无线接入。在图2中，终端130的WLAN-MT 133测量WLAN无线电信号量，例如WLAN信号强度(SS)，并将该WLAN SS测量值发送到WLAN网络120。该终端130的WCDMA-MT132测量WCDMA无线电信号量，例如WCDMA信号强度(SS)，并将该WCDMA SS测量值发送到WCDMA网络110。
根据本发明的该示例性实施例，布置于WLAN网络120中的多个第一监听代理203搜寻分布在该WLAN网络内的现有消息，以便在这些消息中发现接入相关信息。搜寻消息意味着在不影响该消息的情况下，不仅要读取消息的源地址和目的地址，还要读取消息的数据。该消息的发送器和接收器不需要知道该消息会被搜寻。在该WLAN网络120中搜寻的消息包括接入相关信息和/或涉及WLAN网络负荷的信息，其中所述接入相关信息可以是例如从WLAN MT133发送到WLAN网络120的WLAN SS测量值，所述涉及WLAN网络负荷的信息是例如与WLAN-MT133无线电连接的接入点的负荷。
布置于WCDMA网络110中的多个第二监听代理202搜寻分布在该WCDMA网络内的现有消息，以便在这些消息中发现接入相关信息。在该WCDMA网络110中搜寻到的消息包括接入相关信息和/或涉及WCDMA网络负荷的信息，其中所述接入相关信息可以是例如从WCDMA MT132发送到WCDMA网络110的WCDMA SS测量值，所述涉及WCDMA网络负荷的信息是例如与WCDMA-MT132无线电连接的节点B的负荷。
多个第一监听代理203和多个第二监听代理202分别从在WLAN网络和WCDMA网络范围内搜寻到的消息中提取出接入相关信息，并将所述接入相关信息发送到接入选择管理器201。该接入选择管理器201接收这些接入相关信息并将从多个第一监听代理203接收到的WLAN接入相关信息与从多个第二监听代理202接收到的WCDMA接入相关信息进行比较，并根据该比较结果判断终端130应当接入哪个接入网络。该判断可以例如导致从一个接入网络到另一个接入网络的转换决定，然后从该接入选择管理器201将该决定传送到终端130。然后终端130中的接入选择客户机程序开始从一个接入网络到另一个接入网络的移动IP转换。或者该决定被传送到一个或两个网络，这些网络开始网络控制的转换。
某些涉及不同网络的相似量(similar quantities)的接入相关信息不能直接比较。因此，在接入选择管理器201中对不同网络的接入相关信息进行比较之前，需要所述该信息转换为接入独立量(access-independentquantity)。
而且，根据本发明，从该WCDMA网络中得到的接入相关信息中的至少一部分除了能从WCDMA网络范围内的现有消息中被提取以外，还可以像通过从WCDMA网络到接入选择管理器的专用信道接收到的标准化消息一样，例如从WCDMA网络中的公共无线电资源管理服务器中获得。
图3示出的示例性方块图描述了根据本发明的监听代理203和接入选择管理器201的实施例。该监听代理203位于接入网络中的节点中，并且包括监听单元301，该监听单元301用于搜寻在该接入网络内发送的消息并从所搜寻到的消息中提取出接入相关信息。该监听代理203还包括通信接口302，通信接口302设置成用于将所提取到的接入相关信息发送到接入选择管理器201。该接入选择管理器201包括通信接口303，通信接口303设置成用于从监听代理203接收接入相关信息。所示的接入选择管理器201具有一个单独的通信接口302，但是该接入选择管理器还可能具有多个通信接口以便与多个监听代理进行通信。该接入选择管理器还包括处理单元304，处理单元304设置成用于对从布置在不同接入网络的多个监听代理接收到的接入相关信息进行比较。该处理单元304还设置成用于根据从布置在不同接入网络中的多个监听代理接收到的接入相关信息的比较结果，判断终端应当接入这些不同接入网络中的哪一个。由于该判断会产生从一个接入网络到另一个接入网络的转换决定，因此接入选择管理器还包括发送单元305，发送单元305设置成用于将该转换决定从接入选择管理器201发送到终端130。或者，可以将该转换决定传送到所涉及到的一个或两个接入网络，然后由这些接入网络开始网络控制的转换。
图4示出了一WCDMA/GSM网络110，该网络包括通过核心网络112连接的WCDMA无线电接入网络(UTRAN401)和GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)402。在该图中，示出了多个现有的内部接口，包括接入相关信息的接口信息通过这些内部接口被发送。本发明的监听代理可用于该网络中的任何位置，以便搜寻通过该内部接口发送的消息并从通过该WCDMA/GSM网络中所示的内部接口发送的消息中提取出接入相关信息。该WCDMA无线电接入网络401尤其是包括RNC113和节点B114、115。该GSMEDGE无线电接入网络402尤其是包括BSC116和BTS117、118。通过A/Gb接口406在GERAN 402和核心网络112之间发送的消息可包括能够根据本发明被搜寻并被提取的接入相关信息，例如转换/再定位信息(即执行转换必需的信息)和负荷信息。发送包括例如能够根据本发明被搜寻并被提取的转换/再定位信息和负荷信息之类的接入相关信息的消息所用的接口的其他例子可以是在UTRAN 401和核心网络112之间的1u接口404，UTRAN401和GERAN402之间的Iurg接口407，节点B 114、115和RNC113之间的1ub接口410，BTS117、118和BSC116之间的Abis接口411，以及UTRAN401内的多个RNC113之间的1ur接口405。而且从经过公共无线电资源管理器(CRRM)服务器403和UTRAN401之间的接口408、以及CRRM服务器403和GERAN402之间的接口409发送的消息中，也可以搜集并提取出接入相关信息。该CRRM服务器从RNC和BSC中收集单元负荷信息以及用于处理仅包括WCDMA/GSM网络110的通信***中的无线电资源的信息。该CRRM服务器和它的功能已经在上述现有技术文献3GPPTR25.891V0.3.0中描述。根据本发明，监听代理可以同时位于WCDMA/GSM网络中的CRRM服务器和节点中。
在图5中，示出了本发明的示例性实施例，其中根据内部接入点协议(IAPP)从在WLAN网络中通信的消息中提取出接入相关信息。该IAPP是当接入点124中出现多个不同的本地事件时，接入点124的管理机构用于与其它接入点125、126、127进行通信时所使用的通信协议。位于与接入点连接的节点处的监听代理501、502可以搜寻在这些接入点之间通信的IAPP消息，从这些IAPP消息中提取出接入相关信息并将该信息发送到接入选择管理器201。监听代理可以适当地布置在层2开关122、123内，这些开关与一个或多个接入点124、125、126、127直接连接。通过将这些监听代理布置在层2开关122、123中，可以使检测网络内各终端的接入相关信息所需的监听代理的数目最小化。根据本发明实施例，通过搜寻IAPP ADD通知消息和IAPP MOVE通知消息或层Layer2更新帧中的任何一项就可以接收到接入相关信息，其中所述层2更新帧是在终端与新的接入点联系或再联系之后被发送的，即终端已经与新的接入点连接或再连接之后被发送的。通过监听这些消息，可以从这些消息中检测和提取出用于通信交换的源和/或目的接入点的信息以及终端标识。所述用于通信交换的源和目的接入点的信息可用于接入选择管理器中，从而例如计算接入点的负荷。下面结合附图6来说明对于IAPP ADD通知消息提取接入相关信息的处理，结合附图7来说明对于IAPP MOVE通知消息提取接入相关信息的处理，结合附图8来说明对于层2更新帧消息提取接入相关信息的处理。
该IAPP ADD通知消息600提供终端已经与第一接入点联系的信息。该IAPP ADD通知信息包利用用户数据报协议(UDP)和本地LAN部分的IP被发送，从而通知该网络内的其他接入点该终端已经与第一接入点联系起来，其中该IAPP ADD通知使用了该接入点的IAPP IP多点地址、源IP地址和MAC地址。在IAPP消息的IP报头中可以找到接入点的源IP地址。图6中示出了IAPP ADD通知消息的内容。该IAPP ADD通知消息600包含关于IAPP版本601的信息、关于它是哪个IAPP命令602(0表示ADD通知)的信息以及消息数据603。该消息数据包含地址长度604、保留域605、终端的MAC地址606以及序号607。通常每当终端与接入点联系且该消息的目的是清除其他接入点中失效的联系时，才发送该消息。至于最接近的层2开关中的监听代理搜寻该IAPP ADD通知消息，从MAC地址域606中提取出有关终端地址的信息，并将该信息与已经与该终端联系起来的接入点的源IP地址一起发送到接入选择管理器，其中所述已经与该终端联系起来的接入点的源IP地址是从该IAPP消息的IP报头中提取出来的。该接入选择管理器然后可以知道具有该MAC地址的终端已经与具有该源IP地址的接入点联系起来。
所述IAPP MOVE通知信息包提供终端已经与新的接入点重新联系起来的信息。该IAPP-MOVE通知信息包利用TCP/IP直接被发送到旧的接入点，请求该旧的接入点从其列表中清除该终端，然后通过发送MOVE响应消息转发所存储的任何与该终端相关的属性状态(context)，其中该MOVE响应消息请求新的接入点在其列表中加入该终端和所述属性状态。图7中示出了IAPP MOVE通知消息的内容。它与图6中所示的IAPP ADD通知消息的内容的不同之处在于该消息数据603还包含一定义属性状态块708和属性状态块709的长度的部分。该IAPP命令字节602表示出它是一个MOVE通知消息(命令字节＝1)还是ADD通知消息(命令字节＝0)。位于最接近的层2开关中的监听代理搜寻该IAPP MOVE通知消息，提取出MAC地址域606中与终端地址相关的信息，并将该信息与已经与该终端联系起来的接入点的源IP地址一起发送到接入选择管理器，其中所述已经与该终端联系起来的接入点的源IP地址是从该IAPP消息的IP报头中提取出来的。该接入选择管理器然后可以知道具有该MAC地址的终端已经与具有该源IP地址的新接入点已经再联系起来。
接入选择管理器同时使用该信息以及先前接收到的与其他终端相关的信息作为接入点负荷的指示，其中所述其他终端已经与那些不同的接入点联系或再次联系起来。然后当判断出终端应当接入哪个接入网络时，该接入选择管理器可以使用该接入点的负荷。
在加密通信的情况下，该IAPP通信可能被加密。此时不能从IAPP MOVE通知和IAPP ADD通知消息中提取出该信息，但是仍然可能通过例如位于层2开关中的监听代理来监听层2更新帧消息。该层2更新帧消息跟随着该IAPP MOVE通知消息和IAPP ADD通知消息。层2更新帧消息为具有图8所示内容的802.11类型1逻辑链路控制(LLC)交换标识(XID)更新响应帧。该层2更新帧消息800包含MAC目的地址(MAC DA)801和MAC源地址802，其中MAC目的地址是对与该部分(segment)连接的所有设备的广播MAC地址，该MAC源地址802是已经联系/重新联系的终端的MAC地址。它还包含与帧长度803、目的服务接入点(DSAP)804、源服务接入点(SSAP)805、控制位806和XID信息域807相关的信息。使用DSAP和SSAP识别使用哪一上层协议。该层2更新帧消息的作用是更新所有层2设备(例如网桥、开关和其他接入点)，从而使它们到达终端的新位置(接入点)。根据本发明，位于最接近的层2开关中的监听代理监听该层2更新帧消息，在MAC源地址域802中提取出与该终端地址相关的信息，并将该信息与该新接入点的ID一起发送给接入选择管理器。该新接入点的ID是通过识别该层2开关中哪个端口接收到该消息而被提取出来的。该接入选择管理器然后可以知道具有该MAC地址的终端已经与发送该消息的新接入点再联系起来。
从该IAPP消息和该层2更新帧中提取出来的接入相关信息均能够使接入选择管理器保持跟踪各接入点中相联系的终端的数目。当对该WLAN网络和其他接入网络进行比较时，这一点可以被接入选择管理器用来测量负荷。注意没有消息会告诉该接入选择管理器一个终端已经停止使用该接入点。该接入选择管理器了解终端是否不再有效的一个方法就是将无通信计时器与该接入选择管理器中列出的各终端进行联系，并在特定时间内没有发生转换时，从所联系的终端的接入选择管理器列表中清除该终端。另一种更复杂的方案是在监听代理中监听各终端的用户平面通信，并利用它作为终端是否有效的输入。用户平面通信表示一个终端的进出数据通信。在该情况下，如果在特定时间内没有用户平面通信被接收或发送，则从所联系终端的接入选择管理器列表中清除该终端。
处于其他原因也可以监视用户平面通信。通过使监听代理监听该用户平面通信，可以提取并计算出各终端的通信量(所发送的位的总数)和吞吐率(位/秒)，这些数据可以提供各接入点处更为详细的负荷信息水平。该接入选择管理器可以使用该更详细的负荷信息来更精确地管理这些无线电资源。用于监听用户平面通信的监听代理可以位于与接入点直接连接的层2开关中，或被直接安装在各接入点中。
下面示出了本发明的另一个示例性实施例，它描述了怎样从在WLAN网络中通信的消息中提取出接入相关信息。在该示例性实施例中，从根据称为轻型接入点协议(LWAPP)的协议发送的消息中提取出接入相关信息。该LWAPP是允许路由器或开关协同工作来控制和管理一组无线接入点的协议。该LWAPP协议包括消息种类信息包转发和接入路由器配置，该信息包包含接入相关信息。
在信息包转发中，移动终端收发的信息包通过在LWAPP信息包中封装的接入点被转发到接入路由器或从接入路由器转发出来。上行信息包(例如，从终端发送到接入点的信息包)包括接入相关信息，例如信号强度和信噪比，移动终端利用该接入相关信息可以通过无线电接口接收802.11帧。根据本发明，利用例如置于接入路由器中的监听代理就可以搜寻这些信息包。这些监听代理除了安置于接入路由器以外，还可以被安置得更靠近接入点或就安置在接入点中。监听代理提取出接入相关信息并将该信息发送给接入选择管理器。
接入路由器利用接入路由器配置消息将特定的配置应用于与之有控制信道关系的接入点。用于根据这些接入点处理获取统计数字的消息也落入该种类范围内。特别是处理获取统计数字的消息包含有接入相关信息。该统计数字包括在从接入点发送到接入路由器的统计数字报告LWAPP消息中。该消息包含很多计数器，这些计数器指示接入点的数据帧发射和接收的工作状态。该消息中包括的统计计数器的例子可以是分别表示接入点发射和接收的分段帧的数目的“Tx分断计数”和“Rx分断计数”。由于统计报告LWAPP消息是重复发送的，因此这两个计数可用于计算特定接入点在所接收的两个统计消息之间(前一个消息是在“旧时刻”时间接收的，而最近的消息是在“新时刻”时间接收的，时间已经过去几秒)的平均下行和上行负荷，该平均下行和上行负荷是利用下面公式以每秒钟发射(或接收)的分段帧数目来测量的。
下行负荷＝(Tx分段新-Tx分段旧)/(新时刻-旧时刻)。
其中“Tx分段新”是在“新时刻”时间接收到的“Tx分段计数”的值，而“Tx分段旧”是在“旧时刻”时间接收到的“Tx分段计数”的值。
上行负荷＝(Rx分段新-Rx分段旧)/(新时刻-旧时刻)。
其中“Rx分段新”是在“新时刻”时间接收到的“Rx分段计数”的值，而“Rx分段旧”是在“旧时刻”时间接收到的“Rx分段计数”的值。
安置于例如接入路由器中的监听代理可以从统计报告LWAPP消息中提取出Tx分段计数和Rx分段计数，并将该信息发送给接入选择管理器，该接入选择管理器可以根据上面公式计算各接入点的上行或下行负荷。该计算也可以在监听代理中完成。
下面示出了本发明的另一个示例性实施例，它描述了怎样从在WLAN网络中通信的消息中提取出接入相关信息。在该示例性实施例中，从根据由称为802.11k的IEEE新兴标准定义的协议发送的消息中提取出接入相关信息。该新兴标准将定义测量报告，该测量报告包括例如接收到的信号功率等无线电条件的测量值。他还可以定义包括负荷测量值的报告，这些负荷测量值例如指示WLAM信道在多大时间范围是繁忙的，上述指示是由空闲信道评估(CCA)繁忙部分(busy fraction)来指示的。WLAN信道与一接入点连接，该接入点可由多个终端使用。通过置于例如接入点的监听代理搜寻信道负荷报告，可以从包含测量报告的消息中提取出接入相关信息。
然后将按照上述例子中描述的方法提取出的接入相关信息发送到接入选择管理器中，从而通过将从例如一个WLAN网络获得的接入相关信息与从例如WCDMA和/或GSM之类的其他网络获得的接入相关信息进行比较，从而执行多路接入相关决定。例如，将从例如在LWAPP中转发的信息包中收集得到的WLAN信号强度测量值与对于WCDMA和GSM的相似测量值进行比较，从而形成判断特定移动终端是否正由特定WLAN接入点或GSM/WCDMA单元提供最好服务的基础。
在很多情况下，从不同网络获得的接入相关信息是不能直接比较的。因此，为了能够判断终端在第一网络还是第二网络能够得到更好的服务，需要将来自第一和/或第二网络的接入相关信息转换为可比较的量。这种转换最好在接入选择管理器中执行，但是也可以在监听代理中进行。下面示出了怎样将例如信号强度和负荷等接入相关信息转换为在GSM、WCDMA和WLAN之间可比较的量并进行比较的例子。
第一例子描述了怎样将不同接入网络的负荷测量值转换为可比较量。根据现有技术，已经利用BSC和RNC将GSM和WCDMA的负荷测量值归一化为线性标度(0-100)，其中100表示最大的设计负荷。因此，同样应当将WLAN负荷测量值“相联系的用户的数目”转换为0-100之间的线性标度，其中该WLAN负荷测量值是通过搜寻例如IAPP通信提取出来并在接入选择管理器中编译得到的。该转换是按照下面方式完成的：在该例子中如果假设接入点被设计处理N个相联系的终端且接入点当前具有n个相联系的终端，则下面的公式能够得到可与WCDMA和GSM负荷测量值比较的负荷测量值：
WLAN负荷测量值＝n/N*100
因此，可以将不同负荷测量量转换为相同可比的量，并为了判断终端可以接入哪个接入网络而进行比较。
将接入相关信息转换为可比量的另一个例子描述了怎样将例如从802.11k测量报告中提取的WLAN信道负荷测量值转换为0-100标度的负荷测量值，即可与从GSM和/或WCDMA中提取出的负荷测量值进行比较。从该802.11k测量报告中可以提取出测量空闲信道评估(CCA)繁忙部分，它包含关于在测量期间信道有多大时间部分是繁忙的信息，同时指示信道负荷。由于WLAN使用了基于终端的CSMA(载波侦听多点接入)，这与网络排定资源的WCDMA相反，因此当负荷增加时，WLAN的延迟与WCDMA相比会按指数规律增加，直到达到***全负荷为止，而WCDMA的延迟实际上非常低。因此，本发明希望引入一种能够在CSMA(WLAN)和基于排定***的网络(GSM或WCDMA)的负荷测量值之间执行公平比较的转换函数。
负荷_测量值网络＝F(负荷测量值_CSMA)
而且与不同接入网络的无线电连接相关的测量值在比较之前也需要被转换为可比较的量。对于WLAN，可以从在该WLAN网络内发射的不同消息中提取出多个指示无线电条件的测量值，例如下行或上行链路中所用的信号功率、信号强度或信噪比。对于WCDMA，当移动终端正在进行WCDMA连接时，可以根据从该移动终端到RNC发送的RRC测量报告消息来提取出所接收到的信号编码功率(RSCP)测量值。或者提取出指示信号量的Ec/No测量值。对于GSM，可以在从移动终端发送到BTS然后到BSC发送的测量值报告消息中提取出SSLEV(信号强度)和SQUAL(信号量)测量值。这些WLAN、GSM和WCDMA的测量值都被发送到接入选择管理器中，并在比较前被转换为可比较的量。
本发明的接入选择管理器是为了在附图中简单地表示成只占据一个地方的一个功能机构，但是该接入选择管理器的功能也可以被分布实现。
图9中的流程图描述了根据本发明的方法的示例性实施例，该方法用于管理无线电资源从而为多个终端提供与通信***的无线接入，其中该通信***包括使用了第一接入技术的第一接入网络和使用了不同于该第一接入技术的至少一个第二接入技术的至少一个第二接入网络。
该方法从监听901在至少该第一接入网络中发送的消息从而在该消息中寻找接入相关信息开始。该监听在至少该第一接入网络内发送的消息的步骤最好通过搜寻多个消息来完成。然后从所搜寻的消息中提取出902发现的接入相关信息。然后，由公共接入选择管理功能接收到所提取出的接入相关信息903，其中该公共接入选择管理功能还从至少一个第二接入网络接收接入相关信息。按照与从第一接入网络中提取出接入相关信息相同的方式，可以从在所述至少一个第二接入网络中发送的消息中提取出从所述至少一个第二接入网络接收到的接入相关信息，但是还有其他方式也可以实现这种接收，例如通过专用信道的标准化消息。在接收到之后，如果需要即将从不同网络获得的接入相关信息转换为904可比的并最好为独立接入的量。如果从不同网络获得的接入相关信息已经表现为可比较的量，则该转换接入相关信息的步骤904可以省略。当从不同接入网络接收到的接入相关信息表现为可比较的量时，可以对他们比较905从而判断906终端应当接入哪个网络。
如本申请所示，本发明的目的是实现一种管理无线电资源从而为包括利用了不同接入技术的多个接入网络的通信***提供无线接入的方案，其中该方案可以很容易调整以管理无线电资源，从而为扩展了利用了新接入技术的第一接入网络的***提供无线接入。这是通过从该第一接入网络和至少一个第二接入网络接收接入相关信息而实现的，其中所接收到的接入相关信息包括从该第一接入网络内发送的消息中提取出的信息。它还通过将从该第一接入网络内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络中接收到的接入相关信息进行比较，并根据从该第一接入网络内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络中接收到的接入相关信息之间的比较结果来判断终端应该接入哪一接入网络。
在附图和说明书中，描述了本发明的最佳实施例和例子，虽然使用了特定的词汇，但是它们都仅是为了一般说明而使用的，并不作为限定的目的，本发明的范围由权利要求来限定。
Claims (25)
1.一种用于管理无线电资源从而为多个终端(130)提供与通信***的无线接入的方法，其中该通信***包括利用了第一接入技术的第一接入网络(120)和利用了不同于第一接入技术的至少一种第二接入技术的至少一个第二接入网络(110)，其中该方法包括以下步骤：
从该第一接入网络(120)和至少一个第二接入网络(110)接收接入相关信息，
其特征在于，
所接收到的接入相关信息包括从该第一接入网络(120)内发送的消息中提取出的信息；和
该方法还包括以下步骤：
将从该第一接入网络(120)内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息进行比较；和
至少根据从该第一接入网络内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络中接收到的接入相关信息的比较结果判断终端(130)应当接入哪个接入网络。
2.如权利要求1所述的方法，其中该接入相关信息是通过搜寻在第一接入网络(120)内发送的消息而找到的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中第一接入网络(120)为无线局域网络。
4.如权利要求1-3中任意一个所述的方法，其中在第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分是在接入点之间发送的消息。
5.如权利要求4所述的方法，其中在该第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分是由内部接入点协议(IAPP)来定义的。
6.如权利要求1-5中任意一个所述的方法，其中所提取的接入相关信息包括终端(130)的标识和已经与该终端建立联系的接入点的标识。
7.如权利要求1-3中任意一个所述的方法，其中从至少一个终端(130)的用户平面通信可以提取出该接入相关信息的至少一部分，该接入相关信息用于计算所述至少一个终端的通信量和/或吞吐量。
8.如权利要求1-3中任意一个所述的方法，其中在接入点和路由器之间发送在该第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分。
9.如权利要求8所述的方法，其中在第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分是由轻型接入点协议(LWAPP)定义的。
10.如权利要求1-3中任意一个所述的方法，其中在至少一个终端和接入点之间发送所述在该第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分。
11.如权利要求1-10中任意一个所述的方法，其中从在第一接入网络(120)中发送的消息中提取出来的接入相关信息的至少一部分指示信道繁忙如何频繁以及信道的负荷。
12.如权利要求1-11中任意一个所述的方法，其中该方法还包括以下步骤：
在将从在第一接入网络(120)内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息和从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息进行比较的步骤之前，将从在第一接入网络(120)内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息和/或从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息转换为可比的量。
13.一种用于管理无线电资源从而为多个终端(130)提供与通信***的无线接入的***，该通信***包括利用了第一接入技术的第一接入网络(120)和利用了不同于第一接入技术的至少一种第二接入技术的至少一个第二接入网络(110)，其特征在于该用于管理无线电资源的***包括：
至少一个监听代理(202，203)，所述监听代理被设置成用于：
从至少第一接入网络(120)内发送的消息中提取出对应至少第一接入网络(120)的接入相关信息，并将该接入相关信息发送到接入选择管理器(201)，
和一接入选择管理器(201)，所述接入选择管理器设置成用于：
将从该第一接入网络(120)内提取出的所接收到的接入相关信息与从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息进行比较；
至少根据从该第一接入网络(120)中提取出的接入相关信息与从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息的比较结果，判断终端(130)应当接入所述第一接入网络(120)和所述至少一个第二接入网络(110)中的哪一个。
14.如权利要求13所述的***，其中所述至少一个监听代理(202，203)被设置成用于搜寻在至少第一接入网络(120)内发送的消息。
15.如权利要求13或14所述的***，其中第一接入网络(120)为无线局域网络。
16.如权利要求13-15中任意一个所述的***，其中在第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分是在接入点之间发送的消息。
17.如权利要求16所述的***，其中在该第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分是由内部接入点协议(IAPP)来定义的。
18.如权利要求13-17中任意一个所述的***，其中所提取的接入相关信息包括终端(130)的标识和已经与该终端建立联系的接入点的标识。
19.如权利要求13-15中任意一个所述的***，其中从至少一个终端(130)的用户平面通信提取出该接入相关信息的至少一部分，该接入相关信息用于计算所述至少一个终端的通信量和/或吞吐量。
20.如权利要求13-15中任意一个所述的***，其中在接入点和路由器之间发送在该第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分。
21.如权利要求20所述的***，其中在第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分是由轻型接入点协议(LWAPP)定义的。
22.如权利要求13-15中任意一个所述的***，其中在至少一个终端和接入点之间发送在该第一接入网络(120)内发送的消息的至少一部分。
23.如权利要求13-22中任意一个所述的***，其中从在第一接入网络(120)内发送的消息中提取出来的接入相关信息的至少一部分指示信道繁忙如何频繁以及信道的负荷。
24.如权利要求13-23中任意一个所述的***，其中该接入选择管理器(201)还设置成用于：
在将从在第一接入网络(120)内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息和从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息进行比较之前，将从在第一接入网络(120)内发送的消息中提取出的所接收到的接入相关信息和/或从至少一个第二接入网络(110)中接收到的接入相关信息转换为可比的量。
25.一种在用于管理无线电资源从而为多个终端(130)提供与通信***的无线接入的***中使用的监听代理(202，203)，其中该通信***包括利用了第一接入技术的第一接入网络(120)和利用了不同于第一接入技术的至少一种第二接入技术的至少一个第二接入网络(110)，其特征在于该监听代理(202，203)设置成用于：
从至少第一接入网络内发送的消息中提取出对应至少第一接入网络的接入相关信息，
将该接入相关信息发送到接入选择管理器(201)。
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