无线通信系统和基站的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  4

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无线通信系统和基站的制作方法
【专利摘要】提供具有用户设备,基站以及控制站的无线通信系统。在数据承载建立后激活的等待计时器期满后,在建立了声音承载的情况下,基站基于声音拥挤级别选择用户设备要连接到的基站,并且发送指令给用户设备,或者如果未建立声音承载,则基站基于声音拥挤级别选择用户设备要连接到的基站,并且发送指令给用户设备。
【专利说明】无线通信系统和基站

【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及无线通信系统和基站。

【背景技术】
[0002]近年来,无线通信系统已被广泛使用,以通过蜂窝电话(用户终端)执行无线通信。在无线通信系统中,通常地,通过电路交换网络执行语音通信,而通过分组交换网络执行数据通信(例如,见专利文献I)。
[0003]另一方面,提出了通过单一的分组交换网络(IP网络)来执行语音通信和数据通信(非语音数据通信)两者的技术。在此技术中,不仅普通的数据(非语音数据),而且也将语音数据(指示指示语音信号的数据)转换为分组然后发送。
[0004]相关技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I JP-A-10-41980


【发明内容】

[0007]根据专利文献I中的技术,通过分离的网络执行语音通信和数据通信执行。因此,根据在每一网络中的通信状态来控制通信,对于每个类型通信(语音通信和数据通信)的通信控制是可能的。另一方面,根据其中通过单一的分组交换网络执行语音通信和数据通信的技术,通过交换分组执行来执行通信而不管通信的类型。结果,不容易区分通信的类型,并因此难以根据通信的类型来执行执行通信控制。
[0008]因此,本发明的目的是提供无线通信系统以及基站,以根据通信的类型(语音通信和数据通信)进行通信控制。
[0009]根据本发明的无线通信系统是包括设备的无线通信系统:至少一个用户设备,配置来通过交换分组来执行语音通信和数据通信;多个基站,其每个基站配置来与用户设备执行无线通信;以及控制站,配置来控制用于用户设备通信的、经由基站执行的承载与会话的建立。基站包括:无线通信器,配置来执行与用户设备的无线通信;网络通信器配置来执行与控制站和另一个基站的通信;拥挤级别确定器,配置来确定指示基站中语音通信的拥挤度的语音拥挤级别,以及来确定指示在基站中数据通信的拥挤度的数据拥挤级别;承载建立器,配置来基于控制站控制建立要用于数据通信的数据承载和要用于语音通信的语音承载;等待计时器部件,配置来在数据承载建立后开始计时器,计时器预定时间段后期满;以及接入点控制器,配置来基于基站中的拥挤级别和另一个基站中的拥挤级别,来为用户设备选择接入点基站,并且向用户设备指示接入点基站。当所述用户设备执行语音通信时,控制站被配置来在基站的承载建立器建立数据承载后,开始对于用户设备的语音通信会话,并且在开始语音通信会话后,控制基站的承载建立器建立语音承载。在通过等待计时器部件开始的计时器期满后,如果已经建立了语音承载,则基站的接入点控制器配置来基于语音拥挤级别为用户设备选择接入点基站,以及向用户设备指示接入点基站。在通过等待计时器部件开始的计时器期满后,如果未建立所述语音承载,则基站的接入点控制器被配置来,基于数据拥挤级别为用户设备选择接入点基站以及向用户设备指示接入点基站。
[0010]利用这样的结构,当用户设备执行语音通信时,依照语音拥挤级别来选择接入点基站,而当用户设备执行数据通信时,依照数据拥挤级别来选择接入点基站。换句话说,取决于通信的类型(语音通信和数据通信),选择对于用户设备的接入点基站。因此,可以提高无线通信系统中的吞吐量。此外,凭借使用等待计时器来等待语音承载建立的优点,可能防止在语音承载建立之前和之后可能发生的多个小区间(inter-cell)切换以及防止在语音通信会话开始时可能发生的小区间(inter-cell)切换。结果,可限制呼叫断开。
[0011]在本发明的一个优选实施例中,多个基站包括配置来在第一频率执行与用户设备的无线通信的第一基站和配置来在第二频率执行与用户设备的无线通信的第二基站。每个基站包括测量指令器,其中所述测量指令器配置来指示无线连接到基站的用户设备测量来自至少一个基站的接收质量。在其中第二基站中的拥挤级别低于第一基站中的拥挤级别情况下,第一基站的测量指令器配置来指示无线连接到第一基站的用户设备测量对应于第二基站的第二频率无线电波的接收质量,在其中接收质量超过预定阈值的情况下,第一基站的测量指令器配置来指示无线连接到第一基站的用户设备向第一基站报告接收质量。用户设备被配置来根据测量指令器的指示来测量在第二频率的无线电波的接收质量,并且在其中接收质量超过预定阈值的情况下向第一基站报告接收质量。第一基站的接入点控制器被配置来为用户设备选择第二基站作为对于所述用户设备的接入点基站,以及在其中第一基站接收到接收质量的报告的情况下,向用户设备指示第二基站。
[0012]在此实施例中,可以将第一基站和第二基站构造成不同的基站设备,或者构造成包括第一基站的功能和第二基站的功能的单一设备。
[0013]利用这样的结构,由于用户设备仅当测量的接收质量超过预定阈值时才向第一基站报告接收质量,因此与其中用户设备总是向第一基站报告测量的接收质量的结构相比,限制了用于报告的上行链路无线通信的量。因此,能够减少在用户设备的耗电量。
[0014]在本发明的一个优选实施例中,第一频率和第二频率是不同的。
[0015]在说明书中,“第一频率和第二频率是不同的”意味着包括第一频率和第二频率在中心频率和频带两者中不相同的概念,以及第一频率和第二频率在频带中相同,但是在中心频率中不同的概念。例如,在上述实施例中是其中第一频率的频带和第二频率的频带共同地为2GHz频带,但是其中第一频率的中心频率(例如,2130MHz)不同于第二频率的中心频率(例如,2140MHz)的结构。
[0016]在本发明的一个优选实施例中,依据数据承载建立后语音承载建立的必要的时间周期来确定所述计时器期满的所述预定时间。
[0017]本发明的基站是在无线通信系统中基站,包括:至少一个用户设备,配置来通过交换分组来执行语音通信和数据通信;多个基站,每个所述基站配置来与用户设备执行无线通信;以及控制站,配置来控制用于用户设备通信的、经由所述基站执行的承载与会话的建立。基站包括:无线通信器,配置来执行与用户设备的无线通信;网络通信器,配置来执行与控制站和另一个基站的通信;拥挤级别确定器,配置来确定指示基站中语音通信的拥挤度的语音拥挤级别,以及来确定指示在基站中数据通信的拥挤度的数据拥挤级别;承载建立器,配置来建立基于控制站控制的要用于数据通信的数据承载和要用于语音通信的语音承载;等待计时器部件,配置来在数据承载建立后开始计时器,计时器预定时间段后期满;以及接入点控制器,配置来基于基站中的拥挤级别和另一个基站中的拥挤级别,来为用户设备选择接入点基站,并且向用户设备指示接入点基站。当用户设备执行语音通信时,承载建立器配置来在数据承载建立后,基于控制站执行的控制来建立语音承载以及为用户设备开始语音通信会话。在等待计时器部件开始的计时器期满后,如果已经建立了语音承载,则接入点控制器被配置来基于语音拥挤级别为用户设备选择接入点基站,以及向用户设备指示接入点基站。在等待计时器部件开始的计时器期满后,如果未建立语音承载,则接入点控制器配置来基于数据拥挤级别为用户设备选择接入点基站,以及向用户设备指示接入点基站。
[0018]在本发明的一个优选实施例中,基站是在第一基站和第二基站中的第一基站,其中第一基站配置来在第一频率执行与用户设备的无线通信和第二基站配置来在第二频率执行与用户设备的无线通信。基站包括测量指令器,其中所述测量指令器配置来指示无线连接到基站的用户设备测量来自至少一个基站的接收质量。在其中在第二基站中的拥挤级别低于在第一基站中的拥挤级别的情况下,测量指令器被配置来指示无线连接到第一基站的用户设备测量对应于第二基站的第二频率的无线电波的接收质量,在其中接收质量超过预定阈值的情况下,测量指令器配置来指示无线连接到第一基站的用户设备向第一基站报告接收质量。接入点控制器被配置来选择第二基站作为对于用户设备的接入点基站,以及在其中基站接收到接收质量的报告的情况下,向用户设备指示第二基站。
[0019]在本发明的一个优选实施例中,第一频率和第二频率不同。
[0020]在本发明的一个优选实施例中依据数据承载建立后语音承载建立的必要的时间段来确定计时器期满的预定时间。

【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1是示出根据本发明实施例的无线通信系统I的原理图。
[0022]图2是示出无线通信系统中元件的连接的视图。
[0023]图3是示出根据本发明实施例的用户设备的结构的图。
[0024]图4是示出根据本发明实施例的基站的结构。
[0025]图5是示出根据本发明实施例的控制站的结构。
[0026]图6是示出用于在数据通信开始时执行的承载建立的操作的顺序图。
[0027]图7是示出用于在语音通信开始时执行的承载建立的操作的顺序图。
[0028]图8是示出基于拥挤级别的切换(handover)(频带分布)的顺序图。
[0029]图9为其中将在数据通信开始时的承载建立操作与在语音通信开始时的承载建立操作进行比较的图表。
[0030]图10是示出将在通信开始时承载建立的操作与频带分布的顺序图。
[0031]图11是示出根据本发明一个实施例的频带分布的流程图。
[0032]具体执行方式
[0033]1.无线通信系统的结构
[0034]1-1.无线通信系统的概要结构。
[0035]图1是示出根据本发明实施例的无线通信系统I的原理图。无线通信系统I包括至少一用户设备UE,多个基站eNB,以及核心网络EPC。用户设备UE是在3GPP (第三代合作伙伴计划)的标准(版本8或以上)中规定的用户设备,并且能够通过交换分组执行语音通信和数据通信。基站eNB是在3GPP的标准中规定的演进的基站(演进的节点B),并且能够与用户设备UE无线通信。多个基站eNB通过X2接口相互连接。用户设备UE和基站eNB组成无线网络RN。无线网络RN是遵从3GPP的标准中规定的LTE (长期演进)规范进行操作的E-UTRAN(演进的通用陆地无线接入网)。
[0036]多个基站eNB包括能够在800MHz频带与用户设备UE无线通信的第一基站eNBl以及能够在2GHz频带与用户设备UE无线通信的第二基站eNB2。第一基站eNBl形成第一小区(cell)Cl,而第二基站eNB2形成第二小区C2。每个小区C是无线波从基站eNB能够有效到达的范围。因此,小区C中的用户设备UE能够与对应于小区C的基站eNB执行无线通信。
[0037]核心网络EPC是在3GPP的标准中规定的演进的分组核心,并且遵从3GPP的标准中规定的SAE (系统架构演进)的规范进行操作。核心网络EPC包括多个类型的节点,如稍后将描述的控制站MME和网关GW。
[0038]从以上的描述将会理解,无线通信系统I包括无线网络RN以及作为在3GPP的标准中规定的演进的分组系统(EPS)的核心网络EPC。
[0039]图2是示出无线通信系统中元件的连接的视图。核心网络EPC包括控制站MME和网关GW。控制站MME是在3GPP的标准中规定的移动管理实体,并且被连接到基站eNB和网关GW。控制站MME能够控制用于用户设备UE通过基站eNB的通信的承载和会话的建立。网关GW是在3GPP的标准中规定的SAE网关,并且被连接到基站eNB、核心网EPC中的节点(如控制站MME),和位于核心网EPC外面的分组数据网TON。分组数据网PDN是遵从IP (互联网协议)操作的外部网络(例如,互联网)。网关GW能够路由发送到用户设备UE的用户分组或者由用户设备UE接收的用户分组。网关GW可被构造为单一的SAE网关,或者可由多个节点构成,例如在3GPP的标准中规定的S-GW(服务网关)和P-GW(分组数据网络网关)。
[0040]1-2.用户设备的结构
[0041]图3是示出根据本发明实施例的用户设备的结构的图。用户设备UE包括无线通信器110和控制器120。无线通信器110是用于与基站eNB(eNBl和eNB2)无线通信的元件,并且包括收发天线;接收电路;和发送电路,其中所述接收电路用于从基站eNB接收无线电波,用于转换无线电波为电信号,以及用于将电信号提供到控制器120 ;所述发送电路用于将从控制器120提供的电信号转换为无线电波并且发送无线电波。控制器120能够测量来自每个基站eNB的无线电波的接收质量,并且经由无线通信器110向基站eNB报告接收质量。控制器120是事实上通过用户设备UE中CPU(中央处理单元,未示出)执行计算机程序并且依照计算机程序操作而完成的功能模块。
[0042]1-3.基站的结构
[0043]图4是示出根据本发明实施例的基站的结构。基站eNB包括无线通信器210、网络通信器220、和控制器230。无线通信器210是与用户设备UE无线通信的元件,并且包括接收器天线;接收电路;和发送电路,其中所述接收电路用于从基站eNB接收无线电波,用于转换无线电波为电信号,以及用于将电信号提供到控制器230 ;所述发送电路用于将从控制器230提供的电信号转换为无线电波并且用于发送无线电波。网络通信器220是与另一个基站eNB、控制站MME、网关GW等通信的元件,网络通信器220将从之前提到的其他节点的电信号提供到控制器230,以及将从控制器230提供的电信号发送到之前提到的其他节点。
[0044]控制器230包括拥挤级别确定器232、测量指令器234、承载建立器236、等待计时器部件238、接入点控制器240以及通信控制器242。拥挤级别确定器232确定指示基站eNB中语音通信的拥挤度的语音拥挤级别,以及确定指示基站eNB中数据通信拥挤度的数据拥挤级别。测量指令器234命令无线连接到基站eNB的用户设备UE测量从基站eNB发送的在每个发送频率的无线电波的接收质量。基于控制站MME的控制,承载建立器236建立要用于数据通信的数据承载和要用于语音通信的语音承载。等待计时器部件238在数据承载建立后开始计时器,所述计时器在经过预定时间T阶段后期满。接入点控制器240基于基站eNB和另一个基站中拥挤级别为用户设备UE选择接入点基站TeNB,并且向用户设备UE指示接入点基站。然而,通过控制器230执行的操作并不限于以上描述的元件的操作。
[0045]承载是用于在用户设备UE和网关GW之间交换分组的逻辑通信路径。在本实施例中,通过数据承载交换数据分组(非语音分组),而通过语音承载交换语音分组。从用户设备UE发出的通过承载发送给网关GW的包被网关GW发送到分组数据网络PDN中的目标节点。从分组数据网络TON中的节点发送并且送往用户设备UE的分组,通过承载从网关GW发送到用户设备UE。
[0046]通过不同的服务质量(QoS)来描绘每个承载(数据承载或语音承载)的特征。QoS包括,例如,数据发送率,可允许的延时以及可允许的位错率(BER)。
[0047]控制器230和拥挤级别确定器232、测量指令器234、承载建立器236、等待计时器部件238、接入点控制器240、以及包括在控制器230中的通信控制器242是事实上通过在基站eNB中的CPU(未示出)执行计算机程序并且依照计算机程序来操作而完成的功能模块。
[0048]1-4.控制站的结构
[0049]图5是示出根据本发明实施例的控制站的结构。控制站MME包括网络通信器310和控制器320。网络通信器310是用于与基站eNB和网关GW等通信的元件,并且与之前提到的节点交换电信号。控制器320经由网络通信器310控制基站eNB,以便建立承载(数据承载和语音承载)。所述控制器320是事实上通过在控制站MME中的CPU (中央处理单元,未示出)执行计算机程序并且依照计算机程序来操作而完成的功能模块。
[0050]2.无线通信系统的操作
[0051]2-1.数据承载的建立
[0052]参考图6,将描述当数据通信开始时执行的、用于建立承载的操作。对于数据通信,仅仅需要建立数据承载,不需要建立语音承载。
[0053]数据承载建立之前,在步骤SlO建立RRC (无线资源控制)连接。具体地,为了请求RRC连接的建立,将开始数据通信的用户设备UE向基站eNB发送包含用户设备UE的标示符和其他信息的RRC的连接请求消息(Sll)。当接收到RRC连接请求消息时,并且当请求被允许时,基站eNB向用户设备UE发出RRC连接建立消息(S12)。当接收到RRC连接建立消息时,用户设备UE向基站eNB发出RRC连接建立完成消息(S13)。通过以上描述的顺序,建立在用户设备UE与基站eNB之间的RRC连接。在3GPP的规范中描述了此顺序(例如,3GPP TS 36.331V10.3.0(2011-09))。
[0054]在RRC连接建立之后,在步骤S20,建立数据承载。具体地,基站eNB为了建立数据承载,向控制站MME发送初始UE消息(S21)。当接收到初始UE消息时,控制站MME向基站eNB发送初始环境建立请求消息,以便于控制数据承载的建立(S22)。当接收到初始上下文建立请求消息时,基站eNB向用户设备UE发送用于设置安全模式的安全模式命令消息以及用于设置无线资源控制的RRC连接重置消息(细节将在下面给出)(S23和S24)。用户设备UE根据安全模式命令消息设置用户设备UE自己的安全模式,并且更新用户设备UE自己的无线资源控制设置。然后,用户设备UE向基站eNB发出安全模式完成消息和RRC连接重置完成消息,以报告设置的完成(S25和S26)。当接收到安全模式完成消息和RRC连接重置完成消息时,基站eNB向控制站MME发送初始环境建立响应消息(S27),并且完成数据承载的建立。在3GPP的规范中描述此顺序(例如,3GPP TS 36.331V10.3.0(2011-09)以及3GPPTS 36.413V10.4.0 (2011—12))。
[0055]数据承载的建立完成之后,用户设备UE开始经由数据承载向网关GW数据发送(非语音数据分组)。
[0056]2-2.语音承载的建立
[0057]参考图7,将描述当语音通信开始时执行的建立承载的操作。
[0058]对于语音通信,需要建立数据承载和语音承载两者。为了建立语音承载(将在下面描述步骤S40),根据会话起始协议(SIP)需要已经开始对于用户设备UE的语音通信会话(步骤S30将在下面被描述)。为了根据SIP程序开始语音通信会话,需要在用户设备UE、控制站MME以及网关GW之间交换数据(分组),因此数据承载的建立(之前提到的步骤S20)是必要的。因此,在数据承载建立后(S20),执行SIP程序以开始语音通信会话(S30),然后建立语音承载(S40)。
[0059]对于开始语音通信,首先,执行RRC连接的建立(SlO)和数据承载的建立(S20)。这些操作与那些之前提到的数据通信的开始的那些操作相同,因此省略其描述。
[0060]当数据承载建立时,控制站MME实施SIP程序,以对于将要执行语音通信的用户设备开始语音通信会话(S30)。通过SIP程序触发的语音通信会话是用于关联发起者应用(例如,电话谈话应用和接收器的应用)的逻辑连接。在IETF(因特网工程任务组)的RFC3621 (关于意见3621的请求)中陈述了 SIP程序文献的细节。
[0061]在SIP程序中,经由数据承载在用户设备UE和在另一端的节点之间交换对于开始会话必要的控制消息。在识别对于SIP程序的控制消息仅为数据分组的同时,基站eNB转发用于SIP程序的控制消息。换句话说,基站eNB不识别SIP程序是经由基站eNB本身来执行的这一事实。
[0062]在开始语音通信会话之后,在步骤S40建立语音承载。具体地,控制站MME向基站eNB发送E-RAB建立请求消息,以建立语音承载(S41)。在根据接收到E-RAB建立请求消息时,基站eNB(承载建立器236)向用户设备UE发送RRC连接重置消息(S42)。依据RRC连接重置消息,用户设备UE更新用户设备UE自己的无线资源控制设置,然后向基站eNB发送RRC连接重置完成消息(S43)。当接收的RRC连接重置完成消息时,基站eNB (承载建立器236)向控制站MME发送E-RAB建立响应消息(S44),并且完成语音承载的建立。在3GPP规范中描述此顺序(例如,3GPP TS 36.331V10.3.0(2011-09)以及3GPP TS36.413V10.4.0(2011-12))。
[0063]语音承载建立完成后,用户设备UE经由语音承载与另一端的节点开始语音通信。
[0064]2-3.频带分布控制
[0065]在基站eNB和控制站MME的控制下,用户设备UE能够将无线接入点从当前连接的基站eNB (例如,第一基站eNBl)改为另一个基站eNB (例如,第二基站eNB2)。换句话说,能够切换用户设备UE。切换的标准可以是来自基站eNB的接收质量。例如,当用户设备UE与第一基站eNBl连接时,如果来自第二基站eNB2的接收质量超过来自第一基站eNBl的接收质量,则执行其中对于用户设备UE的接入点从第一基站eNBl改为第二基站eNB2的切换。其中源基站eNB使用的频率不同于目标基站TeNB使用的频率的切换被称为(inter)频间切换。
[0066]然而,即使基于接收质量执行切换,也不保证用户设备UE的无线通信环境将被改进。例如,如果在切换目标基站eNB(接入点基站TeNB)中发生拥挤,则即使从接入点基站TeNB到用户设备UE的无线电波的接收质量是高的,切换后对于用户设备UE的传输率(因此,无线通信系统I的吞吐量)也可能恶化。相反地,如果用户设备UE从拥挤的基站eNB被切换到尽管来自其的接收质量低但不拥挤的基站eNB,则切换后对于用户设备UE的发送率(因此,无线通信系统I的吞吐量)可能提高。
[0067]因此,发明人已经考虑了基于基站eNB中拥挤级别的切换控制。在之后的描述中,由于其中依照基站eNB中拥挤级别来选择(分布)用户设备UE应当被连接到的基站NB (换言之,用于无线通信的频带)的特征,所以基于拥挤级别的切换可以被称为“频带分布”。
[0068]在分组交换网络中的数据通信具有在单位时间中发送的数据分组的量有可能改变的特征,相对可允许数据分组的延时等特点。另一方面,在分组交换网络中的语音通信具有在单位时间中被发送的语音分组的数量难以改变、因为实时通信所以不容许语音分组的延时等特点。因而,对于用户设备UE的语音通信和数据通信要求的服务质量是不同的,因此意识到依据通信类型(语音通信和数据通信)来控制频带分布。
[0069]图8示出了基于拥挤级别的频带分布的操作顺序。在图8的描述中,让我们假设用户设备UE最初与第一基站eNBl无线连接。每个基站eNB的拥挤级别确定器232向另一基站eNB发送所确定的该基站eNB的拥挤级别(例如,无线接入到基站eNB的用户设备UE的数量,基站eNB中无线资源的使用率等),以及接收另一基站eNB的拥挤级别(S100)。换句话说,每个基站eNB总是知道该基站eNB和相邻基站eNB的拥挤级别。
[0070]第一基站eNBl的测量指令器234确定第二基站eNB2中的拥挤级别是否比第一基站eNBl的拥挤级别低(SllO)。如果第二基站eNB2中的拥挤级别比第一基站eNBl的拥挤级别低(如果确定在SllO是YES),则测量指令器234向无线接入到基站eNB的用户设备UE发送RRC连接重置消息(S120),该RRC连接重置消息指示用户设备UE测量在对应于第二基站eNB2的频率(2GHz)的无线电波的接收质量,以及如果测量的接收质量超过阈值Th (如果满足预定的事件触发条件)则向第一基站eNBl报告接收质量。根据从第一基站eNBl接收的RRC连接重置消息,用户设备UE改变用户设备UE自己的设置,并且向第一基站eNBl发送指示改变已完成的RRC连接重置完成消息(S130)。然后,基于设置(B卩,依照来自第一基站eNBl的测量指令器234的指示),用户设备UE测量从第二基站eNB2在2GHz发送的无线电波的接收质量(S140)。用户设备UE确定测量的接收质量是否超过阈值Th(S150)。如果接收质量超过阈值Th (如果满足事件触发条件,并且在S150的决定是YES),则用户设备UE把接收质量放入测量报告消息中并向第一基站eNBl发送测量报告消息(S160)。如果接收质量等于或小于阈值Th (如果决定在S150是NO),则用户设备UE返回到步骤S140,以测量接收质量。
[0071]代替仅当超过阈值Th时报告接收质量的上述结构,用户设备UE可以一直(周期性的)报告对应于第二基站eNB2无线电波的接收质量。
[0072]当从用户设备UE接收到测量报告消息(例如,接收质量的报告)时,第一基站eNBl的接入点控制器240为用户设备UE选择其拥挤级别更低的第二基站eNB2作为接入点基站TeNB,以及向用户设备指示第二基站eNB2。基于通过第一基站eNBl的控制,用户设备UE执行从第一基站eNBl到第二基站eNB2的小区间切换(频带分布)(S170)。通过之前提到的频带分布的优点,用户设备UE能被切换到基站eNB,其中在所述基站eNB,拥挤级别更低的。
[0073]在以上描述中,无线连接到第一基站eNBl的用户设备UE被切换到第二基站eNB2。将意识到无线连接到第二基站eNB2的用户设备可以被切换到第一基站eNBl。
[0074]在以上表述的频带分布中,当用户设备UE执行语音通信时,优选地,使用语音拥挤级别,在步骤SllO做出决定。相反地,当用户设备UE执行数据通信时,优选地,使用数据拥挤级别,在步骤SllO做出决定。
[0075]3.分组交换网络中频带分布的问题和解决方法
[0076]然而,如果将在通信开始时建立承载(图6和7)的操作与之前提到的频带分布(图8)结合,则将有如下所述的问题发生。
[0077]图9为其中将在数据通信开始时的承载建立操作与在语音通信开始时的承载建立操作进行比较的图表。如上所述,一直到RRC连接建立(SlO)和数据承载建立(S20)的操作是公共的。然而,在数据承载建立后可直接开始数据通信,而直到SIP程序(S30)以及语音承载建立(S40)时、甚至在数据承载建立后,才能够开始语音通信。然后,在数据承载建立已经完成后,基站eNB不能分清开始的通信是数据通信还是语音通信。如上所述,SIP程序的控制消息交换只是基站eNB的数据分组,使得基站eNB不能检测SIP程序的执行以决定语音通信的开始。因此,基站eNB难以在数据承载建立已经完成后的时间点,来决定语音拥挤级别和数据拥挤级别是否应该被用于执行频带分布。
[0078]参考图10,将描述当在数据承载建立后直接执行频带分布时可能发生的另一个问题。RRC连接建立(SlO)是与图6和图7相同的。如上所述,为了执行频带分布,需要向用户设备UE发送RRC连接重置消息,以指示用户设备UE测量对应于另一个基站eNB的无线电波的接收质量,并且如果测量的接收质量超过阈值Th,则向服务基站eNB报告接收质量(图8中的S120)。在数据承载建立操作(S20)中,指示包括在向用户设备UE发送的RRC连接重置消息中(S24)。
[0079]在图10中,用户设备UE依据RRC连接重置消息,与数据承载建立操作并行地执行测量和接收质量的报告(S140-S160,但是为了方便图示仅示出步骤S160)。结果,可以在SIP程序之前或SIP程序期间执行基于拥挤级别的小区间切换(频带分布)(S170) (S30)。
[0080]在SIP程序中,经由数据承载,在用户设备UE和在另一端的节点之间交换对于开始会话必要的控制消息。因此,如果(切换)在SIP期间执行频带分布,则可能将花费很长时间以开始语音通信会话,或者语音通信会话的开始将由于切换的失败而失败。此外,让我们假设示例,其中与第一基站eNBl无线连接的用户设备UE将执行语音通信,并且其中第二基站eNB2中的数据拥挤级别更低,而第一基站eNBl中的语音拥挤级别更低。在这种情况下,用户设备UE在数据承载建立后被切换到第二基站eNB2,并且在语音承载建立后被切换到第一基站eNBl。由于切换的成功百分数不是100%,所以以上提到的不必要的切换的执行可增加由于切换失败的呼叫断线的可能性。
[0081]因此,优选地,在数据承载建立后,不直接执行频带分布。在数据承载建立完成时(S20)不应执行频带分布控制,并且更优选地,在确定仅建立数据承载或建立数据承载和语音承载二者时间点执行频带分布。图11图示了这样的频带分布控制的具体例子。
[0082]在图11中,RRC连接建立(SlO)和数据承载建立(S20)如上述图10的结构中的那些一样。基站eNB的等待计时器部件238在数据承载的建立后开始等待计时器(S29),等待计时器在一时间段T后期满。优选地,依据数据承载建立后的语音承载建立的必要时间段来确定计时器的期满时间T。可以自由地决定时间T。例如,时间T可被决定为在其中实际重现了无线通信系统I的实验环境中语音承载建立实际需要的时间段,可基于在电脑上构建的虚拟的无线通信系统中的仿真结果来决定,或可基于在实际运行的无线通信系统I中的测量数据来决定。
[0083]在通过等待计时器部件238开始的计时器期满(S50)后,基站eNB的接入点控制器240根据用户设备UE执行的通信的类型来执行频带分布(S60,S卩,图8中的S140-S170)。换句话说,如果语音承载已经建立,则接入点控制器240基于语音拥挤级别为用户设备UE选择接入点基站TeNB,并且向用户设备UE指示接入点基站。如果语音承载还没有建立,则接入点控制器240基于数据拥挤级别为用户设备UE选择接入点基站TeNB,并且向用户设备UE指示接入点基站。依据用户基站eNB的指示,用户设备UE执行交互小区切换。
[0084]利用这样的结构,当用户设备UE执行语音通信时,基于语音拥挤级别管理频带分布,而当用户设备UE执行数据通信时,基于数据拥挤级别管理频带分布。换句话说,依据通信类型(语音通信和数据通信),选择对于用户设备UE的接入点基站TeNB。因此,可以增强无线通信系统I中的通信吞吐量。此外,通过对于频带分布使用等待计时器等候的优点,可能防止在语音承载建立之前和之后可发生的多个小区间切换,并且可能防止在SIP程序期间(在语音通信会话开始时)可发生的小区间切换。结果,能够限制由频带分布引起的呼叫断线。
[0085]4.修改
[0086]各种修改可被应用于上述实施例中。以下具体的修改作为示例。可以组合从下文中选择的两个或更多的修改。
[0087](I)修改 I
[0088]在上述实施例中,第一基站eNBl使用在800MHz频带的无线电波进行无线通信,而第二基站eNB2使用在2GHz频带的无线电波进行无线通信。然而,可理解以上描述的频率仅是为了说明,可以采用任何其它的频率(频带和中心频率)。特别地,相对于第一基站eNBl使用的频率(第一频率)以及第二基站eNB2使用的频率(第二频率),第一基站eNBl使用的频带可以与第二基站eNB2使用的频带相同,而第一基站eNBl使用的中心频率与第二基站eNB2使用的中心频率可以不同。例如,第一基站eNBl的频带与第二基站eNB2的频带共同地为2GHz频带,但第一基站eNBl的中心频率可以是2130MHz,而第二基站eNB2的中心频率可以是2140MHz。
[0089]此外,在以上描述的实施例的结构中,第一基站eNBl使用的频率(第一频率)可以与第二基站eNB2使用的频率(第二频率)相同。更具体地,第一频率的频带和中心频率可以与第二频率的频带和中心频率相同。当用户设备UE位于第一基站eNBl形成的第一小区Cl和第二基站eNB2形成的第二小区C2重叠的小区边界时,可以(交互小区切换)依照基站的拥挤级别来执行接入点基站的选择。
[0090](2)修改 2
[0091]在上述实施例中,第一基站eNBl与第二基站eNB2是不同的装置。然而,单个的基站eNB可以包括在第一频率能够与用户设备UE通信的第一基站的功能和在不同于第一频率的第二频率能够与用户设备UE通信的第二基站的功能。
[0092](3)修改 3
[0093]在上述实施例中,通信(数据通信或语音通信)通过来自用户设备UE的请求而被触发。然而,将理解例如当由另一用户设备UE进行呼叫发起时,通过来自核心网EPC (例如,控制站MME) —侧的请求来触发通信(数据通信或语音通信)。
[0094](4)修改 4
[0095]用户设备UE可以是能与基站eNB进行无线通信的任意类型设备。例如,用户设备UE可以是蜂窝电话终端、台式个人电脑、笔记本电脑、UMPC(超移动个人电脑)、便携式游戏机或另一无线终端。
[0096](5)修改 5
[0097]在无线通信系统I的每个节点(用户设备UE、基站eNB、控制站MME等)中,可由如FPGA(场可编程门阵列)或DSP (数值信号处理器)之类的硬件或可编程逻辑器件而不是CPU来执行由CPU执行的功能CPU执行的的功能中可以通过来执行以代替。
[0098]参考标记
[0099]1:无线通信系统
[0100]110:无线通信器
[0101]120:控制器
[0102]210:无线通信器
[0103]220:网络通信器
[0104]230:控制器
[0105]232:拥挤级别确定器
[0106]234:测量指令器
[0107]236:承载建立器
[0108]238:等待计时器部件
[0109]240:接入点控制器
[0110]242:通信控制器
[0111]310:网络通信器
[0112]320:控制器
[0113]C(C1,C2):小区
[0114]eNB(eNBl,eNB2):基站
[0115]EPC:核心网
[0116]GW:网关
[0117]MME:控制站
[0118]I3DN:分组数据网络
[0119]QoS:服务质量
[0120]RN:无线网络
[0121]T:时间
[0122]TeNB:接入基站
[0123]Th:阈值
[0124]UE:用户设备
【权利要求】
1.一种无线通信系统,包括: 至少一个用户设备,配置来通过交换分组来执行语音通信和数据通信; 多个基站,每个所述基站配置来与所述用户设备执行无线通信;以及 控制站,配置来控制用于所述用户设备通信的、经由所述基站执行的承载与会话的建立, 所述基站包括: 无线通信器,配置来执行与所述用户设备的无线通信; 网络通信器,配置来执行与控制站和另一个基站的通信; 拥挤级别确定器,配置来确定指示所述基站中语音通信的拥挤度的语音拥挤级别,以及确定指示在所述基站中数据通信的拥挤度的数据拥挤级别; 承载建立器,配置来基于控制站控制建立要用于数据通信的数据承载和要用于语音通信的语音承载; 等待计时器部件,配置来在数据承载建立后开始计时器,所述计时器在预定时间段后期满;以及 接入点控制器,配置来基于所述基站中的拥挤级别和另一个基站中的拥挤级别,来为所述用户设备选择接入点基站,并且向所述用户设备指示所述接入点基站, 当所述用户设备执行语音通信时,所述控制站配置来在所述基站的所述承载建立器建立数据承载后,开始对于所述用户设备的语音通信会话,并且在开始所述语音通信会话后,控制所述基站的所述承载建立器建立语音承载, 在通过所述等待计时器部件开始的所述计时器期满后,如果已经建立了所述语音承载,则所述基站的所述接入点控制器配置来基于所述语音拥挤级别为所述用户设备选择所述接入点基站,以及向所述用户设备指示所述接入点基站,在通过所述等待计时器部件开始的所述计时器期满后,如果未建立所述语音承载,则所述基站的所述接入点控制器配置来基于所述数据拥挤级别为所述用户设备选择所述接入点基站以及向所述用户设备指示所述接入点基站。
2.如权利要求1所述的无线通信系统,其中所述多个基站包括配置来在第一频率与所述用户设备执行无线通信的第一基站和配置来在第二频率与所述用户设备执行无线通信的第二基站, 每个所述基站包括测量指令器,其中所述测量指令器配置来指示无线连接到所述基站的所述用户设备测量来自至少一个基站的接收质量, 在其中所述第二基站中的拥挤级别低于所述第一基站中的拥挤级别的情况下,所述第一基站的所述测量指令器配置来指示无线连接到所述第一基站的所述用户设备测量对应于所述第二基站的第二频率无线电波的接收质量,在其中所述接收质量超过预定阈值的情况下,所述第一基站的所述测量指令器配置来指示无线连接到所述第一基站的所述用户设备向所述第一基站报告所述接收质量, 所述用户设备配置来依据测量指令器的指示来测量在所述第二频率的所述无线电波的接收质量,并且在其中所述接收质量超过预定阈值的情况下向所述第一基站报告所述接收质量, 所述第一基站的所述接入点控制器配置来选择所述第二基站作为对于所述用户设备的接入点基站,以及在其中所述第一基站接收到接收质量的报告的情况下,向所述用户设备指示所述第二基站。
3.如权利要求2所述的无线通信系统,其中所述第一频率和所述第二频率不同。
4.如权利要求1所述的无线通信系统,其中依据所述数据承载建立后所述语音承载建立的必要的时间段来确定所述计时器期满的所述预定时间。
5.一种无线通信系统中的基站,包括: 至少一个用户设备,配置来通过交换分组来执行语音通信和数据通信; 多个基站,每个所述基站配置来与所述用户设备执行无线通信;以及 控制站,配置来控制用于所述用户设备通信的、经由所述基站执行的承载与会话的建立, 所述基站包括: 无线通信器,配置来执行与所述用户设备的无线通信; 网络通信器,配置来执行与控制站和另一个基站的通信; 拥挤级别确定器,配置来确定指示所述基站中语音通信的拥挤度的语音拥挤级别,以及确定指示在所述基站中数据通信的拥挤度的数据拥挤级别; 承载建立器,配置来基于控制站控制建立要用于数据通信的数据承载和要用于语音通信的语音承载; 等待计时器部件,配置来在数据承载建立后开始计时器,所述计时器在预定时间段后期满;以及 接入点控制器,配置来基于所述基站中的拥挤级别和另一个基站中的拥挤级别,来为所述用户设备选择接入点基站,并且向所述用户设备指示所述接入点基站, 当所述用户设备执行语音通信时,所述承载建立器配置来在数据承载建立后,基于控制站的控制来建立所述语音承载以及为所述用户设备开始语音通信会话, 在所述等待计时器部件开始的所述计时器期满后,如果已经建立了所述语音承载,则所述接入点控制器配置来基于所述语音拥挤级别为所述用户设备选择所述接入点基站,以及向所述用户设备指示所述接入点基站,在通过所述等待计时器部件开始的所述计时器期满后,如果未建立所述语音承载,则所述接入点控制器被配置来基于所述数据拥挤级别为所述用户设备选择所述接入点基站,以及向所述用户设备指示所述接入点基站。
6.如权利要求5所述的基站,其中所述基站是在第一基站和第二基站中的第一基站,其中所述第一基站配置来在第一频率执行与所述用户设备的无线通信和第二基站配置来在第二频率执行与所述用户设备的无线通信, 所述基站包括测量指令器,其中所述测量指令器配置来指示无线连接到所述基站的所述用户设备测量来自至少一个基站的接收质量, 在其中在所述第二基站中的拥挤级别低于在所述第一基站中的拥挤级别的情况下,所述测量指令器配置来指示无线连接到所述第一基站的所述用户设备测量对应于所述第二基站的第二频率的无线电波的接收质量,在其中所述接收质量超过预定阈值的情况下,所述测量指令器配置来指示无线连接到所述第一基站的所述用户设备向所述第一基站报告所述接收质量, 所述接入点控制器配置来选择所述第二基站作为对于所述用户设备的接入点基站,以及在其中所述基站接收到接收质量的报告的情况下,向所述用户设备指示所述第二基站。
7.如权利要求6所述的基站,其中所述第一频率和所述第二频率不同。
8.如权利要求5所述的基站,其中依据所述数据承载建立后所述语音承载建立的必要的时间段来确定所述计时器期满的所述预定时间。
【文档编号】H04W40/02GK104137622SQ201280070828
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年12月3日 优先权日:2012年2月28日
【发明者】佐佐木优辅, 小畑和则, 原野圣悟, 矢葺匠吾 申请人:株式会社Ntt都科摩

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