移动通信系统中的网络资源管理器

申请号 CN01822058.4 申请日 2001-12-20 公开(公告)号 CN100380903C 公开(公告)日 2008-04-09
申请人 奥帕雷克斯公司; 发明人 J·诺尔加德; A·拉松; O·舍伦;
摘要 本 发明 涉及一种用于在移动通信系统中提供端到端业务 质量 的方法和装置。该通信系统包含至少一个诸如核心网络(CN)的网络装置和至少一个无线电接入网络(RAN),以便进行基于网际协议(IP)的传输,其中包含一个资源地图的网络资源管理器(NRM)监测和/或控制IP网络中的资源。
权利要求

1.一种用于在移动电信系统中提供端到端业务质量QoS的方法, 该移动电信系统包含至少一个连接到至少一个无线电接入网络RAN的 网络装置并使用基于网际协议IP的传输,其中通过使用无线电资源管 理器来处理RAN中的无线电资源,所述方法的特征在于该方法包含下 列步骤:
-在NRM与无线电资源管理器之间传送资源信息;
-通过使用包含资源地图的网络资源管理器NRM来控制移动电信系 统的IP网络资源,以便提供所述端到端QoS,其中NRM适合于提供以 下功能:对于网络拓扑和网络特征的动态了解、敏感于路径的呼叫接 纳控制、在时间上对资源的调度、为了立即的和未来的使用而处理资 源请求、在资源管理器实体之间的资源信令发送以及将所述NRM耦合 到用于管理RAN中的无线电资源的无线电资源管理功能/实体。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于NRM是在RAN和CN中 使用的。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于NRM是在RAN中使用 的。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于NRM是在CN中使用 的。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于该方法还包含步骤:
-如果所述端到端QoS可被实现,则由NRM接收移动电信系统的IP 网络资源。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于该方法还包含步骤:
-由NRM在移动电信系统的IP网络中预先分配资源。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于该方法还包含步骤:
-在NRM与在至少另一个网络域中使用的至少一个第二NRM之间将 资源信息发信号
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于该方法还包含步骤:
-通过使用用于检索关于IP网络的路由信息的NRM来监测拓扑变 化。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于监测拓扑以便能够对 IP网络资源进行重新分配。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于该方法还包含步骤:
-通过使用资源地图并检查资源沿路径可用,从而执行敏感于路径 的呼叫接纳控制。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于该敏感于路径的呼 叫接纳控制是基于参数的。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于该敏感于路径的呼 叫接纳控制是基于测量的。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于该方法还包含步骤:
-通过在由NRM处理的资源请求中引入作为参数的开始和结束时 间,来随着时间对资源进行调度。
14.一种网络资源管理器NRM,该网络资源管理器包含移动电信系 统内的资源地图,和用于提供下列功能的装置:对于网络拓扑和网络 特征的动态了解、敏感于路径的呼叫接纳控制、在时间上对资源的调 度、为了立即的和未来的使用而处理资源请求、在资源管理器实体之 间的资源信令发送以及将所述NRM耦合到用于管理无线电接入网RAN 中的无线电资源的无线电资源管理功能/实体,所述移动电信系统使用 基于网际协议IP的传输,包含至少一个连接到至少一个RAN的网络装 置,和一个无线电资源管理器,该无线电资源管理器包含用于控制RAN 中的无线电资源的装置,其特征在于该NRM还包含用于与无线电资源 管理器传送资源信息的装置以及用于控制移动电信系统的IP网络中的 资源以便提供端到端业务质量QoS的装置。
15.一种网络资源管理器NRM,该网络资源管理器包含移动电信系 统中的资源地图和用于提供下列功能的装置:对于网络拓扑和网络特 征的动态了解、敏感于路径的呼叫接纳控制、在时间上对资源的调度、 为了立即的和未来的使用而处理资源请求、在资源管理器实体之间的 资源信令发送以及将所述NRM耦合到用于管理无线电接入网RAN中的 无线电资源的无线电资源管理功能/实体,所述移动电信系统使用基于 网际协议IP的传输,包括至少一个连接到至少一个RAN的网络装置和 一个无线电资源管理器,该无线电资源管理器包含用于控制RAN中的 无线电资源的装置,其特征在于该NRM还包含用于与无线电资源管理 器传送资源信息的装置以及用于监测移动电信系统的IP网络中的资源 以便向网络操作者提供反馈的装置。
16.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包含用于要在RAN 和CN中被使用的装置。
17.根据权利要求15所述的NRM,其特征在于它包含用于要在RAN 和CN中被使用的装置。
18.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包含用于RAN中 的要被使用的IP网络资源的装置。
19.根据权利要求15所述的NRM,其特征在于它包含用于RAN中 的要被使用的IP网络资源的装置。
20.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包含用于要在CN 内被使用的装置。
21.根据权利要求15所述的NRM,其特征在于它包含用于在CN内 要被使用的IP网络资源的装置。
22.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包含如果可能满 足所述端到端业务质量则预留IP网络资源的装置。
23.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包含用于在电信 系统的IP网络部分预分配资源的装置。
24.根据权利要求15所述的NRM,其特征在于它包含用于与在至 少一个第二IP网络域内使用的第NRM通信的装置。
25.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包含用于通过检 索涉及IP网络的路由信息来监视拓扑变化的装置。
26.根据权利要求25所述的NRM,其特征在于所述拓扑被监视以 便能够重新分配访间资源。
27.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包括用于通过使 用资源地图并且检查资源沿着路径可用而执行路径敏感的呼叫接纳控 制的装置。
28.根据权利要求27所述的NRM,其特征在于该敏感于路径的呼 叫接纳控制是基于参数的。
29.根据权利要求28所述的NRM,其特征在于该敏感于路径的呼 叫接纳控制是基于测量的。
30.根据权利要求14所述的NRM,其特征在于它包含通过在资源 请求中引入作为参数的开始和结束时间从而随着时间来对资源进行调 度的装置。

说明书全文

技术领域

发明涉及通信系统中的一种方法,并涉及通信系统中的一种网 络资源管理器。

具体地说,本发明涉及用于在移动通信系统中提供改良的性能的 一种网络资源管理器(NRM)和关于它的一种方法,其中的移动通信系 统包含被连接到至少一个无线电接入网络(RAN)的至少一个诸如核心 网络(CN)的网络装置,使用基于网际协议(IP)的传输。

背景技术

图1显示了一种根据现有技术电路交换移动通信系统100。该系 统100包含一个CN104和一个RAN102,其中CN104包含至少一个移动 交换中心(MSC)。RAN102包含至少一个被连接到MSC的控制单元106。 在GSM系统中,控制单元106是基站控制器(BSC),而在UMTS系统 中,控制单元106是无线电网络控制器(RNC)。每个控制单元还被连 接到至少一个基站(BS),并且每个基站适用于分别通过无线电接口 108与至少一个移动终端(MT)进行通信。MSC还通过网关MSC(图中 未显示)连接到公共交换电话网(PSTN)。在图1所示的电路交换系 统中,通过发送信令,即移动终端(MT)将它的网络资源需求向系统 发信号,来保证用于语音和数据会话的网络资源。如果资源可用,则 在整个网络中建立保证会话资源的专用通信电路。
当前建网的一个趋势是向有线和无线的单元提供“全面IP(网际 协议)”(IP all the way)。其目的是简化基础结构、支持范围广 泛的应用并支持对于通信业务的各种用户需求。这个趋势适用于诸如 GSM(全球移动通信系统)、GPRS(通用分组无线电业务)和UMTS(通 用移动通信系统)的无线系统。
向全IP无线系统迈出的一步是用分组交换IP技术替换传统的电 路交换技术。通过这样做,使内建于系统中的网络资源管理机制中的 一些不再可用,并需要被替换掉。诸如MSC、控制器和BS的结构组成 部分仍然存在,但为了提供基于IP的传输,已经用IP路由器替代了 电路交换的网络元件。也就是说,IP路由器被引入网络中,例如在CN 中,在CN与RAN之间,以及在RAN中的BS和BSC之间。在无线部分 中,(在BS和MT之间)通过无线电接口的分组传输受到用于例如管 理无线电资源并提供可靠链路的其它协议(例如RLC、MAC和RRC)的 控制。
在这样的一个系统中,可以通过在逻辑组成部分之间建立IP通道 来模拟业务电路。IP通道必须提供与在电路交换系统中由电路提供的 相等效的承载业务。
在支持具有不同业务质量(QoS)要求的多种业务时,对这个集中 提出一个巨大挑战,这个挑战就是为每个业务提供例如适当的时延、 抖动和分组丢失保证。为了提供适当的QoS,必须在系统中对不同类型 的资源(例如无线电资源、网络资源和功率资源)进行管理。根据不 同标准对用于例如在无线电接入网络(RAN)和核心网络(CN)中管理 这些系统资源的结构组成部分进行了限定。
如在前面部分中描述的,所述趋势是这样的:未来的通信系统将 是全I P多业务系统。图2显示了一个诸如第三代(3G)UMTS系统的 分组交换无线系统200的一个例子。该系统包含一个具有基于IP的传 输的CN,该CN包含IP路由器R和支持节点;用于例如执行移动性功 能的服务GPRS支持节点(SGSN)和用于例如与其它系统(例如互联网 和PSTN)执行相互协作的网关GPRS支持节点(GGSN)。该系统还包 含RAN,RAN包含控制单元204、基站BS和IP路由器R。在系统200 中,SGSN、GGSN、诸如RNC的控制单元204和BS(以及其它网络元件) 通过I P路由器R相互连接。因此,该系统为传送IP分组交换业务进 行了优化,而且它的系统结构不同于电路交换结构。RAN和CN都是在 其中分布(例如在RNC中和在SGSN中)了逻辑功能(例如无线电资源 管理(RRM))的IP网络。
3G无线系统需要支持具有不同的传输QoS要求的多种业务(例如 语音对话、数据传输、数据流媒体等)。会话经常跨越系统的RAN和 CN,并进入其它对等通信系统(例如PSTN)。
此外,3G系统中的业务通常使用所谓的承载业务,对于通过系统 的业务传输,这些承载业务具有不同的QoS特性。UMTS为UMTS承载 业务定义了例如四个QoS级别(对话、流式传输、相互作用、背景)。 还可以在系统域之间对承载业务进行分层和划分。图3显示了UMTS承 载业务作为一个例子。它基于两个组成部分,无线电接入承载(RAB) 业务和CN承载业务。UMTS承载业务的范围是在MT到CN之间,(RAB) 业务是从MT到CN(也可以是反方向),而CN承载业务的范围是在CN 之内。
应该注意的是,承载业务利用基于IP的网络来提供传输。为了提 供适当的承载业务,IP网络中的网络资源必须在业务流之间进行区 别,并且必须被加以管理,以便使这些资源在需要的时候可用。这些 要求必须在系统的所有部分中被满足,以便提供适当的端到端QoS。在 不同系统域中,需要QoS管理功能来实现每个系统域中的承载业务。 UMTS系统依赖于多个承载业务管理器,例如RAB业务管理器和CN业 务管理器,这些承载业务管理器建立、修改和维护它们各自的承载业 务。承载业务管理器位于不同的节点(例如RNC、SGSN、GGSN)中, 这取决于它们在哪个系统域中管理承载业务。因此,无线电资源由处 理该无线电资源的一个或更多个承载业务管理器(例如RAB业务管理 器)进行管理,也就是说,无线电资源管理器可以是RAB业务管理器 的一个部分。
在上面的部分中,为了描述网络资源管理功能在基于IP的无线系 统中的需要,使用UMTS系统作为参考。但是,该描述还可等效地应用 于基于其它当前和发展中的标准(例如cdma2000、GSM/GPRS)和UMTS 标准的发展中版本的无线系统。其它系统和版本可被划分到其它的系 统域,使用其它术语来描述传输业务并用其它方法表征该传输,但是 它们将仍然使用IP网络来传输不同业务。这就意味着:这些系统需要 网络资源管理功能,以使得能够提供某种QoS特性给传输业务。
如上所述,本发明涉及使用基于IP的传输的系统。基于IP的系 统具有一些共有的特性,这些共有特性与IP网络如何工作和它们被如 何设计的性质相关。这些特性在下面进行讨论。
IP协议被设计成在其中不同业务流平等共享网络资源的网络中使 用。这意味着:接收的QoS取决于网络中的当前负载。为了给特定业 务提供QoS保证,就需要QoS机制。下面讨论用于此目的的机制和方 法。
在这些系统中的业务的转发通常基于由分布、动态的域内和域间 的路由协议建立的路由,所述路由协议例如是OSPF(开放最短路径优 先)和BGP(边界网关协议)。这些路由协议自动地检测网络故障,并 建立新的路由来避免故障。
与电路交换系统中的网络拓扑相比,基于IP的系统中的网络拓扑 的层次较少。从图2可以理解,在为IP业务进行优化的3G系统中, 拓扑将是分布式的,。
基于IP的网络的分组交换性质使它们非常适合业务汇集。这尤其 在RAN中使用,在RAN中的链路配置可能是非常昂贵的。在网络可靠 性具有关键性的地方可以使用冗余链路,或使用冗余链路来在热点位 置之间增加资源。可以在图2种看到冗余链路206。
典型地,有两种已知的方法用于为使用IP网络进行传输的CN和 RAN中的承载业务提供QoS保证;或使用例如区别业务(DiffServ) 的QoS机制,或对网络进行过度定量(over-dimension)。
(DiffServ)结构是这样一种QoS框架,它可用于提供用于在网 络中建立业务等级的机制,以便实现在业务之间区别网络资源。当系 统建立时,不同的业务等级被定量,以确保每个等级具有足够的资源。 定量的基础是业务特性和假设的使用统计量。
对于提供一个或多个业务的系统,对该网络进行的过度定量通常 用于确保足够的资源。业务监测经常对过度定量进行补偿,它用来发 现哪里缺少网络资源,并触发对网络的重新定量。对于能够Diffserv 和所描述的“单业务”网络情况,定量和重新定量都是手动完成的, 而且不能对实际资源的使用进行实时控制。
只要定量假设成立,基于该定量的解决方案就生效。但是,如果 假设被打破(例如,如果使用行为改变或网络链路出现故障),就可 能造成一些网络链路过分使用,致使一些正在进行的会话的质量下 降。图4显示了一种RAN,该RAN包含的RNC通过IP路由器连接到许 多BS和许多MT。图4A显示了正常的运行,而图4B显示的是导致另一 链路404上的不足资源的链路402上出现故障期间的情景。通过对资 源进行过度定量,使得能够对较小的定量错误加以处理,就可以避免 这种情况。另一方面,这将使网络在多数时间内得不到充分的使用。 该定量方法所具有的问题是:不可能在定量时预见所有的未来事件, 并且还能获得合理的网络使用。需要一种机构,该机构跟踪资源是如 何在网络中的每个链路上被使用的,并可以拒绝在没有剩余资源来实 现QoS要求的链路上建立新的承载业务。相同的推理适用Diffserv的 情况,在Diffserv情况中,根据假设的业务负载和特性而将网络资源 提供到不同的业务等级。需要一种用于对每个业务等级中的资源加以 管理和控制的机构。
上述问题可被延伸到这样一种情景:当无线系统中的移动终端 (MT)发生移动,并造成在基站之间的切换时。当终端移动时,在网 络的不同部分中对资源的需求也随之改变。不可能预测终端将怎样移 动,并进而预测哪里需要网络资源。如果在系统中没有用于控制和设 置资源的实体,就可能在切换时造成网络链路的过度使用。
图5显示了一种RAN,该RAN包含的RNC通过IP路由器R连接到 许多BS和MT。“ok”表示连接具有足够资源,“nok”表示连接的资 源不足。“1”表示第一情景,“2”表示接下来的第2情景。图5解 释的是另一个问题,也就是在即使系统中资源可用也拒绝会话开始时 出现的另一个问题。考虑当终端尝试开始会话时的情况。会话被拒绝 的原因可能是:如图5a所示的缺乏网络资源;如图5b所示的缺乏无 线电资源;或者如图5c所示的缺乏无线电和网络资源。在某些情况下, 如果终端将其连接点从当前正在服务的基站换到另一个基站,该会话 就可能被接受。
这些问题意味着需要一种具有IP网络中的资源使用/分配和网络 拓扑的所有知识的资源管理机制。
对无线系统传送的承载业务的另一个要求是能在网络的所有部分 中提供端到端的QoS。即使有可能,也很难在系统中对所有的网络部分 进行定量来满足所有可能的QoS要求,同时不引起网络在多数时间的 不充分使用。当网络和系统增长时,通过定量来提供端到端QoS的难 度也随之增大。
在EP1059792中,显示了一种用于无线IP系统中的无线电链路的 无线电资源管理,它描述了一种用于映射IP QoS参数或请求无线电资 源请求的方法和系统。它还解释了用于对无线电资源施加映射和管理 的过程。
EP1059792没有处理无线系统的IP网络的资源管理问题。
因此,本发明的一个目的是实现一种自动网络资源管理,以便在 整个无线和基于IP传输的通信网络中为敏感的业务提供适当的端到端 QoS。
本发明的另一个目的是在不需要在路由器中进行测量的前提下, 以每条链路为基础,随着时间来有效地监测网络资源是如何被运输业 务/呼叫使用的。

发明内容

为了实现上述目的,本发明提供了一种用于在移动电信系统中提 供端到端业务质量QoS的方法,该移动电信系统包含至少一个连接到 至少一个无线电接入网络RAN的网络装置并使用基于网际协议IP的传 输,其中通过使用无线电资源管理器来处理RAN中的无线电资源,所 述方法的特征在于该方法包含下列步骤:-在NRM与无线电资源管理 器之间传送资源信息;-通过使用包含资源地图的网络资源管理器NRM 来控制移动电信系统的IP网络资源,以便提供所述端到端QoS,其中 NRM适合于提供以下功能:对于网络拓扑和网络特征的动态了解、敏感 于路径的呼叫接纳控制、在时间上对资源的调度、为了立即的和未来 的使用而处理资源请求、在资源管理器实体之间的资源信令发送以及 将所述NRM耦合到用于管理RAN中的无线电资源的无线电资源管理功 能/实体。
本发明还提供了一种网络资源管理器NRM,该网络资源管理器包含 移动电信系统内的资源地图,和用于提供下列功能的装置:对于网络 拓扑和网络特征的动态了解、敏感于路径的呼叫接纳控制、在时间上 对资源的调度、为了立即的和未来的使用而处理资源请求、在资源管 理器实体之间的资源信令发送以及将所述NRM耦合到用于管理无线电 接入网RAN中的无线电资源的无线电资源管理功能/实体,所述移动电 信系统使用基于网际协议IP的传输,包含至少一个连接到至少一个 RAN的网络装置,和一个无线电资源管理器,该无线电资源管理器包含 用于控制RAN中的无线电资源的装置,其特征在于该NRM还包含用于 与无线电资源管理器传送资源信息的装置以及用于控制移动电信系统 的IP网络中的资源以便提供端到端业务质量QoS的装置。
本发明还提供了网络资源管理器NRM,该网络资源管理器包含移动 电信系统中的资源地图和用于提供下列功能的装置:对于网络拓扑和 网络特征的动态了解、敏感于路径的呼叫接纳控制、在时间上对资源 的调度、为了立即的和未来的使用而处理资源请求、在资源管理器实 体之间的资源信令发送以及将所述NRM耦合到用于管理无线电接入网 RAN中的无线电资源的无线电资源管理功能/实体,所述移动电信系统 使用基于网际协议IP的传输,包括至少一个连接到至少一个RAN的网 络装置和一个无线电资源管理器,该无线电资源管理器包含用于控制 RAN中的无线电资源的装置,其特征在于该NRM还包含用于与无线电资 源管理器传送资源信息的装置以及用于监测移动电信系统的IP网络中 的资源以便向网络操作者提供反馈的装置
因此,根据本发明,上述目的可以通过向蜂窝通信系统中(例如 在RAN中和/或在诸如CN的网络装置中)引入至少一个网络资源管理 器(NRM)来实现。NRM监测和/或管理和/或储备蜂窝通信系统中的具 有基于IP的传输的网络中的资源,并且,诸如RAB业务管理器的承载 业务管理器管理蜂窝通信网的无线部分中的无线电资源。然而,无线 电资源管理功能/实体如何在内部管理无线部分中的资源则不在本发 明的范围之内。因此,可以在整个蜂窝通信系统中获得端到端的QoS。
本发明的一个优点是:它解决了在基于IP的无线系统中提供可靠 端到端QoS的相关问题。它提高了系统的利用率并保证了QoS。
本发明的另一个优点是:可以在整个RAN中以每个呼叫为基础调 拨资源,而不用在RAN中沿着承载路径发送信令。以每个呼叫为基础 的接纳控制避免了资源的破碎(fragmentation),所述资源的破碎是 在如果为汇集的主干(trunk)储备资源时发生的。资源的破碎降低了 RAN中的总利用。
本发明的另一个优点是:可以在RAN中提供汇集的主干。与用于 提供主干的发送信号的解决方案相比,NRM的一个独特优点是:可以根 据时间(例如,天的时间,星期的天)来对主干资源进行预先分配, 以适应于循环的变化。
本发明的另一个优点是:可以以最大的利用来支持多种业务(例 如,视频、VPN(虚拟专用网络))。可以在每个会话的平上实施对 于不同类型业务之间的优先权的政策。
根据本发明的监测的一个优点是:它向网络操作者的规划和供应 过程提供反馈。
根据本发明的监测的另一个优点是:它实现了在每条链路和随着 时间的基础上对承载业务如何使用网络资源进行的监测。这一特性允 许将本发明用作主动的网络资源管理器和/或被动的监测部件。
附图说明
图1显示了一种电路交换无线系统。
图2显示了一种基于IP的分组交换无线系统。
图3显示了UMTS中的承载业务。
图4显示了在RAN中的链路故障,致使正在进行的会话质量下降。
图5显示了智能切换情景的例子。
图6显示了根据本发明的、无线系统中的网络资源管理器(NRM)。
图7显示了根据本发明的、一种用于寻找具有足够网络和无线电 资源的BS的方法的流程图

具体实施方式

现在特别参照图6和7来描述本发明的优选实施例。根据本发明, 网络资源管理器(NRM)提供以下功能:
●对网络拓扑和网络特性的动态了解,
●基于参数和/或测量的敏感于路径的呼叫接纳控制,
●在时间上对资源的调度,
●为了立即的和未来的使用而处理资源请求的能
●在资源管理器实体之间的资源信令发送,
●将所述NRM实体耦合到用于管理RAN中的无线电资源的无线电资源 管理功能/实体。
NRM可以以软件硬件的形式实现,它可以作为独立节点运行,也 可以作为其它功能(例如诸如RNC的无线电资源(RR)管理功能)运 行在相同节点上。在图6中,NRM601被耦合609到一个负责无线电资 源管理的承载业务管理器607。另一个NRM603位于例如CN的网络装 置中,并负责例如CN的网络装置中的网络资源,还有另一个NRM605, 它位于互联网中。网络装置包含CN和具有对应功能的未来网络(例如 互联网)。多于一个NRM可以自然地位于每个相应的节点中。此外, 每个NRM603还可适用于在另一个NRM605之间执行资源信令611的发 送。NRM还可被集成到其它功能(例如RR)中,以便执行它的所述功 能。因此,NRM可被分布以便运行在多个节点(例如RAN、CN和互联 网)上,和/或在地理上分布在一个网络中。
NRM通过检索关于IP网络(即IP网络的拓扑)的路由信息来获得 动态拓扑知识。在使用链路状态路由协议为IP网络选择路由的情况 中,NRM参与路由选择,并且起一个路由器的作用,也就是说,NRM在 不通告自己的任何路由的情况下与其它路由器对等(peer)(交换信 息),以便检索IP网络的路由信息。建立链路状态路由协议所基于的 基本原理用于确保所有路由器具有完整的拓扑地图。当参与路由协议 时,NRM接收路由信息的速度与路由域中的其它任何路由器一样快,并 因此可以立即检测到拓扑中的变化。
在使用距离矢量协议或静态路由为IP网络选择路由的情况中,不 能使用对等的方法。在这种情况中,路由信息是通过诸如跟踪路由的 测量和/或使用简单网络管理协议(SNMP)自动发现来进行检索的。SNMP 是一组用于管理复杂网络的协议。也可以利用网络拓扑来静态地配置 NRM。当NRM检索路由信息时,它使用网络管理协议(例如SNMP)来 收集关于路由器及它们的接口的信息(例如,接口类型和速度)。NRM 使用这些信息来补充所获得的路由拓扑信息,并确认对路由拓扑进行 了准确的观察。
NRM将路由信息和它从呼叫建立请求接收的资源信息进行组合,以 便创建一个资源地图(呼叫建立请求在下面进行描述)。资源地图包 含关于以每条链路为基础随着时间有多少资源(例如带宽)可用并被 储备的信息。NRM使用该资源地图来确定对于来自一个实体/功能的呼 叫建立请求是否有资源可用(即,它执行一个呼叫接纳控制)。呼叫 接纳控制对于路径是敏感的,也就是说,NRM检查:在沿着资源请求涉 及的业务将要使用的路径上资源可用。呼叫接纳控制可以基于在之前 作出的和当前的资源请求中提供的资源信息(例如,基于参数的呼叫 接纳控制),或者,它也可以基于当前网络负载测量、历史负载数据 和将来负载预测(例如,基于呼叫接纳控制的测量)。测量可以通过 NRM从网络中收集,也可以由网络元件(路由器、交换机等)提供到 NRM。呼叫接纳控制也可以基于参数和测量的组合。
通过在资源请求中引入作为参数的开始和结束时间,就可以随着 时间来对资源进行调度。这就允许NRM为立即和未来的使用处理资源 请求。呼叫建立请求指的是从希望储备网络资源的实体/功能向NRM发 出的请求。发出请求的实体/功能可使用网络资源来向承载业务提供适 当的业务。资源请求至少包含关于其间需要资源的端点以及所需资源 的量的信息。在NRM和发出请求的实体/功能之间的相互作用可以以多 种方式实现,例如通过通信协议、进程间通信和集成软件模之间的 功能性呼叫等,这取决于NRM在该系统中是如何运行的。
基于IP的无线系统中的资源请求实体/功能通常是承载业务管理 器或负责控制跨越IP网络的承载业务的等效实体/功能。承载业务管 理器可为RAN、CN或两者之中的承载业务请求网络资源。
在一个网络域中,NRM控制网络的一个有限部分中的网络资源。这 些域可以是较小的域(例如几个路由器),也可以是很大的域(例如 几万个路由)。通常,NRM控制一个路由域,即由一个域内路由协议选 择路由的网络的一个区域。为了在需要很多NRM的较大系统/网络中提 供网络资源管理,NRM可以交互,也就是相互将资源请求发信号。一个 NRM向另一个NRM发出资源请求的方式与一个非NRM向NRM发出请求 的方式相同。然而,在某些情况中,NRM不需要具备相互发信号的能力, 例如,当不需要进行域之间的通信,并且一个域由一个NRM控制时。 NRM还在“Schelen,0.于1998年在律勒欧的律勒欧大学计算机科学 和电子工程系计算机通信分部的博士论文:Quality of service Agents in the Internet(因特网中的服务质量代理)”和2001年9 月4日提交的瑞典专利申请0102929-7中进行了描述。
由NRM控制的域可以匹配于诸如RAN或CN的系统域,也可以不匹 配。因此,一个或几个NRM可以例如控制一个RAN,或者一个或几个 NRM可以控制一个CN,或者一个NRM可以例如控制网络中的RAN的一 部分和CN的一部分。还有一些系统域,其中使用了NRM以外的机制来 控制网络资源。这意味着:可能有一个或多个实体/功能将资源请求向 一个NRM发信号,或者一个实体/功能向多个NRM发请求信号。
上面描述的本发明的优选实施例可以示例如下:
1.一个事件(例如在公共交换电话网络(PSTN)中向一个电话发 起呼叫的MT)触发一个请求到一个或多个承载业务管理器实体 /功能,以便在无线系统中建立承载业务。承载业务管理器可以 位于不同的节点(例如RNC、SGSN、GGSN等)中,这取决于它 所控制的系统域(例如RAN部分、CN部分)。用于控制无线电 资源的承载业务管理器,无线电资源管理器可以位于RNC中。
2.承载业务管理器发送一个资源请求到NRM,以便保证在其系统 域中存在足够的网络资源。
3.NRM估计在它所控制的网络域中是否有资源可用,如果承载业 务跨越由其它NRM控制的域,则第一NRM与这些NRM进行通信, 以查明在这些域中是否有网络资源可用。如果网络资源可用, 则为承载业务分配资源。
4.NRM向承载业务管理器答复资源请求的结果。
5.无线电资源管理器(例如RAB业务管理器的一部分)已经确保 在其系统域中有无线电资源可用。
6.如果有足够的无线电和网络资源可用,则资源从MT储备到 PSTN。
对于本领域技术人员来说,显而易见,可以以另一种顺序来执行 这些步骤,或者,增加或删除一些步骤仍然可以获得相同的结果。
综上所述,当业务将要开始时,资源被请求,因此NRM使用它对 网络拓扑的知识和它所控制的网络域中的每个链路上的资源使用情况 来计算是否有可用的资源用于接受该资源请求。由此,例如位于RNC 或S GSN或等效物中的承载业务管理器实体/功能将它的资源需求发送 到一个NRM,该NRM确保不会造成网络资源在任何链路上的过分使用, 并因此可以为承载业务提供适当的QoS。如果需要,在不同网络域中的 NRM还接收资源请求来管理跨越多个NRM控制的网络域的业务。如果接 受该请求会导致至少一个链路过分使用,就拒绝该请求。由此,不会 造成资源在任何网络链路上被过分使用。
NRM监测网络拓扑,并立即(即,与路由协议适应链路故障的速度 一样快,或与探头可以发现链路故障的速度一样快)发现拓扑的变化 (例如由于链路故障)。如果发生这种情况,NRM具有计算用于支持正 在进行的会话所需的资源的知识。如果不可能支持新拓扑中所有的正 在进行的会话,则NRM可以通知该系统:为了避免资源过分使用,应 该预占哪些会话。作为对路径敏感的接纳控制和网络了解的结果,不 需要进行过度定量,以便避免链路故障或定量错误的影响。
NRM可以使用它的能力来预先分配网络资源,以便防止在从一个无 线电基站切换到另一个基站时造成资源的过分使用。这是通过为接纳 新呼叫建立一个低于最大可用资源的阈值而获得的。从本质上,用于 承载业务的资源在IP网络中被预先分配,以便在切换时可用。这确保 在高负载时,切换被给予到新的呼叫的优先权。为切换留出的资源量 限定了在切换时呼叫掉线的险和拒绝新呼叫的风险之间的平衡。对 于切换的管理与对一般NRM呼叫接纳如何处理是相似的;NRM中的拓扑 了解使得可以发现哪条链路是在切换时将被使用的,敏感于路径的接 纳控制可以确定在潜在链路上是否有资源可用。在结束切换之前的资 源分配可以用来确保资源的可用性。用来选择潜在链路和预先分配网 络资源的确切算法不在本发明范围之内。应当注意:NRM的特征解决了 对于IP网络的切换问题。
如果用于管理无线电资源和网络资源的承载业务实体(例如RAB 管理器和NRM)是严密耦合的,如下面所述,它们将获得关于无线电和 IP网络资源被如何使用以及在系统中哪里有资源可用的信息。这样, 就可以对无线电和IP网络资源进行结合优化,并使切换指向有可用于 会话的资源的地点,否则会话将被拒绝。
图7描述了一个寻找可以提供无线电和网络资源的无线电基站 (BS)的反复过程的例子。(在这个例子中使用了一个RAB管理器, 但可以自然地使用网络中用于处理无线电资源的另一个管理器实体/ 功能。)
701.向RAB管理器提出请求。
702.RAB管理器以一个优先权顺序编辑一个可能的BS的列表。
703.用于一个路径的、到列表顶部(具有最高优先权)的BS的一 个承载业务(即无线电资源)的请求被发送到NRM。NRM调查是否可以 满足资源请求。
704.是:如果回答为“是”,则将可用资源分配到具有最高优先 权的BS。
否:如果回答为“否”,则将具有最高优先权的BS从列表中删除。 如果之后列表为空,则没有资源可用,而且业务不能被维持或开始。 如果在列表上有剩余的BS,则返回步骤3。
逻辑功能可以在例如位于RNC或等效物中的、具有网络中的无线 电资源情况知识的无线电接入承载(RAB)管理器实体/功能中实现。 相互作用/耦合可以以多种方式实施,例如通过通信协、进程间通信 和集成软件模决之间的功能性呼叫等。
该方法可以通过包含用于执行该方法的步骤的软件代码装置的计 算机程序产品来实现。该计算机程序产品运行在IP网络中的服务器和 /或路由器、和/或无线电网络控制器(RNC)、和/或服务GPRS支持节 点(SGSN)、和/或电信系统中的网关GPRS支持节点(GGSN)中的处 理装置上。该计算机程序被直接加载,或从计算机可用的媒体(例如 软盘、CD和互联网等)加载。然而,本发明还可以以硬件方式实施。
因此,通过使NRM控制IP网络中的分离部分,例如第一NRM控制 RAN中的资源,而第二NRM控制CN中的资源,就可以根据本发明在无 线通信系统中获得端到端QoS。可以由几个NRM控制RAN或CN中的IP 网络资源,也可以由单独的NRM控制RAN或CN中的所有IP网络资源。 因此,NRM和用于控制无线部分中的无线电资源的承载业务管理器在相 互之间通过该系统发送它们的资源需求,以便获得端到端的QoS。
本发明不限于上述优选实施例。可以使用不同的改变、修改和等 效物。因此,不应使用上面的实施例来限制本发明的范围,本发明的 范围由附带的权利要求书限定。
QQ群二维码
意见反馈