專利名稱：移動性管理控制技術(shù)和移動通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)，更具體而言，涉及用于在移動通信系統(tǒng)中控制移動性管理的方法和系統(tǒng)以及該移動通信系統(tǒng)中的基站。
背景技術(shù)：
一般的移動通信系統(tǒng)具有被稱為移動性管理(MM)的功能，移動性管理用于管理移動臺(或UE用戶設(shè)備)的位置，利用該功能可以跟蹤移動臺的位置并尋呼移動臺，即使移動臺處于不執(zhí)行通信的空閑狀態(tài)也是如此。移動臺位置的跟蹤是在由多個小區(qū)組成的區(qū)域粒度上執(zhí)行的，這種區(qū)域被稱為位置管理區(qū)域或跟蹤區(qū)域(下文中在適當(dāng)情況下簡寫為“TA”)。位置管理以這樣的方式執(zhí)行，其使得在移動臺當(dāng)前注冊的跟蹤區(qū)域中移動臺被分派一個臨時的唯一號碼(臨時身份)。當(dāng)移動臺移到另一跟蹤區(qū)域時，在該新的跟蹤區(qū)域中利用被分派給移動臺的臨時身份執(zhí)行移動臺的位置管理(參見3GPP TR 23.822 V0.10.0(2006-01)，技術(shù)報告，pp.29-33)。
圖1是傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)的示意圖。這里，為了避免復(fù)雜，假定跟蹤區(qū)域7由小區(qū)4至6組成，這些小區(qū)分別由三個基站(BTS)1至3覆蓋，并且跟蹤區(qū)域10由小區(qū)9組成，小區(qū)9由基站8覆蓋。這些基站1至3和8可以通過分別經(jīng)由傳輸路徑Xub1至Xub4連接到路由器11而彼此通信，并且還經(jīng)由路由器11連接到BTS控制器12和網(wǎng)關(guān)(GW)13。
在這種傳統(tǒng)系統(tǒng)中，移動性管理實體MME存在于諸如網(wǎng)關(guān)13或BTS控制器12之類的中央控制器中，并且執(zhí)行位置管理，例如向移動臺分派臨時身份。例如，如圖1所示，當(dāng)移動臺14已從跟蹤區(qū)域10移入跟蹤區(qū)域7時，移動臺14從接收自基站1的廣播信號中得知移動臺14已進(jìn)入新的跟蹤區(qū)域7。在得知這一點之后，移動臺14向基站1發(fā)送區(qū)域更新請求，并且被網(wǎng)關(guān)13分派一個臨時身份，以便在跟蹤區(qū)域7中執(zhí)行位置管理。對移動臺14的位置管理由網(wǎng)關(guān)13通過基站1執(zhí)行，其中區(qū)域更新請求被首先發(fā)送到基站1。當(dāng)移動臺14處于空閑模式中時，其周期性地搜索最佳的無線電小區(qū)來寄宿。這種最佳的無線電小區(qū)通常被稱作“寄宿(camped)小區(qū)”，并且控制“寄宿”小區(qū)的的基站被稱作“寄宿基站”。
例如，當(dāng)去往移動臺14的分組從因特網(wǎng)15到達(dá)網(wǎng)關(guān)13時，網(wǎng)關(guān)13詢問移動臺14所處的跟蹤區(qū)域7中的所有基站。從而發(fā)現(xiàn)哪一個基站當(dāng)前容納移動臺14，并且網(wǎng)關(guān)13可以將去往移動臺14的分組傳送到該基站。
在上述傳統(tǒng)系統(tǒng)中，移動性管理實體MME存在于諸如網(wǎng)關(guān)或BTS控制器之類的中央控制器中。然而，還可以給多個基站中的每一個配備相同的移動性管理功能。通常，存在將諸如移動性管理功能之類的管理功能從中央控制器重定位到末端基站的趨勢。
然而，在每個基站都具有移動性管理功能的移動性管理系統(tǒng)中，移動性管理處理的負(fù)載在基站之間是不均勻的。具體而言，安裝在跟蹤區(qū)域的邊界附近的基站將接受來自新進(jìn)入跟蹤區(qū)域的終端的請求，因此，出現(xiàn)了該基站上的負(fù)載可能大于其他基站上的負(fù)載的問題。
圖2是示出了某一示例的示意圖，其中在分布式移動性管理系統(tǒng)中發(fā)生了過量負(fù)載狀態(tài)。假定跟蹤區(qū)域TA中的每個基站都具有移動性管理功能，并且基站BTS1安裝在跟蹤區(qū)域TA的邊界附近。如果大量基站同時進(jìn)入跟蹤區(qū)域TA(例如通過火車的運(yùn)輸)，則基站BTS1將不得不處理來自這許多移動臺的新的區(qū)域更新請求。在這種情況下，可能出現(xiàn)下面兩個問題。
1)第一個問題是將由位于跟蹤區(qū)域的邊界附近的基站BTS1分別分派給移動臺的臨時身份(唯一號碼)可能耗盡。通常，在跟蹤區(qū)域TA內(nèi)分派的用于移動臺標(biāo)識的臨時身份的數(shù)目是預(yù)定的，并且該預(yù)定數(shù)目的臨時身份是在跟蹤區(qū)域TA中的基站之間均勻地分配的，或者根據(jù)每個基站的情形進(jìn)行分配。因此，被分配給基站BTS1的用于移動臺標(biāo)識的臨時身份的數(shù)目是有限的。因此，如果大量移動臺同時發(fā)送新的區(qū)域更新請求，則被分派給這些移動臺的臨時身份耗盡的可能性增大。如果移動臺沒有被分派一個臨時身份，則該移動臺不能在該跟蹤區(qū)域TA中標(biāo)識，導(dǎo)致無法進(jìn)行位置管理。顯然，當(dāng)去往該移動臺的分組到達(dá)網(wǎng)關(guān)GW時，分組不能被傳送到該移動臺。
2)第二個問題是由于在位于跟蹤區(qū)域的邊界附近的基站BTS1中的處理量增大，因此不能處理新的位置更新請求。如上所述，基站BTS1作為其相應(yīng)的服務(wù)基站向這大量的移動臺提供服務(wù)，并且必須向網(wǎng)關(guān)GW發(fā)送用于位置管理的控制信號/從網(wǎng)關(guān)GW接收用于位置管理的控制信號。因此，基站BTS1中的處理量趨向于隨著事件增大，并且當(dāng)處理量達(dá)到基站BTS1的吞吐量極限時，基站BTS1不能處理新的區(qū)域更新請求。另外，隨著基站BTS1中的處理量的增大，連接基站BTS1和路由器的傳輸路徑Xub1的使用率也上升，并且可能接近容量的上限。結(jié)果，如上所述無法跟蹤移動臺的位置的可能性變高，從而導(dǎo)致與該移動臺的通信連接的斷開。
圖3是示出了在傳統(tǒng)的移動性管理方法中斷開與移動臺的通信連接的過程的示例的序列圖。移動臺14首先接收到來自跟蹤區(qū)域10中的基站8的TA信息(時刻T1)，并且作為響應(yīng)，發(fā)出TA更新請求(時刻T2)?；?將服務(wù)BTS(MMSBTS)更新請求發(fā)送到網(wǎng)關(guān)13(時刻T3)，并且當(dāng)從網(wǎng)關(guān)13接收到對該請求的更新ACK響應(yīng)(時刻T4)時，將TA更新ACK響應(yīng)發(fā)送到移動臺14(時刻T5)。下文中，將考慮這樣的情形其中如上所述在跟蹤區(qū)域10中注冊的移動臺14已經(jīng)移入安裝在跟蹤區(qū)域7的邊界附近的基站1的小區(qū)4。
這里，假定基站1缺少用于移動臺標(biāo)識的臨時身份，或者基站1中的處理量已經(jīng)達(dá)到吞吐量上限(即，基站1缺少位置管理資源)。在這種情形中，當(dāng)移動臺14移入小區(qū)4時，移動臺14首先接收到來自跟蹤區(qū)域7中的基站1的TA信息(時刻T9)。作為響應(yīng)，移動臺14發(fā)送TA更新請求(時刻T10)。然而，基站1不能接受來自移動臺14的TA更新請求，因此發(fā)回TA更新NACK響應(yīng)(時刻T11)。因此，移動臺14保持向跟蹤區(qū)域10中的基站8的區(qū)域注冊，盡管移動臺14已經(jīng)在小區(qū)4中。在該狀態(tài)下，當(dāng)去往移動臺14的分組到達(dá)網(wǎng)關(guān)13(時刻T7)時，網(wǎng)關(guān)13向移動臺14的服務(wù)基站8詢問移動臺14位于何處(位置搜索，時刻T8)。然而，由于移動臺14已經(jīng)離開跟蹤區(qū)域10，因此基站8找不到移動臺14。如果即使在經(jīng)過預(yù)定時間段之后基站8仍找不到目標(biāo)(移動臺14)，則基站8以對位置搜索請求的NACK響應(yīng)對網(wǎng)關(guān)13作出響應(yīng)(時刻T11)。因此，網(wǎng)關(guān)13丟棄去往移動臺14的分組。
如上所述，很大的處理負(fù)載被施加在跟蹤區(qū)域中的一個特定基站上的這一事實是不能跟蹤移動臺并且斷開與移動臺的通信連接的一個重要因素。另外，負(fù)載在安裝在跟蹤區(qū)域的邊界附近的基站和不安裝在跟蹤區(qū)域的邊界附近的另一基站之間是不均勻的這一事實意味著，某些基站缺少有限數(shù)目的供分配的臨時身份，而某些基站有富余。因此，整體上來說，臨時身份不能有效使用。
另外，與傳輸線的帶寬等類似，被提供給基站的用于移動臺標(biāo)識的臨時身份和基站的吞吐量可以被認(rèn)為是用于多個移動臺的移動性管理和其通信的共享資源。因此，下文中，用于移動臺標(biāo)識的臨時身份和基站的吞吐量將被稱為“位置管理資源”，并且這些資源中的任何一種的使用率將被適當(dāng)?shù)胤Q為“位置管理資源使用率”或“負(fù)載”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用來解決上述問題。本發(fā)明的目的是提供一種糾正了移動通信網(wǎng)絡(luò)中的特定基站上的負(fù)載的不均勻分擔(dān)的移動性管理控制方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種移動通信系統(tǒng)以及用于該移動通信系統(tǒng)中的移動性管理方法和系統(tǒng)，其可以增強(qiáng)移動通信網(wǎng)絡(luò)中共享網(wǎng)絡(luò)資源的使用，并且可以減少斷開通信連接的移動臺的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的移動性管理控制方法是通過以下步驟執(zhí)行的在多個基站中的每一個處，監(jiān)視其負(fù)載狀態(tài)；以及根據(jù)至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)，確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能從單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，多個基站中的每一個監(jiān)視其負(fù)載狀態(tài)，并且當(dāng)接收到來自移動臺的位置管理請求時，基站查看其自身的負(fù)載狀態(tài)，并可以根據(jù)其自身的負(fù)載狀態(tài)確定是否將與來自移動臺的位置管理請求有關(guān)的移動性管理功能分配給另一基站。另外，在開始移動臺的位置管理之后，基站可以根據(jù)其自身的負(fù)載狀態(tài)確定是否將移動臺的移動性管理重定位到另一基站。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，多個基站中的每一個具有對移動臺的移動管理功能，其中每個基站監(jiān)視其負(fù)載狀態(tài)。通過收集來自多個基站的相應(yīng)負(fù)載狀態(tài)，根據(jù)至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)，確定是否將對至少一個移動臺的移動性管理功能轉(zhuǎn)移到另一基站。
根據(jù)本發(fā)明的基站包括執(zhí)行移動臺的移動管理的移動管理器；用于檢測基站的負(fù)載狀態(tài)的負(fù)載檢測器；以及確定部分，所述確定部分用于根據(jù)基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能轉(zhuǎn)移到另一基站。
根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)包括至少一個移動臺和多個基站，其中多個基站中的每一個具有用于監(jiān)視其負(fù)載狀態(tài)的監(jiān)視器，并且還包括確定部分，所述確定部分用于根據(jù)至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能從單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將與移動臺有關(guān)的移動管理從一個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。因此，當(dāng)基站之間有不均勻的負(fù)載狀態(tài)時，移動管理被從具有高負(fù)載狀態(tài)的基站轉(zhuǎn)移到具有低負(fù)載狀態(tài)的另一基站以便抵消這種不均勻的負(fù)載狀態(tài)。例如，當(dāng)一個基站檢測到該基站和另一基站之間的這種不均勻的負(fù)載狀態(tài)時，移動管理可以在這些基站之間轉(zhuǎn)移，其方向使得減少了基站之間的負(fù)載差別。
另外，解決基站之間的移動管理的不均勻的負(fù)載狀態(tài)可以減少通信線路的不均勻的使用率，從而允許接受新的更大數(shù)目的移動臺，這導(dǎo)致每個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)容量最大化。具體而言，在針對每個移動管理區(qū)域(跟蹤區(qū)域，在該區(qū)域中劃分了多個基站)執(zhí)行移動臺的移動管理的移動通信系統(tǒng)中，區(qū)域注冊請求和位置管理處理趨向于集中在安裝在移動管理區(qū)域的邊界附近的基站上。根據(jù)本發(fā)明，可以有效地消除這種不均勻的處理量。


圖1是傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)的示意圖。
圖2是示出了在分布式移動性管理系統(tǒng)中產(chǎn)生過量負(fù)載狀態(tài)的示例的示意圖。
圖3是示出了在傳統(tǒng)移動性管理方法中斷開與移動臺的通信連接的過程的示例的序列圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的模式的移動通信系統(tǒng)的示意圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的模式的基站的示意性配置的框圖。
圖6示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的分配請求和分配請求拒絕有關(guān)的閾值設(shè)置。
圖7示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的重定位請求有關(guān)的閾值設(shè)置。
圖8A示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的高負(fù)載和低負(fù)載通知有關(guān)的閾值設(shè)置。
圖8B是用于描述執(zhí)行高負(fù)載和低負(fù)載通知的時序的圖。
圖9示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的分配請求、分配拒絕、分配停止和分配歡迎有關(guān)的閾值設(shè)置。
圖10是示出了根據(jù)本模式的用于負(fù)載調(diào)整的基站的確定操作的流程圖。
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的移動性管理控制方法的序列圖。
圖12(a)-(h)示意性地示出了在圖11的序列中使用的信號中包含的信息片段。
圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的移動性管理控制方法的序列圖。
圖14(a)-(b)示意性地示出了在圖13的序列中使用的信號中包含的信息片段。
圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的移動性管理控制方法的序列圖。
具體實施例方式
圖4是根據(jù)本發(fā)明的模式的移動通信系統(tǒng)的示意圖。這里，為了避免復(fù)雜，假定N個基站BTS1至BTSN構(gòu)成了跟蹤區(qū)域TA1，并且基站BTS1是安裝在跟蹤區(qū)域邊界附近的基站。而且，假定移動臺的服務(wù)基站(服務(wù)BTS)的功能被基于移動性管理控制(將在后面描述)從基站BTS1重定位到另一基站BTSi(2≤i≤N)。基站BTS1至BTSN可以通過網(wǎng)絡(luò)21彼此通信，還可以與移動性管理基站控制器(MMBSC)22和網(wǎng)關(guān)(GW)20中的每一個通信。
在根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中，移動性管理實體MME存在于基站BTS1至BTSN中的每一個內(nèi)，并且執(zhí)行移動性管理，包括向移動臺(或UE用戶設(shè)備)分派臨時身份(唯一號碼)、服務(wù)BTS的重定位(relocate)/分配(allocate)等等。
圖4中所示的移動臺23當(dāng)前位于基站BTS2的小區(qū)中。然而，假定移動臺23最初從跟蹤區(qū)域TA2進(jìn)入跟蹤區(qū)域TA1，并將區(qū)域更新請求發(fā)送到基站BTS1，基站BTS1隨后生成移動臺23的移動性管理信息(MMC)，并向移動臺23分派在跟蹤區(qū)域TA1內(nèi)使用的臨時身份(TATI跟蹤區(qū)域臨時身份)。因此，在這種情況下，基站BTS1是移動臺23的服務(wù)基站(下文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下也稱為移動性管理服務(wù)基站或MMSBTS)，其是跟蹤區(qū)域TA1中移動臺23的位置管理實體，并且用作網(wǎng)關(guān)20和移動臺23之間的中介基站。另一方面，位于移動臺23當(dāng)前存在的小區(qū)中的基站BTS2是移動臺23的寄宿基站(下文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下也稱為移動性管理寄宿基站或MMCBTS)。寄宿基站由移動臺選擇。
在網(wǎng)關(guān)20中注冊移動臺23和跟蹤區(qū)域TA1中的基站BTS1之間的對應(yīng)關(guān)系。另外，網(wǎng)關(guān)20利用唯一號碼PI(永久身份)來標(biāo)識每個移動臺。
控制信號通過基站BTS1在移動臺23和網(wǎng)關(guān)20之間傳輸，基站BTS1是移動臺23的服務(wù)BTS。例如，當(dāng)去往移動臺23的分組到達(dá)網(wǎng)關(guān)20時，網(wǎng)關(guān)20向作為移動臺23的服務(wù)BTS的基站BTS1詢問移動臺23的位置。基站BTS1向跟蹤區(qū)域TA1中的所有其他基站BTS2至BTSN詢問移動臺23的位置。這里，由于基站BTS2以ACK響應(yīng)作出響應(yīng)，因此基站BTS1將基站BTS2的ID通知給網(wǎng)關(guān)20，從而去往移動臺23的數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)21和基站BTS2到達(dá)移動臺23。相反地，當(dāng)移動臺23通過網(wǎng)關(guān)20向因特網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)時，來自移動臺23的呼叫設(shè)置請求被從寄宿基站BTS2經(jīng)由服務(wù)基站BTS1傳送到網(wǎng)關(guān)20。當(dāng)這樣在移動臺23和網(wǎng)關(guān)20之間建立了連接時，來自移動臺23的數(shù)據(jù)被經(jīng)由基站BTS2傳送到網(wǎng)關(guān)20。
另外，還可以是如下情形即在移動臺23當(dāng)前位于的小區(qū)中的寄宿基站被周期性地通知給服務(wù)基站BTS1，從而服務(wù)基站BTS1一直跟蹤移動臺23的位置。在這種情況下，可以對來自網(wǎng)關(guān)20的關(guān)于移動臺23的位置的詢問作出快速的響應(yīng)。
在基站之間進(jìn)行負(fù)載調(diào)整所需的基站參數(shù)是在每個基站中預(yù)先設(shè)置的。基于這些參數(shù)，每個基站監(jiān)視其自身的負(fù)載狀態(tài)，或者其他基站的負(fù)載狀態(tài)以及其自身的負(fù)載狀態(tài)，并執(zhí)行負(fù)載調(diào)整以使得其他基站上的負(fù)載和其自身的負(fù)載變得盡可能均勻。例如，每個基站上的負(fù)載調(diào)整以這樣的方式執(zhí)行，其使得在跟蹤區(qū)域的邊界附近的基站BTS1(其可能作為MMSBTS為很多移動臺服務(wù)并且可能是負(fù)載最重的)將移動臺的移動性管理信息重定位到另一基站BTSi，或者以另一種方式執(zhí)行，其使得當(dāng)基站BTS1上的負(fù)載超過預(yù)定水平時，基站BTS1向另一基站BTSi分配來自新進(jìn)入的移動臺MS的新的區(qū)域注冊請求。對于這種負(fù)載調(diào)整，除了與其他基站交換負(fù)載信息外，每個基站還有預(yù)設(shè)的用于確定是否將移動性管理應(yīng)用分配或重定位到另一基站以及是接受還是拒絕這種分配等等的標(biāo)準(zhǔn)。下面將描述對于這樣負(fù)載調(diào)整要發(fā)送和接收的信息元素。
(a)移動性管理參數(shù)MMP基站控制器22有每個基站執(zhí)行移動性管理所需的移動性管理參數(shù)MMP，并且當(dāng)系統(tǒng)被初始化時將其傳送到每個基站。每個基站根據(jù)移動性管理參數(shù)MMP設(shè)置其內(nèi)部參數(shù)值。這些參數(shù)包括基站之間的負(fù)載調(diào)整所需的基本參數(shù)，這將在下面描述。例如，移動性管理參數(shù)MMP包括以下參數(shù)
●BTS_ID特定于基站的ID●TA_ID特定于基站所屬的跟蹤區(qū)域TA的ID●TATI_total＝[TATI(1)，...，TATI(M)]用于移動臺標(biāo)識的臨時身份(Ntotal(用于移動臺標(biāo)識的臨時身份的總數(shù))＝M)●NBTS_ID＝[BTS_ID(1)，...，BTS_ID(L)]與其交換負(fù)載信息的相鄰基站的ID●負(fù)載調(diào)整閾值負(fù)載調(diào)整閾值可以包括與分配有關(guān)的閾值、與重定位有關(guān)的閾值和/或與通知有關(guān)的閾值，例如以下所列舉的●SR_T分配請求閾值●PR_T分配拒絕閾值●HLCR_T高負(fù)載注冊重定位閾值●LLCR_T低負(fù)載注冊重定位閾值●HLR_T高負(fù)載通知閾值/分配限制閾值●LLR_T低負(fù)載通知閾值/分配接受閾值(b)移動性管理上下文MMC具有移動性管理功能的每個基站生成并存儲移動性管理上下文MMC，作為關(guān)于移動臺的移動性管理信息。在正討論的跟蹤區(qū)域TA中針對移動臺指定一個服務(wù)基站(MMSBTS)。例如，移動性管理上下文MMC包括以下信息●MMSBTS_ID移動臺的服務(wù)基站(MMSBTS)的ID●MS_ID移動臺的ID(PI、TATI)(c)移動性管理負(fù)載信息MMLI移動性管理負(fù)載信息MMLI是要在基站之間交換的信息元素，以供正討論的基站執(zhí)行與相鄰基站的負(fù)載調(diào)整。例如，移動性管理負(fù)載信息MMLI包括以下信息●發(fā)送者BTS_ID發(fā)送MMLI的基站的ID●TA_ID發(fā)送MMLI的基站所屬的跟蹤區(qū)域的ID●時間戳生成該MMLI的時間
●LOAD_STATE基站的當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)(例如，HIGH(高)、MIDDLE(中)或LOW(低))基站的負(fù)載狀態(tài)或位置管理資源使用率完全可以利用多個水平來指示。負(fù)載狀態(tài)還可以由負(fù)載類型代表。例如，Nuse對Ntotal的比率(Nuse/Ntotal)或基站的CPU使用率(％)可以用作基站的負(fù)載狀態(tài)或位置管理資源使用率，其中Nuse是已經(jīng)分派的臨時身份的數(shù)目，Ntotal是在每個基站中設(shè)置的用于移動臺標(biāo)識的臨時身份的總數(shù)。或者，Nuse/Ntotal和CPU使用率的組合可以用于代表一種負(fù)載狀態(tài)。在任何一種情況下，都希望使用代表每個基站的負(fù)載狀態(tài)的指示符以便可以在基站之間適當(dāng)?shù)貓?zhí)行負(fù)載調(diào)整。
1.基站圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的模式的基站的示意性配置的框圖?；綛TS具有用于執(zhí)行與位于其自身的小區(qū)中的移動臺的無線通信的無線系統(tǒng)101?；綛TS還具有基帶處理器102、控制器103和通信處理器104。基帶處理器102和控制器103分別執(zhí)行用戶數(shù)據(jù)和控制信號的處理，通信處理器104可以通過網(wǎng)絡(luò)21向網(wǎng)關(guān)20或基站控制器22發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制信號并從網(wǎng)關(guān)20或基站控制器22接收用戶數(shù)據(jù)和控制信號。
控制器103包括移動性管理實體MME。當(dāng)在初始化時接收到來自基站控制器22的上述移動性管理參數(shù)MMP時，控制器103設(shè)置必要的參數(shù)，從而使移動性管理功能準(zhǔn)備好。另外，在負(fù)載調(diào)整確定部分106中設(shè)置負(fù)載調(diào)整閾值。這里，例如，與分配有關(guān)的閾值SR_T和PR_T、與重定位有關(guān)的閾值HLCR_T和LLCR_T，以及與通知有關(guān)的閾值HLR_T和LLR_T被設(shè)置作為負(fù)載調(diào)整閾值，其細(xì)節(jié)將在下面描述。還可以設(shè)置SR_T、PR_T、HLR_T和LLR_T作為與分配/重定位有關(guān)的閾值。另外，控制器103從已被設(shè)為通過網(wǎng)絡(luò)21與其交換負(fù)載信息的基站的每個相鄰基站(NBST_ID)接收移動性管理負(fù)載信息MMLI?？刂破?03從LOAD_STATE中提取出每個相鄰基站的負(fù)載狀態(tài)，并將其輸出到確定部分106。
基站的負(fù)載狀態(tài)由負(fù)載檢測部分105檢測。如上所述，基站的用于移動臺標(biāo)識的臨時身份的使用率(Nuse/Ntotal)或CPU使用率可以用作該基站的負(fù)載狀態(tài)?？刂破?03將基站的負(fù)載狀態(tài)存儲在移動性管理負(fù)載信息MMLI的LOAD_STATE中，該信息MMLI被從通信處理器104發(fā)送到每個相鄰基站(NBTS_ID)。移動性管理負(fù)載信息MMLI的發(fā)送可以周期性地執(zhí)行。然而，更優(yōu)選地在滿足預(yù)定條件的時刻執(zhí)行發(fā)送(將在下面描述)，這是因為這樣網(wǎng)絡(luò)21上的負(fù)載幾乎未被增加。
負(fù)載調(diào)整確定部分106接收相鄰基站和該基站的負(fù)載狀態(tài)作為輸入，并將其與預(yù)設(shè)的負(fù)載調(diào)整閾值相比較，從而確定是否請求MMSBTS的分配/重定位、是否接受/拒絕來自相鄰基站的請求等等。
另外，控制器103、通信處理器104、負(fù)載檢測部分105和負(fù)載調(diào)整確定部分106的功能也可以通過在程序控制的處理器上執(zhí)行相應(yīng)程序來實現(xiàn)。下文中，將詳細(xì)描述負(fù)載調(diào)整閾值和負(fù)載調(diào)整操作。
2.負(fù)載調(diào)整2.1)分配請求和分配拒絕圖6示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的分配請求有關(guān)的閾值和與分配請求的拒絕有關(guān)的閾值的設(shè)置。為了簡化，“分配請求”在下面的圖中也由“ALLOC RQ”代表。
如圖6所示，分配請求閾值SR_T是用于確定新的區(qū)域注冊請求是否可以被分配給相鄰基站的參考值。由于隨著負(fù)載(位置管理資源使用率)變高更加難以接受新的區(qū)域注冊，因此希望在基站變得難以執(zhí)行處理之前將新的區(qū)域注冊分配給相鄰基站。
這里，當(dāng)目前基站上的負(fù)載超過分配請求閾值SR_T時，關(guān)于新的區(qū)域注冊(在其發(fā)生時)的處理的分配請求可以被發(fā)出到相鄰基站。如果目前基站上的負(fù)載不高于分配請求閾值SR_T，則不作出分配請求。通過如上所述設(shè)置用于作出分配請求的某一參考值，可以促進(jìn)基站之間的負(fù)載調(diào)整，而不給網(wǎng)絡(luò)21施加負(fù)載。
而且，分配拒絕閾值PR_T是用于確定是否可以拒絕來自相鄰基站的關(guān)于新的區(qū)域注冊請求的分配請求的參考值。由于隨著負(fù)載(位置管理資源使用率)變高更加難以接受新的區(qū)域注冊，因此希望在負(fù)載高達(dá)某一程度時拒絕來自另一基站的分配請求。這里，即使從相鄰基站發(fā)出關(guān)于新的區(qū)域注冊的分配請求，當(dāng)目前基站上的負(fù)載超過分配拒絕閾值PR_T時，拒絕分配請求的信號也可以被發(fā)回到該相鄰基站。
另一方面，如果目前基站上的負(fù)載不高于分配拒絕閾值PR_T，則不能拒絕來自相鄰基站的關(guān)于新的區(qū)域注冊的分配請求。從而，在相鄰基站上的負(fù)載與上述作出的分配請求一樣高并且目前基站上的負(fù)載較低的情況下，可以控制接受分配請求的負(fù)載。例如，分配拒絕閾值PR_T被設(shè)為比分配請求閾值SR_T低的值，從而負(fù)載超過分配請求閾值SR_T的基站發(fā)出分配請求，而如果在相鄰基站中存在負(fù)載不高于分配拒絕閾值PR_T的基站，則可以向該相鄰基站分配新的區(qū)域注冊。從而，可以促進(jìn)基站之間的負(fù)載調(diào)整。
另外，當(dāng)分配請求被每一個相鄰基站拒絕(即，每一個相鄰基站都是高負(fù)載的)時，作出分配請求的基站為作出新的區(qū)域注冊請求的移動臺生成移動性管理上下文MMC，并向網(wǎng)關(guān)20注冊其自身作為該移動臺的MMSBTS。
2.2)重定位請求圖7示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的重定位請求有關(guān)的閾值的設(shè)置。重定位請求包括將關(guān)于目前基站用作服務(wù)基站的移動臺的移動性管理上下文重定位到相鄰基站(即，將位置管理從目前基站重定位到相鄰基站)的請求，以及將關(guān)于相鄰基站用作服務(wù)基站的移動臺的移動性管理上下文重定位到目前基站(即，將位置管理從相鄰基站重定位到目前基站)的請求。
高負(fù)載注冊重定位閾值HLCR_T是用于確定是否可以對相鄰基站作出PUSH請求的參考值。當(dāng)負(fù)載(位置管理資源使用率)變高時，不僅難以接受新的TA注冊，還在處理中發(fā)生了延遲。因此，希望在目前基站變得難以執(zhí)行處理之前將當(dāng)前作為移動臺的服務(wù)基站的目前基站的責(zé)任重定位到相鄰基站。這里，當(dāng)目前基站上的負(fù)載超過高負(fù)載注冊重定位閾值HLCR_T時，目前基站可以選擇目前基站作為服務(wù)基站正為其提供服務(wù)的一個或多個移動臺，并可以發(fā)送PUSH請求以將對所選的(一個或多個)移動臺的責(zé)任重定位到相鄰基站。不再作為服務(wù)BTS的這一事實可以減小上述的用于位置管理的處理量，從而導(dǎo)致負(fù)載的減小。如果目前基站上的負(fù)載不高于高負(fù)載注冊重定位閾值HLCR_T，則不作出PUSH請求。
低負(fù)載注冊重定位閾值LLCR_T是用于確定是否可以對相鄰基站作出PULL請求的參考值。當(dāng)負(fù)載(位置管理資源使用率)低到某一程度時，希望(如果存在高負(fù)載的相鄰基站的話)重定位該相鄰基站作為服務(wù)基站執(zhí)行的位置管理，以在基站之間均衡負(fù)載。這里，當(dāng)目前基站上的負(fù)載等于或低于低負(fù)載注冊重定位閾值LLCR_T時，目前基站可以作出PULL請求。當(dāng)目前基站上的負(fù)載超過低負(fù)載注冊重定位閾值LLCR_T時，不作出PULL請求。
優(yōu)選地，低負(fù)載注冊重定位閾值LLCR_T被設(shè)為比高負(fù)載注冊重定位閾值HLCR_T低的值。這是因為當(dāng)負(fù)載超過高負(fù)載注冊重定位閾值HLCR_T的基站發(fā)出PUSH請求時，如果存在負(fù)載等于或低于低負(fù)載注冊重定位閾值LLCR_T的相鄰基站，則具有高負(fù)載的基站很容易將其位置管理的責(zé)任重定位到相鄰基站。從而，可以促進(jìn)基站之間的負(fù)載調(diào)整。
另外，當(dāng)即使已經(jīng)作出PUSH請求也沒有相鄰基站作出PULL請求(即，每一個相鄰基站都是高負(fù)載的)時，作出PUSH請求的基站仍然作為服務(wù)基站。
2.3)高負(fù)載/低負(fù)載通知圖8A示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的高負(fù)載和低負(fù)載通知有關(guān)的閾值的設(shè)置。圖8B是用于描述執(zhí)行高負(fù)載和低負(fù)載通知的時序的圖。
參考圖8A，高負(fù)載通知閾值HLR_T是用于確定移動性管理負(fù)載信息MMLI的LOAD_STATE是否可以被設(shè)為“HIGH”并被發(fā)送到相鄰基站的參考值。當(dāng)負(fù)載(位置管理資源使用率)變高時，不僅難以接受新的區(qū)域注冊請求，還難以接受來自相鄰基站的服務(wù)基站的位置管理。因此，優(yōu)選地，將新的區(qū)域注冊請求(在其發(fā)生時)分配給相鄰基站，或者將目前基站作為移動臺的服務(wù)基站具有的對位置管理的責(zé)任重定位到相鄰基站。
這里，當(dāng)基站自身的負(fù)載超過高負(fù)載通知閾值HLR_T時，基站可以將移動性管理負(fù)載信息MMLI(LOAD_STATE＝“HIGH”)發(fā)送到其相鄰基站。接收到該MMLI(LOAD_STATE＝“HIGH”)的相鄰基站確定發(fā)送該MMLI的基站處于高負(fù)載狀態(tài)，并且將不向該基站作出分配請求或重定位請求。
當(dāng)基站自身的負(fù)載不高于低負(fù)載通知閾值LLR_T時，基站可以將移動性管理負(fù)載信息MMLI(LOAD_STATE＝“LOW”)發(fā)送到其相鄰基站。接收到該MMLI(LOAD_STATE＝“LOW”)的相鄰基站確定發(fā)送該MMLI的基站處于低負(fù)載狀態(tài)。如果必要的話，相鄰基站可以向該基站作出分配請求或重定位請求。在基站接收到來自多個相鄰基站的MMLI(LOAD_STATE＝“LOW”)的情況下，基站可以按MMLI的到達(dá)時間的順序(從最晚的到最早的)確定分配或重定位的目標(biāo)。
另外，在基站自身的負(fù)載高于低負(fù)載通知閾值LLR_T但是不高于高負(fù)載通知閾值HLR_T的情況下，基站將移動性管理負(fù)載信息MMLI(LOAD_STATE＝“MIDDLE”)發(fā)送到其相鄰基站。
另外，當(dāng)基站將移動性管理負(fù)載信息MMLI(LOAD_STATE＝“HIGH”)發(fā)送到其相鄰基站但是沒有從任何一個相鄰基站接收到MMLI(LOAD_STATE＝“LOW”)時(即，當(dāng)每一個相鄰基站都是高負(fù)載的時)，該基站接受新的區(qū)域注冊請求或保持作為服務(wù)基站的責(zé)任。
移動性管理負(fù)載信息MMLI可以周期性地發(fā)送。然而，通過在某一時刻發(fā)送MMLI可以減小發(fā)送量，如圖8B所示，該時刻是負(fù)載(位置管理資源使用率)與低負(fù)載通知閾值LLR_T和高負(fù)載通知閾值HLR_T相交的時刻。換句話說，基站在負(fù)載的當(dāng)前值剛好超過高負(fù)載通知閾值HLR_T的時刻將MMLI(LOAD_STATE＝“HIGH”)發(fā)送到其相鄰基站?；驹谪?fù)載的當(dāng)前值剛好低于高負(fù)載通知閾值HLR_T的時刻將MMLI(LOAD_STATE＝“MIDDLE”)發(fā)送到其相鄰基站?；驹谪?fù)載的當(dāng)前值剛好低于低負(fù)載通知閾值LLR_T的時刻將MMLI(LOAD_STATE＝“LOW”)發(fā)送到其相鄰基站。基站在負(fù)載的當(dāng)前值剛好超過低負(fù)載通知閾值LLR_T的時刻將MMLI(LOAD_STATE＝“MIDDLE”)發(fā)送到其相鄰基站。
2.4)與分配/重定位有關(guān)的閾值的設(shè)置示例在基站中設(shè)置的負(fù)載調(diào)整閾值通常是基于以下策略確定的
(1)當(dāng)目前基站上的負(fù)載非常低時，歡迎來自另一基站的分配/重定位請求，以與其他基站相平衡。
(2)當(dāng)負(fù)載從該低負(fù)載開始增大時，不歡迎來自另一基站的分配/重定位請求，但是也不拒絕。
(3)當(dāng)負(fù)載進(jìn)一步增大時，作出停止發(fā)送分配/重定位請求的請求，但是不拒絕分配/重定位請求(如果有的話)。
(4)當(dāng)負(fù)載仍舊進(jìn)一步增大時，拒絕來自另一基站的分配/重定位請求。
(5)當(dāng)目前基站上的負(fù)載非常高時，向另一基站作出分配/重定位請求。
下面，將描述在上述策略下設(shè)置負(fù)載調(diào)整閾值的示例。
圖9示出了與關(guān)于基站上的負(fù)載的分配請求、分配拒絕、分配停止和分配歡迎有關(guān)的閾值的設(shè)置。假定在這種情況下“分配”包括“重定位”。下面將描述這樣的情形作為示例即與分配有關(guān)的控制參數(shù)SR_T和與重定位有關(guān)的控制參數(shù)HLCR_T是相同的，類似地，與分配有關(guān)的控制參數(shù)PR_T和與重定位有關(guān)的控制參數(shù)LLCR_T也是相同的。
首先，分配請求閾值SR_T是用于確定是否可以對相鄰基站作出分配請求的參考值。當(dāng)負(fù)載(位置管理資源使用率)高于分配請求閾值SR_T時，基站可以向其相鄰基站作出分配請求。在負(fù)載不高于分配請求閾值SR_T但是高于分配拒絕閾值PR_T的負(fù)載狀態(tài)下，基站不能向相鄰基站作出分配請求，但是可以拒絕來自相鄰基站的分配請求。在負(fù)載不高于分配拒絕閾值PR_T但是高于分配限制閾值HLR_T的負(fù)載狀態(tài)下，基站不能拒絕來自相鄰基站的分配請求，但是可以通知相鄰基站停止發(fā)送分配請求。在負(fù)載不高于分配限制閾值HLR_T但是高于分配接受閾值LLR_T的負(fù)載狀態(tài)下，基站不能通知相鄰基站停止發(fā)送分配請求，但是也不歡迎來自相鄰基站的分配請求。在負(fù)載不高于分配接受閾值LLR_T的負(fù)載狀態(tài)下，基站歡迎來自相鄰基站的分配請求。歡迎來自另一基站的分配請求例如意味著，基站通知相鄰基站其處于低負(fù)載狀態(tài)并且可以接受分配請求。
下面，將詳細(xì)描述在這樣的情形下基站的負(fù)載調(diào)整操作其中上述的分配請求閾值SR_T、分配拒絕閾值PR_T、分配限制閾值HLR_T和分配接受閾值LLR_T是在圖5所示的基站的確定部分106中設(shè)置的。
圖10是示出了根據(jù)本模式的用于負(fù)載調(diào)整的基站的確定操作的流程圖。首先，基站的控制器103使用由基站控制器22設(shè)置的移動性管理參數(shù)MMP的NBTS_ID＝[BTS_ID(1)，...，BTS_ID(L)]來識別在同一跟蹤區(qū)域內(nèi)基站可以與其交換負(fù)載信息的相鄰基站(步驟S201)。隨后，控制器103將由負(fù)載檢測部分105測得的目前基站上的當(dāng)前負(fù)載L傳送到確定部分106(步驟S202)。
確定部分106首先將當(dāng)前負(fù)載L與分配請求閾值SR_T相比較(步驟S203)。當(dāng)L＞SR_T時(步驟S203中“是”)，控制器103從相鄰基站中選擇一個分配目標(biāo)基站(步驟S204)。另外，如果目前基站是目前移動臺的服務(wù)基站，則控制器103從移動臺中選擇用于分配的一個或多個移動臺，并將分配請求發(fā)送到分配目標(biāo)相鄰基站(步驟S205)。例如，選擇處于空閑狀態(tài)并且沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送/接收的移動臺作為要分配的移動臺。
當(dāng)當(dāng)前負(fù)載L不高于分配請求閾值SR_T時(步驟S203中“否”)，確定部分106將當(dāng)前負(fù)載L與分配拒絕閾值PR_T相比較(步驟S206)。當(dāng)L＞PR_T時(步驟S206中“是”)，控制器103拒絕分配請求，即使相鄰基站發(fā)送分配請求也是如此(步驟S207)。另一方面，當(dāng)當(dāng)前負(fù)載L不高于分配拒絕閾值PR_T時(步驟S206中“否”)，控制器103接受來自相鄰基站的分配請求(如果有的話)(步驟S208)。
確定部分106還將當(dāng)前負(fù)載L與分配限制閾值HLR_T相比較(步驟S209)。當(dāng)L＞HLR_T時(步驟S209中“是”)，控制器103通知相鄰基站停止向目前基站發(fā)送分配請求(步驟S210)。當(dāng)當(dāng)前負(fù)載L不高于分配限制閾值HLR_T時(步驟S209中“否”)，確定部分106還將當(dāng)前負(fù)載L與分配接受閾值LLR_T相比較(步驟S211)。當(dāng)L＞LLR_T時(步驟S211中“是”)，維持當(dāng)前狀態(tài)。當(dāng)當(dāng)前負(fù)載L不高于分配接受閾值LLR_T時(步驟S211中“否”)，控制器103通知相鄰基站目前基站可以接受分配請求(步驟S212)。
如上所述，分配請求閾值SR_T、分配拒絕閾值PR_T、分配限制閾值HLR_T和分配接受閾值LLR_T被設(shè)置在每個基站中。從而，當(dāng)基站上的負(fù)載變高時，基站通過作出分配請求來減小負(fù)載，而當(dāng)負(fù)載變低時，取決于負(fù)載水平，基站拒絕來自另一基站的分配請求或者請求停止發(fā)送分配請求。另外，當(dāng)負(fù)載仍舊變低時，基站主動提示其他基站發(fā)送分配請求。從而，可以精確地調(diào)整基站和相鄰基站上的不均勻的負(fù)載。
2.移動臺根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中的移動臺是具有通信功能的移動通信終端，例如移動電話或移動信息終端。當(dāng)移動臺在跟蹤區(qū)域中被開啟或者通過跨越邊界從另一跟蹤區(qū)域進(jìn)入某一跟蹤區(qū)域時，移動臺向最近的基站BTS發(fā)送區(qū)域更新請求，并被基站BTS分派一個該跟蹤區(qū)域中的臨時身份TATI。如圖4所示，移動臺包括用于存儲臨時身份TATI和永久身份TATI的存儲器裝置以及用于執(zhí)行通信控制和數(shù)據(jù)處理的控制裝置或微處理器。
移動臺周期性地或非周期性地檢查對來自周圍小區(qū)的信號的接收靈敏度，并連接到產(chǎn)生最佳接收靈敏度的覆蓋小區(qū)的基站，從而將該基站設(shè)為移動性管理寄宿基站(MMCBTS)。移動臺讀取來自寄宿基站MMCBTS的廣播信息，并檢查當(dāng)前的寄宿基站MMCBTS所屬的跟蹤區(qū)域。
當(dāng)寄宿基站MMCBTS所屬的跟蹤區(qū)域不同于先前已注冊位置的跟蹤區(qū)域時，移動臺向寄宿基站MMCBTS發(fā)送TA更新請求。當(dāng)接收到來自該基站的TA更新ACK時，移動臺在該跟蹤區(qū)域中設(shè)置移動性管理服務(wù)基站(MMSBTS)。
移動臺周期性地或非周期性地檢查來自當(dāng)前寄宿基站MMCBTS的服務(wù)基站更新(MMSBTS更新)的存在與否。如果接收到MMSBTS更新，則移動臺設(shè)置關(guān)于新的服務(wù)基站MMSBTS的信息，其被包含在MMSBTS更新消息中。
例如，存在某種情形，如圖4所示，邊界基站BTS1上的負(fù)載增大，同時移動臺23在跟蹤區(qū)域TA1中移動，并且基站BTS1選擇移動臺23作為重定位請求的對象。如上所述，在這種情況下，移動臺23的服務(wù)基站MMSBTS的角色被重定位到另一基站。當(dāng)服務(wù)基站MMSBTS改變時，移動臺23設(shè)置關(guān)于新的服務(wù)基站的信息。在這種情況下，由于該新的服務(wù)基站向移動臺23分派一個臨時身份TATI，因此即使在同一跟蹤區(qū)域TA1中，移動臺23的臨時身份TATI也變?yōu)樾碌纳矸荨?br> 然而，同一跟蹤區(qū)域TA內(nèi)臨時身份的改變是在移動臺23處于空閑狀態(tài)并且受到位置管理的情況下執(zhí)行的。
4.網(wǎng)關(guān)當(dāng)網(wǎng)關(guān)20接收到來自基站的服務(wù)基站更新請求(MMSTBS更新請求)時，網(wǎng)關(guān)20改變其內(nèi)部關(guān)于已對其作出MMSTBS更新請求的移動臺的MMSBTS的信息。其后，網(wǎng)關(guān)20將MMSBTS更新ACK發(fā)送到基站，從而通知基站網(wǎng)關(guān)20已經(jīng)完成改變其內(nèi)部信息的操作。如果該移動臺之前存在任何其他服務(wù)基站，則網(wǎng)關(guān)20將MMSTBS釋放請求發(fā)送到該前一服務(wù)基站。
如上所述，當(dāng)網(wǎng)關(guān)20向移動臺發(fā)送數(shù)據(jù)分組時，網(wǎng)關(guān)20參考網(wǎng)關(guān)20所維護(hù)的關(guān)于該移動臺的MMSBTS的信息，向用作MMSBTS的該基站詢問關(guān)于移動臺的位置，并將去往移動臺的數(shù)據(jù)分組傳送到移動臺連接到的基站。
5.另一模式在上述第一模式中，用于負(fù)載調(diào)整的確定操作是由每個基站執(zhí)行的。然而，本發(fā)明并不限于第一模式。確定操作也可以由連接到網(wǎng)絡(luò)21的中央控制器執(zhí)行。例如，中央控制器具有用于接收和收集由每個基站測得的負(fù)載信息的裝置、用于為每個基站執(zhí)行在前述段落中描述的關(guān)于負(fù)載調(diào)整的確定的確定裝置，以及用于將這些確定的結(jié)果通知給每個基站的裝置。即使利用這種結(jié)構(gòu)，也可以獲得與第一模式類似的效果，并且可以減小基站上的負(fù)載，這里將省略確定操作的詳細(xì)描述，因為該操作與上述操作是相同的。
第一實施例圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的移動性管理控制方法的序列圖。圖12(a)-(h)示意性地示出了在該序列中使用的信號中包含的信息片段。根據(jù)第一實施例，已落入高負(fù)載狀態(tài)的用作服務(wù)基站的基站將移動臺的移動性管理上下文MMC重定位到具有較小負(fù)載的相鄰基站(如果在相鄰基站中存在這種負(fù)載較小的基站的話)，從而將作為服務(wù)基站的位置管理重定位到該相鄰基站。
首先，移動臺23被初始化，例如在跟蹤區(qū)域中開啟(時刻T1)。然后，假定基于接收自產(chǎn)生最佳接收靈敏度的基站24的廣播信號，移動臺23確認(rèn)該跟蹤區(qū)域不同于先前已注冊位置的跟蹤區(qū)域。在這種情況下，移動臺23向基站24發(fā)送TA更新請求(見圖12(a))(時刻T2)。
在接收到TA更新請求后，基站24生成移動臺23的移動性管理上下文MMC，并向網(wǎng)關(guān)20發(fā)送MMSBTS更新請求(見圖12(b))(時刻T3)。響應(yīng)于此，網(wǎng)關(guān)20更新其內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，并向基站24發(fā)回MMSBTS更新ACK(見圖12(c))，從而通知MMSBTS更新的完成(時刻T4)。其后，無論何時去往移動臺23的數(shù)據(jù)分組到達(dá)網(wǎng)關(guān)20，網(wǎng)關(guān)20都可以利用作為移動臺23的MMSBTS的基站24檢查關(guān)于移動臺23的位置。已接收到MMSBTS更新ACK的基站24向移動臺23發(fā)送TA更新ACK(見圖12(d))(時刻T5)，從而TA更新序列完成。
在該狀態(tài)下，假定基站25上的負(fù)載減小?；?4和25是相互選定的相鄰基站。例如，假定由于受基站25管理的多個移動臺已經(jīng)移到另一跟蹤區(qū)域等原因，基站25上的負(fù)載已經(jīng)下降到低負(fù)載通知閾值LLR_T或低于該閾值。如上所述，在這種情況下，基站25向包括基站24在內(nèi)的其相鄰基站發(fā)出MMLI(LOAD_STATE＝“LOW”)(時刻T7)。
此時，假定基站24上的負(fù)載等于或高于高負(fù)載通知閾值HLR_T。因此，基站24向基站25發(fā)送MMSBTS重定位請求(見圖12(e))(時刻T8)。響應(yīng)于該MMSBTS重定位請求，基站25生成移動臺23的移動性管理上下文MMC，并向移動臺23發(fā)送MMSBTS更新(見圖12(g))(時刻T9)。響應(yīng)于從基站25接收的MMSBTS更新，移動臺23設(shè)置關(guān)于基站25的信息作為其新的MMSBTS，并向基站25發(fā)回MMSBTS更新ACK(見圖12(h))(時刻T10)。
在接收到該響應(yīng)后，基站25向網(wǎng)關(guān)20發(fā)送MMSBTS更新請求(見圖12(b))(時刻T11)。響應(yīng)于此，網(wǎng)關(guān)20更新數(shù)據(jù)庫，其中基站25被注冊為移動臺23的新的MMSBTS，并且利用MMSBTS更新ACK對基站25作出響應(yīng)(見圖12(c))，從而通知MMSBTS更新的完成(時刻T12)。在接收到MMSBTS更新ACK后，基站25向基站24發(fā)送MMSBTS重定位ACK(見圖12(f))(時刻T13)。
以這種方式，移動性管理的負(fù)載被從基站24重定位到基站25，從而糾正了兩個基站上的不均勻的負(fù)載。另外，到基站24的傳輸線和到基站25的傳輸線的不均勻的使用率也得以均衡。
第二實施例圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的移動性管理控制方法的序列圖。圖14(a)-(b)示意性地示出了在該序列中使用的信號中包含的信息片段。根據(jù)第二實施例，如果在基站處于高負(fù)載狀態(tài)時發(fā)生新的區(qū)域更新請求，則更新處理被分配給具有較小負(fù)載的相鄰基站。
基站24至26是相互選定的相鄰基站，并且假定如上所述彼此交換MMLI。假定基站26上的負(fù)載首先下降到低負(fù)載通知閾值LLR_T或低于該閾值，然后基站25上的負(fù)載也下降到低負(fù)載通知閾值LLR_T或低于該閾值，這是由于例如受其分別管理的多個移動臺移到其他跟蹤區(qū)域等原因所致。如上所述，在這種情況下，基站25和26各自(一個接著一個)向包括基站24在內(nèi)的其相鄰基站發(fā)送MMLI(LOAD_STATE＝“LOW”)(時刻T1和T2)。另外，假定基站24上的負(fù)載等于或高于高負(fù)載通知閾值HLR_T。
在該狀態(tài)下，假定移動臺23被在基站24的小區(qū)中初始化(例如在開啟時)，并基于接收自基站24的廣播信號確認(rèn)當(dāng)前跟蹤區(qū)域不同于先前已注冊位置的跟蹤區(qū)域。在這種情況下，移動臺23向基站24發(fā)送TA更新請求(見圖12(a))(時刻T3)。
然而，由于基站24處于高負(fù)載狀態(tài)下，其負(fù)載等于或高于高負(fù)載通知閾值HLR_T，因此基站24需要將來自移動臺23的新的TA更新請求分配給相鄰基站。此時，相鄰基站25和26已發(fā)送低負(fù)載MMLI。由于來自基站25的MMLI是最晚的，因此基站24向基站25發(fā)送MMSBTS重定位請求(見圖14(a))(時刻T4)。在接收到該MMSBTS重定位請求后，基站25生成移動臺23的移動性管理上下文MMC，并向基站24發(fā)回MMSBTS重定位ACK(見圖14(b))(時刻T5)。
隨后，基站25向網(wǎng)關(guān)20發(fā)送MMSBTS更新請求(見圖12(b))(時刻T6)。作為響應(yīng)，網(wǎng)關(guān)20更新其內(nèi)部數(shù)據(jù)庫并向基站25發(fā)回MMSBTS更新ACK(見圖12(c))，從而通知MMSBTS更新的完成(時刻T7)。其后，無論何時去往移動臺23的數(shù)據(jù)分組到達(dá)網(wǎng)關(guān)20，網(wǎng)關(guān)20都利用作為移動臺23的MMSBTS的基站25檢查關(guān)于移動臺23的位置。已經(jīng)接收到MMSBTS更新ACK的基站25向移動臺23發(fā)送TA更新ACK(見圖12(d))(時刻T8)。基于TA更新ACK，移動臺23注冊關(guān)于新的MMSBTS的信息。
如上所述，新的區(qū)域更新請求被基站24分配給基站25，從而糾正了兩個基站上的不均勻的負(fù)載。另外，到基站24的傳輸路徑和到基站25的傳輸路徑的不均勻的使用率也得以均衡。在這種情況下，由于移動性管理請求自身被分配，因此可以避免移動性管理實體的重定位。因此，可以減少不必要的控制信號的發(fā)送和接收。
第三實施例圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的移動性管理方法的序列圖。在第三實施例中，假定通過圖13中所示的第二實施例的序列，基站25已成為移動臺23的MMSBTS，并且移動臺23在同一跟蹤區(qū)域中移動，且當(dāng)前位于基站26的小區(qū)中。
在該狀態(tài)下，當(dāng)去往移動臺23的數(shù)據(jù)分組到達(dá)網(wǎng)關(guān)20時，網(wǎng)關(guān)20向作為移動臺23的MMSBTS的基站25發(fā)送用于搜索移動臺23的位置的位置搜索請求(時刻T1)。響應(yīng)于此，服務(wù)基站25向跟蹤區(qū)域TA中的所有基站詢問移動臺23在何處(時刻T2)。由于在這種情況下，移動臺23當(dāng)前位于基站26的小區(qū)中(時刻T3和T4)，因此基站26向服務(wù)基站25發(fā)回位置搜索確認(rèn)(時刻T5)。服務(wù)基站25通知網(wǎng)關(guān)20移動臺23位于基站26的小區(qū)中(時刻T6)。在接收到該通知后，網(wǎng)關(guān)20向基站26作出呼叫設(shè)置請求(時刻T7)。當(dāng)已經(jīng)建立了與移動臺23的連接時(時刻T8和T9)，網(wǎng)關(guān)20將去往移動臺23的數(shù)據(jù)分組經(jīng)由基站26傳送到移動臺23(時刻T10)。
如果在數(shù)據(jù)傳送完成之后服務(wù)基站25上的負(fù)載上升并高到例如超過高負(fù)載注冊分配閾值HLCR_T(時刻T11)，則完全可以通過執(zhí)行重定位處理30，以將作為MMSBTS對位置管理的責(zé)任重定位到相鄰基站，來執(zhí)行負(fù)載調(diào)整，如圖11所示的第一實施例中那樣。
本發(fā)明可以應(yīng)用于具有移動性管理功能的移動通信系統(tǒng)，例如移動電話系統(tǒng)和無線寬帶通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種具有至少一個移動臺和多個基站的移動通信系統(tǒng)中的移動性管理控制方法，包括a)在所述多個基站中的每一個處，監(jiān)視其負(fù)載狀態(tài)；以及b)根據(jù)至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)，確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能從單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
2.如權(quán)利要求1所述的移動性管理控制方法，其中所述單個基站接收至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)，并且所述b)步驟是根據(jù)所述單個基站的負(fù)載狀態(tài)和所述至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)執(zhí)行的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的移動性管理控制方法，其中所述單個基站是所述移動臺已向其請求位置管理的基站。
4.如權(quán)利要求1或2所述的移動性管理控制方法，其中在開始所述移動臺的位置管理之后，所述單個基站根據(jù)所述單個基站的負(fù)載狀態(tài)和至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將所述移動臺的移動性管理重定位到另一基站。
5.如權(quán)利要求1或2所述的移動性管理控制方法，其中所述單個基站的負(fù)載狀態(tài)由位置管理資源使用率指示。
6.如權(quán)利要求1或2所述的移動性管理控制方法，其中所述多個基站被劃分為多個移動管理區(qū)域，并且所述移動臺的位置管理是針對所述多個移動管理區(qū)域中的每一個執(zhí)行的。
7.如權(quán)利要求1或2所述的移動性管理控制方法，其中所述b)步驟是利用至少兩個彼此不同的負(fù)載閾值執(zhí)行的，并且所述多個基站中的每一個在其負(fù)載狀態(tài)超過第一負(fù)載閾值時發(fā)送第一消息，而在其負(fù)載狀態(tài)下降到第二負(fù)載閾值或更低時發(fā)送第二消息。
8.如權(quán)利要求7所述的移動性管理控制方法，其中當(dāng)其負(fù)載狀態(tài)高于所述第一負(fù)載閾值并且所述另一基站的負(fù)載狀態(tài)等于或小于所述第二負(fù)載閾值時，由所述移動臺請求的移動性管理功能被分配給所述另一基站。
9.如權(quán)利要求7所述的移動性管理控制方法，其中當(dāng)其負(fù)載狀態(tài)高于所述第一負(fù)載閾值并且所述另一基站的負(fù)載狀態(tài)等于或小于所述第二負(fù)載閾值時，所述移動臺的移動性管理功能被重定位到所述另一基站。
10.如權(quán)利要求1所述的移動性管理控制方法，其中所述b)步驟是利用至少兩個彼此不同的負(fù)載閾值執(zhí)行的，并且所述多個基站中的每一個在其負(fù)載狀態(tài)超過第一負(fù)載閾值時拒絕從另一基站接收的分配請求，在其負(fù)載狀態(tài)下降到所述第一負(fù)載閾值或更低時不能拒絕從另一基站接收的分配或重定位請求，而在其負(fù)載狀態(tài)等于或低于所述第一負(fù)載閾值但高于所述第二負(fù)載閾值時發(fā)送消息以使另一基站停止發(fā)送分配或重定位請求。
11.一種具有至少一個移動臺和多個基站的移動通信系統(tǒng)的移動性管理控制設(shè)備，包括確定部分，所述確定部分用于根據(jù)至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能從單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
12.一種具有至少一個移動臺和多個基站的移動通信系統(tǒng)的中央控制器，包括接收器，所述接收器用于接收關(guān)于所述多個基站中的每一個的負(fù)載狀態(tài)的通知；以及確定部分，所述確定部分用于根據(jù)至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能從單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
13.一種具有至少一個移動臺和多個基站的移動通信系統(tǒng)的基站，包括執(zhí)行對移動臺的移動管理的移動管理器；用于檢測所述基站的負(fù)載狀態(tài)的負(fù)載檢測器；以及確定部分，所述確定部分用于根據(jù)所述基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能轉(zhuǎn)移到另一基站。
14.如權(quán)利要求13所述的基站，還包括用于與另一基站的移動管理器交換負(fù)載狀態(tài)的通知的負(fù)載狀態(tài)通信部分，其中所述確定部分不僅考慮所述基站的負(fù)載狀態(tài)，還考慮所述另一基站的負(fù)載狀態(tài)，來確定是否將所述移動臺的移動性管理功能轉(zhuǎn)移到另一基站。
15.如權(quán)利要求13或14所述的基站，其中當(dāng)接收到來自移動臺的位置管理請求時，所述確定部分根據(jù)所述基站的負(fù)載狀態(tài)和所述另一基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將所述移動臺的移動性管理功能分配給所述另一基站。
16.如權(quán)利要求15所述的基站，其中當(dāng)執(zhí)行所述移動臺的移動性管理時，所述確定部分根據(jù)所述基站的負(fù)載狀態(tài)和所述另一基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將所述移動臺的移動性管理功能重定位到所述另一基站。
17.如權(quán)利要求13或14所述的基站，其中所述基站的負(fù)載狀態(tài)由位置管理資源使用率指示。
18.如權(quán)利要求13或14所述的基站，其中所述基站屬于至少一個移動管理區(qū)域，并且所述移動臺的位置管理是針對每個移動管理區(qū)域執(zhí)行的。
19.如權(quán)利要求13或14所述的基站，其中所述確定部分具有至少兩個彼此不同的負(fù)載閾值，并且所述確定部分在所述基站的負(fù)載狀態(tài)超過第一負(fù)載閾值時發(fā)送第一消息，而在所述基站的負(fù)載狀態(tài)下降到第二負(fù)載閾值或更低時發(fā)送第二消息。
20.如權(quán)利要求19所述的基站，其中當(dāng)所述基站的負(fù)載狀態(tài)高于所述第一負(fù)載閾值并且所述另一基站的負(fù)載狀態(tài)等于或小于所述第二負(fù)載閾值時，由所述移動臺請求的移動性管理功能被分配給所述另一基站。
21.如權(quán)利要求19所述的基站，其中當(dāng)所述基站的負(fù)載狀態(tài)高于所述第一負(fù)載閾值并且所述另一基站的負(fù)載狀態(tài)等于或小于所述第二負(fù)載閾值時，所述移動臺的移動性管理功能被重定位到所述另一基站。
22.如權(quán)利要求13或14所述的基站，其中所述確定部分具有至少兩個彼此不同的負(fù)載閾值，并且所述確定部分在所述基站的負(fù)載狀態(tài)超過第一負(fù)載閾值時拒絕從另一基站接收的分配請求，在所述基站的負(fù)載狀態(tài)下降到所述第一負(fù)載閾值或更低時不能拒絕從另一基站接收的分配或重定位請求，而在所述基站的負(fù)載狀態(tài)等于或低于所述第一負(fù)載閾值但高于所述第二負(fù)載閾值時發(fā)送消息以使另一基站停止發(fā)送分配或重定位請求。
23.一種具有至少一個移動臺和多個基站的移動通信系統(tǒng)，其中所述多個基站中的每一個具有用于監(jiān)視其負(fù)載狀態(tài)的監(jiān)視器，所述系統(tǒng)包括確定部分，所述確定部分用于根據(jù)至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行移動臺的位置管理的移動性管理功能從單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
24.如權(quán)利要求23所述的移動通信系統(tǒng)，其中所述單個基站具有用于接收至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)的接收器，并且所述確定部分根據(jù)所述單個基站的負(fù)載狀態(tài)和所述至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將所述移動性管理功能從所述單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
25.如權(quán)利要求23或24所述的移動通信系統(tǒng)，其中所述單個基站是所述移動臺已向其請求位置管理的基站。
26.如權(quán)利要求23或24所述的移動通信系統(tǒng)，其中在開始所述移動臺的位置管理之后，所述單個基站根據(jù)所述單個基站的負(fù)載狀態(tài)和至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將所述移動臺的移動性管理重定位到另一基站。
27.如權(quán)利要求23或24所述的移動通信系統(tǒng)，其中所述多個基站被劃分為多個移動管理區(qū)域，并且所述移動臺的位置管理是針對所述多個移動管理區(qū)域中的每一個執(zhí)行的，所述移動通信系統(tǒng)還包括網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)用于與單個移動管理區(qū)域內(nèi)的多個基站中的具有對移動臺的移動管理功能的單個基站通信；以及移動管理控制器，所述移動管理控制器用于根據(jù)所述單個移動管理區(qū)域內(nèi)的具有對至少一個移動臺的移動管理功能的單個基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將所述移動性管理功能轉(zhuǎn)移到所述另一基站。
28.如權(quán)利要求27所述的移動通信系統(tǒng)，其中所述移動管理控制器被提供在所述多個基站中的每一個內(nèi)。
29.如權(quán)利要求28所述的移動通信系統(tǒng)，其中所述單個移動管理區(qū)域內(nèi)的多個基站被分派一個預(yù)定號碼，該號碼是用于所述單個移動管理區(qū)域內(nèi)的移動臺的位置管理的多個臨時的唯一號碼中的號碼，并且成為移動管理服務(wù)主體的基站向單個移動臺分派單個臨時唯一號碼。
30.如權(quán)利要求29所述的移動通信系統(tǒng)，其中當(dāng)所述移動管理服務(wù)主體已被轉(zhuǎn)移到所述單個移動管理區(qū)域內(nèi)的另一基站時，新成為移動管理服務(wù)主體的所述另一基站向所述單個移動臺分派單個新的臨時唯一號碼。
31.一種具有多個基站的移動通信系統(tǒng)的移動臺，其中所述移動通信系統(tǒng)具有用于監(jiān)視至少一個基站的負(fù)載狀態(tài)的監(jiān)視器；以及確定部分，所述確定部分用于根據(jù)至少單個基站的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行所述移動臺的位置管理的移動性管理功能從所述單個基站轉(zhuǎn)移到另一基站，其中當(dāng)具有所述對移動臺的移動管理功能的基站改變?yōu)闆]有數(shù)據(jù)要發(fā)送或接收的狀態(tài)時，用于位置管理的臨時唯一號碼被從由改變前的基站分派的號碼變?yōu)橛筛淖兒蟮幕痉峙傻奶柎a。
32.一種指示計算機(jī)在移動通信系統(tǒng)中執(zhí)行移動性管理控制的計算機(jī)可執(zhí)行程序，包括a)監(jiān)視所述計算機(jī)的負(fù)載狀態(tài)；以及b)根據(jù)所述計算機(jī)的負(fù)載狀態(tài)確定是否將執(zhí)行至少一個移動臺的位置管理的移動性管理功能從一個基站轉(zhuǎn)移到另一基站。
33.如權(quán)利要求32所述的計算機(jī)可執(zhí)行程序，其中所述基站接收至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)，并且所述b)步驟是根據(jù)所述計算機(jī)的負(fù)載狀態(tài)和所述至少一個其他基站的負(fù)載狀態(tài)執(zhí)行的。
34.如權(quán)利要求32所述的計算機(jī)可執(zhí)行程序，其中所述單個基站是所述移動臺已向其請求位置管理的基站。
35.如權(quán)利要求32或33所述的計算機(jī)可執(zhí)行程序，還包括執(zhí)行管理所述移動臺的位置的移動管理。
全文摘要
提供了一種可以糾正移動通信網(wǎng)絡(luò)中的基站上的不均勻負(fù)載的移動性管理控制方法和系統(tǒng)。跟蹤區(qū)域中的多個基站各自具有移動臺移動性管理功能。位于跟蹤區(qū)域邊緣處的基站監(jiān)視其自身的負(fù)載狀態(tài)。取決于其自身的負(fù)載狀態(tài)，作為已針對移動臺執(zhí)行了位置管理的移動性管理服務(wù)基站的基站針對新的位置管理請求將位置管理功能重定位到另一基站。
文檔編號H04L12/66GK101039522SQ20071008821
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者李琎碩 申請人:日本電氣株式會社