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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Netzwerkelement
zum Steuern eines Verbindungstransfers in einem zellularen Netzwerk
mit wenigstens zwei Trägern
oder wenigstens zwei Systemen, wie z. B. einem Mobiltelekommunikationsnetzwerk
der dritten Generation umfassend ein WCDMA (breitbandiges Code-geteiltes
Mehrfachzugangs-(Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA)-System
und ein GSM (globales System für Mobilkommunikation
bzw. Global System for Mobile Communication), in denen oder zwischen
denen ein Anwender übergeben
bzw. weitergereicht werden kann.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Sobald
Mobilkommunikationstechnologie der dritten Generation entwickelt
ist, werden Systeme mit unterschiedlicher Funkzugriffstechnik, wie
z. B. GSM und WCDMA zur selben Zeit verfügbar sein. Vom Standpunkt einer
bzw. eines mehrsystemfähigen
Mobilstation oder Endgeräts,
kann auf beide Systeme zugegriffen werden. Jedoch werden die Netzwerkressourcen
durch verschiedene Systemnetzwerke verwaltet.
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Allgemein
wird der Übergang
bzw. der Transfer einer Verbindung eines Anwenders bzw. Teilnehmers
von einem Funkkanal zu einem anderen Funkkanal in derselben oder
einer anderen Funkzelle desselben oder eines anderen zellularen
bzw. zellenförmigen
Netzwerks Weiterreichung bzw. Handover genannt. Jedes der Netzwerksysteme
kann, wenn sich das Mobilgerät
in einem aktiven Modus befindet, für sich selbst über einen
Inter-System-Handover (IS-HO) entscheiden. Ein derartiger IS-HO
ist ein Handover einer Verbindung von einem Funkkanal von dem einen
System, z. B. dem WCDMA-System, zu einem Funkkanal eines anderen
Systems, z. B. dem GSM-System. Eines der Schlüsselanforderungen für einen
erfolgreichen IS-HO ist ausreichend freie Kapazität in der
Zielzelle. Jedoch könnte
es sein, dass keine hinreichende Signalisierung für einen
Austausch von Auslastungsinformationen unter den Netzwerkelementen,
die einen IS-HO initiieren, vorgesehen ist. Wenn der Bedarf für einen
Handover in einem der Systeme aufgrund einer hohen Netzwerkauslastung
festgestellt wird, wird ein IS-HO
ohne genaue Auslastungsinformationen über die Zielzelle versucht.
Dies führt
zu einem Fehlerrisiko oder dazu, dass das Mobilgerät unmittelbar
aufgrund einer entsprechenden hohen Auslastungssituation in dem
andern System zurückgegeben
wird (Ping-Pong-Effekt).
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Zusätzlich wird
im Falle von Netzwerken verschiedener Anbieter weniger Informationsaustausch garantiert,
da z. B. ein Anbieter einen IS-HO unterschiedlich in die vordefinierten
Klassen für
Handover-Gründe
eingruppieren könnte
als ein anderer Anbieter. Daher müssen die verschiedenen Systemnetzwerke
in der Lage sein, eine IS-HO-Funktion zur Verfügung zu stellen, ohne direkt über die
Auslastung in dem jeweiligen anderen System oder Systemen informiert
zu werden. Ohne Informationen über
die Auslastung einer Zielzelle könnten
jedoch unnötige IS-HOs
initiiert werden, möglicherweise
einschließlich
Messungen im komprimierten Modus der Mobilendgeräte für IS-HO vom WCDMA-System zum GSM-System
mit zusätzlichem
Netzwerkkapazitätsverbrauch,
Signalisierung zur Vorbereitung eines IS-HO, und zusätzliche
Verarbeitungskapazität,
die in verschiedenen Netzwerkelementen benötigt wird. Dies führt zu einer
Verschwendung verfügbarer Funkressourcen,
wenn die Auslastung in der Zielzelle IS-HOs nicht zulässt. Zusätzlich führen IS-HOs zwischen
stark ausgelasteten Zellen aufgrund des Ping-Pong-Effekts zu einer
möglichen
Verschlechterung der QoS (Dienstgüte bzw. Quality of Service)
für das
verbundene Mobilendgerät
und zusätzlich
und unnötigerweise
zum Risiko des Verbindungsverlustes.
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Ein
WCDMA-System der dritten Generation könnte im Prinzip mit nur einem
einzigen Träger
betrieben werden. Jedoch können
im WCDMA-System mehr als ein Träger
verwendet werden. Daher werden Handover-Strategien und -Algorithmen
benötigt, um
die Teilnehmer bzw. Anwender auf die effizienteste Weise zwischen
diesen Trägern
zu leiten. So, wann immer das WCDMA nicht in der Lage ist, einen Teilnehmer
aufgrund einer Überlastung
in einem Träger
des WCDMA-Systems
zu bedienen, kann dieser Teilnehmer zu entweder einem anderen Träger im WCDMA-System
oder zum GSM-System übergeben bzw.
weitergereicht werden. Ein Handover innerhalb des WCDMA zwischen
verschiedenen Trägern wird Inter-Frequenz-Handover
(IF-HO) genannt. Solch ein IF-HO erfordert die Möglichkeit für das Mobilendgerät, eine
Zellsuche auf einer Trägerfrequenz,
die zu der aktuellen unterschiedlich ist, durchzuführen, ohne
den ordentlichen Datenfluss zu beeinflussen. Das WCDMA-System unterstützt Inter-Frequenz-Zellsuche
auf zwei verschiedene Weisen, einen Dual-Empfänger-Ansatz und einen Ansatz
mit geschlitzter Downlink-Übertragung.
Beim Dual-Empfänger-Ansatz
ist eine Empfänger-Diversity
im Mobilendgerät
vorgesehen, wobei einer der Empfängerzweige
von Diversity-Empfang vollständig
abgeordnet oder vorübergehend
neu zugeordnet werden kann und stattdessen Empfang auf einem anderen Träger durchführen kann.
Im Falle einer geschlitzten Downlink-Übertragung ist ein Mobilendgerät mit einem
einzigen Empfänger
eingerichtet, Messungen auf anderen Frequenzen ohne Beeinflussung
des ordentlichen Datenflusses durchzuführen. Im geschlitzten Modus
werden die Informationen, die normalerweise während eines Signalrahmens überfragen werden,
in der Zeit komprimiert, entweder durch Code-Punktierung oder durch
Reduzierung des Spreizfaktors z. B. durch einen Faktor 2. Auf diese
Weise wird eine Zeitdauer von z. B. einer halben Rahmenperiode erzeugt,
während
der der Empfänger
des Mobilendgeräts
sich im Ruhezustand befindet und für Inter-Frequenz-Messungen
verwendet werden kann. Sobald initiiert, können derartige geschlitzte
Rahmen periodisch auftreten, wobei die Rate der geschlitzten Rahmen
variabel ist und von der Umgebung und den Messerfordernissen abhängt.
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Die
WCDMA-Technologie kann Dienste anbieten, die nicht durch aktuelle
GSM-Systeme unterstützt werden
können.
Daher könnte
es wünschenswert
sein, dass Anwender bzw. Teilnehmer, die einen Dienst haben, der
nicht durch das GSM-System
genauso gut angeboten werden kann, zu diesem weitergereicht bzw. übergeben
werden sollten, um Kapazität
für solche
Dienste freizusetzen, die nur durch das WCDMA-System bedient werden
können.
Darüber
hinaus, wenn ein Mobilendgerät
einen Dienst im GSM-System verwendet und einen Dienst einzurichten
wünscht,
der im GSM-System nicht zur Verfügung
gestellt werden kann, sollte es zum WCDMA-System weitergereicht
bzw. übergeben
werden.
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Daher
sollten Handover, die durch bestimmte Dienst- und/oder Auslastungskriterien
ausgelöst werden,
vom GSM-System zum WCDMA-System und innerhalb der Träger des
WCDMA-Systems vorgesehen werden, um dadurch eine Funktion zum Aufteilen
von Teilnehmern gemäß der aktuellen
Netzwerkauslastungen und verwendeten Dienste bereitzustellen.
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Die
WO-A 00/74417 offenbart
ein Zellkommunikationssystem, das auf der auslastungsbasierte Handover
einer Gruppe von Mobilstationen mit ähnlichen Eigenschaften von
einer Basisstation, die in einem Typ eines Netzwerks arbeitet, z.
B. UMTS, zu einer Basisstation, die in einem anderen Netzwerktyp arbeitet,
z. B. GSM, oder von einer ersten Trägerfrequenz zu einer zweiten
Trägerfrequenz,
die beide durch die gleiche Basisstation unterstützt werden, zulässt, wobei
dadurch Überfüllung in
einer überlasteten
Zelle durch Weiterreichen einer Gruppe von Anrufen an eine unterausgelastete
Zelle erleichtert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbindungstransfers bereitzustellen, mittels
denen Ressourcennutzung im zellularen Netzwerk verbessert werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zum Steuern eines Verbindungstransfers in einem
zellularen Netzwerk mit wenigstens zwei Trägern oder wenigstens zwei Systemen,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Bestimmen der Auslastung
von wenigstens einem der zwei Träger
oder einem der wenigstens zwei Systeme, die durch eine Verbindung
verwendet werden;
Initiieren eines dienstbasierten Inter-System-
oder Inter-Frequenz-Handover der Verbindung zu einem anderen einem
der wenigstens zwei Systeme oder bzw. einem anderen einem der wenigstens
zwei Träger basierend
auf einer Dienst-Priorität, wenn
die bestimmte Auslastung unter einer vorherbestimmten Schwelle liegt;
und
Initiieren eines auslastungsbasierten Inter-System- oder
Inter-Frequenz-Handovers
der Verbindung zu einem anderen einem der wenigstens zwei Systeme oder
bzw. einem anderen einem der wenigstens zwei Träger, wenn die bestimmte Auslastung
die vorher bestimmte Schwelle überschreitet.
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Weiter
wird die obige Aufgabe gelöst
durch ein Netzwerkelement zum Steuern eines Verbindungstransfers
in einem zellularen Kommunikationsnetzwerk mit wenigstens zwei Trägern oder
wenigstens zwei Systemen, wobei das Netzwerkelement umfasst:
Bestimmungsmittel
zum Bestimmen der Auslastung von wenigstens einem der wenigstens
zwei Träger oder
wenigstens einem der wenigstens zwei Systeme, die durch die Verbindung
verwendet werden; und
Handover-Steuermittel zum Initiieren
eines dienstbasierten Inter-System- oder Inter-Frequenz-Handover der
Verbindung zu einem anderen einem der wenigstens zwei Systeme oder
bzw. einem anderen einem der wenigstens zwei Träger basierend auf einer Dienst-Priorität, wenn
die bestimmte Auslastung unter einer vorbestimmten Schwelle liegt
und zum Initiieren eines auslastungsbasierten Inter-System- oder Inter-Frequenz-Handover
der Verbindung zu einem anderen einem der wenigstens zwei Systeme
bzw. einem anderen einen der wenigstens zwei Träger, wenn die bestimmte Auslastung
die vorherbestimmte Schwelle überschreitet.
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Entsprechend
werden Anwender bzw. Teilnehmer zwischen der bereits bestehenden
Funkzugriffstechnik des GSM-Systems und der neuen Funkzugriffstechnik
des WCDMA-Systems aufgeteilt sowie zwischen verschiedenen Trägern der
neuen Funkzugriffstechnik des WCDMA-Systems, um dadurch Netzwerkkapazität und Dienstgüte für beide Systeme
zu verbessern, da Anwender bzw. Teilnehmer zu einem anderen Träger weitergereicht
bzw. übergeben
werden können,
wenn die Auslastung im ursprünglichen
Träger
die vorherbestimmte Schwelle überschreitet
und eine gewünschte
QoS im ursprünglichen
Träger
nicht aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus im Fall des dienstbasierten Handover
kann der Teilnehmer mit einem Träger
innerhalb des WCDMA-Systems verbunden werden, der am besten bedient
wird, und der minimale Störungen
für andere
Teilnehmer verursacht. Darüber
hinaus können
Teilnehmer von einem System zum anderen System und umgekehrt weitergereicht
bzw. übergeben
werden, wenn ein System überlastet
ist oder nicht einen gewünschten
Dienst oder QoS anbieten oder aufrechterhalten kann. Aufgrund der
Bereitstellung der dienstbasierten Handover-Funktion kann ein System
von einem Dienst entlastet werden, der auch durch das andere System
angeboten werden kann, so dass Ressourcen des ersten Netzwerks für Dienste
verwendet werden können,
die nur durch dieses Netzwerk angeboten werden können. Dadurch kann die Dienstwahrscheinlichkeit
erhöht
werden. Zusätzlich
erleichtert die Bereitstellung des dienstbasierten und auslastungsbasierten
Inter-System- und Inter-Frequenz-Handover
ein geschichtetes Netzwerklayout des Systems, z. B. Makro- und Mikrosysteme.
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Im
Allgemeinen hindert der erreichte Ausgleich der Auslastung in beiden
Systemen eine Blockierung von neuen Zugriffsversuchen durch Reduzierung
der Auslastung zu einem früheren
Zeitpunkt. Inter-Frequenz- und Inter-System-Handover führen zu
einer verbesserten Situation, wenn ein Mangel an Ressourcen in einem
System oder Träger
auftritt. Es verbessert außerdem
eine Situation, in der Anrufe aufgrund einer nicht akzeptablen Güte zurückgewiesen
werden würden.
Darüber
hinaus kann eine Situation entschärft werden, in der man mit
zu viel Störung
von benachbarten Kanälen
desselben oder benachbarten Systemen konfrontiert ist. So werden
höhere
Netzwerkkapazitäten
und QoS erreicht aufgrund von Bündelungsgewinn
und effizienterer Verwendung der Ressourcen. In Zonen, in denen
neue Funkzugriffstechnik keine Abdeckung zu Beginn besitzt, kann
das andere System den Dienst übernehmen.
In Bereichen, in denen geschichtete Netzwerke auf zwei Frequenzen
sich überlappen,
kann der Verkehr aufgeteilt werden und Teilnehmer können mit
einer bevorzugten Schicht verbunden werden, wobei dadurch Störung und
Handover-Rate reduziert werden. In einem System oder einer Schicht
können
verworfene oder blockierte Anrufe reduziert werden und ein Dienst,
der in einem Träger
oder einem System nicht angeboten werden kann, kann durch den anderen
Träger übernommen
werden.
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Der
dienstbasierte Inter-System- oder Inter-Frequenz-Handover kann erlaubt
werden, wenn die Auslastung einer Zielzelle die vorher bestimmte Schwelle
nicht überschreitet.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Gesamtauslastungspegel in
den verschiedenen Trägern
oder dem System mehr angeglichen oder ausgeglichen wird nach jeder Handover-Operation.
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Verschiedene
Schwellen können
für die
Inter-System- und Inter-Frequenz-Handover
verwendet werden. Dadurch können
verschiedene Auslastungskriterien auf die Handover zwischen verschiedenen
Trägern
und zwischen verschiedenen Systemen angewendet werden, so dass die
Flexibilität
erhöht
werden kann. Insbesondere kann die IF-HO-Schwelle einer Auslastung
entsprechen, die kleiner ist als die Auslastung der IS-HO-Schwelle. Insbesondere kann
die IF-HO-Schwelle einer Auslastung von 50% der maximalen erlaubten
Auslastung entsprechen und die IS-HO-Schwelle kann einer Auslastung
von 80% der maximalen Auslastung entsprechen. Die Handover-Auslösung bzw.
-Initiierung kann durchgeführt
werden nach dem Ablauf vorherbestimmter Zeitperioden bzw- Zeitdauern,
die durch einen oder einer Vielzahl von entsprechenden Timern bzw.
Zeitgebern gemessen werden können,
z. B. um Ping-Pong-Effekte
zu verhindern.
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Das
Netzwerkelement kann eine Basisstationssteuerung oder eine Funknetzwerksteuerung sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail basierend auf
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in
denen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer Verbindungstransfer-Funktionalität gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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2 ein
Diagramm zeigt, das Auslastungspegel und mögliche Handover-Szenarios basierend auf
einer Prioritätseinstellung
für dienstbasierte
Handover anzeigt;
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3 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Verbindungstransfer gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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4A u. 4B Beispieldiagramme
zeigen, die Lernprozesse zum Schätzen
eines Auslastungspegels in einer Zielzelle anzeigen;
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5A ein
Diagramm zeigt, das Simulationsergebnisse von fehlgeschlagenen und
auslastungsbasierten Handover als eine Funktion einer ausgewählten Zeitgeberperiode
anzeigt; und
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5B ein
Diagramm zeigt, das Simulationsergebnisse von vermiedenen Handover
aufgrund der ausgewählten
Zeitgeberperiode anzeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
wird nun basierend auf einer Verbindungstransferfunktionalität in einer
Umgebung eines zellularen bzw. zellenförmigen Netzwerks beschrieben,
das ein GSM-System und ein WCDMA-System umfasst.
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm einer Verbindungstransfer- oder
Handover-Funktionalität,
die in einem Netzwerkelement vorgesehen ist, wie z. B. einer Basisstationssteuerung
(bzw. Base Station Controller, BSC) des GSM-Systems, oder der Funknetzwerksteuerung (bzw.
Radio Network Controller, RNC) eines WCDMA-Systems.
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Gemäß 1 ist
eine Handover-Steuerfunktion oder -Einheit 20 vorgesehen,
die eine Signalisierung für
einen IF-HO oder IS-HO basierend auf Informationen, die von einer
Auslastungsbestimmungsfunktion oder -Einheit 10 und bestimmten
anderen Parametern, die für
eine Entscheidung über
die Initiierung eines IF-HO oder eines IS-HO benötigt werden, erzeugt. Derartige
Parameter können
eine vorherbestimmte Schwelle 40 für auslastungsbasierte Handover
umfassen, die in einem entsprechenden Speicher oder Register gespeichert
sein kann. Die Schwelle 40 kann eingestellt werden durch
einen Betreiber oder durch die Handover-Steuerungseinheit 20 selbst.
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Die
Auslastungsbestimmungseinheit 10 ist eingerichtet, um die
Auslastung der ursprünglichen Zelle
und/oder der Zielzelle basierend auf entsprechenden Netzwerkinformationen
oder herkömmlichen
Bestimmungsprozeduren zu bestimmen. Z. B. kann das Bestimmungsergebnis
einfach entweder "hohe
Auslastung" oder "nicht hohe Auslastung" sein. Darüber hinaus
kann die Auslastungsbestimmungseinheit 10 eingerichtet
sein, eine Zielzellenauslastung basierend auf einem Lernprozess
zu schätzen, der
verschiedene Informationsquellen auswertet, wie z. B. Informationen 50,
die von einem ankommenden IS-HO oder von Vorgeschichtsinformationen 60 über erfolgreiche
und/oder nicht erfolgreiche bzw. erfolglose IS-HOs abgeleitet werden.
Die Informationen 50, die von den ankommenden IS-HO abgeleitet
werden, können
eine Ursachen-Nachricht oder -Information sein, die im ankommenden
IS-HO enthalten sind, oder eine Kombination von den ankommenden IS-HO
mit den Dienstprioritätseinstellungen
in der Zielzelle sein.
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So
stellt die Auslastungsbestimmungseinheit 10 Auslastungsinformationen über die
Zielzelle und die ursprüngliche
Zelle an die Handover-Steuerungseinheit 20 bereit, wobei
die Auslastungsinformationen über
die Zielzelle eine bestimmte Auslastung oder eine Auslastungsschätzung basierend
auf einem Lernprozess, wenn die Auslastung der Zielzelle nicht von
dem Netzwerk, aufgrund eines gewünschten
IS-HO zu einem anderen System, verfügbar ist, sind.
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Darüber hinaus
kann eine Zeitgeberfunktion 15 vorgesehen sein zum Zählen einer
Zeitperiode vor der Initiierung von einem IF-HO oder IS-HO, über die durch
die Handover-Steuereinheit 20 entschieden wird. Die Zeitgeberfunktion 15 kann
als Wartezeitzeitgeber implementiert werden, um eine Verzögerungszeit
vor einer Handover-Initiierung bereitzustellen, um so unnötige Handover,
solange wie die Auslastung der Zielzelle wahrscheinlich hoch bleiben
wird, zu verhindern.
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Wie
in 1 angedeutet, kann die Handover-Steuereinheit 20 entscheiden,
einen direkten IF-HO zu einem anderen Träger oder einen IS-HO zu einem
anderen Netzwerksystem durchzuführen.
Darüber
hinaus kann die Handover-Steuereinheit 20 entscheiden,
den IF- oder IS-HO auszusetzen, wobei die Verzögerungsperiode durch die Zeitgeberfunktion 15 bestimmt
werden kann. Zusätzlich
kann die Handover-Steuereinheit 20 entscheiden, die Initiierung
eines IF- oder IS-HO
abzubrechen basierend auf der bestimmten oder geschätzten Auslastung,
die von der Auslastungsbestimmungseinheit 10 erhalten wurde.
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Es
wird angemerkt, dass die funktionalen Einheiten, die in 1 gezeigt
sind, implementiert sein kann als konkrete Hardwareelemente oder
als Prozeduren oder Routinen eines Steuerprogramms, das eine Steuerfunktion
(z. B. Prozessoreinheit) des jeweiligen Netzwerkelements, das die
Verbindungstransferfunktionalität
enthält.
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2 zeigt
ein Diagramm, das Auslastungspegel einer ursprünglichen Zelle anzeigt, von
der eine Verbindung weitergereicht werden soll, und eine Dienstprioritätseinstellung
für dienstbasierte
Handover. Wie von 2 abzulesen ist, werden nur
dienstbasierte Handover unter einer vorherbestimmten Schwelle von
z. B. 80% einer Zielauslastung initiiert, die durch z. B. den Netzwerkbetreiber
eingestellt werden kann. Über
dieser Schwelle können
dienstbasierte und auslastungsbasierte Handover initiiert werden.
Die Prioritätseinstellung
kann aus einer Prioritätsinformation,
die über
eine Protokollschnittstelle kommuniziert wird, z. B. die lu-Schnittstelle,
basierend auf einer Prioritätstabelle,
wie in 2 angezeigt, erhalten werden.
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Ohne
IF-HO und IS-HO ist eine Optimierung der knapp verfügbaren und
teuren Netzwerkressourcen nicht möglich. Ein Teilnehmer kann
keine Verbindung aufbauen oder eine Verbindung verwenden, wenn der
Dienst durch das aktuelle Netzwerk oder die aktuelle Schicht überhaupt
nicht oder nicht mehr mit der erforderlichen QoS angeboten werden
kann. Dies kann der Fall sein, wenn das aktuelle Netzwerk oder die
aktuelle Schicht dabei ist, überlastet
zu werden. Darüber
hinaus können
Mobilendgeräte
mit einem Netzwerk oder einer Schicht eines Netzwerks verbunden
werden, wo die Übertragung
nicht optimiert ist, so dass das Mobilendgerät oder die Basisstation zu
viel Störung
verursachen und/oder empfangen, was zu einer reduzierten QoS führt.
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Daher
wird die Schwelle 40 für
dienstbasierte Handover und auslastungsbasierte Handover in der Verbindungstransferfunktionalität so eingestellt,
um eine verbesserte Handover-Steuerfunktion basierend auf der aktuellen
Zellenauslastung bereitzustellen, die durch die Auslastungsbestimmungseinheit 10 bestimmt
wurde. Unter der Schwelle 40 initiiert die Handover-Steuereinheit 20 einen
dienstbasierten IS-HO zu einem anderem Netzwerksystem oder einer
anderen Funkzugriffstechnik. Der dienstbasierte Handover ist ein
IS-HO, der durchgeführt
wird, wenn der jeweilige Dienst auch in dem anderem System angeboten
wird, um dadurch Kapazität
des ursprünglichen Trägers oder
Systems freizusetzen. Jedoch, wenn die Auslastung der Zielzelle
als zu hoch eingeschätzt wird,
wird die Initiierung des dienstbasierten IS-HO abgebrochen.
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Wenn
die Schwelle 40 für
auslastungsbasierte Handover als überschritten bestimmt wird,
werden auslastungsbasierte sowie dienstbasierte Handover durch die
Handover-Steuereinheit 20 initiiert, wobei ein IS-HO oder
IF-HO zu der Zielzelle abgebrochen wird, wenn die Zielzellenauslastung
als zu hoch geschätzt wird.
Der auslastungsbasierte Handover ist jeder Handover, durch den beabsichtigt
ist, die QoS zu erhöhen,
oder beabsichtigt ist, Netzwerkkapazitäten frei zu setzen.
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Gemäß der Beispielprioritätseinstellung,
die in 2 angegeben ist, die sich auf eine Handover-Steuerfunktion
in einer RNC bezieht, wird nur ein dienstbasierter IS-HO zu GSM
initiiert, wenn der Auslastungspegel sich unter der Schwelle 40 befindet,
z. B. einem 80%-Auslastungspegel, und wenn die Prioritätsinformationen
anzeigen, dass ein Handover zu GSM durchgeführt werden soll. Jedoch wenn
der Auslastungspegel sich über
der Schwelle 40 befindet, wird ein IF-HO initiiert, wenn
die Prioritätsinformationen
anzeigen, dass der Handover zu GSM nicht durchgeführt werden
sollte oder dass der Handover zu GSM nicht durchgeführt werden
soll. Zusätzlich wenn
die Prioritätsinformationen
anzeigen, dass der Handover zu GSM nicht durchgeführt werden
sollte und ein IF-HO nicht möglich
ist, kann die RNC einen IS-HO zu GSM initiieren, um dadurch vollen
Bündelgewinn
zu erhalten. Es ist offensichtlich, dass andere geeignete oder gewünschte Prioritätseinstellungen implementiert
werden können.
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Wie
bereits erwähnt,
kann der initiiert Handover ein IF-HO oder IS-HO sein. Im Falle
eines IF-HO entsprechen beide Seiten, d. h. ursprüngliche
Zelle und Zielzelle, derselben Funkzugriffstechnik, z. B. dem WCDMA-System,
aber verschiedenen Trägern. Die
Initiierung eines IF-HO oder IS-HO kann durch eine Zeitperiode,
die durch die Zeitgeberfunktion 15 bestimmt wird, verzögert werden.
Insbesondere könnten
verschiedene Schwellen 40 und Zeitgeberperioden für die IS-HO
und die IF-HO verwendet werden. Dadurch kann ein flexibler Verbindungstransfer oder
eine flexible Handover-Funktionalität implementiert werden. Darüber hinaus
kann optional eine zweite Schwelle (niedriger als die Schwelle 40),
z. B. 50% der Zielauslastung, vorgesehen werden, unter der keine
Handover initiiert werden.
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Als
ein Beispiel kann der auslastungsbasierte Handover für Sprachanrufe
und HSCSD (leitungsvermittelte Daten mit hoher Geschwindigkeit bzw. High
Speed Circuit Switched Data)-GSM-Anrufe durchgeführt werden.
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Im
Folgenden wird die Lernen basierte Auslastungsschätzfunktion,
die durch die Auslastungsbestimmungseinheit 10 bereitgestellt
wird, in größerem Detail
beschrieben. Insbesondere kann diese Funktion als eine separate
oder alleinige Funktion in einem Netzwerkelement implementiert werden.
Alternativ kann die Funktion mit der oben beschrieben Handover-Steuerfunktion
kombiniert werden, um in Fällen,
in denen die Zielauslastung nicht bestimmt werden kann, verwendet
zu werden.
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Wenn
die Auslastungsschätzeinheit 10 keine Informationen über die
Auslastung des anderen Systems, d. h. Zielsystems, für den IS-HO
ableiten kann, kann das Netzwerkelement des Quellsystems oder ursprünglichen
Systems etwas über
die Zielzellenauslastung in Erfahrung bringen durch Auswerten verschiedener
Informationsquellen, z. B. der Vorgeschichte der erfolgreichen und/oder
nicht erfolgreichen IS-HOs zu der Zielzelle, wie durch die Informationen 60 angedeutet,
oder die Informationen 50 über einen ankommenden IS-HO
von der Zielzelle, die aus einer Ursachennachricht, die in dem ankommenden IS-HO
vorgesehen ist, abgeleitet sein kann oder, wenn eine derartige Ursachennachricht
nicht enthalten ist, einer Kombination des ankommenden IS-HO mit
den Dienstprioritätseinstellungen
in der Zielzelle. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit für einen
Erfolg für
einen neuen IS-HO geschätzt
werden und die Handover-Steuereinheit 20 kann basierend
auf dieser Auslastungsschätzung
entscheiden, ob die Handover-Prozedur
initiiert oder mittels der Zeitgeberfunktion 15 verschoben
oder vollständig
abgebrochen wird. Dadurch kann Netzwerkkapazität gespart und gute QoS kann
aufrechterhalten werden.
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Diesbezüglich ist
anzumerken, dass die Erfassung eines Bedarfs für einen IF-HO oder IS-HO aufgrund
hoher Auslastung in der ursprünglichen
Zelle, z. B. wenn ein Mobilendgerät sich zu einer voll ausgelasteten
Zelle bewegt, und der nachfolgende Abbruch des IS-HO aufgrund des
Lernprozesses über
eine hohe Auslastung in der Zielzelle des anderen Systems zu einem
Verwerfen des Anrufs führen kann.
Jedoch ist dieses Ergebnis von Vorteil, da ein Versuch einer IS-HO-Initiierung zu der
ausgelasteten Zelle des anderen Systems mit all ihren Kosten und Signalisierungen
schließlich
zu demselben Ergebnis führt,
nämlich
einem verworfenen Anruf. So können Kosten
und Netzwerkressourcen gespart werden.
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3 zeigt
ein allgemeines Flussdiagramm eines Verbindungstransfers oder einer
Handover-Funktion basierend auf einer Zielzellenauslastungsschätz- oder
Bestimmungsfunktion. In Schritt S100 bestimmt die Auslastungsbestimmungseinheit 10 die
Auslastung der ursprünglichen
Zelle basierend auf entsprechenden Auslastungsinformationen, die in
dem Netzwerkelement oder dem Netzwerk verfügbar sind. Dann wird eine Entscheidung
getroffen und eine Initiierung eines IF- oder IS-HO durchgeführt durch die Handover-Steuereinheit 20 basierend
auf der bestimmten Auslastung und zu einem Beispiel jeweiligen Schwellpegeln.
Wenn die Handover-Steuereinheit 20 in Schritt S101 bestimmt,
dass kein IF-HO oder IS-HO zu initiieren ist, kehrt der Ablauf zu
Schritt S100 zurück,
um einen neuen aktuellen Auslastungswert zu erhalten.
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Andererseits,
wenn in Schritt S101 bestimmt wird, dass ein IF-HO oder IS-HO zu
initiieren ist, wird die Auslastungsbestimmungseinheit 10 durch
die Handover-Steuereinheit 20 gesteuert,
um eine Erfolgswahrscheinlichkeit durch Bestimmen oder Schätzen der
Auslastung der Zielzelle zu bestimmen.
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Im
Falle eines IS-HO zu einem anderen System kann die Lernprozedur
verwendet werden. Die Lernprozedur kann auf einem Vergleich eine
Anzahl von erfolgreichen und nicht erfolgreichen bzw. erfolglosen
IS-HOs zu der betroffenen Zielzelle innerhalb einer vorbestimmten
vorhergehenden Zeitperiode basieren. Diese Informationen können in
einem Speicher oder einem Register gespeichert werden und sind durch
das Bezugszeichen 60 in 1 angedeutet.
Als eine Alternative können
einer oder eine Vielzahl von früheren
ankommenden IS-HOs von der Zielzelle im Hinblick auf ihre Ursachen
oder eine Kombination mit den Dienstprioritätseinstellungen in der Zielzelle
des anderen Systems, wenn verfügbar, ausgewertet
werden. Diese Informationen sind durch das Bezugszeichen 50 in 1 angedeutet.
Basierend auf diesen Informationen, die innerhalb einer vorbestimmten
vorhergehenden Zeitperiode erhalten wurden, stellt die Auslastungsbestimmungseinheit 10 eine
Auslastungsschätzung
an die Handover-Steuereinheit 20 zur
Verfügung,
die ein Prozentwert der maximalen Auslastung oder eine Zahl zwischen
0 und 1 sein kann.
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Unter
Verwendung der Auslastungsinformationen entscheidet die Handover-Steuereinheit 20 über die
Initiierung des IF-HO oder IS-HO. Insbesondere können verschiedene geeignete
Pegel der bestimmten oder geschätzten
Auslastung als ein Kriterium für
die Entscheidung verwendet werden. Wie in 3 gezeigt
kann die Handover-Steuereinheit entscheiden, eine Signalisierung
für eine
Initiierung eines direkten IF-HO oder IS-HO in Schritt S104 aufzuschieben
bzw. auszusetzen. Als eine Alternative kann die Handover-Steuereinheit 20 entscheiden,
die Zeitgeberfunktion 15 so zu steuern, um eine Verzögerungszeit
zum Aufschieben eines IF- oder IS-HO in Schritt S105 bereitzustellen.
Als eine andere Alternative kann die Handover-Steuereinheit 20 entscheiden,
den IF-HO oder IS-HO
aufgrund der Tatsache, dass die Auslastung in der Zielzelle des
anderen Systems zu hoch ist, abzubrechen (Schritt S106). Dadurch
können
unnötige
IF-HOs oder IS-HOs
verhindert oder verzögert
werden solange wie die Auslastung der Zielzelle wahrscheinlich hoch
bleibt.
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Es
wird angemerkt, dass die Verbindungstransferfunktion, die mit Bezug
auf 3 beschrieben wurde, genauso gut eine Prioritätsfunktion
enthalten kann, gemäß der z.
B. ein IF-HO-Prorität über einen
IS-HO besitzt, wie in 2 angedeutet.
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4A und 4B zeigen
Diagramme, die veranschaulichen, wie ein Netzwerkelement (d. h.
die Auslastungsbestimmungseinheit 10) eines GSM-Systems
in der Lage ist, die Auslastungssituation in einer Zielzelle eines
WCDMA-Systems in Erfahrung zu bringen bzw. zu lernen. Im oberen
Teil des Diagramms ist ein erster vorhergehender Zeitpunkt (Zeitpunkt
1) gezeigt und im unteren Teil des Diagramms ein späterer Zeitpunkt
(Zeitpunkt 2) gezeigt. Bevorzugt werden mehrere derartige Ereignisse
in der vorhergehenden Zeit berücksichtigt,
um die Auslastungssituation in der Zielzelle zu schätzen.
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In 4A ist
die Auslastung in der ursprünglichen
GSM-Zelle und in der WCDMA-Zelle hoch, so dass die Vorgeschichte
der früheren
IS-HOs anzeigt, dass frühere
IS-HO zu der jeweiligen WCDMA-Zielzelle fehlgeschlagen sind. Daher
kann die Initiierung eines aktuellen IS-HO abgebrochen werden oder
wenigstens durch eine Zeitgeberperiode verzögert werden, bis die Erfolgswahrscheinlichkeit
sich genügend erhöht hat.
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4B zeigt
einen Fall, in dem die ursprüngliche
Zellenauslastung des GSM im früheren
Zeitpunkt (Zeitpunkt 1) normal und die Zielzellenauslastung des
WCDMA hoch war. So wurde ein IS-HO von der Zielzelle des WCDMA empfangen
und in den entsprechenden Informationen 50 registriert.
So schätzt die
Auslastungsbestimmungseinheit 10, dass die Auslastung der
Zielzelle hoch und die Erfolgswahrscheinlichkeit niedrig sein muss,
und stellt entsprechende Auslastungsschätzinformationen der Handover-Steuereinheit 20 zur
Verfügung,
die entsprechend wenigstens den IS-HO basierend auf einer ausgewählten Zeitgeberperiode
aufschiebt, wenn die Auslastung in der ursprünglichen GSM-Zelle hoch ist.
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So
kann der Erfolg der vorhergehenden bzw. früheren IS-HOs zu der Zielzelle
oder der Empfang früherer
IS-HOs von der Zielzelle zum Lernen über die Auslastung der Zielzelle
verwendet werden.
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5A zeigt
ein Diagramm von Simulationsergebnissen, die die Beziehung zwischen
fehlgeschlagenen Handover und auslastungsbasierten Handover und
einer Zeitperiode eines Zellzeitgebers zum Aufschieben der Initiierung
von IS-HOs anzeigen.
Wie der 5A entnommen werden kann, kann die
Anzahl der fehlgeschlagenen Handover durch Erhöhen der Zeitperiode des Zellzeitgebers,
z. B. der Zeitgeberfunktion 15, verringert werden. Insbesondere
bedeutet "0 Sekunden" grundsätzlich,
dass das Netzwerkelement nicht lernt oder sich nicht an das andere
System anpasst, wohingegen "16
Sekunden" bedeutet,
dass das Netzwerkelement lernt und sich auf das andere System anpasst.
Die Zeitperioden können
außerdem
die gezeigten 16 Sekunden überschreiten.
Mit dem Lern-Algorithmus kann die Handover-Fehlerrate um 60% reduziert
werden, z. B. von 2,6 auf 0,8, so dass 60% der Messungen im komprimierten
Modus (CM), die für
den IS-HO zu dem WCDMA-System benötigt werden, vermieden werden
können.
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5B zeigt
eine Darstellung des Verhältnisses
von vermiedenen Handover pro Anruf aufgrund der Zeitperiode für den Lernprozess,
die von den Simulationsergebnissen abgeleitet wurde. Wie in 5B angedeutet,
kann das Verhältnis
von 60% vermiedener unnötiger
Handover-Initiierungen durch eine Lernzeitperiode von 16 Sekunden
erhalten werden. Unnötige
CM-Messungen führen
zu erhöhten Kosten
für die
Verbindung selbst und verringern die Leistung der gesamten Zelle.
Daher sind vermiedene unnötige
Handover eindeutig vorteilhaft.
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Es
wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das oben
beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist und in jeder Netzwerkumgebung verwendet werden kann, in der
eine Verbindung zwischen Trägern
desselben Systems oder zwischen verschiedenen Systemen transferiert werden
kann. Darüber
hinaus kann jede beliebige Auslastungsschätzung basierend auf einer Lernprozedur,
die Informationen über
vorhergehende Signalisierung verwendet, vorgesehen sein. Die vorliegende
Erfindung kann daher innerhalb des Bereichs der angehängten Ansprüche variieren.