用于提供电信服务的方法、相关系统及信息技术产品

摘要

本发明涉及一种在多个电信系统按照不同标准(WLAN，UMTS)操作并且以一种集成的方式从终端(T)可达的这样一个环境中用于提供电信服务的方法，其中至少一个所述服务能够由多个系统提供。依据上述服务的提供请求，根据本发明的方法设想了如下步骤：验证至少第一(WLAN)和第二(UMTS)系统对于提供被请求服务的可用性，和以一种自动且动态的方式在至少所述第一(WLAN)和所述第二(UMTS)系统之间选择一个用于提供被请求的服务。

说明书

技术领域

本发明涉及在按照不同标准工作的两个电信系统同时存在的一个环境中提供电信服务。

背景技术

作为一个示例----然而它不被认为限制本发明的范围，其完全是一般性的----两个电信系统可以是按照UMTS(环球移动电信系统)标准和按照诸如当前表示为802.11的标准之类的无线局域网(WLAN)标准工作的两个移动通信系统。

在2001年10月18-19日在赫尔辛基(芬兰)举行的3GPP未来发展研讨会上作为Tdoc FEW-0032/01文件提出的标题为″Stand-AloneData-Cells for UMTS″的文档中，描述了一种使得完全集成两个系统的实施的体系方案，这样一个集成以无线模式被执行并且提供最佳网络管理的可能性。

密切相关的课题在2002年6月17-19日在Thessaloniki(希腊)举行的IST移动无线电信高层会议2002上由M.Hildebrand、G.Cristache、K.David和F.Fechter提出的文献″Location-based Radio ResourceManagement in Multi Standard Wireless Network Environments″中进行了讨论。这个文献尤其强调定义旨在改善此类系统吞吐量以及向用户提供最佳服务质量的解决方案的重要性。

发明内容

本发明的目的是提供一个实现由这样一个集成方案提供最佳使用时机的解决方案。考虑到网络管理者(或运营商)以及请求服务的用户的需求，这尤其涉及动态地执行对集成系统接入的最佳选择的可能性。

根据本发明，借助于一个具有如下权利要求中特别选出的那些特性的方法来达到这样一个目的。本发明还涉及相应的系统和相关的信息技术产品，其可以被直接载入到数字计算单元的内存中并且结合软件代码的部分在该产品被运行于计算机上时用于执行该方法的步骤。

在任何情况下，虽然参考诸如先前所述之类的集成方案的可能应用已经设计出根据本发明的解决方案，但是它还可以被有利地应用到设想同一基本课题的任何环境中。因此，根据本发明的解决方案可应用到按照关于之前已经提到或者将要被特别提及的那些标准不同的标准进行工作的电信网中，而且可应用到预知两个以上的多个电信系统集成在一起的环境中，其中，所述多个电信系统以一种集成的方式在一起工作。

根据本发明的解决方案因此可在如下环境中提供电信服务，其中：

-预知根据不同标准工作并且以一种集成的方式从一个终端可达到的多个电信系统，

-至少一个服务可以因此由根据不同标准的多个系统提供。

根据本发明的解决方案设想关于上述至少一个服务的提供请求，存在着至少第一和第二系统对于提供所请求服务的可用性。然后，以一种自动且动态的方式，在两个系统之间选择一个用于提供所请求服务。优选地，为了实现以一种自动且动态的方式执行的通信资源的选择，通过一个独立的模块完成该选择，所述选择对于在集成系统内提供被请求的服务来说被视为优先的。

附图说明

现在将参考附图通过非限制示例描述本发明，其中：

-图1描述了根据本发明的解决方案的常规应用方案；

-图2是说明根据本发明的解决方案的实施流程图；和

-图3是在本发明的环境中用于估计WLAN网络或类似网络的负荷情况的图表。

具体实施方式

根据本发明的解决方案在图1方框图中所表示的那种类型的多模方案(即多系统或多标准方案)中有它自己的优先应用。

原则上，可以预知：链接到系统的终端T是多模或多系统终端，例如能够同时提供诸如UMTS和802.11标准之类的各种标准。

此类终端因此能够与如下单元接口：

-节点，现在被称为节点B，形成适于信号空中传输而不必对于标准进行任何修改的UTRAN的元件(UMTS陆上无线接入网络，该名词表示无线接入UMTS系统的网络N)，和

-接入点，AP，即，802.11系统的元件，被设计用于信号的空中传输。

在接入点AP的情况下，与终端T交换的信息本质上等于以AP标准模式设想的信息，但是它是对所谓无线网络控制器(RNC)的连接的可能性预知，它是标准类型，但是与设计用于管理802.11系统的那些功能集成在一起。

原则上，接入点AP和控制器RNC必须彼此传送两个参数，即：

-链接到WLAN网络的用户数目，和

-在同一WLAN网络上的活动通信的总比特率。

该程序中涉及的参数是：

·SIFS(短帧间空间)＝284s

·补偿时隙＝50μs

·传播延时＝1μs

·t_slot＝20μs

·CW min(冲突窗口最小值)＝32。

·CW max(冲突窗口最大值)＝256。

至于涉及UMTS网络基础设施，关于所谓的核心网标准，尤其是对于与UTRAN网络进行接口的被称为SGSN(服务GPRS支持节点)的节点，没有设想有什么修改。

以上所有的都被设置在一个集成方案中，其中，节点B和接入点AP优选地由以那些标准预知的当前控制器RNC的高级形式设置的唯一控制器来管理。涉及图1中的特定的常规实施形式的其它信息可以从之前已经提及的3GPP未来发展研讨会上提出的文献中以及从3GPP规范中得出。后者包括所有的GSM规范(包括GPRS和EDGE)和3G(第三代)规范。用于描述使用3G规范的网络的其它术语有：UTRAN，W-CDMA，UMTS(在欧洲)和FOMA(在日本)。

在此描述的环境内，提供通常面对不同类型的电信服务。为了定义基本概念(虽然只有示例性的目的)，可以对用于UMTS标准的服务的标准分类进行参考。

在这样一个环境中，会话式服务一开始被处理：它是用于用户之间实时呼叫的一种服务类型或类别，正如在语音和视频会议服务的情况下那样。传送时间必须保持很低并且信息流的各个部分之间的时间关系必须保持不变，使得符合人类感觉的特性。

然后，对于用户希望接收音频/视频流的那种情况描述流服务。它通常是由服务器提供给终端(诸如移动终端之类的)的单向服务。重要的是：在信息流各个部分之间的时间关系保持不变，但是对信息传送时间作为一个整体不特别预见硬要求。信息还被储存在接收终端上的缓存级，使得产生对人类感觉来说透明的任何抖动现象。

然后还有交互服务类别，每当用户请求来自移动设备中的数据时这些服务就被使用，正如在互联网导航或访问网络服务器的情况下那样。在这种情况下，重要的因素是所谓的往返行程时延(RTD)和数据完整性。

然后还有后台服务类别，其识别具有低优先级执行的应用，即可能在后台执行。与这种服务质量或QoS有关的一些服务示例是电子邮件消息的传输或者所谓的SMS。在这种情况下，时间限制不重要，但是数据集成很重要。

根据本发明的解决方案目的是最好地利用上述环境提供的机会。考虑到网络管理者(或运营商)以及请求该服务的用户的需求，这通过一种动态地执行无线接入的最佳选择的技术使其成为可能。

在此描述的解决方案设想根据如下参数进行选择：

-用户请求的服务的类别；

-传输资源(例如，位于UMTS侧以及位于WLAN侧的无线电资源)的可用性；

-重新协商该服务的可能性；

所述解决方案根据如下指导方针进行工作。

原则上，UMTS标准具有2Mbit/s的传输容量，而802.11b标准具有总数等于11Mbit/s的传输容量。UMTS标准另外能够根据服务质量(QoS)提供最佳保证。

UMTS传输资源因此可以被视为更有价值，并且证实了释放或减少尽可能多的UMTS网络负载的准则，以便只对应用硬QoS需求的服务以及在WLAN资源不可用的情况下利用它。至于它的其余方面，由于它的高比特率，802.11b系统为那些在QoS方面尤其不具有硬需求的服务提供最佳支持。

实际上，根据本发明的系统能够以模块10的形式来实现(参考图1)，所述模块被被集成在已经预见在本发明介绍中提到的集成方案内部的RNC控制器中。

在图2的流程图中说明了相关的操作方法。

在这样一个流程图中，由100表示的步骤表示用户通过终端T做出的一个服务请求。移动终端的动作把它关于建立具有给定特性的所谓RAB(无线接入载体)的请求送给RNC控制器。

随后描述的选择所需要的特性本质上对应于如下参数：请求的服务类别，比特率和重新协商该服务的可能性。

在步骤102，进行一个关于被请求服务是否是一个会话类型的服务的检查。因为WLAN标准不足以支持会话式服务，如果步骤102的测试结果为肯定的，则系统直接进展到步骤104，在此，进行一个关于UMTS通信资源是否可用的检查。如果步骤104的测试结果是肯定的，则系统进一步进展到一个附加的步骤106，因此使其能够在UMTS系统上提供该服务。如果UMTS资源不可用(步骤104的否定测试结果)，则系统进展到步骤108，在此，进行一个关于是否需要更多数据速率的检查。

实际上，在步骤108，检查当无法以最初请求的特性(例如比特率)提供所述服务时是否可以以修改的特性(例如以一个比最初预见的比特率低的比特率)提供所述服务。

如果步骤108的测试结果是否定的，则系统进展到步骤110，通知提供该服务的不可能性，即，不提供。

相反如果步骤108的测试结果是肯定的(这说明这能够开始一个所谓的服务的″重新-协商″，以一个更低的数据速率提供它)，则系统返回到步骤104通过一个重新协商步骤109。

然后不是通过参考最初请求的服务特性而是通过参考由重新协商所导致的那些服务特性(例如参考一个更低的数据速率)，再一次执行关于UMTS资源可用性的检查。

这个操作方法的最终结果给出为：在另外″重新协商条件″下执行进一步尝试(这应该是可能的)之后，可能在UMTS上提供该服务(步骤106)；或者，确定的不提供该服务(步骤110)。

如果在步骤102已经确定被请求的服务不是一个会话类型的服务，则系统进展到步骤112，在此，进行一个关于该被请求的服务是否是一个流服务的检查。

这种类别的服务可以通过WLAN资源和UMTS资源提供，但是后者被视为(因为前述的原因)一个更有价值的资源。

由于这个原因，如果步骤112产生一个否定结果，表示被请求的服务是一个流服务，则系统首先进展到步骤114，在此，进行一个关于WLAN资源是否可用的检查。

如果步骤114的测试结果是否定的，则系统进展到由116表示的步骤，对应于以适当的数据速率通过WLAN分配并提供该服务。

如果步骤114的测试给出一个系统验证的否定结果(因为发现WLAN资源不可用：按照随后解释得更好的标准完成相关验证)，在后续步骤118，系统改为验证UMTS资源是否可用。

一旦UMTS资源的可用性已被验证(步骤118的否定结果)，则系统进展到对应于通过UMTS网络提供流服务的步骤120。

如果UMTS资源不可用(步骤118的否定结果)，则系统进展到大体上类似于先前已经看到的步骤108的步骤122。

步骤122对应于通过检查是否能够以不同的数据速率(尤其是通过以一个更低数据速率进行尝试)提供用户请求的流服务所执行的该服务的可能重新协商的机制。

但是，代替返回到UMTS资源(步骤118)，优选地，通过再一次验证(步骤114)WLAN资源的可用性来执行由步骤124表示的这样一个尝试，其中WLAN资源被视为具有较小价值并因此优选地相对于UMTS资源而被使用。

还在这种情况下，正如在先前关于会话类型的服务时看到的情况中那样，程序的最终输出是：通过UMTS提供服务(在以更低数据速率进行一个或多个尝试之后-步骤116)，或者是由步骤126表示的不可能提供该服务的最终通知。

大体上类似的准则(没有服务重新协商的可能性)被采用用于提供交互式或后台类型的服务。

尤其在步骤112的否定输出后，(被请求的服务既不是会话式类型也不是流类型)，则系统进展到另外一个选择步骤127，其中，进行一个关于被请求的服务是否是一个交互服务的检查。

在肯定输出的情况下，系统在步骤128再一次验证WLAN资源的可用性。

如果这样一个资源可用(步骤128的肯定输出)，则以适当的数据速率通过WLAN分配该服务(步骤116)。

如果步骤128指示资源不可用，则系统进展到步骤130，在此，验证UMTS资源的可用性。

在肯定输出的情况下，则系统进展到步骤132，对应于经由UMTS提供交互服务。如果步骤130相反具有一个否定输出，表示UMTS资源不可用，则系统将直接进展到对应于不提供该服务的步骤134。这是由于交互式类型的服务通常不太可能建议以更低数据速率执行重新协商的尝试这一事实所引起的。

由127表示的步骤的可能的否定输出表示被请求的服务既不是会话式类别、流类别也不是交互式类别，它把该请求的服务识别为后台服务。

一旦在136表示的步骤确定这个事实，则系统再一次进展到用于检查WLAN资源可用性的步骤138。

在肯定输出的情况下，通过被识别为可用的WLAN网络分配该服务。这在表示为116的步骤处发生。

如果步骤138给出表示WLAN资源不可用的否定输出，则系统进展到步骤140，在此，进行一个关于UMTS资源的可用性的检查。

按照基本上与前述步骤130、123、134处采用的那些类似的标准，步骤140的输出作为一个选择导致：通过UMTS的服务提供(步骤142)或者不可能提供该服务的通知(步骤144)。

简言之，上述操作准则可以追溯到如下常规流程图。

首先，检查被请求的服务的类别。

WLAN标准很不适于支持会话类型的服务，因此这类服务立即被路由到UMTS网络。

一旦已经进行所述检查并且已经确定该被请求的服务不是会话类型，则系统通过进行一种许可控制来验证WLAN资源是否可用。

实际上，进行检查以便核实用户通过WLAN的寻址没有过度加载该网络，因此引起系统总性能一个无法接受的降低。

如果WLAN资源可用，则通过此种无线接入分配该服务，然后程序结束。

如果WLAN资源不可用(或者最初执行的检查已经给出一个肯定的结果，通告是会话类型的服务请求)，那么通过许可控制程序检查UMTS资源的可用性(UMTS系统已经设想过并且通过RNC控制器已经执行过)。

如果UMTS资源可用，则通过此种无线接入分配该服务，然后程序结束。

如果UMTS资源不可用，那么机件被用于重新协商该服务(只有在会话式服务或流的情况下)并且以更低服务要求通过程序重复尝试。

在任何情况下，在一个新的资源检查之后程序结束。如果可以以更低资源提供该服务，并且此类资源可用，则提供该服务；否则，不提供服务。

在没有无线资源可用于会话式或流服务的情况下，通过提供一个比最初请求的数据速率更低的数据速率来重新协商该服务并满足该请求是可能的。

以更低数据速率的尝试(步骤109和124)本质上对应于检查是否可能通过尝试以一个更低的速率再一次控制资源来降低数据速率请求。

为了在各个类别之中确定被请求的服务，根据之前给出的定义在步骤102、112和127设想一个检查程序。

通过WLAN或UMTS的服务分配对应于这样一个事实：即，关于资源的相关检查给出一个肯定输出，并且通过无线接入或者802.11b或者UMTS标准提供该服务。

当因为没有无线资源可用来满足该服务要求而没有提供被请求服务的可能性导致程序结束时，不提供该服务。

对于资源可用性的验证，在UMTS资源的情况下，可通过从所谓的″极点容量″的定义中导出的公式(通常如此著称)执行验证。在″上行链路″的情况下，这样一个公式则是：

η＝(1+f)*SNR*SAF

这样一个公式对应于η参数的定义，该参数识别小区负载，并且相对于最大理论值而被标准化。例如，当这个参数等于0.7时考虑一个已有负载的小区是可能的。

参数f意思是考虑由与所述小区相邻的小区引起的干扰贡献。

SNR代表所要求的信噪比，即：为了很好地支持一个给定服务而必需的信噪比。

最后，SAF表示的参数(服务有效因数)表示资源有效期间的平均时隙。

上面的公式参考个体用户。通过计算局部的参数值(即计算每个有效连接的值)并把如此获得的所有项总计来获得总值。所述公式提供一个网络负载的近似估计并因此可以被用来把许可控制的特点系统化并从而获取关于可用UMTS资源问题的回答。

刚刚描述的解决方案是控制许可技术的一个故意简化了的示例。通常，许可控制技术更复杂，因为它们除了从功率测量值中导出的信息的使用之外，例如还考虑下行链路连接上的负载以及扩展码的可用性。

对于对WLAN网络的接入，一个特别有利的解决方案是这样的：它描述了随着用户数目的增加系统性能的下降。这使其能够通过作为活动用户数目的一个函数而导出802.11标准的容量来提供一种许可控制准则。从之前已经提及的参数(即短帧间空间，补偿时间，传播延时，时隙，最小和最大冲突窗口)的处理中获得的图3的图表表示作为用户数目的函数的速率值，该速率值被标准化为最大理论比特率值，例如等于802.11b系统的11Mbit/s。

换句话说，如果WLAN上的活动用户例如是30，则所述用户在它们的配置中将具有大约为6,457Mbit/s的总数，该总数然后在所有的用户之间进行细分。

因此，检查全部可用的比特率是否足以提供所有用户请求的服务是可能的。

作为一个实际的示例，(连带地参考图2的流程图和图3的图表)，我们考虑以384kbit/s的流服务的用户请求的情况，其还可以以144kbit/s比特率被满足。

假设此刻32个用户在WLAN上活动(因此参考图3图表，可用比特率等于6,3349Mbit/s)并且UMTS小区的负载被认为接近0.7的最大值。系统因此接近最大负载状态。

因此通过图3的流程图的进展如下。

是会话类型的服务？否。

是流服务？是。

问题是现在WLAN资源是否可用。

假定通过WLAN连接了32个用户(可用的最大比特率0,5759*11＝6,3349Mbit/s)并且这样一个网络上的负载等于6,000Mbit/s。正如之前说明的，第33个用户需要一个384kbit/s流服务，该流服务也可以以144kbit/s比特率来满足。

已经生效的控制如下。

可用的新比特率为0,5706*11＝6,2766 Mbit/s。新用户的请求的比特率加到负载值上，人们获得值6,000+0,384＝6,384Mbit/s，这超过了可用性。

WLAN资源可用？否。

UMTS小区接近最大负载值，因此请求也无法由UMTS满足。

UMTS资源可用？否。

然后一个问题出现：

是否可能重新协商该服务？是。

现在以144kbit/s进行尝试，并且生效的控制面对把(第二)请求的比特速率总计到负载数据上，这带来6,000+0,144＝6,144Mbit/s的值，因此；未超过可用性。

我们其次询问：

WLAN资源可用？

该问题这一次接收到一个肯定回答(是)。然后在WLAN网络上以修改了的(即，与最初请求的数据速率相比降低了的)适当的数据速率分配该服务。

对于其它WLAN系统可以遵循一个类似的准则，而根本不影响在此所述的判断过程，其中，使用对于它们典型的数值。

很显然，保持本发明的原理不变，相对于在此已经描述和说明了的内容，可以广泛地变化实施的细节和实施例的形式，至此而没有离开本发明的范围和精神。

具体地说，应该理解：----在至少一些应用情况中----在随后的权利要求中提及的一个或多个组或子组实际上对应于空集。另外，很明显，特性″可交付使用的″(即可用)或″不可交付使用的″(即不可用)着眼于一个给定服务通过一个给定系统的可提供性而归于一个给定服务，该特性一定不是意味着在一个绝对物理感觉上，而是相反必须合理地是指在该条件之下以及以用户可接收的质量等级提供给定服务的可能性。