用于在移动台编组到达之前预先调整无线电基站的传输参数的方法、无线电信网络和节点

摘要

公开一种控制无线电信网络的操作的方法。该方法使用作为航位推测算法的一部分的位置信息在变化的抽象等级确定单独移动台或移动台群体的大致方向和平均速度。这个信息随后用于在群体到达特定目的地之前向电信网络供应。

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线电信网络，并且具体来说，涉及根据移动台的变化密度来控制电信网络。

背景技术

无线电信网络的基础设施在本领域以处理预期对给定地理区域来说是典型的业务的方式来部署。在繁忙城市中心所处理的呼叫数量和数据传输容量比宁静郊区中传送的呼叫数量和数据容量高得多。为了解决这些不同需求，不同的网络资源部署在不同区域中，以便实现最佳服务覆盖。这样设计的网络将更好地处理能够描述为这个特定区域中的平均的业务。网络还将更好地处理超过这个平均业务的业务。但是，如果网络基础设施所遇到的业务暂时显著超过这个平均值，则因拥塞而导致网络开始丢弃(drop)呼叫并且数据被丢失。

电话呼叫和数据传输的数量的突然增加是或者可以是带有使用无线电信网络的移动电话和其它装置的许多人聚集的结果。这可能是因为数千足球迷聚集在一周大多数时间空置的足球场时的足球比赛；它也可能是数千人突然聚集在通常空置的地点的音乐节或任何其它类型的事件。在本领域已知的解决方案中，为了解决预计增加的业务，网络运营商通过在该事件期间部署附加无线电资源(例如附加无线电基站(RBS))，来增加该事件的区域中的网络容量。

但是，这种方式的缺点在于，它要求预先知道该事件，以便计划受影响区域中的传输参数的变化。另一个缺点在于，变化基于将必须额外提供服务的移动台的估计数量，并且这可导致没有足够资源来分配以适应业务或者分配比所需的更多资源的情况。两种情况均不理想，因为在前一种情况下，用户体验将因拥塞而不愉快，而在后一种情况下，将浪费一些资源。

发明内容

相应地，本发明设法单独或以任何组合方式优选地缓解、减轻或消除上述缺点的一个或多个。

根据本发明的第一方面，提供一种控制包括服务于第二批多个移动台的第一批多个无线电基站的无线电信网络的操作的方法。在这种方法中，确定所述移动台的位置、速率和行进方向。在下一个步骤，计算移动台进入由新无线电基站提供服务的小区的时间。一旦已知移动台将进入由另一个无线电基站提供服务的小区所覆盖的区域的时间，则所述新无线电基站的传输参数调整为适应由所述到达移动台所引起的网络业务。

根据本发明的第二方面，提供一种无线电信网络，其中包括服务于第二批多个移动台的第一批多个无线电基站、至少一个无线电网络控制器和至少一个网络管理系统节点。所述无线电网络控制器连接到无线电基站。网络管理系统节点适合确定所述移动台的位置、速率和行进方向。网络管理系统节点还适合计算移动台进入由新无线电基站提供服务的小区的时间，并且将这个信息提供给无线电网络控制器，无线电网络控制器适合调整所述新无线电基站的传输参数，以便适应附加业务。

根据本发明的第三方面，提供一种用于无线电信网络的网络管理系统节点。网络管理系统节点包括用于连接到无线电信网络的无线电基站以及连接到无线电网络控制器的接口。网络管理系统节点还包括处理器单元，它适合确定由所述无线电基站提供服务的移动台的位置、速率和行进方向。所述处理器单元还适合计算移动台进入由新无线电基站提供服务的小区的时间，其中所述网络管理系统节点适合将这个信息提供给无线电网络控制器和/或提供给新无线电基站。

在从属权利要求中要求本发明的其它特征的权益。

本发明的优点包括关于电信网络中的移动台的大量移动的预先知识(advanced knowledge)，它在本质上是对网络的内部管理有用的东西。另外，这种知识对一系列外部企业(例如道路交通控制、汽油站、食品区等等)是有用的。另一个优点在于，能够根据这些大群体(herd)的移动来智能管理电信网络。与已知解决方案相比，这种智能管理允许降低功耗，因为已知群体(移动台编组)将到达的时间并且无需过早调整参数。该解决方案还允许使用小区呼吸技术(cell breathing technique)来适应(adapt)电信网络小区结构，这提供增加的灵活性。另外，它允许根据这些大群体的移动将一系列其它服务动态附连到某个位置，例如IPTV内容能够在群体到达之前在本地小区中缓存。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将会更全面地知道和理解本发明，附图包括：

图1和图2示出其中无线电信网络按照本发明的一个实施例进行操作的地理区域的简化地图；

图3a是示出本发明的一个实施例中、控制无线电信网络的操作的方法的简图；

图3b是示出本发明的一个实施例中、控制无线电信网络的操作的方法的简图；

图4是示出本发明的方法的一个优选实施例的简图；

图5是示出本发明的方法的另一个优选实施例的简图；

图6是示出本发明的一个实施例中的无线电信网络的框图；

图7是示出本发明的一个实施例中的网络管理系统节点的框图。

具体实施方式

航位推测法是在速度、经过时间和路线也已知时根据先前已知位置来估计当前位置的过程。因此，有可能使用这个速度、时间和路线信息来从当前(或先前)位置计算将来位置。供应电信网络以便使其按预期进行工作涉及控制大量资源、服务和活动。因此，供应能够包括管理功耗、小区呼吸和服务配置。这些活动的一部分是相对静态的，例如部署小区天线杆(cell mast)。但是，其它活动是更为动态的，并且允许调节(tweak)网络，以便提供更大容量或者节省能量。服务于区域的小区数量取决于那个特定区域中的移动台总体(population)的密度。如果移动台的数量增加，则由小区(或多个小区)所覆盖的地理区域的范围减小(小区缩减)。这种现象称作小区呼吸。本质上，用户越多则要求越大的容量。

3G网络中的网络管理系统使服务提供商能够识别其订户的位置。这个信息能够称作位置信息或移动性信息。但是，当前不存在允许网络运营商预先确定一大群移动台是否正朝(或者从)特定或一般位置移动的机制。因此，全部同时沿相同的大致方向行进的具有移动台的一大群人(本文又称作群体)可能在没有任何先验知识的情况下到达某个位置，并且对小区具有显著负面影响，影响在那个位置使用网络的能力。开发将单独用户的位置信息变换为关于用户群体的计划移动的知识的机制能够用于在群体到达特定区域之前供应网络。

本发明提出用于通过利用位置信息预先供应电信网络的机制、抽象机制(abstraction mechanism)以及用于确定在那个电信网络中的大群体的移动的航位推测系统。本发明的基本概念在于，匿名位置信息将作为航位推测算法的一部分用于确定单独移动台或群体或者使用移动台的用户群体的大致方向和平均速度。这个信息随后将用于在群体到达特定目的地之前供应电信网络。

下面将讨论其中80000足球迷为足球决赛正朝爱尔兰都柏林移动的情况。为了简洁起见，假定球迷编组从科克和蒂龙行进，并且大多数支持者正乘小汽车/公共汽车/火车朝都柏林行进，这应当花费大约3-4小时。

为了清楚和简洁起见，本申请中的附图以示意方式示出本发明，其中省略对于理解本发明不是必需的元素和线条。图1以爱尔兰简化地图示出这些行程。箭头示出全体从其开始位置(科克和蒂龙)行进到其目的地(都柏林)的支持者集合。这两组支持者的每个将构成人群，并且在这两个群体中，将存在许多更小群体。如果一般大群体(或者更小群体)的平均速度为已知，则有可能计算到固定距离之外的位置的估计到达时间(ETA)。

本发明使用在3G和/或LTE(长期演进)电信网络中可用的位置信息来得出群体的必要速度。确定移动台的位置的方法的技术和理论方面不是本发明的主题。假定这个信息是网络已知的，因为它是例如E911服务(允许定位进行紧急呼叫的人的服务)所要求的。这些方法可包括GPS技术或多点定位(multilateration)，并且是本领域众所周知的。在极高的粒度等级，电信网络的供应可以是对某些城镇特定的，它们可能在大群体经过时遭遇较重业务负荷。因此，功率级可在群体到达和经过时调节成提供足够覆盖和容量，这又可引起在预期整个群体离开时功率的智能下降。

图2示出都柏林城市分区的超精细视图，仅以极简化方式示出足球场附近的主要街道，其中覆盖基于典型六边形的电信网络。足球场200用虚线标记。大致方向、数量(mass)、速率和ETA再一次能够从基于位置的信息得出。但是，随着最终目的地变为可见，则能够看到，可在群体到达之前供应网络中的特定小区(足球场200附近的小区1-7)。这可包括特定小区集合的服务配置(例如IPTV-因特网协议电视-的提前供应)、功率调节、小区呼吸等等。本发明将电信网络中的位置信息的使用与一组抽象层和航位推测法相结合，以便提供一种允许网络运营商来近似大群体在未来时间点所在位置的新方式。

图3a示出本发明的方法的一个实施例。在步骤3002，确定单独MS的位置、速率和方向。如上所述，位置信息在3G和LTE网络中是可用的。通过了解单独MS在两个时间点的位置，有可能确定其速率(这两个位置之间覆盖的距离除以这两个时间点之间经过的时间)。还有可能确定行进方向，它是这两个位置之间的向量。通过这个信息，有可能估计MS到达特定位置的时间，这在步骤3004执行。一旦计算ETA，MS在到其目的地的途中将穿过的小区(并且这根据其行进方向来确定)中的网络的传输参数在MS到达之前经过调整。

图3b所示本发明的一个优选实施例提供附加有利特征。在第一步骤，在时间t₁确定302单独移动台的位置。在一个实施例中，确定所有MS的位置，但在备选实施例中，只有所定义百分比的MS的位置才由网络来确定。在下一个步骤，检查是否存在任何MS编组或群体。这通过检查预定义区域A中的MS的数量来执行。如果区域A中的MS的数量超过预定义阈值T₁ 304，则将其分类为群体，并且对其进一步检查(或跟踪)。但是，如果该编组太小或者如果它只是单独MS，则不跟踪该编组或单独MS 305。这防止在跟踪太小而在位置之间行进时对小区没有负面影响的编组方面浪费处理资源。

在下一个步骤306，在时间t₂再一次确定较大编组中的MS的位置。如前面所述，具有关于MS在两个时间点的位置的知识，就有可能确定MS的速率308和行进方向310。

最初在跟踪步骤304标识为超过第一阈值T1的MS编组可以只是沿不同方向行进的MS的随机集合。如果情况是这样，则来自这种编组的MS将不会对网络的小区具有负面影响，因为它们不会实质同时到达同一个位置。为了消除这类编组，在步骤312执行另一个检查。在步骤312，检查沿实质相同方向行进的MS的数量是否超过第二阈值T2。如果该数量低于T2，则对这个编组的跟踪停止。MS的群体是动态对象，并且在许多情况下，群体是随机形成的，例如在原本不是这么繁忙的公路上的交通拥塞，并且然后它们随着形成该群体的根本原因消失而消失，例如清除交通拥塞并且每个人沿其自己的方向行进。步骤312设计成识别这些随机创建群体，并且停止将处理资源用于跟踪它们。因此，对于其中沿相同方向行进的MS的数量低于第二阈值T2的群体，该过程停止314。但是，如果该数量超过第二阈值T2，则计算316估计到达时间。然后，由新基站(或者多个基站)提供服务的小区或多个小区中的传输参数调整成适应由所述到达移动台所引起的这种附加业务318。可存在小区容量不要求任何调整的情况，因此执行关于该小区在当前设定下是否能够适应这种附加MS的检查(图中未示出)。在一个优选实施例中，该方法包括保持显示沿实质相同方向行进的MS的数量(群体总体)的计数器(图4所示)。计数器值使用定时器402-406定期监测，以及如果它下降到低于所述第二阈值408，则对这个群体的跟踪停止410。

在一个实施例中，第一和第二阈值的值相等，但是在备选实施例中，它们可能是不同的值，以便避免根据群体总体的随机波动所进行的判定。

如果考虑足球迷向都柏林行进的情况，则可能在离比赛地点远距离处无需任何调整，但越接近足球场，到达群体肯定将会对网络性能具有负面影响，以及为了使其影响为最小，在其到达之前调整传输参数318。

可选地，新服务可添加到受影响区域中的网络。这可包括本地缓存IPTV内容、提供对区域特定的信息(例如交通信息)或对事件特定的信息(例如停车位置)等等。

在早先所述的情况下，群体从至少两个方向(北和南)行进，并且它们越接近其目标点，则网络管理更易于确定从两个方向行进的这些群体是否将会相遇。本发明的上下文中的“相遇”表示群体将影响实质相同区域(例如足球场附近)中的网络。因此，在图5所示的一个优选实施例中，该方法包括将关于沿实质相同方向行进的移动台的信息与关于其它移动台编组的信息502进行组合，以便确定两个或更多个移动台编组是否将会相遇504。如果确定编组将会相遇，则所述新无线电基站(或者多个基站)的传输参数根据所述组合信息的结果(将被提供服务的移动台的数量是群体总体之和)来调整508。

优选地，在群体离开由新基站提供服务的小区所覆盖的区域(这通过将当前被服务MS的数量与预定义值进行比较来检查)之后，这个小区中的传输参数重新调整到减小业务，优选地重新调整成其原始值。

本发明的实施例中使用的算法的具体示例如下所示。

确定位置、速率和方向算法

//步骤1-获得在时间t₁的位置

对于[x]个所选小区(例如覆盖小城镇的3个小区)的每个

随机选择[y]百分比的MS(例如90％)

获得各MS的位置信息

这个操作引起识别移动台编组所在的若干位置。在一个优选实施例中，为了节省处理功率，忽略不是与编组的任一个共存的单独MS或者具有不超过第一阈值T1的人口的小编组，并且仅对具有超过T1阈值的人口的群体的跟踪继续进行。备选地，跟踪所有单独MS，无论是小群体还是大群体。

//步骤2-得出时间t₂的距离、向量和平均速度

在[t]秒(例如900秒)之后

对于先前(从步骤1)所选MS的每个

获得MS的当前位置信息，并且计算：

距离-当前(t₂)与先前(t₁)位置坐标之间

向量-使用当前(t₂)与先前(t₁)位置坐标之间的所

得线条

平均速度-使用时间(t₂-t₁)和距离信息

重新开始算法

其中，[x]、[y][t]是能够由服务提供商设置成静态或动态的任意值。

在一个优选实施例中，等级零定义为电信无线电网络中用于查看单独移动台的最精细粒度等级。上面本地算法是‘缩小’(zoom out)到其它粒度等级的基础。服务提供商可将这个更粗略粒度定义为镇(等级一)、城市(等级二)、省份(等级三)和国家(等级四)。

抽象算法

在等级[LEVEL_X](例如等级一)选择地理位置区域

在[LEVEL_X]-1(例如等级零)选择[v]百分比的向量

组合向量数据集合和伴随所得向量

与

密度信息(即，向量中的MS的数量)

平均速度(即，MS集合的平均速度(average speed

across set of MS))

其中，[LEVEL_X]可根据需要来设置。在上面基本等级算法中，基本等级(零)之上的下一个粒度等级为镇，它定义为等级一。注意，为了选择等级二，情况必须是先前已经计算等级一信息。这是随[LEVEL_X]增加而继续进行的过程。[v]是可由服务提供商设置成静态或动态的任意值。

航位推测算法

对于所选地理位置中在[LEVEL_X]的[dr]百分比的向量中的各向量

使用向量数据和平均速度来提供到将来位置的ETA，

包括密度信息(即，群体大小是UE的总数)

其中，[LEVEL_X]可根据需要设置，以及[dr]是可由服务提供商设置成静态或动态的任意值。

图6示出根据本发明的一个实施例的无线电信网络。网络600包括第一批多个无线电基站602-608，它们服务于第二批多个移动台610-630。网络还包括无线电网络控制器(RNC)632，它负责控制无线电基站(3G网络的节点B以及LTE的eNode B)。RNC 632连接到无线电基站602-608。在备选实施例中，网络600包括一个以上无线电网络控制器。网络600还包括适合确定移动台610-630的位置、速率和行进方向的网络管理系统节点634(或者OSS节点，其中OSS表示操作支持系统)。在一个优选实施例中，网络管理节点634从RNC 632得到位置信息。网络管理节点计算移动台610-616和622-628进入由新无线电基站606提供服务的小区的时间。在第二批多个移动台610-630中，只有移动台610-616和622-628沿实质相同方向行进。行进方向在图6中通过每个MS旁的箭头来标记。节点634将这个信息提供给RNC632，RNC632又调整所述新无线电基站606(即，服务于覆盖移动台将穿过的区域或者其目标点所在的区域的小区的无线电基站)的传输参数，以便适应附加业务。优选地，调整在群体到达特定区域之前执行。但是，在备选实施例中，部分参数在到达之前来调整，而部分(不太关键)参数在群体到达之后来调整，或者在又一个备选实施例中，如果不可能在到达之前调整时，则所有参数可在群体到达之后调整。

图7示出本发明的一个实施例中的网络管理系统节点700。节点700(或者图6的节点634)包括用于连接到无线电信网络的无线电基站602-608的第一接口702。无线电基站602-608与网络管理节点700或634之间的消息通过Mub接口传送。Mub是3G网络中无线电基站与网络管理系统节点之间的O&M(操作和维护)接口。节点700还包括用于连接到无线电网络控制器632和处理器单元704的第二接口703。根据一个实施例，处理器单元可以是运行从存储器单元707加载的软件或者运行嵌入式软件的微处理器、一组微处理器。根据本发明的方法的实施例进行操作的处理器单元704适合确定由所述无线电基站提供服务的移动台的位置、速率和行进方向，并且还适合计算预计移动台进入由新无线电基站提供服务的小区的时间。处理器单元704在软件控制下执行这些任务，其中软件包括早先所述的算法。网络管理系统节点700或634将这个信息提供给无线电网络控制器632。在备选实施例中，这个信息的至少一部分由网络管理节点提供给新无线电基站。处理器单元704优选地适合确定位于预定义区域中的移动台的第一数量，以及如果第一数量超过第一阈值，则确定所述移动台的位置、其速率和行进方向。如方法的描述中所述，这允许避免将处理资源耗用在跟踪对MS将在其中漫游的小区中的网络性能没有影响的编组或单独MS。

在一个优选实施例中，网络管理节点634、700包括实质上沿相同方向行进的移动台的计数器706。还优选地，网络管理节点634包括所识别的各组移动台的一个计数器。通过分析不同编组的行进方向，有可能预测其中编组将会相遇的区域，并且计数器值之和提供网络将必须在附加移动台到达这个区域时提供服务的附加移动台的预计数量。

还优选地，如果沿实质相同方向行进的移动台的第二数量超过第二阈值T2，则处理器单元704计算预计到达时间。如果第二数量低于T2，则对这个编组的跟踪停止。这个特征的目的同样是节省处理资源，并且防止它们在业务将对网络没有实际影响时被使用。但是，如果第二数量超过第二阈值T2，则处理器单元704计算估计到达时间。在一个优选实施例中，使用表明沿实质相同方向行进的MS的数量(群体总体)的计数器。网络管理节点700包括定时器708，并且每当定时器708到期时，处理器单元704检查计数器706的值。周期检查的过程如图4所示。定时器在步骤402启动，并且处理器704等待406直到其到期404。一旦定时器到期404，则将计数器值与第二阈值T2进行比较。如果它低于第二阈值，则对这个群体的跟踪停止410。如果它高于第二阈值，则定时器708再次启动。

节点700或634具有关于在网络所覆盖的区域(无论是国家、县、城市、乡镇等)中行进的MS的其它群体的信息。处理器单元704适合将关于沿实质相同方向行进的移动台(群体)的信息与关于其它行进移动台的编组的信息进行组合。使用方向向量，处理器单元704确定两个或更多个移动台编组是否将会相遇。这种确定的准确度随着到目标点的距离减小而增加。

在图6和图7所示的实施例中，网络管理节点634和700是独立节点。但是，在备选实施例中，这个节点可与一个或多个无线电基站或无线电网络控制器集成。

在例如足球比赛等的某些情况下，订户数量有可能提前估计，因为足球场具有明确定义和已知的容量，但是存在其中因到达特定位置而使移动台数量是不可能预测的许多其它事件(例如音乐节、大众海岸度假胜地的好天气)，并且在这类情况下，本发明在管理电信网络方面起到重要作用。在任何情况下，无论是否能够估计MS的数量，本发明均允许网络的变化的极准确定时，使得用户体验愉快，并且优化功率和其它资源消耗。