СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ НАГРУЗКИ В СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2014 года по МПК H04W36/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сети мобильной связи и, в частности, к способам и системам для обеспечения балансировки (выравнивания) нагрузки.

Уровень техники

Из уровня техники известна установка фемтосотовых точек доступа в здании с целью, в числе прочих преимуществ, предоставления расширенного покрытия для пользователей сотовой сети связи. Когда зарегистрированное устройство пользователя находится в пределах зоны покрытия фемтосотовой точки доступа, оно может установить с этой точкой доступа соединение, при этом соединение точки доступа с базовой сетью сотовой сети устанавливается, например, по заранее установленному широкополосному Интернет-соединению. Когда пользователь покидает зону покрытия фемтосотовой точки доступа, может быть осуществлен хендовер соединения в макросотовую базовую станцию сотовой сети.

Из уровня техники также известно создание сети из таких фемтосотовых точек доступа.

В такой сети возникает проблема, заключающаяся в том, что, поскольку каждая фемтосотовая точка доступа в любой заданный момент времени может обслуживать относительно небольшое количество вызовов, вероятность того, что количество пользователей, пытающихся подключиться к сети через конкретную точку доступа в один и тот же момент времени, может превысить пропускную способность данной точки доступа, относительно велика, даже если общее количество активных пользователей в сети находится в ожидаемых пределах.

Раскрытие изобретения

В соответствии с аспектами изобретения эта проблема решена посредством предоставления механизмов, благодаря которым нагрузка в точках доступа может быть сбалансирована (выровнена).

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ функционирования сотовой точки доступа из числа множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа, включающий: прием из первого устройства пользователя запроса попытки соединения, которое приведет к превышению данной точкой доступа первой заданной пороговой величины пропускной способности; выбор одного из ранее соединенных устройств пользователя и соответствующей одной из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа; инициирование хендовера выбранного одного из ранее соединенных устройств пользователя в указанную соответствующую одну из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа; и установление соединения с первым устройством пользователя.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается сотовая точка доступа, выполненная с возможностью функционирования в соответствии со способом по первому аспекту

Краткое описание чертежей

Для более полного раскрытия и описания осуществления настоящего изобретения далее в качестве примера приведено описание со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой здание в зоне покрытия сети сотовой связи;

фиг.2 представляет собой схему развертывания множества фемтосотовых точек доступа в здании;

фиг.3 представляет собой схему фемтосотовых точек доступа в более общей сети связи;

фиг.4 представляет собой блок-схему первой процедуры в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.5 представляет собой блок-схему второй процедуры в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.6 представляет собой блок-схему третьей процедуры в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.7 представляет собой блок-схему четвертой процедуры в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показано здание, расположенное в пределах зоны доступа макросотовой базовой станции 12 сотовой сети связи. Таким образом, такие устройства пользователя, как мобильные телефоны 14, портативные компьютеры и т.п., которые находятся вблизи здания 10, могут пользоваться услугами сотовой связи путем установки соединения с сотовой сетью посредством макросотовой базовой станции 12.

Однако известно, что покрытие сотовой сети в здании может быть слабым, что приводит к недоступности обслуживания или необходимости устройствам пользователя передавать сигналы с высокой мощностью передачи, что сокращает время работы аккумуляторной батареи.

Поэтому в здании 10 развернуты фемтосотовые точки доступа, предназначенные для того, чтобы устройства пользователя, расположенные в здании, могли по меньшей мере пользоваться услугами сотовой связи путем установки соединения с сотовой сетью посредством одной из фемтосотовых точек доступа.

Несмотря на то, что изобретение описано в настоящем документе со ссылкой на использование фемтосотовых точек доступа в здании, в котором ожидается перемещение пользователей, например офисном здании, образовательном учреждении или торговом центре, очевидно, что изобретение может применяться и в других случаях. Например, изобретение может также применяться для использования фемтосотовых точек доступа за пределами зданий, в частности в местах, в которых имеется общая собственность или администрирование территории, где ожидается перемещение пользователей.

На фиг.2 показана схема одного уровня 16 внутри здания 10. В этом примере здание 10 представляет собой офисное здание, а весь уровень 16 занят одной организацией. На основании количества ожидаемых пользователей на уровне 16 в любой момент времени развертывается подходящее количество фемтосотовых точек 18 доступа. Для случая организации, как указано выше, фемтосотовые точки 18 доступа могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы посредством фемтосотовой точки доступа доступ в сеть могли получать только зарегистрированные устройства пользователя, так что в данном случае количество активных пользователей в любой момент времени может быть в некоторой степени прогнозируемым. В случае, когда любое пользовательское устройство, активное в сотовой сети, может получить доступ в сеть посредством одной из фемтосотовых точек доступа, количество активных пользователей в любой момент времени может быть сложно предсказать с какой-либо точностью.

Фемтосотовые точки 18 доступа расположены в подходящих местах. Например, фемтосотовая точка доступа может располагаться вблизи входа/выхода или у каждой точки входа/выхода, так что пользователи, входящие в здание или покидающие его, могут как можно дольше оставаться соединенными с одной из фемтосотовых точек доступа. Кроме того, фемтосотовые точки доступа должны быть распределены в пространстве, так чтобы любой пользователь в пространстве имел возможность установки соединения с одной из фемтосотовых точек доступа.

На фиг.3 показана схема, иллюстрирующая сетевые соединения фемтосотовых точек доступа. Более конкретно, все фемтосотовые точки 18 доступа в группе соединены с локальной вычислительной сетью (ЛВС), имеющей сервер 20 локальной вычислительной сети, который также имеет соединение с глобальной вычислительной сетью 22, в частности с общественной глобальной вычислительной сетью, такой как Интернет. Фемтосотовые точки 18 доступа выполнены с возможностью соединения по глобальной вычислительной сети 22 с базовой сетью 24 сотовой сети связи. Базовая сеть 24 включает узел 26 управления, который по необходимости осуществляет мониторинг и управление функционированием фемтосотовых точек 18 доступа.

Один из вариантов решения проблемы, заключающейся в том, что одна из фемтосотовых точек 18 доступа может быть перегружена, заключается в организации хендовера для одного из существующих вызовов данной фемтосотовой точки доступа в другую фемтосотовую точку доступа. Такой хендовер может быть основан на информации, полученной при приеме запроса соединения, потенциально перегружающего точку доступа, или на информации, полученной ранее, или на комбинации ранее полученной информации и информации, полученной при приеме запроса соединения, потенциально перегружающего точку доступа.

В одном варианте осуществления изобретения узел 26 управления распространяет во все фемтосотовые точки 18 доступа в группе значимую информацию о группе, включая идентификаторы всех фемтосотовых точек доступа в группе и их основные параметры радиосвязи, например абсолютный номер канала радиосвязи системы UTRA (UARFCN, UTRA Absolute RF Channel Number) и код скремблирования (SC), код области местоположения (LAC, Location Area Code) и идентификатор соты, а также первоначальные уровни мощности.

Фемтосотовая точка доступа может перейти в режим мониторинга нисходящей линии связи, в котором она может детектировать сигналы, передаваемые другими фемтосотовыми точками доступа, для получения идентификаторов соседних фемтосотовых точек доступа. Таким образом, путем сопоставления детектированного номера UARFCN или кода скремблирования и кода LAC или идентификатора соты, передаваемых каждой фемтосотовой точкой доступа, с информацией, принимаемой из узла 26 управления, фемтосотовая точка 18 доступа может автоматически заполнить таблицу соседних точек доступа Данную таблицу можно использовать в дальнейшем в целом традиционным образом в случае хендовера для обеспечения локальной мобильности, а также для целей балансировки нагрузки, как подробно описано ниже.

Таким образом, в пределах группы обеспечивается полная поддержка мобильности. Повторный выбор соты с другими фемтосотовыми точками доступа достигается посредством широковещательной передачи каждой точкой доступа соответствующей информации о несущей и коде скремблирования. Хендовер из одной фемтосотовой точки доступа к другой может быть выполнен благодаря тому, что каждая фемтосотовая точка доступа имеет полную карту своих соседних фемтосотовых точек доступа, включая их идентификаторы, и поэтому может передать команду хендовера, которая однозначно указывает на конкретную фемтосотовую точку доступа. Обеспечивается полная поддержка мобильных вызовов в сетях с коммутацией каналов, сетях с коммутацией пакетов, а также сетях с множеством технологий радиодоступа (Multi-RAB), а также поддержка хендовера между фемтосотовыми точками доступа на одной и той же частоте и хендовера между фемтосотовыми точками доступа между разными частотами.

Кроме того, каждая фемтосотовая точка доступа принимает периодические сообщения об измерении от устройств пользователя, с которыми установлено соединение, при этом данные сообщения указывают на уровень сигнала соседних фемтосотовых точек доступа с той же частотой. Кроме того, каждая фемтосотовая точка доступа передает управляющие сообщения об измерении в устройства пользователя, с которыми установлено соединение и которые функционируют в режиме сжатия, запрашивая осуществление периодических измерений их соседних фемтосотовых точек доступа на отличных частотах.

На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая в целом процедуру, осуществляемую в фемтосотовой точке доступа при приеме запроса нового соединения из устройства пользователя.

На шаге 40 фемтосотовая точка доступа (femtocell access point, FAP) принимает запрос соединения из запрашивающего устройства пользователя (UE), и на шаге 42 определяется, вызовет ли данный запрос соединения превышение количеством соединенных устройств UE пользователя пороговой величины. Данная пороговая величина может быть равна пропускной способности фемтосотовой точки доступа, в таком случае запрашиваемое соединение не может быть установлено без превышения указанной пропускной способности. В альтернативном варианте может быть установлена пороговая величина, которая меньше пропускной способности. Например, когда фемтосотовая точка доступа может обслуживать восемь одновременных вызовов, на шаге 42 может быть определено, ведет ли запрос соединения к восьмому соединению.

Если на шаге 42 определено, что пороговое количество вызовов не достигнуто, осуществляется переход на шаг 44 и соединение устанавливается традиционным образом.

В противном случае, если на шаге 42 определено, что пороговое количество вызовов достигнуто, осуществляется переход на шаг 46. На шаге 46 выбирается одно из соединенных устройств UE пользователя и соответствующая целевая фемтосотовая точка FAP доступа из той же группы. Данный выбор может осуществляться различным образом, как подробно описано ниже.

На шаге 48 в выбранное соединенное устройство UE пользователя передается команда на осуществление хендовера в выбранную целевую фемтосотовую точку FAP доступа. После этого на шаге 50 традиционным образом устанавливается запрошенное соединение с запрашивающим устройством UE пользователя.

Как указано выше, на шаге 46 выбирается одно из соединенных устройств UE пользователя и соответствующая целевая фемтосотовая точка FAP доступа из той же самой группы, так что в данное устройство UE пользователя может быть передана команда на осуществление хендовера, что позволяет фемтосотовой точке доступа принять запрос нового соединения. Понятно, что, как правило, невозможно выбрать устройство UE пользователя и целевую фемтосотовую точку доступа независимо друг от друга, потому что необходимо выбирать устройство UE пользователя, которое имеет возможность успешного осуществления хендовера в целевую фемтосотовую точку доступа, при этом выбор может осуществляться путем оценки в первую очередь устройства UE пользователя, подлежащего хендоверу, или путем оценки в первую очередь целевой фемтосотовой точки доступа.

Существует множество способов выбора устройства UE пользователя, при этом критерии выбора фемтосотовой точки доступа могут изменяться в соответствии с конфигурируемыми правилами. Такой допускающий конфигурацию подход позволяет определять и настраивать гибкие, расширяемые критерии выбора, подходящие под индивидуальные требования оператора, и достигать оптимальной производительности в сетях конкретных операторов.

Выбор может осуществляться на основании определенных критериев, при этом конфигурируемые правила выбора могут быть реализованы различным образом, в том числе, но не исключительно, следующим образом: конфигурация приоритета определенных критериев относительно других критериев или конфигурация различных весовых коэффициентов для каждого критерия.

При назначении для каждого критерия весовых коэффициентов оцениваются и комбинируются взвешенные величины для определения общего рейтинга выбора устройства UE пользователя. Затем фемтосотовая точка доступа выбирает устройство UE пользователя с наивысшим рейтингом в качестве следующего потенциального устройства UE для хендовера.

Одним возможным критерием выбора является текущее потребление ресурсов служб устройством UE пользователя или потребность в них устройства UE пользователя (например, осуществляет ли устройство пользователя голосовой вызов, видеовызов, вызов с коммутацией пакетов или вызов с множеством технологий радиодоступа (multi-RAB)). Как указано выше, весовые коэффициенты или приоритет указанных служб может быть различным, при этом одним возможным вариантом назначения приоритета является присвоение приоритета или весового коэффициента, начиная с наибольшего, в следующем порядке: голосовые вызовы, видеовызовы, вызовы с только с коммутацией пакетов, вызовы с множеством технологий радиодоступа (multi-RAB). Такой подход является разумным, поскольку имеющими наивысший приоритет службами являются службы, потребляющие меньше всего ресурсов. В результате вероятность принятия таких устройств пользователя целевой фемтосотовой точкой доступа в среднем будет выше. Более низкий приоритет имеют службы, которые потребляют больше ресурсов и которые, напротив, имеют в среднем меньшую вероятность быть принятыми для обслуживания целевой фемтосотовой точкой доступа.

Другим возможным критерием выбора является качество сигнала других соседних потенциальных фемтосотовых точек доступа, измеренное данным устройством UE пользователя. Еще одним возможным критерием выбора является нагрузка соты (если она известна) потенциальных целевых фемтосотовых точек доступа, связанных с каждым потенциальным устройством UE пользователя.

Аналогично, также существует множество способов выбора целевой фемтосотовой точки доступа, при этом критерии выбора, используемые фемтосотовой точкой доступа для выбора других фемтосотовых точек доступа в качестве целевой точки доступа могут изменяться в соответствии с конфигурируемыми правилами. Такой допускающий конфигурацию подход также позволяет определять и настраивать гибкие, расширяемые критерии выбора, подходящие под индивидуальные требования оператора, и достигать оптимальной производительности в сетях конкретных операторов.

Конфигурируемые правила выбора могут быть определены посредством различных критериев.

Например, выбор может осуществляться путем оценки текущей нагрузки соты каждой потенциальной целевой фемтосотовой точки доступа. Например, если данная фемтосотовая точка доступа уже перегружена, ее можно исключить из целевых фемтосотовых точек доступа, являющихся потенциальными точками доступа для хендовера. Назначение приоритета выбору менее загруженной фемтосотовой точки доступа относительно более загруженной фемтосотовой точки доступа позволяет повысить равномерность распределения всей нагрузки по фемтосотовым точкам доступа группы. Это позволяет предотвратить ситуацию, когда целевая фемтосотовая точка доступа с наивысшим рейтингом становится перегруженной, но имеются и другие хорошие потенциальные целевые точки доступа, которые при этом не используются в полной мере.

Для использования данного критерия исходной фемтосотовой точке доступа необходимо получить информацию о текущей нагрузке соты для различных потенциальных целевых точек доступа. Получить такую информацию можно посредством прямой связи между фемтосотовыми точками доступа в локальной вычислительной сети, при этом каждая фемтосотовая точка доступа передает соответствующую информацию (например, посредством широковещательной передачи или другим путем) в другие фемтосотовые точки доступа в группе. Например, каждая фемтосотовая точка доступа может передавать сообщение, указывающее, когда уровень нагрузки данной точки доступа достиг заданной пороговой величины или одной из нескольких заданных пороговых величин, например, когда использование ресурса превысило х% или стало меньше у%. В усовершенствованном варианте данного способа каждая фемтосотовая точка доступа может независимым образом сообщать о собственном использовании ресурсов в домене с коммутацией пакетов и в домене с коммутацией каналов, так как это обеспечивает более гибкий выбор целевой фемтосотовой точки доступа, из-за того, что целевая фемтосотовая точка доступа может быть перегружена в одном домене, но может иметь свободные ресурсы в другом домене.

В альтернативном варианте исходная фемтосотовая точка доступа может получать информацию об одной или нескольких потенциальных целевых фемтосотовых точках доступа с обеспечением тем самым в исходном устройстве мгновенного и точного представления о нагрузке каждой целевой точки доступа и, тем самым, о ее пригодности в качестве выбираемой целевой фемтосотовой точки доступа.

В дополнение или в альтернативном варианте исходная фемтосотовая точка доступа может использовать в качестве критерия выбора свои ретроспективные данные о доле успешных предыдущих попыток хендовера в каждую потенциальную целевую фемтосотовую точку доступа. Если исходная фемтосотовая точка доступа ранее успешно осуществила хендовер соединенного устройства UE пользователя в конкретную целевую фемтосотовую точку доступа, то данное устройство может иметь более высокий рейтинг в качестве потенциальной целевой точки доступа для хендовера в будущем. Для того чтобы это использовать, фемтосотовой точке доступа требуется осуществлять мониторинг доли успешных попыток хендовера по ее команде, так, чтобы данная информация хранилась и обновлялась со временем для обеспечения актуального указания на текущее состояние.

В некоторых случаях некоторые из потенциальных целевых фемтосотовых точек доступа могут иметь списки управления доступом (Access Control Lists), то есть потенциальным устройствам UE пользователя может быть разрешен или запрещен доступ к потенциальным целевым фемтосотовым точкам доступа, при этом, когда устройству UE пользователя запрещен доступ к конкретной фемтосотовой точке доступа, исходная фемтосотовая точка доступа может исключить данную фемтосотовую точку доступа из потенциальных целевых точек доступа для данного устройства UE пользователя.

На фиг.5 показана блок-схема, иллюстрирующая еще один конкретный способ, используемый в фемтосотовой точке доступа для выбора соединенного устройства UE пользователя и целевой фемтосотовой точки доступа для осуществления хендовера с целью создания достаточной пропускной способности в данной фемтосотовой точке доступа для обеспечения возможности приема запроса нового соединения.

На шаге 60 фемтосотовая точка доступа собирает сообщения об измерении из соединенных с ней устройств UE пользователя. Более конкретно, фемтосотовая точка доступа собирает сообщения об измерении из соединенных устройств UE пользователя, относящихся к соседним точкам доступа на той же частоте, и передает управляющие сообщения об измерении в соединенные устройства UE пользователя, которые находятся в режиме соединения, для обеспечения периодических сообщений об измерении, относящихся к соседним точкам доступа с отличной частотой. По данным сообщениям об измерении затем формируются списки, как подробно описано ниже.

Затем осуществляется процесс, показанный на фиг.5, в случае, когда фемтосотовая точка доступа принимает запрос соединения, который она не может выполнить из-за того, что это приведет к превышению ее пропускной способности. На шаге 62 определяется, имеет ли фемтосотовая точка доступа соединенные устройства UE пользователя в режиме сжатия (compressed mode). Если такие устройства пользователя имеются, осуществляется переход на шаг 64 посредством обращения к спискам, содержащим сообщения об измерении, относящиеся к устройствам UE пользователя в режиме сжатия. Если такие соединенные устройства UE пользователя отсутствуют, осуществляется переход на шаг 66 посредством обращения к спискам, содержащим сообщения об измерении, относящиеся к устройствам UE пользователя не в режиме сжатия.

Затем на шаге 68 определяется, содержит ли выбранный список какие-либо устройства UE пользователя, которые находятся в состоянии вызова с коммутацией пакетов. Если такие устройства пользователя существуют, выполняется переход на шаг 70, на котором дополнительно рассматриваются подходящие устройства UE пользователя, находящиеся в состоянии вызова с коммутацией пакетов. Если такие устройства пользователя отсутствуют, осуществляется переход на шаг 72, на котором определяется, содержит ли выбранный список устройства UE пользователя, которые находятся в состоянии вызова с коммутацией каналов. Если такие устройства пользователя существуют, выполняется переход на шаг 74, на котором дополнительно рассматриваются соответствующие устройства UE пользователя, находящиеся в состоянии вызова с коммутацией каналов. Если такие устройства пользователя отсутствуют, то есть если выбранный список содержит только устройства UE пользователя, которые находятся в состоянии вызова с множеством каналов радиодоступа, осуществляется переход на шаг 76, на котором дополнительно рассматривается список соответствующих устройств UE пользователя, которые находятся в состоянии вызова с множеством каналов радиодоступа.

На шаге 78 выбирается одно из устройств UE пользователя из выбранного списка. В частности, устройство UE пользователя, которое сообщило о соседней точке доступа с наивысшим качеством (которая может представлять собой соседнюю точку доступа на той же частоте в случае устройства пользователя в режиме соединения или может представлять собой соседнюю точку доступа с отличной частотой в случае устройства UE пользователя не в режиме соединения), выбирается для хендовера, и данная соседняя точка доступа выбирается в качестве целевой фемтосотовой точки доступа.

Если попытка хендовера, осуществляемая на основании процесса, показанного на фиг.5, окажется неудачной в том смысле, что хендовер не будет завершен в течение заданного времени, что указывает на то, что целевая фемтосотовая точка доступа была выбрана неправильно, то процесс, показанный на фиг.5, повторяется для выбора альтернативной целевой фемтосотовой точки доступа и соответствующего устройства UE пользователя. При этом процесс выбора, показанный на фиг.5, осуществляется без учета сообщения, относящегося к основному коду скремблирования с наивысшим качеством, сообщенным устройством UE пользователя, выбранным при первой попытке выбора. То есть повторный выбор может привести к выбору другого устройства UE пользователя и соответствующей соседней фемтосотовой точки доступа с наивысшим качеством или может привести к выбору того же самого устройства UE пользователя и другой фемтосотовой точки доступа, то есть следующей по качеству соседней точки доступа.

Если в альтернативном варианте попытка хендовера, осуществленная на основании процесса, показанного на фиг.5, окажется неудачной из-за того, что целевая фемтосотовая точка доступа была перегружена, процесс, показанный на фиг.5, вновь повторяется для выбора альтернативной целевой фемтосотовой точки доступа и соответствующего устройства UE пользователя. Однако в этом случае при повторном осуществлении процесс выбора, показанный на фиг.5, осуществляется, исключая все возможности хендовера в ту же самую целевую фемтосотовую точку доступа.

Кроме того, в последнем случае данную фемтосотовую точку доступа исключают из возможных целевых точек доступа для всех попыток хендовера в течение конфигурируемого заданного периода времени.

Если хендовер конкретного устройства UE пользователя из первой фемтосотовой точки доступа во вторую фемтосотовую точку доступа завершен, как описано выше, образ действия данной второй фемтосотовой точки доступа модифицируется.

Более конкретно, если хендовер данного того же устройства UE пользователя в первую фемтосотовую точку доступа представляется необходимым для обеспечения мобильности (то есть необходим традиционный хендовер), он разрешается только после истечения времени, отсчитываемого первым таймером. Однако разрешен хендовер данного того же устройства UE пользователя в любую другую фемтосотовую точку доступа для обеспечения мобильности. Хендовер данного устройства UE пользователя в первую фемтосотовую точку доступа для балансировки нагрузки (то есть в соответствии с процедурой, показанной на фиг.4, или подобной) разрешается только после истечения времени, отсчитываемого вторым таймером. Однако разрешен хендовер данного того же устройства UE пользователя в любую другую фемтосотовую точку доступа для обеспечения балансировки нагрузки. Для всех других устройств UE пользователя хендовер в первую фемтосотовую точку доступа разрешен только после истечения времени, отсчитываемого таймером, при этом для хендоверов с целью обеспечения мобильности может быть предусмотрен третий таймер, а для хендоверов с целью обеспечения балансировки нагрузки может быть предусмотрен четвертый таймер. Хендоверы других устройств UE пользователя в другие фемтосотовые точки доступа не затрагиваются.

В некоторых случаях фемтосотовая точка доступа может установить прямую (peer-to-peer) связь с другими фемтосотовыми точками доступа в группе, например, как показано на фиг.3, на которой фемтосотовые точки доступа соединены с одной локальной вычислительной сетью. В таких случаях выбор целевой фемтосотовой точки доступа для осуществления хендовера с целью балансировки нагрузки может быть основан на дополнительной информации, предоставляемой другими фемтосотовыми точками доступа посредством такой прямой связи.

На фиг.6 показан процесс, использующий такую дополнительную информацию.

Шаг 90 процесса, показанного на фиг.6, может выгодно осуществляться при нормальном функционировании исходной фемтосотовой точки доступа. Более конкретно, известно, что фемтосотовая точка доступа может переходить в режим мониторинга, в котором она может детектировать сигналы, передаваемые другими базовыми станциями, включая другие фемтосотовые точки доступа, и на шаге 90 фемтосотовая точка доступа детектирует сигналы, передаваемые другими фемтосотовыми точками доступа в той же группе, и определяет наилучшие соседние точки доступа из группы. Более конкретно, посредством определения соседних точек доступа с самыми лучшими, то есть мощными, сигналами фемтосотовая точка доступа может определить, какие из соседних фемтосотовых точек доступа имеют наибольшее покрытие, перекрывающееся с ней.

На шаге 92 в исходной фемтосотовой точке доступа определяется, что необходим хендовер с целью балансировки нагрузки, например, путем определения того, что принятие запроса соединения вызовет превышение количеством активных соединений пороговой величины (которая может быть равна пропускной способности фемтосотовой точки доступа или может быть меньше нее), как описано выше со ссылкой на фиг.4.

На шаге 94 исходная фемтосотовая точка доступа опрашивает все наилучшие соседние точки доступа на основании прямой связи с целью определения их текущей нагрузки. На основании полученной информации на шаге 96 исходная фемтосотовая точка доступа формирует приоритетный список наилучших соседних точек доступа, при этом соседняя точка доступа с наименьшей нагрузкой имеет наивысший приоритет.

На шаге 98 фемтосотовая точка доступа выбирает одно из соединенных с ней устройств UE пользователя и подходящую целевую фемтосотовую точку доступа для хендовера. Данный выбор может быть осуществлен путем присвоения подходящих весовых коэффициентов величинам нагрузки потенциальных целевых фемтосотовых точек доступа, а также величинам качества сигналов, измеренным и сообщенным потенциальными устройствами UE пользователя, с последующим выбором устройства UE пользователя и фемтосотовой точки доступа на основании полученных рейтингов.

Кроме того, исходная фемтосотовая точка доступа может учитывать дополнительные факторы, такие как, находятся ли устройства UE пользователя в режиме сжатия или не в режиме сжатия, а также осуществляют ли они вызов с коммутацией пакетов, с коммутацией каналов или вызов с множеством каналов радиодоступа, посредством присвоения таким факторам подходящих весовых коэффициентов, либо посредством выбора при возможности устройства UE пользователя, которое удовлетворяет одному или нескольким требуемым критериям с учетом таких факторов.

Как указано выше со ссылкой на шаг 94, предусматривается опрос исходной фемтосотовой точкой доступа всех соседних с ней точек доступа с целью определения их текущей нагрузки с последующим формированием на основании данной информации приоритетного списка наилучших точек доступа. Рейтинги в приоритетном списке могут дополнительно или в альтернативном варианте определяться на основании ретроспективной информации.

Например, исходная фемтосотовая точка доступа может определить, что большое количество выполненных ею попыток хендовера в конкретную целевую фемтосотовую точку доступа привели к эффекту «пинг-понга», из-за чего одно и то же устройство UE пользователя возвращалось в исходную фемтосотовую точку доступа через относительно короткое время либо для обеспечения мобильности, либо для обеспечения балансировки нагрузки. В таком случае целевой фемтосотовой точке доступа может быть присвоен более низкий рейтинг в приоритетном списке наилучших соседних точек доступа.

В другом примере каждая фемтосотовая точка доступа может генерировать одно или несколько измерений своей нагрузки на непрерывной основе. Например, каждая фемтосотовая точка доступа может осуществлять мониторинг собственной средней нагрузки или частоты пиков нагрузки, когда точка доступа загружена относительно сильно. Данные измерения могут сообщаться в исходную фемтосотовую точку доступа на шаге 94, после чего исходная фемтосотовая точка доступа может учитывать данные факторы при определении рейтинга каждой потенциальной целевой фемтосотовой точки доступа в приоритетном списке наилучших соседних точек доступа.

Как описано выше, фемтосотовая точка доступа задает пороговую величину нагрузки, которая может быть равна ее пропускной способности или может быть меньше нее, и выполняет шаги для обеспечения балансировки нагрузки при достижении данной пороговой величины.

В альтернативном варианте могут быть заданы несколько пороговых величин нагрузки. Например, верхняя пороговая величина нагрузки может быть задана равной пропускной способности фемтосотовой точки доступа, а нижняя пороговая величина нагрузки может быть задана равной более низкому уровню нагрузки. Затем в одном варианте осуществления изобретения может быть инициирован хендовер с целью балансировки нагрузки всякий раз при достижении верхней пороговой величины нагрузки (например, когда нельзя принять запрос нового соединения из-за того, что фемтосотовая точка доступа уже достигла своей пропускной способности), причем хендовер с целью балансировки нагрузки также может быть инициирован всякий раз при достижении нижней пороговой величины нагрузки и выполнении некоторого дополнительного критерия.

В одном примере реализации каждая фемтосотовая точка доступа осуществляет непрерывный мониторинг собственной нагрузки и выполнена с возможностью передачи информации о нагрузке в другие фемтосотовые точки доступа посредством прямой связи.

На фиг.7 показана блок-схема способа в соответствии с этим аспектом.

На шаге 110 исходная фемтосотовая точка доступа принимает запрос нового соединения и на шаге 112 определяет, достигнута ли верхняя пороговая величина нагрузки. То есть, в случае фемтосотовой точки доступа, которая может обслуживать одновременно восемь устройств UE пользователя, данная фемтосотовая точка доступа определяет, станет ли запрос нового соединения девятым соединением. Если верхняя пороговая величина достигнута, осуществляется переход на шаг 114, после чего выполняются операции, описанные со ссылкой на фиг.4.

То есть на шаге 114 выбирается одно из соединенных устройств UE пользователя и целевая фемтосотовая точка доступа на основании любой описанной выше информации. На шаге 116 в выбранное устройство UE пользователя передается команда жесткого хендовера, которая указывает на выбранную целевую фемтосотовую точку доступа, и на шаге 118 устанавливается новое запрошенное соединение.

Если на шаге 112 определено, что верхняя пороговая величина нагрузки не достигнута, осуществляется переход на шаг 120, на котором определяется, достигнута ли нижняя пороговая величина нагрузки. В случае фемтосотовой точки доступа, которая может обслуживать одновременно восемь устройств UE пользователя, как описано выше, данная фемтосотовая точка доступа может, например, определять, станет ли запрос нового соединения восьмым соединением. Если на шаге 120 определено, что нижняя пороговая величина нагрузки не достигнута, осуществляется переход на шаг 122, на котором устанавливается запрошенное соединение. В этом случае нагрузка на фемтосотовую точку доступа считается допустимой, и не предпринимается действий для балансировки нагрузки на фемтосотовую точку доступа с нагрузкой на любую другую фемтосотовую точку доступа.

Однако, если на шаге 120 определено, что достигнута нижняя пороговая величина нагрузки, осуществляется переход на шаг 124, на котором инициируется упреждающая процедура балансировки нагрузки. То есть осуществляется хендовер с целью балансировки нагрузки для предотвращения возникновения состояния фемтосотовой точки доступа, в котором перегрузка неизбежна, но данный хендовер с целью балансировки нагрузки осуществляется, только если выполняется какое-либо другое условие. Более конкретно, на шаге 124 определяется, готова ли какая-либо из соседних фемтосотовых точек доступа к хендоверу.

Для определения того, считается ли фемтосотовая точка доступа готовой к хендоверу, каждая фемтосотовая точка доступа определяет собственную текущую нагрузку. Например, в случае фемтосотовой точки доступа, которая может одновременно обслуживать восемь устройств UE пользователя, как описано выше, фемтосотовая точка доступа с текущей нагрузкой, равной восьми устройствам UE пользователя, однозначно не может принять хендовер другого устройства UE пользователя. Фемтосотовая точка доступа, текущая нагрузка которой равна семи устройствам UE пользователя, имеет возможность принять хендовер другого устройства UE пользователя, например, когда необходимо предотвратить потерю вызова или когда данную фемтосотовую точку доступа выбрали в качестве целевой фемтосотовой точки доступа на шаге 114 данного процесса.

Однако принятие данного устройства UE пользователя в данном случае, конечно, приведет к достижению данной фемтосотовой точкой доступа своей предельной пропускной способности, что не позволит принимать запросы нового соединения без осуществления собственного хендовера с целью балансировки нагрузки. Поэтому фемтосотовая точка доступа с текущей нагрузкой, равной семи устройствам UE пользователя, не считается готовой к хендоверу при осуществлении данной проверки на шаге 124. Напротив, готовыми к хендоверу считаются лишь фемтосотовые точки доступа с текущей нагрузкой, равной шести или менее устройствам UE пользователя.

Если на шаге 124 определено, что соседние точки доступа, готовые к хендоверу, отсутствуют, каждая соседняя точка доступа опрашивается с частотой в несколько секунд до тех пор, пока не будет определено, что одна или несколько соседних точек доступа готовы к хендоверу с целью балансировки нагрузки, после чего осуществляется переход на шаг 126.

На шаге 126 выбирается соседняя фемтосотовая точка доступа, готовая к хендоверу, в качестве целевой фемтосотовой точки доступа и также выбирается подходящее одно из соединенных устройств UE пользователя на основании какой-либо описанной выше информации. На шаге 128 в выбранное устройство UE пользователя передается команда жесткого хендовера, которая указывает на выбранную целевую фемтосотовую точку доступа, и на шаге 130 устанавливается новое запрошенное соединение.

Таким образом, информация о состоянии нагрузки каждой фемтосотовой точки доступа может использоваться для обеспечения балансировки нагрузки с целью более эффективного обслуживания вызовов.

Изобретение относится к мобильной связи. Технический результат заключается в обеспечении выравнивания нагрузки в точках доступа. Сотовая точка доступа из числа множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа принимает из первого устройства пользователя запрос попытки соединения, который приведет к превышению данной точкой доступа первой заданной пороговой величины пропускной способности. Сотовая точка доступа выбирает одно из ранее соединенных устройств пользователя и соответствующую одну из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа. Сотовая точка доступа инициирует хендовер выбранного одного из ранее соединенных устройств пользователя в соответствующую одну из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа и устанавливает соединение с первым устройством пользователя. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ функционирования сотовой точки доступа из числа множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа, включающий:
прием из первого устройства пользователя запроса попытки соединения, которое приведет к превышению данной точкой доступа первой заданной пороговой величины пропускной способности;
выбор одного из ранее соединенных устройств пользователя и соответствующей одной из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа;
инициирование хендовера выбранного одного из ранее соединенных устройств пользователя в указанную соответствующую одну из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа; и
установление соединения с первым устройством пользователя,
и, после этого, разрешение хендовера выбранного одного из ранее соединенных устройств пользователя из соответствующей одной из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа в указанную сотовую точку доступа только после истечения времени, отсчитываемого таймером.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбор осуществляют на основании сообщений об измерении из ранее соединенных устройств пользователя.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбор осуществляют только на основании сообщений об измерении, относящихся к точкам доступа из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа, а не на основании сообщений об измерении, относящихся к другим базовым станциям сотовой сети.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает:
сохранение списка, содержащего по меньшей мере одну другую точку доступа из числа указанного множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа; и
инициирование хендовера выбранного одного из ранее соединенных устройств пользователя в указанную соответствующую одну из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа, только если соответствующая одна из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа встречается в сохраненном списке.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает указание на то, что хендовер инициирован по соображениям пропускной способности, при инициировании хендовера выбранного одного из ранее соединенных устройств пользователя в соответствующую одну из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая заданная пороговая величина пропускной способности равна максимальной пропускной способности точки доступа.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая заданная пороговая величина пропускной способности меньше максимальной пропускной способности точки доступа.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что включает:
прием информации о нагрузке из других сотовых точек доступа из числа множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа; и
выбор одного из ранее соединенных устройств пользователя и соответствующей одной из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа дополнительно на основании принятой информации о нагрузке.

9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что шаг выбора одного из ранее соединенных устройств пользователя включает присвоение приоритетов потенциальным соединенным пользователям на основании сообщенного измеренного качества существующего соединения с соответствующей одной из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа.

10. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что шаг выбора одного из ранее соединенных устройств пользователя включает присвоение приоритетов потенциальным соединенным пользователям на основании типа службы, используемой каждым из потенциальных соединенных пользователей.

11. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что шаг выбора одного из ранее соединенных устройств пользователя включает присвоение приоритетов потенциальным соединенным пользователям на основании того, предоставляют ли потенциальные соединенные пользователи сообщения об измерении одной и той же частоты или сообщения об измерении отличных частот.

12. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что шаг выбора одного из ранее соединенных устройств пользователя и соответствующей одной из множества соединенных друг с другом точек доступа включает присвоение приоритетов на основании текущей нагрузки потенциальных целевых точек доступа.

13. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что шаг выбора одного из ранее соединенных устройств пользователя и соответствующей одной из множества соединенных друг с другом точек доступа включает присвоение приоритетов потенциальным целевым точкам доступа на основании ретроспективных данных об успешном выполнении хендовера в данную точку доступа.

14. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что дополнительно включает:
прием из первого устройства пользователя запроса попытки соединения, которое приведет к превышению данной точкой доступа второй заданной пороговой величины пропускной способности, меньшей чем первая заданная пороговая величина пропускной способности; и
инициирование хендовера выбранного одного из ранее соединенных устройств пользователя в соответствующую одну из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа, если выполнен дополнительный критерий хендовера с целью балансировки нагрузки.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что дополнительный критерий хендовера с целью балансировки нагрузки относится к текущей нагрузке соответствующей одной из множества соединенных друг с другом сотовых точек доступа.