专利名称：用于通信网络中的服务分配的方法和系统、其相关网络和计算机程序产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及在通信网络上分配服务的技术。
本发明的开发特别关注于其在移动无线电网络中的可能应用，尤其关注于管理可用无线电资源。应用本发明的优选但非唯一的领域是对“异构”蜂窝移动无线电网络(即，包括不同系统的网络)的公共无线电资源管理。
背景技术：
在蜂窝移动无线电系统的领域中，存在各种不同的技术和许多标准。当前应用最广的系统，即，诸如GSM(全球移动通信系统)的第二代系统目前正在完善中，并且将来通过新类型的移动无线电系统或通过新的宽带无线LAN(局域网)系统将逐步完善，其中，所述新类型的移动无线电系统诸如是例如UMTS(通用移动电信网络)的第三代系统或仍在定义中的第四代系统。
当前的第二代蜂窝网络多数被设计为提供语音服务，而第三代和第四代被设想为还提供一系列新的数据和多媒体服务。可预见的是，新的蜂窝网络将不会完全取代当前存在的第二代网络，而是对它们进行补充。
因此，通过集成可用技术所产生的网络将能够向客户提供使用除普通语音服务之外的新的服务的能力。由于新的标准的特性而使得所述集成可行，其中，将所述新的标准定义为允许新的系统与当前蜂窝网络以联合和协作的方式使用。在定义UMTS系统的特性的3GPP(第三代合作伙伴计划)标准中，举例说来，使得UMTS网络能够与GSM网络互通的各种不同进程被规定。
具体说来，标准3GPP TR25.881“Improvement of RRM acrossRNS and RNS/BSS，Release 5”和3GPP TR25.891“Improvement ofRRM across RNS and RNS/BSS，Release 6”定义其中可应用CRRM算法的功能模型和网络体系结构。
清楚的市场趋势是在有限的地面区域(称为“热点”)内使用无线LAN(WLAN)技术来向由受限移动性所表征的用户提供宽带接入。
通常，将无线LAN系统限制为在周围有限的地面区域中提供对电信服务的接入。因此，所述系统不必具有如表征移动无线电网络(GSM或UMTS)的系统那样的复杂体系结构。
在接入部分中，可在移动无线电网络内使用无线LAN技术。由此，在包括移动网络和无线LAN的不同系统的规范中，当前执行一系列活动，其目的在于定义最适合的互通机制，以使得无线LAN技术(例如，IEEE 802.11或HIPERLAN2)能够用于接入第三代移动无线电传输网络。
标准3GPP TR 23.934“3GPP system to Wireless Local AreaNetwork(WLAN)Interworking-Functional and architecturaldefinition”版本6的文献例如规定在UMTS网络中包括IEEE 802.11的无线LAN接入的各种不同的网络体系结构必须满足的功能要求。类似地，标准ETSI(欧洲电信标准协会)TR 101.953“Broadband RadioAccess Network(BRAN)；HIPERLAN TYPE 2；Requirements andArchitectures for Interworking between HIPERLAN/2 and 3rdGeneration Cellular systems”的文献就UMTS网络规定了称为HIPERLAN2的宽带无线LAN标准的互通机制。
市场上已经出现设计为能够使用各种不同的可用技术的多模移动终端(诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、用于个人计算机的连接卡等)，并且在以后几年里将出现越来越多的可用多模移动终端。因此，这些移动终端并不受限于以单一网络工作(即，遵循单一标准)，而是可基于不同的标准适当地使用不同的系统。由已经能够适当地处理GSM、UMTS和无线LAN 802.11b标准的“多模”装置提供上述意义的示例。
通过适宜的机制，还可使得系统上已经在进行的服务能够转移到另一系统上。例如，在文献WO-A-3/069938中，描述了管理用于将已经在进行的服务从一个系统转移到另一系统的进程的方法。
当请求特定类型的服务的时候，其中，所述特定类型的服务由于它的特性而能够通过不同的接入系统(GSM、UMTS或无线LAN)进行传递，可根据对于时机和多接入网络的全局效率的考虑来选择将使用的系统。
在如同以上所述的情况下，使用GSM和UMTS技术以及无线LAN热点的网络的操作者面对这样的问题，即，能够以集成和协作的方式使用由这些系统提供的所有资源，以最大化电信网络的整体效率和利用。
因此，这种应用情况预先假定存在用于公共无线电资源管理(CRRM)的准则，其根据由用户请求的服务的类型逐个情形来确定遵循哪种策略来选择最适合提供所述服务的系统，并确定应用哪种准则来实现建立的效率目标。
上述不同标准仅规定了用于不同系统的互通的体系结构、进程和机制，包括当请求服务时对于将使用哪个系统的初始选择。
然而，所述标准没有解决如何选择用于以有效且高效的方式使用这些工具的最适宜准则。
原则上，在可由不同标准利用的网络体系结构和互通工具的范围内，仍然可采用不同程度上有效的不同的公共无线电资源管理方法。
通常，到达网络的请求不是单一类型(例如，仅是语音)的，而是不同类型(例如，表征为不同比特率的语音、流传输/交互数据等)的。
为了考虑这种情况，可先验地决定设置特定数量的资源用于唯一地管理特定服务。然而，如果想要防止以下情况的出现，则这种“固定”的选择将不具有优势，所述情况为由于专用于特定服务的资源被完全占用，所以不再满足对于所述特定服务的新的请求。当多接入网络实际上作为整体仍具有可用资源(其先验地专门由另一服务使用)时，也存在这种情况。
因此，在更加普遍的情况下，优选的是，即使不同的服务属于不同的类型，它们也可占用相同的一组无线电资源，所述无线电资源对于构成多接入网络的各个系统而言是全局可用的。
例如，在GSM系统的情况下，单个无线电“信道”(通过使用的频率和时隙来识别)可应用于管理语音用户和管理一个(或更多)数据用户(还可用于不同类型的数据服务)。
基于同样理由，通过下行链路中UMTS系统的蜂窝中可用的功率，并通过上行链路中移动终端可发送的功率，可管理需要不同服务的用户，直到达到总受限干扰级别。
不同的服务根据它们的特性需要对于它们的管理必需的不同数量的无线电资源。
可将多接入网络的可用资源用于某种服务以及其它服务。在选择使用所述可用资源来管理任何一种所考虑的服务而不是先验地留出所述资源的一部分以专门用于特定服务情况下，假设采用了适合的安排，则可更加灵活和高效地使用多接入网络的资源。在这种情况下，必须特别关注对于用于管理到达网络的服务请求的最适合系统的选择。
目前，存在一些已知的普遍方法，其中，CRRM算法可用于优于其它系统地选择某一系统，如在Royal Institute of Technology，Stockholm(2003年5月)的博士论文的第八章“Radio ResourceSharing and Bearer Service Allocation for Multi-Bearer Service，Multi-Access Networks”中所提出的方法(在本申请的申请日，所讨论的论文在以下地址提供www.s3.kth.se/radio/Publication/Pub2003/af_phd_thesis_A.p)。例如，所述方法使用预定义的优先级列表，如在WO-A-02/32160中所提出的，所述优先级与会出现的不同情况相关，或者所述方法包含预定义的选择准则，其可根据所考虑的服务的特性而改变。分配准则基于每个服务的特性(诸如服务类别、保证的传送率、传送延迟和抖动方面的最大要求)以及当新的请求到达时，网络的负载状态。
这些方法尝试在每种情况下指定最适合满足每种类型的服务的质量要求的接入系统。
申请人注意到上述方法共有的特点在于它们考虑了在给定时刻到达网络的对于服务的各个请求，而忽略了可在不同时刻请求的不同类型的服务。
因此，所述方法的应用可导致以下情况为了接纳对于特定服务的新的请求，即使在并不是确实必要的情况下，也使用特定网络资源，这将损害其后对于其它类型的服务的请求，所述其它类型的服务可能由于各种独特的特性而专门地使用已经分配用于第一考虑的服务请求的资源。
换言之，现有技术的方法通过每次管理单个请求，而不采用任何动态的安排来实现分配准则，其很大程度上取决于请求到达网络的特定时间顺序。
在任何给定时间对服务请求的管理是先前已经进行的所有分配的函数，这是因为所述所有分配在管理新的请求时确定多接入网络的总共负载状态。因此，现有技术的方法采用的准则意味着FIBS类型的逻辑(“先进入，最好服务”)。
上述方法基本还应用于在文档WO-A-02/32160、WO-A-02/32179、WO-A-02/054677和JP-A-2001352576中描述的解决方案，还应用于仅考虑网络的当前状态而根据各个请求进行分配选择的解决方案。
发明内容
通过当前情况的上述描述，很容易清楚，需要定义能够以更加令人满意的方式在多接入移动无线电网络中处理对新的服务请求的分配的解决方案。
本发明的目的在于满足上述需要。
根据本发明，通过具有在所附权利要求中陈述的特性的方法来实现所述目的。本发明还涉及相应的系统、包括所述系统的网络以及可载入至少一个电子计算机的存储器中并包括用于实现所述方法的软件代码部分的计算机程序产品。如在这里所使用的，这种计算机产品的涵义等同于包括用于控制计算机系统以便协调根据本发明的方法的实现的指令的计算机可读装置。“至少一个计算机”的涵义旨在强调以分布和/或模块的方式实施本发明的可能性。
在当前的优选实施例中，这里所述的解决方案允许在多资源通信网络(例如，混合的GSM，UMTS，WLAN网络)中控制由至少一种资源传递服务。所考虑的资源能够在资源的联合最大服务能力之内同时传递两种或更多服务，因此，能够分别向第一组用户和第二组用户同时传递至少一种第一类型的服务和至少一种第二类型的服务(例如，语音服务和数据服务)。然而，所述情况导致第一组用户的增加(即，向其传递所述第一类型的服务的用户的数目的增加)能够确定用于服务所述至少一种第二类型的服务的新用户的能力的减少(即，导致用于向请求其它类型的服务的新用户提供所述其它类型的服务的能力降低)。在存在所述第一类型的服务请求的情况下，这里所述的方案用以估计代表以下概率的至少一个参数在给定的时间间隔中，所述至少一种第二类型的服务请求的数目不致于促使达到最大联合服务能力。将所述参数与至少一个相应的阈值进行比较，如果所述参数超过所述阈值，则接受所述第一类型的服务请求。优选地，如果所述参数小于或等于所述阈值，则进行以下步骤-评估能够由于对用于所述第一类型的服务的所述请求进行接受所引起的、用于服务所述至少一种第二类型的服务的新用户的能力的可能减少，-将所述可能减少与相应的减少阈值的值进行比较。
仅当所述可能减少小于所述减少阈值的值(例如，等于2个用户)时，接受所述第一类型的服务请求。否则，阻止所述请求。
在当前优选的实施例中，这里所述的解决方案应用于一系列安排，其旨在避免由上述的现有技术逻辑(FIBS)产生的无效率性，克服依赖于关于请求到达的时间顺序的网络性能的问题。
为了克服上述限制，并为了最优化网络资源的使用，这里所述的解决方案优选地使用与多接入网络和将考虑的服务的组合有关的“联合能力区域”。以这种方式，对于每个新的服务请求，可考虑网络必须管理的总流量以及各个系统同时支持每种类型的特定数目的用户的不同程度的能力的组合。
通常，在使用每种服务的用户数目的所有可能组合中，某些组合允许更好地全面使用网络中可用的无线电资源，而其它组合效率较低。
从这个意义上说，这里所述的解决方案能够不考虑请求的时间顺序，而使得多接入网络以最适合所有可用资源的使用的服务组合来工作，从而减少了阻止对于某种服务的接入的概率。当网络因为它不再具有足够可用资源而不能够满足用于传递服务的请求时，对于服务的接入进行阻止。
更具体地说，这里所述的解决方案定义一种选择将在多接入移动无线电网络中出现的各种情况中使用的最适合的系统的方法。所考虑的解决方案用以确定构成多接入网络的各个系统达到极限状态的概率，在所述极限状态下，没有剩余的可用资源。以上处理不仅根据当用于分配特定服务的新的请求到达时各个系统的使用程度(瞬时情况)，而且考虑到以下因素-占用的资源可被释放的概率(某些用户终止正在进行的服务)；-空闲资源会被占用的概率(新用户请求服务)。
因此，通过估计新的请求到达以及正在进行的服务被终止的概率，可确定多接入系统随时间的最可能进展。
优选的是，通过下面的方式在一系统而不是其它系统上分配新的服务请求，从而最小化可能导致系统随时间的某种进展的概率，以避免网络不再具有用于满足请求的可用资源的情况；通过最小化达到这种极限情况的概率，还可最小化因为缺乏可用资源而阻止某些新的请求的概率。
基本上，在“多接入”移动无线电网络中，这里所述的解决方案基于系统能够管理的服务的最优组合，采用能够选择每种情况下的最佳系统的准则，而解决了选择用于支持对于给定的一组服务的请求的最适合系统的问题。因此，系统选择不再与服务请求到达多接入网络的时间顺序相联系，而是与对于会在确定的时间间隔内到达的请求的类型的概率评估相联系。
现在将参照附图，完全作为非限制性的表示来描述本发明，在附图中图1示出应用这里所述的解决方案的可能情况；图2和图3示出可应用这里所述的解决方案的网络体系结构；图4示出用于UMTS系统的蜂窝的能力区域的示例，所述UMTS系统必须管理两种不同的服务，即，语音服务和以16kbps为上行链路和128kbps为下行链路的流传输数据服务；图5示出在除UMTS蜂窝之外，还考虑到能够最多服务于20个语音用户的GSM蜂窝和能够最多服务于28个数据用户的WLAN接入的情况下的多资源(多接入)网络的联合能力区域；图6和图7示出关于这里所述的解决方案的流程图；图8和图9示出使用图5的联合能力区域的两个示例。
具体实施例方式
这里所述的解决方案指的是移动无线电网络中使用的无线电资源的管理。因此，将所描述的解决方案设计为在以下网络设备内实现，所述网络设备的任务为在系统的正常操作期间管理和控制构成网络的蜂窝的无线电资源。
在图1中示出应用这里所述的解决方案的可能情况，图1示出由标号10标明的地面区域，其通过移动无线电网络GSM来提供服务；以及由标号20标明的所述区域的子集，其通过UMTS网络来提供服务(由用于接入UMTS部分的部分所覆盖的区域将主要与GSM系统的区域相一致)。还应注意到存在另外的地面限制区域，由标号30标明，其中，通过无线LAN系统来提供服务。
在实际所关注的情况下，由于WLAN的使用是在表征为存在对于需要数据服务的低移动性用户的高关注度的所有情况中提供的，因此WLAN区域通常位于也通过UMTS系统的蜂窝提供服务的区域内。
以上描述的应用环境与图2所示的类型的网络体系结构相应，所述网络体系结构在图3中更加详细地示出。
图2中所示的系统包括由GSM/GPRS/EDGE系统使用的GERAN接入网络(GPRS-EDGE无线电接入网络)，其由标号15标明；由UMTS系统使用的UTRAN接入网络(通用地面无线电接入网络)，其由标号25标明；以及由无线LAN系统使用的接入网络BRAN(宽带无线电接入网络)，由标号35标明。此外，图2中的标号40标明3G核心网络。
在图3中，多接入网络的传送部分(如这里在图2所述的3G核心网络，由标号40标明)通过接口41与GERAN接入网络15相互连接，通过接口42与UTRAN接入网络25相互连接，并通过接口43与无线LAN35相互连接。
在图3中，控制GSM系统的无线电资源的网络装置称为BSC(基站控制器)，由标号11标明。
称为RNC(无线电网络控制器)的网络装置控制UMTS系统的无线电资源，其在图3中由标号22标明，而称为APC(接入点控制器)的网络装置控制无线LAN的AP(接入点)，其由标号33标明。
基站控制器11、无线电网络控制器22和接入点控制器33这三个网络装置可通过核心网络40彼此交换信息。
可选择地，如果存在两个特定的接口21和31，则基站控制器11可直接通过接口21与无线电网络控制器22通信，并且无线电网络控制器22可直接通过接口31与接入点控制器33通信。在相似的情形中，可存在允许基站控制器直接与接入点控制器33通信的接口(未在附图中具体示出)。
这里所述的CRRM解决方案可驻留在基站控制器11、无线电网络控制器22和接入点控制器33内，并在其中得到实现。
可选择地，所述解决方案可在由图3中的标号50标明的称为CRRM服务器的网络实体内执行，其具体用于多接入网络的无线电资源的公共管理。
CRRM服务器50可通过接口51向基站控制器11请求关于GSM蜂窝的信息，通过接口52向无线电网络控制器22请求关于UMTS蜂窝的信息，并且通过接口53向接入点控制器33请求关于无线LAN热点的信息。
可推断出，用以在各个网络控制器(BSC11、RNC22和APC33)中分配无线资源的公共管理部分的体系结构以及其中存在集中单元(CRRM服务器50)的图3的体系结构两者均适于支持普通的CRRM解决方案。
从这个意义上说，这里所述的解决方案不具有任何额外的要求或者与3GPP标准在它的当前版本和后续版本中已经规定的那些要求不同的要求，所述要求均用于UTRAN25、GERAN15和无线LAN35之间的互通体系结构，并且均用于CRRM功能的体系结构。
总的说来，在所述的情况中，可考虑不同类型的服务。连同典型的语音服务，可假设存在一种或更多数据服务。
例如，数据服务可以是视频电话呼叫(会话类的数据服务)、上网(交互类)、实现由网络服务器传递的多媒体内容(流传输类)、接入某人的电子邮箱(后台类)等。
根据每个服务自身的特定类型，可将其分配给构成系统的一个或更多接入网络。
例如，可通过GSM网络或UMTS网络提供语音服务，同时可通过UMTS网络或无线LAN网络提供数据服务。
以下描述用于在GSM、UMTS和无线LAN中选择最适合的系统的准则，完全作为示例来考虑存在以下两种不同的服务的情况语音服务和以128kbps为下行链路和16kbps为上行链路的流传输类数据服务，可通过GSM系统或UMTS系统提供语音服务，同时可通过UMTS系统或无线LAN系统提供数据服务。
本说明书中考虑的特定无线LAN技术是根据IEEE.802.11b标准的。
在这里所述的解决方案中，对由联合“能力区域”描述的两种服务的不同组合进行检验。
通常，用于单个系统的能力区域标识由所述系统根据可用资源对于每一服务可支持的用户数目的不同组合。
在图4中示出用于必须管理作为参考的两种服务的UMTS系统的蜂窝的能力区域的可能示例。在图4中，X轴表示语音用户的数目(nv)，Y轴表示数据用户的数目(nd)。
能力区域的边界是界限，在此界限之上，系统不再能够接受额外的用户，因此，它的每个点代表所述系统全负荷工作的最佳流量组合。
反之，在此区域之下，因为系统可基于可用无线电资源分配其它用户，所以，所述系统是未充分利用的。
假设能力区域的参量之一的特定值，通过能力区域的曲线，可得到其它参量可假设的最大值，以便充分占用系统可用的资源。
因此，在基于这种考虑的情况下，在存在14个语音用户(nv＝14)的情况下，通过所述曲线，得出UMTS蜂窝能够最多支持6个数据用户(nd＝6)。在语音用户的数目更多的情况下，可管理的数据用户的最大数目将反而降低。
反之，再次由图4的曲线开始，可得出，在存在8个数据服务的用户的情况下(nd＝8)，对于已经激活的数据用户可同时管理的语音用户的最大数目等于7(nv＝7)。
在这里作为示例而考虑的类型的多接入网络的情况下，连同UMTS系统，也必须考虑由GSM和无线LAN(WLAN)构成的其它接入系统的存在。
对于给定服务，可基于所使用的无线LAN技术以及提供给用户的服务质量的最低级别(例如，设置将提供给每个现有用户的数据传送率的最低限度，或者可容许的传送延迟的限度)而确定由无线LAN接入管理的用户的最大数目。
假设使用分配的无线电资源，GSM系统的蜂窝能够管理最多20个语音用户(GSM系统不管理这种情况下的数据服务)，并且无线LAN热点的蜂窝能够管理最多28个数据用户(无线LAN系统不管理语音服务)，则可确定图5所示的相应的联合“能力区域”。
联合能力区域能够代表这种情况下整个多接入网络的所有可能的流量组合。因此，图5所示的曲线指示可由包括这里所述的三种系统的多接入网络管理的(GSM上或UMTS上的)语音用户和(UMTS上或WLAN上的)数据用户的总数。
在图5的示例中，在存在41个语音用户(nv＝41)的情况下，通过所述曲线，得出多接入网络通过联合利用各个接入系统能够管理最多31个数据用户(nd＝32)。
总的来说，这里所述的解决方案提供用于语音服务请求和数据服务请求的不同管理。
图6的流程图代表涉及语音服务请求的管理的部分，而图7的流程图代表涉及数据服务请求的管理的部分。
关于涉及语音服务的请求的管理(图6)，当新的语音服务请求到达时，首先在条件步骤100，评估GSM系统(其为用于这种请求的优先系统)上空闲资源的可用性，以便优选地在所述系统上分配语音服务请求。
如果GSM资源可用，则在步骤102，在GSM系统上分配新的请求。
如果GSM系统的所有资源均忙碌，则在条件步骤200评估UMTS系统上空闲资源的可用性。
如果UMTS系统的所有资源均已被使用，则在步骤202阻止新的语音服务请求。
相反，在UMTS系统中存在足够空闲资源的情况下，所述方法进行其步骤300和400，其允许进行旨在估计在所述UMTS系统上分配请求的选择是否适宜的评估。
根据这里所述的解决方案，在UMTS系统中存在足够空闲资源的简单情况并非必然地确定在所述系统上语音服务请求的分配，这是由于这样做会在负面影响满足下述请求的能力，所述请求用于可使用这一系统的、除语音服务之外的服务(在这里考虑的示例的情况下，指的是流传输类的数据服务)。
为了允许多接入网络以服务的最佳组合工作，这里所述的解决方案考虑以下概率，即，阻止某些语音服务请求是有利的，以便留下空闲资源以用于数据服务。
这通过对以下概率的估计来实现在已经传递的(任何类型的)服务的平均残留时间中，所述系统可接收少于最大允许能力(包括对于传递的服务中将被管理的语音服务的请求)的数目的数据服务请求。
在时间间隔Tr1中，有少于系统的最大能力的数目的数据请求到达的概率被定义为“p1”。
平均残留时间(Tr1)是如下的时间间隔，在所述时间间隔截止时，有理由期望，在多接入网络中已经传递的(任何类型的)一个或更多服务将完成，释放占用的资源并改变系统负载。
因此，平均起来，只要这一时间间隔仍未截止，就可假设正在进行的服务中没有将结束的。在所述间隔期间，将新到达的数据服务清求添加到正在进行的服务的组合之，由此确定资源的额外使用。
在这种情况下，达到系统允许的最高能力级别的概率越高，不得不阻止可在达到最大可管理能力之后到达网络的任何额外请求的概率也越高。
为了计算在图6的条件步骤300中用于确定是否接纳请求的概率“p1”和平均残留时间“Tr1”，可使用作为示例的以下表达式p1=e-λdTr1Σk=0C(λdTr1)kK!---(1)]]>其中，等式(1)的参数设为以下含义-λd数据服务请求的平均到达频率；-C系统的剩余能力加1；-Tr1正在进行的服务的平均残留时间。
用于数据用户的系统的剩余能力(加1)(等式(1)中出现的参量C)设为以下表达式C＝Cd(nv+1)-nd+1(2)其中-nd系统中同时激活的数据用户的数目；-nv系统中同时激活的语音用户的数目；-Cd(nv+1)在存在(nv+1)个语音用户的情况下，可由多接入网络管理的数据用户的最大数目。
在所考虑的请求被接受的情况下，由函数Cd(nv+1)在等式(2)中指示的、可由多接入网络管理的数据用户的数目可通过先前描述的联合能力区域(图5)得出。
如果所述请求被接受，则通过以下等式给出等式(1)中出现的正在进行的服务的平均残留时间(Tr1)Tr1=1(ndTd+nv+1Tv)---(3)]]>其中-nd系统中同时激活的数据用户的数目；-nv系统中同时激活的语音用户的数目；-Tv语音呼叫的平均持续时间；-Td数据连接的平均持续时间。
如果核实计算的概率“p1”超过作为向所述方法提供的输入参数的阈值“S1”(步骤300)，则在步骤302，所提出的方法在UMTS系统上分配语音服务请求。
较高的“p1”值表示有很高的概率会到达少于可被管理的数目的数据请求的数目，从而证明接受被管理的语音服务请求的选择有利。
相反地，如果上述条件没有得到核实，则可能的情况是，这些数目的数据服务请求会到达，以便达到最大可管理数目。在这种情况下，所述解决方案在条件步骤400用以评估在接受语音服务请求的情况下将出现的数据用户能力的损失。
图6所示的方法的流程图的步骤400的条件用以核实数据用户服务能力的损失是否大于或等于相应的损失或减少阈值，如条件(4)所示，例如，阈值被选择为等于2。
Cd(nv)-Cd(nv+1)≥2 (4)其中已指出-Cd(nv)在存在nv个语音用户的情况下，可由多接入网络管理的数据用户的最大数目；-Cd(nv+1)在存在nv+1个语音用户的情况下，可由多接入网络管理的数据用户的最大数目；如果条件(4)得到核实(步骤400)，则在步骤404阻止语音服务请求，这是因为由多接入网络管理额外的数据用户会产生大的能力损失。相反，如果所述条件没有得到核实，则在步骤402，在UMTS系统上分配语音服务请求。
图8示出使用条件(4)的代表示例。
参照图8，假设当多接入网络具有的总共负载为46个语音用户和28个数据用户(图中的点1)时对所述条件进行评估，当新的语音服务请求到达时，如果所述请求被接受，则系统的负载将转到图8中的点2。
条件(4)评估所述两点之间的转变中数据用户能力的变化。在具有46个语音用户的情况下(点1)，用于数据用户的剩余能力等于2个用户，而如果这种情况下的语音呼叫被接受(点2)，则数据用户的剩余能力将减少到0个单位(点2恰好在能力区域的边界)。
因此，接受语音服务请求将造成损失2个单位的用于数据用户的能力。因此，在所分析的示例的情况下，能力损失等于2，这将造成条件(4)被核实，从而，所述语音服务请求将被阻止。
关于数据服务请求的管理，图7的方法在第一条件步骤500检查是否具有足够空闲资源用于在无线LAN系统上分配数据服务，如果有，则在步骤502，将数据服务请求分配到所述系统。
因此，对于提供数据服务，当WLAN接入可用时，其是优选的。
这一策略的优点是保留UMTS系统的资源，所述UMTS系统还必须被用于提供语音服务。
在存在仅可使用UMTS系统的数据服务请求的情况下，或者如果WLAN系统缺乏必要的资源，则在条件步骤600，所述解决方案首先检查是否具有足够空闲资源用于在替换系统(UMTS)上分配数据服务。
如果没有，则在所述方法的步骤602，必要地阻止所述请求。
在UMTS系统中存在足够空闲资源的情况下，所述方法继续进行步骤700和800，用于评价是否适宜在所述系统上分配请求。
根据这里所述的解决方案，在UMTS系统中存在足够空闲资源的简单情况并非必然地确定在所述系统上数据服务请求的分配，这是由于这样做会危害满足下述请求的能力，该请求用于可使用这一系统的、除数据服务之外的服务(在所分析的示例的情况下，指的是语音服务)。
为了多接入网络能够以所述两种服务的最佳组合来工作，在特定情况下可适宜地阻止某些数据服务请求，以便留下空闲资源以用于语音服务。
为此，所述解决方案用于评估以下概率，即，在已经在进行的(任何类型的)服务的平均残留时间中，少于最大允许能力(还包括对于正在进行的服务中被管理的数据服务的请求)的数目的语音服务请求会到达所述系统。
在时间间隔Tr2中，有少于最大能力的数目的语音请求到达的概率被定义为“p2”。
平均残留时间(Tr2)是如下的时间间隔，在所述时间间隔截止时，有理由期望，在多接入网络中已经传递的(任何类型的)一个或更多服务将完成，释放占用的资源并改变系统负载。
因此，平均起来，只要这一时间间隔仍未截止，则可假设，正在进行的服务中没有将结束的。在所述间隔期间，将新到达的语音服务请求添加到正在进行的服务的组合中，以确定资源的额外使用。
在这种情况下，达到系统允许的能力的最高级别的概率越高，不得不阻止可在达到最大可管理能力之后到达网络的任何额外请求的概率也越高。
为了计算在条件步骤700中使用的概率“p2”和平均残留时间Tr2，可使用作为示例的以下表达式P2=e-λνTr2ΣK=0C(λνTr2)KK!---(5)]]>其中，等式(5)的参数设为以下含义-λv语音服务请求的平均到达频率；-C系统的剩余能力加1；-Tr2正在进行的服务的平均残留时间。
用于语音用户的系统的剩余能力(加1)(等式(5)中的参量C)设为以下表达式C＝Cv(nd+1)-nv+1 (6)其中-nd系统中同时激活的数据用户的数目；-nv系统中同时激活的语音用户的数目；-Cv(nd+1)在存在(nd+1)个数据用户的情况下，可由多接入网络管理的语音用户的最大数目。
在所考虑的请求被接受的情况下，由函数Cv(nd+1)在等式(6)中指示的、可由多接入网络管理的语音用户的数目可通过先前描述的图5的联合能力区域得出。
如果所述请求被接受，则代替地通过以下表达式给出等式(5)中出现的、正在进行的服务的平均残留时间(Tr2)Tr2=1(nd+1Td+nνTν)---(7)]]>其中-nd系统中同时激活的数据用户的数目；-nv系统中同时激活的语音用户的数目；
-Tv语音呼叫的平均持续时间；-Td数据连接的平均持续时间。
如果核实计算的概率“p2”超过作为向所述方法提供的输入参数的阈值“S2”(步骤700)，则在步骤702，所述解决方案在UMTS系统上分配语音服务请求。
高的“p2”值表示有少于可由多接入网络管理的数目的语音请求到达的高概率性，从而接受被管理的数据服务请求是有利的。
如果所述条件没有得到核实，则可能的情况是这些数目的语音服务请求会到达，以便达到最大可管理数目。
在这种情况下，所述解决方案在条件步骤800用以评估如果接受数据服务请求，则将出现的语音用户能力的损失。图7的方法的流程图的步骤800中包含的条件用以核实语音用户服务能力的损失是否大于或等于相应的减少阈值，例如，如条件(8)所示，这里也选择所述阈值等于2，Cv(nd)-Cv(nd+1)≥2 (8)已指出-Cv(nd)在存在nd个语音用户的情况下，可由多接入网络管理的语音用户的最大数目；-Cv(nd+1)在存在(nd+1)个数据用户的情况下，可由多接入网络管理的语音用户的最大数目。
如果条件(8)得到核实(步骤800)，则在步骤804阻止数据服务请求，这是因为由多接入网络管理额外的语音用户而使得能力损失较大。
相反，如果所述条件(8)没有得到核实，则在步骤802，在UMTS系统上分配数据服务请求。
图9示出使用条件(8)的代表示例。
参照图9，假设当多接入网络总共具有的负载为39个语音用户和31个数据用户(图中的点1)时对所述条件进行评估，当新的数据服务请求到达时，如果所述请求被接受，则系统的负载将转到该附图中的点2。
条件(8)评估在所述两点之间的转变中语音用户能力的变化。在具有31个语音用户的情况下(点1)，用于语音用户的剩余能力等于5个用户，而如果所考虑的语音呼叫被接受(点2)，则语音用户的剩余能力将减少到2个单位。
因此，接受数据服务请求将造成损失3个单位的用于语音用户的能力。因此，在所分析的示例的情况下，能力损失大于2，这将造成条件(8)被核实，从而，所述数据服务请求将被阻止。
当一种类型的服务请求或其它类型的服务请求(典型地为语音和数据)到达时分别应用上述进程。
当语音服务请求到达时，在接受它之前，核实是否要接受，以便确定数据管理能力的损失，而当数据请求到达时，在接受它之前，核实是否要接受，以便确定语音管理能力的损失。
总之，最终的结果是当达到资源使用的最大限度时，只有“花费”最少的类型的服务请求被接受(或者造成最小的服务能力的减少的服务请求被接受)。
在这点上，还应理解可将先前介绍的两个表达式(1)和(5)合为以下类型的单个表达式px=e-λyTrxΣk=0C(λyTrx)kK!---(1)]]>其中，等式(1)的参数设为以下含义-px(x＝1或2，分别地)所述概率；-λy(y＝2或1，分别地)所述被管理的至少一种第二类型的服务请求(即，对于第一类型的服务的替换服务)的平均到达频率；-C系统的剩余能力加1；-Trx正在进行的(任何类型的)服务的平均残留时间。
以下提供选择使用等于0.9的阈值S1和S2的值来实现的上述解决方案的操作的具体示例。
假设语音呼叫的平均持续时间为120秒，并且将流传输会话的平均持续时间假设为200秒(Tv＝120，TD＝200)。还假设语音服务请求的平均到达频率(λv)为0.32/秒，而数据请求的平均到达频率(λd)为0.16/秒(假设在没有阻止的情况下，这些值相应于多接入系统中大约38厄兰的全局语音流量以及有32个同时激活连接的数据系统)。
在给定的情况中，将网络的总共负载假设为41个语音用户和31个数据用户。将41个语音用户再分为GSM蜂窝(其所有资源均忙碌)上的20个语音用户和UMTS蜂窝(其仍具有可用的空闲资源)上的21个语音用户。将31个数据用户再分为无线LAN热点(其资源允许在没有保持与用户相关的质量的最低级别的情况下分配额外用户)上的28个数据用户和UMTS蜂窝上的3个数据用户。
如果语音服务请求到达网络，则这里所述的解决方案基于图6的方法核实GSM系统的可用性(步骤100)。
由于GSM系统的所有资源均忙碌，所以核实UMTS系统中足够空闲资源的可用性(步骤200)。
由于UMTS仍具有可用的空闲资源，所以评估步骤300的条件，即，“p1”是否大于S1。在给定的系统的负载状态的情况下，根据等式(1)的“p1”的值等于0.9593。由于“p1”的值超过0.9(阈值S1)，所以在UMTS系统上分配语音呼叫。
如果数据服务请求到达网络，则这里所述的解决方案基于图7的方法核实WLAN热点是否可用于提供请求的服务。由于WLAN系统的资源处于这样一种使用级别，以致于不允许在没有保持与服务相关的质量的最低级别的情况下，分配额外用户，所以评估UMTS系统是否具有足够空闲资源用于分配服务(步骤600)。
考虑21个语音用户的情况，在这里所考虑的特定示例中，在UMTS系统上可分配的数据用户的最大数目等于4(如从作为参考的图4的UMTS蜂窝的能力区域所得出的)。由于已假设在UMTS蜂窝上仅存在3个数据用户，所以在UMTS蜂窝中可分配数据服务请求。接下来的操作包括在步骤700核实“p2”是否超过阈值S2。
在系统的给定负载状态下，根据等式(5)的“p2”的值等于0.8691。由于“p2”的值低于0.9(阈值S2)，所以步骤700的条件没有得到核实，而接下来要评估由条件(8)指示的步骤800的条件。
由于存在41个语音用户，所以在从31个数据用户到32个数据用户的转变中，将损失3个单位的语音用户能力(基于用作示例的图5的联合能力区域)，发现所述条件为真，这造成所述请求被阻止。
为了描述这里提出的解决方案，将语音服务和特定数据服务(以128kbps为下行链路和16kbps为上行链路的流传输类)的存在假设为总共仅有的两种类型的服务。
本领域的技术人员应很容易地理解到，这里所述的解决方案还可扩展到多于两种服务的情况。
例如，在存在等于S的数目的服务的情况下，仍可确定能够表示由多接入网络支持的每种服务的用户的所有可能组合的能力区域。将ni定义为采用第i种服务的用户的数目，并且假设特定数目的接入系统构成所述网络，本领域的技术人员能够对于每种可能的情况得出表征参量ni的链路，参量ni完全将多接入网络的联合能力区域定义为所考虑的各个服务的类型以及测定不同接入系统的无线电资源的函数。
为了描述提出的方法，可选择参考语音服务以及以128kbps为下行链路和16kbps为上行链路的流传输类的数据服务。
如果需要考虑其它类型的服务，则可更加普遍地应用这里所述的解决方案。与这里所描述的类似，根据所考虑的特定服务(以及其在将保证的质量简档方面的特性)，可确定多接入网络能够管理的最佳组合，其可通过联合能力区域来代表。
为了示例的简洁性，已在这里隐含地假设可基于各个接入网络的特性先验地确定与多接入网络和考虑的服务相关的联合能力区域。
然而，这种假设本身不是强制性的。这里所述的解决方案的基础的原则在以下假设中仍保持有效在管理特定服务请求的时候，有必要或者仅是更加方便地来确定联合能力区域。
联合能力区域用于计算“p1”和“p2”(等式(2)和(6)的参数C的表达式)，或者必要时，用于量化(通过条件(4)和(8))在服务请求被接受的情况下多接入网络的能力的损失(图6的流程图中的步骤400和图7的流程图中的步骤700)。
在这些情况下，可使用替换方法进行对于可支持的用户的最大数目的估计以及对于能力的损失的评估，例如，基于多接入网络的各个系统的特定状态，而不是基于先验的系统能力评估。
例如，在UMTS系统的蜂窝的情况下，可支持的用户的最大数目取决于瞬时干扰级别。不考虑由系统中激活的特定数目的用户产生的干扰的平均级别，而是可考虑由系统测量的干扰的实际级别(其为用户在地面区域中的位置以及用户是否正在进行发送的函数)。实际上，在使用这一解决方案时，使用联合能力区域，其不是先验地确定的，而是还时常基于各个系统的瞬时条件来识别的。
同样，可用等同的替换表达式来取代作为示例用于计算在与图6的流程图中的步骤300和图7的流程图中的步骤700相应的两个条件中的参数“p1”和“p2”。
因此，概括地说，可使用不同的表达式，旨在以程度不同的接近方式进行估计作为新的服务请求到达的结果，多接入网络会达到极限条件的概率。
以相同的方式，不使用参量“p1”和“p2”，可假设使用不同参数(在数目和语义方面)，所述不同参数旨在估计对于给定服务的请求会促使多接入网络达到它的极限能力的概率。
作为所推荐的方法的实际应用的示例，考虑以下情况，其中，GSM系统、UMTS系统和WLAN系统用作单个集成的移动无线电网络。
更加普遍的是，在存在由不同标准表征的(不管所考虑的特定标准)并被用作单个系统的接入网络的情况下，应用这里所述的解决方案(以相同的基本进程)。
提出的准则所基于的原则并不具体地涉及作为参考的标准(GSM、UMTS或WLAN)中的任何一个。
具体说来，可根据调整所考虑的接入系统的标准的特性来识别(以本领域技术人员了解的方式)由联合能力区域表示的、多接入系统能够管理的服务的不同组合。
所提出的分配方法的另一实际应用与单个接入系统的情况有关，其中，存在两个或更多分层不同的蜂窝层(在移动无线电网络内，由缩写“HCS”来识别分层蜂窝结构)。然而，无论从哪点来看，可将存在至少两个不同层(例如，MACRO蜂窝和MICRO蜂窝)的单个系统看作“异构”系统，这是因为存在联合管理属于两个层的蜂窝的无线电资源的问题。就其特性而言，所述蜂窝由不同的(重叠)覆盖区域和无线电资源的数量所表征。
因此，也是在这些情况下，可使用所提出的方法来识别哪一层更适合用于提供请求的服务，从而用基于所使用的不同的分层的蜂窝层的异构概念取代基于所使用的不同无线电接入技术(RAT)的异构网络的概念。
这里通过图6和图7的流程图在较高级别描述的解决方案可有利地按照不同的相互等同的形式来实现，例如，使用不同数目的内部变量或使用指令和比较的不同流程，因此，不必修改这里所述的准则的基本逻辑。
在这里提供的描述中，仅为了方便起见，隐含地假设用于激活给定服务的请求总是由用户发起的(“UE发起的”请求)。
所述网络也可在没有关于以下进程的任何类型的推论的情况下，给用户提供给定服务(“UE终止的”请求)，其中，所述进程用于对选择可最有利地使用的哪个系统进行管理。
自然地，在不改变本发明的原则的情况下，可改变构造细节和实施例，因此在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，甚至可在相当大的程度上，构造细节和实施例可相对于在这里仅作为非限制性示例所描述和示出的内容而进行改变。
权利要求
1.一种用于在多资源通信网络(10，20，30)中控制由至少一种资源传递服务的方法，其中，所述至少一种资源能够在最大联合服务能力之内分别向第一组用户和第二组用户同时传递至少一种第一类型的服务和至少一种第二类型的服务；所述第一组用户的增加能够确定用于服务所述至少一种第二类型的服务的新用户的能力的减少，所述方法的特征在于，在存在所述第一类型的服务请求的情况下，其包括以下步骤-估计(300，700)代表以下概率的至少一个参数(p1，p2)在给定的时间间隔(Tr1，Tr2)内，所述至少一种第二类型的服务请求的数目不致于促使达到所述最大联合服务能力；-将所述至少一个参数与至少一个相应的阈值(S1，S2)进行比较(300，700)；以及-如果所述至少一个参数(p1，p2)大于所述相应的阈值(S1，S2)，则接受所述第一类型的所述服务请求。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于如果所述至少一个参数(p1，p2)小于或等于所述相应的阈值(S1，S2)，则该方法包括以下步骤-评估(400，800)能够由于对用于所述第一类型的服务的所述请求进行接受所引起的、用于服务所述至少一种第二类型的服务的新用户的能力的可能减少；-将所述可能减少与相应的减少阈值的值进行比较(4，8)；以及-i)如果所述可能减少小于所述减少阈值的值，则接受(402，802)所述第一类型的所述服务请求；以及-ii)如果所述可能减少大于或等于所述减少阈值的值，则阻止(404，804)所述第一类型的所述服务请求。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤将用每种服务的用户数目表示的所述最大联合服务能力定义为资源的函数，在所述多资源网络内，所述资源可同时传递所述第一类型的服务和所述第二类型的服务。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤-预防性核实(100，500)由所述多资源网络的另一资源满足所述第一类型的服务的所述请求的能力，所述另一资源可相对于所述至少一种资源优先使用；以及-如果所述能力存在，则通过所述优先可用的另一资源满足(102，502)所述第一类型的所述服务请求。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤预防性核实(600)由所述至少一种资源满足所述第一类型的服务的所述请求的能力，以及，在不存在所述能力的情况下，阻止所述第一类型的所述服务请求。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一个参数与所述概率(p1，p2)的值一致。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤将所述给定时间间隔(Tr1，Tr2)识别为在所述时间由所述多资源网络传递的所有服务的平均残留时间。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤用以下类型的表达式计算所述概率px=e-λyTrxΣk=0C(λyTrx)kk!---(1)]]>其中，等式(1)的参数设为以下含义-px(x＝1或2，分别地)所述概率；-λy(y＝2或1，分别地)所述至少一种第二类型的服务请求的平均到达频率；-C系统的剩余能力加1；-Trx在所述时间由所述网络传递的所有服务的平均残留时间。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述多资源网络包括多种资源，其包括根据不同标准(GSM、UMTS、WLAN)的通信系统。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多资源网络包括多种资源，其包括相同通信标准的不同层。
11.一种用于在多资源通信网络(10，20，30)中控制由至少一种资源传递服务的系统，其中，所述至少一种资源能够在最大联合服务能力之内分别向第一组用户和第二组用户同时传递至少第一类型的服务和至少第二类型的服务；所述第一组用户的增加能够确定用于服务所述至少一种第二类型的服务的新用户的能力的减少，所述系统包括至少一个估计模块(50；11，22，33)，其被配置为估计(300，700)代表以下概率的至少一个参数(p1，p2)在给定的时间间隔(Tr1，Tr2)内，所述至少一种第二类型的服务请求的数目不致于促使达到所述最大联合服务能力；所述至少一个估计模块(50；11，22，33)被配置为在存在所述第一类型的服务请求的情况下，将所述至少一个参数与至少一个相应的阈值(S1，S2)进行比较(300，700)，并且如果所述至少一个参数(p1，p2)超过所述相应的阈值(S1，S2)，则指示可接受所述第一类型的所述服务请求。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于将所述至少一个估计模块(50；11，22，33)配置为如果所述至少一个参数(p1，p2)小于或等于所述相应的阈值(S1，S2)，则执行以下操作-评估(400，800)能够由于对用于所述第一类型的服务的所述请求进行接受所引起的、用于服务所述至少一种第二类型的服务的新用户的所述能力的可能减少；-将所述可能减少与相应的减少阈值的值进行比较(4，8)；以及-i)如果所述可能减少小于所述减少阈值的值，则指示可接受(402，802)所述第一类型的所述服务请求；以及-ii)如果所述可能减少大于所述减少阈值的值，则阻止(404，804)所述第一类型的所述服务请求。
13.如权利要求11或12的系统，其特征在于，所述系统被配置为将用每种服务的用户数目表示的所述最大联合服务能力定义为资源的函数，在所述多资源网络内，所述资源可同时传递至少所述第一类型的服务和所述第二类型的服务。
14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统被配置为执行以下操作-预防性核实(100，500)由所述多资源网络的另一资源满足所述第一类型的服务的所述请求的能力，所述另一资源可相对于所述至少一种资源优先使用；以及-如果所述能力存在，则通过所述优先可用的另一资源满足(102，502)所述第一类型的所述服务请求。
15.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统被配置为执行以下操作预防性核实(600)由所述至少一种资源满足所述第一类型的服务的所述请求的能力，以及，在不存在所述能力的情况下，阻止所述第一类型的所述服务请求。
16.如权利要求11所述的系统，其特征在于所述至少一个参数与所述概率(p1，p2)的值一致。
17.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个估计模块(50；11，22，33)被配置为将所述给定时间间隔(Tr1，Tr2)识别为在所述时间由所述多资源网络传递的所有服务的平均残留时间。
18.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个估计模块(50；11，22，33)被配置为用以下类型的表达式计算所述概率px=e-λyTrxΣk=0C(λyTrx)kk!---(1)]]>其中，等式(1)的参数设为以下含义-px(x＝1或2，分别地)所述概率；-λy(y＝2或1，分别地)除所述第一类型服务之外的类型的服务请求的平均到达频率；-C系统的剩余能力加1；-Trx在所述时间由所述网络传递的所有服务的平均残留时间。
19.一种结合有如权利要求11到18中的任一个中所述的系统的多资源通信网络。
20.如权利要求19所述的网络，其中，所述多资源网络包括多种资源，其包括根据不同标准(GSM、UMTS、WLAN)的通信系统。
21.如权利要求19所述的网络，其中，所述多资源网络包括多种资源，其包括相同通信标准的不同层。
22.一种可载入至少一个电子计算机的存储器中的计算机程序产品，其包括用于实现如权利要求1到10中的任一个中所述的方法的软件代码部分。
全文摘要
一种用于在多资源通信网络(GSM，UMTS，WLAN)中控制由至少一种资源传递服务的系统，其中，所述至少一种资源在最大联合服务能力之内能够向第一组用户传递至少一种第一类型的服务(例如，语音)并向第二组用户传递至少一种第二类型的服务(例如，数据)。所述第一组用户的增加能够造成用于服务所述第二组用户的新用户的能力的减少。至少一个模块(50；11，22，33)用于估计代表以下概率的参数在给定的时间间隔中，所述第二类型的服务请求的数目不致于促使达到所述最大服务能力。在存在第一类型的服务请求的情况下，估计模块(50；11，22，33)将所述参数与相应的阈值进行比较，并且如果所述参数超过所述相应的阈值，则指示接受所述第一类型的服务请求。如果所述参数小于所述阈值，则估计模块(50；11，22，33)估计可由于对用于所述第一类型的服务的所述请求进行接受所引起的、用于服务所述第二组用户的新用户的能力的可能减少，并且将所述可能减少与相应的减少阈值进行比较。然后，根据所述可能减少小于还是大于所述减少阈值，而接受或阻止第一类型的服务请求。
文档编号H04W4/00GK1961601SQ200480043192
公开日2007年5月9日 申请日期2004年4月19日 优先权日2004年4月19日
发明者安德瑞·巴巴瑞斯, 安德瑞·米尔罗, 贾维尔·L·Q·阿拉克 申请人:意大利电信股份公司