缓解无线网络中信令拥塞的方法以及装置制造方法及图纸

技术编号:13050676 阅读:82 留言:0更新日期:2016-03-23 16:05
一种在无线网络中缓解信令拥塞的方法和设备,包括:构建(S1)已收集信令消息字典,所述信令消息用作参考信令消息并且在至少一个基站和移动设备之间的信令信道上传输,所述移动设备之间有特定关系,如相同的邻近区域、设备功能,或者服务目标;基于所述已收集参考信令消息字典,压缩(S2)在所述基站和所述移动设备之间的信令信道上传输的信令消息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种通过在无线网络中减少信令开销缓解无线网络中信令拥塞的方 法和装置。
技术介绍
移动和无线通信系统近来发展迅速。有不同形式的无线网络存在,例如无线个人 区域网络WPAN、无线局域网WLAN,或者无线Mesh网络。无线网络包括蜂窝网络。蜂窝网络 是分布于称为小区的陆地区域的无线网络,每个小区由至少一个收发器即所谓的小区站点 或者基站提供服务。 除了无线网络中数据流量的大量增长,连接的移动设备的数量也显著增加。随着 无线网络中移动终端设备的密度增加,所述网络中信令拥塞也会增加,甚至可能会导致相 关的无线网络擁痕。当大量移动设备试图W高度同步的方式访问所述网络时,无线网络中 通常会发生信令拥塞。精确同步时间间隔中出现重复数据传输时也会发生信令拥塞。此外, 应用程序或者服务器请求中的故障会导致移动设备一直发送其数据。信令拥塞的另一个原 因可能是一个事件同时触发大量的机器对机器(简称M2M)设备附着到所述网络。如果断电 之后计量设备或者传感设备同时激活,也可能会发生信令拥塞。此外,当设备同时切换至另 一个基站时,可能会发生信令拥塞,运可能是由高度同步的移动性或者基站中断所造成的。 在无线通信系统中,基站和移动设备通过信令消息互相通信。在运些发生信令拥 塞的场景中,设备发送的信令信息和信令消息承载的信令信息之间有高度一致性,尤其是 在设备发送的信令消息属于相似类型,或者服务目标类似,或者是设备都处于邻近区域的 场景。 图1示出了由传统的3GPP长期演进LTE系统中两个移动设备发送的信令消息示 例图。在所示例子中,移动设备A和移动设备B发送RRC连接建立完成消息至网络基站。如 图1所示,所述RRC连接建立完成消息由几个消息段组成,如公用陆地移动网标识PLMN-ID 和移动性管理实体标识MME-ID,其对于邻近W及内容相关的移动设备通常是一样的。从图 1的示例中可W看出,移动设备A和B发送至基站BS的消息段PLMN-ID和MME-ID冗余。 在图1的示例中,所述信令消息是在移动设备A和B至基站BS的上行链路方向中 发送。信令消息既可W在上行链路方向也可W在下行链路方向中传输,也就是说,既可W从 移动设备传输至基站也可W从基站传输至所述基站附近的移动设备。如图1中所示的移动 设备A和B的移动设备可W从所述基站接收信令消息,也可W发送信令消息至所述基站。另 夕F,所述基站用于发送信令消息至一个或者多个移动设备,W及从一个或者多个移动设备 接收信令消息。 相应地,信令消息在至少一个基站和移动设备之间的信令信道上传输。所述基站 和移动设备之间交互的信令消息会占用带宽,因而可能导致无线网络中的信令拥塞。 减少信令拥塞的传统方法是阻止或者丢弃非紧急信令请求,或者执行批量信令处 理。 图2示出了通过阻止或者丢弃非紧急信令请求的传统方法减少信令拥塞的框图。 该方法中,针对各种应用程序定义优先级等级。在图2所示的传统系统中,阻止或者丢弃 低优先级信令请求W保证高优先级请求的快速传输。该传统方法的缺点在于:因为并非所 有请求都会及时响应,使得低优先级信令请求必须经受长时延时或者完全被忽略。图2示 出了不同类型的机器类通信MTC设备的示例。第一类MTC设备可W是用户设备等,第二类 MTC设备是传感器,第S类MTC设备包括执行器设备。在图2的示例中,两个用户设备分别 位于图2中公开布局的左侧,一个传感器设备位于中间,两个执行器设备位于右侧,其中两 个用户设备的优先级最低,其信令请求被阻止。 图3示出了通过批量处理信令减少信令拥塞的另一种方法的框图。如图3所示, 与图2中相似的MTC设备连接至网关,所述网关通过空口与网络相连。通过批量处理信令, 类似信令消息可W进行组合后集中处理。该传统方法的缺点在于:信令消息的聚合会引入 额外时延。此外,每个设备发出的信号必须在中屯、实体如网关处聚合。因此,该传统机制只 适合于可能会有集中化信令处理的M2M区域网络。
技术实现思路
相应地,本专利技术的目的在于提供一种在无线网络中缓解信令拥塞的方法和装置, 其可W克服上述缺陷,并且在没有明显增加无线网络基础架构技术复杂性的情况下,有效 缓解无线网络中的信令拥塞。 根据本专利技术的第一方面,提供一种在无线网络中缓解信令拥塞的方法,所述方法 包括W下步骤:构建已收集信令消息字典,所述信令消息用作参考信令消息并且在至少一 个基站和移动设备之间的信令信道上传输,所述移动设备互相关联,其中所述移动设备和 所述基站均可使用所述字典;基于所述已收集参考信令消息字典,压缩在所述基站和所述 关联移动设备之间的信令信道上传输的信令消息。 根据本专利技术方法的第一方面,所述构建的已收集信令消息字典可W组成数据库, 且所述关联移动设备和所述基站均可使用该数据库。为了构建该字典数据库,收集信令消 息并用作参考信令消息。运些收集的信令消息被称为参考信令消息。 根据本专利技术方法的第一方面,可W实现W下优势:通过利用可靠弹性机制增加无 线网络的可用信令带宽,可W有效缓解信令拥塞,因而可W在不增加复杂性的前提下基于 现有网络基础架构实现。 根据第一方面,在所述方法的第一种实现方式中,所述信令消息基于所述已收集 参考信令消息字典在发送器侧压缩,并且所述信令消息基于所述已收集参考信令消息字典 在接收器侧重组。 根据第一方面或者根据所述第一方面的第一种实现方式,在所述方法的第二种实 现方式中,所述参考信令消息在预定时间段内收集并且进行索引。 该时间段可W调整。所述时间段可能是预定的,也可能动态调整W最优化无线网 络的性能。 根据所述第一方面的第二种实现方式,在所述方法的第=种实现方式中,所述收 集的参考信令消息是根据参考信令消息的传输顺序或者根据参考信令消息的时间戳进行 索引,每个时间戳指示各个参考信令消息的传输时间点。 根据第一方面或者根据所述第一方面的上述任一实现方式,在所述方法的第四种 实现方式中,所述已收集参考信令消息字典包括从之前传输的信令消息中提取的带索引的 码字,所述之前传输的信令消息寻址一组所述关联移动设备。 根据第一方面或者根据所述第一方面的上述任一实现方式,在所述方法的第五种 实现方式中,所述关联移动设备之间有特定关系,包括:它们在邻近区域中的当前位置,和 /或它们各自的设备功能,和/或它们各自的服务目标。 所述邻近区域可W是基站附近的区域。 移动设备的设备功能可W包括处理能力等硬件特性或者各个移动设备上实现的 功能。 移动设备可W在提供给用户的无线网络中提供一个或者多个指定服务。 由于移动设备之间有特定关系,如第五种实现方式所述,所述移动设备通常与有 高度相似性和/或相同的信号段的基站交互信令消息,使得信令开销可W有效减少。根据第一方面或者根据所述第一方面的上述任一实现方式,在所述方法的第六种 实现方式中,在上行链路方向,为了提供所述已收集参考信令消息字典,一个关联的监听型 移动设备监听从关联移动设备至基站的所述信令信道上传输的上行参考信令消息,W便将 获取的上行参考信令消息与相应的索引一起存储到所述关联的监听型移动设备的字典存 储器中,其中所述基站将接收到的相同的上行信令消息与相同的索引存储到所述基站的字 典存储器中。 运种实现方式可W有W下优势本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种在无线网络中缓解信令拥塞的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:构建(S1)已收集信令消息字典,所述信令消息用作参考信令消息并且在至少一个基站(2)和移动设备(3)之间的信令信道上传输,所述移动设备(3)互相关联,其中所述关联移动设备(3)和所述基站(2)均可使用所述字典;基于已收集参考信令消息字典,压缩(S2)在所述基站(2)和所述关联移动设备(3)之间的所述信令信道上传输的信令消息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:周冁艾耿·史克鲁斯
申请(专利权)人:瑞典华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:瑞典;SE

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