用于降低无线通信系统中的寻呼通信量的方法和网关节点技术方案

提供了一种用于在寻呼用户设备(UE)时降低网关(GW)和多个基站(BS)之间的寻呼通信量的方法。缓存映射用于限制每个选定UE的寻呼中的BS的数量，由此降低寻呼通信量，该缓存映射记录被选定UE最近访问的BS。此外，发送至同一BS节点的寻呼请求在生成传输层有效载荷时被分组到一个批处理中，降低生成的传输层消息的数量。当用在LTE系统中时，SCTP提供的捎带确认寻呼请求降低了寻呼通信量，并降低了传输层的窗口机制/拥塞控制开销。由此提升传输效率。此外，每一个寻呼间隔中由GW节点发出的寻呼请求的数量被控制为不大于预定最大值，以进一步限制寻呼通信量，从而避免寻呼风暴的出现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及无线通信系统中的寻呼。具体地，本专利技术涉及通过缓存、调度和传输优化来降低寻呼通信量的方法和网关节点。
技术介绍
无线通信系统(例如采用长期演进(LTE)规格的移动通信系统)已经成为一种更平面化的全IP架构，其中，基站(BS)通过一些网关(GW)直接或间接地连接到分组核心网络(CN)。越来越多地部署小蜂窝(例如LTE系统中的飞蜂窝)以在每单位面积内支持与更多的用户设备(UE)通信。由于给定区域内的小蜂窝的高密度，通常GW与数百个或数千个小蜂窝相连接。寻呼是在无线通信系统定位UE的程序。其通常在GW和BS之间的链接上产生大量的寻呼通信量，这是因为大量的BS以及大量的待被寻呼的潜在UE。应该注意到，链接通常被实施为互联网协议(IP)网络的一部分。期望能够降低寻呼通信量的大小。在本领域中，用于降低通信量大小的技术通常使用下述两种方案之一：限制进行寻呼的蜂窝或BS的数量，由此限制寻呼通信量；以及决定是否寻呼目标UE。基于限制蜂窝或BS的数量而进行寻呼的技术包括以下几种。US8428625提出了一种技术，其首先在跟踪区域(TA)中寻呼蜂窝点的总数量的子集，并随后在不能成功尝试寻呼UE之后扩展该子集。在US6351641中，公开了用于重新寻呼的方法。根据位置信息的区域被分成多个子区域。如果需要重新寻呼，则基于限制值来限制区域中的每个蜂窝内进行的重新寻呼的数量。在WO2014057101中，永久的用户身份被用于基于UE最新访问的小蜂窝以及与最新访问的小蜂窝相邻的小蜂窝来确定一组小蜂窝，以寻呼UE。US2015249969公开了一种GW设备，其存储与BS周围的环境有关的信息，并且基于存储的信息为UE选择待被寻呼的蜂窝。在EP2254378中，提供了一种使GW寻呼处于空闲模式且位于飞蜂窝的集群内的UE的方法。GW根据UE标识符以及UE先前访问的至少一个飞蜂窝的身份，确定寻呼中涉及哪些飞蜂窝。US20140370922提议使用一个表来映射UE和候选BS，该候选BS具有一些成功寻呼UE的可能性，由此可以通过在寻呼中关注该候选BS而节省一些寻呼通信量。基于决定是否寻呼目标UE的技术包括下列几种。US8537829认为通过确定承载信道连接或链接是否正处于建立的过程中而可能不需要寻呼，由此使得系统的寻呼通信量降低。在US20100124223中，公开了一种GW，其能够确定是否寻呼特定的UE。当UE处于空闲状态中时，或者当满足一个或多个选择性的寻呼规则时，GW确定寻呼UE。在WO2011026663中，提议了一种基于承载信道识别和框架表来确定是否寻呼UE的方法，该框架表包括用于BS名称、服务质量分类指示符等的多个选择标准条目。此外，WO2001080588提议了一种系统，其利用多播从GW向多个BS传送寻呼请求以优化寻呼效率。然而，多播的使用与主要的无线通信标准(例如LTE规格)并不兼容。一种基于新方法的降低寻呼通信量的技术是有利的，该新方法不同于上述两种方法，同时维持了与主要无线通信标准之间的兼容性，从而可以在实践中实现降低寻呼通信量的更多潜能。本领域内存在对于这种技术的需求。
技术实现思路
本专利技术的一个方面在于提供一种在无线通信系统中寻呼UE的方法。该系统包括GW节点，和经由基于IP的通信网络可与GW节点通信的多个BS节点。GW节点布置成从系统的其他地方接收寻呼请求。每个寻呼请求包括用于识别待被寻呼的目标UE的信息。在该方法中，GW节点创建并更新缓存映射，该缓存映射包括用于缓存选定UE和由选定UE最近访问的BS节点或TA的各个条目，其中，TA是BS节点的子集。当新寻呼请求由GW节点接收到时，GW节点将新寻呼请求缓冲到GW节点的输出队列中，除非输出队列已经包含了具有与新寻呼请求所识别的目标UE相同的目标UE的寻呼请求。此外，GW节点确定新寻呼请求将被发送到的一个或多个目的BS节点。如果新寻呼请求所识别的目标UE已经记录在缓存映射中，则一个或多个目的BS节点被确定为BS节点的子集，该子集对应于最近访问的TA，或者对应于包括最近访问的BS节点的TA。在每个寻呼间隔中，利用输出缓冲器中的任何寻呼请求来周期性地更新输出队列。输出缓冲器被布置成存储在先前寻呼间隔中未被发出的任何寻呼请求。此外，寻呼间隔被重组，从而其中将被发送给相同目的BS节点的多个寻呼请求被共同地定位，和分组为输出队列中的一个集群，以便于检索。在每个寻呼间隔期间，GW节点将从输出队列抽取的寻呼请求中的一些或全部传输至各个目的BS节点。具体地，将传输的一些或全部寻呼请求布置成使其满足下述四个条件。首先，在传输之前，将被发送至同一目的BS节点的多个寻呼请求在根据传输层协议生成传输层有效载荷时被分组到一个批处理中，从而与独立寻呼请求相比，降低生成的传输层消息的数量。其次，控制在一个寻呼间隔期间派发至一个目的BS节点的寻呼请求的数量，从而每个生成的传输层消息不会导致分组大小超出基于IP的通信网络要求的限制值。第三，通过GW节点的寻呼请求的传输被调度，从而每个寻呼间隔中由GW节点发出的寻呼请求的数量不会超出第一预定最大值，从而限制寻呼通信量。第四，在一个寻呼间隔接收寻呼请求的BS节点的数量被控制成不大于第二预定最大值，从而降低每个寻呼间隔的传输层消息的总数量。公开的方法的各个实施方式均可以实施在GW节点中，该GW节点包括收发器以及一个或多个计算处理器。如下文中实施方式中所示的那样公开了本专利技术的其他方面。附图说明图1描述了根据本专利技术的示例性实施方式的流程图，其示出了一种寻呼UE的方法，其目标是降低寻呼通信量，并且提升在GW节点和多个BS节点之间的通信中的传输层效率。图2描述了根据本专利技术的一个实施方式的、将新寻呼请求缓冲到输出队列和确定接收该新寻呼请求的目的BS节点的子过程，其中，提供了优先效应，从而从其中识别的目标UE中更可能成功获得响应的寻呼请求可以早于可能性较低的另一寻呼请求通过目的BS节点被广播。图3描述了根据本专利技术的一个实施方式的、在每个寻呼间隔利用未在先前的寻呼间隔中被传输的以及留在输出缓冲器中的任何寻呼请求来更新输出队列的子过程。图4以展示的目的示出了GW节点实施公开的方法的情形。具体实施方式本文在说明书和随附权利要求书中使用了下述定义。“用户设备”(即，UE)是无线通信设备或无线站，其与BS无线通信以进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在无线通信系统中寻呼用户设备(UE)的方法，该系统包括网关(GW)节点，和能够经由基于互联网协议(IP)的通信网络与GW节点通信的多个基站(BS)节点，GW节点被布置成从系统的其他设备接收寻呼请求，每个寻呼请求包括用于识别将被寻呼的目标UE的信息，该方法包括：通过GW节点创建并更新缓存映射，该缓存映射包括用于缓存选定UE和由选定UE最近访问的BS节点或跟踪区域(TA)的各个条目，其中，TA是BS节点的子集；当GW节点接收到新寻呼请求时，通过GW节点将新寻呼请求缓冲到GW节点的输出队列中，除非输出队列已经包含了具有与新寻呼请求所识别的目标UE相同的目标UE的寻呼请求；通过GW节点确定新寻呼请求将被发送到的一个或多个目的BS节点，其中，如果新寻呼请求所识别的目标UE记录在缓存映射中，则一个或多个目的BS节点被确定为BS节点的子集，该子集对应于最近访问的TA，或者对应于包括最近访问的BS节点的TA；在每个寻呼间隔，通过GW节点利用输出缓冲器中的任意寻呼请求来周期性地更新输出队列，其中，输出缓冲器被布置成存储先前寻呼间隔中未被发出的任何寻呼请求，并且输出队列被进一步重组，从而其中待被发送到同一目的BS节点的多个寻呼请求被定位和分组为输出队列中的一个集群，以便于检索；及在每个寻呼间隔期间，由GW节点将从输出队列抽取的寻呼请求中的一些或全部传输至各个目的BS节点，其中，传输一些或全部寻呼请求被布置成使得：在传输之前，将被发送至同一目的BS节点的多个寻呼请求在根据传输层协议生成传输层有效载荷时被分组到一个批处理中，从而与独立发送寻呼请求相比，降低生成的传输层消息的数量；控制在一个寻呼间隔期间派发至一个目的BS节点的寻呼请求的数量，从而每个生成的传输层消息不会导致分组大小超出基于IP的通信网络要求的限制值；通过GW节点的寻呼请求的传输被调度，从而每个寻呼间隔中由GW节点发出的寻呼请求的数量不会超出第一预定最大值，以限制寻呼通信量；以及用于在一个寻呼间隔接收寻呼请求的BS节点的数量被控制成不大于第二预定最大值，从而降低每个寻呼间隔的传输层消息的总数量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在无线通信系统中寻呼用户设备(UE)的方法，该系统
包括网关(GW)节点，和能够经由基于互联网协议(IP)的通信网络与
GW节点通信的多个基站(BS)节点，GW节点被布置成从系统的其他设
备接收寻呼请求，每个寻呼请求包括用于识别将被寻呼的目标UE的信息，
该方法包括：
通过GW节点创建并更新缓存映射，该缓存映射包括用于缓存选定
UE和由选定UE最近访问的BS节点或跟踪区域(TA)的各个条目，其中，
TA是BS节点的子集；
当GW节点接收到新寻呼请求时，通过GW节点将新寻呼请求缓冲到
GW节点的输出队列中，除非输出队列已经包含了具有与新寻呼请求所识
别的目标UE相同的目标UE的寻呼请求；
通过GW节点确定新寻呼请求将被发送到的一个或多个目的BS节点，
其中，如果新寻呼请求所识别的目标UE记录在缓存映射中，则一个或多
个目的BS节点被确定为BS节点的子集，该子集对应于最近访问的TA，
或者对应于包括最近访问的BS节点的TA；
在每个寻呼间隔，通过GW节点利用输出缓冲器中的任意寻呼请求来
周期性地更新输出队列，其中，输出缓冲器被布置成存储先前寻呼间隔中
未被发出的任何寻呼请求，并且输出队列被进一步重组，从而其中待被发
送到同一目的BS节点的多个寻呼请求被定位和分组为输出队列中的一个
集群，以便于检索；及
在每个寻呼间隔期间，由GW节点将从输出队列抽取的寻呼请求中的
一些或全部传输至各个目的BS节点，其中，传输一些或全部寻呼请求被
布置成使得：
在传输之前，将被发送至同一目的BS节点的多个寻呼请求在根据
传输层协议生成传输层有效载荷时被分组到一个批处理中，从而与独
立发送寻呼请求相比，降低生成的传输层消息的数量；
控制在一个寻呼间隔期间派发至一个目的BS节点的寻呼请求的数
量，从而每个生成的传输层消息不会导致分组大小超出基于IP的通信
网络要求的限制值；
通过GW节点的寻呼请求的传输被调度，从而每个寻呼间隔中由
GW节点发出的寻呼请求的数量不会超出第一预定最大值，以限制寻呼
通信量；以及
用于在一个寻呼间隔接收寻呼请求的BS节点的数量被控制成不大
于第二预定最大值，从而降低每个寻呼间隔的传输层消息的总数量。
2.如权利要求1所述的方法，其中，缓冲输出队列中的新寻呼请求包
括：
根据GW节点是否得知新寻呼请求中所识别的目标UE的最近访问的
BS节点或最近访问的TA，来定位输出队列中的新寻呼请求，从而如果目
标UE被记录在缓存映射中，则将新寻呼请求插入在输出队列的前端，并
且如果目标UE未被记录在缓存映射中，则将新寻呼请求附在其后端。
3.如权利要求1所述的方法，其中，传输层协议是流控制传输协议
(SCTP)，并且传输层有效载荷是SCTP有效载荷，并且其中，传输一些
或全部寻呼请求包括：
根据SCTP，捎带确认注定会发送至同一目的BS节点的寻呼请求，从
而形成SCTP有效载荷，以在传输之前将寻呼请求分组到所述一个批处理
中；以及
将SCTP有效载荷传输至所述同一目的BS节点。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
当响应于寻呼而从响应UE发出的服务请求由GW节点接收时，通过
GW节点执行：
从输出队列中移除一个或多个寻呼请求，其中在该一个或多个寻
呼请求的每一个中识别的目标UE是响应UE；以及
利用响应UE最近访问的BS节点或TA上的信息来更新缓存映射。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
通过GW节点从无线通信系统的移动管理实体(MME)接收新寻呼
请求。
6.如权利要求1所述的方法，其中，无线通信系统与长期演进(LTE)
规格兼容。
7.如权利要求6所述的方法，其中，GW节点是飞蜂窝GW。
8.如权利要求6所述的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗家豪，范世君，曾佑佑，王宜，沈华，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81