使用前导码检测和随机接入信道参数的自动优化来控制网络流量的系统和方法技术方案

检测物理随机接入信道(RACH)前导码是通过基于接收的RACH前导码计算相关功率简档来完成的，其中可以对相关功率简档值进行排序。基于归一化的RACH检测阈值为每个相关功率简档值计算权重因子。基于权重因子来选择相关功率简档值的异常值峰值。将异常值峰值映射到RACH签名的第一集合以便标识与所接收的RACH前导码之一相关联的用户设备(UE)。然后，控制与所标识的UE相关联的网络通信的网络流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用前导码检测和随机接入信道参数的自动优化来控制网络流量的系统和方法
示例实施例总体上涉及一种用于使用改进的前导码检测和所确定的随机接入信道参数的自动化来控制网络流量的系统和方法。
技术介绍
图1示出了传统的第三代合作伙伴项目长期演变(3GPPLTE)网络10。网络10包括互联网协议(IP)连接接入网络(IP-CAN)100和IP分组数据网络(IP-PDN)1001。IP-CAN100通常包括：服务网关(SGW)101；分组数据网络(PDN)网关(PGW)103；策略和计费规则功能(PCRF)106；移动性管理实体(MME)108和E-UTRAN节点B(eNB)105(即，基站，出于本文中的目的，术语基站和eNB可以可互换地使用)。虽然未示出，但是EPS的IP-PDN1001部分可以包括应用或代理服务器、媒体服务器、电子邮件服务器等。在IP-CAN100内，eNB105是所谓的演进通用移动电信系统(UMTS)地面无线电接入网络(EUTRAN)的一部分，并且包括SGW101、PGW103、PCRF106和MME108的IP-CAN100的一部分被称为演变分组核心(EPC)。尽管图1中仅示出了单个eNB105，但是应当理解，EUTRAN可以包括任何数目的eNB。类似地，尽管图1中仅示出了单个SGW、PGW和MME，但是应当理解，EPC可以包括任何数目的这些核心网络元件。eNB105为一个或多个用户设备(UE)110提供无线资源和无线电覆盖。也就是说，任何数目的UE110可以连接(或附接)到eNB105。eNB105可操作地耦合到SGW101和MME108。SGW101路由和转发用户数据分组，同时还在UE的eNB间切换期间用作用户平面的移动性锚点。SGW101还用作第三代合作伙伴项目长期演变(3GPPLTE)与其他3GPP技术之间的移动性的锚点。对于空闲UE110，SGW101终止下行链路数据路径并且在下行链路数据到达UE110时触发寻呼。PGW103通过作为UE110的业务的进入/退出点来提供UE110与外部分组数据网络(例如，IP-PDN)之间的连接。众所周知，给定的UE110可以具有与用于访问多个PDN的多个PGW103的同时连接。PGW103还执行策略实施、用于UE110的分组过滤、计费支持、合法拦截和分组筛选，上述各项中的每个是众所周知的功能。PGW103还用作3GPP与非3GPP技术之间的移动性的锚点，诸如全球微波接入互操作性(WiMAX)和第三代合作伙伴项目2(3GPP2(码分多址(CDMA)1X和增强语音数据优化(EvDO))。仍然参考图1，eNB105还可操作地耦合到MME108。MME108是EUTRAN的控制节点，并且负责空闲模式UE110寻呼和标记过程，包括重传。MME108还负责在UE到网络的初始附接期间以及在涉及核心网络(CN)节点重定位的LTE内切换期间为UE选择特定SGW。MME108通过与归属订户服务器(HSS)交互来认证UE110，HSS在图1中未示出。非接入层(NAS)信令在MME108处终止，并且负责为UE110生成和分配临时身份。MME108还检查UE110的授权以预占服务提供商的公共陆地移动网络(PLMN)，并且实施UE110漫游限制。MME108是网络中用于NAS信令的加密/完整性保护的终止点，并且处理安全密钥管理。MME108还提供用于LTE与2G/3G接入网络之间的移动性的控制平面功能，其中来自SGSN(未示出)的接口终止于MME108。策略和计费规则功能(PCRF)106是可以访问订户数据库、做出策略决定并且为订户设置计费规则的实体。图2示出了传统的E-UTRAN节点B(eNB)105。eNB105包括：存储器225；处理器210；调度器215；无线通信接口220；每个承载的无线电链路控制(RLC)缓冲器230；以及回程接口235。处理器210还可以被称为核心网络实体处理电路、EPC实体处理电路等。处理器210可以包括物理地耦合在一起或分布式的一个或多个核心处理单元。处理器210控制eNB105的功能(如本文中描述的)，并且可操作地耦合到存储器225和通信接口220。虽然图2中仅示出了一个处理器210，但是应当理解，典型的eNB105中可以包括多个处理器。由处理器执行的功能可以使用硬件来实现。这样的硬件可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)计算机等。贯穿本文档使用的术语处理器可以指代这些示例实现中的任何一个，但是该术语不限于这些示例。利用虚拟无线电接入网络(VRAN)架构，各种功能eNB组件可以分布在VRAN云内的多个处理电路和多个物理节点上。eNB105可以包括在各个几何覆盖扇区区域内服务于UE110的一个或多个小区或扇区。每个小区可以单独包含图2中描绘的元素。在整个文档中，术语eNB、小区或扇区应当可互换地使用。仍然参考图2，无线通信接口220包括各种接口，包括连接到一个或多个天线以无线地向/从UE110传输/接收控制和数据信号的一个或多个发送器/接收器。回程接口235是与SGW101、MME108、其他eNB接口、或者与IP-CAN100内的其他EPC网络元件和/或RAN元件接口的eNB105的部分。调度器215调度要由eNB105向UE110传输和从UE100接收的控制和数据通信。存储器225可以缓冲和存储正在eNB105处处理、向eNB105传输和从eNB105接收的数据。调度器215可以基于表示业务优先级层次的服务质量(QoS)类标识符(QCI)来做出物理资源块(PRB)分配决策。目前在LTE中定义了九个QCI类，其中1表示最高优先级并且9表示最低优先级。QCI1到4被保留用于保证比特率(GBR)类，调度器为其保持某些特定数据流QoS特性。QCI5到9被保留用于各种类别的最大努力(BestEffort)业务。随机接入信道(RACH)使得用户设备(UE)110能够执行各种任务，诸如初始接入通信网络10、上行链路同步、小区之间的切换以及从故障链路的恢复。因此，通过有效的RACH签名检测算法和RACH参数的正确配置的使用来实现最佳随机接入性能对于优化通信网络的性能是至关重要的。在eNB105的无线接口220中发生的传统的随机接入信道(RACH)前导码检测器依赖于本底噪声的估计以便设置前导码检测阈值。由于RACH前导码检测中由于随机RACH传输、不可预测的调度决策和非高斯干扰而涉及的信号的非平稳性质，对本底噪声的足够准确的估计可能是不可实现的任务，并且这可能导致性能不佳的蜂窝系统。用于配置RACH参数的传统的解决方案通常包括基于工程最佳实践的静态参数设置。也就是说，可以经由链路预算、流量工程计算和/或现场性能测量来执行这些静态参数设置。但是，静态参数配置解决方案可能会遇到一些缺点。首先，静态参数配置可能无法克服用于设置参数的计算与真实世界部署的实际情况之间的可能的不匹配。其次，静态配置可能不适应蜂窝网络中的不断变化的条件，尤其是在干扰和流量强度方面。第三，静态配置不能自主地调节RACH参数以反映网络架构随时间的变化，诸如小区拆分和小小区的插入。传统的解决方案不能有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制通信网络中的网络流量的前导码检测方法，包括：由至少第一网络节点的至少第一处理器通过执行以下步骤来检测物理随机接入信道(RACH)前导码：基于接收的RACH前导码的集合来计算相关功率简档(S300)，对相关功率简档值进行排序(S300)，基于归一化的RACH检测阈值来计算用于所述相关功率简档值中的每个相关功率简档值的权重因子(S302)，基于所述权重因子来选择所述相关功率简档值的异常值峰值(S306)，将所述异常值峰值映射到RACH签名的第一集合，以便标识与所述接收的RACH前导码之一相关联的至少一个UE(S308)；以及由所述第一处理器控制与所标识的至少一个UE相关联的网络通信的网络流量(S316/S510/S610/S660)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 US 15/191,7561.一种用于控制通信网络中的网络流量的前导码检测方法，包括：由至少第一网络节点的至少第一处理器通过执行以下步骤来检测物理随机接入信道(RACH)前导码：基于接收的RACH前导码的集合来计算相关功率简档(S300)，对相关功率简档值进行排序(S300)，基于归一化的RACH检测阈值来计算用于所述相关功率简档值中的每个相关功率简档值的权重因子(S302)，基于所述权重因子来选择所述相关功率简档值的异常值峰值(S306)，将所述异常值峰值映射到RACH签名的第一集合，以便标识与所述接收的RACH前导码之一相关联的至少一个UE(S308)；以及由所述第一处理器控制与所标识的至少一个UE相关联的网络通信的网络流量(S316/S510/S610/S660)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述RACH前导码的所述检测还包括：收集针对传输的RACH前导码的集合的噪声上升信息和前导码丢失信息(S400)，基于所收集的噪声上升信息来计算所述通信网络的总体平均噪声上升(S404)，使用所收集的前导码丢失信息来计算所述通信网络的平均漏检率(S406)，使用所述平均噪声上升和所述平均漏检率来确定目标接收器功率和功率增加(S412)。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述RACH前导码的所述检测还包括通过执行以下步骤来确定所述归一化的RACH检测阈值：收集前导码虚警率信息(S500)，基于所述前导码虚警率信息来计算所述通信网络的平均虚警率(S502)，以及基于所述平均虚警率来确定所述归一化的RACH检测阈值(S508)，所述控制所述网络流量还包括：向所述通信网络的UE广播所述归一化的RACH检测阈值(S510)。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：收集竞争率信息(S600)，基于所收集的竞争率信息来计算所述通信网络的平均竞争率(S602)，基于所述平均竞争率来确定机会时段(S606)，其中所述控制所述网络流量还包括：向所述通信网络的UE广播所述机会时段(S610)。5.根据权利要求2所述的方法，其中重复收集噪声上升信息和前导码丢失信息的步骤，并且重复计算总体平均噪声上升和平均漏检率的步骤，直到所确定的目标接收器功率和所述功率增加保持恒定；以及其中所述控制所述网络流量还包括：向所述通信网络的UE广播所述目标接收器功率和功率增加(S610)；其中所述RACH前导码的所述检测还包括一旦所确定的目标接收器功率和所述功率增加保持恒定，则通过执行以下步骤来确定所述归一化的RACH检测阈值：收集前导码虚警率信息(S650)，基于所述前导码虚警率信息来计算所述通信网络的平均虚警率(S654)，以及基于所述平均虚警率来确定所述归一化的RACH检测阈值(S658)，其中所述控制所述网络流量还包括：向所述通信网络的UE广播所述归一化的RACH检测阈值(S660)。6.一种通信网络中的至少第一网络节点，所述至少第一网络节点包括：至少第一处理器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·塔瓦雷斯，D·尤普特格罗夫，D·萨玛兹雅，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US