高度拥塞的网络环境中的呼叫建立的制作方法
【专利摘要】一种通信设备，通过系统地降低尝试连接到最强但过度拥塞的小区的概率来在拥塞的无线网络环境中建立连接。通信设备的收发器尝试与当前指定为服务小区的第一小区的至少一个第一随机接入信道（RACH）过程。通信设备的RACH控制器检测无法通过至少一个第一RACH过程成功连接到第一小区的失效，至少基于大于0%且小于100%的概率值来自主确定是否对于一个时期将第一小区去优先化，以及响应于确定将所述第一小区去优先化，减小在UE分配给第一小区的用于小区选择/重选的优先级值，并分配选择的时期，在所述时期期间所述优先级值保持减小。
【专利说明】高度拥塞的网络环境中的呼叫建立
[0001]
【技术领域】
[0002]本公开涉及通信设备，并且更具体地涉及用于在拥塞的蜂窝环境中尝试连接的小区的选择/重选。
【背景技术】
[0003]无线通信系统被广泛部署来提供各种类型的通信，诸如语音、分组数据等。这些系统可基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)或其它多址技术。这样的系统可符合诸如第三代合作伙伴计划2 (3GPP2或“cdma2000”)、第三代合作伙伴(3GPP或“W-CDMA”)或长期演进(LTE)的标准。在这样的通信系统的设计中，给定可用资源，期望最大化容量或者系统能够可靠地支持的用户的数量。
[0004]在蜂窝通信系统中，地理区域划分为由基站服务的多个小区。基站由固定网络互连，该固定网络可在基站以及核心网络之间传递数据。经由来自基站或移动台呼叫等待的小区内的节点的无线电通信链路来服务移动台或用户设备。从移动台到基站的通信称为上行链路，而从基站到移动台的通信称为下行链路。
[0005]随机接入信道(RACH)是用于初始上行链路传送(即从用户设备(UE)到基站)的基于争用的信道。RACH可用于多个目的，诸如接入网络、请求资源、运送控制信息、调整上行链路的时间偏移、调整传送功率以及传送少量数据；然而，争用解决方案是随机接入信道的关键特征。
[0006]许多UE可能同时尝试接入相同的基站，从而导致冲突。在一些情况下，太多用户使用RACH过程尝试建立到相同的小区或基站的连接或者因为太多用户已连接到网络，所以对于小区或基站太少的网络接口可用。在这些情况下，UE的RACH过程可重复地失效。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]将结合附图阅读说明性的实施例的描述，其中:
图1提供根据本发明实施例的在拥塞网络中操作的示例便携式通信设备的框图表示；图2提供根据本发明实施例的在拥塞网络中用于选择或重选小区的数据结构的图表表不;
图3提供根据本发明实施例的在拥塞网络环境中将小区的选择或重选去优先化的方法的流程图；
图4提供根据本发 明各种实施例的在后续无线电接入信道(RACH)失效之后将小区的重选去优先化的示范方法的流程图；以及
图5提供根据本发明各种实施例的使用概率计算将小区的选择或重选去优先化的另一个示范方法的流程图。【具体实施方式】
[0008]在一个实施例中，本公开提供一种在拥塞的蜂窝网络环境中建立连接的方法。用户设备(UE)尝试与当前指定为UE的服务小区的第一小区的至少一个第一随机接入信道(RACH)过程。UE检测无法经由所述至少一个第一 RACH过程成功连接到第一小区的失效。UE至少基于大于0%且小于100%的概率值来自主确定是否在一个时期内将第一小区去优先化。响应于确定将第一小区去优先化，UE减小在UE分配给第一小区的用于小区选择/重选的优先级值并且UE分配随机选择的时期，在所述时期期间优先级值保持减小。
[0009]在另一个实施例中，本公开提供一种通信设备，其在拥塞蜂窝网络环境中建立连接。UE的收发器尝试与当前指定为UE的服务小区的第一小区的至少一个第一 RACH过程。RACH控制器:检测无法经由至少一个第一RACH过程成功连接到第一小区的失效；至少基于大于0%且小于100%的概率值来自主确定是否在一个时期内将第一小区去优先化；以及响应于确定将第一小区去优先化，减小在UE分配给第一小区的用于小区选择/重选的优先级值并且分配随机选择的时期(在其期间优先级值保持减小)。
[0010]本创新的以上以及额外的特征和优点将在方法和通信设备的以下详细书面描述中变得显而易见。去优先化被用于在高度拥塞环境中选择/重选最佳小区使得只有类似位置的用户设备(UE)的子集可能尝试到更弱的小区的RACH过程。特别地，高度拥塞小区上的负载可通过以下来降低:对于随机选择的去优先化期，移动由于拥塞小区或无线电接入技术(RAT)而经历来自网络的一个或更多不同RACH失效或拒绝的这样的UE的随机集合。因此，为UE提供成功呼叫的更高可能性且由高度拥塞的小区实现峰值RACH拥塞的减小。
[0011]在以下本创新的示范实施例的【具体实施方式】中，用足够的细节描述了可实施本创新的特定示范实施例以使得本领域技术人员能够实施本创新，并且要理解可以使用其它实施例且可做出逻辑的、架构的、程序的、机械的、电的和其它改变而不脱离本创新的精神和方法。以下【具体实施方式】因此将不以限制的方式来理解，且本创新的范围由所附权利要求书及其等同物来限定。
[0012]在附图描述中，相似的元素提供有与先前的附图中相似的名称和参考数字。当后者的图以不同的上下文或用不同的功能性来利用该元素时，该元素提供有表示附图数字的不同的引导数字。提供分配给元素的特定数字仅仅用来帮助描述而不意在暗示对所描述的实施例的任何限制(结构的或功能的或其它的)。
[0013]理解特定组件、设备和/或参数名称(诸如执行本文中描述的功用/逻辑的那些)的使用只用于示例而不意在暗示对所描述的实施例的任何限制。呈现的实施例因此可以以用来描述本文中的组件或设备或参数的不同的命名/术语来实现而不限制。给定术语被利用的上下文，本文中利用的每个术语将被给予其最广泛的解释。
[0014]如以下进一步描述的，本创新的功能性特征的实施方式在处理设备/结构中提供且涉及硬件、固件以及若干软件级构造(例如，程序代码)的组合的使用。呈现的附图图示了在示例数据处理中的硬件组件和软件组件。
[0015]现在参考附图，图1是根据本发明实施例的无线通信系统的框图。通信系统包括一个或更多无线通信设备100，诸如但不限于与无线网络138通信的蜂窝电话、无线电话、智能电话或个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、个人计算机或具有射频(RF)能力的平板计算机。在各种技术中，无线通信设备100可称为用户设备(UE)、移动台(MS)、订户台(SS)、订户单元(SU)、接入终端(AT)等，为了便于引用，无线通信设备100也在本文中称为UE。如图1所示，UE 100包括处理器102，诸如一个或更多微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、其组合或者本领域普通技术人员所知的这样的其它设备。处理器102的具体操作/功能以及因此UE 100的具体操作/功能由软件指令和例程的运行来确定，所述软件指令和例程存储于与处理器相关联的相应的至少一个存储器设备104，诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或只读存储器(ROM)或其等同物，其存储可被对应的处理器运行的数据和程序。处理器102控制通信设备100的通信和其它功能和/或操作。这些功能和/或操作包括但不限于数据处理和信号处理。
[0016]在本示例中，UE 100可以用一般由总线109表示的总线架构来实现。总线109可包括任何数量的互连总线和桥，这取决于总体设计限制和UE 100的特定应用。总线109将各种电路链接在一起，各种电路包括一般由处理器IC 102表示的一个或更多处理器和一般由至少一个存储器设备104表示的可读存储介质。总线接口 110提供总线109和收发器111之间的接口。收发器111提供用于通过传送介质与各种其它装置通信的装置。在示范实施例中，收发器111经由一个或更多天线112执行射频(RF)蜂窝通信。
[0017]处理器102耦合到功率管理电路116，其控制电功率到UE 100的各种组件的分配。处理器102通过功率管理电路116接收电功率，功率管理电路116耦合到电源，诸如电池或充电电路(未示出)。功率管理电路116还给下面描述的各种输入、输出和功能设备以及其它板上集成电路117提供电功率。
[0018]UE 100还包括输入设备，示出其连接到处理器102的键盘118、触摸屏(或触摸板)119以及麦克风120。此外，UE 100包括各自连接到处理器102的输出设备。特别地，图1中的UE 100包括扬声器121和显示器122。
[0019]除了收发器111之外，UE 100也可包括用来使能其它形式的通信的其它组件。例如，若干其它数据通信组件可在诸如UE 100的无线通信设备中提供来使能个人接入网络(PAN)或其它能力。在这些组件中可以有红外(IR)收发器128、蓝牙收发器130、无线局域接入网(WLAN)收发器132和有线通信模块134，其可以是将UE 100通过USB或其它串行电缆链接到另一个设备的通用串行总线(USB)连接器。
[0020]处理器102负责管理总线109和一般的处理，包括运行存储在存储器104的软件。该软件当被处理器102运行时，引起UE 100执行各种功能，其中的一些在本文中描述。所述至少一个存储器设备104也可用于存储当运行软件时被处理器102操控的数据。在示范实施例中，至少一个存储器设备104中的RACH控制器113参考驻留在至少一个存储器设备104的小区选择/重选表114中保持的跟踪数据来选择或重选无线电接入网络(RAN)或无线电接入技术(RAT)。例如，RACH控制器113可实现去优先化技术以便通过收发器111在UE 100支持的一个或更多服务上实现及时的连接。这样的服务可被执行用于驻留在至少一个存储器设备104且被处理器102运行的应用115。备选地除了完全在存储器104中，RACH控制器113可具有分布式设计，诸如至少部分地实现于固件或其它专用电路(例如，模块)中。
[0021]根据一个实施例，UE 100通过UE的通信组件之一或者从专用位置传感器135接收运动、接近、三角测量和地理空间坐标数据。从该数据，UE 100可确定UE是静止还是移动的，并因此确定是否后续RACH过程可继续指向拥塞小区。备选地或另外地，数据可指示UE100是否关于当前服务小区或最佳小区相对静止。例如，UE 100可在公共交通工具中带有提供用于蜂窝通信的小区的毫微微蜂窝。作为另一个示例，UE 100可以以步行速度移动并因此是相对静止的。
[0022]通信设备100可包括订户标识136，用于接入一个或更多类型的无线电接入网络(RAN)或核心网络。例如，UE 100可以是全球移动通信系统(GSM)移动电话并因此包括订户身份模块(SM)卡，SIM卡通过SM适配器/端口(未示出)连接到处理器102。SIM卡可用作存储数据和订户标识136的存储设备。备选地或额外地，订户标识136可通过包括虚拟SM、可拆卸用户标识模块(RUM)、通用集成电路卡(UICC)等来支持其它通信协议或硬件架构。订户标识136也可存储在存储器104中。
[0023]除了以上硬件组件之外，UE 100的若干功能和所描述实施例的特定特征可提供为功能性代码和/或功用，其存储在存储器104中并在处理器102上被数据处理器106运行。在一个或更多实施例中，处理器可运行各种功能性代码(或固件)，诸如RACH控制器113，UE100通过RACH控制器113尝试连接到蜂窝网络138，为了清楚，蜂窝网络138描绘为耦合到核心网络140的多个小区142、144 (示出的两个)的组合。
[0024]图1还示出两个邻近小区，第一小区142和第二小区144，其每个都由相应基站146、148提供无线服务且其每个都在UE 100的通信范围中。直到需要连接的时候，UE 100可在诸如第一小区142的最佳小区进行呼叫等待，最佳小区然后作为UE的服务小区运行。
[0025]诸如UE 100的UE可周期性地执行获取扫描来确定哪些邻近小区有被频繁监视的足够强度。UE周期性地监视邻近小区的某些下行链路信道以便确定每个小区的信号强度以用于优先化“最佳小区”、第二最佳小区等。UE也可接收某些广播信息并测量某些频率和时间偏移等以便如果必要则加速移交。当UE不参与活动的连接时，UE在服务小区进行呼叫等待，周期性地从服务小区接收寻呼并周期性地做出报告。在该模式中时，UE可通过使用非连续的传送和非连续的接收来节约功率。UE可以是进入服务(例如，从不被小区服务或未加电的区域移走)并确定还不是服务小区的最佳小区。
[0026]当诸如UE 100的UE希望尝试与服务小区的基站(诸如服务小区142的基站146)的连接时，为了到达蜂窝网络138，UE可在服务小区的第一 RACH 152上执行随机接入信道(RACH)过程150。RACH过程150用在移动电话或其它无线设备中，诸如UE 100，当无线通信设备需要引起基站(例如，基站146)的注意以便与基站初始同步UE 100的传送时。用本公开的受益应理解RACH过程150可一般指基于争用的上行链路信道。
[0027]在各种情况下，UE 100可能无法通过RACH过程150到达基站146。例如，其它用户设备(UE)，诸如UE 156可通过RACH过程争取基站146的注意。尤其是，UE 100和其它UE 156可在延长的时期内在主要由第一小区142服务的拥挤位置或地点154 (例如，拥挤的体育馆、音乐会等)内是静止的。
[0028]在示范实施例中，UE 100的收发器111通过RACH控制器113尝试与第一小区142的至少一个第一 RACH过程150，第一小区142正作为UE的服务小区进行服务。RACH控制器113检测无法通过至少一个第一 RACH过程150成功连接到第一小区142的失效。响应于该失效，RACH控制器113至少基于概率值来自主确定是否在一个时期内将第一小区142去优先化。在所描述的实施例中，该概率值大于0%且小于100%。响应于RACH控制器113确定将第一小区142去优先化，RACH控制器113减小在UE 100分配给第一小区142的用于小区选择/重选的优先级值且RACH控制器113分配随机选择的时期(在其期间优先级值保持减小)。第一小区142的去优先化导致在第二小区144的第二 RACH 162上选择第二小区144用于后续RACH过程160的更高概率。该去优先化方案的方面涉及使用小区选择/重选表，其由图2图示并在下文描述。
[0029]如本文中所用，“蜂窝网络”是包括一个或更多基于网络的通信设备的系统，该通信设备与系统中的无线用户通信设备进行通信并管理通信设备之间的通信。蜂窝网络138以一般化的方式来描绘。例如，蜂窝网络138包括多个基站(BS) 146、148，诸如但不限于基本节点(节点B)、演进的基本节点(eNB)、接入点或基本收发器台(BTS)。每个基站(BS) 146、148通过对应空中接口给驻留在BS 146、148的对应覆盖区域(例如，小区142、144)中的UE提供无线服务。
[0030]以上引入的蜂窝网络138可以是任何类型的实现语音或数据通信服务的通信系统。例如，蜂窝网络138可根据但不限于OMA (开放移动联盟)、3GPP (第三代合作伙伴计划)、3GPP2 (第三代合作伙伴计划2)、IEEE (电气和电子工程师协会)802.xx、欧洲电信标准协会(ETSI)和WiMAX论坛标准中的任何一个或更多来操作。
[0031]空中接口可根据对应BS支持的具体接入技术进行操作。例如，空中接口可都利用相同的技术或者它们可利用不同的接入技术。另外，每个UE包括通过一个或更多无线通信协议与BS通信的能力，该一个或更多无线通信协议诸如高级移动电话系统(AMPS)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、集成数字增强网络(IDEN)、通用分组无线电服务(GPRS)、GSM演进增强数据率(EDGE)、通用电信系统(UMTS)、宽带码分多址(WCDMA)、码分多址6000 (CDMA6000)、长期演进(LTE)、演进UMTS陆地无线电接入网络(EUTRAN)及其变型。
[0032]现在参考图2，描绘示例数据结构200，其提供数据给RACH控制器113利用以及提供由RACH控制器113跟踪优先动作的装置。去优先化和选择/重选(DSR)表202填充有对于检测为具有用于持续监视的足够强度的那些小区的节点或小区标识(“A、B、C”)。UE具有时间量用于调离服务小区以便执行邻近小区的测量，其中时间资源一般由小区的相对强度来优先化。当UE不活动(即没有当前连接用于语音或数据服务)时，该监视加速选择或重选或者当UE在小区之间移动时促进移交。确定连接到哪个小区是最佳或者第二最佳并使得UE能够执行具体语音或数据服务可至少部分地基于检测的信号强度。为了清楚，在DSR表202中插入未对于任何具体技术或协议被测量或给予测量单位的值。在该情况下，信号强度映射到默认选择/重选优先级值。当拥塞网络未被检测到时，选择和重选如常规所理解的执行，并且小区所分配的优先级值的去优先化是不适当的。
[0033]去优先化选择/重选表202包括具有以下字段或列的记录。节点/小区标识符字段标识节点或小区。例如并且为了说明本发明的原理的目的，在示例表格内指示三个小区，即小区A、B和C。信号强度字段包括每个小区的测量的信号强度或其它类似的值。选择/重选优先级字段提供优先级，该优先级初始默认为相关于小区的信号强度或相关于指示哪个小区应被选择用于发起下一个连接请求的其它关联和/或相似小区特性的值。当小区的去优先化发生和/或保持有效时，去优先化的优先级值字段可用来暂时为选择/重选优先级字段保持替代的优先级。多个RACH失效字段用来跟踪具体节点/小区的多个连续RACH失效。该跟踪可以是时间的函数，例如自从最后加电的时间、自从进入具体节点/小区的时间等。服务请求字段可指示多个服务中的哪个可由具体节点/小区提供或可被UE请求，使得可评估拥塞并且产生的去优先化可在单个小区内基于每个服务颗粒地执行。去优先化概率的字段可随机或确定地填充有概率值，该概率值由去优先化算法用来加权去优先化优先于后续RACH过程的小区的可能性。通过利用算法中的概率值，面对相同拥塞小区的一组UE将都同时切换到更弱的节点或小区的可能性降低。理解的是如果缺失该防护以及涉及随机选择去优先化的定时器值的额外防护，则自动去优先化过程可能产生压倒第二小区的第二问题。
[0034]在一个实施例中，一个或更多拥塞条件可被检测或接收并报告为执行去优先化的前置条件。这些检测的或接收的拥塞条件也可用来影响优先级或概率值。在示范实施例中，在数据结构200中描述关联于拥塞条件指示符的三个字段，即“网络广播”字段、“RACH过程的网络拒绝”字段和“下行链路业务”字段。用于去优先化的额外使能条件描述为“位置”字段，其指示UE是否静止或相对静止或者可被处理来确定UE是否静止或相对静止。在所描述的实施例的一个实施方式中，RACH控制器113不将小区的优先级值去优先化，除非UE在小区位置内相对静止。因此，相对于小区不静止的UE将由于失效的RACH而不经历去优先化。即，去优先化的字段标志指示基站或小区是否正被去优先化，或者基于每个服务指示基站或小区是否正被去优先化。去优先化定时器值字段可指示哪些随机选择的时期用于去优先化。时间剩余字段可指示剩余去优先化时期的哪些部分。理解的是以上字段仅提供用于说明且只是可包括在这样的数据结构中的示范字段类型。额外的字段、更少的字段和/或不同类型的字段可在所描述的实施例的任何一个实施方式中进行利用。另外，数据可存储在不同的位置而不是存在于单个数据结构200中。
[0035]以下描述涉及三个小区环境中设备操作期间的数据结构的功能性实现和/或用途，其中服务小区标识为小区A (例如，小区142)。在如在204所描述的时间Tl，通过小区A得到第一服务即服务I的RACH过程已失效。该失效本身可用作拥塞网络的指示。备选地或额外地，可检测拥塞条件。在该情况下，网络广播(“NW beast”)或对UE的显式网络拒绝都未确认对于小区A的拥塞网络。然而，UE已监视下行链路业务并确定作为时间的函数的连接数量大于阈值，指示网络拥塞。
[0036]响应于RACH失效和/或去优先化条件，RACH控制器113访问去优先化概率查找表206。通过参照该表，RACH控制器113确定将小区去优先化或降低小区优先级的概率为连接设立失效数量的函数。使用该概率，RACH控制器113确定在该情况下下一个选择/重选将对于相同的小区，且去优先化优先级指示为“被推迟”。然而，显而易见的是使用该概率，RACH控制器113可能在失效的最初就已确定去优先化。用本公开的受益应理解更高的概率值对应于更高的去优先化可能性。例如，映射到55%概率的第一失效比80%概率的第六失效更不可能导致去优先化。
[0037]在如208描述的第二时间T2，RACH控制器113已跟踪到小区A的四个失效的RACH过程并从表206检索对应于四(4)个RACH失效的70%的去优先化概率。该70%概率在DSR表202中反映。RACH控制器113执行相关于概率值随机确定是否将服务小区A的优先级值(70)去优先化的算法。如在T2 208的DSR表所指示，RACH控制器113在四(4)个RACH失效之后，将服务小区A的优先级值从70去优先化到50。在备选实施例中，小区的去优先化的优先级值可设为很低的值(例如，O)使得去优先化的小区只有在没有剩余未经历去优先化的其它小区时才将被选为服务小区。在后续RACH过程期间，RACH控制器113在确定选择哪个小区来完成后续RACH时暂时地为小区A替换去优先化的值50。去优先化的值例如暂时替换为如所示的基于信号强度的优先级70。RACH控制器113还通过从去优先化定时器时期查找表210中选择来随机地选择用于将该小区(即小区A)去优先化的时间。在一个实施例中，使用某些因素来在将去优先化的小区(小区A)的优先级值恢复到其原来值之前缩短或延长该时间。例如，该时期可以是选择在10秒和60秒之间的不同时间值中的一个时间值的随机函数212。备选地，在另一个实施例中，该时间值可关于足够UE完成一个RACH过程的时期的倍数来定义。也在时间T2 208，RACH控制器113选择通过下一个的或后续RACH过程连接到的第二最佳小区(B卩小区B)(例如，小区144)，这是因为小区B具有比小区A的去优先化的优先级值50更高的优先级值60。
[0038]在如214所描述的第三时间T3，RACH控制器113已在第二小区(小区B)上检测到一个或更多RACH过程失效并且已在第一次RACH失效之后将第二小区B去优先化。然而，第二小区B仍具有比小区A的优先级值更高的小区选择优先级值，即55，而小区A的优先级值直到时间剩余字段减少到零(O)为止保持在50。如所示的，对于小区A的去优先化状态的移除的时间剩余是原来分配的1.8单位时间的0.2单位。因此下一个RACH请求将再次由小区B处理。尤其是，对于小区B的一些时间剩余(0.5单位)的存在不影响由小区B处理的后续RACH请求，这是因为小区B仍然保持用于重选的较高优先级小区。
[0039]如在时间T3进一步图示的，可基于寻求何种服务来确定去优先化。小区可提供在服务到服务的基础上经历拥塞的某些语音和数据和/或多媒体服务。这样的服务也可基于需要何种无线电接入技术(RAT)来使用该服务来区分。UE可基于影响第一服务的RACH过程失效和/或检测的拥塞条件来只为用于该相同第一服务(服务I)的后续连接请求选择将最佳小区或服务小区去优先化。UE可为另一个第二服务(服务2)选择或重选相同的最佳小区或服务小区，而不管最佳小区相对第一服务的去优先化状态。
[0040]在示范实施例中，UE 100确定在第一 RACH过程期间不能成功连接的失效是对于发起UE所请求的第一服务，该第一服务是包括至少一个不同的第二服务的由第一小区支持的多个不同服务中的第一服务。作为具体示例，第一服务可以是语音服务而第二服务可以是SMS文本服务。UE 100关于第一服务即语音通信服务的完成来将第一小区去优先化。第一小区的标识符标记有第一去优先化的优先级值，其引起UE通过合适的第二小区(如果存在的话)为第一服务发起至少一个后续RACH过程。对于第二服务的RACH过程然后可通过第一小区完成，而不管第一小区已相对于用于第一服务的RACH的完成而被去优先化。当UE发布对于通过第一小区完成至少一个不同的第二服务的后续RACH过程时，多个不同服务(即在时间T3的服务I和2)中的每个服务单独被分配第一优先级值作为服务小区的默认分配，并且响应于与该特定服务关联的去优先化条件的存在，经历关联于特定服务的去优先化条件的每个不同服务随后被分配用于选择的时期的单独的去优先化值。
[0041]现在参考图3，呈现流程图300，图示一种方法，诸如UE 100的UE通过该方法操作来根据本发明的实施例在拥塞蜂窝网络环境中建立连接。UE尝试与诸如小区142的第一小区的至少一个第一随机接入信道(RACH)过程，该第一小区当前指定为UE的服务小区(框302)。UE检测无法通过至少一个第一 RACH过程成功连接到第一小区的失效(框304)。UE至少基于大于0%且小于100%的概率值来自主确定是否在一个时期内将第一小区去优先化(框 306)。
[0042]在一个实施例中，UE从可用时期的范围中分配随机选择的时期，其中可用时期的范围至少包括:期间至少一个后续RACH过程可被UE完成的第一、较短的时期以及期间多个后续RACH过程可被UE完成的第二、较长的时期(框308)。响应于确定将第一小区去优先化，UE减小在UE分配给第一小区的用于小区选择/重选的优先级值，且UE分配选择的时期(在其期间优先级值保持减小)(框310)。
[0043]现在参考图4，提供说明各种示范实施例的流程图400，通过该各种示范实施例诸如UE 100的UE可进一步通过重复的RACH尝试来平衡拥塞网络环境中的有效连接。UE经历与诸如小区142的第一小区的至少一个第一 RACH失效(框401)，并尝试与第一小区的至少一个后续RACH过程(框402)。在一个实施方式中，如果UE且尤其是UE的RACH控制器(诸如UE 100的RACH控制器113)选择在至少一个第一 RACH失效之后将第一小区去优先化，则可与诸如小区144的第二小区尝试后续RACH过程。可做出后续RACH过程是否在第一小区失效的确定(框404)。
[0044]如果未检测到失效(且在一个备选实施例中不存在其它去优先化条件)，则UE继续将第一小区作为服务小区来操作。RACH控制器保持第一小区的默认优先级值(框405)。而且，如果作为至少一个第一 RACH过程的失效的结果，概率值之前已被增加，则RACH控制器将概率恢复到默认低概率值。类似地，如果由于之前的去优先化条件的存在，概率值之前被增加，则概率值被恢复到低概率值，接近零(O)概率(框405)。也应注意到响应于第一小区去优先化之后的时期的到期，UE将优先级值恢复到第一小区的默认优先级值且UE自动将概率值重置为基准低概率。
[0045]在本文中描述的递增的概率调整的具体实施例中，响应于后续RACH过程的失效，UE跟踪无法通过至少一个第一 RACH过程和每个后续RACH过程成功连接到第一小区的多个失效(框406)。
[0046]在一个实施例中，UE可评估一个或更多去优先化使能条件，该使能条件包括和/或附加于RACH失效(交替框408)。在图4的示范实施例中，第一去优先化使能条件描述为位置信息410，其指示UE是否静止(框412)。第二去优先化使能条件描述为广播消息414，其指示第一小区是否拥塞(框416)。第三去优先化使能条件描述为来自网络的拒绝消息418，其指示第一小区是否拥塞(框420)。第四去优先化使能条件描述为来自网络的受监视的下行链路422，其可用来确定一个时期上的某个数量的连接设立和该数量是否超过阈值(框424)。然而，理解在大多数实施例中，跟踪的RACH失效可提供用于推断网络拥塞的唯一基础。在一个这样的去优先化条件评估实施例中，UE在框404仅在检测到一组条件中的至少一个(见框404中D-P条件)时可执行第一单元的去优先化。该组条件包括(a)之前接收的广播消息指示拥塞小区条件存在，(b)网络响应于UE对带有拒绝消息的连接的请求，该拒绝消息包含指示拥塞小区条件存在的原因值，(c)下行链路信道的监视指示每单位时间由网络执行的连接设立的数量已超过阈值，以及(d)下行链路信道的监视指示网络向其它UE传送拒绝消息，该拒绝消息包含指示拥塞小区条件存在的原因值，其中传送到其它UE的这样的拒绝消息的数量已超过阈值。
[0047]在另一个这样的去优先化条件评估实施例中，UE可检测到UE相对于第一小区的优先级可以已被去优先化的位置而移动。响应于检测到UE移动以及第一小区的优先级值当前是去优先化的值，UE将第一小区的优先级值自动重置为默认优先级值。
[0048]在本发明的各种其它实施例中，开始去优先化可能需要满足一个或更多条件。备选地或额外地，继续之前实现的去优先化也可能需要满足一个或更多条件。备选地或额外地，一个或更多条件可影响去优先化的概率。在说明性描述中，在确定是否去优先化以及在确定调整去优先化期间选择或重选的概率中，示出去优先化条件的两种用法。
[0049]将去优先化概率基于一定数量的失效提供拥塞存在的推论。然后，当检测到证实或确认拥塞的条件时，概率可被向上调整。该组条件包括:(a)之前接收的广播消息指示拥塞小区条件存在，(b)网络响应于UE对带有拒绝消息的连接的请求，该拒绝消息包含指示拥塞小区条件存在的原因值，(c)下行链路信道的监视指示每单位时间由网络执行的连接设立的数量已超过阈值，以及(d)下行链路信道的监视指示网络向其它UE传送拒绝消息，该拒绝消息包含指示拥塞小区条件存在的原因值，以及传送到其它UE的这样的拒绝消息的数量已超过阈值。在一个实施例中，UE通过将概率值增大大于0%而小于100%之间来增大将第一小区去优先化的概率值，其中该增大直接相关于登记为连续RACH过程的一些连续失效。更高的概率值使得UE将更可能将第一小区的优先级值去优先化。
[0050]在一个这样的实施例中，基于失效的跟踪(框406)，响应于检测到在第一小区上的后续RACH过程期间已发生至少一个失效，UE增大将第一小区去优先化的概率值。例如，如之前在图2中所描述的，UE可增大对于每个检测到的连续失效将第一小区去优先化的概率值，其中该概率值基于RACH失效的数量以“N”数量的递增从基准低概率增大到高概率(框426)。
[0051]备选地或附加于基于失效的数量调整概率，UE可将用于将第一小区去优先化的概率值调整为是否检测到一组其它去优先化条件中的一个或更多的函数(框428)。基于当前的概率值，UE概率地确定减小用来选择或重选小区用于未来连接请求的优先级值(框430)。
[0052]UE确定是否第二小区具有高于去优先化的第一小区的优先级(框432)。如果不，则UE尝试与第一小区的后续RACH过程(框402)。在又一实施例中，UE减小在UE分配给第一小区用于小区选择/重选的优先级值以确保当至少一个合适的第二小区也以默认优先级存在时UE不在后续RACH过程期间选择第一小区。如果一个合适的第二小区以更高的优先级存在，则UE选择第二小区(框434)。UE然后执行与第二小区的后续RACH过程且UE应用与以上对于第一小区描述的相同的对于失效的去优先化算法来连接到第二小区(框436)。
[0053]在又一个实施例中，响应于将第一小区去优先化，UE在所选择的时间期满之前的时期期间发起到一个或更多选择的第二小区的后续RACH过程。如本文中描述的，第二小区至少部分地基于相对于第一小区的去优先化的值的具体小区的优先级值来选择。
[0054]在具体实施例中，UE尝试与至少一个合适的第二小区的至少一个后续RACH过程。响应于检测到无法通过至少一个后续RACH过程成功连接到至少一个合适的第二小区的失效，UE至少基于大于0%且小于100%的第二概率值自主确定是否在第二时期内将至少一个合适的第二小区去优先化。响应于确定将至少一个合适的第二小区去优先化，UE减小在UE分配给至少一个合适的第二小区用于小区选择/重选的第二优先级值，并且UE分配随机选择的第二时期(在其期间第二优先级值保持减小)。[0055]现在参考图5，提供图示一种方法的流程图500，通过该方法，诸如UE 100的UE可根据本发明的其它实施例在拥塞蜂窝网络环境中建立连接。流程图500开始于功率被提供给UE (框502)。UE将计数器设置为O (框504)。UE确定是否检测到服务请求(框506)。如果检测到服务请求，则UE开始RACH过程(框508)。然后UE确定RACH过程是否成功(框510)。如果RACH过程成功，则UE将计数器设置为O (框512)且流程500结束。然而，如果RACH过程不成功(在框510)，则UE从{0，1}的集合中选择第一随机数(框514)。UE确定第一随机数RNDl是否是“O”(框516)。如果RNDl等于“0”，则UE将计数器设为等于(计数器+DMOD 10 (框518)。然后UE从{0..9}的集合中选择第二随机数RND2 (框520)。然后UE确定计数器是否小于第二随机数(框522)。如果计数器不小于RND2，或者如果第一随机数在框516确定为一(I )，则UE将诸如小区142的服务小区去优先化(框524)并且如果更高优先级小区可用则执行到诸如小区144的更高优先级小区的选择/重选(框526)。
[0056]UE然后可确定是否基于一个或更多去优先化条件的继续保证连续的去优先化。特别是UE确定去优先化条件是否对于诸如去优先化的小区142的当前去优先化的小区继续存在(框528)。在说明性实施例中，当多个去优先化条件中的一个在初始去优先化之后继续存在时保证连续的去优先化。在这些连续的去优先化条件中的是:(a)定时器还未到期，(b)UE当前未移动和/或(c)期望的服务/核心网络从之前的尝试以来未改变。定时器到期的发生、检测的UE移动和/或期望的服务网络中的变化可能触发UE参数的重置，至少包括优先级值和概率值。因此，做出是否有任何适用的去优先化条件保持的确定(框530)。如果没有条件保持，则UE对去优先化的小区恢复选择或重选该小区的原来的优先级(框532)，并且方法移动到框534，其中UE执行到可用的最高优先级小区的重选。到可用的最高优先级小区的重选仅当UE当前呼叫等待的小区不是可用的最高优先级小区时才被UE执行。然而，如在框530确定的，如果关联于去优先化的小区的去优先化条件继续持续，则UE利用基于可用的最高优先级小区的重选来执行下一个RACH和后续RACH(框534)。回到块522，如果计数器不小于第二随机数，则不触发当前服务小区的去优先化且方法继续进行到框534。
[0057]通过上述内容的优点，应理解对于RACH过程调整选择或重选小区的概率最终减轻由于网络上单个小区内太多RACH尝试的拥塞。而且，通过错开和/或随机化确定在一个或更多RACH失效后何时将服务小区去优先化，提供一种机制，通过该机制相同服务小区内的多个UE可各自尝试在不同时间通过第二小区连接，因此增加UE将最终通过第一小区或第二小区连接的可能性，而不需所有UE在单个RACH失效后集体自动移动到第二小区。
[0058]之前描述的实施例可提供UE连接所需的时间量、具体小区上的拥塞和对网络的干扰之间的折衷。在将小区去优先化时，通常选择的第二小区将在更远处或者另外地遭受更大的信道减弱。因此，可能需要UE和第二小区以更大的发射功率进行传送以便成功完成RACH过程。因此，第一小区和其它UE可能经历更大的干扰。通过引入去优先化的概率和其它优化，选择一个或更多第二小区的UE数量可以相对于可能源于这样的选择的网络干扰的量进行平衡。因此，避免或减轻了第二问题，其中到达更弱的小区所需的增大的发射功率对其它UE和最佳小区产生干扰。
[0059]在以上每个流程图中，一个或更多方法可实施在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质包含计算机可读代码使得当计算机可读代码在计算设备上运行时执行一系列步骤。在一些实施方式中，方法的某些步骤被组合、同时执行或者以不同顺序执行、或者可能被省略，而不偏离本创新的精神和范围。因此，虽然以特定顺序描述和说明了方法步骤，但是使用特定步骤顺序并不意在暗示任何对本创新的限制。可关于步骤的顺序做出改变而不脱离本创新的精神或范围。因此使用特定的顺序将不以限制的方式来理解，且本创新的范围仅由所附权利要求书限定。
[0060]如本领域技术人员将理解的，本创新的实施例可实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本创新的实施例可采取以下形式:完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件实施例的实施例，其在本文中都可一般称为“电路”、“模块”或“系统”。另外，本创新的实施例可采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品实施在具有其上包含计算机可读程序代码的一个或更多计算机可读存储介质中。
[0061]计算机可读存储介质上包含的程序代码可用任何合适介质来传送，该合适介质包括但不限于无线、有线线路、光纤电缆、R.F等或以上的任何合适组合。用于执行本创新的实施例的操作的计算机程序代码可以用一个或更多编程语言的任何组合来写，包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言和诸如“C”编程语言或汇编级编程或类似编程语言的常规过程式编程语言。
[0062]参考根据本创新实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图在以上描述本创新的方面。将理解流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器来产生一种机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器运行的指令产生用于实现流程图和/或框图的一个或更多框中指定的功能/动作的装置。
[0063]这些计算机程序指令也可存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质指导计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备以特定方式来工作，使得存储在计算机可读存储介质中的指令产生一种制品，制品包括实现流程图和/或框图的一个或更多框中指定的功能/动作的指令。该计算机程序指令也可加载到计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上来引起一系列操作步骤在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程装置上运行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个或更多框中指定的功能/动作的过程。
[0064]虽然本创新已参考示范实施例进行描述，但本领域技术人员将理解可做出各种改变且等同物可替代其元素而不脱离本发明的范围。此外，可做出很多修改来使具体系统、设备或其组件适应于本创新的教导而不脱离其本质范围。因此，意图是本创新不限于为了执行本创新而公开的具体实施例，而是本创新将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。另外，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是术语第一、第二等是用来将一个元素与另一个元素进行区分。
[0065]本文中所用的术语只为了描述具体实施例的目的且不意在限制本创新。如本文中所用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意在也包括复数形式，除非上下文明确另外指示。还将理解术语“包括”和/或“包含”当用于本说明书时，规定所述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但不排除一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其组合的存在或附加。
[0066]所附权利要求书中所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物意在包括与如所特别要求保护的其它要求保护的元素组合来执行功能的任何结构、材料或动作。为了说明和描述的目的，已经呈现本创新的描述，而不是意在穷举或限于采用所公开的形式的创新。许多修改和变化将对本领域普通技术人员显而易见而不脱离本创新的范围和精神。选择和描述本实施例以便最佳地解释本创新和本实际应用的原理，并使得本领域其它普通技术人员能够对于适合于所预期的具体用途的具有各种修改的各种实施例来理解本创新。
【权利要求】
1.一种在拥塞的无线通信网络环境中建立连接的方法，所述方法包括: 由用户设备(UE)尝试与当前指定为所述UE的服务小区的第一小区的至少一个第一随机接入信道(RACH)过程； 检测无法通过所述至少一个第一 RACH过程成功连接到所述第一小区的失效； 至少基于大于0%且小于100%的概率值来自主确定是否对于一个时期将所述第一小区去优先化；以及 响应于确定将所述第一小区去优先化，减小在所述UE分配给所述第一小区的用于小区选择/重选的优先级值，并分配选择的时期，在所述选择的时期期间所述优先级值保持减小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中响应于检测所述至少一个失效已在所述第一小区上在后续RACH过程期间发生，增大用于将所述第一小区去优先化的所述概率值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中分配选择的时期包括从可用时期的范围中随机选择第一时期，其中所述可用时期的范围至少包括较短的时期和较长的时期，在所述较短的时期期间至少一个后续RACH过程可由所述UE完成，在所述较长的时期期间多个后续RACH过程可由所述UE完成。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括: 跟踪无法通过所述至少一个第一 RACH过程成功连接到所述第一小区的多个失效；以及 对于检测到的每个连续失效，增大将所述第一小区去优先化的所述概率值，其中所述概率值以数量N的递增从基准低概率增大到高概率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一小区的所述去优先化只在检测到一组条件中的至少一个时才执行，条件的所述组包括: 之前接收的广播消息指示拥塞小区条件存在； 所述网络响应于所述UE对带有拒绝消息的连接的请求，所述拒绝消息包含指示拥塞小区条件存在的原因值； 下行链路信道的监视指示每单位时间由所述网络执行的连接设立的数量已超过阈值；以及 所述下行链路信道的监视指示所述网络正向其它UE传送拒绝消息，所述拒绝消息包含指示拥塞小区条件存在的原因值，其中传送到其它用户设备的这样的拒绝消息的数量已超过阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括: 检测所述UE相对于在其处所述第一小区的优先级可以已被去优先化的位置在运动中； 响应于检测到所述UE在运动中，将所述概率值返回到基准低概率；以及响应于检测到所述UE在运动中以及所述第一小区的所述优先级值当前是去优先化的值，将所述第一小区的所述优先级值自动重置为默认优先级值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中减小在所述UE分配给所述第一小区用于小区选择/重选的所述优先级值确保当至少一个合适的第二小区也以默认优先级存在时，所述UE不在后续RACH过程期间选择所述第一小区。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于将所述第一小区去优先化而在选择的时间期满之前的时期期间发起到一个或更多选择的小区的后续RACH过程，所述小区至少部分地基于相对于所述第一小区的所述去优先化的值的具体小区的所述优先级值来选择。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括: 确定在所述第一 RACH过程期间不能成功连接的失效是对于发起由所述UE请求的第一服务，所述第一服务是包括至少一个不同的第二服务的由所述第一小区支持的多个不同服务之中的第一服务；以及 关于所述第一服务的完成来将所述第一小区去优先化，其中所述第一小区的标识符标记有所述第一去优先化的优先级值，其引起所述UE通过合适的第二小区为所述第一服务发起所述至少一个后续RACH过程，同时所述UE发布后续RACH过程用于通过所述第一小区完成所述至少一个不同的第二服务，其中所述多个不同服务中的每个服务单独被分配所述第一优先级值作为所述服务小区的默认分配，并且响应于与那个特定服务关联的去优先化条件的发生，经历关联于那个特定服务的去优先化条件的每个不同的服务对于选择的时期随后被分配单独的去优先化值。
10.一种能够在拥塞无线通信网络环境中建立连接的通信设备，所述通信设备包括: 收发器，配置成尝试与当前指定为所述UE的服务小区的第一小区的至少一个第一随机接入信道(RACH)过程；以及 RACH控制器，配置成检测无法通过所述至少一个第一 RACH过程成功连接到所述第一小区的失效，至少基于大于0%且小于100%的概率值来自主确定是否对于一个时期将所述第一小区去优先化，响应于确定将所述第一小区去优先化，减小在所述通信设备分配给所述第一小区的用于小区选择/重选的优先级值，并且分配选择的时期，在所述时期期间所述优先级值保持减小。
【文档编号】H04W48/06GK103988549SQ201280051156
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2011年10月17日
【发明者】V.古普塔, S.V.布拉默, D.A.多尔西, J.D.克里斯滕森 申请人:英特尔公司