处置拥塞的无线通信网络中的等待时间的制作方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求对2012年2月6日提出的、标题为“advancedwirelesscommunicationsystemsandtechniques”的美国临时专利申请no.61/595,576的优先权，据此通过引用将其结合到它的全体中用于所有目的。

本公开的实施例通常涉及无线通信系统的领域，以及更具体地说，涉及用于处置无线通信网络中的拥塞的技术和配置。

背景技术：

无线设备和该设备在其中工作的无线通信网络之间的交互可以根据配置成处置这种交互的协议或规则的特定集合来引导。无线设备(例如机器对机器设备)可以将通信(例如，对连接的请求)发送到网络，以便于建立允许该设备通过网络将消息(例如，数据)传递给另一个设备或机器的连接。在一些实例中，网络可能过载(例如，“拥塞”)并且可能拒绝设备请求。于是该网络可以给设备提供等待时间值，在该等待时间值期间可不允许该设备与网络重新连接。然而，在一些实例中，可在没有必要的安全保护的情况下提供等待时间值，或该等待时间值可能与可在设备提交通信之前已经提供给设备的另一个等待时间值冲突。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述将容易地理解实施例。为了简化这个描述，类似的附图标记指示类似的结构要素。在附图的图形中以示例的方式而并非以限制的方式示出实施例。

图1示出了根据一些实施例的示例无线通信网络。

图2和图3是示出根据一些实施例的、用户设备(移动设备)和无线通信网络之间的示例通信的框图。

图4是根据一些实施例的、无线通信网络中的用户设备和网络服务器之间的通信的过程流程图。

图5是根据一些实施例的、处置提供给拥塞的无线网络环境中的移动设备的等待时间的过程流程图。

图6示出可以用于实施本文所描述的各个实施例的示例系统。

具体实施方式

本公开的实施例提供了无线通信网络中的数据技术和配置，包括处置拥塞的无线通信网络中的等待时间的技术和配置。在下面详细的描述中，参考了构成本文一部分的附图，其中自始至终相同的数字指示相同的部件，并且其中以图示的方式示出其中可以实施本公开的主题的实施例。将要理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，下面详细的描述将不被理解为限制意义，并且实施例的范围由所附的权利要求书及其等同物来限定。

各个操作被以最有益于理解所要求保护的主题的方式依次描述为多个离散操作。然而，不应当将描述的顺序解释为意味着这些操作是必须依赖顺序的。特别是，这些操作可不按呈现的顺序来执行。所描述的操作可按与所描述的实施例不同的顺序来执行。在附加的实施例中，可以执行各种附加的操作和/或可以省略所描述的操作。

该描述可以使用短语“在一实施例中”或“在实施例甲”，其各自可以指相同实施例或不同实施例中的一个或多个。此外，如关于本公开的实施例使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等等是同义的。

本文所使用的术语“模块”可以涉及或包括专用集成电路(asic)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的(共享的、专用的、或群组)处理器和/或(共享的、专用的、或群组)存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能性的其他合适组件，或者本文所使用的术语“模块”可以是这些组件的一部分。

本文中可以关于无线通信网络描述示例实施例，所述无线通信网络包括以下网络，例如第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)网络(包括任何修正案、更新、和/或修订版(例如lte版本10(也被称为lte-advanced(lte-a))、lte版本11等等))、全球微波互联接入(wimax)网络等等。本文所描述的实施例可以关于无线电接入网络操作，例如具有演进节点基站(enb)和核心网络(例如，具有网关、管理实体等等的演进分组核心)的演进的通用陆地无线接入网络(e-utran)。

在其他实施例中，本文所描述的通信方案可以与附加的/备选的通信标准、规范、和/或协议兼容。例如，本公开的实施例可以应用于可以获得类似的优势的其他类型的无线网络。这样的网络可以包括但不限于无线局域网(wlan)、无线个人区域网(wpan)和/或无线广域网(wwan)(例如蜂窝式网络)等等。

可以在包括移动无线无线电系统的发射机和接收机的各种应用中使用下面的实施例。明确地包括在实施例的范围内的无线电系统包括但不限于网络接口卡(nic)、网络适配器、基站、接入点(ap)、中继节点、enb、网关、网桥、集线器以及卫星无线电话。此外，实施例的范围内的无线电系统可以包括卫星系统、个人通信系统(pcs)、双向无线电系统、全球定位系统(gps)、双向寻呼机、个人计算机(pc)以及有关外围设备、个人数字助理(pda)、个人计算辅助设备以及可以在实质上相关并且可以将实施例的原理合适地应用到的所有现有的系统和未来出现的系统。

本文所描述的技术提供处置无线网络环境中的ue和网络控制器之间的各种类型的通信，例如连接和其他请求，其中网络可能拥塞并且不能立即接受来自ue的请求或其他通信。如果确定网络拥塞并因此不能够处理来自ue的请求，则网络可以给ue提供等待时间值，在该等待时间值期间ue可以抑制尝试联系或连接到网络。下面更详细地描述了在不同的情形下ue对提供的等待时间值的处置。

图1示意性示出根据一些实施例的示例无线网络100。网络100可以包括ran20和核心网络25。在一些实施例中，网络100可以是lte网络，ran20可以是e-utran，并且核心网络25可以是演进核心网络，例如eps(演进分组系统)。ue15可以经由与ran20中的enb(例如，enb40、42的其中之一等等)的无线电链路(“链路”)接入核心网络25。ue15可以是，例如配置成依照一个或多个，协议与enb40、42通信的用户站(例如，移动设备)。为了讨论的简易，为符合3gpp的示例网络100提供了下面的描述；然而，本公开的主题不限于这个方面，并且所描述的实施例可以适用于受益于本文所描述的原理的其他网络。在一些实施例中，ue15可以配置成使用多输入且多输出(mimo)通信方案进行通信。ue15的一个或多个天线可以用于同时利用ran20的(例如，可以与enb40、42的天线对应的)多个相应分量载波的无线电资源。在一些实施例中，ue15可以配置成使用正交频分多址(ofdma)在例如下行链路通信中进行通信和/或使用单载波频分多址(sc-fdma)在例如上行链路通信中进行通信。

尽管图1将ue15概括地描绘为移动设备(例如，蜂窝式电话)，但在各个实施例中ue15可以是个人计算机(pc)、笔记本计算机、超级本、上网本、智能电话、超移动pc(umpc)、手持式移动设备、通用集成电路卡(uicc)、个人数字助理(pda)、客户端设备(cpe)、平板电脑、或其他消费类电子设备(例如mp3播放器、数字照相机等等)。在实施例中，ue15可以是机器类型通信(mtc)设备，也被称为是机器对机器设备。在本公开中，为了简单目的起见，将可交换地使用术语ue和移动设备。enb40、42可以包括一个或多个天线、调制和/或解调在空中接口上传送或接收的信号的一个或多个无线电模块、以及处理在空中接口上传送和接收的信号的一个或多个数字模块。

在一些实施例中，借助于一个或多个节点45(例如，无线电网络控制器)，可以方便经由ran20与ue15的通信。一个或多个节点45可以充当核心网络25和ran20之间的接口。根据各个实施例，一个或多个节点45可以包括配置成管理基站40、42和核心网络25(例如，一个或多个服务器50)之间的信令交换(例如，ue15的验证和nas(非接入层)消息)的移动管理实体(mme)，给互联网65提供网关路由器的分组数据网络网关(pgw)，和/或管理ran20的enb40、42和pgw之间的用户数据隧道或路径的服务网关(sgw)。在其他实施例中可以使用其他类型的节点。

核心网络25可以包括逻辑(例如，模块)以提供ue15的验证或与通信链路的建立关联的其他动作以提供ue15与网络100的连接的状态。例如，核心网络25可以包括可以通信地耦合到基站40、42的一个或多个服务器50。在实施例中，一个或多个服务器50可以包括可以用于管理用户参数(例如用户的国际移动用户识别码(imsi)、验证信息等等)的归属用户服务器(hss)。核心网络25可以包括其他服务器、接口和模块。在一些实施例中，可以合并与一个或多个服务器50的不同功能性关联的逻辑以减少许多的服务器，包括例如，将其合并到单个机器或模块中。

根据各个实施例，网络100可以是基于互联网协议(ip)的网络。例如，核心网络25至少部分可以是基于ip的网络，例如分组切换(ps)网络。网络节点(例如，一个或多个节点45)之间的接口可以是基于ip的，包括到基站40、42的回程连接。在一些实施例中，可启用该网络以提供与电路切换(cs)网络(例如，cs域)的连接。在实施例中，ue可以根据一个或多个通信协议(例如，适于lte通信环境的无线电资源控制(rrc)协议)与该网络进行通信。

图2中示出了ue15和网络100之间的示例连接图。如示图200示出，ue15可以将rrc连接请求消息204发送到网络控制器206。rrc连接请求消息204可以是ue15对无线电资源的分配的请求以便ue15可以与ran20传输数据。网络控制器206可以控制ue和ran20之间的rrc连接的建立和/或维护。网络控制器206可以部署在ue15尝试与其建立rrc连接的enb40或42中。在其他实施例中，网络控制器206或其组件可以部署在例如在一个或多个节点45中的节点，一个或多个服务器50中的服务器等等内的附加/备选的网络实体中。

如果ran20拥塞并且不能够支持与rrc连接请求204关联的rrc连接，则网络控制器206可以以rrc连接拒绝消息208响应以拒绝rrc连接请求204。在这种情况下不可以建立ue15和ran20之间的rrc连接。

在一些实例中，对于特定类型的设备(例如mtc设备)，网络控制器206可以在连接拒绝消息208中提供等待时间(wt)值，也被称为延期等待时间或ewt。(为了简单目的起见，本文中将可交换地使用术语“延期等待时间值”、“等待时间值”和“等待时间”)。与设备关联的定时器(被称为“退避(backoff)定时器”)可以在等待时间的持续期内启动运行并且可以保持设备“挂起”，即抑制向网络发送通信，直到等待时间期满并且可以允许该设备将请求重新发送到网络(或重新建立与设备的连接)为止。然而，因为还没有设立安全通信模式，所以ue15可在没有安全保护的情况下接收网络控制器206提供的等待时间值。

在其他实例中可以给设备(ue)提供等待时间值。图3是示出ue15可以通过给网络控制器206发送rrc连接请求消息304来发起连接请求的实例的框图300。在这个实例中的网络控制器206可以确定ran20可能能够支持与rrc连接请求304关联的rrc连接。因此，网络控制器206可以以连接设立消息308来响应。可以根据适应的通信协议在ue15和网络控制器206之间传送许多其他“握手”消息(未示出)。例如，ue15可以以连接设立完成的通知来响应连接设立消息308；网络控制器306可以发出安全模式建立命令；ue15可以通知网络控制器306已经建立了安全模式。在一个实施例中，网络控制器306可以提供可以包括等待时间值的rrc连接释放消息310。在rrc连接建立之后立即发生rrc连接释放的实例中，可能不存在安全模式设置的时间。因此，可以以不安全的模式接收等待时间。

总之，当网络拥塞的时候，网络控制器206可以指定延期等待时间并且要求ue15在等待时间的持续期内“退避”。如所讨论的，当网络控制器206确定网络(例如，ran20)拥塞的时候，这可以在连接建立期间或在ue15和该网络之间的其他类型的通信(例如，rrc信令)期间发生。当网络控制器206确定该网络(例如，ran20)拥塞时，这也可以在rrc连接释放期间发生，并且ue15应当对所有未来的请求“退避”。

例如在与非接入层(nas)功能性关联的消息传递期间，还可能需要处置其他类型的通信的延期等待时间，所述非接入层(nas)功能性支持ue15的移动性和会话管理过程以建立并且维护ue15和外部分组数据网络之间的ip连通性。如所讨论的，在一些情况下可以在有安全保护的情况下接收延期等待时间，而在其他情况下可以在没有安全保护的情况下接收它。此外，当退避定时器可已经在设备上运行时，ue15可以(例如，在rrc拒绝消息或连接释放消息中)接收延期等待时间。公开的技术提供了在上面的情形中移动设备对等待时间的处置。

图4是示出根据实施例的无线网络环境中的网络控制器(例如，网络控制器206)和ue(例如，ue15)之间的通信的过程流程图。过程400开始于块402，其中网络控制器可以接收来自ue的连接请求。如上面所讨论的，可以存在有由移动设备发起的不同类型的通信，例如，rrc连接请求。在决策块404例如网络控制器可以确定，网络拥塞是否在允许建立与设备的连接的某个确定的水平之上。网络拥塞可以基于一个或多个拥塞特性，例如但不限于有效的带宽吞吐量、丢失、延迟、阻塞、和/或其他已知特性。如果确定网络拥塞在该确定的水平之下，则在块408接受ue的连接。如果确定网络拥塞和/或过载在该确定的水平之上，则在块410网络控制器可以与等待时间值一起拒绝连接(例如，网络控制器可以发送上面所描述的rrc连接拒绝消息)。

图5是示出根据实施例的、处置提供给拥塞的无线网络环境中的ue(例如，ue15)的等待时间的过程流程图。过程500开始于决502，其中可以将通信发送到网络控制器，例如网络控制器206。如上面所讨论的，通信可以是任何类型的请求，例如rrc连接请求。

在块504，ue可以接收来自网络控制器的响应。在一个示例中，如果网络拥塞，则响应可以包括对连接的请求的拒绝(例如，rrc连接拒绝消息)，该拒绝可以包括网络控制器为ue生成的等待时间值。ue和网络控制器之间的其他类型的通信可以包括关于图3讨论的nas连接释放实例或因意外地接收到来自网络控制器的等待时间值导致的其他“异常”情况。例如，在上面讨论的nas信令连接的实例中，ue可以和rrc连接释放消息一起接收来自网络的延期等待时间值。在其他示例中，延期等待时间值可以包括在对ue提供的附连请求消息、跟踪区更新请求消息、位置更新请求消息、路由区更新请求消息、或服务请求消息的网络响应中。

在决策块508，可以确定与ue关联的退避定时器是否正在运行。例如当网络已经拥塞并且ue已经被要求退避并且因此正在运行退避定时器时，这个情形可能发生。如果确定退避定时器正在运行，则在块510可以作出确定以忽略接收的等待时间值，其后过程500前进到块516。因为接收的等待时间值可以是不受保护的(例如，以不安全的模式接收)，所以可不需要修改正在运行的退避定时器的值。当等待时间值是受安全保护的或不受保护的时候，ue可以忽略接收的等待时间值并且简单地依赖已经在运行的退避定时器。(在某些情况下如果定耐器值是受保护的并且如果定时器已经在运行，则ue可停止定时器并且以受完整性保护的新接收的值重新启动定时器)。

如果确定退避定时器不在运行，则在决策块512可以确定是否满足与处置接收的等待时间关联的任何其他附加的(例如，预确定的)准则。例如，一个这样的准则可以是ue是低优先级设备(例如，mtc设备)。在实施例中，可以基于包括在ue的初始通信(例如，rrc连接请求)中的优先级指示器作出关于设备优先级的确定。在其他示例中，ue通信(例如附连请求消息、跟踪区更新请求消息、位置更新请求消息、路由区更新请求消息、或服务请求消息)可以各自包括优先级指示器(例如，低优先级指示器)。其他准则可以包括确定已经在设备上运行的过程，例如附连、跟踪区更新、位置更新、或服务请求过程。如果这些过程中的任何一个正在进行，则可需要处置从网络接收的等待时间。

如果在块512确定未满足附加的预确定的准则，则过程前进到块510，其中可以忽略接收的等待时间值。例如，在释放nas信令连接的实例中(即，当网络释放rrc连接时)，当没有附连、跟踪区更新、或服务请求过程正在进行时，ue可以忽略网络提供的延期等待时间值。

如果在块512确定满足了附加的预确定的准则(例如，确定了移动设备是低优先级设备)，则在块514以接收的等待时间值启动退避定时器。(在不同情形中可以适用不同的准则。例如，取决于操作者如何配置网络系统，上述示例可以同样可应用于低优先级和普通设备，以及其他优先级等级(例如紧急等级和接入等级(ac)11-15)设备)。

在决策块516可确定正在运行的退避定时器是否已经期满。如果确定退避定时器仍然正在运行，则过程500后移到块516。一旦确定退避定时器已经期满，则在块518可以将通信重新发送到网络服务器或可以发起不同的通信。

可以使用任何合适的硬件和/或软件来将本公开的实施例实现到系统中以如期望的那样进行配置。图6示意性示出可以用于实施本文所描述的各个实施例的示例系统。对于一个实施例，图6示出示例系统600，示例系统600具有一个或多个处理器604、耦合到处理器(一个或多个)604中的至少一个的系统控制模块608、耦合到系统控制模块608的系统存储器612、耦合到系统控制模块608的非易失性存储器(nvm)/存储616、以及耦合到系统控制模块608的一个或多个通信接口620。

在一些实施例中，系统600可以能够如本文所描述的ue15那样起作用。在其他实施例中，系统600可以能够起图1的一个或多个节点45或一个或多个服务器50的作用，或以其他方式提供执行如关于enb40、42描述的功能的逻辑/模块和/或本文所描述的其他模块。在一些实施例中，系统600可以包括具有指令的一个或多个计算机可读介质(例如，系统存储器或nvm/存储616)和与一个或多个计算机可读介质耦合的一个或多个处理器(例如，处理器(一个或多个)604)，并且该一个或多个处理器配置成执行指令以实现执行本文所描述的动作的模块。

一个实施例的系统控制模块608可以包括任何合适的接口控制器来为处理器(一个或多个)604中的至少一个和/或为与系统控制模块608通信的任何合适的设备或组件提供任何合适的接口。

系统控制模块608可以包括存储器控制器模块610来为系统存储器612提供接口。存储器控制器模块610可以是硬件模块、软件模块、和/或固件模块。

系统存储器612可以用于例如为系统600载入并且存储数据和/或指令。例如，一个实施例的系统存储器612可以包括任何合适的易失性存储器，例如合适的dram。在一些实施例中，系统存储器612可以包括双数据率型四同步动态随机存取存储器(ddr4sdram)。

一个实施例的系统控制模块608可包括一个或多个输入/输出(i/o)控制器来为nvm/存储616和通信接口(一个或多个)620提供接口。

例如，nvm/存储616可以用于存储数据和/或指令。nvm/存储616例如，可以包括任何合适的非易失性存储器(例如闪速存储器)和/或例如，可以包括任何合适的非易失性存储设备(一个或多个)，例如一个或多个硬盘驱动器(hi)d(一个或多个))、一个或多个光盘(cd)驱动器、和/或一个或多个数字多功能光盘(dvd)驱动器。

nvm/存储616可以包括作为在其上安装系统600的设备的物理上一部分的存储资源，或者nvm/存储616可以是可通过该设备存取的，但并不一定是该设备的一部分。例如，可以通过网络经由通信接口(一个或多个)620存取nvm/存储616。

通信接口(一个或多个)620可以为系统600提供接口以通过一个或多个网络进行通信和/或与任何其他合适的设备进行通信。系统600可以根据一个或多个无线网络标准和/或协议中的任何一个来与无线网络的一个或多个组件无线地进行通信。

对于一个实施例，处理器(一个或多个)604中的至少一个可以与系统控制模块608的一个或多个控制器(例如，存储器控制器模块610)的逻辑封装在一起。对于一个实施例，处理器(一个或多个)604中的至少一个可以与系统控制模块608的一个或多个控制器的逻辑封装一起以构成系统级封装(sip)。对于一个实施例，处理器(一个或多个)604中的至少一个可以与系统控制模块608的一个或多个控制器的逻辑集成在相同的电路芯片上。对于一个实施例，处理器(一个或多个)604中的至少一个可以与系统控制模块608的一个或多个控制器的逻辑集成在相同的电路芯片上以形成片上系统(soc)。

在各个实施例中，系统600可以是但不限于服务器、工作站、台式计算设备、或移动计算设备(例如，膝上型计算设备、手持式计算设备、平板电脑、上网本等等)。在各个实施例中，系统600可以具有或多或少的组件和/或不同的体系结构。例如，在一些实施例中，系统600可以包括照相机、键盘、液晶显示器(lcd)屏幕(包括触摸屏显示器)、非易失性存储器端口、多个天线、图形芯片、专用集成电路(asic)以及扬声器中的一个或多个。

根据各个实施例，本公开描述了包括具有指令的一个或多个计算机可读介质和与一个或多个计算机可读介质耦合的一个或多个处理器的装置，并且所述一个或多个处理器配置成：执行指令以将无线电资源控制(rrc)请求消息发送到网络控制器；从网络控制器接收包括延期等待时间值的响应消息；当收到响应消息时确定与装置关联的退避定时器是否正在运行；以及至少部分基于所述退避定时器是否正在运行的确定，来确定是否以接收的延期等待时间值来启动退避定时器。

根据各个实施例，本公开描述了包括网络控制器的系统，所述网络控制器配置成：通过无线通信网络接收无线电资源控制(rrc)请求消息，确定无线通信网络是否拥塞；以及基于该确定，响应于接收的rrc请求消息，提供包括延期等待时间值的响应消息。系统还包括一设备，其配置成：从网络控制器接收包括延期等待时间值的响应消息，当收到响应消息时确定与设备关联的退避定时器是否正在运行，以及至少部分基于退避定时器是否正在运行的确定，来确定是否以接收的延期等待时间值启动退避定时器。

根据各个实施例，本公开描述了计算机实现的方法，包括：将请求消息发送到网络控制器，从网络控制器接收包括延期等待时间值的响应消息，当收到响应消息时确定与装置关联的退避定时器是否正在运行，以及至少部分基于退避定时器正在运行的确定来以接收的延期等待时间值启动退避定时器。

根据各个实施例，本公开描述了有指令存储于其上的计算机可读存储介质，该指令当在计算设备上执行时，引起计算设备将请求消息发送到网络控制器；从网络控制器接收包括延期等待时间值的响应消息；当收到响应消息时确定与计算设备关联的退避定时器是否正在运行；确定请求消息是否包括低优先级指示；以及至少部分基于退避定时器正在运行并且请求消息包括低优先级指示的确定，来以接收的延期等待时间值启动退避定时器。

尽管本文出于描述的目的已经示出并且描述了某些实施例，但在不脱离本公开的范围的情况下，可以将计划用于达到相同的目的的多种多样的备选和/或等同实施例或实现用来代替所示出和描述的实施例。本申请意于覆盖本文所讨论的实施例的任何修改或变型。因此，显然意于本文所描述的实施例仅由权利要求书及其等同物来限定。