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的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及无线通信系统中的寻呼。具体地，本发明涉及通过缓存、调度和传输优化来降低寻呼通信量的方法和网关节点。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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W02014057101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UEWS2015249969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。
[0006]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W02011026663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。
[0007]此外，W02001080588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。
[0008]—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。
【发明内容】
[0009]本发明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。
[0010]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。
[00?1 ]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]如下文中实施方式中所示的那样公开了本发明的其他方面。
【附图说明】
[0016]图1描述了根据本发明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。
[0017]图2描述了根据本发明的一个实施方式的、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。
[0018]图3描述了根据本发明的一个实施方式的、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。
[0019]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】
[0020]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无线通信以进行无线通信。UE可以是无线计算设备，例如智能手机或笔记本电脑。由于期望无线通信系统通过BS寻呼UE，UE是向无线通信系统注册的设备。无线通信系统中的“节点”指一种设备或包括多个设备的系统，其包括一个或多个用于与其他设备或UE进行通信的通信接口，以及一个或多个计算处理器/服务器以执行计算和控制任务。此外，节点还具有执行无线通信系统中的特定功能的特点。例如，GW节点指GWAW节点的一个通信接口是IP使能的端口，用于与无线通信系统的分组CN中的其他IP使能的设备通信，例如，移动管理实体(丽E)。在另一实例中，BS节点指BS。“跟踪区域”(S卩，TA)指BS的集群，其中，BS布置成在跟踪UE的位置时共同地起作用。UE的“最近访问的BS”是无线通信系统中的所有BS中的UE最新与其建立过通信链接的BSWE的“最近访问的TA”是包括UE的最近访问的BS的TA。“队列”应从计算的范畴内理解，并且其是按顺序排列的实体的集合。队列具有前端和后端。相比于位于后端的实体，位于前端的实体具有从队列中检索或抽取的较高优先级。
[0021]在本文所公开的内容中，术语“寻呼请求”和“寻呼消息”具有相同的含义，并且均指具有识别待被寻呼的目标UE的信息的数据消息。这两个术语在本文中互换地使用。此外，术语“飞蜂窝”和“小蜂窝”也具有相同的含义。这两个术语在本文中互换地使用。
[0022]尽管本文在主要基于本发明示例性应用于LTE系统的实施方式中描述了本发明，但本发明并不仅限于与LTE规格兼容的无线通信系统。本发明适用于任何无线通信系统，该无线通信系统具有经由基于IP的通信网络与多个BS节点通信的GW节点。
[0023]