专利名称：在移动或无线通信系统中防止无线接入拥塞的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及移动或无线通信网络与系统。
背景技术：
通常，关于移动或无线网络与系统的描述可以在文献中找到，例如尤其是在由标准化组织发布的技术规范中。标准化组织的范例包括3GPP(第三代合作伙伴计划)、IEEE (电气和电子工程师协会)等。在下文中，移动网络与系统，例如由如3GPP等标准化组织所规范的移动网络与系统，将被主要考虑，来作为本发明应用的一个示例。然而本发明并不仅局限于该示例。移动通信系统的一个范例如图I所示。移动网络可能是一个PLMN(公共陆地移动网)，例如那些支持GSM、UMTS、LTE、CDMA、Wimax等公用通信技术，但也可能包括基于卫星的 网络。如图I所示，移动终端MT通过无线接入网RAN访问由核心网络CN提供的通信服务。无线接入网(RAN)的范例包括GERAN(面向2G GSM/GPRS)、UTRAN (面向3G UMTS)、E-UTRAN (面向3G LTE)等。RAN通常包含一个蜂窝架构，因此RAN包括多个网络实体，如基站(如BS 1、BS2、BS3)。基站的范例包括2G BTS (基站收发台)、3G Node B、3G LTEENB (演进型Node B)等。以往移动网络主要被设计用来提供人与人之间的语音通信。随后，加入一些其他服务，如数据服务、SMS等。现在，一种新的通信逐渐形成机器对机器通信(M2M)。在M2M中，通信不是在人与人之间，而是在两台机器之间，这不需要人际互动。随着机器对机器(M2M)通信(如采集装置(captors)、传感器等)的发展，大量新的自动M2M移动终端将被部署。正如本申请的发明人认为，由于那些M2M移动终端不直接受人们的控制，因此存在风险，即在多种M2M移动终端内的自动算法会导致它们同时请求通信网络资源。如果那些终端中的(太)多个被部署在同一个无线小区内，则存在风险，即它们同时请求无线资源，导致无线资源或无线基站资源的拥塞或溢出。实际上最高的风险在于无线信令能力的溢出和基站信令能力(CPU)的溢出，因为那些M2M移动终端中每一个可能不要求高无线吞吐量。当前这个问题还尚未被解决。如今M2M市场逐渐兴起。通过移动网络管理的M2M设备的数量当前还不是很大，但是预见到，在未来一些应用(如智能电表)将不得不管理数百万只新的M2M设备。即使在这种大规模部署之前，这个问题也可能在小区层面上出现。如果本地安装了大量的M2M移动设备，这个问题可能会在一个小区内出现
发明内容
本发明尤其支持解决这样的问题以及/或避免类似的缺陷。更一般地，本发明旨在，在移动或无线通信系统一一特别是(虽然不是排他性的)用于M2M通信——中改善无线接入，以及最终提高服务的质量。在本发明的一个方面，这些以及其他目标通过一种用于在移动或无线通信系统中防止无线接入拥塞的方法，得以实现，在一个实施例中，所述方法包括步骤-禁止移动终端的无线接入，除非所述移动终端属于多个移动终端被划分在其中的不同范围中的给定范围，所述给定范围被称为许可范围，所述许可范围随时间变化。在本发明的其他方面，这些以及其他目标通过用于实现该方法的实体，例如特别是移动终端(例如特别是M2M移动终端)，以及网络实体(例如特别是基站)，得以实现。
通过参照附图以及以下描述，本发明的这些以及其他目标将会变得更明显-图I旨在示出了移动通信系统的一个范例；-图2旨在示出M2M移动通信系统的高层视图；-图3旨在示出根据本发明一个实施例防止拥塞。
具体实施例方式从高层视角来看，M2M系统通常可以被表示为如图2所示。后台系统包括管理M2M设备的应用及由其处理的数据。M2M信息系统负责管理经由特定通信网络与M2M设备的通信。通信网络允许从应用到M2M设备或M2M网关的数据传输，或从M2M设备或M2M网关到应用的数据传输。该网络可以是公用网络(如3GPP、TISPAN、CDMA等)，或者任何其他类型的网络(以太网、PLC等)。M2M网关是特殊的M2M网元,它负责通过M2M毛细网络(capillary network)来管理若干M2M设备。目前根据所处理数据的种类、拓扑类型、地形(topography)、范围等，存在着多种类型的毛细网络(无线或有线)。例如，M2M网关的主要目标之一是在以更集中的方式将采集自M2M设备的数据发送至中央应用前对其进行聚集。后台系统可以通过采用一些特定的协议与M2M设备交换消息。一些M2M系统可以处理大量的M2M设备(例如在智能电表中，其中，M2M应用远程采集每个作为电流计数装置的M2M设备的取值)。在下文中，M2M移动终端可能是〇直接接入移动网络的M2M设备〇负责经由M2M毛细网络(capillary network)管理若干M2M设备并支持代表这些M2M设备接入移动网络的M2M网关。为了解决上述问题和/或避免上述缺陷，应用层调节机制可被预见，其中，应用/M2M信息系统保证其处理的所有M2M设备不同时尝试连接此应用。然而，正如本申请的发明人进一步所意识到的〇由于可能存在多个同时发生的M2M应用，应用层调节机制可能无法控制给定小区内的负载。(特别地，由于某些M2M设备能够移动，因此它给应用层调节机制带来额外的复杂度水平)〇此外，M2M设备可能需要与除M2M应用外的其他实体进行通信(例如，为了同步的目的与NTP服务器进行通信)。因而，M2M设备的(无线)网络接入可能独立于M2M应用，并且应在较低的层次被控制。在本 发明的一个实施例中，提出〇将M2M移动终端划分为终端的子集(终端的M2M范围)，并且〇禁止来自M2M移动终端的任何无线接入，除非它们属于给定的M2M范围，并且〇随时间轮转(循环)(M2M终端的)范围的值，其中，该范围被许可在给定小区内有无线接入。换言之，无线接入调节是在无线层(小区层)完成的，并且独立于M2M应用。这种无线接入调节独立于任何M2M相关的应用层调节且具有与其不同的目标，该M2M相关的应用层调节可在M2M信息系统与M2M移动终端之间的单个M2M应用层上实施。M2M应用层级调节保护单个应用，并且独立于M2M移动终端漫游的为位置(小区)。注意，小区(卫星小区，采用低频无线电的小区)越广，对于所提议机制的需求也越闻。在下文中，关于本发明一个实施例的更详尽的描述将被提供。在实施例中，无线接入网(RAN)在其信标中广播下列M2M相关信息I. M2M移动终端是否在小区内被许可/调节/全局禁止；2.当M2M移动终端在小区内被调节时，在该小区内当前许可的M2M范围的取值。在实施例中，当M2M移动终端想要访问无线接入网时，M2M移动终端可(如图3所示)I.检测M2M移动终端漫游到的小区是否被全局地禁止M2M服务；2.如果该小区被全局地禁止M2M服务(如I所示)，寻找另一个小区或者等待当前小区的M2M服务不再被全局地禁止(如2所示)；3.若该小区因M2M服务被调节(如3所示)，检测M2M移动终端是否属于该小区中当前许可的M2M范围(如4所示)4.如果M2M移动终端不属于当前许可的M2M范围(例如一个M2M移动终端属于范围Y，然而当前许可范围是X，如图3所示)，那么等待该范围被许可(定期扫描相关小区的信标信息)，如5所示，或者可能寻找另一个小区。5.如果该小区被全局地许可M2M服务，或者如果M2M移动终端属于当前许可的M2M范围(如6和7所示)，例如M2M移动终端属于范围Y且范围Y是当前许可范围，如图3所示，那么请求接入该小区(如8所示)。在这个示例中，调节机制是与全局许可/禁止机制相结合的；然而这些是独立的机制，调节机制可被独立于全局许可/禁止机制来考虑的，反之亦然，本发明的另一个方面是面向M2M服务的全局许可/禁止机制本身。各种用于实现调节机制的实施例可被使用，例如I.对于3GPP M2M移动终端，该M2M移动终端的M2M范围可以基于对该M2M移动终端的MSI的MSIN部分的尾数的模操作，来被确定。IMIS表示国际移动用户识别码。它在3GPP 23. 003中被定
义，由三部分——即MCC+MNC+MSIN——组成,其中-MCC = 3位移动国家码-MNC = 2位或3位移动网络码-MSIN = 10位移动用户识别号码IMSI的尾数，或者MSIN数字，在终端间均匀分布。换言之，在此例中，M2M移动终端可以通过执行模操作计算其所属的范围R，即如同将由MSI的MSIN部分的尾数构成的数字除以与模操作相关联的数字(或者范围的数量)后的余数，来计算其属于的范围R。 2.对于其他M2M移动终端(例如IEEE M2M移动终端)，M2M移动终端的M2M范围可以基于对该终端的MAC(介质访问控制)地址的最后(低阶)24位的模操作(利用与前述I相同的原理)，来被确定。MAC地址的低阶位被使用，因为这些位在终端间均匀分布。3.小区内当前许可的M2M范围的取值，可与模操作所关联的数字(或者范围的数量)一起被广播，其中，该数字进而与该M2M调节机制(如上所述)相关联。这允许操作者，例如，控制M2M移动终端被划分于其中的范围的数量，例如，控制它是否将该等M2M移动终端划分入8、16、32个等范围。M2M相关参数，例如当前许可的M2M范围的取值和/或使得M2M移动终端能够计算其范围的数字，可以作为系统信息经由广播信道，例如广播控制信道BCCH，来被广播。4.调节可能仅适用于M2M移动终端发起的接入，即当M2M移动终端被寻呼时，它可能不适用。5.应用协议可以定义“紧急的”应用消息，该等应用消息克服这种机制的不足并仅在非常特别(紧急)的情况下可被发送。在一个方面，本发明提供了一种用于在移动或无线通信系统中防止无线接入拥塞的方法，所述方法，在一个实施例中，包括步骤-禁止移动终端的无线接入，除非所述移动终端属于多个移动终端被划分在其中的不同范围中的给定范围，所述给定范围被称为许可范围，所述许可范围随时间变化。在一个实施例中，所述方法包括步骤-网络广播指示当前许可范围的信息。在一个实施例中，所述方法包括步骤-移动终端检测其是否属于当前许可范围；-若该移动终端不属于当前许可范围，则该移动终端不进行无线接入。在一个实施例中，所述方法包括步骤-移动终端计算其所属的范围。在一个实施例中，所述方法包括步骤-移动终端通过执行模操作来计算其所属的范围，所述范围对应于将与所述移动终端相关联的数字除以与所述模操作相关联的数字之后的余数，所述与移动终端相关联的数字使得与多个移动终端相关联的数字在移动终端间均匀分布。在一个实施例中，所述方法包括步骤-网络广播指示与模操作相关联的数字的信息，所述与模操作相关联的数字使得移动终端能够通过利用所述与模操作相关联的数字执行模操作，来确定其所属的范围。在一个实施例中，所述与移动终端相关联的数字包括国际移动用户识别码IMSI的尾数。在一个实施例中，所述与移动终端相关联的数字包括该移动终端的介质访问控制MAC地址的尾数。在一个实施例中，所述方法包括步骤-在蜂窝网络中，网络在给定小区内广播指示所述小区中当前许可范围的信息。
在一个实施例中，所述方法包括步骤，在蜂窝网络中-移动终端检测其是否属于给定小区中的当前许可范围；-若该移动终端不属于所述给定小区中的当前许可范围，则该移动终端不进行在所述给定小区内的无线接入。在一个实施例中，所述方法包括步骤-在蜂窝网络中，若移动终端不属于给定小区中的当前许可范围，则该移动终端等待其属于所述小区中的当前许可范围，或者搜寻另一个小区以使得该移动终端属于所述另一个小区中的当前许可范围。在一个实施例中，所述方法包括步骤-在蜂窝网络中，网络在给定小区内广播指示该小区是否被全局禁止无线接入的信息。在一个实施例中，所述方法包括步骤-在蜂窝网络中，在被全局地禁止的给定小区内的移动终端等待该小区不再被全局地禁止，或者搜寻没有被全局地禁止的另一个小区。在一个实施例中，所述移动终端包括机器对机器M2M移动终端。在其他方面，本发明提供了用于实现这种方法的实体，例如尤其是移动终端(例如特别是M2M移动终端)，以及网络实体(例如特别是基站)。本发明因此提供移动终端(例如特别是M2M移动终端)，包括，在一个实施例中-装置，用于检测移动终端是否属于无线连接的当前许可范围，所述许可范围对应于多个移动终端被划分在其中的不同范围的给定之一，所述许可范围随时间变化；-装置，用于若移动终端不属于当前许可范围，则不进行无线接入。在一个实施例中，所述移动终端包括-装置，用于计算其所属的范围。在一个实施例中，所述移动终端包括-装置，用于通过执行模操作来计算其所属的范围，所述范围对应于将与所述移动终端相关联的数字除以与所述模操作相关联的数字之后的余数，所述与移动终端相关联的数字使得与多个移动终端相关联的数字在移动终端间均匀分布。在一个实施例中，所述与移动终端相关联的数字包括国际移动用户识别码IMSI的尾数。在一个实施例中，所述与移动终端相关联的数字包括该移动终端的介质访问控制MAC地址的尾数。在一个实施例中，所述移动终端包括
-装置，用于检测其是否属于蜂窝网络的给定小区中的当前许可范围；-装置，用于若该移动终端不属于所述给定小区中的当前许可范围，则不进行在所述给定小区内的无线接入。在一个实施例中，所述移动终端包括-装置，用于，若所述移动终端不属于蜂窝网络的给定小区中的当前许可范围，则等待其属于所述小区中的当前许可范围，或者搜寻另一个小区以使得该移动终端属于所述另一个小区中的当前许可范围。在一个实施例中，所述移动终端包括 -装置，用于在被全局地禁止的蜂窝网络的给定小区内等待该小区不再被全局地禁止，或者搜寻没有被全局地禁止的另一个小区。本发明因此还提供了一种无线或移动通信网络实体(例如特别是基站)，包括，在一个实施例中-装置，用于广播指示无线接入的当前许可范围的信息，所述许可范围对应于多个移动终端被划分在其中的不同范围的给定之一，所述许可范围随时间变化。在一个实施例中，所述网络实体包括-装置，用于广播使得移动终端能够确定其所属范围的信息。在一个实施例中，所述网络实体包括-装置，用于广播指示与模操作相关联的数字的信息，所述与模操作相关联的数字使得移动终端能够通过利用所述与模操作相关联的数字执行模操作，来确定其所属的范围。在一个实施例中，所述网络实体包括-装置，用于在蜂窝网络的给定小区内广播指示所述小区中当前许可范围的信息。在一个实施例中，所述网络实体包括-装置，用于在蜂窝网络的给定小区内广播指示该小区是否被全局禁止无线接入的信息。上述装置的具体实施方式
不会对本领域的技术人员产生任何特殊的问题，因此，对于本领域技术人员来说，这些装置，按其功能，无须比上文所述作更充分的公开。本领域技术人员将易知上述各种方法的步骤可由经编程的计算机执行。在此，若干实施例也旨在覆盖程序存储设备。例如数字数据存储介质，其可为机器或计算机可读并对机器可执行或计算机可执行的指令程序进行编码，其中，所述指令执行所述上述方法的部分或所有步骤。例如，该程序存储设备可包括数字存储器；磁存储介质，诸如磁盘、磁带；硬盘驱动器或光可读数字数据存储介质。该等实施例也旨在覆盖经编程以执行上述方法的所述步骤的计算机。
权利要求
1.一种用于在移动或无线通信系统中防止无线接入拥塞的方法，该方法包括步骤 -禁止移动终端的无线接入，除非所述移动终端属于多个移动终端被划分在其中的不同范围中的给定范围，所述给定范围被称为许可范围，所述许可范围随时间变化。
2.根据权利要求I所述的方法，包括步骤 -网络广播指示当前许可范围的信息。
3.根据权利要求I或2所述的方法，包括步骤 -移动终端检测其是否属于当前许可范围； -若该移动终端不属于当前许可范围，则该移动终端不进行无线接入。
4.根据权利要求3所述的方法，包括步骤 -移动终端计算其所属的范围。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，包括步骤 -移动终端通过执行模操作来计算其所属的范围，所述范围对应于将与所述移动终端相关联的数字除以与所述模操作相关联的数字之后的余数，所述与移动终端相关联的数字使得与多个移动终端相关联的数字在移动终端间均匀分布。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，包括步骤 -网络广播指示与模操作相关联的数字的信息，所述与模操作相关联的数字使得移动终端能够通过利用所述与模操作相关联的数字执行模操作，来确定其所属的范围。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述与移动终端相关联的数字包括国际移动用户识别码MSI的尾数。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述与移动终端相关联的数字包括该移动终端的介质访问控制MAC地址的尾数。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的方法，包括步骤 -在蜂窝网络中，网络在给定小区内广播指示所述小区中当前许可范围的信息。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的方法，包括步骤，在蜂窝网络中 -移动终端检测其是否属于给定小区中的当前许可范围； -若该移动终端不属于所述给定小区中的当前许可范围，则该移动终端不进行在所述给定小区内的无线接入。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的方法，包括步骤 -在蜂窝网络中，若移动终端不属于给定小区中的当前许可范围，则该移动终端等待其属于所述小区中的当前许可范围，或者搜寻另一个小区以使得该移动终端属于所述另一个小区中的当前许可范围。
12.根据权利要求I至11中任一项所述的方法，包括步骤 -在蜂窝网络中，网络在给定小区内广播指示该小区是否被全局禁止无线接入的信息。
13.根据权利要求I至12中任一项所述的方法，包括步骤 -在蜂窝网络中，在被全局地禁止的给定小区内的移动终端等待该小区不再被全局地禁止，或者搜寻没有被全局地禁止的另一个小区。
14.根据权利要求I至13中任一项所述的方法，其中，所述移动终端包括机器对机器M2M移动终端。
15.一种无线或移动通信网络实体，包括-用于执行权利要求I至14中任一项所述的方法的装置。
16.■ 一■种移动终端，包括-用于执行权利要求I至14中任一项所述的方法的装置。
全文摘要
本发明的一个目的是一种用于在移动或无线通信系统中防止无线接入拥塞的方法，在一个实施例中，该方法包括步骤-禁止移动终端的无线接入，除非所述移动终端属于多个移动终端被划分在其中的不同范围中的给定范围，所述给定范围被称为许可范围，所述许可范围随时间变化。
文档编号H04W48/06GK102656923SQ201080046491
公开日2012年9月5日 申请日期2010年10月1日 优先权日2009年10月8日
发明者劳伦·蒂博, 让马克·帕罗特 申请人:阿尔卡特朗讯