CN101223803A - 通过在移动台中执行呼叫间隙处理在无线通信系统中降低网络拥塞 - Google Patents

Abstract

一种无线通信系统(500)，为多个移动台(512－516)提供大量通信资源，并包括多个通信路径，用于在网络拥塞的情况下，在无线移动台中执行呼叫间隙处理，将由多个移动台(512－516)中的个发起的通信路由到目标节点，其中，进行继续还是拒绝呼叫尝试的判决。移动台从网络接收广播消息以发起呼叫间隙处理。该广播消息可包括在超时值T中将阻塞的呼叫百分比。或者，移动台可生成随机测试数用于呼叫阻塞。所提出的技术利用呼叫间隙提供拥塞缓解，扩展到由无线用户单元使用，以最小化无线通信环境中的空中接口业务。以这种方式，当呼叫最终会导致未连接呼叫时，阻止开始该呼叫。

Description

通过在移动台中执行呼叫间隙处理在无线通信系统中降低网络拥塞

技术领域

本发明涉及用于降低通信系统中的网络拥塞的机制。本发明可用于(但不限于)无线用户单元自调节其操作以降低蜂窝通信系统中的网络拥塞的机制。

背景技术

无线通信系统，例如蜂窝电话或私人移动无线通信系统，通常提供布置在多个基站收发台(BTS)和多个用户单元之间的无线电信链路，用户单元常称为移动台(MS)。

在无线通信系统中，每一个BTS具有一个与它相关的特定地理覆盖区域。发射机功率电平和接收机灵敏度性能定义了BTS能够与MS维持可接受的通信的覆盖区域。通常，将覆盖区域配置为重叠的区域，以便当MS在区域之间移动时易于进行连续的通信。通常将这些覆盖区域称为小区，它们可以联合起来形成通信系统的广阔的覆盖区域，例如提供遍及全国的覆盖。

无线通信系统与例如公用交换电话网(PSTN)等固定通信系统相比，其区别主要在于，移动台在由不同BTS(和/或不同服务提供商)服务的覆盖区域之间移动，并且在移动中会遭遇到变化的无线传播环境。因此，在无线通信系统中，MS在不同的地理区域/小区之间移动时执行切换操作。以这种方式，MS在其通信中能够由最近的BTS来支持，这通常提供最高质量的信号/通信链路。每个BTS连接到基站控制器(BSC)，它们一起构成基站切换点(BSS)。

已建立的协调蜂窝无线通信系统是全球移动通信系统(GSM)，主要提供语音和短数据消息通信。已经开发了这种蜂窝技术的增强应用，称为通用分组无线系统(GPRS)。GPRS提供在GSM切换电路蜂窝平台上的分组交换技术。

固定网络通过各个BSC将所有的BTS互连。该固定网络包括通信线路、交换机、到其他通信网络的接口和运行该网络所需的各种控制器。通过固定网络将来自MS的呼叫路由到该呼叫标识的目标节点或通信单元。如果呼叫是在同一个通信系统的两个MS之间，则通过固定网络将该呼叫路由到当前另一个MS所处小区的BTS。由此通过固定网络在两个服务小区之间建立连接。作为替换，如果呼叫是在MS和连接到公用交换电话网(PSTN)的电话之间，则将该呼叫从服务BTS路由到蜂窝移动通信系统和PSTN之间的接口。然后通过PSTN将它从该接口路由到电话。

在通信系统领域中，已知特定事件会将电信系统置于增加的网络负载下，导致通信链路故障。例如，已知诸如错误、突发事件、广告活动、电视电话热线等“事件”会导致到特定号码或特定组号码的大量呼叫尝试，这增加了网络负载。

在图1的无线通信系统100中示出了这种情形。大量无线用户单元110尝试连接特定电话号码，例如电话号码“X”160。因此，大量使用空中接口资源以执行到用户单元的各BSS 120的无线传输115。在无线BTS和无线交换机130之间的固定网络连接125也变得负载很重。然后所有这些呼叫都通过核心网络140路由到目标交换机150。通常，目标单元“X”160使用有限数量的电话线来从目标交换机150接收这些呼叫。因此，大量呼入的呼叫占用有价值的资源，但最终被目标交换机150拒绝。

已知在极端情况下，目标电话交换机150可能在拒绝大量呼入的呼叫尝试的负载下发生故障。这是一个严重的问题，并且网络运营商维持工作人员来对这种事件采取预防措施。

常用来解决固定网络中的这种问题的一种已知技术称为“呼叫间隙”。第二种已知技术是“编码阻塞”。“编码阻塞”技术阻塞一部分路由到特定目标编码/地址的呼叫。在大多数情况下，还能够指定编码阻塞控制包括呼叫站的地址。

另一方面，与编码阻塞控制类似，呼叫间隙控制限制到特定编码或站地址的路由。呼叫间隙包括可调整定时器，它在从比如说十六个不同的时间间隔中选择的时间间隔里阻止到指定编码的呼叫。在时间间隔届满之后，允许到指定编码或地址的一个呼叫访问网络，之后，呼叫间隙过程重新开始另一个时间间隔。已知在控制大量呼叫的情况中，呼叫间隙比编码阻塞控制更有效。

图2中的示意图200示出呼叫间隙的原理。呼叫间隙涉及自动拒绝一部分呼入的呼叫尝试。该拒绝处理被安排在核心网络140的入口电话交换机230处，以避免路由拥塞。由于这些自动失败的呼叫不会访问核心网络140中的过载目标点150，因此降低了在该点以及整个网络140的信令负载。

典型地，当特定目标点150经历或预期要经历过量的呼叫尝试时，则在所有电话交换机130对该号码启动呼叫间隙。在图3的流程300中示出了设置、修改呼叫间隙操作状态的处理。

无线通信系统的操作和管理中心(OMC)对如何以及在什么条件下调用呼叫间隙作出确定。在步骤310从空闲状态开始，OMC(或运营商)获悉(或认识到)在特定网络节点“A”存在过载/拥塞的网络情形。响应于此，OMC调用呼叫间隙处理，如步骤320中所示。然后OMC发送消息给所有的通信交换功能装置(路由器、网关等)，以在它们特定的节点开始呼叫间隙。将呼叫间隙应用于在通信交换功能装置接收并寻址到特定号码或号码组的呼叫中的“X％”，如步骤330所示。然后在步骤360，OMC返回空闲模式，直到“事件”结束。

因此，呼叫间隙导致大量的始发电话交换机自动地使对目标号码进行的“Y”个呼叫中的“X”个失效。因此，实际只有“Y”个呼叫中的(Y-X)个留在始发交换机并使其到达目标交换机。

以类似方式，在步骤340，当认识到或获悉过载/拥塞的情形不再存在时，OMC(或运营商)修改呼叫间隙处理。当这种情况发生时，在步骤350，OMC发送消息给所有的交换机，修改它们对目标节点“A”的呼叫间隙处理，并在步骤360返回空闲操作模式。

在图4的流程400中示出了在交换机处的操作。关于此，以如下三种方式中的一种，从步骤405中的空闲操作模式唤醒交换机。在步骤410，交换机从OMC接收消息，调用对目标节点、特定电话号码或号码组的呼叫间隙，并阻塞“X％”的呼叫。然后在步骤415，交换机按照阻塞“X％”呼叫的标准更新它对目标节点/(号码)的呼叫间隙列表。然后在步骤455，交换机返回空闲操作模式，同时执行呼叫间隙。

如步骤430所示，当接收到到部分阻塞的目标节点“A”的呼叫尝试时，在交换机调用呼叫间隙操作模式之后，交换机可以从步骤405的空闲操作模式中唤醒。如步骤435所示，如果交换机以正常方式确定预期的呼叫目标不在呼叫间隙列表中，在在步骤445，交换机建立呼叫，并在步骤455返回空闲操作状态。然而，如果在步骤435交换机确定预期呼叫目标在呼叫间隙列表中，则交换机将(例如)调用呼叫间隙。关于此，呼叫间隙允许受控编码或编码组的一个连接请求被每个节点接受到网络中。每“X”秒允许一次这种连接。在接下来的“Y”秒，在接受的连接请求之后到达的任何连接请求都被拒绝。以这种方式，呼叫间隙有效地限制了成功连接请求的数量，并阻止了到特定焦点的网络过载，如步骤440所示。

如果交换机确定产生的随机数的值高于请求的阻塞百分比值，则交换机在步骤445建立到目标“A”的呼叫，并在步骤455返回空闲操作模式。然而，如果交换机确定产生的随机数的值等于或低于请求的阻塞百分比值，则交换机在步骤445不建立到目标“A”的呼叫。然后交换机向始发呼叫者返回“网络忙”消息，并在步骤455将自己返回到空闲操作模式。

因此，对于固定网络，呼叫间隙是有效的。然而，当在采用共享空中接口的移动网络中使用时，例如在GSM蜂窝通信网络中，呼叫间隙技术不太有效。

编号5548533、题为“Overload control for a central processor in theswitching network of a mobile communication system”的美国专利描述了一种用于移动无线系统的交换网络中的中央处理器的网络过载控制机制。中央处理器可以是移动交换中心(MSC)的一部分。在美国专利5548533中，基于在中央处理器由消息等待处理经历的延迟的拥塞报告被广播到外围处理器。外围处理器位于MSC中该MSC与其它网络元件的接口处，其它网络元件例如基站收发台(BTS)、PSTN或其它MSC。因此，配置MSC以拒绝从无线用户单元接收的大量呼叫尝试。

然而，来自移动用户的大量呼叫尝试实际只有极小的或没有成功机会，它们仍然消耗重要且稀少的无线电资源。特别是，非常事件，例如交通事故，会导致在特定区域进行过多的移动呼叫，这对在该区域的所有移动用户造成了通信问题。

因此，在本发明的领域中需要提供一种通信系统和方法，用于在网络过载情况中的拥塞缓解，其中消除了前面所述的缺点。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种如权利要求1所述的无线通信系统。

根据本发明的第二个方面，提供一种如权利要求8所述的通信单元。

根据本发明的第三个方面，提供一种如权利要求13所述的拥塞缓解方法。

根据本发明的第四个方面，提供一种如权利要求18所述的存储介质。

总而言之，本发明的发明构思通过将呼叫间隙机制移到无线用户单元中，以使空中接口和从服务通信单元到始发交换机的通信链路的浪费使用最小化，从而缓解了与现有技术相关的问题。

因此，将呼叫间隙功能移到无线用户单元中防止始发无法由目标节点或交换机处理的呼叫。这防止了在网络的任何部分发生浪费的拥塞。优选的是，呼叫间隙参数被广播到小区站点，以便借以发送到所有用户单元。

附图说明

图1示出蜂窝无线通信系统的示意图，其示出了大量呼叫被路由到过载的目标节点/号码；

图2示出蜂窝无线通信系统的示意图，其示出了当采用呼叫间隙时大量呼叫被路由到过载的目标节点/号码；

图3示出OMC的呼叫间隙机制的流程图；

图4示出在始发交换机处实施的呼叫间隙机制的流程图。

下面参考附图描述本发明的示范实施例，其中：

图5示出适于支持本发明优选实施例的各发明构思的蜂窝无线通信系统的框图；

图6示出一个通信系统的示意图，其说明在本发明优选实施例中采用的呼叫间隙；

图7示出适于支持本发明优选实施例的各发明构思的OMC的呼叫间隙机制的流程图；

图8示出适于支持本发明优选实施例的各发明构思的BSS的呼叫间隙机制的流程图；

图9示出适于支持本发明优选实施例的各发明构思的MS的呼叫间隙机制的流程图；

图10示出根据本发明优选实施例适用的无线通信单元。

具体实施方式

首先参考图5，概括示出了根据本发明优选实施例的蜂窝电话通信系统500，支持例如全球移动通信系统(GSM)空中接口。欧洲电信标准协会(ETSI)已经将用于全球移动通信系统(GSM)的空中接口标准化。

通常，从位于网络体系结构中的基站收发台对空中接口协议进行管理，它们在地理上间隔分布，一个基站支持一个小区(或者，例如小区的一部分)。多个用户单元(以下称为移动台)(MS)512-516通过选择的空中接口518-520与多个基站收发台(BTS)522-532通信。为清楚起见，仅示出了有限数量的MS 512-516和BTS 522-532。BTS 522-532可以通过基站控制器(BSC)536-540和移动交换中心(MSC)542-544连接到传统的公用交换电话网(PSTN)534。

每个BTS 522-532主要设计用于服务于它的主小区，每个BTS522-532包括一个或多个收发信机单元，并与蜂窝系统基础结构的其他部分通信556-566。

每个基站控制器(BSC)536-540可以控制一个或多个BTS 522-532，BSC 536-540通常通过MSC 542-544互连。BTS-BSC组合通常称为基站切换点(BSS)。每个MSC 542-544提供到PSTN 534的网关，MSC 542-544通过操作和管理中心(OMC)546互连，OMC546对蜂窝电话通信系统500的一般控制进行管理，如本领域技术人员所理解的。

各系统元件，例如BSC 536-538和OMC 546，包括控制逻辑548、550、552，各系统元件通常具有相关的存储功能元件554(为清楚起见，仅对BSC 538示出)。OMC 546的存储功能元件通常存储历史编译的操作数据以及呼叫中(in-call)数据、呼叫间隙阻塞百分比和相关的目标节点/号码，等等。

图5示出了覆盖有通用分组无线系统(GPRS)空中接口的GSM系统，用以提供分组数据能力。这样，大量能够处理分组数据的用户单元(例如MS 512)能够经GSM网络上的电路交换(CS)呼叫和GPRS网络上的分组数据呼叫来通信。GPRS网络包括大量分组控制单元(PCU)570、580，它们可操作地耦合到服务GPRS支持节点(SGSN)572、582，以促进从MS到分组数据网络(例如互联网534)的通信。SGSN 572、582(为清楚起见，仅示出了两个)可操作地耦合到GSM BSC536-538。SGSN经GPRS网关支持节点GGSN 574、584可操作地耦合到外部分组数据网络。

根据本发明的优选实施例，通常由OMC和MSC实施的呼叫间隙处理被扩展到空中接口通信单元，即BTS和MS。特别是，采用空中接口通信单元来调用呼叫间隙，而不是始发交换机，从而在源头上阻止了由阻塞呼叫尝试对无线资源的浪费使用。图6示出了对呼叫路由修改的示意图。在图7到图9的流程图中示出了OMC、BTS和MS操作的适应改变。

通常，要知道，在OMC 546、BTS 522和MS 512中的呼叫间隙操作的改变(如根据本发明优选实施例编程的)可以用任何适合的方式在相应的通信单元中实现。例如，可以将新的装置添加到常规的BTS522或MS 512，或作为替换，常规BTS 522或MS 512的现有部分可以改变，例如通过对其中的一个或多个处理器重新编程。这样，所要求的改变可以用存储在存储介质上的处理器可执行指令的形式来实现，所述介质如软盘、硬盘、可编程只读存储器(PROM)、随机存储器(RAM)或者这些或其它存储介质的任何组合。

参考图6，示出了蜂窝无线通信系统600的示意图，其中，该图示出了在本发明优选实施例中采用的呼叫间隙。在经历或预期要经历过量呼叫尝试时，标识特定目标节点/电话号码150。由此，通过比如说可操作地耦合到核心网络140的OMC调用对该特定目标节点/电话号码150的呼叫间隙。

根据本发明的优选实施例，OMC指示BSS(BSC和BTS)和由该BSS服务的各个MS开始基于MS的呼叫间隙处理。这样，有限数量的无线用户单元610试图联系特定目标节点/电话号码“X”160。配置MS以执行自调节呼叫间隙处理；以便限制基于空中接口的通信的产生和传输。自调节处理确保只进行给定百分比的呼叫，在自调节处理中一些MS 610成功，而其他如MS 612则不成功。稍后描述用于确定哪些MS成功的优选机制。

因此，空中接口资源显著地较少用于进行这种到用户单元的各个BSS 620的无线传输615。有利地，在无线BTS和无线交换机130之间的固定网络连接625也显著地较少用于进行这种传输。产生的呼叫然后在空中接口上发射并通过核心网络140路由到目标交换机150。然而，注意只有相当少的呼叫到达始发交换机130。

较少的呼入呼叫被目标交换机150拒绝。这样，大量的通信路径/路由被最优使用，并避免变得拥塞，只有相当少的在这些通信路径/路由上进行的尝试呼叫失败。

图7中的流程图700示出了根据本发明优选实施例建立、修改OMC中的呼叫间隙操作的过程。无线通信系统的操作和管理中心(OMC)，比如说图5中的OMC 546，对如何以及在什么情形下调用呼叫间隙进行确定。在步骤710，从空闲状态开始，OMC(或运营商)获悉(或认识到)在特定网络节点“A”存在过载的网络情形。响应于此，OMC调用呼叫间隙处理，如步骤720中所示。然后OMC发送消息给所有的通信交换功能装置(路由器、网关等)，以在由特定交换机支持的所有MS开始呼叫间隙处理。

在本发明的优选实施例中，在所影响小区的广播信道上向MS发送消息。优选地，该消息包含以下信息项中的一个或多个，以使得MS能够执行自调节呼叫间隙：

(i)要对其应用呼叫间隙机制的过载的交换机的电话号码；

(ii)要对其应用呼叫间隙机制的过载的交换机的电话号码组或范围；

(iii)允许从MS进行的呼叫的百分数；和/或

(iv)呼叫间隙机制保持活动的持续时间。

在本发明的增强型实施例中，在广播消息中可以包括一个以上的号码范围。例如，要知道，第一通用限制可以应用到所使用的所有号码，它们与过载网络相关。该第一范围的应用提供例如使用10％的呼叫尝试率。要知道，还可以使用第二范围，例如第二范围被规定为紧急号码。因此，第二范围可以允许这些呼叫100％通过。本领域技术人员会认识到，许多替代应用可以使用两个或多个阻塞百分比值。

此外，在本发明预期之内的是，上述发明构思可以应用到使用任何一个或多个目标地址的呼叫间隙。因此，该发明构思可以应用到单个号码、一列号码、一个范围的号码(例如，特定交换机节点中的地址的一部分)、几个范围的号码，等等。

回到图7，响应于来自OMC的消息，命令MS开始对寻址到特定号码或号码组的呼叫的“X％”的呼叫间隙，如步骤730所示。然后在步骤760，OMC返回空闲模式，直到“事件”结束。

因此，本发明优选实施例的呼叫间隙处理使始发从以该目标号码为目标的“Y”各空中接口呼叫中自动减少“X”。因此，实际只有“Y”个呼叫中的(Y-X)个从无线MS发送到它的服务BTS/BSS，并最终经始发交换机到达目标交换机。

以类似方式，当认识到或获悉网络过载/拥塞的情形不再存在时，OMC(或运营商)修改呼叫间隙处理，如步骤740所示。当这种情况发生时，在步骤750，OMC发送消息给所有的交换机，修改MS自调节呼叫间隙处理，并在步骤760返回空闲操作模式。

要知道，术语“修改”呼叫阻塞处理表示修改(例如改变地址列表)或终结(例如清空地址列表)呼叫阻塞列表。

在本发明的优选实施例中，适当地进行呼叫间隙处理，由此，无线呼叫中的一些(如由MS用户察觉的)将接着进行。类似地，一些尝试无线呼叫将接收到“网络忙”通知。然而，有利地是，这里描述的发明构思确保在任何呼叫尝试发送到电信网络之前实施呼叫间隙处理。因此，在源头上(即，在始发终端)执行呼叫过滤。

注意，根据由网络提供的信息调用呼叫间隙处理。参考图8，示出了根据本发明优选实施例的BSS的优选呼叫间隙机制的流程图800。

无线通信系统的基站切换点(BSS)，比如说BTS 532和BSC 536(在图5中形成基站切换点)，从OMC接收指令，调用呼叫间隙处理。在步骤805，从空闲状态开始，BSS获悉在比如说特定电话号码或网络节点“A”处的过载/拥塞网络情形。BSS获悉需要开始呼叫间隙处理，阻塞到该电话号码或网络节点“A”的“X％”的呼叫，如步骤810所示。响应于此，BSS更新其呼叫间隙列表，如步骤815所示。然后在步骤820，BSS优选地将消息广播到由该BSS支持的所有MS。然后在步骤840，BSS返回空闲操作状态。与将呼叫间隙消息广播到所有支持的MS不同，要知道，在一些情况下，可以将这种消息发送到特定MS组或各个MS，如果它们被标识为应该采用自调节呼叫间隙处理的一个或多个MS。

有利的是，本发明的优选实施例可以使用消息传递能力，例如短消息服务(SMS)消息，将呼叫间隙要求广播/传递到所有或选择数量的MS。在以下情况，这种方法可用于目标特定用户或用户组：

(i)特定用户被识别为主要用户，并可对其更频繁地进行呼叫间隙；

(ii)存在运营商希望减少的“拒绝服务”攻击(可能不是恶意的)。这可能是由错误的自动重拨系统导致的。

(iii)一些用户接收了与其他用户不同的服务等级(GoS)，并由此承受不同程度的呼叫间隙服务。

以类似方式，在步骤825，当从OMC接收到指令时，BSS修改呼叫间隙处理。当这种情况发生时，在步骤830，BSS通过去除特定电话号码或目标节点“A”的项目，再次更新其呼叫间隙列表。然后在步骤835，BSS将修改呼叫阻塞消息广播给所有支持的MS，并在步骤840返回空闲操作模式。

从MS的观点，在本发明的优选实施例中，对于是继续还是拒绝呼叫尝试的决定是在内部执行的。本领域技术人员会认识到，对于MS，存在很多机制来对是否进行请求呼叫作出决定。一种优选机制是，MS产生随机测试数，并将该数与从网络接收的概率值进行比较。在图9的流程图900中描述了该处理。

MS在空闲操作模式开始，如步骤905所示。在步骤910，MS从其服务BSS接收广播消息，对比如说节点“A”开始呼叫间隙处理。优选地，该广播消息包括要阻塞的呼叫的百分比。此外，广播消息还优选地包括超时值“T”。响应于接收到该广播消息，MS在步骤915更新其对目标“A”的呼叫间隙列表，并在步骤920开始计时器操作。

然后在步骤970，MS关于呼叫间隙处理返回空闲操作模式(除操作计时器之外)。在步骤940，如果计时器“T1”届满，则预料“事件”已结束。在步骤925，当从其服务BSS接收到广播“修改呼叫间隙消息”时，MS也认为“事件”已结束。响应于这两种情况中的任一种，在步骤930，MS通过去除对目标“A”的项目，更新它的呼叫间隙列表。然后在步骤935，计时器停止，之后在步骤970，MS返回空闲操作状态。

在呼叫间隙处理对特定目标有效时，在步骤945，如果用户尝试进行到目标“A”的呼叫，则MS确定所呼叫的号码是否在呼叫间隙列表中，如步骤950所示。在步骤950，如果呼叫的号码不在呼叫间隙列表中，则在步骤960，MS建立呼叫。然而，如果在步骤950，MS确定呼叫的号码在呼叫间隙列表中，则在步骤955，对是否应该阻塞该呼叫的号码进行确定。关于此，MS优选地使用随机数发生器来产生比如说“0”和“1”之间的一个值。然后将该值与由BSS告知的阻塞百分比进行比较。如果该值超过了阻塞百分比，则在步骤960，MS正常建立呼叫。然而，如果这种测试失败，则在步骤965，MS向用户返回“网络忙”指示，之后在步骤970返回空闲操作模式。这种方式利用了蜂窝终端的智能性，智能地管理稀缺无线资源的使用。

尽管按照使用随机数发生器方案实现呼叫间隙处理来描述了本发明的优选实施例，应该知道，可以使用任何数量机制来执行呼叫尝试通过/失败决定。例如，可能的机制包括：

(i)使用随机数发生器，如上所述；

(ii)MS计算通过/失败时间窗；以及

(iii)网络指示有效和/或无效时间窗作为呼叫间隙广播消息中的信号(例如使用标记)。在这种情况下，通过/失败的几率对于小区中的所有移动台是共同的。

当MS接收广播消息时，MS存储并激活这些限制，优选地对于在该消息中指示的时间段。如果该消息再次接收，则将过去时间的计时器复位到零并重新开始。因此，应该知道，网络必须定期广播在届满时间段内的这些限制，否则这些限制将自动从MS中去除。

在本发明预期之内的是，多种情形可以调用前面所述的呼叫间隙处理。例如，在小区过载或拥塞的情况下，或许在特定地理区域发生事故之后，呼叫间隙可以应用到在该区域中的任何数量的小区站点。以这种方式，在地理上选择的呼叫间隙处理可以将MS进行正常呼叫的能力降低比如说第一百分比，将对比如说特定号码的大量呼叫降低第二百分比。在这种情况下，特定号码可以包括例如内部紧急服务号码。

参考图10，示出了无线通信单元的框图，例如GSM电话(MS)1000，其适于支持本发明优选实施例的发明构思。如本领域中熟知的，并且为了完整性这里所重复的，MS 1000包括：例如，标准射频组件和电路，如天线1002，其优选地耦合到天线开关1004。天线开关1004提供MS 1000内接收机和发射机链之间的隔离。接收机链通常包括接收机前端电路1006(有效地提供接收、滤波和中间或基带频率转换)。前端电路1006串联到信号处理功能元件1008。根据本发明的优选实施例，MS 1000响应于来自网络的呼叫间隙广播消息接收、解释并改变其操作。

除了处理和实现呼叫间隙广播消息，如上参考图9的流程图900所述，信号处理功能元件1008为MS 1000执行所有信号处理功能，包括：例如解调制、解映射、位解交错信道估计和解码，如本领域公知的。

为了完整性，接收机链还包括接收信号强度指示(RSSI)电路1012，其耦合到接收机前端电路1006和信号处理功能元件1008(通常由数字信号处理器(DSP)实现)。控制器1014也耦合到接收机前端电路1006和信号处理功能元件1008，因此可以从恢复的信息中接收误码率(BER)或误帧率(FER)数据。控制器1014耦合到存储装置1016，其用于存储操作机制(operating regime)，例如解码/编码函数等。根据本发明的优选实施例，在应用呼叫间隙处理的情况下，存储装置存储一个或多个电话号码或目标节点或地址的呼叫间隙列表，以及阻塞百分比。

计时器1018耦合到控制器1014，以控制MS 1000内操作(与时间有关的信号的传输或接收)的计时。在本发明的上下文中，计时器1018适于使得MS能够在预定(或指示)的时间段自调节指示的呼叫间隙处理。

关于发射链，如同本领域中公知的，主要包括输入装置，例如传声器换能器，其经发射信号处理器1008串联到发射机/调制电路1022。据此，任何发射信号都经过功率放大器1024，以从天线1002辐射出去。发射机/调制电路1022和功率放大器1024在操作上响应于控制器，来自功率放大器的输出耦合到双工滤波器或循环器1004。发射机/调制电路1022和接收机前端电路1006包括频率上变换和频率下变换功能元件(未示出)。

根据本发明的优选实施例，信号处理器1008适于拦截来自用户的任何呼叫尝试，其使用存储在呼叫间隙列表中的一个或多个电话号码或目标节点或地址。如果MS 1000确定拦截的用户呼叫尝试包含来自存储的呼叫间隙列表的一个或多个电话号码或目标节点或地址，则信号处理器1008决定是接受还是拒绝该呼叫请求。

信号处理器1008还适于包括(或可操作地耦合到)随机数发生器。优选地，当用户尝试呼叫部分阻塞的(呼叫间隙)地址/号码/节点时，调用随机数发生器。例如，如果在将产生的随机数与在广播消息中接收并存储在存储装置中的阻塞百分比进行比较后，信号处理器1008确定呼叫是允许的，则MS 1000以正常方式处理该呼叫。否则，MS 1000优选地发送“网络忙”消息到MS 1000的显示屏，并且据此不产生无线传输。

当然，在MS 1000中的各种组件能够以任何适当的功能拓扑来安排，该拓扑能够使用本发明的发明构思。而且，在MS 1000中的各种组件能够以分立或集成组件的形式实现，由此基于MS设计者来选择最终的结构。

与产生随机数的方法不同，应该知道，实现呼叫间隙的一个替代机制是计算出成功呼叫尝试的数量，然后是不成功的尝试的数量(即，设置整数OK/Fail比)。

随着向第三代(及以上)蜂窝通信单元的发展，无线用户单元正变得比以前更复杂和更专业。例如，应该知道，这里描述的发明构思理想地适于移动执行环境(MExE)应用，由此将执行这种MS呼叫间隙的功能无线下载到MS中(或许以Java^TM编写)。

在本发明的优选实施例中，应该知道，一列目标号码，每个具有与它相关的阻塞概率，可以从网络广播。关于此，应该知道，每一个项目可以是一个完整的号码。作为替换，目标节点/号码可以基于通配符的，其指示当与用户输入地址进行对比时被忽略的一个或多个号码。

尽管参考语音通信空中接口(例如GSM)描述了本发明，在本发明预期之内的是，这里描述的发明构思可等同地用于任何通信系统。还应该知道，当应用于GPRS(或其它分组通信系统，例如通用移动电信系统(UMTS))时，替代寻址机制的使用可以从这里描述的发明构思中获益。例如，在数据网络情形中可以使用IP地址或域名服务器(DNS)地址。

尽管参考在无线通信单元中的实施描述了本发明的优选实施例，其中所述无线通信单元能够在GSM、GPRS、UMTS、IS-95或CDMA2000无线通信系统中使用，应该知道，本发明构思能够用于固定通信单元，例如使用基于网际协议语音的个人计算机。也在本发明预期之内的是，呼叫间隙处理能够用于控制其他过程。例如，该发明构思可用于任何通过比如说间隙PDP上下文启动请求(以减轻信令负载)的连接、附加、移动管理过程等。

应该理解，如上所述的用于拥塞缓解的无线通信系统、无线通信单元和方法打算提供如下优点中的至少一种或多种：

(i)能够将使用呼叫间隙技术的拥塞缓解扩展到最小化无线通信环境中的空中接口业务，以阻止开始最终会导致未连接呼叫的呼叫。

(ii)提出的拥塞缓解机制减少了在BSS和本地(始发)交换机之间的不需要的业务，从而使得资源可用于具有成功机会的通信。

(iii)该发明构思能够用于任何基于地址的情形。

(iv)特定呼叫间隙以移动台为目标，以控制比如说“拒绝服务”攻击。

尽管上面描述了本发明的特定、优选的实施例，但显然，本领域技术人员能够容易地应用该发明构思的变型和修改。

因此，提供了用于减轻拥塞的无线通信系统、无线通信单元和方法，其中，基本消除了上面所述的与现有技术方案相关的缺点。

Claims (18)

1.一种无线通信系统(500)，其为多个移动台(512-516)提供大量通信资源，其中，所述无线通信系统采用呼叫间隙处理，并包括多个通信路径，用于将由所述多个移动台(512-516)中的一个发起的通信路由到目标节点；所述无线通信系统的特征在于：所述多个移动台(512-516)中的一个或多个被配置用来执行所述呼叫间隙处理。

2.根据权利要求1的无线通信系统(500)，其中，由所述多个移动台(512-516)中的一个或多个采用的所述呼叫间隙处理是在正常通信之前执行的，以阻止可能会不成功的呼叫被发起并从所述移动台(512)发送。

3.根据权利要求2的无线通信系统，其中，在阻止请求的呼叫接入所述无线通信系统(500)之后，向用户提供通信系统忙的指示。

4.根据前面任意一项权利要求的无线通信系统(500)，其中，所述通信系统(500)的特征还在于：确定何时一个或多个地址或目标节点过载、并且响应于该确定而指示多个移动台开始对所述一个或多个地址或目标节点的自调节呼叫间隙处理的通信设备。

5.根据前面任意一项权利要求的无线通信系统(500)，其中，例如使用短消息服务，向所述多个移动台(512-516)中的所述一个或多个发送包含一个或多个呼叫间隙指令的无线消息。

6.根据权利要求5的无线通信系统(500)，其中，所述一个或多个呼叫间隙指令包括下列当中的一个或多个：

(i)目标节点的一个或多个地址；

(ii)一个或多个电话号码；

(iii)一个或多个呼叫阻塞率；和/或

(iv)超时值。

7.根据前面任意一项权利要求的无线通信系统(500)，其中，所述无线通信系统(500)是GSM或GPRS或UMTS系统。

8.一种通信单元(512，536，546)，适于促进在权利要求1至7任意一项的无线通信系统中的无线通信单元呼叫间隙操作。

9.根据权利要求8的通信单元(536)，其中，所述通信单元是适于向所述多个移动台(512-516)中的一个或多个提供呼叫间隙指令的基站切换点。

10.根据权利要求8的通信单元(546)，其中，所述通信单元是适于产生要被路由到所述多个移动台(512-516)中的一个或多个的呼叫间隙指令的操作和管理中心(546)。

11.根据权利要求8的通信单元(512)，其中，所述通信单元是适于执行自调节呼叫间隙操作的移动台(512)。

12.根据权利要求8至11中任意一项的的通信单元(512，522，546)，其中，所述通信单元(512，522，546)被配置在GSM或GPRS或UMTS或IS-95或CDMA2000或使用网际协议语音的个人计算机上操作。

13.一种无线通信系统(700、800、900)中的拥塞缓解方法，该方法包括步骤：

调用呼叫间隙操作模式；该方法的特征在于步骤：

在操作在所述无线通信系统中的无线通信单元中执行(900)所述呼叫间隙处理。

14.根据权利要求13的无线通信系统中的拥塞缓解方法，该方法的特征还在于步骤：

在阻止请求的呼叫访问无线通信系统(500)之后，向用户指示通信系统忙。

15.根据权利要求14的无线通信系统中的拥塞缓解方法，该方法的特征还在于步骤：

确定何时一个或多个地址或目标节点过载；以及

响应于这种确定，指示多个移动台开始对所述一个或多个地址或目标节点的自调节呼叫间隙处理。

16.根据权利要求13至15中任意一项的无线通信系统中的拥塞缓解方法，该方法的特征还在于步骤：向所述多个移动台中的所述一个或多个发送无线消息，其中，所述消息包含一个或多个呼叫间隙指令。

17.根据权利要求13至16中任意一项的无线通信系统中的拥塞缓解方法，其中，所述一个或多个呼叫间隙指令包括以下当中的一个或多个：

(i)目标节点的一个或多个地址；

(ii)一个或多个电话号码；

(iii)一个或多个呼叫阻塞率；和/或

(iv)超时值。

18.一种存储处理器可执行指令的存储介质，所述指令用于控制处理器执行权利要求13至17任意一项的方法步骤。

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