CN108112073B - 位置管理方法、用于位置管理的用户装置及系统管理服务器 - Google Patents

位置管理方法、用于位置管理的用户装置及系统管理服务器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及本发明涉及通信领域，尤其涉及一种位置管理方法。该方法包括步骤：接收系统管理服务器发送的用于当前位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域；当进行小区重新选择或小区切换而选择一新服务小区后，根据该新服务小区及该寻呼区域掩码列表判断该用户装置是否需要进行位置更新；及当确定该用户装置需要进行位置更新时，进行位置更新。本发明还涉及一种用于位置管理的用户装置及系统管理服务器。本发明实现简单，能够有效提高用户装置的寻呼效率，降低寻呼成本。

Description

位置管理方法、用于位置管理的用户装置及系统管理服务器
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种位置管理方法、用于位置管理的用户装置及系统管理服务器。
背景技术
位置追踪是移动网络中基本的范畴。在GSM网络中，当处于空闲模式下的用户装置(User Equipment,UE)接收到来电时，网络通过寻呼信息唤醒用户装置。网络并不是在其所有的小区中呼叫用户装置，而是根据位置区域(Location Area,LA)追踪用户装置的位置。蜂窝网络被静态地划分为多个地理区域，如LAs。每个LA包括多个小区(cell)。用户装置每次仅向一个LA登记，及在跨越该LA时进行位置更新。因而，寻呼消息的分配可以被限定在UE最近向网络报告时所处的小区。图1示出了LA的范围大小对用户装置及网络的性能影响。LA范围越大，也即LA包含的小区数目越多，用户装置进行的位置更新越多。并且LA越大，其所产生的寻呼信号越多。频繁的位置更新会带来更高的信令开销,更高的寻呼遗失率，更高的电池消耗。为了说明上述问题，通过仿真研究并评估不同寻呼区域(Paging Area,PA)小区聚类的寻呼成本效率。在上述仿真中，网络，例如蜂窝网络实际上被配置为六边形网络，且网络中的站点距离为500米。在班级为R的PA中小区的数量是：
Figure BDA0001404707570000011
在上述研究中，数千万个现实世界的GPS轨迹被带入定制设计的计算机仿真中，在WGS84椭圆坐标中的GPS位置通过中心点刚好作为GPS数据集的方位角等距离投影而转换成2D笛卡尔坐标中的像素，然后映射到六边形坐标系中。这里定义寻呼成本效率是实际号码的访问单元的最大可能数量比率，即寻呼预算，其等于PA中的小区数量。图3示出了在不同的PA半径下，基于距离的方案和分层URA方案的寻呼成本效率的仿真结果。从图3的仿真可以看出，低寻呼成本效率的根本原因是沿移动轨迹成形PA的小区聚类的灵活性，而不是静态小区聚类的问题。针对上述问题，我们提出使用PA的小区掩码(如下称为Cell Masking)来以小区级别跟踪用户装置，使得最大的寻呼成本效率可以通过最精细的粒度来实现。人体移动具有很高的规律性及重复性。发现人体移动的可预测性的概率为93％，因而用户装置的移动性(如下称为Context Mapping)可以被用在蜂窝网络中以提高用户装置的追踪性能(为方便起见)。因而，鉴于上述研究内容，为了提高用户装置的寻呼效率，本文提出了一种基于Cell Masking及Context Mapping实现位置管理的装置及方法。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种基位置管理方法、用于位置管理的用户装置及系统管理服务器以效提高用户装置的寻呼效率。
一种位置管理方法，应用在一用户装置中，该用户装置与一网络中的系统管理服务器通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，该方法包括步骤：
接收该系统管理服务器发送的用于当前位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域；
当进行小区重新选择或小区切换而选择一新服务小区后，根据该新服务小区及该寻呼区域掩码列表判断该用户装置是否需要进行位置更新；及
当确定该用户装置需要进行位置更新时，进行位置更新。
优选地，该寻呼小区掩码列表的每一条目中包括一寻呼区域标识及一组掩码位，该每一掩码位代表寻呼区域中的一小区，该方法还包括：
当该新服务小区的寻呼区域标识没有记录在该寻呼小区掩码列表中，或当该新服务小区的寻呼区域标识记录在该寻呼小区掩码列表中但该新服务小区对应的掩码位未被标记在该寻呼小区掩码列表中时，确定该用户装置需要进行位置更新；否则确定该用户装置不需要进行位置更新。
优选地，该方法还包括：
创建该当前位置更新周期的服务小区掩码列表以存储该用户装置的移动记录；
当确定该用户装置不需要进行位置更新时，在该服务小区掩码列表中记录该新服务小区；或
当确定该用户装置需要进行位置更新时，将该服务小区掩码列表发送给该系统管理服务器。
优选地，该用户装置的移动记录包括自前次位置更新后该用户装置所访问过的小区，该服务小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该服务小区掩码列表的每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位，该服务小区掩码列表的每一掩码位代表寻呼区域中的一小区，通过将该新服务小区所对应的掩码位标记在该服务小区掩码列表中实现将该新服务小区记录在该服务小区掩码列表中。
优选地，该方法还包括步骤：
从该网络对该新服务小区的广播中接收该新服务小区的紧凑小区标识，其中，该紧凑小区标识包括寻呼区域标识与当地小区标识，该当地小区标识的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，该当地小区标识用于索引该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位以标记该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位。
优选地，该方法还包括步骤：
接收该系统管理服务器发送的用于下个位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该系统管理服务器根据该服务小区掩码列表及该用户装置的循环时空背景简档生成该寻呼小区掩码列表；及
更新该服务小区掩码列表以存储该用户装置在该下个位置更新周期的移动记录。
一种位置管理方法，应用在一网络中，该网络与一用户装置通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，该方法包括步骤：
根据该用户装置的循环时空背景简档生成一寻呼小区掩码列表，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域；
将寻呼小区掩码列表发送给该用户装置；及
当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时，将寻呼该用户装置的寻呼信息以小区级粒度发送给该寻呼小区掩码列表中的小区。
优选地，该寻呼小区掩码列表的每一条目包括一组掩码位，每一掩码位代表该条目相应的寻呼区域中的一小区，该方法还包括步骤：
当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时，仅将寻呼该用户装置的寻呼消息发送到该寻呼小区掩码列表中的掩码位被标记的小区。
优选地，该方法还包括步骤：
接收该用户装置发送的服务小区掩码列表，该服务小区掩码列表存储该用户装置的移动记录，该寻呼小区掩码列表根据合并该服务小区掩码列表的该循环时空背景简档而生成。
优选地，该方法还包括步骤：
构建一全局背景表，其中，该全局背景表包括该用户装置的循环时空背景简档，该时空背景简档记录该用户装置在一系列时间帧上所访问的小区；
将从该用户装置接收的服务小区掩码列表并入该全局背景表；及
根据该全局背景表生成该寻呼小区掩码列表。
一种用于位置管理的用户装置，与一网络中的系统管理服务器通信连接，该用户装置与一网络中的服务器通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，该用户装置包括一处理单元，该处理单元用于：
接收该系统管理服务器发送的用于当前位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域；
当进行小区重新选择或小区切换而选择一新服务小区后，根据该新服务小区及该寻呼区域掩码列表判断该用户装置是否需要进行位置更新；及
当确定该用户装置需要进行位置更新时，进行位置更新。
优选地，该寻呼小区掩码列表的每一条目中包括一寻呼区域标识及一组掩码位，该每一掩码位代表寻呼区域中的一小区，该处理单元还用于：
当该新服务小区的寻呼区域标识没有记录在该寻呼小区掩码列表中，或当该新服务小区的寻呼区域标识记录在该寻呼小区掩码列表中但该新服务小区对应的掩码位未被标记在该寻呼小区掩码列表中时，确定该用户装置需要进行位置更新；否则确定该用户装置不需要进行位置更新。
优选地，该处理单元还用于：
创建该当前位置更新周期的服务小区掩码列表以存储该用户装置的移动记录；
当确定该用户装置不需要进行位置更新时，在该服务小区掩码列表中记录该新服务小区；或
当确定该用户装置需要进行位置更新时将该服务小区掩码列表发送给该系统管理服务器。
优选地，该用户装置的移动记录包括自前次位置更新后该用户装置所访问过的小区，该服务小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该服务小区掩码列表的每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位，服务小区掩码列表的每一掩码位代表寻呼区域中的一小区，该处理单元通过将该新服务小区所对应的掩码位标记在该服务小区掩码列表中实现将该新服务小区记录在该服务小区掩码列表中。
优选地，该处理单元还用于：
从该网络对该新服务小区的广播中接收该新服务小区的紧凑小区标识，其中，该紧凑小区标识包括寻呼区域标识与当地小区标识，该当地小区标识的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，该当地小区标识用于索引该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位以标记该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位。
优选地，该处理单元还用于：
接收该系统管理服务器发送的用于下个位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该系统管理服务器根据该服务小区掩码列表及该用户装置的循环时空背景简档生成该寻呼小区掩码列表；及
更新该服务小区掩码列表以存储该用户装置在该下个位置更新周期的移动记录。
一种用于位置管理的系统管理服务器，应用在一网络中，该网络与一用户装置通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，该系统服务器包括一处理单元，该处理单元用于：
根据该用户装置的循环时空背景简档生成一寻呼小区掩码列表，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域；
将寻呼小区掩码列表发送给该用户装置；及
当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时，将寻呼该用户装置的寻呼信息以小区级粒度发送给该寻呼小区掩码列表中的小区。
优选地，该寻呼小区掩码列表的每一条目包括一组掩码位，每一掩码位代表该条目相应的寻呼区域中的一小区，该处理单元还用于：
当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时，仅将寻呼该用户装置的寻呼消息发送到该寻呼小区掩码列表中的掩码位被标记的小区。
优选地，该处理单元还用于：
接收该用户装置发送的服务小区掩码列表，该服务小区掩码列表存储该用户装置的移动记录，该寻呼小区掩码列表根据合并该服务小区掩码列表的该循环时空背景简档而生成。
优选地，该处理单元还用于：
构建一全局背景表，其中，该全局背景表包括该用户装置的循环时空背景简档，该时空背景简档记录在一系列时间帧上所访问的小区；
将从该用户装置接收的服务小区掩码列表并入该全局背景表；及
根据该全局背景表生成该寻呼小区掩码列表。
本发明实现简单，能够有效提高用户装置的寻呼效率，降低寻呼成本。
附图说明
图1为用户装置在不同寻呼区域的范围中的位置更新及寻呼信息数量的示意图。
图2为蜂窝网络配置的示意图。
图3为不同追踪区域尺寸的性能示意图。
图4为本发明一实施方式中位置管理系统的运行环境图。
图5为图4中用户装置的模块图。
图6为图4中系统管理服务器的示意图。
图7为图4中位置管理系统的模块图。
图8为本发明一实施方式中寻呼小区掩码列表(Paging Cell Mask List,PCML)的示意图。
图9为本发明一实施方式中服务小区掩码列表(Service Cell Mask List,SCML)及全局背景表(Global Context Map)的示意图。
图10为本发明一实施方式中带有标记的寻呼区域的示意图。
图11为六边形模型中寻呼区域小区标记的配置示意图。
图12为本发明一实施方式中Context Mapping性能的示意图。
图13为不同位置追踪方案性能的示意图。
图14为本发明一实施方式中位置管理方法的流程图。
图15为本发明另一实施方式中位置管理方法的流程图。
主要元件符号说明
位置管理系统 100
用户装置 1
网络 2
系统管理服务器 21
基站 22
第一存储单元 11
第一处理单元 12
第二存储单元 211
第二处理单元 212
初始化模块 101
接收模块 102
创建模块 103
检测模块 104
选择模块 105
判断模块 106
更新模块 107
收发模块 108
生成模块 109
发送模块 110
表 S1
步骤 S1401～S1402
步骤 S1501～S1504
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图4，所示为本发明一实施方式中位置管理系统100的运行环境图。该位置管理系统系统100应用在一用户装置1及一网络2中。该用户装置1通过无线通信方式与该网络2连接。该网络2包括，但不限于一系统管理服务器21及至少一基站22。该用户装置1通过该至少一基站22与该系统管理服务器2连接。在一实施方式中，该网络2可以是一蜂窝网络。该用户装置1可以为一智能手机，一穿戴式设备或其他适合的电子装置。该系统管理服务器21可以为移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)或一无线接入网服务器。
请参考图5，所述为本发明一实施方式中用户装置1的模块图。该用户装置1包括，但不限于第一存储单元11及第一处理单元12。该第一存储单元11用于存储用户装置1中的程序代码及数据。本实施方式中，该第一存储单元11可以为该用户装置1的内部存储单元，例如该用户装置1的硬盘或内存。在另一实施方式中，该第一存储单元11也可以为该用户装置1的外部存储设备，例如该用户装置1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。本实施方式中，该第一处理单元12可以为一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，该第一处理单元12用于执行该用户装置1中的软件程序代码或运算数据。
请参考图6，所述为本发明一实施方式中系统管理服务器21的模块图。该系统管理服务器21包括，但不限于第二存储单元211及第二处理单元212。该第二存储单元211用于存储该系统管理服务器21中的程序代码及数据。本实施方式中，该第二存储单元211可以为该系统管理服务器21的内部存储单元，也可以为该系统管理服务器21的外部存储设备，例如该系统管理服务器21上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。本实施方式中，该第二处理单元212可以为一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，该第一处理单元12用于执行该系统管理服务器21中的软件程序代码或运算数据。
请参考图7，所示为本发明一实施方式位置管理系统100的功能模块图。本实施方式中，该位置管理系统100包括初始化模块101、接收模块102、创建模块103、检测模块104、选择模块105、判断模块106、更新模块107、收发模块108、生成模块109及发送模块110。本发明所称的模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序更适合于描述软件在该系统100中的执行过程。本实施方式中，模块101-107被存储于第一存储单元11中并被该第一处理单元12所执行，模块108-110被存储于第二存储单元211中并被该第二处理单元212所执行。
该初始化模块101控制用户装置1通过检测一固定频率段的信令信道(beaconchannel)搜寻该网络2的网络服务。在本实施方式中，该初始化模块101控制该用户装置1采用3GPP标准搜寻该固定频率段的信令信道。
当该网络2中的网络服务可用时，该初始化模块101进一步控制该用户装置1选择一小区，并通过该选择的小区完成该用户装置1对该网络2中的系统管理服务器21的验证与注册。在本实施方式中，该初始化模块101根据无线资源管理标准控制该用户装置1选择一合适的小区并根据3GPP准则控制该用户装置1向该系统管理服务器21进行验证与注册。如此，当该用户装置1完成验证和注册时，该系统管理服务器21获取该用户装置1的身份信息及位置信息。
本实施方式中，当网络2准备将来电信息发送给处于空闲模式中的用户装置1时，网络2首先通过寻呼信息唤醒该用户装置1。网络2并不是在网络2的所有小区中呼叫用户装置1而是在位置区域(Location Are,LA)中跟踪该用户装置1的位置。在本实施方式中，该网络2静态地划分为多个地理区域，例如LAs或寻呼区域(paging Area，PAs)。本实施方式中，该LA与PA具有相同的含义，可以互换使用。每一LA包括若干小区。每一小区包括一全球唯一标识码(Globally Unique Identifier)。该全球唯一标识码由移动国家码(MobileCountry Code,MCC)，移动网络码(Mobile Network Code,MNC)，位置区码(Location AreaCode，LAC)及小区标识(Cell Identity,CID)组成。每个小区在信标信道中广播其标识信息CID及其他一些系统信息，如LAC等，如此，用户装置1可以知道它在哪个小区，哪个区域位置(LA)，以及它可以重新选择的邻近信道有哪些。
该接收模块102接收系统管理服务器21发送的用于位置更新周期的寻呼小区掩码列表(paging cell mask list,PCML)(参考图8所示)。本实施方式中，通过将PCML发送给该用户装置1，该网络2可以引导该用户装置1在哪个小区进行位置更新。在本实施方式中，网络2静态地将地理区域划分为多个寻呼区域PA。该寻呼区域包括若干小区。该PCML包括一系列条目(参考图9所示)。该PCML中的每一条目对应一寻呼区域。每一条目中包括一寻呼区域标识及一组掩码位(mask bits)。本实施方式中，该寻呼区域标识用于区分寻呼区域中的小区，该每一掩码位代表寻呼区域中的一小区。
请一并参考图9，该创建模块103创建一服务小区掩码列表(Serving Cell MaskList,SCML)以存储该用户装置1的移动记录。本实施方式中，该用户装置1的移动记录包括自前次位置更新后该用户装置1所访问过的小区。本实施方式中，该用户装置1访问的小区为该用户装置1的服务小区(serving cell)。在一实施方式中，该创建模块103根据接收模块102接收的PCML创建SCML以存储用户装置1的移动记录。该创建的SCML具有与PCML相同的数据形式。例如，该SCML包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该SCML的每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位。该寻呼区域标识用于区分寻呼区域中的小区。每一SCML的掩码位代表寻呼区域中的一小区。本实施方式中，该用户装置1通过保留该PCML中的寻呼区域标识及清除该PCML中的掩码位而生成初始的SCML。
该检测模块104在网络2中检测相邻小区的信道质量。在本实施方式中，该检测模块104根据3GPP标准检测相邻小区的质量以维持良好的网络服务。本实施方式中，当网络2的网络服务可以使用时，在空闲模式下的用户装置1能够驻留在一小区，如此，该检测模块104能够检测相邻小区的信道质量以维持良好的网络服务。连接模式下的用户装置1检测相邻小区的信道质量并向网络2发送测量报告。
该选择模块105根据无线电资源管理标准重新选择一网络2中的小区为新服务小区。本实施方式中，该选择模块105基于3GPP标准进行小区重新选择(cell reselection)或小区切换(handover)而选择一新服务小区(如现有技术中已知的小区切换或小区重选过程)。本实施方式中，该选择模块105检测该网络2中的相邻小区的信道质量并重新选择一网络服务更好的小区驻留，如此避免丢失网络2发送的寻呼信息。该重选小区过程为现有技术中用户装置中已经的小区重选过程。
该判断模块106在当前位置更新周期中检测该PCML以判断该PCML中与重选的新服务小区对应的掩码位是否被标记，并根据检测的结果判断是否在当前位置更新周期中进行位置更新。在本实施方式中，当该新服务小区的寻呼区域标识没有记录在所述PCML中，或当该新服务小区的寻呼区域标识记录在所述PCML中但与重选的该新服务小区对应的掩码位未被标记在该PCML中相应的寻呼区域条目中时，确定该用户装置1在当前位置更新周期中进行位置更新。否则，确定该用户装置1在当前位置更新周期中不进行位置更新。本实施方式中，当与该新服务小区对应的掩码位未被标记时，则该用户装置1在访问该未被标记的新服务小区时进行位置更新。当与该新服务小区对应的掩码位被标记时，则该用户装置1在访问该被标记的新服务小区时不需要进行位置更新。请一并参考图10，图10中示出了三个寻呼区域p,q,及r及其该些区域对应的掩码位。本实施方式中，当新服务小区的掩码位为1时代表该新服务小区被标记，当小区的掩码位为0时代表该新服务小区未被标记。在其他实施方式中，也可以定义为当新服务小区的掩码位为0时代码该新服务小区被标记，当小区的掩码位为1时代表该新服务小区未被标记。
当与重选的新服务小区对应的掩码位被标记在当前更新周期的PCML中时，该更新模块107对当前位置更新周期下该SCML中的掩码位进行标记。本实施方式中，如果用户装置1在当前位置更新周期中访问一新服务小区，则该更新模块107将该SCML中与用户装置1访问的新服务小区所对应的掩码位进行标记；反之，该更新模块107不对该SCML中用户装置1未访问的新服务小区所对应的掩码位进行标记。本实施方式中，该更新模块107将该SCML中与用户装置1访问的的新服务小区所对应的掩码位标记为1。在本实施方式中，该接收模块102从该网络2对该新服务小区的广播中接收该新服务小区的紧凑小区标识，其中，该紧凑小区标识包括寻呼区域标识与当地小区标识。该当地小区标识的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，该当地小区标识用于索引该新服务小区在该SCML中的掩码位以标记该新服务小区在该SCML中的掩码位。
当与重选的新服务小区对应的掩码位未被标记在当前更新周期的PCML中时，该更新模块107控制该用户装置1进行位置更新及根据该系统管理服务器21的请求将标记的SCML发送给系统管理服务器21。本实施方式中，通过将SCML发送给网络2中的系统管理服务器21，该网络2可以知道该用户装置1访问过哪些小区。本实施方式中，对于该用户装置1在空闲模式下所驻留的每一小区或用户装置在连接模式下所连接的每一小区，该更新模块107均对所述小区的掩码位进行标记。本实施方式中，当前更新周期结束且该系统管理服务器21请求接收该SCML时，该更新模块107控制该用户装置1将标记的SCML(也即localcontext map)发送给网络2中的系统管理服务器21。在其他实施方式中，该系统管理服务器21追踪处于连接模式下的用户装置1所访问的服务小区以产生该PCML。
该收发模块108接收该用户装置1在当前更新周期发送的SCML。
该生成模块109根据该用户装置1的循环时空背景简档及接收的SCML生成一映射PCML(context-mapped PCML)以用于用户装置1进行下次位置更新。本实施方式中，该映射PCML同样包括若干条目，每一条目对应一寻呼区域，该每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位，每一掩码位代表寻呼区域中的一小区。该映射PCML为更新后的PCML。
该发送模块110将该映射PCML发送给该用户装置1，及将寻呼该用户装置1的寻呼信息发送给该映射PSML中的小区。在一实施方式中，该发送模块110响应该用户装置1的位置更新将该映射PCML发送给该用户装置1，并向该用户装置1发送接收该SCML的请求以获知该用户装置1于前次位置更新周期所访问的小区。在一实施方式中，当该用户装置1在空闲模式且需要寻呼该用户装置1时，该发送模块110仅将寻呼消息发送到映射PCML中掩码位被标记的小区。为了确定该映射PCML中哪些小区将要被标记，该系统管理服务器21存储全局背景表(Global context map)。本实施方式中，该Global context map为一时空位表(参考图9)，该时空位表为SCML数据的记录库，该全局背景表中包括该循环时空背景简档。该Global context map具有在空间维度上的多个小区群集和在时间维度上的一系列时间帧。所述Global context map记录在所述一系列时间帧中被访问的小区并进行标记。该Globalcontext map由从用户装置1获取的SCML合并得到。
在一实施方式中，当用户装置1的位置更新周期从时间帧T[i]跨度到时间帧T[j]，则对应的用户装置1的发送的SCML被合并到从时间帧T[i]跨度到时间帧T[j]的Globalcontext map的该循环时空背景简档中。如此，形成该更新后的PCML(映射PCML)。本实施方式中，通过将SCML合并到该循环时空背景简档中以生成更新后的PCML，该网络2能够映射出该用户装置1的访问轨迹。在一实施方式中，该PCML中用户装置1访问轨迹所覆盖的寻呼小区可以按需要在PCML进行流线型化(参考图10)。并且可以消除访问轨迹所没有覆盖的小区的寻呼。
该接收模块102还接收该系统管理服务器21发送的映射PCML以用于该用户装置1下次的位置更新。本实施方式中，该系统管理服务器21根据该PCML及该全局背景表生成该服务小区掩码列表。
该创建模块103在下一位置更新周期中更新该SCML。本实施方式中，该创建模块103将当前更新周期中的SCML的掩码位初始化设置为0，将被用户装置1访问的小区所对应的掩码位标记为1，及将当前更新周期中未被用户装置访问的小区所对应的掩码位标记为0以实现更新该SCML。
为了达到高的空间效率，PCML中需要一种紧凑的小区标号方案。可以利用范围[0,503]的实体小区标记，其中仅有9位即可寻址一寻呼区域中的小区。例如，为了部署寻呼区域(R,N)＝(4,7)，需要6个比特来支持每个寻呼区域的61个小区，其中R为寻呼小区的半径，N为寻呼区域的数目。剩下的3个作为寻呼小区ID，即寻呼区域标识。上述标出紧凑的标记使得基站22(如eNBs)与寻呼区域共享相同的标识符前缀，并利用子网掩码将寻呼区域标识与小区ID区分开。在一实施方式中，该基站22广播每一小区的ID。当该用户装置1重新选择一小区时，该用户装置1根据小区的ID对小区的掩码位进行标记。
在一实施方式中，该PCML的长度不大于跟踪区域的长度，例如不大于98字节。参考图8，该PCML包括一个或多个条目。每一条目包括一个寻呼区域及掩码位。令M(R)为六边形且半径为R的寻呼区域中的小区的数量。请参考图11，PCML中最大的小区的数量有由寻呼区域的标记位和98字节的最大信令单元的比特宽度来限定。其中，
Figure BDA0001404707570000171
X(R)是寻呼区域ID的比特宽度，
Figure BDA0001404707570000172
Y(R)是掩码位的宽度，
Figure BDA0001404707570000173
L(R)为最大信令单元的比特宽度，该L(R)＝(5×8+X(R)+Y(R)×N(R)/8。寻呼区域只有一个小区时(即R＝0)，则PCML中没有掩码位，该寻呼区域数量等于等于该PCML的列表长度。全局寻呼区域ID为43位的寻呼区域ID。PCML中的条目高达8个。信令的大小为80字节。PCML的容量，即PCML中小区的数目可用C(R)表示，C(R)＝M(R)+N(R)。
该PCML可以被设计成在地理上可缩放的用于覆盖用户装置1移动轨迹。该PCML可以通过寻呼区域直径(2R+1)乘以寻求区域数来近似量化，其中，D(R)＝(2R+1)×N(R)。如果，用户装置1的寻呼区域在地理上不是可缩放的，则高移动率下的用户装置1需要频繁地进行位置更新。
为了评估移动有效性对用户装置1的位置更新的影响，将PCML的平均寻呼成本效率作为性能度量。对应每个UE，假设α为访问小区的数量，β可以是寻呼小区的数量。该比率α/β为寻呼优化的定量指标。α的值是SCML中的掩码位的数量。β的值是PCML中被标记的小区的数目，由所述CMR所投射的所述寻呼预算，并且由所述移动性程度和可预测性界定。所述预算投影的公式是系统专用的，因为用于最小化位置更新和寻呼的总成本函数因网络的不同而不同。
本案通过批量算法优化的PCML的寻呼成本效率总是100％。然而，由于对每个PCML(即表S1中的N)的最大寻呼区域的限制1)，PCML中的标记小区的实际数量可以小于计划的寻呼预算。换句话说，PCML中的标记的小区的数量超过寻呼预算之前，PCML中所包含的群集(寻呼区域)N的数目可超过其最大值。在这种情况下，寻呼预算执行率无法达到100％。参考图12所示，当寻呼预算增加时，寻呼预算执行速率降低。
较少的寻呼预算执行的影响是位置更新数量的增加。但是，如果寻呼预算不大，则影响较小。如图13所示，可以通过压缩所述PCML以容纳更多的寻呼区域。针对UE中心方案的流线型方案的潜在成本节约高达90％。在针对UE中心方案(距离阈值＝1)的7小区寻呼预算的情况下)，性能增益为70％左右。该用户装置1具有相同的位置更新预算，优化的流线型方案的寻呼成本是UE中心方案的30％。采用相同的寻呼预算，优化的流线型方案可以延长位置更新周期3.3倍。
请参考图14，所示为本发明一实施方式中位置管理方法的流程图。该方法应用在一用户装置1中。该用户装置1与一网络2中的系统管理服务器21通信连接。该网络2包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区。根据不同需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。该方法包括步骤：
S1401：通过检测一固定频率段的信令信道搜寻该网络2的网络服务。在本实施方式中，该用户装置1采用3GPP标准搜寻该固定频率段的信令信道。该网络2可以为蜂窝网络。
S1402：选择网络2中的一小区为新服务小区。在本实施方式中，该用户装置1根据无线资源管理标准选择一合适的小区。
S1403：通过该选择的小区完成该用户装置1对该网络2中的系统管理服务器21的验证与注册。在本实施方式中，该用户装置1根据3GPP准则向该系统管理服务器21进行验证与注册。如此，当该用户装置1完成验证和注册时，该系统管理服务器21获取该用户装置1的身份信息及位置信息。
S1404：接收系统管理服务器21发送的用于当前位置更新周期的寻呼小区掩码列表(paging cell mask list,PCML)。本实施方式中，通过将PCML发送给该用户装置1，该网络2可以引导该用户装置1在哪个小区进行位置更新。在本实施方式中，网络2静态地将地理区域划分为多个寻呼区域(PA)。每一个寻呼区域包括若干小区。该PCML包括一系列条目(参考图9所示)。该PCML中的每一条目对应一寻呼区域。每一条目中包括一寻呼区域标识及一组掩码位(mask bits)。本实施方式中，该寻呼区域标识用于区分寻呼区域，该每一掩码位代表寻呼区域中的一小区。
S1405：创建一服务小区掩码列表(Serving Cell Mask List,SCML)以存储该用户装置1的移动记录。本实施方式中，该用户装置1的移动记录包括自前次位置更新后该用户装置1所访问过的小区。本实施方式中，该用户装置1访问的小区为该用户装置1的服务小区(serving cell)。在一实施方式中，该用户装置1根据接收的PCML创建SCML以存储用户装置1的移动记录。该创建的SCML具有与PCML相同的数据形式。例如，该SCML包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该SCML的每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位。该寻呼区域标识用于区分寻呼区域。每一SCML的掩码位代表寻呼区域中的一小区。本实施方式中，该用户装置1通过保留该PCML中的寻呼区域标识及将该PCML中的掩码位清除为0而生成初始的SCML。
S1406:在网络2中检测相邻小区的信道质量。在本实施方式中，该用户装置1根据3GPP标准检测相邻小区的质量以维持良好的网络服务。本实施方式中，当网络2的网络服务可以使用时，在空闲模式下的用户装置1能够驻留在一小区，如此，该用户装置1能够检测相邻小区的信道质量以维持良好的网络服务。连接模式下的用户装置1检测相邻小区的信道质量并向网络2发送测量报告。
S1407:根据无线电资源管理标准重新选择一网络2中的小区。本实施方式中，该用户装置1基于3GPP标准在空闲模式进行小区重新选择或在连接模式进行小区切换而选择一新服务小区。本实施方式中，该用户装置1检测该网络2中的相邻小区的信道质量并重新选择一网络服务更好的小区驻留，如此避免丢失网络2发送的寻呼信息。
S1408:检测当前位置更新周期的该PCML中与重选的新服务小区对应的掩码位是否被标记，并根据检测的结果判断是否需要进行位置更新。在本实施方式中，当重选的新服务小区的寻呼区域标识没有记录在所述PCML中，或当重选的新服务小区的寻呼区域标识记录在所述PCML中但与该新服务小区对应的掩码位未被标记在该PCML中相应的寻呼区域条目中时，确定该用户装置1需要进行位置更新；否则，确定该用户装置1不需要进行位置更新。本实施方式中，当确定用户装置1不需要进行位置更新时，执行步骤S1409，否则执行步骤S1410。
S1409：该用户装置1对当前位置更新周期的该SCML中对应新服务小区的掩码位进行标记，以将该新服务小区记录在该SCML中。本实施方式中，如果用户装置1在当前位置更新周期中访问一小区，则该用户装置将该SCML中与用户装置1访问的小区所对应的掩码位进行标记；反之，该用户装置不对该SCML中用户装置1未访问的小区所对应的掩码位进行标记。本实施方式中，该用户装置1将该SCML中与用户装置1访问的的小区所对应的掩码位标记为1。本实施方式中，该用户装置1从该网络2对该新服务小区的广播中接收该新服务小区的紧凑小区标识，其中，该紧凑小区标识包括寻呼区域标识与当地小区标识。该当地小区标识的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，该当地小区标识用于索引该新服务小区在该SCML中的掩码位以标记该新服务小区在该SCML中的掩码位。在其他实施方式中，该步骤S1409可以省略。
S1410：该用户装置1进行位置更新及根据该系统管理服务器21的请求将标记的SCML发送给系统管理服务器21。本实施方式中，通过将SCML发送给网络2中的系统管理服务器21，该网络2可以知道该用户装置1访问过哪些小区。本实施方式中，对于该用户装置1在空闲模式下所驻留的每一小区或用户装置在连接模式下所连接的每一小区，该用户装置1均对所述小区的掩码位进行标记。本实施方式中，当前更新周期结束且该系统管理服务器21请求接收该SCML时，该用户装置1将标记的SCML(也即local context map)发送给网络2中的系统管理服务器21。在其他实施方式中，该系统管理服务器21追踪处于连接模式下的用户装置1所访问的服务小区以产生该PCML，在这样的实施方式中，该系统管理服务器21不需要SCML，所以在步骤S1410中用户装置1仅进行位置更新。
S1411：接收该系统管理服务器21发送的映射PCML以用于该用户装置1的下一个位置更新周期。
S1412：该用户装置1创建用于下一位置更新周期的SCML。本实施方式中，该创建模块109在每个位置更新周期的初始通过保留该PCML中的寻呼区域标识及将SCML的掩码位全部初始化为0而生成初始的SCML。该创建模块109在每个位置更新周期将被用户装置1访问的小区所对应的掩码位标记为1以实现更新该SCML。
在某些实施例中，该系统管理服务器21可追踪处于连接模式下的用户装置1所访问的服务小区以产生PCML，在这样的实施方式中，该系统管理服务器21不需要SCML，所以步骤S1405、S1409和S1412可以省去。
请参考图15，所示为本发明另一实施方式中位置管理方法的流程图。该方法应用在一网络2中的系统管理服务器21中。该系统管理服务器21与一用户装置1通信连接。该网络2包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区。根据不同需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。该方法包括步骤：
S1501：接收该用户装置1发送的当前位置更新周期的SCML，其中，该SCML用于存储该用户装置1的移动记录。
S1502：根据该用户装置1的循环时空背景简档及先前接收的所有SCML生成更新后的(用于下一个位置更新周期的)PCML，或仅根据该用户装置1的循环时空背景简档生成该PCML，该PCML包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位，每一掩码位代表寻呼区域中的一小区。
S1503：将更新后的寻呼小区掩码列表发送给该用户装置1。
S1504：当该用户装置1在空闲模式且需要寻呼该用户装置1时，将寻呼该用户装置的寻呼信息以小区级粒度发送给该寻呼小区掩码列表中的小区。在一实施方式中，当该用户装置1在空闲模式且需要寻呼该用户装置1时，系统管理服务器21仅将寻呼信息发送到该PCML中掩码位被标记的小区。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种位置管理方法，应用在一用户装置中，该用户装置与一网络中的系统管理服务器通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，其特征在于，该方法包括步骤：
接收该系统管理服务器发送的用于当前位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该寻呼小区掩码列表的每一条目中包括一寻呼区域标识及一组掩码位，该每一掩码位代表寻呼区域中的一小区；
当进行小区重新选择或小区切换而选择一新服务小区后，根据该新服务小区及该寻呼小区掩码列表判断该用户装置是否需要进行位置更新；及
当该新服务小区的寻呼区域标识没有记录在该寻呼小区掩码列表中，或当该新服务小区的寻呼区域标识记录在该寻呼小区掩码列表中但该新服务小区对应的掩码位未被标记在该寻呼小区掩码列表中时，确定该用户装置需要进行位置更新；否则确定该用户装置不需要进行位置更新。
2.如权利要求1所述的位置管理方法，其特征在于，该方法还包括：
创建该当前位置更新周期的服务小区掩码列表以存储该用户装置的移动记录；
当确定该用户装置不需要进行位置更新时，在该服务小区掩码列表中记录该新服务小区；或
当确定该用户装置需要进行位置更新时，将该服务小区掩码列表发送给该系统管理服务器。
3.如权利要求2所述的位置管理方法，其特征在于，该用户装置的移动记录包括自前次位置更新后该用户装置所访问过的小区，该服务小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该服务小区掩码列表的每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位，该服务小区掩码列表的每一掩码位代表寻呼区域中的一小区，通过将该新服务小区所对应的掩码位标记在该服务小区掩码列表中实现将该新服务小区记录在该服务小区掩码列表中。
4.如权利要求3所述的位置管理方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
从该网络对该新服务小区的广播中接收该新服务小区的紧凑小区标识，其中，该紧凑小区标识包括寻呼区域标识与当地小区标识，该当地小区标识的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，该当地小区标识用于索引该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位以标记该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位。
5.如权利要求2所述的位置管理方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
接收该系统管理服务器发送的用于下个位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该系统管理服务器根据该服务小区掩码列表及该用户装置的循环时空背景简档生成该寻呼小区掩码列表；及
更新该服务小区掩码列表以存储该用户装置在该下个位置更新周期的移动记录。
6.一种位置管理方法，应用在一网络中，该网络与一用户装置通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，其特征在于，该方法包括步骤：
根据该用户装置的循环时空背景简档生成一寻呼小区掩码列表，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该寻呼小区掩码列表的每一条目包括一组掩码位，每一掩码位代表该条目相应的寻呼区域中的一小区；
将寻呼小区掩码列表发送给该用户装置；及
当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时，将寻呼该用户装置的寻呼信息以小区级粒度发送给该寻呼小区掩码列表中的小区，其中当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时仅将寻呼该用户装置的寻呼消息发送到该寻呼小区掩码列表中的掩码位被标记的小区。
7.如权利要求6所述的位置管理方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
接收该用户装置发送的服务小区掩码列表，该服务小区掩码列表存储该用户装置的移动记录，该寻呼小区掩码列表根据合并该服务小区掩码列表的该循环时空背景简档而生成。
8.如权利要求7所述的位置管理方法，其特征在于，该方法还包括步骤：
构建一全局背景表，其中，该全局背景表包括该用户装置的循环时空背景简档，该时空背景简档记录该用户装置在一系列时间帧上所访问的小区；
将从该用户装置接收的服务小区掩码列表并入该全局背景表；及
根据该全局背景表生成该寻呼小区掩码列表。
9.一种用于位置管理的用户装置，与一网络中的系统管理服务器通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，该用户装置包括一处理单元，其改良在于，该处理单元用于：
接收该系统管理服务器发送的用于当前位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该寻呼小区掩码列表的每一条目中包括一寻呼区域标识及一组掩码位，该每一掩码位代表寻呼区域中的一小区；
当进行小区重新选择或小区切换而选择一新服务小区后，根据该新服务小区及该寻呼小区掩码列表判断该用户装置是否需要进行位置更新；及
当该新服务小区的寻呼区域标识没有记录在该寻呼小区掩码列表中，或当该新服务小区的寻呼区域标识记录在该寻呼小区掩码列表中但该新服务小区对应的掩码位未被标记在该寻呼小区掩码列表中时，确定该用户装置需要进行位置更新；否则确定该用户装置不需要进行位置更新。
10.如权利要求9所述的用户装置，其特征在于，该处理单元还用于：
创建该当前位置更新周期的服务小区掩码列表以存储该用户装置的移动记录；
当确定该用户装置不需要进行位置更新时，在该服务小区掩码列表中记录该新服务小区；或
当确定该用户装置需要进行位置更新时将该服务小区掩码列表发送给该系统管理服务器。
11.如权利要求10所述的用户装置，其特征在于，该用户装置的移动记录包括自前次位置更新后该用户装置所访问过的小区，该服务小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该服务小区掩码列表的每一条目包括寻呼区域标识及一组掩码位，服务小区掩码列表的每一掩码位代表寻呼区域中的一小区，该处理单元通过将该新服务小区所对应的掩码位标记在该服务小区掩码列表中实现将该新服务小区记录在该服务小区掩码列表中。
12.如权利要求11所述的用户装置，其特征在于，该处理单元还用于：
从该网络对该新服务小区的广播中接收该新服务小区的紧凑小区标识，其中，该紧凑小区标识包括寻呼区域标识与当地小区标识，该当地小区标识的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，该当地小区标识用于索引该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位以标记该新服务小区在该服务小区掩码列表中的掩码位。
13.如权利要求10所述的用户装置，其特征在于，该处理单元还用于：
接收该系统管理服务器发送的用于下个位置更新周期的寻呼小区掩码列表，其中，该系统管理服务器根据该服务小区掩码列表及该用户装置的循环时空背景简档生成该寻呼小区掩码列表；及
更新该服务小区掩码列表以存储该用户装置在该下个位置更新周期的移动记录。
14.一种用于位置管理的系统管理服务器，应用在一网络中，该网络与一用户装置通信连接，该网络包括一组寻呼区域，每一寻呼区域包括一组小区，该系统管理服务器包括一处理单元，其特征在于，该处理单元用于：
根据该用户装置的循环时空背景简档生成一寻呼小区掩码列表，该寻呼小区掩码列表包括一组条目，每一条目对应一寻呼区域，该寻呼小区掩码列表的每一条目包括一组掩码位，每一掩码位代表该条目相应的寻呼区域中的一小区；
将寻呼小区掩码列表发送给该用户装置；及
当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时，将寻呼该用户装置的寻呼信息以小区级粒度发送给该寻呼小区掩码列表中的小区，其中当该用户装置在空闲模式且需要寻呼该用户装置时，仅将寻呼该用户装置的寻呼消息发送到该寻呼小区掩码列表中的掩码位被标记的小区。
15.如权利要求14所述的系统管理服务器，其特征在于，该处理单元还用于：
接收该用户装置发送的服务小区掩码列表，该服务小区掩码列表存储该用户装置的移动记录，该寻呼小区掩码列表根据合并该服务小区掩码列表的该循环时空背景简档而生成。
16.如权利要求15所述的系统管理服务器，其特征在于，该处理单元还用于：
构建一全局背景表，其中，该全局背景表包括该用户装置的循环时空背景简档，该时空背景简档记录该用户装置在一系列时间帧上所访问的小区；
将从该用户装置接收的服务小区掩码列表并入该全局背景表；及
根据该全局背景表生成该寻呼小区掩码列表。
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