CN108464043A - 移动网络中具有优化的传输资源的寻呼 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例是一种核心网络CN实体，诸如移动性管理实体MME，其能够向诸如eNodeB的无线接入网RAN实体发送诸如S1寻呼消息的寻呼请求消息以用于寻呼用户设备UE，所述CN实体被配置为：在寻呼请求消息提供控制信息，所述控制信息能够使得所述CN影响由所述RAN实体用于所述寻呼的无线传输资源的消耗。

Description

移动网络中具有优化的传输资源的寻呼

技术领域

本发明一般地涉及移动通信网络和系统。

背景技术

移动网络和系统的描述可以在文献中找到，例如尤其是在由诸如3GPP(第三代合作伙伴计划)的标准化机构发布的技术规范中。

在移动系统中，移动终端(也被称为用户设备UE)接入提供移动通信服务的移动网络。移动网络通常包括经由无线接入网(RAN)而被接入的核心网络(CN)。

3GPP移动系统的示例是EPS(演进分组系统)，其特别在3GPP TS 23.401中规定。EPS网络包括被称为EPC(演进分组核心)的核心网络，其可以由诸如基于LTE的RAN(被称为E-UTRAN)的无线接入网(RAN)接入。EPC实体包括用于E-UTRAN接入EPC的移动性管理实体(MME)。E-UTRAN实体包括eNodeB(eNB)。每个RAN实体控制一个或多个小区。

在这样的系统中，通过各种机制或过程来支持移动性，尤其诸如在需要到达针对传入呼叫或会话的处于空闲模式的用户设备UE时执行的寻呼过程。

例如，在EPS中，当处于空闲模式的UE接收到下行链路分组时，执行包括寻呼过程的网络触发服务请求过程(在摘自3GPP TS 23.401的图1中回顾)。

例如，对于E-UTRAN接入EPC，寻呼过程包括由服务UE的MME在S1接口上向属于包括在寻呼消息中的寻呼区域(即，在3GPP的发布12中，UE在其中被注册的TA)的eNB发送寻呼消息，以及由eNB在无线接口上在属于UE在其中被注册的TA的小区中寻呼UE。

如发明人所认识到的以及随后将更详细地解释的，，当前的S1寻呼过程不允许具有优化的无线传输资源的寻呼。需要进行寻呼优化，包括通过优化的无线传输资源进行寻呼。更一般地，需要改进此类系统的性能。

发明内容

本发明的实施例尤其满足这种需求。

本发明的实施例不限于E-UTRAN接入EPC，也可用于其它情况，包括GERAN/UTRAN接入EPC，除了EPS之外的基于3GPP的系统，或者基于非3GPP的系统。

在一个方面，这些和其它目的由一种诸如移动性管理实体MME的核心网络CN实体来实现，其能够向诸如eNodeB的无线接入网RAN实体发送诸如S1寻呼消息的寻呼请求消息以用于寻呼用户设备UE，所述CN实体被配置为：

-在寻呼请求消息中提供控制信息，所述控制信息使得所述CN实体能够影响由所述RAN实体用于所述寻呼的无线传输资源的消耗。

在另一方面，这些和其它目的由一种诸如eNodeB的无线接入网RAN实体来实现，其能够从诸如移动性管理实体MME的核心网络实体接收诸如S1寻呼消息的寻呼请求消息以用于寻呼用户设备UE，所述RAN实体被配置为：

-接收包含控制信息的寻呼请求消息，所述控制信息使得所述CN实体能够影响由所述RAN实体用于所述寻呼的无线传输资源的消耗；

-在考虑所述控制信息的情况下确定用于所述寻呼的传输资源。

在另一方面，这些和其它目的由用于在移动网络中通过优化的无线传输资源进行寻呼的方法来实现，所述方法包括由所述CN实体和所述RAN实体中的至少一个执行的至少一个步骤。

附图说明

现在仅以示例的方式参考附图来描述根据本发明的实施例的装置和/或方法的一些实施例，其中：

-图1旨在回顾例如在EPS中的网络触发服务请求过程中执行的寻呼；

-图2旨在示出根据本发明的实施例的由移动性管理实体向eNodeB发送的寻呼消息的示例；

-图3旨在示出根据本发明的实施例的寻呼重发方案的第一示例；

-图4旨在示出根据本发明的实施例的寻呼重发方案的第二示例。

具体实施方式

缩略词

BSC 基站控制器

CN 核心网络

eNB eNodeB

EPC 演进分组核心

EPS 演进分组系统

E-UTRAN 演进型UMTS陆地无线接入网

IE 信息元素

INPA 预期寻呼尝试次数

LTE 长期演进

MCS 调制和编码方案

MME 移动性管理实体

PAC 寻呼尝试计数

PRB 物理资源块

PRTR 精简传输资源的寻呼

RAN 无线接入网

RNC 无线网络控制器

RPA 推荐寻呼区域

SGSN 服务GPRS支持节点

TA 跟踪区域

UE 用户设备

UTRAN UMTS陆地无线接入网

本发明的各个方面和/或实施例的描述

以下将通过E-UTRAN接入EPC的示例的方式来描述本发明的各个方面和/或实施例。然而，虽然本发明的各个实施例和/或方面主要应用于LTE(4G)技术，但是本发明的实施例也可以应用于任何蜂窝技术，例如UTRAN、GERAN、5G等。

在4G网络中，由于无线寻呼信道容量的限制，所以寻呼效率是关键。到目前为止，优化侧重于局部化方面，即通过改进对UE可能位于的区域的预测，可以缩小寻呼区域，即通过其发送无线寻呼消息的eNB和小区的数量。通过这样做，可以节省在多个小区中的无用寻呼，从而释放这些小区中的寻呼信道容量。

然而，可以使用另一个维度来优化寻呼，其是优化在给定小区中用于寻呼的无线传输资源的数量。例如，大多数时间UE不在小区边缘，而无线寻呼消息可以通过使用消耗更少的无线资源(例如，更低的MCS、更少的PRB)的“轻(light)寻呼”到达UE。然而，这种优化并不容易设计，因为它们需要由MME仔细地重发寻呼，以使得如果UE处于小区边缘并且不能通过“轻寻呼”到达，则可以发送重复的“正常寻呼”(即，非轻寻呼)以到达该UE。此外，这种优化需要被标准化，以使得它能够用于多个供应商，即在供应商A的MME与供应商B的eNB之间工作，从而改进整体系统效率而不管供应商A针对其MME执行的专有寻呼算法以及供应商B针对其eNB执行的专属寻呼算法。

已在文献R3-152869中提出一种解决方案，其中在寻呼消息中包括寻呼尝试信息(PAI)。该寻呼尝试信息包括寻呼尝试计数(PAC)，并且还可以包括预期寻呼尝试次数(INPA)。该解决方案还不够好，因为该PAI被包括在寻呼消息中的相同信息级别(在下文中被称为“推荐寻呼区域”(RPA)，包括TAI列表或推荐小区列表)，并且被彼此独立地包括/设置。因此，当MME重发寻呼消息时，不管由MME指示的RPA，PAC在每次重发时递增“1”。

结果，仅基于PAI值以执行“轻寻呼”的算法可能导致完全失败的寻呼并导致情况恶化而非优化。这是因为两个“寻呼维度”可能同时发生变化。在此有一个示例来说明这一点：

想象一个MME，其旨在通过寻呼区域1(由10个小区组成)和寻呼区域2(由200个小区组成)连续地寻呼UE。MME打算总共执行3次重发。在这种典型的情况下，MME 80％评计UE位于寻呼区域1中，而100％估计UE位于寻呼区域2中。

MME决定以下用于3次重发的算法：

-在寻呼区域1上执行第一次寻呼(PAC被设置为“1”)；

-在寻呼区域2上执行第二次寻呼(PAC被设置为“2”)；

-在寻呼区域2上执行第三次寻呼(PAC被设置为“3”)。

假设UE位于10个小区之一(例如，由eNB3管理的小区3)的小区边缘。eNB明显不具备连续寻呼的状态(不了解是否以及如何寻呼UE)。因此，eNB3不在来自MME的三个寻呼重发之间进行关联。

eNB3(来自与MME不同的供应商)的算法可以是：

-第一次寻呼(PAC被设置为“1”)，eNB进行“轻寻呼”，因此没有到达UE。eNB假设MME将进行再次包括寻呼区域1的第二次寻呼。

-第二次寻呼和第三次寻呼(PAC被设置为“2”，然后被设置为“3”)，eNB进行“正常寻呼”以到达UE。

在该示例中，eNB3做出错误地假设，即MME不会在第一次寻呼与第二次寻呼之间将寻呼区域从寻呼区域1扩展到寻呼区域2。

结果，通过正常(成本更高)寻呼的第二次寻呼(将到达UE)将涉及200个小区而不是10个小区。

可以看出，如果eNB3了解MME的寻呼策略，则它会在进行第一次寻呼时就应用“正常寻呼”，并且可能已经通过在10个小区上的寻呼而不是通过在200个小区上的寻呼到达UE。

该简单的示例示出了使基站基于PAI应用自主“轻寻呼”或“资源有效寻呼”策略而它不了解MME在针对重发的“寻呼区域宽度”方面的策略将有多么大的损失。在以上的示例中，寻呼效率低于20，情况非常糟糕。

还需要指出，上面的数字并未被夸大，而只是一个典型的用例。实际上，由MME使用的典型寻呼区域是根据推荐小区列表(在3GPP的发布13中通过“推荐小区列表IE”引入)的任一优化区域，其通常可以是10个小区，随后是在发布13之前的默认寻呼区域，其通常包括TAI列表(通常可以达到200个小区)。

上面的讨论已经表明，如果eNB不了解MME将如何使寻呼区域随着MME寻呼重发而变化，则eNB不可能仅基于PAI来优化无线传输资源中的寻呼(“轻寻呼”)。

由于只有MME知道它将如何改变寻呼区域，因此本发明的实施例提出MME控制eNB何时能够利用“轻寻呼”(如果eNB支持该功能)。

在一些实施例中，MME可以简单地在(向eNB发送的)寻呼请求消息中添加新的PRTR信息元素(精简传输资源的寻呼)，如图2中所示。PRTR可以是布尔(Boolean)“精简资源/未精简资源”。如果PRTR被设置为“精简资源”，则eNB通常推断MME推荐/允许以精简资源进行寻呼。

如本领域的技术人员所理解的，如上所示的布尔信息只是使得CN实体(诸如MME)能够影响由RAN实体(诸如eNodeB)用于寻呼UE的无线传输资源的消耗的控制信息的示例，当然也可以使用其它示例。

在一些实施例中，当MME计划在当前寻呼之后通过相同(或几乎相同)的寻呼区域进行后续寻呼时，典型的MME实现会将信息元素设置为“精简资源”，因此值得使eNB尝试优化用于该寻呼的无线传输资源。

如本领域的技术人员所理解的，这样的典型实现只是一个示例，而在更一般的实现中，包括在寻呼请求(诸如S1寻呼消息)中的影响RAN对无线传输资源的消耗的控制信息可以与包括在所述寻呼请求中的控制所述寻呼的寻呼区域的控制信息相关地设置。

根据本发明的实施例的寻呼重发方案的第一示例在图3中示出。

在该第一示例中：

·在第一次寻呼中，MME包括PAC＝“1”，INPA＝“3”，“寻呼区域”＝“推荐小区列表”，PRTR＝“是”；

·在第二次寻呼中，MME包括PAC＝“2”，INPA＝“3”，“寻呼区域”＝“推荐小区列表”，PRTR＝“否”；

·在第三次寻呼中，MME包括PAC＝“3”，INPA＝“3”，“寻呼区域”＝“TAI列表”，PRTR＝“否”。

在该第一示例中，MME在第一次寻呼期间向eNB指示它可以尝试优化寻呼，因为MME知道第二次寻呼将具有相同的区域。第三次寻呼是最后一次寻呼，因此MME建议eNB不要尝试优化寻呼。

根据本发明的实施例的寻呼重传方案的第二示例在图4中示出。

在该第二个示例中：

·在第一次寻呼中，MME包括PAC＝“1”，INPA＝“3”，“寻呼区域”＝“推荐小区列表”，PRTR＝“否”；

·在第二次寻呼中，MME包括PAC＝“2”，INPA＝“3”，“寻呼区域”＝“TAI列表”，PRTR＝“是”；

·在第三次寻呼中，MME包括PAC＝“3”，INPA＝“3”，“寻呼区域”＝“TAI列表”，PRTR＝“否”。

在该第二示例中，MME在第一次寻呼期间向eNB指示其建议eNB不要尝试优化寻呼，因为随后的寻呼将在更大的区域上进行。相反，对于第二次寻呼，MME可以建议eNB优化无线寻呼，因为MME知道将有第三次寻呼，此次寻呼将具有与第二次寻呼相同的寻呼区域。

本发明的实施例允许寻呼eNB在无线寻呼期间所涉及的无线传输资源方面优化无线寻呼。本发明的实施例允许在所覆盖的寻呼区域和每个小区中所涉及的无线传输资源数量这两个方面优化寻呼资源系统宽度，同时具有这两个维度之间的优化耦合。

eNB在无线寻呼期间所涉及的无线传输资源方面的优化在MME的控制下，通过MME向eNB发送的使用该特征的直接推荐/许可来完成。

通过这样做，使得整个系统在寻呼区域和无线传输资源这两方面的寻呼进行优化。相反，在当前(如上所回顾的)的解决方案中，eNB只能基于所包括的寻呼尝试计数来决定使用无线优化特征，而不了解MME将如何使寻呼区域随时间而变化。这可能导致寻呼资源系统宽度劣化的相反效果。

本发明的各种方面包括(但不限于)以下方面。

一个方面是核心网络CN实体，诸如MME或SGSN或5G核心控制器，其能够向诸如eNB或RNC或BSC或5G RAN实体的无线接入网实体发送寻呼消息，以用于寻呼用户设备UE。

根据各种组合可以提供各种实施例，包括(但不限于)以下可单独或组合地采用的实施例。

在实施例中，所述CN实体被配置为：

-在寻呼请求消息中提供控制信息，所述控制信息使得所述CN实体能够影响由所述RAN实体用于所述寻呼的无线传输资源的消耗。

在实施例中：

-所述控制信息包括布尔信息，其指示允许/推荐以精简传输资源进行寻呼，或者不推荐以精简传输资源进行寻呼。

在实施例中，所述CN实体被配置为：

-在寻呼重发的情况下，在向所述RAN实体发送的用于寻呼所述UE的连续寻呼请求消息中提供所述控制信息，以影响所述RAN实体在每个寻呼重发期间对无线传输资源的消耗。

在实施例中，所述CN实体被配置为：

-在寻呼请求消息中提供附加控制信息，所述附加控制信息使得所述CN实体能够控制用于所述寻呼的寻呼区域宽度；

-提供所述控制信息以影响所述RAN对无线传输资源的消耗，所述控制信息与所包括的控制所述寻呼的寻呼区域的控制信息相关地设置。

另一方面是无线接入网RAN实体，诸如eNB或RNC或BSC或它们的5G等同物，其能够从诸如MME或SGSN的核心网络实体或者从5G核心控制器接收寻呼消息，以用于寻呼用户设备UE。

可以提供各种实施例，包括(但不限于)：

在实施例中，所述RAN实体被配置为：

-接收包含控制信息的寻呼请求消息，所述控制信息使得所述CN实体能够影响由所述RAN实体用于所述寻呼的无线传输资源的消耗；

-在考虑所述控制信息的情况下确定用于所述寻呼的传输资源。

在实施例中：

-所述控制信息包括布尔信息，其指示允许/推荐以精简传输资源进行寻呼，或者不推荐以精简传输资源进行寻呼。

在实施例中，所述RAN实体被配置为：

-在寻呼重发的情况下，在向所述RAN实体发送的用于寻呼所述UE的连续寻呼请求消息中提供所述控制信息，以影响所述RAN实体在每个寻呼重发期间对无线传输资源的消耗。

在实施例中，所述RAN实体被配置为：

-在所述寻呼请求消息中接收附加控制信息，所述附加控制信息使得所述CN实体能够控制用于所述寻呼的寻呼区域宽度。

其它方面涉及一种用于在移动网络中通过优化的无线传输资源进行寻呼的方法，所述方法包括由以此方式所配置的CN实体和RAN实体中的至少一个执行的至少一个步骤。

本领域的技术人员将容易认识到，各种上述方法的步骤可以由编程计算机执行。在本文中，一些实施例还旨在涵盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，其是机器或计算机可读的并且对机器可执行或计算机可执行指令程序进行编码，其中所述指令执行上述方法中步骤的一部分或全部。程序存储设备例如可以是数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。这些实施例还旨在涵盖被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。

Claims (6)

1.一种核心网络CN实体，诸如移动性管理实体MME，其能够向诸如eNodeB的无线接入网RAN实体发送诸如S1寻呼消息的寻呼请求消息，以用于根据寻呼重发方案来寻呼用户设备UE，所述CN实体被配置为：

-在寻呼请求消息中包括：

·寻呼尝试计数，其在每次寻呼尝试时按1递增；

·预期寻呼尝试次数；

·推荐寻呼区域；

·所述推荐寻呼区域的宽度是否在下一次寻呼尝试时相同的指示。

2.根据权利要求1所述的核心网络实体，其中：

-推荐寻呼区域包括以下中的一个：推荐小区列表、跟踪区域TA列表。

3.一种无线接入网RAN实体，诸如eNodeB，其能够从诸如移动性管理实体MME的核心网络实体接收诸如S1寻呼消息的寻呼请求消息，以用于根据寻呼重发方案寻呼用户设备UE，所述RAN实体被配置为：

在寻呼请求消息中接收：

·寻呼尝试计数，其在每次寻呼尝试时按1递增；

·预期寻呼尝试次数；

·推荐寻呼区域；

·所述推荐寻呼区域的宽度是否在下一次寻呼尝试时相同的指示。

4.根据权利要求3所述的RAN实体，其中：

-推荐寻呼区域包括以下中的一个：推荐小区列表、跟踪区域TA列表。

5.根据权利要求3或4所述的RAN实体，被配置为：

-如果所述指示表明所述寻呼区域的宽度在所述下一次寻呼尝试时相同，则执行寻呼优化。

6.一种用于寻呼优化的方法，包括由根据权利要求1至5中任一项所配置的核心网络CN实体和无线接入网RAN实体中的至少一个执行的至少一个步骤。