CN110036675B - 基于切片的跟踪区域 - Google Patents

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Abstract

一种用于优化用户设备(UE)的跟踪区域的方法，所述方法在移动网络中实现并且包括：将网络切片定义为UE类型的函数，其中，移动网络中的UE根据UE类型与网络切片相关联，根据网络切片，将网络切片特定跟踪区域定义为一个或多个移动基站的组；在接收移动基站处从一个或多个移动基站中接收来自UE中的给定UE的信号，以及在网络切片特定跟踪区域中寻呼网络切片特定跟踪区域中的给定UE，其中，接收移动基站位于网络切片特定跟踪区域中，并且给定UE根据UE类型中的关联UE类型与网络切片特定跟踪区域相关联。

Description

基于切片的跟踪区域
技术领域
本发明一般地涉及移动网络中网络切片(slice)的跟踪区域的定义。
背景技术
跟踪区域(TA)是移动网络内的逻辑服务区域。通常根据参与单元的列表来定义TA，其中根据地理和/或移动性相关/交互因子将单元分组为TA。移动网络使用TA来减少与用户设备(UE)的不必要的信令交互。当处于空闲状态时，UE仅在其进入/离开跟踪区域时发信号。然后，UE保持在空闲状态，直到移动网络在整个TA(即，TA中的每个单元)中寻呼或者当UE发起呼叫/会话时。采用基于TA的寻呼技术是为了减少总体消耗带宽和电池资源，同时可能降低唤醒页的成本；在整个TA中对所需页的广播通常比对单个单元使用连续轮询更节省资源。
发明内容
一种用于优化用户设备(UE)的跟踪区域的方法，该方法在移动网络中实现，并且包括：将网络切片定义为UE类型的函数，其中，移动网络中的UE根据UE类型与网络切片相关联，根据网络切片，将网络切片特定跟踪区域定义为一个或多个移动基站的组；在一个或多个移动基站中的接收移动基站处接收来自UE中的给定UE的信号，并在网络切片跟踪区域中的网络切片特定跟踪区域中寻呼给定UE，其中，该接收移动基站位于网络切片特定跟踪区域中，并且给定UE根据UE类型中的关联UE类型与网络切片跟踪区域相关联。
一种用于优化用户设备(UE)的跟踪区域的方法，所述方法在移动网络中实现并且包括：将跟踪区域的多个版本定义为一个或多个移动基站的组，根据时间条件，从多个版本中确定时间相关跟踪区域，在一个或多个移动基站中的接收移动基站处接收来自给定UE的信号，并在时间相关跟踪区域中寻呼给定UE，其中接收移动基站位于时间相关跟踪区域中。
一种移动基站包括：天线；收发器，用于通过所述天线与用户设备(UE)通信；处理器；和移动控制应用程序，由所述处理器执行并且用于：当与所述移动基站通信时，向所述UE提供与所述移动基站相关联的至少两个跟踪区域列表中的至少一个相关跟踪区域列表。
附图说明
结合附图，从以下详细描述中将更全面地理解和领会本公开的实施例，其中：
图1是根据本文描述的实施例配置和操作的基于切片的跟踪区域网络的图示；
图2是图1的网络的替代配置的图示；以及
图3是图1和图2的网络中的示例性eNodeB的框图。
具体实施方式
应当理解的是，TA规划通常是以单元为中心的，其中，从基于单元的负载和覆盖度量的统计角度将网络划分为TA。因此，在长期演进(LTE)网络中，TA被定义为演进节点B(eNodeB)的组，其中，TA内移动转换概率相对较高，TA间UE转换概率相对较低。这种以eNodeB为中心的方法有效地基于如下假设，即，由同一网络服务的所有UE具有通常统一的“移动配置文件”(即，典型的移动行为)。
然而，应当理解的是，在现代移动网络中，UE的移动配置文件可能不一定被假设为是统一的。例如，手持电话往往是移动的，而电子健康(eHealth)或安全设备通常是静止的。此外，可以预期嵌入到自动工业运输平台中的物联网(IoT)UE的移动不同于手持移动电话的移动。因此，应当理解的是，对于一种类型的设备有效地建立TA，对于另一种类型可能效率较低。
现在参考图1，图1是根据本文描述的实施例配置和操作的基于切片的跟踪区域网络100的示意图。网络100包括组织为跟踪区域10A和10B的eNodeB 20和eNodeB 30。eNodeB30布置在火车轨道45附近，当自动轨道车40前进通过跟踪区域10A和10B时，自动轨道车40在该火车轨道45上行驶。跟踪区域10A和10B表示典型的以eNodeB为中心的跟踪区域，其可以用于根据需要寻呼UE。例如，假设针对网络100中的所有UE具有统一的寻呼配置文件，在针对位于跟踪区域10A中的任何位置的空闲状态UE的呼入/会话的情况下，网络100可以寻呼跟踪区域10A中的所有eNodeB 20和30。
应当理解的是，将网络100描绘为具有eNodeB 20和30的LTE网络可以是示例性的。本文描述的实施例可以支持在任何移动网络的环境中实现，该移动网络采用用于移动基站组的跟踪区域来寻呼空闲UE。具体地，本文描述的用于LTE跟踪区域的方法也可以以与全球移动通信系统(GSM)位置区域和通用移动通信系统(UMTS)路由区域大致相同的方式实现。类似地，应当理解的是，在LTE实施方式中，除了eNodeB之外或代替eNodeB，可以以类似的方式采用家庭eNodeB(HeNB)。
根据图1的示例性实施例，自动轨道车40可以至少部分地由与网络100通信的嵌入式IoT UE控制。当自动轨道车40沿着火车轨道45前进时，它可以通过eNodeB 30A、30B、30C、30D和30E的覆盖区域，其都位于跟踪区域10A中。应当理解的是，火车轨道45的位置有效地防止自动轨道车40进入跟踪区域10A中的eNodeB 20的覆盖区域。因此，应当理解的是，在自动轨道车40的呼入/会话的情况下，使用统一的寻呼配置文件可能是低效的。触发所有跟踪区域10A中的寻呼，即使自动轨道车40可能不是在寻呼eNodeB 20附近，将浪费资源。
类似地，应当理解的是，当自动轨道车40前进到跟踪区域10A的边缘时，可能浪费额外的资源。例如，如图1所示，eNodeB 30E位于跟踪区域10A和10B中。如果自动轨道车40在eNodeB 30E附近进入空闲状态，则后续寻呼可能被发送到跟踪区域10A和10B，即使自动轨道车40可能永远不会进入任何所涉及的eNodeB 20的覆盖区域。在某些情况下，也可能发生乒乓效应，这也可能导致额外的寻呼开销。例如，如果火车轨道45沿着跟踪区域10A和10B之间的边界前进，则自动轨道车40可以在其移入和移出两个跟踪区域10时发送重复的更新。
根据本文描述的实施例，可以基于每个网络切片配置跟踪区域，从而适应不同类型的UE的不同移动配置文件。每个网络切片可以表示为网络100上的一种类型的UE提供的网络服务。例如，可以为诸如自动轨道车40的IoT传输设备定义网络切片。可以基于通常由自动轨道车40通过先前使用的跟踪区域10所经过的实际路线来定义用于IoT传输设备网络切片的跟踪区域50。
如图1所示，跟踪区域50包括eNodeB 30。虽然手持移动电话在空闲状态下从eNodeB 30A移动到eNodeB 30G可能相对不太可能，但是由于火车轨道45的布局，自动轨道车40可能很可能这样做。
因此，网络100可以根据需要使用跟踪区域50来寻呼自动轨道车40。类似地，网络100可以使用跟踪区域10A和10B来寻呼手持移动电话，手持移动电话的移动通常比自动轨道车40更少受约束且更不可预测。
应当理解的是，跟踪区域10和跟踪区域50可以在某种程度上交叠。例如，eNodeB30E、30F、30G、30H和30I可以与跟踪区域10B和跟踪区域50相关联。然而，存在与跟踪区域10B相关联但与跟踪区域50不相关联的eNodeB 20。类似地，eNodeB 30A、30B、30C、30D与跟踪区域50相关联，但与跟踪区域10B不相关联。
应当理解的是，本文描述的实施例也支持附加跟踪区域的配置。例如，每个单独的eNodeB 20或30可以被配置为用于相对静态的IoT设备(例如，通常是静止的电子健康或安全设备)的单独的跟踪区域。
类似地，应当理解的是，不同的网络切片可以具有不同的寻呼配置文件。例如，可以频繁地寻呼安全设备以确保其正常运行并且未被篡改。电子健康设备或火灾探测设备也可以被分配比其他类型更短的定时器。类似地，分离静止定时器(detach inactivitytimer)可以为不同的网络切片分配不同的值。
可以基于各种输入，为每个网络切片自动地和/或手动地生成表示哪个eNodeB 20和/或30属于给定跟踪区域10或50的跟踪区域单元列表。
例如，可以基于每个网络切片使用网络100中的实际信令事件的历史统计来生成跟踪区域。这种信令事件可以包括在特定单元中发生的实际寻呼响应。特定单元之间的切换历史也可以至少部分地用于定义跟踪区域。例如，如果给定的eNodeB 20历史上相对于第二eNodeB 20具有较高的切换速率，即，UE经常从给定的eNodeB 20传递到第二eNodeB 20，则两个eNodeB可以被分组到同一跟踪区域中。相反，在两个eNodeB 20之间存在相对较少的切换，它们可以被分配给不同的跟踪区域。
与网络切片相关联的UE的特定设备类型也可以是生成跟踪区域单元列表的因素。例如，如上所述，相对较大的跟踪区域可以更好地服务具有相对高移动性的设备。而较小的跟踪区域可以更好地服务静止设备，甚至仅包括单个eNodeB 20或30。
寻呼成功率也可以是维护跟踪区域单元列表的因素。例如，基于上文讨论的考虑因素，可以将eNodeB 30D添加到用于跟踪区域10B的跟踪区域单元列表中。基于观察到的对其寻呼成功率的影响，可以将添加的单元(即，eNodeB 30D)保持在跟踪区域10B中(或从跟踪区域10B移除)，即，如果成功率上升，则eNodeB 30D可以保持在跟踪区域10A中；否则，它可能会被移除。类似地，基于在跟踪区域10内观察到的其寻呼成功率，eNodeB 30E可以从10A或10B中的任一个或两者中移除。
应当理解的是，可以定期再生跟踪区域。根据本文描述的实施例，这种周期性再生的频率可以至少部分地是给定网络切片的移动配置文件的函数。替代地或另外地，可以响应于检测到的与相关联的网络切片相关联的设备的移动模式的变化，再生跟踪区域。
根据本文描述的实施例，可以将一个网络切片指定为UE类型的默认网络切片，这些UE类型是未识别的和/或在其他方面与特定网络切片没有特定关联的。
一旦定义，跟踪区域将在网络100的主移动信令节点(例如，LTE网络中的移动管理实体(MME))中更新。然后，MME将针对从特定UE的服务网关(例如，思科服务网关)接收到的每个下行链路数据通知(DDN)进行域名系统(DNS)查询，并根据其关联的跟踪区域对特定UE进行寻呼。
在操作中，当UE驻留在新单元(例如，eNodeB 20或30)上时，UE必须检查新单元是否属于与先前单元相同的跟踪区域。根据本文描述的实施例，可以使用两种不同技术中的任一种来向UE提供用于单元的基于切片的跟踪区域(即，与UE的网络切片相关的跟踪区域)的跟踪区域代码(TAC)。如果每个单元的跟踪区域数量相对较少，则单元可以广播每个相关的跟踪区域列表。应当理解的是，UE可以定期发起与MME的通信，例如，网络附加请求或跟踪区域更新请求。作为响应，MME可以基于查找查询(例如，如上所述的DNS查询)向UE提供其相关网络切片的指示。UE可以是可操作的，以使用该提供的指示来基于广播的跟踪区域列表以确定使用哪个TAC。在LTE网络中，专用核心网络(DECOR)可以用于识别给定UE所属的网络切片。
或者，在某些事件(例如，网络附加请求或跟踪区域更新请求)之后，单元可以以单播方式将等效信息传送到UE。响应于这样的请求，MME可以向单元提供相关网络切片的指示，然后单元可以利用关于每个UE的相关网络切片的跟踪区域列表的信息来响应UE。
现在参考图2，图2是网络100的替代配置的图示说明，在本文中标记为网络200。类似的附图标记表示图1中的类似元件。代替如图1中的自动轨道车40和火车轨道45，网络200包括汽车41和公路46。例如，汽车41可以安装有车载电话设备，使得其可以被限制为沿着道路(例如，公路46)移动。网络200还包括跟踪区域10C，跟踪区域10C可以经配置为向与跟踪区域10A和10B相同的网络切片提供服务。除了与跟踪区域10A和10B共享的eNodeB 20和30之外，跟踪区域10C包括eNodeB 21。
根据本文描述的实施例，除了网络切片之外或代替网络切片，可以按照各种时间因素来区分跟踪区域。例如，可以根据当日的时间和/或汽车41最近如何向网络发信号来调整跟踪区域50。应当理解的是，汽车41的速度(并且因此信号设备的运动)可以是当日的时间的函数。例如，在高峰期间，汽车41通常可以沿着公路46比在午夜时更慢地移动。因此，可以针对当日的不同时间重新定义跟踪区域50的配置。
例如，在高峰期间，跟踪区域50可以被重新定义为两个不同的跟踪区域，其中eNodeB 30A、30B、30C、30D和30E可以在一个跟踪区域中，并且eNodeB 30E、30F、30G、30H和30I可以在第二个跟踪区域中。
类似地，跟踪区域的大小可以是从UE接收到的最新信号的位置和时间的函数。例如，跟踪区域50可以被定义为符合从西向东的10英里长的公路(例如，公路46)。如果汽车41在上午10:00发出信号表示它处于延伸的开始处时(例如，在eNodeB 30A的覆盖区域中)，则可能没有必要在一分钟之后对所有跟踪区域50进行寻呼以用于呼入/会话(因为期望汽车41在那时超过一英里或两英里可能是不合理的)。因此，可以定义跟踪区域50的子集，例如eNodeB 30A、30B、30C和30D，以适应汽车41的预期位置并节省跟踪区域50的其余部分中的资源。类似地，例如，如果跟踪区域10A、10B和10C代表非住宅工业区，在白天和夜晚期间，单元交通模式可能明显不同。由于在夜间可以预期明显较少的交通，因此将跟踪区域10A、10B和10C组合成单个跟踪区域11可能是有利的，该跟踪区域11还包括不由跟踪区域10服务的附加eNodeB 22。
跟踪区域也可以季节性调整，以适应季节性使用模式。例如，在度假区域，移动使用模式在旅游季节期间变化。在这种情况下，跟踪区域10A、10B和10C可以表示旅游季节的跟踪区域，而跟踪区域11可以表示淡季的跟踪区域。
还可以针对特定和/或重复事件来调整跟踪区域。例如，eNodeB 30I可以为棒球场提供覆盖。应当理解的是，如果在棒球比赛开始时UE(例如，移动手持电话)位于棒球场的区域中，则可能以相对较小的移动在那里保持另外几个小时。因此，基于时间的跟踪区域可以被定义包括一段时间的eNodeB 30I，该一段时间对应于预定棒球比赛。然而，在当日的剩余时间期间，eNodeB 30I可能不与基于时间的跟踪区域相关联。应当理解的是，事件时间表可以是可用的，以便适当地规划这种基于时间的跟踪区域的实现。
跟踪区域还可以被配置为根据当前条件进行动态调整。例如，移动运营商可以从外部源接收公路46的实时交通更新，并基于当前交通状况调整跟踪区域50的大小。替代地或另外地，移动运营商可以基于跟踪区域进入/退出信号之间经过的时间和/或正在进行的呼叫/会话的手机信号塔权衡来内部确定当前交通状况。
现在还参考图3，图3是根据本文描述的实施例构造和操作的示例性eNodeB 20的框图。应当理解的是，eNodeB 21、22和30可以类似地被配置为eNodeB 20。eNodeB 20包括处理器23、收发器24、天线25和移动控制应用26。移动控制应用26可以实现为软件应用和/或硬件组件，并且可由处理器23执行以便在eNodeB 20的覆盖区域中使用UE进行寻呼和信令操作。处理器23还根据由移动控制应用26提供的指令对收发器24和天线25进行操作，以支持使用UE进行寻呼/信令。
根据本文描述的实施例，移动控制应用26包括跟踪区域控制27。跟踪区域控制27可实现为软件应用和/或硬件组件，其可以实现为移动控制应用26的集成组件或者实现为与移动控制应用26通信的独立模块。跟踪区域控制27被配置为采用跟踪列表28以支持本文描述的用于在移动网络中提供基于切片和/或基于时间的跟踪区域的方法。
应当理解的是，本文描述的方法可以为不同类型的UE(包括IoT设备)提供用于减少信令开销(例如，用于寻呼和/或轮询的网络带宽和/或UE电池)的最优跟踪区域。类似地，应当理解的是，响应于部署的IoT设备数量的不断增加，eNodeB的致密化趋势可以加剧这种减少信令开销的影响。
应当理解的是，如果需要，本公开的实施例的软件组件可以以ROM(只读存储器)形式实现。如果需要，软件组件通常可以使用传统技术以硬件实现。还应理解的是，软件组件可以被实例化为例如：非暂时性计算机可读介质、计算机程序产品和/或承载计算机可读指令的有形介质，计算机可读指令在由一个或多个处理器执行时使得一个或多个处理器执行本文描述的方法。在一些情况下，可以将软件组件实例化为由适当的计算机可解释的信号，但是在本公开的某些实施例中可以排除这样的实例化。
应当理解的是，为了清楚起见，在单独的实施例的上下文中描述的本公开的实施例的各种特征也可以在单个实施例中以组合提供。相反地，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本公开的实施例的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供。
本领域技术人员将理解的是，本公开的实施例不限于上文特别示出和描述的内容。相反地，本公开的实施例的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种用于优化用户设备UE的跟踪区域的方法，所述方法在移动网络中实现并且包括：
将网络切片定义为UE类型的函数，其中，所述移动网络中的UE根据所述UE类型与所述网络切片相关联；
根据所述网络切片，将网络切片特定跟踪区域定义为一个或多个移动基站的组；
在所述一个或多个移动基站中的接收移动基站处接收来自所述UE中的给定UE的信号；以及
在所述网络切片特定跟踪区域中的一个网络切片特定跟踪区域中寻呼所述给定UE，其中，所述接收移动基站位于所述一个网络切片特定跟踪区域中，并且所述给定UE根据所述UE类型中的关联UE类型与所述一个网络切片特定跟踪区域相关联；并且其中，
基于先前使用的跟踪区域所经过的实际路线来定义用于网络切片的跟踪区域；以及
根据时间条件，对所述用于网络切片的跟踪区域进行重新定义。
2.根据权利要求1所述的方法，并且其中，所述定义网络切片特定跟踪区域包括：
将所述接收移动基站添加到所述网络切片特定跟踪区域中的不同网络切片特定跟踪区域，其中，所述不同网络切片特定跟踪区域与所述UE类型中的不同UE类型相关联。
3.根据权利要求1或2所述的方法，并且其中，所述UE类型是手持移动电话。
4.根据权利要求1或2所述的方法，并且其中，所述UE类型是物联网IoT传输设备。
5.根据权利要求1或2所述的方法，并且其中，所述UE类型是静止IoT设备。
6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
由所述一个或多个移动基站广播网络切片特定跟踪区域列表，其中，所述网络切片特定跟踪区域列表包括所述网络切片特定跟踪区域中的每一个的与广播移动基站相关联的所述组的列表。
7.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
从所述给定UE接收网络附加请求或跟踪区域更新请求；
在单播中向所述给定UE提供网络切片特定跟踪区域列表，其中，所述网络切片特定跟踪区域列表包括关于所述一个网络切片特定跟踪区域中的所述一个或多个移动基站中的每一个的指示。
8.根据权利要求1或2所述的方法，并且其中，所述移动网络是长期演进LTE网络，并且所述一个或多个移动基站中的每一个是演进节点BeNodeB或家庭eNodeB HeNB。
9.根据权利要求1所述的方法，并且其中，所述时间条件为以下项中的至少一项：当日时间、日期或季节。
10.根据权利要求1所述的方法，并且其中，所述时间条件是实时汽车交通状况。
11.一种承载计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读指令在由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行前述权利要求中任一项所述的方法。
12.一种移动基站，包括：
天线；
收发器，用于通过所述天线与用户设备UE通信；
处理器；以及
移动控制应用，由所述处理器执行并且用于：
当与所述移动基站通信时，向所述UE提供至少两个跟踪区域列表中与所述移动基站相关联的至少一个相关跟踪区域列表，并且其中，
所述相关跟踪区域列表与网络切片相关联，并且移动网络中的所述UE根据UE类型与所述网络切片相关联。
13.根据权利要求12所述的移动基站，并且其中，所述网络切片与所述UE的移动特性相关联。
14.根据权利要求12所述的移动基站，并且其中，所述相关跟踪区域列表与当前时间条件相关联。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的移动基站，并且其中，所述移动网络是长期演进LTE网络，并且所述移动基站是演进节点B eNodeB或家庭eNodeB HeNB。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的移动基站，并且其中，所述UE是手持移动电话或物联网IoT设备。
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