DE60225645T2

DE60225645T2 - Verfahren und zugehörendes Gerät zur verteilten dynamischen Funkrufzonengruppierung in einem heterogenen Zugangsnetz

Info

Publication number: DE60225645T2
Application number: DE60225645T
Authority: DE
Inventors: Daichi Menlo Park Funato; Atsushi Takeshita
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: DE60236630D1; EP1301052A2; JP3797553B2; EP1301052A3; JP2003143643A; EP1301052B1; US20030143999A1; US7937096B2; DE60225645D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Funkkommunikationssysteme. Die Erfindung ist auf ein Verfahren und einen zugehörigen Apparat für eine verteilte dynamische Paging-Gebiet-Cluster-Bildung unter heterogenen Zugriffsnetzwerken anwendbar.
Da sich die Drahtlos-Technologie und das Internet kommerziell entwickelt haben, wird der mobile Internet-Zugriff global immer populärer. In dem sich entwickelnden Drahtlossystem der dritten Generation und der vierten Generation (3G bzw. 4G) werden die Drahtlos-Technologie und die Internet-Technologie zusammen kombiniert werden. In solchen Systemen kann sich ein mobiler Host frei um eine Region bewegen, während er einen Funkkontakt mit einer Basisstation oder einem anderen Zugriffspunkt einer festen Infrastruktur aufrecht erhält. Jede Basisstation eines Netzwerks dient mobilen Hosts in einem geographischen Gebiet, das die Basisstation umgibt. Wenn sich der mobile Host bewegt, wird die Kommunikation mit dem mobilen Host von einer Basisstation an eine andere abgegeben. Forschungs- und Standardisierungsbestrebungen finden aktuell mit einem Ziel der Integration von Zellulartechnologien und Internet-Technologien statt. Die Paging-Technologie ist eine solche Technologie.
Die Paging-Technologie partitioniert sämtliche Zellen in einem Zellularsystem in einige unterschiedliche Gebiete, die Paging-Gebiete genannt werden. Ein mobiler Host, der entlang dieser Paging-Gebiete reist, muss sich an einem neuen Ort registrieren, immer wenn er sich von einem Paging-Gebiet zu einem anderen bewegt. Wenn der mobile Host innerhalb eines Paging-Gebietes ist, ist sein exakter Ort dem System unbekannt. Wenn ein Anruf ankommt, wird als eine Ergebnis der exakte Ort des angerufenen MH mittels Senden einer Paging-Nachricht an sämtliche Zellen des Paging-Gebiets des MH bestimmt. Die Paging-Technologie hat sich als sehr wirksam erwiesen, um den Leistungsverbrauch bei dem mobilen Host zu reduzieren.
Die Paging-Technologie wird verwendet, um einen mobilen Host (MH), der in einem Schlummermodus ist, zu verfolgen bzw. im Auge zu behalten. Der mobile Host tritt in den Schlummermodus, wenn er nicht aktiv kommuniziert, um Batterieleistung zu sparen. während er in dem Schlummermodus ist, ist ein MH jedoch fähig zum Empfangen eines Signals von einem Zugriffspunkt in der Nähe, und berichtet ihm einen Gebiets-Identifizierer (ID), der das Paging-Gebiet angibt, in welchem der MH reist. Das Paging-Gebiet ist das Teilstück eines Netzwerks oder Systems, an welches ein für einen bestimmten MH beabsichtigtes Paging-Signal ausgesendet wird. Während der MH von einem Paging-Gebiet zu einem anderen reist, kann der MH erkennen, ob und wann er die Grenze zwischen Paging-Gebieten kreuzt und ein anderes Paging-Gebiet betritt, weil er beginnt, ein unterschiedliches Gebiets-ID-Signal beim überqueren der Grenze zu empfangen. Beim Empfang des unterschiedlichen Gebiets-ID-Signals wacht der MH aus dem Schlummermodus zu einem Aktivmodus auf und sendet ein Signal, um sich bei dem neuen Paging-Gebiet zu registrieren.
In 3G- und 4G-Drahtlossystemen wird angenommen, dass der Backbone ein Internetprotokoll-(IP, Internet protocol)Netzwerk ist. IP ist ein standardisiertes Kommunikationsformat, das für sowohl drahtlose als auch für drahtgebundene Kommunikationssysteme oder Kombinationen der zwei anwendbar ist. Ein IP-basiertes Paging-Protokoll ist für 3G- und 4G-Drahtlossysteme erforderlich.
Eine Herausforderung bei der Entwicklung der IP-Paging-Technologie ist die Zuweisung von Paging-Gebieten. Beim Definieren und Arrangieren oder Konfigurieren von Paging-Gebieten sind zwei Problemstellungen identifiziert worden. Die erste Problemstellung richtet sich auf die Größe des Paging-Gebiets. Jedes Paging-Gebiet ist größenmäßig festgelegt, um relativ groß zu sein, so dass signifikante Netzwerk-Ressourcen für in diesem Gebiet durchgeführte Paging-Operationen abgezweigt werden müssen. Ein Paging-Signal muss ausgiebig ausgesendet werden, um das große Gebiet abzudecken, um nur einen MH zu orten. Wenn jedes Paging-Gebiet relativ klein definiert ist, wird eine signifikante Energiemenge in dem MH verwendet werden, um auf Paging-Signale zu reagieren. Wenn Paging-Gebiete relativ klein definiert sind, wird der MH häufig eine Grenze zwischen zwei benachbarten Paging-Gebieten überqueren. Jedesmal, wenn der MH eine Grenze überquert, muss er aufwachen und sich bei einem neuen Gebiet registrieren, was die Batterieleistung vergeudet.
Die Patentanmeldung WO 94/16529 offenbart ein Verfahren zum Reduzieren eines Steuerkanalverkehrs in einem Funkkommunikationsschema, das Paging-Gebiete definiert. Aufzeichnungselemente, die ein Paging-Gebiet identifizieren, werden durch eine Mobileinheit abgerufen, die dann bestimmt, ob oder nicht sie sich erneut zu registrieren braucht, jedes Mal wenn sie von einem Ort zum anderen reist.
US-Patent US 5 875 400 offenbart ein Kommunikationssystem für einen zellularen mobilen Zugriff, in dem eine Mobileinheit ihren Ort bei Intervallen registriert und ihr Registrierungsverlauf zum Vorhersagen einer wahrscheinlichen Gruppen von Zellen verwendet wird, innerhalb welcher das Mobilendgerät sich befinden kann.
Die andere Problemstellung beim größenmäßigen Festlegen von Paging-Gebieten ist die Überlappung von Paging-Gebieten. In aktuellen Kommunikationssystemen darf jedes Paging-Gebiet eine begrenzte Anzahl von Gebiets-IDs haben (üblicherweise eine Gebiets-ID). Manche Anordnungen bzw. Einrichtungen werden zum dynamischen Definieren und Anordnen bzw. Einrichten von Paging-Gebieten unter dieser Randbedingung hinsichtlich der Anzahl von Gebiets-IDs benötigt, die jedes Paging-Gebiet haben darf.
Ein großer Teil der existierenden Forschung ist darauf gerichtet worden, wie ein zweckgemäßes Paging-Gebiet konstruiert werden kann. In einer Quellenangabe wird vorgeschlagen, ein individuelles Ortsgebietskonzept zu verwenden, das einen mobilen Benutzer mit unterschiedlichen Mobilitäts- und Anrufeigenschaften unterschiedlich behandelt, um die durchschnittlichen Signalisierungskosten der Mobilitätsverwaltung zu reduzieren. Auf Grundlage dieses Konzepts sind einige Ansätze, wie beispielsweise eine zeitbasierte Strategie und eine profilbasierte Strategie, für die Zellular-Paging-Systeme vorgeschlagen worden. Jedoch ist diese Forschung auf den Entwurf eines statischen Paging-Gebiets gerichtet gewesen, was bedeutet, dass die Paging-Gebiets-Konstruktion immer fest sein wird. Jedoch zeigen Simulationsergebnisse, dass solch ein fester Paging-Gebiets-Entwurf unter vielen Umständen zu hohen Paging-Kosten führen wird. Dieses ist so, weil der Benutzerverkehr zeitlich variiert; ein statisches Paging-Gebiet kann nicht fähig sein, das Verkehrsmuster gut abzudecken, so dass die Ortsaktualisierungskosten signifikant zunehmen.
Die aktuelle Paging-Technologie verwendet im Allgemeinen feste Paging-Gebiete. Paging-Gebiete werden manuell definiert und eingerichtet, und einmal definiert und eingerichtet werden sie selten geändert. Diese manuell definierten Paging-Gebiete sind somit unflexibel und können sich nicht selbst an Änderungen im Kommunikationsverkehr anpassen. Da Paging-Gebiete manuell definiert werden, sind außerdem menschliche Fehler unvermeidbar. Manche Vorschläge sind hinsichtlich einer dynamischen Konfiguration von Paging-Gebieten getätigt worden, aber diese Vorschläge erlauben eine unbegrenze Überlappung von Gebiets-IDs. Bei diesen Vorschlägen berechnet und formt jeder MH seine optimale Paging-Gebiets-Größe gemäß dem Verkehr und Bewegungen dynamisch. Selbstverständlich überlappt jedes Paging-Gebiet in diesen individuellen Paging-Schemas.
Es ist viel Forschung auf die Optimierung einer Paging-Gebiets-Konfiguration gerichtet worden, so dass die Gesamt-Paging-Kosten minimiert werden können. Die gesamten Paging-Kosten für das System kommen von zwei Teilen, Ortsaktualisierungskosten und Paging-Kosten. Die Ortsaktualisierungskosten sind die zum Aktualisieren des Benutzerortes verwendeten Ressourcen, wenn der Benutzer sich in ein neues Paging-Gebiet bewegt. Die Paging-Kosten sind die zum Senden von Nachrichten an den Benutzer innerhalb jedes Paging-Gebiets verwendeten Ressourcen. Ein sauber entworfenes Paging-Gebiet sollte zur Minimierung der Gesamt-Paging-Kosten fähig sein.
Es ist ein Algorithmus zur dynamischen Paging-Gebiets-Konstruktion vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist ein dynamisches Verfahren zum Konfigurieren von Größen und Formen von Paging-Gebieten zusammen mit einem individuellen Ort vorgeschlagen worden. Jedoch ist es schwierig, eine Ortsgebietsüberlappung in dem vorgeschlagenen Verfahren zu steuern. Die Paging-Gebiets-Überlappung muss in den meisten Zellularsystemen gesteuert werden, wie beispielsweise dem Personal Digital Cellular (PDC) System in Japan, dem Global System for Mobile Communication (GSM) und W-CDMA (wideband code division multiple access) Systemen. Diese Drahtlossysteme sind zum Ausstrahlen einer limitierten Anzahl von Paging-Gebiets-IDs pro Basisstation zu einer Zeit entworfen. Als ein Ergebnis kann eine Basisstation nicht gleichzeitig zu vielen Ortsgebieten gehören.
Demgemäß gibt es einen Bedarf für ein verbessertes Verfahren und einen Apparat zur Paging-Gebiets-Konstruktion.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt zum Betreiben eines mobilen Hosts für eine dynamische Paging-Gebiet-Cluster-Bildung auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die vielfachen Paging- Gebieten entspricht bzw. zugeordnet ist, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, in einem Telekommunikationssystem, und auf Grundlage von Bewegungsberichten, die von mobilen Hosts empfangen sind, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen, bei dem mobilen Host, einer Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation und Ortsinformation, die die Basisstation der Zelle identifiziert, in der der mobile Host sich aktuell befindet; Übertragen eines Bewegungsberichts von dem mobilen Host an einen Zugriffspunkt des Telekommunikationssystems, wenn der mobile Host in einen Schlummermodus oder einen Aktivmodus tritt, um die aktuelle Ortsinformation des mobilen Hosts zu registrieren; und, beim Erfassen einer Änderung einer Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation, die durch den mobilen Host im Schlummermodus empfangen ist, Übertragen eines Bewegungsberichts, der die letzte vorherige empfangene Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation und Ortsinformation enthält, an einen neuen Zugriffspunkt des Telekommunikationssystems als Teil der dynamischen Paging-Gebiet-Cluster-Bildung, die Paging-Gebiete involviert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt zum Betreiben eines Last-Hop-Routers bzw. Letzter-Sprung-Routers in einem Telekommunikationssystem, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bewegungsberichten über mobile Hosts in dem Telekommunikationssystem von wenigstens einem Zugriffspunkt in dem Telekommunikationssystem; und auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die mehrfachen Paging-Gebieten entspricht bzw. zugeordnet ist und aus den Bewegungsberichten abgeleitet ist, Bestimmen einer dynamischen Cluster-Bildung von Paging-Gebieten, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, in dem Telekommunikationssystem.
Ferner kann ein Verfahren zur Cluster-Bildung von Paging-Gebieten in einem Last-Hop-Router in einem Telekommunikationssystem bereitgestellt sein, wobei das Verfahren ferner umfasst: Speichern einer Wahrscheinlichkeitsinformation über einen vergangenen Bewegungsverkehr von mobilen Hosts in dem Telekommunikationssystem; Kombinieren einer Wahrscheinlichkeitsinformation über mobile Hosts, die ein Paging-Gebiet des Telekommunikationssystems betreten; auf Grundlage der kombinierte Wahrscheinlichkeitsinformation, Kombinieren von Paging-Gebieten des Telekommunikationssystems.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Last-Hop-Router bereitgestellt, der konfiguriert ist zur Verwendung in einem Telekommunikationssystem, wobei der Last-Hop-Router umfasst: einen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten, der angeordnet ist zum Empfangen von Bewegungsberichten von mobilen Hosts in dem Telekommunikationssystem, zum Bestimmen einer dynamischen Cluster-Bildung von Paging-Gebieten auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die mehrfachen Paging-Gebieten entspricht bzw. zugeordnet ist, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, und die aus den Bewegungsberichten abgeleitet ist, und zum Senden von Paging-Nachrichten an lokale Paging-Agenten-Cluster, um den mobilen Host zu pagen; einen Schlummerüberwachungsagenten, der angeordnet ist zum Erfassen einer Lieferung von Paketen, die an einen mobilen Host adressiert sind, im Schlummermodus, und zum Aktivieren des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten, um eine Paging-Nachricht an die lokalen Paging-Agenten-Cluster zu senden, um den mobilen Host zu pagen; und einen lokalen Paging-Agenten, der angeordnet ist zum Senden von Paging-Signalen an mobile Hosts, die ein Paging-Gebiet identifizieren, das mit dem Last-Hop-Router verknüpft ist.
Gemäß einem vierten Aspekt ist eine Datenstruktur bereitgestellt für eine dynamische Paging-Gebiet-Cluster-Bildung auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die mehrfachen Paging-Gebieten entspricht bzw. zugeordnet ist, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, die auf einem Datenspeicherungsmedium speicherbar ist, wobei die Datenstruktur umfasst: eine Vielzahl von Datenelementen, die Bewegungen von mobilen Hosts in einem Telekommunikationssystem darstellen, wobei die Datenelemente Wahrscheinlichkeiten einer Bewegung eines mobilen Hosts auf Grundlage berichteter Bewegungen eines mobilen Hosts sind.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung, und um zu zeigen, wie diese umgesetzt werden kann, wird nun beispielhaft auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen.
1–6 sind Blockdiagramme vielfältiger Ausführungsformen eines Funkkommunikationsnetzwerks.
7 und 8 sind Blockdiagramme, die eine Rekonfiguration bzw. Umgestaltung von Paging-Gebieten in einem Funkkommunikationssystem veranschaulichen.
9 ist ein Blockdiagramm, das beispielhafte Ausführungsformen eines mobilen Hosts und zweier Last-Hop-Router zeigt.
10 ist ein Betriebsblockdiagramm des Paging-Cluster-Bildungs-Agenten von 9.
11 und 12 veranschaulichen eine Organisation einer Ausführungsform der Wahrscheinlichkeitsübersicht des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten von 9.
13 zeigt eine beispielhafte Cluster-Übersicht des Paging-Cluster-Bildungs-Agenten von 9.
14 zeigt eine Ausführungsform des Formats einer Vorgabeinformation in der beispielhaften Cluster-Übersicht von 13.
15 zeigt eine Ausführungsform des Formats einer Zweiginformation in der beispielhaften Cluster-Übersicht von 13.
16 zeigt eine Ausführungsform des Formats einer Root-Information bzw. Stamm-Information in der beispielhaften Cluster-Übersicht von 13.
17 ist ein Betriebsblockdiagramm des Cluster-Bildungsprozesses von 10.
18 ist ein Betriebsblockdiagramm der Paging-Weiterleitungsfunktion von 10.
19 ist ein Betriebsblockdiagramm des Wahrscheinlichkeitsübersichts-Aktualisierungsprozesses von 10.
20 ist ein Betriebsblockdiagramm des Host-Berichterstatter-Agenten in dem mobilen Host von 9.
21 veranschaulicht eine Cluster-Bildung von Paging-Gebieten, dargestellt durch deren Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten.
22–26 veranschaulichen Cluster-Bildungs-Operationen.
27–35 veranschaulichen eine Kommunikation während Cluster-Bildungs-Betriebsprozeduren.
Lediglich zur Einführung können gemäß den hier offengelegten Ausführungsformen Paging-Gebiete wie erforderlich automatisch rekonfiguriert werden. Paging-Gebiete können adaptiv gemäß Änderungen im Bewegungsverkehr von mobilen Hosts rekonfiguriert werden. Das System und Verfahren gemäß dieser Ausführungsformen arbeiten unter einer Randbedingung, dass nur eine limitierte Anzahl von Gebiets-IDs für jedes Paging-Einheizgebiet zugelassen wird. Außerdem arbeiten das System und das Verfahren über heterogene Zugriffsnetzwerke. Somit rekonfigurieren gemäß der hier offengelegten Ausführungsformen Paging-Gebiete sich selbst gemäß Änderungen im Bewegungsverkehr von MHs.
In Systemen, die Paging verwenden, arbeiten mobile Hosts in einem von zwei Modi, dem Aktivmodus und dem Schlummermodus. Beim aktiven Übertragen oder Empfangen von Daten ist das Mobilendgerät in einem Aktivzustand. In diesem Zustand kennt das Netzwerk seine Ortsinformation für den mobilen Host und ist bereit, Daten sofort zu liefern. Wenn der mobile Host für eine Zeitdauer inaktiv ist, wird er in einen Schlummermodus wechseln. Im Schlummermodus kann die Ortsinformation des Netzwerks für den mobilen Host alt bzw. abgelaufen sein. Wenn Daten in dem Netzwerk für den mobilen Host ankommen, muss der mobile Host erst geortet werden, bevor Daten geliefert werden können. Diese Prozedur der Ortung des mobilen Hosts wird weithin als Paging bezeichnet.
Paging ist für einen mobilen Host vorteilhaft, da es die Zeitmenge reduziert, die der mobile Host der Funkschnittstelle zuhören muss, was die Batterie des mobilen Hosts erschöpft. Darüber hinaus reduziert Paging die Netzwerk-Signalisierungskosten, indem es von dem mobilen Host eine Signalisierung vielmehr nur erfordert, wenn er eine Paging-Gebietsgrenze überquert, anstelle dessen, wenn er zwischen Basisstationen umschaltet. Die große Signalisierungsmenge für eine Mobilendgerät-Nachverfolgung wird reduziert, wenn Paging-Gebiete viele Basisstationen enthalten.
Mit Verweis auf die Zeichnung zeigt 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Funkkommunikationsnetzwerks 100. Das Netzwerk 100 enthält einen ersten Last-Hop-Router (LHR) bzw. Letzter-Sprung-Router 102, einen zweiten LHR 104, eine Vielzahl von Zugriffspunkten (AP, access points) 106, 108, 110, die mit dem ersten LHR 102 verknüpft sind, und eine Vielzahl von Zugriffspunkten 112, 114, 116, die mit dem zweiten LHR verknüpft sind. Ein erster mobiler Host (MH) 120 ist in Kommunikation mit der ersten Vielzahl von Zugriffspunkten 106, 108, 110, und ein zweiter mobiler Host 112 ist in Kommunikation mit der zweiten Vielzahl von Zugriffspunkten 112, 114, 116. Wie hier verwendet, kann eine Kommunikation eine drahtgebundene oder eine drahtlose Kommunikation sein. Ein Beispiel einer drahtgebundenen Kommunikation ist eine digitale Kommunikation gemäß TCP/IP. Ein Beispiel einer drahtlosen Kommunikation ist eine IP-Kommunikation auf einem W-CDMA-Netzwerk.
Die Last-Hop-Router 102, 104 sind in Kommunikation mit einem Internet-Protokoll (IP, Internet protocol) Netzwerk 118, das das Internet oder ein Subnetzwerk sein kann. Der Last-Hop-Router ist der Edge-Router, mit dem ein mobiler Host verbunden sein kann. Ein Last-Hop-Router dient einem Last-Hop-Subnetz (LHS). Ein Last-Hop-Subnetz ist das Edge-Subnetz, mit dem ein mobiler Host direkt verbunden ist. Somit dient LHR 102 LHS 132, und LHR 104 dient LHS 134.
Zugriffspunkte 106, 108, 110, 112, 114, 116 sind Einrichtungen, die ein Paging und einen Zugriff durch eine Schicht-2-Verbindung mit einem mobilen Host innerhalb einer durch einen jeweiligen Zugriffspunkt bedienten Zelle bereitstellen. Beispiele von Zugriffspunkten sind Basisstationen in einem Zellularnetzwerk oder einem Personalkommunikationssystem-(PCS)Netzwerk. Somit dient Zugriffspunkt 106 einer Zelle 136; dient Zugriffspunkt 108 einer Zelle 138; dient Zugriffspunkt 110 einer Zelle 140; dient Zugriffspunkt 112 einer Zelle 142; dient Zugriffspunkt 114 einer Zelle 144; und dient Zugriffspunkt 116 einer Zelle 146.
Ein mobiler Host (MH), so wie mobile Hosts 120, 122, ist ein standardmäßiger IP-Host, der zum Kommunizieren mit entfernten Vorrichtungen mit Verwendung des Internetprotokolls fähig ist. Typischerweise wird ein MH batteriegespeist, um mobil oder tragbar zu sein. Ein MH enthält ferner die Fähigkeit, in einen Schlummermodus zu treten, der ein Niedrigleistungsmodus ist. Der Schlummermodus ist ein Zustand, in dem der MH seine Fähigkeit auf ein Empfangen von normalem IP-Verkehr mittels Reduzieren seiner Überwachung von Funkkanälen limitiert. Dieses ermöglicht es dem MH, Batterieleistung einzusparen, und reduziert die Signalisierungslast auf dem Netzwerk. Eine wirkliche Zwei-Wege-Kommunikation erfordert das Verlassen des Schlummermodus und die Rückkehr zu einem Aktivmodus.
Das Kommunikationsnetzwerk 100 ist konfiguriert zum Bereitstellen von Paging für mobile Hosts in dem Netzwerk. Paging ist eine Signalisierung durch das Kommunikationsnetzwerk 100 durch Funkzugriffspunkte, gerichtet auf ein Orten eines Schlummermodus-MH und Alarmieren dessen, um eine Last-Hop-Verbindung bwz. Letzter-Sprung-Verbindung zu errichten. In einer Last-Hop-Verbindung ist der MH in einer Zwei-Wege-Kommunikation mit einem AP. Ein Paging-Gebiet ist eine Sammlung von Funkzugriffspunkten, die zum Orten eines Schlummer-MH in Gang gebracht werden. Es kann erforderlich sein, dass ein Schlummermodus-MH an das Netzwerk signalisiert, wenn einer eine Paging-Gebiet-Grenze überquert, so dass das Netzwerk einen ungefähren Ort für den MH aufrecht erhalten kann. Ein Paging-Gebiet-Cluster ist eine Sammlung von Paging-Gebieten, die einen gemeinsamen Paging-Gebiets-Identifizierer gemeinsam nutzen bzw. teilen.
Ein typisches IP-Paging-Protokoll arbeitet wie folgt:
A. Registrierung
Wenn eine mobiler Host in einen Schlummermodus tritt, oder wenn er sich aus seinem aktuellen Paging-Gebiet bewegt, registriert er sich bei einem Nachverfolgungsagenten (TA, tracking agent) einer Basisstation. Ein Nachverfolgungsagent ist verantwortlich für das Nachverfolgen eines Ortes eines mobilen Hosts, während er im Schlummermodus oder im Aktivmodus ist, und zum Bestimmen, wann der mobile Host in den Aktivmodus tritt. Die Registrierung spezifiziert die Identität des mobilen Hosts (z. B. Heimatadresse) und den Identifizierer seines aktuellen Paging-Gebiets. Beim Empfang einer Paging-Registrierung erschafft der TA einen Eintrag, der die Host-Identität mit dem Paging-Agenten (PA) zusammenfügt, der für das in der Registrierung spezifizierte Paging-Gebiet verantwortlich ist. Ein Paging-Agent ist für die Alarmierung des mobilen Hosts verantwortlich, wenn ein Paket ankommt und der Host im Schlummermodus ist. Er sendet auch einen Bericht an einen Schlummer-Überwachungsagenten (DMA, dormant monitoring agent), wenn der Host in den Schlummermodus getreten ist. Der Schlummer-Überwachungsagent erfasst die Lieferung von Paketen an einen Host, der im Schlummermodus ist.
B. Paketlieferung
Während der Schlummerdauer, wenn Daten in dem Netzwerk für den mobilen Host ankommen, muss der Host zuerst geortet werden, bevor Daten geliefert werden können. Wenn der DMA Pakete für den Host empfängt, puffert er diese, da der Host als schlummernd registriert ist. Der DMA fragt dann den TA nach dem aktuellen PA des Hosts. Der TA wiederum bittet den PA zum Pagen des mobilen Hosts. Der PA sendet eine Paging-Anforderung an sämtliche Basisstationen in dem Netzwerk, die zu dem PA gehören. Schließlich sendet jede Basisstation eine Funkübertragung, die das Paging bzw. die Seite (page) enthält, auf einer Abwärtsverbindung an den schlummernden mobilen Host aus. Wenn der mobile Host aus dem Schlummermodus zu dem Aktivmodus aufwacht, sendet er eine Antwortnachricht auf der Aufwärtsverbindung an die Paging-Basisstation. Der mobile Host tritt in den Aktivzustand und registriert seinen aktuellen Ort. Beispielsweise liefert der mobile Host dem DMA eine Kümmeradresse (care-of address). Der DMA leitet dann die Pakete an den registrierten mobilen Host weiter.
C. Dynamische Paging-Gebiets-Konfiguration
Ein sauberer Entwurf von Paging-Gebieten basiert auf einem Kompromiss zwischen dem Paging-Verkehr und dem Ortsaktualisierungsverkehr. Mit zunehmender Größe des Paging-Gebiets nehmen die Paging-Kosten zu und nehmen die Ortsaktualisierungskosten ab. Mit abnehmender Größe des Paging-Gebiets nehmen andererseits die Paging-Kosten ab und nehmen die Ortsaktualisierungskosten zu. Im Allgemeinen ist der Paging-Verkehr proportional zu der Anzahl der Anrufe an Basisstationen in dem Paging-Gebiet, während der Ortsaktualisierungsverkehr proportional zu der Anzahl mobiler Hosts ist, die Paging-Gebietsgrenzen überqueren.
Ein Algorithmus für eine dynamische Paging-Gebiets-Konfiguration muss die gesamten Netzwerk-Ortsaktualisierungs- und Paging-Kosten minimieren. im Allgemeinen ist der Paging-Verkehr weniger kritisch als der Ortsaktualisierungsverkehr, da eine Ortsaktualisierung nicht nur die Funk-Ressource betrifft, sondern auch die Last verteilter Ortsdatenbanken im TA.
In der Beschreibung wird hier angenommen, dass Baken-Rahmen periodisch oder kontinuierlich von jeder Basisstation oder jedem Basisstations-Router übertragen werden, um es mobilen Hosts zu ermöglichen, eine aktuelle Ortsinformation zu identifizieren. Der Baken-Rahmen muss wenigstens eine Paging-Gebiets-ID bzw. Paging Area ID (PA-ID) und eine Basisstations-ID bzw. Base Station ID (BS-ID) enthalten.
Eine PA-ID gibt das aktuelle Paging-Gebiet an. Die PA-ID kann sich ändern, wenn die Basisstation ihr Paging-Gebiet ändert. Eine BS-ID identifiziert eine Basisstation eindeutig. Die BS-ID ist fest. Es wird angenommen, dass die PA-ID und die BS-ID zu der Zeit der Systeminitialisierung dieselben sind.
Es wird ferner angenommen, dass ein mobiler Host auf Baken von Basisstationen hören kann, selbst wenn er im Schlummermodus ist. Darüber hinaus wird angenommen, dass der mobile Host die BS-ID der Zelle identifizieren kann. in der der mobile Host sich aktuell befindet, und diese Information für die spätere Verwendung speichern kann.
Es wird ferner angenommen, dass jeder Basisstations-Router Fähigkeiten eines Paging-Agenten (PA) und eines Schlummerüberwachungsagenten (DMA) hat. Es wird außerdem angenommen, dass die PA-ID und die BS-ID auf eine Schicht-3-Adresse (IP-Adresse) der Basisstations-Router mit Verwendung von Schicht-2-zu-Schicht-3-Abbildungsprotokollen, wie beispielsweise das Inter Access Point Protocol, abgebildet werden können. Dies bedeutet, dass eine IP-Adresse eines BSR aus der Baken-Information erhalten werden kann.
Das Netzwerk-Kommunikationsprotokoll definiert eine Nachricht für eine Bewegungsverkehrsabtastung bzw. -erfassung. Ein mobiler Host hört auf Baken und kann die letzte Baken-Information speichern. Diese gespeicherten Daten werden zur Pollination bzw. Bestäubung einer nächsten Basisstation verwendet. Wenn ein mobiler Host sich zu einem anderen Paging-Gebiet bewegt, wacht er aus dem Schlummermodus in den Aktivzustand auf und aktualisiert seine Ortsinformation für den TA und DMA durch eine Übertragung an eine Basisstation. Zu dieser Zeit enthält der mobile Host den Speicher vorheriger Baken, selbst wenn er nicht bei dieser Basisstation registriert war. Eine Nachricht ist bzw. wird definiert, um die Information an die neue Basisstation zu senden. Die Benachrichtigungsnachricht enthält die PA-ID und die BS-ID der vorherigen Basisstation, so dass die neue Basisstation den Ursprung des mobilen Hosts erkennt.
1, 2, 3, 4 und 5 zeigen ein Beispiel eines Netzwerks mit einem beispielhaften Paging-Gebiet. In 1 erschafft jeder LHR 102, 104 ein Last-Hop-Subnetz, in welchem drei Zugriffspunkte zum Einsatz kommen. Jeder jeweilige AP definiert eine jeweilige Zelle.
2–5 veranschaulichen zusätzliche Beispiele von Netzwerken mit zusätzlichen beispielhaften Paging-Gebieten. In 2 enthält ein Netzwerk 200 einen einzelnen LHR 202 und einen AP 204. Eine Zelle 206 wird durch den AP 204 bedient. Der LHR 202 definiert ein LHS 208 und ein Paging-Gebiet 210 koextensiv mit dem LHS 208. In 3 enthält ein Netzwerk 300 einen LHR 302 und zwei APs 304, 306. Der AP 304 dient einer Zelle 308, und der AP 306 dient einer Zelle 310. Der LHR 302 und APs 304, 306 definieren zusammen ein LHS 312 und ein koextensives bzw. flächengleiches Paging-Gebiet 314.
In 4 enthält ein Netzwerk 400 zwei LHRs 402, 404. Der LHR 402 hat zwei zugehörige APs 406, 408. Jeder der APs 406, 408 dient einer zugehörigen Zelle. Ähnlich hat der LHR 404 zwei zugehörige APs 410, 412. Jeder der APs 410, 412 dient einer zugehörigen Zelle. Die APs 406, 408 erschaffen zusammen ein LHS 414. Die APs 410, 412 erschaffen zusammen ein LHS 416. Alle vier APs 406, 408, 410, 412 erschaffen zusammen ein Paging-Gebiet 418.
In dem Netzwerk 500 von 5 hat ein LHR 502 vier zugehörige APs 504, 506, 508, 510. Jeder AP dient einer jeweiligen Zelle. Jedes Paar von APs erschafft ein Paging-Gebiet. Somit erschafft das Paar von APs 504, 506 ein Paging-Gebiet 512, und das Paar von APs 508, 510 erschafft ein Paging-Gebiet 514. Die Paging-Gebiete 512, 514 bilden zusammen ein LHS 516.
In dem Netzwerk 600 von 6 definieren zwei LHRs 602, 604 in Verbindung mit drei Zugriffspunkten 610, 612, 614 ein Paging-Gebiet 616. Der AP 610 ist mit einem ersten Zugriffsnetzwerk 620 verknüpft. Der AP 612 ist mit einem zweiten Zugriffsnetzwerk 622 verknüpft. Der AP 614 ist mit einem dritten Zugriffsnetzwerk 624 verknüpft. Jeder AP 610, 612, 614 dient einer zugehörigen Zelle, mit Bereitstellung einer Funkkommunikation für mobile Hosts innerhalb der zugehörigen Zelle. Das Paging-Gebiet 616 erstreckt sich über Teilstücke jeder der Zugriffsnetzwerke 620, 622, 624.
Somit können Paging-Gebiete in einer breiten Vielfalt von Konfigurationen angeordnet bzw. eingerichtet sein. Paging-Gebiete können innerhalb oder unter Last-Hop-Subnetzwerken und innerhalb und unter Zugriffsnetzwerken existieren. Gemäß den hier offengelegten Ausführungsformen können Paging-Gebiete wie durch Systemumstände erforderlich dynamisch rekonfiguriert werden.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Rekonfiguration bzw. Umgestaltung von Paging-Gebieten in einem Funkkommunikationssystem veranschaulicht. 7 zeigt ein Teilstück eines Zellular-Funkkommunikationsnetzwerks 700, das nahe einer Straße 702 positioniert ist. Das Netzwerk 700 enthält eine Vielzahl von Zugriffspunkten, die Zellen dienen, wie beispielsweise Zellen 704, 706, 708. Anfangs entspricht jede Zelle einem minimalen Paging-Gebiet. Minimale Paging-Gebiete sind mittels Kreisen bezüglich der Straße 702 definiert, wie in der linken Zeichnung von 7 gezeigt. Wenn sich der Funkverkehr in dem Netzwerk 700 zusammen mit Fahrzeugverkehr entlang der Straße 702 erhöht, werden entlang der Straße sich befindende Paging-Gebiete verbunden werden, um ein großes Paging-Gebiet 710 zu definieren, wie in der rechten Zeichnung von 7 gezeigt. Nachfolgend können, wie es der Verkehr erlaubt, Paging-Gebiete entgruppiert werden, sogar bis zu dem Punkt minimaler Paging-Gebiete, so wie in der linken Zeichnung von 7.
Vorzugsweise werden Paging-Gebiete autokonfiguriert, um den menschlichen Aufwand und Fehler zu minimieren. Paging-Gebiete sind vorzugsweise gut an Benutzerbewegungen angepasst, um die Paging-Effizienz in dem Netzwerk zu verbessern. Ferner stellt das Verfahren, das diese Paging-Gebiet-Cluster-Bildung produziert, vorzugsweise einen limitierten Überlappungs-Zulassungsmechanismus bereit. Ferner sollte das Verfahren der Paging-Gebiet-Cluster-Bildung auch über viele heterogene Zugriffsnetzwerke anwendbar sein.
8 ist eine Reihe von Blockdiagrammen, die ein anderes Beispiel einer Paging-Gebiet-Cluster-Bildung veranschaulichen. 8 zeigt eine Zeitvariation in Paging-Gebieten in einem Funkkommunikationssystem 800. In den Zeichnungen von 8 zeigt jedes Hexagon bzw. Sechseck ein minimales Paging-Gebiet. Kombinierte oder geclusterte Paging-Gebiete haben gemeinsame Füllmuster. Ausgehend von der oberen linken Zeichnung von 8 nimmt ein Bewegungsverkehr mobiler Hosts (MHs) von Gebiet c zu Gebiet d zu. Die Bewegung von Verkehr von MHs ist durch die Pfeile innerhalb jeder individuellen Zeichnung von 8 dargestellt. Diese Darstellung ist eine Vereinfachung eines Verkehrs in einem tatsächlichen System. Als ein Ergebnis dieser Verkehrsbewegung übernimmt Fläche d die Flächen-ID von Fläche c und Flächen c und d werden ein Paging-Gebiet, wie durch die geänderte Füllung von Fläche d in der oberen rechten Zeichnung von 8 gezeigt.
Nachfolgend, wie in der oberen rechten Zeichnung gezeigt, nimmt der MH-Verkehr von Gebiet a zu Gebiet b zu. Als ein Ergebnis übernimmt Fläche b die Flächen-ID von Fläche a, und Flächen a und b werden ein Paging-Gebiet, wie durch die geänderte Füllung von Fläche b gezeigt. Wie in der unteren rechten Zeichnung von 8 gezeigt, nimmt nachfolgend der MH-Verkehr von Fläche b zu Fläche c zu. Wie in der unteren linken Zeichnung gezeigt, übernehmen Flächen c und d die Flächen-ID von Fläche b, und Flächen a, b, c und d werden ein großes Paging-Gebiet. In dieser beispielhaften Ausführungsform rekonfigurieren sich die Paging-Gebiete somit selbst gemäß den Änderungen im Bewegungsverkehr von MHs.
9 ist ein Blockdiagramm, das beispielhafte Ausführungsformen eines mobilen Hosts 902 und zweier Last-Hop-Router 904, 906 zeigt. Jede dieser Vorrichtungen und ihre Komponenten werden unten beschrieben werden.
Der mobile Host (MH) 902 kann beispielsweise als ein zellulares oder PCS-Telefon, ein Persönlicher Digitaler Assistent (PDA), ein Personalcomputer oder Kombinationen derer oder irgendwelche anderen elektronischen Vorrichtungen verkörpert sein. Der mobile Host 902 enthält einen Host-Berichterstatteragenten 908 und einen Schicht-3-Mobilitätsagenten 910. In einer typischen Ausführungsform ist der mobile Host 902 als eine mobile oder tragbare elektronische Vorrichtung mit einer Batterie, einem Prozessor, einem Speicher, einer Benutzerschnittstelle und einem Funkschaltkreis verkörpert. Diese Komponenten sind nicht in 9 gezeigt, um die Zeichnung nicht unnötig zu komplizieren. Die Batterie stellt die Betriebsleistung für den MH 902 bereit. Der Prozessor kann ein Mikroprozessor, Mikrocontroller, Digitalsignalprozessor oder eine andere Logikvorrichtung oder eine Kombination von Vorrichtungen sein, die den Betrieb des mobilen Hosts 902 steuert. Der Prozessor arbeitet in Ansprechen auf Programmanweisungen, die in dem Speicher gespeichert sind, der ein Halbleiterspeicher sein kann, so wie Flash, EPROM oder RAM. Die Benutzerschnittstelle erlaubt eine Steuerung des mobilen Host 902 durch einen Benutzer und kann eine Anzeige, eine Tastatur, einen Lautsprecher und ein Mikrofon oder andere Komponenten enthalten. Der Funkschaltkreis erlaubt eine Funkkommunikation mit einer entfernten Vorrichtung, so wie dem Last-Hop-Router 904. Der Funkschaltkreis in einer typischen Ausführungsform enthält einen Sender und einen Empfänger, die Funksignale codieren bzw. decodieren, modulieren bzw. demodulieren. Mittels dieses Funkschaltkreises kommuniziert der mobile Host 902 über eine Funkverbindung 914 mit dem Last-Hop-Router 904.
Der Host-Berichterstatteragent 908 und der Schicht-3-Mobilitätsagent 910 sind als Softwareprozesse implementiert, die den Betrieb und die Kommunikation in dem mobilen Host 902 steuern. Der Host-Berichterstatteragent 908 ist verantwortlich für das Berichten bzw. Melden einer Bewegung des MH 902 an einen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten eines Last-Hop-Routers, so wie LHR 904, 906. Der Schicht-3-Mobilitätsagent 910 informiert einen Schlummerüberwachungsagenten eines LHR von der Ankunft eines IP-Pakets. Der Host-Berichterstatteragent 908 und der Schicht-3-Mobilitätsagent 910 werden unten mit größerem Detail beschrieben werden.
Die Last-Hop-Router 904, 906 der beispielhaften Ausführungsform von 9 enthalten einen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten 920, einen Schlummerüberwachungsagenten 922, einen lokalen Paging-Agenten 924, einen lokalen Nachverfolgungsagenten 926 und einen Schicht-3-Mobilitätsagenten 928. In einer typischen Ausführungsform stellt der Last-Hop-Router 904, 906 eine Funkverbindung oder drahtgebundene Verbindung zu mobilen Hosts bereit, so wie MH 902. Die Verbindung kann eine drahtgebundene Verbindung zu einem Zugriffspunkt enthalten, so wie einer Zellular-Basisstation, die in Funkkommunikation mit einem oder mehreren MHs ist. Der Last-Hop-Router 904, 906 stellt ferner eine drahtgebundene Verbindung zu anderen Netzwerkvorrichtungen bereit, so wie anderen Routern. Die Kommunikation mit dem Last-Hop-Router 904, 906 ist vorzugsweise gemäß dem Internetprotokoll (IP), aber kann gemäß einem anderen geeigneten Datenkommunikationsprotokoll oder Standard sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Last-Hop-Router 904, 906 einen Prozessor, einen Speicher und Kommunikationsschaltkreise. Der Prozessor kann ein Mikroprozessor oder eine andere digitale Logik zum Steuern des Betriebs des Last-Hop-Routers 904, 906 sein, aber kann auch ein anderer geeigneter Steuerschaltkreis sein. Der Prozessor arbeitet in Verbindung mit Programmanweisungen und Daten, die in dem Speicher gespeichert sind. Kommunikationsschaltkreise stellen eine Kommunikation von Daten und Anweisungen zwischen dem Last-Hop-Router 904, 906 und anderen Netzwerkvorrichtungen bereit. Der Prozessor, der Speicher und die Kommunikationsschaltkreise sind in 9 nicht gezeigt, um die Zeichnungsfigur nicht unnötig zu komplizieren.
In 9 sind der Last-Hop-Router 904 und der Last-Hop-Router 906 als im Wesentlichen identisch gezeigt. Jedoch wird erkannt werden, dass diese Komponenten in ihrer Struktur und im Betrieb in Abhängigkeit von deren Betriebserfordernissen breit variiert werden können.
Der Paging-Gebiet-Cluster-Bildung-Agent (PCA) 920 arbeitet, um Bewegungsberichte von Mobilitäts-Berichterstatteragenten von mobilen Hosts in Kommunikation mit Last-Hop-Router 904, 906 zu empfangen. Ein PCA wird durch einen Schlummerüberwachungsagenten (DMA) von einer Paketankunft für einen mobilen Host benachrichtigt und sendet Paging-Gebiet-Cluster-Bildungungs-Nachrichten an die lokalen Paging-Agenten-(LPA)Cluster. Sobald der PCA 920 positive oder negative Ergebnisse von LPA-Clustern empfängt, benachrichtigt der PCA den DMA. Die Struktur und der Betrieb des PCA 920 werden unten in Verbindung mit 10 in größerem Detail beschrieben werden.
Der Schlummerüberwachungsagent (DMA) 922 arbeitet, um die Lieferung von Paketen zu einem MH zu erfassen, so wie der MH 902, der in einem Schlummermodus ist, und um den PCA 920 zum Pagen des MH zu informieren. Der Schlummermodus ist ein Niedrigleistungs-Schlafmodus, in den der MH eintreten kann, um die Batterieleistung in dem MH zu bewahren. Sobald der PCA 920 dem MH berichtet hat, dass eine routfähige Verbindung zu einem Netzwerk wie dem Internet existiert, richtet der DMA 922 die Lieferung des Paketes an den MH ein. Zusätzlich kann der MH einen DMA ändern, wenn der MH das Paging-Gebiet ändert.
Der lokale Paging-Agent 924 (LPA) ist verantwortlich für das Alarmieren eines mobilen Hosts, so wie des MH 902. Außerdem hält der LPA 924 Paging-Gebiete mittels periodischem Ausstrahlen einer Information über die Verbindung zu dem mobilen Host aufrecht, um das Paging-Gebiet zu identifizieren. In dieser beispielhaften Ausführungsform kann jedes Paging-Gebiet durch mehrfache Runden bzw. Laps bedient werden.
Der lokale Nachverfolgungsagent (LTA, local tracking agent) 926 ist verantwortlich für das Nachverfolgen des Ortes eines MH, während er in einem selben Last-Hop-Subnetz (LHS, last hop subnet) ist, wenn der MH entweder im Schlummermodus oder im Aktivmodus ist. Der Schicht-3-Mobilitätsagent 928 kann ein Mobile IP Home Agent oder Foreign Agent sein, da diese Begriffe konventionell bekannt sind. Der Schicht-3- Mobilitätsagent 928 informiert den DMA 922 von der Ankunft eines IP-Paketes.
Der PCA 920, DMA 922, LPA 924, LTA 926 und Schicht-3-Mobilitätsagent 928 sind vorzugsweise auf dem Last-Hop-Router 904, 905 implementierte Software-Prozesse. Ein geeigneter Programmcode und Daten zum Durchführen diese Software-Prozesse können in einem Speicher des Last-Hop-Routers 904, 906 zum Betrieb eines Prozessors oder einem andere Steuerschaltkreis des Last-Hop-Routers 904, 906 gespeichert sein.
10 ist ein Betriebsblockdiagramm des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten 920 von 9. Der Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agent 920 in der beispielhaften Ausführungsform enthält eine Wahrscheinlichkeitsübersicht (PMAP) 1002, eine Cluster-Übersicht 1004, einen Wahrscheinlichkeitsübersicht-Aktualisierungsprozess 1006, einen Cluster-Bildungsprozess 1008 und einen Paging-Weiterleitungsprozess. Diese Komponenten des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten 920 sind vorzugsweise als Software-Prozesse zum Steuern eines Last-Hop-Routers wie dem LHR 904, 906 von 9 verkörpert.
Der Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agent 920 hält eine Wahrscheinlichkeitsübersicht 1002 aufrecht, um zu entscheiden, welche Paging-Gruppe der PCA 920 verbinden sollte bzw. welcher Paging-Gruppe der PCA 920 beitreten sollte. Der PCA 920 verwendet eine Cluster-Übersicht, um die Beziehung zu anderen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten aufrecht zu erhalten. Der Wahrscheinlichkeitsübersichts-Aktualisierungsprozess (PUP) 1006 arbeitet, um die Wahrscheinlichkeitsübersicht 1002 aufrecht zu erhalten. Der Cluster-Bildungsprozess 1008 führt die Kernfunktionen des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten 920 durch. Der Paging-Weiterleitungsprozess (PFP) führt Weiterleitungs-Paging-Anforderungen aus. Jeder diese Prozesse wird unten in größerem Detail beschrieben werden.
11 und 12 veranschaulichen eine Organisation einer Ausführungsform der Wahrscheinlichkeitsübersicht 1002 des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten 920 von 9. Die PMAP 1002 enthält eine statistische Aufzeichnung von vergangenem Bewegungsverkehr von MHs. In der PMAP 1002 ist jedes minimale Paging-Gebiet oder Paging-Einheitsgebiet mit zwei Raumvariablen (X, Y) definiert, wie in 11 gezeigt. X = {ξ1, ξ2, ... ξJ}, wobei ξ_i die Gebiets-ID von Paging-Gebiet i bezeichnet. Y = {η1, η2, ... ξK},wobei η_i den Netzwerkadressen-Identifizierer (NAI) von Paging-Gebiet i bezeichnet. Ein NAI kann eine IP-Adresse sein.
Ein Beispiel ist in 12 veranschaulicht. Es sei angenommen, dass im vergangenen Betrieb des Netzwerks die Wahrscheinlichkeit, dass der MH-Verkehr sich von (ξ₁, η₁) zu (ξ₅, η₅) bewegt hat, für eine spezifische Zeitdauer, 40% ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass der MH-Verkehr sich von (ξ₂, η₂) sich zu (ξ₅, η₅) bewegte, ist 30%. Die Wahrscheinlichkeit, dass der MK-Verkehr sich von (ξ₂, η₆) sich zu (ξ₅, η₅) bewegte, ist 20%. Die Wahrscheinlichkeit, dass der MH-Verkehr sich von (ξ₈, η₈) sich zu (ξ₅, η₅) bewegte, ist 10%. Demgemäß hat die PMAP 1002 eine Tabelle 1202 mit dem Titel "zweidimensionale Übersicht" in 12. Diese zweidimensionale Übersichtstabelle ist bzw. wird in eine Tabelle 1204 mit dem Titel "eindimensionale Übersicht" umgewandelt. Bei der Umwandlung werden Wahrscheinlichkeiten des Kommens von denselben Paging-Gebiets-IDs (ξ) hinzugefügt. Diese eindimensionale Übersicht gibt an, dass die Gebiets-ID (ξ₅) auf Gebiets-ID (ξ₂) geändert werden sollte, weil gemäß den Statistiken des vergangenen Bewegungsverkehrs der MH-Verkehr am meisten in das Gebiet von Gebiet (ξ₂) kam. Somit sagt die PMAP 1002, welche Paging-Gebiete zusammengeführt werden sollten, oder welche Paging-Gebiete voneinander zerteilt werden sollten.
13 veranschaulicht eine Organisation der Cluster-Übersicht (CMAP) 1004 des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten 920 von 10. Der CMAP 1004 hält eine Information hinsichtlich dessen aufrecht, welches Paging-Gebiet aktuell mit welchem Gebiet verbunden ist oder zu welchem Gebiet gehört. Wie in 13 gezeigt, speichert die Cluster-Übersicht 1004 drei Informationsarten: Vorgabeinformation 1302; Zweiginformation 1304; und Root-Information bzw. Stamminformation 1306. Bei dem Anfang des Betriebs sind die Paging-Gebiete unabhängig und nicht zu irgendwelchen anderen Gebieten hinzugefügt bzw. damit verbunden.
14 zeigt eine Ausführungsform des Formats der Vorgabeinformation 1302. Die Vorgabeinformation 1302 enthält die Paging-Gebiets-ID 1402 eines solchen unabhängigen Paging-Gebiets. Die Vorgabeinformation 1302 enthält ferner den Netzwerkadressen-Identifizierer (NAI) 1404 für den Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten (PCA). Der NAI ist für den PCA eindeutig und enthält beispielsweise seine IP-Adresse.
15 zeigt eine Ausführungsform des Formats der Zweiginformation 1304. In dieser Ausführungsform enthält die Zweiginformation 1304 den Stamm-Paging-Identifizierer (PID) 1502 des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten der Cluster-Gruppe, einen Netzwerkadressen-Identifizierer 1504 für einen Vorgänger-Cluster-Bildungs-Agenten und eine Liste von Netzwerkadressen-Identifizierern 1506 für Paging-Cluster-Agenten, die Nachfolger für den aktuellen PCA sein können.
16 zeigt eine Ausführungsform des Formats der Stamminformation 1306. Die Stamminformation 1306 enthält einen Stamm-Paging-Identifizierer 1602, der vorzugsweise gleich dem Vorgabe-PID für den Paging-Cluster-Bildungs-Agenten ist. Die Stamminformation 1306 enthält ferner eine vollständige Liste 1604 von Netzwerkadressen-Identifizierern möglicher Nachfolger-Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten. In der Liste 1604 hat jeder nächstmögliche Nachfolger-PCA eine Liste benachbarter PCA-Netzwerkadressen-Identifizierer mit sich verknüpft. Somit ist der erste Eintrag 1606 in der Liste 1604 von 16 eine Liste 1608 möglicher Nachfolger-PCA-NAIs. Ähnlich enthält der zweite Eintrag 1610 in der Liste 1610 in der Liste 1604 eine Liste 1612 möglicher Nachfolger-PCA-NAIs. In der bevorzugten Baumstruktur enthalten ferner Einträge der Liste 1608 zugehörige Blatt-PCA-NAIs, so wie NAI 1614.
Die Zweiginformation 1304 und Stamminformation 1306 können mit Verwendung des Beispiels von 8 erläutert werden. Paging-Gebiete a, b, c und d haben alle dieselbe dem Gebiet a zugewiesene ID. Gebiet a wird ein Stammgebiet genannt und hat die Stamminformation. Die Stamminformation gibt sämtliche der Paging-Gebiete an, die zu dem Stammgebiet gehören, d. h. Gebiete b, c und d, in einer Baumstruktur. Andere Paging-Gebiete als Stammgebiete haben eine Zweiginformation, die ein unmittelbar vorhergehendes Paging-Gebiet und sämtliche der nachfolgenden Paging-Gebiete angibt, die davon abhängen. Somit hat beispielsweise Gebiet b eine Zweiginformation, die angibt, dass das unmittelbar vorhergehende Gebiet a ist, und die nachfolgenden Gebiete c und d sind.
17 ist ein Betriebsblockdiagramm des Cluster-Bildungsprozesses 1008 von 10. Der Cluster-Bildungsprozess (CP, clustering process) 1008 enthält eine Kandidatensuchfunktion (CSF, candidate search function) 1702, eine Cluster-Bildungs-Entscheidungsfunktion (CDF, clustering decision function) 1704, eine Cluster-Bildungs-Verwaltungsfunktion (CMF, clustering management function) 1706, eine Paging-Überwachungsfunktion (PMF, Paging monitoring function) 1708 und eine Performance-Evaluierungsfunktion (PEF, Performance evaluation function) 1710. Auf Grundlage einer Information von der PMAP 1002 ortet die CSF 1702 Kandidaten-Paging-Gebiete, die mit anderen Paging-Gebieten zu verbinden sind oder von anderen Paging-Gebieten zu trennen sind. Die CDF 1704 bestimmt, unter den georteten Kandidaten-Paging-Gebieten, welches Paging-Gebiet tatsächlich verbunden (per Beitritt) oder getrennt werden sollte. Beispielsweise kann ein Paging-Gebiet, das nur eine Gebiets-ID haben darf und bereits einem anderen Gebiet hinzugefügt wurde bzw. damit verbunden wurde, nicht zu irgendeinem anderen Paging-Gebiet hinzugefügt werden bzw. damit verbunden werden, bis es von dem aktuellen Gebiet getrennt ist. Die CDF 1704 kann entscheiden, welches Gebiet von dem aktuellen Gebiet getrennt werden sollte und mit einem anderen Gebiet verbunden werden sollte. Die CMF 1706 aktualisiert auf Grundlage der durch die CDF 1704 getätigten Entscheidungen die CMAP 1004. Die CMF 1706 aktualisiert auch die CMAPs anderer Gebiete, von welchen es gerade getrennt worden ist und/oder mit welchen es gerade verbunden worden ist.
Die PMF 1708 überwacht andererseits eine Information von dem Paging-Weiterleitungsprozess 1010, der Paging-Häufigkeiten angibt, und eine Information von dem Wahrscheinlichkeitsübersichts-Aktualisierungsprozess 1006, die Änderungen im MH-Verkehr angibt, d. h. wie viele MHs sich von einem Gebiet zu einem anderen bewegt haben. Die PEF 1710 evaluiert die Größe der aktuellen Paging-Gebiete. Wenn die Anzahl von Paging-Operationen zugenommen hat, sollte im Allgemeinen die Größe der Paging-Gebiete verringert werden, um die Gesamtkosten des Paging-Netzwerkverkehrs zu reduzieren. Andererseits sollte die Größe der Paging-Gebiete erhöht werden, wenn der Bewegungsverkehr von MHs zugenommen hat.
18 ist ein Betriebsblockdiagramm des Paging-Weiterleitungsprozesses 1010 von 10. Der Paging-Weiterleitungsprozess enthält eine CMAP-Entdeckungsfunktion (CMDF) 1802, eine Paging-Weiterleitungsfunktion (PFF, Paging forwarding function) 1804 und eine Paging-Benachrichtigungsfunktion (PNF, Paging notification function) 1806. Die CMDF 1802 empfängt ein Paging-Auslöserpaket von einer Schlummerspeicheragenten-(DMA) Operation 1808 und ruft die CMAP 1004 ab, um zu bestimmen, an welches Gebiet das Paket geliefert werden sollte. Das bestimmte Gebiet enthält den MH, an den das Paging-Auslöserpaket gerichtet war. Die PFF 1804 leitet das Paging-Auslöserpaket an das durch die CMDF 1802 bestimmte Gebiet. Die PNF 1806 benachrichtigt den Cluster-Bildungsprozess 1008 über die Häufigkeiten der Paging-Auslöserpakete, die von der DMA-Operation 1808 empfangen sind.
19 ist ein Betriebsblockdiagramm des Wahrscheinlichkeitsübersichts-Aktualisierungsprozesses 1006 von 10. Der Wahrscheinlichkeitsübersichts-Aktualisierungsprozess 1006 enthält eine PMAP-Aufrechterhaltungsfunktion (PMMF) 1902, eine Berichtsannahmefunktion (PAF) 1904 und eine Bewegungsbenachrichtigungsfunktion (MNF, movement notification function) 1406. Die PAF 1904 empfängt ein Registrierungssignal von dem Host-Berichterstatteragenten (HRA) 908 in einem MH 902 (9). Durch die PAF 1904 benachrichtigt, berechnet die PMMF 1902 Statistiken von MHs, die herein- und herauskommen, und aktualisiert die PMAP 1002. Die MNF 1906 bestimmt Häufigkeiten von MHs, die hinein- und herauskommen, und benachrichtigt den Cluster-Bildungsprozess 1008.
20 ist ein Betriebsblockdiagramm des Host-Berichterstatteragenten (HRA) 908 in einem MH 902 (9). Der HRA enthält einen Berichterstatterprozess (REPF) 2002, und eine Tabelle eines vorherigen Ortes (PLT, previous location table) 2004 und eine Tabelle eines aktuellen Ortes (CLT, current location table) 2006. Wenn der MH reist, aktualisiert die REPF 2002 sowohl die PLT 2004 als auch die CLT 2006 und registriert den MH bei einem neuen Gebiet. Der Berichterstatterprozess 2002 berichtet Paging-Gebietsbewegungen an den aktuellen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten. Wie in 20 angegeben, speichert die PLT 2004 den Paging-Identifizierer (PID) und den Netzwerkadressen-Identifizierer (NAI) für den vorherigen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten. Ähnlich speichert die CLT 2006 den Paging-Identifizierer (PID) und den Netzwerkzugriffs-Identifizierer (NAI) für den aktuellen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten. Wenn der MH sich zu einem anderen Paging-Gebiet bewegt, bewegt der Berichterstatterprozess 2002 die Information der Tabelle eines aktuellen Ortes 2006 zu der Tabelle eines vorherigen Ortes 2004.
21 veranschaulicht eine Cluster-Bildung von Paging-Gebieten, die durch deren Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten (PCAs) dargestellt sind. Ein Cluster 2102 hat einen PCA, zu dem sämtliche anderen PCAs in dem Cluster 2102 gehören oder damit verknüpft sind. Solch ein PCA wird der Stamm-PCA 2104 genannt. Das Cluster 2102 hat auch PCAs, bei denen seine Baumstruktur terminiert. Diese werden hier als Blatt-PCAs 2108 bezeichnet. Die anderen PCAs, zwischen dem PCA 2104 und den Blatt-PCAs 2108 in dem Baum, werden als Zwischen-PCAs 2106 bezeichnet.
22 bis 26 veranschaulichen Cluster-Bildungs-Operationen. 22 veranschaulicht eine Verbindungsoperation (bzw. eine Hinzufügungsoperation bzw. eine Beitrittsfunktion (join-Funktion)). In einer Verbindungsoperation tritt ein PCA, der aktuell nicht zu einem Cluster gehört, zu einem anderen PCA oder einem Mitglied eines existierenden PCA-Clusters hinzu. Wie in 21 gezeigt, wird PCA2 PCA1 hinzugefügt, um ein Cluster 2202 zu bilden. Nachfolgend wird PCA3 zu dem Cluster 2202 von PCA1 und PCA2 hinzugefügt.
23 veranschaulicht eine zweite Cluster-Bildungs-Operation, "Verlassen" genannt (leave). Bei dieser Operation verlässt ein Blatt-PCA oder ein Zwischen-PCA einen PCA-Cluster. In 23 teilt PCA3 sich selbst aus einem Cluster 2302, der aus PCA1 und PCA2 besteht. Der resultierende Cluster 2302 enthält nur PCA1 und PCA2.
24 veranschaulicht eine dritte Operation, "Cluster-Zusammenführen" genannt (cluster merge). In einer Cluster- Zusammenführung tritt ein Stamm-PCA einem PCA oder einem Mitglied eines vorher existierenden PCA-Clusters hinzu. In 24 wird ein Cluster 2402, das aus PCA1, PCA2 und PCA3 besteht, mit einem Cluster 2404 zusammengeführt, das aus PCA4 und PCA5 besteht. Das zusammengeführte Cluster 2406 enthält sämtliche PCA1, PCA2 und PCA3, PCA4 und PCA5. PCA1 war der Stamm-Cluster für Cluster 2402 und ist der Stamm-Cluster für den zusammengeführten Cluster 2406.
25 veranschaulicht eine vierte Operation, "Cluster-Wegschneiden" genannt (cluster prune). Bei dieser Operation schneidet ein Stamm-PCA oder ein Zwischen-PCA nachfolgende Sätze von PCAs aus dem ursprünglichen Cluster weg oder entfernt diese. PCAs der resultierenden Cluster werden die Stamm-PCAs für die jeweiligen Cluster. Wie in 25 gezeigt, resultiert ein Anfangs-Cluster 2502 in zwei separaten Clustern 2504, 2506. Cluster 2504, der aus PCA4 und PCA5 besteht, teilt sich selbst aus einem Cluster 2506, der aus PCA1, PCA2 und PCA3 besteht.
26 veranschaulicht eine letzte Operation, "Cluster-Übertragung" genannt (cluster devolution). Bei dieser Operation verlässt ein Stamm-PCA einen Cluster und transferiert eine Cluster-Information an einen Nachfolger-Stamm-Cluster. In 26 ist PCA1 der Stamm-PCA des Clusters 2602. PCA1 verlässt den Cluster 2602 und lässt die anderen PCAs zurück. PCA2 wird der Stamm-PCA des verbleibenden Clusters 2602.

Die Tabelle unten zeigt die Nachrichten, die in einer Ausführungsform des hier beschriebenen Systems und Verfahrens verwendet werden. {JOIN REQ, ALLOW JOIN, DENY JOIN} ist eine Nachrichtenmenge der Join-Operation. {LEAVE REQ, LEAVE ACK} ist eine Nachrichtenmenge für die Leave-Operation. {PRUNE REQ, PRUNE ACK} ist eine Nachrichtenmenge für die Prune-Operation. Für die Leave- und Prune-Operationen gibt es keine ALLOW- oder DENY-Nachrichten. Die letzte Nachricht wird zum Verkehrsberichten verwendet. Diese Nachrichten werden sprungweise (hop-by-hop) durch die Master-Slave-Beziehungen in den Paging-Clustern befördert. Tabelle: Protokollnachrichten

Nachricht	Beschreibung	Sender	Empfänger
JOIN REQ	Für einen Cluster-Beitritt gesendet	ROOT	ROOT
ALLOW JOIN	JOIN REQ erlauben	ROOT	ROOT
DENY JOIN	JOIN REQ ablehnen	ROOT	ROOT
LEAVE REQ	Zum Verlassen eines Clusters gesendet	BRANCH, LEAF	ROOT
LEAVE ACK	Bestätigung von LEAVE REQ	ROOT	BRANCH, LEAF
PRUNE REQ	Zum Wegschneiden eines Baums gesendet	ROOT	BRANCH, LEAF
PRUNE ACK	Bestätigung von PRUNE	BRANCH, LEAF	ROOT
PMAP REPORT	PMAP-Bericht	BRANCH, LEAF	ROOT

ROOT = STAMM
BRANCH = ZWEIG
LEAF = BLATT

Anfangs sind die Basisstations-Router (BSRs) isoliert. Alle BSRs führen Prozedur Main() in dem Beginn jeder Bootstrap-Runde aus. Eine Ausführungsform der Prozedur Main() ist unten gezeigt. Während der Ausführung der Prozedur werden die BSRs in Cluster partitioniert. Ein Cluster ist ein Satz miteinander verbundener BSRs. Ein Cluster kann einen einzelnen BSR enthalten. Es gibt in jedem Cluster nur einen ROOT BSR bzw. STAMM BSR. Für ein Einzel-BSR-Cluster ist das einzige Mitglied der ROOT BSR. Wenn ein ROOT BSR ausscheidet, hört er auf ein ROOT zu sein und wird für den Rest des ROOT-Algorithmus inaktiv sein, es sei denn, er wird wieder ROOT.
Die Prozedur Main() ruft eine Prozedur in Abhängigkeit von dem BSR-Status auf. Wenn der BSR ein ROOT ist, ruft sie Root Main(). Andernfalls ruft sie eine Prozedur Other Main() auf. Da dieses ein asynchroner verteilter Algorithmus ist, wird eine Lock mutex Variable (Sperr-Variable) definiert, um kritische Abschnitte innerhalb eines BSR zu schützen.
Die Prozedur Root_Main() wartet während Dauer T auf in der Tabelle oben definierte Nachrichten. Die Prozedur Wait_For_Input() wird zum Annehmen asynchroner hereinkommender Anforderungen verwendet. Wenn die Prozedur Wait_For_Input() zurückgibt, führt sie eine Prozedur Root_Msg_Recv() aus, die empfangene Nachrichten handhabt. Eine Konstante T wird angenommen, so dass die Statistiken der Benutzerbewegung und des Paging-Verkehrs mit Periode T abgetastet bzw. erfasst werden. Eine Wahl von T kann durch die Betreiber festgelegt werden.
Nach der Zeitdauer T ruft die Prozedur Root_Main() Prozedur Root_Trigger() auf. Diese Prozedur bestimmt, ob der ROOT BSR eine join- oder prune-Aktion unternimmt. Die Prozedur Root_Trigger() wird unten in größerem Detail beschrieben.
Die Prozedur Root_Msg_Recv() wird in der Prozedur Root_Main() aufgerufen. Sie verarbeitet empfangene Nachrichten. Eine PMAP REPORT Nachricht wird von einem Slawe-BSR empfangen. Alles von der PMAP-Information innerhalb eines Clusters muss dem ROOT BSR berichtet werden, so dass er sämtliche Nachbar-Paging-Gebiete erfassen kann. Eine JOIN REQ-Nachricht kommt von einem anderen ROOT BSR, der anfordert, dem Cluster beizutreten. Die Nachricht JOIN REQ muss die aktuelle PA-ID des anfordernden ROOT BSR enthalten, um eine Master-Slawe-Schleifenbildung zu vermeiden. Eine LEAVE REQ Nachricht kommt von einem Slave-BSR, der ein Verlassen des Clusters anfordert. Die Prozedur Root_Msg_Recv() muss außerdem die Sperre akquirieren, nachdem sie eine Nachricht empfängt, um eine Daten-Inkonsistenz zu vermeiden. Wenn sie versagt, die Sperre zu akquirieren, sendet sie nur eine Fehlernachricht an den vorherigen Sender.
Die Prozedur Join_hdr() handhabt eine join-Anforderung von einem anderen ROOT BSR. Da diese eine verteilte Prozedur ist, könnte sie eine alte Information über die benachbarten Paging-Gebiete haben. Die Prozedur holt eine Nachbar-Information mittels Erfordern der PMAPs der aktuellen Slaves. Dann berechnet der ROOT CostChange(), eine Prozedur, die unten im Detail beschrieben ist. Wenn das Ergebnis der Prozedur CostChange() positiv ist, prüft die Prozedur Join_hdr() die maximale Größe K des Clusters. Wenn die Größe des Clusters unterhalb von K ist, erlaubt der ROOT BSR join (Beitreten). Dann muss er die Baumtopologie und die Nachbarinformation mit Bezug zu der join-Operation aktualisieren. Schließlich sendet der ROOT BSR die ALLOW JOIN Nachricht an den Sender aus. Andernfalls antwortet er mittels DENY JOIN. Diese Prozedur muss auch innerhalb der wechselseitigen Sperre (mutex lock) ausgeführt werden.
Die Leave() Prozedur behandelt eine Verlassens-Anforderung. Ein ROOT BSR erlaubt einem BRANCH und LEAF BSRs ein federzeitiges Verlassen. Die Leave() Prozedur aktualisiert die Baumtopologie mittels Abschneiden des Anforderers. Danach sendet der ROOT BSR nur eine Bestätigung.
Die Join() Prozedur wird aufgerufen, nachdem der ROOT BSR bestimmt, einem anderen Cluster beizutreten. Sie muss die Sperre bzw. Verriegelung vor einem Senden der Nachricht akquirieren. Wenn der andere ROOT BSR dem ROOT BSR das Beitreten erlaubt, empfängt der Anforderer eine ALLOW_JOIN Nachricht. Dann scheidet der Anforderer ROOT BSR aus einem ROOT aus und startet mit einem Dasein als BRANCH oder LEAF.
Die Prozedur Prune() wird aufgerufen, nachdem der ROOT BSR bestimmt, manche der BRANCH Bäume oder LEAFs innerhalb des Clusters wegzuschneiden. Diese Wegschneid-Entscheidung wird in Root Trigger() getätigt, die unten beschrieben ist.
Die Prozedur Other_Main() ist für die BRANCH und LEAF BSRs. Nach der Zeitdauer T sendet sie einen PMAP-Bericht an ihren ROOT BSR. Den BRANCH und LEAF BSRs wird nur eine freiwillige Operation erlaubt, Leave. Die Prozedur Others_Trigger() entscheidet über das Verlassen oder das Bleiben in dem aktuellen Cluster, was unten beschrieben ist. Sobald ein BSR hinsichtlich Verlassen entscheidet, sendet er eine LEAVE-REQ Nachricht an den ROOT BSR. Wenn der anfordernde BSR eine Erlaubnis von dem ROOT BSR empfängt, aktualisiert er die Topologie und Nachbarinformation. Man beachte, dass die Verlassensoperation nicht zugelassen wird, wenn der BSR in dem ROOT Status ist.
Es wird angenommen, dass die BRANCH und LEAF BSRs vier Nachrichten während der Periode T annehmen. Wenn ein BRANCH oder LEAVE BSR eine JOIN_REQ und LEAVE_REQ Nachricht empfängt, leitet er einfach an den Master-BSR weiter. Wenn ein BSR die Nachricht FETCH_REQ empfängt, sendet er seine PMAP-Information an den Anforderer zurück. Wenn ein BSR PRUNE REQ empfängt, führt er die Prune() Operation aus, um das aktuelle Cluster mit Slave-BSRs darunter zu verlassen. Man beachte, dass bei dem freiwilligen leave (Verlassen) der BSR ohne die Slaves austritt. Bei dem prune (Wegschneiden) tritt der BSR jedoch mit den Slave-BSRs aus.
Auslöserfunktionen nutzen statistische Tabellen, die durch die oben beschriebenen Verkehrserfassungen hergestellt sind. Ein ROOT BSR kann bestimmen, ob einem anderen Cluster beigetreten wird, oder der Baum weggeschnitten wird.
Bei dem Beginn versucht Root_Trigger(), benachbarte Paging-Gebiete mittels Verwenden gesammelter PMAP zu verbinden. Dann beginnt sie, einen Wegschneideauslöser zu berechnen. Wenn die Paging-Kosten eine gewisse Limitierung überschreiten, sollte die Paging-Gebietsgröße reduziert werden, so dass sie nicht zu viel Drahtlos-Bandbreite belegen wird. Wenn das Ergebnis von Cost(), das unten beschrieben ist, größer als der Wert der Variable PruneThreshold ist, werden sämtliche Zweige entknotet, um unabhängige BSRs zu sein.
Als Nächstes berechnet Root_Trigger den Verbindeauslöser bzw. Beitrittsauslöser. Ein ROOT BSR kann alle Slave-PMAP kennen, was von dem Slave an seinen Stamm berichtet wird. Die gesammelte PMAP stellt dem ROOT BSR die Grenzwert-Wahrscheinlichkeitsverteilung benachbarter Paging-Gebiete bereit. Der Verbindeauslöser bzw. Beitrittsauslöser sucht sämtliche möglichen Nachbarn mittels Nachschlagen von PMAP. Für jeden Kandidaten berechnet er Funktion Cost_Change(), was unten beschrieben ist. Root-Trigger() sucht den Beitrittskandidaten mit minimalen Kosten. Wenn der Kandidat unterhalb des Wertes der Variable JoinThreshold ist, bestimmt die ROOT-Basisstation, diesem beizutreten.
Wenn der Wert der Variable JoinThreshold groß genug gesetzt ist, lernt ein ROOT BSR, anderen schneller beizutreten.
Die Prozedur Leave-Trigger() ist die einzige Prozedur, die Nicht-ROOT BSR ausführen. Jeder BSR hält seine PMAP aufrecht, und wenn der BSR schätzt, dass die Bewegung innerhalb des aktuellen Clusters niedriger als in einem anderen Paging-Gebiet ist, versucht er, den aktuellen Cluster zu verlassen.
Anfangs frischt die Prozedur Leave_Trigger() die PMAP-Information auf. Dann vergleicht der BSR die Grenzwert-Wahrscheinlichkeitsverteilungen in PMAP mit der des aktuellen Clusters. Wenn der Wert für den aktuellen Cluster niedriger als die anderen ist, bestimmt er das Verlassen mittels Zurückgeben eines negativen Wertes. Andernfalls verbleibt er in demselben Cluster.
Man beachte, dass wenn zwei Zellen im selben Paging-Gebiet sind, dann ein Schlummermodus-Benutzer seine Ortsinformation nicht aktualisieren wird, wenn er sich zwischen diesen zwei Zellen bewegt. Dieses ist so, weil ein mobiler Host nicht in den Aktivmodus eintreten wird, bis er eine unterschiedliche PA-ID hört. Als ein Ergebnis wird keine Ortsaktualisierungsnachricht, mit der der Benutzerverkehr überwacht wird, gesendet werden. Dieses kann als ein Problem einer versteckten Bewegung bezeichnet werden. Wenn das innere bzw. verborgene Verkehrsmuster sich geändert hat, kann das alte Muster kostbar werden, wie Kosten hier verwendet werden. Unter diesen Umständen muss der BSR fähig sein, sich selbst von dem alten Paging-Gebiet zu lösen, so dass er das beste neue Paging-Gebiet zum Beitreten auswählen kann. Um dieses Problem zu lösen, ist ein Verfahren zum simulierten Ausheilen vorgeschlagen worden. Bei jeder Eintragsauffrischung in PMAP berechnet ein BSR die folgende Gleichung: τpv(t + 1) = (1 – ρ)τpv(t)wobei τ_pv (t) die aktuelle Verkehrsinformation ist und ρ ∊ [0, 1] eine konfigurierbare Konstante ist, die bestimmt, wie schnell die Zelle unabhängig wird.
Die Bedeutung dieser Gleichung ist leicht einsichtig. Wenn eine Grenze verschwinden würde, da die Zelle einem Paging-Gebiet beigetreten ist, nimmt der Algorithmus an, dass der Verkehr auf dieser Grenze beginnt, abzunehmen. Wenn τ_pv(t + 1) geringer als eine gewisse Schwelle ist, wird der Algorithmus die Zelle unabhängig machen, um die Beitrittsaktion erneut durchzuführen. Als ein Ergebnis wird die Zelle nach einer gewissen Dauer unabhängig werden. Wenn eine Zelle findet, dass es kein unterschiedliches Paging-Gebiet auf ihren Grenzen gibt, wird der Ausheilungs-Algorithmus nicht durchgeführt werden.
Der hier beschriebene Algorithmus hängt von dem sauberen Auslöser zum Beitritt/Verlassen von Paging-Gebieten ab. Da eines der Ziele der dynamischen Paging-Gebiets-Konstruktion das Minimieren der Gesamt-Paging-Kosten ist, ist es selbstverständlich, eine Kostenfunktion als den Auslöser zu verwenden. Wie oben diskutiert, können die Gesamt-Paging-Kosten in zwei Teile aufgeteilt werden, die Paging-Kosten und die Ortsaktualisierungskosten.
Paging-Kosten
Die Paging-Kosten sind als die Bytes/sec definiert, die innerhalb eines Paging-Gebietes übertragen werden, wenn ein eingehender Anruf empfangen wird. Die Paging-Kosten können ferner in zwei Typen aufgeteilt werden: die Kosten für drahtgebundene Kanäle und die Kosten für drahtlose Kanäle. Um die Paging-Kosten zu messen, werden die folgenden Parameter definiert:

PAi: – das i-te Paging-Gebiet
Ri: – die Eingangs-Anrufrate des Paging-Gebietes i(PAi) (Anrufe/sec)
Cp: – die Paging-Kosten in einer Zelle für einen Anruf (Bytes/(Anruf-Zelle))
Ncells(i): – Die Anzahl von Zellen in dem Paging-Gebiet i (Zelle)

Darüber hinaus sind αC_P die Kosten des Sendens einer Paging-Anforderung von einem Router zu einem anderen, und βC_p sind die Kosten des Aussendens einer Paging-Anforderung in der Luft. α und β sind Gewichtungen für eine drahtgebundene Übertragung und eine drahtlose Übertragung. Für jeden ankommenden Anruf für PAi nehmen wir an, dass die Paging-Nachricht nur einmal für jede Zelle übertragen und dann in der Luft ausgesendet wird. Die Paging-Kosten werden dann in der folgenden Gleichung beschrieben: Costincoming(i) = Ri × (α + β) × Ncells × Cp
Ortsnachverfolgungskosten
Wenn ein Benutzer sich von seinem alten PAj in ein neues PAi bewegt, muss er die Ortsinformation aktualisieren. Die Ortsaktualisierungskosten sind als eine Anzahl von Bits definiert, die pro Sekunde übertragen werden, wenn ein Benutzer die Grenzen überquert, die zwei unterschiedliche Paging-Gebiete trennen. Man beachte, dass, wenn zwei Zellen in demselben Paging-Gebiet sind, wenn ein Benutzer die Grenzen dieser zwei Zellen überqueren würde, der Benutzer die Information nicht aktualisieren würde. Um diese Ortsaktualisierungskosten zu messen, werden die folgenden Parameter definiert:

pji: – die Rate von Benutzerbewegungen von PAj nach PAi. (Benutzersekunden)
pij: – der Prozentteil von Benutzerbewegungen von PAi nach PAj. (Benutzersekunden)
dBSRi; TAi: – Die Durchschnittsdistanz, d. h. eine Anzahl von Sprüngen bzw. Hops, zwischen dem BSR und TA in PAi (Sprünge)
dBSRi; DMAi: – Die Durchschnittsdistanz, d. h. Anzahl von Sprüngen bzw. Hops, zwischen dem BSR und DMA in PAi (Sprünge)
Cu: – die Ortsaktualisierungskosten pro Sprung (Bytes Benutzer/Sprung)
N(i): – die Menge, die das Paging-Gebiet benachbart zu PAi enthält, und nicht PAi enthält.

Für jedes Paging-Gebiet i
Gesamte Paging-Kosten
Auf Grundlage der hier präsentierten Kostenfunktionen sind die gesamten Kosten während einer gewissen Zeitdauer wie folgt definiert:
Auf Grundlage dieser Gleichung tragen 3 Parameter, die Eingangsanrufrate, die Größe des Paging-Gebietes und die Verkehrsinformation zwischen zwei Paging-Gebieten, signifikant zu den gesamten Kosten bei. Als Nächstes wird die Beziehung zwischen diesen Parametern und der dynamischen Paging-Gebiets-Konstruktion analysiert.
Verkehrsmuster
Auf Grundlage der Kostenfunktion kann gesehen werden, dass der Verkehr zwischen zwei Paging-Gebieten signifikant zu den Paging-Kosten beiträgt. Wenn der Verkehr zwischen zwei unterschiedlichen Paging-Gebieten stark genug ist, ist es intuitiv mittels Kombinieren zweier Zellen möglich, die Gesamt-Paging-Kosten zu reduzieren, da weniger Ortsaktualisierungsinformation übertragen wird. Auf Grundlage dieser Tatsache wird das Auslösen der Beitrittsaktion analysiert werden.
Man betrachte zwei Paging-Gebiete i, j, die zueinander benachbart sind. Auf Grundlage der obigen Kostenfunktion sind während einer festen Dauer die Kosten von Paging-Gebiet i
Die gesamten Kosten während Dauer T sind cost = costi + costj
Nachdem wir die zwei PAi und PAj kombinieren, während derselben Dauer von T, sind die gesamten Kosten
Man subtrahiere die gesamten Paging-Kosten vor Kombinieren derer zusammen
Wenn die Distanz ähnlich ist, dann haben wir die folgende Gleichung Costchange = ((RiNj + RjNi) × (α + β) × Cp – 2pji[α(dBSR,TA + dBSR,DMA) + β]Cu.wobei pi;j = pij + pji und es den gesamten Verkehr zwischen zwei unterschiedlichen Paging-Gebieten darstellt. Es ist klar, dass, wenn Cost_change geringer als 0 ist, mittels Kombinieren zweier Paging-Gebiete die Gesamt-Paging-Kosten reduziert werden können. Der Kombinationsprozess betrifft nur die Gesamt-Paging-Kosten der zwei involvierten Paging-Gebiete.
Eingangsanrufsrate
Das Auslösen der Beitrittsaktion wurde oben erläutert. In manchen Situationen ist die obere Grenze für die Paging-Kosten fest. Beispielsweise kann der Betreiber die obere Grenze der Kostenfunktion festlegen, so dass sie nicht zu viel Drahtlosbandbreite belegen wird. Diese Situation kann als eine Umgebung eines festen Energiebudgets bezeichnet werden (Fixed Energy Budget). Wenn das Paging-Gebiet stabilisiert ist und die Eingangsrate signifikant zunimmt, können die Kosten mittels Reduzieren der Größe des Paging-Gebietes auf das Ursprungs-Niveau reduziert werden. In den vorliegend offenbarten Ausführungsformen wird die Wegschneideaktion immer unter diesem Umstand ausgelöst.
27–35 veranschaulichen eine Kommunikation während Cluster-Bildungs-Operationsprozeduren. In der veranschaulichten Ausführungsform gibt es sechs Prozeduren: eine Bewegungsberichtsprozedur, die Beitrittsprozedur, die Verlassensprozedur, die Cluster-Zusammenführungsprozedur, die Cluster-Wegschneideprozedur und die Cluster-Übertragungsprozedur. Jeder dieser wird wiederum beschrieben werden.
27 veranschaulicht eine Kommunikation während einer Bewegungsberichtsprozedur. Wie in 27 gezeigt, ist ein mobiler Host (MH) aktuell in einem Kommunikationsnetzwerk mit einem Last-Hop-Router des Netzwerks registriert, als nLHR bezeichnet. Der MH reist und führt einen Schicht-3-Handoff (2702) von nLHR zu einem als n + 1LHR bezeichneten Last-Hop-Router durch. Irgendeine konventionelle Abgabe-Prozedur bzw. Handoff-Prozedur, die für das Kommunikationsnetzwerk geeignet ist, kann verwendet werden. Der MH berichtet (2704) dann seine Bewegung in den n + lLHR oder registriert sich bei dem n + 1LHR.
28 und 29 veranschaulichen die zweite Prozedur, die "Beitrittsprozedur". In 28 tritt PCA1 PCA2 bei. PCA1 sendet (2802) zuerst eine Anforderung für den Beitritt zu PCA2. Wenn PCA1 der Beitritt erlaubt wird, sendet (2804) PCA2 eine Antwort an PCA1, mit Annahme des Beitritts von PCA1. Nach der Verbindung mit PCA1 wird PCA2 ein Stamm-PCA. PCA2 springt bzw. schaltet von der Vorgabeinformation (14) zu der Stamminformation (16) um und aktualisiert die Stamminformation, um PCA1 zu der Stamminformation als einen nachrangigen PCA hinzuzufügen. PCA1 wird abhängig von PCA2. PCA1 springt bzw. schaltet von der Vorgabeinformation zu der Zweiginformation (15), um PCA2 zu sich als seinen Stamm-PCA hinzuzufügen.
Ein PCA kann einem Cluster von PCAs beitreten. Wie in 29 gezeigt, ist PCA1 davor, einem Cluster beizutreten, das aus PCA4, PCA3 und PCA2 besteht. In diesem Cluster ist PCA4 der Stamm-PCA, ist PCA3 ein Zwischen-PCA, und ist PCA2 ein Blatt-PCA. PCA1 sendet (2902) zuerst eine Beitrittsanforderung an PCA2. Mit Abrufen seiner Cluster-Übersicht (CMAP) leitet PCA2 die Anforderung an seinen unmittelbaren Vorgänger PCA3 weiter (2904), der ähnlich die Beitrittsanforderung an den Stamm-PCA, PCA4, weiterleitet (2906). Wenn der Beitritt von PCA1 annehmbar ist, sendet (2910) PCA4 eine Antwort mit Annahme der Verbindung mit PCA1. Diese Antwort wird weitergeleitet (2912) durch PCA3 und weitergeleitet (2914) durch PCA2 an PCA1. PCA4, PCA3 und PCA2 fügen PCA1 zu ihren CMAPs als einen mit PCA2 verbundenen Distal-PCA in ihrer Baumstruktur hinzu.
Die dritte Prozedur wird eine "Verlassensprozedur" genannt. 30–32 veranschaulichen Beispiele der Verlassensprozedur. In 30 bilden PCA4, PCA3, PCA2 und PCA1 einen Cluster, in dem PCA4 ein Stamm-PCA ist, PCA1 ein Blatt-PCA ist, und PCA3 und PCA2 Zwischen-PCAs sind. PCA1 ist davor, sich selbst aus dem Cluster zu teilen. Eine Anforderung von PCA1 wird weitergeleitet (3002) an PCA4 durch Zwischen-PCAs 2 und 3. PCA4 wiederum sendet (3004) eine Antwort an PCA1 durch denselben Pfad in der umgekehrten Richtung. Nachdem PCA1 aus dem Cluster geteilt ist, löschen PCA4, PCA3 und PCA2 PCA1 aus dem Cluster-Baum in ihren CMAPs.
31 zeigt ein anderes Beispiel der Verlassensprozedur, in welchem PCA2 sich selbst aus dem Cluster teilt. PCA2 sendet (3102) eine Anforderung an PCA4 durch PCA3. PCA4 gibt in Ansprechen eine Antwort an PCA2 durch PCA3 zurück (3104). In der Zwischenzeit sendet (3106) PCA2 auch dieselbe Anforderung an PCA1, welcher eine Antwort zurück an PCA2 gibt (3108). Nachdem PCA2 aus dem Cluster geteilt ist, löschen PCAs 4 und 3 PCA2 aus dem Cluster-Baum in ihren CMAPs. PCA1 springt bzw. schaltet auf die Vorgabeinformation um und sendet (3110) dann eine Anforderung für den Beitritt an PCA3. Die Prozeduren für den Beitritt von PCA1 zu dem Cluster, das aus PCA3 und PCA4 besteht, sind dieselben wie oben beschrieben.
32 zeigt ein anderes Beispiel der Verlassensprozedur, in welchem PCA3 sich selbst aus dem Cluster teilt. PCA3 sendet (3202) eine Anforderung zur Trennung an PCA4. PCA4 gibt eine Antwort an PCA3 zurück (3204). In der Zwischenzeit sendet (3206) PCA3 dieselbe Anforderung an PCA2, welcher eine Antwort an PCA3 zurückgibt (3208). Nachdem PCA3 aus dem Cluster geteilt ist, springt bzw. schaltet PCA4 zu der Vorgabeinformation zurück. PCA2 sendet (3210) dann eine Anforderung zum Zusammenführen zu PCA4. Die Prozeduren zum Zusammenführen sind bereits oben beschrieben.
33 veranschaulicht eine vierte Prozedur, "Cluster-Zusammenführungs-Prozedur" genannt. Wie in 33 gezeigt, wird ein Cluster mit PCA1 zu einem Cluster zusammengeführt, der aus PCA4, PCA3 und PCA2 besteht. PCA4 ist der Stamm-PCA in dem zusammengeführten Cluster. Das Zusammenführungs-Cluster kann andere PCAs als PCA1 enthalten, der der Stamm-PCA in dem Zusammenführungs-Cluster ist. PCA1 sendet (3302) eine Anforderung zum Zusammenführen zu PCA2, der die Anforderung an PCA4 durch PCA3 weiterleitet (3304). Wenn die Zusammenführung nicht zu einer Verletzung irgendwelcher Überlappungsrandbedingungen oder anderer Randbedingungen führt, gibt PCA4 eine Antwort an PCA1 zurück (3306), die durch Zwischen-PCAs 3 und 2 weitergeleitet wird (3308). Nachdem die Zusammenführung vollendet ist, aktualisieren PCA4, PCA3 und PCA2 ihre CMAPs, um den Zusammenführungs-Cluster mit PCA1 hinzuzufügen, der PCA2 nachrangig wird. Ähnlich aktualisieren die PCAs in dem Zusammenführungs-Cluster auch ihre CMAPs.
Die fünfte Prozedur wird eine "Cluster-Wegschneide-Prozedur" genannt. In 34 existiert ein Cluster, der aus PCA3, PCA2 und PCA1 besteht, wobei PCA3 der Stamm-PCA ist, und PCA2 und PCA1 Zwischen-PCAs sind. PCA2 möchte PCA1 und sich selbst von PCA3 teilen. PCA2 möchte außerdem, dass PCA1 der Stamm-PCA des resultierenden Clusters wird. PCA2 sendet (3402) eine Anforderung zum Wegschneiden an PCA3 und sendet (3404a) eine Anforderung an PCA1. Wenn das Wegschneiden annehmbar ist, senden (3406, 3408) PCA3 und PCA1 Antworten an PCA2. PCA1 und PCA2 werden zuerst von PCA3 geteilt. PCA3 springt bzw. schaltet zurück zu der Vorgabeinformation. PCA1 wird dann ein Stamm-PCA, und PCA2 wird PCA1 nachrangig. PCA1 springt bzw. schaltet zu der Stamm-Information mit PCA2 als ein nachrangiger um.
Die letzte Prozedur wird eine "Cluster-Übertragungs-Prozedur" genannt. In 35 gibt es einen Cluster, der aus PCA3, PCA2, PCA1 und PCA0 besteht. In diesem Cluster ist PCA3 der Stamm-PCA des Clusters. PCA2 und PCA3 sind PCA3 bei demselben Niveau nachrangig. PCA0 ist abhängig von PCA1. PCA3 teilt sich selbst aus dem Cluster und sendet (3502) eine Anforderung zum Teilen von sich selbst an PCA2. Die Anforderung enthält die Information in der CMAP von PCA3, was die Baumstruktur des Clusters angibt. PCA2 gibt eine Antwort an PCA3 zurück (3504). Dann teilt PCA1 sich selbst von dem Cluster. Zur selben zeit wird PCA2 der Stamm-PCA. Wenn PCA3 möchte, dass PCA1 ein Stamm-PCA wird, kann er dieselbe Anforderung an PCA1 anstelle von PCA2 senden. Als der Stamm-PCA benachrichtigt (3506) PCA2 PCA1 und PCA0 hinsichtlich der Cluster-Struktur. Als Antwort senden (3508) PCA1 und PCA0 eine Bestätigung an PCA2.
Während eine bestimmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, können Modifizierungen getätigt werden. Hinsichtlich der angefügten Ansprüche ist es deshalb beabsichtigt, dass diese solche Änderungen und Modifizierungen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung abdecken.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines mobilen Hosts (MH; 120) für eine dynamische Paging-Gebiet-Cluster-Bildung auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die vielfachen Paging-Gebieten entspricht, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, in einem Telekommunikationssystem (100), und auf Grundlage von Bewegungsberichten, die von mobilen Hosts empfangen sind, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen, bei dem mobilen Host (MH; 120), einer Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation und einer Ortsinformation, die die Basisstation der Zelle identifiziert, in der der mobile Host sich aktuell befindet; Übertragen eines Bewegungsberichts von dem mobilen Host (MH; 120) an einen Zugriffspunkt (AP; 108) des Telekommunikationssystems (100), wenn der mobile Host in einen Schlummermodus oder einen Aktivmodus tritt, um die aktuelle Ortsinformation des mobilen Hosts zu registrieren; und beim Erfassen einer Änderung einer Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation, die durch den mobilen Host (MH; 120) im Schlummermodus empfangen wird, Übertragen eines Bewegungsberichts, der die letzte vorherige empfangene Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation und Ortsinformation enthält, an einen neuen Zugriffspunkt (AP; 108) des Telekommunikationssystems (100) als Teil der dynamischen Paging-Gebiet-Cluster-Bildung, die Paging-Gebiete involviert.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Empfangen einer Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation ein Empfangen eines durch einen Zugriffspunkt (AP; 108) des Telekommunikationsnetzwerks (100) übertragenen Paging-Gebiets-Identifizierer umfasst, wobei der Paging-Gebiets-Identifizierer für ein aktuelles Paging-Gebiet ist, das mit einem übertragenden Zugriffspunkt (AP; 108) verknüpft ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 mit ferner: Vergleichen der empfangenen Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation mit einer gespeicherten Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation; und wenn die empfangene Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation nicht zu der gespeicherten Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation passt, Übertragen der letzten vorherigen empfangenen Paging-Gebiets-Identifizierungsinformation und Ortsinformation an einen neuen Zugriffspunkt (AP; 108).
Verfahren zum Betreiben eines Last-Hop-Routers (LHR; 102) in einem Telekommunikationssystem (100), wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von Bewegungsberichten über mobile Hosts (MH; 120) in dem Telekommunikationssystem (100) von wenigstens einem Zugriffspunkt (AP; 108) in dem Telekommunikationssystem (100); und auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die mehrfachen Paging-Gebieten entspricht und aus den Bewegungsberichten abgeleitet ist, Bestimmen einer dynamischen Cluster-Bildung von Paging-Gebieten, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, in dem Telekommunikationssystem (100).
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Empfangen von Bewegungsberichten umfasst: Empfangen einer Information, die einen vorherigen Paging-Gebiets-Identifizierer und ferner einen vorherigen Zugriffspunkt-(AP; 108) Identifizierer definiert, der durch einen mobilen Host (MH; 120) empfangen und gespeichert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4 mit ferner: Speichern einer Information über eine Cluster-Bildung von Paging-Gebieten.
Verfahren gemäß Anspruch 4 mit ferner: auf Grundlage der empfangenen Bewegungsberichte, Speichern einer statistischen Aufzeichnung eines vergangenen Bewegungsverkehrs der mobilen Hosts (MH; 120).
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Bestimmen einer Cluster-Bildung von Paging-Gebieten umfasst: auf Grundlage der statistischen Aufzeichnung, Bestimmen, welche Paging-Gebiete zusammengeführt werden sollten; und auf Grundlage der statistischen Aufzeichnung, Bestimmen, welche Paging-Gebiete zerteilt werden sollten.
Verfahren gemäß Anspruch 4 mit ferner einem Verfahren zur Cluster-Bildung von Paging-Gebieten in einem Last-Hop-Router (LHR; 102) in einem Telekommunikationssystem (100), das umfasst: Speichern einer Wahrscheinlichkeitsinformation über einen vergangenen Bewegungsverkehr von mobilen Hosts (MH; 120) in dem Telekommunikationssystem (100); Kombinieren einer Wahrscheinlichkeitsinformation über mobile Hosts (MH; 120), die ein Paging-Gebiet des Telekommunikationssystems (100) betreten; auf der Grundlage der kombinierten Wahrscheinlichkeitsinformation, Kombinieren von Paging-Gebieten des Telekommunikationssystems (100).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Zugriffspunkt (AP; 108) eine Basisstation sein kann.
Last-Hop-Router (LHR; 102), der für eine Verwendung in einem Telekommunikationssystem (100) konfiguriert ist, wobei der Last-Hop-Router (LHR; 102) umfasst: einen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten (PCA; 920), der angeordnet ist zum Empfangen von Bewegungsberichten von mobilen Hosts (MH; 120; 902) in dem Telekommunikationssystem (100), zum Bestimmen einer dynamischen Cluster-Bildung von Paging-Gebieten auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die mehrfachen Paging-Gebieten entspricht, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, und die aus den Bewegungsberichten abgeleitet ist, und zum Senden von Paging-Nachrichten an lokale Paging-Agenten-(LPA; 924) Cluster, um den mobilen Host (MH; 120; 902) zu Pagen; einen Schlummerüberwachungsagenten (DMA; 922), der angeordnet ist zum Erfassen einer Lieferung von Paketen, die an einen mobilen Host (MH; 120; 902) adressiert sind, im Schlummermodus, und zum Aktivieren des Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten (PCA; 920), um eine Paging-Nachricht an die lokalen Paging-Agenten(LPA; 924) Cluster zu senden, um den mobilen Host (MH; 120; 902) zu Pagen; und einen lokalen Paging-Agenten (LPA; 924), der angeordnet ist zum Senden von Paging-Signalen an mobile Hosts (MH; 120; 902), die ein Paging-Gebiet identifizieren, das mit dem Last-Hop-Router (LHR; 102; 902; 906) verknüpft ist.
Last-Hop-Router (LHR; 102; 902; 906) gemäß Anspruch 11, wobei der Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agent (PCA; 920) umfasst: eine Wahrscheinlichkeitsübersicht (PMAP; 1002), die konfiguriert ist zum Speichern einer Information über eine vergangene Bewegung von einem oder mehreren mobilen Hosts (MH; 120; 902).
Last-Hop-Router (LHR; 102; 902; 906) gemäß Anspruch 12, wobei der Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agent (PCA; 920) ferner umfasst: eine Cluster-Übersicht (CMAP; 1004), die angeordnet ist zum Definieren von Beziehungen zwischen dem Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agent (PCA; 920) und anderen Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agenten (PCA; 920) des Telekommunikationssystems (100).
Last-Hop-Router (LHR; 102; 902; 906) gemäß Anspruch 13, wobei der Paging-Gebiet-Cluster-Bildungs-Agent (PCA; 920) umfasst: einen Computer-lesbaren Softwarecode, der einen Wahrscheinlichkeitsübersichts-Aktualisierungsprozess (1006) definiert, wobei der Wahrscheinlichkeitsübersichts-Aktualisierungsprozess (1006) ein Empfangen eines Registrierungssignals von einem mobilen Host (MH; 120), ein Berechnen von Statistiken einer Bewegung eines mobilen Hosts und Aktualisieren der Wahrscheinlichkeitsübersicht (PMAP; 1002), und ein Bestimmen von Häufigkeiten der Bewegungen des mobilen Hosts und ein Benachrichtigen des Cluster-Bildungsprozesses (CP; 1008) involviert; einen Computer-lesbaren Softwarecode, der einen Cluster-Bildungsprozess definiert (CP; 1008) definiert, wobei der Cluster-Bildungsprozess (CP; 1008) ein Orten und Bestimmen von Paging-Gebieten, die zu verbinden sind oder von anderen Paging-Gebieten zu trennen sind, und ein Aktualisieren der Cluster-Übersichten (CMAP; 1004) des Paging-Gebietes und anderer Paging-Gebiete involviert; und einen Computer-lesbaren Softwarecode, der einen Paging-Weiterleitungsprozess (PFP; 1010) definiert, wobei der Paging-Weiterleitungsprozess (PFP; 1010) ein Lesen eines Paging-Auslöser-Paketes von dem Schlummerüberwachungsagenten (DMA; 1008) und ein Abfragen der Cluster-Übersicht (CMAP; 1004), um zu bestimmen, an welches Gebiet ein Paket geliefert werden sollte, ein Weiterleiten des Paging-Auslöser-Paketes an das Gebiet und ein Benachrichtigen des Cluster-Bildungsprozesses (CP; 1008) über die Häufigkeiten empfangener Paging-Auslöser-Pakete involviert.
Datenstruktur für eine dynamische Paging-Gebiet-Cluster-Bildung auf Grundlage einer statistischen Mobilitätsinformation, die mehrfachen Paging-Gebieten entspricht, die aus mehr als einer Zelle bestehen können, die auf einem Datenspeicherungsmedium speicherbar ist, wobei die Datenstruktur umfasst: eine Vielzahl von Datenelementen, die Bewegungen von mobilen Hosts (MH; 120; 902) in einem Telekommunikationssystem (100) darstellen, wobei die Datenelemente Wahrscheinlichkeiten einer Bewegung eines mobilen Hosts (MH; 120; 902) auf Grundlage berichteter Bewegungen eines mobilen Hosts (MH; 120; 902) sind.