TW201813436A

TW201813436A - 位置管理方法、用於位置管理的使用者裝置及系統管理伺服器

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Publication number: TW201813436A
Application number: TW106131095A
Authority: TW
Inventors: 蔡一飛
Original assignee: 群邁通訊股份有限公司
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2018-04-01
Also published as: US10285154B2; US20180077672A1; EP3294019A1; EP3294019B1; TWI650032B; CN108112073B; CN108112073A

Abstract

本發明涉及本發明涉及通信領域，尤其涉及一種位置管理方法。該方法應用在使用者裝置中。該裝置與一帶有系統管理伺服器的網路連接。該方法包括步驟：接收系統管理伺服器發送的用於當前位置更新週期的尋呼區域遮罩清單，其中，該尋呼區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域；當進行細胞重新選擇或細胞切換而選擇一新服務細胞後，根據該新服務細胞及該尋呼區域遮罩清單判斷該使用者裝置是否需要進行位置更新；及當確定該使用者裝置需要進行位置更新時，進行位置更新。本發明還涉及一種用於位置管理的使用者裝置及系統管理伺服器。本發明能夠有效提高使用者裝置的尋呼效率，降低尋呼成本。

Description

位置管理方法、用於位置管理的使用者裝置及系統管理伺服器

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種位置管理方法、用於位置管理的使用者裝置及系統管理伺服器。

位置追蹤是移動網路中基本的範疇。在GSM網路中，當處於空閒模式下的使用者裝置（User Equipment, UE）接收到來電時，網路通過尋呼資訊喚醒使用者裝置。網路並不是在其所有的細胞中呼叫使用者裝置，而是根據位置區域（Location Area, LA）追蹤使用者裝置的位置。蜂窩網路被靜態地劃分為多個地理區域，如LAs。每個LA包括多個細胞（cell）。使用者裝置每次僅向一個LA登記，及在跨越該LA時進行位置更新。因而，尋呼消息的分配可以被限定在UE最近向網路報告時所處的細胞。圖1示出了LA的範圍大小對使用者裝置及網路的性能影響。LA範圍越大，也即LA包含的細胞數目越多，使用者裝置進行的位置更新越多。並且LA越大，其所產生的尋呼信號越多。頻繁的位置更新會帶來更高的信令開銷, 更高的尋呼遺失率，更高的電池消耗。為了說明上述問題，通過模擬研究並評估不同尋呼區域（Paging Area, PA）細胞聚類的尋呼成本效率。在上述模擬中，網路，例如蜂窩網路實際上被配置為六邊形網路，且網路中的網站距離為500米。在班級為R的PA中細胞的數量是：。

在上述研究中，數千萬個現實世界的GPS軌跡被帶入定制設計的電腦模擬中，在WGS84橢圓座標中的GPS位置通過中心點剛好作為GPS資料集的方位角等距離投影而轉換成2D笛卡爾座標中的圖元，然後映射到六邊形坐標系中。這裡定義尋呼成本效率是實際號碼的訪問單元的最大可能數量比率，即尋呼預算，其等於PA中的細胞數量。圖3示出了在不同的PA半徑下，基於距離的方案和分層URA方案的尋呼成本效率的模擬結果。從圖3的模擬可以看出，低尋呼成本效率的根本原因是沿移動軌跡成形PA的細胞聚類的靈活性，而不是靜態細胞聚類的問題。針對上述問題，我們提出使用PA的細胞遮罩(如下稱為Cell Masking)來以細胞級別跟蹤使用者裝置，使得最大的尋呼成本效率可以通過最精細的細微性來實現。

人體移動具有很高的規律性及重複性。發現人體移動的可預測性的概率為93%，因而使用者裝置的移動性（如下稱為Context Mapping）可以被用在蜂窩網路中以提高使用者裝置的追蹤性能（為方便起見）。因而，鑒於上述研究內容，為了提高使用者裝置的尋呼效率，本文提出了一種基於Cell Masking及Context Mapping實現位置管理的裝置及方法。

鑒於以上內容，有必要提供一種基位置管理方法、用於位置管理的使用者裝置及系統管理伺服器以效提高使用者裝置的尋呼效率。

一種位置管理方法，應用在一使用者裝置中，該使用者裝置與一網路中的系統管理伺服器通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，該方法包括步驟：

接收該系統管理伺服器發送的用於當前位置更新週期的尋呼區域遮罩清單，其中，該尋呼區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域；

當進行細胞重新選擇或細胞切換而選擇一新服務細胞後，根據該新服務細胞及該尋呼區域遮罩清單判斷該使用者裝置是否需要進行位置更新；及

當確定該使用者裝置需要進行位置更新時，進行位置更新。

優選地，該尋呼區域遮罩清單的每一條目中包括一尋呼區域標識及一組遮罩位元，該每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，該方法還包括：

當該新服務細胞的尋呼區域標識沒有記錄在該尋呼區域遮罩清單中，或當該新服務細胞的尋呼區域標識記錄在該尋呼細胞遮罩清單中但該新服務細胞對應的遮罩位元未被標記在該尋呼區域遮罩清單中時，確定該使用者裝置需要進行位置更新；否則確定該使用者裝置不需要進行位置更新。

優選地，該方法還包括：

創建該當前位置更新週期的服務區域遮罩清單以存儲該使用者裝置的移動記錄；

當確定該使用者裝置不需要進行位置更新時，在該服務區域遮罩清單中記錄該新服務細胞；或

當確定該使用者裝置需要進行位置更新時，將該服務區域遮罩清單發送給該系統管理伺服器。

優選地，該使用者裝置的移動記錄包括自前次位置更新後該使用者裝置所訪問過的細胞，該服務區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域，該服務區域遮罩清單的每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元，該服務區域遮罩清單的每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，通過將該新服務細胞所對應的遮罩位元標記在該服務區域遮罩清單中實現將該新服務細胞記錄在該服務區域遮罩清單中。

優選地，該方法還包括步驟：

從該網路對該新服務細胞的廣播中接收該新服務細胞的緊湊細胞標識，其中，該緊湊細胞標識包括尋呼區域標識與當地細胞標識，該當地細胞標識的使用範圍限於該尋呼區域標識所對應的尋呼區域，該當地細胞標識用於索引該新服務細胞在該服務區域遮罩清單中的遮罩位元以標記該新服務細胞在該服務區域遮罩清單中的遮罩位。

優選地，該方法還包括步驟：

接收該系統管理伺服器發送的用於下個位置更新週期的尋呼細胞遮罩清單，其中，該系統管理伺服器根據該服務區域遮罩清單及該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔生成該尋呼區域遮罩清單；及

更新該服務區域遮罩清單以存儲該使用者裝置在該下個位置更新週期的移動記錄。

一種位置管理方法，應用在一網路中，該網路與一使用者裝置通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，該方法包括步驟：

根據該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔生成一尋呼區域遮罩清單，該尋呼區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域；

將尋呼細胞遮罩清單發送給該使用者裝置；及

當該使用者裝置在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置時，將尋呼該使用者裝置的尋呼資訊以細胞級細微性發送給該尋呼區域遮罩清單中的細胞。

優選地，該尋呼區域遮罩清單的每一條目包括一組遮罩位，每一遮罩位代表該條目相應的尋呼區域中的一細胞，該方法還包括步驟：

當該使用者裝置在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置時，僅將尋呼該使用者裝置的尋呼消息發送到該尋呼細胞遮罩清單中的遮罩位元被標記的細胞。

優選地，該方法還包括步驟：

接收該使用者裝置發送的服務區域遮罩清單，該服務區域遮罩清單存儲該使用者裝置的移動記錄，該尋呼細胞遮罩清單根據合併該服務區域遮罩清單的該迴圈時空背景簡檔而生成。

優選地，該方法還包括步驟：

構建一全域背景表，其中，該全域背景表包括該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔，該時空背景簡檔記錄該使用者裝置在一系列時間幀上所訪問的細胞；

將從該使用者裝置接收的服務區域遮罩清單併入該全域背景表；及

根據該全域背景表生成該尋呼區域遮罩清單。

一種用於位置管理的使用者裝置，與一網路中的系統管理伺服器通信連接，該使用者裝置與一網路中的伺服器通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，該使用者裝置包括一處理單元，該處理單元用於：

當確定該使用者裝置需要進行位置更新時，進行位置更新。

優選地，該尋呼區域遮罩清單的每一條目中包括一尋呼區域標識及一組遮罩位元，該每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，該處理單元還用於：

優選地，該處理單元還用於：

當確定該使用者裝置需要進行位置更新時將該服務區域遮罩清單發送給該系統管理伺服器。

優選地，該使用者裝置的移動記錄包括自前次位置更新後該使用者裝置所訪問過的細胞，該服務區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域，該服務區域遮罩清單的每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元，服務區域遮罩清單的每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，該處理單元通過將該新服務細胞所對應的遮罩位元標記在該服務區域遮罩清單中實現將該新服務細胞記錄在該服務區域遮罩清單中。

優選地，該處理單元還用於：

一種用於位置管理的系統管理伺服器，應用在一網路中，該網路與一使用者裝置通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，該系統伺服器包括一處理單元，其特徵在於，該處理單元用於：

將尋呼細胞遮罩清單發送給該使用者裝置；及

優選地，該尋呼區域遮罩清單的每一條目包括一組遮罩位，每一遮罩位代表該條目相應的尋呼區域中的一細胞，該處理單元還用於：

優選地，該處理單元還用於：

構建一全域背景表，其中，該全域背景表包括該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔，該時空背景簡檔記錄在一系列時間幀上所訪問的細胞；

根據該全域背景表生成該尋呼區域遮罩清單。

本發明實現簡單，能夠有效提高使用者裝置的尋呼效率，降低尋呼成本。

請參考圖4，所示為本發明一實施方式中位置管理系統100的運行環境圖。該位置管理系統100應用在一使用者裝置1及一網路2中。該使用者裝置1通過無線通訊方式與該網路2連接。該網路2包括，但不限於一系統管理伺服器21及至少一基站22。該使用者裝置1通過該至少一基站22與該系統管理伺服器21連接。在一實施方式中，該網路2可以是一蜂窩網路。該使用者裝置1可以為一智慧手機，一穿戴式設備或其他適合的電子裝置。該系統管理伺服器21可以為移動性管理實體（Mobility Management Entity，MME）或一無線接入網伺服器。

請參考圖5，所述為本發明一實施方式中使用者裝置1的模組圖。該使用者裝置1包括，但不限於第一存儲單元11及第一處理單元12。該第一存儲單元11用於存儲使用者裝置1中的程式碼及資料。本實施方式中，該第一存儲單元11可以為該使用者裝置1的內部存儲單元，例如該使用者裝置1的硬碟或記憶體。在另一實施方式中，該第一存儲單元11也可以為該使用者裝置1的外部存放裝置，例如該使用者裝置1上配備的插接式硬碟，智慧存儲卡（Smart Media Card, SMC），安全數位（Secure Digital, SD）卡，快閃記憶體卡（Flash Card）等。本實施方式中，該第一處理單元12可以為一中央處理器（Central Processing Unit, CPU），微處理器或其他資料處理晶片，該第一處理單元12用於執行該使用者裝置1中的軟體程式碼或運算資料。

請參考圖6，所述為本發明一實施方式中系統管理伺服器21的模組圖。該系統管理伺服器21包括，但不限於第二存儲單元211及第二處理單元212。該第二存儲單元211用於存儲該系統管理伺服器21中的程式碼及資料。本實施方式中，該第二存儲單元211可以為該系統管理伺服器21的內部存儲單元，也可以為該系統管理伺服器21的外部存放裝置，例如該系統管理伺服器21上配備的插接式硬碟，智慧存儲卡（Smart Media Card, SMC），安全數位（Secure Digital, SD）卡，快閃記憶體卡（Flash Card）等。本實施方式中，該第二處理單元212可以為一中央處理器（Central Processing Unit, CPU），微處理器或其他資料處理晶片，該第一處理單元12用於執行該系統管理伺服器21中的軟體程式碼或運算資料。

請參考圖7，所示為本發明一實施方式位置管理系統100的功能模組圖。本實施方式中，該位置管理系統100包括初始化模組101、接收模組102、創建模組103、檢測模組104、選擇模組105、判斷模組106、更新模組107、收發模組108、生成模組109及發送模組110。本發明所稱的模組是指能夠完成特定功能的一系列電腦程式指令段，比程式更適合於描述軟體在該系統100中的執行過程。本實施方式中，模組101-107被存儲於第一存儲單元11中並被該第一處理單元12所執行，模組108-110被存儲於第二存儲單元211中並被該第二處理單元212所執行。

該初始化模組101控制使用者裝置1通過檢測一固定頻率段的信令通道（beacon channel）搜尋該網路2的網路服務。在本實施方式中，該初始化模組101控制該使用者裝置1採用3GPP標準搜尋該固定頻率段的信令通道。

當該網路2中的網路服務可用時，該初始化模組101 進一步控制該使用者裝置1選擇一細胞，並通過該選擇的細胞完成該使用者裝置1對該網路2中的系統管理伺服器21的驗證與註冊。在本實施方式中，該初始化模組101根據無線資源管理標準控制該使用者裝置1選擇一合適的細胞並根據3GPP準則控制該使用者裝置1向該系統管理伺服器21進行驗證與註冊。如此，當該使用者裝置1完成驗證和註冊時，該系統管理伺服器21獲取該使用者裝置1的身份資訊及位置資訊。

本實施方式中，當網路2準備將來電資訊發送給處於空閒模式中的使用者裝置1時，網路2首先通過尋呼資訊喚醒該使用者裝置1。網路2並不是在網路2的所有細胞中呼叫使用者裝置1而是在位置區域(Location Are, LA)中跟蹤該使用者裝置1的位置。在本實施方式中，該網路2靜態地劃分為多個地理區域，例如LAs或尋呼區域（paging Area，PAs）。本實施方式中，該LA與PA具有相同的含義，可以互換使用。每一LA包括若干細胞。每一細胞包括一全球唯一標識碼（Globally Unique Identifier）。該全球唯一標識碼由移動國家碼（Mobile Country Code, MCC），移動網路碼（Mobile Network Code, MNC），位置區碼（Location Area Code， LAC）及細胞標識（Cell Identity, CID）組成。每個細胞在信標通道中廣播其標識資訊CID及其他一些系統資訊，如LAC等，如此，使用者裝置1可以知道它在哪個細胞，哪個區域位置（LA），以及它可以重新選擇的鄰近通道有哪些。

該接收模組102接收系統管理伺服器21發送的用於位置更新週期的尋呼區域遮罩清單（paging cell mask list, PCML）（參見圖8）。本實施方式中，通過將PCML發送給該使用者裝置1，該網路2可以引導該使用者裝置1在哪個細胞進行位置更新。在本實施方式中，網路2靜態地將地理區域劃分為多個尋呼區域PA。該尋呼區域包括若干細胞。該PCML包括一系列條目（參考圖9所示）。該PCML中的每一條目對應一尋呼區域。每一條目中包括一尋呼區域標識及一組遮罩位元（mask bits）。本實施方式中，該尋呼區域標識用於區分尋呼區域中的細胞，該每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞。

請一併參考圖9，該創建模組103創建一服務區域遮罩清單（Serving Cell Mask List, SCML）以存儲該使用者裝置1的移動記錄。本實施方式中，該使用者裝置1的移動記錄包括自前次位置更新後該使用者裝置1所訪問過的細胞。本實施方式中，該使用者裝置1訪問的細胞為該使用者裝置1的服務細胞（serving cell）。在一實施方式中，該創建模組103根據接收模組102接收的PCML創建SCML以存儲使用者裝置1的移動記錄。該創建的SCML具有與PCML相同的資料形式。例如，該SCML包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域，該SCML的每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元。該尋呼區域標識用於區分尋呼區域中的細胞。每一SCML的遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞。本實施方式中，該使用者裝置1通過保留該PCML中的尋呼區域標識及清除該PCML中的遮罩位而生成初始的SCML。

該檢測模組104在網路2中檢測相鄰細胞的通道品質。在本實施方式中，該檢測模組104根據3GPP標準檢測相鄰細胞的品質以維持良好的網路服務。本實施方式中，當網路2的網路服務可以使用時，在空閒模式下的使用者裝置1能夠駐留在一細胞，如此，該檢測模組104能夠檢測相鄰細胞的通道品質以維持良好的網路服務。連接模式下的使用者裝置1檢測相鄰細胞的通道品質並向網路2發送測量報告。

該選擇模組105根據無線電資源管理標準重新選擇一網路2中的細胞為新服務細胞。本實施方式中，該選擇模組105基於3GPP標準進行細胞重新選擇（cell reselection）或細胞切換（handover）而選擇一新服務細胞(如現有技術中已知的細胞切換或細胞重選過程)。本實施方式中，該選擇模組105檢測該網路2中的相鄰細胞的通道品質並重新選擇一網路服務更好的細胞駐留，如此避免丟失網路2發送的尋呼資訊。該重選細胞過程為現有技術中使用者裝置中已經的細胞重選過程。

該判斷模組106在當前位置更新週期中檢測該PCML以判斷該PCML中與重選的新服務細胞對應的遮罩位元是否被標記，並根據檢測的結果判斷是否在當前位置更新週期中進行位置更新。在本實施方式中，當該新服務細胞的尋呼區域標識沒有記錄在所述PCML中，或當該新服務細胞的尋呼區域標識記錄在所述PCML中但與重選的該新服務細胞對應的遮罩位元未被標記在該PCML中相應的尋呼區域條目中時，確定該使用者裝置1在當前位置更新週期中進行位置更新。否則，確定該使用者裝置1在當前位置更新週期中不進行位置更新。本實施方式中，當與該新服務細胞對應的遮罩位元未被標記時，則該使用者裝置1在訪問該未被標記的新服務細胞時進行位置更新。當與該新服務細胞對應的遮罩位元被標記時，則該使用者裝置1在訪問該被標記的新服務細胞時不需要進行位置更新。請一併參考圖10，圖10中示出了三個尋呼區域p, q, 及r及其該些區域對應的遮罩位元。本實施方式中，當新服務細胞的遮罩位元為1時代表該新服務細胞被標記，當細胞的遮罩位為0時代表該新服務細胞未被標記。在其他實施方式中，也可以定義為當新服務細胞的遮罩位元為0時代碼該新服務細胞被標記，當細胞的遮罩位為1時代表該新服務細胞未被標記。

當與重選的新服務細胞對應的遮罩位元被標記在當前更新週期的PCML中時，該更新模組107對當前位置更新週期下該SCML中的遮罩位元進行標記。本實施方式中，如果使用者裝置1在當前位置更新週期中訪問一新服務細胞，則該更新模組107將該SCML中與使用者裝置1訪問的新服務細胞所對應的遮罩位元進行標記；反之，該更新模組107不對該SCML中使用者裝置1未訪問的新服務細胞所對應的遮罩位元進行標記。本實施方式中，該更新模組107將該SCML中與使用者裝置1訪問的的新服務細胞所對應的遮罩位元標記為1。在本實施方式中，該接收模組102從該網路2對該新服務細胞的廣播中接收該新服務細胞的緊湊細胞標識，其中，該緊湊細胞標識包括尋呼區域標識與當地細胞標識。該當地細胞標識的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，該當地細胞標識用於索引該新服務細胞在該SCML中的遮罩位元以標記該新服務細胞在該SCML中的遮罩位。

當與重選的新服務細胞對應的遮罩位元未被標記在當前更新週期的PCML中時，該更新模組107控制該使用者裝置1進行位置更新及根據該系統管理伺服器21的請求將標記的SCML發送給系統管理伺服器21。本實施方式中，通過將SCML發送給網路2中的系統管理伺服器21，該網路2可以知道該使用者裝置1訪問過哪些細胞。本實施方式中，對於該使用者裝置1在空閒模式下所駐留的每一細胞或使用者裝置在連接模式下所連接的每一細胞，該更新模組107均對所述細胞的遮罩位元進行標記。本實施方式中，當前更新週期結束且該系統管理伺服器21請求接收該SCML時，該更新模組107控制該使用者裝置1將標記的SCML(也即local context map)發送給網路2中的系統管理伺服器21。在其他實施方式中，該系統管理伺服器21追蹤處於連接模式下的使用者裝置1所訪問的服務細胞以產生該PCML。

該收發模組108接收該使用者裝置1在當前更新週期發送的SCML。

該生成模組109根據該使用者裝置1的迴圈時空背景簡檔及接收的SCML生成一映射PCML（context-mapped PCML）以用於使用者裝置1進行下次位置更新。本實施方式中，該映射PCML同樣包括若干條目，每一條目對應一尋呼區域，該每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元，每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞。該映射PCML為更新後的PCML。

該發送模組110將該映射PCML發送給該使用者裝置1，及將尋呼該使用者裝置1的尋呼資訊發送給該映射PSML中的細胞。在一實施方式中，該發送模組110回應該使用者裝置1的位置更新將該映射PCML發送給該使用者裝置1，並向該使用者裝置1發送接收該SCML的請求以獲知該使用者裝置1于前次位置更新週期所訪問的細胞。在一實施方式中，當該使用者裝置1在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置1時，該發送模組110僅將尋呼消息發送到映射PCML中遮罩位元被標記的細胞。為了確定該映射PCML中哪些細胞將要被標記，該系統管理伺服器21存儲全域背景表（Global context map）。本實施方式中，該Global context map為一時空位表（參考圖9），該時空位表為SCML資料的記錄庫，該全域背景表中包括該迴圈時空背景簡檔。該Global context map具有在空間維度上的多個細胞群集和在時間維度上的一系列時間幀。所述Global context map記錄在所述一系列時間幀中被訪問的細胞並進行標記。該Global context map由從使用者裝置1獲取的SCML合併得到。

在一實施方式中，當使用者裝置1的位置更新週期從時間幀T[i]跨度到時間幀T[j]，則對應的使用者裝置1的發送的SCML被合併到從時間幀T[i]跨度到時間幀T[j]的Global context map的該迴圈時空背景簡檔中。如此，形成該更新後的PCML（映射PCML）。本實施方式中，通過將SCML合併到該迴圈時空背景簡檔中以生成更新後的PCML，該網路2能夠映射出該使用者裝置1的訪問軌跡。在一實施方式中，該PCML中使用者裝置1訪問軌跡所覆蓋的尋呼細胞可以按需要在PCML進行流線型化（參考圖10）。並且可以消除訪問軌跡所沒有覆蓋的細胞的尋呼。

該接收模組102還接收該系統管理伺服器21發送的映射PCML以用於該使用者裝置1下次的位置更新。本實施方式中，該系統管理伺服器21根據該PCML及該全域背景表生成該服務區域遮罩清單。

該創建模組103在下一位置更新週期中更新該SCML。本實施方式中，該創建模組103將當前更新週期中的SCML的遮罩位初始化設置為0，將被使用者裝置1訪問的細胞所對應的遮罩位元標記為1，及將當前更新週期中未被使用者裝置訪問的細胞所對應的遮罩位元標記為0以實現更新該SCML。

為了達到高的空間效率，PCML中需要一種緊湊的細胞標號方案。可以利用範圍[0,503]的實體細胞標記，其中僅有9位即可定址一尋呼區域中的細胞。例如，為了部署尋呼區域（R,N）=(4,7)，需要6個比特來支援每個尋呼區域的61個細胞，其中R為尋呼細胞的半徑，N為尋呼區域的數目。剩下的3個作為尋呼細胞ID，即尋呼區域標識。上述標出緊湊的標記使得基站22（如eNBs）與尋呼區域共用相同的識別字首碼，並利用子網路遮罩將尋呼區域標識與細胞ID區分開。在一實施方式中，該基站22廣播每一細胞的ID。當該使用者裝置1重新選擇一細胞時，該使用者裝置1根據細胞的ID對細胞的遮罩位元進行標記。

在一實施方式中，該PCML的長度不大於跟蹤區域的長度，例如不大於98位元組。參考圖8，該PCML包括一個或多個條目。每一條目包括一個尋呼區域及遮罩位元。令M(R)為六邊形且半徑為R的尋呼區域中的細胞的數量。請參考圖11，PCML中最大的細胞的數量有由尋呼區域的標記位元和98位元組的最大信令單元的比特寬度來限定。其中，，X(R)是尋呼區域ID的比特寬度，，Y(R)是遮罩位的寬度，L(R)為最大信令單元的比特寬度，該。尋呼區域只有一個細胞時（即R=0），則PCML中沒有遮罩位元，該尋呼區域數量等於等於該PCML的列表長度。全域尋呼區域ID為43位元的尋呼區域ID。PCML中的條目高達8個。信令的大小為80位元組。PCML的容量，即PCML中細胞的數目可用C(R)表示，。

該PCML可以被設計成在地理上可縮放的用於覆蓋使用者裝置1移動軌跡。該PCML可以通過尋呼區域直徑（2R+1）乘以尋求區域數來近似量化，其中，。如果，使用者裝置1的尋呼區域在地理上不是可縮放的，則高移動率下的使用者裝置1需要頻繁地進行位置更新。

為了評估移動有效性對使用者裝置1的位置更新的影響，將PCML的平均尋呼成本效率作為性能度量。對應每個UE，假設a為訪問細胞的數量，b可以是尋呼細胞的數量。該比率a/b為尋呼優化的定量指標。a的值是SCML中的遮罩位的數量。b的值是PCML中被標記的細胞的數目，由所述CMR所投射的所述尋呼預算，並且由所述移動性程度和可預測性界定。所述預算投影的公式是系統專用的，因為用於最小化位置更新和尋呼的總成本函數因網路的不同而不同。

本案通過批量演算法優化的PCML的尋呼成本效率總是100%。然而，由於對每個PCML（即表S1 中的N）的最大尋呼區域的限制1），PCML中的標記細胞的實際數量可以小於計畫的尋呼預算。換句話說，PCML中的標記的細胞的數量超過尋呼預算之前，PCML中所包含的群集(尋呼區域)N的數目可超過其最大值。在這種情況下，尋呼預算執行率無法達到100%。參考圖12所示，當尋呼預算增加時，尋呼預算執行速率降低。

較少的尋呼預算執行的影響是位置更新數量的增加。但是，如果尋呼預算不大，則影響較小。如圖13所示，可以通過壓縮所述PCML以容納更多的尋呼區域。針對UE中心方案的流線型方案的潛在成本節約高達90%。在針對UE中心方案（距離閾值＝1）的7細胞尋呼預算的情況下），性能增益為70%左右。該使用者裝置1具有相同的位置更新預算，優化的流線型方案的尋呼成本是UE中心方案的30%。採用相同的尋呼預算，優化的流線型方案可以延長位置更新週期3.3倍。

請參考圖14，所示為本發明一實施方式中位置管理方法的流程圖。該方法應用在一使用者裝置1中。該使用者裝置1與一網路2中的系統管理伺服器21通信連接。該網路2包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞。根據不同需求，該流程圖中步驟的順序可以改變，某些步驟可以省略或合併。該方法包括步驟：

S1401：通過檢測一固定頻率段的信令通道搜尋該網路2的網路服務。在本實施方式中，該使用者裝置1採用3GPP標準搜尋該固定頻率段的信令通道。該網路2可以為蜂窩網路。

S1402：選擇網路2中的一細胞為新服務細胞。在本實施方式中，該使用者裝置1根據無線資源管理標準選擇一合適的細胞。

S1403：通過該選擇的細胞完成該使用者裝置1對該網路2中的系統管理伺服器21的驗證與註冊。在本實施方式中，該使用者裝置1根據3GPP準則向該系統管理伺服器21進行驗證與註冊。如此，當該使用者裝置1完成驗證和註冊時，該系統管理伺服器21獲取該使用者裝置1的身份資訊及位置資訊。

S1404：接收系統管理伺服器21發送的用於當前位置更新週期的尋呼區域遮罩清單（paging cell mask list, PCML）。本實施方式中，通過將PCML發送給該使用者裝置1，該網路2可以引導該使用者裝置1在哪個細胞進行位置更新。在本實施方式中，網路2靜態地將地理區域劃分為多個尋呼區域（PA）。每一尋呼區域包括若干細胞。該PCML包括一系列條目（參考圖9所示）。該PCML中的每一條目對應一尋呼區域。每一條目中包括一尋呼區域標識及一組遮罩位元（mask bits）。本實施方式中，該尋呼區域標識用於區分尋呼區域，該每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞。

S1405：創建一服務區域遮罩清單（Serving Cell Mask List, SCML）以存儲該使用者裝置1的移動記錄。本實施方式中，該使用者裝置1的移動記錄包括自前次位置更新後該使用者裝置1所訪問過的細胞。本實施方式中，該使用者裝置1訪問的細胞為該使用者裝置1的服務細胞（serving cell）。在一實施方式中，該使用者裝置1根據接收的PCML創建SCML以存儲使用者裝置1的移動記錄。該創建的SCML具有與PCML相同的資料形式。例如，該SCML包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域，該SCML的每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元。該尋呼區域標識用於區分尋呼區域。每一SCML的遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞。本實施方式中，該使用者裝置1通過保留該PCML中的尋呼區域標識及將該PCML中的遮罩位清除為0而生成初始的SCML。

S1406: 在網路2中檢測相鄰細胞的通道品質。在本實施方式中，該使用者裝置1根據3GPP標準檢測相鄰細胞的品質以維持良好的網路服務。本實施方式中，當網路2的網路服務可以使用時，在空閒模式下的使用者裝置1能夠駐留在一細胞，如此，該使用者裝置1能夠檢測相鄰細胞的通道品質以維持良好的網路服務。連接模式下的使用者裝置1檢測相鄰細胞的通道品質並向網路2發送測量報告。

S1407:根據無線電資源管理標準重新選擇一網路2中的細胞。本實施方式中，該使用者裝置1基於3GPP標準在空闲模式進行細胞重新選擇或在连接模式进行細胞切換而選擇一新服務細胞。本實施方式中，該使用者裝置1檢測該網路2中的相鄰細胞的通道品質並重新選擇一網路服務更好的細胞駐留，如此避免丟失網路2發送的尋呼資訊。

S1408: 檢測當前位置更新週期的該PCML中與重選的新服務細胞對應的遮罩位元是否被標記，並根據檢測的結果判斷是否需要進行位置更新。在本實施方式中，當重選的新服務細胞的尋呼區域標識沒有記錄在所述PCML中，或當重選的新服務細胞的尋呼區域標識記錄在所述PCML中但與該新服務細胞對應的遮罩位元未被標記在該PCML中相應的尋呼區域條目中時，確定該使用者裝置1需要進行位置更新；否則，確定該使用者裝置1不需要進行位置更新。本實施方式中，當確定使用者裝置1不需要進行位置更新時，執行步驟S1409，否則執行步驟S1410。

S1409：該使用者裝置1對當前位置更新週期下該SCML中的遮罩位元進行標記，以將該新服務細胞記錄在該SCML中。本實施方式中，如果使用者裝置1在當前位置更新週期中訪問一細胞，則該使用者裝置將該SCML中與使用者裝置1訪問的細胞所對應的遮罩位元進行標記；反之，該使用者裝置不對該SCML中使用者裝置1未訪問的細胞所對應的遮罩位元進行標記。本實施方式中，該使用者裝置1將該SCML中與使用者裝置1訪問的的細胞所對應的遮罩位元標記為1。本實施方式中，該使用者裝置1從該網路2對該新服務細胞的廣播中接收該新服務細胞的緊湊細胞標識，其中，該緊湊細胞標識包括尋呼區域標識與當地細胞標識。該當地細胞標識的使用范围限于该寻呼区域标识所对应的寻呼区域，該當地細胞標識用於索引該新服務細胞在該SCML中的遮罩位元以標記該新服務細胞在該SCML中的遮罩位。在其他實施方式中，該步驟S1409可以省略。

S1410：該使用者裝置1進行位置更新及根據該系統管理伺服器21的請求將標記的SCML發送給系統管理伺服器21。本實施方式中，通過將SCML發送給網路2中的系統管理伺服器21，該網路2可以知道該使用者裝置1訪問過哪些細胞。本實施方式中，對於該使用者裝置1在空閒模式下所駐留的每一細胞或使用者裝置在連接模式下所連接的每一細胞，該使用者裝置1均對所述細胞的遮罩位元進行標記。本實施方式中，當前更新週期結束且該系統管理伺服器21請求接收該SCML時，該使用者裝置1將標記的SCML(也即local context map)發送給網路2中的系統管理伺服器21。在其他實施方式中，該系統管理伺服器21追蹤處於連接模式下的使用者裝置1所訪問的服務細胞以產生該PCML，在這樣的實施方式中，該系統管理伺服器21不需要SCML，所以在步驟S1410中使用者裝置1僅進行位置更新。

S1411:接收該系統管理伺服器21發送的映射PCML以用於該使用者裝置1下一個位置更新週期。

S1412: 該使用者裝置1創建用於在下一位置更新週期的SCML。本實施方式中，該創建模組109在每個位置更新週期的初始通過保留該PCML中的尋呼區域標識及將SCML的遮罩位全部初始化設置為0而生產初始的SCML。該創建模組109在每個位置更新週期將被使用者裝置1訪問的細胞所對應的遮罩位元標記為1，以實現創建該SCML。

在某些實施例中，該系統管理伺服器21可追蹤處於連接模式下的使用者裝置1所訪問的服務區域以產生PCML，在這樣的實施方式中，該系統管理伺服器21不需要SCML，所以步驟S1405、S1409和S1412可以省去。

請參考圖15，所示為本發明另一實施方式中位置管理方法的流程圖。該方法應用在一網路2中的系統管理伺服器21中。該系統管理伺服器21與一使用者裝置1通信連接。該網路2包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞。根據不同需求，該流程圖中步驟的順序可以改變，某些步驟可以省略或合併。該方法包括步驟：

S1501：接收該使用者裝置1發送的當前位置更新週期的SCML，其中，該SCML用於存儲該使用者裝置1的移動記錄。

S1502：根據該使用者裝置1的迴圈時空背景簡檔及先前接收的所有SCML生成更新後的（用於下一個位置更新週期的）PCML，或僅根據該使用者裝置1的迴圈時空背景簡檔生成該PCML，該PCML包括一組條目，每一條目對應一用於該使用者裝置訪問的尋呼區域，該每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元，每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞。

S1503：將更新後的尋呼細胞遮罩清單發送給該使用者裝置1。

S1504：當該使用者裝置1在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置1時，將尋呼該使用者裝置的尋呼資訊以細胞級細微性發送給該尋呼區域遮罩清單中的細胞。在一實施方式中，當該使用者裝置1在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置1時，系統管理伺服器21僅將尋呼資訊發送到該PCML中遮罩位元被標記的區域。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧位置管理系統

1‧‧‧使用者裝置

2‧‧‧網路

21‧‧‧系統管理伺服器

22‧‧‧基站

11‧‧‧第一存儲單元

12‧‧‧第一處理單元

211‧‧‧第二存儲單元

212‧‧‧第二處理單元

101‧‧‧初始化模組

102‧‧‧接收模組

103‧‧‧創建模組

104‧‧‧檢測模組

105‧‧‧選擇模組

106‧‧‧判斷模組

107‧‧‧更新模組

108‧‧‧收發模組

109‧‧‧生成模組

110‧‧‧發送模組

S1401~S1402‧‧‧表S1步驟

S1501~S1504‧‧‧步驟

圖1為使用者裝置在不同尋呼區域的範圍中的位置更新及尋呼資訊數量的示意圖。圖2為蜂窩網路配置的示意圖。圖3為不同追蹤區域尺寸的性能示意圖。圖4為本發明一實施方式中位置管理系統的運行環境圖。圖5為圖4中使用者裝置的模組圖。圖6為圖4中系統管理伺服器的示意圖。圖7為圖4中位置管理系統的模組圖。圖8為本發明一實施方式中尋呼區域遮罩清單（Paging Cell Mask List, PCML）的示意圖。圖9為本發明一實施方式中服務區域遮罩清單（Service Cell Mask List, SCML）及全域背景表（Global Context Map）的示意圖。圖10為本發明一實施方式中帶有標記的尋呼區域的示意圖。圖11為六邊形模型中尋呼區域細胞標記的配置示意圖。圖12為本發明一實施方式中Context Mapping 性能的示意圖。圖13為不同位置追蹤方案性能的示意圖。圖14為本發明一實施方式中位置管理方法的流程圖。圖15為本發明另一實施方式中位置管理方法的流程圖。

無。

Claims

一種位置管理方法，應用在一使用者裝置中，該使用者裝置與一網路中的系統管理伺服器通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，其改良在於，該方法包括步驟：接收該系統管理伺服器發送的用於當前位置更新週期的尋呼區域遮罩清單，其中，該尋呼區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域；當進行細胞重新選擇或細胞切換而選擇一新服務細胞後，根據該新服務細胞及該尋呼區域遮罩清單判斷該使用者裝置是否需要進行位置更新；及當確定該使用者裝置需要進行位置更新時，進行位置更新。
如申請專利範圍第1項所述的位置管理方法，其中，該尋呼區域遮罩清單的每一條目中包括一尋呼區域標識及一組遮罩位元，該每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，該方法還包括：當該新服務細胞的尋呼區域標識沒有記錄在該尋呼區域遮罩清單中，或當該新服務細胞的尋呼區域標識記錄在該尋呼細胞遮罩清單中但該新服務細胞對應的遮罩位元未被標記在該尋呼區域遮罩清單中時，確定該使用者裝置需要進行位置更新；否則確定該使用者裝置不需要進行位置更新。
如申請專利範圍第1項所述的位置管理方法，其中，該方法還包括：創建該當前位置更新週期的服務區域遮罩清單以存儲該使用者裝置的移動記錄；當確定該使用者裝置不需要進行位置更新時，在該服務區域遮罩清單中記錄該新服務細胞；或當確定該使用者裝置需要進行位置更新時，將該服務區域遮罩清單發送給該系統管理伺服器。
如申請專利範圍第3項所述的位置管理方法，其中，該使用者裝置的移動記錄包括自前次位置更新後該使用者裝置所訪問過的細胞，該服務區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域，該服務區域遮罩清單的每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元，該服務區域遮罩清單的每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，通過將該新服務細胞所對應的遮罩位元標記在該服務區域遮罩清單中實現將該新服務細胞記錄在該服務區域遮罩清單中。
如申請專利範圍第4項所述的位置管理方法，其中，該方法還包括步驟：從該網路對該新服務細胞的廣播中接收該新服務細胞的緊湊細胞標識，其中，該緊湊細胞標識包括尋呼區域標識與當地細胞標識，該當地細胞標識的使用范围限于該尋呼區域標識所對應的尋呼區域，該當地細胞標識用於索引該新服務細胞在該服務區域遮罩清單中的遮罩位元以標記該新服務細胞在該服務區域遮罩清單中的遮罩位。
如申請專利範圍第3項所述的位置管理方法，其中，該方法還包括步驟：接收該系統管理伺服器發送的用於下個位置更新週期的尋呼細胞遮罩清單，其中，該系統管理伺服器根據該服務區域遮罩清單及該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔生成該尋呼區域遮罩清單；及更新該服務區域遮罩清單以存儲該使用者裝置在該下個位置更新週期的移動記錄。
一種位置管理方法，應用在一網路中，該網路與一使用者裝置通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，其改良在於，該方法包括步驟：根據該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔生成一尋呼區域遮罩清單，該尋呼區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域；將尋呼細胞遮罩清單發送給該使用者裝置；及當該使用者裝置在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置時，將尋呼該使用者裝置的尋呼資訊以細胞級細微性發送給該尋呼區域遮罩清單中的細胞。
如申請專利範圍第7項所述的位置管理方法，其中，該尋呼區域遮罩清單的每一條目包括一組遮罩位，每一遮罩位代表該條目相應的尋呼區域中的一細胞，該方法還包括步驟：當該使用者裝置在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置時，僅將尋呼該使用者裝置的尋呼消息發送到該尋呼細胞遮罩清單中的遮罩位元被標記的細胞。
如申請專利範圍第7項所述的位置管理方法，其中，該方法還包括步驟：接收該使用者裝置發送的服務區域遮罩清單，該服務區域遮罩清單存儲該使用者裝置的移動記錄，該尋呼細胞遮罩清單根據合併該服務區域遮罩清單的該迴圈時空背景簡檔而生成。
如申請專利範圍第9項所述的位置管理方法，其中，該方法還包括步驟：構建一全域背景表，其中，該全域背景表包括該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔，該時空背景簡檔記錄該使用者裝置在一系列時間幀上所訪問的細胞；將從該使用者裝置接收的服務區域遮罩清單併入該全域背景表；及根據該全域背景表生成該尋呼區域遮罩清單。
一種用於位置管理的使用者裝置，與一網路中的系統管理伺服器通信連接，該使用者裝置與一網路中的伺服器通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，該使用者裝置包括一處理單元，其改良在於，該處理單元用於：接收該系統管理伺服器發送的用於當前位置更新週期的尋呼區域遮罩清單，其中，該尋呼區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域；當進行細胞重新選擇或細胞切換而選擇一新服務細胞後，根據該新服務細胞及該尋呼區域遮罩清單判斷該使用者裝置是否需要進行位置更新；及當確定該使用者裝置需要進行位置更新時，進行位置更新。
如申請專利範圍第11項所述的使用者裝置，其中，該尋呼區域遮罩清單的每一條目中包括一尋呼區域標識及一組遮罩位元，該每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，該處理單元還用於：當該新服務細胞的尋呼區域標識沒有記錄在該尋呼區域遮罩清單中，或當該新服務細胞的尋呼區域標識記錄在該尋呼細胞遮罩清單中但該新服務細胞對應的遮罩位元未被標記在該尋呼區域遮罩清單中時，確定該使用者裝置需要進行位置更新；否則確定該使用者裝置不需要進行位置更新。
如申請專利範圍第11項所述的使用者裝置，其中，該處理單元還用於：創建該當前位置更新週期的服務區域遮罩清單以存儲該使用者裝置的移動記錄；當確定該使用者裝置不需要進行位置更新時，在該服務區域遮罩清單中記錄該新服務細胞；或當確定該使用者裝置需要進行位置更新時將該服務區域遮罩清單發送給該系統管理伺服器。
如申請專利範圍第13項所述的使用者裝置，其中，該使用者裝置的移動記錄包括自前次位置更新後該使用者裝置所訪問過的細胞，該服務區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域，該服務區域遮罩清單的每一條目包括尋呼區域標識及一組遮罩位元，服務區域遮罩清單的每一遮罩位元代表尋呼區域中的一細胞，該處理單元通過將該新服務細胞所對應的遮罩位元標記在該服務區域遮罩清單中實現將該新服務細胞記錄在該服務區域遮罩清單中。
如申請專利範圍第14項所述的使用者裝置，其中，該處理單元還用於：從該網路對該新服務細胞的廣播中接收該新服務細胞的緊湊細胞標識，其中，該緊湊細胞標識包括尋呼區域標識與當地細胞標識，該當地細胞標識的使用范围限于該尋呼區域標識所對應的尋呼區域，該當地細胞標識用於索引該新服務細胞在該服務區域遮罩清單中的遮罩位元以標記該新服務細胞在該服務區域遮罩清單中的遮罩位。
如申請專利範圍第13項所述的使用者裝置，其中，該處理單元還用於：接收該系統管理伺服器發送的用於下個位置更新週期的尋呼細胞遮罩清單，其中，該系統管理伺服器根據該服務區域遮罩清單及該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔生成該尋呼區域遮罩清單；及更新該服務區域遮罩清單以存儲該使用者裝置在該下個位置更新週期的移動記錄。
一種用於位置管理的系統管理伺服器，應用在一網路中，該網路與一使用者裝置通信連接，該網路包括一組尋呼區域，每一尋呼區域包括一組細胞，該系統伺服器包括一處理單元，其改良在於，，該處理單元用於：根據該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔生成一尋呼區域遮罩清單，該尋呼區域遮罩清單包括一組條目，每一條目對應一尋呼區域；將尋呼細胞遮罩清單發送給該使用者裝置；及當該使用者裝置在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置時，將尋呼該使用者裝置的尋呼資訊以細胞級細微性發送給該尋呼區域遮罩清單中的細胞。
如申請專利範圍第17項所述的系統管理伺服器，其中，該尋呼區域遮罩清單的每一條目包括一組遮罩位，每一遮罩位代表該條目相應的尋呼區域中的一細胞，該處理單元還用於：當該使用者裝置在空閒模式且需要尋呼該使用者裝置時，僅將尋呼該使用者裝置的尋呼消息發送到該尋呼細胞遮罩清單中的遮罩位元被標記的細胞。
如申請專利範圍第17項所述的系統管理伺服器，其中，該處理單元還用於：接收該使用者裝置發送的服務區域遮罩清單，該服務區域遮罩清單存儲該使用者裝置的移動記錄，該尋呼細胞遮罩清單根據合併該服務區域遮罩清單的該迴圈時空背景簡檔而生成。
如申請專利範圍第19項所述的系統管理伺服器，其中，該處理單元還用於：構建一全域背景表，其中，該全域背景表包括該使用者裝置的迴圈時空背景簡檔，該時空背景簡檔記錄該使用者裝置在一系列時間幀上所訪問的細胞；將從該使用者裝置接收的服務區域遮罩清單併入該全域背景表；及根據該全域背景表生成該尋呼區域遮罩清單。