TWI602463B - 尋呼方法、鄰區列表記錄方法及尋呼裝置 - Google Patents

Description

尋呼方法、鄰區列表記錄方法及尋呼裝置

本發明是有關於一種尋呼方法，特別是關於一種基於物理鄰區列表以及活動鄰區列表的尋呼方法。

隨著近年來無線網路環境的快速發展，包括第三代行動通訊技術(3rd Generation,3G)以及長期演進技術(Long Term Evolution,LTE)，適當地部署微蜂窩小區(Femtocell)及其他等級的小區(Small Cell)佔據3G及LTE發展的重要地位，小區例如還可以包括microcell以及picocell。微蜂窩小區可以提高無線網路的覆蓋範圍，例如可在室內或是無線網路訊號不易傳達之處設置微蜂窩小區，使得用戶設備(User Equipment,UE)能夠通過微蜂窩小區而連接至網路。

當核心網(Core Network,CN)或是演進封包核心(Evolved Packet Core,EPC)需要尋呼(Paging)用戶設備時，會對小區發出尋呼消息(Paging Message)，以使得小區嘗試尋呼用戶設備。因此，如何在廣布小區的無線網路環境中精準有效率地發出 尋呼，乃目前業界所致力的課題之一。

本發明的目的在於提供一種尋呼方法以及鄰區列表記錄方法，能夠有效減少需要尋呼的小區數量，並且能夠提高尋呼成功的機率。

根據本發明的第一方面，提出一種尋呼方法，用以在多個小區尋呼用戶設備，包括下列步驟：獲得用戶設備目前登記位置的第一小區；根據第一小區獲得物理鄰區列表，物理鄰區列表包括與第一小區在空間中相鄰的小區；根據第一小區獲得活動鄰區列表，活動鄰區列表包括與第一小區之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區；以及根據物理鄰區列表及活動鄰區列表發出尋呼。

根據本發明的第二方面，提出一種鄰區列表的記錄方法，用以記錄第一小區與複數個小區之間的關係，包括下列步驟：偵測與第一小區在空間中相鄰的小區，記錄在物理鄰區列表；偵測與第一小區之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區，記錄在活動鄰區列表。

根據本發明的第三方面，提出一種尋呼裝置，用以在多個小區尋呼用戶設備，尋呼裝置包括收發單元、記憶單元以及處理單元。收發單元獲得用戶設備目前登記位置的第一小區，並對有效尋呼區列表發出尋呼。記憶單元儲存多個鄰區關係列表。處理單元根據第一小區從鄰區關係列表中獲得對應於第一小 區的物理鄰區列表以及活動鄰區列表，並根據物理鄰區列表及活動鄰區列表決定有效尋呼區列表。其中物理鄰區列表包括與第一小區在空間中相鄰的小區，活動鄰區列表包括與第一小區之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

10‧‧‧尋呼裝置

100‧‧‧收發單元

102‧‧‧記憶單元

104‧‧‧處理單元

C1、C2、C3、C4‧‧‧小區

S12‧‧‧獲得用戶設備目前登記位置的第一小區

S14‧‧‧根據第一小區獲得物理鄰區列表

S16‧‧‧根據第一小區獲得活動鄰區列表

S18‧‧‧根據物理鄰區列表及活動鄰區列表發出尋呼

S32‧‧‧偵測與第一小區在空間中相鄰的小區，記錄在物理鄰區列表

S34‧‧‧偵測與第一小區之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區，記錄在活動鄰區列表

S182‧‧‧根據對用戶設備的尋呼次數設定閾值

S184‧‧‧根據閾值決定有效尋呼區列表

S186‧‧‧對有效尋呼區列表發出尋呼

TA1、TA2‧‧‧跟蹤區

UE‧‧‧用戶設備

第1圖繪示無線網路環境中部署小區的示意圖。

第2圖繪示依據本發明一實施例的尋呼方法的流程圖。

第3圖繪示依據本發明一實施例的根據物理鄰區列表及活動鄰區列表尋呼的流程圖。

第4圖繪示依據本發明一實施例的鄰區列表記錄方法的流程圖。

第5圖繪示依據本發明一實施例的尋呼裝置的示意圖

第1圖繪示無線網路環境中部署小區的示意圖。以LTE系統架構為例說明，無線網路環境中存在多個跟蹤區(Tracking Area,TA)，如第1圖所繪示有2個跟蹤區TA1以及TA2。當用戶設備UE(在第1圖以手機作為例子說明)從跟蹤區TA1移動到跟蹤區TA2時，用戶設備UE會發出消息通知核心網，使得核心網可以追蹤用戶設備UE的位置。

一個跟蹤區中可部署多個小區，以增進網路服務覆蓋率，小區例如是microcell,picocell,femtocell，可設置於家中、辦公室、或其它場所中。如第1圖所示，在跟蹤區TA1部署了4個小區C1-C4，用戶設備UE可能在跟蹤區TA1內的不同小區之間移動，當核心網的尋呼裝置10需要尋呼用戶設備UE時，僅知道用戶設備UE在跟蹤區TA1，因此對跟蹤區TA1的全部小區C1-C4發出尋呼消息，尋呼裝置10例如是移動管理實體(Mobility Management Entity,MME)。

隨著對於網路覆蓋率要求提高，以及網路使用人數增加，小區部署將變得更加密集且小區數量會增加許多，且一個跟蹤區的地理範圍可能很大，例如一個跟蹤區內可能可以部署數千或數萬個微蜂窩小區，若是對跟蹤區內的全部小區發出尋呼消息，將會造成尋呼風暴，即一條尋呼業務可能會變成上萬個尋呼信令，對核心網及各小區都將造成很大衝擊。因此，本揭露提出一種尋呼方法，能夠減少實際需要尋呼的小區數量。

第2圖繪示依據本發明一實施例的尋呼方法的流程圖。此尋呼方法用以在多個小區尋呼一用戶設備UE，包括下列步驟：步驟S12獲得用戶設備UE目前登記位置的第一小區C1。步驟S14根據第一小區C1獲得一物理鄰區列表NL，物理鄰區列表NL包括與第一小區C1在空間中相鄰的小區。步驟S16根據第一小區C1獲得活動鄰區列表AL，活動鄰區列表AL包括與第一小區C1之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區。

依據本發明上述實施例的尋呼方法，使用了物理鄰區列表NL以及活動鄰區列表AL，關於記錄物理鄰區列表NL以及活動鄰區列表AL的方法，請參考第4圖。第4圖繪示依據本發明一實施例的鄰區列表記錄方法的流程圖，此記錄方法用以記錄第一小區C1與多個小區之間的關係，包括下列步驟：步驟S32偵測與第一小區C1在空間中相鄰的小區，記錄在物理鄰區列表NL。步驟S34偵測與第一小區C1之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區，記錄在活動鄰區列表AL。

以第1圖的系統架構作為例子說明，尋呼裝置10可儲存每一個小區所對應的物理鄰區列表NL以及活動鄰區列表AL，即小區Ci對應到一個物理鄰區列表NLi以及一個活動鄰區列表ALi。步驟S32可以在小區Ci開機時執行，例如當小區C1開機時，小區C1會偵測在空間中與其相鄰的鄰區，例如包括小區C2以及小區C3，小區C1會將這個訊息傳送至尋呼裝置10，尋呼裝置10便可以將小區C2以及小區C3記錄在小區C1的物理鄰區列表NL1。每當小區C1重新開機時，可再次偵測其鄰近小區有哪些，並將此訊息傳送至尋呼裝置10，以更新小區C1的物理鄰區列表NL1。此外，亦可以在小區C1開機後每隔一段時間定期偵測其物理鄰區，並重新上報至尋呼裝置10，以更新小區C1的物理鄰區列表NL1。

由於用戶設備UE的主要活動路徑並不一定與空間距離相關，活動鄰區列表AL1可以提供不同於物理鄰區列表NL1 的有效資訊。舉例而言，同一個辦公大樓的上下樓層可能屬於不同公司，兩間不同公司所部署的小區在空間中很靠近，然而實際上這兩個區域中的小區之間可能並沒有實際的用戶設備活動軌跡記錄。相反的，兩個物理距離較遠的小區卻可能存在用戶設備活動軌跡記錄，例如是交通道路上的兩個小區。因此，本發明的尋呼方法更包括考慮活動鄰區列表AL，第一小區C1的活動鄰區列表AL1記錄有與第一小區C1之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區。

如第2圖所示，進行尋呼時首先獲得用戶設備UE目前登記位置的第一小區C1(步驟S12)。用戶設備UE的位置可登記在設備H，設備H例如可以是歸屬用戶伺服器(Home Subscriber Server,HSS)或是歸屬位置暫存器(Home Location Register,HLR)，可依所使用的通信系統架構決定。每當用戶設備UE發起業務以及周期性位置更新時，設備H即判斷用戶設備UE登記位置是否改變，因此設備H儲存有用戶設備最近更新的登記位置。當執行步驟S12時，尋呼裝置10可以從設備H獲得用戶設備UE最後一次的登記位置是第一小區C1，便能獲得第一小區C1對應的物理鄰區列表NL1(步驟S14)以及活動鄰區列表AL1(步驟S16)，能夠得知與第一小區C1於環境中較靠近的鄰區有哪些，以及與第一小區C1存在用戶設備活動軌跡記錄的小區有哪些，因此能夠根據物理鄰區列表NL1以及活動鄰區列表AL1發出尋呼(步驟S18)，相較於對於同一跟蹤區的每一個小區尋呼，第2 圖的方法能夠減少實際所需要尋呼的小區數量。

以下詳細說明活動鄰區列表AL。第一小區C1的活動鄰區列表AL1包括與第一小區C1存在用戶設備活動軌跡記錄的小區，活動鄰區列表AL1更可包括有這些小區對應的活躍度，此活躍度代表第一小區C1到各小區的用戶設備活動頻繁程度。活動鄰區列表AL1的一範例見下方表一所示。

如表一所示的例子中，對小區C1而言，小區C1到小區C578有最高的活躍度，代表小區C1到小區C578的用戶設備活動最為頻繁，而小區C1到小區C305有次高的活躍度。

包括有活躍度的活動鄰區列表AL1的記錄以及更新方法如下所述：當偵測到有用戶設備UEa的登記位置從第一小區C1改變為第二小區C2時，第一小區C1與第二小區C2可以屬於同一個跟蹤區TA1，例如設備H偵測到有任一用戶設備UEa的活動導致用戶設備UEa的登記位置改變，此時設備H將此訊息傳送至尋呼裝置10，尋呼裝置10便可以對所儲存的活動鄰區列表AL1內第二小區C2的活躍度增加一權重值。所增加的此權重值例如 是1，即每次有位置更動時對相關的小區活躍度加1，另外．此權重值也可以依照這個用戶設備UEa所發起的業務而決定，例如給予語音通話業務較高的權重值，給予週期性位置更新給予較低的權重值，或者也可以給予不同的用戶層級不同的權重值。藉由適當地調整權重值，能夠達到更準確的預測成功率。

而由於活動鄰區列表AL1內的活躍度是在用戶設備UEa的登記位置從第一小區C1改變為第二小區C2時更新，因此活動鄰區列表AL1內的資訊是有方向性的，即代表從第一小區C1出發的用戶設備活動。從第二小區C2出發的用戶設備活動則記錄於第二小區C2對應的活動鄰區列表AL2，如此能夠準確記錄實際的用戶設備活動，即活動鄰區列表AL內包含有用戶設備移動的方向資訊。

活動鄰區列表AL1更可以包括各小區於不同時段的活躍度，例如早上7點到晚上7點的時間可以細分為早晨、午間、黃昏時段。包括有不同時段活躍度的活動鄰區列表AL1的一範例見下方表二所示。

如表二所示的例子中，在記錄活動鄰區列表AL1時，即會依照目前的時段，將偵測到的用戶設備活動增加在對應時段的活躍度。在尋呼時，使用活動鄰區列表AL1亦可依照尋呼業務的時段，選擇對應的活躍度，如此能夠更準確地掌握各個小區之間的活動特性。例如上下班道路可能在早晨及黃昏有高活躍度，用餐熱門地點可能在午間及黃昏有高活躍度等等。

對於活動鄰區列表AL內的活躍度，可制定一衰減策略，例如可以定期對活躍度進行數值衰減，可透過減去衰減數值或乘上衰減比例等方式達成，如此可以避免活動鄰區列表AL內的活躍度無限增加，執行衰減的週期例如可以是每天或每週執行一次。實作中每次衰減間隔的時間並不限於固定長度，且每次衰減的數值亦可以適當調整，不限於固定數值，而衰減數值亦可以依照衰減間隔時間而設定。

以下說明對於包括活躍度的活動鄰區列表AL，步驟S18根據物理鄰區列表NL1以及活動鄰區列表AL1發出尋呼的詳細執行方式。第3圖繪示依據本發明一實施例的根據物理鄰區列表及活動鄰區列表尋呼的流程圖，步驟S18包括下列步驟：步驟S182根據對用戶設備UE的尋呼次數n設定閾值Th，步驟S184根據閾值Th決定有效尋呼區列表PL，步驟S186對有效尋呼區列表PL發出尋呼。詳細說明如下。

相較於對同一個跟蹤區的所有小區進行尋呼，此尋呼方法可分階段進行尋呼，例如可以設定為對用戶設備UE作3 次尋呼。每一次尋呼可設定不同的閾值Th，閾值Th越高代表所需尋呼的小區就越多，成功機率也越高，閾值Th越低即是所需尋呼的小區越少，尋呼花費的資源也會越少。

每一次的尋呼在決定有效尋呼區列表PL時，依照活躍度從高到低，選取活動鄰區列表AL1當中的至少一部分小區作為候選活動鄰區，這些候選活動鄰區的活躍度總和相對於活動鄰區列表AL1中所有小區的活躍度總和的比值大於等於閾值Th。即從活躍度最高的小區開始逐一加入候選活動鄰區，直到候選活動鄰區的所有小區的活躍度總和大於等於特定數值為止。

以第1次尋呼為例(n=1)，期望能夠尋呼較少的小區即成功尋呼到用戶設備UE，可設定閾值Th=70%，閾值Th大致正相關於尋呼的成功率。請同時參考表一，活動鄰區列表AL1內所有小區的活躍度總和是20827，從活躍度高的小區開始選擇，因此候選活動鄰區有小區C578以及小區C305((9150+6472)/20827>70%)。

第一次尋呼的有效尋呼區列表PL可包括第一小區C1、物理鄰區列表NL1、以及候選活動鄰區(小區C578以及小區C305)，即嘗試尋呼用戶設備UE最後登記位置的小區、最後登記位置的小區所鄰近的全部小區、以及有70%機率可能會移動到的小區。以此方法尋呼，不僅可以降低所需尋呼的小區數量，同時亦能夠確保有一定的尋呼成功機率。

若是第一次尋呼即成功，即收到用戶設備UE的尋 呼響應，則尋呼操作完成。而若是第一次尋呼失敗，即在一定時間內沒有收到用戶設備UE的尋呼響應，則進行第二次尋呼(n=2)。第二次尋呼可尋呼更多的小區以達到更高的成功機率，因此可將閾值Th提高，例如設定閾值Th是90%。以表一的活動鄰區列表AL1為例，當閾值Th=90%時，候選活動鄰區會有小區C578、小區C305以及小區C697。實作中亦可以僅對此次尋呼需額外增加的小區發出尋呼消息，在上述的例子中，第一次尋呼的目標包括小區C578以及小區C305，則第二次尋呼的目標可以是小區C697。

若是第二次尋呼仍失敗，在第三次尋呼時(n=3)可對所有小區進行尋呼，例如對一個跟蹤區TA內的全部小區進行尋呼。藉由每次尋呼時逐漸提高閾值Th，可以使得初次的尋呼操作有效減少所需尋呼的小區數量並維持一定的尋呼成功率，並且在尋呼失敗時能夠逐漸增加尋呼的小區數量。實際設定的尋呼次數上限以及每次尋呼時所設定的閾值並不加以限制，可視實際設計及使用需求而決定。

在決定候選活動鄰區時，亦可以使用包括不同時段活躍度的活動鄰區列表AL，如表二所示，例如當黃昏進行尋呼操作時，可以使用表二最右欄位的活躍度數值，計算流程與上述方法類似，於此不再贅述。

依據本發明上述的尋呼方法以及鄰區列表記錄方法，能夠保持記錄每個小區於空間中相鄰的小區列表以及存在用 戶設備活動軌跡記錄的小區列表，因此在尋呼時能夠根據這些列表內容，挑選用戶設備最有可能存在的小區，而能夠減少需要尋呼的小區數量，有效解決當密集部署小區時引起的尋呼風暴問題。

而透過活躍度的統計資料，更能夠預測尋呼的成功機率，並能獲取高活躍度的小區訊息，以更精確挑選出需尋呼的小區，而能進一步減少所需尋呼的小區數量。此外，活躍度的統計資料更可以包括時間維度，以對於不同時段的用戶設備活動作出更準確的預測。

本發明另提出一種尋呼裝置，第5圖繪示依據本發明一實施例的尋呼裝置的示意圖。尋呼裝置10包括收發單元100、記憶單元102及處理單元104，用以在多個小區尋呼用戶設備UE。收發單元100獲得用戶設備UE目前登記位置的第一小區C1，並對有效尋呼區列表PL發出尋呼。記憶單元102儲存多個鄰區關係列表。處理單元104根據第一小區C1從記憶單元102所儲存的鄰區關係列表中獲得對應於第一小區C1的物理鄰區列表NL1以及活動鄰區列表AL1，並根據物理鄰區列表NL1及活動鄰區列表AL1決定有效尋呼區列表PL。其中物理鄰區列表NL1包括與第一小區C1在空間中相鄰的小區，活動鄰區列表AL1包括與第一小區C1之間存在用戶設備活動軌跡記錄的小區。尋呼裝置10例如是設置在核心網的裝置，負責控制尋呼用戶設備UE的業務。

收發單元100例如包括射頻電路及天線，可接收以及發送無線信號。記憶單元102例如是記憶體或硬碟等等可以讀取以及寫入的儲存裝置，而記憶單元102可儲存有每一個小區對應的物理鄰區列表NL及活動鄰區列表AL。

處理單元104例如是微處理器或微控制器等等可以執行相關控制及運算的電路。處理單元104可以執行如第4圖所示的鄰區列表記錄方法，例如當收發單元100從設備H獲得訊息得知有活動用戶設備UEa的登記位置從第一小區C1改變為第二小區C2時，處理單元104可對第一小區C1的活動鄰區列表AL1內第二小區C2的活躍度增加一權重值，並將更新後的活動鄰區列表AL1寫入記憶單元102。以及當收發單元100從第一小區C1獲得訊息得知需更新第一小區C1在空間中相鄰的小區時，處理單元104可更新第一小區C1的物理鄰區列表NL1，並將更新後的物理鄰區列表NL1寫入記憶單元102。

此外，處理單元104亦可執行如第2圖及第3圖所示的尋呼方法，可以設定每次尋呼的閾值Th，並根據活動鄰區列表AL1內所記錄的活躍度以及閾值Th計算並決定有效尋呼區列表PL。關於處理單元104可執行的鄰區列表記錄方法以及尋呼方法，詳細敘述可見先前說明書內容，於此不再贅述。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤 飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S12‧‧‧獲得用戶設備目前登記位置的第一小區

S14‧‧‧根據第一小區獲得物理鄰區列表

S16‧‧‧根據第一小區獲得活動鄰區列表

S18‧‧‧根據物理鄰區列表及活動鄰區列表發出尋呼

Claims (9)

1. 一種尋呼方法，用以在複數個小區尋呼一用戶設備，該尋呼方法包括：獲得該用戶設備目前登記位置的一第一小區；根據該第一小區獲得一物理鄰區列表，該物理鄰區列表包括與該第一小區在空間中相鄰的部分該些小區；根據該第一小區獲得一活動鄰區列表，該活動鄰區列表包括與該第一小區之間存在任一用戶設備活動軌跡記錄的部分該些小區；以及根據該物理鄰區列表及該活動鄰區列表發出尋呼；其中根據該物理鄰區列表及該活動鄰區列表尋呼該用戶設備的步驟包括：根據對該用戶設備的一尋呼次數設定一閾值；根據該閾值決定一有效尋呼區列表；以及對該有效尋呼區列表發出尋呼；其中該活動鄰區列表還包括各小區對應的一活躍度，代表該第一小區到各小區的一用戶設備活動頻繁程度，且決定該有效尋呼區列表的步驟包括：依照該活躍度從高到低，選取該活動鄰區列表當中的至少一部分該些小區作為複數個候選活動鄰區，該些候選活動鄰區的該活躍度總和相對於該活動鄰區列表中所有小區的該活躍度總和的比值大於等於該閾值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之尋呼方法，其中該閾值隨著該尋呼次數增加而增加，且該有效尋呼區列表包括：該第一小區；該物理鄰區列表；以及該些候選活動鄰區；其中該活動鄰區列表還包括各小區於不同時段的該活躍度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之尋呼方法，更包括：偵測與該第一小區在空間中相鄰的部分該些小區，記錄在該物理鄰區列表；以及偵測與該第一小區之間存在任一用戶設備活動軌跡記錄的部分該些小區，記錄在該活動鄰區列表。
4. 如申請專利範圍第3項所述之尋呼方法，其中當一用戶設備的登記位置從該第一小區改變為一第二小區時，對該活動鄰區列表內該第二小區的該活躍度增加一權重值，該權重值是根據該用戶設備發起的業務決定；其中該活動鄰區列表還包括各小區於不同時段的該活躍度，該尋呼方法還包括對該活動鄰區列表中各小區的該活躍度進行數值衰減。
5. 如申請專利範圍第3項所述之尋呼方法，其中當該第一小區開機時，執行偵測與該第一小區在空間中相鄰的部分該些小區的步驟，更新該物理鄰區列表。
6. 一種尋呼裝置，用以在複數個小區尋呼一用戶設備，該尋 呼裝置包括：一收發單元，獲得該用戶設備目前登記位置的一第一小區，並對一有效尋呼區列表發出尋呼；一記憶單元，儲存複數個鄰區關係列表；以及一處理單元，根據該第一小區從該些鄰區關係列表中獲得對應於該第一小區的一物理鄰區列表以及一活動鄰區列表，並根據該物理鄰區列表及該活動鄰區列表決定該有效尋呼區列表；其中該物理鄰區列表包括與該第一小區在空間中相鄰的部分該些小區，該活動鄰區列表包括與該第一小區之間存在任一用戶設備活動軌跡記錄的部分該些小區；其中該處理單元根據對該用戶設備的一尋呼次數設定一閾值，並根據該閾值決定該有效尋呼區列表；其中該活動鄰區列表還包括各小區對應的一活躍度，代表該第一小區到各小區的一用戶設備活動頻繁程度，該處理單元依照該活躍度從高到低，選取該活動鄰區列表的至少一部分該些小區作為複數個候選活動鄰區，該些候選活動鄰區的該活躍度總和相對於該活動鄰區列表中所有小區的該活躍度總和的比值大於等於該閾值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之尋呼裝置，其中該閾值隨著該尋呼次數增加而增加，且該有效尋呼區列表包括：該第一小區；該物理鄰區列表；以及 該些候選活動鄰區。
8. 如申請專利範圍第6項所述之尋呼裝置，其中當該收發單元獲得一第一訊息時，該第一訊息指示有一活動用戶設備的登記位置從該第一小區改變為一第二小區，該處理單元對該活動鄰區列表內該第二小區的該活躍度增加一權重值，該權重值是根據該活動用戶設備發起的業務而決定；其中該活動鄰區列表還包括各小區於不同時段的該活躍度，該處理單元定期對該活動鄰區列表中各小區的該活躍度進行數值衰減。
9. 如申請專利範圍第6項所述之尋呼裝置，其中當該收發單元獲得一第二訊息時，該第二訊息指示更新該第一小區在空間中相鄰的部分該些小區，該處理單元更新該物理鄰區列表。