跟蹤移動通信網(wǎng)絡中的用戶終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種跟蹤移動通信網(wǎng)絡中的用戶終端的方法。該方法包括：在跟蹤節(jié)點確定用戶終端位于跟蹤區(qū)域中；存儲與跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括在第一時間在跟蹤區(qū)域的所有用戶終端的觀測的數(shù)量；從位于該跟蹤區(qū)域和另一跟蹤區(qū)域其中之一的用戶終端接收尋呼響應；以及在用戶終端保持位于跟蹤區(qū)域中的情況下，將數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量，并且在用戶終端位于另一跟蹤區(qū)域的情況下，將數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
【專利說明】跟蹤移動通信網(wǎng)絡中的用戶終端
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及跟蹤移動通信網(wǎng)絡中的用戶的領域。
【背景技術】
[0002]用戶終端可以是任何種類的終端，用戶通過該終端訪問通信網(wǎng)絡。用戶終端的示例包括蜂窩電話、個人數(shù)字助理、掌上電腦、膝上型電腦、臺式機、游戲設備、媒體播放器、傳感器等。注意，一些類型的通信網(wǎng)絡、例如3GPP網(wǎng)絡主要保持跟蹤用戶預訂而不是用戶終端，盡管用戶終端通過nCC/SM卡與預訂關聯(lián)。
[0003]由公共陸地移動網(wǎng)絡(PLMN)所服務的地理區(qū)域通常劃分為移動區(qū)域(MA)，其可稱作例如位置區(qū)域(LA)、路由選擇區(qū)域(RA)或者跟蹤區(qū)域(TA)。MA由一個或多個小區(qū)無線電覆蓋區(qū)域組成，以及由一個或多個節(jié)點所管理的一組MA稱為這個節(jié)點或者這些節(jié)點的服務區(qū)域(SA)。這些區(qū)域的目的是保持近似跟蹤用戶終端的行蹤。
[0004]這些MA的設計要求對位置更新(即，用戶終端就其MA的變化來更新網(wǎng)絡)與用戶尋呼(即，網(wǎng)絡當存在入局業(yè)務時定位其MA內部的用戶終端)的需要之間的折衷。MA越大，則對于更新要求越少資源(大MA表示用戶具有穿過區(qū)域邊界到另一個MA的較小機會)，但是對于尋呼要求越多資源(大區(qū)域表示必須在更多小區(qū)中尋呼用戶)。
[0005]第二和第三代移動系統(tǒng)(2G和3G，又分別稱作GSM和WCDMA)使用“雙重”劃分；用于電路交換服務的LA以及用于分組交換服務的RA。管理電路交換業(yè)務的移動交換中心(MSC)保持跟蹤其相應SA中的所有用戶終端的LA，同時，管理分組交換業(yè)務的服務GPRS服務節(jié)點(SGSN)保持跟蹤其相應SA中的所有用戶終端的RA。這種解決方案的問題在于，它在必須按照相同方式來處置所有用戶-而不管該用戶是如何移動的-的意義上是不靈活的。例如，這意味著，必須在大區(qū)域中不必要地尋呼那些根本沒有移動的用戶，和/或在區(qū)域之間快速移動的那些用戶必須連續(xù)更新其LA和RA。
[0006]僅處置分組交換業(yè)務的第四代移動系統(tǒng)(4G，又稱作長期演進LTE)使用單一劃分為TA。移動性管理實體(MME)保持跟蹤其相應SA中的所有用戶終端的TA。TA通過編號(TAI)來標識，以及TAI的集合稱為TAI列表。能夠總計為最多16個TA的TAI列表由MME來指配，并且與2G和3G相比增加靈活性，這是因為用戶終端能夠被指配TAI列表，并且因而在多個TA中注冊。TAI列表的范圍局限于特定MME SA的TAI。
[0007]LTE用戶終端能夠描述為具有移動性狀態(tài)EMM-DEREGISTERED和EMM-REGISTERED以及連接狀態(tài)ECM-1DLE和ECM-C0NNETED的狀態(tài)機。在這個簡化視圖中，用戶終端在其被接通時變成EMM-REGISTERED，在接入點名稱(APN)被建立時成為EMM-REGISTERED和ECM-1DEL,以及在實際傳送或接收數(shù)據(jù)時成為EMM-REGISTERED和ECM-C0NNECTED。
[0008]在MME SA內部，對TAI所指定的級別來記錄ECM-1DLE的用戶終端的行蹤，而對小區(qū)級別來記錄ECM-C0NNECTED的用戶終端的行蹤。為此，所有小區(qū)反復廣播其TAI，以及用戶終端連續(xù)調諧到當前具有最強信號的小區(qū)。如果用戶終端無法在其TAI列表中找到廣播TAI，或者其周期不活動定時器到期，則用戶終端將執(zhí)行TA更新(TAU)，8卩，向MME報告其位置。注意，對于ECM-connected的用戶終端，網(wǎng)絡知道用戶終端所在的小區(qū)，而對于ECM-1dle的用戶，網(wǎng)絡僅知道用戶終端處于其TAI列表的TA中(以及它還將知道終端在哪一個小區(qū)中是最后活動的)。
[0009]雖然與2G和3G中的剛性LA和RA相比，4G中的TAI列表的符號(notation)引入一定程度的靈活性，但是它沒有解決優(yōu)化MA報告與用戶終端尋呼之間的折衷的問題。相反，由TA “取代” LA和RA可被認為只是術語問題。
[0010]TAI列表的概念在4G建議之前尚未出現(xiàn)，以及雖然在2G和3G網(wǎng)絡中已經使用一些類似概念，但是這類概念會要求TAI列表的手動和人力密集的配置。這類大的非重疊TAI列表的使用還將意味著，在TA邊界的高控制業(yè)務開銷的問題保持不變。此外，這類列表和尋呼序列在變化網(wǎng)絡條件下會導致低效尋呼策略，該尋呼策略不必要地使用許多信令，從而增加尋呼業(yè)務開銷和定位時間。

【發(fā)明內容】

[0011]發(fā)明人已經認識到與現(xiàn)有技術解決方案關聯(lián)的問題，并且設計了跟蹤移動通信網(wǎng)絡中的用戶的新方法，其能夠用于創(chuàng)建更好地反應變化網(wǎng)絡條件的更有效尋呼序列和更多最新TAI列表。
[0012]按照第一方面，提供一種跟蹤移動通信網(wǎng)絡中的用戶終端的方法。跟蹤節(jié)點確定用戶終端位于跟蹤區(qū)域中，并且存儲與跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)。與跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)(其由跟蹤節(jié)點來存儲)包括在第一時間在跟蹤區(qū)域的所有用戶終端的觀測的數(shù)量。然后，跟蹤節(jié)點從位于跟蹤區(qū)域和另一跟蹤區(qū)域其中之一的用戶終端來接收尋呼響應。在用戶終端保持位于跟蹤區(qū)域的情況下，跟蹤節(jié)點則將數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。在用戶終端這時位于另一跟蹤區(qū)域的情況下，跟蹤節(jié)點則將數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
[0013]跟蹤節(jié)點可通過從用戶終端接收尋呼響應以及被告知用戶終端正參與的通信會話中的任一個，來確定用戶終端位于跟蹤區(qū)域中。
[0014]該方法還可包括存儲與一個或多個其它跟蹤區(qū)域(用戶終端先前位于其中)關聯(lián)的附加數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括一個或多個其它跟蹤區(qū)域的每個中的所有用戶終端的觀測的數(shù)量。接著從位于跟蹤區(qū)域和另一跟蹤區(qū)域其中之一的用戶終端接收尋呼響應之后，在用戶終端位于跟蹤區(qū)域的情況下，將附加數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量，以及在用戶終端位于另一跟蹤區(qū)域的情況下，將附加數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
[0015]該方法還可包括:在用戶終端位于另一跟蹤區(qū)域的情況下，存儲與另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)，與另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)包括在另一跟蹤區(qū)域的所有用戶終端的觀測的數(shù)量；以及更新在第一時間間隔之后在另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
[0016]該方法還可包括確定用于尋呼用戶終端的尋呼列表，該尋呼列表基于用戶終端在第一時間間隔之后最有可能所在的跟蹤區(qū)域來確定。尋呼列表的確定可基于跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的數(shù)量以及跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的比例中的任一個的閾值進行。
[0017]該方法還可包括通過確定用戶終端在第一時間間隔之后可能所在的跟蹤區(qū)域的列表，來制定跟蹤區(qū)域列表。跟蹤區(qū)域列表的確定可使用多個時間間隔上的所有數(shù)據(jù)、多個時間間隔上的跟蹤區(qū)域中的尋呼響應的最大數(shù)量以及對于所指定時間間隔的跟蹤區(qū)域中的尋呼響應的數(shù)量中的任一個進行。
[0018]該方法還可包括通過使用與用戶終端移動相關的附加數(shù)據(jù)，來制定跟蹤列表。附加數(shù)據(jù)可包括注冊數(shù)據(jù)、切換數(shù)據(jù)、用戶終端預訂數(shù)據(jù)和用戶終端歷史數(shù)據(jù)中的任一個。
[0019]跟蹤節(jié)點可從基站、移動性管理實體、NodeB和eNodeB中的任一個來選取。
[0020]按照第二方面，提供一種供移動通信網(wǎng)絡中使用的跟蹤節(jié)點。跟蹤節(jié)點包括: 第一處理器，其用于確定用戶終端位于跟蹤區(qū)域中；
計算機可讀介質，其采用存儲器形式，用于存儲與跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括在第一時間在跟蹤區(qū)域從所有用戶所接收的尋呼的數(shù)量；
接收器，其用于從用戶終端接收尋呼響應，用戶終端位于跟蹤區(qū)域和另一跟蹤區(qū)域其中之一；以及
第二處理器，其用于在用戶終端保持位于跟蹤區(qū)域中的情況下，將數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在跟蹤區(qū)域所接收的尋呼的數(shù)量，以及在用戶終端位于另一跟蹤區(qū)域的情況下，將數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域中接收的尋呼的數(shù)量。
[0021]第二處理器還可設置成:在用戶終端位于另一跟蹤區(qū)域的情況下，存儲與另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)，與另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)包括在另一跟蹤區(qū)域的所有用戶終端的觀測的數(shù)量；以及更新在第一時間間隔之后在另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
[0022]跟蹤節(jié)點還可包括第二接收器，其用于接收從來自用戶終端的尋呼以及關于用戶終端正參與通信會話的通知中的任一個所選取的信息，該信息可由第一處理器用于確定用戶終端位于跟蹤區(qū)域中。
[0023]跟蹤節(jié)點還可包括配置成確定用于尋呼用戶終端的尋呼列表的第三處理器，該尋呼列表基于用戶終端在第一時間間隔之后最有可能所在的跟蹤區(qū)域來確定。第三處理器可設置成基于跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的數(shù)量以及跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的比例中的任一個的閾值進行確定。
[0024]跟蹤節(jié)點還可包括第四處理器，其用于通過確定用戶終端在第一時間間隔之后可能所在的跟蹤區(qū)域的列表，來制定跟蹤列表。第四處理器可設置成使用多個時間間隔上的所有數(shù)據(jù)、多個時間間隔上的跟蹤區(qū)域中的尋呼的最大數(shù)量以及對于所指定時間間隔的跟蹤區(qū)域中的尋呼的數(shù)量中的任一個，進行用于制定跟蹤列表的確定。
[0025]第四處理器可設置成通過使用與用戶終端移動相關的附加數(shù)據(jù)，來制定跟蹤列表制定。第四處理器可設置成使用附加數(shù)據(jù)，該附加數(shù)據(jù)包括注冊數(shù)據(jù)、切換數(shù)據(jù)、用戶終端預訂數(shù)據(jù)和用戶終端歷史數(shù)據(jù)中的任一個。
[0026]按照第三方面，提供一種包含計算機可讀代碼的計算機程序，該計算機可讀代碼在運行于跟蹤節(jié)點上時使跟蹤節(jié)點執(zhí)行第一方面的方法。
[0027]按照第四方面，提供一種包括計算機可讀介質和按照第三方面的計算機程序的計算機程序產品，其中計算機程序存儲在計算機可讀介質上。
【專利附圖】

【附圖說明】[0028]圖1是示出按照本發(fā)明的實施例的示范統(tǒng)計矩陣的表；
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的步驟的流程圖；以及
圖3以框圖示意示出通信網(wǎng)絡中的實現(xiàn)選項；
圖4是示出按照本發(fā)明的實施例的用戶終端注冊的流程圖；
圖5是示出按照本發(fā)明的實施例、用于尋呼用戶終端的過程的流程圖；
圖6是示出按照本發(fā)明的實施例、用于按照小區(qū)(在其中最后觀測到用戶終端)來尋呼用戶終端的過程的流程圖；
圖7是示出按照本發(fā)明的實施例、用于采集移動性數(shù)據(jù)的過程的流程圖；
圖8是示出用于確定是否清除小區(qū)中的舊數(shù)據(jù)的過程的流程圖；
圖9是示出用于清除小區(qū)中的舊數(shù)據(jù)的過程的流程圖；
圖10示意示出按照本發(fā)明的實施例、用于用戶終端的位置分布的多個重疊估計量；
圖11以框圖示意示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的跟蹤節(jié)點。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明一般涉及移動蜂窩網(wǎng)絡以及空閑用戶設備的定位。按照本發(fā)明的實施例，諸如基站、NodeB'eNodeB或者移動性管理實體(MME)之類的跟蹤節(jié)點跟蹤特定區(qū)域中的用戶。通過跟蹤用戶所得到的移動性模式數(shù)據(jù)能夠用于創(chuàng)建TAI列表，使得在終端從一個區(qū)域移動到另一個區(qū)域時降低對更新的需求，以及改進尋呼序列的效率。
[0030]本發(fā)明基于用戶終端的成功定位來估計移動性模式統(tǒng)計。但是要注意，也可使用其它移動性統(tǒng)計，例如注冊、切換和常規(guī)TAU。
[0031]圖1示出能夠通過以矩陣形式考慮數(shù)據(jù)來處置數(shù)據(jù)的示范方式。矩陣中的每行對應于一直到周期TA更新(TAU)間隔的長度的時間間隔。在這個示例中，對于2小時的TAU間隔，矩陣具有與2、5、15、45和120分鐘對應的行。
[0032]矩陣中的每列對應于跟蹤區(qū)域(TA)，以及在TAI T的矩陣具有用于T的一列以及用于用戶能夠在周期TAU間隔之內移動到的所有TA(或者最常用TA)的其它列。
[0033]注意，雖然描述指的是跟蹤區(qū)域，但是這個術語能夠用于指用戶終端可在其中移動的任何種類的區(qū)域，例如小區(qū)、小區(qū)編組、4G跟蹤區(qū)域等。本發(fā)明并不局限于4G跟蹤區(qū)域。
[0034]在時間t，用戶終端與TAI中的網(wǎng)絡進行聯(lián)系(例如通過TAU)。在圖1的示例中，用戶終端與TA 514進行聯(lián)系。用戶終端被指配TA 514的當前TAI列表，以及時間日志設置為t。在后一時間t’，同一用戶再次與TAI T’中的網(wǎng)絡進行聯(lián)系。記錄經過的時間t’-t和新的TAI T’。使與在T的矩陣的行t’-t和列T’對應的元素遞增。例如，如果在時間15分鐘，用戶終端移動到TA 584，則在TA 584在15分鐘所存儲的值增加一。
[0035]按照這種方式跟蹤用戶終端允許跟蹤節(jié)點通過收集具有最大數(shù)量的觀測的TA (列)，來得出最佳TAI列表以及簡單地按照與自分配TAI列表以來所經過的時間對應的列中的統(tǒng)計進行尋呼的最佳尋呼方案。
[0036]TAI列表通常包含概率大于某個閾值ε和/或一直到最大大小的所有TA。尋呼方案通常按連續(xù)應用的輪進行尋呼，直至接收到應答。在第一輪，尋呼在最有可能的TA中執(zhí)行，在第二輪，尋呼在較不可能的TA中執(zhí)行(或者也執(zhí)行)，依此類推。[0037]用戶終端在每次它與網(wǎng)絡進行聯(lián)系時(但是在一些實施例中，它能夠不太頻繁)被指配新的TAI列表。注意，即使新TA與舊TA相同，TAI列表也可在t與t’之間改變，并且因此需要為當前使用的所有TAI列表保持尋呼方案。
[0038]更詳細地考慮圖1，能夠看到，TA 514(用戶終端在兩個小時之內趨向于對其移動)的鄰居是 TA 584、990、222、973、401、48、965、706 和 104。
[0039]虛線矩形表示TA 514的可能TAI列表。在這個示例中，TAI列表I包含TA 514、584、990、222和973。這些是用戶終端在2小時時間周期中最有可能移動到的TA。因此，對用戶提供這個列表。能夠看到，用戶移動到不在TAI列表I中的TA(并且因此要求執(zhí)行TAU)的可能性為(419+375+374+366+375)/90097=2.1%。換言之，使用數(shù)據(jù)來制定最佳TAI列表產生極少TAU。
[0040]現(xiàn)在考慮尋呼策略，示范二輪尋呼策略是在自指配TAI列表以來經過了 15分鐘或以下時，執(zhí)行TA 514中的主要尋呼以及TA 584、990、222和973中的輔助尋呼。在自指配列表以來經過了超過15分鐘時，主要尋呼在TA 514、584、990、222和973中執(zhí)行。使用這種策略，能夠估計，在前兩分鐘之內不進行輔助尋呼的概率為89002/(89002+193+...+157)=99.2%。這意味著，不是在一個尋呼輪中發(fā)送五個尋呼(對應于五個TA)，尋呼數(shù)/輪數(shù)總計為 1.02/1.008 (0-2 分鐘)、1.05/1.016 (2-5 分鐘)和 1.07/1.024 (5-15 分鐘)。這種方案以1%更多尋呼輪為代價來節(jié)省大約80%的尋呼嘗試。
[0041]此外，本發(fā)明允許動態(tài)指配的TAI列表接管靜態(tài)TA的作用。簡單方案是允許各小區(qū)、塔、裝置或站點作為其自己的TA，并且使用動態(tài)獲取的數(shù)據(jù)和算法來使TAU和尋呼為最少。這不僅簡化管理工作，而且還實現(xiàn)具有高準確性TAI列表和尋呼方案(在理論上降至小區(qū)級別)的解決方案。網(wǎng)絡管理員不再需要手動配置TAI列表，TAI列表也不要求響應網(wǎng)絡或其使用的變化而更新。對LTE網(wǎng)絡中的TAI列表長度的當前限制需要將單獨小區(qū)編組為TA，以便根據(jù)小區(qū)數(shù)量實現(xiàn)與當今移動性區(qū)域相當?shù)拇笮〉膭討B(tài)指配TAI列表，但是這種限制可能在將來標準中去除。最佳尋呼序列仍然能夠在TAI列表中的小區(qū)級別上計算。簡言之，上述跟蹤區(qū)域的使用引起配置和維護網(wǎng)絡所需的手動人力的顯著降低，同時允許高準確性用戶尋呼。
[0042]此外，通過連續(xù)觀測用戶終端移動模式，遺忘舊模式，并且更新統(tǒng)計矩陣，在網(wǎng)絡條件或者使用模式發(fā)生變化時我們能夠增加尋呼準確性。作為簡單示例，再次考慮圖1中的統(tǒng)計矩陣，以及假定行進模式發(fā)生變化并且只有幾個用戶終端移動到TA 990。對于上面給出示例二輪尋呼策略示例(其中在第一輪尋呼TA 514、584、990、222和973)，已更新統(tǒng)計矩陣的使用會有效地產生排除TA 990的新尋呼策略。這意味著，在第一階段僅執(zhí)行四個尋呼，而如果尚未適配統(tǒng)計，則會使用五個尋呼。簡言之，連續(xù)適配統(tǒng)計矩陣產生具有相同或更低預計尋呼時間的更低預計數(shù)量的尋呼。
[0043]當用戶終端在其所指配TAI列表中標識的TA集合外部移動時，它向網(wǎng)絡重新注冊，并且按照正常位置管理接收與它所注冊的小區(qū)的當前本地鄰域(neighbourhood)對應的新TAI列表。
[0044]圖2是概括上述步驟的流程圖，其中具有與圖2的編號對應的下列編號:
S1.諸如MME或NodeB之類的跟蹤節(jié)點確定用戶終端位于TA中。這可通過例如從用戶終端接收尋呼響應或者通過接收關于用戶終端涉及到通信會話(例如發(fā)送/接收SMS消息、參與呼叫、發(fā)送/接收數(shù)據(jù)等)的通知進行。
[0045]S2.存儲與跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包括從跟蹤區(qū)域中的所有終端所接收的尋呼響應的數(shù)量。開始用戶終端的“監(jiān)控”，以便監(jiān)測用戶終端的位置，其中術語“監(jiān)控”指的是尋呼響應的監(jiān)測。這個監(jiān)控過程能夠對于周期TA更新(TAU)間隔的持續(xù)期繼續(xù)進行。
[0046]S3.跟蹤節(jié)點隨后從用戶終端接收尋呼響應。
[0047]S4.進行確定以檢查用戶終端是否處于它最初所在的相同跟蹤區(qū)域中。
[0048]S5.如果用戶終端保持在相同跟蹤區(qū)域中，則與那個跟蹤區(qū)域相關的數(shù)據(jù)被更新成包括在第一時間間隔之后在那個區(qū)域中接收的尋呼響應的數(shù)量。還開始新監(jiān)控過程，同時現(xiàn)有監(jiān)控也繼續(xù)進行。另外，如果用戶終端的任何其它監(jiān)控過程當前在當前跟蹤區(qū)域或者任何先前跟蹤區(qū)域中是活動的，則所有這些監(jiān)控過程更新在由相關監(jiān)控過程的開始時間和尋呼響應的時間所給出的時間間隔之后在當前跟蹤區(qū)域中接收的尋呼響應的數(shù)量。換言之，尋呼響應向后傳播給其中用戶終端的監(jiān)控過程是活動的所有TA，使得它由先前已經開始并且尚未完成的所有監(jiān)控過程來記錄。
[0049]S6.如果用戶終端已經移動到另一跟蹤區(qū)域，則與用戶終端先前所在的跟蹤區(qū)域相關的數(shù)據(jù)被更新成包括在第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域中接收的尋呼響應的數(shù)量。如果用戶的監(jiān)控在另一跟蹤區(qū)域中也是活動的，則與另一跟蹤區(qū)域相關的數(shù)據(jù)被更新成包括在第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。再次，如果用戶終端的任何其它監(jiān)控過程當前是活動的，則所有這些監(jiān)控過程更新在由相關監(jiān)控過程的開始時間和尋呼響應的時間所給出的時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域中接收的尋呼響應的數(shù)量。另外，新監(jiān)控過程在所述另一跟蹤區(qū)域中開始，同時任何現(xiàn)有監(jiān)控也繼續(xù)進行。這些監(jiān)控過程要求先前跟蹤區(qū)域和任何另一跟蹤區(qū)域中的用戶的觀測通過例如測量尋呼響應或者確定用戶終端涉及到諸如語音呼叫、SMS、數(shù)據(jù)傳遞等的通信會話來得到。監(jiān)控過程在它是活動的時候期間“預訂”這個信息。
[0050]S7.尋呼列表可基于用戶終端最有可能在第一時間間隔之后已經移動到的跟蹤區(qū)域(或者跟蹤區(qū)域編組)來確定。這可例如基于TA中的用戶終端響應的數(shù)量的閾值或者TA中的用戶終端響應的比例的閾值進行。
[0051]S8.數(shù)據(jù)還可用于制定TA列表，該TA列表能夠提供給用戶終端。TA列表可基于用戶終端最有可能在第一時間間隔之后已經移動到的TA來制定。列表可使用多個時間間隔上的數(shù)據(jù)、多個時間間隔上的跟蹤區(qū)域中的尋呼響應的最大數(shù)量或者所指定時間間隔期間的跟蹤區(qū)域中的尋呼響應的數(shù)量來制定。其它信息、例如與用戶終端移動相關的附加數(shù)據(jù)也可用于制定列表。這種附加數(shù)據(jù)的示例包括注冊數(shù)據(jù)、切換數(shù)據(jù)、用戶終端預訂數(shù)據(jù)和用戶終端歷史數(shù)據(jù)。
[0052]如上所述，當跟蹤節(jié)點接收尋呼響應時，更新與自監(jiān)控開始以來經過的時間以及其中接收響應的跟蹤區(qū)域(TAI)對應的數(shù)據(jù)。另外，新監(jiān)控將在其中接收響應的跟蹤區(qū)域中開始。因此，用戶的若干監(jiān)控能夠在跟蹤區(qū)域中但以不同的開始時間并發(fā)地運行，并且能夠在多個跟蹤區(qū)域中監(jiān)控用戶。監(jiān)控在用戶使其自己被注意(在這種情況發(fā)生的TAI中)時被發(fā)起，并且它們在通常與周期TAU(P-TAU)的時間對應的超時之后終止。這意味著，各尋呼響應可在各跟蹤區(qū)域中多次(如果用戶在最后的P-TAU時間間隔中多于一次使自身被知道)以及在多個跟蹤區(qū)域中(如果用戶在最后的P-TAU時間間隔期間在多個TAI中使自身被知道)被計數(shù)。注意，雖然新監(jiān)控由用戶使自身被知道的所有事件(例如尋呼響應以及出局呼叫或SMS)來觸發(fā)，但是這些監(jiān)控通常僅對監(jiān)測一個這種事件(即，尋呼響應)感興趣。
[0053] 在時間t在區(qū)域T接收到尋呼響應的信息“向后”傳播給所有其它監(jiān)控過程(其可對于用戶終端在進行中)。所有這類過程則將對于其中接收到響應的跟蹤區(qū)域(例如在矩陣的適當列中)、但是對于不同時間間隔(例如在矩陣的適當行中)更新其計數(shù)器。在這點上，間隔取決于監(jiān)控過程的開始時間。例如，對于具有開始時間&、…、％的S個監(jiān)控過程(在T個TA，其中T與S無關)因而將分別更新與t-tp…、t-ts對應的行。信息所涉及的TA的數(shù)量T 一般總計為用戶對于最后的P-TAU時間單位是活動的所有TA，以及監(jiān)控過程的數(shù)量S通?？傆嫗樵谶@個時間期間所執(zhí)行的活動的數(shù)量(用戶使自身為網(wǎng)絡已知的次數(shù))。
[0054]因此，尋呼響應在它發(fā)生的TA中開始新監(jiān)控過程，并且使(先前)最近的監(jiān)控更新其計數(shù)器。注意，新開始的監(jiān)控過程將不會更新任何計數(shù)器，直到下一個尋呼響應發(fā)生為止。監(jiān)控則必須又向先前開始的監(jiān)控報告回關于TA和時間，以及信息的這種后向傳播遞歸地繼續(xù)進行，直到已經更新所有活動監(jiān)控。通過這種消息所更新的各監(jiān)控通常將具有不同的開始時間(但是一部分可在相同TA中開始)。所有這些監(jiān)控則將更新與其中接收到響應的TA對應的列，但是被更新的行將取決于尋呼響應的時間與那個監(jiān)控的特定開始時間之間的差。另外，監(jiān)控過程不僅通過尋呼響應來開始，而且還對用戶使自身為網(wǎng)絡已知的所有其它時機來開始。
[0055]收集移動性統(tǒng)計、指配本地鄰域和執(zhí)行尋呼所需的機制能夠按照集中或者分散方式來實現(xiàn)。在集中方式中，移動性管理、移動性統(tǒng)計收集和動態(tài)TA管理對于LTE網(wǎng)絡通常駐留在MME中。在分散方式中，統(tǒng)計收集和TA管理可由各小區(qū)/基站獨自管理。圖3示出集中與分散方式之間的差別；圖3A中，用戶終端3經由小區(qū)4連接到MME 5，該MME 5控制移動性管理6，并且存儲移動性統(tǒng)計7，并且控制動態(tài)TA管理8。在圖3B中能夠看到，移動性統(tǒng)計7和動態(tài)TA管理在小區(qū)4級別來控制。雖然集中實現(xiàn)更為直接，但是分散方式不易受單故障點影響，并且在增加或去除小區(qū)/基站時提供對自配置的更好支持。此外，分布式實現(xiàn)具有潛在地能夠處置跨越若干MME的MA的優(yōu)點。
[0056]以下描述主要采取圖3B所示的分散方式。注意，雖然最小管理實體稱作小區(qū)，但是這可能實際上是TAI中的單獨小區(qū)的編組，例如基于它們屬于哪一個站點或者站點編組。如前面所述，這種編組由于對TAI列表的最大大小的當前限制而可能是必要的。但是要注意，即使由LTE的當前版本中的TAI列表所表示的動態(tài)鄰域可必須通過小區(qū)聚合來形成，但是統(tǒng)計仍然能夠在小區(qū)級別來采集，并且用于將TAI列表所覆蓋的單獨小區(qū)最佳地劃分為尋呼階段。為了清楚起見，以下描述假定每個TAI由單個小區(qū)組成，并且不存在對TAI列表大小的限制。以下描述作為舉例還采取LTE網(wǎng)絡，但是將會理解，機制可適用于在其它類型的網(wǎng)絡中使用。
[0057]用戶終端3在小區(qū)4的注冊如LTE網(wǎng)絡中所建立那樣來執(zhí)行，其中主要差別在于，向具有注冊確認的用戶終端發(fā)出的TAI列表基于移動性統(tǒng)計來動態(tài)計算。注意，TAI列表可能根據(jù)例如用戶終端類型或者預訂類而隨著用戶終端改變。
[0058]在小區(qū)4的注冊由用戶終端3發(fā)起。這觸發(fā)圖4所示的過程。存儲到先前注冊用戶終端的小區(qū)的指針。這用于分布網(wǎng)絡中的移動性統(tǒng)計。本地鄰域按照當前移動性統(tǒng)計來更新，如下面所述，以及如果不存在共享已更新鄰域的其它已注冊用戶終端，則計算最佳尋呼序列。執(zhí)行這個操作，以便使尋呼序列可用于入局尋呼請求，并且對于自用戶終端的最后TAU以來的各時間間隔進行。最后，將本地鄰域作為TAI列表發(fā)送給用戶終端。
[0059]在定位空閑用戶終端時，觸發(fā)圖5所示的MME的主要尋呼過程。這簡單地在網(wǎng)絡故障情況下使用超時來將尋呼請求轉發(fā)給小區(qū)4 (其中當前注冊用戶終端3)。在報告定時器到期或者尋呼失敗時，將這個向網(wǎng)絡報告，以及如果定位用戶終端3，則建立到該用戶終端的連接。
[0060]圖6示出小區(qū)中的尋呼請求過程。通過使用以下所述的統(tǒng)計獲取過程，已經計算基于適合于這個特定用戶終端3的移動性統(tǒng)計的最佳尋呼序列。該過程則使用適當存儲的尋呼序列來依次請求各階段的所有小區(qū)中的用戶終端3的尋呼。如果在小區(qū)中發(fā)現(xiàn)用戶終端3，則中斷該過程，向網(wǎng)絡報告位置，以及觸發(fā)以下所述的用戶終端觀測過程。如果所有階段通過而沒有定位用戶終端3，則報告失敗定位。小區(qū)中的尋呼的過程在LTE網(wǎng)絡中如常執(zhí)行。
[0061]每當成功定位移動終端時采集和分布移動性統(tǒng)計，如圖7所示。如果自注冊以來的時間落入用戶終端3的注冊超時之內，則用戶終端所在的小區(qū)的計數(shù)器在對應時隙中增力口。進行所產生分布估計與用于計算最佳尋呼序列的分布估計之間的比較，以及在必要時計算新尋呼序列。
[0062]注意，將各觀測轉發(fā)給先前注冊用戶終端3的小區(qū)4，從而觸發(fā)這個小區(qū)4中的相同觀測過程。還要注意，即使當前小區(qū)可能不再更新其自己的統(tǒng)計，也轉發(fā)觀測。這允許各小區(qū)保持不同的、用戶終端特定的TAU間隔，并且保證在特定小區(qū)的用戶終端3的觀測在與這些小區(qū)的TAU間隔對應的最大時間周期之內、在先前注冊用戶終端的所有小區(qū)中注冊。
[0063]由上述機制所保持、由在用戶終端3的每個新注冊所記錄的先前小區(qū)數(shù)據(jù)和基于TAI列表的尋呼序列所表示的用戶終端3移動性軌跡在其不再相關時應當被去除，以便保存存儲器、計算資源和用戶完整性。軌跡數(shù)據(jù)使用定時器機制來定期地從各小區(qū)4中刪除。這個定時器觸發(fā)圖8所述的清除操作。這個過程通過對其存儲注冊時間的所有用戶終端3反復進行，并且檢查是否已經達到注冊超時。對于情況是這樣的所有用戶終端，實現(xiàn)圖9所示的清除過程。由于只要仍然對另外觀測感興趣的存在先前注冊用戶終端3的至少一個小區(qū)則必須保持先前注冊鏈，所以這個過程在清除到用戶終端4的先前小區(qū)的鏈路之前查詢先前小區(qū)。
[0064]雖然上述機制可通過模擬每個被管理小區(qū)的行為在MME 5中以中央方式來實現(xiàn)，但是該方式能夠簡化成在一個陣列中保持每個單獨小區(qū)的計數(shù)器和尋呼向量。尋呼向量在注冊時更新，但是對于各小區(qū)和用戶終端TAI列表是唯一的。尋呼機制本身通過不必向單獨小區(qū)轉發(fā)尋呼請求來簡化，并且注冊用戶終端的小區(qū)的尋呼向量而是能夠由MME 5來直接檢索和使用。類似地，能夠簡化軌跡清除操作，這是因為關于哪些小區(qū)仍然對單獨用戶終端3的觀測感興趣的信息在MME 5中是直接可用的。
[0065]為了制定TAI列表和最佳尋呼序列，進行關于表明在哪和何時注冊用戶終端3以及其它本地可用數(shù)據(jù)的條件用戶終端3位置分布的確定。下面提供的用于用戶移動性管理和數(shù)據(jù)收集的機制確保各小區(qū)提供有關于先前注冊的用戶終端3在尋呼嘗試時在哪的信息，表示用戶移動性的一階和更高階馬爾可夫模型均能夠被估計(分別以在哪注冊用戶終端為條件以及以用戶終端在哪里注冊和已經注冊為條件來估計位置分布條件)。
[0066]在本發(fā)明的實施例中，選擇使用一階馬爾可夫近似的基本模型。為了說明小區(qū)上的分布通常還與自用戶終端注冊以來的時間密切相關的事實，擴展這個條件。這個分布的熵通常隨時間而增加，因為用戶終端具有較長時間移動通過網(wǎng)絡時變得不太確定用戶終端位于哪里。為了簡化條件的表示和估計，我們引入通過變量I來索引的多個固定時間間隔。這些間隔是固定的，并且通常能夠設置為例如0-2、2-5、5-15和45-120分鐘。實際上，這表示我們在各小區(qū)對于各時間間隔存儲和估計一個條件。
[0067]另外，必須考慮使用和移動性模式的長期發(fā)展。這通過將多個重疊估計量M η用于用戶終端位置分布、將最近完成的模型用作下一個模型的先驗來管理。估計方案使用M=N/T模型來循環(huán)，所述模型各基于N個觀測和重疊程度T。重疊程度直接影響時間性質，即，遺忘較舊的歷史數(shù)據(jù)的速度。通過將先前模型用作后一模型的先驗，實現(xiàn)模型之間的平滑過渡，同時較舊移動性模式對當前參數(shù)估計具有較小影響，從而提供對新網(wǎng)絡體制的自適應。注意，只有M組計數(shù)器需要同時保持在存儲器中，其表示在實際實現(xiàn)中我們在M個模型表示之間循環(huán)，如圖10所示。
[0068]使用貝葉斯推理(其中所有概率使用后驗上的均值來估計)，我們能夠將假定用戶終端在時間間隔I最后在小區(qū)i注冊的情況下用戶終端位于小區(qū)j的概率的第η估計寫作..
【權利要求】
1.一種跟蹤移動通信網(wǎng)絡中的用戶終端的方法，所述方法包括: 在跟蹤節(jié)點，確定(Si)用戶終端位于跟蹤區(qū)域中； 存儲(S2)與所述跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括在第一時間在所述跟蹤區(qū)域的所有用戶終端的觀測的數(shù)量； 從位于所述跟蹤區(qū)域和另一跟蹤區(qū)域其中之一的所述用戶終端來接收尋呼響應；以及 在所述用戶終端保持位于所述跟蹤區(qū)域中的情況下，將所述數(shù)據(jù)更新(S5)成包括在第一時間間隔之后在所述跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量，以及在所述用戶終端位于所述另一跟蹤區(qū)域的情況下，將所述數(shù)據(jù)更新(S6)成包括在所述第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
2.如權利要求1所述的方法，并且還包括: 存儲與所述用戶終端先前所在的一個或多個其它跟蹤區(qū)域關聯(lián)的附加數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括所述一個或多個其它跟蹤區(qū)域的每個中的所有用戶終端的觀測的數(shù)量；以及 在從位于所述跟蹤區(qū)域和所述另一跟蹤區(qū)域其中之一的所述用戶終端接收尋呼響應之后，在所述用戶終端位于所述跟蹤區(qū)域的情況下，將所述附加數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在所述跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量，以及在所述用戶終端位于所述另一跟蹤區(qū)域的情況下，將所述附加數(shù)據(jù)更新成包括在所述第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
3.如權利要求1或2所述的方法，并且還包括在所述用戶終端位于所述另一跟蹤區(qū)域的情況下，存儲與所述另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)，與所述另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的所述數(shù)據(jù)包括在所述另一跟蹤區(qū)域的所有用戶終端的觀測的數(shù)量；以及更新在所述第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的方法，其中，所述跟蹤節(jié)點通過從用戶終端接收尋呼響應以及被告知所述用戶終端正參與的通信會話中的任一個，來確定所述用戶終端位于跟蹤區(qū)域中。
5.如權利要求1至4中的任一項所述的方法，還包括: 確定(S7)用于尋呼用戶終端的尋呼列表，所述尋呼列表基于用戶終端在所述第一時間間隔之后最有可能所在的跟蹤區(qū)域來確定。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述尋呼列表的確定基于跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的數(shù)量以及跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的比例中的任一個的閾值進行。
7.如權利要求1至6中的任一項所述的方法，還包括: 通過確定用戶終端在所述第一時間間隔之后可能所在的跟蹤區(qū)域的列表，來制定(S8)跟蹤區(qū)域列表。
8.如權利要求7所述的方法，其中，跟蹤區(qū)域列表的確定使用多個時間間隔上的所有數(shù)據(jù)、多個時間間隔上的跟蹤區(qū)域中的尋呼響應的最大數(shù)量以及對于所指定時間間隔的跟蹤區(qū)域中的尋呼響應的數(shù)量中的任一個進行。
9.如權利要求7或8所述的方法，還包括通過使用與用戶終端移動相關的附加數(shù)據(jù)，來制定所述跟蹤列表。
10.如權利要求9所述的方法，其中，所述附加數(shù)據(jù)包括注冊數(shù)據(jù)、切換數(shù)據(jù)、用戶終端預訂數(shù)據(jù)和用戶終端歷史數(shù)據(jù)中的任一個。
11.如權利要求1至10中的任一項所述的方法，其中，所述跟蹤節(jié)點從基站、移動性管理實體、NodeB和eNodeB中的任一個選取。
12.—種供移動通信網(wǎng)絡中使用的跟蹤節(jié)點，所述跟蹤節(jié)點包括: 第一處理器(9)，其用于確定用戶終端位于跟蹤區(qū)域中； 計算機可讀介質，其采用存儲器(10)形式，用于存儲與所述跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)(11)，所述數(shù)據(jù)包括在第一時間在所述跟蹤區(qū)域從所有用戶所接收的尋呼的數(shù)量； 接收器(12)，其用于從所述用戶終端接收尋呼響應，所述用戶終端位于所述跟蹤區(qū)域和另一跟蹤區(qū)域其中之一；以及 第二處理器(13)，其用于在所述用戶終端保持位于所述跟蹤區(qū)域中的情況下，將所述數(shù)據(jù)更新成包括在第一時間間隔之后在所述跟蹤區(qū)域所接收的尋呼的數(shù)量，以及在所述用戶終端位于所述另一跟蹤區(qū)域的情況下，將所述數(shù)據(jù)更新成包括在所述第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域中接收的尋呼的數(shù)量。
13.如權利要求12所述的跟蹤節(jié)點，其中，所述第二處理器(13)還設置成在所述用戶終端位于所述另一跟蹤區(qū)域的情況下，存儲與所述另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的數(shù)據(jù)，與所述另一跟蹤區(qū)域關聯(lián)的所述數(shù)據(jù)包括在所述另一跟蹤區(qū)域的所有用戶終端的觀測的數(shù)量；以及更新在所述第一時間間隔之后在所述另一跟蹤區(qū)域所接收的尋呼響應的數(shù)量。
14.如權利要求12或13所述的跟蹤節(jié)點，還包括第二接收器(14)，其用于接收從來自所述用戶終端的尋呼以及關 于所述用戶終端正參與通信會話的通知中的任一個所選取的信息，所述信息能由所述第一處理器(9)用于確定所述用戶終端位于所述跟蹤區(qū)域中。
15.如權利要求12至14中的任一項所述的跟蹤節(jié)點，包括設置成確定用于尋呼用戶終端的尋呼列表的第三處理器(14)，所述尋呼列表基于所述用戶終端在所述第一時間間隔之后最有可能所在的跟蹤區(qū)域來確定。
16.如權利要求15所述的跟蹤節(jié)點，其中，所述第三處理器(14)設置成基于跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的數(shù)量以及跟蹤區(qū)域中的用戶終端尋呼響應的比例中的任一個的閾值進行確定。
17.如權利要求12至16中的任一項所述的跟蹤節(jié)點，還包括第四處理器(15)，其用于通過確定用戶終端在所述第一時間間隔之后可能所在的跟蹤區(qū)域的列表，來制定跟蹤列表。
18.如權利要求17所述的跟蹤節(jié)點，其中，所述第四處理器(15)設置成使用多個時間間隔上的所有數(shù)據(jù)、多個時間間隔上的跟蹤區(qū)域中的尋呼的最大數(shù)量以及對于所指定時間間隔的跟蹤區(qū)域中的尋呼的數(shù)量中的任一個，進行用于制定所述跟蹤列表的確定。
19.如權利要求17或18中的任一項所述的跟蹤節(jié)點，其中，所述第四處理器(15)設置成通過使用與用戶終端移動相關的附加數(shù)據(jù)來制定所述跟蹤列表。
20.如權利要求19所述的跟蹤節(jié)點，其中，所述第四處理器(15)設置成使用附加數(shù)據(jù)，所述附加數(shù)據(jù)包括注冊數(shù)據(jù)、切換數(shù)據(jù)、用戶終端預訂數(shù)據(jù)和用戶終端歷史數(shù)據(jù)中的任一個。
21.一種包括計算機可讀代碼的計算機程序(16)，所述計算機可讀代碼在運行于跟蹤節(jié)點上時使所述跟蹤節(jié)點執(zhí)行如權利要求1至11中的任一項所述的方法。
22.一種包括計算機可讀介質(10)以及如權利要求21所述的計算機程序(16)的計算機程序產品，其中，所述計算機程序(16)存儲在所述計算機可讀介質(10)上 。
【文檔編號】H04W68/00GK103597890SQ201180071694
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2011年6月17日 優(yōu)先權日:2011年6月17日
【發(fā)明者】A.阿維德森, D.吉爾布拉德, P.克雷尤格 申請人:瑞典愛立信有限公司