高度擁塞的網絡環境中的呼叫建立的制作方法

高度擁塞的網絡環境中的呼叫建立的制作方法
【專利摘要】一種通信設備，通過系統地降低嘗試連接到最強但過度擁塞的小區的概率來在擁塞的無線網絡環境中建立連接。通信設備的收發器嘗試與當前指定為服務小區的第一小區的至少一個第一隨機接入信道（RACH）過程。通信設備的RACH控制器檢測無法通過至少一個第一RACH過程成功連接到第一小區的失效，至少基于大于0%且小于100%的概率值來自主確定是否對于一個時期將第一小區去優先化，以及響應于確定將所述第一小區去優先化，減小在UE分配給第一小區的用于小區選擇/重選的優先級值，并分配選擇的時期，在所述時期期間所述優先級值保持減小。
【專利說明】高度擁塞的網絡環境中的呼叫建立
[0001]
【技術領域】
[0002]本公開涉及通信設備，并且更具體地涉及用于在擁塞的蜂窩環境中嘗試連接的小區的選擇/重選。
【背景技術】
[0003]無線通信系統被廣泛部署來提供各種類型的通信，諸如語音、分組數據等。這些系統可基于碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)或其它多址技術。這樣的系統可符合諸如第三代合作伙伴計劃2 (3GPP2或“cdma2000”)、第三代合作伙伴(3GPP或“W-CDMA”)或長期演進(LTE)的標準。在這樣的通信系統的設計中，給定可用資源，期望最大化容量或者系統能夠可靠地支持的用戶的數量。
[0004]在蜂窩通信系統中，地理區域劃分為由基站服務的多個小區。基站由固定網絡互連，該固定網絡可在基站以及核心網絡之間傳遞數據。經由來自基站或移動臺呼叫等待的小區內的節點的無線電通信鏈路來服務移動臺或用戶設備。從移動臺到基站的通信稱為上行鏈路，而從基站到移動臺的通信稱為下行鏈路。
[0005]隨機接入信道(RACH)是用于初始上行鏈路傳送(即從用戶設備(UE)到基站)的基于爭用的信道。RACH可用于多個目的，諸如接入網絡、請求資源、運送控制信息、調整上行鏈路的時間偏移、調整傳送功率以及傳送少量數據；然而，爭用解決方案是隨機接入信道的關鍵特征。
[0006]許多UE可能同時嘗試接入相同的基站，從而導致沖突。在一些情況下，太多用戶使用RACH過程嘗試建立到相同的小區或基站的連接或者因為太多用戶已連接到網絡，所以對于小區或基站太少的網絡接口可用。在這些情況下，UE的RACH過程可重復地失效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]將結合附圖閱讀說明性的實施例的描述，其中:
圖1提供根據本發明實施例的在擁塞網絡中操作的示例便攜式通信設備的框圖表示；圖2提供根據本發明實施例的在擁塞網絡中用于選擇或重選小區的數據結構的圖表表不;
圖3提供根據本發明實施例的在擁塞網絡環境中將小區的選擇或重選去優先化的方法的流程圖；
圖4提供根據本發 明各種實施例的在后續無線電接入信道(RACH)失效之后將小區的重選去優先化的示范方法的流程圖；以及
圖5提供根據本發明各種實施例的使用概率計算將小區的選擇或重選去優先化的另一個示范方法的流程圖。【具體實施方式】
[0008]在一個實施例中，本公開提供一種在擁塞的蜂窩網絡環境中建立連接的方法。用戶設備(UE)嘗試與當前指定為UE的服務小區的第一小區的至少一個第一隨機接入信道(RACH)過程。UE檢測無法經由所述至少一個第一 RACH過程成功連接到第一小區的失效。UE至少基于大于0%且小于100%的概率值來自主確定是否在一個時期內將第一小區去優先化。響應于確定將第一小區去優先化，UE減小在UE分配給第一小區的用于小區選擇/重選的優先級值并且UE分配隨機選擇的時期，在所述時期期間優先級值保持減小。
[0009]在另一個實施例中，本公開提供一種通信設備，其在擁塞蜂窩網絡環境中建立連接。UE的收發器嘗試與當前指定為UE的服務小區的第一小區的至少一個第一 RACH過程。RACH控制器:檢測無法經由至少一個第一RACH過程成功連接到第一小區的失效；至少基于大于0%且小于100%的概率值來自主確定是否在一個時期內將第一小區去優先化；以及響應于確定將第一小區去優先化，減小在UE分配給第一小區的用于小區選擇/重選的優先級值并且分配隨機選擇的時期(在其期間優先級值保持減小)。
[0010]本創新的以上以及額外的特征和優點將在方法和通信設備的以下詳細書面描述中變得顯而易見。去優先化被用于在高度擁塞環境中選擇/重選最佳小區使得只有類似位置的用戶設備(UE)的子集可能嘗試到更弱的小區的RACH過程。特別地，高度擁塞小區上的負載可通過以下來降低:對于隨機選擇的去優先化期，移動由于擁塞小區或無線電接入技術(RAT)而經歷來自網絡的一個或更多不同RACH失效或拒絕的這樣的UE的隨機集合。因此，為UE提供成功呼叫的更高可能性且由高度擁塞的小區實現峰值RACH擁塞的減小。
[0011]在以下本創新的示范實施例的【具體實施方式】中，用足夠的細節描述了可實施本創新的特定示范實施例以使得本領域技術人員能夠實施本創新，并且要理解可以使用其它實施例且可做出邏輯的、架構的、程序的、機械的、電的和其它改變而不脫離本創新的精神和方法。以下【具體實施方式】因此將不以限制的方式來理解，且本創新的范圍由所附權利要求書及其等同物來限定。
[0012]在附圖描述中，相似的元素提供有與先前的附圖中相似的名稱和參考數字。當后者的圖以不同的上下文或用不同的功能性來利用該元素時，該元素提供有表示附圖數字的不同的引導數字。提供分配給元素的特定數字僅僅用來幫助描述而不意在暗示對所描述的實施例的任何限制(結構的或功能的或其它的)。
[0013]理解特定組件、設備和/或參數名稱(諸如執行本文中描述的功用/邏輯的那些)的使用只用于示例而不意在暗示對所描述的實施例的任何限制。呈現的實施例因此可以以用來描述本文中的組件或設備或參數的不同的命名/術語來實現而不限制。給定術語被利用的上下文，本文中利用的每個術語將被給予其最廣泛的解釋。
[0014]如以下進一步描述的，本創新的功能性特征的實施方式在處理設備/結構中提供且涉及硬件、固件以及若干軟件級構造(例如，程序代碼)的組合的使用。呈現的附圖圖示了在示例數據處理中的硬件組件和軟件組件。
[0015]現在參考附圖，圖1是根據本發明實施例的無線通信系統的框圖。通信系統包括一個或更多無線通信設備100，諸如但不限于與無線網絡138通信的蜂窩電話、無線電話、智能電話或個人數字助理(PDA)、膝上型計算機、個人計算機或具有射頻(RF)能力的平板計算機。在各種技術中，無線通信設備100可稱為用戶設備(UE)、移動臺(MS)、訂戶臺(SS)、訂戶單元(SU)、接入終端(AT)等，為了便于引用，無線通信設備100也在本文中稱為UE。如圖1所示，UE 100包括處理器102，諸如一個或更多微處理器、微控制器、數字信號處理器(DSP)、其組合或者本領域普通技術人員所知的這樣的其它設備。處理器102的具體操作/功能以及因此UE 100的具體操作/功能由軟件指令和例程的運行來確定，所述軟件指令和例程存儲于與處理器相關聯的相應的至少一個存儲器設備104，諸如隨機存取存儲器(RAM)、動態隨機存取存儲器(DRAM)和/或只讀存儲器(ROM)或其等同物，其存儲可被對應的處理器運行的數據和程序。處理器102控制通信設備100的通信和其它功能和/或操作。這些功能和/或操作包括但不限于數據處理和信號處理。
[0016]在本示例中，UE 100可以用一般由總線109表示的總線架構來實現。總線109可包括任何數量的互連總線和橋，這取決于總體設計限制和UE 100的特定應用。總線109將各種電路鏈接在一起，各種電路包括一般由處理器IC 102表示的一個或更多處理器和一般由至少一個存儲器設備104表示的可讀存儲介質。總線接口 110提供總線109和收發器111之間的接口。收發器111提供用于通過傳送介質與各種其它裝置通信的裝置。在示范實施例中，收發器111經由一個或更多天線112執行射頻(RF)蜂窩通信。
[0017]處理器102耦合到功率管理電路116，其控制電功率到UE 100的各種組件的分配。處理器102通過功率管理電路116接收電功率，功率管理電路116耦合到電源，諸如電池或充電電路(未示出)。功率管理電路116還給下面描述的各種輸入、輸出和功能設備以及其它板上集成電路117提供電功率。
[0018]UE 100還包括輸入設備，示出其連接到處理器102的鍵盤118、觸摸屏(或觸摸板)119以及麥克風120。此外，UE 100包括各自連接到處理器102的輸出設備。特別地，圖1中的UE 100包括揚聲器121和顯示器122。
[0019]除了收發器111之外，UE 100也可包括用來使能其它形式的通信的其它組件。例如，若干其它數據通信組件可在諸如UE 100的無線通信設備中提供來使能個人接入網絡(PAN)或其它能力。在這些組件中可以有紅外(IR)收發器128、藍牙收發器130、無線局域接入網(WLAN)收發器132和有線通信模塊134，其可以是將UE 100通過USB或其它串行電纜鏈接到另一個設備的通用串行總線(USB)連接器。
[0020]處理器102負責管理總線109和一般的處理，包括運行存儲在存儲器104的軟件。該軟件當被處理器102運行時，引起UE 100執行各種功能，其中的一些在本文中描述。所述至少一個存儲器設備104也可用于存儲當運行軟件時被處理器102操控的數據。在示范實施例中，至少一個存儲器設備104中的RACH控制器113參考駐留在至少一個存儲器設備104的小區選擇/重選表114中保持的跟蹤數據來選擇或重選無線電接入網絡(RAN)或無線電接入技術(RAT)。例如，RACH控制器113可實現去優先化技術以便通過收發器111在UE 100支持的一個或更多服務上實現及時的連接。這樣的服務可被執行用于駐留在至少一個存儲器設備104且被處理器102運行的應用115。備選地除了完全在存儲器104中，RACH控制器113可具有分布式設計，諸如至少部分地實現于固件或其它專用電路(例如，模塊)中。
[0021]根據一個實施例，UE 100通過UE的通信組件之一或者從專用位置傳感器135接收運動、接近、三角測量和地理空間坐標數據。從該數據，UE 100可確定UE是靜止還是移動的，并因此確定是否后續RACH過程可繼續指向擁塞小區。備選地或另外地，數據可指示UE100是否關于當前服務小區或最佳小區相對靜止。例如，UE 100可在公共交通工具中帶有提供用于蜂窩通信的小區的毫微微蜂窩。作為另一個示例，UE 100可以以步行速度移動并因此是相對靜止的。
[0022]通信設備100可包括訂戶標識136，用于接入一個或更多類型的無線電接入網絡(RAN)或核心網絡。例如，UE 100可以是全球移動通信系統(GSM)移動電話并因此包括訂戶身份模塊(SM)卡，SIM卡通過SM適配器/端口(未示出)連接到處理器102。SIM卡可用作存儲數據和訂戶標識136的存儲設備。備選地或額外地，訂戶標識136可通過包括虛擬SM、可拆卸用戶標識模塊(RUM)、通用集成電路卡(UICC)等來支持其它通信協議或硬件架構。訂戶標識136也可存儲在存儲器104中。
[0023]除了以上硬件組件之外，UE 100的若干功能和所描述實施例的特定特征可提供為功能性代碼和/或功用，其存儲在存儲器104中并在處理器102上被數據處理器106運行。在一個或更多實施例中，處理器可運行各種功能性代碼(或固件)，諸如RACH控制器113，UE100通過RACH控制器113嘗試連接到蜂窩網絡138，為了清楚，蜂窩網絡138描繪為耦合到核心網絡140的多個小區142、144 (示出的兩個)的組合。
[0024]圖1還示出兩個鄰近小區，第一小區142和第二小區144，其每個都由相應基站146、148提供無線服務且其每個都在UE 100的通信范圍中。直到需要連接的時候，UE 100可在諸如第一小區142的最佳小區進行呼叫等待，最佳小區然后作為UE的服務小區運行。
[0025]諸如UE 100的UE可周期性地執行獲取掃描來確定哪些鄰近小區有被頻繁監視的足夠強度。UE周期性地監視鄰近小區的某些下行鏈路信道以便確定每個小區的信號強度以用于優先化“最佳小區”、第二最佳小區等。UE也可接收某些廣播信息并測量某些頻率和時間偏移等以便如果必要則加速移交。當UE不參與活動的連接時，UE在服務小區進行呼叫等待，周期性地從服務小區接收尋呼并周期性地做出報告。在該模式中時，UE可通過使用非連續的傳送和非連續的接收來節約功率。UE可以是進入服務(例如，從不被小區服務或未加電的區域移走)并確定還不是服務小區的最佳小區。
[0026]當諸如UE 100的UE希望嘗試與服務小區的基站(諸如服務小區142的基站146)的連接時，為了到達蜂窩網絡138，UE可在服務小區的第一 RACH 152上執行隨機接入信道(RACH)過程150。RACH過程150用在移動電話或其它無線設備中，諸如UE 100，當無線通信設備需要引起基站(例如，基站146)的注意以便與基站初始同步UE 100的傳送時。用本公開的受益應理解RACH過程150可一般指基于爭用的上行鏈路信道。
[0027]在各種情況下，UE 100可能無法通過RACH過程150到達基站146。例如，其它用戶設備(UE)，諸如UE 156可通過RACH過程爭取基站146的注意。尤其是，UE 100和其它UE 156可在延長的時期內在主要由第一小區142服務的擁擠位置或地點154 (例如，擁擠的體育館、音樂會等)內是靜止的。
[0028]在示范實施例中，UE 100的收發器111通過RACH控制器113嘗試與第一小區142的至少一個第一 RACH過程150，第一小區142正作為UE的服務小區進行服務。RACH控制器113檢測無法通過至少一個第一 RACH過程150成功連接到第一小區142的失效。響應于該失效，RACH控制器113至少基于概率值來自主確定是否在一個時期內將第一小區142去優先化。在所描述的實施例中，該概率值大于0%且小于100%。響應于RACH控制器113確定將第一小區142去優先化，RACH控制器113減小在UE 100分配給第一小區142的用于小區選擇/重選的優先級值且RACH控制器113分配隨機選擇的時期(在其期間優先級值保持減小)。第一小區142的去優先化導致在第二小區144的第二 RACH 162上選擇第二小區144用于后續RACH過程160的更高概率。該去優先化方案的方面涉及使用小區選擇/重選表，其由圖2圖示并在下文描述。
[0029]如本文中所用，“蜂窩網絡”是包括一個或更多基于網絡的通信設備的系統，該通信設備與系統中的無線用戶通信設備進行通信并管理通信設備之間的通信。蜂窩網絡138以一般化的方式來描繪。例如，蜂窩網絡138包括多個基站(BS) 146、148，諸如但不限于基本節點(節點B)、演進的基本節點(eNB)、接入點或基本收發器臺(BTS)。每個基站(BS) 146、148通過對應空中接口給駐留在BS 146、148的對應覆蓋區域(例如，小區142、144)中的UE提供無線服務。
[0030]以上引入的蜂窩網絡138可以是任何類型的實現語音或數據通信服務的通信系統。例如，蜂窩網絡138可根據但不限于OMA (開放移動聯盟)、3GPP (第三代合作伙伴計劃)、3GPP2 (第三代合作伙伴計劃2)、IEEE (電氣和電子工程師協會)802.xx、歐洲電信標準協會(ETSI)和WiMAX論壇標準中的任何一個或更多來操作。
[0031]空中接口可根據對應BS支持的具體接入技術進行操作。例如，空中接口可都利用相同的技術或者它們可利用不同的接入技術。另外，每個UE包括通過一個或更多無線通信協議與BS通信的能力，該一個或更多無線通信協議諸如高級移動電話系統(AMPS)、碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、全球移動通信系統(GSM)、集成數字增強網絡(IDEN)、通用分組無線電服務(GPRS)、GSM演進增強數據率(EDGE)、通用電信系統(UMTS)、寬帶碼分多址(WCDMA)、碼分多址6000 (CDMA6000)、長期演進(LTE)、演進UMTS陸地無線電接入網絡(EUTRAN)及其變型。
[0032]現在參考圖2，描繪示例數據結構200，其提供數據給RACH控制器113利用以及提供由RACH控制器113跟蹤優先動作的裝置。去優先化和選擇/重選(DSR)表202填充有對于檢測為具有用于持續監視的足夠強度的那些小區的節點或小區標識(“A、B、C”)。UE具有時間量用于調離服務小區以便執行鄰近小區的測量，其中時間資源一般由小區的相對強度來優先化。當UE不活動(即沒有當前連接用于語音或數據服務)時，該監視加速選擇或重選或者當UE在小區之間移動時促進移交。確定連接到哪個小區是最佳或者第二最佳并使得UE能夠執行具體語音或數據服務可至少部分地基于檢測的信號強度。為了清楚，在DSR表202中插入未對于任何具體技術或協議被測量或給予測量單位的值。在該情況下，信號強度映射到默認選擇/重選優先級值。當擁塞網絡未被檢測到時，選擇和重選如常規所理解的執行，并且小區所分配的優先級值的去優先化是不適當的。
[0033]去優先化選擇/重選表202包括具有以下字段或列的記錄。節點/小區標識符字段標識節點或小區。例如并且為了說明本發明的原理的目的，在示例表格內指示三個小區，即小區A、B和C。信號強度字段包括每個小區的測量的信號強度或其它類似的值。選擇/重選優先級字段提供優先級，該優先級初始默認為相關于小區的信號強度或相關于指示哪個小區應被選擇用于發起下一個連接請求的其它關聯和/或相似小區特性的值。當小區的去優先化發生和/或保持有效時，去優先化的優先級值字段可用來暫時為選擇/重選優先級字段保持替代的優先級。多個RACH失效字段用來跟蹤具體節點/小區的多個連續RACH失效。該跟蹤可以是時間的函數，例如自從最后加電的時間、自從進入具體節點/小區的時間等。服務請求字段可指示多個服務中的哪個可由具體節點/小區提供或可被UE請求，使得可評估擁塞并且產生的去優先化可在單個小區內基于每個服務顆粒地執行。去優先化概率的字段可隨機或確定地填充有概率值，該概率值由去優先化算法用來加權去優先化優先于后續RACH過程的小區的可能性。通過利用算法中的概率值，面對相同擁塞小區的一組UE將都同時切換到更弱的節點或小區的可能性降低。理解的是如果缺失該防護以及涉及隨機選擇去優先化的定時器值的額外防護，則自動去優先化過程可能產生壓倒第二小區的第二問題。
[0034]在一個實施例中，一個或更多擁塞條件可被檢測或接收并報告為執行去優先化的前置條件。這些檢測的或接收的擁塞條件也可用來影響優先級或概率值。在示范實施例中，在數據結構200中描述關聯于擁塞條件指示符的三個字段，即“網絡廣播”字段、“RACH過程的網絡拒絕”字段和“下行鏈路業務”字段。用于去優先化的額外使能條件描述為“位置”字段，其指示UE是否靜止或相對靜止或者可被處理來確定UE是否靜止或相對靜止。在所描述的實施例的一個實施方式中，RACH控制器113不將小區的優先級值去優先化，除非UE在小區位置內相對靜止。因此，相對于小區不靜止的UE將由于失效的RACH而不經歷去優先化。即，去優先化的字段標志指示基站或小區是否正被去優先化，或者基于每個服務指示基站或小區是否正被去優先化。去優先化定時器值字段可指示哪些隨機選擇的時期用于去優先化。時間剩余字段可指示剩余去優先化時期的哪些部分。理解的是以上字段僅提供用于說明且只是可包括在這樣的數據結構中的示范字段類型。額外的字段、更少的字段和/或不同類型的字段可在所描述的實施例的任何一個實施方式中進行利用。另外，數據可存儲在不同的位置而不是存在于單個數據結構200中。
[0035]以下描述涉及三個小區環境中設備操作期間的數據結構的功能性實現和/或用途，其中服務小區標識為小區A (例如，小區142)。在如在204所描述的時間Tl，通過小區A得到第一服務即服務I的RACH過程已失效。該失效本身可用作擁塞網絡的指示。備選地或額外地，可檢測擁塞條件。在該情況下，網絡廣播(“NW beast”)或對UE的顯式網絡拒絕都未確認對于小區A的擁塞網絡。然而，UE已監視下行鏈路業務并確定作為時間的函數的連接數量大于閾值，指示網絡擁塞。
[0036]響應于RACH失效和/或去優先化條件，RACH控制器113訪問去優先化概率查找表206。通過參照該表，RACH控制器113確定將小區去優先化或降低小區優先級的概率為連接設立失效數量的函數。使用該概率，RACH控制器113確定在該情況下下一個選擇/重選將對于相同的小區，且去優先化優先級指示為“被推遲”。然而，顯而易見的是使用該概率，RACH控制器113可能在失效的最初就已確定去優先化。用本公開的受益應理解更高的概率值對應于更高的去優先化可能性。例如，映射到55%概率的第一失效比80%概率的第六失效更不可能導致去優先化。
[0037]在如208描述的第二時間T2，RACH控制器113已跟蹤到小區A的四個失效的RACH過程并從表206檢索對應于四(4)個RACH失效的70%的去優先化概率。該70%概率在DSR表202中反映。RACH控制器113執行相關于概率值隨機確定是否將服務小區A的優先級值(70)去優先化的算法。如在T2 208的DSR表所指示，RACH控制器113在四(4)個RACH失效之后，將服務小區A的優先級值從70去優先化到50。在備選實施例中，小區的去優先化的優先級值可設為很低的值(例如，O)使得去優先化的小區只有在沒有剩余未經歷去優先化的其它小區時才將被選為服務小區。在后續RACH過程期間，RACH控制器113在確定選擇哪個小區來完成后續RACH時暫時地為小區A替換去優先化的值50。去優先化的值例如暫時替換為如所示的基于信號強度的優先級70。RACH控制器113還通過從去優先化定時器時期查找表210中選擇來隨機地選擇用于將該小區(即小區A)去優先化的時間。在一個實施例中，使用某些因素來在將去優先化的小區(小區A)的優先級值恢復到其原來值之前縮短或延長該時間。例如，該時期可以是選擇在10秒和60秒之間的不同時間值中的一個時間值的隨機函數212。備選地，在另一個實施例中，該時間值可關于足夠UE完成一個RACH過程的時期的倍數來定義。也在時間T2 208，RACH控制器113選擇通過下一個的或后續RACH過程連接到的第二最佳小區(B卩小區B)(例如，小區144)，這是因為小區B具有比小區A的去優先化的優先級值50更高的優先級值60。
[0038]在如214所描述的第三時間T3，RACH控制器113已在第二小區(小區B)上檢測到一個或更多RACH過程失效并且已在第一次RACH失效之后將第二小區B去優先化。然而，第二小區B仍具有比小區A的優先級值更高的小區選擇優先級值，即55，而小區A的優先級值直到時間剩余字段減少到零(O)為止保持在50。如所示的，對于小區A的去優先化狀態的移除的時間剩余是原來分配的1.8單位時間的0.2單位。因此下一個RACH請求將再次由小區B處理。尤其是，對于小區B的一些時間剩余(0.5單位)的存在不影響由小區B處理的后續RACH請求，這是因為小區B仍然保持用于重選的較高優先級小區。
[0039]如在時間T3進一步圖示的，可基于尋求何種服務來確定去優先化。小區可提供在服務到服務的基礎上經歷擁塞的某些語音和數據和/或多媒體服務。這樣的服務也可基于需要何種無線電接入技術(RAT)來使用該服務來區分。UE可基于影響第一服務的RACH過程失效和/或檢測的擁塞條件來只為用于該相同第一服務(服務I)的后續連接請求選擇將最佳小區或服務小區去優先化。UE可為另一個第二服務(服務2)選擇或重選相同的最佳小區或服務小區，而不管最佳小區相對第一服務的去優先化狀態。
[0040]在示范實施例中，UE 100確定在第一 RACH過程期間不能成功連接的失效是對于發起UE所請求的第一服務，該第一服務是包括至少一個不同的第二服務的由第一小區支持的多個不同服務中的第一服務。作為具體示例，第一服務可以是語音服務而第二服務可以是SMS文本服務。UE 100關于第一服務即語音通信服務的完成來將第一小區去優先化。第一小區的標識符標記有第一去優先化的優先級值，其引起UE通過合適的第二小區(如果存在的話)為第一服務發起至少一個后續RACH過程。對于第二服務的RACH過程然后可通過第一小區完成，而不管第一小區已相對于用于第一服務的RACH的完成而被去優先化。當UE發布對于通過第一小區完成至少一個不同的第二服務的后續RACH過程時，多個不同服務(即在時間T3的服務I和2)中的每個服務單獨被分配第一優先級值作為服務小區的默認分配，并且響應于與該特定服務關聯的去優先化條件的存在，經歷關聯于特定服務的去優先化條件的每個不同服務隨后被分配用于選擇的時期的單獨的去優先化值。
[0041]現在參考圖3，呈現流程圖300，圖示一種方法，諸如UE 100的UE通過該方法操作來根據本發明的實施例在擁塞蜂窩網絡環境中建立連接。UE嘗試與諸如小區142的第一小區的至少一個第一隨機接入信道(RACH)過程，該第一小區當前指定為UE的服務小區(框302)。UE檢測無法通過至少一個第一 RACH過程成功連接到第一小區的失效(框304)。UE至少基于大于0%且小于100%的概率值來自主確定是否在一個時期內將第一小區去優先化(框 306)。
[0042]在一個實施例中，UE從可用時期的范圍中分配隨機選擇的時期，其中可用時期的范圍至少包括:期間至少一個后續RACH過程可被UE完成的第一、較短的時期以及期間多個后續RACH過程可被UE完成的第二、較長的時期(框308)。響應于確定將第一小區去優先化，UE減小在UE分配給第一小區的用于小區選擇/重選的優先級值，且UE分配選擇的時期(在其期間優先級值保持減小)(框310)。
[0043]現在參考圖4，提供說明各種示范實施例的流程圖400，通過該各種示范實施例諸如UE 100的UE可進一步通過重復的RACH嘗試來平衡擁塞網絡環境中的有效連接。UE經歷與諸如小區142的第一小區的至少一個第一 RACH失效(框401)，并嘗試與第一小區的至少一個后續RACH過程(框402)。在一個實施方式中，如果UE且尤其是UE的RACH控制器(諸如UE 100的RACH控制器113)選擇在至少一個第一 RACH失效之后將第一小區去優先化，則可與諸如小區144的第二小區嘗試后續RACH過程。可做出后續RACH過程是否在第一小區失效的確定(框404)。
[0044]如果未檢測到失效(且在一個備選實施例中不存在其它去優先化條件)，則UE繼續將第一小區作為服務小區來操作。RACH控制器保持第一小區的默認優先級值(框405)。而且，如果作為至少一個第一 RACH過程的失效的結果，概率值之前已被增加，則RACH控制器將概率恢復到默認低概率值。類似地，如果由于之前的去優先化條件的存在，概率值之前被增加，則概率值被恢復到低概率值，接近零(O)概率(框405)。也應注意到響應于第一小區去優先化之后的時期的到期，UE將優先級值恢復到第一小區的默認優先級值且UE自動將概率值重置為基準低概率。
[0045]在本文中描述的遞增的概率調整的具體實施例中，響應于后續RACH過程的失效，UE跟蹤無法通過至少一個第一 RACH過程和每個后續RACH過程成功連接到第一小區的多個失效(框406)。
[0046]在一個實施例中，UE可評估一個或更多去優先化使能條件，該使能條件包括和/或附加于RACH失效(交替框408)。在圖4的示范實施例中，第一去優先化使能條件描述為位置信息410，其指示UE是否靜止(框412)。第二去優先化使能條件描述為廣播消息414，其指示第一小區是否擁塞(框416)。第三去優先化使能條件描述為來自網絡的拒絕消息418，其指示第一小區是否擁塞(框420)。第四去優先化使能條件描述為來自網絡的受監視的下行鏈路422，其可用來確定一個時期上的某個數量的連接設立和該數量是否超過閾值(框424)。然而，理解在大多數實施例中，跟蹤的RACH失效可提供用于推斷網絡擁塞的唯一基礎。在一個這樣的去優先化條件評估實施例中，UE在框404僅在檢測到一組條件中的至少一個(見框404中D-P條件)時可執行第一單元的去優先化。該組條件包括(a)之前接收的廣播消息指示擁塞小區條件存在，(b)網絡響應于UE對帶有拒絕消息的連接的請求，該拒絕消息包含指示擁塞小區條件存在的原因值，(c)下行鏈路信道的監視指示每單位時間由網絡執行的連接設立的數量已超過閾值，以及(d)下行鏈路信道的監視指示網絡向其它UE傳送拒絕消息，該拒絕消息包含指示擁塞小區條件存在的原因值，其中傳送到其它UE的這樣的拒絕消息的數量已超過閾值。
[0047]在另一個這樣的去優先化條件評估實施例中，UE可檢測到UE相對于第一小區的優先級可以已被去優先化的位置而移動。響應于檢測到UE移動以及第一小區的優先級值當前是去優先化的值，UE將第一小區的優先級值自動重置為默認優先級值。
[0048]在本發明的各種其它實施例中，開始去優先化可能需要滿足一個或更多條件。備選地或額外地，繼續之前實現的去優先化也可能需要滿足一個或更多條件。備選地或額外地，一個或更多條件可影響去優先化的概率。在說明性描述中，在確定是否去優先化以及在確定調整去優先化期間選擇或重選的概率中，示出去優先化條件的兩種用法。
[0049]將去優先化概率基于一定數量的失效提供擁塞存在的推論。然后，當檢測到證實或確認擁塞的條件時，概率可被向上調整。該組條件包括:(a)之前接收的廣播消息指示擁塞小區條件存在，(b)網絡響應于UE對帶有拒絕消息的連接的請求，該拒絕消息包含指示擁塞小區條件存在的原因值，(c)下行鏈路信道的監視指示每單位時間由網絡執行的連接設立的數量已超過閾值，以及(d)下行鏈路信道的監視指示網絡向其它UE傳送拒絕消息，該拒絕消息包含指示擁塞小區條件存在的原因值，以及傳送到其它UE的這樣的拒絕消息的數量已超過閾值。在一個實施例中，UE通過將概率值增大大于0%而小于100%之間來增大將第一小區去優先化的概率值，其中該增大直接相關于登記為連續RACH過程的一些連續失效。更高的概率值使得UE將更可能將第一小區的優先級值去優先化。
[0050]在一個這樣的實施例中，基于失效的跟蹤(框406)，響應于檢測到在第一小區上的后續RACH過程期間已發生至少一個失效，UE增大將第一小區去優先化的概率值。例如，如之前在圖2中所描述的，UE可增大對于每個檢測到的連續失效將第一小區去優先化的概率值，其中該概率值基于RACH失效的數量以“N”數量的遞增從基準低概率增大到高概率(框426)。
[0051]備選地或附加于基于失效的數量調整概率，UE可將用于將第一小區去優先化的概率值調整為是否檢測到一組其它去優先化條件中的一個或更多的函數(框428)。基于當前的概率值，UE概率地確定減小用來選擇或重選小區用于未來連接請求的優先級值(框430)。
[0052]UE確定是否第二小區具有高于去優先化的第一小區的優先級(框432)。如果不，則UE嘗試與第一小區的后續RACH過程(框402)。在又一實施例中，UE減小在UE分配給第一小區用于小區選擇/重選的優先級值以確保當至少一個合適的第二小區也以默認優先級存在時UE不在后續RACH過程期間選擇第一小區。如果一個合適的第二小區以更高的優先級存在，則UE選擇第二小區(框434)。UE然后執行與第二小區的后續RACH過程且UE應用與以上對于第一小區描述的相同的對于失效的去優先化算法來連接到第二小區(框436)。
[0053]在又一個實施例中，響應于將第一小區去優先化，UE在所選擇的時間期滿之前的時期期間發起到一個或更多選擇的第二小區的后續RACH過程。如本文中描述的，第二小區至少部分地基于相對于第一小區的去優先化的值的具體小區的優先級值來選擇。
[0054]在具體實施例中，UE嘗試與至少一個合適的第二小區的至少一個后續RACH過程。響應于檢測到無法通過至少一個后續RACH過程成功連接到至少一個合適的第二小區的失效，UE至少基于大于0%且小于100%的第二概率值自主確定是否在第二時期內將至少一個合適的第二小區去優先化。響應于確定將至少一個合適的第二小區去優先化，UE減小在UE分配給至少一個合適的第二小區用于小區選擇/重選的第二優先級值，并且UE分配隨機選擇的第二時期(在其期間第二優先級值保持減小)。[0055]現在參考圖5，提供圖示一種方法的流程圖500，通過該方法，諸如UE 100的UE可根據本發明的其它實施例在擁塞蜂窩網絡環境中建立連接。流程圖500開始于功率被提供給UE (框502)。UE將計數器設置為O (框504)。UE確定是否檢測到服務請求(框506)。如果檢測到服務請求，則UE開始RACH過程(框508)。然后UE確定RACH過程是否成功(框510)。如果RACH過程成功，則UE將計數器設置為O (框512)且流程500結束。然而，如果RACH過程不成功(在框510)，則UE從{0，1}的集合中選擇第一隨機數(框514)。UE確定第一隨機數RNDl是否是“O”(框516)。如果RNDl等于“0”，則UE將計數器設為等于(計數器+DMOD 10 (框518)。然后UE從{0..9}的集合中選擇第二隨機數RND2 (框520)。然后UE確定計數器是否小于第二隨機數(框522)。如果計數器不小于RND2，或者如果第一隨機數在框516確定為一(I )，則UE將諸如小區142的服務小區去優先化(框524)并且如果更高優先級小區可用則執行到諸如小區144的更高優先級小區的選擇/重選(框526)。
[0056]UE然后可確定是否基于一個或更多去優先化條件的繼續保證連續的去優先化。特別是UE確定去優先化條件是否對于諸如去優先化的小區142的當前去優先化的小區繼續存在(框528)。在說明性實施例中，當多個去優先化條件中的一個在初始去優先化之后繼續存在時保證連續的去優先化。在這些連續的去優先化條件中的是:(a)定時器還未到期，(b)UE當前未移動和/或(c)期望的服務/核心網絡從之前的嘗試以來未改變。定時器到期的發生、檢測的UE移動和/或期望的服務網絡中的變化可能觸發UE參數的重置，至少包括優先級值和概率值。因此，做出是否有任何適用的去優先化條件保持的確定(框530)。如果沒有條件保持，則UE對去優先化的小區恢復選擇或重選該小區的原來的優先級(框532)，并且方法移動到框534，其中UE執行到可用的最高優先級小區的重選。到可用的最高優先級小區的重選僅當UE當前呼叫等待的小區不是可用的最高優先級小區時才被UE執行。然而，如在框530確定的，如果關聯于去優先化的小區的去優先化條件繼續持續，則UE利用基于可用的最高優先級小區的重選來執行下一個RACH和后續RACH(框534)。回到塊522，如果計數器不小于第二隨機數，則不觸發當前服務小區的去優先化且方法繼續進行到框534。
[0057]通過上述內容的優點，應理解對于RACH過程調整選擇或重選小區的概率最終減輕由于網絡上單個小區內太多RACH嘗試的擁塞。而且，通過錯開和/或隨機化確定在一個或更多RACH失效后何時將服務小區去優先化，提供一種機制，通過該機制相同服務小區內的多個UE可各自嘗試在不同時間通過第二小區連接，因此增加UE將最終通過第一小區或第二小區連接的可能性，而不需所有UE在單個RACH失效后集體自動移動到第二小區。
[0058]之前描述的實施例可提供UE連接所需的時間量、具體小區上的擁塞和對網絡的干擾之間的折衷。在將小區去優先化時，通常選擇的第二小區將在更遠處或者另外地遭受更大的信道減弱。因此，可能需要UE和第二小區以更大的發射功率進行傳送以便成功完成RACH過程。因此，第一小區和其它UE可能經歷更大的干擾。通過引入去優先化的概率和其它優化，選擇一個或更多第二小區的UE數量可以相對于可能源于這樣的選擇的網絡干擾的量進行平衡。因此，避免或減輕了第二問題，其中到達更弱的小區所需的增大的發射功率對其它UE和最佳小區產生干擾。
[0059]在以上每個流程圖中，一個或更多方法可實施在計算機可讀存儲介質中，該計算機可讀存儲介質包含計算機可讀代碼使得當計算機可讀代碼在計算設備上運行時執行一系列步驟。在一些實施方式中，方法的某些步驟被組合、同時執行或者以不同順序執行、或者可能被省略，而不偏離本創新的精神和范圍。因此，雖然以特定順序描述和說明了方法步驟，但是使用特定步驟順序并不意在暗示任何對本創新的限制。可關于步驟的順序做出改變而不脫離本創新的精神或范圍。因此使用特定的順序將不以限制的方式來理解，且本創新的范圍僅由所附權利要求書限定。
[0060]如本領域技術人員將理解的，本創新的實施例可實施為系統、方法或計算機程序產品。因此，本創新的實施例可采取以下形式:完全硬件實施例、完全軟件實施例(包括固件、常駐軟件、微代碼等)或組合軟件和硬件實施例的實施例，其在本文中都可一般稱為“電路”、“模塊”或“系統”。另外，本創新的實施例可采取計算機程序產品的形式，該計算機程序產品實施在具有其上包含計算機可讀程序代碼的一個或更多計算機可讀存儲介質中。
[0061]計算機可讀存儲介質上包含的程序代碼可用任何合適介質來傳送，該合適介質包括但不限于無線、有線線路、光纖電纜、R.F等或以上的任何合適組合。用于執行本創新的實施例的操作的計算機程序代碼可以用一個或更多編程語言的任何組合來寫，包括諸如Java、Smalltalk、C++等的面向對象的編程語言和諸如“C”編程語言或匯編級編程或類似編程語言的常規過程式編程語言。
[0062]參考根據本創新實施例的方法、裝置(系統)和計算機程序產品的流程圖圖示和/或框圖在以上描述本創新的方面。將理解流程圖圖示和/或框圖的每個框以及流程圖圖示和/或框圖中的框的組合可由計算機程序指令來實現。這些計算機程序指令可提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器來產生一種機器，使得通過計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器運行的指令產生用于實現流程圖和/或框圖的一個或更多框中指定的功能/動作的裝置。
[0063]這些計算機程序指令也可存儲在計算機可讀存儲介質中，該計算機可讀存儲介質指導計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備以特定方式來工作，使得存儲在計算機可讀存儲介質中的指令產生一種制品，制品包括實現流程圖和/或框圖的一個或更多框中指定的功能/動作的指令。該計算機程序指令也可加載到計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備上來引起一系列操作步驟在計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備上執行以產生計算機實現的過程，使得在計算機或其它可編程裝置上運行的指令提供用于實現流程圖和/或框圖的一個或更多框中指定的功能/動作的過程。
[0064]雖然本創新已參考示范實施例進行描述，但本領域技術人員將理解可做出各種改變且等同物可替代其元素而不脫離本發明的范圍。此外，可做出很多修改來使具體系統、設備或其組件適應于本創新的教導而不脫離其本質范圍。因此，意圖是本創新不限于為了執行本創新而公開的具體實施例，而是本創新將包括落入所附權利要求書范圍內的所有實施例。另外，術語第一、第二等的使用不表示任何順序或重要性，而是術語第一、第二等是用來將一個元素與另一個元素進行區分。
[0065]本文中所用的術語只為了描述具體實施例的目的且不意在限制本創新。如本文中所用的，單數形式“一”、“一個”和“所述”意在也包括復數形式，除非上下文明確另外指示。還將理解術語“包括”和/或“包含”當用于本說明書時，規定所述特征、整體、步驟、操作、元素和/或組件的存在，但不排除一個或更多其它特征、整體、步驟、操作、元素、組件和/或其組合的存在或附加。
[0066]所附權利要求書中所有裝置或步驟加功能元件的對應結構、材料、動作和等同物意在包括與如所特別要求保護的其它要求保護的元素組合來執行功能的任何結構、材料或動作。為了說明和描述的目的，已經呈現本創新的描述，而不是意在窮舉或限于采用所公開的形式的創新。許多修改和變化將對本領域普通技術人員顯而易見而不脫離本創新的范圍和精神。選擇和描述本實施例以便最佳地解釋本創新和本實際應用的原理，并使得本領域其它普通技術人員能夠對于適合于所預期的具體用途的具有各種修改的各種實施例來理解本創新。
【權利要求】
1.一種在擁塞的無線通信網絡環境中建立連接的方法，所述方法包括: 由用戶設備(UE)嘗試與當前指定為所述UE的服務小區的第一小區的至少一個第一隨機接入信道(RACH)過程； 檢測無法通過所述至少一個第一 RACH過程成功連接到所述第一小區的失效； 至少基于大于0%且小于100%的概率值來自主確定是否對于一個時期將所述第一小區去優先化；以及 響應于確定將所述第一小區去優先化，減小在所述UE分配給所述第一小區的用于小區選擇/重選的優先級值，并分配選擇的時期，在所述選擇的時期期間所述優先級值保持減小。
2.根據權利要求1所述的方法，其中響應于檢測所述至少一個失效已在所述第一小區上在后續RACH過程期間發生，增大用于將所述第一小區去優先化的所述概率值。
3.根據權利要求1所述的方法，其中分配選擇的時期包括從可用時期的范圍中隨機選擇第一時期，其中所述可用時期的范圍至少包括較短的時期和較長的時期，在所述較短的時期期間至少一個后續RACH過程可由所述UE完成，在所述較長的時期期間多個后續RACH過程可由所述UE完成。
4.根據權利要求1所述的方法，還包括: 跟蹤無法通過所述至少一個第一 RACH過程成功連接到所述第一小區的多個失效；以及 對于檢測到的每個連續失效，增大將所述第一小區去優先化的所述概率值，其中所述概率值以數量N的遞增從基準低概率增大到高概率。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一小區的所述去優先化只在檢測到一組條件中的至少一個時才執行，條件的所述組包括: 之前接收的廣播消息指示擁塞小區條件存在； 所述網絡響應于所述UE對帶有拒絕消息的連接的請求，所述拒絕消息包含指示擁塞小區條件存在的原因值； 下行鏈路信道的監視指示每單位時間由所述網絡執行的連接設立的數量已超過閾值；以及 所述下行鏈路信道的監視指示所述網絡正向其它UE傳送拒絕消息，所述拒絕消息包含指示擁塞小區條件存在的原因值，其中傳送到其它用戶設備的這樣的拒絕消息的數量已超過閾值。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括: 檢測所述UE相對于在其處所述第一小區的優先級可以已被去優先化的位置在運動中； 響應于檢測到所述UE在運動中，將所述概率值返回到基準低概率；以及響應于檢測到所述UE在運動中以及所述第一小區的所述優先級值當前是去優先化的值，將所述第一小區的所述優先級值自動重置為默認優先級值。
7.根據權利要求1所述的方法，其中減小在所述UE分配給所述第一小區用于小區選擇/重選的所述優先級值確保當至少一個合適的第二小區也以默認優先級存在時，所述UE不在后續RACH過程期間選擇所述第一小區。
8.根據權利要求1所述的方法，還包括響應于將所述第一小區去優先化而在選擇的時間期滿之前的時期期間發起到一個或更多選擇的小區的后續RACH過程，所述小區至少部分地基于相對于所述第一小區的所述去優先化的值的具體小區的所述優先級值來選擇。
9.根據權利要求1所述的方法，還包括: 確定在所述第一 RACH過程期間不能成功連接的失效是對于發起由所述UE請求的第一服務，所述第一服務是包括至少一個不同的第二服務的由所述第一小區支持的多個不同服務之中的第一服務；以及 關于所述第一服務的完成來將所述第一小區去優先化，其中所述第一小區的標識符標記有所述第一去優先化的優先級值，其引起所述UE通過合適的第二小區為所述第一服務發起所述至少一個后續RACH過程，同時所述UE發布后續RACH過程用于通過所述第一小區完成所述至少一個不同的第二服務，其中所述多個不同服務中的每個服務單獨被分配所述第一優先級值作為所述服務小區的默認分配，并且響應于與那個特定服務關聯的去優先化條件的發生，經歷關聯于那個特定服務的去優先化條件的每個不同的服務對于選擇的時期隨后被分配單獨的去優先化值。
10.一種能夠在擁塞無線通信網絡環境中建立連接的通信設備，所述通信設備包括: 收發器，配置成嘗試與當前指定為所述UE的服務小區的第一小區的至少一個第一隨機接入信道(RACH)過程；以及 RACH控制器，配置成檢測無法通過所述至少一個第一 RACH過程成功連接到所述第一小區的失效，至少基于大于0%且小于100%的概率值來自主確定是否對于一個時期將所述第一小區去優先化，響應于確定將所述第一小區去優先化，減小在所述通信設備分配給所述第一小區的用于小區選擇/重選的優先級值，并且分配選擇的時期，在所述時期期間所述優先級值保持減小。
【文檔編號】H04W48/06GK103988549SQ201280051156
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年9月26日 優先權日:2011年10月17日
【發明者】V.古普塔, S.V.布拉默, D.A.多爾西, J.D.克里斯滕森 申請人:英特爾公司