多目标的跟踪区域列表动态优化算法

5G移动网络要适应多样化和不断增加的用户设备(User Equipment, UE),应对终端巨大的位置管理信令开销是实现这一目标的重要保障。文中提出了一种多目标算法优化跟踪区域列表(Tracking area List, TAL)的策略,目的是寻找TAL中跟踪区(Tracking Area, TA)的最优分布以及如何将TAL分配给UE,以最小化位置管理中冲突的跟踪区更新(Tracking area update, TAU)和寻呼信令开销。在本地侧利用多目标粒子群优化算法实现TAL的最优分布,网络侧根据不同UE的移动特性来分配大小合适的TAL。通过仿真验证,所提方案可以在TAU和寻呼开销之间取得妥协,并在节省总位置管理开销方面得到了大幅度改善。

基于改进二维随机游动的跟踪区域列表优化

在无线网络架构中,移动性管理包括位置管理和寻呼过程,是为用户提供网络服务的一项重要保障。目前已有的位置管理中跟踪区列表部署方案大多数没有考虑到用户的实际运动轨迹,在网络架构中造成大量的位置管理信令浪费。本文构建了一个基于用户运动轨迹的二维随机移动模型,并基于常规马尔可夫链和带有吸收态的改进马尔可夫链预测方案分析移动性管理过程的总信令消耗,由此找到最优的跟踪区列表配置方法,且通过蒙特卡罗实验验证模型的合理性。结果表明该方案减少信令开销方面性能有显著提高。

LTE位置管理中信令开销的分析

为了克服2G和3G移动通信网络位置管理方案的缺陷,4G长期演进(Long Term Evolution,LTE)采用了基于跟踪区列表(Tracking Area List,TAL)的位置管理方案。基于TAL的位置管理方案的性能取决于TAL分配方案。考虑到本地移动设备(User Equipment,UE)的活动区域相对固定,该文提出一种嵌入式马尔科夫链模型,用于分析本地UE的基于TAL的位置管理方案的信令开销。推导得到位置更新开销和寻呼开销的数学公式。利用这些公式,可搜索得到能使信令开销最低化的最佳TAL分配方案。

基于跟踪区关联性的跟踪区列表设计方法

跟踪移动用户同时减少信令开销是通信系统位置管理研究中重要的方面。跟踪区列表是LTE系统中新引入的概念,它由多个跟踪区构成用来减少位置管理信令开销。受生活、工作、学习方面的影响,大部分用户具有固定的移动方式。提出了一种基于跟踪区关联性的跟踪区列表设计方法,它通过从用户历史移动路径中获取各跟踪区之间的关联性并建立各跟踪区的关联表,当跟踪区更新消息发生时,网络获取该消息中提供的上次访问跟踪区和用户当前所在跟踪区结合关联表进行跟踪区列表设计。该方法能够随不同上次访问跟踪区动态分配跟踪区列表,特别适用于大规模网络中。最后运用里斯本城镇网络数据,实验比较了基于跟踪区关联性的跟踪区列表设计方法和rule of thumb设计方法在一整天的信令开销。结果显示该方法在减少位置管理信令开销方面性能至少提升了11.5%。

基于重叠社区检测的跟踪区列表管理方法

跟踪区列表(TAL)由多个跟踪区(TA)灵活配置组成,在3GPP R8中引入TAL可减少位置管理信令开销。目前基于TAL的位置管理方法大多针对不同用户产生不同的TAL,在海量蜂窝部署环境下的计算效率急剧降低。针对该问题,在TA规划的基础上,提出一种基于重叠社区检测的TAL管理方法。通过统计用户在跟踪区内产生的位置更新和寻呼数据,将TAL管理建模为图形分割问题,给出线性规划模型,并应用基于博弈论的重叠社区检测算法得到TAL结构。实验结果表明,该方法能够有效降低蜂窝网络中的位置管理信令开销,提高TAL分配效率。

一种时空混合的位置管理方案

目前,移动通信系统中的位置管理方案忽略了周期性位置更新的影响,从而导致网络对终端位置跟踪的性能下降。对此,提出了一种移动性和周期性结合的位置跟踪方案。首先,终端跨越跟踪区域列表的边界或定时器达到阈值时,都会向网络发起位置更新请求;然后,网络呼叫时先向上次终端发生位置更新的跟踪区发起寻呼,如果呼叫不成功,再向跟踪区列表发起寻呼;最后,利用马尔可夫链模型对位置更新和寻呼的信令开销进行了推导。仿真实验结果表明,所提方案得到了跟踪区域列表的最佳配置,从而使总信令开销最小化。