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1/14

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US. atent S e p . 2 4 , 2 0 1 3 S h e e t 1 o f 7 US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B2

U T R A N

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US. atent S e p . 2 4 , 2 0 1 3 S h e e t 2 o f 7 US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B2

N5

s w a g:

k

5 : 8 35 3A u B o E w om ;2 2 0 5 6 4 6 2

A v m t o n

m m :

Q 3m cw c o a w w mu x ? c o o6 m mx 3 2

Q 2 2 25

z m o m

E 88 2: k

m :

8 x 3 5;

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US. atent S e p . 2 4 , 2 0 1 3 S h e e t 4 o f 7 US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B2

w53 38 m m \

5 5 8 m g2 3 82 5 8 v

5 5 8 % ?5 8z m o mM

B w w6 m m vW 2 6 22 m m

@ E m o m vE m o n . v

@ E Q U Q v

9 5 5 v

0 2 mz o

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US. atent S e p . 2 4 , 2 0 1 3 S h e e t 7 o f 7 US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B2

C 31

. i ,

1 0

i g n a l l i n go u dm e s s u g e s / h r / M T ) 8c ;S3- - a C D IO

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US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B21

METHODFORIMPROVED IDLE-MODESIGNALING N WIRELESS

COMMUNICATION NETWORKSFIELD OFTHE INVENTION

The p r e s e n t i n v e n t i o n g e n e r a l l y r e l a t e s t o i d l e - m o d e s i gn a l i n g i n a W i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n s s y s t e m .BACKGROUND OFTHEINVENTION

As i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y e v o l v e s t o w a r d 4 g e n e r a t i o n ( 4 G ) s y s t e m s , many s y s t e m o p e r a t o r s a r e p r e p a ri n g t o u p g r a d e t h e i r W i r e l e s s a c c e s s n e t W o r k s from c u r r e n t2G/3G e c h n o l o g i e s t o s u c h 4G y s t e m s , p a r t i c u l a r l y s y s t e m so p e r a t i n g u n d e r t h e L o n g - T e r m - E v o l u t i o n ( L T E ) s t a n d a r d s .The 4 G s y s t e m s p r o v i d e a m a j o r a d v a n t a g e o v e r 2G/3G s y st e m s i n b o t h c a p a c i t y a n d t h r o u g h p u t f o r h a n d l i n g d a t a r a f ? c ,Which s coming o d o m i n a t e W i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n a p p l ic a t i o n s . H o W e v e r , d u r i n g i n i t i a l d e p l o y m e n t o f a 4 G s y s t e ms u c h a s LTE, i t i s e x p e c t e d t h a t t h e neW t e c h n o l o g y W i l lo p e r a t e a s an o v e r l a y W i t h l i m i t e d c o v e r a g e i n s e l e c t e d d e n s ea r e a s W h i l e t h e c u r r e n t t e c h n o l o g y (2G/3G) c o n t i n u e s t oo p e r a t e a s an n d e r l a y . User equipment (UE o r m o b i l e t e r m in a l ) W i l l b e p r o v i d e d W i t h m u l t i - m o d e c a p a b i l i t y s o t h a t t c a nc o m m u n i c a t e t h r o u g h e i t h e r t e c h n o l o g y s e a m l e s s l y .W h en h e o v e r l a y h a s many c o v e r a g e h o l e s ( i . e . , s u b a r e a sW h e r e o n l y c u r r e n t - t e c h n o l o g y r a d i o c o v e r a g e i s a v a i l a b l e i nt h e s u b a r e a ) , UEs W i t h e v e n l i m i t e d m o b i l i t y e x p e r i e n c e f r eq u e n t m o v e m e n t b e t W e e n o v e r l a y a n d u n d e r l a y e c h n o l o g i e s ,r e q u i r i n g r e - r e g i s t r a t i o n a t e a c h t r a n s i t i o n from one to t h eo t h e r ( c h a r a c t e r i z e d a s p i n g - p o n g i n g ) , Which i n t u r n g e ne r a t e s a h i g h s i g n a l i n g l o a d i n t h e form o f t r a c k i n g a r e au p d a t es ( T A U s ) . A e c h a n i s m , knoWn s I d l e - M o d e S i g n a li n g R e d u c t i o n ( I S R ) h a s b e e n a d o p t e d i n t h e 3 r d G e n e r a t i o nP a r t n e r s h i p P r o j e c t ( 3 G P P ) s t a n d a r d s , W h i c h c a n s i g n i ?c a n t l y r e d u c e t h e TAU s i g n a l i n g l o a d b y a l l o W i n g t h e UE or e g i s t e r s i m u l t a n e o u s l y W i t h t h e u n d e r l a y a n d o v e r l a y s y st e m s . The d o W n s i d e o f I S R , h o W e v e r , i s t h a t e a c h UE s i n gISR i s p a g e d o n b o t h t h e o v e r l a y s y s t e m a n d t h e u n d e r l a ys y s t e m Whenever a c a l l a r r i v e s . T h i s , o f c o u r s e , h a s t h e e f f e c to f s i g n i ? c a n t l y i n c r e a s i n g t h e p a g i n g s i g n a l i n g l o a d .

SUMMARY OF INVENTIONB e c a u s e m o b i l e t e r m i n a l s d i f f e r i n t r a f ? c l o a d and o b i l i t y

b e h a v i o r , s ome mobile t e r m i n a l s W i l l have a l o W e r s i g n a l i n gl o a d W i t h ISR e n a b l e d , and s ome i l l have a l o W e r s i g n a l i n gl o a d W i t h ISR d i s a b l e d . Using a p r o t o c o l de?ned i n t h e s t a nd a r d s t h a t a l l o W s ISR t o be con?gured on a p e r mobilet e r m i n a l b a s i s , t h e i n v e n t i o n o p e r a t e s t o a p p l y ISR o r a g i v e nmobile t e r m i n a l based on b e h a v i o r of h e g i v e n mobile t e rm i n a l , i n a manner t o minimize s i g n a l i n g l o a d betWeen t h em o b i l e t e r m i n a l s and t h e W i r e l e s s n e t W o r k . T h u s , t h e metho d o l o g y o f t h e i n v e n t i o n o p e r a t e s t o s e l e c t t h e a p p r o p r i a t eo p t i m a l c o n ? g u r a t i o n b a s e d on o b i l e t e r m i n a l b e h a v i o r .

I n a d e s i r e d a p p l i c a t i o n o f t h e i n v e n t i o n m e t h o d o l o g y ,d e t e r m i n a t i o n o f t h e m o b i l e - t e rm i n a l b e h a v i o r t r i g g e r i n genablement o r disablement of ISR should be based on i n f o rm a t i o n r e a d i l y a v a i l a b l e t o t h e W i r e l e s s n e t w o r k . T o t h a t e n d ,t h e i n v e n t o r s h a v e d e t e r m i n e d t h a t t h e a s p e c t s o f m o b i l et e r m i n a l b e h a v i o r t h a t mo t s i g n i ? c a n t l y a f f e c t t o t a l s i g n a l i n gl o a d a r e s e s s i o n a r r i v a l r a t e and t i m e o u t f o r p e r i o d i c t i m e r ,a n d t h a t t h e m o b i l e - t e r m i n a l v e l o c i t y d o e s n o t p l a y a s i g n i ?c a n t r o l e . A c c o r d i n g l y , i n a n embodiment, t h e i n v e n t i o nmethodology o p e r a t e s t o d y n a m i c a l l y e n a b l e o r d i s a b l e ISRon a p e r - t e r m i n a l b a s i s , u s i n g t h e s e s s i o n a r r i v a l r a t e and

20

25

30

35

40

45

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55

60

6 5

2t i m e o u t d a t a , Which r e r e a d i l y knoWn o t h e n e t W o r k ( u n l i k em o b i l e - t e r m i n a l v e l o c i t y , Which m a y be more d i f ? c u l t t oo b t a i n ) . Based on t h e s e m o b i l e - t e r m i n a l b e ha v i o r a l c r i t e r i a ,a n d p r e f e r ab l y u s i n g a n i t e r a t i v e p r o c e s s a t l o n g t i m e s c a l e s ,t h e i n v e n t i o n m e t h o d o l o g y o p e r a t e s t o o p t i m i z e t h e d e c i s i o nthresholds u sed t o t u r n IS R o n o r o f f .

BRIEF DESCRIPTIONOFTHE FIGURESThe t e a c h i n g s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n c a n b e r e a d i l y

u n d e r s t o o d b y c o n s i d e r i n g t h e f o l l o W i n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o ni n c o n j u n c t i o n W i t h t h e a c c o m p a n y i n g d r a W i n g s , i n W h i c h :F I G . 1 p r o v i d e s a s c h e m a t i c d e p i c t i o n o f a W i r e l e s s s y s t e m

a r r a n g e m e n t i n Which t h e method o f t h e i n v e n t i o n may b ei m p l e m e n t e d .F I G . 2 p r o v i d e s a s i g n a l i n g d i a g r a m f o r ISR a c t i v a t i o n

a c c o r d i n g t o t h e method o f t h e i n v e n t i o n .F I G . 3 i l l u s t r a t e s g e n e r a l l y t h e r e l a t i o n s h i p b e t W e e n f r e

quency o f t r a c k i n g a r e a u p d a t e s and t h e number o f c o v e r a g eh o l e s i n a n o v e r l a y s y s t e m .

F I G . 4 g e n e r a l l y d e p i c t s s t e p s i n t h e p r o c e s s o f p a g i n g aUE.

F I G . 5 p r o v i d e s a H o w c h a r t f o r a method o f a c t i v a t i n g /d e a c t i v a t i n g ISR a c c o r d i n g t o a n embodiment o f t h e i n v e nt i o n .

F I G . 6 p r o v i d e s a H o w c h a r t f o r a method o f a c t i v a t i n g /d e a c t i v a t i n g ISR a c c o r d i n g t o a n o t h e r embodiment o f t h ei n v e n t i o n .

F I G . 7 shoWs a r e s u l t o f a p p l y i n g t h e methodology o f t h ea n o t h e r embodiment o f t h e i n v e n t i o n .

DETAILED ESCRIPTIONI n t h e f o l l o W i n g d e s c r i p t i o n , f o r p u r p o s e s o f e x p l a n a t i o n

and n o t l i m i t a t i o n , s p e c i ? c d e t a i l s a r e s e t f o r t h such a s p a rt i c u l a r a r c h i t e c t u r e s , i n t e r f a c e s , t e c h n i q u e s , e t c . , i n o r d e r t op r o v i d e a t h o r o u g h u n d e r s t a n d i n g o f i l l u s t r a t i v e e m b o d iments o f t h e i n v e n t i o n . H o W e v e r , i t W i l l be a p p a r e n t t o t h o s es k i l l e d i n t h e a r t t h a t t h e i n v e n t i o n may be p r a c t i c e d i n o t h e ri l l u s t r a t i v e e m b o d i m e n t s t h a t d e p a r t f r o m t h e s e s p e c i ? cd e t a i l s . I n some i n s t a n c e s , d e t a i l e d d e s c r i p t i o n s o f W e l lk n o W n e v i c e s , c i r c u i t s , and methods a r e omitted s o a s n o t t oo b s c u r e t h e d e s c r i p t i o n o f d e s c r i b e d e m b o d i m e n t s W i t hu n n e c e s s a r y d e t a i l . A l l p r i n c i p l e s , a s p e c t s , a n d e m b o d i m e n t s ,a s W e l l a s s p e c i ? c examples t h e r e o f , a r e i n t e n d e d t o e n c o mp a s s b o t h s t r u c t u r a l a n d f u n c t i o n a l e q u i v a l e n t s t h e r e o f . Addit i o n a l l y , i t i s i n t e n d e d t h a t s u c h e q u i v a l e n t s i n c l u d e b o t hc u r r e n t l y knoWn q u i v a l e n t s a s W e l l a s e q u i v a l e n t s d e v e l o p e di n t h e f u t u r e .

The i n v e n t i o n i s d e s c r i b e d h e r e a f t e r i n t e r m s of methodo l o g y f o r d y n a m i c a l l y d e te r m i n i n g W h e t h e r I d l e - M o d e S i gn a l i n g R e d u c t i o n s h o u l d b e a p p l i e d f o r a g i v e n U s e r E q u i pm e n t , b a s e d g e n e r a l l y on b e h a v i o r a l c h a r a c t e r i s t i c sa s s o c i a t e d W i t h t h e g i v e n UE. While h e d i s c l o s e d i n v e n t i o n si l l u s t r a t i v e l y d e s c r i b e d i n t e r m s o f UEs o p e r a t i n g i n a W i r el e s s e n v i r o n m e n t c h a r a c t e r i z e d by a n LTE s y s t e m o v e r l a y a n da UMTS y s t e m u n d e r l a y , i t s h o u l d be u n d e r s t o o d t h a t t h ei n v e n t i o n methodology i s n o t s o l i m i t e d , and s i n t e n d e d t oc o m p r e h e n d a n y W i r e l e s s e n v i r o n m e n t c h a r a c t e r i z e d b y r e l at i v e l y f r e q u e n t movement o f a m o b i l e t e r m i n a l betWeen tWod i f f e r e n t r a d i o t e c h n o l o g y s y s t e m s .When e g i s t e r e d t o a c e l l u l a r n e t W o r k , a UE can be i n

c o n n e c t e d mode r i d l e mode o r s t a t e ) d e p e n d i n g on h e t h e ri t has a connection t o t h e r a d i o access netWork o r notithec o n n e c t e d s t a t e g e n e r a l l y b e i n g c h a r a c t e r i z e d a s a RadioR e s o u r c e C o n t r o l (RRC) c o n n e c t i o n i n UMTS nd LTE s y st e m s . AUE s g e n e r a l l y i n i d l e mode most o f t h e t i m e e x c e p t

8/13/2019 Us 8543108

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US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B23

When t i s a c t i v e l y t r a n sm i t t i n g o r r e c e i v i n g d a t a d u r i n g as e s s i o n . I n d l e mode, a UE p e r a t e s i n d i s c o n t i n u e s r e c e p t i o n(DRX) c y c l e s t o c o n s e r v e i t s b a t t e r y u s a g e b y W a k i n g u pp e r i o d i c a l l y o n l y When t n e e d s t o m o n i t o r t s p a g i n g c h a n n e la n d s y s t e m i n f o r m a t i o n b r i e ? y .When n idle-mode UE o v e s from one c e l l t o another

W i t h i n t h e same r a d i o t e c h n o l o g y , i t o n l y n e e d s t o r e s e l e c t an e W c e l l t o c a m p o n Without n o t i f y i n g t h e netWork a s long a st h e neW c e l l b e l o n g s t o a c u r r e n t l y a s s i g n e d p a g i n g a r e a( c a l l e d t r a c k i n g a r e a ( T A ) i n LTE s y s t e m s a n d r o u t i n g a r e a( R A ) i n UMTS y s t e m s W i t h d a t a s e r v i c e ) . T h e a d v a n t a g e o fs u c h c e l l r e s e l e c t i o n i s t h a t i t d o e s n o t i m p o s e a n y s i g n a l i n gl o a d on t h e netWork W h i l e t h e UE e m a i n s i n i d l e mode.When UE oves o u t s i d e of t s c u r r e n t l y a s s i g n e d TA r

RA , i t h a s t o s W i t c h t o c o n n e c t e d mode by e s t a b l i s h i n g a nRRC o n n e c t i o n . I t t h e n n o t i ? e s t h e n e t W o r k by e r f o r m i n g at r a c k i n g a r e a u p d a t e (TAU) i n LTE o r a r o u t i n g a r e a u p d a t e(RAU) i n UMTS. S u c h u p d a t e s ( T A U s o r RAUs) p r o v i d ei n f o r m a t i o n from Which t h e netWork can d e t e r m i n e t h ea p p r o x i m a t e l o c a t i o n o f e a c h i d l e - m o d e UE d u r i n g p e r i o d sWhen h e r e i s no c o n n e c t i o n betWeen h e netWork and h e UE.T h i s e n a b l e s t h e netWork t o b r o a d c a s t paging messages to as e l e c t e d TA/RA W h e n a neW n e t W o r k - o r i g i n a t e d s e s s i o nn e e d s t o b e e s t a b l i s h e d . G e n e r a l l y , T A / R A p d a t e s , Which r et h e o n l y s i g n a l i n g e v e n t needed betWeen an i d l e - m o d e UEand t h e n e t w o r k , o c c u r m u c h l e s s f r e q u e n t l y t h a n c e l l r e s el e c t i o n s s i n c e t h e s i Z e o f a TA/RA s s i g n i ? c a n t l y l a r g e r t h a nt h e s i Z e o f a c e l l a r e a . ( T y p i c a l l y , i n W e l l d e s i g n e d s i n g l er a d i o - t e c h n o l o g y c o v e r a g e a r e a s , u p d a t e s a t a v e r a g e r a t e s o f1 - 2 p e r UE e r h o u r a r e o b s e r v e d d u r i n g a b u s y p e r i o d ) . S i n c et h o s e u p d a t e s a r e c o n s i d e r e d n o n - r e v e n u e g e n e r a t i n g t r a ? i ct o t h e s y s t e m o p e r a t o r , i t i s i n t h e o p e r a t o r s i n t e r e s t t o k e e pu p d a t e r a t e s a s loW a s p o s s i b l e .

Deployment o f a n o v e r l a y , h o W e v e r , c a n l e a d to p a t c h yc o v e r a g e f o r t h e o v e r l a y r a d i o t e c h n o l o g y , W i t h t h e p r e s e n c eof many overage holesiie, a r e a s Where t h e r e i s no covera g e W i t h i n a g i v e n g e o g r a p h i c a l a r e a f o r t h e o v e r l a y r a d i ot e c h n o l o g y . C o v e r a g e h o l e s c a n b e d u e t o o v e r l a y c e l l s i t e st h a t a r e n o t deployed i n a o n e - t o - o n e f a s h i o n With u n d e r l a yc e l l s i t e s o r o t h e r f a c t o r s . I t h a s been observed t h a t T A / R Aupdate r a t e s can n c r e a s e b y a f a c t o r of 5-10 o r even m o r e perUE e r h o u r f o r 2G-3G n e t W o r k s d u e t o r e g i s t r a t i o n p i n gp o n g i n g When h e o v e r l a y i s p a t c h y . S u c h h i g h u p d a t e r a t e sc a n r e d u c e UE a t t e r y l i f e - t i m e s , o v e r l o a d c e r t a i n n e t W o r ke l e m e n t s a n d d e g r a d e n e t W o r k s e r v i c e s .

As n o t e d i n t h e B a c k g r o u n d s e c t i o n , t h e 3 GP P s t a n d a r d( R e l e a s e 8 ) h a s d e ? n e d a m e c h a n i s m , c a l l e d I d l e - m o d e S i gn a l i n g R e d u c t i o n ( I S R ) , W h i c h h a s a p o t e n t i a l o f r e du c i n gu p d a t e r a t e s d u e t o r e g i s t r a t i o n p i n g - p o n g i n g . The a s i c i d e ao f ISR s t o a l l o W a UE o r e g i s t e r s i m u l t a n e o u s l y i n b o t h t h eu n d e r l a y t e c h n o l o g y , e . g . , a UMTS A, a n d t h e o v e r l a y t ec hn o l o g y , e . g . , an LTE TA. When SR s a c t i v a t e d , an idle-modeUE o v i n g b a c k - a n d - f o r t h b e t W e e n t h e c u r r e n t l y r e g i s t e r e dRA n d T A n o l o n g e r n e e d s t o p e r f o r m u p d a t e s . H o W e v e r ,s i n c e ISR a c t i v a t i o n r e q u i r e s t h e UE o r e g i s t e r t o b o t h t e c hn o l o g i e s s i m u l t a n e o u s l y , p a g i n g m e s s a g e s W i l l b e b r o a d c a s tt o b o t h RA nd TA i m u l t a n e o u s l y .

T h e r e f o r e , While ISR can e f f e c t a r e d u c t i o n i n RA/TAu p d a t e s i g n a l i n g l o a d , t h a t b e n e ? t n e e d s t o b e W e i g h e da g a i n s t t h e i n c r e a s e d p a g i n g s i g n a l i n g l o a d a s s o c i a t e d W i t hISR a c t i v a t i o n . M o r e o v e r , t h e r e d u c t i o n i n R A / TA u p d a t es i g n a l i n g l o a d f r o m ISR a c t i v a t i o n v a r i e s c o n s i d e r a b l yam on g h e UEs n an RA/TA, b u t t h e a r t p r o v i d e s no b a s i s f o re i t h e r e v a l u a t i n g t h a t b e n e ? t on a per-UE a s i s , o r f o r k e y i n gISR a c t i v a t i o n t o such an e v a l u a t i o n . The i n v e n t o r s haved e v e l o p e d a m e t h o d o l o g y t o p r o v i d e ISR a c t i v a t i o n ( o r d e a ct i v a t i o n ) f o r i n d i v i d u a l UEs Which o p e r a t e s to n o t o n l y p r e

20

25

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35

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6 5

4v e n t netWork e l e m e n t s from o v e r l o a d i n g , b u t a l s o t o m i n imiZe t h e s i g n a l i n g l o a d on r i t i c a l netWork e l e m e n t s such a st h e MME nd t h e SGSN. T h a t methodology i s d e s c r i b e dh e r e a f t e r .

FIG. 1 s hoWs an l l u s t r a t i v e a r c h i t e c t u r e f o r an LTE v e r l a yW i t h a UMTS n d e r l a y . The c o r e o f t h e u n d e r l a y s y s t e m( g e n e r a l l y i n d i c a t e d b y i t s a i r i n t e r f a c e r e f e r e n c e , UTRAN1 0 ) i n c l u d e s a S e r v i n g G P R S S u p p o r t Node (SGSN) 1 2 t h a th a n d l e s c o n t r o l - p l a n e f u n c t i o n s s u c h a s m o b i l i t y management f o r UTRAN nd s e c u r i t y c o n t r o l . The SGSN l s o p r ov i d e s u s e r - p l a n e s e r v i c e and a c t s a s a m o b i l i t y a n c h o r p o i n t i ft h e r e i s no d i r e c t t u n n e l betWeen SGW nd UTRAN.

The c o r e o f t h e o v e r l a y s y s t e m ( g e n e r a l l y i n d i c a t e d b y i t sa i r i n t e r f a c e r e f e r e n c e , E-UT RAN 1 1 ) h a s a M o b i l i t y Mana g e m e n t E n t i t y (MME) 1 5 t h a t s o l e l y h a n d l e s a l l c o n t r o lp l a n e f u n c t i o n s f o r E-UTRAN n c l u d i n g UE c c e s s i b i l i t y i ni d l e m o d e , t r a c k i n g a r e a m a n a g e m e n t , UE-MME i g n a l i n ga n d b e a r e r m a n a g e m e n t . T h e o v e r l a y - s ys t e m S e r v i n g G a t eWay ( S -G W ) 1 6 a c t s a s a u s e r - p l a n e anchor p o i n t W i t h i n agiven access netWork a s Well a s betWeen access netWorks.T h e S - G W l s o p e r f o r m s d o W n l i n k p a c k e t b u f f e r i n g f o r i d l em ode UEs and n i t i a t e s d o W n l i n k - d a t a n o t i ? c a t i o n t o MMEa n d / o r S G S N t o t r i g g e r p a g i n g . The P a c k e t - d a t a - n e t W o r kGateWay ( P - G W ) 1 7 p r o v i d e s a c c e s s t o t h e l n t e m e t and a c t sa s an anchor o i n t f o r d i f f e r e n t S-GWs.F i n a l l y , t h e H o m e S u b s c r i b e r S e r v e r ( H S S ) 1 4 c o n t a i n si n f o r m a t i o n a s s o c i a t e d W i t h e a c h s u b s c r i b e r . Under t h i sa r c h i t e c t u r e , t h e b e a r e r t r a ? i c betWeen an a c t i v e - m o d e UEand t h e S-GW an go v i a UTRAN r E-UTRAN. The i n d ic a t e d S1-U i n t e r f a c e betWeen an LTE b a s e s t a t i o n ( c a l l e deNodeB o r eNB) i n E-UTRAN nd t h e S-GW s used W h ent h e UE o m m u n i c a t e s t h r o u g h E-UTRAN. The i n d i c a t e d S 4i n t e r f a c e betWeen t h e S-GW nd t h e S-SGSN s u s e d W h ent h e UE ommunicates t h r o u g h UTRAN, When t h e r e i s n od i r e c t t u n n e l . For h e d i r e c t t u n n e l c a s e , an S12 i n t e r f a c e ( n o tshoWn n t h e ? g u r e ) i s u s e d betWeen h e S-GW nd UTRAN.

F I G . 2 p r o v i d e s a s i g n a l i n g d i a g r a m l l u s t r a t i n g t h e p r o c e s so f ISR c t i v a t i o n i n t h e o v e r l a y - u n d e r l a y netWork s shoWn nF I G . 1 . I t i s assumed f o r p u r p o s e s o f t h e i l l u s t r a t e d c a s e t h a ta UE s a l r e a d y r e g i s t e r e d i n a UTRAN RA nd m o v e s o anE-UTRAN TA o r t h e ? r s t t i m e . U p o n e s e l e c t i n g a neW e l li n E-UTRAN nd d e t e c t i n g a ne W TA, t h e UE r i g g e r s a TAUr e q u e s t t o an MME hrough a s e r v i n g eNB. Based on t h ev a l u e o f a t e m p o r a r y i d e n t i t y u s e d i n n e x t u p d a t e ( c a l l e d T I N )s t o r e d i n t h e UE nd n c l u d e d i n t h e TAU e q u e s t me s a g e , t h eMME a n d e r i v e t h e a d d r e s s o f t h e SGSN r e v i o u s l y s e r v i n gt h e UE.

D u r i n g c o n t e x t t r a n s f e r b e t W e e n MME nd SGSN, ISRa c t i v a t i o n i s a l s o n e g o t i a t e d . I f n e g o t i a t i o n s s u c c e s s f u l ( a f t e rt h e SGSN n d i c a t e s t h a t i t s u p p o r t s ISR and MME c t i v a t e si t ) , t h e MME i l l u p d a t e i t s r e g i s t r a t i o n f o r t h e UE o t h eHSS. The MME i l l a l s o p e r f o r m u p d a t e f o r t h e b e a r e r t o t h eS-GW n o t shoWn i n t h e ? g u r e ) . F i n a l l y , t h e MME e t u r n s aTAU c c e p t t o t h e UE n d i c a t i n g t h a t ISR a s been a c t i v a t e d .From h i s p o i n t , t h e UE i l l r e g i s t e r i n b o t h t h e c u r r e n t T Aand t h e c u r r e n t RA n t i l t h e n e x t u p d a t e . With s u c h d o u b l er e g i s t r a t i o n , no f u r t h e r u p d a t e s a r e needed W h en t h e UEmoves b a c k - a n d - f o r t h betWeen t h e tWo t e c h n o l o g i e s a s l o n ga s t h e UE emains c am p e d on a c e l l belonging t o e i t h e r of h ec u r r e n t l y r e g i s t e r e d TA o r RA.

The UE n d t h e n e t W o r k ( a t MME n d SGSN) m a i n t a i ns i m i l a r p e r i o d i c u p d a t e t i m e r s f o r e a c h t e c h n o l o g y . T h e UEn e e d s t o p e r f o r m a p e r i o d i c u p d a t e When t s c o r r e s p o n d i n gp e r i o d i c t i m e r e x p i r e s even f t h e UE oes n o t c r o s s a n e W TAo r RA. I f a UE a n n o t p e r f o r m i t s p e r i o d i c u p d a t e ( e . g . ,b e c a u s e i t i s camping on t h e UMTS n d e r l a y r a d i o t e c h n o lo g y W h i l e i t s o v e r l a y LTE p e r i o d i c t i m e r e x p i r e s ) , t h e UE

8/13/2019 Us 8543108

11/14

US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B25

d e a c t i v a t e s i t s ISR s t a t u s a f t e r a p r e d e t e r m i n e d t i m e o u t . Then e t w o r k a l s o i m p l i c i t l y d e r e g i s t e r s t h e UE t t h e c o r r e s p o n di n g t e c h n o l o g y a f t e r t h e t i m e o u t . T h i s a l l o W s th e ISR t a t u sbetWeen h e UE nd h e network o be o n s i s t e n t . When UEp e r f o r m s a n u p d a t e b e c a u s e t s p e r i o d i c t i m e r h a s e x p i r e d , t h enetWork can choose t o r e f r e s h t h e IS R s t a t u s o r t o d e a c t i v a t ei t . I f t h e ISR s t a t u s i s r e f r e s h ed , t h e c o r r e s p o n d i n g p e r i o d i ct i m e r s a t t h e UE nd t h e netWork a r e r e s e t .

C o n s i d e r n o W t h e s i g n a l i n g u p d a t e r a t e due to UEs t h a tm o v e from one r a c k i n g a r e a (TA) o a n o t h e r i n an v e r l a y andfrom u n d e r l a y t o o v e r l a y . I t c a n be assumed f o r i l l u s t r a t i v ep u r p o s e s t h a t a UE l W a y s s e l e c t s a n o v e r l a y W h en i t i sa v a i l a b l e . T h u s , a UE e r f o r m s a TAU upon e n t e r i n g ano v e r l a y e v e n t h o u g h t h e u n d e r l a y i s a l s o a v a i l a b l e . Assu met h a t t h e r e a r e CO e l l s i n t h e o v e r l a y o f s i Z e A0 m 2 and Cc e l l s p e r t r a c k i n g a r e a . S u p p o s e t h a t t h e r e a r e CO/CA e q u a ls i Z e d TAs n t h e o v e r l a y , e a c h h a v i n g a p e r i m e t e r L : L C \ / C Akm, W h e r e LC s t h e p e r i m e t e r o f a c e l l . U s i n g a ? u i d m o b i l i t ymodel W i t h a v e r a g e UE e l o c i t y o f V m / h r , i t c a n b e shoWnt h a t t h e a v e r a g e TAU a t e p e r UE u e t o t h e o v e r l a y i s g i v e n

I f t h e o v e r l a y h a s a p e r f e c t c o v e r a g e ( i . e . , no c o v e r a g eh o l e s ) , t h e n R o i l l be t h e TAU a t e p e r UE h a t MME e e d st o h a n d l e . H o W e v e r , When t h e o v e r l a y i s p a t c h y W i t h manyc o v e r a g e h o l e s a s u s u a l l y t h e c a s e d u r i n g e a r l y d e p l o y m e n t ,t h e TAU a t e W i l l be h i g h e r a s t h e netWork h a s t o perform aTAU When UE ith IS R deactivated c r o s s e s a coverageh o l e . To l l u s t r a t e t h e p o i n t , i t i s assumed h a t t h e t o t a l a r e a o fc o v e r a g e h o l e s i s a f r a c t i o n of h e o v e r l a y a r e a and s denotedb y ( x A O . I f t h e r e a r e NH q u a l - s i z e d h o l e s e a c h o f s i Z eAHIGAO/NH, t h e n e a c h c i r c u l a r h o l e h a s a r a d i u s rH:t / ( x A o / ( s c N H ) a n d p e r i m e t e r l e n g t h L : 2 \ / o c A o / N H . W h e nISR s d e a c t i v a t e d , a UE a s to perform a TAU pon l e a v i n gone of h e coverage h o l e s . The a v e r a g e TAU a t e per UE uet o NH o v e r a g e h o l e s i s g i v e n b y V L H H / ( J I Z A O ) , W h i c h c a nbe W r i t t e n a s

Observe t h a t t h e TAU a t e l i n e a r l y d e p e n d s on a v e r a g e UEv e l o c i t y . W h e n ISR s a c t i v a t e d , a UE e a v i n g a c o v e r a g e h o l ed o e s n o t p e r f o r m a n y u p d a t e a s s u m i n g t s p e r i o d i c t i m e r h a sn o t e x p i r e d , Which s t y p i c a l W h en c o v e r a g e h o l e s a r e s m a l la n d t i m e r t i m e o u t i s l o n g . T h u s , RHIO When ISR s a c t i v a t e d .

F I G . 3 p r o v i d e s a comparison o f t h e a v e r a g e TAU a t e s p e rUE i t h and i t h o u t ISR c t i v a t i o n . I n t h e s c e n a r i o s d e p i c t e di n t h e ? g u r e , t h e p a r a m e t e r v a l u e s a r e V:10 k m / h r , T:3 h r ,LC:3.5 km, C :CO:100. A s c a n b e s e e n , W h i l e t h e a v e r a g eTAU a t e p e r UE ith ISR s around 1 . 5 , i t i n c r e a s e s a s t h eo v e r l a y becomes more p a t c h y (NH n c r e a s e s ) W i t h o u t I S R .The a n a l y t i c a l r e s u l t s a r e a l s o v a l i d a t e d by s i m u l a t i o n shoWnas < > i n the ?gure.

W h i l e ISR c a n r e d u c e s i g n a l i n g u p d a t e r a t e s i g n i ? c a n t l yWhen h e o v e r l a y i s p a t c h y , a s n o t e d a b o v e , ISR l s o r e q u i r e st h e n e t W o r k t o m a i n t a i n d o u b l e r e g i s t r a t i o n . T h i s h a s t h ep o t e n t i a l o f i n c r e a s i n g p a g i n g r a t e a n d t h u s a t r a d e o f fbetWeen p d a t i n g a n d p a g i n g i s n e e d e d . The f o c u s h e r e i s ont h e MME r o c e s s i n g l o a d a s i t i s t h e netWork e l e m e n t t h a th a n d l e s s i g n a l i n g m e s s a g e s f o r b o t h p a g i n g a n d u p d a t i n g .S i n c e t h e p a g i n g p r o c e s s a n d t h e u p d a t i n g p r o c e s s g e n e r a ted i f f e r e n t numbers of messages, me s s age r a t e W i l l be used a st h e m e t r i c f o r c o m p a r i s o n .

F I G . 4 shoWs h o W p a g i n g m e s s a g e s a r e d i s t r i b u t e d byv a r i o u s n e t W o r k e l e m e n t s . As shoWn n t h e ? g u r e , p a g i n g i st r i g g e r e d When a n S-GW e c e i v e s t h e ? r s t d o W n l i n k p a c k e tf o r an i d l e - m o d e UE. I f ISR s n o t a c t i v a t e d , t h e S-GW i l l

20

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6 5

6send a n o t i ? c a t i o n me s s age f o r paging t o e i t h e r t h e MME rSGSN e p e n d i n g on t h e t e c h n o l o g y to Which t h e UE s r e gi s t e r e d . On t h e o t h e r h a n d , i f ISR i s a c t i v a t e d ( t h e c a s ed e p i c t e d i n t h e ? g u r e ) , t h e UE s r e g i s t e r e d a t b o t h MME n dSGSN. T h u s , t h e S-GW i l l s e n d t h e n o t i ? c a t i o n message ob o t h t h e MME nd SGSN. The MME i l l i n t u r n d i s t r i b u t ep a g i n g messages t o a l l eNBs W i t h i n an a s s i g n e d TA. S i m il a r l y , t h e RNC f t h e u n d e r l a y W i l l a l s o d i s t r i b u t e p a g i n gmessages t o a l l UMTS a s e s t a t i o n s (NodeBs) W i t h i n ana s s i g n e d RA. If t h e UE s camping on a c e l l b e l o n g i n g t oe i t h e r TA o r RA, t h e UE i l l e v e n t u a l l y r e c e i v e t h e p a g i n gmessa ge and can then i n i t i a t e a s e r v i c e r e q u e s t t o t h e c o r r es p o n d i n g t e c h n o l o g y . F o r e x a m p l e , i f t h e UE s c a m p i n g o nE-UTRAN, t h e MME i l l r e c e i v e a s e r v i c e r e q u e s t and t h e ne s t a b l i s h a b e a r e r p a t h f o r t h e ne W s e s s i o n betWeen S-GW ndUE h r o u g h eNB. The UE i l l s W i t c h t o c o n n e c t e d mode n t i lt h e s e s s i o n i s c o m p l e t e d a n d t h e b e a r e r p a t h i s t o r n d o W n .

Using t h e above c o n s t r u c t s , one can noW determine ab r e a k - e v e n p o i n t W h e r e a p p l i c a t i o n o r n o n - a p p l i c a t i o n o f ISRy i e l d t h e same m e s a g e r a t e at t h e MME, nd from h a t a b a s i sf o r p e r - U E a c t i v a t i o n o f ISR s d e v e l o p e d .

L e t R U b e h e a v e r a g e u p d a t e message a t e p e r UE t MMEand R P be t h e a v e r a g e p a g i n g message r a t e p e r UE t MME.I t i s e a s i l y s e e n t h a t , f o r t h e c a s e Where ISR s n o t a c t i v a t e d ,RU on-lSR)zNU(RO+RH), W h e r e NUis t h e number f mess a g e s p e r TAU t MME. On h e o t h e r h a n d , W i t h ISR c t iv a t e d , i t s h o u l d b e r e a d i l y a p p a r e n t t h a t R U ( l S R ) z N U R 0 .On h e p a g i n g s i d e , f o r t h e c a s e o f ISR o t b e i n g a c t i v a t e d ,t h e p a g i n g message a t e p e r UE t t h e MME i l l b e RP(nonI S R ) : N P } \ . ( 1 ( X ) , W h e r e NP s t h e number o f m e s s a g e s p e rpage t t h e MME nd i s t h e n e t W o r k - t r i g g e r e d s e s s i o n / c a l la r r i v a l r a t e p e r UE. N o t e , t h o u g h , t h a t t h e e q u i v a l e n t e x p r e ss i o n W i t h ISR a c t i v a t e d h a s l o W e r and p p e r b o u n d s . S p e c i ?c a l l y , t h e l o W e r b o u n d , Which s f o u n d t o be a b e t t e r e s t i m a t et h a n t h e u p p e r b o u n d , i s g i v e n b y R P ( l S R ) : N P 7 t m a x { 1 0 t ,VTH/AO}, W h e r e T s t h e p e r i o d i c t i m e r u p d a t e i n t e r v a l a n dH s t h e e f f e c t i v e h e i g h t o f h e o v e r l a y . I f a n o v e r l a y i s a c i r c l eo f a d i u s R , t h e e f f e c t i v e h e i g h t i s 2 R . I f an v e r l a y i s a s q u a r eo f s i d e L , t h e e f f e c t i v e h e i g h t i s 4 L / J I Z . The e q u i v a l e n t r e s u l tf o r u p p e r bound c a n b e e x p r e s s e d as R P l S R ) : N P kmax{1+V T H / A O } .I t i s r e a d i l y d e t e r m i n a b l e t h a t t h e u p p e r a n d l o W e r boundsbecome t i g h t e r a s UE e l o c i t y , V , i n c r e a s e s . F u r t h e r , t h ebounds a r e observed t o be c l o s e t o each o t h e r W h e n V sg r e a t e r t h a n o r e q u a l t o 1 0 - 2 0 k m / h r . S i n c e ISR d o e s n o t havea p p r e c i a b l e i m p a c t a t loW UE e l o c i t y , one can u s e e i t h e r oft h e b o u n d s i n p r a c t i c e . Note a l s o t h a t t h e bounds becomet i g h t e r a s t h e o v e r l a y becomes p a t c h i e r ( i n c r e a s i n g i n a o rN H ) .The b r e a k - e v e n p o i n t W h e r e ISR a c t i v a t i o n a n d n o n - a p p l ic a t i o n of ISR y i e l d t h e same me s s age r a t e a t MME c c u r sW h e n R U ( n o n - l S R ) + R P ( n o n - l S R ) R U ( l S R ) R P ( l S R ) : 0 .T h r o u g h W e l l k n o W n a l g e b r a i c m a n i p u l a t i o n , t h a t e q u a t i o nc a n b e s o l v e d f o r t h e p a g i n g - l o a d b r e a k - e v e n p o i n t , W k , t h a tcan used b y t h e netWork t o a c t i v a t e o r d e a c t i v a t e IS R o n ap e r - U E b a s i s ( U E ( k ) ) . T h a t b r e a k - e v e n p o i n t , W k , c a n b ee x p r e s s e d a s :

W h e r e T k s t h e t i m e o u t v a l u e o f t h e p e r i o d i c t i m e r f o r t h e k t hU E , U E ( k ) .A s s h o u l d b e a p p a r e n t , s u c h a b r e a k - e v e n p a r a m e t e re x p r e s s e d i n t e r m s o f p a g i n g l o a d c a n b e u s e d by a s y s t e mo p e r a t o r t o a c c o m p l i s h t h e i n v e n t i o n o b j e c t i v e o f o n l y a c t iv a t i n g ISR f o r t h e UE hen s u c h a c t i v a t i o n c a n b e e x p e c t e dt o r e s u l t i n a n e t r e d u c t i o n o f combined p a g i n g p l u s u p d a t el o a d i n g f o r t h e MME. c c o r d i n g l y , i f t h e n e t W o r k - o r i g i n a t e d

8/13/2019 Us 8543108

12/14

US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B27

s e s s i o n a r r i v a l r a t e f o r U E ( k ) , W k , i s l e s s t h a n k l , t h e n ISRs h o u l d b e a c t i v a t e d f o r U E ( k ) , a n d o t h e r w i s e , ISR would o tb e a c t i v a t e d f o r U E ( k ) . T h i s a p p r o a c h r e s u l t s i n a m i n i m a ls i g n a l i n g l o a d n e e d e d b y e a c h U E ( k ) .

N o t e h a t t h e a b o v e e q u a t i o n v e r i ? e s t h a t t h e o p t i m a l v a l u eo f k l i s i n d e p e n d e n t o f UE e l o c i t y V . N o t e a l s o t h a t t h i sm e t h o d o l o g y f o r d e t e r m i n i n g t h e b r e a k - e v e n p o i n t a l l o w s T kto be i f f e r e n t f o r d i f f e r e n t UEs. f , on h e o t h e r h a n d , a l l UEsu s e t h e same d e f a u l t v a l u e of , t h e n k k * : 7 t * .

W h i l e t h e a b o v e e q u a t i o n r o v i d e s t h e b r e a k - e v e n p o i n t f o rd e c i d i n g whether t o a c t i v a t e ISR f o r a g i v e n UE n a c l o s e df o r m f o r m u l a , i t i s , i n p r a c t i c e , d i f ? c u l t ( i f n o t i m p o s s i b l e ) t oe s t i m a t e t h e p a t c h i n e s s o f a n o v e r l a y . F u r t h e r m o r e , i t maya l s o b e i n c o n v e n i e n t to d e t e r m i n e t h e v a l u e s o f NU nd N P .N o t e , h o w e v e r , t h a t t h e q u a n t i t i e s on h e r i g h t h a n d s i d e o f h ee q u a t i o n a r e a l l c o n s t a n t s e x c e p t f o r T k . T h u s , f o r a n embodiment o f t h e i n v e n t i o n , an a l t e r n a t i v e method o d e t e r m i n e t h eb r e a k - e v e n p o i n t i s g i v e n b y

A g I x / T k ,w h e r e x i s some unknown o n s t a n t . I f the constant x can b ee s t i m a t e d , t h e n k k l t h a t m i n i m i Z e s t h e s i g n a l i n g l o a d c a no b v i o u s l y b e f o u n d .A ow c h a r t f o r d e t e r m i n i n g k l f o r e a c h UE c c o r d i n g t o

an embodiment of t h e i n v e n t i o n i s shown i n FIG. 5 . Themethod e l i e s on measurements o f two q u a n t i t i e s : ( l ) a g g r eg a t e p a g i n g a n d u p d a t e r a t e a n d ( 2 ) n e t w o r k - o r i g i n a t e d s e ss i o n a r r i v a l r a t e . The ?owchart shows t h e i t e r a t i v e n a t u r e oft h e p r o c e s s . A s i n d i c a t e d i n t h e ? g u r e , t h e p r o c e s s s t a r t s w i t hISR d e - a c t i v a t e d on l l UEs a t time t ? o . I n s t e p 5 0 1 , a m e as u r e i s o b t a i n e d o f a n a g g r e g a t e a v e r a g e u p d a t e message a t e ,R U ( t ) , a n d a v e r a g e p a g i n g m e s s a g e r a t e , R P t ) , ( R ( t ) : R U ( t ) +R P ( t ) ) a t t h e MME v e r a t i m e p e r i o d t , t + A t ) ( f o r e x a m p l e ,w i t h At:30 i n u t e s ) . I n t h e same t e p , M s measured o r e a c hUE(k) o v e r a l o n g e r - t e r m d u r a t i o n ( e . g . , i n - s e s s i o n a r r i v a lr a t e d u r i n g b u s y p e r i o d s ) . F o r e x a m p l e , M a n b e m e a s u r e dby means o f a n e x p o n e n t i a l l y w e i g h t e d moving a v e r a g e . A ni n i t i a l v a l u e o f k l i s e s t a b l i s h e d a s x O / T k f o r e a c h U E ( k ) . I ng e n e r a l , a s m a l l v a l u e of O s h o u l d be chosen s o t h a t t w i l l n o tr e s u l t i n a l a r g e f r a c t i o n o f UEs e i n g a c t i v a t e d w i t h I S R . Thev a l u e s h o u l d a l s o n o t be o o s m a l l s u c h t h a t o n l y a few of UEsw i l l be a c t i v a t e d w i t h I S R . An n i t i a l v a l u e o f X 0 i n t h e r a n g e0 . 5 t o l i s r e a s o n a b l e . A s a n e x a m p l e , i f x o : 0 . 5 and T153h o u r s , t h e n a UE i t h i n c o m i n g s e s s i o n a r r i v a l r a t e g r e a t e rt h a n o r e q u a l t o 0 . 1 6 6 7 c a l l s p e r hour w i l l have i t s ISRa c t i v a t e d .

I n s t e p 5 0 2 , e a c h o f h eM a l u e s d e t e r m i n e d i n s t e p 5 0 1 , o rs t e p 5 0 3 , i s e v a l u a t e d a g a i n s t t h e b r e a k - e v e n p a r a m e t e r k l .Where i v e n W k v a l u e s a r e l e s s t h a n t h e b r e a k - e v e n v a l u e , ISRi s a c t i v a t e d f o r t h e c o r r e s p o n d i n g U E ( k ) . I f t h e M a l u e f o rt h a t UE s e q u a l t o o r g r e a t e r t h a n t h e b r e a k - e v e n v a l u e , ISRi s d e - a c t i v a t e d f o r t h a t UE. f t e r e v a l u a t i o n o f l l U E ( k ) s , t h es y s t e m w a i t s u n t i l t h e n e x t e p o c h a t t n + l . I l l u s t r a t i v e l y , t h ei n c r e m e n t a t i o n u n i t c o u l d b e d a i l y a n d s a m p l e c o u l d b e c o ll e c t e d d u r i n g b u s y h o u r s i n a g i v e n d a y . I t s h o u l d b e u n d e rs t o o d , h o w e v e r , t h a t t h e s y s t e m o p e r a t o r may c h o o s e a d i ff e r e n t u n i t o f i n c r e m e n t a t i o n , and l l s u c h u n i t s a r e i n t e n d e dto be w i t h i n t h e s c o p e of h e i n v e n t i o n .

I n s t e p 5 0 3 a g g r e g a t e R ( t ) i s a g a i n m e a s u r e d o v e r t h e n e x ts a m p l e p e r i o d , a l o n g w i t h u p d a t e d m e a s u r e m e n t o f sess i o na r r i v a l r a t e s W k f o r e a c h UE(k) o v e r t h e same s a m p l e p e r i o d .The a l u e o f R ( t ) m e a s u r e d n t h i s s t e p i s t h e n c o m p a r e d w i t ht h e p r e v i o u s l y m e a s u r e d v a l u e o f R ( t ) i n s t e p 505ithe d i ff e r e n c e b e t w e e n t h e c u r r e n t a n d p r e v i o u s l y - m e a s u r e d R ( t )v a l u e s r e p r e s e n t i n g t h e c h a n g e i n MME o a d i n g f r o m c t i v at i o n o f ISR f o r s e l e c t e d U E ( k ) s i n s t e p 5 0 2 .

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

8I f t h e new R ( t ) v a l u e i s l e s s t h a n t h e p r e v i o u s l y measured

R ( t ) v a l u e ( p r i o r t o ISR a c t i v a t i o n f o r t h e s e l e c t e d U E ( k ) s ) ti s c o n c l u d e d t h a t MME o a d i n g w a s i m p r o v e d ( r e d u c e d ) b yt h e ISR a c t i v a t i o n o f more UEs, b u t may be s u b j e c t t o f u r t h e rimprovement w i t h a d d i t i o n a l ISR a c t i v a t i o n . T o t h e e n d t h ep r o c e s s moves t o s t e p 5 0 4 , where t h e v a l u e of i s i n c r e a s e dby a p r e d e t e r m i n e d i n c r e m e n t , and a ne w a l u e o f t h e b r e a keven a r a m e t e r k l i s computed based on h e new a l u e of .As a g e n e r a l r u l e , t h e i n c r e m e n t by which t h e v a l u e o f x i si n c r e a s e d s h o u l d be s e l e c t e d s o t h a t an a d e q u a t e p e r c e nt a g eo f U E ( k ) s ( e . g . , 5 ) s s e l e c t e d t o b e s w i t c h e d f r o m No-ISRt o t h e ISR s t a t e .

At t h i s p o i n t t h e p r o c e s s r e t u r n s t o s t e p 502 t o b e g i n a newi t e r a t i o n . T h u s , a t s t e p 5 0 2 , e a c h o f t h e M a l u e s p r e v i o u s l yd e t e r m i n e d i n s t e p 503 i s e v a l u a t e d a g a i n s t t h e new b r e a ke v e n p a r a m e t e r k l d e t e r m i n e d i n s t e p 5 0 4 . Where g i v e n k kv a l u e s a r e l e s s t h a n t h e ne w r e a k - e v e n v a l u e , ISR s a c t i v a t e df o r t h e c o r r e s p o n d i n g U E ( k ) . I n t h e e v e n t ISR was a l r e a d ya c t i v a t e d f o r a p a r t i c u l a r U E ( k ) , a n d t h e W k v a l u e f o r t h a t UEi s e q u a l t o o r g r e a t e r t h a n t h e b r e a k - e v e n v a l u e , ISR i s d ea c t i v a t e d f o r t h a t UE. The s y s t e m t h e n w a i ts a g a i n f o r t h e n e x tepoch and a new i t e r a t i o n b e g u n .

R e t u r n i n g t o s t e p 505 f o r t h e c a s e o f t h e new R ( t ) v a l u eb e i n g g r e a t e r t h a n t h e p r e v i o u s l y m e a s u r e d R ( t ) v a l u e , a n dt h u s o f t h e MME o a d i n g h a v i n g i n c r e a s e d w i t h t h e p r i o r ISRa c t i v a t i o n , i t can be concluded h a t t h e v a l u e of h e c o n s t a n t x ,h a s i n c r e a s e d beyond a n o p t i m a l v a l u e , and t h a t s u c h a no p t i m a l v a l u e l i e s b e t w e e n t h e c u r r e n t l y a p p l i e d v a l u e o f x and t h a t o f t h e n e x t p r e c e d i n g i t e r a t i o n o f t h e p r o c e s s . At h a tp o i n t , t h e p r o c e s s may o v e t o s t e p 506 f o r a m o r e re?nedl o c a l s e a r c h o v e r t h e range of v a l u e s between t h e c u r r e n tv a l u e a n d h a t o f h e n e x t p r e c e d i n g i t e r a t i o n f o r t h e v a l u e h a tcomes c l o s e s t t o o p t i m i Z i n g t h e MME o a d i n g . A l t e r n a t i v e l y ,i f t h e i n c r e m e n t by which x i s a d j u s t e d o n l y a f f e c t s a s m a l lnumber f UEs e . g . , l e s s t h a n 3 ) , t h e i n v e n t i o n p r o c e s s c a ns t o p a s f u r t h e r improvement w i l l b e s m a l l and t h u s f u r t h e ro p t i m i z a t i o n may n o t b e w o r t h w h i l e .

T o s u m m a r i z e t h e m e t h o d o l o g y o f t h i s e m b o d i m e n t , t h ei n v e n t o r s h a v e d i s c l o s e d an t e r a t i v e p r o c e s s f o r d e t e r m i n i n gan ISR a c t i v a t i o n p a t t e r n t h a t m i n i m i Z e s MME o a d i n g . Ate a c h t e r a t i o n o f h e i n v e n t i o n m e t h o d o l o g y , t h e I S R / n o n - I S Rs t a t u s f o r each UE s determined based on t h e v a l u e of ane s t i m a t e d p a g i n g - r a t e b r e a k - e v e n l o a d i n g p a r a m e t e r , k k l ,which s determined f o r t h a t i t e r a t i o n . A ew measurement ofMME o a d and s e s s i o n a r r i v a l r a t e s i s m ade w i t h e a c h i t e r at i o n . I f i m p r o v e m e n t n MME o a d i . e . , l o w e r s i g n a l i n g l o a d )i s m a d e , t h e v a l u e o f k l i s a d j u s t e d ( t h r o u g h a n i n c r e m e n t a li n c r e a s e i n t h e v a l u e o f c o n s t a n t x ) and a n o t h e r i t e r a t i o n i sp e r f o r m e d . W h en t h e MME o a d i n c r e a s e s a f t e r a d j u s t m e n to f x , t h e m i n i m u m v a l u e i s b r a c k e t e d between t h e l a s t twov a l u e s o f x . From t h i s p o i n t , l o c a l s e a r c h may be u s e d t or e ? n e t h e o p t i m a l v a l u e o f k k l . B e c a u s e o f t h e s t o c h a s t i cn a t u r e o f h e MME o a d , t h e o p t i m a l v a l u e may e d e c l a r e d ohave been found f improvement a n o n l y made i t h i n a s m a l lp e r c e n t s a y , l e s s t h a n 3 ) . A f t e r t a b i l i Z a t i o n , p e r i o d i c m a i nt e n a n c e may be m ade on a l o n g e r i n t e r v a l ( e . g . , weekly o rm o n t h l y ) t o t r a c k a p p r e c i a b l e c h a n g e s on r r i v a l r a t e s o r o t h e rp a r a m e t e r s s u c h o v e r l a y p a t c h i n e s s .

I n a n a l t e r n a t i v e e m b o d i m e n t , t h e i n v e n t i o n methodologyp r o c e e d s a s f o l l o w s . F i r s t , a new v a r i a b l e , 6 k , i s de?ned a sGfkk k . T h e n , f r o m h e p r i o r d e ? n i t i o n o f k l ( k k l q r / T k ) , i ti s c l e a r t h a t ISR s h o u l d b e a c t i v a t e d f o r UE(k) i f 6 k < x , a n dd e a c t i v a t e d o t h e r w i s e . F u r t h e r , a v a r i a b l e y:F x ) i s de?ned st h e f r a c t i o n o f UEs h a v i n g G - v a l u e s l o w e r t h a n . The a g g r eg a t e r a t e m e a s u r e d a t t h e MME p a g i n g a n d u p d a t e r a t e ) i st h e n r e p r e s e n t e d i n t e r m s o f t h e i n v e r s e o f y , q ( y ) : F _ l ( y )( w h i c h i s known t o e x i s t s i n c e F i s a monotonic f u n c t i o n ) .

8/13/2019 Us 8543108

13/14

US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B2Thus t h e a g g r e g a t e r a t e measured t t h e MME n t i m e p e r i o d( t n , t n + A t ) i s g i v e n b y R ( q ( y ) , t n ) .The s t e p s o f h i s a l t e r n a t i v e e m b o d i m e n t , Which r o v i d e s aminimal a g g r e g a t e r a t e a t MME nd can a l s o a u t o m a t i c a l l yr e s p o n d o c h a n g e s i n d e p l o y m e n t e . g . , more e l l s d e p l o y e d ,b e t t e r c o v e r a g e , e t c . ) o r UE e h a v i o r by means o f p e r i o d i cm a i n t e n a n c e , a r e d e p i c t e d i n t h e H o w c h a r t o f F I G . 6 . I n s t e p6 0 1 , a s W i t h t h e p r i o r e m b o d i m e n t , t h e s y s t e m i s i n i t i a l i Z e dW i t h ISR d e a c t i v a t e d f o r a l l UEs.

I n s t e p 6 0 2 , t W o m e a s u r e m e n t t i m e p e r i o d s i n ( t n , t n + A t )a n d ( t m l , t n + l + A t ) : ( tn + A t , t n + 2 A t ) a r e u s e d t o e s t i m a t e t h ea g g r e g a t e r a t e s a t MME n t h e s e tWo p e r i o d s . I n t h e e x p r e ss i o n shoWn i n S t e p 6 0 2 f o r t h e v a r i a b l e , WW1, t h e s i g n u mf u n c t i o n s g n s d e ? n e d b y s g n ( Z ) : 1 i f Z < 0 , s g n ( Z ) : 0 f 2 : 0a n d s g n ( Z ) : 1 i f Z > 0 [ Z b e i n g a g e n e r i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h ea r g u m e n t f o r t h e s i g n u m f u n c t i o n ] . T h e r e f o r e W n + l : l i f t h ea g g r e g a t e a t e i n t i m e p e r i o d t n , t n o t A t ) i s l e s s t h a n h a t i n t i m ep e r i o d ( t n + A t , t n + 2 A t ) . I n o t h e r W o r d s , i n c r e a s i n g t h e f r a c t i o no f UEs W i t h ISR a c t i v a t e d W i l l r e s u l t i n a h i g h e r a g g r e g a t er a t e a t MME. s i l l be a p p a r e n t , t h i s r e s u l t i s c o n t r a r y t o t h eg o a l o f m i n i m i Z i n g t h e MME o a d i n g . On t h e o t h e r h a n d , i fW n + l : l , i n c r e a s i n g t h e f r a c t i o n o f UEs W i t h ISR a c t i v a t e dr e s u l t s i n l o W e r a g g r e g a t e r a t e a t MME. h e r e f o r e , an a l g or i t h m f o r i n c r e a s i n g o r d e c r e a s i n g t h e f r a c t i o n o f UEs W i t hISR a c t i v a t e d s o t h a t MME o a d i n g i s minimized can bedescribed b y yn + l ? l n + ? w n + h n:0, 1 , . . . , a s depicted in the? g u r e . The p a r a m e t e r [ i s a s m o o t h i n g p a r a m e t er . I n a ni l l u s t r a t i v e c a s e , i t m i g h t b e s e t t o a p p r o x i m a t e l y 0 . 0 5 ( i . e . ,5 ) . L a r g e r v a l u e s o f a l l o W t h e m e t h o d t o c o n v e r g e f a s t e r ,W h i l e s m a l l e r v a l u e s p r o v i d e b e t t e r r e s u l t s once c o n v e r g e n c eh a s been c h i e v e d . A s s c o m m o n n i t e r a t i v e c o n t r o l s y s t e m s ,o n e may l s o c h o o s e o b e g i n W i t h e l a t i v e l y l a r g e v a l u e s o f 3 ,and l a t e r s W i t c h t o s m a l l e r v a l u e s .

I n s t e p 6 0 3 , c o n v e r g e n c e c a n b e d e t e c t e d by o b s e r v i n g t h es u c c e s s i v e v a l u e s o f W a n d W n + 1 . G e n e r a l l y , Wnqvn+ : 1When s u c c e s s i v e i t e r a t i o n s r e s u l t i n i m p r o v e m e n t s i n MMEl o a d i n g . H o W e v e r , When c o n v e r g e n c e i s a c h i e v e d , W n *Wn+l: l. These o b s e r v a t i o n s a r e used o d e t e c t c o n v e r g e n c e .W h e n c o n v e r g e n c e h a s n o t been a c h i e v e d , s t e p 604 i se n t e r e d . T h i s s t e p k e e p s a c o u n t e r t o a l l o W f o r up t o N t e rat i o n s o f s t e p 602 i n a d a y t o s p e e d up c o n v e r g e n c e . F o re x a m p l e , When t h e method s r u n d u r i n g a b u s y - h o u r p e r i o d( e . g . , f o r 5 h o u r s ) a n d e a c h i t e r a t i o n l a s t s f o r 3 0 m i n u t e s , t h e nN s e q u a l t o 1 0 i t e r a t i o n s p e r d a y . On h e o t h e r h a n d , i f s t e p6 0 5 i s e n t e r e d , p e r i o d i c m a i n t e n a n c e c a n b e d o n e b y r u n n i n gs t e p 602 once a d a y .

F I G . 7 shoWs t h e r e s u l t o f t h e a l g o r i t h m d e sc r i b e d f o r t h i se m b o d i m e n t , Where T153 h o u r s f o r a l l UEs and A s t h ea v e r a g e p a g i n g l o a d p e r UE e r h o u r . The p a r a m e t e r v a l u e su s e d b y t h e a l g o r i t h m a r e y : 0 . 1 , [ 3 : 0 0 5 , A t : 3 0 m i n u t e s a n dy O : 0 i . e . , n o ISR s a c t i v a t e d i n i t i a l l y ) . W i t h t h e s e s e t t i n g s , i tcan be s e e n t h a t t h e a l g o r i t h m c o n v e r g e s and remains c l o s e t oo p t i m a l v a l u e W i t h i n a b o u t 20 t e r a t i o n s . Due o t y p i c a l d i u rn a l l o a d v a r i a t i o n s , t h e a l g o r i t h m s h o u l d t y p i c a l l y b e r u nd u r i n g b u s y - p e r i o d c o n d i t i o n s ( u s u a l l y f r o m l a t e m o r n i n g t ol a t e a f t e r n o o n ) .O t h e r v a r i a t i o n s i n t h e i t e r a t i v e methodology b a s e d on t h er e l a t i o n s h i p K k I C / T k W i l l b e a p p a r e n t t o t h o s e s k i l l e d i n t h ear t and a r e i n t e n d e d to be W i t h i n t h e scope of h e i n v e n t i o n .

F i n a l l y , i t i s t o be n o t e d t h a t t h e i n v e n t o r s have a u t h o r e d ap a p e r e n t i t l e d M i t i g a t i n g S i g n a l i n g O v e r h e a d From M u l t iMode M o b i l e T e r m i n a l s [ I n P r e p , f o r p u b l i c a t i o n i n P r oc e e d i n g s o f TC 0 1 1 ] t h a t i s g e n e r a l l y a d d r e s s e d t o t h e i d e ao f t h e i n v e n t i o n h e r e and Which r o v i d e s a d d i t i o n a l d e t a i l a st o u n d e r l y i n g t h e o r e t i c a l / m a t h e m a t i c a l p r e m i s e s f o r some o ft h e c o n s t r u c t s d e s c r i b e d h e r e i n f o r d e v e l o p i n g t h e b r e a k - e v e np o i n t b e t W e e n u p d a t e a n d p a g i n g r a t e s f o r m o b i l e t e r m i n a l s

20

25

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6 5

1 0a c c o r d i n g o t h e i n v e n t i o n . A l t h o u g h s u c h u n d e r l y i n g d e t a i l i sp u r e l y o f a b a c k g r o u n d n a t u r e , a n d c l e a r l y i s n o t n e e d e d f o re n a b l e m e n t o f t h e d i s c l o s e d i n v e n t i o n , t h e i n v e n t o r s i n c o r p or a t e t h e t e x t o f t h a t p a p e r h e r e i n f o r W h a t e v e r a d v a n t ag e o u spurpose t may e r v e .

H e r e i n , t h e i n v e n t o r s h a v e d i s c l o s e d a s y s t e m and methodf o r a c t i v a t i o n / e a c t i v a t i o n o f I d l e - m o d e S i g n a l i n g R e d u c t i o nf o r i n d i v i d u a l mobile t e r m i n a l s a m o n g a netWork of mobilet e r m i n a l s based s o l e l y on h e s e s s i o n a r r i v a l r a t e f o r messagesaddressed t o t h e mobile t e r m i n a l and a timeout value f o r ap e r i o d i c u p d a t e t i m e r m a i n t a i n e d b y o n e s o f t h e m o b i l e t e rm i n a l s . Numerous m o d i ? c a t i o n s and a l t e r n a t i v e embodiments o f t h e i n v e n t i o n W i l l b e a p p a r e n t t o t h o s e s k i l l e d i n t h ea r t i n v i e W o f t h e f o r e g o i n g d e s c r i p t i o n .

A c c o r d i n g l y , t h i s d e s c r i p t i o n i s t o b e c o n s t r u e d a s i l l u s t r at i v e o n l y a n d s f o r t h e p u r p o s e o f e a c h i n g t h o s e s k i l l e d i n t h ea r t t h e b e s t m o d e o f c a r r y i n g o u t t h e i n v e n t i o n and i s n o ti n t e n d e d t o i l l u s t r a t e a l l p o s s i b l e f o r m s t h e r e o f . I t i s a l s ou n d e r s t o o d t h a t t h e Words u s e d a r e Words o f d e s c r i p t i o n ,r a t h e r t h a t l i m i t a t i o n , and t h a t d e t a i l s o f t h e s t r u c t u r e may bev a r i e d s u b s t a n t i a l l y W i t h o u t d e p a r t i n g f r o m t h e s p i r i t o f t h ei n v e n t i o n , and t h a t t h e e x c l u s i v e u s e o f a l l m o d i ? c a t i o n sWhich come W i t h i n t h e s c o p e o f t h e appended c l a i m s i sr e s e r v e d .

The i n v e n t i o n c l a i m e d i s :1 . I n a W i r e l e s s communication s y s t e m s e r v i n g a p l u r a l i t y

o f m o b i l e t e r m i n a l s Wherein o n e s o f t h e p l u r a l i t y o f mobilet e r m i n a l s p e r i o d i c a l l y s i g n a l s to t h e W i r e l e s s s y s t e m a s t a t u schange a s t h e mobile t e r m i n a l m ove s from a ? r s t s e r v i n g a r e at o a second s e r v i n g a r e a and f u r t h e r Wherein o n e s of t h em o b i l e t e r m i n a l p e r i o d i c a l l y r e c e i v e p a g i n g s i g n a l s f r o m t h eW i r e l e s s system n d i c a t i v e of one o r m o r e messa ges a v a i l a b l ef o r t r a n s m i s s i o n t o t h e mobile t e r m i n a l , a method o r mana gi n g l o a d i n g a t one o r more nodes of t h e W i r e l e s s systemc o m p r i s i n g : d e t e r m i n i n g a b r e a k - e v e n p o i n t f o r a g i v e n o n e o ft h e p l u r a l i t y o f o b i l e t e r m i n a l s , t h e b r e a k - e v e n p o i n t r e p r es e n t i n g a b a l a n c i n g of a ? r s t l o a d i n g e f f e c t based on s t a t u sc h a n g e s i g n a l i n g f r o m t h e g i v e n m o b i l e a n d a s e c o n d l o a d i n ge f f e c t b a s e d on a g i n g s i g n a l i n g from t h e W i r e l e s s s y s t e m t ot h e g i v e n m o b i l e t e r m i n a l , and e i n g d e t e r m i n e d a s a f u n c t i o nof a t i m e r v a l u e a t t h e mobile t e r m i n a l and a r r i v a l r a t e f o rm e s s a g e s a r r i v i n g a t t h e W i r e l e s s s y s t e m f o r t r a n s m i s s i o n t ot h e g i v e n m o b i l e t e r m i n a l ; a n d c a u s i n g t h e g i v e n m o b i l et e r m i n a l to e s t a b l i s h a r e g i s t r a t i o n W i t h b o t h t h e ? r s t and t h esecond s e r v i n g a r e a When message a r r i v a l r a t e f o r t h e g i v e nmobile s l e s s t h a n a b r e a k - e v e n p o i n t message a r r i v a l r a t e .2 . The method o f c l a i m 1 W h e r e i n t h e b r e a k - e v e n p o i n t i se x p r e s s e d i n t e r m s o f a p a g i n g message a r r i v a l r a t e f o r t h eg i v e n m o b i l e t e r m i n a l .3 . The method f c l a i m 1 W h e r e i n t h e r e g i s t r a t i o n W i t h b o t ht h e ? r s t and h e s e c o n d s e r v i n g a r e a s c a r r i e d o u t a c c o r d i n g t oa n I d l e - M o d e S i g n a l i n g R e d u c t i o n ( I S R ) p r o c e d u r e .4 . The method o f c l a i m 3 f u r t h e r W h e r e i n :

t h e d e t e r m i n i n g s t e p i n c l u d e s :m e a s u r i n g a n a g g r e g a t e s y s t e m l o a d i n g f o r t h e p l u r a l i t y

o f m o b i l e t e r m i n a l s ;d e t e r m i n i n g a t r i a l b r e a k - e v e n p o i n t f o r o n e s o f t h e p l u

r a l i t y o f mobile t e r m i n a l s a s a f u n c t i o n o f a g i v e nmobile-terminals timer value and an u n k n o W n cons t a n t v a l u e , based on an s t i m a t e of h e c o n s t a n t v a l u e ;

e v a l u a t i n g t h e m e s s a g e a r r i v a l r t e f o r t h e g i v e n m o b i l et e r m i n a l a g a i n s t t h e t r i a l b r e a k - e v e n p o i n t f o r t h eg i v e n m o b i l e t e r m i n a l ;

r e p e a t i n g t h e e v a l u a t i o n s t e p f o r e a c h o f t h e p l u r a l i t y o fm o b i l e t e r m i n a l s ; a n d t h e c a u s i n g s t e p i n c l u d e s :

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14/14

US 8 , 5 4 3 , 1 0 8 B21 1

a p p l y i n g t h e ISR r o c e d u r e f o r o n e s o f t h e p l u r a l i t y o fmobile t e r m i n a l s having a message a r r i v a l r a t e l e s st h a n i t s t r i a l b r e a k - e v e n p o i n t .5 . The method o f c l a i m 4 f u r t h e r i n c l u d i n g :

d e t e r m i n i n g a c h a n g e i n a g g r e g a t e s y s t e m l o a d i n g f o r t h ep l u r a l i t y o f m o b i l e t e r m i n a l s b a s e d on t h e a p p l y i n g o ft h e I S R p r o c e d u r e i n t h e a p p l y i n g s t e p ;i f t h e d e t e r m i n e d c h a n g e i n a g g r e g a t e s y s t e m l o a d i n g i n d ic a t e s a r e d u c t i o n i n s y s t e m l o a d i n g , a d j u s t i n g t h e e s t imated c o n s t a n t value t o a neW a l u e ;

d e t e r m i n i n g a neW t r i a l b r e a k - e v e n p o i n t f o r o n e s of t h ep l u r a l i t y of mobile t e r m i n a l s a s a f u n c t i o n of a g i v e nm o b i l e - t e r m i n a l s t i m e r v a l u e and t h e neW c o n s t a n tv a l u e ;r e e v a l u a t i n g t h e m e s s a g e a r r i v a l r t e f o r t h e g i v e n m o b i l et e r m i n a l a g a i n s t t h e neW r i a l b r e a k - e v e n p o i n t f o r t h eg i v e n m o b i l e t e r m i n a l ;

r e p e a t i n g t h e r e e v a l u a t i o n s t e p f o r e a c h o f t h e p l u r a l i t y o fm o b i l e t e r m i n a l s .

a p p l y i n g t h e ISR r o c e d u r e f o r a d d i t i o n a l o n e s o f t h e p l ur a l i t y o f o b i l e t e r m i n a l s d e t e r m i n e d n t h e r e e v a l u a t i n gand r e p e a t i n g s t e p s t o have a message a r r i v a l r a t e l e s st h a n i t s neW r i a l b r e a k - e v e n p o i n t .6 . The method o f c l a i m 5 f u r t h e r i n c l u d i n g :

d e t e r m i n i n g a c h a n g e i n a g g r e g a t e s y s t e m l o a d i n g f o r t h ep l u r a l i t y o f m o b i l e t e r m i n a l s b a s e d on t h e a p p l y i n g o ft h e ISR r o c e d u r e i n t h e s t e p o f a p p l y i n g t h e ISR p r oc e d u r e f o r a d d i t i o n a l o n e s ;i f t h e d e t e r m i n e d c h a n g e i n a g g r e g a t e s y s t e m l o a d i n g i n d ic a t e s a f u r t h e r r e d u c t i o n i n s y s t e m l o a d i n g , r e p e a t i n g t h es t e p s o f ( l ) a d j u s t i n g t h e e s t i m a t e d c o n s t a n t v a l u e , ( 2 )d e t e r m i n i n g a neW r i a l b r e a k - e v e n p o i n t , ( 3 ) r e e v a l u a ti n g message a r r i v a l r a t e a g a i n s t neW t r i a l b r e a k - e v e np o i n t , ( 4 ) r e p e a t i n g r e e v a l u a t i o n f o r e a c h o f l u r a l i t y o fm o b i l e t e r m i n a l s a n d ( 5 ) a p p l y i n g ISR p r o c e d u r e f o r

20

25

30

1 2a d d i t i o n a l o n e s o f p l u r a l i t y o f m o b i l e t e r m i n a l s h a v i n gme s s age a r r i v a l r a t e l e s s t h a n i t s n e W t r i a l break-evenp o i n t .

7 . The method f c l a i m 6 W h e r e i n t h e d e t e r m i n i n g s t e p a n dt h e s t e p o f r e p e a t i n g p r i o r c l a i m s t e p s ( l ) - ( 5 ) a r e i t e r a t i v e l yr e p e a t e d u n t i l t h e r e s u l t a n t c h a n g e i n a g g r e g a t e s y s t e m l o a di n g i s e q u a l t o o r l e s s t h a n a p r e d e t e r m i n e d l e v e l .8 . The method f c l a i m 6 W h e r e i n t h e d e t e r m i n i n g s t e p a n dt h e s t e p o f r e p e a t i n g p r i o r c l a i m s t e p s ( l ) - ( 5 ) a r e i t e r a t i v e l yr e p e a t e d u n t i l t h e number o f m o b i l e t e r m i n a l s c a u s e d t osWitch from non-ISR t a t e t o an ISR t a t e i n t h e immediatelyp r e c e d i n g s t e p o f a p p l y i n g ISR p r o c e d u r e i s r e d u c e d t o ap r e d e t e r m i n e d l i m i t .9 . The method o f c l a i m 8 W h e r e i n t h e p r e d e t e r m i n e d l i m i ti s c o n s t i t u t e d a s a range of a l u e s , and any v a l u e W i t h i n t h er a n g e i s a c c e p t e d a s a b a s i s f o r t e r m i n a t i n g t h e r e p e a t i n gp r o c e s s .

1 0 . The method f c l a i m 8 W h e r e i n t h e p r e d e t e r m i n e d l i m i td e t e r m i n e d t o be r e a c h e d W h en t h e change from non-ISR t oISR s t a t e o c c u r s f o r l e s s t h a n a b o u t 3% f t h e number ofm o b i l e t e r m i n a l s i n t h e p l u r a l i t y o f m o b i l e t e r m i n a l s .

1 1 . The method o f c l a i m 2 W h e r e i n t h e b r e a k - e v e n p o i n t i sd e t e r m i n e d a c c o r d i n g t o t h e r e l a t i o n s h i p :

w h e r e M e p r e s e n t s t h e m e s s a g e - a r r i v a l - r a t e b r e a k - e v e np o i n t f o r t h e k t h m o b i l e t e r m i n a l , C s an unknown cons t a n t , a n d T k r e p r e s e n t s t h e t i m i n g d u r a t i o n o f a p e r i o d i ct i m e r o p e r a t e d a t t h e k t h m o b i l e t e r m i n a l , a n d Where a ne s t i m a t e d v a l u e o f C s a p p l i e d f o r d e t e r m i n i n g a t r i a lv a l u e o f M.

1 2 . The method of c l a i m 1 1 Wher ein an i n i t i a l e s t i m a t e dv a l u e of h e c o n s t a n t C s l .

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