自适应接入信道过载控制的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  3

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自适应接入信道过载控制的制作方法
【专利摘要】提供了在具有接入信道的通信网络中使用的装置。该装置包含存储接入类(AC)禁止参数的存储器。AC禁止参数建立确定是否在接入信道上传送接入消息的规则。该装置包含处理器,处理器确定接入信道是否处于过载条件并且响应于接入信道处于过载条件而确定过载等级。基于多个过载等级的所确定等级定义至少一个AC禁止参数的值。该装置包含传送更新消息的传送器。更新消息包含与多个过载等级的所确定等级对应的AC禁止参数的定义值。
【专利说明】自适应接入信道过载控制

【技术领域】
[0001]本发明涉及通信网络,并且具体地说,涉及用于无线通信网络中自适应接入信道过载控制的装置、系统和方法。

【背景技术】
[0002]随着移动装置功能性已经改进并且无线网络标准已经进一步强调服务相关质量,使用无线网络作为传送数据的通信介质已经继续增加。例如,长期演进(LTE)阐述了与其它通信技术相比较提供增大的容量和链路速度并提供用于语音和数据业务的特定质量标准的标准。具体地说,LTE定义随机接入信道(RACH)过程,RACH过程定义并控制移动装置与相应eNodeB(即基站)之间通过接入信道的交互。
[0003]具体地说,移动装置可发起RACH过程以便建立用于数据通信的上行链路/下载链路。RACH过程可用于控制信息的随机接入传送和/或传输。例如,可发起RACH过程以在移动装置上电、位置登记之后向eNodeB登记移动装置,并发起诸如从移动装置进行呼叫的服务。RACH过程可通过向eNodeB传送随机接入(RA)前导码消息而发起。RA前导码消息可包含前导码ID,诸如从一组随机数中选择的随机数。响应于接收到RA前导码消息,eNodeB可传送RA响应(RAR)消息,其包含至少一个前导码ID、定时对准信息和初始上行链路许可,除此之外还有其它数据。在移动装置接收RAR消息指示RACH过程结束,即RACH过程成功,并且无线电资源控制(RRC)连接请求过程开始。响应于接收到RAR消息,移动装置可向eNodeB传送RRC连接请求消息。例如,RRC连接请求消息可根据包含在RAR消息中的信息(即RAR消息中的用户特定资源和定时信息)经由物理下行链路共享信道(PDSCH)传送到eNodeB0 RRC连接请求消息可包含移动装置身份和其它信息。响应于所接收的RRC连接请求,eNodeB可传送RRC连接设置消息,其指示移动装置可经由eNodeB开始数据传送,即移动装置现在处于RRC_connected状态。
[0004]然而,在RACH过程期间和/或在RRC连接请求过程(诸如使移动装置重新发起RACH过程)期间出现问题。具体地说,在发起RACH过程期间可出现几个问题。例如,RA前导码消息可由于循环冗余校验(CRC)错误或CRC失败而被eNodeB丢弃。具体地说,如果在传送时间间隔(TTI)内有太多RA前导码消息到达,则可发生CRC错误。而且,当接入信道上的消息速率达到最大容量时,RA前导码消息可被eNodeB丢弃。在确定已经丢弃了 RA前导码消息后,移动装置可重新发起RACH过程,即重新传送RA前导码消息。如果引起RA前导码被丢弃的问题仍存在,则重新发起RACH过程可增加问题,即eNodeB已经在最大容量。即便eNodeB接收到并处理了 RA前导码,由于其它未决的更高优先级活动(诸如eNodeB寻呼),eNodeB也可能不能够在I3DSCH上调度RAR消息。如果在所配置的窗口内未接收到RAR消息,则移动装置可重新发起RACH过程。然而,除非在eNodeB的其它更高优先级活动已经停止或完成,否则重新发起RACH过程将有可能再次失败,并且可使系统过载。
[0005]即便RACH过程成功,即,移动装置接收到RAR消息,在RRC连接请求过程期间也可能出现问题。例如,移动装置可能在定时器T300内未从eNodeB得到任何响应,其中定时器T300是移动装置在传送RRC连接请求之后将等待接收响应的预定义长度的时间。具体地说,由于在eNodeB发生的某个其它更高优先级活动,eNodeB在定时器T300内不传送RRC连接设置消息。而且,eNodeB可拒绝RRC连接请求消息,即,准入控制可能不接受RRC连接请求。具体地说,eNodeB可在定时器T302期间传送RRC连接拒绝消息,其中定时器T302是移动装置将等待直到由移动装置重新传送的预定义长度的时间。移动装置可在定时器T302期满之后重新发起RACH过程。例如,准入控制可拒绝由于无线电链路故障(RLF)(除此之外还有其它原因)而引起的RRC连接请求。然而,重新发起的RACH过程可由于RLF而继续失败,由此有可能使系统过载,即,移动装置继续重新发起RACH过程。
[0006]此外,移动装置在处于RRC_COnneCted状态时断开连接之后可发起RACH过程,即重新连接。例如,因为由于缺乏UL资源和/或下行链路(DL)调度上没有优先级而移动装置不许可上行链路(UL)资源,所以移动装置可被断开连接。移动装置可将缺乏UL许可和下行链路上没有优先级视为RLF,并且可重新发起RACH过程。而且,定时器(诸如T304)期满可使移动装置发起RACH过程,其中定时器T304是完成移动装置切换的预定义长度的时间。然而,重新发起RACH过程未考虑引起断开连接的问题,即移动装置继续尝试经由同一RACH过程重新连接,由此有可能在eNodeB产生附加问题,诸如eNodeB达到最大容量。而且,由于定时同步的问题而可发生重新连接,即,丢失定时对准同步。换句话说,甚至在移动装置连接之后,移动装置处于RRC_connected状态时仍可发起RACH过程。
[0007]用于解决RACH过程重新发起的已知方法包含触发RAR消息中的回退指示位以使所有移动装置延迟向eNodeB传送所有RA前导码消息。然而,如果eNodeB不能够首先处理RA前导码消息,即不能够传送RAR消息,则使用回退指示位将不起作用。而且,此类强力解决方案在服务之间没有区分。例如,在不必观察回退指示位的情况下,移动装置可能不能够发起911呼叫。还有,对于所有移动装置使用回退指示位在移动装置状态(诸如空闲状态或连接状态)之间没有区分。
[0008]另一个已知解决方案是使用定时器T302,其中阻止移动装置发送RA前导码消息,直到T302定时器期满,然后移动装置可发起RACH过程。然而,仅当定时器302期满时eNodeB才通知移动装置,使得移动装置可再次发起RACH过程。此类解决方案未有助于降低RACH过载,因为移动装置在定时器之后将仍能够发起RACH过程。
[0009]又一个已知解决方案是使用接入类禁止设施,其包含由运营商在基于宽带码分多址(WCDMA)的网络中预先设置的禁止参数。例如,所有移动装置都可在基于WCDMA的网络中根据禁止参数操作。然而,根据接入信道过载(即任何检测的过载)的等级,禁止参数是不可接受的,然而最低限度将导致所有移动装置根据相同禁止参数操作。
[0010]因而,希望具有允许接入信道的自适应过载控制的装置、系统和方法。


【发明内容】

[0011]本发明有利地提供了用于接入信道过载检测和自适应控制的装置、系统和方法。
[0012]根据一个方面,提供了在通信网络中使用的装置。通信网络具有接入信道。装置包含存储器。存储器存储接入类(AC)参数,其中AC禁止参数建立确定是否在接入信道上传送接入消息的规则。装置包含与存储器通信的处理器。处理器确定接入信道是否处于过载条件并且响应于接入信道处于过载条件而确定多个过载等级中的一个。基于多个过载等级的所确定等级定义至少一个AC禁止参数的值。装置包含与存储器通信的传送器。传送器传送更新消息,其中更新消息包含与多个过载等级的所确定等级对应的至少一个AC禁止参数的定义值。
[0013]根据此方面的一个实施例,多个过载等级从最低过载等级到最高过载等级分级,其中较高过载等级比较低过载等级对该接入信道的接入约束更多。
[0014]根据此方面的一个实施例,多个过载等级包含阻止基于服务类型传送接入消息的第一过载等级。至少一个AC禁止参数的值由第一过载等级定义以阻止传送接入消息。
[0015]根据此方面的一个实施例,多个过载等级包含增大接入消息传送之间时间量的第二过载等级。第二过载等级比第一过载等级在更高的过载等级。至少一个AC禁止参数的值由第二过载等级定义以增大接入消息传送之间的时间量。
[0016]根据此方面的一个实施例,处理器进一步确定在传送更新消息之后接入信道是否继续处于过载条件。在第一预定义时间窗口之后,响应于接入信道仍处于过载条件而增大过载等级。在第二预定义时间窗口之后,响应于接入信道不再处于过载条件而减小过载等级。
[0017]根据此方面的一个实施例,过载等级继续增大和减小,直到过载等级改变到最低过载等级,其中最低过载等级对应于非过载等级。至少一个AC禁止参数的值由非过载等级定义。
[0018]根据此方面的另一实施例,通信网络是长期演进(LTE)网络,其中过载条件至少部分基于指示LTE网络中的用户装置是否已经能够建立通信连接的接入信道特性。
[0019]根据此方面的一个实施例,接入信道特性包含接收的消息与接入信道容量之比、循环冗余校验(CRC)失败的消息数量和随机接入响应(RAR)消息故障的数量中的至少一项。
[0020]根据此方面的一个实施例,当接收消息与接入信道容量之比超过第一预定义值并且循环冗余校验失败的消息数量超过第二预定义量时,接入信道处于过载条件。
[0021]根据此方面的一个实施例,当随机接入响应消息故障的数量超过第三预定义量时,接入信道处于过载条件。
[0022]根据另一方面,提供了在通信网络中使用的装置,其中通信网络具有接入信道。装置包含存储器。存储器存储接入类(AC)参数,其中AC禁止参数提供确定是否在接入信道上传送接入消息的规则。装置包含处理器。处理器确定接入信道是否处于过载条件。过载条件至少部分基于指示用户装置是否已经能够建立通信连接的接入信道特性。装置包含传送器,其中所述传送器响应于确定接入信道是否处于过载条件而传送至少一个AC禁止参数的值。
[0023]根据此方面的一个实施例,接入信道特性包含接收的消息与接入信道容量之比、循环冗余校验(CRC)失败的消息数量和随机接入响应(RAR)消息故障的数量中的至少一项。
[0024]根据此方面的另一实施例,存储器存储过载准则,其中过载准则定义最小AC过载参数值。当总接收消息与接入信道容量之比超过第一最小AC禁止参数值,并且循环冗余校验(CRC)失败的消息数量超过第二最小AC禁止参数值时,满足过载准则。
[0025]根据此方面的一个实施例,总接收消息至少包含通过接入信道接收的有效消息数量与CRC失败的消息数量之和。
[0026]根据此方面的一个实施例,CRC失败的若干消息包含在当接入信道不满足过载准则时的时间期间基本上同时到达装置的接入消息、由于接入信道满足过载条件和低上行链路射频(UL-RF)条件而冲突的接入消息中的至少一项。
[0027]根据此方面的一个实施例,当随机接入响应(RAR)消息故障数量超过第三最小AC禁止参数值时,满足过载准则。
[0028]根据此方面的一个实施例,RAR消息故障的数量至少包含具有回退指示的RAR消息数量与可能未被调度的RAR消息数量之和。
[0029]根据此方面的一个实施例,存储器进一步存储多个过载等级,其中每个过载等级对应于至少一个AC禁止参数的值。处理器进一步从多个过载等级当中确定接入信道的当iu过载等级。
[0030]根据此方面的一个实施例,多个过载等级从最低等级到最闻等级分级,其中每个过载等级都包含紧接在前的较低过载等级的至少一个AC禁止参数的值。
[0031]根据此方面的一个实施例,处理器至少部分基于是否满足过载条件来进一步改变过载等级,其中改变过载等级直到达到最低过载等级。最低过载等级对应于非过载等级。
[0032]根据又一方面,提供了一种自适应控制通信网络中接入信道过载的方法。该方法包含确定接入信道是否处于过载条件。该方法包含响应于接入信道是否处于过载条件而确定至少一个接入类(AC)参数的值。传送更新消息,其中更新消息包含至少一个AC禁止参数的确定值。至少一个AC禁止参数提供确定是否在接入信道上传送接入消息的至少一个规则。该方法包含监视在传送更新消息之后接入信道是否继续处于过载条件。
[0033]根据此方面的一个实施例,响应于监视而确定至少一个AC禁止参数的第二值。传送至少一个AC禁止参数的确定的第二值,其中所确定的第二值取代至少一个AC禁止参数的第一值。
[0034]根据此方面的一个实施例,响应于接入信道处于过载条件而从多个过载等级中确定第一过载等级。基于第一过载等级定义至少一个AC禁止参数的值。
[0035]根据此方面的一个实施例,多个过载等级从最低过载等级到最高过载等级分级,其中较高过载等级比较低过载等级对该接入信道的接入约束更多。
[0036]根据此方面的一个实施例,当监视指示接入信道仍处于过载条件时,增大过载等级。
[0037]根据此方面的一个实施例,当监视指示接入信道不再处于过载条件时,减小过载等级。
[0038]根据此方面的一个实施例,基于监视增大和减小过载等级发生直到达到最低过载等级,其中最低过载等级对应于非过载等级。至少一个AC禁止参数的值基于非过载等级定义。
[0039]根据此方面的一个实施例,过载条件的存在至少部分基于指示用户装置是否已经能够与网络中的装置建立连接的接入信道特性。
[0040]根据此方面的另一实施例,接入信道特性包含接收消息与接入信道容量之比、循环冗余校验(CRC)失败的消息数量和随机接入响应(RAR)消息故障的数量中的至少一项。

【专利附图】

【附图说明】
[0041]通过参考结合附图时考虑的如下详细描述将更容易理解本发明的更全面理解及其伴随的优点和特征,附图中:
图1是根据本发明原理构造的具有自适应接入信道控制的通信系统的框图;
图2是根据本发明原理的示范性接入信道过程的流程图;
图3是根据本发明原理的示范性接入信道过载检测过程的流程图;
图4是根据本发明原理的示范性接入信道过载自适应过程的流程图;
图5是示出根据本发明原理的接入信道过载自适应过程的示例的图;以及图6是示出根据本发明原理的接入信道过载自适应过程的另一示例的图。

【具体实施方式】
[0042]本发明有利地提供了允许接入信道过载检测和自适应接入信道控制的装置、系统和方法。相应地,已经在合适的情况下在附图中由常规符号表示了系统和方法组件,仅示出了与理解本发明的实施例有关的那些特定细节,以免用具有本文描述的受益的本领域普通技术人员将显而易见的细节使本公开模糊不清。
[0043]现在参考附图,附图中相似的附图标记是指相似的元件,图1中示出了根据本发明原理构造的具有自适应接入信道控制的示范性通信系统,并且一般表示为“10”。系统10可包含一个或多个装置12a到12η (统称为“装置12”)、一个或多个节点14a到14η (统称为“节点14”)、一个或多个分组核心(统称为“分组核心16”)和一个或多个网络18a到18η (统称为“网络18”)。
[0044]装置12可包含用于使用本领域公知的通信协议(例如使用因特网协议连同LTE标准)经由通信网络至少与节点14通信的传送器20和接收器22。例如,通信网络可以是移动通信网络。装置12和节点14可在通信网络内至少经由接入信道通信。装置12可包含处理器24,诸如用于执行本文描述的装置功能的中央处理单元(CPU)。装置12可包含存储接入模块28 (除此之外还有其它模块)的存储器26。具体地说,存储器26可包含非易失性和易失性存储器。例如,非易失性存储器可包含硬驱、闪存、存储条等。易失性存储器还可包含随机存取存储器以及本领域已知的其它存储器。存储器26可存储程序指令,诸如用于接入模块28的程序指令。例如,接入模块28包含当由处理器24执行时使处理器24执行参考图2详细讨论的接入信道过程的指令。存储器26可存储AC禁止参数和对应的AC禁止值。装置12可包含移动装置、平板、膝上型计算机、计算机、个人数字助理(PDA)、服务器、启用长期演进(LTE)的装置等。
[0045]节点14包含彼此通信的传送器30、接收器32、处理器34和存储器36。具体地说,传送器30、接收器32、处理器34和存储器36 —般可对应于装置12中的组件,其中大小和性能基于设计需要调整,同时提供本文相对于节点14描述的功能性。例如,传送器30和接收器32可提供向/从装置12和分组核心16传送和接收数据通信,除此之外还有其它通信装置和服务器。存储器36可存储AC禁止参数和对应的AC禁止值过载检测模块38、过载自适应模块40,除此之外还有其它模块。
[0046]过载检测模块38执行检测接入信道过载的过程。例如,过载检测模块38包含当由处理器34执行时使处理器34执行相对于图3详细讨论的过载检测过程的指令。过载自适应模块40执行自适应控制装置12对该接入信道的接入的过程,即当装置12执行RACH过程时进行控制。例如,过载自适应模块40包含当由处理器34执行时使处理器34执行相对于图4详细讨论的信道过载自适应过程的指令。存储器36可存储对应于一个或多个AC禁止参数的AC禁止值或AC禁止值的集合,即,存储对应于相应过载等级的一个或多个AC禁止值,如相对于图3-图4所详细讨论的。在一个实施例中,节点14是基站,诸如LTE eNodeB 0
[0047]分组核心16可以是基于因特网协议(IP)的核心网络。例如,分组核心16可以是基于在EPC网络内和外的基于端到端IP的传送的(例如基于全IP的)演进分组核心(EPC)网络。例如,可经由IP分组通过EPC传递数据和语音。分组核心16可包含一个或多个服务网关42a到42η (统称为“S-GW 42”)。如在本领域公知的,S-GW 42可路由和转发用户数据分组。分组核心16可包含分组分布网络网关44 (称为“P-GW44”)。”具体地说,P-GW44可提供到外部数据通信网络(诸如网络18)的连接性。P-GW可充当基于分组核心18的网络的业务的入口和出口点。分组核心18可包含可提供装置12和节点14的控制和管理的一个或多个移动管理实体46 (MME 46)。网络18可包含通信网络,诸如广域网、局域网等。网络18可经由分组核心16向装置12提供各种语音和数据相关服务、内容等。
[0048]参考图2描述了用于接入该接入信道的示范过程。可在装置12确定接入信道(AC)禁止值(步骤S100)。具体地说,装置12可从节点14接收指示与参考图4-6所讨论的相应AC禁止值对应的广播信息改变(例如修改的AC禁止值)的广播信息和寻呼消息。AC禁止参数建立规则以确定装置12何时可接入该接入信道(即装置何时可执行或发起RACH过程)。AC禁止参数包含禁止因子、AC禁止时间和允许的服务优先级。具体地说,AC禁止参数具有指示装置12是否可根据AC禁止参数执行RACH过程的一个或多个AC禁止值。例如,一个或多个AC禁止值可指示装置12的最大数量的RA前导码传送是在相应时段期间的一个或多个前导码传送。在又一示例中,一个或多个AC禁止值可指示服务优先级在规定的服务值或服务等级,即,由系统10提供的一些或所有服务具有仅允许满足服务优先级的服务在系统10上操作的相应服务值或服务等级。
[0049]AC禁止值可包含如相对于图4详细描述的修改的AC禁止值。装置12在接入信道上根据由节点14广播的AC禁止值传送,即,根据广播的AC禁止值接入(步骤S102)。例如,当装置12正在发起与节点14的接入时,当装置12在无线电链路故障(RLF)之后正在重新建立连接时以及在当装置12处于空闲时的其它时间,装置12可根据广播的AC禁止值执行RACH过程。空闲移动装置可包含处于无线电资源控制(RRC)空闲状态(RRCjdle)的移动装置。具体地说,处于RRC_idle状态的装置12可指示装置12未连接到节点14,例如,尚未转变到RRC连接(RRC_c0nnected)状态,以便诸如传送和接收服务相关数据。装置可包含处于RRC_connected状态但已经丢失连接、丢失定时对准同步或在到另一节点的切换过程中的移动装置,使得移动装置将在预定义时段之后转变回到RRC_idle。在到另一节点的切换过程中重新建立连接或重新建立定时对准同步包含发起RACH过程,诸如传送RA前导码消息。
[0050]装置12确定是否已经接收到修改的AC禁止值(步骤S104)。例如,装置12可从节点14接收修改的AC禁止值,其中装置12可比较接收的修改AC禁止值与存储在存储器26中的当前AC禁止值。如果接收的修改AC禁止值是不同的AC禁止值,例如不同于当前AC禁止值,则装置12可用接收的修改AC禁止值更新当前AC禁止值(步骤S106)。例如,装置12根据存储在存储器26中的当前AC禁止值从RRC_idle状态转变到RRC_c0nnected状态,或在处于RRC_connected状态时根据当前AC禁止值重新建立连接。
[0051]参考图3描述了示范接入信道过载检测过程。节点14可确定至少一个过载阈限规则(步骤S108)。备选地,至少一个过载阈限规则可由MME 46,S-Gff 42和/或其它装置或服务器确定。至少一个过载阈限规则可包含随机接入信道(RACH)占用规则、循环冗余校验(CRC)规则、随机接入响应(RAR)故障规则,除此之外还有其它接入信道规则。例如,RACH占用规则可以是在预定义采样周期(Occupancy_Sample)中接收的消息与总容量之比。接收的消息包含通过CRC的若干有效前导码消息和CRC失败的若干RA前导码消息。在一个实施例中,接收的消息是在预定义采样周期上的有效RA前导码消息数量与CRC失败的RA前导码消息数量之和。预定义采样周期中的总容量可以是在节点14每秒可接收的消息总数乘以预定义采样周期中的样本数量。例如,经由接入信道在节点每秒可接收300个RA前导码消息(300/秒),其中采样周期是4秒,使得预定义采样周期中的总容量是1200个消息。
[0052]接入信道规则可包含CRC规则,诸如CRC失败的若干消息。例如,CRC失败的消息可包含在预定义采样周期上CRC失败的若干RA前导码消息(Failed_CRC_Sample)。具体地说,用于确定CRC规则值的预定义采样周期可与用于确定RACH占用规则值的预定义采样周期(例如4秒的预定义采样周期)相同。备选地,用于确定CRC规则值和RACH占用规则值的预定义采样周期可以不同。
[0053]具体地说,满足CRC的故障可由一个或多个因子引起。例如,CRC失败的消息可由同时到达节点14的几个RA前导码消息引起,即使接入信道不处于过载条件,即不存在过载条件。在另一示例中,CRC失败的消息可由由于接入信道过载条件(即存在过载条件)而引起的RA前导码消息冲突引起。在又一示例中,CRC失败的消息可由不良的上行链路射频(ULRF)条件(诸如装置12与节点14之间的降级的上行链路)引起。
[0054]接入信道规则可包含RAR故障规则。例如,RAR故障规则可包含RAR消息故障的总数除以在预定义采样周期(失效的RARS样本)中的总有效消息。具体地说,RAR消息故障的总数可包含包括触发回退指示的RAR消息数量、可能未被调度的RAR消息数量以及其它RAR故障特性。在一个实施例中,总RAR消息故障等于包含触发回退指示的RAR消息数量与可能未被节点14调度的RAR消息数量之和。预定义采样周期中的总有效消息可与相对于RACH占用规则描述的相同。用于确定RAR故障规则的预定义采样周期可与用于确定RACH占用规则和/或CRC规则的预定义采样周期(例如4秒的预定义采样周期)相同或不同。
[0055]在确定至少一个过载阈限规则之后,可确定过载准则(步骤110)。具体地说,过载准则可定义必须达到以便确定存在过载条件的至少一个过载阈限规则值。例如,过载准则可定义当RACH占用规则值和CRC规则值超过一个或多个过载阈限规则值时存在的过载条件。满足过载准则的RACH占用规则的过载阈限规则值可大于50%(0ccpancy_Sample超过50%),即,总接收消息除以预定义采样周期中的总容量超过50%。满足过载准则的CRC特性的过载阈限等级规则值可以是45%(Failed_CRC_Sample超过45%),即,CRC失败的消息总数除以预定义采样周期中的接收消息总数超过45%。备选地,可使用如网络管理员所定义的和/或基于过去过载阈限规则值(例如35%或60%)的其它过载阈限规则值。在一个实施例中,节点14可定义当Occupancy_Sample超过50%并且Failed_CRC_Sample超过45%时存在的过载条件。
[0056]过载准则可定义当RAR故障规则值达到预定义过载阈限规则值时存在的过载条件。例如,满足过载准则所需的RAR故障规则值可以是30%(Failed_RAR_Sample超过30%),即,总RAR消息故障除以预定义采样周期中的有效消息的总数超过35%。备选地,可使用如网络管理员所定义的和/或基于过去或历史过载阈限规则值(例如35%或60%)的其它过载阈限规则值。继续该示例,节点14可定义当Failed_RAR_Sample超过35%时存在的过载条件。换句话说,节点14可定义当Failed_RAR_Sample超过35%时、当Occupancy_Sample超过50%并且Failed_CRC_Sample超过45%时和/或当其它接入信道规则值满足由过载标准定义的至少一个过载阈限规则值时存在的过载条件。备选地,过载条件可定义当满足其它过载阈限规则值时存在的过载条件。
[0057]在节点14确定过载准则之后,节点14监视接入信道以确定接入信道特性,S卩,监视装置12对该接入信道的接入,诸如监视RACH过程(步骤S112)。接入信道特性可包含接收的总有效消息、CRC失败的RA前导码消息数量、有效RA前导码消息数量以及RAR消息故障的总数,除此之外还有用于确定过载阈限规则值的其它特性。例如,节点14监视在预定义采样周期上在节点14接收的总有效消息。具体地说,节点14可对接入信道不断采样以确定接入信道特性。例如,节点14可确定是否更新过载准则(步骤S114)。具体地说,可至少部分基于满足过载准则的若干过去示例来更新过载准则。节点14可确定由于过去过载条件的数量超过预定义更新等级而需要提高过载准则中的至少一个过载阈限规则值。例如,在步骤SllO中,过载准则中的过载阈限规则值可能已经被定义得太低,使得过去过载条件的数量超过预定义更新等级。预定义更新等级可由网络管理员定义。继续该示例,节点14可将Failed_RAR_Sample的过载阈限规则值从35%提高到45%。备选地,节点14可降低或保持过载准则中的相同的一个或多个过载阈限规则值。
[0058]节点14可确定是否满足过载准则,S卩,满足或超过过载阈限值(步骤S116)。例如,节点14可至少部分基于监视的接入信道特性来确定Occupancy_Sample超过50%并且FaiIed_CRC_SampIe超过45%,即,样本超过过载准则中的至少一个过载阈限值。备选地或此外,节点14可至少部分基于监视的接入信道特性来确定Failed_RAR_Sample超过30%,即,样本超过过载准则中的至少一个过载阈限值。响应于确定满足过载准则,节点14可以确定过载条件存在(步骤S118)。具体地说,过载条件存在可指示节点14正在接收比它能处理或调度的更多的消息(例如RA前导码消息),例如以便实现系统10中的服务供应。
[0059]参考图4描述示范过载自适应过程。节点14确定是否存在过载条件(步骤S120)。具体地说,节点14可确定是否存在过载条件,如相对于步骤S118所讨论的。如果节点14确定存在过载条件,则节点14确定当前过载等级(步骤S122)。具体地说,节点14可在多个过载等级之一中操作,其中每个过载等级定义至少一个接入信道(AC)参数的至少一个值。例如,多个过载等级可对应于过载等级0-3,其中过载等级O是非过载等级。较高过载等级比较低过载等级对装置12接入该接入信道约束更多,即,过载等级2比过载等级I对发起RACH过程或接入该接入信道约束更多。
[0060]例如,过载等级O可定义至少一个AC禁止参数的值(Normal_AC值)的集合。Normal_AC值可被传送到装置12,如参考步骤S126所讨论的,诸如以允许装置12根据正常LTE操作原理接入该接入信道或发起RACH过程。具体地说,Normal_AC值可允许装置12没有约束并且没有延迟地接入该接入信道。
[0061]过载等级I可定义至少一个AC禁止参数的值(Special_AC_Barring值)的集合。Special_AC_Barring值可被传送到装置12,如参考步骤S126所讨论的,诸如以阻止装置12接入该接入信道或对于某些服务发起RACH过程。Special_AC_Barring值可阻止装置12对于落在至少部分由Special_AC_Barring值定义的服务优先级以下的服务向节点14传送RA前导码消息。在系统10中提供的每个服务可具有对应的特定服务优先级。例如,911呼叫服务可比视频流播服务具有更高服务优先级。继续该示例,Special_AC_Barring值可阻止装置12接入该接入信道以发起下载或流播视频,但可继续允许装置12接入该接入信道以进行911呼叫。Special_AC_Barring参数可阻止装置12(其在切换过程中正在重新建立RRC连接或重新建立定时对准同步)接入该接入信道以发起某些服务。具体地说,可阻止装置12 (处于RRC_connected状态但具有失效的连接或在切换过程中)对于落在至少部分由Special_AC_Barring值定义的服务优先级以下的服务传送RA前导码消息。处于RRC_idle状态的装置12的相同服务优先级可用于正在与节点14重新建立连接的装置12。Special_AC_Barring值可阻止装置12接入该接入信道以便重新建立RRC连接,执行切换程序,或重新建立定时对准同步以便进行视频流播或下载,但可允许装置12访问用于911呼叫的RACH。换句话说,Special_AC_Barring值允许装置12继续接入该接入信道以发起满足特定服务优先级的服务(诸如时间对准),并且允许装置12切换到另一节点14,除此之外还有其它通信相关服务。Special_AC_Barring值允许装置12继续接入该接入信道或发起用于某些优先级服务的RACH过程,同时自适应降低过载。
[0062]过载等级2可定义至少一个AC禁止参数的值(Barring_Time值)的集合。Barring_Time值可被传送到装置12,如参考步骤S126所讨论的,诸如以允许装置12对于某些服务接入该接入信道,但以较低速率接入该接入信道。具体地说,Barring_Time值可允许装置12对于满足特定服务优先级的服务发起RACH过程,但限制装置12接入该接入信道或发起RACH过程的速率。例如,处于RRCjdle状态或RRC_connected状态的装置12可向后续RA前导码消息传送增加延迟,使得RA前导码传送在预定义时间内发生较少,即,装置12以较低速率或较不经常接入该接入信道。在RRC_connected状态,移动装置12可试图重新建立连接,在切换过程中,或重新建立定时对准同步。在Barring_Time值中定义的特定服务优先级可对应于在Special_AC_Barring中定义的相同优先级,即,将允许装置12接入该接入信道或发起RACH过程以发起满足特定服务优先级的语音呼叫,但装置12将以较低速率传送RA前导码消息。备选地,Barring_Time值可定义与Special_AC_Barring值不同的至少一个服务优先级。例如,Barring_Time值可允许装置12接入该接入信道以发起911呼叫服务,而没有任何增加的延迟,但可对于其它语音呼叫服务增加延迟,即,Barring_Time值定义911呼叫服务以比其它语音呼叫服务具有更高的服务优先级,使得对于所有呼叫服务都不降低速率。Barring_Time值允许装置12继续接入该接入信道,同时对于某些优先级服务自适应降低接入信道上的过载。
[0063]过载等级3可定义至少一个AC禁止参数的值(Barring_Factor值)的集合。Barring_Factor值可被传送到装置12,如参考步骤S126所讨论的,诸如当装置12选择的随机数低于在Barring_Factor中定义的禁止阈限时阻止装置12接入该接入信道或发起RACH过程,S卩,阻止装置12执行RACH过程。具体地说,处于RRC_Idle状态、重新建立RRC连接、在切换过程中或重新建立定时对准同步的装置12可在传送RA前导码消息之前选择5位随机数。如果选择的5位随机数等于或低于由Barring_Time值定义的禁止阈限,贝Ij装置12不会接入该接入信道或执行RACH过程,S卩,禁止阈限对应于预定义的5位数。然而,如果选择的5位随机数大于由Barring_Time值定义的5位随机数,则将允许装置12接入该接入信道或执行RACH过程。装置12从中选择随机数的值的范围可由网络管理员定义和/或在通信标准或规范(诸如3GPP TS 36.311)中定义。
[0064]此外,过载等级中的一些或所有可包含对应于一个或多个较低过载等级的至少一个AC禁止参数的值的集合。例如,过载等级2可包含Barring_Time值、Special_AC_Barring值和Normal_AC值,使得过载等级2比过载等级I对该接入信道的接入约束更多。在又一示例中,过载等级3可包含Barring_Factor值、Barring_Time值、Special_AC_Barring值和Normal_AC值,使得过载等级3比过载等级I和2对该接入信道的接入约束更多。如果由较高过载等级定义的AC禁止值与由较低过载等级定义的AC禁止值冲突,则装置12对于冲突值可使用对应于较高过载等级的AC禁止值。例如,一些Normal_AC值可与一些Special_AC_Barring值冲突,使得装置12对于冲突的AC禁止值将使用Special_AC_Barring 值。
[0065]在节点14确定当前过载等级之后,节点14增大过载等级(步骤S124)。具体地说,节点14可将过载等级一次增大一级,或者一次增大几级,和/或增大到规定的过载等级。例如,节点14可将过载等级增大到过载等级3,不管当前过载等级如何。继续该示例,节点14确定当前过载等级是过载等级1,其中该过载等级被增大到过载等级3。在另一示例中,当前过载等级可从过载等级O直接增大到过载等级3,跳过过载等级1-2。将当前过载等级一次增大几级可减小系统10继续处于过载条件的时间长度,即,越多约束的过载等级可比越少约束的过载等级更快地减小过载。备选地,当前过载等级可一次增大一个过载等级,例如将过载等级从O增大到1,从I增大到2和/或从2增大到3。如果系统继续处于过载条件,则将过载等级一次增大一级允许系统10逐渐约束接入该接入信道,即,过载由业务中的尖峰引起,使得仅需要对接入信道的最小约束。备选地,当前过载等级可增大至少部分基于当前过载等级的一个或多个过载等级。例如,节点14可将当前过载等级从过载等级O增大到过载等级I和/或从过载等级I直接增大到过载等级3,即,过载等级增大量至少部分基于当前过载等级。网络管理员可预定义从一个过载等级到另一个过载等级的过载等级增大量,和/或过载增大量可至少部分基于存储在存储器36中的过去或历史过载等级数据。例如,系统10可以确定过载等级3很少使用,使得当前过载等级将仅从过载等级2增大到过载等级3,即,系统10至少不跳过过载等级2。
[0066]节点14可至少部分基于当前过载等级(即在步骤S124或S123过载等级增大或减小之后的当前过载等级)确定修改的AC禁止值(步骤S126)。修改的AC禁止值可对应于由每个过载等级定义的至少一个AC禁止参数值的集合,如上面相对于步骤S122所讨论的。例如,节点14可确定当前过载等级2对应于修改的AC禁止值,包含Barring_Time值、Special_AC_Barring值和Normal_AC值。节点14可向装置12传送确定的修改AC禁止值(步骤S128)。例如,节点14可向节点14的传送和接收范围内的所有装置12广播修改的AC禁止值,使得装置12根据相对于图2所讨论的广播的修改的AC禁止值发起RACH过程。
[0067]参考回步骤S120,如果不存在过载条件,则节点14可确定节点14是否仍在过载等级(步骤S130)。具体地说,如果节点不在过载等级,则可重复步骤S120的确定。然而,如果节点14被确定为仍在过载等级,则可减小该过载等级(步骤S132)。例如,即便节点14不处于过载条件,使得不存在过载条件,但节点14仍可处于从过载条件恢复的过程中。过载等级可减小一个或多个过载,其中过载等级减小量可至少部分基于当前过载等级和/或可由网络管理员设置,如上面相对于步骤S124所描述的,其中减小过载等级代替增大。例如,过载等级可从过载等级2减小到过载等级I和/或从过载等级I减小到过载等级O,例如非过载等级。备选地,过载等级可减小多于一个过载等级,例如可从过载等级3减小到过载等级I。系统10可在过载恢复期间至少部分基于过载条件是否继续存在来自适应转变到约束较少的过载等级。
[0068]参考图5描述了过载自适应过程的示范示例。具体地说,过载自适应过程可包含4个过载等级(0-3),其中过载等级O是非过载等级。在时间t=0,节点14可以确定在节点14不存在过载条件,例如,节点14执行图3的过载检测过程以确定是否存在过载条件。响应于确定不存在过载等级,节点14可减小过载等级,S卩,将当前过载等级设置成过载等级
O,或允许当前过载等级保持在过载等级O。在时间t=0到t=A期间,节点14可广播对应于过载等级O的修改的AC禁止值,即,装置将根据对应于过载等级O的广播的修改的AC禁止值来接入该接入信道或执行RACH过程。
[0069]在时间t=A,节点14可以确定存在过载条件,例如,节点14执行图3的过载检测过程以确定是否存在过载条件。响应于确定存在过载条件,节点14可将当前过载等级从过载等级O直接增大到过载等级3。在时间t=A到t=B期间,节点14可广播对应于过载等级3的修改的AC禁止值,即,装置12将根据对应于过载等级3的广播的修改的AC禁止值来接入该接入信道或发起RACH过程。在时间t=B,节点14可以确定不存在过载条件,例如,节点14执行图3的过载检测过程并确定不满足在步骤S116的过载准则。响应于确定不存在过载条件,当前过载等级可从过载等级3减小到过载等级2。在时间t=B到t=C期间,节点14可广播对应于过载等级2的修改的AC禁止值,即,装置12将根据对应于过载等级2的广播的修改的AC禁止值来接入该接入信道或发起RACH过程。
[0070]在时间t=C,节点14可以确定不存在过载条件,例如,节点14执行图3的过载检测过程并确定不满足在步骤S116的过载准则。响应于确定不存在过载条件,当前过载等级可从过载等级2减小到过载等级I。在时间t=C到t=D期间,节点14可广播对应于过载等级I的修改的AC禁止值,即,装置12将根据对应于过载等级I的广播的修改的AC禁止值来发起RACH过程。在时间t=D,节点14可以确定不存在过载条件,例如,节点14执行图3的过载检测过程并确定不满足在步骤S116的过载准则。响应于确定不存在过载条件,当前过载等级可从过载等级I减小到过载等级O或非过载等级。在时间t=D到下一时隙开始期间,节点14可广播对应于过载等级O或非过载等级的修改的AC禁止值,即,装置12将根据对应于过载等级O的广播的修改的AC禁止值来接入该接入信道。具体地说,对应于过载等级O的修改的AC禁止值可允许装置12根据需要接入该接入信道或发起RACH过程,不管服务优先级如何,并且没有增加延迟。确定是否存在过载条件可根据采样周期发生在指定时间之间的一个或多个时间。例如,诸如从时间t=A到t=B的时隙可考虑该时隙期间的几个采样周期,使得任何采样周期都可触发图4的过载自适应过程。
[0071]参考图6描述了过载自适应过程的另一示范示例。具体地说,在时间t=0、A、B和C的过载自适应过程发生,如相对于图5中的对应时间所描述的。然而,在时间t=D,节点14确定存在过载条件,例如,节点14执行图3的过载检测过程以确定是否存在过载条件。响应于确定存在过载条件,节点14可将当前过载等级从过载等级I直接增大到过载等级3。例如,过载等级的任何增大可对应于将当前过载等级设置成过载等级3。在时间t=D到t=E期间,节点14可广播对应于过载等级3的修改的AC禁止值,S卩,装置12将根据对应于过载等级3的广播的修改的AC禁止值来接入该接入信道或发起RACH过程。在时间t=E,节点14确定仍存在过载条件。响应于确定存在过载条件,节点14可增大当前过载等级或可将当前过载等级设置成过载等级3。在时间t=E到t=F期间,节点14可广播对应于过载等级3的修改的AC禁止值,即,装置12将根据对应于过载等级3的广播的修改的AC禁止值来接入该接入信道。在时间t=F、G和H,节点14例如通过执行图3的过载检测过程来确定不存在过载条件。响应于确定不存在过载等级,节点14可减小当前过载等级,例如在时间t=F从过载等级3减小到过载等级2,或在时间t=H从过载等级I减小到过载等级O。换句话说,系统10可通过改变系统10的当前过载等级并向装置12广播对应改变的AC禁止值来自适应地控制装置12接入该接入信道或发起RACH过程。
[0072]本发明可用硬件、软件或硬件和软件的组合实现。任何种类的计算系统或适合于执行本文描述的方法的其它设备适合于执行本文描述的功能。
[0073]硬件和软件的典型组合可以是具有一个或多个处理元件和存储在存储介质上的计算机程序的专用或通用计算机系统,计算机程序当加载和执行时控制计算机系统使得它执行本文描述的方法。本发明还可嵌入在计算机程序产品中,计算机程序产品包括使能够实现本文描述的方法的所有特征,并且其当加载在计算系统中时能够执行这些方法。存储介质是指任何易失性或非易失性存储装置。
[0074]本上下文中的计算机程序或应用指用于使具有信息处理能力的系统能够直接或在如下任一个或二者之后执行具体功能的一组指令的以任何语言、代码或符号的任何表述:a)到另一语言、代码或符号的转换;b)以不同材料形式再现。
[0075]本领域技术人员将认识到,本发明不限于本文上面已经具体示出和描述的。此外,除非上面相反地提到,应该注意,不是所有附图都按比例。根据上面的教导,各种修改和改变是有可能的,而没有脱离仅由随附权利要求书限制的本发明的范围和精神。
【权利要求】
1.一种在通信网络(10)中使用的装置(14),所述通信网络(10)具有接入信道,所述装置(14)包括: 存储器(36),所述存储器(36)存储接入类(AC)禁止参数,所述AC禁止参数建立确定是否在所述接入信道上传送接入消息的规则(S102,S106); 与所述存储器(36)通信的处理器(34),所述处理器(34): 确定所述接入信道是否处于过载条件(S116,S120); 响应于所述接入信道处于过载条件而确定多个过载等级之一(S122,S130),基于所述多个过载等级的所确定的等级定义至少一个AC禁止参数的值(S126);以及 与所述处理器(34)通信的传送器(30),所述传送器(30)传送更新消息,所述更新消息包含与所述多个过载等级的所确定的等级对应的所述至少一个AC禁止参数的定义值(S128)。
2.如权利要求1所述的装置(14),其中所述多个过载等级从最低过载等级到最高过载等级分级,较高过载等级比较低过载等级对所述接入信道的接入约束更多。
3.如权利要求2所述的装置(14),其中所述多个过载等级包含基于服务类型阻止传送所述接入消息的第一过载等级,至少一个AC禁止参数的所述值由所述第一过载等级定义以阻止传送所述接入消息(S128)。
4.如权利要求3所述的装置(14),其中所述多个过载等级包含增大在接入消息传送之间的时间量的第二过载等级,所述第二过载等级比所述第一过载等级在更高的过载等级,至少一个AC禁止参数的所述值由所述第二过载等级定义以增大接入消息传送之间的时间量(S128)。
5.如权利要求4所述的装置(14),其中所述处理器(34)进一步包含: 确定在传送所述更新消息之后所述接入信道是否继续处于所述过载条件(S120); 在第一预定义时间窗口之后响应于所述接入信道仍处于所述过载条件而增大所述过载等级(S124);以及 在第二预定义时间窗口之后响应于所述接入信道不再处于所述过载条件而减小所述过载等级(S132)。
6.如权利要求5所述的装置(14),其中继续增大和减小所述过载等级直到所述过载等级改变成所述最低过载等级(S120,S124, S130, S132),所述最低过载等级对应于非过载等级,至少一个AC禁止参数的所述值由所述非过载等级定义(S126)。
7.如权利要求1所述的装置(14),其中所述通信网络(10)是长期演进(LTE)网络,并且其中所述过载条件至少部分基于指示所述LTE网络中的用户装置(12)是否已经能够建立通信连接的接入信道特性。
8.如权利要求7所述的装置(14),其中所述接入信道特性包含接收消息与接入信道容量之比、循环冗余校验(CRC)失败的消息数量和随机接入响应(RAR)消息故障的数量中的至少一项。
9.如权利要求8所述的装置(14),其中当接收消息与接入信道容量之比超过第一预定义值并且循环冗余校验失败的消息的所述数量超过第二预定义量时,所述接入信道处于所述过载条件。
10.如权利要求8所述的装置(14),其中当随机接入响应消息故障的数量超过第三预定义量时,所述接入信道处于所述过载条件。
11.一种在通信网络(10)中使用的装置(14),所述通信网络(10)具有接入信道,所述装置(14)包括: 存储器(36),所述存储器(36)存储接入类(AC)禁止参数,所述AC禁止参数提供确定是否在所述接入信道(S102,S106)上传送接入消息的规则; 处理器(34),所述处理器(34): 确定所述接入信道是否处于过载条件(SI 16,S120),所述过载条件至少部分基于指示用户装置(12)是否已经能够建立通信连接的接入信道特性;以及 传送器(30),所述传送器(30)响应于确定所述接入信道是否处于所述过载条件而传送至少一个AC禁止参数的值(S128)。
12.如权利要求11所述的装置(14),其中所述接入信道特性包含接收的消息与接入信道容量之比、循环冗余校验(CRC)失败的消息数量和随机接入响应(RAR)消息故障的数量中的至少一项。
13.如权利要求12所述的装置(14),其中所述存储器(36)进一步可存储过载准则,所述过载准则定义最小AC禁止参数值,当总接收消息与接入信道容量之比超过第一最小AC禁止参数值并且循环冗余校验(CRC)失败的所述消息数量超过第二最小AC禁止参数值时,满足所述过载准则。
14.如权利要求13所述的装置(14),其中所述总接收消息至少包含通过所述接入信道接收的有效消息数量与CRC失败的消息数量之和。
15.如权利要求14所述的装置(14),其中所述CRC失败的所述若干消息包含在当所述接入信道不满足所述过载准则时的时间期间基本上同时到达所述装置的接入消息、由于所述接入信道满足所述过载条件和低上行链路射频(UL-RF)条件而冲突的接入消息中的至少一项。
16.如权利要求12所述的装置(14),其中当所述随机接入响应(RAR)消息故障数量超过第三最小AC禁止参数值时,满足所述过载准则。
17.如权利要求16所述的装置(14),其中所述RAR消息故障数量至少包含具有回退指示的RAR消息数量与可能未被调度的RAR消息数量之和。
18.如权利要求11所述的装置(14),其中所述存储器(36)进一步存储多个过载等级,每个过载等级对应于至少一个AC禁止参数的值;以及 所述处理器(34)进一步从所述多个过载等级中确定所述接入信道的当前过载等级。
19.如权利要求18所述的装置(14),其中所述多个过载等级从最低等级到最高等级分级,每个过载等级包含紧接在前的较低过载等级的至少一个AC禁止参数的值。
20.如权利要求19所述的装置(14),其中所述处理器(34)进一步至少部分基于是否满足所述过载条件来改变所述过载等级(S124,S132),改变所述过载等级直到达到所述最低过载等级,所述最低过载等级对应于非过载等级。
21.—种在通信网络(10)中自适应控制接入信道过载的方法,所述方法包括: 确定接入信道是否处于过载条件(S116,S120); 响应于所述接入信道是否处于过载条件而确定至少一个接入类(AC)禁止参数的第一值(S126); 传送更新消息,所述更新消息包含至少一个AC禁止参数的确定的第一值(S128),所述至少一个AC禁止参数提供至少一个规则以确定是否在所述接入信道上传送接入消息(S102, S106);以及 监视在传送所述更新消息之后所述接入信道是否继续处于所述过载条件(S120)。
22.如权利要求21所述的方法,进一步包括: 响应于所述监视而确定至少一个AC禁止参数的第二值(S126);以及 传送所述至少一个AC禁止参数的确定的第二值,所述确定的第二值取代至少一个AC禁止参数的所述第一值(S128)。
23.如权利要求21所述的方法,进一步包括:响应于所述接入信道处于过载条件而从多个过载等级中确定第一过载等级(S122),基于所述第一过载等级定义所述至少一个AC禁止参数的值(S126)。
24.如权利要求17所述的方法,其中所述多个过载等级从最低过载等级到最高过载等级分级,较高过载等级比较低过载等级对所述接入信道的接入约束更多。
25.如权利要求18所述的方法,进一步包括:当所述监视指示所述接入信道仍处于所述过载条件时增大所述过载等级(S124)。
26.如权利要求25所述的方法,进一步包括:当所述监视指示所述接入信道不再处于所述过载条件时减小所述过载等级(S132)。
27.如权利要求26所述的方法,其中基于所述监视增大和减小所述过载等级发生直到达到所述最低过载等级(S120,S124, S130, S132),所述最低过载等级对应于非过载等级,至少一个AC禁止参数的值基于所述非过载等级定义(S126)。
28.如权利要求22所述的方法,其中所述过载条件的存在至少部分基于指示用户装置(12)是否已经能够与所述网络中的装置(14)建立连接的接入信道特性。
29.如权利要求28所述的方法,其中所述接入信道特性包含接收消息与接入信道容量之比、循环冗余校验(CRC)失败的消息数量和随机接入响应(RAR)消息故障的数量中的至少一项。
【文档编号】H04W48/06GK104137615SQ201280071143
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2012年1月4日
【发明者】E.叶, I.B.塔帕达 申请人:瑞典爱立信有限公司

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