Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к управлению радиоресурсами между терминалом пользователя (UE, User Equipment) или другим беспроводным или мобильным устройством и беспроводной сетью, и, конкретно, в одном примерном варианте, к переходу между состояниями и режимами работы терминала UE пользователя, осуществляющего связь с беспроводной сетью, например, с универсальной системой мобильной связи (UMTS).
Уровень техники
Универсальная система мобильной связи (Universal Mobile Telecommunication System, UMTS) представляет собой широкополосную систему пакетной передачи текста, речи, преобразованной в цифровую форму, видеоданных и мультимедийных данных. В сети на основе UMTS (или в UTRAN, где UTRA означает «UMTS Terrestrial Radio Access», наземная сеть радиодоступа UMTS) часть стека протоколов, относящаяся к управлению радиоресурсами (Radio Resource Control, RRC), отвечает за выделение, конфигурирование и высвобождение радиочастотных ресурсов между UE и UTRAN. Определены два основных режима, в которых может работать UE: режим ожидания (idle mode) и режим установленного соединения RRC UTRA (UTRA RRC connected mode), или просто режим установленного соединения. В режиме ожидания UE должен запрашивать установление соединения RRC у сети UTRAN всякий раз, когда ему требуется передавать какие-либо данные пользователя или отвечать на вызов для приема данных из внешней сети передачи данных, например из сервера, использующего технологию Push. В режиме установленного соединения RRC UE может находиться в одном из следующих четырех состояний.
CELL_DCH: в этом состоянии для обмена данными терминалу UE в восходящей линии связи и в нисходящей линии связи отведен выделенный (dedicated) канал;
CELL_FACH: в этом состоянии терминалу UE выделенный канал не отведен, для обмена небольшими объемами нерегулярных данных используются общие каналы;
CELL_PCH: UE использует прерывистый прием (Discontinuous Reception, DRX) для отслеживания широковещательных сообщений и вызовов, передаваемых через канал индикации вызова (Paging Indicator Channel, PICH); активность в восходящей линии связи в этом режиме невозможна; и
URA_PCH: это состояние аналогично CELL_PCH, за исключением того, что операция URA UPDATE запускается только через перевыбор зоны регистрации UTRAN (UTRAN Registration Area, URA).
Когда UE в состоянии IDLE запрашивает соединение RRC, сеть (network, NW) выбирает, в какое состояние перевести UE: в состояние CELL_DCH или в состояние CELL_FACH. При нахождении UE в режиме установленного соединения RRC решение о моменте высвобождения данного соединения RRC принимается также сетью. Сеть также может переводить UE из одного состояния RRC в другое перед высвобождением соединения или, в некоторых случаях, вместо высвобождения соединения. Указанные переходы между состояниями обычно инициируются на основании активности или неактивности в передаче данных между UE и сетью. Поскольку сеть может не обладать информацией о том, что UE завершил обмен данными для некоторого приложения, она обычно сохраняет соединение RRC в течение определенного времени, предполагая возможность продолжения передачи данных в/из UE. Указанный способ обычно применяется для снижения задержек при установлении соединения и последующем выделении радиоресурсов. Сообщение высвобождения соединения RRC может быть передано только из сети UTRAN, которая высвобождает соединение в линии передачи сигнала и все радиочастотные ресурсы между UE и UTRAN.
Недостаток вышеприведенного способа состоит в том, что UE должен ожидать его перевода сетью в правильное состояние, даже если приложение, выполняемое на UE, завершило обмен данными, и дальнейший обмен данными не предполагается. При этом сеть может вообще не обладать информацией о том, что приложение, выполняемое на UE, завершило обмен данными, поскольку решение о смене состояния установленного соединения RRC на другое состояние или на состояние IDLE принимает UTRAN, которая не имеет информации о состоянии передачи данных между UE и внешним сервером. Соответственно, UE может быть вынужден оставаться в состоянии или режиме с более высокой, чем требуется, скоростью передачи данных, что приводит к сокращению времени работы UE от батареи, а также к возможности непродуктивного расхода ресурсов сети вследствие того, что радиочастотные ресурсы остаются занятыми без необходимости и не могут быть предоставлены другому пользователю.
По указанной причине необходимы способ, устройство и система для оптимизации энергопотребления беспроводного устройства мобильной связи, соединенного посредством беспроводной связи с беспроводной сетью.
Раскрытие изобретения
В настоящем документе описываются некоторые варианты осуществления изобретения, имеющие отношение к способам привязки мобильного устройства беспроводной связи к подсистемам сети до начала соединения мобильного устройства беспроводной связи с сетью беспроводной связи.
Способ экономии энергии батареи в устройстве беспроводной связи, осуществляющем связь с беспроводной сетью, осуществляется в одном из вариантов путем выполнения по меньшей мере следующих операций. Определяют функциональное состояние и связанную с ним закономерность потока данных устройства беспроводной связи. Указанную закономерность потока данных определяют на основании множества операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью. На основании функционального состояния и закономерности потока данных формируют множество таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, каждый из которых указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи. Затем в сеть передают запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающий в качестве таймера смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданного в запросе, по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи. Если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут сетью, то сеть отдает в указанное устройство беспроводной связи команду сменить состояние соединения устройства беспроводной связи в соответствии с указанным таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданным в запросе. В противном случае сеть отдает в указанное устройство беспроводной связи команду сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.
Описывается способ экономии энергии батареи в устройстве беспроводной связи, осуществляющем связь с беспроводной сетью. Указанный способ осуществляется в одном из вариантов путем определения функционального состояния устройства беспроводной связи; определения связанной с текущим функциональным состоянием закономерности потока данных по множеству операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; определения для указанного устройства беспроводной связи предпочтительного состояния соединения устройства беспроводной связи, выполняемого на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных; и передачи в сеть команды запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи (state change request instruction, SCRI), указывающей предпочтительное состояние соединения устройства беспроводной связи. Беспроводная сеть отвечает передачей команды смены состояния, которая требует от устройства беспроводной связи сменить текущее состояние беспроводного соединения на указанное предпочтительное состояние беспроводного соединения.
Мобильное устройство беспроводной связи, осуществляющее связь с беспроводной сетью, включает в одном из вариантов по меньшей мере процессор, батарею и беспроводной приемопередатчик, выполненный с возможностью обеспечения связи с указанной беспроводной сетью. В описываемом варианте осуществления процессор выполняет действия, направленные на экономию энергии батареи, определяя функциональное состояние устройства беспроводной связи; определяя связанную с текущим функциональным состоянием закономерность потока данных, включающую множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; формируя множество таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи с целью экономии энергии батареи на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных, причем каждый из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи; и передавая в сеть запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающий по меньшей мере один из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи. Если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут сетью, то сеть отдает команду сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, задаваемым по запросу, а в противном случае сеть отдает в указанное устройство беспроводной связи команду сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.
Описывается мобильное устройство беспроводной связи, осуществляющее связь с беспроводной сетью, которое в одном из вариантов включает по меньшей мере процессор, батарею и беспроводной приемопередатчик, выполненный с возможностью обеспечения связи с указанной беспроводной сетью. Процессор выполняет действия, направленные на экономию энергии батареи, определяя функциональное состояние устройства беспроводной связи; определяя связанную с текущим функциональным состоянием закономерность потока данных, включающую множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; определяя для указанного устройства беспроводной связи предпочтительное состояние соединения устройства беспроводной связи на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных; и передавая в сеть команду запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи (SCRI), указывающую определенное указанным образом предпочтительное состояние соединения устройства беспроводной связи. Беспроводная сеть отвечает передачей команды смены состояния, которая обеспечивает переход устройства беспроводной связи из текущего состояния беспроводного соединения в предпочтительное состояние беспроводного соединения.
Описывается энергонезависимый машиночитаемый носитель информации для хранения исполняемых компьютером команд, предназначенных для экономии ресурса батареи беспроводного устройства мобильной связи. В одном из вариантов носитель информации содержит по меньшей мере компьютерный код для определения функционального состояния устройства беспроводной связи; компьютерный код для определения закономерности потока данных, связанной с текущим функциональным состоянием, включающей множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; компьютерный код для формирования с целью экономии энергии батареи множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, выполняемого на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных, причем каждый таймер из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи; и компьютерный код для передачи в сеть запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающего по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи. Если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут сетью, то сеть отдает команду заменить таймер смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданным в запросе, а в противном случае сеть отдает указанному устройству беспроводной связи команду заменить таймер смены состояния соединения устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.
Краткое описание чертежей
Описываемые варианты осуществления изобретения и их преимущества могут наилучшим образом быть поняты из нижеследующего описания, рассматриваемого совместно с сопровождающими чертежами.
Фиг.1 иллюстрирует предлагаемую в качестве примера базовую структуру типовой наземной сети радиодоступа UMTS (UTRAN).
Фиг.2 иллюстрирует операцию, в которой UTRAN принимает запрос соединения RRC из UE.
Фиг.3 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующие режимы и состояния отвечающей за управление радиоресурсами части стека протоколов в сети UMTS.
Фиг.4 иллюстрирует пример мобильного устройства беспроводной связи в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.
Фиг.5A-5C иллюстрируют примеры закономерностей потока данных в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.
Фиг.6-11 представляют графики энергопотребления UE и соответствующие диаграммы состояний UE в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.
Фиг.12 иллюстрирует пример UE в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.
Фиг.13 представляет собой блок-схему операции в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
В нижеследующем описании для глубокого понимания принципов, лежащих в основе описываемых вариантов осуществления изобретения, приводятся конкретные подробности. Однако специалисту в данной области техники понятно, что описываемые варианты могут быть осуществлены без части или без всех указанных конкретных подробностей. Кроме того, с целью более ясного изложения принципов, лежащих в основе описываемых вариантов осуществления изобретения, общеизвестные шаги в операциях подробно не описываются.
Примеры и варианты осуществления изобретения, предлагаемые далее, описывают некоторые способы и системы для перевода терминала пользователя (UE) или другого мобильного устройства между разными состояниями (режимами работы) в беспроводной сети, например в сети UMTS. Следует, однако, понимать, что возможны и другие варианты осуществления в сетях иных типов. Например, те же принципы могут быть применены в сети CDMA (Code-Division-Multiple-Access, множественный доступ с кодовым разделением), в сети W-CDMA (Wideband-CDMA, широкополосная CDMA), в сети Evolved UTRAN (усовершенствованная UTRAN), к примеру, в LTE, или, обобщая, в любой сети, построенной на основе технологий радиодоступа, в которых используются управляемые сетью радиочастотные ресурсы, или которой неизвестно состояние обмена данными на уровне приложений устройства. Хотя описываемые далее конкретные примеры и варианты осуществления относятся, для упрощения, к сетям UMTS, они также применимы и к другим вышеназванным сетям. Кроме того, встречающийся в дальнейшем описании элемент сети считается относящимся к UTRAN. Однако при использовании, помимо UMTS, сетей других типов указанный элемент сети может быть выбран должным образом в соответствии с типом сети. Указанный элемент сети может быть опорной сетью в системе UMTS или в любой другой допустимой сетевой системе, в которой данный элемент сети является функциональным узлом, принимающим решения о смене состояний.
В конкретном примере система и способ настоящего изобретения дают возможность смены режима установленного соединения RRC на более эффективный с точки зрения экономии ресурса батареи или радиоресурса режим или состояние при том, что средства принятия указанных решений располагаются в сети. В частности, способ и устройство настоящего изобретения дают возможность указанной смены на основании принятого из UE признака, явно или неявно указывающего на то, что должна быть выполнена смена состояния RRC или режима, относящегося к конкретному соединению, используемому для передачи сигналов и занимающему радиочастотные ресурсы, на другое состояние или режим. Как будет понятно из нижеследующего, такой признак смены или запрос может быть введен в существующих системах связи, построенных на основе действующих в настоящее время стандартов, путем, например, незначительной модификации используемого в настоящее время сообщения, к примеру, сообщения SCRI (SIGNALING CONNECTION RELEASE INDICATION, сигнализация высвобождения соединения), которое используется терминалом UE для того, чтобы сообщить в сеть UTRAN, что одно из его соединений, используемых для передачи сигналов, может быть высвобождено, чем, в свою очередь, может инициироваться операция высвобождения соединения RRC. Указанный признак смены может передаваться из UE в некоторых ситуациях, когда одна или несколько прикладных программ на UE завершили обмен данными, и/или когда установлено, что дальнейший обмен данными из приложения (приложений) указанного UE не ожидается. Элемент сети может затем использовать указанный признак и любую содержащуюся в нем информацию для принятия индивидуального для данной сети решения о том, должно ли мобильное устройство быть переведено в другой режим или состояние, или никакие действия предприниматься не должны. Указанный признак смены, передаваемый терминалом UE или мобильным устройством, может иметь несколько форм и может передаваться в различных ситуациях.
В одном примере указанный признак смены может передаваться в зависимости от обобщенного состояния всех приложений, выполняемых в UE. Конкретно, в системе UMTS, если приложение, выполняемое на UE, установило, что его обмен данными завершился, то указанное приложение может передать признак «выполнено» в менеджер соединений, являющийся элементом программного обеспечения UE. На основании обобщения таких признаков из запущенных приложений программное обеспечение UE может принять решение передать в сеть признак смены или запрос, указывающие на необходимость смены одного состояния или режима на другое состояние или режим. Установив с некоторой вероятностью, что ни одно из приложений не планирует дальнейший обмен данными, менеджер соединений может передать в сеть признак смены, указывающий на необходимость указанной смены состояния. В конкретном примере указанным признаком смены может быть признак SCRI для соответствующего домена (к примеру, домена с коммутацией пакетов), запрашивающий переход в эффективный с точки зрения экономии ресурса батареи режим, например, в состояние IDLE (состояние без установленного соединения). Как вариант, указанный признак смены может запрашивать переход между состояниями с установленным соединением с UTRAN, например, состояниями CELL_PCH и URA_PCH. Следует отметить, что в передаваемый признак смены терминал UE может включать дополнительную информацию, способствующую принятию элементом сети решения о том, каким образом реагировать на указанный признак. Данная дополнительная информация может включать причину передачи указанного сообщения из UE. При этом данная дополнительная информация может быть новым элементом информации или новым параметром в сообщении, являющимся указанном признаком смены.
Далее со ссылкой на фиг.1-13 описываются эти и другие варианты осуществления настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники понятно, что приведенное здесь подробное описание и соответствующие чертежи предназначены только для пояснения и не должны восприниматься как ограничивающие настоящее изобретение.
Фиг.1 иллюстрирует предлагаемую в качестве примера наземную сеть 100 радиодоступа UMTS, под которой понимается совокупность базовых станций и контроллеров радиосети. Как показано на фиг.1, сеть 100 UMTS в общих чертах подразделяется на терминал 102 пользователя (user equipment, UE), сеть 104 UTRAN и опорную сеть 106 (core network, CN). Сеть 104 UTRAN включает одну или более радиосетевых подсистем 108 (radio network sub-systems, RNS), каждая из которых включает контроллер 110 радиосети (radio network controller, RNC) и множество базовых станций 112 (Node-B), работающих под управлением RNC 110. RNC 110 осуществляет выделение радиоресурсов и управление ими, и по отношению к опорной сети 106 является точкой доступа. Базовые станции 112 принимают информацию, передаваемую на физическом уровне терминала 102 пользователя через восходящую линию связи, передают данные в UE 102 через нисходящую линию связи и могут быть точками доступа сети 104 UTRAN для UE 102.
Сеть 104 UTRAN устанавливает и поддерживает радиоканал доступа (radio access bearer, RAB) для осуществления связи между UE 102 и опорной сетью 106. В описываемых вариантах осуществления изобретения услуги, предоставляемые некоторому терминалу 102 пользователя, в общих чертах подразделяются на услуги, использующие коммутацию каналов (circuit switched, CS), и услуги, использующие коммутацию пакетов (packet switched, PS). Например, обычная услуга речевой связи является услугой, использующей коммутацию каналов, а просмотр страниц в Интернете через Интернет-соединение является услугой, использующей коммутацию пакетов. Для предоставления услуг с коммутацией каналов контроллеры RNC 110 соединены с коммутационным центром 114 мобильной связи (mobile switching center, MSC) опорной сети 106, a MSC 114 соединен со шлюзом 116 коммутационного центра мобильной связи (gateway mobile switching center, GMSC), который управляет соединением с другими сетями. Для предоставления услуг с коммутацией пакетов RNC 110 соединены с обслуживающим узлом 118 поддержки GPRS (serving GPRS support node, SGSN) и шлюзовым узлом 120 поддержки GPRS (gateway GPRS support node, GGSN) опорной сети 106 (GPRS: general packet radio service, служба пакетной радиосвязи общего назначения). SGSN 118 обеспечивает связь с коммутацией пакетов с контроллерами 110 RNC, a GGSN 120 управляет соединением с другими сетями с коммутацией пакетов, например с интернетом.
Фиг.2 иллюстрирует операцию, в которой сеть UTRAN 104 принимает из UE 102 запрос соединения RRC. Находясь в состоянии IDLE и намереваясь установить соединение RRC, UE 102 вначале передает в UTRAN 104 сообщение 202 запроса соединения RRC. Сообщение 202 запроса соединения RRC может содержать причину установления соединения RRC и первичный идентификатор UE. Первичный идентификатор UE, или информация идентификации UE, представляет собой уникальный идентификатор конкретного UE, который дает возможность различать терминалы пользователя независимо от их местоположения в мире. В ответ на запрос 202 соединения RRC сеть 104 UTRAN может передать в UE 102 сообщение 204 установления соединения RRC. Сообщение 204 установления соединения RRC может включать RNTI (Radio Network Temporary Identity, временный идентификатор в радиосети) и информацию установления радиоканала, передаваемые совместно с первичным идентификатором UE. RNTI представляет собой идентификатор, задаваемый для UE, чтобы дать возможность сети 104 UTRAN идентифицировать UE, находящиеся в состоянии установленного соединения. RNTI используется только при установленном соединении RRC и только внутри сети 104 UTRAN. UE 102 в ответ на сообщение установления соединения RRC устанавливает соединение RRC с UTRAN 104 и передает в UTRAN 104 сообщение 206 завершения установления соединения RRC. После установления соединения RRC UE 102 при осуществлении связи с сетью 104 UTRAN вместо первичной информации идентификации UE использует указанный RNTI. Наличие логического соединения между RRC терминала 102 пользователя и RRC сети 104 UTRAN характеризуется состоянием RRC. При наличии соединения UE 102 называют находящимся в состоянии установленного соединения RRC. При отсутствии соединения UE 102 называют находящимся в состоянии ожидания (состоянии IDLE).
Фиг.3 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующую режимы и состояния отвечающей за управление радиоресурсами части стека протоколов в сети UMTS. Как указано выше, состоянием RRC может быть состояние отсутствия соединения RRC (IDLE) или состояние установленного соединения RRC. Находясь в состоянии 302 IDLE, UE 102 должен запрашивать установление соединения RRC с целью выделения радиоресурса всякий раз, когда возникает необходимость обмена данными между UE 102 и сетью 104 UTRAN. Такая необходимость может быть вызвана либо выполнением на UE 102 приложения, которому требуется соединение для передачи данных, либо появлением в канале вызова, прослушиваемом терминалом 102 пользователя, признака, указывающего, что либо сеть 104 UTRAN, либо SGSN 118 вызывают UE 102 с целью передачи в UE 102 данных из внешней сети передачи данных, например, из сервера, использующего технологию Push. Сеть 104 UTRAN, приняв из UE 102 запрос установления радиосоединения, выбирает состояние соединения RRC, в котором будет находиться UE 102. Конкретно, режим установленного соединения RRC включает четыре различных состояния: состояние 304 CELL_DCH, состояние 306 CELL_FACH, состояние 308 CELL_PCH и состояние 310 URA_PCH. Например, из режима 302 IDLE UE 102 может перейти в состояние 306 CELL_FACH, в котором начнет передачу данных, а затем сеть определит, какое состояние установленного соединения RRC использовать для продолжения передачи данных. Например, сеть может перевести UE 102 в состояние 304 CELL_DCH с выделенным каналом (Dedicated Channel) или оставить UE 102 в состоянии 306 CELL_FACH с каналом предварительного доступа к соте (Cell Forward Access Channel). В состоянии 304 CELL_DCH для осуществления обмена данными терминалу UE 102 отводится выделенный канал как в восходящей линии связи, так и в нисходящей линии связи. Данное состояние, поскольку использует выделенный физический канал, отведенный терминалу UE 102, характеризуется, как правило, наибольшим потреблением энергии батареи терминала UE 102, что показано символом относительного энергопотребления 36Х, означающим, что UE 102 в состоянии 304 CELL_DCH в среднем потребляет в 36 раз больше энергии, чем в состоянии 302 IDLE (1X). Как вариант, сеть 104 UTRAN может оставить UE 102 в состоянии 306 CELL_FACH. В состоянии 306 CELL_FACH выделенный канал для UE 102 не отводится. Вместо этого для нерегулярной передачи небольших объемов данных используются каналы общего пользования. Однако при этом UE 102 все равно должен непрерывно прослушивать канал FACH, и поэтому потребляет от батареи больше энергии (имеет относительное энергопотребление 20Х), чем в состоянии 308 CELL_PCH и в состоянии 410 URA_PCH (8X в каждом) и в состоянии 302 IDLE.
В режиме установленного соединения RRC состояние RRC может изменяться по выбору сети 104 UTRAN. Конкретно, UTRAN 104 может менять одно состояние RRC на другое, если обнаружено, что в течение периода времени Tstate, индивидуального для каждого перехода между состояниями, данные не передавались (или объем данных, передаваемых в единицу времени, стал меньше некоторого порогового значения). Например, если обнаружено, что в течение периода времени TFACH данные не передавались, то сеть 104 UTRAN может сменить состояние RRC с состояния 304 CELL_DCH на состояние 306 CELL_FACH. Если в состоянии 306 CELL_FACH обнаружено, что в течение периода TPCH данные не передавались, то сеть 104 UTRAN может сменить состояние RRC с состояния 306 CELL_FACH на состояние 308 CELL_PCH или на состояние 410 URA_PCH. Из состояния 308 CELL_PCH или состояния 310 URA_PCH, чтобы инициировать операцию смены соты (или смены URA) с целью запроса выделенного канала, UE 102 должен перейти в состояние 306 CELL_FACH. Это единственный переход между состояниями, которым управляет UE 102. Различие между состоянием 308 CELL_PCH и состоянием 310 URA_PCH состоит в том, что состояние URA_PCH 308 запускает операцию обновления URA только при отсутствии текущей URA (UTRAN registration area, зоны регистрации местоположения в UTRAN) данного UE в списке идентификаторов URA текущей соты.
Фиг.4 иллюстрирует возможный вариант осуществления UE 102 в форме мобильного устройства 400 беспроводной связи (называемом далее просто «устройство 400 связи»), которое может содержать по меньшей мере процессор 401 и приемопередатчик (XCVR) 402, выполненный с возможностью передавать радиочастотные сигналы в базовые радиостанции и принимать радиочастотные сигналы из базовых радиостанций в сети 104 беспроводной связи UTRAN через антенну 404. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 400 связи с целью повышения разнесения передаваемых и/или принимаемых сигналов может содержать несколько антенн. Приемопередатчик 402 выполнен с возможностью кодировать цифровые данные и использовать их для модуляции с целью формирования аналоговых сигналов, передаваемых на несущей радиочастоте через антенну 404. Аналогично, приемопередатчик 402 выполнен с возможностью демодулировать и декодировать аналоговые сигналы, принятые антенной 404. Батарея 405 выполнена с возможностью обеспечивать устройство 400 связи энергией, необходимой для функционирования, когда такая энергия не поступает от внешнего источника питания. Батарея 405 также выполнена с возможностью предоставлять информацию, например, о состоянии заряда батареи в процессор 401, а контроллер 406 выполнен с возможностью формировать цифровые сообщения, которые могут быть переданы и приняты приемопередатчиком 402. Контроллер 406 может, например, отслеживать сигналы, принимаемые из базовых радиостанций сети 104 UTRAN, и может формировать управляющие сообщения, подлежащие передаче в восходящем направлении радиочастотной линии связи между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN. В описываемом варианте осуществления сигналы управления могут включать информацию, сформированную автоматом 408 управления состоянием соединения и переданную в UTRAN 104 с использованием восходящего канала, который UTRAN 104 может использовать для управления состоянием соединения RRC устройства 400 связи. Управление состоянием соединения RRC устройства 400 связи может быть использовано для регулирования энергопотребления устройства 400 связи.
Поскольку, как указано выше, имеет место выраженная взаимосвязь между состоянием соединения RRC и энергопотреблением устройства 400 связи (и, как результат, временем работы от батареи), энергопотребление (и, соответственно, ожидаемое время работы от батареи) устройства 400 связи может быть оптимизировано более точным координированием текущего состояния соединения RRC с текущим функциональным состоянием устройства 400 связи. Более конкретно, информация, относящаяся к текущему функциональному состоянию устройства 400 связи, может включать характеристику операций передачи и приема данных, принятых из и переданных в сеть UTRAN 104 устройством 400 связи (так называемую закономерность потока данных). Указанная закономерность потока данных может влиять на состояние соединения RRC устройства 400 связи и тем самым может регулировать текущее энергопотребление устройства 400 связи. Например, единственным состоянием соединения RRC, в котором отводится выделенный канал данных, используемый для передачи значительных объемов данных между UTRAN 104 и устройством 400 связи, является состояние соединения CELL_DCH. Однако, как видно из фиг.3, использование выделенного канала данных требует значительного расхода ресурса батареи 405 на обеспечение энергией поддержания и обслуживания указанного канала (в состоянии CELL_DCH энергопотребление примерно в 36 раз больше, чем в режиме IDLE). Соответственно, с точки зрения экономии энергии было бы желательно оставлять устройство 400 связи в состоянии CELL_DCH лишь на время, необходимое для завершения конкретной операции с данными (передачи или приема данных).
Например, чтобы поддерживать энергопотребление на наименьшем возможном уровне, устройству 400 связи может быть отдана команда оставаться в состоянии CELL_DCH только на время интенсивного обмена данными и переходить в состояние соединения RRC с меньшим энергопотреблением, например, в состояние CELL_PCH или другое с еще меньшим энергопотреблением (возможно, даже в состояние без установленного соединения, т.е. в состояние IDLE), если установлено, что указанная операция с данными завершилась.
Переустановление канала данных из состояния IDLE, хотя и выгодно с точки зрения экономии энергии, требует значительного расхода ресурсов сети для передачи данных сигнализации между сетью UTRAN 104 и устройством 400 связи. Поэтому для установления оптимальной рабочей взаимосвязи между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN автомат 408 управления состоянием соединения может формировать запрос 410 к сети, который может входить в состав управляющего сообщения (например, SCRI или любого ответа состояния соединения, описываемого более подробно далее), передаваемого в сеть 104 UTRAN посредством приемопередатчика 402. Запрос 410 к сети может учитывать текущее функциональное состояние устройства 400 связи, что может включать определение текущего уровня заряда батареи, проверку, получает ли устройство 400 связи электропитание только от батареи, и установление текущей или прогнозируемой закономерности потока данных. Текущая (или прогнозируемая) закономерность потока данных может иметь значительное влияние на текущее (или прогнозируемое) энергопотребление устройства 400 связи, что описывается далее.
Режим работы устройства 400 связи (например, режим просмотра веб-страниц, режим видеоконференции и т.д.) может определять закономерность потока данных, характерную для адекватного предоставления услуги в данном режиме. Например, на фиг.5A-5C представлены графики закономерностей потока данных для различных режимов работы устройства 400 связи. В частности, на фиг.5A показан пример закономерности 500 потока данных, соответствующей выполнению устройством 400 связи приложения, которое переводит устройство 400 связи в так называемый режим постоянного нахождения на связи. В режиме постоянного нахождения на связи между устройством 400 связи и сетью UTRAN 104 могут периодически передаваться короткие порции 502 данных. Данными 502 могут быть, например, формируемые в устройстве 400 связи данные текущего местоположения, передаваемые в серверный компьютер посредством сети 104 UTRAN. Данные 502 могут исходить и из серверного компьютера (например, из сервера электронной почты, что показано на фиг.5B как закономерность 504 потока данных), который может по своей инициативе периодически передавать данные (например, новые сообщения электронной почты) в устройство 400 связи. В любом случае, чтобы должным образом передавать данные 502, необходим выделенный канал данных между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN. Иными словами, сеть 104 UTRAN может отдавать устройству 400 связи команду перейти в состояние соединения RRC CELL_DCH по меньшей мере на период времени Т1, необходимый для передачи данных 502 между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN. Однако, чтобы оптимизировать энергопотребление, устройство 400 связи может переходить из состояния CELL_DCH в состояние с низким энергопотреблением (например, в состояние IDLE или CELL_PCH) на период времени Т2, следующий за окончанием передачи данных 502. По истечении периода времени Т2 устройство 400 связи, чтобы должным образом выполнить передачу следующих данных 502 в течение следующего периода времени Т1, может переходить обратно в состояние CELL_DCH. Однако необходимо отметить, что для многократного переустановления выделенного канала данных, используемого в состоянии CELL_DCH, может требоваться значительный объем ресурсов сети, следствием чего может быть перегрузка сети и/или снижение качества канала (т.е. возрастание количества потерянных пакетов, возрастание времени ответа, снижение скорости передачи и т.д.). Показанная на фиг.5C закономерность 506 потока данных представляет собой пример передачи больших объемов данных между сетью 104 UTRAN и устройством 400 связи. Закономерность 506 потока данных соответствует, например, видеосвязи. В этом случае устройство 400 связи может передавать запрос 410, который удерживает устройство 400 связи в состоянии CELL_DCH на все время передачи данных между устройством 400 связи и внешним сервером видеосвязи через сеть 104 UTRAN.
Некоторые сети могут отвергать запрос 410, передаваемый устройством 400 связи, и использовать протокол соединения с устройством связи, заданный в сети по умолчанию, а не запрошенный устройством 400 связи. На фиг.6 показан один из таких случаев, в котором сеть отвергает запрос 410 и отвечает требованием использовать протокол сети. В частности, на фиг.6 показан график 600 относительного энергопотребления UE и связанная с этим схема 602 переходов UE между состояниями в случае, когда сеть отвергает запрос 410, или UE 102 не имеет технической возможности запрашивать изменение заданных в сети по умолчанию таймеров или других параметров сети. В любом случае, чтобы передавать или принимать данные 502, UE 102 должен установить канал связи RRC, передав запрос соединения RRC в сеть 104 UTRAN в соответствии с вышеприведенным описанием и схемой на фиг.2. Более конкретно, UE 102 инициирует установление соединения RRC путем передачи сообщения запроса (RRC) установления соединения RRC. Данное сообщение содержит первичную информацию идентификации UE, которой может быть, например, IMSI, TMSI или P-TMSI. Сеть передает сообщение установления (RRC) соединения RRC для подтверждения установления соединения RRC для UE и для назначения UE, запросившему установление соединения RRC, идентификатора C-RNTI. Адресация UE 102 осуществляется с использованием первичной информации идентификации UE, принятой в указанном сообщении запроса соединения RRC. Если запрос установления отклонен, то сеть передает сообщение отказа в установлении соединения RRC. Наконец, если из сети 104 UTRAN принято сообщение установления соединения RRC, то из UE 102 передается сообщение (RRC) завершения установления соединения RRC.
В ходе установления соединения RRC сеть 104 UTRAN может переводить UE 102 из состояния IDLE в состояние CELL_DCH, в котором возможна передача данных через восходящий или нисходящий канал. Закончив передачу данных, сеть 104 UTRAN удерживает UE 102 в состоянии CELL_DCH до истечения заданного по умолчанию таймера неактивности сети (network inactivity timer, NIT). Таймер NIT задается индивидуально в каждой сети. В любом случае, по истечении NIT сеть 104 UTRAN закрывает канал связи RRC и переводит UE 102 в состояние IDLE. Как отмечено выше, при этом может иметь место неэффективное использование ресурсов, поскольку, чтобы высвободить канал связи RRC, сеть 104 UTRAN должна дождаться по меньшей мере истечения NIT, a UE 102 в это время приходится расходовать значительное количество энергии. Кроме того, поскольку, возможно, через относительно небольшое время понадобится переустановление соединение RRC, а сеть 104 UTRAN не может обладать информацией о текущем или прогнозируемом функциональном состоянии UE 102, перевод UE 102 в состояние IDLE может потребовать значительного расхода ресурсов сети на сигнализацию. Например, если UE 102 выполняет приложение, использующее режим постоянного нахождения на связи и периодически передающее данные во внешний сервер, то через относительно небольшое время возникнет необходимость повторного установления соединения RRC; это вызовет значительное увеличение нагрузки, связанной с передачей сообщений, на сеть. Увеличение нагрузки может привести к снижению качества обслуживания (QoS) в сети 104 UTRAN, следствием чего может быть всплеск числа потерянных вызовов, замедление передачи данных и т.д.
На фиг.7 показан пример, в котором UE 102 может в некоторой степени воздействовать на сеть 104 UTRAN путем формирования через некоторое время после завершения передачи данных 502 сигнала SCRI (в терминах UMTS, сигнала Signal Connection Release Indication, признака высвобождения соединения сигнализации, содержащего информацию о причине). С целью экономии энергии батареи UE 102 может передавать сигнал SCRI, содержащий необязательный элемент информации (information element, IE), модифицированный в соответствии с формулой (I):
где FD_STATE определяется как {fd_DCH; fd_FACH; fd_IDLE}.
Модифицированное указанным образом сообщение SCRI может служить для сети 104 UTRAN признаком того, что терминалом UE 102 установлено окончание активной передачи пакетных данных. Приняв указанный элемент информации, сеть 104 UTRAN может инициировать переход UE 102 в более эффективное с точки зрения экономии ресурса батареи состояние RRC (например, в состояние CELL_FACH или IDLE). Состояния IDLE, URA_PCH и CELL_PCH считаются эффективными с точки зрения экономии ресурса батареи.
Фиг.8A иллюстрирует пример, в котором UE 102 может использовать указанное сообщение SCRI, содержащее информацию о причине, для передачи в сеть 104 UTRAN запроса смены состояния соединения UE 102 с CELL_DCH на CELL_PCH (а не на IDLE). Указанным образом снижается связанная с передачей сигнализации нагрузка на сеть 104 UTRAN по сравнению с переводом UE 102 в состояние IDLE, особенно в ситуациях, где, как описано выше, соединение RRC часто переустанавливается, что имеет место в режиме постоянного нахождения на связи или при использовании технологии Push. Например, если на UE 102 выполняются приложения, использующие режим постоянного нахождения на связи и требующие повторяющегося приема данных, запрашиваемых из серверного компьютера или передаваемых серверным компьютером по своей инициативе, то объем вспомогательных сигналов, необходимых для частого разрыва и переустановления канала данных при переходах UE 102 из состояния IDLE в состояние DCH и наоборот может быть значительным. Рост объема передаваемых сетевых сообщений может вызвать перегрузку сети, что может привести к снижению QoS сети (к потере вызовов, некачественной передаче данных и т.п.). На фиг.8B показан пример, в котором UE 102 установил, что поток данных возрос или возрастет, и отреагировал передачей сообщения SCRI, в соответствии с которым сеть 104 UTRAN сменит состояние соединения RRC терминала UE 102 с CELL_FACH обратно на CELL_DCH.
С целью оптимизации своего энергопотребления UE 102 может сообщать в сеть 104 UTRAN таймеры неактивности, заданные в запросе, которые могут быть использованы сетью 104 UTRAN для перевода UE 102 в более эффективный с точки зрения энергопотребления режим с сохранением в сети хорошего QoS. Например, UE 102 может использовать модифицированные сетевые сообщения для сообщения в сеть 104 UTRAN запрашиваемых длительностей ожидания для разных состояний (величин timeout_per_state), соответствующих рациональному расходу энергии. Величины timeout_per_state могут быть использованы для более точного координирования текущего и прогнозируемого функционального состояния терминала UE 102 с состоянием соединения, задаваемым сетью 104 UTRAN. Например, если UE 102 работает (или предполагает работать) в режиме, который требует частой передачи и приема данных (например, в режиме просмотра страниц в Интернете), то с точки зрения энергопотребления было бы более эффективно, чтобы сеть 104 UTRAN имела возможность более точно координировать переходы между состояниями соединения UE с текущей ситуацией передачи данных путем, например, запроса более короткого интервала неактивности при передаче данных для UE 102 и перехода из состояния CELL_DCH не в состояние IDLE, а в состояние CELL_PCH, поскольку предположительно через относительно небольшое время вновь понадобится установление соединения RRC. При переходе вместо состояния IDLE в состояние CELL_PCH экономия энергии несколько сокращается, однако при этом значительно сокращается и поток данных сигнализации между UE 102 и сетью 104 UTRAN, связанный с многократным установлением канала данных, что сохраняет качество работы сети.
На фиг.9-11 в качестве примеров представлены различные варианты осуществления изобретения, в которых UE 102 сообщает запрашиваемые длительности ожидания для разных состояний в сеть 104 UTRAN в зависимости от текущего или прогнозируемого функционального состояния UE 102. Например, если UE 102 работает (или предполагает работать) в режиме просмотра Интернет-страниц, то UE 102 может сообщать длительности ожидания, соответствующие схеме переходов между состояниями, показанной на фиг.9, где UE 102 передал длительности timeout_per_state ожидания по запросу, на основании которых сеть 104 UTRAN переводит UE 102 из состояния CELL_DCH напрямую в состояние CELL_PCH; на фиг.10 и 11 сеть 104 UTRAN переводит UE 102 из состояния CELL_DCH в состояние IDLE (в случае, показанном на фиг.10, напрямую), что лучше подходит для ситуаций, в которых важно экономить энергию батареи, а частые запросы установления соединения RRC не прогнозируются.
Следует отметить, что величины timeout_per_state передаются из UE 102 в сеть 104 UTRAN при запросе соединения RRC. Существуют разные способы смены радиосоединения (в разных условиях это может быть переход на другой канал радиосвязи или в новую соту). Интеллектуальное устройство может использовать указанное ответное сообщение для передачи таймеров ожидания в UTRAN при изменении канала радиосвязи. Например, для сообщения таймеров ожидания в сеть 104 UTRAN могут использоваться следующие ответные сообщения:
(i) RadioBearerSetupComplete (другой радиоканал или новая сота);
(ii) RadioBearerReleaseComplete;
(iii) RadioBearerReconfigurationComplete;
(iv) TransportChannelReconfigurationComplete;
(v) PhysicalChannelReconfigurationComplete;
(vi) RRCConnectionSetupComplete (см. фиг.2);
(vii) HandoverToUTRANComplete (новая технология радиодоступа RAT в UMTS);
(viii) RRCConnectionReestablishmentComplete;
(ix) RRCConnectionReconfigureationComplete.
Хотя вышеизложенное может быть осуществлено на различных устройствах мобильной или беспроводной связи, далее со ссылкой на фиг.12 рассматривается пример мобильного устройства. UE 1200 представляет собой, предпочтительно, устройство двунаправленной беспроводной связи, имеющее технические возможности, по меньшей мере, для осуществления речевой связи и передачи данных. UE 1200, предпочтительно, обладает технической возможностью осуществлять связь с другими компьютерными системами через Интернет. В зависимости от конкретной функциональности, устройство беспроводной связи может называться устройством передачи сообщений, двунаправленным пейджером, беспроводным устройством электронной почты, сотовым телефоном с возможностью передачи данных, беспроводным устройством доступа в Интернет, устройством передачи данных и т.п. UE 1200, в котором предусмотрена двусторонняя связь, включает подсистему 1211 связи, в состав которой входят приемник 1212, передатчик 1214 и связанные с ними элементы, например, одна или более антенн 1216 и 1218, предпочтительно встроенных или внутренних, локальные генераторы 1213 колебаний и модуль обработки, например, цифровой сигнальный процессор (digital signal processor, DSP) 1220. Специалисту в области связи очевидно, что конкретная конструкция подсистемы 1211 связи будет зависеть от сети связи, для использования в которой предназначено рассматриваемое устройство. Например, UE 1200 может включать подсистему 1211 связи, рассчитанную на использование в сети GPRS или в сети UMTS.
Условия предоставления доступа к сети также будут зависеть от типа сети. Например, в сетях UMTS и GPRS право доступа к сети связано с абонентом или пользователем UE 1200. По этой причине, например, для работы в сети GPRS мобильному устройству GPRS требуется модуль идентификации абонента (карта SIM, subscriber identity module), в UMTS требуется модуль USIM или SIM, в CDMA требуется карта или модуль RUIM. Указанные средства идентификации абонента далее называются интерфейсом UIM. Без действительного интерфейса UIM некоторые функции мобильного устройства могут быть недоступны для использования. Доступ пользователя к автономным и другим не связанным с использованием сети функциям мобильного устройства, а также возможность пользования функциями, обязательное наличие которых предусмотрено законом (если это имеет место), например, вызовом экстренных служб, может при этом сохраняться, однако мобильное устройство 1200 не сможет использовать функции, требующие осуществления связи через сеть 1200. Интерфейс UIM 1244 в типовом случае сходен с держателем, в который может устанавливаться и извлекаться карта, подобно дискете или карте PCMCIA. Карта UIM карта может хранить множество ключевых конфигураций 1251 и другую информацию 1253, например информацию идентификации и информацию, относящуюся к абоненту.
Когда требуемые операции регистрации или активации в сети выполнены, UE 1200 может передавать и принимать сигналы связи через сеть 1219. Сигналы, принятые антенной 1216 через сеть 1219 связи, передаются в приемник 1212, который может выполнять такие общие для приемников операции, как усиление сигнала, преобразование понижения частоты, фильтрация, выбор канала и т.п., а также, например, как в системе, показанной на фиг.12, аналого-цифровое (А/Ц) преобразование. А/Ц-преобразование принятого сигнала дает возможность реализовать при осуществлении связи более сложные функции, например демодуляцию и декодирование в DSP 1220. Подобным образом выполняется и обработка сигналов, подлежащих передаче, включая модуляцию и кодирование, например, в DSP 1220; указанные сигналы затем передаются в передатчик 1214 для цифроаналогового преобразования, преобразования повышения частоты, фильтрации, усиления и передачи по сети 1219 связи через антенну 1218. DSP 1220 не только обрабатывает сигналы связи, но и управляет приемником и передатчиком.
Например, используемые для сигналов связи в приемнике 1212 и передатчике 1214 коэффициенты усиления могут адаптивно регулироваться с использованием алгоритмов автоматической регулировки усиления, реализованных в DSP 1220. Сеть 1219 может осуществлять связь с множеством систем, в том числе с сервером 1260 и другими элементами (не показаны). Например, чтобы предоставлять услуги различного типа потребителям с разным уровнем потребностей, сеть 1219 может осуществлять связь как с корпоративной системой, так и с системой типа веб-клиента.
UE 1200, предпочтительно, включает микропроцессор 1238, управляющий функционированием устройства в целом. Функции связи, включающие, по меньшей мере, передачу данных, осуществляются через подсистему 1211 связи. Микропроцессор 1238 также взаимодействует с другими подсистемами устройства, например, с дисплеем 1222, флэш-памятью 1224, оперативным запоминающим устройством (random access memory, RAM) 1226, вспомогательными подсистемами 1228 ввода/вывода (input/output, I/O), последовательным портом 1230, клавиатурой 1232, громкоговорителем 1234, микрофоном 1236, подсистемой 1240 ближней связи и любыми другими подсистемами устройства, имеющими общее обозначение 1242. Некоторые из подсистем, показанных на фиг.7, выполняют функции, относящиеся к осуществлению связи, а другие подсистемы могут выполнять автономные функции устройства. Следует заметить, что некоторые подсистемы, например клавиатура 1232 и дисплей 1222, могут использоваться как в функциях устройства, относящихся к осуществлению связи, например, для ввода текстового сообщения с целью передачи по сети связи, так и в автономных функциях устройства, например, в калькуляторе или списке дел.
Программное обеспечение операционной системы, используемое микропроцессором 1238, хранится, предпочтительно, в энергонезависимом хранилище, например, во флэш-памяти 1224 или в не показанных на чертеже постоянном запоминающем устройстве (read-only memory, ROM) или аналогичном средстве хранения информации. Специалисту в данной области техники понятно, что операционная система, конкретные приложения, используемые на устройстве, или их элементы могут быть временно загружены в энергозависимую память, например, в оперативное запоминающее устройство (random access memory, RAM) 1226. В RAM 1226 также могут сохраняться принятые сигналы связи. Уникальный идентификатор UE хранится, предпочтительно, в постоянном запоминающем устройстве. Как показано, флэш-память 1224 может подразделяться на различные области: область 1258 для хранения компьютерных программ и области 1250, 1252, 1254 и 1256 для хранения данных программ. Данное разделение на различные типы хранилищ является следствием того, что каждой программе может выделяться часть флэш-памяти 1224 для собственных нужд хранения. В дополнение к выполнению функций операционной системы мобильного устройства, микропроцессор 1238, предпочтительно, выполняет и программные приложения.
Заранее определенный набор приложений, управляющих основными операциями, включающий, например, хотя бы приложения для речевой связи и передачи данных, устанавливают на UE 1200, как правило, в процессе производства. Предпочтительным программным приложением может быть приложение (personal information manager, PIM) для упорядоченного хранения персональной информации пользователя мобильного устройства, например, электронной почты, календаря событий, речевых сообщений, расписания встреч, списка дел и т.п. Естественно, для хранения элементов данных PIM на мобильном устройстве отводят одну или более областей памяти. В данном приложении PIM, предпочтительно, предусматривают возможность передавать и принимать элементы данных через беспроводную сеть 1219. В предпочтительном варианте осуществления указанные элементы данных PIM через беспроводную сеть 1219 автоматически объединяются, синхронизируются и обновляются согласованно с соответствующими элементами данных пользователя мобильного устройства, хранимыми или связанными с родительской компьютерной системой. Через сеть 1219, вспомогательную подсистему 1228 ввода/ вывода, последовательный порт 1230, подсистему 1240 ближней связи или иную пригодную для указанной цели подсистему 1242 на мобильное устройство 1200 также могут быть загружены приложения, устанавливаемые пользователем в RAM 1226 или, предпочтительно, в энергонезависимую память (не показана) с целью их выполнения микропроцессором 1238. Такое многообразие способов установки приложений расширяет функциональность устройства, что может придавать устройству дополнительные автономные функции и/или функции, относящиеся к осуществлению связи. Например, с использованием защищенных приложений на UE 1200 могут осуществляться функции электронной торговли и другие аналогичные финансовые операции. Однако во многих случаях такие приложения, в соответствии с вышеизложенным, должны быть одобрены оператором связи.
В режиме передачи данных принятый сигнал, например, текстовое сообщение или загруженная веб-страница, обрабатывается подсистемой 1211 связи и передается в микропроцессор 1238, который, предпочтительно, выполняет дальнейшую обработку принятого сигнала для вывода на дисплей 1222, или, как вариант, на вспомогательное устройство 1228 ввода/ вывода. Пользователь UE 1200 может также создавать элементы данных, например, сообщения электронной почты, например, с использованием клавиатуры 1232, которая, предпочтительно, представляет собой полную алфавитно-цифровую клавиатуру или кнопочный номеронабиратель телефонного типа, связанные с дисплеем 1222 и, возможно, с вспомогательным устройством 1228 ввода/ вывода. Созданные указанным образом элементы данных могут затем передаваться по сети связи через подсистему 1211 связи.
Для речевой связи UE 1200 функционирует аналогично, за исключением того, что, предпочтительно, принятые сигналы передают на громкоговоритель 1234, а сигналы для передачи формируют микрофоном 1236. На UE 1200 могут также быть осуществлены иные подсистемы ввода/вывода речи или аудиосигнала, например, подсистема записи речевых сообщений. Хотя вывод речи или аудиосигнала осуществляется, предпочтительно, через громкоговоритель 1234, при этом для вывода, например, информации о вызывающей стороне, длительности речевого вызова или другой информации, относящейся к речевому вызову, может использоваться дисплей 1222.
Фиг.13 представляет собой блок-схему операции 1320 в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения. Операция 1300 может выполняться терминалом UE. Операция 1300 может быть осуществлена путем определения функционального состояния и закономерности потока данных для UE на шагах 1302 и 1304 формирования терминалом UE схемы переходов UE между состояниями и соответствующих таймеров неактивности при переходах UE между состояниями. В шаге 1306 таймеры смены состояния UE, соответствующие схеме переходов UE между состояниями, передаются в сеть NW. UE может проверять состояние других используемых транспортных каналов, связанных со всеми остальными работающими приложениями верхнего уровня, и принимать рациональное, многофакторное решение о моменте формирования признака отсутствия пакетных данных в течение продолжительного периода времени. В описываемом варианте осуществления запрашиваемые таймеры неактивности могут включаться в ответное сообщение, используемое, например, при установлении канала RRC. Если на шаге 1308 установлено, что сеть отвергла принятые из UE запрашиваемые таймеры неактивности, то на шаге 1310 UE принимает из сети заданные по умолчанию таймеры неактивности, если же сеть не отвергла принятые из UE запрашиваемые таймеры неактивности, то на шаге 1312 UE принимает запрашиваемые UE таймеры. В любом случае на шаге 1314 UE функционирует на основании команд, принятых из сети.
Различные аспекты, разновидности, особенности описываемых вариантов осуществления изобретения могут быть использованы раздельно или в любом сочетании. С целью пояснения настоящего варианта осуществления в вышеприведенном описании использованы конкретные обозначения. Однако специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что указанные конкретные подробности не являются необходимыми для осуществления настоящего описанного решения. Соответственно, вышеприведенные описания конкретных вариантов осуществления настоящего решения приведены только с целью пояснения и не имеют целью дать исчерпывающее изложение или ограничить решение конкретными описанными вариантами. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что вышеизложенные принципы позволяют найти множество модификаций и разновидностей настоящего решения.
Приведенные варианты осуществления выбраны и описаны здесь, чтобы наилучшим образом объяснить основы настоящего решения и его практические применения и тем самым дать специалистам в данной области техники возможность наилучшим образом использовать настоящее решение и различные варианты осуществления изобретения с различными модификациями в соответствии с требованиями конкретного применения.
Изобретение относится к области управления радиоресурсами между терминалом пользователя и беспроводной сетью. Технический результат изобретения заключается в оптимизации энергопотребления беспроводного устройства. Способ и устройство для экономии ресурса батареи в устройстве беспроводной связи основаны на динамическом координировании состояния соединения уровня управления радиоресурсами RRC мобильного устройства беспроводной связи, осуществляющего связь с беспроводной сетью, с закономерностью потока данных, передаваемых между мобильным устройством беспроводной связи и беспроводной сетью. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил.
1. Устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью осуществления связи с беспроводной сетью, содержащее
процессор;
батарею;
беспроводной приемопередатчик, выполненный с возможностью обеспечения связи с беспроводной сетью и соединенный с возможностью обмена данными с процессором; и
логику, соединенную с возможностью осуществления обмена данными с процессором и беспроводным приемопередатчиком и выполненную с возможностью обеспечения выполнения устройством беспроводной связи:
определения текущего функционального состояния или прогнозируемого функционального состояния устройства беспроводной связи;
определения закономерности потока данных, характерной для адекватного предоставления услуги в текущем функциональном состоянии и включающей множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью;
формирования с целью экономии энергии батареи множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, выполняемое на основании указанных текущего функционального состояния, прогнозируемого функционального состояния и определенной таким образом закономерности потока данных, причем каждый из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи; и
передачи в беспроводную сеть запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающего по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, причем, если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут беспроводной сетью, беспроводная сеть подает команду заменить таймер смены состояния соединения устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданным в запросе, а в противном случае беспроводная сеть подает в устройство беспроводной связи команды заменить таймер смены состояния соединения устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прогнозируемое функциональное состояние включает прогнозируемую закономерность потока данных.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передает запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи в сеть посредством:
передачи в беспроводную сеть информации о смене в запросе соединения уровня управления радиоресурсами (RRC);
выполнения беспроводной сетью в ответ на указанный запрос соединения RRC смены состояния соединения RRC устройства беспроводной связи; и
передачи в беспроводную сеть сообщения подтверждения смены соединения RRC, причем указанное сообщение включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
4. Способ экономии энергии батареи устройства беспроводной связи, выполненный с возможностью осуществления связи с беспроводной сетью, включающий:
определение текущего функционального состояния и прогнозируемого функционального состояния устройства беспроводной связи;
определение закономерности потока данных, характерной для адекватного предоставления услуги в текущем функциональном состоянии и включающей множество операций пересылки данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью;
формирование с целью экономии энергии батареи множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, выполняемое на основании указанных текущего функционального состояния, прогнозируемого функционального состояния и определенной таким образом закономерности потока данных, причем каждый из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи указывает продолжительность периода отсутствия активности по пересылке данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи; и
передачу в беспроводную сеть запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающего по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, причем если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут беспроводной сетью, то сеть отдает команды сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданным в запросе, а в противном случае беспроводная сеть подает в устройство беспроводной связи команды сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что прогнозируемое функциональное состояние включает прогнозируемую закономерность потока данных.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что передача запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи в беспроводную сеть включает:
передачу устройством беспроводной связи в беспроводную сеть информации о смене в запросе соединения уровня управления радиоресурсами (RRC);
выполнение беспроводной сетью в ответ на указанный запрос соединения RRC смены состояния соединения RRC устройства беспроводной связи; и
передачу устройством беспроводной связи в беспроводную сеть сообщения подтверждения смены соединения RRC, причем указанное сообщение включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
7. Способ по п.4, отличающийся тем, что в ответ на сообщение RadioBearerRelease устройство беспроводной связи передает сообщение RadioBearerReleaseComplete, которое включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
8. Способ по п.4, отличающийся тем, что в ответ на сообщение RadioBearerReconfiguration устройство беспроводной связи передает сообщение RadioBearerReconfigurationComplete, которое включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
9. Способ по п.4, отличающийся тем, что в ответ на сообщение TransportChannelReconfiguration устройство беспроводной связи передает сообщение TransportChannelReconfigurationComplete, которое включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
10. Способ по п.4, отличающийся тем, что в ответ на сообщение PhysicalChannelReconfiguration устройство беспроводной связи передает сообщение PhysicalChannelReconfigurationComplete, которое включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
11. Способ по п.4, отличающийся тем, что либо сообщение HandoverToUTRANComplete, либо сообщение CellChangedOrderFromUTranFailure включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
12. Способ по п.4, отличающийся тем, что в ответ на сообщение сети UTRANMobilitylnformation устройство беспроводной связи передает сообщение UTRANMobilitylnformationConfirm, которое включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
13. Способ по п.4, отличающийся тем, что в ответ на сообщение сети CellUpdate или сообщение сети URAUpdate устройство беспроводной связи передает сообщение UTRANMobilitylnformationConfirm, которое включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
14. Способ по п.4, отличающийся тем, что в ответ на сообщение RRC Connection Reestablishment устройство беспроводной связи передает сообщение RRCConnectionReestablishmentComplete, которое включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
15. Энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, содержащий множество команд, служащий для хранения исполняемого компьютерного кода, предназначенного для экономии энергии батареи устройства беспроводной связи, осуществляющего связь с беспроводной сетью, причем множество команд при исполнении их процессором обеспечивают выполнение устройством беспроводной связи:
определения текущего функционального состояния и прогнозируемого функционального состояния устройства беспроводной связи;
определения закономерности потока данных, характерной для адекватного предоставления услуги в текущем функциональном состоянии и включающей множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью;
формирования с целью экономии энергии батареи множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, выполняемого на основании указанных текущего функционального состояния, прогнозируемого функционального состояния и определенной таким образом закономерности потока данных, причем каждый из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи; и
передачи в беспроводную сеть запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающего по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, причем, если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут беспроводной сетью, беспроводная сеть подает команду заменить таймер смены состояния соединения устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданным в запросе, а в противном случае беспроводная сеть подает в устройство беспроводной связи команды заменить таймер смены состояния соединения устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.
16. Носитель информации по п.15, отличающийся тем, что прогнозируемое функциональное состояние включает прогнозируемую закономерность потока данных.
17. Носитель информации по п.15, отличающийся тем, что множество инструкций дополнительно обеспечивают выполнение устройством беспроводной связи:
передачи в беспроводную сеть информации о смене в запросе соединения RRC;
выполнения беспроводной сетью в ответ на указанный запрос соединения RRC смены состояния соединения RRC устройства беспроводной связи; и
передачи в беспроводную сеть сообщения подтверждения смены соединения RRC, причем указанное сообщение включает указание на по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи.
| Колосоуборка | 1923 |
|
SU2009A1 |
