BR102012028349B1

BR102012028349B1 - Método para gerenciar recursos de rádio móvel para aperfeiçoamento de recepção de pacotes

Info

Publication number: BR102012028349B1
Application number: BR102012028349-2A
Authority: BR
Inventors: Tito Ricardo Bianchin Oliveira
Original assignee: Samsung Eletrônica da Amazônia Ltda.
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2021-11-30
Also published as: BR102012028349A2; US8804541B2; US20130100827A1

Abstract

método para gerenciar recursos de rádio móvel para aperfeiçoamento de recepção de pacotes. um método para gerenciar recursos de rádio móveis para o realce de recepção pacote inclui um dispositivo móvel que começa a monitorar um buffer uma vez que o dispositivo móvel está em um estado conectado de controle de recurso de rádio (rrc). durante a monitoração, o dispositivo móvel verifica o estado de empilhamento de pacotes de dados e a taxa na qual os pacotes de dados estão sendo recebidos. um perfil de chegada para os pacotes de dados, como uma função do tempo, é criado com estes dados. uma operação de previsão de tráfego é realizada com base no perfil de chegada. o buffer é verificado para determinar se está vazio e se o tráfego previsto é zero. se ambas as condições forem positivas, um sinal de interrupção é enviado para um ponto específico da máquina de estados de rrc solicitando que o fluxo normal seja desviado, um sinal de desconexão a partir do dispositivo móvel é gerado, e o dispositivo móvel entra em um modo ocioso.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a redes de comunicações tendo terminais móveis sem fio. Em particular, a presente invenção refere-se à gestão do consumo de energia dos dispositivos móveis sem fio, como telefone celular, PDA e smartphones que têm uma conexão de comunicação de dados ativa baseada na tecnologia 3G.

Antecedentes da Invenção

[0002] A expansão das redes de terceira geração (3G) em todo o mundo e o aumento da largura de banda para a transmissão de dados aumentou a oferta de novos serviços. Os novos serviços de dados e acesso à Internet usando os dispositivos móveis tornaram as redes 3G integradas com outras redes de comunicação de dados.

[0003] As redes de dados e móveis estão se tornando integrais e o tráfego de informações está aumentando devido a ampla e crescente largura de banda disponível. Os recursos de interface aérea necessários para o tráfego de dados faz com que o consumo de energia aumente, reduzindo o tempo de vida da bateria dos dispositivos móveis 3G. O impacto para trocar mensagens de alocar recursos físicos a partir de dispositivos móveis e a rede em uma rede de terceira geração é maior do que em uma rede de segunda geração, devido às características de canais de interface aérea e as estruturas de protocolo.

[0004] Na verdade, algumas das aplicações para smartphones mais populares são também alguns dos maiores geradores de tráfego de sinalização. Aplicações de redes sociais, nas quais amigos estão conectados uns aos outros por longos períodos de tempo, inerentemente envolvem frequente ida e volta de mensagens ou atualizações de status. Serviços de mensagens instantâneas, aplicações de VoIP e outros serviços populares, são apenas alguns dos exemplos enquanto se alguém está “conectado” não seria incomum para ele alavancar simultaneamente vários aplicativos de rede social.

[0005] Um dos conceitos utilizados para dispositivos móveis é de “ligação permanente” (Always-On). Isto é usado para dispositivos móveis que precisam ser alcançados por outros dispositivos ou serviço e ele permanece conectado à rede com um endereço de rede válido. Aplicativos como e-mails, que usam push e-mail e VoIP, são exemplos de serviços que requerem que o dispositivo móvel seja alcançado a qualquer momento pela rede de acesso.

[0006] Outro aspecto importante a ser considerado é a alocação de recursos de rádio, que é realizada dinamicamente de acordo com o tráfego de dados. O controle de Recursos de Rádio (RRC) tem dois estados em redes 3G: Ocioso e Conectado. Quando um dispositivo está conectado à rede, está geralmente consumindo pelo menos alguns recursos de rede, enquanto a transição entre os diferentes estados de RRC pode gerar uma pequena ou uma grande quantidade de tráfego de sinalização. O estado de RRC tem um impacto sobre a vida útil da bateria com alguns estados que exigem consideravelmente mais consumo de corrente do que outros estados.

[0007] O estado ocioso é o modo em que o dispositivo móvel é basicamente dormente e não se comunica com a rede, embora não atenda certas mensagens de difusão. Neste estado, a porção de rádio do telefone não está a consumir quaisquer recursos de rede e ele consome a menor quantidade de energia, ou no intervalo de apenas 5 mA. O estado conectado está dividido nos seguintes modos: Canal de Célula Dedicada (Cell Dedicated Channel - CELL_DCH), Canal de Acesso Direto à Célula (Cell Forward Access Channel - CELL_FACH) e Canal de Paging de Célula (Cell Paging Channel - CELL_PCH). Os referidos estados indicam diferentes níveis de estar conectado à rede, ainda que a definição de estar conectado varie amplamente entre os três estados, como se segue:

[0008] - CELL_DCH é o estado, em que um canal dedicado é alocado para o dispositivo móvel. É usado para a transmissão de dados quando a quantidade de dados a ser transferida é alta. Quando um telefone celular está neste estado, ele está consumindo mais recursos de rede, enquanto o consumo da bateria também está em seu nível mais alto, cerca de 200 mA ou superior.

[0009] - CELL_FACH é o canal comum utilizado quando há um baixo volume de dados a serem transmitidos, ou o fluxo de dados atinge um limite definido pela rede principal. O consumo de energia dos dispositivos móveis, neste caso, é de cerca de 100 mA.

[0010] - CELL_PCH é um estado opcional, no qual o telefone pode receber um sinal de paging de rede para verificar se existem pacotes a serem transmitidos através da ligação descendente. O consumo de energia neste estado é cerca de 1% ou 2% do modo CELL_DCH.

[0011] Um outro aspecto a ser considerado é o critério de transição. Um critério de transição estado é baseado no nível de Ocupação de Buffer (BO) do dispositivo móvel. O BO armazena os dados a serem enviados, e indica o fluxo de tráfego de pacotes de dados. A medição da BO é enviada a partir do dispositivo móvel para a rede, que decide mudar de estado RRC ou não. Se for necessária uma reconfiguração, a mensagem é enviada a partir da rede para o dispositivo móvel. Esta mensagem contém o campo Indicador de Estado RRC, que se destina a informar qual é o novo estado para o qual o dispositivo móvel deve mudar.

[0012] Outro mecanismo usado para disparar uma transição de estado é o tempo limite devido a períodos de inatividade de tempo. Há três temporizadores de inatividade que são usados para determinar quando um aparelho ou smartphone deve se mover para um estado inferior depois de um período de tempo especificado de inatividade.

[0013] A figura 1 mostra a curva característica para a recepção de um pacote simples. O temporizador T1 refere-se ao período de tempo de inatividade no estado CELL_DCH antes do dispositivo 3G seja enviado para um estado inferior. O temporizador T2 é associado com o estado CELL_FACH e é utilizado de um modo semelhante para determinar quanto tempo o dispositivo 3G deve permanecer no estado CELL_FACH sem qualquer atividade. Finalmente, o temporizador T3 determina quanto tempo o aparelho deve permanecer em CELL_PCH antes de voltar ao estado ocioso. A corrente média para cada estado é apresentada na figura 2.

[0014] Limite de tempo e consumo de recursos são outros aspectos importantes a serem considerados. É simples para mostrar que quanto maior o temporizador T2, mais energia é consumida pelo dispositivo móvel. Por outro lado, quanto menor o valor de tempo limite, mais recursos a partir da rede principal serão gastos para realizar novas conexões.

[0015] Em redes reais, as portadoras configuram o tempo limite T2 com valores muito grandes que podem chegar a até 30 ou 50 segundos. Com essa estratégia, a portadora mantém conexão ativa para evitar reconexões se os pacotes subsequentes são recebidos em um intervalo curto (sinalização múltipla), e economizar recursos de novas conexões.

[0016] Considerando tais cenários, é possível encontrar valores de trade-off, em que os tempos de espera fazem com que nenhuma energia desnecessária seja consumida a partir do dispositivo móvel e, portanto, nenhum recurso adiciona da rede está comprometido.

[0017] O documento de patente norte-americana N° US 6,807,159 depositado em 25 de outubro de 2000 descreve um sistema, método e produto de programa de computador para a realização do método para gerenciar o consumo de energia em uma rede sem fio de duplexação por divisão de tempo mestre orientada compreendendo o aperfeiçoamento do consumo de energia, mantendo a qualidade dos requisitos de serviço para o atraso de pacotes ponta-a-ponta, ajustando o intervalo de pesquisa para cada escravo no modo de baixa energia com base no tráfego de entrada no escravo. De acordo com o referido documento, quando nenhum pacote está sendo recebido, o sistema muda do modo ativo para em espera. Além disso, o método de previsão para a chegada de pacotes é utilizado, bem como o dispositivo é mantido no modo de espera, quando não há tráfego a ser recebido ou enviado. O principal inconveniente imposto pelos ensinamentos do referido documento é que um algoritmo fixo para a previsão de tráfego é usado, que representam uma enorme desvantagem do estado da técnica.

[0018] O documento de patente norte-americano N° 7,155,261 depositado em 01 de maio de 2003 descreve um método para economizar energia em um dispositivo móvel durante um procedimento de atualização de célula em um sistema de comunicação sem fio. O dispositivo móvel usa um primeiro temporizador e um segundo temporizador para monitorar suas operações internas. Se apenas um temporizador estiver em execução, um temporizador em execução é designado para ser o primeiro temporizador. Se ambos os temporizadores não têm RABs associados, o primeiro temporizador é iniciado. Portanto, esse documento propõe uma melhor verificação para o tempo limite, fazendo com que o dispositivo a deixar o estado CELL_DCH e ir para o estado ocioso, economizando energia. Diferentemente, a presente invenção refere-se com a recepção de dados (pacotes IP), enquanto que o referido documento norte-americano está ligado ao processo de seleção/re-seleção de uma célula. Além disso, os tempos limites envolvidos são diferentes. A presente invenção emprega T1, T2 e T3, que são utilizados para desconexões da máquina de estado RRC no lado do núcleo da rede durante o processo de “mudar de estado”, considerando que, de acordo com o referido documento norte- americano, T314 e T315 também são temporizadores da máquina de estado RCC, mas o método de economia de energia do presente documento concentra-se no processo de “atualização de célula”. A presente invenção compreende um processo dinâmico para interromper o temporizador e desconectar o dispositivo, enquanto que o referido documento norte- americano verifica as condições ideais para inicializar o temporizador durante o processo de seleção/re-seleção.

[0019] De acordo com as concretizações de tal documento, uma verificação aprimorada dos temporizadores é realizada, fazendo com que o dispositivo deixe o estado CELL_DCH para o estado ocioso, economizando energia. O referido documento refere-se à seleção/re-seleção de células, ao passo que a presente invenção refere-se a recepção de dados (pacotes IP).

[0020] O documento norte-americano US 20090285142 depositado em 05 de abril de 2009 descreve um sistema e método para maximizar o tempo de espera dos dispositivos de comunicação móveis que tem Wi-Fi ou outras interfaces de rede de alto consumo de energia, através da previsão em tempo real de períodos de tempo de silêncio acionáveis (ASPs) da interface e fechando a interface durante estes ASPs. Os tempos de espera são significativamente aumentados, resultando em períodos de tempo de operação mais longos antes que o carregamento da bateria seja necessário, enquanto mantendo mínimas as probabilidades de faltar pacotes de dados de entrada quando a interface é desligada. O método de redução do consumo de energia de um dispositivo que opera de forma intermitente com períodos de tempo de inatividade extensos entre as operações intermitentes, que compreende as etapas de: monitorar a operação do referido dispositivo para detectar períodos de tempo de inatividade; prever a duração de um período de tempo de inatividade detectado; e desligar a alimentação para o referido dispositivo, por um período de tempo que corresponde substancialmente à referida duração prevista. De acordo com os ensinamentos do referido documento, o modelo de previsão é usado para intervalos de silêncio. Além disso, não há nenhuma mudança nos protocolos, mas nos períodos de tempo LIGADO/DESLIGADO para transmissão e recepção. Além disso, o consumo de energia é controlado através pelo dispositivo móvel, sem interferência da rede. No entanto, quando se utiliza tais ensinamentos, os pacotes podem ser perdidos. Além disso, são necessários receptores separados, o que pode causar problemas adicionais para a implementação.

Sumário Da Invenção

[0021] A presente invenção compreende um método para reduzir o consumo de energia em dispositivos móveis 3G através do gerenciamento de consumo de energia de dispositivos móveis sem fio, como telefones móveis, PDAs e smartphones tendo uma conexão de comunicação de dados ativa baseada na tecnologia 3G.

[0022] Na presente invenção, o conceito principal consiste em reduzir o tempo de espera do aparelho móvel antes que ele pare de ouvir o canal de acesso direto à célula (CELL_FACH) e mover para o estado ocioso. Isso reduz o período de inatividade do tempo de transmissão de canal quando não há dados a serem recebidos, mas os recursos de interface aérea de rede ainda estão disponíveis. Esta solução tem sido demonstrada como sendo eficaz para a redução do consumo de energia em cerca de 20%, de acordo com testes atuais.

[0023] A presente invenção propõe um método para gerar os melhores tempos limite com base em perfis de tráfego diferentes para os dados de entrada e saída em dispositivos móveis. Desde que os tempos limite sejam definidos pela rede, o presente método utiliza a capacidade do dispositivo móvel de gerar sinais para realizar a desconexão de acordo com as regras da norma 3GPP.

Breve Descrição Das Figuras

[0024] Os objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada de uma concretização exemplar da invenção e desenhos anexos a título de exemplo não limitativo, nos quais:

[0025] A figura 1 mostra um gráfico que representa uma curva característica para receber um pacote simples, de acordo com o estado da técnica.

[0026] A figura 2 mostra a relação do fluxo de tráfego, o consumo de corrente e os estados de RRC, de acordo com o estado da técnica.

[0027] A figura 3 um fluxograma geral para o método da presente invenção.

[0028] A figura 4 representa o consumo gerado ao receber um pacote para um tempo limite de CELL_FACH de: a) 30 segundos (rede), e b) 5 segundos (telefone móvel).

[0029] A figura 5 representa o consumo gerado ao receber dois pacotes em um intervalo de 15 segundos durante um tempo limite de CELL_FACH de: a) 30 segundos (rede), e b) 5 segundos (telefone móvel).

[0030] A figura 6 mostra uma máquina de estados de RRC padrão.

[0031] A figura 7 mostra uma máquina de estados padrão implementada na norma 3GPP.

[0032] A figura 8 mostra o método de acordo com a presente invenção.

[0033] A figura 9 mostra semelhanças de RCC 3G e 4G, como o método da presente invenção pode ser empregue somente no sistema 4G.

Descrição das Concretizações Preferidas da Invenção

[0034] Concretizações exemplares serão agora descritas mais detalhadamente com referência às figuras 3 a 8.

[0035] A figura 3 mostra uma vista geral do método de gerenciamento dos recursos de rádio móveis para a melhoria da recepção de pacotes. Uma vez que o dispositivo móvel está no estado conectado de RRC (100), ele começa a monitorar o buffer (BO) (110). Durante esse monitoramento, apesar do estado de empilhamento de pacotes de dados, a taxa na qual os pacotes de dados estão chegando, é também verificada. Com estes dados, é possível criar um perfil de chegada para os pacotes de dados como uma função do tempo. Com base em tal perfil, que é realizada a operação de previsão de tráfego (120). Existem no estado da técnica vários algoritmos clássicos que executar esta operação. A previsão de tráfego de dados pode ser realizada utilizando qualquer dos modelos de previsão disponíveis, não se limitando a um ou outro método. Exemplos de método de filtragem são as Redes Neurais, como descritas por Okutani, I. e Y. Stephanedes, intitulado: “Dynamic Prediction of Traffic Volume Through Kalman Filtering Theory”. Em Transportation Research B, Vol. 18B, No. 1, pp 1-11, 1984; BL Smith, MJ Demetsky, “Short-term Traffic Flow Prediction: Neural Network Approach”, em Transportation Research Register No. 1453, Intelligent Transportation Systems: Evaluation, Driver Behavior and Artificial Intelligence, 98-104, 1994, bem como L . Li, W.-H. Lin, Liu H., “Type-2 Fuzzy Logic Approach for Short-Term Traffic Forecasting”, em Intelligent Transport Systems, IEEE Proceedings Vol. 153, 33-40, 2006. De acordo com a concretização preferida da presente invenção, foram utilizados filtros de Kalman. Além disso, verifica-se se o BO (110) está vazio e se o tráfego previsto também é zero (130). Se ambas as respostas são positivas, ele envia um sinal de interrupção para um ponto específico da máquina de estados de RRC, no qual é solicitado que o fluxo normal seja desviado e a sinalização da desconexão do dispositivo móvel (140) seja gerada. No final do processo, entra no modo ocioso (150).

Vantagens Da Invenção

[0036] A presente invenção proporciona as seguintes vantagens sobre o estado da técnica:

[0037] - Economiza até 20% no consumo de energia da bateria (para os cenários já testados);

[0038] - Evita reconexão sucessiva do recurso de rádio (RRC) fazendo com que o usuário tenha um desempenho superior ao usar aplicações de dados, porque torna a manipulação mais eficiente dos tempos limite de acordo com as características de tráfego específicas de cada usuário. Atualmente, os tempos T1 e T2 são definidos pela rede e são fixos para todos os usuários conectados ao mesmo, que pode ser bom para um grupo de usuários, mas não para todos os usuários.

[0039] - A solução é feita usando o lado do dispositivo sem a necessidade de mudanças em normas 3GPP ou no núcleo da rede; e

[0040] - Impede que o consumo excessivo de energia para qualquer tipo de tráfego de pacotes IP, tais como email, mensagens keep-alive, “pacotes indesejados”, o tráfego da web, etc.

[0041] Manter o recurso de rádio ativo durante um longo período de tempo é uma solução para o operador para economizar os recursos da rede. Consequentemente, novas ligações de rádio são evitadas se vários pacotes são enviados em um curto período de tempo. Por outro lado, o dispositivo móvel é danificado, porque ele deve ser mantido neste estado consumindo energia desnecessária mesmo que nenhuma informação esteja sendo recebida.

[0042] Este problema deve ser tratado com mais cuidado, uma vez que está presente no recebimento de qualquer pacote, se solicitado ou não. Uma vez que os tempos limite de desconexão estão configurados para o lado da rede do operador, e não para o dispositivo, que deve ser usada uma solução alternativa de modo que os recursos de rádio não permaneçam ativos durante longos períodos de tempo, e desligá-los quando não são necessários. A norma 3GPP estabelece uma forma para a desconexão de RRC a ser requerida pelo dispositivo quando detecta inatividade e, procedimento causa a sinalização extra de uma mensagem maior do que se desconexão viesse do operador.

[0043] A figura 4 ilustra o consumo gerado por cada estado de RRC para casos em que o tempo limite da rede CELL_FACH é mantido inalterado em 30 segundos e para o caso em que esse tempo é reduzido para 5 segundos, tendo desconexão originada a partir do telefone móvel. Ao encurtar o intervalo, o consumo torna-se 1.199 mAh, para 482,56 μAH, gerando uma redução de consumo de 59,7%.

[0044] O consumo de energia será menor quanto menor for o tempo de inatividade atribuído a CELL_FACH. Embora esta solução seja eficiente em termos de redução do consumo, podem ocorrer alguns problemas, tais como:

[0045] - Diminuir o desempenho para acesso de dados;

[0046] - Aumentar as mensagens de sinalização.

[0047] A diminuição de desempenho está ligada a acessibilidade do usuário. Se o tempo limite é muito curto, e uma nova solicitação de acesso a um conteúdo de Internet (como uma página da Web, por exemplo) é realizada após a desconexão da RRC, a resposta vai demorar mais devido ao tempo extra para o novo estabelecimento de uma conexão de RRC a ser feita. Por conseguinte, há um aumento do número de sinalização entre o dispositivo e a rede para estabelecer esta nova conexão, o qual não iria ocorrer por um tempo limite um pouco maior. Outro tipo de sinalização adicional é gerado a partir da mensagem de solicitação de desconexão pelo dispositivo.

[0048] A figura 5 ilustra a recepção de dois pacotes com um intervalo de 15 segundos entre eles. Em (a), é mostrado um tempo limite de CELL_FACH de 30 segundos (rede), e em (b) 5 segundos (dispositivo).

[0049] Para o maior valor de tempo limite, após 15 segundos do recebimento do primeiro pacote, o canal FACH é ainda ativo (conexão ativa em RRC), e o pacote é recebido sem a necessidade de uma nova conexão. Um novo tempo limite de 30 segundos após a recepção do segundo pacote é então iniciado, fazendo com que a operação para receber os dois pacotes demore 45 segundos e, consumindo 1,446 mAh (5,35 MWh).

[0050] O exemplo da figura 5 mostra que a configuração de um valor baixo de T2 não garante necessariamente a economia de energia. Para minimizar este problema, a presente invenção propõe que o tempo limite seja controlado pelo dispositivo móvel de forma dinâmica. De acordo com a concretização preferida da presente invenção, o tempo limite será gerado de acordo com o perfil de tráfego de dados que está a ocorrer na rede naquele momento.

[0051] Para explicar como este perfil de dados é adquirido e como a sinalização que vem do dispositivo móvel é gerada, em primeiro lugar o processo padrão será apresentado, implementado em dispositivos móveis da norma 3GPP da máquina de estados RRC. Em seguida, neste processo padrão, os novos blocos funcionais que implementam o objeto da presente invenção serão apresentados.

Dispositivo que Executa a Máquina de Estados da Invenção

[0052] O hardware necessário para realizar o método da presente invenção é um dispositivo portátil, em que as suas características principais são ilustrados na figura 6. A unidade central de processamento ou CPU (210) (Central Processing Unit) é responsável por interpretar e executar as instruções definidas na máquina de estados RRC que implementa o método da presente invenção. A câmera (211) é responsável por capturar as imagens. O meio de armazenamento (212) serve para armazenar informações e dados, incluindo perfil de dados de histórico da rede, entre outros. O equipamento consiste também em dispositivos de entrada de informação (213) e os componentes de áudio (214). Através deste componente de conectividade (215), é possível enviar/receber o tráfego de dados e informações entre o dispositivo móvel e a rede, incluindo a sua sinalização e configuração de parâmetro de conexão e desconexão. O meio de exibição (216) é usado para visualizar as imagens capturadas pelo dispositivo de câmera.

[0053] A figura 7 mostra a máquina de estados padrão implementada na norma 3GPP. Esta máquina de estados se limita aos estados CELL_FACH, CELL_DCH (RRC ligado) e ocioso somente porque o maior consumo está relacionado a este caso.

[0054] O bloco de Canal de Pacote de Dados representa o fluxo de pacotes a partir da rede e que são recebidos pelo dispositivo móvel.

[0055] Se não houver um fluxo de dados (300), o dispositivo móvel permanece no estado ocioso (305). Se o fluxo é maior do que 0 (310), o dispositivo móvel vai para o estado CELL_DCH (315) para os dados de tráfego. Uma vez neste estado, duas possibilidades estão disponíveis: CELL_DCH (315) ou CELL_FACH (335).

CELL_DCH (315)

[0056] Se o dispositivo móvel acabou de receber os pacotes e fluxo de dados é redefinido (320), um temporizador com valor T1 segundos é iniciado (325). Se não houver fluxo de dados até o esgotamento do tempo limite (330), o dispositivo móvel irá seguir o fluxo da máquina de estados para CELL_FACH (335).

[0057] Se todos os dados estão sendo enviados durante o tempo limite, o telefone pode continuar no estado CELL_DCH (315) ou no estado CELL_FACH (335), dependendo da quantidade de pacotes que estão chegando no dispositivo. Se for maior do que o limiar (XKB / s) (340), o dispositivo permanece no estado CELL_DCH (315), caso contrário, envia o evento 4b (350) para a rede, que detecta a mudança de tráfego e envia para o telefone o Indicador de Estado RRC de Mensagem = 1, fazendo com que o dispositivo móvel mude para o estado CELL_FACH (335).

[0058] Se o dispositivo móvel está em estado CELL_DCH, mas o volume de tráfego é menor do que o limiar (355), o telefone enviará o evento 4b (350) para a rede avisando que o volume de tráfego é inferior ao limiar e a rede envia o Indicador de Estado RRC de Mensagem = 1, fazendo com que o telefone mude para o estado CELL_FACH (335).

CELL_FACH (335)

[0059] Se o dispositivo móvel acabou de receber os pacotes e/ou fluxo de dados é igual a zero (360), um temporizador tendo um valor de T2 segundos é iniciado (365). Se não houver fluxo de dados até o esgotamento do tempo limite (370), o telefone irá receber a partir da rede da mensagem Liberação de Conexão RRC (375), o que significa que a desconexão do RRC será desfeita. Outros casos ainda podem ocorrer, mas, como em termos de consumo de energia, tais estados são semelhantes ao estado ocioso, o fluxograma foi simplificado.

[0060] Se qualquer dado é enviado durante o tempo limite, o dispositivo móvel pode continuar em estado CELL_DCH (315) ou no estado CELL_FACH (335), dependendo da quantidade de pacotes que estão chegando no telefone. Se menor do que o limiar (XKB/) (380), o dispositivo permanece no estado CELL_FACH (335), caso contrário, envia o evento 4a (390) para a rede, que detecta a mudança de tráfego e envia de volta para o dispositivo a mensagem de Indicador de Estado RRC = 0, fazendo com que o mesmo mude para o estado CELL_DCH (315).

[0061] Se o dispositivo móvel está em CELL_FACH, mas o volume de tráfego é maior do que o limiar (395), o dispositivo envia o evento 4a (390) para a rede avisando que o volume de tráfego é superior ao limiar e a rede envia o Indicador de Estado de RRC = 1, fazendo com que o mesmo mude para o estado CELL_DCH (315).

[0062] O método de acordo com a presente invenção, como mostrado na figura 8 em cinza, que compreende um dispositivo móvel monitorando a pilha dos pacotes TCP/IP recebidos durante um determinado intervalo e por uma série de dados históricos e um mecanismo de previsão (tal como um filtro de Kalman, redes neurais, etc.) para prever a quantidade de pacotes que estarão no buffer(Ocupação de Buffer - BO) nos próximos instantes (400) e (410).

[0063] Se o tráfego é esperado no momento seguinte a ser zero e não há pacotes no buffer (dados que estão sendo recebidos) (420), um “sinalizador” de quebra será definido (430). Como resultado, os temporizadores de tempo limite existentes na máquina de estados padrão serão encerrados (440) e o dispositivo solicitará uma desconexão de RRC através da mensagem INDICAÇÃO DE LIBERAÇÃO DE SINALIZAÇÃO DE RRC (450), em seguida, evitando o consumo extra gerado pelos tempos limite T1 e T2.

[0064] O resultado previsto nem sempre é 0 para nenhum tráfego, mas um valor próximo a zero. Devido a esta situação, um limiar deve ser considerado para decidir se o valor previsto é considerado aquele que teria ou não tráfego de dados no próximo período de tempo. Este valor limiar depende da precisão do método de filtração, e pode ser ajustado de diversas maneiras, de acordo com cada fabricante de aparelho móvel.

[0065] Assim, as características aéreas serão utilizadas de forma mais eficiente. Uma vez previsto que haverá tráfego a ser recebido no momento seguinte, o dispositivo móvel permanecerá em estado CELL_DCH ou estado CELL_FACH, evitando maiores atrasos e reconexões para o usuário (desempenho melhorado).

[0066] Procedimento semelhante pode ser realizado para a máquina de estados de RRC 4G, uma vez que o procedimento é semelhante ao 3G, mas em 4G, o estado CELL_FACH não está presente, e o aparelho móvel pode mudar do modo Conectado para Não Conectado apenas, conforme mostrado na figura 9.

[0067] A eficiência do presente método irá depender da qualidade do filtro utilizado para prever o tráfego recebido pelo dispositivo. Com base em dados de rede reais e usando o preditor baseado em filtro de Kalman, as simulações foram feitas da seguinte forma:

[0068] Tráfego A: previsão feita levando em consideração uma rede com T1 = 5 s e T2 = 30 s.

[0069] Tráfego B: previsão feita levando em consideração uma rede com T1 = 5 s e T2 = 5 s.

[0070] Os resultados obtidos para diferentes momentos do dia e o tempo total de observação são apresentados na tabela 1 abaixo.

[0071] Embora uma concretização preferida da presente invenção seja mostrada e descrita, os versados na técnica compreenderão que diversas modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção, tal como definido nas reivindicações anexas.

[0072] Também é expressamente especificado que todas as combinações de elementos que desempenham a mesma função substancialmente da mesma forma para atingir os mesmos resultados estão dentro do escopo da presente invenção.

Claims

1. Método para gerenciar recursos de rádio móvel, caracterizado pelo fato de que compreende: monitorar uma ocupação de buffer quando um dispositivo móvel estiver em um estado conectado ao Radio Resource Control (RRC); empilhamento de pacotes de dados; verificar uma taxa na qual os pacotes de dados são recebidos; criar um perfil de chegada, usando a taxa verificada, para os pacotes de dados em função do tempo; previsão de tráfego com base no perfil de chegada criado; verificar se a ocupação do buffer está vazia e se o tráfego previsto é zero; e se a ocupação do buffer estiver vazia e o tráfego previsto for zero, enviando um sinal de interrupção para um ponto específico do RRC, em que o sinal de interrupção compreende uma solicitação para desviar os pacotes de dados, desconectar do dispositivo móvel e para que o dispositivo entre em um estado ocioso do RRC.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reconexão sucessiva do RRC é evitada, fazendo com que o usuário tenha um desempenho superior ao usar aplicativos de dados, tornando o manuseio mais eficiente dos tempos limite de acordo com as características específicas de tráfego de cada usuário.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que não são necessárias alterações nos padrões 3GPP ou no núcleo da rede.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o consumo de energia excessivo de qualquer tipo de recepção de tráfego de pacotes de dados é impedido.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, se o tráfego for imediatamente igual a zero e não houver pacotes no buffer, um sinalizador de interrupção será definido, resultando no término de temporizadores de tempo limite no RRC e no dispositivo solicitando um RRC desconexão através de uma mensagem INDICAÇÃO DE LIBERAÇÃO DE SINALIZAÇÃO RRC, que evita o consumo extra gerado pelo timer 1 e timer 2.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, se for previsto que haverá tráfego a ser recebido imediatamente, o dispositivo móvel permanecerá em um estado de Canal Dedicado a Células (Cell_DCH) ou em um canal de Canal de Acesso a Encaminhamento (Cell_FACH), impedindo atrasos e reconexões adicionais a um usuário.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um limiar pode ser incluído para ser verificado em conjunto com um modelo de previsão, o dito limiar sendo aplicado a cada estado RRC e, de acordo com esta verificação, o referido dispositivo pode decidir se muda ou não o estado.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida mudança de estado pode ser usada de maneira dinâmica por cada usuário ou de maneira fixa.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida mudança de estado também pode ser adaptada de acordo com um uso desejado.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele usa a máquina de estado 4G RRC estendida.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controle de recebimento de pacotes é empregado para detectar uma alteração entre o estado conectado e o estado RRC inativo.