CN102461321A - 用于在实现不连续接收的移动网络中通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作包括与多个次站通信的主站的网络的方法，该方法包括：主站以不连续模式与次站通信；次站基于该次站的当前状态向主站发送控制消息；主站基于控制消息改变不连续模式的参数。

Description

用于在实现不连续接收的移动网络中通信的方法

技术领域

本发明涉及在网络中通信的方法。更具体地，本发明涉及在诸如蜂窝电信网络（例如UMTS、UMTS LTE、GSM）之类的电信网络中主站与次站之间的通信。

背景技术

在具有集中控制的无线分组数据网络中，需要一种机制使基站（或UMTS LTE技术中的eNB）能够向若干移动站传递公共的和专用的系统控制信息。所有这样的移动站感兴趣的公共信息可包括系统配置、访问信息等。特定移动站（或移动站组）感兴趣的专用信息可包括进入用户数据的指示、上行链路资源的分配等。移动站被预期监测包括这样的信息的消息，并在必要时以及时且适当的方式响应。

与由这样的网络携带的大多数用户数据相比，所描述的类型的系统控制消息构成相对较低速率的数据流，其中的许多是事件驱动的。并且，大多数专用系统控制信息将与大多数移动站无关。尤其当移动站处于非活动模式中时，该信息的监测经常会无益地消耗能量。对于电池运行的移动站而言这是至关重要的，因为由该监测过程消耗的能量对该站的自治具有很大的影响。因此，这样的网络为移动站仅监测由固定站传输的系统控制消息的片段做好准备，以确保尽管如此移动站仍接收与其相关的所有信息。这暗示由移动站观测的且对固定站而言已知的接收调度。在减少能量消耗的进一步措施中，固定站可传输多个指向经更新的公共信息或新的专用信息的指针；一旦接收到这样的指针，移动站可安排根据如指示的那样接收进一步的传输，或者在所述多个指针都不相关的情况下简单地返回休眠。

在诸如LET版本8之类的一些系统中，接收调度由固定站施行。在LTE的情况下，在被称为不连续接收（DRX）的特征之下，固定站可单独命令与其（无线）连接的每个移动站观测减少的接收调度，从而允许它错过一定比例的经调度传输的可能情况。原则上，DRX参数可被设置成提供一方面对进入信号和消息的响应性与另一方面电池寿命之间的最佳平衡。

在LTE中，该过程由层3处的无线电资源控制实体来处理，该实体不必考虑每个这样处理的移动站的能力和当前状态，而事实上，它也无义务这样做。由于响应于下一代标准的进一步的灵活性，移动站的物理实施例的应用广度和范围都增长了，因此版本8的集中式方法变得越发地折中。举一个例子，移动站具有日益复杂的电池管理系统，并且仍然不能发信号通知固定站它们的当前电池状态。这样的站即使在它获知它的电池危险地接近用尽时也必须遵循预设的周期。相反地，当放置在充电器上时，相同的站不能发信号通知它已准备好采用更快的唤醒周期从而增加它对进入消息的响应性。在可以从主机获取功率的计算机数据卡形式的实施例的情况下，它们可能对主机自身的功率管理机制和运行在主机上的应用的通信需求敏感。

需要的是允许移动站以动态的方式向固定站更新它的状态的措施。

在实践中，固定站还必须在与它连接的多个移动站全体间平衡它的资源。因此，需要保持对系统控制信息的调度的总体控制。然而，所谓家庭基站（femto cells）的可能出现可能意味着存在基于LTE的固定站的整体类，其中每个基于LTE的固定站服务于相对较小数量的移动站。

发明内容

本发明的目的是提出一种允许增加不连续模式对由次站所经历的条件的适用性的方法。

根据本发明的第一方面，提出一种用于操作包括与多个次站通信的主站的网络的方法，该方法包括

主站以不连续模式与次站通信；

次站基于该次站的当前状态向主站发送控制消息；

主站基于该控制消息改变不连续模式的参数。

根据本发明的第二方面，提出一种包括用于在网络中操作并与多个次站通信的控制装置的主站，该控制装置被设置用于以不连续模式与次站通信；

主站包括用于从次站接收基于次站当前状态的控制消息的接收装置；

控制装置被进一步设置用于基于该控制消息改变不连续模式的参数。

根据本发明的第三方面，提出一种包括用于以不连续模式与主站通信的通信装置的次站；

该次站包括用于基于该次站的当前状态向主站发送控制消息以便改变不连续模式的参数的控制装置。

结果，次站可指示不连续通信模式不兼容或不适合它当前的状态，如它当前的电池水平或要求更高服务质量的操作。发送给主站的控制消息可以是状态的指示或者甚至是指示不连续模式参数的期望值的请求。

以下实施例针对不连续接收模式，但也可以容易地适用于不连续发送模式。

本发明的这些和其他方面将依据下文描述的实施例而变得清晰并将参考这些实施例加以阐述。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式更详细地描述本发明，其中：

- 图1是在其中实现本发明的网络的框图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于在如蜂窝网络之类的网络中通信的方法。例如，该网络可以是如图1所示的UMTS或LTE网络。

参考图1，根据本发明的无线电通信系统包括主站（BS或eNodeB）100和多个次站（MS或UE）110。主站100包括微控制器（μC）102、与天线装置106连接的收发器装置（Tx/Rx）104、用于改变传输的功率等级的功率控制装置（PC）107和用于与PSTN或其他适当网络相连接的连接装置108。每个UE 110包括微控制器（μC）112、与天线装置116相连接的收发器装置（Tx/Rx）114和用于改变传输的功率等级的功率控制装置（PC）118。从主站100到移动站110的通信在下行链路信道上发生，而从次站110到主站100的通信在上行链路信道上发生。

在这样的网络中，为了降低功率消耗，一些通信可以是不连续的。这意味着例如专用于次站110的下行链路控制信道由主站100发送。有规律的中断被调度，使得次站110可在中断期间关闭它的收发器装置104，并且当通信恢复时将它重新开启。如果数据分组需要被发送给次站，主站100在次站监听（不在中断阶段期间）时指示它。然后，次站110在接收数据分组的时间醒来，并且可随后恢复。

根据一些实施例，次站的微控制器112包括功率水平检测装置（未在图1上示出）以监测次站的能量存储或电池的功率水平。

中断阶段的长度、在清醒周期中发送的分组的数量、不连续周期的占空比（即每周期的清醒时隙数量与一个周期中时隙数量的比值）由主站决定。

在第一实施例中提出的解决方案允许移动站向固定站发送发信号通知以下内容之一或两者的请求：

1. 其当前状态的指示；

2. DRX参数的期望范围（或DRX参数的类别）。

固定站可考虑该请求并相应地作出响应。

DRX请求过程

一般地，该过程采取以下步骤：

1. 移动站将会发布包含以下内容中的至少之一的重配置请求消息：

     a. 传达该移动站当前状态的信息元

     b. 指示DRX周期期望范围的信息元

     c. 提供其他相关信息的信息元

2. 固定站然后可通过发布新的DRX配置、指示拒绝原因的拒绝消息来响应，或者可选择根本不回复,

3. 移动站然后可继续以下动作：

     a. 在新的DRX配置被接收的情况下，移动站将会实现新的参数并可能地向固定站发送确认，或者保持现有DRX参数并向固定站指示配置失败。在这两种情况下，现有过程可以是可用的；

    b. 在拒绝消息被接收的情况下，移动站将会保持当前DRX配置。当考虑发送未来的请求时应当将所提供的原因提供用作输入。

有许多可能的特定实施例。一些非限定示例在下文中讨论。

在一个实施例中，状态指示采用携带关于移动站当前能量状态和期望服务质量（QoS）的信息的信息元的形式。固定站然后可决定如何考虑所提供的状态信息。这些参数可非常经济地被编码。借助非限定示例的方式，将展示为每个参数仅分配两个比特如何可向固定站提供灵活的信号。

在该示例中，能量状态信息采取四种状态：

状态	解释
		00	移动站的电池接近耗尽或者移动站具有非常有限的可用功率
01	移动站仅剩下几小时待机时间
		10	移动站具有大量的电池储备
11	移动站具有连续的外部电源

状态00指示接近用尽的电池或可能地使用能量采集技术的很低功率的节点。状态11指示节能措施并非必需的模式。其他两个状态指示在其中节能是有帮助的电池供电模式。在该示例中，状态01独立于完全充电的电池容量指示预期剩余寿命。另一个方法是将状态01明确地与指示例如少于50%剩余的电池容量相联系。其他的解释也是可能的。

期望的QoS可被指示如下：

状态	解释
		00	没有当前通信需求；仅长周期
01	无延迟需求的低数据速率服务和/或已配置了基于常规分组的业务（例如VoIP）；仅长周期但具有较短值
		10	高数据速率服务，无等待时间需求；长和短周期都已设置，drxShortCycleTimer为低值
11	实时，低等待时间；长和短周期都已设置，drxShortCycleTimer为高值

鉴于QoS状态在长和短DRX周期以及从短到长切换所需的间隔（drxShortCycleTimer）的设置方面对DRX操作造成的影响，QoS状态被选取。

一些可能的解释被建议；其他的解释对本领域技术人员来说将会是显然的。特别地，应当注意，这些比特与较早呈现的功率状态的组合提供了相对解释的度量（measure）。例如，对于功率状态11，它们可替代地可被解释为“监听的意愿”，其范围从低响应度经过中和高到立即响应。与功率状态00的组合可允许这样的解释，即移动站将尽力维持一定的DRX周期，但可能因为能量不足而错过若干个唤醒。总的来说，使用在此例示的格式，16个状态是可能的。其他格式可提供更少或更多的状态。

由于该格式相对紧凑，一些实施例可选择在LTE中低于RRC的层传输它。在LTE中，鉴于MAC是实现DRX的层，因此它可能是最适合的层。在一些实施例中，它们可与BSR或与功率净空报告一起发送。

期望的DRX范围

可替代地或此外，移动站可发信号通知DRX周期的值的期望范围。DRX周期长度被指示为多个子帧。应当提交两组值，指示对于短和长周期二者加上关于每个模式中的间隔的信息的最大和最小限制。

根据36.331 v8.5.0，长DRX周期的值从集合{sf10, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80, sf128, sf160, sf256, sf320, sf512, sf640, sf1024, sf1280, sf2048, sf2560}中选取。短DRX周期的值从集合{sf2, sf5, sf8, sf10, sf16, sf20, sf32, sf40, sf64, sf80, sf128, sf160, sf256, sf320, sf512, sf640}中取得。两个集合都有16个值，意味着每个要素（element）可由4比特数来表示。在一个实施例中，从每个限制的第二个值必须大于第一个值的思想中获取益处。如果sf10被选取为长DRX周期的最小限制，最大限制可从15个值中选取。如果sf20被选取为最小值，最大值可从14个值中选取，等等。总共64个组合是可能的，针对所述对允许6比特编码。对于短DRX周期使用类似的技术，总共节约4比特，其可被用来编码drxShortCycleTimer：在使用长DRX周期之前短周期的数量。这具有从1到15的15个值。值0被用来指示没有请求短DRX周期。完整范围的编码取16比特。

过程性操作

该过程可在无状态的方式下操作或在过程性定时器的操作下操作。

在第一种情况下，在步骤1后，移动站认为过程完成。来自固定站的响应（即上述步骤2）被视作就其本身而言的新过程。这可使用现有配置过程，可能具有关于该配置是对先前请求的响应的指示。

在第二种情况下，作为步骤1的一部分，移动终端启动定时器。一旦根据步骤2从固定站接收到响应，定时器被停止。如果在这样的消息被接收之前该定时器期满，移动站将会断定固定站已忽略了该请求。依据其他因素，移动站可将此解释为固定站当前太忙以至于不能响应这样的请求或固定站不支持这样的请求的指示，从而在任一种情况下，都会适当地调适它未来的行为。

拒绝

作为步骤2的一部分，如果固定站发布拒绝响应，移动站可仍然将该响应解释为DRX请求过程通常受固定站支持的指示。它的后续行为可受由该响应携带的拒绝原因的影响。一些可能的原因和建议的移动站行为被作为非绑定和非限定示例在下文列出。

原因（固定到移动）	可能的补充信息	建议的移动站行为
			繁忙	期望的持续时间	在发布进一步的请求之前维持当前设置至少所指示的持续时间
	标记	维持当前设置。不发布进一步的请求，直到标记出现
			请求的周期时间太短		确认对更频繁的周期的请求；固定站将尽力观测但不保证。移动站可选择观测所请求的更高频率，直到指定的最大值，以免固定站能够利用它。
请求的周期时间太长		标注低能量状态的指示；固定站将维持当前周期，但将重复专用消息直到接收到响应/n个周期。移动站在先前同意的间隔尽力接收，但将无论如何维持至少所提出的最小调度。

操作模式

提出该特征的动机是未来的移动站可发现它们自己所处的动态环境。默认操作将是移动站保持现有设置，或根据来自固定站的指令采用新的分配的设置直到进一步的通知。可替代的模式包括以下所述：

基于定时器的：一侧或另一侧指定新的、临时设置将对其有效的定时器。一旦定时器期满，先前的设置被恢复。由于定时器对两侧都是已知的，不需要发送消息来确认定时器期满和先前设置的恢复。

周期的：固定站请求移动站在周期的间隔提供DRX状态更新。单独的周期循环由移动站建立，或者可替代地，DRX信令可与周期的MAC层信令相结合。

不对称的：每一侧在了解对方设置的情况下基本上观测不同的周期。该场景可能出现于其中的两个示例在上述表格中暗示。

期望更高QoS的移动站可请求更短的DRX周期。如果它不能保证为该移动站维持更短的DRX周期，相应的固定站可选择对移动站作出如下响应：尽管它仅保证观测当前调度，但是当向该移动站传送专用控制信息时它将尝试观测所提出的更短的周期。移动站可观测该更短的周期，但固定侧可选择保持原有的、较长的周期（或临时周期）并在周期间切换而不更新移动站。这是由“请求的周期时间太短”的原因来指示的。

可替代的可能性由很低功率移动站、特别是那些采用能量采集技术的移动站的可能性激发。这样的站可向固定站指示它仅能保证一定的较长的周期。尽管如此，固定站可命令该移动站尽可能好地观测较短的周期，从而确认某些间隔由于能量限制可被移动站错过并且根据需要负责重复错过的消息。这由“请求的周期时间太长”的响应原因来指示。

由于短和长的两个周期以及短周期持续时间可全部被请求，拒绝响应可包含比在此指示的更精细的粒度。还应当注意，一些所提出的“拒绝”消息仅是部分拒绝。在一些情况下，将这样的原因与新的DRX配置包括在一起可能是有帮助的。

触发

DRX请求过程由移动站响应于本地事件发起。如上所讨论，两个可能的触发事件是功率状态的改变和QoS需求的改变。然而，这里讨论了一些其他事件，它们中的一些相互重叠且与已讨论过的QoS和功率事件重叠。

在上述实施例的一个变型中，用于修改不连续参数的触发与移动站位置和环境相联系。

示例是，在推荐饭馆和其他集合地点之前可考虑当前物理位置的地图应用和当确定是否及如何提醒用户来自给定呼叫者的进入事件时可考虑他或她的当前环境（工作、在家、购物）的简档。这样的位置和环境触发的示例包括但不限于：

● 一天中的时间：在夜间和白天之间切换（跟随警报）；工作/非工作；午休等等

● 车辆：与车辆基础设施的连接，通过到支架（cradle）中的物理连接或通过经由蓝牙、WiFi或其他对本领域技术人员来说已知的这样的技术的无线连接形成，

● PC：到PC或类似（机顶盒、游戏机、家用基础设施等）主机的连接

● 运动中/非运动中：经由加速计、光传感器和其他传感器对运动的检测。

可触发改变不连续接收模式的请求的用户设备环境的另一种改变可以是连接性的改变。

典型地咖啡店或商店或车站之类的场所包括无线网络，所述无线网络至少包括第一固定站、本地联网装置和能够将所述本地网络连接到第一广域网的连接装置，所述第一固定站遵循用于无线局域网的第一国际标准操作，当进入所述场所时，移动站一旦检测到来自所述第一固定站的信号可将预先存在的、经由至根据被称为LTE（或同等或较低能力的等效技术）的第二国际标准的版本操作的第二广域网的无线连接实现的连接从所述第二广域网经由所述第一固定站、本地联网装置和连接装置切换到所述第一广域网的连接。移动站然后可附加地向所述第二广域网发送信号请求改变相关联的DRX设置。

其他改变可由网络侧的改变触发，包括

● 资费的改变

● 到另一小区或RAT（或供应商）的移交。

总结来说，上述实施例包括用于在主站和次站之间通信的方法的实现方式，包括在次站处向主站发送状态信息。该状态信息可包括以下内容的至少之一：

a. 供电状态

b. QoS需求

c. 对主站将发信号通知次站MAC参数组的一个参数的一组可能值中的至少一个值的请求。

并且主站响应于该状态信息向次站发送至少一个MAC参数的值。

有利地，该信令将引起DRX周期持续时间的改变。

本发明适用于蜂窝分组通信系统、如UMTS LTE和UMTS LTE-高级之类的移动电信系统或其他实现不连续接收或发送的网络。

在本说明书和权利要求中，在元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。另外，词语“包括”不排除那些列出的元件或步骤以外的其他元件或步骤的存在。

权利要求中包括在圆括号中的附图标记旨在帮助理解，而不旨在限制。

通过阅读本公开，其他修改对本领域技术人员来说将是显然的。这样的修改可涉及在无线电通信领域中已知的其他特征。

Claims (12)

1.一种用于操作包括与多个次站通信的主站的网络的方法，该方法包括

所述主站以不连续模式与次站通信；

所述次站基于所述次站的当前状态向所述主站发送控制消息；

所述主站基于所述控制消息改变所述不连续模式的参数。

2.权利要求1的方法，其中所述控制消息包括所述次站的状态的指示。

3.权利要求2的方法，其中所述次站的状态的所述指示包括关于所述次站电池水平的信息。

4.权利要求2或3的方法，其中所述次站的状态的所述指示包括关于所述次站所需的服务质量的信息。

5.前述权利要求中任意一项的方法，其中所述控制消息包括对于改变所述不连续模式参数的请求。

6.权利要求5的方法，其中所述对于改变所述不连续模式参数的请求包括所述不连续模式参数的期望值的指示。

7.前述权利要求中任意一项的方法，其中所述不连续模式的所述参数包括所述不连续模式通信的周期。

8.前述权利要求中任意一项的方法，其中所述不连续模式的所述参数包括所述不连续模式的通信的占空比。

9.权利要求2的方法，其中所述次站的状态包括对在所述次站附近的另外的网络的访问可能性。

10.权利要求9的方法，其中所述另外的网络是局域网。

11.一种包括用于在网络中操作并与多个次站通信的控制装置的主站，所述控制装置被设置用于以不连续模式与次站通信；所述主站包括用于从所述次站接收基于所述次站的当前状态的控制消息的接收装置；所述控制装置被进一步设置用于基于所述控制消息改变所述不连续模式的参数。

12.一种包括用于以不连续模式与主站通信的通信装置的次站；所述次站包括用于基于所述次站的当前状态向所述主站发送控制消息以便改变所述不连续模式的参数的控制装置。

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