CN102870145A - 用于在移动通信装置中保持电池资源的方法和设备 - Google Patents

用于在移动通信装置中保持电池资源的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于在移动通信装置中保持电池资源的方法和设备。通过将与无线网络通信的移动无线通信装置的RRC连接状态与数据流量分布动态地对准而保持与无线网络通信的无线装置中的电池资源。所述数据流量分布指示移动无线通信装置和无线网络之间的数据传递模式。

Description

用于在移动通信装置中保持电池资源的方法和设备
技术领域
本公开涉及在用户仪器（UE）或其他无线或移动装置和无线网络之间的无线电资源控制，并且尤其涉及在与无线网络通信时UE中的各状态和模式之间的转换，所述无线网络例如为全球移动通信系统。
背景技术
全球移动通信系统（UMTS）是一种宽带的基于分组的系统，其用于传输文本、数字化语音、视频和多媒体。在基于UMTS的网络（或UTRAN，其中UTRA代表UMTS陆地无线电接入）中，协议栈的无线电资源控制（RRC）部分负责分配、构造和释放UE和UTRAN之间的无线电资源。UE能够操作的两种基本模式被定义为“空闲模式”和“UTRA RRC连接模式”（或简称为“连接模式”）。在空闲模式中，每当UE期望发送任何用户数据或响应用以自例如推送服务器的外部数据网络接收数据的寻呼时，需要UE请求自UTRAN的RRC连接。当处于RRC连接模式中时，UE可以处于以下四种状态中的一个：
CELL_DCH：在该状态中，专用信道被分派给上行链路和下行链路中的UE，以便交换数据；
CELL_FACH：在该状态中UE不被分派专用信道；而是，公共信道被用于交换少量突发数据（bursty data）；
CELL_PCH：UE使用非连续接收（DRX）来经由寻呼指示信道（PICH）监控广播消息和寻呼，并且没有可行的上行链路活动；以及
URA_PCH：该状态类似于CELL_PCH，除了URA UPDATE进程仅经由UTRAN登记区域（URA）重选而被触发。
在空闲（IDLE）状态中，当UE请求RRC连接时，网络（NW）决定是否将UE移动到CELL_DCH或CELL_FACH状态。相反，当UE处于RRC连接模式中时，是网络决定何时释放RRC连接。该网络还可以在释放所述连接之前将UE从一个RRC状态移动到另一个RRC状态，或者在一些实例中，用将UE从一个RRC状态移动到另一个RRC状态来代替释放所述连接。状态转换通常由UE和网络之间的数据活动或禁止而触发。由于所述网络可能不知道UE何时完成用于给定应用的数据交换，因此通常将RRC连接保持一段时间以期望来自UE/到UE的更多数据。这通常被完成以减少调用建立的延迟以及随后的无线电资源建立的延迟。RRC连接释放消息仅可以由UTRAN发送，该UTRAN释放UE和UTRAN之间的信号链路连接以及全部无线电资源。
上述配置的问题是即便UE上的应用已完成其数据转换并且不期望任何进一步的数据交换，UE仍必须等待网络将其移动到正确状态。该网络可能甚至不知道UE上的应用已完成其数据交换的事实。由于UTRAN控制RRC连接状态何时被改变为不同的状态或被改变为空闲模式，并且UTRAN不知道在UE和外部服务器之间传输的数据502的状态。因此，UE可能被迫使停留在比需求更高的数据速率状态或模式，导致UE的降低的电池寿命以及浪费网络资源的可能性，这是由于无线电资源不必要被保持占有并且由此对其他客户不可用。
因此，提出了当被无线连接到无线网络时用于改善无线移动通信装置中的能耗的方法、设备和系统。
发明内容
本文说明了涉及以下方法的多个实施例，所述方法是在启动与无线通信网络的移动无线通信装置的连接之前，将移动无线通信装置与网络子系统相关联。
一种在与无线网络通信的无线装置中保护无线装置中的电池电力的方法通过至少执行以下操作而实现。确定操作状态和所述无线装置的相关联的数据流量模式。所述数据流量模式基于无线装置和无线网络之间的多个数据上传和下载。基于操作状态和数据流量模式生成多个无线装置连接状态转换定时器，其中所述多个无线装置连接状态转换定时器中的每一个指示在无线装置的连接状态改变之前要求的无线装置处的数据禁用逝去的时间量。无线装置连接状态改变请求之后被发送到所述网络，所述请求包括作为被请求的无线装置连接状态转换定时器的多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个。当所述网络识别出无线装置连接状态改变请求时，所述网络向无线装置发出指令以根据被请求的无线装置连接状态转换定时器来改变无线装置的连接状态。否则，所述网络向无线装置发出指令以根据网络默认连接状态转换定时器来改变无线装置连接状态。
说明了保护与无线网络通信的无线装置中的电池电力的方法。所述方法通过以下步骤执行：确定无线装置的操作状态，确定与当前操作状态相关联的在无线装置和无线网络之间的多个数据上传和下载的数据流量模式，基于所述操作状态和所述数据流量模式而确定用于无线装置的优选的无线装置连接状态，并且将无线装置连接状态改变请求指令（SCRI）发送到所述网络，所述SCRI指示优选的无线装置连接状态。所述无线网络通过发送状态改变命令而进行响应，所述状态改变命令使所述无线装置从当前的无线连接状态转换到优选的无线连接状态。
与无线网络通信的移动无线装置至少包括处理器、电池和配置为便于与无线网络通信的无线收发器。在所说明的实施例中，所述处理器用于通过以下操作来保护电池电力：确定无线装置的操作状态，确定与当前操作状态相关联的数据流量模式，所述数据流量模式包括在无线装置和无线网络之间的多个数据上传和下载，根据基于所述操作状态和所述数据流量模式保持电池电力而生成多个无线装置连接状态转换定时器，其中所述多个无线装置连接状态转换定时器中的每一个指示在无线装置的连接状态改变之前要求的无线装置处的数据禁用逝去的时间量，并且将无线装置连接状态改变请求发送到网络，其中无线装置连接状态改变请求包括多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个。当网络识别出无线装置连接状态改变请求时，所述网络发出指令以根据被请求的无线装置连接状态转换定时器来改变无线装置的连接状态，否则，所述网络发出指令以根据网络默认连接状态转换定时器来改变无线装置连接状态。
与无线网络通信的移动无线装置被说明为至少包括处理器、电池和配置为便于与无线网络通信的无线收发器。所述处理器用于通过以下步骤来保护电池电力：确定无线装置的操作状态；确定与当前操作状态相关联的数据流量模式，所述数据流量模式包括无线装置和无线网络之间的多个数据上传和下载；基于操作状态和数据流量模式确定用于无线装置的优选的无线装置连接状态；以及将无线装置连接状态改变请求指令（SCRI）发送到网络，所述SCRI指示优选的无线装置连接状态。无线网络通过发送状态改变命令而进行响应，所述状态改变命令使无线装置从当前的无线连接状态转换到优选的无线连接状态。
说明了用于存储计算机可执行指令的非瞬时计算机可读介质，所述计算机可执行指令用于在无线移动通信装置中保护电池资源。所述计算机可读介质至少包括用于确定无线装置的操作状态的计算机代码；用于确定与当前操作状态相关联的数据流量模式的计算机代码，所述数据流量模式包括无线装置和无线网络之间的多个数据上传和下载；用于根据基于操作状态和数据流量模式保持电池电力而生成多个无线装置连接状态转换定时器的计算机代码，其中所述多个无线装置连接状态转换定时器中的每一个指示在无线装置的连接状态改变之前要求的在无线装置处的数据禁用逝去的时间量；以及用于将无线装置连接状态改变请求发送到网络的计算机代码，所述无线装置连接状态改变请求包括多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个。当网络识别出无线装置连接状态改变请求时，所述网络发出指令以将无线装置连接状态转换定时器更新为被请求的无线装置连接状态转换定时器，否则，所述网络发出指令到无线装置，以将无线装置连接状态转换定时器更新为网络默认连接状态转换定时器。
附图说明
所说明的实施例及其优点可以通过结合附图参考以下说明书而被最好地理解。
图1说明了一般的UMTS陆地无线电接入网络（UTRAN）的示性基础结构。
图2说明了当UTRAN接受UE的RRC连接请求时的过程。
图3是示出了UMTS网络中的协议栈的无线电资源控制部分的各种模式和状态的框图。
图4示出了根据说明的实施例的代表性的移动无线通信装置。
图5A-5C示出了根据说明的实施例的代表性的数据流量模式。
图6-11示出了根据说明的实施例的UE功率曲线图以及相关联的UE状态图示。
图12示出了根据说明的实施例的代表性的UE。
图13示出了详述根据说明的实施例的处理的流程图。
具体实施方式
在下述说明书中，提出多个具体细节以便提供对说明的实施例潜在的概念的全面理解。然而，对本领域技术人员显然的是说明的实施例可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践。在其他实例中，公知的处理步骤未被详细说明，以便避免不必要地混淆潜在的概念。
下面提供的示例和实施例说明了用于在例如UMTS网络等无线网络中将用户仪器（UE）或其他移动装置在操作的各种状态/模式之间转换的各种方法和系统。然而，应该理解，在其他类型的网络中的其他实施方式也是可行的。例如，相同的教导还可以应用于码分多址（CDMA）网络、宽带CDMA（W-CDMA）网络、演化的UTRAN网络（例如LTE）或概括为应用于基于无线电接入技术的任何网络，该网络利用网络控制的无线电资源或者不维持装置应用级别的数据交换的状态的任何知识。虽然为了简化关于UMTS网络呈现，但下述的具体示例和实施方式也可用于其他这些网络环境。进一步，网络元件有时在以下被说明为UTRAN。然而，如果利用了除UMTS之外的其他网络类型，网络元件可以基于网络类型被恰当地选择。进一步，网络元件可以是UMTS系统或其他任意适当的网络系统中的核心网络，其中网络元件是进行转换决策的实体。
在特定的示例中，本系统和方法提供从RRC连接模式向更高电池效率或无线电资源效率状态或模式转换，同时在网络处提供决策能力。特别地，本方法和设备基于从UE接收的指示提供转换，所述指示隐含或明确地表明从与无线电资源进行特定的信号连接相关联的RRC状态或模式转换到其他状态或模式应该发生。应该意识到，这种转换指示或请求可以利用在当前标准下的现有通信，利用例如现有消息的非临界扩展（non-critical extention），例如由UE使用的SIGNALING CONNECTION RELEASE INDICATION(SCRI)消息，其向UTRAN指示其信号连接中的一个已被释放，可以进而启动RRC连接释放过程。当UE上的一个或更多个应用完成了数据交换和/或当做出一个或更多个UE应用不期望交换任何进一步的数据的判断时，在一些情况下由UE起始的转换指示可以被发送。网络元件之后可以使用所述指示和其中提供的任何信息，从而做出关于是否将移动装置转换到其他模式或状态的网络特定的决策，或者什么都不做。由UE或移动装置提供的转换指示可以采用一些形式，并且可以在不同情况下被发送。
在一个示例中，所述转换指示可以基于存在于UE上的全部应用的混合状态而被发送。具体地，在UMTS环境中，如果UE上的应用确定数据交换完成，则该应用可以发送“完成”指示到UE软件的“连接管理器”组件。基于来自有效应用的这种指示的混合状态，UE软件可以决定发送转换指示以向所述网络指示或请求从一个状态或模式到其他状态或模式的转换应该发生。每当连接管理器以一定概率确定没有应用期望交换数据时，所述连接管理器可以发送转换指示到所述网络以指示应该发生转换。在特定的示例中，所述转换指示可以是信号连接释放指示（SCRI），其用于使适当的域（例如PS域）请求转换到电池有效模式，例如IDLE状态（未连接）。可替换地，所述转换指示可以是对UTRAN（例如CELL-PCH或URA-PCH）的用于连接模式内的状态转换的请求。应该注意，当UE发送转换指示时，其可以包括额外的信息，以便协助网络元件做出作用于所述指示的决策。这种额外的信息包括UE发送消息的理由或原因。这种额外的信息可以是通过转换指示消息中的新的信息元素或新的参数的形式。
以下参考图1-13讨论这些和其他实施例。然而，本领域技术人员将易于意识到在本文中关于这些附图给出的详细说明仅用于示例性目的并且不应被视为限制。
图1说明了示例性的UMTS陆地无线电接入网络100，其是基站和无线电网络控制器的集合术语。如图1所示，UMTS网络100被大致划分为用户仪器（UE）102、UTRAN 104和核心网络（CN）106。UTRAN 104包括一个或更多个无线电网络子系统（RNS）108，所述无线电网络子系统108中的每一个包括无线电网络控制器（RNC）110和由RNC 110管理的多个节点基站（基站）112。RNC 110操控（handle）无线电资源的分配和管理，并且操作为关于核心网络106的接入点。节点基站112接收由UE 102的物理层通过上行链路发送的信息，并且通过下行链路传送数据到UE 102，并且可以操作为用于UE 102的UTRAN 104的接入点。
UTRAN 104构造并且维持用于UE 102和核心网络106之间的通信的无线电接入承载（RAB）。在所说明的实施例中，提供到特定UE102的服务大致被划分为电路切换（CS）服务和分组切换（PS）服务。例如，一般的语音对话服务是电路切换服务，而经由因特网连接的网页浏览服务被分类为分组切换（PS）服务。为了支持电路切换服务，RNC 110被连接到核心网络106的移动切换中心（MSC）114并且MSC 114被连接到网关移动切换中心（GMSC）116，该网关移动切换中心116管理与其他网络的连接。为了支持分组切换服务，RNC 110被连接以用于服务核心网络106的通用分组无线服务（GPRS）支持模式（SGSN）118和网关GPRS支持模式（GGSN）120。SGSN 118支持与RNC 110的分组通信，而GGSN 120管理与例如因特网等其他分组切换网络的连接。
图2说明了当UTRAN 104接受来自UE 102的RRC连接请求时的过程。当处于空闲状态时，UE 102期望建立RRC连接，UE 102首先将RRC连接请求消息202发送到UTRAN 104。RRC连接请求消息202可以包括RRC建立原因和初始UE标识符。所述初始UE标识符或UE身份是对于特定UE唯一的标识符并且允许UE无论在世界的任何位置处均被识别。响应于RRC连接请求202，UTRAN 104可以将RRC连接建立消息204传输到UE 102。RRC连接建立消息204可以包括RNTI（无线电网络临时身份）和与初始UE身份一起传输的无线电承载建立信息。RNTI是UE标识符，该UE标识符被分配以允许UTRAN 104识别连接状态UE。RNTI仅在RRC连接存在时被使用，并且仅在UTRAN 104内使用。响应于RRC连接建立（setup）消息，UE 102建立了与UTRAN 104连接的RRC，并且传输RRC连接建立完成消息206到UTRAN 104。在建立了RRC连接之后，当与UTRAN 104通信时，UE 102使用RNTI，而不使用初始UE身份。RRC状态是指在UE 102的RRC和UTRAN 104的RRC之间是否存在逻辑连接。如果存在连接，则UE 102被称为处于RRC连接状态。如果不存在连接，则UE 102被称为处于空闲状态。
图3是示出了用于UMTS网络中的协议栈的无线电资源控制部分的多种模式和状态的框图。如上所述，RRC可以处于RRC未连接模式（IDLE）或RRC连接模式。在空闲模式302中，每当数据需要在UE 102和UTRAN 104之间交换时，UE 102必须请求RRC连接以建立无线电资源。这可以是UE 102上的应用要求连接以发送数据的结果，或者可以是UE 102监控寻呼信道以指示UTRAN 104或SGSN118已寻呼UE 102，从而自例如推送服务器等外部数据网络接收数据的结果。一旦UE 102发送了请求到UTRAN 104以建立无线电连接，则UTRAN 104选择RRC连接所具有的状态。具体地，RRC连接模式包括四个独立的状态：CELL_DCH状态304、CELL_FACH状态306、CELL_PCH状态308和URA_PCH状态310。例如，UE 102可以自空闲模式302转换到CELL_FACH状态306，在CELL_FACH状态306中，UE 102进行其初始数据传送，随后网络确定使用哪个RRC连接状态来继续数据传送。这可以包括网络将UE 102移动到小区专用信道（CELL_DCH）状态304或将UE 102保持为小区前向接入信道（CELL_FACH）状态306。在CELL_DCH状态304中，专用信道被分派给UE 102，用于上行链路和下行链路交换数据。由于为UE 102分派了专用物理信道，因此这种状态通常要求来自UE 102的最大电池电力，如所述的相对功率36X，这意味着平均来说，UE 102要求用于维持CELL_DCH状态304的功率是IDLE状态302（1X处）要求的36倍。可替换地，UTRAN 104可以将UE 102维持在CELL_FACH状态306。在CELL_FACH状态306中，不分派专用信道到UE 102。而是，公共信道用于在少量的突发数据中发送信号。然而，UE 102仍需要连续监控FACH，并且因此UE 102比处于CELL_PCH状态308和URA_PCH状态410（其中的每一个均具有相对功耗8X）以及IDLE状态302中耗费更多的电池电力（具有相对功率损耗20X）。
在RRC连接模式内，RRC状态可以基于UTRAN 104的判断而改变。具体地，如果数据禁用在专用于每一个状态转换的时间量Tstate中被检测到（或检测到数据吞吐量低于特定的阈值），则UTRAN 104可以将RRC状态从一个状态移动到另一个状态。例如，如果数据禁用在时间量TRACH中被检测到，则UTRAN 104可以将RRC状态从CELL_DCH状态304移动到CELL_FACH状态306。自CELL_FACH状态306开始，如果在预定的时间TPCH中检测到数据禁用，则UTRAN可以将RRC状态从CELL_FACH状态306移动到CELL_PCH 308或URA_PCH状态310。自CELL_PCH 308或URA_PCH状态310开始，UE 102必须移动到CELL_FACH状态306，以便启动小区（或URA）更新过程以请求专用信道。这是UE 102控制的唯一的状态转换。CELL_PCH状态308和URA_PCH状态310之间的区别在于如果UE的当前UTRAN注册区域（URA）不在当前小区中存在的URA身份的列表中，URA_PCH状态308仅触发URA更新过程。
图4说明了具有移动无线通信装置400（以下简称为通信装置400）的形式的UE 102的代表性实施例，该通信装置400至少包括处理器401和收发器（XCVR）402，该收发器402可以通过天线404将射频信号发射到无线通信网络UTRAN 104中的基站收发器并且从所述基站收发器接收射频信号。在一些实施例中，多个天线可以包括在通信装置400中以增大发射和/或接收信号密度。收发器402将数字数据编码和调制为模拟信号以通过天线404在射频载波上传输。类似的收发器402可以将由天线404接收到的模拟信号解调并解码。当不从外部电源接收电力时，电池405可以提供电力以操作通信装置400。电池405还被配置为提供例如电池充电状态等信息到处理器401，或者控制器406可以明确地表达可以由收发器402发射和接收的数字数据消息。例如，控制器406可以监控自UTRAN 104中的多个基站收发器接收的信号并且可以生成控制消息，该控制消息在通信装置400和UTRAN 104之间的射频链路的上行链路方向上被发送。在所述的实施例中，控制信号可以包括由连接状态机408生成的信息并且使用上行链路信道被提供到UTRAN 104，其中UTRAN 104可以用于控制通信装置400的RRC连接状态。对通信装置400的RRC连接状态的控制可以用于改变通信装置400的功耗。
如上所述，由于在RRC连接状态和由通信装置400消耗的功率量（并且决定电池寿命）之间存在着紧密的联系，因此，可以通过将当前RRC连接状态与通信装置400的当前操作状态更密切地对准而优化通信装置400的功耗（以及由此期望的电池寿命）。更具体地，关于通信装置400的当前操作状态的信息可以包括在通信装置400处从UTRAN 104接收并发送到UTRAN 104的数据上传和下载（称为数据流量模式）的指示。这种数据流量模式可以影响通信装置400的RRC连接状态并且由此可以影响当前由通信装置400消耗的功率量。例如，CELL_DCH连接状态是分派用于在UTRAN 104和通信装置400之间的大量数据传递的专用数据信道的唯一的RRC连接状态。然而，如图3所示，专用数据信道的分派要求大量电池4xx的资源投入以提供维持和服务于专用通信信道所必须的功率（CELL_DCH要求的功率比IDLE模式中要求的功率多大约36倍）。因此，从功耗角度可能期望通信装置400仅在CELL_DCH中维持完成特定数据交换（数据上传和下载两者）所必须的时间长度。例如，为了将功耗保持在最小值，通信装置400可以被指示仅在CELL_DCH中维持数据被有效传递的时间长度，并且当确定数据处理结束时，通信装置400被转换到例如CELL_PCH等更低的功耗RRC连接状态或者甚至转换到最低的功耗状态（尽管处于未连接状态中），即IDLE。
虽然从功耗角度是可期望的，但是从IDLE状态重建数据信道要求大量的网络资源投入，这是由于UTRAN 104和通信装置400之间的信号流量。因此，为了在通信装置400和UTRAN 104之间建立最优的工作关系，连接状态机408可以明确地表达网络请求410，该网络请求410可以被包括以作为控制消息的一部分（例如SCRI和以下更详细说明的任何连接状态响应），所述控制消息通过收发器402被传送到UTRAN 104。网络请求410可以考虑通信装置400的当前操作状态，其可以包括：当前电池状态的判断、判断通信装置400是否仅使用电池电力、以及当前或预期的数据流量模式。如下所述，当前（或预期的）数据流量模式可以对通信装置400的当前（或预期的）功耗产生巨大影响。
通信装置400进行操作的所述模式（即浏览模式、视频聊天模式等）可以规定被要求以充分服务于该模式的数据流量模式。例如，图5A-5C示出了表示通信装置400的操作的特定模式的各种数据流量模式。特别地，图5A示出了数据流量模式500的图示，所述数据流量模式500与执行应用的通信装置400一致，所述应用可以使通信装置400操作在所谓的常开模式中。在所述常开模式中，短时数据502可以周期性地在通信装置400和UTRAN 104之间传递。数据502可以例如起源自通信装置400，作为当前位置数据通过UTRAN 104提供到服务器计算机。数据502还可以起源自服务器计算机（例如图5B中所示的具有数据模式504的电子邮件服务器），所述服务器计算机可以周期性地推送数据（例如，电子邮件更新）到通信装置400。在任意情况下，为了充分服务于数据502的传递，在通信装置400和UTRAN 104之间必须具有专用数据信道。换句话说，UTRAN 104可以指示通信装置400至少在通信装置400和UTRAN 104之间传递数据502所要求的时间量T1内转换到CELL_DCH的RRC连接状态。然而，为了优化功耗，通信装置400可以在完成数据502的传递之后从CELL_DCH转换到低功耗状态（例如IDLE或CELL_PCH）模式并持续时段T2。在时段T2期满后，通信装置400可以转换回到CELL_DCH状态，以便在下一个时段T1中恰当地服务于数据502的下一次传递。然而，应该注意到，可以需要大量的网络资源来重复性地重建CELL_DCH的专用数据信道特性，这可以导致网络拥堵和/或降低的调用质量（即增大的掉线率、更慢的响应时间、传递速率等）。图5C示出了表示将在UTRAN 104和通信装置400之间传递的大量数据的数据流量模式506。数据流量模式506可以表示例如视频聊天。在此情况下，只要数据在通信装置400和外部视频聊天服务器之间通过UTRAN 104传递，则通信装置400可以提供将通信装置400维持在CELL_DCH的请求410。
一些网络可能不认可（honor）由通信装置400提供的请求410，而是将采取使用网络默认通信装置连接协议来代替通信装置400请求的协议。图6说明了网络不认可请求410并且使用网络协议响应的一个这种情况。特别地，图6示出了UE相对功耗图示600和相关的UE状态转换图示602，其针对不认可请求410的网络，或者UE 102不具有请求改变网络默认定时器或其他网络参数的能力。在任意情况下，为了发送或接收数据502，UE 102必须通过沿上述以及图2所示的线路将RRC连接请求提供到UTRAN 104而建立RRC通信信道。更具体地，UE 102通过发送RRC连接请求（RRC）消息而启动RRC连接的建立。该消息包括“初始UE身份”，其可以是例如IMSI、TMSI或P-TMSI。RRC连接设置（RRC）消息由网络发送以接受用于UE的RRC连接的建立并且将C-RNTI分配给要求RRC连接设置的UE。UE 102以在RRC连接请求消息中接收的“初始UE身份”寻址。如果建立请求被拒绝，则网络发送RRC连接拒绝。最终，如果“RRC连接设置”自UTRAN 104接收，则自UE 102发送RRC连接设置完成消息（RRC）。
在RRC连接的建立期间，UTRAN 104可以将UE 102从IDLE状态移动到CELL_DCH状态，在CELL_DCH状态中，数据可以经由上行链路或下行链路信道而传输。一旦数据传递完成，则UTRAN104将UE 102维持在CELL_DCH状态中，直至默认网络禁用定时器（NIT）逝去。应该注意到，NIT是每个网络专用的。在任意情况下，一旦NIT逝去，则UTRAN 104关闭RRC通信信道并且将UE 102移动到IDLE状态。如前所述，由于UTRAN 104在放弃RRC通信信道之前必须等待至少到NIT期满的事实使得UE 102花费大量的功率资源，所以可以存在大量的资源的错误分派。此外，由于UTRAN 104不能理解UE 102的当前或预期的操作状态，因此使得UE 102向IDLE的转换可以要求花费大量的网络信号资源，这是由于在相当短的时间内重建RRC连接的可能性。例如，如果UE 102正在执行周期性发送数据到外部服务器的“常开”应用，则在相当短的时间内，RRC连接必须被建立，这明显地增加了网络发送消息的负担。网络发送消息负担的这种增加可以具有降低UTRAN 104的服务质量（QoS）的作用，这可以导致掉线的调用中的尖峰（spike）、缓慢的数据传输等等。
图7示出了UE 102可以通过在完成数据502的传递之后的一些时间点处生成SCRI信号（被称为UMTS术语中的SCRI，具有原因值的“信号连接释放指示”）而在一定程度上影响UTRAN 104。为了保留电池电力，UE 102可以发出具有非实质信息元素的信号释放指示SCRI，或IE，其由公式（1）修改：
SCRI={非实质信息元素（IE）}，公式（1）
其中FD_STATE被定义为{fd_DCH,fd_FACH;fd_IDLE}。
以此方式，修改的SCRI消息可以向UTRAN 104提供指示，该指示表明UE 102已确定有效PS数据传递已结束。基于该IE的接收，UTRAN 104可以触发UE 102中的RRC状态转换到更电池有效的状态（例如CELL_FACH或IDLE）。应该注意到状态IDLE、URA_PCH和CELL_PCH全部视为电池有效状态。
图8A示出了UE 102可以使用具有原因的SCRI消息的情况，从而以信号发送请求到UTRAN 104以将UE 102的连接状态从CELL_DCH改变到CELL_PCH，而不是IDLE。以这种方式，当UE102转换到IDLE，特别是如上所述在如常开或数据推送情况的示例中RRC连接基于频率被重建时，UTRAN 104上的信号负担被减小。例如，如果UE 102正在执行要求数据被推送到服务器计算机或从服务器计算机输出的“常开”应用，则当UE 102从IDLE转换到DCH并且再次从DCH转换到IDLE时，频繁卸除和重建数据信道所要求的额外的信号可以是大量的。网络消息流量中的这种增大可以产生瓶颈，导致网络QoS的衰退（掉线的调用、不良的数据传输等等）。图8B示出了UE 102确定了正在发生或即将发生数据流量的增大并且通过发出SCRI消息进行响应的情况，所述SCRI消息使得UTRAN 104能够将UE 102的RRC连接状态从CELL_FACH改变到CELL_DCH。
为了优化UE 102的功耗，UE 102可以为UTRAN 104提供被请求的禁用定时器，该禁用定时器可以由UTRAN 104使用以改变UE102的模式，从而以更功率有效的方式操作并且仍维持良好的网络QoS。例如，UE 102可以使用修改的网络消息以向UTRAN 104通报相应于有效功率使用状态的被请求的timeout_per_state值。被请求的timeout_per_state值可以用于更紧密地将UE 102的实际和预期的操作状态与UTRAN 104设置的连接状态对准。例如，如果UE 102操作（或预期操作）在要求频繁的数据上传和下载的操作模式（例如浏览模式）中，则对UTRAN 104更为功率有效的是能够通过例如请求用于UE 102从CELL_DCH转换到CELL_PCH而不是IDLE的更短的数据禁用间隔而将任何UE连接状态转换更紧密地对准实际的数据传递行为，这是由于预期到在相对短时内将建立新的RRC连接。通过进行到CELL_PCH而不是IDLE，保护的功率量略微减小，然而，UE 102和UTRAN 104之间重复建立数据信道的连接信号流量被明显减少，从而保持了网络性能。
例如，图9-11示出了多个实施例，其中UE 102基于UE 102的当前或预期的操作状态而向UTRAN 104提供被请求的timeout_per_state值。例如，UE 102当操作（或预期操作）在数据浏览模式中时，UE 102可以提交与图9中所示的状态转换方式一致的timeout_per_state值，其中UE 102提交了被请求的timeout_per_state值，其使得UTRAN 104引导UE 102从CELL_DCH直接改变到CELL_PCH，而图10和11示出了UTRAN 104引导UE 102从CELL_DCH转换到IDLE（在图10中的示例中是直接转换），这更适合于那些电池电力是临界的并且不期望反复请求建立RRC连接的情况。
应该注意到，当RRC连接被请求时，timeout_per_state值从UE102传送到UTRAN 104。存在不同的方式来改变无线电连接（在不同的条件下，存在不同的无线电链路或新的小区）。智能装置可以使用响应消息将state_timers发送到UTRAN，同时无线电链路被修改。例如，以下响应消息可以用于为UTRAN 104提供“state_timers”：
（i）无线电承载设置完成（不同的无线电或新的小区）
（ii）无线电承载释放完成
（iii）无线电承载重配置完成
（iv）传输信道重配置完成
（v）物理信道重配置完成
（vi）RRC连接设置完成（见图2）
（vii）移交到UTRAN完成（UMTS中新的RAT）
（viii）RRC连接重建完成
（ix）RRC连接重配置完成
虽然以上内容可以在多种移动或无线装置上实施，但下面关于图12略述一个移动装置的示例。UE 1200优选为至少具有语音和数据通信能力的双向无线通信装置。UE 1200优选为具有与其他计算机系统基于因特网通信的能力。基于所提供的精确的功能，无线装置可以被称为例如数据通知装置、双向寻呼器、无线电子邮件装置、具有数据通知能力的蜂窝电话、无线因特网器件或数据通信装置。在UE 1200使能双向通信的情况下，该UE 1200将并入通信子系统1211，其包括接收器1212和发射器1214以及相关联的组件，例如优选为嵌入或内置的一个或更多个天线元件1216和1218、局部振荡器（LO）1213和例如数字信号处理器（DSP）1220等处理模块。对通信领域的技术人员显然的是，通信子系统1211的特定设计将基于其中意图操作所述装置的通信网络。例如，UE 1200可以包括设计为在GPRS网络或UMTS网络内操作的通信子系统1211。
网络接入要求还将基于网络类型而变化。例如，在UMTS和GPRS网络中，网络接入与UE 1200的订户或用户相关联。例如，GPRS移动装置由此要求订户身份模块（SIM）卡，以便在GPRS网络上操作。在UMTS中，要求USIM或SIM模块。在CDMA中，要求RUIM卡或模块。这些在本文中将被称作UIM接口。在没有有效UIM接口的情况下，移动装置可能不能充分发挥功能。本地或非网络通信功能以及例如紧急通话等合法要求的功能（如果存在的话）可能是可用的，但移动装置1200将不能实施涉及基于网络1200进行通信的其他任何功能。UIM接口1244一般类似于一种卡槽，卡可以插入到所述卡槽中并且像磁盘或PCMCIA卡一样弹出。UIM卡可以保持许多密钥配置1251以及例如身份和关于订户的信息等其他信息1253。
当完成了所要求的网络注册或激活过程时，UE 1200可以基于网络1219发送和接收通信信号。由天线1216通过通信网络1219接收的信号被输入到接收器1212，接收器1212可以执行这种常见的接收器功能，如信号放大、降频转换、滤波、信道选择等等，并且在图12中所示的示例性系统中，所述常见的接收器功能为模数（A/D）转换。接收到的信号的A/D转换允许更复杂的通信功能，例如在DSP 1220中执行的解调和解码。以类似的方式，将被传输的信号通过DSP1220被处理，例如包括调制和编码，并且被输入到发射器1214以便数模转换、升频转换、滤波、放大和基于通信网络1219经由天线1218传输。DSP 1220不仅处理通信信号，还提供接收器和发射器控制。例如，施加到接收器1212和发射器1214中的通信信号的增益可以通过在DSP1220中实施的自动增益控制算法而被适应性地控制。网络1219可以进一步与多个系统通信，包括服务器1260和其他元件（未示出）。例如，网络1219可以与企业系统和网页客户系统两者进行通信，以便容纳各种服务等级的各种客户。
UE 1200优选为包括微处理器1238，其控制所述装置的全部操作。至少包括数据通信的通信功能通过通信子系统1211执行。微处理器1238还与进一步的装置子系统交互，例如显示器1222、闪存1224、随机存取存储器（RAM）1226、辅助输入/输出（I/O）子系统1228、串行端口1230、键盘1232、扬声器1234、麦克风1236、短程通信子系统1240和一般表示为1242的任意其他装置子系统。图7中所示的一些子系统执行通信相关的功能，而其他子系统可以提供“常驻”或装置携带的功能。特别地，例如键盘1232和显示器1222等一些子系统可以用于通信相关的功能，例如输入文本消息以便基于通信网络传输，并且还可以用于装置常驻功能，例如计算器或任务列表。
由微处理器1238使用的操作系统软件优选为存储在例如闪存1224等永久性存储器中，其可以被替换为只读存储器（ROM）或类似的存储元件（未示出）。本领域技术人员将意识到操作系统、专用装置应用、或其部件可以临时被加载到例如RAM 1226等易失性存储器中。接收到的通信信号还可以被存储在RAM 1226中。进一步地，唯一的标识符还优选为存储在只读存储器中。如图所示，闪存1224可以被隔离为不同区域以用于计算机程序1258和程序数据存储器1250、1252、1254和1256。这些不同的存储器类型指示每一个程序可以分派一部分闪存1224以用于其自身的数据存储需求。微处理器1238除了其操作系统功能以外还优选为使能在移动装置上执行软件应用。
控制基础操作的预定的应用集合（例如至少包括数据和语音通信应用）一般将在制造期间被安装在UE 1200上。优选的软件应用可以是个人信息管理器（PIM）应用，其具有组织和管理关于移动装置的用户的数据项的能力，所述数据项例如但不限于：电子邮件、日历事件、语音邮件、约会和任务项。自然地，一个或更多个内存存储器在移动装置上是可用的，从而便于PIM数据项的存储。这种PIM应用优选为具有经由无线网络1219发送和接收数据项的能力。在优选实施例中，PIM数据项经由无线网络1219无缝集成、同步和更新，其中移动装置用户的相应的数据项被存储或与主计算机系统相关联。进一步的应用还可以通过网络1219、辅助I/O子系统1228、串行端口1230、短程通信子系统1240或任意其他适当的子系统1242被加载到移动装置1200上，并且由用户安装在RAM 1226中，或优选为安装在非易失性存储器（未示出）中以便由微处理器1238执行。这种应用安装上的灵活性增大了装置的功能性，并且可以提供增强的装置携带的功能和/或通信相关的功能。例如，安全通信应用可以使能电子商务功能和使用UE 1200执行的其他这种金融交易。然而，根据上述内容，这些应用在许多情况下将需要被载波核准。
在数据通信模式中，例如文本消息或网页下载等接收到的信号将由通信子系统1211处理，并且被输入到微处理器1238，该微处理器1238优选为进一步处理接收到的信号以便输出到显示器1222，或者可替换地输出到辅助I/O装置1228。UE 1200的用户还可以使用键盘1232（其优选为完整的文字数字键盘或电话型键区）结合显示器1222以及可能的辅助I/O装置1228而组成数据项，例如电子邮件消息。这样组成的相之后可以基于通信网络通过通信子系统1211被传输。
对于语音通信，UE 1200的全部操作是类似的，除了接收到的信号将优选为输出到扬声器1234并且用于传输的信号将由麦克风1236生成。可替换的语音或音频I/O子系统，例如语音消息重新编码子系统，还可以在UE 1200上实施。虽然语音或声频信号输出优选为主要通过扬声器1234完成，但显示器1222还可以用于提供例如调用方的身份的指示、语音调用的持续时间或其他语音调用相关的信息。
图13示出了根据所说明的实施例的详细处理流程图1320。处理1300可以由UE执行。可以通过在1302和1304处确定UE的操作状态和数据流量模式而执行处理1300，UE生成UE状态转换分布以及相关联的UE状态转换禁用定时器。在1306，与UE状态转换分布相关联的UE状态转换定时器被传送到网络NW。UE可以检验与全部其他更高层应用相关联的其他配置的传输信道的状态，所述更高层应用被配置并且做出关于何时指示不再存在具有延长的持续时间的PS数据的智能的复合决策。在所说明的实施例中，被请求的定时器可以包括在用于例如产生RRC信道的响应消息中。如果在1308处确定所述网络不认可来自UE的被请求的状态定时器，则之后在1310处，UE从网络接收默认的禁用定时器，而如果所述网络认可来自UE的被请求的状态定时器，则之后在1312处，UE接收UE被请求的定时器。在任何情况下，在1314处，UE均基于自所述网络接收的指令而操作。
所说明的实施例的各个方面、实施例、实施方式或特征可以被分离地或以任何组合使用。前述说明为了说明的目的使用特定的术语来提供对本发明的充分理解。然而，对本领域技术人员显然的是，不要求以特定细节实践本发明。因此，本发明的特定实施例的前述说明是为了说明和描述的目的提供的。前述说明不意图穷举或将本发明限制为所公开的严格的形式。对本领域普通技术人员显然的是，鉴于以上教导，许多修改和变化均是可行的。
多个实施例被选择和描述以便最佳地说明本发明的原理及其实际应用，由此使本领域其他技术人员能最佳地利用具有适合于预期的特定用途的各种修改的本发明以及多个实施例。

Claims (31)

1.一种保护与无线网络通信的无线装置中的电池电力的方法，包括：
确定所述无线装置的操作状态；
确定与当前操作状态相关联的数据流量模式，所述数据流量模式包括在所述无线装置和所述无线网络之间的多个数据上传和下载；
根据基于所述操作状态和数据流量模式保持电池电力而生成多个无线装置连接状态转换定时器，其中所述多个无线装置连接状态转换定时器中的每一个指示在所述无线装置的连接状态改变之前要求的所述无线装置处的数据禁用逝去的时间量；以及
发送无线装置连接状态改变请求到所述网络，所述无线装置连接状态改变请求包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个，其中当所述网络识别出所述无线装置连接状态改变请求时，所述网络发出指令以根据被请求的无线装置连接状态转换定时器来改变所述无线装置的连接状态，否则，所述网络发出指令到所述无线装置以根据网络默认连接状态转换定时器来改变所述无线装置连接状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述操作状态包括当前操作状态和预期的操作状态。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述预期的操作状态包括预期的数据流量模式。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中所述发送无线装置连接状态改变请求到所述网络包括：
由所述无线装置将无线电资源控制（RRC）连接请求中的改变发送到所述无线网络；
响应于所述RRC连接请求，使所述无线装置的所述RRC连接状态由所述无线网络改变；以及
由所述无线装置发送RRC连接改变确认消息到所述无线网络，其中所述RRC连接改变确认消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于无线电承载释放消息，所述无线装置以无线电承载释放完成消息进行响应，该无线电承载释放完成消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
6.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于无线电承载重配置消息，所述无线装置以无线电承载重配置完成消息进行响应，该无线电承载重配置完成消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
7.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于传输信道重配置消息，所述无线装置以传输重配置完成消息进行响应，该传输重配置完成消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
8.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于物理信道重配置消息，所述无线装置以物理信道重配置完成消息进行响应，该物理信道重配置完成消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
9.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中移交到UTRAN完成消息或自UTRAN故障的小区改变顺序消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
10.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于网络消息UTRAN移动信息，所述无线装置以UTRAN移动信息确认消息进行响应，所述UTRAN移动信息确认消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
11.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于网络消息小区更新和URA更新中的任意消息，所述无线装置以UTRAN移动信息确认消息进行响应，所述UTRAN移动信息确认消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
12.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于RRC连接重建消息，所述无线装置以RRC连接重建完成消息进行响应，所述RRC连接重建完成消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
13.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中响应于RRC连接重配置消息，所述无线装置以RRC连接重配置完成消息进行响应，所述RRC连接重配置完成消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
14.一种保护与无线网络通信的无线装置中的电池电力的方法，包括：
确定所述无线装置的操作状态；
确定与当前操作状态相关联的数据流量模式，所述数据流量模式包括在所述无线装置和所述无线网络之间的多个数据上传和下载；
基于所述操作状态和所述数据流量模式而确定所述无线装置的优选的无线装置连接状态；以及
发送无线装置连接状态改变请求指令（SCRI）到所述网络，所述SCRI指示所述优选的无线装置连接状态，其中所述无线网络通过发送状态改变命令进行响应，所述状态改变命令使得所述无线装置从当前的无线连接状态转换到所述优选的无线连接状态。
15.如权利要求14所述的方法，其中当所述SCRI指示所述优选的无线连接状态是CELL_PCH或URA_PCH时，所述网络使得所述无线装置转换到所述CELL_PCH连接状态或所述URA_PCH连接状态。
16.如权利要求14所述的方法，其中当所述SCRI指示所述优选的无线连接状态是IDLE时，所述网络以RRC_连接_释放命令响应，所述RRC_连接_释放命令使得所述无线装置转换到所述IDLE状态。
17.如权利要求14所述的方法，其中当所述SCRI指示所述优选的无线连接状态是CELL_FACH时，所述网络使得所述无线装置转换到所述CELL_FACH连接状态。
18.如权利要求17所述的方法，所述方法进一步包括：
当所述无线装置确定数据流量增大时，那么
所述无线装置确定所述优选的连接状态是CELL_DCH，并且发送所述SCRI，该SCRI请求所述无线网络将所述无线装置连接状态从所述CELL_FACH改变到所述CELL_DCH连接状态。
19.一种与无线网络通信的移动无线装置，包括：
处理器；
电池；以及
无线收发器，配置为便于与无线网络通信，其中所述处理器用于通过以下方式来保护电池电力：
确定所述无线装置的操作状态；
确定与当前操作状态相关联的数据流量模式，所述数据流量模式包括在所述无线装置和所述无线网络之间的多个数据上传和下载；
根据基于所述操作状态和数据流量模式保持电池电力而生成多个无线装置连接状态转换定时器，其中所述多个无线装置连接状态转换定时器中的每一个指示在所述无线装置的连接状态改变之前要求的所述无线装置处的数据禁用逝去的时间量；以及
发送无线装置连接状态改变请求到所述网络，所述无线装置连接状态改变请求包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个，其中当所述网络识别出所述无线装置连接状态改变请求时，所述网络发出指令以将无线装置连接状态转换定时器更新为被请求的无线装置连接状态转换定时器，否则，所述网络发出指令到所述无线装置以将所述无线装置连接状态转换定时器更新为网络默认的连接状态转换定时器。
20.如权利要求19所述的移动无线装置，其中所述操作状态包括当前操作状态和预期的操作状态。
21.如权利要求20所述的移动无线装置，其中所述预期的操作状态包括预期的数据流量模式。
22.如权利要求19所述的移动无线装置，其中所述发送无线装置连接状态改变请求到所述网络包括：
由所述无线装置将无线电资源控制（RRC）连接请求中的改变发送到所述无线网络；
响应于所述RRC连接请求，使所述无线装置的所述RRC连接状态由所述无线网络改变；以及
由所述无线装置发送RRC连接改变确认消息到所述无线网络，其中所述RRC连接改变确认消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
23.一种与无线网络通信的移动无线装置，包括：
处理器；
电池；以及
无线收发器，配置为便于与无线网络的通信，其中所述处理器用于通过以下方式来保护电池电力：
确定所述无线装置的操作状态；
确定与当前操作状态相关联的数据流量模式，所述数据流量模式包括在所述无线装置和所述无线网络之间的多个数据上传和下载；
基于所述操作状态和所述数据流量模式来确定所述无线装置的优选的无线装置连接状态；以及
发送无线装置连接状态改变请求指令（SCRI）到所述网络，所述SCRI指示所述优选的无线装置连接状态，其中所述无线网络通过发送状态改变命令进行响应，所述状态改变命令使得所述无线装置从当前的无线连接状态转换到所述优选的无线连接状态。
24.如权利要求23所述的移动无线装置，其中当所述SCRI指示所述优选的无线连接状态是CELL_PCH或URA_PCH时，所述网络使得所述无线装置转换到所述CELL_PCH连接状态或所述URA_PCH连接状态。
25.如权利要求23所述的移动无线装置，其中当所述SCRI指示所述优选的无线连接状态是IDLE时，所述网络以RRC_连接_释放命令响应，所述RRC_连接_释放命令使得所述无线装置转换到所述IDLE状态。
26.如权利要求23所述的移动无线装置，其中当所述SCRI指示所述优选的无线连接状态是CELL_FACH时，所述网络使得所述无线装置转换到所述CELL_FACH连接状态。
27.如权利要求26所述的移动无线装置，进一步包括：
当所述无线装置确定数据流量增大时，那么
所述无线装置确定所述优选的连接状态是CELL_DCH，并且发送所述SCRI，该SCRI请求所述无线网络将所述无线装置连接状态从所述CELL_FACH改变到所述CELL_DCH连接状态。
28.一种用于存储可执行的计算机代码的非瞬时计算机程序产品，所述可执行的计算机代码用于保护与无线网络通信的无线装置中的电池电力，所述计算机程序产品包括：
用于确定所述无线装置的操作状态的计算机代码；
用于确定与当前操作状态相关联的数据流量模式的计算机代码，所述数据流量模式包括在所述无线装置和所述无线网络之间的多个数据上传和下载；
用于根据基于所述操作状态和数据流量模式保持电池电力而生成多个无线装置连接状态转换定时器的计算机代码，其中所述多个无线装置连接状态转换定时器中的每一个指示在所述无线装置的连接状态改变之前要求的所述无线装置处的数据禁用逝去的时间量；以及
用于发送无线装置连接状态改变请求到所述网络的计算机代码，所述无线装置连接状态改变请求包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个，其中当所述网络识别出所述无线装置连接状态改变请求时，所述网络发出指令以将无线装置连接状态转换定时器更新为被请求的无线装置连接状态转换定时器，否则，所述网络发出指令到所述无线装置以将所述无线装置连接状态转换定时器更新为网络默认的连接状态转换定时器。
29.如权利要求28所述的计算机可读介质，其中所述操作状态包括当前操作状态和预期的操作状态。
30.如权利要求29所述的计算机可读介质，其中所述预期的操作状态包括预期的数据流量模式。
31.如权利要求28所述的计算机可读介质，其中所述发送无线装置连接状态改变请求到所述网络包括：
由所述无线装置将无线电资源控制（RRC）连接请求中的改变发送到所述无线网络；
响应于所述RRC连接请求，使所述无线装置的所述RRC连接状态由所述无线网络改变；以及
由所述无线装置发送RRC连接改变确认消息到所述无线网络，其中所述RRC连接改变确认消息包括所述多个无线装置连接状态转换定时器中的至少一个的指示。
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