CN103380653A - 用户设备向网络提供速度信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用户设备提供速度信息至网络的方法。该方法支持通过一种或多种预定义方式获取用户设备的速度信息、检测触发事件并向网络提供速度信息。速度信息是从包括物理速度、物理速度对照到的预定义速度组以及虚拟速度的集合中选取的。虚拟速度包括小区改变计数或用户设备在特定周期间成功请求无线资源控制连接的小区的数目。用户设备可通过无线资源控制连接建立、无线资源控制连接重新建立、无线资源控制测量报告中新的信息元素或新的无线资源控制消息将速度信息发送至基站。

Description

用户设备向网络提供速度信息的方法
相关申请的交叉引用
本申请的权利要求范围依35U.S.C.§119要求如下申请的优先权：2011年10月3日递交的申请号为61/542,398，标题为“Radio Access Enhancementsfor Interactive Application Traffic”的美国临时案。上述申请标的在此一起作为参考。
技术领域
本发明揭露的实施例有关于移动通信网络，更具体地，有关于用户设备(User Equipment,UE)向网络提供业务相关(traffic-related)信息和速度信息，并基于业务触发调度请求(scheduling request)。
背景技术
移动用户的爆发式增长需要网络容量的大幅度增长。如今，在美国和世界各地的大量市场中，网络阻塞(network congestion)已成为许多第三代(thirdgeneration,3G)网络的显著问题。阻塞的网络将导致掉线或呼叫失败、更低数据速率以及较慢响应时间。与用户数目迅速增长问题同时而来的还有快速引入的智能手机用户，例如苹果(iPhone)、安卓(Android)和黑莓(Blackberry)手机用户。
长期演进(Long-Term Evolution,LTE)系统提供高峰值数据速率、低延时(latency)和改进的系统容量，许多运营商采用LTE系统以解决容量问题。在LTE系统中，演进型通用陆地无线存取网络(Evolved Universal TerrestrialRadio Access Network,E-UTRAN)包括通过LTE-Uu接口与多个移动站（也称为UE）进行通信的多个演进型节点(evolved Node-B,eNB)。无线存取网络进一步与核心网络(Core Network,CN)连接以提供端到端(end-to-end)服务，其中，CN包括移动性管理实体(Mobility Management Entity,MME)、服务网关(Serving Gateway,S-GW)以及分组数据网络网关(Packet data Network Gateway,P-GW)。
尽管LTE网络增加了系统容量，然而根据预测LTE网络不久也将面临容量问题。在传统网络和LTE网络中，运营商总是将实时语音业务优先于数据业务。通过网络为电路交换语音业务预留资源。新的无线数据网络，例如3G和LTE网络，也优化了对大容量数据业务的支持，例如视频会议。然而，这样的设计并不能良好地适用于具有短小、不频发的数据会话(session)的应用程序，例如聊天应用程序和保持活动的消息。许多常用的应用程序（例如新闻、天气和社交网络）定期连接至网络/从网络断开连接以进行更新。这些应用程序包括少量的用户数据但仍然需要大量的信令业务(signalingtraffic)以建立和拆除会话。根据估计随着网络上智能手机应用程序的数目增长，信令开销(overhead)将超过数据业务的30%至50%或者更高。因此，需要高效地使用数据网络以改进网络容量。
除了提高网络效率之外，保持服务质量(quality of service,QoS)也是无线网络成功增长的重要方面。无线网络的应用程序在延迟、带宽和错误率方面具有各种各样的需求，其中通过上述需求以达到最佳性能或用户体验。LTE系统已定义一组QoS类别指示符(QoS Class Identifier,QCI)值，各个QCI值对应所需服务的特征。标准化QCI值的目标在于保证映射于相同QCI的应用程序/服务在多个供应商（multi-vendor）的网络部署中及在漫游(roaming)情况下可接收相同的最小级别的QoS。在存取网络中，eNB用于保证无线接口上的承载(bearer)的必需QoS。每个承载都有相应的QCI以及分配与保持优先级(Allocation and Retention Priority,ARP)。
传统地，由于应用程序具有预定义的QoS需求，因此一个应用程序对应一QoS。然而与传统应用程序不同的是，当下流行的交互式应用程序，实际上其QoS需求为动态的。许多智能手机应用程序即使在处于后台模式(background mode)时，仍然定期产生业务，例如当用户未正主动使用该设备时。因此，需要具有对应一个应用程序的不同QoS。例如，当用户处于交互模式(interactive mode)时，系统可使运行程序对应一QoS，而在用户不使用该设备时降低QoS需求。这样的动态QoS机制允许系统减少用于后台应用程序的资源使用，从而实现降低核心网络信令开销并改进LTE-Uu效率。对于UE而言，动态QoS机制主要通过允许UE更大程度地使用休眠周期(sleepcycle)以降低UE功耗，其中，在休眠周期中可关闭硬件或使硬件处于待机模式(standby mode)。长休眠周期或长非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)通过引入额外延迟以影响QoS性能。
除对LTE-Uu接口造成压力的快速增长的数据和信令量以外，至核心网络的信令数量也是运营商的主要关注点。运营商强烈希望LTE可有效支持实时的“始终开启”(always-on)以实现应用程序的更新。此特性可导致大多数UE处于连接模式，而这与如今的无线网络的实际情况大不相同，尤其是对于智能手机，运营商需要将核心网络负载保持在控制中。核心网络信令中的大部分开销取决于初始连接的建立。人们也注意到保持UE始终处于连接模式在会减少连接建立所需信令的同时，也将产生用于切换的额外信令，而且使用连接模式中的长DRX在实现良好的电池消耗的同时，也由于在长DRX中相邻小区较低的UE测量周期(measurement periodicity)会随之带来切换性能较差的缺陷。因此，用于典型智能手机的网络信令控制和优化、资源使用和UE电池消耗的问题十分复杂。为了减少初始建立的开销，可通过识别“复杂的”UE(“tricky”UE)来辅助网络，其中，“复杂的”UE为采用“始终开启”服务、处于移动中，且频繁在空闲(IDLE)和连接模式之间切换的UE。识别这些UE的有效方式使得运营商对这些UE运用高复杂度的特定算法以减少核心网络业务，而对其他“非问题的”UE运用更简单的算法。
鉴于移动数据和各种移动应用程序的数量爆发式增长，以及无线网络运营商对LTE的广泛采用，因此找到提高网络效率和保持各种应用程序的QoS方法变得十分重要。本发明的多个实施例将解决例如改进LTE-Uu接口效率、减少核心网络信令开销和降低UE电池消耗等各个方面的问题。
发明内容
在第一新颖方面，本发明提供一种用户设备向网络指示业务相关信息的方法。该方法包括确定业务指示符并将业务指示符传输至基站。
在一个实施例中，业务指示符指示默认功耗或低功耗为优选。例如，当用户设备处于后台业务时，优选低功耗。后台业务的检测涉及对特定应用程序的后台业务检测、用户设备屏幕节电激活、运行程序未显示在用户设备屏幕上以及未检测到来自用户的互动的其中至少一个。
在另一个实施例中，业务指示符指示业务历史的时间模式。在一个示例中，业务指示符包括用户设备处于无线资源控制空闲模式或无线资源控制连接模式的时间周期历史。在另一个示例中，业务指示符包括无线资源控制空闲模式或无线资源控制连接模式之间转换的计数。在又一个示例中，业务指示符包括分组到达间隔时间的历史以及一个或一组无线承载的分组大小。用户设备可在无线连接控制连接建立、无线连接控制连接再建立或用户设备改变小区时传输业务指示符至基站。
从网络角度，一旦接收到并评估包含在业务指示符中的信息，网络通过运用一或多个服务质量修改算法来触发服务质量修改进程。在一个示例中，该一个或多个服务质量修改算法包括减少服务质量需求、减少调度优先级、设置更长的非连续接收周期、配置稀少的或无上行链路资源以及命令用户设备进入无线资源控制空闲模式中的至少一个。
在第二新颖方面，本发明提供一种基于已检测业务状况决定修改调度请求触发的方法。该方法包括检测业务状况，根据业务状况决定修改调度请求的触发，并根据修改调度请求触发将调度请求发送至基站。其中，该业务状况指示无线资源控制连接状态的用户设备是否处于后台业务模式。调度请求通过物理上行链路信道或随机存取信道进行传输。
在一个实施例中，修改调度请求的触发是超过阈值的数据缓存或数据生产率。在一个实施例中，用户设备基于关联优先比特率或数据块大小持续时间或两者的服务质量需求决定该阈值。在另一个实施例中，基站基于业务状况下的最小授权尺寸配置该阈值。
在一优势方面，该方法包括检测业务状况，其中，用户设备配置用于非连续接收模式且其中业务状况指示用户设备是否处于非连续接收休眠时间。用户设备根据已检测的非连续接收状态确定修改调度请求的触发，然后通过物理上行链路信道或随机存取信道传输调度请求。
在一个实施例中，当已检测的非连续接收状态改变时，对修改调度请求触发中使用的阈值进行更新。在另一个实施例中，在非连续接收休眠时间期间修改调度请求触发逻辑上运用更长的调度请求周期。在另一个实施例中，在非连续接收休眠时间期间停止修改调度请求的触发。
在第三新颖方面，本发明提供一种用户设备提供速度信息至网络的方法。该方法支持通过一种或多种预定义方式获取用户设备的速度信息、检测触发事件并向网络提供速度信息。速度信息是从包括物理速度、物理速度对照到的预定义速度组以及虚拟速度的集合中选取的。虚拟速度包括小区改变计数或用户设备在特定周期间成功请求无线资源控制连接的小区的数目。用户设备可通过无线资源控制连接建立、无线资源控制连接重新建立、无线资源控制测量报告中新的信息元素或新的无线资源控制消息将速度信息发送至基站。
在一个实施例中，触发事件为用户设备从无线资源控制空闲状态变为无线资源控制连接状态。在另一个实施例中，触发事件为检测到无线资源控制连接状态中的后台业务模式。在另一个实施例中，触发事件为周期计时器到时或当用户设备处于后台业务模式时周期计时器到时。
在一个实施例中，触发事件为用户设备检测到速度超过速度阈值。在另一个实施例中，触发事件为当用户设备处于后台业务模式时用户设备检测到速度超过速度阈值。在又一个实施例中，触发事件为禁止计时器禁止以限制信令开销，其中，直至禁止计时器到时之前用户设备不发送速度信息。
其他实施方式与优势将在下文作详细描述。此概括并非以限定本发明为目的。本发明由权利要求所界定。
附图说明
图1是根据本发明实施例描述的无线通信系统示意图。
图2是根据本发明实施例描述的UE与其不同功能模块的示意图。
图3是根据本发明实施例描述的无线通信网络的主要组件和对应功能的典型模块的示意图。
图4A是本发明一个实施例中UE检测业务状况并将业务指示符发送至eNB的流程图。
图4B是根据本发明一个实施例描述的UE在连接建立或RRC再建立时在至eNB的消息中包括业务信息及/或指示的示意图。
图5是本发明一个实施例中由eNB收集业务信息以识别“复杂的”UE并相应修改QoS需求的流程图。
图6是本发明一个实施例中UE向eNB通知UE的优选电池消耗级别且eNB相应调整UE的QoS的流程图。
图7是本发明一个实施例中eNB监测UE承载状况并一旦在承载上检测到后台业务时修改QoS的流程图。
图8是本发明一个实施例中核心网络在UE承载上识别后台业务并且eNB相应修改UE的QoS的流程图。
图9A是本发明一个实施例中UE确定发送至eNB的业务指示符的流程图。
图9B是本发明一个实施例中UE检测业务历史并确定发送至eNB的业务指示符的流程图。
图10是本发明一个实施例中eNB接收业务指示符，确定是否触发QoS修改以及在需要时应用QoS修改算法的流程图。
图11是根据本发明实施例描述的UE及/或CN识别业务状况并将业务状况发送至eNB以及UE相应地设置新的SR触发的流程图。
图12A是本发明一个实施例中UE运用修改SR触发，一旦检测到数据缓存大于阈值时发送SR的流程图。
图12B是本发明一个实施例中UE运用修改SR触发，一旦检测到生产率大于阈值时发送SR的流程图。
图13A是根据本发明实施例描述的一旦检测到DRX状态改变时，更新阈值并运用其中一个修改SR触发的流程图。
图13B是本发明一个实施例中一旦检测到DRX状态改变至休眠时，UE运用其中一个修改SR算法的流程图。
图14是本发明一个实施例中UE检测业务状况，确定是否采用修改SR触发以及一旦满足修改触发时将SR发送至eNB的流程图。
图15是根据本发明的一个方面描述的UE为节电检测DRX模式的业务状况、基于业务状况确定修改SR触发，以及基于修改SR触发将SR发送至eNB的流程图。
图16是根据本发明实施例描述的收集速度信息并且将速度信息发送至eNB的流程图。
图17A是根据本发明一个实施例描述的eNB将不移动的UE保持在连接状态中更长时间的流程图。
图17B是根据本发明一个实施例描述的eNB更快将移动的UE释放至空闲状态的流程图。
图18是根据本发明一个实施例描述的UE取得速度信息、检测触发事件并且通过一种或多种预定义方法将速度信息提供至网络的流程图。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的一些实施例，附图所示为这些实施例的示例。
图1是根据本发明实施例描述的无线通信系统的示意图。无线系统100包括无线存取网络110、核心网络120以及外部网络130。UE111和UE112分别通过无线接口连接至eNB113和eNB114。eNB113和eNB114通过X2接口彼此连接。根据本发明实施例，UE111从eNB113切换至eNB114，eNB113通过X2接口将相关的UE111信息转送至eNB114。eNB113和eNB114通过S1接口与MME121和S-GW122连接。MME121通过S11接口与S-GW122连接。S-GW122更通过S5/S8接口与P-GW124连接。P-GW124通过S7接口与策略和计费规则功能模块(Policy and Charging RuleFunction,PCRF)123连接。PCRF123控制网络QoS功能。根据本发明实施例，由实体（例如P-GW124）收集业务信息。PCRF123相应地进行一些QoS修改。P-GW124通过SGi接口与外部网络130连接。图1进一步显示了LTE承载路径。UE和网络都可初始化承载建立过程。用于LTE信道的端到端承载包括无线承载141、S1承载142及S5/S8承载143，其中无线承载141连接UE和eNB，S1承载142将eNB连接至MME121或S-GW122，而S5/S8承载143将S-GW122连接至P-GW124。
图2是根据本发明实施例描述的UE200的模块示意图，UE200支持本发明的某些实施例。天线201发送和接收RF信号。耦接于天线201的RF收发模块211从天线201接收RF信号，将RF信号转换为基带信号，并将基带信号发送至处理器212。RF收发机211也对从处理器212接收的基带信号进行转换，并将基带信号转换为RF信号，然后将RF信号发送至天线201。处理器212处理所接收的基带信号并且调用不同的功能模块以执行UE200的功能。存储器213存储程序指令和数据以控制UE200的操作。
图2也显示了五个功能模块221、222、223、224和225，这五个功能模块实现本发明的多个实施例。业务检测模块(traffic detection module)221检测UE200中的业务状况(traffic condition)。业务指示模块(traffic indicationmodule)222评估UE200中的各种业务状况和其他信息以设置或更新某些业务指示符(traffic indicator)。事件检测模块(event detection module)223检测某些预定义事件的触发。UE200根据事件检测模块223触发检测到的事件触发而触发对应的行为。调度请求(Scheduling Request,SR)模块224实现将SR发送至eNB的功能。根据本发明的一个实施例，调度请求模块224实现用于调度请求的修改SR触发。由UE中的预定义业务状况触发该修改算法。速度估计模块225收集速度信息并估计UE的速度。UE200或eNB都可使用该速度信息。
eNB中存在类似的配置，其中在eNB中，一或多个天线发送和接收RF信号。耦接于天线的RF收发模块从天线接收RF信号，将RF信号转换为基带信号，并将基带信号发送至处理器。RF收发器也对从处理器接收的基带信号进行转换，并将基带信号转换为RF信号，然后将RF信号发送至天线。处理器处理所接收的基带信号并调用不同的功能模块以执行eNB的功能。存储器存储程序指令和数据以控制eNB的操作。eNB还包括若干个功能模块以实现本发明的多个实施例。
本发明的实施例在维持各种应用程序的QoS的同时提高网络效率、降低UE电池消耗。根据一些实施例，UE、eNB和CN实施不同功能以实现系统改进。在本发明的一些实施例中，UE收集信息并在没有其他网络组件参与的情况下做出修改的决定。然而，在本发明的其他实施例中，eNB从UE及/或CN收集信息、修改QoS算法并将修改信息发送至UE。
图3是根据本发明实施例描述的无线通信网络的主要组件和其对应功能的典型模块的示意图。UE301与eNB302连接，而eNB302与核心网络303连接。功能模块311根据本发明的一些实施例列出UE301的示范功能。UE301可执行多个功能，例如识别特定UE、取得速度信息、检测后台信息以及修改SR触发。在本发明的一些实施例中，在步骤1中，一旦检测到某些业务状况，UE301通知eNB302。功能模块315根据本发明的一些实施例列出核心网络303的示范功能。核心网络303可执行识别特定UE、识别用于UE或用于UE的承载的后台业务的功能。在步骤2中，一旦检测到某些业务状况，核心网络303通知eNB302。功能模块312列出eNB302的示范功能。eNB302可执行识别特定UE并监测承载的功能。根据本发明实施例，eNB302可如功能模块313所示修改调度程序（scheduler）。一旦UE切换至另一个目标eNB，eNB302如功能模块314所示将UE相关的信息转送至目标eNB。
图3也显示了eNB302执行修改调度程序，其中eNB302可如功能模块312所示根据eNB自身的输出，或通过由步骤1分析从UE301接收的信息，或通过由步骤2分析从CN303接收的信息的其中一种来执行修改调度程序。此外，eNB302可如功能模块313所示根据来自UE301、在eNB302中检测到的或来自CN303的上述信息的一个或多个来修改调度程序。例如，可通过收集预定义时间段的空闲-活动(idle-active)转换的计数在UE301中完成特定UE的识别。然后如果计数超出阈值，UE301可将UE识别为特定的。当eNB从UE301及/或CN303收集信息时，eNB302可作出UE为特定UE的决定。eNB302可收集移动性和空闲-活动转换的信息并对UE进行标记。类似地，CN303收集UE的统计数据并将UE识别为特定UE。其中，CN303包括例如MME、S-GW和P-GW的实体。CN303收集的统计数据可处于承载级别的粒度(granularity)。
如图3所示，根据本发明实施例每个网络实体可实现一些功能。所述功能可包括检测业务相关信息，修改QoS算法，以及UE提供速度信息至网络以使网络可更优化性能。其中，检测业务相关信息可例如识别特殊UE或检测后台业务；修改QoS算法可例如修改调度请求触发和DRX。下面部分以本发明的实施例进行详细讨论。
业务相关信息的UE指示
智能手机的广泛采用和可下载应用程序的数目增长持续地增加了移动网络中的数据和信号量。为有效利用网络资源的同时维持QoS，需要更灵活或动态的QoS机制。不同于传统应用程序，对于如今流行的移动应用程序而言，根据相关的业务状况同一应用程序的QoS需求可能会发生变化。因此，首要的问题是识别并关联此类业务相关信息。
图4A是本发明一个实施例中UE检测业务状况并将业务指示符发送至eNB的流程图。UE401与eNB402连接。对于一些应用程序，交互模式的QoS需求不同于后台模式。因此，在UE上检测到的此类信息对于网络确定是否调整QoS策略是十分有用的。在节点(point)411，UE401检测到UE401处于交互模式。在步骤1中，UE401发送指示至eNB402以指示默认功耗为优选。一旦接收到指示，eNB402评估是否需要为UE401调整QoS。通常，当UE处于交互模式时，应用程序将应用当前QoS并且不需要修改现存的QoS需求。然而，在节点412，UE401检测到UE进入屏幕节电模式，或者特定应用程序在后台运行，或者UE屏幕上未显示连接/运行的应用程序，又或者未检测到来自用户的交互。当这些功率节省模式发生时，应用程序运行于后台模式。因此，在步骤2中，UE401发送指示至eNB402以指示较低的功耗为优选。一旦接收此指示，eNB402知晓应用程序运行于后台模式，因此可能需要使用修改QoS需求。通过减少QoS需求，Uu效率得到提高并且节省了UE电量。当应用程序运行于后台模式时，用户可以接受具有更长延时的已降低QoS。在节点413，UE401检测一些其他的业务状况改变。在步骤3中，一旦检测到此类业务状况，UE401发送指示至eNB402以指示存在业务状态改变。在本发明的一个实施例中，UE401直接发送业务信息至eNB402。此类的业务信息包括分组大小，平均分组大小或者到达间隔时间(inter-arrival time)。
如图4A所示，UE401可发送业务相关信息至eNB402以使eNB402可确定是否减少或改变QoS需求。某些业务状况、特定应用程序的后台业务、UE屏幕节电激活、UE屏幕上未显示的运行中的应用程序以及未检测到来自用户的交互都与用户对功耗的优选设置紧密相关。因此，当应用程序运行在非交互模式中，可使用较长DRX以用于后台业务。LTE中的DRX的目的在于减低功耗。由此，低功耗的优选设置的指示等价于后台模式。
图4B是根据本发明一个实施例描述的UE在连接建立或无线资源控制(Radio Resource Control,RRC)再建立时在至eNB的消息中包括的业务信息及/或指示的示意图。UE451与eNB452连接。在节点461，UE451收集业务信息。此业务信息包括例如分组大小、平均分组大小和到达间隔时间的信息。在步骤1中，UE451发送RRC_CONNECTION_REQUEST消息至eNB452。在步骤2中，eNB452以RRC_CONNECTION_SETUP消息进行响应。在步骤3中，UE451一旦与eNB452连接，则UE451发送RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE消息至eNB452。在本发明的一个实施例中，根据收集的业务信息的历史，UE451发送业务指示符以指示业务历史的时间模式(time pattern)。UE451在RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE消息中包含业务指示符。该业务指示符为UE处于RRC空闲(RRC_IDLE)模式或处于RRC连接(RRC_CONNECTED)模式时的时间周期历史、RRC_IDLE模式与RRC_CONNECTED模式之间转换的计数、用于一个或一组无线承载的分组到达间隔时间的历史以及用于一个或一组无线承载的分组大小的历史中的一个或多个。通常地，UE451在RRC连接建立、RRC连接再建立或当UE改变小区时发送上述指示符中的一个或多个。
如图4中所示，为特定应用程序识别业务状况是触发修改QoS的重要方法。除了在每个UE上识别应用程序以外，有时识别某些“复杂的”UE也是十分重要的。实际上，在如今的无线网络中，对于互联网应用程序，成熟的运营商在不同用户（例如金牌用户、银牌用户或铜牌用户）间将“复杂的”UE的现象变得简单并具有区分度。运营商将所有等级的用户业务捆绑为单一承载。根据用户预约(subscription)，这些承载可能具有不同的QCI。“复杂的”UE的一个实例为具有“始终开启”的应用程序正在运行的UE并且UE处于移动中。这样的UE将导致大量至核心网络的业务。因此，成功识别这样的UE十分重要。一旦识别了这样的UE，运营商或系统可对该“复杂的”UE运用不同的QoS。
图5显示这样一个方案。其显示本发明的一个实施例中eNB收集业务信息以识别“复杂的”UE并且相应地eNB修改QoS需求的流程图。UE501连接eNB-1 502以及核心网络504。在节点511，UE501连接eNB-1 501的同时进入RRC连接状态。值得注意的是，在阶段521，UE501连接eNB-1 502。在本发明实施例中，一旦UE502进入与eNB-1 502的连接状态，则在步骤1，eNB-1 502向UE501发送消息请求至UE501以为eNB-1 502收集业务统计数据。eNB-1 502可指示收集的统计数据关联于一个或多个应用程序，或者特定的承载或者两者结合。在本发明实施例中，在步骤2，eNB-1 502也向核心网络504发送消息请求以为UE501的业务信息收集统计数据。eNB-1 502可在同时维持标记UE501或者标记UE501中特定承载。
在节点512，一旦在步骤1中从eNB-1 502接收了消息，则UE501开始收集业务信息。UE501可收集空闲-活动信息的统计数据，例如用于预定义周期的空闲-活动切换的计数。UE501也可收集平均数据包大小、到达间隔时间以及其他业务相关信息。UE也可将其类型分类为预定义类型的一种。在节点514，一旦在步骤2中从eNB-1 502接收了消息，则核心网络504开始收集业务信息。MME、S-GW或P-GW可收集UE501的统计数据。上述统计数据可位于承载级别的粒度中。上述信息可作为预识别范围值并且传送至eNB-1 502。在本发明实施例中，在阶段522，UE501建立或重建与eNB-1 502的RRC连接。一旦出现这样的触发事件、RRC连接或RRC重建，则UE501向eNB-1 502发送业务指示以指示存在准备取回的业务信息。在本发明的其他实施例中，可在其他时段或者周期性地发送上述指示。在步骤4，一旦从UE501接收了上述业务状态改变指示，则eNB-1 502从UE501取回业务信息。在步骤5，核心网络504也可向eNB-1 502发送业务信息。
一旦接收了上述业务信息，在节点515，eNB-1 502利用该信息最优化UE501的Uu效率，例如改变UE501的调度优先级。一旦将检测或测定一个或多个业务指示符，例如业务历史评估为背景业务或稀少业务，则eNB-1502可决定应用不同的或较低的QoS需求从而实现低电量消耗。eNB-1 502可应用至少一个不同或较低QoS需求，例如减少QoS需求、减小调度优先级、设定更长DRX周期、配置稀少或无上行链路资源以及安排UE进入RRC_IDLE模式。eNB-1 502恢复至默认QoS需求，其中定义上述默认QoS需求满足连接设定与承载设定。一旦eNB-1 502检测到一个或多个业务指示符，例如评估业务为会话业务、交互业务、流式业务或发送重要数据量的业务，则触发恢复默认QoS需求。
在本发明的一个实施例中，eNB-1 502可将已收集业务信息与UE501的某些速度信息一起评估以鉴定UE501为“复杂的”UE。接着，eNB-1 502将使得运营商对上述UE应用具有高复杂度的特定算法从而减少核心网络业务，与此同时对非问题UE应用较简单算法。在本发明实施例中，在步骤6，eNB-1 502向UE501发送消息以为UE501修改调度请求及/或DRX。在阶段523，UE501切换至新目标eNB-2 503。一旦完成切换，在步骤7，eNB-1502将UE501的业务信息转发至eNB-2 503。
图6是本发明一个实施例中UE通知eNB其优选电池消耗级别并且eNB相应调整UE的QoS的流程图。UE601连接eNB602。在节点611，UE601检测到UE601处于交互模式。在步骤1，UE601向eNB602发送信息指示优选默认功耗。一旦接收了上述消息，在节点612，eNB602为UE601设定普通QoS使用。在节点613，UE601检测到UE601未处于交互模式。在步骤2，UE602向eNB602发送信息指示优选低功耗。相似地，在节点614，UE602检测到UE601进入了屏幕节电模式。在步骤2，UE601向eNB602发送信息指示优选低功耗。当UE601检测到后台业务时，在节点615，显示了另一事件触发。在步骤2，UE601向eNB602发送信息指示优选低功耗。一旦接收了步骤2中的消息，在节点616，eNB602为UE601修改调度程序。在步骤3与步骤4，eNB602向UE601分别发送修改DRX配置与修改调度请求配置消息。在这一方案中，UE601收集信息并且将其发送至可为UE601修改QoS作出决定的eNB。
图7是本发明一个实施例中eNB监测UE承载状况以及一旦在承载上检测到后台业务时修改QoS的流程图。UE701连接eNB702。在节点711，eNB702开始监测UE701或者UE701的承载的业务状况。在节点712，eNB702检测到UE701的后台业务。在节点713，eNB702相应地修改UE701调度程序。在步骤1与步骤2，eNB702向UE701分别发送修改DRX配置以及修改调度请求配置消息。
除了检测eNB的业务状况或者收集UE的业务状况，核心网络也可提供业务信息。图8是本发明一个实施例中核心网络识别UE承载上的后台业务以及eNB相应地修改UE的QoS的流程图。UE801连接eNB802与核心网络803。在节点811，核心网络803识别具有UE801的后台业务的承载。在步骤1，核心网络803向eNB802发送用于UE801后台业务的新的QoS信息。核心网络803通过例如检查互联网协议信息头(ip header)来检测特定后台信息。某些信息不容易用于识别后台业务。然而，核心网络803可向eNB802发送上述信息。接着，eNB802可将来自核心网络803的信息与其他可用信息结合以作出决定。一旦接收了上述消息，在节点812，eNB802修改调度程序。在步骤2与步骤3，eNB802向UE701分别发送修改DRX配置以及修改调度请求配置消息。
图9A是本发明一个实施例中UE确定发送至eNB的业务指示符的流程图。在步骤901，UE确定业务指示符。在步骤902，UE将业务指示符发送至基站。业务指示符指示优选默认功耗或者优选低功耗。在一示例中，对于处于后台业务的UE，优选低功耗。
图9B是本发明一个实施例中UE检测业务历史并且确定发送至eNB的业务指示符的流程图。在步骤911，UE检测业务历史。在步骤912，UE基于上述业务历史确定业务指示符。在步骤913，UE向基站发送上述业务指示符。业务指示符指示业务历史的时间模式。
图10是本发明一个实施例中eNB接收业务指示符、确定是否触发QoS修改以及在需要时应用QoS修改算法的流程图。在步骤1001，eNB接收业务指示符。eNB可从UE或从核心网络接收信息。在步骤1002，eNB评估包含在业务指示符中的已接收信息并且确定是否触发QoS修改进程。在步骤1003，基于步骤1002的评估，eNB在需要时应用一个或多个QoS修改算法。
基于业务调度请求触发
识别后台业务并且为该业务应用修改QoS可帮助提高网络效率。本章节讨论为上述已识别后台业务修改SR触发的本发明实施例。
随着在无线数据网络中聊天应用程序的迅速增长，小数据量的应用程序周期性地与网络进行连接以及断开连接从而实现更新。每个连接/断开连接尝试需要UE与eNB之间的几次信号消息交换。上述信令负载是较大的开销。并且，从用户的角度，当用户未正在观察屏幕以及未互动时，对于后台业务，节省电量应该具有比性能更高的优先级。对那些在后台模式下的小尺寸数据业务的特定处理可帮助降低功耗，同样地提高网络效率。
传统地，当数据到达数据缓存时，UE通过物理上行链路控制信道(Physical Uplink Control Channel,PUCCH)或随机存取信道(Random AccessChannel,RACH)发送调度请求(Scheduling Request,SR)。根据接收的上述请求，eNB可向UE授权资源。对于后台业务，可放宽QoS需求从而提高网络效率并且减少UE电量消耗。因此，设计能够集合(aggregate)上述小请求的修改SR触发算法是令人满意的。接下来的段落用于描述本发明某些实施例的细节，其中本发明某些实施例基于业务信息触发修改SR。
图11是根据本发明实施例描述的UE及/或CN识别网络业务状况并且向eNB发送上述业务状况以及UE相应地设置新SR触发的流程图。UE1101连接eNB1102与核心网络1103。在节点1111，UE1101识别承载的业务状况。在本发明一实施例中，一旦识别了后台业务或预定义业务状况，则UE1101移动到节点1115并且设定新的SR触发。在本发明一实施例中，上述新的SR触发是在RACH调度请求中停止后台模式期间的SR。在本发明一实施例中，一旦设定了新的SR触发，UE1101配置相应的SR触发阈值。上述SR触发阈值关联于优先比特率(Prioritized Bit Rate,PBR)及/或数据块大小持续时间(Bucket Size Duration,BSD)。
然而，在本发明另一实施例中，一旦在节点1111识别了业务状况，则在步骤1，UE1101向eNB1102发送业务状况信息。eNB1102也可从核心网络1103取得业务信息。在节点1112，核心网络1103识别UE1101或者UE1101的一个或多个承载的后台业务。在步骤2，核心网络向eNB1102发送业务状况信息。在本发明一实施例中，一旦从UE1101及/或核心网络1103接收了业务信息，则eNB1102在节点1113确定是否应用修改SR触发。如果eNB1102确定需要修改SR触发，则在步骤3，eNB1102向UE1101发送修改SR触发消息。在本发明一实施例中，eNB向UE1101发送已配置阈值与修改SR触发消息。eNB基于在业务状况下最小授权尺寸设定阈值。一旦在UE1101接收了上述已配置阈值，则可利用上述阈值作为配置SR的条件。在节点1114，一旦从eNB1102接收了修改SR消息，则UE1101在节点1115设定新的SR触发。在节点1116，UE1101检查是否匹配修改SR触发的状况，如果匹配，则在节点1117，UE1101向eNB1102发送调度请求。接下来的内容用于详细描述修改SR触发算法的某些特定实施例细节。
图12A是本发明一个实施例中UE运用修改SR触发，一旦检测到数据缓存大于阈值时发送SR的流程图。在步骤1201，UE接收传送缓存中的新数据。在步骤1202，UE检查是否配置修改SR触发阈值。如果未配置修改SR触发阈值，其中当业务状况未指向触发SR触发修改时出现，则UE在步骤1205依传统方式发送SR。如果在步骤1202配置了修改SR触发阈值，则UE在步骤1203将数据进行排队。在步骤1204，UE检查当前数据缓存是否超出阈值。在本发明一实施例中，上述阈值关联于QoS需求，其中QoS需求关联于PBR及/或BSD。在本发明另一实施例中，上述阈值由网络配置。网络基于在业务状况下最小授权尺寸设定阈值。一旦接收了上述配置，UE更新其阈值。如果在步骤1204，UE检测到数据缓存超出阈值，则UE通过PUCCH或RACH发送SR。如果在步骤1204，UE检测到数据缓存大小未超出阈值，则将数据保持在队列中并且UE返回步骤1201等待更多数据进行排队从而为一个单一SR集合数据。
图12B是本发明一个实施例中UE运用修改SR触发，一旦检测到生产率大于阈值时发送SR的流程图。在步骤1211，UE接收缓存中的数据。在步骤1212，UE检查是否配置修改SR触发阈值。如果未配置修改SR触发阈值，其中当业务状况未指向触发SR触发修改时出现，则UE在步骤1215依传统方式发送SR。如果在步骤1212配置了修改SR触发阈值，则UE在步骤1213计算生产率(generation rate)。生产率是处于后台模式或互动模式的UE的指示符。在步骤1214，UE检查生产率是否超出阈值。在本发明一实施例中，上述阈值关联于PBR及/或BSD。在本发明另一实施例中，上述阈值由网络配置。如果在步骤1214，UE检测到生产率超出阈值，则UE发送SR。如果在步骤1214，UE检测到生产率未超出阈值，则将数据保持在队列中并且UE返回步骤1211等待更多数据进行排队从而为一个单一SR集合数据。除了上述提到的接收数据可触发修改SR算法，如下所述的DRX状态也可用于修改SR。
图13A是根据本发明实施例描述的一旦检测到DRX状态改变，则更新阈值并且应用一个修改SR触发的流程图。在步骤1301，UE检测到DRX状态改变。在步骤1302，UE检查是否应用修改SR。如果不应用修改SR触发，其中当业务状况未指向触发SR触发修改的状况时出现，则UE对于本次状态改变事件不做任何事情。如果在步骤1302，需要修改SR触发，则在步骤1303，UE为修改SR触发算法更新阈值。为DRX休眠状态设定阈值1，以及为DRX活动或持续状态(onduration state)设定阈值2。在本发明一实施例中，阈值2可为零，其中阈值2将触发立即发送SR。取决于修改SR触发算法，如果UE使用数据缓存尺寸作为修改SR触发则UE移动到步骤1304，或者如果UE使用生产率作为修改SR触发则UE移动到步骤1305。在步骤1304，UE比较数据缓存与修改阈值。如果数据缓存超出修改阈值，则在步骤1306，UE发送SR。如果在步骤1304，UE检测到数据缓存未超出修改阈值，则直到更多的数据进入排队队列前UE不发送任何SR。在步骤1305，UE比较生产率与修改阈值。如果生产率超出修改阈值，则在步骤1306，UE发送SR。如果在步骤1305，UE检测到生产率未超出修改阈值，则直到更多的数据进入排队队列前UE不发送任何SR。
图13B是本发明一个实施例中一旦检测到DRX状态改变至休眠时，UE运用其中一个修改SR算法的流程图。在步骤1311，UE检测到DRX变为休眠状态。在步骤1312，UE检查是否应用修改SR触发。如果不应用修改触发SR，其中当业务状况未指向触发SR修改的状况时出现，则UE对于本次状态改变事件不做任何事情。如果在步骤1312需要修改SR，则UE可移动到增加SR周期的步骤1313或者停止SR的步骤1314。
图14是本发明一个实施例中UE检测业务状况，确定是否采用修改SR触发以及一旦满足修改触发时将SR发送至eNB的流程图。在步骤1401，UE检测到业务状况，其中业务状况显示在RRC连接状态的UE是否处于后台业务模式。在步骤1402，UE确定是否基于业务状况使用修改调度请求触发。在步骤1403，当需要时UE基于修改SR触发向eNB发送调度请求。上述修改SR触发可为数据缓存超出预定义阈值或者生产率超出预定义阈值。
图15是根据本发明一个方面描述的UE为了电量节省检测到DRX模式的业务状况、决定基于该状况的修改SR触发并且基于该修改SR触发向eNB发送SR的流程图。在步骤1501，UE检测到业务状况，其中为了电量节省UE配置在DRX模式下并且上述业务状况指示UE是否处于DRX休眠状态。在步骤1502，UE基于上述业务状况确定是否应该使用修改SR触发。在步骤1503，UE基于上述修改SR触发向eNB发送SR，其中通过PUCCH或RACH发送SR。
UE向网络提供速度信息
提高网络效率的另一方面是通过阻止频繁的切换减少网络开销。识别潜在频繁切换UE的一个重要参数是UE的速度信息。当前，大部分UE可计算其速度并且取得自身的速度信息。然而，上述信息对于网络来说非常有用。例如，网络可释放高速度UE并且依赖空闲移动性。这样可减少由于切换网络造成的数据业务。另一示例是基于网络取得的速度信息，将合格的UE更长时间地保持在连接状态。在某些情况下，当网络基于速度信息检测到UE正在高速移动并且只具有后台业务时，网络可将UE更快地发送到空闲状态以避免切换负载。
图16是根据本发明实施例描述的收集速度信息并将其发送至eNB的流程图。速度可为物理速度，物理速度对照到的预定义速度组或虚拟速度。预定义速度组包含不同的速度组，例如UE速度大于阈值1的高速度组；UE速度小于阈值1但大于阈值2的中速度组；以及UE速度小于阈值2的低速度组。虚拟速度包含小区改变计数或在特定周期间UE成功请求RRC连接的小区数量。列表1610、1620与1630显示触发从UE发送至eNB的上述速度信息的本发明几个实施例。
在本发明一实施例中，如图16的列表1610所示，一旦进入连接状态，有能力的UE将速度信息发送至eNB。在节点1611，UE1601处于空闲状态。在节点1612，UE1601收集速度信息。在节点1613，UE1601进入连接状态，即RRC连接或RRC重建。一旦从空闲状态进入连接状态，UE1601在步骤1向eNB-1 1602发送速度信息。
在当前发明的另一实施例中，UE1601基于周期计时器周期性地向eNB-1 1602发送速度信息。如图16的列表1620所示，在1621，UE1601取得速度信息。在节点1622，UE1601设定周期计时器。在节点1623，周期计时器到时(expire)。一旦周期计时器到时，则在步骤2，UE1601向eNB-1 1602发送其速度信息。
在本发明另一实施例中，UE1601基于预定义触发事件发送速度信息，其中预定义触发事件为例如UE1601的速度超出预定义阈值。如图16的列表1630所示，在本发明实施例中，在步骤3，eNB-1 1602向UE1601发送消息以配置速度阈值。在节点1631，UE1602取得速度信息。为了阻止从UE1601到eNB-1 1602的速度信息频繁的更新，在本发明实施例中，UE1601在节点1632设定禁止计时器。在节点1633，UE1601检查禁止计时器是否到时。如果上述计时器未到时，则即使出现了速度触发，UE1601不采取任何行动。在节点1634，一旦禁止计时器到时，UE1601检查其速度是否超出已配置速度阈值。如果在步骤4，UE1601的速度超出已配置速度阈值，则UE1601将速度信息发送至eNB-1 1602。
在阶段1640，UE1601切换至目标eNB-2 1603。一旦出现UE切换，则在步骤5，eNB-1 1602将UE1601的速度信息转发至eNB-2 1603。
在UE1601向eNB1602发送速度信息的步骤中，UE1601可使用预定义方式。上述预定义方式包含RRC连接建立、RRC连接重新建立、RRC测量报告中的新RRC消息或新的信息元素(IE)。
进一步值得注意的是，对速度信息最有价值的利用是用于UE运行后台业务。因此，列表1620与1630的触发可进一步适应检测后台业务以触发速度信息的发送。来自UE指示优选低功耗的指示符可关联于后台业务状况。因此，优选低功耗的指示符也可触发速度信息的发送。
一旦eNB接收了UE的速度信息，则能够最优化其程序以避免频繁切换。图17A与图17B显示本发明的两个实施例。
图17A是根据本发明实施例描述的eNB将未移动UE更长时间保持在连接状态的流程图。在步骤1701，eNB从UE接收速度信息。在步骤1702，eNB检查UE的速度是否小于预定义速度阈值。如果UE的速度小于预定义速度阈值，则在步骤1703，eNB将UE保持在连接状态。如果UE的速度大于预定义速度阈值，则在步骤1704，eNB将UE释放至空闲状态。
图17B是根据本发明一实施例描述的eNB更快将移动的UE释放至空闲状态的流程图。在步骤1711，eNB从UE接收速度信息。在步骤1712，eNB检查UE的速度是否大于预定义速度阈值。如果UE的速度大于预定义速度阈值，则在步骤1713，eNB将修改调度程序或者提前将UE释放至空闲状态。
图18是根据本发明实施例描述的UE取得速度信息、检测触发事件并且以一种或多种预定义方法将速度信息提供给网络的流程图。在步骤1801，在移动通信网络中UE取得UE的速度信息。在步骤1802，UE检测触发事件。典型的触发事件可为UE从空闲状态变为连接状态，或者周期计时器到时，或者某些触发事件发生。在步骤1803，当检测到触发事件时，UE通过一种或多种预定义方式将速度信息提供给网络。
本发明虽以特定实施例进行说明揭露，但是其并非用以限定本发明的范围，在不脱离本发明的精神和范围内，做均等的变化与修饰，皆属于本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.用于用户设备的方法，包含：
取得移动通信网络中的该用户设备的速度信息，其中该速度信息是从包括物理速度、物理速度对照到的预定义速度组以及虚拟速度的集合中选取的；
检测触发事件；以及
当检测到该触发事件时，通过一种或多种预定义方式向该网络提供该速度信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该虚拟速度包括小区改变计数或该用户设备在特定周期间成功请求无线资源控制连接的小区的数目。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该预定义方式是从包含无线资源控制连接建立、无线资源控制连接重新建立、无线资源控制测量报告中新的信息元素以及新的无线资源控制消息的集合中选取的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该触发事件是该用户设备从无线资源控制空闲状态变为无线资源控制连接状态。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该触发事件是该用户设备在无线资源控制连接状态下检测到后台业务模式。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该触发事件进一步包含周期计时器到时。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该触发事件进一步包含该用户设备检测到速度超过速度阈值。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包含：
当发送该速度信息时设定禁止计时器，使得在该禁止计时器到时前不发送任何速度信息。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包含：
从该网络中接收并且储存速度阈值配置，以及其中该触发事件是该速度超过该已接收速度阈值。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包含：
在切换期间将该速度信息转发至目标基站。
11.一种用户设备，包含：
速度估计模块，用于取得移动通信网络中的速度信息，其中该速度信息是从包括物理速度、物理速度对照到的预定义速度组以及虚拟速度的集合中选取的；
事件检测模块，用于检测触发事件；以及
收发机，用于当检测到该触发事件时，通过一种或多种预定义方式向该网络发送该速度信息。
12.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，该虚拟速度包括小区改变计数或该用户设备在特定周期间成功请求无线资源控制连接的小区的数目。
13.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，该预定义方式是从包含无线资源控制连接建立、无线资源控制连接重新建立、无线资源控制测量报告中新的信息元素以及新的无线资源控制消息的集合中选取的。
14.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，该触发事件是该用户设备从无线资源控制空闲状态变为无线资源控制连接状态。
15.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，该触发事件是该用户设备在无线资源控制连接状态下检测到后台业务模式。
16.如权利要求15所述的用户设备，其特征在于，该触发事件进一步包含周期计时器到时。
17.如权利要求15所述的用户设备，其特征在于，该触发事件进一步包含该用户设备检测到速度超过速度阈值。
18.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，当发送该速度信息时该用户设备设定禁止计时器，使得在该禁止计时器到时前不发送任何速度信息。
19.如权利要求11所述的用户设备，进一步包含：
接收机，用于从该网络中接收并且储存速度阈值配置，其中该触发事件是检测到速度超过该已接收速度阈值。
20.如权利要求11所述的用户设备，其特征在于，该收发机在切换准备期间将该速度信息转发至目标基站。
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