CN103384400B - 用于选择无线电接入模式的通信设备和方法 - Google Patents

用于选择无线电接入模式的通信设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于选择无线电接入模式的通信设备和方法。依据本公开的一方面，提供了一种通信设备，其包括：确定器，其被配置成为多个无线电接入模式中的每一个确定使用该无线电接入模式进行通信所需的预期的功耗；以及控制器，其被配置成基于所确定的预期的功耗从要被用于通信的多个无线电接入模式中选择无线电接入模式。

Description

用于选择无线电接入模式的通信设备和方法
技术领域
本公开涉及用于选择无线电接入模式的通信设备和方法。
背景技术
现代通信设备，如移动通信终端(例如蜂窝电话)能够使用多个无线电接入技术进行通信。由于所选择的通信所用的无线电接入技术通常对多个因素(如通信成本、通信质量、功耗等)产生影响，并且由此用户或网络操作者希望使用一些优于其他的无线电接入技术，从而期望用于无线电接入网络选择的有效和灵活的方法。
发明内容
依据本公开的一方面，提供一种通信设备，其包括：确定器，配置成为多个无线电接入模式中的每一个确定使用该无线电接入模式进行通信所需的预期的功耗；和控制器，配置成基于所确定的预期的功耗，从多个无线电接入模式中选择无线电接入模式作为要被用于通信的候选无线电接入模式。
依据本公开的另一方面，提供一种通信设备，其包括：通信电路，配置成使用无线电接入技术进行通信；检测器，配置成检测从在使用所述无线电接入技术进行通信和不使用所述无线电接入技术进行通信之间切换的时间起预先确定的等待时间是否已经逝去；和控制器，配置成依据是否已经确定从在使用所述无线电接入技术进行通信和不使用所述无线电接入技术进行通信之间切换的时间起预先确定的等待时间已经逝去来控制通信电路以在使用所述无线电接入技术进行通信和不使用所述无线电接入技术进行通信之间切换。
依据本公开的另一方面，提供一种用于选择无线电接入模式的方法和用于根据上述通信设备来选择无线电接入技术的方法。
附图说明
附图中，类似参考特征遍及不同的视图通常指代相同的部分。附图没有必要按照比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理。以下的描述中，参考以下附图详细描述了各种方面。其中：
附图1示出了通信布置。
附图2示出了示例性通信设备。
附图3示出了图示手机制造商域(domain)和芯片集制造商域的通信设备。
附图4示出了包括用于选择无线电接入模式的组件的通信设备。
附图5示出了图示用于选择无线电接入模式的方法的流程图。
附图6示出了包括用于选择无线电接入技术或无线电接入技术的组合的组件的通信设备。
附图7示出了图示用于选择无线电接入技术或无线电接入技术的组合的方法的流程图。
附图8示出了图示在无线电接入技术之间进行切换的状态图。
附图9示出了包括用于选择无线电接入技术的组件的通信设备。
附图10示出了图示用于选择无线电接入技术的方法的流程图。
附图11示出了图示在无线电接入技术之间进行切换的状态图。
具体实施方式
以下详细描述涉及到附图，其通过图示的方式示出了实行本发明的该公开的具体细节和方面。以足够的细节描述该公开的这些方面以使得本域技术人员能够实行本发明。可以利用本公开的其他方面，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行结构、逻辑和电的变化。本公开的各种方面没必要相互排他，因为本公开的一些方面可以与本公开的一个或多个其他方面合并以形成新的方面。
附图1示出了通信布置100。
通信布置100图示了一种混杂的无线环境，其包括多个移动通信网络101、102、103，其可以包括如2G、3G、LTE、高级的LTE，WiFi(IEEE802.11a/b//g/n/ac)，用于电视白空间的WiFi(IEEE802.11af)，WiMAX等的通信系统。特别地，在本实例中，通信布置100包括短距离通信网络101，城域通信网络102和蜂窝(广域通信网络)103。
短距离通信网络101可以依据短距离无线电通信技术(其可以包括例如蓝牙无线电通信技术，超宽带(UWB)无线电通信技术，和/或无线局域网络无线电通信技术(如依据IEEE802.11(如IEEE802.11n)无线电通信标准))，IrDA(红外数据协会)，Z-Wave和ZigBee，HiperLAN/2((高性能无线电LAN；可交替类似ATM的5GHz标准化技术)，IEEE802.11a(5GHz)，IEEE802.11g(2.4GHz)，IEEE802.11n，IEEE802.11ac/ad进行操作。
城域通信网络102可以依据城域系统无线电通信技术(其可包括如全球互通微波接入(WiMax)(如依据IEEE802.16无线电通信标准，如WiMax固定或WiMax移动)，WiPro，HiperMAN(高性能无线电城域网络)和/或IEEE802.16m高级的空中接口进行操作。
蜂窝通信网络103可以依据下面这些进行操作：蜂窝广域无线电通信技术(其可包括如全球移动通信系统(GSM)无线电通信技术，通用分组无线电业务(GPRS)无线电通信技术，用于GSM演进的增强型数据速率(EDGE)无线电通信技术，和/或第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电通信技术(如UMTS(通用移动电信系统)，FOMA(自由移动的多媒体接入)，3GPPLTE(长期演进)，高级的3GPP LTE(高级的长期演进))，CDMA2000(码分多址2000)，CDPD(蜂窝数字分组数据)，Mobitex，3G(第三代)，CSD(电路交换数据)，HSCSD(高速电路交换数据)，UMTS(3G)(通用移动电信系统(第三代))，W-CDMA(UMTS)(宽带码分多址(通用移动电信系统))，HSPA(高速分组接入)，HSDPA(高速下行链路分组接入)，HSUPA(高速上行链路分组接入)，HSPA+(高速分组接入附加)，UMTS-TDD(通用移动电信系统时分复用)，TD-CDMA(时分-码分多址)，TD-CDMA(时分-同步码分多址)，3GPP Rel.8(Pre-4G)(第三代合作伙伴计划发布8(第四代之前))，UTRA(UMTS地面无线电接入)，E-UTRA(演进的UMTS地面无线电接入)，高级的LTE(4G)(高级的长期演进(第四代))，cdmaOne(2G)，CDMA2000(3G)(码分多址2000(第三代))，EV-DO(优化的演进数据或仅演进数据)，AMPS(1G)(高级的移动电话系统(第一代))，TACS/ETACS(全向接续通信系统/扩展式全向接续通信系统)，D-AMPS(2G)(数字AMPS(第二代))，PTT(一键通)，MTS(移动电话系统)，IMTS(改进的移动电话系统)，AMTS(高级的移动电话系统)，OLT(Norwegian for Offentlig Landmobil Telefoni，公用陆地移动电话技术)，MTD(移动电话技术系统D的瑞士缩写，或移动电话技术系统D)，Autotel/PALM(公用自动陆地移动)，ARP(芬兰自动无线汽车无线电话)，NMT(北欧移动电话)，Hicap(NTT(日本电气电话)的高容量版本)，CDPD(蜂窝数字分组数据)，Mobitex，DataTAC，iDEN(综合数字增强网络)，PDC(个人数字蜂窝)，CSD(电路交换数据)，PHS(个人手持电话系统)，WiDEN(宽带综合数字增强网络)，iBurst，未许可的移动接入(UMA，也涉及如3GPP通用接入网络，或GAN标准))。
短距离无线电通信技术可包括以下短距离无线电通信技术子家族：
-个人域网络(无线PANs)无线电通信子家族，其可包括如IrDA(红外数据协会)，蓝牙，UWB，Z-Wave和ZigBee；以及
-无线局域网络(W-LANs)无线电通信子家族，其可包括如HiperLAN/2(高性能无线电LAN；可替换的类似ATM的5GHz标准化技术)，IEEE802.11a(5GHz)，IEEE802.11g(2.4GHz)，IEEE802.11n，IEEE802.11ac/ad。
城域系统无线电通信技术家族可包括以下城域系统无线电通信技术子家族：
-无线校园域网络(W-CANs)无线电通信子家族，其可被看作城域网络的一种形式，特定于学院设置，并且其可包括如WiMax，WiPro，HiperMAN(高性能无线电城域网络)或IEEE802.16m高级的空中接口；以及
-无线城域网络(W-MANs)无线电通信子家族，其分别限于房间、建筑物，校园或特定城域(如城市)，并且其可包括例如WiMax，WiPro，HiperMAN(高性能无线电城域网络)或IEEE802.16m高级的空中接口。
蜂窝广域无线电通信技术也可被看作无线广域网络(无线WAN)无线电通信技术。
移动通信设备104(例如移动终端，如订户终端)能够维护至通信网络101，102，103中的每个的一条或多条链路(如通过通信网络101、102、103的一个或多个基站或一个或多个接入点)，并且由此向移动通信设备104提供至通信网络101，102，103和如通信网络101，102，103的核心网或因特网的其他网络的接入。通信网络101，102，103使用的通信技术由此可作为无线电接入技术(RATs)被移动通信设备104使用。
附图2给出了针对移动通信设备104的结构的实例。
附图2示出了通信设备200，如对应于移动通信设备201。
通信设备200可包括处理器202，例如如微处理器(例如中央处理单元(CPU))或任何其他类型的可编程逻辑设备(如其可以作为控制器)。进一步地，通信设备200可包括第一存储器204，如只读存储器(ROM)204和/或第二存储器206，如随机存取存储器(RAM)206。另外，通信设备200可包括显示器208，例如如触摸敏感显示器，如液晶显示器(LCD)显示器或发光二极管(LED)显示器，或有机发光二极管显示器(OLED)显示器。但是，也可提供任何其他类型的显示器作为显示器208。另外，通信设备200可包括任何其他适合的输出设备(未示出)，例如如扬声器或振动制动器。通信设备200可以包括一个或多个输入设备，如包括多个按键的键区210。另外，通信设备200可以包括任何其他合适的输入设备(未示出)，如麦克风，如用于通信设备200的语音控制。一旦作为触摸敏感显示器208实现显示器208，键区210可由触摸敏感显示器208实现。此外，可选择地，通信设备200可以包括协处理器212以从处理器202获得处理负载。另外，通信设备200可以包括多个收发器214，218，其可以是通信电路的一部分，并允许通信设备200使用各种无线电接入技术以用于通信。上述组件可以通过一条线路或多条线路彼此耦合，如作为总线216实现。第一存储器204和/或第二存储器206可以是易失性存储器，如DRAM(动态随机存取存储器)或非易失性存储器，如PROM(可编程只读存储器)，EPROM(可擦除PROM)，EEPROM(电可擦除PROM)，或快闪存储器，如浮动门存储器，电荷捕获存储器，MRAM(磁阻随机存取存储器)或PCRAM(相位变化随机存取存储器)或CBRAM(传导桥接随机存取存储器)。被用于执行并由此控制处理器202(和可选择的协处理器212)的程序代码可被存储在第一存储器204中。将由处理器202处理的数据(如通过第一收发器214接收或传输的消息)可被存储在第二存储器206中。
例如可配置收发器214，218中的一个或多个以使得其根据LTE实现Uu接口或根据另一其他无线电通信技术实现空中接口。
每个收发器214，218与收发器214，218使用的一个或多个相应的天线222，224耦合以传输和接收无线电信号。通信设备200以及收发器214，218中的一个或多个也可以被配置成提供MIMO无线电传输。
例如，收发器214，218中的一个支持蜂窝广域无线电接入技术，而另一收发器214，218支持不同的无线电通信技术，如无线局域网络(WLAN)技术，如个人域网络(PAN)技术或任何其他希望的无线通信技术。因此，通信设备200可以同时支持多个不同无线电接入技术的使用。
此外，通信设备200可以包括静止图像和/或视频照相机220，其被配置成通过通信设备200提供视频会议。
此外，通信设备200可以包括用户识别模块(SIM)，例如UMTS用户识别模块(USIM)识别通信设备200的用户和订户216，例如用于利用蜂窝广域通信网络103。
处理器202可以包括音频处理电路，诸如如音频解码电路和/或音频编码电路，其被配置成根据以下音频编码/解码技术中的一个或多个来解码和/或编码音频信号：ITUG.711，自适应多速率窄带(AMR-NB)，自适应多速率宽带(AMR-WB)，高级多带激励(AMBE)等。
附图3图示了关于功能性组件的可能架构，该功能性组件与通信设备200的无线电通信有关。
附图3示出了图示手机制造商域和芯片集制造商域的通信设备300。
通信设备300包括统一的无线电应用块301。其可以对应于收发器214，218，并且例如可以提供所支持的无线电接入技术的物理层。统一的无线电应用块301可以由硬件组件和/或软件组件实现，如通过一个或多个电路。例如，通信设备200，300可以包括通信处理器(如通信芯片，可能被优化用于无线电通信)，该通信处理器执行软件，并且由此实现统一的无线电应用(和收发器214，218)。该通信处理器可重配置以实现各种无线电接入技术。由此，实现软件定义的无线电(SDR)。统一的无线电应用也可以由其他可重配置的元件实现，如可重配置的处理核。
统一的无线电应用块301被耦合至对应于天线222，224的一个或多个天线302。
通信设备进一步包括流控制器303，无线电连接管理器304，多无线电控制器305，资源管理器306和配置管理器307。这些组件连同统一的无线电应用块301以及一个或多个天线302一起看作是通信设备300的芯片集制造商域的一部分。这意味着由通信设备的芯片集制造商提供和配置这些组件。芯片集例如包括实现统一的无线电应用301的通信处理器(或可重配置的元件)。流控制器303、无线电连接管理器304、多无线电控制器305、资源管理器306和配置管理器307可以看作控制块并可以由芯片集的硬件组件(也可能包含软件的执行，如在通信处理器上)实现，但是也可以部分地由处理器202上运行的软件实现，如其是通信设备200，300的应用处理器。
通信设备300进一步包括网络栈310(实现网络层)、移动策略管理器311和管理员块312。这些组件都可以由执行相应软件的处理器202实现。它们可以看作是手机制造商域313的一部分，即如由手机(即通信设备)制造商提供和配置。
无线电通信管理器304可以决定依据哪个无线电接入技术来建立一个或多个通信连接并且由此决定通信设备300使用哪个无线电接入技术进行通信。这可以基于由移动策略管理器310，311，312提供的策略，这将在下面更详细的描述。
多无线电控制器305可以决定如何给通信连接分配通信设备的资源，应该依据无线电通信管理器304的决定来建立和使用该通信连接(如为特定通信连接分配多少可重配置的处理核)。
资源管理器306可以依据无线电通信管理器304的决定来控制要被建立和使用的通信连接所用的频谱。
流控制器303可以服务于提取所用的无线电通信技术并提供至网络层的数据通道。
例如配置管理器307控制控制块303，304，305，306，307之间的通信。
手机制造商域313和芯片集制造商域308通过多无线电接入接口314耦合。
例如手机制造商域313和芯片集制造商域308可以由受限于应用处理器(如处理器202)上执行的软件的手机制造商域313正通过高级接口(即多无线电接入接口314)控制RAT硬件的操作(例如通信处理器实现统一的无线电应用)的事实区别开来。另一方面，芯片集制造商域308可以理解为包括涉及特定RAT(或多RATs)的操作的所有硬件和软件，其包括物理层(基带和RF)，MAC(媒体接入控制)层等。由此，手机制造商域313可以看作对应于应用处理器(例如实现网络层以及以上的实体)，并且芯片集制造商域可以看作对应于通信电路(例如实现数据链路层的至少MAC层和物理层)。
依据本公开的一方面，提供了一种选择合适的移动设备配置的方法，即选择哪些RAT(s)被选择来供通信设备200、300(同时)操作。为此，例如，考虑以下两个关键参数中的至少一个：
-用于保证目标连接性能，如目标QoS(服务质量)所需的总功耗(如包括调制解调器功耗)，
-用于所选择的RATs的通信成本(即通信费用，如订阅成本)。
依据本公开的一方面，尤其地，将解决在被引入到ETSI RRS(可重配置无线电系统)标准体系中和附图3中图示的可重配置的无线电架构的上下文中的RAT选择问题。这意味着手机制造商域313可以控制通信成本和总体的RAT选择策略，而芯片集制造商域(即芯片集)可以基于手机制造商的策略自己控制无线电参数和执行设备重配置。
RAT选择方法可以基于手机制造商域313和芯片集制造商域308之间的共享优化。手机制造商域313可以通过标准化接口(例如多无线电接口314)向芯片集制造商域308提供高级性能，以使得可以在芯片集制造域308中完成最终的RAT选择，从而利用例如特别的由预先确定(焦耳/比特/RAT(Joules/Bit/RAT))表给出的能量效率聚集参数集。还有，通过该标准化接口，向手机制造商域进一步给出基带内部参数以利用例如执行过程的交替优化决定的能量效率参数。
应注意的是，可以通过选择通信设备中具有最强接收信号的RAT来考虑能量效率方面。但是，依据特定RAT实现的有效性、依据网络负载(例如，如果将小数量的资源块归属于特定用户，则为了获得低吞吐量而花费大量能量)，该方法可导致大量次优化选择。依据本公开的一个方面，考虑那些实现和操作的特别特性。
更特别地，在芯片集制造商域313中，可以例如基于当前无线电条件，得到通信性能指标(以下涉及到针对关键性能指标的KPIs)(例如通过感测等等)，如针对一个或多个所支持的RATs的分组误码率(PER)、信噪比(SNR)、接收的信号强度指标(RSSI)，并且得到使用这些所得到的RATs用于通信的所预期的功耗，这将在下面进一步地详细描述。KPIs和/或预期的功耗可以通过多无线电接入接口315传输至手机制造商域313。
可以被看作为RAT指定无线电条件的KPIs可以包括信噪比(SNR)，信号与干扰加噪声比(SINR)，干扰水平(尤其是相邻小区等)，接收的信号强度指标(RSSI)，分组误码率(PER)，比特误码率(BER)，往返延迟时间，等待时间参数，抖动参数，分组重传水平(通常涉及HARQ机制)，循环冗余校验(CRC)误差水平，同步漏检测/错误警告概率，通信中断水平(如通过漏切换的连接损耗)，水平/垂直切换的水平，给定时间内给定地理区域内的频谱可用性(对动态频谱分配策略尤其重要)，用户移动性，环境的变化特征，多普勒参数，多径传播特征，吞吐量变化(如数据吞吐量的频繁下降等)，给定RAT的用户数量(即给定链路的拥塞水平)，给定RAT的调制解调器硬件的合适性，给定服务的调制解调器硬件的合适性(其可依靠于来自网站的服务的类型，如它是视频流、静态文本等)，一个或多个所支持的RATs的覆盖区域。那些参数通过各种方式获取，如移动设备可以测量那些数据，该数据可从网络(如通过认知导频信道等)获得，该数据可通过设备对设备通信由相邻设备获得等。
手机制造商域313(如移动策略管理器)可以得到一个或多个RAT选择策略(可能基于从芯片集制造商域308接收的信息)，并通过多无线电接入接口315将其提供给芯片集制造商域308。如可以考虑到各种RATs的RAT使用成本和当前功率(能量)消耗来不断更新RAT选择策略。
芯片集制造商域308(如无线电通信管理器304)可以接收这些一个或多个RAT选择策略并相应地执行RAT选择。
通常地，依据本公开的一方面，提供附图4图示的通信设备。
附图4示出了包括用于选择无线电接入模式的组件的通信设备400。
通信设备400包括确定器401，其被配置成为多个无线电接入模式中的每一个确定使用该无线电接入模式进行通信所需的预期的功耗；
通信设备400进一步包括控制器402，其被配置成基于所确定的预期的功耗，从多个无线电接入模式中选择无线电接入模式作为要被用于通信的候选无线电接入模式。
依据本公开的一方面，换句话说，基于能量消耗准则实现无线电接入模式(例如RAT或RAT组合选择)，其中多个无线电接入模式中的每一个的能量消耗可从系统状态得到(依据使用各种无线电接入模式的无线电条件)，如基于通信设备实现的测量来确定该系统状态。
应注意的是，无线电接入模式的最终选择可以考虑到：一些RATs在大覆盖区域上高度可靠但数据率很低(如GSM)，而其他RATs只在小地理区域内可靠但它们可以提供较高的数据率(如WLAN IEEE802.11n/ac/等)。如果同时操作多个RATs，就可以选择适中比率/高鲁棒性和高比率/适中鲁棒性的RAT合适的混合。例如如果用户正在移动，则这是非常重要的。例如，每个无线电接入模式对应于无线电接入技术或无线电接入技术的组合，并且使用无线电接入模式用于通信例如是例如使用无线电接入技术或无线电接入技术的组合(如多个无线电接入技术或无线电接入技术集)用于通信。
确定器进一步被配置成：为多个无线电接入模式中的每一个确定使用该无线电接入模式(例如依据针对根据无线电接入模式所使用的RAT的一个或多个KPIs)进行通信的无线电条件，并且例如被配置成基于为无线电接入模式确定的无线电条件来确定针对该无线电接入模式的所预期的功耗。
例如，针对无线电接入模式的无线电条件是通信网络的负载(该通信网络的负载将用于无线电接入模式(即使用该无线电接入模式提供无线电接入))或使用该无线电接入模式(从例如使用该无线电接入模式的网络)接收到的一个或多个信号的接收质量。
控制器进一步被配置成，控制通信设备使用所选择的候选无线电接入模式进行通信。
控制器进一步被配置成，进一步基于通信所期望的数据率来选择候选无线电接入模式。
例如，控制器被配置成，进一步基于RAT选择策略来选择候选无线电接入模式。例如策略可通过通信设备的家庭网络的操作者设置，并由来自家庭网络的通信设备接收。
控制器可被配置成，基于已确定的预期的功耗产生无线电接入模式的顺序，并且可被配置成基于所产生的无线电接入模式的顺序选择要被用于通信的无线电接入模式。
依据本公开的一方面，控制器被配置成，接收指定了多个无线电接入技术的顺序的优先级列表，并且可被配置成基于该顺序选择要被用于通信的候选无线电接入模式。
控制器可配置成，基于已确定的预期的功耗产生无线电接入模式的第一顺序，并且可被配置成接收指定了多个无线电接入模式的第二顺序的优先级列表，并且可被配置成基于无线电接入模式的第一顺序和无线电接入模式的第二顺序的组合来选择要被用于通信的无线电接入模式。
例如，优先级列表进一步为多个无线电接入技术中的每一个无线电接入模式指定最大允许功耗，并且该控制器配置成，依据为无线电接入模式估计的功耗是否在最大允许功耗之内来选择候选无线电接入模式。
例如控制器可配置成，只有在为无线电接入模式估计的功耗在所允许的功耗之内的情况下，选择无线电接入模式作为候选无线电接入模式。
例如控制器是通信设备的芯片集制造商域的一部分，并且例如控制器配置成从通信设备的手机制造商域的组件接收优先级列表(如通过手机制造商域和芯片集制造商域之间的接口，如依据ETSI(欧洲电信标准协会)的多无线电接入接口)。
例如通信设备进一步包括作为通信设备的手机制造商域组件的策略管理器，其中策略管理器被配置成产生优先级列表。
例如通信设备400实现附图5图示的方法。
附图5示出了图示用于选择无线电接入模式的方法的流程图500。
流程图500图示了用于选择无线电接入模式的方法。
在501中，为多个无线电接入模式中的每一个确定使用该无线电接入模式进行通信所需的预期的功耗。
在502中，基于所确定的预期的功耗，从多个无线电接入技术中选择无线电接入模式作为要被用于通信的候选无线电接入模式。
以下更详细描述通信设备400和流程图500图示的方法的实例。
依据本公开的一方面，参考附图3描述的该架构中的手机制造商域313引入了链路选择策略产生器(LSPG)。可以由移动策略管理器311实现链路选择策略产生器。
相应地，依据本公开的一方面，可以在芯片集制造商域中引入能量消耗估计器(ECE)，其可以由移动无线电控制器305实现，但也可以包含芯片集制造商域308的其他组件。
这将在附图6中图示。
附图6示出了通信设备600，其包括用于选择无线电接入技术或无线电接入技术的组合的组件。
通信设备600对应于通信设备300，并且如参考附图3所描述的该通信设备600包括：芯片集制造商域608，该芯片集制造商域608包括统一的无线电应用块601、一个或多个天线602、流控制器603、无线电连接管理器604、多无线电控制器605、资源管理器606和配置管理器607；和手机制造商域613，该手机制造商域613包括网络栈610、移动策略管理器611和管理员块612。手机制造商域614和芯片集制造商域608通过多无线电接口614耦合。
在移动策略管理器611上示出了LSPG615以图示其可由移动策略管理器611实现。例如，其提供移动策略管理器611的功能以产生RAT优先级列表(换句话说RAT选择策略)。
在芯片集制造商域608的各种其他组件上示出了ECE616以图示其可以由芯片集制造商域608的各种组件实现。
LSPG615和ECE616通过多无线电接入接口614相互作用。
依据本公开的一方面，以下参考附图7描述了针对策略产生和RAT(换句话说无线电链路)选择的处理。
附图7示出了图示用于选择无线电接入技术或无线电接入技术的组合的方法的流程图700。
在701中，芯片集制造商域608需要关于可用系统(即RATs)的上下文信息，例如通过扫描，通过接收信息信道(如认知导频信道)等，观察关键性能指标(如SNR，RSSI，PER等)，并且得到预期的调制解调器能量消耗(如以焦耳/比特计，即以每有用比特的焦耳计)。
例如，在芯片集开发期间，依据KPIs(如SNR，RSSI，网络负载，PER等的估计)实现大量能量消耗测量。对于每个配置，得到功耗值(如焦耳/有用比特值)即由组合KPIs给定的指定了针对无线电条件每有用(传输)比特所需能量的值。功耗值可以是绝对值或对应于小的预先定义的焦耳/有用比特值的整数倍的值。
表1是作为由KPIs(本实例中的SNR和网络负载)和每个RAT(本实例中的WiFi，TV空白空间中进行操作的WiFi，LTE)，以特定服务质量(QoS)(在本实施例中特定服务质量(QoS)为低、中和高比特率)使用该RAT进行通信的预期所需功耗的组合给出的针对每一个系统状态(或无线电条件)给定的预先确定的焦耳/(有用的)比特表的实例。
为了降低本表的复杂性，将KPIs归类为三种：低，中和高。例如，对于SNR值，考虑三步：(SNR)low，(SNR)medium，(SNR)high。应注意的是，可使用任何其他离散值的粒度或者可使用连续值表述。应注意的是，KPIs的值取决于RAT。
表1：依据基于通信设备发展过程期间的测量结果所得到的系统状态(“SS”)，RATs的操作的调制解调器功耗(以焦耳/比特计)
例如，对于具有高SNR和中等网络负载的LTE，可以预期具有中等比特率，以焦耳/比特计的BMedium，SS2功耗。
例如，在701中，通过扫描RAT或通过例如通过认知导频信道等的信息获取的任何其他方式等观察针对每个RAT指定系统状态(或换句话说无线电条件)的KPIs。
如例如表1的功耗表使通信设备600能够为每个RAT确定对于期望的传输数据率(如低比特率，中比特率或高比特率)的预期的功耗。
由于RAT的功耗可以依据是否同步地操作另一RAT，所以在通信设备600同步地操作多个RATs的情况下，可依据针对RATs的组合的下述方式的一个来得到功耗：
-可独立于各个RATs(如表1中所指示的)的测量结果来考虑RATs(如WiFi和LTE)的组合利用，并且通过独立测量RATs的组合来确定整个功耗并将其包括在功耗表中。
-可采用RATs的组合利用以得到对应于针对各个RATs(如表1中所示的)而给定的各个功耗值的和的整个功耗，并由因子k加权，该因子k例如是0和1之间的范围中或例如小于1的实值标量。例如，对于WiFi和LTE的组合，将预期的功耗估计为(Joules/bit)WiFi+LTE＝k*[(Joules/bit)WiFi+LTE+(Joules/bit)WiFi+LTE]。通过使用小于1的因子k，可以考虑重新使用硬件的益处。
在702中，在该实例中，依据数据率需求，如至芯片集制造商域的低/中/高数据率，手机制造商域613指示QoS需求。QoS需求也可是关于等待时间、连接可靠性等的需求。
基于通信的QoS需求，基于观察到的无线电条件(如例如通过KPIs给定)和功耗表(如表1)中给定的预先确定的值，得到(作为要被用于通信的可能候选的所有RAT中的)每个RAT的功耗。
在703中，手机制造商域(如LSPG615)通过对RAT和/或RAT组合进行优先级排序，例如通过通信成本得到RAT选择策略。每个RAT或RAT组合与最大能量消耗指标(即最大能量消耗)链接，在达到该最大能量消耗的情况下允许使用RAT或RAT组合。将该策略(例如以优先级列表的形式)递送至芯片集制造商域608，如ECE615。
例如，基于对于各种RATs的通信成本(例如诸如针对特定连接时间或特定数据量，要支付给给定RAT网络的操作者的以欧元/美元/等计的成本)，手机制造商域613(如LSPG615)得到优先级列表，该优先级列表依据应选择哪个RAT用于通信来给出RAT的顺序，倘若要实现针对该RAT的最大允许功耗的话。换句话说，要为通信选择的RAT是优先级列表中最高排序的RAT，对于该RAT来说，估计的功耗至多等于针对该RAT的最大允许功耗。
表2中给出了优先级列表的实例。
索引 RAT 上限(焦耳/比特)
1 LTE VU，LTE
2 3G VU，3G
3 2G VU，2G
4 用于TV白空间的WiFi VU，WiFiTVWS
… … …
# 同时使用的3G&WiFi VU，3GWiFi
…
表2：依据通信成本，手机制造商基于当前功耗水平为RATs建立优先级列表
表2的第一列中的索引反映RAT的顺序，即索引越低，RAT(或RAT组合)的排序越高。最高排序的RAT是优选用于操作的RAT。如所提及的，基于成本得到顺序。在表2的例子中，例如LTE通信比3G通信更便宜，并且因此LTE的排序比3G更高。
右列给出了RATs的能量消耗限制，即达到其就允许使用RAT的最大能量消耗。例如，只在达到VU，LTE的LTE通信的功耗的情况下才允许使用LTE。例如，在最大允许能量消耗以上，就所需的能量而言(例如由于非常高的LTE网络负载)，使用它将会很“费力”，即使其是最便宜的，并且例如选择3G通信尽管其更贵但具有较低的功耗。这可以看作是能量消耗和如通信成本之间的权衡(如排序中所反映的)。因此，基于优先级列表选择的RAT不必是导致总体最低功耗的RAT。更确切地，优先级列表考虑像下面这些的方面：
-RAT的可靠性(如LTE可以是超过WiFi而被优选的，并且由此LTE在优先级列表里有比WiFi较高的顺序，即使相比于WiFi，其功耗和通信成本稍微高一些，因为可更可靠的维持服务质量)。应注意的是，例如，如果在功耗和订阅成本方面，WiFi变得比LTE远远具有更多吸引力，则手机制造商域可能指示应优于LTE而选择WiFi(如它应从LTE切换至WiFi)。这会通过下面这些而发生，通过相应地更新优先级列表(如基于订阅成本在优先级列表里给WiFi较高排序，但允许低的最大允许功率，以使得如果预期的功耗低则只能选择WiFi)，或者还通过将明确的选择策略传输至芯片集制造商域608。
-操作者优先级(例如，如果手机制造商为特定操作者建立移动设备，则将操作者的特定RAT优先级包括在RAT选择策略的派生中)。
-优先级可以取决于移动设备的位置，其可随着时间发展，并且由此可以按照所需而更新。
由于简单的原因，例如基于被分成三类(如低、中和高)的订阅成本(或每连接时间的成本或传输的数据量)的分类，来产生优先级列表。这种分类可以适配至任何数目的类别。
优先级列表代表了从手机制造商域613指示至芯片集制造商域608的针对RAT选择的策略(或多个策略)。
表3给出了优先级列表的另一实例。
表3
在表3的实例中，假定排序不是基于成本而是基于网络操作者的偏好。例如，网络操作者希望用户使用LTE，以使得对于高达VU，LTE的功耗，应选择LTE作为RAT。从VU，LTE至VU，3G，应选择3G(在本实例中，为了简单假定3G的功耗实际高于LTE的功耗，并且通常RATs(或RAT组合)的功耗在表3中从顶部到底部增加)。例如，如果LTE功耗正变得很高以至于不能再证明被迫利用LTE，则操作者更喜欢用户使用LTE，但允许他们使用3G(这例如对用户来讲更便宜)。
在704中，基于RAT选择策略(如在本实例中由优先级列表给出)和依据为RAT估计的能量消耗，芯片集制造商域608(如ECE616)执行(多个)RAT链路选择。
例如，将表2图示的优先级列表通过多无线电接入接口614传送至芯片集制造商域608(如ECE616)。基于估计的每RAT的功耗(如基于表1从系统状态KPIs的手机测量结果得到)，芯片集制造商域608(如ECE616)在优先级列表中选择满足功耗需求的第一RAT或RAT组合(即具有最低索引编号的RAT或RAT组合)，即对于其来说估计的功耗至多等于所指示的最大允许功耗。
例如，在表2给出的优先级列表的实例中，通信设备600首先检查LTE是否以指示的最大调制解调器功耗预算完成了QoS(如数据率)需求(基于测量的KPIs)。如果满足了功耗预算和QoS需求，则选择LTE作为通信用的无线电接入技术。如果不满足，对3G执行对应检查，并且接着对2G、用于TV白空间的WiFi等执行对应检查，直至找到合适的RAT或RAT组合为止。
当对于所观察的RATs(如候选RATs中的任一个)的KPIs改变时，该过程从701重新开始。例如，当对于RAT的KPIs改变时，为RAT重新确定所预期的能量消耗，并且也可确定考虑到改变的KPIs(和可能改变的所预期的能量消耗)，先前的RAT选择是否有效或应被改变。
由于QoS需求的变化，过程可以返回至702，并且在这种情况下，重新进行RAT选择策略得到和RAT选择(即703和704)。
当订阅成本改变时，可以重新进行RAT选择策略得到(即703)。
应注意的，在附图7图示的RAT选择过程中，在芯片集制造商域608中处理主要的RAT选择，可认为该芯片集制造商域608接收来自手机制造商域613的(高级)指令，如涉及RAT选择的策略(尤其是上述实例中的优先级列表)。可替换地，在手机制造商域613中实现大多数或全部实际RAT选择，而芯片集制造商域608通过多无线电接入接口614将所需的度量(包括与当前系统状态信息有关的能量消耗指标)递送至手机制造商域616。例如，这样(简化的)度量可以为RAT指示其具有“好性能”或“低功耗”。例如，由此可避免手机制造商域613接近功耗值(如例如表1中给出的)，因为这不是芯片集制造商所期望的。
换句话说，在芯片集制造商域608和手机制造商域613之间共享的链路(或RAT)选择方法中，由这两个域608、613实现的任务可在这两个域608、613之间以各种方式被划分。例如，芯片集制造商域608可提供有关各种RATs的能量消耗的信息，并且手机制造商域613基于能量消耗(并且例如上述优先级列表)选择RAT，并向芯片集制造商域608发送明确的RAT选择指令，从而指定选择哪个RAT用于通信。
进一步地，即使在芯片集制造商域608中提供RAT选择过程(例如基于上述优先级列表)，也存在手机制造商域613能够通过明确RAT选择命令否决该过程的选项。例如，当用户在家时(如例如利用定位系统如GPS检测到的)，手机制造商域613可强迫利用用户的家庭基站(如毫微微蜂窝基站)。通常地，存在获得超过优先级列表的优先级的规则或命令。例如，手机制造商域613可向芯片集制造商域608传输“硬”RAT选择策略(如选择特定RAT的指令)和如优先级列表的“软”RAT选择策略。应注意的是，当芯片集制造商域608选择了要用的RAT(或RAT组合)时，可将其传输回手机制造商域613，例如以允许在通信设备200的显示器208上通知用户所选择的RAT，或以使得在应用处理器(如CPU202)上运行的软件能够得出哪些服务是可用的。
应进一步注意的是，如优先级列表的RAT选择策略(或多个策略)不必由网络操作者给出的(所述网络操作者例如通信设备的家庭网络的操作者(即通信设备的用户已经订阅至的通信网络的操作者)，而是也可以至少部分地由通信设备的用户定义。
依据本公开的一方面，解决了通信网络操作者通常主要关注的间题。例如，在以上参考附图7描述的RAT选择过程的情况下，如果无线电条件(如就KPIs快速变化而言)，则依据RAT选择过程，可出现通信设备600经常在两个(或更多RAT)之间以高速切换的情况。这涉及到“乒乓”效应，并在附图8中图示。
附图8示出了图示无线电接入技术之间切换的状态图800。
本实例中，通信设备600快速地在使用LTE作为用于通信的RAT的第一状态801和使用WiFi作为用于通信的RAT的状态802之间来回切换(如箭头803图示，并且假定了时间沿着时间轴804从左向右运行)。
通信设备600的这样的行为通常对整个系统性能是不利的，并且由此通常应避免。依据本公开的一方面，这由附图9图示的通信设备解决。
附图9示出了包括用于选择无线电接入技术的组件的通信设备900。
通信设备900包括被配置成使用该无线电接入技术通信的通信电路901。
通信设备900进一步包括检测器902，其被配置成检测从在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换(通过通信电路)的时间起，预先确定的等待时间是否已经逝去。
通信设备900进一步包括控制器903，其被配置成依据是否已确定从在使用所述无线电接入技术进行通信和不使用所述无线电接入技术进行通信之间切换时间起预先确定的等待时间已经逝去，来控制通信电路以在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换。
依据本公开的一方面，换句话说，通过在使用RAT和不使用RAT之间引进强制的等待时间来避免关于RAT选择的“乒乓”行为。例如，使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的切换是使用该无线电接入技术进行通信的通信电路和使用另一无线电接入技术的通信电路之间的切换。例如，通信电路被配置成使用包括无线电接入技术的多个无线电接入技术中的一个或多个进行通信。换句话说，通信电路可支持多于一个的无线电接入技术(并且可支持一个或多个无线电接入技术的同步操作)。例如，每次切换后增加等待时间，并且系统一旦维持稳定(即使用RAT的通信未开始或停止)达预先确定的时间持续时间，就将等待时间预先设置成至原始(或初始值)。
例如，检测器被配置成，响应于触发使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的切换的事件，检测从在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的切换的时间起，预先确定的等待时间是否已经逝去。例如，基于变化的无线电条件(如导致了变化的能量消耗)，确定应从该无线电接入技术切换至另一无线电接入技术，或从其他无线电接入技术切换至该无线电接入技术，并且例如在这种情况下，检测等待时间是否已经逝去，并且只有在等待时间已逝去，才执行该无线电接入技术和其他无线电接入技术之间的切换。换句话说，例如，响应于完成无线电接入技术切换标准的事件(例如这将触发至使用该无线电接入技术进行通信的切换或至不使用该无线电接入技术而是例如使用另一无线电接入技术进行通信的切换)，检测器和控制器执行上述检测和控制。
应注意的是，至使用该无线电接入技术进行通信的切换可以是至使用包括了该无线电接入技术的一组无线电接入技术进行通信的切换。
例如，事件是例如接收到使通信电路从使用该无线电接入技术进行通信切换至使用另一无线电接入技术进行通信或者从使用其他无线电接入技术进行通信切换至使用该无线电接入技术进行通信的指令。
应注意的是，至使用其他无线电接入技术进行通信的切换可以是至使用不包括该无线电接入技术的一组无线电接入技术进行通信的切换。
至使用该无线电接入技术进行通信或不使用该无线电接入技术进行通信的切换的时间例如是使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的最近一次切换的时间。
通信设备进一步包括存储预先确定的等候时间的存储器。
控制器可进一步被配置成，响应于使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的切换，通过增加初始等待时间来从该初始等待时间产生预先确定的等待时间。
控制器例如进一步被配置成，如果执行使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的切换，则增加所述预先确定的等待时间。
例如，控制器进一步被配置成，随着(with)使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的多个连续切换中的每一个，增加预先确定的等待时间。
控制器例如进一步被配置成增加时间量，所述预先确定的等待时间被增加该时间量，其中控制器被配置成，随着使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的多个连续切换中的每一个，增加该时间量。
控制器例如被配置成在不存在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的切换的情况下，在预先确定的持续时间后，将预先确定的等待时间设置成初始等待时间。
依据本公开的一方面，控制电路被配置成如果(例如只有当)已确定从在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换的时间起等待时间已经逝去，则控制通信电路在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换。
控制电路例如被配置成，如果已确定从在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换的时间起等待时间尚未逝去，则控制通信电路不在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换。
使用该无线电接入技术进行通信和不使用该接入技术进行通信之间的切换例如是使用该无线电接入技术进行通信的开始或使用该无线电接入技术进行通信的停止。
通信设备900例如实现附图10图示的方法。
附图10示出了图示用于选择无线电接入技术的方法的流程图1000。
流程图1000图示了用于选择无线电接入技术的方法。
在1001中，检测从在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换的时间起预先确定的等待时间是否已经逝去。
在1002中，通信电路依据是否已确定从在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间切换的时间起预先确定的等待时间已经逝去，来控制在使用该无线电接入技术进行通信和不使用该无线电接入技术进行通信之间的切换。
应注意的是，对于用于选择无线电接入技术的其他通信设备和方法，在参考附图4和9描述的通信设备中的一个的上下文中描述的方面类似有效，并且反之亦然。
通过一个或多个电路可实现通信设备的各种组件(如检测器、控制器和确定器)。可将“电路”理解成任何种类的逻辑执行实体，其可以是执行存储在存储器的软件的特定目的电路或处理器、固件、或及其任意组合。由此，“电路”可以是硬连线逻辑电路或如可编程处理器的可编程逻辑电路，如微处理器(如复杂指令集计算机(CISC)处理器或精简指令集计算机(RISC)处理器)。“电路”也可以是执行软件的处理器，该软件如任何类型的计算机程序，如使用虚拟机器代码(如Java)的计算机程序。以下更详细描述的各自功能的任何其他类型的实现方式也可以被理解为“电路”。
附图11图示了在每个RAT重选过程(即每个RAT切换事件)之后将强制等待时间加倍的实例。
附图11示出了图示无线电接入技术之间的切换的状态图1100。
类似于附图8中的实例，通信设备在第一状态1101和第二状态1102之间切换，在该第一状态1101中将LTE用作RAT，在该第二状态1102中将WiFi用作RAT。但是，两个切换事件(如箭头1104所图示)之间的等待时间从初始值ΔT增加至2ΔT，4ΔT，8ΔT，16ΔT，...2^nΔT，其中n是从切换事件至切换事件迭代数。由此，在本实例中，等待时间呈指数性增加。
例如，在无切换事件的预定时间后，等候时间被重新设置为初始值ΔT。
虽然已参考特定方面特别地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应理解的是，在不偏离由所附的权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下可以在其中进行各种形式和细节上的变化。因此由所附的权利要求指示本发明的范围并且因此意图涵盖包含在权利要求同等意思和范围内的所有变化。

Claims (16)

1.一种通信设备，包括：
芯片集制造商域，包括：
确定器，其被配置成在芯片集开发期间进行功耗测量从而为多个无线电接入模式中的每一个确定使用该无线电接入模式进行通信所需的预期的功耗；以及
控制器，其被配置成接收无线电接入模式的选择策略，并且基于所述无线电接入模式的选择策略以及所确定的预期的功耗，从所述多个无线电接入模式中选择无线电接入模式作为要用于通信的候选无线电接入模式，以及
手机制造商域，包括：
策略管理器，其被配置成从所述芯片制造商域接收针对所述多个无线电接入模式中每一个的所述预期的功耗，并基于所述预期的功耗和服务质量需求，获得无线电接入模式的选择策略以提供给所述芯片集制造商域，
其中所述控制器进一步被配置成依据为无线电接入模式确定的功耗是否在最大允许功耗之内来选择该无线电接入模式作为所述候选无线电接入模式。
2.如权利要求 1 所述的通信设备，其中所述多个无线电接入模式中的每一个对应于无线电接入技术（RAT）或无线电接入技术的组合，并且其中使用要被使用的所述候选无线电接入模式是无线电接入技术或无线电接入技术的组合。
3.如权利要求 1 所述的通信设备，其中所述确定器进一步被配置成，为所述多个无线电接入模式中的每一个确定使用该无线电接入模式进行通信的无线电条件，并且所述确定器被配置成基于针对所述无线电接入模式而确定的无线电条件来为所述无线电接入模式确定预期的功耗。
4.如权利要求 3 所述的通信设备，其中针对无线电接入模式的无线电条件是将被用于所述无线电接入模式的通信网络的负载或使用所述无线电接入模式接收到的一个或多个信号的接收质量。
5.如权利要求 1 所述的通信设备，其中所述控制器被配置成进一步基于通信所期望的数据率选择所述候选无线电接入模式。
6.如权利要求 1 所述的通信设备，其中所述控制器被配置成基于所确定的预期的功耗产生多个无线电接入模式的顺序，并且被配置成基于无线电接入模式的所述顺序选择要被用于通信的无线电接入模式。
7.如权利要求 1 所述的通信设备，其中所述控制器被配置成接收指定了多个无线电接入模式的顺序的优先级列表，并且被配置成基于所述顺序选择要被用于通信的所述候选无线电接入模式。
8.如权利要求 1 所述的通信设备，其中所述控制器被配置成基于已确定的预期的功耗产生多个无线电接入模式的第一顺序，并且被配置成接收指定了多个无线电接入模式的第二顺序的优先级列表，并且被配置成基于无线电接入模式的所述第一顺序和无线电接入模式的所述第二顺序的组合来选择要被用于通信的无线电接入模式。
9.如权利要求 7 所述的通信设备，其中所述优先级列表进一步为多个无线电接入模式中的每一个无线电接入模式指定最大允许功耗。
10.如权利要求 9 所述的通信设备，其中所述控制器被配置成只有在为无线电接入模式估计的功耗在允许的功耗之内的情况下才选择该无线电接入模式作为候选无线电接入模式。
11.一种用于选择无线电接入模式的方法，包括：
由芯片集制造商域在芯片集开发期间进行功耗测量，从而为多个无线电接入模式中的每一个确定通过使用该无线电接入模式进行通信所需的预期的功耗；
由手机制造商域从芯片集制造商域接收针对所述多个无线电接入模式中每一个的所述预期的功耗，并且基于所述预期的功耗以及服务质量需求，获得所述多个无线电接入模式的选择策略，
由芯片集制造商域从手机制造商域接收所述选择策略，并且基于所述选择策略以及所述预期的功耗从所述多个无线电接入模式中选择无线电接入模式作为要被用于通信的候选无线电接入模式，
其中依据为无线电接入模式确定的功耗是否在最大允许功耗之内来选择该无线电接入模式作为所述候选无线电接入模式。
12.如权利要求 11 所述的方法，其中每一个无线电接入模式对应于无线电接入技术或无线电接入技术的组合，并且使用无线电接入模式用于通信是使用无线电接入技术或无线电接入技术的组合用于通信。
13.如权利要求 12 所述的方法，进一步包括为所述多个无线电接入模式中的每一个确定使用所述无线电接入模式进行通信的无线电条件，以及基于为所述无线电接入模式确定的无线电条件，为所述无线电接入模式确定预期的功耗。
14.如权利要求 13 所述的方法，其中针对无线电接入模式的所述无线电条件是将被用于所述无线电接入模式的通信网络的负载或使用所述无线电接入模式接收到的一个或多个信号的接收质量。
15.如权利要求11所述的方法，其中进一步基于通信所期望的数据率来选择所述候选无线电接入模式。
16.如权利要求 11 所述的方法，其中进一步基于RAT选择策略来选择所述候选无线电接入模式。
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