CN103430602A - 用户设备将流量相关信息提供给网络的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用户设备将流量相关信息提供给网络的方法。本方法包括用户设备决定流量指示符以及将流量指示符发送给基站。在一实施例中，流量指示符指示优选默认功率损耗或者优选低功率损耗。举例来说，若用户设备处于后台流量或稀疏流量，则优选低功率损耗。在另一实施例中，流量指示符指示流量历史的时间样式。对于网络来说，接收到流量指示符并对其中包含的信息进行评估后，网络通过应用一种或多种服务质量修改算法，触发服务质量修改进程。

Description

用户设备将流量相关信息提供给网络的方法
交叉引用
本申请的权利要求根据35U.S.C.§119要求2011年10月3日递交的美国临时申请案No.61/542,398，发明名称为“交互式应用流量的无线电接入增强”的优先权，且将此申请作为参考。
技术领域
本发明有关于移动通信网络，且尤其有关于用户设备(User Equipment,UE)将流量相关(traffic-related)信息和速度信息(speed information)提供给网络，并基于流量触发调度请求。
背景技术
移动用户的指数式增长(exponential growth)需要网络容量的大幅提高。目前来说，美国乃至全世界中现有的很多第三代(third generation,3G)网络都存在网络拥塞(networkcongestion)问题，而拥塞的网络可能会造成掉话(dropped call)或通话失败(failed call)、低数据率以及较长的响应时间。用户数量快速增长的同时，使用智能手机的用户数量也在快速增长，其中智能手机如苹果(iPhone)、安卓系统(Android)手机以及黑莓(Blackberry)手机。
长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统可提供高峰值数据率、低延迟、高系统容量，已被很多运营商应用，以解决容量问题。在LTE系统中，演进通用地面无线接取网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,E-UTRAN)可包括多个通过LTE-Uu接口与多个移动台(Mobile Station,MS)进行通信的演进节点B(evolved Node-B,eNB)。其中，移动台如UE。无线电接入网(Radio Access Network,RAN)进一步连接至核心网(CoreNetwork,CN)以提供端对端服务(end-to-end service)，其中核心网包括移动管理实体(Mobility Management Entity,MME)、服务网关(Serving Gateway,S-GW)和封包数据网络网关(Packet Data Network Gateway,P-GW)。
虽然LTE网络可提高系统容量，但可预计的是，LTE网络很快也可能面临容量问题。在传统网络以及LTE网络中，运营商通常会将实时语音流量的优先级设置为高于数据流量的优先级。传统网络中会为电路交换语音流量保留资源，而如3G和LTE网络的新型无线数据网络中，也较注重于对大量数据流量应用的优化支持，相对忽略较短、稀少数据会话的应用。其中大量数据流量应用如视频会议(video conferencing)，较短、稀少数据会话的应用如交谈式应用(chatty application)和存活信息(keep alive message)等。一些如新闻、天气和社交网络的常见应用可定期与网络之间建立和中断连接，上述应用虽然只包含少量的用户数据，但仍需要大量的信令流量来建立和中断连接。据估计，随着网络上智能手机应用数目的增加，信令开销(signaling overhead)会超过数据流量30%-50%甚至更高。因此，对改进网络容量来说，提高数据网络效率至关重要。
除了提高网络效率之外，对于无线网络的成功增长来说，保持服务质量(Quality ofService,QoS)也是非常重要的。无线网络中的应用在延迟度、带宽和错误率方面有很多需求，需要优化性能或用户体验。LTE系统中定义了一系列QoS类别标识(QoS Class Identifier,QCI)值，分别对应所需服务的特性。将QCI值标准化的目的是在多供应商(multi-vendor)网络配置以及漫游过程中，保证具有相同QCI的应用/服务可接收到相同程度的QoS。在接入网中，eNB应保证无线电接口的承载(bearer)具有所需的QoS。其中，每个承载具有各自的QCI以及分配和保留优先(Allocation and Retention Priority,ARP)。
传统来说，由于每个应用具有预定义QoS需求，所以一个应用与一个QoS有关。与传统应用不同，如今流行的交互式应用(interactive application)中，QoS需求实际上是动态的。很多智能手机应用即使处于后台模式(background mode)也会定期产生流量，其中后台模式如用户并未主动使用装置时。因此，一个应用需要与不同的QoS有关。举例来说，当用户处于交互模式时，系统可为运行程序设置一个QoS；当用户未使用装置时，则可降低QoS需求。上述动态QoS方案允许系统减少后台程序占用的资源，从而降低核心网信令开销，改进LTE-Uu效率。对于UE来说，上述动态QoS方案主要通过允许UE采用更长的睡眠周期(sleep cycle)降低UE功率损耗，其中在睡眠周期，硬件可以关闭或者处于待机模式(standby mode)。不过，采用长睡眠周期或者长非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)可能引入额外延迟，从而对QoS性能造成影响。
除了快速增长的数据和信令数量对LTE-Uu接口造成压力之外，运营商也会重点关注信令数量对核心网造成的影响。运营商非常希望LTE有效支持真正的“永远在线(always-on)”，使应用实时更新。上述特性可能导致大部分UE一直处于连线模式，这与如今的无线网络非常不同。特别对于智能手机来说，运行商需要使核心网的加载可控。核心网信令主要的开销在于初始连接建立。另外，虽然使UE一直处于连线模式可降低连接建立所需信令，却会在切换时产生额外信令。而且，连线模式采用长DRX以减小电池损耗会带来较差的切换性能，因为在长DRX中，UE对相邻小区的定期测量频率也会较低。因此，对网络信令、资源使用和智能手机的UE电池损耗的控制和优化问题是非常复杂的。为了降低初始建立时的开销，可协助网络识别“难处理的(tricky)”UE，其中上述“难处理的”UE为使用“永远在线”服务，一直移动，频繁在空闲和连接模式切换的UE。识别上述UE的一种有效方式是运营商对上述UE应用具有高复杂度的特殊算法，同时对没有问题的(non-problematic)UE应用较简单的算法，以降低核心网流量。
随着移动数据数量和移动应用种类的大量增长，以及无线网络运营商对LTE的广泛应用，如何改进网络效率并维持多种应用的QoS变得尤为重要。本发明的实施例提出了多个问题的解决方案，如改进LTE-Uu接口效率、减小核心网信令开销以及降低UE电池损耗。
发明内容
在第一示范例中，提出一种用户设备将流量相关信息提供给网络的方法。本方法包括决定流量指示符以及将流量指示符发送给基站。
在一实施例中，流量指示符指示优选默认功率损耗或者优选低功率损耗。举例来说，若UE处于后台流量，则优选低功率损耗。检测后台流量包括检测特定应用、所述用户设备屏幕省电活动、未显示在所述用户设备屏幕的运行程序的后台流量以及检测到用户没有交互动作的至少一种。
在另一实施例中，流量指示符指示流量历史的时间样式。在一示范例中，流量指示符包括UE处于无线电资源控制空闲模式或者处于无线电资源控制连接模式时时间周期的历史。在另一示范例中，流量指示符包括无线电资源控制空闲模式和无线电资源控制连接模式之间的转换次数。在另一示范例中，流量指示符包括一个或一组无线电承载中封包交互次数的历史。UE可在无线电资源控制连接建立、无线电资源控制连接重新建立或者UE改变小区时，将流量指示符发送给基站。
对于网络来说，接收到流量指示符并对其中包含的信息进行评估后，网络通过应用一种或多种QoS修改算法，触发QoS修改进程。在一示范例中，一种或多种QoS修改算法包括减低服务质量请求、降低调度优先级、设定更长非连续接收周期、稀疏配置或不配置上行链路资源以及命令UE进入无线电资源控制空闲模式的至少一种。
在第二示范例中，提出一种基于检测到流量状况决定修改的调度请求触发器的方法。本方法包括检测指示UE是处于后台流量模式还是RRC连接状态的流量状况，基于流量状况决定修改的调度请求触发器，以及基于修改的调度请求触发器将调度请求发送给基站。其中调度请求通过PUCCH或者RACH发送。
在一实施例中，修改的调度请求触发器的触发条件可为数据缓冲器尺寸超过预定义阈值或生成速率超过预定义阈值。在一实施例中，阈值由UE基于QoS需求决定，与PBR以及/或者BSD有关。在另一实施例中，阈值由基站基于流量状况下最小许可的尺寸配置。
在一示范例中，本方法包括检测流量状况，其中UE配置为DRX模式，且流量状况指示UE处于DRX睡眠时间。UE基于检测到的DRX状态决定修改的调度请求触发器，并通过PUCCH或RACH发送调度请求。
在一实施例中，检测到的DRX状态改变时，修改的调度请求触发器中所采用的阈值进行更新。在另一实施例中，修改的调度请求触发器在DRX睡眠时间停止调度请求。
在第三示范例中，提供一种UE将速度信息提供给网络的方法。本方法包括获取UE的速度信息、检测触发事件以及通过一种或多种预定义途径将速度信息提供给网络。速度可为实际速度、映射到预定义速度组的实际速度或者虚拟速度。虚拟速度包括特定时间内UE请求RRC连接的小区转换数目或者小区的总数。UE可通过RRC连接建立、RRC连接重新建立、RRC测量报告中新的IE或者新的RRC信息将速度信息发送给eNB。
在一实施例中，触发事件为UE从RRC空闲模式转换为RRC连接模式。在另一实施例中，触发事件为检测到RRC连接状态下的后台流量模式。在另一实施例中，触发事件为周期定时器届满或UE处于后台流量模式下的周期定时器届满。
在一实施例中，触发事件为UE检测到速度超过速度阈值。在另一实施例中，触发事件为UE检测到UE处于后台流量模式时的速度超过速度阈值。在另一实施例中，触发事件由禁止定时器控制，UE在禁止定时器届满时才发送速度信息，以减小信令开销。
如下详述其它实施例以及优势。本部分内容并非对发明作限定，本发明范围由权利要求所限定。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的无线通信系统的示意图。
图2是根据本发明实施例的UE及其不同功能模块的方块示意图。
图3是根据本发明实施例的无线通信网络主要部件以及相应功能的示范性方块图。
图4A是根据本发明一实施例的UE检测流量状况并将指示符发送给eNB的流程图。
图4B是根据本发明的一实施例的UE在连接建立或RRC重新建立时将流量信息以及/或者指示符发送给eNB的示意图。
图5是根据本发明一实施例的eNB收集流量信息以识别“难处理的”UE以及eNB相应修改QoS需求的流程图。
图6是根据本发明一实施例的UE告知eNB其对电池损耗度的偏好以及eNB相应调整UE的QoS的流程图。
图7是根据本发明一实施例的eNB监测UE承载状况，以及检测到承载上后台流量时修改QoS的流程图。
图8是根据本发明一实施例的核心网识别UE承载的后台流量，以及eNB相应修改UE的QoS的流程图。
图9A是根据本发明一实施例的UE决定流量指示符并发送给eNB的流程图。
图9B是根据本发明一实施例的UE检测流量历史决定流量指示符并发送给eNB的流程图。
图10是根据本发明一实施例的eNB接收流量指示符，决定是否触发QoS修改以及在需要时应用QoS修改算法的流程图。
图11是根据本发明一些实施例的UE以及/或者核心网识别流量状况，将流量状况发送给eNB，以及UE相应建立新的调度请求触发器的流程图。
图12A是根据本发明一实施例的UE应用修改的调度请求触发器，检测到数据缓冲器尺寸大于阈值后发送调度请求的流程图。、
图12B是根据本发明一实施例的UE应用修改的调度请求触发器，检测到生成速率大于阈值后发送调度请求的流程图。
图13A是根据本发明一实施例的检测DRX状态改变、更新阈值并应用修改后的调度请求触发器的流程图。
图13B是根据本发明一实施例的检测到DRX状态改变为睡眠状态后，UE应用一种修改后的调度请求算法的流程图。
图14是根据本发明一实施例的UE检测到流量状况、确定是否应用修改的调度请求触发器，以及需要修改调度请求触发器时将调度请求发送给eNB的流程图。
图15是根据本发明一实施例的UE检测省电DRX模式的流量状况，基于流量状况决定修改的调度请求触发器，并基于修改的调度请求触发器将调度请求发送给eNB的流程图。
图16是根据本发明实施例的收集速度信息并发送给eNB的流程图。
图17A是根据本发明一实施例的eNB将非移动UE更长时间保持在连接状态的流程图。
图17B是根据本发明一实施例的eNB将移动UE更快释放到空闲状态的流程图。
图18是根据本发明一实施例的UE获取速度信息、检测触发事件并通过一种或多种预定义途径将速度信息发送给网络的流程图。
具体实施方式
以下描述系本发明实施的较佳实施例，且有些实施例通过附图进行了说明。
图1是根据本发明实施例的无线通信系统的示意图。无线系统100包括无线电接入网110、核心网120以及外部网络130。UE111和UE112分别通过无线电接口连接至eNB113和eNB114，eNB113和eNB114通过X2接口相连接。根据本发明的实施例，UE111从eNB113切换到eNB114时，eNB113通过X2接口将相关UE111信息发送给eNB114。eNB113和eNB114通过S1接口连接至MME121和S-GW122，其中MME121通过S11接口连接至S-GW122，S-GW122进一步通过S5/S8接口连接至P-GW124。P-GW124通过S7接口连接至策略和计费规则功能(Policy And Charging Rules Function,PCRF)123，PCRF123控制网络QoS功能。根据本发明的实施例，诸如P-GW124的实体收集流量信息，PCRF123相应对特定QoS进行修改。P-GW124通过SGi接口连接至外部网络130。图1进一步显示了LTE承载路径，UE和网络均可以进行承载建立。LTE信道的端对端承载包括无线电承载141、S1承载142和S5/S8承载143。其中，无线电承载141用来连接UE和eNB，S1承载142用来连接eNB和MME121或者eNB和S-GW122，S5/S8承载143用来连接S-GW122和P-GW124。
图2是支持本发明实施例的UE200的示范性方块示意图。天线201发送和接收射频(Radio Frequency,RF)信号。RF收发模块211耦接至天线201，用来从天线201接收RF信号，将RF信号转换为基带信号，随后将基带信号发送到处理器212。RF收发211也可从处理器212接收基带信号，将基带信号转换为RF信号，并将RF信号发送给天线201。处理器212处理接收到的基带信号，并调用不同的功能模块实现UE200的功能。存储器213存储程序指令和数据，控制UE200的操作。
图2还显示了5个功能模块221、222、223、224和225，上述功能模块可执行本发明的实施例。流量检测模块221检测UE200中的流量状况，流量指示模块222对不同流量状况和UE200中的其他信息进行评估，并决定建立或更新一些流量指示符。事件检测模块223检测一些预定义事件触发器(trigger)。UE200基于事件检测模块223检测到的触发事件触发相应动作。调度请求(Scheduling Request,SR)模块224将调度请求发送给eNB。根据本发明的一实施例，调度请求模块224进行修改的调度请求触发，用于调度请求。上述修改算法由UE中预定义的流量状况触发。速度评估模块225收集速度信息并评估UE速度，上述速度信息可被UE200或eNB使用。
eNB中可有类似配置，采用一根或多根天线发送和接收RF信号。RF收发模块耦接至天线，用来从天线接收RF信号，将RF信号转换为基带信号，随后将基带信号发送到处理器。RF收发也可从处理器接收基带信号，将基带信号转换为RF信号，并将RF信号发送给天线。处理器处理接收到的基带信号，并调用不同的功能模块实现eNB的功能。存储器存储程序指令和数据，控制eNB的操作。eNB也可包括多个功能模块，执行本发明的实施例。
本发明的实施例可改进网络效率，降低UE电池损耗，同时维持多种应用的QoS。在本发明的一些实施例中，UE、eNB和核心网执行不同的功能，从而改进系统。在本发明的一些实施例中，UE收集信息以及作出修改决定，并不需要其他网络元素的参与。在本发明的另一些实施例中，eNB从UE以及/或者核心网中收集信息，修改QoS算法并将修改信息发送给UE。
图3是根据本发明实施例的无线通信网络主要部件以及相应功能的示范性方块图。UE301连接至eNB302，eNB302连接至核心网303。功能方块311列出了根据本发明一些实施例的UE301的示范性功能。UE301可执行以下功能：识别特殊UE、获取速度信息、检测后台信息以及修改调度请求触发器等。在本发明的一些实施例中，检测到特定流量状况后，UE301在步骤1中告知eNB302。功能模块315列出了根据本发明一些实施例的核心网303的示范性功能。核心网303可执行以下功能：识别特殊UE、识别UE或UE承载的后台流量。检测到特定流量状况后，核心网303在步骤2中告知eNB302。功能模块312列出了eNB302的示范性功能。根据本发明的一些实施例，eNB302可如功能模块313中列出的那样修改调度器。UE切换到另一目标eNB后，eNB302如功能模块314中列出的那样，将UE相关信息发送给目标eNB。
图3中还显示了eNB302可基于其本身的输出(如功能模块312所示)，或者通过分析步骤1中从UE301接收到的信息，或者通过分析步骤2中从核心网303接收到的信息修改调度器(如功能模块313所示)。另外，eNB302可基于上述信息(即从UE301或核心网303中接收的信息，或者从eNB302中检测到的信息)中的一种或多种修改调度器(如功能模块313所示)。举例来说，UE301可在预定义周期内收集空闲-活动转变(idle-active transition)次数，从而完成对特殊UE的识别。若转变次数达到一阈值，UE301可在随后识别为特殊UE。当eNB302从UE301以及/或者核心网303中收集信息时，eNB302可作出UE为特殊UE的决定。eNB302可收集移动性和空闲-活动转变信息，并对UE进行标记。类似地，包含如MME、S-GW和P-GW等实体的核心网303可收集UE的统计数据，并将UE识别为特殊UE。其中，核心网303收集的统计数据可精细到承载层。
如图3所示，每个网络实体可根据本发明一些实施例执行一些功能。上述功能包括检测流量相关信息，如识别特殊UE或检测后台流量；修改QoS算法，如修改调度请求触发器和DRX；以及UE将速度信息提供给网络，使得网络可进一步优化性能。以下章节讨论本发明实施例的细节。
UE指示流量相关信息
广泛应用的智能手机和持续增长的可下载应用数量不断提高移动网络中的数据和信令量。为了有效利用网络资源并保证QoS，需要一种更灵活或动态的QoS方案。与传统应用不同，对于如今流行的移动应用来说，在不同的流量状况下，同一应用的QoS需求可能会发生变化。因此，第一个重要问题就是识别流量相关信息并与上述信息相关。
图4A是根据本发明一实施例的UE检测流量状况并将指示符发送给eNB的流程图。UE401连接至eNB402。在交互模式下和后台模式下，某些应用的QoS需求不同。因此，UE检测的上述信息对网络决定是否调整QoS策略非常有用。在时间点411，UE401检测到UE401处于交互模式。在步骤1中，UE401将指示符发送给eNB402，指示优选默认(default)功率损耗。接收到上述指示符后，eNB402评估是否需要调整UE401的QoS。一般来说，若UE处于交互模式，应用可继续采用当前的QoS，不需要调整现存QoS需求。不过在时间点412，UE401检测到UE进入屏幕节电模式(power saving mode)，或者特定应用后台运行，或者通信/运行程序未显示在UE屏幕上或没有收到用户的交互操作。当上述省电模式发生时，应用运行在后台模式，则UE401在步骤2中将指示符发送给eNB402，指示优选低功率损耗。接收到上述指示符后，eNB402了解到程序运行在后台模式，因此需要修改QoS。降低QoS后，可改进Uu效率，还可节省UE电池。应用运行在后台模式时，降低的QoS以及较长时间的延迟对用户来说是可以接受的。在时间点413，UE401检测到其它流量状况发生了改变。检测到上述流量状况后，UE401在步骤3中将指示符发送给eNB402，指示流量状态发生改变。在本发明的一实施例中，UE401直接将流量信息发送给eNB402。其中，上述流量信息可包括封包尺寸、平均封包尺寸或者交互次数。
如图4A所示，UE401可将流量相关指示符发送给eNB402，使得eNB402可决定是否降低或改变QoS需求。某些流量状况、特定应用的后台流量、UE屏幕省电活动、未显示在UE屏幕上的运行应用以及未检测到来自用户的交互动作，均与UE对功率损耗的偏好密切相关。可以理解的是，当应用运行在非交互模式时，后台流量可采用较长的DRX。LTE中DRX的目的在于降低功率损耗。正因如此，指示符指示优选低功率损耗时相当于运行在后台模式。
图4B是根据本发明的一实施例的UE在连接建立或无线电资源(Radio ResourceControl,RRC)重新建立时将流量信息以及/或者指示符发送给eNB的示意图。UE451连接至eNB452。在时间点461，UE451收集流量信息。上述流量信息可包括封包尺寸、平均封包尺寸或者交互次数。在步骤1中，UE451将RRC连接请求(RRC_CONNECTION_REQUEST)消息发送给eNB452。在步骤2中，eNB452发送RRC连接建立(RRC_CONNECTION_SETUP)消息作为响应。在步骤3中，UE451连接到eNB452后，将RRC连接建立完成(RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE)消息发送给eNB452。在本发明的一实施例中，基于收集的流量信息历史，UE451发送流量指示符，指示流量历史的时间样式。其中，UE451可将流量指示符放在RRC连接建立完成信息中。上述流量指示符为以下的一种或多种：UE处于RRC空闲模式或RRC连接模式时时间周期的历史、RRC空闲模式和RRC连接模式之间转换的次数、一个或一组无线电承载的封包交互时间历史、一个或一组无线电承载的封包尺寸历史。一般来说，UE451在RRC连接建立时、RRC连接重新建立时或UE改变小区时发送上述指示符中的一个或多个。
如图4所示，识别特定应用的流量状况是触发修改QoS的重要方式。除了识别每个UE的应用之外，有时识别“难处理的”UE也很重要。事实上，在如今的无线网络中，最有经验的运营商会将互联网应用设置地较简单，并且对不同的用户(如金牌会员、银牌会员、铜牌会员)进行区别对待。运营商随后将每类用户流量捆绑到一个承载上。上述承载按照用户的订购可具有不同的QCI。“难处理”的UE的示范例如有“一直在线”应用运行且在移动的UE，上述UE可造成核心网的大量流量。成功识别上述UE非常重要，上述UE被识别后，运营商或系统即可对“难处理的”UE应用不同的QoS。
图5是上述方案的示意图，显示了根据本发明一实施例的eNB收集流量信息以识别“难处理的”UE以及eNB相应修改QoS需求的流程图。UE501连接至eNB-1502和核心网504。在时间点511，UE501进入RRC连接状态，连接至eNB-1502。在阶段521中，UE501连接至eNB-1502。在本发明的一实施例中，UE502与eNB-1502建立连接后，在步骤1中，eNB-1502发送消息至UE501，请求UE501为其收集流量统计数据。eNB-1502可指示收集有关于一个或多个应用的统计数据，或者有关于特定承载的统计数据，或者对上述统计数据均进行收集。在本发明的一实施例中，eNB-1502在步骤2中发送消息给核心网504，请求收集UE501流量信息的统计数据。同时，eNB-1502可保持UE501上或者UE501中特定承载上的标记。
在时间点512，在步骤1从eNB-1502接收到消息后，UE501开始收集流量信息。UE501可收集空闲-活动信息的统计数据，如预定义时间内空闲-活动转换次数。UE501也可收集平均封包尺寸、交互时间以及其它流量相关信息。UE还可将其样式分类成预定义样式之一。在时间点514，在步骤2从eNB-1502接收到消息后，核心网504开始收集流量信息。MME、S-GW或P-GW可收集UE501的统计数据，上述统计数据可精细到承载层。核心网收集到的流量信息可显示为预确定范围(pre-identified range)值，并传送给eNB-1502。在本发明的一实施例中，在阶段522，UE501与eNB-1502建立或重新建立RRC连接。如RRC连接或RRC重新建立的触发事件发生后，UE501将流量指示符发送给eNB-1502，指示存在可检索(retrieve)的流量信息。在本发明的另一实施例中，上述指示符可在其他情形下发送，或定期发送。在步骤4中，从UE501接收到上述流量状态改变指示符后，eNB-1502检索UE501的流量信息。在步骤5中，核心网504可将流量信息发送给eNB-1502。
接收到流量信息后，在时间点515，eNB-1502利用上述信息来优化UE501的Uu效率，如改变UE501的调度优先级。检测或测定出一种或多种流量指示符时，eNB-1502可决定应用不同或宽松的QoS需求。其中上述流量指示符如流量历史被评估为后台流量或稀疏流量(sparse traffic)、偏好低功率损耗。eNB-1502可应用不同或宽松QoS需求的至少一种，如降低QoS需求、降低调度优先级、设置更长的DRX周期、配置较少甚至不配置上行链路资源以及要求UE进入RRC空闲模式。若默认QoS需求满足连接建立和承载建立的需求，则eNB-1502恢复默认QoS需求。eNB-1502检测出一种或多种流量指示符时，可触发恢复默认QoS需求。其中上述流量指示符如流量被评估为会话流量、交互流量、流式流量(streaming traffic)或传送重要数据的流量。
在本发明的一实施例中，eNB-1502可将收集到的流量信息和UE501的速度信息一起评估，以识别UE501是否为“难处理的”UE。若UE501是“难处理的”UE，则使运营商对上述UE应用高复杂度的特殊算法，对没有问题的UE应用较简单的算法。在本发明的实施例中，在步骤6，eNB-1502发送消息给UE501，以修改调度请求以及/或者UE501的DRX。在阶段523，UE501切换到新的目标eNB-2503。切换后，在步骤7，eNB-1502将UE501的流量信息发送给eNB-2503。
图6是根据本发明一实施例的UE告知eNB其对电池损耗度的偏好以及eNB相应调整UE的QoS的流程图。UE601连接至eNB602。在时间点611，UE601检测到UE601处于交互模式。在步骤1中，UE601发送消息给eNB602，指示优选默认功率损耗。接收到上述消息后，在时间点612，eNB602为UE601设置一般QoS。在时间点612，UE601检测到UE601并不处于交互模式。在步骤2中，UE602发送消息给eNB602，指示优选低功率损耗。类似地，在时间点614，UE602检测到UE601进入了屏幕省电模式。在时间点615发生另一事件触发器，即UE601检测到后台流量。在步骤2中，UE601发送消息给eNB602，指示优选低功率损耗。在步骤2接收到消息后，在时间点616，eNB602修改UE601的调度器。在步骤3和步骤4中，eNB602分别将修改DRX配置消息和修改调度请求配置消息发送给UE601。在上述场景中，UE601收集信息并将上述信息发送给eNB，以供eNB作出是否修改UE601的QoS的决定。
图7是根据本发明一实施例的eNB监测UE承载状况，以及检测到承载上后台流量时修改QoS的流程图。UE701连接至eNB702。在时间点711，eNB702开始监测UE701或UE701中承载的流量状况。在时间点712，eNB702检测UE701中的后台流量。在时间点713，eNB702相应修改UE701的调度器。在步骤1和步骤2中，eNB702分别将修改DRX配置消息和修改调度请求配置消息发送给UE701。
除了检测eNB的流量状况或者从UE中收集流量状况之外，核心网还可提供流量信息。图8是根据本发明一实施例的核心网识别UE承载的后台流量，以及eNB相应修改UE的QoS的流程图。UE801连接至eNB802和核心网803。在时间点811，核心网803识别UE801承载的后台流量。在步骤1中，核心网803将UE801后台流量的新的QoS信息发送给eNB802。核心网803通过检视IP标头(header)等方式检测特定后台信息。核心网可将上述信息发送给eNB802。eNB802可在随后综合核心网803发送的信息以及其他可用信息，以作出决定。接收到上述信息后，eNB802在时间点812修改调度器。在步骤2和步骤3，eNB802分别将修改DRX配置消息和修改调度请求配置消息发送给UE701。
图9A是根据本发明一实施例的UE决定流量指示符并发送给eNB的流程图。在步骤901中，UE决定流量指示符。在步骤902中，UE将流量指示符发送给基站。上述流量指示符指示优选默认功率损耗还是优选低功率损耗。在一示范例中，若UE处于后台流量模式，则优选低功率损耗。
图9B是根据本发明一实施例的UE检测流量历史决定流量指示符并发送给eNB的流程图。在步骤911中，UE检测流量历史。在步骤912中，UE基于流量历史决定流量指示符。在步骤913中，UE将流量指示符发送给基站。上述流量指示符指示流量历史的时间样式。
图10是根据本发明一实施例的eNB接收流量指示符，决定是否触发QoS修改以及在需要时应用QoS修改算法的流程图。在步骤1001中，eNB接收流量指示符，其中eNB可从UE或核心网中接收信息。在步骤1002中，eNB评估接收到的流量指示符中包含的信息，并决定是否触发QoS修改进程。在步骤1003中，基于步骤1002中的评估结果，eNB在需要时应用一种或多种预定义QoS修改算法。
基于流量的调度请求触发
识别后台流量并对上述流量应用修改的QoS算法有助于改进网络效率。本章节讨论如何根据本发明的实施例修改上述被识别出的后台流量的调度请求触发器。
随着无线数据网络中交谈式应用数量的增长，较小数据尺寸的应用定期与网络之间建立/断开连接，以进行更新。每次连接/断开尝试需要UE和eNB之间的多次信令信息交换，会产生较大的信令开销。另外，从用户角度看，对于后台流量来说，因为用户并不会看屏幕以及进行交互，省电的优先级应高于性能的优先级。对后台模式下上述较小尺寸数据流量的特殊处理有助于减小电池损耗，以及改进网络效率。
传统来说，数据到达数据缓冲器(buffer)时，UE通过物理上行链路控制信道(PhysicalUplink Control Channel,PUCCH)或随机接入信道(Random Access Channel,RACH)发送调度请求。接收到上述请求后，eNB会为UE分配资源。对于后台流量来说，可放宽QoS需求，以改进网络效率，减小UE电池损耗。因此，需要设计一种修改的调度请求触发算法，来满足上述需求。下面具体讨论基于流量信息触发修改调度请求的本发明的一些实施例。
图11是根据本发明一些实施例的UE以及/或者核心网识别流量状况，将流量状况发送给eNB，以及UE相应建立新的调度请求触发器的流程图。UE1101与eNB1102和核心网1103建立连接。在时间点1111，UE1101识别承载的流量状况。在本发明的一实施例中，识别后台流量或者预定义流量状况后，UE1101进入时间点1115，建立新的调度请求触发器。在本发明的一实施例中，上述新的调度请求触发器用于在后台模式中的RACH调度请求时停止调度请求。在本发明的一实施例中，设定新的调度请求触发器后，UE1101配置相应的调度请求触发器阈值。其中，上述调度请求触发器阈值与优先比特率(Prioritized BitRate,PBR)以及/或者漏桶容量值(Bucket Size Duration,BSD)有关。
在本发明的另一实施例中，UE1101在时间点1111识别流量状况后，在步骤1将流量状况信息发送给eNB1102。eNB1102也可以从核心网1103中获取流量信息。在时间点1112，核心网1103识别UE1101或UE1101中一个/多个承载的后台流量。在步骤2中，核心网1103将流量状况信息发送给eNB1102。在本发明的一实施例中，eNB1102从UE1101以及/或者核心网1103中接收到流量信息后，决定是否在时间点1113应用修改的调度请求触发器。若eNB1102决定需要修改的调度请求触发器，则eNB1102在步骤3将修改的调度请求触发器发送给UE1101。在本发明的一实施例中，eNB将配置的阈值与修改的调度请求触发器消息一起发送给UE1101。eNB基于流量状况下最小许可的尺寸设定阈值。UE1101接收到上述配置的阈值后，将阈值作为触发调度请求的条件。在时间点1114，从eNB1102接收到修改的调度请求消息后，UE1101在时间点1115建立新的调度请求触发器。在时间点1116，UE1101检查是否满足修改的调度请求触发条件。若满足条件，UE1101在时间点1117将调度请求发送给eNB1102。以下细节描述修改调度请求触发器算法的一些特定实施例。
图12A是根据本发明一实施例的UE应用修改的调度请求触发器，检测到数据缓冲器尺寸大于阈值后发送调度请求的流程图。在步骤1201中，UE在缓冲器中接收新的数据。在步骤1202中，UE检查是否配置修改的调度请求触发器阈值。若流量状况指示不需要触发调度请求触发器修改，即并不需配置修改的调度请求触发器，则UE在步骤1205中以传统方式发送调度请求。若在步骤1202中，配置修改的调度请求触发器阈值，UE在步骤1203中排列数据。在步骤1204中，UE检查当前数据缓冲器尺寸是否超过一阈值。在本发明的一实施例中，上述阈值与QoS需求有关，其中QoS需求与PBR以及/或者BSD有关。在本发明的另一实施例中，上述阈值由网络进行配置。网络可以基于流量状况中最小许可的尺寸设定阈值。接收到上述配置后，UE更新其阈值。若在步骤1204中，UE检测到数据缓冲器尺寸超过上述阈值，则UE通过PUCCH或RACH发送调度请求。若在步骤1204中，UE检测到数据缓冲器尺寸并未超过上述阈值，则数据被保存在队列中，UE回到步骤1201等待更多的数据，以便于将数据聚合到一个调度请求中。
图12B是根据本发明一实施例的UE应用修改的调度请求触发器，检测到生成速率(generation rate)大于阈值后发送调度请求的流程图。在步骤1211中，UE在缓冲器中接收数据。在步骤1212中，UE检查是否配置修改的调度请求触发器阈值。若流量状况指示不需要触发调度请求触发器修改，即并不需配置修改的调度请求触发器，则UE在步骤1215中以传统方式发送调度请求。若在步骤1212中，配置修改的调度请求触发器阈值，UE在步骤1213中计算生成速率。生成速率是指示UE处于后台模式还是交互模式的指示符。在步骤1214中，UE检查生成速率是否超过一阈值。在本发明的一实施例中，上述阈值与PBR以及/或者BSD有关。在本发明的另一实施例中，上述阈值由网络进行配置。若在步骤1214中，UE检测到生成速率超过上述阈值，则UE发送调度请求。若在步骤1214中，UE检测到生成速率并未超过上述阈值，则数据被保存在队列中，UE回到步骤1211等待更多的数据，以便于将数据聚合到一个调度请求中。除了上述提到的接收到的数据可用来触发修改调度请求算法之外，DRX状态也可被用来修改调度请求算法(如下所示)。
图13A是根据本发明一实施例的检测DRX状态改变、更新阈值并应用修改后的调度请求触发器的流程图。在步骤1301中，UE检测到DRX状态改变。在步骤1302中，UE检查是否应用修改的调度请求触发器。若流量状况指示不需要触发调度请求触发器修改，即并不需应用修改的调度请求触发器，则UE不需要为上述状态改变事件做任何动作。若在步骤1302中，需要修改的调度请求触发器，UE在步骤1303中更新修改的调度请求触发器算法的阈值。可为DRX睡眠状态设定阈值1，为DRX活动或持续状态设定阈值2。在本发明的一实施例中，阈值2可为0，用来触发调度请求的即时发送(immediate sending)。基于修改的调度请求触发算法，若UE将数据缓冲器尺寸作为修改调度请求触发器的参考则进入步骤1304，若UE将生成速率作为修改调度请求触发器的参考则进入步骤1305。在步骤1304中，UE将数据缓冲器尺寸与修改阈值进行比较。若数据缓冲器尺寸超过修改阈值，则UE在步骤1306中发送调度请求。若在步骤1304中，UE检测到数据缓冲器尺寸并未超过修改阈值，则不发送调度请求，并等待更多的数据进入队列。在步骤1305中，UE将生成速率与修改阈值进行比较。若生成速率超过修改阈值，则UE在步骤1306中发送调度请求。若在步骤1305中，UE检测到生成速率并未超过修改阈值，则不发送调度请求，并等待更多的数据进入队列。
图13B是根据本发明一实施例的检测到DRX状态改变为睡眠状态后，UE应用一种修改后的调度请求算法的流程图。在步骤1311中，UE检测到DRX状态改变为睡眠状态。在步骤1312中，UE检查是否应用修改的调度请求触发器。若流量状况指示不需要触发调度请求触发器修改，即并不需应用修改的调度请求触发器，则UE不需要为上述状态改变事件做任何动作。若在步骤1312中，需要修改的调度请求触发器，则UE可进行步骤1313，即增长调度请求周期；或者进行步骤1314，即停止调度请求。
图14是根据本发明一实施例的UE检测到流量状况、确定是否应用修改的调度请求触发器，以及需要修改调度请求触发器时将调度请求发送给eNB的流程图。在步骤1401中，UE检测流量状况，其中流量状况指示UE处于后台流量模式还是RRC连接状态。在步骤1402中，UE基于流量状况决定是否采用修改的调度请求触发器。在步骤1403中，若决定采用修改的调度请求触发器，UE基于上述修改的调度请求触发器将调度请求发送给eNB。上述修改的调度请求触发器的触发条件可为数据缓冲器尺寸超过预定义阈值或生成速率超过预定义阈值。
图15是根据本发明一实施例的UE检测省电DRX模式的流量状况，基于流量状况决定修改的调度请求触发器，并基于修改的调度请求触发器将调度请求发送给eNB的流程图。在步骤1501中，UE检测流量状况，其中UE为了省电配置在DRX模式，流量状况指示UE是否处于DRX睡眠状态。在步骤1502中，UE基于流量状况决定是否采用修改的调度请求触发器。在步骤1503中，UE基于修改的调度请求触发器将调度请求发送给eNB，其中调度请求通过PUCCH或者RACH发送。
UE将速度信息提供给网络
改进网络效率的另一种途径是防止过频切换，从而减小网络开销。识别可能的过频切换的UE的一个重要参数为UE的速度信息。目前来说，大多数UE可计算其速度，并获取其速度信息。上述信息对网络非常有用。举例来说，网络可释放(release)高速UE，并依靠空闲移动性。如此一来，切换产生的数据流量即可降低。在另一示范例中，网络可基于速度信息将特定UE更长时间地保持在连接状态。在某些情况下，若网络基于速度信息检测到UE以高速移动且只有后台流量，则网络可快速将上述UE设置为空闲模式，以避免切换负载。
图16是根据本发明实施例的收集速度信息并发送给eNB的流程图。其中速度可为实际速度(physical speed)、映射到预定义速度组的实际速度或者虚拟速度(virtual speed)。预定义速度组包含不同速度组，如UE速度高于阈值1的高速组，UE速度低于阈值1但高于阈值2的中速组，以及UE速度低于阈值2的低速组。虚拟速度包括特定时间内UE请求RRC连接的小区转换数目或者小区的总数。流程表1610、1620和1630显示了触发UE将速度信息发送给eNB的本发明的几个实施例。
在本发明的一实施例中，如图16中流程表1610所示，能力UE进入连接状态后将速度信息发送给eNB。在时间点1611，UE1601处于空闲状态。在时间点1612，UE1601收集速度信息。在时间点1613，UE1601进入连接状态，即进行RRC连接或RRC重新建立。从空闲状态进入连接状态后，UE1601在步骤1中将速度信息发送给eNB-11602。
在本发明的另一实施例中，UE基于周期定时器(periodic timer)将速度信息定期发送给eNB-11602。如图16中的流程表1620所示，UE1601在时间点1621获取速度信息。在时间点1622，UE1601设定周期定时器。在时间点1623，周期定时器届满。周期定时器届满后，UE1601在步骤2将其速度信息发送给eNB-11602。
在本发明的另一实施例中，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如UE1601的速度超过预定义阈值。如图16中的流程表1630所示，在本发明的一实施例中，eNB-11602在步骤3中将消息发送给UE1601，以配置速度阈值。在时间点1631，UE1602获取速度信息。为了防止UE1601向eNB-11602频繁发送速度信息更新，在本发明的一实施例中，UE1601可在时间点1632设定禁止定时器(prohibit timer)。UE1601在时间点1633检查禁止定时器是否届满。若禁止定时器并未届满，则即使发生触发事件，UE1601也不进行操作。禁止定时器届满后，UE1601在时间点1634检查其速度是否超过了配置的速度阈值。若UE1601的速度超过了配置的速度阈值，则UE1601在步骤4中将速度信息发送给eNB-11602。
在阶段1640中，UE1601切换到目标eNB-21603。UE切换后，在步骤5将UE1601的速度信息发送给eNB-21603。
UE1601将速度信息发送给eNB1602时可采用预定义途径，如RRC连接建立、RRC连接重新建立、新的RRC消息或RRC测量报告中新的IE。
此外，速度信息最有价值的用途是可用于UE运行后台流量。因此，流程表1620和1630中可进一步检测后台流量，以触发速度信息的发送。UE中指示优选低功率损耗的指示符与后台流量状况有关。因此，指示优选低功率损耗的指示符也可触发速度信息的发送。
eNB接收到UE的速度信息后，可优化其进程以避免频繁切换。图17A和图17B是本发明的两个示范例示意图。
图17A是根据本发明一实施例的eNB将非移动UE更长时间保持在连接状态的流程图。在步骤1701中，eNB从UE中接收速度信息。在步骤1702中，eNB检查UE的速度是否小于预定义速度阈值。若UE的速度小于预定义速度阈值，则eNB在步骤1703中将UE保持在连接状态。若UE的速度大于预定义速度阈值，则eNB在步骤1704中将UE释放为空闲状态。
图17B是根据本发明一实施例的eNB将移动UE更快释放到空闲状态的流程图。在步骤1711中，eNB从UE中接收速度信息。在步骤1712中，eNB检查UE的速度是否大于预定义速度阈值。若UE的速度大于预定义速度阈值，则eNB在步骤1713中修改调度器或尽快将UE释放到空闲状态。
图18是根据本发明一实施例的UE获取速度信息、检测触发事件并通过一种或多种预定义途径将速度信息发送给网络的流程图。在步骤1801中，UE在移动通信网络中获取UE的速度信息。在步骤1802中，UE检测触发事件，如UE从空闲状态转换为连接状态，或者周期定时器届满，或者一些触发事件发生。在步骤1803，UE检测到触发事件后通过一种或多种预定义途径将速度信息提供给网络。
虽然本发明已就较佳实施例揭露如上，然其并非用以限制本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更和润饰。因此，本发明的保护范围当视之前的权利要求书所界定为准。

Claims (20)

1.一种用于用户设备的方法，其特征在于，包括：
用户设备在移动通信网络中决定流量指示符；以及
将所述流量指示符发送给基站，其中所述流量指示符指示优选默认功率损耗或者优选低功率损耗。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，决定流量指示符的步骤包括检测特定应用、所述用户设备屏幕省电活动、未显示在所述用户设备屏幕的运行程序的后台流量以及检测到用户没有交互动作的至少一种。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对于所述用户设备来说，所述流量指示符指示优选所述低功率损耗。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，决定流量指示符的步骤包括检测应用的交互流量、所述用户设备屏幕没有省电活动、所述用户设备屏幕显示运行程序以及检测到用户的交互动作的至少一种。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对于所述用户设备来说，所述流量指示符指示优选所述默认损耗。
6.一种用于用户设备的方法，其特征在于，包括：
用户设备在移动通信网络中检测流量历史；
基于所述流量历史决定流量指示符；以及
将所述流量指示符发送给基站，其中所述流量指示符指示所述流量历史的时间样式。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述流量指示符包括所述用户设备处于无线电资源控制空闲模式或者处于无线电资源控制连接模式时时间周期的历史。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述流量指示符包括无线电资源控制空闲模式和无线电资源控制连接模式之间的转换次数。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述流量指示符包括一个或一组无线电承载中封包交互次数的历史。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述流量指示符进一步包括所述一个或一组无线电承载中封包尺寸的历史。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述用户设备在无线电资源控制连接建立、无线电资源控制连接重新建立或者所述用户设备改变小区时，将所述流量指示符发送给所述基站。
12.一种方法，其特征在于，包括：
基站从移动通信网络中接收流量指示符；
对所述流量指示符中包含的信息进行评估，并决定是否触发服务质量修改进程；以及
若触发所述服务质量修改进程，应用一种或多种服务质量修改算法。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基站从用户设备或核心网装置中接收所述流量指示符。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述服务质量修改进程基于所述流量指示符，将当前服务质量需求修改为不同的服务质量需求。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述一种或多种服务质量修改算法包括减低服务质量请求、降低调度优先级、设定更长非连续接收周期、稀疏配置或不配置上行链路资源以及命令所述用户设备进入无线电资源控制空闲模式的至少一种。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述流量指示符指示优选低功率损耗模式。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述流量指示符指示评估流量历史，其中流量被评估为后台流量或稀疏流量。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述服务质量修改进程在满足触发条件时恢复到默认服务质量需求，其中所述默认服务质量需求建立在连接设置以及承载设置时。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述流量指示符指示默认功率损耗模式更高或指示评估流量历史，其中流量被评估为会话流量、交互流量、流式流量或者发送重要数据的流量。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括：
切换后将所接收到的所述流量指示符发送到目标基站。
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