具体实施方式
下面的详细描述涉及附图,附图以图示的方式示出了其中可实践本发明的本公开的具体细节和方面。本公开的这些方面充分详细地被描述以使得本领域技术人员能够实践本发明。本公开的其他方面可以被利用并且可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构、逻辑以及电学改变。本公开的各种方面不一定互斥,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相组合以形成新的方面。
3GPP(第三代合作伙伴计划)已经将LTE(长期演进)引入到UMTS(通用移动通信系统)标准的版本8中。
LTE通信系统的空中接口被称作E-UTRA(演进通用陆地无线电接入)并且通常被称作“3.9G”。在2010年12月,ITU认识到不能满足“IMT增强”要求的LTE的当前版本和其他演进3G技术仍然可以被视为“4G”,倘若其将先前技术表示成IMT增强以及相对于已经部署的初始第三代系统在性能和能力上的实质水平的改进。因此LTE有时也被称作“4G”(主要是由于市场原因)。
在与其前任UMTS的比较中,LTE提供了已经通过提高系统容量和频谱效率为分组数据传输进一步所优化的空中接口。连同其他增强一起,最大净传输率已经被显著增加,即在下行链路传输方向上达到300Mbps以及在上行链路传输方向上达到75Mbps。LTE支持从1.4MHz到20MHz可缩放带宽并且基于新的多址方法,例如下行方向上(塔(即基站)到手持设备(即移动终端))的OFDMA(正交频分多址)/TDMA(时分多址)和上行方向上(手持设备到塔)的SC-FDMA(单载波频分多址)/TDMA。OFDMA/TDMA是多载波多址方法,其中订户(即移动终端)被提供有频谱上的定义数量的子载波以及用于数据传输目的的定义传输时间。根据LTE的用于传输和接收的移动终端(也被称作用户设备(UE),例如移动电话)的RF(射频)能力已经被设置为20MHz。物理资源块(PRB)是用于LTE中所定义的物理信道的分配的基线单元。其包括12子载波乘以6或7个OFDMA/SC-FDMA符号的矩阵。在物理层处,一个OFDMA/SC-OFDMA符号和一个子载波的对被表示为“资源元素”。通信系统,其根据本公开的一个方面而被使用并且例如是根据LTE的通信系统,参考图1在下文中被描述。
图1示出了根据本公开的一个方面的通信系统100。
通信系统100是蜂窝移动通信系统(下面也称为蜂窝无线电通信网络),包括无线电接入网络(例如,E-UTRAN、根据LTE(长期演进)的演进UMTS(通用移动通信系统)陆地无线电接入网络)101和核心网络(例如根据LTE的EPC、演进分组核心)102。无线电接入网络101可以包括基站(基站收发机)(例如根据LTE的eNodeB、eNB)103。每一个基站103提供用于无线电接入网络101的一个或多个移动无线电小区104的无线电覆盖。
位于移动无线电小区104中的移动终端(也被称为UE、用户设备)105可以经由在移动无线电小区中提供覆盖(换句话说,运营)的基站与核心网络102以及与其他移动终端105通信。换句话说,运营移动终端105所位于的移动无线电小区104的基站103提供了包括PDCP(分组数据汇聚协议)层、RLC(无线电链路控制)层和MAC(媒体访问控制)层的E-UTRA用户平面末端和包括朝向移动终端105的RRC(无线电资源控制)层的控制平面末端。
控制和用户数据在基站103和位于移动无线电小区104中的移动终端105之间传送,所述移动无线电小区104由基站103基于多址方法通过空中接口106所运营。
基站103借助于第一接口107(例如X2接口)彼此互连。基站103还借助于第二接口108(例如S1接口)被连接到核心网络,例如经由S1-MME接口被连接到MME(移动性管理实体)109以及借助于S1-U接口被连接到服务网关(S-GW)。S1接口支持MME/S-GW109、110和基站103之间的多到多联系,即基站103可以被连接到一个以上的MME/S-GW109、110并且MME/S-GW109、110可以被连接到一个以上的基站103。这能够实现LTE中的网络共享。
例如,MME109可以负责控制位于E-UTRAN的覆盖区域中的移动终端的移动性,而S-GW110负责处理移动终端105和核心网络102之间用户数据的传输。
在LTE的情况下,无线电接入网络101(即LTE情况下的E-UTRAN101)可以被看成由基站103(即LTE情况下的eNB103)组成,其提供朝向UE105的E-UTRA用户平面(PDCP/RLC/MAC)和控制平面(RRC)协议末端。
例如,eNB103可以托管下列功能:
●用于无线电资源管理的功能:无线电承载控制、无线电准入控制、连接移动性控制、上行连路和下行链路两者中到UE105的资源动态分配(调度);
●IP报头压缩以及用户数据流加密;
●当没有到MME109的路由能够从由UE105提供的信息中确定时,在UE105附着处对MME109的选择;
●朝向服务网关(S-GW)110的用户平面数据的路由;
●寻呼消息(源自于MME)的调度和传输;
●广播信息(源自于MME109或O&M(操作和维护))的调度和传输;●用于移动性和调度的测量以及测量报告配置;
●PWS(公共警告系统,其包括ETWS(地震和海啸警告系统)和CMAS(商业移动告警系统))消息(源自于MME109)的调度和传输;
●CSG(封闭订户组)处理。
通信系统100的每一个基站控制在其地理覆盖区域内,即由六边形理想地表示的其移动无线电小区104内的通信。当移动终端105位于移动无线电小区104中并且正预占移动无线电小区104(换句话说,向移动无线电小区104注册)时,其与控制移动无线电小区104的基站103进行通信。当通话由移动终端105的用户开始(移动发起通话)或通话被寻址到移动终端105(移动终止通话)时,在移动终端105和控制移动站所位于(并正对其预占)的移动无线电小区104的基站103之间设立无线电信道。如果移动终端105从在其中设立通话的初始移动无线电小区104离开并且在初始移动无线电小区104中所建立的无线电信道的信号强度变弱,则通信系统开始该通话至移动终端105所移动到其中的另一个移动无线电小区104的无线电信道的转移。
由于移动终端105在通信系统100的覆盖区域中持续到处移动,通话控制可能在相邻移动无线电小区104之间被转移。通话从移动无线电小区104到移动无线电小区104的转移被称作切换(或移交)。
切换也可能发生在根据不同无线电接入技术操作的基站103之间。这在图2中被图示。
图2示出了根据本公开的一个方面的状态图200。
状态图200包括UMTS(UTRA,3G)移动终端状态CELL_DCH201、CELL_FACH202、CELL_PCH/URA_PCH203,以及UTRA_Idle204、LTE(E-UTRA)移动终端状态RRC CONNECTED205和RRC IDLE206以及GSM(GERAN,2G和2.5G)移动终端状态GSM_Connected207、GPRS分组传输模式208,和GSM_Idle/GPRS Packet_Idle209。与UMTS相反,仅存在为移动终端105定义的两个E-UTRA RRC状态。图2可以被看成图示了E-UTRA、UTRA和GERAN之间的移动性支持。
根据第一状态转变210,切换在E-UTRA(即根据LTE操作的基站103)和UTRAN(即根据UTMS操作的基站103)之间被执行。
根据第二状态转变211,切换在E-UTRA(即根据LTE操作的基站103)和GERAN(即根据GSM操作的基站103)之间被执行。
第三状态转变212可以发生在UTRAN、GERAN和E-UTRAN的状态之间,例如在没有活动通话切换的小区重选的情况下。应当注意的是UTRAN和GERAN状态之间的状态转变为了简单性而被省略,但其也是可能的。
第四状态转变213可以在相同的无线电接入技术的状态之间发生,例如当连接被释放或者连接被建立时。当RRC连接已经被建立时移动终端105处于RRC_CONNECTED。如果不是这样的情况,即没有RRC连接被建立,则移动终端105处于RRC_IDLE状态。
E-UTRA中的两个RRC(无线电资源控制)状态RRC_IDLE和RRC_CONNECTED可以被如下表征:
RRC_IDLE
■移动终端特定DRX(非连续接收)可以由上层协议层来配置;
■移动性由移动终端105控制;
■移动终端105
●可以获取系统信息(SI);
●监视寻呼信道以检测来电通话和SI改变;
●执行用于小区选择(重选)过程的相邻小区测量。
RRC_CONNECTED
当RRC连接已经被建立时移动终端105处于RRC_CONNECTED。
■去往/来自移动终端105的单播数据的传输;
■由无线电接入网络101控制移动性(切换和小区改变命令);
■移动终端105在较低协议层配置有移动终端特定DRX(非连续接收)。
■移动终端105
●可以获取系统信息(SI);
●监视寻呼信道和/或SIB(系统信息块)类型1内容以检测SI改变;
●监视与共享的数据信道相关联的控制信道以确定数据是否针对其而被调度;
●执行相邻小区测量和测量报告以在作出切换决定方面辅助网络;
●向无线电接入网络101提供信道质量和反馈信息。
根据DRX,移动终端105的PDCCH(物理下行链路控制信道)监视活动被控制。在PDCCH上,各种RNTI(无线电网络临时标识符)能够被找到。
如果移动终端105处于RRC_IDLE状态中,其被期望监听在PDCCH上发送的可以通告PDSCH上的寻呼消息的存在的P-RNTI(所谓的寻呼指示符)。如果DRX被应用在RRC_IDEL中,移动终端105仅需要每个DRX周期监视一个寻呼时机(PO,Paging Occasion)。由基站103广播的系统信息(SI)通过在SIB类型2中指定移动终端特定的寻呼周期来控制DRX操作。(应当注意的是SIB(系统信息块)类型2由在给定无线电小区中进行预占的所有移动终端所接收,但是在RRC_IDLE状态中的移动终端105所使用的用于计算其个别寻呼时机(PO)的公式具有作为输入变量的订户的(即移动终端的)唯一IMSI(国际移动订户身份)。
如果DRX在用于移动终端105的RRC_CONNECTED中被配置,则移动终端105被允许不连续地(为了节省能量)监视PDCCH(物理下行链路控制信道);否则移动终端105连续地监视PDCCH。RRC(无线电资源控制)层通过配置计时器和参数来控制DRX操作,例如,如表1中所示。
根据LTE的用于E-UTRAN101的C平面和U平面的协议在图3中被图示。
图3示出了根据本公开的一个方面的协议结构300。LTE空中接口(也被称作Uu接口)在逻辑上被划分成三个协议层。确保和提供相应协议层的功能的实体在移动终端105和基站103中被实现。最底层为物理层(PHY)301,其表示根据OSI(开放系统互连)参考模型的协议层1(L1)。被布置在PHY之上的协议层是数据链路层,其表示根据OSI参考模型的协议层2(L2)。在LTE通信系统中,L2由多个子层组成,即媒体访问控制(MAC)子层302、无线电链路控制(RLC)子层303和分组数据汇聚协议(PDCP)子层304。Uu空中接口的最高层是网络层,其是根据OSI参考模型的协议层3(L3)且由C平面307上的无线电资源控制(RRC)层305组成。在C平面307上,进一步存在NAS(非接入层)协议层306。
每一个协议层301到306经由定义的服务接入点(SAP)向在其之上的协议层提供其服务。为了提供对协议层架构的更好理解,SAP被分配明确的名称:PHY301经由传输信道向MAC层302提供其服务,MAC层302经由逻辑信道向RLC层303提供其服务,以及RLC层303向RRC层305和PDCP层304提供其服务作为根据RLC模式(即TM(透明模式)、UM(未应答模式)和AM(应答模式))的数据传送。进一步,PDCP层304经由无线电承载将其服务提供到RRC层305和U平面308更高层,具体而言,经由信令无线电承载(SRB)提供到RRC305以及经由数据无线电承载(DRB)提供到U平面308更高层。根据LTE,当前支持最大3SRB和11DRB。
无线电协议架构不仅被水平地分割成上述协议层;其还被垂直地被分成“控制平面”(C平面)307和“用户平面”(U平面)308。控制平面307的实体被用于处理移动终端105和基站103之间的信令数据交换,其连同其他一起被要求用于物理信道、传输信道、逻辑信道、信令无线电承载和数据无线电承载的建立、重配置和释放,而用户平面308的实体被用于处理移动终端105和基站103之间的用户数据交换。根据本公开的一个方面,按照LTE,每一个协议层具有特定的规定功能:
■PHY层301主要负责i)传输信道上的错误检测;ii)传输信道的信道编码/解码;iii)混合ARQ软合并;iv)将编码的传输信道映射到物理信道上;v)物理信道的调制和解调。
■MAC层302主要负责i)在逻辑信道和传输信道之间映射;ii)经由HARQ的错误校正;iii)逻辑信道优先化;iv)传输格式选择。
■RLC层303主要负责i)经由ARQ的错误校正;ii)RLC SDU(服务数据单元)的级联、分段和重组;iii)RLC数据PDU(协议数据单元)的重分段和重排序。进一步,RLC层303被模型化使得对于每一个无线电承载(数据或信令)存在独立的RLC实体。
■PDCP层304主要负责报头压缩和IP(互联网协议)数据流的解压缩、用户平面数据和控制平面数据的加密和解码,以及控制平面数据的完整性保护和完整性验证。PDCP层304被模型化使得每一个RB(即DRB和SRB,除了SRB0)与一个PDCP实体相关联。根据RB特性(即单向或双向)和RLC模型将每一个PDCP实体与一个或两个RLC实体相关联。
■RRC层305主要负责移动终端105和基站103之间的控制平面信令并连同其他一起执行以下功能:i)系统信息的广播,ii)寻呼,iii)物理信道、传输信道、逻辑信道、信令无线电承载和数据无线电承载的建立、重配置和释放。信令无线电承载被用于移动终端105和基站103之间的RRC消息的交换。
根据E-UTRA(LTE)技术的C平面(控制平面)307和U平面(用户平面)308之间的区别在图4中被描绘。RRC协议以及所有的低层协议(PDCP、RLC、MAC、和PHY)在eNB中结束,而NAS协议层306在EPC102中的MME109中结束。
图4示出了第一协议结构400和第二协议结构410。
第一协议结构400对应于U平面以及第二协议结构410对应于C平面。
类似于图3中的图示,协议结构400、410包括物理层401、MAC层402、RLC(无线电链路控制)层403、PDCP层404、RRC层405和NAS(非接入层)协议层406。
在物理层401、MAC层402、RLC层403、PDCP层404和RRC层405中通信的端点是移动终端(UE)411和基站(eNB)412。
在NAS协议层406,通信的端点是UE411和MME413。
在LTE的情况下,通过提高系统容量和频谱效率来针对分组数据传输进一步优化UMTS空中接口。然而,针对LTE技术的增强并不局限于空中接口。针对3GPP LTE无线通信标准的核心网络架构也被增强。这个努力通常被称为SAE(系统架构演进)。
SAE涉及GPRS核心网络的演进,具有一些不同:
■简化的架构
■全IP(互联网协议)网络(AIPN)
■支持较高吞吐量和较低延迟无线电接入网络(RAN)
■支持多种异质RAN,包括如GPRS的传统系统,但也非3GPP系统(例如WiMAX),以及其之间的移动性
根据SAE架构,主要的部件是演进分组核心(例如,形成在图1中图示的通信系统100的核心网络)。演进分组核心(EPC)包括:
■移动性管理实体(MME):MME是用于LTE无线电接入网络(E-UTRAN)的关键控制节点,并且根据LTE,保持下列功能:
●NAS信令;
●NAS信令安全;
●AS(接入层)安全控制;
●用于3GPP接入网络之间移动性的CN(核心网络)间节点信令;
●空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行);
●追踪区域列表(TAL)管理(用于空闲和活动模式中的UE);
●PDN GW(分组数据网络网关)和服务GW选择;
●用于与MME改变的切换的MME选择;
●用于切换至2G或3G3GPP接入网络的SGSN(服务GPRS(通用分组无线电系统)支持节点)选择;
●漫游;
●认证;
●包括专用承载建立的承载管理功能;
●支持PWS(其包括ETWS和CMAS)消息传输;
●可选地执行寻呼优化。
■服务网关(S-GW):S-GW根据LTE保持下列功能:
●用于eNB间切换的本地移动性锚点;
●用于3GPP间移动性的移动性锚;
●E-UTRAN空闲模式下行链路分组缓冲和网络触发服务请求程序的开始;
●法定截取;
●分组路由和转发;
●上行链路和下行链路中的传输类别分组标记;
●对用户的记账和用于运营商间计费的QCI(QoS(服务质量)类别标识符)粒度;
●每个UE、PDN和QCI的上行链路和下行链路计费。
■PDN网关(P-GW):根据LTE,PDN网关通过成为用于UE的业务的入口点和出口点来提供从UE到外部分组数据网络的连接性。UE可以具有与一个以上的P-GW的同时连接性,以用于接入多个PDN。P-GW执行策略增强、针对每个用户的分组过滤、计费支持、合法截取和分组筛选。P-GW的另一个关键角色是充当用于3GPP和诸如WiMAX和3GPP2(CDMA1X和EvDO(演进数据优化))的非3GPP技术之间的移动性的锚。
下面,参考图5(针对非漫游情况)来描述具有三个不同无线电接入网络(RAN)的通信系统(例如3GPP通信系统)的网路架构。
图5示出了根据本公开的一个方面的通信系统500。
通信系统500包括E-UTRAN501和核心网络502。
通信系统500对应于通信系统100,其中在图1中E-UTRAN101、501被更详细地示出,而在图5中,核心网络102、502被更详细地示出。
与移动终端105相对应的移动终端503可以借助于空中接口(Uu接口)504连接到E-UTRAN501。
核心网络502包括服务网关505、PDN(分组数据网络)网关506、PCRF(策略和计费规则功能)507、MME(移动性管理实体)508,和HSS(归属订户服务器)509、SGSN(服务GPRS(通用分组数据服务)支持节点)510。
E-UTRAN501借助于S1-U接口511与服务网关505交换信息或命令。服务网关505借助于S5接口512被耦合到PDN网关506。PDN网关506和PCRF507可分别借助于SGi接口513和Rx接口514接入由移动通信系统500的运营商所提供的IP(互联网协议)服务515(即可以接入例如对应的服务器)。
PCRF507借助于Gx接口516被耦合到PDN网关506。服务网关505借助于S4接口524与SGSN510耦合。服务网关505可进一步借助于S12接口518被耦合到UTRAN(即根据UMTS的无线电接入网络)517。MME508借助于S6a接口525与HSS509耦合。MME508进一步借助于S1-MME接口526被耦合到E-UTRAN501。
SGSN510可以支持对UTRAN517和/或GERAN(GSM(全球移动通信系统)EDGE(GSM演进的增强数据率)无线电接入网络)519的传统接入。SGSN510经由S3接口522与MME508耦合。服务网关505经由S11接口523与MME508耦合。
GERAN也被称为2G和2.5G。UTRAN是针对构成UMTS无线电接入网络的NodeB和无线电网络控制器(RNC)的集合术语。该通信网络,通常称为3G,能够携带从实时电路交换到基于IP的分组交换的许多业务类型。UTRAN包括连接到至少一个无线电网络控制器(RNC)的至少一个NodeB(即UMTS基站)。RNC提供用于一个或多个NodeB的控制功能。NodeB和RNC可以是相同的设备,虽然典型的实施方式具有位于服务于多个NodeB的中央位置的单独RNC。RNC与其对应的NodeB一起被称作无线电网络子系统(RNS)。每个UTRAN可以存在一个以上的RNS。
E-UTRAN501是当前正对其起作用的用于LTE(3.9G)的3GPP无线电接入网络。E-UTRA空中接口针对下行链路(即针对从基站到移动终端的传输方向)使用OFDMA并且针对上行链路(即针对从移动终端到基站的传输方向)使用单载波FDMA(SC-FDMA)。其采用每个(基站和用户)站点具有多达4根天线的MIMO(多输入输出)。OFDM的使用使得E-UTRA能够在其频谱的使用方面比较旧的基于CDMA的系统(例如UTRAN)灵活得多。OFDM比CDMA具有更高的链路频谱效率,并且当与例如64QAM的调制格式和如MIMO的技术相组合时,E-UTRA被预计比具有HSDPA(高速下行链路分组接入)和HSUPA(高速上行链路分组接入)的W-CDMA(宽带码分多址)更有效率。
移动终端105的用户可以在其设备上(即在其移动终端上,例如其移动电话上)安装(可能是多个)第三方(软件)应用,这可能需要一直在线的用户体验和突发性及零星的分组数据交换的典型展示。这样的分组数据交换例如由如下产生:
■用户交互(例如:聊天、游戏、浏览等),
■后台活动(例如:状态更新、位置更新等),或
■自主行为(例如:保持活跃消息以检查两个设备间的链路正进行操作,或阻止该链路被终止)。
这样的应用典型地在没有具体考虑将其放置在无线电空中接口的需求的情况下被设计。因此其行为可以导致例如以下各项:
■不成比例的控制信令量(与u平面业务相比),
■降低的无线电接入网络101效率,以及
■增加的移动终端105的功率消耗。
3GPP当前处于讨论针对多样数据应用(DDA)的不同模拟装置以获得所述第三方应用可能引起的典型业务特性的过程中。
在下面描述了可以被看成解决了上述问题的本公开的各方面。
图6示出了根据本公开的一个方面的通信终端600。
通信终端600包括第一确定器601,其被配置为针对在通信终端上安装的软件应用确定通信终端针对用于软件应用的数据交换的期望通信行为,例如用于从软件应用发生(或由其消耗)的数据的交换。
通信终端600进一步包括第二确定器602,其被配置成根据确定的期望通信行为来确定用于通信终端和移动通信网络之间的数据交换的时间。
进一步,通信终端600包括收发机603,其被配置成在确定的时间与移动通信网络进行通信。
根据本公开的一个方面,换句话说,通信终端获取与由在通信终端上安装(和/或运行)的软件应用所期望(或需要)的数据传输有关的信息。例如,一旦在某个时段期间,软件应用可能要求需要被发送的一定量的数据。例如,该信息还可以包括这样的所需数据传输可以被延迟多久的信息。数据交换(例如由通信终端向移动通信网络的数据传输或由通信终端从移动通信网络的数据接收)可以根据所确定的信息来被调度。应当注意的是,在通信终端和移动通信网络之间的数据交换不一定包括在两个方向上的数据传输,即从通信终端到移动通信网络的数据传输和从移动通信网络到移动终端的数据传输,但是还可以包括仅在一个方向上的数据传输。换句话说,数据交换可以被理解为包括单向数据传输和双向数据传输。数据交换还可以被称为数据的通信或数据通信。
用于数据应用的数据交换可以例如意指从软件应用发生(或由其消耗)的数据交换,即从软件应用发生(例如由其产生)的数据传输和/或由软件应用消耗(例如将由其处理)的数据接收。
根据本公开的一个方面,第一确定器被配置为基于由软件应用向第一确定器提供的信息来确定期望通信行为。
根据本公开的一个方面,第一确定器被配置为基于与软件应用的传输特性有关的信息来确定期望通信行为。
例如,第一确定器被配置为从软件应用接收与软件应用的传输特性有关的信息。
通信终端进一步包括安全模块,其被配置为检查与传输特性有关的信息的完整性和真实性中的至少一个。
与软件应用的传输特性有关的信息可以是软件应用的应用类别的指示。
根据本公开的一个方面,通信终端进一步包括接收机,其被配置为从移动通信网络针对通信终端的至少一个期望通信行为接收用于通信终端和移动通信网络之间的数据交换的建议时间,并且其中第二确定器被配置为基于所接收的建议时间确定用于通信终端和移动通信网络之间的数据交换的时间。
根据本公开的一个方面,收发机被配置为在所确定的时间建立到移动通信网络的通信连接。
根据本公开的一个方面,用于软件应用的数据交换是由软件应用所使用的数据的交换,例如,从软件应用发生的和/或由其消耗的数据的交换。
根据本公开的一个方面,由软件应用所使用的数据的交换包括以下至少之一:由软件应用产生的数据的发送和将由软件应用处理的数据的接收(换句话说,术语“数据交换”可以覆盖数据在上行链路和下行链路方向上的双向交换)。
根据本公开的一个方面,收发机被配置为在确定的时间交换由软件应用所使用的数据,例如发送和/或接收由软件应用所使用的数据。
根据本公开的一个方面,第一确定器被配置为基于在预定的时段检测软件应用的通信行为来确定期望通信行为。
例如,第一确定器被配置为将期望通信行为确定为检测的通信行为。
根据本公开的一个方面,期望通信行为包括以下至少之一:将在一定时间段期间由软件应用发送或接收的数据量、用于软件应用的期望数据传输或接收的发生频率。
根据本公开的一个方面,第一确定器被配置为针对在通信终端上安装的多个软件应用中的每一个确定通信终端针对用于软件应用的数据交换的期望通信行为,并且其中第二确定器被配置为根据确定的期望通信行为来确定用于通信终端和移动通信网络之间的多个软件应用中的每一个的数据交换的时间,并且其中收发机被配置为在确定的时间与移动通信网络交换用于多个软件应用中每一个的数据。换句话说,根据本公开的一个方面,第二确定器可以协调/同步用于移动终端上运行的多个应用的数据交换,使得例如在相同时段期间执行用于多个应用的数据转移,例如使得连接设立尝试的次数可以被减少。理想地,仅有一个通信连接需要在通信终端和移动通信网络(基础结构)之间被建立,经由该通信连接发送用于所有应用的数据。
根据本公开的一个方面,确定的时间是时间段。
根据本公开的一个方面,第二确定器被配置为基于期望通信行为来确定用于通信终端和移动通信网络之间的数据交换的移动通信网络的无线电小区(如果一个以上的小区可用于和/或适合于通信),并且收发机被配置为在确定的时间使用所确定的无线电小区与移动通信网络交换数据(例如进行通信)。
根据本公开的一个方面,第二确定器被配置成接收与移动通信网络的预期负载有关的信息并且被配置为基于与预期负载有关的信息确定用于通信终端和移动通信网络之间的数据交换的时间。
根据本公开的一个方面,第二确定器被配置为考虑下列因素中的至少一个来确定用于通信终端和移动通信网络之间的数据交换的时机:
■从移动通信网络接收的与预期负载有关的信息。
■移动终端上驻留的一个或多个应用所接收的信息。
根据本公开的另一个方面,第二确定器协调并调解各种多样应用的要求和需求。
根据本公开的一个方面,由第二确定器接收的与预期负载有关的信息是从移动通信网络接收的。
根据本公开的一个方面,由第二确定器接收的与预期负载有关的信息是基于移动通信网络在至少一个接口上所聚集的测量结果。
根据本公开的一个方面,由移动通信网络收集的测量至少在下列接口中的任意上被聚集(在LTE的情况下):
■移动终端和移动通信网络之间的LTE Uu(空中接口),
■E-UTRAN和EPC之间的S1接口,
■S-GW和PDN网关之间的SG5接口,或
■PDN网关和互联网服务之间的SGi接口。
根据本公开的一个方面,由第二确定器所接收的与预期负载有关的信息是基于预测。
根据本公开的一个方面,由第二确定器所接收的与预期(预测)负载有关的信息在一定的时间段内有效。
根据本公开的一个方面,由第二确定器所接收的与预期负载有关的信息是用于移动通信网络至少一个小区的(例如以时间线的形式的)“随时间的预测负载”(例如其包括用于在任意给定位置的当前小区和若干相邻小区的信息)。
通信终端600可以例如与图7中所图示的网络部件进行通信。
图7示出了根据本公开的一个方面的网络部件700。
网络部件700包括确定器701,其被配置为针对通信终端针对用于软件应用的数据交换(例如从在通信终端(或其在互联网515中的对应部分,即应用服务器)上驻留的软件应用发生(或由其消耗)的数据交换)的至少一个通信行为,确定针对通信终端和移动通信网络之间的用于软件应用的数据交换的建议时间,该至少一个通信行为是由该软件应用所期望的。
网络部件700进一步包括发送器702,其被配置为向通信终端发送指示,所述指示指定了对于至少一个通信行为,针对通信终端和移动通信网络之间的用于软件应用的数据交换来建议所确定的时间。
网络部件700例如是RAN中的节点(例如基站,诸如在LTE的情况下是eNodeB)或核心网络中的节点(例如在LTE的情况下是S-GW或PDN网关)。
根据本公开的一个方面,确定器被配置为基于对移动通信网络的预期负载的估计来确定建议时间。
例如,根据本公开的一个方面,确定器被配置为将与如上所述的预期负载有关的信息进行编译,即在前述提及的接口中的任意上收集测量结果并且预测一定时间段内的负载。
根据本公开的一个方面,确定器被配置为确定用于应用数据的交换的合适的时间段。通信终端600可以例如执行如图8中所图示的方法。
图8示出了根据本公开的一个方面的流程图800。
流程图800图示了用于与移动通信网络进行通信的方法。
在801中,针对通信终端上安装的软件应用,确定通信终端针对用于软件应用的数据交换的期望通信行为。
在802中,用于通信终端和移动通信网络之间数据交换的(合适)时间是根据所确定的期望通信行而被确定的。该确定例如还可以根据在移动通信网络中的预期(预测)负载。
在803中,在确定的时间将数据与移动通信网络进行交换。
根据本公开的另一个方面,提供了对应于网络部件700的方法。
根据本公开的另一个方面,提供了如图9中所图示的基站,其可以被独立使用并且还可以与以上参考图6到8所描述的本公开的各方面相组合。
图9示出了根据本公开的一个方面的基站900。
基站900是移动通信网络的基站并且发送机901被配置为向通信终端发送移动通信网络的预期(预测)负载的指示。
根据本公开的一个方面,换句话说,移动通信网络的无线电接入网络通知通信终端(例如移动通信网络的订户终端)关于预期网络负载,例如以指示在预定时段期间,例如在接下来一个或多个小时或接下来一天或多天期间的预期负载的时间线(例如表格或XML文件)的形式,例如在一天的24小时期间的典型负载分布的形式。
网络负载可以例如包括在一个或多个特定无线电小区(例如,通信终端位于其中的无线电小区和例如与该小区相邻的无线电小区)内的负载并且可以因此看成包括在空中接口上的负载并且还可以包括在其他通信路径或部件上的负载,例如移动通信网络的特定部件的负载,诸如移动通信网络的无线电接入网络和移动通信网络的核心网络之间的接口上的负载。预期网络负载的指示可以例如允许通信终端在预期网络负载较低的时间调度数据传输,例如由在通信终端上运行的一个或多个应用所需的数据传输。
基站900例如向如图10中图示的通信终端发送预期负载的指示。
图10示出了根据本公开的一个方面的通信终端1000。
通信终端1000包括接收机1001,其被配置为从移动通信网络的基站接收移动通信网络的预期负载的指示。
应当注意的是,在通信终端之一的情境中所描述的本公开的各方面对于其他通信终端、网络部件、基站和用于通信的方法也是类似有效的,反之亦然。
根据本公开的一个方面,确定器可以通过任意种类的逻辑实现实体来实现,该逻辑实现实体可以是专用电路或执行存储在存储器、固件或其任意组合中的软件的处理器。这样,在本公开的一个方面中,确定器可以是硬接线逻辑电路或诸如可编程处理器的可编程逻辑电路,例如微处理器(例如复杂指令集计算机(CISI)处理器或精简指令集计算机(RISC)处理器)。确定器还可以是执行软件的处理器,软件例如是任意种类的电脑程序、例如使用虚拟机代码(诸如Java)的计算机程序。相应功能的任意其他种类的实现方式都可以按照本公开的替代方面被理解为确定器。
本公开的各方面在下面将被更详细地描述。
根据本公开的一个方面,引入了两个新的功能实体,在移动终端侧上的一个功能实体和在网络侧(也被称作基础结构侧)上的一个功能实体。进一步,根据本公开的一个方面,考虑了移动终端上安装的软件应用(例如第三方应用)的传输要求的用以协商能量和资源效率协议栈行为的对应消息传送框架被引入。网络侧上的部件(即网络部件)可以是无线电接入网络中的实体,例如基站和/或核心网络中的实体,诸如S-GW或P-GW。根据本公开的一个方面,消息传送框架被用来在两个新功能实体之间通过空中接口交换有关应用、控制参数和命令的信息。这在图11中被图示。
图11示出了根据本公开的一个方面的协议栈1100。
协议栈1100图示了移动终端侧上1101的协议栈和网络(或基础结构)侧1102上的协议栈。如参考图3所解释的,在移动终端侧1101(例如对应于图1的移动终端105)上的协议栈和在网络侧1102(例如对应于图1中的E-UTRAN101和/或核心网络102)上的协议栈均包括层1LTE协议层1103(包括PHY层)、层2LTE协议层1104(包括PDCP层、RLC层和MAC层)和层3LTE协议层1105(包括RRC层)。一个或多个软件应用在移动终端1101上被安装和运行,其由根据OSI参考模型的应用层的对应实体1106所表示。在基础结构侧1102上,可以驻留在互联网中或诸如图5的“操作者的IP服务云”515的“IP云”中的应用的对应部分(即服务器)并未在图1100中被示出,以便减少附图的复杂性。
移动终端侧I101上的协议层包括在层3LTE协议层1105和应用层之间的中间层1107。相应地,网络侧1102上的协议层包括在层3LTE协议层1105和应用层之间的(对应部分)中间层1108。移动终端侧上的中间层1107和网络侧上的中间层1108可以被看成是在LTE协议栈(包括层1到3的LTE协议层)的顶部上实现的。替代地,根据本公开的另一个方面,移动终端侧或网络侧上或两侧上的中间层(IL)的功能被实现为在OSI(开放系统互联)模型的所有七层上展开的交叉层实体。
消息传送框架允许移动终端侧上的中间层1107和网络侧上的中间层1108的实体之间的通信,如由箭头1109所图示的。
移动终端侧上的中间层1107收集在移动终端上安装的应用的要求并且网络侧上的其对应部分中间层1108负责对RAN负载和/或回程链路负载和/或CN负载进行测量和预测。其针对所有相关的应用类别编译长期时间表。该时间表(如果基础结构侧上的中间层1108认为成熟)可以从网络(例如,从基站)通过LTEUu(空中)接口被传送到移动终端,在那里其可以被移动终端侧上的中间层1107用于控制各种移动终端过程。
应当注意的是网络侧上的时间表的编译,也就是网络侧上的测量负载的评估,可以被看成与如参考图7所描述的网络部件相对应。根据本公开的另一个方面,有关网络负载的信息,例如对RAN负载和/或回程链路负载和/或CN负载的预测,被发送到移动侧上的中间层1107并且在移动侧上被评估。例如,移动终端侧上的中间层1107生成时间表,指示了对于移动终端上安装的应用而言的时间,在该时间移动终端与移动通信网络进行通信来发送/接收用于应用的数据。例如,对于多个应用类别中的每一个而言,确定用于通信的合适时间。这可以被看成与参考图9所描述的基站相对应,其在没有网络侧上的评估(例如用于应用的时间表的生成)的情况下向移动终端发送预期(预测)网络负载的指示。
应当进一步注意的是,移动终端,例如参考图6所描述的通信终端,例如移动终端侧上的中间层1107,也可以在没有(即独立于)从网络侧接收的负载信息或时间表的情况下来针对移动终端上安装的应用确定通信时机。例如,移动终端可以同步在其上运行的两个或更多个应用的通信时间,而无需考虑网络负载。即使这样,通信连接的建立的次数可以被降低,因为当两个应用的通信时间被同步时,建立一次通信连接可能是足够的,而不是在两个不同的时间建立两个通信连接。
利用参考图11描述的概念,例如可以确定的是,空闲模式(即RRC_IDLE)206而不是连接模式(即RRC_CONNECTED)205被移动终端尽可能长地使用,并且尤其是在重小区负载时间期间避免了不必要的传输。例如,根据本公开的一个方面,仅在以下情况下开始空中传输(over-the-air,OTA)信令:
a)当足够的u平面数据证明任意OTA信令正确时(该条件例如在如果通信资源缺乏的情况下被应用)。例如,这在多个IM(即时消息传送)应用正在移动终端上运行且需要/期望保持活动的消息的周期性传输时是可适用的,因为不协调的保持活动的消息可以防止移动终端进入空闲模式。根据本公开的一个方面,保持活动的消息的传输被同步(例如由移动终端侧上的中间层1107),以便可以在数据传输的两个实例之间进入空闲模式。
b)当足够的通信(或处理)资源在基础结构侧上是免费(如果u平面数据可用)。例如,这可适用于从移动通信网络下载大量时间容许数据的软件应用,例如每天与新闻服务器同步一次的新闻应用。根据本公开的一个方面,避免了在重无线电小区负载时间期间执行这样的下载(例如通过考虑由网络侧提供的时间表或考虑由网络侧提供的与预期网络负载有关的信息)并且从而例如避免了引起小区过载。例如,这样的下载被调度到具有低小区负载的时间以防止无线电小区过载。
根据本公开的方面,例如按照参考图11所描述的概念,移动终端和通信网络之间的连接创建次数可以被降低,无线电小区过载可以被避免,先前空中接口上的通信资源可以被节省并且移动终端的电池功率可以被节省,
根据本公开的一个方面,中间层1107、1108托管下列功能:
1)在基础结构侧上:负载测量、负载评估、以及在诸如空中接口(例如LTEUu接口)和/或回程链路(例如S1接口)的各种接口上的长期负载预测。例如,这是连续的过程。
2)在移动终端侧上:将去主/来自移动终端上运行的应用的数据分类成应用数据类别和/或将在移动终端上运行的应用分类成应用类别。
3)在基础结构侧上:到移动设备的时间表创建和时间表提交(或相关指示)。例如,该时间表指示每一个应用类别或应用数据类别的合适或不合适的连接时间。这是连续的过程或者是根据移动终端的请求来完成的。根据本公开的另一个方面,与网络中的预期负载有关的信息被发送到移动终端侧并且在移动终端侧上生成时间表。
4)在移动终端侧上:各种移动终端过程,诸如遵循包括在时间表(或相关指示)中的指导来执行应用数据缓冲、连接建立控制和DRX控制。根据本公开的一个方面,时间表被用于影响处于RRC_IDLE中的移动终端的小区重选行为。
由在移动终端上运行的应用所使用的数据可能的分类(根据上述步骤2)例如是:
●根据时间约束对数据的分类,例如类别“紧急数据”、“延迟容许数据”等。
●根据提交/接收模式对数据的分类,例如“周期性数据”、“零星数据”等。
●根据数据量对数据的分类,例如类别“大量数据”、“中量数据”、“小量数据”等。
●根据数据的重要性对数据的分类,例如类别“有意义的数据”、“无关紧要的数据”等。
数据的分类可以被等同地看成发送/接收该数据的应用的分类。例如,如果数据具有某个类别(例如,“周期性数据”),则发送/接收该数据的应用可以被看作具有发送/接收(或使用)该数据类别的应用的类别。因此,根据本公开的一个方面,数据类别和应用类别可以被可互换地使用。
在下文参考图12描述了根据本公开的一个方面的移动终端的架构。
图12示出了根据本公开的一个方面的移动终端协议栈1200。
与图11中示出的协议栈1100的移动终端侧1101上的协议栈相对应,协议栈1200包括层1LTE协议层1203(包括PHY层)、层2LTE协议层1204(包括PDCP层、RLC层和MAC层)、层3LTE协议层1205(包括RRC层),移动终端侧中间层1207和与移动终端上运行的应用相对应的应用层1206的实体。进一步,如参考图3中所解释的,协议栈1200包括C平面1208中的NAS层1205。中间层1107、1207驻留在U平面1209中。
中间层1107、1207具有到其他层(例如到其他系统部件)的控制接口1210和用户数据接口(用户平面数据接口)1211。根据本公开的一个方面,中间层1107包括数据缓冲器,其用于临时存储应用数据(例如在移动终端中,用于延迟容许上行链路提交)。根据本公开的一个方面,中间层在MAC层中通过ILPSL2接口控制逻辑信道优先化和数据缓冲。在C平面1208上,存在控制平面数据接口1212。
接下来,描述了一个示例,其中假定两个(软件)应用由用户在移动终端上成功下载并安装,并且在移动终端上运行。在该示例中第一应用是天气应用,其需要周期性地访问互联网中的一些数据库(例如从服务器每天收集关于天气预报的两次更新)。
假定该示例中的第二应用将是存在服务的在线客户端。这在图13中被阐述。
图13示出了根据本公开的一个方面的呈现服务模型1300。
根据本公开的一个方面的呈现服务模型1300包括例如由服务器提供的呈现服务1301,其从呈现体(presentity)1302集合呈现信息。例如,呈现体1302的呈现信息指示呈现体1302(例如移动设备)的用户当前是可用于通话还是不想被打扰。观察器1303,例如另一个移动设备,从呈现服务1301检索呈现信息。观察器1303可以是订户观察器1304(从呈现服务器请求呈现信息改变的通知)、访问器1305(从呈现服务器请求呈现信息的当前值)或轮询器1306(在规则基础上从呈现服务器请求呈现信息)。
例如,移动终端是呈现体1302,使得第二应用具有在上行链路方向上的零星通信需求,即无论何时移动终端上的某个事件(状态上的改变)被检测到并需要将其向呈现服务器报告。在该情况下,第二应用需要连接以便将呈现信息传送给呈现服务器。
第二应用也可能具有由针对状态更新的规则轮询所引起的在下行链路方向上的周期性通信需求,例如当移动终端是观察器1303且希望在规则基础上从呈现服务器检索另一个移动终端呈现信息的呈现信息(例如充当轮询器1306)时。在该情况下,对于下行链路通信的需求与短上行链路通信需求(对于用于呈现信息的对应请求消息而言)一起出现。
假定第一应用和第二应用两者都准备好用于使用,例如已经在移动终端上开始。
对于第一应用,中间层1107、1207监视在中间层1107、1207和第一应用之间的用户数据接口(例如图12中的UPA1接口,假定第一应用对应于由App#1表示的应用层的实体)上由天气应用随着时间所引起的业务。详细地,中间层例如监视来源于和/或前往第一应用的数据量。该中间层还监视由天气应用随着时间(例如在UPA1接口上)所发起的连接设立尝试的次数和环境。
例如,在获悉第一应用的通信行为(其可以被看作是由第一应用所期望的移动终端的通信行为)几天之后,中间层例如每天两次(例如,5a.m.左右和2p.m.左右)得出第一应用引起周期性下行链路业务,其具有相对的数据量。
对于第二应用,中间层对例如由第二应用引起的发送的数据量、连接设立尝试的次数等进行类似的监视(例如,图12中的UPA2接口,假定第二应用对应于被表示为App#2的应用层的实体)。在获悉的几个小时之后,例如,中间层得出第二应用引起具有非常小的数据量的零星上行链路业务以及具有一定时间模式的规则上行链路/下行链路业务对(取决于用于作为轮询器功能的所选择的刷新率)。
也就是说,在该示例中,中间层1207动态地检测第一应用和第二应用的业务特性。
网络侧上的中间层1108确定在所有相关接口上随着一定时间量(例如,预定的足够长的时间段)的业务特性(例如,主要通过测量业务负载)。例如,在LTEUu空中接口上和在S1链路(即S1接口)上进入核心网络中的业务被用于确定业务特性和创建时间表,该时间表可以被移动终端中的中间层1107、1207用于控制应用数据缓冲、连接建立和DRX。
例如移动终端侧上的中间层1107尝试找到用于第一应用和第二应用两者的数据传输的调度,同时尝试满足两个应用的传输要求。在第一应用的传输要求和第二应用和/或时间表的传输要求之间可能需要折衷。
应当注意的是,应用的传输要求可以被看作由应用所期望的移动终端的通信行为,因为应用可以被看作是从移动终端期望通信的,使得应用的传输要求被满足(例如当应用需要发送数据时通信连接被建立,等等)。类似地,应用的通信行为可以被看作是由移动终端的应用所期望的通信行为。
进一步应当注意的是,在移动性方面(包括在其他RAN节点中和在其他核心网络接口上的负载)没有被考虑的情况下,已经被创建的时间表可以仅适合于由相同基站所服务的移动终端。因此,根据本公开的一个方面,负载的计算在遍及移动通信网络(例如蜂窝通信网络)中分散的许多RAN和核心网络实体间的协作努力下被完成,该RAN和核心网络实体例如是基站、移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)、分组数据网关(P-GW)等。
有关网络负载的信息(或网络负载的指示)一般可以包括时间相关的信息块和位置(或链路)相关的信息块,并且其可以落入融合实体(例如,网络侧上的中间层1108或移动终端侧上的中间层1107)的职责中,以将所有这些信息块进行组合并可能地以可感测的方式进行标记,例如在时间表被传送给移动终端之前(在由网络侧上的中间层1108对其进行创建的情况下)和/或在其被移动终端所使用之前。
根据本公开的一个方面,网络侧向移动终端提供针对一个以上替代无线电小区、链路或接入点的负载预测,即有关负载预测的信息包括与负载的位置相关性有关的信息。这在图14中被图示。
图14示出了第一负载时间图1401和第二负载时间图1402。
在第一负载时间图1401和第二负载时间图1402中,时间沿着第一轴1403被指示,并且负载沿着第二轴1404被指示。
例如,第一负载时间图1401指示了第一无线电小区的预期负载(在24小时内)(例如以能够由无线电小区服务的最多移动终端的百分比形式的使用无线电小区的移动终端的数量),例如基于过去的负载情况。第二负载时间图1402例如类似地指示了第二无线电小区中的预期负载,例如其与第一无线电小区相邻。例如从网络向移动终端提供与在两个无线电小区中的时间相关负载有关的信息,如由两个负载时间图1401、1402所给出的。
与在两个(或更多)无线电小区中估计(或预期)负载有关的信息能够被用于在做出基于时间的小区重选决定方面辅助移动终端(例如,如果移动终端驻留在如图2中所描述的操作206的RRC_IDLE模式中)。例如,移动终端可以将其当前无线电小区(即其当前正预占或用于通信的无线电小区)的负载预测结合一个或多个替代无线电小区(例如相邻小区)的负载预测考虑在内,例如当其评估相邻小区测量以便做出小区重选决定时。例如,当这样的行为由在移动终端上运行的一个或多个应用的需求所证明(即由一个或多个应用所期望的移动终端的通信行为所证明)时移动终端可能决定在中午(对应于时间轴1403上的12h)预占第二无线电小区,即使传统小区选择标准(即未考虑应用需求的标准)将使移动终端在中午停留在第一无线电小区中(因为第一无线电小区例如对于小区重选而言具有更高等级,例如由于运营第一无线电小区的基站和移动终端之间的无线电链路质量比运营第二无线电小区的基站和移动终端之间的无线电链路质量更高的事实)。这样例外的预占第二无线电小区例如仅在如果移动终端和运营第二无线电小区的基站之间的无线电链路质量相比具有更高等级的第一无线电小区差得多的情况下被完成。
根据本公开的一个方面,用以确定(例如,计算)时间表的数据(例如网络负载的测量结果)在长时间段内被收集以提高可靠性。时间表可以因此被预计在相对长的时间内保持有效。根据本公开的一个方面,时间表可以被广播(例如经由系统信息广播)至驻留在某个无线电小区中的所有移动终端或者被发送至使用依据由移动终端进行的请求的专用承载(即使用专用通信连接)的移动终端。一旦时间表(至少一个实例)从网络被接收,移动终端中的中间层1107、1207可以开始起作用以适应在移动终端上运行的一个或多个应用的传输和接收需求。这将包括:
●应用数据缓冲(例如,在被分配到或包括在处于移动终端侧上的中间层1107中的缓冲器中),例如直到通信连接的建立时间为止;
●连接创建控制(例如经由ILPSL3接口),例如为通信连接的建立准备调度表;
●DRX控制(例如经由ILPSL3接口)以及
●影响移动终端的小区重选行为。
例如,当时间表指示一定时段非常适合于的确仅允许传输中的很少延迟的数据通信时,移动终端可以将用于该数据的传输的通信连接的建立调度到该时段中。
根据进一步的示例,两个应用被用户成功地下载并安装在移动终端上。这两个应用中的第一应用被假定为是即时消息传送客户端,当用户参与会话时,该即时消息传送客户端需要在上行链路和下行链路方向两者上的相对少的数据分组的零星交换。不管会话的状态如何,即时消息传送客户端被假定为还提交一些非常小且可预测的保持活动的消息(为了检测两个对等体之间的链路是否仍正在操作或者为了防止链路被终止)。
两个应用的第二应用被假定为实时体育应用,其接收对于在比赛日期间针对所选择的联赛的比赛中发生的事件的非常少的更新。
假定这两个应用都准备好用于使用。
假定第一应用(即时消息传送客户端)在其成功安装之后经由控制接口1210(例如,ILA接口,例如在第一应用对应于由App#1指示的应用层实体1206的情况下,指示为ILA1的控制接口1210)详细通知移动终端侧上的中间层1107、1207关于其类别(例如“即时消息传送客户端”)和/或关于其传输要求/行为(例如,“零星业务源”、“零星业务宿”,“小数据量”,“延迟容许=5秒”,等等)。在该情况下,中间层1207不需要监视中间层和应用之间经由用户数据接口1211(例如UPA1接口)所发送的数据的数量和类型。其也不必须计算连接设立尝试的次数。一般地,不需要获悉关于该应用的特别业务特性,因为应用提供了与其传输要求有关的信息。
类似地,在该示例中,假定在其成功安装之后,第二应用(体育应用)详细通知中间层1107、1207关于其应用类别(“实时体育新闻收报机”)和/或其传输要求/行为(例如,“零星业务源”、“规律业务宿”、“相对小的数据量”、“延迟容许=5分钟”、“仅在星期六和星期天下午活动”等),例如与在其用户数据接口1210(例如在第二应用对应于由App#2指示的应用层实体1206的情况下,由图12中的UPA2指示的接口)上的u平面数据向中间层1207的第一提交一起。
假定第二应用已经接收了与在之前通信会话过程中的一些随后相关体育事件的日期和时间有关的信息。其向中间层1207指示其变为活动以接收与体育事件有关的信息的时间以及其计划保持在该活动状态中多久。例如该指示由第二应用向中间层1207提供,以及在上行链路方向上将u平面数据的第一提交提供到中间层1207。在该情况下,中间层1207能够减少在如应用指示的应用的非活动性时间(即应用不处于用于下载数据的活动状态中的时间)期间中间层1207和第二应用之间的用户数据接口(例如UPA2接口)上的监视活动性。
假定网络侧上的对应部分中间层1208已经在何时的时间量内确定了相关接口上(例如,在所有相关的接口上)业务特性。这因此准备好创建并提供时间表给移动终端。从网络侧接收的时间表被移动终端中的中间层1207用于适应应用的传输和接收需求(即传输要求)。这例如可以包括:
●应用数据缓冲(优选处于被分配到或包括在IL的缓冲器中),
●连接建立控制(例如,经由ILPSL3接口),
●DRX控制(例如经由ILPSL3接口),以及
●影响移动终端的小区重选行为。
替代地,中间层1207能够协调(或命令)经由ILPSL2接口被分配至协议栈的MAC层(即层2 1204中)的移动终端传输缓冲器中的数据缓冲。
根据本公开的一个方面,除了从第一应用和第二应用接收的静态信息外,中间层1207还可以选择经由对应用户数据接口1211对与应用交换的u平面数据进行一些附加业务监视。
根据本公开的一个方面,LTE通信网络的系统信息(SI)广播被用作一种机制来通过空中接口(例如LTE Uu接口)向移动终端提供时间表。例如,一旦由基础结构对应部分所收集/预测的与网络负载有关的信息被认为成熟,时间表指示每一个应用类别(例如DDA类别)合适和/或不合适的连接机会,或者换句话说,每一个应用类别的建议通信时间(或建议通信时段),也可能是每个位置,例如,每个无线电小区。
根据本公开的另一个方面,专用信令被用于通过空中接口(例如LTE Uu接口)向移动终端提供时间表。与上述的系统信息(SI)广播相比,专用信令方法允许向不同的移动终端提供各个时间表(即移动终端的特殊需求可以被基础结构所个别地照顾)。
然而,不可预期的是,临时的事件可能发生,从而使从网络侧向移动终端提供的时间表是暂时不合适(不适当的)或无用的。例如,时间表可以指示长期连接机会,该长期连接机会指示了从下一天上午10点到下午4点的时间段是用于在无线电小区内设立用于具有特定应用类别(例如,对于延迟容许应用,例如维护报告或非实时广告更新等)的一个或多个应用1106、1206(的集合)的连接的好机会。然而,使得汽车高速公路通过无线电小区的位置,并且由于在汽车高速公路上的事故,使得小路里充满了车。车里的人们将很可能拿出他们的移动设备以便打电话给他们家人来通知家人关于他们延迟回家或者只是通过浏览互联网来打发时间。换句话说,在车里等待的所有人在根据时间表将DDA调度来进行连接设立以执行其通信的时间可能引起无线电小区中大量的非预期业务(例如非DDA业务)。
根据本公开的一个方面,如由时间表所指示的移动终端的通信行为(例如,用于DDA相关的通信)被暂停。具体而言,根据本报发明的一个方面,当时间表暂时不合适且不应被使用时通知移动终端。根据本公开的一个方面,移动终端进一步被通知关于在位置(例如无线电小区)中与时间表的偏离(换句话说非正常服务行为)的预测持续时间。根据本公开的一个方面,与时间表的偏离的开始和停止时间被明确信令指示。
根据本公开的一个方面,移动通信网络(例如基站)向移动终端发出偏离通知(DN)。当其接收偏离通知时,移动终端中的中间层1207可以根据时间表(例如其正常的DDA行为)相对于其LTE协议栈(LTE PS)的操作,例如DRX控制,来从调度偏离用于通信建立的调度时间,并且例如可以降低在给定位置(例如无线电小区)的RAN和核心网络上的负载,例如通过部分或全部阻滞由应用(例如DDA)引起的业务。非应用业务,即与应用不相关的数据的业务,例如不是由应用所产生或消耗的数据(例如,非DDA业务,即与DDA不相关的数据的业务,例如不是由DDA所产生或消耗的数据)可以从该偏离机制受益并且在时间上的稍后点,应用可以被允许重新开始其连接设立尝试。
例如,下列各项被执行:
1)检测网络中与预测的业务特性的偏离。
2)在网络中检查所检测的偏离是否对先前提交的时间表具有影响(例如在某个位置中)。
3)确定(预测)所检测偏离的持续时间。
4)如果存在影响且持续时间超过给定阈值:从网络向移动终端(例如向每一个连接的移动终端)发送偏离通知(DN)。为此,例如,LTE的系统信息(SI)广播方法可以(以各种方式)被调整以便允许偏离通知的发送。替代地,专用信令(如以上所解释的)也可以被使用。
5)当在移动终端中接收偏离通知(DN)时:使移动终端(重新)配置LTE协议栈(LTE PS)以从正常的(即先前调度的)应用数据通信行为(例如DDA通信控制行为)偏离。例如这可以包括阻滞在移动终端上运行的一个或多个应用的延迟容许业务。
6)当偏离时间结束时(如例如在偏离通知中所指示的),在移动终端中返回到正常的(即先前调度的)应用数据通信行为。
根据本公开的一个方面,根据LTE通信的系统信息(SI)广播被用于在新引入的信息元素DDA-Deviation-Start中向在某个区域中,例如无线电小区中的所有移动终端分发偏离通知以及(预测的)偏离持续时间,该新引入的信息元素例如具有如下结构。
在该示例中,DDA类别(一般是应用类别)的数量被任意设置为八个。其他值也是可能的。在该持续时间内,值“m1”例如指示1分钟,“m5”指示“5分钟”,依此类推。
例如,信息元素被填加到SIB(系统信息块)-类型1中。
例如,信息元素指示对于类别2,应当存在按照时间表与调度达5分钟的偏离,以及,例如类别2的应用的业务应当改为被阻滞。根据本公开的一个方面,一般地,在某个持续时间内针对某个应用类别的偏离可能意味着该应用类别的应用业务应当被阻滞。
根据本公开的一个方面,当移动终端接收偏离通知时其测量时间并当偏离通知中所指示的持续时间结束时返回到先前调度的通信行为(而不需要从外部触发来实现这一点)。当持续时间能够被确定具有在网络侧上的高度可靠性并且移动终端能够测量具有一定程度的准确度的时间时,使用此方法可能是合乎需要的。
根据本公开的另一个方面,信息元素被引入并添加到具有下列结构的系统信息广播:
这里,max指示了每个DDA偏离的DDA-Info集合的数量。其可以少于所有可用类别(该示例中任意地设置为八个)的数量。DDA-Info允许每个DDA类别的开始(start)或结束(end)的指示,其中“start”指示偏离时段的开始以及“end”指示正常DDA行为的重新开始。
正常DDA行为(或一般是正常应用数据通信行为)例如意味着由移动终端中的中间层1107,1207基于时间表所设置的通信行为,该时间表是从网络接收的以适应应用的传输和接收需求。
例如,信息元素可以被添加到SIB(系统信息块)-类型1中。
根据本公开的该方面使用偏离通知,开始时间和结束时间可以按DDA类别被单独指示。也就是说,与正常DDA行为的偏离的开始以及返回到正常DDA行为可以被明确地信令指示给移动终端。因此,移动终端不需要自偏离开始起测量持续时间。当在网络侧上难以预测偏离的持续时间时,使用此方法可能是合乎需要的。
如上所述,根据本公开的一个方面,移动终端上安装的应用通知移动终端关于其应用类别或其传输要求。根据本公开的一个方面,检查安装在移动终端上并指示属于某个应用类别(例如DDA类别)或指示具有某些传输要求(例如DDA数据传输相关的要求/属性)的应用是否的确属于该应用类别或的确具有所指示的传输要求。这样,可以避免的是,由于指示错误的类别或错误的传输要求的应用,移动终端侧上的中间层1107、1108将不合适的设置应用到较低协议层(例如,LTE协议栈的层1到3),例如调度不合适的连接时间,以及移动终端进行不合适的行为。例如,可以避免第三方应用在DDA(多样数据应用)的范围内篡改LTE协议栈配置。
为此,根据本公开的一个方面,中间层1107、1108与安全处理环境(SPE)互相作用。这在图15中被图示。
图15示出了根据本公开的一个方面的移动终端架构1500。
根据移动终端架构1500,移动终端实现如图12中所示的协议栈,即实现层1LTE协议层1503(包括PHY层)、层2LTE协议层1504(包括PDCP层、RLC层和MAC层)和层3LTE协议层1505(包括RRC层)、移动终端侧中间层1507、与移动终端上运行的应用相对应的应用层实体1506和NAS层1505。在这些层之间,存在如相对于图12所解释的接口1510、1511、1512。
进一步,移动终端包括安全处理环境(SPE)1501,其经由ILSPE接口1516被连接到中间层1507,其可以例如通过插入到移动终端中的(例如可移除的)UICC(通用集成电路卡)1502(或另一种智能卡)来实现。
虽然根据GSM标准进行操作的移动电话需要在移动网络中用于使用的SIM卡,但根据UMTS和LTE标准进行操作的移动电话需要具有至少一个USIM(通用订户身份模块)的UICC。两种类型的卡(SIM卡和UICC)向应用和在其应用存储器中的应用数据提供存储能力。这些应用中的大部分典型地是移动通信特定的并且因此由移动网络运营商所发行、维持并更新。可信任的应用也可以被存储在智能卡的应用存储器中。这可被用于实现SPE1502。诸如UICC的智能卡的最重要的架构元素可以被看作:
●应用存储器(例如,EEPROM(电可擦除可编程只读存储器),例如用于存储应用,USAT(USIM应用工具包)小应用程序和数据(诸如SMS消息、MMS消息、电话本等);
●ROM(只读存储器),例如用于存储USAT、智能卡应用(例如USIM、ISIM(IP多媒体系统SIM)等)、文件系统、算法、JAVA虚拟机和操作系统;
●RAM(随机存取存储器),例如用作工作存储器并用于存储计算或输入/输出(I/O)通信的结果;
●微处理器单元(MPU),例如用于执行指令;以及
●I/O控制器,例如用于在移动终端和微处理器之间的数据流管理。
在根据GSM标准进行操作的移动通信系统中,SIM卡和移动设备(ME)一起形成移动台(MS),而在根据UMTS和LTE标准进行操作的移动通信系统中,UICC(在多SIM和USIM可能驻留的ROM中)和移动设备(ME)一起形成用户设备(UE)。
根据本公开的一个方面,SPE1501是借助于信任平台模块(TPM)来实现的,而不是通过UICC1502所实现的。为此,移动终端可以包括信任平台模块(TPM),其提供例如不可分离地安装在移动终端的一个或多个电路板(之一)上的信任处理环境。
信任平台模块(TPM)是已经被开发为TCG规范(TCG-信任计算组,之前被称为TCPA)的部分以便为个人计算机(PC)提供安全环境的集成电路模块。其类似于不可分离地安装在计算平台上的智能卡。与智能卡的不同之处可以看出在于其被耦合到系统(计算平台)而不是用户。除了个人计算机(PC)之外的其他部署方案是PDA(个人数字助理)、蜂窝电话以及还有消费者电子设备。TPM芯片是被动元件。其不能主动影响系统的自举电路过程或任何正在进行的操作。然而,其持有唯一的标识标记,其可被用于明显地标识系统(计算平台)。进一步地,TPM能生成、使用及存储多个不同的密钥(例如,用于加密算法或数字签名)。TPM最大的好处可被看出在于这些密钥不需要在TPM之外被使用,而是在TPM的信任域之内完成所有的计算。因此软件攻击被认为是不可能的。而且,针对硬件攻击的保护也是相对好的(类似于安全智能卡)。TPM可以按照物理攻击不可避免地导致对所有数据的破坏的方式来被制造。根据本公开的一个方面,移动终端中的中间层1507在数字签名的验证方面利用了TPM的能力。
根据本公开的一个方面,SPE1501对从第三方应用接收的关于其应用类别或其传输要求的信息(和/或消息和命令)执行可靠性(例如真实性)检查。在对从应用接收的信息的真实性的成功确认之后,中间层1507基于接收的信息配置LTE协议栈(即LTE协议层1501、1502、1503),例如考虑从网络接收的时间表从而减少连接建立的次数,在空中接口上增强资源的利用以及节省UE中的电池功率。
例如,下列被执行以用于移动终端上安装的应用:
1)在SPE1501中存储可信任权限的公共密钥Kpublic。
2)使可信任权限在应用的公布之前利用权限的密钥Kprivate数字地签署应用的注册消息,其中注册消息可以包括应用相关(例如DDA相关)信息,诸如:
●应用的应用类别的指示,
●典型的预期下行链路业务特性,
●典型的预期UL业务特性,
●允许的延迟范围,
●等等。
3)使应用例如在移动终端上安装应用时向中间层1507提供其签署的注册消息并且使中间层1507与SPE1501互相作用以进行以下:
●执行应用相关信息的完整性检查,和/或
●确认应用相关信息(即注册消息)的签名。
4)如果,基于完整性检查和签名的确认,注册消息被认为是可信的,则允许中间层1507基于应用相关信息(重新)配置通信行为(例如包括配置LTE协议栈)。
例如,第一应用(例如天气应用)被假定为由用户在移动终端上成功下载并安装。其例如在移动终端上安装之后或在与中间层1507的第一数据交换期间,例如与其在移动终端上的第一执行期间,通知中间层1507关于其传输要求,例如其应用类别(例如DDA业务类别)。在该示例中,为了允许检查传输要求的完整性以及为了允许确认传输要求的真实性,应用在其被释放或公布之前被可信任权限所分类。在图16中图示了时间线。
图16示出了根据本公开的一个方面的流程图1600。
在1601中,应用被设计并开发。
在1602中,与传输特性有关的信息(例如DDA消息)被签署。例如,被分配到应用(例如“天气应用”或“即时消息传送客户端”等)的与应用类别有关的信息或其他DDA相关信息块(诸如“引起零星UL业务”、“5秒的最大延迟容许”,等等)由信任权限所数字签署(利用其私钥Kprivate)。信任权限可以例如是应用的作者、试验室、应用入口所有者、MNO(移动网络运营商)等。
在1603,应用被公布,例如在应用商店上。在1604中下载以及在1605中在移动终端上安装应用之后,或者当应用在1606中在上行链路方向上第一次提交数据时(例如在其第一次激活期间),中间层1507在1607使用由安全处理环境1501所提供的能力来检验与传输特性有关的信息(例如还被称为DDA相关信息)的完整性,并且确认附随的签名(利用权限公共密钥Kpublic)。如果SPE1501找到有效的数字签名,则中间层1507有理由相信测试下的从应用所接收的与传输特性有关的信息(例如DDA类别)是由已知且可信任的发送方所创建的,并且其在发送期间未被更改。
在应用与表示为App#1的应用层实体相对应的情况下,与应用的传输特性有关的信息例如经由图15中所示的ILAx接口中的一个,例如ILA1接口,被发送到中间层1507。
与传输特性有关的信息,例如以DDA注册消息的形式,可以包括DDA相关信息,诸如:
●应用的DDA类别,
●应用的典型预期下行链路业务特性,
●应用的典型预期上行链路业务特性,
●应用的允许延迟范围(或指示最小和最大时延的单独值),
●等等。
在SPE1501中,可信任权限的公共密钥Kpublic被存储。其被用于执行对与应用的传输要求有关的信息的完整性检查(或其部分)以及确认与传输要求有关的信息的签名(例如DDA注册消息的签名)。SPE1501通知中间层1507关于这两个操作的成果。如果与应用的传输要求有关的信息未被破坏(如由完整性检查看出的)并且与应用的传输要求有关的信息被认为是可信的(如由签名确认看出的),则中间层1507可以选择当其在1608中确定LTE协议栈的配置(例如调度连接建立、控制DRX等),或换句话说由此确定得到的DDA(重新)配置简档并(重新)配置移动终端的LTE协议栈时,考虑(即将其考虑在内)与应用的传输要求有关的该信息。
根据本公开的另一个方面,中间层1507检测移动终端上安装的应用的业务特性并且将其发现转发给SPE1501以使SPE1501确定应用的应用类别。在该情况下,不需要执行完整性检查或确认真实性,假定SPE1501本身是可信任的(例如MNO控制的或证实的)。
根据本公开的另一个方面,安装在移动终端上的应用不需要通过ILAx接口向中间层1507发送与其传输特性有关的信息(例如DDA注册消息)。而是,中间层1507经由UPAx接口从应用接收u平面数据并对于每一个应用而言,使SPE1501基于从该应用接收的u平面数据来确定应用类别。为此,u平面可以通过ILSPE接口1516被传送至发生信任操作的SPE1501,并且由SPE1501通过ILSPE接口1516发回应答。该应答可以与关于由应用所发送的传输特性的信息(例如由应用发送的DDA注册消息)具有类似的格式,即例如可以包括DDA相关信息,诸如:
●应用的DDA类别,
●应用的典型预期下行链路业务特性,
●应用的典型预期上行链路业务特性,
●应用的允许时延范围(或指示最小和最大时延的单独值),
●等等。
虽然已经参考具体方面特别地示出并描述了本公开,但本领域技术人员应当理解的是,在不脱离如由所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下,可以在其中在形式和细节上做出各种改变。本发明的范围因此由所附权利要求所指示,并且因此意图包含在权利要求的等效方式的意义和范围内的所有改变。