CN105323833B - 控制连接状态的终端和基站 - Google Patents

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CN105323833B CN201510217419.7A CN201510217419A CN105323833B CN 105323833 B CN105323833 B CN 105323833B CN 201510217419 A CN201510217419 A CN 201510217419A CN 105323833 B CN105323833 B CN 105323833B
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Abstract

本公开涉及一种通信方法和系统，用来将用于支持比第4代(4G)系统更高数据速率的第5代(5G)通信系统与用于物联网(IoT)的技术相会聚。本公开可应用于基于5G通信技术和IoT相关技术的智能服务，例如智能家庭、智能建筑物、智能城市、智能车辆、联网车辆、卫生保健、数字教育、智能零售、安保和安全服务。提供了一种用于控制UE(101，800)的连接状态的方法和装置来最小化电池电力消耗。根据本发明的无线通信系统中的终端(101，800)的连接状态控制方法包括监视与在终端(101，800)上运行的至少一个应用相关联的业务发送/接收状况，基于监视结果判定关于终端(101，800)的业务发送/接收是否有可能发生，并且当没有关于终端(101，800)的业务发送/接收发生时，向基站(103，900)发送信令连接释放指示(SCRI)消息。

Description

控制连接状态的终端和基站
技术领域
本发明涉及用于控制连接状态的终端和基站，具体而言涉及用于控制UE的连接状态以最小化电池电力消耗的装置。
背景技术
为了满足自从部署4G通信系统以来已增长的对无线数据业务的需求，已经作出了努力来开发改进的5G或5G前通信系统。因此，5G或5G前通信系统也被称为“超4G网络”或“后LTE系统”。5G通信系统被认为实现在更高频率(毫米波)波段中，例如60GHz波段，以实现更高的数据速率。为了减小无线电波的传播损耗并且增大传送距离，在5G通信系统中讨论了波束成型、大容量多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)、全维MIMO(Full Dimensional MIMO，FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成型、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，基于先进小型小区、云无线接入网络(Radio Access Network，RAN)、超密集网络、设备到设备(device-to-device，D2D)通信、无线回程、运动网络、合作通信、协作多点(Coordinated Multi-Points，CoMP)、接收端干扰消除等等，正在进行对系统网络改进的开发。在5G系统中，已开发了作为先进编码调制(advanced coding modulation，ACM)的混合FSK和QAM调制(FSK and QAM Modulation，FQAM)和滑动窗口叠加编码(sliding windowsuperposition coding，SWSC)，以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(filter bankmulti carrier，FBMC)、非正交多址接入(non-orthogonal multiple access，NOMA)和稀疏码多址接入(sparse code multiple access，SCMA)。
因特网——其是一种以人类为中心的连通性网络并且在其中人类生成并消费信息——现在正朝着物联网(Internet of Things，IoT)演进，其中分布的实体——例如事物——在没有人类干预的情况下交换和处理信息。通过与云服务器连接作为IoT技术和大数据处理技术的结合的万物联网(Internet of Everything，IoE)已出现了。由于对于IoT实现需要诸如“感测技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安保技术”之类的技术元素，近来已研究了传感器网络、机器到机器(Machine-to-Machine，M2M)通信、机器型通信(Machine Type Communication，MTC)，等等。这种IoT环境可提供智能因特网技术服务，其通过收集和分析在连接的事物之间生成的数据来为人类生活创建新的价值。通过现有的信息技术(Information Technology，IT)和各种工业应用之间的会聚和组合，IoT可被应用到各种领域，包括智能家庭、智能建筑物、智能城市、智能车辆或联网车辆、智能电网、卫生保健、智能家电和高级医疗服务。
与此相符，已作出了各种尝试来将5G通信系统应用到IoT网络。例如，诸如传感器网络、机器型通信(MTC)和机器到机器(M2M)通信之类的技术可通过波束成型、MIMO和阵列天线来实现。应用云无线接入网络(RAN)作为上述大数据处理技术也可被认为是5G技术与IoT技术之间的会聚的一个示例。
随着智能电话的出现，提供了各种类型的用户应用服务。因为智能电话被用于各种目的，所以高效地控制电力消耗以增加电池使用时间变得更为重要了。
同时，在主要用于感测或跟踪目的的物联网(Internet of Things，IoT)和机器型通信(Machine Type Communication，MTC)终端的情况下，一旦安装了电池，就难以对电池充电或更换电池。对于这种设备，需要高效地使用电池以延长设备操作时间而无需操作者参与。
在诸如智能电话和MTC终端之类的具有通信功能的设备中，通信模块占用了电力消耗的最大部分。特别地，通信模块尤其是在向基站发送数据和从基站接收数据时消耗大量的电力。如果UE以定期的方式生成数据并从而具有可预测的空闲时段或者如果UE长时间不需要传输数据，则UE可进入低电力消耗模式以节约电池电力。
发明内容
本发明的目标在于提供一种用于高效地控制通信模块以降低诸如智能电话和MTC终端之类的通信终端的电池电力消耗的装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信系统中控制连接状态的终端。该终端包括：被配置为与基站之间发送/接收信号的通信单元；和控制单元，被配置为监视与在终端上运行的至少一个应用相关联的业务发送/接收状况，被配置为基于监视结果判定关于该终端的业务发送/接收是否有可能发生，以及被配置为控制当基于判定结果没有关于该终端的业务发送/接收发生时向基站发送信令连接释放指示(SCRI)消息。
所述控制单元被配置为基于与至少一个应用相关联的业务发送/接收状况检查业务发送/接收型态，并且被配置为基于业务发送/接收型态来判定关于终端的业务发送/接收是否有可能发生。
控制单元可以被配置为在检测到业务结束指示信息时判定关于该终端的业务发送/接收不太可能发生。
在一实施例中，控制单元可以被配置为在检测到业务结束指示信息并且在预定的持续时间期间没有业务发送/接收发生时判定关于该终端的业务发送/接收不太可能发生。
控制单元可以被配置为在检测到业务结束指示信息和业务发送/接收发生信息时判定关于该终端的业务发送/接收不太可能发生。
业务发生相关信息可包括关于上次业务发送/接收和下次业务发送/接收之间的持续时间的期望信息和下次业务发送/接收之前的时间的水平信息中的至少一者。
控制单元可以被配置为控制通信单元从基站接收用于转变终端的状态的消息并且基于接收到的消息来转变终端的状态。
控制单元可以被配置为判定是否从基站接收到T323定时器并且在接收到T323定时器时控制通信单元向基站发送SCRI消息。
终端的已连接状态包括用户设备(UE)空闲模式、无线资源控制(RRC)已连接模式、Cell_PCH状态、Cell_FACH状态和Cell_DCH状态中的至少一者。
根据本发明的另外一方面，提供了一种在无线通信系统中控制终端的连接状态的基站。该基站包括：通信单元，被配置为向终端发送和从终端接收信号；以及控制单元，被配置为控制通信单元接收包括业务发生相关信息的信令连接释放指示(SCRI)消息，被配置为基于业务发生相关信息判定状态转变对于该终端是否有必要，并且被配置为在状态转变有必要时生成用于转变终端的状态的控制消息，并且被配置为控制通信单元向终端发送控制消息。
终端的状态包括用户设备(UE)空闲模式、无线资源控制(RRC)已连接模式、Cell_PCH状态、Cell_FACH状态和Cell_DCH状态中的至少一者。
控制单元可以被配置为在业务发生相关信息等于或大于第一阈值时可判定将终端的状态转变到UE空闲模式。
在一实施例中，控制单元可以被配置为在业务发生相关信息小于第一阈值时可判定将终端的状态转变到Cell_PCH和Cell_FACH之一。
根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信系统中的终端的连接状态控制方法。该连接状态控制方法包括以下在终端上运行的步骤：基于监视结果判定是否检测到预定事件，以及如果检测到预定事件，则向基站发送信令连接释放指示(SCRI)消息。
根据本发明的另一方面，提供了一种在无线通信系统中基站控制终端的连接状态的方法。该方法包括以下步骤：接收包括业务发生相关信息的信令连接释放指示(SCRI)消息，基于业务发生相关信息判定状态转变对于该终端是否有必要，当状态转变有必要时生成用于转变终端的状态的控制消息，并且将该控制消息发送到该终端。
贯穿整个发明，判定关于终端的业务发送/接收是否有可能发生的步骤可包括判定业务发生概率。
附图说明
图1是图示出无线通信系统的结构的示意图；
图2是图示出根据本发明的实施例的、在UE中实现的用于UE的操作模式控制的功能的流程图；
图3是图示出根据本发明的实施例的、在UE中实现的的基于业务型态的操作的功能的流程图；
图4是图示出根据本发明的实施例的、在UE中实现的用于基于业务型态分析来判定是否发送SCRI的功能的流程图；
图5是图示出根据本发明的实施例的、用于考虑到由业务监视模块收集的业务型态和其他业务情形的操作的UE的功能的流程图；
图6是图示出根据本发明的实施例的、如在UE中实现的采取UE向RAN提供业务型态信息的方式的RRC连接状态转变功能的流程图；
图7是图示出根据本发明的实施例的在基站中实现的功能的流程图；
图8是图示出根据本发明的实施例的UE的配置的框图；和
图9是图示出根据本发明的实施例的RAN的配置的框图。
具体实施方式
参考附图来详细描述本发明的示范性实施例。
本文包含的对公知的功能和结构的详细描述可被省略以避免模糊本发明的主题。其目标在于省略不必要的描述以使得本发明的主题清楚。
本文使用的术语只是为了描述特定实施例，而并不打算限制本发明，而是可以在不脱离如权利要求记载的本发明的范围的情况下被其他术语所替换。
出于相同的原因，在附图中夸大、省略或简化了一些元素，而在实践中，这些元素可具有与附图所示不同的大小和/或形状。
通过参考接下来对示范性实施例的详细描述和附图可以更容易理解本发明的优点和特征。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应当被解释为限于这里记载的示范性实施例。更确切地说，提供这些示范性实施例是为了使得本公开将会透彻且完整并且将把本发明的构思完全地传达给本领域技术人员，并且本发明仅由所附权利要求来限定。
应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了用于实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把计算机程序指令存储在计算机可读存储器中，这些指令可指引计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作，从而使得存储在计算机可读存储器中的指令产生出包括实现流程图和/或框图的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令装置的制造品。计算机程序指令也可被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使得一系列操作步骤在该计算机或其他可编程装置上被执行来产生由计算机实现的过程，从而使得在该计算机或其他可编程装置上可执行的指令提供用于实现流程图中规定的功能/动作和/或框图中规定的一个或多个方框的步骤。
另外，各个框图可图示模块、片段或代码的一些部分，其中包括至少一个或多个用于执行(一个或多个)特定逻辑功能的可执行指令。另外，应当注意，方框的功能在若干个修改中可按不同的顺序来执行。例如，两个相继的方框可被基本同时执行，或者可根据其功能被按相反的顺序来执行。无论在哪里描述或引用设备的特定功能，都应当理解，相关设备被配置为提供该功能。
术语“模块”根据本发明的实施例意指——但不限于——执行特定任务的软件或硬件组件，例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)。模块可有利地被配置为存在于可寻址的存储介质上并可被配置为在一个或多个处理器上执行。从而，模块可例如包括诸如软件组件、面向对向的软件组件、类组件和任务组件之类的组件、进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表格、数组和变量。组件和模块中提供的功能可被组合成更少的组件和模块，或者被进一步分成额外的组件和模块。此外，组件和模块可实现成使得它们可由设备或安全多媒体卡中的一个或多个中央处理单元(central processing unit，CPU)来执行。
贯穿各图，相同的标号用于指代相同或相似的部件。
虽然描述针对的是根据3GPP UTRAN/GPRS标准的实施例(UTRAN，UniversalTerrestrial Radio Access Network，通用地面无线接入网络；GPRS：General PacketRadio Service，通用分组无线服务)，但本领域技术人员将会理解，本发明甚至可应用到具有类似的技术背景和信道格式、但略作修改的其他通信系统，例如GERAN(GSM EDGE RadioAccess Network，GSM EDGE无线接入网络)和LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统，而不脱离如权利要求记载的本发明的范围。
在说明书和附图中，术语“3G网络”是与“UTRAN”同义使用的。在说明书和附图中，通信模块可对应于遵守3GPP标准的无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)层或非接入层面(Non-Access Stratum，NAS)模块。虽然用于RRC连接控制中的定时器在以下描述中被称为T323，但本发明不受定时器的名称所限，而是可结合具有不同名称的各种定时器来实现。虽然用于RRC连接控制中的计数器或变量在以下描述中被称为V316，但本发明不受计数器/变量的名称所限，而是可结合具有不同名称的各种计数器/变量来实现。
在以下描述中，表述“在网络中”用于指明如下状态：已连接、在前向接入信道(Forward Access Channel，FACH)状态中、在寻呼信道(Paging Channel，PCH)状态中、停驻在空闲状态中，等等。在以下描述中，术语“基站”可在包括基站控制节点的含义中使用，例如UTRAN中的无线网络控制器(radio network controller，RNC)、E-UTRAN中的演进型节点B(evolved nodeB，eNB)和GERAN中的基站控制器(base station controller，BSC)。
图1是图示出无线通信系统的结构的示意图。
用户设备(UE)101(可互换地称为终端)为了数据通信通过空中接口连接到无线接入网络(RAN)103(可互换地称为基站)。在3G网络的情况下，RAN对应于UTRAN，并且在此情况下，UR通过受RNC控制的空中信道连接到节点B。节点B和RNC在物理上可实现为一个实体。
RAN 103连接到核心网络105，并且在3G网络的情况下，核心网络105可由分组交换(Packet Switched，PS)域中的服务GPRS支持节点(serving GPRS support node，SGSN)和网关GPRS支持节点(gateway GPRS support node，GGSN)和电路交换(Circuit Switched，CS)域中的移动服务交换中心(mobile services switching center，MSC)组成。
在运营商网络之外可连接有各种服务器107。也就是说，UE 101可经由包含RAN103和核心网络105的运营商网络连接到各种服务器107，以便进行数据通信。各种服务可包括网络实体提供第3方运营商服务，例如网络实体提供语音呼叫服务和短消息传递服务(Short Messaging Service，SMS)。
UE 101可为了数据通信而连接到RAN 103。UE 101与RAN 103之间的连接模式被称为无线资源控制(RRC)连接状态(RRC状态)。连接状态可被分类成以下模式之一：
●UE空闲模式
●RRC已连接模式
RRC已连接模式可被再分类成以下模式：
●CELL_PCH(或URA_PCH)
●CELL_FACH状态
●CELL_DCH状态
在UMTS空中接口中，UE的RRC连接状态包括活跃状态和空闲模式，其中活跃状态包括Cell_DCH、Cell_FACH、Cell_PCH(或URA_PCH)。在Cell_DCH(专用传输信道)模式中，UE被分配专用物理信道用于上行链路和下行链路传送。
在Cell_FACH(前向接入信道)模式中，不向UE分配专用物理信道。在此情况下，UE在下行链路传送中监视FACH。UE被分配默认的共同或共享传输信道，在连接到相应的传输信道的过程中始终可使用该共同或共享传输信道。
在Cell_PCH(寻呼信道)模式中，不分配专用物理信道并且不允许上行链路传送。可根据UE最近与之执行小区更新过程的小区通过小区级将UE位置通知给UTRAN。类似地，在UTRAN注册区域中(URA_PCH模式)，不分配专用物理信道并且不允许上行链路传送。可由在最近执行的URA更新过程中分配给UE的URA通过UTRAN注册区域获取UE位置。
通常，RRC已连接模式比UE空闲模式更耗电力，并且在RRC已连接模式中，Cell_DCH模式比Cell_FACH或Cell_PCH模式(或URA_PCH模式)消耗更多电力。通常，Cell_FACH模式比Cell_PCH模式(或URA_PCH模式)消耗更多电力。同时，当数据发生时，不需要UE在RRC已连接模式中建立RRC连接，因为UE已经连接，但空闲模式中的UE需要在数据通信之前建立RRC连接。
本发明提出了一种UE和基站功能，其通过在考虑到UE的业务特性的情况下确定已连接模式和详细连接状态来降低UE的电池电力消耗并且提高运营商网络的可使用性。详细地说，如果在完成UE的数据通信之后，后续数据业务发生概率较低，则UE通知基站控制节点转变到更低电力消耗的连接状态以最小化电池电力消耗。
图2是图示出根据本发明的实施例的UE的操作模式控制过程的流程图。
参考图2，UE在步骤201从RAN接收包括T323的RRC消息并存储T323。在接收T323之后，如果在运营商网络中在预定的时间段期间对于该UE没有发生PS数据，则这意味着允许信令连接释放指示(Signaling Connection Release Indication，SCRI)消息递送。
UE在步骤203监视PS数据业务并且在步骤205判定是否在预定时段期间没有发生PS数据。该判定可由通信模块作出或者在从更高层接收到通知时作出。
如果满足条件，则UE在步骤207评估用于判定是否可能发送SCRI消息的至少一个条件。也就是说，UE可判定其当前操作状态(Cell_DCH、Cell_FACH和Cell_PCH/URA_PCH)、到CS域的连接的存在与否、非连续接收(discontinuous reception，DRX)配置参数、T323是否在运行和/或V316是否小于1。
UE在步骤209判定是否可能向RAN发送SCRI消息。也就是说，UE基于在步骤207评估的SCRI发送条件来判定SCRI消息发送概率。如果不满足SCRI消息发送条件，则过程返回到步骤207以继续评估SCRI消息发送条件。如果不满足SCRI消息发送条件，则UE可使过程返回到步骤203以监视业务。
如果判定SCRI消息发送是可能的，则UE在步骤211向RAN发送包括被设定到“PS域”的CD域身份和被设定到“UE请求PS数据会话结束”的SCRI原因的SCRI消息并且启动定时器T323。在T323在运行的同时，UE可被禁止发送具有上述原因的另一个SCRI消息。
接下来，如果RAN发送用于改变连接状态或RRC连接模式的消息，则UE在步骤213从RRC已连接模式转变到UE空闲模式或者改变RRC已连接模式。可替换地，UE可在发送SCRI消息之后转变UE的状态。
图3是图示出根据本发明的实施例的UE的基于业务型态的操作的流程图。
参考图3，UE的业务监视模块(可互换地称为业务监视单元)在步骤301监视在UE上运行的应用的业务并且分析监视结果以检查业务型态。业务监视模块以软件或硬件实现为UE的一个组件，并且虽然被称为业务监视模块，但其可以是UE的另一软件或硬件组件的一部分，例如控制器、业务分析器和连接管理器。虽然描述为了说明方便针对的是应用的操作，但本发明的操作和主题可应用到所有类型的生成和接收数据业务的逻辑组件，例如服务、活动、进程和线程。
UE的业务监视模块在步骤303进行分析以基于收集的型态检查PS数据的存在。假定UE周期性地在第一时间生成与第一应用相关联的第一业务，在第二时间生成与第二应用相关联的第二业务，并且在第三时间生成与第三应用相关联的第三业务。假定第一至第三业务在第三时间被发送到RAN。在此情况下，UE的业务监视模块可分析在第一至第三时间周期性发生的业务的型态信息并且基于该型态信息预测在预定的持续时间期间将不会有业务发生。
如果在步骤305作为业务型态分析的结果预测不会有另外的业务发生，则业务监视模块在步骤307向通信控制模块(与图中的3GPP调制解调器控制器相同的组件)发送通知没有更多数据或数据会话结束的信息。虽然是以“通信控制模块”的名称来描述接收没有更多数据或数据会话结束信息的模块的，但很明显通信单元或者控制通信单元的操作的控制单元可处理相应的信息。
为了判定没有更多业务，UE可在发送/接收了最后数据时启动定时器，并且如果在该定时器期满之前没有更多数据业务发生，则预测没有更多业务发生。
如果上次数据发送/接收和下次数据发送/接收之间的持续时间(即，数据到达间隔时间)的期望值大于预定的阈值，则UE预测没有更多业务发生。虽然描述针对的是使用上次数据发送/接收和下次数据发送/接收之间的持续时间的期望值的情况，但对于没有更多业务的预测可基于上次数据发送/接收和下次数据发送/接收之间的持续时间本身来作出。
同时，业务监视模块可在分析业务型态的中途检查当前UE的不活跃水平。例如，高值的不活跃水平表明在上次业务传送之后业务发生概率较低，而低值的不活跃水平表明在上次业务传送之后业务发生概率较高。也可以利用从UE的上次业务传送起直到下次业务发生的时间的时间期望来检查不活跃水平。也就是说，当该时间期望较长时不活跃水平较高，而当该时间期望较短时不活跃水平较低。如上所述，业务监视模块可将用于检查不活跃水平或者下次业务到达的持续时间值的期望值的信息与指示没有更多数据业务的信息一起发送给通信控制模块。
这里，上次业务发送/接收和下次业务发送/接收之间的持续时间的期望值和直到下次业务发送/接收发生为止的持续时间的期望值被称为业务发生相关信息。
为了在业务监视模块和通信控制模块之间交换该信息，可以考虑使用生成处理间通信(Inter Processing Communication，IPC)的方法或者在一模块(例如业务监视模块)调用由另一模块(例如通信控制模块)提供的应用程序接口的同时将该信息作为参数传递的方法。
如果在步骤305基于业务传送型态分析的结果预期PS数据会发生，则业务监视模块使过程返回到步骤301以监视应用的业务并收集业务型态。
如果要接收到通知没有更多业务的信息，则通信控制模块执行图3的步骤307处的操作。
图4是图示出根据本发明的实施例的用于基于业务型态分析来判定是否发送SCRI的UE操作过程的流程图。
参考图4，UE的通信控制模块在步骤401从RAN接收RRC消息并且存储RRC消息中包括的T323。在接收T323之后，如果在运营商网络中在预定的时间段期间对于该UE没有PS数据发生，则通信控制模块判定可发送信令连接释放指示(SCRI)消息。
UE的通信控制模块在步骤405判定是否从业务监视模块接收到没有更多数据或数据会话结束指示符。如果未接收到指示没有更多数据或数据会话结束的信息(例如，PS会话结束指示或业务结束指示)，则通信模块可执行步骤403处的通常操作。业务监视模块如图3的实施例中所述生成给通信控制模块的信息。如果接收到该信息，则UE的通信控制模块在步骤407评估判定SCRI消息发送是否可能的至少一个条件。也就是说，通信控制模块可判定其当前操作状态(Cell_DCH、Cell_FACH和Cell_PCH/URA_PCH)、到CS域的连接的存在与否、DRX配置参数、T323是否在运行和/或V316是否小于1。
通信控制模块在步骤409判定是否可能向RAN发送SCRI消息。如果可能发送SCRI消息，则UE的通信控制模块在步骤411向RAN发送包括被设定到“PS域”的CN域身份和被设定到“UE请求PS数据会话结束”的SCRI原因的SCRI消息并且启动T323。
接下来，如果网络发送用于改变已连接模式或RRC连接状态的消息，则UE在步骤413从已连接模式转移到空闲模式或者改变RRC连接状态。
如果对于业务监视模块监视业务是有限制的(即，允许监视发送/接收的业务的某个部分但不是全部)，则基于部分业务型态来转移操作模式或改变RRC连接状态可能是效率不高的。
图5是图示出根据本发明的实施例的考虑到由业务监视模块收集的业务型态和其他业务情形的UE操作过程的流程图。
由于除了步骤505以外图5中的UE的操作与图4中的UE的操作相同，所以描述集中于在步骤505处的UE的操作。UE的通信控制模块在步骤505判定是否从业务监视模块接收到没有更多数据或数据会话结束指示符。业务监视模块可如图3的实施例中所述生成给通信控制模块的上述信息。通信控制模块可进行监视以检测自从上次数据发送/接收起在预定的定时器期满之前是否发生任何业务。如果从业务监视模块接收到上述信息并且在预定时段期间没有业务发生，则UE的通信控制模块判定是否可能向RAN发送SCRI消息。此时，通信控制模块检查其当前操作状态(Cell_DCH、Cell_FACH和Cell_PCH/URA_PCH)、到CS域的连接的存在与否、DRX配置参数、T323是否在运行以及V316是否小于1。
图5的步骤507、509、511和513与图4的步骤407、409、411和413相同。
图6是图示出在根据本发明的UE中实现的RRC连接状态转变功能的流程图，其中UE向RAN提供业务型态信息。
参考图6，UE的通信控制模块在步骤601从RAN接收RRC消息并且存储RRC消息中包括的T323。在接收T323之后，如果在运营商网络中在预定的时间段期间对于该UE没有PS数据发生，则通信控制模块判定可发送信令连接释放指示(SCRI)消息。
UE的通信控制模块在步骤605判定是否从业务监视模块接收到没有更多数据或数据会话结束指示符。
如果未接收到没有更多数据或数据会话结束指示符，则通信模块可执行步骤603处的通常操作。
在步骤605，业务监视模块如图3的实施例中所述生成给通信控制模块的信息。用于检查UE的不活跃水平的信息或者关于到下次业务发生的时间期望值的信息可与没有更多业务指示信息一起被接收。
如果接收到上述信息，则UE的通信控制模块在步骤607评估判定SCRI消息发送是否可能的至少一个条件。也就是说，通信控制模块可判定其当前操作状态(Cell_DCH、Cell_FACH和Cell_PCH/URA_PCH)、到CS域的连接的存在与否、DRX配置参数、T323是否在运行以及V316是否小于1。
UE在步骤609判定是否可能向RAN发送SCRI消息。如果可能发送SCRI消息，则UE的通信控制模块在步骤611向RAN发送包括被设定到“PS域”的CN域身份和被设定到“UE请求PS数据会话结束”的SCRI原因的SCRI消息并且启动T323。如果能够检查UE的不活跃水平的信息或者关于到下次业务发生的期望时间的信息与没有更多业务指示信息一起被接收到，则UE的通信控制模块可发送包括上述信息的SCRI消息。通信控制模块也启动T323。
在替换实施例中，如果可发送SCRI消息，则UE的通信控制模块向RAN发送包括被设定到“PS域”的CN域身份和被设定到能够检查UE的不活跃水平的信息或者关于到下次业务发生的期望时间的信息的SCRI原因的SCRI消息。通信控制模块也启动T323。
接下来，如果RAN发送用于改变连接状态或RRC连接模式的消息，则UE在步骤613从RRC已连接模式转移到UE空闲模式或者改变RRC已连接模式。
图7是图示出根据本发明的实施例的从UE接收到SCRI消息的RAN的操作过程的流程图。
RAN在步骤701从UE接收SCRI消息。
如果接收到的SCRI消息包括UE请求PS会话结束原因，则RAN判定对于该UE目前暂时没有业务发生并且在步骤703执行发送用于将UE转变到比Cell_DCH状态消耗更少电力的RRC连接状态(Cell_FACH、Cell_PCH/URA_PCH或者UE空闲模式)的RRC命令的操作。
如果UE发送的SCRI消息包括业务发生相关信息(例如，能够检查UE的不活跃水平的信息或者指示到下次业务发生的期望时间的信息)(如上所述，此信息可在除了IE请求PS会话结束原因以外的IE中接收或者以指示该原因的值的形式接收)，则RAN在将RRC状态从Cell_DCH转变到另一状态时可考虑不活跃水平或到下次业务发生的期望时间。
例如，如果基于从UE接收的信息预期业务发生概率较低(如果不活跃水平较高或者业务到达时间的期望值较高，这例示了不活跃水平或业务到达时间的期望值大于第一阈值)，则RAN释放RRC连接以降低UE的电力消耗并且执行用于将UE的RRC连接状态转变到空闲模式的操作。否则，如果预期虽然目前暂时没有业务发生但业务发生概率较高(如果不活跃水平较低或者业务到达时间的期望值较低，这例示了不活跃水平或业务到达时间的期望值小于第一阈值)，则RAN执行用于将UE的RRC连接状态转变到Cell_FACH的操作以在降低UE的电力消耗的同时减轻预期发生的业务所必需的连接建立过程的负担。
用表1来例示以上描述。
表1映射了不活跃水平和与之对应的RRC连接状态。在此情况下，不活跃水平越高，业务发送/接收概率越低。
如果不活跃水平为3，则预测在第一持续时间(例如，30秒)期间没有业务发送/接收发生，从而RAN判定将RRC连接状态转变到UE空闲模式。如果不活跃水平为2，则预测在比第一持续时间短的第二持续时间(例如，第一持续时间的1/3或者10秒)期间没有业务发送/接收发生，从而RAN判定将RRC连接状态转变到Cell_PCH。如果不活跃水平为1，则预测在比第二持续时间短的第三持续时间(例如，第一持续时间的1/10或者1秒)期间没有业务发送/接收发生，从而RAN判定将RRC连接状态转变到Cell_FACH。例如，第一阈值可涉及UE要被切换到空闲模式所处的不活跃水平。在本情况中，第一阈值可具有值“3”，并且如果不活跃水平等于或大于第一阈值，则UE被切换到空闲模式。第一阈值可额外地或替换地涉及持续时间。于是，第一阈值可等于上述第一持续时间。现在，在不活跃水平为“3”的上述第一情况中，持续时间等于第一持续时间。也就是说，持续时间等于(或大于)第一阈值并且UE将发起到空闲模式的转变。可以定义更多的阈值，它们将把连接状态像上述第二示例中那样转变到Cell_PCH，或者像上述第三示例中那样转变到Cell_FACH。
表1
不活跃水平 RRC连接状态
3 UE空闲模式
2 CELL_PCH/URA_PCH
1 CELL_FACH
UE的由RAN发起的状态转变可利用RRC消息来实现。RAN向UE发送用于将UE的RRC状态转变到比Cell_DCH状态消耗更少电力的低电力状态(Cell_FACH、Cell_PCH/URA_PCH或UE空闲模式)的RRC消息。
图8是图示出根据本发明的实施例的UE的配置的框图。
如图8所示，根据本发明的实施例的UE 800包括通信单元801和控制单元803。通信单元801电连接到控制单元803。控制单元803可包括用于监视UE的业务的业务监视模块805。控制单元803(包括业务监视模块805)对于通信单元801而言可被看作或实现为更高层实体。在本发明的实施例中，通信单元801(包括通信控制模块)的更高层可被称为通信单元(业务监视模块)。
通信单元801可负责UE的数据通信。UE可利用通信单元801与eNB传输信号。在本发明的实施例中，术语“通信单元”与术语“通信模块”和“通信控制模块”是可互换使用的。
控制单元803控制包括通信单元801在内的UE 800的整体操作。在本发明中，为了说明方便，术语“控制单元”、“业务监视模块”和“业务监视控制模块”是以相同的含义可互换使用的。
虽然在图8中为了方便将UE 800描绘为仅具有通信单元801和控制单元803，但对于本领域技术人员显而易见的是，取决于UE的操作和功能，功能单元可被划分成各种模块或者集成到一个模块中。
控制单元803可判定在由从RAN接收的控制消息中包括的定时器预定的时段期间在UE处是否发生任何要发送的业务，并且如果没有业务发生，则向RAN发送信令连接释放指示(SCRI)消息并且根据RAN响应于SCRI消息发送的响应来改变UE的RRC连接状态。
控制单元803基于在UE上运行的应用的业务发送/接收状态来收集业务发生型态并且基于收集到的型态来判定是否有UE要发送的任何业务发生。
控制单元803在应用的上次数据发送/接收时启动定时器，并且如果在该定时器期满之前没有另外的数据发送/接收发生，则判定没有业务发生。
如果应用的业务发送/接收间隔长于预定的阈值，则控制单元803可判定没有业务发生。
控制单元803可基于从收集到的业务型态估计的应用的业务发生概率来判定UE的不活跃水平，并且SCRI消息可包括用于判定UE的不活跃水平的信息。根据本发明的实施例，SCRI消息可包括到下次业务发送/接收时间或间隔的期望值的信息。
控制单元803还可基于RRC连接状态、是否连接到CS域、UE的DRX配置参数以及关于SCRI消息发送的定时器是否在运行中的至少一者来判定是否满足SCRI消息发送条件。
根据本发明的实施例，控制单元803可监视在UE上运行的至少一个应用的业务发送/接收状态。控制单元803可基于监视结果来判定该UE的业务是否发生。如果判定对于该UE没有业务发生，则控制单元803可控制向RAN发送信令连接释放指示(SCRI)消息。
虽然描述针对的是控制单元803监视业务发送/接收状态的情况，但业务可由业务监视模块805来监视。
图9是图示出根据本发明的实施例的RAN(或RAN)的配置的框图。
如图9所示，RAN 900是配备有通信功能的网络控制节点，例如无线网络、无线网络节点、基站和RAN。虽然为了说明方便将RAN 900描绘为仅具有通信单元901和控制单元903，但对于本领域技术人员显而易见的是，功能单元可被划分成各种模块或者被集成到一个模块中。
通信单元901负责与UE的数据通信。通信单元901电连接到控制单元903。RAN可利用通信单元向UE发送信号和从UE接收信号。在本发明中，为了说明方便，术语“通信”、“通信模块”和“通信控制模块”是以相同的含义可互换使用的。
控制单元903控制包括通信单元901在内的RAN 900的整体操作。
控制单元903从UE接收信令连接释放指示(SCRI)消息，基于SCRI消息中包括的UE业务发生相关信息判定UE的RRC已连接模式，并且向UE发送指示将RRC连接状态转变到所判定的RRC已连接模式或转变到UE空闲模式的RRC消息。
如果不活跃水平大于预定的阈值水平，则控制单元903可将UE的RRC连接状态转移到低电力消耗状态。
如果期望值大于预定的阈值，则控制单元903可将UE的RRC连接状态转移到低电力消耗状态。
根据本发明的实施例，控制单元903可从UE接收包括业务发生相关信息的信令连接释放指示(SCRI)消息。控制单元903也可基于业务发生相关信息判定UE状态转变的必要性，并且如果必要，则生成用于RRC连接状态转变的控制消息。控制单元903还可向UE发送该控制消息。
虽然在图9中为了方便将UE 900描绘为仅具有通信单元901和控制单元903，但对于本领域技术人员显而易见的是，取决于RAN的操作和功能，功能单元可被划分成各种模块或者集成到一个模块中。
在本发明的实施例中，业务监视模块805可以是监视在UE上运行的各种应用服务的业务状态并且基于其来同步操作的模块，例如应用同步器。
在本发明的各种实施例中，为了为UE预测下次业务(或分组)发生(以下，术语“发生”和“到达”是以相同含义使用的)，可以使用概率分布。UE的业务监视单元每当业务(或分组)发生时则测量业务发生的时间并且基于其来计算业务(或分组)的到达时间的统计分布。
在本发明的实施例中，计算统计分布可以是计算平均值和标准偏差。在本发明的实施例中，计算业务(或分组)到达时间的统计分布可以是计算业务(或分组)的到达间隔时段的统计分布。在本发明的实施例中，计算业务(或分组)的到达时间的统计分布是计算到达速率γ，其被表述为在预定时段(T)中发生的业务(或分组)的数目n，即n/T。这种统计分布是在从当前时间往回计数的预定时段中、利用预定数目的样本或者利用预定数目的最新近样本计算的。
也就是说，用于计算统计分布的业务(或分组)发生监视窗口移动。窗口大小是可配置的。
可对每个服务应用、PDN连接(PDP情境)或IP业务向UE的所有业务执行业务(或分组)到达时间监视和统计分布计算。在本发明的实施例中，可以选择性地对一些业务(或分组)执行业务(或分组)到达时间监视及其统计分布计算。
在本发明的实施例中，可分别对上行链路业务和下行链路业务执行业务(或分组)到达时间监视和到达时间的统计分布计算。在UE处向业务(或分组)应用同步功能的情况下，可根据同步功能的应用结果向业务(或分组)应用业务(或分组)到达时间的统计分布计算。
在本发明的实施例中，当计算统计分布时，可以假定业务(或分组)发生过程遵循泊松到达过程。在本发明的实施例中，当计算统计分布时，可以假定业务(或分组)发生时间间隔遵循指数分布。
如果业务(或分组)发生(被发送或接收)，则UE的业务监视模块根据预定的业务(或分组)到达时间的统计分布在下次业务(或分组)的发生概率在预定时段(t)期间低于P时判定没有业务(或分组)发生。
可利用式(1)来计算下次业务发生概率P。
Figure BDA0000710191080000171
UE利用式(1)计算P，将P与预定阈值p相比较，并且如果P小于(或不大于)p，则判定业务(或分组)发生概率较低。当利用式(1)计算P时，整数m可被设定为1。根据判定结果，UE可判定PS数据会话的结束并且执行用于RRC连接状态转变的操作，即发送SCRI消息。此过程可以以如下方式实现：较高层(业务监视模块)将UE的数据发送/接收的完成或者释放RRC连接的必要性通知给较低层(通信控制模块)。
如上所述，本发明的实施例可应用于连接到诸如LTE(E-UTRAN)之类的非3G(UTRAN)的UE。在本发明的实施例被应用于连接到LTE网络的UE的情况下，可以改变操作执行层(例如，取代RRC实体，NAS实体可发送连接状态转变请求消息)，改变请求消息(例如，在RRC层上取代SCRI消息使用UE辅助信息消息或RRC释放请求消息)或者省略至少一个步骤/操作或改变步骤的顺序。
在使用E-UTRAN的情况下，UE向RAN发送连接状态转变请求消息。此操作是在较高层(业务监视模块或非接入层面NAS层)向通信控制模块(RRC层)发送通知业务发送/接收完成、PS数据会话终止、用户不活跃和RRC连接释放必要性中的至少一者的信息时执行的。
是否通知上述信息中的至少一者是如本发明的实施例中所述那样判定的。该请求消息可以是UE辅助信息消息，该UE辅助信息消息可包括通知业务发送/接收完成、PS数据会话终止、RRC连接释放必要性、用户不活跃和/或低电力消耗必要性的信息中的至少一者。
如果从UE接收到包括上述信息的消息，则RAN可执行释放UE的RRC连接的操作，即，向UE发送RRC连接释放消息并且向移动性管理实体(mobility management entity，MME)发送UE情境释放请求消息。同时，UE辅助信息可被RRC连接释放请求消息所替代。
该信息可被包括在UE处发送用户平面数据时使用的头部或控制元素中，而不是包括在单独的控制消息中。eNB可推迟释放RRC连接的操作，直到用户平面数据通信结束为止。
在替换实施例中，连接到E-UTRAN的UE可向MME发送已连接模式转变请求消息。在各种实施例中，此操作是在以下各项中的至少一者被通知给通信控制模块(NAS层)时执行的：业务发送/接收完成、PS数据会话终止、用户不活跃和/或RRC连接释放必要性。
是否通知上述信息中的至少一者是如本发明的实施例中所述那样判定的。该请求消息可以是NAS消息，该NAS消息可包括通知业务发送/接收完成、PS数据会话终止、RRC连接释放必要性、用户不活跃和/或低电力消耗必要性的信息中的至少一者。
在本发明的实施例中，NAS消息可以是演进型分组系统移动性管理(EvolvedPacket System Mobility Management，EMM)状态消息，该EMM状态消息具有EMM原因信息元素，该信息元素包括通知业务发送/接收完成、PS数据会话终止、RRC连接释放必要性、用户不活跃和/或低电力消耗必要性的信息。
如果从UE接收到包括上述信息的NAS消息，则MME可执行释放UE的RRC连接的操作。如果UE的RRC连接被释放，则这意味着MME释放了与UE建立的逻辑连接，并且为此，MME可发送UE情境释放命令消息。此消息可包括通知由连接释放引起的业务通信终止、PS数据会话终止、RRC连接释放必要性、用户不活跃和/或低电力消耗要求的信息之一。
如果从MME接收到UE情境释放命令消息，则eNB向UE执行释放RRC连接的操作。如果从eNB接收到的消息包括通知由连接释放引起的业务通信终止、PS数据会话终止、RRC连接释放必要性、用户不活跃和/或低电力消耗要求的信息之一，则eNB等待直到与UE的用户平面数据通信完成为止，然后执行释放RRC连接的操作。
如上所述，根据本发明的终端的状态转变方法和装置就以如下方式最小化终端的电池消耗而言是有利的：即，终端的业务型态分析模块提供用于根据网络与终端之间的业务型态来动态地改变通信模块的状态的信息。
要明白，本领域技术人员可以改变或修改实施例，而不脱离本发明的技术构思。因此，应当理解，上述实施例实质上只是用于说明的，而无论如何也不仅限于此。从而，本发明的范围应当由所附权利要求及其合法等同物而不是说明书决定，并且在权利要求的限定和范围内的各种更改和修改被包括在权利要求中。
虽然已经利用具体术语描述了本发明的优选实施例，但说明书和附图应被认为是说明性的，而不是限制意义的，以便帮助理解本发明。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离如权利要求中记载的本发明的范围的情况下，可对其进行各种修改和改变。

Claims (13)

1.一种在无线通信系统中控制状态的终端，该终端包括：
通信单元，被配置为向基站发送信号和从基站接收信号；以及
控制单元，其电连接到所述通信单元并且被配置为：
监视与在所述终端上执行的多个应用相关联的多个业务发送/接收，
基于所监视的与所述多个应用相关联的多个业务发送/接收来识别指示该终端的不活跃水平的信息和业务发送/接收型态，
基于所述业务发送/接收型态来判定是否业务被预测为在预定的持续期间不发生，
如果业务被预测为在预定的持续期间不发生则控制所述通信单元向所述基站发送包括所述指示该终端的不活跃水平的信息的信令连接释放指示(SCRI)消息，以及
接收用于转变该终端的无线资源控制(RRC)连接状态的RRC消息，
其中，该终端的RRC连接状态被确定为：如果所述指示该终端的不活跃水平的信息等于或大于第一阈值，则将该终端的状态转变到UE空闲模式，否则将该终端的状态转变到CELL_PCH和CELL_FACH之一。
2.如权利要求1所述的终端，其中，所述控制单元被配置为，如果检测到业务结束指示信息则判定业务被预测为在预定的持续期间不发生。
3.如权利要求1所述的终端，其中，所述控制单元被配置为，如果检测到业务结束指示信息并且在预定的持续期间没有业务发送/接收发生，则判定业务被预测为在预定的持续期间不发生。
4.如权利要求1所述的终端，其中，所述控制单元被配置为，如果检测到业务结束指示信息和业务发送/接收发生信息，则判定业务被预测为在预定的持续期间不发生。
5.如权利要求1所述的终端，其中，所述控制单元被配置为从所述基站接收用于转变所述终端的状态的消息，并且基于接收到的消息来转变所述终端的状态。
6.如权利要求1所述的终端，其中，所述控制单元被配置为在发送所述SCRI消息之后转变所述终端的状态。
7.如权利要求1所述的终端，其中，所述控制单元被配置为判定是否从所述基站接收到T323定时器，并且如果接收到T323定时器则向所述基站发送所述SCRI消息。
8.如权利要求1所述的终端，其中，所述指示该终端的不活跃水平的信息包括以下各项中的至少一者：关于上次业务发送/接收和下次业务发送/接收之间的持续时间的期望信息和下次业务发送/接收之前的时间的水平信息。
9.一种在无线通信系统中终端的连接状态控制方法，所述方法包括：
监控与在所述终端上运行的多个应用关联的多个业务发送/接收；
基于所监视的与所述多个应用相关联的多个业务发送/接收来识别指示该终端的不活跃水平的信息和业务发送/接收型态；
基于所述业务发送/接收型态来判定是否业务被预测为在预定的持续期间不发生；
如果业务被预测为在预定的持续期间不发生，则发送包括所述指示该终端的不活跃水平的信息的信号连接释放指示(SCRI)消息到基站；以及
接收用于转变该终端的无线资源控制(RRC)连接状态的RRC消息，
其中，该终端的RRC连接状态被确定为：如果所述指示该终端的不活跃水平的信息等于或大于第一阈值，则将该终端的状态转变到UE空闲模式，否则将该终端的状态转变到CELL_PCH和CELL_FACH之一。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述判定包括如果检测到业务结束指示信息则判定业务被预测为在预定的持续期间不发生。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述判定包括如果检测到业务结束指示信息并且在预定时间段内没有发生业务发送/接收，则判定业务被预测为在预定的持续期间不发生。
12.如权利要求9所述的方法，其中，所述判定包括如果检测到业务结束指示信息和业务发送/接收发生信息，则判定业务被预测为在预定的持续期间不发生，和
其中，所述指示该终端的不活跃水平的信息包括以下至少一者：关于在上次业务发送/接收与下次业务发送/接收之间的持续时间的期望信息和在下次业务发送/接收之前的时间的水平信息。
13.如权利要求9所述的方法，还包括：
从所述基站接收用于转变终端的状态的消息；和
基于接收到的消息转变所述终端的状态，
其中发送所述SCRI消息包括：
判定是否从所述基站接收到T323计时器；和
当接收到所述T323计时器时，发送所述SCRI消息到所述基站。
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