CN105340355A - 用于空闲模式中ue功耗节省的流量整形机制 - Google Patents
用于空闲模式中ue功耗节省的流量整形机制 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出RRC空闲模式中UL整形以及扩展UE的方法。该UE处理待发送给该网络的数据封包。该数据封包与流量类型相关。如果该数据封包属于正常流量类型,那么该UE进入RRC连接模式以及因此传送给数据封包给该网络。如果该数据封包数据背景流量类型,那么该UE缓冲该数据封包以及直到满足用于UL传输的触发条件被禁止进入RRC连接模式。该机制透过减少UL传输的活动,获得功率节省。此外,该机制也减少了信令开销以提高网络效能。
Description
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求2013年7月3日递交的,申请号为61/842,459标题为“连接模式中用于UE功耗节省的流量整形机制(TrafficShapingMechanismforUEPowerSavinginConnectedMode)”的美国临时专利申请案,以及2013年7月3日递交的,申请号为61/842,466标题为“空闲模式中用于UE功耗节省的流量整形机制(TrafficShapingMechanismforUEPowerSavinginIdleMode)”的美国临时专利申请案的优先权,上述申请的标的在此合并作为参考。
技术领域
本发明所揭露实施例一般有关于移动通信网络,更具体地,有关于用于RRC空闲模式(Idlemode)中,UE功率节省(powersaving)的UL流量整形(trafficshaping)。
背景技术
现在,智能手机的广泛应用比网络架构初始预想具有更复杂的流量样态(pattern)。被证实现存网络没有很好支持广泛应用。举例说明,聊天应用,其中,基于用户互动的流量导致了时间上不固定的QoS需求。另一个例子为应用的“保持在线消息(keepalivemessages)”或者背景流量(backgroundtraffic),或者流量具有短以及不频繁数据会话的OS。当引入上述类型流量时,带来了多个问题。首先,很多总在线(always-on)应用产生了不频繁流量,例如为了保持在线以及状态更新,这带来了显著的问题。第二,由于频繁上下文(context)建立以及释放,而增加了网络信令,例如连接(Connected)-空闲(Idle)转换(transition)。在很多网络中,这对于整个网络而言变成了严重的容量量度(dimensioning)问题。第三,UE电池寿命短。最后,对于产生总在线(always-on)零星(sparse)流量的装置,与数据负载(payload)传输相比开销很大。
3GPPLTE/LTE-A系统中,运作可以分为两种无线资源控制(radioresourcecontrol,RRC)状态:RRC连接(RRC_CONNECTED)以及RRC空闲(RRC_IDLE)。在RRC连接模式中,eNB可以保持(keep)UE的上下文(安全(security),ID)以及为UE处理无线资源管理(RadioResourceManagement,RRM)。RRM这里包含数据调度、链路监视(MCS自适应(adaption))、切换(handover,HO)等等。当UE处于RRC连接模式时,UE被保证与eNB无缝数据传输。eNB可以命令UE实施RRM管理以及在接收到指示服务小区信号质量不好的报告之后,做出HO决定。有关UE信息交换的eNB之间协商可以在RRC连接模式中处理。
既然无线资源受限以及网络负载也受限(例如,受到缓冲器大小、回程线路容量的限制),保持所有UE在RRC连接模式是不可能的。eNB可以释放多个UE中的一部分,以及命被释放UE转入RRC空闲模式。释放决定可以依赖于(1)UE多长时间没有活动(activity),(2)UE接入优先级,以及(3)QoS。一旦UE转入RRC空闲模式,eNB可以释放UE信息。UE可以在其发现自己的已驻留小区变得更弱时实施小区重选,以及尝试与新小区重同步。空闲中的UE可以在数据到达时,尝试重建自己的RRC连接。这个过程包含:a)随机接入过程以同步UL时序,b)能力协商鉴权,以及网络实施准许(admission)控制,以及c)如果UE被允许接入网络,则设定(setup)运行参数。对于UL传输,UE可以进一步发送缓冲器状态报告(BufferStatusReport,BSR)以请求UL授权。
基于当前LTE技术标准,预计RRC转换可能消耗大量信令以及导致很多延迟。当流量为稀疏以及小时,流量可能不足以作为传输,因为大多数UE可能保持在空闲,以及需要重建RRC连接。所以,LTE/LTE-A系统需要增强对于该问题的处理。
已经显示出虽然只有30%数据流量源自只能手机设备,他们可能贡献80%的信令流量。这意味着在智能手机上的新数据服务对用户层面(User-plane)以及控制层面(Control-plane)效能产生显著影响。不幸的是,该影响借由传统协议可能不能很好处理,以及系统容量会被降低。进一步说,据观察,背景流量通常为小,以及以长间隔而到达,而不连续接收(DiscontinuousReceptionMechanism,DRX)机制在此情况下没有有效发挥作用以及增加了频繁的RRC状态转换。所以,运行上述只能手机应用UE电池寿命可能降低。
为了解决上述问题,需要研究两个问题。首先,如何决定何时使得UE转换到RRC空闲模式。一般说来,该决定依赖于适当的RRC释放定时器(releasetimer),其中该定时器受到eNB的控制。该定时器在传送每一个封包时而重启,以及如果该定时器超时,UE被释放。该定时器理想地可以基于运行中的应用而为可以配置的,但是如何达到上述目标尚不明确。第二,如何决定何时恢复(resume)RRC连接。传统地,当封包在到达UE缓冲器,UE可能决定尽可能早的接入eNB,以传送封包。但是,考虑到延迟容忍(delay-tolerant)数据应用,立刻触发传输是不必要的。因此,建议UE可以具有智能(intelligence),以及决定是否延迟传输和何时发生传输的机制,以获得额外的功率节省。
发明内容
本发明提出一种装置(device)调制解调器(modem)流量整形机制,以在UE处于RRC空闲模式过程中,聚合已到达的UL流量。该机制透过减少了UL传输的个别的活动(activity)而获得功率节省。此外,所提出机制也减少了信令开销以增强了网络效能。
在一个新颖方面中,提出UL整形以及扩展UE使得处于RRC模式更长时间的方法。UE处理待发送给网络的数据封包。该数据封包与一个流量类型关联。如果该数据封包属于正常流量类型,那么UE进入RRC连接模式以及因此传送数据封包给网络。如果该数据封包属于背景流量类型,那么直到满足触发条件,UE缓冲该数据封包以及该UE被禁止进入RRC连接模式。
在一个实施例中,触发条件属于下列条件其中之一:进入RRC连接模式,满足预先定义缓冲器,延迟该数据封包一个时间段,多个已缓冲数据封包至少其中之一已经达到延迟边界,信道质量高于一个信道质量阈值以及UE速度比速度阈值更低。
在一个实施例中,控制器(UE,eNB或者MME)可以选择流量整形其中之一或者混合实现以满足自己的需求。举例说明,基于UE的信道质量、UE速度、UE电池寿命、UE屏幕状态、流量类型以及网络负载的至少其中之一,UE可以决定应用哪个整形机制以及触发条件。
下面详细介绍其他实施例以及有益效果。发明内容不用于限定本发明。本发明的保护范围以权利要求为准。
附图说明
图1为根据一个新颖方面,RRC空闲模式中用于UL整形的顶层(top-level)信令过程示意图。
图2为根据一个新颖方面用于RRC空闲模式中不同流量类型的UL整形的示意图。
图3为支持本发明实施例的UE的简化方块示意图。
图4A为用于UL整形的第一触发条件1(缓冲器大小阈值)的示意图。
图4B为用于UL整形的第二触发条件2(周期性接入)的示意图。
图4C为用于UL整形的第二触发条件3(延迟边界限制)的示意图。
图4D为用于UL整形的第二触发条件4(信道质量限制)的示意图。
图4E为用于UL整形的第二触发条件5(UE速度限制)的示意图。
图5为用于RRC空闲模式的混合UL整形一个实施例的示意图。
图6为用于UL整形实现的各种选项的示意图。
图7为UE控制以及网络协助UL整形信令流程的一个实施例的示意图。
图8为eNB控制UL整形信令流程一个实施例的示意图。
图9为MME控制UL整形信令流程的一个实施例的示意图。
图10为根据一个新颖方面,RRC空闲模式中UEUL整形的方法流程图。
具体实施方式
现在详细参考本发明的一些实施例,参考附图介绍一些例子。
图1为根据一个新颖方面,RRC空闲模式中用于UL整形的顶层信令流程示意图。步骤111中,用户设备UE101建立驻留在网络102中的一个小区上。UE101处于RRC空闲模式。步骤112中,UE101接收待传送给网络的封包。在既有系统中,UL封包到达之后,UE可以进入RRC连接模式以及实施UL传输。但是,当流量为延迟容忍以及封包大小为小时,立刻做传输时很没有效率的,因为大多数UE保持在RRC空闲模式,需要重建RRC连接。频繁的RRC连接-空闲状态转换会带来显著信令以及降低功率节省效能的品质。
根据一个新颖方面,步骤113中,UE101在进入RRC连接模式之前实施UL整形。UL整形的意图为阻止UE处于RRC空闲模式时频恢复繁RRC连接模式。在RRC空闲模式中的UL整形为一种缓冲,其中UE缓冲以及聚合UL封包到L2缓冲器,以及然后进入RRC连接模式以清除直到稍后一个时间的一个会话(session)中的缓冲器。UL整形可以被认为是UE行为中被称作整形状态的虚拟状态。当在RRC空闲模式到达一个封包,UE可以整形数据以及在满足条件时做出传输。在UL整形中,功率损耗以及信令开销与RRC空闲模式相同,但是好处是UE可以缩短处于RRC连接模式的时间,以及更少的RRC转换(RRC连接模式<->RRC空闲模式)。步骤114中,UE101与网络在满足触发条件之后建立RRC连接。步骤115中,UE101发送SR给网络102。步骤116中,UE101从网络102接收UL授权,作为SR的响应。最后,步骤117中,UE101传送UL数据封包给网络。
图2为根据一个新颖方面,处于RRC空闲模式中用于不同流量类型的UL整形示意图。在图2的例子中,UE201包含几个协议层处理模块,包含分组数据汇聚协议(PacketDataConvergenceProtocol,PDCP)模块211、无线链路控制(radiolinkcontrol,RLC)模块212、媒体接入控制(MAC)模块213,整形模块214以及L2缓冲器215。假设UE201具有两个运行中的应用,APP1以及APP2。如方块210所描述,UE201在时间T1-T2时间段遇到(encounter)来自APP1的流量,以及因此进入RRC连接模式以进行UL传输。然后在时间T2-到T3回到RRC空闲模式。稍后,UE201再次在时间T3-T4时间段遇到来自APP2的流量,以及因此再次进入RRC连接模式以用于UL传输。UE201然后从T4回到RRC空闲模式。如果来自APP1的流量为背景流量类型,例如该流量的类型与UE处在背景模式以及/或者数据封包具有低QoS要求以及/或者数据封包具有小封包大小关联,那么UE201可以缓冲该数据以及延迟UL传输直到稍后时间。
根据一个新颖方面,如方块220所描述,UE201遇到在时间T1-T2时间段内遇到来自APP1的流量,以及透过整形模块214检查是否流量类型为背景流量或者正常流量。如果该流量类型为正常流量,那么UE201遵循如方块210所描述的相同过程——UE201进入RRC连接模式,以用于UL传输。另一方面,如果流量类型为背景流量,那么UE201缓冲数据封包到L2缓冲器215以及在时间T1到T3内保持在RRC空闲模式以节省功率。时间T3,UE201再一次遇到来自APP2的流量。基于某个触发条件,UE201决定进入RRC连接模式以在时间T3到T5,对于APP1流量以及APP2流量进行UL传输。因为UE201实施UL整形用于来自APP1的背景流量,UE201能够延迟UL传输直到稍后时间以及保持在RRC空闲模式更长时间,以获得额外功率节省。
图3为支持本发明实施例的UE301的方块示意图。UE具有RF收发器模块311,耦接到天线316,从天线316接收RF信号,以及将其转换为基频信号以及发送给处理器312。RF收发器311也将从处理器312接收到的基频信号转换为RF信号以及发送给天线316,处理器312处理已接收信号以及调用不同功能模块以实施UE中的功能。存储器313存储缓冲器314,以及程序代码和数据315以控制UE的运作。UE301也包含几个协议栈,包含应用层APP331、无线资源控制层RRC332、封包数据汇聚协议层PDCP333、无线链路控制层RLC334,媒体接入控制层MAC335,以及物理层PHY336。
图3进一步给出实现本发明实施例的UE中功能模块321到324的示意图。功能模块可以硬件、固件、软件或者上述几者的组合实现。配置模块321从网络接收配置参数(例如,RRC参数)以及相应实施各种控制以及配置功能。RRC转换模块322基于RRC参数决定是否以及何时在RRC连接以及空闲模式之间转换。流量条件模块323决定UL流量类型,例如或者背景流量或者正常流量,以及与UL流量相关的各种流量状态,例如封包缓冲器大小以及封包延迟边界。UL整形模块324基于UL流量类型决定何时实施UL整形。UL整形模块324也基于各种触发条件决定何时实施UL传输。在本发明中提出5个触发条件以停止UL整形以及恢复RRC连接。控制器(例如UE或者基站或者MME)可以决定应用哪个整形机制。
图4A为用于UL整形的第一触发条件1(缓冲器大小阈值)的示意图。在此例子中,只在对于至少一个背景流量类型,或者应用类型的预先定义缓冲器为满之后,UE实施UL整形。在图4B的例子中,流量类型C1具有预先定义缓冲器大小(例如,3个封包),以及流量类型C2具有另一个预先定义缓冲器大小(例如,2个封包)。对于背景流量类型,UE根据自己的流量类型持续缓冲每一个封包,直到对应缓冲器为满时。如果用于C1的缓冲器为满,那么UE被允许进入RRC连接模式。如果UL流量具有正常流量类型,那么UE立刻进入RRC连接模式,无论是否每一个缓冲器为满。
缓冲器大小可以被翻译为封包的个数,或者封包的全部大小,例如,缓冲器中的3个封包,或者缓冲器中的1600个字节。缓冲器大小可以被透过如下方式决定1)装置中UE特定物理存储器大小(例如,10%存储器满);2)缓冲器大小阈值可以由网络指定(例如,可以在一个单一子帧中承载的字节的个数,其中该个数透过假设某一信道质量以及对应调制以及编码方案(ModulationAndCodingScheme,MCS)而计算);3)应用类型(例如不同应用可以具有不同缓冲器大小阈值)。
当使用这个机制,停止整形的时序可能变得不可预测以及QoS可能严重受损。因此,这个机制可以应用于选择性的流量,例如,尽力(bestefforts),而延迟敏感流量,例如,信令可以跳过应用此机制。如果控制器为eNB,eNB可将缓冲器大小的阈值在RRC释放(release)/拒绝(reject)之后,指示给UE。依赖于配置,该阈值可以用于只是一个空闲会话,或者只要是条件(例如背景模式)为有效时
图4B为用于UL整形的第二触发条件2(周期性接入)的示意图。在这个例子中,对于背景流量,禁止定时器用于禁止UL传输,直到定时器超时。当定时器运行时,UE缓冲UL封包以及不被允许进入RRC连接模式。只有在定时器超时时,UE被允许初始化连接请求以及上传(upload)已经缓冲封包用于UL传输。禁止定时器在缓冲器清空以及/或者UE被释放到RRC空闲模式之后被重启。正常流量类型,一旦封包到达,无论是否定时器运行中,UE被允许建立连接。
在该例子中,用于UL传输的触发条件为基于透过禁止定时器的周期性接入。如果eNB控制该定时器,eNB可以分配专用PRACH资源(例如,物理资源或者前导)以使能UE触发无争用(contention-free)随机接入。禁止定时器的值可以根据QoS需求而决定。一个例子为设定该数值为最小延迟需求,以用于联合现存承载(bearer)的QoS需求。因此,禁止定时器可以为UE特定,以及基于运行应用至少其中之一。如果控制器为eNB,那么eNB需要指定RRC释放/拒绝之后(uponRRCrelease/reject)的时间段(period)。依赖于配置,阈值可以应用于只是一个空闲会话,或者只要条件(例如背景模式)为有效时。
图4C为用于UL整形的第三触发条件3(延迟边界限制)的示意图。在这个例子中,当多个已缓冲数据至少其中之一在其最大容忍延迟上进行时,UL整形被停止。如果配置用于整形的封包的已缓冲时间,比延迟边界小,那么UE不被允许进入RRC连接模式。如果已缓冲时间超过延迟边界,那么UE被允许进入RRC连接模式。这样的机制可能因为相关应用而限制延迟的边界(boundthedelay)。对于不同类型的背景流量以及应用,不同延迟定时器被分为给每一个封包,举例说明,D1、D2以及D3的不同数值被分别分配给不同应用的三个流量封包B1、B2以及B3。当封包B1以及到达自己的延迟边界D1,用于UL传输的触发条件满足。
延迟限制(constraint)可以考虑恢复RRC连接的延迟。举例说明,如果RRC设定延迟为50ms,以及在此QCI下延迟需求为500ms,那么用于整形的延迟限制为450ms。UE需要记录到达时序以及对于每一个独立的分别的封包或者应用的延迟进行计数。举例说明,对于相同应用的数据,UE只需要计数第一封包的延迟。对于正常流量类型,一旦封包到达UE就需要被允许初始化连接,无论是否延迟定时器运行中(例如,特例为对于正常流量延迟定时器为0)。举例说明,D4以及D5的延迟数值被分别分配给两个背景封包B4以及B5。当正常封包N到达,UE被允许立刻建立连接,虽然用于D1以及D2的延迟定时器任何一个还没有超时。
图4D为用于UL整形的第四触发条件4(信道质量限制)的示意图。在这个例子中,只当UE的信道质量高于预先定义阈值时,或者已估计传送功率比某一阈值低时,或者已估计路径损耗比某一个阈值低时,实施RRC建立。UE可以决定信道质量以及已估计TX功率,透过1)DL路径损耗测量;2)前导(preamble)功率斜波(ramping);以及3)驻留小区测量,例如参考信号接收功率(RSRP)/参考信号接收质量(RSRQ)。当使用传送功率作为整形限制,目的为阻止UE在坏覆盖中初始化传输,以及在失败尝试,或者PA的非线性区域内,浪费额外功率。如果所需传送功率比预先定义阈值高,或者信道质量比预先定义阈值低,以及如果数据为延迟容忍(背景流量),UE延迟UL传输,直到对于一定时间信道变得更好。如果控制器为eNB,那么eNB需要指定(specify)RRC释放/连接之后(uponRRCrelease/reject)的阈值。
图4E为用于UL整形的第五触发条件5(UE速度限制)的示意图。在这个例子中,当UE速度比一个预先定义阈值高时,实施UL整形初始化,而该UE可以尝试保持在RRC空闲模式,以避免在保持在RRC连接模式时的频繁HO。对于背景流量,当UE速度为高时,UE不被允许进入RRC连接模式,以用于UL传输。当UE速度为低而由于更少切换UE可以被保持在RRC连接模式更长时间,UL整形被停止。对于正常流量,无论UE速度多少,UE被允许建立连接。UE可以透过计数自己的小区改变数值或者利用物理速度而决定自己的速度。UE速度需要基于UE所实施的移动性状态估计(MobilityStateEstimation,MSE)而决定。举例说明,MSE=正常(normal),对应满足UL传输触发条件的UE速度低,而MSE=中(mediun)以及MSE=高(high),对应UE速度为高。如果控制器为eNB,eNB需要指定RRC释放/连接之后(uponRRCrelease/reject)的阈值或者UE速度的数量。
不同条件可以满足不同使用情况以及复杂性和增益之间的平衡的需求。控制器可以选择多个条件之一或者混合实现以满足自己的需求。举例说明,UE可以基于UE的信道质量、UE速度、UE电池寿命、UE屏幕状态、流量类型以及网络负载至少其中之一而决定应用哪个机制以及触发条件。在合并条件2和5的例子中,UE速度为首先量化为几组数值,不同整形时间段然后分配给不同的速度组。
图5为用于RRC空闲模式的混合UL整形的一个实施例的示意图。在图5的实施例中,UE可以标记已到达封包以及应用不同的整形条件,以及分别追踪整形状态。举例说明,属于尽力(besteffort)服务的多个封包可以应用到整形条件1(缓冲器大小阈值),以及可替换地,属于实时(real-time)服务的封包可以应用整形条件3(延迟边界限制)。一旦多个条件中至少其中之一满足,UE可以进入连接模式以及上传所有已缓冲封包,以用于UL传输。UL传输之后,UE清空缓冲器以及更新对应整形状态。
图6为用于UL整形实现的各种选项的示意图。有四个不同实现选项。第一选项中,UL整形为基于全UE实现(fullUEimplementation)。UE对自己的完全做出整形决定。第二选项中,UL整形为基于UE控制以及网络辅助。第三选项中,UL整形为基于eNB控制,可能地有UE以及MME辅助。第四选项中,UL整形为基于MME控制,可能地有UE以及eNB辅助。
对于全UE实现,UE决定哪个整形机制以及相关设定用于自己的UL封包,以及UE可以自动激活以及去激活整形。UE可以激活UL整形,当UE1)处于背景模式;2)电池水平为低;3)高速移动;4)屏幕为关闭(OFF);5)观察到小区被限制(bar);以及6)信道质量不好;以及7)辨识出频繁RRC转换。在全UE实现中,在UE以及eNB之间不需要协商,以及MME没有意识到整形。因此,在该实现中空中接口(overtheair)没有信令。,UE能够动态改变整形机制(例如,基于应用/用户状态而应用不同整形机制)。
图7为UE控制以及网络辅助UL整形信令流程的一个实施例的示意图。在该实施例中,UE决定整形机制以及参数,以及然后上报决定给eNB。举例说明,如果使用条件1,UE上报缓冲器大小给核心网络。如果使用条件2,UE上报整形时间段给核心网络。因此,eNB可以轮询(poll)UE,或者基于整形时间段而分配无争用RA。可替换地,UE可以选择只指示出是否UL整形为开或者关。此外,在RRC重建中,UE可以上报UL整形信息,以及如果服务小区与之前上报的目标小区相同,则可以跳过该指示。
当UE上报整形参数,基于上报,eNB可以重配置RRC释放定时器。eNB可以在自适应以及转发信息给MME以及MME存储了上下文之后,将RRC释放定时器的值指示给UE。进一步说,MME可以转发该信息给下一个服务eNB以在UE返回时方便(facilitate)RRC配置。MME可以在UE去附着或者当定时器超时时,而释放上下文。每次UE回到网络时,该定时器被启动或者重启。该UE也可以在实施TAU时,更新整形机制给核心网络。因此,MME可以在UE返回时或者MME可以就参数调整命令eNB时,而转发该信息给eNB。。
在图7的例子中,步骤711中,UE701基于一个标准激活UL整形。步骤712中,UE701指示出整形“开(ON)”给eNB702,例如透过RRC消息,例如RRC设置完成消息(RRCsetupcompletemessage)。步骤713中,eNB702基于整形信息而实施RRC自适应。在步骤714中,eNB702透过初始UE消息而转发对应整形信息给MME703。步骤715中,eNB702发送RRC释放定时器给UE701。稍后,步骤715中,UE701回来以及发送RRC请求给eNB702。UE701可以跳过协商,但是MME703可以转发整形信息给eNB702(步骤717)。最后,eNB702基于整形信息而实施RRC释放定时器自适应(步骤718)。
图8为eNB控制UL整形信令流程的一个实施例的示意图。在这个实施例中,eNB配置整形参数以及激活/去激活整形。激活和去激活可以透过SIB(小区特定,或者组特定),寻呼消息(小区特定或者组特定),或者专用RRC消息(UE特定)而被指示。整形的激活和去激活可以透过整形配置而暗示(implied)。可替换地,UE只根据广播消息实施整形。
对于小区,或者组特定UL整形,eNB可以基于下述统计而激活该机制1)当小区负载为重(比一个阈值更大);2)为了阻止高速UE接入该小区(UE速度比一个阈值更高);3)为了阻止具有坏覆盖的UE接入该小区(信道质量比一个阈值差);4)为了阻止频繁RRC转换的UE接入该小区(比一个阈值更频繁);5)为了阻止具有小数据的UE接入该小区(比一个阈值小);以及6)UE的服务品质(QoS)不是主要考量。对于专用UL整形,UE也可以提供整形辅助用于整形决定。辅助信息包含:1)UE速度信息;2)UE流量类型以及RRC转换历史;3)功率损耗偏好;4)支持整形的能力;以及5)背景模式。
在图8的例子中,步骤811中,UE801发送UE辅助信息给eNB802。步骤812中,RRC释放定时器超时,以及eNB802发送RRC释放消息给UE801,将UE801释放到RRC空闲模式(步骤813)。此外,透过RRC释放/拒绝消息,或者RRC重配置消息,eNB将整形配置指示给UE801。整形配置可以透过使用具有整形ID的预先定义概况(profile)而简化。在RRC释放/拒绝之后,eNB指示出是否该整形机制只用于即将到来的空闲会话,或者直到UE做出TAU,或者整形可以应用,只要满足整形条件。如果整形机制只用于一个空闲会话,在UE进入RRC连接模式时,UE可以释放该配置。如果整形机制为连续,那么eNB可以进一步指定退出(exit)条件,例如在N次RRC转换之后,整形变为无效(invalid),或者退出背景模式,或者信道质量比一个阈值好等等。此外,使用一个定时器阻止UE永远陷入UL整形。
步骤814中,UE基于流量类型而实施UL整形。步骤815中,UE801发送RRC请求给eNB802,用于进入RRC连接模式,以及RRC请求包含整形配置。步骤816中,UE801发送已累积(accumulated)UL流量给eNB802。步骤817中,RRC释放定时器超时,以及eNB802发送RRC释放消息给UE801,将UE801释放到RRC空闲模式(步骤818)。步骤819中,eNB802广播整形配置(例如,透过SIB)。步骤820中,UE801基于整形配置实施UL整形。稍后,在满足用于UL传输的触发条件之后,UE801再一次发送RRC请求给eNB802,以建立RRC连接(步骤821)。步骤822中,UE801在RRC连接模式中,发送已累积(accumulated)数据封包给eNB802。
根据整形配置,eNB进一步决定RRC释放定时器给UE。举例说明,如果配置有UL整形,缩短RRC释放定时器,RRC释放定时器的值为可选地指示给UE,以及RRC释放定时器被可选地转发给MME。举例说明,如果使用整形条件2,eNB可选地配置无争用RA(专用PRACH时隙)给UE。eNB可选地转发整形配置给MME以及MME存储上下文。当UE从RRC空闲返回到网络,MME可以将已存储配置转发给服务eNB。
可替换地,eNB只控制何时激活以及去激活UL整形。当UE收到命令,UE可以决定使用哪种整形机制,以及进一步决定参数。UL整形的激活以及去激活可以透过广播消息(SIB/寻呼)或者专用消息(RRC)而被指示。如果eNB知道UE处于整形模式,eNB自适应RRC释放定时器给UE。连接建立之后,或者请求之后,UE请求其自适应哪个整形以及关联参数。eNB可以从MME以及/或者UE接收辅助信息。如果从上述两者收到辅助信息,那么来自UE的信息具有较高优先级。eNB上传UE辅助信息以及/或者整形配置给MME以辅助随后(followup)运作。
图9为MME控制UL整形信令流程的一个实施例的示意图。在该实施例中,MME收集统计以及推荐整形机制以及对应参数给UE以及eNB。统计可以包含1)每单位时间内UE小区改变次数;2)每单位时间内,UETAU次数;3)每单位时间内UERRC转换次数;4)UE流量到达之间(inter-arrival)时间以及封包大小;5)UE处于RRC连接模式中的平均时间段,6)UE类型(例如,M2M装置),以及7)定制(subscription)计划。当信令负载为高以及信令开销的减少被需要时,当默认承载被配置但是流量样态为多样,或者当UE能力支持整形时,MME可以初始化统计。一般地,在UE进入RRC连接模式时,MME更新整形配置。但是,MME也可以寻呼一个UE,或者一组UE,只为了更新整形配置。
在图9的例子中,步骤911,MME903存储UE上下文以及收集统计。在步骤912中,UE901发送RRC请求消息给eNB902。步骤913中,eNB902发送初始UE消息给MME903。基于统计,MME可以有关RRC参数,建议给eNB,例如RRC释放定时器。可替换地,eNB可以转发自己的RRC参数给MME作为决定整形机制的辅助信息。UE也可以透过新流程或者现有信令提供辅助信息,例如流量样态给MME。在图9的例子中,步骤914中,MME903做出整形决定以及发送整形配置给eNB902(步骤915)。步骤916中,eNB902基于整形配置实施RRC释放定时器自适应。步骤917中,eNB902透过RRC消息发送RRC释放定时器给UE901。
LTE系统中,已注册(registered)UE正常地必须周期性与MME同步,例如周期性追踪区域更新(trackingareupdate,TAU)。这样的信令可能不会被任何UL整形机制所禁止。进一步说,由于UL信令以及有已缓冲数据,当UE进入RRC连接模式,UE可以在连接请求中指示出(例如,缓冲器状态报告(BSR))以及使用这个机会去清空缓冲器。
LTE系统中使用接入等级限制(AccessClassBarring,ACB)机制阻止网络拥塞(congestion)是被熟知的。根据分别的等级(class)以及限制参数(barringparameter),多个UE的一部分被限制接入。网络。UL整形的效果与ACB相似,尤其被eNB所控制时。ACB和Ul整形之间的交互可能具有两个选项。第一选项中,UE实施UL整形以及然后应用ACB。当UL整形进行中时,UE检查ACB,何时满足终止整形的条件。如果UE被限制,其缓冲到达封包直到限制时间超时。如果UE没有被限制,其初始化RRC连接请求。当设定延迟边界时,由于ACB造成的延迟可以被考虑。如果UE已经被限制了长时间,则UE可以取消UL整形。第二选项中,UE并行实施ACB以及UL整形。当多个条件之一没有满足时,UE保持缓冲到达数据:1)UE被限制,或者限制定时器超时;或者2)满足停止UL整形的条件。如果已经满足所有条件,那么UE初始化RRC连接请求。
图10为根据一个新颖方面RRC空闲模式中的UEUL整形的方法流程图。步骤1001中,无线网络中,UE处理待发送给服务基站(eNB)的数据封包。UE处于RRC空闲模式。步骤1002中,UE辨识出该数据封包与流量类型关联。步骤1003中,如果该数据封包属于正常流量类型,那么UE进入RRC连接模式以及因此传送数据封包给网络。在步骤1004中,如果数据封包属于背景流量类型,那么直到对于UL传输满足一个触发条件,UE缓冲该数据封包以及该UE被禁止进入RRC连接模式。背景流量类型与处于背景模式的UE,以及/或者数据封包具有低QoS需求以及/或者数据封包具有小封包大小相关。
在一个实施例中,触发条件属于下列条件至少其中之一:UE进入RRC连接模式、满足预先定义缓冲器,数据封包已经被延迟一个时间段、多个已缓冲数据封包至少其中之一已经到达延迟边界、信道质量高于信道质量阈值以及UE速度比速度阈值更高。
虽然已经联系用于说明目的的特定实施例以描述本发明,但是本发明不以此为限。相应地,在不脱离本发明精神范围内可以对所描述实施例的多个特征进行各种润饰、修改以及组合,本发明保护范围以权利要求为准。
Claims (20)
1.一种方法,包含:
无线网络中,透过用户设备处理一个待发送给基站的数据封包,其中该用户设备处于无线资源控制RRC空闲模式;
辨识出该数据封包与流量类型相关;
进入RRC连接模式以及因此传送该数据封包给该网络,如果该数据封包属于正常流量类型;以及
如果该数据封包属于背景流量类型,缓冲该数据封包,其中直到满足触发条件,该用户设备被禁止进入RRC连接模式。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该触发条件属于下列条件其中之一:该用户设备进入RRC连接模式,满足预先定义缓冲器,延迟该数据封包一个时间段,多个已缓冲数据封包至少其中之一已经到达延迟边界,信道质量高于信道质量阈值,以及用户设备速度低于速度阈值。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该预先定义缓冲大小为基于物理存储器大小、每一子帧承载的字节数量以及该用户设备上一个或者多个运行中应用至少其中之一。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该时间段为基于该用户设备决定的禁止时间、该基站决定的禁止时间、移动性管理实体决定的禁止时间至少其中之一。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,该禁止时间的值根据下列几者至少其中之一而决定:寻呼周期、追踪区域更新定时器、流量统计以及默认不连续接收DRX周期。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该延迟边界由该用户设备决定的公共数值以及/或者该用户设备上一个或者多个运行中应用而控制。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该信道质量阈值由预先定义参考信号接收功率RSRP或者预先定义参考信号接收质量RSRQ,或者该用户设备决定的路径损耗值,该基站,或者移动性管理实体而决定。
8.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该用户设备的速度阈值由预先定义小区改变的数值,或者物理速度,或者该用户设备、该基站或者移动性管理实体决定的移动状态而控制。
9.如权利要求2所述的方法,其特征在于,基于该用户设备的该信道质量、该用户设备速度、用户设备电池寿命、用户设备屏幕状态、流量类型以及网络负载至少其中之一,该用户设备决定应用哪个触发条件。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包含:
有关是否该禁止被应用以及相关参数,发送指示给该网络。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,该用户设备从该基站,基于该指示而接收RRC释放定时器。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,基于该指示,由该基站将该用户设备释放到RRC空闲模式。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该用户设备从该网络接收与该禁止相关的控制信息。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,该控制信息包含配置该预先定义缓冲器大小、配置该时间段以及/或者激活/去激活该禁止相关的信息。
15.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该背景流量类型与用户设备处于背景模式以及/或者该数据封包具有低服务品质QoS需求以及/或者数据封包具有小封包大小关联。
16.一种用户设备,包含:
上行链路整形模块,在无线网络中透过用户设备而处理待发送给基站的数据封包,其中该用户设备处于无线资源控制RRC空闲模式,以及其中该数据封包与流量类型关联;
传送器,在进入RRC连接模式之后,如果该数据封包属于正常流量类型,用于传送该数据封包给该网络;以及
数据缓冲器,如果该数据封包属于背景流量类型,用于缓冲该数据封包,其中直到满足触发条件,该用户设备被禁止进入RRC连接模式。
17.如权利要求16所述的用户设备,其特征在于,该触发条件属于下列条件至少其中之一:该用户设备进入RRC连接模式,满足预先定义缓冲器,延迟该数据封包一时间段,多个已缓冲数据封包至少其中之一已经到达延迟边界,信道质量高于信道质量阈值,以及用户设备速度低于速度阈值。
18.如权利要求17所述的用户设备,其特征在于,该用户设备基于下列条件至少其中之一而决定应用哪个触发条件:该用户设备的信道质量,该用户设备速度,用户设备电池寿命,用户设备屏幕状态,流量类型以及网络负载。
19.如权利要求16所述的用户设备,其特征在于,有关该禁止是否被应用以及相关参数,该用户设备发送指示给该网络。
20.如权利要求16所述的用户设备,其特征在于,该用户设备从该网络接收有关该禁止的控制信息。
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