使用终端建议的DRX/DTX模式的电信网络中的非连续业务的制作方法

文档序号:14751889发布日期:2018-06-22 20:59阅读:328来源:国知局
使用终端建议的DRX/DTX模式的电信网络中的非连续业务的制作方法

本发明涉及电信网络的电信设备与网络节点之间的非连续数据通信。特别地,其涉及使用由电信设备建议的DRX/DTX模式的通信。



背景技术:

为了发送和接收信号,移动电信设备包括调制解调器,调制解调器通常由可以是物理上分离或物理上不分离的不同的硬件组件组成。一般的,这些组件可以划分为所谓的无线电块和所谓的基带块。无线电块负责向基站发送(Tx)射频,即,在所谓的上行(UL)方向上,将数字信号调制为在某个载频上发送的模拟信号,并且还负责接收(Rx),其意味着对从(一个或多个)基站到终端的下行(DL)方向上发送的无线电信号进行解调。此后,调制解调器的基带块负责对发送到无线电块的数据/从无线电块发送的数据进行编码和解码,其遵循诸如移动无线电通信系统(如WCDMA或LTE)所定义并标准化的通信协议。

在刚刚提及的两种通信技术(WCDMA和LTE)中,调制解调器能够在连续模式下运行,这意味着一旦调制解调器在例如语音呼叫或数据发送/接收会话中是激活的,调制解调器内的无线电块由于信号的发送和接收而是持续激活的。然而,由于无线电块通常消耗大量的来自电池的电流量,但即使当调制解调器在例如语音呼叫或数据发送/接收会话中是激活的,如果调制解调器改为能够在非连续模式下运行并且在较短的时间周期内关闭无线电块,则还是存在提高电池寿命的可能。

在WCDMA和LTE的标准化中都已经认识到节省电池电流的该可能,并且,针对上行和下行,将用于这样的电池寿命提高技术的基本技术分别称为非连续接收(DRX)和非连续发送(DTX)。DRX和DTX的基本功能是网络经由针对某一会话的、其控制的基站来识别DRX/DTX的可能的使用,并且向终端发送识别DRX/DTX模式的控制信号。DRX/DTX模式确定了在哪些周期允许终端关闭接收机(针对DRX)和发送机(针对DTX)。因此,当DRX/DTX被激活时,数据的发送和接收在无线电块开启时突发完成。在这些突发之间,关闭无线电块的Tx和/或Rx部分,节省电池电量,而基带块仍然是激活的,为前一个和下一个发送/接收突发而处理数据。DRX/DTX的属性完全由网络和基站控制,终端不可能影响DRX/DTX参数的选择,这常常导致DRX/DTX参数的非优化的选择。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种移动电信设备,该移动电信设备使用一种相比于现有设备将更节省电池的DRX/DTX模式。

该目的通过一种移动电信设备来实现,该移动电信设备包括:应用模块,该应用模块被配置为执行一个或多个应用;无线电模块,该无线电模块被配置为向远程网络节点传送无线电信号并且接收来自远程网络节点的无线电信号;以及基带模块,该基带模块被配置为向无线电模块传送数据并且接收来自无线电模块的数据,并且被配置为使用通信协议对数据进行编码和解码。基带模块包括调制解调器使用分析子模块,该调制解调器使用分析子模块被配置为从一个或更多个应用接收调制解调器请求,并且分析在预定时间周期内接收到的所有调制解调器请求。基带模块还包括模式建议子模块,该模式建议子模块被配置为从调制解调器使用分析子模块接收关于调制解调器请求的信息,并且使用关于调制解调器请求的信息来选择接收和发送模式。基带模块还包括无线资源控制协议处理器,该无线资源控制协议处理器被配置为向网络节点发送一个或更多个限定所选择的接收和发送模式的参数。

对现有技术中的网络节点,由于网络节点不会完全得知在每个连接的终端中运行的服务所期望的数据发送/接收属性,所以为每个激活的终端估算和选择最适合的DRX/DTX参数可能是复杂的。仅仅几个标准的/典型的DRX/DTX设置会被基站使用,并总是在没有检查是否存在节省更大量的终端电池电流的可能性的情况下,单独地被发送到终端。在本发明中,提供了为终端建议所提议的DRX/DTX参数并将该建议发送给基站的可能性。关于使用哪个DRX/DTX模式的确定,将优选地仍然保留在网络和基站控制中,但是所提议的技术方案将基于每个终端的服务的使用来提高基站使用合适的DRX/DTX模式的可能性,从而提高终端内的电池寿命。

在实施方式中,如上所述的移动电信设备被配置为:

-从网络节点接收控制信号,控制信号标识了用于特定会话的进一步的接收和发送模式,以及

-根据进一步的接收和发送模式,在会话期间开启和关闭无线电模块。

在进一步的实施方式中,模式建议子模块被配置为从一组存储在移动电信设备上的可能的模式中选择接收和发送模式。

根据本发明的另一方面,提供了一种用于电信网络的网络节点,包括无线电模块,该无线电模块被配置为将无线电信号发送到移动电信设备以及接收来自移动电信设备的无线电信号;以及基带模块,该基带模块被配置为向无线电模块传送数据并且接收来自无线电模块的数据,并且被配置为使用通信协议来对数据进行编码和解码。基带模块包括:

-提议的模式接收子模块,该提议的模式接收子模块被配置为接收一个或更多个参数,该一个或更多个参数限定了将从移动电信设备接收到的提议的接收和发送模式;

-模式选择子模块,该模式选择子模块被配置为选择接收和发送模式,其中如果满足一个或更多个网络准则,则将选择提议的接收和发送模式;

-无线资源控制协议处理器,该无线资源控制协议处理器被配置为接收并向移动电信设备发送限定了选择的接收和发送模式的一个或更多个参数。

在实施方式中,该一个或多个准则包括以下准则中的至少一个或更多个:

-网络接收机中的干扰水平低于可接受水平;

-丢失移动电信设备和网络节点之间的连接的风险低于可接受的风险水平。

根据本发明的另一方面,提供了一种移动电信设备执行的方法,该方法包括:

-经由调制解调器来与远程网络节点建立通信;

-执行一个或更多个应用,其中应用请求接入调制解调器;

-在预定的时间周期内分析调制解调器请求;

-使用关于调制解调器请求的信息来选择接收和发送模式;

-向网络节点发送一个或更多个参数,该一个或更多个参数限定了所选择的接收和发送模式。

根据本发明的另一方面,提供了一种电信网络的网络节点执行的方法,包括:

-经由调制解调器来与移动电信设备建立通信;

-从移动电信设备接收RRC连接请求,RRC连接请求包括一个或更多个参数,该一个或更多个参数限定了建议的接收和发送模式;

-选择接收和发送模式,其中如果满足一个或更多个网络准则,则将选择建议的接收和发送模式;

-向移动电信设备发送RRC连接建立消息。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的移动电信设备;

图2示意性地示出了移动电信网络的网络节点的实施方式;

图3示出了根据实施方式的移动通信设备和网络节点之间的RRC连接建立的通信图;

图4示出了根据进一步的实施方式的移动通信设备和网络节点之间的RRC连接建立的通信图;

图5示出了无线电模块的DRX/DTX活动性的状态图的示例;

图6示出了无线电模块的DRX/DTX活动性的状态图的另一示例;

图7是根据实施方式的在网络节点中实现的选择过程的示例的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明,其中通篇使用相同的附图标记指代相同的元件。

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的移动电信设备1。移动电信设备1包括应用模块2,该应用模块2配置为运行一个或多个应用21、22、23。设备1还包括调制解调器3和接口4。此外,移动电信设备1包括电池5,该电池5设置成向应用模块2、接口4和调制解调器3提供能量。

调制解调器3包括无线电模块7(也称为无线电块),其配置为将无线电信号传送到远程网络节点和接收来自远程网络节点的无线电信号。调制解调器3还包括基带模块8(也称为基带块),其配置为将数据传送到无线电模块7和接收来自无线电模块7的数据。基带模块8配置为使用诸如WCDMA的通信协议来编码和解码从无线电模块7接收到的数据。基带模块8包括调制解调器使用分析子模块10、模式建议子模块11和协议处理器12。应用模块2可以是运行例如Android、Windows或者IOS的操作系统以及一个或更多个软件应用的处理器。软件应用可以包括通常运行于移动电话上的各种类型的应用。应用的示例为:语音通信应用、软件游戏、互联网应用等等。

调制解调器使用分析子模块10配置为从应用21、22、23接收调制解调器请求并且分析所有的调制解调器请求。通常,分析子模块10重复地分析在一个预定的时间周期内接收到的调制解调器请求。针对每个重复的分析周期的典型的时间周期可以持续长于100ms并且少于100s。

模式建议子模块11配置为从调制解调器使用分析子模块10接收聚合的调制解调器请求信息,以及配置为根据如从调制解调器使用分析子模块10发送的调制解调器请求信息的属性来从一组可能的模式中选择出接收和发送(DRX/DTX)模式。属性可以包括关于请求的重复频率的信息、数据负载的变化、以及关于针对每个数据请求的突发性的信息。信息对于上行和下行方向可以分别是独立的。

模式建议子模块11分析如上所述的调制解调器请求信息的属性,以选择适合的DRX/DTX模式。将参照图7阐述如何能够实现这样的选择过程的示例。

协议处理器12也称为无线资源控制(RRC)协议处理器12,其配置为使用例如3GPP协议来创建到网络节点(图1中未示出)的信号,该信号并入有一个或多个限定所选择的DRX/DTX模式的参数。

当应用21、22、23中的一个需要接入由调制解调器3提供的服务时,其需要向调制解调器3请求连接。这经由接口4来完成。在其他实施方式中,可以没有接口。但是,为了使得应用模块(例如,运行android、IOS或者任何其他标准的操作系统)独立于调制解调器功能,优选使用应用-至-调制解调器接口。该接口使得应用侧更通用。

如上所述,将所有需要的调制解调器使用概况发送到模式建议子模块11。该子模块配置为基于由分析子模块10提供的总的调制解调器使用信息来提议合适的DRX/DTX模式。当DRX/DTX模式建议子模块11已经找到提议的模式时,其将该信息发送到RRC协议处理器12,然后,协议处理器12将使用3GPP协议来向网络节点传送该提议。

图2示意性地示出了移动电信网络的网络节点30的实施方式。仅仅示出涉及本发明的实施方式的组件。网络节点30可以是基站,其在WCDMA中称作NodeB以及在LTE中称作eNodeB。网络节点30包括调制解调器33。调制解调器33包括无线电模块37,该无线电模块37配置为将无线电信号传送到移动电信设备(例如图1中所示的电信设备1)和接收来自移动电信设备的无线电信号。调制解调器33还包括基带模块38,该基带模块38配置为传送数据到无线电模块37和接收来自无线电模块37的数据。基带模块38配置为使用诸如为WCDMA的通信协议来编码和解码从无线电模块37接收到的数据。基带模块38包括建议模式接收模块40、模式选择模块41和协议处理器42。无线电模块37包括一个或更多个物理接收和发送信号的天线43。无线电模块37配置为将无线电信号变换成数字数据/从数字数据变换为无线电信号。调制解调器基带模块38配置为处理数字数据以及配置为根据3GPP标准来创建协议信号。

协议处理器42从移动电信设备1接收RRC信令,并将信息传送到所谓的“建议模式接收”模块40。模块40为接收子模块,其配置为接收和/或处理由一个或更多个移动电信设备建议的DRX/DTX模式。在实施方式中,建议模式接收模块40将所接收到的提议(即,建议)传送到DRX/DTX模式选择模块41。在实施方式中,建议模式接收模块40配置为将所有的请求组合成关于来自所有激活的设备的DRX/DTX模式请求的概要信息,以及配置为将此信息发送到选择模块41。

在实施方式中,可能的模式的列表由DRX/DTX模式选择模块41来存储和/或管理。作为一个示例,该信息可以是负责由网络提供的服务的运营商所允许、以及或由实现网络节点的网络销售商推荐的预定的DRX/DTX模式。如果所建议的模式能够在列表中找到,DRX/DTX模式选择模块41可以根据一个或更多个网络要求的准则来确定在与移动通信设备1的通信会话中使用此模式。这样的准则中的一个可以是:考虑终端建议的DRX/DTX模式,针对所有激活的终端的所有模式的组合使用在容量(capacity)使用和流量调度灵活性上是适于网络的。如果建议的模式不满足这样的准则,DRX/DTX模式选择模块41将确定使用最适合即将到来的(多个)会话的另一模式。应该注意的是,取决于实现,模块40和41可以是一个模块。其他的配置是可能的,如软件和/或硬件配置两者。这也应用于图1和图2中所示的其他模块。DRX和DTX的使用由网络节点30来控制,并且控制信令由高层无线资源控制(RRC)信令来完成。RRC信令块12和42处理电信设备1和网络节点30之间的RRC信号的通信。

根据实施方式,无线资源控制信令包括如下的功能:该功能不仅用于基站根据WCDMA和LTE中已有的RRC信令功能来限定和分发所选择的DRX/DTX使用模式到移动电信设备1,而且还用于移动电信装置1基于已有的、来自移动电信装置1中正在运行的应用21、22、23的发送和接收需求来定期发送提议的DRX/DTX使用模式。移动电信设备1配置为用信号通知对于移动电信设备1最适合的推荐的DRX/DTX模式,以及配置为将此包括在所谓的RRC连接建立的规范中。

图3示出了根据实施方式的指示移动电信设备1和网络节点30之间的RRC连接建立的通信图。RRC连接建立是终端发起的(即,由终端1发起)并且对3GPP标准应有的修改包括建议的DRX/DTX模式,参见由箭头101所指示的RRC连接请求。网络节点30接着将考虑由移动电信设备1建议的模式来选择DRX/DTX模式。在来自网络节点30的响应中,作为RRC连接建立的一部分,网络节点30将在RRC连接建立消息中用信号通知所选择的DRX/DTX模式,参见箭头102。接下来,设备1将向网络节点30发送RRC连接完成消息,参见箭头103。

在25.331中规定了针对WCDMA的RRC信令,并在第10.3.6节描述了DRX/DTX参数,称作DTX-DRX信息。在36.331的第6.3.2节中的MAC主要配置中描述了针对LTE的、用信号通知以控制DRX/DTX功能的具体DRX/DTX参数。

图4示出了根据进一步的实施方式的指示移动电信设备1和网络节点30之间的RRC连接建立的通信图。在本实施方式中,RRC信令包括用于电信设备1在会话期间更新其推荐的DRX/DTX模式的可能性。当移动电信设备1由于例如运行在移动电信设备1中的应用的变化而具有更新推荐的DRX/DTX模式的信令的益处时,其将经由在3GPP规范中新限定的RRC信号来发送提议的DRX/DTX模式的更新,参见箭头106。网络节点30可以通过对DRX/DTX模式的重配置来响应这样的更新或可以不通过对DRX/DTX模式的重配置来响应这样的更新,参见箭头107。例如,这可以经由针对WCDMA中的物理信道重配置或LTE中的MAC主要重配置的已有协议来完成。然后,移动电信设备1将以重配置完成消息来响应,参见箭头108。

电信设备1将向网络节点30建议“最适合”的DRX/DTX模式。选择合适的DRX/DTX模式可以基于调制解调器3请求的调制解调器使用的类型。例如,在语音呼叫的情况下,其中应用正在使用语音编码器/解码器,编码器/解码器以众所周知的模式发射/接收语音帧。例如,语音编码器/解码器使用的语音帧可以包括每20ms的用于语音呼叫的20ms的数据。在此情况下,合适的一组DRX/DTX参数将确保在每20ms或者如果连接两个语音帧则每40ms等重现的短活动周期期间,调制解调器发送和接收数据。如果在连接两帧的情况下,并且如果调制解调器传输数据率足够高以在调制解调器通信链路上在少于40ms的时间内传送两个帧,则假定两个帧的传送时间为10ms,调制解调器可以在剩余的30ms期间可能关闭其无线电模块,直到从语音编码器/解码器接收到两个新的语音帧。因此,对于这样的语音呼叫,在每个新的调制解调器活动之间的40ms的周期是最小化调制解调器使用、同时保持相对低的传输延迟的“最合适”的值。这样的示例在图5中例示的状态图中示出。图5示出了无线电模块7的状态的状态图的示例,其中,在每40ms的周期期间,调制解调器关闭30ms,以最小化调制解调器功率消耗。

但是,如果电信设备1在时间上的某个点开始使用在线游戏,该在线游戏每10ms经由调制解调器接入接口4请求调制解调器接入以用于更新游戏数据,最合适的DRX/DTX参数将不同。以上提及的40ms活动周期将意味着许多请求的游戏更新将需要等待并因此被延迟,直到允许调制解调器激活其无线电模块7。合适的DRX/DTX模式优选的是允许调制解调器每10ms发送数据。

优选地,最适合的DRX/DTX参数是使调制解调器3尽可能长周期地去激活无线电模块7的那些参数,从而节省电池电流,当然依旧要求移动电信设备1和网络节点30不丢失他们的连接。由此,应该清楚的是,必须在节省与DRX/DTX参数所允许的一样多的电池功率和仍然保持DRX/DTX参数设置之间找到平衡,其中,该电池功率通过去激活功率消耗无线电模块7来节省,DRX/DTX参数设置使得设备1和网络节点30可以传送保持连接同步所需要的控制信号。

在现有的DRX/DTX模式的描述中,如在针对WCDMA的规范25.331和针对LTE的规范36.331中所描述的,存在用于限定某个DRX/DTX模式的若干参数。参数中的一个称作“inactivityThreshUeDrxCycle”。该参数限定了调制解调器在每个激活Rx周期之后被强制开启多长时间,从而在应用将需要额外的数据被传送的情况下做好准备。在应用突发地发送数据的情况下,具有“inactivityThreshUeDrxCycle”的较长的值可以是好的,其中,应用突发地发送数据意味着当一个分组到达时,很可能更多的分组很快到来。由此,然后,不应该允许调制解调器3在某个周期内去激活无线电模块7,使得其为下一个分组做好准备。如果网络节点30选择发送参数“inactivityThreshUeDrxCycle”的较高的值,例如40-60ms,其将意味着由于对于语音呼叫,已知在一个语音帧后没有额外的语音帧立即到来,所以这完全不是针对语音呼叫做出的定制。他们总是以其之间的已知的时间间隔而到来,例如在20ms或40ms(如上所述)。

因此,如果网络一般性地(非做出定制的设置)使用例如40ms以用于该参数,则终端将永远不能针对语音呼叫去激活无线电模块7中的接收机。当开启时,接收机消耗至少40mA。

通过实现本发明,针对诸如语音服务的不同的终端服务的做出定制的模式选择是可能的。示例将是为移动电信设备1建议其中参数“inactivityThreshUeDrxCycle”被设置为0的DRX/DTX模式,允许移动电信设备1在每个语音帧之后立即关闭无线电模块7的接收机部分。这可以提供25%的Rx占空比,而不是100%的Rx占空比。因此,在语音呼叫期间,仅仅在无线电模块7的接收机侧通常已经可以节省30mA。对于这样的情况,在图6中示出的状态图里例示了可能适合的模式。如果进一步假定在接收机侧关闭的同一时间期间、可以关闭无线电模块的发送侧(即,允许在每个语音帧已经被发送后关闭发送机),则通过将发送周期设置为每40ms,设备1可以建议DRX/DTX模式,如图5所示,其将会将总的RF占空比从100%减少到25%,在语音呼叫期间可能给出大约75-100mA的节省。

以上提及的图5和图6的示例仅仅是本发明如何能够提高DRX/DTX的使用的一个例示。做出定制的模式的属性将取决于请求调制解调器接入的移动电信设备1中正在运行的服务,并且人们还可以考虑服务和他们的做出定制的模式的其他示例。一个示例是游戏服务,如上提及地通常以其间相对短的周期请求规律的网络接入。在10ms的服务请求模式下,做出定制的DRX/DTX模式可以要求激活周期之间为10ms,并且为了尽可能快地关闭无线电模块7,去激活门限参数“inactivityThreshUeDrxCycle”的建议值可以为0ms。

图7示出了根据实施方式的描述由模式建议子模块11执行的选择过程的示例。在第一步骤701,模式建议子模块11接收关于聚合的调制解调器使用的属性的信息。然后,在步骤702,基于接收的调制解调器请求信息,其选择某个DRX/DTX模式,该模式为无线电模块提供去激活的最长周期。模式建议子模块还需要考虑无线电通信环境的当前属性。在合适模式的选择中,在步骤702中,子模块还将分析这点并且考虑例如无线电接收机的最小占空比,从而维持与基站的同步。在步骤703,分析从步骤702输出的结果。如果基于使用、从步骤702选择出的DRX/DTX模式不在保持网络同步的终端感知界限内,跟随着下一步骤704,其中,调整所选择的DRX/DTX模式,从而保证具有调整后的DRX/DTX模式的终端无线电模块将足够频繁地开启,以从网络接收所需的控制信息。由此,该步骤能够可能地调整在步骤702中发现的DRX/DTX模式,以带来更高一点的无线电模块的使用。在下一步骤705,将建议的DRX/DTX模式发送到网络节点。

在实施方式中,模式建议子模块11配置为包括滞后器,该滞后器依据防止子模块11转发新建议的DRX/DTX模式直到定时器过期的定时器。在另一实施方式中,模式建议模块仅仅在模式中多于一个参数已经变化时才转发新建议的DRX/DTX模式。这两个实施方式都包括对可能的新的模式信令的限制,以最小化信令开销。因为每个传送的控制信息(即,新的DRX/DTX模式的任意建议)将导致通信系统中的额外开销,所以,优选的,终端1仅仅在相比于之前所建议的模式将发生显著的调制解调器功耗节省时建议新的DRX/DTX模式。还想像到使用针对某个时间周期的建议的模式的数量的常规限制。

尽管已经关于某些优选实施方式示出和描述了本发明,但对本领域其他技术人员而言,根据对说明书的阅读和理解而进行等同和修正是显而易见的。例如,不使用3GPP协议,可以使用能够适用DRX/DTX方案的任何其他类型的无线通信协议。本发明包括所有这样的等同物和修改,并且仅由下面的权利要求的范围来限定。

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