在不同无线电接入技术之间切换的方法和移动通信设备与流程

1.本发明总体上有关于无线通信技术领域。更具体地，本发明的各方面有关于用于在不同无线电接入技术(radio access technology，rat)之间切换的方法和设备。


背景技术：

2.在典型的移动通信环境中，诸如移动电话(也称为蜂窝电话或小区电话)或平板个人电脑(personal computer，pc)的具有无线通信能力的ue(也称为移动台(mobile station，ms))可以将语音和/或数据信号发送到一个或多个移动通信网络。ue和移动通信网络之间的无线通信可以使用各种rat执行，例如，全球移动通信系统(global system for mobile communication，gsm)技术、通用封包无线电服务(general packet radio service，gprs)技术、全球演进的增强数据速率(enhanced data rates for global evolution，edge)技术、宽带码分多址接入(wideband code division multiple access，wcdma)技术、码分多址接入2000(code division multiple access 2000，cdma-2000)技术、时分-同步码分多址接入(time division-synchronous code division multiple access，td-scdma)技术、全球互通微波接入(worldwide interoperability for microwave access，wimax)技术、长期演进(long term evolution，lte)技术和先进的lte(lte-advanced，lte-a)技术等。具体地，gsm/gprs/edge技术也称作2g技术；wcdma/cdma-2000/td-scdma技术也称作3g技术；以及lte/lte-a/td-lte技术也称作4g技术。
3.在各种电信标准中已采用这些rat技术以提供使得不同移动通信设备能够在市政级、国家级、区域级甚至全球级别上进行通信的通用协议。新兴电信标准的一个示例是5g新无线电(new radio，nr)。5g nr是对由第三代合作伙伴计划(the third generation partnership project，3gpp)发布的lte移动标准的增强集。其设计旨在通过提高频谱效率、降低成本以及改善服务来更好地支持移动宽带互联网接入。
4.然而，连接到5g网络并处于空闲状态的ue的功耗(130.3ma)几乎是连接到4g网络并处于空闲状态的ue的功耗(44.1ma)的三倍。当连接到5g网络的ue信号质量变差时，功耗可能会增加。此外，当ue的数据传输速率低于阈值(例如30mbps)时，连接到4g网络的ue的功率效率会优于连接到5g网络的ue。
5.因此，需要在不同rat之间切换的方法和设备，以有效地降低ue的功耗。


技术实现要素：

6.以下发明内容仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。也就是说，提供以下发明内容以介绍本文描述的新颖且非显而易见的技术的概念、亮点、益处和优点。下文进一步详细地描述了所选实施方式而不是所有。因此，以下发明内容既不旨在确定要求保护的主题的基本特征，又不旨在用于确定要求保护的主题的范围。
7.因此，本发明的主要目的在于提供一种在不同rat之间切换的方法和设备以克服上述缺点。
8.在示例性实施例中，由驻留在使用第一rat的第一小区中的移动通信设备执行一种方法。该方法包括：由该移动通信设备的控制器确定该移动通信设备在该第一小区中的数据传输速率；该控制器根据所确定的该数据传输速率发送第一测量报告，其中该第一测量报告用于触发该第一小区发起的切换进程或用于释放rrc连接；以及在发送该第一测量报告之后，该控制器经由该切换进程或本地释放进程切换到驻留在使用第二rat的第二小区。
9.在一些实施例中，第一rat是5g nr，第二rat是4g lte，并且发送第一测量报告包括：发送该第一测量报告以响应于所确定的该数据传输速率低于阈值。
10.在一些实施例中，第一rat是4g lte，第二rat是5g nr，并且发送第一测量报告包括：发送该第一测量报告以响应于所确定的该数据传输速率高于阈值。
11.在一些实施例中，第一测量报告包括指示移动通信设备与第一小区之间的信号质量太差以致不能维持移动通信设备与第一小区之间的连接的参数。
12.在一些实施例中，信号质量包括rsrp和rsrq。
13.在一些实施例中，当第一小区配置了第二小区的测量时，发送第一测量报告。
14.在一些实施例中，该方法进一步包括：当第一小区未配置第二小区的测量时，发送旨在触发测量控制进程的第二测量报告以测量第二小区。
15.在一些实施例中，该方法进一步包括：当释放rrc连接时，接收第一小区发送的rrc连接释放消息。
16.在一些实施例中，本地释放进程包括：释放移动通信设备与第一小区之间的连接以响应于在发送第一测量报告之后的一段时间内切换进程未触发。
17.在一些实施例中，本地释放进程进一步包括根据来自第一小区的plmn列表获得第二小区相关的信息。
18.在示例性实施例中，一种移动通信设备，包括：无线收发器，被配置为使用第一rat进行无线发送和接收；以及耦接于该无线收发器的控制器，该控制器被配置为：确定驻留在该第一小区中的该移动通信设备的数据传输速率；根据所确定的该数据传输速率发送第一测量报告，其中该第一测量报告用于触发该第一小区发起的切换进程或用于释放rrc连接；以及在发送该第一测量报告之后，经由该切换进程或本地释放进程切换到驻留在使用第二rat的第二小区。
19.本发明提出在不同无线电接入技术之间切换的方法和移动通信设备，利用在不同rat之间切换，实现了降低功耗的有益效果。
附图说明
20.通过参考附图阅读后续的详细描述和示例，可以更全面地理解本技术，其中：
21.图1为根据本发明实施例的移动通信环境的框图。
22.图2为示出根据本发明实施例的移动通信设备的框图。
23.图3是示出了根据本发明实施例的在不同rat之间切换的方法的流程。
24.图4a～4c是根据本发明第一实施例示出在不同rat之间切换的方法的详细流程图。
25.图5a～5c是根据本发明第二实施例示出在不同rat之间切换的方法的详细流程
point，trp)，并且每个gnb或trp可以被称为5g蜂窝站。一些gnb功能可能分布在不同的trp上，而其他功能可以是集中的，保留具体部署的灵活性和范围以满足具体情况的要求。ng-cn可以支持各种网络功能，包括接入和移动管理功能(access and mobility management function，amf)、位置管理功能(location management function，lmf)会话管理功能(session management function，smf)、用户平面功能(user plane function，upf)、策略控制功能(policy control function，pcf)、应用功能(application function，af)、认证服务器功能(authentication server function，ausf)和非3gpp互通功能(non-3gpp inter-working function，n3iwf)，其中每个网络功能可以实现为专用硬件上的网络元件，或运行在专用硬件上的软件实例，或作为在合适平台(例如，云基础设施)上实例化的虚拟化功能。
35.图2为根据本发明实施例示出移动通信设备200的框图。其中，移动通信设备200可以指的是ue(例如，ue 110)
36.如图2所示，移动通信设备可以包括无线收发器210、控制器220、存储设备230、显示设备240和输入/输出(input/output，i/o)设备250。
37.无线收发器210可以被配置为执行无线发送和接收。具体地，无线收发器可以包括基带处理设备211、射频(radio frequency，rf)设备212和天线213，其中设天线213可包括天线阵列用于波束成形。
38.基带处理设备211被配置为执行基带信号处理。基带处理设备211可以包括多个硬件组件以执行基带信号处理，包括模拟数字转换(analog-to-digital conversion，adc)/数字模拟转换(digital-to-analog conversion，dac)、增益调整、调制/解调、编码/解码等。
39.rf设备212可以经由设天线213接收rf无线信号，将接收的rf无线信号转换为基带信号，该基带信号由基带处理设备211处理，或者rf设备212从基带处理设备211接收基带信号，并将接收的基带信号转换为rf无线信号，然后经由天线213发送。rf设备212还可以包括多个硬件设备以执行射频转换。例如，rf设备212可以包括混频器，用于将基带信号与在所支持的蜂窝技术的射频中振荡的载波相乘，其中取决于使用的rat，射频可为5g(例如，nr)系统中使用的任何射频(例如，毫米波30ghz～300ghz，或用于6ghz以下频段的3.3ghz～4.9ghz)或可为另一射频。
40.控制器220可为通用处理器、微控制单元(micro control unit，mcu)、应用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、图形处理单元(graphics processing unit，gpu)、全息处理单元(holographic processing unit，hpu)、神经处理单元(neural processing unit，npu)等等，控制器220包括提供以下功能的各种电路：数据处理和计算、控制无线收发器210与无线通信网络120进行通信、向存储设备230存储数据或从存储设备230检索数据(例如，程序代码)、向显示设备240发送一系列帧数据(例如，表示为文本消息、图形、图像等等)以及从i/o设备250接收输入信号或向i/o设备250发送输出信号。
41.具体地，控制器220可以协调无线收发器210、存储设备230、显示设备240和i/o设备250的上述操作，以用于在不同无线电接入技术之间切换的方法。
42.在另一实施例中，控制器220可以合并到基带处理设备211中，以用作基带处理设
备211。
43.如本领域技术人员所理解的，控制器220的电路通常会包括晶体管，该晶体管以根据本文中所描述的功能和操作来控制电路的操作的方式配置。将进一步理解的是，晶体管的特定结构或互连通常会由编译程序确定，例如，寄存器传输语言(register transfer language，rtl)编译器。rtl编译器可以由处理器根据与汇编语言代码非常相似的脚本操作，以将脚本编译成最终电路的布局或制造所使用的形式。实际上，rtl以其在促进电子和数字系统的设计流程中的作用和用途而闻名。
44.存储设备230可为非暂时性计算机可读存储介质，包括存储器(例如，闪存或非挥发性随机存取存储器(non-volatile random access memory，nvram)、磁存储装置(例如，硬盘磁盘或磁带)、光盘或其任何组合，用于存储数据、指令和/或应用、通信协议和/或本技术方法的程序代码。例如，通信协议可以包括4g lte或5g nr协议栈，其包括非接入层(non-access-stratum，nas)、无线电资源控制(radio resource control，rrc)层、分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol，pdcp)/无线电链路控制/(radio link control，rlc)层、媒介接入控制(media access control，mac)层和物理(physical，phy)层。在一个示例中，本发明的方法可以被实施为通信协议的一部分。
45.显示设备240可以是液晶显示器(liquid-crystal display，lcd)、发光二极管(light-emitting diode，led)显示器、有机发光二极管(organic led，oled)显示器或者电子纸显示器(electronic paper display epd)等，用于提供显示功能。或者，显示设备240可进一步包括设置在其上或其下方的用于感测物体(例如手指或指示笔)的接触、连接或接近的一个或多个触摸传感器。
46.i/o设备250可以包括一个或多个按钮、键盘、鼠标、触摸板、摄像机、麦克风和/或扬声器等，以用作用于与用户交互的人机接口(man-machine interface，mmi)，例如接收用户输入以及输出提示性语言到用户。
47.应当理解，图2的实施例中描述的组件仅用于说明目的，而不旨在限制本技术的范围。例如，移动通信设备可以包括更多组件，例如电源和/或全球定位系统(global positioning system，gps)设备，其中电源可为向移动通信设备(例如，ue)的所有其他组件提供电力的移动的/可更换的电池，并且gps设备可以提供移动通信设备(例如，ue)的位置信息，以供一些基于位置的服务或应用使用。或者，移动通信设备可以包括更少的组件。例如，移动通信设备(例如，ue)可以不包括显示设备240和/或i/o设备250。
48.图3是示出了根据本发明实施例的在不同rat之间切换的方法的流程图300，其中该方法应用于移动通信设备(例如，ue 110)并由其执行。
49.在步骤s305中，移动通信设备确定移动通信设备在第一小区中的数据传输速率。
50.然后，在步骤s310中，移动通信设备根据所确定的数据传输速率发送第一测量报告，其中第一测量报告用于触发第一小区发起的切换进程或用于释放无线电资源控制(radio resource control，rrc)连接。
51.具体地，在第一rat是5g nr以及第二rat是4g lte的情况下，发送第一测量报告，以响应于所确定的数据传输速率低于第一阈值。在第一rat是4g lte以及第二rat是5g nr的情况下，发送第一测量报告，以响应于所确定的数据传输速率高于第二阈值。第一阈值和第二阈值彼此不相关。
52.在一个实施例中，第一测量报告包括指示移动通信设备和第一小区之间的信号质量太差以致不能维持移动通信设备和第一小区之间的连接的参数，其中信号质量包括参考信号接收功率(reference signal received power，rsrp)和参考信号接收质量(reference signal received quality，rsrq)。
53.在另一实施例中，当由第一小区配置了第二小区的测量时，发送第一测量报告。当测量不是由第一小区配置时，移动通信设备发送旨在触发测量控制进程的第二测量报告以测量第二小区。
54.在步骤s315中，在发送第一测量报告之后移动通信设备通过切换进程或本地释放进程切换到驻留在使用第二rat的第二小区。
55.在一个实施例中，在切换进程中，移动通信设备在释放rrc连接时接收第一小区发送的rrc连接释放消息。
56.在另一实施例中，在本地释放进程中，移动通信设备释放移动通信设备与第一小区之间的连接，以响应于在步骤s310中发送第一测量报告之后的一段时间内切换进程未触发。具体地，在本地释放进程中，在切换进程未触发时，移动通信设备可以首先根据来自第一小区的公共陆地移动网络(public land mobile network，plmn)列表获取第二小区相关的信息。然后，移动通信设备根据plmn列表搜索使用第二rat的第二小区。当根据plmn列表确定存在使用第二rat的第二小区时，移动通信设备执行本地释放并从第一小区切换到驻留在第二小区。
57.在本发明提供了多种实施方式。下文通过两个实施例对本发明的两种主要实施方式进行说明。第一实施例为移动通信设备从5g网络切换到4g网络的实施方式。第二实施例为移动通信设备从4g网络切换到5g网络的实施方式。首先将描述第一实施例。
58.第一实施例
59.图4a～4c是根据本发明第一实施例示出在不同rat之间切换的方法的详细流程图400，其中该方法应用于移动通信设备(例如，ue110)并由其执行。
60.在流程开始之前，移动通信设备驻留在使用5g nr的第一小区，并且移动通信设备的数据传输速率被确定为低于阈值。
61.在步骤s405中，移动通信设备确定从使用5g nr的第一小区到使用4g lte的第二小区的切换进程是否是优选的。当移动通信设备确定第一小区到第二小区的切换进程是优选的(步骤s405中为“是”)时，在步骤s410中，移动通信设备确定第一小区是否配置了4g测量。
62.当移动通信设备确定第一小区未配置4g测量时(步骤s410中为“否”)，在步骤s415中，移动通信设备发送旨在触发测量控制进程的第二测量报告以测量第二小区。在步骤s420中，移动通信设备确定在第一时间段内第一小区是否配置了4g测量。
63.当移动通信设备确定在第一时间段内第一小区配置了4g测量时(步骤s420中为“是”)，在步骤s425中，移动通信设备确定在第二时间段内是否存在所测量的第二小区。
64.当移动通信设备确定在第二时间段内存在所测量的第二小区时(步骤s425中为“是”)，在步骤s430中，移动通信设备发送带有所测量的第二小区结果的第一测量报告，其中第一测量报告旨在触发由第一小区发起的切换进程。
65.在步骤s435中，移动通信设备确定在第三时间段内切换进程是否触发。当移动通
信设备确定在第三时间段内切换进程触发时(步骤s435为“是”)，第一小区到第二小区的切换进程已完成并且流程结束。
66.该方法返回到步骤s405。当移动通信设备确定第一小区到第二小区的切换进程不是优选的时(步骤s405中为“否”)，在步骤s440中，移动通信设备发送第一测量报告，其中第一测量报告包括指示移动通信设备与第一小区之间的信号质量太差以致不能维持移动通信设备与第一小区之间的连接的参数。在一个实施例中，信号质量包括rsrp和rsrq。
67.在步骤s445中，移动通信设备确定在释放rrc连接时，移动通信设备是否接收到第一小区发送的rrc连接释放消息。当移动通信设备确定移动通信设备接收到第一小区发送的rrc连接释放消息时(步骤s445中为“是”)，在步骤s450中，移动通信设备切换到驻留在使用4g lte的第二小区并且流程结束。
68.该方法返回到步骤s445。当移动通信设备确定移动通信设备未接收到第一小区发送的rrc连接释放消息时(步骤s445中为“否”)，在步骤s455中，移动通信设备根据来自第一小区的plmn列表获取第二小区的相关信息、根据plmn列表搜索使用4g lte的第二小区，以及根据plmn列表确定是否存在使用4g lte的第二小区。
69.当移动通信设备根据plmn列表确定存在使用4g lte的第二小区时(步骤s455中为“是”)，在步骤s460中，移动通信设备释放移动通信设备与第一小区之间的连接，切换到驻留在使用4g lte的第二小区，并且流程结束。当移动通信设备根据plmn列表确定不存在使用4g lte的第二小区时(步骤s455中为“否”)，移动通信设备仍然驻留在使用5g nr的第一小区并且流程结束。
70.该方法返回到步骤s410。当移动通信设备确定第一小区配置了4g量测时(步骤s410中为“是”)，流程进行到步骤s425。在步骤s425中，移动通信设备确定在第二时间段内是否存在所测量的第二小区。
71.该方法返回到步骤s420和步骤s425。当移动通信设备确定在第一时间段内第一小区未配置4g测量时(步骤s420中为“否”)或当移动通信设备确定在第二时间段内不存在所测量的第二小区时(在步骤s425中为“否”)，流程进行到步骤s440。在步骤s440中，移动通信设备发送第一测量报告。
72.该方法返回到步骤s435。当移动通信设备确定在第三时间段内切换进程未触发时(步骤s435中为“否”)，流程进行到步骤s440。在步骤s440中，移动通信设备发送第一测量报告。
73.第二实施例
74.图5a～5c是根据本发明第二实施例示出在不同rat之间切换的方法的详细流程图500，其中该方法应用于移动通信设备(例如，ue110)并由其执行。
75.在流程开始之前，移动通信设备驻留在使用4g lte的第一小区，并且移动通信设备的数据传输速率被确定为高于阈值。
76.在步骤s505中，移动通信设备确定从使用4g lte的第一小区到使用5g nr的第二小区的切换进程是否是优选的。当移动通信设备确定第一小区到第二小区的切换进程是优选的(步骤s505中为“是”)时，在步骤s510中，移动通信设备确定第一小区是否配置了5g测量。
77.当移动通信设备确定第一小区未配置5g测量时(步骤s510中为“否”)，在步骤s515
中，移动通信设备发送旨在触发测量控制进程的第二测量报告以测量第二小区。在步骤s520中，移动通信设备确定在第一时间段内第一小区是否配置了5g测量。
78.当移动通信设备确定在第一时间段内第一小区配置了5g测量时(步骤s520中为“是”)，在步骤s525中，移动通信设备确定在第二时间段内是否存在所测量的第二小区。
79.当移动通信设备确定在第二时间段内存在所测量的第二小区时(步骤s525中为“是”)，在步骤s530中，移动通信设备发送带有所测量的第二小区结果的第一测量报告，其中第一测量报告旨在触发由第一小区发起的切换进程。
80.在步骤s535中，移动通信设备确定在第三时间段内切换进程是否触发。当移动通信设备确定在第三时间段内切换进程触发时(步骤s535为“是”)，则第一小区到第二小区的切换进程已完成并且流程结束。
81.该方法返回到步骤s505。当移动通信设备确定第一小区到第二小区的切换进程不是优选的时(步骤s505中为“否”)，在步骤s540中，移动通信设备发送第一测量报告，其中第一测量报告包括指示移动通信设备与第一小区之间的信号质量太差以致不能维持移动通信设备与第一小区之间的连接的参数。在一个实施例中，信号质量包括rsrp和rsrq。
82.在步骤s545中，移动通信设备确定在释放rrc连接时，移动通信设备是否接收到第一小区发送的rrc连接释放消息。当移动通信设备确定移动通信设备接收到第一小区发送的rrc连接释放消息时(步骤s445中为“是”)，在步骤s550中，移动通信设备切换到驻留在使用5g nr的第二小区并且流程结束。
83.该方法返回到步骤s545。当移动通信设备确定移动通信设备未接收到第一小区发送的rrc连接释放消息时(步骤s545中为“否”)，在步骤s555中，移动通信设备根据来自第一小区的plmn列表获取第二小区的相关信息、根据plmn列表搜索使用5g nr的第二小区，以及根据plmn列表确定是否存在使用5g nr的第二小区。
84.当移动通信设备根据plmn列表确定存在使用5g nr的第二小区时(步骤s555中为“是”)，在步骤s560中，移动通信设备释放移动通信设备与第一小区之间的连接，切换到驻留在使用5g nr的第二小区，并且流程结束。当移动通信设备根据plmn列表确定不存在使用5g nr的第二小区时(步骤s555中为“否”)，移动通信设备仍然驻留在使用4g lte的第一小区并且流程结束。
85.该方法返回到步骤s510。当移动通信设备确定第一小区配置了5g量测时(步骤s510中为“是”)，流程进行到步骤s525。在步骤s525中，移动通信设备确定在第二时间段内是否存在所测量的第二小区。
86.该方法返回到步骤s520和步骤s525。当移动通信设备确定在第一时间段内第一小区未配置5g测量时(步骤s520中为“否”)或当移动通信设备确定在第二时间段内不存在所测量的第二小区时(在步骤s525中为“否”)，流程进行到步骤s540。在步骤s540中，移动通信设备发送第一测量报告。
87.该方法返回到步骤s535。当移动通信设备确定在第三时间段内切换进程未触发时(步骤s535中为“否”)，流程进行到步骤s540。在步骤s540中，移动通信设备发送第一测量报告。
88.鉴于前述实施例，可以理解的是，移动通信设备可以根据移动通信设备的数据传输速率自适应地在不同rat之间切换。本发明提供的在不同rat切换的方法及其设备，实现
了降低移动通信设备功耗的目的。
89.应当理解的是，任何所公开的流程中的任何具体顺序或步骤层次都是样本方式的示例。基于设计偏好，应当理解，流程中的具体顺序或步骤层次可以重新排列，同时保持在本发明的范围内。随附的方法权利要求以示例顺序呈现各个步骤的元素，并不意味着限于所呈现的具体顺序或层次结构。
90.在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”等序数术语来修辞权利要求元素本身并不表示一个权利要求元素相对于另一个权利要求具有任何优先权、优先次序或顺序或执行方法实施的时间顺序，然而，这种“第一”、“第二”等序数术语仅用作标记，以区分具有相同名称的一个权利要求元素与具有相同名称的另一个元素(但使用序数词)，进而区分权利要求元素。
91.虽然已经以示例的方式以及根据优选实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，它旨在涵盖各种修改和类似的布置(这对于本领域技术人员来说是显而易见的)。因此，所附权利要求的范围应给予最广泛的解释以涵盖所有此类修改和类似布置。