用户设备、接入节点设备及通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用户设备和接入节点设备。用户设备(10)被配置成用于在包括至少一个无线接入网(20)的无线通信系统中进行通信，用户设备(10)包括至少一个处理器(30)，处理器(30)被配置成将第一信息元素(IE1)用信令发送至所述至少一个无线接入网(20)的接入节点设备(40)，第一信息元素(IE1)指示用户设备(10)对数据接收的可达性。无线接入网的接入节点设备(40)，该接入节点设备(40)包括至少一个处理器(50)，处理器(50)被配置成从用户设备(10)接收包括第一信息元素(IE1)的第一信号S1并且对第一信号S1进行处理以获得第一信息元素(IE1)，第一信息元素(IE1)至少指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。此外，本发明还涉及用户节点中的相应方法、接入节点中的相应方法、通信系统、计算机程序以及计算机程序产品。
【专利说明】
用户设备、接入节点设备及通信系统
技术领域
[0001]本发明涉及通信系统的用户设备和接入节点设备。此外，本发明还涉及用户节点中的相应方法、接入节点中的相应方法、通信系统、计算机程序以及计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]在当前的蜂窝通信系统如3GPP长期演进(Long Term Evolut1n，LTE)中，网络保存关于用户设备(User EqUipment，UE)的近似位置的信息，使得网络可以借助于所谓的寻呼来发起至UE的连接。这满足UE应当对来话呼叫总是可达的要求。
[0003]此外，在具有全球地址的初始因特网协议架构中，因特网主机过去常常对进入业务量是可达的。然而，因特网已经通过网络地址转换(Network Address Translat1n ,NAT)、防火墙和其他中间盒的引入而发生演变，使得主机不能再被假设成默认可达。通常，将考虑到这一点来设计因特网服务和应用。因此，存在以下可能性:在未来的无线接入网中，使得对于UE而言寻呼是可选的。这可以简化系统架构并降低UE能耗。
[0004]在LTE中，在最后一个分组传输之后网络释放连接一段时间，这基于网络配置而变化。UE仍然处于无线资源控制(Rad1 Resource Control，RRC)连接状态下的时间长度是对当需要时被要求建立新连接的信令与当UE需要处于连接模式下时在UE处引起的附加能耗之间的折衷。对关于不连续接收(discontinous recept1n，DRX)配置的UE辅助信息的建议包括关于UE如何能够帮助网络以对UE正在运行的应用程序而言有效的方式来配置DRX的一些观点。为了能效而非最大性能，规约中一致的解决方案仅使用单个比特来用信令通知偏好。
[0005]已经提出了以下技术:移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)用UE特定超时值来配置演进通用陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Rad1Access Network，E-UTRAN)NodeB(eNB)，该UE特定超时值将被用于当计时器期满无任何UE活跃时使UE处于空闲模式下。该解决方案依赖MME来分析移动性和连接模式并且确定合适的超时值。
[0006]根据另一个现有技术解决方案，演进分组核心网(Evolved Packet Core, EPC)对被用于控制UE的可达性的计时器进行配置。EPC为UE设置比补偿计时器值大的隐含超时值，当非接入层(Non-Access Stratum,NAS)信令请求被拒绝时，该补偿计时器值被用信令发送
SUE0
[0007]在又一现有技术解决方案中，基于网络中的不同资源例如IP地址或者其他资源如回程带宽的可达性来设置连接计时器。
[0008]在IEEE802.11协议中，存在以下解决方案:在分组中用信令通知是否有正等待被传输的较多分组。这使得在802.11协议中被称为站(stat1n，STA)的UE能够一旦不存在较多分组就休眠。
[0009]较高层协议如会话初始协议(Sess1n Initiat1n Protocol，SIP)能够沿着路径用信令发送要被使用的与会话有关的参数。然而，由于接入节点的配置，这样的协议通常并不将信息直接提供至要被使用的接入网。这就要求SIP意识到返回至接入节点的节点信号。
[0010]现有技术解决方案旨在保持连接能效。然而，当UE连接至接入节点时，接入节点可以具有关于UE需求的相当精确的知识。例如，传感器节点可以只需发送UL业务量，然后，传感器节点可以将UL业务量用信令发送至网络。另一个示例是UE，该UE通常即通过寻呼对进入业务量而言无需可达，但是对于当UE连接时的短时期仍然需要对返回的与特定会话有关的业务量可达。该时期应当足够长以允许因特网上的服务器能够做出反应并且发送返回的业务量。为了达到通过抑制寻呼而可能节能的效果，测量已经表明:对于0.6秒的RRC_IDLE中的DRX周期，在当用户设备仍然处于基本屏幕关闭模式时LTE接口处于空闲状态而非关闭的情况下，电池使用期限会减少大约三分之二。
[0011]对于当前的解决方案，当用户连接至网络时，接入网执行大量处理以及信令发送，并且对用户特定状态进行设置，例如，隧道的设置，认证、授权和计费(Authenticat1n，Authorizat1n and Accounting,AAA)以及对UE上下文的取得和维护。
【发明内容】
[0012]本发明的一个目的是提供减轻或解决现有技术解决方案的缺点和问题的解决方案。
[0013]本发明的另一个目的是使得用户设备能够通过精确地控制对进入业务量而言可达的实例来使其能耗最少。
[0014]根据本发明的第一方面，使用下述用户设备(10)来达到上面提到的目的以及其他目的，所述用户设备(10)被配置成用于在包括至少一个无线接入网(20)的无线通信系统中进行通信，用户设备(10)包括至少一个处理器(30)，所述处理器(30)被配置成:
[0015]将第一信息元素(IEl)用信令发送至所述至少一个无线接入网(20)的接入节点设备(40)，所述第一信息元素(IEl)指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性(accessibility)。
[0016]可以将信息元素IE定义为包括一个或更多个适当定义的信息单元的元素。因此，根据此定义的信息元素可以包括多个较小的信息元素。此外，对数据接收的可达性表示用户设备根据旨在对寻址到用户设备的任何传输进行接收和解码的特定无线电接入技术的协议来通过无线电接口接收数据或控制信令传输。相比之下，当用户设备不可达时，用户设备可以完全关闭其无线电接口以例如节能。在一种示例实施方式中，在LTE网络中，当RRC协议处于连接状态时，用户设备将是可达的。
[0017]根据本发明的第二方面，用无线接入网的接入节点设备(40)来达到上面提到的目的和其他目的，所述接入节点设备(40)包括至少一个处理器(50)，该处理器(50)被配置成:
[0018]从用户设备(10)接收包括第一信息元素(IEl)的第一信号S1;以及
[0019]对所述第一信号31进行处理以获得所述第一信息元素(IEl)，所述第一信息元素(IEl)至少指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。
[0020]根据本发明的第三方面，用包括根据本发明的至少一个用户设备或接入节点设备的通信网络来达到上面提到的目的和其他目的。
[0021]根据本发明的第四方面，用以下用户设备(10)中的方法来达到上面提到的目的以及其他目的，所述用户设备(10)被配置成用于在包括至少一个无线接入网(20)的无线通信系统中进行通信，所述方法包括以下步骤:
[0022]将第一信息元素(IEl)用信令发送(100)到所述至少一个无线接入网(20)的接入节点设备(40)，第一信息元素(IEl)指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。
[0023]根据本发明的第五方面，用无线接入网的接入节点设备(40)中的方法来达到上面提到的目的以及其他目的，所述方法包括以下步骤:
[0024]从用户设备(10)接收(200)包括第一信息元素(IEl)的第一信号S1;以及
[0025]对所述第一信号31进行处理(210)以获得所述第一信息元素(IEl)，所述第一信息元素(IEl)至少指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。
[0026]本发明提供了用于用信令通知在无线接入网中的用户设备对数据接收的可达性的机制。根据本发明，将向通信网络通知用户设备至网络的连接性，这意味着网络能够对其资源分配进行优化并且例如以更有效的方式支持无连接的服务。由此，在通信系统中寻呼能够被减少或完全消除意味着用户设备中信令发送减少并且能耗改善。
[0027]根据本用户设备的实施方式，所述第一信息元素(IEl)用一个比特来表示。这是以非常低的开销用信令通知的非常简单的方法。
[0028]根据本用户设备的另一种实施方式，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)对数据接收可达的持续时间T。此外，根据该实施方式，所述第一信息元素(IEl)还可以指示所述用户设备(10)是在整个持续时间T期间对数据接收可达还是仅在该持续时间T的最后时刻对数据接收可达。这些实施方式通过使得用户设备能够用信令通知其对下行链路中的进入数据分组而言将可达多长时间的偏好来支持通信网络中无连接业务量的有效处理。此外，甚至在用户设备抑制对寻呼可达的情况下，这仍然使得用户设备能够具有可预测的可达性。这还使得网络能够使保存有关用户设备的信息最小化，从而使以下操作变简单:调整接入网以对大量用户设备进行处理。对于每个用户设备，将仅要求接入网对数量非常有限的软状态进行处理。
[0029]根据本用户设备的又一种实施方式，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)对数据接收可达的至少一个时间点。这具有以下优点:网络能够使用该信息来对它的资源以及打算供用户设备使用的业务量进行管理。例如，网络中的节点可以存储打算供用户设备使用的数据分组直到用户设备连接至该网络。
[0030]根据本用户设备的再一种实施方式，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)是偏好面向连接的服务还是偏好无连接的服务。该实施方式的优点在于:网络能够确定它应该对适合于面向连接的服务的资源进行分配还是它应该保留适合于通常要求较低的无连接的服务的资源。
[0031]根据本用户设备的又一种实施方式，所述第一信息元素(IEl)还指示至所述用户设备(10)或来自所述用户设备(10)的数据分组应该在无状态模式下通过作为默认路径的第一路径被转发还是应该在有状态模式下通过由用户和/或所述用户设备(10)的会话特定信息确定的第二路径被转发。该实施方式具有以下优点:网络节点可以确定接入网应该处理用户特定处理还是应该仅在核心网中或者在服务提供商的管区(domain)内处理用户特定处理。应当注意，在一些情况下，无状态模式下和有状态模式下使用的路径可以经过相同的物理链路和节点，但是所述路径逻辑上被分开，例如，在分开的载体或隧道上以不同的业务量分类被发送，从而，通过处理，数据分组在不同逻辑路径上被接收。
[0032]根据本用户设备的又一种实施方式，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)的移动性信息。这具有以下优点:网络节点可以确定用户设备是否可能在指示的可达性的持续时间内仍然被连接至同一接入节点，并且据此能够处理路由选择和移动性管理。
[0033]根据本用户设备的再一种实施方式，基于在所述用户设备(10)上运行的程序应用来确定所述第一信息元素(IEl)。该实施方式的优点在于:可达性和连接性适合于在用户设备上运行的应用程序，这使得能够使用满足应用程序要求的最节能的配置。此外，该实施方式使得用户设备能够在本地确定这些并且将优选模式用信令发送至网络，这可以使得做出明智的决定而无需关于在用户设备上运行的特定应用程序的信息。
[0034]根据本用户设备的又一种实施方式，所述第一信息元素(IEl)被嵌入在通信协议中。这具有以下优点:信息元素以有效的方式一一例如作为分组的协议头部的一部分一一被发送至网络。
[0035]根据本用户设备的再一种实施方式，所述用户设备(10)对数据接收的可达性是对下行链路数据接收的可达性。可以通过已经接收了所述信息元素IE的所述接入节点设备(40)来执行下行链路数据传输。这具有以下优点:对于至用户设备的传输而言，接入节点能够使用从用户设备接收的信息例如来调度下行链路传输。
[0036]根据本用户设备的又一种实施方式，无线接入网(20)被连接至演进分组核心EPC，并且所述第一信息元素(IEl)被嵌入在附着请求消息、请求承载资源修改消息或者触发服务请求消息中。该实施方式具有以下优点:通过在用户设备的资源分配中使用该用户设备的可达性信息，能够使得EPC网络中的过程更有效。
[0037]根据接入节点设备(40)的一种实施方式，所述设备(40)还被配置成:根据所述第一信息元素(IEl)将数据发送至所述用户设备(10)。该实施方式具有以下优点:在用户设备对数据接收可达的时刻，接入节点能够将数据发送至用户设备，而当该用户设备不可达时避免了任何传输或控制信令过程。
[0038]根据接入节点设备(40)另一种实施方式，所述接入节点设备(40)还被配置成:将所述第一信息元素(IEl)转发至接入节点、网关节点、移动性管理实体以及服务器节点中的至少一个网络节点。该实施方式具有以下优点:网络中的其他网络节点也能够使用用户设备的可达性来调度它们的操作，并且当用户设备对数据接收可达时为该用户设备提供服务。
[0039]根据接入节点设备(40)的又一种实施方式，无线接入网(20)被连接至演进分组核心EPC，并且所述第一信息元素(IEl)被嵌入在附着请求消息、请求承载资源修改消息、触发服务请求消息或初始上下文设置请求消息中。该实施方式具有以下优点:接入节点可以将第一信息元素IEl转发至EPC中的另外的网络节点，以及接入节点设备能够在NAS消息中转发第一信息元素IEl并且在通过SI接口的信令发送中使用所述第一信息元素IEl，以使得实现EPC中更有效的连接。
[0040]根据接入节点设备(40)的再一种实施方式，所述接入节点设备(40)还被配置成:将包括第二信息元素(IE2)的第二信号S2发送至所述用户设备(10)，所述第二信息元素(IE2)指示所述用户设备(10)对数据接收可达的时间延长。该实施方式具有以下优点:如果用户设备与网络之间的事务在预期的完成时间尚未完成，则可以动态地延长可达时间。
[0041]本发明还涉及计算机程序，其特征在于代码装置，当处理装置运行所述代码装置时使所述处理装置执行根据本发明的任何方法。此外，本发明还涉及计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质和所述提到的计算机程序，其中，所述计算机程序被包括在计算机可读介质中，所述计算机可读介质包括ROM(只读存储器)、PR0M(可编程R0M)、EPR0M(可擦除PROM)、闪速存储器、EEPR0M(电EPROM)和硬盘驱动器中的一个或更多个。
[0042]根据下面的详细描述，本发明的另外的应用和优点将是明显的。
【附图说明】
[0043]附图旨在阐明和说明本发明的不同实施方式，其中:
[0044]-图1示出了根据本发明的实施方式的在网络中传播第一信息元素IE的基本信令发送过程；
[0045]-图2A和图2B示出了根据本发明的实施方式的第一信息元素IE;
[0046]-图3示出了根据本发明的实施方式的基本信令发送过程以及用于时间延长的网络信令；
[0047]-图4示出了根据本发明的实施方式的用户设备与接入节点设备之间的信令发送；
[0048]-图5示出了根据本发明的用户设备中的方法；
[0049]-图6示出了根据本发明的接入节点设备中的方法；
[0050]-图7示出了根据本发明的用户设备的实施方式；以及
[0051]-图8示出了根据本发明的接入节点设备的实施方式。
【具体实施方式】
[0052]本发明的基本前提是:在通信网络中寻呼可以是可选的，原因在于实际上所有因特网服务被设计成使客户端而不是服务器需要对连接进行初始化。为了使用户设备能够以对用户设备和网络两者而言有效的方式接收所要求的连接性，根据本发明的用户设备将该用户节点对数据接收的可达性用信令发送至网络。信令将使得网络能够确定它应该保存多少用户特定上下文信息以及应该保存多长时间。这例如使得网络能够以有效的方式支持面向连接类型以及无连接类型的连接。因此，可以通过具有默认服务质量(Quality ofSerViCe，QoS)的传输以及通过保存用户设备的安全上下文的网关进行的路由来在接入网中使用最少的用户特定状态来提供无连接的服务。如果通过非默认处理或者不经过网关的经优化的路由更好地服务于服务，则在接入网中需要更多用户特定上下文信息。
[0053]当前漫游过程被设计成在具有互惠漫游协议的移动网络运营商之间良好运转。来自用户设备的可达性的当前信令还支持接入网提供者与服务提供商之间的有效分离，其中，服务提供商通常在与接入网实体的一些协商/信令之后将做出关于用户设备将接收哪种类型的服务的最终决定。为了加速连接建立，在从服务提供商(Service Provider,SP)接收加密秘钥和参数之前，可以预先进行资源的分配以及一些处理的设置。在这种类型的实施方式中，接入网将基于来自用户设备的信令来确定是否要对状态设置进行初始化以及与服务提供商进行协商，或者接入网是否应当只转发数据分组。
[0054]此外，本发明使得具有在接入网中临时被设置的用户特定状态的数据分组能够被发送，所述数据分组指示用户设备在其当前位置处将可达多长时间。这将使得用户设备能够通过抑制接收寻呼来使能耗最小，同时仍然对用户设备的可达性进行控制。
[0055]用户设备信令还可以指示网络应当保持状态信息多长时间。这使得网络能够使用软状态以使得在用户设备离开之后自动释放资源并且有效地管理其资源。上述资源特别指代用户一被登记或者被连接至接入网节点就被使用的资源如地址空间、信令、计算和存储器。用户设备和接入节点能够例如通过使用当至网络的连接被初始化时开始的计时器来实现上述功能。
[0056]因此，本用户设备10包括至少一个处理器30，处理器30被配置成将第一信息元素IEl用信令发送至无线接入网20的接入节点设备40。第一信息元素IEl指示用户设备10对数据接收的可达性。在图7中示出了根据本发明的用户设备10的实施方式。该实施方式中的用户设备10包括处理器单元30、与处理器耦接的存储器单元以及发送器(Tx)单元。处理器被配置成:确定何时准备第一信息元素IEl，以及例如将第一信息元素IEl嵌入在通信协议中，并且借助于Tx单元将所述第一信息元素IEl作为通信信号发送至网络的接入节点40。用户设备10是具有至少一个连接至无线接入网并且通过该无线接入网进行通信的接口的通信设备。用户设备可以例如是移动电话、膝上型计算机、平板计算机、相机、传感器设备、车辆或者电器。
[0057]本接入节点设备40包括至少一个处理器50，该处理器50被配置成:从用户设备10接收包括第一信息元素IEl的第一信号S1，并且对第一信号31进行处理以获得第一信息元素IEl以供进一步处理。在图8中示出了根据本发明的接入节点设备40的实施方式。该示例中的接入节点设备40包括处理器单元50、与处理器耦接的存储器单元、接收器(Rx)单元以及发送器(Tx)单元。Rx单元接收包括第一信息元素IEl的第一信号S1。所接收的信号由处理器50进行处理以获得第一信息元素IEl以供进一步处理，例如，使用第一信息元素IEl作为用于至用户设备10的下行链路数据传输的控制参数。图8中的实施方式还包括Tx单元，以能够在需要时以第二信息元素IE2的形式将时间延长请求用信令发送至用户设备。接入节点设备是无线网络中的通信设备，该通信设备在移动设备与计算机网络如因特网之间或者朝向核心网中继信息，其中，中继可以通过无线或有线回程网络。接入节点设备的示例包括通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunicat1ns System,UMTS)NBnLTE eNB、全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)接入点以及802.11接入点。
[0058]根据本用户设备的实施方式，来自用户设备的信令仅包括一个比特，在这种情况下，这意味着IEl由一个比特来表示。这以非常低的开销提供简单优良的解决方案。
[0059]根据本用户设备的另一种实施方式，第一信息元素IEl还指示用户设备10是偏好面向连接的服务还是偏好无连接的服务。单个比特能够根据网络例如用信令通知用户设备是偏好面向连接的服务还是偏好无连接的服务。在网络中的以上操作的精确处理可能特定于实现。面向连接是以下网路通信模式，在该网路通信模式中，在任意有用数据被传递之前建立通信会话或者半永久连接，并且在该网路通信模式中，数据流以与其被发送的顺序相同的顺序被递送。另一方面，无连接通信是以下数据传输方法，在该数据传输方法中，基于每个单元中携载的信息对每个数据分组分别进行寻址和路由。
[0060]根据又一种实施方式，从用户设备至网络的信令将包括两个或更多个比特。如果假设该信令是两个比特，则一种组合例如“00”可以用信令通知对纯上行链路(Uplink，UL)业务量的偏好，在这种情况下，除了本地确认以外，用户设备将对下行链路(DownIink1DL)业务量不可达；另一种组合例如“11”将用信令通知用户设备对面向连接的服务的偏好，在这种情况下，用户设备将仍然被连接至网络直到用信令通知连接的结束或者例如由于连接错误而直到连接时间超时。两种剩余组合，即“01”和“10”，可以用信令通知网络应该保持用户设备被连接某一时间段，例如，分别0.5秒和2秒。在该时间段期间或者在该时间段的最后时刻，用户设备将对来自网络的返回业务量可达。这将使得接收方例如因特网上的服务器能够将返回业务量发送至用户设备。对技术人员而言明显的是，可以包括更多比特以给予连接时长等的更广泛的选择。因此，包括在第一信息元素中的信息的其他方面是对数据接收可达的时间段/持续时间T，具体而言，用户设备10是在整个持续时间T期间对数据接收可达还是仅在该持续时间T的最后时刻对数据接收可达。
[0061]可以将对应的时间限制可能连同时间戳一起从接入网转发至接收主机(其常常是服务器节点)，使得接收主机意识到其必需保持能够到达用户设备的截止时间。在该处理中，中间网络节点也能够读取和使用关于用户设备偏好的信息。具体地，第一信息元素IEl中的该信息可以是有用的移动锚或参数(这可以例如指代网络架构中的网关节点、归属代理、外区代理或宏移动解决方案如移动IP中的代理服务器)，其可以使用该信息来保持关于用户设备何时何地可达的信息。可以如何使用上述操作的一个示例是:当用户设备不可达时，移动锚可以存储去往用户设备的分组。一旦用户设备用信令通知其可达性，则移动锚可以使用用户设备临时被连接的至接入节点的返回路径来将所存储的分组转发至用户设备。只要来自用户设备的信令到达锚，存储分组的移动锚就可以位于接入网络域中或者位于不同的网络域中。优选情况是让移动锚作为默认网关，将通过该默认网关转发从用户设备发送的业务量，原因在于这将使得信令能够依附(piggyback)在数据分组上。明显的是，移动锚可能需要应用管理策略以例如借助于超时、垃圾收集或者缓冲器大小限制作为集合体或者针对各个接收器来控制所存储的分组的量。
[0062]对用户设备而言，知道它可能必需等待来自服务器的响应多长时间并非无关紧要，因此，使用多个比特来描述超时/连接时间段的偏好是有用的。这将使得用户设备可以:以长时间段开始并且有了数据分组中的时间戳的帮助，用户设备能够基于它在网络中的连接历史来得知它应该预期的典型延迟并且据此减少连接时间。如果发现连接时间大于必需时间，则用户设备可以用信令通知下一次它进行连接以使用同一服务/服务器需要更短的连接时间。相反，如果用户设备在连接时间内未接收到任何响应，则它应该增加连接时间段。如此，连接时间被优化，从而用户设备能耗和网络资源消耗两者都被最小化。如果通过指示分组何时已经被发送的时间戳来对用户设备进行指导，则可以更有效的进行对连接时间的优化。这使得用户设备能够依照根据时间戳计算的响应的延迟而不是根据不同连接时间段长度的盲测来设置连接时间。
[0063]图2A和图2B示出了两个示例，在这两个示例中，第一信息元素IEl包括不同信息部分/字段。在图2A的示例中，第一信息元素IEl包括信息部分:
[0064]1.是否对数据接收可达；
[0065]2.可达的持续时间T;
[0066]3.用户设备在哪个(哪些)时间点可达，在这种情况下，在To时刻；
[0067]4.用户设备偏好面向连接的服务还是偏好无连接的服务;以及
[0068]5.移动性参数。
[0069]在图2B的示例中，第一信息元素IEl包括信息部分:
[0070]1.用户设备在哪个时间点对数据接收可达，在这种情况下，在起始时刻T0;
[0071]2.可达的持续时间T;
[0072]3.偏好面向连接的服务还是偏好无连接的服务;以及
[0073]4.移动性参数。
[0074]因此，应当意识到，第一信息元素IEl可以包括不同的信息部分/字段，并且可以根据应用和要求以不同配置对所述部分/字段进行组合。还应当注意，可以根据第一信息元素IEl的配置来隐含地给出一些信息，例如，部分“用户设备在哪个时间点可达”还意味着用户设备在该时间点当然可达。
[0075]此外，在连接时间期间特定用户设备行为可以特定于其所连接的网络。例如，用户设备可以被配置有不连续接收，其中，用户设备仅需要在特定时间段期间侦听DL传输，或者接入网可以使用用信令通知的时间段长度并且在该时间段的结束时刻对DL传输进行调度。后者可能具有以下优点:使要求用户设备侦听DL传输的时间最短，从而降低能耗。
[0076]在不同的接入网技术之间，在时间段的最后时刻调度DL传输的特定解决方案可能不同。在示例实施方式中，在802.11网络中，接入节点(或接入点)可以存储DL分组直到UE检索所述DL分组。可选地，接入节点可以避免在业务指示图(Traffic Indicat1n Map,TIM)中指出DL分组至UE的可达性直到在用户用信令通知的可达性时间段的最后时刻之前被传输的最后一个信标(beacon)。例如在LTE接入网中，另一种实施方式可以使用使UE在可达时间期间活动时间段的数量最少的DRX配置，但是确保一个活动时间段发生在可达时间的最后时刻。
[0077]如图1所示，可以将用于DL传输的数据存储在接入节点中直到连接时间的最后时亥丨J。代替立即将从服务提供商网关(Service Provider Gateway，SPGW)接收的数据转发至用户设备(User Device，UD) 10，在转发数据之前，接入节点(Access Node，AN)40等待直到可达持续时间T的最后时刻。在图1的示例中，SPGW被包括为中间节点。因此，图1还示出了当接入节点设备将指示持续时间T的第一信息元素IEl转发至系统的至少一个网络节点的情况下的实施方式，这意味着第一信息元素IEl在系统中被传播。所述至少一个网络节点可以是接入节点、网关节点、移动性管理实体以及服务器节点中的任意网络节点。
[0078]存储用于用户设备的DL数据直到连接时间的最后时刻的缺点在于:这增加等待时间直到用户设备接收响应业务量，以及减少的接收时间还减少用户设备在一个接收时间段期间能够接收的数据量。对仅连接时间段的最后时刻时的接收可达还是在整个时间段期间被连接的偏好取决于程序应用。对于少量的数据被预期并且能耗是重要约束的应用，优选的是，仅在用户设备用信令通知的时段T的最后时刻时进行连接，然而通过贯穿整个时段T被连接可以更好的服务于可以生成关于任一方向上的多个传输的事务的应用。由于在用户设备中关于应用的信息是可用的，所以该偏好还可以被包括在用表达该偏好的另外的比特通知的用户设备中。
[0079]另外的选择是:用户设备在信令中添加关于用户设备预期重新连接至网络的时间的信息，这可以由用户设备何时对数据接收可达的指示来执行。该信息对于网络知道其该为用户设备保存DL分组多久而言是有用的。对于网络而言还可以使用该信息来在用户设备未被连接时确定如何管理用户设备的可达性。
[0080]用户设备用信令通知的连接时间偏好基于对应用的事务可能需要多长时间的估计。然而，由于用户设备可能不知道在服务器和网络中可能发生的延迟，所以在需要时应当可以延长该时间段。当发现时间不够完成正在进行的通信时，可以由网络或者用户设备来执行延长该时间段。图3示出了UD 10如何首先将可达性持续时间用信令发送至AN 40,AN40将具有持续时间T的IEl转发至网关(SPGW)和应用服务器(Applicat1n Server ,AS) 0AN响应以朝UD 10的数据传输，所述数据传输到达AN 40。如图3所示，如果AN40不可能在时段T期间传输所有数据，则接入节点可以以通信信号将延长连接时间的请求发送至用户设备，然后用户设备可以响应以对请求的确认或拒绝。在图3的示例中，用户设备同意请求。
[0081]连接时间延长的替选解决方案是:当在特定时间期间已不存在任何数据发送时，使用自动释放连接的连接尾时间，例如，当进行新的分组传输时，可以对新计时器进行初始化。该解决方案的缺点是:它总是要求用户设备在最后一个分组之后保持被连接一些时间，这会增加能耗。另一种可能性是依赖于接入网中的特定技术机制，例如，关于接入节点是否有另外的数据要发送的指示。
[0082]由于本第一信息元素IEl的信令可以被保存得很紧凑，所以根据实施方式，本第一信息元素IEI的信令可以被包括为现有或新的通信协议中的字段。许多协议规约允许在协议中添加可选字段，这使得能够在新发布的协议规约中添加新的信息元素。可以添加所提议的信令的协议的一个示例是3GPP规约中的无线电资源控制(Rad1 Resource Control,RRC)。另一个示例是由IETF指定的IPv6，其中，信息元素可以被包括在头部扩展中。另外的示例是由3GPP指定的SI应用协议(SlApplicat1n Protocol ,S1AP)。然而，应当注意，这不是能够被使用的协议的完整列表，并且其他协议如Diameter协议、会话初始协议(Sess1nInitiat1n Protocol，SIP)、资源预留协议(Resource Reservat1n Protocol，RSVP)以及另外的协议也可以包括所提议的信息元素。还应当注意，路径上的网络节点，例如，接入节点或网关节点可能需要将信息元素IEl从一种协议拷贝至另一种协议，例如，接入节点可以接收RRC消息中的信息并且将RRC消息中的信息拷贝至SlAP消息。
[0083]此外，用户设备10可以能够基于其正在运行的应用程序来获得优选模式和连接时间。在一些情况下，用户设备可以具有静态使用模式，例如，专用的传感器节点，然后，在用户设备中可以重新配置偏好，并且每次使用同一信息。在其他情况下，用户设备具有较多不同的使用模式，因此，需要基于当用户设备连接时活动的应用程序和服务来用信令通知其偏好。特别地，用户设备可以考虑因素如其应用程序多久发送一次数据，例如，用于中间盒并且目的在于保持与用户有关的状态信息的心跳或保活消息，或者用于更新以及其每次发送较大量数据还是单个分组的查询消息。
[0084]从实践的角度，对于用户设备中的较低层而言，确定哪些应用程序正在运行以及所述应用程序的最佳配置并非无关紧要。原则上，用户设备中的较低层可以试图根据所使用的较高层协议来推断其偏好。因为由于加密而导致较高层协议可能对较低层不可见，所以优选的是，用户设备协议栈向较低层指示其偏好。原则上，可以应用简单规则，例如，如果在传输层使用TCP，则用户设备可以请求连接建立，或者如果使用消息应用程序，则用户设备可以用信令通知偏好以供无连接设置。更先进的策略将学习不同应用程序和服务的典型行为，并且基于该信息来推断每个应用程序的最佳配置，并且将需要从用户设备的操作系统或者从应用程序用信令通知偏好。
[0085]另外的改进在于:当多个应用程序或服务正运行时考虑如何选择优选配置，以使得必须考虑所得到的复用业务量模式。简单的策略是基于要求“最强连接”状态即最长连接时间和最频繁活动时段的服务来选择配置。因为由于加密而导致较高层协议可能对接入网不可见，所以与依赖于接入网来推断用户设备偏好相比，从用户设备用信令通知该偏好将更精确。
[0086]用户设备可以考虑的另一方面是它自己的移动性。使用本解决方案，对于网络和用户设备两者，用户设备可以以低信令努力在不同的网络中有效地进行连接。这使得用户设备能够使用多个不同的接入网并且在移动期间对其连接性进行控制。如果用户设备正相对于接入节点的覆盖以高速运动，则其可以选择长期连接并且依赖于接入网来管理移动性，或者其可以选择在短时间段期间连接，在所述短时间段内，用户设备将仍然在同一接入节点的覆盖中。当用户设备开始使用新的接入节点时，临时路由状态将被添加在那个基站和移动锚中，因此，移动锚可以正确地路由DL业务量。此外，用户设备可以将关于其预期的移动性作为第一信息元素IEl的另外的部分用信令发送至网络。移动性信息可以例如指示用户设备期望高移动性还是低移动性。对技术人员而言明显的是，信令可以在第一信息元素IEl中指示较多级别的移动性。
[0087]根据本发明的又一实施方式，可以使用第一模式和第二模式这两种不同模式来发送数据分组，在第一模式中，接入网在对分组的处理最少的情况下通过默认路径转发分组，而在第二模式中，可以以不同的方式例如根据路径、优先级、加密和错误控制对分组的转发进行优化。在下面，将第一模式称为无状态模式，原因是接入网中状态信息的数量被保持在绝对最低限度。在无状态模式下，分组被转发至将称为SPGW的节点，SPGW不是接入网的一部分。系统被设计成使得SPGW可以属于以下服务提供商，所述服务提供商具有与接入网的低复杂度技术接口并且可以具有与接入网提供商的简单合约。
[0088]在无状态传输模式下，接入节点使用具有默认QoS处理并且无任何另外的加密的默认路径将分组转发至SPGW。基于分组中的对于接入网推断识别用户设备的SPGW的地址而言足够的无加密地址信息来确定默认路径。通常，用户设备与SPGW之间已经存在安全上下文，使得SPGW可以对来自用户设备的分组进行解密并且读出用户设备标识。SPGW应用策略来决定应该如何处理分组，具体地，决定应当丢弃分组还是应当转发分组。策略基于所识别的用户设备的订阅数据。此外，SPGW将针对业务量来处理用户设备的计费。
[0089]使用无状态模式或有状态模式的选择将基于如上所述来自用户设备的信令以及服务提供商的策略。根据实施方式，当用户设备用信令通知对无连接业务量的偏好时，可以选择无状态模式，如果用户设备用信令通知对面向连接的偏好，则可以选择有状态传输模式。服务提供商的策略可以确定是否允许用户设备使用有状态模式。因此，根据该实施方式，第一信息元素IEl还指示至所述用户设备10或者来自所述用户设备10的数据分组应当在无状态模式下通过作为默认路径的第一路径被转发还是在有状态模式下通过由用户和/或所述用户设备10的会话特定信息确定的第二路径被转发。
[°09°] 根据又一种实施方式，接入网被连接至演进分组核心(Evolved Packet Core ,EPC)网络。因此，用户设备10连接性偏好信令可以被包括在例如附着请求消息、请求承载资源修改消息或者触发服务请求消息中。因此，接入节点(例如，eNB)和移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)可以在与地址分配、承载建立等的处理有关的不同EPS过程中使用来自用户设备的信令。例如，DHCP具有以下可能性:在DHCP请求中包括IP地址租约时间，并且可以使用连接性偏好值来选择所请求的IP地址租约时间。
[0091]此外，EPS中的其他过程可以使用用户设备连接性偏好信令来获得潜在提高，例如，使用软状态、增强资源管理、优化数据通路等。例如，可以基本上减少与网络触发服务请求过程有关的网络信令开销。当服务网关(Serving Gateway，S_GW)接收去往空闲用户设备的下行链路分组时，S-GW没有其可以将用户设备的分组发送至的eNB地址。替代地，S-GW通知MME下行链路分组已经到达(下行链路数据通知消息)JME知道用户设备正在哪个跟踪区域(Tracking Area ,TA)中漫游，并且MME会将寻呼请求发送至TA列表中的所有eNB以获得可达eNB地址。在MME被通知关于用户设备连接性偏好信令的情况下，MME应当检查用于进入分组的用户设备连接计时器是否到期。如果用户设备连接计时器仍然有效，则不需要寻呼过程并且MME通知S-GW为下行链路分组形成朝向同一 eNB地址的数据通路。
[0092]其他情况如下:用户连接性偏好信令被用于处理要求特定QoS的某个应用程序并且例如基于与SP的协商处理已知何时应用程序应该是活动的。对于该应用程序，应该建立专用承载。用户设备连接性偏好信令还指示例如在附着请求之前应用程序所要求的时段。以这种方式，eNB意识到何时应当激活专用承载。当被要求对相应过程进行初始化时，eNB可以代替用户设备发送请求承载资源修改消息，完成所有要求的信令交换，并且在来自应用程序的第一分组应该到达时预先形成数据通路。
[0093]此外，在这种情况下，可以支持路由优化，原因是eNB可以代表用户设备采取行动并且意识到何时应该激活专用承载。也就是说，以如当前定义的常规方式来建立默认承载。然而，并不将与应用程序有关的IP流量的专用承载限制成遵守层级架构(eNB、S-GW、P-GW、应用服务器(Applicat1n,Server ,AS))，并且可以直接在eNB与AS之间被建立。如果在与具有策略与计费规则功能(Policy and Charging Rules Funct1n，PCRF)的]3DN-GW进行交互之后，由eNB发起的请求被接受，则专用承载被激活。由于eNB知道AS地址，所以可以在相应节点之间建立直接上行链路数据通路。对于下行链路数据通路，eNB应当将其地址信息连同关于所连接的用户设备可用于获得与该应用程序有关的进入分组多长时间的信息一起发送至AS。当计时器到期时，AS结束发送下行链路分组并且网络资源被释放。
[0094]此外，当接入网被连接至EPC时，当从用户设备10用信令发送并且被转发至另外的节点如MME时，从接入节点设备用信令发送至用户设备的信息元素IEl可以被嵌入在附着请求消息、请求承载资源修改消息、触发服务请求消息或者初始上下文设置请求消息中。此外，在上面的EPC上下文中已经说明了该实施方式。
[0095]接入节点设备还可以被配置成:将包括第二信息元素IE2的第二信号S2&送至用户设备10。第二信息元素IE2指示用户设备10对数据接收可达的时间延长。该第二信息元素IE2还可以被转发至另外的节点如MME或网关以通知关于所延长的连接时间。在EPC网络中，该第二信息元素IE2可以被包括在请求承载资源修改消息中。
[0096]一般地，本接入节点设备被配置成获得从如上所述的用户设备接收的第一信息元素IE1。然而，根据实施方式，接入节点还被配置成根据第一信息元素IEl将数据发送至用户设备。
[0097]此外，如本领域技术人员所理解的，本发明还涉及用户节点和接入节点中的相应方法。根据本发明的任何方法可以以具有代码装置的计算机程序来实现，当通过处理装置运行所述代码装置时使处理装置执行方法的步骤。计算机程序被包括在计算机程序产品的计算机可读介质中。计算机可读介质可以基本上包括任何存储器，如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPR0M(可擦除PR0M)、闪速存储器、EEPROM(电可擦除PR0M)或者硬盘驱动器。
[0098]此外，技术人员应当意识到，本用户设备和接入节点设备每个以例如用于执行本方法的功能、装置、单元、元件等的形式包括必需的通信能力。其他这样的装置、单元、元件和功能的示例是:适当地被布置在一起的处理器、存储器、编码器、解码器、映射单元、乘法器、交织器、解交织器、调制器、解调器、输入端、输出端、天线、放大器、Rx单元、Tx单元、DSP、MSD、TCM编码器、TCM解码器、接口、通信协议等。
[0099]特别地，本用户设备或接入节点设备的处理器可以包括例如以下中的一个或更多个实例:中央处理单元(Central Processing Unit ,CPU)、处理单元、处理电路、处理器、专用集成电路(Applicat1n Specific Integrated Circuit ,ASIC)、微处理器、或者可以理解并执行指令的其他处理逻辑。因此，表达“处理器”可以表示包括多个处理电路(如例如上面提到的实例中的任意一个、一些或所有)的处理电路系统。处理电路系统还可以执行输入、输出和包括数据缓冲的数据处理的数据处理功能以及设备控制功能如调用处理控制、用户接口控制等。
[0100]最后，应当理解，本发明不限于上述实施方式，而是涉及并包括所附独立权利要求的范围内的所有实施方式。
【主权项】
1.一种用户设备(10)，被配置成用于在包括至少一个无线接入网(20)的无线通信系统中进行通信，所述用户设备(10)的特征在于包括至少一个处理器(30)，所述处理器(30)被配置成: 将第一信息元素(IEl)用信令发送至所述至少一个无线接入网(20)的接入节点设备(40)，所述第一信息元素(IEl)指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。2.根据权利要求1所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)用一个比特来表不。3.根据权利要求1或2所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)对数据接收可达的持续时间T。4.根据权利要求3所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)是在整个所述持续时间T期间对数据接收可达还是仅在所述持续时间T的最后时刻对数据接收可达。5.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)对数据接收可达的至少一个时间点。6.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)是偏好面向连接的服务还是偏好无连接的服务。7.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)还指示至所述用户设备(10)或来自所述用户设备(10)的数据分组应该在无状态模式下通过作为默认路径的第一路径被转发还是应该在有状态模式下通过由用户和/或所述用户设备(10)的会话特定信息确定的第二路径被转发。8.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)还指示所述用户设备(10)的移动性信息。9.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)基于在所述用户设备(10)上运行的程序应用来确定。10.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述第一信息元素(IEl)被嵌入在通信协议中。11.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述用户设备(10)对数据接收的可达性是对下行链路数据接收的可达性。12.根据前述权利要求中任一项所述的用户设备(10)，其中，所述无线接入网(20)被连接至演进分组核心EPC，并且所述第一信息元素(IEl)被嵌入在附着请求消息、请求承载资源修改消息或触发服务请求消息中。13.—种无线接入网的接入节点设备(40)，所述接入节点设备(40)的特征在于包括至少一个处理器(50)，所述处理器(50)被配置成: 从用户设备(10)接收包括第一信息元素(IEl)的第一信号S1;以及 对所述第一信号一:进行处理以获得所述第一信息元素(IEl)，所述第一信息元素(IEl)至少指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。14.根据权利要求13所述的接入节点设备(40)，还被配置成: 根据所述第一信息元素(IEl)将数据发送至所述用户设备(10)。15.根据权利要求13或14所述的接入节点设备(40)，还被配置成: 将所述第一信息元素(IEl)转发至接入节点、网关节点、移动性管理实体和服务器节点中的至少一个网络节点。16.根据权利要求15所述的接入节点设备(40)，其中，所述无线接入网(20)被连接至演进分组核心EPC，并且所述第一信息元素(IEl)被嵌入在附着请求消息、请求承载资源修改消息、触发服务请求消息或初始上下文设置请求消息中。17.根据权利要求13至16中任一项所述的接入节点设备(40)，还被配置成: 将包括第二信息元素(IE2)的第二信号S2发送至所述用户设备(10)，所述第二信息元素(IE2)指示所述用户设备(10)对数据接收可达的时间延长。18.—种用户设备(10)中的方法，所述用户设备被配置成用于在包括至少一个无线接入网(20)的无线通信系统中进行通信，所述方法的特征在于包括以下步骤: 将第一信息元素(IEl)用信令发送(100)至所述至少一个无线接入网(20)的接入节点设备(40)，所述第一信息元素(IEl)指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。19.一种无线接入网的接入节点设备(40)中的方法，所述方法的特征在于包括以下步骤: 从用户设备(10)接收(200)包括第一信息元素(IEl)的第一信号S1;以及对所述第一信号31进行处理(210)以获得所述第一信息元素(IEl)，所述第一信息元素(IEl)至少指示所述用户设备(10)对数据接收的可达性。
【文档编号】H04W52/02GK105934977SQ201480073789
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年3月5日
【发明人】亨里克·伦奎思, 乔治·库杜瑞迪斯, 彼得里·克拉, 卡里朱汉尼·莱佩宁, 安德雷·卡伦德泽尔
【申请人】华为技术有限公司