CN102487541A - 一种ue省电的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用户设备(UE)省电的方法和***，方法包括：UE向演进型基站(eNB)发送进入省电状态的请求消息，请求修改自身的配置；eNB接收到该请求消息后，指示UE进入省电状态；UE根据eNB的指示执行相应操作，并进入省电状态。通过本发明，解决了网络应用和服务结束时，由于UE过多的监听下行控制信道(PDCCH)以及其它一些不必要的数据发送，而造成UE电池电量的浪费，缩短待机时间的问题。

Description

一种UE省电的方法和***
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种长期演进技术(LTE，LongTerm Evolution)下的用户设备(UE，User Equipment)省电的方法和***。
背景技术
在LTE***中，UE监听下行信道会增加电池电量的消耗，停止监听下行信道可以节省电池电量。为了节省UE的电池电量，延长待机时间，LTE采取了一种称为非连续接收(DRX，Discontinuous Reception)的机制。使用DRX机制，UE将进行非连续的数据接收，间断地进行下行信道的监听，从而节省一定的电量。
LTE的DRX机制分为空闲(IDLE)状态下的DRX和无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)连接状态下的DRX。其中，IDLE状态是指UE驻留在一个小区(cell)，但没有与LTE的演进型基站(eNB，E-UTRAN NodeB)建立具体的连接，UE仅接收来自eNB的***信息(System Information)和寻呼(Paging)消息；RRC连接状态是指UE与eNB建立了具体的连接，称为RRC连接(RRC Connection)。IDLE状态下的DRX，是指UE在IDLE状态下，非连续地监听寻呼信道(PCH，Paging Channel)，在一定的时间段内开启PCH的监听，其它时间则停止监听，以节省电能。RRC连接状态下的DRX，是指UE在RRC连接状态下，非连续地监听物理下行控制信道(PDCCH，PhysicalDownlink Control Channel)，在一定的时间段内开启PDCCH的监听，其它时间停止监听，以节省电能。
具体的，对于RRC连接状态下的DRX，LTE标准规定如下：
如图1所示，有两种DRX周期，分别是长DRX周期(Long-DRX-Cycle)和短DRX周期(Short-DRX-Cycle)。在UE开始DRX的最初，如果UE被配置了Short-DRX-Cycle则使用Short-DRX-Cycle，否则使用Long-DRX-Cycle。在使用Short-DRX-Cycle时，启动或重启DRX短周期时间(drxShortCycleTimer)，如果drxShortCycleTimer超时，则开始使用Long-DRX-Cycle。如果使用Long-DRX-Cycle，检查当前子帧是否满足公式[(SFN*10)+subframe number]modulo(Long-DRX-Cycle)＝drxStartOffset；如果使用Short-DRX-Cycle，检查当前子帧是否满足公式[(SFN*10)+subframenumber]modulo(Short-DRX-Cycle)＝(drxStartOffset)modulo(Short-DRX-Cycle)。当上述这两个条件的其中之一被满足时，UE开始监听PDCCH，持续监听的时间为onDurationTimer的值；当前子帧不满足这两个条件时，UE不监听PDCCH，这时UE节省电能。以上公式中的SFN表示当前***帧号，subframe number表示当前子帧号，*表示相乘，Long-DRX-Cycle、Short-DRX-Cycle、DRX起始偏移(drxStartOffset)均是可配置的参数。
由上述两个公式可以分析得出，使用Long-DRX-Cycle，PDCCH的非监听时间相对较长，UE节电效果更好。另外，onDurationTimer的配置值越小，监听PDCCH的时间越短，UE节电效果越好。
另外，在RRC连接状态，UE将会向eNB发送信道质量指示(CQI，ChannelQuality Indication)上报，探测参考信号(SRS，Sounding Reference Signal)以及测量上报(measurement report)等上行数据或信号。其中，CQI上报被用来向eNB告知下行信道质量，SRS被用来使eNB进行上行信道估计，measurementreport被用来向eNB通知测量结果。
对于UE来说，许多网络应用和服务会使用应答数据来表示其结束，随后将不再需要网络资源，那么UE就可以根据具体的网络应用或服务来判断其在将来一段较长的时间内不会发生数据收发。在这种情况下，UE得知将不再接收或发送数据，因此过多的监听PDCCH以及其它一些不必要的数据发送将造成UE电池电量的浪费，缩短待机时间。然而，现有技术还无法提供解决上述情况下UE电池电量浪费问题的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种UE省电的方法和***，以解决网络应用和服务结束时，由于UE过多的监听PDCCH以及其它一些不必要的数据发送，而造成UE电池电量的浪费，缩短待机时间的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种用户设备(UE)省电的方法，该方法包括：
UE向演进型基站(eNB)发送进入省电状态的请求消息，请求修改自身的配置；
eNB接收到所述请求消息后，指示所述UE进入省电状态；
所述UE根据eNB的指示执行相应操作，并进入省电状态。
其中，所述请求修改自身的配置，包括以下至少一种：
请求修改UE的非连续接收(DRX)配置、请求释放无线资源控制(RRC)连接、请求停止信道质量指示(CQI)上报、请求停止发送探测参考信号(SRS)、请求修改UE测量上报的时间间隔。
所述UE的DRX配置包括以下至少一种：
持续监听定时器(onDurationTimer)、DRX非激活定时器(drx-InactivityTimer)、DRX重传定时器(drx-RetransmissionTimer)、长DRX周期(Long-DRX-Cycle)、短DRX周期(Short-DRX-Cycle)、DRX短周期定时器(drxShortCycleTimer)。
所述eNB的指示包括以下至少一种：
指示UE修改DRX配置、指示UE停止CQI上报、指示UE停止发送SRS、指示UE修改测量上报的时间间隔、指示UE释放RRC连接。
该方法进一步包括：
所述UE进入省电状态后，当UE侧有上行数据到达时，所述UE向eNB发送唤醒请求，所述eNB向UE反馈唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态；或者，
所述UE进入省电状态后，当eNB侧有下行数据到达时，所述eNB向UE发送唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态。
本发明还提供了一种UE省电的***，包括：UE和eNB，其中，
所述UE包括：
请求发送模块，用于向eNB发送进入省电状态的请求消息，请求修改自身的配置；
省电模块，用于根据eNB反馈的指示执行相应操作，并进入省电状态；
所述eNB包括：
请求接收模块，用于接收所述UE的请求消息；
指示模块，用于根据所述UE的请求，指示所述UE进入省电状态。
所述请求修改自身的配置，包括以下至少一种：
请求修改UE的DRX配置、请求释放RRC连接、请求停止CQI上报、请求停止发送SRS、请求修改UE测量上报的时间间隔。
所述UE的DRX配置包括以下至少一种：
持续监听定时器(onDurationTimer)、DRX非激活定时器(drx-InactivityTimer)、DRX重传定时器(drx-RetransmissionTimer)、长DRX周期(Long-DRX-Cycle)、短DRX周期(Short-DRX-Cycle)、DRX短周期定时器(drxShortCycleTimer)。
所述eNB的指示包括以下至少一种：
指示UE修改DRX配置、指示UE停止CQI上报、指示UE停止发送SRS、指示UE修改测量上报的时间间隔、指示UE释放RRC连接。
所述UE进入省电状态后，当UE侧有上行数据到达时，所述UE向eNB发送唤醒请求，所述eNB向UE反馈唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态；或者，
所述UE进入省电状态后，当eNB侧有下行数据到达时，所述eNB向UE发送唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态。
本发明所提供的一种UE省电的方法和***，由UE向eNB发送进入省电状态的请求消息，请求修改自身的配置；eNB接收到请求消息后，指示UE进入省电状态；UE根据eNB的指示执行相应操作，并进入省电状态。通过本发明，解决了网络应用和服务结束时，由于UE过多的监听PDCCH以及其它一些不必要的数据发送，而造成UE电池电量的浪费，缩短待机时间的问题；有利于节省UE的电池电量，延长UE的待机时间。
附图说明
图1为LTE现有标准中DRX机制的示意图；
图2为本发明实施例中UE进入省电状态的流程图；
图3为本发明实施例中UE被唤醒退出省电状态的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
当UE在RRC连接状态下，通过上层应用和服务得知数据收发已经结束，判断出将在较长的一段时间内不会发生数据收发。这种判断可以按照如下方式实现：
对于不同的网络服务，其数据特征将会有所差别，服务质量要求也会有所差别。例如，音频、视频等实时业务将对时延比较敏感；电子邮件或文件传输协议(FTP，File Transfer Protocol)业务可以容忍延迟，并且发生的频率不会很高，两次邮件收发之间会有比较大的时间间隔。对于诸如电子邮件或FTP此类业务，在其数据收发结束后，将会有很长一段时间不会再发生数据收发，那么，UE便可以根据业务类型做出判断，并进入省电状态，配置较长的DRX周期或释放RRC连接。另外，对于诸如实时消息业务，UE发送和接收数据也会存在比较长的时间间隔，并且可以容忍一定的延迟，那么，在两次收发数据之间，UE可以进入省电状态，配置较长的DRX周期。所以，UE可以根据业务的发生频率(两次业务数据收发之间的时间间隔小，则频率高，反之则频率低)、时延容忍度等特征来判断是否进入省电状态以及省电状态的具体配置。业务发生的频率越低，则应配置越大的省电增益，进一步的，RRC IDLE态是省电增益最大的状态，而对与RRC连接态的UE，越少的监听PDCCH和越少的上行发送(例如CQI上报、SRS发送、measurement report上报)将会带来越大的省电增益。
如果此时UE决定进入省电状态，首先构造出UE进入省电状态的请求消息(UEPowerSavingRequest message)并向eNB发送；eNB收到该消息后，可以回复UE进入省电状态的应答消息(UEPowerSavingResponse message)或者RRC连接释放消息(RRCConnectionRelease message)；UE根据收到的回复消息进行相应的操作。具体实现流程如图2所示，主要包括以下步骤：
步骤201～202，UE根据上层应用和服务的指示决定进入省电状态，并向eNB发送UEPowerSavingRequest message。
其中，UEPowerSavingRequest message中包含如下内容的部分或全部：
1、UseLongDRXCycleIndicator：UE使用Long-DRX-Cycle的请求，向eNB通知将使用Long-DRX-Cycle来节省电能。
2、DRXModificationIndicator、ModifiedDRXConfiguration：修改UE的DRX配置的请求，以及修改后的DRX配置。ModifiedDRXConfiguration可以包含持续监听定时器(onDurationTimer)、DRX非激活定时器(drx-InactivityTimer)、DRX重传定时器(drx-RetransmissionTimer)、Long-DRX-Cycle、Short-DRX-Cycle、DRX短周期定时器(drxShortCycleTimer)。合理地对DRX进行配置，使监听PDCCH的时间尽可能短，则会获得节能增益。具体的，由于onDurationTimer、drx-InactivityTimer值的大小决定了UE监听PDCCH时间的长短，它们的值越小，监听PDCCH的时间越短。drxShortCycleTimer(取值范围是1～16的整数)和Short-DRX-Cycle(最小值是2ms，最大值是640ms)的乘积决定了Short-DRX-Cycle的时间长度，drxShortCycleTimer与Short-DRX-Cycle的乘积值越小，UE越早进入Long-DRX-Cycle，同样使PDCCH的监听时间缩短，使UE能尽早进入Long-DRX-Cycle这种比较省电的状态。Long-DRX-Cycle(最小值是10ms，最大值是2560ms)的值越大，也会使UE进入Long-DRX-Cycle后的监听PDCCH的时间越短，节省电能。所以，为onDurationTimer、drx-InactivityTimer、drxShortCycleTimer和Short-DRX-Cycle配置较小的值，为Long-DRX-Cycle配置较大值，以减小UE监听PDCCH的时间，节省电池电能。
3、RRCConnectionReleaseIndicator：UE释放RRC连接的请求，向eNB通知将以释放RRC连接的方式来节省电能。
4、CQIReportStopIndicator：停止CQI上报的请求，向eNB通知将停止CQI上报以节省电能。
5、SRSStopIndicator：停止发送SRS的请求，向eNB通知将停止发送SRS以节省电能。
6、MeasurementModificatonIndicator、ReportInterval：修改measurement report周期的请求和修改后的两次周期性上报之间的时间间隔，向eNB通知将修改ReportInterval(最小值为120ms，最大值为60min)为较大值以节省电能。当UE被配置有周期性measurement report时，UEPowerSavingRequest message可以包含该请求和修改后的周期，否则将不包含。
步骤203～204，eNB收到来自UE的请求后，对UE进行回复，即向UE回复UEPowerSavingResponse message，指示UE进入省电状态；UE根据收到的指示消息执行对应的操作，进入省电状态。
UEPowerSavingResponse message的内容及UE收到该消息后的操作如下：
1、UseLongDRXCycleAck：对UseLongDRXCycleIndicator的应答，可取值为真(TRUE)和假(FAULSE)。如果该应答的值为TRUE，则UE收到UEPowerSavingResponse message后，媒体接入控制(MAC，Media AccessControl)层的DRX机制开始使用Long-DRX-Cycle，并停止drxShortCycleTimer。
2、DRXModificationAck：对DRXModificationIndicator的应答，可取值为TRUE和FAULSE。如果该应答的值为TRUE，则UE的RRC层按照UEPowerSavingRequest message中ModifiedDRXConfiguration的配置来修改DRX配置，然后通知MAC层进行DRX配置。
3、CQIReportStopAck：对CQIReportStopIndicator的应答，可取值为TRUE和FAULSE。如果该应答为TRUE，则UE停止CQI的上报。
4、SRSStopAck：对SRSStopIndicator的应答，可取值为TRUE和FAULSE。如果该应答值为TRUE，则UE的RRC层释放SRS，停止向eNB发送SRS，并停止时间对齐定时器(timeAlignmentTimer)，同时清空所有的混合自动重传请求缓冲区(HARQ buffer)，并清除所有的下行分配(downlink assignment)和上行准许(uplink grant)。
5、MeasurementModificatonAck：对MeasurementModificatonIndicator的应答，可取值为TRUE和FAULSE。如果该应答的值为TRUE，则UE的RRC层按照测量上报周期的修改值(ModifiedMeasurementReportCycle)中的配置修改ReportInterval，并使用修改后的ReportInterval进行measurement report的上报。如果UEPowerSavingRequest message中不包含MeasurementModificatonIndicator，则UEPowerSavingResponse message中也不包含MeasurementModificatonAck。
在UE进入省电状态后，如果有下行数据或上行数据到达，则需要将UE从省电状态唤醒，具体唤醒过程如图3所示，主要包括以下步骤：
步骤301～302，处于省电状态的UE侧有上行数据到达时，向eNB发送一个唤醒请求(WakeRequest message)，并等待eNB的指示。
步骤303，eNB接收到UE的唤醒请求后，向UE反馈唤醒命令(WakeCommand message)，指示UE恢复到省电状态之前的状态。
或者，当eNB侧有下行数据到达时，eNB主动向UE发送唤醒命令，指示UE恢复到省电状态之前的状态。
步骤304，UE收到来自eNB的WakeCommand message后，根据eNB的指示恢复到省电状态之前的状态。
需要说明的是，UE接收到UEPowerSavingResponse message并进入省电状态后(未释放RRC连接)，如果有下行数据到达或上行数据到达，则按照图3描述的唤醒机制进行唤醒。如果已经释放RRC连接，则可按照LTE标准中RRC连接建立流程进行操作。
下面再结合具体实施例，对上述UE省电的方法进一步详细说明。
在本发明的实施例一中，UE处于RRC连接状态并进行中低速移动，低切换(handover)频率。
首先，UE向eNB发送UEPowerSavingRequest message。UE根据上层应用和服务的结束判断出将来一段较长时间内不会有数据收发，并且决定进入省电状态。构造UEPowerSavingRequest message并向eNB发送，并等待eNB回复UEPowerSavingResponse message。
如果UE刚刚结束一次电子邮件服务或其它具有相似数据特征的业务，即完成一次数据的接收或发送后将会有较长时间不会有数据收发，那么，UE向eNB发送的UEPowerSavingRequest message中可以只包含释放RRC连接的请求。如果UE正在使用实时消息或其它具有相似数据特征的业务，即完成一次数据接收或发送后将会有一段时间不会有数据收发(该时间相对较短，可以达到几秒钟)，并能容忍一定的时延，那么，UE向eNB发送的UEPowerSavingRequest message中将不包含释放RRC连接的请求，而包含修改DRX配置、停止SRS和CQI上报、修改测量上报(周期)间隔的请求。
然后，eNB收到来自UE的请求，对UE进行回复，指示UE进入省电状态，UE根据收到的指示执行对应的操作，进入省电状态。具体的：
如果UE收到来自eNB的UEPowerSavingResponse message，则按照前述步骤203～204中描述的操作执行；
如果UE未收到来自eNB的UEPowerSavingResponse message，则不采取任何操作；
如果UE收到来自eNB的RRCConnectionRelease message或者其它的RRCmessage，则按照RRC连接释放或其它对应的流程进行操作。
最后，当下行数据或上行数据到达时，按照前述图3所示的唤醒过程进行UE的唤醒操作。
在本发明的实施例二中，UE处于RRC连接状态并进行较高速移动，频繁进行切换(handover)。
首先，UE向eNB发送UEPowerSavingRequest message，在本实施例中，该请求仅包含释放RRC连接的请求。
UE根据上层应用和服务的结束判断出将来一段较长时间内不会有数据收发，并且决定进入省电状态。如果UE正在较高速移动，频繁进行小区间的切换，则UE发送的UEPowerSavingRequest message将仅包含RRCConnectionReleaseIndicator，告知eNB将释放RRC连接以节省电能。
然后，UE释放RRC连接。UE构造UEPowerSavingRequest message并发送给eNB后，等待来自eNB的RRCConnectionRelease message。如果收到来自eNB的RRCConnectionRelease message，则按照RRC释放流程进行操作，否则不做任何操作。
最后，当下行数据或上行数据到达时，按照前述图3描述的唤醒过程进行唤醒操作。具体的，在本实施例中，唤醒过程就是RRC连接建立的过程。
需要说明的是，除上述实施方式和场景外，对于所有的UE主动请求修改自身配置的场景，本发明同样适用。具体的，UE需要修改自身的配置，包含DRX、CQI上报、SRS的发送、周期性测量上报的部分或全部。
另外，对应上述UE省电的方法，本发明还提供了一种UE省电的***，包括UE和eNB。其中，UE包括：请求发送模块，用于向eNB发送进入省电状态的请求消息，请求修改自身的配置；省电模块，用于根据eNB反馈的指示执行相应操作，并进入省电状态。eNB包括：请求接收模块，用于接收UE的请求消息；指示模块，用于根据UE的请求，指示UE进入省电状态。
请求修改自身的配置，包括以下至少一种：请求修改UE的DRX配置、请求释放RRC连接、请求停止CQI上报、请求停止发送SRS、请求修改UE测量上报的时间间隔。UE的DRX配置包括以下至少一种：持续监听定时器(onDurationTimer)、DRX非激活定时器(drx-InactivityTimer)、DRX重传定时器(drx-RetransmissionTimer)、长DRX周期(Long-DRX-Cycle)、短DRX周期(Short-DRX-Cycle)、DRX短周期定时器(drxShortCycleTimer)。
eNB的指示包括以下至少一种：指示UE修改DRX配置、指示UE停止CQI上报、指示UE停止发送SRS、指示UE修改测量上报的时间间隔、指示UE释放RRC连接。
较佳的，UE进入省电状态后，当UE侧有上行数据到达时，UE向eNB发送唤醒请求，eNB向UE反馈唤醒命令，指示UE恢复到省电状态之前的状态；或者，UE进入省电状态后，当eNB侧有下行数据到达时，eNB向UE发送唤醒命令，指示UE恢复到省电状态之前的状态。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用户设备(UE)省电的方法，其特征在于，该方法包括：
UE向演进型基站(eNB)发送进入省电状态的请求消息，请求修改自身的配置；
eNB接收到所述请求消息后，指示所述UE进入省电状态；
所述UE根据eNB的指示执行相应操作，并进入省电状态。
2.根据权利要求1所述UE省电的方法，其特征在于，所述请求修改自身的配置，包括以下至少一种：
请求修改UE的非连续接收(DRX)配置、请求释放无线资源控制(RRC)连接、请求停止信道质量指示(CQI)上报、请求停止发送探测参考信号(SRS)、请求修改UE测量上报的时间间隔。
3.根据权利要求2所述UE省电的方法，其特征在于，所述UE的DRX配置包括以下至少一种：
持续监听定时器(onDurationTimer)、DRX非激活定时器(drx-InactivityTimer)、DRX重传定时器(drx-RetransmissionTimer)、长DRX周期(Long-DRX-Cycle)、短DRX周期(Short-DRX-Cycle)、DRX短周期定时器(drxShortCycleTimer)。
4.根据权利要求2或3所述UE省电的方法，其特征在于，所述eNB的指示包括以下至少一种：
指示UE修改DRX配置、指示UE停止CQI上报、指示UE停止发送SRS、指示UE修改测量上报的时间间隔、指示UE释放RRC连接。
5.根据权利要求1、2或3所述UE省电的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
所述UE进入省电状态后，当UE侧有上行数据到达时，所述UE向eNB发送唤醒请求，所述eNB向UE反馈唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态；或者，
所述UE进入省电状态后，当eNB侧有下行数据到达时，所述eNB向UE发送唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态。
6.一种UE省电的***，其特征在于，包括：UE和eNB，其中，
所述UE包括：
请求发送模块，用于向eNB发送进入省电状态的请求消息，请求修改自身的配置；
省电模块，用于根据eNB反馈的指示执行相应操作，并进入省电状态；
所述eNB包括：
请求接收模块，用于接收所述UE的请求消息；
指示模块，用于根据所述UE的请求，指示所述UE进入省电状态。
7.根据权利要求6所述UE省电的***，其特征在于，所述请求修改自身的配置，包括以下至少一种：
请求修改UE的DRX配置、请求释放RRC连接、请求停止CQI上报、请求停止发送SRS、请求修改UE测量上报的时间间隔。
8.根据权利要求6所述UE省电的***，其特征在于，所述UE的DRX配置包括以下至少一种：
持续监听定时器(onDurationTimer)、DRX非激活定时器(drx-InactivityTimer)、DRX重传定时器(drx-RetransmissionTimer)、长DRX周期(Long-DRX-Cycle)、短DRX周期(Short-DRX-Cycle)、DRX短周期定时器(drxShortCycleTimer)。
9.根据权利要求7或8所述UE省电的***，其特征在于，所述eNB的指示包括以下至少一种：
指示UE修改DRX配置、指示UE停止CQI上报、指示UE停止发送SRS、指示UE修改测量上报的时间间隔、指示UE释放RRC连接。
10.根据权利要求6、7或8所述UE省电的***，其特征在于，所述UE进入省电状态后，当UE侧有上行数据到达时，所述UE向eNB发送唤醒请求，所述eNB向UE反馈唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态；或者，
所述UE进入省电状态后，当eNB侧有下行数据到达时，所述eNB向UE发送唤醒命令，指示所述UE恢复到省电状态之前的状态。
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