Способ и устройство сохранения ресурса батареи в устройстве мобильной связи

Способ и устройство сохранения ресурса батареи в устройстве мобильной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к управлению радиоресурсами между терминалом пользователя (UE, User Equipment) или другим беспроводным или мобильным устройством и беспроводной сетью, и, конкретно, в одном примерном варианте, к переходу между состояниями и режимами работы терминала UE пользователя, осуществляющего связь с беспроводной сетью, например, с универсальной системой мобильной связи (UMTS).

Уровень техники

Универсальная система мобильной связи (Universal Mobile Telecommunication System, UMTS) представляет собой широкополосную систему пакетной передачи текста, речи, преобразованной в цифровую форму, видеоданных и мультимедийных данных. В сети на основе UMTS (или в UTRAN, где UTRA означает «UMTS Terrestrial Radio Access», наземная сеть радиодоступа UMTS) часть стека протоколов, относящаяся к управлению радиоресурсами (Radio Resource Control, RRC), отвечает за выделение, конфигурирование и высвобождение радиочастотных ресурсов между UE и UTRAN. Определены два основных режима, в которых может работать UE: режим ожидания (idle mode) и режим установленного соединения RRC UTRA (UTRA RRC connected mode), или просто режим установленного соединения. В режиме ожидания UE должен запрашивать установление соединения RRC у сети UTRAN всякий раз, когда ему требуется передавать какие-либо данные пользователя или отвечать на вызов для приема данных из внешней сети передачи данных, например из сервера, использующего технологию Push. В режиме установленного соединения RRC UE может находиться в одном из следующих четырех состояний.

CELL_DCH: в этом состоянии для обмена данными терминалу UE в восходящей линии связи и в нисходящей линии связи отведен выделенный (dedicated) канал;

CELL_FACH: в этом состоянии терминалу UE выделенный канал не отведен, для обмена небольшими объемами нерегулярных данных используются общие каналы;

CELL_PCH: UE использует прерывистый прием (Discontinuous Reception, DRX) для отслеживания широковещательных сообщений и вызовов, передаваемых через канал индикации вызова (Paging Indicator Channel, PICH); активность в восходящей линии связи в этом режиме невозможна; и

URA_PCH: это состояние аналогично CELL_PCH, за исключением того, что операция URA UPDATE запускается только через перевыбор зоны регистрации UTRAN (UTRAN Registration Area, URA).

Когда UE в состоянии IDLE запрашивает соединение RRC, сеть (network, NW) выбирает, в какое состояние перевести UE: в состояние CELL_DCH или в состояние CELL_FACH. При нахождении UE в режиме установленного соединения RRC решение о моменте высвобождения данного соединения RRC принимается также сетью. Сеть также может переводить UE из одного состояния RRC в другое перед высвобождением соединения или, в некоторых случаях, вместо высвобождения соединения. Указанные переходы между состояниями обычно инициируются на основании активности или неактивности в передаче данных между UE и сетью. Поскольку сеть может не обладать информацией о том, что UE завершил обмен данными для некоторого приложения, она обычно сохраняет соединение RRC в течение определенного времени, предполагая возможность продолжения передачи данных в/из UE. Указанный способ обычно применяется для снижения задержек при установлении соединения и последующем выделении радиоресурсов. Сообщение высвобождения соединения RRC может быть передано только из сети UTRAN, которая высвобождает соединение в линии передачи сигнала и все радиочастотные ресурсы между UE и UTRAN.

Недостаток вышеприведенного способа состоит в том, что UE должен ожидать его перевода сетью в правильное состояние, даже если приложение, выполняемое на UE, завершило обмен данными, и дальнейший обмен данными не предполагается. При этом сеть может вообще не обладать информацией о том, что приложение, выполняемое на UE, завершило обмен данными, поскольку решение о смене состояния установленного соединения RRC на другое состояние или на состояние IDLE принимает UTRAN, которая не имеет информации о состоянии передачи данных между UE и внешним сервером. Соответственно, UE может быть вынужден оставаться в состоянии или режиме с более высокой, чем требуется, скоростью передачи данных, что приводит к сокращению времени работы UE от батареи, а также к возможности непродуктивного расхода ресурсов сети вследствие того, что радиочастотные ресурсы остаются занятыми без необходимости и не могут быть предоставлены другому пользователю.

По указанной причине необходимы способ, устройство и система для оптимизации энергопотребления беспроводного устройства мобильной связи, соединенного посредством беспроводной связи с беспроводной сетью.

Раскрытие изобретения

В настоящем документе описываются некоторые варианты осуществления изобретения, имеющие отношение к способам привязки мобильного устройства беспроводной связи к подсистемам сети до начала соединения мобильного устройства беспроводной связи с сетью беспроводной связи.

Способ экономии энергии батареи в устройстве беспроводной связи, осуществляющем связь с беспроводной сетью, осуществляется в одном из вариантов путем выполнения по меньшей мере следующих операций. Определяют функциональное состояние и связанную с ним закономерность потока данных устройства беспроводной связи. Указанную закономерность потока данных определяют на основании множества операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью. На основании функционального состояния и закономерности потока данных формируют множество таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, каждый из которых указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи. Затем в сеть передают запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающий в качестве таймера смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданного в запросе, по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи. Если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут сетью, то сеть отдает в указанное устройство беспроводной связи команду сменить состояние соединения устройства беспроводной связи в соответствии с указанным таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданным в запросе. В противном случае сеть отдает в указанное устройство беспроводной связи команду сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.

Описывается способ экономии энергии батареи в устройстве беспроводной связи, осуществляющем связь с беспроводной сетью. Указанный способ осуществляется в одном из вариантов путем определения функционального состояния устройства беспроводной связи; определения связанной с текущим функциональным состоянием закономерности потока данных по множеству операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; определения для указанного устройства беспроводной связи предпочтительного состояния соединения устройства беспроводной связи, выполняемого на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных; и передачи в сеть команды запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи (state change request instruction, SCRI), указывающей предпочтительное состояние соединения устройства беспроводной связи. Беспроводная сеть отвечает передачей команды смены состояния, которая требует от устройства беспроводной связи сменить текущее состояние беспроводного соединения на указанное предпочтительное состояние беспроводного соединения.

Мобильное устройство беспроводной связи, осуществляющее связь с беспроводной сетью, включает в одном из вариантов по меньшей мере процессор, батарею и беспроводной приемопередатчик, выполненный с возможностью обеспечения связи с указанной беспроводной сетью. В описываемом варианте осуществления процессор выполняет действия, направленные на экономию энергии батареи, определяя функциональное состояние устройства беспроводной связи; определяя связанную с текущим функциональным состоянием закономерность потока данных, включающую множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; формируя множество таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи с целью экономии энергии батареи на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных, причем каждый из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи; и передавая в сеть запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающий по меньшей мере один из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи. Если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут сетью, то сеть отдает команду сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, задаваемым по запросу, а в противном случае сеть отдает в указанное устройство беспроводной связи команду сменить состояние соединения указанного устройства беспроводной связи в соответствии с таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.

Описывается мобильное устройство беспроводной связи, осуществляющее связь с беспроводной сетью, которое в одном из вариантов включает по меньшей мере процессор, батарею и беспроводной приемопередатчик, выполненный с возможностью обеспечения связи с указанной беспроводной сетью. Процессор выполняет действия, направленные на экономию энергии батареи, определяя функциональное состояние устройства беспроводной связи; определяя связанную с текущим функциональным состоянием закономерность потока данных, включающую множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; определяя для указанного устройства беспроводной связи предпочтительное состояние соединения устройства беспроводной связи на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных; и передавая в сеть команду запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи (SCRI), указывающую определенное указанным образом предпочтительное состояние соединения устройства беспроводной связи. Беспроводная сеть отвечает передачей команды смены состояния, которая обеспечивает переход устройства беспроводной связи из текущего состояния беспроводного соединения в предпочтительное состояние беспроводного соединения.

Описывается энергонезависимый машиночитаемый носитель информации для хранения исполняемых компьютером команд, предназначенных для экономии ресурса батареи беспроводного устройства мобильной связи. В одном из вариантов носитель информации содержит по меньшей мере компьютерный код для определения функционального состояния устройства беспроводной связи; компьютерный код для определения закономерности потока данных, связанной с текущим функциональным состоянием, включающей множество операций передачи и приема данных между устройством беспроводной связи и беспроводной сетью; компьютерный код для формирования с целью экономии энергии батареи множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи, выполняемого на основании указанных функционального состояния и закономерности потока данных, причем каждый таймер из указанного множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи указывает продолжительность периода отсутствия активности по передаче/приему данных в устройстве беспроводной связи, который должен истечь до смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи; и компьютерный код для передачи в сеть запроса смены состояния соединения устройства беспроводной связи, включающего по меньшей мере один из множества таймеров смены состояния соединения устройства беспроводной связи. Если указанный запрос смены состояния соединения устройства беспроводной связи не отвергнут сетью, то сеть отдает команду заменить таймер смены состояния соединения указанного устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения устройства беспроводной связи, заданным в запросе, а в противном случае сеть отдает указанному устройству беспроводной связи команду заменить таймер смены состояния соединения устройства беспроводной связи таймером смены состояния соединения, установленным в сети по умолчанию.

Краткое описание чертежей

Описываемые варианты осуществления изобретения и их преимущества могут наилучшим образом быть поняты из нижеследующего описания, рассматриваемого совместно с сопровождающими чертежами.

Фиг.1 иллюстрирует предлагаемую в качестве примера базовую структуру типовой наземной сети радиодоступа UMTS (UTRAN).

Фиг.2 иллюстрирует операцию, в которой UTRAN принимает запрос соединения RRC из UE.

Фиг.3 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующие режимы и состояния отвечающей за управление радиоресурсами части стека протоколов в сети UMTS.

Фиг.4 иллюстрирует пример мобильного устройства беспроводной связи в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.

Фиг.5A-5C иллюстрируют примеры закономерностей потока данных в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.

Фиг.6-11 представляют графики энергопотребления UE и соответствующие диаграммы состояний UE в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.

Фиг.12 иллюстрирует пример UE в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.

Фиг.13 представляет собой блок-схему операции в соответствии с описываемыми вариантами осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

В нижеследующем описании для глубокого понимания принципов, лежащих в основе описываемых вариантов осуществления изобретения, приводятся конкретные подробности. Однако специалисту в данной области техники понятно, что описываемые варианты могут быть осуществлены без части или без всех указанных конкретных подробностей. Кроме того, с целью более ясного изложения принципов, лежащих в основе описываемых вариантов осуществления изобретения, общеизвестные шаги в операциях подробно не описываются.

Примеры и варианты осуществления изобретения, предлагаемые далее, описывают некоторые способы и системы для перевода терминала пользователя (UE) или другого мобильного устройства между разными состояниями (режимами работы) в беспроводной сети, например в сети UMTS. Следует, однако, понимать, что возможны и другие варианты осуществления в сетях иных типов. Например, те же принципы могут быть применены в сети CDMA (Code-Division-Multiple-Access, множественный доступ с кодовым разделением), в сети W-CDMA (Wideband-CDMA, широкополосная CDMA), в сети Evolved UTRAN (усовершенствованная UTRAN), к примеру, в LTE, или, обобщая, в любой сети, построенной на основе технологий радиодоступа, в которых используются управляемые сетью радиочастотные ресурсы, или которой неизвестно состояние обмена данными на уровне приложений устройства. Хотя описываемые далее конкретные примеры и варианты осуществления относятся, для упрощения, к сетям UMTS, они также применимы и к другим вышеназванным сетям. Кроме того, встречающийся в дальнейшем описании элемент сети считается относящимся к UTRAN. Однако при использовании, помимо UMTS, сетей других типов указанный элемент сети может быть выбран должным образом в соответствии с типом сети. Указанный элемент сети может быть опорной сетью в системе UMTS или в любой другой допустимой сетевой системе, в которой данный элемент сети является функциональным узлом, принимающим решения о смене состояний.

В конкретном примере система и способ настоящего изобретения дают возможность смены режима установленного соединения RRC на более эффективный с точки зрения экономии ресурса батареи или радиоресурса режим или состояние при том, что средства принятия указанных решений располагаются в сети. В частности, способ и устройство настоящего изобретения дают возможность указанной смены на основании принятого из UE признака, явно или неявно указывающего на то, что должна быть выполнена смена состояния RRC или режима, относящегося к конкретному соединению, используемому для передачи сигналов и занимающему радиочастотные ресурсы, на другое состояние или режим. Как будет понятно из нижеследующего, такой признак смены или запрос может быть введен в существующих системах связи, построенных на основе действующих в настоящее время стандартов, путем, например, незначительной модификации используемого в настоящее время сообщения, к примеру, сообщения SCRI (SIGNALING CONNECTION RELEASE INDICATION, сигнализация высвобождения соединения), которое используется терминалом UE для того, чтобы сообщить в сеть UTRAN, что одно из его соединений, используемых для передачи сигналов, может быть высвобождено, чем, в свою очередь, может инициироваться операция высвобождения соединения RRC. Указанный признак смены может передаваться из UE в некоторых ситуациях, когда одна или несколько прикладных программ на UE завершили обмен данными, и/или когда установлено, что дальнейший обмен данными из приложения (приложений) указанного UE не ожидается. Элемент сети может затем использовать указанный признак и любую содержащуюся в нем информацию для принятия индивидуального для данной сети решения о том, должно ли мобильное устройство быть переведено в другой режим или состояние, или никакие действия предприниматься не должны. Указанный признак смены, передаваемый терминалом UE или мобильным устройством, может иметь несколько форм и может передаваться в различных ситуациях.

В одном примере указанный признак смены может передаваться в зависимости от обобщенного состояния всех приложений, выполняемых в UE. Конкретно, в системе UMTS, если приложение, выполняемое на UE, установило, что его обмен данными завершился, то указанное приложение может передать признак «выполнено» в менеджер соединений, являющийся элементом программного обеспечения UE. На основании обобщения таких признаков из запущенных приложений программное обеспечение UE может принять решение передать в сеть признак смены или запрос, указывающие на необходимость смены одного состояния или режима на другое состояние или режим. Установив с некоторой вероятностью, что ни одно из приложений не планирует дальнейший обмен данными, менеджер соединений может передать в сеть признак смены, указывающий на необходимость указанной смены состояния. В конкретном примере указанным признаком смены может быть признак SCRI для соответствующего домена (к примеру, домена с коммутацией пакетов), запрашивающий переход в эффективный с точки зрения экономии ресурса батареи режим, например, в состояние IDLE (состояние без установленного соединения). Как вариант, указанный признак смены может запрашивать переход между состояниями с установленным соединением с UTRAN, например, состояниями CELL_PCH и URA_PCH. Следует отметить, что в передаваемый признак смены терминал UE может включать дополнительную информацию, способствующую принятию элементом сети решения о том, каким образом реагировать на указанный признак. Данная дополнительная информация может включать причину передачи указанного сообщения из UE. При этом данная дополнительная информация может быть новым элементом информации или новым параметром в сообщении, являющимся указанном признаком смены.

Далее со ссылкой на фиг.1-13 описываются эти и другие варианты осуществления настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники понятно, что приведенное здесь подробное описание и соответствующие чертежи предназначены только для пояснения и не должны восприниматься как ограничивающие настоящее изобретение.

Фиг.1 иллюстрирует предлагаемую в качестве примера наземную сеть 100 радиодоступа UMTS, под которой понимается совокупность базовых станций и контроллеров радиосети. Как показано на фиг.1, сеть 100 UMTS в общих чертах подразделяется на терминал 102 пользователя (user equipment, UE), сеть 104 UTRAN и опорную сеть 106 (core network, CN). Сеть 104 UTRAN включает одну или более радиосетевых подсистем 108 (radio network sub-systems, RNS), каждая из которых включает контроллер 110 радиосети (radio network controller, RNC) и множество базовых станций 112 (Node-B), работающих под управлением RNC 110. RNC 110 осуществляет выделение радиоресурсов и управление ими, и по отношению к опорной сети 106 является точкой доступа. Базовые станции 112 принимают информацию, передаваемую на физическом уровне терминала 102 пользователя через восходящую линию связи, передают данные в UE 102 через нисходящую линию связи и могут быть точками доступа сети 104 UTRAN для UE 102.

Сеть 104 UTRAN устанавливает и поддерживает радиоканал доступа (radio access bearer, RAB) для осуществления связи между UE 102 и опорной сетью 106. В описываемых вариантах осуществления изобретения услуги, предоставляемые некоторому терминалу 102 пользователя, в общих чертах подразделяются на услуги, использующие коммутацию каналов (circuit switched, CS), и услуги, использующие коммутацию пакетов (packet switched, PS). Например, обычная услуга речевой связи является услугой, использующей коммутацию каналов, а просмотр страниц в Интернете через Интернет-соединение является услугой, использующей коммутацию пакетов. Для предоставления услуг с коммутацией каналов контроллеры RNC 110 соединены с коммутационным центром 114 мобильной связи (mobile switching center, MSC) опорной сети 106, a MSC 114 соединен со шлюзом 116 коммутационного центра мобильной связи (gateway mobile switching center, GMSC), который управляет соединением с другими сетями. Для предоставления услуг с коммутацией пакетов RNC 110 соединены с обслуживающим узлом 118 поддержки GPRS (serving GPRS support node, SGSN) и шлюзовым узлом 120 поддержки GPRS (gateway GPRS support node, GGSN) опорной сети 106 (GPRS: general packet radio service, служба пакетной радиосвязи общего назначения). SGSN 118 обеспечивает связь с коммутацией пакетов с контроллерами 110 RNC, a GGSN 120 управляет соединением с другими сетями с коммутацией пакетов, например с интернетом.

Фиг.2 иллюстрирует операцию, в которой сеть UTRAN 104 принимает из UE 102 запрос соединения RRC. Находясь в состоянии IDLE и намереваясь установить соединение RRC, UE 102 вначале передает в UTRAN 104 сообщение 202 запроса соединения RRC. Сообщение 202 запроса соединения RRC может содержать причину установления соединения RRC и первичный идентификатор UE. Первичный идентификатор UE, или информация идентификации UE, представляет собой уникальный идентификатор конкретного UE, который дает возможность различать терминалы пользователя независимо от их местоположения в мире. В ответ на запрос 202 соединения RRC сеть 104 UTRAN может передать в UE 102 сообщение 204 установления соединения RRC. Сообщение 204 установления соединения RRC может включать RNTI (Radio Network Temporary Identity, временный идентификатор в радиосети) и информацию установления радиоканала, передаваемые совместно с первичным идентификатором UE. RNTI представляет собой идентификатор, задаваемый для UE, чтобы дать возможность сети 104 UTRAN идентифицировать UE, находящиеся в состоянии установленного соединения. RNTI используется только при установленном соединении RRC и только внутри сети 104 UTRAN. UE 102 в ответ на сообщение установления соединения RRC устанавливает соединение RRC с UTRAN 104 и передает в UTRAN 104 сообщение 206 завершения установления соединения RRC. После установления соединения RRC UE 102 при осуществлении связи с сетью 104 UTRAN вместо первичной информации идентификации UE использует указанный RNTI. Наличие логического соединения между RRC терминала 102 пользователя и RRC сети 104 UTRAN характеризуется состоянием RRC. При наличии соединения UE 102 называют находящимся в состоянии установленного соединения RRC. При отсутствии соединения UE 102 называют находящимся в состоянии ожидания (состоянии IDLE).

Фиг.3 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующую режимы и состояния отвечающей за управление радиоресурсами части стека протоколов в сети UMTS. Как указано выше, состоянием RRC может быть состояние отсутствия соединения RRC (IDLE) или состояние установленного соединения RRC. Находясь в состоянии 302 IDLE, UE 102 должен запрашивать установление соединения RRC с целью выделения радиоресурса всякий раз, когда возникает необходимость обмена данными между UE 102 и сетью 104 UTRAN. Такая необходимость может быть вызвана либо выполнением на UE 102 приложения, которому требуется соединение для передачи данных, либо появлением в канале вызова, прослушиваемом терминалом 102 пользователя, признака, указывающего, что либо сеть 104 UTRAN, либо SGSN 118 вызывают UE 102 с целью передачи в UE 102 данных из внешней сети передачи данных, например, из сервера, использующего технологию Push. Сеть 104 UTRAN, приняв из UE 102 запрос установления радиосоединения, выбирает состояние соединения RRC, в котором будет находиться UE 102. Конкретно, режим установленного соединения RRC включает четыре различных состояния: состояние 304 CELL_DCH, состояние 306 CELL_FACH, состояние 308 CELL_PCH и состояние 310 URA_PCH. Например, из режима 302 IDLE UE 102 может перейти в состояние 306 CELL_FACH, в котором начнет передачу данных, а затем сеть определит, какое состояние установленного соединения RRC использовать для продолжения передачи данных. Например, сеть может перевести UE 102 в состояние 304 CELL_DCH с выделенным каналом (Dedicated Channel) или оставить UE 102 в состоянии 306 CELL_FACH с каналом предварительного доступа к соте (Cell Forward Access Channel). В состоянии 304 CELL_DCH для осуществления обмена данными терминалу UE 102 отводится выделенный канал как в восходящей линии связи, так и в нисходящей линии связи. Данное состояние, поскольку использует выделенный физический канал, отведенный терминалу UE 102, характеризуется, как правило, наибольшим потреблением энергии батареи терминала UE 102, что показано символом относительного энергопотребления 36Х, означающим, что UE 102 в состоянии 304 CELL_DCH в среднем потребляет в 36 раз больше энергии, чем в состоянии 302 IDLE (1X). Как вариант, сеть 104 UTRAN может оставить UE 102 в состоянии 306 CELL_FACH. В состоянии 306 CELL_FACH выделенный канал для UE 102 не отводится. Вместо этого для нерегулярной передачи небольших объемов данных используются каналы общего пользования. Однако при этом UE 102 все равно должен непрерывно прослушивать канал FACH, и поэтому потребляет от батареи больше энергии (имеет относительное энергопотребление 20Х), чем в состоянии 308 CELL_PCH и в состоянии 410 URA_PCH (8X в каждом) и в состоянии 302 IDLE.

В режиме установленного соединения RRC состояние RRC может изменяться по выбору сети 104 UTRAN. Конкретно, UTRAN 104 может менять одно состояние RRC на другое, если обнаружено, что в течение периода времени T_state, индивидуального для каждого перехода между состояниями, данные не передавались (или объем данных, передаваемых в единицу времени, стал меньше некоторого порогового значения). Например, если обнаружено, что в течение периода времени T_FACH данные не передавались, то сеть 104 UTRAN может сменить состояние RRC с состояния 304 CELL_DCH на состояние 306 CELL_FACH. Если в состоянии 306 CELL_FACH обнаружено, что в течение периода T_PCH данные не передавались, то сеть 104 UTRAN может сменить состояние RRC с состояния 306 CELL_FACH на состояние 308 CELL_PCH или на состояние 410 URA_PCH. Из состояния 308 CELL_PCH или состояния 310 URA_PCH, чтобы инициировать операцию смены соты (или смены URA) с целью запроса выделенного канала, UE 102 должен перейти в состояние 306 CELL_FACH. Это единственный переход между состояниями, которым управляет UE 102. Различие между состоянием 308 CELL_PCH и состоянием 310 URA_PCH состоит в том, что состояние URA_PCH 308 запускает операцию обновления URA только при отсутствии текущей URA (UTRAN registration area, зоны регистрации местоположения в UTRAN) данного UE в списке идентификаторов URA текущей соты.

Фиг.4 иллюстрирует возможный вариант осуществления UE 102 в форме мобильного устройства 400 беспроводной связи (называемом далее просто «устройство 400 связи»), которое может содержать по меньшей мере процессор 401 и приемопередатчик (XCVR) 402, выполненный с возможностью передавать радиочастотные сигналы в базовые радиостанции и принимать радиочастотные сигналы из базовых радиостанций в сети 104 беспроводной связи UTRAN через антенну 404. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 400 связи с целью повышения разнесения передаваемых и/или принимаемых сигналов может содержать несколько антенн. Приемопередатчик 402 выполнен с возможностью кодировать цифровые данные и использовать их для модуляции с целью формирования аналоговых сигналов, передаваемых на несущей радиочастоте через антенну 404. Аналогично, приемопередатчик 402 выполнен с возможностью демодулировать и декодировать аналоговые сигналы, принятые антенной 404. Батарея 405 выполнена с возможностью обеспечивать устройство 400 связи энергией, необходимой для функционирования, когда такая энергия не поступает от внешнего источника питания. Батарея 405 также выполнена с возможностью предоставлять информацию, например, о состоянии заряда батареи в процессор 401, а контроллер 406 выполнен с возможностью формировать цифровые сообщения, которые могут быть переданы и приняты приемопередатчиком 402. Контроллер 406 может, например, отслеживать сигналы, принимаемые из базовых радиостанций сети 104 UTRAN, и может формировать управляющие сообщения, подлежащие передаче в восходящем направлении радиочастотной линии связи между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN. В описываемом варианте осуществления сигналы управления могут включать информацию, сформированную автоматом 408 управления состоянием соединения и переданную в UTRAN 104 с использованием восходящего канала, который UTRAN 104 может использовать для управления состоянием соединения RRC устройства 400 связи. Управление состоянием соединения RRC устройства 400 связи может быть использовано для регулирования энергопотребления устройства 400 связи.

Поскольку, как указано выше, имеет место выраженная взаимосвязь между состоянием соединения RRC и энергопотреблением устройства 400 связи (и, как результат, временем работы от батареи), энергопотребление (и, соответственно, ожидаемое время работы от батареи) устройства 400 связи может быть оптимизировано более точным координированием текущего состояния соединения RRC с текущим функциональным состоянием устройства 400 связи. Более конкретно, информация, относящаяся к текущему функциональному состоянию устройства 400 связи, может включать характеристику операций передачи и приема данных, принятых из и переданных в сеть UTRAN 104 устройством 400 связи (так называемую закономерность потока данных). Указанная закономерность потока данных может влиять на состояние соединения RRC устройства 400 связи и тем самым может регулировать текущее энергопотребление устройства 400 связи. Например, единственным состоянием соединения RRC, в котором отводится выделенный канал данных, используемый для передачи значительных объемов данных между UTRAN 104 и устройством 400 связи, является состояние соединения CELL_DCH. Однако, как видно из фиг.3, использование выделенного канала данных требует значительного расхода ресурса батареи 405 на обеспечение энергией поддержания и обслуживания указанного канала (в состоянии CELL_DCH энергопотребление примерно в 36 раз больше, чем в режиме IDLE). Соответственно, с точки зрения экономии энергии было бы желательно оставлять устройство 400 связи в состоянии CELL_DCH лишь на время, необходимое для завершения конкретной операции с данными (передачи или приема данных).

Например, чтобы поддерживать энергопотребление на наименьшем возможном уровне, устройству 400 связи может быть отдана команда оставаться в состоянии CELL_DCH только на время интенсивного обмена данными и переходить в состояние соединения RRC с меньшим энергопотреблением, например, в состояние CELL_PCH или другое с еще меньшим энергопотреблением (возможно, даже в состояние без установленного соединения, т.е. в состояние IDLE), если установлено, что указанная операция с данными завершилась.

Переустановление канала данных из состояния IDLE, хотя и выгодно с точки зрения экономии энергии, требует значительного расхода ресурсов сети для передачи данных сигнализации между сетью UTRAN 104 и устройством 400 связи. Поэтому для установления оптимальной рабочей взаимосвязи между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN автомат 408 управления состоянием соединения может формировать запрос 410 к сети, который может входить в состав управляющего сообщения (например, SCRI или любого ответа состояния соединения, описываемого более подробно далее), передаваемого в сеть 104 UTRAN посредством приемопередатчика 402. Запрос 410 к сети может учитывать текущее функциональное состояние устройства 400 связи, что может включать определение текущего уровня заряда батареи, проверку, получает ли устройство 400 связи электропитание только от батареи, и установление текущей или прогнозируемой закономерности потока данных. Текущая (или прогнозируемая) закономерность потока данных может иметь значительное влияние на текущее (или прогнозируемое) энергопотребление устройства 400 связи, что описывается далее.

Режим работы устройства 400 связи (например, режим просмотра веб-страниц, режим видеоконференции и т.д.) может определять закономерность потока данных, характерную для адекватного предоставления услуги в данном режиме. Например, на фиг.5A-5C представлены графики закономерностей потока данных для различных режимов работы устройства 400 связи. В частности, на фиг.5A показан пример закономерности 500 потока данных, соответствующей выполнению устройством 400 связи приложения, которое переводит устройство 400 связи в так называемый режим постоянного нахождения на связи. В режиме постоянного нахождения на связи между устройством 400 связи и сетью UTRAN 104 могут периодически передаваться короткие порции 502 данных. Данными 502 могут быть, например, формируемые в устройстве 400 связи данные текущего местоположения, передаваемые в серверный компьютер посредством сети 104 UTRAN. Данные 502 могут исходить и из серверного компьютера (например, из сервера электронной почты, что показано на фиг.5B как закономерность 504 потока данных), который может по своей инициативе периодически передавать данные (например, новые сообщения электронной почты) в устройство 400 связи. В любом случае, чтобы должным образом передавать данные 502, необходим выделенный канал данных между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN. Иными словами, сеть 104 UTRAN может отдавать устройству 400 связи команду перейти в состояние соединения RRC CELL_DCH по меньшей мере на период времени Т1, необходимый для передачи данных 502 между устройством 400 связи и сетью 104 UTRAN. Однако, чтобы оптимизировать энергопотребление, устройство 400 связи может переходить из состояния CELL_DCH в состояние с низким энергопотреблением (например, в состояние IDLE или CELL_PCH) на период времени Т2, следующий за окончанием передачи данных 502. По истечении периода времени Т2 устройство 400 связи, чтобы должным образом выполнить передачу следующих данных 502 в течение следующего периода времени Т1, может переходить обратно в состояние CELL_DCH. Однако необходимо отметить, что для многократного переустановления выделенного канала данных, используемого в состоянии CELL_DCH, может требоваться значительный объем ресурсов сети, следствием чего может быть перегрузка сети и/или снижение качества канала (т.е. возрастание количества потерянных пакетов, возрастание времени ответа, снижение скорости передачи и т.д.). Показанная на фиг.5C закономерность 506 потока данных представляет собой пример передачи больших объемов данных между сетью 104 UTRAN и устройством 400 связи. Закономерность 506 потока данных соответствует, например, видеосвязи. В этом случае устройство 400 связи может передавать запрос 410, который удерживает устройство 400 связи в состоянии CELL_DCH на все время передачи данных между устройством 400 связи и внешним сервером видеосвязи через сеть 104 UTRAN.

Некоторые сети могут отвергать запрос 410, передаваемый устройством 400 связи, и использовать протокол соединения с устройством связи, заданный в сети по умолчанию, а не зап