自適應快速休眠控制器的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]為了提供諸如電話、視頻、數(shù)據(jù)、消息發(fā)送以及廣播之類的各種通信服務，廣泛部署了無線通信系統(tǒng)。這些網(wǎng)絡(通常是多址網(wǎng)絡)，通過共享可用的網(wǎng)絡資源來支持多個用戶的通信。為了確保網(wǎng)絡資源可用于更多的用戶，在網(wǎng)絡規(guī)定的和維持的不活動定時器到期之后，網(wǎng)絡可以終止與移動設備的高速連接。由于維持高速網(wǎng)絡連接要消耗電池能量，因此當在移動設備上運行的所有應用不再需要與網(wǎng)絡的打開的連接時，還可以利用可用的網(wǎng)絡命令來立即地釋放網(wǎng)絡連接。然而，由于應用開發(fā)者并不是始終在程序中包括這樣的命令，因此這種特征不能被有效地執(zhí)行；并且即使每一個應用開發(fā)者都使用這種網(wǎng)絡命令，也仍然需要中央控制器在多個運行的應用之間進行協(xié)調(diào)，決定何時釋放該連接。因此，與所必須的相比，高速網(wǎng)絡連接保持打開更長的時間，不必要地消耗移動設備的電池，占用網(wǎng)絡帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]提供了用于代表在移動設備上執(zhí)行的應用，選擇性地向無線電信網(wǎng)絡發(fā)送連接釋放消息的方法、設備和非暫時性計算機可讀介質(zhì)中存儲的指令。作為操作系統(tǒng)或者后臺進程的一部分、在移動設備上實現(xiàn)的自適應快速休眠控制模塊，監(jiān)測在該移動設備上執(zhí)行的應用所進行的網(wǎng)絡套接字調(diào)用。快速休眠控制模塊可以基于檢測到的網(wǎng)絡套接字調(diào)用，確定何時移動設備操作指示用戶不活動，以及何時應用不再需要網(wǎng)絡連接。當檢測到這種應用或者用戶不活動狀況時，自適應快速休眠控制模塊可以使移動設備向電信網(wǎng)絡發(fā)送連接釋放消息，以代表該應用來請求釋放連接。
【附圖說明】
[0003]被并入本申請并且構(gòu)成本說明書一部分的附圖，示出了本發(fā)明的示例性實施例，并且連同上面給出的概括描述以及下面給出的詳細描述一起來解釋本發(fā)明的特征。
[0004]圖1是適合于結(jié)合各種實施例使用的通信系統(tǒng)的框圖。
[0005]圖2是用于UMTS陸地無線接入(UTRA) RRC無線資源控制(RRC)連接模式的狀態(tài)圖，其示出了移動設備的各個狀態(tài)。
[0006]圖3是各個實施例方法的概述的處理流程圖。
[0007]圖4是自適應快速休眠控制器的實施例方法的處理流程圖。
[0008]圖5和圖6是用于基于設備業(yè)務不活動定時器，來確定何時釋放連接的替代性實施例方法的處理流程圖。
[0009]圖7是用于基于對在移動設備上執(zhí)行的多個應用進行監(jiān)測的多個設備業(yè)務不活動定時器，來確定何時釋放網(wǎng)絡連接的實施例方法的處理流程圖。
[0010]圖8是基于設備業(yè)務不活動定時器來確定何時釋放網(wǎng)絡連接的實施例方法的處理流程圖，其中上述設備業(yè)務不活動定時器取決于用戶是否在活動地與該移動設備互動。[0011 ] 圖9是示出網(wǎng)絡活動事件、活動間時間間隔、以及用于分析活動間時間間隔的滑動時間窗的時間軸圖。
[0012]圖10是根據(jù)一個實施例，示出使用活動間時間間隔數(shù)據(jù)的累積概率曲線，以選擇設備業(yè)務不活動定時器的持續(xù)時間的圖。
[0013]圖11是用于基于所測量的在一個時間窗期間獲得的活動間時間間隔，來調(diào)整用于檢測網(wǎng)絡業(yè)務不活動的規(guī)則的實施例方法的處理流程圖。
[0014]圖12A和圖12B是基于用于釋放網(wǎng)絡連接的先前決定是否正確，來調(diào)整設備業(yè)務不活動定時器的實施例方法的處理流程圖。
[0015]圖13是基于使用隨機算法來觀測先前的釋放決定是否正確或者過早，來調(diào)整設備業(yè)務不活動定時器的實施例方法的處理流程圖。
[0016]圖14是適合于結(jié)合各種實施例使用的移動設備的部件框圖。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在參照附圖來詳細地描述各個實施例。在可以的地方，貫穿附圖使用相同的附圖標記來指代相同或者相似的部件。對于特定示例和實施方式的引用只是用于說明目的，而不是旨在限制本發(fā)明或者權(quán)利要求的保護范圍。
[0018]本申請使用“示例性的”一詞來表示“用作例子、實例或說明”。本申請中描述為“示例性”的任何實施方式不是必須被解釋為比其它實現(xiàn)更優(yōu)選或更具優(yōu)勢。
[0019]本文互換地使用術(shù)語“移動設備”和“移動通信設備”，以指代以下各項中的任何一項或者全部:蜂窩電話、智能電話、個人或移動多媒體播放器、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、膝上型計算機、平板計算機、超級本、掌上計算機、無線電子郵件接收機、具備多媒體互聯(lián)網(wǎng)功能的蜂窩電話、無線游戲控制器、以及類似的個人電子設備，其中這些個人電子設備包括可編程處理器、存儲器和用于通過與無線網(wǎng)絡的打開的連接來發(fā)送和/或接收無線通信信號的電路。盡管各個實施例在移動設備(例如，具有有限的電池壽命的蜂窩電話)中是特別有用的，但這些實施例通常在與無線電信網(wǎng)絡建立通信會話的任何計算設備中也是有用的。
[0020]多種不同的蜂窩和移動通信服務和標準在未來是可用的或者是考慮的，所有這些服務和標準都可以實現(xiàn)本申請的各個實施例，并從各個實施例中受益。例如，這些服務和標準包括第三代合作伙伴計劃(3GPP)、長期演進(LTE)系統(tǒng)、第三代無線移動通信技術(shù)(3G)、第四代無線移動通信技術(shù)(4G)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)、3GSM、通用分組無線服務(GPRS)、碼分多址(CDMA)系統(tǒng)(例如，cdmaOne、CDMA2000TM)、增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進(EDGE)、高級移動電話系統(tǒng)(AMPS)、數(shù)字AMPS (IS-136/TDMA)、演進-數(shù)據(jù)優(yōu)化(EV-DO)、數(shù)字增強型無繩電信(DECT)、全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、W1-Fi保護訪問I&II (WPA、WPA2)和集成數(shù)字增強型網(wǎng)絡(iden)。應當理解的是，對于術(shù)語和/或與各個電信標準或技術(shù)有關(guān)的技術(shù)細節(jié)的任何引用，只是為了說明目的，而不是旨在將本發(fā)明的保護范圍限制于特定的通信系統(tǒng)或技術(shù)，除非在權(quán)利要求中進行了明確陳述。
[0021 ] 諸如3G、4G、LTE和UMTS網(wǎng)絡之類的電信網(wǎng)絡通常具有若干活動狀態(tài)，其包括稱為Cell-DCH、Cell-FACH和空閑的狀態(tài)。當傳送去往和來自電信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)時，移動設備處于Cell-DCH狀態(tài)，該狀態(tài)使用高速信道來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。只有固定數(shù)量的移動設備可以在任何給定的時間被分配高速信道，即使當這些移動設備沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送或者接收時，它們?nèi)跃S持對這些信道的占用(例如，當用戶閱讀一個網(wǎng)頁，或者當電話閑置時)。因此，當這些連接不活動時，使移動設備處于Cell-DCH狀態(tài)造成了網(wǎng)絡資源的浪費。此外，維持與電信網(wǎng)絡的高速連接，會消耗移動設備的大量的能量，快速地耗盡移動設備的電池。
[0022]為了節(jié)省能量和網(wǎng)絡資源，電信網(wǎng)絡可以使不活動連接轉(zhuǎn)換到Cell-FACH狀態(tài)，該狀態(tài)具有較慢速的數(shù)據(jù)速率，但支持更多的用戶。隨后，電信網(wǎng)絡可以將不活動連接轉(zhuǎn)換到空閑狀態(tài)，該狀態(tài)拆除網(wǎng)絡和移動設備之間的連接。電信網(wǎng)絡通過使用基于網(wǎng)絡的不活動定時器(其中當網(wǎng)絡與移動設備的相互活動結(jié)束時，該定時器開始倒計時，而只要網(wǎng)絡活動被恢復，就對該定時器進行重置)，來決定何時對連接狀態(tài)做出改變。如果基于網(wǎng)絡的不活動定時器倒數(shù)到零，則在第一不活動周期之后(例如，在2秒之后)，網(wǎng)絡可以指示移動設備改變到Cell-FACH狀態(tài)，在第二不活動周期之后(例如，在15秒的不活動之后)，指示移動設備改變到空閑狀態(tài)。當網(wǎng)絡指示移動設備進入空閑狀態(tài)時，網(wǎng)絡還可以拆除所建立的與該移動設備的連接，從而釋放網(wǎng)絡資源以便由其它移動設備進行使用。
[0023]基于網(wǎng)絡的不活動定時器來改變狀態(tài)是低效的，這是由于在狀態(tài)進行改變之前，必須經(jīng)歷整個的持續(xù)時間?，F(xiàn)代移動設備可能具有定期地聯(lián)系服務器和/或否則重置網(wǎng)絡的不活動定時器的應用(例如，電子郵件客戶端、即時通信)。網(wǎng)絡的不活動定時器不會被告知這些應用，并且不能夠預測這些應用何時將會發(fā)送或請求信息。
[0024]現(xiàn)有的解決方案通過實現(xiàn)快速休眠方式來解決這些限制，其中在這些方案中，當應用確定一個連接不再需要時，移動設備應用使得向電信網(wǎng)絡發(fā)送信令連接釋放指示(SCRI)消息，以請求釋放該連接。也就是說，不是基于網(wǎng)絡的不活動定時器來等待該連接由網(wǎng)絡設置成Cell-FACH狀態(tài)以及隨后的空閑狀態(tài)，而是移動設備應用主動地請求轉(zhuǎn)換到空閑狀態(tài)(當該應用確定該連接將不再用于延長的時間段)。通過應用開發(fā)者在應用代碼中包括標準API，可以發(fā)起這種應用發(fā)起的SCRI消息。
[0025]然而，由于相比于移動設備的電池消耗特性(或者網(wǎng)絡的資源可用性)，應用開發(fā)者可能更關(guān)注于應用的功能，因此他們可能不能以最高效的方式，在應用代碼內(nèi)實現(xiàn)快速休眠方式。即使每一個應用都使用快速休眠方式，仍然需要中央控制器在多個運行的應用之間進行協(xié)調(diào)，以決定該移動設備應當何時發(fā)送SCRI消息來請求狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此外，在移動設備上運行的應用的網(wǎng)絡業(yè)務模式可能會由于各種因素而隨時間發(fā)生改變，例如，無線鏈路質(zhì)量的改變、服務器的響應延遲、特定應用的功能、以及相互作用(其可以在移動設備上同時運行的應用的不同組合之間產(chǎn)生)。
[0026]為了解決當前網(wǎng)絡系統(tǒng)以及對開發(fā)者實現(xiàn)的SCRI消息中的這些限制，本申請各個實施例提供了一種用于在移動設備上實現(xiàn)的自適應快速休眠控制器，其可以基于對應用網(wǎng)絡互動的觀察，來確定移動設備應當何時發(fā)送SCRI消息。在各個實施例中，快速休眠控制器可以對移動設備上執(zhí)行的應用進行監(jiān)測，確定網(wǎng)絡連接何時是不活動的，并當確定一個特定的連接是不活動的時，自動地向電信網(wǎng)絡發(fā)送SCRI消息，以請求釋放該連接。該自適應快速休眠控制器可以使用可用于處理器的信息(例如，操作系統(tǒng)的功率狀態(tài)、應用或者服務的類型、當前執(zhí)行的應用的網(wǎng)絡互動模式、套接字調(diào)用等等)，來智能地決定何時應當關(guān)閉一個連接。與僅僅依賴于網(wǎng)絡的不活動定時器相比，將自適應快速休眠控制器實現(xiàn)成移動設備的一部分(例如，作為運行時環(huán)境、操作系統(tǒng)或者其它后臺進程的一部分)，可以更快速地釋放連接，以及解除應用開發(fā)者對決定應當何時發(fā)送SCRI消息的需求。
[0027]自適應快速休眠控制器可以包括一個或多個設備業(yè)務不活動定時器，其中當沒有觀察到網(wǎng)絡業(yè)務時，這些定時器開始對預定的時間量進行倒計時(或者針對預定的持續(xù)時間進行總計)。換言之，在網(wǎng)絡通信(即，業(yè)務活動)結(jié)束時，可以啟動設備業(yè)務不活動定時器，并且當移動設備觀測到網(wǎng)絡業(yè)務時，重置定時器。如果設備業(yè)務不活動定時器達到零時(或者總計達到預定的持續(xù)時間)，自適應快速休眠控制器可以向電信網(wǎng)絡發(fā)送SCRI (或者類似的)消息，上述消息請求終止連接或者指示移動設備不再使用連接。在一個實施例中，自適應快速休眠控制器可以將SCRI消息的傳輸暫停或者延遲某個時間量(其中該時間量可以由第二短時延遲定時器來確定)，以便為通過該設備或者網(wǎng)絡層發(fā)送消息提供時間，適應網(wǎng)絡變化，以及減少由太快地拆除網(wǎng)絡連接而使它們被潛在地“破壞(thrashing) ”。
[0028]在各個實施例中，快速休眠控制器通過下面方式來實現(xiàn)自適應:基于觀測的應用或網(wǎng)絡特性或事件，來調(diào)整設備業(yè)務不活動定時器的持續(xù)時間。通過自適應地縮短設備業(yè)務不活動定時器，自適應快速休眠控制器可以針對應用和/或網(wǎng)絡狀況進行調(diào)整(其有利于更快速地拆除空閑連接)，從而節(jié)省更多的電池電量和節(jié)約網(wǎng)絡資源。響應于在互動事件之間的時間間隔中展現(xiàn)更大的變化的應用和/或網(wǎng)絡狀況，通過自適應地延長設備業(yè)務不活動定時器，自適應快速休眠控制器可以在這些狀況存在時適應它們，以便維持可靠的網(wǎng)絡連接和避免破壞。設備業(yè)務不活動定時器值的這種改變，可以基于觀測的活動間時間間隔的統(tǒng)計屬性和/或不活動確定是否準確來完成。
[0029]在一個實施例中，該自適應快速休眠控制器可以包括單一設備業(yè)務不活動定時器，其針對移動設備上的所有應用和通信的不活動時間進行計時。在另一個實施例中，可以存在多個設備業(yè)務不活動定時器，以適應在移動設備上執(zhí)行的各種應用和功能的網(wǎng)絡接入模式或者網(wǎng)絡接入需求的差異。在一個實施例中，一個設備業(yè)務不活動定時器可以與在移動設備上運行的每一個應用相關(guān)聯(lián)，使該不活動定時器持續(xù)時間能夠與各個應用的網(wǎng)絡使用和接入需求相匹配。在另一個實施例中，可以存在針對不同的預定時間量所設置的多個設備業(yè)務不活動定時器，應用群組的業(yè)務活動可以由移動設備上運行的不同應用或者一個應用來監(jiān)測。在這些實施例中，移動設備可以不發(fā)送SCRI消息，直到所有活動的設備業(yè)務不活動定時器都達到零(或者總計到它們各自預定的時間量)為止。
[0030]在各個實施例中，可以將自適應快速休眠控制器實現(xiàn)成在移動設備處理器上執(zhí)行的操作系統(tǒng)或者運行時環(huán)境中的一個軟件模塊或模塊?；蛘撸梢詫⒆赃m應快速休眠控制器實現(xiàn)成另一個軟件模塊中的進程，或者操作系統(tǒng)或運行時環(huán)境中的一個進程。此外，還可以將自適應快速休眠控制器實現(xiàn)成:被配置為以后臺方式進行運行的應用。在另外的實施例中，可以將自適應快速休眠控制器部分地或全部地用固件來實現(xiàn)。當被用軟件來實現(xiàn)或者被實現(xiàn)成一個進程時，自適應快速休眠控制器功能可以通過執(zhí)行軟件指令或處理步驟的移動設備的處理器來完成。為了涵蓋在實施例中所考慮的所有各種實施方式，本文通常將這些實施例的功能稱為自適應快速休眠控制器，但這種術(shù)語并不是旨在要求任何特定類型的硬件和/或軟件實現(xiàn)。對于自適應快速休眠控制器的引用，還涵蓋執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的軟件指令或者處理步驟的處理器。
[0031]圖1示出了通過無線電信網(wǎng)絡106，接收分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡104上的服務102的用戶設備(UE)或移動設備100的邏輯部件和功能模塊。在圖1所示出的實施例中，將自適應快速休眠控制器I1邏輯上設置為移動設備100上的應用層(其描述為應用114)和調(diào)制解調(diào)器接口 116之間的操作系統(tǒng)112的一部分。在其它實施例中，自適應快速休眠控制器110可以并入到調(diào)制解調(diào)器138之內(nèi)，或者并入為對移動設備100的業(yè)務活動進行監(jiān)測的應用114。如下面所更詳細描述的，自適應快速休眠控制器110可以對于在移動設備100上執(zhí)行的應用114的網(wǎng)絡互動事件進行監(jiān)測，以基于一個或多個設備業(yè)務不活動定時器的到期，來確定何時應當釋放連接118。當自適應快速休眠控制器110確定可以釋放連接118時，其可以向無線接入網(wǎng)絡(RAN)的基節(jié)點122發(fā)送連接釋放消息120以關(guān)閉連接118。連接釋放消息120可以包括一個編碼，其稱為用于指示釋放該連接的原因的“原因值”。例如，圖1示出了具有數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束(EODT)的原因值的SCRI消息，其意味著數(shù)據(jù)傳輸會話已結(jié)束。自適應快速休眠控制器110可以基于觀測的網(wǎng)絡互動性，代表應用114來發(fā)起SCRI消息的傳輸，以實行快速休眠。用此方式，自適應快速休眠控制器110可以在網(wǎng)絡不活動定時器進行發(fā)起之前，就請求釋放一個連接，而無需任何應用快速休眠請求。
[0032]移動設備100可以包括具有一個或多個處理器(其通常用處理器134來表示)的處理系統(tǒng)130和計算機可讀介質(zhì)(其通常用計算機可讀介質(zhì)136來表示)。處理系統(tǒng)130可以訪問移動設備100的多個電路，例如，時鐘源、外設、穩(wěn)壓器、和功率管理電路。調(diào)制解調(diào)器接口 116可以提供操作系統(tǒng)112和調(diào)制解調(diào)器138之間的接口，其包括使用一付或多付天線142的收發(fā)機(發(fā)射機/接收機(TX/RX))140。收發(fā)機140實現(xiàn)與無線電信網(wǎng)絡106的無線通信。此外，還可以提供用戶接口 144(例如，鍵盤、顯示器、揚聲器、麥克風、操縱桿)。移動設備100可以包括便攜式電源(例如，電池146)。
[0033]自適應快速休眠控制器110可以對在移動設備100上運行的應用114 (在移動設備100連接到蜂窩電信網(wǎng)絡106時)的網(wǎng)絡連接活動進行監(jiān)測，并且當移動設備確定這些應用目前沒有使用打開的連接時，發(fā)送連接終止請求。通過當檢測到不活動時段時，請求終止與電信網(wǎng)絡的連接，移動設備可以減少其功耗，從而增加移動設備可以使用電池電源進行操作的時間。自適應快速休眠控制器110功能可以通過監(jiān)測在移動設備上執(zhí)行的一個或多個應用所進行的網(wǎng)絡套接字調(diào)制，并確定自從上一次網(wǎng)絡互動以來的持續(xù)時間何時超過門限值，來檢測網(wǎng)絡連接不活動?？梢酝ㄟ^在每一次網(wǎng)絡互動事件(即，發(fā)送了一個消息或者接收到一個消息)之后，重新啟動設備業(yè)務不活動定時器來執(zhí)行這一確定。如下面所更詳細描述的，如果設備業(yè)務不活動定時器從門限值倒計時到零(或者向上計數(shù)到門限值)，則自適應快速休眠控制器110可以向無線電信網(wǎng)絡106發(fā)送連接釋放消息(例如，SCRI消息)，以代表應用114來請求釋放連接。在各個實施例中，通過基于當前狀況和/或當前在移動設備上運行的應用，調(diào)整設備業(yè)務不活動定時器的門限值，可以實施快速休眠控制器自適應。
[0034]貫穿本公開內(nèi)容所給出的各個實施例，可以在各種各樣的電信系統(tǒng)、網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)和通信標準中實現(xiàn)。為了提供諸如語音、數(shù)據(jù)等各種電信服務，廣泛部署了無線通信系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以是能夠通過共享可用的系統(tǒng)資源(例如，帶寬和發(fā)射功率)，來支持與多個用戶通信的多址系統(tǒng)。這類多址系統(tǒng)的例子包括碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)和正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)。通常，無線多址通信系統(tǒng)可以同時支持多個無線終端的通信。每一個終端通過前向鏈路和反向鏈路上的傳輸與一個或多個基站進行通信。前向鏈路(或下行鏈路)是指從基站到終端的通信鏈路，反向鏈路(或上行鏈路)是指從終端到基站的通信鏈路?？梢酝ㄟ^單輸入單輸出系統(tǒng)、多輸入單輸出系統(tǒng)或多輸入多輸出(MMO)系統(tǒng)來建立這種通信鏈路。
[0035]圖2是示出從設備最高功耗(Cell_DCH狀態(tài)202)向最低功耗(空閑模式204)的選定的無線資源控制(RRC)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的集合的狀態(tài)圖200。在空閑模式204下，沒有打開與電信網(wǎng)絡的高數(shù)據(jù)速率連接，所以移動設備不發(fā)送，或者只發(fā)送很少的位