技术领域

本发明涉及移动通信技术， 具体涉及一种节能方法、 用户设备和网络侧 网元。

背景技术

M2M ( Machine to Machine )指机器之间建立连接的所有技术和手段。 M2M理念在上个世纪九十年代就出现了， 但是只停留在理论阶段。 2000年 以后， 随着移动通信技术的发展， 以移动通信技术实现机器设备的联网成为 可能。 2002年左右 M2M业务就在市场上出现， 并在随后的几年迅速发展， 成为了众多通信设备商和电信运营商的关注焦 点。 目前全球的机器数量比人 的数量要多很多， 因此可以预见到 M2M技术的良好的市场前景。

对 M2M通信应用场景研究表明在移动网络上提供 M2M通信具有潜在的 市场前景。 但 M2M业务对系统提出了很多新的要求， 为了增强移动网络在 这方面的竟争力，有必要对现有的移动网络进 行优化， 来更有效的支持 M2M 通信。

相关的移动通信网络主要针对人与人的通信进 行设计，而对机器与机器， 人与机器的通信则优化不足。 此外， 运营商如何能够以低成本提供 M2M通 信服务， 也是 M2M通信部署成功的关键。

基于以上情况， 有必要研究移动网络支持 M2M通信的解决方案， 解决 方案要最大限度重用现有网络， 降低大量 M2M通信对网络造成的影响以及 运营维护的复杂度。 目前电信市场竟争曰趋激烈， 资费不断下降， 运营商利润空间不断减小， 以人为基础的通信市场正在趋于饱和， M2M对运营商来说是全新的发展机 遇。

为了有效地利用移动网络资源， 第三代合作伙伴计划 （3rd Generation Partnership Project , 简称 3GPP ) 提出了机器类型通信 ( Machine Type Communication, 简称 MTC ) , 即机器对机器（ Machine to Machine ) 、 机器 对人 (Machine to Man)进行通讯的业务， 其业务范围远远超出了以往人对人 ( Human to Human, 简称 H2H )之间的通讯， MTC在接入控制、 计费、 安全 性、服务质量（ Quality of Service, 简称 QoS )、业务模式等方面与现在的 H2H 通讯模式有很大的区别。

3GPP演进分组系统（Evolved Packet System, 简称 EPS ) 架构如图 1所 示， 从图中可以看出， EPS 包括了无线接入网和核心网， 其中无线接入网例 如包括 UTRAN ( Universal Terrestrial Radio Access Network, UMTS陆地无线 接入网）， E-UTRAN( Evolved UTRAN,演进的 UTRAN ), GERAN( GSM/EDGE Radio Access Network, GSM/EDGE 无线接入网络） ； 核心网例如在 EPC ( Evolved Packet Core, 演进分组核心网） 中有 MME ( Mobility Management Entity,移动管理实体）， S-GW ( Serving Gateway,服务网关）， P-GW ( Packet Data Network Gateway, 分组数据网网关， 简称 PDN网关）等网元， 在 GPRS ( General Packet Radio Service, 通用分组无线业务）核心网中包括 SGSN ( Serving GPRS Support Node , 服务 GPRS支持节点）等网元； 在 E-UTRAN 中包括 eNB ( evolved Node B , 演进的节点 Β ) 。

对于电池供电的 MTC UE ( User Equipment, 用户设备 ) , 需要釆取措施 以降低 UE功耗， 对于有电源供电的 MTC UE, 同样需要降低 UE功耗， 以实 现绿色节能的目标。 目前， 智能手机逐渐普及， 同时出现了大量的应用运行 在智能手机上， 这些应用可能造成智能手机电池的功耗增加， 寿命缩短， 因 此智能手机的节能也是一个必须解决的关键问 题。

LTE ( Long Term Evolution, 长期演进） UE在接入层（ Access Stratum, 简称 AS )有两种 RRC ( Radio Resource Control, 无线资源控制 )状态： RRC Idle和 RRC Connected, 简称为空闲态和连接态； LTE UE在非接入层 ( Non Access Stratum ,简称 NAS )有三种状态： LTE Detached , LTE Idle和 LTE Active , 其中 LTE Idle和 LTE Active分别对应 RRC Idle和 RRC Connected, LTE Detached状态是指 UE刚开机的状态，此时网络侧没有 UE的上下文也不知道 UE的位置。 UE发送数据时需要进入连接态， UE接收数据需要在空闲态或 连接态， LTE Detached的 UE不能发送或接收数据。 LTE UE的 AS的状态与 NAS的状态之间的对应关系如图 2所示，其中 LTE Detached状态没有对应的 RRC状态。

在对相关技术的研究和实践过程中发现相关技 术存在以下问题： MTC UE和智能手机都存在节能的需求，但是如何从� ��统的角度找到实现节能的方 法， 如何减少 UE和网络侧之间的信令交互等等， 目前都没有解决方案。 发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种节 能方法、 用户设备和网络 侧网元， 能够降低 UE功耗。

为解决上述技术问题， 本发明实施例提供了一种节能方法， 包括： 用户设备 ( UE )请求进入节能状态或网络侧网元指示 UE进入节能状态；

UE进入节能状态， 所述节能状态是指 UE不能响应网络侧发送的寻呼信 息， 能够发送服务请求和进行周期性位置更新的状 态。

可选的， 所述方法还包括： 处于节能状态的 UE在有待发送的上行数据 或信令时， 退出节能状态， 向网络侧网元发送服务请求。

可选的， 所述方法还包括： 当周期性位置更新定时器到期， 处于节能状 态的 UE退出节能状态， 进行位置更新， 位置更新完成后再进入节能状态。

可选的， 所述 UE请求进入节能状态， 包括： 所述 UE向网络侧网元发送 节能请求信息， 所述节能请求信息用于请求进入节能状态。

可选的， 所述网络侧网元指示 UE进入节能状态， 包括： 所述网络侧网 元向 UE发送节能指示信息， 所述节能指示信息用于指示 UE进入节能状态。

可选的， UE进入节能状态后， 所述方法还包括： 节能状态定时器到期， 所述 UE进入空闲态。

可选的， 所述 UE进入节能状态， 包括： 所述 UE在空闲态停留预设时间 后再进入节能状态， 所述预设时间由网络侧网元配置并通知 UE。

为解决上述技术问题， 本发明实施例还提供了一种实现节能的用户设 备 ( UE ) , 包括发送模块和处理模块， 其中：

所述发送模块，设置为向网络侧发送节能请求 信息， 请求进入节能状态； 所述处理模块， 设置为使所述 UE进入节能状态， 所述节能状态是指 UE 不能响应网络侧发送的寻呼信息， 能够发送服务请求和进行周期性位置更新 的状态。

可选的， 所述处理模块还设置为在所述处于节能状态的 UE有待发送的 上行数据或信令时， 使所述 UE退出节能状态， 向网络侧网元发送服务请求。

可选的， 所述处理模块还设置为在周期性位置更新定时 器到期后， 使处 于节能状态的 UE退出节能状态， 进行位置更新， 位置更新完成后使所述 UE 再进入节能状态。

可选的， 所述处理模块还设置为在节能状态定时器到期 后， 使所述 UE 进入空闲态。

可选的， 所述处理模块设置为使所述 UE进入节能状态， 包括： 所述处 理模块设置为使所述 UE在空闲态停留预设时间后再进入节能状态， 所述预 设时间由网络侧网元配置并通知 UE。

为解决上述技术问题， 本发明实施例还提供了一种实现节能的用户设 备 ( UE ) , 包括接收模块和处理模块， 其中：

所述接收模块， 设置为接收网络侧网元向 UE发送的节能指示信息； 所述处理模块， 设置为使所述 UE进入节能状态， 所述节能状态是指 UE 不能响应网络侧发送的寻呼信息， 能够发送服务请求和进行周期性位置更新 的状态。

可选的， 所述处理模块还设置为在所述处于节能状态的 UE有待发送的 上行数据或信令时， 使所述 UE退出节能状态， 向网络侧网元发送服务请求。

可选的， 所述处理模块还设置为在周期性位置更新定时 器到期后， 使处 于节能状态的 UE退出节能状态， 进行位置更新， 位置更新完成后使所述 UE 再进入节能状态。 可选的， 所述处理模块还设置为在节能状态定时器到期 后， 使所述 UE 进入空闲态。

可选的， 所述处理模块设置为使所述 UE进入节能状态， 包括： 所述处 理模块设置为使所述 UE在空闲态停留预设时间后再进入节能状态， 所述预 设时间由网络侧网元配置并通知 UE。

为解决上述技术问题， 本发明实施例还提供了一种实现节能的网络侧 网 元， 包括配置模块和保存模块， 其中：

所述配置模块， 设置为为用户设备 ( UE ) 配置节能状态定时器时间； 所述保存模块，设置为在 UE处于节能状态时，保存所述 UE的上下文信 息。

可选的， 所述网络侧网元还包括发送模块， 其设置为向 UE发送的节能 指示信息， 所述节能指示信息用于指示 UE进入节能状态。

釆用本发明实施例可以降低 UE功耗，减少 UE和网络侧的信令交互， 实 现节能的需求。 附图概述

图 1为 3GPP EPS架构示意图；

图 2为 LTE AS与 NAS状态转换示意图；

图 3为本发明实施例 1的流程图；

图 4为 UE状态转换示意图；

图 5为本发明实施例 2—种 UE的结构示意图；

图 6为本发明实施例 2另一种 UE的结构示意图；

图 7为本发明实施例 3—种网络侧网元的结构示意图；

图 8为本发明应用示例 1流程图； 图 9为本发明应用示例 2流程图。 本发明的较佳实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细 说明。 需要说明的是， 在 不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互 任意组合。

实施例 1

本实施例节能方法如图 3所示， 包括如下步骤：

步骤 301 , UE请求进入节能状态或网络侧网元指示 UE进入节能状态； 所述 UE请求是指 UE向网络侧网元发送节能请求信息， 或者用户操作 UE 向网络侧网元发送节能请求信息， 该节能请求信息用于请求进入节能状 态。 该节能请求信息包括以下内容中的一种或多种 ： UE标识、 节能状态使能 标识和节能状态的时间。 其中， UE标识可以是以下任意一种： IMSI ( Internal Mobile Subscriber Identifier, 国际移动用户识别码）、 MSISDN ( Mobile Station international ISDN number, 移动台国际 ISDN号码）或 UE外部标识； 节能状 态使能标识用于指示 UE 准备进入节能状态； 节能状态的时间用于指示 UE 准备停留在节能状态的时间长度。

所述网络侧网元是指以下网元一种或多种： 基站、 MME和 SGSN; 所述 网络侧指示是指： 网络侧向 UE发送节能指示信息，用于指示 UE进入节能状 态； 该节能指示信息包括以下内容的一种或多种： UE标识、 节能状态标识和 节能状态的时间。 其中 UE标识可以是单个 UE标识， 或者一类 UE标识， 如 表示低优先级 UE的标识等。

上述节能状态的时间长度可由网络侧事先通知 UE, 如通过系统信息广 播。 如果在 UE请求或网络侧指示消息中不包含节能状态的� ��间， 则可釆用 缺省的时间长度。 通常网络侧和 UE分别保存一个定时器， 设置为记录 UE 处于节能状态的时间。

步骤 302, UE进入节能状态， 该节能状态是指 UE不能响应网络侧发送 的寻呼信息， 能够发送服务请求和进行周期性位置更新的状 态。

本申请所述的 UE节能状态区别于 UE的空闲态和连接态，这三种状态之 间的关系如图 4所示， 其中， 处于节能状态的 UE在定时器到期后进入空闲 态， 在空闲态的 UE经过请求或者网络侧指示， 进入节能态。

对于 UE而言，处于节能状态的 UE关闭接收电路和发送电路， 不能响应 网络侧发送的寻呼信息， 也无法接收系统信息， 但是具有在需要时发送服务 请求的能力以及进行周期性位置更新的能力。 发送服务请求， 例如： 在 UE 有待发送的上行数据或信令时， 此时 UE退出节能状态， 发起服务请求流程， 包括向网络侧网元发送服务请求，在服务请求 流程结束后， UE可以返回节能 状态， 也可以不返回节能状态。 处于节能状态的 UE进行周期性位置更新是 指： 当周期性位置更新定时器到期， 该 UE退出节能状态， 进行位置更新， 在位置更新完成后， 再进入节能状态。

对于网络侧而言， 网络侧网元在 UE处于节能状态时，可保留该 UE的上 下文信息。

一种优选的方案是， UE在被获准进入节能态或被指示进入节能态后� ��先 在空闲态停留预设时间后， 再进入节能状态， 该预设时间由网络侧网元配置 并通知 UE。

实施例 2

本实施例介绍实现上述方法的 UE。

一种 UE如图 5所示， 包括发送模块 51和处理模块 52 , 其中：

该发送模块 51 ,设置为向网络侧发送节能请求信息，请求进� �节能状态； 该处理模块 52, 设置为使该 UE进入节能状态， 该节能状态是指 UE不 能响应网络侧发送的寻呼信息， 能够发送服务请求和进行周期性位置更新的 状态。

另一种 UE如图 6所示， 包括接收模块 61和处理模块 62, 其中： 该接收模块 61 , 设置为接收网络侧网元向 UE发送的节能指示信息； 该处理模块 62,设置为使所述 UE进入节能状态，所述节能状态是指 UE 不能响应网络侧发送的寻呼信息， 能够发送服务请求和进行周期性位置更新 的状态。 在一个优选实施例中， 上述处理模块 52与处理模块 62可以是具有相同 功能的模块， 也就是说， 一个 UE可能同时具有发送模块 51、 接收模块 61以 及处理模块 52或 62。 以下对处理模块的说明既适用于处理模块 52也适用于 处理模块 62。

为使处于节能状态的 UE具有发送服务请求的能力， 该处理模块可设置 为在处于节能状态的 UE有待发送的上行数据或信令时，使该 UE退出节能状 态， 向网络侧网元发送服务请求。

为使处于节能状态的 UE具有进行周期性位置更新的能力， 该处理模块 可设置为在周期性位置更新定时器到期后， 使处于节能状态的 UE退出节能 状态， 进行位置更新， 位置更新完成后使所述 UE再进入节能状态。

为使处于节能状态的 UE能够退出节能状态， 该处理模块可设置为在节 能状态定时器到期后， 使所述 UE进入空闲态。

一种优选的方式， 该处理模块还可设置为在使 UE进入节能状态时， 先 使该 UE在空闲态停留预设时间后再进入节能状态， 该预设时间由网络侧网 元配置并通知 UE。

实施例 3

本实施例介绍实现上述实施例 1方法的网络侧网元。 如图 7所示， 包括 配置模块 71和保存模块 72, 其中：

该配置模块 71 , 设置为为 UE配置节能状态定时器时间；

该保存模块 72, 设置为在 UE处于节能状态时， 保存所述 UE的上下文 信息。

本例所述 UE的节能状态是指 UE不能响应网络侧发送的寻呼信息，能够 发送服务请求和进行周期性位置更新的状态。

一种优选的实施方式， 该网络侧网元还包括发送模块， 其设置为向 UE 发送的节能指示信息， 该节能指示信息用于指示 UE进入节能状态。 下面通过具体的应用示例对本申请进行进一步 说明。

应用示例 1

本示例针对 UE向网络侧发送请求的场景， 节能的方法如图 8所示， 包 括：

步骤 801 , 用户设备 UE请求进入节能状态；

此处用户设备可以是以下任意一种： MTC UE、 智能终端； 该 MTC UE 是指具有 MTC功能的 UE; 该智能终端包括智能手机或上网卡等。

UE可以主动发送节能请求信息或者由用户通过� ��作 UE发送节能请求信 息。

该节能请求信息包括以下一种或多种信息： UE标识、节能状态使能标识 和节能状态的时间。 其中节能状态的时间可由网络侧配置并且由网 络侧事先 通知 UE。

上述节能请求信息发送到网络侧网元（以下简 称网络侧） ， 该网络侧包 括以下一种或几种： 基站、 MME和 SGSN。

步骤 802, 网络侧判断是否接受 UE的节能请求，如果是，转向步骤 803 , 否则转向步骤 804;

所述网络侧根据需要判断是否接受 UE请求， 如网络侧有下行数据发送 到 UE, 则网络侧可拒绝 UE请求。 如果网络侧允许 UE进入节能状态， 则可 通过默认的方式通知 UE, 例如在指定时间内未返回拒绝响应 , 则 UE认为网 络侧允许其进入节能状态。

步骤 803 , UE进入节能状态；

一种优选的实施方式是： UE在进入节能状态前先进入空闲态， 并在空闲 态停留预设时间 , 其中 Ί 为网络侧配置并事先通知 UE, 如通过系统信息 广播发送到 UE; Ί 的作用是在正式进入节能态之前留一段緩冲的 时间， 在这 段时间内， UE可以发送或接收数据，如果网络侧接受 UE请求，在 Ί 时间内， 网络侧不发送响应信息， 则 UE在 1结束后， 直接进入节能状态。

UE在节能状态时关闭发送电路和接收电路，但� �� UE没有关机或者从网 络去附着 (detach), 此时网络侧保存 UE的上下文直到 UE更新位置或发送服 务请求为止。

UE在节能状态时的移动不会触发位置更新过程� ��

步骤 804, 网络侧发送拒绝信息并指示拒绝原因， 流程结束；

网络侧可在 Ί 时间内， 向 UE发送拒绝信息并指示拒绝原因； 拒绝原因 包括但不限于： 网络侧有下行数据发送。

当 UE收到拒绝信息后， 在一段时间内不允许再次发送同样的请求信息 ， 该一段时间由网络侧设定并事先通知 UE。

步骤 805,判断周期性位置更新定时器是否到期，如� �是，转向步骤 806, 否则转向步骤 809;

优选地， 该周期性位置更新定时器的值小于或等于节能 定时器的值； 所 述位置更新包括以下任意一种：跟踪区域更新 （ TAU, Tracking Area Update )、 路由区域更新 (RAU, Routing Area Update)或位置区域更新 (LAU, Locating Area Update)„

步骤 806, UE退出节能状态并进行位置更新；

UE的周期性位置更新定时器到期， 则 UE退出节能状态并进入连接态进 行位置更新。 所述 UE进行位置更新之后， 网络侧更新 UE的上下文信息。

步骤 807, 判断节能定时器是否到期， 如果是， 转向步骤 808, 否则转向 步骤 809;

优选地， 该节能定时器大于或等于周期性位置更新定时 器的值； 该节能 定时器在 UE和网络侧同时运行；如果 UE在节能定时器到期之前进行周期性 位置更新或发送服务请求， 相应的节能定时器不会停止。

步骤 808, UE进入空闲态， 流程结束；

UE在节能定时器到期后进入空闲态； 此时网络侧的节能定时器同时到 期， 网络侧可以向 UE发送下行数据。

步骤 809, UE是否需要发送服务请求， 如果是， 转向步骤 810, 否则转 向步骤 805;

如果所述 UE没有上行数据发送，则 UE可以继续停留在节能态直到位置 更新定时器或节能定时器到期。

步骤 810, UE进入连接态并向网络侧发送服务请求， 当服务请求流程结 束， 转向步骤 805。

在示例中， UE有上行数据需要发送， 则 UE进入连接态并向网络侧发送 服务请求， 建立用户面承载并向网络侧发送数据； 当服务请求流程结束， UE 继续停留在节能状态直到位置更新定时器或节 能定时器到期。

应用示例 2

本示例针对网络侧向 UE发送节能指示的场景， 节能方法如图 9所示， 包括：

步骤 901 , 网络侧向用户设备 UE发送节能指示信息；

该网络侧可通过 RRC信令向 UE发送节能指示信息； RRC信令为系统信 息或专用 RRC信令； 该节能指示信息包括以下一种或多种信息： UE标识、 节能状态使能标识和节能状态的时间。其中 UE标识可以为特定 UE标识或一 组 UE标识。 如果节能指示信息中没有 UE标识， 则对应的 UE为接收到该 RRC信令的所有 UE; 节能状态的时间由网络侧配置并事先发送到 UE, 如果 所述节能指示信息中没有节能状态的时间， 则选择缺省节能状态时间， 该缺 省节能状态时间由网络侧配置并事先通知 UE。

步骤 902, UE判断是否进入节能状态， 如果是， 转向步骤 903 , 否则转 向步骤 904;

所述 UE根据自身需要判断是否进入节能状态，如 UE有上行数据需要发 送， 或 UE正在位置更新， 则 UE不进入节能状态。

步骤 903 , UE进入节能状态；

本步骤与步骤 803相同， 这里不再赘述。

步骤 904, UE发送拒绝响应信息并指示拒绝原因， 流程结束；

UE可通过 RRC信令向网络侧发送拒绝信息， 拒绝原因包括但不限于： UE有上行数据发送。 需要指出的是， 当 UE拒绝进入节能态后，所述 UE可以根据需要发起请 求进入节能态， 具体步骤如步骤 801所述。

步骤 905 , UE判断周期性位置更新定时器是否到期， 如果是， 转向步骤 906, 否则转向步骤 909;

本步骤与步骤 805相同， 这里不再赘述；

步骤 906, UE退出节能状态并进行位置更新；

本步骤与步骤 806相同， 这里不再赘述。

步骤 907 , 判断节能定时器是否到期， 如果是， 转向步骤 908, 否则转向 步骤 909;

本步骤与步骤 807相同， 这里不再赘述。

步骤 908, UE进入空闲态， 流程结束；

本步骤与步骤 808相同， 这里不再赘述。

步骤 909, UE是否需要发送服务请求， 如果是， 转向步骤 910, 否则转 向步骤 905;

本步骤与步骤 809相同， 这里不再赘述。

步骤 910, UE进入连接态并向网络侧发送服务请求， 当服务请求流程结 束， 转向步骤 905。

本步骤与步骤 810相同， 这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的 全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。

当然， 本发明还可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的 但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附 的权利要求的保护范围。

工业实用性

釆用本发明实施例可以降低 UE功耗，减少 UE和网络侧的信令交互， 实 现节能的需求。