电信网络中内容输送期间实现有效电池利用的方法和设备技术

本文提供了用于控制将内容输送到移动电信网络中内容用户的方式的设备和方法。在内容用户在第一无线电状态中并且使用第一电池功率时，使用第一传送速率，并且随后在内容用户在第二无线电状态中并且使用比第一电池功率更小的第二电池功率时，使用比第一传送速率更低的第二传送速率，将内容发送到内容用户。发送的执行使得(A)在输送内容时，内容用户已经收到的内容量超过内容用户使用的内容量，以及(B)最小化在输送期间内容用户使用的能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请涉及2011年7月14日提出，题为“移动网络中实现有效电池利用的方法和设备”(Methods and Apparatuses for Efficient Battery Utilization in Mobile Networks)的美国临时专利申请61/507807，并且要求具有其优先权。
本专利技术一般涉及通过将使用全部内容的可能放弃考虑在内，确定向用户设备(UE)流传送多媒体内容以实现UE的电池的有效利用的方式的设备、软件和方法。
技术介绍
移动和固定用户设备(UE)能够呈现来自电信网络中各种内容提供商的多媒体内容（例如，视频或音频剪辑）。一般称为移动云加速器(MCA)的多种硬件和软件一起使得尽可能快、有效和无缝地提供内容成为可能。例如，如图1所示，UE 10（能够是移动或固定用户设备）经MCA 40接收由内容提供商20和30提供的多媒体内容。在MCA 40内，内容输送到UE 10的实际方式可包括各种机制，象无线电优先处理、例如使用Akamai类型内容输送网络(CDN)等代理缓存和透明因特网缓存(TIC)等。视输送内容的方式而定，用户设备(UE)可处于具有不同功率使用特征的多个状态之一中。为便于说明而不是限制，UE可处于四种WCDMA无线电状态之一中（例如，如在Harri Holma，Antti Toskala所著“用于UMTS的WCDMA：HSPA演进和LTE”(WCDMA for UMTS: HSPA Evolution and LTE)的最新版中所述）：高（使用专用信道DCH时）、低（使用前向接入信道FACH时）、备用（仅寻呼信道PCH可用于接入UTRAN注册区域URA时）及UE未连接到网络时的闲置。这些状态及其之间的转变在图2中示出。“典型手机”具有1000 mAh电池，但一些智能电话的电池可具有最多1500 mAh。超时通常是在网络运营商而不是手机或应用的控制之下。在闲置状态中，UE即不接收，也不传送。可存在有效（但安静）的TCP连接。功率成本在闲置状态是低的。也存在PCH状态，该状态同样是低功率并且同样地，仅在UE安静（即，即不接收也不传送数据）时使用。在闲置和PCH状态中使用的电流大约是8mA - 可能主要受能量监测器(energey profiler)的影响。在FACH状态中，UE使用共享信道进行低带宽通信。分组大小必须小 - 最大大约128个八位字节，但实际大小由MNO控制。此阈值包括来自TCP和TLS的开销，其分别为52和5个八位字节，留下大约70个八位字节用于有效负载数据。在数据能够流动前，使UE在FACH状态中大约要用2.5秒，但在启动到FACH状态的转移时功率瞬间上升。在通信会话结束后，UE在预确定的时间（即，超时）内保持在FACH状态。在FACH状态中，电流是大约120 mA，并且超时是至少8秒（但它可以是最多2分钟左右）。操作在FACH状态中的典型手机在大约7小时耗尽典型手机电池电量。在DCH状态中，UE使用专用信道进行高（速率）带宽通信。如在FACH状态中的情况一样，使UE在DCH状态中在DCH功率级别大约要用2.5秒，并且在UE转变到更低功率状态之前在通信结束后存在超时。从DCH状态，一些UE降到FACH状态，并且在FACH超时的持续时间内保持在此状态，其它UE直接降到闲置PCH状态。尝试传递比FACH阈值更多的数据可导致UE到DCH状态的转变，转变再次要用大约2.5秒。在DCH状态中，电流是大约250 mA，并且超时是至少8秒。操作在DCH状态中的典型手机在不到3小时内耗尽典型手机电池电量。数据的传送能够使用最多2 W，并且提升电平本身要用大约2到3秒才有效 - 在此时间内，手机不能接收或传送，但仍产生功率成本。在此时间内存在从手机发送和发送到手机的分组（例如，信令负载）。数据率、等待时间和其它资源使用对于不同状态也不同，如图2的x轴上所示。视是否保持数据传递活动（例如，在无活动的预确定的时间间隔后）和在进行的应用会话而定，进行在状态之间的转变（也在图2中示出）。相对功率在图2的y轴上表示（1对应最大值）。目前移动网络中的参数设置对于各种应用的不同需要是不可适应的，并且相反是全局性的。因此，运营商需要基于其网络中最广泛的应用类型选择参数组合集。对于典型的“始终开启”应用，与稍微更高数据传递延迟相比，电池寿命被认为更重要，并且因此设置更低不活动时间是优选的。更低不活动时间也允许网络资源的更佳利用，这是因为闲置资源能够快速重新分配到其它活动用户，从而增大总网络容量。根据3GPP规范的当前版本（如在文档的当前版本中所反映的一样），在3GPP网络中，通过来自网络中RRC功能的信令，在UE中设置无线电状态。如图2所示，存在用于从一个状态到另一状态的转变的不同触发。然而，常规系统和方法未以将用户放弃考虑在内由此采用将最小化从UE的电池使用的能量的策略的方式输送内容。电池中存储的能量在用于传递实际上不播出的内容时可快速和无用地耗尽。另外，传递实际上不使用的内容也产生了带宽的浪费和不需要的网络负载。不同的移动终端供应商具有节约电池能量的不同方案。在长的（大约850秒）YouTube剪辑流传送模式提供到Android终端时，人们观察到Android终端采用某种策略，由此视频下载以高速率开始，然后终端开始节制下载速率。我们能够假设如此操作的理由是确保在大部分的下载期间内无线电在低状态(Cell_FACH)，并且因此节约UE电池功率。在类似长的（大约850秒）YouTube剪辑流传送模式提供到Apple终端时，人们观察到Apple终端使用另一策略：视频以最快的可能速率下载，并且随后无线电被置于闲置模式。长时间保持高功率状态将耗尽电池电能（能量等于功率乘以时间）。此外，在状态之间的多次转变将耗尽UE电池电能。为延长UE电池寿命，在仍确保良好的用户体验的同时，UE尽可能快地转变到“闲置”状态是重要的。Apple终端以高速率流传送内容，这意味着终端将在较长期间内在高功率状态，并且导致快速的电池电能耗尽。Android终端在输送的开始以高速率流传送内容后，通过不清空其TCP缓冲器，并且强制服务器以更低速率发送来开始节制内容。控制内容输送的此方式具有的效应是终端在延长的时间期内在FACH状态中（比内容的连续输送所需更长），并且因此UE电池未得到有效利用。相应地，将希望提供能够优化向电信网络中的用户设备输送内容的方式以便有效地使用UE的电池电能的控制器和方法。
技术实现思路
示范实施例包括分布式内容输送设备（例如，MCA），设备具有至少一个处理器和接口，并且配置成控制多媒体内容输送到用户设备(UE)的方式，以便通过将在播出完整内容前的放弃率考虑在内而最小化从UE的电池使用的能量。通过保持输送的内容量大于使用的内容量以便只保持平滑使用而不是急于尽快地输送内容，将播出完整内容前的放弃率考虑在内，这是因为如果内容用户放弃使用内容，则浪费了用于传递的能量和带宽。其它实施例包括在控制到UE的内容输送中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置成控制内容从内容来源提供商输送到移动电信网络中内容用户(UE)的设备（810，1000），包括：处理单元(1010)，配置成：接收来自所述内容来源提供商的所述内容，以及首先在所述内容用户在第一无线电状态中时，使用第一传送速率，并且随后在所述内容用户在第二无线电状态中时使用比所述第一传送速率更低的第二传送速率，将所述内容发送到所述内容用户，所述内容用户在所述第一无线电状态中时使用第一电池功率，并且在所述第二无线电状态中时使用第二电池功率，所述第二电池功率小于所述第一电池功率，使得    在输送所述内容时，所述内容用户已经收到的内容量超过所述内容用户使用的内容量，以及    最小化输送所述内容使用的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.14 US 61/5078071. 一种配置成控制内容从内容来源提供商输送到移动电信网络中内容用户(UE)的设备（810，1000），包括：
处理单元(1010)，配置成：
接收来自所述内容来源提供商的所述内容，以及
首先在所述内容用户在第一无线电状态中时，使用第一传送速率，并且随后在所述内容用户在第二无线电状态中时使用比所述第一传送速率更低的第二传送速率，将所述内容发送到所述内容用户，所述内容用户在所述第一无线电状态中时使用第一电池功率，并且在所述第二无线电状态中时使用第二电池功率，所述第二电池功率小于所述第一电池功率，使得
    在输送所述内容时，所述内容用户已经收到的内容量超过所述内容用户使用的内容量，以及
    最小化输送所述内容使用的能量。
2. 如权利要求1所述的设备，其中所述处理单元还配置成在开始使用所述第一传送速率或使用所述第二传送速率发送所述内容前，将相应状态配置信号发送到所述内容用户。
3. 如权利要求1所述的设备，其中所述处理单元配置成经基站(NB)与所述内容用户进行通信，所述基站是eNodeB或WiFi接入点。
4. 如权利要求1所述的设备，还包括配置成存储从所述内容提供商收到的要发送到所述内容用户的所述内容的数据存储单元(840)。
5. 如权利要求1所述的设备，其中所述处理单元还配置成基于所述内容的大小、在所述UE的播出速率、所述第一传送速率和所述第二传送速率，确定使用所述第一传送速率发送所述内容的第一时间间隔，所述第一传送速率大于所述播出速率。
6. 如权利要求5所述的设备，其中所述处理单元还配置成接收所述网络将所述内容传送到所述用户使用的输送速率的测量。
7. 如权利要求6所述的设备，其中所述处理单元还配置成如果所述播出速率小于在所述第一时间间隔后所述内容用户在所述第二无线电状态中时测量的所述输送速率的值，则使用所述第二传送速率继续发送所述内容。
8. 如权利要求7所述的设备，其中所述处理单元还配置成如果根据所述内容用户在所述第二无线电状态中时测量的所述输送速率的所述值，所述内容用户接收剩余内容所需的估计的输送时间少于所述内容用户完全使用所述内容的剩余时间，则使用所述第二传送速率继续发送所述内容。
9. 如权利要求8所述的设备，其中如果所述估计的输送时间超过所述剩余时间，则处理单元还配置成
使用对应于所述第一无线电状态的第一电池功率和对应于所述第二电池状态的第二电池功率，计算在所述第一状态中时所述内容用户接收所述剩余内容使用的能量的第一量(QDCH)和在所述第一状态中和所述第二状态中时所述内容用户接收所述剩余内容使用的能量的第二量(Qmix)，以及
如果能量的所述第一量超过能量的所述第二量，则使用所述第一传送速率发送所述剩余内容，以及如果能量的所述第一量不超过能量的所述第二量，则使用所述第一传送速率和所述第二传送速率发送所述剩余内容。
10. 如权利要求8所述的设备，其中所述处理单元配置成使用在所述第一时间间隔期间所述内容用户在所述第一无线电状态中时测量的所述输送速率的至少一个值和在所述第一时间间隔后所述内容用户在所述第二无线电状态中时测量的所述输送速率的至少一个值，估计所述剩余内容。
11. 一种用于管理内容从内容来源提供商到电信网络中内容用户(UE)的输送的方法(1100)，包括：
接收(S1110)来自所述内容来源提供商的所述内容，以及
首先在所述内容用户在第一无线电状态中时，使用第一传送速...

【专利技术属性】
技术研发人员：A达莫拉，L韦斯特博格，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE