状态切换方法及装置、终端设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及移动通信技术领域，尤指一种状态切换方法及装置、终端设备及可读存储介质。


背景技术：

2.在5g nr中，终端的状态分为空闲态、连接态和非激活态，其中，非激活态是5g nr新引入的状态，在该状态下，rrc(radio resource control，无线资源控制)连接被暂时挂起，但终端侧仍然保持接入层上下文。若要在非激活态下恢复rrc连接，基于保持的接入层上下文快速进入到连接态即可，以此减少信令开销。
3.一般来说，在当前的5g nr网络中，基站会根据一段时间内业务数据的评估来确定终端是进入到空闲态还是非激活态。这种方法虽然能一定程度达到减少信令开销的目的，但缺陷在于：一方面，基站对业务数据的评估有一定的滞后性；另一方面，终端侧只能被动等待网络侧的状态调度，可能迟迟无法进入到非激活态。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种状态切换方法及装置、终端设备及可读存储介质，解决现有技术中终端状态切换中存在滞后性的技术问题。
5.本发明提供的技术方案如下：
6.一方面，本发明提供了一种状态切换方法，包括：
7.进入无线资源控制连接态，并进行业务数据的传输；
8.判断所述业务数据是否传输完毕；
9.若传输完毕，判断是否满足预设的状态切换条件；
10.若满足，发送第一状态切换消息至网络端；
11.接收所述网络端反馈的连接态释放消息，并根据所述连接态释放消息进行状态切换。
12.进一步优选地，所述第一状态切换消息包括由连接态切换至非激活态；所述连接态释放消息包括非激活态的配置信息；
13.所述接收所述网络端反馈的连接态释放消息，并根据所述连接态释放消息进行状态切换包括：接收所述网络端反馈的连接态释放消息，保存当前接入层上下文，并根据所述连接态释放消息切换至非激活态。
14.进一步优选地，所述判断是否满足预设的状态切换条件中，所述状态切换条件包括：距离下一次业务数据传输的时间是否大于预设时间阈值，若是，判定满足状态切换条件。
15.进一步优选地，接收所述网络端反馈的连接态释放消息，并根据所述连接态释放消息进行状态切换之后，还包括：
16.判断是否需要恢复连接态；
17.若是，发送第二状态切换消息至网络端；
18.接收所述网络端反馈的连接态恢复消息，并根据所述连接态恢复消息进行状态切换，其中，所述连接态恢复消息包括连接态的配置信息。
19.另一方面，本发明提供了一种状态切换装置，包括：
20.数据传输模块，用于进入无线资源控制连接态之后，进行业务数据的传输；
21.判断模块，与所述数据传输模块连接，用于判断所述业务数据是否传输完毕；若传输完毕，判断是否满足预设的状态切换条件；
22.切换消息发送模块，与所述判断模块连接，用于在所述判断模块判定满足预设的状态切换条件时，发送第一状态切换消息至网络端；
23.状态切换模块，与所述切换消息发送模块连接，用于接收所述网络端反馈的连接态释放消息，并根据所述连接态释放消息进行状态切换。
24.进一步优选地，所述第一状态切换消息包括由连接态切换至非激活态；所述连接态释放消息包括非激活态的配置信息；
25.所述状态切换模块还用于接收所述网络端反馈的连接态释放消息，保存当前接入层上下文，并根据所述连接态释放消息切换至非激活态。
26.进一步优选地，在所述判断模块判断是否满足预设的状态切换条件中，所述状态切换条件包括：距离下一次业务数据传输的时间是否大于预设时间阈值，若是，判定满足状态切换条件。
27.进一步优选地，所述判断模块还用于判断是否需要恢复连接态；
28.所述切换消息发送模块还用于所述判断模块判断需要恢复连接态时，发送第二状态切换消息至网络端；
29.状态切换模块还用于接收所述网络端反馈的连接态恢复消息，并根据所述连接态恢复消息进行状态切换，其中，所述连接态恢复消息包括连接态的配置信息。
30.另一方面，本发明提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时实现上述状态切换方法的步骤。
31.另一方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述状态切换方法的步骤。
32.本发明提供的状态切换方法及装置、终端设备及可读存储介质，在现有3gpp协议的基础上结合5g nr的个性化应用场景进行改进，终端设备根据自身的业务特征，在业务数据发送结束时，主动发送状态切换消息至网络端，期望网络端将终端状态从连接态调度到其他状态，甚至是非激活态；之后，根据3gpp协议的连接释放流程，完成终端状态的切换。这一过程，至少能够带来以下有益效果：
33.1)终端设备在业务数据传输完成之后能够从连接态迅速进入到其他状态(包括非激活态)，减少了终端设备连接态的待机功耗；
34.2)当终端设备离开连接态时，不再由网络端评估终端设备是进入到空闲态还是非激活态，从而大大节省了网络端的计算资源；
35.3)基于终端设备个性化的业务需求，能够更准确的将终端设备调度到非激活态状态，在后续需要恢复连接态时，同样主动发送状态切换消息至网络端，期望网络端将终端状
态从非激活态调度到连接态，避免终端设备由空闲态进入到连接态过程中带来的信令开销；
36.4)对3gpp协议修改小，仅增加一条rrc消息(用于通知网络端将终端设备调度到非激活态)即可，对现有网络改造的成本低，易于实施。
附图说明
37.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
38.图1为本发明状态切换方法一种实施例流程示意图；
39.图2为本发明状态切换装置一种实施例流程示意图；
40.图3为本发明中终端结构一实例结构示意图；
41.附图标记：
42.100-状态切换装置，110-数据传输模块，120-判断模块，130-切换消息发送模块，140-状态切换模块。
具体实施方式
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施例。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施例。
44.本发明的第一种实施例，一种状态切换方法，如图1所示，包括：
45.s10进入无线资源控制连接态，并进行业务数据的传输；
46.s20判断业务数据是否传输完毕；
47.s30若传输完毕，判断是否满足预设的状态切换条件；
48.s40若满足，发送第一状态切换消息至网络端；
49.s50接收网络端反馈的连接态释放消息，并根据连接态释放消息进行状态切换。
50.本实施例提供的状态切换方法适用于无线通信网络，包括终端设备和网络端，终端设备可无线连接至网络端，以获得相应的网络服务。终端设备可以为智能手机、pc、笔记本电脑、共享单车、智能家居等至少支持网络所使用的5g nr技术的任意无线通信设备。网络端包括接入网和核心网，其中，接入网负责处理无线信号、连接终端设备与核心网等，核心网负责网络侧认证、与公共/外部网络连接等。在本实施例中，网络端为支持5g nr技术的网络，通过nr基站完成终端设备的状态切换。
51.在实际应用中，本实施例中的状态切换方法尤其适用于终端设备需要定期(如每隔1min、2min、3min甚至更多)向网络端发送业务数据且每次业务数据发送持续时间较短(如20s、10s甚至更短)的应用场景，即终端设备可定期进入其他状态以减少终端设备连接态的待机功耗。
52.在进行业务数据交互之前，终端设备开机后向网络发起注册过程，注册过程完成之后进行空闲态。之后，终端设备发起随机接入过程，并进入无线资源控制连接态，开始与网络端进行业务数据的传输，直至业务数据传输结束。接着，判断是否满足预设的状态切换
条件，若满足了，则终端设备的rrc层向网络端发送第一状态切换消息。网络端接收到该第一状态切换消息之后，向终端设备发送连接态释放消息，指示终端设备进行状态切换，以此终端设备根据该连接态释放消息完成状态切换。这里，第一状态切换消息包括终端设备由连接态切换至其他状态的请求，如空闲态、非激活态。
53.在判断是否满足预设的状态切换条件中，状态切换条件包括：距离下一次业务数据传输的时间是否大于预设时间阈值(如2min、3min等)，若是，判定满足状态切换条件。在其他实施例中，针对定制化终端(智能抄表、共享单车、智能家居设备等)，可根据其业务特征灵活确定状态切换条件，如共享单车需周期性的向服务端上报单车的运行状态，即可基于其周期对状态切换条件进行设定。
54.一实例中，第一状态切换消息包括由连接态切换至非激活态。终端设备在完成了业务数据的传输之后，rrc(radio resource control，无线资源控制)层向网络端发送rrcinactivestateind消息，期望网络端将终端设备调度至非激活态，具体，rrc层通过dcch(dedicated control channel，专用控制信道)信道，在rlc(radio link control，无线链路控制)层使用am(acknowledged mode，确认模式)模式进行rrcinactivestateind消息的传输。网络端接收到该rrcinactivestateind消息之后，向终端发送包括非激活态配置信息的rrcrelease消息，指示终端设备进入非激活态。以此终端设备接收到该rrcrelease消息之后，保存当前接入层上下文，并根据连接态释放消息切换至非激活态。这一过程中，终端设备在业务数据传输完成之后能够从连接态迅速进入到非激活态，减少了终端设备连接态的待机功耗的同时，不再需要网络端对终端设备的状态进行评估，从而大大节约了网络端的计算资源。
55.在本实施例中，仅需在现有的3gpp协议增加一条rrc消息即可实现目的，低成本的实现发明目的。在一实例中，使用asn.1规范对新增的rrcinactivestateind消息进行定义：
[0056][0057]
其中，tag-rrcinactiveestateind-start标识消息定义开始，tag-rrcinactiveestateind-stop标识消息定义结束。
[0058]
rrcinactivestateind消息为sequence类型，包含rrc-transactionidentifier和criticalextensions两个ie。
[0059]
rrc-transactionidentifier为rrc消息的事务标识，为rrc-transactionidentifier类型，取值范围是0到3(包含0，也包含3)的整数。
[0060]
criticalextensions为choice类型，包含rrcinactivestateind和criticalextensionsfuture两个ie。
[0061]
rrcinactivestateind为enumerated类型，只有一个唯一的取值true。
[0062]
criticalextensionsfuture为扩展预留，本实例为空。
[0063]
在另一实施例中，终端设备接收网络端反馈的连接态释放消息，并根据连接态释放消息进行状态切换之后，还包括：
[0064]
判断是否需要恢复连接态；
[0065]
若是，发送第二状态切换消息至网络端；
[0066]
接收网络端反馈的连接态恢复消息，并根据连接态恢复消息进行状态切换，其中，连接态恢复消息包括连接态的配置信息。
[0067]
在本实施例中，当终端设备判断需要重新进入连接态进行业务数据的传输时，主动向网络端发送包含将当前状态切换至连接态消息的第二状态切换消息。网络端接收到该第二状态切换消息之后，向终端设备发送连接态恢复消息，指示终端设备进行状态切换，以此终端设备根据该连接态恢复消息完成状态切换，恢复至连接态。
[0068]
一实例中，终端设备判断需要重新进入连接态时，主动发送rrc resume req消息至网路端，期望将当前的非激活态恢复至连接态。网络端接收到rrc resume req消息之后，回复rrc resume消息至终端设备，以此终端设备根据接收到的rrc resume消息完成接态切换。这一过程终端设备能够直接从非激活态切换至连接态，从而避免终端设备由空闲态进入到连接态过程中带来的信令开销。
[0069]
一实例中，终端设备每隔2min向网络端发送一次业务数据，且每次业务数据发送最多持续10s。终端设备开机后向网络发起注册，并在注册过程完成后进行空闲态。之后，终端设备发起随机接入过程，进入无线资源控制连接态，开始向网络端发送业务数据。当业务数据发送完毕，终端设备通过rrc层向网络端发送rrcinactivestateind消息，期望网络端将终端设备调度至非激活态。网络端接收到该rrcinactivestateind消息之后，向终端发送包括非激活态配置信息的rrcrelease消息，指示终端设备进入非激活态。以此终端设备接收到该rrcrelease消息之后，保存当前接入层上下文，并根据连接态释放消息切换至非激活态。当达到进行下一次业务数据发送时间，终端设备再次主动发送rrc resume req消息至网路端。网络端接收到rrc resume req消息之后，回复rrc resume消息至终端设备，以此终端设备根据接收到的rrc resume消息完成接态切换，进入连接态进行业务数据的发送，以此往复。整个过程中，终端设备在业务数据传输完成之后能够从连接态迅速进入到非激活态，从而大大减少了终端设备连接态的待机功耗；同时，终端设备的状态切换不再由网络端评估，而是依终端设备的主动请求，大大节省了网络端的计算资源。
[0070]
本发明的另一实施例，一种状态切换装置100，如图2所示，包括：数据传输模块110，用于进入无线资源控制连接态之后，进行业务数据的传输；判断模块120，与数据传输模块连接，用于判断业务数据是否传输完毕；若传输完毕，判断是否满足预设的状态切换条
件；切换消息发送模块130，与判断模块连接，用于在判断模块判定满足预设的状态切换条件时，发送第一状态切换消息至网络端；状态切换模块140，与切换消息发送模块连接，用于接收网络端反馈的连接态释放消息，并根据连接态释放消息进行状态切换。
[0071]
本实施例提供的状态切换装置适用于无线通信网络，包括终端设备和网络端，终端设备可无线连接至网络端，以获得相应的网络服务。终端设备可以为智能手机、pc、笔记本电脑、共享单车、智能家居等至少支持网络所使用的5g nr技术的任意无线通信设备。网络端包括接入网和核心网，其中，接入网负责处理无线信号、连接终端设备与核心网等，核心网负责网络侧认证、与公共/外部网络连接等。在本实施例中，网络端为支持5g nr技术的网络，通过nr基站完成终端设备的状态切换。
[0072]
在实际应用中，本实施例中的状态切换装置尤其适用于终端设备需要定期(如每隔1min、2min、3min甚至更多)向网络端发送业务数据且每次业务数据发送持续时间较短(如20s、10s甚至更短)的应用场景，即终端设备可定期进入其他状态以减少终端设备连接态的待机功耗。
[0073]
在进行业务数据交互之前，终端设备开机后向网络发起注册过程，注册过程完成之后进行空闲态。之后，终端设备发起随机接入过程，并进入无线资源控制连接态，通过数据传输模块110开始与网络端进行业务数据的传输，直至业务数据传输结束。接着，判断模块120判断是否满足预设的状态切换条件，若满足了，则切换消息发送模块130向网络端发送第一状态切换消息。网络端接收到该第一状态切换消息之后，向终端设备发送连接态释放消息，指示终端设备进行状态切换，以此状态切换模块140根据该连接态释放消息完成状态切换。这里，第一状态切换消息包括终端设备由连接态切换至其他状态的请求，如空闲态、非激活态。
[0074]
在判断模块120判断是否满足预设的状态切换条件中，状态切换条件包括：距离下一次业务数据传输的时间是否大于预设时间阈值(如2min、3min等)，若是，判定满足状态切换条件。在其他实施例中，还可以根据实际情况限定其他的状态切换条件，在其他实施例中，针对定制化终端(智能抄表、共享单车、智能家居设备等)，可根据其业务特征灵活确定状态切换条件，如共享单车需周期性的向服务端上报单车的运行状态，即可基于其周期对状态切换条件进行设定。
[0075]
在另一实施例中，判断模块还用于判断是否需要恢复连接态；切换消息发送模块还用于判断模块判断需要恢复连接态时，发送第二状态切换消息至网络端；状态切换模块还用于接收网络端反馈的连接态恢复消息，并根据连接态恢复消息进行状态切换，其中，连接态恢复消息包括连接态的配置信息。
[0076]
在本实施例中，当终端设备判断需要重新进入连接态进行业务数据的传输时，主动向网络端发送包含将当前状态切换至连接态消息的第二状态切换消息。网络端接收到该第二状态切换消息之后，向终端设备发送连接态恢复消息，指示终端设备进行状态切换，以此终端设备根据该连接态恢复消息完成状态切换，恢复至连接态。
[0077]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物
理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。
[0078]
图3是本发明一个实施例中提供的终端设备的结构示意图，如所示，该终端设备200包括：处理器220、存储器210以及存储在存储器210中并可在处理器220上运行的计算机程序211，例如：状态切换关联程序。处理器220执行计算机程序211时实现上述各个状态切换方法实施例中的步骤，或者，处理器220执行计算机程序211时实现上述状态切换装置实施例中各模块的功能。
[0079]
终端设备200可以为笔记本、掌上电脑、平板型计算机、手机等设备。终端设备200可包括，但不仅限于处理器220、存储器210。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备200的示例，并不构成对终端设备200的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如：终端设备200还可以包括输入输出设备、显示设备、网络接入设备、总线等。
[0080]
处理器220可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器220可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0081]
存储器210可以是终端设备200的内部存储单元，例如：终端设备200的硬盘或内存。存储器210也可以是终端设备200的外部存储设备，例如：终端设备200上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器210还可以既包括终端设备200的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器210用于存储计算机程序211以及终端设备200所需要的其他程序和数据。存储器210还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0082]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0083]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0084]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
[0085]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的
部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0086]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0087]
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序211发送指令给相关的硬件完成，的计算机程序211可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序211在被处理器220执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序211包括：计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括：能够携带计算机程序211代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如：在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0088]
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。