Intelligent user-centric optimization for 5g service continuance and fast recovery in inter-rat scenarios

Abstract

Techniques and devices for intelligent and user-centric optimization for 5G service continuance and fast recovery in IRAT handover scenarios are disclosed herein. An early retrieval of 5G Packet Data Unit (PDU) session data, a smart re-attachment for retrieving 5G PDU session data, and novel IRAT coordination techniques for handover from 3G communication to 5G communication are also disclosed.

Description

Intelligent User-centric Optimization for 5G Service Continuance and Fast Recovery in Inter-RAT ScenariosFIELD

[0001] The present application relates to wireless devices and wireless networks including devices, computer-readable media, and methods for intelligent user-centric optimization for 5G service continuance and fast recovery in inter-Radio Access Technology (IRAT) scenarios.BACKGROUND

[0002] Wireless communication systems are rapidly growing in usage. In recent years, wireless devices such as smart phones and tablet computers have become increasingly sophisticated. In addition to supporting telephone calls, many mobile devices now provide access to the internet, email, text messaging, and navigation using the global positioning system (GPS) and are capable of operating sophisticated applications that utilize these functionalities. Additionally, there exist numerous different wireless communication technologies and standards. Some examples of wireless communication standards include GSM, UMTS (associated with, for example, Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) or TD-SCDMA air interfaces) , Long Term Evolution (LTE) , LTE Advanced (LTE-A) , HSPA, 3GPP2 CDMA2000 (e.g., 1xRTT, 1xEV-DO, HRPD, eHRPD) , IEEE 802.11 (WLAN or Wi-Fi) , BLUETOOTHTM, etc.

[0003] The ever increasing number of features and functionality introduced in wireless communication devices also creates a continuous need for improvement in both the wireless communications and the wireless communication devices. To increase coverage and better serve the increasing demand and range of envisioned uses of wireless communication, in addition to the communication standards mentioned above, there are further wireless communication technologies under development, including fifth generation (5G) new radio (NR) communication. Accordingly, improvements in the field in support of such development and design are desired.

[0004] One such improvement is the coordination between the different wireless communication technologies, or inter-Radio Access Technology (IRAT) coordination. For example, some areas, such as an elevator, tunnel, or basement, may have limited access to the most recent RAT. As a result, a User Equipment (UE) may move from a recent RAT, such as 4G / 5G communication, to an older RAT, such as 2G / 3G communication, and then back to the recent RAT. Given that different RATs have different protocols and data capabilities, users can experience a data stall during the IRAT coordination.SUMMARY

[0005] In general, embodiments are directed to devices, systems, and methods for an intelligent user-centric optimization for 5G Service Continuance and a fast recovery in IRAT scenarios. Embodiments provide methods and devices for an early retrieval of 5G Packet Data Unit (PDU) session data. Embodiments also provide method and devices for a smart re-attachment for retrieving 5G PDU session data. Embodiments further provide for novel IRAT coordination from 3G communication to 5G communication.

[0006] In one aspect, embodiments are directed to a method performed by a UE for retrieving 5G PDU session data that includes connecting to a Long Term Evolution (LTE) network, the UE being previously connected to a first network. The method includes requesting PDU session data for a NR network and, after requesting the PDU session data, evaluating a throughput of service desired by the UE. Based on the evaluation of the throughput of service, the UE may connect to the NR network to perform the service.

[0007] In another aspect, embodiments are directed to a method performed by a UE for retrieving 5G PDU session data that includes connecting to a LTE network, the UE being previously connected to a first network. The method includes requesting PDU session data for a NR network and, after requesting the PDU session data, evaluating a throughput of service desired by the UE. Based on the evaluation of the throughput of service, the UE connects to the LTE  network and maintains the PDU session data for a future connection to the NR network.

[0008] In another aspect, embodiments are directed to a method performed by a UE for retrieving 5G PDU session data that includes connecting to a Long Term Evolution (LTE) network, the UE being previously connected to a first network. The UE triggers a re-attach to the LTE network and, during the re-attachment, the UE receiving PDU session data for a NR network.

[0009] In another aspect, embodiments are directed to a method performed by a UE for retrieving 5G PDU session data that includes connecting to a LTE network, the UE being previously connected to a first network. During the connection, the UE receives PDU session data for a NR network.

[0010] The techniques described herein may be implemented in and / or used with a number of different types of devices, including but not limited to cellular phones, wireless devices, tablet computers, wearable computing devices, portable media players, and any of various other computing devices.

[0011] This Summary is intended to provide a brief overview of some of the subject matter described in this document. Accordingly, it will be appreciated that the above-described features are merely examples and should not be construed to narrow the scope or spirit of the subject matter described herein in any way. Other features, aspects, and advantages of the subject matter described herein will become apparent from the following Detailed Description, Figures, and Claims.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[0012] A better understanding of the present subject matter can be obtained when the following detailed description of various aspects is considered in conjunction with the following drawings.

[0013] Figure 1 illustrates an example wireless communication system, according to some aspects.

[0014] Figure 2 illustrates an example block diagram of a UE, according to some aspects.

[0015] Figure 3 illustrates a base station (BS) in communication with a UE device, according to some aspects.

[0016] Figure 4 illustrations a process for IRAT transfers, according to some aspects.

[0017] Figure 5 illustrates a case scenario, according to some aspects.

[0018] Figure 6 illustrates a process for early IRAT retrieving, according to some aspects.

[0019] Figures 7A and 7B describe methods for early IRAT retrieving, according to some aspects.

[0020] Figure 8 illustrates a process for a smart re-attach, according to some aspects.

[0021] Figures 9A and 9B describe methods for a smart re-attach, according to some aspects.

[0022] Figure 10 illustrates a process for PDU session transferring, according to some aspects.

[0023] While the features described herein may be susceptible to various modifications and alternative forms, specific aspects thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It should be understood, however, that the drawings and detailed description thereto are not intended to be limiting to the particular form disclosed, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the subject matter as defined by the appended claims.DETAILED DESCRIPTION

[0024] In general, embodiments are directed to devices, systems, and methods for an intelligent user-centric optimization for 5G Service Continuance and a fast recovery in IRAT scenarios. Embodiments provide methods and devices for an early retrieval of 5G Packet Data Unit (PDU) session data. Embodiments also provide method and devices for a smart re-attachment for retrieving 5G PDU session data. Embodiments further provide for user-centric IRAT  coordination from 3G communication to 5G communication.

[0025] The inventors have observed that when a UE moves from being in 2G / 3G coverage to an area that includes 4G / 5G coverage, and the UE continues or starts high throughput services, a data stall is observed. It was discovered that the UE had Packet Data Protocol (PDP) context that could be transferred from the 2G / 3G network to the 4G network. However, the PDP context was not able to be transferred to the 5G network. For on-going or new services in the 5G network, a new PDU session has to be established in the 5G network. Establishing the new PDU session results in a data stall.

[0026] For high throughput service, a UE may experience a data stall of a few seconds. For low latency services, the data stall could be more severe. Also, for services based on a unique IP address, the service may be interrupted, or fail, due to an IP address change.

[0027] Embodiments solve the above issues using a user-centric optimization for 5G service continuance and provide fast recovery in IRAT scenarios.

[0028] Embodiments provide methods and devices for an early retrieval of 5G Packet Data Unit (PDU) session data. Embodiments also provide method and devices for a smart re-attachment for retrieving 5G PDU session data.

[0029] In some embodiments, when a UE is camping on a 4G LTE network without PDU session information for an available 5G NR network, the UE may camp on the 5G NR network to get the PDU session information. The UE may then fall back to the 4G LTE based on current conditions and / or implementation. In such embodiments, the UE will be capable of keeping service continuity when moving to the 5G NR network by using the acquired PDU session information.

[0030] In other embodiments, when a UE is camping on a 4G LTE network without PDU session information for an available 5G NR network and an N26 interface is available, a UE may trigger a re-attach to the 4G LTE network and obtain Evolved Packet System (EPS) bearer mapping information for the 5G NR network. Such embodiments may utilize the known N26  interface established between the 4G LTE and 5G NR networks. With the EPS bearer mapping information, the UE can maintain service continuity when transferring from the 4G LTE network to the 5G NR network.

[0031] In some embodiments, when a UE is camping on a 4G LTE network without PDU session information for an available 5G NR network, the UE may provide the PDU session data obtained from a transfer from 3G to 4G LTE that may be used in the transfer to 5G NR network. According, the UE can keep service continuity when the UE moves from the 4G LTE network to the 5G NR network.

[0032] The following is a glossary of terms that may be used in this disclosure:

[0033] Memory Medium –Any of various types of non-transitory memory devices or storage devices. The term “memory medium” is intended to include an installation medium, e.g., a CD-ROM, floppy disks, or tape device; a computer system memory or random access memory such as DRAM, DDR RAM, SRAM, EDO RAM, Rambus RAM, etc.; a non-volatile memory such as a Flash, magnetic media, e.g., a hard drive, or optical storage; registers, or other similar types of memory elements, etc. The memory medium may include other types of non-transitory memory as well or combinations thereof. In addition, the memory medium may be located in a first computer system in which the programs are executed or may be located in a second different computer system which connects to the first computer system over a network, such as the Internet. In the latter instance, the second computer system may provide program instructions to the first computer for execution. The term “memory medium” may include two or more memory mediums which may reside in different locations, e.g., in different computer systems that are connected over a network. The memory medium may store program instructions (e.g., embodied as computer programs) that may be executed by one or more processors.

[0034] Carrier Medium –a memory medium as described above, as well as a physical transmission medium, such as a bus, network, and / or other physical transmission medium that  conveys signals such as electrical, electromagnetic, or digital signals.

[0035] Programmable Hardware Element -includes various hardware devices comprising multiple programmable function blocks connected via a programmable interconnect. Examples include FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) , PLDs (Programmable Logic Devices) , FPOAs (Field Programmable Object Arrays) , and CPLDs (Complex PLDs) . The programmable function blocks may range from fine grained (combinatorial logic or look up tables) to coarse grained (arithmetic logic units or processor cores) . A programmable hardware element may also be referred to as “reconfigurable logic. ”

[0036] Computer System –any of various types of computing or processing systems, including a personal computer system (PC) , mainframe computer system, workstation, network appliance, Internet appliance, personal digital assistant (PDA) , television system, grid computing system, or other device or combinations of devices. In general, the term “computer system” can be broadly defined to encompass any device (or combination of devices) having at least one processor that executes instructions from a memory medium.

[0037] User Equipment (UE) (also “User Device” or “UE Device” ) –any of various types of computer systems or devices that are mobile or portable and that perform wireless communications. Examples of UE devices include mobile telephones or smart phones (e.g., iPhoneTM, AndroidTM-based phones) , portable gaming devices (e.g., Nintendo DSTM, PlayStation PortableTM, Gameboy AdvanceTM, iPhoneTM) , laptops, wearable devices (e.g., smart watch, smart glasses) , PDAs, portable Internet devices, music players, data storage devices, other handheld devices, in-vehicle infotainment (IVI) , in-car entertainment (ICE) devices, an instrument cluster, head-up display (HUD) devices, onboard diagnostic (OBD) devices, dashtop mobile equipment (DME) , mobile data terminals (MDTs) , Electronic Engine Management System (EEMS) , electronic / engine control units (ECUs) , electronic / engine control modules (ECMs) , embedded systems, microcontrollers, control modules, engine management systems (EMS) , networked or “smart”  appliances, machine type communications (MTC) devices, machine-to-machine (M2M) , internet of things (IoT) devices, etc. In general, the term “UE” or “UE device” can be broadly defined to encompass any electronic, computing, and / or telecommunications device (or combination of devices) which is transportable by a user and capable of wireless communication.

[0038] Wireless Device –any of various types of computer systems or devices that perform wireless communications. A wireless device can be portable (or mobile) or may be stationary or fixed at a certain location. A UE is an example of a wireless device.

[0039] Communication Device –any of various types of computer systems or devices that perform communications, where the communications can be wired or wireless. A communication device can be portable (or mobile) or may be stationary or fixed at a certain location. A wireless device is an example of a communication device. A UE is another example of a communication device.

[0040] Base Station –The term “base station” or “wireless station” has the full breadth of its ordinary meaning, and at least includes a wireless communication station installed at a fixed location and used to communicate as part of a wireless telephone system or radio system. For example, if the base station is implemented in the context of LTE, it may alternately be referred to as an ‘eNodeB’ or ‘eNB. ’ If the base station is implemented in the context of 5G NR, it may alternately be referred to as a ‘gNodeB’ or ‘gNB’ . Although certain aspects are described in the context of LTE or 5G NR, references to “eNB, ” “gNB, ” “nodeB, ” “base station, ” “NB, ” etc., may refer to one or more wireless nodes that service a cell to provide a wireless connection between user devices and a wider network generally and that the concepts discussed are not limited to any particular wireless technology. Although certain aspects are described in the context of LTE or 5G NR, references to “eNB, ” “gNB, ” “nodeB, ” “base station, ” “NB, ” etc., are not intended to limit the concepts discussed herein to any particular wireless technology and the concepts discussed may be applied in any wireless system.

[0041] Node –The term “node, ” or “wireless node” as used herein, may refer to one more apparatus associated with a cell that provide a wireless connection between user devices and a wired network generally.

[0042] Processing Element (or Processor) –refers to various elements or combinations of elements that are capable of performing a function in a device, such as a user equipment or a cellular network device. Processing elements may include, for example: processors and associated memory, portions or circuits of individual processor cores, entire processor cores, individual processors, processor arrays, circuits such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) , programmable hardware elements such as a field programmable gate array (FPGA) , as well any of various combinations of the above.

[0043] Channel -a medium used to convey information from a sender (transmitter) to a receiver. It should be noted that since characteristics of the term “channel” may differ according to different wireless protocols, the term “channel” as used herein may be considered as being used in a manner that is consistent with the standard of the type of device with reference to which the term is used. In some standards, channel widths may be variable (e.g., depending on device capability, band conditions, etc. ) . For example, LTE may support scalable channel bandwidths from 1.4 MHz to 20MHz. In contrast, WLAN channels may be 22MHz wide while Bluetooth channels may be 1Mhz wide. Other protocols and standards may include different definitions of channels. Furthermore, some standards may define and use multiple types of channels, e.g., different channels for uplink or downlink and / or different channels for different uses such as data, control information, etc.

[0044] Band -The term “band” has the full breadth of its ordinary meaning, and at least includes a section of spectrum (e.g., radio frequency spectrum) in which channels are used or set aside for the same purpose.

[0045] Automatically –refers to an action or operation performed by a computer system (e.g., software executed by the computer system) or device (e.g., circuitry, programmable hardware  elements, ASICs, etc. ) , without user input directly specifying or performing the action or operation. Thus, the term “automatically” is in contrast to an operation being manually performed or specified by the user, where the user provides input to directly perform the operation. An automatic procedure may be initiated by input provided by the user, but the subsequent actions that are performed “automatically” are not specified by the user, i.e., are not performed “manually, ” where the user specifies each action to perform. For example, a user filling out an electronic form by selecting each field and providing input specifying information (e.g., by typing information, selecting check boxes, radio selections, etc. ) is filling out the form manually, even though the computer system must update the form in response to the user actions. The form may be automatically filled out by the computer system where the computer system (e.g., software executing on the computer system) analyzes the fields of the form and fills in the form without any user input specifying the answers to the fields. As indicated above, the user may invoke the automatic filling of the form but is not involved in the actual filling of the form (e.g., the user is not manually specifying answers to fields but rather they are being automatically completed) . The present specification provides various examples of operations being automatically performed in response to actions the user has taken.

[0046] Approximately -refers to a value that is almost correct or exact. For example, approximately may refer to a value that is within 1 to 10 percent of the exact (or desired) value. It should be noted, however, that the actual threshold value (or tolerance) may be application dependent. For example, in some aspects, “approximately” may mean within 0.1%of some specified or desired value, while in various other aspects, the threshold may be, for example, 2%, 3%, 5%, and so forth, as desired, or as required by the particular application.

[0047] Concurrent –refers to parallel execution or performance, where tasks, processes, or programs are performed in an at least partially overlapping manner. For example, concurrency may be implemented using “strong” or strict parallelism, where tasks are performed (at least partially) in parallel on respective computational elements, or using “weak parallelism, ” where the  tasks are performed in an interleaved manner, e.g., by time multiplexing of execution threads.

[0048] Configured to -Various components may be described as “configured to” perform a task or tasks. In such contexts, “configured to” is a broad recitation generally meaning “having structure that” performs the task or tasks during operation. As such, the component can be configured to perform the task even when the component is not currently performing that task (e.g., a set of electrical conductors may be configured to electrically connect a module to another module, even when the two modules are not connected) . In some contexts, “configured to” may be a broad recitation of structure generally meaning “having circuitry that” performs the task or tasks during operation. As such, the component can be configured to perform the task even when the component is not currently on. In general, the circuitry that forms the structure corresponding to “configured to” may include hardware circuits.

[0049] Various components may be described as performing a task or tasks, for convenience in the description. Such descriptions should be interpreted as including the phrase “configured to. ” Reciting a component that is configured to perform one or more tasks is expressly intended not to invoke 35 U.S.C. § 112 (f) interpretation for that component.

[0050] Example Wireless Communication System

[0051] Turning now to Figure 1, a simplified example of a wireless communication system is illustrated, according to some aspects. It is noted that the system of Figure 1 is a non-limiting example of a possible system, and that features of this disclosure may be implemented in any of various systems, as desired.

[0052] As shown, the example wireless communication system includes a base station 102A, which communicates over a transmission medium with one or more user devices 106A and 106B, through 106Z. Each of the user devices may be referred to herein as a “user equipment” (UE) . Thus, the user devices 106 are referred to as UEs or UE devices.

[0053] The base station (BS) 102A may be a base transceiver station (BTS) or cell site (e.g., a  “cellular base station” ) and may include hardware that enables wireless communication with the UEs 106A through 106Z.

[0054] The communication area (or coverage area) of the base station may be referred to as a “cell. ” The base station 102A and the UEs 106 may be configured to communicate over the transmission medium using any of various radio access technologies (RATs) , also referred to as wireless communication technologies, or telecommunication standards, such as GSM, UMTS (associated with, for example, WCDMA or TD-SCDMA air interfaces) , LTE, LTE-A, 5G NR, HSPA, 3GPP2 CDMA2000. Note that if the base station 102A is implemented in the context of LTE, it may alternately be referred to as an ‘eNodeB’ or ‘eNB’ . Note that if the base station 102A is implemented in the context of 5G NR, it may alternately be referred to as a ‘gNodeB’ or ‘gNB’ .

[0055] In some aspects, the UEs 106 may be IoT UEs, which may comprise a network access layer designed for low-power IoT applications utilizing short-lived UE connections. An IoT UE may utilize technologies such as M2M or MTC for exchanging data with an MTC server or device via a public land mobile network (PLMN) , proximity service (ProSe) or device-to-device (D2D) communication, sensor networks, or IoT networks. The M2M or MTC exchange of data may be a machine-initiated exchange of data. An IoT network describes interconnecting IoT UEs, which may include uniquely identifiable embedded computing devices (within the Internet infrastructure) , with short-lived connections. As an example, vehicles to everything (V2X) may utilize ProSe features using a PC5 interface for direct communications between devices. The IoT UEs may also execute background applications (e.g., keep-alive messages, status updates, and the like) to facilitate the connections of the IoT network.

[0056] As shown in Figure 1, the UEs 106, such as UE 106A and UE 106B, may directly exchange communication data via a PC5 interface 108A. Also, the UEs 106C, 106N, and 106Z, may collectively exchange communication data via a PC5 interfaces 108B, 108C, and 108D. In general, such PC5 interfaces are referred to as SL connections.

[0057] The PC5 interface 108 may comprise one or more physical channels, including but not limited to a Physical Sidelink Shared Channel (PSSCH) , a Physical Sidelink Control Channel (PSCCH) , a Physical Sidelink Broadcast Channel (PSBCH) , and a Physical Sidelink Feedback Channel (PSFCH) . The PC5 interface 108 may be responsible for direct communication between devices (unicast) , group messaging among select devices (groupcast) , and broadcast messaging in accordance with embodiments disclosed herein.

[0058] In V2X scenarios, one or more of the base stations 102 may be or act as Road Side Units (RSUs) . The term RSU may refer to any transportation infrastructure entity used for V2X communications. An RSU may be implemented in or by a suitable wireless node or a stationary (or relatively stationary) UE, where an RSU implemented in or by a UE , eNB, or by a gNB. For example, an RSU is a computing device coupled with radio frequency circuitry located on a roadside that provides connectivity support to passing vehicle UEs.

[0059] As shown, the base station 102A may also be equipped to communicate with a network 100 (e.g., a core network of a cellular service provider, a telecommunication network such as a public switched telephone network (PSTN) , and / or the Internet, among various possibilities) . Thus, the base station 102A may facilitate communication between the user devices and / or between the user devices and the network 100. In particular, the cellular base station 102A may provide UEs 106 with various telecommunication capabilities, such as voice, SMS and / or data services.

[0060] Base station 102A and other similar base stations (such as base stations 102B through 102N) operating according to the same or a different cellular communication standard may thus be provided as a network of cells, which may provide continuous or nearly continuous overlapping service to UEs 106A-106Z and similar devices over a geographic area via one or more cellular communication standards.

[0061] Thus, while base station 102A may act as a “serving cell” for UEs 106A-106Z as illustrated in Figure 1, each UE 106 may also be capable of receiving signals from (and possibly  within communication range of) one or more other cells (which may be provided by base stations 102B-102Z and / or any other base stations) , which may be referred to as “neighboring cells. ” Such cells may also be capable of facilitating communication between user devices and / or between user devices and the network 100. Such cells may include “macro” cells, “micro” cells, “pico” cells, and / or cells which provide any of various other granularities of service area size. For example, base stations 102A and 102B illustrated in Figure 1 may be macro cells, while base station 102Z may be a micro cell. Other configurations are also possible.

[0062] In some aspects, base station 102A may be a next generation base station, (e.g., a 5G New Radio (5G NR) base station, or “gNB” ) . In some aspects, a gNB may be connected to a legacy evolved packet core (EPC) network and / or to a NR core (NRC)  / 5G core (5GC) network. In addition, a gNB cell may include one or more transition and reception points (TRPs) . In addition, a UE capable of operating according to 5G NR may be connected to one or more TRPs within one or more gNBs. For example, it may be possible that that the base station 102A and one or more other base stations 102 support joint transmission, such that UE 106 may be able to receive transmissions from multiple base stations (and / or multiple TRPs provided by the same base station) . For example, as illustrated in Figure 1, both base station 102A and base station 102C are shown as serving UE 106A.

[0063] Note that a UE 106 may be capable of communicating using multiple wireless communication standards. For example, the UE 106 may be configured to communicate using a wireless networking (e.g., Wi-Fi) and / or peer-to-peer wireless communication protocol (e.g., Bluetooth, Wi-Fi peer-to-peer, and the like) in addition to some of the cellular communication protocols discussed herein. The UE 106 may also or alternatively be configured to communicate using one or more global navigational satellite systems (GNSS) (e.g., GPS or GLONASS) , one or more mobile television broadcasting standards (e.g., ATSC-M / H) , and / or any other wireless communication protocol, if desired. Other combinations of wireless communication standards (including more than two wireless communication standards) are also possible.

[0064] In one or more embodiments, the UE 106 may be a device with cellular communication capability such as a mobile phone, a hand-held device, a computer, a laptop, a tablet, a smart watch, or other wearable device, or virtually any type of wireless device.

[0065] The UE 106 may include a processor (processing element) that is configured to execute program instructions stored in memory. The UE 106 may perform any of the method aspects described herein by executing such stored instructions. Alternatively, or in addition, the UE 106 may include a programmable hardware element such as an FPGA (field-programmable gate array) , an integrated circuit, and / or any of various other possible hardware components that are configured to perform (e.g., individually or in combination) any of the method aspects described herein, or any portion of any of the method aspects described herein.

[0066] The UE 106 may include one or more antennas for communicating using one or more wireless communication protocols or technologies. In some aspects, the UE 106 may be configured to communicate using, for example, NR or LTE using at least some shared radio components. As additional possibilities, the UE 106 could be configured to communicate using CDMA2000 (1xRTT  / 1xEV-DO  / HRPD  / eHRPD) or LTE using a single shared radio and / or GSM or LTE using the single shared radio. The shared radio may couple to a single antenna, or may couple to multiple antennas (e.g., for a multiple-input multiple output (MIMO) configuration) for performing wireless communications. In general, a radio may include any combination of a baseband processor, analog RF signal processing circuitry (e.g., including filters, mixers, oscillators, amplifiers, and the like) , or digital processing circuitry (e.g., for digital modulation as well as other digital processing) . Similarly, the radio may implement one or more receive and transmit chains using the aforementioned hardware. For example, the UE 106 may share one or more parts of a receive and / or transmit chain between multiple wireless communication technologies, such as those discussed above.

[0067] In some aspects, the UE 106 may include separate transmit and / or receive chains (e.g.,  including separate antennas and other radio components) for each wireless communication protocol with which it is configured to communicate. As a further possibility, the UE 106 may include one or more radios which are shared between multiple wireless communication protocols, and one or more radios which are used exclusively by a single wireless communication protocol. For example, the UE 106 might include a shared radio for communicating using either of LTE or 5G NR (or either of LTE or 1xRTT, or either of LTE or GSM, among various possibilities) , and separate radios for communicating using each of Wi-Fi and Bluetooth. Other configurations are also possible.

[0068] In some aspects, a downlink resource grid may be used for downlink transmissions from any of the base stations 102 to the UEs 106, while uplink transmissions may utilize similar techniques. The grid may be a time-frequency grid, called a resource grid or time-frequency resource grid, which is the physical resource in the downlink in each slot. Such a time-frequency plane representation is a common practice for Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems, which makes it intuitive for radio resource allocation. Each column and each row of the resource grid corresponds to one OFDM symbol and one OFDM subcarrier, respectively. The duration of the resource grid in the time domain corresponds to one slot in a radio frame. The smallest time-frequency unit in a resource grid is denoted as a resource element. Each resource grid may comprise a number of resource blocks, which describe the mapping of certain physical channels to resource elements. Each resource block comprises a set of resource elements. There are several different physical downlink channels that are conveyed using such resource blocks.

[0069] One such channel is the physical downlink shared channel (PDSCH) that may carry user data and higher layer signaling to the UEs 106. The PDCCH may carry information about the transport format and resource allocations related to the PDSCH channel, among other things. It may also inform the UEs 106 about the transport format, resource allocation, and HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) information related to the uplink shared channel. Typically, downlink scheduling (assigning control and shared channel resource blocks to the UE 102 within a cell) may  be performed at any of the base stations 102 based on channel quality information fed back from any of the UEs 106. The downlink resource assignment information may be sent on the PDCCH used for (e.g., assigned to) each of the UEs.

[0070] The PDCCH may use control channel elements (CCEs) to convey the control information. Before being mapped to resource elements, the PDCCH complex-valued symbols may first be organized into quadruplets, which may then be permuted using a sub-block interleaver for rate matching. Each PDCCH may be transmitted using one or more of these CCEs, where each CCE may correspond to nine sets of four physical resource elements known as resource element groups (REGs) . Four Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) symbols may be mapped to each REG. The PDCCH may be transmitted using one or more CCEs, depending on the size of the Downlink Control Information (DCI) and the channel condition. There may be four or more different PDCCH formats defined in LTE with different numbers of CCEs (e.g., aggregation level, L=1, 2, 4, or 8) .

[0071] Example Communication Device

[0072] Figure 2 illustrates user equipment 106 (e.g., one of the devices 106A through 106N) in communication with a base station 102 or other user equipment 106, according to some aspects. The UE 106 may be a device with cellular communication capability such as a mobile phone, a hand-held device, a computer, a laptop, a tablet, a smart watch, or other wearable device, or virtually any type of wireless device.

[0073] The UE 106 may include a processor (processing element) that is configured to execute program instructions stored in memory. The UE 106 may perform any of the method aspects described herein by executing such stored instructions. Alternatively, or in addition, the UE 106 may include a programmable hardware element such as an FPGA (field-programmable gate array) , an integrated circuit, and / or any of various other possible hardware components that are configured to perform (e.g., individually or in combination) any of the method aspects described herein, or  any portion of any of the method aspects described herein.

[0074] The UE 106 may include one or more antennas for communicating using one or more wireless communication protocols or technologies. In some aspects, the UE 106 may be configured to communicate using, for example, NR or LTE using at least some shared radio components. As additional possibilities, the UE 106 could be configured to communicate using CDMA2000 (1xRTT  / 1xEV-DO  / HRPD  / eHRPD) or LTE using a single shared radio and / or GSM or LTE using the single shared radio. The shared radio may couple to a single antenna, or may couple to multiple antennas (e.g., for MIMO) for performing wireless communications. In general, a radio may include any combination of a baseband processor, analog RF signal processing circuitry (e.g., including filters, mixers, oscillators, amplifiers, etc. ) , or digital processing circuitry (e.g., for digital modulation as well as other digital processing) . Similarly, the radio may implement one or more receive and transmit chains using the aforementioned hardware. For example, the UE 106 may share one or more parts of a receive and / or transmit chain between multiple wireless communication technologies, such as those discussed above.

[0075] In some aspects, the UE 106 may include separate transmit and / or receive chains (e.g., including separate antennas and other radio components) for each wireless communication protocol with which it is configured to communicate. As a further possibility, the UE 106 may include one or more radios which are shared between multiple wireless communication protocols, and one or more radios which are used exclusively by a single wireless communication protocol. For example, the UE 106 might include a shared radio for communicating using either of LTE or 5G NR (or either of LTE or 1xRTT, or either of LTE or GSM, among various possibilities) , and separate radios for communicating using each of Wi-Fi and Bluetooth. Other configurations are also possible.

[0076] In some aspects, a downlink resource grid can be used for downlink transmissions from any of the base stations 102 to the UEs 106, while uplink transmissions can utilize similar  techniques. The grid can be a time-frequency grid, called a resource grid or time-frequency resource grid, which is the physical resource in the downlink in each slot. Such a time-frequency plane representation is a common practice for OFDM systems, which makes it intuitive for radio resource allocation. Each column and each row of the resource grid corresponds to one OFDM symbol and one OFDM subcarrier, respectively. The duration of the resource grid in the time domain corresponds to one slot in a radio frame. The smallest time-frequency unit in a resource grid is denoted as a resource element. Each resource grid may comprise a number of resource blocks, which describe the mapping of certain physical channels to resource elements. Each resource block comprises a collection of resource elements. There are several different physical downlink channels that are conveyed using such resource blocks.

[0077] The PDSCH may carry user data and higher-layer signaling to the UEs 106. The PDCCH may carry information about the transport format and resource allocations related to the PDSCH channel, among other things. It may also inform the UEs 106 about the transport format, resource allocation, and H-ARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) information related to the uplink shared channel. Typically, downlink scheduling (assigning control and shared channel resource blocks to the UE 102 within a cell) may be performed at any of the base stations 102 based on channel quality information fed back from any of the UEs 106. The downlink resource assignment information may be sent on the PDCCH used for (e.g., assigned to) each of the UEs.

[0078] The PDCCH may use control channel elements (CCEs) to convey the control information. Before being mapped to resource elements, the PDCCH complex-valued symbols may first be organized into quadruplets, which may then be permuted using a sub-block interleaver for rate matching. Each PDCCH may be transmitted using one or more of these CCEs, where each CCE may correspond to nine sets of four physical resource elements known as resource element groups (REGs) . Four Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) symbols may be mapped to each REG. The PDCCH can be transmitted using one or more CCEs, depending on the size of the downlink control information (DCI) and the channel condition. There can be four or more different  PDCCH formats defined in LTE with different numbers of CCEs (e.g., aggregation level, L=1, 2, 4, or 8) .

[0079] Figure 2 illustrates an example simplified block diagram of a communication device 106, according to some aspects. It is noted that the block diagram of the communication device of Figure 2 is only one example of a possible communication device. According to aspects, communication device 106 may be a user equipment (UE) device, a mobile device or mobile station, a wireless device or wireless station, a desktop computer or computing device, a mobile computing device (e.g., a laptop, notebook, or portable computing device) , a tablet, and / or a combination of devices, among other devices. As shown, the communication device 106 may include a set of components 200 configured to perform core functions. For example, this set of components may be implemented as a system on chip (SOC) , which may include portions for various purposes. Alternatively, this set of components 200 may be implemented as separate components or groups of components for the various purposes. The set of components 200 may be coupled (e.g., communicatively; directly or indirectly) to various other circuits of the communication device 106.

[0080] For example, the communication device 106 may include various types of memory (e.g., including NAND flash 210) , an input / output interface such as connector I / F 220 (e.g., for connecting to a computer system; dock; charging station; input devices, such as a microphone, camera, keyboard; output devices, such as speakers; etc. ) , the display 260, which may be integrated with or external to the communication device 106, and wireless communication circuitry 230 (e.g., for LTE, LTE-A, NR, UMTS, GSM, CDMA2000, Bluetooth, Wi-Fi, NFC, GPS, etc. ) . In some aspects, communication device 106 may include wired communication circuitry (not shown) , such as a network interface card, e.g., for Ethernet.

[0081] The wireless communication circuitry 230 may couple (e.g., communicatively; directly or indirectly) to one or more antennas, such as antenna (s) 335 as shown. The wireless communication circuitry 230 may include cellular communication circuitry and / or short to  medium range wireless communication circuitry and may include multiple receive chains and / or multiple transmit chains for receiving and / or transmitting multiple spatial streams, such as in a multiple-input multiple output (MIMO) configuration.

[0082] In some aspects, as further described below, cellular communication circuitry 230 may include one or more receive chains (including and / or coupled to (e.g., communicatively; directly or indirectly) dedicated processors and / or radios) for multiple RATs (e.g., a first receive chain for LTE and a second receive chain for 5G NR) . In addition, in some aspects, cellular communication circuitry 230 may include a single transmit chain that may be switched between radios dedicated to specific RATs. For example, a first radio may be dedicated to a first RAT, e.g., LTE, and may be in communication with a dedicated receive chain and a transmit chain shared with a second radio. The second radio may be dedicated to a second RAT, e.g., 5G NR, and may be in communication with a dedicated receive chain and the shared transmit chain. In some aspects, the second RAT may operate at mmWave frequencies. As mmWave systems operate in higher frequencies than typically found in LTE systems, signals in the mmWave frequency range are heavily attenuated by environmental factors. To help address this attenuating, mmWave systems often utilize beamforming and include more antennas as compared LTE systems. These antennas may be organized into antenna arrays or panels made up of individual antenna elements. These antenna arrays may be coupled to the radio chains.

[0083] The communication device 106 may also include and / or be configured for use with one or more user interface elements. The user interface elements may include any of various elements, such as display 260 (which may be a touchscreen display) , a keyboard (which may be a discrete keyboard or may be implemented as part of a touchscreen display) , a mouse, a microphone and / or speakers, one or more cameras, one or more buttons, and / or any of various other elements capable of providing information to a user and / or receiving or interpreting user input.

[0084] The communication device 106 may further include one or more smart cards 245 that  include SIM (Subscriber Identity Module) functionality, such as one or more UICC (s) (Universal Integrated Circuit Card (s) ) cards 245.

[0085] As shown, the SOC 200 may include processor (s) 202, which may execute program instructions for the communication device 106 and display circuitry 204, which may perform graphics processing and provide display signals to the display 260. The processor (s) 202 may also be coupled to memory management unit (MMU) 240, which may be configured to receive addresses from the processor (s) 202 and translate those addresses to locations in memory (e.g., memory 206, read only memory (ROM) 250, NAND flash memory 210) and / or to other circuits or devices, such as the display circuitry 204, wireless communication circuitry 230, connector I / F 220, and / or display 260. The MMU 240 may be configured to perform memory protection and page table translation or set up. In some aspects, the MMU 240 may be included as a portion of the processor (s) 202.

[0086] As noted above, the communication device 106 may be configured to communicate using wireless and / or wired communication circuitry. As described herein, the communication device 106 may include hardware and software components for implementing any of the various features and techniques described herein. The processor 202 of the communication device 106 may be configured to implement part or all of the features described herein, e.g., by executing program instructions stored on a memory medium (e.g., a non-transitory computer-readable memory medium) . Alternatively (or in addition) , processor 202 may be configured as a programmable hardware element, such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) , or as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) . Alternatively (or in addition) the processor 202 of the communication device 106, in conjunction with one or more of the other components 200, 204, 206, 210, 220, 230, 240, 245, 250, 260 may be configured to implement part or all of the features described herein.

[0087] In addition, as described herein, processor 202 may include one or more processing  elements. Thus, processor 202 may include one or more integrated circuits (ICs) that are configured to perform the functions of processor 202. In addition, each integrated circuit may include circuitry (e.g., first circuitry, second circuitry, etc. ) configured to perform the functions of processor (s) 202.

[0088] Further, as described herein, wireless communication circuitry 230 may include one or more processing elements. In other words, one or more processing elements may be included in wireless communication circuitry 230. Thus, wireless communication circuitry 230 may include one or more integrated circuits (ICs) that are configured to perform the functions of wireless communication circuitry 230. In addition, each integrated circuit may include circuitry (e.g., first circuitry, second circuitry, etc. ) configured to perform the functions of wireless communication circuitry 230.

[0089] Example Base Station

[0090] Figure 3 illustrates an example block diagram of a base station 102, according to some aspects. It is noted that the base station of Figure 3 is merely one example of a possible base station. As shown, the base station 102 may include processor (s) 304 which may execute program instructions for the base station 102. The processor (s) 304 may also be coupled to memory management unit (MMU) 340, which may be configured to receive addresses from the processor (s) 304 and translate those addresses to locations in memory (e.g., memory 360 and read only memory (ROM) 350) or to other circuits or devices.

[0091] The base station 102 may include at least one network port 370. The network port 370 may be configured to couple to a telephone network and provide a plurality of devices, such as UE devices 106, access to the telephone network as described above in Figures 1 and 2.

[0092] The network port 370 (or an additional network port) may also or alternatively be configured to couple to a cellular network, e.g., a core network of a cellular service provider. The core network may provide mobility related services and / or other services to a plurality of devices,  such as UE devices 106. In some cases, the network port 370 may couple to a telephone network via the core network, and / or the core network may provide a telephone network (e.g., among other UE devices serviced by the cellular service provider) .

[0093] In some aspects, base station 102 may be a next generation base station, e.g., a 5G New Radio (5G NR) base station, or “gNB. ” In such aspects, base station 102 may be connected to a legacy evolved packet core (EPC) network and / or to a NR core (NRC)  / 5G core (5GC) network. In addition, base station 102 may be considered a 5G NR cell and may include one or more transition and reception points (TRPs) . In addition, a UE capable of operating according to 5G NR may be connected to one or more TRPs within one or more gNBs.

[0094] The base station 102 may include at least one antenna 334, and possibly multiple antennas. The at least one antenna 334 may be configured to operate as a wireless transceiver and may be further configured to communicate with UE devices 106 via radio 330. The antenna 334 communicates with the radio 330 via communication chain 332. Communication chain 332 may be a receive chain, a transmit chain or both. The radio 330 may be configured to communicate via various wireless communication standards, including, but not limited to, 5G NR, LTE, LTE-A, GSM, UMTS, CDMA2000, Wi-Fi, etc.

[0095] The base station 102 may be configured to communicate wirelessly using multiple wireless communication standards. In some instances, the base station 102 may include multiple radios, which may enable the base station 102 to communicate according to multiple wireless communication technologies. For example, as one possibility, the base station 102 may include an LTE radio for performing communication according to LTE as well as a 5G NR radio for performing communication according to 5G NR. In such a case, the base station 102 may be capable of operating as both an LTE base station and a 5G NR base station. When the base station 102 supports mmWave, the 5G NR radio may be coupled to one or more mmWave antenna arrays or panels. As another possibility, the base station 102 may include a multi-mode radio, which is  capable of performing communications according to any of multiple wireless communication technologies (e.g., 5G NR and LTE, 5G NR and Wi-Fi, LTE and Wi-Fi, LTE and UMTS, LTE and CDMA2000, UMTS and GSM, etc. ) .

[0096] As described further subsequently herein, the BS 102 may include hardware and software components for implementing or supporting implementation of features described herein. The processor 304 of the base station 102 may be configured to implement or support implementation of part or all of the methods described herein, e.g., by executing program instructions stored on a memory medium (e.g., a non-transitory computer readable memory medium) . Alternatively, the processor 304 may be configured as a programmable hardware element, such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) , or as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) , or a combination thereof. Alternatively (or in addition) the processor 304 of the BS 102, in conjunction with one or more of the other components 330, 332, 334, 340, 350, 360, 370 may be configured to implement or support implementation of part or all of the features described herein.

[0097] In addition, as described herein, processor (s) 304 may include one or more processing elements. Thus, processor (s) 304 may include one or more integrated circuits (ICs) that are configured to perform the functions of processor (s) 304. In addition, each integrated circuit may include circuitry (e.g., first circuitry, second circuitry, etc. ) configured to perform the functions of processor (s) 304.

[0098] Further, as described herein, radio 330 may include one or more processing elements. Thus, radio 330 may include one or more integrated circuits (ICs) that are configured to perform the functions of radio 330. In addition, each integrated circuit may include circuitry (e.g., first circuitry, second circuitry, etc. ) configured to perform the functions of radio 330.

[0099] Intelligent Optimization for Inter-RAT (IRAT) Handover Scenarios

[0100] As previously noted, when a UE moves from being in 2G / 3G coverage to an area that  includes 4G / 5G coverage (a procedure also referred to as “Inter-RAT handover” or “IRAT handover” ) , a data stall can occur, especially if the UE continues or starts high throughput services. In some such instances, the UE may have had a Packet Data Protocol (PDP) context that transferred when the UE moved from the 2G / 3G network to the 4G LTE network; but, when the UE accessed a 5G NR network, there was no PDP context information available for the 5G NR network. For on-going (or new) services, a new PDU session has to be established in the 5G network. Establishing the new PDU session can result in the aforementioned data stall.

[0101] Figure 4 illustrations a process for IRAT transfers, according to some aspects. In Figure 4, a UE is attached to WCDMA network (i.e., a 3G network) at 402. For example, the UE could be in an area where only the WCDMA network is available, such as basement parking, elevators, tunnels, etc. The UE then leaves the area and moves into an area with an available LTE network (i.e., a 4G network) and, potentially, an available NR network (i.e., 5G network) .

[0102] At 404, the UE initiates an IRAT transfer from the WCDMA network to the LTE network. As noted, at 406, the PDP context information is transferable when moving from the WCDMA network to the LTE network.

[0103] More specifically, for a PDN connection established in S1 mode, to enable the UE to attempt to transfer the PDN connection from S1 mode to N1 mode in case of inter-system change, the UE allocates a PDU session identity; indicates the allocated PDU session identity in the PDU session ID parameter in the Protocol configuration options IE of the PDN CONNECTIVITY REQUEST message; and associates the allocated PDU session identity with the default EPS bearer context of the26onection. See 3GPP 24.301.

[0104] Using the transferred context information, the UE continues (or starts) data services on LTE network at 408. At 410, the UE initiates an IRAT transfer from the LTE network to the NR network; however, as noted at 412, the PDP context information is not transferable from the LTE network to the NR network. As a result, a data stall or interruption is observed in the NR data  service at 414. As may now be appreciated, such data stalls may cause large delays (or even download failures) for users; thus, improvements to optimize IRAT handover scenarios are desired.

[0105] Figure 5 illustrates a case scenario, according to some aspects. The specific scenario described in Figure 5 illustrates one example of a scenario to which embodiments disclosed herein may apply. At 502, the UE is connected to a 3G network. At 504, the UE performs an IRAT transfer to the LTE network, and the UE is idle on the LTE network. During the IRAT transfer, no PDU context information regarding the NR network is included in the IRAT transfer.

[0106] At Step 506, the UE initiates a high throughput service. The high throughput service may include applications that require high bandwidth and / or low latency applications / services. When the UE moves to the 5G NR network coverage at 508, the UE is forced to set up a new PDU session with the NR network at 510. As a result, there is an IP change interruption at 512 in the high throughput services from Step 506.

[0107] The IP change interruption causes the UE to experience a data stall of a few seconds. For low latency services, the data stalls may be more severe.

[0108] Figure 6 illustrates a process for early IRAT retrieving, according to some aspects. Figure 6 shows a general exchange between a UE with the LTE and NR network in accordance with some embodiments. Similar to Figure 5, at 602, the UE is connected to a 3G network. Further, at 604, the UE performs an IRAT transfer to the LTE network. For example, the UE may transfer into an LTE Connected or Idle state. At this time, there is no PDU context information associated with the NR network available to the UE.

[0109] In accordance with embodiments, while connected to the LTE network, the UE may perform a NR network coverage evaluation at 614. The network coverage evaluation may include evaluating signals in the NR network and / or utilizing information from a location database. Embodiments may further perform an early IRAT retrieval of PDU session information for the NR network at 616. When the UE retrieves the PDU session information for the NR network at 616,  the UE may evaluate the current radio conditions and throughput and remain connected to the LTE network. That is, the UE may fall back to the LTE network based on current conditions and demands of service.

[0110] When high throughput services are needed in Step 606 and the UE is in the NR coverage area at 608, the PDU session transfer at 610 avoids an IP change. By performing the early IRAT retrieval of the PDU session information for the NR network, a data stall is avoided.

[0111] In Figure 6, the NR coverage evaluation at 614 and early IRAT retrieval of PDU session information at 616 can occur based on the throughput of the current service. For example, the current throughput may be evaluated on the types of service, size of the overall throughput, and potential impacts on services due to an IP change.

[0112] Figures 7A and 7B describe methods for early IRAT retrieving, according to some aspects. Figures 7A and 7B employ concepts described in Figure 6. In Figure 7A, the UE is in an RRC connected state in a 4G cell, and the UE is in an area of coverage of one or more NR cells at 702. The UE performs an NR coverage evaluation at 704. The NR coverage evaluation may evaluate if the NR network configures an NR measurement; if NR coverage information is available in a location database; or if the UE has detected an NR cell by an autonomous IRAT measurement.

[0113] At 706, it is determined if the network has configured a handover for the NR cell. If the network has configured the handover (YES at 706) , the UE follows legacy behavior and performs the handover at 708. If the network has not triggered a handover or re-direction to the NR cell (NO at 706) , the UE evaluates the current throughput and IP change impact at 710. If the current service has a low throughput and there would be a minimal impact on the IP change (YES at 710) , the UE triggers a local release at 714. If the current service does not have a low throughput and / or there would be an impact on an IP change (NO at 710) , the UE waits for an RRC release from the network at 712.

[0114] The UE transmits an initial registration request for PDU session information set up in the NR network at 716. This allows the UE to retrieve PDU session information for the NR network in accordance with embodiments. At 718, the UE evaluates if there is a high throughput demand for the service for the UE. If there is a high throughput demand for services for the UE (YES at 718) , the UE stays on the NR network and continues the services at 720. If there is not a high throughput demand (NO at 718) , the UE falls back to the LTE network and retains the PDU session information for the NR network at 722. That way, the UE has the PDU session information for a future connection to the NR network.

[0115] Figure 7B illustrates a method for early IRAT retrieving from an LTE idle state, according to some aspects. In Figure 7B, the UE is in an RRC Idle state in a 4G cell, and the UE may be in an area of coverage of one or more NR cells at 702. The UE performs an NR coverage evaluation at 704. The NR coverage evaluation may evaluate if System Information Block-24 (SIB24) in the LTE network is available for NR network re-election; if NR coverage information is available in a location database; or if the UE has detected an NR cell by an autonomous IRAT measurement.

[0116] At 736, the UE determines if an NR cell is available. If an NR cell is not available (NO at 736) , the UE behaves as in legacy systems. The UE may restart the evaluation at 734 when entering a new LTE cell. If an NR cell is available (YES at 736) , the UE transmits an initial registration request for PDU session information set up in the NR network at 746.

[0117] Similar to 718 of Figure 7A, the UE evaluates if there is a high throughput demand for the service for the UE at 748. If there is a high throughput demand for services for the UE (YES at 748) , the UE stays on the NR network and continues the services at 750. If there is not a high throughput demand (NO at 748) , the UE falls back to the LTE network and retains the PDU session information for the NR network at 752.

[0118] In some embodiments, when a UE is camping on a 4G LTE network without PDU  session information for an available 5G NR network and an N26 interface is available, the UE may trigger a re-attach to the 4G LTE network. The re-attach to the 4G LTE network allows the UE to obtain EPS bearer mapping information for the 5G NR network.

[0119] Figure 8 illustrates a process for smart re-attach, according to some aspects. Figure 8 shows a general exchange between a UE with the LTE and NR network in accordance with some embodiments. Similar to above, at 802, the UE is connected to a 3G network. Further, at 804, the UE performs an IRAT transfer to the LTE network. For example, the UE may transfer into an LTE Connected or Idle state. At this time, there is no PDU context information associated with the NR network available to the UE.

[0120] In accordance with embodiments, while connected to the LTE network, the UE may perform a NR network coverage evaluation at 814. The network coverage evaluation may include detecting and evaluating signals in the NR network and / or utilizing information from a location database.

[0121] Embodiments may further perform a re-attach to the LTE network at 818. The re-attach to the LTE network at 818 allows the UE to obtain PDU session information for the NR network. When high throughput services are needed in Step 806 and the UE is in the NR coverage area at 808, the PDU session transfer at 810 maintains service continuity using the obtained PDU session information.

[0122] In Figure 8, the NR coverage evaluation at 814 and re-attachment at 818 can occur based on the throughput of the current service. For example, the current throughput may be evaluated on the size of the throughput, and the potential impacts on services due to an IP change.

[0123] Figures 9A and 9B describe methods for a smart re-attach, according to some aspects. Figures 9A and 9B employ concepts described in Figure 8. Embodiments of Figures 9A and 9B may advantageously provide a UE with transferrable PDU session information for a 5G network, even when there is no 5G coverage available. In Figure 9A, at 902, the UE is in an RRC connected  state in a 4G cell, and there are no NR cells available.

[0124] At 904, the UE evaluates the current throughput and IP change impact. If the current service has a low throughput and there would be a low impact on the IP change (YES at 904) , the UE triggers a local release at 908. If the current service does not have a low throughput and / or there would be an impact on an IP change (NO at 904) , the UE waits for an RRC release from the network at 906.

[0125] At 910, the UE triggers a re-attach on the current LTE network. The UE may then determine if the network configuration of PDU session information for the NR 5G network is available. The network’s ability to configure information for the NR network may depend on the presence of N26 interface, a known interface that facilitates transfers between the Mobility Management Entity (MME) of the Evolved Packet Core (EPC) for LTE and the Access and Mobility Management Function (AMF) in the 5G core network, i.e., in order to enable interworking between the EPC and the 5G core network. If the network does not configure PDU session information for the NR network (NO at 912) , there is no N26 interface available and the UE follows a legacy attachment to the LTE network at 916. If the network configures PDU session information for the NR 5G network (YES at 912) , the UE retrieves the transferrable PDU session information at 914. In such embodiments, the N26 interface would be available. Thus, the UE is able to obtain EPS bearer mapping information regarding the NR network.

[0126] Figure 9B illustrates a method for LTE re-attach from an LTE idle state, according to some aspects. In Figure 7B, at 922, the UE is in an RRC Idle state in a 4G cell, and no NR cells are available. The UE evaluates the space for NR cell detection at 924. The evaluation may include if NR coverage information is available in a location database or if the UE has detected an NR cell (by an autonomous IRAT measurement or other measurements) .

[0127] The UE then determines if an NR cell has been detected at 926. If an NR cell has been detected (YES at 926) , the process may perform the methods of embodiments of Figures 6 or 7B  at 928. If the NR cell is not detected (NO at 926) , the UE triggers a re-attach on the current LTE network at 930.

[0128] The UE may then determine if the network configurations of PDU session information for the NR 5G network is available (or an N26 interface is available) at 932. If the network does not configure PDU session information for the NR network (NO at 932) , the UE follows the legacy attachment to the LTE network at 936. If the network configures PDU session information for the NR 5G network (YES at 932) , the UE retrieves the transferrable PDU session information at 934. In such embodiments, the UE is able to obtain EPS bearer mapping information regarding the NR network with no NR cell available.

[0129] In some embodiments, the UE may provide the PDU session data from a transfer from 3G to 4G LTE that may be used later in a transfer to a 5G NR connection. Currently, no carriers support the use of a PDU session ID in an SM ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST message when moving from a WCDMA network to LTE or NR.

[0130] Figure 10 illustrates a process for PDU session transferring, according to some aspects. In Figure 10, a UE is attached to WCDMA network (i.e., a 3G network) at 1002. For example, the UE is in an area where only the WCDMA network is available, such as basement parking, elevators, tunnels, etc. The UE then moves leaves the area into an area with an available LTE network (i.e., a 4G network) and NR coverage is available (i.e., 5G network) .

[0131] At 1004, the UE initiates an IRAT transfer from the WCDMA network to the LTE network. In embodiments, the IRAT transfer may include a PDU session ID. For example, the PDU session ID may be added to an activate PDU context request message as part of protocol configuration options in accordance with 3GPP TS 24.008.

[0132] As noted, at 1006, the PDP context information is transferable when moving from the WCDMA network to the LTE network in accordance with 3GPP 24.301. Using the transferred context information, the UE continues (or starts) data services on LTE network at 1008. At 1010,  the UE initiates an IRAT transfer from the LTE network to the NR network; however, this IRAT transfer includes the PDU session ID from 1004. Therefore, as noted at 1012, the PDU session transfer allows the UE to maintain service continuity when moving from the LTE network to the NR network.

[0133] Embodiments disclosed herein have the advantage of reducing data stalls in IRAT scenarios using an intelligent user-centric optimization. Embodiments allow for 5G service continuance and fast recovery in IRAT scenarios.

[0134] Aspects of the present disclosure may be realized in any of various forms. For example, some aspects may be realized as a computer-implemented method, a computer-readable memory medium, or a computer system. Other aspects may be realized using one or more custom-designed hardware devices such as ASICs. Still other aspects may be realized using one or more programmable hardware elements such as FPGAs.

[0135] In some aspects, a non-transitory computer-readable memory medium may be configured so that it stores program instructions and / or data, where the program instructions, if executed by a computer system, cause the computer system to perform a method, e.g., any of a method aspects described herein, or, any combination of the method aspects described herein, or, any subset of any of the method aspects described herein, or, any combination of such subsets.

[0136] In some aspects, a device (e.g., a UE 106, a BS 102) may be configured to include a processor (or a set of processors) and a memory medium, where the memory medium stores program instructions, where the processor is configured to read and execute the program instructions from the memory medium, where the program instructions are executable to implement any of the various method aspects described herein (or, any combination of the method aspects described herein, or, any subset of any of the method aspects described herein, or, any combination of such subsets) . The device may be realized in any of various forms.

[0137] Although the aspects above have been described in considerable detail, numerous  variations and modifications will become apparent to those skilled in the art once the above disclosure is fully appreciated. It is intended that the following claims be interpreted to embrace all such variations and modifications.

Claims

1.A method performed by a User Equipment (UE) for retrieving 5G Packet Data Unit (PDU) session data, the method comprising:connecting to a Long Term Evolution (LTE) network, the UE being previously connected to a first network;requesting PDU session data for a New Radio (NR) network;after requesting the PDU session data, evaluating a throughput of service desired by the UE;andbased on the evaluation of the throughput of service, connecting to the NR network to perform the service.2.A method performed by a User Equipment (UE) for retrieving 5G Packet Data Unit (PDU) session data, the method comprising:connecting to a Long Term Evolution (LTE) network, the UE being previously connected to a first network;requesting PDU session data for a New Radio (NR) network;after requesting the PDU session data, evaluating a throughput of service desired by the UE;andbased on the evaluation of the throughput of service, connecting to the LTE network and maintaining the PDU session data for a future connection to the NR network.3.The methods of claims 1 or 2, wherein the UE is in an RRC Connected state in the LTE network.4.The method of claim 3, further comprising:triggering a local release prior to requesting the PDU session data for the NR network.5.The method of claim 3, further comprising:waiting until the LTE network releases the UE prior to requesting the PDU session data for the NR network.6.The method of claim 3, further comprising:determining the availability of the NR network based on a least one of the following:a measurement on the NR network that is configured by the NR network;NR network information that is available in a location database; oran NR cell being autonomously detected by the UE.7.The methods of claims 1 or 2, wherein the UE is in an RRC Idle state in the LTE network.8.The method of claim 7, further comprising:determining an availability of the NR network based on at least one of the following:NR network information that is available in a location database;an SIB24 for NR re-election being available; oran NR cell being autonomously detected by the UE.9.A method performed by a User Equipment (UE) for retrieving 5G Packet Data Unit (PDU) session data, the method comprising:connecting to a Long Term Evolution (LTE) network, the UE being previously connected to a first network;triggering a re-attach to the LTE network; andduring the re-attachment, receiving PDU session data for a New Radio (NR) network.10.The method of claim 9, wherein the UE is in an RRC Connected state in the LTE network.11.The method of claim 10, further comprising:evaluating a throughput of service desired by the UE;triggering a local release based on the evaluation of the throughput prior to triggering the re-attach to the LTE network.12.The method of claim 9, wherein the UE is in an RRC Idle state in the LTE network.13.The method of claim 12, wherein the NR network is not detected by the UE.14.The method of claim 12, further comprising:determining an availability of the NR network based on at least one of the following:NR network information that is available in a location database;an SIB24 for NR re-election being available; oran NR cell being autonomously detected by the UE.15.The method of claim 9, wherein an N26 interface connects the LTE network and the NR network.16.A method performed by a User Equipment (UE) for retrieving 5G Packet Data Unit (PDU) session data, the method comprising:connecting to a Long Term Evolution (LTE) network, the UE being previously connected to a first network; andduring the connection, receiving PDU session data for a New Radio (NR) network.17.The method of claim 16, further comprising:transmitting an activate PDU context request message comprising a PDU session ID to transfer to the NR network.18.A wireless device configured to perform the methods of any of claims 1–17.19.A non-transitory computer readable medium configured to store and execute instructions to perform the methods of any of claims 1–17.20.A baseband processor, configured to execute instructions to cause a wireless device to perform the methods of any of claims 1–17.

Images