在空闲模式中操作的方法和装置

申请号 CN201210286788.8 申请日 2012-08-13 公开(公告)号 CN102958141A 公开(公告)日 2013-03-06
申请人 LG电子株式会社; 发明人 朴基源; 陆昑洙; 金丁起;
摘要 提供了用于在空闲模式中操作机器至机器(M2M)通信的方法和装置。M2M装置从基站接收寻呼消息。该寻呼消息包括标识M2M装置所属的M2M组的M2M组标识符。在监控持续时间期间M2M装置监控从偏移开始的上行链路资源分配。
权利要求

1.一种用于在空闲模式中操作机器至机器(M2M)通信的方法,包括:
通过M2M装置进入空闲模式;
通过在所述空闲模式中的所述M2M从基站接收寻呼消息,所述寻呼消息包括M2M组标识符、网络接入类型、资源偏移和监控持续时间,
所述M2M组标识符标识所述M2M装置所属的M2M组,
所述网络接入类型指示用于测距请求的资源分配,
所述资源偏移指示所述M2M装置开始监控上行链路资源指配的偏移,
所述监控持续时间指示所述M2M监控所述上行链路资源指配的持续时间;并且,在所述监控持续时间期间通过所述M2M装置监控从所述偏移开始的所述上行链路资源指配。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
当所述M2M装置在所述监控持续时间期满前成功地接收到所述上行链路资源指配时,由所述M2M装置通过使用所述上行链路资源指配向所述基站发射所述测距请求。
3.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
当直到所述持续时间期满所述M2M装置未能接收到所述上行链路资源指配时,所述M2M装置向所述基站发射测距码。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述寻呼消息进一步包括动作码,用于指示所述M2M装置执行网络再入或位置更新。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,利用标识所述M2M装置的M2M标识符的一部分来掩蔽所述上行链路资源指配的循环冗余校验(CRC)。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述上行链路资源指配包括所述M2M标识符的剩余部分。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述M2M标识符包括固定的M2M注销标识符(FMDID),所述FMDID是唯一地标识在所述基站的域中的所述M2M装置的16比特标识符,以及
其中,所述基站在空闲模式进入期间向所述M2M装置指派所述FMDID,并且在网络再入期间释放所述FMDID。
8.一种配置为用于在空闲模式中操作机器至机器(M2M)通信的无线装置,所述无线装置包括:
射频单元,所述射频单元用于接收和发射无线电信号;以及,
处理器,所述处理器可操作地与所述射频单元耦合,并且被配置为:
进入空闲模式;
在所述空闲模式中从基站接收寻呼消息,所述寻呼消息包括M2M组标识符、网络接入类型、资源偏移和监控持续时间,
所述M2M组标识符标识所述无线装置所属的M2M组,
所述网络接入类型指示用于测距请求的资源分配,
所述资源偏移指示所述无线装置开始监控上行链路资源指配的偏移,
所述监控持续时间指示所述M2M监控所述上行链路资源指配的持续时间;以及,在所述监控持续时间期间监控从所述偏移开始的所述上行链路资源指配。
9.根据权利要求8所述的无线装置,其中,所述处理器被配置为:
当所述处理器在所述监控持续时间期满前成功地接收到所述上行链路资源指配时,指令所述射频单元通过使用所述上行链路资源指配向所述基站发射所述测距请求。
10.根据权利要求8所述的无线装置,所述处理器被配置为:
当直到所述持续时间期满所述处理器未能接收到所述上行链路资源指配时,指令所述射频单元向所述基站发射测距码。
11.根据权利要求8所述的无线装置,其中,所述寻呼消息进一步包括动作码,用于指示所述无线装置执行网络再入或位置更新。
12.根据权利要求8所述的无线装置,其中,利用标识所述无线装置的M2M标识符的一部分来掩蔽所述上行链路资源指配的循环冗余校验(CRC)。
13.根据权利要求12所述的无线装置,其中,所述上行链路资源指配包括所述M2M标识符的剩余部分。
14.根据权利要求13所述的无线装置,其中,所述M2M标识符包括固定的M2M注销标识符(FMDID),所述FMDID是唯一地标识在所述基站的域中的所述M2M装置的16比特标识符,以及
其中,由所述基站在空闲模式进入期间向所述无线装置指配所述FMDID,并且在网络再入期间释放所述FMDID。

说明书全文

在空闲模式中操作的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及无线通信,并且更具体地涉及用于在空闲模式中操作机器至机器(M2M)通信的方法和装置。

背景技术

[0002] 机器至机器(M2M)通信是一种类型的数据通信,包括不要求人交互的一个或多个实体。M2M通信也可以被称为机器类型通信(MTC)。即,M2M通信指的是由机器装置而不是由人操作的用户设备使用的基于现有无线通信网络的通信的概念。在M2M通信中使用的机器装置可以被称为M2M装置。存在各种M2M装置,诸如售卖机、在坝测量水位的机器等。
[0003] M2M装置具有与通常的用户设备不同的特征。因此,对于M2M通信优化的服务可以与对于人与人的通信优化的服务不同。与当前的移动网络通信服务相比,M2M通信可以被表征为不同的市场情况、数据通信、较少的成本和努、可能大量的M2M装置、宽服务区域、对于每一个M2M装置低的业务等。
[0004] 空闲模式是为了节省电池消耗用户设备仅在特定持续时间期间唤醒以发射或接收数据的模式。网络再入处理是在空闲模式中的用户设备被恢复到相对于网络的连接状态的处理。
[0005] 需要考虑在处于空闲模式的M2M装置的操作中的M2M通信特征。

发明内容

[0006] 本发明提供了用于在空闲模式中操作机器至机器(M2M)通信的方法和装置。
[0007] 在一个方面,提供了用于在空闲模式中操作机器至机器(M2M)通信的方法。所述方法通过M2M装置进入空闲模式,通过处于所述空闲模式的所述M2M从基站接收寻呼消息,所述寻呼消息包括M2M组标识符、网络接入类型、资源偏移和监控持续时间,所述M2M组标识符标识所述M2M装置所属的M2M组,所述网络接入类型指示对于测距请求的资源分配,所述资源偏移指示所述M2M装置开始监控上行链路资源指配的偏移,所述监控持续时间指示所述M2M监控所述上行链路资源指配的持续时间;并且,在所述监控持续时间期间由所述M2M装置监控从所述偏移开始的所述上行链路资源分配。
[0008] 所述方法可以进一步包括:当所述M2M装置在所述监控持续时间期满前成功地接收到所述上行链路资源指配时,由所述M2M装置通过使用所述上行链路资源指配来向所述基站发射所述测距请求。
[0009] 所述方法可以进一步包括:当直到所述持续时间期满所述M2M装置也未能接收到所述上行链路资源指配时,所述M2M装置向所述基站发射测距码。
[0010] 可以利用标识所述M2M装置的M2M标识符的一部分来掩蔽所述上行链路资源指配的循环冗余校验(CRC)。
[0011] 在另一个方面,提供了一种无线装置,其被配置用于在空闲模式中操作机器至机器(M2M)通信。所述无线装置包括:射频单元,用于接收和发射无线电信号;以及,处理器,其可操作地与所述射频单元耦合,并且被配置为进入空闲模式,在所述空闲模式下从基站接收寻呼消息,所述寻呼消息包括M2M组标识符、网络接入类型、资源偏移和监控持续时间,所述M2M组标识符标识所述无线装置所属的M2M组,所述网络接入类型指示对于测距请求的资源分配,所述资源偏移指示所述无线装置开始监控上行链路资源分配的偏移,所述监控持续时间指示所述M2M监控所述上行链路资源指配的持续时间,并且所述处理器被配置为在所述监控持续时间期间监控从所述偏移开始的所述上行链路资源指配。附图说明
[0012] 图1示出M2M(机器至机器)通信的示例。
[0013] 图2示出IEEE 802.16m系统的示例性结构。
[0014] 图3示出在IEEE 802.16m中的操作转变图。
[0015] 图4是示出在IEEE 802.16m中在空闲模式中的操作的流程图
[0016] 图5示出根据本发明的一个实施例的在空闲模式中的操作。
[0017] 图6示出使用提出的寻呼消息的RNG-REG的资源指配的示例。
[0018] 图7是示出用于实现本发明的实施例的无线通信系统的框图

具体实施方式

[0019] 图1示出M2M(机器至机器)通信的示例。
[0020] M2M通信也被称为机器类型通信(MTC),并且指的是在没有人交互的情况下经由基站(BS)15在M2M装置11和12之间的信息交换和经由BS在M2M装置11和M2M服务器18之间的信息交换。
[0021] M2M服务器18是用于与M2M装置11进行通信的实体。M2M服务器执行M2M应用,并且向M2M装置11提供M2M特定的服务。
[0022] M2M装置11是用于提供M2M通信的无线装置,并且可以是固定或移动的。M2M装置也被称为MTC装置。
[0023] 使用M2M通信提供的服务可以与需要人为干预的现有通信服务不同,并且其服务范围有各种,诸如跟踪、计量、支付、医疗领域服务、遥控等。
[0024] M2M特征的各个服务要求的代表性示例可以如下。
[0025] 1)时间控制的特征:这是M2M装置仅在预定义的特定持续时间中发射或接收数据的情况。因此,可以避免在该预定义的特定持续时间之外执行的不必要的信号传输
[0026] 2)时间容许的特征:这是M2M装置可以延迟数据传递的情况。如果网络负荷大于预定的负荷阈值,则网络运营商可以限制M2M装置的网络接入或向另一个MTC装置的数据发射,并且可以动态地限制可以被MTC装置在特定区域中传递的数据量。
[0027] 3)离线指示特征:这是当在M2M装置和网络之间不再可能进行信号传输时在适当的时间向M2M装置请求通知的情况。
[0028] 4)PAM(优先级警告消息)特征:这是在出现盗窃、故意破坏或需要立即关注的紧急情况时M2M装置优先地将此报告给网络的情况。
[0029] 考虑在一个小区(或BS)中部署了成百上千的M2M装置。因此,难以通过仅使用现有的用户设备标识符来标识M2M装置,并且因此考虑下面的标识符。
[0030] 站标识符(STID):STID用于标识在BS的域中的M2M装置。BS可以向多个M2M装置指配同一STID。
[0031] M2M组标识符(MGID):MGID是12比特值,其唯一地标识由在M2M组区域内的一组M2M装置共享的下行链路多播服务流。M2M组区域是包括一个或多个BS的逻辑区域。M2M组区域被M2M组区域ID标识。可以在动态服务增加(DSA)过程期间指配MGID。M2M即使在空闲状态中也可以保留所指配的MGID,除非M2M装置从网络退出或网络明确地删除与MGID相关联的服务流。
[0032] 固定的M2M注销ID(FMDID):FMDID是16比特的值,其唯一地标识在BS的域中的M2M装置。FMDID被BS在空闲模式进入期间指配给M2M装置,并且在网络再入期间释放。
[0033] 注销标识符(DID):DID是18比特值,用于在寻呼组ID、寻呼循环和寻呼偏移的集合内标识空闲模式中的装置。网络可以在空闲模式启动期间向每一个装置指配DID。
[0034] 现在,将参考下文来描述在基于IEEE 802.16m的系统中的空闲模式操作:在2010年11月24日出版的IEEE(电气和电子工程师协会)P802.16m/D10“Part 16:Air Interface for Broadband Wireless Access Systems:Advanced Air Interface”。然而,本发明所应用到的无线通信系统不限于基于IEEE 802.16m的系统。因此,本发明也适用于各种无线通信系统,诸如3GPP(第三代合作伙伴计划)LTE(长期演进)等。
[0035] 所以2示出IEEE 802.16m系统的示例性帧结构。
[0036] 超帧(SF)包括超帧报头(SFH)和四个帧F0、F1、F2和F3。每一个帧可以在SF中具有相同的长度。SF的大小是20ms,并且每一个帧的大小是5ms。
[0037] 帧包括多个子帧SF0、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6和SF7。子帧可以用于上行链路发射或下行链路发射。子帧在时域中包括多个正交频分复用(OFDM)符号。OFDM符号用于表示一个符号时间段,并且在多址方案或术语中没有限制。
[0038] 子帧包括6个OFDM符号。这仅是为了示例性的目的。子帧可以包括5、7或9个OFDM符号,并且本发明不限于此。
[0039] 可以根据在子帧中包括的OFDM符号的数量来限定子帧类型。例如,可以限定使得类型1子帧包括6个OFDMA符号,类型2子帧包括7个ODFMA符号,类型3子帧包括5个OFDMA符号,并且类型4子帧包括9个OFDMA符号。
[0040] 时分双工(TDD)方案或频分双工(FDD)方案可以被应用到帧。在TDD帧中包括的子帧可以被划分为上行链路子帧和下行链路子帧。
[0041] SF的大小、在SF中包括的帧的数量、在帧中包括的子帧的数量和在子帧中包括的OFDM符号的数量可以改变,并且本发明不限于此。
[0042] SFH可以承载必要的系统参数和系统配置信息。可以在SF中包括的第一子帧的最后5个OFDM符号中发射SFH。
[0043] 物理资源单元(PRU)是基本资源指配单元,并且在同一子帧中的连续OFDM符号中包括18个子载波
[0044] 在常规IEEE 802.16系统中,高级MAP(A-MAP)承载服务控制信息。非用户特定A-MAP承载不限于特定用户或特定用户组的信息。混和自动重复请求(HARQ)反馈A-MAP承载关于上行链路数据发射的HARQ ACK/NACK信息。功率控制A-MAP承载用于移动台(MS)的功率控制命令。
[0045] 指配A-MAP承载资源指配信息。指配A-MAP包括多种类型的A-MAP,诸如下行链路(DL)基本指配A-MAP、上行链路(UL)基本指配A-MAP、码分多址(CDMA)分配A-MAP等。
[0046] CDMA分配A-MAP包括基于带宽请求的UL资源指配或基于测距请求的UL资源指配。
[0047] 所有的A-MAP共享被称为A-MAP区域的物理资源区域。A-MAP区域存在于每一个DL子帧中。
[0048] 图3示出在IEEE 802.16m中的操作转变图。
[0049] 在初始化状态中,移动台(MS)通过接收同步和系统配置来执行小区选择。
[0050] 在接入状态中,MS执行网络进入。网络进入是包括测距、基本能力协商和关于BS的鉴权的处理。
[0051] 在连接状态中,MS在休眠模式、活动模式和扫描模式的任何一个中操作。在连接状态期间,MS在连接状态期间保持建立的连接。在活动模式中的MS可以总是发射或接收调度的数据。在休眠模式中,将无线电帧划分为休眠窗口和监听窗口。在休眠模式中的MS可以在监听窗口期间从BS接收数据。在扫描模式中的MS执行由BS指令的测量。
[0052] 在空闲状态中,MS在空闲模式中操作。空闲模式包括寻呼可用间隔和寻呼不可用间隔。BS在寻呼不可用间隔中不发射任何DL业务(例如,寻呼消息等)。
[0053] 图4是示出在IEEE 802.16m中在空闲模式中的操作的流程图。
[0054] 在步骤S410中,MS在寻呼可用间隔期间监控寻呼消息的接收,并且因此接收寻呼广告(PAG-ADV)消息。PAG-ADV消息是在IEEE 802.16的寻呼消息,并且是用于指示是否存在到特定MS的等待中的DL业务的通知消息。PAG-ADV消息可以是用于尝试对空闲模式中的M2M装置寻呼的寻呼消息的一个示例。
[0055] 通过使用PAG-ADV消息,BS可以指令每一个MS执行用于网络再入或位置更新的测距。
[0056] 在步骤S420中,当PAG-ADV消息请求网络再入时,MS结束空闲模式,并且向BS发射测距码。
[0057] 在步骤S430中,响应于测距码,MS从BS接收RNG-RSP(测距-响应)消息。RNG-RSP消息包括状态码。该状态码指示“继续”、“成功”和“放弃”之一。
[0058] 如果所接收的RNG-RSP消息具有“继续”的状态码,则MS重发测距码。
[0059] 如果状态码是“成功”,则在步骤S440,MS接收指配A-MAP(高级-MAP)。指配A-MAP包括CDMA分配A-MAP。
[0060] A-MAP是用于在基于IEEE 802.16的系统中在BS和MS之间的通信的控制信息的一个示例。A-MAP可以根据无线通信系统而被不同地称为例如控制信息、控制信道、资源指配信息等。
[0061] 在步骤S450中,通过使用由CDMA分配A-MAP指示的UL资源指配,MS向BS发射RNG-REQ(测距-请求)消息。
[0062] 在步骤S460中,MS响应于RNG-REQ消息而接收RNG-RSP消息。
[0063] 在空闲模式中,MS首先发射用于网络再入的测距码。MS从多个码集合中随机地选择测距码,并且这被称为基于竞争的测距。
[0064] 因为MS在通常的移动通信系统中是移动的,所以不保证在空闲模式中的MS和BS之间连续地保持UL同步。因此,当MS在空闲模式中接收寻呼时,MS通过首先执行用于网络再入的测距来执行UL同步。
[0065] 然而,在M2M通信中,M2M装置几乎不移动。替代地,具有时间控制特征的M2M装置不要求另外的UL同步,因为连续地保持UL同步。
[0066] 因此,需要考虑M2M通信的特征的空闲模式操作。
[0067] 图5示出根据本发明的一个实施例的在空闲模式中的操作。
[0068] 在步骤S510,M2M装置进入空闲模式。可以在M2M装置的请求下或在来自BS的命令下执行进入空闲模式。
[0069] 为了M2M装置进入空闲模式,在步骤S511中,M2M装置可以向BS发送用于请求进入空闲模式的DREG-REG(注销-请求)消息。在步骤S512中,M2M装置可以从BS接收用于指令空闲模式开始的DREG-RSP(注销-响应)消息。
[0070] 或者,BS可以发射DREG-CMD(注销-命令)消息。以允许M2M装置进入空闲模式。
[0071] DREG-RSP消息或DREG-CMD消息可以包括M2M装置的FMDID。
[0072] 在步骤S520中,在空闲模式中,M2M装置在寻呼可用间隔期间监控寻呼消息的接收,并且因此接收PAG-ADV消息。PAG-ADV消息可以包括作为组寻呼消息的MGID。
[0073] 下面的表1示出所提出的PAG-ADV消息的示例性格式。
[0074] <表1>
[0075]
[0076] 当M2M装置接收到组寻呼消息(即具有MGID和/或M2M组区域索引的PAG-ADV)并且网络接入类型被设置为0b00(即,用于RNG-REQ的资源分配)时,它开始监控指配A-MAP,以在监控持续时间期间在资源偏移处获得用于RNG-REQ消息的上行链路资源分配。如果直到监控持续时间期满M2M装置也未能解码指配A-MAP,则M2M装置可以执行基于竞争的测距。
[0077] 监控持续时间可以指示监控定时器的值。当M2M装置开始指配A-MAP的监控时监控定时器开始。如果直到监控定时器期满未接收到指配A-MAP,则M2M装置可以向BS发射测距码,以便执行基于竞争的测距。
[0078] 在步骤S530,M2M装置通过在监控持续时间期间执行从资源偏移开始的监控。“指配A-MAP的接收”可以暗示指配A-MAP的成功解码。
[0079] 指配A-MAP包括用于RNG-REQ消息的发射的UL资源指配。用于RNG-REQ的指配A-MAP可以包括现有的CDMA分配A-MAP或对于M2M装置的测距指配A-MAP。
[0080] 下面的表2示出所提出的测距指配A-MAP的示例性格式。
[0081] <表2>
[0082]
[0083] 测距指配A-MAP可以具有16比特CRC(循环冗余校验)。具有FMDID的M2M装置可以应用具有掩蔽前缀=0b0、消息类型指示符=0b011和掩码=FMDID的LSB 12比特的16比特CRC掩模,以解码指配A-MAP。可以在指配A-MAP中包括FMDID的MSB 4比特。具有DID的M2M装置可以应用具有掩蔽前缀=0b0、消息类型指示符=0b011和掩码=DID的LSB 12比特的16比特CRC掩模,以解码指配A-MAP IE。可以在指配A-MAP中包括DID的MSB 6比特。
[0084] 在步骤S540中,M2M装置通过使用在指配A-MAP中包括的UL资源指配向BS发射RNG-REQ消息。如果未接收到指配A-MAP,则M2M装置可以向BS发射测距码。
[0085] 在步骤S550中,M2M装置响应于RNG-REQ消息来接收RNG-RSP消息。
[0086] 图6示出使用提出的寻呼消息的RNG-REQ的资源指配的示例。
[0087] M2M装置接收PAG-ADV消息610。PAG-ADV消息610可以包括资源偏移和监控持续时间。
[0088] M2M装置基于资源偏移在监控持续时间期间监控具有UL资源指配的指配A-MAP620。例如,如果M2M装置具有FMDID,则M2M装置通过使用FMDID的LSB 12比特来解码指配A-MAP。如果未检测到解码误差,则M2M装置可以确认对应的指配A-MAP是用于M2M装置的指配A-MAP 620。
[0089] M2M装置通过使用在指配A-MAP 620中包括的UL资源指配来发射RNG-REQ消息630。
[0090] 如果接收到组寻呼消息并且将网络接入类型设置为用于测量请求的专用资源指配,则属于M2M组的多个M2M装置开始指配A-MAP的监控。然而,如果没有指定的时间,直到该指定的时间多个M2M装置持续执行监控,则一些M2M装置执行监控显著长的时间,以便找到它们的指配A-MAP,这可以导致M2M装置的电池消耗上的增大。
[0091] 根据所提出的发明,在组寻呼处理中配置其间多个M2M装置执行指配A-MAP的监控的持续时间。因此,可以防止M2M装置意外地停止监控或持续长时间执行监控。
[0092] 在上面的表格中,字段名称、大小和字段值仅用于示例性的目的,并且因此,可以容易被本领域普通技术人员修改为其他名称和其他值。表格中提出的字段并非全都是必要的,因此可以省略特定的字段。
[0093] 图7是示出用于实现本发明的实施例的无线通信系统的框图。
[0094] M2M装置50包括处理器51、存储器52和射频(RF)单元53。存储器52连接到处理器51,并且被配置为存储用于处理器51的操作的各种信息。RF单元53连接到处理器51,并且被配置为发送和/或接收无线电信号。处理器51实现所提出的功能、处理和/或方法。在所述实施例中,可以通过处理器51来实现M2M装置的操作。
[0095] BS 60包括处理器61、存储器62和RF单元63。存储器62连接到处理器61,并且被配置为存储用于处理器61的操作的各种信息。RF单元63连接到处理器61,并且被配置为发送和/或接收无线电信号。处理器61实现所提出的功能、处理和/或方法。在所述实施例中,可以通过处理器51来实现BS的操作。
[0096] 处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、其他芯片组逻辑电路和/或数据处理器。存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、存储卡、存储介质和/或其他存储装置。RF单元可以包括基带电路,用于处理无线电信号。当以软件来实现上述实施例时,可以使用执行上面的功能的模(处理或函数)来实现上述方案。模块可以被存储在存储器中并且由处理器执行。存储器可以被布置到处理器内部,或被布置到处理器外部并且使用多种公知手段连接到处理器。
[0097] 在上面的示例性系统中,虽然已经基于使用一系列步骤或块的流程图描述了方法,但是本发明不限于该步骤的顺序,并且可以将步骤的一些以与剩余的步骤不同的顺序执行或可以与剩余的步骤同时地执行。而且,本领域技术人员可以明白,在流程图中所示的步骤不是排他的,并且在不影响本发明的范围的情况下可以包括其他步骤,或者可以删除流程图的一个或多个步骤。
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