ТЕРМИНАЛ, БЕСПРОВОДНАЯ СЕТЬ И СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СВЯЗИ С МАЛЫМ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ Российский патент 2016 года по МПК H04W52/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к терминалу, беспроводной сети и способам осуществления связи с малым энергопотреблением, и, в частности, к терминалу, беспроводной сети и способам, применимым для осуществления межмашинной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Межмашинная связь (MTC) обсуждалась в стандарте проекта 3GPP. Для вариантов применения связи MTC определенных типов необходим терминал со сверхмалым энергопотреблением и соответствующий способ осуществления связи.

В современном обществе существует потребность, например, для детского мобильного телефона, в выяснении местоположения ребенка. Однако, в особых случаях, мобильный телефон не всегда может быть своевременно подзаряжен после разряда батареи. Поэтому в данном случае необходим терминал со сверхмалым энергопотреблением для периодического уведомления (или срабатывающий для уведомления) беспроводной сети, который может функционировать в течение весьма длительного времени для передачи ключевой информации, такой как, например, конкретное местоположение или сообщение «Я в порядке». Благодаря использованию такого способа осуществления связи, беспроводная сеть может отслеживать состояние терминала в течение длительного времени.

Задача терминалов MTC такого типа заключается в том, чтобы они имели батарею, срок службы которой достигает нескольких лет. В качестве справочной информации, наибольшее время работы в режиме ожидания существующего терминала составляет лишь несколько месяцев.

Энергопотребление терминала может быть разделено на несколько частей:

энергопотребление терминала в состоянии бездействия, которое определяется посредством технологии энергосбережения терминала, например, конструкции микросхемы со сверхмалым током утечки;

энергопотребление терминала для синхронизации и получения информации, транслируемой посредством соты;

энергопотребление терминала для перехвата информации общего канала управления (например, информации поискового вызова или информации планирования);

энергопотребление терминала для передачи данных восходящей линии связи; и

энергопотребление терминала для приема данных нисходящей линии связи.

Фиг. 1А и 1B изображают процесс передачи данных GPRS (общая услуга пакетной радиосвязи). Как изображено на Фиг. 1А и 1B, этот процесс включает в себя передачу большого количества данных сигнализации восходящей линии связи и прием большого количества данных сигнализации нисходящей линии связи. При использовании существующего способа осуществления связи наибольший срок службы батареи терминала MTC не будет превышать полгода, при этом проблематично дополнительного снизить энергопотребление терминала MTC.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением, терминал MTC с малым энергопотреблением, способ осуществления связи беспроводной сети с малым энергопотреблением и систему связи беспроводной сети с малым энергопотреблением, которая может снизить энергопотребление беспроводного терминала в процессе связи, чтобы терминал MTC мог поддерживать связь в течение более длительного периода времени.

Для достижения вышеупомянутых задач варианты осуществления настоящего изобретения используют нижеследующие технические решения:

Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением, включающий в себя этапы: отправки, посредством терминала MTC, сообщения-запроса беспроводного канала на базовую станцию через канал произвольного доступа; приема, посредством терминала MTC, сообщения немедленного назначения, доставленного посредством беспроводной сети; и отправки, посредством терминала MTC, сообщения-отчета с данными MTC на беспроводную сеть, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные.

Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает терминал MTC с малым энергопотреблением, включающий в себя: блок обработки отправки, выполненный с возможностью отправки сообщения-запроса беспроводного канала на базовую станцию (BTS) через канал произвольного доступа; и блок обработки приема, выполненный с возможностью приема сообщения немедленного назначения, доставленного посредством беспроводной сети; причем блок обработки отправки дополнительно выполнен с возможностью отправки сообщения-отчета с данными MTC на беспроводную сеть, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные.

Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ осуществления связи беспроводной сети с малым энергопотреблением, включающий в себя этапы: приема, посредством беспроводной сети, сообщения-запроса беспроводного канала, которое отправляется посредством терминала MTC на базовую станцию (BTS) через канал произвольного доступа; приема и прозрачной передачи, посредством базовой станции (BTS), сообщения-запроса беспроводного канала на контроллер базовой станции (BSC), причем контроллер базовой станции (BSC) выделяет ресурс передачи данных для терминала MTC и уведомляет терминал MTC посредством использования сообщения немедленного назначения; и приема, посредством беспроводной сети, сообщения-отчета с данными от терминала MTC.

Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает систему связи беспроводной сети с малым энергопотреблением, включающую в себя: базовую станцию (BTS), выполненную с возможностью приема сообщения-запроса беспроводного канала, которое отправляется посредством терминала MTC через канал произвольного доступа, причем базовая станция (BTS) дополнительно выполнена с возможностью приема и прозрачной передачи сообщения-запроса канала на контроллер базовой станции (BSC); контроллер базовой станции (BSC), выполненный с возможностью выделения ресурса передачи данных для терминала MTC и уведомления терминала MTC посредством использования сообщения немедленного назначения; и беспроводную сеть, которая включает в себя базовую станцию (BTS) и контроллер базовой станции (BSC) и выполнена с возможностью приема сообщения-отчета с данными MTC, отправленного посредством терминала MTC, причем сообщение включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные.

Благодаря использованию способа осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением, обеспеченного посредством варианта осуществления настоящего изобретения, соединение для передачи сообщения может быть поддержано в течение более длительного времени с малым энергопотреблением, вследствие чего ключевые данные, такие как, например, конкретное местоположение или сообщение «Я в порядке», могут передаваться в течение длительного времени.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более ясного описания технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения, ниже в кратком виде представлены прилагаемые чертежи, требующиеся для описания вариантов осуществления или известного уровня техники. Несомненно, прилагаемые чертежи в представленном ниже описании просто изображают некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, при этом специалисты в данной области техники, на основании этих прилагаемых чертежей, могут без применения созидательной активности вывести другие аналогичные решения.

Фиг. 1А и 1B изображают блок-схему алгоритма передачи данных GPRS (общая услуга пакетной радиосвязи).

Фиг. 2 изображает блок-схему алгоритма способа осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением с беспроводной сетью, в соответствии с первым вариантом осуществления;

Фиг. 3А и 3B изображают блок-схему алгоритма способа осуществления связи, в соответствии со вторым вариантом осуществления;

Фиг. 4А и 4B изображают блок-схему алгоритма способа осуществления связи, в соответствии с третьим вариантом осуществления;

Фиг. 5А и 5B изображают блок-схему алгоритма способа осуществления связи, в соответствии с четвертым вариантом осуществления;

Фиг. 6А и 6B изображают блок-схему алгоритма способа осуществления связи, в соответствии с пятым вариантом осуществления;

Фиг. 7 изображает блок-схему алгоритма способа осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением, в соответствии с шестым вариантом осуществления;

Фиг. 8 изображает блок-схему алгоритма способа осуществления связи беспроводной сети MTC с малым энергопотреблением, в соответствии с восьмым вариантом осуществления; и

Фиг. 9 изображает систему связи MTC с малым энергопотреблением, в соответствии с девятым вариантом осуществления.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее, со ссылкой на прилагаемые чертежи, в вариантах осуществления настоящего изобретения отчетливо и полностью описываются технические решения. Несомненно, описанные варианты осуществления попросту являются частью, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные посредством специалистов в данной области техники на основании вариантов осуществления настоящего изобретения без применения созидательной активности, попадают под объем защиты настоящего изобретения.

При использовании существующего способа осуществления связи наибольший срок службы батареи терминала MTC не будет превышать полгода, при этом проблематично дополнительного снизить энергопотребление терминала MTC. Для поддержки применения MTC для отправки сообщения типа «Я в порядке» требуется решение по снижению энергопотребления MTC.

Фиг. 2 изображает способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением с беспроводной сетью, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, который включает в себя следующие этапы: Беспроводная сеть включает в себя базовую станцию (BTS) и контроллер базовой станции (BSC), а также может обеспечить беспроводной доступ и услуги связи.

Этап 201: Терминал MTC отправляет сообщение-запрос беспроводного канала на базовую станцию (BTS) через канал произвольного доступа (RACH).

Этап 202: Базовая станция (BTS) принимает и прозрачно передает сообщение-запрос канала на контроллер базовой станции (BSC); контроллер базовой станции (BSC) выделяет ресурс передачи данных для терминала MTC и уведомляет терминал MTC посредством использования сообщения немедленного назначения.

Этап 203: Терминал MTC отправляет сообщение-отчет с данными MTC на беспроводную сеть, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные.

Уникальный идентификатор терминала MTC является числом, например, 32-битовым или 64-битовым двоичным числом. Число занимает переменную битовую ширину и используется для уникальной идентификации терминала MTC в беспроводной сети.

Аутентификационная информация генерируется посредством терминала MTC в соответствии с текущей меткой времени (обычно с точностью до минуты) и предварительно заданным начальным кодом посредством использования способа генерирования случайных чисел. Соответственно, на контроллере базовой станции (BSC) также присутствует система аутентификации, которая может проверить аутентификационную информацию, переданную посредством терминала MTC.

Служебные данные могут включать в себя конкретные данные (которые могут являться основными показателями жизнедеятельности, в зависимости от типа терминала MTC), полученные посредством терминала MTC в режиме реального времени. Терминал MTC также может получать данные через внешний интерфейс. Служебные данные также могут включать в себя данные о среде беспроводной связи, обнаруженные посредством терминала MTC, при этом контроллер базовой станции (BSC) может более точно определять местоположение терминала MTC, в соответствии с данными о среде беспроводной связи.

Сообщение-отчет с данными MTC может быть получено посредством расширения существующей структуры сообщения GSM/EDGE, например, посредством изменения диапазона значений одного информационного элемента в нем. В сообщении-отчете с данными MTC, переданном посредством терминала MTC, присутствует поле, зарезервированное для служебных данных.

Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал в себя следующий этап: Этап 205: Контроллер базовой станции (BSC) отправляет уникальный идентификатор терминала MTC, информацию о местоположении, метку времени отчета с данными и служебные данные, на сервер приложений через прикладной интерфейс (API).

Сообщение управления устройством MTC может быть получено посредством расширения существующей структуры сообщения GSM/EDGE, например, посредством изменения диапазона значений одного информационного элемента в нем. После приема сообщения управления устройством MTC, терминал MTC также может ответить сообщением-подтверждением.

Сообщение управления устройством MTC, отправленное посредством беспроводной сети на терминал MTC, включает в себя команду управления для управления режимами терминала. Терминал MTC принимает сообщение управления устройством MTC и выполняет соответствующую операцию, в соответствии с командой управления в сообщении управления устройством MTC, причем операция является, например, изменением периода вывода сообщений-отчетов или завершением работы после прекращения предоставления услуги.

Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал в себя следующий этап: Этап 205: Контроллер базовой станции (BSC) отправляет уникальный идентификатор терминала MTC, информацию о местоположении, метку времени отчета с данными и служебные данные, на сервер приложений через прикладной интерфейс (API).

Сервер приложений выполнен с возможностью управления информацией, переданной посредством терминала MTC, и обеспечения человеко-машинного интерфейса, который может находиться под управлением администратора. Сервер приложений может существовать независимо или совместно использовать физический ресурс с другим сервером.

Фиг. 3А и 3B изображают способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением с беспроводной сетью, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, который включает в себя следующие этапы:

Этап 301: Терминал MTC периодически пробуждается, или срабатывает по событию, для сканирования и синхронизации с определенной сотой и приема широковещательного канала соты для получения системной информации соты.

Этап 302: Терминал MTC отправляет сообщение-запрос канала на беспроводную сеть посредством использования канала произвольного доступа (RACH) и непрерывно отслеживает канал AGCH нисходящей линии связи для приема сообщения немедленного назначения (Immediate Assignment), отправленное посредством контроллера базовой станции.

Этап 303: Базовая станция (BTS) беспроводной сети обнаруживает канал произвольного доступа для получения включенного сообщения-запроса канала и передает сообщение-запрос канала на контроллер базовой станции (BSC); контроллер базовой станции (BSC) выделяет ресурс канала и уведомляет терминал MTC посредством использования сообщения немедленного назначения; и

Этап 304: В соответствии с ресурсом пакетной передачи восходящей линии связи, указанным в сообщении немедленного назначения, терминал MTC отправляет уникальный идентификатор и возможные служебные данные посредством использования сообщения-отчета с данными MTC.

Предпочтительно, чтобы сообщение немедленного назначения могло включать в себя идентификатор (ID) терминала и аутентификационную информацию. Идентификатор (ID) терминала является числом, например, 32-битовым или 64-битовым двоичным числом. Число занимает переменную битовую ширину и используется для представления номера терминала системы M2M.

Аутентификационная информация и служебные данные являются аналогичными по отношению к аутентификационной информации и служебным данным в первом варианте осуществления.

Предпочтительно, чтобы данный вариант осуществления дополнительно включал в себя этап 305 и 306.

Этап 305: Контроллер базовой станции (BSC) беспроводной сети обрабатывает, посредством использования определенного объекта, сообщение-отчет с данными MTC от терминала MTC, и отправляет сообщение управления устройством MTC на терминал MTC.

Этап 306: Терминал MTC принимает сообщение управления устройством MTC и выполняет соответствующую операцию, в соответствии с командой, переносимой в сообщении; а затем терминал MTC переходит в режим бездействия.

Предпочтительно, чтобы данный вариант осуществления дополнительно включал в себя этап 307.

Этап 307: Объект беспроводной сети генерирует отчет в реальном времени терминала MTC и пересылает отчет в реальном времени на связанное приложение, причем отчет в реальном времени включает в себя идентификатор терминала MTC, географическое местоположение терминала MTC, метку времени приема сообщения-отчета с данными MTC от терминала MTC и служебные данные в сообщении-отчете с данными MTC.

Для предотвращения возникновения ситуации, в которой терминал MTC теряет сообщение управления устройством на этапе 305 и входит в состояние ожидания приема сообщения, на этапе 304, таймер запускается, и когда таймер завершает работу, терминал MTC переходит в режим бездействия и завершает ожидание.

Для идентификации легального вызова от терминала MTC с малым энергопотреблением, способ генерирования и использования вышеупомянутой аутентификационной информации заключается в следующем:

терминал MTC добавляет динамическое случайное число к служебным данным и отправляет служебные данные на беспроводную сеть. Динамическое случайное число автоматически генерируется в соответствии с текущим временем (обычно с точностью до минуты) и предварительно заданным начальным кодом (постоянным числом, связанным с терминалом MTC).

В случае приема данных в реальном времени конкретного терминала MTC, беспроводная сеть генерирует другое динамическое случайное число в соответствии с текущим временем (обычно с точностью до минуты) и уникальной конфигурацией терминала MTC. После этого беспроводная сеть сравнивает сгенерированное динамическое случайное число со случайным числом, принятым от конкретного терминала MTC, и если случайные числа являются аналогичными, то сообщение-отчет с данными MTC, полученное посредством текущего вызова, успешно проходит аутентификацию.

Фиг. 4А и 4B изображают способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением с беспроводной сетью, в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Отличие между данным вариантом осуществления и третьим вариантом осуществления заключается в том, что этапы 304, 305 и 306 заменяются этапами 404, 405 и 406, изображенными на Фиг. 4А и 4B.

Этап 404: В соответствии с ресурсом пакетной передачи восходящей линии связи, указанным в сообщении немедленного назначения, терминал MTC отправляет уникальный идентификатор и возможные служебные данные посредством использования сообщения-отчета с данными MTC.

Этап 405: Контроллер базовой станции (BSC) беспроводной сети обрабатывает, посредством использования определенного объекта, сообщение-отчет с данными MTC от терминала MTC, и многократно отправляет сообщение управления устройством MTC на терминал MTC, по меньшей мере, дважды.

Этап 406: Терминал MTC принимает любое из сообщений управления устройством и выполняет соответствующую операцию, в соответствии с командой, переносимой в сообщении; а затем терминал MTC переходит в режим бездействия.

В отличие от третьего варианта осуществления, два или более сообщений управления устройством нисходящей линий связи должны быть отправлены, чтобы повысить достоверность передачи сообщений управления.

Фиг. 5А и 5B изображают способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением с беспроводной сетью, в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

В данном варианте осуществления сообщение-отчет с данными от терминала MTC не может переноситься посредством сообщения на этапе 304 второго варианта осуществления.

Этап 502: Посредством использования канала произвольного доступа терминал MTC отправляет на беспроводную сеть сообщение-запрос канала, несущее в себе запрос быстрого доступа, и непрерывно отслеживает канал AGCH.

Сообщение-запрос канала с запросом быстрого доступа указывает количество блоков данных передачи, вычисленное в соответствии со служебными данными, и уведомляет беспроводную сеть о выделенных блоках ресурсов передачи восходящей линии связи (максимум 8); посредством использования этих выделенных блоков ресурсов терминал MTC может отправить множество сообщений-отчетов с данными.

Этап 503: Базовая станция (BTS) беспроводной сети обнаруживает канал произвольного доступа для получения включенного сообщения-запроса канала и передает сообщение-запрос канала на контроллер базовой станции (BSC); контроллер базовой станции (BSC) выделяет множество блоков ресурсов передачи и уведомляет терминал MTC посредством использования сообщения немедленного назначения.

Этап 504: Терминал MTC отправляет, по меньшей мере, два сообщения-отчета с данными MTC, в соответствии с ресурсом пакетной передачи восходящей линии связи, указанным в сообщении немедленного назначения. После этого терминал MTC непрерывно отслеживает канал передачи пакетов нисходящей линии связи для приема сообщений управления устройством.

В отличие от второго варианта осуществления, передача сообщения в реальном времени ускоряется при помощи передачи данных быстрого доступа.

Фиг. 6А и 6B изображают способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением с беспроводной сетью, в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

В данном варианте осуществления данные в реальном времени терминала MTC не могут переноситься посредством сообщения на этапе 304 второго варианта осуществления.

Этап 604: Терминал MTC отправляет сообщение-отчет с данными MTC в соответствии с ресурсом пакетной передачи восходящей линии связи, указанным в сообщении немедленного назначения, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор, часть служебных данных и размер остальных служебных данных.

Этап 605: Контроллер базовой станции (BSC) обрабатывает, посредством использования определенного объекта, сообщение-отчет с данными MTC от терминала MTC, и отправляет сообщение управления устройством MTC на терминал MTC, причем сообщение включает в себя информацию, указывающую выделенный ресурс передачи восходящей линии связи.

Этап 606: Терминал MTC принимает сообщение управления устройством, выполняет соответствующую операцию в соответствии с командой, переносимой в сообщении, отправляет остальные служебные данные посредством использования сообщения-отчета с данными в соответствии с указанным ресурсом передачи восходящей линии связи, а затем переходит в режим бездействия.

В отличие от второго варианта осуществления, в данном варианте осуществления сообщение управления устройством MTC несет в себе информацию, указывающую ресурс передачи восходящей линии связи, поэтому когда терминалу MTC требуется отправить большое количество служебных данных, время передачи может быть сокращено.

Фиг. 7 изображает способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением, в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения, который включает в себя следующие этапы:

Этап 701: Терминал MTC отправляет сообщение-запрос беспроводного канала на базовую станцию (BTS) через канал произвольного доступа (RACH);

Этап 702: Принимается сообщение немедленного назначения (Immediate Assignment), доставленное посредством беспроводной сети.

Этап 703: Терминал MTC отправляет сообщение-отчет с данными MTC на беспроводную сеть, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные.

Уникальный идентификатор терминала MTC является числом, например, 32-битовым или 64-битовым двоичным числом. Число занимает переменную битовую ширину и используется для уникальной идентификации терминала MTC в беспроводной сети.

Аутентификационная информация генерируется посредством терминала MTC в соответствии с текущей меткой времени (точность которой может быть сведена до минуты) и предварительно заданным начальным кодом посредством использования способа генерирования случайных чисел. Соответственно, на контроллере базовой станции (BSC) также присутствует система аутентификации, которая может проверить аутентификационную информацию, переданную посредством терминала MTC.

Служебные данные могут включать в себя конкретные данные (которые могут являться основными показателями жизнедеятельности, в зависимости от типа терминала MTC), полученные посредством терминала MTC в режиме реального времени. Терминал MTC также может получать данные через внешний интерфейс. Служебные данные также могут включать в себя данные о среде беспроводной связи, обнаруженные посредством терминала MTC, при этом контроллер базовой станции (BSC) может более точно определять местоположение терминала MTC, в соответствии с данными о среде беспроводной связи.

Сообщение-отчет с данными MTC может быть получено посредством расширения существующей структуры сообщения GSM/EDGE, например, посредством изменения диапазона значений одного информационного элемента в нем. В сообщении-отчете с данными MTC, переданном посредством терминала MTC, присутствует поле, зарезервированное для служебных данных.

Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал в себя следующий этап: Этап 704: Принимается сообщение управления устройством MTC, доставленное посредством беспроводной сети.

Сообщение управления устройством MTC может быть получено посредством расширения существующей структуры сообщения GSM/EDGE, например, посредством изменения диапазона значений одного информационного элемента в нем. После приема сообщения управления устройством MTC, терминал MTC также может ответить сообщением-подтверждением.

Сообщение управления устройством MTC, отправленное посредством беспроводной сети на терминал MTC, включает в себя команду управления для управления режимами терминала. Терминал MTC принимает сообщение управления устройством MTC и выполняет соответствующую операцию, в соответствии с командой управления в сообщении управления устройством MTC, причем операция может являться, например, изменением периода вывода сообщений-отчетов или завершением работы и прекращением предоставления услуги MTC.

Этапы выполнения варианта осуществления способа осуществления связи терминала MTC в шестом варианте осуществления настоящего изобретения соответствуют этапам терминала MTC в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Обратимся к вариантам реализации способов осуществления связи терминала MTC во втором, третьем, четвертом и пятом вариантах осуществления настоящего изобретения, причем все варианты реализации могут быть описаны в качестве вариантов осуществления способов осуществления связи терминала.

Седьмой вариант осуществления настоящего изобретения описывает терминал MTC с малым энергопотреблением, который включает в себя блок обработки отправки и блок обработки приема, и выполнен с возможностью выполнения этапов способа осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением, изображенных на Фиг. 7.

Блок обработки отправки выполнен с возможностью отправки сообщения-запроса беспроводного канала на базовую станцию (BTS) через канал произвольного доступа (RACH).

Блок обработки приема выполнен с возможностью приема сообщения немедленного назначения (Immediate Assignment), доставленное посредством беспроводной сети.

Блок обработки отправки дополнительно выполнен с возможностью отправки сообщения-отчета с данными MTC на беспроводную сеть, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные.

Уникальный идентификатор терминала MTC является числом, например, 32-битовым или 64-битовым двоичным числом. Число занимает переменную битовую ширину и используется для уникальной идентификации терминала MTC в беспроводной сети.

Аутентификационная информация генерируется посредством терминала MTC в соответствии с текущей меткой времени и предварительно заданным начальным кодом посредством использования способа генерирования случайных чисел. Соответственно, на контроллере базовой станции (BSC) также присутствует система аутентификации, которая может проверить аутентификационную информацию, переданную посредством терминала MTC.

Служебные данные могут включать в себя конкретные данные (которые могут являться основными показателями жизнедеятельности, в зависимости от типа терминала MTC), полученные посредством терминала MTC в режиме реального времени. Терминал MTC также может получать данные через внешний интерфейс. Служебные данные также могут включать в себя данные о среде беспроводной связи, обнаруженные посредством терминала MTC, при этом контроллер базовой станции (BSC) может более точно определять местоположение терминала MTC, в соответствии с данными о среде беспроводной связи.

Сообщение-отчет с данными MTC может быть получено посредством расширения существующей структуры сообщения GSM/EDGE, например, посредством изменения диапазона значений одного информационного элемента в нем. В сообщении-отчете с данными MTC, переданном посредством терминала MTC, присутствует поле, зарезервированное для служебных данных.

Предпочтительно, чтобы приемный блок был дополнительно выполнен с возможностью приема сообщения управления устройством MTC, доставленного посредством беспроводной сети.

Сообщение управления устройством MTC может быть получено посредством расширения существующей структуры сообщения GSM/EDGE, например, посредством изменения диапазона значений одного информационного элемента в нем. После приема сообщения управления устройством MTC, терминал MTC также может ответить сообщением-подтверждением.

Сообщение управления устройством MTC, отправленное посредством беспроводной сети на терминал MTC, включает в себя команду управления для управления режимами терминала. Терминал MTC принимает сообщение управления устройством MTC и выполняет соответствующую операцию, в соответствии с командой управления в сообщении управления устройством MTC, причем операция может являться, например, изменением периода вывода сообщений-отчетов или завершением работы и прекращением предоставления услуги MTC.

Этапы выполнения варианта осуществления терминала MTC в седьмом варианте осуществления соответствуют этапам терминала MTC в первом и шестом вариантах осуществления настоящего изобретения. Обратимся к вариантам реализации способов осуществления связи терминала MTC во втором, третьем, четвертом и пятом вариантах осуществления настоящего изобретения, причем все варианты реализации могут быть описаны в качестве выполняемых посредством передающего блока и приемного блока терминала, а также могут быть использованы для описания вариантов осуществления терминала.

Фиг. 8 изображает способ осуществления связи беспроводной сети MTC с малым энергопотреблением, в соответствии с восьмым вариантом осуществления настоящего изобретения, который включает в себя следующие этапы:

Этап 801: Беспроводная сеть принимает сообщение-запрос беспроводного канала, которое отправляется посредством терминала MTC на базовую станцию (BTS) через канал произвольного доступа (RACH).

Этап 802: Базовая станция (BTS) принимает и прозрачно передает сообщение-запрос канала на контроллер базовой станции (BSC); контроллер базовой станции (BSC) выделяет ресурс передачи данных для терминала MTC и уведомляет терминал MTC посредством использования сообщения немедленного назначения.

Этап 803: Беспроводная сеть принимает сообщение-отчет с данными от терминала MTC.

Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал в себя следующий этап: Этап 804: После приема сообщения-отчета с данными MTC, контроллер базовой станции (BSC) отправляет сообщение управления устройством MTC.

Предпочтительно, чтобы способ дополнительно включал в себя следующий этап:

Этап 805: Контроллер базовой станции (BSC) отправляет уникальный идентификатор терминала MTC, информацию о местоположении, метку времени отчета с данными и служебные данные на сервер приложений через интерфейс API.

Сервер приложений выполнен с возможностью управления информацией, переданной посредством терминала MTC, и обеспечения человеко-машинного интерфейса, который может быть находится под управлением администратора. Сервер приложений может существовать независимо или совместно использовать физический ресурс с другим сервером.

Этапы выполнения способа осуществления связи MTC беспроводной сети с малым энергопотреблением в восьмом варианте осуществления соответствуют этапам беспроводной сети в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Обратимся к вариантам реализации беспроводной сети во втором, третьем, четвертом и пятом вариантах осуществления настоящего изобретения, причем все варианты реализации могут быть описаны в качестве вариантов осуществления способа осуществления связи беспроводной сети.

Фиг. 9 изображает беспроводную сеть MTC с малым энергопотреблением, в соответствии с девятым вариантом осуществления настоящего изобретения. Беспроводная сеть включает в себя базовую станцию (BTS), контроллер базовой станции (BSC) и сервер приложений MTC. Контроллер базовой станции (BSC) включает в себя модуль интерфейса API, выполненный с возможностью осуществления связи с сервером приложений MTC.

Базовая станция (BTS) выполнена с возможностью приема сообщения-запроса беспроводного канала, которое отправляется посредством терминала MTC через канал произвольного доступа (RACH).

Базовая станция (BTS) выполнена с возможностью приема и прозрачной передачи сообщения-запроса канала на контроллер базовой станции (BSC); контроллер базовой станции (BSC) выполнен с возможностью выделения ресурса передачи данных для терминала MTC и уведомления терминала MTC посредством использования сообщения немедленного назначения.

Беспроводная сеть выполнена с возможностью приема сообщения-отчета с данными MTC, отправленного посредством терминала MTC, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные.

Уникальный идентификатор терминала MTC является числом, например, 32-битовым или 64-битовым двоичным числом. Число занимает переменную битовую ширину и используется для уникальной идентификации терминала MTC в беспроводной сети.

Аутентификационная информация генерируется посредством терминала MTC в соответствии с текущей меткой времени (обычно с точностью до минуты) и предварительно заданным начальным кодом посредством использования способа генерирования случайных чисел. Соответственно, на контроллере базовой станции (BSC) также присутствует система аутентификации, которая может проверить аутентификационную информацию, переданную посредством терминала MTC.

Служебные данные могут включать в себя конкретные данные (которые могут являться основными показателями жизнедеятельности, в зависимости от типа терминала MTC), полученные посредством терминала MTC в режиме реального времени. Терминал MTC также может получать данные через внешний интерфейс. Служебные данные также могут включать в себя данные о среде беспроводной связи, обнаруженные посредством терминала MTC, при этом контроллер базовой станции (BSC) может более точно определять местоположение терминала MTC, в соответствии с данными о среде беспроводной связи.

Предпочтительно, чтобы контроллер базовой станции (BSC) был выполнен с возможностью отправки сообщения управления устройством MTC после приема сообщения-отчета с данными MTC.

Предпочтительно, чтобы контроллер базовой станции (BSC) был выполнен с возможностью отправки уникального идентификатора терминала MTC, информации о местоположении, метки времени отчета с данными и служебных данных на сервер приложений через интерфейс API.

Сервер приложений выполнен с возможностью управления информацией, переданной посредством терминала MTC, и обеспечения человеко-машинного интерфейса, который может находиться под управлением администратора. Сервер приложений может существовать независимо или совместно использовать физический ресурс с другим сервером.

Этапы выполнения беспроводной сети MTC с малым энергопотреблением в девятом варианте осуществления соответствуют этапам беспроводной сети в первом и восьмом вариантах осуществления настоящего изобретения. Обратимся к вариантам реализации способов осуществления связи беспроводной сети во втором, третьем, четвертом и пятом вариантах осуществления настоящего изобретения, причем все варианты реализации могут быть описаны в качестве выполняемых посредством базовой станции (BTS), контроллера базовой станции (BSC) и блока интерфейса API контроллера базовой станции (BSC), а также могут быть использованы для описания вариантов осуществления беспроводной сети.

Специалисты в данной области техники должны знать, что блочные и арифметические операции, пример каждой из которых описывается со ссылкой на варианты осуществления, раскрытые в настоящем описании, могут быть реализованы посредством электронных технических средств, компьютерных программных средств или комбинации вышеперечисленного. Для ясного описания взаимозаменяемости технических и программных средств, составы и этапы каждого примера были широко описаны в соответствии с функциями в вышеупомянутом описании. Вариант выполнения этих функций, а именно, посредством использования технических или программных средств, зависит от конкретных вариантов применения и исходных конструктивных ограничений технических решений. Специалисты в данной области техники могут использовать различные способы для реализации описанных функций для каждого конкретного варианта применения, однако не следует подразумевать, что такой вариант выходит за пределы объема настоящего изобретения.

Этапы способов или алгоритмов, описанных со ссылкой на варианты осуществления, раскрытые в настоящем описании, могут быть реализованы посредством технических средств, программных модулей, выполняемых посредством процессора, или комбинации вышеперечисленного. Программные модули могут быть расположены в оперативной памяти (RAM), постоянной памяти (ROM), электронно программируемой постоянной памяти (EPROM), электронно стираемой программируемой постоянной памяти (EEPROM), регистре, жестком диске, съемном магнитном диске, диске CD-ROM или среде хранения данных любой другой формы, известной в уровне технике.

Несмотря на то, что некоторые варианты осуществления настоящего изобретения были изображены и описаны, специалисты в данной области техники должны понимать, что в этих вариантах осуществления могут быть выполнены различные модификации, не отступая от принципа настоящего изобретения, и такие модификации должны попадать под объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к беспроводной связи. Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ осуществления связи терминала MTC с малым энергопотреблением, который включает в себя этапы: отправки, посредством терминала MTC, сообщения-запроса беспроводного канала на базовую станцию через канал произвольного доступа; приема, посредством терминала MTC, сообщения немедленного назначения, доставленного посредством беспроводной сети; и отправки, посредством терминала MTC, сообщения-отчета с данными MTC на беспроводную сеть, причем сообщение-отчет с данными MTC включает в себя уникальный идентификатор терминала MTC, аутентификационную информацию и служебные данные. Варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечивают терминал MTC с малым энергопотреблением, а также способ осуществления связи и систему беспроводной сети с малым энергопотреблением, которая может снизить энергопотребление беспроводного терминала в процессе связи, благодаря чему терминал MTC может поддерживать связь в течение более длительного периода времени. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ связи терминала межмашинной связи, МТС, с малым энергопотреблением, содержащий этапы, на которых:
отправляют, посредством терминала МТС, сообщение-запрос канала на базовую станцию, BTS, через канал произвольного доступа;
принимают, посредством терминала МТС, сообщение немедленного назначения, отправленное посредством контроллера базовой станции, BSC; и
отправляют, посредством терминала МТС, сообщение-отчет с данными МТС на BSC, причем сообщение-отчет с данными МТС содержит идентификатор для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети, аутентификационную информацию, которая должна быть проверена посредством BSC, и служебные данные;
принимают, посредством терминала МТС, сообщение управления устройством МТС, которое включает в себя команду управления для управления режимами терминала МТС, отправленное посредством BSC после того, как BSC принимает сообщение-отчет с данными МТС.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
выполняют, посредством терминала МТС, соответствующую операцию в соответствии с командой управления в сообщении управления устройством МТС.

3. Способ по п. 1, в котором сообщение немедленного назначения несет в себе ресурс канала, выделенный посредством контроллера базовой станции.

4. Способ по п. 1, в котором идентификатор для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети является числом.

5. Способ по п. 1, в котором аутентификационная информация в сообщении-отчете с данными МТС включает в себя случайное число, сгенерированное посредством терминала МТС в соответствии с текущей меткой времени и предварительно заданным начальным кодом.

6. Терминал межмашинной связи, МТС, с малым энергопотреблением, содержащий блок обработки отправки и блок обработки приема, причем
блок обработки отправки выполнен с возможностью отправки сообщения-запроса канала на базовую станцию, BTS, через канал произвольного доступа;
блок обработки приема выполнен с возможностью приема сообщения немедленного назначения, отправленного посредством контроллера базовой станции, BSC; и
блок обработки отправки дополнительно выполнен с возможностью отправки сообщения-отчета с данными МТС на BSC, причем сообщение-отчет с данными МТС содержит идентификатор для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети, аутентификационную информацию, которая должна быть проверена посредством BSC, и служебные данные, причем блок обработки приема дополнительно выполнен с возможностью приема сообщения управления устройством МТС, которое включает в себя команду управления для управления режимами терминала МТС, отправленного посредством BSC после того, как BSC принимает сообщение-отчет с данными МТС.

7. Терминал по п. 6, в котором блок обработки приема дополнительно выполнен с возможностью выполнения соответствующей операции в соответствии с сообщением управления устройством МТС.

8. Терминал по п. 6, в котором аутентификационная информация в сообщении-отчете с данными МТС включает в себя случайное число, сгенерированное посредством терминала МТС в соответствии с текущей меткой времени и предварительно заданным начальным кодом.

9. Способ связи беспроводной сети с малым энергопотреблением, содержащий этапы, на которых:
принимают, посредством контроллера базовой станции, BSC, сообщение-запрос канала, которое отправляется посредством терминала межмашинной связи, МТС, через канал произвольного доступа;
уведомляют, посредством BSC, терминал МТС посредством использования сообщения немедленного назначения, в котором указан ресурс передачи данных для терминала МТС, выделенный посредством BSC; и
принимают, посредством BSC, сообщение-отчет с данными МТС, включающее в себя идентификатор для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети, аутентификационную информацию, которая должна быть проверена посредством BSC, и служебные данные, отправленные от терминала МТС, в соответствии с упомянутым ресурсом передачи данных;
отправляют, посредством BSC, сообщение управления устройством МТС, которое включает в себя команду управления для управления режимами терминала МТС, после приема сообщения-отчета с данными от терминала МТС.

10. Способ по п. 9, дополнительно содержащий этап, на котором:
отправляют, посредством BSC, идентификатор для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети, информацию о местоположении, метку времени сообщения-отчета с данными МТС и служебные данные на сервер приложений через прикладной интерфейс, API.

11. Способ по п. 9, дополнительно содержащий этап, на котором:
генерируют, посредством BSC, отчет в реальном времени терминала МТС и пересылают отчет в реальном времени на связанное приложение, причем отчет в реальном времени содержит идентификатор для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети, географическое местоположение терминала МТС, метку времени сообщения-отчета с данными МТС и служебные данные в сообщении-отчете с данными МТС.

12. Беспроводная сеть с малым энергопотреблением, содержащая:
базовую станцию, BTS, выполненную с возможностью приема сообщения-запроса канала, которое отправляется посредством терминала межмашинной связи, МТС, через канал произвольного доступа, и прозрачной передачи сообщения-запроса канала на контроллер базовой станции, BSC;
упомянутый BSC, выполненный с возможностью уведомления терминала МТС посредством использования сообщения немедленного назначения, в котором указан ресурс передачи данных для терминала МТС, выделенный посредством BSC, и приема сообщения-отчета с данными МТС, включающего в себя идентификатор для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети, аутентификационную информацию, которая должна быть проверена посредством BSC, и служебные данные, от терминала МТС; и сервер приложений МТС;
причем BSC включает в себя прикладной интерфейс, API, выполненный с возможностью осуществления связи с сервером приложений МТС, причем BSC дополнительно выполнен с возможностью отправки сообщения управления устройством МТС, которое включает в себя команду управления для управления режимами терминала МТС, после приема сообщения-отчета с данными МТС.

13. Беспроводная сеть по п. 12, в которой BSC выполнен с возможностью отправки идентификатора для уникальной идентификации терминала МТС в беспроводной сети, информации о местоположении, метки времени отчета с данными МТС и служебных данных на сервер приложений МТС через API.