CN102164114A - 媒体接入控制层协议数据单元的处理方法以及机器终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种媒体接入控制层协议数据单元的处理方法以及机器终端，该方法包括：机器终端获取机器业务的机器业务标识和上行机器业务数据；机器终端构建媒体接入控制层协议数据单元，其中，媒体接入控制层协议数据单元包括机器业务标识和上行机器业务数据；以及机器终端将媒体接入控制层协议数据单元发送到接入网。本发明使得机器终端以尽可能少的信令交互，以及最大程度利用无线资源，且确保机器终端省电的方式，发送上行机器业务数据到接入网。

Description

媒体接入控制层协议数据单元的处理方法以及机器终端

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种媒体接入控制层(Medium Access Control，简称为MAC)协议数据单元(ProtocolData Unit，简称为PDU)的处理方法以及机器终端。

背景技术

目前，通过各种传感手段，机器收集信息、处理和上报信息，网络接收和处理信息、并可能整合各个系统，提供更好服务；在技术层面融合了从信息采集、信息传送、信息处理各个方面技术；在服务层面，整合电信网络、企业网、甚至互联网服务和应用的各种企业、行业、家庭应用，甚至可以上升到城市应用和社会应用。

随着各个产业的智能化应用和无线通信的广泛应用，使得机器和网络之间进行信息交互成为可能。然而，用于信息采集为目的的机器与网络进行通信的模式存在下述的特点：

(1)通信设备多：用于采集数据通常都是某个服务行业的应用，涉及到的机器终端将会非常多，比如整个省市的每家每户的电表数据统计。

(2)数据流量小：机器终端通常只需要在需要信息采集时发送数据，且数据流量比较小，数据包很小，且不需要连续发送。

(3)实时性要求低：通常数据采集的时间要求不高，可以在一个相对较长的时间段内完成。

(4)低功耗：机器终端没有人维护，也不可能经常去更换电池，省电是首要考虑的方面。

由于目前的无线通信系统已经比较成熟，在已有的通信网络来实现各个行业的信息采集需求是成本最低，且也最易实现的方案，但是也需要基于上述特点对现有的技术做改进，才能适用机器类型通信(Machine Type Communication，简称为MTC)这种新类型的通信方式。

在MTC这种新类型的通信方式中：机器终端是指一种进行机器类型通讯的设备的终端类型。机器业务数据是指进行机器类型通讯的设备的终端类型所发送的业务数据。MTC这一种新类型的通信方式，如智能码表、远程设备监控等，都具有一个共同的特点：从机器终端到现有无线通信系统的接入网的上行方向，需要频繁的进行机器终端发送以及接入网接收的上行机器业务数据的过程，且此上行机器业务数据的数据量非常小。例如，每间隔30到60秒的时间发送一个长度为几个字节的数据包的上行机器业务数据。上行机器业务数据放在MAC PDU来传送数据。

而现有无线通信系统的MAC PDU中，一包数据包的有效负荷是固定长度的沿用传统分组数据传送而定义的42个字节(Byte)，当使用现有机制来传送这些频繁发送的小数据量的数据包的上行机器业务数据时，由于只利用到有效负荷的20％左右，有效负荷的其余80％不会被利用，造成极大的浪费。

图1是根据现有技术的MAC PDU的结构示意图，现有无线通信系统的MAC PDU结构如图1所示。分为MAC头(Header)和MAC服务数据单元(Service Data Unit，简称为SDU)。

其中，帧头(即，MAC头)放的是PDU的随路控制信息，具体可以包括但不限于以下信息：

逻辑信道标识(长度为4个比特)：用于区别PDU中帧有效负荷部分的数据所属的逻辑信道；

发送序列号(长度为6个比特)：用于不同的协议数据单元(PDU)在接收后进行排序和丢失判断；

分段状态(长度为2个比特)：用于较大数据长度，需要分段放置在几个数据包中的分段指示信息。

上述信息又占据了PDU的10％左右的开销。

而对于MTC业务，由于接入网并不为机器终端建立信令连接，所以对于MTC的机器业务数据，接入网不需要进行逻辑信道层面的处理，不需要为其分配逻辑信道标识以及在上行机器业务数据的发送和接收中去使用逻辑信道标识。

同时，对于MTC业务，接入网接收数据后，仅仅依据不同的MTC业务进行更上一层到核心网的分发，不需要进行对上行机器业务数据在接收后举行排序和丢失判断。上行机器业务数据的排序和丢失判断，由于MTC业务的特性，允许错序以及允许丢失。同时，上行机器业务数据的长度很小，是远远不会达到分包的程度，不需要分段状态的分段指示信息。

因此，现有无线通信系统的MAC PDU的结构和处理过程，并不适合MTC业务以及上行机器业务数据的发送和接收。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种MAC PDU的处理方法以及机器终端，以至少解决现有无线通信系统的MAC PDU的结构和处理过程不适合MTC业务以及上行机器业务数据的发送和接收的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种媒体接入层协议数据单元的处理方法，包括：机器终端获取机器业务的机器业务标识和上行机器业务数据；机器终端构建媒体接入控制层协议数据单元，其中，媒体接入控制层协议数据单元包括机器业务标识和上行机器业务数据；以及机器终端将媒体接入控制层协议数据单元发送到接入网。

优选地，机器终端构建媒体接入控制层协议数据单元包括：将机器业务标识设置在媒体接入控制层协议数据单元的头部；以及将上行机器业务数据设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分。

优选地，将上行机器业务数据设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分包括：预先获取机器业务的上行机器业务数据的单次发送长度；以及设置服务数据单元部分中上行机器业务数据的长度小于或者等于单次发送长度。

优选地，机器终端获取机器业务标识和上行机器业务数据包括以下之一：机器终端从本地预先存储的信息中获取机器业务标识和上行机器业务数据；机器终端接收来自接入网的系统消息，并从系统消息中获取机器业务标识和上行机器业务数据；以及机器终端接收来自接入网的机器业务建立控制信令，并从机器业务建立控制信令中获取机器业务标识和上行机器业务数据。

优选地，媒体接入控制层协议数据单元包括一个机器业务的上行机器业务数据。

优选地，在媒体接入控制层协议数据单元包括多个机器业务的上行机器业务数据。

优选地，机器终端构建媒体接入控制层协议数据单元包括：将多个机器业务的个数设置在媒体接入控制层协议数据单元的头部；将多个机器业务对应的多个机器业务标识依次设置在媒体接入控制层协议数据单元的头部；以及将多个机器业务对应的多个上行机器业务数据按照多个机器业务标识的排列顺序设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机器终端，包括：获取模块，用于获取机器业务的机器业务标识和上行机器业务数据；构建模块，用于构建媒体接入控制层协议数据单元，其中，媒体接入控制层协议数据单元包括机器业务标识和上行机器业务数据；以及发送模块，用于将媒体接入控制层协议数据单元发送到接入网。

优选地，构建模块包括：第一设置子模块，用于将机器业务标识设置在媒体接入控制层协议数据单元的头部；以及第二设置子模块，用于将上行机器业务数据设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分。

优选地，获取模块，还用于预先获取机器业务的上行机器业务数据的单次发送长度；以及第二设置子模块，还用于设置服务数据单元部分中上行机器业务数据的长度小于或者等于单次发送长度。

通过本发明，机器终端通过构建包括上行机器业务数据的机器业务标识和上行机器业务数据的MAC PDU，以及将此MAC PDU发送到接入网，解决了现有无线通信系统的MAC PDU的结构和处理过程不适合MTC业务以及上行机器业务数据的发送和接收的问题，使得机器终端以尽可能少的信令交互，以及最大程度利用无线资源，且确保机器终端省电的方式，发送上行机器业务数据到接入网。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的MAC PDU的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的机器终端的结构框图；

图3是根据本发明实施例的机器终端的优选结构框图；

图4是根据本发明实施例的MAC PDU的处理方法的流程图；

图5是根据本发明实施例1的流程图；

图6是根据本发明实施例1中构建的MAC PDU的结构示意图；

图7是根据本发明实施例2的流程图；

图8是根据本发明实施例2中构建的MAC PDU的结构示意图；

图9是根据本发明实施例3的流程图；

图10是根据本发明实施例3中构建的MAC PDU的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明的实施例，提供了一种机器终端，图2是根据本发明实施例的机器终端的结构框图，该终端包括：获取模块2，构建模块4，发送模块6，下面对上述结构进行描述。

获取模块2，用于获取机器业务的机器业务标识(即，识别号)和上行机器业务数据；构建模块4，连接至获取模块2，用于构建MAC PDU，其中，MAC PDU包括机器业务标识和上行机器业务数据；以及发送模块6，连接至构建模块4，用于将MAC PDU发送到接入网。

通过该机器终端，构建包括上行机器业务数据的机器业务标识和上行机器业务数据的MAC PDU，以及终端将此MAC PDU发送到接入网，解决了现有无线通信系统的MAC PDU的结构和处理过程不适合MTC业务以及上行机器业务数据的发送和接收的问题，使得机器终端以尽可能少的信令交互，以及最大程度利用无线资源，且确保机器终端省电的方式，发送上行机器业务数据到接入网，实现了MTC业务以及上行机器业务数据的传输。

图3是根据本发明实施例的机器终端的优选结构框图，构建模块4包括：第一设置子模块42，用于将机器业务标识设置在MACPDU的头部；以及第二设置子模块44，用于将上行机器业务数据设置在MAC PDU的服务数据单元部分。获取模块2，还用于预先获取机器业务的上行机器业务数据的单次发送长度；以及第二设置子模块44，还用于设置服务数据单元部分中上行机器业务数据的长度小于或者等于单次发送长度。通过上述优选结构，机器终端可以实现构建MAC PDU的具体处理过程。

根据本发明的实施例，提供了一种媒体接入层协议数据单元的处理方法，图4是根据本发明实施例的MAC PDU的处理方法的流程图，该方法包括如下的步骤S402至步骤S406：

步骤S402，机器终端获取机器业务的机器业务标识和上行机器业务数据；

步骤S404，机器终端构建MAC PDU，其中，MAC PDU包括机器业务标识和上行机器业务数据；以及

步骤S406，终端将MAC PDU发送到接入网。

通过该实施例，机器终端构建包括上行机器业务数据的机器业务标识和上行机器业务数据的MAC PDU，以及将此MAC PDU发送到接入网，尽可能少地进行信令信息的交互，使得无线资源的利用率可以最大化，保证了机器终端的省电的需求，实现了MTC业务以及上行机器业务数据的传输。

步骤S402的操作可以通过以下方式之一来实现：

方式一：机器终端从本地预先存储的信息中获取机器业务标识和上行机器业务数据。

方式二：接入网通过系统消息广播给机器终端，且在系统消息中携带机器业务标识和上行机器业务数据，使得机器终端能够获取上述信息(即，机器业务标识和上行机器业务数据)；机器终端接收来自接入网的系统消息，并从系统消息中获取上述信息。

方式三：接入网在机器业务建立过程中，通过机器业务建立控制信令，且在机器业务建立控制信令中携带上述信息，使得机器终端能够获取上述信息，机器终端接收来自接入网的机器业务建立控制信令，并从机器业务建立控制信令中获取机器业务标识和上行机器业务数据。

通过上述操作，提供了机器终端获取机器业务的机器业务标识和上行机器业务数据的多种方式。

在步骤S404中，将机器业务标识设置在MAC PDU的头部(Header)；以及将上行机器业务数据设置在MAC PDU的SDU部分。通过该操作，可以实现机器终端构建MAC PDU的具体处理过程。

优选地，将上行机器业务数据设置在MAC PDU的服务数据单元部分包括：预先获取机器业务的上行机器业务数据的“单次发送长度”；以及设置服务数据单元部分中上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”。通过该优选操作，限定了上行机器业务数据的长度。

需要说明的是，MAC PDU可以包括一个机器业务的上行机器业务数据，也可以包括多个机器业务的上行机器业务数据。也就是说，机器终端构建MAC PDU时，可以在MAC PDU中仅放入一个机器业务的上行机器业务数据；也可以在MAC PDU中放入多个机器业务的上行机器业务数据。

其中，当在MAC PDU中放入多个机器业务的上行机器业务数据时，将多个机器业务的个数设置在MAC PDU的头部；将多个上行机器业务数据的所属的多个机器业务对应的多个机器业务标识依次设置在MAC PDU的头部；以及将多个机器业务对应的多个不同上行机器业务数据按照相同的次序(即，按照多个机器业务标识的排列顺序)依次设置在MAC PDU的SDU部分。通过该操作，可以实现机器终端构建基于多个机器业务的MAC PDU的具体处理过程。

需要说明的是，上述的机器终端是一种进行机器类型通讯的设备的终端类型，机器业务数据是进行机器类型通讯的设备的终端类型所发送的业务数据。

下面结合优选实施例对本发明的实现过程进行详细描述。需要说明的是，对于下述各个实施例，在描述中，“机器终端”是指一种进行机器类型通讯的设备的终端类型；“机器业务数据”是指进行机器类型通讯的设备的终端类型所发送的业务数据。

实施例1

图5是根据本发明实施例1的流程图，该方法包括如下的步骤S502至步骤S506：

步骤S502：机器终端预先获取如下信息：

上行机器业务数据的所属机器业务为“MTC监控”业务，此机器业务用“机器业务标识”1来唯一标识；以及，

此机器业务的上行机器业务数据的“单次发送长度”为16个比特(bit)。

其中，这些信息预先存储在机器终端中，通过这种方式，机器终端预先从本地获取上述信息。

步骤S504：机器终端构建MAC PDU，构建过程如下：

(1)MAC PDU至少包括上行机器业务数据的所属机器业务(“MTC监控”业务)的“机器业务标识”1和上行机器业务数据。

(2)上行机器业务数据的所属机器业务(“MTC监控”业务)的“机器业务标识”1放置在MAC PDU的头部(Header)。

(3)上行机器业务数据放置在MAC PDU的SDU部分，且上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”16个比特。

图6是根据本发明实施例1中构建的MAC PDU结构示意图，构建好的MAC PDU如图6所示，“机器业务标识”1放置在头部(Header)，上行机器业务数据放置在SDU部分，且上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”16个比特。

步骤S506：终端将此MAC PDU发送到接入网。

通过该实施例，机器终端从本地获取机器业务标识和上行机器业务数据，实现了基于一种机器业务的MTC媒体接入层处理数据单元的过程。

实施例2

图7是根据本发明实施例2的流程图，该方法包括如下的步骤S702至步骤S706：

步骤S702：接入网通过系统消息广播给机器终端，且在系统消息中携带如下信息，使得机器终端能够通过系统消息预先获取如下信息(2种机器业务)：

上行机器业务数据的所属机器业务为“MTC监控”业务，此机器业务用“机器业务标识”1来唯一标识；此机器业务的上行机器业务数据的“单次发送长度”为16个比特(bit)；以及，

上行机器业务数据的所属机器业务为“智能码表”业务，此机器业务用“机器业务标识”2来唯一标识；此机器业务的上行机器业务数据的“单次发送长度”为24个比特(bit)。

优选地，机器终端获取上述信息后可以存储在本地。

步骤S704：机器终端构建MAC PDU。其中，MAC PDU至少包括上行机器业务数据的所属机器业务的“机器业务标识”和上行机器业务数据，且在MAC PDU中放入多个机器业务的上行机器业务数据。具体构建过程如下：

(1)机器业务的个数2放置在MAC PDU的头部(Header)。

(2)2个上行机器业务数据的所属机器业务的“机器业务标识”，也就是“MTC监控”业务的“机器业务标识”1，和“智能码表”业务的“机器业务标识”2，依次放置在MAC PDU的头部(Header)。

(3)2个上行机器业务数据依照相同的次序依次放置在MACPDU的SDU部分，且“MTC监控”业务的上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”16个比特，“智能码表”业务的上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”24个比特。

图8是根据本发明实施例2中构建的MAC PDU结构示意图，构建好的MAC PDU如图8所示。机器业务的个数2，“MTC监控”业务的“机器业务标识”1，和“智能码表”业务的“机器业务标识”2，依次放置在头部(Header)。2个上行机器业务数据依照相同的次序依次放置在SDU部分，且“MTC监控”业务的上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”16个比特，“智能码表”业务的上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”24个比特。

步骤S706：终端将此MAC PDU发送到接入网。

通过该实施例，机器终端通过接收到的来自接入网的系统消息获取机器业务标识和上行机器业务数据，进而实现了基于两种机器业务的MTC媒体接入层处理数据单元的过程。

实施例3

图9是根据本发明实施例3的流程图，如图9所示，包括如下的步骤S902至步骤S906：

步骤S902：接入网在机器业务建立过程中，通过机器业务建立控制信令，且在机器业务建立控制信令中携带这些信息，使得机器终端能够预先获取如下信息：

上行机器业务数据的所属机器业务为“智能码表”业务，此机器业务用“机器业务标识”2来唯一标识；以及，

此机器业务的上行机器业务数据的“单次发送长度”为24个比特(bit)。

优选地，机器终端获取上述信息后可以存储在本地。

步骤S904：机器终端构建MAC PDU，构建过程如下：

(1)MAC PDU至少包括上行机器业务数据的所属机器业务(“智能码表”业务)的“机器业务标识”2和上行机器业务数据。

(2)上行机器业务数据的所属机器业务(“智能码表”业务)的“机器业务标识”2放置在MAC PDU的头部(Header)。

(3)上行机器业务数据放置在MAC PDU的SDU部分，且上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”24个比特。

图10是根据本发明实施例3中构建的MAC PDU结构示意图，构建好的MAC PDU如图10所示。“机器业务标识”2放置在头部(Header)，上行机器业务数据放置在SDU部分，且上行机器业务数据的长度小于或者等于“单次发送长度”24个比特。

步骤S906：终端将此MAC PDU发送到接入网。

通过该实施例，机器终端通过接收到的来自接入网的机器业务建立控制信令获取机器业务标识和上行机器业务数据，实现了基于一种机器业务的MTC媒体接入层处理数据单元的过程。

综上所述，通过本发明的上述实施例，提供了MTC业务的MACPDU的方案，机器终端通过构建包括上行机器业务数据的机器业务识别号和上行机器业务数据的MAC PDU，以及将此MAC PDU发送到接入网，适应了机器业务的特点，使得机器终端以尽可能少的信令交互，以及最大程度利用无线资源，且确保机器终端省电的方式，发送上行机器业务数据到接入网。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种媒体接入层协议数据单元的处理方法，其特征在于包括：

机器终端获取机器业务的机器业务标识和上行机器业务数据；

所述机器终端构建媒体接入控制层协议数据单元，其中，所述媒体接入控制层协议数据单元包括所述机器业务标识和所述上行机器业务数据；以及

所述机器终端将所述媒体接入控制层协议数据单元发送到接入网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器终端构建媒体接入控制层协议数据单元包括：

将所述机器业务标识设置在所述媒体接入控制层协议数据单元的头部；以及

将所述上行机器业务数据设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述上行机器业务数据设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分包括：

预先获取所述机器业务的上行机器业务数据的单次发送长度；以及

设置所述服务数据单元部分中所述上行机器业务数据的长度小于或者等于所述单次发送长度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器终端获取所述机器业务标识和所述上行机器业务数据包括以下之一：

所述机器终端从本地预先存储的信息中获取所述机器业务标识和所述上行机器业务数据；

所述机器终端接收来自所述接入网的系统消息，并从所述系统消息中获取所述机器业务标识和所述上行机器业务数据；以及

所述机器终端接收来自所述接入网的机器业务建立控制信令，并从所述机器业务建立控制信令中获取所述机器业务标识和所述上行机器业务数据。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述媒体接入控制层协议数据单元包括一个机器业务的上行机器业务数据。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述在媒体接入控制层协议数据单元包括多个机器业务的上行机器业务数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述机器终端构建媒体接入控制层协议数据单元包括：

将所述多个机器业务的个数设置在所述媒体接入控制层协议数据单元的头部；

将所述多个机器业务对应的多个机器业务标识依次设置在所述媒体接入控制层协议数据单元的头部；以及

将所述多个机器业务对应的多个上行机器业务数据按照所述多个机器业务标识的排列顺序设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分。

8.一种机器终端，其特征在于包括：

获取模块，用于获取机器业务的机器业务标识和上行机器业务数据；

构建模块，用于构建媒体接入控制层协议数据单元，其中，所述媒体接入控制层协议数据单元包括所述机器业务标识和所述上行机器业务数据；以及

发送模块，用于将所述媒体接入控制层协议数据单元发送到接入网。

9.根据权利要求8所述的机器终端，其特征在于，所述构建模块包括：

第一设置子模块，用于将所述机器业务标识设置在所述媒体接入控制层协议数据单元的头部；以及

第二设置子模块，用于将所述上行机器业务数据设置在媒体接入控制层协议数据单元的服务数据单元部分。

10.根据权利要求9所述的机器终端，其特征在于，

所述获取模块，还用于预先获取所述机器业务的上行机器业务数据的单次发送长度；以及

所述第二设置子模块，还用于设置所述服务数据单元部分中所述上行机器业务数据的长度小于或者等于所述单次发送长度。

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