CN103037512A - 一种基于模式的消息传输的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于模式的消息传输的方法。该方法通过根据设备的业务类型、设备标识等，为基站和用户设备间的消息传输预先确定传输模式，以此能够确定信令以及数据的传输过程，从而以预定的方式处理余下将要执行的传输，无论是信令还是数据的传输，这就意味大量节省资源的调用，也就大大减小了信令的开销以及资源的消耗。通过对模式的优化设计，能够将确认消息和后续信令和/或数据封装在同一数据包中发送或接收，这就进一步地节省了资源，能够在总体上大大改善信令的利用效率，降低了信令的开销，同时方便了小区中其他用户间的各种通信，提高了经济效率并节约了成本。

Description

一种基于模式的消息传输的方法
技术领域
本发明涉及一种消息传输的方法，尤其涉及一种基于模式的消息传输的方法。
背景技术
机器类通信MTC(Machine Type Communication)是在长期演进LTE(Long Term Evolution)系统中新引入的项目。LTE是基于OFDM的系统，其在通信时需要建立信令的连接，分配资源，并在指定的资源上进行通信。在LTE系统中，信令与数据有一定的匹配关系，为了传输数据，需要许多信令的交互。不同于人与人通信，例如语言通信、上网，在MTC中，所需要传输的消息的数据量比较小，例如机器仅需要上报一个参数(例如，温度、电表读数等)。
对于人与人通信而言，由于所需要传输的数据量很大，所以信令比例相对较小。而对于MTC，由于所需要传输的数据量较小，所以信令将会占很大的比重，这将会引起信令的过载以及经济性问题。例如，即使仅发送一条数据量较小的消息，也需要消耗大量比例的信令。
这将引起以下情况。例如，对于MTC中的用户设备UE(UserEquipment)间的数据的传输，虽然系统可以支持用户的数据的传输，但是却不能负担信令，即在信令层面上只能支持较少的用户。由此引发的信令的过载问题也将影响通信的效率。
另一方面，由于数据以及信令的传输都将经由物理下行控制信道PDCCH(Physical Downlink Control Channel)信令调用。然而，PDCCH资源是有限的，并且是整个小区共享的。在调度期间，由MTC引发的信令比数据具有更高的优先级。因此，MTC引发的巨大的信令开销可能会占用过多的资源，甚至消耗完所有的PDCCH资源并带来严重的后果，例如这将影响小区内其他用户的通信，使其他用户的通信受限制，例如，已经进行语音通信的用户可能会掉线。
发明内容
可见，现有技术存在的缺点在于，对于MTC而言，信令的开销较大，即使传输较少的数据也将消耗很多信令，同时这将影响小区内总的资源，例如PDCCH资源的分配。过多的信令的开销将限制小区内其他用户通信，所以如何降低信令的开销是个挑战性的问题。
因为小区中许多MTC的用户设备(UE)运行着某个特定的应用或业务，可能其用户数很大，但应用是单一的，并且每当MTC的UE接入网络时，从接入、安全认证、上传数据至释放链接，它们常常总是执行相类似的操作，所以由其引发的通信是基于相同的流程，由此可以为该些消息传输预先确定模式。
所以基于这个基础，为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种在用户设备中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：A.将所述用户设备的设备标识发送给所述基站；B.从所述基站接收模式信息，所述模式信息由所述基站确定；以及C.基于所述模式信息，与所述基站进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
本发明还提供了一种在基站中进行基于模式的消息传输的方法，用户设备由所述基站服务，所述方法包括：A.从所述用户设备接收所述用户设备的设备标识；B.根据所述设备标识，为所述用户设备确定模式信息；C.将所述模式信息发送给所述用户设备；以及D.基于所述模式信息，与所述用户设备进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述步骤B还包括，所述基站预先存储有所述设备标识和与所述设备标识相对应的所述模式信息，并根据所述设备标识，为所述用户设备确定模式信息。
根据本发明的一个实施例，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
本发明还提供了一种在用户设备中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：A.通过所述基站的广播，从所述基站接收系统信息，所述系统信息包括各个用户设备的设备标识以及相应的模式信息；以及B.根据所述设备标识，从所述系统信息中选择相应的所述模式信息，以基于所述模式信息与所述基站进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述系统信息还包括业务标识，所述用户设备根据所述设备标识以及所述业务标识，从所述系统信息中选择相应的所述模式信息，以基于所述模式信息与所述基站进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
本发明还提供了一种在基站中进行基于模式的消息传输的方法，用户设备由所述基站服务，所述方法包括：A.向各个用户设备广播系统信息，所述系统信息包括各个用户设备的设备标识以及相应的模式信息；以及B.基于所述用户设备所选择的模式信息，与所述用户设备进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述系统信息还包括业务标识，以便于所述用户设备根据所述设备标识以及所述业务标识，从所述系统信息中选择相应的所述模式信息，以基于所述模式信息与所述基站进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
本发明还提供了一种在用户设备中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：A.将模式信息发送给所述基站；B.从所述基站接收经所述基站确认的和/或更改的模式信息；以及C.基于所述经所述基站确认的和/或更改的模式信息，与所述基站进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
本发明还提供了一种在基站中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：A.从所述用户设备接收模式信息；B.根据实际条件，确认和/或更改所述模式信息；C.将所述确认的和/或更改的模式信息发送给所述用户设备；以及D.基于所述确认的和/或更改的模式信息，与所述用户设备进行消息传输。
根据本发明的一个实施例，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个；和/或所述实际条件包括当前物理资源的分配情况、实际的协议流程、处理时延中的至少一个。
通过采用本发明优选的实施例，基站(eNB)为各个MTC的UE运行的相类似或相同的业务预先制定传输模式或与各个MTC的UE预先协商传输模式，这些传输模式是基于MTC的UE的标识、应用或业务的。当基站制定或获知MTC的UE将要进行的消息传输的模式，即模式信息时，就可以确定信令以及数据的传输过程。以这种方式，能够以预定的方式处理余下将要执行的传输，无论是信令还是数据的传输，这就意味着可以大量节省资源的调用，也就大大减小了信令的开销。
同时，根据本发明的另一优选的实施例，通过对模式的优化设计，能够将确认消息和后续信令和/或数据封装在同一数据包中发送或接收，这就进一步地节省了资源，能够在总体上大大改善信令的利用效率，降低了信令的开销，同时方便了小区中其他用户间的各种通信，提高了经济效率并节约了成本。
本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了现有技术中MTC的UE与基站进行消息传输的示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种基于模式的消息传输的方法的系统方法的示意图；
图3和4示出了根据本发明的另一个实施例的一种基于模式的消息传输的方法的在基站以及用户设备端的流程图；以及
图5示出了根据本发明的又一个实施例的一种基于模式的消息传输的方法的系统方法的示意图。
在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。
具体实施方式
图1示出了现有技术中MTC的UE与基站进行消息传输的示意图。如图所示，该过程为UE接入网络直至无线资源控制RRC(RadioResource Control)连接释放的过程，因为基站并不知道每条消息的发送间隔以及内容等具体情况，所以每次传输信令或数据，都需要调用系统的资源。如图1所示，一共具有24个消耗PDCCH信令资源的消息，这就意味着传输一个数据包需要增加24倍的负载。如果MTC的UE还激活了例如安全的其他功能，则还需要更多的信令交互步骤。此外，当传输延迟或重新传输时，则也需要更多的信令交互。因此，在实际中，往往还需要消耗更多的PDCCH信令资源。这就更加大了信令的开销，引发了许多严重的问题。
然而，正如前文所述，MTC的UE往往执行相同和/或相类似的应用和/或业务，其所经历的通信的流程往往是相同的。所以，可以针对不同的和/或相同的UE的相同和/或相类似的业务，例如一个典型的应用(例如，水表上报读数)来制定一个传输模式(即，对于业务单一的UE，可以根据设备标识来制定相应的传输模式，而对于多业务的UE，可以根据设备标识和其当前的业务标识来制定相应的传输模式)，确定其的模式信息，该模式信息可以对必将进行的消息(数据、信令)的交换进行预定义，该模式信息例如包括与消息传输相关联的至少一个参数，该参数例如包括但不限于交换的每条消息的大小、每条消息间的时延等。例如，对于图1中所示出的消息传输示意图，该模式信息可以包括图中的消息的大小，以及消息间的时延。以这种方式，基站可以预知整个通信的流程以及内容(例如，获知每条消息该什么时候发送，以及每条消息的内容等)，因而不用再对每条消息进行调度，而是在当模式确定后，只需在以该模式开始通信的首条消息时进行调度。由此可见，通过本发明的基于模式的消息传输，能够大大节省信令的开销，节约资源。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种基于模式的消息传输的方法的系统方法的示意图。在步骤S20中，UE将设备标识发送给基站，例如可以通过在图1中在Msg3RRC连接请求中将国际移动用户识别码IMSI(International Mobile Subscriber IdentificationNumber)发送给基站来实现该发送步骤，同时，在该步骤中基站从UE接收UE的设备标识。
在步骤S21中，基站根据所接收到的设备标识，针对该UE所属于的类型，为该UE确定模式信息。在一个优选的实施例中，基站预先存储有设备标识和与设备标识相对应的模式信息，以此可以根据设备标识，为用户设备确定模式信息，该模式信息例如包括但不限于交换的每条消息的大小、每条消息间的时延等。
在步骤S22中，基站将所确定的模式信息发送给UE，例如可以在RRC连接建立中将所确定的模式信息发送给UE，同时，在该步骤中UE从基站接收该模式信息。在一个优选的实施例中，基站可以将模式信息作为服务质量QoS(Quality of Service)的一部分发送给UE。
在步骤S23中，基于该模式信息，UE与基站开始消息传输，例如图1中的编号3至编号24的消息传输。由于基站预先获悉了将要进行的消息传输的具体步骤，例如发送时间、发送内容、时间间隔等，所以只需要对其进行一次调用，从而不再需要对余下的每条消息的传输进行调度，这大大节省了信令资源。
图3和4示出了根据本发明的另一个实施例的一种基于模式的消息传输的方法的在用户设备以及基站端的流程图。在步骤S30中，基站向各个UE广播系统信息，该系统信息包括各个用户设备的设备标识以及相应的模式信息。在步骤S40中，各个UE通过基站的广播，从基站接收该系统信息。
在步骤S41中，用户设备根据设备标识，从系统信息中选择相应的模式信息，以基于该模式信息与基站进行消息传输。在步骤S31中，基站基于用户设备所选择的模式信息，与该用户设备进行消息传输。例如，用户设备可以在RRC连接请求中将所选择的模式信息发送给基站，以此来和基站进行基于模式的通信。
该模式信息例如包括与消息传输相关联的至少一个参数，例如包括但不限于交换的每条消息的大小、每条消息间的时延等。
在一个优选的实施例中，该系统信息还可以包括业务标识。该业务标识对应用户设备可以执行的各种业务。如果用户设备具有多种业务，则其可以根据系统信息中的设备标识以及业务标识，从系统信息中选择相应的模式信息，以基于该模式信息与基站进行消息传输。
图5示出了根据本发明的又一个实施例的一种基于模式的消息传输的方法的系统方法的示意图。在步骤S50中，用户设备将模式信息发送给基站，例如，在RRC连接请求中将模式信息发送给基站，基站从用户设备接收该模式信息。该模式信息由用户设备根据其具有的业务，以及消息的具体内容和大小而制定，可以包括但不限于交换的每条消息的大小、每条消息间的时延等。
在步骤S51中，基站根据实际条件，确认和/或更改所接收的模式信息。该实际条件可以包括当前物理资源的分配情况、实际的协议流程、处理时延中的至少一个。
在步骤S52中，基站将经确认的和/或更改的模式信息发送给用户设备，用户设备从基站接收该经基站确认的和/或更改的模式信息。
在步骤S53中，基站以及用户设备基于该经基站确认的和/或更改的模式信息进行消息传输。
在本发明的另一优选的实施例中，用户设备与基站可以通过共享的数据库而预先获知模式信息，并根据该模式信息来进行消息传输。替代地，用户设备与基站可以根据预先制定的协议来确定模式信息，以基于该模式信息来进行消息传输。
在本发明的又一优选的实施例中，用户设备在首次与基站进行数据传输时，可以与基站协商模式信息。而在以后与基站进行数据传输时，则可以直接运用该模式信息，与基站进行数据传输。
对于以上各项实施例，都可以根据消息传送的具体内容而预先设置消息的大小，以及可以根据实际的应用，适当地设置每条消息的时延，可以将重传、每条消息的后台的处理时间等因素考虑在内。此外，通过对模式的优化设计，能够将确认消息和后续信令和/或数据封装在同一数据包中发送或接收，这就进一步地节省了资源，能够在总体上大大改善信令的利用效率，降低了信令的开销，同时方便了小区中其他用户间的各种通信，提高了经济效率并节约了成本。
附加地，当有消息传输失败时，基站可以基于MTC的用户设备的小区无线网络临时标识C-RNTI(Cell Radio Network TemporaryIdentifier)使用混合自动传输请求HARQ(Hybrid Automatic RepeatRequest)，而不影响整个流程的进行。因为可以将每个消息传输的时延适当地设置以兼容由可能的HARQ重传所引起的延迟。
需要说明的是，上述实施例仅是示范性的，而非对本发明的限制。任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保护范围之内，这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征，各种特征以及实施例可以进行组合，以取得有益效果。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其他权利要求或说明书中未列出的装置或步骤。

Claims (15)

1.一种在用户设备中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：
A.将所述用户设备的设备标识发送给所述基站；
B.从所述基站接收模式信息，所述模式信息由所述基站确定；以及
C.基于所述模式信息，与所述基站进行消息传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
3.一种在基站中进行基于模式的消息传输的方法，用户设备由所述基站服务，所述方法包括：
A.从所述用户设备接收所述用户设备的设备标识；
B.根据所述设备标识，为所述用户设备确定模式信息；
C.将所述模式信息发送给所述用户设备；以及
D.基于所述模式信息，与所述用户设备进行消息传输。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括，所述基站预先存储有所述设备标识和与所述设备标识相对应的所述模式信息，并根据所述设备标识，为所述用户设备确定所述模式信息。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
6.一种在用户设备中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：
A.通过所述基站的广播，从所述基站接收系统信息，所述系统信息包括各个用户设备的设备标识以及相应的模式信息；以及
B.根据所述设备标识，从所述系统信息中选择相应的所述模式信息，以基于所述模式信息与所述基站进行消息传输。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述系统信息还包括业务标识，所述用户设备根据所述设备标识以及所述业务标识，从所述系统信息中选择相应的所述模式信息，以基于所述模式信息与所述基站进行消息传输。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
9.一种在基站中进行基于模式的消息传输的方法，用户设备由所述基站服务，所述方法包括：
A.向各个用户设备广播系统信息，所述系统信息包括所述各个用户设备的设备标识以及相应的模式信息；以及
B.基于所述用户设备所选择的所述模式信息，与所述用户设备进行消息传输。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述系统信息还包括业务标识，以便于所述用户设备根据所述设备标识以及所述业务标识，从所述系统信息中选择相应的所述模式信息，以基于所述模式信息与所述基站进行消息传输。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
12.一种在用户设备中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：
A.将模式信息发送给所述基站；
B.从所述基站接收经所述基站确认的和/或更改的模式信息；以及
C.基于所述经所述基站确认的和/或更改的模式信息，与所述基站进行消息传输。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个。
14.一种在基站中进行基于模式的消息传输的方法，所述用户设备由基站服务，所述方法包括：
A.从所述用户设备接收模式信息；
B.根据实际条件，确认和/或更改所述模式信息；
C.将所述确认的和/或更改的模式信息发送给所述用户设备；以及
D.基于所述确认的和/或更改的模式信息，与所述用户设备进行消息传输。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述模式信息包括与所述消息传输相关联的至少一个参数，所述参数包括消息时延、消息大小中的至少一个；和/或所述实际条件包括当前物理资源的分配情况、实际的协议流程、处理时延中的至少一个。
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