CN103052136B - 一种lte终端的通信方法和lte终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE终端的通信方法和LTE终端。本发明LTE终端的状态有两种：RRC空闲态和RRC连接态；RRC空闲态的终端在未受事件触发时，不打开接收链路，不执行任何功能，在受到事件触发后，需要执行以下功能：获得小区驻留、监测系统信息的更新、维持下行同步等；RRC连接态的终端需要执行以下功能：在网络的控制下进行数据传输、维持上行同步、维持下行同步并监测系统信息的更新。本发明主要是针对M2M业务应用的独有特性，对现有终端RRC空闲态和RRC连接态下的行为进行修改，以满足低能耗、低复杂度、低成本的要求。

Description

一种LTE终端的通信方法和LTE终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种LTE终端的通信方法和LTE终端。

背景技术

考虑LTE系统，其接入网一般由长期演进型基站(eNB)和终端组成。如图1所示，未来，在eNB的覆盖范围内，既有通常的人人通信(H2H)终端，包括手机、数据卡、以及安装LTE芯片的各种消费电子等；又有大量的机器通信(M2M)终端，对于这些设备，其装有LTE芯片，通过基站与其它机器(如M2M服务器)进行通信。

M2M设备可能应用于以下场景：水文环境监测、地质环境监测、精细农业等。在上述场景中，M2M应用具有以下特性：

通常没有外接电源支持，电池也无法充电并适时更换。对于这些M2M设备，蜂窝通信芯片必须尽量减少其的耗能，以保证电池可以支撑其长时间的使用；

位置固定；

数据发送以周期性发送为主，突发性发送为辅；

一般间隔较长的时间才会传输一次数据，如以天为单位、甚至以周为单位；

只有数据业务，无语音业务；

无被叫业务(寻呼)。

目前的LTE系统主要是基于H2H通信的思路而设计的，LTE终端芯片无论是在无线资源控制(RRC)空闲态还是在RRC连接态都需要执行大量的操作以保证终端的性能，但是对于上述M2M应用场景来说，LTE终端执行某些操作其实并没有意义，反而会因为执行大量无用的功能增加终端的成本和复杂度，同时增加终端的能耗。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种LTE终端的通信方法，其能够满足低能耗、低复杂度、低成本的需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种LTE终端的通信方法，包括以下步骤：

步骤1，为LTE终端加电；

步骤2，所述LTE终端进入RRC空闲态，并保持接收链路为关闭状态；

步骤3，所述LTE终端受到事件触发后，打开接收链路，获得小区驻留；

步骤4，在小区驻留后，立即发起随机接入，用以建立RRC连接；同时维持下行同步，并监听系统信息以及时发现系统消息的更新；

步骤5，进入RRC连接态，发送数据，同时维持上行同步、下行同步，并监听系统信息以及时发现系统消息的更新；

步骤6，结束本次通信。

进一步地，所述步骤6之后还包括，

步骤7，转至步骤2，等待下次事件触发。

进一步地，所述事件触发为周期性事件触发或突发性事件触发。

进一步地，所述步骤3具体为，

步骤31，所述LTE终端受到事件触发后，打开接收链路，搜索小区；

步骤32，进行小区选择，获得所选择小区的下行同步；

步骤33，阅读系统信息，从而获得小区驻留。

进一步地，其中，

所述搜索小区具体为搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区；

所述进行小区选择具体为选择信号强度最强的小区；

所述阅读系统信息具体为首先检查LTE终端是否存储有所选择小区的系统信息，如果没有，则阅读所选择小区的所有系统信息；如果存储有系统信息，则周期性阅读所选择小区的SIB1(系统信息块1)以检查系统信息是否发生改变，如果发生改变，则阅读完所有系统信息，并在LTE终端存储所阅读的新的系统信息，否则继续使用存储的系统信息。

本发明的另一个目的是提供一种低能耗、低复杂度、低成本的LTE终端。

一种LTE终端，包括：

电源模块，用于给LTE终端供电；

触发模块，用于接收事件触发信号；

控制模块，用于控制接收链路的打开状态和关闭状态；

小区驻留模块，用于在LTE终端的所述触发模块受到事件触发，而所述控制模块打开接收链路后，获得小区驻留；

连接模块，用于建立RRC连接和维持上行同步、下行同步；

监听模块，用于监听系统信息以及时发现系统消息的更新；

数据发送模块，用于在LTE终端进入RRC连接态后，发送数据；

结束模块，用于结束LTE终端的通信。

进一步地，所述结束模块还用于在结束LTE终端的通信的同时，使LTE终端转入LTE终端供电后的状态，等待接收下一次事件触发。

进一步地，所述触发模块用于接收周期性事件触发信号和突发性事件触发信号。

进一步地，所述小区驻留模块具体包括：

搜索模块，用于在LTE终端受到事件触发后，进行小区搜索；

选择模块，用于在所述搜索模块完成小区搜索后，进行小区选择；

阅读模块，用于在所述选择模块完成小区选择后，阅读系统信息。

进一步地，所述搜索模块，具体用于在LTE终端受到事件触发后，搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区；

所述选择模块，具体用于在所述搜索模块搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区后，选择信号强度最强的小区；

所述阅读模块，具体用于在所述选择模块选择信号强度最强的小区后，首先检查LTE终端是否存储有所选择小区的系统信息，如果没有，则阅读所选择小区的所有系统信息；如果存储有系统信息，则周期性阅读所选择小区的SIB1以检查系统信息是否发生改变，如果发生改变，则阅读完所有系统信息，并在LTE终端存储所阅读的新的系统信息，否则继续使用存储的系统信息，从而获得小区驻留。

本发明LTE终端的状态有两种：RRC空闲态和RRC连接态；RRC空闲态的终端在未受事件触发时，不打开接收链路，不执行任何功能，在受到事件触发后，需要执行以下功能：获得小区驻留、监测系统信息的更新、维持下行同步等；RRC连接态的终端需要执行以下功能：在网络的控制下进行数据传输、维持上行同步、维持下行同步并监测系统信息的更新。本发明主要是针对M2M业务应用的独有特性，对现有终端RRC空闲态和RRC连接态下的行为进行修改，以满足低能耗、低复杂度、低成本的要求。

附图说明

图1为由eNB和终端组成的LTE蜂窝通信网络示意图。

图2为本发明的一种LTE终端的通信方法一个实施例的流程示意图。

图3为本发明的一种LTE终端的通信方法的另一实施例的流程示意图。

图4为现有技术中LTE终端的通信方法的流程示意图。

图5为本发明的一种LTE终端的通信方法一个具体实施例的流程示意图。

图6为本发明的一种LTE终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。

如图2所示，本发明提供一种LTE终端的通信方法，包括以下步骤：

步骤1，为LTE终端加电；

步骤2，LTE终端进入RRC空闲态，并保持接收链路为关闭状态；

步骤3，LTE终端受到事件触发后，打开接收链路，获得小区驻留；

步骤4，在小区驻留后，立即发起随机接入，用以建立RRC连接；同时维持下行同步，并监听系统信息以及时发现系统消息的更新；

步骤5，进入RRC连接态，发送数据，同时维持上行同步、下行同步，并监听系统信息以及时发现系统消息的更新；

步骤6，结束本次通信。

本发明的方法中的LTE终端的状态有两种：RRC空闲态和RRC连接态；RRC空闲态的终端在未受事件触发时，不打开接收链路，不执行任何功能，在受到事件触发后，需要执行以下功能：获得小区驻留、监测系统信息的更新、维持下行同步等；RRC连接态的终端需要执行以下功能：在网络的控制下进行数据传输、维持上行同步、维持下行同步并监测系统信息的更新。

本发明主要是针对M2M业务应用具有的(1)位置固定；(2)数据发送以周期性发送为主，突发性发送为辅；(3)传输数据的间隔周期较长，如以天为单位、甚至以周为单位；(4)只有数据业务，无语音业务；(5)无被叫业务(寻呼)的特性，对现有终端RRC空闲态和RRC连接态下的行为进行修改，以满足低能耗、低复杂度、低成本的要求。本发明的设计思想还可以应用于其他现存的蜂窝通信系统，以及未来的蜂窝通信系统。

应当理解的是，本发明所说的接收链路包括接收端的所有射频、中频和基带处理模块。

作为优选实施例，本发明在步骤6之后还包括步骤7，转至步骤2，等待下次事件触发。

根据M2M业务应用的特性，本发明中的事件触发(包含步骤3和步骤7中的事件触发)均可以为周期性事件触发或突发性事件触发。

作为另一优选实施例，如图3所示，本发明的步骤3具体可以为，

步骤31，LTE终端受到事件触发后，打开接收链路，搜索小区；

步骤32，进行小区选择，获得所选择小区的下行同步；

步骤33，阅读系统信息，从而获得小区驻留。

综上所述，如图4和图5所示，与已有技术中的LTE终端及其通信方法相比，当本发明的LTE终端加电后，其也首先进入RRC空闲态，但是在此状态下，本发明的终端并不马上进行小区选择、获得下行同步、阅读系统信息等行为，而是维持接收链路的关闭状态，直至接受到周期性事件触发或者突发性事件触发，才打开接收链路，进行小区选择、获得下行同步、阅读系统信息从而获得小区驻留；在小区驻留后，立即发起随机接入，建立RRC连接，以便转移到RRC连接态发送数据。在小区驻留这段时间里，本发明的终端需要维持下行同步，监听系统信息以及时发现系统消息的更新，但其并不监听寻呼信息，也不检测驻留小区的信号质量(即不支持小区重选)。由于在大部分RRC空闲态的时间段内，接收链路都处于关闭状态，从而节省了终端的耗能。

另外，在进入RRC连接态后，本发明的终端除了发送数据外，还须继续保持如下RRC空闲态的行为：维持终端的下行同步，监听系统信息的更新；另外，LTE终端还须维持上行同步。但其并不在网络的控制下进行RRM测量和切换。

当发送完数据，本发明的LTE终端从RRC连接态转入RRC空闲态，关闭接收链路，直至下一次周期性事件触发或者突发性事件触发后，才打开接收链路，进行小区选择、获得下行同步、阅读系统信息从而获得小区驻留，并接着发起随机接入，建立RRC连接，以便转移到RRC连接态发送数据。

作为本发明的与现有技术中的LTE终端的通信方法的区别，本发明所述的搜索小区具体为搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区；进行小区选择具体为选择信号强度最强的小区；阅读系统信息具体为首先检查LTE终端是否存储有所选择小区的系统信息，如果没有，则阅读所选择小区的所有系统信息；如果存储有系统信息，则周期性阅读所选择小区的SIB1以检查系统信息是否发生改变，如果发生改变，则阅读完所有系统信息，并在LTE终端存储所阅读的新的系统信息，否则继续使用存储的系统信息。

上述区别也即本发明与现有技术中的LTE终端功能上的区别，本发明现对上述区别具体介绍如下：

(一)小区驻留：

在LTE系统中，终端顺序搜索其支持的载频，只搜索每个载频上的最强小区，并考察其是否符合小区选择的S准则，一旦发现满足S准则的小区(满足S准则的判断：参数Srxlev＞0同时参数Squal＞0)，则在该小区进行驻留，并停止小区搜索。在一个小区驻留后，终端会开始小区重选评估，以决定是否开始小区重选。这样做的目的是为了加速小区驻留的时间，不过这样在小区选择过程中驻留的小区并不一定是最好的小区，但这在现在的LTE系统中并不会导致大的问题，因为终端随后会评估是否启动小区重选。

如前所述，本发明不支持小区重选。因此在小区选择中，本发明并不会在发现满足S准则的小区后就开始小区驻留并停止小区搜索，而是搜索完所有载频，并选择信号强度最强的小区进行驻留。

(二)系统信息：

在LTE系统中，eNB通过广播系统信息告知UE网络运行的重要参数，如：下行系统带宽、系统帧号、对应的上行载频等等，这些参数是UE发送数据以及执行其他操作的基础。

在现在的LTE系统中，RRC空闲态UE和RRC连接态UE都需要监听系统信息以及时发现系统信息的改变。

现行LTE系统中RRC空闲态UE监听系统信息的方法：当网络的系统信息发生改变时，网络在前一个“修改周期”内通过寻呼信息通知RRC空闲态UE其的系统信息将要发生改变；然后网络在下一个“修改周期”开始提供新的系统信息，在前一个“修改周期”内监听到系统信息改变寻呼的RRC空闲态UE在此“修改周期”内开始监听新的系统信息。

现行LTE系统中RRC连接态UE监听系统信息的方法：可以采用和RRC空闲态UE相同的方法；另外，还可以采用如下方法：在系统信息SIB1中，具有一个参数“systemInfoValueTag”来指示系统信息是否发生改变，RRC连接态UE通过周期性的阅读SIB1来发现系统信息是否发生改变。

在本发明中，由于终端并不支持寻呼功能，因此无论是RRC空闲态UE，还是RRC连接态UE都不采用通过寻呼信息的方式来发现系统信息的更新；而是采用周期性阅读SIB1的方式来检查系统信息是否发生改变。值得注意的是，本发明终端只是在受到周期性事件触发/突发性事件触发的情况下才周期性的阅读SIB1，在大部分的RRC空闲态时间内并不阅读SIB1。

与本发明的LTE终端的通信方法对应，本发明还提供一种LTE终端，如图6所示，包括：

电源模块10，用于给LTE终端供电；

触发模块20，用于接收事件触发信号；

控制模块30，用于控制接收链路的打开状态和关闭状态；

小区驻留模块40，用于在LTE终端的触发模块20受到事件触发，而控制模块30打开接收链路后，获得小区驻留；

连接模块50，用于建立RRC连接和维持上行同步、下行同步；

监听模块60，用于监听系统信息以及时发现系统消息的更新；

数据发送模块70，用于在LTE终端进入RRC连接态后，发送数据；

结束模块80，用于结束LTE终端的通信。

作为优选，结束模块还可以用于在结束LTE终端的通信的同时，使LTE终端转入LTE终端供电后的状态，等待接收下一次事件触发。

相应地，触发模块用于接收周期性事件触发信号和突发性事件触发信号。

相应地，小区驻留模块具体包括：

搜索模块，用于在LTE终端受到事件触发后，进行小区搜索；

选择模块，用于在搜索模块完成小区搜索后，进行小区选择；

阅读模块，用于在选择模块完成小区选择后，阅读系统信息。

作为进一步地优选实施例，搜索模块，具体用于在LTE终端受到事件触发后，搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区。选择模块，具体用于在所述搜索模块搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区后，选择信号强度最强的小区。阅读模块，具体用于在所述选择模块选择信号强度最强的小区后，首先检查LTE终端是否存储有所选择小区的系统信息，如果没有，则阅读所选择小区的所有系统信息；如果存储有系统信息，则周期性阅读所选择小区的SIB1(系统信息块1)以检查系统信息是否发生改变，如果发生改变，则阅读完所有系统信息，并在LTE终端存储所阅读的新的系统信息，否则继续使用存储的系统信息，从而获得小区驻留。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种LTE终端的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，为LTE终端加电；

步骤2，所述LTE终端进入RRC空闲态，并保持接收链路为关闭状态；

步骤3，所述LTE终端受到事件触发后，打开接收链路，搜索小区，搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区，进行小区选择，选择信号强度最强的小区，获得所选择小区的下行同步，阅读系统信息，从而获得小区驻留；

步骤4，在小区驻留后，立即发起随机接入，用以建立RRC连接；同时维持下行同步，并监听系统信息以及时发现系统消息的更新，但是不监听寻呼信息，也不检测驻留小区的信号质量；

步骤5，进入RRC连接态，发送数据，同时维持上行同步、下行同步，并监听系统信息以及时发现系统消息的更新；

步骤6，结束本次通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6之后还包括，

步骤7，转至步骤2，等待下次事件触发。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述事件触发为周期性事件触发或突发性事件触发。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，

所述阅读系统信息具体为：首先检查LTE终端是否存储有所选择小区的系统信息，如果没有，则阅读所选择小区的所有系统信息；如果存储有系统信息，则周期性阅读所选择小区的SIB1以检查系统信息是否发生改变，如果发生改变，则阅读完所有系统信息，并在LTE终端存储所阅读的新的系统信息，否则继续使用存储的系统信息。

5.一种LTE终端，其特征在于，包括：

电源模块，用于给LTE终端供电；

触发模块，用于接收事件触发信号；

控制模块，用于控制接收链路的打开状态和关闭状态；

小区驻留模块，用于在LTE终端的所述触发模块受到事件触发，而所述控制模块打开接收链路后，获得小区驻留；

连接模块，用于建立RRC连接和维持上行同步、下行同步；

监听模块，用于监听系统信息以及时发现系统消息的更新，在小区驻留期间，所述监听模块并不监听寻呼信息，也不检测驻留小区的信号质量；

数据发送模块，用于在LTE终端进入RRC连接态后，发送数据；

结束模块，用于结束LTE终端的通信；

所述小区驻留模块具体包括：

搜索模块，用于在LTE终端受到事件触发后，进行小区搜索，搜索完LTE终端支持的所有载频上的小区；

选择模块，用于在所述搜索模块完成小区搜索后，进行小区选择，选择信号强度最强的小区；

阅读模块，用于在所述选择模块完成小区选择后，阅读系统信息。

6.根据权利要求5所述的LTE终端，其特征在于，所述结束模块还用于在结束LTE终端的通信的同时，使LTE终端转入LTE终端供电后的状态，等待接收下一次事件触发。

7.根据权利要求5所述的LTE终端，其特征在于，所述触发模块用于接收周期性事件触发信号和突发性事件触发信号。

8.根据权利要求5所述的LTE终端，其特征在于，

所述阅读模块，具体用于在所述选择模块选择信号强度最强的小区后，首先检查LTE终端是否存储有所选择小区的系统信息，如果没有，则阅读所选择小区的所有系统信息；如果存储有系统信息，则周期性阅读所选择小区的SIB1以检查系统信息是否发生改变，如果发生改变，则阅读完所有系统信息，并在LTE终端存储所阅读的新的系统信息，否则继续使用存储的系统信息，从而获得小区驻留。