CN103120004B

CN103120004B - 用于机器类型通信的无线电承载

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Publication number: CN103120004B
Application number: CN201080069266.1A
Authority: CN
Inventors: P·巴克内利; 李兆俊
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: WO2012041363A1; US20130286957A1; US9119021B2; CN103120004A; EP2622923A1

Abstract

用于无线机器类型通信（MTC）的无线电承载共享方案，尤其用于同一小区中具有很少业务的一组MTC装置。在同一小区中被服务的一组MTC装置被作为一个用户设备对待。使用MTC装置ID以在与小区中的基站的MTCu接口上唯一地标识这种MTC装置。组中的全部MTC装置共享相同无线电网络标识符和MTC组标识符，并且可通过组中的装置索引来区分。基站针对具有类似的QoS需求（QCI参数和层2参数）和相同的MTC服务器的多个装置的小会话在MTCu接口上分配一个无线电承载。从基站向相同组中的MTC装置发信号通知数据传输调度信息，如果UL信号的时刻关联到对应的DL发送间隔，则这不需要空中信令就可实现。然后，装置相应地逐个传输数据分组。在MTCu？DRB内，压缩后的ID被添加到PDCP？PDU报头中以标识属于不同MTC装置的分组。在MTC组的装置成员改变的情况下，在MTC装置和基站之间仅需要通知更新。

Description

用于机器类型通信的无线电承载

技术领域

本发明总体上涉及无线通信系统，并且尤其涉及这种无线通信系统中的机器类型通信（MachineTypeCommunication,MTC），其中MTC是涉及不必需要人工交互的一个或者更多个实体的一种形式的数据通信。

背景技术

MTC不同于当前的通信模型，因为MTC潜在地涉及非常大量的通信实体（MTC装置），而每个装置具有很少的业务量。这种应用的示例包括：车队/船队管理、智能抄表、产品跟踪、家庭自动化、电子健康等。

由于其无所不在的范围，MTC具有很大潜力用于在无线通信系统（在此也称之为移动网络）上执行。然而，由于移动网络对于大规模的机器类型应用是有竞争力的，所以优化移动网络对MTC的支持是很重要的。当前的移动网络是针对人-人通信而优化设计的，而很少针对机器-机器、机器-人或者人-机器应用进行优化。使网络运营商能够以低成本水平提供MTC服务，以与市场大的机器类型服务和应用的期待相匹配，这也是重要的。

为了完全地支持这些服务需求，需要改进移动网络处理机器类型通信的能力。

已经在这个方向上作出了努力，并且在此通过引用并入的3GPPTechnicalReportTR23.888“SystemImprovementsforMachine-TypeCommunications”总结了用于由3GPP无线通信系统提供的MTC服务的协定的架构基线。

根据该架构基线，在MTC装置和MTC服务器之间的端到端应用使用由3GPP系统提供的服务。3GPP系统提供针对机器类型通信而优化的传输和通信服务（包括3GPP承载服务、IP多媒体子系统或IMS，以及短消息服务或者SMS）。

在此架构中，各个MTC装置经由MTCu接口连接到3GPP网络（UTRAN、eUTRAN等）。各个MTC装置使用由PLMN（PublicLandMobileNetwork：公共地面移动网络）提供的3GPP承载服务、SMS以及IMS与MTC服务器或其它MTC装置通信。MTC服务器是经由MTCi接口（用于IMS）或MTCsms接口（用于SMS）连接到3GPP网络因此与MTC装置通信的实体。MTC服务器可以是运营商域之外的实体，或者是运营商域之内的实体。

以上文献中简要地描述了上述接口，如下所述：

MTCu：为3GPP网络提供MTC装置接入，用于用户平面和控制平面业务的传输。MTCu接口可以基于Uu、Um、Ww以及LTE-Uu接口。

MTCi：MTC服务器连接到3GPP网络因此经由3GPP承载服务/IMS与MTC装置通信所使用的基准点。MTCi可以基于Gi、Sgi以及Wi接口。

MTCsms：MTC服务器连接到3GPP网络因此经由3GPPSMS与MTC装置通信所使用的基准点。

本发明涉及这种架构中的资源分配。在描述本发明解决的具体问题及其方案之前，将首先给出本发明可应用的系统类型的一些背景说明。

由于本发明可以应用于包括UMTS和LTE在内的多种无线通信系统，将参照图1到图4简要概述这两种类型的系统。然而，为了避免生疑，应该注意本发明还可以应用于包括WiMax（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，全球微波接入互操作性）和GERAN（GSMEDGERadioAccessNetwork，GSMEDGE无线电接入网络）在内的其它类型的无线通信系统。

图2示出UMTS中的网络拓扑图。所谓的UTRAN（UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork，UMTS地面无线电接入网络）6由一个或者更多个RNS（RadioNetworkSubsystem，无线电网络子系统）4组成。每个RNS控制特定无线电资源的分配和释放以在移动台MS2(有时还称为UE（UserEquipment，用户设备））和UTRAN6之间建立连接。RNS4负责一组小区中的资源和发送/接收。

在图2中，RNS4由节点b1和无线电网络控制器（RadioNetworkController，RNC）3组成，节点b1通过Uu接口无线地连接到各个MS，无线电网络控制器（RNC）3经由lub接口无线地连接到节点b。RNC进而通过lu接口连接到服务GPRS支持节点（ServingGPRSSupportNode，SGSN）7和网关GPRS支持节点（GatewayGPRSSupportNode，GGSN）8以便向用户提供服务。

通过移动台（MobileStation，MS）和无线电网络系统（RNS）之间的无线电接口Uu，利用用户平面（由分组数据汇聚协议（PacketDataConvergenceProtocol，PDCP）、无线电链路控制（RadioLinkControl，RLC）、媒体访问控制（MediumAccessControl，MAC）以及物理（PHYsical，PHY）协议层组成）传送用户数据业务。图1示出用于UMTS控制平面和用户平面的协议层之间的关系。

图4例示了LTE中的网络拓扑结构。可以看出，各个UE12经由Uu接口通过无线链路连接到eNB11，并且eNB的网络被称为eUTRAN10。

进而利用称为S1的接口通过（通常）有线的链路将各个eNB11连接到更高级别或者“核心网络”实体，这些实体包括用于管理系统和向网络中的其它节点（特别是eNB）发送控制信令的服务网关（ServingGateway，S-GW22）和移动性管理实体（MobilityManagementEntity，MME21）。另外，PDN或者分组数据网络网关（PacketDataNetworkGateway，P-GW）单独存在，或者与S-GW22组合，以与包括互联网在内的任何分组数据网络交换数据分组。核心网络20被称为EPC或者演进型分组核心（EvolvedPacketCore）。

通过用户设备（UE）和eNodeB之间的无线电接口Uu，利用由PDCP、RLC、MAC以及PHY协议层组成的用户平面传送用户数据业务。图3示出用于LTE控制平面和用户平面的协议层之间的关系。

“承载”的概念对于在基于3GPP的网络中实现服务质量（quality-of-service，QoS）很重要。一般而言，“承载”可以被认为是定义了容量、时延和比特差错率等使得能够提供给定的服务或控制功能的信息传输路径。可建立各种类型或者级别的承载，使用无线电资源控制或者RRC设立无线电部分。

图7示出针对LTE提出的EPS承载服务架构。图的左侧表示eUTRAN10，EPC20占据图的中部。在右侧，在这样的LTE系统之外，存在互联网24。竖直条表示用户平面中的主实体，从UE12到eNB11，通过S-GW22和P-GW23，终止于连接到P-GW23的对等实体（诸如互联网万维服务器25）。为了在UE12和对等实体25之间提供端到端服务40（如图中上方水平带所示），系统建立所示的“承载”。EPS承载41表示LTE系统内的整个连接；其组成针对特定服务的QoS流。连接在LTE系统之外经由外部承载42继续。

进而，EPS承载41是由UE12与eNB11之间的链路上的无线电承载（radiobearer，RB）51、和eNB11与S-GW22之间的S1承载52组成。在S-GW22和P-GW23之间进一步建立承载（S5/S8承载53）。每一个承载可以被认为是给定协议层中在特定服务或者“会话”（例如语音呼叫或下载）期间，用于分组传输、连接端点的“隧道”。因而，无线电承载51在UE12和eNB11之间传送更高层EPS承载41的分组，并且S1承载52在eNB11和S-GW22之间传送EPS承载41的分组。先前提到的通过RRC的承载控制包括考虑eUTRAN10中的资源情况和已有的在进行中的会话，建立针对特定会话的承载以确保足够的QoS。其还涉及RB的修改和释放。

无线电承载包括通常用于携带用户数据但有时携带信令的数据无线电承载（DataRadioBearer，DRB）以及用于信令的信令数据承载（SignallingDataBearer，SRB）。无线电承载可以是双向的（也就是说，在上行链路UL和下行链路DL两者上定义）或者是单向的（例如，仅下行链路）。

无线电承载通常在系统操作的相对延长的时段（诸如给定UE的语音呼叫的持续时间）上保持定义。因此，其持续系统中的多个操作周期。无线通信系统一般将时间划分为相继的相等长度的周期或者“帧”。在每一个帧内，根据系统配置，上行链路上的传输和下行链路上的传输可以相继发生（TDD）或者同时（FDD）发生。各个帧的长度与作为在系统中传输的一个数据块的持续时间的传输时间间隔（TransmissionTimeInterval,TTI）有关。通常，除了在采用了多个天线的MIMO（Multiple-Input,Multiple-Output,多输入多输出）的情况下，UE一次将发送或接收一个块。

在LTE无线通信系统中，协议层PDCP/RLC/MAC的组合也被称为层2，并且在图5和图6中描绘了针对下行链路和上行链路每一方的架构。

在这些附图中，用于对等通信的服务接入点（ServiceAccessPoint，SAP）在子层之间的接口处用圆圈标记。物理层和MAC子帧之间的SAP提供传输信道。MAC子层和RLC子帧之间的SAP提供逻辑信道。

通过MAC子层进行多个逻辑信道（即，无线电承载（RB））在相同传输信道（即，传输块）上的复用。在上行链路和下行链路两方中，在非MIMO情况下在每个TTI仅生成一个传输块。

图7表示针对PDCP子层的一个可能结构。各RB（即，DRB和SRB，除了SRB0之外）与一个PDCP实体相关联。根据RB特性（即，单向或者双向）和RLC模式，各PDCP实体与一个或者两个（每个方向一个）RLC实体相关联。PDCP实体位于PDCP子层中。

如已经提到的，机器类型通信（MTC）是涉及不必需要人工交互的一个或者更多个实体的一种形式的数据通信。MTC不同于当前通信模型，因为它涉及新的或不同的市场情景。它潜在地涉及非常大量的通信实体（MTC装置），而每一个装置具有很少的业务。MTC装置可能需要同时接入到网络，并且上行业务量可能超过下行业务量，例如，在MTC被需要向监管实体发回报告的情况下。

在图9中示出了具有MTC装置的典型的UMTS网络。多个MTC装置100经由无线电接口MTCu连接到受RNC3控制的节点b1。针对MTC装置100的用户数据经由SGSN4和GGSN5被路由到MTC服务器（未示出）。应该注意节点b1和RNC3还经由Uu接口同时服务于常规MS2。

同样地，在图10中例示的LTE网络中，eNB11为一组MTC装置200服务，该eNB11还与常规UE12保持连接。eNB经由S-GW22接收数据（例如，来自MTC装置的监管方的请求状态报告的请求）和来自MME21的信令。

因而，基于当前的提议，MTCu接口与Uu接口类似，并且移动网络以与对常规用户设备类似方式为MTC装置服务。当大量的MTC装置连接到UMTSRNS或者LTEeNB的相同小区时，尽管很大程度上每一个MTC装置具有很少的业务，但是各装置将具有被配置为支持各个装置的应用的适当无线电承载。

作为示例，我们研究LTE网络中用于MTC装置的承载服务。在类似于之前提到的Uu接口的MTCu接口中，EPS承载被一一映射到数据无线电承载（DRB），DRB被一一映射到专用业务信道（DedicatedTrafficChannel，DTCH）逻辑信道，并且全部逻辑信道被多对一映射到下行或者上行共享传输信道（DownlinkorUplinkSharedTransportChannel，DL-SCH或者UL-SCH）。针对MTC装置的各个应用，将与图7中的无线电承载51相对应地来分配DRB。这涉及针对各个RB的特定量的控制信令，而且可用RB的数量有限。

因此，重要的是如何有效地分配无线电资源，以在使控制信令开销保持最小的同时在同一小区中支持大量的MTC装置。另一个重要方面是如何使大量的机器类型通信对其它用户（非机器）的影响保持最小。

发明内容

本发明涉及如上所述的3GPP机器类型通信服务。

本发明解决了针对在相同小区中大量的具有很少业务的MTC装置的无线电资源分配方法的问题，以使得能够在最小化控制信令开销的同时有效使用用于机器类型通信的无线电接入网络资源。具体地，本发明涉及针对通用移动通信系统（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，UMTS）和UMTS长期演进（LongTermEvolution，LTE）的无线电接入网络增强，以考虑到它们的具体要求而改进对机器类型通信的支持。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于机器类型通信MTC的无线通信方法，其中：

基站定义小区，所述小区用于使用一个或者更多个无线电承载、所述基站与所述小区内的装置的无线通信，所述无线通信是从所述基站经由下行链路的无线通信以及经由上行链路到所述基站的无线通信；以及

多个MTC装置与所述基站无线通信，其中，

所述多个MTC装置在所述下行链路和所述上行链路中至少一方上共享无线电承载，其中：

通过根据预定调度从所述基站依次接收数据在所述下行链路上共享无线电承载；或者

通过根据预定调度向所述基站依次发送数据在所述上行链路上共享无线电承载；以及

所述基站将各MTC装置记录为组的成员并且基于区分所述组中的MTC装置的信息给各MTC装置分配各自的第一时刻。

在上述方法中，在上行链路上的发送优选在一系列的预定时间周期内发生，并且基站给各MTC装置分配在所述预定时间周期内的用于其上行发送的各自的第一时刻。在系统将时间划分为多个相等长度的周期或者帧的情况下，该时刻可以每周期/帧出现，或者每n个帧出现一次，或者可以是临时确定的单个时刻。

换句话说，MTC装置“依次”可以涉及每次一个MTC装置经由共用RB传输其数据。

优选地，基站将各装置记录为组的成员，并且基于组中的MTC装置的标识信息，给各MTC装置分配所述各自的第一时刻。

在任何情况下，优选地，所述MTC装置仅在被所述基站寻呼之后才被允许接入上行链路。

用于接收数据的预定调度可以涉及各MTC装置在根据所述各自的第一时刻得出的各自的第二时刻接收数据。

并且，在以上方法中，所述基站优选地给每一个MTC装置分配索引，在此情况下，根据传输开始时刻加上基于所述索引的偏移量来得出所述各自的第一时刻。可以按照从MTC装置接收到请求的顺序分配这种索引。

所述MTC装置可以共享相同的无线电网络标识符，使得所述多个MTC装置被所述基站作为一个用户设备对待。

另选地，一组MTC装置可以包括（集体地）具有一个以上无线电网络标识符的装置。

所述MTC装置可以共享相同MTC组标识符。这可以给基站（和网络）将它们标识为组以将它们与常规用户设备区分开。

可以根据已经提到的所述（或者各）无线电网络标识符得出MTC组标识符。可以按照标识组标识符和索引的方式来构建无线电网络标识符的字段。

以上标识符可以例如按照下述方式组合：

MTC装置ID=“用户的无线电网络标识符（通常为C-RNTI）”+“MTC装置组标识符”+“MTC装置索引”

相同MTC装置组中的全部MTC装置可以共享相同的“用户的无线电网络标识符”和“MTC装置组标识符”。

在任何情况下，从各MTC装置向所述基站发送的数据可以是以一个或者更多个分组的形式，各分组包括识别所述MTC装置的信息。

基站可以保持所述MTC装置的组配置信息，使得仅所述信息的更新需要在上行链路上向所述基站通知。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于机器类型通信MTC的无线通信系统，所述无线通信系统包括：

基站，所述基站定义小区，所述小区用于使用一个或者更多个无线电承载的与所述小区内的装置的无线通信，所述无线通信是来自所述基站的在下行链路上的无线通信以及在上行链路上到所述基站的无线通信；以及

与所述基站无线通信的多个MTC装置，其中，

所述多个MTC装置被设置为在所述下行链路和所述上行链路中的至少一方上共享无线电承载，其中

所述基站被设置为将各MTC装置记录为组的成员，并且基于区分所述组中的MTC装置的信息给各MTC装置分配所述各自的第一时刻。

根据本发明的第三方面，提供了一种在无线通信系统中使用的基站，所述基站包括：

调度装置，所述调度装置被设置为定义用于与所述基站无线通信的一组MTC装置的预定调度，使得多个MTC装置在下行链路和上行链路中的至少一方上共享相同的无线电承载，其中：

通过根据预定调度从所述基站依次接收数据在所述下行链路上共享相同的无线电承载；或者

通过根据预定调度向所述基站依次发送数据在所述上行链路上共享相同的无线电承载；以及

根据本发明的第四方面，提供了一种被设置为在相继的预定时间周期中与基站无线通信的MTC装置，所述MTC装置包括：

发送装置，所述发送装置被设置为根据从所述基站向包括所述MTC装置的一组MTC装置通知的传输开始时刻和所述MTC装置专用的偏移量确定以下至少一项：

在各个所述预定时间周期中的、根据预定调度在所述下行链路上从所述基站接收数据的时刻；或者

在各个所述预定时间周期中的、根据预定调度在所述上行链路上向所述基站发送数据的时刻。

根据本发明的第五方面，提供了一种软件，当其由无线通信系统中的基站的处理器执行时，进行如以上定义的方法。这种软件可以被存储在计算机可读介质中。

附图说明

仅通过示例方式参照以下附图进行说明，其中：

图1示出UMTS控制平面和用户平面协议架构；

图2示出UMTS网络架构；

图3示出LTE控制平面和用户平面协议架构；

图4示出LTE网络架构；

图5示出LTE系统中用于下行链路（DL）的层2结构；

图6示出LTE系统中用于上行链路（UL）的层2结构；

图7例示了LTE系统中包括无线电承载在内的承载；

图8是PDCP层结构图；

图9示出具有MTC装置的UMTS网络架构；

图10示出具有MTC装置的LTE网络架构；

图11示出MTCu接口上的业务复用和分组识别；以及

图12是实现本发明的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及用于UMTS网络和LTE网络两者中的机器类型通信的无线电承载共享方案。同一小区中的一组MTC装置可共享相同的无线电承载，因为每一个装置具有很少的业务。因为将该组MTC装置作为一个用户设备（UMTS网络中的MS，或者LTE网络中的UE）对待，所以可实现最小控制信令开销。因此，对于在相同小区中被服务的常规用户几乎没有影响。

本发明的实施方式解决的问题包括以下方面：

在MTCu接口上如何识别处于连接到同一小区的组中的MTC装置？

如何向同一小区中的这样的一组MTC装置有效地分配无线电资源？该组MTC装置通常由具有很少业务的大量装置组成。

如何降低同一小区中与这种大量的小会话相关联的信令开销？

提出了一种方法，其中MTC装置仅在被寻呼之后和/或在预设的时间才被允许接入网络。

如所提到的，在同一小区中被服务的一组MTC装置被作为一个用户设备对待。MTC装置ID用于在小区中的MTCu接口上唯一地标识这种MTC装置。在一个实施方式中，组中的全部MTC装置共享相同的无线电网络标识符并且可通过装置索引来区分。在实施方式的变型中，组中的全部MTC装置附加地共享相同的MTC组标识符。在进一步的变型中，具有一个以上的无线电网络标识符的多个装置可以共享相同的MTC组标识符。

例如，如果按照用于构成C-RNTI的字段还用于指示MTC装置组标识符和MTC装置索引的方式使用C-RNTI，则还可以从C-RNTI本身得到MTC装置ID。

基站针对具有类似的QoS需求（QCI参数和层2参数）和相同的MTC服务器的多个装置的小会话，在MTCu接口（MTCuDRB）上分配一个无线电承载。从基站向同一组中的装置发信号通知数据传输调度信息；如果UL信号的时序链接到对应的DL传输间隔，则这可以不通过空中信令来进行。然后装置相应地逐个传输数据分组。在此，“逐个”是指MTC装置而不是指分组。换句话说，每个MTC装置依次在共享RB上传输其数据。每一个装置的数据传输可以包括一个或者更多个分组。

在MTCuDRB内，压缩后的ID被添加到PDCPPDU报头中以标识属于不同MTC装置的分组。仅在MTC组的装置成员改变的情况下，才需要在MTC装置和基站之间沟通信息的更新。

更具体地，假定多个MTC装置附着到小区，换句话说，与小区的基站（LTE中的eNB）通信。基站按照某种方式将该装置的集合识别为“组”。例如，MTC装置可以各具有将自身识别为MTC装置的能力，并且还可以识别为作为组的一部分的装置，并且发信号将这通知给基站。另选地，将装置标识为MTC装置和/或将装置的集合指定为组可以由一些更高级别的实体负责并且被发信号通知给基站。或者基站例如基于一些装置的地理位置和/或附着到小区的时间，自身可以确定附着到它的这些装置是MTC装置并且多个装置将被作为一组对待。

在优选实施方式中，MTC装置在不被寻呼的情况下或者除了在预设的时间之外，不允许接入网络。这允许对于这些MTC装置使用共享标识符，因为MTC不需要通常用于在RACH过程期间向网络标识自己的唯一标识符。

出于寻呼目的，用于在MTCu接口上唯一地标识这样的MTC装置组的标识符（装置ID）可以典型地是C-RNTI（cellRadioNetworkTemporaryIdentifier，小区无线电网络临时标识符，如按照惯例分配给附着到小区的用户设备）。C-RNTI可用于对大量装置集体寻址，因为将定义用于控制随后MTC到网络的传输的一些预定的机制。

然而，基站需要能够寻址或者区分组内的各个装置。因而，除了组中的全部装置共同共享的标识符之外，需要单独的装置ID。

当装置附着到小区时，可由基站（UMTC网络中的RNC或者LTE网络中的eNB）分配这样的MTC装置组中的MTC装置的装置ID。例如，装置ID可以是按照装置加入组的时间顺序分配的数字索引(1,2,3,..)。（即使当一组MTC装置尝试同时附着到小区时，实际上可以针对每一个装置分别进行网络进入过程，使得从基站的角度每一个装置以略微不同的时间加入该组）。

一旦装置组被基站所知（其可以在内部存储器中存储组信息），可以假定基站接收请求以询问装置组。例如，在外部计算机上运行的软件应用可以通过P-GW和S-GW向网络发送这种请求，该请求被路由到基站。这进而可以触发基站寻呼MTC装置组。

然而，大多数MTC装置实际上不需要恰好同时接入网络。例如，旨在触发特定区域中的MTC装置（例如，唤醒MTC装置）的特定位置触发特征可以要求特定区域中的MTC装置醒来并且同时接入网络。在这种情况下，基站向组中的装置发信号通知发送开始时间和各装置的偏移量。该信令可以是给装置组的专用信令，以降低信令开销。装置相应地逐个传输数据分组。因而可避免大量MTC装置同时接入网络导致的无线电网络拥塞。

由于例如一些装置为了省电而关闭或者仅仅移出小区，MTC组的装置成员可能改变。然后，在MTC装置和基站之间仅信息的更新需要通知，因而确保为了在MTCu接口上调度MTC组的装置的数据传输仅需最小开销。

在图11中示出本发明的一个实施方式。属于MTC组200A的MTC装置MD1、MD2、MD3、MD4以及MD5通过无线电接口MTCu连接到eNB11，如已经提到的无线电接口MTCu对应于eNB和UE之间的Uu接口。

如已经提到的，在诸如LTE系统的无线通信系统中，时间被划分为相继的相等的时间段或者时间周期，用于在上行链路和下行链路上传输数据。这些时间段经常被称为“帧”，每一个帧具有分别用于下行链路和上行链路的至少一个“子帧”。因而，来自MTC装置的数据传输的调度涉及在各个装置可以发送其数据的上行子帧内定义时间间隔（或者时隙）。作为示例，假设TDD系统，下行子帧的一部分被来自基站的信令所占据，以调度在下一个上行子帧期间用户的上行数据传输。

为了从多个装置传送数据分组，eNB11按照以下来调度初始数据传输：

假定针对MTC组A的数据传输开始于t₀

针对装置MD1的传输时刻t₁=t₀+Offset_MD1；

针对装置MD2的传输时刻t₂=t₀+Offset_MD2；

针对装置MD3的传输时刻t₃=t₀+Offset_MD3；

针对装置MD4的传输时刻t₄=t₀+Offset_MD4；

针对装置MD5的传输时刻t₅=t₀+Offset_MD5；

还可以使用针对MTC组分组的传输调度的其它机制。例如，不同于基于装置索引的偏移量，可以使用诸如绝对时间（例如，hh:mm:ss）或者位置这样的属性来将一装置与其它装置区分开，并且允许分配各自的时刻。

调度信息可以被明确地（例如，如t₁、t₂等，相对于帧开始的实际时间）或者暗含地（例如，如Offset_MD1等，或者仅仅向每一个MTC装置通知其索引）发送到MTC装置。在后一情况下，每一个MTC装置可能需要确定（通过计算或者使用查找表）其可用的实际传输时隙。一旦调度就绪，如果需要（例如，如果存在比在单个帧中可传输的数据更多的数据，或者如果存在从多个装置继续进行报告的需要），则可以针对后续的帧继续进行调度。另选地，可以是仅仅一次的调度，或者可以是每n帧重复一次直至进一步的通知为止的调度。

上述过程涉及从MTC装置到eNB11在上行链路UL上传输的数据。然而，相同原理还可应用于下行链路DL，以减少另外所需的无线电承载的数量。这还允许MTC装置在不需要活动的下行时隙期间断电。

因而，在eNB11中，利用共享RB发送对装置MD4的响应。该共享RB还可包含针对此小区中的其它MTC装置的信息。在上行链路上也使用共享RB将极大地减少向MTC装置发送数据的量。

在此方案中，使用时刻的偏移量来标识针对MTC装置的UL发送，并且这自动定义了在共享RB中eNB对装置的响应在时间中的位置的映射。这避免了需要用于在给MTC装置的传输中标识DL数据的位置的附加DL控制信令。在共享RB中UL传输的时刻和DL数据的位置之间的关系可以在标准中先验地预定义，或者在针对共享RB的建立过程中通过RRC信令预定义。

在图12的流程图中示出了用于针对相同MTC组中的MTC装置在MTCu接口上的该无线电承载共享方案的处理，如下：

S10.属于MTC组的MTC装置附着到基站。

S20.基站（UMTS网络中的RNC或者LTE网络中的eNB），可以使用专用控制层信令，分配MTC装置ID以在小区中的MTCu接口上唯一地标识这种MTC装置。

在一个可能标识符方案中，该ID是以下的组合：1）用户的无线电网络标识符；2）MTC装置组标识符；以及3）在这种MTC装置组中的装置索引。组中的全部MTC装置可以共享相同无线电网络标识符和MTC组标识符，并且可通过组中的装置索引来区分。这具有的优点在于，不需要增加已有的无线电网络标识符空间。

然而，如以前提到的，具有不同的无线电网络标识符的装置也可以形成组。

在另一个可能标识符方案中，如已经提到的，如果按照用于构成C-RNTI的字段还用于指示MTC装置组标识符和MTC装置索引的方式使用C-RNTI，则还可以从C-RNTI本身得出MTC装置ID。

S30.基站向组中的装置发信号通知传输开始时间和各装置的偏移量。

S40.当组请求中的MTC装置被网络（在大多数情况下同时）寻呼时，基站向MTC组标识符发送寻呼信号。MTC装置针对它们向基站的传输使用预定义的调度。

S50.装置相应地逐个和/或用不同的预定义的无线电资源分配传输数据分组，并且可以通过组中的装置索引来区分。

在MTC组的装置成员改变的情况下，在MTC装置和基站之间仅需要通知组成员信息的更新，因而确保为了在MTCu接口上调度MTC组的装置的数据传输仅仅需最小开销。

同样地，在下行链路上，利用共享RB进行对MTC装置的传输，其中来自MTC装置的请求/数据的初始传输在时间中的位置定义了在共享RB中从eNB向装置传输的数据在时间中的位置。

作为总结，本发明提出了用于机器类型通信的标识共享方案，特别是用于同一小区中的具有小业务量的一组MTC装置。在此方案中，在同一小区中被服务的一组MTC装置被作为一个用户设备（更准确地，UMTS网络中的MS或LTE网络中的UE）对待。使用MTC装置ID来在小区中的MTCu接口上唯一地标识这样的MTC装置。组中的全部MTC装置共享相同无线电网络标识符和MTC组标识符，并且可通过组中的装置索引来区分。

当组中的MTC装置请求接入网络时（在大多数情况下同时），基站针对具有类似的QoS需要（QCI参数和层2参数）和相同的MTC服务器的装置的小会话，在MTCu接口上分配一个无线电承载。从基站向同一组中的装置发信号通知传输开始时间和各装置的偏移量。然后，装置相应地依次传输数据分组。在MTCuDRB内，ID被添加到PDCPPDU报头中以标识属于不同MTC装置的分组。因而可避免由大量的MTC装置同时接入网络导致的无线电网络拥塞。同样地利用共享RB可以进行对MTC装置的DL传输，其中来自MTC装置的请求的初始传输在时间中的位置定义了在共享RB中从eNB向装置传输的数据在时间中的位置。

此外，在MTC组的装置成员改变的情况下，在MTC装置和基站之间仅需要通知信息的更新，因而确保为了在MTCu接口上调度MTC组的装置的数据传输仅需要最小开销。

在本发明的范围内可以进行各种修改。

在以上描述中，引用了基站针对整组的MTC装置分配一个RB。然而，根据组的大小和应用，所涉及的数据的量（尤其在上行链路上）可以超过一个RB的容量。在以上实施方式的变型中，基站检测到需要传输的数据过量（与基站已知的预配置的限制相比）并且如果必要，则给组分配第二个（或者第三个等）RB。这可能导致在上行链路和下行链路上定义不同数量的RB。然而，与各MTC装置被分配自己的RB的情况相比，结果仍然极大地减少了信令量。

在以上描述中，陈述了MTC装置在预定时刻逐个地发送（或者接收）数据。这可以是指各装置被给予一个机会以在各帧中进行发送（或者接收）。另选地，同一装置可以在同一帧内被分配两个（或更多个）不同的时刻。例如（尤其是如果组中的装置数量少），各MTC装置的依次传输机会可以重复直至可用时隙的总数为止。另一方面，有可能一个帧不足以对大组中的每个装置给予一个传输机会，在此情况下给各个成员的时刻分配将扩展到一个以上的帧。

虽然调度向MTC装置的下行传输使来自MTC装置的请求的初始传输在时间中的位置定义了在共享RB中从eNB向该装置传输的数据在时间中的位置，这是特别有效和方便的，但是这不是必要的，因此不需要按此方式将DL和UL关联。

以上描述已经使用LTE作为示例，对于这种系统的基站采用术语eNB。在无线通信系统中各种形式的基站型装置（例如，LTE中的家庭eNodeB（HomeeNodeB））以及中继站都是可以的，并且术语“基站”旨在覆盖全部这些可能性。

工业实用性

采用本发明的无线电承载共享方案使得能够有效使用用于机器类型通信（MTC）的无线电接入网络资源。

基于该调度方案，在MTCu接口上，当MTC装置需要同时接入网络时，MTC装置相应地逐个传输数据分组。因而可避免大量MTC装置同时接入网络导致的无线电网络拥塞。

在MTC组的装置成员改变的情况下，在MTC装置和基站之间仅仅需要通知信息的更新，而不是全部组成员的细节。这确保了为了在MTCu接口上调度MTC组的装置的数据传输仅需要最小开销。

可从上行接入时刻得出下行数据发送时刻，因而避免了对不必要的下行控制信令的需要。

另一个重要的优点在于，该调度方案将由于大量机器类型通信导致的对无线电接入网络性能的影响最小化。

Claims

1.一种用于机器类型通信MTC的无线通信方法，其中：

基站定义小区，所述小区用于使用一个或者更多个无线电承载的所述基站与所述小区内的装置的无线通信，所述无线通信是从所述基站经由下行链路的无线通信以及经由上行链路到所述基站的无线通信；以及

多个MTC装置与所述基站无线通信，其中，

所述基站将各MTC装置记录为组的成员并且基于区分所述组中的MTC装置的信息给各MTC装置分配各自的第一时刻，所述信息包括所述MTC装置的所述地理位置和/或所述MTC装置附接到由所述基站提供的小区的时间；

并且其中，所述组中的所述MTC装置共享相同的无线电网络标识符，使得所述MTC装置的所述组被所述基站作为一个用户设备对待。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述上行链路上的发送在预定时间周期内发生，并且所述基站给各MTC装置分配在所述预定时间周期内的各自的第一时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MTC装置仅仅被允许在被所述基站寻呼之后接入所述上行链路。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，用于接收数据的所述预定调度涉及各MTC装置在根据所述各自的第一时刻得出的各自的第二时刻接收数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组的所述MTC装置共享相同MTC组标识符。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述组的所述MTC装置的所述无线电网络标识符得出MTC组标识符。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，从各MTC装置向所述基站发送的数据是一个或者更多个分组的形式，各分组包括识别所述MTC装置的信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基站保持所述MTC装置的组配置信息，使得仅所述信息的更新需要在上行链路上向所述基站通知。

9.一种用于机器类型通信MTC的无线通信系统，所述无线通信系统包括：

基站，所述基站定义小区，所述小区用于使用一个或者更多个无线电承载的与所述小区内的装置的无线通信，所述无线通信是在下行链路上来自所述基站的无线通信以及在上行链路上到所述基站的无线通信；以及

与所述基站无线通信的多个MTC装置，其中，

所述多个MTC装置被设置为在所述下行链路和所述上行链路中的至少一方上共享相同的无线电承载，其中

通过根据预定调度向所述基站依次发送数据在所述上行链路上共享相同的无线电承载；

所述基站被设置为将各MTC装置记录为组的成员，并且被设置为基于区分所述组中的MTC装置的信息给各MTC装置分配各自的第一时刻，所述信息包括所述MTC装置的所述地理位置和/或所述MTC装置附接到由所述基站提供的小区的时间；并且

所述组中的所述MTC装置共享相同的无线电网络标识符，并且所述基站被进一步设置成将所述MTC装置的所述组作为一个用户设备对待。

10.一种在无线通信系统中使用的基站，所述基站包括：

11.一种被设置为在相继的预定时间周期中与基站无线通信的MTC装置，所述MTC装置包括：

在各个所述预定时间周期中的、根据预定调度在所述上行链路上向所述基站发送数据的时刻，使用所述MTC装置的所述地理位置和/或所述MTC装置附接到由所述基站提供的小区的时间确定的所述偏移量；

并且其中，所述MTC装置是MTC装置的组的成员并且共享与所述组中的其它MTC装置相同的无线电网络标识符，使得MTC装置的所述组被所述基站作为一个用户设备对待。