CN103238370A - 通信系统和通信设备 - Google Patents

Abstract

提供一种通信系统和通信设备。通信系统包括基站、通信设备和网关设备，该网关设备包括：通过第一通信方法与基站进行通信的第一通信单元；通过第二通信方法与通信设备进行通信的第二通信单元；ID信息保持单元，该ID信息保持单元保持通信设备的第一通信方法中的第一ID信息与第二通信方法中的第二ID信息之间的对应关系；以及类型信息保持单元，该类型信息保持单元与通信设备共享示出通信设备的特性的类型信息。通过使用通信设备的第一ID信息，第一通信单元执行通信设备的根据类型信息与基站的通信。

Description

通信系统和通信设备

技术领域

本发明涉及通信系统和通信设备。

背景技术

当前，4G无线通信系统的标准正在3GPP（第三代合作伙伴计划）中进行着。根据4G，最大通信速度的改进和在蜂窝边缘的质量改进可以通过使用诸如中继和载波聚合的技术来实现。另外，通过引入除了诸如HeNodeB（家用eNodeB、毫微微蜂窝基站、用于移动电话的小基站）和RHH（远程无线电头）的eNodeB（微蜂窝基站）以外的基站来讨论覆盖区的改进。执行中继的中继设备（中继节点）在例如下面的专利文献中进行描述。

另一方面，在3GPP中，关于MTC（机器类型通信）的讨论也在进行着。MTC一般与M2M（机器到机器）是同义词，并且其意思是不由人直接使用的机器之间的通信。MTC主要在服务器与不由人直接使用的MTC终端之间执行。

作为在医疗系统中的MTC应用，例如，可以考虑这样的情况，其中，MTC终端收集人的心电图信息，并在某一触发条件被满足时，通过使用上行链路将该心电图信息发送到服务器。作为另一个MTC应用，还可以考虑这样的情况，其中，使自动售货机充当MTC终端，并且服务器使自动售货机在控制下以定期的间隔（例如，30天）报告销售情况。

作为例子，这样的MTC终端通常具有下列特征，但是每个MTC终端不必具有全部的下列特征，并且每个MTC终端所具有的特征取决于应用。

几乎不移动（低移动性）

小容量数据传输（在线小数据传输）

极其低的功率消耗（超低的功率消耗）

通过对MTC分组来处理（基于MTC特征进行分组）

引文列表

专利文献

专利文献1：JP2007-60212A

发明内容

技术问题

但是，期望MTC终端的数量很大，并且有效地管理这些MTC终端是重要的。此外，可以考虑这样的情况，其中，MTC终端具有与4G不兼容的通信接口。

鉴于上述问题提出了本发明，并且本发明的目的在于提供新型的和改进的通信系统和通信设备，该通信系统和通信设备能够将诸如MTC终端的通信设备连接到由基站提供的网络。

解决问题的方案

根据本公开的实施例，提供一种通信系统，该通信系统包括基站、通信设备和网关设备，该网关设备包括：以第一通信方法与基站进行通信的第一通信单元；以第二通信方法与通信设备进行通信的第二通信单元；识别信息保持单元，该识别信息保持单元保持通信设备的第一通信方法中的第一识别信息与第二通信方法中的第二识别信息之间的对应关系；以及类型信息保持单元，该类型信息保持单元与通信设备共享示出通信设备的特性的类型信息。通过使用通信设备的第一识别信息，第一通信单元执行通信设备的根据类型信息与基站的通信。

第二通信单元可以通过使用通信设备的第二识别信息来与通信设备进行通信。

第二通信单元可以将特性信息发送到通信设备，并从通信设备接收基于该特性信息而改变的通信设备的类型信息。第一通信单元可以将由第二通信单元接收到的类型信息发送到基站。类型信息保持单元可以保持由第二通信单元接收到的类型信息。

网关设备还可以包括特性信息选择单元，该特性信息选择单元基于从通信设备接收到的且在被改变之前的类型信息来选择特性信息。

特性信息可以示出向通信设备推荐的特性。

网关设备还可以包括间歇性接收管理单元，该间歇性接收管理单元保持用于间歇性地接收来自基站的对通信设备的寻呼的接收周期，并使第二通信单元将与该接收周期具有偏移的接收周期通知通信设备。

当第一通信单元从基站接收到以通信设备为目的地地址的数据时，第二通信单元可以将该数据发送到通信设备。如果以通信设备为目的地地址的数据被成功地接收，那么，在检查通信设备是否成功地接收到该数据之前，第一通信单元可以向基站发送接收确认信号。

网关设备可以与多个通信设备进行通信。网关设备还可以包括调整单元，该调整单元调整第一通信单元针对多个通信设备中的每一个执行间歇性接收的每个接收周期。调整单元可以以除了一个接收周期以外的接收周期是所述一个接收周期的整数倍的方式调整每个接收周期。

网关设备可以与多个通信设备进行通信。第一通信单元可以针对处于激活状态中的通信设备以短接收周期或长接收周期间歇性地接收，并且针对处于休眠状态中的通信设备以休眠接收周期间歇性地接收。长接收周期和休眠接收周期可以被设置为短接收周期的整数倍，并且每个接收周期都以其相位是一致的方式来设置。

第一通信单元可以通过对基站执行随机访问过程来获取定时提前值，并使用公共定时提前值用于与多个通信设备进行通信。

第一通信单元可以将多个通信设备中的每一个的第一识别信息的获取请求发送到基站，以从基站获取多个通信设备中的每一个的第一识别信息。

第一通信方法可以是移动通信方法，第二通信方法可以是无线LAN通信方法。

通信设备可以在网关设备中被实现。并且，第一通信方法可以是移动通信方法，第二通信方法可以是使用网关设备中的专用接口的通信方法。

根据本公开的实施例，提供一种以第二通信方法与网关设备进行通信的通信设备，该网关设备以第一通信方法与基站进行通信，以第二通信方法与通信设备进行通信，保持通信设备的第一通信方法中的第一识别信息与第二通信方法中的第二识别信息之间的对应关系，并且，共享示出通信设备的特性的类型信息。

本发明的有益效果

根据本发明，如上所述，诸如MTC终端的通信设备可以被连接到由基站提供的网络。

附图说明

图1是示出无线通信系统的配置例的解释图。

图2是示出MTC网关的第一实现形式的解释图。

图3是示出MTC网关的第二实现形式的解释图。

图4是示出MTC网关的第三实现形式的解释图。

图5是示出MTC网关的第四实现形式的解释图。

图6是示出用于类型设置的序列的解释图。

图7是示出竞争型随机访问过程（contentionn type randomaccess）的序列图。

图8是示出根据本发明第一实施例的MTC终端和MTC网关的配置的解释图。

图9是示出针对每个MTC终端的随机访问过程的序列图。

图10是示出关于MTC终端的通信的解释图。

图11是示出DRX周期的传送序列的解释图。

图12是示出由MTC网关和MTC终端进行的间歇性接收的解释图。

图13是示出根据本发明第二实施例的MTC终端和MTC网关的配置的解释图。

图14是示出根据第二实施例的MTC终端和MTC网关的操作的序列图。

图15是示出根据本发明第三实施例的MTC终端和MTC网关的配置的解释图。

图16是示出每个DRX周期的关系的解释图。

图17是示出根据第三实施例的MTC终端和MTC网关的操作的序列图。

图18是示出根据第四实施例的基站的配置的功能块图。

图19是示出每个DRX周期的关系的解释图。

图20是示出根据第四实施例的操作的序列图。

图21是示出根据第五实施例的操作的序列图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。请注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的元件用相同的附图标记表示，并且省略重复的解释。

在本说明和附图中，具有基本上相同的功能配置的多个结构元件可以通过在相同的附图标记的末尾附接不同的字母来加以区分。例如，在必要的时候，具有基本上相同的功能配置的多个结构元件如MTC终端20A、20B和20C一样被区分。但是，如果不需要区分具有基本上相同的功能配置的多个元件，那么将只附接相同的附图标记。例如，如果不需要特别地区分MTC终端20A、20B、20C，那么这些终端可以被简单地称为MTC终端20。

将按照下面示出的项目的顺序来描述“具体实施方式”：

1.无线通信系统的概要

1-1.无线通信系统的配置

1-2.MTC网关的实现形式

1-3.MTC网关的研究

1-4.UE和MTC终端的类型

1-5.寻呼

1-6.随机访问

2.每个实施例的描述

2-1.第一实施例

2-2.第二实施例

2-3.第三实施例

2-4.第四实施例

2-5.第五实施例

3.总结

<1.无线通信系统的概要>

当前，4G无线通信系统的标准正在3GPP中进行着。作为例子，本发明的实施例可以被应用于4G的无线通信系统，因此，首先提供4G的无线通信系统的概要。

[1-1.无线通信系统的配置]

图1是示出无线通信系统1的配置例的解释图。如图1所示，无线通信系统1包括：操作者域10、MTC终端20、MTC网关30和MTC服务器40。

操作者域10包括：设置和释放用于数据通信的会话并控制切换的MME（移动性管理实体）、路由并传送用户数据的S-GW（服务网关）、以及类似于eNodeB、中继节点和作为用于家庭的小基站的家用eNodeB的基站。

MTC服务器40是管理每个MTC终端20并且控制每个MTC终端20以例如收集信息的节点。图1示出这样的例子，其中，MTC服务器40被布置在操作者域10的外部，但是MTC服务器40也可以布置在操作者域10的内部。例如，MTC服务器40根据由MTC用户42发出的指令进行操作。

MTC终端20是在3GPP中讨论的作为不由人直接使用的机器之间的通信被定制给MTC的无线终端。MTC终端20根据操作者域10和应用执行通信。MTC终端20还经由操作者域10与MTC服务器40执行双向通信。

作为在医疗系统中的MTC应用，例如，可以考虑这样的情况，其中，MTC终端20收集人的心电图信息，并在某一触发条件被满足时，通过使用上行链路将该心电图信息发送到服务器。作为另一个MTC应用，还可以考虑这样的情况，其中，使自动售货机充当MTC终端20，并且MTC服务器40使自动售货机在控制下以定期的间隔（例如，30天）报告销售情况。

作为例子，上述的MTC终端20通常具有下列特征，但是每个MTC终端20不必具有全部的下列特征，并且每个MTC终端20所具有的特征取决于应用。

几乎不移动（低移动性）

小容量数据传输（在线小数据传输）

极其低的功率消耗（超低的功率消耗）

通过对MTC分组来处理（基于MTC特征进行分组）

顺便提一下，MTC终端20是用户终端（UE：用户设备）的例子，并且，本发明的实施例也可以应用于诸如移动电话和PC（个人计算机）的非MTC终端。

如图1所示，一个或多个MTC终端20从属于MTC网关30，通过代表从属的MTC终端20，MTC网关30被连接到包括基站的操作者域10。MTC网关30被认为是在以下背景被介绍的：

(1)期望MTC终端20的数量很大，因此，通过基站的管理由多个MTC终端20来简化，这些MTC终端20由MTC网关30绑定并由MTC网关30处理。

(2)可以考虑这样的一种情况，其中，MTC终端20的功能在任意一个设备中实现。

(3)可以考虑这样的一种情况，其中，MTC终端20具有与4G不兼容的通信接口，诸如由IEEE802.11定义的无线LAN和Zigbee。

[1-2.MTC网关的实现形式]

上述MTC网关30可以以与基站20和MTC终端20有关的各种形式来实现。下面将参考图2到图5描述MTC网关30的某些实现形式的例子。

图2是示出MTC网关30的第一实现形式的解释图。在第一实现形式中，MTC网关30通过LTE-A蜂窝连接到基站12，并且通过诸如Zigbee和无线LAN的非蜂窝连接到MTC终端20。

图3是示出MTC网关30的第二实现形式的解释图。在第二实现形式中，MTC网关30通过LTE-A蜂窝连接到基站12，并且也是通过LTE-A蜂窝连接到MTC终端20。

图4是示出MTC网关30的第三实现形式的解释图。在第三实现形式中，MTC终端20的功能在MTC网关30中实现，因此，MTC网关30通过LTE-A蜂窝连接到基站12，并且通过MTC网关30中的专用接口连接到MTC终端20。

图5是示出MTC网关30的第四实现形式的解释图。在第四实现形式中，尽管MTC网关30的实体不存在，但是这些MTC终端20协同操作，并且MTC网关30的功能通过例如代表其它MTC终端20的MTC终端20之一来虚拟地实现。

[1-3.MTC网关的研究]

下面将研究上述MTC网关30怎样被基站12和MTC终端20识别的情况。

（从基站12观看的MTC网关30）

情况1

通过使从属的MTC终端20完全由MTC网关30来代表，MTC网关30被基站12识别为一个UE，并且从属于MTC网关30的MTC终端20的存在不能由基站12来识别。在这种情况中，基站12只需要与MTC网关30进行通信，因此，通过减少信号发送可以降低C平面的负荷。但是，当具有不同的类型的多个MTC终端20实际上属于MTC网关30时，很难将MTC网关30表示为单个类型。稍后将在“1-4.UE和MTC终端的类型”中描述类型。

情况2

MTC网关30实际上存在并执行通信，但是MTC网关30在逻辑上是透明的，并且从基站12来看，似乎仅有MTC终端20存在。在这种情况中，基站12可以直接处理每个MTC终端20的类型以及属性，但是信号发送并不减少。

情况3

MTC网关30可以透明地中继基站12与MTC终端20之间的通信，并且，通过表示MTC终端20而被执行的一部分设置或通信，MTC网关30和MTC终端20二者由基站12来识别。在这种情况中，MTC网关30通过表示MTC终端20来执行一部分设置等，由此，可以降低信号发送负荷。

情况4

MTC网关30的实体不存在，并且基站12直接与每个MTC终端20进行通信，MTC终端20协作操作，并且MTC网关30由基站12识别为好像由于代表其它MTC终端20的MTC终端20之一而逻辑上存在。

在情况2和情况3中的MTC网关30与当前正在讨论的4G的中继节点具有某些相似性，但是在由eNodeB或UE（包括MTC终端20）识别的方式上不同。更具体地说，该中继节点由eNodeB识别为中继节点，并由UE识别为eNodeB，但是，如上所述，MTC网关30由基站12识别为MTC终端20，并且，如将在稍后描述的，由MTC终端20识别为诸如Zigbee或无线LAN的基站。但是，中继节点应当存在的方式当前仍然在讨论中，并且根据本实施例的MTC网关30可以被定义为中继节点的类型。

（从MTC终端20观看的MTC网关30）

情况A

MTC网关30与MTC终端20通过无线LAN等进行连接，并且MTC网关30由MTC终端20识别为无线LAN的接入点等。在这种情况中，即使MTC终端20是非蜂窝系统，MTC终端20也可以被容纳在4G通信系统中，但是每个MTC终端20难以如4G所要求的那样操作。

情况B

MTC终端20的功能在MTC网关30中实现，并且MTC终端20和MTC网关30通过专用接口进行连接。在这种情况中，不需要单独地准备多个MTC终端20，并且，例如，可以考虑这样的情况，其中，MTC终端20的功能在诸如移动电话的一个设备中实现。

情况C

MTC网关30的实体不存在，并且基站12直接与每个MTC终端20进行通信，MTC终端20协作操作，并且MTC网关30由基站12识别为好像由于代表其它MTC终端20的MTC终端20之一而逻辑上存在。这种情况具有不需要MTC网关30的优点，但是，MTC终端20怎样协作是要讨论的要点。

情况D

MTC网关30以符合4G电路的形式连接到MTC终端20。

（每种情况的组合）

与情况1到4相同的由基站12识别MTC网关30的情况，以及与情况A到D相同的由MTC终端20识别MTC网关30的情况已经被描述。作为MTC网关30的实现形式的例子，情况1到4与情况A到C的组合在下面示出。

[表1]

这里的描述关注于与上述情况（v）或（vi）相对应的形式中的MTC网关30，也就是说，从基站12观看的MTC网关30对应于情况3，并且从MTC终端20观看的MTC网关30对应于情况A或情况B。

[1-4.UE和MTC终端的类型]

下面描述的本发明的每一个实施例都包括与类型有关的实施例、与寻呼有关的实施例、以及与随机访问有关的实施例。因此，在开始描述每个实施例之前，将描述类型、寻呼和随机访问。

在LTE中，UE的类型被分成类型1到类型5。这些类型根据UE的性能（capability）被分类。

[表2]

	类型1	类型2	类型3	类型4	类型5
						下行链路峰值速率	10Mbps	50Mbps	100Mbps	150Mbps	300Mbps
上行链路峰值速率	5Mbps	25Mbps	50Mbps	50Mbps	75Mbps
						MIMO下行链路	可任选的	2×2	2×2	2×2	4×4

图6是示出用于类型设置的序列的解释图。如图6所示，UE22向基站12申请其类型（S62），并且，基站12向UE22返回确认信号（S64）。顺便提一下，在拆开和重新附接后，UE22可以通过再次申请类型来改变类型。

已经描述了UE的类型，并且还可以考虑将MTC终端20分成多个类型。因此，在下面示出由本发明人讨论的MTC终端20的类型的例子。

[表3]

	类型1	类型2	类型3	类型4	类型5
						移动性	不移动	低移动性	低移动性	高移动性	高移动性
功率消耗	高	低	极低	低	极低
						小数据传输	大	小	小	小	小
时间容忍度	长	长	长	短	长

如上所述，可以根据诸如MTC终端20的低移动性和功率消耗的每个特征的性能（特性）来决定类型。上述类型分类仅仅是一个例子，MTC终端20的特征范围很宽，因此可以提供更多的类型。

基站12被认为根据每个MTC终端20的类型来控制与每个MTC终端20的通信。例如，基站12可以对移动性是“高移动性”的MTC终端20作出比移动性是“低移动性”的MTC终端20更频繁的调整请求。

[1-5.寻呼]

UE可以转换到休眠模式以节省能量消耗。在休眠模式中操作的UE在DRX（中断接收）周期中观测从基站12发送的寻呼信道，并且，如果没有以UE为目的地地址的消息，那么UE返回到较低功率消耗状态，并且，如果有以UE为目的地地址的消息，那么UE根据该消息进行操作。寻呼信道包含通知以UE为目的地地址的数据存在于基站12中的来电呼叫以及告知基站12的系统信息（例如，使用的频率）已经被更新的消息。这样的休眠模式功能也期望在MTC终端20中被实现。

[1-6.随机访问]

通过与基站12执行被称为随机访问的过程，UE建立与基站12的连接。在随机访问过程中，获得通过UE来调整上行链路的发送定时的定时提前值。尽管每个UE与基站12之间的距离不同，但是多个UE可以通过使用定时提前值进行调整来复用上行链路中的资源块，从而使得从每个UE发送的数据都同时到达基站12。

随机访问过程被大致地分成竞争型和无竞争型的两种类型。基本上使用竞争型，但是，无竞争型也可以被用于更可靠的随机访问。例如，无竞争型被用于在切换后连接到新的基站12。但是，提供的64个序列中的某些序列被用于无竞争型，因此，无竞争型并不会总是可用的。

图7是示出上述竞争型随机访问过程的序列图。如图7所示，首先，UE22向基站12发送随机访问前同步码（preamble）（步骤1）。作为随机访问前同步码提供的64个序列中的每一个都是正交的，因此，即使不同的序列作为随机访问前同步码（同时，以相同的频率）被发送到相同的资源，基站12也可以分开每个随机访问前同步码。但是，如果相同序列的随机访问前同步码使用相同的资源发送，那么基站12由于冲突很难检测到每个随机访问前同步码。

如果成功地从UE22接收到随机访问前同步码，那么基站12基于随机访问前同步码的接收定时来判断到UE22的距离，以计算UE22的定时提前值，从而调整发送定时。

然后，基站12将随机访问响应发送到UE22（步骤2）。随机访问响应包含上述的定时提前值，还包含用于上行链路的调度信息。但是，如果没有用于调度上行链路的可用资源，那么不执行该步骤。

然后，通过使用由在步骤2作为连接请求接收到的调度信息所指示的资源，UE22发送L2/L3消息（步骤3）。顺便提一下，可以考虑在步骤1中由多个UE22发送相同的随机访问前同步码并且基站12成功地接收到这些随机访问前同步码中的一个的情况。在这种情况中，多个UE22识别出在步骤2中从基站12发送的随机访问响应以各个UE22为目的地地址，并且多个UE22使用相同的资源来发送L2/L3消息。因此，基站12可以不接收从多个UE22发送的L2/L3消息或者接收这些L2/L3消息的其中之一。

如果从UE22发送的L2/L3消息在步骤3中被成功地接收，那么基站12将ACK返回到UE22（步骤4）。如果对于ACK发送没有可用资源，那么基站12不返回ACK。因此，在步骤4中，通过接收到ACK，UE22识别出随机访问成功。

<2.每个实施例的描述>

如在“2-1.第一实施例”到“2-5.第五实施例”中作为例子所详细描述的，本发明以各种形式来实现。将在下面连续地描述每一个实施例。

<2-1.第一实施例>

（关注点）

由于当从基站12观看时MTC网关是透明的，因此，如果MTC网关简单地将来自基站的信息中继到MTC终端，那么可能不满足延迟要求。例如，当使用混合ARQ（自动重新发送请求）时，8ms被定义为往返时间（round trip time）。但是，如果MTC网关简单地将来自基站的信息中继到MTC终端，那么可能会出现当不能满足往返时间时的情况。混合ARQ是停止和等待型方法，通过该方法，发送器等待发送下一个数据，直到接收到针对发送数据的ACK或NACK。

此外，在随机访问过程中，如果在接收到如图7所示的随机访问响应后，MTC终端经由MTC网关发送L2/L3，那么与上面的情况相同，出现延迟的问题。

因此，通过从延迟或响应的角度来说将关于4G的所有信息安装在MTC终端中来使MTC网关简单地进行中继操作不是优选的。换句话说，将关于4G的所有信息安装在MTC网关中是不现实的。

本发明的第一实施例是以上述情形作为关注点做出的，并且，根据本发明的第一实施例，可以为MTC网关提供透明的方面或表示MTC终端的方面。下面将参考图8到图12详细描述本发明的第一实施例。

（第一实施例的配置）

图8是示出根据本发明第一实施例的MTC终端20-1和MTC网关30-1的配置的解释图。

如图8所示，MTC终端20-1包括：无线LAN通信单元210、类型信息保持单元220、DRX管理单元230、MAC_ID保持单元240和应用250。MTC网关30-1包括：无线LAN通信单元310、类型信息保持单元320、DRX管理单元330、C-RNTI保持单元340和数据缓冲器350。

根据诸如IEEE802.11a、b、n或ac的无线通信，MTC终端20-1的无线LAN通信单元210执行与MTC网关30-1的无线LAN通信单元310（第二通信单元）的无线通信。图8示出这样的例子，其中，作为非蜂窝系统（移动通信方法，第二通信方法）的例子，MTC终端20-1和MTC网关30-1由无线LAN连接，但是MTC终端20-1和MTC网关30-1还可以通过另一种非蜂窝系统（例如，Zigbee）连接。

此外，如图4所示，MTC终端20-1的功能可以作为软件在MTC网关30-1中实现，并且，在这种情况中，MTC终端20-1可以经由专用接口连接到MTC网关30-1。

MTC网关30-1的类型信息保持单元320保持MTC终端20-1的类型信息。类型信息被认为由于MTC终端20-1中的应用250而改变，因此也由MTC终端20-1的类型信息保持单元220保持。这样，通过由MTC终端20-1和MTC网关30-1共享的类型信息来实现透明。

MTC网关30-1的DRX管理单元330（间歇性接收管理单元）保持并管理针对MTC网关30-1的蜂窝通信单元360的DRX周期（间歇性接收周期），以接收针对MTC终端20-1的寻呼信息。类似地，MTC终端20-1的DRX管理单元230保持针对无线LAN通信单元210的DRX周期，以接收从MTC网关30-1发送的寻呼信息。虽然其细节将参考图12进行描述，但是MTC终端20-1的DRX周期相对于与MTC网关30-1的DRX周期具有偏移。

MTC网关30-1的C-RNTI保持单元340（识别信息保持单元）将作为4G中的MTC终端20-1的识别信息的C-RNTI以及作为无线LAN中的MTC终端20-1的识别信息的MAC_ID相关联并保持。另一方面，MTC终端20-1的MAC_ID保持单元240保持MTC终端20-1的MAC_ID。顺便提一下，除了MAC_ID以外，MTC终端20-1还可以保持C-RNTI。

MTC网关30-1的数据缓冲器350是临时地保持要在基站12与MTC终端20-1之间中继的数据的缓冲器。例如，要从基站12向MTC终端20-1发送的数据和要从MTC终端20-1向基站12发送的数据被临时地保持在数据缓冲器350中。

MTC网关30-1的蜂窝通信单元360（第一通信单元）根据4G执行与基站12的通信（第一通信方法）。

在本实施例中，如上所述，使得MTC终端20-1保持类型信息、对应于C-RNTI的MAC_ID、以及DRX周期，并且其他4G处理由作为代理的MTC网关30-1执行。将在下面具体地描述根据本实施例的随机访问、数据通信和DRX操作。

（根据第一实施例的操作）

随机访问

图9是示出针对每个MTC终端20-1的随机访问过程的序列图。如图9所示，当从MTC终端20-1接收到C-RNTI的获取请求时（S404），MTC网关30-1执行对基站12的随机访问（S408）。

MTC终端20-1的定时提前值和C-RNTI通过在S408中的随机访问来获取，因此，MTC网关30-1在C-RNTI保持单元340中保持获取到的MTC终端20-1的C-RNTI（S412）。

然后，如果多个MTC终端20-1是从属的，那么MTC网关30-1重复在图9中示出的处理与从属MTC终端20-1的数量相同的次数。顺便提一下，MTC网关30-1可以将获取的C-RNTI通知MTC终端20-1。

数据通信

图10是示出关于MTC终端20-1的通信的解释图。如图10所示，将考虑当基站将数据发送到其C-RNTI是“xx”并且其MAC_ID是“yy”的MTC终端20-1时的情况。在这种情况中，基站12通过将C-RNTI：xx设置为目的地地址来发送数据（S420）。

然后，如果数据A被成功地接收，那么在检查数据A是否被MTC终端20-1成功地接收之前，MTC网关30-1将ACK返回到基站12（S422）。当从MTC网关30-1接收到ACK时，基站12发送下一个数据B（S426）。如果数据A的接收失败，那么MTC网关30-1返回NACK，并且基站12重新发送数据A。

另一方面，如果数据被成功地接收，那么MTC网关30-1将MAC_ID：yy设置为目的地地址并将数据A发送到MTC终端20-1（S424）。然后，如果数据A被成功地接收，那么MTC终端20-1将ACK返回到MTC网关30-1（S428）。

如上所述，在通过由作为代理的MTC网关30-1返回ACK/NACK来实现透明的同时，可以满足针对混合ARQ定义的往返时间。

-DRX

图11是示出DRX周期的传送序列的解释图。如图11所示，当从基站12接收到针对MTC终端20-1的间歇性地接收寻呼的DRX周期时，MTC网关30-1将该DRX周期保持在DRX管理单元330中（S430）。

然后，MTC网关30-1的DRX管理单元330使无线LAN通信单元310将相对于从基站12接收到的DRX周期具有偏移的DRX周期发送到MTC终端20-1（S434）。随后，MTC终端20-1的DRX管理单元230保持由无线LAN通信单元310接收到的DRX周期。将参考图2来描述MTC网关30-1的DRX周期与MTC终端20-1的DRX周期之间的关系。

图12是示出由MTC网关30-1和MTC终端20-1进行的间歇性接收的解释图。如图12所示，MTC终端20-1与MTC网关30-1相结合来执行间歇性接收。考虑到通过MTC网关30-1的寻呼信道的接收与发送之间的延迟，MTC终端20-1的DRX周期被设置为与MTC网关30-1的DRX周期具有偏移。

根据本发明的第一实施例，如上所述，具有透明方面的MTC网关30-1可以在满足4G中的延迟要求的同时被实现。

[2-2.第二实施例]

（关注点）

被分类为不同类型的多个MTC终端可以从属于MTC网关。但是，某一MTC终端的类型特征与另一个MTC终端的类型特征可能是矛盾的。例如，虽然被分类到表3中示出的类型2中的MTC终端的移动性为“低移动性”，但是被分类到类型5中的MTC终端的移动性为“高移动性”。这样，如果被分类到类型2中的MTC终端和被分类到类型5中的MTC终端从属于相同的MTC网关，那么会出现矛盾。

本发明的第二实施例是以上述情形作为关注点做出的，并且，根据本发明的第二实施例，可以防止在MTC终端的类型设置中出现矛盾。下面将参考图13到图14详细描述本发明的第二实施例。

（第二实施例的配置）

图13是示出根据本发明第二实施例的MTC终端20-2和MTC网关30-2的配置的解释图。

如图13所示，MTC终端20-2包括：无线LAN通信单元210、类型信息保持单元220、类型改变单元224、DRX管理单元230、MAC_ID保持单元240和应用250。MTC网关30-2包括：无线LAN通信单元310、类型信息保持单元320、推荐特征管理单元324、DRX管理单元330、C-RNTI保持单元340和数据缓冲器350。下面将主要描述与根据第一实施例的MTC终端20-1和MTC网关30-1的配置不同的根据第二实施例的MTC终端20-2和MTC网关30-2的配置。

MTC网关30-2的推荐特征管理单元324（特性信息选择单元）选择推荐给从属的MTC终端20的特征（特性），并使无线LAN通信单元310将这些特征通知MTC终端20-2。推荐特征管理单元324可以对每个从属MTC终端20-2的类型进行询问，以针对每个特征项选择推荐特征。

上面描述了选择推荐特征的例子，但是MTC网关30-2可以相反地选择要被避免的特征，并使无线LAN通信单元310将这些特征通知MTC终端20-2。例如，如果其“移动性”是“高移动性”的MTC终端20-2是主要的，那么推荐特征管理单元324可以选择“低移动性”作为要被避免的特征。

MTC终端20-2的类型改变单元224基于从MTC网关30-2通知的特征来改变MTC终端20-2的特征。例如，可以考虑当MTC终端20-2的类型是表3中示出的类型2并且“高移动性”作为推荐特征从MTC网关30-2通知的情况。在这种情况中，类型改变单元224可以将MTC终端20-2的类型改变为其移动性是“高移动性”的类型，诸如类型4或5。

此外，可以考虑当MTC终端20-2的类型是表3中示出的类型2并且“低移动性”作为要被避免的性能从MTC网关30-2通知的情况。在这种情况中，类型改变单元224可以将MTC终端20-2的类型改变为其移动性是“高移动性”的类型，诸如类型4或5。

如果难以改变为满足从MTC网关30-2通知的特征的类型，那么MTC终端20-2可以释放到MTC网关30-2的连接。在上面描述了选择推荐特征的例子，但是MTC网关30-2可以选择推荐类型或者要被避免的类型，并将其通知MTC终端20-2。

（第二实施例的操作）

已经描述了根据第二实施例的MTC终端20-2和MTC网关30-2的配置。接下来，将参考图14描述根据第二实施例的MTC终端20-2和MTC网关30-2的操作。

图14是示出根据第二实施例的MTC终端20-2和MTC网关30-2的操作的序列图。如图14所示，当MTC网关30-2首先请求来自MTC终端20-2的类型通知时（S452），响应于来自MTC网关30-2的请求，MTC终端20-2将其类型通知MTC网关30-2（S454）。

当多个MTC终端20-2从属于MTC网关30-2时，针对每个从属MTC终端20-2执行在S452和S454中的处理。但是，在S452中，MTC网关30-2可以通过广播一次向多个MTC终端20-2发送类型通知请求。

接下来，MTC网关30-2的推荐特征管理单元324基于从属MTC终端20-2的类型选择向从属MTC终端20-2推荐的类型（S456）。随后，当从MTC终端20-2接收到关于推荐特征的询问时（S458），MTC网关30-2将在S456选择的特征通知MTC终端20-2（S460）。

接下来，如果基于从MTC网关30-2通知的特征，通知的特征与MTC终端20-2的特征矛盾，那么在需要的时候，MTC终端20-2的类型改变单元224可以改变MTC终端20-2的特征（S462）。随后，MTC终端20-2将改变的类型保持在类型信息保持单元220中，并将改变的类型通知MTC网关30-2（S464）。

接下来，MTC网关30-2将从MTC终端20-2通知的类型通知基站12（S466）。然后，当从基站12接收到类型设置确认时（S468），MTC网关30-2将该类型保持在类型信息保持单元320中，并将类型设置确认发送到MTC终端20-2（S470）。

根据本发明的第二实施例，如上所述，可以通过防止出现MTC终端的类型设置的矛盾来引入MTC网关30-2。

[2-3.第三实施例]

（关注点）

当从基站观看时MTC网关是透明的并且多个MTC终端从属于该MTC网关时，可以为每个MTC终端设置不同的DRX周期（寻呼周期）。在这种情况中，MTC网关间歇性地分别针对每个MTC终端接收寻呼信道，因此，接收到的次数增加，并且存在对MTC网关的增加的功率消耗的担心。

本发明的第三实施例是以上述情形作为关注点做出的，并且，根据本发明第三实施例，MTC网关的功率消耗可以通过调整每个MTC终端的DRX周期来得以抑制。下面将参考图15到图17详细描述本发明的第三实施例。

（第三实施例的配置）

图15是示出根据本发明第三实施例的MTC终端20-3和MTC网关30-3的配置的解释图。

如图15所示，MTC终端20-3包括：无线LAN通信单元210、类型信息保持单元220、类型改变单元224、DRX管理单元230、MAC_ID保持单元240和应用250。MTC网关30-3包括：无线LAN通信单元310、类型信息保持单元320、推荐特征管理单元324、DRX管理单元330、C-RNTI保持单元340和数据缓冲器350。下面将主要描述与根据第一实施例的MTC终端20-1和MTC网关30-1的配置不同的根据第三实施例的MTC终端20-3和MTC网关30-3的配置。

MTC网关30-3的DRX管理单元330包括DRX调整单元332，其调整多个从属MTC终端20-3的DRX周期。更具体地说，DRX调整单元332以这样的方式调整每个MTC终端20-3的DRX周期：除了最短DRX周期的其它DRX周期是最短DRX周期的整数倍。

例如，如图16所示，以这样的方式进行调整每个MTC终端20-3的DRX周期：MTC终端20-3B的DRX周期和MTC终端20-3C的DRX周期是MTC终端20-3A的最短DRX周期的整数倍。通过采用上述配置，当在MTC终端20-3A的DRX周期中接收到寻呼信道时，MTC网关30-3的蜂窝通信单元360还可以同时接收针对其它MTC终端20-3B、20-3C的寻呼信道。结果，MTC网关30-3的接收次数降低，因此，可以抑制MTC网关30-3的DRX的功率消耗。

（第三实施例的操作）

已经描述了根据第三实施例的MTC终端20-3和MTC网关30-3的配置。接下来，将参考图17描述根据第三实施例的MTC终端20-3和MTC网关30-3的操作。

图17是示出根据第三实施例的MTC终端20-3和MTC网关30-3的操作的序列图。如图17所示，当从属于MTC网关30-3的多个MTC终端20-3A、20-3B……将各DRX周期通知MTC网关30-3时（S482、S484），MTC网关30-3的DRX调整单元332调整每个MTC终端20-3的DRX周期（S486）。

更具体地说，MTC网关30-3的DRX调整单元332以这样的方式调整每个MTC终端20-3的DRX周期：除了最短DRX周期的其它DRX周期是最短DRX周期的整数倍。

随后，MTC网关30-3将每个MTC终端20-3的调整的DRX周期通知基站12（S488），并且，当从基站12接收到DRX周期的设置确认时（S490），MTC网关30-3将DRX周期的设置确认发送到每个MTC终端20-3（S492、S494）。

<2-4.第四实施例>

（关注点）

可以考虑当状态是RRC_Connected的MTC终端和状态是RRC_IDLE的MTC终端两者从属于MTC网关时的情况。RRC_Connected是激活状态，其中，可以执行与基站的通信。RRC_IDLE是休眠状态，其中，通过观测DRX周期中的寻呼信道来抑制功率消耗。

即使状态是RRC_Connected，如“Chapter7.23GPP TS36.300”中所示，也可以设置DRX周期。DRX周期被大致分成长周期和短周期，并且在短周期中的操作期间，当在预定周期中没有接收到寻呼信道时，假定向长周期转变。短周期与长周期之间的切换通过基站的决定或来自基站的UE（MTC终端）的控制来执行。

在上述RRC_IDLE中的DRX周期不同，并且RRC_Connected中的短DRX周期和长DRX周期也存在，但是如果这些DRX周期不是同步的，那么存在对更高的MTC网关的操作率和增加的功率消耗的担心。

本发明的第四实施例是以上述情形作为关注点做出的，并且，根据本发明第四实施例，MTC网关的功率消耗可以通过调整每个状态的DRX周期来得以抑制。下面将参照图18到图20详细地描述本发明的第四实施例。

（第四实施例的配置）

图18是示出根据第四实施例的基站12的配置的功能框图。如图18所示，基站12包括：MTC终端管理单元120、DRX调整单元130和蜂窝通信单元160。

MTC终端管理单元120管理作为一组的从属于每个MTC网关30的MTC终端20，并保持每个MTC终端20的C-RNTI和P-RNTI（寻呼无线网络临时识别）。P-RNTI被用于向状态是RRC_IDLE的MTC终端20发送寻呼，并且，C-RNTI或P-RNTI被用于将控制信号发送到状态是RRC_Connected的MTC终端20。

蜂窝通信单元160根据诸如4G的蜂窝通信方法来执行与MTC网关30的通信。

DRX调整单元130调整RRC_Connected的DRX周期和RRC_IDLE的DRX周期。更具体地说，RRC_IDLE的DRX周期比RRC_Connected的DRX周期长，因此，DRX调整单元130以这样的方式来调整每个DRX周期：RRC_IDLE的DRX周期是RRC_Connected的长DRX周期的整数倍。此外，DRX调整单元130以这样的方式来调整每个DRX周期：长DRX周期是短DRX周期的整数倍。此外，DRX调整单元130使RRC_IDLE的DRX周期、短DRX周期和长DRX周期的相位一致。

例如，如图19所示，通过调整RRC_IDLE的DRX周期、短DRX周期和长DRX周期的长度和相位，在从短DRX周期向长DRX周期转变以及从长DRX周期向短DRX周期转变的这两种情况中，RRC_IDLE的DRX与RRC_Connected的DRX同时被执行。

因此，即使其状态是RRC_Connected的MTC终端20和其状态是RRC_IDLE的MTC终端20两者都从属于MTC网关30，通过降低MTC网关30的操作率，也可以可以抑制MTC网关30的功率消耗。

（第四实施例的配置）

已经描述了根据第四实施例的基站12的配置。接下来，将参考图20来描述根据第四实施例的操作。

图20是示出根据第四实施例的操作的序列图。如图20所示，当MTC终端20首先请求RRC_IDLE的DRX周期时（S504），MTC网关30将该请求传送到基站12（S508）。

然后，基站12的DRX调整单元130将RRC_IDLE的DRX周期调整为RRC_Connected的长DRX周期的整数倍，并且RRC_IDLE的DRX周期的相位和长DRX周期也是一致的（S512）。随后，经由MTC网关30将DRX周期的设置内容通知MTC终端20（S516、S520）。

[2-5.第五实施例]

（关注点）

已经参考图9描述了第一实施例，其中，MTC网关30执行对每个MTC终端20-1的随机访问，以获得每个MTC终端20-1的C-RNTI和定时提前值。

但是，定时提前值仅被用于MTC网关与基站之间的上行链路。因此，MTC终端的定时提前值被认为足够了。但是，对于某一终端的通信，当前不存在用于使用由另一个终端获取的定时提前值的过程。

本发明的第五实施例是以上述情形作为关注点做出的，并且，根据本发明第五实施例，可以减少通过随机访问进行的信号发送以及MTC网关的负荷。下面将参照图21详细地描述本发明的第五实施例。

（第五实施例的配置）

图21是示出根据第五实施例的操作的序列图。如图21所示，MTC网关30-5首先执行对基站12的随机访问，以获取定时提前值（S524）。

随后，当从MTC终端20接收到C-RNTI的获取请求时（S528），MTC网关30-5将针对MTC终端20的C-RNTI的获取请求发送到基站12（S532）。

然后，当响应于来自基站12的请求提供MTC终端20的C-RNTI时（S536），MTC网关30-5将MTC终端20的C-RNTI保持在C-RNTI保持单元340中（S540）。MTC网关30-5可以或不可以将C-RNTI通知MTC终端20。

随后，通过使用在S536中提供的C-RNTI和在S524中获取的定时提前值，MTC网关30-5执行MTC终端20的上行链路通信。也就是说，MTC网关30-5将在S524中获取的定时提前值用于多个从属MTC终端20的上行链路通信。

根据上述的第五实施例，由MTC网关30-5进行的随机访问的次数降低，因此，可以减少通过随机访问进行的信号发送和MTC网关30-5的负荷。

<3.总结>

根据本发明的实施例，如上所述，具有透明方面的MTC网关可以在满足4G中的延迟要求的同时被实现。此外，根据本发明的实施例，可以通过防止出现MTC终端的类型设置的矛盾来引入MTC网关。此外，根据本发明的实施例，可以抑制MTC网关的用于DRX的功率消耗。此外，根据本发明的实施例，可以减少通过随机访问进行的信号发送和MTC网关的负荷。

虽然已经参照附图描述了本发明的优选实施例，但是，本发明的技术范围当然并不局限于上述例子。在所附权利要求的范围内，本领域的技术人员可以找到各种替换和修改，并且，应该明白，这些替换和修改自然地在本发明的技术范围内。

例如，在本文中的MTC终端20或MTC网关30的处理中的每个步骤不必按照在序列图中描述的顺序以时间序列来执行。例如，可以以与在序列图中描述的顺序不同的顺序或者并行地执行MTC终端20或MTC网关30的处理中的每个步骤。

另外，一种计算机程序使得包含在MTC终端20、MTC网关30或基站12中的诸如CPU、ROM和RAM的硬件实现等同于上述的MTC终端20、MTC网关30和基站12中的每一个配置的功能。此外，提供存储该计算机程序的存储介质。

附图标记列表

10    操作者域

12    基站

20    MTC终端

30    MTC网关

40    MTC服务器

120   MTC终端管理单元

130,332    DRX调整单元

160,360    蜂窝通信单元

210,310    无线LAN通信单元

220,320    类型信息保持单元

230,330    DRX管理单元

240    MAC_ID保持单元

250    应用

324    推荐特征管理单元

340    C-RNTI保持单元

350    数据缓冲器

Claims (14)

1.一种通信系统，包括：

基站；

通信设备；以及

网关设备，该网关设备包括：

以第一通信方法与基站进行通信的第一通信单元；

以第二通信方法与通信设备进行通信的第二通信单元；

识别信息保持单元，该识别信息保持单元保持通信设备的第一通信方法中的第一识别信息与第二通信方法中的第二识别信息之间的对应关系；以及

类型信息保持单元，该类型信息保持单元与通信设备共享示出通信设备的特性的类型信息，

其中，通过使用通信设备的第一识别信息，第一通信单元执行通信设备的根据类型信息与基站的通信。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，通过使用通信设备的第二识别信息，第二通信单元与通信设备进行通信。

3.根据权利要求2所述的通信系统，

其中，第二通信单元将特性信息发送到通信设备，并从通信设备接收基于该特性信息而改变的通信设备的类型信息，

第一通信单元将由第二通信单元接收到的类型信息发送到基站，并且

类型信息保持单元保持由第二通信单元接收到的类型信息。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其中，网关设备还包括：

特性信息选择单元，该特性信息选择单元基于从通信设备接收到的且在被改变之前的类型信息来选择特性信息。

5.根据权利要求4所述的通信系统，其中，特性信息示出推荐给通信设备的特性。

6.根据权利要求1所述的通信系统，网关设备还包括：

间歇性接收管理单元，该间歇性接收管理单元保持用于间歇性地接收来自基站的对通信设备的寻呼的接收周期，并使第二通信单元将与该接收周期具有偏移的接收周期通知通信设备。

7.根据权利要求1所述的通信系统，

其中，当第一通信单元从基站接收到以通信设备为目的地地址的数据时，第二通信单元将该数据发送到通信设备，并且

如果以通信设备为目的地地址的数据被成功地接收，那么，在检查通信设备是否成功地接收到该数据之前，第一通信单元向基站发送接收确认信号。

8.根据权利要求1所述的通信系统，

其中，网关设备与多个通信设备进行通信，

网关设备还包括调整单元，该调整单元调整第一通信单元针对多个通信设备中的每一个执行间歇性接收的每个接收周期，并且

调整单元以除了一个接收周期以外的接收周期是所述一个接收周期的整数倍的方式调整每个接收周期。

9.根据权利要求1所述的通信系统，

其中，网关设备与多个通信设备进行通信，

第一通信单元针对处于激活状态中的通信设备以短接收周期或长接收周期间歇性地接收，并且针对处于休眠状态中的通信设备以休眠接收周期间歇性地接收，并且

长接收周期和休眠接收周期被设置为短接收周期的整数倍，并且每个接收周期都以其相位是一致的方式来设置。

10.根据权利要求1所述的通信系统，其中，第一通信单元通过对基站执行随机访问过程来获取定时提前值，并使用公共定时提前值用于与多个通信设备进行通信。

11.根据权利要求10所述的通信系统，其中，第一通信单元将多个通信设备中的每一个的第一识别信息的获取请求发送到基站，以从基站获取多个通信设备中的每一个的第一识别信息。

12.根据权利要求1所述的通信系统，其中，第一通信方法是移动通信方法，第二通信方法是无线LAN通信方法。

13.根据权利要求1所述的通信系统，

其中，通信设备在网关设备中被实现，并且

第一通信方法是移动通信方法，第二通信方法是使用网关设备中的专用接口的通信方法。

14.一种通信设备，该通信设备被配置为以第二通信方法与网关设备进行通信，该网关设备以第一通信方法与基站进行通信，以第二通信方法与通信设备进行通信，保持通信设备的第一通信方法中的第一识别信息与第二通信方法中的第二识别信息之间的对应关系，并且，共享示出通信设备的特性的类型信息。

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