CN104854773A - 无线网络中的能量采集设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例描述了用于无线通信网络中的能量采集设备的通信技术和配置。一种装置可包括用以由无线通信网络的网络设备接收来自用户设备的消息的电路，该消息包括用户设备是能量采集设备的指示，以及用以基于该指示将能量采集设备与无线通信网络中的其他非能量采集设备区分开来的电路。本公开还描述和要求了其他实施例。

Description

无线网络中的能量采集设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年1月14日提交的，题为“先进无线通信***和技术”的美国临时专利申请序列号61/752,386的优先权，其全部说明书出于任何目的通过引用被结合于此。
技术领域
本公开的实施例一般涉及无线通信***领域，更加具体地，涉及无线网络中的能量采集设备。
背景技术
以宽带速率传输信息的移动网络一直在持续发展之中。这类网络在此可被通俗地称为宽带无线接入(BWA)网。在宽带无线技术中可使用各种不同的设备类型。这类设备可包括，例如，个人计算机、智能手机、笔记本电脑、上网本、超级本(ultrabook)、平板电脑、手持设备和被配置成通过无线宽带网络通信的其他消费类电子产品(诸如，音乐播放器、数码相机等等)。
机器对机器(M2M)可指允许无线***和有线***在不经过任何人为干预的情况下与其他设备进行通信的技术。M2M可使用诸如，例如，传感器或仪表之类的设备收集信息，该信息可通过(例如，无线的、有线的或混合的)网络被中继至将信息翻译成有意义的数据的应用。这类设备可以是，例如，被配置成与BWA网络中的机器类型通信(MTC)服务器进行通信的机器类型通信(MTC)设备。在全球的BWA网络扩张及所伴随的增加的速度/带宽和无线通信降低的功率促进了M2M通信的发展。
目前，对于在无线网络中，特别是对于设备需要是小型、低廉并且设备不易维护的应用中的M2M通信来说引入能量采集设备越来越感兴趣。目前的无线协议可在客户端设备将从电池或所连接的用于通信的电源获得充足的能量的期望下被设计。然而，能量采集设备可存储由设备采集的能量，从而根据目前的无线协议可能不具备足够与无线网络进行通信的能量总量。例如，在目前的蜂窝网络中，网络调度程度可基于没有考虑到能量采集设备的能量储存能力、容量或水平的因素来调度传输，这可能导致源于浪费的能量、失去的采集能量的机会、潜在失败的传送/接收的能量存储设备的低效运行。例如，如果能量采集设备的能量存储信息在网络处是未知的，则调度器可在导致失去产生和存储能量的机会的时刻、或在能量采集能力或存储水平过低以至于不能支持可靠的通信的时刻，与能量采集设备进行通信。
附图说明
通过下面的详细描述并结合附图将很容易理解本文的实施例。为了使此描述便于理解，相似的标号指定相似的结构元件。在附图中通过示例的方式而非限制的方式对本文的实施例进行了说明。
图1根据一些实施例示意性地示出了示例宽带无线接入(BWA)网；
图2根据一些实施例示意性地示出了用于与能量采集设备进行通信的示例***架构；
图3根据一些实施例示意性地示出了在能量采集设备和网络设备之间的通信；
图4是根据一些实施例的、从网络的角度出发的用于与能量采集设备进行通信的方法的流程图；
图5是根据一些实施例的、从用户设备的角度出发的用于与网络进行通信的方法的流程图；
图6示意性地示出了可被用于实现本文所描述的各实施例的示例***。
具体实施方式
本公开的实施例描述了用于无线通信网络中的能量采集设备的通信技术和配置。在下面的详细描述中引用了形成详细描述的一部分的附图，其中相似的标号自始至终指定相似的部分，并且在附图中通过说明的方式示出了可实现本公开的主题的实施例。应当理解的是在不背离本公开的范围的情况下可使用其他实施例或做出结构或逻辑变化。因此，下面的详细说明并非出于限制意义，并且实施例的范围由所附权利要求和它们的等同物来定义。
出于本公开的目的，短语“A和/或B”意思是(A)、(B)或(A和B)。出于本公开的目的，短语“A、B和/或C”意思是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。
描述可使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，这均指的是一个或多个相同的或不同的实施例。此外，如关于本公开的实施例所使用的术语“包含”、“包括”、“具备”等等是同义词。
如本文所使用的，术语“电路”、“模块”或“逻辑”部分指的是包括诸如被配置成提供所描述的功能的专用集成电路(ASIC)、电子电路、逻辑电路、(共享、专用或群组)处理器和/或(共享、专用或群组)存储器之类的硬件组件或作为该硬件组件的一部分。在一些实施例中，电路可执行一个或多个软件或固件程序以提供至少部分所描述的功能。
示例实施例在本文可相对于宽带无线接入(BWA)网进行描述，其中所述宽带无线接入网络包括根据由第3代合作伙伴计划(3GPP)及其衍生物、WiMAX论坛、电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准(例如，IEEE 802.16-2005修正)、长期演进(LTE)项目以及对它的任何修改、更新和/或修订(例如，长期演进项目升级版、超移动宽带(UMB)项目(也被称为“3GPP2”)等等)所指定的一个或多个协议运行的网络。兼容IEEE 802.16的BWA网络通常被称为WiMAX网络(表示全球微波互联接入的首字母缩写)，这是针对通过IEEE 802.16标准的一致性和互联性测试的产品的认证标签。在其他实施例中，本文所描述的通信方案可与附加的/替代的通信标准、规范和/或协议兼容。例如，本公开的实施例可被应用在可获得类似优势的其他类型的无线网络。这类网络可包括，但不限于，无线局域网(WLAN)、无线个人局域网(WPAN)和/或诸如蜂窝网(例如，2G、3G、4G、5G等等)之类的无线广域网(WWAN)等等。
下面的实施例可被用于包括移动无线电***的发射器和接收器的各种应用中。特别被包括在实施例范围内的无线电***包括，但不限于，网络接口卡(NIC)、网络适配器、基站、接入点(AP)、中继节点、增强型节点B、网关、桥、集线器和卫星无线电话。此外，在实施例范围内的无线电***可包括卫星***、个人通信***(PC)、双向无线电***、全球定位***(GPS)、双向寻呼机、个人计算机(PC)及相关的***设备、个人数字助理(PDA)、个人计算机配件和可能在本质上相关并且实施例的原理可对其适用的所有现有的或日后将出现的***。
图1根据一些实施例示意性地示出了示例宽带无线接入(BWA)网100。BWA网络100可包括一个或多个无线接入网(以下简称“RAN 20”)和核心网络25。在本文中BWA网络100可被称作“无线通信网络”。
用户设备(UE)15可经由与诸如例如，RAN 20中的基站40、42中的一个之类的基站(BS)的无线链路(“链路”)来接入核心网络25。UE 15可以例如是被配置成与根据一个或多个协议与基站40、42进行通信的客户端设备(例如，订户站)。在一些实施例中，UE 15可以是或包括被配置成采集或产生供与UE 15的通信和/或其他操作相关的使用的能量的能量采集(energy-harvesting)设备。下面的详细描述被提供用于符合3GPP的示例BWA网络100以便于讨论；然而，本公开的主题不被限制在这方面，并且所描述的实施例可应用于受益于本文所描述的原理的其他无线通信网络(例如，蜂窝网)。在一个实施例中，BWA网络100可表示被配置成符合3GPP协议或标准来运行的蜂窝网。
在一些实施例中，基站40、42可包括一个或多个节点B(在3GPPLTE中通常也被表示为演进型节点B、增强型节点B、eNode B或eNB)，以下称为“eNB站”，和被配置成通过基站40、42与BWA网络100进行通信的UE 15。在一些实施例中，UE 15可被配置成通过使用多输入和多输出(MIMO)通信方案来进行通信。基站40、42可包括一个或多个天线、用以调制和/或解调在空中接口上发送或接收的信号的一个或多个模块以及用以处理在空中接口上发送和接收的信号的一个或多个数字模块。UE 15的一个或多个天线可被用于同时利用BWA网络100的多个分别的分量载波的无线资源(例如，其可对应于基站40、42的天线)。在一些实施例中，UE 15可通过，例如，在下行通信中使用正交频分多址(OFDMA)和/或例如，在上行通信中使用单载波频分多址(SC-FDMA)被配置用于通信。
在一些实施例中，UE 15可被配置成与另一机器进行通信并且可称为机器类型通信(MTC)设备。术语MTC设备指的是被配置成与另一机器进行通信而不需人工交互的设备。例如，MTC设备可被配置成与一个或多个服务器50中的服务器进行通信。MTC设备可以像被电耦合至无线收发器的传感器那样简单。无线收发器可被配置成与WPAN、WLAN和WWAN中的至少一个进行通信。MTC设备能够从简单设备变化至诸如可被用于机器对机器通信的智能手机、平板计算设备或无线笔记本电脑之类的复杂设备。MTC设备能够包括如由IEEE 802.16e(2005)或802.16m(2009)定义的移动站或如由通常被称为Rel.8/9/10的3GPP LTE 8版本(2008)、9版本(2009)或10版本(2011)定义的用户设备。如本文所使用的，术语MTC还被认为包括术语“机器对机器”(M2M)，该术语被认为与术语“MTC”同义。在一些实施例中，UE 15可表示被配置成通过RAN 20与核心网络25的一个或多个网络设备进行通信的多个或一组无线设备(例如，MTC设备)。
尽管图1笼统地将UE 15描述为蜂窝电话，但是在各实施例中UE 15可以是个人计算机(PC)、笔记本电脑、超级本、上网本、智能手机、超级移动PC(UMPC)、手持移动设备、通用集成电路卡(UICC)、传感器、个人数字助理(PDA)、客户终端设备(CPE)、平板电脑或诸如MP3播放器、数码相机等等之类的其他消费类电子产品。
在一些实施例中，通过一个或多个节点45可促进通过RAN 20与UE15进行的通信。一个或多个节点45可充当在核心网络25和RAN 20之间的接口。根据各实施例，一个或多个节点45可包括移动管理实体(MME)(例如，图2中的SGSN/MME 58)，其中MME被配置成管理在基站40、42和核心网络25(例如，一个或多个服务器50)之间的信令交换(例如，UE 15的认证)，用以提供到互联网65的网关路由器的分组数据网络网关(PGW)(例如，图2中的GGSN/PGW 51)和/或用以管理RAN 20的基站40、42和PGW之间的用户数据隧道或路径的服务网关(SGW)。在其他实施例中可使用其他类型的节点。
核心网络25可包括用以提供UE 15的认证、设备配置或与通信链路的建立相关联的其他动作的逻辑以提供UE 15与BWA网络100的连接状态。例如，核心网络25可包括一个或多个服务器50，该服务器50可被通信耦合至基站40、42。在实施例中，一个或多个服务器50可包括归属用户服务器(HSS)(例如，图2中的HLR/HSS 56)，其可被用于管理诸如用户的国际移动用户识别码(IMSI)、认证信息之类的用户参数。一个或多个服务器50可包括被配置成执行在本文中结合网络设备所描述的动作的逻辑。核心网络25可包括其他服务器、接口和模块，结合图2将对它们中的一部分进行进一步地描述。在一些实施例中，一个或多个服务器50可包括空中(OTA)服务器。在一些实施例中，与一个或多个服务器50的不同的功能相关联的逻辑可被合并以减少服务器的数量，其中所述合并包括，例如，被合并在单个机器或模块中。
根据各实施例，BWA网络100是基于互联网协议(IP)的网络。例如，核心网络25可以是基于IP的网络。在网络节点(例如，一个或多个节点45)之间的接口可以基于IP，其中所述接口包括到基站40、42的回程连接。在一些实施例中，BWA网络100包括全球移动通信***(GSM)、通用分组无线服务(GPRS)、通用移动通信***(UMTS)、高速分组接入(HSPA)、增强型高速分组接入(E-HSPA)或长期演进(LTE)网络。在一些实施例中，RAN 20可包括GSM EDGE无线接入网(GERAN)，通用陆地无线接入网络(UTRAN)或演进型通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)，其中EDGE表示增强型数据GSM演进。在其他实施例中，BWA网络100可根据其他网络技术来运行。
在RAN 20是UTRAN的实施例中，基站40、42可以表示eNB站和/或无线网络控制器(RNC)，基站40、42被配置成与UE 15进行通信。在RAN 20是GERAN的实施例中，基站40、42可表示被配置成通过基本传输站(BTS)与UE 15(例如，诸如MTC设备的移动站)进行通信的基站控制器(BSC)。下行链路(DL)传输可以是从基站(例如，基站40、42)到UE 15(例如，MTC设备)的通信，并且上行链路(UL)传输可以是从UE 15到基站(例如，基站40或42)的通信。
图2根据一些实施例示意性地示出了用于与能量采集设备进行通信的示例***架构200。在一些实施例中，***架构200可被配置成执行结合方法400或500进行描述的动作。例如，在一些实施例中，用户设备(UE)15可以是能量采集设备。也就是说，UE 15可被配置成通过使用包括，例如，太阳能、机械能、射频(RF)或其他方式等任意适当的方式来独立地采集或产生用于UE 15的操作的能量。在一些实施例中，UE 15可被配置成存储所采集的能量。在一些实施例中，UE 15可包括智能电表或传感器或与智能电表或传感器(例如，被配置成收集关于温度、库存等信息的健康监测设备、自动售货机等等)进行通信耦合以收集用于传输的小额的信息。在一些实施例中，UE 15可表示多个MTC设备，每个MTC设备被配置成与RAN 20进行无线通信。
在UE 15和网络(例如，RAN 20和/或核心网络25)之间的通信可根据各种适当的技术来执行。在一些实施例中，应用服务器26可被配置成触发UE 15以建立与核心网络25的服务器的通信。例如，UE 15可被触发以向服务能力服务器(SCS)52发送数据有效负载(例如，包括诸如传感器或仪表测量、库存水平之类的MTC信息的MTC数据有效负载)。在一些实施例中，数据有效负载可以小于预配置的阈值以定义小的数据有效负载。在一些实施例中，预配置的阈值可由订阅或网络运营商策略来设置。
根据各实施例，小数据有效负载可由UE 15通过RAN 20和核心网络25发送至SCS 52或应用服务器26，或者小的数据有效负载可由应用服务器26或SCS 52通过核心网络25和RAN 20发送至UE 15。例如，应用服务器26可(例如，由MTC用户)被配置成向用户设备(UE)15发送小数据有效负载和/或触发对小数据有效负载的发送。应用服务器26可通过使用，例如，互联网连接(例如，图1中的互联网65)与核心网络25进行通信耦合。在另一示例中，与UE 15进行通信耦合或操作耦合的MTC应用24可被配置成将来自UE 15的小数据负载发送至SCS 52和/或应用服务器26或触发前述发送。在一些实施例中，UE 15是被配置成发送或接收小数据有效负载和/或与MTC应用24进行通信的MTC设备。在一些实施例中，UE 15可包括MTC应用24。
***架构200可包括SCS 52，其中SCS 52被配置成连接至核心网络25以与被配置用于小数据(例如，MTC)通信的UE(例如，UE 15)进行通信。SCS 52可被进一步配置成与诸如MTC-IWF 54之类的互通功能(IWF)进行通信以触发UE 15和核心网络25之间的通信，诸如，例如，小数据负载的传输。在一些实施例中，SCS 52可以是MTC服务器或包括MTC服务器和应用服务器。
MTC-IWF 54可终止在SCS 52和MTC-IWF 54之间的Tsp参考点或接口(以下简称为“参考点”)。MTC-IWF 54可被配置成隐藏内部公共陆地移动网络(PLMN)拓扑结构并且中继或翻译通过Tsp参考点所使用的信令协议以调用PLMN中的特定的功能。在一些实施例中，MTC-IWF 54可在建立与核心网络25的通信和/或对来自SCS 52的控制平面请求进行授权之前认证SCS 52。根据各实施例，在模块(例如，54、58)之间的虚线表示控制平面，并且模块之间的实现表示用户平面。尽管在模块之间可示出特定的平面，但是其他实施例可包括额外的或可替代的平面。
在实施例中，MTC-IWF 54可终止在包括移动管理实体(MME)和/或服务GPRS(通用分组无线服务)支持节点(SGSN)(诸如，SGSN/MME 58)的模块之间的T5a/T5b参考点。在一些实施例中，T5a参考点可在SGSN/MME 58的SGSN上终止，并且T5b参考点可在SGSN/MME 58的MME上终止。在另一实施例中，MTC-IWF 54可终止在包括归属位置寄存器(HLR)和/或归属用户服务器(HSS)(诸如，HLR/HSS 56)的模块之间的S6m参考点。
根据各实施例，T5a/T5b参考点可基于来自SCS 52的指示被用于向网络(例如，3GPP PLMN)发送控制分组信息。S6m参考点可通过从MTC设备标识符或MTC应用标识符获取标识符(例如，诸如IMSI或移动站国际用户电话号码(MSISDN)之类的3GPP内部设备标识符)被用于导出针对下行通信的路由信息。在一些实施例中，MTC-IWF 54可被配置成通过T5a/T5b参考点向一个或多个MTC设备发送具有触发指示的寻呼消息来触发与一个或多个MTC设备(例如，UE 15)的通信。
在实施例中，MTC-IWF 54可终止小区广播中心(CBC)60和MTC-IWF 54之间的T6参考点。MTC-IWF 54可被配置成通过T6参考点和CBC 60与RAN 20之间的IuCB参考点向一个或多个MTC设备发送广播消息来触发与一个或多个MTC设备的通信。在一些实施例中，MTC-IWF54可执行小区广播实体(CBE)的功能。在一些实施例中，MTC-IWF 54可被用于格式化小区广播服务(CBS)消息，包括，例如，将CBS消息分成用于广播传输的许多页。因此，在一些实施例中可广播许多CBS消息。MTC-IWF 54可被配置成通过CBC 60广播CBS消息。例如，MTC-IWF54可被配置成向MTC群组的MTC设备发送广播消息以触发唤醒MTC群组的MTC设备，并且如果在空闲模式下，MTC-IWF 54还被配置成出于小数据传输的目的建立与SCS 52的通信。
在一些实施例中，CBC 60可终止在小区广播实体(CBE)62和CBC60之间的Tcbs参考点。在一些实施例中，触发消息可由CBE 62通过Tcbs参考点发送至CBC 60。例如，在一些实施例中，CBE 62可被配置或实施为SCS 52的一部分。就这一点而言，CBC 60可终止SCS 52(例如，包括CBE 62)和CBC 60之间的参考点。
***架构200还可包括在HLR/HSS 56和SGSN/MME 58之间的Gr/S6a/S6d参考点、在SCS 52和GGSN/PGW 51之间的参考点Ti、在应用服务器26和SCS 52之间的参考点应用程序接口(API)、在SGSN/MME 58和RAN 20之间的参考点S1以及在RAN 20和UE 15之间的参考点Um/Uu/LTE-UU。参考点不限于所提供的示例名称，并且在其他实施例中可以被称作其他名称。在其他实施例中，***架构200可包括其他参考点。本文所描述的通信可通过***架构200的接口/参考点的任何适当的组合来实现。
***架构200可支持与能量采集设备进行的通信的高效调度以降低与(例如，由于潜在的缺乏UE 15的运行功率)失败的通信、信令开销或网络资源的分配相关联的网络影响。在一些实施例中，当针对通信的触发器由MTC-IWF 54发送至多个MTC设备时，多个MTC设备(例如，UE 15)中的一个或多个MTC设备可(例如，通过所建立的无线资源控制(RRC)连接)从RAN 20进行附连或从RAN 20分离。此外，在一些实施例中，当触发指示由MTC-IWF 54发送至多个MTC设备时，多个MTC设备(例如，UE 15)中的一个或多个MTC设备可处于连接模式或空闲模式。
图3根据一些实施例示意性地示出了在能量采集设备(例如，UE 15)和网络设备37(例如，RAN 20或核心网络25中的客户端能量采集和存储信息模块)之间的通信35。UE 15可以是包括能量采集模块和/或能量存储模块(例如，能量采集和存储模块33)的能量采集设备。能量采集和存储模块33可被配置成采集和存储用于能量采集设备的操作的能量。在一些实施例中，能量采集设备可被配置成依照能量来源而随着时间产生能量和/或由于能量泄露而随着时间失去能量。
网络设备37可包括被配置成执行本文所描述的网络动作的一个或多个模块。例如，网络设备37可包括客户端能量采集和存储信息模块，该模块被配置成从能量采集设备接收能量存储信息并且响应于该信息执行动作。网络设备37可表示多个模块/电路并且可被放置在包括图1中的一个或多个服务器50中的任何一个的***架构200的任何适当的模块中。在一个实施例中，网络设备37与图2中的HLR/HSS 56相耦合或者是后者的一部分。在其他实施例中，网络设备37可与其他适当的网络组件相耦合或者是后者的一部分。
在一些实施例中，UE 15可向网络设备37指示UE 15是能量采集设备。例如，在一些实施例中，UE 15可被配置成发送包括能量采集设备的能量存储信息的消息以指示UE 15是能量采集设备。在一些实施例中，消息可标识一种或多种类型的能量来源、所期望的能量采集模式、能量存储能力、能量存储容量和/或能量存储水平。例如，表格1根据一些实施例描述了示例消息内容。
表格1-示例消息内容
在一些实施例中，能量采集设备可具备在能量来源字段中所标识的多于一个的能量来源，并且任何这样的组合可利用相应的位值来进行索引以标识该组合。能量采集模式可因能量来源而不同。在一些实施例中，能量采集模式字段可包括对应于具体类型的能量采集模式或能量采集模式的组合的索引。能量采集模式字段可被索引至能量采集模型的信息，该信息包括，例如，到达时间和能量总量、固定比率(例如针对一段时间的焦耳/秒)、泊松过程、平稳遍历过程或马尔科夫链模型。在一些实施例中，为了提高可扩展性，关于能量采集模式的信息可被包括作为UE 15和网络之间的设备能力协商的一部分。在其他实施例中，消息内容可包括其他适当的位值以提供消息字段的信息。
根据各实施例，能量采集设备(例如，UE 15)可将其自身标识为能量采集设备，并且还通过下述项来表达能量存储信息：使用针对这样的目的而开发的唯一的消息(例如，被称为“UE能量来源信息消息”诸如此类的新的RRC消息)、或通过将该能量存储信息附加到现有消息(例如，RRC配置消息或重新配置消息)中、或通过可在图2中所描述的***架构200的UE 15和SGSN/MME 58之间发生的设备能力协商来表达能量存储信息。在一些实施例中，UE 15是能量采集设备的指示可被发送在第一消息中，并且能量采集和存储信息可被发送在不同于第一消息的第二消息中。例如，在一些实施例中，上面所描述的技术(例如，RRC消息、设备能力协商)的适当的组合可被用于分别发送指示和能量采集和存储信息。在一些实施例中，上面所描述的技术的适当的组合可被用于分别发送存储信息和能量采集的离散部分(例如，对应于表格1中的不同的字段)。其他适当的消息传递机制可由UE 15使用以发送指示和/或能量采集和存储信息。
包括，例如，用以触发在UE 15和核心网络25之间的通信的触发消息、由UE发送的用以指示UE是能量采集设备和/或用以包括能量采集设备的能量存储信息的消息的通信35和/或基于能量存储信息调度的通信可通过图2中的***架构200中的模块和/或接口的任意适当的组合来发生。
在接收UE 15是能量采集设备的指示之后，网络设备37可基于该指示将无线通信网络中的能量采集设备与不采集能量的其他设备区分开来。例如，网络设备37可通过分配用以标记能量采集设备的一位或多位的值来区分能量采集设备。例如，如果UE 15的设备ID由32位来表示，则一位或多位(例如，最高2位)可索引对应于能量采集设备的标识符(例如，最后四位)。在其他实施例中，网络设备37可通过使用设备类型以标识能量采集设备来区分能量采集设备。例如，能量采集设备可通过一位或多位来分别进行分类以便于使它们能够，例如，为访问或其他网络策略除去优先级顺序。设置设备类型可由网络设备37在建立连接时通过从能量采集设备、能力协商或其他网络通信获取的信息来发生。在其他实施例中，网络设备37可通过分配部分无线网络临时标识符(RNTI)以标识能量采集设备来区分能量采集设备。例如，所分配的用于RRC连接的小区中的UE身份的部分C-RNTI、用于随机接入的RA-RNTI、用于寻呼的P-RNTI和/或用于***信息的SI-RNTI可被用于标识网络中的能量采集设备。
在一些实施例中，网络设备37可(例如，基于UE 15是能量采集设备的指示)通过修改与能量采集设备进行通信的调度来区分能量采集设备。例如，根据从能量采集设备接收的能量存储信息，网络设备37修改用于可通过无线通信网络与能量采集设备进行通信的优先级或技术(例如，信令方案)或者可调度通过无线通信网络与能量采集设备进行的通信。网络设备37可被配置成通过降低能量采集设备由于泄露而丢失能量的可能性的方式或通过降低能量采集设备的能量采集机会的干扰的方式调度与能量采集设备进行的通信。
在一些实施例中，网络设备37可被配置成通过使用考虑从能量采集设备接收的能量存储能量信息的调度策略来调度与能量采集设备进行的通信。在一些实施例中，网络设备37可使用能量采集相关的策略来调度通信。在一些实施例中，能量采集相关的策略可考虑诸如，例如，能量采集设备的能量存储容量和/或能量存储水平之类的能量存储信息。
能量采集相关的策略可与包括，例如，循环法(RR)、机会性(OP)和/或比例公平(PF)策略的其他调度策略相结合，其中能量采集相关的策略可由网络用于非实时流量。在一些实施例中可使用包括服务质量(QoS)要求的其他调度策略。PF可在RR和OP策略之间达到平衡并且提供二者的优势。例如，RR可提出公平策略，但可能无法考虑吞吐量最大化。OP可最大化吞吐量，但可能无法考虑公平性。在一些实施例中，如等式[1]所表示的，根据PF策略运行的调度器可以基于吞吐量最大化和公平性来排列并选择用于发送和接收的设备，其中J是所选择的用于发送/接收的设备，Di(t)是在时刻t处设备i的瞬时数据速率，以及Ri(t-1)是直到时刻t-1设备i的平均数据速率：
J＝arg maxi[Di(t)/Ri(t-1)]     [1]
这种PF策略可与能量采集相关的策略相结合以提供可由调度器(例如，网络设备37)使用的、在排列和选择用于发送/接收的UE时将能量采集相关的信息考虑在内的联合策略。例如，在一个实施例中，联合策略可由等式[2]表示，其中Ei表示能量采集设备的能量存储容量，ei表示能量存储水平，以及w1和w2分别表示能量采集相关的分量和PF分量的权重因子：
J＝arg maxi{w1[(Ei-ei)/Ei]+w2[Di(t)/Ri(t-1)]}   [2]
等式[2]中的能量采集相关的分量[(Ei-ei)/Ei]对于能量采集设备可能具有在0到1之间的值，并且对于在无线通信网络中无法采集能量的其他设备可能具有0值。等式[2]可考虑相较于所描述的更多或更少的因子。例如，在一些实施例中可能根本就不使用等式[2]的PF分量[Di(t)/Ri(t-1)](例如，w2可被设置等于0)。权重因子w1和w2可由网络通过使用任意适当的技术来确定和/或设置以增加例如，包括实证工作(empirical work)的通信的效率。在一些实施例中，权重因子w1和w2可具有从0到1的值。在一些实施例中，权重因子w1和w2的设置可以基于来自UE 15的帮助(例如，通过在UE 15和网络20或25之间的空中接口消息传递)。权重因子w1和w2可以，例如，基于UE 15的能量采集信息针对每个UE 15具有特定的值。
在一些实施例中，能量存储容量Ei可能不随着时间而变化，并且可一次从UE 15被传送至网络20或25(例如，在设备能力协商期间被传送至网络设备37)。在一些实施例中，能量存储水平ei可基于，例如，UE 15在最近的过去具有的任何能量采集机会、由于任何发送、接收或处理导致的能量损失、在失效的时间期间的能量泄露等等而随着时间改变。在一些实施例中，能量存储水平ei可由UE 15周期性地、或基于事件的发生发送至网络20或25(例如，至网络设备37)。例如，基于周期性或基于事件可能与和信道质量索引(CQI)结合使用的周期和/或事件相适应。在一些实施例中，能量存储水平ei可由一位或多位来表示，并且可在经规划的时隙(scheduled slot，例如类似于CQI)中或在RRC消息中作为信号被发送至网络20或25。
能量存储信息可包括与能量采集设备的能量存储水平的标称值相对应的一位或多位。例如，如表格2中所示，能量存储水平ei可具有由三位所表示的索引，该索引与能量存储水平的百分比相对应。在其他实施例中，能量存储信息可包括相较于表格2中所描述的更多或更少的位和/或不同类型的标称值可被表示。在一些实施例中，(例如，如表格2中所索引的)能量存储水平ei可以是表格1中的消息内容的一部分(例如，另一字段)。
表格2-能量存储水平索引和数值
图4是根据一些实施例的，从网络角度出发的用于与能量采集设备进行通信的方法400的流程图。方法400的动作可由任意适当的网络模块或电路(例如，图3中的网络设备37)来执行，并且可符合结合图1-3描述的实施例，反之亦然。
在402处，方法400可包括从无线通信网络的用户设备接收用户设备是能量采集设备的指示和/或能量采集设备的能量存储信息。指示和/或能量存储信息可以，例如，通过接收由能量采集设备发送的信令而被接收。在一些实施例中，指示和/或能量存储信息可在RRC消息或在能量采集设备和无线通信网络之间的设备能力协商期间所接收的消息或它们的组合中被接收。在一些实施例中，能量存储信息可在经规划的时隙中周期性地被接收。在其他实施例中，能量存储设备可基于事件的发生(例如，触发消息，能量存储水平等等)在RRC消息中被接收。
根据各实施例，能量存储信息可包括能量采集设备的能量来源、能量采集模式、能量存储能力和能量存储容量中的一个或多个。在一些实施例中，用户设备是能量采集设备的指示可以是标识能量采集设备的能量存储信息(例如，能量来源、能量采集模式、能量存储能力和/或能量存储容量)的消息的形式。能量存储信息本身可充当用户设备是能量存储设备的指示。在一些实施例中，能量存储信息可包括对应于能量采集设备的能量存储容量或能量存储水平中的一个或多个的标称值的一位或多位。
多个消息可被接收以提供指示和/或能量存储信息。例如，在一个实施例中，网络在与用户设备进行设备能力协商期间可首先接收能量存储容量(Ei)，随后网络可接收由用户设备发送的后续消息(例如，RRC消息)中的能量采集设备的能量存储水平(ei)。
在404处，方法400可包括基于指示从无线通信网络中的其他非能量采集设备中将能量采集设备区分开来。在一些实施例中，一位或多位可被修改或被分配以指示用户设备是能量采集设备。例如，在一些实施例中，区分可包括修改与能量采集设备(或潜在地其他非能量采集设备)进行通信的调度。在一些实施例中，区分可包括通过使用设备类型来标识能量采集设备。在一些实施例中，区分可包括分配部分RNTI以标识能量采集设备。在其他实施例中可使用区分能量采集设备的其他适当的技术和/配置。
在406处，方法400可包括基于考虑能量采集设备的能量存储信息的调度策略调度通过无线通信网络与能量采集设备进行的通信。在一些实施例中，调度策略可被配置成考虑能量采集设备的能量存储容量和/或能量存储水平。在一些实施例中，调度策略可被进一步配置成(例如，根据等式[1]中的PF策略)考虑能量采集设备的瞬时数据速率和/或平均数据速率。
图5是根据一些实施例的，从能量采集设备角度出发的用于与网络进行通信的方法500的流程图。方法500的动作可由用户设备(例如，图1-3中的UE 15)的任意适当的模块或电路来执行，并且可符合结合图1-4描述的实施例，反之亦然。
在502处，方法500可包括通过无线通信网络的用户设备发送用户设备是能量采集设备的指示和/或能量采集设备的能量存储信息。在一些实施例中，能量存储信息包括用户设备是能量采集设备的指示。
根据各实施例，在502处的发送可根据结合方法400中的402处的接收进行描述的一个或多个技术来执行。例如，指示和/或能量存储信息可通过例如，从能量采集设备发信号来被发送。在一些实施例中，指示和/或能量存储信息在RRC消息中或在能量采集设备和无线通信网络之间的设备能力协商期间发送的消息中，或它们的组合中被发送。在一些实施例中，能量存储信息可周期性地在经规划的时隙中被发送。在其他实施例中，能量存储信息可基于事件的发生(例如，触发消息、能量存储水平等等)在RRC消息中被发送。
根据各实施例，能量存储信息可包括能量采集设备的能量来源、能量采集模式、能量存储能力和能量存储容量中的一个或多个。在一些实施例中，用户设备是能量采集设备的指示可以是标识能量采集设备的能量存储信息(例如，能量来源、能量采集模式、能量存储能力和/或能量存储容量)的消息的形式。能量存储信息本身可以充当用户设备是能量采集设备的指示。在一些实施例中，能量存储信息可包括对应于能量采集设备的能量存储容量或能量存储水平中的一个或多个的标称值的一位或多位。
多个消息可被发送以提供指示和/或能量存储信息。例如，在一个实施例中，用户设备可在与网络进行设备能力协商期间首先发送能量存储容量(Ei)，随后用户设备可在后续消息(例如，RRC消息)中发送能量存储设备的能量存储水平(ei)。
在504处，方法500可包括通过无线网络接收通信，其中基于考虑能量存储信息的调度策略调度与能量采集设备进行的通信。例如，通信可根据如结合方法400中的406处的调度进行描述的调度策略被接收。在其他实施例中，调度策略可考虑一个或多个其他方面的能量存储信息(例如，能量来源、能量采集模式、能量存储能力等等)。
各操作通过最有助于理解所要求的主题的方式被描述为依次的多个离散的操作。然而，说明的顺序不应被理解为暗示这些操作必须依赖于顺序。具体来说，这些操作可能不以呈现的顺序来执行。所描述的操作可以不同于所描述的实施例的顺序来执行。在附加的实施例中，各种附加的操作可被执行和/或所描述的操作可被省略。
本文所描述的技术和配置可通过根据需要配置的任何适当的硬件和/或软件被实施在***中。图6示意性地示出了可被用于实施本文所描述的各实施例的示例***600(例如，计算设备)。示例***600可表示，例如，用户设备(例如，图3的UE 15)或网络设备(例如，图3的网络设备37)。针对一个实施例，图6示出了包括一个或多个处理器604、与处理器604中的至少一个相耦合的***控制逻辑608、与***控制逻辑608相耦合的***存储器612、与***控制逻辑608相耦合的非易失性存储器(NVM)/存储装置616、与***控制逻辑608相耦合的网络接口620以及与***控制逻辑608相耦合的输入/输出(I/O)设备632的示例***600。
(一个或多个)处理器604可包括一个或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器604可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器、基带处理器等等)的任意组合。
针对一个实施例的***控制逻辑608可包括任意适当的接口控制器以提供到(一个或多个)处理器604中的至少一个和/或与***控制逻辑608进行通信的任意适当的设备或组件的任意适当的接口。
针对一个实施例的***控制逻辑608可包括一个或多个存储控制器以提供到***存储器612的接口。***存储器612可被用于加载和存储数据和/或指令，例如，通信逻辑624。针对一个实施例的***存储器612可包括任意适当的易失性存储器，例如，诸如适当的动态随机存取存储器(DRAM)。
NVM/存储装置616可包括用于存储数据和/或指令(例如，通信逻辑624)的一个或多个有形、非暂态计算机可读或机器可读存储装置或介质。NVM/存储装置616可包括例如，诸如闪速存储器之类的任意适当的非易失性存储器，和/或可包括例如，诸如一个或多个硬盘驱动器((一个或多个)HDD)、一个或多个光盘(CD)驱动器和/或一个或多个数字多功能光盘(DVD)驱动器之类的(一个或多个)任意适当的非易失性存储设备。
NVM/存储装置616可包括在物理上作为在其上安装了***600的设备的一部分的存储资源，或者NVM/存储装置616可由设备访问，而并不一定是设备的一部分。例如，NVM/存储装置616可通过网络经由网络接口620和/或通过输入/输出(I/O)设备632被访问。
通信逻辑624可包括指令，当该指令由处理器604中的一个或多个执行时，如就上面的实施例所描述的，导致***1000执行与方法400或500相关联的操作。在各实施例中，通信逻辑624可包括在***600中可能被明确示出或未被明确示出的硬件、软件和/或固件组件。
网络接口620可具备收发器622来向***600提供无线接口以通过一个或多个网络和/或与任何其他适当的设备进行通信。在各实施例中，收发器622可与***600的其他组件集成在一起。例如，收发器622可包括(一个或多个)处理器604中的处理器，***存储器612中的存储器和NVM/存储装置616中的NVM/存储装置。网络接口620可包括多个天线以提供多输入、多输出无线接口。针对一个实施例的网络接口620可包括，例如，有线网络适配器、无线网络适配器、电话调制解调器和/或无线调制解调器。
对于一个实施例，(一个或多个)处理器604中的至少一个可与***控制逻辑608的一个或多个控制器的逻辑被打包在一起。对于一个实施例，(一个或多个)处理器604中的至少一个可与***控制逻辑608的一个或多个控制器的逻辑被打包在一起以形成***级封装(SiP)。对于一个实施例，(一个或多个)处理器604中的至少一个可与***控制逻辑608的一个或多个控制器的逻辑被集成在同一芯管上。对于一个实施例，(一个或多个)处理器604中的至少一个可与***控制逻辑608的一个或多个控制器的逻辑被集成在同一芯管上以形成片上***(SoC)。
在各实施例中，I/O设备632可包括被设计用于实现用户与***600的交互的用户接口，被设计用于实现***组件与***600的交互的***组件接口，和/或被设计用于判定环境条件和/或与***600有关的信息的传感器。
在各实施例中，用户接口能够包括，但不限于，显示器(例如，液晶显示器、触摸屏显示器等等)、扬声器、麦克风、一个或多个摄像机(例如，静物摄像机和/或视频摄像机)、闪光灯(例如，发光二极管闪光)和键盘。
在各实施例中，***组件接口可包括，但不限于，非易失性存储器端口、通用串行总线(USB)端口、耳机插座和电源接口。
在各实施例中，传感器可包括，但不限于，陀螺仪传感器、加速度计、近距离传感器、环境光传感器和定位单元。定位单元还可以是网络接口620的一部分或与网络接口620进行交互以与诸如全球定位***(GPS)卫星之类的定位网络的组件进行通信。
在各实施例中，***600可以是诸如，但不限于，笔记本计算设备、平板计算设备、上网本、智能手机等等移动计算设备。在各实施例中，***600可能具备或多或少的组件和/或不同的架构。
示例
根据各实施例，本公开描述了用于无线通信网络中的能量采集设备的通信技术和配置。在一些实施例中，本公开描述了一种装置(例如，网络设备)。所述装置的示例1包括用以由无线通信网络的网络设备从用户设备接收消息的电路，其中该消息包括用户设备是能量采集设备的指示，和用以基于该指示将无线通信网络中的能量采集设备从其他非能量采集设备中区分开来的电路。示例2包括示例1的装置，其中消息标识能量采集设备的能量来源。示例3包括示例1的装置，其中消息标识能量采集设备的能量采集模式。示例4包括示例1的装置，其中消息标识能量采集设备的能量存储能力。示例5包括示例1的装置，其中消息标识能量采集设备的能量存储容量。示例6包括示例1-5的装置，其中消息是无线资源控制(RRC)消息。示例7包括示例1-5的装置，其中用以接收的电路在能量采集设备与无线通信网络之间的设备能力协商期间接收消息。示例8包括示例1-5的装置，其中用以区分的电路基于指示通过修改与能量采集设备进行通信的调度来区分能量采集设备。示例9包括示例1-5的装置，其中用以区分的电路通过使用设备类型以标识能量采集设备来区分能量采集设备。示例10包括示例1-5的装置，其中用以区分的电路通过分配部分无线网络临时标识符(RNTI)以标识能量采集设备来区分能量采集设备。示例11包括示例1-5的装置，还包括用以基于考虑能量采集设备的能量存储容量或能量存储水平的调度策略调度通过无线通信网络与能量采集设备进行的通信的电路。示例12包括示例11的装置，其中调度策略考虑能量采集设备的能量存储容量或能量存储水平并且还考虑能量采集设备的瞬时数据速率和能量采集设备的平均数据速率。
在一些实施例中，本公开描述了另一装置(例如，网络设备)。这类装置的示例13包括用以由无线通信网络的网络设备接收能量采集设备的能量存储信息的电路和基于考虑能量存储信息的调度策略调度与通过无线通信网络能量采集设备进行的通信的电路。示例14包括示例13的装置，其中用以接收的电路通过接收由能量采集设备发送的信令来接收能量存储信息，能量存储信息包括能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平并且调度策略考虑能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平。示例14包括示例13或14的装置，其中用以接收的电路通过周期性地接收在经规划的时隙中的能量存储信息来接收能量存储信息。示例16包括示例13或14的装置，其中用以接收的电路基于事件的发生通过接收包括能量存储信息的无线资源控制(RRC)消息来接收能量存储信息。示例17包括示例13或14的装置，其中能量存储信息包括对应于能量采集设备的能量存储水平的标称值的一位或多位。
在一些实施例中，本公开描述了另一装置(例如，用户设备的组件)。这类装置的示例18包括用以向无线通信网络的网络设备发送用户设备的能量存储信息的电路，其中能量存储信息包括用户设备是能量采集设备的指示，和用以通过无线网络接收通信的电路，其中基于考虑能量存储信息的调度策略调度与能量采集设备进行的通信。示例19包括示例18的装置，其中能量存储信息标识能量采集设备的能量来源、能量采集设备的能量采集模式、能量采集设备的能量存储能力或能量采集设备的能量存储容量。示例20包括示例18或19的装置，其中用以发送的电路在能量采集设备与无线通信网络之间的设备能力协商期间发送能量存储信息。示例21包括示例18或19的装置，其中用以发送的电路在无线资源控制(RRC)消息中发送能量存储信息。示例22包括示例18或19的装置，其中能量存储信息包括能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平以及考虑能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平的调度策略。示例23包括示例22的装置，其中调度策略还考虑能量采集设备的瞬时数据速率或能量采集设备的平均数据速率，调度策略应用第一权重因子用于考虑能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平，并且调度策略应用第二权重因子用于考虑能量采集设备的瞬时数据速率或平均数据速率。示例24包括示例18或19的装置，其中无线通信网络包括被配置成根据第三代合作伙伴计划(3GPP)协议运行的蜂窝网。
各实施例可包括上述实施例的任何适当的组合，其中上述实施例包括上面通过结合形式(和)(例如，“和”可以是“和/或”)进行描述的实施例的可替代的(或)实施例。另外，一些实施例可包括具有被存储在其上的指令的方法或制品(例如，非暂态计算机可读介质)，当指令被执行时，导致任何一种上述实施例的动作。此外，一些实施例可包括具备实现上述实施例的各种动作的任何适当的方式装置或***。
尽管为了详细说明，本文已经对某些实施例进行了说明和描述，但是在不背离本公开的范围的情况下，估计用以实现相同的目的的广泛多样的替代和/或等同实施例或实施方式可取代所示出和所描述的实施例。本申请意图包括本文所讨论的实施例的任何改编或变体。因此，本文所描述的实施例显然意图仅由权利要求及其等同物限制。

Claims (24)

1.一种装置，包括：
用于由无线通信网络的网络设备接收来自用户设备的消息的电路，所述消息包括所述用户设备是能量采集设备的指示；以及
用于基于所述指示将所述能量采集设备与所述无线通信网络中的其他非能量采集设备区分开来的电路。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述消息标识所述能量采集设备的能量来源。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述消息标识所述能量采集设备的能量采集模式。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述消息标识所述能量采集设备的能量存储能力。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述消息标识所述能量采集设备的能量存储容量。
6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的装置，其中所述消息是无线资源控制(RRC)消息。
7.根据权利要求1-5中的任意一项所述的装置，其中用于接收的电路在所述能量采集设备和所述无线通信网络之间的设备能力协商期间接收所述消息。
8.根据权利要求1-5中的任意一项所述的装置，其中用于区分的电路基于所述指示通过修改与所述能量采集设备进行的通信的调度来区分所述能量采集设备。
9.根据权利要求1-5中的任意一项所述的装置，其中用于区分的电路通过使用设备类型来标识所述能量采集设备，从而区分所述能量采集设备。
10.根据权利要求1-5中的任意一项所述的装置，其中用于区分的电路通过分配无线网络临时标识符(RNTI)的一部分来标识所述能量采集设备，从而区分所述能量采集设备。
11.根据权利要求1-5中的任意一项所述的装置，还包括：
用于基于调度策略调度通过所述无线通信网络与所述能量采集设备进行的通信的电路，其中所述调度策略考虑所述能量采集设备的能量存储容量或能量存储水平。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述调度策略考虑进了所述能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平，并且还考虑进了所述能量采集设备的瞬时数据速率和所述能量采集设备的平均数据速率。
13.一种装置，包括：
用于由无线通信网络的网络设备接收能量采集设备的能量存储信息的电路；以及
用于基于调度策略调度通过无线通信网络与所述能量采集设备进行的通信的电路，其中所述调度策略考虑所述能量存储信息。
14.根据权利要求13所述的装置，其中：
用于接收的电路通过接收由所述能量采集设备发送的信令来接收所述能量存储信息；
所述能量存储信息包括所述能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平；以及
所述调度策略考虑所述能量采集设备的所述能量存储容量和所述能量存储水平。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述用以接收的电路通过在经规划的时隙中周期性地接收所述能量存储信息从而接收所述能量存储信息。
16.根据权利要求13或14所述的装置，其中用于接收的电路基于事件的发生通过接收包括所述能量存储信息的无线资源控制(RRC)消息从而接收所述能量存储信息。
17.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述能量存储信息包括与所述能量采集设备的能量存储水平的标称值相对应的一位或多位。
18.一种装置，包括：
用于向无线通信网络的网络设备发送用户设备的能量存储信息的电路，其中所述能量存储信息包括所述用户设备是能量采集设备的指示；以及
用于通过所述无线网络接收通信的电路，其中所述通信基于考虑所述能量存储信息的调度策略以所述能量采集设备来进行调度。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述能量存储信息标识所述能量采集设备的能量来源、所述能量采集设备的能量采集模式、所述能量采集设备的能量存储能力、或所述能量采集设备的能量存储容量。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其中用于发送的电路在所述能量采集设备和所述无线通信网络之间的设备能力协商期间发送所述能量存储信息。
21.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述用以发送的电路在无线资源控制(RRC)消息中发送所述能量存储信息。
22.根据权利要求18或19所述的装置，其中：
所述能量存储信息包括所述能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平；以及
所述调度策略考虑所述能量采集设备的能量存储容量和能量存储水平。
23.根据权利要求22所述的装置，其中：
所述调度策略还考虑所述能量采集设备的瞬时数据速率或所述能量采集设备的平均数据速率；
所述调度策略应用第一权重因子来考虑所述能量采集设备的所述能量存储容量和能量存储水平；并且
所述调度策略应用第二权重因子来考虑所述能量采集设备的所述瞬时数据速率或所述能量采集设备的所述平均数据速率。
24.根据权利要求18或19所述的装置，其中所述无线通信网络包括被配置成根据第3代合作伙伴计划(3GPP)协议运行的蜂窝网络。
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