CN110691040A - 机器类型通信聚合器装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种机器类型通信聚合器装置及方法，通信网络中的机器类型通信聚合器设备，通信网络具有无线通信节点，无线通信节点包括服务于无线装置的无线基站，无线装置中的至少一个是用于聚合在机器类型通信装置与机器类型通信服务器之间的机器类型通信的聚合器节点，聚合器节点由服务无线基站服务，机器类型通信聚合器设备包括：通信网络中的节点，包括：通信接口，通信接口用于参与涉及聚合器节点的至少一个机器类型通信；处理器，处理器配置成通过通信接口操作，处理器调节成通过以下操作使得涉及聚合器节点的至少一个机器类型通信具有限制机器类型通信装置所具有的对于在聚合器节点与服务基站之间的上行链路的影响的作用。

Description

机器类型通信聚合器装置及方法

分案说明

本申请是基于申请号为201480035220.6，申请日为2014年06月19日，发明名称为机器类型通信聚合器设备和方法的中国专利申请提出的，在该中国专利申请记载的范围内提出分案，该中国专利申请的全部内容再次引入本申请作为参考。

技术领域

本申请涉及机器类型通信领域，尤其涉及一种机器类型通信聚合器装置及方法。

背景技术

对移动网络以更高的吞吐量和频谱效率支持数据应用的不断增长的需求已经推动了开发包括3GPP长期演进(LTE)在内的基于正交频分复用(OFDM)的第4代(4G)网络的需要。部署OFDM 4G网络的一个关键目标是利用为1(记为N＝1)或尽可能实际的接近N＝1复用的频率复用。N＝1的频率复用意味着基站内的小区在所有可用的时频资源块(RB)上同时传输。4G网络中，特别是小区边缘附近，对更高吞吐量的需要，连同上行链路链路预算的限制，将使得对于比目前第2代(2G)和第3代(3G)蜂窝***中典型地配置的小区尺寸更小的小区尺寸的需要成为必需。在传统同质小区分离方法或者在更多adhoc异质方法中，可增加更小的小区，在上述方法中微微小区或者中继节点叠加在现有的宏蜂窝网络中。对于同质以及异质方法，导致的N＝1配置的干扰受限***将不会达到LTE标准不在基站和移动终端处实施一个或多个可行的干扰减轻和或抵消技术而能够支持的最大潜在容量。

机器到机器(M2M)或MTC类型设备是移动通信的一个新兴领域，在2013年人们希望它以大于25％的预期复合年增长率(CAGR)在未来的几年里显著增长。

找到能够为MTC UE制造商和运营商将低端MTC UE从GSM/GPRS迁移到LTE网络确保清晰的商业利益的MTC解决方案是吸引人的。

以下参考文献以引用的方式被结合于此：

[1]3GPP TS36.211，“E-UTRA物理信道及调制”，v11.1

[2]3GPP TS36.216，“用于中继操作的E-UTRA物理层”，v10.3

[3]3GPP TR36.814，“E-UTRA物理层方面”，v9.0

发明内容

根据本申请的一个广泛的方面，提供了一种通信网络中的机器类型通信聚合器装置，该通信网络具有无线通信节点，包括为无线设备服务的无线基站，该无线设备中至少有一个充当聚合器节点，用于聚合机器类型通信设备与机器类型通信服务器之间的机器类型通信，该聚合器节点由服务无线基站服务。该机器类型通信聚合器装置包括通信网络中的一个节点，包括：通信接口，用于参与至少一个与该聚合器节点有关的机器类型通信；处理器，被配置为与该通信接口协作，该处理器被改造得使得至少一个与该聚合器节点有关的机器类型通信具有限制该机器类型通信设备对该聚合器节点与该服务基站之间的上行链路的影响的效果。在一些实施例中，该至少一个机器类型通信是下列中至少一个的一部分：机器类型通信聚合器启动过程、机器类型通信设备连接到聚合器的过程、聚合器数据收集过程、具有向至少一个机器类型通信节点广播的预定义机器类型通信报告时间的基于预定义的移动模式的过程，和使用机器类型通信特定符号的基于查询的过程。在一些实施例中，通信网络中的节点是以下中的至少一个：机器类型通信设备、聚合器节点、服务基站、eNodeB、MME、聚合器管理器、S-GW、P-GW、MTC管理服务器以及MTC应用服务器。在一些实施例中，通信接口利用以下中的至少一个：聚合器无线接入技术和移动网络无线接入技术。在一些实施例中，聚合器无线接入技术和移动网络无线接入技术中的至少一个是LTE。在一些实施例中，通信接口使用服务eNodeB PCI和聚合器PCI中的至少一个PCI。在一些实施例中，聚合器无线接入技术和移动网络无线接入技术都是LTE。在一些实施例中，聚合器无线接入技术和移动网络无线接入技术使用不同的载波。在一些实施例中，聚合器无线接入技术载波是窄带，移动网络无线接入技术载波是宽带。在一些实施例中，聚合器无线接入技术由中继节点和移动中继节点中的一个提供。在一些实施例中，移动中继节点采用TDD，其中UL TDD配置为0，DL TDD配置为5。在一些实施例中，聚合器无线接入技术是WiFi和whitespace中的一个。在一些实施例中，聚合器无线接入技术是使用具有模式的SSID的WiFi。在一些实施例中，机器类型通信聚合器启动过程包括以下中的至少一个：侦听其它聚合器、RRC Conn、MTC聚合器Notif、MTC启动聚合业务、MTC应用服务器列表REQ、MTC应用服务器列表RSP、RRCDisconn和聚合器呼叫建立。在一些实施例中，机器类型通信设备连接到聚合器的过程包括以下中的至少一个：MTC Conn Req、认证服务器REQ、认证服务器RSP、认证设备REQ、认证设备RSP和MTC Conn RSP。在一些实施例中，至少一个机器类型通信包括以下中的至少一个：MTC数据报告、收集周期、RRC Conn、RRC Disconn、eMBMS广播的预定义查询时间、MTC数据报告@T、MRN聚合数据报告和CSI-RS、SR、grant@T。在一些实施例中，至少一个机器类型通信包括基于时间和位置中的至少一个使用预先确定的模式与机器类型通信节点的通信。在一些实施例中，至少一个机器类型通信基于机器类型通信节点的覆盖区域使用基于查询的信令。在一些实施例中，机器类型通信聚合器装置还包括缓存，用于当至少一个机器类型通信节点在覆盖之外时存储至少一个机器类型通信。在一些实施例中，至少一个机器类型通信包括与机器类型通信节点的通信，该通信使用被指派在eMBMS传输上的默认的预先确定的时间。在一些实施例中，聚合器节点是根聚合器节点和节点聚合器节点中的一个。

根据本申请的另一个广泛的方面，提供了一种通信网络中的机器类型通信聚合器方法，该通信网络具有无线通信节点，包括为无线设备服务的无线基站，该无线设备中的至少一个作为聚合器节点，用于机器类型通信设备与机器类型通信服务器之间的聚合机器类型通信，该聚合器节点由服务无线基站服务，该机器类型通信聚合器方法包括：在通信网络中提供节点，包含并操作该节点，以限制机器类型通信设备对聚合器节点与服务基站之间的上行链路的影响。通信网络中的节点包括通信接口，用于参与聚合器节点有关的至少一个机器类型通信；处理器，被配置为与该通信接口协作，该处理器被改造得使得至少一个与该聚合器节点有关的机器类型通信。

根据本申请的另一个广泛的方面，提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可以被处理器执行，以实现上述的通信网络中的机器类型通信聚合器方法。

对于本领域普通技术人员，一旦结合附图回顾类型通信聚合器装置和方法的特定实施例的以下描述，会明白本申请的其它方面和特点。

附图说明

图1是描述MTC结构的方框图；

图2是描述MTC设备与MTC App服务器之间的通信的信令流程图；

图3是描述依照本公开实施例提供的利用聚合器的MTC网络结构的方框图；

图4是描述依照本公开实施例提供的MTC聚合器启动过程的信令流程图；

图5是描述依照本公开实施例提供的MTC设备连接至聚合器的过程的信令流程图；

图6是描述依照本公开实施例提供的MTC聚合器数据收集过程的信令流程图；

图7是描述依照本公开实施例提供的具有预定义移动模式的过程的信令流程图，该移动模式具有利用eMBMS向MTC设备广播的、定义的MTC报告时间；以及

图8是描述依照本公开实施例提供的基于查询的过程的信令流程图，为该过程使用MTC特定的CSI－RS。

不同的图中所使用的同样的参考数字代表类似的元件。

附图的具体描述

本说明书使用了以下缩写：

AM－聚合器管理器

CSI-RS－信道状态信息参考符号

DL－下行链路

eNodeB－增强节点B(基站)

EPC－增强分组核心

IP－因特网协议

MBSFN－多播宽带单频网

MCS－调制及编码选择

MME－移动性管理实体

MRN－移动中继节点

MTC－机器类型通信

PCI－物理层小区识别

P-GW－分组数据网络网关

RAN－无线电接入网络

S-GW－服务网关

UE－用户设备

UL－上行链路

Un－从eNB到中继节点的空口链路

Uu－从中继到UE的空口链路

UDP－用户数据报协议

本公开可应用于机器类型通信(MTC)领域，在该领域中MTC应用服务器从分布于广大区域的许多设备收集信息。为了使利用和管理MTC设备有成本效益，利用移动网络是有意义的，在本公开中移动网络也被称为无线网络。此公开可互换地使用术语无线和移动，使得无线设备或节点可被理解为与移动设备或节点相同。

人们期待连接至移动网络的MTC设备的数目显著增长，他们将影响移动网络的性能。此公开可互换地使用MTC和M2M，使得MTC设备或节点可被理解为与M2M设备或节点相同。

本公开可允许大量的MTC设备连接到移动网络，并限制对移动网络的影响。

连接至网络的MTC无线设备的数目可显著增长。移动网络可能不得不应对增长的设备数目和管理设备的成本。此成本可包括在MME的级别上管理更多设备、为每个MTC设备分配单独的IP地址、管理增长的GTP隧道数目。

许多MTC设备频繁地上报数据，这意味着对于每次数据上报，设备都得经历一次完整的连接请求，该连接请求后还跟着去连接请求。这会使建立及拆除连接的控制面信令成本成为移动网络的主要瓶颈。

找到能够为MTC UE制造商和运营商将低端MTC UE从GSM/GPRS迁移到LTE网络确保清晰的商业利益的MTC解决方案是吸引人的。这些利益可包括：

1、降低设备中的RF组件成本，包括(例如)简化并缩减对频带/RATs/RF链/天线端口、传输功率、比为各个频带指定的最大限度小的最大信道带宽的支持，以及对半双工FDD模式的支持；

2、减少设备中的处理的方法，额外考虑到基带-RF转换方面，显著降低峰值数据速率支持，在上行链路/下行链路不支持空间处理模式，以及减少的无线电协议处理；

3、支持与现有的LTE网络的后向兼容；

4、支持等效于EGPRS所支持的数据速率，包括118.4Kbps和59.2Kbps；

5、确保基于LTE的低成本MTC UE的业务覆盖面积不比GSM/EGPRS MTC的业务覆盖面积差；

6、确保总的功率消耗不比现有的基于GSM/GPRS的MTC设备差；

7、低成本MTC UE和传统LTE UE在相同载波上的目标操作；

8、现有的LTE/SAE网络结构的复用；

9、解决方案应该按照规范的Rel 10版本的修改被详细说明；

10、对FDD以及TDD模式的优化都应当被支持；以及低成本MTC设备支持有限制的移动性(例如，不支持无缝切换；在不同国家的网络中运行的能力)，并且是低功耗模块。

本公开专注于需要从散布在广大区域的许多设备收集数据的MTC应用。假设MTC典型应用构造由以下组成：

1、在云端的一个或多个MTC App服务器，从分布式MTC设备收集数据；以及

2、许多分布式MTC设备，负责收集数据以及执行来自于服务器的指令。

参照附图，图1是描述MTC结构的方框图。如图1所示，MTC设备10a、MTC设备10b、UE20d和UE20e位于由eNodeB 40服务的宏LTE小区30，通过LTE无线连接至eNodeB 40。eNodeB 40通过接口S1-MME 55连接至MME 50。MME 50位于移动网络RAN+ECN 60。eNodeB 40还通过接口S1-U 75连接至S-GW/P-GW。S-GW/P-GW 70充当“云”/因特网90的网关，MTC APP服务器80a和MTC APP服务器80b位于“云”/因特网90上。

假设MTC设备将具有低吞吐量需求，并将与MTC应用服务器不频繁地通信。MTC设备将按照MTC服务器的请求(服务器请求不定期的气象报告)或者当有事件发生时(气象站报告停电事件)以预先确定的时间间隔向MTC服务器发送数据(例如，水表每月一次向应用服务器发送数据；气象站每小时发送一次数据)。

图2是描述MTC设备与MTC App服务器之间的通信的信令流程图。如图2所示，来自于MTC设备10a、b、c的数据报告MTC Data Report(MTC_server_IP，data)230a、b、c需要相当数量的信令开销，以分别通过RRC Conn.210a、b、c建立与MTC App服务器80a和MTC App服务器80b的连接，并分别通过RRCDisconn.230a、b、c拆除与MTC App服务器80a和MTC App服务器80b的连接。注意虽然为了简要仅示出了3个MTC设备10a、b、c和2个MTC App服务器80a、b，当存在众多的MTC设备和MTC App服务器时，开销的数量是按复利计算的。

移动网络(RAN+ECN)将不得不应对增长数目的MTC设备和增加的MTC设备所特有的信令负担。MTC设备的引入将改变控制数据和用户数据的比例，将使得建立和拆除连接的控制信令成本成为移动网络的主要瓶颈。

本公开介绍了一种多层网络拓扑，其中一些MTC设备将扮演数据聚合器的第二角色，合并来自附近的其它几个设备的数据，由此减少对移动网络的影响。不同的无线电接入技术(RAT)，像WiFi或者LTE，可被用于聚合数据。不同的无线电接入网络(RAN)也可被用于将MTC聚合器连接至MTC应用服务器。机器类型通信聚合器装置及方法的示例性方面被公开于此，尤其包括：(1)在第一方面，LTE移动网络被用作回程，LTE还被用作聚合器RAT；(2)在第二方面，LTE移动网络被用作回程，WiFi被用作聚合器RAT；(3)在第三方面，使用基于移动中继的聚合；以及(4)在第四方面，使用多层分级聚合器。

考虑到大量MTC设备会在家里使用，像例如水表、流速计、报警***、冰箱、电视、温度控制等，有理由认为许多属于不同MTC应用的MTC设备很有可能彼此毗邻。考虑到部分MTC设备以长时间间隔连接至服务器，并且它们通常上报很少的数据量，为了优化对移动网络的使用，在将来自于设备的数据发送到服务器之前将它们聚合将是可取的。

本公开引入MTC聚合器的概念，其从位于聚合器周边的MTC设备收集数据，然后将数据转发到MTC应用服务器。在一些实施例中，MTC应用服务器将具有附加的管理并鉴别MTC设备的任务，并将被认定为MTC管理服务器。在其它实施例中，MTC管理服务器和MTC应用服务器将是截然不同的。

聚合器比仅在MTC设备与MTC服务器之间提供代理做的多：

1、限制接入移动网络的数目，随时间收集数据，并在收集周期的最后将数据发送至MTC管理服务器；以及

2、它将MTC设备的存在从移动网络隐去，因此减少由移动网络管理的UE的数目。

尽管MTC聚合器可以是单独的网络节点，人们希望有一个MTC设备在仍然扮演它最初的MTC设备的角色的同时，将承担起作为MTC聚合器的第二角色。

不同的RAT，像WiFi或者LTE，可被用于在聚合器与MTC设备之间收集数据。不同的RAT还可被用作将MTC聚合器连接至MTC管理服务器的回程。

图3是描述利用聚合器的MTC网络结构的方框图，该聚合器依照本公开实施例提供。如图4所示，MTC设备10a、b、c、f、g、h和UE 20d位于由eNodeB 40服务的宏LTE小区30。UE20d通过LTE，移动网络RAT的一个例子，直接无线连接至eNodeB 40，移动网络基站的一个例子。尽管MTC设备a、b、c目前通过聚合器RAT350至聚合器310i连接至eNodeB 40，MTC设备f、g、h目前通过聚合器RAT350至聚合器301j连接至eNodeB 40。这是因为MTC设备a、b、c邻近聚合器小区320i内的聚合器310i，而MTC设备f、g、h邻近聚合器小区320j内的聚合器310j。聚合器310i和310j轮流通过LTE直接无线连接至eNodeB 40。eNodeB 40通过接口S1-MME 55连接至MME 50。MME50位于移动网络RAN+ECN 60。eNodeB 40还通过接口S1-U 75连接至S-GW/P-GW 70。S-GW/P-GW 70充当“云”/因特网90的网关，MTC Mgmt服务器330a和MTC Mgmt 330b位于“云”/因特网90中。在可选实施例中MTC Mgt服务器330a、b可以是具有附加的对MTC设备进行鉴权的任务的MTC App服务器。eNodeB 40还连接至聚合器管理器AM 340。在可选实施例中，聚合器RAT 350可以是LTE、WiFi或其它适合应用的通信技术。

聚合器管理器(AM)340是移动网络ECN侧的节点，将管理聚合器310i、j，还将包含认证过的MTC管理服务器330a、b的列表。AM可与MME共处一地。注意以上及图3所示的对MTC聚合器结构的描述定义了聚合器的单层MTC聚合。然而还可以定义多级聚合，例如在将数据回程传输给服务eNB之前，二级聚合器可将多个一级聚合器聚合。注意在一些实施例中，取决于使用的RAT，聚合器将具有与服务eNB不同的物理层小区识别(PCI)。

第1方面：LTE移动网络被用作回程，LTE还被用作聚合器RAT。

在一些实施例中，聚合器将充当具有仅由MTC设备组成的封闭用户组(CSG)的LTE小小区(small-cell)。聚合器小区将不允许正常UE驻留在该小区。有2个选择：

选择1：聚合器载波与回程载波不同

1.1在这种情况下，推荐回程载波是宽带(20MHz)，而聚合载波是窄带(1.4或者3MHz)。对于3GPP版本10实现，可采用多载波载波聚合方法，其中可采用[1]中定义的载波内及载波间聚合。也应该注意到MTC聚合器实现的选择1可被实现为[2]和[3]中定义的类型1a中继。

1.2此方案的好处在于驻留在该聚合器小区的MTC设备将不会引起对移动网络的干扰，但聚合器小区可能需要指定的频谱。

选择2：聚合器载波与回程载波相同

2.1在这种情况下聚合器小区将与中继节点的表现类似，具有允许MTC应用服务器充当MME和S-GW的微小差别。这个选择的好处在于宿主小区的频谱将被复用，但是MTC设备可能对连接至该宿主小区的UE移动电话造成干扰。

为了允许MTC设备容易识别聚合器小区，将为聚合器小区保存小区ID的子集。

选择2可被实现为聚合器由类型1b中继节点实现，该中继节点采用带内回程与服务eNB通信。从eNB到聚合器的传输可被配置为MBSFN传输，并将服从[2]中定义的类型1b中继节点传输的TDD eNB至中继(例如Un链路)和中继至UE(例如，Uu链路)限制。

第2方面：LTE移动网络被用作回程，WiFi被用作聚合器RAT

主要的好处在于MTC设备将利用无牌照的频谱连接至聚合器。

为了使MTC设备容易识别聚合器，在一些实施例中，聚合器的WiFi SSID将具有特殊格式“MTC_A_<Aggregator_ID>”，其中Aggregator ID有几个字段，将使MTC设备区分聚合器，像聚合器连接的移动网络ID、告知什么MTC设备应当连接到该聚合器的MTC业务类型ID等。

注意除了WiFi，可使用其它使用无拍照频谱的无线电接入技术，像例如whitespaces。

图4、图5和图6所示的过程应用于上述第1方面和第2方面。

图4是描述依照本公开实施例提供的MTC聚合器启动过程的信令流程图。当能够扮演聚合器角色的MTC设备启动，它将首先侦听现有的聚合器：MTC设备/聚合器410侦听其它聚合器420，并服从探测到的聚合器或MTC设备(图4未示出)的列表。下一步是连接至移动网络并获取IP地址：RRC Conn.210s在MTC设备/聚合器410与eNodeB 40之间建立连接。然后MTC聚合器/设备410将连接至聚合器管理器(AM)，声明它也能扮演聚合器的角色：MTC设备/聚合器410向聚合管理器340发送MTC Aggregator Notif(设备ID能力，凭证，探测到的聚合器列表)430。潜在的聚合器将在给AM的消息中包含它的能力(例如它能用于聚合的RAT、频带等)它连接的小区的id、如果可用则其位置以及其它探测到的聚合器的列表。如果AM决定在特定小区中需要一个新的聚合器去卸载MTC设备，它将要求聚合器开启聚合业务，它将提供像使用的小区id或SSID、载波等信息：聚合管理器340用MTC开启聚合业务(参数)440来响应MTC设备/聚合器410。可选地，尽管图4未示出，如果AM决定不需要新的聚合器，它将通知MTC设备使用现有聚合器的业务，在这种情况下，MTC设备将从移动网络去连接，并将连接至其它聚合器。继续结合图4，AM还将响应于请求提供授权的MTC应用服务器的列表：MTC设备/聚合器410向聚合器管理器340发送MTC App服务器列表REQ 450，聚合器管理器340向MTC设备聚合器410发送MTC App服务器列表RSP(列表)460。RRC Disconn.230s拆除MTC设备聚合器410与eNodeB 40之间的连接。聚合器小区建立470发生，由此其它聚合器/MTC设备由MTC设备/聚合器410聚合。

图5是描述依照本公开实施例提供的MTC设备连接至聚合器的过程的信令流程图。MTC设备10将首先尝试连接至聚合器小区。尽管图5未示出，如果MTC设备10看不到任何聚合器310，它将切换到可用、可探测到的eNB 40，并作为普通UE连接至移动网络。继续结合图5，如果发现了聚合器小区，MTC设备10将通过向聚合器310发送MTC Conn REQ(设备_ID，MTC_服务器_IP，凭证)510发起连接请求，该请求将包含MTC Mgt服务器330的IP，该MTC Mgt服务器330可鉴别设备及MTC设备10凭证。聚合器310将首先向聚合器管理器340发送认证服务器REQ(MTC_服务器_IP)520查明该MTC Mgt服务器330是被授权了的，并且如图5所示聚合器收到认证服务器RSP(MTC_服务器_IP，OK)530，指示该MTC Mgt服务器330是认证了的。然后聚合器310将通过向MTC Mgt服务器330发送认证设备REQ(凭证)540并接收响应的认证设备RSP(OK，设备参数)550要求MTC Mgt服务器330对MTC设备10进行鉴权。一旦MTC设备10被鉴权，聚合器310将通过向其发送MTC Conn RSP(设备私有IP，本地设备ID)560为MTC设备10指定本地设备ID和私有IP。

图6是描述依照本公开实施例提供的MTC聚合器数据收集过程的信令流程图。MTC设备10a、b、c分别向聚合器310发送MTC数据报告(设备ID，MTC_服务器_IP，数据)220a、b、c。聚合器将在收集周期610从MTC设备收集数据，然后将在收集周期的最后通过在RRCConn.210p建立与eNodeB 40的连接，分别将MTC数据报告(设备ID，MTC_服务器_IP，数据)220m、n发送至MTC Mgt服务器330m、n，并在RRC Disconn.230p拆除与eNodeB 40的连接，而将聚合的数据发送至MTC应用服务器330m、n。收集周期610将随着连接至聚合器310的MTC设备10a、b、c的需求而变化。尽管图6未示出，如果从MTC设备10a、b、c收到紧急报告，聚合器310将立即将其转发至合适的MTC应用服务器330m、n。

第3方面：基于移动中继节点的聚合

图7是描述依照本申请实施例提供的具有预定义移动模式的过程的信令流程图，该移动模式具有利用eMBMS向MTC设备广播的定义的MTC报告时间。

图8是描述依照本申请实施例提供的基于查询的过程的信令流程图，为该过程使用MTC特定的CSI－RS。

根据此方面，移动中继节点承担聚合器MRN聚合器710的角色。充当聚合器710的移动中继节点(MRN)可通过预定义的移动模式在预定义的时间和物理位置以低功率传输接收MTC报告，诸如图7所示的eMBMS广播的预定义的查询705和MTC数据报告@T1、2、……n 720a、b、……n，或者当它落在MTC设备10a、b、……n的覆盖范围内时通过来自于MRN 710的基于查询的信令，诸如图8中所示的CSI-RS、SR、授权@T1、2、……n 810a、b、……n和MTC数据报告@T1、2、……n 820a、b、……n，与MTC设备10a、b、c通信。这种方法允许MTC设备10a、b、……n仅在需要时传输，并且仅在非常好的坐标条件下传输。这使得MTC设备10a、b、……n的唤醒－时间、发送时间和功率需求最小，也使得MTC设备传输的频谱效率最高。

充当聚合器的MRN还能被定义成出入移动网络覆盖区域的移动聚合器。一个例子可以是安装在交通工具上的聚合器，从交通工具内的不同无线传感器收集信息。当聚合器连接至移动网络时，像平常一样上报数据，当聚合器到了移动网络覆盖以外，它将缓存从传感器接收的数据，直到它重新建立到网络的连接。

对于预定义的移动方法，传输的时间和位置将与MRN与将与之通信的MTC设备之间的高分布形式(high geometry)的区域相关。MRN可为将在给定时间间隔内被聚合的所有MTC设备建立多播宽带单频网(MBSFN)。MTC数据报告的预定义的时间可以在当MTC设备在网络中被鉴权(附图中未示出)时被配置为默认值，或者由来自于MRN的下行链路上的eMBMS传输指定(如图7中所示)。

对于MRN到MTC通信的预定义移动以及基于查询的方法，MBSFN区域内的MTC设备可利用MBSFN参考信号在DL上探测MRN的存在。可选地，可利用在MBSFN内的到每个MTC设备的MTC特定的CSI RS传输探测好的分布形式。基于测量的MRN与候选MTC设备之间的链路的分布形式，MTC设备将向MRN传输CQI。此外，基于传输的CQI，MRN将选择可实现的MCS，并为MTC设备提供传输MTC数据报告的授权。

对于MRN聚合的TDD实现，通过在上行链路上采用每帧提供6个上行链路子帧的TDD配置0(如[1]中定义的)并为DL传输采用每帧分配8个DL子帧的TDD配置5(如[1]中定义的)，可实现进一步的优化。

第4方面：多层分级聚合器

因为连接到聚合器的MTC设备本身可以是个聚合器，可建立分级聚合器的树状多层拓扑。连接至移动网络的聚合器被称为根聚合器，而树中的其它聚合器被称为节点聚合器。这种分级拓扑对于延伸区域是非常有用的，在该区域中在移动网络的覆盖之外采用MTC设备，像建筑物地下室、地下隧道等。对于节点聚合器，对回程载波以及聚合载波在不同的频率/信道上利用无牌照的频谱(例如WiFi)是有意义的。根聚合器在一些实施例中会从使用LTE作为回程中受益。

本公开中各个方面的实施例可帮助移动网络应对MTC设备数目的增长。这是通过引入从附近的MTC设备收集数据的MTC聚合器实现的。这种方法的一些好处在于：

1、减少的必须由移动网络(MME和S-GW)管理的MTC设备的数目。

这包括：

1.1减少的控制面信令量，包括RRC连接和释放的数目、寻呼请求的数目；

1.2减少的移动网络内部分配的IP地址的数目；

1.3减少的GTP-U隧道的数目。

2、减少为MTC设备分配的小区资源，这将允许更多的小区容量被分配给UE的其它类型；

3、MTC聚合器的MRN方法还将使MTC设备的唤醒和发送时间最小，并使MCS选择最大，并因此使MTC设备与聚合器之间的数据速率的传输频谱效率最高；以及

4、允许在移动网络未覆盖的区域(建筑物地下室、地下隧道)采用MTC设备，只要该区域由聚合器覆盖。

本公开方面的实施例可允许从大量MTC设备汇聚数据，而对移动网络的影响有限。

本公开方面的实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可以被处理器执行，以实现上述通信网络中的机器类型通信聚合器方法。计算机可读存储介质可以是是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)；或者非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各自设备，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。

本申请的上述实施例仅为示例。本领域技术人员可实现对特定实施例的改变、修改和变形，而不脱离权利要求所提出的申请的范围。

Claims (23)

1.一种通信网络中的机器类型通信聚合器设备，所述通信网络具有无线通信节点，所述无线通信节点包括服务于无线装置的无线基站，所述无线装置中的至少一个是用于聚合在机器类型通信装置与机器类型通信服务器之间的机器类型通信的聚合器节点，所述聚合器节点由服务无线基站服务，所述机器类型通信聚合器设备包括：

所述通信网络中的节点，包括：

通信接口，所述通信接口用于参与涉及所述聚合器节点的至少一个机器类型通信；

处理器，所述处理器配置成通过所述通信接口操作，所述处理器调节成通过以下操作使得涉及所述聚合器节点的所述至少一个机器类型通信具有限制所述机器类型通信装置所具有的对于在所述聚合器节点与所述服务基站之间的上行链路的影响的作用。

2.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述至少一个机器类型通信是以下中的至少一个的一部分：机器类型通信聚合器启动过程；机器类型通信装置连接至聚合器的过程；聚合器数据收集过程；具有广播至所述至少一个机器类型通信节点的预定义机器类型通信报告次数的、基于预定义的移动性模式的过程；以及采用机器类型通信特定符号的、基于查询的过程。

3.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述通信网络中的节点是以下中的至少一个：机器类型通信装置、所述聚合器节点、所述服务基站、eNodeB、MME、聚合器管理器、S-GW、P-GW、MTC管理服务器以及MTCApp服务器。

4.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述通信接口利用以下中的至少一个：聚合器无线电接入技术和移动网络无线电接入技术。

5.如权利要求4所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器无线电接入技术和所述移动网络无线电接入技术中的至少一个是LTE。

6.如权利要求5所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述通信接口使用服务eNodeBPCI和聚合器PCI中的至少一个PCI。

7.如权利要求5所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器无线电接入技术和所述移动网络无线电接入技术都是LTE。

8.如权利要求7所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器无线电接入技术和所述移动网络无线电接入技术使用不同的载波。

9.如权利要求7所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器无线电接入技术载波是窄带并且所述移动网络无线电接入技术载波是宽带。

10.如权利要求7所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器无线电接入技术由中继节点和移动中继节点中的一个来提供。

11.如权利要求10所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述移动中继节点采用具有ULTDD配置0和DLTDD配置5的TDD。

12.如权利要求4所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器无线电接入技术是WiFi和白空间中的一个。

13.如权利要求12所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器无线电接入技术是使用具有模式的SSID的WiFi。

14.如权利要求2所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述机器类型通信聚合器启动过程包括以下中的至少一个：监听其它聚合器、RRC连接、MTC聚合器通知、MTC开始聚合服务、MTCApp服务器列表REQ、MTCAPP服务器列表RSP、RRC断开以及聚合器呼叫设立。

15.如权利要求2所述的机器类型通信聚合器设备，其中机器类型通信装置连接至聚合器的过程包括以下中的至少一个：MTC连接REQ、授权服务器REQ、授权服务器RSP、授权装置REQ、授权装置RSP以及MTC连接RSP。

16.如权利要求2所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述至少一个机器类型通信包括以下中的至少一个：MTC数据报告、收集期、RRC连接、RRC断开、eMBMS广播预定义查询次数、MTC数据报告@T、MRN聚合的数据报告以及CSI-RS、SR、准许@T。

17.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述至少一个机器类型通信包括使用基于时间和位置中的至少一个的预确定的模式的、与机器类型通信节点的通信。

18.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述至少一个机器类型通信基于所述机器类型通信节点的覆盖区域使用基于查询的信令。

19.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，还包括高速缓存，所述高速缓存用于在所述至少一个机器类型通信节点在覆盖之外时存储所述至少一个机器类型通信。

20.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述至少一个机器类型通信包括使用在eMBMS传送上指派的默认预确定时间的、与机器类型通信节点的通信。

21.如权利要求1所述的机器类型通信聚合器设备，其中所述聚合器节点是根聚合器节点与节点聚合器节点中的一个。

22.一种通信网络中的机器类型通信聚合器方法，所述通信网络具有无线通信节点，所述无线通信节点包括服务于无线装置的无线基站，所述无线装置中的至少一个是用于聚合在机器类型通信装置与机器类型通信服务器之间的机器类型通信的聚合器节点，所述聚合器节点由服务无线基站服务，所述机器类型通信聚合器方法包括：

在所述通信网络中提供包括以下部件的第一节点：

通信接口，所述通信接口用于参与涉及所述聚合器节点的至少一个机器类型通信；

处理器，所述处理器配置成通过所述通信接口来操作，所述处理器调节成使得涉及所述聚合器节点的所述至少一个机器类型通信；以及

操作所述第一节点以通过以下操作来限制所述机器类型通信装置所具有的对于在所述聚合器节点与所述服务基站之间的上行链路的影响。

23.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可以被处理器执行，以实现权利要求22所述的通信网络中的机器类型通信聚合器方法。

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