在无线通信系统中处理寻呼和数据交换的通信设备、主机及在其中的方法

摘要

公开了一种用于在无线通信系统(100)中处理来自网络节点的寻呼以及与主机(110)的数据交换的通信设备(120，130，140)以及在其中的方法。所述通信设备(120，130，140)是能够经由短程无线连接或有线连接彼此通信的一组紧邻的通信设备中的一个通信设备，每个通信设备(120，130，140)能够经由所述网络节点在远程无线连接上与所述主机(110)通信。所述通信设备(120，130，140)在预定义时机接收来自所述网络节点的寻呼。所述通信设备(120，130，140)评估所述寻呼是针对所述通信设备本身还是针对所述一组紧邻的通信设备中的其他设备之一。当所述寻呼是针对所述通信设备本身时，所述通信设备(120，130，140)执行寻呼响应。当所述寻呼是针对所述一组紧邻的通信设备中的所述其他设备之一时，所述通信设备(120，130，140)经由所述短程无线连接或所述有线连接将寻呼信息转发到所针对的通信设备。

说明书

技术领域

本文的实施例涉及用于处理寻呼和数据交换的通信设备、网络节点、主机以及在其中的方法。特别地，本文的实施例涉及在物联网(IoT)通信系统中的通信设备和主机中在功率和网络资源方面有效地处理寻呼和数据交换。

背景技术

IoT通信系统是通过软件和/或无线通信网络连接的物理对象或设备、建筑物、传感器、计算机、服务器或主机以及其他物品的网络。IoT通信可以包括寻呼、信令、数据交换、测量数据、配置信息等。为了节省具有有限电池容量的用户设备(UE)的远程IoT无线系统中的功率和网络资源，利用了长的不连续接收(DRX)周期。因为UE然后将很少检查寻呼，所以用于寻呼UE的延迟相当大。将数据发送到网络中的主机还需要功率和网络资源，并且因此尽可能少地执行。因此，从UE收集的数据的时间分辨率很低。

术语“主机”、“服务器”、“计算机”在本文中指用于运行一个或几个应用程序或者针对其他程序或设备提供功能的设备。例如，在用于家庭自动化的应用中，其中主机根据需要或根据来自其他传感器或设备的警报数据(例如房间、冰柜和冰箱的温度、门锁的状态、火情警报、漏水检测器等)进行收集。主机还可以控制例如房间、冰柜和冰箱的温度、门锁的锁定/解锁等。在该示例中，远程连接可以将设备与主机(例如，监督几所房屋的警报中心)进行连接。主机、服务器、计算机可以在本申请中互换使用。如果主机由无线通信网络的运营商控制或管理，则主机可以被视为在无线通信网络内部；而如果主机由另一个实体或公司控制或管理，则主机可以被视为在无线通信网络外部。

发明内容

因此，本文的实施例的一个目标是提供一种用于在无线通信网络中处理寻呼和数据传输的改进的方法和装置。

根据本文的实施例的一个方面，通过一种在通信设备中执行的用于在无线通信系统中处理来自网络节点的寻呼以及与主机的数据交换的方法来实现该目标。所述通信设备是能够经由短程无线连接或有线连接彼此通信的一组紧邻的通信设备中的一个通信设备。每个通信设备能够经由远程无线连接与所述主机通信。所述通信设备在预定义时机接收来自所述网络节点的寻呼。所述通信设备评估所述寻呼是针对所述通信设备本身还是针对所述一组紧邻的通信设备中的其他设备之一。当所述寻呼是针对所述通信设备本身时，所述通信设备执行寻呼响应。当所述寻呼是针对所述一组紧邻的通信设备中的所述其他设备之一时，所述通信设备经由所述短程无线连接或所述有线连接将寻呼信息转发到所针对的通信设备。

根据本文的实施例的一个方面，通过一种用于在无线通信系统中处理来自网络节点的寻呼以及与主机的数据交换的通信设备来实现该目标。所述无线通信设备是能够经由短程无线连接或有线连接彼此通信的一组紧邻的通信设备中的一个通信设备。每个通信设备能够经由远程无线连接与所述主机通信。所述通信设备被配置为在预定义时机接收来自所述网络节点的寻呼。所述通信设备还被配置为评估所述寻呼是针对所述通信设备本身还是针对所述一组紧邻的通信设备中的其他设备之一。所述通信设备还被配置为当所述寻呼是针对所述通信设备本身时，执行寻呼响应。所述通信设备还被配置为当所述寻呼是针对所述一组紧邻的通信设备中的所述其他设备之一时，经由所述短程无线连接或所述有线连接将寻呼信息转发到所针对的通信设备。

根据本文的实施例的一个方面，通过一种在主机中执行的用于在无线通信系统中与通信设备交换数据的方法来实现该目标。所述通信设备是能够经由短程无线连接或有线连接彼此通信的一组紧邻的通信设备中的一个通信设备。每个通信设备能够经由网络节点在远程无线连接上与所述主机通信。当所述主机打算与所述无线通信系统中的所述一组紧邻的通信设备中的一个或多个通信设备交换数据时，所述主机向所述网络节点发送数据或指示以用于触发所述网络节点中的寻呼过程。来自所述网络节点的所述寻呼是在预定义时机并且经由所述远程无线连接。设备标识或附加索引或偏移参数被包括在寻呼消息中以指示所述寻呼是针对哪个设备。

所述主机经由所述网络节点向所寻呼的通信设备或所针对的通信设备发送数据。

根据本文的实施例的一个方面，通过一种用于在无线通信系统中与通信设备交换数据的主机来实现该目标。所述通信设备是能够经由短程无线连接或有线连接彼此通信的一组紧邻的通信设备中的一个通信设备。每个通信设备能够经由网络节点在远程无线连接上与所述主机通信。所述主机被配置为当所述主机打算与所述无线通信系统中的所述一组紧邻的通信设备中的一个或多个通信设备交换数据时，向所述网络节点发送数据或指示以用于触发所述网络节点中的寻呼过程。来自所述网络节点的所述寻呼是在预定义时机并且经由所述远程无线连接。设备标识或附加索引或偏移参数被包括在寻呼消息中以指示所述寻呼是针对哪个设备。

所述主机还被配置为经由所述网络节点向所寻呼的通信设备或所针对的通信设备发送数据。

换句话说，根据本文的实施例，一组通信设备(例如IoT设备)除了与主机的远程无线连接之外，在紧邻的设备之间还具有短程低功率无线连接(例如，蓝牙低功耗(BLE))或甚至有线连接。

然后，寻呼时机可以被协调，以使得设备能够更频繁地被寻呼，例如对于一组10个紧邻的设备进行10次寻呼。接收到寻呼的设备检查寻呼是针对哪个设备，并且如果寻呼未针对接收设备，则寻呼将经由到所针对的设备的短程连接被转发到所寻呼的设备。

类似地，当通信设备或IoT设备具有要发送到主机的数据时，可以例如以有规律的间隔或者在要发送“紧急”数据时，在设备之间协调传输，以使得设备经由短程互连将数据发送到将执行传输的设备，然后，具有传输机会的设备在远程无线连接上将数据发送到主机。

还可以协调来自主机的数据传输，以使得主机在远程无线连接上将用于几个设备的数据发送到设备之一。然后，接收设备经由短程互连来分发去往其他设备的数据。

以这种方式，当在远程无线连接上单独利用长的并节省功率的DRX周期时，能够更频繁地到达紧邻的通信设备或IoT设备或与其通信。通信设备或IoT设备以及主机还可以通过在一组紧邻的设备内协调上行链路和下行链路传输来节省功率和网络资源，因为与每个设备应当建立单独的无线电资源控制(RRC)连接的情况相比需要更少的信令。

因此，本文的实施例提供一种用于在无线通信网络中处理寻呼和数据传输的改进的方法和装置。

附图说明

参考附图更详细地描述本文的实施例的示例，这些附图是：

图1是示出无线通信系统的示意性框图；

图2是示出根据本文的实施例的在通信设备中执行的方法的流程图；

图3是示出根据本文的实施例的在通信设备中执行的方法的流程图；

图4是示出根据本文的实施例的在主机中执行的方法的流程图；以及

图5是示出通信设备或主机的实施例的示意性框图。

具体实施方式

对于IoT，一种常见的场景应该是几个相关的IoT设备彼此紧邻，但是可能远离与IoT设备交互的主机，例如在车辆或房屋中的IoT设备。由于此原因，需要主机具有与设备(例如，窄带IoT(NB-IoT)或用于IoT的LTE类别M设备CAT-M)的远程无线连接。为了提高功率和资源效率，远程无线连接实现长DRX周期，例如针对NB-IoT长达几小时。将数据发送到主机还需要相当大的功率，并且由于此原因很少执行发送。

为了节省功率和网络资源并且同时实现更频繁的数据传输，本文的实施例提供了用于在无线通信系统中有效地处理寻呼和数据传输的方法和装置。

图1示出了其中可以实现本文的实施例的无线通信系统或网络100的示例。无线通信系统100可以是利用具有长周期的DRX和寻呼的远程无线系统，例如长期演进(LTE)网络或物联网(IoT)通信系统，例如窄带IoT。无线通信系统100还可以是任何其他无线系统或蜂窝网络，例如任何第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝网络、全球微波访问互操作性(WiMAX)网络、无线局域网(WLAN/Wi-Fi)、第四代(4G)或LTE Advanced网络、第五代(5G)或新无线电(NR)网络等。

无线通信系统100包括主机110，主机110经由例如网络节点(其也可以被称为基站或接入节点(未示出))具有与多个通信设备120、130、140(例如Dev1、Dev2、Dev3等)的远程无线连接。主机110需要在不同时机或同时与通信设备120、130、140中的一个或多个交换数据。当主机打算发送数据时，主机向网络节点发送数据或指示。然后，网络节点寻呼通信设备并且接收来自通信设备的寻呼响应。

多个通信设备120、130、140是紧邻的，并且除了与主机110的远程无线连接之外，在它们之间具有短程低功率无线连接(例如，蓝牙低功耗(BLE))或甚至有线连接。

现在将参考图2描述在通信设备120、130、140中执行的用于在无线通信系统100中处理来自网络节点的寻呼以及与主机110的数据交换的方法的实施例的示例。通信设备120是能够经由短程无线连接或有线连接彼此通信的一组紧邻的通信设备120、130、140中的一个通信设备。每个通信设备120、130、140能够经由网络节点借助远程无线连接与主机110通信。主机110可以是无线通信网络100的一部分，或者被认为在无线通信网络100外部。主机功能可以在专用设备上运行，或者在还运行其他功能的设备上运行。主机功能还可以位于云中。主机功能甚至可以在移动设备上运行，该移动设备不在可以通过短程无线连接实现的本地通信可能性的附近并且不是其一部分。通信设备120、130、140可以是UE或移动设备等中的任何一个。网络节点可以是基站、接入节点等中的任何一个。不同的标准针对这些设备具有不同的名称，例如eNB、gNB等。该方法包括以下动作。

动作210

通信设备120在预定义时机接收来自网络节点的寻呼。

紧邻的设备120、130、140的寻呼时机(PO)可以优选地被均匀分布在DRX周期上。因此，根据一些实施例，每个通信设备接收寻呼消息的预定义时机可以被均匀分布在DRX周期上。

在其中通信设备的标识是PO计算的一部分的无线电接入技术(RAT)中，这可以通过选择一组紧邻的通信设备的标识以使得通信设备的PO被均匀分布在DRX周期上来实现。在其他RAT中，可以在PO的计算中具有附加索引或偏移参数以实现一组紧邻的通信设备的PO的均匀分布。然后，附加索引或偏移参数指示设备在该组紧邻的设备内的相对寻呼位置。

动作220

通信设备120评估寻呼消息是针对通信设备120本身还是针对一组紧邻的通信设备130、140中的其他设备之一。

取决于寻呼的实际目标如何被指示，实际寻呼可以以不同的方式来执行。

如果通信设备140要被寻呼，但是通信设备120接下来要被寻呼，则通信设备120将被寻呼，并且寻呼消息可以在可选参数中指示通信设备140是寻呼的目标，或者如果可选参数未被设置，则寻呼是针对接收该寻呼的设备。

动作230

当寻呼针对通信设备120本身时，通信设备120执行寻呼响应。

动作240

当寻呼是针对一组紧邻的通信设备中的其他设备之一时，通信设备120经由短程无线连接或有线连接将寻呼信息转发到所针对的通信设备。

例如，如果根据预定义PO，通信设备140要被寻呼，但是通信设备120接下来要被寻呼，则通信设备120将被寻呼，并且寻呼可以在可选参数中指示通信设备140是寻呼的目标。因为短程连接上的寻呼格式可能与远程连接上的寻呼格式不同，所以通信设备120然后根据短程无线通信协议将寻呼信息发送到通信设备140。然后，通信设备140(即所针对的设备)将执行寻呼响应。

连同寻呼响应，通信设备120可以接收用于通信设备120本身的数据。

连同寻呼响应，通信设备120可以接收数据和/或表明数据是用于组中的其他设备(例如通信设备140，即Dev3)的指示。然后，通信设备120将数据转发到Dev3。如果Dev3要接收大量数据，则Dev3在以下情况下可能更有效：Dev3仅从通信设备120接收指示，然后建立RRC连接以接收实际数据。

因此，根据本文的一些实施例，被寻呼的通信设备120可以检查所接收的数据和/或指示是针对通信设备120本身还是针对另一个设备。如果数据和/或指示是针对通信设备120本身，则通信设备120接收数据。如果数据和/或指示是针对另一个设备，则该方法还可以包括以下动作：

动作250

如果指示数据是针对一组紧邻的通信设备中的其他设备之一，则通信设备120可以经由短程无线连接或有线连接将数据转发到所针对的通信设备。

动作260

通信设备120可以经由短程无线连接或有线连接将指示转发到所针对的通信设备，以使所针对的通信设备能够与主机建立连接以用于经由远程无线连接来接收数据。

动作250和260是可选的，并且仅当连同寻呼响应接收的数据或指示是针对与接收寻呼的设备不同的另一个设备时才被执行。如果由所寻呼的设备接收的数据是要发送到另一个设备的完整数据或者是另一个设备需要建立RRC连接以接收完整数据的指示，则通信设备120可以将数据或指示转发到所针对的通信设备。如果仅要接收少量数据，则可以经由接收寻呼的通信设备来传送该数据。但是，如果要接收大量数据，则将数据直接从主机发送到“其他”设备更有效，因为在两个连接(一个远程并且一个短程)上发送大量数据的开销很可能大于额外建立RRC连接的开销。

主机110还可能想要同时与多个或所有紧邻的设备120、130、140交换数据。类似地，然后仅需要网络节点寻呼通信设备之一，即，下一个要被寻呼的设备。然后，该通信设备将寻呼信息转发到组中的其他设备。每个通信设备可以从所寻呼的设备接收它的数据。如果每个通信设备应该进行寻呼响应，则这将更复杂并且效率不高。因此，根据本文的实施例，一组紧邻的设备的PO利用长DRX周期来节省功率并且使用协调式寻呼以便仍然能够更频繁地(与每个设备的实际PO相比)到达或通信。远程连接与短程连接的功耗的关系是确定与根据远程协议被更频繁地寻呼相比，协调式寻呼何时更有效。在一些短程连接中用于数据接收和发送的功耗应远低于用于根据远程协议的数据接收和发送的功耗。因为根据远程协议，每次存在PO时，将很可能必须唤醒一组n个紧邻的设备内的每个设备，所以短程通信的功耗应很可能比远程通信的功耗至少低n倍。

根据本文的一些实施例，还可以在一组紧邻的设备之间协调上行链路传输以节省功率。该方法还可以包括以下动作，并且现在将参考图3进行描述。

动作310

当没有传输机会时，组中的每个通信设备120、130、140缓冲要被发送的具有低优先级的数据。

动作320

如果通信设备120、130、140中的任何一个具有要被发送到主机110的高优先级数据或已达到特定时间，则通信设备将首先经由短程连接检查任何其他通信设备是否具有缓冲的低优先级数据并且等待下一个传输机会。

如果是这种情况，则具有传输机会的通信设备(例如，通信设备120)在与网络节点建立无线电资源控制连接以将数据发送到主机110之前，经由短程连接或有线连接从该组紧邻的通信设备中的其他设备收集数据。

特定时间可以是在没有高优先级数据被发送时的最大等待时间。特定时间还可以是预定义的有规律间隔。

动作330

然后，将来自具有传输机会的通信设备120的缓冲数据以及从其他设备130、140收集的数据发送到主机110。也就是说，通信设备120经由远程无线连接将完整数据发送到主机110。

根据本文的一些实施例，还可以协调来自主机110的数据传输。现在将参考图4描述在主机110中执行的用于在无线通信系统100中与通信设备120、130、140交换数据的方法的实施例的示例。通信设备120是能够经由短程无线连接或有线连接彼此通信的一组紧邻的通信设备中的一个通信设备。每个通信设备120、130、140能够经由网络节点在远程无线连接上与主机110通信。该方法包括以下动作：

动作410

当主机110打算与一组紧邻的通信设备中的一个或多个通信设备交换数据时，主机110向网络节点发送数据或指示以用于触发网络节点中的寻呼过程。网络节点经由远程无线连接在预定时机寻呼通信设备。设备标识或附加索引或偏移参数被包括在寻呼消息中以指示寻呼是针对哪个设备。预定义时机可以被均匀分布在不连续接收DRX周期上。

动作420

主机110将数据发送到所寻呼的通信设备或所针对的通信设备。因此，主机110可以在远程无线连接上将用于几个通信设备的数据发送到通信设备之一(例如，通信设备120)。然后，接收通信设备经由短程互连来分发去往其他设备的数据。

这还将节省功率和网络资源，因为与每个设备应该建立单独的RRC连接以接收或发送数据的情况相比需要更少的信令。此外，在短程连接中用于数据接收和发送的功耗应远低于用于根据远程协议的数据接收和发送的功耗。

为了执行在通信设备120中的用于在无线通信系统100中处理来自网络节点的寻呼以及与主机的数据交换的方法动作，通信设备120包括如图5所示的电路或单元。通信设备120包括例如接收单元502、确定单元504、发送单元506、处理器508和存储器510。

根据本文的实施例，通信设备120被配置为例如借助于接收单元502(其被配置为)在预定义时机接收来自网络节点的寻呼。

根据本文的实施例，通信设备120还被配置为例如借助于确定单元504(其被配置为)评估寻呼是针对通信设备120本身还是针对一组紧邻的通信设备130、140中的其他设备之一。

根据本文的实施例，当寻呼是针对通信设备120本身时，通信设备120还被配置为例如借助于发送单元506和接收单元502(其被配置为)执行寻呼响应。

根据本文的实施例，当寻呼是针对该组紧邻的通信设备中的其他设备之一时，通信设备120还被配置为例如借助于发送单元506(其被配置为)经由短程无线连接或有线连接将寻呼信息转发到所针对的通信设备。

根据本文的一些实施例，通信设备120还可以被配置为例如借助于接收单元502(其被配置为)从主机(110)接收数据和/或指示。

根据本文的一些实施例，通信设备120还可以被配置为例如借助于发送单元506(其被配置为)在指示数据是针对该组紧邻的通信设备中的其他设备之一的情况下，经由短程无线连接或有线连接将数据转发到所针对的通信设备。

根据本文的一些实施例，通信设备120还可以被配置为例如借助于发送单元506(其被配置为)经由短程无线连接或有线连接将指示转发到所针对的通信设备，以使所针对的通信设备能够与主机建立连接以用于经由远程无线连接来接收数据。

根据本文的一些实施例，通信设备120还可以被配置为例如借助于确定单元504(其被配置为)缓冲要被发送的具有低优先级的数据。

当存在要被发送的高优先级数据或已达到特定时间时，通信设备120还可以被配置为例如借助于接收单元502(其被配置为)经由短程无线连接或有线连接从该组紧邻的通信设备中的其他设备收集数据，以及借助于发送单元506(其被配置为)经由远程无线连接将所缓冲和收集的数据发送到主机。

为了执行在主机110中的用于在无线通信系统100中与通信设备交换数据的方法动作，主机110包括与图5所示的通信设备120类似的电路或单元。主机110包括例如接收单元502、确定单元504、发送单元506、处理器508和存储器510。

根据本文的实施例，主机110被配置为例如借助于发送单元506(其被配置为)在主机110打算与一组紧邻的通信设备中的一个或多个通信设备交换数据时，向网络节点发送数据或指示以触发网络节点中的寻呼过程。然后，网络节点经由远程无线连接在预定时机寻呼通信设备。设备标识或附加索引或偏移参数可以被包括在寻呼消息中以指示寻呼是针对哪个设备。

主机110还被配置为例如借助于发送单元506(其被配置为)将数据发送到所寻呼的通信设备或所针对的通信设备。如果存在来自所寻呼的设备的寻呼响应，则主机可以获得被发送的数据的成功传送的确认，或者如果没有来自所寻呼的设备的寻呼响应并且寻呼尝试超时，则主机未能传送数据。

总的来说，根据本文的实施例，当单独利用长的并节省功率的DRX周期时，能够更频繁地到达紧邻的通信设备(例如IoT设备)或与其通信。通信设备或IoT设备以及主机还可以通过在一组紧邻的设备内协调上行链路和下行链路传输来节省功率和网络资源。

本领域技术人员将理解，主机/通信设备110/120中的上述接收单元502、确定单元504和发送单元506可以涉及一个电路/单元、模拟和数字电路的组合、被配置有软件和/或固件的一个或多个处理器和/或执行每个电路/单元的功能的任何其他数字硬件。这些处理器中的一个或多个、模拟和数字电路的组合以及其他数字硬件可以被包括在单个专用集成电路(ASIC)中，或者几个处理器和各种模拟/数字硬件可以被分布在几个单独组件(无论是单独封装还是组装成片上系统(SoC))中。

可以通过一个或多个处理器(例如处理器508)连同用于执行本文的实施例的功能和动作的计算机程序代码，实现用于在主机/通信设备110/120中处理寻呼和数据交换的本文的实施例。上述程序代码还可以被提供为计算机程序产品，例如采取携带计算机程序代码514的数据载体512的形式，如图5所示，计算机程序代码514当被加载到主机/通信设备110/120时用于执行本文的实施例。一种此类载体可以采取CD ROM光盘的形式。但是，诸如记忆棒之类的其他数据载体是可行的。此外，计算机程序代码可以被提供为服务器上的纯程序代码并且被下载到主机/通信设备110/120。

主机/通信设备110/120中的存储器510可以包括一个或多个存储单元，并且可以被布置为用于存储所接收的信息、测量、数据、配置和应用，以当在主机/通信设备110/120中执行所接收的信息、测量、数据、配置和应用时执行本文的方法。

当使用单词“包括”或“包含”时，其将被解释为非限制性的，即意味着“至少由…组成”。

本文的实施例并不限于上述优选实施例。可以使用各种替代物、修改物和等同物。因此，上述实施例不应被视为限制由所附权利要求限定的本发明的范围。