机器到机器(m2m)无线广域网(wan)中帧的空闲寻呼时隙的重用_3

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5-C的功率效率,可W将窄带频分多址(FDMA) 技术用于反向链路通信330。该技术可W包括;将反向链路通信330的操作频带划分成多 个窄带频率信道。基站105-C可W向各个M2M设备115广播各个窄带信道的状态和对各个 窄带信道的分配。该状态可W是"繁忙的"或"空闲的"。在一个实施例中,如果窄带频率信 道被分配给设备115-c,M2M设备115-C可W仅发送数据。可W将(上面所描述的)反向链 路通信330的较早终止,并入到窄带抑MA技术中,W利用信号与干扰加噪声比(SINR)分布 并在反向链路通信330中支持多种数据速率。
[0061] 接着转到图4A,该框图根据各个实施例示出了用于管理前向链路通信的设备 400。设备400可W是参照图1、2、3A和/或3B所描述的基站105的一个或多个方面的例 子。此外,设备400还可W是处理器。设备400可W包括接收机模块405、前向链路通信模 块410和/或发射机模块415。该些组件中的每一个可W相互之间进行通信。
[0062] 设备400中的该些部件可W单独地或者统一地使用一个或多个专用集成电路 (ASIC)来实现,其中该些ASIC适于在硬件中执行该些可应用功能里的一些或者全部。替代 地,该些功能可W由一个或多个集成电路上的一个或多个其它处理单元(或者内核)执行。 在其它实施例中,可W使用其它类型的集成电路(例如,结构化/平台化的ASIC、现场可编 程口阵列(FPGA)和其它半定制1C),其中该些集成电路可本领域已知的任何方式进行 编程。此外,每一个单元的功能也可W整体地或者部分地利用指令来实现,其中该些指令体 现在存储器中,被格式化W由一个或多个通用或专用处理器来执行。
[0063] 接收机模块405可W接收诸如分组、数据的信息和/或关于设备400接收或发送 了什么内容的信令信息。前向链路通信模块410可W将所接收的信息用于各种各样的目 的。
[0064] 接收机模块405可W被配置为:接收使用反向链路通信330、从M2M设备115发送 的反向链路物理层分组。接收机模块405还可W被配置为;从后端服务器接收指令、操作集 合、消息等W传送给M2M设备115。前向链路通信模块410可W生成一个或多个前向链路 帖。该些帖可W是短占空比帖,其包括用于逻辑信道的最小数量的时隙。可W对前向链路 帖划分时隙,W便与多个M2M设备进行通信。下面将描述关于前向链路帖的细节。
[00化]前向链路通信模块410可W生成ACK消息,后者指示已在反向链路330上成功地 接收到分组。发射机模块415可W被配置为在前向链路帖中向M2M设备115发送ACK消 息。不是按照最低数据速率在前向链路帖中发送ACK信道,而是可W按照较高数据速率来 发送,该导致接收机405在反向链路330上接收的通信的较早终止,如先前所描述的。
[0066] 在一个实施例中,前向链路通信模块410可W生成多个寻呼消息305,W通过发射 机模块415向多个M2M设备115发送。寻呼消息305可W提醒特定的M2M设备115 ;在前向 链路帖的业务时隙期间,针对设备115的数据在业务信道上可用。在一种配置中,寻呼信道 可W在寻呼时隙期间,发送寻呼消息305。在一种配置中,寻呼信道可W发送小于最大数量 的寻呼消息305。如果寻呼信道没有发送最大数量的寻呼消息305,则可W确定该寻呼时隙 是空闲的。可W通过向该寻呼信道插入系统信息,来使用该寻呼信道的未利用的容量。随 后,可W在前向链路帖的寻呼时隙期间,在寻呼信道上向M2M设备115广播系统信息。在前 向链路帖中避免了发送该种类型的信息的额外的信道和时隙。相反,可W对空闲寻呼时隙 进行重用W发送系统信息。
[0067] 当M2M设备115成功地接收到寻呼消息305时,接收机模块405可W接收寻呼响 应310。当接收机模块405没有接收到寻呼响应310时,前向链路通信模块410可W被配置 为命令发射机模块415重传寻呼消息305。发射机模块415可与寻呼消息305的原始 传输相比更高的频率来重传消息305。当接收机模块405接收到寻呼响应310时,和/或在 已发送了该消息305的一定数量的重传后,发射机模块415可W停止重传。发射机模块415 可W在不同的前向链路帖的相同寻呼信道或者不同寻呼信道上,发送和重传寻呼消息305。 在一种配置中,当不需要寻呼信道来发送寻呼消息305时,前向链路通信模块410可W生成 系统信息,并将该系统信息插入到前向链路帖的寻呼信道中。发射机模块415可W在帖的 寻呼信道中,向M2M设备115发送该系统信息。在一种配置中,发射机415可W使用多个帖 的多个寻呼信道来发送信息。每一个寻呼信道可W具有不同的寻呼周期。
[0068] 图4B是示出前向链路通信模块410-a的一个实施例的框图。模块410-a可W是 图4A的前向链路通信模块的一个例子。举一个例子,模块410-a可W包括前向链路帖生成 模块420、ACK生成模块425、寻呼时隙重用模块430、寻呼周期选择模块435、寻呼信道选择 模块440和共享业务信道格式化模块445。
[0069] 前向链路帖生成模块420可W生成用于在前向链路325 (例如,从基站到M2M设 备)上进行传输的物理层帖。所生成的帖可W是基于短占空比和较小数量的划分时隙的物 理层信道。例如,模块420可W生成总共20毫秒(ms)的前向链路物理层帖。结果,M2M设 备115可W只需要苏醒20ms来接收前向链路帖。因此,可W节省M2M设备115处的功率。 模块420所生成的帖的时隙划分操作,可W使M2M设备115只在该帖中的其预期有数据的 被调度时隙期间,才苏醒并打开其无线电装置。
[0070] 前向链路帖的物理信道中的每一个可W包括导频符号和数据符号两者,它们可W 是时分复用的(TDM)。在一种配置中,模块420所生成的前向链路帖可W包括寻呼信道、ACK 信道和业务信道。寻呼信道可W用于在寻呼时隙期间,在前向链路通信325上向M2M设备 115发送寻呼消息和其它信息。ACK信道可W发送ACK消息和其它信息,而业务信道可W用 于向M2M设备115发送数据消息。
[0071] ACK生成模块425可W生成ACK消息,W便在前向链路通信325上发送。可W在 ACK信道上发送该消息,其中ACK信道是前向链路帖生成模块420所生成的前向链路帖的一 部分。在一种配置中,前向链路帖可W用于向M2M设备115发送压缩的标识师)。压缩的 ID可W是M2M设备115的网络ID的哈希值。压缩的ID可W表示针对M2M设备115的ACK 消息,其指示基站成功地在反向链路上接收到从该M2M设备发送的分组。在一种配置中, ACK生成模块425可W将用于一个M2M设备的压缩ID与其它M2M设备的压缩ID组合在一 起,W生成ACK分组。ACK分组可W包括不同数量的压缩ID。根据每一个分组中的压缩ID 的数量,ACK分组的传输数据速率可W发生波动。与具有较低数量的压缩ID的ACK分组相 比,可W按照较高的数据速率来发送具有较高数量的压缩ID的ACK分组。
[0072] 在一些实例中,对于某个前向链路帖,寻呼时隙可能是空闲的。例如,该寻呼时隙 期间的寻呼信道的容量不是处于满额容量。例如,可能没有调度该寻呼时隙来发送针对M2M 设备115的寻呼消息305。结果,该寻呼信道可W是空的(例如,没有寻呼消息305)。寻呼 时隙重用模块430可W对空闲寻呼时隙进行重用,W便向M2M设备115传输系统信息。系 统信息可W包括系统时序和扇区数量信息,并可W被插入到寻呼信道中,W便在该寻呼时 隙期间向M2M设备115传输。因此,可W避免在前向链路帖中建立额外的信道来向M2M设 备115传送系统信息。相反,寻呼时隙重用模块430可W将该系统信息插入到该帖的寻呼 时隙的空闲寻呼信道中。
[0073] 在一个实施例中,寻呼周期选择模块435可W选择一个特定的寻呼周期来向M2M 设备发送寻呼消息。模块435可W提供灵活的寻呼方案,W动态地改变M2M无线WAN中的 M2M设备115的寻呼周期。寻呼周期选择模块435可W根据是否从设备115接收到寻呼响 应310、一天中的时间、该M2M设备115的操作状态等等,来对寻呼周期进行动态地改变。
[0074] 在一种配置中,寻呼信道选择模块440可W在主寻呼信道和辅寻呼信道之间进行 选择,W便使用前向链路通信325来向M2M设备115发送寻呼消息。模块440可W提供允 许使用主寻呼信道和辅寻呼信道,在M2MWAN中按照不同的寻呼周期来发送寻呼消息的寻 呼方案。主寻呼信道和辅寻呼信道可W是帖的寻呼信道的子信道。主寻呼信道可W用于较 长的寻呼周期,而辅寻呼信道可W用于较短的寻呼周期。举一个例子,基站105可W发送第 一寻呼消息,模块440可W选择主信道来发送该消息(该是由于其是按照第一寻呼周期来 发送的)。此外,基站还可W发送第二寻呼消息,模块440可W选择辅寻呼信道来发送第二 寻呼消息(该是由于第二消息是按照第二寻呼周期来发送的)。在一个实施例中,与第一寻 呼周期相比,第二寻呼周期可W更短。
[0075] 共享业务信道格式化模块445可W对由多个M2M设备共享的前向链路帖中的业务 信道进行格式化。当M2M设备115在给定的业务信道后期内的共享业务信道上预期数据 时,设备115可W继续在业务信道周期期间,读取多个前向链路帖中的业务信道时隙,直到 其发现由ID字段所指示的数据为止。结果,M2M设备115与所需要的相比可能会保持苏醒 更长的时间来发现其数据。格式化模块445可WW该种方式对业务信道进行格式化,其使 用于M2M设备115的苏醒时间减到最小。M2M设备115可W确定在特定子帖的哪个时隙苏 醒,W便在共享业务信道上获得其数据。为了确定在哪个时隙上苏醒,M2M设备可W针对其 ID使用一组哈希函数。此外,M2M设备还可W使用处于预期的数据速率的时隙数量和处于 该速率的用户的总数量,来确定其可W预期接收其数据的时隙。模块445可W对业务信道 进行格式化,W允许设备来确定要使用哪个时隙。例如,模块445可W对共享业务信道进行 格式化,使得哈希后的时隙包含数据或者指向实际数据所位于的时隙的指针。如果第一帖 的时隙不能包含所有的指针,则模块445可W设置溢出标志,并提供指向另一个帖的另一 个时隙的指针,其中在该位置,哈希的M2M设备可W针对其数据进行检查。如果不能将用于 M2M设备115的所有数据容纳到单一时隙中,则模块445可W对该信道的尾部字段进行格式 化,W包括用于指向发送剩余数据的另一个时隙的指针。
[0076] 图5A是根据各个实施例,示出用于管理反向链路通信的设备500的框图。设备 500可W是参照图1、2、3A和/或3B所描述的M2M设备115的一个或多个方面的例子。此 夕F,设备500还可W是处理器。设备500可W包括接收机模块505、反向链路通信模块510 和/或发射机模块515。该些部件中的每一个可W相互之间进行通信。
[0077] 设备500中的该些组件可W单独地或者统一地使用一个或多个专用集成电路 (ASIC)来实现,其中该些ASIC用于在硬件中执行该些可应用功能里的一些或者全部。替代 地,该些功能可W由一个或多个集成电路上的一个或多个其它处理单元(或者内核)执行。 在其它实施例中,可W使用其它类型的集成电路(例如,结构化/平台化的ASIC、现场可编 程口阵列(FPGA)和其它半定制1C),其中该些集成电路可本领域已知的任何方式进行 编程。此外,每一个单元的功能也可W整体地或者部分地利用指令来实现,其中该些指令体 现在存储器中,被格式化W由一个或多个通用或专用处理器来执行。
[007引接收机模块505可W接收诸如分组、数据的信息和/或关于设备500接收或发送 了什么内容的信令信息。反向链路通信模块510可W将所接收的信息用于各种各样的目 的。
[0079] 接收机模块505可W被配置为:接收使用前向链路通信325,从基站105发送的前 向链路物理层分组。反向链路通信模块510可W生成反向链路帖,其中该反向链路帖包括 用于从M2M设备115向基站105发送数据的业务信道。
[0080] 在一个实施例中,反向链路通信模块510可W使反向链路上的通信较早终止。如 先前所解释的,前向链路帖可W包括用于按照较高的数据速率,从基站105向M2M设备115 发送ACK消息的ACK信道。接收机模块505可W按照更高的数据速率,来接收与更高的反向 链路数据速率相对应的ACK消息。在接收到ACK消息时,反向链路通信模块510可W命令 发射机515停止在反向链路通信330上发送传输。下面将描述关于反向链路通信模块510 的细节。
[0081] 图5B是示出反向链路通信模块510-a的一个实施例的框图。模块510-a可W是图 5A的反向链路通信模块的一个例子。举一个例子,模块510-a可W包括休眠状态模块520、 多信道模块525和窄带多路接入模块530。
[0082] 在一种配置中,休眠状态模块520可W允许M2M设备115苏醒足够长时间W从基 站105接收消息,随后返回到休眠状态W节省功率。基站可W使用前向链路帖来向M2M设 备发送消息。该帖可w包括寻呼信道w携带该消息。寻呼信道可w包括多个子信道。基站 可W在每一个子信道中发送该消息的一个复本。当M2M设备在该些子信道中的一个上成功 地接收并解调该消息时,休眠状态模块520可W使M2M设备115关闭其无线电装置,返回到 休眠状态W节省电池,而不向基站回发ACK消息。
[0083] 在一个实施例中,多信道模块525可W提供基于码分多址(CDMA)的多址接入方 案,W减少对反向链路通信330上的操作的热噪声增加量(ROT)
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