智能m2m能量优化算法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器到机器M2M设备的领域，并且更具体地涉及能量收集M2M设备，以 及在能量收集机器到机器设备中的用于功率优化的传输调度的方法。本发明还涉及对应的 M2M设备和网络节点。
【背景技术】
[0002] 通过移动和无线网络的机器到机器M2M通信期望在将来变得日益重要。可能的 M2M应用的示例几乎不计其数，例如在私家车中用于传送服务需求、在水表或者电表中用于 远程控制和/或远程仪表读数、在街边自动售货机中用于当商品缺货时或者当存在足够的 硬币以证明需要来访以用于清空时进行通信、在出租车中用于验证信用卡、在监视相机中 用于家庭或者公司安全的目的、在运输系统的集装箱中等等。
[0003] M2M设备可以被安装在限制电池更换和充电的时机的恶劣环境中的具有非常低的 可及性的位置处。
[0004] 因此，配备用于经由蜂窝网络传输数据的调制解调器的移动M2M设备需要长的电 池寿命，通常无主电源可用。设备可以依赖于其自身的电源，这是对于资产跟踪设备和传 感器设备而言的通常情况。对于多种类型的设备，电池并不是自给自足的电源。为了延长 设备的操作时间，能量收集可以用于补充内部电池。能量收集可以基于从诸如振动、太阳能 和温度梯度之类的环境源中提取能量。然而，有时能量不能被连续地收集并且设备可能用 光电量。现在，将认为这样的设备被关断，意味着它将被完全地去附着。因此，当设备在收 集足够的能量之后回来时，将有与附着相关联的信令惩罚，其后跟随有分组数据协议（PDP) PDP上下文激活。
[0005] 目前，没有用于M2M设备的智能功率节省算法能够收集它们自己的能量。M2M设备 被预编程以访问用于发送或者接收数据的网络，或者它们在下行链路中被从网络访问。移 动通信网络中的移动实体的输出功率由基站、例如节点B确定。因此，用于机器到机器设备 (例如，在地理上被放置在手动服务范围之外）中的功率节省的方法是期望的。
【发明内容】
[0006] 能够从环境源中收集能量的智能M2M设备提供用于能量消耗的优化的机会。本发 明的构思是设备自身决定重新调度数据传输以节省能量的新方法。在本文中，根据本发明， 设备将具有根据预期设备将操作在其中的特定条件所限定的功率预算。
[0007] 已知以上描述之后，本发明的一个方面提供一种用于认证移动通信网络中的设备 的方法，该方法力图单独地或者以任何组合来减轻、缓和或者消除现有技术的上述缺陷中 的一个或者多个以及缺点。
[0008] 本发明由所述独立权利要求限定。本发明的各种有利的实施例由所附从属权利要 求以及由以下描述和附图阐述。
[0009] 本发明的一个方面提供一种在包括内部功率存储设备和内部能量收集源的进行 能量收集的机器到机器设备中的用于功率优化的传输调度的方法。设备被进一步配置用于 经由无线链路与移动通信网络进行通信。方法包括：接收触发向移动通信网络发送数据的 决策的事件、监控所述内部功率源的至少一个功率参数以及基于至少一个功率参数来调度 数据以用于传输。
[0010] 根据本发明的一个方面，该方法进一步包括监控所述无线链路的至少一个链路质 量参数。调度然后进一步基于至少一个链路质量参数。
[0011] 本发明的另一方面涉及机器到机器设备，包括：被配置为通过无线链路与移动通 信网络进行通信的网络通信单元、内部功率存储设备和内部能量收集源、被配置为监控内 部功率存储设备的至少一个功率参数的监控器以及被配置为接收触发向移动通信网络发 送数据的决策的事件的处理器单元。处理器单元被进一步配置为基于所述内部功率存储设 备的至少一个功率参数来调度数据以用于向移动通信网络进行传输。
[0012] 本发明的另一方面涉及移动通信系统中的网络节点，包括：被配置为通过无线链 路与移动通信网络进行通信的网络通信单元、被配置为存储与所述移动通信网络进行通信 的设备的分类的内部数据存储、被配置为使用所述网络通信单元从附着的设备接收信号的 处理器单元，其中所述信号包括设备作为进行能量收集的机器到机器设备的分类。处理器 单元被进一步配置为将所述分类存储在内部数据存储中。
[0013] 本发明的另一方面涉及包括如下指令的计算机程序产品，当由机器到机器设备中 的处理单元执行时，所述指令迫使机器到机器设备执行上文所描述的方法中限定的方法步 骤。
[0014] 已知以上描述，本发明的目的是克服如先前所描述的已知技术的缺点中的至少一 些缺点。
【附图说明】
[0015] 通过实施例/方面的以下详细描述与附图一起的研宄，本发明将被更加轻易地理 解，在附图中：
[0016] 图1示意性地图示了具有进行能量收集的M2M设备的移动通信网络。
[0017] 图2公开了进行能量收集的M2M设备。
[0018] 图3在流程图中图示了在进行能量收集的机器到机器设备中的用于功率优化的 传输调度的方法。
[0019] 图4图示了根据本发明的一个实施例的在进行能量收集的机器到机器设备中的 用于功率优化的传输调度的方法。
[0020] 图5公开了网络节点。
[0021] 应当附带说明的是实施例的以下描述仅用于说明的目的，而不应当被解释为将本 发明排他地限制到这些实施例/方面。
【具体实施方式】
[0022] 下文关于附图描述的各个步骤应当主要以逻辑含义进行理解，而每个步骤根据所 使用的实施方式和协议可以涉及一个或者多个特定消息的通信。所示的单元也应当在逻辑 上理解为并不限制到实践中的可能的实施方式。
[0023] 本发明的一般构思是M2M设备自身控制传输调度以便节省能量的新方法。调度意 指调度数据以用于立即传输、以后传输或者根本不传输。
[0024] 无线M2M装配有无线电调制解调器。作为调制解调器的一部分的功率放大器PA是 M2M设备的最大的功率消耗者之一。功率消耗与由PA生成的输出无线电功率相关联。在蜂 窝网络、例如GSM、WCDMA和LTE中，输出功率由基站确定。对于GSM、WCDMA和LTE，网络中 的移动实体ME针对3GPP RF核心规范（对于WCDMA TS 25. 101 [1]，6. 2.1节定义了功率等 级与对应的RF级别范围）中定义的某些输出功率等级进行分类。由于调制解调器是无线 M2M设备的最大的功率消耗者之一，因此期望最小化调制解调器包括PA的功率耗散。
[0025] 本申请中所指的M2M设备可以是能够与移动通信网络进行通信的任何机器设备。 这样的设备的示例在背景描述中提及并且不限于此。
[0026] 现在将在无线广域网中描述本发明的实施例。然而，本发明的实施例使用无线局 域网WLAN(例如，802. 11a、b、g、η)或者无线个域网WPAN实现于移动通信网络。
[0027] 图1示意性地图示了移动通信网络10,其中实现了根据本发明的一个方面的在进 行能量收集的机器到机器设备中的用于功率优化的传输调度的方法。移动通信网络是涉及 连接以及信号和数据的通信的向移动实体提供任何服务的任何类型的公共网络，诸如使用 例如GSM、UMTS、GPRS或者LTE标准的移动接入网络，或者诸如WLAN或者WPAN之类的短距 离网络。
[0028] 为了简单起见，本图不仅公开了两个基站12a、12b。每个基站分别定乂小区121a、 121b。若干进行能量收集的机器到机器设备20a、20b和20c被连接到移动通信网络10。
[0029] 图2公开了进行能量收集的M2M设备20,在这个实例中为卡车。M2M设备20包括 网络通信单元21、两个监控器22、23、内部功率存储设备25、处理器单元24和能量收集源 26。这些部件例如被包括在附接到卡车的无线广域网WffAN模块中。
[0030] 网络通信单元21被配置为通过无线链路与移动通信网络10进行通信。网络通信 单元包括调制解调器，其至少包括无线电电路和功率放大器。
[0031] 内部功率存储设备25是例如电池或者电容器。在该实施例中，它是电池20。电池 被配置为至少对网络通信单元21进行供电。内部功率存储设备25是使用能量收集源可充 电的。能量收集源在内部，即定位在M2M设备20内或者与M2M设备20连接。
[0032] 内部能量收集源26从诸如振动、太阳能和温度梯度之类的环境源中提取能量。内 部能量收集源26被连接到内部功率存储设备25,在这里为电池。电池利用收集的能量进行 充电。
[0033] 监控器22被配置为监控内部功率存储设备25的至少一个功率参数。
[0034] 监控器可以被适配以监控功率存储水平，即，电池的电压。根据本发明的一个方 面，监控器被进一步适配以监控当前功率消耗，例如网络通信单元21的功率消耗。也可以 是两个或者更多部件的功率消耗。
[0035] 根据本发明的一个方面，监控器被进一步适配以监控功率存储泄露。功率泄露 被定义为当无电流从电池抽取时，电池中能量的降低。泄露随电池充电水平、温度和时间 (即，电池的寿命）而变化。
[0036] 可以影响M2M设备在与网络进行通信时的功率消耗的特定参数在GSM中是：接收 信号强度指示RSSI、接收质量Rx_Qual、比特误码率BER、块误码率BLER。在3G中，对应的 参数为RSSI、平均比特误码概率Mean_BEP、方差系数比特误码概率CV_BEP、BER和BLER。
[0037] 在LTE中，参考信号接收功率RSRP、参考