用于操作机器对机器装置的方法、系统以及设备的制作方法
【专利摘要】一种用于操作机器对机器装置的方法、系统以及设备。所述方法包含：监控通信网络的流量状况；基于监控所述流量状况的结果而确定用以通过所述通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间；以及将指示所述所允许持续时间的信息发射到机器对机器网关以用于根据所述所允许持续时间而操作所述机器对机器装置。
【专利说明】用于操作机器对机器装置的方法、系统以及设备
【技术领域】
[0001]本公开涉及通信系统中的机器对机器(machine-to-machine, M2M)装置。
【背景技术】
[0002]机器对机器(M2M) 系统(也称作机器类型通信(machine-type-communication, MTC)系统)能够在使用最少人类交互的情况下，让数据(例如，所监控的数据)从机器流动到机器和/或从机器流动到人类的通信系统。M2M系统的实例包含安全系统、监视系统、智能表系统等。
[0003]常规M2M系统包含一个或一个以上M2M装置、M2M服务器和由服务提供商提供的无线网络，所述无线网络可涵盖大量M2M装置。M2M装置可用于不同应用，包含(例如)监控电力、水或瓦斯消耗、远程健康监控、库存应用等。M2M装置经配置以通过无线网络而将所监控的数据发送到M2M服务器以供进一步处理或分析。连接M2M装置与M2M服务器的无线网络根据例如由第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)开发的长期演进(Long-Term Evolution, LTE)标准等通信标准而操作。
[0004]M2M装置与M2M服务器之间的通信可在无线网络上产生显著网络流量。另外，M2M装置通常较小且受功率约束。在许多状况下，这些装置的使用寿命从几个月到几年不等且取决于其如何有效地利用其内部能源(例如，电池)。
【发明内容】
[0005]根据一个实施例，提供一种用于操作网络中的机器对机器装置的方法，所述方法包括:监控通信网络的流量状况；基于监控所述流量状况的结果而确定用以通过所述通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间；以及将指示所述所允许持续时间的信息发射到机器对机器网关以用于根据所述所允许持续时间而操作所述机器对机器装置。
[0006]根据另一实施例，提供一种用于操作网络中的机器对机器装置的系统，所述系统包括:第一处理器，经配置以监控通信网络的流量状况以及基于监控所述流量状况的结果而确定用以通过所述通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间；以及第二处理器，经配置以将指示所述所允许持续时间的信息发射到机器对机器网关以用于根据所述所允许持续时间而操作所述机器对机器装置。
[0007]根据另一实施例，提供一种用于操作网络中的机器对机器装置的方法，所述方法包括:接收指示用以通过通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间的信息；基于所述所允许持续时间而确定分别用于所述机器对机器装置的通信窗口 ；以及将指示所述相应通信窗口的数据发射到所述相应机器对机器装置以用于根据所述相应通信窗口而操作所述机器对机器装置。
[0008]根据另一实施例，提供一种用于操作网络中的机器对机器装置的设备，所述设备包括:第一接口模块，经配置以接收指示用以通过通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间的信息；控制器，经配置以基于所述所允许持续时间而确定用于所述个别机器对机器装置的通信窗口 ；以及第二接口模块，经配置以将指示所述通信窗口的数据发射到所述机器对机器装置以用于根据所述相应通信窗口而操作所述机器对机器装置。
[0009]根据另一实施例，提供一种用于操作机器对机器装置的方法，所述方法包括:接收指示用以通过通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间的信息，所述机器对机器装置能够在活动模式和电力节省模式中操作；确定所述机器对机器装置中的至少一个的所述活动模式和所述电力节省模式的参数；以及发射用于根据所述参数而操作机器对机器装置的所述群组的所述至少一个机器对机器装置的数据。
[0010]根据另一实施例，提供一种用于操作机器对机器装置的方法，所述方法包括:接收机器对机器装置的活动模式和电力节省模式的参数；以及根据所述参数而将所述机器对机器装置在所述活动模式与所述电力节省模式之间切换，所述机器对机器装置在所述活动模式中操作时通过通信网络与机器对机器服务器通信。
[0011]根据另一实施例，提供一种设备，包括:接收器和发射器，所述接收器经配置以接收所述设备的活动模式和电力节省模式的参数；以及控制器，经配置以根据所述参数而将所述设备在所述活动模式与所述电力节省模式之间切换，且在所述活动模式中激活所述接收器和所述发射器以通过通信网络与机器对机器服务器通信。
[0012]应理解，以上一般描述和以下详细描述都仅仅是示范性和解释性的，且不限制如所主张的本公开。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1说明根据示范性实施例的M2M部署的系统的框图。
[0014]图2A说明根据示范性实施例的M2M`装置的框图。
[0015]图2B说明根据示范性实施例的M2M网关的框图。
[0016]图3说明根据示范性实施例的用于控制M2M装置的时序图。
[0017]图4A到图4C说明根据示范性实施例的用于控制M2M装置的群组的时序图。
[0018]图5说明根据示范性实施例的用于控制M2M装置的群组的过程。
[0019]【主要元件标号说明】
[0020]100:系统
[0021]102A:M2M 装置
[0022]102B:M2M 装置
[0023]102C:M2M 装置
[0024]104:M2M 网关
[0025]106:通信网络
[0026]108:M2M 服务器
[0027]110:毛细管网络
[0028]112:基站
[0029]114:服务网关
[0030]116:移动管理实体[0031]118:家庭用户服务器
[0032]200:M2M 装置
[0033]202:网络接口控制器(NIC)模块
[0034]204:控制器
[0035]206:存储器模块
[0036]208:接收器
[0037]210:发射器
[0038]212:第二 NIC 模块
[0039]214:核心模块
[0040]216:第一 NIC 模块
[0041]218:M2M 网关
[0042]221:M2M控制器单元
[0043]222:数据库
[0044]224:控制器
[0045]500:过程
[0046]502:步骤
[0047]504:步骤
[0048]506:步骤
[0049]508:步骤
[0050]510:步骤
[0051]ta:时间周期/通信窗口
[0052]tal:通信窗口
[0053]ta2:通信窗口
[0054]ta3:通信窗口
[0055]Ta:所允许持续时间
[0056]Td:时间周期
[0057]Tdl:持续时间
[0058]Td2:持续时间
[0059]Td3:持续时间
[0060]tDL:时间间隔
[0061]tDS:时间间隔
[0062]T1:开始时间
[0063]Tm:时间间隔
[0064]Tn:时间间隔
【具体实施方式】
[0065]现将详细参考示范性实施例，其实例在附图中得以说明。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或类似元件。示范性实施例的以下描述中阐述的实施方案不表示根据本公开的所有实施方案。而是，所述实施方案仅为如在所附权利要求书中陈述的根据与本公开有关的方面的系统和方法的实例。
[0066]图1说明根据示范性实施例的机器对机器部署的系统100的框图。参看图1，系统100包含一个或一个以上M2M装置102A到102C、M2M网关104、通信网络106和至少一个M2M服务器108。
[0067]M2M装置102A到102C可各自为监控装置，其用于监控数据且将数据发送到M2M服务器108以供进一步处理或分析。M2M装置102A到102C可用于不同应用，包含(例如)监控电、水或瓦斯消耗、远程健康监控、库存应用等。另外，M2M装置102A到102C可基于共同特征、位置等而分组为M2M装置的一个或一个以上群组。
[0068]根据另一实施例，M2M装置102A到102C经配置以在活动模式(active mode)与电力节省模式(power-saving mode)之间切换。在活动模式中，M2M装置102A到102C中的每一个经配置以通过从M2M服务器108接收数据，以及将数据发射到M2M服务器108来与M2M服务器108通信。在电力节省模式中，M2M装置102A到102C中的每一个不与M2M服务器108通信。在电力节省模式中，M2M装置102A到102C可周期性地激活其接收器历时短时间周期，以从通信网络106收听信息。因此，M2M装置102A到102C在电力节省模式中的电力消耗比在活动模式中少。
[0069]对于某些延迟容忍(delay-tolerant) M2M应用且为了降低订阅费用，可允许M2M装置102A到102C根据与通信网络106的服务订阅协议而仅在特定时间间隔期间发送或接收数据。在所允许时间间隔外，M2M装置仍可发送或接收数据，但需要较高订阅费用。因此，在所允许时间间隔外，102A到102C经配置以在电力节省模式中操作。另外，可根据从通信网络106接收的信息针对个别M2M装置102A到102C而调整活动模式和电力节省模式的参数(包含活动模式的开始时间和电力节省模式的长度)。
[0070]另外，M2M装置102A到102C可形成网络110，网络110根据(例如)IEEE802.11标准、IEEE802.15.4标准或LTE标准操作。网络110在本文中称作毛细管网络(capillarynetwork)。网络110内的M2M装置102A到102C可通过其相应网络接口(例如，无线调制解调器(modem)、W1-Fi 接 口、蓝牙接 口、Zigbee 接 口、射频标识(radio-frequencyidentification, RFID)接口、基于LTE的近接通信接口等)而直接或间接与M2M网关104通信。因此，M2M装置102A到102C的网络接口可基于例如ffiEE802.11标准、IEEE802.15.4标准或LTE标准等一个或一个以上通信标准而支持通信。以下将描述M2M装置102的其它细节。
[0071]M2M网关104经配置以将M2M装置102A到102C耦接到通信网络106。M2M网关104可包含以下组件中的一个或一个以上:经配置以存储数据、信息和计算机程序指令的存储器；经配置以执行用以执行本文所公开的各种过程和方法的计算机程序指令的处理器；输入和输出模块；网络接口 ；天线等。
[0072]根据另一实施例，M2M网关104自身可为具有与M2M装置102A到102C类似的功能和能力的M2M装置，且还包含用以支持网关功能的额外能力。换句话说，M2M网关104可操作为毛细管网络110内的常规M2M装置，以用于监控数据且将数据发送到M2M服务器，以及在毛细管网络110与通信网络106之间提供网关相关功能。根据另一实施例，M2M网关104不是预定的，且可在需要时从毛细管网络110内的M2M装置中择一作为M2M网关104。因此，毛细管网络110内的具有网关相关能力的任何M2M装直皆可丨呆作为M2M网关104。以下将描述M2M网关104的其它细节。
[0073]通信网络106可为由服务提供商根据一个或一个以上通信标准操作的无线通信网络。出于说明性目的，假设通信网络106根据3GPP标准运作，更具体而言是根据LTE标准运作。举例来说，通信网络106包含至少一个基站(base station, BS)112,也称作eNodeB。当M2M网关104位于基站112的涵盖区域内时，基站112可与M2M网关104通信。另外，基站112还可直接与位于基站112的涵盖区域内的个别M2M装置102A到102C通信。
[0074]在示范性实施例中，网络106还可包含服务网关(serving gateway, SGW) 114、移动管理实体(mobility management entity, MME)116和家庭用户服务器(home subscriberserver, HSS) 118。SGW114、MME116和HSS118可在此项技术中已知的一个或一个以上计算机系统上实施且根据上述标准操作。明确地说，SGW114经配置以将用户数据路由到毛细管网络110和从毛细管网络110转发用户数据，同时还在eNodeB间移交(handover)或网络间传送期间充当网络通信的移动锚点。对于在电力节省模式中的M2M装置，SGW114在下行链路数据到达M2M装置时终止下行链路数据路径且触发寻呼。SGWl 14还管理和存储(例如)IP承载(bearer)服务的参数和M2M装置的网络内部路由信息。
[0075]MME116经配置以追踪并寻呼在电力节省模式中操作的M2M装置。MME116还经配置以在初始附接(initial attach)程序期间和网络内移交期间选择M2M装置的SGW。MME116还经配置以验证M2M装置，产生临时身份并将临时身份分配给M2M装置，且对M2M装置施加漫游限制。根据一个实施例，MME116产生监控通信网络106的网络流量状况的结果。MME116可从其它网络组件(例如，SGW114)获得关于网络流量状况的信息。
[0076]HSSl 18为含有与毛细管网络110内的M2M装置102A到102C相关联的用户相关和订阅相关信息的中央数据库。HSS118提供包含(例如)用户验证和访问授权的功能性。由HSS118存储的订阅相关信息包含(例如)M2M装置102A到102C的所允许持续时间，在所述所允许持续时间期间允许M2M装置102A到102C根据上文论述的服务订阅协议而发送和/或接收数据。M2M装置的所允许持续时间由所允许持续时间的开始时间和所允许持续时间的长度指示。
[0077]M2M服务器108经配置以与通信网络106通信。举例来说，M2M服务器108可通过M2M网关104和通信网络106从M2M装置102A到102C接收数据。举另一例来说，M2M服务器108可通过M2M网关104和/或通信网络106将控制或配置信息发送到M2M装置102A到102C。或者，M2M服务器108可直接或通过此项技术中已知的其它手段将控制或配置信息发送到M2M装置102A到102C。
[0078]图2A说明根据示范性实施例的大体上对应于图1所示的M2M装置102A到102C中的任一个的M2M装置200的框图。M2M装置200包含至少:用于接收和发射数据的网络接口控制器(network interface controller, NIC)模块202 ;用于执行程序代码以处理数据且控制M2M装置200的控制器204 ；以及用于存储数据和程序代码的存储器模块206。
[0079]在示范性实施例中，NIC模块202经配置以使用一个或一个以上网络接口(例如，W1-Fi接口、蓝牙接口、Zigbee接口、RFID接口或基于LTE的近接通信接口)来直接或间接与M2M网关104通信。NIC模块202可在M2M装置200与M2M网关104之间提供周期性或非周期性通信。举例来说，NIC模块202可周期性地将数据(例如，关于温度、压力等的信息)发射到M2M网关104。在另一实施例中，NIC模块202包含用于从M2M网关104接收数据的接收器208和用于将数据发射到M2M网关104的发射器210。在替代实施例中，NIC模块202的接收器208和发射器210经配置以直接与基站112通信，且根据LTE或3GPP标准操作。
[0080]M2M装置200的控制器204可为此项技术中已知的微处理器或中央处理单元(central processing unit, CPU)。控制器204与NIC模块202和存储器模块206交换数据。另外，控制器204从存储器模块206检索(retrieve)程序代码且执行程序代码以处理从NIC模块202和存储器模块206接收的数据。控制器204还使M2M装置200根据程序代码而执行本文中所描述的过程。
[0081]M2M装置200的存储器模块206存储用于控制M2M装置的数据和程序代码。存储器模块206可包含RAM、ROM、快闪存储器和/或此项技术中已知的其它计算机可读介质中的一个或一个以上。
[0082]在示范性实施例中，控制器204通过执行存储在存储器模块206中的程序代码来使M2M装置200在电力节省模式与活动模式之间切换，以便在提供与M2M服务器108的必要通信时减少电力消耗。举例来说，当NIC模块202将数据发射到M2M网关104时，控制器204使M2M装置200在活动模式中操作，而在活动模式中电力消耗相对较高。另一方面，当NIC模块202不经由M2M网关104发射或接收数据时，控制器204使M2M装置200在电力节省模式中操作。
[0083]在示范性实施例中，控制器202使M2M装置200周期性地或非周期性地在电力节省模式与活动模式之间切换。两个模式之间的切换的时序和模式的长度可根据存储在M2M装置内的参数和从通信网络106接收的信息而调整。
[0084]根据替代实施例，NIC模块202支持近接通信协议，所述近接通信协议允许M2M装置200通过有线或无线信道与在邻近位置的另一 M2M装置通信。近接通信协议可根据2013年3月15日公布的技术规范3GPP TR22.803而操作，所述技术规范的全部内容特此以引用的方式并入。在此实施例中，M2M装置200通过M2M装置200与邻近的M2M装置之间建立的直接路径或经由M2M网关104或基站112建立的通信路径与邻近的M2M装置通信。
[0085]图2B说明根据示范性实施例的大体上对应于图1所示的M2M网关104的M2M网关218的框图。M2M网关218包含:用于与M2M装置102A到102C通信的第一网络接口控制器(NIC)模块216 ;用于与通信网络106通信的第二 NIC模块212 ;以及耦接到NIC模块216和NIC模块212的核心模块214。NIC模块216、NIC模块212和核心模块214中的每一个可由一个或一个以上处理器和非暂时计算机可读介质实施。在示范性实施例中，第一NIC模块216经配置以使用一个或一个以上接口(例如，W1-Fi接口、蓝牙接口、Zigbee接口、RFID接口或基于LTE的近接通信接口)与M2M装置102通信。
[0086]在示范性实施例中，NIC模块212包含用于与通信网络106通信的标准LTE或3GPP协议栈。NIC模块212可周期性地或非周期性地从通信网络106接收用于毛细管网络110内的M2M装置的服务订阅信息。服务订阅信息包含(例如)关于分配给M2M装置102A到120C的所允许持续时间的信息，在所述所允许持续时间期间，M2M装置102A到120C经配置以在活动模式中操作以发送或接收数据。此信息可指示根据(例如)通信网络106的流量状况而确定的所允许持续时间的开始时间。
[0087]NIC模块212还经配置以基于(例如)LTE或3GPP标准中提供的初始附接过程而将关于M2M装置102A到120C的初始信息发送到通信网络106。另外，NIC模块212可基于根据LTE或3GPP标准的追踪区域更新(Tracking Area Update, TAU)过程而周期性地或非周期性地将关于M2M装置102的更新信息发送到通信网络106。
[0088]在示范性实施例中，核心模块214尤其包含M2M控制器单元221，M2M控制器单元221更包含数据库222和控制器224。控制器单元221将关于M2M装置102A到102C的信息存储在数据库222中且从数据库222检索信息。关于M2M装置的信息包含(例如)将在活动模式中由通信网络106分配给M2M装置的所允许持续时间的开始时间和长度。
[0089]基于存储在数据库222中的信息，控制器单元221可进一步确定毛细管网络110内的每一个别M2M装置的活动模式和电力节省模式的参数。举例来说，控制器单元221确定用于将特定M2M装置设定为活动模式的开始时间和活动模式的持续时间，所述持续时间也称作M2M装置的通信窗口。用于每一 M2M装置的活动模式的开始时间和通信窗口是基于所允许持续时间的开始时间和长度以及网络110内的M2M装置的数目而确定。根据另一实施例，控制器单元221还确定用于每一 M2M装置的电力节省模式的持续时间。控制器单元221可进一步将M2M装置102A到102C的活动模式和电力节省模式的参数存储在数据库222中且通过NIC模块216将所述参数发射到M2M装置。
[0090]根据另一实施例，M2M网关218自身也根据其中所设定的参数而周期性地或非周期性地在电力节省模式与活动模式之间切换。M2M网关218基于如上所述的由通信网络106分配的所允许持续时间来确定活动模式和电力节省模式的参数。因此，M2M网关218可提供与M2M装置102A到102C的功能类似的功能。
[0091]图3描绘大体上对应于在毛细管网络110中操作的M2M装置102A到102C中的一个或M2M网关104的个别M2M装置的时序图。如图3所示，M2M装置在时间周期ta期间在活动模式中操作且在时间周期TtJJ间在电力节省模式中操作。时间周期&为通信窗口，在所述通信窗口期间，NIC模块202的接收器208和发射器210两者都被激活。因此，在活动模式中，M2M装置经配置以通过通信网络106与M2M服务器108通信。
[0092]在通信窗口 ta结束时，M2M装置切换到电力节省模式且在电力节省模式中操作历时周期Td。在电力节省模式中，NIC模块202中的接收器208和发射器去激活以便减少能量消耗。因此，M2M装置终止与M2M服务器108的通信。
[0093]在另一实施例中，在电力节省模式中操作的M2M装置可周期性地激活接收器历时短时间周期以从通信网络106收听状态相关信息(例如，寻呼信号)。更具体地说，M2M装置最初在电力节省模式中遵循短的不连续接收(discontinuous reception, DRX)循环且周期性地每隔tDS时间间隔激活接收器。M2M装置在短DRX循环中操作的总持续时间为Tn。
[0094]如果直到Tn周期结束仍未接收到信息，那么M2M装置转变为长的不连续接收(DRX)循环且周期性地每隔V时间间隔激活接收器。因为V时间间隔大体上大于tDS时间间隔，所以NIC模块202中的接收器在长DRX循环中被较不频繁地激活。因此，M2M装置消耗的电力在长DRX循环中进一步减少。M2M装置在长DRX循环中操作的总持续时间为TM。因此，电力节省模式的总持续时间Td实质上为Tn间隔与Tm间隔的总和。
[0095]根据另一实施例，根据M2M装置与通信网络106之间的服务订阅来确定M2M装置的通信窗口 ta。举例来说，服务订阅可规定允许M2M装置一小时、一天、一周或一个月使用网络106的网络服务一次。[0096]根据另一实施例，基于(例如)通信网络106的流量状况而确定个别M2M装置的活动模式的开始时间I。具体地说，当监控流量状况的结果指示通信网络106的流量状况变化时，通信网络106可使通信窗口 ta的开始时间Ti调整为相对低流量的时间。因此，网络资源较有效地得以使用。
[0097]根据又一实施例，调整短DRX循环的数目和长DRX循环的数目以进一步减少M2M装置的电力消耗。举例来说，减少短DRX循环的数目，同时增加长DRX循环的数目。因此，Tn时间间隔减小，且Tm时间间隔增大。因此，M2M装置在长DRX循环中操作历时相对较大的时间周期，进而消耗较少电力。
[0098]图4A到图4C说明在毛细管网络(例如，毛细管网络110 )中操作的M2M装置(例如，图1的M2M装置102A到102C)的群组的时序图。M2M装置的群组根据基于群组的服务订阅而通过通信网络106与M2M服务器108通信。基于群组的服务订阅指定(例如)所允许持续时间Ta，在所述所允许持续时间Ta中，允许M2M装置的群组通过网络106发射和接收数据。在所允许持续时间Ta之外，不允许M2M装置的群组通过网络106与M2M服务器108通信。
[0099]所允许持续时间Ta可每小时、每天、每周、每月等发生。可根据网络106的网络流量状况来调整M2M装置的群组的所允许持续时间Ta的开始时间I。举例来说，可调整开始时间Ti以使得所允许持续时间在网络106的流量相对低时发生。因此，资源较有效地得以利用。
[0100]在所允许持续时间Ta内，群组的每一 M2M装置被分配通信窗口以通过网络106发射和接收数据，所述通信窗口为所允许持续时间Ta的一部分。举例来说，在时间Til时开始的通信窗口 tal分配给M2M装置102A，如图4A所示。因此，M2M装置102A在通信窗口 tal内在活动模式中操作且通过网络106与M2M服务器108通信。
[0101]在通信窗口 tal之外，M2M装置102A根据上文在图3中描绘的过程而进入电力节省模式历时持续时间Tdl。明确地说，M2M装置102A可首先进入短DRX循环，在所述短DRX循环中，M2M装置102A的NIC模块202的接收器208周期性地激活历时短时间周期以从网络106收听状态相关信息。因此，M2M装置102A在短DRX循环中消耗的电力比在活动模式中少。
[0102]如果在短DRX循环内的预定时间周期内未接收到数据，那么M2M装置102A进入长DRX循环，在所述长DRX循环中，M2M装置102A的NIC模块202的接收器208较不频繁地激活，而NIC模块202的发射器210保持去激活。因此，M2M装置102A在长DRX循环中消耗的电力比在短DRX循环中更少。
[0103]类似地，将所允许持续时间Ta内的通信窗口 ta2和ta3分别分配给M2M装置102B和102C，如图4B和图4C所示。允许M2M装置102B和102C分别在时间Ti2和Ti3开始的相应通信窗口内与M2M服务器108通信。在相应通信窗口之外，M2M装置102B和102C进入电力节省模式分别历时时间周期Td2和Td3,且如上所述根据短DRX循环和长DRX循环而操作。
[0104]通信窗口 tal、ta2和ta3可能彼此重叠或可能不彼此重叠。可由M2M网关104或通信网络106基于一个或一个以上参数来确定通信窗口 tal、ta2和ta3，所述参数包含(例如)所允许持续时间Ta的长度、所允许持续时间的开始时间Ti和群组内的M2M装置的数目。
[0105]或者，由毛细管网络110的M2M装置中的一个确定通信窗口 tal、ta2和ta3。在确定个别M2M装置的通信窗口之后，由作出所述确定的网络实体(例如，由M2M网关104、通信网络106、基站、eNodeB或M2M装置中的一个)通知毛细管网络中的每一 M2M装置。根据(例如)多播协议、点对点通信协议或基于LTE的近接通信协议将关于通信窗口的信息发射到个别M2M装置。应理解，当毛细管网络110仅包含单个M2M装置时，图4A到图4C所示的所允许持续时间Ta等于图3所示的所允许持续时间ta，其等于单个M2M装置的通信窗口。
[0106]根据另一实施例，在M2M装置102A到102C不具有基于LTE的近接通信接口的部署情形中，M2M装置102A到102C使用其WiF1、Zigbee、蓝牙或其它类似接口经由M2M网关104与M2M服务器108通信。在此实施例中，M2M装置102A到102C可经配置以在连续休眠或电力节省持续时间Td中操作而无短DRX循环或长DRX循环。因此，将持续时间Td定义为休眠循环。
[0107]图5说明用于操作毛细管网络110内的一个或一个以上M2M装置102A到102C的群组的过程500。M2M装置102A到102C通过M2M网关104和通信网络106与M2M服务器108 (图1所示)通信。M2M网关104可为毛细管网络110内的具有网关能力的M2M装置中的一个。因此，除了网关功能之外，M2M网关104还可提供与M2M装置102A到102C类似的功能。因此，M2M装置102A到102C和M2M网关104可形成M2M装置的群组。毛细管网络110内的M2M装置能够在活动模式和电力节省模式中操作。通信网络106包含如上文结合图1 所述的基站 112、服务网关(serving gateway, Gff) 114、MME116 和 HSS118。
[0108]根据过程500，在步骤502处，M2M网关104和网络106执行初始附接和验证过程。初始附接和验证过程包含(例如)将附接请求从M2M网关104发射到基站112。此附接请求包含指示(例如)装置的电力节省偏好、网关能力和与基于群组的订阅或个别订阅有关的其它细节的信息。在接收到附接请求之后，基站112借助MME116执行初始附接过程。
[0109]在步骤504处，MMEl 16针对M2M装置的群组从HSS118检索基于群组的服务订阅数据或个别服务订阅数据。服务订阅数据指示(例如)分配给M2M装置的群组以用于使用网络106的网络服务的所允许持续时间。
[0110]在步骤506处，MME116基于订阅数据以及网络106的流量状况而确定M2M装置的群组的所允许持续时间Ta的开始时间T” MME116确定M2M装置的群组的所允许持续时间Ta且将开始时间Ti调整为网络106中的相对低流量的时间。MMEl 16接着将指示所允许持续时间Ta和开始时间Ti的信息转发到基站112。或者，MME116可将关于所允许持续时间Ta和开始时间Ti的信息直接转发到M2M网关104。
[0111]在步骤508处，基站112将指示所允许持续时间ta和开始时间Ti的信息发射到M2M网关104。M2M网关104接着确定群组内的个别M2M装置的活动模式的参数。具体地说，M2M网关104基于所允许持续时间ta的长度、所允许持续时间Ta的开始时间Ti和群组内的M2M装置的数目而确定每一 M2M装置的通信窗口的长度和通信窗口的开始时间。
[0112]另外,M2M网关104还基于所允许持续时间Ta和开始时间Ti确定每一 M2M装直的电力节省模式的参数。明确地说，对于个别M2M装置，M2M网关104确定电力节省模式的总持续时间，其可为对应通信窗口之外的整个时间周期。如果M2M装置102A到102C装备有基于LTE的通信接口，那么M2M网关还确定每一 M2M装置的短DRX循环的数目和长DRX循环的数目。
[0113]一般来说，M2M装置在长DRX循环中操作时消耗的电力比在短DRX循环和活动模式中少，这是因为NIC模块的接收器相对较不频繁地激活。另一方面，M2M装置操作长DRX循环而遗失來自於网络106的信息的可能性相对较大，这是因为NIC模块202的接收器208去激活历时较大的时间间隔。因此，在确定短DRX循环的数目和长DRX循环的数目时，M2M网关104平衡电力消耗和遗失数据的可能性。此平衡可根据用户指定的要求或系统100的特定应用而实现。
[0114]在替代实施例中，基站112确定每一M2M装置的活动模式和电力节省模式的参数。在此实施例中，基站112在步骤508处将所述参数发射到M2M网关104。
[0115]在步骤510处，用活动模式和电力节省模式的参数更新个别M2M装置，所述参数包含所述M2M装置的相应通信窗口、开始时间和在步骤508处新确定的电力节省模式的参数。举例来说，M2M网关104可将指示通信窗口、开始时间和电力节省模式的参数的信息发射到毛细管网络110内的个别M2M装置。M2M装置102A到102C接着根据新接收的信息而操作。
[0116]所述信息可根据多播协议、基于LTE的近接发射协议或不涉及基站112的本地通信协议而从M2M网关104发射到M2M装置且遍布毛细管网络110传播。所述信息的发射可通过M2M装置的近接通信接口、W1-Fi接口、蓝牙接口、Zigbee接口、RFID接口或任何合适的网络接口进行。由于所述信息在M2M装置之间发射而不涉及基站112，因此所述信息的发射不会进一步对基站112和通信网络106造成负担。
[0117]根据一些其它实施例，周期性地执行步骤504、506、508和510以动态地配置M2M装置的活动模式和电力节省模式的参数。在一个实施例中，M2M网关104周期性地向通信网络106起始对由网络106进行的所允许持续时间Ta的重新分配的请求。在接收到所述请求后，通信网络106即刻执行步骤504以检索群组订阅数据并执行步骤506以基于群组订阅数据和流量状况而确定重新分配的持续时间Ta，如上所述。基于新确定的所允许持续时间Ta，M2M网关104或基站112执行步骤508以确定个别M2M装置的活动模式和电力节省模式的参数。接着在步骤510处用新确定的参数更新M2M装置。
[0118]在替代实施例中，通信网络106起始动态地更新毛细管网络110中的M2M装置的群组的所允许持续时间Ta的过程。举例来说，通信网络106的网络组件(例如，基站112、服务网关114或MME116)监控通信网络106的流量状况。当监控结果指示流量状况改变时，监控网络组件确定流量状况的改变需要M2M装置的群组的所允许持续时间Ta的重新分配。网络组件将起始所允许持续时间Ta的重新分配的请求发送到MME116。在接收到所述请求后，网络106执行步骤504和506以基于订阅数据和新确定的流量状况而确定重新分配的所允许持续时间Ta。基于新确定的所允许持续时间Ta，M2M网关104或基站112在步骤508处确定个别M2M装置的活动模式和电力节省模式的参数。接着在步骤510处用新确定的参数更新M2M装置。
[0119]根据另一实施例，可在2009年3月的3GPP TS24.301 (LTE)，“用于演进分组系统(Evolved Packet System, EPS)的非接入层(Non-Access-Stratum, NAS)协议” V8.1.0(其特此以引用的方式并入)中定义的演进分组系统移动性管理(Evolved Packet SystemMobility Management, EMM)消息中携载从网络106发射到M2M网关的指示所允许持续时间的信息。根据另一实施例，可在已知W1-Fi标准中定义的W1-Fi数据帧(例如，供应商特定帧)中携载发射到毛细管网络110内的个别M2M装置102A到102C的活动模式和电力节省模式的参数。
[0120]通过考虑本文中所公开的说明书和实施例的实践，本公开的其它实施例对于本领域技术人员将显而易见。希望本公开的范围涵盖本公开的任何变化、使用或适应，所述变化、使用或适应遵循本公开的一般原理且包含如在此项技术中的已知或惯例实践内的与本公开的此类脱离。希望将说明书和实例仅视为示范性的，其中本公开的真实范围和精神由所附权利要求书指示。
[0121]应了解，本公开不限于上文已描述且在附图中说明的确切构造，且可作出各种修改和改变而不脱离本公开的范围。希望本公开的范围仅由所附权利要求书限制。
【权利要求】
1.一种用于操作网络中的机器对机器装置的方法，其特征在于，包括: 监控通信网络的流量状况； 基于监控所述流量状况的结果而确定用以通过所述通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间；以及 将指示所述所允许持续时间的信息发射到机器对机器网关以用于根据所述所允许持续时间而操作所述机器对机器装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述确定所述所允许持续时间还包括确定所述所允许持续时间的开始时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 检索所述机器对机器装置的基于群组的订阅数据或个别订阅数据；以及 另外基于所述订阅数据而确定所述所允许持续时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述将指示所述所允许持续时间的所述信息发射到所述机器对机器网关还包括将指示所述所允许持续时间的所述信息包含在LTE EMM消息中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 从所述机器对机器装置中 的一个或基站接收对所述所允许持续时间的重新分配的请求；以及 响应于所述请求而重新分配所述所允许持续时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 基于所述流量状况的所述监控而确定所述通信网络的所述流量状况的改变；以及 响应于所述改变而确定所述所允许持续时间。
7.一种用于操作网络中的机器对机器装置的系统，其特征在于，包括: 第一处理器，经配置以监控通信网络的流量状况以及基于监控所述流量状况的结果而确定用以通过所述通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间；以及 第二处理器，经配置以将指示所述所允许持续时间的信息发射到机器对机器网关以用于根据所述所允许持续时间而操作所述机器对机器装置。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中所述第一处理器经进一步配置以确定所述所允许持续时间的开始时间。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中所述第一处理器经进一步配置以: 检索用于所述机器对机器装置的基于群组的订阅数据或个别订阅数据；以及 另外基于所述订阅数据而确定所述所允许持续时间。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中所述第二处理器经进一步配置以在LTE EMM消息中发射指示所述所允许持续时间和开始时间的所述信息。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中所述第一处理器和所述第二处理器根据3GPP标准操作。
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中所述第一处理器经进一步配置以: 接收对所述所允许持续时间的重新分配的请求；以及 响应于所述请求而重新分配所述所允许持续时间。
13.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，其中所述第一处理器经进一步配置以: 基于所述监控结果而确定所述通信网络的所述流量状况的改变；以及 响应于所述改变而确定所述所允许持续时间。
14.一种用于操作网络中的机器对机器装置的方法，其特征在于，包括: 接收指示用以通过通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间的信息； 基于所述所允许持续时间而确定分别用于所述机器对机器装置的通信窗口 ；以及 将指示所述相应通信窗口的数据发射到所述相应机器对机器装置以用于根据所述相应通信窗口而操作所述机器对机器装置。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述确定所述相应通信窗口还包括确定所述相应通信窗口的开始时间。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括另外基于所述机器对机器装置的数目而确定所述相应通信窗口。
17.根据权利要求14所 述的方法，其特征在于，还包括接收携载指示所述所允许持续时间和开始时间的所述信息的LTE EMM消息。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括通过W1-Fi接口、Zigbee接口、蓝牙接口、RFID接口或基于LTE的近接通信接口中的一个将指示所述相应通信窗口的所述数据发射到所述相应机器对机器装置。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括将对所述所允许持续时间的请求发射到所述通信网络。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括确定所述机器对机器装置的电力节省模式的参数，所述参数指示所述电力节省模式的总持续时间、短的不连续接收循环的数目或长的不连续接收循环的数目中的至少一个。
21.一种用于操作网络中的机器对机器装置的设备，其特征在于，包括: 第一接口模块，经配置以接收指示用以通过通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间的信息； 控制器，经配置以基于所述所允许持续时间而确定用于个别机器对机器装置的通信窗口 ；以及 第二接口模块，经配置以将指示所述通信窗口的数据发射到所述机器对机器装置以用于根据所述相应通信窗口而操作所述机器对机器装置。
22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，其中所述控制器经进一步配置以确定所述通信窗口的开始时间。
23.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，其中所述控制器经进一步配置以另外基于所述机器对机器装置的数目而确定所述通信窗口。
24.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，其中所述第一接口模块经进一步配置以接收携载指示所述所允许持续时间的所述信息的LTE EMM消息。
25.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，其中所述第二接口模块还包括W1-Fi接口、Zigbee接口、蓝牙接口、RFID接口或基于LTE的近接通信接口中的一个，所述第二接口经配置以将指示所述通信窗口的所述数据发射到所述机器对机器装置。
26.一种用于操作机器对机器装置的方法，其特征在于，所述方法包括: 接收指示用以通过通信网络与机器对机器服务器通信的机器对机器装置的群组的所允许持续时间的信息，所述机器对机器装置能够在活动模式和电力节省模式中操作； 确定所述机器对机器装置中的至少一个的所述活动模式和所述电力节省模式的参数；以及 发射用于根据所述参数而操作机器对机器装置的所述群组的所述至少一个机器对机器装置的数据。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，其中所述活动模式的所述参数包含通信窗口的开始时间，所述通信窗口的所述开始时间指示所述活动模式的开始时间。
28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，其中所述电力节省模式的所述参数包含所述电力节省模式的时间周期。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，其中所述电力节省模式的所述参数进一步指示所述至少一个机器对机器装置的短的不连续接收循环的数目和长的不连续接收循环的数目。
30.一种用于操作机器对机器装置的方法，其特征在于，所述方法包括: 接收机器对机器装置的活动模式和电力节省模式的参数；以及 根据所述参数而将所述机器对机器装置在所述活动模式与所述电力节省模式之间切换，所述机器对机器装置在所述活动模式中操作时通过通信网络与机器对机器服务器通信。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括通过W1-Fi接口、蓝牙接口、Zigbee接口、RFID接口或近接通信接口而接收所述参数。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括从机器对机器网关或所述通信网络接收所述参数。
33.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中所述电力节省模式的所述参数指示休眠循环、短的不连续接收循环的数目或长的不连续接收循环的数目中的至少一个，且所述方法还包括: 操作所述机器对机器装置历时所述数目个短的不连续接收循环；以及在所述短的不连续接收循环之后操作所述机器对机器装置历时所述数目个长的不连续接收循环。
34.—种设备,其特征在于,包括: 接收器和发射器，所述接收器经配置以接收所述设备的活动模式和电力节省模式的参数；以及 控制器，经配置以根据所述参数而将所述设备在所述活动模式与所述电力节省模式之间切换，且在所述活动模式中激活所述接收器和所述发射器以通过通信网络与机器对机器服务器通信。
35.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，其中所述接收器和所述发射器包含W1-Fi接口、蓝牙接口、Zigbee接口、RFID接口或近接通信接口中的至少一个。
36.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，其中所述控制器经进一步配置以: 在所述电力节省模式中去激活所述发射器和所述接收器；以及在所述电力节省模式中根据所述电力节省模式的所述参数而周期性地激活所述接收器。
37.根据权利要求34所述的设备，其特征在于，其中所述电力节省模式的所述参数指示休眠循环、短的不连续接收循环的数目或长的不连续接收循环的数目中的至少一个，且所述控制器经进一步配置以: 操作所述设备历时所述数目个短的不连续接收循环；以及 在所述短的不连续 接收循环之后操作所述设备历时所述数目个长的不连续接收循环。
【文档编号】H04W76/04GK103813261SQ201310466810
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】辛伯修 申请人:财团法人工业技术研究院