机器型通信方法及机器型通信设备与流程

本发明涉及一种通信系统及方法，特别是关于一种机器型通信(Machine Type Communication，MTC)系统及方法。

背景技术：

通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)为基于全球移动通信系统(Global System for Mobile communication,GSM)及通用分组无线业务(General Packet Radio Services,GPRS)的第三代无线通信系统，其采用宽带码多分址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)。第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project,3GPP)作为UMTS的标准组织提出了长期演进包系统(Evolved Packet System,EPS)，例如长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)。所述LTE为一种实现高速数据包通信的技术。所述3GPP也提出了MTC(也称为机对机通信)，用于基本不需要人介入的实体之间的通信，其最典型的例子为终端与应用服务器之间的通信，其中所述终端称为MTC设备，所述应用服务器称为MTC服务器。MTC服务器与MTC设备之间进行数据传输通常是一对一的方式，这样会导致MTC服务器负担过重，如果多台MTC设备同时访问MTC服务器，将导致连接所述MTC设备与MTC服务器的网络出现堵塞显像。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种MTC系统及方法，能够利用一虚拟的MTC设备回路来优化MTC设备与MTC服务器之间的数据传输。

一种机器型通信MTC方法，运行与一MTC设备中，所述的MTC方法包括：建立步骤：与一基站建立连接，其中所述基站还与一MTC服务器连接；第一上载步骤：通过所述基站上载所述MTC设备的设备信息至所述MTC服务器；第一接收步骤：从所述MTC服务器接收一第一通知，所述第一通知为指定该MTC设备为MTC桥设备；第二接收步骤：当需要上载数据至所述MTC服务器时从所述MTC服务器接收一MTC设备清单，所述MTC清单定义多个MTC设备，所述多个MTC设备顺序编号并依编号顺序依次连接于所述MTC桥设备以形成一传输回路；传送步骤：传送上载请求、所述MTC设备清单至所述传输回路中的一第一MTC设备；第三接收步骤：从所述传输回路中排在最末位的一MTC设备接收从第一MTC设备至最末位MTC设备中的所有MTC设备欲上载至所述MTC服务器的数据；及第二上载步骤：传送所接收的数据至所述MTC服务器。

一种机器型通信MTC设备，包括：通信模块，所述通信模块用于与一基站建立连接，其中所述基站还与一MTC服务器连接；上载模块，所述上载模块通过所述基站上载所述MTC设备的设备信息至所述MTC服务器；接收模块，用于从所述MTC服务器接收一第一通知，所述第一通知为指定该MTC设备为MTC桥设备；所述接收模块还用于当需要上载数据至所述MTC服务器时从所述MTC服务器接收一MTC设备清单，所述MTC清单定义多个MTC设备，所述多个MTC设备顺序编号并依编号顺序依次连接于所述MTC桥设备以形成一传输回路；及传送模块，所述传送模块用于传送上载请求、所述MTC设备清单至所述传输回路中的一第一MTC设备；所述接收模块还用于从所述传输回路中排在最末位的一MTC设备接收从第一MTC设备至最末位MTC设备中的所有MTC设备欲上载至所述MTC服务器的数据；所述上载模块还用于传送所接收的数据至所述MTC服务器。

相较于现有技术，本发明所述的MTC系统及方法，能够指定一MTC设备作为桥设备，与MTC服务器连接负责传输所有MTC设备需要与MTC服务器通信的数据，而其他MTC设备与MTC桥设备依序连接形成一数据传输回路，利用该数据传输回路将要传输的数据在MTC设备之间传送，以便降低对服务器的存取量，同时避免造成网络拥堵。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的MTC设备工作环境示意图。

图2是本发明较佳实施例的MTC设备的模块图。

图3是本发明的较佳实施例的MTC设备注册至MTC服务器的方法流程图。

图4是本发明的较佳实施例的的MTC桥设备的MTC方法。

图5是本发明的较佳实施例的的MTC设备的MTC方法。

主要元件符号说明

通信系统 1000

MTC设备 1

MTC桥设备 12

其他MTC设备 10

第一MTC设备 100

最末位MTC设备 102

传输回路 13

基站 2

MTC服务器 3

核心网 4

MTC用户 5

存储单元 13

处理器 14

MTC系统 15

通信模块 150

设置模块 151

查询模块 152

获取模块 153

传送模块 154

接收模块 155

上载模块 156

通知模块 157

MTC方法 300，400，500

MTC方法步骤 302～314, 402～418, 502～518

具体实施方式

图1示出了本发明的较佳实施例的通信系统，其中所述通信系统包括至少一个MTC设备1。在所述实施例中，所述通信系统1000可包括多个MTC设备1，一基站2，一MTC服务器3，一核心网(Core Network,CN)4，及至少一MTC用户。所述多个MTC设备1可相互连接。所述多个MTC设备可通过一空中界面20与所述基站2连接。所述MTC服务器3可通过所述核心网4连接至所述基站2，可与至少一MTC用户5连接。

每一MTC设备可为用于无线环境通信的任意类型的设备。例如，所述MTC设备1可用于传输及/或接收无线信号，包括用户设备(User Equipment,UE)、移动电台、固定或移动用户、传呼机、蜂窝电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、智能电话、笔记型电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子及其他类似设备。所述多个MTC设备1可划分为一个或多个群组。在至少一实施例中，所述MTC群组可基于位置或所述MTC设备的共同特征来进行划分。例如，位于同一区域的MTC设备可划分至同一群组；或具有共同用途或使用同一应用软件的MTC设备划分为一个群组。每一组MTC设备可包括一MTC桥设备12用作为MTC网关或主MTC设备与所述基站2通信。所述MTC桥设备12可与其他MTC设备10通信以收集需要从所述其他MTC设备传输至所述MTC服务器3的数据，然后通过所述基站2将所收集的数据传输至所述MTC服务器3。所述MTC桥设备与其他MTC设备10可相互连接形成一传输回路13。在该传输回路中，所述MTC桥设备12与第一MTC设备100及最末位MTC设备102连接，除第一MTC设备100及最末位MTC设备102外的其他MTC设备10则连接在所述第一MTC设备100及所述第二MTC设备之间。

所述基站2可为任何与所述MTC设备1无线连接以使得所述MTC设备可访问一个或多个通信网络，例如核心网4的设备。例如，所述基站2可为基站收发信台(Base Transceiver Station,BTS)，基地台(Node-B)，演进型基地台(eNode B)，家庭基站(Home Node)，演进型家庭基站(Home eNode B)，站点控制器，存取点(Access Point，AP)，无线路由器及其他类似设备。

所述空中界面20可为任意类型的无线通信连接，例如无线电频率(Radio Frequency,RF)，微波，红外线(Infrared,IR)，紫外线(Ultraviolet,UV)，可见光等。所述空中界面20可采用任意适宜的无线访问技术(Radio Access Technology,RAT)来建立。

所述MTC设备3可为一机对机(Machine-to-Machine,M2M)应用服务器(Application Server，AS)。

所述核心网4可为用于提供声音、数据、应用程序，及/或基于IP的语音(Voice over Internet Protocol,VoIP)服务至一个或多个MTC设备1的任意类型的网络。

图2示出了本发明MTC设备的较佳实施例的模块图。在该实施例中，所述MTC设备1可包括，但不限于，存储器13和处理器14。存储器13可为所述MTC设备1的内部存储单元，例如，硬盘或内存，也可为插接式存储装置，例如：插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)。所述存储器13也可既包括内部存储单元也包括插接式存储装置。所述处理器14可为一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于执行以实现所述MTC设备1的功能。

一MTC系统15安装并运行于所述MTC设备1中，包括以一个或多个程序的形式存在的电脑可执行指令，所述电脑可执行指令可被所述处理器14所执行。所述MTC系统15也可整合固化在所述处理器14中，也可被保存在所述存储器13中而独立于所述处理器14。在本实施例中，所述MTC系统15包括，但不仅限于，通信模块150，设置模块151，查询模块152，获取模块153，传送模块154，接收模块155，上载模块156，及通知模块157。本发明所称的功能模块是指一种能够被MTC设备1的处理器14所执行并且能够完成固定功能的一系列程序指令段，其存储于MTC设备1的存储器13中。

所述通信模块151用于与所述MTC服务器3及其他MTC设备通信连接。

所述设置模块151可用于设置其中一MTC设备为MTC桥设备，所述设置模块151还用于设置一不能被成功连接的MTC设备为无效状态。在至少一实施例中，每一MTC设备具有其设备信息，所述MTC设备的设备信息包括，但不限于，识别信息(ID)，产品类型、所处位置、状态、及标示所述MTC设备是否被指定为MTC桥设备的标识。其中所述MTC设备的状态可包括一有效状态及一无效状态，其中，有效状态下，所述MTC设备可被其他设备访问及存取信息；无效状态下，所述MTC设备无法被访问及存取信息。

所述查询模块152可用于从所述MTC服务器请求一最新MTC设备清单。

所述获取模块153可用于从所述MTC服务器3获取所述最新的MTC设备清单。

所述传送模块154用于传送传输请求和所述最新的设备清单及要传输至MTC服务器3的数据至另一MTC设备，所述另一MTC设备与所述MTC设备1属于同一群组。

所述接收模块155用于从另一MTC设备接收传输请求、MTC设备清单及要传输至所述MTC服务器的数据。在该实施例中，位于同一群组内的所述MTC设备可顺序连接形成一通信回路：所述MTC桥设备可与首位MTC设备及末位MTC设备通信连接(如图1所示)，其他MTC设备顺序连接在所述首位MTC设备与末位MTC设备之间。如果所述MTC设备1为MTC桥设备，则所述接收模块155可从所述末位MTC设备接收传输请求、MTC设备清单及要传输至MTC服务器的数据。如果所述MTC设备不是MTC桥设备，则所述接收模块155从前一MTC设备接收所述传输请求、设备清单及要传输至MTC服务器3的数据，然后将MTC设备自己要传输至MTC服务器3的数据加入所接收的数据中形成更新后的数据，然后将所述传输请求、MTC设备清单及更新后的数据传输至下一MTC设备。如果所述MTC设备1为末位MTC设备，则所述接收模块155可从前一MTC设备接收所述传输请求、MTC设备清单及要传输至所述MTC服务器3的数据，然后将所述MTC设备1自身要传输至MTC服务器3的数据添加至所接收的数据中形成更新后的数据，然后将更新后的数据传输至所述MTC桥设备12。

所述上载模块156用于上载所述MTC设备的设备信息至所述MTC服务器3。所述上载模块156还用于通过所述基地台2上载从末位MTC设备接收的数据至所述MTC服务器3。

所述通知模块157用于从所述MTC服务器3接收指定其中一MTC设备作为MTC桥设备的通知，并将该通知传输至所述被指定为MTC桥设备的MTC设备。

参阅图3所示，是本发明MTC方法的较佳实施例的流程图。在该实施例中，所述方法300为MTC设备注册至MTC服务器的方法。根据不同需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。

步骤302，所述MTC设备被开机启动。在本实施例中，所述MTC设备可包括一按钮，按下该按钮时所述MTC设备被开机启动。在其他实施例中，所述MTC设备也可通过一远程遥控器启动。

步骤304，所述MTC设备1试着与所述基地台3建立通信连接，在至少一实施例中，所述MTC设备可首先搜寻可连接的网络，例如，图1所示的空中界面20，接着试着通过一可用网络与所述基站2建立连接。在至少一实施例中，所述MTC设备可通过可用的网络搜寻可连接的基站，并与可用基站中离所述MTC设备最近的基站建立连接。

步骤306，所述MTC设备判断是否成功连接到基站，如果成功连接到基站，流程进入步骤308，否则，流程返回至步骤304。

步骤308，所述MTC设备通过所述基站上载其设备信息至所述MTC服务器。

步骤310，所述MTC设备判断所述MTC设备是否被指定为MTC桥设备。所述MTC设备可被所述MTC服务器基于用户的选择或预定规则指定为MTC桥设备。所述预定规则可包括：选择具有最高处理能力的MTC设备作为MTC桥设备，或选择离MTC服务器最近的MTC设备作为MTC桥设备等。所述MTC设备是否被指定为MTC桥设备可基于所述MTC设备的标识来进行判断。如果所述MTC设备被指定为MTC桥设备，则流程进入步骤312，否则所述流程结束。

步骤312，所述MTC设备从所述MTC服务器获取MTC设备清单。所述MTC设备清单可包括多个可连接至所述MTC服务器的MTC设备。在该实施例中，所述MTC设备从所述MTC服务器获取一上载/下载排程。所述排程可定义所述MTC设备与所述MTC服务器之间的数据传输时间。

步骤314，所述MTC设备倒计时等待所述排程中定义的数据传输时间到来。例如，如果当前时间是2015.09.15,8:00am，所述排程中定义的数据传输时间为2015.09.30,8:00am，所述MTC设备会持续等待直到2015.09.30,8:00am才启动所述数据传输。

图4示出了本发明较佳实施例之MTC设备作为MTC桥设备时的MTC方法400的流程图。所述MTC方法400中的每一步骤可代表一个或多个流程、方法或子程序，且图示中的方法顺序仅为示例作用，可根据需要进行调整变更。此外，还可包括更多的步骤或减少其中的部分步骤，只要不偏离本发明的设计构思皆可。

步骤402，当需要上载数据至所述MTC服务器时，所述MTC设备与所述MTC服务器建立连接。例如，上所述的排程时间到达时，即为需要上载数据至所述MTC服务器。

步骤404，所述MTC设备从所述MTC服务器获取最新的MTC设备清单，所述MTC设备清单中定义了编号为1～N(N为大于1的正整数)的多个需要上载数据至所述MTC服务器的MTC设备。

步骤406，所述MTC设备试着与一MTC设备M(M＝1)建立连接。

步骤408，所述MTC设备判断与所述MTC设备M的连接是否成功。如果与所述MTC设备M的连接成功，流程进入步骤410，否则，流程进入步骤420。在至少一实施例中，如果不能成功连接至所述MTC设备M，所述MTC设备M可被认定为无效的状态，例如，所述MTC设备M故障或所述MTC设备M没有连接至网络。在至少一实施例中，所述MTC设备清单还可包括所述多个MTC设备的状态，当所述MTC设备M不能被成功连接时，所述MTC设备将所述MTC设备M标示为无效状态。

步骤410，所述MTC设备传送上载请求、所述MTC设备清单及所述MTC设备欲上载至所述MTC服务器的数据至所述MTC设备M。

步骤412，所述MTC设备从另一MTC设备接收数据，该另一MTC设备为排列在所述传输回路的最后位置，例如，所述MTC设备N。所接收的数据包括所述设备清单中所有处于有效状态的MTC设备需要上载至所述MTC服务器的数据。

步骤414，所述MTC设备上载所接收的数据至所述MTC服务器。也就是，所述MTC设备清单中所有处于有效状态的MTC设备需要上载至MTC服务器的数据都被所述MTC设备上载至所述MTC服务器。

如果所述MTC服务器欲指定另一MTC设备X(1<＝X<＝N)作为MTC桥设备，则所述MTC服务器将传送至所述MTC设备，以通知所述MTC设备将所述MTC设备X将取代当前MTC桥设备成为新的MTC桥设备。此种情形下，所述方法400还将包括如下步骤：

步骤416，所述MTC设备从所述MTC服务器接收将所述MTC设备X指定为新的MTC桥设备的通知。

步骤418，所述MTC设备传送所述通知至所述MTC设备X以通知所述MTC设备X进入MTC桥设备状态。在该实施例中，所述MTC设备X进入MTC桥设备状态是指所述MTC设备的标识修改为所述MTC设备为MTC桥设备。

步骤420，所述MTC设备判断M是否等于N。如果M不等于N，则流程进入步骤422，否则流程结束。

步骤422，所述MTC设备将M赋值为M+1，然后试着与所述MTC设备M建立连接，之后所述流程返回至步骤408。

图5示出了本发明较佳实施例的MTC设备作为非MTC桥设备时的MTC方法500的流程图。所述MTC方法500中的每一步骤可代表一个或多个流程、方法或子程序，且图示中的方法顺序仅为示例作用，可根据需要进行调整变更。此外，还可包括更多的步骤或减少其中的部分步骤，只要不偏离本发明的设计构思皆可。

步骤502，所述MTC设备Y从所述传输回路中的上一MTC设备Y-1接收所述上载请求、所述MTC设备清单及需要上载至所述MTC服务器的数据。所接收的数据为包括所述传输回路中从第一个MTC设备至第Y-1个MTC设备中所有处于有效状态的MTC设备欲上载至所述MTC服务器的数据。在所述传输回路中，所述MTC桥设备可视为编号为“0”。当Y等于1时，所述MTC设备Y从所述MTC桥设备接收所述上载请求、所述MTC设备清单及所述MTC桥设备需要上载至所述MTC服务器的数据。在其他实施例中，所述MTC设备Y从所述MTC桥设备仅接收所述上载请求及所述MTC设备清单，不接收所述MTC桥设备欲上载至所述MTC服务器的数据，此种情况下，当所述MTC桥设备从其他设备接收到数据后，再将自身需要上载至所述MTC服务器的数据添加至所接收的数据中，然后一起上载至所述MTC服务器。

步骤504，所述MTC设备Y将自身需要上载至所述MTC服务器的数据添加至所接收的数据中形成更新后的数据，从而更新后的数据包括所述传输回路中从第一个MTC设备到第Y个MTC设备中处于有效状态的MTC设备欲上载至所述MTC服务器的数据。可以理解的是，如果所接收的数据中包括所述MTC桥设备欲上载至所述MTC服务器的数据，则所述更新后的数据包括从第“0”个MTC设备到所述第Y各MTC设备中处于有效状态的MTC设备欲上载至所述MTC服务器的数据。

步骤506，所述MTC设备Y判断Y是否等于N，如果Y等于N，则流程进入步骤508，否则，流程进入步骤510。在本实施例中，所述MTC设备N被视为在所述传输回路中排在最末尾的MTC设备。

步骤508，所述MTC设备Y传送所述更新后的数据至所述MTC桥设备。至此，所述传输回路中处于有效状态的MTC设备欲上载至所述MTC服务器的数据全部回传给所述MTC桥设备。

步骤510，所述MTC设备Y试着连接所述MTC设备S，其中S＝Y+1。

步骤512，所述MTC设备Y判断是否能成功连接所述MTC设备S，如果能成功连接所述MTC设备S，则流程进入步骤514，否则流程进入步骤516。

步骤514，所述MTC设备Y传送所述上载请求、所述MTC设备清单及所述更新后的数据至所述MTC设备S。

步骤516，所述MTC设备Y判断S是否等于N，如果S等于N，则流程返回步骤508，否则流程进入步骤518。

步骤518，所述MTC设备Y赋值S为S+1，然后试着连接所述MTC设备S，接着流程返回至步骤512。

本发明的MTC系统及方法，通过传输回路的方法将需要上载至MTC服务器的数据逐个累加传送，所述MTC服务器仅需与所述MTC桥设备通信连接即可，不需要所有的MTC设备都连接至服务器去传输数据，降低了服务器的负荷，同时也避免了多台MTC设备同时上载造成的网络拥堵。

上述的实施例仅以数据上载作为范例进行说明，可以理解，从所述MTC服务器下载数据至所述MTC设备同样适用。例如，所述MTC桥设备从所述MTC服务器下载所有需要下载的数据，然后在传输回路中逐个传递直至传输回路中的最后一个MTC设备。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。