Протокол связи для коротких передач данных

Изобретение относится к передаче данных в беспроводной сети связи и предназначено для исключения ненужных протоколов из маршрута данных для М2М связи. Упрощенный протокол связи уменьшает издержки для передач небольших данных из беспроводного устройства (30) в базовую станцию (20) через канал восходящей линии связи. Беспроводное устройство (30) предварительно конфигурируется с идентификатором устройства, который является известным базовой станции (20), предварительно сконфигурированный идентификатор устройства ассоциируется со статическим туннелем между базовой станцией (20) и обслуживающим шлюзом, беспроводное устройство (30) передает прикладные данные в базовую станцию (20) в пакете управления доступом к среде без использования проколов верхнего уровня, когда базовая станция (20) принимает пакет управления доступом к среде, она отображает прикладные данные в туннель, ассоциированный с предварительно сконфигурированным идентификатором устройства. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к передаче данных в беспроводной сети связи и, более конкретно, к способам и устройствам для передачи данных с низкими издержками в беспроводной сети связи для коротких передач данных.

Предшествующий уровень техники

Межмашинная (М2М) связь, также известная как связь машинного типа (МТС), является связью между устройствами без вмешательства человека. Беспроводные сети связи все больше и больше используются для М2М связи. Например, беспроводные устройства в настоящее время используются в приложениях количественных измерений, чтобы сообщать использование коммунальных услуг, таких как электроэнергия и газ, в сенсорных сетях, чтобы собирать данные из датчиков, и для приложений отслеживания местоположения транспортных средств. Ожидается, что в ближайшем будущем потребность в М2М связи превзойдет обычную связь человека с человеком (H2H).

Сеть стандарта долгосрочного развития (LTE) и другие широкополосные сети, разворачиваемые в настоящее время, были спроектированы, чтобы поддерживать службы высокоскоростных передач данных, такие как поточная передача мультимедиа. Издержки сигнализации, требуемые, чтобы устанавливать и поддерживать сеанс связи, являются высокими, и для приложений высокоскоростных передач данных издержки сигнализации представляют только небольшую часть всех данных, передаваемых через сеть. В обычных М2М приложениях издержки сигнализации могут быть чрезмерными, поскольку в обычной М2М связи передачи данных являются нечастыми и содержат только небольшое количество данных. Например, в приложениях количественных измерений беспроводное устройство может передавать текущее считывание измерительного устройства только один раз в месяц. В этом случае сигнализация, чтобы устанавливать линию связи, может превышать количество пользовательских данных, которые передаются. Так как число М2М устройств увеличивается, все более и более ресурсов будет требоваться назначать в издержки сигнализации, для того, чтобы избежать перегрузку, что означает, что меньше ресурсов будет доступно для передачи пользовательских данных.

Кроме того, профиль службы для М2М требует только периодическую, асинхронную и ненадежную передачу данных. Многие из протоколов, используемых для высокоскоростных передач данных, являются ненужными, чтобы отвечать требованиям служб для М2М связи. Ненужные протоколы увеличивают сложность и стоимость беспроводных устройств, используемых для М2М связи.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение предоставляет упрощенный протокол связи для коротких передач данных из беспроводных устройств в базовую станцию. Беспроводное устройство предварительно конфигурируется с идентификатором устройства, который является известным базовой станции. Предварительно сконфигурированный идентификатор устройства ассоциируется со статическим туннелем между базовой станцией и обслуживающим шлюзом. Беспроводное устройство передает прикладные данные в базовую станцию в пакете управления доступом к среде без использования проколов верхнего уровня. Когда базовая станция принимает пакет управления доступом к среде, она определяет соответствие прикладных данных с туннелем, ассоциированным с предварительно сконфигурированным идентификатором устройства. Упрощенный протокол связи исключает большинство издержек, обычно требуемых для передач восходящей линии связи, и, следовательно, является подходящим для М2М передач, в которых передачи данных являются нечастыми и содержат небольшие количества данных в каждой передаче.

Примерные варианты осуществления изобретения содержат способы, осуществляемые базовой станцией в беспроводной сети связи для поддержки передач небольших данных беспроводным устройством через канал восходящей линии связи. Один примерный способ содержит ассоциирование предварительно сконфигурированного идентификатора устройства для беспроводного устройства с туннелем между базовой станцией и обслуживающим шлюзом, прием пакета управления доступом к среде из беспроводного устройства через беспроводный канал связи, причем упомянутый пакет управления доступом к среде включает в себя прикладные данные, передаваемые беспроводным устройством для доставки в устройство назначения, определение соответствия предварительно сконфигурированного идентификатора устройства беспроводного устройства с ассоциированным туннелем и передачу упомянутых прикладных данных в упомянутый обслуживающий шлюз через упомянутый туннель.

Другие варианты осуществления изобретения содержат базовую станцию в беспроводной сети связи для поддержки асинхронных передач небольших данных беспроводным устройством. Одна примерная базовая станция содержит схему приемопередатчика, выполненную с возможностью передачи и приема сигналов через беспроводный канал связи, и схему обработки, соединенную с упомянутой схемой приемопередатчика. Схема обработки выполнена с возможностью ассоциирования предварительно сконфигурированного идентификатора устройства для беспроводного устройства с туннелем между базовой станцией и обслуживающим шлюзом, приема пакета управления доступом к среде из беспроводного устройства через беспроводной канал связи, причем упомянутый пакет управления доступом к среде включает в себя прикладные данные, передаваемые беспроводным устройством для доставки в устройство назначения, определения соответствия предварительно сконфигурированного идентификатора устройства беспроводного устройства с ассоциированным туннелем и передачи упомянутых прикладных данных в упомянутый обслуживающий шлюз через упомянутый туннель.

Другие варианты осуществления изобретения содержат способы, осуществляемые беспроводным устройством в беспроводной сети связи для передачи данных в канале восходящей линии связи в базовую станцию. Один примерный способ содержит генерацию пакета управления доступом к среде, включающего в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства, который резервируется для асинхронных передач небольших данных, и прикладные данные, и передачу пакета управления доступом к среде без заголовков протоколов верхнего уровня через беспроводный канал связи в обслуживающую базовую станцию.

Другие варианты осуществления изобретения содержат беспроводное устройство в беспроводной сети связи. Примерное беспроводное устройство содержит схему приемопередатчика, выполненную с возможностью передачи и приема сигналов через беспроводной канал связи, и схему обработки, соединенную с упомянутой схемой приемопередатчика. Схема обработки выполнена с возможностью генерации пакета управления доступом к среде, включающего в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства, который резервируется для асинхронных передач небольших данных, и прикладные данные, и передачи пакета управления доступом к среде без заголовков протоколов верхнего уровня через беспроводный канал связи в обслуживающую базовую станцию.

Настоящее изобретение уменьшает величину издержек, необходимых для коротких передач данных. При исключении ненужных протоколов из маршрута данных для М2М связи сложность и стоимость беспроводного устройства, предназначенного для М2М связи, могут быть уменьшены.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует примерную беспроводную сеть связи.

Фиг.2 иллюстрирует примерный упрощенный протокол связи в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг.3 иллюстрирует примерный блок данных пакета управления доступом к среде (PDU MAC), используемый в некоторых вариантах осуществления.

Фиг.4 иллюстрирует примерную сигнализацию для передачи восходящей линии связи в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

Фиг.5 иллюстрирует примерную сигнализацию для передачи восходящей линии связи в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Фиг.6 иллюстрирует примерную процедуру произвольной выдержки, используемую в некоторых вариантах осуществления.

Фиг.7 иллюстрирует примерный способ, осуществляемый в базовой станции для приема короткой передачи данных в канале восходящей линии связи.

Фиг.8 иллюстрирует примерный способ, осуществляемый в беспроводном устройстве для выполнения короткой передачи данных в канале восходящей линии связи.

Фиг.9 иллюстрирует основные функциональные компоненты примерного беспроводного устройства и базовой станции.

Подробное описание вариантов осуществления

Фиг.1 иллюстрирует примерную беспроводную сеть 10 связи, которая сконфигурирована с возможностью работы, как описано в настоящей заявке. Беспроводная сеть 10 связи может, например, содержать сеть долгосрочного развития (LTE), однако специалисты в данной области техники поймут, что принципы, описанные в настоящей заявке, могут использоваться в других типах сетей, включая сети широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA), сети WiFi и другие беспроводные локальные сети (WLAN) и сети микроволнового доступа всемирной совместимости (WiMAX).

Беспроводная сеть 10 связи содержит сеть 15 радиодоступа (RAN), включающую в себя одну или более базовых станций 20. В LTE базовая станция также называется развитым NodeB (eNodeB или ENB). Каждая базовая станция 20 в RAN 15 соединяется с обслуживающим шлюзом (GSW) 40 в базовой сети 35 и предоставляет услуги в беспроводные устройства 30 в соте, обслуживаемой базовой станцией 20. SGW 40 служит в качестве точки привязки мобильности для беспроводных устройств 30 и маршрутизирует пакеты в беспроводные устройства 30 и из них. В LTE беспроводное устройство 30 также называется как пользовательское оборудование (UE).

В примерных вариантах осуществления настоящего изобретения упрощенный протокол связи используется для коротких передач данных из беспроводного устройства 30 в обслуживающую базовую станцию 20. Упрощенный протокол связи уменьшает издержки сигнализации для передач восходящей линии связи и исключает ненужные уровни протокола. Упрощенный протокол связи является подходящим для межмашинной (М2М) связи, в которой передачи данных являются нечастыми и содержат небольшие количества данных в каждой передаче. Примерные приложения для настоящего изобретения содержат:

сенсорные сети, в которых беспроводные устройства 30 собирают сенсорные данные и передают сенсорные данные периодически в определенный сервер с использованием упрощенного протокола связи;

приложения учета количества, в которых беспроводные устройства 30 в измерительном устройстве коммунальных услуг периодически передают считывания измерительного устройства в центральный сервер; и

отслеживание местоположения, в котором беспроводные устройства 30 используются для того, чтобы периодически передавать данные местоположения в центральный сервер.

Эти приложения являются пояснительными типов приложений М2М связи и не должны быть истолкованы как ограничивающие.

В примерных вариантах осуществления беспроводное устройство 30, сконфигурированное для М2М приложений, обеспечивается идентификатором устройства. Базовая станция 20 ассоциирует идентификатор устройства со статическим туннелем между базовой станцией 20 и SGW 40. Например, базовая станция 20 может поддерживать таблицу соответствия, чтобы искать туннель, ассоциированный с идентификатором устройства. Когда данные принимаются из беспроводного устройства 30, идентификатор устройства используется, чтобы определять соответствие принятых данных с ассоциированным туннелем. В некоторых вариантах осуществления таблица соответствия может также ассоциировать предварительно определенные заголовки для протоколов верхнего уровня с идентификаторами устройств. Эти предварительно определенные заголовки могут добавляться к прикладным данным, чтобы генерировать пакеты протокола верхнего уровня.

Чтобы осуществить доступ к сети 10 для короткой передачи данных, беспроводное устройство 30 может использовать зарезервированное периодическое разрешение восходящей линии связи, причем базовая станция 20 использует предварительно сконфигурированный асинхронный временный идентификатор радиосети (A-RNTI), чтобы периодически планировать передачи восходящей линии связи из беспроводного устройства 30 в физическом совместно используемом канале восходящей линии связи (PUSCH). A-RNTI назначается из обычного диапазона. Более чем одно беспроводное устройство 30 могут совместно использовать один и тот же A-RNTI. Зарезервированное периодическое разрешение восходящей линии связи назначает радиоресурсы в беспроводное устройства 30, чтобы использовать для короткой передачи данных. Если беспроводное устройство 30 имеет данные, чтобы передавать, оно передает данные в назначенных радиоресурсах с использованием упрощенного протокола связи, как описано ниже. A-RNTI может назначаться и сохраняться беспроводным устройством, когда оно первоначально обеспечивается. В качестве альтернативы, A-RNTI может передаваться базовой станцией 20 в беспроводное устройство через управляющий канал.

В качестве альтернативы, беспроводное устройство 30 может использовать процедуру произвольного доступа, чтобы осуществлять доступ к сети 10. В этом случае беспроводное устройство 30 передает запрос произвольного доступа, включающий в себя произвольную преамбулу, в базовую станцию 20 в канале произвольного доступа (RACH), когда оно имеет данные, чтобы передавать. Затем беспроводное устройство 30 осуществляет мониторинг канала разрешения доступа (AGCH) для ответа. Базовая станция 20 может либо принять, либо отклонить запрос произвольного доступа. Если базовая станция 20 принимает запрос произвольного доступа, она передает ответ произвольного доступа в беспроводное устройство 30. Ответ произвольного доступа идентифицирует беспроводной терминал 30 с помощью включения произвольной преамбулы, принятой из беспроводного устройства 30, в ответ произвольного доступа. Ответ произвольного доступа также включает в себя разрешение восходящей линии связи, назначающее радиоресурсы. Беспроводное устройство 30 затем передает данные в назначенных радиоресурсах с использованием упрощенного протокола связи, как описано ниже.

Фиг.2 иллюстрирует примерный упрощенный протокол связи для коротких передач данных из беспроводного устройства 30 в обслуживающую базовую станцию в соответствии с одним примерным вариантом осуществления. Для коротких передач данных в беспроводном устройстве 30 задействованы только три уровня протокола: физический уровень (PHY), уровень управления доступом к среде (МАС) и прикладной уровень (АРР). Уровни управления линией радиосвязи (RLC) и протокола сходимости пакетных данных (PDCP) пропускаются. Интернет-протокол и стандартный протокол дейтаграммы (UDP), каждый из которых увеличивает издержки сигнализации, не требуются для передачи небольших количеств данных из беспроводного устройства 30 в базовую станцию. Следовательно, эти протоколы не используются для коротких передач данных.

Уровень АРР содержит одно или более приложений, которые генерируют данные для передачи в базовую станцию 20. Обычно передачи данных, требуемые М2М приложением, являются нечастыми и содержат небольшие количества данных. Для таких передач небольших данных данные передаются непосредственно в уровень МАС, обходя другие уровни протокола между уровнем АРР и уровнем МАС. Уровень МАС генерирует блок пакетных данных (PDU) МАС, также упомянутый в настоящей заявке как пакет управления доступа к среде, который включает в себя заголовок и полезную нагрузку. Как будет описано более подробно ниже, заголовок PDU МАС может включать в себя идентификатор устройства для беспроводного устройства 30, который является известным базовой станции 20. Полезная нагрузка PDU МАС переносит прикладные данные, передаваемые из уровня АРР. Затем PDU МАС передается в PHY уровень и передается через беспроводный канал в базовую станцию 20.

PHY уровень и уровень МАС заканчиваются в базовой станции 20. В примерных вариантах осуществления набор упрощенного протокола в базовой станции 200 дополнительно включает в себя уровень IP, уровень UDP и уровень протокола туннелирования GPRS (GTP) над уровнем МАС. Уровни RLC и PDCP пропускаются.

PHY уровень декодирует передачу восходящей линии связи и передает декодированные данные в уровень МАС. Уровень МАС извлекает идентификатор устройства, если присутствует, и прикладные данные из PDU МАС, которые передаются в уровень IP. Уровень IP генерирует пакет IP и передает пакет IP в уровень UDP. Уровень UDP, в свою очередь, генерирует пакет UDP. Пакеты IP и UDP генерируются с помощью инкапсуляции прикладных данных в предварительно определенных заголовках IP и UDP, которые ассоциируются с идентификатором устройства для беспроводного устройства 30. Идентификатор устройства может быть включен в PDU МАС в некоторых вариантах осуществления. В других вариантах осуществления A-RNTI устройства в периодическом разрешении планирования служит в качестве идентификатора устройства. В любом случае идентификатор устройства используется для того, чтобы определять подходящие заголовки IP и UDP, чтобы добавлять. Предварительно определенные заголовки IP и UDP включают в себя адрес сети назначения устройства назначения, которое обычно является М2М сервером. Пакет IP/UDP передается в уровень GTP, который инкапсулирует пакет IP/UDP в пакет GTP и передает пакет GTP в SGW 40 через предварительно определенный туннель, ассоциированный с идентификатором устройства. Передача данных из базовой станции 20 в SGW 40 использует традиционные протоколы.

Фиг.3 иллюстрирует примерный PDU 50 МАС. PDU МАС включает в себя заголовок 55 МАС, блок данных сигнализации МАС (SDU) 60 и заполнение 65. Заголовок 55 МАС в некоторых вариантах осуществления включает в себя новый информационный элемент (IE), упоминаемый как элемент управления МАС (МСЕ) 70. МСЕ 70 содержит идентификатор устройства, который ассоциируется с предварительно определенным туннелем и предварительно определенными заголовками IP/UDP. SDU 60 МАС содержит полезную нагрузку и переносит прикладные данные.

Фиг.4 иллюстрирует способ 100 короткой передачи данных в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Допускается, что беспроводное устройство 30 предварительно конфигурируется с идентификатором устройства, который является известным базовой станции 20. Базовая станция 20 ассоциирует идентификатор устройства с 1) предварительно определенным заголовком 55 IP и/или предварительно определенным заголовком 55 UDP, и 2) статическим туннелем GTP. Когда беспроводное устройство 30 имеет данные, чтобы передавать, оно передает запрос произвольного доступа в базовую станцию 20 через канал произвольного доступа (RACH) (105). Запрос произвольного доступа включает в себя произвольную преамбулу, выбранную беспроводным устройством 30. Базовая станция 20 может либо принять, либо отклонить запрос произвольного доступа. Если запрос произвольного доступа принимается, базовая станция 20 передает ответ произвольного доступа в беспроводное устройство (110). Ответ произвольного доступа включает в себя преамбулу, взятую из запроса произвольного доступа, и разрешение восходящей линии связи, назначающее радиоресурсы для короткой передачи данных. После приема ответа произвольного доступа беспроводное устройство 30 генерирует PDU 50 МАС. Прикладные данные содержатся в SDU 60 МАС. Заголовок 55 PDU 50 МАС включает в себя идентификатор устройства беспроводного устройства 30 в МСЕ 70. Затем PDU 50 МАС передается из беспроводного устройства 30 в базовую станцию 20 через физический канал (115). Базовая станция 20 извлекает прикладные данные и идентификатор устройства из PDU 50 МАС. Затем базовая станция 20 генерирует пакеты IP и/или UDP с помощью добавления предварительно определенных заголовков к прикладным данным (120). Базовая станция 20 затем определяет соответствие пакета IP/UDP с предварительно определенным статическим туннелем, ассоциированным с идентификатором устройства (125), и передает пакет IP/IDP в SGW 40 через выбранный туннель GTP (130).

Фиг.5 иллюстрирует другой способ 150 для выполнения коротких передач данных между беспроводным устройством 30 и базовой станцией. Способ 150 использует зарезервированные периодические разрешения планирования. Допускается, что беспроводное устройство 30 предварительно конфигурируется с A-RNTI, который используется базовой станцией 20 для планирования разрешений восходящей линии связи для беспроводного устройства 30. Беспроводное устройство 30 дополнительно включает в себя идентификатор устройство, отдельный от A-RNTI, который является известным базовой станции 20. Базовая станция 20 ассоциирует идентификатор устройства с 1) предварительно определенным заголовком IP и/или предварительно определенным заголовком UDP, и 2) статическим туннелем GTP. Базовая станция передает зарезервированное периодическое разрешение планирования в беспроводное устройство 20 в некотором предварительно определенном интервале (155). Периодические разрешения планирования включают в себя предварительно сконфигурированный A-RNTI для беспроводного устройства 30, которое планируется. Как замечено выше, A-RNTI может назначаться в группу беспроводных устройств 30. Если одно из беспроводных устройств 30 имеет данные, чтобы передавать, оно генерирует PDU 50 МАС и передает PDU 50 МАС в базовую станцию 20 (160). PDU 50 МАС включает в себя идентификатор устройства в МСЕ 70 и прикладные данные в SDU 60 МАС. PDU 50 МАС передается в базовую станцию 20 через физический канал. После приема PDU 50 МАС базовая станция 20 генерирует пакеты IP и/или UDP, как описано ранее (165), и определяет соответствие пакетов с предварительно сконфигурированным туннелем GTP на основе идентификатора устройства (170). Пакеты передаются из базовой станции 20 в SGW 40 через предварительно сконфигурированный туннель GTP (175).

Когда используются зарезервированные периодические разрешения восходящей линии связи, не нужно включать идентификатор устройства в PDU 50 МАС. Вместо этого A-RNTI в разрешении планирования может служить в качестве идентификатора устройства. В этом случае базовая станция 20 может ассоциировать предварительно сконфигурированный A-RNTI, который включается в зарезервированное периодическое разрешение восходящей линии связи, с туннелем и с предварительно определенными заголовками. Таким образом, если пакет управления доступом к среде принимается в назначенных ресурсах, базовая станция 20 может определять соответствие A-RNTI в разрешении восходящей линии связи с ассоциированным туннелем.

A-RNTI определяет короткую асинхронную передачу. Однако идентификатор устройства, отдельный от A-RNTI, может обеспечивать большую гибкость. Например, отдельный идентификатор устройства может использоваться, чтобы определять тип беспроводного устройства 30 из типа приложения, которое передает данные.

Специалисты в данной области техники поймут, что, когда A-RNTI используется в качестве идентификатора устройства, для беспроводных устройств 30, совместно использующих один и тот же A-RNTI, будет определено соответствие с одним и тем же туннелем GTP. Когда разрешение восходящей линии связи передается в множество беспроводных устройств 30, совместно использующих один и тот же A-RNTI, могут случаться конфликты. Предотвращением конфликтов можно управлять с помощью масштабирования числа разрешений восходящей линии связи в ожидаемое число передач данных из беспроводных устройств 30, совместно использующих один и тот же A-RNTI, и с помощью применения беспроводными устройствами 30 произвольной выдержки. В случае конфликта беспроводное устройство 30 может временно сохранить данные, переданные в последней передаче, и повторно передать данные при следующей возможности передачи. Беспроводные устройства 30 могут применять произвольную выдержку, чтобы минимизировать возможность второго конфликта между теми же двумя устройствами в повторной передаче.

Фиг.6 иллюстрирует примерную процедуру 300 произвольной выдержки, осуществляемую беспроводным устройством в случае конфликта. Процедура начинается, когда беспроводное устройство 30 имеет данные, чтобы передавать. Беспроводное устройство 30 ждет следующую возможность передачи (блок 310). При следующей возможности передачи беспроводное устройство 30 передает PDU 50 МАС (блок 315). После передачи беспроводное устройство 30 ждет подтверждение приема (блок 320). Успешный прием PDU 50 МАС подтверждается, процесс заканчивается (блок 330). Если беспроводное устройство 30 принимает NACK, указывающее, что PDU 50 МАС не был успешно принят, беспроводное устройство 30 применяет произвольную выдержку (блок 325). Когда период произвольной выдержки истекает, процесс повторяется до тех пор, пока PDU 50 МАС не будет успешно передан, или до тех пор, пока не будет сделано максимальное число попыток передачи.

Фиг.7 иллюстрирует примерный способ 200, осуществляемый в базовой станции 20 для поддержки коротких передач данных беспроводным устройством 30. Базовая станция 20 ассоциирует идентификатор устройства для беспроводного устройства 30 с туннелем между базовой станцией 20 и SGW 40 (блок 210). После этого базовая станция 20 принимает PDU 50 МАС из беспроводного устройства 30 (блок 210). PDU 50 МАС включает в себя прикладные данные в полезной нагрузке. Базовая станция 20 определяет соответствие идентификатора устройства для беспроводного устройства 30 с соответствующим туннелем между базовой станцией 20 и обслуживающим шлюзом 40 (блок 215). В некоторых вариантах осуществления идентификатор устройства включается в PDU 50 МАС. В других вариантах осуществления базовая станция 20 определяет соответствие предварительно сконфигурированного идентификатора устройства, например A-RNTI, для беспроводного устройства 30, который был включен в разрешение восходящей линии связи, передаваемое базовой станцией 20 в беспроводное устройство 30. Затем базовая станция 20 передает прикладные данные в SGW через идентифицированный туннель (блок 220). В некоторых вариантах осуществления прикладные данные, извлеченные их PDU 50 МАС, инкапсулируются в пакеты UDP и/или IP для передачи в SGW 40 с помощью добавления предварительно определенных заголовков, ассоциированных с идентификатором устройства, к прикладным данным.

Фиг.8 иллюстрирует примерный способ 250, осуществляемый беспроводным устройством 30 для короткой передачи данных в базовую станцию 20. Беспроводное устройство 30 предварительно конфигурируется с идентификатором устройства, который является известным базовой станции 20. Беспроводное устройство 30 генерирует PDU 50 МАС, включающий в себя идентификатор устройства в заголовке 55 PDU 50 МАС и включающий в себя прикладные данные в полезной нагрузке PDU 50 МАС (блок 255). В вариантах осуществления, использующих зарезервированные периодические разрешения планирования, предварительно сконфигурированный идентификатор устройства может быть не включен в PDU 50 МАС. В этом случае базовая станция 20 использует A-RNTI в разрешении восходящей линии связи в качестве идентификатора устройства для выполнения определения соответствия. Затем беспроводное устройство 30 передает PDU 50 МАС без заголовков протоколов верхнего уровня в базовую станцию 20 (блок 260).

Фиг.9 иллюстрирует основные функциональные компоненты беспроводного устройства 30 и базовой станции 20. Беспроводное устройство 30 содержит радиоприемопередатчик 32 для связи с базовой станцией 20 через беспроводный канал и схему 34 обработки для обработки данных, передаваемых и принимаемых беспроводным устройством 30. Радиоприемопередатчик может содержать сотовый приемопередатчик, который работает в соответствии с известными стандартами, такими как LTE, WiMAX, WiFi, или другим стандартом беспроводной связи. Схема 34 обработки управляет работой беспроводного устройства 30 и обрабатывает данные, передаваемые и принимаемые беспроводным устройством 30. Схема обработки может содержать один или более процессоров, микроконтроллеров, аппаратное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение или их комбинацию.

Базовая станция 20 содержит радиоприемопередатчик 22 для связи с беспроводным устройством 30 через беспроводный канал, сетевой интерфейс 26 для связи с SGW 40 и схему 24 обработки. Радиоприемопередатчик 22 может содержать сотовый приемопередатчик, как описано ранее. Сетевой интерфейс 26 может содержать стандартный сетевой интерфейс IP, такой как интерфейс Ethernet. Схема 24 обработки управляет работой базовой станции 22, как описано в настоящей заявке, и обрабатывает данные, передаваемые в беспроводное устройство 30 и из него. Схема 24 обработки сохраняет таблицу 28 соответствия, которая ассоциирует идентификаторы устройств, содержащиеся либо в PDU 50 МАС, либо в разрешении планирования восходящей линии связи, с соответствующими туннелями между базовой станцией 20 и SGW 40, как описано ранее. Таблица 28 соответствия может сохраняться во внутренней или внешней памяти. Таблица 28 соответствия используется, чтобы искать ассоциированный туннель и предварительно определенные заголовки, ассоциированные с идентификатором устройства. Схема 24 обработки может содержать один или более процессоров, микроконтроллеров, аппаратное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение или их комбинацию.

Настоящее изобретение уменьшает величину издержек, требуемых для коротких передач данных. Также при исключении ненужных протоколов из маршрута данных для М2М связи сложность и стоимость беспроводного устройства, предназначенного для М2М связи, могут быть уменьшены.

Таким образом, предыдущее описание и сопровождающие чертежи представляют не ограничивающие примеры способов и устройств, преподанных в настоящей заявке. По существу, настоящее изобретение не ограничено предыдущим описанием и сопровождающими чертежами. Вместо этого настоящее изобретение ограничено только нижеследующей формулой изобретения и ее законными эквивалентами.

1. Способ, осуществляемый базовой станцией в беспроводной сети связи, для поддержки передач небольших данных беспроводным устройством, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

ассоциируют предварительно сконфигурированный идентификатор устройства для беспроводного устройства с туннелем между базовой станцией и обслуживающим шлюзом;

принимают, в упомянутой базовой станции, пакет управления доступом к среде из беспроводного устройства через беспроводной канал связи посредством упрощенного протокола связи, причем упомянутый пакет управления доступом к среде включает в себя прикладные данные, передаваемые беспроводным устройством для доставки в устройство назначения, причем упомянутый упрощенный протокол связи содержит набор протоколов, состоящий по существу из прикладного уровня, уровня управления доступом к среде и физического уровня;

определяют соответствие предварительно сконфигурированного идентификатора устройства для беспроводного устройства с ассоциированным туннелем и

передают пакет данных, содержащий упомянутые прикладные данные, в упомянутый обслуживающий шлюз через ассоциированный туннель.

2. Способ по п.1, в котором этап, на котором передают упомянутые прикладные данные в упомянутый обслуживающий шлюз, содержит этапы, на которых:

добавляют, на основе предварительно сконфигурированного идентификатора устройства, предварительно определенный заголовок, включающий в себя адрес сети назначения, к упомянутым прикладным данным, чтобы создать пакет данных, и

передают пакет данных в обслуживающий шлюз через ассоциированный туннель.

3. Способ по п.1, в котором этап, на котором определяют соответствие идентификатора устройства с ассоциированным туннелем, содержит этапы, на которых:

сохраняют предварительно сконфигурированный идентификатор устройства в таблице соответствия, которая ассоциирует один или более идентификаторов устройств для разных беспроводных устройств с соответствующими туннелями между базовой станцией и обслуживающим шлюзом, и

используют предварительно сконфигурированный идентификатор устройства, чтобы искать ассоциированный туннель в таблице соответствия.

4. Способ по п.1, в котором пакет данных содержит пакет интернет-протокола и в котором адрес сети содержит адрес интернет-протокола.

5. Способ по п.1, в котором пакет управления доступом к среде включает в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства для беспроводного устройства.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:

передают периодическое разрешение планирования в упомянутое беспроводное устройство, причем упомянутое периодическое разрешение планирования включает в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства,

причем упомянутый пакет управления доступом к среде принимают в ответ на одно из упомянутых периодических разрешений планирования.

7. Способ по п.6, в котором предварительно сконфигурированный идентификатор устройства в периодическом разрешении планирования используется, чтобы определять соответствие принятого пакета управления доступом к среде с ассоциированным туннелем.

8. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:

принимают запрос произвольного доступа из беспроводного устройства и

передают ответ произвольного доступа в беспроводное устройство в ответ на упомянутый запрос произвольного доступа, причем упомянутый ответ произвольного доступа включает в себя разрешение восходящей линии связи для передачи небольших данных,

причем пакет управления доступом к среде принимают из беспроводного устройства в ответ на упомянутое разрешение восходящей линии связи.

9. Базовая станция в беспроводной сети связи для поддержки передач небольших данных беспроводным устройством, причем базовая станция содержит:

схему приемопередатчика, выполненную с возможностью передачи и приема сигналов через беспроводной канал связи, и

схему обработки, соединенную с упомянутой схемой приемопередатчика и выполненную с возможностью:

ассоциирования предварительно сконфигурированного идентификатора устройства для беспроводного устройства с туннелем между базовой станцией и обслуживающим шлюзом,

приема пакета управления доступом к среде из беспроводного устройства через беспроводной канал связи посредством упрощенного протокола связи, причем упомянутый пакет управления доступом к среде включает в себя прикладные данные, передаваемые беспроводным устройством для доставки в устройство назначения, причем упомянутый упрощенный протокол связи содержит прикладной уровень, но не содержит уровень управления линией радиосвязи;

определения соответствия предварительно сконфигурированного идентификатора устройства для беспроводного устройства с ассоциированным туннелем; и

передачи пакета данных, содержащего упомянутые прикладные данные, в упомянутый обслуживающий шлюз через туннель.

10. Базовая станция по п.9, в которой схема обработки выполнена с возможностью передачи упомянутых прикладных данных в упомянутый обслуживающий шлюз посредством:

добавления, на основе предварительно сконфигурированного идентификатора устройства, предварительно определенного заголовка, включающего в себя адрес сети назначения, к упомянутым прикладным данным, чтобы создать пакет данных, и

передачи пакета данных в обслуживающий шлюз через туннель.

11. Базовая станция по п.9, в которой схема обработки выполнена с возможностью определять соответствие предварительно сконфигурированного идентификатора устройства с ассоциированным туннелем посредством:

сохранения предварительно сконфигурированного идентификатора устройства в таблице соответствия, которая ассоциирует один или более предварительно сконфигурированных идентификаторов устройств для разных беспроводных устройств с соответствующими туннелями между базовой станцией и обслуживающим шлюзом, и

использования предварительно сконфигурированного идентификатора устройства, чтобы искать ассоциированный туннель в таблице соответствия.

12. Базовая станция по п.9, в которой пакет данных содержит пакет интернет-протокола, включающий в себя адрес сети, содержащий адрес интернет-протокола.

13. Базовая станция по п.9, в которой пакет управления доступом к среде включает в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства.

14. Базовая станция по п.9, в которой схема обработки дополнительно выполнена с возможностью:

передачи периодического разрешения планирования в беспроводное устройство, причем упомянутое периодическое разрешение планирования включает в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства,

причем упомянутый пакет управления доступом к среде принимается в ответ на одно из упомянутых периодических разрешений планирования.

15. Базовая станция по п.14, в которой предварительно сконфигурированный идентификатор устройства в периодическом разрешении планирования используется, чтобы определять соответствие принятого пакета управления доступом к среде с ассоциированным туннелем.

16. Базовая станция по п.9, в которой схема обработки дополнительно выполнена с возможностью:

приема запроса произвольного доступа из беспроводного устройства и

передачи ответа произвольного доступа в беспроводное устройство в ответ на упомянутый запрос произвольного доступа, причем упомянутый ответ произвольного доступа включает в себя разрешение восходящей линии связи для передачи небольших данных,

причем пакет управления доступом к среде принимается из беспроводного устройства в ответ на упомянутое разрешение восходящей линии связи.

17. Способ асинхронной передачи небольших данных, осуществляемый беспроводным устройством в беспроводной сети связи, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

отправляют прикладные данные в устройство назначения посредством:

генерирования пакета управления доступом к среде, включающего в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства и прикладные данные, причем предварительно сконфигурированный идентификатор устройства резервируется для асинхронных передач небольших данных в устройство назначения, и

передают пакет управления доступом к среде через беспроводной канал связи в обслуживающую базовую станцию посредством упрощенного протокола связи, причем упомянутый упрощенный протокол связи содержит набор протоколов, состоящий по существу из прикладного уровня, уровня управления доступом к среде и физического уровня;

причем предварительно сконфигурированный идентификатор устройства ассоциирован с туннелем между обслуживающей базовой станцией и обслуживающим шлюзом, причем ассоциированный туннель выполнен с возможностью передачи прикладных данных в устройство назначения.

18. Способ по п.17, дополнительно содержащий этапы, на которых:

передают сообщение запроса произвольного доступа в упомянутую обслуживающую базовую станцию через канал произвольного доступа и

принимают, в ответ на упомянутое сообщение запроса произвольного доступа, сообщение ответа произвольного доступа, включающее в себя разрешение восходящей линии связи, назначающее ресурсы для асинхронной передачи небольших данных,

причем пакет управления доступом к среде передают через упомянутые назначенные ресурсы.

19. Способ по п.17, дополнительно содержащий этап, на котором:

принимают периодическое разрешение планирования для упомянутого беспроводного устройства, причем упомянутое периодическое разрешение планирования включает в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства,

причем упомянутый пакет управления доступом к среде передают в ответ на одно из упомянутых периодических разрешений планирования.

20. Способ по п.17, причем предварительно сконфигурированный идентификатор устройства содержит асинхронный временный идентификатор радиосети (A-RNTI).

21. Беспроводное устройство, выполненное с возможностью асинхронных передач небольших данных с устройством назначения, причем упомянутое беспроводное устройство содержит:

схему приемопередатчика, выполненную с возможностью передачи и приема сигналов через беспроводной канал связи, и

схему обработки, соединенную с упомянутой схемой приемопередатчика и выполненную с возможностью:

генерации пакета управления доступом к среде, включающего в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства и прикладные данные, причем предварительно сконфигурированный идентификатор устройства резервируется для асинхронных передач небольших данных с устройством назначения, и

передачи пакета управления доступом к среде через беспроводной канал связи в обслуживающую базовую станцию посредством упрощенного протокола связи, причем упомянутый упрощенный протокол связи содержит набор протоколов, состоящий по существу из прикладного уровня, уровня управления доступом к среде и физического уровня;

причем предварительно сконфигурированный идентификатор устройства ассоциирован с туннелем между обслуживающей базовой станцией и обслуживающим шлюзом, причем ассоциированный туннель выполнен с возможностью передачи прикладных данных в устройство назначения.

22. Беспроводное устройство по п.21, в котором схема обработки дополнительно выполнена с возможностью:

передачи сообщения запроса произвольного доступа в упомянутую обслуживающую базовую станцию через канал произвольного доступа и

приема, в ответ на упомянутое сообщение запроса произвольного доступа, сообщения ответа произвольного доступа, включающего в себя разрешение восходящей линии связи, назначающее ресурсы для асинхронной передачи небольших данных,

причем пакет управления доступом к среде передается через упомянутые назначенные ресурсы.

23. Беспроводное устройство по п.21, в котором схема обработки дополнительно выполнена с возможностью:

приема периодического разрешения планирования из обслуживающей базовой станции, причем упомянутое периодическое разрешение планирования включает в себя предварительно сконфигурированный идентификатор устройства,

причем упомянутый пакет управления доступом к среде передается в ответ на одно из упомянутых периодических разрешений планирования.

24. Беспроводное устройство по п.21, в котором предварительно сконфигурированный идентификатор устройства содержит асинхронный временный идентификатор радиосети (A-RNTI).