Resource allocation and determination method in IoT communication and related apparatus

Abstract

A resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT device, includes selecting a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers, and determining a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor includes at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions.

Description

RESOURCE ALLOCATION AND DETERMINATION METHOD IN IOT COMMUNICATION AND RELATED APPARATUSBACKGROUND OF DISCLOSURE1. Field of the Disclosure

[0001] The present disclosure relates to the field of communication systems, and more particularly, to a resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication, an IoT device, an IoT reader, and a related apparatus, which can provide a good communication performance and / or provide high reliability.2. Description of the Related Art

[0002] In the past two decades, wireless communication for interconnecting millions or even billions of small and low power consumption devices or things with reduced capability to create “Internet of Things” (IoT) has attracted much attention in communication standard forums and deployment across various industries. When many of these IoT devices are interconnected to a network, which could be a local area private network for inventory in a warehouse or a wide area public network for transportation within / across cities, it can greatly improve productivity efficiency in an organization and increase comforts of life at home. Today a commonly used IoT technology is Radio Frequency IDentification (RFID) , which typical consists of a reader and tags attached to objects. RFID tags are used in many areas, such as tracking production progress through the assembly line, identifying objects / containers in warehouses and logistics, charging road tolls from vehicles using eTags, authenticating passengers using ePassport in airports, etc.

[0003] However, the technology of RFID is primarily used for identification of objects, assets, people or animals from emitting a tag ID, the reading range is limited to just a few meters and it requires handheld scanning which leads to labor intensive and time-consuming operations or costly deployments of RFID portals / gates. Other IoT technologies include NarrowBand-IoT (NB-IoT) and massive Machine Type Communication (mMTC) developed by 3rd generation partnership project (3GPP) , which can provide much higher data rates and communication range / coverage, but at a cost of higher power consumption and implementation complexity. In turn, this translates into a higher device price and requires a battery to operate that needs to be replaced or recharged manually, which leads to high maintenance cost, serious environmental issues, and even safety hazards for some use cases.

[0004] Therefore, there is a need for a resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication, an IoT device, an IoT reader, and a related apparatus, which can solve issues in the prior art and other issues.SUMMARY

[0005] In a first aspect of the present disclosure, a resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT device, includes selecting a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers, and determining a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor includes at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions.

[0006] In a second aspect of the present disclosure, a resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT reader, includes indicating an identification in a paging request, wherein the identification is used to determine one or more target / intended IoT devices, a number of X resource timing occasions (RTOs) , and a number of Y resource frequency positions (RFPs) for device-to-reader (D2R) message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where X and Y are both positive integers.

[0007] In a third aspect of the present disclosure, an Internet of Things (IoT) device, includes a selector configured to select a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers, and a determiner configured to determine a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor includes at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions.

[0008] In a fourth aspect of the present disclosure, an Internet of Things (IoT) reader includes an indicator configured to indicate an identification in a paging request, wherein the identification is used to determine one or more target / intended IoT devices, a number of X resource timing occasions (RTOs) , and a number of Y resource frequency positions (RFPs) for device-to-reader (D2R) message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where X and Y are both positive integers.

[0009] In a fifth aspect of the present disclosure, an Internet of Things (IoT) device includes a memory, a transceiver, and a processor coupled to the memory and the transceiver. The IoT reader is configured to perform the above method.

[0010] In a sixth aspect of the present disclosure, an Internet of Things (IoT) reader includes a memory, a transceiver, and a processor coupled to the memory and the transceiver. The IoT device is configured to perform the above method.

[0011] In a seventh aspect of the present disclosure, a non-transitory machine-readable storage medium has stored thereon instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform the above method.

[0012] In an eighth aspect of the present disclosure, a chip includes a processor, configured to call and run a computer program stored in a memory, to cause a device in which the chip is installed to execute the above method.

[0013] In a ninth aspect of the present disclosure, a computer readable storage medium, in which a computer program is stored, causes a computer to execute the above method.

[0014] In a tenth aspect of the present disclosure, a computer program product includes a computer program, and the computer program causes a computer to execute the above method.

[0015] In an eleventh aspect of the present disclosure, a computer program causes a computer to execute the above method.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[0016] In order to illustrate the embodiments of the present disclosure or related art more clearly, the following figures may be described in the embodiments are briefly introduced. It is obvious that the drawings are merely some embodiments of the present disclosure, a person having ordinary skill in this field can obtain other figures according to these figures without paying the premise.

[0017] FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first Ambient-Internet of Things (A-IoT) communication topology according to an embodiment of the present disclosure.

[0018] FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a second A-IoT communication topology according to an embodiment of the present disclosure.

[0019] FIG. 3 is a block diagram of an IoT device, an IoT reader, and a carrier wave node (CWN) of communication in a communication network system according to an embodiment of the present disclosure.

[0020] FIG. 4 is a flowchart illustrating a resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT device according to an embodiment of the present disclosure.

[0021] FIG. 5 is a flowchart illustrating a resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT reader according to an embodiment of the present disclosure.

[0022] FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an exemplary illustration of the proposed method of selecting and determining resources for transmission by an IoT device in IoT communication according to an embodiment of the present disclosure.

[0023] FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an exemplary illustration of the proposed method of allocating and determining resources for reception by an IoT reader in IoT communication. according to an embodiment of the present disclosure.

[0024] FIG. 8 is a block diagram of an IoT device for wireless communication according to an embodiment of the present disclosure.

[0025] FIG. 9 is a block diagram of an IoT reader for wireless communication according to an embodiment of the present disclosure.

[0026] FIG. 10 is a block diagram of an example of a computing device according to an embodiment of the present disclosure.

[0027] FIG. 11 is a block diagram of a system for wireless communication according to an embodiment of the present disclosure.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0028] Embodiments of the present disclosure are described in detail with the technical matters, structural features, achieved objects, and effects with reference to the accompanying drawings as follows. Specifically, the terminologies in the embodiments of the present disclosure are merely for describing the purpose of the certain embodiment, but not to limit the disclosure.

[0029] There is a need for a new form / type of IoT devices, the new form / type of IoT devices can be densely deployed (e.g., 150 devices per 100m2) and still manageable by a network communication node. The new form / type of IoT devices supports a communication range of 10-50 m, a maximum data rate of 5 kpbs to convey tag ID, user, sensor and / or location / positioning information, a latency target between 1-10 seconds, infrequent transmissions (once in an hour / day / week) , and a positioning accuracy of 1-3 meters for indoor and several tends of meters for outdoor.

[0030] Additionally, the new form / type of IoT devices, once deployed, may be able to operate for a long period of time without the need of a battery (e.g., for years) , such that the maintenance and operation costs are minimized, the form factor of a device can be small for easy application (e.g., sticker type of tags) and the device is safe to operate everywhere. As such, this gives rise to ambient powered IoT devices, where the device without any battery is powered purely by radio energy transmitted by a data communication triggering node (e.g., base station (BS) , user equipment (UE) ) or an external carrier wave node. But an Ambient-IoT (A-IoT) device may be equipped with a storage for energy harvested from radio waves for data processing and radio transmission at a later time.

[0031] As observed from the above operation requirements (coverage, data type and data rate, latency, transmission frequency and positioning) , which are higher than RFID, the intended use cases for A-IoT devices include: 1. Indoor inventory: automated warehousing, medical instruments inventory management and positioning, non-public network for logistics, automobile manufacturing, airport terminal / shipping port, smart homes, automated supply chain distribution, fresh food supply chain, end-to-end logistics, electronic shelf label. 2. Indoor command: online modification of medical instruments status, device activation and deactivation, elderly health care, device permanent deactivation.

[0032] Types of A-IoT devices / tags:

[0033] Considering the limited size and complexity required by practical applications for battery less A-IoT devices with no energy storage capability or A-IoT devices with limited energy storage that do not need to be replaced or recharged manually, the output power of energy storage unit is typically from a few μW to a few hundreds of μW. In general, it is expected that A-IoT devices are categorized into the following types.

[0034] 1. Lower peak power consumption A-IoT devices / tags (afew μW) are equipped with energy storage, neither downlink (DL) nor uplink (UL) amplification in the device. Device’s UL transmission is backscattered on a carrier wave provided externally.

[0035] 2. Higher peak power consumption A-IoT devices / tags (afew hundreds of μW) has energy storage, both DL and / or UL amplification in the device. The device’s UL transmission may be generated internally by the device, or be backscattered on a carrier wave provided externally.

[0036] A-IoT communication topologies:

[0037] FIG. 1 illustrates a first Ambient-IoT (A-IoT) communication topology according to an embodiment of the present disclosure. That is topology 1: Direct data and signaling communication between BS and A-IoT devices. FIG. 2 illustrates a second Ambient-IoT (A-IoT) communication topology according to an embodiment of the present disclosure. That is topology 2: Data and signaling communication between BS and A-IoT devices via an intermediate node. Different from RFID devices, where a handheld reader or an expensive RFID portal / gate is used to obtain ID information from the tags, A-IoT devices are expected to exchange data and signaling information with a base station (BS) directly or via an intermediate node acting like an information relay / transfer point as shown by the above Topology 1 and Topology 2 illustrations.

[0038] In Topology 1 (direct communication between BS and A-IoT) , A-IoT devices / tags directly communicates in both directions (DL and UL) with a BS. The communication between the BS and A-IoT devices / tags includes data information (e.g., tag IDs, sensor information, positioning, etc. ) and signaling information (paging, random access, configuration details, scheduling information, etc. ) The carrier wave node has two main functions in Topology 1, one it provides to A-IoT devices additional energy that is needed for processing DL information from the BS and performing UL transmission to the BS when the separation distance is far (i.e., pathloss is high) ; second it provides a UL carrier wave on which A-IoT devices perform backscattering transmission to resolve a full-duplex and a spectrum usage regulation issue when a Frequency Division Duplexing (FDD) spectrum band is used for A-IoT operation. Since the BS directly communicates with A-IoT devices / tags to exchange commands and data information, it is also commonly referred to as the ‘reader’ in A-IoT communication.

[0039] In Topology 2 (indirect communication between the base station (BS) and A-IoT devices via an intermediate node) , the intermediate node (which could be a user equipment (UE) or a repeater) under the BS's control relays or transfers data and signaling information between the BS and the A-IoT devices. The intermediate node UE communicates directly with the BS and relays information from the A-IoT devices to the BS over the existing cellular Uu interface for both downlink (DL) and uplink (UL) . For simplicity, this bidirectional communication between the BS and the intermediate node is referred to as “intermediate UE DL and UL” or “Uu DL and UL. ” The intermediate node UE also communicates directly with the A-IoT devices, relaying information from the BS to the A-IoT devices. For simplicity, this bidirectional communication is referred to as “A-IoT device DL and UL. ” In Topology 2, A-IoT devices harvest radio energy transmitted from the intermediate node UE to power data / signaling processing and A-IoT device UL transmissions. When an FDD spectrum band is used for A-IoT operation, both A-IoT device DL and UL transmissions are expected to occur on an uplink frequency carrier. Topology 2 is typically used in scenarios where the base station (BS) is located outdoors, and A-IoT devices are located indoors. In this setup, an intermediate UE facilitates communication between the BS and the A-IoT devices.

[0040] As seen in both Topology 1 and Topology 2, there is only one central communication node (i.e., a ‘reader’ ) that exchange commands and data information directly with A-IoT devices / tags, for simplicity, let’s refer this bidirectional communication between the reader and A-IoT devices / tags as “reader-to-device” (R2D) and “device-to-reader” (D2R) communications. And let’s further define the communication channel in the physical layer for transmitting command, control and data information in R2D communication as “physical reader device channel” (PRDCH) and the communication channel in the physical layer for transmitting response, control and data information in D2R communication as “physical device reader channel” (PDRCH) .

[0041] Synchronization in cellular communication:

[0042] In cellular communication, UEs (e.g., a smartphone UE after power on or moving from one cell to another) may perform cell selection and re-selection procedures to constantly search for a “best cell” to camp on or to be connected with in order to have a best available link quality and service. Further, a UE may first identify all detectable cells (e.g., 3G, 4G, 5G, etc. ) , determine which cells are accessible (as some cells may be barred from access and some may belong to a different cellular network operator) and measure which cell provides the best signal strength (among the ones that are accessible to the UE) . Once this process is completed, the UE makes a connection to the network (e.g., a gNB) and reports its measurements to finalize the cell camping or cell handover procedure. As described, this entire process includes cell searching and communication with a gNB. To provide all these functionalities to the UE in a cellular communication system, synchronization signals and corresponding system information are constantly and periodically broadcasted by a cell’s base station (BS) .

[0043] The synchronization signals transmitted by the BS may serve some functions in a 5G cellular system, including at least one of the followings. 1. enabling UE identification of a radio carrier frequency within a spectrum band and maintaining UE’s frequency synchronization to the cell’s radio carrier. 2. providing a reference point in time for which UEs are able to determine and derive radio communication frame, subframe and slot boundaries (time synchronization) . 3. supporting beam sweeping and beam management operation when UE reports a best synchronization signal block index.

[0044] In a frequency division duplex (FDD) spectrum band, the communication between BS and UEs in a cell is carried out over a pair of a DL and a UL frequency carrier. Due to spectrum regulations, the BS transmits (UE receive) all signals and channels only in the DL carrier, and UEs transmit (BS receive) in the UL carrier. As such, all UEs in a cell need to firstly monitor and detect synchronization signals transmitted from the BS to achieve both frequency and time synchronization to the cell’s DL carrier. Then based on a pre-defined frequency separation between DL and UL frequency carriers in a FDD band, a UE derives the exact frequency for the UL carrier of the cell, tunes its radio frequency (RF) oscillator to the desired / derived frequency, and transmits in the UL carrier at a radio frame and slot timing that are aligned with the DL carrier. In a time division duplex (TDD) spectrum band, on the other hand, DL (BS transmit) and UL (UE transmit) communication between the BS and UEs in a cell is performed on a same frequency carrier but separated in different time instances (i.e., subframes or slots) to avoid a full duplexer issue. Since the same carrier frequency is used in both DL and UL, the synchronization signals transmitted in the DL is directly used by UEs in setting the UL carrier frequency. Thus, no frequency tuning or retuning is required in the UE RF oscillator to perform UL transmissions. As seen, in both FDD and TDD cellular systems, the carrier frequency and timing in which the UE performs its UL transmissions are fully relied and derived base on the DL synchronization signals transmitted from the cell’s BS. Due to mobility of UEs moving across different cells, new UEs could power-on at any time in a cell, and existing idle and connected UEs may constantly monitor and measure signal strength of neighbor cells all the time, the synchronization signals may constantly transmitted by the BS to support these functions.

[0045] Device energy harvesting:

[0046] As mentioned earlier, an A-IoT device / tag without any battery will need to rely on an external power source in order to communicate (for both transmission and reception in R2D and D2R) with a BS or an intermediate UE. For RFID applications, depending on the use case and operating environment, typical external power sources include solar / light energy, heat energy, wind energy, RF energy, kinetic energy and etc. As A-IoT communication is primarily designed to operate in an indoor static environment (e.g., warehouses factories and homes) and logistic / transportation usages (e.g., inventory, food / parcel transportation and electronic shelf labels) where the environment is likely to provide no exposure to lights, high temperature, wind, motion and movements, the only viable power source that can be considered for A-IoT devices / tags to harvest energy for storage is wireless RF signals (since the devices / tags are equipped with RF antennas for wireless communication anyway) . As such, A-IoT devices / tags may harvest / convert energy in the received RF signals that are not intended for A-IoT communication (i.e., R2D transmissions) and store the RF energy in an internal capacitor for later use (such as channel monitoring, R2D reception, data processing and D2R transmission) . It is important to note that received RF signals in an A-IoT device / tag would not and cannot be used for both energy harvesting / charging and R2D communication or signal backscattering at the same time due to device architecture is expected to be simple. If the RF signal energy received by a single device antenna is split (e.g., 50 / 50) between the R2D communication and energy harvesting functions, it is expected that the R2D information reception performance and the energy harvesting efficiency of the device will be both significantly degraded. Consequently, both functions will suffer as such and making a such operation infeasible for any A-IoT device. Therefore, the energy harvesting / charging and R2D communication operations in an A-IoT device are expected to operate in a time-division multiplexed (TDM) manner (i.e., not at the same time / simultaneously) . When an A-IoT device / tag receives RF signals for energy harvesting / charging, there is no distinction in the kind of  RF signals that can be used for the energy harvesting / charging, as long as the RF signals are received in the radio spectrum that the A-IoT device / tag is designed to operate. Therefore, wireless energy sources could include any RF signal transmitted by a BS, an intermediate UE, a designated / dedicated RF emitter for wireless energy charging or an interference node. Typically, the size of a capacitor for energy storage is in a range between 1μF (for a lower peak power consumption A-IoT device / tag) and 10μF (for a higher peak power consumption A-IoT device / tag) . Beside the capacitor size for energy storage in a device / tag, RF energy charging efficiency also depends on the emitting power of the RF signals and the distance between the RF energy source (s) and the device / tag. Generally, the higher the received power the higher the RF energy conversion rate. As such, the energy harvesting time require to fully charge an A-IoT device / tag could range from a few milliseconds to several tens of seconds. In a practical deployment, a mixture of lower and higher power consumption devices / tags is expected in an A-IoT communication system.

[0047] In some embodiments of the present disclosure, resource allocation and determination methods for multiplexing device-to-reader (D2R) transmissions from different IoT devices and avoiding interference to each other’s successive transmissions are proposed. It is proposed for each IoT device to autonomously select a transmission resource and determine a corresponding transmission timing based on selection criteria and timing factors. Other benefits from adopting the proposed autonomous resource selection and timing determination methods for IoT communication include also minimizing the processing complexity and reducing energy consumption for reception and decoding at the IoT devices, minimized signaling overhead and control information payload size from the reader for easy processing at the IoT device, and / or enhancing the overall communication latency for the IoT communication system.

[0048] FIG. 3 illustrates that, in some embodiments, an A-IoT device 10, an A-IoT reader 20 (such as a base station) , and a carrier wave node (CWN) 30 of communication in a communication network system 40 according to an embodiment of the present disclosure are provided. The communication network system 40 includes the A-IoT device 10, the A-IoT reader 20, and the CWN 30. The A-IoT device 10 may include a memory 12, a transceiver 13, and a processor 11 coupled to the memory 12 and the transceiver 13. The A-IoT reader 20 may include a memory 22, a transceiver 23, and a processor 21 coupled to the memory 22 and the transceiver 23. The CWN 30 may include a memory 32, a transceiver 33, and a processor 31 coupled to the memory 32 and the transceiver 33. The processor 11, 21, or 31 may be configured to implement proposed functions, procedures and / or methods described in this description. Layers of radio interface protocol may be implemented in the processor 11, 21, or 31. The memory 12, 22, or 32 is operatively coupled with the processor 11, 21, or 31 and stores a variety of information to operate the processor 11, 21, or 31. The transceiver 13, 23, or 33 is operatively coupled with the processor 11, 21, or 31 and transmits and / or receives a radio signal.

[0049] The processor 11, 21, or 31 may include application-specific integrated circuit (ASIC) , other chipset, logic circuit and / or data processing device. The memory 12, 22, or 32 may include read-only memory (ROM) , random access memory (RAM) , flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device. The transceiver 13, 23, or 33 may include baseband circuitry to process radio frequency signals. When the embodiments are implemented in software, the techniques described herein can be implemented with modules (e.g., procedures, functions, and so on) that perform the functions described herein. The modules can be stored in the memory 12, 22, or 32 and executed by the processor 11, 21, or 31. The memory 12, 22, or 32 can be implemented within the processor 11, 21, or 31 or external to the processor 11, 21, or 31 in which case those can be communicatively coupled to the processor 11, 21, or 31 via various means as is known in the art.

[0050] In some embodiments, the processor 11 is configured to select a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers, and the processor 11 is configured to determine a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor includes at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions. This can solve issues in the prior art and other issues and / or improve communication performance and reliability.

[0051] In some embodiments, the processor 21 is configured to configured to indicate an identification in a paging request, wherein the identification is used to determine one or more target / intended IoT devices, a number of X resource timing occasions (RTOs) , and a number of Y resource frequency positions (RFPs) for device-to-reader (D2R) message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where X and Y are both positive integers. This can solve issues in the prior art and other issues and / or improve communication performance and reliability.

[0052] FIG. 4 illustrates a resource allocation and determination method 410 in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT device according to an embodiment of the present disclosure. In some embodiments, the method 410 includes: an operation 412, selecting a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers, and an operation 414, determining a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor includes at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions. This can solve issues in the prior art and other issues and / or improve communication performance and reliability.

[0053] In some embodiments, a length of the guard interval varies according to a position of the selected transmission resource within the X number of RTOs. In some embodiments, the method further includes receiving a paging request in a physical reader device channel (PRDCH) from an IoT reader. In some embodiments, selecting the transmission resource among the X number of RTOs and the Y number of RFPs according to the one or more selection criteria for the transmission of the D2R response message is after receiving the paging request in the PRDCH from the IoT reader. In some embodiments, the PRDCH further includes at least an indication of X number of timing occasions and Y number of frequency positions for D2R message transmission. In some embodiments, the PRDCH further includes the one or more selection criteria. In some embodiments, the length of the guard interval is calculated according to at least one of the TR2D_min, the length of the D2R message, one or more earlier guard intervals, and a sampling frequency offset (SFO) of the IoT device, and the one or more earlier guard intervals are close to the paging request.

[0054] In some embodiments, the one or more selection criteria includes at least one of the following: a device D2R operation, a device power consumption, a device type, a device energy status, a device energy storage level, a device processing capability, a latency requirement, and a number of previous attempts of a same inventory or command process. In some embodiments, a maximum value of the X number of RTOs is limited by a SFO of the IoT device. In some embodiments, when there is more than one remaining transmission resource after the one or more selection criteria, the IoT device randomly selects one transmission resource among remaining resources. In some embodiments, the length of the D2R message is determined according to at least one of the following: a message payload size, a transport block size, a number of cyclic redundancy check (CRC) bits, a number of chips per line code, and a channel coding rate. In some embodiments, the R2D transmission indicates a length of a chip for D2R message transmission.

[0055] In some embodiments, the term “ / ” can be interpreted to indicate “and / or. ” The term “configured” can refer to “pre-configured” and “network configured” . The term “preset” , “pre-defined” or “pre-defined rules” in the present disclosure may be achieved by pre-storing corresponding codes, tables, or other manners for indicating relevant information in devices. The specific implementation is not limited in the present disclosure. For example, “preset” and “pre-defined” may refer to those defined in a protocol. It is also to be understood that in the disclosure, “protocol” may refer to a standard protocol in the field of communication, which may include, for example, a relevant protocol applied in the future communication system, which is not limited in the present disclosure.

[0056] FIG. 5 illustrates a resource allocation and determination method 510 in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT reader according to an embodiment of the present disclosure. In some embodiments, the method 510 includes: an operation 512, indicating an identification in a paging request, wherein the identification is used to determine one or more target / intended IoT devices, a number of X resource timing occasions (RTOs) , and a number of Y resource frequency positions (RFPs) for device-to-reader (D2R) message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where X and Y are both positive integers. This can solve issues in the prior art and other issues and / or improve communication performance and reliability.

[0057] In some embodiments, the paging request is used to trigger a random-access (RA) procedure and is transmitted in a physical reader device channel (PRDCH) . In some embodiments, the PRDCH further includes one or more selection criteria to be used by the one or more target / intended IoT devices for selecting a transmission resource, where the one or more selection criteria includes at least one of the following: a device D2R operation, a device power consumption, a device type, a device energy status, a device energy storage level, a device processing capability, a latency requirement, and a number of previous attempts of a same inventory or command process. In some embodiments, the method further includes determining at least one starting time and one ending time for monitoring the D2R message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where a pair of one starting time and one ending time for D2R message monitoring are determined for each of the X number of RTOs.

[0058] In some embodiments, determining the at least one starting time and one ending time for monitoring the D2R message transmission from the one or more target / intended IoT devices includes determining the at least one starting time and one ending time for monitoring the D2R message transmission from the one or more target / intended IoT devices according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor includes at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions. In some embodiments, a length of the guard interval varies according to a position of the selected transmission resource within the X number of RTOs. In some embodiments, the length of the guard interval is calculated according to at least one of the TR2D_min, the length of the D2R message, one or more earlier guard intervals, and a sampling frequency offset (SFO) of the IoT device, and the one or more earlier guard intervals are close to the paging request.

[0059] In some embodiments, the length of the guard interval between two consecutive or adjacent RTOs is longer when position of the two consecutive or adjacent RTOs within the X number of RTOs is further away in time from the paging request transmitted in the PRDCH. In some embodiments, the length of the D2R message is determined according to at least one of the following: a message payload size, a transport block size, a number of cyclic redundancy check (CRC) bits, a number of chips per line code, and a channel coding rate. In some embodiments, the R2D transmission indicates a length of a chip for D2R message transmission. In some embodiments, a maximum value of the X number of RTOs is limited by a SFO of the IoT device. In some embodiments, the one ending time is a TR2D_max, the TR2D_max is a maximum time separation between a R2D transmission from the IoT reader and a corresponding D2R transmission from an IoT device.

[0060] Examples:

[0061] The current slotted-ALOHA based access mechanism used in RFID for IoT communication is simple but inefficient as it is incapable of processing multiple devices / tags concurrently. When more than one device tries to perform communication access at the same time after receiving a reader query request, access response messages from multiple devices will collide and the reader cannot distinguish and decode any message. The colliding devices would will need to perform another access attempt in a next round of inventory or command process, and hopefully in different access slots to avoid the collision again. But there is no guarantee the new access attempt will not collide with another / new device (s) .

[0062] To improve the system capacity and thus reduce the overall latency of making an inventory of potentially a large number of devices in a warehouse or factory, the most straight forward approach is to increase the number of time and frequency domain resources by using frequency division multiple access (FDMA) , time division multiple access (TDMA) and / or code division multiple access (CDMA) within an access slot. Typically, the FDMA and TDMA approaches are simple and they can be supported by a smartphone user equipment (UE) since the required frequency tuning accuracy and timing synchronization accuracy can be achieved with existing crystal-based oscillator with a clock accuracy within less than 1ppm. However, the same oscillator cannot assume to be usable / supportable in simple IoT based devices that support less than 1mW of power consumption. As such, only a ring-based oscillator can be used. In this case, a guard interval (time separation) between two transmissions from different communication devices is required to prevent interference (time overlapping transmissions) from each other’s signals and to ensure the integrity of the transmitted signals, unless the transmitted signals are separated in the frequency domain.

[0063] In cellular communication, synchronization signals and reference signals are constantly transmitted from the base station in the downlink (DL) to be used as a timing reference in order for user equipment’s (UEs) to fine-tuned and constantly “time synced” to the boundaries of radio frames, slots, and symbols so that all UEs are able to perform uplink (UL) transmissions at a timing that is aligned without causing interference to each other at the receiver (base station) . However, in a IoT communication system where transmissions from the IoT reader may be minimized to avoid complicated processing at a IoT device which is expected to equipped with simple and much less expansive components than a normal UE (e.g., a smartphone UE) , as detailed previously, the IoT device which uses a ring-based oscillator may have a sampling frequency offset (SFO)  / error of up to 105 ppm even after a clock calibration is performed. In this case, it is difficult keep every IoT device’s transmission to be aligned with each other within a tolerable range. Therefore, it is important to take this device SFO into account when designing the guard interval between successive transmissions from different IoT devices.

[0064] Furthermore, it is expected that a mixture of IoT device types with different SFO accuracy and energy consumption can be triggered by a single paging request from the IoT reader within an IoT inventory / command process or even within a same access slot. As such, different IoT devices may have different energy storage level and amount of available energy to complete the IoT inventory / command process. Therefore, in order to ensure the mutual interference between successive transmissions from different IoT devices is avoided in a IoT communication while IoT devices with different energy storage levels are able to complete within a round of inventory / command process after the process is triggered and a response is requested by a IoT reader, it is proposed for a target / intended IoT device to autonomously select a transmission resource and determine a suitable transmission timing to send a response message based on some key timing factors and selection criteria.

[0065] Proposed method of autonomous resource selection and transmit timing determination by a device in IoT communication:

[0066] As detailed in the above, at least both TDMA and FDMA for concurrent access from multiple IoT devices are supported and enabled in order to enhance the capacity and reduce the access latency of a IoT communication system. In a IoT inventory or command communication process, a random-access (RA) procedure is adopted, which involves a IoT reader firstly transmit a paging request message triggering the communication process and requesting one or more target / intended IoT devices to provide a response message individually. When more than one intended IoT devices are targeted by the IoT reader (e.g., via a group identifier for a group of IoT devices, or no identifier which targets all IoT devices that received the paging request) , multiple transmission resources may be allocated for the IoT devices to send their response messages. To couple with the TDMA and FDMA approach, the IoT reader needs to allocate / indicate X number of transmission Resource Timing Occasions (RTOs) in the time domain and Y number of Resource Frequency Positions (RFPs) in the frequency domain.

[0067] In cellular communication, when a base station allocates downlink (DL) , uplink (UL) and sidelink (SL) resources, the exact time and frequency locations and the size / length are explicitly indicated in the radio resource control (RRC) configuration or dynamic scheduling, to avoid any misunderstanding between the base station and the scheduled UEs. However, these resource allocation details require a large number of signaling bits / payload to convey in the control information. Given that the RRC layer is not likely to be supported for IoT communication in 3GPP, if a large number of signaling bits / payload size needs to be provided in a paging request message or in a physical reader-to-control channel (PRDCH) as control information, where no retransmission is possible, a such transmission is prone to communication error and adding to the overall latency. Furthermore, it will require more processing and higher energy consumption at the IoT devices to decode the control information. Therefore, it is firstly proposed in this invention disclosure, the IoT reader allocates transmission resources in both the time and frequency domains to be used for sending response messages from IoT devices by indicating only the X and Y values in the control information, respectively.

[0068] In reference to Diagram 100 in FIG. 6, these are illustrated by X number of Resource Timing Occasions (RTOs) 102, 103, 104, 105 and Y number of Resource Frequency Positions (RFPs) 106, 107, 108. Without information on the exact timing and frequency locations of these resources, once a transmission (TX) resource has been selected by a IoT device (autonomously) , the IoT device subsequently determines these details on its own based on key timing factors.

[0069] A low energy / power consumption IoT device typically adopts a simple ring-based oscillator in its implementation which has a sampling frequency offset (SFO)  / error of up to 105 ppm even after the IoT device has performed a clock sampling calibration. This means, immediately after the IoT device has performed a clock sampling calibration (based on a signal / channel transmitted from a IoT reader) , the timing error in the clock sampling / ticking is at its smallest, but as the time passes without further calibration the timing error will build up. As such, the ability of a IoT device to count the time / determine the timing correctly is reduced due to an accumulation effect of the SFO error. This SFO error in a IoT device could be in the positive direction (the clock is ticking faster than what it may be) or in the negative direction (the clock is ticking slower than what it may be) . This SFO error is illustrated in Diagram 100 of FIG. 6. Therefore, at some time after the clock calibration (based on a signal / channel from the IoT reader) , the accumulated SFO timing error between two IoT devices could be as large or even larger than one RTO. Effectively, one allocated RTO from the IoT reader contains two IoT device transmissions. In this case, since the IoT reader expects only one IoT device transmission per RTO per frequency location, the IoT reader would not detect the transmission from the second IoT device, and hence wasted. Moreover, if the IoT reader is able to prolong the detection time to account for the second transmission timing within one RTO, it could be confused with a transmission intended for the next RTO. Therefore, there may be a limited / maximum number of RTOs that can be allocated by the IoT reader to avoid the above situation, and the limitation would be based on an assumed maximum SFO error for IoT devices.

[0070] If one assumes the maximum SFO error for IoT devices is 105 ppm (parts per million) , which means the maximum SFO error is If one further assumes the payload size for the IoT device response message is 16 bits, CRC is 6 bits, channel coding rate is 1 / 3, and a Manchester coding with 2 chips is used, the total amount of chips / length of a response message transmission is 132 chips. Assuming one D2R chip length (for 15kHz D2R transmission bandwidth) is 1 / 7.5 kHz (which is 133.33us) , then one response message length would be 132 chips x 133.33 us ≈ 17.56ms. Considering a guard interval may be placed between every two consecutive / adjacent RTOs and a guard interval may take into account of positive and negative SFO errors, then the length of a guard interval can be approximated to be (response message length×20%=132×0.2=26.4) chips. To determine the maximum number of RTOs (i.e., X value) , it can be calculated as (132+26.4) ÷2×10%=7.92. Therefore, the X number of RTOs that can be allocated by a IoT reader may not be more than X=7.

[0071] In the frequency domain, a IoT device could perform a small frequency shifting by applying a chip-level repetition to the response message transmission, therefore, the maximum number of Y Resource Frequency Positions (RFPs) depends on the supported number of chip-level repetitions. Let’s take the longest chip length of 133.33 us and a cyclic prefix (CP) length of 4.7 us to start. Since a chip length after repetition may not be shorter than a CP length and the chip-level repetition may be in the order of power of 2, then the supportable repetition values would be {R=1, 2, 4, 8, 16} . Therefore, the maximum number of Y Resource Frequency Positions (RFPs) would be Y=5. Then the maximum total number of time and frequency domain transmission resources that can be allocated by a IoT reader for sending response message from IoT devices in a triggered IoT inventory / command processing (after sending a paging request message) is X·Y=7×5=35 resources.

[0072] Once a IoT device has received a paging message from the IoT reader and determined that itself is an intended IoT device target by the IoT reader, the IoT device selects one TX resource based on one or more selection criteria and / or timing factors from the indicated X number of RTOs and Y number of RFPs in the control information.

[0073] For example, the IoT device may select a TX resource from an RTO that is associated to a certain device type or operation, e.g., a IoT device that performs backscattering transmission, D2R repetition or capable of small frequency shifting for sending its response message. In this case, the IoT reader may further indicate which one (s) of X RTOs is or is not useable for backscattering transmission, D2R repetition or performing a small frequency shift.

[0074] Another example, a IoT device may select a TX resource from an RTO that is earlier or later in time, e.g., a higher power consumption IoT device (e.g., device type 1) or a IoT device with a low energy status / storage level selects a TX resource from an RTO that is earlier in the time domain (closer to the paging request transmission) such that the IoT device does not need to spend more energy in monitoring the channel and counting time until a later RTO. If a later in time RTO is selected by a IoT device with a low energy status / storage level, the IoT device may not have sufficient remaining energy to transmit a response message to the reader. Instead, the IoT device may perform the D2R transmission earlier and may switch to a SLEEP state for energy recharging in order to prolong its sustainable operating time and successfully complete a round of inventory or command process with the IoT reader. On the other hand, if a IoT device has insufficient energy to even perform a D2R transmission in an early in time RTO, the IoT device may select a later in time RTO and perform energy recharging first before the D2R transmission. This could be autonomously decided by the IoT device on its own.

[0075] One more example, a IoT device may select a TX resource from an RTO that is later in time, e.g., a IoT device with a lower processing capability selects a TX resource from an RTO that is later in the time domain (further away to the paging request transmission) needs a longer processing time to decode the paging request message from the IoT reader and / or to prepare a response message for sending to the IoT reader. Again, this could be determined by the IoT device on its own autonomously based on its processing capability.

[0076] One more example, a IoT device may select a TX resource from an RTO that is earlier in time, e.g., a IoT device responding to a service that has a stringent / short latency requirement or a IoT device that has previously attempted to access / communicate with the IoT reader for the same inventory or command process (e.g., a same access stratum (AS) ID) . By selecting an earlier in time RTO, the IoT reader will be able to receive the response earlier.

[0077] If there are more than one TX resources remaining after apply one or more selection criteria, the IoT device could simply perform a random selection to determine a TX resource for transmitting its response message. After the IoT device has selected one TX resource for transmitting its response message to the IoT reader, the IoT device needs to determine an actual transmission timing for the selected TX resource, since the IoT reader indicates only the X and Y values but not the exact time and frequency locations for the TX resources. In reference to Diagram 100 in FIG. 6, firstly, there may be a minimum time gap between the end of paging request transmission 101 from the IoT reader and the beginning of the 1st RTO 102 as a minimum time processing required by a IoT device to decode a paging request (which may involve a channel estimation, demodulation and CRC checking) , perform clock timing calibration and prepare a response message (which may involve a CRC calculation, channel encoding, line coding, carrier modulation and generation of preamble, midamble and postamble) . Let’s denote this minimum time gap as TR2D_min 109 as a first timing factor. Typically, only a number of chips is necessary (e.g., 2 chips) especially when a chip length equals to one OFDM symbol in a 15 kHz system.

[0078] Another timing factor would be the length of a response message, denoted as “Msg. length” in Diagram 100 of FIG. 6. As describe earlier, the length of a response message could be subject to various factors, such as the response payload size / transport block size, number of CRC bits, channel coding rate and number of chips per line code, Manchester code or square wave. As calculated earlier, when typical values and parameters are used in generating a response message, the length of a response message may be around 132 chips. In a IoT communication or within a same inventory or command process, the response payload size / transport block size among different IoT devices may be the same so that the IoT reader knows how many chips / bits to perform decoding. Furthermore, other channel encoding parameters may be also the same, such as CRC bits, channel coding rate and Manchester coding chips. As such, the response message length could assume to be the same for all response messages. Let’s call this as a second timing factor.

[0079] The third timing factor is the length of a guard interval (GI) between two consecutive / adjacent RTOs within the X indicated number of RTOs. As detailed earlier, the length of a guard interval is dependent on the response message length and the IoT device SFO error (both positive and negative SFOs) . Furthermore, since the device SFO error has an accumulation effect, therefore, each GI within the X number of allocated RTOs may be calculated individually in order to accurately determine the transmit start timing for the selected transmission resource occasion in the time domain.

[0080] For the GI between the 1st and 2nd RTOs (GI1 110 in Diagram 100 of FIG. 6) , it may be calculated as:  For the GI between the 2nd and 3rd RTOs (GI2 111 in Diagram 100 of FIG. 6) , it may be calculated as:  For the GI between the 3rd and 4th RTOs, it may be calculated as:  and so on.

[0081] If assuming a typical value of 2 chips for TR2D_min and 132 chips for the response message length, the length for GI1 would be around 27 chips, the length for GI2 would be around 59 chips, the length for GI3 would be around 97 chips, the length for GI4 would be around 142 chips, and so on.

[0082] As can be seen the length of a guard interval varies according to the selected transmission resource within the X allocated resource timing occasions, and it gets longer when the positions of the two consecutive / adjacent resource timing occasions within the X allocated resource timing occasions is further away in time from the paging request transmission in PRDCH. Once the 3 key timing factors are determined, it is simple to calculate the exact transmit start timing for the selected transmission resource occasion in the time domain.

[0083] On the IoT reader side, as described previously, the IoT reader firstly allocates a set of transmission resources in both the time and frequency domains to be used by one or more IoT devices to send response messages by indicating X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) as control information and they are transmitted together with a paging request message (201 in Diagram 200 of FIG. 7) in a physical reader-to-device channel (PRDCH) , where the paging request message triggers a random-access (RA) procedure for a IoT inventory or command process. Besides the paging request message, and the X and Y number of time and frequency resources, one or more TX resource selection criteria could be also indicated by the IoT reader in the PRDCH to assist IoT devices in selecting a TX resource from an appropriate / applicable RTO (s) . A set of possible selection criteria could include at least one of the followings: device D2R operation (e.g., backscattering, D2R repetition or small frequency shift) , device power consumption, device energy storage level / status, device processing capability or device type (which could be assigned by the IoT reader) , latency requirement (e.g., according to inventory or communication) , and number of previous attempts of the same inventory or command process (e.g., AS ID) .

[0084] From the IoT reader side, after sending the paging request message triggering a RA procedure, the next step is for the IoT reader to monitor and look for any response message in each of the allocated X resource timing occasions. As the IoT reader indicates only the number of RTOs (X) but not the exact location in the time domain of each RTO to IoT devices, The IoT reader also needs to self-determine a starting time and an ending time (TR2D_max) for the monitoring each RTO, where TR2D_max is a maximum time separation between a R2D transmission from the IoT reader and a corresponding D2R transmission from a IoT device. Similar to IoT devices, the IoT reader determines a starting time and an ending time for D2R message monitoring in a resource timing occasion also based on at least one timing factor which comprises of a TR2D_min, a response message length, and a guard interval.

[0085] For the 1st RTO (202 in Diagram 200 of FIG. 7) : Starting time (StartRTO_1, 205 in Diagram 200 of FIG. 7) may be determined as: TR2D_min or where the 10%error for TR2D_min could be almost negligible. Ending time (EndRTO_1, 206 in Diagram 200 of FIG. 7) may be determined as:

[0086] For the 2nd RTO (203 in Diagram 200 of FIG. 7) : Starting time (207) may be determined as:  Ending time (208) may be determined as:

[0087] For the 3rd RTO (204 in Diagram 200 of FIG. 7) : Starting time (209) may be determined as:  .Ending time (210) may be determined as:  and so on.

[0088] Similar to the IoT device, the length of a guard interval between any two consecutive / adjacent RTOs within the indicated X number of resource timing occasions (GI1, GI2, and so on) may be also calculated in the same manner according to at least one of TR2D_min, the length of a D2R response message, one or more earlier guard intervals, and the SFO of the IoT device. The exact calculation is already described previously for the IoT devices.

[0089] To facilitate the operation of a IoT device, the R2D transmission (e.g., the transmitted PRDCH) from the IoT reader could also indicate the length of a chip for D2R message transmission.

[0090] FIG. 8 illustrates an IoT device 1000 for wireless communication according to an embodiment of the present disclosure. The IoT device 1000 includes a selector 1001 configured to select a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers, and a determiner 1002 configured to determine a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor includes at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions. This can solve issues in the prior art and other issues and / or improve communication performance and reliability.

[0091] FIG. 9 illustrates an IoT reader 1100 for wireless communication according to an embodiment of the present disclosure. The IoT reader 1100 includes an indicator 1101 configured to indicate an identification in a paging request, wherein the identification is used to determine one or more target / intended IoT devices, a number of X resource timing occasions (RTOs) , and a number of Y resource frequency positions (RFPs) for device-to-reader (D2R) message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where X and Y are both positive integers. This can solve issues in the prior art and other issues and / or improve communication performance and reliability.

[0092] In summary, in some embodiments, in order to ensure a mutual interference between successive transmissions from different IoT devices is avoided in a IoT communication while IoT devices with different capabilities or energy storage levels are able to complete within a round of inventory / command process after the process is triggered and a response is requested by a IoT reader, it is proposed for a target / intended IoT device to autonomously select a transmission resource and determine a suitable transmission timing to send a response message based on key timing factors and one or more selection criteria. An IoT device selects a transmission resource among specified timing occasions (RTOs) and frequency positions (RFPs) based on criteria such as power consumption, latency requirements, and processing capability, determining the start time using factors like minimum timing separation (TR2D_min) , message length, and guard intervals. The guard interval varies with resource position and is influenced by sampling frequency offset (SFO) and prior intervals. The IoT reader provides a paging message with timing, frequency positions, and selection criteria, also specifying message parameters like payload size, cyclic redundancy check (CRC) bits, and coding rate. Both the IoT device and reader synchronize D2R transmission and monitoring, ensuring precise timing and efficient resource utilization.

[0093] Commercial interests for some embodiments are as follows. 1. Solving issues in the prior art and other issues. 2. Improving a communication performance. 3. Some embodiments of the present disclosure are used by 5G-NR chipset vendors, V2X communication system development vendors, automakers including cars, trains, trucks, buses, bicycles, moto-bikes, helmets, and etc., drones (unmanned aerial vehicles) , smartphone makers, smart watches, wireless earbuds, wireless headphones, communication devices, remote control vehicles, and robots for public safety use, AR / VR device maker for example gaming, conference / seminar, education purposes, smart home appliances including TV, stereo, speakers, lights, door bells, locks, cameras, conferencing headsets, and etc., smart factory and warehouse equipment including IIoT devices, robots, robotic arms, and simply just between production machines. In some embodiments, commercial interest for the disclosed invention and business importance includes lowering power consumption for wireless communication means longer operating time for the device and / or better user experience and product satisfaction from longer operating time between battery charging. Some embodiments of the present disclosure are a combination of “techniques / processes” that can be adopted in 3GPP specification to create an end product. Some embodiments of the present disclosure relate to mobile cellular communication technology in 3GPP NR Releases 19, and beyond for providing IoT wireless communication services.

[0094] FIG. 10 is a block diagram of an example of a computing device according to an embodiment of the present disclosure. Any suitable computing device can be used for performing the operations described herein. For example, FIG. 10 illustrates an example of the computing device 1100 that can implement some embodiments in FIG. 1 to FIG. 9, using any suitably configured hardware and / or software. In some embodiments, the computing device 1100 can include a processor 1112 that is communicatively coupled to a memory 1114 and that executes computer-executable program code and / or accesses information stored in the memory 1114. The processor 1112 may include a microprocessor, an application-specific integrated circuit ( “ASIC” ) , a state machine, or other processing device. The processor 1112 can include any of a number of processing devices, including one. Such a processor can include or may be in communication with a computer-readable medium storing instructions that, when executed by the processor 1112, cause the processor to perform the operations described herein.

[0095] The memory 1114 can include any suitable non-transitory computer-readable medium. The computer-readable medium can include any electronic, optical, magnetic, or other storage device capable of providing a processor with computer-readable instructions or other program code. Non-limiting examples of a computer-readable medium include a magnetic disk, a memory chip, a read-only memory (ROM) , a random access memory (RAM) , an application specific integrated circuit (ASIC) , a configured processor, optical storage, magnetic tape or other magnetic storage, or any other medium from which a computer processor can read instructions. The instructions may include processor-specific instructions generated by a compiler and / or an interpreter from code written in any suitable computer-programming language, including, for example, C, C++, C#, visual basic, java, python, perl, javascript, and actionscript.

[0096] The computing device 1100 can also include a bus 1116. The bus 1116 can communicatively couple one or more components of the computing device 1100. The computing device 1100 can also include a number of external or internal devices such as input or output devices. For example, the computing device 1100 is illustrated with an input / output ( “I / O” ) interface 1118 that can receive input from one or more input devices 1120 or provide output to one or more output devices 1122. The one or more input devices 1120 and one or more output devices 1122 can be communicatively coupled to the I / O interface 1118. The communicative coupling can be implemented via any suitable manner (e.g., a connection via a printed circuit board, connection via a cable, communication via wireless transmissions, etc. ) . Non-limiting examples of input devices 1120 include a touch screen (e g., one or more cameras for imaging a touch area or pressure sensors for detecting pressure changes caused by a touch) , a mouse, a keyboard, or any other device that can be used to generate input events in response to physical actions by a user of a computing device. Non-limiting examples of output devices 1122 include a liquid crystal display (LCD) screen, an external monitor, a speaker, or any other device that can be used to display or otherwise present outputs generated by a computing device.

[0097] The computing device 1100 can execute program code that configures the processor 1112 to perform one or more of the operations described above with respect to FIG. 1 to FIG. 9. The program code may be resident in the memory 1114 or any suitable computer-readable medium and may be executed by the processor 1112 or any other suitable processor. The computing device 1100 can also include at least one network interface device 1124. The network interface device 1124 can include any device or group of devices suitable for establishing a wired or wireless data connection to one or more data networks 1128. Non limiting examples of the network interface device 1124 include an Ethernet network adapter, a modem, and / or the like. The computing device 1100 can transmit messages as electronic or optical signals via the network interface device 1124.

[0098] FIG. 11 is a block diagram of an example system 700 for wireless communication according to an embodiment of the present disclosure. Embodiments described herein may be implemented into the system using any suitably configured hardware and / or software. FIG. 11 illustrates the system 700 including a radio frequency (RF) circuitry 710, a baseband circuitry 720, an application circuitry 730, a memory / storage 740, a display 750, a camera 760, a sensor 770, and an input / output (I / O) interface 780, coupled with each other at least as illustrated. The application circuitry 730 may include a circuitry such as, but not limited to, one or more single-core or multi-core processors. The processors may include any combination of general-purpose processors and dedicated processors, such as graphics processors, application processors. The processors may be coupled with the memory / storage and configured to execute instructions stored in the memory / storage to enable various applications and / or operating systems running on the system.

[0099] The baseband circuitry 720 may include circuitry such as, but not limited to, one or more single-core or multi-core processors. The processors may include a baseband processor. The baseband circuitry may handle various radio control functions that enable communication with one or more radio networks via the RF circuitry. The radio control functions may include, but are not limited to, signal modulation, encoding, decoding, radio frequency shifting, etc. In some embodiments, the baseband circuitry may provide for communication compatible with one or more radio technologies. For example, in some embodiments, the baseband circuitry may support communication with an evolved universal terrestrial radio access network (EUTRAN) and / or other wireless metropolitan area networks (WMAN) , a wireless local area network (WLAN) , a wireless personal area network (WPAN) . Embodiments in which the baseband circuitry is configured to support radio communications of more than one wireless protocol may be referred to as multi-mode baseband circuitry.

[0100] In various embodiments, the baseband circuitry 720 may include circuitry to operate with signals that are not strictly considered as being in a baseband frequency. For example, in some embodiments, baseband circuitry may include circuitry to operate with signals having an intermediate frequency, which is between a baseband frequency and a radio frequency. The RF circuitry 710 may enable communication with wireless networks using modulated electromagnetic radiation through a non-solid medium. In various embodiments, the RF circuitry may include switches, filters, amplifiers, etc. to facilitate the communication with the wireless network. In various embodiments, the RF circuitry 710 may include circuitry to operate with signals that are not strictly considered as being in a radio frequency. For example, in some embodiments, RF circuitry may include circuitry to operate with signals having an intermediate frequency, which is between a baseband frequency and a radio frequency.

[0101] In various embodiments, the transmitter circuitry, control circuitry, or receiver circuitry discussed above with respect to the user equipment, eNB, or gNB may be embodied in whole or in part in one or more of the RF circuitry, the baseband circuitry, and / or the application circuitry. As used herein, “circuitry” may refer to, be part of, or include an application specific integrated circuit (ASIC) , an electronic circuit, a processor (shared, dedicated, or group) , and / or a memory (shared, dedicated, or group) that execute one or more software or firmware programs, a combinational logic circuit, and / or other suitable hardware components that provide the described functionality. In some embodiments, the electronic device circuitry may be implemented in, or functions associated with the circuitry may be implemented by, one or more software or firmware modules.

[0102] In some embodiments, some or all of the constituent components of the baseband circuitry, the application circuitry, and / or the memory / storage may be implemented together on a system on a chip (SOC) . The memory / storage 740 may be used to load and store data and / or instructions, for example, for system. The memory / storage for one embodiment may include any combination of suitable volatile memory, such as dynamic random access memory (DRAM) ) , and / or non-volatile memory, such as flash memory. In various embodiments, the I / O interface 780 may include one or more user interfaces designed to enable user interaction with the system and / or peripheral component interfaces designed to enable peripheral component interaction with the system. User interfaces may include, but are not limited to a physical keyboard or keypad, a touchpad, a speaker, a microphone, etc. Peripheral component interfaces may include, but are not limited to, a non-volatile memory port, a universal serial bus (USB) port, an audio jack, and a power supply interface.

[0103] In various embodiments, the sensor 770 may include one or more sensing devices to determine environmental conditions and / or location information related to the system. In some embodiments, the sensors may include, but are not limited to, a gyro sensor, an accelerometer, a proximity sensor, an ambient light sensor, and a positioning unit. The positioning unit may also be part of, or interact with, the baseband circuitry and / or RF circuitry to communicate with components of a positioning network, e.g., a global positioning system (GPS) satellite. In various embodiments, the display 750 may include a display, such as a liquid crystal display and a touch screen display. In various embodiments, the system 700 may be a mobile computing device such as, but not limited to, a laptop computing device, a tablet computing device, a netbook, an ultrabook, a smartphone, a AR / VR glasses, etc. In various embodiments, system may have more or less components, and / or different architectures. Where appropriate, methods described herein may be implemented as a computer program. The computer program may be stored on a storage medium, such as a non-transitory storage medium.

[0104] A person having ordinary skill in the art understands that each of the units, algorithm, and operations described and disclosed in the embodiments of the present disclosure are realized using electronic hardware or combinations of software for computers and electronic hardware. Whether the functions run in hardware or software depends on the condition of application and design requirement for a technical plan. A person having ordinary skill in the art can use different ways to realize the function for each specific application while such realizations cannot go beyond the scope of the present disclosure. It is understood by a person having ordinary skill in the art that he / she can refer to the working processes of the system, device, and unit in the above-mentioned embodiment since the working processes of the above-mentioned system, device, and unit are basically the same. For easy description and simplicity, these working processes may not be detailed.

[0105] It is understood that the disclosed system, device, and method in the embodiments of the present disclosure can be realized with other ways. The above-mentioned embodiments are exemplary only. The division of the units is merely based on logical functions while other divisions exist in realization. It is possible that a plurality of units or components are combined or integrated in another system. It is also possible that some characteristics are omitted or skipped. On the other hand, the displayed or discussed mutual coupling, direct coupling, or communicative coupling operate through some ports, devices, or units whether indirectly or communicatively by ways of electrical, mechanical, or other kinds of forms. The units as separating components for explanation are or are not physically separated. The units for display are or are not physical units, that is, located in one place or distributed on a plurality of network units. Some or all of the units are used according to the purposes of the embodiments. Moreover, each of the functional units in each of the embodiments can be integrated in one processing unit, physically independent, or integrated in one processing unit with two or more than two units.

[0106] If the software function unit is realized and used and sold as a product, it can be stored in a readable storage medium in a computer. Based on this understanding, the technical plan proposed by the present disclosure can be essentially or partially realized as the form of a software product. Or, one part of the technical plan beneficial to the conventional technology can be realized as the form of a software product. The software product in the computer is stored in a storage medium, including a plurality of commands for a computational device (such as a personal computer, a server, or a network device) to run all or some of the operations disclosed by the embodiments of the present disclosure. The storage medium includes a USB disk, a mobile hard disk, a read-only memory (ROM) , a random access memory (RAM) , a floppy disk, or other kinds of media capable of storing program codes.

[0107] While the present disclosure has been described in connection with what is considered the most practical and preferred embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the disclosed embodiments but is intended to cover various arrangements made without departing from the scope of the broadest interpretation of the appended claims.

Claims

1.A resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT device, comprising:selecting a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers; anddetermining a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor comprises at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions.2.The method of claim 1, wherein a length of the guard interval varies according to a position of the selected transmission resource within the X number of RTOs.3.The method of claim 1 or 2, further comprising receiving a paging request in a physical reader device channel (PRDCH) from an IoT reader.4.The method of claim 3, wherein selecting the transmission resource among the X number of RTOs and the Y number of RFPs according to the one or more selection criteria for the transmission of the D2R response message is after receiving the paging request in the PRDCH from the IoT reader.5.The method of claim 3 or 4, wherein the PRDCH further comprises at least an indication of X number of timing occasions and Y number of frequency positions for D2R message transmission.6.The method of any one of claims 3 to 5, wherein the PRDCH further comprises the one or more selection criteria.7.The method of any one of claims 3 to 6, wherein the length of the guard interval is calculated according to at least one of the TR2D_min, the length of the D2R message, one or more earlier guard intervals, and a sampling frequency offset (SFO) of the IoT device, and the one or more earlier guard intervals are close to the paging request.8.The method of any one of claims 1 to 7, wherein the one or more selection criteria comprises at least one of the following: a device D2R operation, a device power consumption, a device type, a device energy status, a device energy storage level, a device processing capability, a latency requirement, and a number of previous attempts of a same inventory or command process.9.The method of any one of claims 1 to 8, wherein a maximum value of the X number of RTOs is limited by a SFO of the IoT device.10.The method of any one of claims 1 to 9, wherein when there is more than one remaining transmission resource after the one or more selection criteria, the IoT device randomly selects one transmission resource among remaining resources.11.The method of any one of claims 1 to 10, wherein the length of the D2R message is determined according to at least one of the following: a message payload size, a transport block size, a number of cyclic redundancy check (CRC) bits, a number of chips per line code, and a channel coding rate.12.The method of any one of claims 1 to 11, wherein the R2D transmission indicates a length of a chip for D2R message transmission.13.A resource allocation and determination method in Internet of Things (IoT) communication performed by an IoT reader, comprising:indicating an identification in a paging request, wherein the identification is used to determine one or more target / intended IoT devices, a number of X resource timing occasions (RTOs) , and a number of Y resource frequency positions (RFPs) for device-to-reader (D2R) message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where X and Y are both positive integers.14.The method of claim 13, wherein the paging request is used to trigger a random-access (RA) procedure and is transmitted in a physical reader device channel (PRDCH) .15.The method of claim 14, wherein the PRDCH further comprises one or more selection criteria to be used by the one or more target / intended IoT devices for selecting a transmission resource, where the one or more selection criteria comprises at least one of the following: a device D2R operation, a device power consumption, a device type, a device energy status, a device energy storage level, a device processing capability, a latency requirement, and a number of previous attempts of a same inventory or command process.16.The method of any one of claims 13 to 15, further comprising determining at least one starting time and one ending time for monitoring the D2R message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where a pair of one starting time and one ending time for D2R message monitoring are determined for each of the X number of RTOs.17.The method of claim 16, wherein determining the at least one starting time and one ending time for monitoring the D2R message transmission from the one or more target / intended IoT devices comprises:determining the at least one starting time and one ending time for monitoring the D2R message transmission from the one or more target / intended IoT devices according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor comprises at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions.18.The method of claim 17, wherein a length of the guard interval varies according to a position of the selected transmission resource within the X number of RTOs.19.The method of claim 17 or 18, wherein the length of the guard interval is calculated according to at least one of the TR2D_min, the length of the D2R message, one or more earlier guard intervals, and a sampling frequency offset (SFO) of the IoT device, and the one or more earlier guard intervals are close to the paging request.20.The method of any one of claims 17 to 19, wherein the length of the guard interval between two consecutive or adjacent RTOs is longer when position of the two consecutive or adjacent RTOs within the X number of RTOs is further away in time from the paging request transmitted in the PRDCH.21.The method of any one of claims 17 to 20, wherein the length of the D2R message is determined according to at least one of the following: a message payload size, a transport block size, a number of cyclic redundancy check (CRC) bits, a number of chips per line code, and a channel coding rate.22.The method of any one of claims 17 to 21, wherein the R2D transmission indicates a length of a chip for D2R message transmission.23.The method of any one of claims 17 to 22, wherein a maximum value of the X number of RTOs is limited by a SFO of the IoT device.24.The method of any one of claims 17 to 23, wherein the one ending time is a TR2D_max, the TR2D_max is a maximum time separation between a R2D transmission from the IoT reader and a corresponding D2R transmission from an IoT device.25.An Internet of Things (IoT) device, comprising:a selector configured to select a transmission resource among X number of resource timing occasions (RTOs) and Y number of resource frequency positions (RFPs) according to one or more selection criteria for a transmission of a device-to-reader (D2R) response message, wherein X and Y are both positive integers; anda determiner configured to determine a transmission start time for a selected transmission resource according to at least one timing factor, wherein the at least one timing factor comprises at least one of a TR2D_min, a length of a D2R message, and a guard interval, the TR2D_min is a minimum time separation between a reader-to-device (R2D) transmission from an IoT reader and a corresponding D2R transmission from the IoT device, and the guard interval is a time separation between two consecutive or adjacent resource timing occasions.26.An Internet of Things (IoT) device, comprising:a memory;a transceiver; anda processor coupled to the memory and the transceiver;wherein the IoT device is configured to perform any one of claims 1 to 12.27.An Internet of Things (A-IoT) reader, comprising:an indicator configured to indicate an identification in a paging request, wherein the identification is used to determine one or more target / intended IoT devices, a number of X resource timing occasions (RTOs) , and a number of Y resource frequency positions (RFPs) for device-to-reader (D2R) message transmission from the one or more target / intended IoT devices, where X and Y are both positive integers.28.An Internet of Things (A-IoT) reader, comprising:a memory;a transceiver; anda processor coupled to the memory and the transceiver;wherein the reader is configured to perform any one of claims 13 to 24.29.A non-transitory machine-readable storage medium having stored thereon instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform the method of any one of claims 1 to 24.30.A chip, comprising:a processor, configured to call and run a computer program stored in a memory, to cause a device in which the chip is installed to execute the method of any one of claims 1 to 24.31.A computer readable storage medium, in which a computer program is stored, wherein the computer program causes a computer to execute the method of any one of claims 1 to 24.32.A computer program product, including a computer program, wherein the computer program causes a computer to execute the method of any one of claims 1 to 24.33.A computer program, wherein the computer program causes a computer to execute the method of any one of claims 1 to 24.

Images