专利名称：计数移动无线电信网中的用户设备单元的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动无线电信网领域。特别是，本发明涉及一种计数预订了服务的用户设备单元的方法，涉及一种用于计数预订了服务的用户设备单元的无线电网络控制器，涉及一种在由无线电网络控制器控制的无线电小区中操作的用户设备单元，涉及一种用于操作移动无线电信网的无线电网络控制器的软件程序和一种用于操作无线电小区中的用户设备单元的软件程序，该无线电小区由移动无线电信网的无线电网络控制器来控制。
3 GPP TS 25.346v1.3.0“Introduction of MultimediaBroadcast/Multicast Service(MBMS)in the Radio Access Network(Stage-2)”描述了一种方法，用于把相同的内容或数据发射到移动无线电信系统的一个或多个无线电小区中的多个接收机UE(UE用户设备)。所涉及的问题是多媒体数据到用户或接收机的一个闭合群(多播)或无线电小区中的所有接收机(广播)的有效传输。由于传输可能涉及UE的闭合群或无线电小区中的所有UE或用户这一事实，所以这类服务被称为“多媒体广播/多播服务”(MBMS)。MBMS有效负载数据或用户数据在下文中将被称为MBMS内容。在3 GPP TS 25.346v1.3.0“Introduction of Multimedia Broadcast/Multicast Service(MBMS)in the Radio Access Network(Stage-2)”中描述的方法在此通过参考而并入。
根据3 GPP TS 23.846v6.1.0，“Multimedia Broadcast/Multicast Service；Architecture and Functional Description，(版本6)”，如果UMTS用户已经预订了MBMS服务并已激活该服务，则UMTS用户只能够利用他的UE来接收MBMS内容。服务激活也被称为“加入服务”。服务激活至少意味着网络节点被通知关于想接收某些MBMS内容的UE或UMTS用户的标识(identity)。已经加入MBMS服务的UMTS用户所使用的UE也被称为“‘加入的’UE”、“已加入MBMS服务的UE”或“具有激活的MBMS服务的UE”。具有激活的MBMS服务的UE可以接收或者不接收无线电小区中实际分配的MBMS服务。
由于相同的MBMS内容被发射到在相同或有限数量的无线电小区内的多个UE这一事实，所以在大多数情况下使用p2m(点到多点)信道是有利的，因为内容/数据必须只在多个UE同时侦听的一个物理信道上被发送。因此，多个UE可以(同时)解码在这一个物理信道上发送的数据。然而，由于在UMTS中所使用的CDMA(码分多址)技术，所以如果只涉及少量接收UE，则使用p2m信道是不利的。
换言之，在已经加入MBMS服务并打算接收MBMS内容的UE的数量有限的情况下，在如此少量的p2p(点到点)信道上并行传输数据/内容与经由p2m信道的传输相比可能更有效。这类p2p信道在UMTS中是由所谓的专用信道(DCH)来表示的。
DCH一般具有一个闭环功率控制，在只有少量UE预订了服务并接收相同MBMS内容的情况下，有利的是，其就所产生的干扰而言与p2m信道相比可能更有效且更合适。例如，就产生的干扰而论，在无线电小区内只有一个预订了MBMS服务的UE的情况下，DCH与没有闭环功率控制的p2m信道相比是有利的。根据R2-022584，“Power Usage for Mixed FACHand DCH for MBMS”(朗讯技术)，其内容在此通过参考而并入，对于多达5个接收相同数据/内容的UE，使用多个p2p信道与使用一个p2m信道相比是有利的。然而，使用p2m信道与使用p2p信道相比更为有利的确切数量或阈值还取决于无线电小区内UE的区域性分布。因此，3GPPTS 25.346v1.3.0“Introduction of Multimedia Broadcast/Multicast Service(MBMS)in the Radio Access Network(Stage-2)”提供了根据无线电小区内的UE数量来在多个DCH和一个p2m信道之间切换传输的可能性，其中，所述UE预订了服务并接收相同的MBMS内容/数据。在多个DCH和一个p2m信道之间切换传输的标准是一个无线电小区内接收相同数据内容的加入的UE的数量，即在一个无线电小区中接收服务的UE的数量超过阈值Sp2p的情况下，MBMS内容在这个小区中经由p2m信道传输，否则经由多个DCH传输。关于切换的决定由无线电网络控制器(RNC)来作出。
如果MBMS服务传送开始，则在很多情况下RNC不知道无线电小区中UE的数量是否足够多以证明使用p2m信道是正确的。然后，在经由通知信道通知内容传送开始之后，RNC可以在答复此通知时获得有关接收器(UE)数量的信息。对于已经处于已连接模式的加入的UE来说，答复被完整性保护，即RNC可以假定答复源自先前已经向UMTS网络验证了它自己并且实际上已经加入MBMS服务的UE。对于仍然在空闲模式中的“加入的”UE来说，答复不能被完整性保护，因为UE中还没有任何完整性保护可用于RNC。因此在内容传送通知之后，任何空闲模式的UE以及未加入的UE都可以答复该通知，并从而造成准备就绪并能够接收MBMS内容的UE数量较多的假象。结果，尽管多个p2p信道将是适合的，但RNC却将决定使用p2m信道。
本发明的目的是提供对预订了服务的用户设备单元(UE)的精确计数。
根据本发明的一个示例性实施例，上述目的可以利用一种对预订了服务的用户设备单元计数的方法来解决，其中，预订了服务的每个用户设备单元都配备有一个密钥。用户设备单元位于移动无线电信网的无线电小区内。一个通知(announcement)消息在该无线电小区中被广播，例如通知该服务开始内容传送。第一令牌从用户设备单元被发射到移动无线电信网，这将第一令牌与移动无线电信网中的第二令牌进行匹配。根据本发明的一个方面，对应的第一和第二令牌对被计数。换言之，根据本发明的这个示例性实施例，来自UE的第一令牌与移动无线电信网中的第二令牌进行匹配。在第一令牌能够与第二令牌匹配的情况下存在一个预订了服务的UE。因此，通过计数对应的第一和第二令牌对，无线电小区内预订了服务的UE的数量可以被确定。有利地，无线电小区内的空闲模式UE和预订了服务的激活UE可以被精确地计数，并且可以避免未加入UE被包括在该计数内。
根据如权利要求2中阐述的本发明的另一个示例性实施例，用户设备单元中的第一令牌基于标识符和密钥而产生，而第二令牌在移动无线电信网中(例如在RNC中)基于移动无线电信网中存储的标识符和相应密钥而产生。有利地，根据本发明的这个示例性实施例，一个用于通知答复的改善的完整性保护可以被提供给仍然处于空闲模式的加入的UE。
根据如权利要求3中阐述的本发明的另一个示例性实施例，预订了服务的用户设备单元在产生第一令牌的过程中包括一个辅助号码。然后，第一令牌和辅助号码被发射到移动无线电信网。辅助号码可以避免重发计数消息被另一个UE重发，所述重发计数消息就是已经从一个UE被发送的计数消息。根据本发明的这个示例性实施例的一个方面，辅助号码可以作为计数消息的一部分以明文(plain text)发送。有利地，这将使辅助号码不必经由一个通知信道来发射。
根据如权利要求4中阐述的本发明的另一个示例性实施例，辅助号码是一个时间戳。根据本发明的这个示例性实施例，移动无线电信网比较所接收的时间戳与计数过程的阈值时间。在所接收的时间戳比该阈值早的情况下，移动无线电信网假定所接收的时间戳是被复制和重发的计数消息的一部分，并且不把这个计数消息包括在实际计数中。在时间戳没有超过阈值时间的情况下，该计数消息被包括在这个计数过程内。
根据如权利要求5中阐述的本发明的另一个示例性实施例，辅助号码是一个随机确定的号码，其与通知消息一起被发射到用户设备单元。在这种情况下，不需要把这个辅助号码也包括在计数消息中，因为发送通知消息的CRNC知道这个随机号码并且可以在计算第二令牌的过程中使用它。
根据如权利要求6中阐述的本发明的另一个示例性实施例，辅助号码对于每个计数过程都被递增。因此，对于每个计数过程来说只存在一个有效的辅助号码。在移动无线电信网接收第一令牌以及辅助号码的情况下，如果第一令牌连同各个计数过程的实际的(即有效的)辅助号码一起被接收，则它只匹配第一令牌和第二令牌。这避免了在前一计数过程中所复制的计数消息歪曲实际计数过程的计数结果。
权利要求7到11提供本发明的另一些示例性实施例。
根据如权利要求12中阐述的本发明的另一个示例性实施例，诸如RNC之类的无线电网络控制器被提供用来计数无线电小区内预订了特定服务的用户设备单元。通过匹配从用户设备单元接收的第一令牌与无线电网络控制器中存储的第二令牌，无线电小区内预订了服务并已激活该服务的用户设备单元被计数。根据本发明的这个示例性实施例，匹配的第一和第二令牌对的数量作为无线电小区内预订了服务的用户设备单元的数量被输出。基于这个数量，移动无线电信系统可以对p2p信道还是p2m信道更有利于向预订了服务的用户设备单元发射相应内容/数据来做出一个可靠的决定。
权利要求13和14提供了本发明的另一些示例性实施例。
根据如权利要求15中阐述的本发明的另一个示例性实施例，诸如移动电话、PDA、笔记本电脑或类似装置之类的在无线电小区中运行的用户设备单元由无线电网络控制器来控制。根据本发明的这个示例性实施例，用户设备单元基于一个标识符和一个密钥来产生第一令牌，该标识符和密钥在各个用户设备单元的服务初始化过程中(即在UE的服务预订过程中)从无线电网络控制器中被接收。第一令牌被发射到无线电信网。
权利要求16提供一个根据本发明的用户设备的有利示例性实施例。
根据如权利要求17中阐述的本发明的另一个示例性实施例，一个操作移动无线电信网的无线电网络控制器的软件程序被提供，以用于计数预订了服务的用户设备单元。
根据如权利要求18中阐述的本发明的另一个示例性实施例，一个软件程序或计算机程序被提供用来操作无线电小区中的用户设备单元，所述无线电小区由移动无线电信网的无线电网络控制器来控制。
根据本发明的上述示例性实施例的软件程序被优选地载入用户设备单元或移动无线电信网的数据处理器的工作存储器。因此，数据处理器被配备来执行根据本发明的方法。软件程序可以被存储在诸如CD-Rom之类的计算机可读介质上。软件程序也可以通过诸如万维网之类的网络来提供，并可以从这类网络被下载到数据处理器的工作存储器中。
可以看出，本发明的一个示例性实施例的要点在于当一个UE加入服务时，一个保密(非服务专用的)号码被提供给该UE，而只有该UE以及移动无线电信网中传送UE所加入的的服务的那些RNC才知道这个号码。因此，根据本发明的一个方面，这个保密号码或密钥可以是每个RNC中存储的MBMS内容的一部分。每当加入的UE答复服务通知时，该UE都使用它的保密号码以及例如辅助号码，其可以作为通知的一部分以明文进行发送以确定令牌，该通知RNC还根据该保密号码和辅助号码来计算令牌。然后，通过计数由UE产生并被发送到网络和由RNC产生的令牌，位于无线电小区内预订了服务的UE的准确数量可以被确定。有利地，这向通知答复以及仍然是空闲模式的加入的UE提供了完整性保护。
根据下文所述的实施例和下面的附图，本发明的这些以及其它方面是显而易见的，并将参考下文所述的实施例和参考下面的附图对其进行阐明
图1示出根据本发明的移动无线电信网的一个示例性实施例的简化网络体系结构的示意表示，其中包括根据本发明的无线电网络控制器和用户设备单元的示例性实施例。
图2示出根据本发明的一个示例性实施例的服务激活的简化过程。
图3a和3b示出根据本发明的一个示例性实施例的方法的流程图。
图1示出根据本发明的一个示例性实施例的网络体系结构的一个示例性实施例。在图1中，多个无线电小区2是移动无线电信网4的一部分。如图1中所示，一个或多个无线电小区连接到可以是无线电收发信机的节点B 6。提供多个小区2的每个节点B6都正好连接到一个RNC 8(RNC＝无线电网络控制器)。从图1可以看出，节点B 6可以直接或经由RNC 8和节点B 6之间的接口lub连接到它相应的RNC 8。RNC 8可以经由接口lur相互连接。RNC 8可以直接或经由接口lu-ps连接到核心网CN 8。核心网8包括多个连接到RNC 8的服务GPRS支持节点SGSN 10。SGSN 10可以经由相应Gn-Gp接口(GN公共陆地移动网内的GPRS支持节点之间的接口；Gp不同的公共陆地移动网的GPRS支持节点之间的接口)连接到网关GPRS支持节点GGSN 12。GGSN 12经由接口Gi连接到BM-SC(广播多播服务中心)。BM-SC 14连接到内容提供商16。SGSN 10、GGSN 12、BM-SC 14和内容提供商是核心网CN 8的一部分。
各个节点B 6所连接的RNC 8被称为各个节点6或由节点B 6服务的各个无线电小区2的控制RNC(CRNC)。在UE 18登录移动无线电信网4的情况下，该移动无线电信网4在图1的情况下可以是UTRAN(即UMTS地面无线电接入网络)，在UE和UTRAN之间存在一个RRC(无线电资源控制)连接。在这种情况下，UE处于所谓的已连接模式。因此，在UE经由DCH(专用信道)接收数据或内容的情况下，UE处于CELL_DCH状态。在UE经由不同于DCH的信道以已连接模式接收数据的情况下，这类状态不被称为CELL_DCH状态。这些状态的明确说明可以从下列文献中取得3 GPP TS 25.346v1.3.0“Introduction of MultimediaBroadcast/Multicast Service(MBMS)in the Radio Access Network(Stage-2)”，其内容在此通过参考而并入；3GPP TS 23.846v6.1.0“Multimedia Broadcast/Multicast Service；Architecture andFunctional Description，(版本6)”，其内容在此通过参考而并入；以及3 GPP TS 25.331v540“Radio resource Control(RRC)protocol specification”，版本5，其内容也在此通过参考而并入。
RRC连接的端点是各个UE 18和对应的RNC 8，该RNC 8也可以被称为服务RNC(SRNC)。RRC连接由UTRAN中UE 18的唯一标识符ID来区别地识别，该UTRAN也被称为U-RNTI(UTRAN无线电网络临时标识)。U-RNTI在登录过程中由对应RNC 8分配给UE 18。通过把U-RNTI分配给UE 18，RNC 8成为SRNC。RNC连接的端点或端接点与RLC(无线电链路控制)协议的端点相同，其提供RLC服务数据单元(SDU)的分段，并且还提供在RLC PDU(协议数据单元)中包括的SDU段的可能的传输重复。SRNC和CRNC在登录过程之后立刻完全相同，然而在UE 18是诸如PDA、笔记本电脑或移动电话之类的移动UE 18的情况下，UE18可以从一个无线电小区2移动到另一个被分配给另一个CRNC的无线电小区2，而SRNC保持不变。
SRNS重定位过程(SRNS服务无线电网络系统)确保新的CRNC可以接管SRNC对各个UE 18的功能。如上所述，RNC 8可以由lu-ps接口连接到核心网(CN 8)，经由该连接，可以进行例如到因特网或其它的分组交换网络的连接。把RNC 8连接到核心网CN 8的CN节点是所谓的GPRS支持节点(GSN)10。为了支持语音传输，RNC 8也可以经由MSC(图1中未示出的移动交换中心)通过lu-cs接口连接到CN 8。MSC把RNC8连接到诸如ISDN网络之类的固定电信网。
如上所述，UE 18登录CN 4需要建立一个RRC连接。与此同时，UE可以把路由区更新消息(在分组交换传输的情况下)或位置区更新(在语音传输的情况下)发送到归属位置寄存器(HLR，图1中未示出)。UE18借此通知网络它在路由区或位置区内的位置。在UE没有执行任何有效负载数据/数据内容传输并只想成为可用的情况下，RRC连接被中断以便例如节能。这个状态被称为“空闲模式”。然而，由于失去了RRC连接，所以网络没有关于空闲模式UE相对于无线电小区2的位置的任何信息，其中该空闲模式UE当前位于该无线电小区2中。
除了在RRC连接过程中被分配给UE的明确标识符之外，RRC连接还以编码的形式来启动有效负载数据或内容的传输。此外，它确保有时不能被加密的控制数据由所谓的完整性保护来保护，以防止由所谓的中间人(man-in-the middle)进行的未经授权的修改。对于数据加密，一个所谓的加密密钥被应用；所谓的完整性密钥被用于完整性保护。
在使用p2m信道(点到多点信道)的情况下，CRNC经由节点B 6把MBMS内容(多媒体广播多播服务内容)分配给各个无线电小区2。在使用诸如DCH之类的p2p信道(即点到点信道)的情况下，SRNC经由一个单独的信道直接向相应的UE18发射MBMS内容，因此在存在多个UE18的情况下，相同的MBMS内容必须通过在相同的无线电小区2内的多个p2p信道被分配到相应的多个UE 18。
RNC从SGSN 10接收MBMS内容，该SGSN 10又从BM-SC(广播多播服务中心)14接收MBMS内容。在BM-SC 14内，MBMS内容在由内容提供商16提供之后被存储或缓冲。
对于一个无线电小区2，如果CRNC确定已经加入服务的UE的数量证明经由p2m信道来传输MBMS内容是正确的，其中一个特定MBMS内容传输被计划或正在进行以用于该服务，则CRNC向每个相关UE通知该UE的相应SRNC。然后，CRNC切换到p2m信道，并且各个SRNC避免经由p2p信道直接传输到相关UE。这在3 GPP TS 25.346v1.3.0“Introduction ofMultimedia Broadcast/Multicast Service(MBMS)in the RadioAccess Network(Stage2)”中被详细描述，其内容在此通过参考被并入。然而如上所述，如果因为由p2m信道引起的干扰增加，从而在无线电小区2中执行MBMS内容传输服务的UE的数量证明经由p2m信道的传输不正确，则MBMS内容可以经由多个单独的p2p信道提供到各个UE 2。然后，CRNC向每个接收UE请求相应SRNC来建立或设立将由p2p信道使用的相应无线电承载(bearer)(RB)。这也被称为通过Uu的信道类型切换，该Uu是节点B 6和UE 18之间的接口，即UMTS的空中接口。
在参考图2的下述中，由处于空闲模式的UE执行的MBMS内容接收被进一步详细地描述。
如上所述，如果UE是“加入的”UE，即如果它们在初始化或加入过程中已经向MBMS内容的相应服务进行了注册，则它们可以接收MBMS内容。加入过程，其也可以替换地被称为“MBMS服务激活”，它以图2所述的方式在UE、SGSN和BM-SC之间被执行。此加入过程的更详细说明例如在3GPP TS 23.846-6.1.0，“Multimedia Broadcast/MulticastService；Architecture and Functional Description，(版本6)”中被描述，其内容在此通过参考被并入。
通过加入过程，一个所谓的MBMS上下文(context)在RNC中产生，从而链接每个加入的UE的标识与提供MBMS内容的MBMS服务的标识。由此，RNC可以把MBMS内容分布到无线电小区中，因此位于各个无线电小区的所有加入的UE都可以接收MBMS内容。这在图2中进行更详细地描述。
首先，如1所示，UE把一个激活的MBMS上下文请求消息发送到SGSN。激活的MBMS上下文请求消息包括IP多播地址，其识别UE想要预订(即UE想要加入)的MBMS多播服务。APN(接入点名)指定GGSN。然后，SGSN分析激活的MBMS上下请求消息并确定支持UE所处的路由区的RNC，然后产生大量MBMS上下文。MBMS上下文的数量对应于服务路由区的RNC的数量。如图2中2所示，诸如UE验证之类的安全功能可以被执行。然而，这些安全功能不是实现本发明所必需的。然后如图2中3所示，如果UE是在路由区中激活特定MBMS多播服务的第一个UE，则SGSN确定支持或服务该路由区的RNC，并请求在GGSN上产生MBMS上下文以及请求在SGSN和GGSN之间建立GPRS通道。
如图2中4所示，如果该GPRS通道是这个MBMS多播服务的第一通道，则GGSN为所请求的多播IP地址建立一个到MBMS数据源的连接，即BM-SC。然后如图2中5所示，GGSN向SGSN确认MBMS上下文的产生。然后如6所示，SGSN把激活的MBMS上下文接受消息发送到UE，该消息包括TMGI(即临时多播群标识)。
此外，UE借助于“加入”过程来接收安全相关的数据(例如加密密钥)，这允许UE解码被发射的MBMS内容。“加入的”UE可以在对应的“离开”过程中放弃它的接收特权。借此，通过只有剩余的“加入的”UE才能解码MBMS内容的方式，安全相关数据被修改。“加入”和“离开”是计费概念的决定性的前提，其不仅基于预定的固定期限，而且还基于实际的数据接收。
与此同时被认为必需的是，为了尽可能地节省电池能量，甚至在MBMS内容接收的过程中，“加入的”UE在其处于空闲模式的时候也应该可能接收MBMS内容。这尤其适用于MBMS内容的传输，其中，预期有大量参与者，并且因此加入过程应该在传输之前进行，以便避免仅仅为了加入过程而造成对无线电资源的大量访问。例如在所谓的“足球场情形”中，当观众在体育场观看足球实况比赛并想在他们的移动电话上接收同时进行的其它足球比赛的比分传输的时候，情况可能就是这样的。
因为空闲模式UE所处的小区不为任何RNC所知，所以如果不采取附加步骤，则RNC无法根据“加入的”UE来决定涉及p2p信道或涉及p2m信道的MBMS内容的传输，所述“加入的”UE可能以空闲模式存在或不存在于小区中。当小区中的MBMS内容经由p2p信道被分配到几个单独的处于已连接模式的“加入的”UE时，这始终是不利的。然而，如果MBMS内容经由p2m信道在小区中分配，则空闲模式的UE不用采取另外的步骤就能够接收此内容，因为通知经由一个(另外的)p2m信道在一个单独的控制信道(MCCH多播控制信道)上被发射，空闲模式UE由此得知MBMS内容目前正在被发射或其传输即将开始(参照3 GPP TS25.346v1.3.0“Introduction of Multimedia Broadcast/Multicast Service(MBMS)in the Radio Access Network(Stage-2)”，其内容在此通过参考被并入)。
因此，对于每个无线电小区，手头的任务是向打算或已经分配MBMS内容的CRNC通知处于已连接模式和空闲模式的UE的数量，所述UE是“加入的”UE并且实际上想接收将被发射的MBMS内容，以及同时确保只有这些被指定的UE在此被计数。这个体系结构可以考虑一个一般规则，即只对实际上被接收的内容付费。按照这个一般规则，内容被发射的小区中“加入的”UE应该不在确定p2p或p2m信道的使用中被考虑，所发射的内容是这些UE已经注册但不希望接收的内容。
这对于连接模式的UE来说是没有问题的，因为这些UE由于RRC连接的存在而能够把它们的接收请求以完整性保护传送到SRNC。由于在SRNC和UE之间存在RRC连接，所以“计数消息”必定总是到达SRNC并从SRNC可被转发到CRNC。然后，SRNC把此信息发射到CRNC，因此关于p2p或p2m信道的选择的决定可以被做出。接收请求的通信在此被定义为一个计数消息，因为它是确定请求接收的“加入的”UE的总数的此通信的目的。
另一方面，空闲模式的UE相对于借助完整性保护的CRNC来说不能经由SRNC验证它们自己，因为由于丢失的RRC连接并且因而SRNC或UE都不知道完整性密钥，所以对于这类UE不存在SRNC。这意味着“假的”UE(没有激活MBMS内容或其用户甚至没有预订MBMS服务的UE)能够简单地用计数消息来回答MBMS内容通知，并从而模拟比实际上存在的请求接收的UE的数量更多的数量，因此p2m信道总是被使用并从而降低了小区容量(对于p2m信道的使用，假设在小区中近似地需要30％的传输容量)，这可以被理解为某一效率低的拒绝服务，因为p2m信道多余的高干扰可能导致(在所考虑的无线电小区内)其它需要DCH的连接(例如用于语音传输)被拒绝。
此外，应该确保空闲模式UE只能被计数一次，空闲模式UE也是一个关于所发射的MBMS内容的“加入的”UE并想接收该MBMS内容，确切地说，应该确保不能发送若干不同的计数消息而造成CRNC然后分别计数。
当确定是p2m还是p2p信道更有利的时候，以下三个情况必须被区别1.正好N1个UE用计数消息来回答通知并且这N1个UE都处于连接模式a.N1＜＝Sp2pUE必须被要求转变为CELL_DCH状态b.N1＞＝Sp2pUE能够保持其所处的状态并且另外接收p2m信道。
2.正好N2个UE用计数消息来回答通知并且这N2个UE都处于空闲模式a.N2＜＝Sp2pUE必须被要求转变为CELL_DCH状态(即还在连接模式中)b.N2＞Sp2pUE能够保持空闲模式并且经由p2m信道来接收MBMS内容3.正好N1+N2个UE用计数消息来回答通知，并且其中N1个UE处于连接模式而N2个UE处于空闲模式a.N1+N2＜＝Sp2pUE必须被要求转变为CELL_DCH状态(即N2个空闲模式UE转变为连接模式)b.N1+N2＞Sp2pUE能够保持在它们所处的的状态(连接模式或空闲模式)中，并且另外接收p2m信道。
因此，对于处于空闲模式的UE来说，计数消息可能导致UE必须转变为CELL-DCH状态(连接模式)以便接收MBMS内容这一事实。
图3a和3b是一个用于操作根据本发明的移动无线电信网的方法的示例性实施例的流程图。这个方法在步骤S1中开始之后继续到步骤S2，其中，网络把密钥发射到想要加入MBMS服务的UB。根据本发明的这个方面，在加入过程(即多播服务的激活)中，加入的UE配备有一个只有该UE和SGSN知道的保密密钥，该密钥在加入过程之后被位置区的RNC知道。然后，该方法在密钥从网络传输到UE之后继续到步骤S3，其中，提供给预订了服务的各个UE的密钥与各个UE的ID一起被存储在CRNC中。该方法然后继续到步骤S3，其中，网络，即RNC广播一个通知消息，通知MBMS服务在步骤S4中开始内容传送。内容传送开始的通知可以经由通知信道来做出。然后，该方法继续到步骤S5，其中，预订了服务的UE基于对应于各个MBMS服务的密钥来产生第一令牌T。通过使用识别上述MBMS服务的MBMS服务ID，该令牌可以根据一个基于随机确定数的预定算法f计数而产生，其可能具有20比特和密钥。因此，第一令牌T能够根据下列等式被确定T＝f计数(密钥，MBMS服务ID，辅助号码)。
然后，该方法继续到步骤S6，其中，UE把第一令牌T发射到RNC，该RNC把它们转发给CN。然后，该方法继续到S7，其中，第二令牌TCRNC将基于在步骤S3中存储在CRNC中的ID在CRNC中被产生。然后，该方法继续到步骤S8，其中，CRNC或移动无线电信网中任何其它适当的网络元件匹配第一令牌与第二令牌。如图3a底部与图3b顶部的圆圈A所指示的，如果确定第一令牌匹配第二令牌(即第一令牌对应于第二令牌)，则该方法继续到步骤S9，其中，计数器n对于每一对对应的第一和第二令牌被增1。
如图3a底部和图3b顶部的圆圈B所指示的，如果在步骤S8中确定第一令牌不与第二令牌相匹配，则该方法继续到步骤S10。
在步骤S10中，确定计数器n的值(即无线电小区内预订了服务的UE的数量)是否超过一个上述阈值，就干扰而论，该阈值确定MBMS内容的传输经由p2m信道比经由p2p信道更有利。如果在步骤S10中确定计数器n超过阈值nthr，则该方法继续到步骤S11，其中，MBMS内容经由p2m信道被发射到预订或加入MBMS服务的UE。然后在步骤S11之后，该方法继续到结束步骤S13。
如果在步骤S10中确定计数器值n不超过阈值nthr，则该方法继续到步骤S12，其中，MBMS内容经由单独的p2p信道被发射到预订各个MBMS服务的UE。然后在步骤S12之后，该方法继续到结束步骤S13。
如上所指出，UE在步骤S6中向CRNC发射第一令牌。根据本发明的一个方面，UE可能把诸如UE-ID之类的UE标识符与第一令牌一起发射，所述UE-ID比如是临时移动用户标识TMSI。第一令牌和UE标识符可以经由修改的RRC连接建立消息被发射到CRNC，正如例如在3 GPP TS25.331v540“Radio Resource Control(RRC)protocolspecification”，版本5中所描述的，其内容在此通过参考被并入。
如关于步骤S3所指出的，CRNC具有例如作为MBMS上下文的一部分发射到加入UE的密钥以及加入ID的标识或标识符。如在步骤S7中所指出的，在从UE接收第一令牌之后(即从UE接收计数消息之后)，CRNC基于UE-ID产生第二令牌TCRNC，其如上所指出可能借助于辅助号码被包括在计数消息内，该辅助号码如上所指出也可以被包括在计数消息、密钥和相关MBMS服务的MBMS服务ID内，从中应该确定接收加入UE的数量。根据本发明的一个方面，产生第一和第二令牌的算法是这样以使第一和第二令牌彼此对应。如果从UE接收的第一令牌T与通过对应于第一令牌T的相应CRNC确定的第二令牌TCRNC彼此对应，则该UE被确定为一个“有效”UE，其如参考步骤9所指示的必须被计数，即计数器被增1。有利地如上所指示，可用于产生第一和第二令牌的辅助号码允许确保计数消息只被计数一次。借此可以避免UE的未经授权的拷贝被重发并造成计数值不正确，这个未授权拷贝在先前的计数过程或实际的计数过程中被接收并被复制。
根据本发明的一个方面，用于产生第一令牌T的辅助号码可以由UE确定，并在步骤S6中在计数消息中作为明码文本或明文被发送到CRNC。有利地，辅助号码由此不必经由通知信道来发送，并且从而使得通知信道上的业务量不会增加。有利地，对于每个计数过程都可以确定一个新的辅助号码，例如，其可以对于每个计数过程都被增1。CRNC可以存储先前计数过程的辅助号码，然后可以只把来自于包括有效的即实际的辅助号码的UE的计数消息包括在内。CRNC在实际的计数过程中只包括计数消息也是可能的，即包含超过存储在CRNC中的先前计数过程的辅助号码的辅助号码。
根据本发明的另一方面，辅助号码可以是可以被包括在计数消息内的绝对时间，例如年、月、日、时、分和秒。计数网络元件(即CRNC)比较计数消息中包括的时间戳与它自己的绝对时间。如果自己的实际时间与所接收的时间戳之差不超过规定阈值，则CRNC假定该计数消息不是被复制和重发形式的计数消息，并从而通过使用密钥、MBMS服务ID、UE标识符和辅助号码来产生第二令牌并匹配第二令牌与第一令牌。因此，根据本发明的这个示例性实施例，可以容易地确定所接收的计数消息是有效计数消息而不是被复制或重发的计数消息。
根据本发明的另一方面，用于确定第一令牌T的辅助号码可以是一个由CRNC确定的随机数，CRNC经由通知信道发送计数通知。这个随机数可以作为从CRNC发送到各个UE的通知消息的明码文本或明文被发送到UE。有利地，根据本发明的这个方面，随机数必须被包括在通知消息内。然而，UE只须把第一令牌连同计数消息中的UE-ID一起发射到CRNC，并且CRNC只须对计数过程的期间存储随机数。每个计数过程中的随机数都可能改变。
根据本发明的另一方面，在加入过程中，多个保密的第一令牌可以被提交到加入服务的UE。然后，在从CRNC接收计数通知之后，UE借助于计数消息把其中一个具有它自己的UE-ID、MBMS服务的MBMS服务ID的保密的第一令牌发射到CRNC。根据本发明的这个方面，作为加入过程的一部分，保密令牌的数量也为每个UE而被提供给路由区中的每个RNC。UE对于一个计数过程只使用一个第一令牌。如果CRNC接收包括UE-ID和MBMS服务ID在内的计数消息，则它用所指出的UE-ID来搜索所指出MBMS服务的MBMS上下文中对应的第二令牌。如果在MBMS上下文中存在第二个匹配令牌，则UE被计数并且这个第二令牌被删除。如果第一令牌不能与第二令牌匹配，则计数消息被忽略。UE必须丢弃它已经作为计数消息的一部分而发射的任何令牌。
根据本发明的另一方面，只有令牌连同MBMS服务ID作为计数消息的一部分被发送到计数网络元件(即CRNC或网络中另一个合适的元件)，并且第一令牌根据绝对时间、密钥和MBMS服务ID来计算，借此，测量绝对时间的预定义精度是如此以至计数消息的传输以及接收的计数消息的处理和估计都可以在等于精确间隔的时间间隔内完成。例如，这类预定义精度可以是1000ms。然后，计数网络元件在接收计数消息之后基于它自己的绝对时间来计算第二令牌，其中，绝对时间也用提到的预定义精度来测量。当计数消息被接收并被精度间隔设置到过去的时候，如果第一和第二令牌不匹配，则计数网络元件基于绝对时间来计算第二令牌。如果第一令牌匹配第二令牌，则对应的UE被视为一个必须被计数的UE。如果第一和第二令牌还是不匹配，则计数消息被忽略。
应当指出，由于无线电的帧定时，所以CRNC和UE都可以保持预定义低精度的同步时钟。
根据本发明的另一方面，如果所接收的计数消息的数量超过适于经由p2m信道传输的阈值，则其它所有被接收的计数消息都可以被忽略。然而，如果第一令牌的保密组在加入过程中被移交给UE，则已经使用的第二令牌必须在CRNC中被删除，因此即使被计数的加入UE的数量超过阈值水平，则所接收的消息也必须被分析并且各个令牌或辅助号码也必须被记录或删除。
根据本发明有利地提供了一个高度精确的计数，因为只有已经加入各个MBMS服务的空闲模式UE才被包括在CRNC的计数过程内。其它UE的其它计数消息被忽略。此外，有利地，空闲模式UE可以响应于MBMS服务通知来发送多个计数消息，而与所发送的计数消息的数量无关的是，这个UE只被计数一次，因为只有一个计数消息被包括在该计数过程内。
权利要求
1.计数能够解码服务内容的用户设备单元的方法，其中每个用户设备单元具有一个标识符，其中所述用户设备单元位于移动无线电信网的无线电小区内，该方法包括下列步骤向预订了服务的每个用户设备单元提供一个密钥；在无线电小区中广播一个通知消息；把第一令牌从用户设备单元发射到移动无线电信网；匹配第一令牌与移动无线电信网中的第二令牌；以及计数对应的第一和第二令牌对。
2.权利要求1所述的方法，还包括下列步骤在移动无线电信网中存储密钥以及用户设备单元的相应标识符；基于标识符和密钥在用户设备单元中产生第一令牌；以及基于在移动无线电信网中存储的标识符和相应密钥在移动无线电信网中产生第二令牌。
3.权利要求2所述的方法，其中密钥是保密的，其中预订了服务的每个用户设备单元基于密钥和一个辅助号码来产生第一令牌；以及其中，每个预订了服务的用户设备单元把第一令牌和辅助号码发射到移动无线电信网。
4.权利要求3所述的方法，其中辅助号码表示时间；以及其中，如果由辅助号码表示的时间不比预定阈值早，则移动无线电信网匹配第一令牌与第二令牌。
5.权利要求3所述的方法，其中辅助号码是一个由移动无线电信网随机确定的号码，该号码与通知消息一起被发射到用户设备单元；其中辅助号码对于每个计数过程都被改变。
6.权利要求3所述的方法，其中辅助号码对于每个计数过程都被增1，因此对于每个计数过程都存在一个实际的辅助号码；以及其中，移动无线电信网只匹配连同实际的辅助号码一起被接收的第一令牌与第二令牌。
7.权利要求3所述的方法，其中辅助号码作为明文被发送。
8.权利要求1所述的方法，其中被分别提供给预订了服务的用户设备单元的每个密钥包括多个第一令牌，该方法还包括下列步骤在无线电信网中存储对应于第一令牌的多个第二令牌以及被提供密钥的用户设备单元的标识符。
9.权利要求2所述的方法，其中在用户设备单元中产生第一令牌还基于时间；以及其中在移动无线电信网中产生第二令牌还基于时间。
10.权利要求9所述的方法，其中多个第二令牌在移动无线电信网中被产生；其中多个第二令牌的第三令牌基于实际时间被产生；其中多个第二令牌的第四令牌基于偏移时间被产生，其中偏移时间比实际时间早一个预定时段；以及其中，当第三和第四令牌的其中一个匹配第一令牌时，第一和第二令牌的对应对被计数。
11.权利要求1所述的方法，其中服务是一个多媒体广播多播服务，并且无线电信网是基于码分多址技术。
12.一种用于计数能够解码服务内容的用户设备单元的无线电网络控制器，其中每个用户设备单元具有一个标识符，其中所述用户设备单元位于一个由无线电网络控制器控制的无线电小区内，以及其中，为了计数预订了服务的用户设备单元，所述无线电网络控制器适合于执行以下操作向预订了服务的每个用户设备单元提供一个密钥；在无线电小区中广播一个通知消息；接收从用户设备单元到移动无线电信网的第一令牌；匹配第一令牌与第二令牌；以及计数对应的第一和第二令牌对；并把匹配的对的数量作为预订了服务的用户设备单元的数量输出。
13.权利要求12所述的无线电网络控制器，其中无线电网络控制器还适合于存储密钥以及用户设备单元的相应标识符；以及其中，无线电网络控制器还适合于基于标识符和相应密钥在移动无线电信网中产生第二令牌。
14.权利要求12所述的无线电网络控制器，其中通知消息包括时间戳和辅助号码中的至少一个；以及其中，在通知消息包括时间戳的情况下，只有当第一和第二令牌连同不比预定阈值早的时间戳一起被接收时，或者在通知消息包括辅助号码的情况下，只有当第一和第二令牌连同实际计数过程的有效辅助号码而不是来自于先前计数过程的无效辅助号码一起被接收时，无线电网络控制器才匹配第一和第二令牌。
15.用于在由移动无线电信网的无线电网络控制器控制的无线电小区中操作的用户设备单元，其中用户设备单元能够解码服务内容；其中所述用户设备单元在移动无线电信网中具有一个标识符，其中用户设备在无线电小区中预订了服务的用户设备单元的计数过程中适合于执行以下操作在服务初始化过程中从无线电网络控制器接收一个密钥；从无线电网络控制器接收一个通知消息；基于标识符和密钥产生第一令牌；以及把该第一令牌发射到移动无线电信网。
16.根据权利要求15所述的用户设备单元，其中用户设备单元基于密钥和辅助号码来产生第一令牌；以及其中，用户设备单元把第一令牌和辅助号码发射到网络。
17.一种用于操作移动无线电信网的无线电网络控制器的软件程序，以用于计数能够解码服务内容的用户设备单元，其中每个用户设备单元具有一个标识符，其中所述用户设备单元位于由无线电网络控制器控制的无线电小区内，以及其中，为了计数预订了服务的用户设备单元，当软件程序在无线电网络控制器的处理器上被运行时，该软件程序使无线电网络控制器执行以下操作向预订了服务的每个用户设备单元提供一个密钥；在无线电小区中广播一个通知消息；接收从用户设备单元到移动无线电信网的第一令牌的数量；匹配第一令牌与第二令牌；以及计数对应的第一和第二令牌对；并把匹配的对的数量作为预订了服务的用户设备单元的数量输出。
18.一种用于操作由移动无线电信网的无线电网络控制器控制的无线电小区内的用户设备单元的软件程序，其中用户设备单元能够解码服务内容；其中所述用户设备单元在移动无线电信网中具有一个标识符，其中，当计算机程序在用户设备单元的处理器上运行时，用户设备在无线电小区中预订了服务的用户设备单元的计数过程中执行以下操作在服务初始化过程中从无线电网络控制器接收一个密钥；接收一个从无线电小区中的无线电网络控制器广播的通知消息；基于标识符和密钥产生第一令牌；以及把该第一令牌发射到移动无线电信网。
全文摘要
对于向多个用户设备单元传输MBMS内容，如果加入的用户设备单元的数量超过阈值，则只有使用p2m信道才是有益的。然而，由于任何空闲模式的UE以及未加入的UE可以回答通知并因此造成准备就绪并能够接收MBMS内容的UE数量较多的假象这一事实，所以使得计数变得困难。根据本发明，当加入MBMS服务时，只对用户设备单元以及那些将递送UE已加入的MBMS服务的RNC所知道的数量被提供给UE。每当UE答复服务通知的时候就都使用这个数量。RNC确定对应的数量，并且在从UE接收的数量与RNC所确定的数量匹配的情况下，该UE被计数。有利地，可以为仍然处于空闲模式的加入的UE的通知答复提供一个完整性保护。
文档编号H04L29/06GK1788470SQ200480012976
公开日2006年6月14日 申请日期2004年5月11日 优先权日2003年5月14日
发明者C·赫尔曼恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司