有效发送装置触发消息的设备和方法
【专利摘要】本发明涉及有效发送装置触发消息的设备和方法。利用机器型通信（MTC）的扩张，在长期演进（LTE）网络中过度使用装置触发消息可能对用户设备（UE）具有负面效应。这些效应可能包括由从空闲模式到活动模式的频繁改变引起的UE电池寿命缩短和/或过度信令。MTC互通功能（MTC-IWF）可以配置成确定装置触发消息计划去往的UE的状态。如果装置触发消息是低优先级并且UE处于空闲状态，MTC-IWF或移动管理实体（MME）/服务GPRS支持节点（SGSN）/移动交换中心（MSC）可以将装置触发消息缓冲。
【专利说明】有效发送装置触发消息的设备和方法
【技术领域】
[0001]实施例关于无线通信。一些实施例关于在长期演进(LTE)网络中使用的无线通信。【背景技术】
[0002]装置触发是服务能力服务器(SCS)经由网络将信息发送到用户设备(UE)件来触发UE进行应用特定动作所凭借的手段。
[0003]耦合于小型数据请求的大量装置触发消息可在网络中引起信令激增并且如果UE在空闲状态与连接状态之间切换则对UE的电池寿命有影响，这对于频繁发送具有少量数据的装置触发消息的移动数据应用尤其是这样。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]图1是本公开的实施例的图示综览。
[0005]图2是图示本公开的实施例的操作的流程图。
[0006]图3是图示本公开的另一个实施例的操作的流程图。
[0007]图4是图示本公开的另一个实施例的操作的流程图。
[0008]图5是图示本公开的另一个实施例的操作的流程图。
[0009]图6是图示本公开的另一个实施例的操作的流程图。
[0010]图7是图示本公开的另一个实施例的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0011]下列描述和图充分图示特定实施例以使本领域内技术人员能够实践它们。其他实施例可包含结构的、逻辑的、电气的、过程和其他变化。示例仅代表可能的变化形式。除非明确地要求，个体部件和功能是可选的，并且操作的顺序可改变。一些实施例的部分和特征可包括在或代替其他实施例中的部分和特征。在权利要求中阐述的实施例涵盖那些权利要求的所有可用等同物。
[0012]在下列详细描述中，阐述许多特定细节以便提供对本公开的全面理解。然而，本领域内技术人员将理解本公开可在没有这些特定细节的情况下实践。在其他实例中，未详细描述众所周知的方法、程序、部件和电路以便不混淆本公开。
[0013]尽管本公开的实施例在这方面不受限制，如本文使用的术语“多”和“多个”可包括，例如“多数”或“两个或以上”。术语“多”或“多个”可在整个说明书中使用来描述两个或以上的部件、装置、元件、单元、参数等。例如，“多个站”可包括两个或以上的站。
[0014]第三代合作伙伴计划(3GPP)是在1998年12月建立的合作协议，用于使许多电信标准主体(称为“组织合作伙伴”)集合在一起，这些电信标准主体目前包括无线电工业和商业协会(ARIB)、中国通信标准协会(CCSA)、欧洲电信标准协会(ETSI)、电信产业技术方案联盟(ATIS)、电信技术协会(TTA)和电信技术委员会(TTC)。3GPP的建立通过在1998年12月签署“第三代合作伙伴计划协议”而正式化。[0015]3GPP提供全球适用标准作为第三代移动系统的技术规范和技术报告，这基于它们所支持的演进GSM核心网络和无线电接入技术(例如，对于频分双工(FDD)和时分双工(TDD)模式两者的通用地面无线电接入(UTRAN))。3GPP还提供全球移动通信系统(GSM)的维护和开发标准作为技术规范和技术报告，其包括演进无线电接入技术(例如，通用分组无线电服务(GPRS )和增强数据速率GSM演进(EDGE ))。涉及移动电话的当前标准的技术规范一般从3GPP组织对于公众是可用的。
[0016]3GPP目前正研究3G移动系统的演进并且考虑针对UTRA网络(UTRAN)的演进的贡献(意见和建议)。3GPP研讨会确认了一组高水平要求，其包括:减少的每位成本；增加的服务预备(即，以更低的成本、更好质量的更多服务)；使用现有和新的频带的灵活性；具有开放接口的简化结构；和减少/合理的终端功耗。对UTRA&UTRAN长期演进(UTRAN-LTE，也称为3GPP-LTE和E-UTRAN)的研究在2004年12月启动，其目标是朝着高数据速率、低延迟和分组优化无线电接入技术来开发3GPP无线电接入技术演进的框架。该研究考虑对无线电-接口物理层(下行链路和上行链路)的修改，例如用于支持多至20MHz的灵活传输带宽的部件、新传输方案的引入和先进的多天线技术。
[0017]3GPP-LTE基于无线电-接口，其包含正交频分复用(OFDM)技术。OFDM是数字多载波调制格式，其使用大量紧密间隔的正交子载波来携带相应的用户数据通道。每个子载波用例如正交调幅(QAM)等常规调制方案、以(相对)低符号速率(与射频(RF)传输速率相t匕)来调制。实际上，使用快速傅里叶变换(FFT)算法来生成OFDM信号。
[0018]机器通常需要与其他机器通信而很少有或没有人为干预。在过去，经由导线进行这样的通信。随着时间推移，开始使用无线通信。利用增加的移动宽带的可用性，经由宽带的机器型通信(MTC)正变得越来越受欢迎。MTC实现远程机器之间的通信用于交换信息和操作命令而不需要人为干预。机器型通信的示范性用途包括远程传感器、电子健康、远程受控的公用事业表、监控拍摄装置、收费、生产链自动化等。例如，装置可以监测另一个装置的操作状态并且将这些状态报告给中央服务器。或装置可以读取公用事业表并且将数据提供给计费部门用于准备每月的公用事业账单。
[0019]当服务器希望激活或触发某一 MTC装置时，它可通过服务网络传送装置触发消息。该装置触发消息可配置成在MTC装置与服务器之间发起通信。
[0020]发送装置触发消息是服务能力服务器(SCS)经由3GPP网络将信息发送到用户设备(UE)来触发UE进行应用特定动作所凭借的手段。这些动作可包括发起与SCS (对于间接模型)或网络中的应用服务器(AS)(对于混合模式)的通信。在UE的IP地址不可用或不能被SCS/AS达到时，可需要装置触发。
[0021]装置触发消息典型地包含信息(例如，IMSK应用端口 ID，等)，其允许网络将消息路由到适合的UE并且允许UE将消息路由到适合的应用。以应用为目的地的信息称为装置触发净荷。UE设置成能够区分包含装置触发信息的消息与任何其他类型的消息。
[0022]当被UE接收时，检查装置触发净荷来确定触发应用相关的动作的信息。基于触发净荷中的信息，UE中的应用可进行某些指示的动作，例如来发起到SCS或AS的即刻连接或稍后进行到SCS或AS的通信。
[0023]可对装置触发收集收费数据记录(⑶R)。即，为了将来计费目的，提供方可跟踪数据传输的成本。[0024]参考图1，示出图示在3GPP下的机器型通信(MTC)的架构的框图。
[0025]UE 102示出为执行MTC UE应用104。UE耦合于无线电接入网络(RAN) 106。经由RAN 106，UE耦合于演进分组核心的各种部件，例如移动交换中心(MSC) 108、移动管理实体(MME) 110、服务GPRS支持节点(SGSN) 111和服务网关(S_GW)112。这些部件在一起包括受访公共陆地移动网络(VPLMN)。本地公共陆地移动网络(HPLMN)中的部件经由若干参考点耦合于上面的部件。
[0026]MME 110连同SGSN 111可设置成进行下面的功能性:从MTC-1WF接收装置触发消息；将装置触发信息封装在发送到用于MTC的UE的NAS消息中；从触发UE接收装置触发确认；将装置触发分发成功/失败状态报告给MTC-1WF ；以及将SGSN/MME拥挤/负荷信息提供给 MTC-1WF 。
[0027]参考点Tsp (120)由服务能力服务器使用来与MTC互通功能(MTC InterfforkingFunction) (MTC-1WF) 130 通信。参考点 T5a (122)用于使MTC-1WF与SGSN 111 耦合。参考点T5b (124)用于使MTC-1WF与服务MME耦合。参考点T5c (126)用于使MTC-1WF与服务MSC耦合。参考点S6m (128)用于使MTC-1WF与归属订户服务器耦合。
[0028]MTC-1ffF 130可以是独立实体或位于另一个网络实体内的功能实体。MTC-1WF可驻存在本地公共陆地移动网络(HPLMN)中。MTC-1WF可具有许多不同的功能，其包括但不限于:Tsp、S6m和Rf/Ga参考点的端接；T4、T5a、T5b和T5c之中的一个或多个参考点的端接；在建立与3GPP网络的通信之前对SCS授权的能力；对来自SCS的控制面请求授权的能力。
[0029]MTC-1ffF 130还可支持下面的装置触发功能性:接收来自SCS的装置触发请求；将装置触发请求的接受或不接受报告给SCS ;将装置触发分发的成功或失败报告给SCS ;可应用MTC-1WF和/或SGSN/MME引致的拥挤/负荷控制作为对触发请求的响应的一部分；以及使用标准化标识符(例如，应用端口 ID)来允许UE区分携带装置触发信息的MT消息与任何其他类型的消息。
[0030]MTC-1ffF 130还可支持:供在已经由网络运行方部署多个且独立可寻址归属订户服务器(HSS)时使用的HSS分辨机制；在装置触发需要时询问适合的HSS，用于:a)将E.164MSISDN或外部标识符映射到MSI ;b)对UE检索服务节点信息(例如，服务SGSN/MME/MSC标识符)；和c)确定是否允许SCS将装置触发发送到特定UE。
[0031]MTC-1ffF 130还可支持选择最有效率且有效果的装置触发分发机制并且将该细节从SCS屏蔽，其基于:来自HSS/HLR的当前UE服务节点信息(例如，服务MME/SGSN/ MSC标识符);UE所支持的装置触发分发机制；由HPLMN并且在漫游时由VPLMN所支持的可能的装置触发分发服务；运行方限定的装置触发分发策略(如有的话)；和/或可选地，从SCS接收的任何信息；协议转换(如必要的话)，并且朝装置触发请求的相关网络实体(即，服务SGSN/MME/MSC或HPLMN域内部的SMS-SC)转发来匹配选择的触发分发机制；生成具有外部标识符和SCS标识符的装置触发⑶R并且通过Rf/Ga实例转发到⑶F/CGF ；以及用于保护3GPP网络与SCS之间通信的能力。
[0032]尽管在图1中仅示出单个MTC-1WF，应该理解多个MTC-1WF可在单个HPLMN内操作。
[0033]归属订户服务器(HSS)150可配置成支持下面的功能性:S6m参考点(其中MTC-1WF连接到归属位置寄存器(HLR) /HSS)的端接；存储移动站国际订户数据数量(MSISDN)或外部标识符到国际移动订户身份aMSI)的映射/查找表和由MTC-1WF用于装置触发所使用的预订信息并且将它们提供给MTC-1WF (并且可选地，提供给MTC AAA);将MSISDN或外部标识符映射到MSI ;可选地，还对不支持较少MSISDN的SMS的遗留SMS基础设施提供从外部标识符到MSISDN的映射；HSS存储的“路由信息”，其包括在可用于UE的情况下的服务节点信息(例如，服务SGSN/MME/MSC标识符)；以及确定是否允许SCS将装置触发发送到特定UE ；S6n参考点的端接；将MSI与外部标识符之间的映射提供给MTC-AAA。
[0034]服务能力服务器132设置成采用间接模型使应用服务器134耦合于MTC-1WF 130。采用直接模型，应用服务器136直接耦合于运行方网络以便进行与UE的直接用户面通信而不使用外部SCS。
[0035]如上文解释的，与小型数据请求耦合的大量装置触发可在网络中引起信令激增。这可对用户设备(UE)件的电池寿命导致负面影响，因为UE可必须比需要的更经常地在空闲和连接状态之间切换。存在若干可能的技术方案。
[0036]参考图2，示出呈现实施例的流程图。在该实施例中，MTC互通功能(MTC-1WF)使用间接模型从归属订户服务(HSS)获得UE的状态。
[0037]服务能力服务器(SCS)确定触发装置的需要(202)。如果SCS不具有MTC-1WF的联络细节，它首先可通过使用外部标识符或使用本地配置的MTC-1WF标识符来进行DNS询问而确定MTC-1WF的IP地址/端口(204)。
[0038]之后，SCS将装置触发请求消息发送到MTC-1WF (206)。该消息可包含例如外部标识符或MSISDN、SCS标识符、触发参考数、有效期间、优先级、应用端口 ID、触发净荷等信息。SCS包括触发净荷，其可包含以MTC应用为目的地的信息，连同将它路由到MTC应用的信息。应用端口 ID设置成对UE内的触发功能寻址。
[0039]应该注意例如“装置触发请求”消息等术语仅用于说明。使用的消息的实际名称可不同。
[0040]MTC-1ffF检查SCS被授权发送触发请求并且SCS未超出它在Tsp上的触发提交的配额或定额(208)。如果该检查失败，MTC-1WF发送具有原因值(其指示失败状况的原因)的装置触发确认消息并且流程在该步骤处停止。
[0041]MTC-1ffF将订户信息请求(SIR)消息发送到HSS来确定SCS是否被授权触发UE，(外部标识符或MSISDN和SCS标识符，UE状态信息请求)将外部标识符或MSISDN解析为MS1、检索UE的服务CN节点的身份(210)。UE状态信息请求标志设置成请求来自HSS的UE状态信息(例如，空闲、连接和注册)(212)。该信息还告诉HSS在UE不可达情况下注册可达性通知。
[0042]MTC-1ffF可配置成进行高速缓存授权和对UE路由信息。然而，这可在高速缓存的服务节点信息变陈旧时使触发分发尝试失败的概率增加。
[0043]HSS发送订户信息回答(MSI和服务节点身份，UE状态信息)消息(214)。HSS策略可影响返回哪些服务节点身份。如果原因值指示不允许SCS将触发消息发送到该UE或有效预订信息未由HSS返回，MTC-1ffF发送具有原因值(其指示失败状况的原因)的装置触发确认消息并且流程停止。否则，该流程继续。
[0044]如果UE不可达，HSS可不发送服务节点身份或状态信息(其提供UE不可达的隐性指示)，并且如果有效期未指示单个尝试分发则MTC-1WF在该情况下将存储触发。[0045]之后，MTC-1WF在订户信息回答消息中获得UE的状态并且决定是将该触发消息缓冲还是分发它(216)。该过程可采用若干不同方式中的一个而发生。进一步关于图3详述一个示例。当MTC-1WF决定发送装置触发消息时，它基于从HSS接收的信息和本地策略来选择触发分发程序。选择该分发程序并且MTC-1WF尝试触发分发程序(218)。
[0046]MTC-1ffF将装置触发报告(外部标识符或MSISDN和触发参考数)消息与原因值(其指示触发分发是成功还是失败以及失败的原因)一起发送到SCS (220)。MTC-1WF生成必要的CDR信息，其包括外部标识符或MSISDN和SCS标识符(222)。
[0047]响应于接收的装置触发，UE采取特定动作，其考虑触发净荷的内容(224)。该响应典型地牵涉发起与SCS或AS的即刻或稍后通信。该动作取决于承担任务的UE的性质。
[0048]参考图3，流程图呈现在接收UE状态信息时的MTC-1WF行为。在接收订户信息回答消息(302)后，MTC-1WF验证订户并且检查UE的状态(304)。然后检查装置触发的优先级(306)。如果装置触发是高的(308)，则分发装置触发(310)。如果优先级是低的(312)，则检查UE状态(314)。如果UE被连接(316)，则分发装置触发(310)。如果UE空闲(318)，则装置触发被缓冲(320)。然后计数器增加(322)。如果计数器达到它的最大量，分发装置触发(310)。否则，重复检查UE状态的过程(314)。计数器可以设置成将允许有效传输装置触发消息的任何数字。在这样的程序后，在迫使UE进入连接状态来接收装置触发消息之前，等待装置触发消息的目的地UE独自从空闲状态移到连接。
[0049]基于上文提供的技术方案，UE状态信息请求标志可以包含在SIR (订户信息请求)或在新的USIR (用户状态信息请求)消息中。相应地，SIA (订户信息回答)或新的USIA (用户状态信息回答)将包含当前UE状态信息回答。
[0050]SIR和SIA是在3GPP标准的第11版的TS 29.336中限定的现有消息。这些消息将被增强以便如下那样反映`UE状态信息。SIR将具有UE状态信息请求标志的新属性值对(AVP) ；SIA将具有UE状态信息回答的新AVP。USIR和USIA是将在将来的文件中限定的新消息。
[0051]用户状态信息可以是UE的下面的状态之一:
【权利要求】
1.一种长期演进LTE网络中的机器型通信互通功能MTC-1WF，包括: 处理器，其设置成: 经由所述LTE网络接收发送装置触发消息的请求； 验证发送装置触发消息的所述请求； 请求所述装置触发消息所要发送到的用户设备UE的状态信息； 接收所述UE的状态信息；以及 基于所述状态信息发送所述装置触发消息；其中 所述状态信息包括关于所述UE的连接状态的信息。
2.如权利要求1所述的MTC-1WF，其中所述状态信息指示所述UE是处于空闲状态还是连接状态。
3.如权利要求1所述的MTC-1WF，其中所述MTC-1WF进一步设置成: 确定发送装置触发消息的所述请求的优先级；以及 在发送装置触发消息的所述请求的优先级为高时发送所述装置触发消息。
4.如权利要求1所述的 MTC-1WF，其中所述MTC-1WF进一步设置成: 确定所述装置触发请求的优先级；以及 在所述装置触发请求的优先级为低时: 在所述UE处于连接状态时发送所述装置触发消息；以及 在所述UE处于空闲状态时将所述装置触发消息缓冲。
5.一种用于在LTE网络中将装置触发消息发送到目的地用户设备UE的方法，包括: 接收发送装置触发消息的请求； 确定所述装置触发消息的优先级； 如果所述装置触发消息的优先级为高则传送所述装置触发消息； 如果所述装置触发消息的优先级为低，则检查所述装置触发消息的目的地UE是否处于连接状态； 在所述目的地UE处于连接状态时发送所述装置触发消息； 否则将所述装置触发消息缓冲直到所述目的地UE处于连接状态。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述方法由机器型通信互通功能(MTC-1WF)进行。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述方法由移动管理实体(MME)进行。
8.一种用于在长期演进(LTE)网络中发送装置触发消息的方法，包括: 接收发送装置触发消息的请求； 验证发送装置触发消息的所述请求； 请求所述装置触发消息所要发送到的用户设备UE的状态信息； 接收所述装置触发消息所要发送到的所述UE的状态信息；以及 基于所述状态信息发送所述装置触发消息；其中 所述状态信息包括关于所述UE的连接状态的信息。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述状态信息指示所述UE是处于空闲状态还是处于连接状态。
10.如权利要求8所述的方法，其中基于所述状态信息发送所述装置触发包括: 确定发送装置触发消息的请求的优先级；以及在发送装置触发消息的请求的优先级为高时发送所述装置触发消息。
11.如权利要求8所述的方法，其中基于所述状态信息发送所述装置触发消息包括: 确定发送装置触发消息的请求的优先级；以及 在发送装置触发消息的请求的优先级为低时: 在所述UE处于连接状态时发送所述装置触发消息；以及 在所述UE处于空闲状态时将所述装置触发消息缓冲。
12.如权利要求11所述的方法，其中将所述装置触发消息缓冲由移动管理实体(MME)进行。
13.如权利要求8所述的方法，进一步包括: 创建详述所述装置触发消息的发送的报告；以及 基于所述装置触发的发送创建收费数据记录(CDR)。
14.如权利要求8所述的方法，其中所述方法由机器型通信互通功能(MTC-1WF)进行。
15.如权利要求14所述的方法，其中: 请求所述装置触发消息所要发送到的用户设备UE的状态信息包括将订户信息请求SIR消息发送到 归属订户服务器HSS ;以及 接收所述装置触发消息所要发送到的UE的状态信息包括接收来自所述HSS的订户信息回答SIA消息。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述SIR消息包括所述UE的状态信息请求；并且 进一步，其中所述SIA消息包括所述UE的状态信息。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述状态信息包括关于所述UE是处于空闲状态还是连接状态的信息。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述状态信息从以下选择:detached、
19.如权利要求15所述的方法，其中: 所述SIR消息是用户状态信息请求(USIR)消息；并且 所述SIA消息是用户状态信息回答(USIA)消息。
20.如权利要求14所述的方法，其中: 请求所述装置触发消息所要发送到的用户设备(UE)的状态信息包括将订户信息请求(SIR)消息发送到移动管理实体(MME);以及 接收所述UE的状态信息包括接收来自所述MME的订户信息回答(SIA)消息。
21.如权利要求14所述的方法，其中: 请求所述装置触发所要发送到的用户设备(UE)的状态信息包括将订户信息请求(SIR)消息发送到存在服务器；以及 接收所述UE的状态信息包括接收来自所述存在服务器的订户信息回答(SIA)消息。
22.如权利要求14所述的方法，其中: 请求所述装置触发消息所要发送到的用户设备(UE)的状态信息包括将订户信息请求(SIR)消息发送到归属订户服务器HSS ;以及 接收所述UE的状态信息包括接收来自所述HSS的订户信息回答(SIA)消息。
23.—种方法,包括: 接收发送装置触发消息的请求； 验证发送装置触发消息的所述请求； 请求所述装置触发所要发送到的用户设备(UE)的状态信息； 接收所述UE的状态信息；以及 向移动管理实体提交请求以处理发送装置触发消息的所述请求。
24.如权利要求23所述的方法，其中: 所述方法由机器型通信互通功能(M`TC-1WF)进行。
【文档编号】H04W8/22GK103763694SQ201310273802
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2012年7月2日
【发明者】P.贾因, V.劳, 单长虹, M.文卡塔查拉姆 申请人:英特尔公司