改变使用者装置使用类型的装置及方法与流程

本申请主要关于移动物联网(Cellular Internet of Things，CIoT)的无线通信，特别涉及如何改变被设置用于移动物联网的使用者装置的使用类型。

背景技术：

近年来，随着无线技术的蓬勃发展，移动物联网技术也逐渐受到各界重视，其可通过各种无线技术串连不同的通信装置、感测器、及驱动器，例如：无线射频识别系统(Radio Frequency Identifications，RFID)、全球定位系统(Global Positioning Systems，GPS)、及激光扫描仪。其中，无线技术包括：全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，GSM)技术、通用封包无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)技术、全球增强型数据传输(Enhanced Data rates for Global Evolution，EDGE)技术、宽频分码多工存取(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)技术、分码多工存取-2000(Code Division Multiple Access 2000，CDMA-2000)技术、分时同步分码多工存取(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)技术、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)技术、长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术、分时长期演进(Time-Division LTE，TD-LTE)技术、以及长期演进强化(LTE-Advanced)技术等。

一般而言，移动物联网技术可运用在信息搜集与分析相关的各种用途，例如：监控人、物、及/或数据在空间/时间的范畴上所呈现的特性、对环境的实时掌握、以深入的分析及数据视觉化来协助使用者制定决策、针对自然生态环境、建物、工厂等多样性的设定进行信息搜集并回报信息给服务器端。搜集及分析后的数据则可进一步运用于自动化及控制，例如：封闭式系统的自动化控制、优化资源利用的资源消耗管理、以及针对具有不确定性的开放式系统进行的自动化控制。移动物联网技术的崛起主要由各种热门的应用所促成，包括：安全监控、医疗监控、环境监控、天候监控、以及产业(如：农业、智慧空间、智慧城市)流程上的监控等。

被设置用于移动物联网的使用者装置(为方便说明，文后通称为CIoT UE)通常在其还未曾在当前所在区域向服务网络注册时，会将其使用者装置使用类型传送给服务网络。而服务网络则根据使用者装置使用类型及其营运策略来决定要将CIoT UE转向到哪一个专用核心网络(Dedicated Core Network，DCN)。基本上，服务网络会将CIoT UE的数据流量与其他一般使用者装置的数据流量区分开来，并交由不同的核心网络来处理。图1是一范例示意图显示长期演进技术所进行的核心网络选择。

然而，根据第3代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)组织所制订的规格标准书TR 23.720，使用者装置(包括：CIoT UE及一般使用者装置)仅可于其还未在当前所在区域向服务网络注册时，才能传送使用者装置使用类型给服务网络。也就是说，一旦使用者装置完成注册后，便无法在同一区域内向服务网络要求改变其使用者装置使用类型。因此，亟需有一种更有弹性的方式，能够让已在当前所在区域向服务网络注册过的使用者装置发起改变使用者装置使用类型。

技术实现要素：

本申请的第一实施例提供了一种被设置用于移动物联网的移动通信装置。上述移动通信装置包括一无线收发器以及一控制器。上述无线收发器是用以执行与一服务网络之间的无线传输与接收。上述控制器是用以通过上述无线收发器传送一请求信息至上述服务网络以改变一使用者装置使用类型，通过上述无线收发器从上述服务网络接收包括一等待计时器的数值的一回应信息，以及在上述等待计时器届期以前不传送另一请求信息至上述服务网络要求改变上述使用者装置使用类型。

本申请的第二实施例提供了一种改变使用者装置使用类型的方法，适用于被设置用于移动物联网的一移动通信装置。上述改变使用者装置使用类型的方法包括以下步骤：传送一请求信息至一服务网络以改变一使用者装置使用类型；从上述服务网络接收包括一等待计时器的数值的一回应信息；以及在上述等待计时器届期以前不传送另一请求信息至上述服务网络要求改变上述使用者装置使用类型。

本申请的第三实施例提供了一种被设置用于移动物联网的移动通信装置。上述移动通信装置包括一无线收发器以及一控制器。上述无线收发器是用以执行与一服务网络之间的无线传输与接收。上述控制器是用以通过上述无线收发器传送包括欲改变的一使用者装置使用类型的一追踪区域更新请求信息或一连网请求信息至上述服务网络，以及通过上述无线收发器从上述服务网络接收包括一改变结果的一追踪区域更新回应信息或一连网回应信息。

本申请的第四实施例提供了一种改变使用者装置使用类型的方法，适用于被设置用于移动物联网的一移动通信装置。上述改变使用者装置使用类型的方法包括以下步骤：传送包括欲改变的一使用者装置使用类型的一追踪区域更新请求信息或一连网请求信息至一服务网络；以及从上述服务网络接收包括一改变结果的一追踪区域更新回应信息或一连网回应信息。

本申请的第五实施例提供了一种移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)，耦接至一基地台，该基地台用以服务被设置用于移动物联网的一移动通信装置。上述移动管理实体包括一控制器以及一非暂态(non-transitory)的电脑可读取储存媒体。上述非暂态的电脑可读取储存媒体用以储存多个指令，上述指令由上述控制器执行时，使上述控制器进行以下步骤：通过上述基地台从上述移动通信装置接收包括欲改变的一使用者装置使用类型的一请求信息，以及通过上述基地台传送包括一等待计时器的数值的一回应信息至上述移动通信装置，以禁止上述移动通信装置在上述等待计时器届期以前传送另一请求信息要求改变上述使用者装置使用类型。

本申请的第六实施例提供了一种方法，适用于一移动管理实体以处理来自一移动通信装置的请求欲改变使用者装置使用类型。上述方法包括以下步骤：从上述移动通信装置接收包括欲改变的一使用者装置使用类型的一请求信息；以及传送包括一等待计时器的数值的一回应信息至上述移动通信装置，以禁止上述移动通信装置在上述等待计时器届期以前传送另一请求信息要求改变上述使用者装置使用类型。

本申请的第七实施例提供了一种移动管理实体，耦接至一本籍用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)。上述移动管理实体包括一控制器以及一非暂态的电脑可读取储存媒体。上述非暂态的电脑可读取储存媒体系用以储存多个指令，上述指令由上述控制器执行时，使上述控制器进行以下步骤：从一移动通信装置接收包括一欲改变的使用者装置使用类型的一请求信息，根据对应至上述移动通信装置的一本地储存的使用者装置使用类型来决定是否接受上述欲改变的使用者装置使用类型，以及于决定接受上述欲改变的使用者装置使用类型时传送一接受信息至上述移动通信装置、或于决定拒绝上述欲改变的使用者装置使用类型时传送一拒绝信息至上述移动通信装置，其中上述本地储存的使用者装置使用类型是于上述移动通信装置首次向上述移动管理实体进行连网或注册时由上述移动管理实体向上述本籍用户服务器查询的纪录。

本申请的第八实施例提供了一种方法，适用于一移动管理实体以处理来自一移动通信装置的请求欲改变使用者装置使用类型。上述方法包括以下步骤：从上述移动通信装置接收包括一欲改变的使用者装置使用类型的一请求信息；根据对应至上述移动通信装置的一本地储存的使用者装置使用类型来决定是否接受上述欲改变的使用者装置使用类型，其中上述本地储存的使用者装置使用类型是于上述移动通信装置首次向上述移动管理实体进行连网或注册时由上述移动管理实体向上述本籍用户服务器查询的纪录；以及于决定接受上述欲改变的使用者装置使用类型时传送一接受信息至上述移动通信装置、或于决定拒绝上述欲改变的使用者装置使用类型时传送一拒绝信息至上述移动通信装置。

本发明能够让已在当前所在区域向服务网络注册过的使用者装置发起改变使用者装置使用类型。

关于本发明其他附加的特征与优点，本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，当可根据本案实施方法中所公开的移动通信装置、移动管理实体、以及改变使用者装置使用类型的方法做些许的变动与润饰而得到。

附图说明

图1是长期演进技术所进行的核心网络选择的范例示意图。

图2是根据本申请一实施例所述的无线通信环境的示意图。

图3是根据本申请一实施例所述的移动通信装置的示意图。

图4是根据本申请一实施例所述的移动管理实体的示意图。

图5是根据本申请一实施例所述改变使用者装置使用类型的信息序列图。

图6是根据本申请另一实施例所述改变使用者装置使用类型的信息序列图。

附图标记说明：

100 无线通信环境；

110 移动通信装置；

120 服务网络；

121 存取网络；

122 核心网络；

10 无线收发器；

11 射频装置；

12 基频处理装置；

13 天线；

20、70 控制器；

30、80 储存装置；

40 显示装置；

50 输入装置；

60 有线网络接口；

S510～S590、S610～S690 步骤。

具体实施方式

本章节所叙述的是实施本申请的最佳方式，目的在于说明本申请的精神而非用以限定本申请的保护范围，应理解下列实施例可经由软件、硬件、固件、或上述任意组合来实现。文中述及由第三代合作伙伴计划组织所制订的规格标准书是仅用以协助表达本申请的精神，而非用以限制本申请的保护范围。

图2是根据本申请一实施例所述的无线通信环境的示意图。无线通信环境100包括移动通信装置110以及服务网络120，其中移动通信装置110是无线连接至服务网络120以取得移动服务。移动通信装置110根据其使用者装置使用类型可被设置为CIoT UE或一般使用者装置。移动通信装置110可为功能型手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、穿戴式装置/生物感测器(biosensor)、或任何电子计算装置，只要其支援服务网络120所使用的无线技术。举例来说，移动通信装置110可被设置用于移动物联网，并用以执行移动物联网的应用。在一实施例，移动通信装置110可为移动物联网感测器，用以监控水处理厂或桥墩等设施的运作状态、或监控穿戴者的血压、体温、心率等生物信息、以及回报信息给控制中心。

服务网络120可为长期演进网络、长期演进强化网络、或分时长期演进网络。明确来说，服务网络120包括存取网络121与核心网络122，其中存取网络121是用以处理无线电信号、支援终端无线电协定、连接移动通信装置110与核心网络122、以及区域性的移动管理；而核心网络122是用以执行整体性的移动管理、网络端的验证、以及与公众网络(例如：网际网络)的介接。存取网络121与核心网络122可各自包括一或多个网络节点用以执行上述功能。举例来说，存取网络121可为演进式通用陆地无线电存取网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，包括至少一演进式基地台(evolve Node B，eNB)，例如：家用型演进式基地台、广域(macro)基地台、微型(pico)基地台；而核心网络122可为演进封包核心(Evolved Packet Core，EPC)，其包括了：本籍用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)、移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)、服务网关(Serving Gateway，S-GW)、以及封包数据网络网关(Packet Data Network Gateway，PDN-GW/P-GW)等。

在移动物联网的用例中，存取网络121可进一步包括移动物联网无线电存取网络，而核心网络122可进一步包括一或多个移动物联网演进封包核心的专用核心网络，用以处理移动物联网的相关程序。

本籍用户服务器为一中央数据库，储存使用者相关信息、以及会籍相关信息。本籍用户服务器的功能还包括：移动管理、支援通话及会话的建立、以及使用者验证及存取授权。

移动管理实体主要用以进行控制层面(control plane)的相关处理，如：与存取演进式通用陆地无线电存取网络相关的移动及安全性的信令程序。移动管理实体还负责追踪及呼叫(paging)闲置模式(idle mode)的使用者装置。此外，移动管理实体系非存取层(Non-Access Stratum，NAS)的终结点。

服务网关负责将使用者数据封包进行导向及转送，同时作为跨基地台交递程序中使用者层面的移动锚点、以及作为长期演进系统与其他系统之间的移动锚点。针对闲置模式的使用者装置，服务网关会在有下行数据要送给使用者装置的时候，确立下行数据的路径并发起呼叫程序。服务网关还负责执行合法拦截时的使用者流量(traffic)复制(replication)、以及管理并储存使用者装置的信息，包括：网际协定(Internet Protocol，IP)乘载服务的参数、以及网络内部路由信息。

封包数据网络网关用以提供从使用者装置到外部封包数据网络之间的连线，并作为使用者装置的流量进出点，其中使用者装置可同时连线到多个封包数据网络。封包数据网络网关还负责政策执行、过滤使用者封包、支援计费、合法拦截、及封包审查(screening)。

图3是根据本申请一实施例所述的移动通信装置110的示意图。移动通信装置110包括无线收发器10、控制器20、储存装置30、显示装置40、以及输入装置50。无线收发器10是用以提供与服务网络120之间的无线传输与接收功能。明确来说，无线收发器10包括射频装置11、基频处理装置12、以及天线13。基频处理装置12是用以执行基频信号处理、以及控制用户号码卡(未绘示)与射频装置11之间的通信。基频处理装置12可包括多个硬件装置以执行基频信号处理，包括模拟数字转换(analog-to-digital conversion，ADC)/数字模拟转换(digital-to-analog conversion，DAC)、增益(gain)调整、调变与解调变、以及编码/解码等。射频装置11可自天线13接收射频无线信号，并将射频无线信号转换为基频信号以交由基频处理装置12进一步处理，或自基频处理装置12接收基频信号，并将基频信号转换为射频无线信号以通过天线13进行传送。射频装置11亦可包括多个硬件装置以执行上述射频转换，举例来说，射频装置11可包括一混频器(mixer)以将基频信号乘上无线技术所使用的射频中的一震荡载波，其中该射频可为长期演进技术、长期演进强化技术、或分时长期演进技术所使用的900兆赫(MHz)、2100兆赫、或2.6吉赫(GHz)，或其他射频，端视所使用的无线技术而定。

控制器20可为通用处理器、微处理器(Micro Control Unit，MCU)、应用处理器、或数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)等，其包括各式电路逻辑，用以提供数据处理及运算的功能、控制无线收发器10以执行与服务网络120之间的无线传输与接收、从储存装置30中读取或写入数据、传送画面(包括：文字、图像、影像)数据到显示装置40、以及从输入装置50接收输入信号等。特别是，控制器20是用以协调控制无线收发器10、储存装置30、显示装置40、以及输入装置50，以执行本申请的方法。

在另一实施例，控制器20可以整合在基频处理装置12中，作为一基频处理器。

储存装置30为非暂态(non-transitory)的电脑可读取储存媒体，例如：快闪存储器(Flash memory)、或非挥发性随机存取存储器(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)等、磁性储存装置(例如：磁带或硬盘)、光学储存装置(例如：只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM))、或上述的任意组合，用以储存通信协定、应用、及本申请的方法的指令集或程序码等。

显示装置40可为液晶显示器(Liquid-Crystal Display，LCD)、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)显示器、或电子纸显示器(Electronic Paper Display，EPD)等，用以提供显示功能。或者，显示装置40可进一步包括一或多个触控感应器，用以侦测物件(如：手指或触控笔)的接近/接触。

输入装置50可包括一或多个按钮、键盘、滑鼠、触碰板、视频镜头、麦克风、以及/或喇叭等，用以作为人机接口与使用者互动。

当可理解的是，图3所示的元件仅用以提供一说明的范例，并非用以限制本申请的保护范围。举例来说，移动通信装置110可进一步包括电源供应器、以及/或感测器，用以侦测水处理厂的水位、瓦斯流水线漏气与否、或侦测穿戴者的血压、体温、心率等生物信息。

图4是根据本申请一实施例所述的移动管理实体的示意图。移动管理实体包括有线网络接口60、控制器70、以及储存装置80。

有线网络接口60用以提供有线连结至服务网络120中的其他网络实体(如：演进式基地台、本籍用户服务器、服务网关、以及/或封包数据网络网关等)。有线网络接口60可包括缆线数据机(cable modem)、非对称数字用户回路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)数据机、光纤数据机(Fiber-Optic Modem，FOM)、以太网(Ethernet)接口、或其他有线网络接口。

控制器70可为通用处理器、微处理器、应用处理器、或数字信号处理器等，其包括各式电路逻辑，用以提供数据处理及运算的功能、控制有线网络接口60的运作、以及从储存装置80中读取或写入数据，以提供移动管理实体的功能并执行本申请的方法。

储存装置80为非暂态的电脑可读取储存媒体，例如：快闪存储器、或非挥发性随机存取存储器等、磁性储存装置(例如：磁带或硬盘)、光学储存装置(例如：只读光盘)、或上述的任意组合，用以储存从本籍用户服务器所查询得到的使用者装置使用类型、通信协定、应用、及本申请的方法的指令集或程序码等。

虽未绘示，图4所示的移动管理实体还可进一步包括其他功能元件，例如：输入输出装置(如：按钮、键盘、滑鼠、触碰板、视频镜头、麦克风、以及/或喇叭等)，且本申请的保护范围不在此限。

本领域技术人员当可理解，控制器20及70中的电路逻辑通常可包括多个晶体管，用以控制该电路逻辑的运作以提供所需的功能及作业。更进一步的，晶体管的特定结构及其之间的连结关系通常是由编译器所决定，例如：暂存器转移语言(Register Transfer Language，RTL)编译器可由处理器所运作，将类似组合语言码的指令档(script)编译成适用于设计或制造该电路逻辑所需的形式。

图5是根据本申请一实施例所述改变使用者装置使用类型的信息序列图。首先，被设置用于移动物联网的使用者装置执行追踪区域更新程序以于其当前所在区域上首次向服务网络进行注册，明确来说，使用者装置传送包括使用者装置使用类型的信息元素(Information Element，IE)的追踪区域更新请求信息至移动管理实体(步骤S510)。当接收到追踪区域更新请求信息时，移动管理实体向本籍用户服务器查询使用者装置的使用类型(步骤S520)，因应该查询，本籍用户服务器将其记录的使用者装置使用类型回复给移动管理实体(步骤S530)。移动管理实体则于本地储存从本籍用户服务器接收到的使用者装置使用类型(步骤S540)。

在此实施例，从本籍用户服务器所查询得到的使用者装置使用类型相同于使用者装置所提供的使用者装置使用类型。因此，移动管理实体传送追踪区域更新接受信息至使用者装置(步骤S550)。

接着，使用者装置发起非存取层程序以改变使用者装置使用类型，明确来说，使用者装置传送包括欲改变的使用者装置使用类型(Requested UE usage type)的信息元素的使用者装置使用类型改变请求(UE USAGE TYPE CHANGE REQUEST)信息至移动管理实体(步骤S560)。其中所述非存取层程序是专为改变使用者装置使用类型所设计的新程序。在一实施例，如果使用者装置尚未连接至服务网络，使用者装置可先于所述非存取层程序的前先执行无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)连线建立程序。需注意的是，在本申请中，使用者装置不论其是否已于当前所在区域向服务网络注册过，皆可于需要时发起所述非存取层程序去改变使用者装置使用类型。

当接收到使用者装置使用类型改变请求信息时，移动管理实体根据其本地储存的使用者装置使用类型以及营运策略来决定是否接受欲改变的使用者装置使用类型(步骤S570)，并回复回应信息至使用者装置(步骤S580)。

明确来说，如果移动管理实体接受使用者装置所提出的改变请求，其可执行转向程序将使用者装置转向到适合的专用核心网络，并传送包括转向信息及等待计时器数值的使用者装置使用类型改变接受(UE USAGE TYPE CHANGE ACCEPT)信息至使用者装置。关于转向信息的详细说明可参照第3代合作伙伴计划组织所制订的规格标准书TR 23.707。反之，如果移动管理实体拒绝改变请求，其可传送包括拒绝原因及等待计时器数值的使用者装置使用类型改变拒绝(UE USAGE TYPE CHANGE REJECT)信息至使用者装置，其中拒绝原因可以是例如：「本籍用户服务器不允许」或「网络营运策略不允许」等；等待计时器数值是用以规范使用者装置发起下次改变使用者装置使用类型的请求之前必须等待的时长。通过等待计时器的运作，移动管理实体能有效避免使用者装置过于频繁地发起改变使用者装置使用类型的请求。

接续步骤S580，当接收到回应信息(使用者装置使用类型改变接受信息、或使用者装置使用类型改变拒绝信息)，使用者装置启动等待计时器(于图中标示为T_wait)，并于等待计时器届期以前不再发起改变使用者装置使用类型的请求(步骤S590)。

图6是根据本申请另一实施例所述改变使用者装置使用类型的信息序列图。首先，被设置用于移动物联网的使用者装置执行连网(attach)程序以于其当前所在区域上首次向服务网络进行注册，明确来说，使用者装置传送包括使用者装置使用类型的信息元素的连网请求信息至移动管理实体(步骤S610)。当接收到连网请求信息时，移动管理实体向本籍用户服务器查询使用者装置的使用类型(步骤S620)，因应该查询，本籍用户服务器将其记录的使用者装置使用类型回复给移动管理实体(步骤S630)。移动管理实体则于本地储存从本籍用户服务器接收到的使用者装置使用类型(步骤S640)。

在此实施例，从本籍用户服务器所查询得到的使用者装置使用类型相同于使用者装置所提供的使用者装置使用类型。接着，移动管理实体传送连网接受信息至使用者装置(步骤S650)。

接着，使用者装置发起追踪区域更新程序以改变使用者装置使用类型，明确来说，使用者装置传送包括欲改变的使用者装置使用类型的信息元素的追踪区域更新请求信息至移动管理实体(步骤S660)。需注意的是，在此实施例中，所述追踪区域更新程序虽然与第3代合作伙伴计划组织所制订的规格标准书TS 24.301相似，但本申请的追踪区域更新程序除了可用于更新追踪区域的外，还可用于改变使用者装置使用类型。

在一实施例，如果使用者装置需要在新区域中向服务网络注册，则其可于追踪区域更新请求信息中带入与更新追踪区域相关的其他信息元素。在另一实施例，如果使用者装置在其当前所在区域已向服务网络注册过，则可于追踪区域更新请求信息中仅带入欲改变的使用者装置使用类型的信息元素。

需注意的是，在本申请中，使用者装置不论其是否已于当前所在区域向服务网络注册过，皆可于需要时发起追踪区域更新程序去改变使用者装置使用类型。

接续步骤S660，当接收到追踪区域更新请求信息时，移动管理实体根据其本地储存的使用者装置使用类型以及营运策略来决定是否接受欲改变的使用者装置使用类型(步骤S670)，并回复回应信息至使用者装置(步骤S680)。在一实施例，如果追踪区域更新请求信息包括与更新追踪区域相关的其他信息元素，则移动管理实体可进一步根据该信息元素与其他网络实体进行追踪区域更新程序。

明确来说，如果移动管理实体接受使用者装置所提出的改变请求，其可执行转向程序将使用者装置转向到适合的专用核心网络，并传送包括转向信息及等待计时器数值的追踪区域更新接受信息至使用者装置。关于转向信息的详细说明可参照第3代合作伙伴计划组织所制订的规格标准书TR23.707。反之，如果移动管理实体拒绝改变请求，其可传送包括拒绝原因及等待计时器数值的追踪区域更新拒绝信息至使用者装置，其中拒绝原因可以是例如：「本籍用户服务器不允许」或「网络营运策略不允许」等；等待计时器数值是用以规范使用者装置发起下次改变使用者装置使用类型的请求之前必须等待的时长。

接续步骤S680，当接收到回应信息(追踪区域更新接受信息、或追踪区域更新拒绝信息)，使用者装置启动等待计时器(于图中标示为T_wait)，并于等待计时器届期以前不再发起改变使用者装置使用类型的请求(步骤S690)。

根据上述第5、6图的实施例，当可理解的是，本申请中的移动管理实体能够在本地储存从本籍用户服务器所查询得到的使用者装置使用类型，因此，移动管理实体便无需在每次收到使用者装置发起改变使用者装置使用类型的请求时，都要向本籍用户服务器进行查询，如此一来，便可有效减少移动管理实体与本籍用户服务器之间的信令负担。

本申请虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本申请的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，当可做些许的变动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本申请的范围，本申请的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。