一种服务网络速率控制策略变化的通知方法、装置及系统与流程

本发明涉及移动通讯系统中分组域演进域领域，特别涉及一种服务网络速率控制(Serving Public Land Mobile Network rate control，Serving PLMN rate control)策略变化的通知方法、装置及系统。

背景技术：

窄带-物联网(Narrowband-Internet of Things，NB-IoT)中，为了保护移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)不受物联终端(User Equipment，UE)的信令冲击，MME可以根据自身的处理能力，设置上下行最大速率值，以限制物联UE在周期时间内与应用服务器交互的最大报文数，达到保护MME信令负荷的作用。

第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)23.401协议中定义了Serving PLMN rate control功能的处理方式。当物联UE发起附着或分组数据网(Packet Data Network，PDN)连接时，MME根据本地配置策略，经由服务网关(Serving Gateway，SGW)将下行限制速率通过创建会话请求(Create Session Request)消息带给PDN网关(PDN Gateway，PGW)，当PGW收到下行数据时，根据下行的速率门限值(即下行限制速率)限制报文的发送；上行限制速率通过激活演进分组系统(Evolved Packet System，EPS)默认承载上下文请求(Activate Default EPS Bearer Context Request)消息带给物联UE，后续UE根据上行的速率门限值(即上行限制速率)发送上行数据报文。具体流程如图1和图2所示。

图1现有技术提供的协议描述的UE附着时MME下发Serving PLMN rate control的流程图，如图1所示，步骤包括：

步骤101：UE开机发起控制平面(Control Plane，CP)模式附着，向MME发送附着请求；

步骤102：MME开启Serving PLMN rate control功能，向SGW发送创建会话请求消息，该消息携带下行Serving PLMN rate control门限值(即下行限制速率)；

步骤103：SGW返回成功的创建会话响应消息；

步骤104：MME向UE发送附着接受和激活默认EPS承载上下文请求(即激活默认承载请求)消息，该消息携带上行Serving PLMN rate control门限值(即上行限制速率)；

步骤105：UE向MME返回附着完成和激活默认EPS承载上下文响应接受(即激活默认承载接受)消息。

图2现有技术提供的协议描述的UE发起PDN连接时MME下发Serving PLMN rate control的流程图，如图2所示，步骤包括：

步骤201：UE按照图1的处理流程接入到MME后，向MME发起PDN连接请求；

步骤202：MME向SGW发送创建会话请求消息，该消息携带下行Serving PLMN rate control门限值(即下行限制速率)；

步骤203：SGW向MME返回成功的创建会话响应消息；

步骤204：MME向UE发送激活默认EPS承载上下文请求消息(即激活默认承载请求)，该消息携带上行Serving PLMN rate control门限值(即上行限制速率)；

步骤205：UE向MME返回激活默认EPS承载上下文响应接受(即激活默认承载接受)消息。

如果MME本地配置的速率门限值发生变化，对于下行限制速率的变化，3GPP 29.274协议定义可以通过修改承载请求(Modify Bearer Request)消息通知PGW。但是，对于上行限制速率的变化，协议没有明确定义是否要通知UE以及如何通知UE。因此，在目前协议定义下，MME只能通过附着或PDN连接流程通知UE上行的速率门限值(即上行限制速率)。

NB-IoT网络中的物联UE具有低移动性的特性，一旦接入到网络中，在很长时间内不会再次附着。当MME的Serving PLMN rate control策略发生改变时，对于上行限制速率的变化，无法通知终端，达不到速率控制效果，因此有必要增加策略改变时通知UE的机制，以达到策略改变的效果。

技术实现要素：

根据本发明实施例提供的一种服务网络速率控制策略变化的通知方法、装置及系统，解决MME的Serving PLMN rate control策略发生变化时无法通知UE的问题。

根据本发明实施例提供的一种服务网络速率控制策略变化的通知方法，包括：

当服务网络速率控制策略变化时，移动管理实体确定附着在其上的终端是否支持服务网络速率控制；

若所述移动管理实体判断附着在其上的终端支持服务网络速率控制，则生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改演进分组系统EPS承载上下文请求或演进分组系统会话管理ESM数据转发消息；

所述移动管理实体将所述包含变化后的服务网络速率控制参数的修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息携带发送至所述终端。

优选地，所述的移动管理实体确定附着在其上的终端是否支持服务网络速率控制包括：

所述移动管理实体根据所述终端在发起附着期间发送的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端支持服务网络速率控制。

优选地，在所述的当服务网络速率控制策略变化时，移动管理实体确定附着在其上的终端是否支持服务网络速率控制之前，还包括：

所述移动管理实体在所述终端发起附着期间或所述终端发起分组数据网PDN连接期间，根据所述终端的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端具有服务网络速率控制能力，并向所述终端发送携带服务网络速率控制参数的激活默认EPS承载上下文请求。

优选地，所述的若移动管理实体判断附着在其上的终端支持服务网络速率控制，则生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息包括：

所述移动管理实体扫描附着在其上的终端；

若扫描到终端，则在判断所扫描到的终端支持服务网络速率控制，且变化后的服务网络速率控制参数与在前使用的服务网络速率控制参数不一致时，生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改EPS承载上下文请求；

若所述移动管理实体收到终端的下行数据，且所述终端未被扫描到，则在判断所述未被扫描到的终端支持服务网络速率控制，且变化后的服务网络速率控制参数与在前使用的服务网络速率控制参数不一致时，生成包含变化后的服务网络速率控制参数的ESM数据转发消息。

优选地，在所述判断所述扫描到的终端支持服务网络速率控制之前，进一步包括：

所述移动管理实体判断所述终端是否处于连接态；

若判断所述终端处于连接态，则对所述扫描到的终端是否支持服务网络速率控制进行判断。

优选地，所述方法进一步包括：

若所述扫描到的终端从空闲态转变为连接态，则所述移动管理实体在判断所述终端支持服务网络速率控制，且变化后的服务网络速率控制参数与在前使用的服务网络速率控制参数不一致时，生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息。

优选地，所述服务网络速率控制参数包括上行限制速率。

根据本发明实施例提供的存储介质，其存储用于实现上述服务网络速率控制策略变化的通知方法的程序。

根据本发明实施例提供的一种服务网络速率控制策略变化的通知装置，所述装置设置在移动管理实体上，包括：

能力确定模块，用于当服务网络速率控制策略变化时，确定附着在移动管理实体上的终端是否支持服务网络速率控制；

处理模块，用于在判断附着在其上的终端支持服务网络速率控制，则生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改演进分组系统EPS承载上下文请求或演进分组系统会话管理ESM数据转发消息；

通讯模块，用于将所述包含变化后的服务网络速率控制参数的修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息携带发送至所述终端。

优选地，所述能力确定模块根据所述终端在发起附着期间发送的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端支持服务网络速率控制。

优选地，所述处理模块还用于在所述终端发起附着期间或所述终端发起分组数据网PDN连接期间，根据所述终端的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端具有服务网络速率控制能力，并经由所述通讯模块向所述终端发送携带服务网络速率控制参数的激活默认EPS承载上下文请求。

根据本发明实施例提供的一种服务网络速率控制策略变化的通知系统，包括：

终端，用于在向移动管理实体发起附着期间，将其服务网络速率控制能力指示发送给移动管理实体；

移动管理实体，用于在当服务网络速率控制策略变化时，若根据所述服务网络速率控制能力指示，确定附着在其上的终端支持服务网络速率控制，则生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改演进分组系统EPS承载上下文请求或演进分组系统会话管理ESM数据转发消息，并发送至所述终端，以供终端根据收到的消息中的服务网络速率控制参数调整上行限制速率。

优选地，所述服务网络速率控制能力指示是所述终端在向所述移动管理实体发起附着期间发送给所述移动管理实体的。

优选地，所述移动管理实体还用于在所述终端发起附着期间或所述终端发起分组数据网PDN连接期间，根据所述终端的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端具有服务网络速率控制能力，并向所述终端发送携带服务网络速率控制参数的激活默认EPS承载上下文请求。

本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例在MME上Serving PLMN rate control策略发生变化时，例如静态配置改变或MME动态负荷能力改变，能够及时通知UE更新上行速率门限值(即上行限制速率)，以达到策略变化的效果。

附图说明

图1现有技术提供的协议描述的UE附着时MME下发Serving PLMN rate control的流程图；

图2现有技术提供的协议描述的UE发起PDN连接时MME下发Serving PLMN rate control的流程图；

图3是本发明实施例提供的Serving PLMN rate control策略变化的通知方法流程图；

图4是本发明实施例提供的Serving PLMN rate control策略变化的通知装置框图；

图5本发明实施例提供的UE附着时MME下发Serving PLMN rate control流程图；

图6是本发明实施例提供的UE发起PDN连接时MME下发Serving PLMN rate control流程图；

图7是本发明实施例提供的MME上Serving PLMN rate control策略发生变化时，MME通过修改EPS承载上下文请求消息通知UE上行速率门限值的流程图；

图8是本发明实施例提供的协议描述的MME收到用户下行数据，通过ESM数据转发消息向UE转发用户数据的流程图；

图9是本发明实施例提供的MME上Serving PLMN rate control策略发生变化时，在UE还未被扫描到时，收到下行数据，通过ESM数据转发消息通知终端上行速率门限值的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图3是本发明实施例提供的Serving PLMN rate control策略变化的通知方法流程图，如图3所示，步骤包括：

步骤S100：当服务网络速率控制策略变化时，移动管理实体确定附着在其上的终端是否支持服务网络速率控制。

移动管理实体根据所述终端在发起附着期间发送的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端支持服务网络速率控制。具体地说，在执行步骤S101之前，终端在向移动管理实体发起附着请求时，在该附着请求中携带该终端的服务网络速率控制能力指示，以供移动管理实体依据该指示，确定该终端的服务网络速率控制能力。

在执行步骤S101之前，进一步包括：移动管理实体在该终端发起附着或发起PDN连接期间，根据该终端的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端具有服务网络速率控制能力，并向所述终端发送携带服务网络速率控制参数的激活默认EPS承载上下文请求，以供该终端按照激活默认EPS承载上下文请求中携带的服务网络速率控制参数进行上行数据的发送，直至服务网络速率控制策略变化。

步骤S200：若所述移动管理实体判断附着在其上的终端支持服务网络速率控制，则生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改演进分组系统EPS承载上下文请求或演进分组系统会话管理ESM数据转发消息。

服务网络速率控制参数包括上行限制速率。

步骤S300：移动管理实体将所述包含变化后的服务网络速率控制参数的修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息携带发送至所述终端。

本实施例的终端接入NB-IoT网络后，当Serving PLMN rate control策略发生改变时，例如静态配置改变或MME动态负荷能力改变，能够及时通知终端。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括步骤S100至步骤S300。其中，所述的存储介质可以为ROM/RAM、磁碟、光盘等。

图4是本发明实施例提供的Serving PLMN rate control策略变化的通知装置框图，如图4所示，所述装置设置在移动管理实体上，包括：

能力确定模块10，用于当服务网络速率控制策略变化时，确定附着在移动管理实体上的终端是否支持服务网络速率控制。所述能力确定模块10根据所述终端在发起附着期间发送的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端支持服务网络速率控制。

处理模块20，用于在判断附着在其上的终端支持服务网络速率控制，则生成包含变化后的服务网络速率控制参数的修改演进分组系统EPS承载上下文请求或演进分组系统会话管理ESM数据转发消息。所述服务网络速率控制参数包括上行限制速率。

通讯模块30，用于将所述包含变化后的服务网络速率控制参数的修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息携带发送至所述终端。

进一步地，所述处理模块还用于在所述终端发起附着期间或所述终端发起分组数据网PDN连接期间，根据所述终端的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端具有服务网络速率控制能力，并生成携带服务网络速率控制参数的激活默认EPS承载上下文请求，经由通讯模块30发送至所述终端。

本实施例的终端接入NB-IoT网络时，MME能够及时通知终端上行速率门限值。

本发明实施例还提供一种服务网络速率控制策略变化的通知系统，包括：

终端，用于在向移动管理实体发起附着期间，将其Serving PLMN rate control能力指示发送给移动管理实体；

移动管理实体，用于在所述终端发起附着期间或所述终端发起分组数据网PDN连接期间，根据所述终端的服务网络速率控制能力指示，确定所述终端具有服务网络速率控制能力，并向所述终端发送携带服务网络速率控制参数的激活默认EPS承载上下文请求；当Serving PLMN rate control策略变化时，若根据所述Serving PLMN rate control能力指示，确定附着在其上的终端支持Serving PLMN rate control，则生成包含变化后的Serving PLMN rate control参数的修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息，并发送至所述终端，以供终端根据收到的消息中的Serving PLMN rate control参数调整上行限制速率。

所述系统的工作过程如下：

1.本发明实施例的物联终端(以下简称终端或UE)接入NB-IoT网络时，MME通知终端上行速率门限值的步骤包括：

第一步：终端开机发起CP模式接入，接入到NB-IoT网络中的网元MME，携带UE network capability指示该终端支持或具有Serving PLMN rate control能力。

终端在UE network capability参数中新增Serving PLMN rate control能力指示。

第二步：MME判断终端支持或具有Serving PLMN rate control功能，并且MME开启了Serving PLMN rate control功能，则MME在激活默认EPS承载上下文请求消息中携带Serving PLMN rate control参数给终端。如果MME判断终端不支持Serving PLMN rate control功能(即终端不具有Serving PLMN rate control能力)，则MME不下发Serving PLMN rate control参数给终端。

所述Serving PLMN rate control参数包括上行限制速率。

第三步：终端在接入到NB-IoT网络后，发起PDN连接请求。

第四步：MME判断终端在附着接入时携带UE network capability指示该终端支持或具有Serving PLMN rate control能力，则MME在激活默认EPS承载上下文请求消息中携带Serving PLMN rate control参数给终端。如果MME判断终端不支持Serving PLMN rate control功能(即终端不具有Serving PLMN rate control能力)，则MME不下发Serving PLMN rate control参数给终端。

通过第二步和第四步可知，MME根据终端的Serving PLMN rate control能力下发Serving PLMN rate control参数。

2.当MME上Serving PLMN rate control策略发生改变时(例如静态配置改变或MME动态负荷能力改变)，MME能够通知终端。具体地说，本实施例在修改EPS承载上下文请求(Modify EPS Bearer Context Request)和ESM数据转发(EPS Session Management DATA TRANSPORT)消息中新增Serving PLMN rate control参数，通知终端新的速率门限，以便使终端更新速率门限。为了减少MME上Serving PLMN rate control策略改变时通知终端的信令处理，MME仅对连接(Connected)态的支持Serving PLMN rate control的用户(即终端)发送修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息，通知终端修改速率门限；对于空闲态(Idle)的支持Serving PLMN rate control用户，在状态变为Connected后，再向该用户发送修改消息(即修改EPS承载上下文请求或ESM数据转发消息)，通知该终端新的速率门限。具体步骤包括：

第一步：在终端开机发起CP模式接入，接入到NB-IoT网络中的网元MME。

第二步：MME上Serving PLMN rate control处理发生改变，MME开始扫描用户。如果用户处于Idle态，则跳过暂不通知更新速率。如果用户处于Connected态，并且当前和网络侧没有下行数据交互，则MME进一步判断用户是否支持Serving PLMN rate control能力。如果用户支持Serving PLMN rate control能力，且当前静态配置门限值或MME根据动态因子生成的门限值和之前发送的不一致，则MME发送修改EPS承载上下文请求消息，该消息携带Serving PLMN rate control参数，以通知终端更新速率门限。

第三步：如果用户还未被扫描到，MME收到用户的下行数据，MME判断用户支持Serving PLMN rate control能力，且当前静态配置门限值或MME根据动态因子生成的门限值和之前发送的不一致，则MME在下行ESM数据转发消息中携带Serving PLMN rate control参数，以通知终端更新速率门限。

第四步：当Idle态用户变为Connected态时，MME判断用户是否支持Serving PLMN rate control能力，如果用户支持Serving PLMN rate control能力，且当前静态配置门限值或MME根据动态因子生成的门限值和之前发送的不一致，则MME发送修改EPS承载上下文请求消息或ESM数据转发消息通知终端更新速率门限。

目前协议未定义终端支持Serving PLMN rate control功能的能力，因此MME会对所有接入到网络中的终端下发上行速率门限，不管终端是否支持该功能。本实施例为了减少当MME的Serving PLMN rate control策略改变时通知终端的数量，避免下发无意义的修改消息，本方案优化了物联终端接入网络时MME通知上行速率门限的方法，在UE网络能力(UE network capability)参数中新增Serving PLMN rate control能力指示，MME只对支持Serving PLMN rate control功能的终端下发上行速率门限；在策略发生改变时，例如静态配置改变或MME动态负荷能力改变，只对支持Serving PLMN rate control功能的终端下发修改通知。

需要说明的是，如果终端接入到MME后，MME才开启Serving PLMN rate control，MME也通过发送修改EPS承载上下文请求消息或ESM数据转发消息，携带Serving PLMN rate control参数，通知终端上行门限值。当MME关闭Serving PLMN rate control时，如果之前通知了终端上行速率门限，则MME发送修改EPS承载上下文请求消息或ESM数据转发消息携带Serving PLMN rate control值为FFFF，通知终端上行速率不受限制。

下面结合附图5至附图9对技术方案的实施作进一步描述。

图5本发明实施例提供的UE附着时MME下发Serving PLMN rate control流程图，如图5所示，UE附着时，MME根据UE能力指示下发Serving PLMN rate control的处理步骤包括：

步骤301：UE开机发起CP模式附着，向MME发送附着请求，该请求携带UE network capability指示该UE支持Serving PLMN rate control。

步骤302：MME开启Serving PLMN rate control功能，向SGW发送创建会话请求消息，该消息携带下行Serving PLMN rate control门限值。

步骤303：SGW返回成功的创建会话响应消息。

步骤304：MME判断该UE支持Serving PLMN rate control，向该UE发送附着接受和激活默认EPS承载上下文请求(即激活默认承载请求)消息，该消息携带上行Serving PLMN rate control门限值。

需要说明的是，如果该UE不支持Serving PLMN rate control，则MME向该UE发送的附着接受和激活默认EPS承载上下文请求(即激活默认承载请求)消息中不携带Serving PLMN rate control参数。

步骤305：终端向MME返回附着完成和激活默认EPS承载上下文响应接受(即激活默认承载接受)消息。

图6是本发明实施例提供的UE发起PDN连接时MME下发Serving PLMN rate control流程图，如图6所示，UE发起PDN连接时，MME根据终端能力指示下发Serving PLMN rate control的处理步骤包括：

步骤401：UE按照图3的处理流程接入到MME后，向MME发起PDN连接请求。

步骤402：MME向SGW发送创建会话请求消息，该消息携带下行Serving PLMN rate control门限值(即下行限制速率)。

步骤403：SGW向MME返回成功的创建会话响应消息。

步骤404：MME判断终端支持Serving PLMN rate control，向该UE发送激活默认EPS承载上下文请求(即激活默认承载请求)消息携带上行Serving PLMN rate control门限值给终端。

需要说明的是，如果UE不支持Serving PLMN rate control，则MME向该UE发送的激活默认EPS承载上下文请求(即激活默认承载请求)消息中不携带Serving PLMN rate control参数。

步骤405：UE向MME返回激活默认EPS承载上下文响应接受(即激活默认承载接受)消息。

图7是本发明实施例提供的MME上Serving PLMN rate control策略发生变化时，MME通过修改EPS承载上下文请求(Modify EPS Bearer Context Request)消息通知UE上行速率门限值的流程图，其中，Serving PLMN rate control策略变化包括静态配置改变或MME动态负荷能力改变，如图7所示，步骤包括：

步骤501：MME通过修改本地静态配置的Serving PLMN rate control策略或MME根据负荷情况动态生成的速率门限值发生改变时，MME扫描连接态(Connected)态用户(即终端)，如果用户支持Serving PLMN rate control，并且用户上下文中上行Serving PLMN rate control值(即变化前UE使用的上行速率门限值)和当前值(即变化后的上行速率门限值)不一致，则向UE发送修改EPS承载上下文请求消息，该消息携带当前上行Serving PLMN rate control值(即变化后的上行限制速率)。

需要说明的是，如果用户不支持Serving PLMN rate control或上下文中上行Serving PLMN rate control值和当前值一致，则不发送修改EPS承载上下文请求消息。

步骤502：UE收到修改EPS承载上下文请求消息后，向MME发送修改EPS承载上下文接受消息。

图8是本发明实施例提供的协议描述的MME收到用户下行数据时，通过ESM数据转发(ESM Data Transport)消息向UE转发用户数据的流程图，如图8所示，步骤包括：

步骤601：UE接入到MME后，在连接态从SGW收到下行数据报文。

步骤602：MME向UE发送ESM数据转发消息，将用户的下行数据报文转发给终端。

图9是本发明实施例提供的MME上Serving PLMN rate control策略发生变化时，例如静态配置改变或MME动态负荷能力改变，在UE还未被MME扫描到时，MME收到该UE的下行数据报文，通过ESM数据转发消息通知终端上行速率门限值的流程图，如图9所示，步骤包括：

步骤701：MME修改静态配置策略或MME根据负荷情况动态生成的速率门限值发生改变时，若用户还未被扫描到，此时MME收到用户的下行数据报文，也就是说，MME收到未扫描到的UE的下行数据报文。

步骤702：若MME判断用户支持Serving PLMN rate control，且用户上下文中上行Serving PLMN rate control值(即变化前UE使用的上行速率门限值)和当前值(即变化后的上行速率门限值)不一致，则MME向UE发送ESM数据转发消息，该消息携带上行Serving PLMN rate control值(即变化后的上行速率门限值)。

需要说明的是，如果UE不支持Serving PLMN rate control或上下文中上行Serving PLMN rate control值和当前值一致，则MME向该UE发送的ESM数据转发消息不携带Serving PLMN rate control参数(即变化后的上行速率门限值)。

综上所述，本发明的实施例具有以下技术效果：

本发明实施例在Serving PLMN rate control策略发生变化时，能够及时通知UE更新上行速率门限值，使UE按照更新的上行速率门限值发送上行数据报文。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。