用于指示连接使能够在PDN网关和本地网关之间路由数据的方法和装置与流程

本申请要求于2016年5月17日提交的题为“enablementofdirectconnectionsbetweenlocalserversandservicecapabilityservers/applicationserversover3gppmobilecorenetworks(使能在3gpp移动核心网络上在本地服务器与服务能力服务器/应用服务器之间的直接连接)”的美国临时申请no.62/337,504的优先权，其内容通过引用而被整个并入到此。

背景技术：

还被称为物联网(iot)或物联网(wot)系统的机器对机器(m2m)系统通常包含其中使用各种联网协议以支持多种不同的设备、应用以及服务的多个互连的异构网络。这些协议具有其每一个都针对一种情况或另一种进行了优化的不同功能和特征。由于设备、应用、服务以及环境的多样性，因此不存在一种通用的解决方案。

诸如3gpp和onem2m的各种标准及提出的协议描述了各种实体在各个操作层建立连接和通信的方法。这样的实体例如可以是本地、服务、或分组数据网络网关(l-gw、s-gw、或p-gw)、用户装备(ue)、应用服务器(as)、服务能力服务器(scs)、移动性管理实体(mme)、演进utran节点b(enb)、服务能力暴露功能(scef)、或者归属订户服务器(hss)。操作层例如可以包括演进分组核心(epc)/as(scs)接口、3gpp核心网络以及服务层。操作可能涉及本地数据平面的使用并且可以使用诸如通用分组无线电服务隧道协议(gtp)的隧道协议。

技术实现要素：

用户装备设备(ue)发起本地网关(l-gw)与分组数据网络网关(p-gw)之间的专用承载的创建。建立gtp隧道以连接l-gw、服务网关(s-gw)以及p-gw。l-gw和p-gw应用网络地址转换(nat)和/或业务流模板(tft)以在ls与服务能力服务器/应用服务器(scs/as)之间路由业务。或者，scs-发起承载创建，并且scef对gtp隧道连接的创建进行管理。l-gw可以与演进的utran节点b(enb)共同定位和/或连接到与l-gw不共同定位的多个enb。

附图说明

从通过结合附图的示例所给出的以下描述中可以得到更详细的理解。

图1是示出与移动网络运营商(mno)域和公共互联网有关的示例(s)gi-lan的方框图。

图2是用于ue请求的承载资源修改的方法的示例呼叫流。

图3和4描绘了用于专用承载激活的方法的示例呼叫流。

图5-7描绘了用于建立ue请求的pdn连接性的方法的示例呼叫流。

图8示出了与henb共同定位的lipal-gw的示例架构。

图9是网络触发的服务请求方法的示例呼叫流。

图10是3gppscef架构的示例。

图11是示出了lgw-pgw承载/pdn连接的示例网络架构。

图12和13描绘了ue发起的lgw-pgw承载创建方法的示例呼叫流。

图14描绘了对ae、ls以及scs的示例ip地址分配。

图15描绘了来自scs的nat数据的下行链路的分组中的数据的关系。

图16描绘了到scs的nat数据的上行链路的分组中的数据的关系。

图17和18描绘了ue发起的lgw-pgw会话创建方法的示例呼叫流。

图19描绘了到l-gw的nat数据的下行链路的分组中的数据的关系。

图20描绘了来自l-gw的nat数据的上行链路的分组中的数据的关系。

图21是多个enb连接到一个l-gw的示例网络架构。

图22-24描绘了scef发起的lgw-pgw承载创建方法的示例呼叫流。

图25-27描绘了scef发起的lgw-pgw会话创建方法的示例呼叫流。

图28是用于ue发起的方法的用于通过用户平面将端口号传递到ls和scs的示例呼叫流。

图29是用于scs发起的方法的用于将端口号传递到ls的示例呼叫流。

图30是示例图形用户界面。

图31是可以实现一个或多个公开实施例的示例机器对机器(m2m)、物联网(iot)、或物联网(wot)通信系统的系统图。

图32是可以在图31中所说明的m2m/iot/wot通信系统内使用的示例架构的系统图。

图33是可以在图31和32中所说明的通信系统内使用的诸如m2m/iot/wot设备、网关、或服务器的示例通信网络节点的系统图。

图34是可以具体实施图31和32的通信系统的节点的示例计算系统的方框图。

图35说明了示例通信系统。

图36是为无线通信所配置的诸如例如无线发送/接收元件(wtru)的示例装置或设备的方框图。

图37是第一示例无线电接入网络(ran)和核心网络的系统图。

图38是第二示例ran的系统图。

图39是第三示例无线电接入网络ran的系统图。

图40是第三示例无线电接入网络ran的系统图。

具体实施方式

用户装备设备(ue)发起本地网关(l-gw)与分组数据网络网关(p-gw)之间的专用承载的创建。建立gtp隧道以连接l-gw、服务网关(s-gw)以及p-gw。l-gw和p-gw应用网络地址转换(nat)和/或业务流模板(tft)以在ls与服务能力服务器/应用服务器(scs/as)之间路由业务。或者，scs-发起承载创建，并且scef对gtp隧道连接的创建进行管理。l-gw可以与演进的utran节点b(enb)共同定位和/或连接到与l-gw不共同定位的多个enb。

参考图1，(s)gi-lan3402是在互联网3403与移动核心网络3401的通用分组无线电服务(gprs)支持节点(ggsn)或pdn网关(p-gw)ggsn/p-gw3404之间的分组数据网络(pdn)。(s)gi-lan3402受到运营商域3401中的移动网络运营商(mno)的控制。当上行链路数据分组离开(s)gi-lan3402朝向互联网3403时，它们不再受mno的控制并且通常可认为分组已经到达公共互联网3403。(s)gi-lan3402可以包括增值服务(vas)。vas的示例包括网络地址转换(nat)、防火墙、视频压缩、数据压缩、负载平衡器、http报头富集功能、传输控制协议(tcp)优化器等。通常，深度分组检查(dpi)技术确定每个增值服务(vas)是否应在给定数据流上运行。可以将业务路由到公共互联网3403中的(s)gi-lan3402和诸如例如机器到机器(m2m)服务器3406的服务器或者可以对来自其的业务进行路由。

还可以将这里所呈现的概念应用于例如5g网络。还可以将应用服务器(as)或服务能力服务器(scs)称为应用功能。应用于p-gw的想法还可以应用于用户平面功能(upf)。应用于mme的想法还可以应用于接入和移动性功能(amf)。应用于hss的想法还可以应用于用户数据管理功能(udm)。应用于scef的想法还可以应用于网络暴露功能(nef)。应用于enb的想法还可以应用于5g基站。

通常，一旦ue已附连到epc网络并建立了pdn连接和lipapdn连接，则ue可以发起用于在可以由ls或scs/as使用的l-gw与p-gw之间建立诸如专用承载或新的pdn连接的连接的处理。这可以通过多种方式完成。例如，可以使到ue的信令量最小化，例如如果不需要为ue保留无线电资源。此外，scs/as可以类似地发起承载创建和会话创建。

有时，为了用户装备设备(ue)的用户的利益，对于诸如3gpp网络的网络而言在本地服务器(ls)与应用服务器(as)之间建立直接连接将是有益的。例如，用户可以是从as请求服务的移动订户，其中通过移动核心网络(mcn)接入所述as。订户可以经由与本地网络相关联的基站连接到as。本地网络可以托管本地服务器(ls)，例如in-cse或mn-cse，其知道本地上下文信息。在许多情况下，ls能够与远程as共享该本地上下文信息将是有利的。例如，用户可以在后端as订阅广告服务。在的订阅中，用户识别他或她感兴趣的广告的类型。不感兴趣的广告应该由后端as过滤掉并且不应到达移动订户。此后，当用户访问购物中心时，他或她可以通过lipa连接与购物中心小型小区连接。小型小区可以提供对互联网以及多个本地服务器的接入。不允许本地广告ls将其本地广告直接发送给移动订户。相反，它必须将其广告发送到后端as，该后端as首先根据用户偏好对它们进行过滤，并且此后将推荐的广告转发给ue。

在ls和scs/as之间不存在通过标准epc的连接。ls和scs/as可经由互联网在epc网络外部进行通信。然而，考虑到信息将遍历非3gpp网络，则从运营商的增值服务角度来看非epc连接不是优选的。因此，优选的是通过运营商的epc将信息从ls传递到scs/as，反之亦然。为实现此，可以由ue或scs/as发起ls与scs/as之间的pdn连接或专用承载。

这可以通过多种方式实现。例如，ue可以发起对l-gw与p-gw之间的专用承载的请求使得该连接将与ue相关联。类似地，ue可以发起l-gw与p-gw之间的新的pdn连接请求使得该连接将与ue相关联。同样地，scs/as可以发起对ls与scs/as之间的专用承载或pdn连接的请求使得该连接将与scs/as相关联。

表1提供了在描述这里所讨论的方法和装置的过程中所使用的许多首字母缩略词的扩展。

表1.首字母缩略词和缩写词。

图2-10描绘了基于可以适于实现这里所描述的ue和scs/as发起的连接创建方法的标准和提议标准的呼叫流和架构。

图2是用于ue请求的承载资源修改的示例方法的呼叫流。ue可以利用诸如在3gppts23.401的第5.4.5节“generalpacketradioservice(gprs)enhancementsforevolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork(e-utran)access(用于演进的通用地面无线电接入网络的通用分组无线电服务(gprs)增强)”，v12.4.0，2014年3月中所解释的“ue请求的承载资源修改”过程来请求修改承载资源。这样的请求可用于请求新的服务质量(qos)或者修改特定分组过滤器。ue可以接受这样的请求并调用专用承载激活/停用或修改过程ts23.401。

图3和4描绘了专用承载激活的示例呼叫流。pdn-gw可以根据如在ts23.401的第5.4.1节中所解释的ue的请求(第2.2节)来调用“专用承载激活”过程。将在ue与pdn-gw之间的相同现有缺省pdn连接上建立专用承载。这种专用承载将具有相关的分组过滤器，该分组过滤器将被存储在业务流模板(tft)中。与缺省承载相反，tft将用于使预期分组在专用承载上通行。

图6-7描绘了用于建立ue请求的pdn连接性的方法的示例呼叫流。与参考图2所描述的承载资源修改过程不同，在这里，ue可以请求如在ts23.401的第5.10.2节中所描述的新的pdn连接。作为响应，将通过新的pdn连接激活缺省承载。此外，p-gw将通过新的pdn连接向ue指配新的ip地址。

根据ts23.401的第4.4.16节，lipa使得ue能够经由henb和本地网关(l-gw)接入可用本地ip服务，而用户平面无需遍历移动运营商的网络，除了henb之外。图8描绘了与l-gw共同定位的henb的示例lipa架构，其目前是根据ts23.401的第4.4.9节对lipa所标准化的唯一场景。在henb与经由关联id参数所管理的l-gw之间建立直接用户平面。更确切地说，henb使用关联id以使无线电承载(来自ue)与直接用户平面连接(来自l-gw)相匹配。不支持lipa专用承载激活。

在图8中，在l-gw与s-gw之间存在s5参考点。在l-gw具有到其处于ecm-idle状态的ue的下行链路数据的情况下利用这样的参考点。换句话说，当图8中未示出的本地服务器(ls)朝向l-gw发送下行链路数据并且目标ue处于ecm-idle状态时，l-gw将第一下行链路分组发送到s-gw。因此，s-gw触发mme以寻呼ue。一旦ue处于ecm-connected状态，则下行链路数据通过henb直接从l-gw流向ue。参见图9和ts23.401的第5.3.4.3节。

3gpp具有在3gppts23.682“architectureenhancementstofacilitatecommunicationswithpacketdatanetworksandapplications(用于促进与分组数据网络和应用的通信的架构增强)”中向应用/服务提供商暴露底层网络能力的框架。这包括被称为服务能力暴露功能(scef)的功能。scef通过由oma、gsma以及可能的其它标准化机构所定义的同构网络应用编程接口(例如网络api)提供对网络能力的接入。scef从底层3gpp网络接口和协议中抽象出服务。图10是示出了与应用和epc有关的scef的示例架构。尽管未在图10中示出，但是gmlc可以是可以连接到scef的网络实体之一。

图11示出了其示出了lgw-pgw承载/pdn连接的示例网络架构。ue具有与缺省承载到scs/as的缺省pdn连接。ue还具有lipapdn连接。可以创建l-gw与p-gw之间的隧道使得该隧道与特定scs/as或ue相关联。

图12和13示出了ue发起lgw-pgw承载创建的示例呼叫流。ue可以意识到存在可能与和ue相关联的as/scs共享上下文信息的ls。例如，ls可能能够告知scs/as哪些商店紧邻ue使得scs/as可向ue推送优惠券。在这种情况下，ls能够将数据发送到scs/as是有利的。

ue可以通过修改在ts23.401的第5.4.5节中所描述的“uerequestedbearerresourcemodification(ue请求的承载资源修改)”的方法来向ue以最小的无线电信令发起lgw-pgw承载创建以在ue与p-gw之间建立专用承载。在这里，改为在l-gw与p-gw之间建立承载。

参考图12，在步骤0中，在ue与p-gw之间建立缺省pdn连接。此外，在ue与l-gw之间建立lipa连接。因此，ue具有两个ip地址：由p-gw所分配的公共ip地址以及由l-gw所分配的lipaip地址。图13说明了ue、ls以及scs的ip地址分配。

再次参考图12，在步骤1中，ue形成业务聚合描述(tad)，该业务聚合描述(tad)指示应当通过新的专用承载发送分配给ls-port-numx的任何数据分组。例如，在与ls进行通信的同时，ue可以认识到它可以通过允许ls直接向scs/as发送上下文信息而获益。此后ue可以决定它希望允许ls与scs/as通信使得可将上下文信息发送到scs/as。ue和ls可以对用于ls到scs/as通信的端口号进行协商，ls可以向ue通知将使用什么端口号，或者ue可以向ls通知什么端口号将用于ls到scs/as通信。或者，可以使用众所周知的端口号。

接下来，ue将rrc“ul信息传送”(nas-pdu)消息2a从ue发送到enb。消息2a包含nas-pdu“请求承载资源修改”(lbi、pti、eps承载标识、qos、tad、bind-to-lgw-flag、ls-ip-address(ls-ip地址)、协议配置选项)信息。enb在s1-ap“上行链路nas传输”(nas-pdu、l-gw传输层地址、或本地归属网络id)消息2b中传递ue的nas消息2a。在3gppts36.413的第8.6.2.3节“evolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork(e-utran)；s1applicationprotocol(s1ap)(演进的通用陆地无线电接入网络(e-utran)；s1应用协议(siap))”，v12.1.0，2014年3月中指示包含l-gw地址。如在ts23.401的第5.4.5节中所指示的，仅在所请求的操作是“添加”时ue发送链接承载id(lbi)以指示附加承载资源链接到哪个pdn连接。ue为此过程动态地分配过程事务标识符(pti)。tad指示一个请求的操作(添加)并且包括要添加的分组过滤器，其在前一步骤中形成。通过添加bind-to-lgw-flagie，ue能够向mme通知这是用于在l-gw与p-gw之间创建承载的特定请求。最后，ls-ip-address是ls的本地(lipa)ip地址。

包含bind-to-lgw-flagie使得mme分配新的承载id即lgw-bearer-id以参考l-gw与p-gw之间的承载。此后mme将“承载资源命令”(imsi、lbi、pti、eps承载标识、qos、tad、ls-ip-address、协议配置选项、bind-to-lgw-flag、lgw-bearer-id、l-gw地址、或者本地归属网络id)消息3发送到s-gw。为方便起见，我们将“l-gw传输层地址”称为“l-gw地址”。

服务网关(s-gw)通过将“承载资源命令”(imsi、lbi、pti、eps承载标识、qos、tad、ls-ip-address、协议配置选项、bind-to-lgw-flag、lgw-bearer-id、l-gw地址、或者本地归属网络id)消息4发送到p-gw来转发mme消息。

此后p-gw将ip-can会话修改(tad、bind-to-lgw-flag，lgw-bearer-id)消息5发送到pcrf。包括“bind-to-lgw-flag”以向pcrf指示新请求的承载与ls而不是ue相关联。

在步骤6中，p-gw处理消息5。如果请求5被接受，p-gw添加从ue所接收到的tad以形成更新的业务流模板(tft)。tft将用于将要通过ls-port-num(ls端口号)x发送的分组数据链接到lgw-bearer-id专用承载。

在步骤7中，p-gw将创建新的网络地址转换(nat)条目，所述条目用于指示如果要通过ls-port-numx发送数据并且目的地ip地址是ue的缺省ip地址(ue-ip-address)时应使用本地lsip地址(ls-ip-address)以代替ue的ip地址(ue-ip-address)。

通常，在p-gw中形成nat。该逻辑功能典型地驻留在(s)gi-lan中。为了实现在图12中所描绘的呼叫流，不必使所有nat功能处于p-gw。相反，p-gw仅需负责对与特定tft规则相匹配的特定业务流的目的地ip地址进行计费。在该示例中，将寻址到ue的ip地址和ls-port-num的ip分组的目的地ip地址变为本地lsip地址(ls-ip-address)。或者，可以允许p-gw利用该规则来配置外部nat功能。参见图15。

此后p-gw发起与ts23.401的第5.4.1.1节的“专用承载激活”过程相似的步骤。p-gw通过s5接口将“创建承载请求”(imsi、pti、eps承载qos、tft、p-gws5teid、计费id、lbi、协议配置选项、scs-ip-address，ue-ip-address)消息8发送到s-gw。包括pti参数以使消息8与消息4中的请求关联。仅在由“ue请求的承载资源修改”过程发起了该过程时使用pti参数，在这里是这种情况。pti还将用在用于向ue通知承载请求成功的呼叫流的结束过程中使用。假设存在ptiie，则不需要包括“lgw-bearer-id”ie，因为s-gw已知道这两个ie。

继而，s-gw通过s5接口将“创建承载请求”(imsi、pti、eps承载qos、tft、s-gwteid、p-gwteid、lbi、协议配置选项、lgw-bearer-id、scs-ip-address、ue-ip-address)消息9发送到l-gw。由用于标识l-gw到s-gw隧道的s-gwteid来代替通常用于标识enb到s-gw隧道的s1-teidie(到enb)。此外，“lgw-bearer-id”、scs-ip-address以及ue-ip-addressie被包含在到l-gw的“创建承载请求”消息之中。l-gw不知道pti，并且因此该消息具有pti和“lgw-bearer-id”ie这两者是有利的。最后，包括tft以将tft规则携带到l-gw。

在图13中继续图12的呼叫流。在步骤10中，l-gw应用所接收到的tft以将要通过ls-port-numx发送的分组数据链接到lgw-bearer-id专用的承载。

在步骤11中，l-gw创建新的nat条目，该新的nat条目指示如果将使用ls-port-numx而通过lipa连接从ls发送数据并且目的地ip地址是scs(scs-ip-address)时源地址应变为ue的公共ip地址(ue-ip-address)。在步骤9中接收scs-ip-address和ue-ip-address。该动作如图16所示。

再次参考图13，l-gw通过向s-gw发送“创建承载响应”(lgw-bearer-id、lgw-teid)消息12来向s-gw确认承载激活。现在创建l-gw与s-gw之间的gtp隧道。

接下来，s-gw通过发送“创建承载响应”(lgw-bearer-id，sgw-teid)消息13来向p-gw确认承载激活。现在创建p-gw与s-gw之间的gtp隧道。

当现在通过s-gw建立了p-gw与l-gw之间的完整隧道时，s-gw向mme发送新的“承载资源响应”(lgw-bearer-id)消息14以指示在l-gw与p-gw之间创建gtp隧道成功。

mme通过向enb发送nas“承载资源修改响应”(pti，lgw-bearer-id)消息15来传递该成功，所述enb在消息16中将该成功转发给ue。不包含在标准专用承载激活过程中的该消息向ue通知其请求成功。在接收到消息16之前，ue仅知道pti并且不知道lgw-bearer-id。一旦ue接收到由pti所标识的该响应消息16，ue知道其请求成功并且该lgw-bearer-id是l-gw与p-gw之间新创建的承载id。首先使用s1-ap“下行链路nas传输”(nas-pdu)消息15将nas-pdu从mme发送到enb。接下来，在“dl信息传送”(nas-pdu)消息16中将nas-pdu转发到ue。

用于“ue请求的承载激活”和“专用承载激活”过程的标准协议消息可以适于支持在l-gw与p-gw之间建立承载。再次参考图2，ue向mme发送nas“请求承载资源修改”消息1。在这里，除了lbi、pti、eps承载标识、qos、tad以及协议配置选项信息之外，该消息1还包括bind-to-lgw-flag、lipa-apn以及ls-ip-address信息。如ts23.401的第5.4.5节所指示的，仅在添加请求的操作以指示附加承载资源链接到哪个pdn连接时，ue发送链接承载id(lbi)。tad指示一个请求的操作(添加)并且包括要添加的分组过滤器。bind-to-lgw-flag向mme告知这是用于创建新承载的特定请求。该新承载不会由ue使用来发送和接收数据。反而，它将由本地网络中的服务使用以经由l-gw发送数据。mme使用lipa-apn以确定l-gw标识。ls-ip-address是ls的ip地址。

接下来，mme向s-gw发送“承载资源命令”消息2。在这里，除了imsi、lbi、pti、eps承载标识、qos、tad以及协议配置选项之外，消息2还包括bind-to-lgw-flag、l-gw地址以及ls-ip-address。bind-to-lgw-flag告知s-gw该新承载将被绑定到l-gw。该新承载将由本地网络中的服务使用以经由l-gw发送数据。l-gw地址或本地归属网络id标识与在消息1中所提供的lipa-apn相关联的特定l-gw。

s-gw向p-gw发送承载资源命令消息3。在这里，除了imsi、lbi、pti、eps承载标识、qos、tad以及协议配置选项之外，消息3还包括bind-to-lgw-flag和ls-ip-address。

在这一点上，将执行如图3和4所示的并在ts23.401的第5.4.1节中所描述的专用承载激活过程，但有一些不同之处。在这里，图3和4中的消息包括bind-to-lgw-flag、l-gw地址、或本地归属网络id、scs-ip-address以及ue-ip-addressie。

此外，图4中未示出，在步骤11之后，s-gw向l-gw发送创建会话请求。l-gw以对s-gw的创建会话响应(用户平面的p-gw地址、用户平面的p-gwteid、控制平面的p-gwteid、pdn类型、pdn地址、eps承载id、eps承载qos、协议配置选项、计费id、禁止有效载荷压缩、apn限制、原因、ms信息变更报告动作(开始)(如果p-gw决定在该会话期间接收ue的位置信息)、csg信息报告动作(开始)(如果p-gw决定在会话期间接收ue的用户csg信息)、存在报告区域动作(如果p-gw决定接收与存在报告区域中ue存在的改变有关的通知)、pdn计费暂停启用指示(如果p-gw选择启用该功能)、apn-ambr)进行响应。p-gw和l-gw处的nat与图15和16中所示的nat相类似。

图17和18示出了由此ue发起l-gw与p-gw之间的新连接创建的示例呼叫流。该呼叫流类似于在ts23.401的第5.10.2节中所呈现的“ue请求的pdn连接”方法，其中进行了一些修改。

参考图17。在步骤0中，在ue与pdn网关(p-gw)之间建立缺省pdn连接，并且在ue与l-gw之间建立lipa连接。因此，ue具有由p-gw分配的公共ip地址。此外，ue具有由l-gw分配的不同本地ip地址。

ue试图向mme发送nas-pdu“pdn连接请求”(apn、lipa-apn、pdn类型、协议配置选项、请求类型、bind-to-lgw-flag)。这分两步完成。首先，在从ue到enb的消息1a中的rrc“ul信息传送”(nas-pdu)中携带nas-pdu。这在3gppts36.331的第5.6.2节“无线电资源控制(rrc)协议规范”，v12.1.0，2014年3月中有说明。

其次，enb在s1-ap“上行链路nas传输”(nas-pdu，l-gw传输层地址)消息1b中传递ue的nas信息。这在ts36.413的第8.6.2.3节中有说明。

另外，“bind-to-lgw-flag”ie可以用于向mme通知这是用于在l-gw与p-gw之间创建新的pdn连接的特定请求。此外，lipa-apnie可以用于指示本地服务的apn。

从消息1a中的“bind-to-lgw-flag”ie，mme理解该请求与lgw与p-gw之间的连接有关。因此，mme分配特殊承载id(lgw-bearer-id)并将消息2发送到s-gw。消息2包含“创建会话请求”(imsi、msisdn、控制平面的mmeteid、rat类型、p-gw地址、l-gw地址或本地归属网络id、缺省eps承载qos、pdn类型、订阅的apn-ambr、apn、lipa-apn、lgw-bearer-id、协议配置选项、切换指示、me标识、用户位置信息(ecgi)、ue时区、用户csg信息、ms信息变更报告支持指示、选择模式、计费特征、跟踪参考、跟踪类型、触发id、omc标识、最大apn限制、双地址承载标志、bind-to-lgw-flag)。按照这种方式，mme将lipa有关参数(lipa-apn、l-gw地址、或本地归属网络id)传递给s-gw。

接下来，s-gw在其eps承载表中创建新条目并将消息3发送到在消息2中所接收到的p-gw地址中指示的p-gw。消息3包含“创建会话请求”(imsi、msisdn、用户平面的s-gw地址、用户平面的s-gwteid、控制平面的s-gwteid、rat类型、缺省eps承载qos、pdn类型、订阅的apn-ambr、apn、lgw-bearer-id、协议配置选项、切换指示、me标识、用户位置信息(ecgi)、ue时区、用户csg信息、ms信息变更报告支持指示、pdn计费暂停支持指示、选择模式、计费特征、跟踪参考、跟踪类型、触发id、omc标识、最大apn限制、双地址承载标志、bind-to-lgw-flag)。不需要将“l-gw地址”或本地归属网络idie传递到p-gw。该信息需要在s-gw处是可用的。

在消息4中，p-gw向携带(bind-to-lgw-flag,lgw-bearer-id)信息的pcrf发起ip-can会话修改。包括“bind-to-lgw-flag”以向pcrf指示新请求的pdn连接与ls而不是ue相关联。

在步骤5a中，p-gw在其eps承载上下文表中创建新条目并为lgw-bearer-id承载生成“lgw计费id”。新条目允许p-gw在s-gw与分组数据网络之间路由用户平面pdu并开始计费。此外，p-gw分配要指配给ls的新ip地址即“ls-ip-address-new”。p-gw可以包括要在l-gw处的nat功能中使用的scs的ip地址“scs-ip-address”。

p-gw将消息5b返回给s-gw。消息5b包含用于在s-gw与p-gw之间建立gtp隧道的“创建会话响应”(用户平面的p-gw地址、用户平面的p-gwteid、控制平面的p-gwteid、pdn类型，ls-ip-address-new、lgw-bearer-id、eps承载qos、协议配置选项、lgw-chargingid、禁止有效载荷压缩、apn限制、原因、pdn计费暂停启用指示(如果p-gw已选择启用该功能)、apn-ambr、scs-ip-address)s-gw。

在图18中继续图17的呼叫流。s-gw通过向消息2中指定的l-gw地址或本地归属网络id中所指示的l-gw发送s-gw消息6来发起s-gw到l-gw的gtp隧道。消息6包含“创建会话请求”(imsi、msisdn、用户平面的s-gw地址、用户平面的s-gwteid、控制平面的s-gwteid、rat类型、缺省eps承载qos、pdn类型、ls-ip-address-new、scs-ip-address、订阅的apn-ambr、lipa-apn、lgw-bearer-id、协议配置选项、切换指示、me标识、用户位置信息(ecgi)、ue时区、用户csg信息、ms信息变更报告支持指示、pdn计费暂停支持指示、选择模式、计费特征、跟踪参考、跟踪类型、触发id、omc标识、最大apn限制、双地址承载标志、bind-to-lgw-flag)。“lipa-apn”包含在该步骤中，因为它的目标是到l-gw的会话。此外，还包括“ls-ip-address-new”和“scs-ip-address”ip地址以在l-gw处的nat构建过程中使用。

在步骤7中，l-gw使pdn连接与新的ip地址‘ls-ip-address-new’相关联。通常，该ip地址将由ue使用。然而，该ip地址将由ls使用。因此，为了在scs与ls之间路由业务，l-gw建立nat。图19和20说明了将在l-gw处所执行的nat功能。ls-ip-address是lipa连接上的本地lsip地址。

再次参考图18，在步骤7中，l-gw进一步在其eps承载上下文表中创建新条目。这类似于p-gw所执行的步骤5a。新条目允许l-gw在s-gw与lipa分组数据网络之间路由用户平面pdu。

在消息8中，l-gw向s-gw返回用于在s-gw与l-gw之间建立gtp隧道的“创建会话响应”(用户平面的l-gw地址或本地归属网络id、用户平面的l-gwteid、控制平面的l-gwteid、pdn类型、lgw-bearer-id、eps承载qos、协议配置选项、禁止有效载荷压缩、apn限制、原因、apn-ambr)。l-gw将不生成新的计费id，因为p-gw将是负责使用步骤5a和5b中的“lgw计费id”创建来对新的lgw-p-gw连接进行计费的一个。

一旦s-gw创建了与p-gw和l-gw隧道，则在消息9中s-gw通过向mmw发送“创建会话响应”(pdn类型、ip-ue-new、用户平面的s-gw地址、用户平面的s-gwteid、控制平面的s-gwteid、lgw-bearer-id、eps承载qos、p-gw地址和teid、l-gw地址或本地归属网络id、协议配置选项、禁止有效负载压缩、apn限制、原因、ms信息变更报告动作(开始)、csg信息报告动作(开始)、存在报告区域动作、apn-ambr)来确认mme的请求。

mme通过向enb发送naspdu“pdn连接性接受”(apn、lipa-apn、pdn类型、ip-ue-new、lgw-bearer-id、会话管理请求、协议配置选项)消息10a来确认ue的请求。消息10a使用s1-ap“下行链路nas传输”(nas-pdu)格式。

enb将nas-pdu信息在“dl信息传送”(nas-pdu)消息10ab中转发到ue。

当多个ue发起多个请求以建立同一ls-scs(lgw-pgw)连接时，p-gw接受第一ue的请求以建立这种连接。后续请求不由p-gw执行，并且确认将被发送到后续请求ue，指示已建立新的专用承载或pdn连接。'lgw-bearer-id'包含在这样的确认消息之中。

图21示出了l-gw连接到多个enb的示例配置。例如，可以将enb部署在分布在某个地理区域上的路侧单元(rsu)处，其中rsu都连接到一个l-gw，并且继而l-gw连接到位置服务器(ls)，由此ls捕获并提供与多个enb所覆盖的区域有关的信息。

参考图21，对于存在于ue与l-gw之间的lipa连接，如参考图12、13、17以及18所讨论的，将在enb与l-gw之间存在gtp隧道。这与可通过s1-u参考点而存在于enb与s-gw之间的gtp隧道相类似。因此，enb知道要构建gtp隧道所需的l-gwip地址。因此enb可使用l-gwip地址以用于ue发起的lgw-pgw承载创建和ue发起的lgw-pwg新pdn连接创建。例如，在图12中，enb和l-gw被并置。enb经由包括nas-pdu和l-gw地址或本地归属网络id的s1-ap“上行链路nas传输”消息2b来传递ue的nas消息2a中的信息。在图21的多enb场景中，enb可以在发送到mme的s1-ap“上行链路nas传输”消息中包括l-gw地址或本地归属网络id。

类似地，在图17中，enb和l-gw被并置。ue将lipa-apn在nas“pdn连接性请求”消息1a中发送到enb。enb在发送到mme的s1-ap“上行链路nas传输”消息1b中附加l-gw地址或本地归属网络id。在图21所示的多enb场景中，enb可以在发送到mme的s1-ap“上行链路nas传输”消息中包括l-gwip地址。由此enb可以得知l-gwip地址以作为在其自身与l-gw之间建立gtp隧道的一部分。这不需要将来自携带lipa-apn的ue的nas消息变为mme。

图22-24是scs可以发起lgw-pgw承载创建的方法的示例呼叫流。scs/as请求将由特定本地服务器提供的本地信息。本地服务器通过现有lipa连接连接到ue。该请求由scs/as发起并由scef管理。为此，scef如下与p-gw(p-gw)和mme进行通信。

在发送消息1之前，在ue与p-gw之间建立缺省pdn连接。在ue与l-gw之间建立lipa连接。因此，ue具有由p-gw分配的公共ip地址。此外，ue具有由l-gw分配的不同本地ip地址。

在消息1中，scs/as通过向scef发送“检索本地信息请求”(外部id、scs标识符、ls-port-num＝x)开始查询将由ls提供的给定ue的本地信息。包括'ls-port-num’ie以用于通过ls-port-numx发送本地信息。

在步骤2中，scef检查以查看scs/as是否被授权获得与所请求的ue有关的本地服务器信息。如果scs/as被授权，则scef发送消息3。否则，该流程停止并且scef向scs/as报告拒绝及其原因。

在消息3中，一旦请求被授权，则scef通过sh参考点向hss发送“订户信息请求”(外部id，scs标识符)以获得ue的imsi并获得ue的服务节点(例如mme)的标识。

在消息3a中，hss通过向scef发送“订户信息响应”(imsi或外部标识符，服务节点)消息来应答。hss将外部标识符解析为imsi并检索相关hss存储的路由信息，该路由信息包括ue的服务cn节点(mme、sgsn、3gppaaa服务器、或msc)的标识。可选地，hss将imsi发送给scef。

在消息4中，一旦scef接收到mme地址和ue的标识，则scef通过t6a参考点向mme发送“创建承载请求”(imsi，bind-to-lgw-flag)消息。使用“bind-to-lgw-flag”ie，scef能够向mme通知这是用于在l-gw与p-gw之间创建承载的特定请求，该承载与其imsi所定义的ue相关联。

在步骤5中，一旦mme接收到承载请求发起，则它分配新的承载id即lgw-bearer-id以参考l-gw与p-gw之间的承载。

在消息5a中，mme通过tx参考点向scef发送“创建承载响应”(lgw-bearer-id、l-gw地址或本地归属网络id、p-gwid)消息。mme存储在每个“上行链路nas传输”消息中周期性地从enb接收到的l-gw地址或本地归属网络id。

在消息6中，一旦scef接收到p-gwid，则scef将“检索本地信息请求”(imsi、bind-to-lgw-flag、lgw-承载id、l-gw地址、或本地归属网络id、ls-port-num＝x)发送到p-gw。按照这种方式，scef向p-gw通知scef感兴趣的是通过ls-port-numx从具有与(通过其imsi识别的)ue的lipa连接的ls接收本地服务器信息。

在图23中继续图22的呼叫流。在步骤7中，p-gw形成更新的tft，该更新的tft用于指示应通过在消息6中所接收到的新的专用承载lgw-bearer-id来发送分配给ls-port-numx的任何数据分组。

在消息8中，p-gw通过发送携带tad、bind-to-lgw-flag以及lgw-bearer-id信息的pcrf来发起ip-can会话修改。包括“bind-to-lgw-flag”以向pcrf指示新请求的承载与ls而不是ue相关联。

在消息9中，p-gw发起类似于ts23.401的第5.4.1.1节的“专用承载激活”过程。消息9包括“创建承载请求”(imsi、eps承载qos、tft、p-gws5teid、bind-to-lgw-flag、lgw-bearer-id、l-gw地址或本地归属网络id、scs-ip-address)。通过s5参考点将消息9发送到s-gw(s-gw)。scs-ip-address表示scs的公共ip地址，这是l-gw处的nat所需的。

在消息10中，s-gw通过s5向(使用l-gw地址或本地归属网络idie所定义的)l-gw发送“创建承载请求”(imsi、eps承载qos、tft、s-gwteid、p-gwteid、bind-to-lgw-flag、lgw-bearer-id、scs-ip-address)信息。包括tft以将tft规则传送到l-gw。使用“bind-to-lgw-flag”ie，s-gw将能够向l-gw通知这是在l-gw与p-gw之间创建承载(具有idlgw-bearer-id)的特定请求。

步骤11-14与图13中的步骤10-13相类似。在这里在图23中，l-gw另外将是ls的本地lipaip地址的“ls-ip-address”ie插入到s-gw和p-gw。“ls-ip-address”ip地址在l-gw已可用并在现有lipa连接上使用。

在图24中继续图23的呼叫流。在消息14中，s-gw向p-gw通知新的nat条目。如果要通过ls-port-numx发送数据并且目标ip地址是典型的ue公共ip地址(ip-ue)，则根据nat，地址现在将变为本地lsip地址(ls-ip-address)。

在步骤15中，当现在在l-gw与p-gw之间建立新承载时，pdn-gw通过向scef发送“检索位置信息响应”消息来指示。

在消息16中，p-gw向scef发送“检索本地信息响应”。

最后，在消息17中，scef通过向scs/as发送“检索本地信息响应”信息来响应步骤1中的api。

图25-27是scs可以发起lgw-pgwpdn连接的方法的示例呼叫流。scs/as请求在为特定用户服务的l-gw与p-gw之间创建新的pdn连接。在图25中，在发送消息1之前，在ue与p-gw之间建立缺省pdn连接，并且在ue与l-gw之间建立lipa连接。因此，ue具有由p-gw分配的公共ip地址。此外，ue具有由l-gw分配的不同本地ip地址。mme管理lipa连接，并且因此mme知道l-gw地址或本地归属网络id和lipa-apn。

在图25中，消息1、步骤2以及消息3和3a与结合图22所描述的对应操作相类似。在消息1中，scs/as通过向scef发送“检索本地信息请求”(外部id、scs标识符、ls-portnum＝x)api开始查询将由ls提供的给定ue的本地信息。包含'ls-port-num’ie用于通过ls-port-numx发送本地信息。在步骤2中，scef检查scs/as是否被授权获得与所请求的ue有关的本地服务器信息。如果scs/as被授权，则scef发送消息3。否则，流程停止并且scef将拒绝及其原因报告给scs/as。在消息3中，一旦请求被授权，则scef通过sh参考点向hss发送“订户信息请求”(外部id，scs标识符)以获得ue的imsi并获得ue的服务节点(例如mme)的标识。在消息3a中，hss通过向scef发送“订户信息响应”(imsi或外部标识符，服务节点)消息来应答。hss将外部标识符解析为imsi并检索相关hss存储的路由信息，该路由信息包括ue的服务cn节点(mme、sgsn、3gppaaa服务器、或msc)的标识。可选地，hss将imsi发送给scef。在消息4中，scef通过tx参考点向mme发送“创建会话请求”(imsi，bind-to-lgw-flag)信息。使用“bind-to-lgw-flag”ie，scef将能够向mme通知这是用于在与l-gw与p-gw之间创建承载的特定请求，该承载与其imsi所定义的ue相关联。

在步骤5中，一旦mme接收到承载请求发起，则它分配新的承载id即lgw-bearer-id以参考l-gw与p-gw之间的承载。

在图25-27中，消息6、7、8、9a、10、12和13以及步骤9和11与结合图22和23所描述的对应操作相类似。在步骤6中，mme通过s11向s-sw(使用l-gw地址或本地归属网络idie所定义的)发送“创建承载请求”(imsi、eps承载qos、tft、s-gwteid、p-gwteid、bind-to-lgw-flag、lgw-bearer-id、scs-ip-address)信息。包括tft以将tft规则携带到l-gw。使用“bind-to-lgw-flag”ie，s-gw将能够向l-gw通知这是在l-gw与p-gw之间创建承载(具有idlgw-bearer-id)的特定请求。在步骤7中，通过s5接口将“创建承载请求”转发到p-gw。在消息8中，p-gw通过发送携带tad、bind-to-lgw-flag以及lgw-bearer-id信息的pcrf来发起ip-can会话修改。包括“bind-to-lgw-flag”以向pcrf指示新请求的承载与ls而不是ue相关联。在步骤9中，p-gw在其eps承载上下文表中创建新条目并为lgw-bearer-id承载生成“lgw-chargingid”。新条目允许p-gw在s-gw与分组数据网络之间路由用户平面pdu，并开始计费。此外，p-gw分配要分配给ls的新ip地址即“ls-ip-address-new”。p-gw可以包括要在l-gw的nat功能中所使用的scs的ip地址“scs-ip-address”。在消息9a中，p-gw向s-gw返回在s-gw与p-gw之间建立gtp隧道的“创建会话响应”(用户平面的l-gw地址或本地归属网络id、用户平面的l-gwteid、控制平面的l-gwteid、pdn类型、lgw-bearer-id、eps承载qos、协议配置选项、禁止有效载荷压缩、apn限制、原因、apn-ambr)。在消息10中，s-gw通过s5向l-gw(使用l-gw地址或本地归属网络idie所定义的)发送“创建承载请求”(imsi、eps承载qos、tft、s-gwteid、p-gwteid、bind-to-lgw-flag、lgw-bearer-id、scs-ip-address)信息。包括tft以将tft规则携带到l-gw。使用“bind-to-lgw-flag”ie，s-gw将能够向l-gw通知这是在l-gw与p-gw之间创建承载(具有idlgw-bearer-id)的特定请求。在步骤11中，l-gw创建新的nat条目，该新的nat条目指示如果将使用ls-port-numx而通过lipa连接从ls发送数据并且目的地ip地址是scs(scs-ip地址)，源地址应变为ue的公共ip地址(ue-ip-address)。在步骤12中l-gw将确认用于创建承载的s-gw的请求。在步骤13中，s-gw响应步骤6中的mme的请求。

因为现在在l-gw与p-gw之间建立了新会话，因此mme向scef发送“创建会话响应”(lgw-bearer-id)消息14。

最后，scef第一步通过向scs/as发送“检索本地信息响应”消息15来响应api。

如果多个ue或scs实体发起用于建立同一ls-scs(lgw-pgw)连接的请求，则p-gw将仅接受第一请求。所有后续请求将不由p-gw执行，并且将向请求实体发送用于指示所请求的专用承载或pdn连接已建立的确认。

图28是用于ae发起的连接的用户平面通信的示例呼叫流。可以托管在ue上的ae可以通过用户平面向ls和scs两者通知用于彼此之间的直接通信的端口号。在消息1中，ae通过现有lipa连接向ls通知ae需要使用端口ls-port-numx以与scs进行通信。在消息1a中，ls确认消息1。在消息2中，ae通过缺省公共pdn连接向scs通知ae需要使用端口ls-port-numx以与ls进行通信。在消息2a中，scs确认消息2。此后ae可以将该端口号传递到网络。此后该端口号可以用于在l-gw、p-gw和/或s(g)i-lan中配置nat规则。

图29是用于scs发起的连接的用户平面通信的示例呼叫流。在消息1中，scs通过发送消息来发起lgw-pgw连接建立，scs将选择所述消息中的将用于其与ls的通信的ls-port-num(＝x)。为了使scs将端口号发送到ls，它首先通过3gpp缺省pdn连接将端口号发送到ae。在消息1a中，ae确认接收到消息1。此后在消息2中，ae通过lipa连接将端口号转发给ls。在消息2a中，ls确认消息2。使用该方法，scs不需要知道ls的本地ip地址。

图30示出了允许用户查看或调整系统操作的示例图形用户界面(gui)。在图30的示例中，用户可以使用以批准或不批准本地服务器向scs/as发送信息。

图31是可以实现一个或多个公开的实施例的示例机器到机器(m2m)、物联网(iot)、或物联网(wot)通信系统10的示意图。通常，m2m技术为iot/wot提供构建块，并且任何m2m设备、m2m网关、m2m服务器、或m2m服务平台可以是iot/wot的组件或节点以及iot/wot服务层等。在图2-14、17-18、或21-29中的任何一个中所说明的客户端、代理、或服务器设备中的任何一个可以包括诸如图8、10、11、21、31、或32中所说明的节点的通信系统的节点，

服务层可以是网络服务架构内的功能层。服务层典型地位于诸如http、coap、或mqtt的应用协议层之上并且为客户端应用提供增值服务。服务层还提供与诸如例如控制层和传输/接入层的较低资源层处的核心网络的接口。服务层支持多种类别的(服务)能力或功能，其包括服务定义、服务运行时启用、策略管理、接入控制以及服务集群。最近，例如onem2m的若干行业标准组织一直在开发m2m服务层以解决与将m2m类型的设备和应用集成到诸如互联网/网络、蜂窝、企业以及家庭网络的部署中相关的挑战。m2m服务层可以向应用和/或各种设备提供对可被称为cse或scl的服务层所支持的上述能力或功能的集合的接入。一些示例包括但不限于其可被各种应用共同使用的安全性、计费、数据管理、设备管理、发现、供应以及连接管理。通过其使用由m2m服务层所定义的消息格式、资源结构以及资源表示的api使这些能力或功能可用于这些各种应用。cse或scl是功能实体，该功能实体可以是由硬件和/或软件实现的并且提供(服务)对各种应用和/或设备(即这些功能实体之间的功能接口)暴露的能力或功能使得它们使用这些能力或功能。

如图31所示，m2m/iot/wot通信系统10包括通信网络12。通信网络12可以是固定网络(例如以太网、光纤、isdn、plc等)或无线网络(例如wlan，蜂窝等)或异构网络的网络。例如，通信网络12可以包括用于向多个用户提供诸如语音、数据、视频、消息、广播等的内容的多个接入网络。例如，通信网络12可以采用诸如码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交fdma(ofdma)、单-载波fdma(sc-fdma)等的一种或多种信道接入方法。此外，通信网络12可以包括诸如例如核心网络、互联网、传感器网络、工业控制网络、个人区域网络、融合个人网络、卫星网络、家庭网络、或企业网络的其它网络。

如图31所示，m2m/iot/wot通信系统10可以包括基础设施域和场域。基础设施域是指端到端m2m部署的网络侧，并且场域是指通常在m2m网关后面的区域网络。场域和基础设施域这两者都可以包括网络的各种不同节点(例如服务器、网关、设备等)。例如，场域可以包括m2m网关14和设备18。可以理解的是任何数量的m2m网关设备14和m2m设备18可以根据需要包含在m2m/iot/wot通信系统10之中。m2m网关设备14和m2m设备18中的每一个被配置成使用通信电路通过通信网络12或直接无线电链路发送和接收信号。m2m网关14允许无线m2m设备(例如蜂窝和非蜂窝)以及固定网络m2m设备(例如plc)通过诸如通信网络12或直接无线电链路的运营商网络进行通信。例如，m2m设备18可以收集数据并经由通信网络12或直接无线电链路将数据发送到m2m应用20或其它m2m设备18。m2m设备18还可以接收来自m2m应用20或m2m设备18的数据。此外，如下所述，可以经由m2m服务层22将数据和信号发送到m2m应用20或m2m设备18以及接收来自m2m应用20或m2m设备18的数据和信号。m2m设备18和网关14可以经由例如包括蜂窝、wlan、wpan(例如zigbee、6lowpan、蓝牙)、直接无线电链路以及有线线路的各种网络进行通信。示例性m2m设备包括但不限于平板计算机、智能电话、医疗设备、温度和天气监视器、联网汽车、智能仪表、游戏控制台、个人数字助理、健康和健身监视器、灯、恒温器、电器、车库门和其它基于致动器的设备、安全设备以及智能插座。

参考图32，所说明的场域中的m2m服务层22为m2m应用20、m2m网关14、m2m设备18以及通信网络12提供服务。应当理解的是m2m服务层22可以根据需要与任何数量的m2m应用、m2m网关14、m2m设备18以及通信网络12进行通信。m2m服务层22可以是由网络的一个或多个节点实现的，节点可以包括服务器、计算机、设备等。m2m服务层22提供适用于m2m设备18、m2m网关14以及m2m应用20的服务能力。m2m服务层22的功能可以以各种方式实现，例如作为web服务器、在蜂窝核心网络中，在云中等。

与所说明的m2m服务层22相类似，在基础设施域中存在m2m服务层22'。m2m服务层22'为基础设施域中的m2m应用20'和底层通信网络12提供服务。m2m服务层22'还为场域中的m2m网关14和m2m设备18提供服务。应当理解的是m2m服务层22'可以与任何数量的m2m应用、m2m网关以及m2m设备进行通信。m2m服务层22'可以通过不同服务提供商与服务层相交互。m2m服务层22'可以是由网络的一个或多个节点实现的，节点可以包括服务器、计算机、设备、虚拟机(例如云计算/存储场等)等。

还参考图32，m2m服务层22和22'提供提供各种应用和垂直行业可以利用的核心的服务交付能力集。这些服务能力使得m2m应用20和20'能够与设备交互并执行诸如数据收集、数据分析、设备管理、安全性、计费、服务/设备发现等功能。基本上，这些服务能力免除了应用实现这些功能的负担，从而简化了应用开发并降低了成本和上市时间。服务层22和22'还使得m2m应用20和20'能够通过诸如网络12的各种网络进行通信以与服务层22和22'所提供的服务相连接。

m2m应用20和20'可以包括各种行业中的应用，诸如但不局限于运输、健康和保健、联网家庭、能源管理、资产跟踪以及安全和监视。如上所述，跨设备、网关、服务器以及系统的其它节点运行的m2m服务层支持诸如数据收集、设备管理、安全性、计费、位置跟踪/地理围栏、设备/服务发现以及传统系统集成的功能，并将这些功能作为服务提供给m2m应用20和20'。

通常，诸如在图32中所说明的服务层22和22'的服务层定义了软件中间件层，该软件中间件层通过应用编程接口(api)与底层网络接口集来支持增值服务能力。etsim2m和onem2m架构这两者都定义了服务层。etsim2m的服务层被称为服务能力层(scl)。scl可以是在etsim2m架构的各种不同节点中实现的。例如，服务层的实例可以是在m2m设备(其被称为设备scl(dscl))、网关(其被称为网关scl(gscl))和/或网络节点(其被称为网络scl(nscl))之内实现的。onem2m服务层支持公共服务功能集(csf)(即服务能力)。一个或多个特定类型的csf集的实例化被称为公共服务实体(cse)，其可以托管在不同类型的网络节点(例如基础设施节点、中间节点、应用特定节点)上。第三代合作伙伴计划(3gpp)还定义了用于机器类型通信(mtc)的架构。在该结构中，服务层及其提供的服务能力是作为服务能力服务器(scs)的一部分而实现的。无论是具体体现在etsim2m架构的dscl，gscl或nscl、3gppmtc架构的服务能力服务器(scs)、onem2m架构的csf或cse、还是网络的某个其它节点中，服务层的实例可以是作为在网络中的一个或多个独立节点包括服务器、计算机以及其它计算设备或节点上执行的逻辑实体(例如软件、计算机可执行指令等)实现的或者可以是作为一个或多个现有节点的一部分而实现的。作为示例，服务层或其组件的实例可以是以在具有如下所述的在图32或图34中所说明的一般架构的网络节点(例如服务器、计算机、网关、设备等)上运行的软件的形式而实现的。

此外，这里所描述的方法和功能可以是作为使用面向服务的架构(soa)和/或面向资源的架构(roa)来接入服务的m2m网络的一部分而实现的。

图33是诸如在图2-14、17-18、或21-29中所说明的客户端、服务器、或代理中的一个的可以作为诸如图8、10、11、21、31、或32中所说明的m2m网络中的m2m服务器、网关、设备、或其它节点进行操作的网络的节点的示例硬件/软件架构的方框图。如图33所示，节点30可以包括处理器32、不可移动存储器44、可移动存储器46、扬声器/麦克风38、小键盘40、显示器、触摸板和/或指示器42、电源48、全球定位系统(gps)芯片组50以及其它外设52。节点30还可以包括诸如收发器34和发送/接收元件36的通信电路。.应当理解的是节点30可以包括前述元件的任何子组合，同时保持与实施例的一致。该节点可以是用于实现这里的、例如与图2-13、17-18或22-29有关的或者权利要求中的连接发起步骤的节点。

处理器32可以是通用处理器、专用处理器，传统处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp内核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路、任何其它类型的集成电路(ic)、状态机等。通常，处理器32可以执行存储在节点的存储器(例如存储器44和/或存储器46)中的计算机可执行指令以执行节点的各种所需的功能。例如，处理器32可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得节点30能够在无线或有线环境中操作的任何其它功能。处理器32可以运行应用层程序(例如浏览器)和/或无线电接入层(ran)程序和/或其它通信程序。处理器32还可以诸如例如在接入层和/或应用层执行诸如认证、安全密钥协商和/或加密操作的安全操作。

如图33所示，处理器32耦合到其通信电路(例如收发器34和发送/接收元件36)。通过执行计算机可执行指令，处理器32可以控制通信电路以使得节点30通过其连接到的网络与其它节点进行通信。特别地，处理器32可以控制通信电路以执行这里的、例如与图2-13、17-18或22-29有关的或者权利要求中的连接发起步骤。虽然图33将处理器32和收发器34描绘为单独的组件，但是应当理解的是可以将处理器32和收发器34一起集成在电子封装或芯片中。

发送/接收元件36可以被配置成向其它节点包括m2m服务器、网关、设备等发送信号或者接收来自所述其它节点的信号。例如，在实施例中，发送/接收元件36可以是配置为发送和/或接收rf信号的天线。发送/接收元件36可以支持诸如wlan、wpan、蜂窝等的各种网络和空中接口。在实施例中，发送/接收元件36可以是被配置成发送和/或接收例如ir、uv、或可见光信号的发射器/检测器。在又一实施例中，发送/接收元件36可以被配置成发送和接收rf和光信号这两者。应当理解的是发送/接收元件36可以被配置成发送和/或接收无线或有线信号的任何组合。

另外，尽管发送/接收元件36在图33中被描绘为单个元件，但是节点30可以包括任何数量的发送/接收元件36。更具体地，节点30可以采用mimo技术。因而，在实施例中，节点30可以包括用于发送和接收无线信号的两个或更多个发送/接收元件36(例如多个天线)。

收发器34可以被配置成对将由发送/接收元件36发送的信号进行调制并且对发送/接收元件36所接收的信号进行解调。如上所述，节点30可以具有多模能力。因而，收发器34可以包括用于使得节点30能够通过诸如例如utra和ieee802.11的多个rat进行通信的多个收发器。

处理器32可以从诸如不可移动存储器44和/或可移动存储器46的任何类型的适当存储器访问信息并将数据存储在其中。例如，处理器32可以将会话上下文存储在其存储器中，如上所述。不可移动存储器44可以包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬盘、或任何其它类型的存储器存储设备。可移动存储器46可以包括订户识别模块(sim)卡、记忆棒、安全数字(sd)存储卡等。在其它实施例中，处理器32可以从物理上不位于节点30上诸如在服务器或家用计算机上的存储器中访问信息并将数据存储在所述存储器中。处理器32可以被配置成控制显示器或指示器42上的光图案、图像、或颜色以反映出m2m服务层会话迁移或共享的状态或者获得来自用户的输入或者向用户显示与节点的会话迁移或共享能力或设置有关的信息。在另一示例中，显示器可以显示与会话状态有关的信息。

处理器32可以从电源48接收电力并且可以被配置成向节点30中的其它组件分配和/或对到节点30中的其它组件的电力进行控制。电源48可以是用于向节点30供电的任何适当设备。例如，电源48可包括一个或多个干电池(例如镍镉(nicd)、镍锌(nizn)、镍金属氢化物(nimh)、锂离子(li离子)等)、太阳能电池、燃料电池等。

处理器32还可以耦合到gps芯片组50，所述gps芯片组50被配置成提供与节点30的当前位置有关的位置信息(例如经度和纬度)。可以理解的是在保持与实施例一致的同时节点30可以通过任何适当位置确定方法来获取位置信息。

处理器32还可以耦合到其它外设52，所述其它外设52可以包括用于提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外设52可以包括诸如加速度计、生物测定(例如指纹)传感器、电子罗盘、卫星收发器、数码相机(用于照片或视频)、通用串行总线(usb)端口或其它互连接口、振动设备、电视收发器、免提耳机、模块、调频(fm)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器等的各种传感器。

节点30可以在诸如传感器、消费者电子产品、可穿戴设备诸如智能手表或智能服装、医疗或电子卫生设备、机器人、工业设备、无人机、车辆诸如汽车，卡车，火车或飞机等的其它装置或设备中具体实施。节点30可以经由诸如可以包括外设52之一的互连接口的一个或多个互连接口连接到这样的装置或设备的其它组件、模块、或者系统。

图34是示例计算系统90的方框图，在该示例计算系统90中可以具体实施在图2-14、17-18、21-29、35、37、38和39中所说明的诸如ran103/104/105、核心网络106/107/109、pstn108、互联网110、或其它网络112中的某些节点或功能实体的通信网络的一个或多个装置。

计算系统90可以包括计算机或服务器并且可以主要由可以为软件形式位于任何地方的计算机可读指令或者存储或存取这种软件的任何装置来控制。这样的计算机可读指令可以在处理器91内执行以使计算系统90进行工作。处理器91可以是通用处理器、专用处理器，传统处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp内核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路、任何其它类型的集成电路(ic)、状态机等。处理器91可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得计算系统90能够在通信网络中进行操作的任何其它功能。协处理器81是与主处理器91不同的可以执行附加功能的或者辅助处理器91的可选处理器。处理器91和/或协处理器81可以接收、生成、并且处理与这里所公开的方法和装置有关的数据。

在操作中，处理器91提取、解码并执行指令，并且通过计算系统的主数据传输路径系统总线80向其它资源传输信息及接收来自其它资源的信息。这种系统总线连接计算系统90中的组件并限定了用于数据交换的介质。系统总线80典型地包括用于发送数据的数据线、用于发送地址的地址线以及用于发送中断并且用于操作系统总线的控制线。这种系统总线80的示例是pci(外围组件互连)总线。

耦合到系统总线80的存储器包括随机存取存储器(ram)82和只读存储器(rom)93。这种存储器包括允许存储和检索信息的电路。rom93通常包含不容易被修改的存储数据。存储在ram82中的数据可以由处理器91或其它硬件设备读取或改变。存储器控制器92可以控制对ram82和/或rom93的访问。存储器控制器92可以提供用于在执行指令时将虚拟地址转换为物理地址的地址转换功能。存储器控制器92还可以提供用于隔离系统内的进程并将系统进程与用户进程隔离的存储器保护功能。因而，以第一模式运行的程序仅可访问由其自己的进程虚拟地址空间所映射的存储器；除非已设置进程之间的存储器共享，否则它无法访问另一进程的虚拟地址空间内的存储器。

另外，计算系统90可以包含外设控制器83，该外设控制器83负责将指令从处理器91传送到诸如打印机94、小键盘84、鼠标95以及盘片驱动器85的外设。

由显示器控制器96控制的显示器86用于显示由计算系统90生成的视觉输出。这种视觉输出可以包括文本、图形、动画图形以及视频。可以以图形用户界面(gui)的形式提供视觉输出。显示器86可以用基于crt的视频显示器、基于lcd的平板显示器、基于气体等离子体的平板显示器、或者触摸板来实现。显示器控制器96包括要生成发送到显示器86的视频信号所需的电子组件。

此外，计算系统90可以包含诸如网络适配器97的通信电路，该通信电路可以用于将计算系统90连接到诸如图31和32的网络12、图35、36、37、38和39的ran103/104/105、核心网络106/107/109、pstn108、互联网110、或者其它网络112的外部通信网络以使得计算系统90能够与那些网络的其它节点或功能实体进行通信。单独的或与处理器91相组合的通信电路可以用于执行这里所描述的某些装置、节点、或功能实体的发送和接收步骤。

应当理解的是这里所描述的任何或所有装置、系统、方法以及处理可以具体实施为存储在计算机可读存储介质上的计算机可执行指令(例如程序代码)的形式，所述指令当由诸如处理器118或91的处理器执行时使得处理器执行和/或实现这里所述的系统、方法以及过程。具体地，这里所描述的任何步骤、操作、或功能可以以这样的计算机可执行指令的形式实现，该计算机可执行指令在为无线和/或有线网络通信所配置的装置或计算系统的处理器上执行。计算机可读存储介质包括以用于存储信息的任何非暂时性(例如有形的或物理的)方法或技术所实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，但是这种计算机可读存储介质不包括信号。计算机可读存储介质包括但不局限于ram、rom、eeprom、闪存或其它存储器技术、cd-rom、数字通用盘(dvd)或其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储设备、或者可用于存储所需信息并且可由计算系统接入的任何其它有形或物理介质。

第三代合作伙伴关系计划(3gpp)开发了包括无线电接入、核心传输网络以及服务能力——包括对编解码器、安全性以及服务质量方面的工作——的蜂窝电信网络技术的技术标准。最近的无线电接入技术(rat)标准包括wcdma(通常称为3g)、lte(通常称为4g)、lte高级标准。3gpp已经开始致力于其被称为新无线电(nr)的下一代蜂窝技术(还被称为“5g”)的标准化。3gppnr标准的开发预计将包括对下一代无线电接入技术(新rat)的定义，其被预计将包括提供低于6ghz的新型灵活无线电接入以及提供6ghz以上的新型超移动宽带无线电接入。预计灵活的无线电接入将由6ghz以下的新频谱中的新的非向后兼容的无线电接入组成，并且预计将包括可在同一频谱中复用在一起的不同操作模式以解决一系列广泛的具有各种不同需求的3gppnr用例。预计超移动宽带包括将为例如室内应用和热点的超移动宽带接入提供机会的厘米波和毫米波频谱。特别是，预计超移动宽带与低于6ghz的灵活的无线电接入共享具有厘米波和毫米波特定设计优化的公共设计框架。

3gpp已识别出预计nr所支持的各种用例，这导致对数据速率、等待时间以及移动性的各种用户体验要求。用例包括以下一般类别：增强的移动宽带(例如密集区域的宽带接入、室内超高宽带接入、人群中的宽带接入、各地50+mbps、超低成本宽带接入、车载移动宽带)、关键通信、大规模机器类型通信、网络操作(例如网络切片、路由、迁移和互通、节能)以及增强的车辆到一切(ev2x)通信。这些类别中的具体用例和应用包括例如监视和传感器网络、设备远程控制、双向远程控制、个人云计算、视频流、基于无线云的办公室、第一响应者连接性、汽车e呼叫、灾难告警、实时游戏、多人视频通话、自动驾驶、增强现实、触觉互联网以及虚拟现实等等。这里考虑了所有这些用例和其它用例。

图35示出了可以具体实施这里所描述的且要求保护的方法和装置的示例通信系统100的一个实施例。如图所示，示例通信系统100可以包括无线发送/接收单元(wtru)102a、102b、102c和/或102d(其一般地或统称为wtru102)、无线电接入网络(ran)103/104/105/103b/104b/105b、核心网络106/107/109、公共交换电话网(pstn)108、互联网110以及其它网络112，但是应当理解的是所公开的实施例涵盖任何数量的wtru、基站，网络和/或网络元件。wtru102a、102b、102c、102d、102e中的每一个可以是被配置成在无线环境中进行操作和/或通信的任何类型的装置或设备。尽管在图35-39中将每个wtru102a、102b、102c、102d、102e描绘为手持式无线通信装置，但是应当理解的是利用预期用于5g无线通信的广泛的各种用例，每个wtru可以包括或者具体实施为被配置成发送和/或接收无线信号的任何类型的装置或设备，仅作为示例包括用户装备(ue)、移动站、固定或移动订户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(pda)、智能电话、膝上型计算机、平板计算机、上网本、笔记本计算机、个人计算机、无线传感器、消费者电子产品、可穿戴设备诸如智能手表或智能服装、医疗或电子健康设备、机器人、工业设备、无人机、车辆诸如汽车、卡车、火车、或飞机等。

通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a可以是被配置成与wtru102a、102b、102c中的至少一个无线接口连接以便于接入诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112的一个或多个通信网络的任何类型的设备。基站114b可以是被配置成与rrh(远程无线电报头)118a、118b和/或trp(发送和接收点)119a、119b中的至少一个有线和/或无线接口连接以便于接入诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112的一个或多个通信网络的任何类型的设备。rrh118a、118b可以是被配置成与至少一个wtru102c无线接口连接以便于接入诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112的一个或多个通信网络的任何类型的设备。trp119a、119b可以是被配置成与至少一个wtru102d无线接口连接以便于接入诸如核心网络106/107/109、互联网110和/或其它网络112的一个或多个通信网络的任何类型的设备。举例来说，基站114a、114b可以是基站收发台(bts)、节点b、e节点b，归属节点b、归属e节点b、站点控制器、接入点(ap)、无线路由器等。虽然基站114a、114b的每一个都被描绘为单个元件，但是应当理解的是基站114a、114b可以包括任何数量的互连基站和/或网络元件。

基站114a可以是ran103/104/105的一部分，ran103/104/105还可以包括诸如基站控制器(bsc)、无线电网络控制器(rnc)、中继节点等的其它基站和/或网络元件(未示出)。基站114b可以是ran103b/104b/105b的一部分，ran103b/104b/105b还可以包括诸如基站控制器(bsc)、无线电网络控制器(rnc)、中继节点等的其它基站和/或网络元件(未示出)。基站114a可以被配置成在可以被称为小区(未示出)的特定地理区域内发送和/或接收无线信号。基站114b可以被配置成在可以被称为小区(未示出)的特定地理区域内发送和/或接收有线和/或无线信号。可以将小区进一步划分为小区扇区。例如，可以将与基站114a相关联的小区划分为三个扇区。因而，在实施例中，基站114a可以包括三个收发器，例如一个用于小区的每个扇区。在实施例中，基站114a可以采用多输入多输出(mimo)技术，并且因此，可以为小区的每个扇区使用多个收发器。

基站114a可以通过空中接口115/116/117与wtru102a、102b、102c中的一个或多个进行通信，所述空中接口115/116/117可以是任何适当的无线通信链路(例如射频(rf)、微波、红外(ir)、紫外(uv)，可见光，厘米波，毫米波等)。可以使用任何适当的无线电接入技术(rat)来建立空中接口115/116/117。

基站114b可以通过有线或空中接口115b/116b/117b与rrh118a、118b和/或trp119a、119b中的一个或多个进行通信，所述有线或空中接口115b/116b/117b可以是任何适当的有线(例如电缆、光纤等)或无线通信链路(例如射频(rf)、微波、红外(ir)、紫外(uv)、可见光、厘米波、毫米波等)。可以使用任何适当的无线电接入技术(rat)来建立空中接口115b/116b/117b。

rrh118a、118b和/或trp119a、119b可以通过空中接口115c/116c/117c与一个或多个wtru102c、102d进行通信，所述空中接口115c/116c/117c可以是任何适当的无线通信链路(例如射频(rf)、微波、红外(ir)、紫外(uv)、可见光，厘米波，毫米波等)。可以使用任何适当的无线电接入技术(rat)来建立空中接口115c/116c/117c。

更具体地，如上所述，通信系统100可以是多址接入系统并且可以采用诸如cdma、tdma、fdma、ofdma、sc-fdma等的一个或多个信道接入方案。例如，ran103/104/105和wtru102a、102b、102c中的基站114a或者ran103b/104b/105b和wtru102c、102d中的rrh118a、118b和trp119a、119b可以实现诸如通用移动电信系统(umts)、陆地无线电接入(utra)的可以使用宽带cdma(wcdma)来分别建立空中接口115/116/117或115c/116c/117c的无线电技术。wcdma可以包括诸如高速分组接入(hspa)和/或演进hspa(hspa+)的通信协议。hspa可以包括高速下行链路分组接入(hsdpa)和/或高速上行链路分组接入(hsupa)。

在实施例中，基站114a和wtru102a、102b、102c或者ran103b/104b/105b和wtru102c、102d中的rrh118a、118b和trp119a、119b可以实现诸如演进的umts陆地无线电接入(e-utra)的可以使用长期演进(lte)和/或高级lte(lte-a)来分别建立空中接口115/116/117或115c/116c/117c的无线电技术。将来，空中接口115/116/117可以实现3gppnr技术。

在实施例中，ran103/104/105和wtru102a、102b、102c中的基站114a或者ran103b/104b/105b和wtru102c、102d中的rrh118a、118b和trp119a、119b可以实现诸如ieee802.16(例如全球微波接入互操作性(wimax))、cdma2000、cdma20001x、cdma2000ev-do、临时标准2000(is-2000)、临时标准95(is-95)、临时标准856(is-856)、全球移动通信系统(gsm)、gsm演进的增强数据速率(edge)、gsmedge(geran)等的无线电技术。

例如，图35中的基站114c可以是无线路由器、归属节点b、归属e节点b、或者接入点，并且可以利用用于便于局部区域诸如商业场所、家庭，车辆，校园等中的无线连接性的任何适当rat。在实施例中，基站114c和wtru102e可以实现诸如ieee802.11的无线电技术以建立无线局域网(wlan)。在实施例中，基站114c和wtru102d可以实现诸如ieee802.15的无线电技术以建立无线个域网(wpan)。在又一个实施例中，基站114c和wtru102e可以利用基于蜂窝的rat(例如wcdma、cdma2000、gsm、lte、lte-a等)来建立微微小区或毫微微小区。如图35所示，基站114b可以具有到互联网110的直接连接。因而，基站114c可以不需要通过核心网络106/107/109来接入互联网110。

ran103/104/105和/或ran103b/104b/105b可以与核心网络106/107/109进行通信，所述核心网络106/107/109可以是被配置成向wtru102a、102b、102c、102d中的一个或多个提供语音、数据、应用和/或互联网协议(voip)语音服务的任何类型的网络。例如，核心网络106/107/109可以提供呼叫控制、计费服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、互联网连接性、视频分发等和/或执行诸如用户认证的高级安全功能。

虽然在图35中未示出，但是应当理解的是ran103/104/105和/或ran103b/104b/105b和/或核心网络106/107/109可以与采用与ran103/104/105和/或ran103b/104b/105b相同的rat或不同的rat的其它ran进行直接或间接通信。例如，除了连接到可以使用e-utra无线电技术的ran103/104/105和/或ran103b/104b/105b之外，核心网络106/107/109还可以与采用gsm无线电技术的另一ran(未示出)进行通信。

核心网络106/107/109还可以用作wtru102a、102b、102c、102d、102e的网关以接入pstn108、互联网110和/或其它网络112。pstn108可以包括提供普通老式电话服务(pots)的电路交换电话网络。互联网110可以包括互连计算机网络的全球系统以及其使用诸如tcp/ip互联网协议族中的传输控制协议(tcp)、用户数据报协议(udp)以及互联网协议(ip)的公共通信协议的设备。网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或操作的有线或无线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个ran的另一核心网络，所述一个或多个ran可以采用与ran103/104/105和/或ran103b/104b/105b相同的rat或不同的rat。

通信系统100中的一些或所有wtru102a、102b、102c、102d可以包括多模式能力，例如wtru102a、102b、102c、102d以及102e可以包括用于通过不同无线链路与不同无线网络进行通信的多个收发器。例如，图35中所示的wtru102e可以被配置成与可以采用基于蜂窝的无线电技术的基站114a进行通信并且与可以采用ieee802无线电技术的基站114c进行通信。

图36是根据这里所说明的实施例的被配置用于无线通信的示例装置或设备诸如例如wtru102的方框图。如图36所示，示例wtru102可以包括处理器118、收发器120、发送/接收单元122、扬声器/麦克风124、小键盘126、显示器/触摸板/指示器128、不可移动存储器130、可移动存储器132、电源134、全球定位系统(gps)芯片组136以及其它外设138。应当理解的是wtru102可以包括前述元件的任何子组合，同时保持与实施例的一致。此外，实施例考虑到基站114a和114b和/或基站114a和114b可以代表的节点诸如但不限于收发器站(bts)、节点b、站点控制器、接入点(ap)、归属节点b、演进的归属节点b(e节点b)、归属演进节点b(henb)、归属演进节点b网关以及代理节点等可以包括在图36中所描绘且在这里所描述的元件中的一些或者所有。

处理器118可以是通用处理器、专用处理器，传统处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp内核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路、任何其它类型的集成电路(ic)、状态机等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得wtru102能够在无线环境中操作的任何其它功能。处理器118可以耦合到收发器120，所述收发器120可以耦合到发送/接收元件122。虽然图36将处理器118和收发器120描绘为单独的组件，但是应当理解的是可以将处理器118和收发器120一起集成在电子封装或芯片中。

发送/接收元件122可以被配置成通过空中接口115/116/117将信号发送到基站(例如基站114a)或接收来自基站(例如基站114a)的信号。例如，在实施例中，发送/接收元件122可以是被配置成发送和/或接收rf信号的天线。尽管在图35中未示出，但是应当理解的是ran103/104/105和/或核心网络106/107/109可以与采用与ran103/104/105相同的rat或不同的rat的其它ran进行直接或间接通信。例如，除了连接到可以使用e-utra无线电技术的ran103/104/105之外，核心网络106/107/109还可以与采用gsm无线电技术的另一ran(未示出)进行通信。

核心网络106/107/109还可以用作wtru102a、102b、102c、102d的网关以接入pstn108、互联网110和/或其它网络112。pstn108可以包括提供普通老式电话服务(pots)的电路交换电话网络。互联网110可以包括互连计算机网络的全球系统以及其使用诸如tcp/ip互联网协议族中的传输控制协议(tcp)、用户数据报协议(udp)以及互联网协议(ip)的公共通信协议的设备。网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或操作的有线或无线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个ran的另一核心网络，所述一个或多个ran可以采用与ran103/104/105相同的rat或不同的rat。

通信系统100中的一些或所有wtru102a、102b、102c、102d可以包括多模式能力，例如wtru102a、102b、102c以及102d可以包括用于通过不同无线链路与不同无线网络进行通信的多个收发器。例如，图35中所示的wtru102c可以被配置成与可以采用基于蜂窝的无线电技术的基站114a进行通信并且与可以采用ieee802无线电技术的基站114b进行通信。

图36是根据这里所说明的实施例的被配置用于无线通信的示例装置或设备诸如例如wtru102的方框图。如图36所示，示例wtru102可以包括处理器118、收发器120、发送/接收单元122、扬声器/麦克风124、小键盘126、显示器/触摸板/指示器128、不可移动存储器130、可移动存储器132、电源134、全球定位系统(gps)芯片组136以及其它外设138。应当理解的是wtru102可以包括前述元件的任何子组合，同时保持与实施例一致。此外，实施例考虑到基站114a和114b和/或基站114a和114b可以代表的节点诸如但不限于收发器站(bts)、节点b、站点控制器、接入点(ap)、归属节点b、演进的归属节点b(e节点b)、归属演进节点b(henb)、归属演进节点b网关以及代理节点等可以包括在图36中所描绘且在这里所描述的元件中的一些或者所有。

处理器118可以是通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp内核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、应用专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路、任何其它类型的集成电路(ic)、状态机等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得wtru102能够在无线环境中操作的任何其它功能。处理器118可以耦合到收发器120，所述收发器120可以耦合到发送/接收元件122。虽然图36将处理器118和收发器120描绘为单独的组件，但是应当理解的是可以将处理器118和收发器120一起集成在电子封装或芯片中。

发送/接收元件122可以被配置成通过空中接口115/116/117将信号传送到基站(例如基站114a)或接收来自基站(例如基站114a)的信号。例如，在实施例中，发送/接收元件122可以是被配置成发送和/或接收rf信号的天线。在实施例中，发送/接收元件122可以是被配置成例如发送和/或接收ir、uv、或可见光信号的发射器/检测器。在又一个实施例中，发送/接收元件122可以被配置成发送和接收rf和光信号这两者。应当理解的是发送/接收元件122可以被配置成发送和/或接收无线信号的任何组合。

另外，虽然在图36中将发送/接收元件122描绘为单个元件，但是wtru102可以包括任何数量的发送/接收元件122。更具体地，wtru102可以采用mimo技术。因而，在实施例中，wtru102可以包括两个或更多个用于通过空中接口115/116/117来发送和接收无线信号的发送/接收元件122(例如多个天线)。

收发器120可以被配置成对将由发送/接收元件122发送的信号进行调制并且对发送/接收元件122所接收到的信号进行解调。如上所述，wtru102可以具有多模式能力。因而，收发器120可以包括用于使得wtru102能够通过例如诸如utra和ieee802.11的多个rat进行通信的多个收发器。

wtru102的处理器118可以耦合到扬声器/麦克风124、小键盘126和/或显示器/触摸板/指示器128(例如液晶显示器(lcd)显示单元或有机发光二极管(oled)显示单元)并且可以从其接收用户输入数据。处理器118还可以将用户数据输出到扬声器/麦克风124、小键盘126和/或显示器/触摸板/指示器128。另外，处理器118可以访问来自诸如不可移动存储器130和/或可移动存储器132的任何类型的适当存储器的信息并且将数据存储到所述任何类型的适当存储器中。不可移动存储器130可以包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬盘、或者任何其它类型的存储器存储设备。可移动存储器132可以包括订户标识模块(sim)卡、记忆棒、安全数字(sd)存储卡等。在实施例中，处理器118可以访问来自物理上不位于wtru102上(诸如服务器或家用计算机(未示出)上)的存储器的信息并将数据存储在所述存储器中。

处理器118可以接收来自电源134的电力，并且可以被配置成向wtru102中的其它组件分配电力和/或对到wtru102中的其它组件的电力进行控制。电源134可以是用于向wtru102供电的任何适当设备。例如，电源134可包括一个或多个干电池、太阳能电池，燃料电池等。

处理器118还可以耦合到gps芯片组136，所述gps芯片组136可以被配置成提供与wtru102的当前位置有关的位置信息(例如经度和纬度)。除了来自或者代替来自gps芯片组136的信息，wtru102可以通过空中接口115/116/117接收来自基站(例如基站114a、114b)的位置信息和/或根据从两个或更多个附近基站所接收到的信号的时间来确定其位置。应当理解的是在保持与实施例一致的同时wtru102可以通过任何适当位置确定方法来获取位置信息。

处理器118还可以耦合到其它外设138，所述其它外设138可以包括用于提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外设138可以包括诸如加速度计、生物测定(例如指纹)传感器、电子罗盘、卫星收发器、数码相机(用于照片或视频)、通用串行总线(usb)端口或其它互连接口、振动设备、电视收发器、免提耳机、蓝牙模块、调频(fm)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器等的各种传感器。

wtru102可以在诸如传感器、消费者电子产品、可穿戴设备诸如智能手表或智能服装、医疗或电子卫生设备、机器人、工业设备、无人机、车辆诸如汽车，卡车，火车或飞机等的其它装置或设备中具体实施。wtru102可以通过诸如可以包括外设138之一的互连接口的一个或多个互连接口连接到这种装置或设备的其它组件、模块、或者系统。

图37是根据实施例的ran103和核心网络106的系统图。如上所述，ran103可以采用utra无线电技术以通过空中接口115与wtru102a、102b以及102c进行通信。ran103还可以与核心网络106进行通信。如图37所示，ran103可以包括节点b140a、140b、140c，其每一个可以包括用于通过空中接口115与wtru102a、102b、102c进行通信的一个或多个收发器。节点b140a、140b、140c的每一个可以与ran103内的特定小区(未示出)相关联。ran103还可以包括rnc134a、142b。应当理解的是在保持与实施例一致的同时ran103可以包括任何数量的节点b和rnc。

如图37所示，节点b140a、140b可以与rnc142a进行通信。另外，节点b140c可以与rnc142b进行通信。节点b140a、140b、140c可以经由iub接口与相应rnc142a、142b进行通信。rnc142a、142b可以经由iur接口彼此进行通信。rnc142a、142b的每一个可以被配置成对其连接到的各个节点b140a、140b、140c进行控制。另外，rnc142a、142b的每一个可以被配置成执行或支持诸如外环功率控制、负载控制、准入控制、分组调度、切换控制、宏分集、安全功能、数据加密等的其它功能。

图37中所示的核心网络106可以包括媒体网关(mgw)144、移动交换中心(msc)146、服务gprs支持节点(sgsn)148和/或网关gprs支持节点(ggsn)150。虽然前述元件中的每一个被描绘为核心网络106的一部分，但是应当理解的是这些元件中的任何一个可以由除核心网络运营商之外的实体所拥有和/或所运营。

ran103中的rnc142a可以通过iucs接口连接到核心网络106中的msc146。msc146可以连接到mgw144。msc146和mgw144可以向wtru102a、102b、102c提供对诸如pstn108的电路交换网络的接入以便于wtru102a、102b、102c与传统陆线通信设备之间的通信。

ran103中的rnc142a还可以通过iups接口连接到核心网络106中的sgsn148。sgsn148可以连接到ggsn150。sgsn148和ggsn150可以向wtru102a、102b、102c提供对诸如互联网110的分组交换网络的接入以便于wtru102a、102b、102c与ip使能设备之间的通信。

如上所述，核心网络106还可以连接到网络112，所述网络112可以包括由其它服务提供商所拥有和/或所运营的其它有线或无线网络。

图38是根据实施例的ran104和核心网络107的系统图。如上所述，ran104可以采用e-utra无线电技术以通过空中接口116与wtru102a、102b、102c通信。ran104还可以与核心网络107通信。

ran104可以包括e节点b160a、160b、160c，但是应当理解的是在保持与实施例一致的同时ran104可以包括任何数量的e节点b。e节点b160a、160b、160c的每一个可以包括用于通过空中接口116与wtru102a、102b、102c通信的一个或多个收发器。在实施例中，e节点b160a、160b、160c可以实现mimo技术。因而，e节点b160a例如可以使用多个天线以向wtru102a发送无线信号以及接收来自wtru102a的无线信号。

e节点b160a、160b、160c的每一个可以与特定小区(未示出)相关联并且可以被配置成对无线电资源管理决策、切换决策、上行链路和/或下行链路中的用户的调度等等进行处理。如图38所示，e节点b160a、160b、160c可以通过x2接口彼此进行通信。

图38中所示的核心网络107可以包括移动性管理网关(mme)162、服务网关164以及分组数据网络(pdn)网关166。虽然前述元件中的每一个被描绘为核心网络107的一部分，但是应当理解的是这些元件中的任何一个可以由除核心网络运营商之外的实体所拥有和/或所运营。

mme162可以通过s1接口连接到ran104中的e节点b160a、160b、160c中的每一个并且可以用作控制节点。例如，mme162可以负责对wtru102a、102b、102c的用户进行认证、承载激活/停用、在wtru102a、102b、102c的初始附接期间选择特定服务网关等。mme162还可以提供用于在ran104与采用其它无线电技术诸如gsm或wcdma的其它ran(未示出)之间切换的控制平面功能。

服务网关164可以通过s1接口连接到ran104中的e节点b160a、160b、160c中的每一个。服务网关164通常可以将用户数据分组路由和转发到wtru102a、102b、102c/路由和转发来自wtru102a、102b、102c的用户数据分组。服务网关164还可以执行其它功能，诸如在e节点b间切换期间锚定用户平面、当下行链路数据可用于wtru102a、102b、102c时触发寻呼、管理和存储wtru102a、102b、102c的上下文等。

服务网关164还可以连接到pdn网关166，所述pdn网关166可以向wtru102a、102b、102c提供对分组交换网络诸如互联网110的接入以便于wtru102a、102b、102c与ip使能设备之间的通信。

核心网络107可以便于与其它网络进行通信。例如，核心网络107可以向wtru102a、102b、102c提供对电路交换网络诸如pstn108的接入以便于wtru102a、102b、102c与传统陆线通信设备之间的通信。例如，核心网络107可以包括作为核心网络107与pstn108之间的接口的ip网关(例如ip多媒体子系统(ims)服务器)或者可以与其通信。另外，核心网络107可以向wtru102a、102b、102c提供对网络112的接入，所述网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或运营的其它有线或无线网络。

图39是根据实施例的ran105和核心网络109的系统图。ran105可以是其采用ieee802.16无线电技术以通过空中接口117与wtru102a、102b、102c进行通信的接入服务网络(asn)。如下面将进一步讨论的，可以将wtru102a、102b、102c、ran105以及核心网络109的不同功能实体之间的通信链路定义为参考点。

如图39所示，ran105可以包括基站180a、180b、180c以及asn网关182，但是应当理解的是在保持与实施例一致的同时ran105可以包括任意数量的基站和asn网关。基站180a、180b、180c的每一个可以与ran105中的特定小区相关联并且可以包括用于通过空中接口117与wtru102a、102b、102c进行通信的一个或多个收发器。在实施例中，基站180a、180b、180c可以实现mimo技术。因而，基站180a例如可以使用多个天线来向wtru102a发送无线信号并接收来自wtru102a的无线信号。基站180a、180b、180c还可以提供诸如切换触发、隧道建立、无线电资源管理、业务分类、服务质量(qos)策略执行等的移动性管理功能。asn网关182可以用作业务聚合点并且可以负责寻呼、订户简档的高速缓存、路由到核心网络109等等。

可以将wtru102a、102b、102c与ran105之间的空中接口117定义为用于实现ieee802.16规范的r1参考点。另外，wtru102a、102b、102c中的每一个可以建立与核心网络109的逻辑接口(未示出)。可以将wtru102a、102b、102c与核心网络109之间的逻辑接口定义为可以用于认证、授权、ip主机配置管理和/或移动性管理的r2参考点。

可以将每个基站180a、180b、180c之间的通信链路定义为r8参考点，该r8参考点包括便于wtru切换和基站之间的数据传输的协议。可以将基站180a、180b、180c与asn网关182之间的通信链路定义为r6参考点。该r6参考点可以包括用于根据与wtru102a、102b、102c中的每一个相关联的移动性事件而便于移动性管理的协议。

如图39所示，ran105可以连接到核心网络109。可以将ran105与核心网络109之间的通信链路定义为r3参考点，该r3参考点例如包括用于便于数据传输和移动性管理能力的协议。核心网络109可以包括移动ip归属代理(mip-ha)184，认证、授权、计费(aaa)服务器186，以及网关188。虽然将前述元件中的每一个描绘为核心网络109的一部分，但是应当理解的是这些元件中的任何一个可以由除核心网络运营商以外的实体拥有和/或运营。

mip-ha可以负责ip地址管理，并且可以使wtru102a、102b、102c能够在不同asn和/或不同核心网络之间漫游。mip-ha184可以向wtru102a、102b、102c提供对分组交换网络(诸如互联网110)的接入以便于wtru102a、102b、102c与ip使能设备之间的通信。aaa服务器186可以负责用户认证并支持用户服务。网关188可以便于与其它网络的互通。例如，网关188可以向wtru102a、102b、102c提供对电路交换网络诸如pstn108的接入以便于wtru102a、102b、102c与传统陆线通信设备之间的通信。另外，网关188可以向wtru102a、102b、102c提供对网络112的接入，所述网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或运营的其它有线或无线网络。

尽管在图39中未示出，但是应当理解的是ran105可以连接到其它asn并且核心网络109可以连接到其它核心网络。可以将ran105与其它asn之间的通信链路定义为r4参考点，其可以包括用于协调ran105与其它asn之间的wtru102a、102b、102c的移动性的协议。可以将核心网络109与其它核心网络之间的通信链路定义为r5参考，该r5参考可以包括便于归属核心网络与访问的核心网络之间互通的协议。

在这里所描述的且在图35、37、38以及39中所说明的核心网络实体由在某些现有3gpp规范中给予那些实体的名称来标识，但是应该理解的是在未来这些实体和功能可以由其它名称来标识，并且可以在3gpp所发布的未来规范、包括未来的3gppnr规范中对某些实体或功能进行组合。因而，在图35、36、37、38以及39中所描述和所说明的特定网络实体和功能仅作为示例提供，并且应理解的是在这里所公开的且要求保护的主题可以在任何类似通信系统中具体实施或实现，而无论是否目前定义或将来定义。

图40中所示的5g核心网络170可以包括接入和移动性管理功能(amf)172、会话管理功能(smf)174、用户平面功能(upf)176、用户数据管理功能(udm)178、认证服务器功能(ausf)180、网络暴露功能(nef)、策略控制功能(pcf)184、非3gpp互通功能(n3iwf)192以及应用功能(af)188。虽然将前述元件中的每一个描绘为5g核心网络170的一部分，但是应当理解的是这些元件中的任何一个可以由除核心网络运营商以外的实体所拥有和/或所运营。还应当理解的是5g核心网络可以不是由所有这些元件组成，可以由附加元件组成，并且可以由这些元件中的每一个的多个实例组成。图40示出了网络功能彼此直接连接，但是应当理解的是它们可以通过诸如直径路由代理或消息总线的路由代理进行通信。

amf172可以经由n2接口连接到ran103/104/105/103b/104b/105b中的每一个并且可以用作控制节点。例如，amf172可以负责注册管理、连接管理、可达性管理、接入认证、接入授权。amf172通常可以将nas分组路由和转发到wtru102a、102b、102c/路由和转发来自wtru102a、102b、102c的nas分组。

smf174可以经由n11接口连接到amf172，可以经由n7接口连接到pcf184，并且可以经由n4接口连接到upf176。smf174可以用作控制节点。例如，smf174可以负责会话管理、wtru102a、102b、102cip地址分配&管理以及对upf176中的业务定向规则的配置以及下行链路数据通知的生成。

smf174还可以连接到upf176，其可以向wtru102a、102b、102c提供对诸如互联网110的数据网络(dn)190的接入以便于wtru102a、102b、102c与ip使能设备之间的通信。smf174可以经由n4接口管理和配置upf176中的业务定向规则。upf176可以负责使分组数据单元(pdu)会话与数据网络互连、分组路由和转发、策略规则实施、用户平面业务的服务质量处理以及下行链路分组缓冲。

amf172还可以经由n2接口连接到n3iwf192。n3iwf经由未由3gpp定义的无线电接口技术便于wtru102a、102b、102c与5g核心网络170之间的连接。

pcf184可以经由n7接口连接到smf174，经由n15接口连接到amf172，并且经由n5接口连接到应用功能(af)188。pcf184可以提供策略规则以对诸如amf172和smf174的平面节点进行控制，这允许控制平面节点实施这些规则。

udm178用作认证证书和订阅信息的存储库。udm可以连接到诸如amf172、smf174以及ausf180的其它功能。

ausf180执行认证有关的操作并且经由n13接口连接到udm178并经由n12接口连接到amf172。

nef暴露5g核心网络170中的能力和服务。nef可以经由接口af188，并且它可以连接到其它控制平面和用户平面功能(180、178、172、172、184、176以及n3iwf)以暴露5g核心网络170的能力和服务。

5g核心网络170可以便于与其它网络的通信。例如，核心网络170可以包括作为5g核心网络170与pstn108之间的接口的ip网关(例如ip多媒体子系统(ims)服务器)或者可以与其通信。例如，核心网络170可以包括便于通过短消息服务进行通信的短消息服务(sms)服务中心或者可以与所述短消息服务(sms)服务中心通信。例如，5g核心网络170可以便于wtru102a、102b、102c与服务器之间交换非ip数据分组。另外，核心网络170可以向wtru102a、102b、102c提供对网络112的接入，所述网络112可以包括由其它服务提供商拥有和/或运营的其它有线或无线网络。