用于无线网络中的连接建立的设备和方法与流程

本公开一般地涉及无线通信，并且更具体地，涉及用于无线网络中的连接建立的设备和方法。

背景技术：

现今，蜂窝物联网(ciot)演进型分组系统(eps)通信系统得到了快速发展。作为控制平面节点上的cioteps优化的一部分，nas上的数据(nonas)被设计用于经由nas消息传送在用户设备(ue)与移动性管理实体(mme)之间进行高效的小数据传输。此外，使用非ip数据传送(nidd)来优化小数据传输。ue可以通过使用donas来经由mme将非ip数据传输到网络。

技术实现要素：

在本公开的一个方面，提供了一种在服务能力开放功能scef中的方法。所述方法包括：接收指示非ip数据将要被传送到ue的消息。所述方法还包括：取得与服务所述ue的mme相关联的信息。所述方法还包括：向所述mme发送触发在所述scef与所述mme之间建立用于传送所述非ip数据的连接的消息。

所提出的方案确保即使在mme与scef之间没有用于非ip数据传送的连接，也能够针对指定ue提供例如由应用服务器触发的服务。scef能够找到服务该指定ue的正确mme。当例如下行链路数据分组到达scef时，scef能够触发在scef与mme之间建立用于非ip数据传送的连接。

在一个实施例中，取得与所述mme相关联的信息可以包括：向归属用户服务器(hss)发送请求用于所述mme的路由信息的消息，以及从所述hss接收包括所述路由信息的消息。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：在取得与所述mme相关联的信息之前，执行授权和/或负载控制。因此，scef能够基于授权和/或负载控制的结果，决定在scef与mme之间建立连接是否能够被触发。

在一个实施例中，发送触发在所述scef与所述mme之间建立连接的所述消息可以包括：向所述mme发送连接管理请求cmr消息。所述cmr消息请求在所述scef与所述mme之间建立用于传送所述非ip数据的所述连接。此外，所述方法还可以包括：从所述mme接收指示所述连接能够被建立的连接管理应答cma消息。所述cma消息可以包括eps承载信息。

在一个实施例中，发送触发在所述scef与所述mme之间建立连接的所述消息可以包括：发送向所述mme通知非ip数据被请求以被传送到所述ue的消息。此外，所述方法还可以包括：接收指示非ip数据到所述ue的所述传送请求被所述mme接受的消息。

在另一个实施例中，所述方法还可以包括：从所述mme接收cmr消息，所述cmr消息请求在所述scef与所述mme之间建立用于传送所述非ip数据的所述连接。所述方法还可以包括：向所述mme发送指示所述连接能够被建立的cma消息。

在本公开的另一个方面，提供了一种在mme中的方法。所述方法可以包括：从scef接收cmr消息，所述消息请求在所述scef与所述mme之间建立用于向ue传送非ip数据的连接。所述方法还可以包括：针对所述ue执行寻呼过程。

在一个实施例中，针对所述ue执行寻呼过程可以包括：如果所述mme没有用于所述ue的上下文信息，则执行国际移动用户标识imsi寻呼。替代地，如果所述ue不能被寻呼，则所述cmr消息可以被拒绝。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：向所述scef发送指示所述连接能够被建立的cma消息。所述cma消息可以包括eps承载信息。

在本公开的另一个方面，提供了一种在mme中的方法。所述方法可以包括：从scef接收通知非ip数据被请求以被传送到ue的通知消息。所述方法还可以包括：基于所述ue的可达性，确定非ip数据到所述ue的所述传送请求是否被接受。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：如果所述ue可达，则向所述scef发送指示非ip数据到所述ue的所述传送请求被接受的消息。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：如果所述ue不可达，则向所述scef发送指示非ip数据到所述ue的所述传送请求未被接受的消息。所述消息可以包括指示用于所述通知消息的所请求的重传时间的元素。

在一个实施例中，所述方法还可以包括：向所述scef发送cmr消息，所述cmr消息请求在所述scef与所述mme之间建立用于传送所述非ip数据的连接。此外，所述方法还可以包括：从所述scef接收指示所述连接能够被建立的cma消息。

在本公开的另一个方面，提供了一种scef，其包括处理器和被耦接到所述处理器的存储器。所述存储器包含能够由所述处理器执行的指令，由此所述scef可操作以执行根据本公开的各方面所述的方法。

在本公开的另一个方面，提供了一种mme，其包括处理器和被耦接到所述处理器的存储器。所述存储器包含能够由所述处理器执行的指令，由此所述mme可操作以执行根据本公开的各方面所述的方法。

在本公开的另一个方面，提供了一种包括计算机程序代码装置的计算机程序。所述计算机程序代码装置当在处理器上被执行时能够使得所述处理器执行根据本公开的各方面所述的方法。

在本公开的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质在其上存储了根据本公开的各方面所述的计算机程序。

使用本公开的所提出的方案，如果在scef与mme之间没有用于到ue的非ip数据传送的连接，则scef能够触发这样的数据传送。此外，如果mme失去连接，则scef能够与mme重新建立连接，以使得能够确保服务连续性。此外，能够减少scef和/或as中的未决ue上下文或连接的数量。

附图说明

在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了本文的方案，在附图中，类似的参考编号指示类似的元件。在附图中，

图1是示出scef上的nidd的网络概览的示意图；

图2是示出根据本公开的一个实施例的在scef中的方法的流程图；

图3是示出根据本公开的一个实施例的在mme中的方法的流程图；

图4是示出根据本公开的另一个实施例的在mme中的方法的流程图；

图5是示出根据本公开的一个实施例的在scef与mme之间建立连接的序列图；

图6是示出根据本公开的另一个实施例的在scef与mme之间建立连接的序列图；

图7是根据本公开的一个实施例的scef的框图；

图8是根据本公开的一个实施例的mme的框图；

图9是根据本公开的一个实施例的其上存储了包括计算机程序代码装置的计算机程序的计算机可读存储介质的框图。

具体实施方式

在随后的讨论中，出于解释而非限制的目的，阐述了本公开的特定实施例的特定细节。本领域技术人员将理解，除了这些特定细节之外，可以采用其他实施例。此外，在某些情况下，省略对公知的方法、节点、接口、电路和设备的详细描述，以免不必要的细节使描述模糊不清。本领域技术人员将理解，所描述的功能可以在一个或几个节点中实现。

应该注意，在本公开中对“一”或“一个”或“一些”实施例的引用不一定是同一实施例，并且这样的引用指至少一个实施例。

如本文所使用的，术语“用户设备”指可以接入无线通信网络并从中接收服务的任何设备。作为示例而非限制，用户设备(ue)可以包括但不限于移动电话、蜂窝电话、智能电话、平板电脑、可穿戴设备、个人数字助理(pda)等。

本文使用的术语“网络节点”指在网络侧的设备并且可以包括网络设备，终端设备经由该网络设备接入网络并且从中接收服务。举例来说，这样的网络节点可以是基站(bs)、节点b(nodeb或nb)、演进型nodeb(enodeb或enb)、gnb、远程无线电单元(rru)、无线电头(rh)、远程无线电头(rrh)、中继器、低功率节点(例如毫微微、微微等)。

scef是一种用于机器型数据通信的网络节点，并且支持非ip数据在控制平面上的传送。在scef上的非ip数据传输在mme与scef之间的t6a接口的支持下适用于现有的epc架构。图1示出了在scef上的nidd的网络概览。如图1所示，当mme决定将基于scef的传送机制用于到ue的非ip数据传送时，可以朝向选定的scef建立t6a连接。

随着3gpp的发展，许多iot设备无需任何pdn连接即可附着到epc网络。当前，一旦ue请求到scef的非ippdn连接，只能由ue建立t6a连接。但是，许多ue可能在核心网络中注册而没有任何pdn连接。对于在网络中注册而没有任何pdn连接的ue，即使存在要从例如应用服务器(as)传输的下行链路有效负荷数据，scef也不能经由服务mme将数据分发到ue，因为在mme与scef之间没有可用的t6a连接。此外，如果as具有要被发送到ue的一些移动终止数据，则在mme重新启动或mme发生故障时，无法重新建立与mme的t6a连接，这导致不便和不良的用户体验。

图2是示出根据本公开的一个实施例的在scef中的方法的流程图。下面详细描述图2的方法的细节。

在步骤s210，scef接收指示非ip数据将要被传送到ue的消息。在一个实施例中，例如当as已经针对ue激活nidd服务并且具有要被发送到ue的下行链路非ip数据时，scef可以从as接收这样的消息。例如，该消息可以是nidd提交请求消息。

在步骤s220，scef取得与服务ue的mme相关联的信息。在一个实施例中，scef可以向归属用户服务器(hss)发送请求用于mme的路由信息的消息，并且然后从hss接收包括路由信息的消息。相应地，hss可以从scef接收请求消息，并且基于被包括在请求消息中的ue的标识来获得路由信息。例如，路由信息可以包括用于mme的域和主机。然后，hss可以将路由信息发送到scef。

在一个实施例中，scef可以在取得与mme相关联的信息之前，执行授权和/或负载控制。换句话说，scef可以首先对非ip数据要被传送到的ue进行授权，并且然后当授权成功时，scef取得与服务ue的mme相关联的信息。替代地或附加地，scef可以进行负载控制以便确保scef上具有足够的资源以在scef与mme之间建立连接。

在步骤s230，scef向mme发送触发在scef与mme之间建立用于传送非ip数据的连接的消息。

在一个实施例中，scef可以向mme发送连接管理请求(cmr)消息，该消息请求在scef与mme之间建立用于传送非ip数据的连接。这样的cmr消息可以包括例如指示用户标识符(例如imsi)的元素和指示动作(例如connection_establishment)的元素。

此外，scef可以从mme接收连接管理应答(cma)消息，该cma消息指示在scef与mme之间的连接能够被建立。cma消息可以包括例如eps承载信息(例如eps承载标识)。

在另一个实施例中，scef可以发送向mme通知非ip数据被请求以被传送到ue的消息。然后，scef可以从mme接收指示到ue的非ip数据的传送请求被接受的消息。然后，scef可以从mme接收cmr消息，该cmr消息请求在scef与mme之间建立用于将非ip数据传送到ue的连接。scef可以向mme发送指示连接能够被建立的cma消息。

使用图2所示的方法(其中在scef与mme之间用于传送下行链路非ip数据的连接的建立可以由scef触发)，下行链路非ip数据能够被及时地传送到ue，即使在scef与mme之间没有用于这样的数据传送的连接也是如此。同时，scef和/或as中的未决ue上下文或连接的数量能够减少。

图3是示出根据本公开的一个实施例的在mme中的方法的流程图。下面详细描述图3的方法的细节。

在步骤s310，mme可以从scef接收连接管理请求(cmr)消息。cmr消息请求在scef与mme之间建立用于向ue传送非ip数据的连接。

在步骤s320，mme可以针对ue执行寻呼过程。如果mme没有用于ue的上下文信息，则mme可以执行国际移动用户标识(imsi)寻呼。例如，当mme重新启动时，mme可以执行imsi寻呼以迫使ue重新附着。否则，如果在mme池中存在任何ue上下文拷贝(replication)，则mme可以执行正常寻呼。

替代地，如果由于例如ue处于节电模式而不能寻呼ue，则mme可以拒绝cmr消息。在这种情况下，mme可以稍后寻呼ue，并且然后发起到相关scef的连接建立。

在一个实施例中，mme还可以向scef发送指示连接能够被建立的连接管理应答(cma)消息。cma消息可以包括例如eps承载信息(例如eps承载标识)。此后，下行链路非ip数据能够在已建立的连接上被传送到ue。

图4是示出根据本公开的另一个实施例的在mme中的方法的流程图。下面详细描述图4的方法的细节。

在步骤s410，mme可以从scef接收通知消息，该消息通知非ip数据被请求以被传送到ue。例如，通知消息可以是下行链路数据通知(ddn)消息。在一个实施例中，可以通过修改在3gppts29.128中针对mme与scef之间的t6a连接定义的消息来实现ddn消息，以便降低系统实现的复杂性。例如，可以通过修改mt数据请求(tdr)命令来实现ddn消息，以使得ddn消息没有非ip数据而是包括imsi作为ue标识符。

在步骤s420，mme基于ue的可达性，确定到ue的非ip数据的传送请求是否被接受。如果确定ue可达，则mme还可以向scef发送指示到ue的非ip数据的传送请求被接受的消息。这样的消息可以是下行链路数据通知确认(ddna)消息。在一个实施例中，还可以通过修改在3gppts29.128中针对mme与scef之间的t6a连接定义的消息来实现ddna消息，以便降低系统实现的复杂性。例如，可以通过修改mt数据应答(tda)命令来实现ddna消息，以使得ddna消息包括结果码：“对scef成功”。

如果确定ue不可达，则mme可以向scef发送指示到ue的非ip数据的传送请求未被接受的消息。该消息可以包括指示用于通知消息的所请求的重传时间的元素。

在一个实施例中，mme还可以向scef发送请求在scef与mme之间建立用于传送非ip数据的连接的cmr消息。然后，mme可以从scef接收指示连接能够被建立的cma消息。此后，下行链路非ip数据能够在已建立的连接上被传送到ue。

使用图3和4所示的方法，mme可以响应从scef发送的在scef与mme之间建立用于传送下行链路非ip数据的连接的触发消息。因此，下行链路非ip数据能够被及时地传送到ue，即使在scef与mme之间没有这样的连接也是如此。

接下来，将参考图5和6更详细地描述本公开的所提出的方案。

图5是示出根据本公开的一个实施例的在scef与mme之间建立连接的过程的序列图。在该实施例中，在as已经针对给定ue激活nidd服务并且具有要发送到ue的下行链路非ip数据的情况下，由scef使用cmr消息来触发连接建立过程。

步骤1：scef从as接收nidd提交请求，该nidd提交请求指示下行链路非ip数据要被传送到ue。

步骤2：scef可以可选地针对这样的nidd提交请求执行授权和/或负载控制。

步骤3：scef向hss发送nidd信息请求以获得用于服务ue的mme的路由信息。

步骤4：hss可以基于nidd信息请求中的用户标识，使用用于服务mme的路由信息来响应scef。这样的路由信息可以包括用于mme的域和主机两者。

步骤5：scef向mme发送连接管理请求以便在其间建立连接。

步骤6：如果ue处于ecm-idle状态，则mme首先寻呼ue。当mme重新启动时，mme可以执行imsi寻呼以迫使ue重新附着，或者如果mme池中存在ue上下文拷贝，则执行正常寻呼。如果由于例如节电模式而不能寻呼ue，则mme将拒绝该cmr并且可以稍后寻呼ue，并且此后发起到scef的连接建立。

步骤7：mme从ue接收控制平面服务请求作为寻呼响应。

步骤8：mme向ue发送激活默认eps承载上下文请求消息。

步骤9：mme从ue接收激活默认eps承载上下文接受消息。

步骤10：mme将具有所关联的eps承载标识的连接管理应答消息发送到scef。

步骤11：scef向as发送nidd提交响应。然后，移动终止(mt)数据传输能够在已建立的连接上被执行。

图6是示出根据本公开的另一个实施例的在scef与mme之间建立连接的过程的序列图。在该实施例中，as已经针对给定ue激活了nidd服务，并且具有要发送到没有可用scefpdn连接的ue的下行链路非ip数据。当ue可达时，scef可以向mme发送下行链路数据通知消息，并且mme可以执行寻呼过程。

步骤1：scef从as接收nidd提交请求，该nidd提交请求指示下行链路非ip数据要被传送到ue。注意，尽管未在图6中示出，但是scef也可以可选地针对这样的nidd提交请求执行授权和/或负载控制，如图5的步骤2中所执行的那样。

步骤2：scef向hss发送nidd信息请求以获得用于服务ue的mme的路由信息。

步骤3：hss可以基于nidd信息请求中的用户标识，使用用于服务mme的路由信息来响应scef。这样的路由信息可以包括用于mme的域和主机两者。

步骤4：scef向mme发送下行链路数据通知(ddn)消息以针对ue发起寻呼过程。

步骤5：如果mme检测到ue可达，则mme将使用原因码为“请求接受”的下行链路数据通知确认(ddna)消息来响应scef。

然后，当mme重新启动时，mme可以执行imsi寻呼以迫使ue重新附着，或者如果mme池中存在ue上下文拷贝，则执行正常寻呼。如果mme知道ue暂时不可达，或者如果mme知道ue由于使用节电功能而不可达，则mme可以向scef发送nidd提交响应(暂时不可达、所请求的重传时间)消息。

如上所述，可以通过修改在3gppts29.128中针对mme与scef之间的t6a连接定义的消息来实现ddn消息和ddna消息。例如，可以通过分别修改3gppts29.128中的mt数据请求(tdr)命令和mt数据应答(tda)命令来实现ddn消息和ddna消息。修改后的tdr命令没有非ip数据而是包括imsi作为ue标识符，并且修改后的tda命令具有结果码：“对scef成功”。对于本领域普通技术人员应该理解的是，ddn和ddna消息的实施方式并不限于此，其他类型的通知和确认消息也适用。

步骤6：scef可以向as发送mtnidd提交响应(ttri、所请求的重传时间、原因)，该mtnidd提交响应指示从mme接收的结果。

步骤7：mme开始寻呼处于ecm_idle的ue。

步骤8：mme从ue接收控制平面服务请求作为寻呼响应。

步骤9：mme向scef发送连接管理请求消息。

步骤10：mme从scef接收连接管理应答消息。

步骤11：mme向ue发送激活默认eps承载上下文请求消息。

步骤12：mme从ue接收激活默认eps承载上下文接受消息。然后，移动终止(mt)数据传输能够在已建立的连接上被执行。

图7是根据本公开的一个实施例的scef的框图。如图7所示，scef700可以包括处理器710和被耦接到处理器710的存储器720。存储器720包含能够由处理器710执行的指令，由此scef700可操作以执行与scef相关的方法，如上所述。

处理器710可以例如由cpu(中央处理单元)来实现，以及还可以由其他类型的设备来实现。例如，处理器710可以由一个或多个通用微处理器、指令集处理器和/或专用微处理器(例如专用集成电路(asic))来实现。

存储器720可以由各种类型的存储设备来实现。例如，存储器720可以是易失性存储设备，例如随机存取存储器(ram)。存储器720还可以是非易失性存储设备，例如只读存储器(rom)。本领域的普通技术人员能够设想可以利用其他类型的存储设备来实现存储器720。

图8是根据本公开的一个实施例的mme的框图。如图8所示，mme800可以包括处理器810和被耦接到处理器810的存储器820。存储器820包含能够由处理器810执行的指令，由此mme800可操作以执行与mme相关的方法，如上所述。

处理器810可以例如由cpu(中央处理单元)来实现，以及还可以由其他类型的设备来实现。例如，处理器810可以由一个或多个通用微处理器、指令集处理器和/或专用微处理器(例如专用集成电路(asic))来实现。

存储器820可以由各种类型的存储设备来实现。例如，存储器820可以是易失性存储设备，例如随机存取存储器(ram)。存储器820还可以是非易失性存储设备，例如只读存储器(rom)。本领域的普通技术人员能够设想可以利用其他类型的存储设备来实现存储器820。

本公开的实施例可以在计算机程序产品中实现。本公开的这种布置通常被提供为在计算机可读介质(例如光学介质(例如cd-rom)、软盘或硬盘)上被提供或编码的软件、代码和/或其他数据结构、或者其他介质(例如一个或多个rom、ram或prom芯片)上的固件或微代码、或者一个或多个模块中的可下载软件映像或共享数据库。

图9是根据本公开的一个实施例的其上存储了包括计算机程序代码装置的计算机程序的计算机可读存储介质的框图。如图9所示，计算机可读介质900在其上存储了计算机程序910。计算机程序910包括计算机程序代码装置920，计算机程序代码装置920当由至少一个处理器执行时执行如上所述的根据本公开的方法。计算机可读介质900可以具有非易失性或易失性存储器的形式，例如电可擦式可编程只读存储器(eeprom)、闪存、软盘和硬盘驱动器等。计算机程序代码装置920可以包括任何格式的代码/计算机可读指令。

除非另外特别说明或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则本文使用的条件语言(例如“能够”、“可能”、“可以”、“例如”等)通常旨在传达特定实施例包括特定特性、元素和/或状态，而其他实施例不包括这些特性、元素和/或状态。因此，这样的条件语言通常并非旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特性、元素和/或状态，或者一个或多个实施例一定包括用于(在具有或没有作者输入或提示的情况下)确定在任何特定实施例中是否包括或要执行这些特性、元素和/或状态的逻辑。术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的，以开放方式被包含性地使用，并且不排除附加元素、特性、动作、操作等。此外，术语“或”以其包含意义(而不是其排他意义)使用，以使得当例如用于连接元素列表时，术语“或”表示该列表中的一个、一些或所有元素。此外，本文所使用的术语“每个”除了具有其普通含义之外，还可以表示术语“每个”被应用到的一组元素的任何子集。

术语“第一”和“第二”指不同元素。单数形式“一”和“一个”旨在同样包括复数形式，除非上下文明确地另外指示。术语“基于”被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”被理解为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”被理解为“至少一个其他实施例”。可以在下面包括其他显式和隐式定义。

此外，除非另外明确说明，否则诸如短语“x、y和z中的至少一个”之类的语言将通过通常使用的上下文来理解，以传达项目、术语等可以是x、y或z或它们的组合。除非另外明确说明，否则诸如“一”或“一个”之类的冠词通常应该被解释为包括一个或多个所描述的项目。因此，诸如“被配置为…的设备”之类的短语旨在包括一个或多个引述的设备。这样一个或多个引述的设备还可以被共同配置为执行所声明的引述。

已参考实施例和附图描述了本公开。应该理解，本领域技术人员可以在不偏离本公开的精神和范围的情况下做出各种修改、替换和添加。因此，本公开的范围并不限于上述特定实施例，而是仅由所附权利要求及其等同物来限定。