一种面向mtc应用的接入时间调度方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种面向MTC应用的接入时间调度方法，属于物联网技术领域。
【背景技术】
[0002]当前，物联网技术正在进入高速发展期。国际通信标准组织(简称为3GPP)早在2005年9月就开展了移动通信系统支持物联网应用的可行性研究。机器对机器(Machine to Machine，简称为M2M)在3GPP内对应的名称为机器类型通信(Machine-TypeCommunicat1n,简称为MTC)。3GPP并行设立了多个工作项目或研究项目，由以下5个工作组并行展开针对MTC的研究:
[0003](1) FS_M2M:这个项目是3GPP针对M2M通信进行的可行性研究；
[0004](2)NIMTC:重点研究支持机器类型通信对移动通信网络的增强要求，包括对GSM、UTRAN、EUTRAN的增强要求，以及对GPRS，EPC等核心网络的增强要求；
[0005](3)FS_MTCe:支持机器类型通信的增强研究，主要负责研究支持位于不同PLMN ±或的MTC设备之间的通信的网络优化技术；
[0006](4)FS_AMTC:寻找E.164的替代技术，用于标识机器类型终端以及终端之间的路由消息，是R11阶段新立项的研究课题，已于2010年2月启动；
[0007](5) SIMTC:支持机器类型通信的系统增强研究。
[0008]支持MTC通信的网络优化技术包括:体系架构、拥塞和过载控制、签约控制、标识和寻址、时间控制特性以及MTC监控特性。其中，时间受控特性适用于那些可以在预设时间段内完成数据收发的物联网应用。报告指出，归属网络运营商应分别预设MTC终端的许可时间段和服务禁止时间段。服务网络运营商可以根据本地策略修改许可时间段，设置MTC终端的通信窗口等。由于MTC终端数量可能达到现有手机终端数量的几个数量级以上，所以由于大量MTC终端同时附着或发起业务请求造成的网络拥塞和过载时移动网络运营商面对的最急迫的问题。拥塞和过载控制是研究报告在这一方面进行了重点研究，讨论了多种的拥塞和过载场景要求网络能够精确定位拥塞发生的位置和造成拥塞的物联网应用，针对不同的拥塞场景和类型，给出了接入层阻止广播，低接入优先级指示，重置周期性位置更新时间等多种解决方案。
[0009]为了满足物联网业务需求，降低物联网对移动通信网的影响，3GPP制订了增强的网络架构以支撑物联网，该网络架构主要增加了相关的网元及接口功能。图1给出了 3GPP网络增强解决方案的基本架构。在图1所示的MTC/M2M网络中，MTC组(MTC G1和MTC G2)分别与 RAN(eNodeB)连接，RAN (Rad1 Access Network)同时连接 SGSN/MME 节点和 GGSN/S-GW+P-GW 节点。其中，SGSN 是 Serving GPRS Support Node，GPRS 服务支持节点，MME 是Mobility Management Entity，移动管理实体。GGSN (Gateway GPRS Support Node)是网关GPRS支持节点。
[0010]另外，在申请号为201210020402.9的中国专利申请中，公开了一种机器类通信MTC终端的接入方法，其包括如下步骤:MTC终端接收来自通信网络的移动性管理网元的通知，其中，通知指示MTC服务器对MTC终端执行高优先级激活；MTC终端确定当前无线接入网络拥塞；MTC终端向网络侧发送携带高优先级指示的请求消息，请求接入到网络。MTC终端接收通信网络的移动性管理网元的通知，包括:通信网络的移动性管理网元接收到MTC服务器对MTC终端的高优先级激活请求后，获知当前无线接入网络拥塞，向MTC终端发送高优先级的寻呼消息，MTC终端接收高优先级的寻呼消息；MTC终端确定当前无线接入网络拥塞，包括:MTC根据接收到的高优先级的寻呼消息，确定当前无线接入网络拥塞。
【发明内容】
[0011]本发明所要解决的技术问题在于提供一种面向MTC应用的接入时间调度方法。
[0012]为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案:
[0013]—种面向MTC应用的接入时间调度方法，所述MTC应用安装在MTC设备中，所述MTC设备与MTC服务器进行通信，所述MTC服务器连接MTC-RSM，所述MTC-RSM连接HLR/HSS，包括以下步骤:
[0014]所述MTC-RSM接收来自所述MTC服务器的MTC应用注册请求；
[0015]所述MTC-RSM根据所述注册请求消息中得到的信息计算最优的MTC设备接入参数；
[0016]所述MTC-RSM生成注册响应消息，向所述MTC服务器发送；
[0017]所述MTC-RSM通知所述HLR/HSS更新所述MTC设备接入参数；
[0018]所述MTC设备更新所述MTC设备接入参数。
[0019]其中较优地，所述MTC-RSM计算最优的MTC设备接入参数时，使所述MTC设备的通信窗与已有MTC设备的通信窗不冲突。
[0020]其中较优地，所述MTC-RSM计算最优的MTC设备接入参数时，优先为个人MTC设备分配通信窗。
[0021 ] 其中较优地，所述MTC-RSM计算最优的MTC设备接入参数时，使所述MTC设备的符合网络节点在指定周期内MTC通信资源容量限制。
[0022]其中较优地，所述MTC-RSM向所述网络节点收集所述容量限制；或者，所述网络节点主动向所述MTC-RSM上报所述容量限制。
[0023]其中较优地，所述MTC应用注册请求消息中包括首选通信时间间隔、接收通信时间间隔、禁止通行时间间隔。
[0024]与现有技术相比较，本发明所提供的MTC应用接入时间调度方法能够有效减缓MTC相关的信号负载拥挤情况。其中，MTC-RSM模块为新的MTC应用分配通信窗时考虑现有其他MTC应用的通信窗。这样可以限制新MTC应用对现有MTC应用的负面影响，保障MTC/M2M网络的顺畅运行。
【附图说明】
[0025]图1为现有技术中，3GPP网络增强解决方案的基本架构示意图；
[0026]图2为本发明所采用的网络架构示意图；
[0027]图3为本发明中，注册和接入流程的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容作进一步的详细说明。
[0029]在图1所示的MTC/M2M网络中，S-GW主要负责用户面处理，负责数据包的路由和转发等功能，支持3GPP不同接入技术的切换，发生切换时作为用户面的锚点；P_GW是EPS锚点，即是3GPP与non-3GPP网络间的用户面数据链路的锚点，负责管理3GPP和non_3GPP间的数据路由，管理3GPP接入和non-3GPP接入(如WLAN、WiMAX等)间的移动，还负责DHCP、策略执行、计费等功能。
[0030]SGSN/MME节点连接与 HSS/HLR连接，HSS(Home Subscriber Server，归属签约用户服务器)是EPS中用于存储用户签约信息的服务器，是2G/3G网元HLR的演进和升级，主要负责管理用户的签约数据及移动用户的位置信息。归属签约用户服务器(Home SubscriberServer, HSS)是3GPP在R5引入MS时提出的概念，其功能与HLR类似但更加强大，支持更多接口，可以处理更多的用户信息。HSS服务器是IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)中控制层的重要组成部分。HSS支持用于处理调用/会话的IMS网络实体的主要用户数据库。它包含用户配置文件，执行用户的身份验证和授权，并可提供有关用户物理位置的信息。它类似于GSM Home Locat1n Register。与HSS通信的实体是应用服务器(AS)和呼叫会话控制功能服务器(CSCF)，其中应用服务器以頂S环境为宿主并执行其中的服务。用户配置文件包含有关当前用户的信息一通常S-CSCF(业务-呼叫会话控制功能)会在用户进行网络注册时下载和使用这个文件。HSS所提供的功能包括IP多媒体功能、PS域必需的HLR功能及CS域必需的HLR功能。HSS可处理的信息包括:用户识别、编号和地址信息；用户安全信息，即针对鉴权和授权的网络接入控制信息；用户定位信息，即HSS支持用户登记、存储位置信息；用户清单信息。
[0031]SGSN/MME节点同时连接机器类型通信互连功能模块MTC-1WF。MTC服务器需要通过MTC-1WF接入运营商网络，MTC-1WF具有网关的功能，可以屏蔽网络内部拓扑结构和接口，转换MTC服务器与网络之间的接口协议。MTC-1WF功能主要包括:终结MTCsp、S6m等接口，进行接口协议转换；在传输建立之前，对MTC服务器进行鉴权；对来自MTC服务器的控制面请求进行授权；收发来自MTC服务器的终端激活请求及应答消息，同时还能传送激活成功或者失败的报告；选择最优的终端激活传送机制；产生终端激活CDR，并保证3GPP网络和MTC服务器之间的安全通信。
[0032]在本发明中，提供了 MTC注册和服务管理单元(简写为MTC-RSM)。MTC-RSM用于注册各