用于在通信网络中传送组通信消息的组通信功能的制作方法

相关申请的交叉引用

本专利文件要求2014年11月3日提交的美国临时专利申请号为62/074,565；2014年11月11日提交的美国临时专利申请号为62/078,273；2014年11月20日提交的美国临时专利申请号为62/082,392；以及2015年1月20日提交的美国临时专利申请号为62/105,674的优先权的利益。前述专利申请的全部内容通过引用作为本文件的公开内容的一部分并入。

背景

本文件涉及无线通信。

现今的无线蜂窝网络提供了对人类可以到达的几乎所有地区的覆盖。即使在偏远地区，找到数据和语音通信的无线连接并不罕见。在不同位置处的无线连接在带宽和用户设备可用的其他服务方面可能是非常不同的。

概述

本文件公开了一种使用网络侧能力实现基于组的消息到不同类型的组的传送的解决方案。一组时间可以包括用于与在网络外部的应用服务器进行组通信的一组用户设备，该应用服务器例如由非网络运营商实体管理。另一种类型的组可以包括为了进行网络特定通信诸如用于以最佳方式保持网络运行的控制和管理数据的用户设备。

在一方面，公开了在通信网络中的网络侧实现的技术。该方法包括：在第一计算机平台上部署第一组管理模块，该第一组管理模块实现第一组用户设备的创建、第一组用户设备的删除、对第一组用户设备的成员资格的更新以及与第一组用户设备的通信中的至少一个；促进从应用服务器到第一组用户设备的成员的组通信；在第二计算机平台上部署第二组管理模块，该第二组管理模块实现第二组用户设备的创建、第二组用户设备的删除、对第二组用户设备的成员资格的更新以及与第二组用户设备的通信中的至少一个；以及促进从网络运营商管理的实体到第二组用户设备的成员的网络内部通信。

在又一方面，通信网络包括用于在应用服务器和一组无线设备之间进行组通信的组管理功能。

下面参考附图进一步描述这些和其它方面。

附图简述

图1示出了无线通信系统的示例。

图2示出了无线电台架构的示例。

图3示出了与在不同网络中运行的用户设备的逻辑组进行组通信的方法的示例流程图。

图4示出了通过scs/as的基于组的寻址和组成员标识的示例架构。

图5示出了基于组的寻址和组成员标识的示例程序流程。

图6示出了示例网络架构。

图7示出了通过scs/as的基于组的寻址和组成员标识的示例架构。

图8示出了基于组的寻址和组成员标识的示例程序流程。

图9示出了在地理区域中通过scs/as的基于组的寻址和组成员标识的架构的示例。

图10示出了基于组的寻址和组成员标识的程序流程的示例。

图11示出了基于组的寻址和组成员标识的优化的程序流程的示例。

图12示出了基于组的寻址和组成员标识的程序流程的示例。

详细描述

在说明书中，章节标题被用于提高说明书的可读性，而不以任何方式将所公开技术的范围限制于该章节。

应用通常涉及设备组，其中每个组涉及几百个或几千个设备。该文件公开了用于使用不同的消息传送机制将组消息传递到地理区域内的一组设备(ue)的方法。可能的是，作为同一组的成员的ue可具有不同的能力和连接性。还可能需要利用不同能力、不同无线电接入技术跨相同plmn的不同区域传递消息或甚至跨不同plmn分布。

诸如twitter和whatsapp的一些流行的移动应用向一组用户提供应用层连接，通过其，一个用户可以将他的消息(音频/文本/图像)传输到一组用户。然而，这些技术缺乏该组的地理关联的概念。此外，由于组在应用层通常在由twitter和whatsapp运行的网络服务器处形成，所以到同一小区内的多个无线用户的实际消息发送按照对用户的单播消息发生，从而不必要地浪费无线带宽。

用于机器类型通信的3gpp架构(ts23.682)允许网络运营商(sp)和应用服务提供商(asp)成为独立实体。该架构允许sp也扮演asp的角色。

sp扮演asp角色的服务模型可被称为网络运营商控制的服务模式。当asp是独立于sp的第三方(例如垂直)时，服务模型可以被称为第三方(垂直)控制的服务模型。这种垂直中心的服务模型由m2m/iot指定。

以下示例描述了这种垂直中心的服务模型的一些用例。

xyz电气公司(第三方asp)具有电表部署，其中智能电表部署在大的州/国家/多国地理区域上。垂直(第三方asp)控制其智能电表，包括维护分组/子分组信息。智能电表可以通过无线、有线、卫星链路等(底层网络)接收服务。在底层网络级，asp通过特定于底层网络技术的地址来识别智能电表(设备)。例如，对于通过3gpp网络传送的服务，asp控制的组被映射到3gpp网络中的智能电表设备的地址(例如，imsi)。

b.现在以汽车服务为例；这样的服务是全球性的。考虑到bam汽车公司通过其vin标识符对其汽车品牌的跟踪服务，bam_services分组信息可以建模为vin@bam_services。在一个地理上，sp可以是3gppsp_a。在另一个地理上，sp举几个例子可以是3gppsp_b、3gppsp_c或某些卫星服务提供商等等。这种汽车导致(可能)从一个sp域跨越到另一个sp域的汽车。在这种情况下，除了将bam_services(asp)处的分组信息映射到汽车中的通信模块的3gpp网络特定设备id之外，还可能需要汽车(设备)的跟踪位置信息。

c.考虑运输服务模型(例如容器服务)：调制解调器可以是多技术调制解调器；3gpp无线、陆上通信线/以太网、卫星等。根据容器的位置，将使用适当的调制解调器连接。这种场景可能需要跟踪容器(设备)位置，并限制向特定地理位置的组消息的传送。

d.在智能家居环境中，家庭网关可以通过3gpp无线、光纤、电缆接收服务。家庭网关后面有多种器具-供应商ven_a、ven_b、ven_c等。用于ven_a冰箱服务的分组信息由ven_a维护。ven_b维护用于其洗衣机/烘干机的分组信息。tv分组信息利用ven_c等。这些在家庭网关上构成不同的“应用”。当家庭所有者购买/清除掉不同的器具时，“应用”可以被添加/删除。

关键问题：基于组的寻址和标识符的解决方案需要解决与这种用例相关联的分组需求。

讨论

应用通常涉及设备组，其中每个组涉及几百个或几千个设备。设备也可能托管多个应用，其中每个应用涉及不同的设备组。为简单起见，属于一个组的设备称为“组成员”。使用这个术语，组可以涉及几百个或几千个组成员。组成员可以是静态的或可以动态演变，其中在组的生命周期期间添加和/或删除组成员。随着应用的发展，服务能力服务器(scs)/应用服务器(as)可以创建具有相关组成员的新组，并且可以删除现有组。

观察1：应用通常涉及一组设备，一组中具有几百个或几千个设备。

观察2：这些设备可以托管多个应用，其中每个应用涉及不同的设备组。

观察3：组成员资格可以是静态的或动态的，其中在组的生命周期期间添加和/或删除组成员。

观察4：scs/as可以创建具有相关组成员的新组，并删除现有组。

scs/as也可以与多个底层网络进行通信，其中组成员分布在不同的底层网络上。这种底层网络可以是一个或更多个3gpp运营商网络(plmn)或者也可以是非3gpp网络。移动的组成员可以移进和移出plmn的覆盖范围。

观察5：并非所有的群组成员(设备)都可以从同一plmn接收服务。

观察6：移动的组成员可以在组的生命周期期间从不同的plmn或甚至从非3gpp网络接收服务。

观察7：需要有可能将作为组成员的3gpp设备的身份(例如，imsi)绑定到组的外部-组-id。

观察8：3gpp设备的身份(例如，imsi)可以被绑定到多于一个的外部-组-id。

观察9：对于移动设备，被绑定到组的外部-id的组成员的身份可以在组的生命周期期间变化。

观察10：为了支持组消息的地理位置特定传送，需要有可能跟踪组成员在plmn内的位置。

图1示出了无线通信系统的示例。无线通信系统可以包括一个或更多个基站(bs)105a、105b、一个或更多个无线设备110a、110b、110c、110d和接入网络125。基站105a、105b可以向一个或更多个无线扇区中的无线设备110a、110b、110c和110d提供无线服务。在一些实施方式中，基站105a、105b包括定向天线以产生两个或更多个定向波束，从而在不同扇区中提供无线覆盖。

接入网络125可以与一个或更多个基站105a、105b进行通信。在一些实施方式中，接入网络125包括一个或更多个基站105a、105b。在一些实施方式中，接入网络125与核心网络(图1中未示出)进行通信，核心网络提供与其他无线通信系统和有线通信系统的连接。核心网络可以包括一个或更多个服务订阅数据库，以存储与订阅的无线设备110a、110b、110c和110d有关的信息。第一基站105a可以基于第一无线电接入技术提供无线服务，而第二基站105b可以基于第二无线电接入技术提供无线服务。根据部署场景，基站105a和105b可以位于同一个位置或者可以单独地安装在现场中。接入网络125可以支持多种不同的无线电接入技术。

可以实现本技术和系统的无线通信系统和接入网络的各种示例包括诸如cdma20001x的基于无线通信系统的码分多址(cdma)、高速分组数据(hrpd)、演进hrpd(ehrpd)、通用移动电信系统(umts)、通用陆地无线电接入网(utran)、演进utran(e-utran)、长期演进(lte)和全球微波接入互操作性(wimax)等等。在一些实施方式中，无线通信系统可以包括使用不同无线技术的多个网络。双模或多模无线设备包括可被用于连接到不同无线网络的两种或更多种无线技术。在一些实施方式中，无线设备可以支持同时语音数据操作(sv-do)。

图2是无线电台205的一部分的框图表示。诸如基站或无线设备的无线电台205可以包括处理器电子设备210，诸如实现在本文件中提出的一种或更多种无线技术的微处理器。无线电台205可以包括收发器电子设备215，以通过诸如天线220的一个或更多个通信接口发送和/或接收无线信号。无线电台205可以包括用于传输和接收数据的其他通信接口。无线电台205可以包括被配置为存储诸如数据和/或指令的信息的一个或更多个存储器。在一些实施方式中，处理器电子设备210可以包括收发器电子设备215的至少一部分。在一些实施例中，使用无线电台205来实现所公开的技术、模块或功能中的至少一些。

图3示出了组通信的方法300的示例流程图。参照图4至图12进一步描述其中可以实现方法300的各种实施例。该方法可以在网络侧装备上实现。

在302，方法300包括部署用于管理第一组用户设备的组通信的第一组管理模块。例如，可以在本文件中描述的scef功能中实现第一组管理模块。第一组用户设备可以对应于本文件中描述的sc/应用服务器组。该部署可以包括例如安装和/或激活具有关于scef描述的功能或本文描述的组通信功能的网络装备。因此，第一组通信模块可以运行以管理第一组用户设备的组通信。

在304，方法300包括促进从应用服务器到第一组用户设备的成员的组通信。本文件提供了可以交换以用于建立组和承载组通信的消息的各种示例。

在306，方法300包括部署用于管理第二组用户设备的组通信的第二组管理模块。第二组可以是如本文件所述的mno组。可以通过在(由)网络装备上安装和/或激活软件程序来实现第二组管理模块的部署。

在308，方法300包括促进从网络运营商管理的实体到第一组用户设备的成员的组通信。如本文件所述，通过例如交换消息并通过执行如消息的发射器所期望的动作来响应消息来促进组通信。

方法300还可包括跟踪作为第一组用户设备的成员的用户设备的当前位置和身份。例如，用户设备可以是具有多个网络连接能力并且可能不时地处于蜂窝网络(例如，其家庭网络)或处于被访问的通信网络中的移动电话。组管理模块可以跟踪用户设备的位置并提供该信息以促进与用户设备的组通信。

在一些实施例中，通信装置包括用于存储指令的存储器和用于从存储器读取指令并执行方法300的处理器。

在一些实施例中，如本文件所述，第一组通信模块可以使用外部和内部id来在网络运行期间管理和跟踪设备组。

在2014年11月发布的3gpp文件tr23.769中，概述了用于在3gpp网络中进行组通信的基于组的增强。在本文件中包括对现有3gpp功能添加其他价值的附加技术以及其它优点。

虽然本文件中的实施例是为了说明而针对3gpptr23.769提供，但是当前描述的技术也可以在其他无线网络中实现。

除非另有说明，本文件中使用的术语与3gpp文件tr23.769中使用的术语一致。

3gpp网络的示例实施例

本文件描述了与动态组成员资格一起使用的示例程序。对于诸如基于组的apn拥塞、组中所有成员的漫游状态以及属于给定区域中的组的设备的计数的组操作，可以使用静态组成员资格。对于用于消息传送的组操作，可以支持组的动态成员资格。用于消息传送的这种动态组成员资格不要求更新hss处的分组信息。如果需要，对在hss处的组成员资格信息的更新是通过移动网络运营商和scs/as提供商之间的协调。

如本文所述，应用通常涉及设备组，其中每个组涉及几百个或几千个设备。mtc设备可以托管多个应用，其中每个应用涉及不同的设备组。属于组的设备被称为“组成员”。因此，一个组可以涉及几百个或几千个组成员。可以使用相关联的组成员创建新组，并且可以删除现有组。组成员资格可以是静态的或可以动态演变，其中在组的生命周期期间添加和/或删除组成员。

示例实施例1

该实施例是设计用于解决两种类型的组：

-移动网络运营商(mno)管理组；

-scs/as管理组。

期望核心网络节点(例如，hss或mme)知道组中的ue的成员资格的组操作可由mno管理组来解决。基于组的apn拥塞、组中所有成员的漫游状态以及对属于在给定区域中的组的设备的计数是使用mno管理组的服务示例。根据提供的服务的性质，mno可以创建具有相关联成员资格的组，并且可以删除现有组。组成员资格可以是静态的或可以动态演变，其中在组的生命周期中添加和/或删除组成员。对于这种组，该解决方案在hss处使用组成员资格的维护。这种组可以具有相对静态的成员资格(以避免对hss的重大影响)，并要求hss和其他核心网络节点知道组成员资格。

scs/as管理组通常被用于诸如组消息的传送的操作。根据需要支持的应用，scs/as可以创建具有相关组成员的新组并删除现有组。另外，对于这种组，组成员资格可以是静态的或可以动态演变，其中在组的生命周期期间添加和/或删除组成员。这样的组在scs/as上维护。不要求在hss上维护这种组。由于在scs/as处的这种更新，scs/as管理组的hss处的组成员资格信息的任何更新都是通过移动网络运营商和scs/as提供商之间的协调进行的。这种程序超出标准化范围。

mno管理组由内部组id识别，作为组成员的3gpp设备的内部id被绑定到组的内部组id。可以支持内部id与内部组id的静态绑定和动态绑定两者。3gpp设备可以支持多个运营商提供的服务，并且3gpp设备的身份(内部id)可以被绑定到多于一个的内部组id。

scs/as管理组由外部组id识别。作为组成员的3gpp设备的外部id被绑定到组的外部组id。可以支持外部id与外部组id的静态绑定和动态绑定两者。3gpp设备可以托管多个应用，并且3gpp设备的身份可以被绑定到多于一个的外部组id。

对于mno管理组，除了在hss处管理组标识(内部组id)和相关组成员资格(内部id)之外，不需要其他增强来解决这个关键问题。如何可以使用这种组的示例是在3gpp文件tr23.769的条款5.4.3的关键问题“基于apn和组标识符的nas级拥塞控制(naslevelcongestioncontrolbasedonapnandgroupidentifier)”的解决方案中。

对于scs/as管理组，所公开的技术提供了两个构建块：

(1)基于scs/as提供的外部组id和外部id，确定组成员的内部id和内部组id(如果可用的话)的能力，以及

(2)请求scef向/从scef维护的组信息的本地副本添加或删除内部id的能力。

图4示出了高级架构，其中，scef可以包含与一组用户相关的内部功能，例如，组管理功能(gmf)。通过这个内部功能，scef维护组成员的内部id(例如，imsi)和外部id(例如，msisdn)与组的外部组id的绑定的本地副本。如果由hss提供这种信息，也可以维护组的内部组id。还可以维护传送组服务所需的其他信息。例如，对于支持mbms的plmn，scef的内部gmf可以维护分配给组的tmgi。如果需要，在gmf处也可以维护组成员的位置信息。

问题：在条款5.1.3(3gpp文件tr23.769)中的“针对一组设备的消息传送(messagedeliverytoagroupofdevices)”的解决方案是可以如何使用scef处的scs/as管理分组信息的示例。

图5图示了用于scs/as管理组寻址和组成员的标识的程序流程。在该图示中，scef包括内部gmf。

501.scs/as通过发送组寻址请求消息来为应用特定组请求scef支持。消息包括外部组id，并且可以包括作为外部组的成员的设备(ue)的外部id。

502.scef与hss交换组信息请求/响应消息，以确定scs/as是否被授权以发送外部组id的组信息请求。hss将任何接收的组成员外部id映射到内部id。如果这种信息在hss处可用，则外部组id可被映射到内部组id。hss将内部组id(如果可用)和内部id返回到scef，如果外部id在组信息请求中提交，包括外部id到内部id的映射。

在一些实施例中，可以使用外部组id和内部组id之间以及外部id和内部id之间的1对1映射。

503.scef使用其内部gmf可以维护外部组id与诸如组成员的内部id和与组成员相关联的内部组id的信息的映射的本地副本。

可以保存信息的本地副本，例如，以减少对核心网络节点的影响，避免可能返回与scef已知的信息相同的信息的频繁查询。

504.scef通过组寻址响应消息向scs/as确认。

步骤505至508构成构建块，其提供了scs/as请求从由scefhss维护的内部组的分组信息的本地副本添加或删除组成员的能力。

505.scs/as向scef发送组成员添加/删除请求，以使得向/从外部组id添加/删除附加的外部id。

506.scef与hss交换组更新请求/响应消息，以确定scs/as是否被授权以发送这种组成员资格请求。hss将外部组id映射到内部组id，并将外部id映射到内部id。hss更新设备的订阅记录，将其添加到已识别的内部组。

507.可以通过将从hss接收到的内部id添加到外部组id的组成员资格/将其删除来更新scef处的组成员资格信息的本地副本。

508.scef通过组成员添加/删除响应消息确认对scs/as的组添加。

可以修改现有的scef以接收、处理和响应来自scs/as的消息，如在程序流程中所识别的。还可以修改scef来与hss进行交互以管理组成员资格以及组成员状态信息，诸如外部组id到内部组id的映射以及外部id到内部id的映射，并维护组标识符和设备组成员资格之间的映射的本地副本。

对于mno管理组，可以修改现有hss，以管理组成员资格，例如，维护组标识(内部组id)和相关联的组成员(内部id)。对于scs/as管理组，还可以修改hss，以支持与scef的交互，以用于提供诸如外部id到内部id的映射、外部组id到内部组id的映射的信息并修改内部组成员资格。

对于scs/as管理组，可以修改现有的s6m接口，以支持scef和hss之间的消息交互，用于授权请求组操作的scs/as，并支持scef与hss之间的消息交互，用于将外部组id映射到内部组id和将外部id映射到内部id。

该实施例支持两种类型的组：mno管理组和scs/as管理组。mno管理组(其由运营商控制的)被hss托管。这种类型的组通常被用于运营商控制的服务，例如nas拥塞控制。使用这种类型的组的示例是用于如条款5.4.3(3gpp文件tr23.769)中的服务。

scs/as管理组在scs/as处以scef处的本地副本托管。scef处的本地副本具有外部id到内部id的映射。这种scs/as管理组不需要在hss处被复制。这种类型的组通常被用于消息传送服务。使用这种类型的组的示例是用于条款5.1.3(3gpp文件tr23.769)中的服务。

可以使用相关联的组成员创建两种类型的组，并且可以删除现有组。对于这两种类型的组，组成员资格可以是静态的或可以动态演变，其中在组的生命周期期间添加和/或删除组成员。

对于mno管理组，hss管理组成员资格，例如，维护组标识(内部组id)和相关联的组成员资格(内部id)。对scef、s6m接口或ue没有影响。

对于scs/as管理组，hss将组成员外部id映射到3gpp网络特定的内部id。这种能力已经在hss处可用。secf可以缓存这种映射的分组信息。scef处的分组信息的本地缓存减少了对核心网络节点(如hss)的影响，以用于提供基于组的服务。ue不需要知道内部或外部分组信息，因此对ue没有影响。

该解决方案支持tr23.769中描述的关键问题“消息传送”和“组特定的nas拥塞控制”的所有解决方案。因此，建议采用条款5.5.3.1(3gpp文件tr23.769)中的解决方案作为关键问题-“基于组的寻址和标识符”的解决方案。

示例实施例2

图6示出其中可以实现机器型通信的3gpp网络的示例。由线402示出了归属plmn和被访问的plmn的逻辑分离。

在一些实施方式中，应用特定组由外部组id识别。当底层网络是3gppsp时，as/scs可以将组成员的外部设备id与外部组id一起传递到scef。外部设备id被映射到3gpp网络内的内部设备id(例如，imsi)。鉴于观察2；3gpp设备的身份可以被绑定到多于一个外部组id。还可以根据提供的服务的性质来维护诸如地理区域特定信息、设备位置跟踪信息等的其他信息。该架构允许这种gmf功能也与一些3gppeps功能捆绑在一起。不需要配置/提供任何分组信息以用于在3gpp网络内进行组消息传送。

示例实施例3

图7示出了高级架构，其允许将组成员的身份绑定到组的外部组id。也可以支持组成员的位置信息的跟踪。对于组消息的地理位置特定传送可能需要这种对组成员的位置信息的跟踪。

图7中的架构说明示出了新的功能实体：组管理功能(gmf)。gmf与服务能力公开(exposure)功能(scef)位于同一位置，并维护组成员的身份(例如，imsi)与组的外部组id的绑定。如果需要，在gmf处也可以维护组成员的位置信息。

还可以支持其他可能的配置，诸如，作为独立功能实体的gmf或与一些epc功能实体集成的gmf。

图8图示了基于组的寻址和组成员的标识的程序流程。gmf与scef处于同一位置。3gpp网络内部的程序步骤被示出为“实”线。3gpp网络外部的程序步骤被示出为“断”线。虚线表示可选步骤。

阶段a：创建/删除组：

支持两种类型的程序：标准程序和优化程序。优化程序对于专用于单个应用的设备(ue)有用。scs/as通知scef中的gmf要被支持以传送组消息的应用特定组(外部组id)。对于优化的程序，scs/as也将组成员的身份(外部设备id)传递给gmf。gmf利用hss检查scs/as是否被授权发送这种请求。如果接收到组成员的身份(优化程序)，则hss将外部设备id映射到内部设备id。类似地，如果在3gpp网络中移除已经分配的应用特定组，则scs/as可以通知gmf。

步骤a01：scs/as通过发送准备组寻址请求消息来请求scef中的gmf支持应用特定组以进行组寻址。该消息包括外部组id，并且如果组消息的特定地理区域传送需要，还可以包括地理服务区域信息和设备位置跟踪请求。对于优化的程序，还包括作为应用特定组成员的设备(ue)的身份(ue外部id)。

当不提供地理服务区域信息时，组消息跨plmn服务区域传送。在这种情况下，不执行步骤b03中的对ue的位置跟踪。

步骤a02：gmf与hss交换组授权请求/响应(外部组id、scs/as标识符、...)消息，以确定scs/as是否被授权发送组寻址请求。如果从gmf接收(优化程序)，hss将组成员外部设备id映射到内部设备id。

步骤a03和a04：成功认证后，gmf维护外部组id信息以及地理服务区域信息(如果需要)，并向scs/as确认。对于优化的程序，还维护组成员内部设备id与外部组id的绑定。这样的组成员的状态被标记为“不活动”。

阶段b：识别组成员和位置跟踪(如果需要)：

当设备(ue)执行应用级注册时，scs/as根据ue外部id确定设备(ue)是其成员的应用特定组。scs/as向gmf发送具有这种应用特定组的身份的加入组请求消息。gmf将ue作为成员关联/映射到相应的组，并且开始跟踪ue的位置信息(如果需要)。对ue的应用注册确认可以包括诸如在设备(ue)处支持的应用特定组的信息和根据需要的任何其他信息。

对于优化程序，不执行scs/as启动的加入组请求/响应程序。在建立ueeps承载之后，hss通知gmf设备(ue)可用。gmf将组成员状态标记为“活动”。

步骤b00：ue建立eps承载。

步骤b01：ue上的应用通过scs/as注册。这种注册包括ue外部id。

步骤b02：根据ue外部id，scs/as确定设备(ue)是其的成员的应用特定组并向gmf发送加入组请求消息。加入组请求消息中包含设备(ue)订阅的应用特定组的外部组id以及ue外部id。可能需要hss询问以将ue外部id映射到ue内部id。这种gmf与hss的交互未在程序流程中示出。

对于优化程序，不执行步骤b02。相反执行步骤bx02。

步骤bx02：仅针对优化程序执行此步骤。在建立ueeps承载之后，hss通知gmf设备(ue)可用。

步骤b03和b04：如果需要，gmf请求pcrf订阅ue位置跟踪。对于固定设备(ue)，hss可以在步骤b02之后或在步骤bx02处提供ue位置信息。gmf将作为应用特定组的成员的ue进行关联/映射，并且如果需要，还维护ue位置信息以及ue组成员资格信息。组成员状态被标记为“活动”。

通过pcrf的uli报告是用于位置信息跟踪的方法之一。可以根据需要的位置信息跟踪的频率和粒度来使用适当的位置跟踪程序。

在地理服务区域之外的ue的位置信息被标记为“不在服务区域”。组消息不被传送给这种ue。

步骤b05：gmf通知scs/asue对应用特定组的成功加入。不对优化程序执行此步骤。

步骤b06：scs/as利用应用注册响应消息向ue确认。这种注册确认可以包括关于在设备(ue)处支持的应用特定组的信息并根据需要包括任何其他信息。

阶段c：更新组成员资格：

如果在scs/as处更新组成员资格信息(例如，设备(ue)不再订阅应用特定组)，则可将这种信息传递给gmf。gmf删除这种应用特定组的ue组成员资格信息。

步骤c01：scs/as通知gmf关于应用特定组成员资格状态的更新。例如，如果设备(ue)不再订阅应用特定组，则可将这种信息传递给gmf。更新组成员请求消息(通过外部组id)识别应用特定组，并通过其外部id识别设备。在此消息中还包含更新的原因，例如添加/从组中删除。

步骤c02和c03：gmf更新所识别的应用特定组的ue组成员资格信息，并向scs/as确认。

对现有节点和功能的影响

组管理功能(gmf)：此新功能提供以下能力：支持来自scs/as的消息，如在程序流程中识别的；与hss交互以管理组成员资格和组成员状态信息；支持如由scs/as要求的组消息到地理区域的传送，如果需要；执行ue位置跟踪的程序，如果需要；维护组标识符、设备组成员资格、设备状态和与地理服务区域和设备位置相关的信息之间的映射，如果需要。

示例实施例4

应用通常涉及一组设备。现今，针对单个客户，应用通常涉及1000多个订阅。从客户和运营商的角度来看，对设备组的优化处理是有益的。

基于组的寻址和标识符对于支持基于组的特征诸如组消息和组策略的传送是有用的。

架构考虑

在各种实施例(部分或全部)中能够满足以下与组寻址和标识符相关的要求：

网络支持将订阅分组在一起的能力。

网络可以确定订阅是否是特定组的成员(例如，使用相应的组标识符)。

网络可以在个体的基础上对组内的单个设备进行寻址。

在这方面，设备可以属于多于一个组，并且因此可以由于其与组的成员资格而被单独寻址。

组标识符在plmn内是唯一的。

组标识符与特定的组特征集无关。作为示例，用于识别属于用于将消息传送到组的组的用户的组标识符可以不同于用于管制设备的组标识符。

mtc设备可以托管多个应用，其中每个应用涉及不同的设备组。属于组的设备被称为“组成员”。因此，组可以涉及几百个或几千个组成员。组成员资格可以是静态的或可以动态演变，其中在组的生命周期期间添加和/或删除组成员。服务能力服务器(scs)/应用服务器(as)可以创建具有相关联的组成员的新组，并且可以删除现有组。

根据ts23.682中规定的mtc架构，scs/as可以与多个底层网络进行通信，其中组成员分布在不同的底层网络上。这种底层网络可以是一个或更多个3gpp运营商网络(plmn)，或者也可以是非3gpp网络。移动的组成员可以移进和移出plmn的覆盖范围。

该解决方案实现通过scs/as的基于组的消息到组成员的传送，该组成员从plmn接收服务。scs/as特定组由外部组id识别。在plmn内，外部组id可以被映射到内部组id。作为组成员的3gpp设备的身份(例如，imsi)被绑定到组的外部/内部组id。支持组成员与外部/内部组id的静态绑定和动态绑定两者。3gpp设备可以托管多个应用，并且3gpp设备的身份可以被绑定到多于一个的外部/内部组id。

图9示出了高级架构，其允许将组成员的身份动态绑定到组的外部/内部组id。还支持组成员的plmn特定位置信息的跟踪。组消息的地理位置特定传送需要这种对组成员的位置信息的跟踪。

图9中的架构说明示出了新的功能实体：组管理功能(gmf)。如果在3gpp网络内支持内部组id，则gmf与服务能力公开功能(scef)进行通信，并维护外部组id与相关的内部组id之间的绑定。此外，gmf维护组成员的设备身份(例如，imsi)与组的外部/内部组id的绑定。如果需要用于支持组消息的地理位置特定传送，则在gmf处还维护组成员的位置信息。

在一个配置中，gmf可以是独立的功能实体。在此配置中，scef和gmf通过txx接口进行通信。在这种配置中，也可以使用gmf与其他epc实体(例如，hss、pcrf、cbs、gcsas等)之间的新接口。这种新接口可以是标准化接口或服务提供商特定接口。

在另一个配置中，gmf可以与一些其他epc功能实体(如hss、gcsas、cbe等)集成。在这种替代配置中，scef和gmf通过现有接口进行通信。例如，如果gmf与hss集成，则scef和gmf的通信通过s6m接口进行。也可以支持用于在epc内放置gmf的其他配置。

图10图示了基于组的寻址和组成员的标识的程序流程。此程序流程将gmf视为独立实体。如果gmf与scef集成或与其他epc功能中的一个(如hss)集成，则类似的程序适用。

阶段10a：在3gpp网络中创建/删除组：

scs/as通过scef向gmf通知将要在3gpp网络中支持的组。scef在向gmf传递请求之前检查scs/as是否被授权发送这种请求。scef可以与hss进行通信，以用于获得这种授权以及将外部组id映射到内部组id(如果需要)。

类似地，如果要在3gpp网络中删除已经分配的组，则scs/as通过scef通知gmf。

步骤10a01：scs/as通过发送准备组寻址请求消息来经由scef请求gmf支持用于组寻址的组。消息包括外部组id，并且还可以包括地理服务区域信息，该地理服务区域信息识别在其中将执行组消息传送的地理区域。

当不提供地理服务区域信息时，组消息将跨plmn服务区域传送。

准备组寻址请求可以包括作为由外部组id识别的组的成员的设备的身份(识别为ue外部id)。如果所有组成员都由该plmn服务，则推荐此选项。对于这种情况，在条款5.2.3.1.3(3gpp文件tr23.769)中描述了对程序流程的优化。

步骤10a02：scef检查scs/as是否被授权发送用于组寻址的这种请求。

步骤10a03：scef可以与hss交换组信息请求/响应(外部组id、scs/as标识符、...)消息，以确定scs/as是否被授权发送组寻址请求消息，并且获取任何组特定的订阅数据，如外部组id到内部组id的映射。作为替代，如果需要，scef可以提供外部组id和内部组id之间的映射。

步骤10a04：成功认证后，scef将准备组寻址请求以及组的内部组id(如果可用)转发给gmf。

步骤10a05和10a06：gmf保存有关分配的内部组id(如果可用)和地理服务区域以及外部组id的信息，并通过scef向scs/as确认。

对于请求是用于删除已经分配的组的情况，在步骤a05，从gmf中删除与所识别的外部组id相关的信息。

阶段b：识别组成员及其位置信息：

设备(ue)利用scs/as进行应用级注册。根据ue外部id，scs/as确定设备(ue)是其成员的组。scs/as通过scef向gmf发送具有这种组的身份的加入组请求消息。gmf将ue作为成员关联/映射到相应的组，并且例如通过使用通过pcrf的uli程序来开始跟踪ue的位置信息。对于固定设备，位置信息可以是gmf可以从hss获得的订阅信息的一部分。在这种情况下，不需要ue的位置跟踪。在ue作为所识别的组的成员成功加入之后，scs/as向ue确认应用级注册。这种注册确认可以包括诸如在设备(ue)处支持的组的信息以及根据需要包括任何其他信息。

步骤10b00：ue建立eps承载。

步骤10b01：ue上的应用通过scs/as注册。这种注册包括ue外部id。

步骤10b02：根据ue外部id，scs/as确定设备(ue)是其成员的组并经由scef向gmf发送加入组请求消息。加入组请求消息中包含设备(ue)订阅的组的外部组id以及ue外部id。对于订阅多个组的设备，由scs/as发送多个外部组id。

gmf将作为由外部组id识别的组的成员的ue进行关联/映射。可能需要hss/hlr询问以将ue外部id映射到ue内部id。也可能需要hss/hlr询问以获得ue的服务cn节点(例如，mme/sgsm)的地址和ue节能模式(psm)能力/状态。这种gmf与hss/hlr的集成在程序流程中未示出。步骤b03和b04：gmf请求pcrf订阅ue位置信息。调用uli程序来获取ue位置。当ue更改位置时，pcrf知道位置的变化，并以适当的报告频率将其报告给gmf。这种ue位置信息可以是以小区-id的形式。对于固定设备(ue)，hss/hlr可以向gmf提供ue的位置信息。gmf存储ue位置信息以及ue组成员资格信息。诸如服务cn节点(例如，mme/sgsn)的地址和uepsm能力/状态的其他信息也可被存储在gmf处。

通过pcrf的uli报告是用于位置信息跟踪的方法之一。其他位置获取程序也可以用于此目的，例如对于固定型ue，该位置可以在hss/hlr中进行预配置，其可以通过hss/hlr查询来获取。

在地理服务区域之外的ue的组成员资格信息被标记为“不在服务区域”。组消息不被传送给这种ue。

步骤10b05：gmf通过scef向scs/as通知ue成功加入组。

步骤10b06：scs/as利用应用注册响应消息来向ue确认。这种注册确认可以包括关于在设备(ue)处支持的组的信息并根据需要包括任何其他信息。

步骤10b07、10b08和10b09：当ue的eps承载被释放时，hss/hlr可以通知gmf设备(ue)不可用。根据eps承载的释放原因，gmf处的ue组成员资格信息可以被标记为“不活动”或被删除。当ue重新建立eps承载时，“非活动”组成员资格信息被标记为“活动”。

对于ue以掉电指示释放eps承载的情况，可以删除ue组成员资格信息。

生命周期定时器可以与“非活动”ue组成员资格信息相关联。scs/as可以针对成功注册的ue周期性地刷新在gmf处的ue组信息。来自scs/as的这种刷新的定时器值被设置为小于与“非活动”ue注册相关联的定时器值。

阶段10c：更新组成员资格：

如果在scs/as处更新组成员资格信息(例如，设备(ue)不再订阅组)，则可将这种信息传递给gmf。gmf删除由scs/as识别的组的ue组成员资格信息。

步骤10c01：scs/as通过scef通知gmf更新组成员资格状态。例如，如果设备(ue)不再订阅组，则可将这种信息传递给gmf。更新组成员请求消息(通过外部组id)识别组，并通过其外部id识别设备。在此消息中还可以包含更新的原因，例如添加/从组中删除。

步骤10c02和10c03：gmf更新被拒绝组的ue组成员资格信息，并通过scef向scs/as确认。

参考图11，组成员的识别。此程序流程假定所有组成员都由该plmn服务。对于设备(ue)专用于单个应用的情况，该程序流程可能是有用的。

阶段11a：3gpp网络中优化的创建/删除组：

步骤11a01：scs/as通过发送准备组寻址请求消息来经由scef请求gmf准备组寻址。消息包括外部组id，并且还可以包括地理服务区域信息，该地理服务区域信息识别在其中将传送组消息的地理区域。此外，作为该组成员订阅的设备(ue)的身份以ue外部id的形式也被包括在准备组寻址请求消息中。

当不提供地理服务区域信息时，组消息将跨plmn服务区域传送。

步骤11a02：scef检查scs/as是否被授权发送这样的用于组寻址的请求。

步骤11a03：scef可以与hss/hlr交换组信息请求/响应(外部组id、scs/as标识符、...)消息，以确定scs/as是否被授权发送组寻址请求消息，并且获取任何组特定的订阅数据，诸如外部组id到内部组id的映射和ue外部id到ue内部id的映射。作为替代，如果需要，scef可以提供外部组id和内部组id之间的映射。

步骤11a04：成功认证后，scef将准备组寻址请求以及内部组id(如果可用)转发给gmf。此外，作为该组成员订阅的设备(ue)的身份以ue内部id的形式也被包括在消息中。

步骤11a05和11a06：gmf保存有关分配的内部组id(如果可用)和地理服务区域以及外部组id的信息。关于组成员的信息以ue内部id形式也被保存在gmf处。这种组成员的状态被标记为“不活动”。gmf然后通过scef向scs/as确认成功操作。

对于请求是用于删除已经分配的组的情况，在步骤11a05，从gmf中删除与所识别的外部组id相关的信息。在这种情况下，组成员的身份不被包括在步骤a01的消息中。

阶段11b：优化识别组成员及其位置信息：

步骤11b00：ue建立eps承载。

步骤11b01：当建立ueeps承载时，hss/hlr通知gmf设备(ue)可用。

步骤11b02：gmf请求pcrf订阅ue位置信息。调用uli程序来获取ue的位置。当ue更改位置时，pcrf知道位置的变化，并以适当的报告频率将其报告给gmf。这种ue位置信息可以是以小区-id的形式。对于固定设备(ue)，hss/hlr可以向gmf提供ue的位置信息。

通过pcrf的uli报告是用于位置信息跟踪的方法之一。其他位置获取程序也可以用于此目的，例如对于固定型ue，该位置可以在hss/hlr中进行预配置，其可以通过hss/hlr查询来获取。

步骤11b03：gmf将ue组成员标记为“活动”并还存储ue位置信息。

在地理服务区域之外的ue的组成员资格信息被标记为“不在服务区域”。组消息不被传送给这种ue。

步骤11b04、11b05和11b06：当ueeps承载被释放时，hss/hlr可以通知gmf设备(ue)不可用。根据eps承载的释放原因，gmf处的ue组成员资格信息可以被标记为“不活动”或被删除。当ue重新建立eps承载时，“非活动”组成员资格信息被标记为“活动”。

对于ue以掉电指示释放eps承载的情况，可以删除ue组成员资格信息。

生命周期定时器可以与“非活动”ue组成员资格信息相关联。scs/as可以针对成功注册的ue周期性地刷新在gmf处的ue组信息。来自scs/as的这种刷新的定时器值被设置为小于与“非活动”ue注册相关联的定时器值。

阶段11c：更新组成员资格：

更新组成员资格程序流程与条款5.2.3.1.2中描述的程序类似。

对现有节点和功能的影响

组管理功能(gmf)：

这是新的功能实体，并提供以下能力：

-支持来自scs/as的消息，如程序流程中识别的；

-与hss/hlr进行交互，以用于管理组成员资格和组成员状态信息；

-如scs/as所要求的，支持组消息到地理区域的传送；

-如果需要，执行rx接口程序来收集ue位置信息；

-维护组标识符、地理服务区域、组成员资格和组成员位置之间的映射。

示例实施例5

参考图4，示出了高级架构，其中，在scef处托管/支持组管理功能(gmf)。gmf维护组成员的身份(例如，imsi)与组的外部组id的绑定和组消息传送所需的其他信息。例如，对于支持mbms的plmn，gmf也维护分配给该组的tmgi。外部组id到内部组id的映射以及组成员的位置信息也可以在gmf处维护，如果需要。

还可以支持其他可能的配置，例如，作为独立功能实体的gmf或与一些epc功能实体集成的gmf。

图12图示了基于组的寻址和组成员的识别的程序流程。在该图示中，scef托管gmf。与scef处于相同位置。scef还托管gcs-as功能，以支持mbms服务。

步骤1201：scs/as通过发送组寻址请求消息来请求scef对应用特定组的支持。该消息包括外部组id和作为这种组的成员的设备(ue)的身份。如果需要组消息的地理区域特定传送，则也可以包括诸如地理服务区域信息的其他信息。

当不提供地理服务区域信息时，组消息跨plmn服务区域传送。

步骤1202：scef中的gmf功能与hss交换组信息请求/响应消息，以确定scs/as是否被授权发送组寻址请求。hss将组成员外部设备id映射到内部设备id。如果需要，外部组id也可以被映射到内部组id。该步骤可以与步骤3和4同时执行。

步骤1203：gcs-as向bm-sc发送具有外部组id信息的tmgi预留请求。

步骤1204：bm-sc为该组保留tmgi，并通知gcs-as。

作为替代，tmgi可以经由预配置来分配。基于运营商策略，scs/as服务提供商和3gpp网络运营商协作，以对由外部组id识别的组的tmgi进行预配置。

步骤1205：gmf维护外部组id与诸如组成员内部设备id、分配的tmgi、组成员的可达性状态等信息的映射。还可以维护与组相关联的地理服务区域和内部组id。

步骤1206：scef通过组寻址响应消息向scs/as确认。

步骤1207：ue建立eps承载。

步骤1208：在建立ueeps承载之后，hss可以通过使用更新组成员资格请求/响应来通知gmf关于设备(ue)的可达性状态、位置信息等。这种更新程序也可以由scef使用，以用于根据需要更新hss处的组成员资格信息。

根据需要，scef可以调用ue位置跟踪程序，以用于传送地理区域特定组消息。

步骤1209：更新scef处的组成员资格信息。

步骤1210：对于支持mbms的ue，ue上的gcse应用通过gc1与gcs-as注册。

步骤1211：scef中的gcs-as功能向ue发送gcs注册响应，其包含ue上的应用订阅的组的tmgi。

对于不支持mbms的ue，使用scs/as的应用层注册请求/响应导致scs/as通知ue关于ue上的应用订阅的组。这种ue被标记为非mbms能力，使得用于组消息传送的替代方法可以用于这种ue。

在该实施例中，在scef处的组管理功能可以被设计为支持来自scs/as的消息，如在程序流程中识别的，与hss交互以管理组成员资格和组成员状态信息，支持如由scs/as要求的组消息到地理区域的传送，如果需要，执行ue位置跟踪程序，并且如果需要，维护组标识符、设备组成员资格、设备状态和与地理服务区域和设备位置相关的信息之间的映射，如果需要。

本领域的技术人员将认识到，本文件描述了用于与一组用户设备进行组通信的技术，其中，公开了两个不同类型的组的形成和管理，一个面向移动网络内部的实体，以及另一个面向外部应用服务器。

本文件中描述的公开的和其他实施例、模块和功能操作可在数字电子电路中或在包含本文件中所公开的结构及其结构等价物计算机软件、固件或硬件中或在它们中的一个或更多个的组合中实现。所公开的和其他实施例可被实现为一个或更多个计算机程序产品，即，计算机程序指令中的一个或更多个模块，其被编码在计算机可读介质上，以用于被数据处理装置执行或用于控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储衬底、存储器设备、实现机器可读传播信号的物质组合物或它们中一个或更多个的组合。术语“数据处理装置”包含用于处理数据的所有装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者它们中的一个或更多个的组合的代码。所传播的信号是人为产生的信号，例如，机器产生的电、光或电磁信号，其被产生以对信息进行编码，从而传输到合适的接收机装置。

计算机程序(又称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)能够以任何形式的编程语言写入，包括编译或解释语言，且其能够以任何形式部署，包含作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元部署。计算机程序未必对应于文件系统中的文件。程序可在文件中的保存其他程序或数据(例如，在标记语言文档中存储的一个或更多个脚本)的一部分中、在专用于所讨论的程序的单一文件中或在多个协调文件(例如，存储一个或更多个模块、子程序或代码的部分的文件)中存储。计算机程序可被部署为在一个计算机或在处于一个地点或分布于多个地点且由通信网络相互连接的多个计算机上执行。

本文件中所描述的过程和逻辑流程可由一个或更多个可编程处理器实施，可编程处理器执行一个或更多个计算机程序，以便通过对输入数据进行操作和产生输出来执行功能。过程和逻辑流程也可被专用逻辑电路实施，且装置也可被实现为专用逻辑电路，该专用逻辑电路例如为fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。

适于执行计算机程序的处理器包括例如，通用微处理器和专用微处理器以及任何类型的数字计算机的任何一个或更多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的关键元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或更多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或更多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)或被可操作地耦合以从用于存储数据的一个或更多个大容量存储设备接收数据或向其传递数据或两者兼有。然而，计算机不需要具有这种设备。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如：半导体存储器设备，例如，eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如，内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及cdrom和dvd-rom盘。处理器和存储器可被专用逻辑电路补充或合并到专用逻辑电路中。

虽然本专利文件包含很多具体说明，但这些不应该被解释为是对要求保护的本发明的范围或可要求保护的内容的限制，而应该解释为是对特定于具体实施例的特征的描述。在单独的实施例的背景下，本文件中所描述的某些特征也可在单个实施例中结合实施。相反地，也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合实现在单一实施例的背景下描述的各种特征。此外，尽管特征在上文中可被描述为作用在特定组合中并甚至起初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征可在一些情况下从组合中删除，且所要求保护的组合可针对子组合或子组合的变体。类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘操作，但这不应该被理解成为了获得满意的结果，要求以所示特定顺序或以序列顺序进行这种操作或者进行所有所示操作。

仅公开了几个示例和实施方式。可以基于所公开的内容对所描述的示例和实施方式以及其他实施方式做出变型、修改和增强。