用户设备及位置更新方法与流程

本发明是有关于无线通信，更具体地，是有关在位置更新(locationupdate,lu)期间的用户设备(userequipment,ue)能力与注册(registration)状态的同步方法。

背景技术：

无线通信网络数年来以指数量级成长。长期演进(long-termevolution,lte)系统因简化的网络架构可以提供高峰值(peak)数据速率、低延迟、改善的系统容量、及低运作成本。lte系统，也称为4g系统，可以提供与早期无线网络的无缝整合，如全球移动系统(gsm)、码分多址(cdma)及通用移动电信系统(umts)等。在lte系统中，演进型通用陆地无线电接入网络(evolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork,e-utran)包括与多个移动台(mobilestation,ms)(也称为ue)进行通信的多个演进型b节点(evolvednode-b,enodeb/enb)。第三代合作伙伴计划(3gpp)网络通常包含2g/3g/4g系统的混合。随着网络设计的优化，可以对多种标准的演进进行多种改善。

如3gpp标准所指出，ip多媒体子系统(ipmultimediasubsystem,ims)为一核心网络，可以为一互联网协议(internetprotocol,ip)网络上的多个ue提供ip多媒体服务。历史上，移动电话已提供了在电路切换(circuitswitched,cs)网络上的语音(voice)呼叫服务，而不是严格限制在ip分组交换(packet-switched,ps)网络上的语音呼叫服务。在ip上传递语音或其它多媒体服务的多种可替代方法已经可以用在智能电话(smartphone)上(例如，ip语音voip或网络电话skype)，但这些方法尚未成为产业标准。ims是提供此类标准化的一种架构框架(architecturalframework)。ims能够通过不同类型的接入网络与ue进行通信，如一无线局域网络(wirelesslocalareanetwork,wlan)、一以太(ethernet)网络、一分组数据网络(packetdatanetwork,pdn)或其它类型的接入网络。ims是在lte上拨打ps呼叫来替代回退(fallback)至2g/3g传统cs呼叫的一种新的方式。

丰富通信服务(richcommunicationservices,rcs)是一种在多个移动电话载波之间以及电话与载波之间的通信协议，目的在于以一文本消息系统来取代短消息服务(shortmessageservice,sms)的消息,该文本消息系统内容更加丰富、可提供电话簿查询(phonebookpolling)(用于服务发现(servicediscovery))及发送通话中(in-call)多媒体。rcs将3gpp与开放移动联盟(openmobilealliance,oma)所定义的多种不同服务与一增强的电话簿进行了结合。另一电话的能力与存在(presence)信息可以被一移动电话所发现(discovery)并显示。rcs可以复用(reuses)3gpp所规定的ims系统作为底层(underlying)的服务平台，用以处理诸如认证(authentication)、授权(authorization)、注册、收费及路由(routing)等问题。

ims与rcs均包含多种应用服务，如在ip网络上的语音呼叫(例如volte)、sms、即时消息(instantmessage,im)、发现存在(discoverypresence,dp)等。ue将向网络发送会话启动协议(sessioninitiationprotocol,sip)注册消息(sipregister)，以告知ue的能力。对于一ims已注册的ue而言，当ue能力改变时，ue将向网络发送包含最新能力的一新的sip注册(sipregister)消息。该sip注册消息包含上行链路(uplink,ul)数据，该上行链路数据只能在一已建立的数据无线电承载(dataradiobearer,drb)上进行发送。若该ue处于无线电资源控制(radioresourcecontrol,rrc)空闲(idle)模式下，则网络有可能不会为上行链路数据传送建立drb。在此场景下，若存在待传送(pending)的上行链路数据，则ue需要等待rrc连接释放，再请求建立一drb。若sip注册消息发送失败，则ue启动一定时器以重新发送该sip注册消息。在重新发送期间，ue与网络之间的注册状态为异步(un-sync)。因此，网络有可能使用错误方式来提醒ue获取服务。在一例子中，服务尝试有可能失败。在另一例子中，若网络重试其它ue所支持的方式，则服务尝试有可能成功，但性能会受到影响。

因而需要寻求一种解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供至少一种用户设备及位置更新方法。

根据本发明一实施例的位置更新方法，适用于一用户设备，该位置更新方法包括：在一蜂窝无线电通信网络中检测该用户设备的一位置更新，其中该位置更新触发向该网络发送的一位置更新请求；检测一基于会话启动协议的服务列表的一用户设备能力改变，该用户设备能力改变触发向一应用服务器发送的待传送的上行链路数据，以对该用户设备能力改变进行同步；当该用户设备处于无线电资源控制的空闲模式下时，在确定该ue能力已改变之后，向该网络发送该位置更新请求，其中，该位置更新请求指示该待传送的上行链路数据等待发送；以及一旦接收到用以响应该位置更新请求的一位置更新接受消息，则建立与该蜂窝无线电网络之间的一数据无线电承载，其中，该数据无线电承载用于发送该上行链路数据。

根据本发明一实施例的用户设备，包括：一位置检测器，在一蜂窝无线电通信网络中检测该用户设备的一位置更新，其中，该位置更新触发向该网络发送的一位置更新请求；一能力检测器，检测一基于会话启动协议的服务列表的一用户设备能力改变，其中，该用户设备能力改变触发向一应用服务器发送的待传送的上行链路数据，以对该用户设备能力改变进行同步；一射频发送器，当该用户设备处于无线电资源控制空闲模式下时，该射频发送器在确定该用户设备能力已改变之后向该网络发送该位置更新请求，其中，该位置更新请求指示该待传送的上行链路数据等待发送；以及一连接处理电路，一旦检测到接收到用以响应该位置更新请求的一位置更新接受消息，则建立与该蜂窝无线电网络之间的一数据无线电承载，其中，该数据无线电承载用以发送该上行链路数据。

本发明所提供的用户设备及位置更新方法，其优点之一在于可使得ue与网络之间对ue能力进行同步，并缩短ue与应用服务器之间的ue能力不同步时间。

附图说明

图1为根据本发明一方面的使用位置更新的支持基于sip的应用服务的移动通信网络的示意图。

图2为根据本发明多个实施例的ue201、bs202及网络服务器203的简化方块图。

图3为根据本发明多个实施例的当移入一不同小区时ue能力改变而触发位置更新的第一实施例的示意图。

图4为根据本发明多个实施例的当ue位置改变时用户启动ue能力改变而触发位置更新的第二实施例的示意图。

图5为根据本发明一新的方面的使用位置更新来建立drb以用于ue能力同步的方法流程图。

具体实施方式

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电性连接至该第二装置。“连接”一词在此包含任何直接及间接、有线及无线的连接手段。以下所述为实施本发明的较佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

图1为根据本发明一方面的使用位置更新的支持基于sip的应用服务的移动通信网络的示意图。该移动通信网络包含一用户设备ue101、一移动性管理实体(mobilitymanagemententity,mme)102、及一应用服务器103。移动通信网络通过不同无线电存取技术(radioaccesstechnology,rat)或不同服务域(domain)来支持不同服务。ue101可以配备一单射频(radiofrequency,rf)模块/收发器、或多个rf模块/收发器，以用于通过不同rat/服务域的服务。ue101可以是一智能电话、一可穿戴式装置、一物联网(internetofthings,iot)装置、一平板计算机等。在此，一服务可以包含语音服务，如正常呼叫、紧急呼叫，附加服务(supplementaryservice)和数据服务包含sms及其它数据服务(例如，在互联网上的网页浏览和文件传输)。对于语音服务，一服务域可以包含cs服务域、ps服务域及ims服务域。对于数据服务，一服务域可以包含2g/3g/4g的不同rat及wi-fi技术。

应用服务器103可以是通过蜂窝(cellular)无线电网络存取向ue101提供多种ip服务的一服务器。如3gpp所规定，ims为一核心网络，可以为一ip网络上的多个ue提供ip多媒体服务。ims应用服务包括电话、传真、邮件、互联网存取、ip语音、即时消息及视频会议等。类似地，rcs可以复用3gpp所规定的ims系统作为底层的服务平台，以提供增强的消息服务。rcs使用文本(text)、图像(images)、视频、群文本消息及位置分享(locationsharing)来运作。rcs也可提供使用服务发现的一增强的电话簿。

ims与rcs均包含多种应用服务，如在ip网络上的语音呼叫(例如volte)、sms、即时消息(instantmessage,im)、发现存在(discoverypresence,dp)等。ue将向应用服务器发送会话启动协议(sessioninitiationprotocol,sip)注册消息(sipregister)，以告知ue的能力。对于一ims/rcs已注册的ue而言，当ue能力改变时，ue将向应用服务器发送包含最新能力的一新的sip注册消息(sipregister)。该sip消息可以是需要一已建立的drb的上行链路数据。在一些场景下，ue有可能需要等待rrc连接释放，然后再请求建立drb以发送等待传送的sip消息的上行链路数据。在此过程中，ue与网络之间的注册状态为异步(un-sync)。因此，网络有可能使用错误方式来提醒ue获取服务。在一例子中，服务尝试有可能失败。在另一例子中，若网络重试其它ue所支持的方式，则服务尝试有可能成功，但性能会受到影响。

根据本发明一新的方面，提供一种方案，用于将通过位置更新来建立一drb，以便ue可以与网络应用服务器进行ue能力的同步。当一ue位置发生改变时，ue将向网络发送一位置更新请求，此处的改变包括rat改变或服务能力改变等。当在rrc空闲模式下时，ue可在位置更新请求中设置一标志位(flag)来通知网络以建立该drb。当存在待传送的上行链路数据(例如，一新的sip注册消息)时，ue将设置该标志位。因此，网络一旦接收到该位置更新请求，即可建立该drb，然后，ue能够向应用服务器发送该新的sip注册消息以同步ue能力，而不会造成额外的延迟。

如图1所示，在步骤111中，ue101向mme102发送一附接(attach)消息。在步骤112中，ue101接收来自mme102的一附接接受(attachaccept)消息。在步骤121中，ueims堆栈(stack)将一sip注册消息转发至ue协议栈(protocolstack)。然后，ue101向应用(ims/rcs)服务器103发送sip注册(register)消息(步骤122)。该sip注册消息提示ue101支持以及准备使用哪些ims/rcs服务。作为响应，ims/rcs服务器103向ue101发送一确认(ok)消息(步骤123)，然后该确认消息从ue协议栈转发至ueims堆栈(步骤124)。因此，ims/rcs服务器与ue同步了与ims/rcs服务有关的ue能力。在步骤131中，ue101(ims堆栈)检测到ue能力改变。当ue能力改变时，有多种不同场景。在一第一场景下，ue移入支持不同能力的一新的网络。在一第二场景下，一用户关闭(disable)ue上的之前已在网络中注册的某项功能。在步骤141中，ue101(协议栈)也检测到因新的追踪区域(trackingarea,ta)/路由区域(routingarea,ra)改变、或rat改变而需要向网络发送一位置更新请求的需求，该需求触发发送至mme的一位置更新(4g情况下为tau，以及3g情况下为rau)请求。

根据一有利方面，当ue101在空闲模式下触发向网络发送位置更新请求时，ue101检测ims/rcs能力是否发生改变。在步骤151中，ue101向mme102发送一位置更新请求(例如，在4g情况下的tau请求)。若ue能力发生改变，则ue101将一活动(active)标志位设置为真(true)。当mme102接收到活动标志位设为帧的tau请求时，mme102开始为ue101建立一drb。在步骤152中，mme102向ue101回传一tau接受(tauaccept)消息，且已为ue101建立drb。在步骤161中，ueims堆栈将一新的sip注册消息转发至ue协议栈。该新的sip消息为上行链路数据。由于网络已为ue101建立一drb，因此，在步骤162中，ue101能够在已建立的drb上向ims/rcs服务器103成功发送该新的sip消息。作为响应，ims/rcs服务器103向ue101返回一确认(ok)消息(步骤163)，然后该确认消息从该ue协议栈转发至ueims堆栈(步骤164)。因此，ims/rcs服务器与ue对与ims/rcs服务有关的ue能力进行了同步。

图2为根据本发明多个实施例的ue201、bs202及网络服务器203的简化方块图。bs202可包含一天线226，用以发送和接收无线电信号。rf收发器模块223耦接于该天线，用以接收来自天线226的射频信号，将接收到的射频信号转换为基带(baseband,bb)信号并发送至处理器222。rf收发器223也可将接收自处理器222的基带信号转换为射频信号，并发送至天线226。处理器222可对接收到的基带信号进行处理，并启动bs/ap202中的不同功能模块来执行不同特性。存储器221可储存程序指令(代码)和数据224，以控制bs202的操作。bs202也可包括一组控制电路，如控制及/或配置电路211、调度器(scheduler)212及资源管理器213，可以执行网络中的功能任务和特性。

类似地，ue201包括天线235，用以发送和接收无线电信号。rf收发器模块234也可将接收自处理器232的基带信号转换为射频信号，并发送至天线235。处理器232可对接收到的基带信号进行处理，并启动不同功能模块在执行ue201中的特性。存储器231可储存程序代码和数据236以控制ue201的操作。在网络侧，应用服务器203可以是一ims服务器251或一rcs服务器252，为ue201提供各种ims/rcs应用服务。

ue201也可包含可以执行本发明多个功能任务的一组控制电路。ue能力同步模块290可检测ue能力改变及与网络的异步状态，并相应触发对应操作。能力同步模块290可进一步包含连接(pdn/rrc)配置电路291、ue位置与能力检测器292、高层应用(ims/rcs)堆栈293及低层无线电网络堆栈294，其中，连接配置电路291可建立pdn与rrc连接以用于ip网络上的数据/语音服务，ue位置与能力检测器292可检测ue的位置改变(包括ta/ra/小区(cell)/rat改变)，并检测能力改变(包括ims/rcs能力改变)，高层应用(ims/rcs)堆栈293提供高层的功能，包括注册与发布(publish)ue能力，以及低层无线电网络堆栈294提供低层的功能，包括nas层附接功能及向网络发送tau/rau请求以进行位置更新。

图3为根据本发明多个实施例的当移入一不同小区时ue能力改变而触发位置更新的第一实施例的示意图。在步骤311中，ue301向mme302发送一附接(attach)消息以附接于网络。在步骤312中，ue301接收来自mme302的一附接接受(attachaccept)消息。然后，ue301进入rrc连接模式。在步骤321中，ueims堆栈向ue协议栈转发一sip注册(register)消息。然后，ue301向应用(ims/rcs)服务器303发送该sip注册消息。sip注册消息告知哪些ims/rcs服务是ue301所支持并准备使用的。作为响应，ims/rcs服务器303向ue301返回一确认(ok)消息(步骤323)，然后，该确认消息从ue协议栈转发至ueims堆栈(步骤324)。因此，ims/rcs服务器与ue对与ims/rcs服务有关的ue能力进行了同步。若在短时间(例如，20秒)内没有上行链路/下行链路数据，则网络将通知ue301释放rrc连接，且ue301进入rrc空闲模式。

在步骤331中，ue301(ims堆栈)检测到ue能力发生改变。在图3的实施例中，ue移入支持不同能力的一新的网络，例如，进入不支持volte的小区且追踪区域改变。该改变触发一新的sip消息将被(ims堆栈)发送，以及因小区和ta改变而检测到的位置更新触发一位置更新(tau)请求将被发送至mme。为发送该tau请求，ue301需要先建立一信令无线电承载(signalingradiobearer,srb)。当srb建立完成后，ue301处于连接模式下，即便没有drb。

对于一些运营商需求(例如，延迟发送sip消息)或时序(timing)问题，当发送位置更新请求时，协议栈的ue低层模块有可能未检测到存在待传送的上行链路数据。举例而言，当在步骤351中ue协议栈发送tau请求之后，在步骤361中，ueims堆栈转发用以撤销注册(de-register)volte的该新的sip消息。因此，tau请求的活动标志位设置为假(false)。在步骤352中，mme302向ue301返回一tau接受消息，而不设立任何drb。这是因为对ue301而言没有可用的drb，在步骤353中，ue301无法向网络发送新的sip消息。当tau操作完成后，触发定时器t3340。一旦定时器t3340超时(expiration)(例如，定时器t3340设为10秒)，网络未主动释放rrc连接，则ue301执行rrc连接的本地释放(localrelease)(例如，一个srb且无drb)(步骤354)。在步骤355中，ue301再次转发sip消息以撤销注册该volte能力。在步骤356中，ue301建立一drb以发送该sip消息(上行链路数据)。在步骤362中，该sip消息最终发送至应用服务器303。在步骤363中，应用服务器303向ue301返回一确认(ok)消息，并完成该volte的撤销注册。请注意，在该场景下，从步骤331(时间t1)至步骤363(时间t2)，ue301与ims/rcs服务器303之间的ue能力状态不同步。换言之，当ue301没有volte能力时，应用服务器303仍然被注册为ue301具有volte能力。

在一有利方面，当ue301在空闲模式下触发向网络发送位置更新请求时，ue301检测ims/rcs能力是否发生改变。换言之，在步骤351中发送tau请求的前，ue301检测ue能力是否发生改变。若ue能力发生改变，则在步骤351中，ue301设置该tau请求的一活动标志位为真(true)。当mme302接收到活动标志位设置为真的该tau请求时，mme302开始为ue301建立一drb。在步骤352中，mme302向ue301返回一tau接受消息，并已为ue301建立该drb。在步骤361中，ueims堆栈向ue协议栈转发一新的sim注册消息。该新的sip消息为上行链路数据。由于网络已为ue301建立一drb，因此，在步骤362中，ue301能够在已建立的drb上向ims/rcs服务器303成功发送该新的sip消息。作为响应，ims/rcs服务器303向ue301发回一确认(ok)消息(步骤363)，之后，该确认消息从ue协议栈转发至ueims堆栈(步骤364)。因此，ims/rcs服务器与ue对与ims/rcs服务有关的ue能力进行了同步。请注意，在此场景下，可避免之前场景下所示的步骤353至356，并缩短ue与应用服务器之间的ue能力不同步时间。

图4为根据本发明多个实施例的当ue位置改变时用户启动(userinitiated)ue能力改变而触发位置更新的第二实施例的示意图。一开始，ims/rcs服务器403和ue401就与ims/rcs能力有关的ue能力进行同步，例如，ue启用rcs(rcs-enabled)且具备rcs能力。在步骤431中，ue401的一用户关闭(disable)rcs服务能力，这将触发ue向网络发送上行链路数据(sip消息)以告知最新的能力。同时，在步骤441中，ue401也检测到一位置改变(tau)，例如，从4gta1到4gta2，触发一位置更新(tau)请求，以发送至mme。

对于一些运营商需求(例如，延迟发送sip消息)或时序问题，当发送位置更新请求时，协议栈的ue低层模块有可能无法检测到存在待传送的上行链路数据。举例而言，在一反弹跳(de-bounce)定时器之后，在步骤461中，用以关闭rcs的该新的sip消息被ueims堆栈转发至ue协议栈，步骤461发生在步骤451中ue协议栈发送tau请求之后。因此，tau请求的活动标志位设置为假(false)。在步骤452中，mme402向ue401发回一tau接受消息，而不设置任何drb。由于在空闲模式下对ue401没有可用的drb，因此，在步骤453中，ue401无法向网络发送新的sip消息。一旦定时器t3440到期(例如，10秒)，ue401执行rrc连接的本地释放(步骤454)。在步骤455中，ue401再次转发sip消息以关闭rcs服务。在步骤456中，ue401建立一drb以发送该sip消息。在步骤462中，该sip消息最终发送至应用服务器403。在步骤463中，应用服务器403向ue401返回一确认(ok)消息。请注意，在该场景下，从步骤431(时间t1)至步骤463(时间t2)，ue401与ims/rcs服务器403之间的ue能力状态未同步。换言之，当ue401关闭rcs时，应用服务器403仍然认为ue401具有rcs能力。

在一有利方面，当ue401在空闲模式下触发向网络发送位置更新请求时，ue401检测ims/rcs能力是否发生改变。换言之，在步骤451中发送tau请求的前，ue401检测ue能力是否发生改变。若ue能力发生改变，则在步骤451中，ue401设置该tau请求的一活动标志位为真(true)。当mme402接收到活动标志位设置为真的该tau请求时，mme402开始为ue401建立一drb。在步骤452中，mme402向ue401返回一tau接受消息，并已为ue401建立该drb。在步骤461中，ueims堆栈向ue协议栈转发一新的sim注册消息。该新的sip消息为上行链路数据。由于网络已为ue401建立一drb，因此，在步骤462中，ue401能够在已建立的drb上向ims/rcs服务器403成功发送该新的sip消息。作为响应，ims/rcs服务器403向ue401发回一确认(ok)消息(步骤463)，之后，该确认消息从ue协议栈转发至ueims堆栈(步骤464)。因此，ims/rcs服务器与ue对与ims/rcs服务有关的ue能力进行了同步。请注意，在此场景下，可避免之前场景下所示的步骤453至456，并缩短ue与应用服务器之间的ue能力不同步时间。

图5为根据本发明一新的方面的使用位置更新来建立drb以用于ue能力同步的方法流程图。在步骤501中，ue在一蜂窝无线电通信网络中检测一位置更新，触发向网络发送的一位置更新请求。在步骤502中，ue检测一基于sip(sip-based)的服务列表的ue能力改变，触发向一应用服务器发送的待传送的上行链路数据，以对ue能力改变进行同步。在步骤503中，当ue处于rrc空闲模式下时，ue在确定ue能力已发生改变后向网络发送该位置更新请求。该位置更新请求指示待传送的上行链路数据等待发送。在步骤504中，一旦接收到用以响应该位置更新请求的一位置更新接受消息，ue建立与该蜂窝无线电网络之间的一drb。该drb被建立以用于发送该上行链路数据，以与应用服务器同步该ue能力改变。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。