BR112020008732A2 - método para permitir provimento de mensagens e dispositivo de equipamento de usuário adaptado para receber mensagens de aviso público pws, via uma tecnologia de acesso por rádio não 3gpp, n3gpp - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA PERMITIR PROVIMENTO DE MENSAGENS E DISPOSITIVO DE EQUIPAMENTO DE USUÁRIO ADAPTADO PARA RECEBER MENSAGENS DE AVISO PÚBLICO PWS, VIA UMA TECNOLOGIA DE ACESSO POR RÁDIO NÃO 3GPP, N3GPP. A presente invenção provê um método para permitir o provimento de mensagens de sistema de aviso público, PWS, para um dispositivo de equipamento de usuário, UE, via uma rede por rádio não 3GPP, o método compreendendo estabelecer uma conexão de túnel de segurança de protocolo de internet, IPSec, a partir do dispositivo de UE para uma função de interfuncionamento, N3IWF, não 3GPP, via uma tecnologia de acesso por rádio não 3GPP, N3GPP, solicitando a partir de uma primeira entidade de rede de base, CN, o provimento de mensagens de sistema de aviso público, PWS; e provendo a primeira entidade de CN com informação sobre uma localização do dispositivo de UE.

Description

MÉTODO PARA PERMITIR PROVIMENTO DE MENSAGENS E

DISPOSITIVO DE EQUIPAMENTO DE USUÁRIO ADAPTADO PARA RECEBER MENSAGENS DE AVISO PÚBLICO PWS, VIA UMA TECNOLOGIA DE ACESSO POR RÁDIO NÃO 3GPP, N3GPP

[0001] A presente invenção se refere a um mecanismo para distribuir mensagens de aviso públicas quando um dispositivo de equipamento de usuário está anexado a uma rede não 3GPP.

[0002] Um dispositivo de equipamento de usuário (UE) em geral acessa a rede de base (CN) 3GPP através de uma rede de acesso que pode ser uma rede de acesso por rádio (RAN). Se a rede de acesso por rádio for definida pelo 3GPP, por exemplo, a rede de acesso por rádio 5G recém definida, a rede de acesso provê uma conexão a uma função de autenticação e mobilidade (AMF). A AMF pode estar presente várias vezes em uma única CN. Uma AMF é normalmente selecionada para um UE no registo de um UE na rede e apenas uma AMF é responsável por um único UE. A AMF, conforme todos os elementos da CN, pode se comunicar com outros elementos da CN através de uma infraestrutura de roteamento. A AMF, por exemplo, se conecta ao gerenciamento de dados universal (UDM) para autenticar um registro de UE, para receber informações sobre serviços inscritos e para conseguir credenciais de segurança utilizadas para comunicação com o UE.

[0003] Um UE, quando entra em uma rede móvel celular, seleciona uma célula, por exemplo, a célula mais forte e adquire informações sobre a célula e as CNs acessíveis a partir da transmissão de informações do sistema. Se a célula selecionada for a mais adequada, o UE configura uma conexão com a respectiva estação base e se conecta a partir desta para uma AMF selecionada para solicitar o registro na CN. As células de uma CN são agrupadas em áreas de rastreamento (TAs) e o dispositivo de UE solicita o registro na TA da célula selecionada. Enquanto registrada, a CN sempre reconhece a TA ou pelo menos uma lista configurada de TAs na qual o UE reside, de modo que a CN possa se conectar ao UE. Se o UE estiver no modo conectado, a CN pode usar a conexão estabelecida entre o UE e a AMF para conectar-se, ou seja, a AMF reconhece o nó de RAN de serviço (estação base, eNodeB, eNB). Se o UE estiver no modo ocioso, a CN pode solicitar ao RAN que pagine o UE em todas as células pertencentes à TA ou à lista de TAs nas quais o UE está atualmente registrado. Se o UE no modo ocioso se altera para uma célula com uma TA que não esteja na lista de TAs configuradas, o UE solicita um novo registro para informar a CN sobre a nova TA e solicitar uma nova lista de TAs registradas.

[0004] Se a qualquer momento as informações do sistema de uma célula forem alteradas, a célula transmitirá uma mensagem de paginação para informar todos os UEs que residem atualmente na célula sobre a alteração. O UE pode, então, reler as partes das informações do sistema que foram alteradas. Este mecanismo libera os UEs da necessidade de monitorar permanentemente as informações do sistema para garantir que as informações usadas no UE estão atualizadas. Desta forma, os UEs no modo ocioso podem ler as informações do sistema de uma célula de uma vez quando a célula for inserida. Após isso, o UE atende as mensagens de paginação informando sobre alteração de informações do sistema ou tentativas da CN de configurar uma conexão com o UE, por exemplo, no caso de uma chamada terminal móvel pendente ou dados de ligação descendente pendentes.

[0005] Após a autenticação entre o UE e a AMF para a qual a AMF se comunica com o UDM, o UE é registrado e pode solicitar serviços. Se o envio de dados a uma rede de dados (DN) ocorrer, por exemplo, para a internet, o UE solicita a configuração de uma conexão apropriada, uma denominada sessão de PDU, a partir do (R)AN para uma ou mais funções de Plano de Usuário (UPF) e, a partir desta, para a rede de dados. A configuração de contexto apropriada nas UPFs, assim como a alocação de recursos de rede é feita por uma Função de Gerenciamento de Sessão (SMF). A SMF é selecionada pela AMF de acordo com os dados do inscrito, a rede de dados a ser contatada e a carga de rede atual. Uma função de exposição de rede (NEF) é responsável pela troca de dados entre a rede do operador (PLMN) e as entidades externas a esta rede. A NEF, por exemplo, pode prover informações específicas de inscritos ou dispositivos (acessibilidade, QoS disponível, endereços) a servidores externos da PLMN ou pode prover informações de servidores externos a entidades de CN.

[0006] As redes móveis celulares, em geral, consistem em redes de acesso e uma rede de base, conforme descrito acima. As redes de acesso proveem, principalmente, acesso por rádio celular a um dispositivo móvel, por exemplo, via GSM, UMTS ou LTE. As redes de acesso adicionais podem prover acesso via acesso de curto alcance de acesso de rádio, por exemplo, WLAN, ou acesso fixo ou por satélite a dispositivos móveis ou fixos. As redes de base, normalmente, proveem funcionalidade completa para configurar, controlar e manter conexões de rádio para dispositivos.

[0007] A rede de base provê mecanismos que não são específicos de acesso, por exemplo, autenticação, autorização e auditoria (AAA) de dispositivos e/ou inscritos, mobilidade entre redes de acesso e roteamento entre as redes de acesso e redes de dados externos.

[0008] O 3GPP define várias redes de acesso para acessar a rede de base 3GPP, por exemplo, GSM, UMTS, HSPA, LTE, LTE-A e, no futuro próximo, uma rede de acesso 5G. Estas redes são desenvolvidas para funcionar especificamente sob controle da rede de base 3GPP. As respectivas estações base suportam mecanismos de segurança da rede de base e são configuradas e mantidas pelo operador da rede de base ou de um terceiro de confiança. Como resultado, a rede de acesso 3GPP pode ser confiável pela rede de base.

[0009] Adicionalmente, a rede de base 3GPP é configurada para suportar redes de acesso que podem não estar configuradas e mantidas por qualquer operador confiável, estes podem também residir externas ao domínio do operador. Essas tecnologias de acesso são coletivamente chamadas de acesso não-3GPP (N3GPP) e podem ser chamadas de acesso N3GPP não confiável se não houver relação de confiança entre a rede de base e a rede de acesso.

[0010] A Figura 1 mostra elementos de rede que proveem o UE com acesso a uma CN via tecnologias de acesso 3GPP ((R) AN) e, além disso, o UE conectado à CN via um acesso não 3GPP (acesso N3GPP, por exemplo, WLAN). A WLAN é um nó não confiável; portanto, a própria WLAN se conecta a uma função de interfuncionamento de acesso não- 3GPP (N3IWF) que pode acumular várias redes de acesso não-3GPP não confiáveis (apenas uma é mostrada na Figura 1). A N3IWF é um dispositivo que é mantido pelo operador e, portanto, é confiável.

[0011] O acesso não-3GPP para uma rede de base 5G exige a seguinte funcionalidade a ser executada para acessar a rede de base a partir de um UE via acesso N3GPP não confiável, por exemplo, WLAN. O UE adquire a conectividade de IP a partir do ponto de acesso WLAN e executa uma seleção de uma N3IWF. Após isso, o UE estabelece uma associação de segurança com a N3IWF selecionada usando segredos pré-compartilhados do UICC do UE. A N3IWF seleciona uma AMF apropriada, pede para autenticar o UE ou seu respectivo inscrito e recebe credenciais de segurança. Essas credenciais são a contrapartida daquelas geradas pelo UICC e constroem a base para a associação de segurança com o UE. O UE e a N3IWF configuram um túnel de segurança de protocolo de internet (IPsec) de modo que o UE possa se comunicar com segurança com a N3IWF por meio da WLAN não confiável.

Para a configuração do túnel de IPsec, a N3IWF alocou ao UE um segundo endereço de IP a partir de um espaço de endereço de N3IWF local, o endereço de IP interno. Além disso, o UE é provido com um endereço de IP de destino a partir do mesmo espaço de endereço no qual o UE endereça mensagens de controle para a CN, ou seja, para sua AMF, a chamada NAS_IP_ADDRESS. A N3IWF usa a NAS_IP_ADDRESS como origem e o endereço de IP interno do UE como destino para sinalização NAS por meio do túnel de IPSec. Uma vez que o túnel de IPsec entre UE e N3IWF e a interface entre N3IWF e a AMF são configurados de maneira segura, o UE possui uma rota que constitui sua conexão lógica à AMF.

[0012] O UE pode agora solicitar conexões de configuração a uma rede de dados (DN) via funções de plano de usuário (UPFs) por meio da WLAN não confiável. Para esse propósito, as sessões de PDU são configuradas via WLAN e N3IWFs e, para a primeira e todas as tais sessões de PDU subsequentes, o UE é provido com um segundo endereço de IP de destino a partir de um espaço de endereço de N3IWF local que o UE usa para endereçar dados de usuário.

[0013] Os dispositivos de UE podem usar qualquer acesso N3GPP que proveja conectividade à N3IWF de uma rede de operador acessível (PLMN) para conectar-se à rede. Exemplos típicos são pontos de acesso Wi-Fi, WLAN, públicos ou privados provendo acesso à internet público. O UE pode acessar a internet e, via internet, a N3IWF e pode, desta forma, configurar uma conexão segura à CN.

[0014] Um resultado da flexibilidade do acesso N3GPP é que a CN não possui conhecimento da localização do nó de acesso do UE ou do N3GPP, por exemplo, o ponto de acesso WLAN. Um UE que acessa a CN pode estar em sua localização doméstica conectada ao ponto de acesso WLAN privado do usuário ou em um ponto de acesso de Wi-Fi em um hotel em outro país. O dispositivo de UE pode, em paralelo, ser conectado a uma

CN via acesso 3GPP, isto é, a CN da mesma PLMN que o N3GPP ou de uma PLMN diferente.

[0015] Na medida em que os pontos de acesso sem fio, por exemplo, WLAN, não estão sob controle do operador de PLMN, estes não possuem uma localização fixa e não proveem uma área de rastreamento (TA) ou informações de ID de célula para um dispositivo de UE conectado apontando para uma localização. Portanto, uma CN 5G aloca uma única TA à todas as redes de acesso N3GPP. Esta TA permite distinguir a partir das redes 3GPP, mas não provê qualquer informação significativa de localização do dispositivo.

[0016] Embora existam meios para derivar a localização de um dispositivo a partir de seu endereço de IP globalmente roteável, esses meios não são confiáveis ou precisos. Eles normalmente levam à localização do ponto de acesso à internet do provedor de serviços de internet (ISP), ao invés da localização do dispositivo devido à conversão de endereço de rede realizada na rede de ISP.

[0017] O 3GPP especificou um recurso para sistemas de aviso público (PWS), provendo a estrutura para vários sistemas regionais de aviso. O PWS inclui o suporte ao sistema de aviso de terremoto e tsunami do Japão (ETWS), o sistema de aviso móvel comercial dos Estados Unidos (CMAS) e o alerta europeu da UE. Um provedor de notificação de aviso exterior à CN do operador provê uma mensagem de aviso e uma área de notificação à CN. A mensagem é atualmente de tamanho limitado (90 ou 316 caracteres) e tipicamente compreende a descrição do evento, categoria de alerta, área afetada, ação recomendada, tempo de expiração e agência de envio.

[0018] A partir da área de notificação, uma lista de TAs e/ou células (IDs de célula) é derivada, na qual as mensagens de aviso precisam ser distribuídas. O transporte das mensagens utiliza mecanismos de transmissão da respectiva célula. No sistema de 2G e 3G, o recurso de transmissão celular é usado para transporte, nos sistemas de LTE um mecanismo de distribuição semelhante específico é usado com base em uma transmissão não reconhecida a todos os UEs capazes de receber as respectivas mensagens de transmissão.

[0019] No LTE, as mensagens de alerta são transportadas nas informações do sistema transmitidas em cada célula. Os UEs são informados sobre novas mensagens de alerta via mensagens de paginação semelhantes à notificação de alteração de informações do sistema descrita anteriormente neste documento. Os UEs acampados em uma célula atendem a paginação para solicitações de CN para se conectar à rede por notificações de alteração de informações do por sistema e mensagens de alerta de acordo com seu ciclo de paginação individual. Os usuários de roaming e UEs devem ser suportados pelos operadores do PWS.

[0020] Uma categoria de alerta é especificada globalmente para garantir um comportamento único e definido do dispositivo móvel. Os usuários podem optar por sair manualmente de uma categoria de alerta, dependendo da implementação do dispositivo e da regulamentação local. Por exemplo, o “alerta presidencial” do CMAS não é selecionável, enquanto o “alerta extremo com severidade extrema, urgência imediata e certeza do observado” do CMAS é selecionável. Os alertas recebidos por um dispositivo de UE devem ser trazidos para a atenção do usuário imediatamente, ou seja, mostrados no visor, enquanto não devem interromper conversas em áudio ou vídeo em andamento.

[0021] Existem conhecidos sistemas de provimento de mensagens de aviso com base em servidores e aplicativos superiores executados em um dispositivo móvel. As mensagens de aviso são recebidas a partir dos provedores de notificação de aviso e enviados a partir do servidor em um dedicado, ou seja, servidor para cada dispositivo, conexão de IP a cada dispositivo que registra com uma ou mais áreas de interesse que compreendem a área de notificação. Esses aplicativos normalmente usam mecanismos de notificação push do ecossistema do dispositivo móvel para alertar o dispositivo. O aplicativo pode informar o usuário de acordo com o estado atual do dispositivo e de acordo com as configurações do aplicativo e o estado da MMI do dispositivo.

[0022] O US 2014/0273909 descreve um método que previne um dispositivo de UE de alternar a partir de uma rede que suporta envio de mensagens de alerta do sistema de aviso público (PWS), por exemplo, uma rede móvel celular, para uma rede que não suporta o envio de mensagens do PWS, por exemplo, uma rede N3GPP, por um tempo predefinido após que uma mensagem do PWS tenha sido recebida. O método permite a recepção de mensagens de alerta do PWS adicionais que são esperadas a seguir a primeira mensagem, não mudando para a rede N3GPP ou se comunicando alternativamente com a rede N3GPP, enquanto mantém uma conexão com a rede celular para receber mensagens do PWS.

[0023] Os métodos descritos resolvem algumas deficiências do estado da técnica, prevenindo uma conexão de rede com um N3GPP, enquanto a presente invenção habilita que as redes N3GPP suportem o serviço exigido.

[0024] O EP 1 798 898 A1 descreve um método para selecionar um ponto de acesso por rádio a partir de uma pluralidade de pontos de acesso que podem suportar diferentes tecnologias de rádio, tais como WLAN e UMTS. Uma entidade de controle no lado da rede pode decidir qual da pluralidade de pontos de acesso deve ser usada para transmissões a um UE.

[0025] O sistema de aviso público (PWS) de 3GPP permite um aviso seguro aos usuários de dispositivos de suporte em uma PLMN, até mesmo dispositivos que não possuem um registro ativo ou uma inscrição na PLMN. Contudo, as mensagens do PWS não funcionam via tecnologias de acesso N3GPP. Tampouco os mecanismos de transmissão para enviar com eficiência mensagens de aviso ou os mecanismos de localização para prover mensagens de alerta na área de notificação correta estão disponíveis.

[0026] Contudo, o crescente uso de pontos de acesso de Wi-fi públicos e seu uso para acessar uma rede 3GPP resulta na demanda por prover o PWS por meio de acesso N3GPP, especialmente por meio de WLAN.

[0027] Os aplicativos OTT proveem um mecanismo de aviso utilizável via pontos de acesso de Wi-fi públicos e WLAN, mas o uso é voluntário, não regulável e exige que o usuário instale e mantenha um aplicativo em seu dispositivo. Além disso, os mecanismos funcionam apenas em dispositivos inteligentes que podem executar tais aplicativos, enquanto outros tipos de dispositivos de UE, como telefones, máquinas e sensores simples estão fora do escopo de tais recursos.

[0028] Como resultado, falta um PWS utilizável durante acesso N3GPP, mas controlado por uma rede de operadora e utilizável por uma ampla variedade de dispositivos móveis.

[0029] US 2017/0289883 A1 descreve uma técnica para transferir uma sessão de serviços de emergência estabelecida a partir de uma rede de aceso sem fio de 3GPP celular para uma rede de acesso sem fio não 3GPP. O documento é omisso em relação à transmissão de mensagens do PWS que não exigiria o estabelecimento de uma sessão de serviços de emergência e, de fato, o estabelecimento de uma sessão de serviços de emergência a fim de transmitir tais mensagens do PWS seria contraprodutivo.

[0030] Ao longo desta invenção, os termos funções da rede de base e entidades de rede de base serão usados basicamente como um sinônimo. O termo função de rede de base reflete a nova linguagem do padrão 5G, referenciando funções que podem ser executadas por uma variedade de entidades atuais da rede. As funções de rede de base podem, por exemplo, serem executadas pelo servidor, provendo uma máquina virtual que virtualiza as entidades de rede para autenticação e registro, para acesso ao banco de dados do inscrito ou gerenciamento de envio de transmissão. O termo entidade de rede de base é usado em padrões antigos, onde as principais funções, como as mencionadas acima, podem estar claramente associadas a uma entidade, por exemplo, a Entidade de Gerenciamento de Mobilidade. Ao longo desta invenção, os termos são usados intercambiáveis, pois se referem às funções providas por qualquer entidade física da rede de base.

[0031] A presente invenção provê um método para permitir o provimento de mensagens de sistema de aviso público, PWS, para um dispositivo de equipamento de usuário, UE, via uma rede de rádio não 3GPP, o método compreendendo estabelecer uma conexão de túnel de segurança de protocolo de internet, IPSec, a partir do dispositivo de UE para uma função de interfuncionamento, N3IWF, não 3GPP, via uma tecnologia de acesso por rádio não 3GPP, N3GPP, solicitando a partir de uma primeira entidade de rede de base, CN, o provimento de mensagens de sistema de aviso público, PWS; e provendo a primeira entidade de CN com informação sobre a localização do dispositivo de UE.

[0032] Um dispositivo de UE pode acessar uma CN de uma primeira PLMN via acesso N3GPP e uma N3IWF, o dispositivo de UE tendo configurado um túnel de IPSec para a N3IWF, solicita a partir de uma entidade de CN enviada via acesso N3GPP de mensagens de alerta (tal como mensagens ou notificações de aviso sobre mensagens de aviso pendentes) providas por um provedor de notificação de aviso, e o dispositivo de UE informa a entidade de CN sobre sua localização na forma de informações sobre um ID de célula e/ou TA de uma célula da qual o dispositivo de UE recebeu sinais via acesso 3GPP, ou informar sobre uma posição geográfica do dispositivo de UE ou inscrever com a entidade de CN um grupo no qual as mensagens de alerta são providas pela entidade de CN com base em uma área de notificação relacionada ao grupo, ou inscrever com a entidade de CN um grupo ao qual as mensagens de alerta são providas pela entidade de CN e pela entidade de CN que determina a localização do dispositivo de UE a partir das informações recebidas, enquanto o UE se conecta à entidade de CN (por exemplo, endereço de IP).

[0033] A entidade de CN pode ser a N3IWF, a N3IWF usando mecanismos de multicast de IP específico da origem (SSM) para enviar mensagens de alerta, com a N3IWF transmitindo mensagens de alerta via túnel de IPSec para o dispositivo de UE, as mensagens de alerta endereçadas a um endereço multicast específico para mensagens de alerta e mensagens de alerta possuindo um endereço de origem relacionado a uma área que compreende a área de notificação da mensagem de alerta e o UE, nesse caso, se inscrevendo com a N3IWF ao canal multicast (MC) específico (canal = origem e endereço de destino MC) para mensagens de alerta para uma área que compreende a localização do dispositivo de UE.

[0034] Alternativamente, a N3IWF pode usar mecanismos de qualquer multicast de IP de origem (ASM) para enviar mensagens de alerta, a N3IWF transmitindo mensagens de alerta via túnel de IPSec para o dispositivo de UE, as mensagens de alerta endereçadas a um endereço multicast específico para mensagens de alerta para uma área compreendendo a área de notificação da mensagem de alerta e o UE, nesse caso, se inscrevendo com a N3IWF a um grupo multicast específico (grupo = endereço de destino do MC) para mensagens de alerta para uma área que compreende a localização do dispositivo de UE.

[0035] A N3IWF pode se inscrever em outra entidade de CN (NEF) a um serviço (dessa entidade) para envio de mensagens de alerta relevantes para a posição desse UE, se ainda não estiver inscrita. Em outras palavras: A N3IWF pode se inscrever em outra entidade de CN de (NEF) a um serviço (dessa entidade) para envio de mensagens de alerta relevantes para a posição desse UE, se ainda não estiver inscrita.

[0036] A entidade de CN pode ser uma AMF, a AMF inscrevendo o dispositivo de UE na N3IWF para um canal multicast (MC) ou um grupo multicast específico para mensagens de alerta para uma área compreendendo a localização do dispositivo de UE, e a AMF também inscrevendo a N3IWF em uma entidade de CN (NEF) para o mesmo canal ou grupo MC, se ainda não estiver inscrita, ou a AMF inscrevendo a N3IWF em uma entidade de CN (NEF) a um serviço para envio de mensagens de alerta correspondentes ao canal ou grupo MC (se ainda não estiver inscrita) e a AMF, opcionalmente, armazenando a associação entre a N3IWF e/ou o dispositivo de UE e o serviço do PWS e a área de notificação relevante ou a localização do dispositivo de UE (nota: o armazenamento não é preferencial, mas é uma opção, vide as modalidades).

[0037] A AMF pode informar o dispositivo de UE sobre um ou mais grupos ou canais de MC que o dispositivo de UE deve receber (ou deve atender) a partir da N3IWF a fim de receber as mensagens de alerta solicitadas e uma entidade de CN (NEF) pode enviar mensagens de alerta relevante para uma localização específica para a N3IWF, se pelo menos um dispositivo de UE indicar interesse no serviço do PWS da localização específica. Uma única mensagem de alerta (potencialmente em poucas repetições) é transmitida à N3IWF para todos os dispositivos de UE conectados via N3IWF (isto é, de maneira multicast), e a N3IWF envia mensagens de alerta para dispositivos de UE inscritos no grupo ou canal que corresponde à respectiva (área de notificação da) mensagem de alerta, as mensagens transmitidas pela N3IWF ao dispositivo de UE endereçadas ao grupo e enviadas ponto a ponto através do túnel seguro estabelecido entre o UE e a N3IWF.

[0038] A entidade de CN pode ser uma nova entidade dedicada ao PWS ou as funções de CN existentes são estendidas para incluir a funcionalidade do PWS, embora implementações de novas funções do PWS na N3IWF ou na AMF sejam beneficiais, não é excluído implementar novas funções do PWS em tanto uma nova entidade de CN quanto estender uma entidade existente que não seja N3IWF ou AMF.

[0039] As mensagens correspondentes às mensagens nas seções acima devem ser trocadas entre a entidade do PWS e a N3IWF ou a AMF em qualquer combinação.

[0040] A entidade de CN (N3IWF ou AMF) informa, preferencialmente, o dispositivo de UE durante o registro, por meio de um acesso N3GPP, se o PWS é suportado por meio do acesso N3GPP e se o PWS para uma área é suportado e compreende a localização do dispositivo de UE. O dispositivo de UE recebe informações de transmissão em uma rede de acesso 3GPP para receber uma mensagem de alerta do PWS, no caso de o PWS não ser suportado por meio de acesso N3GPP ou o PWS não ser suportado por meio de acesso N3GPP para qualquer área que compreenda a localização do dispositivo de UE.

[0041] Um UE pode acessar uma CN via acesso N3GPP e N3IWF, o UE informa a N3IWF sobre interesse / capacidade de receber mensagem de alerta do PWS via IGMP, isto é, inscrição do grupo MC ou canal MC relevante para alertas de aviso na localização do dispositivo de UE, ou a localização é provida explicitamente pelo dispositivo de UE à N3IWF, indicando uma posição geográfica ou um endereço de IP (com o qual o dispositivo de UE é visível a partir da N3IWF) ou o dispositivo de UE informa a N3IWF sobre um ID de PLMN, o código do país do móvel e/ou uma TA e/ou um ID de célula recebido via uma rede de acesso 3GPP, por exemplo, provendo as informações explicitamente ou se inscrevendo a um grupo que é específico para uma área que compreende o país, a PLMN, a TA e/ou o ID da célula.

[0042] Alternativamente, o UE pode informar uma AMF (por exemplo, durante o registro) sobre interesse / capacidade de receber mensagem de alerta PWS, o UE informando a AMF sobre suas localizações na forma de uma posição geográfica ou PLMN, país, TA ou ID de célula, a posição, PLMN, TA ou ID de célula podem apontar para uma localização externa a área de cobertura geral da PLMN da AMF, a AMF inscrevendo o UE à N3IWF em um ou mais grupos ou canais de MC relevantes para alertas de aviso na localização do dispositivo de UE .

[0043] A localização do dispositivo de UE pode estar na área de cobertura geral da segunda PLMN, isto é, no território da PLMN, mas fora da cobertura de acesso 3GPP e conectada à primeira PLMN via acesso N3GPP, por exemplo, em uma adega ou em uma casa maior ou em uma área branca da localização da segunda PLMN. Uma mensagem de alerta recebida pelo dispositivo de UE compreendendo informações sobre a área de notificação do alerta e o UE determinando com base nessas informações e em sua própria localização se a mensagem de alerta deve ser processada ou não, por exemplo, se o usuário do dispositivo de UE deve ser alertado.

[0044] O UE pode receber a partir da N3IWF ou de uma informação AMF se o PWS é suportado via N3IWF na CN ou se o PWS é suportado via N3IWF para uma área compreendendo a localização do dispositivo de UE e atender à transmissão de mensagens de alerta em uma rede de acesso 3GPP, se o PWS não for suportado na CN.

[0045] O dispositivo de UE, se o PWS não for suportado na CN, poderá se registrar na AMF para conectar-se a uma PLMN diferente a partir da PLMN da AMF. Uma primeira PLMN (por exemplo, doméstica) recebendo a partir de um dispositivo de UE via uma N3IWF uma solicitação para envio de mensagens de alerta relevantes para uma área de notificação compreendendo a localização do dispositivo de UE, a localização do dispositivo de UE estando na área de cobertura geral de uma segunda PLMN (por exemplo, visitada) que não se sobrepõe geograficamente à primeira PLMN, e a primeira PLMN transmite à segunda PLMN uma solicitação de envio das respectivas mensagens de alerta, a solicitação compreendendo informações de localização relacionadas à área de notificação das mensagens de alerta solicitadas e a primeira PLMN recebendo uma confirmação da solicitação informando sobre a segunda PLMN encaminhando a mensagem de alerta solicitante à primeira PLMN e a primeira PLMN reconhecendo ao dispositivo de UE o envio das mensagens de alerta solicitadas (se tal mensagem de alerta for recebida).

[0046] Modalidades preferenciais da invenção serão agora descritas, somente a título de exemplos, em referência aos desenhos que acompanham, nos quais: A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma rede de base 5G simplificada; A Figura 2 é uma arquitetura de CN simplificada em um cenário de roaming; A Figura 3 é um gráfico de sequência de mensagens para o estabelecimento de mensagens do PWS; A Figura 4 é um gráfico de sequência de mensagem adicional de uma segunda modalidade, e a Figura 5 é um gráfico de sequência de mensagens ainda adicional de uma terceira modalidade.

[0047] A arquitetura geral da rede de base 5G servindo acesso 3GPP e acesso N3GPP para um UE foi descrita acima.

[0048] A Figura 2 mostra além disso uma arquitetura de CN simplificada no caso de roaming, isto é, no caso onde um inscrito acessa uma CN que não é sua PLMN doméstica. O UE registra na AMF na rede visitada semelhante ao que é descrito acima, mas a AMF contata a rede doméstica para autenticação. O UDM e a AUSF na rede doméstica autenticam o UE e criam um contexto de segurança que é transferido para a AMF na rede visitada.

[0049] De acordo com a nova arquitetura de CN 5G, o UE pode acessar simultaneamente uma PLMN visitada via acesso 3GPP, acessar a PLMN doméstica via N3GPP, por exemplo, via WLAN por meio da internet.

O acesso N3GPP é então provido via uma N3IWF da PLMN doméstica e um segundo registro em uma AMF na PLMN doméstica ocorre.

[0050] A primeira modalidade é baseada em uma arquitetura geral, de acordo com a Figura 2, isto é, presume-se que um UE resida em uma localização onde não pode alcançar sua PLMN doméstica via acesso 3GPP. O UE pode estar na cobertura geral de uma PLMN visitada, mas o UE não está registrado na PLMN visitada. A Figura 2 mostra a conexão ao RAN e à PLMN visitada em linhas tracejadas porque, embora um registro na PLMN visitada seja presumido a não estar disponível, o UE pode, em algumas modalidades, receber informações a partir da rede visitada.

[0051] Uma primeira modalidade é mostrada como um gráfico de sequência de mensagens na Figura 3. O UE primeiro se conecta, por exemplo, via uma WLAN, a uma rede de acesso N3GPP não confiável e obtém um endereço de IP local. A WLAN provê acesso a uma rede de área ampla, por exemplo, a internet e o UE se conectam a uma N3IWF da sua PLMN doméstica. Isto estabelece uma Associação de Segurança com a N3IWF para que um túnel de IPSec seja adicionalmente usado para trocar dados com segurança entre o UE e a N3IWF. O UE recebe a partir da N3IWF um endereço de IP interno e o endereço de IP a ser utilizados para endereçar mensagens de sinalização de CN, isto é, mensagens para e a partir da AMF. O UE registra-se em uma AMF selecionada na PLMN doméstica, que pode incluir autenticação via um AUSF e/ou o UDM na PLMN doméstica.

[0052] De acordo com um aspecto da atual invenção, o UE também recebe a partir da N3IWF um endereço de IP para endereçar mensagens em relação ao PWS, o PWS_IP_ADDRESS. O UE armazena esse endereço e durante ou após o registro na PLMN, o UE inscreve os eventos do PWS na N3IWF. As mensagens para inscrição podem ser endereçadas ao PWS_IP_ADDRESS de modo que possam ser claramente distinguidas a partir das mensagens de NAS ou dos dados do usuário na

N3IWF. A inscrição pode ser realizada usando o protocolo de gerenciamento de grupo de internet (IGMP), conforme descrito em IETF RFC 3376. Alternativamente, qualquer outra estrutura e formato de mensagem pode ser usada para informar a N3IWF que o UE solicita o envio de mensagens de alerta PWS via um túnel de IPSec associado ao UE.

[0053] No caso de o IGMP ser usado, a mensagem de inscrição pode possuir o formato de um relatório de alteração de estado do IGMP. A mensagem contém informações de filtro sobre quais mensagens de alerta são relevantes para o dispositivo de UE, isto é, um nível de alerta ou prioridade de alerta e informações relacionadas à área de notificação relevante para o UE. Como informação de filtro, o grupo multicast ao qual o UE se inscreve pode ser usado de modo que haja um grupo multicast, isto é, um endereço de IP de destino multicast, para cada área de notificação na qual o UE possa se inscrever. Alternativamente, o multicast específico de origem é usado e há um canal multicast para cada área de notificação, isto é, uma origem multicast de IP e um par de endereços de IP de destino.

[0054] Deve-se notar que as informações de filtro providas à N3IWF podem não resolver totalmente a área de notificação de interesse para o UE. Pode-se prever que o UE inscreva mensagens de alerta relevantes para uma grande área, por exemplo, o país no qual o UE reside, e as mensagens de alerta recebidas pelo UE sejam adicionalmente filtradas quanto à relevância de localização após a recepção.

[0055] Um exemplo para informações de filtro com base em grupos multicast é um grupo por país de relevância, outro exemplo seria um grupo por estado para áreas de alerta dentro da PLMN doméstica (assumindo um estado federal) e um grupo por país para países exteriores à PLMN doméstica.

[0056] Um exemplo de informação de filtro baseada em canais multicast é um endereço de destino multicast por país e um endereço de origem multicast por região dentro do país. Outro exemplo é um endereço de destino multicast para o serviço do PWS como um todo e um endereço de origem multicast por país.

[0057] Nesta modalidade, presume-se que o UE possui o mapeamento entre localizações ou áreas de alerta e informações de filtro armazenadas. As informações podem ser recebidas antes do início do procedimento descrito, por exemplo, através da PLMN doméstica enquanto o 3GPP estiver conectado, ou podem ser armazenadas no cartão SIM ou obtidas através da internet.

[0058] De acordo com outro aspecto desta invenção, a N3IWF inscreve uma entidade de sua PLMN para mensagens de alerta que o UE se inscreve, se ainda não estiver inscrito, por exemplo, devido à solicitação de outro UE para tais mensagens no passado. A entidade à qual a N3IWF se inscreve pode ser qualquer entidade da CN, por exemplo, uma AMF ou o UDM. Mas, de acordo com a arquitetura de rede atual, a função de exposição de rede (NEF) possui a funcionalidade geral de expor informações como capacidades e eventos a outras funções de rede. A NEF também pode se comunicar com entidades autenticadas fora da PLMN para prover informações recebidas dentro da CN ou para receber informações de entidades externas e prover as informações dentro da CN.

[0059] De acordo com outro aspecto desta invenção, o NEF da PLMN doméstica se inscreve na NEF de uma PLMN visitada para mensagens de alerta relevantes para a área de cobertura geral da PLMN visitada. Essa funcionalidade de uma primeira PLMN que inscreve uma segunda PLMN para mensagens de alerta relacionadas à área de cobertura da rede de acesso 3GPP da segunda PLMN ainda é desconhecida. É de causa apenas executada se a primeira PLMN ainda não estiver inscrita nas mensagens de alerta. Estas opções são indicadas na Figura 3 por linhas tracejadas.

[0060] Esse aspecto pode ser, semelhantemente, alcançado pela NEF da primeira PLMN que inscreve diretamente em uma entidade de um provedor de notificação de aviso, por exemplo, operado pelas autoridades do respectivo país. O mecanismo é o mesmo que a inscrição na segunda PLMN, apenas a entidade não será uma entidade de CN como a NEF.

[0061] A inscrição para mensagens de alerta entre N3IWF e NEF e entre duas NEFs de PLMNs diferentes podem usar o mesmo ou diferentes protocolos que o UE que se inscreve na N3IWF.

[0062] Agora, em qualquer momento posterior (indicado na Figura 3 por uma linha horizontal tracejada), uma mensagem de alerta pode ser provida por uma autoridade de notificação à segunda PLMN. A NEF da segunda PLMN notifica a primeira PLMN sobre alertas aos quais a primeira PLMN está inscrita. Esta provê as mensagens de notificação juntamente com informações de localização que compreendem a área de notificação que pode ser provida em uma granularidade muito mais fina do que a definida pelas opções de inscrição. Por exemplo, se a inscrição estiver relacionada à mensagem de alerta da Califórnia, EUA, a área de notificação em uma mensagem de alerta poderá estar relacionada à Union Square, São Francisco, EUA.

[0063] A NEF na primeira PLMN pode, desta forma, filtrar as mensagens por relevância e encaminhar as mensagens para todos as N3IWFs que inscreveram as mensagens. A N3IWF pode filtrar as mensagens novamente com base na localização e nas informações relevantes e encaminhar a mensagem como mensagem multicast de IP aos UEs inscritos, isto é, endereçada ao endereço de destino do grupo inscrito no grupo multicast e originado do endereço de origem inscrito ou do PWS_IP_ADDRESS. As mensagens de alerta multicast são, apesar do fato de terem sido transmitidas à N3IWF como multicast e são endereçadas como multicast, transmitidas entre a N3IWF e o UE (e potencialmente outros UEs que recebem as mesmas mensagens) individualmente através do túnel de IPSec para o UE.

[0064] O UE pode, então, finalmente filtrar as mensagens com base na área de notificação provida com a mensagem e em uma localização conhecida do UE. Se a mensagem passa no filtro, isto é, a mensagem é relevante para o UE ou o usuário, um alerta é iniciado. No caso de o UE ser um dispositivo de usuário com uma MMI, um alerta é provido para avisar o usuário. Em outros casos, o alerta pode resultar em ações apropriadas tomadas por um dispositivo da máquina.

[0065] Uma segunda modalidade é mostrada na Figura 4. Pode começar com uma etapa opcional mostrada na figura como linha tracejada e separada com uma linha horizontal tracejada para enfatizar que a etapa opcional pode ocorrer a qualquer momento antes do início do procedimento. A etapa opcional presume um UE na área de cobertura de uma primeira PLMN na qual ele pode ou não ser registrado e que pode ser uma PLMN visitada ou doméstica. O UE recebe na primeira informação de transmissão de PLMN que contém informação de localização, por exemplo, na forma de uma área de rastreamento ou um ID de célula de uma célula que transmite a informação. Alternativamente, a célula transmite uma identificação da área de notificação do PWS que é relevante para a célula. As informações de localização são armazenadas pelo UE.

[0066] Agora, o UE se conecta a uma rede N3GPP local e, a partir desta a uma N3IWF de uma segunda PLMN. A segunda PLMN pode ser idêntica à primeira PLMN ou pode ser uma PLMN diferente. A Figura 4 distingue as duas PLMN como "domínio visitado" para a primeira PLMN e "domínio doméstico" para a segunda PLMN, apenas para facilitar a legibilidade e prover uma modalidade típica. Nada nesta invenção deve restringir as duas PLMN a trocar de papel com relação a "doméstico" e "visitado" ou para ser idêntico, tanto "doméstico" quanto "visitado".

[0067] Para o registro do UE em uma AMF, que pode ser durante ou após o estabelecimento de uma Associação de Segurança com a N3IWF, o UE transmite uma mensagem de solicitação de registro para a AMF. De acordo com esta invenção, a solicitação de registro pode compreender informações indicando que o UE precisa receber mensagens de alerta do PWS da PLMN via acesso N3GPP. A razão pode ser que o UE perdeu a conexão à primeira PLMN, por exemplo, porque mudou de localização ou as propriedades do link foram alteradas, ou por causa de uma preferência pelo registro à segunda PLMN, por exemplo, sua PLMN doméstica. Além das informações que solicitam o envio de mensagens de alerta do PWS, o UE provê informações de localização de modo que a AMF ou qualquer outra entidade de CN na segunda PLMN possa determinar quais mensagens são relevantes para o UE. Além disso, o UE pode prover um nível de relevância ou prioridade para filtrar a mensagem de alerta para a AMF para determinação adicional.

[0068] As informações de localização podem estar na forma de uma área de rastreamento (TA) ou identidade de célula recebida anteriormente por meio de uma rede de acesso 3GPP, conforme descrito como uma etapa opcional nesta modalidade. As informações de localização podem, alternativamente, ser uma posição geográfica do UE determinada pelo UE através de meios integrados, como um receptor GPS ou determinada por uma impressão digital de RF (sinalizações WLAN e sinais de rede celular) ou qualquer combinação dos mesmos.

[0069] Agora, de acordo com um aspecto desta invenção, a AMF na segunda PLMN pode inscrever o UE no respectivo serviço de envio de mensagens de alerta na N3IWF. Como referência, a AMF usa uma identificação de UE e a AMF provê a área ou áreas de notificação nas quais o UE precisa ser inscrito.

[0070] Agora, se a N3IWF ainda não estiver inscrita no respectivo envio de mensagem no respectivo provedor de notificação da

PLMN, por exemplo, a NEF como na primeira modalidade, este inscreverá esse serviço como resultado da inscrição do UE no envio de mensagens de alerta. A NEF da segunda PLMN pode, então, inscrever o serviço da primeira PLMN que é selecionada com base na área de notificação inscrita pela N3IWF.

[0071] Alternativamente, a N3IWF na segunda PLMN pode ser inscrita pelo respectivo serviço da NEF pela AMF. Ou seja, a AMF pode ser a entidade que inscreve o UE na N3IWF e a N3IWF na NEF ao serviço. Essa alternativa pode precisar que a AMF ou qualquer outra entidade de CN da segunda PLMN armazene as inscrições da N3IWF para os serviços de envio de mensagens de alerta, por exemplo, para prevenir inscrições redundantes. Alternativamente, o sistema garante que inscrições redundantes da N3IWF para o mesmo serviço não ocasionem problemas.

[0072] Antes, durante ou após (o último mostrado na Figura 4) da inscrição da N3IWF na NEF, a N3IWF confirma a inscrição do UE na AMF e provê informações de endereço à AMF que deve ser usada pelo UE para receber mensagens de alerta do PWS a partir da N3IWF. Conforme descrito na primeira modalidade, essas informações de endereço podem ser um PWS_IP_ADDRESS usado para endereçar mensagens multicast a partir da N3IWF. As informações de endereço também podem ser um par de endereços de IP que constituem um canal multicast. As informações de endereço também podem ser diferentes de um endereço de IP se outros mecanismos de envio de mensagens diferentes do multicast de IP forem usados.

[0073] A AMF finalmente provê as informações de endereço de volta ao UE, por exemplo, em uma mensagem de Aceitação de Registro e confirma a inscrição ao serviço de alerta do PWS. O UE usou as informações de endereço para receber, isto é, atender mensagens de alerta da N3IWF. O envio de mensagem de alerta do PWS pode ser o mesmo da primeira modalidade, portanto é omitida aqui.

[0074] Uma terceira modalidade é retratada na Figura 5. Começa muito semelhante à segunda modalidade; um UE pode possuir recebido informações de localização anteriormente e agora o UE se conecta a uma rede de acesso N3GPP local e a uma N3IWF da sua PLMN doméstica. Este envia uma mensagem de solicitação de registro, incluindo uma indicação de que as mensagens de alerta do PWS precisam ser enviadas ao UE via acesso N3IWF e N3GPP. A indicação compreende informações de localização para identificar mensagens relevantes para o UE.

[0075] Em contrapartida com a segunda modalidade, na terceira modalidade, presume-se que a PLMN doméstica não suporta o envio de mensagens de alerta do PWS ao UE. A razão pode ser que as mensagens de alerta não estejam disponíveis para a PLMN doméstica na localização provida. Nesse caso, a AMF pode verificar a disponibilidade de mensagens de alerta após receber a mensagem de solicitação de registro. Outra razão pode ser que o envio de mensagens de alerta por meio do acesso N3GPP não seja suportada pela PLMN doméstica.

[0076] Independentemente da razão, a AMF pode aceitar o registro do UE, mas indicará a rejeição da solicitação de envio de mensagens de alerta do PWS. De acordo com esta invenção, como resultado da rejeição, o UE começará a procurar uma rede 3GPP apropriada, selecionar uma célula dessa rede e começará a atender as mensagens de alerta providas pela rede por meio do acesso 3GPP. Opcionalmente, a AMF durante ou após o registro via acesso N3GPP pode prover ao UE informações de suporte ao UE na recepção de mensagens de alerta do PWS via 3GPP, por exemplo, informações de agendamento.

[0077] Opcionalmente, o UE pode cancelar o registro da PLMN doméstica, provendo a rejeição do serviço do PWS como uma razão e solicitar, após pesquisa na rede e seleção de células, uma conexão com a célula selecionada, provavelmente com uma seguinte solicitação de registro (não mostrada na Figura 5).

Claims (11)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para permitir o provimento mensagens de sistema de aviso público, PWS, para um dispositivo de equipamento de usuário, UE, via uma rede por rádio não 3GPP, o método caracterizado pelo fato de que compreende: estabelecer uma conexão de túnel de segurança de protocolo de internet, IPSec, do dispositivo de UE para uma função de interfuncionamento não 3GPP, N3IWF, via uma tecnologia de acesso por rádio não 3GPP, N3GPP, solicitar de uma primeira entidade de rede de base, CN, uma provisão de mensagens de sistema de aviso público, PWS; prover à primeira entidade de CN informações sobre uma localização do dispositivo de UE; inscrever-se pelo dispositivo de UE com a primeira entidade de CN a um grupo ao qual as mensagens de alerta são providas pela primeira entidade de CN com base em uma área de notificação relacionada ao grupo, a área de notificação compreendendo a localização do dispositivo de UE, e receber mensagens do PWS possuindo uma origem ou um endereço alvo relacionado a uma área que compreende a área de notificação da mensagem de alerta como resultado da inscrição pelo dispositivo de UE via túnel de IPSec.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as informações sobre a localização do dispositivo de UE são providas por pelo menos um dentre: uma identificação de célula de uma célula do dispositivo de UE recebida via um acesso 3GPP; uma identificação da área de rastreamento que o dispositivo de UE recebeu via um acesso 3GPP;

uma posição geográfica do dispositivo de UE obtida utilizando sinais transmitidos por satélite; e um endereço de protocolo de internet, IP.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a N3IWF é provida pela primeira entidade de CN e em que as mensagens do PWS são enviadas por multicast de IP específico de origem ou qualquer origem de multicast de IP.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma função de exposição de rede, NEF, de uma rede móvel terrestre pública doméstica, PLMN, inscreve-se em uma NEF de uma PLMN com uma cobertura geográfica incluindo a localização do dispositivo de UE.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira entidade de CN inclui uma função de autenticação e mobilidade, AMF, e em que a AMF inscreve o dispositivo de UE em um dentre um canal multicast e um grupo multicast específico para mensagens do PWS para uma área incluindo a localização do dispositivo de UE.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a AMF inscreve a N3IWF para uma segunda entidade de CN para envio das mensagens do PWS ao dispositivo de UE.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a primeira entidade de CN informa o dispositivo de UE por meio da tecnologia de acesso por rádio N3GPP se as mensagens do PWS são suportadas por meio da tecnologia de acesso por rádio N3GPP.

8. Dispositivo de equipamento de usuário, UE, adaptado para receber mensagens de sistema de aviso público, PWS, o dispositivo de UE sendo disposto para acessar uma entidade de rede de base, CN, por meios de uma conexão de túnel de segurança de protocolo de Internet, IPSec, do dispositivo de UE a uma função de interfuncionamento não 3GPP, N3IWF, via uma tecnologia de acesso por rádio não 3GPP, N3GPP, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de UE está adicionalmente disposto para informar uma primeira entidade de CN sobre uma capacidade de receber mensagens do PWS, em que a capacidade pode opcionalmente indicar um desejo de um usuário do dispositivo de UE para receber tais mensagens, o dispositivo de UE sendo adaptado para prover à primeira entidade de CN informações sobre uma localização do dispositivo de UE; inscrever o dispositivo de UE com a primeira entidade de CN a um grupo ao qual as mensagens de alerta são providas pela primeira entidade de CN com base em uma área de notificação relacionada ao grupo, a área de notificação compreendendo a localização do dispositivo de UE, e receber, via o túnel de IPSec, mensagens do PWS possuindo uma origem ou um endereço alvo relacionado a uma área que compreende a área de notificação da mensagem de alerta como resultado de uma inscrição pelo dispositivo de UE ao grupo.

9. Dispositivo de UE, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a primeira entidade de CN inclui a N3IWF.

10. Dispositivo de UE, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a primeira entidade de CN inclui uma função de autenticação e mobilidade.

11. Dispositivo de UE, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de UE está disposto para receber informações de confirmação confirmando o registro do dispositivo de UE a um serviço de envio de mensagens do PWS a partir da rede de base.