CN102045695A

CN102045695A - 一种获取mtc服务器地址信息的方法及系统

Info

Publication number: CN102045695A
Application number: CN2009101779835A
Authority: CN
Inventors: 曲爱妍; 李志军; 谢宝国
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: CN102045695B

Abstract

本发明提供了一种获取MTC服务器地址信息的方法及系统，包括移动性管理网元接收到MTC设备的附着请求后，获取MTC设备对应的MTC服务器地址；移动性管理网元将获得的MTC服务器地址信息携带在附着响应中发送给MTC设备。通过本发明方法，在MTC UE接入网络的过程中，提供了MTC设备通过网络获取MTC服务器地址的解决方案，保证MTC设备获知了MTC服务器地址，确保了MTC服务器与MTC设备的正常交互。

Description

一种获取MTC服务器地址信息的方法及系统

技术领域

本发明涉及机器类型通信(MTC，Machine Type Communication)设备接入技术，尤指一种MTC设备获取MTC服务器地址信息的方法及系统。

背景技术

图1为演进的分组系统(EPS，Evolved Packet System)的架构示意图，如图1所示，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)的EPS由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)、移动管理单元(MME，Mobility Management Entity)、服务网关(S-GW，Serving Gateway)、分组数据网络网关(P-GW，Packet Data Network Gateway，也称为PDN GW)、归属用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)、策略和计费规则功能实体(PCRF，Policy and Charging Rules Function)、支持GPRS服务节点(SGSN，Serving GPRS Supporting Node)及其它支撑节点组成。其中，核心网部分称为分组核心演进(EPC，Evolved Packet Core)。

图1中，MME负责移动性管理、非接入层信令的处理、以及用户移动管理中上下文的管理等控制面的相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN和P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存；P-GW则是EPS与分组数据网络(PDN，Packet DataNetwork)的边界网关，负责PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能；PCRF通过接收接口Rx和运营商网络协议(IP，Internet Protocol)业务网络如IMS、PSS等相连，获取业务信息，此外，PCRF还可以通过Gx接口与网络中的网关设备相连，负责发起IP承载的建立，保证业务数据的服务质量(QoS，Quality of Service)，并进行计费控制。SGSN为UTMS/GSM系统中核心网分组域设备重要组成部分，主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出等功能。全球陆上无线接入网络(UTRAN，Universal Terrestrial Radio Access Network)和GSM(GPRS)/EDGE无线接入网络(GERAN，GSM EDGE Radio Access Network)可通过SGSN接入网关设备接入到EPS中。

图2为通用移动通信系统(UTMS)的组成架构图，如图2所示，UTMS网络由UTRAN、SGSN、GPRS网关支持节点(GGSN，Gateway GPRS Support Node)、归属位置寄存器(HLR)组成。

图2中，SGSN用于为本SGSN服务区域的终端分组数据包进行路由和转发功能，并对终端进行移动性管理等。GGSN提供数据包在GPRS网和外部数据网之间的路由和封装。分组数据网(PDN，Packet Data Network)为用户提供业务。HLR用于存储用户签约数据。SGSN与UTRAN之间使用Iu-PS接口通信。通过Iu-PS接口，SGSN完成与UTRAN系统、终端之间的通信，以完成分组数据传送、移动性管理和会话管理方面的功能。SGSN与GGSN之间通过Gn接口完成IP信道的建立、释放和控制等功能。SGSN通过Gr接口从HLR取得关于终端的数据，HLR保存GPRS用户数据和路由信息。Gi接口是GPRS与外部分组数据网之间的接口。GPRS通过Gi接口和各种公众分组网如Internet或ISDN网实现互联，在Gi接口上需要进行协议的封装/解封装、地址转换(如私有网IP地址转换为公有网IP地址)、用户接入时的鉴权和认证等操作。

M2M狭义上定义的是机器到机器的通信。广义上定义的是以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。M2M是基于智能机器终端，以多种通信方式为接入手段，为客户提供的信息化解决方案，用于满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。

无线技术的发展是M2M市场发展的重要因素，它突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使企业和公众摆脱了线缆束缚，让客户更有效地控制成本、降低安装费用并且使用简单方便。另外，通过M2M可以实时监测外部环境，实现大范围、自动化的信息采集。因此，M2M可以在行业、家庭、个人等方面得到应用。行业应用如可以是交通监控、告警系统、海上救援、自动售货机、开车付费等。家庭应用可以是自动抄表、温度控制等。个人应用可以是生命检测、远端诊断等。

M2M的通信对象为机器对机器，人对机器。一个或多个机器之间的数据通信称为机器类型通信(MTC，Machine Type Communication)，这种情况下较少需要人机互动。参与MTC的机器，称为MTC设备。MTC设备是MTC用户的终端，可通过PLMN网络与MTC设备、MTC服务器进行通信。移动设备(ME，Mobile Equipment)为MTC设备附带的功能块，该功能块用于将MTC设备接入到EPS系统。图2所示的现有UTMS的组成架构图中，示出了现有技术中ME通过UTRAN接入EPS的示意。图3为现有MTC UE通过EUTRAN接入EPS的示意图。图4为现有MTC UE通过UTRAN接入UTMS的示意图。对于EPS系统来说，移动性管理网元为MME，用户数据库为HSS；而对UTMS系统来说，移动性管理网元为SGSN，用户数据库为HLR。

由于MTC服务器可通过PLMN与MTC设备进行交互，所以MTC设备需要预先获知MTC服务器的地址。若MTC设备在接入网络时没有附带MTC服务器的地址，网络也应该告知其MTC服务器地址。而且网络基于运营意愿也可以对其MTC设备携带的MTC服务器地址进行替换。目前，在MTC UE接入网络的过程中，没有提供MTC设备通过网络获取MTC服务器地址的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种获取MTC服务器地址信息的方法，能够保证MTC设备获知MTC服务器地址，确保MTC服务器与MTC设备的正常交互。

本发明的另一目的在于提供一种获取MTC服务器地址信息的系统，能够保证MTC设备获知MTC服务器地址，确保MTC服务器与MTC设备的正常交互。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种获取MTC服务器地址信息的方法，包括：

移动性管理网元接收到机器类型通信MTC设备的附着请求后，获取MTC设备对应的MTC服务器地址；

移动性管理网元将获得的MTC服务器地址信息携带在附着响应中发送给MTC设备。

在所述移动性管理网元本地预先设置MTC设备的标识与MTC服务器地址信息的对应关系，所述移动性管理网元获取MTC设备对应的MTC服务器地址的方法为：

所述移动性管理网元根据MTC设备的附着请求中的MTC设备的标识进行匹配，找到其对应的MTC服务器地址信息。

在所述移动性管理网元将获得的MTC服务器地址信息携带在附着响应中发送给MTC设备之前，还包括：

所述移动性管理网元判断出MTC设备的附着请求中未携带MTC服务器的地址。

在用户数据库中预先签约所述MTC设备与MTC服务器地址信息的对应关系，所述移动性管理网元获取MTC设备对应的MTC服务器地址的方法为：

所述移动性管理网元基于附着流程中的位置更新响应从用户数据库中获得所述MTC设备对应的MTC服务器地址信息。

当所述用户数据库中存储的MTC服务器地址变更时，该方法还包括：

所述用户数据库向移动性管理网元下发更新后的MTC设备对应的MTC服务器地址信息。

所述MTC服务器地址信息携带在插入签约数据消息中。

所述移动性管理网元为移动管理单元MME或支持GPRS服务节点SGSN；

所述用户数据库为归属用户服务器HSS或归属位置寄存器HLR。

所述MTC服务器地址信息为MTC服务器的IP地址，或者是域名。

一种获取MTC服务器地址信息的系统，至少包括MTC设备和移动性管理网元，其中，

MTC设备，用于通过接入网向移动性管理网元发起附着请求，接收来自移动性管理网元的附着响应并获得MTC服务器地址信息；

移动性管理网元，用于接收来自MTC设备的附着请求，获取MTC设备对应的MTC服务器地址，并携带在附着响应中通过接入网发送给MTC设备。

所述移动性管理网元为MME或SGSN。

还包括用户数据库，用于签约MTC设备与MTC服务器地址信息的对应关系；

所述移动性管理网元，进一步用于基于附着流程中的位置更新响应从用户数据库中获得MTC设备对应的MTC服务器地址信息。

所述用户数据库进一步用于，在自身存储的MTC设备的MTC服务器地址变更时，向移动性管理网元下发更新后的MTC设备对应的MTC服务器地址；

所述移动性管理网元，还用于更新相应的MTC服务器地址。

所述用户数据库为HSS或HLR。

从上述本发明提供的技术方案可以看出，包括移动性管理网元接收到MTC设备的附着请求后，获取MTC设备对应的MTC服务器地址；移动性管理网元将获得的MTC服务器地址信息携带在附着响应中发送给MTC设备。通过本发明方法，在MTC UE接入网络的过程中，提供了MTC设备通过网络获取MTC服务器地址的解决方案，保证MTC设备获知了MTC服务器地址，确保了MTC服务器与MTC设备的正常交互。

附图说明

图1为现有EPS的架构示意图；

图2为现有UTMS的组成架构图；

图3为现有MTC UE通过EUTRAN接入EPS的示意图；

图4为现有MTC UE通过UTRAN接入UTMS的示意图；

图5为本发明MTC设备获取MTC服务器地址信息的方法的流程图；

图6为本发明由移动性管理网元下发MTC服务器地址信息的第一实施例的流程图；

图7为本发明由HSS下发MTC服务器地址信息的第二实施例的流程图；

图8为本发明由HLR下发MTC服务器地址信息的第三实施例的流程图；

图9为本发明用户数据库主动更新MTC设备中的MTC服务器地址信息的流程图。

具体实施方式

图5为本发明MTC设备获取MTC服务器地址信息的方法的流程图，如图5所示，包括以下步骤：

步骤500：移动性管理网元接收到MTC设备的附着请求后，获取MTC设备对应的MTC服务器地址信息。

本步骤中，移动性管理网元获取MTC设备对应的MTC服务器地址的方法可以是：在移动性管理网元本地预先设置MTC设备的标识与MTC服务器地址信息的对应关系，移动性管理网元可以根据MTC设备的附着请求中的MTC设备的标识进行匹配，找到其对应的MTC服务器地址信息。

如果MTC设备与MTC服务器地址信息的对应关系签约在用户数据库中，那么，本步骤中，移动性管理网元可基于附着流程中的位置更新响应从用户数据库中获得MTC设备对应的MTC服务器地址信息。

步骤501：移动性管理网元将MTC服务器地址信息携带在附着响应中发送给MTC设备。

在移动性管理网元判断出MTC设备的附着请求中未携带MTC服务器的地址时，移动性管理网元向MTC设备发送的附着接受响应消息中携带该MTC设备的MTC服务器地址。

本发明方法中的MTC服务器地址信息可以是MTC服务器的IP地址，或者是域名。当移动性管理网元下发的是域名时，MTC设备进一步从动态主机配置协议/域名系统(DHCP/DNS)解析域名，以获得MTC服务器的IP地址，具体实现属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述。

本发明方法中，当用户数据库中存储的MTC服务器地址变更时，移动性管理网元直接通过向MTC设备发送携带MTC服务器地址的附着接受响应消息，替换MTC设备的MTC服务器地址即可，而不需要判断MTC设备的附着请求中是否携带MTC服务器的地址。这里，网络侧是否替换所有MTC设备的MTC服务器地址，即对MTC设备自身通过附着请求上报的MTC服务器地址不处理，由运营商预先设置的策略决定。

当用户数据库中存储的MTC设备的MTC服务器地址变更时，本发明方法还包括：用户数据库向移动性管理网元下发更新后的MTC设备对应的MTC服务器地址。

针对本发明方法，还提供一种MTC设备获取MTC服务器地址信息的系统，至少包括MTC设备和移动性管理网元，其中，

MTC设备，用于通过接入网向移动性管理网元发起附着请求，接收来自移动性管理网元的附着响应并获得MTC服务器地址信息。

所述移动性管理网元为MME或SGSN。

本发明系统还进一步包括用户数据库，用户数据库用于签约MTC设备与MTC服务器地址信息的对应关系。此时，

移动性管理网元，进一步用于基于附着流程中的位置更新响应从用户数据库中获得MTC设备对应的MTC服务器地址信息。

所述用户数据库为HSS或HLR。

所述用户数据库进一步用于，在自身存储的MTC设备的MTC服务器地址变更时，向移动性管理网元下发更新后的MTC设备对应的MTC服务器地址。

所述移动性管理网元，用于更新相应的MTC服务器地址。

下面结合实施例对本发明方法进行详细描述。

图6为本发明由移动性管理网元下发MTC服务器地址信息的第一实施例的流程图，第一实施例是MTC UE附着时，移动性管理网元下发MTC设备的MTC服务器地址的流程图。若运营决定移动性管理网元不需要替换所有MTC设备的MTC服务器地址，则移动性管理网元判断MTC设备的附着请求中是否携带MTC服务器地址，若没有携带，移动性管理网元根据本地配置通过附着接受消息下发MTC服务器地址。若运营决定移动性管理网元需要替换所有MTC服务器的地址，则移动性管理网元直接通过附着接受消息下发MTC服务器地址。如图6所示，包括：

步骤600：MTC UE向eNodeB发起附着请求消息，其中携带有MTC UE标识。

步骤601：eNodeB/RNC根据已有规则确定移动性管理网元，并将附着消息前转到新的移动性管理网元。本步骤的实现属于现有技术，这里不再赘述。

步骤602：移动性管理网元根据MTC UE标识决定MTC设备对应的MTC服务器地址。

本步骤具体包括：如果运营决定移动性管理网元不需替换所有MTC设备的服务器地址，则移动性管理网元判断MTC设备的附着请求中是否携带MTC服务器地址，若没有携带，移动性管理网元根据本地配置决定该MTC设备的MTC服务器地址。若运营决定移动性管理网元需要替换所有MTC服务器的地址，则移动性管理网元直接根据本地配置决定该MTC设备的MTC服务器地址。

步骤603：移动性管理网元向eNodeB/RNC发送附着接受响应消息。

如果移动性管理网元为MTC设备决定有新的MTC服务器地址信息，则通过附着接受响应消息发送给eNodeB。

步骤604：MTC UE与eNodeB建立RRC连接，在建立过程中，将新的MTC服务器地址告知MTC设备。

步骤605：eNodeB向移动性管理网元发送初始化上下文建立响应。

步骤606：MTC UE向eNodeB发送直传消息，消息中包含附完成消息。

步骤607：MTC UE附着完成。

步骤608：完成MTC UE附着流程的后续过程。

图7为本发明由HSS下发MTC服务器地址信息的第二实施例的流程图，第二实施例是MTC UE附着时，由HSS下发MTC设备对应的MTC服务器地址的流程图。第二实施例中，由HSS签约MTC服务器地址，然后，在附着过程中由HSS下发给MME，由MME告知MTC设备。如图7所示，包括：

步骤700：MTC UE向eNodeB发起附着请求消息；

步骤701：eNodeB根据全球唯一临时标识符(GUTI，Globally Unique Temporary UE Identity)推导得到MME，若无法直接推导出MME，可通过MME选择功能选择MME，并将附着消息前转到新的MME。本步骤的具体实现属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述。

步骤702：假设网络中没有ME上下文存在，系统将发起鉴权，否则本步骤可省略。

步骤703：如果MME中存在着ME激活的承载上下文，如MTC UE事先没有附着就在同一个MME再次附着，则需要删除SGW和PGW中的原MME的对应承载。

步骤704：若MME发生改变或初次附着，MME将向HSS发送位置更新消息；

步骤705：HSS向MME发送位置更新响应消息，在该位置更新响应消息中携带有MTC设备对应的MTC服务器地址。

步骤706：创建默认承载的过程，默认承载创建过程中可根据MTC设备组别标识灵活创建默认承载。本步骤的具体实现属于现有技术，这里不再赘述。

步骤707：MME向eNodeB发送附着接受响应消息。在附着接受响应消息中携带有MME决定的新的MTC服务器地址。如果MME为UE分配新的GUTI，也通过该消息传给eNodeB。

步骤708：MTC UE与eNodeB建立RRC连接，在建立过程中，将新的MTC服务器地址告知MTC UE。

步骤709：eNodeB向MME发送初始化上下文建立响应。

步骤710：MTC UE向eNodeB发送直传消息，消息中包含附完成消息。

步骤711：MTC UE附着完成。

步骤712：完成MTC UE附着流程的后续过程。

图8为本发明由HLR下发MTC服务器地址信息的第三实施例的流程图，第三实施例是MTC UE附着时，由HLR下发MTC设备对应的MTC服务器地址的流程图。在第三实施例中，由HLR签约MTC服务器地址，然后，在附着过程中由HLR下发给SGSN，由SGSN告知MTC设备。如图8所示，包括：

步骤800：MTC UE通过RNS发起附着请求。附着请求中携带有附着类型、IMSI等参数。

步骤801：RAN根据其负载情况，以用户的国际移动用户标识(IMSI，International Mobile subscriber Identity)为请求标识将该消息路由到SGSN。

步骤802：SGSN从HLR下载鉴权认证参数，对MTC UE进行鉴权与认证。

步骤803：SGSN发送位置更新请求给HLR，携带SGSN号码与地址、IMSI等参数。

步骤804：HLR将与IMSI相对应的签约数据下载给SGSN，在插入用户数据请求消息中携带MTC设备对应的MTC服务器地址。

步骤805：SGSN对MTC UE进行接入控制检查，是否有区域限制或接入限制，然后向HLR返回插入数据响应。

步骤806：HLR确认位置更新消息，并向SGSN发送位置更新响应。

如果位置更新请求被HLR拒绝，SGSN将拒绝MTC UE的附着请求。

步骤807：SGSN为该MTC UE用户分配分组临时移动用户识别号码(P-TMSI，Packet-Temporate Mobile subscriber Identify)，然后将附着接受响应消息发给MTC UE，在附着接受响应消息中携带由于为MTC UE分配的P-TMSI、从HLR获得的MTC服务器地址等信息。

步骤808：若P-TMSI被更新，MS返回附着完成消息给SGSN进行确认，完成GPRS附着流程。

图9为本发明用户数据库主动更新MTC设备中的MTC服务器地址信息的流程图，本实施例是在用户数据库中MTC设备的MTC服务器地址变更时，更新移动性管理网元中MTC设备对应的签约信息的实现，如图9所示，包括：

步骤900：用户数据库向移动性管理网元发送插入签约数据消息，在该插入签约数据消息中携带有MTC设备对应的MTC服务器地址。

步骤901：移动性管理网元向用户数据库发送插入签约数据响应消息。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种获取MTC服务器地址信息的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述移动性管理网元本地预先设置MTC设备的标识与MTC服务器地址信息的对应关系，所述移动性管理网元获取MTC设备对应的MTC服务器地址的方法为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述移动性管理网元将获得的MTC服务器地址信息携带在附着响应中发送给MTC设备之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用户数据库中预先签约所述MTC设备与MTC服务器地址信息的对应关系，所述移动性管理网元获取MTC设备对应的MTC服务器地址的方法为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述用户数据库中存储的MTC服务器地址变更时，该方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述MTC服务器地址信息携带在插入签约数据消息中。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述移动性管理网元为移动管理单元MME或支持GPRS服务节点SGSN；

所述用户数据库为归属用户服务器HSS或归属位置寄存器HLR。

8.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述MTC服务器地址信息为MTC服务器的IP地址，或者是域名。

9.一种获取MTC服务器地址信息的系统，其特征在于，至少包括MTC设备和移动性管理网元，其中，

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述移动性管理网元为MME或SGSN。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括用户数据库，用于签约MTC设备与MTC服务器地址信息的对应关系；

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述用户数据库进一步用于，在自身存储的MTC设备的MTC服务器地址变更时，向移动性管理网元下发更新后的MTC设备对应的MTC服务器地址；

所述移动性管理网元，还用于更新相应的MTC服务器地址。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述用户数据库为HSS或HLR。