CN102057706B - 使用ue作为网关的网络或实体的信息的分发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在主蜂窝网络中分发信息的方法。至少一个第二网络或至少一个第二实体正在使用用户设备(UE)以在第二网络或实体与服务提供商之间转发信息，其中所述第二网络或实体给UE提供与其属性有关的信息。所述方法包括步骤：(1)UE向第三网络中的第三实体发送第一消息，以通知UE的位置和属性；(2)第一消息能够触发第三实体以向UE发送系统信息。所述方法的特征在于，UE在第一消息中向第三实体发送(30)辅助数据，所述辅助数据包括与第二网络或实体的属性有关的信息。

Description

使用UE作为网关的网络或实体的信息的分发方法
技术领域
本发明涉及用于在主蜂窝网络中分发信息的方法、UE、第三实体、第四实体、服务提供商和主蜂窝网络。
背景技术
在当今的3G(第三代移动电话标准)和L0TE(长期演进)网络中，每个UE(用户设备)在激活时，在终端用户能够进行呼叫或使用一些其它网络服务之前，要经过与核心网络的一系列注册和附着过程。在这些活动期间，UE向网络通知它们的IMSI号和该特定UE的其它特定UE能力，并且获得用于后续呼叫建立的适当网络标识。
当今网络中的UE被当作终端用户用于访问网络提供的服务的设备。这种服务是语音呼叫、SMS和MMS，并且在高速3G网络中，这种服务还可以是与数据访问相关的服务，例如与电子邮件和互联网访问相关的服务。
UE的角色正在发生变化，当前，可以以例如独立单元的形式使新的功能与电话相连。这种独立单元的示例是可以在健康护理中使用的摄像机和传感器。UE可以用作个人健康检查设备，可以通过移动网络连接到健康专家，以便向健康专家转发相关患者的健康数据。由于UE还已经包含有远程摄像机，因此，显然，另一功能是在需要拍照或特定区域的视频记录时可以由任何人访问。其它应用包括以下领域：共享音乐、或提供经由内置RFID读取器收集的与购物商场中的价钱和特价优惠相关的信息。
这种移动电话功能的另一示例在无线传感器网络(WSN)领域。在将传感器与UE相连时，电话可以用作传感器网络网关。WSN包括使用传感器来监视诸如温度、压力、声音、运动目标和污染物质之类的条件的分布式自主设备。WSN用在多种领域中，包括例如环境和生境监视、健康监视、防盗报警、自动仪表读数、家庭自动化和其它类型的机器对机器(M2M)类型的服务。
多种类型的传感器将使用短距离无线通信(例如蓝牙)，以经由UE与外界通信。例如，蓝牙SIG正在对用于健康和健身传感器与UE的交互的通信协议进行标准化，意在允许延展对移动订户的健康监视。
面向未来的互联网，将引入越来越多的这种服务(Internet ofThings)。向后端服务提供商通知这种传感器的存在性、位置和可用性的唯一方式是在UE上使用专用用户应用程序。上述问题不仅在移动电话上是突出的，而且在唯一目的是提供传感器通信的其它设备上也是突出的，所述其它设备是例如用于AMR(自动仪表读数)的M2M设备或必须依赖于以例如SMS等为基础的专用可用性方案的安全应用程序。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在将新的功能连接到UE时改善UE和服务提供商之间的通信的方法，使得服务提供商能够利用该功能的服务。
本发明的目的通过一种用于在主蜂窝网络中分发信息的用户设备(UE)来实现。至少一个第二网络或至少一个第二实体正在使用UE来在第二网络或实体与服务提供商之间转发信息，其中第二网络或实体给UE提供与其属性有关的信息。UE适用于向第三网络中的第三实体发送第一消息，以通知UE(10)的位置和属性。UE还适用于从第三实体接收系统信息。该UE的特征在于，UE适用于在第一消息中向第三实体发送辅助数据。所述辅助数据包括与第二网络或实体的属性有关的信息。
本发明的目的还通过一种用于在主蜂窝网络中分发信息的第三网络中的第三实体来实现。至少一个第二网络或至少一个第二实体正在使用用户设备(UE)来在第二网络或实体与服务提供商之间转发信息，其中，第二网络或实体给UE(10)提供与其属性有关的信息。第三实体适用于从UE接收第一消息，所述第一消息通知UE(10)的位置和属性。第三实体还适用于由第一消息触发以向UE发送系统信息。该第三实体的特征在于，第三实体适用于在第一消息中从根据权利要求1-6中任一项的UE接收辅助数据，辅助数据至少向网络通知第二网络或实体的属性。此外，第三实体适用于从第三网络中的第四实体接收第二请求消息，或者第三实体和第四实体具有发布和订阅关系。
本发明的目的还通过一种用于在主蜂窝网络中分发信息的第四实体来实现。至少一个第二网络或至少一个第二实体正在使用用户设备(UE)来在第二网络或实体与服务提供商之间转发信息，其中，第二网络或实体给UE提供与其属性有关的信息。该第四实体的特征在于，第四实体适用于从根据权利要求7-10中任一项的第三实体接收辅助数据。第四实体还适用于认证和授权对辅助数据的访问。
本发明的目的还通过一种主蜂窝网络来实现，该主蜂窝网络包括根据权利要求1-6中任一项的UE、根据权利要求7-10中任一项的第三实体以及根据权利要求11-16中任一项的第四实体。
本发明的目的最终通过一种用于在主蜂窝网络中分发信息的方法来实现。至少一个第二网络或至少一个第二实体正在使用用户设备(UE)来在第二网络或实体与服务提供商之间转发信息，其中，第二网络或实体给UE提供与其属性有关的信息。该方法包括以下步骤：(1)UE向第三网络中的第三实体发送第一消息，以通知UE的位置和属性，(2)第一消息能够触发第三实体向UE发送系统信息。
所述方法的特征在于，UE在第一消息中向第三实体发送辅助数据，所述辅助数据包括与第二网络或实体的属性有关的信息。
通过在蜂窝网络中的已有信令中嵌入无线传感器网络(WSN)属性(例如可用性)，可以在网络利用率和针对各个服务开发者的开发复杂度方面提高效率。
此外，提供针对外部实体的标准化接口，以得到信令信息，增强了构建第三方服务的可能性。
其它的优点对于详细的描述中的实施例是显而易见的。
附图说明
在下文中，将参考附图来详细描述本发明。这些附图仅用于示意，决不用于限制本发明的范围：
图1示意地示出了实施本发明的主蜂窝网络的结构。
图2示出了用于在根据图1的主蜂窝网络中分发信息的方法的流程图。
具体实施方式
现在，将参考在详细说明中描述并在附图中示出的实施例来详细描述本发明。在下面展开描述的本发明的实施例仅应该当作示例，决不用于限制专利权利要求所规定的保护范围。
本发明涉及用于在主蜂窝网络中分发信息的方法、UE、第三实体、第四实体、服务提供商和主蜂窝网络。详细说明描述了根据本发明的不同方法实施例。UE、实体、服务提供商以及网络适用于执行根据详细描述的方法步骤。因此，本领域技术人员应当理解，由于描述了方法步骤，因此在详细描述中也公开了UE、实体、服务提供商以及网络。
在图1中以移动台(移动电话)的形式示出了用户实体(UE)10。UE与包括两个第三实体13、14的第三网络12进行无线通信。第二网络15或至少一个第二实体16正在使用UE以在第二网络或实体与服务提供商17之间转发信息。第二网络或实体通过无线或有线连接11给UE提供与其属性有关的信息。
UE 10可以是移动电话或目的是在第二网络15或实体16与服务提供商17之间转发信息的任意其它设备。例如，这种设备是用于AMR的M2M设备或诸如防盗报警之类的安全应用程序。UE的主要目的是向服务提供商17提供第二网络15或实体16收集的信息或数据，但是，为了服务提供商17能够知晓第二网络15或实体16的状态，设计了以例如SMS等为基础的专用可用性方案。
第二网络15可以是无线传感器网络，用于例如监视温度、压力、声音、运动目标和污染物质。第二实体16可以是摄像机、磁盘驱动器或能够提供信息的任意其它装置。第三网络12可以是某种核心网络，例如无线码分多址(WCDMA)网络。
服务提供商17是提供诸如环境和生境监视、健康监视、防盗警报、自动仪表读数、家庭自动化和其它类型的机器对机器(M2M)类型服务等服务的实体。UE 10和第三网络12是主蜂窝网络20的一部分。
用于在主蜂窝网络20中分发信息的方法包括：第一步骤，UE 10向第三网络12中的第三实体13、14发送第一消息21，以通知UE 10的位置和属性。第一消息能够触发第三实体向UE 10发送系统信息22。第一消息是更新的一部分。
第一消息21是例如位置更新请求或路由区域更新请求消息(稍后将进行详细描述)。作为UE在第三网络12中的注册过程的一部分，触发位置更新过程(电路交换域)或路由区域更新过程(分组交换域)，并且UE注册在第三网络12中。当第三网络接收到位置区域更新请求消息时，在常规情况下，其以位置区域更新接受消息做出应答。当第三网络接收到路由区域更新请求消息时，其以路由区域更新接受进行应答。在执行了位置更新过程或路由区域更新请求之后，将第三实体接收的系统信息22存储在UE 10中。更新过程用于向第三网络12通知UE的属性。
为了实现用于在主蜂窝网络中分发与第二网络15或第二实体16有关的信息的规定，根据本发明的方法包括另一步骤，参见图2。在该步骤中，UE 10在第一消息中向第三实体13、14发送辅助数据。辅助数据包括与第二网络或实体的属性有关的信息。
UE和第二网络或第二实体的属性优选地与可用性信息相关。下面，将可用性用作属性的示例。可用性信息指示UE/实体/网络是否存在。
如果在电路交换第三网络12中使用该方法，则第三实体13是移动交换中心(MSC)。第一消息则是位置区域更新请求消息。如果在分组交换第三网络12中使用该方法，则第三实体14是服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点，第一消息是路由区域更新请求消息。原则上，第一消息可以是包含UE 10的可用性信息的任意消息。在3G的情况下(也可以是针对LTE的情况)，第一消息是位置/路由区域更新请求消息。
现有的位置区域更新请求消息或路由区域更新请求消息包括多个信息元素(IE)。IE是按照通信协议编码的特定长度的数据分组，用于在节点到节点的链路上传输。位置区域更新请求消息具有以下IE作为其内容：
-移动性管理协议鉴别器(协议鉴别器)
-忽略(skip)指示符
-位置区域更新请求消息类型(消息类型)
-加密密钥序列号
-位置区域标识
-移动台类别标记
-移动标识
-UMTS的移动台类别标记。
路由区域更新请求消息的IE内容是：
-协议鉴别器
-忽略指示符
-路由区域更新请求消息标识(消息类型)
-更新类型
-GPRS加密密钥序列号(加密密钥序列号)
-早期路由区域标识(路由区域标识)
-MS无线电接入能力
-早期P-TMSI签名(P-TMSI签名)
-请求的READY定时器值(GPRS定时器)
-DRX参数
-TMSI状态
-P-TMSI(移动标识)
-MS网络能力
-PDP上下文状态
-PS LCS能力
-MBMS上下文状态
现有技术方案使得网络能够监视附着到网络的UE的位置和可用性。
在本发明中，辅助数据被嵌入已有的第一消息。这是为了支持附着到UE(或单机M2M设备)的设备的可用性信息的传递。UE 10用于与服务提供商17进行通信。辅助数据优选地是第一消息中的信息元素，该信息元素可表示为ExtDeviceInfo。该元素描述了第二网络15或设备16的可用性。该信息元素包括与下述内容有关的信息：
-信息元素中包括的第二网络或第二实体的数目，
-第二网络或实体的标识以及本地有效性，
-第二网络或实体的类型，
-相对于UE位置的第二网络或实体的位置。
元素ExtDeviceInfo可以具有以下特性(可以自由地改变粗体的字段名称)：
-(4比特)-新的信息元素中第二网络或实体的数目。
-(4比特)-外部设备的标识，本地有效性。
-(2比特)-标识第二网络或设备的类型(例如WSN).
-(4比特)-相对于UE位置的外部设备的位置。
在本发明中，在第三网络12中添加第四实体18。该实体是主蜂窝网络20的一部分。该实体应该能够认证和授权对辅助数据的访问。这可以在归属位置寄存器(HLR)或归属订户服务器(HSS)的协助下进行。这将在稍后进行描述。
参见图2，根据本发明的方法包括步骤31，其中第四实体18向第三实体13、14发送第二请求消息。备选地，第三实体和第四实体具有发布和订阅关系。这是这两个实体之间的两种可能的关系。在图2中的31示出了该判决。在服务提供商17想要找出与特定第二网络15或实体16有关的辅助数据时，请求消息用作一次性(once-off)请求。然后从服务提供商17向第四实体发送第二请求消息，第四实体则将第二请求消息发送到第三实体。
当第四实体对持续获得与辅助数据有关的信息感兴趣时，使用发布和订阅关系。“持续”意味着周期性地发送数据或者在辅助数据的状态改变(“事件触发的”)时发送数据。
当存在发布和订阅关系时，UE 10周期性地或在辅助数据的状态改变时发送第一消息。通常，位置或路由区域更新过程使得UE能够向第三网络12通知特定事件。UE需要通知第三网络的事件的示例是例如：移动台打开或关闭，或者UE从一个位置区域运动到下一个位置区域、同时不在呼叫中。在本发明中，添加另一事件，即辅助数据的状态改变的事件。然后，同样将第一消息发送到第三实体13、14。UE 10还可以被触发以在其它准则下发送第一(更新)消息，例如在识别到新添加到第二网络15的设备或在添加新的第二实体16时发送第一消息。
当UE 10周期性地进行报告时，使用周期更新过程。周期更新过程周期性地进行，以向网络通知UE的可用性。该周期由定时器确定。存在针对位置区域更新过程和路由区域更新过程的不同定时器。针对路由区域更新定时器，定时器的值由网络12作为消息Attach Accept(附着接受)和路由区域更新请求中的系统信息发送到UE。该定时器的值在路由区域内是唯一的。
当第三实体13、14接收到第二请求消息或者当存在发布和订阅关系31(周期性地或“事件触发的”)31时，第三实体执行步骤32：
-从第一消息中提取辅助数据，以及
-将辅助数据发送到第四实体18。
这在图2中示出了。第三实体然后将辅助数据发送到第四实体。在图1中示出了能够传输第二请求消息和辅助数据的通信链路24。当第四实体18接收到辅助数据时，其执行存储数据的步骤。
第四实体的角色是使得作为外部实体的服务提供商能够获得第二网络15或实体16提供给第三网络的辅助数据。为了控制辅助数据的分发，本发明包括第四实体17认证并授权对辅助数据的访问的步骤。第四实体是控制对数据的访问的可用性服务器。第四实体18还提供针对服务提供商17的单个附着点，并且使得服务提供商能够不必为了正确的信息而扫描不同的第三实体13、14。
第三实体可以改变，因此第四实体必须向多个这种实体发送第二请求消息，并仅从其中一个实体获得响应。
在第三网络12中需要认证和授权功能。该功能可以位于第四实体18处或者其它某处，例如在HLR或HSS处。在这种情况下，在第四实体和HLR/HSS之间必然存在消息收发。可以在第四实体和HLR/HSS之间使用直径协议。备选地，在UE附着阶段或者在首次请求辅助数据(第二或第三请求消息)时，将授权数据从HLR/HSS转发到第四实体。然后，在第四实体处执行授权和认证。
认证和授权功能执行以下动作：
1.维持访问控制列表，访问控制列表指定了哪些服务提供商能够访问哪种辅助数据。例如，如果UE 10附着有一组传感器，则应该授权医疗应用程序以监视与这些传感器有关的辅助数据，但是不能够监视其它辅助数据。类似地，在家中，防盗报警应该能够监视报警传感器的可用性状态，但是不能够监视与例如能量消耗有关的传感器。
2.维持对服务提供商进行认证以便提供授权所需的认证数据。这包括维持标识对应的秘密且优选的认证方法。
3.执行记帐，使得UE(或订户)能够检查谁接收到了与附着到UE的辅助设备有关的信息，并且可以用于支付目的。服务提供商还必须针对对可用性服务的访问而补偿第三网络或订户。
优选地针对每次会话和服务提供商17和对应第二网络15或实体16的关联对23执行一次认证。然而，有可能第二网络15或实体16所附着的UE(订户)基于其当前上下文而改变了策略并且决定不允许与特定服务提供商17共享辅助数据。在这种情况下，应该再次进行认证。此外，上述术语“会话”是指已定义的开始和结束，并且会话的示例可以是请求/响应对或订阅和在后的答复。备选地，可以在服务提供商17与第四实体18之间的每次交互时执行认证。
本发明包括服务提供商17向第四实体18发送第三请求消息的步骤。备选地，第四实体18和服务提供商17具有发布和订阅关系。这是这两个实体之间的两种可能的关系。在图2中的33示出了该判决。
如果服务提供商17被授权以接收辅助数据，则可以执行其它步骤。当第四实体18接收到第三请求消息或者存在发布和订阅关系33时，第四实体执行步骤34：
-确定服务提供商是否被授权以接收辅助数据，以及
-如果服务提供商被授权，则向服务提供商17发送辅助数据。
这在图2中示出。当服务提供商17被允许接收辅助数据时，第四实体18则将辅助数据转发给服务提供商17。在图1中示出了能够传输第三请求消息和辅助数据的通信链路25。
当服务提供商17订阅了辅助数据时，第四实体将周期性地或者在发生改变时通知服务提供商。在存在订阅或者在服务提供商请求辅助数据时，服务提供商将在发送数据之前对授权进行控制。
一个选择是在服务提供商17发送第三请求消息时第四实体18发送第二请求消息(步骤31)。在这种情况下，第四实体充当服务提供商与第三实体13、14之间的代理。此外，在这种情况下，第四实体将确定服务提供商是否被授权以接收辅助数据。
本领域技术人员可以认识到，可以与本发明一起使用无线通信的任何技术以及任何类型的接入网络。此外，本领域技术人员可以认识到，可以使用任意类型的UE 10，其角色是在第二网络15或实体16与服务提供商17之间转发信息。本领域技术人员还可以认识到，可以使用任意类型的第二网络或实体，只要其能够提供所述信息。本领域技术人员还可以认识到，第三网络12可以是任意类型的网络，包括第三实体13、14和第四实体18。
图2中的流程图并不是严格的时间序列，这意味着，可以以其它顺序或者同时执行这些步骤。尽管如此，在本发明中执行图中所示的所有步骤。

Claims (24)

1.一种用户设备UE(10)，用于在主蜂窝网络(20)中分发信息，其中，至少一个第二网络(15)或至少一个第二实体(16)正在使用UE(10)以在第二网络(15)或实体(16)与服务提供商(17)之间转发信息，所述第二网络(15)或实体(16)给UE(10)提供与其属性有关的信息，
-UE(10)适用于向第三网络(12)中的第三实体(13，14)发送第一消息，以通知UE(10)的位置和属性，
-UE(10)适用于从第三实体(13，14)接收系统信息，
其特征在于，
-UE(10)适用于在第一消息中向第三实体(13，14)发送(30)辅助数据，所述辅助数据包括与第二网络(15)或实体(16)的属性有关的信息。
2.根据权利要求1所述的UE(10)，其中，第一消息是位置区域更新请求消息。
3.根据权利要求1所述的UE(10)，其中，第一消息是路由区域更新请求消息。
4.根据任一前述权利要求所述的UE(10)，其中，UE(10)适用于周期性地或者在辅助数据的状态改变时发送第一消息。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的UE(10)，其中，辅助数据是第一消息中的信息元素。
6.根据权利要求4所述的UE(10)，其中，辅助数据是第一消息中的信息元素。
7.根据权利要求5所述的UE(10)，其中，所述信息元素包括与下述内容有关的信息：
-信息元素中包括的第二网络(15)或实体(16)的数目，
-第二网络(15)或实体(16)的标识以及本地有效性，
-第二网络(15)或实体(16)的类型，
-相对于UE(10)位置的第二网络(15)或实体(16)的位置。
8.根据权利要求6所述的UE(10)，其中，所述信息元素包括与下述内容有关的信息：
-信息元素中包括的第二网络(15)或实体(16)的数目，
-第二网络(15)或实体(16)的标识以及本地有效性，
-第二网络(15)或实体(16)的类型，
-相对于UE(10)位置的第二网络(15)或实体(16)的位置。
9.一种用于在主蜂窝网络(20)中分发信息的第三网络(12)中的第三实体(13，14)，其中，至少一个第二网络(15)或至少一个第二实体(16)正在使用用户设备UE(10)以在第二网络(15)或实体(16)与服务提供商(17)之间转发信息，所述第二网络(15)或实体(16)给UE(10)提供与其属性有关的信息，
-所述第三实体(13，14)适用于从UE接收第一消息，第一消息通知UE(10)的位置和属性，
-所述第三实体(13，14)还适用于由第一消息触发以向UE(10)发送系统信息，
其特征在于，
-所述第三实体(13，14)适用于从根据权利要求1-8中任一项所述的UE(10)接收第一消息中的辅助数据，辅助数据至少向网络通知第二网络(15)或实体(16)的属性；
-第三实体(13，14)适用于从第三网络(12)中的第四实体(18)接收第二请求消息，或者第三实体(13，14)与第四实体(18)具有发布和订阅关系。
10.根据权利要求9所述的第三实体(13，14)，其中，第三实体(13，14)是移动交换中心(MSC)。
11.根据权利要求9所述的第三实体(13，14)，其中，第三实体(13，14)是服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的第三实体(13，14)，其中，当第三实体接收到第二请求消息或者存在发布和订阅关系(31)时，第三实体(13，14)适用于执行以下步骤(32)：
-从第一消息中提取辅助数据，以及
-向第四实体(18)发送辅助数据。
13.一种用于在主蜂窝网络(20)中分发信息的第四实体(18)，其中，至少一个第二网络(15)或至少一个第二实体(16)正在使用用户设备UE(10)以在第二网络(15)或实体(16)与服务提供商(17)之间转发信息，所述第二网络(15)或实体(16)给UE(10)提供与其属性有关的信息，
其特征在于，
-第四实体(18)适用于从根据权利要求9-12中任一项所述的第三实体(13，14)接收辅助数据，
-第四实体(18)适用于认证和授权对辅助数据的访问。
14.根据权利要求13所述的第四实体(18)，其中，第四实体(18)适用于存储辅助数据。
15.根据权利要求13-14中任一项所述的第四实体(18)，其中，第四实体(18)是可用性服务器。
16.根据权利要求13-14中任一项所述的第四实体(18)，其中，第四实体(18)适用于从服务提供商(17)接收(33)第三请求消息。
17.根据权利要求15所述的第四实体(18)，其中，第四实体(18)适用于从服务提供商(17)接收(33)第三请求消息。
18.根据权利要求13-14中任一项所述的第四实体(18)，其中，第四实体(18)和服务提供商(17)具有发布和订阅关系(33)。
19.根据权利要求15所述的第四实体(18)，其中，第四实体(18)和服务提供商(17)具有发布和订阅关系(33)。
20.根据权利要求16所述的第四实体(18)，其中，当第四实体接收到第三请求消息或者当存在发布和订阅关系(33)时，第四实体(18)适用于执行步骤(34)：
-确定服务提供商(17)是否被授权以接收辅助数据，以及
-如果服务提供商(17)被授权，则向服务提供商(17)发送辅助数据。
21.根据权利要求17所述的第四实体(18)，其中，当第四实体接收到第三请求消息或者当存在发布和订阅关系(33)时，第四实体(18)适用于执行步骤(34)：
-确定服务提供商(17)是否被授权以接收辅助数据，以及
-如果服务提供商(17)被授权，则向服务提供商(17)发送辅助数据。
22.根据权利要求18所述的第四实体(18)，其中，当第四实体接收到第三请求消息或者当存在发布和订阅关系(33)时，第四实体(18)适用于执行步骤(34)：
-确定服务提供商(17)是否被授权以接收辅助数据，以及
-如果服务提供商(17)被授权，则向服务提供商(17)发送辅助数据。
23.根据权利要求19所述的第四实体(18)，其中，当第四实体接收到第三请求消息或者当存在发布和订阅关系(33)时，第四实体(18)适用于执行步骤(34)：
-确定服务提供商(17)是否被授权以接收辅助数据，以及
-如果服务提供商(17)被授权，则向服务提供商(17)发送辅助数据。
24.一种主蜂窝网络(20)，包括根据权利要求1-8中任一项所述的UE(10)、根据权利要求9-12任一项所述的第三实体(13，14)以及根据权利要求13-23中任一项所述的第四实体(18)。
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