CN102118730B

CN102118730B - 跟踪区标识列表的分配方法和装置

Info

Publication number: CN102118730B
Application number: CN 201010112157
Authority: CN
Inventors: 周燕飞; 艾明; 张娟; 徐晖; 熊春山; 田野
Original assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-02-11
Also published as: WO2011098046A1; CN102118730A

Abstract

本发明提供一种跟踪区标识列表的分配方法和装置，其中，分配方法包括：移动性管理实体判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备；以及如果终端属于仅由终端发起的设备或不频繁的终端终止设备，则移动性管理实体将下属所有跟踪区都包括在跟踪区标识列表中并将跟踪区标识列表分配给终端，使得终端仅在跨移动性管理实体时才发起跟踪区更新过程。借助本发明的至少一个技术方案，通过为仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备分配足够大的TAI列表，可以减少其TAU的频率。采用这种分配方式，可以优化移动性管理的性能，并且MME总是知道终端的位置，可以通过寻呼建立与设备的连接。

Description

跟踪区标识列表的分配方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种跟踪区标识列表的分配方法和装置。

背景技术

机器类通信(Machine Type Communication)是指机器与机器之间、通过移动运营商的通信网络进行的通信。

MTC设备(Machine Type Communication Device，机器类通信设备)是通信网络中专用于机器类通信的终端设备，如远程抄表设备、视频监控设备等。MTC设备是一种无人参与的、特殊类型的通信终端。

MTC服务器(Machine Type Communication Server，简称机器类通信服务器)是指通过通信网络与MTC设备进行通信的设备，相当于一个服务器，如智能抄表系统的服务器、智能公交系统服务器等。

MTC设备根据应用的不同分为多种特性。其中，Mobile Originated Only设备(仅由终端发起通信的设备，简称MO设备)是一种仅由终端发起通信的设备，其特点是终端与网络之间的通信都由终端发起，网络不会向终端发起寻呼。

TS 22.368定义了针对MO设备的业务需求：

-网络运营商应当可以减少移动性管理的频率；

-网络运营商可以动态配置设备使其仅在终端发起通信时执行移动性管理；

-可配置网络使其能够处理移动性管理频度减小的情况；

-网络运营商可触发设备建立终端发起的通信。

MT设备(Infrequent Mobile Terminated)是另一种MTC设备，是指设备主要进行终端发起的通信，但是仍然有不频繁的终端终止的通信，也即终端仍可以接收网络的寻呼，但不会频繁寻呼。

TS 22.368定义了针对MT设备特性的业务需求：

-网络运营商可减少移动性管理的频率；

-网络运营商动态配置设备来减少移动性管理的频率；

-可配置网络使其能够处理移动性管理频度减小的情况。

从以上两种设备的业务需求来看，都需要对其移动性管理进行优化。下面介绍核心网中的移动性管理过程。

EPS系统对空闲态终端进行移动性管理的粒度是跟踪区(TrackingArea，TA)。终端初始附着到网络时，移动性管理实体(Mobile ManagementEntity，简称MME)为其分配一个包含一个或多个TA的TAI列表(TrackingArea Identity List，TAI List)。当终端进入一个不属于已注册TAI列表的TA时，将主动发起TAU过程，MME在TAU过程中为终端分配新的包含当前TA在内的TAI列表。除了附着(Attach)与跟踪区更新(Tracking AreaUpdate，TAU)过程，网络还可以在全球唯一临时标识重分配(Global UniqueTemporary Identity Reallocation，GUTI Reallocation)过程中为终端分配新的TAI列表。

当网络需要与空闲态终端进行通信时，通过寻呼过程与终端建立连接。MME向TAI列表下所有TA内的基站发送寻呼消息，终端在哪个基站内响应寻呼消息就表明其所在的基站和TA。

TAI列表的大小与寻呼信令量多少是相互矛盾的，也即TAI列表越大，用户移动时跨越TAI列表边界的频度越小，因此TAU的频率越小，但大的TAI列表使得寻呼时信令量很大，对其他用户的干扰也越多；对应的，TAI列表越小，只在小范围内发送寻呼，信令量就越少，但终端发生TAU的频度会比较大。因此分配合适的TAI列表对优化系统性能非常重要。

针对两种设备的特性，3GPP SA1工作组提出了减少移动性管理频率的需求，但目前没有提出具体实施方法。

很容易想到的一种减少移动性管理频率的方法是延长周期性TAU定时器的超时时间，但这仍然不能避免移动中的设备因为跨越TAU列表边界而发生TAU。比如固定在鸟类身上的传感器设备，假设系统预设每月发送一次数据，然而由于设备的移动，在不发送数据时也可能频繁地做TAU。由于MTC设备数量众多，这些不必要的信令开销将降低系统的效率、增加运营和维护的成本。

发明内容

针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种跟踪区标识列表的分配方法和装置，以解决上述问题中的至少之一。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种跟踪区标识列表的分配方法，包括：移动性管理实体判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备；以及如果终端属于仅由终端发起的设备或不频繁的终端终止设备，则移动性管理实体将下属所有跟踪区都包括在跟踪区标识列表中并将跟踪区标识列表分配给终端，使得终端仅在跨移动性管理实体时才发起跟踪区更新过程。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种跟踪区标识列表的分配装置，包括：终端类型判断模块，用于判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备；以及跟踪区标识列表分配模块，用于在终端属于仅由终端发起的设备或不频繁的终端终止设备的情况下，将移动性管理实体下属的所有跟踪区都包括在跟踪区标识列表中并将跟踪区标识列表分配给终端，使得终端仅在跨移动性管理实体时才发起跟踪区更新过程。

借助本发明上述至少一个技术方案，通过为仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备分配足够大的TAI列表，可以减少其TAU的频率。采用这种分配方式，可以优化移动性管理的性能，并且MME总是知道终端的位置，可以通过寻呼建立与设备的连接。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的移动性管理实体与跟踪区的示意图；

图2是根据本发明的实施例的跟踪区标识列表的分配方法的流程图；以及

图3是根据本发明的实施例的跟踪区标识列表的分配装置的框图。

具体实施方式

在机器类通信中，有两类特殊的设备：Mobile Originated Only(仅由终端发起通信的设备，简称MO设备)和Infrequent Mobile Terminated(主要由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止的(通信)的设备，后者指设备主要用于终端发起的通信，然而仍然可以进行不频繁的终端终止的通信。基于这两种设备的特点，3GPP SA1工作组提出了减少移动性管理过程的需求，但没有提出具体方案。本发明提出一种通过特殊的TAI列表的分配来优化移动性管理、减少设备与网络间信令的方法。

MO设备的通信仅由终端发起，系统无需向其发送寻呼消息，因此也不存在寻呼信息量过大的问题，也就是说，对于MO设备，为其分配TAI列表时，可以不用考虑寻呼量对TAI列表的制约。

MT设备主要进行终端发起的通信，仅有不频繁的寻呼，因此即使寻呼量稍大，整体上也不会对系统产生太大的影响。

基于以上两种设备的特性，为其分配TAI列表时，可以分配一个尽量大的TAI列表，使得设备由于进入一个不属于已分配TAI列表的TA而发生TAU的概率最小。如何分配一个足够大的TAI列表，才能尽可能减少移动性管理的频率呢？

如图1所示，假设MME1将下属TA1-TA n-1都分配给终端，考虑以下两种情况：

1)当终端进入TAn时，由于TAn不属于已分配的TAI列表，仍会发生TAU过程，但实际上此时MME并没有改变；

2)当终端进入TAa时，由于TAa不属于已分配的TAI列表，同样会发生TAU过程，但此时MME改变，MME2将从MME1处获得终端的上下文信息。

比较以上两种情况，基于尽量减少移动性管理频率的思想，可以认为在同一个MME下发生的TAU都属于“不必要”的移动性管理过程，而跨MME的TAU由于需要在MME之间交换终端的上下文才能保持终端始终注册在网络中，因此是必须的。

本发明的实施例提出一种能够减少移动性管理频率的方法：分配TAI列表时，MME将下属所有TA都包含在TAI列表中分配给终端，使得终端只有在跨MME时才发起TAU过程。

图2是根据本发明的实施例的一种跟踪区标识列表的分配方法的流程图。如图2所示，该跟踪区标识列表的分配方法包括：

步骤S102，移动性管理实体判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备；以及

步骤S104，如果终端属于仅由终端发起的设备或不频繁的终端终止设备，则移动性管理实体将下属所有跟踪区都包括在跟踪区标识列表中并将跟踪区标识列表分配给终端，使得终端仅在跨移动性管理实体时才发起跟踪区更新过程。

其中，当终端进行附着时，在全球唯一临时标识重分配过程中，或在位置更新过程中，可以执行分配方法。

移动性管理实体可以根据终端的签约数据判断终端是否属于仅由终端发起的设备或不频繁的终端终止设备。

如果终端移动导致移动性管理实体改变，则进行跟踪区更新过程，新的移动性管理实体获得终端的相关信息之后，根据分配方法给终端重新分配跟踪区标识列表。

跟踪区标识列表包括一个或多个部分跟踪区标识列表，部分跟踪区标识列表包括一个或多个跟踪区。部分跟踪区标识列表为以下三种类型之一：所包含跟踪区标识在同一个公共陆地移动网，但是编码不连续；所包含跟踪区标识在同一个公共陆地移动网，但是编码连续；以及所包含跟踪区标识不在同一个公共陆地移动网。

通过扩展跟踪区标识列表中的元素数量的表示范围来增加跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量。跟踪区标识列表分配模块扩展跟踪区标识列表中的元素数量的最高位，来增加跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量。。跟踪区标识列表分配模块可以通过进一步增加跟踪区标识列表的数量，来增加分配给终端的总的跟踪区数量。

所包含跟踪区标识包括：移动国家码、移动网络码、和跟踪区码。

在所包含跟踪区标识在同一个公共陆地移动网并且编码不连续时，移动国家码和移动网络码相同，跟踪区标识列表采用压缩编码格式。

在跟踪区标识在同一个公共陆地移动网并且编码连续时，移动国家码和移动网络码相同，跟踪区标识列表采用压缩编码格式并且仅标识第一个跟踪区的跟踪区标识。

图3是根据本发明的实施例的一种跟踪区标识列表的分配装置的框图。如图3所示，该跟踪区标识列表的分配装置包括：终端类型判断模块302，用于判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备；以及跟踪区标识列表分配模块304，用于在终端属于仅由终端发起的设备或不频繁的终端终止设备的情况下，将移动性管理实体下属的所有跟踪区都包括在跟踪区标识列表中并将跟踪区标识列表分配给终端，使得终端仅在跨移动性管理实体时才发起跟踪区更新过程。

终端类型判断模块根据终端的签约数据判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备。

通过扩展跟踪区标识列表中的元素数量的表示范围来增加跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量。跟踪区标识列表分配模块扩展跟踪区标识列表中的元素数量的最高位来增加跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量。跟踪区标识列表可以通过进一步增加跟踪区标识列表的数量，来增加分配给终端的总的跟踪区数量。

在跟踪区标识在同一个公共陆地移动网并且编码连续时，移动国家码和移动网络码相同，跟踪区标识列表采用压缩编码格式并且仅标识第一个跟踪区的跟踪区码标识。

具体地，在实际部署时，TA的分配在一定地域内是连续的，也即相邻TA的TAI在多数情况下应当是连续编码，因此，对这些连续的TA使用Typeof list＝001类型的编码方式，可以用较小的存储单元表示较多的TA。此外，属于同一个MME的TA其PLMN ID(也即MCC+MNC)都相同，即使TAC编码不连续，使用type of list＝000类型的Partial TAI列表也可以在一定程度上压缩编码。

TS23.003定义了TAI的编码格式：TAI＝MCC+MNC+TAC。其中，MCC是移动国家码(Mobile Country Code)，由三位十进制数字表示；MNC是移动网络码(Mobile Network Code)，由两位或三位十进制数字表示；MCC和MNC共同表示PLMN标识。TAC是跟踪区码(Tracking Area Code)，由4位十进制数字表示，TAC在同一个PLMN下唯一。

TS24.301规定了TAI列表信息单元的具体类型与编码格式。TAI列表大小最小为8字节，最多为98字节。TAI列表由一个或多个部分TAI列表(Partial TAI List)组成，每个部分TAI列表中包含一个或多个TA，但所有Partial TAI列表中包含的TA的总和不能超过16个。根据所包含的TAI是否在同一个公共陆地移动网(Public Land Mobile Network，简称PLMN)内，以及编码是否连续，部分TAI列表分为三种类型：

-所包含TAI在同一个PLMN，但是编码不连续，这种类型的部分TAI列表其Type of list＝000；

-所包含TAI在同一个PLMN，但是编码连续，这种类型的部分TAI列表其Type of list＝001；

-所包含TAI不在同一个PLMN内，这种类型的部分TAI列表其Type oflist＝010。

Type of list＝000类型的部分TAI列表，由于所包含的TAI属于同一个PLMN，也即所有TAI的移动国家码(Mobile Country Code，简称MCC)和移动网络码(Mobile Network Code，简称MNC)相同，因此可以采取一种压缩的编码格式，如下表所示：

部分跟踪区标识列表-type of list＝″000″

Type of list＝001类型的Partial TAI列表，由于所包含TAI属于同一个PLMN且编码连续，也即所有TAI的MCC和MNC相同，且TAC连续，因此可以采取一种更有效的编码格式，如下表所示：

部分跟踪区标识列表-type of list＝″001″

在以上两个表中，Number of elements(元素数量)表示该部分TAI列表包含的TA数量，目前协议24.301规定，Number of elements最大为16(01111)，如果其最高位被置为1，则不管后四位的具体取值，终端也将Number of elements当作16处理。对于type of list＝000的部分TAI列表，TAC k表示第k个TAI的TAC；对于type of list＝001的部分TAI列表，TAC1表示这些连续TA中第一个TA的TAC，由于所包含的TA都是连续编码，因此可以用第一个TA的TAI与TA数量得出每个TA的TAI。

目前协议规定，TAI列表中包含的TA数量不能超过16个。如果MME所管理的TA数量超过16个，没有披露如何将所有TA都分配给终端。本发明的实施例提出以下方法：

扩展Number of elements使得可以最多表示32个TA，并且整个TAI列表所含TA的数量可以超过16个。

对于MME下属所有TA都连续的情况，采用001类型的部分TAI列表。通过扩展Number of Elements，每个部分TAI列表可以表示32个TA而只占用6个字节。如果MME下属TA数小于32，TAI列表中包含一个部分TAI列表即可；如果MME下属TA数多于32个，可以增加部分TAI列表的数量。在TAI列表最多不超过98个字节的约束下，整个TAI列表最多可以包含16个部分TAI列表，每个最多包含32个TA。

对于TA不全连续的情况，可以采用000类型的部分TAI列表，或者同时采用000和001类型的部分TAI列表。对于000类型的部分TAI列表，Number of Elements扩展后最多占用68字节。如果MME下属TA个数多于32，可以增加部分TAI列表数量。

如果通过上述方法分配的TAI列表超过了98字节，并且仍然存在没有包含的TA，那么再为终端分配一个或多个TAI列表，来增加跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量，具体分配方法如上所述。也可以直接增加一个或多个跟踪区列表。

按照以上方法，MME进行TAI列表分配的过程如下：

当终端进行Attach时，MME根据终端的签约数据判定该终端属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备。

对上述两种设备，MME将下属所有TA都包含在TAI列表中，在Attachaccept(附着接受)中分配给终端。

如果设备移动导致MME改变，发生TAU，则新的MME获得终端的上下文之后检查终端特性是否是仅由终端发起通信的或不频繁的终端终止的，如果是，也将其所有TA都包含在TAI列表中分配给终端。

实例一：

一种用于水位线监测的MO设备，固定分布于河流沿岸，当水位超过预设值时上报数据，设备不接受下行数据。MME有20个连续的TA，当设备附着到网络时，MME将这20个TA都分配给该设备，采用type of list＝001的编码方式，TAI列表中包含一个部分TAI列表，其中包含20个连续TA。设备在这20个TA内移动时(同时也是这个MME的范围)，不会发生TAU；只有当设备超出这个范围时，才会做TAU。

实例二：

一种用于动物监测的MO设备，安装在动物保护区内的珍稀动物身上，定期上报动物的相关信息。MME有两个分段连续的TA段，分别包含8个和10个TA，以及20个不连续的TA。两个连续的TA段分别使用001方式的部分TAI列表，共占用6*2＝12个字节；不连续的TA使用000方式的部分TAI列表，共占用20*2+4＝44字节。整个TAI列表长度为12+44+2＝58个字节。同理，设备在这些TA内移动时(同时也是这个MME的范围)，不会发生TAU；只有当设备超出这个范围时，才会做TAU。

综上，借助本发明上述至少一个技术方案，通过为不经常有下行数据甚至没有下行数据的设备分配足够大的TAI列表，可以减少其TAU的频率。采用这种分配方法，可以优化移动性管理的性能，并且MME总是知道终端的位置，可以通过寻呼建立与设备的连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种跟踪区标识列表的分配方法，其特征在于，包括：

移动性管理实体判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备；以及

如果所述终端属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备，则所述移动性管理实体将下属所有跟踪区都包括在跟踪区标识列表中并将所述跟踪区标识列表分配给所述终端，使得所述终端仅在跨移动性管理实体时才发起跟踪区更新过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体根据所述终端的签约数据判断所述终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述终端进行附着时，执行所述分配方法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在全球唯一临时标识重分配过程中，执行所述分配方法。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在位置更新过程中，执行所述分配方法。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述终端移动导致移动性管理实体改变，则进行跟踪区更新过程，新的移动性管理实体获得所述终端的相关信息之后，根据所述分配方法给所述终端重新分配跟踪区标识列表。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述跟踪区标识列表包括一个或多个部分跟踪区标识列表，所述部分跟踪区标识列表包括一个或多个跟踪区。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过扩展所述跟踪区标识列表中的元素数量的表示范围来增加所述跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，扩展所述跟踪区标识列表中的元素数量的最高位，来扩展跟踪区表示列表中的元素数量的表示范围。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过增加所述跟踪区标识列表的数量，来增加分配给所述终端的跟踪区数量。

11.一种跟踪区标识列表的分配装置，其特征在于，包括：

终端类型判断模块，用于判断终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备；以及

跟踪区标识列表分配模块，用于在所述终端属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备的情况下，将移动性管理实体下属的所有跟踪区都包括在跟踪区标识列表中并将所述跟踪区标识列表分配给所述终端，使得所述终端仅在跨移动性管理实体时才发起跟踪区更新过程。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述终端类型判断模块根据所述终端的签约数据判断所述终端是否属于仅由终端发起通信的设备或不频繁的终端终止设备。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述跟踪区标识列表包括一个或多个部分跟踪区标识列表，所述部分跟踪区标识列表包括一个或多个跟踪区。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述跟踪区标识列表分配模块通过扩展所述跟踪区标识列表中的元素数量的表示范围来增加所述跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述跟踪区标识列表分配模块通过扩展所述跟踪区标识列表中的元素数量的最高位，来增加所述跟踪区标识列表所能包括的跟踪区数量。

16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述跟踪区标识列表分配模块进一步通过增加所述跟踪区标识列表的数量，来增加分配给终端的跟踪区数量。