CN102196563A

CN102196563A - 触发条件通知方法和装置

Info

Publication number: CN102196563A
Application number: CN2010101185793A
Authority: CN
Inventors: 周燕飞; 徐晖; 熊春山; 田野; 艾明; 张娟
Original assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: CN102196563B

Abstract

本发明提供了一种触发条件通知方法和装置，该方法包括：核心网控制实体将触发条件添加到寻呼消息中；以及核心网控制实体将寻呼消息发送至机器类通信设备。本发明通过扩充寻呼消息下发触发条件，可以通过优化的寻呼响应减少不必要的用户面连接建立过程。

Description

触发条件通知方法和装置

技术领域

本发明整体涉及通信领域，尤其涉及触发条件通知方法和装置以及机器类通信设备。

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设备是一种特殊类型的通信终端。

MTC服务器(Machine Type Communication Server，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用户是指使用MTC服务器所提供的服务的用户，如智能公交系统管理员等。

MTC服务器可以受控于移动运营商，也可以不受控于移动运营商、通过特定接口与运营商的网络连接。这种情况如图1所示。

目前很多机器类通信采用“poll model”，也即通信的触发由MTC用户或MTC服务器进行控制，不允许MTC设备随意发起与MTC服务器之间的通信。MTC服务器或MTC用户通过触发条件指示MTC设备发起通信，触发条件可能是某个日期，或某种事件。在触发条件规定的范围之外，MTC设备不主动发起通信。

MTC设备不发起通信时的状态有两种：附着状态和去附着状态。对于附着状态的设备，现有技术中可以通过寻呼过程建立网络与终端的连接。当终端附着到网络并进入空闲态后，如果有下行数据或信令，这些数据或信令会触发核心网控制实体在一定区域内发送寻呼消息。终端侦听到寻呼消息后，将响应该消息，随后开始建立终端和网络之间的用户面连接，用于传输上述下行数据或信令。其中，核心网控制实体在EPS系统(EvolvedPacket System，演进的分组系统)中是MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)，在UMTS系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，通用移动通信系统)中是SGSN(Serving GPRS Supporting Node，服务GPRS支持节点)。以EPS系统(Evolved Packet System，演进的分组系统)为例，下行数据触发寻呼和用户面建立的过程(规范中称为网络触发的服务请求过程)如图2所示，包括以下步骤：

S202、下行数据到达PGW，PGW将其发送到SGW。

S204、SGW发现没有建立到终端的用户面连接，将缓冲该数据并向MME发送Downlink Data Notification(下行链路数据通知)。

S206、MME返回Downlink Data Notification Ack(下行链路数据通知确认)；

S208、MME向终端已注册位置区内的所有eNB都发送寻呼消息；

S210、上述位置区内的eNB在自己小区内广播寻呼消息；

S212、终端侦听寻呼消息，发起Service Request(业务请求)响应寻呼，建立用户面连接。

其中步骤S212也即终端发起的服务请求过程，具体流程如下图3(TS23.401)所示，包括以下步骤：

S302-S304、UE向MME发送服务请求消息；

S306、鉴权过程；

S308-S314、空口承载建立，上行数据通路建成；

S316-S324、下行数据通路建成。

规范23.888给出了触发去附着态设备发起通信的一种实施方法，但对于附着态设备没有给出具体实施方案。对于附着态设备，现有网络建立通信的机制是针对人与人(human to human)的通信模式设计的，其流程并不一定很好地适用于机器与机器(Machine to Machine)通信，因此有必要为MTC设备作一定的优化。

发明内容

针对以上一个或多个问题，本发明提供了触发条件通知方法和装置。

根据本发明的实施例，触发条件通知方法包括：核心网控制实体将触发条件添加到寻呼消息中；以及核心网控制实体将寻呼消息发送至机器类通信设备。

根据本发明的实施例，位于网络侧的触发条件通知装置包括：触发条件添加模块，用于将触发条件添加到寻呼消息中；以及消息发送模块，用于将寻呼消息发送至机器类通信设备。

根据本发明的实施例，机器类通信设备包括：解析模块，用于解析寻呼消息中的触发条件；以及反馈模块，用于根据是否有数据发送，向核心网控制实体返回不同的业务请求消息。

本发明通过扩充寻呼消息下发触发条件，可以通过优化的寻呼响应减少不必要的用户面建立过程。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是MTC器件与MTC服务器的通信场景的示意图，其中，MTC服务器在运营商网络之外；

图2是网络触发的服务请求过程的流程图；

图3是终端发起的服务请求过程的流程图；

图4是根据本发明的实施例的触发条件通知方法的流程图；

图5是根据本发明的实施例的触发条件通知装置的框图；以及

图6是根据本发明的实施例的机器类通信设备的框图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

在机器类通信中，某些情况下MTC设备与MTC服务器之间的通信需要由MTC服务器或MTC用户触发，而不允许设备随时发起通信。触发MTC设备发起通信的条件通过何种方式下发至设备目前规范中没有详细定义。

触发MTC设备发起通信的条件是可以更改的。比如改变MTC设备的上报时间，或改变触发门限值等。当触发条件改变时，网络需要通知MTC设备更新后的条件。另外，新设备接入网络时，有些设备可能只有一个厂家预设的默认触发条件，而具体应用的触发条件需要在初始附着过程中由网络下发。

本发明提出一种将触发条件告知MTC设备以触发设备发起通信的方法：在寻呼消息中携带触发条件，并优化寻呼响应过程。本方法通过网络侧和终端侧两方面的优化来实现。

图4是根据本发明的实施例的触发条件通知方法的流程图。如图4所示，触发条件通知方法包括：

S402，核心网控制实体将触发条件添加到寻呼消息中；以及

S404，核心网控制实体将寻呼消息发送至机器类通信设备。

核心网控制实体通过扩展现有寻呼消息并将触发条件添加到扩展的现有寻呼消息中。

机器类通信设备解读寻呼消息中的触发条件，根据是否有数据发送返回不同的业务请求消息。

该方法还可以包括S406：在没有数据发送的情况下，机器类通信设备通过在业务请求消息中增加标识来向核心网控制实体表明不需要建立用户面连接。

其中，在通用移动通信系统中，在收到寻呼消息之后，机器类通信设备向核心网控制实体发送业务请求消息，其中，业务请求消息中的业务类型设置为寻呼响应，表明不建立用户面连接。

在演进的分组系统中，机器类通信设备向核心网控制实体发送业务请求消息，其中，在业务请求消息中增加寻呼响应标识，用于表示业务请求消息仅用于寻呼响应，不需要建立用户面连接。

核心网控制实体接收到业务请求消息中的标识后，不建立用户面连接。

图5是根据本发明的实施例的触发条件通知装置500的框图。如图5所示，触发条件通知装置位于网络侧，该装置500包括：触发条件添加模块502，用于将触发条件添加到寻呼消息中；以及消息发送模块504，用于将寻呼消息发送至机器类通信设备。

其中，触发条件添加模块通过扩展现有寻呼消息并将触发条件添加到扩展的现有寻呼消息中。

图6是根据本发明的实施例的机器类通信设备的框图。如图6所示，机器类通信设备600包括：解析模块602，用于解析寻呼消息中的触发条件；以及反馈模块604，用于根据是否有数据发送，向核心网控制实体返回不同的业务请求消息。

在没有数据发送的情况下，反馈模块通过在业务请求消息中增加标识来向核心网控制实体表明不需要建立用户面连接。

在通用移动通信系统中，反馈模块向核心网控制实体发送业务请求消息，其中，业务请求消息中的业务类型设置为寻呼响应，表明不建立用户面连接。

在演进的分组系统中，反馈模块向核心网控制实体发送业务请求消息，其中，在业务请求消息中增加寻呼响应标识，用于表示业务请求消息仅用于寻呼响应，不需要建立用户面连接。

以下详细描述本发明的实施例。

方法一：

网络侧：

在寻呼消息的长度限制范围内，扩展现有寻呼消息，将“触发条件”作为其中一个参数包括到寻呼消息中。EPS系统和UMTS系统中寻呼消息内容分别如表1、表2所示，其中有底色部分是新增的参数，其余是规范中已有参数：

表1：EPS系统中寻呼消息内容

IE/Group Name	含义
		Message Type	消息类型(寻呼)
UE Identity Index value	UE标识索引值
		UE Paging Identity	UE寻呼标识
Paging DRX	寻呼的不连续接收间隔
		CN Domain	核心网域
List of TAIs	TAI列表
		>TAI List Item
>>TAI
		CSG Id List	CSG Id列表
>CSG Id
		触发条件	MTC设备发送数据的触发条件

表2：UMTS系统中寻呼消息内容

IE/Group Name	含义
		Message Type	消息类型(寻呼)
CN Domain Indicator	核心网域标识
		Permanent NAS UE Identity	永久性非接入层UE标识

Temporary UE Identity	临时UE标识
		Paging Area ID	寻呼区域标识
Paging Cause	寻呼原因
		触发条件	MTC设备发送数据的触发条件
Non Searching Indication	不搜索标识
		DRX Cycle Length Coefficient	DRX周期长度系数
Global CN-ID	全球核心网标识
		CSG Id List	CSG Id列表
>CSG Id	CSG ID

“触发条件”在寻呼消息中应当是一个可选项，是否包含由核心网控制实体(MME/SGSN)决定。

终端侧：

当设备收到包含了“触发条件”的寻呼消息之后，根据现有过程，应当发送Service Request消息作为寻呼消息的响应，随后网络开始建立用户面连接。然而，设备收到“触发条件”之后可能仅将其存储起来，不会立即有数据传输至网络。这种情况下用户面建立之后将很快被释放。为了减少这个不必要的操作，可以优化寻呼响应消息。具体如下：

UMTS系统中，Service Request消息格式如表3所示：

表3：UMTS系统中Service Request消息内容

IEI	Information Element	Type/Reference	Presence	Format	Length
						Protocol discriminator	Protocol discriminator10.2	M	V	1/2
	Skip indicator	Skip indicator10.3.1	M	V	1/2
						Service Request	Message type10.4	M	V	1
	Ciphering key sequencenumber	Ciphering key sequence number10.5.1.2	M	V	1/2
						Service type	Service type10.5.5.20	M	V	1/2

	P-TMSI	Mobile station identity10.5.1.4	M	LV	6
						32	PDP context status	PDP context status10.5.7.1	O	TLV	4
35	MBMS context status	MBMS context status10.5.7.6	O	TLV	2-18
						36	Uplink data status	Uplink data status10.5.7.7	O	TLV	4

其中，Service type表示发送Service Request消息的原因，其中，当Service type＝Paging Response时，表示Service Request作为寻呼响应发送；

如方法一，网络侧将触发条件包括在寻呼消息中发送给终端。终端收到后，如果仅仅是存储该触发条件而没有数据发送，则终端在响应寻呼时，Service type应被设为Paging Response。核心网控制实体(SGSN)收到这样的Service Request之后，便不继续进行用户面建立过程。

EPS系统中寻呼消息内容如表4所示，寻呼消息中没有Service type参数，终端不能向核心网控制实体指示Service Request消息是因为有上行数据或信令发送，还是作为寻呼响应发送。

基于这个问题可以采取以下方法：在现有Service Request消息中增加一个标识Paging Response Indication(寻呼响应标识)用于表示该消息是否仅用于寻呼响应，如表4的有底色部分。当核心网控制实体(MME)收到携带该标识的Service Request之后，不建立用户面连接，也即图3中从步骤S308开始不执行。

表4：EPS系统中SERVICE REQUEST message content

IEI	Information Element	Type/Reference
			Protocol discriminator	Protocol discriminator9.2
	Security header type	Security header type9.3.1
			KSI and sequence number	KSI and sequence number9.9.3.19
	Message authentication code(short)	Short MAC9.9.3.28
			Paging Response Indication	当其出现时，表示MME不需要建立用户面连接；

实例一：

一种UMTS系统中的MTC设备。设备根据网络下发的上报时间每个月最后一天上报一次数据。因为具体应用的需要，上报时间调整到每个月25号。为了将改动通知给设备，核心网控制实体将更新后的上报时间包含在寻呼消息中，并在一定区域内进行寻呼。寻呼消息内容如下：

表5：实例一中的寻呼消息内容

IE/Group Name	含义
		Message Type
CN Domain Indicator
		Permanent NAS UE Identity
Temporary UE Identity
		Paging Area ID
Paging Cause
		触发条件	MTC设备发送数据的触发条件
Non Searching Indication
		DRX Cycle Length Coefficient
Global CN-ID
		CSG Id List
>CSG Id

其中，有底色部分即修改后的设备触发条件，其取值应为“每月25号”。假设当前日期是24号，MTC设备收到寻呼消息后，解读其中的“触发条件”信息单元得知下一次发送数据的时间是每月25号，由于未到上报数据时间，设备返回寻呼响应Service Request消息并通过Request Type＝PagingResponse表示后续没有数据发送。寻呼响应消息内容如下：

表6：实例一中的寻呼响应消息内容

IEI	Information Element	Type/Reference	Presence	Format	Length
						Protocol discriminator	Protocol discriminator10.2	M	V	1/2
	Skip indicator	Skip indicator10.3.1	M	V	1/2

	Service Request	Message type10.4	M	V	1
							Ciphering key sequencenumber	Ciphering key sequence number10.5.1.2	M	V	1/2
	Service type	Paging Response	M	V	1/2
							P-TMSI	Mobile station identity10.5.1.4	M	LV	6
32	PDP context status	PDP context status10.5.7.1	O	TLV	4
						35	MBMS context status	MBMS context status10.5.7.6	O	TLV	2-18
36	Uplink data status	Uplink data status10.5.7.7	O	TLV	4

核心网控制实体SGSN收到Request Type＝Paging Response的寻呼响应消息，便不继续发起用户面建立过程。MTC设备等到25号到来之后，再发起通信上报数据。

实例二：

一种EPS系统中的MTC设备，用于检测某水域中污染物浓度，当浓度超过预设值的时候发起通信上报数据。当设备初始附着到网络时，MTCUser为设备设置的浓度阈值为0.05％。工作一段时间之后，根据具体应用的需要，MTC User将预设值下调为0.03％。为了将更新后的值通知给设备，核心网控制实体将更新后的阈值包含在寻呼消息中，并在一定区域内进行寻呼。寻呼消息内容如下：

表7：实例二中的寻呼消息内容

IE/Group Name	含义
		Message Type	消息类型(寻呼)
UE Identity Index value	UE标识索引值
		UE Paging Identity	UE寻呼标识
Paging DRX	寻呼的不连续接收间隔
		CN Domain	核心网域
List of TAIs	TAI列表
		>TAI List Item

>>TAI
	CSG Id List	CSG Id列表
>CSG Id
	触发条件	MTC设备发送数据的触发条件

其中，有底色部分即修改后的设备触发条件，其取值应为“阈值＝0.03％”。MTC设备收到寻呼消息后，解读其中的“触发条件”信息单元。假设此时所测浓度没有超过阈值，设备返回寻呼响应Service Request消息并在消息中增加Paging Response Indication表示后续没有数据发送。寻呼响应消息内容如下：

表8：实例二中的SERVICE REQUEST消息

IEI	Information Element	Type/Reference
			Protocol discriminator	Protocol discriminator9.2
	Security header type	Security header type9.3.1
			KSI and sequence number	KSI and sequence number9.9.3.19
	Message authentication code(short)	Short MAC9.9.3.28
			Paging Response Indication	表示MME不需要建立用户面连接；

当MME收到携带了Paging Response Indication的寻呼响应消息后，不继续进行用户面建立过程。当设备检测到污染物浓度超过阈值时，再发起通信。

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

1.一种触发条件通知方法，其特征在于，包括：

核心网控制实体将触发条件添加到寻呼消息中；以及

所述核心网控制实体将所述寻呼消息发送至机器类通信设备。

2.根据权利要求1所述的通知方法，其特征在于，所述核心网控制实体扩展现有寻呼消息并将所述触发条件添加到所述扩展的现有寻呼消息中。

3.根据权利要求1所述的通知方法，其特征在于，所述机器类通信设备解读寻呼消息中的触发条件，根据是否有数据发送返回不同的业务请求消息。

4.根据权利要求3所述的通知方法，其特征在于，还包括：在没有数据发送的情况下，所述机器类通信设备通过在业务请求消息中增加标识来向所述核心网控制实体表明不需要建立用户面连接。

5.根据权利要求3所述的通知方法，其特征在于，还包括：在通用移动通信系统中，在收到所述寻呼消息之后，所述机器类通信设备向所述核心网控制实体发送业务请求消息，其中，所述业务请求消息中的业务类型设置为寻呼响应，表明不建立用户面连接。

6.根据权利要求3所述的通知方法，其特征在于，还包括：在演进的分组系统中，所述机器类通信设备向所述核心网控制实体发送业务请求消息，其中，在业务请求消息中增加寻呼响应标识，用于表示所述业务请求消息仅用于寻呼响应，不需要建立用户面连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的通知方法，其特征在于，还包括：所述核心网控制实体接收到所述业务请求消息中的标识后，不建立用户面连接。

8.一种触发条件通知装置，位于网络侧，其特征在于，包括：

触发条件添加模块，用于将触发条件添加到寻呼消息中；以及

消息发送模块，用于将所述寻呼消息发送至机器类通信设备。

9.根据权利要求8所述的触发条件通知装置，其特征在于，所述触发条件添加模块扩展现有寻呼消息并将所述触发条件添加到所述扩展的现有寻呼消息中。

10.一种机器类通信设备，其特征在于，包括：

解析模块，用于解析寻呼消息中的触发条件；以及

反馈模块，用于根据是否有数据发送，向核心网控制实体返回不同的业务请求消息。

11.根据权利要求10所述的机器类通信设备，其特征在于，在没有数据发送的情况下，所述反馈模块通过在业务请求消息中增加标识来向所述核心网控制实体表明不需要建立用户面连接。

12.根据权利要求10所述的机器类通信设备，其特征在于，在通用移动通信系统中，所述反馈模块向所述核心网控制实体发送业务请求消息，其中，所述业务请求消息中的业务类型设置为寻呼响应，表明不建立用户面连接。

13.根据权利要求10所述的机器类通信设备，其特征在于，在演进的分组系统中，所述反馈模块向所述核心网控制实体发送业务请求消息，其中，在业务请求消息中增加寻呼响应标识，用于表示所述业务请求消息仅用于寻呼响应，不需要建立用户面连接。