CN102340754B - 数据发送和接收方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种数据发送和接收方法及设备，涉及无线通信技术领域，用于节省系统的无线空口资源和节点信令资源。本发明中，核心网设备在接收到需要发送给空闲态的终端的小数据后，向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；终端收到携带小数据指示信息的寻呼消息后，不会发起业务请求过程，而是通过上行非接入层NAS消息响应寻呼消息，核心网设备收到上行NAS消息后，通过下行NAS消息向终端发送小数据。采用本发明，能够节省系统资源。

Description

数据发送和接收方法及设备
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种数据发送和接收方法及设备。 
背景技术
对机器到机器(Machine to Machine，M2M)通信的研究表明在移动网络上提供M2M通信具有潜在的市场前景。M2M业务对系统提出了很多新的要求，小数据传输就是其中一项重要需求，为此，SAl在协议TS22.368中提出了如下需求： 
小数据传输的特性适用于发送或者接收小量数据的机器通信(machine type communication，MTC)设备。对小数据传输的特性： 
第一，系统支持小量数据传送应该对网络带来最小的影响(如，信令开销，网络资源，重配置的延时)。 
第二，MTC设备需要发送小量数据时，可以是附着在网络中，或者是从网络去附着。 
第三，对小量数据的定义应该能够基于签约信息或者运营商的策略进行配置。 
现有的下行小数据传输的方案主要有以下两种： 
第一种，使用已建立的非接入层(NAS)安全上下文来传输下行短消息业务(Short Messaging Service，SMS)协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)，该方法利用NAS信令来传输数据，不需要建立无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)安全上下文。具体过程是： 
步骤1：移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)和终端(UE)在附着(Attach)/跟踪区更新(TAU)过程进行小数据传输协商。 
步骤2：下行短消息到达MME，MME向UE发送寻呼消息，UE接收到寻呼消息后与基站(eNB)建立无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)连接；其中， 
在空口和S1接口上的寻呼消息中携带有小数据标志(Small data flag)，使UE将RRC建立原因(RRC establishment cause)值从被叫接入(mt-access)改为主叫接入(mo-signalling)或者是一个新的原因值(如被叫信令mt-signalling)。这个RRC establishment cause允许eNB优化其资源分配，并且配置UE不进行测量上报。 
步骤3：UE向MME发送业务请求(Service Request)消息以响应寻呼，并在该消息中携带密钥集标识(Key Set Identifier，KSI)和序列号(KSI and sequence number)信息单元(IE)。MME可以利用KSI and sequence number、以及演进分组系统(EPS)系统临时移动用户标识(S-TMSI)来加密后续传送的短消息数据(RP-data)。 
步骤4：MME在下行NAS传输消息的NAS协议数据单元(PDU)的加密IE中携带RP-data，并将下行NAS传输消息发送给eNB。eNB将NAS PDU发给UE。 
步骤5：UE在上行信息传输(UL Information Transfer)消息中的NAS PDU的加密IE中携带短消息响应(RP-ACK)，并将上行信息传输发送给eNB，然后eNB将NAS PDU发给MME。 
步骤6：UE在UL Information Transfer增加一个新的可选IE来请求eNB释放RRC连接。 
步骤7：eNB释放RRC连接。 
第二种，使用已建立的NAS安全上下文来传输下行小数据IP包，该方法使用NAS信令传输数据，不需要建立RRC安全上下文。如图1所示，具体过程是： 
步骤1：MME和UE进行小数据传输协商，激活NAS加密，并且激活一 个分组数据网络(PDN)连接。 
步骤2：当有下行IP包到达服务网关(Serving GW，S-GW)时，若下行IP包中携带小数据，则S-GW缓存IP包，并将IP包携带在下行数据通知(Downlink Data Notification)消息中传给MME。 
步骤3：MME进行寻呼，具体的： 
在空口和S1接口上的寻呼消息中增加SMS data flag，以允许UE将RRC establishment cause从mt-access改为mo-signalling或者是一个新的原因值(比如mt-signalling)。该RRC establishment cause允许eNB优化其资源分配，并且配置UE不进行测量上报。 
本步骤中，MME在寻呼消息中增加SMS data flag前，可以根据签约信息判断是否使用小数据传输特性，若是，则在发送的寻呼消息中添加SMS data flag，否则，不添加SMS data flag，并执行Service Request过程，后续通过该过程建立的与UE之间的用户面连接，将下行IP数据包发送给UE。 
步骤4：UE收到携带SMS data flag的寻呼消息后，向MME发送service request消息以响应寻呼，并在该消息中携带KSI and sequence number IE。MME可以利用KSI and sequence number和S-TMSI来加密下面传送的IP包。 
步骤5：MME在S1接口上下行NAS传输消息的NAS PDU的加密IE中携带IP包和EPS承载标识(bearer ID)，并将下行NAS传输消息发送给eNB，eNB将NAS PDU发给UE。 
步骤6：通常UE发送IP包作为响应。具体的： 
UE在UL Information Transfer消息中的NAS PDU的加密IE中携带IP包和EPS bearer ID，并将UL Information Transfer消息发送给eNB。然后eNB将NAS PDU发给MME。MME解密IE，增加GPRS隧道协议(GPRS Tunneling Protocol，GTP)头后发送给S-GW。 
步骤7：UE在UL Information Transfer增加一个新的可选IE来请求eNB释放RRC连接。 
步骤8：eNB释放RRC连接。 
步骤2中，S-GW还检测接下来是否来有到同一个UE的IP包，以及这些IP包的总大小是否超过运营商或签约信息配置的门限值，如果是，则S-GW向MME发送Downlink Data Notification请求以建立S1承载，并通过建立的S1承载将这些IP包发送给UE；如果不是，则按照步骤2-步骤6将这些IP包发送给UE。 
UE发起的service request过程如图2所示。SAE系统中寻呼过程及其触发的service request过程如图3所示。 
MTC设备同MTC应用(applications)之间的端到端通信可以利用3GPP提供的服务。3GPP系统提供了传输和通信服务，包括3GPP承载服务、IP多媒体子系统(IP Multimedia System，IMS)、以及SMS，并为MTC通信进行了优化。MTC架构参考模型如图4所示。 
UE可以通过Um/Uu/LTE-Uu接口连接到3GPP网络，如UMTS陆地无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UTRAN)、演进的UTRAN(E-UTRAN)、GSM/EDGE无线接入网络(GSM/EDGE Radio Access Network，GERAN)、无线本地局域网同3GPP网络互通系统(I-WLAN)等。架构图中涵盖了以下MTC通信的三种模型： 
直接模型(direct model)：由3GPP运营商提供的直接通信，MTC应用不通过MTC服务器(server)，而是直接连接到运营商网络。 
间接模型(indirect model)——MTC服务提供商控制的通信：MTC server是运营商域外的实体，MTCi，MTCsp和MTCsms是外部接口。 
indirect model——3GPP运营商控制的通信：MTC server位于运营商网络内，MTCi，MTCsp和MTCsms是公共陆地移动网(Public Land Mobile Network，PLMN)的内部接口。 
混合模型(hybrid model)：hybrid model包括了direct model和indirect model，通过direct model建立用户平面，利用indirect model传递控制平面信 令。 
为了支持MTC通信的indirect model和hybrid model，需要在PLMN中配置一个或多个MTC互联服务器（InterWorking Function，MTC-IWF）。MTC-IWF可以是一个独立的实体，也可以是另一个网元上的功能实体。MTC-IWF位于PLMN内部拓扑上，通过MTCsp接口传输3GPP网络和MTC server之间的信令。 
MTC-IWF的功能包括：提供MTCsp参考点；在建立到3GPP网络的信令之前，对MTC server进行鉴权；授权MTC server的控制平面通信请求；支持3GPP网络和MTC server之间的安全通信。 
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题： 
对于空闲态的下行小数据传输，现有的两类方案都需要触发MME寻呼UE，利用UE为响应寻呼而发起的service request过程完成下行小数据的传送。service request过程会建立空口的数据无线承载（Data Radio Bearer，DRB）和S1-U承载，当大量MTC设备需要进行小数据通信，无疑会对无线空口资源和节点信令资源造成极大的负担。 
发明内容
本发明实施例提供一种数据发送和接收方法及设备，用于节省系统的无线空口资源和节点信令资源。 
一种数据发送方法，该方法包括： 
核心网设备在接收到需要发送给空闲态的终端的小数据后，向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据； 
所述核心网设备接收到所述终端发送的响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息后，通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据； 
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。 
一种数据接收方法，该方法包括： 
空闲态的终端接收核心网设备发出的寻呼消息，该寻呼消息中携带小数据指示信息； 
所述终端向所述核心网设备发送响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息； 
所述终端接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据； 
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。 
一种数据发送装置，该装置包括： 
数据接收单元，用于接收需要发送给空闲态的终端的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据； 
寻呼发送单元，用于向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息； 
数据传输单元，用于在接收到所述终端发送的响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息后，通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据； 
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。 
一种数据接收装置，该装置包括： 
寻呼接收单元，用于在处于空闲态时接收核心网设备发出的寻呼消息，该寻呼消息中携带小数据指示信息； 
寻呼响应单元，用于向所述核心网设备发送响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息； 
数据接收单元，用于接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据； 
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。 
一种移动性管理实体MME，所述MME包括所述数据发送装置。 
一种服务GPRS支持节点SGSN，所述SGSN包括所述数据发送装置。 
一种机器通信MTC终端，该终端包括所述数据接收装置。 
核心网设备在接收到需要发送给空闲态的终端的小数据后，向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；终端收到携带小数据指示信息的寻呼消息后，不会发起service request过程，而是通过上行NAS消息响应寻呼消息，核心网设备收到上行NAS消息后，通过下行NAS消息向终端发送小数据。本方案中，由于终端收到寻呼消息后不需要发起service request过程，也就避免了service request过程中空口的DRB建立以及S1-U承载建立的操作，从而节省了无线空口资源和节点信令资源。 
附图说明
图1为现有技术中的端到端小数据传输示意图； 
图2为现有技术中的UE发起的service request过程示意图； 
图3为现有技术中的寻呼过程以及触发的service request过程示意图； 
图4为现有技术中的3GPP系统中MTC架构参考模型示意图； 
图5为本发明实施例提供的方法流程示意图； 
图6为本发明实施例提供的另一方法流程示意图； 
图7A为本发明实施例的下行小数据传输路径示意图； 
图7B为本发明实施例的另一下行小数据传输路径示意图； 
图7C为本发明实施例一的流程示意图； 
图7D为本发明实施例二的流程示意图； 
图8为本发明实施例提供的系统结构示意图； 
图9为本发明实施例提供的装置结构示意图； 
图10为本发明实施例提供的另一装置结构示意图。 
具体实施方式
为了节省系统资源，本发明实施例提供一种数据发送和接收方法，本方法中，核心网设备在接收到需要发送给空闲态的终端的小数据后，向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；终端收到携带小数据指示信息的寻呼消息后，不会发起service request过程，而是通过上行NAS消息响应寻呼消息，核心网设备收到上行NAS消息后，通过下行NAS消息向终端发送小数据。 
参见图5，本发明实施例提供的数据发送方法，包括以下步骤： 
步骤50：核心网设备接收需要发送给空闲态的终端的小数据；该小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据； 
步骤51：核心网设备向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息； 
步骤52：核心网设备接收到该终端发送的响应寻呼消息的上行非接入层(NAS)消息后，通过下行NAS消息向该终端发送小数据。 
步骤50中，核心网设备可以从机器通信互联服务器(MTC-IWF)或服务网关(S-GW)或网关GPRS支持节点(GGSN)接收小数据。比如，在核心网设备为MME时，MME可以从S-GW或MTC-IWF接收小数据；在核心网设备为SGSN时，SGSN可以从GGSN或MTC-IWF接收小数据。 
步骤52中，上行NAS消息可以为新定义的上行NAS消息；下行NAS消息为新定义的下行NAS消息。例如，新定义的上行NAS消息可以是SMD请求消息等；新定义的下行NAS消息可以是SMD响应消息等。 
步骤52中，上行NAS消息还可以为扩展的已有的上行NAS消息；下行NAS消息为扩展的已有的下行NAS消息。例如，扩展的已有的上行NAS消息可以是携带有小数据指示信息的跟踪区更新(TAU)/路由区更新(RAU)请求消息等；扩展的已有的下行NAS消息可以是TAU/RAU接受消息等。比如，在扩展的已有的上行NAS消息为TAU请求消息时，扩展的已有的下行NAS消息为TAU接受消息；在扩展的已有的上行NAS消息为RAU请求消息时，扩展的已有的下行NAS消息为RAU接受消息。 
较佳的，在通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据之后，核心网设备若接收到终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送成功，则向触发设备发送小数据传输成功确认信息； 
核心网设备若接收到终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送失败，或者在向终端发送小数据后开启的定时器超时前未接收到终端发送的小数据接收确认消息，则向终端重传小数据，并在重传成功后向触发设备发送小数据传输成功确认信息，在重传失败后向触发设 备发送小数据传输失败确认信息；这里的触发设备为发送步骤50中核心网设备接收到的小数据的设备，具体可以为MTC-IWF或S-GW或GGSN，比如，在核心网设备为MME时，触发设备可以是S-GW或MTC-IWF；在核心网设备为SGSN时，触发设备可以是GGSN或MTC-IWF。 
较佳的，在向触发设备发送小数据传输成功确认信息或小数据传输失败确认信息后，核心网设备在没有后续的小数据到达时，通知接入网设备释放与终端之间的无线资源控制连接(RRC connection)。 
本方法中，核心网设备可以为移动性管理实体(MME)或服务GPRS支持节点(SGSN)。若核心网设备为MME，则接入网设备为基站；若核心网设备为SGSN，则接入网设备为无线网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)。 
参见图6，本发明实施例提供的数据接收方法，包括以下步骤： 
步骤60：空闲态的终端接收核心网设备发出的寻呼消息，该寻呼消息中携带小数据指示信息； 
步骤61：终端向核心网设备发送响应寻呼消息的上行NAS消息； 
步骤62：终端接收核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据；其中，小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据。 
步骤61中的上行NAS消息可以为新定义的上行NAS消息，步骤62中的下行NAS消息可以为新定义的下行NAS消息。例如，新定义的上行NAS消息可以是SMD请求消息等；新定义的下行NAS消息可以是SMD响应消息等。 
步骤61中的上行NAS消息还可以是扩展的已有的上行NAS消息，步骤62中的下行NAS消息可以是扩展的已有的下行NAS消息。例如，扩展的已有的上行NAS消息可以是携带有小数据指示信息的TAU/RAU请求消息等；扩展的已有的下行NAS消息可以是TAU/RAU接受消息等。 
较佳的，在终端接收核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据之后，终端可以向核心网设备发送小数据接收确认消息，以通知所述核心网设备是否成功接收小数据。 
较佳的，在终端接收寻呼消息后、向核心网设备发送上行NAS消息前，终端可以建立与接入网设备之间的RRC连接；那么，核心网设备与终端之间可以通过建立的RRC连接进行消息交互；具体的，步骤61中终端通过建立的RRC连接将响应寻呼消息的上行NAS消息发送给接入网设备，以通知该接入网设备将该上行NAS消息转发给核心网设备；步骤62中终端接收接入网设备通过RRC连接转发的来自核心网设备的下行NAS消息，该下行NAS消息中携带所述小数据。 
本方法中，核心网设备可以为MME或SGSN。若核心网设备为MME，则接入网设备为基站；若核心网设备为SGSN，则接入网设备为RNC或BSC。 
下面对本发明进行具体说明： 
本方案的主要思想是：核心网设备在寻呼(paging)消息中携带小数据指示信息，UE在接收到携带小数据指示信息的寻呼消息后，不再发起建立用户面承载的service request过程，而是通过新定义的NAS消息或者是扩展的已有的NAS消息完成下行小数据的传送和确认。 
如图7A所示，LTE系统中的具体消息过程如下： 
MME在接收到需要发送给UE的小数据后，向eNB发送携带小数据指示信息的paging消息； 
eNB向UE发送携带小数据传输指示信息的paging消息； 
UE接收到携带小数据传输指示信息的寻呼消息后，向MME发送响应寻呼消息的上行(UL)NAS消息，该UL NAS消息或新定义的UL NAS消息或是扩展的已有的UL NAS消息； 
MME接收到UL NAS消息后，不再发送初始终端上下文建立(initial UE context setup)消息以要求eNB建立用户面承载，而是通过下行(DL)NAS消息将小数据发送给UE，该DL NAS消息为新定义的DL NAS消息或是扩展的已有的DL NAS消息。 
后续UE可以通过相应的确认消息向MME确认小数据接收是否成功。 MME在接收到确认消息后，如果没有后续的小数据到达，通知eNB释放RRCconnection。 
本方法描述了MME在接收到下行小数据后如何将小数据传给UE的方法，对于核心网中小数据的传输路径没有应用的限制，两种典型的传输路径如下： 
MTC server→P-GW→S-GW→MME； 
MTC server→MTC-IWF→MME。 
如图7B所示，3G系统中的具体消息过程如下： 
SGSN在接收到需要发送给UE的小数据后，向RNC/BSC发送携带小数据指示信息的paging消息； 
RNC/BSC向UE发送携带小数据传输指示信息的paging消息； 
UE接收到携带小数据传输指示信息的寻呼消息后，向SGSN发送响应寻呼消息的上行(UL)NAS消息，该UL NAS消息或新定义的UL NAS消息或是扩展的已有的UL NAS消息； 
SGSN接收到UL NAS消息后，不再发送初始终端上下文建立(initial UE context setup)消息以要求eNB建立用户面承载，而是通过下行(DL)NAS消息将小数据发送给UE，该DL NAS消息为新定义的DL NAS消息或是扩展的已有的DL NAS消息。 
后续UE可以通过相应的确认消息向SGSN确认小数据接收是否成功。SGSN在接收到确认消息后，如果没有后续的小数据到达，通知eNB释放RRC connection。 
本方法描述了SGSN在接收到下行小数据后如何将小数据传给UE的方法，对于核心网中小数据的传输路径没有应用的限制，两种典型的传输路径如下： 
MTC server→GGSN→SGSN； 
MTC server→MTC-IWF→SGSN。 
实施例一： 
作为3GPP面向MTC server的接口节点，MTC-IWF对MTC server进行鉴权后，授权建立到MTC server的控制平面通信，并负责将接收到的MTC server发来的小数据通过与MME之间的控制消息传到服务MME节点。MME在接收到小数据后，按照图7C所示的方法将小数据传给UE： 
步骤1：MME在接收到小数据后，寻呼UE，MME在发给eNB的paging消息中携带小数据指示信息。 
步骤2：eNB按照正常操作寻呼UE，在发给UE的paging消息中携带小数据传输指示信息。 
步骤3：UE接收到携带小数据指示信息的寻呼消息后，向MME发送新定义的UL NAS消息即SMD request消息，以响应寻呼消息。 
步骤4：MME接收到UE发来的SMD request消息，直接通过新定义的DL NAS消息即SMD response消息将小数据捎带给UE。 
步骤5：UE通过SMD complete消息向MME返回小数据接收确认消息。 
步骤6：MME若接收到确认消息并且根据该确认消息判断小数据发送成功，则向MTC-IWF发送小数据传输成功确认信息； 
MME若接收到确认消息并且根据该确认消息判断小数据发送失败，或者在向UE发送小数据后开启的定时器超时前未接收到确认消息，则向UE重传小数据，并在重传成功后向MTC-IWF发送小数据传输成功确认信息，在重传失败后向MTC-IWF发送小数据传输失败确认信息。 
步骤7：MME在确定没有后续的小数据到达时，通知eNB释放RRC connection。 
步骤8：MTC-IWF向MTC server发送小数传输确认信息。 
实施例二： 
作为3GPP面向MTC server的接口节点，MTC-IWF对MTC server进行鉴权后，授权建立到MTC server的控制平面通信，并负责将接收到的MTC server发来的小数据通过与MME之间的控制消息传到服务MME节点。MME在接 收到小数据后，按照图7D所示的方法将小数据传给UE： 
步骤1：MME在接收到小数据后，寻呼UE，MME在发给eNB的paging消息中携带小数据指示信息。 
步骤2：eNB按照正常操作寻呼UE，在发给UE的paging消息中携带小数据传输指示信息。 
步骤3：UE接收到携带小数据指示信息的寻呼消息后，向MME发送携带小数据指示信息的TAU request消息，以响应寻呼消息。 
步骤4：MME接收到UE发来的TAU request消息，不再进行鉴权和创建/修改承载的操作，而是直接通过TAU Accept消息将小数据捎带给UE。 
步骤5：UE通过TAU complete消息向MME返回小数据接收确认消息。 
步骤6：MME若接收到确认消息并且根据该确认消息判断小数据发送成功，则向MTC-IWF发送小数据传输成功确认信息； 
MME若接收到确认消息并且根据该确认消息判断小数据发送失败，或者在向UE发送小数据后开启的定时器超时前未接收到确认消息，则向UE重传小数据，并在重传成功后向MTC-IWF发送小数据传输成功确认信息，在重传失败后向MTC-IWF发送小数据传输失败确认信息。 
步骤7：MME在确定没有后续的小数据到达时，通知eNB释放RRC connection。 
步骤8：MTC-IWF向MTC server发送小数传输确认信息。 
参见图8，本发明实施例还提供一种无线通信系统，该系统包括： 
核心网设备80，用于在接收到需要发送给空闲态的终端的小数据后，向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据；接收到所述终端发送的响应所述寻呼消息的上行NAS消息后，通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据； 
终端81，用于在处于空闲态时接收核心网设备发出的寻呼消息，该寻呼消息中携带小数据指示信息；向所述核心网设备发送响应所述寻呼消息的上行 NAS消息；接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据。 
参见图9，本发明实施例还提供一种数据发送装置，该装置包括： 
数据接收单元90，用于接收需要发送给空闲态的终端的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据； 
寻呼发送单元91，用于向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息； 
数据传输单元92，用于在接收到所述终端发送的响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息后，通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据。 
所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息；所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者， 
所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息；所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。 
所述新定义的上行NAS消息为：SMD请求消息；所述新定义的下行NAS消息为：SMD响应消息。 
所述扩展的已有的上行NAS消息为：携带有小数据指示信息的跟踪区更新TAU/路由区更新RAU请求消息；所述扩展的已有的下行NAS消息为：TAU/RAU接受消息。 
该装置还包括： 
传输确认单元93，用于在接收到所述终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送成功时，向触发设备发送小数据传输成功确认信息； 
在接收到所述终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送失败，或者在向所述终端发送所述小数据后开启的定时器超时前未接收到所述终端发送的小数据接收确认消息时，向所述终端重传所述小数据，并在重传成功后向触发设备发送小数据传输成功确认信息，在重传失败后向触发设备发送小数据传输失败确认信息； 
所述触发设备为发送所述核心网设备接收到的小数据的设备。 
该装置还包括： 
连接释放单元94，用于在没有后续的小数据到达时，通知接入网设备释放与所述终端之间的无线资源控制连接RRC connection。 
所述数据接收单元90用于： 
从机器通信互联服务器MTC-IWF或服务网关S-GW或GGSN接收所述小数据。 
参见图10，本发明实施例还提供一种数据接收装置，该装置包括： 
寻呼接收单元101，用于在处于空闲态时接收核心网设备发出的寻呼消息，该寻呼消息中携带小数据指示信息； 
寻呼响应单元102，用于向所述核心网设备发送响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息； 
数据接收单元103，用于接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据。 
所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息；所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者， 
所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息；所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。 
所述新定义的上行NAS消息为：SMD请求消息；所述新定义的下行NAS消息为：SMD响应消息。 
所述扩展的已有的上行NAS消息为：携带有小数据指示信息的跟踪区更新TAU/路由区更新RAU请求消息；所述扩展的已有的下行NAS消息为：TAU/RAU接受消息。 
该装置还包括： 
接收确认单元104，用于向所述核心网设备发送小数据接收确认消息，以通知所述核心网设备是否成功接收小数据。 
该装置还包括： 
连接建立单元105，用于在接收所述寻呼消息后、向所述核心网设备发送所述上行NAS消息前，建立与接入网设备之间的无线资源控制RRC连接； 
所述寻呼响应单元102用于： 
通过所述RRC连接将响应所述寻呼消息的上行NAS消息发送给所述接入网设备，以通知该接入网设备将所述上行NAS消息转发给所述核心网设备； 
所述数据接收单元103用于： 
接收所述接入网设备通过所述RRC连接转发的来自所述核心网设备的下行NAS消息，该下行NAS消息中携带所述小数据。 
本发明实施例还提供一种MME，所述MME包括如图9所示的数据发送装置。 
本发明实施例还提供一种SGSN，所述SGSN包括如图9所示的数据发送装置。 
本发明实施例还提供一种MTC终端，该MTC终端包括如图10所示的数据接收装置。 
综上，本发明的有益效果包括： 
本发明实施例提供的方案中，核心网设备在接收到需要发送给空闲态的终端的小数据后，向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；终端收到携带小数据指示信息的寻呼消息后，不会发起service request过程，而是通过上行NAS消息响应寻呼消息，核心网设备收到上行NAS消息后，通过下行NAS消息向终端发送小数据。本方案中，由于终端收到寻呼消息后不需要发起service request过程，也就避免了service request过程中空口的DRB建立以及S1-U承载建立的操作，从而节省了无线空口资源和节点信令资源。 
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入 式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。 
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。 
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。 
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。 
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (24)

1.一种数据发送方法，其特征在于，该方法包括：
核心网设备在接收到需要发送给空闲态的终端的小数据后，向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据；
所述核心网设备接收到所述终端发送的响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息后，通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据；
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新定义的上行NAS消息为：服务移动数据SMD请求消息；所述新定义的下行NAS消息为：SMD响应消息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩展的已有的上行NAS消息为：携带有小数据指示信息的跟踪区更新TAU/路由区更新RAU请求消息；所述扩展的已有的下行NAS消息为：TAU/RAU接受消息。
4.如权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，在通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据之后，进一步包括：
所述核心网设备若接收到所述终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送成功，则向触发设备发送小数据传输成功确认信息；
所述核心网设备若接收到所述终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送失败，或者在向所述终端发送所述小数据后开启的定时器超时前未接收到所述终端发送的小数据接收确认消息，则向所述终端重传所述小数据，并在重传成功后向触发设备发送小数据传输成功确认信息，在重传失败后向触发设备发送小数据传输失败确认信息；
所述触发设备为发送所述核心网设备接收到的小数据的设备。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在向触发设备发送小数据传输成功确认信息或小数据传输失败确认信息后，进一步包括：
所述核心网设备在没有后续的小数据到达时，通知接入网设备释放与所述终端之间的无线资源控制连接RRC connection。
6.如权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述核心网设备为移动性管理实体MME或服务GPRS支持节点SGSN。
7.如权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述核心网设备从机器通信互联服务器MTC-IWF或服务网关S-GW或网关GPRS支持节点GGSN，接收所述小数据。
8.一种数据接收方法，其特征在于，该方法包括：
空闲态的终端接收核心网设备发出的寻呼消息，该寻呼消息中携带小数据指示信息；
所述终端向所述核心网设备发送响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息；
所述终端接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据；
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述新定义的上行NAS消息为：SMD请求消息；所述新定义的下行NAS消息为：SMD响应消息。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述扩展的已有的上行NAS消息为：携带有小数据指示信息的跟踪区更新TAU/路由区更新RAU请求消息；所述扩展的已有的下行NAS消息为：TAU/RAU接受消息。
11.如权利要求8-10中任一所述的方法，其特征在于，在所述终端接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据之后，进一步包括：
所述终端向所述核心网设备发送小数据接收确认消息，以通知所述核心网设备是否成功接收小数据。
12.如权利要求8-10中任一所述的方法，其特征在于，在所述终端接收所述寻呼消息后、向所述核心网设备发送所述上行NAS消息前，进一步包括：
所述终端建立与接入网设备之间的无线资源控制RRC连接；
所述终端向所述核心网设备发送响应所述寻呼消息的上行NAS消息包括：
所述终端通过所述RRC连接将响应所述寻呼消息的上行NAS消息发送给所述接入网设备，以通知该接入网设备将所述上行NAS消息转发给所述核心网设备；
所述终端接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据包括：
所述终端接收所述接入网设备通过所述RRC连接转发的来自所述核心网设备的下行NAS消息，该下行NAS消息中携带所述小数据。
13.如权利要求8-10中任一所述的方法，其特征在于，所述核心网设备为移动性管理实体MME或服务GPRS支持节点SGSN。
14.一种数据发送装置，其特征在于，该装置包括：
数据接收单元，用于接收需要发送给空闲态的终端的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据；
寻呼发送单元，用于向该终端发送携带小数据指示信息的寻呼消息；
数据传输单元，用于在接收到所述终端发送的响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息后，通过下行NAS消息向所述终端发送所述小数据；
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述新定义的上行NAS消息为：SMD请求消息；所述新定义的下行NAS消息为：SMD响应消息。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述扩展的已有的上行NAS消息为：携带有小数据指示信息的跟踪区更新TAU/路由区更新RAU请求消息；所述扩展的已有的下行NAS消息为：TAU/RAU接受消息。
17.如权利要求14-16中任一所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
传输确认单元，用于在接收到所述终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送成功时，向触发设备发送小数据传输成功确认信息；
在接收到所述终端发送的小数据接收确认消息并且根据该小数据接收确认消息判断小数据发送失败，或者在向所述终端发送所述小数据后开启的定时器超时前未接收到所述终端发送的小数据接收确认消息时，向所述终端重传所述小数据，并在重传成功后向触发设备发送小数据传输成功确认信息，在重传失败后向触发设备发送小数据传输失败确认信息；
所述触发设备为发送所述数据接收单元接收到的小数据的设备。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
连接释放单元，用于在没有后续的小数据到达时，通知接入网设备释放与所述终端之间的无线资源控制连接RRC connection。
19.如权利要求14-16中任一所述的装置，其特征在于，所述数据接收单元用于：
从机器通信互联服务器MTC-IWF或服务网关S-GW或网关GPRS支持节点GGSN，接收所述小数据。
20.一种数据接收装置，其特征在于，该装置包括：
寻呼接收单元，用于在处于空闲态时接收核心网设备发出的寻呼消息，该寻呼消息中携带小数据指示信息；
寻呼响应单元，用于向所述核心网设备发送响应所述寻呼消息的上行非接入层NAS消息；
数据接收单元，用于接收所述核心网设备通过下行NAS消息发送的小数据；所述小数据为数据量小于预先设定的数据量门限值的数据；
其中，所述上行NAS消息为：新定义的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：新定义的下行NAS消息；或者，所述上行NAS消息为：扩展的已有的上行NAS消息，所述下行NAS消息为：扩展的已有的下行NAS消息。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述新定义的上行NAS消息为：SMD请求消息；所述新定义的下行NAS消息为：SMD响应消息。
22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述扩展的已有的上行NAS消息为：携带有小数据指示信息的跟踪区更新TAU/路由区更新RAU请求消息；所述扩展的已有的下行NAS消息为：TAU/RAU接受消息。
23.如权利要求20-22中任一所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
接收确认单元，用于向所述核心网设备发送小数据接收确认消息，以通知所述核心网设备是否成功接收小数据。
24.如权利要求20-22中任一所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
连接建立单元，用于在接收所述寻呼消息后、向所述核心网设备发送所述上行NAS消息前，建立与接入网设备之间的无线资源控制RRC连接；
所述寻呼响应单元用于：
通过所述RRC连接将响应所述寻呼消息的上行NAS消息发送给所述接入网设备，以通知该接入网设备将所述上行NAS消息转发给所述核心网设备；
所述数据接收单元用于：
接收所述接入网设备通过所述RRC连接转发的来自所述核心网设备的下行NAS消息，该下行NAS消息中携带所述小数据。
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