CN102812754A

CN102812754A - 在移动通信网络中的后接入监管

Info

Publication number: CN102812754A
Application number: CN2011800161987A
Authority: CN
Inventors: J.迪亚基纳; P.施利瓦-贝尔特林; A.贝里斯特伦; C-G.佩尔松
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: DK3425962T3; CA2794617C; WO2011117823A1; EP2553979A1; CA2794617A1; US9264975B2; TW201204107A; EP2553978A1; CN102812755A; CN106888425B; US20110235558A1; CN102812754B; CN106888425A; WO2011117842A1; US20110235581A1; CA2794626A1; EP2553978B1; CN102812755B; TW201204106A; TWI531265B

Abstract

在无线终端附连到网络时，为无线终端指派了临时标识符。接入限制的不同集与临时标识符的不同块相关联。在由网络从请求无线终端接收消息和对应临时标识符时，接入控制器标识指派的临时标识符所属的块并且确定与该块相关联的接入限制。

Description

在移动通信网络中的后接入监管

相关申请

本申请要求2010年3月26日提交的美国临时专利申请61/317,910的优先权，通过引用将其结合于本文中。

背景技术

本发明一般涉及监管网络终端的网络接入，并且更具体地说，涉及监管机器类型通信(MTC)装置的网络接入。

预期在不久的将来大量机器类型通信(MTC)装置的引入将大大增大对通信网络的资源的需求。MTC是诸如仪表或传感器等通过通信网络收集和发送数据到MTC服务器或其它MTC装置的装置。预期MTC装置将很快在数量上超过诸如由人类用户用于话音和数据通信的用户终端等非MTC装置。

虽然MTC装置可将网络接入限制存储在存储器中，但网络运营商可能不希望依赖MTC装置监管其自己的网络资源使用。如果MTC装置选择忽略这些限制，或者如果从MTC装置省略限制，则网络有效负载能够受到不利影响，损害其它网络用户。

发明内容

本发明提供用于控制诸如MTC装置等无线终端的网络接入的方法和设备。在无线终端附连到网络时，为无线终端指派了临时标识符。接入限制的不同集与临时标识符的不同块相关联。在从请求无线终端接收消息时，接入控制器标识指派的临时标识符所属的块并且确定与该块相关联的接入限制。接入控制器可在本地数据库中存储在接入限制与对应块之间的关联以减少通过网络的信令。在本发明的一些实施例中，临时标识符包括分组临时移动订户标识符(P-TMSI)。

本发明的示范实施例包括确定应用到尝试接入通信网络以传送消息的无线终端的限制的方法，其中，消息传送的过程必需包括与无线终端相关联的临时标识符的输送。一种示范方法包括将接入限制的不同集与临时标识符的不同块相关联，每个所述块包括多个临时标识符；从指派有从临时标识符的所述块之一选择的临时标识符的无线终端(100)接收消息；根据所述消息来标识临时标识符所属的块；以及确定与标识的块相关联的接入限制集。

本发明的其它实施例包括配置成监管无线终端的网络接入的基站，其中，网络接入涉及无线终端输送消息及相关联临时标识符。一种示范基站包括存储器、收发器电路和接入控制器。存储器存储将接入限制的不同集与临时标识符的不同块相关联的本地数据库。收发器电路从指派有从临时标识符的所述块之一选择的临时标识符的无线终端接收消息。接入控制器配置成根据所述消息来标识临时标识符所属的块并确定与标识的块相关联的接入限制集。

附图说明

图1示出由诸如MTC装置等无线终端进行通信的示范无线通信网络。

图2示出用于监管无线终端的网络接入的示范过程。

图3示出接入控制器实现的确定用于无线终端的限制的示范方法。

图4示出包括接入控制器的示例基站。

图5示出用于无线终端的示范临时逻辑链路标识符(TLLI)。

具体实施方式

现在参照图形，图1示出包括核心网络12、多个基站20和多个无线终端100的示范无线通信网络10。通信网络10可根据采用基于争用的随机接入信道(RACH)的任何通信标准来操作。为便于说明，将在根据GSM/EDGE（全球移动通信系统(GSM)分组无线电服务）标准操作的网络的上下文中描述本发明的示范实施例。然而，本领域技术人员将理解，本发明更普遍适用于其它无线通信系统，包括宽带码分多址(WCDMA)、长期演进(LTE)和全球微波接入互操作性(WiMAX)系统。

基站20向在网络10的覆盖区域内操作的移动无线终端100提供网络接入。核心网络12包括移动交换中心(MSC) 28、服务GPRS支持节点(SGSN) 26和网关GPRS支持节点(GGSN) 24。移动交换中心(MSC) 28控制每个基站20，并且路由话音呼叫到无线终端100和路由来自无线终端100的话音呼叫。SGSN 26负责用于分组交换服务的去往和来自无线终端100的数据分组的输送。GGSN 24提供到诸如因特网等外部分组数据网络14的连接。无线终端100可与诸如MTC服务器30等连接到无线通信网络10或分组数据网络14的一个或多个服务器进行通信。

无线终端100可包括用于通过通信网络收集和报告数据的机器类型通信(MTC)装置，或者可包括非MTC装置。机器类型通信(MTC)已定义为特定类型的无线通信网络业务。例如，参阅3GPP技术报告23.888，“用于机器类型通信的系统改进(System Improvements for Machine-Type Communications)”，其公开内容通过引用以其整体结合于本文中。MTC装置的一个示例是带有用于在预确定的时期向MTC服务器30报告煤气或电力的使用的无线收发器的煤气表或功率表。非MTC装置是诸如蜂窝电话、智能电话、膝上型计算机等用于人类用户进行的话音和数据通信的装置。MTC装置可包括专门用于数据收集和报告的专用装置。在其它实施例中，组合无线终端100可在部分时间充当MTC装置，并且在部分时间充当非MTC装置。

MTC服务器30可存储用于作为MTC装置操作的无线终端100的预订信息。预订信息可例如包括应用到MTC装置的接入限制。接入限制可以是装置特定的或应用特定的。如下面将更详细说明的一样，接入限制可与临时标识符的块相关联，并且用于监管无线终端100的网络接入。MTC服务器30也可用于存储无线终端100上载的MTC数据。

图2示出用于监管诸如MTC装置等无线终端100的网络接入的示范过程200。然而，本领域技术人员将理解的是，监管过程也能够用于监管非MTC装置的网络接入。在无线终端100通电时，无线终端100执行诸如图2所示GPRS附连过程202等附连过程以附连到核心网络12。无线终端100在基于争用的RACH上发送增强通用分组无线电服务(EGPRS)分组信道请求（步骤206）以开始附连过程202。基站20通过传送指示争用的获胜者并且授予获胜者一阶段分组接入或两阶段分组接入的立即指派消息到无线终端100，来响应分组信道请求（步骤208）。假设传送无线终端100是基于争用的接入请求的获胜者，无线终端100切换到分组数据信道(PDCH)，并且传送描述无线终端100的无线电接入能力和支持频带的分组资源请求（步骤210）。在一个示例中，分组资源请求将“随机”TLLI包括在无线电链路控制(RLC)分组报头中。在一个示范实施例中，TLLI将无线终端100标识为未附连的MTC装置。随机TLL因此通知基站20它正在处理MTC装置。在下面更详细描述TLLI的使用。

基站20通过向无线终端100发送分组上行链路指派消息（步骤212），来响应分组资源请求，分组上行链路指派消息指示在一个或多个PDCH上指派的要由无线终端100使用的无线电资源。步骤206-212一起定义上行链路临时块流(TBF)建立过程，该过程为无线终端100分配TBF以用于与基站20进行通信。一旦建立上行链路TBF，无线终端100就切换到指派的PDCH以经确定的上行链路TBF传送GPRS附连请求消息（步骤214）。在一个示例中，附连请求具有指示“MTC装置附连”的“附连的类型”字段，并且可还在该字段中或在另一字段中指示无线终端100对应的MTC装置类型。基站20将GPRS附连请求消息中继到服务GPRS支持节点(SGSN) 26（步骤214）。

在接收附连请求消息时，SGSN 26将P-TMSI指派到无线终端100（步骤216）。如下面将更详细描述的一样，P-TMSI的指派可基于尝试接入网络10的MTC装置和/或应用的属性。SGSN 26可根据从无线终端100接收的附连请求消息来确定装置和/或应用属性。备选地，SGSN 26可以可选地查询MTC服务器30以确定装置和/或应用属性。在一些实施例中，SGSN 26也可确定应用到装置或应用的接入限制。SGSN 26随后将“GPRS附连完成”消息发送到无线终端100（步骤218），其包括步骤216的指派的P-TMSI，并且其触发用于无线终端100的下行链路TBF的建立。无线终端100使用指派的上行链路TBF（参阅步骤206-212）来传送GPRS附连完成消息（步骤220），这完成了附连过程202，并使得无线终端100能够使用当前指派的上行链路TBF和下行链路TBF，或者使用在无线终端100需要传送或接收MTC数据时建立的后续TBF资源，来与MTC服务器30传送和接收消息。无线终端100例如可使用这些上行链路和下行链路TBF资源来上载MTC数据到MTC服务器30。无线终端100将根据它在步骤218中接收的P-TMSI指派来推导临时逻辑链路标识符(TLLI)，并且无论何时无线终端100在其指派的P-TMSI有效的地理区域中尝试后续的网络接入时，将使用该TLLI来标识自身。

在附连过程202完成后，无线终端100可以可选地进入空闲状态，并且释放其TBF资源而仍保持其GPRS附连和指派的P-TMSI（步骤226）。备选地，无线终端100可在步骤220的完成与步骤236的执行之间保持活动，这种情况下，不执行步骤226-234。如果无线终端100在步骤226中变成空闲，则无线终端100可通过发送另一EGPRS分组信道请求（步骤232），设法与MTC服务器30进行通信，并且基站20可通过传送立即指派消息来响应（步骤234）。无线终端100随后可使用其指派的TBF来启动上行链路MTC数据传送（步骤236），其中，用于MTC数据传送的过程涉及无线终端100也使用其TLLI来标识自身。在本发明的示范实施例中，基站20应用监管功能到上行链路TBF以确保符合适用于无线终端100的接入尝试的接入限制。

预订策略限制的一些特定示例可包括禁止无线终端100使用核心网络12资源的时间、用于无线终端100的网络接入的可准许和禁止类型、在用于无线终端100的预定义时期内数据传送的最大可准许量或用于无线终端100的最大可准许数据传送率。

视接入尝试的目的而定，不同的接入限制可应用到不同的接入尝试。例如，如果无线终端100是煤气表，则可命令无线终端100每天在2 AM-3 AM之间上载原料气使用数据，并且仅每月上载一次平均气体使用数据。

接入限制由在基站20的接入控制器44（图4）实行。在一个示例中，接入控制器44阻止无线终端100传送对应于无线终端100要为当前系统接入发送的MTC数据的一些或所有RLC数据块。在一个示例中，步骤238包括释放无线终端100在步骤236中用于当前系统接入的TBF。在一个示例中，步骤238包括向无线终端100发送暂停无线终端100在指定时期内进行另外的系统接入的消息。

在一个示例中，接入控制器44可选择性地启用和禁用无线终端100中的特征。例如，无线终端100可以能够传送多个不同类型的数据，并且预订策略可命令无线终端100只传送数据的那些类型中的选择的类型，或者将以前传送的数据的类型更改为数据的另一类型。

如前面所述，接入限制集可与临时标识符块相关联以有利于无线终端100的监管。在附连过程期间，SGSN 26基于尝试系统接入的无线终端100或应用的属性，来选择用于无线终端100的临时标识符（例如，P-TMSI）。在后续的接入尝试期间，无线终端100在为建立上行链路TBF而传送的信令消息内（例如，两阶段接入）或者在TBF建立后传送的RLC数据块的报头内（例如，一阶段接入）包括TLLI信息，由此允许基站20确定对应指派的P-TMSI所属的块。在基站20的接入控制器44随后可基于P-TMSI块来确定适用的接入限制。

在一个示范实施例中，无线终端100传送的数据分组包括无线电链路协议(RLC)报头。RLC报头包括可分类成两个群组的TLLI：用于初始接入或在更改路由选择区域时的随机TLLI，及在无线终端100变成附连后用于正常操作的本地TLLI。在本发明的示范实施例中，TLLI如图5所示格式化。TLLI包括两部分。包括4个比特的第一部分62标识无线终端100的类型和接入类型。包括28个比特的第二部分64充当在RLC协议级的临时无线终端标识符。

在一个示范实施例中，随机TLLI的四个最高有效比特(MSB)设成“0100”以指示无线终端100是当前未附连或已更改路由选择区域的MTC装置。本地TLLI的四个MSB设成“0101”以指示无线终端100是MTC装置且当前已附连。对于随机TLLI，无线终端标识符64可由无线终端100随机选择。对于本地TLLI，无线终端标识符可用于独特地标识无线终端100所属的P-TMSI群组。例如，无线终端标识符的最低有效28比特可设成等于指派到无线终端100的P-TMSI的比特0到27。

例如，如果作为MTC装置操作的无线终端100刚通电并且未GPRS附连，或者，如果无线终端100已离开它最早变成GPRS附连的路由选择区域，则无线终端100传送“随机”MTC TLLI，该TLLI设置比特62等于“0100”以指示无线终端100是MTC装置，并且指示无线终端100未GPRS附连，以及比特64是随机选择的。如果无线终端100已经GPRS附连，并且仍在其附连的相同路由选择区域中，则无线终端100传送“本地”MTC TLLI，该TLLI设置比特62等于“0101”以指示无线终端100是MTC装置，并且指示无线终端100已GPRS附连，以及设置比特64等于P-TMSI或P-TMSI的一部分。在一个示例中，比特64（即，TLLI的比特0-27）设成等于P-TMSI的比特0-27。当然，这些只是示例，并且要理解的是，能够使用其它TLLI值。

使用TLLI中的28个比特传送P-TMSI群组的示例会产生最多2²⁸ = 268435456个可能MTC-TLLI。基于MTC-TLLI，基站20能够确定应用到无线终端100的接入尝试的适当接入限制集。更具体地说，TLLI基于TLLI中的比特来标识指派的P-TMSI所属的P-TMSI群组。适用于每个P-TMSI群组的限制能够存储在基站20的存储器中的本地数据库46中。在基站20的监管功能能够标识MTC装置传送的数据分组（也称为MTC数据或MTC消息），并且基于在RLC数据块报头中包含或在用于TBF建立的信令消息内输送的TLLI，来选择适当限制集。然而，如果用于P-TMSI群组的限制由于某一原因在本地数据库46中不可用，则基站20可只基于基站20承认无线终端100为MTC装置而为了限制来查询MTC服务器30。基站20应用限制到无线终端100以控制无线终端10的网络资源使用。

图3示出由基站20实现的确定用于无线终端100的限制的示范方法300。为开始该过程，将接入限制的不同集与临时标识符（例如，P-TMSI）的不同块相关联（步骤302）。基站20从指派有从临时标识符块之一选择的临时标识符的请求无线终端100接收具有相关联临时标识符的MTC消息（例如，步骤236的MTC消息+临时标识符）。在一个示例中，通过将P-TMSI或P-TMSI的一部分包括在消息的报头（例如，RLC报头）中，来将P-TMSI与消息相关联。根据与消息一起输送的TLLI，在基站20的接入控制器44推导对应的P-TMSI，接入控制器44随后使用该对应的P-TMSI来标识指派的临时标识符所属的临时标识符块（步骤306），并基于标识的块确定接入限制集（步骤308）。在一个实施例中，选择的P-TMSI块只用于MTC装置。在此实施例中，接入控制器44能够基于无线终端100将自身标识为MTC装置而标识P-TMSI块。在其它实施例中，可使用一些或所有指派的P-TMSI显式标识指派的P-TMSI所属的P-TMSI块。

图4以示意图方式示出配置成监管无线终端100的接入尝试的示例基站20。基站20包括收发器电路40和处理电路42。处理电路42包括接入控制器44和在本地存储适用于不同P-TMSI群组的限制的本地数据库46。在一个示例中，收发器电路40包括基站收发台(BTS)。接入控制器44执行如本文中所述的监管功能。因此，基站20能够通过阻止来自无线终端20的未经授权的数据传送到达SGSN 26、GGSN 24和MTC服务器30，并通过减少与SGSN 26、GGSN 24和MTC服务器30的信令，来减少核心网络12拥塞。

当然，在不脱离本发明范围和基本特性的情况下，本发明可以用不同于本文所述那些方式的其它特定方式来执行。因此，所示实施例在所有方面均要视为是说明性的而不是限制性的，并且在随附权利要求书的意义和等同物范围内的所有更改要涵盖在其中。

Claims

1.一种确定用于无线终端的接入限制的方法，包括：

将接入限制的不同集与临时标识符的不同块相关联，每个所述块包括多个临时标识符；

从无线终端接收消息和对应临时标识符，所述临时标识符是从临时标识符的所述块之一中选择的；

根据与所述消息相关联的临时标识符来标识所述临时标识符所属的块；以及

确定与所标识的块相关联的接入限制集。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述无线终端是机器类型通信(MTC)装置，并且所述临时标识符是从用于MTC装置的临时标识符块中选择的。

3.如权利要求2所述的方法，其中标识所述临时标识符所属的块包括基于所述无线终端将自身标识为MTC装置，来标识所述块。

4.如权利要求1所述的方法，其中标识所述临时标识符所属的块包括基于终端标识符到对应块的显式映射，来标识所述块。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述临时标识符包括分组临时移动订户标识符(P-TMSI)。

6.如权利要求5所述的方法，其中与所述消息相关联的临时逻辑链路标识符(TLLI)独特地映射到指派到所述无线终端的P-TMSI，以及其中标识所述临时标识符所属的块包括独特地映射所述TLLI到对应P-TMSI块。

7.如权利要求1所述的方法，还包括控制所述无线终端的网络资源使用以实行所述接入限制。

8.如权利要求7所述的方法，其中控制所述无线终端的网络资源使用包括阻止所述无线终端传送所述无线终端要为当前系统接入而发送的一些或所有无线电链路控制(RLC)数据块。

9.如权利要求7所述的方法，其中控制所述无线终端的网络资源使用包括释放所述无线终端在当前系统接入中使用的临时块流(TBF)。

10.如权利要求7所述的方法，其中控制所述无线终端的网络资源使用的所述步骤包括向所述无线终端发送无线电资源控制(RRC)消息以暂停所述无线终端在指定时期内进行另外的系统接入。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个限制指示禁止所述无线终端使用网络资源的时间。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个限制包括用于所述无线终端的网络接入的至少一个可准许类型和用于所述无线终端的网络接入的至少一个禁止类型。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个限制包括在用于所述无线终端的预定义时期内数据传送的最大可准许量。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个限制包括用于所述无线终端的最大可准许数据传送率。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述接入限制包括适用于具有属性的共同第一集的无线终端的第一集的接入限制的第一集和适用于具有属性的共同第二集的无线终端的第二集的接入限制的第二集。

16.一种用于确定用于无线终端的接入限制的基站，包括：

存储器，存储将接入限制的不同集与临时标识符的不同块相关联的本地数据库；

收发器电路，用于从无线终端接收具有从临时标识符的所述块之一选择的相关联临时标识符的消息；以及

接入控制器，用于控制所述无线终端的网络接入，所述接入控制器配置成：

根据与所述消息相关联的临时标识符来标识所指派的临时标识符所属的块；以及

确定与所标识的块相关联的接入限制集。

17.如权利要求16所述的基站，其中所述无线终端是机器类型通信(MTC)装置，并且所述临时标识符是从用于MTC装置的临时标识符块中选择的。

18.如权利要求17所述的基站，其中所述接入控制器还配置成基于所述无线终端将自身标识为MTC装置，来标识所述临时标识符所属的块。

19.如权利要求16所述的基站，其中所述接入控制器还配置成基于终端标识符到对应块的显式映射，来标识所述临时标识符所属的块。

20.如权利要求19所述的基站，其中所述临时标识符包括分组临时移动订户标识符(P-TMSI)。

21.如权利要求20所述的基站，其中与所述消息相关联的临时逻辑链路标识符(TLLI)独特地映射到指派到所述无线终端的P-TMSI，以及其中所述接入控制器还配置成通过独特地映射所述TLLI到对应P-TMSI块，来标识所述临时标识符所属的块。

22.如权利要求16所述的基站，其中所述接入控制器配置成控制请求无线终端的网络资源使用以实行所述一个或多个接入限制。

23.如权利要求22所述的基站，其中所述接入控制器通过阻止所述无线终端传送所述无线终端要为当前系统接入而发送的一些或所有无线电链路控制(RLC)数据块，来控制网络资源使用。

24.如权利要求22所述的基站，其中所述接入控制器通过释放所述无线终端在当前系统接入中使用的临时块流(TBF)，来控制网络资源使用。

25.如权利要求22所述的基站，其中所述接入控制器通过向所述无线终端发送无线电资源控制(RRC)消息以暂停所述无线终端在指定时期内进行另外的系统接入，来控制网络资源使用。

26.如权利要求16所述的基站，其中所述一个或多个限制指示禁止所述无线终端使用网络资源的时间。

27.如权利要求16所述的基站，其中所述一个或多个限制包括用于所述无线终端的网络接入的至少一个可准许类型和用于所述无线终端的网络接入的至少一个禁止类型。

28.如权利要求16所述的基站，其中所述一个或多个限制包括在用于所述无线终端的预定义时期内数据传送的最大可准许量。

29.如权利要求16所述的基站，其中所述一个或多个限制包括用于所述无线终端的最大可准许数据传送率。

30.如权利要求16所述的基站，其中所述接入控制器配置成应用接入限制的第一集到具有属性的共同第一集的无线终端的第一集，并且应用接入限制的第二集到具有属性的共同第二集的无线终端的第二集。