CN102972071B - 管理移动通信系统中机器类型通信设备的操作 - Google Patents

管理移动通信系统中机器类型通信设备的操作 Download PDF

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Abstract

本发明的一个目的是一种用于管理移动通信系统中机器类型通信MTC设备的操作的方法，所述方法包括步骤：在所述MTC设备从所述移动通信网络的脱离中执行所述管理。

Description

管理移动通信系统中机器类型通信设备的操作
技术领域
本发明一般涉及移动通信网络和系统。
背景技术
移动通信网络和系统的详细描述可在文献中被找到，诸如尤其由标准化机构例如3GPP(第3代合作伙伴项目)发布的技术规范。
在该等系统中，移动终端或用户设备(UE)可通过包括无线接入网络(RAN)和核心网络(CN)的接入网络(诸如基于分组的接入网络)接入移动服务(诸如基于IP的移动服务)。
基于3GPP的移动通信系统的示例包括2G GSM/GPRS、3G UMTS、3G LTE也称为EPS(演进分组系统)。无线接入网络(RAN)的示例包括GERAN(对于2G GSM/GPRS)、UTRAN(对于3GUMTS)、E-UTRAN(对于3G LTE)。分组核心网络的示例包括GPRS(对于2G和3G)和演进分组核心EPC(对于2G、3G UTRAN和3G LTE)。例如，移动通信系统诸如EPS在图1中被示出，其来自3GPP TS 23.401。
本发明的实施例更尤其涉及在移动通信系统中引入机器对机器(Machine toMachine，M2M)通信，也称为机器类型通信(Machine Type Communication，MTC)，例如，当前由标准化机构诸如3GPP所规定的。在下文中，术语M2M及MTC将以不同方式被运用。来自3GPPTS 22.368的在移动网络中引入MTC的示例在图2中被示出。为机器类型通信配备的UE，也称为MTC设备，通过移动网络(运营商域)与MTC服务器和/或其他MTC设备进行通信。MTC服务器为MTC用户执行服务。
移动通信系统传统上已被设计用于与人类进行通信，因此，它们没有优化必然需要人际交互的机器类型通信(MTC)。
存在为机器类型通信优化移动通信系统的需要。
发明内容
在一方面，在实施例中，这些和其他目的由用于管理移动通信系统中机器类型通信MTC设备的操作的方法实现，所述方法包括步骤：
-在所述MTC设备从所述移动通信网络的脱离中执行所述管理。
在其他方面，这些和其他目的由用于执行该方法的实体实现。该等实体可尤其包括MTC设备(或者为MTC配备的用户设备UE)、M2M应用服务器、负责脱离过程的网络实体、以及M2M控制装置，该M2M控制装置一方面与M2M应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接。
附图说明
从结合附图作出的以下描述，本发明的这些和其他目的将变得更加明显：
-图1旨在示出移动通信系统诸如EPS；
-图2旨在示出在移动网络中引入MTC；
-图3和4旨在示出根据本发明的实施例管理MTC设备的操作。
具体实施方式
在移动系统中引入机器对机器(M2M)类型的应用的情况下，期望将需要支持更多数目的终端(这里被称为M2M用户设备或M2M UE)。许多这些M2M应用将需要网络支持许多需要不频繁网络接入的设备，以上传或下载M2M应用信息。与传统移动设备不同，网络需要支持许多设备，但这些设备不需要总是可接入的。网络需要优化网络资源以支持这种新类型的使用。
此外，许多M2M终端将运作在电池上，该电池需要在较长时间内保持处于操作中而无需电池替换/再充电。位于提供电力线连接不经济或不可行的位置处的终端，需要最小化电池。
支持大量设备的需求在以下方面影响网络：控制和用户平面节点均将受到所需资源的线性增加的冲击，除非采取一些措施来激活和去激活M2M类型的设备的操作(例如，UE被附着至网络或上电的时间)。
在一些M2M应用中最小化功耗的需求促使了对M2M UE的开/关状态进行控制的需要，在这些M2M应用中，UE是电池操作的，或者当UE不必与网络交互时，若其在较长间隔内被开启，大量UE的参与可对OPEX造成影响。
因此，存在为机器类型通信优化移动通信系统的需要。特别地，存在管理MTC设备的操作的需要，诸如管理它们的接入网络和/或它们的功耗。
在实施例中，提出了在MTC设备从网络的脱离中执行对MTC设备的操作的管理。
应指出的是，在移动通信系统中，脱离包括附着的相对操作，附着反过来是移动终端或用户设备UE可以从网络接收服务的过程。例如，对于EPS，脱离过程被规定尤其在3GPPTS 23.401中。脱离过程涉及负责所述脱离过程的网络实体，例如，EPS中的移动性管理实体MME(或S4-SGSN)。脱离过程例如，为EPS所规定，可包括UE发起的脱离过程或MME(或S4-SGSN)发起的脱离过程。
在以下描述的本发明的实施例中，将主要考虑EPS的情况。然而，本发明的实施例不限于该示例。例如，本发明的实施例还适用于其他基于3GPP的系统，诸如尤其GPRS/UMTS，或者不基于3GPP的系统。
以下描述的本发明的实施例可以与MTC功能“时间受控”一起被使用。以下简要回顾时间受控功能的一些特征，如尤其在3GPP TS 22.368中所规定的。
MTC特征时间受控旨在与MTC应用一起使用，该MTC应用可容忍仅在所定义的时间间隔期间发送或接收数据并避免在这些所定义的间隔外的不必要信令。对于时间受控的MTC特征，特别地：
-网络在定义的接入准许时间间隔期间允许接入请求(例如，附着至网络或建立数据连接)；
-网络可以更改接入准许时间间隔(例如，基于准则诸如日常业务负载、时区)；
-网络将(更改的)接入准许时间间隔传送至MTC设备。
参照图3和4，示出：
-用户设备UE为机器类型通信MTC配备MTC设备；
-M2M应用服务器，记作M2M App Svr，为MTC用户执行服务；
-负责移动通信系统中脱离过程的网络实体，例如，在演进分组系统EPS中的MME(移动性管理实体)；
-eNodeB，经由该MME与UE进行通信；
-记作M2M控制装置的实体，将M2M应用服务器与网络连接。
在图3所示的实施例中，以下步骤被提供：
1.当M2M用户确定与M2M设备(例如，UE)的通信完成时，该M2M用户(例如，M2M应用服务器)可请求M2M设备从网络脱离。该MTC用户可包括至M2M控制装置的断电请求。该M2M用户还可包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”的脱离请求；
2.M2M控制装置确定服务M2M设备的MME，并向其转发该请求；
3.当MME接收到脱离请求时，MME将向MTC设备(例如，UE)转发该请求。未具体说明，MME还将发起释放与MTC设备(按照3GPP TS 23.401)相关联的承载资源(bearerresources)。可选地，若M2M设备具有MTC时间受控特征，当M2M设备准许时间间隔结束时，网络可发起脱离请求；
4.当MTC设备接收到包含停电指示的脱离请求时，该MTC设备将释放承载资源，向MME(经由eNodeB)发送脱离接受，并断电直到下一上电时间为止；
5.MME将向M2M控制装置转发响应；
6.M2M控制装置将向M2M服务器(例如，M2M应用服务器)转发该响应。
在图4所示的实施例中，以下步骤被提供：
1.当M2M设备(例如，UE)确定与M2M用户(例如，M2M应用服务器)的通信完成时，该M2M设备可以请求从网络脱离。MTC设备可以包括至MME/M2M用户的断电请求。M2M设备还可包括接入M2M服务的优选下一时间，或者“准许时间间隔”的脱离请求；
2.MME接收请求。MME可以将优选下一时刻修改为网络所优选的时刻(例如，一天中的低使用时间)，并向M2M控制装置转发该请求。未具体说明，MME还将发起释放与MTC设备(按照3GPP TS 23.401)相关联的承载资源；
3.当M2M控制装置接收到脱离请求时，M2M控制装置将向M2M用户(例如，M2M应用服务器)转发该请求；
4.当M2M用户(例如，M2M应用服务器)接收到包含停电指示和下一上电时间的脱离请求时，若MTC用户被提供或设置有优选下一上电时间，其可保留下一上电时间，并向M2M控制装置发送具有断电应答和下一上电时间的脱离接受；
5.M2M控制装置将向MME转发响应；
6.MME将向M2M设备转发该响应。若下一上电时间被包括，M2M设备将保留下一上电时间、释放资源并断电。
在实施例中，提出了在设备的准许时间间隔结束时，网络强制MTC设备从该网络脱离；此外，脱离命令可包括断电指令(例如，对于低功率MTC设备)或(更改的)准许时间间隔。
在实施例中，提出了若在MTC设备的准许时间间隔结束之前，MTC用户已完成与MTC设备的通信，MTC用户可请求网络命令MTC设备从网络脱离，此外，命令可包括断电指令(例如，对于低功率MTC设备)或(更改的)准许时间间隔。
在实施例中，提出了若在MTC设备的准许时间间隔结束之前，MTC用户已完成与MTC用户的通信，MTC设备可请求网络使MTC设备从网络脱离；脱离响应可包括(更改的)准许时间间隔。
本发明的实施例提供了一种用于节省电力的灵活方法。通过包括时间，相比于可用于该配置(provisioning)的其他方法，灵活性被提供。运用断电指令允许设备知晓它们直到下一上电时间才需要连接至网络，并允许M2M设备节省电力/电池。网络还节省资源，因其将不需要在该断电时段期间保存网络中的M2M设备资源。
在一方面，本发明提供了一种用于管理移动通信系统中的机器类型通信MTC设备的操作的方法，所述方法包括步骤：
-在所述MTC设备从网络的脱离中执行所述管理。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦确定与MTC设备的通信完成，M2M应用服务器请求所述MTC设备从所述网络脱离。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦确定与MTC设备的通信完成，M2M应用服务器将脱离请求发送至M2M控制装置，所述M2M控制装置一方面与所述M2M应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦接收到来自MTC应用服务器的脱离请求，一方面与所述MTC应用服务器连接及另一方面与负责脱离过程的网络实体连接的M2M控制装置将所述请求转发至所述负责脱离过程的网络实体。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦接收到来自M2M控制装置的脱离请求，所述M2M控制装置一方面与所述MTC应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接，所述负责脱离过程的网络实体将脱离请求发送至所述MTC设备。
在实施例中：
-所述脱离请求包括断电请求。
在实施例中：
-所述脱离请求包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦由MTC设备接收到包括断电请求的脱离请求，所述MTC设备断电，直到下一上电时间。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦确定与M2M应用服务器的通信完成，MTC设备请求从所述网络脱离。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦确定与M2M应用服务器的通信完成，MTC设备将脱离请求发送至负责脱离过程的网络实体。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦接收到来自MTC设备的脱离请求，负责脱离过程的网络实体将所述请求转发至M2M控制装置，所述M2M控制装置一方面与M2M应用服务器连接，另一方面与所述负责脱离过程的网络实体连接。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦接收到来自负责脱离过程的网络实体的脱离请求，一方面与M2M应用服务器连接及另一方面与所述负责脱离过程的网络实体连接的M2M控制装置将所述请求转发至所述M2M应用服务器。
在实施例中：
-所述脱离请求包括断电请求。
在实施例中：
-所述脱离请求包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦由M2M应用服务器接收到脱离请求，所述M2M应用服务器发送脱离接受。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦接收到来自MTC应用服务器的脱离接受，一方面与所述MTC应用服务器连接及另一方面与负责脱离过程的网络实体连接的M2M控制装置将所述脱离接受转发至所述负责脱离过程的网络实体。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦接收到来自M2M控制装置的脱离接受，所述M2M控制装置一方面与MTC应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接，所述负责脱离过程的网络实体将脱离接受发送至所述MTC设备。
在实施例中：
-所述脱离接受包括断电请求。
在实施例中：
-所述脱离接受包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-一旦确定M2M设备具有MTC时间受控特征，在所述MTC设备准许时间间隔结束时，负责脱离过程的网络实体请求所述M2M设备从所述网络脱离。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-所述负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括断电请求的脱离请求。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-所述负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”的脱离请求。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-在MTC设备的准许时间间隔结束时，负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括断电指令的脱离命令。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-在所述MTC设备的准许时间间隔结束时，负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括准许时间间隔或者更改的准许时间间隔的脱离命令。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-若在所述MTC设备的准许时间间隔结束之前，所述MTC用户已完成与所述MTC设备的通信，所述MTC用户请求该网络命令所述MTC设备从所述网络脱离。
在实施例中：
-所述请求包括断电指令。
在实施例中：
-所述请求包括准许时间间隔或更改的准许时间间隔。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-若在所述MTC设备的准许时间结束之前，所述MTC设备已完成与所述MTC用户的通信，且希望断电，所述MTC设备请求所述网络使所述MTC设备从所述网络脱离。
在实施例中，所述方法包括步骤：
-向所述MTC设备发送包括准许时间间隔或更改的准许时间间隔的脱离响应。
在其他方面，本发明提供了被配置以执行该方法的实体。该等实体可尤其包括MTC设备(或为MTC配备的用户设备UE)、M2M应用服务器、负责脱离过程的网络实体、以及M2M控制装置，该M2M控制装置一方面与M2M应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接。
上述实体的详细实现并未对本领域技术人员提出任何特殊问题，因此，不需要通过该等装置的功能，为本领域技术人员，比以上已公开的更充分地公开该等装置。
本领域技术人员将容易认识到，各种上述方法的步骤可通过编程计算机被执行。在此，一些实施例还旨在覆盖程序存储设备，例如，数字数据存储介质，其为机器或计算机可读的并对指令的机器可执行的或计算机可执行的程序指令进行编码，其中，所述指令执行所述上述方法的部分或所有步骤。程序存储设备可包括例如数字存储器、磁存储介质诸如磁盘和磁带)、硬盘驱动器或者光学可读数字数据存储介质。实施例还旨在覆盖可编程计算机以执行上述方法的所述步骤。

Claims (31)

1.一种用于管理移动通信系统中机器类型通信MTC设备的接入准许时间间隔和/或功耗的方法，所述方法包括步骤：
-在所述MTC设备从所述移动通信网络的脱离过程中执行所述管理；
其中，该方法还包括以下步骤：
-若在所述MTC设备的准许时间间隔结束之前，MTC用户已完成与所述MTC设备的通信，所述MTC用户请求该网络命令所述MTC设备从所述网络脱离；
-若在所述MTC设备的准许时间间隔结束之前，所述MTC设备已完成与所述MTC用户的通信，且希望断电，所述MTC设备请求该网络使所述MTC设备从所述网络脱离。
2.根据权利要求1所述的方法，包括步骤：
-一旦确定与MTC设备的通信完成，M2M应用服务器请求所述MTC设备从所述网络脱离。
3.根据权利要求2所述的方法，包括步骤：
-一旦确定与MTC设备的通信完成，M2M应用服务器将脱离请求发送至M2M控制装置，所述M2M控制装置一方面与所述M2M应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接。
4.根据权利要求3所述的方法，包括步骤：
-一旦接收到来自M2M应用服务器的脱离请求，一方面与所述M2M应用服务器连接及另一方面与负责脱离过程的网络实体连接的M2M控制装置将所述请求转发至所述负责脱离过程的网络实体。
5.根据权利要求4所述的方法，包括步骤：
-一旦接收到来自M2M控制装置的脱离请求，所述M2M控制装置一方面与所述M2M应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接，所述负责脱离过程的网络实体将脱离请求发送至所述MTC设备。
6.根据权利要求2所述的方法，其中：
-所述请求包括断电请求。
7.根据权利要求2所述的方法，其中：
-所述请求包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”。
8.根据权利要求2所述的方法，包括步骤：
-一旦由MTC设备接收到包括断电请求的脱离请求，所述MTC设备断电，直到下一上电时间。
9.根据权利要求1所述的方法，包括步骤：
-一旦确定与M2M应用服务器的通信完成，MTC设备请求从所述网络脱离。
10.根据权利要求9所述的方法，包括步骤：
-一旦确定与M2M应用服务器的通信完成，MTC设备将脱离请求发送至负责脱离过程的网络实体。
11.根据权利要求10所述的方法，包括步骤：
-一旦接收到来自MTC设备的脱离请求，负责脱离过程的网络实体将所述请求转发至M2M控制装置，所述M2M控制装置一方面与M2M应用服务器连接，另一方面与所述负责脱离过程的网络实体连接。
12.根据权利要求11所述的方法，包括步骤：
-一旦接收到来自负责脱离过程的网络实体的脱离请求，一方面与M2M应用服务器连接及另一方面与所述负责脱离过程的网络实体连接的M2M控制装置，将所述请求转发至所述M2M应用服务器。
13.根据权利要求9所述的方法，其中：
-所述请求包括断电请求。
14.根据权利要求9所述的方法，其中：
-所述请求包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”。
15.根据权利要求12所述的方法，包括步骤：
-一旦由M2M应用服务器接收到脱离请求，所述M2M应用服务器发送脱离接受。
16.根据权利要求15所述的方法，包括步骤：
-一旦接收到来自M2M应用服务器的脱离接受，一方面与所述M2M应用服务器连接及另一方面与负责脱离过程的网络实体连接的M2M控制装置，将所述脱离接受转发至所述负责脱离过程的网络实体。
17.根据权利要求16所述的方法，包括步骤：
-一旦接收到来自M2M控制装置的脱离接受，所述M2M控制装置一方面与M2M应用服务器连接，另一方面与负责脱离过程的网络实体连接，所述负责脱离过程的网络实体将脱离接受发送至所述MTC设备。
18.根据权利要求15所述的方法，其中：
-所述脱离接受包括断电请求。
19.根据权利要求15所述的方法，其中：
-所述脱离接受包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”。
20.根据权利要求1所述的方法，包括步骤：
-一旦确定MTC设备具有MTC时间受控特征，在所述MTC设备准许时间间隔结束时，负责脱离过程的网络实体请求所述MTC设备从所述网络脱离。
21.根据权利要求20所述的方法，包括步骤：
-所述负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括断电请求的脱离请求。
22.根据权利要求20或21所述的方法，包括步骤：
-所述负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括接入M2M服务的下一时间，或者“准许时间间隔”的脱离请求。
23.根据权利要求1所述的方法，包括步骤：
-在MTC设备的准许时间间隔结束时，负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括断电指令的脱离命令。
24.根据权利要求1或23所述的方法，包括步骤：
-在所述MTC设备的准许时间间隔结束时，负责脱离过程的网络实体向所述MTC设备发送包括准许时间间隔或者更改的准许时间间隔的脱离命令。
25.根据权利要求1所述的方法，包括步骤：
-所述请求包括断电指令。
26.根据权利要求1或25所述的方法，包括步骤：
-所述请求包括准许时间间隔或更改的准许时间间隔。
27.根据权利要求1所述的方法，包括步骤：
-向所述MTC设备发送包括准许时间间隔或更改的准许时间间隔的脱离响应。
28.一种MTC设备，或者为MTC配备的用户设备，所述MTC设备或者所述用户设备包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行根据权利要求1至27中任一项所述的方法。
29.一种M2M应用服务器，所述M2M应用服务器包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行根据权利要求1至27中任一项所述的方法。
30.一种负责脱离过程的网络实体，所述网络实体包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行根据权利要求1至27中任一项所述的方法。
31.一种一方面与M2M应用服务器连接及另一方面与负责脱离过程的网络实体连接的M2M控制装置，该M2M控制装置包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行根据权利要求1至27中任一项所述的方法。
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