CN103002428A

CN103002428A - 一种物联网终端网络附着的方法及系统

Info

Publication number: CN103002428A
Application number: CN2011102736251A
Authority: CN
Inventors: 张向东
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-09-15
Also published as: CN103002428B

Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种物联网终端网络附着的方法及系统，所述方法包括：网络侧设备接收终端发送的网络附着Attach请求信息，所述Attach请求信息中携带有该终端在蜂窝通信网络中的物联网国际移动用户标识IoT IMSI和该终端在短距无线网络中的物联网标识IoT ID；网络侧设备根据所述IoT IMSI判定所述终端为物联网终端，并根据所述IoT ID将该物联网终端接入网络。本发明使得物联网终端在进行网络附着时，只需根据IoT ID接入网络，避免了网络标识空间的浪费。

Description

一种物联网终端网络附着的方法及系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种物联网终端网络附着的方法及系统。

背景技术

网络附着(Attach)是指终端设备在使用网络提供的各种业务和服务前，向网络进行注册登记的过程。

物联网(Internet of Thing，IoT)是一个功能性网络，可能包括局部通信的无线传感器网络、超宽带、射频识别或者无线局域网络，还可能包括远程通信需要依赖的移动通信网络或互联网。物联网终端在进行网络附着时，当不需要远程通信时，使用局域网或/短距无线网络定义的地址/标识和协议进行局部通信，在需要进行远程通信时，使用移动通信网络/互联网定义的地址/标识和协议接入移动通信网络/互联网进行通信。这样，一个同时处于局域网/短距无线网络和移动通信网络/互联网的终端，就有可能被分配两个地址/标识，导致网络地址/标识空间的浪费。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种物联网终端网络附着的方法，旨在解决现有物联网终端在进行网络附着时，需要根据不同类型的网络使用不同网络分配不同的网络地址或者标识，导致网络地址或者标识空间浪费的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种物联网终端网络附着的方法，所述方法包括：

网络侧设备接收终端发送的网络附着Attach请求信息，所述Attach请求信息中携带有该终端在蜂窝通信网络中的物联网国际移动用户标识IoT IMSI和该终端在短距无线网络中的物联网标识IoT ID；

网络侧设备根据所述IoT IMSI判定所述终端为物联网终端，并根据所述IoT ID将该物联网终端接入网络。

一种物联网终端网络附着的方法，所述方法包括：

移动性管理实体MME接收物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息，所述重新Attach请求信息中携带有旧的全球唯一临时用户标识GUTI；

所述MME根据所述GUTI定位到去附着前服务于该物联网终端的旧MME或者通用分组无线业务服务支持节点SGSN，并向该旧MME或者SGSN发送IoT ID请求信息，所述IoT ID请求信息中携带有该GUTI；

所述MME在接收到旧MME或者SGSN返回的错误信息后，向所述物联网终端发送IoT ID请求信息，并接收所述物联网终端返还的IoT ID；

所述MME根据所述IoT ID，通过预先设置的IoT Server将该物联网终端接入网络。

本发明实施例还提供一种用于物联网终端网络附着的网络侧设备，包括：

接收单元，用于接收终端发送的网络附着Attach请求信息，所述Attach请求信息中携带有该终端在蜂窝通信网络中的物联网国际移动用户标识IoT IMSI和该终端在短距无线网络中的物联网标识IoT ID；

接入单元，用于根据所述IoT IMSI判定所述终端为物联网终端，并根据所述IoT ID将该物联网终端接入网络。

一种用于物联网终端网络附着的网络侧设备，包括：

接收单元，用于接收物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息，所述重新Attach请求信息中携带有旧的全球唯一临时用户标识GUTI；

第一请求单元，用于根据所述GUTI定位到去附着前服务于该物联网终端的旧MME或者通用分组无线业务服务支持节点SGSN，并向该旧MME或者SGSN发送IoT ID请求信息，所述IoT ID请求信息中携带有该GUTI；

第二请求单元，用于在接收到旧MME或者SGSN返回的错误信息后，向所述物联网终端发送IoT ID请求信息，并接收所述物联网终端返还的IoT ID；

接入单元，用于根据所述IoT ID，通过预先设置的IoT Server将该物联网终端接入网络。

从上述技术方案中可以看出，本发明实施例只需根据物联网终端的标识IoT ID将物联网终端接入网络，避免了现有物联网终端在进行网络附着时，需要针对不同网络使用不同网络分配的不同标识，造成网络标识空间浪费的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的物联网终端网络附着方法的实现流程图；

图2是本发明实施例二提供的物联网终端网络附着方法的实现流程图；

图3是本发明实施例三提供的物联网终端网络附着过程的示意图；

图4是本发明实施例四提供的用于物联网终端网络附着的网络侧设备的组成结构图；

图5是本发明实施例五提供的用于物联网终端网络附着的网络侧设备的组成结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例通过终端发送Attach请求信息，并根据Attach请求信息中携带的IoT IMSI判定所述Attach请求信息终端为物联网终端，根据Attach请求信息中携带的IoT ID将所述物联网终端接入网络，使得物联网终端在进入不同的网络时，只需根据IoT ID进行网络附着，避免了现有物联网终端在进行网络附着时，需要针对不同网络使用不同网络分配的不同标识，造成网络标识空间浪费的问题。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的物联网终端网络附着方法的实现流程，该方法过程详述如下：

在步骤S101中，网络侧设备接收终端发送的网络附着Attach请求信息，所述Attach请求信息中携带有该终端在蜂窝通信网络中的物联网国际移动用户标识IoT IMSI和该终端在短距无线网络中的物联网标识IoT ID。

在本实施例中，所述网络侧设备包括移动性管理实体(Mobility ManagementEntity，MME)。网络侧设备接收终端发送的网络附着Attach请求信息。具体的是，网络侧设备通过基站的转发接收所述终端发送的Attach请求信息。

其中，所述Attach请求信息中携带有预设的物联网国际移动用户标识(Internet of Thing International Mobile Subscriber Identity，IoT IMSI)以及该物联网终端标识(IoT ID)。IoT IMSI集合为IMSI集合中的一个特殊集合，每个IoTIMSI是专用标识，用于供一个物联网终端接入蜂窝通信网络使用。网络设备可基于一个终端的发送的IoT IMSI确定该终端是一个物联网终端。

所述IoT ID包括但不局限于该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距网中的标识。

在步骤S102中，网络侧设备根据所述IoT IMSI判定所述终端为物联网终端，并根据所述IoT ID将该该物联网终端接入网络。

在本实施例中，网络侧设备根据所述IoT IMSI判断所述Attach请求信息终端是否为物联网终端，在所述终端为物联网终端时，根据所述IoT ID将该该物联网终端接入网络。具体的是，网络侧的MME根据所述IoT IMSI判断所述Attach请求信息终端为物联网终端，在所述终端为物联网终端时，根据所述IoTID，将该物联网终端接入网络。

本发明实施例只需根据IoT ID进行网络附着，避免了现有物联网终端在进行网络附着时，需要针对不同网络使用不同网络分配的不同标识，造成网络标识空间浪费的问题。

实施例二：

图2示出了本发明实施例二提供的物联网终端网络附着方法的实现流程，该方法过程详述如下：

在步骤S201中，移动性管理实体MME接收物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息，所述重新Attach请求信息中携带有旧的全球唯一临时用户标识GUTI。

在本实施例中，当所述物联网终端在去附着后需要重新发起网络附着请求信息，且所述重新附着请求信息中只携带有旧的全球唯一临时标识(OldGlobally Unique Temporary Identity，old GUTI)，即所述物联网终端只使用全球唯一临时用户标识GUTI标识自己，且在去附着后MME发生了改变时，新的移动性管理实体MME通过基站的转发接收所述物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息。

在步骤S202中，所述MME根据所述GUTI定位到去附着前服务于该物联网终端的旧MME或者通用分组无线业务服务支持节点SGSN，并向该旧MME或者SGSN发送IoT ID请求信息。

在本实施例中，所述IoT ID请求信息中携带有所述全球唯一临时用户标识(Globally Unique Temporary Identity，GUTI)；所述IoT ID包括该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距无线网中的标识。

在本实施例中，旧MME或者通用分组无线业务(General Packet RadioService，GPRS)服务支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)接收所述IoTID请求信息，并根据所述IoT ID请求信息中携带的GUTI，确定自身存储的物联网终端的上下文，从该上下文中查找与该物联网终端对应的IoT ID，在查找到该IoT ID时，将所述IoT ID返还给所述移动性管理实体MME，并执行步骤S204；在未查找到该物联网终端对应的IoT ID时，即旧MME或者SGSN无法识别该物联网终端，返回错误信息，并执行步骤S203。

在步骤S203中，所述MME在接收到旧MME或者SGSN返回的错误信息时，向所述物联网终端发送IoT ID请求信息，并接收所述物联网终端返还的IoTID。

在本实施例中，所述物联网终端在接收到所述IoT ID请求信息后，将携带的IoT ID发送给所述MME。

在步骤S204中，所述MME根据所述IoT ID，通过预先设置的对应的物联网服务器IoT Server将所述物联网终端接入网络。

在本实施例中，当物联网终端使用全球唯一临时用户标识GUTI标识自己时，仍可通过获取该物联网终端的IoT ID进行网络附着，有效避免网络标识空间的浪费，缓解现有网络标识空间不足的压力。

实施例三：

图3示出了本发明实施例三提供的物联网终端网络附着方法的示意图，其过程详述如下：

l、UE向基站(eNodeB)发送网络附着请求(Attach Request)消息。其中，Attach Request消息中携带有IoT IMSI、物联网终端标识(IoT ID)等。

在本实施例中，通过IoT IMSI对所述UE进行身份辨别，判断所述UE是否为物联网终端。

2、eNodeB发送S1-MME接口控制消息(SI-MME control message)，其中S1-MME接口是指eNodeB与MME之间的控制平面接口，即eNodeB将初始UE消息(Initial UE message)发送到新的MME(new MME)，此消息中包含有Attach Request消息。后续MME可按照之前的方法执行对物联网终端的附着。如果Attach Request消息中不包含IoT ID，则MME可执行如下操作。

3、如果UE使用GUTI进行标识，而且在去附着(detach)之后MME发生了改变，当UE再次发起网络附着请求信息时，所述请求信息中只携带有旧的全球唯一临时标识(Old Globally Unique Temporary Identity，old GUTI)，新的MME根据GUTI向旧的MME或通用分组无线业务服务(GPRS，General PacketRadio Service)支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)(old MME/SGSN)发送标识请求(Identification Request)消息，旧的MME或SGSN接收到Identification Request消息后，在自身存储的物联网终端上下文中查找与该物联网终端对应的IoT ID，在查找到该IoT ID时，向新的MME回复标识响应(Identification Response)消息，其中所述消息中含有所述IoT ID以及请求接入的网络信息；在未查找到时，向新的MME返回错误信息。

4、若新的MME及旧的MME或SGSN均不能识别此UE，则新的MME发送身份请求(Identity Request)消息给UE，请求UE提供其IoT ID，UE收到Identity Request消息后，回复身份响应(Identity Response)消息给新的MME，其中含有IoT IMSI以及IoT ID。

5a、根据条件，新的MME根据所述IoT ID执行必要的安全操作(Authentication/Security)，如入网认证、UE的加解密等。

5b、新的MME获取UE的移动终端标识(ME Identity)，并向设备标识寄存器(EIR，Equipment Identity Register)发送移动终端标识核实请求(ME IdentityCheck Request)消息，其中包含UE的ME Identity、IoT IMSI、IoT ID，EIR收到该ME Identity Check Request消息后，向新的MME回复移动终端标识核实确认(ME Identity Check Ack)消息，其中含有核实结果(Result)。

6、如果UE在Attach request消息中设置了加密选项转移标识(CipheredOptions Transfer Flag)，则在网络激活加密后，新的MME通过发送加密选项请求(Ciphered Options Request)消息，即ESM Information Request(演进的会话管理信息请求)消息(该消息是在TS24.301标准中定义的，等价于TS23.401标准中定义的Ciphered Options Request消息)，向UE请求获取协议配置选项(PCO，protocol Configuration Options)信息和/或接入点名称(APN)信息。UE收到Ciphered Options Request消息后，回复加密选项响应(Ciphered OptionsResponse)消息(TS23.401中定义)，即ESM Information Response(演进的会话管理信息响应)消息(该消息是在TS24.301标准中定义的，等价于CipheredOptions Response消息)给新的MME，以提供PCO和/或APN。

7、若新的MME发现此UE有激活的承载上下文(Active Bearer Contexts)，则新的MME发送删除承载请求(Delete Bearer Request)消息给相关的网关(GW)，其中含有删除承载的原因和隧道端点标识(TEID，Tunnel End PointIdentifier)，用以删除这些承载上下文，相关的网关(GWs)回复删除承载响应(Delete Bearer Response)淌息给新的MME，其中含有隧道端点标识(TEIDs)。若策略与计费规则功能(PCRF，Policy and Charging Rules Function)被部署了，则PDN GW在IoT Server的协助下，调用IP连接网会话结束(IP-CAN SessionTermination)过程指示资源的释放。

8、如果detach之后UE更换了MME，或者在MME中没有UE有效的签约上下文，或者UE对应的ME标识发生了改变，或者UE提供了一个IoT IMSI或不能指示MME上的有效上下文的旧的GUTI，则新的MME向归属签约用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)发送更新位置请求(Update LocationRequest)消息。Update Location Request消息中含有：MME标识(MME Identity)，IoT IMSI，MEIdentity，IoT ID、MME能力、更新类型(Update Type)等。

9、HSS向旧的MME或SGSN发送取消位置(Cancel Location)消息，其中包括：IoT ID和取消类型(Cancellation Type)。旧的MME或SGSN收到CancelLocation消息后，向HSS回复取消位置确认(Cancel Location Ack)消息。

10、若旧的MME/SGSN发现此UE有激活的承载上下文(Active BearerContexts)，则旧的MME/SGSN发送删除承载请求(Delete Bearer Request)消息给相关的GW，用以请求删除这些承载上下文，其中包括删除原因(Cause)和TEID。相关的GW收到该Delete BearerRequest消息之后，回复删除承载响应(DeleteBearer Response)消息给旧的MME/SGSN，其中包含TEID。若PCRF被部署了，则PDN GW在IoT Server协助下，执行IP-CAN Session Termination过程，指示资源已经被释放。

11、HSS向新的MME发送更新位置确认(Update Location Ack)消息，用于响应Update Location消息。其中Update Location Ack消息包含IoT ID和签约数据(Subscription data)。

12、新的MME选择一个服务网关(Serving GW)，为物联网终端相关的缺省承载(Default Bearer)分配EPS Identity，然后向选择的Serving GW发送创建会话请求(Create Session Request)，所述会话请求中包含IoT ID、分组数据网关地址(PDN GW address)等。

13、Serving GW在演进分组系统承载(EPS Bearer)表中创建一个实体，并向PDN GW发送Create Session Request(包含IoT ID等)，所述PDN GW的地址是由前一步的PDN GW的地址指示的。

14、如果配置了动态PCC，并且移交指示没有出现，则PDN GW在IoTServing的协助下，执行IP连接网会话建立(IP-CAN Session Establishment)过程，获取物联网终端默认的PCC。PDN GW向PCRF提供上一步接收到的IoT ID，Default EPS Bearer QoS等参数。

15、PDN GW在其EPS承载上下文(EPS Bearer Context)表中创建一个实体，生成一个命令ID(Charging ID)，并向Serving GW反馈创建会话响应消息(Create Session Response)，所述响应消息包括EPS Bearer QoS、ChargingID等。

16、Serving GW向新的MME反馈Create Session Response信息，所述信息包括PDN类型、PDN地址、EPS Bearer QoS、Charging ID等。

17、新的MME发送附着接受(Attach Accept)消息给eNodeB。其中，AttachAccept消息中包含：APN、GUTI、PDN Type、PDN地址(PDN Address)、EPS承载标识、会话管理请求(Session Management Request)、协议配置选项(ProtocolConfiguration Options)、NAS sequence Bumber、NAS-MAC等。

Attach Accept消息包含在一个SI_MME control消息(SI-MME接口控制消息)中，即包含在初始上下文建立请求(Initial Context Setup Request)消息中。此SI_MME control控制消息包含有EPS Bearer Identity和服务网关(Serving GW)为该EPS Bearer Identity所标识的EPS承载所分配的SI-U接口的上行IP地址及TEID。

18、eNodeB发送无线资源控制连接重配置(RRC Connection Reconfiguration)消息给UE，其中包含EPS无线承载标识(EPS Radio Bearer Identity)，并且AttachAccept消息也被包含在此RRC消息中传送给UE。

19、UE发送无线资源控制连接重配置完成(RRC Connection ReconfigurationComplete)消息给eNodeB。

20、eNodeB发送初始上下文设置响应(Initial Context Response)消息给新的MME，其中包含eNodeB分配的SI-U接口(即eNodeB与服务网关Serving GW之间的用户平面接口)的下行IP地址和TEID。

21、UE发送直接转移(Direct Transfer)消息给eNodeB，此消息包含附着完成(Attach Complete)消息。该Attach Complete消息中包含：EPS Bearer Identity、NAS sequence number、NAS-MAC等。

22、eNodeB向新的MME传递Attach Complete消息。

上述Attach过程完成后，UE便可以通过eNodeB连接到物联网，并通过eNodeB与物联网中的其它终端设备进行通信。

实施例四：

图4示出了本发明实施例四提供的用于物联网终端网络附着的网络侧设备的组成结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该网络侧设备包括接收单元41以及接入单元42：

所述接收单元41用于接收终端发送的网络附着Attach请求信息，所述Attach请求信息中携带有该终端在蜂窝通信网络中的物联网国际移动用户标识IoT IMSI和该终端在短距无线网络中的物联网标识IoT ID；

所述接入单元42用于根据所述IoT IMSI判定所述终端为物联网终端，并根据所述IoT ID将该物联网终端接入网络。

具体的是，所述接收单元41用于通过基站的转发接收所述终端发送的Attach请求信息。

在本实施例中，所述IoT ID包括该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距网中的标识，所述IoT IMSI为IMSI集合中的一个专用标识，用于供所述物联网终端接入蜂窝通信网络使用，所述网络侧设备是移动性管理实体MME。

本实施例提供的用于物联网终端网络附着的网络侧设备可以使用在前述对应的物联网终端网络附着方法中，详情参见上述物联网终端网络附着方法实施例一、三的相关描述，在此不再赘述。

实施例五：

图5示出了本发明实施例五提供的用于物联网终端网络附着的网络侧设备的组成结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该网络侧设备包括接收单元51、第一请求单元52、第二请求单元53以及接入单元54：

所述接收单元51用于接收物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息，所述重新Attach请求信息中携带有旧的全球唯一临时用户标识GUTI；

所述第一请求单元52用于根据所述GUTI定位到去附着前服务于该物联网终端的旧MME或者通用分组无线业务服务支持节点SGSN，并向该旧MME或者SGSN发送IoT ID请求信息，所述IoT ID请求信息中携带有该GUTI；

所述第二请求单元53用于在接收到旧MME或者SGSN返回的错误信息后，向所述物联网终端发送IoT ID请求信息，并接收所述物联网终端返还的IoTID；

所述接入单元54用于根据所述IoT ID，通过预先设置的IoT Server将该物联网终端接入网络。

具体的是，所述接收单元51用于通过基站的转发接收所述物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息。

在本实施例中，所述IoT ID包括该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距网中的标识，所述网络侧设备是移动性管理实体MME。

本实施例提供的用于物联网终端网络附着的网络侧设备可以使用在前述对应的物联网终端网络附着方法中，详情参见上述物联网终端网络附着方法实施例二、三的相关描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例通过物联网终端发送网络附着Attach请求信息，并根据Attach请求信息中携带的IoT IMSI判定所述Attach请求信息终端为物联网终端，根据Attach请求信息中携带的IoT ID将该物联网终端接入网络，使得物联网终端在进入不同的网络时，只需根据IoT ID进行网络附着，避免了现有物联网终端在进行网络附着时，需要针对不同网络使用不同网络分配的不同标识，造成网络标识空间浪费的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种物联网终端网络附着的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IoT ID包括该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距无线网中的标识。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备接收终端发送的Attach请求信息包括：

网络侧设备通过基站的转发接收所述终端发送的Attach请求信息。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备是移动性管理实体MME。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述IoT IMSI为IMSI集合中的一个专用标识，用于供所述物联网终端接入蜂窝通信网络使用。

6.一种物联网终端网络附着的方法，其特征在于，所述方法包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述IoT ID包括该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距无线网中的标识。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体MME接收物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息包括：

移动性管理实体MME通过基站的转发接收所述物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息。

9.一种用于物联网终端网络附着的网络侧设备，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的网络侧设备，其特征在于，所述IoT ID包括该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距无线网中的标识。

11.如权利要求9或10所述的网络侧设备，其特征在于，所述接收单元，用于通过基站的转发接收所述终端发送的Attach请求信息。

12.如权利要求9-11中任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述网络侧设备是移动性管理实体MME。

13.如权利要求9-12中任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述IoTIMSI为IMSI集合中的一个专用标识，用于供所述物联网终端接入蜂窝通信网络使用。

14.一种用于物联网终端网络附着的网络侧设备，其特征在于，包括：

15.如权利要求14所述的网络侧设备，其特征在于，所述IoT ID包括该物联网终端在物联网应用中的标识，或者该物联网终端在局域网或者短距无线网中的标识。

16.如权利要求14或15所述的网络侧设备，其特征在于，所述接收单元，用于通过基站的转发接收所述物联网终端在去附着后重新发送的Attach请求信息。

17.如权利要求14-16中任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述网络侧设备是移动性管理实体MME。