CN103155615B

CN103155615B - 轻量数据传输机制

Info

Publication number: CN103155615B
Application number: CN201180049724.XA
Authority: CN
Inventors: 高里奇·米克洛斯; 佐尔坦·里夏德·图拉尼
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: WO2012048915A1; EP2628330B1; US20120213165A1; US8848610B2; WO2012048915A8; EP2628330A1; CN103155615A; MX2013003958A

Abstract

一种经由无线电接入网在用户设备与分组核心网内的网络实体之间发送用户平面数据的方法。所述方法包括：1)向网络实体认证用户设备，并在用户设备与网络实体之间建立安全关联；2)将用户设备维持在无连接状态，使得在用户设备与无线电接入网之间不建立安全关联，并且在用户设备与所述分组核心网之间不建立数据承载；3)当用户设备处于所述无连接状态时，通过将上行链路和下行链路用户平面数据包括在非接入层上的信令消息内，在用户设备与所述网络实体之间发送上行链路和下行链路用户平面数据。

Description

轻量数据传输机制

技术领域

本发明涉及轻量数据传输机制，用于在客户端设备与核心网之间经由无线电接入网来传输数据。本发明具体地但不必需地适用于机器至机器应用，其中在客户端设备与核心网之间交换相对少量的数据。

背景技术

近年来，预期使用蜂窝网络基础设施的所谓机器至机器(M2M)应用将会快速增长。这种应用涉及设备(以下称为机器设备或MD)(如传感器和致动器)，所述设备通常在无人直接操作的情况下与其他设备或网络服务器通信。一个示例应用可以涉及家庭电表，被配置为周期性地将耗电读数发送至供电的公用事业公司所拥有的服务器。M2M应用预期大量增加与蜂窝网络一起使用的无线连接设备的数目。爱立信公司预测，到2020年将有500亿这种设备。

将M2M应用区分于传统蜂窝网络服务的一个特征是与前者相关联的数据业务量相对较小。例如，电表读数应用可能仅需要每个月发送几字节数据。然而，由于预期使用大量MD，要加至网络的业务和相关联信令的总量将非常大。在现有移动数据通信系统内实现的现有数据传送和信令机制不必然适于M2M应用，因为这些机制是为了高速和低延迟而优化的，以满足因特网用户和如网页浏览、电子邮件、聊天和多媒体之类的应用的需要。

移动通信系统当前被设计为使得信令和用户数据通常分离承载。例如，在3GPP长期演进(LTE)和演进分组核心(EPC)架构的情况下，分组核心网中的移动管理实体(MME)负责控制与MD的通信，而服务网关(SGW)实体负责去往和来自eNodeB(基站)的用户平面数据传输。在MD与基站可以交换数据之前，必须进行以下步骤：

·附着：MD附着至网络信令实体，例如EPC网络中的MME。这包括导致在MD中和在网络信令实体中建立安全上下文的安全过程。

·地址分配：MD执行信令以获取所需地址(例如IP地址或其他L2寻址方案)以实现数据通信。

·转至连接状态：MD连接至无线电接入网(RAN)，网络在RAN节点中建立数据路径(承载)和用户上下文。

在M2M应用的情况下，可以认识到，由于这些所需的建立过程所导致的相对开销将非常高。这由图1的信令流程针对LTE情况示出，其中MD需要交换几字节的上行链路数据然后是几字节的下行链路数据，之后(超时)MD返回空闲模式。图1假定“附着”和“地址分配”过程已经执行，并且仅示意了与“转至连接状态过程”相关联的步骤。在图1所示的步骤中，只有信令流程中的步骤13至16携带实际用户数据，而过程的其余部分表示通信开销。通信开销不仅导致网络负载增加从而基础设施和网络支持成本增加，还导致MD中的额外功率消耗，降低电池寿命，而电池寿命是如小传感器之类的MD的非常重要的因素。

3GPPTS23.272描述了通过NAS信令传送短消息服务(SMS)消息的机制。核心网利用完整性保护应答来应答每个SMS消息。然而，TS23.272中描述的方法仍需要用户设备以相关联的较高信令量来建立连接状态，并且不适于广泛使用的M2M服务。

发明内容

本发明的目的是减少与在用户设备(如机器设备)与网络实体之间发送数据(尤其是少量数据)相关联的开销。

根据本发明的第一方面，提供了一种经由无线电接入网在用户设备与分组核心网内的网络实体之间发送用户平面数据的方法。所述方法包括：

1)向网络实体认证用户设备，并在用户设备与网络实体之间建立安全关联；

2)将用户设备维持在无连接状态，使得在用户设备与无线电接入网之间不建立安全关联，并且在用户设备与所述分组核心网之间不建立数据承载；

3)当用户设备处于所述无连接状态时，通过将上行链路和下行链路用户平面数据包括在非接入层上的信令消息内，在用户设备与所述网络实体之间发送上行链路和下行链路用户平面数据。

根据本发明的第二方面，提供了一种用户设备，用于经由无线电接入网与分组核心网内的网络实体交换数据。所述用户设备包括：认证实体，用于向网络实体认证用户设备，并与网络实体建立安全关联。所述设备还包括：设备状态管理器，用于将用户设备维持在无连接状态，使得在用户设备与无线电接入网之间不建立安全关联，并且在用户设备与所述分组核心网之间不建立数据承载；以及收发机，用于当用户设备处于所述无连接状态时，通过在非接入层上的信令消息内来发送和接收上行链路和下行链路用户平面数据，与所述网络实体交换上行链路和下行链路用户平面数据。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于分组核心网内的网络实体，被配置为经由无线电接入网与用户设备交换数据。所述网络实体包括：认证实体，用于认证用户设备，并与用户设备建立安全关联；以及设备状态管理器，用于将用户设备维持在无连接状态，使得在用户设备与无线电接入网之间不建立安全关联，并且在用户设备与所述分组核心网之间不建立数据承载。所述网络实体还包括：收发机，用于当用户设备处于所述无连接状态时，通过在非接入层上的信令消息内发送和接收上行链路和下行链路用户平面数据，与所述用户设备交换上行链路和下行链路用户平面数据。

附图说明

图1示出了与在用户终端(UE)与核心网内的网络实体之间交换数据的已知方法相关联的信令流程；

图2示意性示出了用于M2M应用的蜂窝网络架构；

图3是用于实现机器设备(MD)与分组核心网内的网络实体(NE)之间的无连接数据交换的简化信令过程；

图4是用于向分组核心网内的网络实体(NE)认证机器设备(MD)和在这两个节点之间建立安全关联(SA)的信令流程；

图5更详细示意了用于实现机器设备(MD)与分组核心网内的网络实体(NE)之间的无连接数据交换并依赖于RA信令来携带用户平面数据的信令过程，假定根据图4的在先认证和SA建立；

图6更详细示意了用于实现机器设备(MD)与分组核心网内的网络实体(NE)之间的无连接数据交换并依赖于调度信令来携带用户平面数据的信令过程，假定根据图4的在先认证和SA建立；

图7是用于向机器设备(MD)发送未经请求的下行链路数据的信令流程，其中MD位置在先已知或预测；

图8是用于向机器设备(MD)发送未经请求的下行链路数据的信令流程，其中MD位置在先未知，并执行RAN中的寻呼；

图9更详细示意了图8的信令；

图10示意了BS间移动的概念；

图11是与向机器设备(MD)传送下行链路数据相关联的信令流程，其中MD在LTE架构的eNB之间切换；

图12示意性示出了被配置为实现轻量数据传输过程的机器设备(MD)；

图13示意性示出了被配置为实现轻量数据传输过程的网络实体(NE)；以及

图14是轻量数据传输过程的流程图。

具体实施方式

以上讨论了由大量机器至机器(M2M)设备(MD)与无线蜂窝网络通信而可能导致的具体问题，尤其是由相对高的信令开销导致的问题。这里提出，通过使MD能够在不必首先建立连接状态的情况下，经由基站(其中，该术语包括LTE增强UTRAN架构的基站以及等效物，如2G和3G网络的相应基站控制器和无线电网络控制器)与核心网交换用户平面数据来减轻这些问题。(术语“用户平面数据”指在设备内的应用层或在网络或对等节点处产生的数据，即与网络连接和服务不相关联的数据。)这意味着，设备可以在没有在先信令以建立RAN中的状态的情况下经由无线电接入网(RAN)发送数据。这可以通过将上行链路和下行链路业务与路由信息一起发送来实现。可以利用在设备与核心网内的网络实体(NE)之间预先建立的安全关联来保护数据。不需要在设备与基站之间建立安全关联。

这里提出的方法与3GPPTS23.272的基于SMS的方法不同，根据后者(见8.2.2节)，设备开始于空闲模式并执行服务请求以建立数据承载。仅在完成服务请求之后，才在非接入层(NAS)消息中发送实际SMS。执行服务请求的原因在于其使得能够后续向设备发送下行链路消息。下行链路消息首先是针对SMS本身的应答，然后是对MD的传送通知。通过执行服务请求，MD变为连接至RAN，使得网络控制MD移动：网络命令MD执行无线电测量，无线电测量被发送至基站，允许基站在必要时触发切换。如果不执行服务请求，则网络将不能直接到达MD以发送下行链路消息(MD可能已经在发送上行链路数据和发送下行链路数据之间移动)，这种发送将需要MD的寻呼。

根据本提议，在移动由终端控制而不是网络控制的意义上(即只要MD决定另一基站具有更好的无线电特性，则MD可以决定移至另一基站)，允许MD停留在与当前空闲状态相似的状态。网络仍可以到达MD，以以下方式之一进行下行链路通信：

·对于具有对延迟不敏感的应用的MD，可以将下行链路数据缓冲在网络中，直至MD在上行链路中发送一些数据，此时可以立即传送下行链路数据。

·对于具有对延迟更敏感的应用的MD，可以向MD的上一已知位置(基站)发送下行链路数据。当由于MD移动而导致传送不成功时，网络可以寻呼MD或者网络等待MD在上行链路中进行发送。为了减少延迟，MD可以通过在切换后发送上行链路位置信息来辅助网络。

因此，本提议与现有技术(如3GPPTS23.272所表示)之间的两个关键区别在于，前者：

·避免了在网络中和无线电接口中建立数据承载；以及

·允许MD控制移动，使得MD可以自己决定移至新基站。

作为本提议的具体示例，考虑图2中描述的M2M应用场景。这里，机器设备(MD)(如传感器、致动器等等，由参考标号1标识)包括：无线电接口，允许其与蜂窝网络2(如3G或LTE网络)的RAN通信。业务经由RAN内的基站6路由。在LTE网络的情况下，该BS6是增强NodeB(eNB)。在蜂窝网络2内，核心网实体或节点(NE)3处理针对MD1的非接入层(NAS)。NE可以被实现为新网络节点或现有节点中的新逻辑功能，并负责处理与MD的信令以及用户数据。[3GPPTS21.905将NAS定义为UE与核心网之间的不在UTRAN中终结的协议。然后，该定义不是限制性的，因为该术语适用于具有不同无线电接入网技术的网络架构，例如LTE的E-UTRAN。]具体地，NE3负责移动管理，MD1具有与网络实体NE的安全关联。在3G网络中，NE3可以是服务GPRS支持节点(SGSN)，而在LTE网络中，NE3可以是移动管理实体(MME)。应用服务器4容纳M2M服务并与NE3通信，例如通过蜂窝网络运营商的IP骨干和/或经由因特网。当然，其他网络节点可以具有数据和信令路径，但是这些在此不进一步讨论。

图3在高层示意了用于在MD与NE之间交换数据的轻量机制。所示机制内包括以下阶段：

·阶段1-首先，假定MD向网络认证其自身，因此在MD与NE之间建立安全关联(SA)。这是根据如在3GPPTS23.401中针对LTE定义的现有技术方法来执行的。在图4中针对LTE网络的具体情况更详细示出了该过程，其中MDE(机器设备实体)对应于上述NE，MDA(机器设备认证器)可以被认为是EPC中的HSS的对等实体，MDGW(机器设备网关)可以被认为是EPC中的PDNGW的对等实体。假定阶段1过程很少运行，即在MD开启时。成功附着过程导致从分离状态转换至附着状态。假定MD长期停留在附着状态。该过程在NE中以及在用于通信的BS中建立上下文。

·阶段2-这涉及层2过程(如随机接入)，以获得所选BS处的传输资源。可以进行地址分配(也可以涉及GW的分配)。再次，这可以根据例如在3GPPTS23.401中针对LTE定义的现有技术方法来执行。

·阶段3-经由BS在MD与NE之间发送上行链路和下行链路数据。

在图4的示例中，应当注意，首先通过永久MD-id(标识为“MD永久ID”)来标识MD。该ID可以由网络运营商分配并用于与蜂窝IMEI标识和MAC地址类似的用途。在阶段1过程期间，NE(MDE)向MD分配临时MD-id(标识为“MD软ID”)。该临时ID可以周期性地或在MD的后续下电和上电时刷新。软ID可以包括标识NE的部分和标识MD的部分。例如，使用临时ID可以改进用户的私密性。

当MD有数据要发送时(阶段3)，例如以M2M应用服务器(图2)为目的地的IP分组，MD将其与MD-id以及在存在多个NE的情况下应当将消息转发至的NE的标识符一起发送。当MD附着至网络时分配NE路由信息，而MD-id是永久的或也是在附着期间分配的。UL数据应当在MD与NE之间安全保护，例如在适用加密时加密。此外，UL数据应当完整性保护，以防止在中间节点处篡改数据。完整性保护还应当覆盖MD-id。然而，不应对MD-id或NE路由信息加密，以允许BS对其进行检查并允许NE确定消息来自哪个用户。

基于NE路由信息，BS确定要将消息转发至哪个NE，然后将上行链路数据与MD-id一起发送至该UE。使用隧道来在BS与NE之间路由数据，其中BS利用包括NE的IP地址作为目的地地址的外层首部来封装数据分组。然后，如果有任何下行链路数据要发送，则NE可以再次使用隧道来从NE向BS路由数据分组，以经由BS向MD发送下行链路数据。如果需要应答的数据传输，则NE还可以向MD发送(单独的)应答。

如果需要发送更多数据，则可以重复该过程。BS可以缓存NE路由信息以使得MD不用将其包括在每个上行链路分组中，但是一般而言避免这种缓存以避免在BS中存储上下文信息。

图5更详细示意了与阶段2和3相关联的信令流程，再次以LTE为例。各个信令步骤如下：

1.MD发送随机接入消息1(前同步码)。

2.BS发送随机接入响应。

3.MD标识自身。[这可以基于上述示例LTE实现中的MD软ID，或者备选地在使用MD-id已经在MD与eNB之间建立有效短ID的情况下基于短ID。如果MD提供短ID，则eNB查找MD上下文，MD上下文还包括用于标识MDE以及向MDE标识MD的MD软ID。]

可以在该消息中搭载并发送上行链路数据。如果存在，利用MD-NE安全关联对其进行加密和完整性保护。完整性保护还覆盖MD-id以及AckReq。当存在时，MD-id不加密以使得NE可以使用它。MD应当在移至新BS之后，与初始消息一起发送AckReq标记以请求完整性应答，从而抵御假BS。对于停留在给定BS处的MD，可选地请求完整性保护的应答，MD可以周期性设置AckReq标记以确保其正在经由合法BS(而不是仅仅丢弃分组的假BS)来与运营商通话。AckReq标记是否加密有待将来决定。

4.BS基于编码至MD-ID中的NE标识符来确定目的地NE。BS向NE转发上行链路数据和AckReq，NE解密数据并检查数据的完整性以及MD-ID的完整性。向NE发送小区ID以向NE传递当前位置信息。

来自NE的响应取决于是否有任何数据或应答要发送至NE。如果有DL数据或设置了AckReq，则执行步骤5-7。

5.NE以任何可能的下行链路数据和应答来进行响应。如果MD设置AckReq标记，则Ack始终存在。核心网安全上下文对NE的响应进行加密和完整性保护。该消息确认MD-ID和完整性检查有效。该消息还携带向BS的应答以及对消息4的响应。该消息以及其他NE至BS消息还携带小区ID以允许BS标识当前小区。

6.BS通过如在RA消息3中回应相同MD-ID来向MD确认随机接入尝试。[再次考虑在LTE实现中，在终端不具有短ID的情况下，随机接入过程在MD与eNB之间建立新的短ID。]

7.BS向NE应答消息5。注意，这可以延迟至特定程度，以允许BS利用可能随后短时间内到来的上行链路数据来搭载它。

如果没有DL数据并且不发送AckReq，则执行步骤8和9。

8.该消息向BS应答消息4。

9.向MD发送确认以完成随机接入。

在该过程之后，NE移至单路由状态，即至MN的路由已知，至少直至某个预定超时时段到期。(注意，NE可以随后在超时到期之后移至多路由状态。)

图6示出了经由调度的传输发送上行链路数据的情况。在该情况下，利用调度授权隐式给出MD的标识。

存在以下情况：NE知道MD的当前位置，即MD当前附着至的BS。这可以是以下情况：MD已经在上行链路方向发送分组(数据分组或在切换至新BS之后的“信息”分组中)，使得NE可以假定(以高概率)MD附着至该相同BS的给定时间段(超时)。MD的位置可以是最佳猜测。以任一方式，这将或可以允许NE向MD发送“未经请求的”数据，如下(见图7)：

1.NE向BS发送下行链路数据以及MD-id，其中MD(假定)位于该BS。该数据由MD-NE安全关联保护。

2.BS向MD传送数据。

3-4.在MD有一些上行链路数据要发送的情况下，或者如果需要应答下行链路数据，MD可以继续上行链路传送。

在由于无线电链路失败而导致在步骤2中不能向MD传送数据的情况下，将错误消息发回NE。NE可以尝试经由备选BS来传送数据(见以下)。

在给定时间段内未从MD接收到上行链路数据或信令的情况下，或者如果至MD的先前下行链路传输尝试失败，NE可以尝试经由一个或多个其他BS传送分组。为此，NE首先寻呼MD，如下(总体概述见图8，在LTE上下文中的更具体考虑见图9)：

1.NE向MD的当前寻呼区域发送寻呼消息。寻呼区域是基于MD关于其位置的早先信令来确定的。BS可以组合为位置区域，MD可以在其移至新位置区域时始终发送信令。备选地，NE可以向MD早先知道的BS附近发送寻呼消息。该消息可以可选地包括这里未示出的其他参数，如MD特定DRX值。

2.在MD位于该BS的情况下，向MD传送寻呼消息。

3-4.MD以寻呼响应向NE响应。从此，NE可以假定当前BS在给定时间段内作为MD的最可能位置。

下行链路数据的后续传送可以如上所述进行，其中MD的BS假定为当前位置。

可以已经在步骤1中包括DL数据。此外，作为优化，寻呼响应可以携带UL数据。

基于无连接范例，所提出的系统不需要在BS中维持状态。这还具有以下结果：MD从一个BS至另一BS的移动不基于网络决定，而是基于MD的自主决定。MD自主测量相邻基站，并决定何时要移至另一基站。(注意，网络运营商可以将参数下载至MD以辅助对基站的选择。)图10示意了在LTE的上下文中的BS间移动的概念。该图示出了未将MD跟踪至小区或基站粒度的情况，从而NE不具有关于MD的新位置的立即更新。

在该上下文中，可以使用上述上行链路和下行链路通信方案。在任何基站处，在不具有在该基站处的任何在先状态建立的情况下，上行链路传输始终是可能的，这允许MD在无任何其他信令的情况下在新BS处开始上行链路传输。下行链路传输经由NE假定作为MD的当前位置的BS进行。如果MD同时移至另一BS，则NE将从原BS得到失败指示，然后可以如上所述尝试在较大的区域中传送分组。备选地，在NE从原BS得到失败指示的情况下，NE可以将下行链路分组缓冲一段时间，如果MD从新基站发送一些数据或信令，则其此时可以向该新BS传送数据，如图11所示。对于容许高延迟的数据而言——多数M2M应用正是这种情况，以及在MD被配置为使其在其每次移至新BS时向网络发送新位置更新信令的情况下，这是最有用的。

图12示意性示出了经由无线电接入网与分组核心网内的网络实体交换数据的用户设备(MD)1。该设备包括硬件(包括存储器)和软件，用于实现包括标准无线电接口2(例如UTRAN、eUTRAN等等)的功能。用户设备包括认证实体3，用于向网络实体认证用户设备，并用于与网络实体建立安全关联。设备状态管理器4将用户设备维持在无连接状态，使得在用户设备与无线电接入网之间不建立安全关联，并且在用户设备与所述分组核心网之间不建立数据承载。收发机5提供用于当用户设备处于所述无连接状态时，通过在非接入层上的信令消息内来发送和接收上行链路和下行链路用户平面数据，与所述网络实体交换上行链路和下行链路用户平面数据。

图13示意了一种用于分组核心网内的网络实体(NE)10，被配置为经由无线电接入网与用户设备交换数据。所述NE包括硬件(包括存储器)和软件，用于实现针对无线电接入网的基站(例如eNB等等)的标准接口11。所述NE包括：认证实体12，用于认证用户设备，并与用户设备建立安全关联。设备状态管理器13被配置用于将用户设备维持在无连接状态，使得在用户设备与无线电接入网之间不建立安全关联，并且在用户设备与所述分组核心网之间不建立数据承载。收发机14被配置用于当用户设备处于所述无连接状态时，通过在非接入层上的信令消息内来发送和接收上行链路和下行链路用户平面数据，与所述用户设备交换上行链路和下行链路用户平面数据。

图14是进一步示意了用于允许在MD与NE之间的用户平面数据的无连接交换的过程的流程图。该过程始于S1，在步骤S2，MD开启。步骤S3示出了以下步骤：向PS核心内的NE认证MD，并在两个实体之间建立SA。这可以涉及NE与如HSS的认证服务器交互。在步骤S4，MD维持在对于无线电接入网的无连接状态，即在RAN内针对MD不维持状态。在步骤S5，MD能够使用NAS中的信令向NE发送用户平面数据，并且类似地能够从NE接收数据。

如上所述，所提出的方案在不需要在BS中维持状态的意义上是无连接的。这具体适用于BS中的安全上下文，因为加密和完整性保护在MD和NE之间进行，对BS是透明的。对于该确定，已经考虑以下点：

·在所提出的模型中，移动/小区改变是MD控制的而不是网络(BS)控制的。这意味着没有要保护的切换信令。

·由此，还可以避免从MD向BS进行其他BS的无线电测量报告。因此，这种信令不需要保护，并且不需要对此的BS安全上下文。

·对于机器设备，多个无线电承载的动态分配的概念显得不必要，因为MD可以典型地仅使用静态QoS设置以及单一类型的QoS。因此，不需要相关联的承载建立/释放信令，并且这也不需要保护。

·RLC(无线电链路控制)和HARQ(混合自动重传请求)即使在现今的LTE中也是不保护的，在M2M环境中也不需要保护。类似地，可以在无额外密码保护的情况下进行无线电链路的一些其他参数(例如调制模式)的设置。

所提出的系统架构在不需要在RAN中维持状态的意义上是无连接移动系统，然而不排除一些RAN状态用于优化目的的可能性，如临时短标识符或关于MD的无线电链路质量的状态。所提出的系统是针对M2M应用优化的，并带来以下优点。

·避免了在RAN中维持针对小设备的过多上下文。

·通过在相同消息中搭载控制和数据，减少了MD和网络实体的信令开销。

·通过减少通信开销，可以降低MD的功耗。

·实现了具有针对控制和信令的组合实体的网络架构，从而潜在地降低了M2M应用的网络复杂度。

该系统的缺点在于，对于延迟和高吞吐量的优化相对较少。然而，对于M2M应用而言，开销减少更重要得多，M2M应用典型地不对延迟敏感，也不依赖于高吞吐量。

所提出的系统可以与现有3GPP移动系统和谐部署。关于LTE接入，NE对应于类似MME和类似SGW的功能的组合，因为其处理控制和数据两者。NE可以实现为独立节点或现有节点(如MME)的功能。

本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可以对上述实施例做出各种修改。

Claims

1.一种经由无线电接入网在用户设备与分组核心网内的网络实体之间发送用户平面数据的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分组核心网是演进分组核心网。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述无线电接入网是长期演进网络的增强UTRAN。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤3)包括：将上行链路和下行链路数据包括在随机接入消息内，所述随机接入消息在用户设备与无线电接入网之间发送。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤3)包括：将上行链路和下行链路数据包括在非接入层上的调度的信令消息内。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述网络实体实现移动管理实体功能。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述网络实体还实现服务网关功能。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括：对于上行链路数据，将针对所述网络实体的路由信息包括在包含用户平面数据的信令消息内；以及在无线电接入网内使用所述路由信息来将用户平面数据路由至网络实体。

9.根据权利要求8所述的方法，包括：对于上行链路数据，将用户设备的标识包括在包含用户平面数据的信令消息内。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括：对于下行链路数据，将用户设备的标识包括在包含用户平面数据的信令消息内；以及在无线电接入网内使用该标识来将用户平面数据路由至用户设备。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括：在所述网络实体处，在网络实体从所述用户设备接收到信令消息之后，存储无线电接入网内的基站的标识；以及使用该标识来确定以该用户设备为目的地的后续信令消息的路由路径。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：在关于所述用户设备在网络实体处未存储基站标识的情况下，或者在使用所存储的基站标识未能传送信令消息的情况下，在无线电接入网中执行寻呼操作以标识基站，并将该标识报告给网络实体。

13.根据权利要求11所述的方法，包括：在关于所述用户设备在网络实体处未存储基站标识的情况下，或者在使用所存储的基站标识未能传送信令消息的情况下，存储下行链路用户平面数据，直至从用户设备接收到信令消息并且知道基站的标识时为止。

14.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括：在网络实体和用户设备处，加密用户平面数据以包括在信令消息中，和/或将完整性保护包括在信令消息中。

15.一种用户设备，经由无线电接入网与分组核心网内的网络实体交换数据，所述用户设备包括：

认证实体，用于向网络实体认证用户设备，并与网络实体建立安全关联；

设备状态管理器，用于将用户设备维持在无连接状态，使得在用户设备与无线电接入网之间不建立安全关联，并且在用户设备与所述分组核心网之间不建立数据承载；以及

收发机，用于当用户设备处于所述无连接状态时，通过在非接入层上的信令消息内来发送和接收上行链路和下行链路用户平面数据，与所述网络实体交换上行链路和下行链路用户平面数据。

16.根据权利要求15所述的用户设备，所述设备被配置为与增强UMTS陆地无线电接入网通信。

17.根据权利要求15或16所述的用户设备，所述收发机被配置为将用户设备的标识以及可选地将针对所述网络实体的标识或其他路由信息包括在包含用户平面数据的上行链路信令消息内。

18.一种用于分组核心网内的网络实体，被配置为经由无线电接入网与用户设备交换数据，所述网络实体包括：

认证实体，用于认证用户设备，并与用户设备建立安全关联；

收发机，用于当用户设备处于所述无连接状态时，通过在非接入层上的信令消息内来发送和接收上行链路和下行链路用户平面数据，与所述用户设备交换上行链路和下行链路用户平面数据。

19.根据权利要求18所述的网络实体，其中，所述网络实体被配置为在演进分组核心网内操作。

20.根据权利要求19所述的网络实体，所述网络实体实现移动管理实体功能。

21.根据权利要求20所述的网络实体，所述网络实体还实现服务网关功能。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的网络实体，包括：信令消息路由控制器，用于在网络实体从用户设备接收到信令消息之后，存储无线电接入网内的基站的标识，并使用该标识来确定以该用户设备为目的地的后续信令消息的路由路径。

23.根据权利要求22所述的网络实体，所述信令消息路由控制器被配置为，在关于所述用户设备在网络实体处未存储基站标识的情况下，或者在使用所存储的基站标识未能传送信令消息的情况下，在无线电接入网中发起寻呼操作，以标识基站。

24.根据权利要求22所述的网络实体，所述信令消息路由控制器被配置为，在关于所述用户设备在网络实体处未存储基站标识的情况下，或者在使用所存储的基站标识未能传送信令消息的情况下，存储下行链路用户平面数据，直至从用户设备接收到信令消息并且知道基站的标识时为止。