CN103188616A

CN103188616A - 一种终端组的管理方法和系统

Info

Publication number: CN103188616A
Application number: CN2011104590150A
Authority: CN
Inventors: 杨坤
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2031-12-31
Also published as: US9491594B2; WO2013097332A1; EP2731364A1; EP2731364A4; EP2731364B1; CN103188616B; US20140307647A1

Abstract

本发明提供一种终端组的管理方法，包括：归属用户信息单元将终端组的组信息发送给机器类型通信互操作功能实体MTC IWF，所述MTC IWF存储所述组信息；所述MTC IWF接收到服务器发送的所述终端组的请求消息后，根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程。本发明还提供一种终端组的管理系统。本发明可以实现通过MTC IWF对终端组进行管理。

Description

一种终端组的管理方法和系统

技术领域

本发明涉及到机器类型通信(MTC，Machine Type Communication)终端的管理，尤其涉及一种终端组的管理方法和系统。

背景技术

图1为传统的蜂窝无线通信系统结构示意图，如图1所示，蜂窝无线通信系统主要由核心网(CN，Core Network)、接入网(RAN，Radio AccessNetwork)、以及终端组成。其中，CN负责非接入层事务，比如：终端位置更新等，并且是用户面的锚点。RAN包括：基站、或基站及基站控制，RAN负责接入层事务，比如：无线资源的管理等，基站之间可以根据实际情况存在物理或逻辑上的连接，如图1所示的基站1与基站2之间的连接，基站1与基站3之间的连接，并且每个基站可以和一个以上的CN节点连接。终端，也就是指用户设备(UE，User Equipment)，是指可以和蜂窝无线通信网络通信的各种设备，比如：移动电话或笔记本电脑等。

MTC业务是指：机器之间机器进行通信的业务。在MTC业务中，不需要人的参与，所有的通信均由机器自主完成，通过传感器等感知设备获得数据，然后通过通信模块将数据上报给移动通信网络，并通过移动通信网络接入到公共数据网中。MTC业务可以包括：物流监控、安全监测、远程医疗检测、以及远程抄表等应用。MTC业务的数据由移动运营商或专门的MTC运营商的特定服务器进行管理，可供MTC用户或MTC管理者查看。在这个过程中，获取业务所需要的数据的设备即为终端。

MTC业务引入了与传统移动通信不同的特性，例如基于组的MTC特性。当基于组的MTC特性被激活时，网络能根据运营商的需求，对MTC终端分组进行控制、管理或计费。如此，基于组的MTC特性提供了以组为粒度，对MTC终端进行控制/更新/计费更简易的模式，并减少了多余的信令以避免造成网络拥塞。当MTC终端数量很大时，使用基于组的MTC特性还可以节约网络资源。一个组内的各终端可以在相同的区域、和/或具有相同的MTC特征属性、和/或属于相同的MTC用户，就网络而言，组内各终端是可见的。

对于基于组的MTC特性，在MTC用户签约一个终端组时，运营商需要在该组内各终端的签约信息中设置并激活组(Group)特性，并将设置后的各终端的签约信息存储在归属用户信息单元中。归属用户信息单元包括归属用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)或者归属用户位置寄存器(HLR，Home Location Register)，是核心网中负责保存终端设备的身份信息、认证信息和授权信息等的实体。根据不同情况，HSS或HLR可用于保存用户的身份信息及用户和终端设备的绑定信息，或只保存用户的身份信息(可由网关保存用户和终端设备的绑定信息)，或直接保存终端设备的身份信息。HSS或HLR还负责用户的签约数据库，以及执行用户的身份验证和授权等。业务平台可从HSS或HLR查询用户或终端信息。

如图2所示，为MTC通信系统架构示意图。当终端附着到网络上时，移动性管理单元从HSS或HLR中获得该终端的签约信息，并保存在本地。移动性管理单元包括移动性管理实体(MME，Mobility Management Entity)或者GPRS服务支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)或者移动交换中心(MSC，Mobile Switching Center)，是核心网中负责管理终端接入控制、位置信息更新以及切换的单元，负责核心网到终端的非接入层信令控制和将终端注册到网络的功能。

机器类型通信互操作功能实体(MTC IWF)是在移动通信网和外部公网之间的一个连接实体，能够实现协议转换、地址查询、信息保存等功能。互操作功能实体对外连接应用服务器，对内可以连接到HSS/HLR或MME/SGSN/MSC。

通常有某些过程，比如服务器需要通过MTC IWF触发终端建立与服务器的连接，或者MTC IWF需要获取终端的终端可及性，那么MTC IWF需要从HSS或HLR获取终端的服务节点信息，或者从HSS或HLR获取终端的终端可及性信息。所述服务节点信息即终端的服务MME或SGSN或MSC地址。目前针对基于组的MTC特性，比如将MTC终端分组进行控制/更新/计费，已有解决方案根据组信息进行终端组代表MME、终端组代表S-GW的选择，以及根据组信息进行终端组可及性过程、终端组周期性位置更新的控制等。

然而，在引入基于组的MTC特性后，现有网络的功能无法根据组信息并通过MTC IWF对终端组进行管理，从而避免服务器或MTC IWF需要同时向HSS或HLR获取终端组大量MTC终端的服务节点信息或终端可及性信息所造成的网络拥塞。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种终端组的管理方法和系统，使得网络能够根据组信息并通过MTC IWF对终端组进行管理。

为了解决上述问题，本发明提供了一种终端组的管理方法，包括：

归属用户信息单元将终端组的组信息发送给机器类型通信互操作功能实体MTC IWF，所述MTC IWF存储所述组信息；

所述MTC IWF接收到服务器发送的所述终端组的请求消息后，根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述组信息包括：

组标识、组代表终端标识、组代表服务节点标识；或者，组标识、组代表终端标识、终端组可及性指示；或者，组标识、组代表终端标识、组代表服务节点标识，终端组可及性指示。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述归属用户信息单元为归属用户服务器HSS或者归属位置寄存器HLR；

所述组代表服务节点标识为移动性管理单元、服务网关S-GW或分组数据网网关P-GW的标识。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述请求消息为：终端组触发请求，或者，终端组可及性请求。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述请求消息为终端组触发请求时，所述根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程包括：

所述MTC IWF收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的组代表移动性管理单元地址，构建新触发消息，将所述触发消息发送给查找到的所述组代表移动性管理单元。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述请求消息为终端组可及性请求时，所述根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程包括：

所述MTC IWF收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的可及性指示，并将结果返回给所述服务器。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：所述归属用户信息单元检测到所述组信息发生变更后，通知所述MTC IWF更新所述组信息。

本发明还提供一种终端组的管理系统，包括归属用户信息单元和机器类型通信互操作功能实体MTC IWF，其中：

所述归属用户信息单元用于：将终端组的组信息发送给机器类型通信互操作功能实体MTC IWF；

所述MTC IWF用于：存储所述组信息；以及，接收到服务器发送的所述终端组的请求消息后，根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程。

进一步的，上述系统还可具有以下特点，所述组信息包括：

进一步的，上述系统还可具有以下特点，所述归属用户信息单元为归属用户服务器HSS或者归属位置寄存器HLR；

进一步的，上述系统还可具有以下特点，所述请求消息为：终端组触发请求，或者，终端组可及性请求。

进一步的，上述系统还可具有以下特点，所述MTC IWF还用于：当所述请求消息为终端组触发请求时，收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的组代表移动性管理单元地址，构建新触发消息，将所述触发消息发送给查找到的所述组代表移动性管理单元。

进一步的，上述系统还可具有以下特点，所述MTC IWF还用于：所述请求消息为终端组可及性请求时，收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的可及性指示，并将结果返回给所述服务器。

进一步的，上述系统还可具有以下特点，所述归属用户信息单元还用于：检测到所述组信息发生变更后，通知所述MTC IWF更新所述组信息。

本发明提供了一种终端组的管理方法和系统，使得网络能够根据组信息并通过MTC IWF对终端组进行管理。

附图说明

图1为传统的蜂窝无线通信系统结构示意图；

图2是MTC通信系统架构示意图；

图3是本发明实施例一流程图；

图4是本发明实施例二流程图；

图5是本发明实施例三流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明实施例提供一种终端组的管理方法，包括：

归属用户信息单元将终端组的组信息发送给MTC IWF，MTC IWF存储组信息；

其中，可以由运营商将终端组标识作为终端的签约数据存储在HSS或HLR中；

其中，归属用户信息单元可以是HSS或HLR；

其中，归属用户信息单元通过组管理消息将终端组的组信息发送到MTCIWF。

其中，所述组信息包括：组标识、组代表终端标识、组代表服务节点标识；或者，组标识、组代表终端标识、终端组可及性指示；或者，组标识、组代表终端标识、组代表服务节点标识，终端组可及性指示。

所述归属用户信息单元为归属用户服务器HSS或者归属位置寄存器HLR；所述组代表服务节点标识为移动性管理单元、服务网关S-GW或分组数据网网关P-GW的标识。

其中，所述请求消息中包含终端组标识或终端标识集。终端标识集为终端标识的集合，包括一个或多个终端标识。

其中，所述请求消息可以是：终端组触发请求、终端组可及性请求等，不限于本发明。

其中，所述过程可以是：终端组触发过程、终端组可及性过程等。

具体的，所述请求消息为终端组触发请求时，所述根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程包括：

所述请求消息为终端组可及性请求时，所述根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程包括：

其中，所述方法还包括，所述归属用户信息单元检测到所述组信息发生变更后，通知所述MTC IWF更新所述组信息。可以通过组管理消息进行通知。

实施例一(触发请求/SGSN)：

如图3所示，图3中进行了简化，所示的SGSN为组代表SGSN，包括：

步骤301、在终端入网时，终端组用户将组内各终端签约为具有组特性的终端，并由运营商为该终端组分配组标识(Group Identity)，作为终端的签约数据存储在HSS或HLR中；

步骤302、终端开机后，发送附着请求到SGSN，其中包括终端标识和安全证书。

步骤303、SGSN在通过对终端标识和安全证书的鉴权后，通过更新位置请求消息向HSS或HLR请求该终端的签约数据，消息中包含终端标识，如IMSI(国际移动用户识别码)。

步骤304、HSS或HLR在收到SGSN的请求后，根据终端标识在本地存储的信息中查找终端对应的签约数据，并判断该终端是否为终端组的组代表终端：

如为否，则网络执行现有过程，即HSS或HLR通过更新位置确认消息向SGSN提供该终端的签约数据，之后SGSN发送附着接受消息给该终端，消息中包含该终端的签约数据；

如果是，在网络执行现有过程的同时，HSS或HLR将该终端的服务SGSN作为组代表SGSN，并通过S6m(MTC IWF用以问询HSS/HLR的参考点)上的信令发送组管理消息向MTC IWF提供该终端组的组信息，其中包括终端的组标识、组代表终端标识，如GRUEI(Group Representative UE Identity)，以及组代表SGSN标识，如GRSGSNI(Group Representative SGSN Identity)。

需要说明的是，所述组代表终端可以由网络指定，也可以由MTC用户与运营商签约设定。

若组代表终端由网络为终端组指定，HSS或HLR可以通过以下方法中的一种或多种的组合来判断当前终端是否为组代表终端：

将终端组中第一个附着的终端作为组代表终端；

将终端组中性能最优的终端作为组代表终端；

将终端组中能力最强的终端作为组代表终端。

若组代表终端由MTC用户与运营商签约设定，则将终端的组标识和设定的组代表终端标识一同作为终端的签约数据存储在HSS或HLR中。

步骤305、当MTC应用服务器需要触发终端组中的MTC终端建立与服务器的连接时，将触发请求消息发送到MTC IWF。该请求消息中包含终端组标识或终端的标识集、应用的标识、MTC应用服务器的地址、触发指示的有效时间。这里的终端组标识或终端标识为网络之外使用的外部标识。

步骤306、MTC IWF本地数据库存储了外部标识与内部标识之间的一对一映射表。MTC IWF解析触发消息，读取触发消息中的终端组标识或终端标识集，根据本地数据库中存储的外部标识和内部标识映射表，查找触发消息中的终端组标识或终端标识对应的在网络中使用的内部标识，并根据本地数据库中存储的从HSS或HLR获取的组信息查找对应终端组的组代表SGSN地址。在查找到组代表SGSN地址后，构建新的触发消息，使用终端组或终端内部标识替代原触发消息的外部标识，并通过T5a(MTC IWF与服务SGSN之间的参考点)上的触发请求信令发送到组代表SGSN。

需要说明的是，如果MTC IWF一直没有获取到HSS或HLR提供的对应终端组的组信息，那么当触发指示的有效时间到期时，MTC IWF通过Tsp(MTC应用服务器与服务MTC IWF之间的参考点)上的信令发送触发响应消息到MTC应用服务器，通知MTC应用服务器触发请求失败。

步骤307、组代表SGSN在接收到MTC IWF发送的信令后，读取其中包含的触发消息，在本地设置触发定时器T1、根据触发消息中的有效时间值在本地设置定时器T1的值，并启动该定时器，同时保存该终端的触发消息。

如果终端与组代表SGSN建立了非接入层(NAS)连接，则SGSN发送下行通用传输NAS消息给终端，在该消息中包含该终端的触发消息；

如果终端处于空闲状态，组代表SGSN不立即发送触发消息，等待终端与SGSN建立NAS连接以后再进行发送。

步骤308、HSS或HLR根据组信息在本地检测到组代表终端的服务SGSN发生变更时，重新指定该终端组的组代表SGSN，并通过组管理消息通知MTC IWF更新其本地存储的该终端组对应的组信息。

实施例二(触发请求/MME)：

如图4所示，包括：

步骤401、在终端入网时，终端组用户将组内各终端签约为具有组特性的终端，并由运营商为该终端组分配组标识，作为终端的签约数据存储在HSS中。

步骤402、终端开机后，发送附着请求到MME，其中包括终端标识和安全证书。

步骤403、MME在通过对终端标识和安全证书的鉴权后，通过更新位置请求消息向HSS请求该终端的签约数据，消息中包含终端标识，如IMSI。

步骤404、HSS在收到MME的请求后，根据终端标识在本地存储的信息中查找终端对应的签约数据，并判断该终端是否为终端组的组代表终端：

如为否，则网络执行现有过程，即HSS通过更新位置确认消息向MME提供该终端的签约数据，之后MME发送附着接受消息给该终端，消息中包含该终端的签约数据；

如果是，在网络执行现有过程的同时，HSS将该终端的服务MME作为组代表MME，并通过S6m上的信令发送组管理消息向MTC IWF提供该终端组的组信息，其中包括终端的组标识、组代表终端标识，如GRUEI，以及组代表MME标识，如GRMMEI(Group Representative MME Identity)。

步骤405、当MTC应用服务器需要触发终端组中的MTC终端建立与服务器的连接时，将触发请求消息发送到MTC IWF。该请求消息中包含终端组标识或终端的标识集、应用的标识、服务器的地址、触发指示的有效时间。这里的终端组标识或终端标识为网络之外使用的外部标识。

步骤406、MTC IWF本地数据库存储了外部标识与内部标识之间的一对一映射表。MTC IWF解析触发消息，读取触发消息中的终端组标识或终端标识集，根据本地数据库中存储的外部标识和内部标识映射表，查找触发消息中的终端组标识或终端标识对应的在网络中使用的内部标识，并根据本地数据库中存储的从HSS获取的组信息查找对应终端组的组代表MME地址。在查找到组代表MME地址后，构建新的触发消息，使用终端组或终端内部标识替代原触发消息的外部标识，并通过T5b(MTC IWF与服务MME之间的参考点)上的触发请求信令发送到组代表MME。

步骤407、组代表MME在接收到MTC IWF发送的信令后，读取其中包含的触发消息，在本地设置触发定时器T2、根据触发消息中的有效时间值在本地设置定时器T2的值，并启动该定时器，同时保存该终端的触发消息。

如果终端与组代表MME建立了NAS连接，则MME发送下行通用传输NAS消息给终端，在该消息中包含该终端的触发消息；

如果终端处于空闲状态，组代表MME不立即发送触发消息，等待终端与MME建立NAS连接以后再进行发送。

步骤408、HSS根据组信息在本地检测到组代表终端的服务MME发生变更时，重新指定该终端组的组代表MME，并通过组管理消息通知MTC IWF更新其本地存储的该终端组对应的组信息。

实施例三(终端可及性请求)：

如图5所示，包括：

步骤501、在终端入网时，终端组用户将组内各终端签约为具有组特性的终端，并由运营商为该终端组分配组标识，作为终端的签约数据存储在HSS或HLR中；

步骤502、HSS或HLR根据组信息在本地检测到组代表终端可及或被激活时，通过S6m上的信令发送组管理消息向MTC IWF提供该终端组的组信息，其中包括终端的组标识、组代表终端标识，如GRUEI、以及终端组可及性指示。

步骤503、当MTC应用服务器需要获取终端组中MTC终端的终端可及性信息时，将终端组可及性请求消息发送到MTC IWF。该请求消息中包含终端组标识或终端的标识集。这里的终端组标识或终端标识为网络之外使用的外部标识。

步骤504、MTC IWF本地数据库存储了外部标识与内部标识之间的一对一映射表。MTC IWF解析触发消息，读取触发消息中的终端组标识或终端标识集，根据本地数据库中存储的外部标识和内部标识映射表，查找触发消息中的终端组标识或终端标识对应的在网络中使用的内部标识，并根据本地数据库中存储的从HSS或HLR获取的组信息查询对应终端组的终端组可及性指示：

若MTC IWF在本地数据库中存储的组信息中查询到对应终端组的终端组可及性指示为该终端组可及，则通过Tsp上的信令发送终端组可及性通知消息通知MTC应用服务器该终端组可及；

若MTC IWF在本地数据库中存储的组信息中查询到对应终端组的终端组可及性指示为该终端组不可及、或者本地数据库中没有存储对应终端组的组信息，则通过Tsp上的信令发送终端组可及性通知消息通知MTC应用服务器该终端组不可及。

步骤505、HSS或HLR根据组信息在本地检测到组代表终端不可及或去激活时，重新设定该终端组的可及性指示，并通过组管理消息通知MTC IWF更新其本地存储的该终端组对应的组信息。

本发明实施例还提供一种终端组的管理系统，包括归属用户信息单元和机器类型通信互操作功能实体MTC IWF，其中：

其中，所述组信息包括：

其中，所述归属用户信息单元为归属用户服务器HSS或者归属位置寄存器HLR；

其中，所述请求消息为：终端组触发请求，或者，终端组可及性请求。

其中，所述MTC IWF还用于：当所述请求消息为终端组触发请求时，收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的组代表移动性管理单元地址，构建新触发消息，将所述触发消息发送给查找到的所述组代表移动性管理单元。

其中，所述MTC IWF还用于：所述请求消息为终端组可及性请求时，收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的可及性指示，并将结果返回给所述服务器。

其中，所述归属用户信息单元还用于：检测到所述组信息发生变更后，通知所述MTC IWF更新所述组信息。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims

1.一种终端组的管理方法，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组信息包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述归属用户信息单元为归属用户服务器HSS或者归属位置寄存器HLR；

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求消息为：终端组触发请求，或者，终端组可及性请求。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述请求消息为终端组触发请求时，所述根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程包括：

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述请求消息为终端组可及性请求时，所述根据所述组信息执行所述请求相关的终端组过程包括：

7.如权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述归属用户信息单元检测到所述组信息发生变更后，通知所述MTC IWF更新所述组信息。

8.一种终端组的管理系统，包括归属用户信息单元和机器类型通信互操作功能实体MTC IWF，其中：

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述组信息包括：

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述归属用户信息单元为归属用户服务器HSS或者归属位置寄存器HLR；

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述请求消息为：终端组触发请求，或者，终端组可及性请求。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述MTC IWF还用于：当所述请求消息为终端组触发请求时，收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的组代表移动性管理单元地址，构建新触发消息，将所述触发消息发送给查找到的所述组代表移动性管理单元。

13.如权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述MTC IWF还用于：所述请求消息为终端组可及性请求时，收到所述触发请求后，获取所述触发请求中的终端组标识或者终端标识集，根据所述组信息查找对应终端组的可及性指示，并将结果返回给所述服务器。

14.如权利要求8至13任一所述的系统，其特征在于，所述归属用户信息单元还用于：检测到所述组信息发生变更后，通知所述MTC IWF更新所述组信息。