CN105850156B - 用于优化lte网络上的短数据突发服务的方法和系统 - Google Patents

用于优化lte网络上的短数据突发服务的方法和系统 Download PDF

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Abstract

提供了用于管理无线网络能力以在基于长期演进(LTE)的网络上支持短数据突发(SDB)服务的方法和相关系统。这样的方法和系统提供了改进的效率和性能，由此增大了基于LTE的网络能力以支持SDB服务。

Description

用于优化LTE网络上的短数据突发服务的方法和系统
背景技术
为了发送和接收短数据突发(SDB)，使用现有的基于长期演进(LTE)的网络(简称“LTE网络”)的通信通常需要完整的无线电资源连接(“RRC连接”)的初始设立(称为“建立(set up)”)、配置和释放。虽然在需要在最终用户装置和LTE网络之间交换大量数据时，建立、配置和释放过程可能是有效率的，但在需要交换较小量数据时效率非常低，而对于利用SDB通信的应用和服务(统称为“SDB服务”或“SDB通信”)通常正是这种情况。
为了避免为SDB服务建立、配置和释放完整的RRC连接，一些LTE网络提供者采用了简单维持(即，不释放)RRC连接的做法。不过，这种做法仍然需要提供者将宝贵的带宽和处理，连同其他网络资源一起专用于维持这样的连接。更糟的是这样的RRC连接很多时间会变成空闲(即，不用的)。
发明内容
根据本发明的各个实施例提供了方法和系统，其在支持SDB服务的同时有效利用了LTE网络资源。此外，相信本文描述的方法和系统可以允许以很高效率的方式使用这样的资源，从而可以使LTE网络的能力最大化。
在一个实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的方法可以包括：在演进节点(eNB)处，在信令无线电承载信道上从用户设备(UE)接收包括移动端发起(MO)的SDB指示符的RRC连接请求消息；响应于所述RRC连接请求消息，从所述eNB向所述UE发送RRC连接建立消息；在所述eNB处从所述UE接收包括上行链路非接入层(NAS)消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路非接入层消息还包括MO SDB内容和所述MO SDB指示符；从所述eNB向移动性管理实体(MME)转发具有所述MO SDB内容和指示符的NAS消息以及初始UE消息；在所述eNB处从所述MME接收包含MO SDB指示符标记的初始上下文建立请求消息；从所述eNB向所述UE发送RRC连接释放消息；以及从所述eNB向所述MME发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放请求消息。这种示范性方法还可以包括一个或多个附加过程，例如：(i)从所述MME向所述eNB发送包含MO SB指示符标记的初始上下文建立请求消息；(ii)在所述eNB处从所述MME接收UE上下文释放命令消息；以及从所述eNB向所述MME发送UE上下文释放完成消息；(iii)从所述eNB发送包括能力指示符的消息，所述能力指示符指出所述eNB能够进行SDB能力优化；(iv)在所述UE处接收包括能力指示符的所发送的消息，所述能力指示符指出所述eNB能够进行SDB能力优化；(v)利用信令无线电承载信道从所述UE向所述eNB发送RRC连接请求消息；在所述UE处从所述eNB接收RRC连接建立消息；以及从所述UE向所述eNB发送包括上行链路NAS消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路NAS消息还包括MO SDB内容和所述MO SDB指示符；(vi)基于UE向eNB在上行链路NAS消息中要发送的数据量超过阈值的确定，从UE向eNB发送不包括MO SDB指示符的RRC连接请求消息；以及完成呼叫许可控制消息以建立RRC连接；(vii)在eNB处接收下行链路确认NAS消息；以及在向所述UE发送所述RRC连接释放消息之前，基于在可配置时间周期之内从所述MME接收到下行链路确认NAS消息的确定，从所述eNB向所述UE转发所述下行链路确认NAS消息，其中所述可配置时间周期可以包括从1秒到3秒的周期范围。
在本发明的另一实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的方法可以包括：在eNB处，在信令无线电承载信道上从UE接收RRC连接请求消息；从所述eNB向所述UE发送RRC连接建立消息；在所述eNB处从所述UE接收包括NAS消息的RRC连接建立完成消息，所述NAS消息还包括SDB内容；从所述eNB向MME转发具有所述SDB内容的所述NAS消息；以及在所述eNB处从所述MME接收包含SDB输送指示符的UE上下文释放命令消息。这种方法还可以包括一个或多个附加过程，例如：(i)从所述eNB向所述UE发送RRC连接释放消息；以及从所述eNB向所述MME发送UE上下文释放完成消息；(ii)利用信令无线电承载信道从所述UE向所述eNB发送RRC连接请求消息；在所述UE处从所述eNB接收RRC连接建立消息；以及从所述UE向所述eNB发送包括上行链路NAS消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路NAS消息还包括SDB内容；(iii)在eNB处接收下行链路确认NAS消息；以及在向所述UE发送所述RRC连接释放消息之前，基于在可配置时间周期之内从所述MME接收到下行链路确认NAS消息的确定，从所述eNB向所述UE转发所述下行链路确认NAS消息，其中如前所述，所述可配置时间周期可以包括从1秒到3秒的周期范围；(iv)在所述MME处确定要在上行链路NAS消息中从所述UE向所述eNB发送的数据的所估计的量不超过阈值；以及从所述MME向所述eNB发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放命令消息；(v)访问数据库，所述数据库包括先前从所述UE向所述eNB传输的数据量的概况和测量摘要；以及确定要在上行链路NAS消息中从所述UE向所述eNB发送的数据的所估计的量不超过阈值，且其中所述UE可以实质上始终低于所述阈值发送数据。
在又一实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的方法可以包括：在eNB处从MME接收包括SDB类型指示符的寻呼消息；在eNB寻呼区域之内，并在MME的跟踪区域之内，从所述eNB向UE发送包括SDB类型指示符的eNB寻呼消息；在信令无线电承载信道上从所述UE接收RRC连接请求消息；从所述eNB向所述UE发送RRC连接建立消息；从所述UE接收RRC连接建立完成消息；向所述MME发送初始UE消息；从所述MME接收包含SDB内容的下行链路NAS消息；向所述UE转发下行链路NAS消息；从所述MME接收UE上下文释放命令消息；向所述UE发送RRC连接释放消息；以及向所述MME发送UE上下文释放完成消息。该方法还可以包括一个或多个附加过程，例如：(i)在eNB处从所述UE接收上行链路确认(ACK)NAS消息；在向所述UE发送所述RRC连接释放消息之前，基于在可配置时间周期之内从所述UE接收到上行链路ACK NAS消息的确定，向所述MME转发所述上行链路ACK NAS消息，其中所述可配置时间周期可以包括从1秒到3秒的周期范围。
在又一实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的方法可以包括：访问数据库以便设置阈值，所述数据库包括能够接收SDB类型数据的UE的概况；在MME处确定等待(pending)数据的量是否低于阈值；以及基于等待数据的量低于阈值的确定，作为SDB类型的数据从eNB向特定UE发送等待数据，而不使用SDB指示符，其中所述阈值可以与向被概况的UE发送的数据量相关联。这种方法还可以包括从所述MME向所述eNB发送UE上下文释放命令消息，而不首先向所述eNB发送初始上下文建立请求消息。
除了上文阐述的方法之外，本发明还提供了用于完成这种过程的系统。在一个实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的系统包括：eNB，所述eNB可操作以例如在信令无线电承载信道上从UE接收包括MO，SDB指示符的RRC连接请求消息；向所述UE发送RRC连接建立消息；从所述UE接收包括NAS消息的RRC连接建立完成消息，所述NAS消息还包括MO SDB内容和所述MO SDB指示符；向MME转发具有所述MO SDB内容和指示符的NAS消息以及初始UE消息；从所述MME接收包含MO SDB指示符标记的初始上下文建立请求消息；向UE发送RRC连接释放消息；以及向MME发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放请求消息。
这样的系统还可以包括MME，所述MME可操作以向eNB发送包含MO SDB指示符标记的初始上下文建立请求消息，以及UE，所述UE可操作以：(i)从所述eNB接收包括能力指示符的所发送消息的UE，所述能力指示符指出所述eNB能够进行SDB能力优化；(ii)利用信令无线电承载信道向所述eNB发送RRC连接请求消息；从所述eNB接收RRC连接建立消息；以及向所述eNB发送包括上行链路NAS消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路NAS消息还包括MO SDB内容和所述MO SDB指示符；(iii)基于要在上行链路NAS消息中从UE向eNB发送的数据量超过阈值的确定，向eNB发送不包括MO SDB指示符的RRC连接请求消息，其中所述eNB还可操作以完成呼叫许可控制消息以建立RRC连接。
本发明的eNB还可操作以：(i)从所述MME接收UE上下文释放命令消息；以及向所述MME发送UE上下文释放完成消息；(ii)发送包括能力指示符的消息，所述能力指示符指出所述eNB能够进行SDB能力优化；(iii)接收下行链路确认NAS消息；以及在向所述UE发送所述RRC连接释放消息之前，基于在可配置时间周期之内从所述MME接收到下行链路ACK NAS消息的确定，向所述UE转发所述下行链路确认NAS消息，其中所述可配置时间周期包括从1秒到3秒的周期范围。
在另一个实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的系统可以包括：eNB，其可用于在信令无线电承载信道上从UE接收RRC连接请求消息；向所述UE发送RRC连接建立消息；从所述UE接收包括上行链路NAS消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路非接入层消息还包括SDB内容；向MME转发具有SDB内容的所述NAS消息；以及从所述MME接收包含SDB输送指示符的UE上下文释放命令消息。所述eNB还可操作以：(i)向所述UE发送RRC连接释放消息；以及向所述MME发送UE上下文释放完成消息；(ii)接收下行链路确认NAS消息；以及在向所述UE发送所述RRC连接释放消息之前，基于在可配置时间周期之内从所述MME接收到下行链路确认NAS消息的确定，向所述UE转发所述下行链路确认NAS消息，其中所述可配置时间周期包括从1秒到3秒的周期范围。
所述系统还可以包括UE，所述UE可操作以利用信令无线电承载信道向所述eNB发送RRC连接请求消息；从所述eNB接收RRC连接建立消息；以及向所述eNB发送包括上行链路NAS消息的RRC连接建立完成消息，该上行链路NAS消息还包括SDB内容，其中UE可操作以实质上始终低于阈值发送数据。
所述系统还可以包括MME，所述MME可操作以确定要在上行链路NAS消息中从UE向eNB发送的数据的所估计的量不超过阈值；以及向eNB发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放命令消息。所述MME还可操作以：访问数据库，所述数据库包括先前从所述UE向所述eNB传输的数据量的概况和测量摘要；以及确定要在上行链路NAS消息中所述从UE向所述eNB发送的数据的所估计的量不超过阈值。
在又一个实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的系统可以包括：eNB节点，所述eNB节点可操作以从MME接收包括SDB类型指示符的寻呼消息；在所述eNB寻呼区域之内，并且在所述MME的跟踪区域之内，向UE发送包括SDB类型指示符的eNB寻呼消息；在信令无线电承载信道上从所述UE接收RRC连接请求消息；向所述UE发送RRC连接建立消息；从所述UE接收RRC连接建立完成消息；向所述MME发送初始UE消息；从所述MME接收包含SDB内容的下行链路NAS消息；向所述UE转发下行链路NAS消息；从所述MME接收UE上下文释放命令消息；向所述UE发送RRC连接释放消息；以及向MME发送UE上下文释放完成消息。所述eNB还可操作以：从所述UE接收上行链路ACK，NAS消息；在向所述UE发送所述RRC连接释放消息之前，基于在可配置时间周期之内从所述UE接收到上行链路ACK NAS消息的判断，向所述MME转发所述上行链路ACK NAS消息，其中所述可配置时间周期可以包括从1秒到3秒的周期范围。
在又一实施例中，一种用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的系统可以包括MME，该MME可操作以：访问数据库以便设置阈值，所述数据库包括能够接收SDB类型数据的UE概况；以及确定等待数据的量是否低于阈值；以及eNB，所述eNB可操作以基于等待数据的量低于阈值的确定，向特定UE作为SDB类型的数据发送等待数据，而不使用SDB指示符，其中所述阈值与向被概况的UE发送的数据量相关联。MME还可操作以向所述eNB发送UE上下文释放命令消息，而不首先向所述eNB发送初始上下文建立请求消息。
从以下详细描述和附图，所述发明的额外实施例和各实施例的特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据LTE网络使用的传统RRC建立、配置和释放过程的消息传送结构的图示。
图2示出了根据本发明实施例的系统的简化框图。
图3示出了根据本发明实施例的消息传送结构的图示。
图4示出了根据本发明另一实施例的消息传送结构的图示。
图5示出了根据本发明又一实施例的消息传送结构的图示。
具体实施方式
这里详细描述并在附图中以示例方式示出了用于在LTE网络之内提供SDB服务的方法和系统的示范性实施例。在整个说明书和附图中，相似的附图标记/字符是指相似的元件。
应当理解，尽管这里论述了具体的示范性实施例，但并非要将本发明的范围限制到这样的实施例。相反，应当理解，本文论述的示范性实施例是出于例示的目的，可以实现修改的和替代的实施例而不脱离本发明的范围。
类似地，本文公开的具体结构和功能细节仅仅是为了描述示范性实施例的代表。不过，本文描述的发明可以实现成很多替代形式，不应被解释为仅限于本文阐述的实施例。
应当指出，可以将一些示范性实施例描述为图示为消息传送结构的过程或方法。尽管消息传送结构可能将消息描述为相继的，但很多消息可以被并行、并发或同时执行。此外，可以重新排列每个消息的次序。此外，消息传送结构可以在完成时终止和/或还可以包括消息传送结构中未包括的额外消息。
如这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个关联所列项的任意和全部组合。应当理解，除非另行说明，在将网络元件描述为与另一元件通信或绘示为与另一元件通信或连接到另一元件时，它可以与另一元件直接通信或直接连接到另一元件；或者可以与另一元件间接通信和/或间接连接到另一元件(即，可以存在中间元件)。用于描述元件或部件之间的通信、连接或空间关系的其他词汇应当以类似方式解释。除非另行特别指出，或者从论述中显而易见，都应当理解LTE网络的每个元件(例如，UE、eNB、MME、网关等)包括至少一个或多个计算装置，例如硬件控制器或服务器、处理器或类似电子计算装置，其可操作以访问并执行计算装置的关联寄存器、存储器、其他信息存储器和计算机可读介质(统一简称为“存储器”)中存储的指令，例如，以便实施和/或完成本发明的特征、功能、消息、方法和过程(例如，LTE网络元件之间消息的发送、接收和/或交换)。此外，这样的计算装置可操作以将被表示为存储器之内物理、电子量的数据(例如，内容，内容指示符)访问、操纵和变换为类似地被表示为存储器之内物理量的其他数据。除非另行特定指明，或者从论述显而易见，短语“可操作以”表示如下至少一种意思：被配置成完成、有能力工作以完成，以及工作以完成指定的特征、功能、操作步骤，例如在LTE网络中发送、接收和/或交换消息。应当理解，在本文中使用术语“接收”、“发射”、“发送”、“转发”、“确定”、“检测”、“分配”、“捆绑”、“嵌入”、“指示”、“访问”、“准备”以及其他动作或功能术语及其各种时态可以由本文所述的LTE元件之内的一个或多个计算装置实施或完成这样的动作或功能。
如这里使用的，术语“实施例”是指本发明的示范性实施例或范例。
参考图1示出了消息传送结构1的图示，其包括根据长期演进(LTE)网络所使用的传统无线电资源连接(RRC)建立、配置和释放过程的消息流。
出于清楚的缘故，可以将消息传送结构1分成三个组：建立和消息传送组2(“建立组”)、配置组3以及消息传送和释放组4(“释放组”)。典型地，为了在LTE网络元件之间交换短数据突发(SDB)通信，必须要由这样的元件发射和接收类似图1中所示出那些的消息流。LTE网络的典型元件包括UE(例如，无线电话、智能电话、平板计算机、膝上计算机、无线路由器、无线计量和监测装置、机器人)、eNB(例如，移动基站设备)、移动性管理实体(MME)、服务网关(SGW)和分组数据网络网关(PGW)，要理解在这些装置的每个之间可以包括额外的装置。出于清楚的缘故，因为这些额外装置的角色不是理解图1中的消息流所必需的，所以省略了它们。
接下来，应当理解，图1中所示的消息流必然要求LTE网络的元件贡献其处理能力，以便完成每一个个体消息流(或简称“消息”)。此外，每条消息都消耗元件之间宝贵的带宽。需要指出，不论元件之间交换或要交换的数据量如何，通常都需要图1中示出的消息。换言之，在设法在LTE网络的元件之间交换小量或大量数据时，图1中的消息被完成。在交换大量数据时，这样的消息可以是完成RRC连接的一种有效率的过程。不过，在预期要交换少量数据时——对于SDB通信而言很多时候是这种情况——图1中所示的消息是交换这种通信的低效率过程。
因此，为了更有效率地使用LTE网络中可用的资源，本发明实施例中阐述的方法和相关系统对图1中示出的消息结构进行显著修改以支持SDB服务(即，完成SDB通信)。在本发明的一个实施例中，例如，可以省略构成配置组3的消息(也称为呼叫许可控制(CAC)消息)，同时可以修改构成建立和释放组2、4的消息。
在给出根据本发明的示范性消息传送结构之前(其可用于更有效利用LTE网络之内的可用资源以支持SDB服务)，首先给出根据本发明实施例的系统。现在参考图2，示出了这种系统20的简化方框图。根据示范性实施例，例如，该系统20例如可以包括UE 21、eNB22、MME 23、SGW 24和PGW 25。系统20的每个元件可以是LTE网络的一部分，并且可以包括计算装置，该计算装置可以被配置成根据本文描述的根据本发明的消息传送结构发射、接收和/或交换消息和数据。更具体而言，系统20可操作以交换SDB通信，仅举很多类型SDB服务中的一些，例如构成LTE上的短消息服务(SMS)、LTE上的即时消息传送(IM)，LTE上的仪表读数和报告，和/或LTE上的机器到机器通信的那些通信。
现在参考图3示出了根据本发明实施例的消息传送结构100的图示。如图所示，消息传送结构100不必使用CAC消息，例如构成图1中所示的配置组3的消息。此外，根据本发明的一个或多个实施例，图3中建立组200和释放组400之内的消息例如可以包括从图1中的组2、4之内的消息进行过显著修改的消息和/或可以被添加到组200、400的新消息。
为了在图2中所示的系统20的上下文中放置消息传送结构100，在本发明的实施例中，UE 21可能希望发起并与LTE网络之内的元件交换SDB通信(例如，SMS消息)。
根据本发明的一个或多个实施例，消息传送结构100可以包括用于管理LTE网络能力以支持SDB服务的方法或过程(统称为“方法”)。图2中系统20的元件，诸如UE 21、eNB 22和/或MME 23，可操作以实现和/或完成这样的方法。
例如，在本发明的一个实施例中，eNB 22可操作以向包括UE 21的一个或多个UE发送(例如，广播)消息201，其包括“能力”指示符，该能力指示符表示eNB 22能够根据本发明进行SDB能力优化。换言之，能力指示符可以指出eNB 22能够实现和/或完成图3中所示的消息传送结构100的部分(例如，发射、发送、转发和/或接收消息)(以及例如本文描述的其他部分)。相关地，UE 21可操作以接收从eNB 22发送的能力指示符。通过这种方式，UE 21可以检测或以其他方式确定eNB 22也能够进行SDB能力优化。应当理解，使用所发送的能力指示符仅仅是LTE网络的一个元件可以向这种网络的其他元件传递这个元件能够根据本发明进行SDB能力优化的很多方法之一。本文别处将论述其他方法。此外，这里阐述的方法的变化被视为在本发明范围之内。
因此，通过某种方式，UE 21确定LTE网络的eNB 22和其他元件能够实现和/或完成消息传送结构100。此后，在本发明的一个实施例中，UE 21可以利用高优先级的信令无线电承载信道(即，经由其传输)，例如信令无线电承载1(“SRB1”)信道，从UE 21向eNB 22发送RRC连接请求消息202，该消息202包括移动端发起的(MO)，SDB指示符。应当指出，就发明人的知识而言，MO，SDB指示符及其在RRC连接请求消息之内的使用是唯一的。更详细地，在传统RRC连接消息传送结构中，RRC连接请求通常包括被称为“建立原因”的部分。根据本发明实施例，MO，SDB指示符可以是例如被UE 21唯一地插入建立原因部分中的唯一值。在另一实施例中，例如，MO，SDB指示符可以包括SMS子指示符。MO，SDB指示符指出UE 21期望向LTE网络发射或以其他方式发送SDB类型的数据，在这种情况下，LTE网络包含eNB 22和MME 23。通过这样指出其期望向LTE网络发送SDB类型数据，UE 21允许LTE网络的元件，例如eNB 22和MME 23定时准备优化其操作，以准备接收后续SDB类型的数据(例如，内容)。
在SRB1信道上从UE 21(例如)以无线方式接收包括MO，SDB指示符的RRC连接请求消息202时，eNB 22可操作以响应于RRF连接请求消息202向UE 21无线发射RRC连接建立消息203。之后，eNB 22可操作以分配上行链路(即，UE 21到eNB 22)方向中，为了传输包含来自UE 21的SDB类型数据(例如，内容)的后续消息而调整的下层资源。
接着，在从eNB 22接收RRC连接建立消息203时，UE 21例如可操作以(例如)通过无线方式向例如eNB 22发射包括嵌入和级联(concatenated)的上行链路NAS消息的RRC连接建立完成消息204，该NAS消息包括MO，SDB内容和MO，SDB指示符。在本发明的一个实施例中，为了完成所有信令无线电承载的RRC连接的建立，在从UE 21接收包括具有MO，SDB内容和指示符的上行链路NAS消息的RRC连接建立完成消息204时，eNB 21可操作以将该NAS消息与MO，SDB指示符捆绑在一起并作为消息205转发到MME 23，而不分析NAS内容或指示符。亦即，eNB 22可以不打开消息204之内包含MO，SDB内容和指示符的有效载荷。相反，eNB 22可操作以将消息204及其有效载荷连同初始UE消息一起，作为消息205转发到MME 23上。在接收消息205时，除初始UE消息之外，MME 23可操作以打开包含MO，SDB内容和指示符的有效载荷。在该结构中的这个点，MME 23可操作以读取MO，SDB内容和指示符，并由于打开的有效载荷之内存在MO，SDB指示符而从MO，SDB指示符确定UE 21希望发送SDB类型的数据(内容)。因此，为了向eNB 22通知UE 21的意图，MME 23可操作以向eNB 22发送初始上下文建立请求消息206，其包含MO，SDB指示符的副本作为消息206之内的MO，SDB指示符“标记”(例如，属性值)。
eNB 22可操作以接收包括MO，SDB指示符标记的消息206。根据本发明的一个实施例，eNB 22还可操作以读取该标记，并确定该标记指明UE 21希望向包括eNB 22的LTE网络发送SDB类型的数据(内容)。
根据本发明的一个实施例，因为eNB 22现在意识到UE 21期望发送SDB类型的数据，所以不再需要完成CAC消息——例如图1中组3之内的那些消息。由于不需要这样的CAC消息，作为这种CAC消息的结果，eNB 22不需要专门使用宝贵的处理资源，或向UE 21分配流量无线电承载(TRB)资源。TRB资源也可以统称为数据无线电承载(DRB)资源或演进的通用陆地无线电接入网络承载(E-RAB)资源。此外，eNB 22不必向流量承载的接收和发射划拨带宽。此外，eNB 22现在可以释放SRB资源(例如，参见下面讨论的消息401)并停止相关联的处理，从而可以将这些共享资源重新分配到其他功能或其他UE，包括支持SDB服务中可能涉及的那些。总之，净效果是使得LTE网络在应对SDB服务时更有效率，同时不会对这样的服务以及其他服务造成不利影响。
如上所述，eNB 22可以释放SRB资源和建立的RRC连接。根据本发明实施例，eNB 22可以立即向UE 21发送RRC连接释放消息401。不过，在备选实施例中，并非在接收消息206时立即发起过程以释放建立的RRC连接(即，向UE 21发送消息401)，而是eNB 22可操作以启动或发起可选计时器(图3中的过程207)的启动(统称为“启动”)。通过这种方式，如果eNB 22(例如)确定在启动计时器之后但在可配置时间周期期满之前(即，在可配置时间周期之内)，可以在eNB 22处(例如从MME 23或PGW/SMS-C 25)接收下行链路ACK NAS消息(或者实际上接收到一个)，那么eNB 22可进一步操作以在发起RRC连接释放过程之前(例如，在向UE21发送RRC连接释放消息401之前)向UE 21转发下行链路ACK NAS消息。例如，在本发明的实施例中，可配置时间周期可以包括从1秒到3秒范围内的时间周期。
在任一种情况下，即不使用或者使用可选的计时器和时间周期，一旦这样的时间周期期满(或者已经发送了ACK NAS消息)，eNB 22就可操作以向UE 21发送RRC连接释放消息401，以便发起释放建立的RRC连接和关联资源的过程。此外，在任一种情况下，都不需要发送或接收CAC消息。
为了指出已经完成了关于UE 21的SDB类型的消息处理并已经释放了建立的RRC，eNB 22可操作以向MME 23发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放请求消息402。根据本发明的实施例，eNB 22可以发送这样的消息而无需对包含SDB指示符的初始上下文建立请求消息206做出响应。如本领域的技术人员所认识到的，管理这种通信的传统LTE通信和标准(具体而言，管理eNB-MME接口的标准)要求响应于初始上下文建立请求消息发送明确的回复消息。例如，可以从eNB向MME发送初始上下文建立响应消息或初始上下文建立失败消息(即，CAC消息)。这样的响应消息通常指出由诸如消息206的消息请求的TRB建立请求的状态。根据本发明的一个实施例，不必发送这样的响应消息。相反，可以向MME 23发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放请求消息402。
为了完成RRC连接释放过程，可以在eNB 22和MME 23之间交换几个“内务处理(housekeeping)”消息。例如，eNB 22可操作以从MME 23接收UE上下文释放命令消息403，之后，可操作以向MME 23发送UE上下文释放完成消息404。
在上述本发明的一个或多个实施例中，已经假设，要在消息之内从UE向LTE网络(或反之)发射的数据(例如，内容)量是较小的。不过，在某个时刻，可能不是这种情况。因此，尽管LTE网络的UE 21和其他元件(例如，eNB 22，MME 23)能够实现和完成上述创造性的过程，但在本发明的一个替代实施例中，如果(例如)UE 21确定了UE 21要在上行链路NAS消息中向eNB 22发送的数据量可以超过阈值，那么UE 21可操作以(例如)以无线方式向eNB22发射不包括(即，而不是包括)MO SDB指示符的RRC连接请求消息。在确定这里描述的MOSDB指示符(即，属性值)不在RRC连接请求消息202或MME消息206之内时，eNB 22可操作以包括并完成CAC消息(例如构成图1中配置组2的那些)以建立RRC连接。
在图3例示的本发明的一个或多个实施例中，UE 21可以由用户主动操作或者可以无需任何用户参与而工作。在后一种情况下，UE 21和LTE网络其余部分之间的通信可以称为“机器到机器”通信。
额外的实施例旨在在确定UE可以实质上始终与LTE网络交换机器到机器通信时更有效率地使用LTE网络之内可用的资源。在本发明的一个实施例中，MME可操作以访问其自己拥有的或所关联的数据库，以便确定特定UE是否可以实质上始终与LTE网络交换机器到机器通信。在确定UE这样工作时，MME可操作以产生并向eNB转发UE上下文释放命令(例如，图4中的消息4030)，而不发送初始上下文建立请求消息(例如，图3中的消息206)，从而进一步减少LTE网络元件所需的处理量。
更详细地，图4示出了根据本发明另一实施例的消息传送结构1000的图示。除非如本文所述，图4中所示的LTE网络的元件，即UE 210、eNB 220、MME 230、SGW 240和PGW/SMS-C250可以类似于图3中所示LTE网络的元件那样工作。此外，建立消息传送组2000可以包括与图3中所示的组200以及修改的消息类似的消息。例如，消息2010到2050的交换可以类似于图3中消息201到205的交换，增加了本文论述的某些修改。于是，并非重复以上描述，而是将图3中UE 21、eNB 22和MME 23之间消息201到205的交换的描述并入图4中所示的实施例描述中，该实施例在UE 210、eNB 220和MME 230之间交换消息2010到2050，明确包括了本文论述的修改。例如，尽管图3中的消息202、204和205包括MO，SDB指示符和SDB内容，但图4中的消息2020、2040和2050可以包括SDB内容，但可以包括或不包括SDB指示符，如本文所述。
根据图4中例示的实施例，MME 230可以能够确定UE 210可以实质上始终使用机器到机器通信与LTE网络的其余元件通信。因此，可能不需要使用与图3的消息传送结构100中所示的相同消息。例如，假设UE 210为传统UE。亦即，UE 210可能无法发射(或接收)MO，SDB指示符。明白了这一点，发明人发现了用于UE 210的一种替代方式来在不能发射MO，SDB指示符的情况下发射SDB类型的数据(例如，内容)。
更详细地，在本发明的一个实施例中，图4中所示的消息2020到2050可以类似于图3中所示的消息201到205，只是消息2020到2050可以被修改以使得不利用MO，SDB指示符。再者，可能不需要MME 230向eNB 220发送初始上下文建立消息，例如图3中的消息206。相反，根据本发明的一个实施例，为了补偿MO，SDB指示符的缺失，MME 230可操作以确定在上行链路NAS消息中从UE 210向LTE网络(例如，eNB 220)发送或要发送的数据的所估计的量或数据速率(例如，内容，内容速率)例如是否可能超过基于来自UE 210的过往传输的阈值。阈值可以设置在表示UE 210是否实质上利用机器到机器通信工作并且因此最可能发送SDB类型数据的水平。
例如，在一个实施例中，如果UE 210正在向eNB 220发送处于或低于阈值的上行链路NAS消息，那么MME 230可操作以确定UE 210实际上正在使用机器到机器通信与LTE网络通信。于是，MME 230可操作以确定UE 210正在发送SDB类型的数据，即使UE 210可能在MME230最终接收的消息中不包括MO SDB指示符，因为UE 210可以是例如传统的UE。在本发明的一个实施例中，MME 230可操作以随着时间测量UE(例如，UE 210)发送的实际数据量。这允许LTE网络使用实际测量的数据应用本文描述的创造性的消息传送结构以发射/发送/转发/接收等SDB类型的数据，即使UE 210可能在消息2040、2050之内不包括MO，SDB指示符。
相反，如果数据量高于阈值，那么MME 230可操作以确定UE 210实际上未使用机器到机器通信来与LTE网络通信。
在MME 230确定UE 210正在使用机器到机器通信与LTE网络通信的情况下，MME230可操作以向eNB 220发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放命令消息4030。在这样的实施例中，几乎不需要初始上下文建立请求消息(图3中的消息206)，因此不会被eNB 220所接收。相反，eNB 220可操作以接收从MME 230发射的UE上下文释放命令消息4030。再者，不需要额外的CAC消息，例如图1中所示的组3中的消息。
在又一实施例中，MME 230可操作以访问数据库(例如，MME的一部分或与MME独立地关联)，其包括UE 210(以及其他UE)的概况以及先前从UE 210向eNB 220传输的数据量的测量摘要，例如以便辅助MME 230确定要从至少UE 210向LTE网络(例如，eNB 220)发送的现在或将来的上行链路NAS消息之内的数据(例如，内容)的所估计的量是否可能超过阈值。例如，MME 230可以将先前接收的传输与阈值进行比较，以便预测来自UE 210的现在或将来的传输可能超过或不超过阈值。在MME 230确定概况之内先前的传输未超过阈值的情况下，那么MME 230可以确定UE 210正在使用实质上包括SDB类型数据的机器到机器通信与LTE网络通信。或者，MME 230可操作以确定在现在或将来上行链路NAS消息中从UE 210向eNB 230发送的数据的所估计的量可能不超过阈值。
因此，如上所述，MME 230可操作以向eNB 220发送UE上下文释放命令消息4030，以释放所建立的RRC连接及其关联资源，而不向eNB 220发送初始上下文建立消息。在接收UE上下文释放命令消息4030之后，eNB 220可操作以释放RRC连接，而无需使用CAC消息，例如图1中组3之内的消息。
再者，如图3例示的实施例中那样，并非立即发起过程以释放建立的RRC连接，eNB220可操作以启动可选的计时器。通过这种方式，如果eNB 220(例如)确定在启动计时器之后但在可配置时间周期期满之前(即，在可配置时间周期之内)，可以在eNB 220处(从MME230或PGW/SMS-C 250，例如)接收下行链路ACK NAS消息2070(或者实际上接收到一个)，那么eNB 220可以进一步用于在完成RRC连接释放过程之前(例如，在发送RRC连接释放消息之前)向UE 210转发下行链路ACK NAS消息2070作为消息2071。在本发明的一个或多个实施例中，可配置时间周期可以包括例如1秒到3秒的时间周期范围。
在任一种情况下，亦即未使用可选的计时器和时间周期，或者一旦使用这样的时间周期并且期满(或者已经发送了ACK NAS消息)，eNB 220可操作以向UE 210发送RRC连接释放消息4010，以便再次释放RRC连接而不使用额外的CAC消息。
图3和4中的实施例可以在其他方面不同。例如，如图4中所示，可能不需要eNB 220向MME 230发送UE上下文释放请求消息，因为MME已经发送了UE上下文释放命令消息4030。相反，为了完成RRC连接释放过程，eNB 220可操作以向MME 230发送UE上下文释放完成消息4040。
应当指出，尽管以上描述可能包括了使用传统UE，但图4中所示的消息传送结构也适用于本发明的UE；亦即，可用于发送(和接收)MO，SDB指示符或类似SDB指示符的UE。
在图3和4中所示的实施例中，假设UE发起向LTE网络的元件(本发明的UE或传统UE)SDB类型数据的传输。在本发明的其他实施例中，LTE网络的其他元件可以发起向UE发送SDB类型的数据(例如，内容)。
现在参考图5，示出了消息结构5000的图示，其中，可以从LTE网络中除UE之外的元件发起SDB类型数据(例如，内容)的传输。图5中所示LTE网络的元件，即UE 2100、eNB 2200、MME 2300、SGW 2400和PGW/SMS-C 2500可以类似于图3和4中所示的LTE网络元件那样工作，并增加了以下描述的说明。为了容易解释，以下论述将集中于从eNB 2200发送消息，或者在eNB 2200处接收消息。不过，应当认识到，相关消息由UE 2100或MME 2300接收或分别在UE2100或MME 2300处发起。
根据本发明的一个实施例，LTE网络的元件，例如MME 2300可以向UE 2100指出，其能够支持SDB优化(即，不需要配置消息)。例如，eNB 2200可操作以从MME 2300接收寻呼消息5015a，其包括基于MME的SDB类型的指示符。在接收这样的寻呼消息时，eNB 2200可以进一步操作以读取基于MME的SDB指示符，并确定该指示符指出MME 2300例如意图向UE 2100发送SDB类型的数据。
在接收寻呼消息5015a之后(例如，响应于接收，在接收时，等等)，eNB 2200可以进一步操作以向UE 2100发送或广播eNB寻呼消息5015b，其可以包括SDB指示符。如果UE 2100在与寻呼消息5015b相关联的eNB寻呼区域之内并在MME 2300的跟踪区域之内，eNB寻呼消息5015b可以由UE 2100读取。
之后，eNB 2200可操作以在SRB信道上从UE 2100(例如)以无线方式接收RRC连接请求消息5020，并且，作为响应，向UE 2100发送RRC连接建立消息5030。此外，eNB 2220可操作以分配下行链路资源并调节消息优先级，以便支持从LTE网络向UE 2100发送SDB类型的数据，而不无需为UE 2100分配TRB资源。接下来，eNB 2200之后可以从UE 2100(例如)以无线方式接收RRC连接建立完成消息5040。此时，已经关于UE 2100建立起用于信令无线电承载的RRC连接。eNB 2200现在可操作以向MME 2300发送初始UE消息5050，从MME 2300接收包含SDB类型的数据(例如，内容)的下行链路NAS消息5060，并向UE 2100转发下行链路NAS消息作为消息5061。
根据本发明，eNB 2200不必打开消息5060之内包含SDB内容的有效载荷。相反，eNB2200可操作以向UE 2100转发消息5060及其有效载荷作为消息5061。在接收消息5061之后，UE 2100可操作以打开包含SDB内容的有效载荷并且读取SDB内容。
如图3和4例示的实施例中那样，并非在发起释放已建立的RRC连接之前交换传统的CAC消息，由于消息5015a中有基于MME的SDB类型的指示符，所以在可以开始RRC连接释放过程(消息5401到5403)之前，不需要交换这样的配置消息。不需要这些消息可以节省大量的LTE网络资源。
因此，在从MME 2300接收到下行链路NAS命令消息5401时，eNB2200可操作以向UE2100发送RRC连接释放消息5402，向MME 2300发送UE上下文释放完成消息5403。
再者，如图3和4例示的实施例中那样，在完成UE 2100和MME 2300之间的消息交换之前，可以由eNB 2200从UE 2100接收ACK消息。在图3和4的实施例中，在完成包含下行链路SDB消息(即，图3和4中的消息)的双向往返消息交换之前，已经接收到下行链路ACK信号。相反，在图5所示的实施例中，在UE 2100和MME 2300之间完成双向往返消息交换之前，可以接收上行链路ACK信号5080。因此，eNB 2200可操作以启动可选的计时器，而非立即发起过程以释放已建立的RRC连接。通过这种方式，如果eNB 2200(例如)确定在启动计时器之后但在可配置时间周期期满之前(即，在可配置时间周期之内)，可以在eNB 2200处(从UE 2100，例如)接收上行链路ACK NAS消息5080(或者实际上接收到一个)，那么eNB 2200可以进一步操作以在完成RRC连接释放过程之前(例如，在向UE 2100发送RRC连接释放消息之前)向MME2300转发上行链路ACK NAS消息5080作为消息5081。例如，在本发明的一个或多个实施例中，可配置时间周期可以包括从1秒到3秒范围内的时间周期。
如上所述，图5中的LTE网络元件可以在首先向UE 2100和eNB 220指出其打算发送SDB类型数据之后通过如下方式发送这样的数据：在从MME 2300向eNB 2200发送的寻呼消息5015a中包括基于MME的SDB类型指示符。
在一个或多个实施例中，可以从LTE网络之内的元件向UE 2100发送SDB类型的数据，而无需在寻呼消息5015a之内包括基于MME的SDB类型指示符。根据图5中例示的一个实施例，MME 2300可以能够确定期望向UE 2100发送的等待数据的量可以低于通常与向UE2100或其他UE发送SDB类型数据相关联的设定阈值(即，水平)，从而指出可以将等待数据作为SDB类型的数据发送。在一个实施例中，在发送等待数据之后，MME 2300可操作以指示eNB2200以关闭已建立的RRC连接，以便例如如本文进一步描述的通过向eNB 2200发送UE上下文释放命令消息来优化eNB 220的操作。其他UE例如可以是本发明的能够发送SDB指示符并接收SDB类型数据的UE，同时UE 2100可以是传统的UE(或反之)。
更详细地讲，MME 2300可操作以访问数据库以便设置阈值，所述数据库包括能够接收SDB类型数据的本发明UE的概况，并且随后确定等待数据的量是否低于阈值。在一个实施例中，阈值可以与通常向所概况的本发明UE发送的数据量相关联。于是，如果MME确定等待数据的量低于阈值，等待数据很可能是SDB类型的数据，并且MME可操作以向eNB 2200发送作为SDB类型数据的等待数据，eNB 2200又可操作以向特定UE 2100发送这样的数据而不使用SDB指示符。换言之，如果MME 2300确定预计要向传统UE发送的等待数据的量低于与通常向本发明UE发送的数据的量相关联的设定阈值，那么MME 2300可操作以向传统UE(例如UE 2100)发送SDB类型的数据而不使用基于MME的SDB指示符。应当指出，UE 2100可以是传统UE或本发明的UE。再者，一旦MME 2300确定可以发送SDB数据，MME还可操作以准备向eNB2200发送UE上下文释放命令消息以优化其操作，而无需例如首先向eNB 2200发送初始上下文建立请求消息。
在MME 2300确定向UE 2100作为SDB类型数据发送等待数据的情况下，MME 2300、eNB 2200和UE 2100可操作以交换类似于上述消息5020到5403的消息，只是不使用SDB指示符，并且MME 2300可操作以向eNB 2200发送UE上下文释放命令消息5401，而无需首先向eNB2200发送初始上下文建立请求消息。根据一个实施例，在从MME 2300接收UE上下文释放命令消息5401之后，eNB 220可操作以发起已建立的RRC连接的释放，而无需使用例如图1中组3之内的那些配置消息。
相反，如果等待数据的量高于阈值，那么MME 2300可以不将等待数据作为SDB类型数据发送。相反，等待数据的发送可以使用具有传统消息传送结构的TRB；于是，例如，在完成包括CAC消息的配置消息，例如图1中组3中那些之前，可以不开始发送等待数据。
在一个实施例中，MME 2300可操作以随着时间测量发送到UE(例如，UE 2100)的数据量。这允许LTE网络使用实际测量的数据应用本文描述的创造性的消息传送结构，即使寻呼消息5015a可以不包括SDB类型的指示符。
尽管以上描述已经阐述了本发明方法和系统的一些范例，但各种变化也可以落在本发明范围之内。例如，可以通过网络的有线元件接收或发射被描述为无线发射或接收的那些特征、功能或过程。尽管如此，本发明的范围由如下权利要求最好地确定。

Claims (10)

1.一种用于支持短数据突发(SDB)服务的方法，所述方法包括：
在演进节点(eNB)处，在信令无线电承载信道上从用户设备(UE)接收包括移动端发起(MO)的SDB指示符的无线电资源控制(RRC)连接请求消息；
响应于所述RRC连接请求消息，从所述eNB向所述UE发送RRC连接建立消息；
在所述eNB处从所述UE接收包括上行链路非接入层(NAS)消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路非接入层消息还包括MO SDB内容和所述MO SDB指示符；
从所述eNB向移动性管理实体(MME)转发具有MO SDB内容和指示符的所述NAS消息以及初始UE消息；
在所述eNB处从所述MME接收包含MO SDB指示符标记的初始上下文建立请求消息；
从所述eNB向所述UE发送RRC连接释放消息；以及
从所述eNB向所述MME发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放请求消息。
2.一种用于管理长期演进(LTE)网络的能力以支持短数据突发(SDB)服务的方法，包括：
在演进节点(eNB)处，在信令无线电承载信道上从用户设备(UE)接收无线电资源控制(RRC)连接请求消息；
从所述eNB向所述UE发送RRC连接建立消息；
在所述eNB处从所述UE接收包括上行链路非接入层(NAS)消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路非接入层消息还包括SDB内容；
从所述eNB向移动性管理实体(MME)转发具有SDB内容的所述NAS消息；以及
在所述eNB处从所述MME接收包含SDB输送指示符的UE上下文释放命令消息。
3.一种用于管理长期演进(LTE)网络的能力以支持短数据突发(SDB)服务的系统，包括：
演进的节点(eNB)，其可操作以：
在信令无线电承载信道上从用户设备(UE)接收包括移动端发起(MO)的SDB指示符的无线电资源控制(RRC)连接请求消息；
向所述UE发送RRC连接建立消息；
从所述UE接收包括上行链路非接入层(NAS)消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路非接入层消息还包括MO SDB内容和所述MO SDB指示符；
向移动性管理实体(MME)转发具有所述MO SDB内容和指示符的NAS消息以及初始UE消息；
从所述MME接收包含MO SDB指示符标记的初始上下文建立请求消息；
向所述UE发送RRC连接释放消息；以及
向所述MME发送包括SDB输送指示符的UE上下文释放请求消息。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统还包括MME，其可操作以向所述eNB发送包含所述MO SB指示符的初始上下文建立请求消息。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述eNB还可操作以：
从所述MME接收UE上下文释放命令消息；以及
向所述MME发送UE上下文释放完成消息。
6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述eNB还可操作以
发送包括能力指示符的消息，所述能力指示符指出所述eNB能够进行SDB能力优化。
7.根据权利要求3所述的系统，还包括UE，其可操作以从所述eNB接收包括能力指示符的所发送的消息，所述能力指示符指出所述eNB能够进行SDB能力优化。
8.根据权利要求3所述的系统，还包括UE，其可操作以基于所述UE将在上行链路NAS消息中向所述eNB发送的数据的量超过阈值的确定来向所述eNB发送不包括MO SDB指示符的RRC连接请求消息，其中所述eNB还可操作以完成呼叫许可控制消息以建立RRC连接。
9.根据权利要求3所述的系统，其中，所述eNB还可操作以：
接收下行链路确认NAS消息；以及
在向所述UE发送所述RRC连接释放消息之前，基于在可配置时间周期之内从所述MME接收到下行链路确认NAS消息的确定，向所述UE转发所述下行链路确认NAS消息。
10.一种用于管理长期演进(LTE)网络的能力以支持短数据突发(SDB)服务的系统，包括：
演进的节点(eNB)，其可操作以：
在信令无线电承载信道上从用户设备(UE)接收无线电资源控制(RRC)连接请求消息；
向所述UE发送RRC连接建立消息；
从所述UE接收包括上行链路非接入层(NAS)消息的RRC连接建立完成消息，所述上行链路非接入层消息还包括SDB内容；
向移动性管理实体(MME)转发具有SDB内容的所述NAS消息；以及
从所述MME接收包含SDB输送指示符的UE上下文释放命令消息。
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