CN107852669B - 利用vnf的mtc服务管理的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的方法和系统。在一实施例中，一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的方法包括：虚拟服务网关(v‑s‑SGW)通过与MTC设备相关联的无线节点，从该MTC设备接收对MTC服务的请求；v‑s‑SGW向MTC服务器发送认证请求，以对该MTC设备进行认证；v‑s‑SGW接收来自MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则v‑s‑SGW在v‑s‑SGW与无线节点之间建立MTC承载，其中该v‑s‑SGW包括虚拟连接管理(v‑CM)和服务专用服务网关(s‑SGW)。

Description

利用VNF的MTC服务管理的方法和系统

本申请要求受益于2015年5月29日提交的申请号为No.14/726082、名称为“利用NFV的MTC服务管理”(“MTC Service Management Using NFV”)的美国非临时申请，该申请通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及用于无线通信的系统和方法，在具体的实施例中，涉及用于机器类型通信的系统和方法。

背景技术

预计未来机器类型通信(MTC)会显著增加。预计到2020年，MTC设备的数量将超过十亿。MTC设备将用于支持各种应用(例如，智能电网、电子医疗、智能交通系统)。不同的MTC服务可能具有不同的网络功能和流量服务质量(QoS)要求。因此，满足所有不同的情形是具有挑战性的。由于MTC设备是通过移动网络连接到因特网的，所以MTC会对网络基础设施(无线接入网络(RAN)和核心网络)以及互连节点(路由器和网关)形成压力。如果大量MTC设备尝试同时连接到移动网络，系统可能会过载。如果MTC流量突然增加，移动网关可能会发生故障。

发明内容

在一实施例中，一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的方法包括：虚拟服务网关(v-s-SGW)通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；所述v-s-SGW向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；所述v-s-SGW接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则所述v-s-SGW在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载，其中所述v-s-SGW包括虚拟连接管理(v-CM)和服务网关(s-SGW)。

在另一实施例中，一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的方法包括：虚拟服务专用连接管理(v-s-CM)通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；所述v-s-CM向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；所述v-s-CM接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则所述v-s-CM向v-s-SGW发送消息，以在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载。

在另一实施例中，一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的系统包括：一个或多个处理器；以及至少一个非暂时性计算机可读存储介质，存储用于由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行的程序，所述程序包括用于执行下列步骤的指令：虚拟服务网关(v-s-SGW)通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；所述v-s-SGW向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；所述v-s-SGW接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则所述v-s-SGW在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载，其中所述v-s-SGW包括虚拟连接管理(v-CM)和服务网关(s-SGW)。

在另一实施例中，一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的系统包括：一个或多个处理器；以及至少一个非暂时性计算机可读存储介质，存储用于由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行的程序，所述程序包括下列指令：虚拟服务专用连接管理(v-s-CM)通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；所述v-s-CM向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；所述v-s-CM接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则所述v-s-CM向v-s-SGW发送消息，以在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图参考如下描述，其中：

图1描述了3GPP MTC系统的框图。

图2描述了利用NFV的用于MTC服务管理的系统的实施例的框图。

图3描述了利用NFV的用于MTC服务管理的直接模型的VNF v-s-SGW的实施例的框图。

图4描述了利用NFV的用于MTC服务管理的间接模型的VNF v-s-SGW的实施例的框图。

图5描述了利用NFV的用于MTC服务管理的间接模型的系统的另一实施例的框图。

图6描述了利用NFV的用于MTC服务管理的系统的实施例的框图。

图7A和7B是根据选项一的用于MTC承载管理的实施例系统的框图。

图8A和8B是根据选项二的用于MTC承载管理的系统的实施例的框图。

图9是针对承载选项一的上行链路(UL)MTC分组格式的实施例的框图。

图10是针对承载选项二的UL MTC分组格式的实施例的框图。

图11是下行链路(DL)MTC分组格式的实施例的框图。

图12是DL MTC分组格式的可替换实施例的框图。

图13是用于如图2所示的系统的MTC连接建立的方法的实施例的图。

图14是用于如图6所示的系统的MTC连接建立的方法的实施例的图。

图15是用于MTC切换的方法的实施例的图。

图16是可用于实现本文所公开的设备和方法的处理系统的框图。

具体实施方式

下面将详细讨论当前优选实施例的实施和使用。然而，应理解，本发明提供了许多可适用的创新的概念，这些概念可以体现在各种特定上下文中。所讨论的具体实施例仅仅是实施和使用本发明的具体方式的说明，并不限制本发明的范围。

第三代合作伙伴计划(3GPP)一直在不断推进处理来自大量MTC设备的移动连接的系统。一种方法是利用RAN级技术，例如，扩展接入类型限制(EAB)和扩展等待计时器(EWT)等，为MTC流量授予专用时间，从常规移动用户流量中将MTC流量分离出来。过去一直侧重于MTC的网络改进，例如为低优先级MTC设备的拥塞控制定义的回退定时器。还侧重于MTC的系统改进，包括定义MTC架构、小数据和设备触发增强以及用户设备(UE)功耗优化。

MTC的正在进行的改进包括服务能力开放功能(SCEF)的架构。SCEF提供了一种安全公开3GPP网络接口提供的服务和功能的方法。其他正在进行的改进包括监控与3GPP程序和操作相关的事件，以及向机器到机器(M2M)服务提供商或第三方应用提供商报告事件。此外，其他正在进行的改进包括基于研究组的订阅、基于组的设备触发以及基于组的MTC设备的组优化处理策略。

然而，所有这些基于组的信令解决方案都涉及现有网络元件(例如，移动性管理实体(MME)、HSS等)。此外，尽管多年来致力于解决MTC问题，但是这些解决方案都不足以解决大量MTC设备要同时连接到移动网络而导致系统过载的问题。所公开的实施例中的一个或多个提供了对过载问题以及其他问题的解决方案。

本文公开的系统和方法解决了与大量设备进行UL和DL传输以及如何为设备提供安全性和认证的问题。还公开了用于处理MTC连接请求和MTC移动性的方法。还公开了一种处理MTC服务的架构。

由于MTC流量不频繁，并且由小的分组组成，所以所公开的架构是灵活的，在一实施例中，仅在需要时才创建这种架构。网络功能虚拟化(NFV)是利用通用硬件在虚拟机上实例化网络功能的新范例。利用NFV，根据需要创建和扩展MTC设备的网络资源。对于每项MTC服务，创建定制的网络功能。在MTC服务中，有可能为各个MTC设备组提供端到端QoS支持。

本公开的系统、方法和装置的一个或多个实施例可以包括以下优点中的一个或多个：利用NFV技术提供灵活和动态的方法以管理与大量MTC设备进行的上行链路(UL)和下行链路(DL)传输；提供处理MTC连接请求、安全和认证以及大量MTC设备的承载管理的方法；在MTC服务内，为单个MTC设备或一组MTC设备提供端到端QoS支持；以及管理MTC移动性。虽然以下描述主要参考eNB，但是本领域普通技术人员了解，在其他实施例中，eNB可以用其他类型的无线节点替代。

图1描述了3GPP MTC系统100的框图。系统100包括UE 102、RAN 106、MME 108、服务网关(SGW)110、计费数据功能/计费网关功能(CDF/CGF)112、MTC互通功能(IWF)114、分组数据网络(PDN)网关(PGW)、HSS 118、SCS 120和应用服务器(AS)122、124。UE 102包括在UE102上执行的MTC UE应用104。图中所示的被描述为直接连接的连接可以是直接连接。然而，这些连接不一定必须是直接连接，在一些实施例中可以是间接连接。因此，在一些实施例中，其他设备/组件可以位于被示为彼此直接连接的两个组件之间。

UE 102向RAN 106发送控制平面消息并从RAN 106接收控制平面消息。RAN 106在间接模型中向MME 108传送控制平面消息，并在直接模型中向SGW 110传送控制平面消息。下面进一步详细讨论直接模型和间接模型之间的差异。通过RAN 106，数据平面消息从UE102被转发到SGW 110，或者从SGW 110被转发到UE 102。

在间接模型中，MME 108与MTC-IWF 114交换控制平面消息。MTC-IWF 114与CDF/CGF 112、HSS 118以及SCS 120进行通信。通过SGW 110，数据平面消息从RAN被转发到P-GW116，或者从P-GW 116被转发到RAN。在间接模型中，通过P-GW 116，数据平面消息从SGW 110被转发到SCS 120，或者从SCS 120被转发到SGW 110，SCS 120将数据平面消息转发到AS122，或者从AS 122转发数据平面消息。在直接模型中，通过P-GW 116，数据平面消息从SGW110直接被转发到AS 124，或者从AS 124直接被转发到SGW 110。

MTC-IWF 114驻留在家庭公共陆地移动网络(HPLMN)中。MTC-IWF 114隐藏内部公共陆地移动网络(PLMN)拓扑并中继或转换信息以调用PLMN中的特定功能。在与3GPP网络建立通信之前，MTC-IWF 114还授权SCS 120，并授权来自SCS 120的控制平面请求。

SCS 120使得3GPP网络能够向外部第三方服务提供商应用安全地公开由3GPP网络接口提供的服务和能力。SCS 120也可以连接到一个或多个MTC-IWF。

在3GPP MTC架构中支持三种不同的MTC架构模型。这些模型包括直接模型、间接模型和混合模型。在直接模型中，MTC AS 124直接连接到运营商的网络，以便在不使用任何外部SCS的情况下，与MTC设备进行直接用户平面通信。在间接模型中，MTC AS 122通过SCS的服务间接连接到运营商的网络，以便利用MTC的附加服务。在混合模型中，MTC AS同时使用直接模型和间接模型，以便直接连接到运营商的网络，在利用SCS的同时，与UE进行直接用户平面通信。

图2描述了利用NFV的用于MTC服务管理的系统200的实施例的框图。系统200包括多个MTC设备202、204，每个MTC设备与相应的eNB 206、208相连。eNB 206、208与v-s-SGW相连，而v-s-SGW与PGW 212和MTC服务器214相连。在该实施例中，针对实例化的虚拟功能，v-s-SGW 210替代了图1所示的传统MME 108、HSS 118和SGW 110。v-s-SGW 210利用MTC专用HSS负责MTC服务器214的安全性和认证。如果MTC设备202、204是移动的，则v-s-SGW 210还负责连接管理，v-s-SGW 210还负责提供具体针对MTC服务的移动锚点。如果MTC设备202、204能够支持多个RAT，则v-s-SGW还负责为所有3GPP网络服务(例如，传统RAT)提供连接。

图3描述了利用NFV的用于MTC服务管理的直接模型的v-s-SGW VNF 300的实施例的框图。v-s-SGW VNF 300可以实现为图2所示的v-s-SGW 210，可用于直接模型中。v-s-SGWVNF 300包括CM VNF组件功能(VNFC)302、服务专用SGW(s-SGW)VNFC 304(即，VNF中的VNFC)以及MTC-HSS VNFC 306。在直接模型中，所有分组(例如，数据平面分组和控制平面分组)都被直接发送到s-SGW VNFC 304。如果从eNB向v-s-SGW VNF 300发送控制信令，则控制信令发送到与CM VNFC 302相连的v-s-SGW VNF 300的接口(未示出)上。另外，数据被发送到与s-SGW VNFC 304连接的接口上。

对于DL通信，从PGW到v-s-SGW的分组被发送到s-SGW VNFC 304。s-SGW VNFC 304对控制分组和数据分组进行过滤。控制分组被发送到CM VNFC 302，然后CM VNFC 302将分组转发到eNB。数据分组由s-SGW VNFC 304转发到eNB。

在另一实施例中，从eNB到v-s-SGW VNFC 304(如图3所示)可以有一个接口。这种情况下，控制分组和数据分组都被发送到与s-SGW VNFC 304连接的接口上，然后s-SGWVNFC 304将控制分组和数据分组分开。控制分组被发送到CM VNFC 302进行处理，数据分组由s-SGW VNFC 304转发到P-GW。通过s-SGW VNFC 304将控制信息从CM VNFC 302发送到AS。

图4描述了利用NFV的用于MTC服务管理的间接模型的v-s-SGW VNF 400的实施例的框图。v-s-SGW VNF 400包括CM VNFC 402、s-SGW VNFC 404、MTC-HSS VNFC 406以及s-SCS VNFC 408。

在间接模型中，利用服务专用SCS(s-SCS)VNFC 404对控制平面和用户平面进行分割。移动运营商(VNF供应商)可以将MTC的增值服务包括在一个或多个组件VNF中。在一实施例中，s-SCS VNFC 408可以是分离从PGW接收的控制分组和数据分组的简单功能。

eNB在连接到CM VNFC 402的接口上向v-s-SGW VNF 400发送控制信令。数据在与s-SGW VNFC 404连接的接口上被发送。来自CM VNFC 402的控制信令和来自s-SGW VNFC404的数据都被发送到s-SCS VNFC 408，然后s-SCS VNFC 408将分组转发到PGW。

从PGW到v-s-SGW VNF 400的DL通信被发送到s-SCS VNFC 408，s-SCS VNFC 408将控制分组和数据分组分离，并分别将控制分组发送到CM VNFC 402，将数据分组发送到s-SGW VNFC 404。

图5描述了利用NFV的用于MTC服务管理的间接模型的系统500的另一实施例的框图。如果SCS由MTC服务提供商提供，则控制平面和数据平面可以通过将PGW的功能分成控制/数据平面实体、控制平面P-GW(PGW-C)和数据平面P-GW(PGW-D)来分割。因此，系统500包括v-s-SGW VNF 502、PGW-C 510、PGW-D 512、SCS 514和MTC AS 516。v-s-SGW VNF 502包括CM VNFC 504、s-SGW VNFC 506以及MTC-HSS VNFC 508。SCS 514向PGW-C 510发送控制信息，向PGW-D 512发送数据。MTC应用提供商可以在SCS VNF中包括MTC的增值服务。PGW-C510和PGW-D 512也可以是PGW VNF中的VNFC，还可以是单独的VNF。

在该方法中，数据从eNB被发送到s-SGW VNFC 506，s-SGW VNFC 506将数据转发到PGW-D 512。控制信令从eNB被发送到CM VNFC 504，然后CM VN 504将控制分组经由PGW-C510转发到MTC AS 516。然后控制分组和数据分组分别从PGW-C 510和PGW-D 512被发送到SCS 514。

对于DL通信，MTC AS 516向SCS 514发送MTC分组，SCS 514通过向PGW-C 510发送控制分组，向PGW-D 512发送数据分组来分割控制分组和数据分组。PGW-C将控制分组转发至CM VNFC 504，CM VNFC 504将控制分组发送至eNB，而PGW-D 512将数据分组转发至s-SGWVNFC 506，s-SGW VNFC 506将该数据发送至eNB。

在一实施例中，PGW-C 510和PGW-D 512可以是单个VNF中的单独的VNFC。可替换地，PGW-C 510和PGW-D 512可以是各自单独的VNF。

图6描述了利用NFV的用于MTC服务管理的系统600的实施例的框图。系统600可替换图2所示的系统200。系统600包括多个MTC设备602、604，每个MTC设备与相应的eNB 606、608相连。每个eNB 606、608都连接到v-s-CM 612和v-s-SGW 614。v-s-SGW 614连接到与MTC服务器618连接的P-GW 616。v-s-CM 612和MTC-HSS 610都连接到MTC服务器618。

在系统600中，可以为MTC服务实例化多个MTC专用VNF(例如，MTC-HSS 610、v-s-CM612和v-s-SGW 614)。实例化的虚拟功能替代传统的MME 108、HSS 118和SGW 110，并消除对MTC-IWF和SCS的需要。新的MTC专用VNF(例如，MTC-HSS 610、v-s-CM 612和v-s-SGW 614)负责利用MTC专用HSS(MTC-HSS)(例如，利用MTC-HSS 610)的MTC服务器618的安全性和认证；如果MTC设备是移动的，则负责连接管理(CM)(例如，利用v-s-CM 612)以及负责具体针对MTC服务的移动锚点(例如，利用v-s-SGW 614)。

在图6所示的实施例中，控制平面和数据平面是被分割的。不需要包括SCS和MTC_IWF。如果需要MTC的附加服务，则通过在PGW 616和MTC服务器618之间插入VNF，应用提供商可以包括SCS VNF。通过在v-s-CM VNF 612和/或v-s-SGW VNF 614中插入组件功能，移动运营商可以包括MTC的增值服务。

v-s-SGW VNF 614提供eNB和v-s-SGW VNF 614(MTC-S1承载)之间的承载管理。v-s-SGW VNF 614还提供PGW 616和v-s-SGW VNF 614(MTC-S5承载)之间的承载管理。在一实施例中，v-s-SGW VNF 614将MTC组标识符(ID)(MTC-GRP或MTC-GRP-ID)分配给MTC设备602、604。

v-s-CM VNF 612管理来自MTC设备602、604的连接请求，并管理MTC设备602、605的移动性。v-s-CM VNF 612还与MTC服务器通信，对MTC设备602、604进行认证，并将密码和安全选项转发至eNB和MTC设备602、604。如果验证和授权成功，则v-CM向v-s-SGW发送请求以提供承载管理。在一实施例中，由v-CM提供承载管理，而不是v-s-SGW VNF。

MTC-HSS向MTC设备602、604提供与MTC服务器618的认证，并且包括属于MTC应用提供商的所有MTC设备ID的数据库。

MTC AS 618通过利用MTC-HSS验证MTC-ID来对MTC设备602、604进行认证。MTC AS618还将MTC-ID映射到基站(BS)ID(BS-ID)、MTC_GRP以及v-s-SGW VNF 614。在一实施例中，MTC AS 618将MTC-GRP分配给MTC设备602、604。MTC-GRP可以与由MTC AS 618分配的非连续接收(DRX)周期相关联，以从无线节点卸载DRX周期管理。可以分配长的DRX周期，以使得MTC设备可以保持在连接状态。这在获得长睡眠期间节电益处的同时，避免了与空闲状态和连接状态之间的状态转换相关联的控制信令。

在一实施例中，为了处理来自大量MTC设备的流量，基本上优化了承载管理方法。通过对接入层和核心网中实体的设备进行分组，可以简化承载管理。接入层上的承载称为无线承载。在核心网中，eNB和SGW之间存在MTC-S1承载，SGW与PGW之间存在MTC-S5承载。

此处公开了用于MTC承载管理的两个选项。在这两个选项中，可以在每个eNB处建立用于处理MTC流量的多个组无线承载。在选项一中，每个eNB有一个MTC-S1承载和一个MTC-S5承载。在选项二中，可以有多个MTC-S1和MTC-S5承载。在选项二的情况下，MTC-S1/MTC-S5承载的数量与MTC组无线承载的数量对应。

在一实施例中，由于所公开的MTC承载是组承载，所以当MTC设备移动时，这些承载不会被删除和重建。这进一步简化了MTC承载管理。

图7A和7B是根据选项一的用于MTC承载管理的实施例系统700的框图。系统700包括一个或多个MTC组702、多个MTC组无线承载714、eNB 706、MTC-S1承载716、v-s-SGW 708、MTC-S5承载718、PGW 710、MTC承载720以及MTC AS 712。MTC AS 712将MTC-ID映射到BS-ID。每个MTC组702可以包括多个MTC设备704。

对于与同一MTC AS 712通信的MTC设备704，来自附着到同一BS的所有MTC设备704的流量在eNB 706处聚合。对于给定的MTC服务，在eNB 706和v-s-SGW 708之间建立一个MTC-S1承载，并在v-s-SGW 708和PGW 710之间建立一个MTC-S5承载。在这种情况下，针对v-s-SGW 708和PGW 710，eNB作为MTC设备。

MTC AS 712负责利用MTC专用HSS(MTC-HSS)对MTC设备704进行认证，MTC专用HSS是包含被授权与MTC AS 712连接的所有MTC-ID的数据库。在对MTC设备704进行认证之后，MTC AS将MTC-ID映射到BS-ID、MTC-GRP和v-s-SGW 708。MTC 组可以由eNB 706、v-s-SGW708或MTC AS 712分配。

在另一实施例中，软件定义网络控制器(SDN-C)或连接到SDN-C的流量工程模块可进一步将MTC-S1和MTC-S5承载分为多个路径以实现所需的QoS。

图8A和8B是根据选项二的用于MTC承载管理的系统800的实施例的框图。系统800包括MTC组802、多个MTC组无线承载814、eNB 806、多个MTC-S1承载816、v-s-SGW 808、多个MTC-S5承载818、PGW 810、多个MTC承载820以及MTC AS 812。每个MTC组802可以包括多个MTC设备804。

在选项二中，每个MTC组804可以有单独的MTC-S1和MTC-S5承载。在这种情况下，MTC AS 812将MTC-ID映射到eNB和MTC组ID。在MTC附着期间，MTC组可由MTC AS 812或eNB确定。

可以进一步拆分MTC-S1和MTC-S5承载，以利用流量工程实现所需的QoS。

图9是针对承载选项一的UL MTC分组格式的实施例的框图。在承载管理选项一中，在一实施例中，因为每个MTC服务仅有一个MTC-S1和MTC-S5承载，所以仅需要MTC服务ID(MTC-SID)和MTC-ID。分组902包括MTC-SID 904、MTC-ID 906和MTC数据908。如图9所示，从MTC设备的角度看，包头包括MTC-SID 904和MTC-ID 906。从eNB和v-s-SGW的角度来看，包头包括MTC-SID 904。MTC-ID 906被eNB和v-s-SGW作为数据。从MTC服务器的角度看，包头仅包括MTC-ID 906。

图10是针对承载选项二的UL MTC分组格式的实施例的框图。如在承载管理选项二中，如果每个MTC组有一个以上的MTC-S1/MTC-S5承载，则也可能需要MTC-GRP。因此，分组1002包括MTC-SID 1004、MTC-GRP 1006、MTC-ID 1008以及MTC数据1010。除了从MTC设备、eNB和v-s-SGW的角度看，MTC-GRP 1006也是包头的一部分外，选项二的情况与选项一的情况类似。

图11是DL MTC分组格式的实施例的框图。分组包括MTC-SID 1108、MTC-ID 1110以及有效负载1112。MTC服务器所包括的包头信息包括MTC-GRP 1108。v-s-SGW根据MTC-GRP1108将接收的分组转发到eNB。两种承载管理选项中，MTC-S1承载和MTC-S5承载之间存在一对一映射。eNB根据MTC-GRP 1108对接收到的分组1102进行分组，并利用基于组的多播传输将分组1102发送到MTC设备。

在一实施例中，eNB解码从v-s-SGW接收到的分组中的包头信息，并根据MTC-GRP1108对接收到的分组进行分组。具有相同MTC-GRP的所有分组一起被发送到MTC设备。MTC-GRP对组合分组1104进行加扰以识别目标组。组合分组1104包括长度1114和有效负载1116。属于MTC-GRP的MTC设备搜索MTC-ID 1118的有效负载1116，以确定MTC数据1120。

图12是DL MTC分组1200格式的可替换实施例的框图。DL MTC分组1200包括MTC-GRP 1202、条件1204和有效负载1206。除了MTC-ID 1110被替换为用于MTC设备评估以确定目标设备的逻辑条件1204外，DL MTC分组1200与图1所示的DL MTC分组1102类似。在该替代方案中，MTC-GRP 1202可以表示eNB和MTC服务器都已知的预定义网格内的位置。为了识别专用的MTC设备，逻辑条件可以指定MTC设备ID(MTC-ID＝＝m)。当需要识别特定位置内的MTC设备时，基于位置的分组可能是有益的。

下面描述利用承载设置选项一的一个公开实施例的不同实体的角色。

MTC设备向具有包括MTC-SID的包头信息的eNB发送分组，并通过解码与分配的MTC-GRP ID相关联的分组接收来自eNB的分组。

eNB为每个MTC服务建立组无线承载。eNB接收来自v-s-SGW的分组，并将接收到的分组映射到MTC组。eNB还从具有包括MTC-SID的包头信息的MTC设备接收分组，并将从MTC设备接收的分组发送到v-s-SGW，将MTC无线承载映射到v-s-SGW。

v-s-SGW为服务于MTC设备的每个eNB建立MTC-S1承载，并建立与PGW的MTC-S5承载。当v-s-SGW从eNB接收到分组后，v-s-SGW向PGW发送分组。当v-s-SGW从具有包括BS-ID和MTC-GRP-ID的包头信息的PGW接收到分组后，v-s-SGW向所指示的eNB发送分组。在另一实施例中，可以直接与MTC AS建立MTC-S5承载，而非PGW。

MTC AS通过利用MTC-HSS验证MTC-ID对每个MTC设备进行认证和授权。MTC AS将MTC-ID映射到BS-ID、MTC-GRP和v-s-SGW。MTC AS从具有包括MTC-ID的包头信息的v-s-SGW接收分组。MTC AS向具有包括MTC-ID、MTC-GRP和BS-ID的包头信息的MTC设备发送分组。

下面描述利用承载建立选项二的一个公开实施例的不同实体的角色。

MTC设备向具有包括MTC-SID和MTC-GRP的包头信息的eNB发送分组。MTC设备通过解码与分配的MTC-GRP ID相关联的分组接收来自eNB的分组。

eNB为MTC服务建立组无线承载。eNB接收来自组MTC-S1承载上的v-s-SGW的分组，并将接收到的分组映射到MTC组无线承载。eNB从MTC设备接收具有包括MTC-SID和MTC-GRP的包头信息的分组。eNB将从MTC设备接收的分组发送到v-s-SGW，并将MTC无线承载映射到MTC-S1组承载。

v-s-SGW为每个eNB和服务于MTC设备的每个MTC-GRP建立MTC-S1承载。针对每个MTC-GRP，v-s-SGW建立与PGW的MTC-S5承载。当v-s-SGW从eNB接收到分组后，v-s-SGW将该分组发送到将MTC-S1组承载映射到MTC-S5组承载的PGW。当v-s-SGW从PGW接收到具有包括BS-ID和MTC-GRP-ID的包头信息接收到分组后，v-s-SGW将分组发送到将MTC-S5组承载映射到MTC-S1组承载的所指示的eNB。

MTC AS通过利用MTC-HSS验证MTC-ID对每个MTC设备进行认证和授权。MTC AS将MTC-ID映射到BS-ID、MTC-GRP以及v-s-SGW。MTC AS从v-s-SGW接收具有包括MTC-ID的包头信息的分组。MTC AS向MTC设备发送具有包括MTC-ID、MTC-GRP和BS-ID的包头信息的分组。

现在讨论MTC连接的建立，针对尝试连接到网络的大量MTC设备，利用现有的UE连接建立过程可能会导致网络过载。本文所公开的MTC连接建立过程最小化或基本消除了该问题。在所公开的过程中，MTC AS卸载了对MTC设备的认证和授权。

图13是用于如图2所示的系统的MTC连接建立的方法1300的实施例的图。方法1300包括MTC设备1302、eNB 1304、v-s-SGW 1306和MTC服务器1308之间的通信。MTC设备1302可以实现为，例如，MTC设备202；eNB 1304可以实现为，例如，eNB 206；v-s-SGW 1306可以实现为，例如，v-s-SGW 210；MTC服务器1308可以实现为，例如，图2所示的MTC服务器214。方法1300可以从步骤S1310处开始，允许MTC服务，并为v-s-SGW 1306实例化VNF。在步骤S1311处，v-s-SGW 1306建立与MTC服务器1308的MTC-S5组承载。在MTC服务建立，v-s-SGW已被实例化后，MTC设备1302可以单独连接到网络。为了建立连接，在步骤S1312处，每个MTC设备1302向eNB 1304发送附着请求消息。在步骤1304处，eNB将消息转发到v-s-SGW 1306。在步骤S1315处，v-s-SGW 1306发起与MTC服务器1308的认证过程。MTC服务器1308利用MTC-HSS检查MTC-ID。如果相应的MTC设备1302通过认证，则在步骤S1316处，v-s-SGW 1306利用密码和安全选项向相应的MTC设备1302发送允许设备消息。v-s-SGW在步骤S1319处可以向eNB1304分配和发送MTC-GRP ID，或者可选地，在步骤S1318处，可以在MTC服务器的协助下分配和发送MTC-GRP ID。在步骤S1320处，eNB 1304将分配的MTC-GRP ID消息转发给MTC设备1302。在步骤S1321处，如果不存在针对与eNB连接的MTC设备1302的UL流量的MTC-S1承载，则v-s-SGW创建MTC-S1承载。

图14是用于如图6所示的系统的MTC连接建立的方法1400的实施例的图。方法1400包括MTC设备1401、eNB 1402、v-CM 1403、MTC-HSS 1404、v-s-SGW 1405和MTC服务器1406之间的通信。MTC设备1401可以实现为，例如，MTC设备602；eNB 1402可以实现为，例如，eNB606；v-CW1403可以实现为，例如，v-s-CM 612；MTC-HSS 1404可以实现为，例如，MTC-HSS610；v-s-SGW 1405可以实现为，例如，v-s-SGW 614；MTC服务器1406可以实现为，例如，图6所示的MTC服务器618。方法1400可以从步骤S1410处开始，允许MTC服务，并为v-CM 1403、MTS-HSS 1404以及v-s-SGW 1405实例化VNF。在步骤S1411处，v-s-SGW 1411建立与MTC服务器1406的MTC-S5组承载。在建立MTC服务并已实例化v-CM 1403、MTC-HSS 1404以及v-s-SGW1405后，MTC设备1401中的一个向eNB 1402发送附着请求。该选项中，eNB 1402在步骤1413处将该MTC附着请求发送到v-CM 1403。然后，在步骤S1414处，v-CW 1403发起与MTC服务器1406的认证请求。步骤S1414包括步骤S1415、S1416和S1417。在步骤S1415处，v-CM 1403向MTC服务器1406发送认证请求。在步骤S1416处，MTC服务器1406通过与MTC-HSS验证包括在请求中的MTC-ID，对MTC设备1401进行认证。在步骤S1417处，对MTC设备1401认证后，MTC服务器1406向v-CM 1403发送认证响应。密码和安全选项可以由MTC服务器1406或由第三方确定，并被发送到v-CM 1403，或者可以由v-CM 1403确定。密码和安全选项一旦确定，在步骤S1418处，v-CM 1403将密码和安全选项发送(或转发)到eNB，在步骤S1419处，将允许设备消息(具有密码和安全选项)发送到MTC设备1401。在步骤S1420处，MTC设备1401一旦经过认证，eNB 1402则将MTC数据(该数据最初接收自MTC设备1401在步骤S1412中的附着请求)转发到v-s-SGW 1405，其中，在步骤S1421处，将数据分组转发到MTC服务器1406。MTC组可以由MTC服务器确定，并在步骤S1422处向v-s-SGW 1405发送，或者可以由v-s-SGW 1405确定。在步骤1423处，v-s-SGW 1405将MTC组分配(由MTC服务器1406确定还是由v-s-SGW 1405确定)发送到eNB 1402。在步骤S1424处，eNB 1402向MTC设备1401发送MTC组分配。在另一实施例中，eNB可以确定MTC组分配并将其发送到MTC设备1401和MTC服务器1406。在进行组分配之后，在步骤S1425处，v-s-SGW 1405建立基于组的MTC-S1承载(如果尚不存在)。在一实施例中，MTC组分配可以对应于由MTC AS确定的DRX周期。

现在讨论MTC移动性，在MTC设备进行切换的情况下，在一实施例中，必须向v-s-SGW和MTC服务器报告设备位置。MTC AS可能需要用于与设备进行DL通信的位置信息。在一实施例中，设备完成切换后，必须更新包括BS-ID和MTC-GRP的位置。新的MTC-GRP可以由目标eNB、v-s-SGW或MTC服务器分配。

图15是用于MTC切换的方法1500的实施例的图。方法1500包括MTC设备1501、eNB11502、eNB2 1503、v-s-SGW 1504和MTC服务器1505之间的通信。MTC设备1501可以实现为，例如，MTC设备202；eNB1 1502可以实现为，例如，eNB1 206；eNB2 1503可以实现为，例如，eNB-2 208；v-s-SGW 1504可以实现为，例如，v-s-SGW 210；MTC服务器1505可以实现为，例如，图2所示的MTC服务器214。可替换地，MTC设备1501可以实现为，例如，MTC设备602；eNB1 1502可以实现为，例如，eNB-1 606；eNB2 1503可以实现为，例如，eNB-2 608；v-s-SGW 1504可以实现为，例如，v-s-SGW 614；MTC服务器1505可以实现为，例如，图6所示的MTC服务器618。在MTC设备1501和eNB11502之间建立无线承载1510。在eNB1 1502和v-s-SGW 1504之间建立MTC-S1承载1511。在v-s-SGW 1504和MTC服务器1505之间建立MTC-S5承载。首先，MTC设备1501由eNB1 1502服务。方法1500可以从步骤S1513开始，此处MTC设备1501向eNB2 1503的覆盖区域移动。在步骤S1514处，启动切换过程。在正常切换过程之后，在步骤1515处，eNB21503(例如，目标eNB)向v-s-SGW 1504发送请求以修改BS-ID和用于MTC设备1501的MTC-GRP。在步骤1516处，v-s-SGW 1504向MTC服务器1505发送修改BS/MTC-GRP请求，使得MTC服务器1505可以更新MTC设备1501承载信息。在MTC服务器1505执行更新后，在步骤1517处，MTC服务器1505将修改BS/MTC-GRP响应消息发回到v-s-SGW 1504，在步骤S1518处，将该响应转发到eNB2 1503(即，目标eNB)。在切换期间MTC组标识符(即，MTC-GRP)可能会改变，因此应当通知MTC设备1501。因此，在步骤S1519处，eNB2 1503向MTC设备1501发送分配MTC-GRP消息。在eNB2 1503和MTC设备1501之间建立无线承载1521，或者将MTC设备1501添加到已经存在的无线承载中。在步骤1520处，如果承载不存在，则v-s-SGW 1504在eNB2 1503和v-s-SGW 1504之间建立基于组的MTC-S1承载1522。

图16是可用于实现本文公开的设备和方法的处理系统1600的框图。具体的设备可以利用所示的所有组件或仅利用组件的子集，集成级别可能因设备而异。此外，设备可以包括组件的多个实例，例如，多个处理单元、处理器、存储器、发送器、接收器等。处理系统1600可以包括处理单元1601，配备有一个或多个输入/输出设备，诸如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、小键盘、键盘、打印机、显示器等。处理单元1601可以包括连接到总线1640的中央处理单元(CPU)1610、存储器1620、大容量存储设备1630、网络接口1650、I/O接口1660和天线电路1670。处理单元1601还包括连接到天线电路的天线元件1675。

总线1640可以是包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、视频总线等的任何几种总线架构中的一种或多种。CPU 1610可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器1620可以包括任何类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)和其组合等。在一实施例中，存储器1620可以包括用于启动的ROM，以及执行程序时用于程序和数据存储的DRAM。

大容量存储设备1630可以包括配置为存储数据、程序和其他信息并使数据、程序和其它信息经由总线1640可访问的任何类型的存储设备。大容量存储装置1630可以包括例如固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等中的一个或多个。

I/O接口1660可以提供用于将外部输入和输出设备耦合到处理单元1601的接口。I/O接口1660可以包括视频适配器。输入和输出设备的示例可以包括耦合到视频适配器的显示器和耦合到I/O接口的鼠标、键盘或打印机。其他设备可以耦合到处理单元1601，并且可以利用附加的或更少的接口卡。例如，可以利用通用串行总线(USB)(未示出)等串行接口为打印机提供接口。

天线电路1670和天线元件1675可以允许处理单元1601经由网络与远程单元通信。在一实施例中，天线电路1670和天线元件1675提供对无线广域网(WAN)和/或蜂窝网络的访问，例如，长期演进(LTE)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)和全球移动通信系统(GSM)网络。在一些实施例中，天线电路1670和天线元件1675还可以向其他设备提供蓝牙和/或WiFi连接。

处理单元1601还可以包括一个或多个网络接口1650，网络接口1650可以包括以太网电缆等有线链路，和/或接入节点或不同网络的无线链路。网络接口1601允许处理单元1601经由网络1680与远程单元进行通信。例如，网络接口1650可以通过一个或多个发射机/发射天线和一个或多个接收机/接收天线来提供无线通信。在一实施例中，处理单元1601耦合到局域网或广域网，用于数据处理以及与诸如其他处理单元、因特网、远程存储设施等远程设备进行通信。

在一实施例中，本文公开了一种由v-s-SGW执行的方法，该v-s-SGW提供了在一个或多个网络节点上利用MTC设备建立MTC的VNF，该方法包括：在v-s-SGW VNF处通过与MTC设备相关联的无线节点接收来自MTC设备的MTC服务的请求；向家庭用户服务器(HSS)发送认证请求以对MTC设备进行认证；接收来自HSS的认证响应；以及如果没有事先建立用于无线节点的S1承载，则v-s-SGW VNF根据认证响应在v-s-SGW VNF和该无线节点之间建立MTC S1承载。该方法还可以包括为MTC服务提供移动锚点。在一实施例中，该方法还包括在VNF的组件处接收来自与MTC设备相关联的无线节点的分组，并在VNF的组件处对分组进行处理。该方法还可以包括在多个启用NFV的网络节点上实例化v-s-SGW VNF的组件。在一实施例中，HSS是MTC专用HSS。在一实施例中，MTC专用HSS位于MTC服务器上。在一实施例中，MTC专用HSS是v-s-SGW VNF的组件功能。该设备可以是移动设备，并且其中v-s-SGW VNF被配置为提供连接管理。v-s-SGW VNF可以被配置为将分组转发到服务能力服务器(SCS)，以执行专用于MTC服务的分组处理功能，和/或将分组转发到MTC应用服务器。在一实施例中，分组包括控制分组和数据分组，并且v-s-SGW VNF包括用于接收控制分组的第一接口和用于接收数据分组的第二接口。在一实施例中，v-s-SGW VNF包括被配置为处理控制分组的CM组件。在一实施例中，分组包括控制分组和数据分组，并且v-s-SGW VNF被配置为将控制分组与数据分组分离，将控制分组转发到控制平面组件，将数据分组转发到数据平面组件。在一实施例中，控制平面组件包括PGW-C，数据平面组件包括PGW-D。在一实施例中，建立MTC-S1承载包括建立多个MTC-S1承载，其中每个MTC-S1承载与MTC组无线承载对应。MTC设备可以包括多个MTC设备，并且该方法可以包括在v-s-SGW VNF和PGW之间建立MTC-S5承载。建立MTC-S5承载可以包括建立多个MTC-S5承载。MTC-S1承载可以与由eNB聚合的多个MTC组无线承载对应。在一实施例中，在v-s-SGW VNF和MTC应用服务器之间直接建立MTC-S5承载。由MTC-S1承载或MTC-S5承载携带的有效负载可以包括MTC服务ID和MTC ID。有效负载还可以包括MTC组ID。在一实施例中，MTC组ID与DRX周期相关联，以从无线节点卸载DRX周期管理。在一实施例中，MTC S1承载包括由MTC S1承载定义的源和目的地之间的一个或多个路径。路径可以由SDN控制器或连接到SDN控制器的流量工程模块确定。在一实施例中，MTC S5承载包括由MTCS5承载定义的源和目的地之间的一个或多个路径，该路径可以由SDN控制器或连接到SDN控制器的流量工程模块确定。

在一实施例中，本文公开了一种配置为利用MTC设备建立MTC的系统，该系统包括一个或多个处理器；以及非暂时性计算机可读存储介质，存储用于由该一个或多个处理器中的至少一个处理器执行的程序，所述程序包括用于执行下列步骤的指令：通过与MTC设备相关联的无线节点，从MTC设备接收对MTC服务的请求；向HSS发送认证请求，以对该MTC设备进行认证；接收来自HSS的认证响应；以及如果没有事先建立用于无线节点的S1承载，则根据认证响应在具有VNF的v-s-SGW与无线节点之间建立MTC S1承载。

在一实施例中，本文公开了一种由v-s-SGW VNF用于与MTC设备建立MTC连接的方法，该方法包括v-s-SGW VNF接收来自eNB的附着请求，其中，eNB接收来自MTC设备的附着请求；v-s-SGW VNF发起与应用服务器的认证过程，该应用服务器使用与MTC设备相对应的MTCHSS检查MTC ID；以及根据MTC设备与应用服务器的成功认证，v-s-SGW VNF向MTC设备发送允许设备消息。允许设备消息可以包括密码和安全选项。该方法还可以包括为来自MTC设备的上行流量创建MTC-S1承载和/或向MTC设备分配MTC组ID。在一实施例中，该方法包括从目标eNB接收请求以修改BS-ID和MTC设备的MTC组ID，其中，目标eNB在该MTC设备移动之后替换原来的eNB；将请求转发到MTC服务器，其中MTC服务器根据该请求更新MTC承载信息；以及从MTC服务器接收修改BS/MTC组响应消息，其中，该BS/MTC组响应消息包括用于所述MTC设备的新的MTC组ID。在一实施例中，该方法包括：如果针对新的MTC组ID的MTC-S1承载不存在，则建立与新的MTC组ID相对应的MTC-S1承载。

在一实施例中，本文公开了一种在eNB中用于与MTC设备建立MTC连接的方法，该方法包括：利用eNB接收包含来自MTC设备的数据的附着请求；利用eNB向v-CM VNF发送认证请求，该认证请求包括MTC ID；利用eNB接收来自v-CM VNF的认证响应消息，其中所述认证响应消息包括密码和安全选项；利用eNB向MTC设备转发认证响应；利用eNB向MTC设备发送MTC组ID；利用eNB接收来自MTC设备的MTC数据，其中该MTC数据包括MTC组ID；以及利用eNB向v-s-SGW VNF转发MTC数据。在一实施例中，MTC组ID是由v-s-SGW VNF确定的。在另一实施例中，MTC组ID是由eNB确定的，并且该方法包括向v-s-SGW VNF发送MTC组ID。

在一实施例中，本文公开了一种用于与一个或多个MTC设备建立MTC连接的网络系统，该网络系统包括具有VNF的v-CM，该v-CM由一个或多个网络节点上的一个或多个处理器中的至少一个处理器执行，该v-CM管理来自一个或多个MTC设备的连接请求，以及该v-CM向与该一个或多个MTC设备相关联的一个或多个无线节点提供密码和安全选项；具有VNF的v-s-SGW，该v-s-SGW由一个或多个网络节点上的一个或多个处理器中的至少一个处理器执行，该v-s-SGW提供至少一个无线节点与v-s-SGW之间的MTC S1承载管理，以及该v-s-SGW提供PGW和v-s-SGW之间的MTC S5承载管理；以及由VNF提供的虚拟MTC HSS，v-MTC-HSS由该一个或多个网络节点上的一个或多个处理器中的至少一个处理器执行，该v-MTC-HSS利用MTC服务器对一个或多个MTC设备进行认证，该v-MTC-HSS经由v-CM将认证响应从MTC服务器转发到一个或多个MTC设备中对应的MTC设备上。

在一实施例中，公开了一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的方法，该方法包括：虚拟服务网关(v-s-SGW)通过与MTC设备相关联的无线节点，从MTC设备接收对MTC服务的请求；v-s-SGW向MTC服务器发送认证请求，以对该MTC设备进行认证；v-s-SGW接收来自该MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则v-s-SGW在该v-s-SGW与无线节点之间建立MTC承载，其中该v-s-SGW包括虚拟连接管理(v-CM)和服务网关(s-SGW)。在一实施例中，MTC承载建立之后，该方法还包括以下列步骤之一：该v-CM与无线节点进行控制信令的通信，且该s-SGW在所述无线节点和PGW之间进行数据分组的通信；v-CM与无线节点进行控制信令的通信，且s-SGW在无线节点和s-SCS之间进行数据分组的通信；以及v-CM在无线节点与控制平面分组数据网络(PDN)网关(PGW-C)之间进行控制信令的通信，s-SGW在无线节点和数据平面分组数据网络(PDN)网关(PGW-D)之间进行数据分组的通信。在一实施例中，建立MTC承载还包括下列步骤之一：v-s-SGW建立与无线节点的MTC S1承载，以及与PGW的MTC S5承载，其中该MTC-S1承载与至少一个MTC组无线承载对应；以及该v-s-SGW建立与无线节点的多个MTC S1承载，以及与PGW的多个MTC S5承载，其中，每个MTC-S1承载与至少一个MTC组无线承载中的每个MTC组无线承载对应。在一实施例中，向MTC服务器发送认证请求包括：v-s-SGW向MTC服务器发送MTC ID和MTC组ID中的至少一个，以利用MTC-HSS对MTC设备进行认证。在一实施例中，MTC ID和MTC组ID中的至少一个被携带在有效负载中。MTC S1承载可以包括由MTC S1承载定义的源和目的地之间的一个或多个路径。该路径可以由SDN控制器或连接到SDN控制器的流量工程模块确定。

本文公开了利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的方法的实施例。该方法包括：虚拟服务专用连接管理(v-s-CM)通过与MTC设备相关联的无线节点，从MTC设备接收对MTC服务的请求；v-s-CM向MTC服务器发送认证请求，以对该MTC设备进行认证；v-s-CM接收来自MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则v-s-CM向v-s-SGW发送消息，以在该v-s-SGW与无线节点之间建立MTC承载。在一实施例中，在向v-s-SGW发送消息后，该方法还包括：v-CM与无线节点进行控制信令的通信，v-s-SGW在无线节点和PGW之间进行数据分组的通信。在一实施例中，在向v-s-SGW发送消息后，该方法还包括下列步骤之一：v-s-SGW建立与无线节点的MTC S1承载，以及与PGW的MTC S5承载，其中该MTC-S1与至少一个MTC组无线承载对应；以及该v-s-SGW建立与无线节点的多个MTC S1承载，以及与PGW的多个MTC S5承载，其中，每个MTC-S1承载与至少一个MTC组无线承载中的每个MTC组无线承载对应。

在一实施例中，本文公开了一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的系统，该系统包括：一个或多个处理器；以及至少一个非暂时性计算机可读存储介质，存储用于由一个或多个处理器中的至少一个处理器执行的程序，该程序包括用于执行下列步骤的指令：虚拟服务网关(v-s-SGW)通过与MTC设备相关联的无线节点，从MTC设备接收对MTC服务的请求；v-s-SGW向MTC服务器发送认证请求，以对MTC设备进行认证；v-s-SGW接收来自MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则v-s-SGW在v-s-SGW与无线节点之间建立MTC承载，其中v-s-SGW包括虚拟连接管理(v-CM)和服务专用服务网关(s-SGW)。

在一实施例中，本文公开了一种利用虚拟网络功能(VNF)的机器类型通信(MTC)服务管理的系统，该系统包括：一个或多个处理器；以及至少一个非暂时性计算机可读存储介质，存储用于由一个或多个处理器中的至少一个处理器执行的程序，该程序包括下列指令：虚拟服务专用连接管理(v-s-CM)通过与MTC设备相关联的无线节点，从MTC设备接收对MTC服务的请求；v-s-CM向MTC服务器发送认证请求，以对MTC设备进行认证；v-s-CM接收来自MTC服务器的认证响应；以及如果认证成功，则v-s-CM向v-s-SGW发送消息，以在v-s-SGW与无线节点之间建立MTC承载。

虽然已经结合说明性实施例对本发明进行了描述，但是本说明书并不被解释为一个限制的含义。很明显，参照说明书，本领域技术人员可以对说明性实施例以及本发明的其他实施例进行各种修改和组合。因此，所附权利要求包括任何此类修改或实施例。

Claims (20)

1.一种利用虚拟网络功能VNF的机器类型通信MTC服务管理的方法，所述方法包括：

虚拟服务网关v-s-SGW通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；

所述v-s-SGW向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；

所述v-s-SGW接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及

如果认证成功，则所述v-s-SGW在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载，

其中所述MTC承载是在MTC设备移动时不会被删除和重建的组承载，其中所述v-s-SGW包括虚拟连接管理v-CM和服务专用服务网关s-SGW。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在建立所述MTC承载后，所述方法还包括下列步骤之一：

所述v-CM与所述无线节点进行控制信令的通信，且所述s-SGW在所述无线节点和PGW之间进行数据分组的通信；

所述v-CM与所述无线节点进行控制信令的通信，且所述s-SGW在所述无线节点和s-SCS之间进行数据分组的通信；以及

所述v-CM在所述无线节点与控制平面分组数据网络PDN网关PGW-C之间进行控制信令的通信，且所述s-SGW在所述无线节点和数据平面分组数据网络PDN网关PGW-D之间进行数据分组的通信。

3.根据权利要求1所述的方法，其中建立所述MTC承载还包括下列步骤之一：

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的MTC S1承载，以及与PGW的MTC S5承载，其中所述MTC承载与至少一个MTC组无线承载对应；以及

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的多个MTC S1承载，以及与PGW的多个MTC S5承载，其中，每个MTC-S1承载与至少一个MTC组无线承载中的每个MTC组无线承载对应。

4.根据权利要求1所述的方法，其中向所述MTC服务器发送所述认证请求还包括：

所述v-s-SGW向MTC服务器发送MTC ID和MTC组ID中的至少一个，以利用MTC-HSS对所述MTC设备进行认证。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述MTC ID和所述MTC组ID中的至少一个被携带在有效负载中。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述MTC承载包括由所述MTC承载定义的源和目的地之间的一个或多个路径。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述路径是由SDN控制器或连接到所述SDN控制器的流量工程模块确定的。

8.一种利用虚拟网络功能VNF的机器类型通信MTC服务管理的方法，所述方法包括：

虚拟服务专用连接管理v-s-CM通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；

所述v-s-CM向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；

所述v-s-CM接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及

如果认证成功，则所述v-s-CM向v-s-SGW发送消息，以在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载；

其中所述MTC承载是在MTC设备移动时不会被删除和重建的组承载。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在向所述v-s-SGW发送所述消息后，所述方法还包括：

所述v-s-CM与所述无线节点进行控制信令的通信，且所述v-s-SGW在所述无线节点和PGW之间进行数据分组的通信。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，在向所述v-s-SGW发送所述消息后，所述方法还包括下列步骤之一：

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的MTC S1承载，以及与PGW的MTC S5承载，其中所述MTC承载与至少一个MTC组无线承载对应；以及

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的多个MTC S1承载，以及与PGW的多个MTC S5承载，其中，每个MTC-S1承载与至少一个MTC组无线承载中的每个MTC组无线承载对应。

11.一种利用虚拟网络功能VNF的机器类型通信MTC服务管理的系统，所述系统包括：

一个或多个处理器；以及

至少一个非暂时性计算机可读存储介质，存储用于由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行的程序，所述程序包括用于执行下列步骤的指令：

虚拟服务网关v-s-SGW通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；

所述v-s-SGW向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；

所述v-s-SGW接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及

如果认证成功，则所述v-s-SGW在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载，

其中所述MTC承载是在MTC设备移动时不会被删除和重建的组承载，其中所述v-s-SGW包括虚拟连接管理v-CM和服务专用服务网关s-SGW。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述程序还包括用于执行下列步骤之一的指令：

所述v-CM与所述无线节点进行控制信令的通信，且所述s-SGW在所述无线节点和PGW之间进行数据分组的通信；

所述v-CM与所述无线节点进行控制信令的通信，且所述s-SGW在所述无线节点和s-SCS之间进行数据分组的通信；以及

所述v-CM在所述无线节点与控制平面分组数据网络PDN网关PGW-C之间进行控制信令的通信，且所述s-SGW在所述无线节点和数据平面分组数据网络PDN网关PGW-D之间进行数据分组的通信。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，用于建立所述MTC承载的指令还包括用于执行下列步骤之一的指令：

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的MTC S1承载，以及与PGW的MTC S5承载，其中所述MTC承载与至少一个MTC组无线承载对应；以及

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的多个MTC S1承载，以及与PGW的多个MTC S5承载，其中，每个MTC-S1承载与至少一个MTC组无线承载中的每个MTC组无线承载对应。

14.根据权利要求11所述的系统，其中向所述MTC服务器发送所述认证请求的指令还包括用于执行下列步骤的指令：

所述v-s-SGW向MTC服务器发送MTC ID和MTC组ID中的至少一个，以利用MTC-HSS对所述MTC设备进行认证。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述MTC ID和所述MTC组ID中的至少一个被携带在有效负载中。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述MTC承载包括由所述MTC承载定义的源和目的地之间的一个或多个路径。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述路径是由SDN控制器或连接到所述SDN控制器的流量工程模块确定的。

18.一种利用虚拟网络功能VNF的机器类型通信MTC服务管理的系统，所述系统包括：

一个或多个处理器；以及

至少一个非暂时性计算机可读存储介质，存储用于由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行的程序，所述程序包括下列指令：

虚拟服务专用连接管理v-s-CM通过与MTC设备相关联的无线节点，从所述MTC设备接收对MTC服务的请求；

所述v-s-CM向MTC服务器发送认证请求，以对所述MTC设备进行认证；

所述v-s-CM接收来自所述MTC服务器的认证响应；以及

如果认证成功，则所述v-s-CM向v-s-SGW发送消息，以在所述v-s-SGW与所述无线节点之间建立MTC承载；

其中所述MTC承载是在MTC设备移动时不会被删除和重建的组承载。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述程序还包括用于执行下列步骤的指令：

所述v-s-CM与所述无线节点进行控制信令的通信，且所述v-s-SGW在所述无线节点和PGW之间进行数据分组的通信。

20.根据权利要求18所述的系统，其中所述程序还包括用于执行下列步骤之一的指令：

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的MTC S1承载，以及与PGW的MTC S5承载，其中所述MTC承载与至少一个MTC组无线承载对应；以及

所述v-s-SGW建立与所述无线节点的多个MTC S1承载，以及与PGW的多个MTC S5承载，其中，每个MTC-S1承载与至少一个MTC组无线承载中的每个MTC组无线承载对应。

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