CN109845332A - 用于可靠的物联网的移动设备中继服务 - Google Patents

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Abstract

提供了用于管理物联网对象的方法和系统，上述物联网对象具有用于经由本地网络的集线器与数据网络进行通信的单活动无线电接入技术。该方法包括：由连接至数据网络的服务提供商服务器接收指示物联网对象与数据网络之间经由集线器的连接的丢失的信息；以及由服务提供商服务器建立物联网对象与数据网络之间的中继连接，物联网对象与数据网络之间的连接经由该中继连接来恢复。

Description

用于可靠的物联网的移动设备中继服务
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月14日提交的题为“MOBILE DEVICE RELAY SERVICE FORRELIABLE INTERNET OF THINGS”美国专利申请序列第15/294,230号的优先权的权益，其内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及无线电接入网络，具体地，涉及用于可靠的物联网(Internet ofThings，IoT)的移动设备中继服务的系统和方法。
背景技术
已经提出所谓的物联网(Internet of Things，IoT)作为用于使用嵌入式电子器件连接物理设备的架构，上述嵌入式电子器件使得这些对象能够收集和交换数据。在2013年，物联网全球标准倡议(Global Standards Initiative on Internet of Things，IoT-GSI)将IoT定义为“信息社会的基础设施”。IoT旨在允许对象跨现有的网络基础设施被远程地感测和/或控制，为将物理世界更直接地集成到基于计算机的系统中创造机会，并且得到改进的效率、准确性和经济效益。
IoT的关键促成因素是低功率和低成本的通信接入技术的可用性，该通信接入技术允许IoT对象连接至网络并由此发送及接收信息。通常，使用例如蓝牙无线技术标准的低成本无线电接入技术(radio access technology，RAT)用作通信接入技术，但是可以使用其他技术。例如，具有相对高的数据需求的IoT对象可以使用基于WiFi无线技术标准的RAT。其他接入技术可能在未来被开发，并且也可以适于用在IoT对象中。
IoT中的重要因素是高可靠性。具体地，预期诸如门锁和其他安全设备的许多IoT对象将需要到互联网的非常可靠的连接以正常工作。通常，通过为设备提供可以根据需要用于建立到数据网络的连接的多个RAT来实现无线通信中的高可靠性。例如，典型的智能电话能够使用WiFi、3G、4G、长期演进(Long Term Evolution，LTE)或其他无线通信技术中的任意一种连接至网络，因此可以选择用于在任意给定时间处保持连接性的最佳可用技术。这种方法的缺点是：与被限制为用于到数据网络的上行链路连接的单RAT的设备相比，提供能够使用多个RAT的设备更昂贵。
因此，存在可以描述为如下的要解决的技术问题：如何提高被提供有单上行链路RAT的IoT对象的可靠性。
发明内容
本发明的优点是：其通过在IoT对象的正常网络连接失败期间为IoT对象提供到网络的替代连接路径来增强IoT对象的可靠性。
因此，本发明的一个方面提供了一种用于管理物联网对象的方法，上述物联网对象具有用于经由本地网络的集线器与数据网络进行通信的单活动无线电接入技术。该方法包括：由连接至数据网络的服务提供商服务器接收指示物联网对象与数据网络之间经由集线器的连接的丢失的信息；以及由服务提供商服务器建立物联网对象与数据网络之间的中继连接，物联网对象与数据网络之间的连接经由该中继连接来恢复。
可以与前述方面中的任一项结合的本发明公开内容的另一方面提供了一种连接至数据网络的服务提供商服务器，该服务提供商服务器被配置成：接收指示物联网对象与数据网络之间经由集线器的连接的丢失的信息；以及建立物联网对象与数据网络之间的中继连接，物联网对象与数据网络之间的连接经由该中继连接来恢复。
可以与前述方面中的任一项结合的本发明公开内容的又一方面提供了一种存储软件指令的非暂态计算机可读介质，所述软件指令被配置成控制连接至数据网络的服务提供商服务器，软件指令实现如下方法，该方法包括：接收指示物联网对象与数据网络之间经由集线器的连接的丢失的信息；以及建立物联网对象与数据网络之间的中继连接，物联网对象与数据网络之间的连接经由该中继连接来恢复。
可以与前述方面中的任一项结合的本发明公开内容的又一方面提供了一种用于管理物联网对象的方法，上述物联网对象具有用于经由本地网络的集线器与数据网络进行通信的单活动无线电接入技术。该方法包括：由连接至数据网络的用户设备接收指示物联网对象与数据网络之间经由集线器的连接的丢失的信息；以及由用户设备建立物联网对象与数据网络之间的中继连接，物联网对象与数据网络之间的连接经由该中继连接来恢复。
在可以与前述方面或实施方式中任一项结合的一些实施方式中，该信息还可以包括：由用户设备接收来自物联网对象的信标信号或求救信号；以及由用户设备向物联网对象发送响应消息。
在可以与前述方面或实施方式中任一项结合的一些实施方式中，来自物联网对象的信标信号或求救信号可以具有预定格式。
在可以与前述方面或实施方式中任一项结合的一些实施方式中，来自物联网对象的信标信号或求救信号可以包括标识连接至数据网络的物联网服务器的信息。在这种情况下，建立中继连接可以包括：由用户设备向物联网服务器发送提议消息；以及由用户设备接收来自物联网服务器的配置信息。
在可以与前述方面或实施方式中任一项结合的一些实施方式中，来自物联网对象的信标信号或求救信号可以包括标识连接至数据网络的物联网服务器的信息。在这种情况下，建立中继连接可以包括：由用户设备向服务提供商服务器发送提议消息；以及由用户设备接收来自服务提供商服务器配置信息。
如果需要，该方法还可以包括：由服务提供商服务器向物联网服务器发送提议消息；以及由服务提供商服务器接收来自物联网服务器的配置信息。
在的一些实施方式中，建立中继连接还可以包括：由用户设备基于接收到的配置信息来协商用户设备与物联网对象之间的连接；由用户设备基于接收到的配置信息来建立用户设备与数据网络之间的连接；以及由用户设备基于接收到的配置信息来桥接用户设备与物联网对象之间的连接和用户设备与数据网络之间的连接。
在可以与前述实施方式中任一项结合的一些实施方式中，接收信息可以包括：由用户设备广播信标信号；以及由用户设备接收来自物联网对象的对信标信号的响应。
在的一些实施方式中，来自物联网对象的响应信号具有预定格式。
在的一些实施方式中，来自物联网对象的响应信号可以包括标识连接至数据网络的物联网服务器的信息。在这种情况下，建立中继连接可以包括：由用户设备向物联网服务器发送提议消息；以及由用户设备接收来自物联网服务器的配置信息。
在可以与前述实施方式中任一项结合的一些实施方式中，来自物联网对象的响应信号可以包括标识连接至数据网络的物联网服务器的信息。在这种情况下，建立中继连接可以包括：由用户设备向服务提供商服务器发送提议消息；以及由用户设备接收来自服务提供商服务器的配置信息。
在可以与前述实施方式中任一项结合的一些实施方式中，该方法还可以包括：由服务提供商服务器向物联网服务器发送提议消息；以及由网络运营商服务器接收来自物联网服务器的配置信息。
在可以与前述实施方式中任一项结合的一些实施方式中，接收信息可以包括：由用户设备接收来自服务提供商服务器的请求消息；由用户设备广播响应于请求消息的信标信号；以及由用户设备接收来自物联网对象的对信标信号的响应。
在可以与前述实施方式中任一项结合的一些实施方式中，接收信息可以包括：由用户设备接收来自服务提供商服务器的请求消息；由用户设备响应于请求消息进行监视，以检测来自物联网对象的信标信号或求救信号；以及当检测到信标信号或求救信号时，由用户设备向物联网对象发送响应消息。
可以与前述实施方式中任一项结合的本发明的另一个方面提供了一种包括软件指令的非暂态计算机可读存储介质，所述软件指令用于控制连接至数据网络的用户设备，所述软件指令被配置成控制用户设备执行以下步骤：接收指示物联网对象与数据网络之间的连接的丢失的信息，物联网对象具有用于与数据网络进行通信的单活动无线电接入技术；以及建立物联网对象与数据网络之间的中继连接，使得经由该中继连接来恢复物联网对象与数据网络之间的连接。
附图说明
通过结合附图获得的以下详细描述，本发明的特征和优点将变得明显，其中：
图1是示意性地示出了可以实现根据本公开内容的技术的网络的主要元件的框图；
图2是示出了根据本公开内容的一般处理中的主要步骤的流程图；
图3是示出了根据图2的一般处理的在第一示例处理期间交换的主要消息的消息流程图；
图4是示出了根据图2的一般处理的在第二示例处理期间交换的主要消息的消息流程图；
图5是示出了根据本公开内容的第二一般处理中的主要步骤的流程图；
图6是示出了根据图5的一般处理的在第一示例处理期间交换的主要消息的消息流程图；以及
图7是示出了根据图6的一般处理的在第二示例处理期间交换的主要消息的消息流程图；
应该注意，遍及附图，通过相似的附图标记标示相似的元件。
具体实施方式
在以下描述中，通过示例实施方式描述本发明，其中在连接丢失之后可以重新建立与具有单无线电接入技术(Radio Access Technology，RAT)的物联网(Internet ofThings，IoT)对象的连接。然而，将认识到，本发明不限于这样的实施方式。而是，可以采用根据本发明的技术来提供恢复机制，该恢复机制使得具有单活动上行链路RAT的收发器能够在失败之后重新建立到数据网络的连接。这种单上行链路RAT收发器可以与任何设备或对象相关联，该设备或对象可以与物联网(Internet of Things，IoT)服务相关联或可以不与IoT服务相关联。为了本公开内容的目的，术语“具有单活动上行链路RAT的收发器”和“单上行链路RAT收发器”同义地用于指代具有仅一种无线电接入技术的收发器，该无线电接入技术适用于收发器用于连接至数据网络或与数据网络连接的设备(如接入点)。这样的收发器可以实际上被提供有多于一种无线电接入技术。例如，收发器可以被配置有用于连接至本地网络内的下行链路设备的蓝牙RAT以及用于至提供端到端连接和/或基于网络的服务的数据网络的连接的WiFi RAT。在这种情况下，并且为了本公开内容的目的，蓝牙类型RAT可以被称为下行链路RAT，原因是蓝牙类型RAT被配置成连接至在收发器的拓扑下游的设备，WiFi RAT可以被称为上行链路RAT，原因是WiFi RAT被配置成连接至在收发器的拓扑上游的设备和网络。在本公开内容中，假设针对至数据网络的上行链路连接启用仅一种无线电接入技术，并且任何其他无线电接入技术被禁用或仅被配置成用于至本地网络内的设备的下行链路连接。
图1示意性地示出了可以使用根据本公开内容的技术的示例网络架构。在图1的架构中，一个或更多个IoT对象2经由无线链路4连接至本地网络8的集线器6。集线器6连接至诸如因特网的数据网络10。在所示的示例中，连接至数据网络10的IoT服务器12经由集线器6与IoT对象2进行通信。IoT服务器12可以是被配置成在本地网络8的覆盖区域内递送一个或更多个IoT服务的IoT服务器。可替选地，IoT服务器12可以是用于监视和控制数据网络10与IoT对象2之间的连接的管理服务器。
本地网络8内的IoT对象2可以采用任意期望的形式。为了本公开内容的目的，IoT对象2应该被理解为指代具有单上行链路RAT收发器的任何对象或设备。在收发器中启用的用于至数据网络的上行链路连接的特定RAT可以根据需要来选择，并且将通常反映本地网络8的性质。
设想将基于IoT对象2被期望操作的环境来设计本地网络8。例如，在环境是相对小的内部空间(例如，私人住宅或小型办公室)的情况下，本地网络8可以采用专用无线网络的形式，并且在IoT对象2收发器中启用的上行链路RAT可以是诸如蓝牙的低功率近场无线电通信标准。可替选地，在环境是相对大的室内空间或室内室外组合的空间(例如，购物中心或大学校园)的情况下，在收发器中启用的上行链路RAT可以是诸如Wi-Fi的更强的无线电通信标准。将理解的是，这样的IoT对象也可以具有用于连接至本地网络8内的其他IoT设备的下行链路RAT(例如蓝牙)。例如，本地网络8内的IoT对象可以被配置成用作无线中继以由此扩展集线器6的范围。
集线器6可以被配置为用于调解IoT对象2与数据网络10和/或IoT服务器12之间的分组流的硬件和软件的任意合适的组合。例如，在本地网络8采用专用无线网络的形式的情况下，集线器6可以被设置为启用蓝牙的无线调制解调器，该无线调制解调器可以包括：一个或更多个启用蓝牙的无线电收发器和天线，被配置成支持与集线器6的覆盖区域内的启用蓝牙的IoT对象2的无线通信；以及有线网络接口，被配置成保持至数据网络10的有线连接。如果需要，集线器6还可以提供防火墙或其他安全特征。如果需要，集线器6还可以被配置成支持替代或附加的RAT。
图1的架构还包括常规的无线电接入网络(radio access network，RAN)14，其被配置成提供用户设备(User Equipment，UE)16例如移动电话、移动计算机、个人数据助理(Personal Data Assistants，PDAs)等与提供端到端通信服务的数据网络10之间的连接。为了本公开内容的目的，假设UE 16能够发送及接收数据分组。UE 16中的至少一些配置有多个RAT(例如，WiFi、LTE、3G、4G、5G和蓝牙)，并且在本文中被称为多RAT UE。在图1的示例中，RAN 14包括通过有线网络22连接至网关(Gateway，GW)20的无线电接入点(AccessPoints，AP)18。每个AP 18包括用于保持与UE 16的无线连接24的无线电收发器设备以及用于通过有线网络22将信号转发至GW 20的信号路由设备。GW 20提供RAN 14与数据网络10之间的链路，从而实现数据网络10与UE 16之间的业务流。服务提供商(Service Provider，SP)服务器26可以由移动网络运营商部署以向RAN 14的订户递送预定服务。在一些实施方式中，SP服务器26可以被设置为服务能力开放功能(Service Capability ExposureFunction，SCEF)设备或者SCEF设备的等同物，但这不是必需的。
利用图1的布置，经由与本地网络8内的IoT对象2的数据通信通过数据网络10来提供本地网络内的IoT服务。将理解的是，IoT对象2与数据网络10之间的连接的丢失将可能影响本地网络8内的IoT服务的提供。
为了本公开内容的目的，假设连接的丢失是集线器6处的故障引起的，例如，由于无线电收发器或有线网络接口的故障或者数据网络10与集线器6之间的一个或更多个链路的故障引起的。为了本公开内容的目的，假设连接的丢失不是由于IoT对象2本身或IoT服务器12的故障引起的。
可以理解的是，连接的丢失可以由IoT服务器12和断开的IoT对象(即，已经检测到其已经丢失至IoT服务器的连接的IoT对象)中的任一个或两者来检测。在IoT服务器12的情况下，检测到的至给定IoT对象2的连接的丢失可以触发一个或更多个处理以恢复断开的连接。下面将更详细地描述示例处理。在断开的IoT对象2的情况下，检测到的连接的丢失可以触发断开的IoT对象2发送预定的信标和/或监视接收到的无线电信号以检测预定信号。这样的信标可以采用连接请求的形式，使用其用于集线器6的凭证(如服务集标识符(ServiceSet Identifier，SSID))或已经被预先布置成在连接丢失的情况下使用的第二组凭证。可替选地，信标可以与“Ping”一样简单，其用于向附近设备警告存在断开的IoT对象。如果IoT对象接收到对信标的预定响应，则其然后可以发送尝试建立与响应信号的源的连接的连接请求。可替选地，IoT可以不发送任何信标，而是仅仅监视用于给定的预定义广播信号的RAT，当接收到该广播信号时，将使IoT对象连接至该信号的源。
图2是示出用于恢复IoT对象与IoT服务器之间的连接的一般处理中的主要步骤的流程图。下面通过图3至图7所示的示例实施方式更详细地描述图2的一般步骤中的每个步骤。
参照图2，在第一步骤(在S2处)中，找到能够支持断开的IoT对象2与分组数据网络10之间的中继连接的多RAT UE 16。例如，可以找到与断开的IoT对象2支持相同的RAT的UE16，并且UE 16在物理上足够靠近断开的IoT对象2，以使连接被建立。一旦中继UE 16被定位，信息就被发送至中继UE 16(在S4处)，以使得其能够建立与断开的IoT对象2的连接。该信息可以例如包括标识要用于与断开的IoT对象2的连接的RAT的信息以及要用于RAT的参数例如信道、模式、协议和连接标识符(如用于Wi-Fi类型RAT的服务集标识符(Service SetIdentifier，SSID))。附加信息可以包括由中继UE 16验证和接受来自IoT对象2的连接请求所需的证书、令牌或标识符。可以将类似的附加信息发送至中继UE 16以重新传输至IoT对象2，以使IoT对象2验证和接受以由该UE 16进行中继。在第三步骤处(在S6处)，中继UE 16建立与断开的IoT对象2和数据网络10的连接，桥接该连接以提供至数据网络10的一直连接，使得断开的IoT对象2可以联系数据网络10。如果需要，可以根据可以与例如IoT服务提供商达成协议的移动网络运营商的策略来配置中继UE 16与数据网络10之间的连接。这可以使得移动网络运营商能够例如通过在预定网络切片中路由中继分组以有利于计费或数据的其他特殊处理来实现期望的管理功能。在第四步骤(S8)处，断开的IoT对象2可以通过中继UE 16经由连接路径连接至IoT服务器12，并且重新认证以恢复连接。
如可以理解的，在不脱离本公开内容的预期范围的情况下，上述一般处理的四个步骤可以以各种不同的方式来实现。下面参照图3至图7描述的实施方式提供图2的一般技术的具体示例实现。
图3是示意性地示出图2的一般技术的第一示例实现的信号流程图。参照图3，该方法开始于IoT对象2与IoT服务器12之间的连接的丢失。
当IoT对象2检测到连接丢失时(在S10处)，IoT对象2广播(在S12处)信标或求救信号。IoT对象2可以使用各种技术来检测连接丢失。例如，IoT对象2可以被配置成以预设时间间隔从IoT服务器12接收预定信号。因此，可以使用IoT对象2在超时时段内没能检测到预定信号来检测连接丢失。如上所述，可以根据需要对信标或求救信号(包括例如连接请求信号或简单的“ping”)进行格式化。可替选地，信标或求救信号可以具有由RAN 14内的UE 16识别的预定格式。由于IoT对象2配置有单活动上行链路RAT，因此将必然使用该RAT来广播信标或求救信号。
如果UE 16检测到信标或求救信号(在S14处)，则UE 16可以向断开的IoT对象发送响应消息(在S16处)。优选地，响应消息将具有可以由断开的IoT对象容易识别的预定格式。在接收到响应消息时，断开的IoT对象2可以向UE发送中继请求消息(在S18处)，以请求到IoT服务器12的中继连接。例如，中继请求消息可以包括IoT对象2的标识符、IoT服务器12的地址以及IoT对象2在其中操作的IoT网络或服务的标识符。基于包含在中继请求消息中的信息，UE 16可以向IoT服务器12发送(在S20处)提议消息，以提议为IoT对象2中继连接。如果IoT服务器12接受该提议，则IoT服务器12可以利用包括由中继UE 16建立用于中继分组的连接所需的配置信息的确认信息来进行应答(在S22处)。UE 16也可以向SP服务器26发送(在S24处)提议消息，指示其能够为IoT对象2和IoT服务器12中继分组。响应于提议消息，SP服务器可以利用包括管理信息(如UE 16所需的调度信息)的确认消息进行响应(在S26处)，使得UE 16可以使用由SP服务器26选择的网络切片向IoT服务器12发送中继的数据分组。
然后，UE可以向断开的IoT对象2发送(在S28处)中继数据分组的提议。响应于中继数据分组的提议，断开的IoT对象2可以与UE 16协商(在S30处)连接。此外，UE 16可以根据配置信息来建立(在S32处)与IoT服务器12的连接。一旦UE 16与断开的IoT对象2之间的连接以及UE 16与IoT服务器12之间的连接被建立，UE 16就可以桥接这两个连接(在S34处)。此后，IoT对象2可以向IoT服务器12发送分组并从IoT服务器12接收分组，并且协商预定的认证过程以重新建立其到IoT服务器12的链路(在S36处)。
在图3的实施方式的示例中，IoT对象2检测连接丢失，并且开始广播求救信号或信标。如果UE 16检测到求救信号或信标，则UE 16可以发送响应信号，该响应信号触发IoT对象2请求中继连接。将理解的是，这种布置取决于检测求救信号或信标的UE 16，这意味着UE16必须已经正在监视IoT对象2所使用的信道(即，RAT和频率)。在这种情况下，UE 16至少隐含地愿意为IoT对象2中继信号。图4是示意性地示出替代实施方式的信号流程图，其中UE为IoT对象中继信号的意愿是明确的。
参照图4，UE 16使用本地网络8的RAT来广播(在S38处)信标。可以以预定时间间隔广播信标，并且可以根据需要对信标进行格式化，包括例如简单的“ping”。可替选地，信标可以具有由本地网络8内的IoT对象2识别的预定格式。例如，信标可以包括要用于中继连接的配置信息(例如，ID、证书、MAC地址和SSID中的任意一个或更多个)。
当IoT对象检测(在S40处)连接丢失时，IoT对象使用包含在先前接收的信标信号(S42)中的信息(如果有的话)来向UE 16发送(在S44处)中继请求消息，以请求至IoT服务器12的中继连接。例如，中继请求消息可以包括IoT对象2的标识标识符、IoT服务器12的地址以及IoT对象在其中进行操作的IoT网络或服务的标识符。基于包含在中继请求消息中的信息，UE 16可以向IoT服务器12发送(在S46处)提议消息，以提议为断开的IoT对象2中继连接。如果IoT服务器12接受该提议，则IoT服务器12可以利用包括中继UE 16建立连接以中继分组所需的配置信息的确认信息进行应答(在S48处)。UE 16还可以向SP服务器26发送(在S50处)提议消息，指示其能够为IoT对象2和IoT服务器12中继分组。响应于该提议消息，SP服务器26可以利用包括管理信息(如UE 16所需的调度信息)的确认消息进行响应(在S52处)，使得UE 16可以使用由SP服务器26选择的网络切片向IoT服务器12发送中继的数据分组。
然后，UE 16可以向断开的IoT对象2发送(在S54处)中继数据分组的提议。响应于中继数据分组的提议，断开的IoT对象2可以与UE 16协商(在S56处)连接。另外，UE 16可以根据配置信息来建立(在S58处)与IoT服务器12的连接。一旦UE 16与断开的IoT对象2之间的连接以及UE 16与IoT服务器12之间的连接被建立，UE 16就可以桥接这两个连接(在S60处)。此后，IoT对象2可以向IoT服务器12发送分组并从IoT服务器12接收分组，并且协商预定的认证过程以重新建立其到IoT服务器12的链路。
在图3和图4的示例实施方式中，IoT对象2检测连接丢失，IoT对象2还通过向中继UE 16发送请求消息来启动重新连接过程。这种布置的缺点是：其要求IoT对象2向中继UE16提供足够的信息，以使得中继UE 16能够与IoT服务器12联系并提议中继分组。在一些情况下，这种布置可能不令人满意。图5至图7示出了由IoT服务器12检测连接丢失的替代实施方式，因此IoT服务器12启动(并且可以控制)连接恢复过程。
图5是示出了用于恢复到断开的IoT对象2的连接的代表性处理的流程图。如在图5中可以看到的，在第一步骤(在S64处)中检测至IoT服务器12的连接的丢失。在一些实施方式中，可以由IoT服务器12本身来检测连接丢失，尽管这不是必需的。在替代布置中，可以由与IoT服务器12相关联的一个或更多个管理或安全服务器来检测连接丢失。可以使用各种技术来检测连接丢失。例如，每个IoT对象2可以被配置成以预设时间间隔向IoT服务器12发送预定信号。因此，可以使用IoT服务器12在超时时段内没有检测到预定信号来检测连接丢失。
响应于检测到连续丢失，断开的IoT对象2的标识和位置被确定(在S66处)。例如，在IoT对象以预设时间间隔向IoT服务器12发送预定信号的实施方式中，可以使用这些信号的内容来识别断开的IoT对象2。例如，在由给定的IoT对象发送的预定信号包含进行发送的IoT对象2的标识符的情况下，可以使用包含在先前接收的信号中的信息来识别在预定超时时段内没有接收到其信号的IoT对象2。一旦断开的IoT对象2的标识被确定，就可以通过查找IoT对象2的登记表记录来找到其位置。可以使用任何合适的方法来定义IoT对象2的位置。例如，可以使用其中部署IoT对象2(或本地网络8，或集线器6)的建筑物的已知地理位置。可替选地，由位于本地网络8的地理覆盖区域内的UE 16可达的一个或更多个RAN AP 18的地址可以用作IoT对象2的位置的代理。在不脱离本公开内容的预期范围的情况下，可以根据需要使用定义IoT对象2的位置的其他方法。预期给定本地网络8内的IoT对象2的位置的信息将被记录在由IoT服务器12(或与IoT服务器12相关联的管理或安全服务器)维护的登记表中。在一些情况下，可以在部署本地网络8时记录位置信息。在另一替代方案中，在正常操作期间，IoT对象可以检测其他本地网络8的SSID并且可以将该信息报告给IoT服务器12，IoT服务器12随后可以使用该信息来定位使用已知SSID位置的登记表的IoT对象。在其他情况下，位置信息可以在随着登记与IoT服务器12相关联的IoT服务的交付的过程的一部分被记录。
一旦断开的IoT对象2的位置被确定，IoT服务器12就可以向SP服务器26发送(在S68处)包含位置信息的请求消息。响应于该请求消息，SP服务器26可以使用位置信息来识别能够对断开的IoT对象2与IoT服务器12之间的信号进行中继的UE 16。如果找到了合适的中继UE，则SP服务器可以向中继UE 16发送建立连接(S70)的请求以中继信号，由此使得断开的IoT对象2能够与IoT服务器12重新连接(S72)。另一方面，如果没能找到合适的中继UE16，则SP服务器可以向IoT服务器发送失败消息(S74)。图6和图7是示出根据图5的一般流程图的相应示例处理的信号流程图。
在图6的示例实施方式中，如上所述，作为第一步骤(S76)，IoT服务器12(或与IoT服务器相关联的服务器)检测连接丢失，并且识别断开的IoT对象2的位置。然后，IoT服务器12可以向SP服务器26发送包括断开的IoT对象2的位置信息的请求消息(S78)。基于该位置信息，SP服务器26可以搜索其记录(S80)以识别似乎能够联系断开的IoT对象的一个或更多个候选EU。如果SP服务器成功识别至少一个候选EU，则SP服务器可以向IoT服务器12发送中继(S82)的提议。响应于该中继的提议，IoT服务器12可以向SP服务器发送中继消息(S84)的请求。中继消息的请求可以包括用于至断开的IoT对象2的连接的配置信息。该配置信息可以包括以下中的任意一个或更多个：RAT、频率、IP地址、加密、SSID、广播消息和用于认证的安全密钥。基于中继消息的请求，SP服务器26然后可以向候选EU中的每个发送包含连接配置信息的请求(S86)。
如果需要，SP服务器26可以简单地向所有识别的候选UE发送请求，然后等待在预定的超时时段内接收到的应答。可替选地，SP服务器26可以选择一个UE(根据任意期望的标准)，然后向所选择的UE发送请求。发送至每个候选UE的请求消息可以包括：定义用于与断开的IoT对象2进行通信的连接配置的信息以及用于应答该请求的地址信息。如果UE 16利用连接失败消息进行响应或者在预定超时时段内没有响应，则SP服务器26可以选择另一个候选UE并向其发送请求消息。该过程可以继续直到SP服务器26接收到从候选UE返回的成功消息，否则候选UE中没有一个能够联系断开的IoT对象。
在接收到来自SP服务器26的请求消息时，候选UE可以使用连接配置信息来搜索断开的IoT对象2(S88)。在一些实施方式中，该搜索可以包括：针对来自断开的IoT对象2的信号或信标，监视断开的IoT对象2的RAT和频率。可替选地，搜索可以包括：使用断开的IoT对象2的RAT和频率来广播信标，并且针对来自断开的IoT对象2的回波或应答信号，监视断开的IoT对象2的RAT和频率。
如果候选UE找到断开的IoT对象(例如通过从断开的IoT对象接收到回波或应答信号)，则UE 16可以向SP服务器26发送“成功”消息(S90)，指示其已经找到断开的IoT对象2。如果需要，成功消息可以包括指示候选UE 16与断开的IoT对象2之间的连接的预期质量的一个或更多个度量。
如果SP服务器26从多于一个候选UE接收到成功消息，则SP服务器26可以基于例如指示候选UE与断开的IoT对象之间的连接的预期质量的度量来选择中继UE。响应于“成功”消息，或者在选择中继UE时，SP服务器26可以发送包括管理信息(例如，中继UE 16所需的调度信息)的应答消息(S92)，使得中继UE可以使用由SP服务器26选择的网络切片向IoT服务器12发送中继的数据分组。
然后，SP服务器26可以使用由IoT服务器12提供的地址信息来向IoT服务器12发送指示中继UE 16已经成功找到断开的IoT对象2的确认消息。响应于该确认消息，IoT服务器12可以向SP服务器26发送中继请求(S96)。中继请求可以包括用于建立与IoT对象2的连接的另外的配置和/或安全信息。该配置信息可以包括以下中的任意一个或更多个：RAT、频率、IP地址、加密、SSID、广播消息和用于认证的安全密钥。SP服务器26可以向中继UE 16传递(在S97处)请求消息。在一些情况下，SP服务器26可以向中继UE 16传递未改变版本的请求消息。在其他情况下，SP服务器26可以将另外的配置参数添加至请求消息，例如以使得能够跟踪中继的业务流或计费。
然后，UE 16可以向断开的IoT对象2发送中继数据分组的提议(S98)。响应于中继数据分组的提议，断开的IoT对象2可以与UE协商(S100)连接。另外，UE 16可以与IoT服务器12建立连接(S102)。一旦UE 16与断开的IoT对象2之间的连接以及UE 16与IoT服务器12之间的连接被建立，UE 16就可以桥接这两个连接(在S104处)。此后，IoT对象可以向IoT服务器发送分组并从IoT服务器接收分组，并且协商预定的认证过程以重新建立其到IoT服务器的链路。
在图7的示例实施方式中，如上所述，作为第一步骤(S108)，IoT服务器12(或与IoT服务器相关联的服务器)检测连接丢失，并且识别断开的IoT对象2的位置。然后，IoT服务器12可以向SP服务器26发送包括断开的IoT对象2的位置信息的请求消息。除了断开的IoT对象2的位置以外，请求消息还可以包含：定义用于与断开的IoT对象2进行通信的连接配置的信息以及用于应答请求的地址信息。配置信息可以包括以下中的任意一个或更多个：RAT、频率、IP地址、加密、SSID、广播消息、用于认证的安全密钥/证书。
基于位置信息，SP服务器26可以搜索其记录(在S112处)以识别似乎能够联系断开的IoT对象2的一个或更多个候选EU。如果SP服务器26成功识别至少一个候选EU 16，则它可以发送包含配置信息和地址信息的请求(S114)，用于应答候选EU中的每个候选的请求。
如果需要，SP服务器26可以简单地向所有识别的候选UE发送请求。可替选地，SP服务器26可以选择一个候选UE(根据任意期望的标准)作为中继EU，然后将该请求发送至所选择的UE。
在接收到来自SP服务器26的请求消息时，候选UE可以使用连接配置信息来搜索(S116)断开的IoT对象2。在一些实施方式中，该搜索可以包括：针对来自断开的IoT对象2的信号或信标，监视断开的IoT对象的RAT和频率。可替选地，搜索可以包括：使用断开的IoT对象2的RAT和频率来广播信标，并且针对来自断开的IoT对象2的回波或应答信号，监视断开的IoT对象2的RAT和频率。
如果候选UE找到断开的IoT对象2(例如通过从断开的IoT对象接收到回波或应答信号(S118))，则UE 16可以向IoT服务器12发送可达性消息(S120)的确认，指示其已经找到断开的IoT对象2。如果需要，可达性消息的确认可以包括指示候选UE 16与断开的IoT对象2之间的连接的预期质量的一个或更多个度量。响应于来自候选UE 16的可达性消息的确认，IoT服务器12可以向候选UE 16发送确认消息(S122)，该确认消息可以包括用于建立与IoT对象2的连接的另外的配置和/或安全信息。
如果需要，UE还可以向SP服务器26发送成功消息(S124)。响应于该成功消息，SP服务器26可以发送包括管理信息(例如，UE 16所需的调度信息)的应答消息(S126)，使得UE16可以使用由SP服务器26指定的网络切片向IoT服务器12发送中继的数据分组。
然后，UE可以向断开的IoT对象发送(S128)中继数据分组的提议。响应于中继数据分组的提议，断开的IoT对象2可以与UE 16协商连接(S130)。另外，UE 16可以与IoT服务器12建立连接(S132)。一旦UE 16与断开的IoT对象2之间的连接以及UE 16与IoT服务器12之间的连接被建立，UE 16可以桥接这两个连接(在S134处)。此后，IoT对象2可以向IoT服务器12发送分组并从IoT服务器12接收分组，并且协商预定的认证过程以重新建立其到IoT服务器12的链路(在S136处)。
在上述示例实施方式中，为了清楚起见，仅示出和描述了所示处理中的主要步骤。将理解的是，可以根据需要向这些示例添加附加消息。例如，IoT服务器12与SP服务器26之间的附加消息可以用于协商中继会话的参数，例如:成本的分配、中继会话的持续时间、要中继的IoT对象的数目等。另外，可以在任意期望的点(例如，如果断开的IoT对象2未能连接至中继UE 16)中止重新连接过程，并且预期这样的操作将与附加消息相关联。如此，上述示例实施方式不限于图3至图7所示的具体消息流。
在上述示例实施方式中，中继UE 16向断开的IoT对象2发送中继数据分组的提议。响应于中继数据分组的该提议，断开的IoT对象2可以与中继UE 16协商连接。将理解的是，可以使用替代方法来建立断开的IoT对象2与中继UE 16之间的连接。例如，中继UE 16可以使用由IoT服务器12提供的配置信息来模拟集线器6。在这种情况下，断开的IoT对象2将能够“找到”中继UE 16，并且使用断开的IoT对象的正常初始化固件连接至中继UE 16。
在上面参照图3和图4描述的示例实施方式中，断开的IoT对象2通过广播信标或求救信号来启动重新连接过程。在上面参照图5至图7描述的示例实施方式中，IoT服务器12通过向SP服务器26发送请求消息来启动重新连接过程。如果需要，可以对这些方法进行组合以产生双端重新连接过程，其中断开的IoT对象2广播信标或求救信号，同时IoT服务器12向SP服务器26发送请求消息。这种布置可能是有益的，原因在于：接收信标或求救信号的任何UE都自动是候选UE，并且可以例如经由提议消息(图4)针对SP服务器12如此自我识别。基于这种自我识别，SP服务器26可以容易地识别候选UE(图6)并且选择一个候选UE作为中继UE。
在上述示例实施方式中，通过以下操作来恢复断开的IoT对象与数据网络10之间的连接：通过连接至移动无线电接入网络14的中继UE 16来建立中继路径，移动无线电接入网络14包括通过有线网络22连接至网关(GW)20的无线电接入点(AP)18。每个AP 18包括用于保持与UE 16的无线连接24的无线电收发器设备以及用于通过有线网络22向GW 20转发信号的信号路由设备。GW 20在RAN 14与数据网络10之间提供链路，从而实现数据网络10与UE 16之间的业务流。UE 16与数据网络10之间的通信可以服从由服务提供商(SP)服务器26实现的策略。然而，将理解的是，使用移动接入网络来承载中继连接不是必需的。例如，可以在接入点18经由有效地组合SP服务器26和网关20的功能的网络运营商或服务提供商服务器来连接至数据网络10的情况下等同地实现本文中描述的方法。例如，可以将接入点18设置为通常用于实现私人住宅或小型企业中的无线局域网的这种类型的启用WiFi的调制解调器。在这种情况下，可以将中继UE 16设置为与接入点18具有数据连接并且能够联系断开的IoT设备的移动设备(如移动电话)。在一些情况下，如果接入点18能够在不依赖其覆盖区域内的另一设备的情况下联系断开的IoT设备，则接入点18本身也能够用作中继UE。
图2至图7以及所附的描述示出了用于恢复具有单上行链路RAT的断开的IoT对象的连接的示例方法。将理解的是，这些方法可以通过适当的软件指令来实现，所述软件指令被配置成：适当时在IoT服务器12、SP服务器26和UE 16的相应中央处理单元中执行。为此目的的软件指令可以存储在诸如存储器设备的非暂态计算机可读介质上。如果需要，软件指令可以被本地存储或者可以存储在中央位置处并在需要时被下载到设备。例如，用于控制IoT服务器12和SP服务器26的软件指令可以便利地分别存储在IoT服务器12和SP服务器26处。另一方面，用于控制UE 16的软件指令可以存储在中央位置处(例如，在IoT服务器12或SP服务器26处)并在需要时被下载到UE 16。例如，在图6的实施方式中，作为S86处的请求消息的一部分，控制UE 16所需的软件可以由SP服务器26下载到UE 16。
上述本发明的实施方式意在仅是代表性的。因此，本发明的范围意在仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (15)

1.一种用于管理物联网对象的方法，所述物联网对象具有用于经由本地网络的集线器与数据网络进行通信的单活动无线电接入技术，所述方法包括：
由连接至所述数据网络的服务提供商服务器接收指示所述物联网对象与所述数据网络之间经由所述集线器的连接的丢失的信息；以及
由所述服务提供商服务器建立所述物联网对象与所述数据网络之间的中继连接，所述物联网对象与所述数据网络之间的连接经由所述中继连接来恢复。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收指示所述物联网对象与所述数据网络之间的连接的丢失的信息包括接收来自用户设备的提议消息。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，建立所述中继连接包括向所述用户设备发送第一配置信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述提议消息包括标识物联网服务器的信息，并且其中，建立所述中继连接还包括：
由所述服务提供商服务器向所述物联网服务器发送提议消息；
由所述服务提供商服务器接收来自所述物联网服务器的第二配置信息；以及
由所述服务提供商服务器将所述第二配置信息转发至中继用户设备。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，接收指示所述物联网对象与所述数据网络之间的连接的丢失的信息包括接收来自物联网服务器的请求消息。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述请求消息包括标识所述物联网对象的位置的位置信息，并且其中，建立所述中继连接包括：
由所述服务提供商服务器识别能够对至所述物联网对象以及来自所述物联网对象的信号进行中继的中继用户设备；以及
配置所识别的中继用户设备以建立所述物联网对象与所述数据网络之间的中继连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，识别所述中继用户设备包括：
基于所述位置信息来识别至少一个候选用户设备；以及
从所述至少一个候选用户设备中选择所述中继用户设备。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述位置信息包括以下中的任意一个或更多个：
所述物联网对象或所述集线器的已知地理位置；
具有与所述物联网对象的本地网络交叠的已知覆盖区域的至少一个无线电接入点的地址。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，从所述至少一个候选用户设备中选择所述中继用户设备包括：
向每个候选用户设备发送请求消息；
从至少一个候选用户设备接收应答消息；以及
基于所接收的应答消息来选择所述中继用户设备。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，配置所述中继用户设备包括：
由所述服务提供商服务器向所述物联网服务器发送提议消息；
由所述服务提供商服务器接收来自所述物联网服务器的配置信息；以及
由所述服务提供商服务器将所述配置信息转发至所述中继用户设备。
11.一种连接至数据网络的服务提供商服务器，所述服务提供商服务器被配置成：
接收指示物联网对象与所述数据网络之间经由集线器的连接的丢失的信息；以及
建立所述物联网对象与所述数据网络之间的中继连接，所述物联网对象与所述数据网络之间的连接经由所述中继连接来恢复。
12.根据权利要求11所述的服务提供商服务器，其中，接收指示所述物联网对象与所述数据网络之间的连接的丢失的信息包括：接收来自物联网服务器的请求消息，所述请求消息包括标识所述物联网对象的位置的位置信息，并且其中，建立所述中继连接包括：
由所述服务提供商服务器识别能够对至所述物联网对象以及来自所述物联网对象的信号进行中继的中继用户设备；以及
配置所识别的中继用户设备以建立所述物联网对象与所述数据网络之间的中继连接。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的服务提供商服务器，其中，识别所述中继用户设备包括：
基于所述位置信息来识别至少一个候选用户设备；以及
从所述至少一个候选用户设备中选择所述中继用户设备。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的服务提供商服务器，其中，从所述至少一个候选用户设备中选择所述中继用户设备包括：
向每个候选用户设备发送请求消息；
从至少一个候选用户设备接收应答消息；以及
基于接收到的应答消息来选择所述中继用户设备。
15.一种存储软件指令的非暂态计算机可读介质，所述软件指令被配置成控制连接至数据网络的服务提供商服务器，所述软件指令实现如下方法，所述方法包括：
接收指示物联网对象与所述数据网络之间经由集线器的连接的丢失的信息；以及
建立所述物联网对象与所述数据网络之间的中继连接，所述物联网对象与所述数据网络之间的连接经由所述中继连接来恢复。
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