CN111480327B - 通信网络中的装置注册 - Google Patents

Abstract

一种管理用户设备UE经由长期演进LTE网络向IP多媒体子系统IMS进行注册的方法。该方法包括，在LTE上的语音VoLTE呼叫终止之后，在UE处发起定时器，并且如果在定时器期满之前没有向UE或从UE发起VoLTE呼叫，那么从UE向IMS发送IMS注销请求。

Description

通信网络中的装置注册

技术领域

本发明涉及一种用于管理用户设备（UE）向通信网络的IP多媒体子系统（IMS）网络进行注册的方法和设备。更特别地，本发明涉及管理用于进行长期演进上的语音（VoLTE）呼叫的UE的注册。

背景技术

因特网协议（IP）多媒体子系统（IMS）是众所周知的第三代合作伙伴计划（3GPP）标准，其允许在两个或更多个参与方之间设置（set up）会话，以用于各种各样的服务，诸如IP上的语音（VoIP）呼叫、视频呼叫、交互式消息传递会话或第三方特定的应用。

一种通常实现的3GPP标准称为长期演进（LTE），其被开发以支持专门地分组交换的核心网络上的IP服务。LTE系统包括所谓的演进型分组核心（EPC），其在无线电接入网络（RAN）和IMS之间提供接口层。在LTE网络上进行的IP语音呼叫通常符合一组称为长期演进上的语音（VoLTE）的标准和过程。图1示意性地图示了IMS如何适合LTE网络的网络架构。

因特网使能的（Internet-enabled）装置正变得越来越平常：关键的驱动因素是所谓的“物联网”（IoT），其中通常不与计算、通信网络或因特网相关联的物理装置（诸如，交通工具、家用电器、传感器和致动器）被提供有发送/接收数据的功能性，以便将它们集成到大规模数据网络中。当前，因特网技术使用的扩展正在大量的领域中发生，具有例如在“智能家居”或传输网络的实时监测以及改善制造过程控制或供应链网络方面的应用。然而，为了应对由于大量的IoT装置（每个都能够连接到网络）引起的挑战，要求新的通信系统和方法。例如，大量的装置向网络进行注册对于服务提供商可能是资源密集的，例如因为服务提供商可能维持大量的逻辑连接，或者存储大量的上下文数据。

一些IoT装置被配置成允许用户经由调制解调器进行语音呼叫。例如，“智能”停车计时器和自动售货机可以具有允许用户向服务提供商进行语音呼叫以便寻求帮助的功能性。来自IoT装置的语音呼叫对通信网络提出（place）的需求可能与进行语音呼叫的传统消费者装置（诸如，智能电话）的那些需求大不相同。然而，尚未开发出适当考虑这些差异的网络标准。例如，IoT装置进行VoLTE呼叫的应用通常被要求符合GSM协会（GSMA）官方文档NG.108——UE类别M1的语音和SMS的IMS简档（IMS Profile），该文档基于GSMA永久参考文档（PRD）IR.92，其覆盖了智能电话的VoLTE应用。

供LTE网络使用的调制解调器芯片组的一种普遍选择是4G CAT-M1类低带宽蜂窝调制解调器芯片组，其与其它提供更高带宽的传统LTE调制解调器相比提供更低的功耗、更小的形状因子（form factor）和更低的价格，这允许它们被包括在大量的装置中。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种管理用户设备UE经由长期演进LTE网络向IP多媒体子系统IMS进行注册的方法。该方法包括，在LTE上的语音VoLTE呼叫终止（termination）之后，在UE处发起定时器，并且如果在定时器期满之前没有向UE或从UE发起VoLTE呼叫，那么从UE向IMS发送IMS注销请求。

这里使用术语UE，如它由3GPP或其演进所定义的那样。

注销请求可以是具有超时=0的会话发起协议SIP REGISTER（SIP注册）请求。

该方法可以包括，响应于在预定义时间之后从UE发起的VoLTE呼叫，从UE向IMS发送注册请求。通常，UE在发送SIP INVITE（SIP邀请）以发起VoLTE呼叫之前发送注册请求。

因此，可以释放分组数据网络PDN连接，通过所述PDN连接发送了注销请求。该方法可以进一步包括，响应于在预定义时间之后从UE发起的VoLTE呼叫，重新建立PDN连接并且从UE向IMS发送注册请求。

该方法可以包括使用PDN连接将诊断或测量数据从UE发送到远程服务器。

该方法可以包括在UE处经由PDN连接接收UE向IMS进行注册的命令。在UE向IMS进行注册之后，UE可以接收终接（terminating）VoLTE呼叫。

定时器值可以小于1小时或小于10分钟或小于1分钟。

可以响应于由用户接口接收的用户输入而发起VoLTE呼叫。

根据本发明的第二方面，提供了一种被配置成作为长期演进LTE网络的用户设备UE进行操作的设备。该设备包括处理器电路、存储由处理器电路可执行的指令的存储单元、以及无线电收发器，该设备可操作以：

在LTE上的语音VoLTE呼叫终止之后，在UE处发起定时器，并且如果在定时器期满之前没有向UE或从UE发起VoLTE呼叫，那么从UE向IMS发送IMS注销请求以从IMS注销UE。

处理器电路可以包括4G CAT-M1蜂窝调制解调器芯片组。

该设备可以被配置成允许预定义时间被远程地配置。

该设备可以包括用于响应于用户输入而发起VoLTE呼叫的控制器。控制器可以是例如当用户拿起听筒时激活的开关或按钮。

附图说明

图1示意性地图示了集成到LTE网络中的IMS网络；

图2示出了与UE注册过程相关联的信令；

图3示出了根据本发明的实施例的与UE注册过程相关联的信令；

图4是图示根据本发明的实施例的方法的流程图；

图5是根据本发明的实施例的设备的示意图。

具体实施方式

下面参考附图更充分地描述实施例，在附图中示出了某些实施例。然而，在本公开的范围内，以许多不同形式的其它实施例也是可能的。相反，通过示例来提供以下实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。

用于CAT-M1/VoLTE装置的NG.108简档的一个特定问题是它引用了规范IR.92，其又规定装置应当在附连到具有分组交换（PS）上的IMS语音能力的覆盖范围中的LTE无线电和分组核心网络时进行IMS注册。此外，只要装置驻留于具有PS上的IMS语音能力的网络覆盖范围之内，就要求该装置保持注册。然而，IR.92规范主要针对用于进行频繁的VoLTE呼叫的装置，诸如智能电话。在其中装置仅稀少地进行VoLTE呼叫的情况下，由NG.108简档施加的要求可能意味着无效率地使用LTE网络的资源。IoT装置与由IR.92规范覆盖的其它装置之间另外的区别是，IoT装置可能通常希望附连到无线电接入网络，以便发送“IoT数据”（诸如，诊断或测量数据），而不要求接入IMS。

图2示出了根据NG.108简档的UE与LTE网络的信令关联交互。LTE网络结合了无线电接入网络（RAN）、分组数据网络（PDN）和IMS。在该示例中，UE是用于进行VoLTE呼叫的装置。在步骤201中，UE附连到RAN并且使用分组数据网络（PDN）连接到LTE网络的演进型分组核心（EPC）。UE与由接入点名称（APN）标识的用于因特网和IMS服务的网关进行PDN连接（步骤202和203）。然后，例如经由应用服务器（AS）向LTE网络的IMS注册UE。在初始IMS注册（步骤204）之后，启动刷新倒数定时器。在定时器期满时，执行重新注册过程以保持向IMS注册UE（步骤205）。在重新注册之后，重置刷新定时器，使得重新注册过程在循环中重复。当从UE发起VoLTE呼叫时，UE（例如经由AS）与IMS通信以设置呼叫（步骤206），呼叫发生（步骤207），并且然后接着是释放过程（步骤208）。在呼叫完成之后，刷新定时器被重新启动以确保UE保持向IMS注册（步骤209）。

为了解决上面讨论的问题，本发明涉及如果在释放呼叫之后的预定义时间段内没有发起或建立新呼叫，则从IMS注销UE。从IMS注销UE减少了平均必须由LTE网络支持的逻辑IMS注册数量。在注销UE之前等待预定义时间段过去，降低了每次进行VoLTE呼叫时UE都将不得不向IMS重新注册的可能性，从而降低了与UE的重新注册相关联的网络开销（诸如，带宽）。通过仅响应于用户（或UE）发起VoLTE呼叫而向IMS注册UE，即通过在UE附连到LTE网络时避免UE向IMS进行自动注册，可以进一步降低这些开销。

通过示例，具有VoLTE能力的UE可以被集成到公共停车计时器中。停车场的用户可以根据计时器进行服务呼叫，在繁忙时间期间，该服务呼叫可以被短时间间隔（例如，每五分钟左右）间隔开，但在其它时间（诸如，在夜间）可能变得非常稀少。在另一个示例中，UE可以是机器或一件别的设备的部分或者与机器或一件别的设备相关联，使得用户可以使用语音呼叫来报告故障。例如，UE可以被设置在升降机或电梯内，使得在升降机发生故障的情况下，被困在升降机中的乘客可以呼叫求助。

图3示出了根据本发明的实施例的与UE IMS注册过程相关联的信令。如关于图2所描述的，UE首先附连到LTE RAN（步骤301），并且建立经由因特网APN网关的PDN连接（步骤302）。然而，在初始设置期间，没有建立经由IMS APN的PDN连接。而是，仅在UE“摘机（off-hook）”（即，由UE发起语音呼叫）之后才设置到IMS的PDN连接（步骤303）。然后发生UE向IMS进行注册（步骤304），接着是呼叫的设置（步骤305），并且然后是VoLTE呼叫本身（步骤306）。当呼叫结束时，即当UE再次“挂机（on-hook）”时，接着是呼叫释放过程（步骤307），并且在UE处启动随后呼叫倒数定时器（步骤308）。在预定义时间之后，定时器期满（步骤309），并且UE向LTE网络发送请求以从IMS注销。在UE从IMS注销（步骤310）之后，UE到IMS的PDN连接也可以被释放（步骤311）。UE可以经由因特网APN保持连接，以便接入由IMS提供的那些IP服务以外的IP服务，或者向远程服务器发送命令和/或从远程服务器接收命令。例如，UE可以接收基于网络的命令（例如）以“连接到IMS”，使得UE可以建立或重新建立IMS连接，以便UE随后可以接收基于IMS的VoLTE呼叫。例如，响应于从UE发送到远程服务器的长轮询HTTP GET消息，这样的命令可以被包括在HTTP 200 OK消息中。因此，作为通过因特网连接远程地提供的命令的结果、以及（或代替）作为人与装置进行物理交互（例如按下按钮以进行语音呼叫）的结果，UE可以连接到IMS。

当UE被用于发起（或接收）另外的语音呼叫时，重复步骤303-311。如果在定时器期满之前发起（或接收到）另外的语音呼叫，则现有IMS注册和到IMS的PDN连接被用于另外的语音呼叫，并且然后在另外的语音呼叫结束时重新启动定时器。换句话说，只要呼叫中的每个之间的时间间隔不超过由定时器测量的预定义时间，语音呼叫就可以一个接一个地进行，而无需UE的IMS重新注册或IMS PDN重新连接。

可以根据UE被使用或期望被使用的频率来设置随后呼叫定时器的持续时间或“超时”时段。例如，可以将定时器设置成在小于1小时、小于10分钟或小于1分钟之后期满。在非常稀少地使用UE的情况下，可能优选的是为定时器设置短的持续时间，以避免不必要地在长时段内维持UE向IMS进行注册或与IMS的PDN连接。为了更频繁地使用UE，更长的定时器持续时间可能是优选的，以避免在语音呼叫之间UE向IMS进行不必要的注册/注销。UE可以存储或接入与使用UE进行的先前语音呼叫有关的数据，并且使用数据帮助确定合适的定时器持续时间。例如，可以使用自适应算法，其中定时器持续时间在繁忙时段期间增加并且在安静时段期间减少。定时器持续时间也可以是例如由LTE网络的运营商远程地可配置的。

可以由UE控制和/或维持随后呼叫定时器，例如在UE本身上运行的定时器。

图4是图示由UE执行的方法的流程图。在步骤401中，在VoLTE呼叫终止之后，如果在预定义时间内没有向UE或从UE发起VoLTE呼叫，则从UE向IMS发送注销请求。随后释放PDN连接，通过所述PDN连接发送了注销请求（步骤402）。在步骤403中，响应于在预定义时间之后从UE发起的VoLTE呼叫，重新建立PDN连接，并且从UE向IMS发送注册请求。

图5是用于执行上述方法的示例性设备501的示意图。设备501包括：处理器电路502；存储由处理器电路502可执行的指令的存储单元503；以及用于接收消息505和传送消息506的无线电收发器504。

Claims (11)

1.一种管理用户设备UE经由长期演进LTE网络向IP多媒体子系统IMS进行注册的方法，所述方法包括，在LTE上的语音VoLTE呼叫终止之后，在所述UE处发起定时器，并且如果在所述定时器期满之前没有向所述UE或从所述UE发起VoLTE呼叫，那么从所述UE向所述IMS发送IMS注销请求。

2.根据权利要求1所述的方法，并且包括，响应于在预定义时间之后在所述UE处发起VoLTE呼叫的请求，从所述UE向所述IMS发送注册请求以执行IMS注册，并且然后发起所述VoLTE呼叫。

3.根据权利要求1或2所述的方法，并且包括，响应于该发送而释放分组数据网络PDN连接，通过所述PDN连接发送了所述注销请求。

4.根据权利要求3所述的方法，并且包括，响应于在预定义时间之后在所述UE处发起VoLTE呼叫的请求，重新建立所述PDN连接并且通过该PDN连接从所述UE向所述IMS发送IMS注册请求。

5.根据权利要求1所述的方法，并且包括，使用PDN连接将诊断或测量数据从所述UE发送到远程服务器。

6.根据权利要求1所述的方法，并且包括，在所述UE处经由PDN连接接收所述UE向所述IMS进行注册的命令。

7.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述定时器具有小于1小时或小于10分钟或小于1分钟的值。

8.一种被配置成作为长期演进LTE网络的用户设备UE进行操作的设备，所述设备包括处理器电路、存储由所述处理器电路可执行的指令的存储单元、以及无线电收发器，所述设备可操作以：

在LTE上的语音VoLTE呼叫终止之后，在所述UE处发起定时器，并且如果在所述定时器期满之前没有向所述UE或从所述UE发起VoLTE呼叫，那么从所述UE向IMS发送IMS注销请求以从所述IMS注销所述UE。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述处理器电路包括4G CAT-M1蜂窝调制解调器芯片组。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其中所述设备被配置成允许定时器值被远程地配置。

11.根据权利要求8至9中任一项所述的设备，并且包括用于接收发起VoLTE呼叫的用户请求的用户接口。

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