CN112188445A - Lcs和lpp程序的nas信令减少的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少UE在EMM空闲模式和EMM注册状态下发起的LPP和LCS程序的NAS信令的方法。所公开的方法涉及将LPP/LCS消息封装到控制平面服务请求中的多种方法。这使得在RRC连接建立过程期间传输LPP/LCS消息成为可能,并且可以被视为控制平面EPS CIoT优化的扩展。
Description
技术领域
本发明有关于窄带物联网(NB-IOT)中有效率的信号传输,且尤其有关于LCS和LPP的非接入层(NAS,non-access stratum)传输的方法。
背景技术
机器类型通信(Machine type communication,简写为MTC)),或者更具体地来说,窄带物联网(NB-IoT)代表了第三代合作伙伴计划(3GPP)生态系统的重要增长机遇。窄带物联网是由3GPP制定的低功率广域覆盖的无线电技术标准,以支援广泛的物联网应用与服务。
为支持IoT,3GPP已将NB-IoT指定为新的蜂窝无线电技术之一,其通过继承LTE通用功能,并经过简化和优化,以提供更低的功耗,更好的覆盖范围,并支持具有宽松延迟要求的大量低吞吐量设备。3GPP工作项CIoT-CT基于SA2开发的第2阶段标准化定义了CIoT的第3阶段协议方面。CIoT-CT引入了控制平面(control plane)CIoT EPS优化功能,以支持通过MME在控制平面上高效传输用户数据(IP、非IP)或SMS消息,而无需触发数据无线承载建立(data radio bearer establishment)。
尽管控制平面CIoT EPS优化使UE能够通过控制平面服务请求传输少量用户数据,但是如何有效地传输更高层(高于NAS)应用协议数据的LPP/LCS消息尚未在TS 24.301中得到解决。这对于需要频繁调用位置服务的功耗敏感的IoT设备尤其重要,例如在跟踪应用程序中。
遵循当前规范TS 24.301,由于以下限制,控制平面服务请求和上行链路通用NAS传输(其包括LPP或LCS消息)必须通过无线电链路单独发送,导致在LPP/LCS程序(procedure)(例如位置请求服务程序)期间LPP/LCS消息的低效传输。如下表表1所示,控制平面服务请求仅包括ESM消息容器(message container)和NAS消息容器信息元素(information element,简写为IE)用于传输数据,其中ESM消息容器IE仅允许包括ESM数据传输消息并且NAS消息容器IE用于SMS传输。
表1:控制平面服务请求消息内容
其中,ESM消息容器用于用户数据传输(仅允许ESM数据传输),NAS消息容器用于SMS传输。
发明内容
本发明涉及一种减少UE在EMM空闲模式和EMM注册状态下发起的LPP和LCS程序的NAS信令的方法。
本发明的方法包括:启动LPP或LCS程序;在特定IE中封装该LPP或LCS消息;以及利用该特定IE发送LPP或LCS消息。
其中,将该LPP/LCS消息封装到控制平面服务请求消息内容中的IE中。
其中,该特定IE为EMM消息容器IE。
其中,该EMM消息容器IE具有EMM消息容器类型指示。
其中,该特定IE为上行通用NAS传输消息容器IE。
其中,该特定IE为载荷容器IE。
其中,该载荷容器IE具有载荷容器类型指示。
其中,该特定IE为NAS消息容器IE。
其中,该NAS消息容器IE具有NAS消息容器类型指示。
其中,该特定IE为新NAS消息容器IE。
其中,该特定IE为新的通用消息容器IE。
其中,该新的通用消息容器IE具有通用消息容器类型指示和/或附加信息IE。
本发明还提供一种支持CIoT EPS优化的MME的方法,包括接收具有包括在NAS PDU中的LPP或LCS消息的初始UE消息,从NAS PDU中提取LPP或LCS消息,以及通过LCS-AP协议发送LPP或LCS消息。
其中,该LPP或LCS消息为面向连接的信息消息。
附图说明
通过阅读以下的具体实施方式并参考附图,本发明可被完全理解,其中:
图1示出了无线网络的框图。
图2示出了UE在空闲模式下启动位置服务请求的过程。
图3示出了UE在连接模式下启动位置服务请求的过程。
图4示出了UE将LCS消息发送到网络的流程图。
图5示出了在接收到初始UE消息时,MME将LCS消息发送到E-SMLC的流程图。
图6示出了UE将LPP消息发送到网络的流程图。
图7示出了在接收到初始UE消息时,MME将LPP消息发送到E-SMLC的流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种减少UE在EMM空闲模式和EMM注册状态下发起的LPP和LCS程序的NAS信令的方法。(在下文中,“空闲模式”表示处于EMM空闲模式和EMM注册状态的UE;“连接模式”表示处于EMM连接模式和EMM注册状态的UE)。
所公开的方法涉及将LPP/LCS消息封装到控制平面服务请求中的多种方法。
这使得在RRC连接建立过程期间传输LPP/LCS消息成为可能,并且可以被视为控制平面EPS CIoT优化的扩展。
以下描述的实施例为本发明实施的较佳实施例,且实施例通过结合附图进行了说明。为了解决上述问题,本说明书提出解决方案。
本文中所描述的用于传输LCS和LPP相关消息的技术可被用于各种无线网络和无线电技术,包括由名为“第三代合作伙伴项目(3GPP)”和“第三代合作伙伴项目2(3GPP2)”的组织定义的那些技术。例如,这些技术可被用于实现由3GPP定义的演进通用地面无线电接入网(E-UTRAN)的长期演进(LTE)网络。LTE是3GPP演进分组系统(EPS)的一部分。在来自3GPP的文档中描述了LTE、E-UTRA和EPS。这些技术也可用于其他无线网络和其他无线电技术。
本文中所描述的技术也可被用于能支持位置服务的各种控制层面的位置解决方案或架构。位置服务指的是任何基于位置信息或与位置信息有关的服务。位置信息可包括与UE位置有关的任何信息,例如,位置估计、测量等。位置服务可包括定位,定位指的是确定目标UE的地理位置的功能。在控制层面的位置解决方案中,支持位置服务的消息可作为在各种网络实体之间传递的信令的一部分被携带,而各种网络实体典型情况下具有因网络而异的协议、接口、和信令消息。
在本文中所描述的技术还可被用于各种定位协议,诸如(i)由3GPP定义的LTE定位协议(LPP)、无线电资源LCS协议(RRLP)、以及无线电资源控制(RRC)和(ii)由3GPP2定义的C.S0022(也称为IS-801)。定位协议可被用于协调和控制对UE的定位。
为了清楚起见,LTE术语被用在以下大部分描述中。本领域技术人员了解各术语的含义以及各常用术语之间的关系,本说明书并不做进一步解释。
图1示出了无线网络的框图,它可以是LTE网络或者其他某种无线网络。UE可与无线电接入网(RAN)中的eNB通信以获得通信服务。RAN可包括为简单化而没有在图1中示出的其他网络实体并且也可被称为演进通用地面无线电接入网(E-UTRAN)。eNB也可被称为基站、B节点、接入点等等。UE也可被称为移动站、终端、接入终端、订户单元,站等等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线设备、无线调制解调器、无线路由器、膝上型计算机、遥测设备、跟踪设备等等。
eNB可与MME通信,MME可执行各种控制功能,诸如移动性管理、网关选择、认证、承载方管理等。MME可与E-SMLC简化为没有在图1中示出的其他网络实体通信。E-SMLC可支持基于UE式、UE辅助式、基于网络式、和/或网络辅助式的定位方法并可支持一个或更多个MME。E-SMLC可执行各种功能以支持位置服务。
对于LTE,在3GPP TS 23.271、3GPP TS 24.301、3GPP TS 36.321、3GPP TS36.322、3GPP TS 36.323、3GPP TS 36.331、3GPP TS 36.413、RFC 2960、RFC 791和2460中分别描述了LCS、NAS、MAC、RLC、PDCP、RRC、S1-AP、SCTP、IP。这些3GPP TS文档是公众可从3GPP获取的。RFC文档是公众可从因特网工程任务组(IETF)获取的。
UE可与E-SMLC交换(例如,发送和/或接收)关于定位服务的LPP/LCS消息。在UE与E-SMLC之间经由诸如eNB和MME之类的网络实体尽可能高效地传输这些LPP/LCS消息。
在一方面,在UE与E-SMLC之间交换的关于位置服务的消息(例如,LPP/LCS消息)可被封装在NAS消息中并经由诸如eNB和MME之类的网络实体来传输。NAS消息可被用于传输在MME与UE之间交换的EPS移动性管理(EMM)消息和EPS会话管理(ESM)消息。NAS的功能性可被扩展到支持LPP/LCS相关消息的传输。
LCS相关消息(例如,LPP消息)可在UE与E-SMLC之间交换。LCS相关消息可被封装在NAS消息中以供在UE与MME之间传输。这些NAS消息可被进一步封装在RRC消息中以供在UE与eNB之间使用用于以上实体的各种协议来进行传输。这些NAS消息也可被封装在SlAP NAS传输消息(其为关于SlAP的消息)中以供在eNB与MME之间进行传输。LCS相关消息可被封装在LCS-AP消息中以供在MME与E-SMLC之间进行传输。
在UE与MME之间传输位于NAS消息内部的LCS相关消息(例如,LPP消息)会比使用一些替换协议更高效,例如,可能要求较少的实现、较少的测试、和/或较少的信令。在MME与UE之间使用NAS来传输与移动性管理和会话管理有关的消息。扩展NAS以传输LCS相关消息将会重用现有协议并且可能不要求定义、实现以及测试新协议。此外,传输处在NAS消息内部的LCS相关消息不会对eNB增添额外影响(超过目前传输EMM和ESM消息对eNB的影响)。
实施例1:UE在空闲模式下启动位置服务请求过程
(以MOLR OTDOA为例)
图2示出了UE在空闲模式下启动位置服务请求的过程。
如图2所示,UE处于空闲模式中,具有待发送的LCS消息,并触发服务请求过程。UE和eNB之间进行随机接入和RRC连接建立(Random Access and RRC ConnectionEstablishment)。
在这之后,UE向eNB发送携带NAS的RRC连接建立完成(RRC Connection SetupComplete)消息。LCS相关消息可在UE与E-SMLC之间交换。eNB向MME发送S1AP:初始UE消息(initial UE message),LCS相关消息可被封装在NAS消息中以供在UE与MME之间传输。这些NAS消息也可被封装在SlAP NAS传输消息(其为关于SlAP的消息)中以供在eNB与MME之间来进行传输。MME向E-SMLC发送LCS-AP:定位请求(location request),LCS相关消息可被封装在LCS-AP消息中以供在MME与E-SMLC之间来进行传输。
MME在S1AP:下行链路NAS传输(S1AP:Downlink NAS Transport)消息中将NAS:服务接受(Service Accept)信息转发到eNB。eNB在RRC DL信息传递(RRC DL InformationTransfer)消息中将NAS信息转给UE。
当E-SMLC需要向UE发送LPP消息作为LPP定位活动的一部分时,E-SMLC将携带LPP的LCS-AP:面向连接的信息发送到MME。MME包括会话标识符(session identifier/Routingidentifier),其与MME和E-SMLC之间的定位会话相关联,MME随后在S1AP:下行链路NAS传输(S1AP:Downlink NAS Transport)消息中将NAS传输消息转发到eNB。eNB在RRC DL信息传递(RRC DL Information Transfer)消息中将NAS传输消息转给UE。
eNB向UE发送RRC连接释放(RRC Connection Release)消息。随后,UE进行OTDOA量测。UE具有待发送的LPP消息,并触发SR。UE和eNB之间进行随机接入和RRC连接建立(RandomAccess and RRC Connection Establishment)。
在这之后,UE向eNB发送携带NAS的RRC连接建立完成(RRC Connection SetupComplete)消息。LPP相关消息可在UE与E-SMLC之间交换。eNB向MME发送S1AP:初始UE消息(initial UE message)。LPP相关消息可被封装在NAS消息中以供在UE与MME之间传输,这些NAS消息也可被封装在SlAP NAS传输消息(其为关于SlAP的消息)中以供在eNB与MME之间来进行传输。MME向E-SMLC发送LCS-AP:面向连接的信息(Connection OrientedInformation),LPP相关消息可被封装在LCS-AP消息中以供在MME与E-SMLC之间来进行传输。
MME在S1AP:下行链路NAS传输(S1AP:Downlink NAS Transport)消息中将NAS:服务接受(Service Accept)信息转发到eNB。eNB在RRC DL信息传递(RRC DL InformationTransfer)消息中将NAS消息转给UE。E-SMLC也可将包含经度和纬度的LCS-AP:定位响应(LCS-AP:Location Response)消息经由MME、eNB传送至UE。
实施例2:UE在连接模式下启动位置服务请求过程
(以MOLR OTDOA为例)
图3示出了UE在连接模式下启动位置服务请求的过程。
如图3所示,UE处于连接模式中,具有待发送的LCS消息。
UE向eNB发送携带NAS的RRC UL信息传递(RRC UL Information Transfer)消息。LCS相关消息可在UE与E-SMLC之间交换,LCS相关消息可被封装在NAS消息中以供在UE与MME之间传输。eNB向MME发送S1AP:上行链路NAS传输(S1AP:Uplink NAS Transport)消息。这些NAS消息也可被封装在SlAP上行链路NAS传输(其为关于SlAP的消息)中以供在eNB与MME之间来进行传输。MME向E-SMLC发送LCS-AP:定位请求(location request),LCS相关消息可被封装在LCS-AP消息中以供在MME与E-SMLC之间来进行传输。
当E-SMLC需要向UE发送LPP消息作为LPP定位活动的一部分时,E-SMLC将携带LPP的LCS-AP面向连接的信息(LCS-AP:Connection Oriented Information)发送到MME。MME包括会话标识符(session identifier/Routing identifier),其与MME和E-SMLC之间的定位会话相关联,MME随后在S1AP:下行链路NAS传输(S1AP:Downlink NAS Transport)消息中将NAS传输消息转发到eNB。eNB在RRC DL信息传递(RRC DL Information Transfer)消息中将NAS传输消息转给UE。
eNB向UE发送RRC连接释放(RRC Connection Release)消息。随后,UE进行OTDOA量测。UE具有待发送的LPP消息,并触发SR。UE和eNB之间进行随机接入和RRC连接建立(RandomAccess and RRC Connection Establishment)。
在这之后,UE向eNB发送携带NAS的RRC连接建立完成(RRC Connection SetupComplete)消息。LPP相关消息可在UE与E-SMLC之间交换,LPP相关消息可被封装在NAS消息中以供在UE与MME之间传输。eNB向MME发送S1AP:初始UE消息(initial UE message)。这些NAS消息也可被封装在SlAP NAS传输消息(其为关于SlAP的消息)中以供在eNB与MME之间来进行传输。MME向E-SMLC发送LCS-AP:面向连接的信息(Connection OrientedInformation),LPP相关消息可被封装在LCS-AP消息中以供在MME与E-SMLC之间来进行传输。
MME在S1AP:下行链路NAS传输(S1AP:Downlink NAS Transport)消息中将NAS:服务接受(Service Accept)信息转发到eNB。eNB在RRC DL信息传递(RRC DL InformationTransfer)消息中将NAS消息转给UE。
E-SMLC也可将包含经度和纬度的LCS-AP定位响应(LCS-AP:Location Response)消息经由MME、eNB传送至UE。
下面实例性的给出了UE/MME执行的发送LCS/LPP消息的流程图。
实施例3:UE发送LCS消息/LPP消息的方法
实施例3-1:图4示出了UE将LCS消息发送到网络的流程图。如图4所示,在步骤402中,UE具有待被发送的LCS消息。随后,在步骤404中,判断UE是处于空闲模式还是连接模式。
若UE处于空闲模式,流程转至步骤406,将LCS消息封装到控制平面服务请求消息中。随后,在步骤408中,发送控制平面服务请求消息。
若UE处于连接模式,在步骤410中,将LCS消息封装到上行链路通用NAS传输消息(Uplink Generic NAS Transport Message)中。随后,在步骤412,发送该上行链路通用NAS传输消息。
实施例3-2:图5示出了在接收到初始UE消息时,MME将LCS消息发送到E-SMLC的流程图。如图5所示,在步骤502中,接收初始UE消息[NAS PDU(LCS消息)]。随后,在步骤504中,从NAS PDU中撷取(extract)LCS消息。随后,在步骤506中,透过LCS-AP协议发送LCS消息。
实施例3-3:图6示出了UE将LPP消息发送到网络的流程图。如图6所示,在步骤602中,UE具有待被发送的LPP消息。随后,在步骤604中,判断UE是处于空闲模式还是连接模式。
若UE处于空闲模式,流程转至步骤606,将LPP消息封装到控制平面服务请求消息中。随后,在步骤608中,发送控制平面服务请求消息。
若UE处于连接模式,在步骤610中,将LPP消息封装到上行链路通用NAS传输消息(Uplink Generic NAS Transport Message)中。随后,在步骤612,发送该上行链路通用NAS传输消息。
实施例3-4:图7示出了在接收到初始UE消息时,MME将LPP消息发送到E-SMLC的流程图。如图7所示,在步骤702中,接收初始UE消息[NAS PDU(LPP消息)]。随后,在步骤704中,从NAS PDU中撷取LPP消息。随后,在步骤706中,透过LCS-AP协议发送LPP消息。
实施例4:将LPP/LCS消息封装到控制平面服务请求中的方法
以下实施例提供了多种将LPP/LCS消息封装到控制平面服务请求中的方法,以下逐一论述。
实施例4-1:将EMM消息容器IE添加至控制平面服务请求中
将可选IE“EMM消息容器(EMM message container)”添加至控制平面服务请求中,如表2所示。EMM消息容器可具有EMM消息容器类型指示(EMM message container typeindication)。请注意,在TS 24.301中,UE可包含上行链路通用NAS传输消息。在一个实施例中,UE不应包含除上行链路通用NAS传输消息之外的任何EMM消息。
表2:控制平面服务请求消息内容
其中,EMM消息容器的信息元素参考表3所示:
表3:EMM消息容器
实施例4-2:将上行链路通用NAS传输消息容器IE添加至控制平面服务请求中将可选IE“上行链路通用NAS传输消息容器(Uplink Generic NAS Transport messagecontainer)”添加至控制平面服务请求中,如表4所示。
表4:控制平面服务请求消息内容
在上表中,增加了新的IE:上行链路通用NAS传输消息容器(Uplink generic NAStransport message container)。所添加的上行链路通用NAS传输消息容器可以用于,例如,LCS/LPP消息传输。其中,上行链路通用NAS传输消息容器的信息元素可参考表5及表6所示:
表5:上行链路通用NAS传输消息容器
表6:上行链路通用NAS传输消息容器内容
其中,表5中的上行链路通用NAS传输消息容器内容可以参考表6。
实施例4-3:修改控制平面服务请求中NAS消息容器IE的使用情况
实施例4-3-1:允许将LCS/LPP消息(除SMS之外(in addition to SMS))封装在NAS消息容器中,如表7所示。
表7:控制平面服务请求消息内容
在上表中,增加了新的IE:NAS消息容器类型(NAS message container type),IEI栏Xx所在行的内容表示所增加的新的信息。若UE处于EMM-IDLE模式,且其想要发送应用消息至网络,则UE应当包含信息元素NAS消息容器类型。UE可包含该信息元素,若其想要发送未决的(pending)SMS消息。
同时,IEI栏67所在行(即NAS message container)的使用被改变。其不仅用于SMS传输,也用于LPP/LCS消息传输。即NAS消息容器信息元素可包含SMS消息(即,CP-DATA、CP-ACK或CP-ERROR),或与取决于特定应用的应用消息。
可选IE:NAS消息容器类型(NAS message container type)是控制平面服务请求中的新可选信息元素(IE),其允许UE通知网络NAS消息容器中包含的捎带消息(piggy-backed message)的类型。NAS消息容器信息元素用于指定NAS消息容器内容的类型。如下表编码NAS消息容器类型信息元素。EPS更新结果是第一类(type 1)信息元素:
表8:EPS更新结果信息元素
实施例4-3-2:允许将LCS/LPP消息封装在NAS消息容器2(NAS Message Container2)中,如表9所示。
表9:控制平面服务请求消息内容
在上表中,增加了新的IE:NAS消息容器2(NAS message container 2),IEI栏xx所在行的内容表示所增加的新的信息。若UE处于EMM-IDLE模式,且具有未决的应用消息待发送,则UE应当包含该信息元素。
该IE用于封装在UE和网络之间传递的应用消息。该IE可以是,例如,用于CPSR中的LCS/LPP消息传递的专用信息元素)。如下表编码NAS消息容器信息元素。NAS消息容器是第6类(type 6)信息元素,最小长度为4octet,最大长度为65536octet:
表10:EPS更新结果信息元素
实施例4-3-3:允许将LCS/LPP消息封装在通用消息容器(Generic messagecontainer)IE中,如表11所示。
表11:控制平面服务请求消息内容
在上表中,增加了新的IE:通用消息容器类型(Generic message containertype)、通用消息容器(Generic message container)、附加信息(Additionalinformation),IEI栏xx、xy、xz所在行的内容表示所增加的新的信息。
若UE处于EMM-IDLE模式,且具有未决的应用消息待发送,则UE可包含通用消息容器类型信息元素。
若UE处于EMM-IDLE模式,且具有未决的应用消息待发送,则UE可包含通用消息容器信息元素。
若UE想要发送任何附加信息,UE可包含附加信息信息元素。
实施例4-4:允许将LCS/LPP消息(除了SMS之外(in addition to SMS))封装在一个或多个载荷容器(Payload Container)IE中,如表12和表13所示。该方法可以支持多个载荷以在一个IE中包括多个消息。例如,一个或多个SMS消息和一个或多个LCS/LPP消息。
表12:载荷容器信息元素
表13:控制平面服务请求消息内容
在上表中,增加了新的IE:载荷容器类型(Payload Container type)、载荷容器(Payload Container),IEI栏TBD所在行的内容表示所增加的新的信息。
应当注意,本说明书中,部分表格并非完整或者完全的形式。为了简洁起见,本说明书仅提供了与本发明的创新点相关的部分,本领域技术人员在阅读完本说明书之后,完全了解该表格的含义,以及了解本发明所提供的实施方式,并可在本申请说明书的基础上,容易的修改本发明的实施例或结合本发明揭露的不同实施例。
此外,从RAN的角度来看,根据本发明所揭露的方法,UE可以节省(save)上行链路NPUSCH消息。在缺少UL授权的情况下,UE可以在连接模式下节省随机接入过程。此外,虽然本说明书中部分实施例系以MOLR为例来做出说明,但是,本发明的主要思想(即,允许LPP/LCS消息包括在控制平面服务请求中)适用于MO-LR和MT-LR。本领域技术人员在阅读完本说明书的情况下,了解将本发明的精神用于MT-LR的具体实施,故本说明书不再赘言。
虽然本发明已就较佳实施例揭露如上,然其并非用以限制本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的变更和润饰。因此,本发明的保护范围当视之前的权利要求书所界定为准。
Claims (10)
1.一种收发消息的方法,用于支持IoT的UE,该方法包括:
启动LPP或LCS程序。
在特定IE中封装该LPP或LCS消息;以及
利用该特定IE发送该LPP或LCS消息。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将该LPP/LCS消息封装到控制平面服务请求消息内容中的IE中。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该特定IE为EMM消息容器IE。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该特定IE为上行通用NAS传输消息容器IE。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该特定IE为载荷容器IE。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该特定IE为NAS消息容器IE。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该特定IE为新NAS消息容器IE。
8.如权利要求2所述的方法,其特征在于,该特定IE为新的通用消息容器IE。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,该新的通用消息容器IE具有通用消息容器类型指示和/或附加信息IE。
10.一种支持CIoT EPS优化的MME的方法,包括:
接收具有包括在NAS PDU中的LPP或LCS消息的初始UE消息,
从NAS PDU中提取LPP或LCS消息,以及
通过LCS-AP协议发送LPP或LCS消息。
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