CN112752275B - 用户设备、网络设备、信息采集装置、信息上报方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开用户设备、网络设备、信息采集装置、信息上报方法。一种用户设备，包括：处理电路，所述处理电路被配置为：触发跟踪区更新流程；将用户设备的无线信号强度信息表示到跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段；以及将跟踪区更新请求消息发送给网络设备。在不改变已有网络空口协议情况下，能够向网络设备上报自身的无线信号强度信息。

Description

用户设备、网络设备、信息采集装置、信息上报方法

技术领域

本发明涉及物联网技术，具体涉及上报用户设备的无线信号强度信息、采集用户设备的无线信号强度信息的技术。

背景技术

为了实现NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)的超远覆盖、低功耗、大连接等特点，以及NB-IoT终端更加省电等要求，在NB-IoT空口协议中不支持测量报告(Measurement Report，MR)消息，NB-IoT终端无法上报MR消息。

MR是由用户设备(User Equipment，UE)和基站完成的，UE执行并上报小区下行电平强度、质量，eNB(evolved Node B,演进型基站)执行并上报UE的接收电平强度和质量的测量。MR的处理通常由eNB基站完成，提供基本的滤波、插值等功能，为后续的切换判决算法提供基本的输入，是切换判决算法和功率控制算法等的基础。

由于NB-IoT终端无法上报MR消息，导致运营商无法获取目标终端的无线信号强度信息。这样，当NB-IoT终端进行故障申告处理时，运营商无法确认是NB-IoT终端无线接入的信号差，还是NB-IoT终端自身故障导致，难以快速判断故障发生在NB-IoT的哪个段落。在LTE(Long Term Evolution，长期演进)中，运营商无线网优部门利用终端上报的MR评估与测算无线网络的覆盖情况，但由于NB-IoT终端无法上报MR消息，所以也不能进行上述评估与测算。

为了解决NB-IoT终端无法上报MR消息导致的问题，目前采用如下方案。为了让NB-IoT终端自动上报无线信号强度信息，物联网企业客户在部署、运营NB-IoT终端时，对NB-IoT终端进行设置，要求NB-IoT终端自动上报业务数据时，将当前的无线信号强度信息也以业务数据模式上报至企业客户的平台。

在上述方案中，由于每个物联网企业客户所上报的NB-IoT终端业务数据字段、数据格式均不同，且企业客户因数据隐私问题不愿告知运营商，导致运营商无法从业务数据中解析出NB-IoT终端所上报的无线信号强度信息。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，在不改变已有网络空口协议的情况下，用户设备能够上报无线信号强度信息。

本发明的另一目的在于能够采集用户设备向网络设备上报的无线信号强度信息。

根据本发明的一方面，提供一种用户设备，包括：

处理电路，所述处理电路被配置为：

触发跟踪区更新流程；

将用户设备的无线信号强度信息表示到跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段；以及

将跟踪区更新请求消息发送给网络设备。

优选为，上述用户设备的处理电路还被配置为：从网络设备获取跟踪区更新的周期，按照所获取的跟踪区更新的周期，触发所述跟踪区更新流程。

优选为，上述用户设备的处理电路还被配置为：在触发跟踪区更新流程的同时、或者在触发跟踪区更新流程之后、或者在触发跟踪区更新流程之前，获取所述用户设备的无线信号强度信息。

优选为，上述用户设备的处理电路还被配置为：通过对通信模组发起无线信号强度信号的查询来获取所述用户设备的无线信号强度信息。

优选为，无线信号强度信息包括参考信号接收功率、信号与干扰加噪声比、信号强度中的一个或者多个。

根据本发明的另一方面提供一种网络设备，包括：

处理电路，所述处理电路被配置为：

接收来自用户设备的跟踪区更新请求消息；以及

对跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段进行识别，在能够识别用户设备无线电信息字段的情况下，将该用户设备无线电信息字段中的无线信号强度信息保存至数据库，并向用户设备返回响应消息。

优选为，上述网络设备的处理电路还被配置为：在不能识别用户设备无线电信息字段的情况下，忽略该用户设备无线电信息字段，并向用户设备返回响应消息。

根据本发明的又一方面，提供一种信息采集装置，包括：

处理电路，所述处理电路被配置为：

对基站与网络设备之间的信令链路进行采集，提取用户设备经由所述基站向所述网络设备上报的跟踪区更新请求消息；以及

通过解析跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段，获取用户设备无线电信息字段中示出的所述用户设备的无线信号强度信息。

优选为，上述信息采集装置的处理电路还被配置为：将所获取的所述用户设备的无线信号强度信息与所述用户设备的当前小区信息、用户设备信息关联起来生成用户设备无线信号日志。

优选为，上述信息采集装置的处理电路还被配置为：将所生成的用户设备无线信号日志发送给第三方设备。

优选为，所述信令链路是S1-C信令链路。

根据本发明的又一方面，提供一种无线信号强度信息上报方法，包括：

用户设备触发跟踪区更新流程；

用户设备将自身的无线信号强度信息表示到跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段；

用户设备将跟踪区更新请求消息发送给网络设备。

根据本发明的又一方面，提供一种信息处理方法，包括：

网络设备接收来自用户设备的跟踪区更新请求消息；

网络设备对来自用户设备的跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段进行识别，在能够识别的情况下，将该用户设备无线电信息字段中的无线信号强度信息保存至数据库，并向用户设备返回响应消息。

根据本发明的又一方面，提供一种信息采集方法，包括：

对基站与网络设备之间的信令链路进行采集，提取用户设备经由所述基站向所述网络设备上报的跟踪区更新请求消息；以及

通过解析跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段，获取用户设备无线电信息字段中示出的所述用户设备的无线信号强度信息。

根据本发明，通过在跟踪区更新流程中利用到的跟踪区更新请求消息中新增用户设备无线电信息字段，用户设备基于跟踪区更新流程，利用新增的用户设备无线电信息字段向网络设备上报自身的无线信号强度信息，因此在不改变已有NB-IoT空口协议情况下，能够向网络设备上报自身的无线信号强度信息，以便于网优人员及物联网支撑团队根据NB-IoT终端覆盖优化NB-IoT无线网络接入。

根据本发明，通过采集基站与网络设备之间的信令链路来获取用户设备向网络设备上报的无线信号强度信息，以便于网优人员及物联网支撑团队根据NB-IoT终端覆盖优化NB-IoT无线网络接入。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施方式的基于跟踪区更新的无线信号强度信息采集系统的网络结构图。

图2为本发明实施方式的用户设备上报无线信号强度信息的流程图。

图3为本发明实施方式的用户设备的示例性配置框图。

图4为本发明实施方式的网络设备接收到来自用户设备的TAU_Request消息时的处理流程。

图5为本发明实施方式的网络设备的示例性配置框图。

图6为本发明实施方式的信息采集装置采集UE的无线信号强度信息的流程图。

图7为本发明实施方式的信息采集装置的示例性配置框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，基于跟踪区更新(Tracking Area Update,TAU)流程，用户设备向网络设备上报自身的无线信号强度信息。

首先，简单说明现有的TAU流程如下：

UE与网络连接，从网络获取TAU的周期时长，并建立PDN(PublicData Network，公用数据网)；

UE根据所获取的TAU的周期，触发TAU流程；

UE向基站发送TAU请求(TAU_Request)消息；

基站通过S1-C接口，向移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)转发TAU_Request消息；

MME接收到TAU_Request消息，返回TAU响应(TAU_Accept)消息。

在本发明实施方式中，在上述TAU流程中利用到的TAU_Request消息中新增用户设备无线电信息(UE Radio INFORMATION，以下简称为UE_Radio_INF)字段，用户设备通过新增的UE_Radio_INF字段上报自身的无线信号强度信息。

下面结合图1～图7，详细说明用于实现本发明的实施方式。

图1为本发明实施方式的基于跟踪区更新的无线信号强度信息采集系统的网络结构图。本实施方式的无线信号强度信息采集系统可适用于NB-IoT。在本实施方式中，UE101例如可以是NB-IoT终端，基站102例如可以是NB-IoT基站，网络设备103例如可以是移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)，但不限于此，只要是具有跟踪区更新机制的系统、装置，都可以适用本发明。如图1所示，信息采集装置104与第三方设备105可以分开设置，但也可以根据需要设置在一个装置内。

基于图1的网络结构图，说明本发明实施方式的基于跟踪区更新的无线信号强度信息采集过程。

在S1中，UE101将TAU_Request消息发送给基站102，在该TAU_Request消息的UE_Radio_INF字段中包括UE101的当前的无线信号强度信息。

在S2中，基站102向网络设备103转发TAU_Request消息。

在一些实施例中，基站102通过S1-C接口向网络设备103转发TAU_Request消息。

在S3中，网络设备103接收到来自UE101的TAU_Request消息，向基站102返回TAU_Accept消息。

在S4中，基站102向UE101返回TAU_Accept消息。

在S5中，信息采集装置104实时采集基站102与网络设备103之间的信令链路，提取TAU_Request消息，解析TAU_Request消息中的UE_Radio_INF字段，获取UE101上报的无线信号强度信息。

在一些实施例中，所述信令链路是S1-C信令链路。

在S6中，信息采集装置104将所获取的UE101的无线信号强度信息发送给第三方设备105。

在一些实施例中，上述S6不一定被执行，也可以根据需要被执行。

图2为本发明实施方式的用户设备上报无线信号强度信息的流程图。

步骤201，UE触发跟踪区更新流程。

在一些实施例中，UE从网络设备获取TAU的周期，并按照TAU的周期，触发跟踪区更新流程。

步骤202，UE获取自身的无线信号强度信息。

在一些实施例中，无线信号强度信息包括RSRP(Reference Signal ReceivingPower，参考信号接收功率)、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)、信号强度等中的一个或者多个。

在本实施方式中，在触发跟踪区更新流程之后，执行了无线信号强度信息的获取，但不限于此，也可以在触发跟踪区更新流程的同时获取无线信号强度信息，也可以在触发跟踪区更新流程之前获取无线信号强度信息。只要能够获取UE的当前的无线信号强度信息，则可以在任意时刻获取无线信号强度信息。

在一些实施例中，UE通过对通信模组发起无线信号强度信息的查询来获取无线信号强度信息。在本发明中，对于无线信号强度信息的获取方式不做任何限制，可以采用现有的各种方法来获取。

步骤203，UE将所获取的无线信号强度信息表示到TAU_Request消息中的UE_Radio_INF字段。

在本发明中，对于无线信号强度信息如何表示到UE_Radio_INF字段不做任何限制，可以采用现有的各种方法。

步骤204，UE将TAU_Request消息发送给网络设备。

如上所述，UE基于TAU流程，利用TAU_Request消息中新增的UE_Radio_INF字段向网络设备上报自身的无线信号强度信息，因此在不改变已有网络空口协议情况下，能够向网络设备上报自身的无线信号强度信息。

图3为本发明实施方式的用户设备的示例性配置框图。

在本实施方式中，用户设备300可以包括处理电路301。用户设备300的处理电路301可以被配置为执行用户设备300上报无线信号强度信息的流程。例如，用户设备300的处理电路301可以包括触发单元3011、获取单元3012、表示单元3013、发送单元3014，分别被配置为执行上述图2中所示的流程中的步骤201～204。

图4为本发明实施方式的网络设备接收到来自用户设备的TAU_Request消息时的处理流程。

步骤401，网络设备接收到来自UE的TAU_Request消息。

步骤402，网络设备对TAU_Request消息中的UE_Radio_INF字段进行识别，如果不能识别，则进入到步骤403，如果能够识别，则进入到步骤404。

步骤403，网络设备忽略该UE_Radio_INF字段。

步骤404，网络设备获取该UE_Radio_INF字段中的无线信号强度信息，并将该UE_Radio_INF字段中的无线信号强度信息保存至移动管理用户动态信息数据库内。由于无线信号强度信息保存至数据库内，所以便于需要时查询。

步骤405，网络设备向UE返回TAU_Accept消息。

在本实施方式中，网络设备在能够识别TAU_Request消息中的UE_Radio_INF字段的情况下，获取UE_Radio_INF字段中的无线信号强度信息并保存，在不能识别TAU_Request消息中的UE_Radio_INF字段的情况下，忽略该UE_Radio_INF字段，因此不需要对现有的网络设备进行大的改动就能够实现本发明，能够提高系统兼容度，降低成本。

图5为本发明实施方式的网络设备的示例性配置框图。

在本实施方式中，网络设备500可以包括处理电路501。网络设备500的处理电路501可以被配置为执行网络设备500接收到来自用户设备的TAU_Request消息之后的流程。例如，网络设备500的处理电路501可以包括：接收单元5011，被配置为用于执行上述图4中的步骤401；识别单元5012，被配置为用于执行上述图4中的步骤402；保存单元5013，被配置为用于执行上述图4中的步骤404；以及发送单元5014，被配置为用于执行上述图4中的步骤405。

图6为本发明实施方式的信息采集装置采集UE的无线信号强度信息的流程图。

步骤601，信息采集装置通过采集基站与网络设备之间的信令链路，提取TAU_Request消息。

在一些实施例中，信息采集装置可以实时采集基站与网络设备之间的信令链路，也可以按照一定的周期进行采集，在此不做特别限定。

在一些实施例中，所述信令链路是S1－C信令链路。S1－C信令链路例如是NB-IoT中采用的信令链路。当在其它网络中适用本发明时，可以采用相应网络的信令链路。

步骤602，信息采集装置解析TAU_Request消息中的UE_Radio_INF字段，获取UE的无线信号强度信息。

在一些实施例中，利用深度包检测(Deep Packet Inspection，DPI)设备分流采集解析。在本发明中，对于步骤601中的TAU_Request消息的提取方式、步骤602中的TAU_Request消息的解析方式不做限制，可以采用现有的各种方法。

步骤603，信息采集装置将所获取的UE的无线信号强度信息与UE所在的当前小区信息、用户设备信息关联起来生成用户设备无线信号日志。

在一些实施例中，用户设备信息包括IMSI(International Mobile SubscriberIdentity，国际移动用户识别码)信息和/或IMEI(International Mobile EquipmentIdentity，国际移动设备识别码)信息。

在一些实施例中，UE所在的当前小区信息、用户设备信息可以在采集基站与网络设备之间的信令链路时得到。

步骤604，信息采集装置将所生成的用户设备无线信号日志发送给第三方设备。

在一些实施例中，信息采集装置执行步骤601、602这两个步骤即可完成用户设备的无线信号强度信息的获取。在需要查询用户设备的无线信号强度信息时，访问信息采集装置查询用户设备的无线信号强度信息即可。

在一些实施例中，步骤603和步骤604不一定被执行，可以根据需要执行。

在本发明中，通过采集基站与网络设备之间的信令链路就可以获取UE上报的无线信号强度信息，因此，网络管理人员能够根据所获取的UE的无线信号强度信息来优化无线网络接入。

图7为本发明实施方式的信息采集装置的示例性配置框图。

在本实施方式中，信息采集装置700可以包括处理电路701。信息采集装置700的处理电路701可以被配置为执行信息采集装置700采集用户设备的无线信号强度信息的流程。例如，信息采集装置700的处理电路701可以包括：采集单元7011、解析单元7012、日志生成单元7013、发送单元7014，分别被配置为用于执行上述图6中的步骤601～604。

需要说明的是，图3所示的用户设备300的处理电路301、图5所示的网络设备500的处理电路501、图7所示的信息采集装置700的处理电路701可以指在计算系统中执行功能的数字电路系统、模拟电路系统或混合信号(模拟和数字的组合)电路系统的各种实现。处理电路可以包括例如诸如集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)这样的电路、单独处理器核心的部分或电路、整个处理器核心、单独的处理器、诸如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程硬件设备、和/或包括多个处理器的系统。

在一些实施例中，图3所示的用户设备300、图5所示的网络设备500、图7所示的信息采集装置700还可以包括存储器(均未图示)。用户设备300、网络设备500、信息采集装置700的存储器可以存储由各自的处理电路产生的信息以及用于各自的处理电路操作的程序和数据。存储器可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)以及闪存存储器。

另外，用户设备300、网络设备500、信息采集装置700可以以芯片级来实现，或者也可以通过包括其它外部部件而以设备级来实现。

应当理解，图3所示的用户设备300的处理电路301、图5所示的网络设备500的处理电路501、图7所示的信息采集装置700的处理电路701中示出的各个单元仅是根据所实现的具体功能所划分的逻辑模块，而不是用于限制具体的实现方式。在实际实现时，上述各个单元可被实现为独立的物理实体，或者也可以由单个实体(例如，处理器(CPU或DSP等)、集成电路等)来实现。

本领域技术人员应当知道，本发明被实施为一系统、装置、方法或作为计算机程序产品的计算机可读介质。因此，本发明可以实施为各种形式，例如完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、常驻软件、微程序代码等)，或者也可实施为软件与硬件的实施形式，在以下会被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明也可以任何有形的介质形式实施为计算机程序产品，其具有计算机可使用程序代码存储于其上。

本发明的相关叙述参照根据本发明具体实施例的系统、装置、方法及计算机程序产品的流程图和/或框图来进行说明。可以理解每一个流程图和/或框图中的每一个块，以及流程图和/或框图中的块的任何组合，可以使用计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可供通用型计算机或特殊计算机的处理器或其它可编程数据处理装置所组成的机器来执行，而指令经由计算机或其它可编程数据处理装置处理以便实施流程图和/或框图中所说明的功能或操作。

在附图中显示根据本发明的各种实施例的系统、装置、方法及计算机程序产品可实施的架构、功能及操作的流程图及框图。因此，流程图或框图中的每个块可表示一模块、区段、或部分的程序代码，其包括一个或多个可执行指令，以实施指定的逻辑功能。另外应当注意，在某些其它的实施例中，块所述的功能可以不按图中所示的顺序进行。举例来说，两个图示相连接的块事实上也可以同时执行，或根据所涉及的功能在某些情况下也可以按图标相反的顺序执行。此外还需注意，每个框图和/或流程图的块，以及框图和/或流程图中块的组合，可藉由基于专用硬件的系统来实施，或者藉由专用硬件与计算机指令的组合，来执行特定的功能或操作。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (14)

1.一种用户设备，其特征在于，包括：

处理电路，所述处理电路被配置为：

触发跟踪区更新流程；

将用户设备的无线信号强度信息表示到跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段；以及

将跟踪区更新请求消息发送给网络设备。

2.根据权利要求1所述的用户设备，其特征在于，

所述处理电路还被配置为：

从网络设备获取跟踪区更新的周期，按照所获取的跟踪区更新的周期，触发所述跟踪区更新流程。

3.根据权利要求1所述的用户设备，其特征在于，

所述处理电路还被配置为：

在触发跟踪区更新流程的同时、或者在触发跟踪区更新流程之后、或者在触发跟踪区更新流程之前，获取所述用户设备的无线信号强度信息。

4.根据权利要求3所述的用户设备，其特征在于，

所述处理电路还被配置为：

通过对通信模组发起无线信号强度信号的查询来获取所述用户设备的无线信号强度信息。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用户设备，其特征在于，

无线信号强度信息包括参考信号接收功率、信号与干扰加噪声比、信号强度中的一个或者多个。

6.一种网络设备，其特征在于，包括：

处理电路，所述处理电路被配置为：

接收来自用户设备的跟踪区更新请求消息；以及

对跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段进行识别，在能够识别用户设备无线电信息字段的情况下，将该用户设备无线电信息字段中的无线信号强度信息保存至数据库，并向用户设备返回响应消息。

7.根据权利要求6所述的网络设备，其特征在于，

所述处理电路还被配置为：

在不能识别用户设备无线电信息字段的情况下，忽略该用户设备无线电信息字段，并向用户设备返回响应消息。

8.一种信息采集装置，其特征在于，包括：

处理电路，所述处理电路被配置为：

对基站与网络设备之间的信令链路进行采集，提取用户设备经由所述基站向所述网络设备上报的跟踪区更新请求消息；以及

通过解析跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段，获取用户设备无线电信息字段中示出的所述用户设备的无线信号强度信息。

9.根据权利要求8所述的信息采集装置，其特征在于，

所述处理电路还被配置为：

将所获取的所述用户设备的无线信号强度信息与所述用户设备的当前小区信息、用户设备信息关联起来生成用户设备无线信号日志。

10.根据权利要求9所述的信息采集装置，其特征在于，

所述处理电路还被配置为：

将所生成的用户设备无线信号日志发送给第三方设备。

11.根据权利要求8～10中的任一项所述的信息采集装置，其特征在于，

所述信令链路是S1-C信令链路。

12.一种无线信号强度信息上报方法，其特征在于包括：

用户设备触发跟踪区更新流程；

用户设备将自身的无线信号强度信息表示到跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段；

用户设备将跟踪区更新请求消息发送给网络设备。

13.一种信息处理方法，其特征在于包括：

网络设备接收来自用户设备的跟踪区更新请求消息；

网络设备对来自用户设备的跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段进行识别，在能够识别的情况下，将该用户设备无线电信息字段中的无线信号强度信息保存至数据库，并向用户设备返回响应消息。

14.一种信息采集方法，其特征在于包括：

对基站与网络设备之间的信令链路进行采集，提取用户设备经由所述基站向所述网络设备上报的跟踪区更新请求消息；以及

通过解析跟踪区更新请求消息中的用户设备无线电信息字段，获取用户设备无线电信息字段中示出的所述用户设备的无线信号强度信息。

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