下行链路数据传输方法和位置更新过程执行方法

下行链路数据传输方法和位置更新过程执行方法
【专利摘要】本说明书的公开提供了一种用于通过服务网关(S?GW)来传输下行链路数据的方法。该方法可以包括以下步骤：当下行链路数据到达处于空闲模式信令减少(ISR)被激活的状态的无线装置时，向移动性管理实体(MME)和服务通用分组无线电服务(GPRS)支持节点(SGSN)发送下行链路数据通知(DDN)消息；当处于节电模式(PSM)的所述无线装置不能接收所述下行链路数据时，从MME和所述SGSN中的任何一个接收通知DDN拒绝的消息；以及当接收到指示DDN拒绝的消息时，向MME和SGSN中的任何一个发送寻呼停止请求消息。
【专利说明】
下行链路数据传输方法和位置更新过程执行方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种传输下行链路数据的方法以及一种执行位置更新过程的方法。
【背景技术】
[0002] 在建立了用于移动通信系统的技术标准的3GPP中，为了处理第四代通信以及多个 相关论坛和新技术，从2004年底开始，对长期演进/系统架构演进(LTE/SAE)技术的研究已 经开始作为努力的一部分，以最佳化和改进3GPP技术的性能。
[0003] 已经基于3GPP SA WG2执行的SAE是关于旨在确定网络的结构并且支持与3GPP TSG RAN的LTE任务一致的异构网络之间的移动性的网络技术的研究，并且是3GPP的近期重 要标准化问题之一。SAE是用于将3GPP系统发展成支持基于IP的各种无线电接入技术的系 统的任务，并且已经出于最佳化基于分组的系统的目实现了该任务，所述基于分组的系统 利用更加改进的数据发送能力来使发送延迟最小化。
[0004] 3GPP SA WG2中限定的更高级参考模型的演进型分组系统(EPS)包括非漫游情况 和具有各种情景的漫游情况，并且对于其细节，能够参考3GPP标准文献TS 23.401和TS 23.402。图1的网络配置已经根据EPS更高级参考模型被简单地重新配置。
[0005] 图1示出了演进型移动通信网络的配置。
[0006] 演进型分组核心(EPC)可以包括各种元件。图1例示了与各种元件中的一些对应的 服务网关(S-GW)52、分组数据网络网关(PDN GW)53、移动性管理实体(MME)51、服务通用分 组无线电服务(GPRS)支持节点（SGSN)、以及增强型分组数据网络关(ePDG)。
[0007] S-GW 52是这样的元件:该元件在无线电接入网(RAN)与核心网络之间的边界点处 操作，并且具有保持eNodeB 22与TON GW 53之间的数据路径的功能。另外，如果终端(或者 用户设备(UE))在服务由eNodeB 22提供的区域中移动，则S-GW 52用作本地移动性锚点。也 就是说，对于E-UTRAN(即，在3GPP版本8之后定义的通用移动电信系统(演进型UMTS)陆地无 线电接入网）内的移动性，能够经由S-GW 52路由分组。此外，S-GW 52可以用作利用另一 3GPP网络（即，在3GPP版本8之前定义的RAN，例如，UTRAN或全球移动通信系统（GSM) (GERAN) /增强型数据速率全球演进(EDGE)无线电接入网）的移动性的锚点。
[0008] PDN GW(或P-GW)53与朝向分组数据网络的数据接口的端点对应。PDN GW 53能够 支持策略实施特征、分组过滤、计费支持等。另外，PDN GW(或P-GW)53能够用作利用3GPP网 络和非3GPP网络(例如，诸如联网无线局域网（I-WLAN)、码分多址(CDMA)网络这样的不可信 网络，或者诸如WiMax这样的可信网络）的移动性管理的锚点。
[0009] 在图1的网络配置中，虽然S-GW 52和TON GW 53已经被例示为单独的网关，但是可 以根据单网关配置选项来实现两个网关。
[0010] MME 51是这样的元件:该元件用于执行终端对网络连接的接入以及用于支持网络 资源的分配、跟踪、寻呼、漫游和切换等的信令和控制功能。MME 51控制与订户和会话管理 有关的控制平面功能。MME 51管理大量的eNodeB 22,并且执行用于选择网关以用于切换到 另一2G/3G网络的常规信令。另外，MME 51执行诸如安全程序、终端到网络会话处理和空闲 终端位置管理这样的功能。
[0011] SGSN处理诸如用户针对不同的接入3GPP网络（例如，GPRS网络和UTRAN/GERAN)的 移动性管理和认证这样的所有分组数据。
[0012 ] ePDG用作用于不可信非3GPP网络(例如，I -WLAN和Wi -F i热点）的安全节点。
[0013]如参照图1所描述的，具有IP能力的终端（或UE)能够经由基于非3GPP接入以及基 于3GPP接入的EPC内的各种元件接入由服务提供商（即，运营商）提供的IP服务网络(例如， IMS)。
[0014] 此外，图1示出了各种基准点（例如，Sl-u和S1-MME)。在3GPP系统中，连接存在于E-UTRAN和EPC的不同功能实体中的两种功能的概念链路被称作基准点。下面的表1限定了图1 中所示的基准点。除了在表1的示例中示出的基准点之外，可以根据网络配置提供各种基准 点。
[0015] 表1
[0016] [表 1]
[0017]
[0018] 在图1所示的基准点当中，S2a和S2b与非3GPP接口对应。S2a是在H)N GW与可信非 3GPP接入之间给用户平面提供相关控制和移动性支持的基准点。S2b是在PDN GW与ePDG之 间给用户平面提供移动性支持和相关控制的基准点。
[0019] 图2是示出了公共E-UTRAN和公共EPC的架构的示例性图。
[0020] 如图2所示，eNodeB 20能够执行诸如在RRC连接被激活的同时路由到网关、调度并 传输寻呼消息、调度并传输广播信道(BCH)、在上行链路和下行链路中向UE动态分配资源、 配置并提供对eNodeB 20的测量、控制无线电承载、无线电准入控制以及连接移动性控制这 样的功能。EPC能够执行诸如产生寻呼、管理LTE_IDLE状态、对用户平面进行加密、控制EPS 承载、对NAS信令进行加密以及完整性保护这样的功能。
[0021 ]图3是示出了UE与eNodeB之间的控制平面中的无线电接口协议的结构的示例性 图，并且图4是示出了 UE与eNodeB之间的控制平面中的无线电接口协议的结构的另一示例 性图。
[0022]无线电接口协议是基于3GPP无线电接入网络标准的。无线电接口协议水平地包括 物理层、数据链路层和网络层，并且被划分成用于传输信息的用户平面和用于传输控制信 号(或者信令)的控制平面。
[0023]协议层可以被分类成基于通信系统中广泛已知的开放系统互联(0SI)参考模型的 三个低层的第一层(L1)、第二层(L2)和第三层(L3)。
[0024]下面描述图3中示出的控制平面的无线电协议和图4的用户平面中的无线电协议 的层。
[0025]物理层PHY(即，第一层)提供使用物理信道的信息传输服务。PHY层经由传输信道 连接到在更高层中设置的介质接入控制(MAC)层，并且数据经由传输信道在MAC层与PHY层 之间传输。此外，经由PHY层在不同的PHY层（即，发送器侧和接收器侧的PHY层)之间传输数 据。
[0026]物理信道由时间轴上的多个子帧和频率轴上的多个子载波组成。这里，一个子帧 在时间轴上由多个符号和多个子载波组成。一个子帧由多个资源块组成，并且一个资源块 由多个符号和多个子载波组成。发送时间间隔(TTI)(即，数据被发送期间的单位时间）是与 一个子帧对应的lms。
[0027]根据3GPP LTE，存在于发送器侧和接收器侧的物理层中的物理信道能够被划分为 物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理上行链路共享信道(PUSCH)(即，数据信道），以及物 理下行链路控制信道(PDCCH)、物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合ARQ指示符信 道(PHICH)和物理上行链路控制信道(PUCCH)(即，控制信道）。
[0028]在子帧的第一 0FDM符号中发送的PCFICH承载与用于在该子帧内发送控制信道的 0FDM符号的数目（即，控制区域的大小）有关的控制格式指示符（CFI)。无线装置首先在 PCFICH上接收CFI，然后监测PDCCH。
[0029] 与PDCCH不同，PCFICH在不使用盲解码的情况下经由子帧的固定PCFICH资源来发 送。
[0030] PHICH承载用于上行链路(UL)混合自动重传请求(HARQ)的肯定应答(ACK)/否定应 答(NACK)信号。在PHI CH上发送针对由无线装置发送的PUSCH上的UL数据的ACK/NACK信号。
[0031] 在无线帧的第一子帧的第二时隙的前四个0FDM符号中发送物理广播信道(PBCH)。 PBCH承载对于无线装置必要的系统信息以与eNodeB进行通信，并且经由PBCH发送的系统信 息被称作主信息块(MIB)。相反，在由HXXH指示的H)SCH上发送的系统信息被称作系统信息 块（SIB)。
[0032] PDCCH能够承载下行链路共享信道(DL-SCH)的资源分配和传输格式、关于上行链 路共享信道(UL-SCH)的资源分配的信息、用于PCH的寻呼信息、用于DL-SCH的系统信息、在 PDSCH上发送的上层控制消息的资源分配(诸如随机接入响应）、用于在特定UE组内的多个 UE的一组发送功率控制命令、以及互联网语音协议(VoIP)的激活。能够在控制区域内发送 多个H)CCH，并且UE能够监测多个roCOLPDCCH在一个控制信道元素(CCE)或者多个连续CCE 的聚集上进行发送。CCE是用于根据无线电信道的状态向PDCCH提供编码率的逻辑分配单 元。CCE与多个资源元素组对应。PDCCH的格式和可能的HXXH的比特数由CCE的数目与CCE所 提供的编码率之间的关系来确定。
[0033] 经由roCCH发送的控制信息被称作下行链路控制信息(DCIhDCI能够包括roSCH的 资源分配(也称作下行链路(DL)授权）、PUSCH的资源分配(也称作上行链路(UL)授权）、用于 特定UE组内的多个UE的一组发送功率控制命令和/或互联网语音协议(VoIP)的激活。
[0034] 在第二层中存在多个层。首先，介质接入控制(MAC)层用于将各种逻辑信道映射到 各种传输信道，并且也用作用于将多个逻辑信道映射到一个传输信道的逻辑信道复用。MAC 层经由逻辑信道连接到无线电链路控制(RLC)层（即，更高层）。逻辑信道根据所发送的信息 的类型基本上被划分为发送控制平面的信息的控制信道和发送用户平面的信息的业务信 道。
[0035] 第二层的RLC层用于通过分割和连接数据来控制适于由更低层来发送从无线电区 域中的更高层接收的数据的数据大小。此外，为了保证对于无线电承载需要的各种类型的 QoS，RLC层提供了三种类型的操作模式:透明模式(TM)、未确认模式(UM)和确认模式(AM)。 具体地，AM RLC通过自动重传请求(ARQ)来执行重新发送功能以用于可靠的数据发送。 [0036]第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行用于减小包含大小相对大并且不必要 的控制信息在内的IP分组报头的大小的报头压缩功能，以便在发送IP分组时在具有小带宽 的无线电区域中高效地发送诸如IPv4或IPv6这样的IP分组。因此，因为在数据的报头部分 中仅发送必要信息，所以能够增加无线电区域的发送效率。此外，在LTE系统中，PDCP层也执 行安全功能。安全功能包括用于防止由第三方拦截数据的加密以及用于防止由第三方操纵 数据的完整性保护。
[0037]在第三层的最高位置处的无线电资源控制(RRC)仅被限定在控制平面中，并且负 责与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放相关的逻辑信道、传输信道和物理信道的控 制。这里，RB意指由第二层提供的服务，以在UE与E-UTRAN之间传输数据。
[0038] 如果在UE的RRC层与无线网络的RRC层之间提供了 RRC连接，则UE处于RRC_ CONNECTED状态。否则，UE处于RRC_IDLE状态。
[0039] 下面描述UE的RRC状态和RRC连接方法。RRC状态意指UE的RRC层是否已经逻辑地连 接到E-UTRAN的RRC层。如果UE的RRC层已经逻辑地连接到E-UTRAN的RRC层，则这被称作RRC_ CONNECTED状态。如果UE的RRC层没有逻辑地连接到E-UTRAN的RRC层，则这被称作RRC_IDLE 状态。由于处于RRC_C0NNECTED状态的UE具有RRC连接，则E-UTRAN能够核查UE在小区单元中 的存在，并因此有效地控制UE。相比之下，如果UE处于RRC_IDLE状态，则E-UTRAN不能核查UE 的存在，并且在跟踪区（TA)单元（即，比小区大的区域单元）中管理核心网络。也就是说，仅 在比小区大的区域单元中核查处于RRC_IDLE状态的UE的存在。在这种情况下，为了被提供 有诸如语音或者数据这样的公共移动通信服务，UE需要转变到RRC_C0NNECTED状态。每个TA 通过跟踪区标识(TAI)进行分类。UE能够通过跟踪区代码(TAC)(即，由小区广播的信息）来 配置TAI。
[0040]当用户首先打开UE的电源时，UE首先搜索合适的小区，在对应小区中建立RRC连 接，并且利用核心网络注册关于UE的信息。此后，UE保持在RRC_IDLE状态。处于RRC_IDLE状 态的UE根据需要（重新)选择小区并且核查系统信息或者寻呼信息。这个过程被称作驻留 (camp on)。当处于RRC_IDLE状态的UE需要建立RRC连接时，UE通过RRC连接过程建立与E-UTRAN的RRC层的RRC连接，并且转变到RRC_C0NNECTED状态。处于RRC_IDLE状态的UE需要建 立RRC连接的情况包括多种情况。所述多种情况可以包括例如需要出于诸如由用户进行呼 叫尝试这样的原因而发送UL数据的情况、以及需要响应于从E-UTRAN接收到的寻呼消息来 发送响应消息的情况。
[0041]设置在RRC层上方的非接入层(NAS)层执行诸如会话管理和移动性管理这样的功 能。
[0042]下面详细地描述图3中示出的NAS层。
[0043]属于NAS层的演进型会话管理(ESM)执行诸如默认承载的管理和专用承载的管理 这样的功能，并且ESM负责对UE使用来自网络的PS服务而言是必需的控制。默认承载资源的 特点在于当UE首先接入特定分组数据网络(PDN)或者接入网络时由网络来对它们进行分 配。这里，网络分配可用于UE的IP地址，使得UE能够使用默认承载的QoS和数据服务。LTE支 持两种类型的承载:具有保证用于发送和接收数据的特定带宽的保证比特率(GBR)QoS特性 的承载、以及在无需保证带宽的情况下具有最大努力的QoS特性的非GBR承载。默认承载被 指派非GBR承载，并且专用承载可以被指派具有GBR或非GBR QoS特性的承载。
[0044]在网络中，指派到UE的承载被称作演进型分组服务(EPS)承载。当指派EPS承载时， 网络指派一个ID。这被称作EPS承载ID。一个EPS承载具有最大比特率(MBR)和保证比特率 (GBR)或者聚合的最大比特率(AMBR)的QoS特性。
[0045] 此外，在图3中，设置在NAS层下面的RRC层、RLC层、MAC层和PHY层也被统称为接入 层(AS)。
[0046]图5是例示了3GPP LTE中的随机接入处理的流程图。
[0047] 该随机接入处理被用于UE 10以获得与基站（即，eNodeB 20)的UL同步，或者以被 指派UL无线资源。
[0048] UE 10从eNodeB 20接收根索引和物理随机接入信道(PRACH)配置索引。在每个单 元中存在由Zadoff-Chu(ZC)序列限定的64个候选随机接入前导码。根索引是用于UE产生64 个候选随机接入前导码的逻辑索引。
[0049] 随机接入前导码的发送受限于每个小区中的特定时间和频率资源。PRACH配置索 引指示能够发送随机接入前导码的特定子帧以及前导码格式。
[0050] UE 10向eNodeB 20发送随机选择的随机接入前导码。这里，UE 10选择64个候选随 机接入前导码中的一个。此外，UE选择与PRACH配置索引对应的子帧。UE 10在所选择的子帧 中发送所选择的随机接入前导码。
[0051 ] 接收到随机接入前导码的eNodeB 20向UE 10发送随机接入响应(RAR)。按照两个 步骤来检测随机接入响应。首先，UE 10检测利用随机接入RNTI (RA-RNTI)掩码的PDCCH。UE 10在由所检测的PDCCH指示的PDSCH上在介质接入控制(MAC)协议数据单元(PDU)内接收随 机接入响应。
[0052] 图6a示出了 UTRAN和E-UTRAN共存的情形。
[0053] 如能够从图6a看到的，E-UTRAN的eNodeB(即，4G无线电接入网络)可以被部署在存 在UTRAN的NodeB (即，3G无线电接入网络）的区域中。
[0054] 本文中所例示的跟踪区标识(TAI)列表指示E-UTRAN在E-UTRAN位置注册的单元中 提供服务的区域，并且包括一个或多个eNodeB的小区。
[0055] 此外，本文中所例示的路由区（RA)指示UTRAN在UTRAN位置注册的单元中提供服务 的区域，并且包括一个或多个NodeB的小区。
[0056] 本文中所例示的UE 100位于E-UTRAN与UTRAN的边界处，并且可以驻留它们中的任 何一个。在本文中，驻留暗指UE 100在结束小区选择过程或者小区重新选择过程之后接入 小区。如果UE 100驻留E-UTRAN小区，则执行到MME 510的位置注册，并且如果UE 100驻留 UTRAN小区，则执行到服务通用分组无线电服务支持节点（SGSN)420的位置注册。
[0057] 然而，如所例示的，如果UE 100位于E-UTRAN和UTRAN的边界中，则重复不期望的小 区重新选择过程，并因此连续执行位置注册过程，这会导致网络资源的浪费。
[0058]图6b是例示了用于解决图6a的问题的空闲模式信令减少（ISR)的流程图。
[0059] ISR是用于当UE 100在E-UTRAN与UTRAN之间往返移动时通过减少用于位置注册的 信令来提高网络资源的效率的方案。在ISR方案中，如果处于空闲模式的UE 100在E-UTRAN 与UTRAN之间往返移动一次并因此已经实现了位置注册，则当UE 100下次移动时可以不执 行位置注册。
[0060] 其详细描述如下。
[0061 ] 参照图6b，UE 100首先驻留E-UTRAN小区，并且因此UE 100发送附着请求消息以经 由MME 510执行到HSS 540的位置注册。MME 510发送更新位置请求消息以向HSS 540报告UE 100附着。
[0062] 在该情况下，HSS 540存储附着有UE 100的MME 510的标识（ID)，并且向MME 510发 送包含订户信息的更新位置ACK消息作为响应。MME 510向UE 100发送附着接受消息。因此， UE 100在驻留有UE 100的E-UTRAN小区的MME 510上完成附着过程。
[0063] 此后，假定UE 100从E-UTRAN小区移动到UTRAN小区的覆盖区域。在该情况下，UE 100重新选择UTRAN。因此，UE 100必须通过执行路由区更新（RAU)过程将其位置注册到 UTRAN〇
[0064] 因此，UE 100将RAU请求消息发送给服务通用分组无线电服务支持节点（SGSN) 420,以经由SGSN 420执行到HSS 540的位置注册。SGSN 420从RAU请求消息识别到UE 100预 先执行了到MME 510的位置注册。因此，SGSN 420将上下文请求消息发送给MME 510,以从已 经被UE 100执行了位置注册的MME 510获取用于UE 100的上下文。
[0065] 响应于由SGSN 420发送的上下文请求消息，MME 510向SGSN 420发送包含用于UE 10 0的上下文在内的上下文响应消息。在该情况下，MME 510将参数" ISR能力"或者"支持 ISR"插入到上下文响应消息中，并因此向SGSN 420报告MME 510能够支持ISR能力。此外，针 对UE 100并且代表性地包含在上下文响应消息中的上下文信息包括UE的移动性管理(MM) 上下文信息和EPS PDN连接信息。在本文中，EPS PDN连接信息包括承载上下文信息。MME 510基于用于UE 100并且保持在MME 510中的MM上下文和EPS承载上下文信息来设置用于UE 100并且要被包含在上下文响应消息中的上下文信息。
[0066] SGSN 420确定是否将针对UE 100激活ISR。更具体地，SGSN 420可以分析或确认从 MME 510接收的上下文响应消息的参数"ISR能力"或者"支持ISR"，并因此确认MME 510支持 ISR能力。此外，由于SGSN 420也支持ISR能力，因此SGSN 420确定激活ISR。
[0067] SGSN 420确定激活ISR能力。因此，SGSN 420响应于由MME 510发送的上下文响应 消息而向MME 510发送上下文ACK消息。在该情况下，参数"激活ISR"被插入到上下文ACK消 息以便向MME 510报告针对UE 100激活ISR能力。
[0068] 此外，如果ISR被激活，则SGSN 420和MME 510存储彼此的标识（ID)。此外，已从 SGSN 420接收到包括参数"激活ISR"的上下文ACK消息的MME 510连续保持用于UE 100的上 下文。
[0069] SGSN 420向HSS 540发送更新位置请求消息以报告UE 100的位置注册。此外，HSS 540将UE 100对其执行了RAU的SGSN 420的ID进行存储，并且向SGSN 420发送包含UE 100的 订户信息的更新位置ACK消息作为响应。
[0070] SGSN 420向UE 100发送RAU接受消息。在该情况下，参数"激活ISR"被插入到RAU接 受消息中以便报告针对UE 100激活ISR能力。
[0071] 以上描述了经由附着过程和RAU过程来注册UE的位置。另外，MME 510和SGSN 420 支持ISR能力，并且因此ISR被激活。
[0072] 因此，即使UE 100再次从UTRAN移动到E-UTRAN，并因此重新选择了 E-UTRAN小区， 由于ISR目前被激活，因此UE 100也不必执行到MME 510的位置注册。
[0073] 也就是说，在ISR被激活之后，只要UE 100在经由SGSN 420注册的路由区（RA)和经 由MME 510注册的跟踪区标识(TAI)列表内，就不必要再次执行到网络的位置注册。这个能 力就是ISR。此外，经由SGSN 420注册的RA和经由MME 510注册的TAI列表被一起称作ISR区 域。如上所述，如果UE在E-UTRAN与UTRAN/GERAN之间频繁地移动，则ISR能力能够通过避免 重复的位置注册过程来减少网络资源的浪费。
[0074] 此外，每当UE 10执行RAU/TAU过程时，必须更新ISR激活。也就是说，如果在从MME 51和SGSN 41接收的TAU/RAU接受消息中不存在激活ISR参数，则ISR被停用。
[0075]在UE 10、MME 51 和SGSN 41 中，定期TAU/RAU定时器（例如，用于E-UTRAN的T3412和 用于UTRAN的T3312)针对E-UTRAN和GERAN/UTRAN独立运行。因此，驻留对应网络的UE 10在 与对应网络有关的定期TAU/RAU定时器期满时执行定期TAU或者RAU。即使定期RAU定时器 (例如，T3312)在驻留LTE时期满，也不执行定期RAU。在该情况下，ISR停用计数器（例如， T3323)运行，并且如果ISR停用计数器(例如，T3323)期满，则UE 10停用ISR。否则，ISR停用 计数器(例如，T3323)运行，并且如果该定时器期满，则UE 10停用ISR。
[0076] 如果MME 51或SGSN 41没有从UE 10接收到定期TAU/RAU请求消息，则MME 51或 SGSN 41认为UE 10在网络中是不可达到的。为此，MME 51或SGSN 41驱动可达定时器(例如， 移动可达定时器）（通常，其被设置为4min+T3412/T3312的值）。如果可达定时器期满，则隐 式分离定时器被再次驱动。如果隐式分离定时器也期满，则认为UE 10最终不可达到，并且 UE将被分离。
[0077]图6c例示了 ISR被激活之后的寻呼过程。
[0078] 在ISR被激活之后，如果要被发送到UE 10的下行链路数据到达S-GW 52,则S-GW 52将下行链路数据通知(DDN)发送给MME 51和SGSN 41二者。因此，MME 51和SGSN 41将相应 的寻呼信号发送给UE 10。因此，UE 10响应于寻呼而向MME 51和SGSN 41中的任何一个发送 服务请求消息。然后，如果MME 51和SGSN 41中的任何一个从UE 10接收到服务请求消息，则 用于接收下行链路数据的用户平面被建立。然后，S-GW 41向MME 51和SGSN 41中的另一个 发送停止寻呼消息。
[0079]此外，近来，正在进行关于作为在一个机器与另一机器之间实现的、排除人类干涉 的通信的机器类型通信(MTC)的研究。
[0080] 显著地，由于几乎不存在人类干涉，因此对于MTC装置而言最重要的是尽可能长久 地使用电池。为此，正在进行对于使得MTC装置能够按照节电模式(PSM)进行操作的研究。当 MTC装置进入PSM状态时，不能与在断电状态下类似地接收下行链路数据。
[0081 ]如此，虽然处于PSM状态的MTC装置不能接收下行链路数据，但是MME/SGSN如上所 述地在ISR被激活的状态下成问题地连续地发送寻呼信号。

【发明内容】
[0082] 技术问题
[0083]因此，本发明的一个公开旨在提供一种能够解决前述问题的方法。
[0084]技术解决方案
[0085]为了解决前述目的，本说明书的一个公开提供了一种传输下行链路数据的方法。 该方法可以由服务网关(S-GW)执行并且包括以下步骤：当下行链路数据到达处于空闲模式 信令减少(ISR)被激活的状态的无线装置时，向移动性管理实体(MME)和服务通用分组无线 电服务(GPRS)支持节点（SGSN)发送下行链路数据通知(DDN)消息；当所述无线装置由于处 于节电模式(PSM)而不能接收所述下行链路数据时，从所述MME和所述SGSN中的任何一个接 收通知DDN拒绝的消息；以及当接收到通知DDN拒绝的所述消息时，向所述MME和所述SGSN中 的任何一个发送寻呼停止请求消息。
[0086] 通知DDN拒绝的所述消息可以是包含拒绝原因的DDN确认消息或者与DDN接受消息 不同的消息。
[0087] 如果所述MME支持所述无线装置的所述PSM，但是所述SGSN不支持所述无线装置的 所述PSM，则通知DDN拒绝的所述消息可以是从所述MME接收到的。
[0088] 如果所述MME不支持所述无线装置的所述PSM，但是所述SGSN支持所述无线装置的 所述PSM，则通知DDN拒绝的所述消息可以是从所述SGSN接收到的。
[0089]为了解决前述目的，本说明书的一个公开提供了一种服务网关（S-GW)。该S-GW可 以包括:收发器；以及用于控制该收发器的控制器。所述控制器可以被配置为：当下行链路 数据到达处于空闲模式信令减少（ISR)被激活的状态的无线装置时，向移动性管理实体 (MME)和服务通用分组无线电服务(GPRS)支持节点（SGSN)发送下行链路数据通知(DDN)消 息，当所述无线装置由于处于节电模式(PSM)而不能接收所述下行链路数据时，从所述MME 和所述SGSN中的任何一个接收通知DDN拒绝的消息，并且向所述MME和所述SGSN中的任何一 个发送寻呼停止请求消息。
[0090]为了解决前述目的，本说明书的另一公开提供了一种执行位置更新过程的方法。 该方法可以由网络实体执行并且包括以下步骤:从处于空闲模式信令减少（ISR)被激活的 状态的无线装置接收包括用于节电模式(PSM)的有效时间值在内的位置更新请求消息；当 接收到上行链路请求消息时，向所述无线装置的旧网络实体发送上下文请求消息；以及从 所述旧网络实体接收上下文响应消息。其中，所述上下文请求消息可以包括关于所述网络 实体是否支持所述PSM的信息。此外，所述上下文响应消息可以包括与所述旧网络实体是否 支持所述PSM有关的信息。因此，该方法还可以包括以下步骤:基于关于是否支持所述PSM的 信息来确定是否停用所述ISR;以及如果确定停用所述ISR，则向所述无线装置发送包括用 于通知所述ISR停用的指示符在内的位置更新接受消息。
[0091] 所述位置更新过程可以是跟踪区更新(TAU)过程或者路由区更新(RAU)过程。所述 位置更新请求消息可以是TAU请求消息或者RAU请求消息。所述位置更新接受消息可以是 TAU接受消息或者RAU接受消息。在本文中，如果所述网络实体是移动性管理实体(MME)并且 所述旧网络实体是SGSN，则所述位置更新请求消息可以是TAU请求消息，并且所述位置更新 接受消息是TAU接受消息。此外，如果所述网络实体是SGSN并且所述旧网络实体是MME，则所 述位置更新请求消息可以是RAU请求消息，并且所述位置更新接受消息可以是RAU接受消 息。
[0092]该方法还可以包括以下步骤:如果确定停用所述ISR，则向所述旧网络实体发送包 括用于通知所述ISR停用的指示在内的上下文确认消息。
[0093] 所述位置更新接受消息还可以包括由所述网络实体确定的用于PSM的有效时间 值。
[0094] 为了解决前述目的，本说明书的另一公开提供了一种执行位置更新过程的网络实 体。该网络实体可以包括:收发器；以及控制器，该控制器用于控制所述收发器。所述控制器 可以执行以下步骤:从处于空闲模式信令减少（ISR)被激活的状态的无线装置接收包括用 于节电模式(PSM)的有效时间值在内的位置更新请求消息；当接收到上行链路请求消息时， 向所述无线装置的旧网络实体发送上下文请求消息，以及从所述旧网络实体接收上下文响 应消息。在本文中，所述上下文请求消息可以包含关于所述网络实体是否支持所述PSM的信 息。此外，所述上下文响应消息可以包含关于所述旧网络实体是否支持所述PSM的信息。因 此，所述控制器还可以执行以下步骤:基于关于是否支持所述PSM的信息来确定是否停用所 述ISR;以及如果确定停用所述ISR，则向所述无线装置发送包括用于通知所述ISR停用的指 示符在内的位置更新接受消息。
[0095]有益效果
[0096] 根据本说明书的公开，能够解决常规技术的前述问题。
【附图说明】
[0097] 图1示出了演进型移动通信网络的配置。
[0098]图2是示出公共E-UTRAN和公共EPC的架构的示例性图。
[0099]图3是示出UE与eNodeB之间的控制平面中的无线电接口协议的结构的示例性图。 [0100]图4是示出UE与eNodeB之间的控制平面中的无线电接口协议的结构的另一示例性 图。
[0101]图5是例示了3GPP LTE中的随机接入处理的流程图。
[0102] 图6a示出了 UTRAN与E-UTRAN共存的情形。
[0103]图6b是例示了用于解决图6a的问题的空闲模式信令减少（ISR)的流程图。
[0104]图6c例示了在ISR被激活之后的寻呼过程。
[0105]图7a示出了经由MTC装置的服务的示例。
[0106]图7b是例示了用于支持MTC的3GPP服务模型的概念图。
[0107]图8a例示了协商用于节电模式(PSM)的有效定时器的处理，并且图8b和图8c例示 了 PSM的操作。
[0108] 图9a简要地例示了当同时应用PSM和ISR时的问题，并且图9b例示了图9a的问题情 形中的信号流的示例。
[0109] 图10a简要地例示了根据本说明书的第一公开的解决方案，并且图10b是具体例示 了根据本说明书的第一公开的解决方案的信号流。
[0110] 图11a是简要地例示了应用根据本说明书的第二公开的解决方案的TAU过程的信 号流，并且图lib是具体例示了图11a的TAU过程的信号流。
[0111] 图12a简要地例示了被应用根据本说明书的第二公开的解决方案的RAU过程的信 号流，并且图12b是具体例示了图12a的RAU过程的信号流。
[0112]图13a和图13b是例示根据本说明书的第三公开的解决方案的信号流。
[0113] 图14是根据本说明书的一个公开的MTC 100和MME 510的框图。
【具体实施方式】
[0114] 本发明按照UMTS(通用移动电信系统）和EPC(演进型分组核心）来描述，但是不限 于这些通信系统，并且可以相当适用于可以应用所提出的本发明的技术精神的所有通信系 统和方法。
[0115] 本文中所使用的技术术语仅被用来描述特定实施方式，并且不应该被解释为限制 本发明。另外，除非另外定义，否则本文中所使用的技术术语应该被解释为具有由本领域技 术人员通常理解的含义，而不应该被解释得太宽或太窄。另外，本文中所使用的、被确定成 不能精确表示本发明的精神的技术术语应该由如能够被本领域技术人员精确理解的这些 技术术语替换或理解。另外，本文中所使用的一般术语应该按照如在字典中所定义的上下 文来解释，而不应该按照过于狭窄的方式来解释。
[0116] 此外，除非单数的含义在上下文中明确不同于复数的含义，否则本说明书中的单 数的表达包括复数的含义。在以下描述中，术语"包括"或"具有"可以表示在说明书中存在 所描述的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合，并且可以不排除存在或添加另一特 征、另一数字、另一步骤、另一操作、另一组件、另一部件或其组合。
[0117]术语"第一"和"第二"被用于关于各种组件的说明的目的，并且这些组件不受术语 "第一"和"第二"限制。术语"第一"和"第二"仅被用来将一个组件与另一组件区分开。例如， 可以在不脱离本发明的范围的情况下将第一组件称为第二组件。
[0118]将要理解的是，当一个元件或层被称为"连接至"或"联接至"另一元件或层时，所 述一个元件或层能够直接连接或联接至所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。 相反，当一个元件被称为"直接连接至"或"直接联接至"另一元件或层时，不存在中间元件 或层。
[0119]在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。在描述本发明时， 为了易于理解，相同的附图标记被用来在整个附图中表示相同的组件，并且将省略关于相 同组件的重复描述。将省略与被确定成使本发明的主旨不清楚的公知技术有关的详细描 述。附图被提供以仅仅使本发明的精神容易理解，而不应该认为是限制本发明。应该理解的 是，可以将本发明的精神扩展到其除了附图中所示的之外的修改、替换或等同物。
[0120] 在附图中，例如示出了用户设备(UEhUE也可以指终端或者移动设备(ME)。1?可以 是膝上型计算机、移动电话、PDA、智能电话、多媒体设备或者其它便携式设备，或者可以是 诸如PC或车载设备这样的固定设备。
[0121] 术语的定义
[0122] 为了更好地理解，在参照附图对本发明进行详细描述之前，简要地定义本文中所 使用的术语。
[0123] UMTS是通用移动电信系统的缩写，并且是指第三代移动通信的核心网络。
[0124] UE/MS是用户设备/移动基站的缩写，并且是指终端设备。
[0125] EPS是演进型分组系统的缩写，并且是指支持长期演进(LTE)网络的核心网络和从 UMTS演进的网络。
[0126] TON是公共数据网络的缩写，并且是指设置用于提供服务的服务的独立网络。
[0127] PDN连接是指从UE到PDN的连接，也就是说，由IP地址表示的UE与由APN表示的PDN 之间的关联(或者连接）。
[0128] PDN-GW是分组数据网络网关的缩写，并且是指执行诸如UE IP地址的分配、分组筛 选和过滤、以及计费数据的收集这样的功能的EPS网络的网络节点。
[0129] 服务网关(服务GW)是指执行诸如移动锚、分组路由、空闲模式分组缓冲、以及将 MME触发至页面UE这样的功能的EPS网络的网络节点。
[0130]策略与计费规则功能（PCRF):执行用于动态地应用针对每个服务流而不同的QoS 和账单策略的策略的EPS网络的节点。
[0131]接入点名称(APN)是在网络中被管理并且提供给UE的接入点的名称。也就是说， APN是指示或识别PDN的字符串。经由P-GW接入所请求的服务或者网络(PDN)。APN是按照使 得P - G W能够被搜索到的方式在网络内预先定义的名称（字符串，例如， "internet.mnc012.mcc345·gprs"）。
[0132] 隧道端点标识符(TEID):在网络内的节点之间设置的隧道的端点ID，并且针对每 个UE的每个承载单元设置。
[0133] NodeB是UMTS网络的eNodeB并且安装在室外。NodeB的小区覆盖范围与宏小区 (macro cell)对应。
[0134] eNodeB是演进型分组系统(EPS)的eNodeB并且安装在室外。eNodeB的小区覆盖范 围与宏小区对应。
[0135] (e)NodeB 是指不 NodeB 和eNodeB 的术语。
[0136] MME是移动性管理实体的缩写，并且其用于控制EPS内的每个实体以为UE提供会话 和移动性。
[0137] 会话是用于数据发送的通道，并且其单元可以是PDN、承载或者ID流单元。所述单 元可以被划分为如在3GPP中限定的整个目标网络的单元（即，APN或TON单元）、在整个目标 网络内的基于QoS分类的单元(即，承载单元）、以及目的地IP地址单元。
[0138] PDN连接是从UE到PDN的连接，即，由IP地址表示的UE与由APN表示的PDN之间的关 联(或者连接）。其意味着核心网络内的实体(即，UE-PDN GW)之间使得会话能够被形成的连 接。
[0139] UE上下文是关于用于管理网络中的UE的UE的情形的信息，即，包括UE ID、移动性 (例如，当前位置）、以及会话的属性(例如，QoS和优先级)在内的情形信息。
[0140] 0ΜΑ DM(开放移动联盟设备管理）：用于管理诸如移动电话、PDA、或者便携式计算 机这样的移动设备而设计的协议，并且执行诸如设备配置、固件更新和错误报告这样的功 能。
[0141] 0ΑΜ(操作管理和维护）：指示显示网络故障并且提供能力信息、诊断和数据的一组 网络管理功能。
[0142] NAS配置M0(管理对象）：用于配置与NAS功能相关联的UE参数的M0(管理对象）。
[0143] MTC:在没有人为干预的情况下，在装置之间或者在装置与服务器之间实现的通信 的机器类型通信。
[0144] MTC装置:用作具有经由核心网络的通信功能的特定目的的UE，例如，自动售货机、 抄表器、天气传感器等。MTC装置也可以被称作MTC终端、MTC设备、MTC机器、MTC UE、用于MTC 的UE、针对MTC配置的UE等。
[0145] MTC服务器:管理MTC装置并且在网络上交换数据的服务器。服务器可以存在于核 心网络外部。
[0146] MTC应用：使用MTC装置和MTC服务器的实际应用（例如，远程抄表、产品交付跟踪 等)。
[0147] MTC特征：网络的用于支持应用的功能或者特征。也就是说，根据每个应用的用法 而需要一些特征。其示例包括MTC监测(针对丢失的设备而需要远程抄表等）、低移动性(在 自动售货机的情况下几乎不移动）、小数据发送（由MTC装置发送/接收仅小量的数据)等。
[0148] NAS(非接入层）：UE与MME之间的控制平面的较高层。NAS支持UE与网络之间的移动 性管理、会话管理、IP地址管理等。
[0149] 〈机器类型通信(MTC)>
[0150] 机器类型通信(MTC)暗指在一个机器与另一机器之间的排除人为干预的通信，并 且在该情况下使用的装置被称作MTC装置。经由MTC装置提供的服务区别于基于人为干预的 通信服务，并且可以被应用到各种范围的服务。
[0151] 图7a示出了经由MTC装置的服务的示例。
[0152]经由MTC装置的服务可以被分类为多种类型。例如，存在用于由MTC装置监测各种 信息的服务和用于由eNodeB或者核心网络中的实体监测各种信息的服务。
[0153] 参照图7a，作为前述第一服务的示例，其示出了能够经由MTC装置提供测量服务、 道路信息服务、用户电子装置控制服务等。在本文中，当MTC装置监测测量信息、道路交通信 息等并且将其发送到eNodeB时，eNodeB可以将其发送到MTC服务器，并且因此MTC用户可以 使用提供的服务。
[0154] 作为前述第二服务的示例，可以考虑对安装在物体中的MTC装置的移动进行监测 的服务。更具体地，MTC装置可以附接到例如诸如自动售货机这样的固定物体或者诸如车辆 这样的移动物体，并且eNodeB或者核心网络中的实体可以监测MTC装置移动的路径。
[0155] 图7b是例示了用于支持MTC的3GPP服务模型的概念图。
[0156] MTC装置(或者MTC UE)和MTC应用之间的端对端应用可以使用由3GPP系统提供的 服务和由MTC服务器提供的选择服务。3GPP系统可以包括包含用于帮助MTC的各种优化在内 的发送和通信服务(包括3GPP承载服务、MS、以及SMS)。在图7b中示出了 MTC装置经由Um/ Uu/LTE-Uu接口 连接到 3GPP 网络(例如，UTRAN、E-UTRAN、GERAN、I -WLAN等）。图 7b 的架构包括 各种MTC模型(例如，直接模型、间接模型和混合模型）。
[0157] 现在描述在图7b中示出的实体。
[0158] 在图7b中，应用服务器是执行MTC应用的网络上的服务器。用于实现MTC应用的前 述各种技术可以被应用到MTC应用服务器，并且将省略其详细的描述。此外，在图7b中，MTC 应用服务器可以经由基准点API接入MTC服务器，并且将省略其详细的描述。另选地，MTC应 用服务器可以与MTC服务器搭配。
[0159] MTC服务器(例如，图中示出的服务能力服务器(SCS))是用于管理MTC UE的网络上 的服务器，并且可以连接到3GPP网络以与用于MTC的UE和PLMN的节点通信。
[0160] MTC-互通功能(MTC-IWF)可以控制MTC服务器与运营商核心网络之间的互通，并且 可以用作MTC的代理。为了支持MTC间接模型或者混合模型，在归属PLMN(HPLMN)中可以存在 一个或更多个MTC-IWFJTC-IWF可以在基准点Tsp上转发或者解释信令协议，以操作PLMN中 的特定功能。MTC-IWF可以执行用于在MTC服务器建立与3GPP网络的通信之前认证MTC服务 器的功能、用于认证来自MTC服务器的控制平面请求的功能、与以下描述的触发指示有关的 各种功能等。
[0161] SMS-SC(短消息业务中心)/IP-SM-GW(网际协议短消息网关)可以管理短消息服务 (SMS)的发送/接收。SMS-SC可以在短消息实体(SME)(即，用于发送或者接收短消息的实体） 与移动站之间转发短消息，并且可以用作存储和交付功能。IP-SM-GW可以用作基于IP的UE 与SMS-SC之间的协议交互。
[0162] CDF(计费数据功能)/CGF(计费网关功能)可以执行会计有关操作。
[0163] HLR/HSS可以执行用于存储订户信息（例如，頂SI等）、路由信息、配置信息等以及 用于将其提供给MTC-IWF的功能。
[0164] MSC/SGSN/MME可以执行用于UE的网络连接的诸如移动性管理、认证、资源分配等 这样的控制功能。关于下面描述的触发，可以执行用于从MTC-IWF接收触发指示并且用于按 照提供到MTC UE的消息的形式对其进行处理的功能。
[0165] GGSN (网关GPRS支持节点）/S-GW (服务网关)+P-GW (分组数据网络网关)可以执行 用于连接核心网络和外部网络的网关的功能。
[0166] 下面的表2是图7b中的重要基准点的概要。
[0167] 表2
[0168] [表 2]
[0169]
[0170] 基准点T5a、T5b和T5c中的至少一个被称作T5。
[0171] 此外，可以经由基准点Gi和SGi利用现有协议来执行在间接和混合模型的情况下 与MTC服务器的用户平面通信以及在直接和混合模型的情况下与MTC应用的通信。
[0172] 〈节电模式(PSM)>
[0173] 此外，根据MTC装置的特性，可以定期地发送上行链路移动始发数据，来替代不频 繁地接收移动终止数据。考虑这个特性，为了使能量效率最大化，MTC装置可以在节电模式 (在下文中，PSM)下操作。
[0174] 当进入PSM状态时，由于MTC装置停用了接入层(AS)，因此PSM与断电状态类似。然 而，在PSM状态中，MTC装置可以存在于被注册到网络的状态下，并且因此MTC装置不必重新 附着到网络，并且也不必重新建立TON连接。因此，PSM状态和断电状态是有区别的。
[0175] 一旦进入PSM状态，MTC装置停留在PSM状态下，例如，直到定期TAU/RAU或者上行链 路移动始发数据或者诸如分离这样的移动始发事件使得MTC装置能够在网络上开始特定过 程。
[0176] 即使在停留在PSM状态下的情况下，每当移动始发服务是必要的时，MTC装置可以 总是从PSM释放。也就是说，即使在停留在PSM状态下的情况下，MTC装置可以关于移动始发 服务随时激活接入层(AS)，并且可以重新开始空闲模式的操作。
[0177] 另一方面，如果移动可达定时器期满并且MTC装置的有效时间期满，则MME可以知 道MTC进入PSM状态，并且因此不可能进行寻呼。
[0178] 此外，如果MTC装置一旦进入PSM状态，则不能立即接收到移动始发服务。换句话 说，如果MTC装置进入PSM状态，则对于移动始发服务的响应仅在诸如在定期的跟踪区更新 (TAU)或者路由区更新(RAU)过程之后的信号发送或者数据发送这样的移动始发事件之后 的有效时间段期间期间是可能的。
[0179] 因此，PSM适合于请求移动始发服务和移动终止服务的MTC装置，并且还仅适合于 能够忍受通信中的特定延迟的MTC装置。
[0180] 此外，MTC装置必须请求足够长的有效时间，以接收诸如潜在移动终止服务或者 SMS这样的数据。
[0181] 当MTC装置期望使用PSM时，MTC装置必须在附着和TAU/RAU过程期间请求有效时间 值。如果网络支持PSM并且MTC装置接受使用PSM，则向MTC装置分配有效时间值。网络可以通 过考虑由MTC装置请求的有效时间值和MME/SGSN配置来确定要被分配给MTC装置的有效时 间值。如果由网络分配的有效时间值不令人满意，则MTC装置可以仅在接下来要被执行的 TAU/RAU过程的时段期间请求由MTC装置期望的有效时间值。
[0182] 另外，PSM可适用的MTC装置在附着和TAU/RAU过程期间向网络请求适合用于移动 终止服务的延迟/响应性的定期TAU/RAU定时器值。如果网络将定期TAU/RAU定时器值分配 给MTC装置，但是MTC装置不满意，则MTC装置可以仅在接下来要被执行的TAU/RAU过程的时 段期间请求由MTC装置期望的定期TAU/RAU定时器。
[0183] 结果，如果MTC装置期望支持并使用PSM，则MTC装置必须在每个附着和TAU过程期 间向网络同时请求有效时间值和定期TAU/RAU定时器值。同样地，尽管没有MTC装置的请求， 然而网络也不能随意地分配有效时间值。
[0184] 此外，参照附图进行下面的描述。
[0185] 图8a例示了协商用于节电模式(PSM)的有效定时器的过程，并且图8b和图8c例示 了 PSM的操作。
[0186] 如图8a所示，MTC装置100通过将请求的有效时间值（即，有效定时器值）和定期 TAU/RAU定时器（例如，Ext T3412或者Ext T3312)包含到附着请求消息或者TAU请求消息 中，来将其发送到MME/SGSN 510。当接收到请求消息时，MME/SGSN 100确认是否支持PSM，并 且如果支持PSM，则将包含有效时间值（即，有效定时器值)和定期TAU/RAU定时器值(例如， Ext T3412或者Ext T3312)的附着接受消息或者TAU/RAU接受消息发送到MTC装置100。在该 情况下，接受消息中所包含的有效时间值（即，有效定时器值)和定期TAU/RAU定时器值(例 如，Ext T3412或者Ext T3312)可以是由MME/SGSN期望的值。然而，本文中可以不包括定期 TAU/RAU定时器值(例如，Ext T3412或者Ext T3312)。在该情况下，MTC装置可以使用用于定 期TAU/RAU定时器值(例如，Ext T3412或者Ext T3312)的默认值。另选地，即使MTC装置不允 许请求消息包含定期TAU/RAU定时器值(例如，Ext T3412或者Ext T3312)，MME也可以通过 执行由MME期望的配置来发送包含所述值的接受消息。
[0187] 此外，如图8b和图8c所示，如果MTC装置请求有效时间值并且网络分配有效时间 值，则MTC装置根据所分配的有效时间值来驱动有效定时器。同样地，当从ECM_C0NNECTED转 变到ECM_IDLE时，MME基于有效时间值驱动移动可达定时器。
[0188] 此外，如图8b和图8c所示，当有效定时器期满时，MTC装置停用其接入层(AS)并且 转变到PSM状态。在PSM状态下，由于AS的停用，MTC装置停止空闲模式的所有过程，但是驱动 NAS定时器，例如，定期TAU/RAU定时器(例如，Ext T3412或者Ext T3312)。
[0189] 在定期TAU/RAU定时器（例如，Ext T3412或者Ext T3312)在定期TAU/RAU定时器 (例如，Ext T3412或者Ext T3312)期满被执行之前，MTC装置不重新激活接入层(AS)，并且 不重新开始空闲模式的过程。
[0190] 当紧接在定期TAU/RAU定时器(例如，Ext T3412或者Ext T3312)期满之前时，MTC 装置重新激活接入层(AS)，并且执行配置与EPC通信所需的无线接入配置过程(PLMN选择或 者小区选择）。
[0191] 在定期TAU/RAU定时器(例如，Ext T3412或者Ext T3312)期满时，MTC装置再次执 行TAU/RAU过程，并且在有效时间期满之后随后进入PSM状态。
[0192] 图9a简要地例示了当PSM和ISR被同时应用时的问题，并且图9b例示了图9a的问题 情形中的信号流的示例。
[0193] 如能够从图9a看到的，假定ISR被激活，并且MTC装置100处于PSM状态。此外，假定 处于PSM状态的MTC装置100被MME 510支持，但是不被SGSN 410支持。
[0194] 在这个假定下，如果S-GW 520接收到下行链路数据，则S-GW 520由于ISR被激活而 将DDN发送到MME 510和SGSN 410二者。
[0195] 在该情况下，由于MME 510知道MTC装置100处于PSM状态，因此将DDN拒绝消息发送 到S-GA 520,而不将寻呼信号发送到MTC装置100。
[0196] 另一方面，由于SGSN 410不支持PSM，因此寻呼信号经由eNodeB被发送到MTC装置 100。然而，即使寻呼信号被发送到MTC装置100，MTC装置100也由于处于PSM状态而不能接收 该寻呼信号。因此，SGSN 410在特定次数的特定时间段期间重复地发送寻呼信号。
[0197] 如此，向处于PSM状态的MTC装置100发送寻呼信号是不必要的操作，这导致网络资 源的不必要的浪费。
[0198] 与图9a和图9b中不同，即使假定处于PSM状态的MTC装置100被SGSN 410支持并且 不被MME 510支持，类似地，MME 510在特定时间段期间重复地发送寻呼信号或者重复地发 送寻呼信号特定次数，这是由于MME 510不知道MTC装置100处于PSM状态并且因此不能接收 寻呼信号。
[0199] 〈本说明书的公开〉
[0200] 因此，本说明书的公开提出了用于解决前述问题的解决方案。
[0201] 根据第一公开的解决方案，如果MME 510和SGSN 410中的任何一个在ISR被激活的 情况下或者在MME 510和SGSN 410中的仅任何一个支持MTC装置100的PSM的情况下从S-GW 520接收到DDN，则通过向S-GW 520发送DDN拒绝消息来允许S-GW 520将寻呼停止请求消息 发送到MME 510与SGSN 410之间的不支持MTC装置100的PSM的另一装置。
[0202] 根据本说明书的第二公开的解决方案，如果MTC装置100意图在ISR被激活的情况 下进入PSM状态，则通过停用ISR来避免前述问题。
[0203]根据本说明书的第三公开的解决方案，允许S-GW 520在ISR被激活并且MTC装置 100处于PSM状态的情况下识别MTC装置100处于PSM状态，并且因此不允许S-GW 520向MME 510和SGSN 410发送DDN。
[0204] 在下文中，将详细地描述本说明书的公开。
[0205] 图10a简要地例示了根据本说明书的第一公开的解决方案，并且图10b是具体地例 示了根据本说明书的第一公开的解决方案的信号流。
[0206] 在下文中将同时参照图10a和图10b在以下的假定条件下进行描述:虽然ISR被激 活并且MTC装置100进入PSM状态，但是MME 510支持PSM并且因此知道MTC装置100处于PSM状 态，然而SGSN 410不支持PSM并且因此不知道MTC装置100处于PSM状态。
[0207] 1)当P-GW 530接收到要被发送到MTC装置100的下行链路数据时，所述下行链路数 据被传输到S-GW 520。
[0208] 2)当所述下行链路数据传输到S-GW 520时，DDN被发送到MME 510和SGSN 410。
[0209] 3)在该情况下，MME 510知道MTC装置100处于PSM状态并且因此不执行寻呼过程， 而SGSN 410不知道MTC装置100处于PSM状态并且因此向eNodeB发送寻呼信号，使得所述寻 呼信号被发送到MTC装置100。
[0210] 4)MME 510向S-GW 520发送通知DDN拒绝的消息，而不是向MTC装置100发送寻呼信 号。通知DDN拒绝的消息可以是包括拒绝原因的DDN确认消息。拒绝原因可以是例如"不能寻 呼UE"或者"由于节电模式(PSM)而不能寻呼UE"。另选地，通知DDN拒绝的消息可以是与DDN 配置消息不同的DDN拒绝消息。
[0211] 5)如果S-GW 520在ISR被激活的情况下从MME 510和SGSN 410中的任何一个接收 到通知DDN拒绝的消息，则寻呼停止请求被发送到MME 510和SGSN 410中的另一个。也就是 说，在图l〇a和图10b中，如果S-GW 520从MME 510接收到通知DDN拒绝的消息，则S-GW 520将 寻呼停止请求发送到SGSN 410。
[0212] 6)然后，根据寻呼停止请求，SGSN 410将寻呼停止请求发送到eNodeB。
[0213] 虽然图10a和图10b中例示了MME 510支持PSM并且SGSN 410不支持PSM，但是前述 第一公开的解决方案也可用于相反的情况(即，MME 510不支持PSM并且SGSN 410支持PSM)。
[0214]图11a是简要地例示了应用根据本说明书的第二公开的解决方案的TAU过程的信 号流，并且图lib是具体地例示了图11a的TAU过程的信号流。
[0215]如上所述，根据本说明书的第二公开的解决方案，如果MTC装置100执行TAU过程以 在ISR被激活的情况下进入PSM状态，则通过停用ISR来避免前述问题。在下文中，将参照图 lib来描述图11a。
[0216] 0)激活ISR，并且MME 510支持PSM而SGSN 410不支持PSM。
[0217] 1)如果MTC装置100期望在ISR被激活的情况下在PSM下操作，则向MME 510发送TAU 请求消息。在该情况下，在TAU请求消息中包括用于PSM的有效时间定时器（例如，T3324的 值)。
[0218] 2)MME 510根据所接收的TAU请求消息中是否包括有效时间定时器(例如，T3324的 值)来识别是否应用PSM，并且通过将与PSM能力可支持性有关的信息包含在由MME 510发送 到SGSN 410的上下文请求消息中来发送该信息。如果MME 510支持PSM，则与PSM能力可支持 性有关并且包含在上下文请求消息中的信息可以被设置为例如1。
[0219] 3)响应于上下文请求消息，SGSN 410通过将与PSM能力可支持性有关的信息包含 在上下文响应消息中来将该信息发送到MME 510。在该情况下，如果SGSN 410不支持PSM，则 与PSM能力可支持性有关并且包含在上下文响应消息中的信息可以被设置为例如0。（另选 地，与PSM能力可支持性有关的信息可以不包含在上下文响应消息中，并且该情况被认为和 与PSM能力可支持性有关的信息被设置为0的情况相同）。
[0220] 4)如果作为对与PSM能力可支持性有关并且包含在上下文响应消息中的信息进行 确认的结果，SGSN 410不支持PSM，则MME 510确定停止ISR。随后，MME 510允许将要被发送 到SGSN 410的上下文确认消息包含指示"不激活ISR"的指示。
[0221] 5)随后，MME 510向MTC装置100发送包含指示"不激活ISR"的指示在内的TAU接受 消息。另外，TAU接受消息中包含有效时间定时器值。包含在TAU接受消息中的有效时间定时 器值是由MME 510基于包含在所接收的TAU请求消息中的有效时间定时器来确定的值。
[0222] 6)随后，MME 510和SGSN 410执行用于停用ISR的过程。
[0223] 图12a是简要地例示了应用根据本说明书的第二公开的解决方案的RAU过程的信 号流，并且图12b是具体地例示了图12a的RAU过程的信号流。
[0224] 与以上描述的图11a和图lib不同，在图12a和图12b中示出了将本说明书的第二公 开的解决方案应用在RAU过程中。由于RAU过程与TAU过程类似，因此本领域普通技术人员能 够通过图11a和图lib充分理解图12a和图12b的内容，并且因此将省略其详细描述。
[0225] 图13a和图13b是例示了根据本说明书的第三公开的解决方案的信号流。
[0226] 如上所述，根据本说明书的第三公开的解决方案，在ISR被激活或者停用的情况下 并且在MTC装置100处于PSM状态的情况下，允许S-GW 520识别MTC装置100处于PSM状态，并 且因此允许S-GW 520不向MME 510和SGSN 410发送DDN。
[0227] 首先，将参照图13a进行描述。
[0228] 1)如果MTC装置100期望在PSM下操作，则向MME 510/SGSN 410发送TAU/RAU请求消 息。在该情况下，用于PSM的有效时间定时器(例如，T3324的值)包含在TAU/RAU请求消息中。
[0229] 2)根据所接收的TAU/RAU请求消息中是否包括有效时间定时器（例如，T3324的 值），MME 510/SGSN 410识别是否应用PSM。随后，基于包含在TAU/RAU请求消息中的有效时 间定时器(例如，T3324的值）来确定用于MTC装置100的有效时间定时器值（例如，T3324的 值）。另外，MME 510/SGSN 410向S-GW 520发送包含所确定的有效时间定时器值（例如， T3324的值)的会话创建请求(例如，Create Session Request)消息。另选地，所确定的有效 时间定时器值(例如，T3324的值)可以通过被包含在除了会话创建请求消息以外的不同的 会话消息中被发送到S-GW 520。
[0230] 3)S-GW 520识别出PSM被应用到MTC装置100,并且存储MTC装置100的有效时间定 时器(例如，T3324)的值。另外，S-GW 520通过将用于通知关于PSM的确认(例如，"PSM确认"） 的指示包含在会话创建响应消息(例如，Create Session Response)中来发送该指示。另选 地，用于通知关于PSM的确认的指示可以通过被包含在不同的控制消息中来发送。
[0231] 4)MME 510/SGSN 410通过将所确定的有效时间定时器值(例如，T3324的值)包含 在TAU/RAU接受消息中，来将该值发送到MTC装置100。
[0232] 5)此外，如果P-GW 530接收到用于MTC装置100的下行链路数据，则所述下行链路 数据被传输到S-GW 520。
[0233] 6)当接收到用于MTC装置100的下行链路数据时，S-GW 520基于MTC装置100的有效 时间定时器来确定MTC装置100是当前处于PSM状态还是处于有效状态。
[0234] 如果MTC装置 100处于PSM状态，则S-GW 520不向MME 510/SGSN 410发送DDN。
[0235] 此外，参照图13b，示出了ISR在MTC装置100、MME 510和SGSN 410当中被激活的情 况。在这种情况下，与图13a的以上描述类似，如果MTC装置100处于PSM状态，则S-GW 520不 向MME 510/SGSN 410发送00叱
[0236] 到目前为止所描述的内容能够按照硬件来实现。对此将参照图14来进行描述。
[0237] 图14是根据本说明书的一个公开的MTC 100和MME 510的框图。
[0238] 如图14所示，MTC 100包括存储单元101、控制器102和收发器103。另外，MME 510包 括存储单元511、控制器512和收发器513。
[0239] 存储单元101和511存储前述方法。
[0240] 控制器102和512控制存储单元101和511以及收发器103和513。更具体地，控制器 102和512分别执行存储在存储单元101和511中的方法。另外，控制器102和512经由收发器 103和513发送前述信号。
[0241] 虽然上面已经描述了本发明的示例性实施方式，但是本发明的范围不限于特定实 施方式，并且可以在本发明的范围和权利要求的范畴内按照各种方式来修改、改变、或者改 进本发明。
【主权项】
1. 一种传输下行链路数据的方法，该方法由服务网关S-GW执行并且包括以下步骤： 当下行链路数据到达处于空闲模式信令减少ISR被激活的状态的无线装置时，向移动 性管理实体MME和服务通用分组无线电服务GPRS支持节点SGSN发送下行链路数据通知DDN 消息； 当所述无线装置由于处于节电模式PSM而不能接收所述下行链路数据时，从所述MME和 所述SGSN中的任何一个接收通知DDN拒绝的消息；以及 当接收到通知DDN拒绝的所述消息时，向所述MME和所述SGSN中的任何一个发送寻呼停 止请求消息。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，通知DDN拒绝的所述消息是包含拒绝原因的DDN确 认消息或者与DDN接受消息不同的消息。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述MME支持所述无线装置的所述PSM，但是 所述SGSN不支持所述无线装置的所述PSM，则通知DDN拒绝的所述消息是从所述MME接收到 的。4. 根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述MME不支持所述无线装置的所述PSMdS 是所述SGSN支持所述无线装置的所述PSM，则通知DDN拒绝的所述消息是从所述SGSN接收到 的。5. -种执行位置更新过程的方法，该方法由网络实体执行并且包括以下步骤： 从处于空闲模式信令减少ISR被激活的状态的无线装置接收包括用于节电模式PSM的 有效时间值在内的位置更新请求消息； 当接收到上行链路请求消息时，向所述无线装置的旧网络实体发送上下文请求消息， 其中，所述上下文请求消息包含关于所述网络实体是否支持所述PSM的信息； 从所述旧网络实体接收上下文响应消息，其中，所述上下文响应消息包含关于所述旧 网络实体是否支持所述PSM的信息； 基于关于是否支持所述PSM的信息来确定是否停用所述ISR;以及 如果确定停用所述ISR，则向所述无线装置发送包括用于通知所述ISR停用的指示符在 内的位置更新接受消息。6. 根据权利要求5所述的方法， 其中，所述位置更新过程是跟踪区更新TAU过程或者路由区更新RAU过程， 其中，所述位置更新请求消息是TAU请求消息或者RAU请求消息，并且 其中，所述位置更新接受消息是TAU接受消息或者RAU接受消息。7. 根据权利要求6所述的方法，其中，如果所述网络实体是移动性管理实体匪E并且所 述旧网络实体是SGSN，则所述位置更新请求消息是TAU请求消息，并且所述位置更新接受消 息是TAU接受消息。8. 根据权利要求6所述的方法，其中，如果所述网络实体是SGSN并且所述旧网络实体是 MME，则所述位置更新请求消息是RAU请求消息，并且所述位置更新接受消息是RAU接受消 息。9. 根据权利要求5所述的方法，该方法还包括以下步骤:如果确定停用所述ISR，则向所 述旧网络实体发送包括用于通知所述ISR停用的指示在内的上下文确认消息。10. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述位置更新接受消息还包括由所述网络实体 确定的用于PSM的有效时间值。11. 一种服务网关S-GW，该S-GW包括： 收发器；以及 控制器，该控制器用于控制所述收发器，其中，所述控制器被配置为： 当下行链路数据到达处于空闲模式信令减少ISR被激活的状态的无线装置时，向移动 性管理实体MME和服务通用分组无线电服务GPRS支持节点SGSN发送下行链路数据通知DDN 消息； 当所述无线装置由于处于节电模式PSM而不能接收所述下行链路数据时，从所述MME和 所述SGSN中的任何一个接收通知DDN拒绝的消息;并且 向所述MME和所述SGSN中的任何一个发送寻呼停止请求消息。12. -种执行位置更新过程的网络实体，该网络实体包括： 收发器；以及 控制器，该控制器用于控制所述收发器，其中，所述控制器被配置为： 从处于空闲模式信令减少ISR被激活的状态的无线装置接收包括用于节电模式PSM的 有效时间值在内的位置更新请求消息； 当接收到上行链路请求消息时，向所述无线装置的旧网络实体发送上下文请求消息， 其中，所述上下文请求消息包含关于所述网络实体是否支持所述PSM的信息； 从所述旧网络实体接收上下文响应消息，其中，所述上下文响应消息包含关于所述旧 网络实体是否支持所述PSM的信息； 基于关于是否支持所述PSM的信息来确定是否停用所述ISR;并且 如果确定停用所述ISR，则向所述无线装置发送包括用于通知所述ISR停用的指示符在 内的位置更新接受消息。
【文档编号】H04W8/02GK105900504SQ201580004062
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月5日
【发明人】金材炫, 柳珍淑, 金兑勋, 金贤淑, 金来映, 金泰显
【申请人】Lg电子株式会社