CN102413453A - 一种mtc设备用户号码的共享方法和*** - Google Patents

一种mtc设备用户号码的共享方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机器类型通信(MTC)设备用户号码的共享方法，包括：设置逻辑功能实体MTC互通功能(IWF)；MTC设备接入拜访地接入网时，MTC IWF保存MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表；MTC IWF根据MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对MTC设备的业务进行路由。通过本发明，能够解决为MTC设备分配移动终端国际号码(MSISDN)时，MSISDN资源不足的问题。

Description

一种MTC设备用户号码的共享方法和***
技术领域
本发明涉及机器到机器间的通信(M2M)技术，特别是指一种机器类型通信(MTC)设备用户号码的共享方法和***。
背景技术
近年来，M2M(Machine to Machine，机器到机器间的通信)业务逐渐开始得到应用，如物流***、远程抄表、智能家居等应用。M2M服务商使用现有的无线网络，如GPRS(General Packet Radio service，通用分组无线业务)网络、EPS(Evolved Packet System，演进分组***)网络等分组交换(PS)网络开展M2M业务。
M2M业务是以机器终端智能交互为核心的网络化的应用与服务，它采用智能机器终端，通过无线网络传输信息，为客户提供的信息化解决方案，用于满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。
M2M的通信对象为机器对机器，可以是人与机器之间的通信、机器与服务器之间的通信、不同智能终端之间的通信。不同应用的MTC(Machine-TypeCommunications，机器类型通信)设备具有不同的特性，如电梯等升降机设备具有低移动性、PS only属性，而监视、警报设备除具有低移动性、PS only属性外，还具有低数据传输和高可用性等属性。因此，需要针对不同应用的MTC设备进行不同的***优化，可有效的对MTC设备进行管理、监控、付费等。
图1为现有的LTE网络通讯的***架构图，图中E-UTRAN(Evolved RadioAccess Network，演进通用陆地无线接入网络)中包含的网元是eNodeB(EvolvedNodeB，演进节点B)，用于为用户的接入提供无线资源；PDN(Packet DataNetwork，分组数据网)是为用户提供业务的网络；EPS(Evolved Packet System，演进分组***)提供了更低的延迟，并允许更多的无线接入***接入，其包括如下网元：
MME(Mobility Management Entity，移动管理实体)，是控制面功能实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储UE(User Equipment，用户设备)的上下文(比如用户标识、移动性管理状态、用户安全参数等)，为用户分配临时标识，当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时，负责对该用户进行鉴权。
S-GW(Serving Gateway，服务网关)，是一个用户面实体，负责用户面数据路由处理，终结处于空闲(ECM_IDLE)状态的UE的下行数据。管理和存储UE的EPS承载(bearer)上下文，比如IP承载业务参数和网络内部路由信息等。S-GW是3GPP***内部用户面的锚点，一个用户在一个时刻只能有一个S-GW。
P-GW(PDN Gateway，分组数据网网关)，是负责UE接入PDN的网关，分配用户IP地址，也是3GPP和非3GPP接入***的移动性锚点，P-GW的功能还包括策略实施、计费支持。用户在同一时刻能够接入多个P-GW。PCEF(Policy and Charging Enforcement Function，策略与计费实施功能实体)也位于P-GW中。
PCRF负责向PCEF(Policy and Charging Enforcement Function，策略和计费执行功能实体)提供策略控制与计费规则。
HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)，负责永久存储用户签约数据，HSS存储的内容包括终端的IMSI(International Mobile SubscriberIdentification，国际移动用户识别码)、MSISDN(Mobile Station International ISDNNumber，移动终端国际号码)、以及P-GW的IP地址。
在物理上，S-GW和P-GW可能合一，EPS***用户面网元包括S-GW和P-GW。
MTC Server(Machine Type Communication Server，机器类通信服务器)，是为M2M应用新增的网元，主要负责对MTC设备的信息采集和数据存储/处理等工作，并可对MTC设备进行必要的管理。
MTC设备(Machine Type Communication Device，机器类通信设备)，是M2M业务使用的终端，与UE类似，也包括UICC和ME，通常负责收集若干采集器的信息并通过RAN节点接入EPS网络，并与MTC Server交互数据。
在图1中，MTC设备需要通过EPS网络向MTC Server或其它的MTC设备传输数据信息。EPS网络为此次传输建立S-GW和P-GW之间的GTP(GPRSTunnelling Protocol，GPRS隧道协议)隧道，数据信息通过GTP隧道实现可靠传输。
图2是现有技术中MTC设备接入到EPS网络(拜访地接入网)，执行网络附着、IP承载建立的过程。
步骤201，MTC设备为了接入拜访地接入网，向eNodeB发起网络附着请求，在其中携带了MTC设备的IMSI和网络接入能力、以及为MTC设备分配IP的指示等信息；
步骤202，eNodeB为MTC设备选择一个为之服务的MME，并将附着请求转发到该MME；
步骤203，MME向MTC设备归属地网络的HSS发送鉴权数据请求消息(携带MTC设备的IMSI)，HSS首先判断IMSI对应的签约用户数据，如果查找不到任何签约或者IMSI已被列入黑名单，则HSS向MME返回鉴权数据响应并携带合适的错误原因；如果找到IMSI对应的签约用户数据，则HSS向MME返回鉴权数据响应，包含鉴权向量；
MME执行鉴权流程以验证MTC设备的IMSI的合法性，并执行安全模式流程以启用安全连接。
步骤204，MME向HSS发送位置更新请求，消息中携带MME的标识、和MTC设备的IMSI；
步骤205，HSS根据MTC设备的IMSI查找出对应的签约用户数据，通过用户数据***消息发送给MME。签约用户数据中主要包含APN(Access PointName，缺省接入点名称)、带宽大小以及MTC设备的MSISDN等信息；
MME接收到签约用户数据后，向HSS返回响应。
步骤206，HSS确定允许MTC设备接入拜访地接入网时、即位置更新成功时，HSS向MME发送位置更新应答；
步骤207，MME为UE选择一个S-GW，并向其发送创建默认承载请求。在该请求中，MME告知S-GW的必要信息，包括：MTC设备的IMSI、MME的标识、为MTC设备分配IP地址的指示、缺省带宽信息、和P-GW的IP地址等；
步骤208，S-GW向P-GW转发创建默认承载请求。在该请求中，S-GW告知P-GW的必要信息，包括：S-GW的IP地址、缺省带宽信息、和为MTC设备分配IP地址的指示等；
步骤209，如有必要，P-GW向PCRF请求为MTC设备所配置的PCC策略；
步骤210，P-GW为MTC设备分配IP地址、和/或P-GW根据PCRF返回的PCC策略，建立缺省承载，并向S-GW返回创建默认承载响应；
步骤211，S-GW向MME发送创建默认承载响应；
步骤212，MME向eNodeB发送附着响应，表明MTC设备附着到网络的请求已被接受，该附着响应中携带S-GW的IP地址、和TEID(Tunnel EndpointIdentifier，隧道端口标识)；
步骤213，eNodeB向MTC设备发送承载建立请求，要求MTC设备保存承载建立的重要信息，并开放相应的端口。在该语音承载建立请求中携带了：承载网络ID、P-GW的IP地址、分配给MTC设备的IP地址、带宽信息等；
步骤214，MTC设备向eNodeB发送承载建立响应；
步骤215，eNodeB通知MME：MTC设备附着到EPS网络的过程完成；
步骤216，MME向S-GW发送更新承载请求，将为UE服务的eNodeB的标识、和IP地址告知S-GW；
步骤217，S-GW向MME发送更新承载响应；
步骤218，如果P-GW不是HSS指定的，则MME还需要向HSS发送位置更新请求，通知给HSS为UE所服务的P-GW的地址信息，HSS更新该信息。
对于众多M2M应用，MTC设备与MTC服务器之间的通讯，网络运营商通常采用轮询的方式，以便于MTC用户对MTC设备接入的控制。在非接入阶段，MTC设备无需接入网络，或者无需建立与网络之间的PDP连接，以便节约网络资源。当需要传输数据时候，MTC服务器通过触发器指示(TiggerIndication)通知MTC设备激活，并建立与MTC服务器之间的连接。目前触发器指示主要通过短消息的方式传递给MTC设备。
图3是短消息业务***架构图，图中：
SC(Short Message Service Centre，短消息业务中心)主要负责短消息转发、短消息缓存以及接受并转发第三方所发送的短消息，如本案例中接受来自MTC服务器的短消息；
SMS-GMSC(Gateway MSC For Short Message Service，短消息业务网关)，提供SC与PLMN(Public Lands Mobile Network，公共陆地移动通讯网络)连接接口，接收来自SC的短消息，向HSS查找短消息投递路由，并向MTC设备所在的网络投递短消息；
SMS-IWMSC(Interworking MSC For Short Message Service，短消息互通网关)，主要负责接收来自PLMN的短消息并转发至目的SC；
IP-SM-GW(IP-Short-Message-Gateway，IP短消息网关)，主要负责基于IP的MTC设备与SC间协议交互；
其中，可以将SC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC和IP-SM-GW统称为短消息业务的业务网关。
MSC(Mobile-services Switching Centre，移动业务交换中心)，主要部署在MTC设备拜访地，接收MTC设备发上来的短消息，转发至SMS-IWMSC；收到SMS-GMSC发来的短消息，MSC负责寻呼MTC设备，并把短消息发送给MTC设备。
图4所示为采用现有网络技术短消息业务终呼流程，该流程主要描述非连接状下，MTC服务器通过短消息的方式把触发器指示传递给MTC设备。由于当前状态是非连接状态，使用IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子***)方式传递是不可行的，本案例采用LTE网络短消息传递流程进行描述。
步骤401.MTC设备在LTE网络进行联合位置更新，并成功更新到MSC，MSC保存MTC设备当前的位置信息，以及MTC设备的IMSI。根据MTC设备的运营策略设置，MTC设备附着后不建立PDP连接，以节省网络资源，等收到来自MTC服务器的触发器指示，触发建立PDP连接以接收和发送MTC相关数据。
步骤402.MTC服务器向SC发送短消息携带触发器指示，目的地址为MTC设备的MSISDN号码，通知MTC设备激活或建立与MTC服务器之间的IP连接。
步骤403.SC收到短消息后，向SMS-GMSC转发短消息；
步骤404.SMS-GMSC根据短消息中目的地址：MTC设备的MSISDN，向MTC设备归属地的HSS发送短消息路由请求，查询MTC设备当前拜访的MSC的地址；
步骤405.HSS向SMS-GMSC返回MTC设备当前拜访的MSC的地址，并且返回MTC设备的IMSI；
步骤406.SMS-GMSC向MTC设备当前拜访的MSC发送前向短消息，消息中携带触发器指示，和MTC设备的IMSI；
步骤407.MTC设备当前拜访的MSC收到前向短消息，向MTC设备所在的MME发送寻呼消息，消息中携带触发器指示和MTC设备的IMSI；
步骤408～409.MME通知E-UTRAN在广播信道中寻呼MTC设备；
步骤410.MTC设备触发业务请求流程，向MME发送业务请求，建立与MME之间的NAS信令连接；
步骤411.MME收到业务请求后，向MTC设备当前拜访的MSC发送业务请求；
步骤412～413.MTC设备当前拜访的MSC把收到的前向短消息通过MME与MTC设备之间的NAS信令连接传递给MTC设备；
步骤414～418.MTC收到前向短消息后，向网络发送投递报告；
在GPRS与LTE网络中，现有技术主要为H2H(Human to Human，人与人之间的通信)手持类终端服务。网络为每个手持终端分配一个或多个MSISDN(Mobile Station International ISDN Number，用户号码)和一个唯一的IMSI(International Mobile Subscriber Identity，国际移动身份标识)。用户或者网络运营商通过MSISDN寻找目的用户，并与其进行通讯，以IMSI标识目的用户身份。
随着M2M技术的日趋发展和成熟、M2M用途的多元化，M2M终端(即MTC设备)的数量将会出现***性的增长，据估计，MTC设备数将达到手持终端数量的两个数量级，由于MSISDN长度在国际标准中有16位长度限制，这样会导致MSISDN资源不足，无法为每个MTC设备分配一个MSISDN，这样会导致MTC设备在进行业务消息(例如短消息)发送时寻址出现问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MTC设备用户号码的共享方法和***，能够解决为MTC设备分配MSISDN时，MSISDN资源不足的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种机器类型通信(MTC)设备用户号码的共享方法，设置逻辑功能实体MTC互通功能(IWF)，该方法还包括：
MTC设备接入拜访地接入网时，MTC IWF保存MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表；
所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务进行路由。
其中，所述对外号码包括MTC设备的公共用户标识(PUI)，所述私有号码包括MTC设备的国际移动用户识别码(IMSI)和私有移动终端国际号码(P-MSISDN)。
MTC IWF保存所述MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，具体包括：
MTC IWF接收所述MTC设备发送的位置更新请求消息，获取所述位置更新请求消息中携带的所述IMSI，并将所述位置更新请求消息转发给MTC设备归属地网络的归属用户服务器(HSS)；
所述MTC IWF接收所述HSS根据所述位置更新请求消息返回的用户数据***消息，并为所述MTC设备分配所述P-MSISDN；
位置更新成功后，且MTC设备归属地网络支持IP多媒体子***(IMS)时，所述MTC IWF执行所述MTC设备到归属地网络的注册流程，获取所述PUI；
所述MTC IWF保存所述PUI、和P-MSISDN、和IMSI的对应关系，生成所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表。
MTC IWF获取所述PUI，具体包括：
所述MTC IWF向归属地网络网元发送注册请求消息；所述注册请求消息中携带所述MTC IWF的地址、和所述MTC IWF根据所述IMSI推导出的临时私有用户标识(T-PVI)；
归属地网络网元接收到所述注册请求消息后，向所述HSS发送携带所述T-PVI的请求签约用户数据的消息；
所述HSS根据所述T-PVI在自身的配置中查找到对应的PUI，并携带在签约用户数据中发送给所述归属地网络网元；
所述归属地网络网元接受MTC设备的注册时，向所述MTC IWF返回携带所述PUI的附着响应消息。
所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给所述MTC设备，具体包括：
所述归属地网络网元接收MTC服务器发送的目的地址为PUI的业务消息，并转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述PUI，在所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的IMIS和P-MSISDN，将所述业务消息的目的地址由PUI更新为所述IMIS或P-MSISDN后，通过拜访地接入网网元转发给所述MTC设备。
所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给所述MTC服务器，具体包括：
拜访地接入网网元接收所述MTC设备发送的业务消息，将所述业务消息的源地址由所述IMSI更新为所述P-MSISDN后，转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述P-MSISDN在所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的PUI，将所述业务消息的源地址由P-MSISDN更新为所述PUI后，根据所述业务消息中携带的业务网关地址，将所述业务消息转发到业务网关；
所述业务网关根据所述业务消息的目的地址MTC服务器的地址，将所述业务消息转发到所述MTC服务器。
所述对外号码包括MTC设备的组移动终端国际号码(G-MSISDN)和应用层标识，所述私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN。
MTC IWF保存所述MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，具体包括：
MTC IWF接收所述MTC设备发送的位置更新请求消息，获取所述位置更新请求消息中携带的所述IMSI，并将所述位置更新请求消息转发给MTC设备的归属地网络的HSS；
所述MTC IWF接收所述归属HSS根据所述位置更新请求消息返回的用户数据***消息，为所述MTC设备分配所述P-MSISDN，并获取所述用户数据***消息的签约用户数据中携带的所述G-MSISDN和应用层标识；
位置更新成功后，所述MTC IWF保存所述G-MSISDN、和应用层标识和P-MSISDN、和IMSI的对应关系，生成所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表。
所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给所述MTC设备，具体包括：
业务网关接收MTC服务器发送的目的地址为G-MSISDN的业务消息，并向所述HSS请求MTC IWF的地址；
所述业务网关根据所述HSS返回的MTC IWF的地址，将所述业务消息转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述业务消息的目的地址G-MSISDN、和所述业务消息中携带的应用层标识，在所述MTC设备对外号码和私有号码对照表中查找对应的P-MSISDN和IMSI；
所述MTC IWF将所述业务消息的目的地址由G-MSISDN更新为所述P-MSISDN，并在所述业务消息中携带所述IMSI，通过拜访地接入网网元转发给所述MTC设备。
所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给所述MTC服务器，具体包括：
拜访地接入网网元接收MTC设备发送的业务消息，将所述业务消息的源地址由IMSI更新为P-MSISDN，并转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述P-MSISDN，在所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的G-MSISDN和应用层标识；
所述MTC IWF将所述业务消息的源地址由P-MSISDN更新为G-MSISDN，并在所述业务消息中携带所述应用层标识后，通过业务网关转发给所述MTC服务器。
本发明还提供了一种MTC设备用户号码的共享***，该***包括：设置的MTC IWF、MTC设备和MTC服务器；其中，在MTC设备接入拜访地接入网时，所述MTC IWF保存MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表；并根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务进行路由。
所述外号码包括：MTC设备的PUI；所述私有号码包括：MTC设备的IMSI和P-MSISDN；或者，
所述对外号码包括：MTC设备的G-MSISDN和应用层标识；所述私有号码包括：MTC设备的IMSI和P-MSISDN。
所述MTC IWF，还用于在MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，将所述业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给所述MTC设备；还用于在MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，将所述业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给所述MTC服务器。
本发明MTC设备用户号码的共享方案，通过在网络中设置逻辑功能实体MTC IWF，通过MTC IWF保存MTC设备的对外号码(PUI、或者G-MSISDN和应用层标识)和私有号码(IMSI和P-MSISDN)的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表；在进行业务时，MTC IWF可以根据MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对MTC设备的业务消息进行路由。如此，业务消息在归属地网络传输时，采用MTC设备的私有号码，在拜访地接入网传输时，采用与私有号码对应的对外号码，并且，设置的G-MSISDN、应用层标识、以及P-MSISDN在不同业务流程中可以复用，如此，不仅解决了MTC业务消息的寻址问题，还解决了为MTC设备分配MSISDN时，MSISDN资源不足的问题。
附图说明
图1为现有LTE网络通讯的***架构图；
图2为现有技术中MTC设备接入到EPS网络的流程示意图；
图3为现有短消息业务***架构图；
图4为采用现有网络技术的短消息业务终呼流程示意图；
图5为本发明短消息***架构图；
图6为本发明实施例一MTC设备用户号码的共享方法流程图；
图7为本发明实施例二MTC设备用户号码的共享方法流程图；
图8为本发明实施例三MTC设备用户号码的共享方法流程图；
图9为本发明实施例四MTC设备用户号码的共享方法流程图；
图10为本发明实施例五MTC设备用户号码的共享方法流程图；
图11为本发明实施例六MTC设备用户号码的共享方法流程图；
图12为本发明MTC设备用户号码的共享方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明MTC设备用户号码的共享方法的核心思想是：在网络中设置一个逻辑功能实体MTC IWF(Inter-working Function，互通功能)，该MTC IWF可以单独部署，也可以和其他网元合设，如图5所示的短消息业务结构。MTC IWF负责MTC设备对外号码和私有号码的转换，以此达到复用MSISDN号码资源的目的，提高了用户号码资源的利用率。
本发明的方法不仅适用于短消息业务，还适用于呼叫业务等多种业务。下面以短消息业务为例来说明本发明的技术方案。
实施例一
MTC设备在接入拜访地接入网时，向其归属地网络的HSS发送位置更新请求消息，MTC IWF作为信令转节点截获该消息，获取消息中携带的MTC设备的IMSI(私有号码)；归属地网络的HSS向MTC设备返回位置更新应答消息时，MTC IWF截获该消息，并根据位置更新应答消息中的指示，代替MTC设备向MTC设备的归属地网络(IMS网元)进行注册，具体流程如图6所示，包括：
步骤601、MTC设备接入拜访地接入网时，向拜访地接入网网元(MSC、或SGSN、或MME)发送附着请求消息，消息中携带MTC设备的IMSI(私有号码)；
步骤602、拜访地接入网网元收到附着请求消息后，根据其中的IMSI确定MTC设备归属地网络的HSS，并发送位置更新请求消息(携带MTC设备的IMSI)，该消息的目的地址为所述HSS的地址，源地址为拜访地接入网网元的地址、如MSC、或SGSN、或MME的地址。消息途径MTC IWF，这里MTC IWF通过静态配置的方式，配置与拜访地接入网网元关联的MTC IWF，一般情况下，一个MTC IWF会管理多个MSC或SGSN或MME，因此，对于一个MSC或SGSN或MME而言，其对应一个MTC IWF，如此拜访地接入网网元就可以直接确定作为信令转节点的MTC IWF；
步骤603、MTC IWF作为信令转接点，截获拜访地接入网网元发送给HSS的位置更新请求消息，获取该消息携带的MTC设备的IMSI。同时，MTC IWF保存拜访地接入网网元的地址，并将位置更新请求消息(携带MTC设备的IMSI)转发至HSS，此时该消息的源地址由拜访地接入网网元的地址更新为MTC IWF的地址；
步骤604、HSS收到位置更新请求消息后，保存MTC IWF的地址，同时根据MTC设备的IMSI获取对应的签约用户数据，并通过用户数据***消息发送给MTC IWF。归属地网络支持IMS时，签约用户数据中还携带了MTC设备归属地网络支持IMS的指示；
步骤605、MTC IWF收到用户数据***消息后，为MTC设备分配一个私有号码、即P-MSISDN(私有移动终端国际号码)，该P-MSISDN为MTC IWF随机分配的，其长度与MSISDN的长度相同；
步骤606、MTC IWF转发用户数据***消息给拜访地接入网网元，其中携带了所述分配的P-MSISDN，拜访地接入网网元保存为MTC设备分配的P-MSISDN；
步骤607、拜访地接入网网元接收到用户数据***消息后，向HSS返回响应；
步骤608、HSS确认MTC设备的位置更新成功后，向MTC IWF返回位置更新应答消息；
步骤609～610、MTC IWF通过拜访地接入网网元将位置更新应答转发给MTC设备；
步骤611、MTC IWF根据用户数据***消息中携带的MTC设备归属地网络支持IMS的指示，可以确定MTC设备归属地网络支持IMS，则MTC IWF代替MTC设备向归属地网络(IMS网元)发起注册流程，首先MTC IWF向IMS网元发送注册请求消息，消息中携带MTC IWF的IP地址、和MTC IWF根据MTC设备的IMSI推导出的T-PVI(Temporary PriVate user Identity，私有用户标识)，推导方式，如用户的IMSI为4600213801491234，将其转换为T-PVI后为：4600213801491234jiangsu.chinamobile.com.cn；当然，本发明并不仅限于这一种推导方式。
步骤612、IMS网元接收到注册请求消息后，向HSS获取签约用户数据，同时将T-PVI发送给HSS；HSS根据T-PVI在自身的配置中查找到对应的PUI(Public User Identity，公共用户标识)，携带在签约用户数据中发送给IMS网元；
步骤613、IMS网元接受MTC设备的注册，向MTC IWF返回注册应答消息，消息中包含MTC设备的对外号码：PUI，该号码采用SIP(Session InitiationProtocol，会话开始协议)URI(Uniform Resource Identifier，资源标志符)格式；
步骤614、MTC IWF保存MTC设备对外号码(PUI)与私有号码(IMSI和P-MSISDN)的对应关系，生成一个MTC设备对外号码和私有号码对照表。
实施例二
MTC设备归属地网络支持IMS，MTC服务器通过归属地网络把短消息发给MTC IWF，经MTC IWF转发给MTC设备的流程如图7所示，包括：
步骤701、MTC服务器向SC或SMS-GMSC发送普通格式短消息，目的地址为目的MTC设备的PUI；
步骤702、SC或SMS-GMSC收到短消息后，根据PUI把普通格式短消息转发到IP-SM-GW；
步骤703～704、IP-SM-GW把普通格式短消息转换为可在IMS网络(归属地网络)传递的SIP格式短消息，将SIP格式短消息发送给IMS网元(归属地网络)；IMS网元根据MTC设备的注册信息确定对应的MTC IWF，并将SIP格式短消息转发给MTC IWF；
步骤705、MTC IWF收到SIP格式短消息，将其转换成普通格式短消息，并根据目的地址：PUI，在自身保存的MTC设备对外号码和私有号码对照表中查找对应的IMIS和P-MSISDN，如果能查找到，则把普通格式短消息的目的地址由PUI转换为IMIS或P-MSISDN；
步骤706～707、MTC IWF将普通格式短消息通过拜访地接入网网元(如步骤603所述，MTC设备附着时，MTC IWF保存了拜访地接入网网元的地址)转发给MTC设备；
步骤708～712、MTC设备收到普通格式短消息后，向MTC服务器返回短信投递报告。
实施例三
MTC设备归属地网络支持IMS，MTC设备发普通格式短消息给MTC IWF，MTC IWF将普通格式短消息为SIP格式短消息，并通过归属地网络把短消息发给MTC服务器的流程如图8所示，包括：
步骤801、MTC设备向拜访地接入网网元发送普通格式短消息，源地址为MTC设备的IMSI、目的地址为MTC服务器地址，该短消息中携带SC或SMS-IWMSC地址；
步骤802、拜访地接入网网元收到普通格式短消息后，将源地址由IMSI更新为P-MSISDN(如步骤606所述，在MTC设备附着时，拜访地接入网网元保存了P-MSISDN)，并转发给MTC IWF。这里，通过静态配置的方式，配置与拜访地接入网网元关联的MTC IWF，一般情况下，一个MTC IWF会管理多个MSC或SGSN或MME，因此，对于一个MSC或SGSN或MME而言，其对应一个MTC IWF，如此拜访地接入网网元就可以直接确定作为信令转节点的MTC IWF。
步骤803、MTC IWF收到普通格式短消息后，获取P-MSISDN，并在自身保存的MTC设备对外号码和私有号码对照表中查找P-MSISDN对应的PUI，如果找到，则把该普通格式短消息的源地址由P-MSISDN转换为PUI，并把普通格式短消息转换为IMS网络支持传递的SIP格式短消息；
步骤804～805、MTC IWF通过IMS网元把SIP格式短消息发给IP-SM-GW；
步骤806～807、IP-SM-GW把SIP格式短消息转换成普通格式短消息，发送给SC或SMS-IWMSC，最终发送给MTC服务器；
步骤808～813、MTC服务器收到普通格式短消息后，返回短信投递报告给MTC设备。
实施例四
该实施例中MTC设备归属地网络不支持IMS，HSS为多个MTC设备分配一个相同的组号码：G-MSISDN(组移动终端国际号码，该号码可以任意设置)，将该G-MSISDN(对外号码)通过签约用户数据下发给MTC IWF，由MTC IWF负责关联到私有号码(IMIS和P-MSISDN)。
步骤901、MTC设备接入拜访地接入网时，向拜访地接入网网元发送附着请求消息，消息中携带MTC设备的IMSI(私有号码)；
步骤902、拜访地接入网网元收到附着请求消息后，根据其中的IMSI确定MTC设备归属地网络的HSS，并发送位置更新请求消息(携带MTC设备的IMSI)，该消息的目的地址为所述HSS的地址，源地址为拜访地接入网网元的地址、如MSC、或SGSN、或MME的地址，消息途径MTC IWF，这里MTC IWF通过静态配置的方式，配置与拜访地接入网网元关联的MTC IWF，一般情况下，一个MTC IWF会管理多个MSC或SGSN或MME，因此，对于一个MSC或SGSN或MME而言，其对应一个MTC IWF，如此拜访地接入网网元就可以直接确定作为信令转节点的MTC IWF；
步骤903、MTC IWF作为信令转接点，截获拜访地接入网网元发送给HSS的位置更新请求消息，获取该消息携带的MTC设备的IMSI。同时，MTC IWF保存拜访地接入网网元的地址，并将位置更新请求消息(携带MTC设备的IMSI)转发至HSS，此时该消息的源地址由拜访地接入网网元的地址更新为MTC IWF的地址；
步骤904、HSS收到位置更新请求消息后，保存MTC IWF的地址，同时根据MTC设备的IMSI获取对应的签约用户数据，并通过用户数据***消息发送给MTC IWF，签约用户数据中还携带了MTC设备对应的G-MSISDN、以及MTC设备的应用层标识；
步骤905、MTC IWF收到用户数据***消息后，为MTC设备分配一个私有号码(P-MSISDN)，该P-MSISDN为MTC IWF随机分配的，其长度与MSISDN的长度相同；
步骤906、MTC IWF转发用户数据***消息给拜访地接入网网元，其中携带了所述分配的P-MSISDN，拜访地接入网网元保存为MTC设备分配的P-MSISDN；
步骤907、拜访地接入网网元接收到用户数据***消息后，向HSS返回响应；
步骤908、HSS确认MTC设备的位置更新成功后，向MTC IWF返回位置更新应答消息，并保存G-MSISDN和MTC设备的应用层标识与P-MSISDN和IMSI之间的对应关系，生成一个MTC设备对外号码和私有号码对照表。如果位置更新不成功，则不保存上述的对应关系。
步骤909、MTC IWF将位置更新应答消息转发给拜访地接入网网元。
步骤910、拜访地接入网网元向MTC设备返回附着响应消息。
实施例五
MTC设备归属地网络不支持IMS，MTC服务器把短消息发给MTC IWF，经MTC IWF转发给MTC设备的流程如图10所示，包括：
步骤1001、MTC服务器向SC或SMS-GMSC发送短消息，目的地址为MTC设备的G-MSISDN，短消息中包含MTC设备的应用层标识；
步骤1002、SC或SMS-GMSC根据G-MSISDN向归属地网络的HSS发送路由请求消息，消息中包含G-MSISDN。由于G-MSISDN是由归属地网络的HSS为MTC设备分配的，因此，根据G-MSISDN就可以找到对应的归属地网络的HSS；
步骤1003、HSS根据G-MSISDN在自身的配置中查找到对应的MTC IWF地址，并通过路由应带消息返回给SC或SMS-GMSC；
步骤1004、SC或SMS-GMSC根据返回的MTC IWF地址，把短消息发送给MTC IWF；
步骤1005、MTC IWF获取MTC设备的G-MSISDN和MTC设备的应用层标识，并在自身保存的MTC设备对外号码和私有号码对照表中查找对应的P-MSISDN和IMSI，如果找到，则把短消息的目的地址由G-MSIDN转换为P-MSISDN，并在短消息中携带对应的IMSI；
步骤1006～1007、MTC IWF向拜访地接入网网元发送该短消息；拜访地接入网网元将短消息转发MTC设备；
步骤1008～1010、MTC设备收到短消息后，向MTC设备返回短消息投递报告。
实施例六
MTC设备归属地网络不支持IMS，MTC设备发短消息给MTC IWF，MTCIWF把MTC设备的私有号码转换为对外号码，并把短消息转发给MTC服务器的流程如图11所示，包括：
步骤1101、MTC设备向拜访地接入网网元发送短消息，源地址为IMSI、目的地址为MTC服务器地址，消息中携带SC或SMS-IWMSC的地址；
步骤1102、拜访地接入网网元收到短消息后，将消息的源地址由IMSI更新为P-MSISDN(如步骤906所述，在MTC设备附着时，拜访地接入网网元保存了P-MSISDN)，并将转发给MTC IWF，这里，通过静态配置的方式，配置与拜访地接入网网元关联的MTC IWF；
步骤1103、MTC IWF收到短消息后，获取消息中的P-MSISDN，并在自身保存的MTC设备对外号码和私有号码对照表中查找P-MSISDN对应的G-MSISDN和MTC设备的应用层标识，如果找到，把短消息的源地址由P-MSISDN转换为G-MSISDN，并在消息中添加MTC设备的应用层标识；
步骤1104～1105、MTC IWF把短消息经由SC或SM-IWMSC发送给MTC服务器；
步骤1106～1109、MTC服务器收到短消息后，向MTC设备返回短消息投递报告。
上述的各个实施例的流程同样适用于呼叫业务，唯一不同的是，在进行呼叫业务的路由时，需要将短消息业务的业务网关(SC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC和IP-SM-GW)替换为呼叫业务的业务网关。
当然，本发明的方法还适用于其他多种业务，此处不再一一赘述。
综上所述，本发明MTC设备用户号码的共享方法如图12所示包括：
步骤1201、MTC设备接入拜访地接入网时，MTC IWF保存MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表。
该步骤的实现有两种情况：
一、外号码包括MTC设备的PUI，私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN：
MTC IWF接收MTC设备发送的位置更新请求消息，获取位置更新请求消息中携带的IMSI，并将位置更新请求消息转发给MTC设备归属地网络的HSS；
MTC IWF接收HSS根据位置更新请求消息返回的用户数据***消息，并为MTC设备分配P-MSISDN；
位置更新成功后，且MTC设备归属地网络支持IMS时，MTC IWF执行MTC设备到归属地网络的注册流程，获取PUI；
MTC IWF保存PUI、和P-MSISDN、和IMSI的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表。
其中，MTC IWF获取PUI，具体包括：
MTC IWF向归属地网络网元发送注册请求消息；注册请求消息中携带MTC IWF的地址、和MTC IWF根据IMSI推导出的T-PVI；
归属地网络网元接收到注册请求消息后，向HSS发送携带T-PVI的请求签约用户数据的消息；
HSS根据T-PVI在自身的配置中查找到对应的PUI，并携带在签约用户数据中发送给归属地网络网元；
归属地网络网元接受MTC设备的注册时，向MTC IWF返回携带PUI的附着响应消息。
二、外号码包括MTC设备的G-MSISDN和应用层标识，私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN：
MTC IWF接收MTC设备发送的位置更新请求消息，获取位置更新请求消息中携带的IMSI，并将位置更新请求消息转发给MTC设备的归属地网络的HSS；
MTC IWF接收归属HSS根据位置更新请求消息返回的用户数据***消息，为MTC设备分配P-MSISDN，并获取用户数据***消息的签约用户数据中携带的G-MSISDN和应用层标识；
位置更新成功后，MTC IWF保存G-MSISDN、和应用层标识和P-MSISDN、和IMSI的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表。
步骤1202、MTC IWF根据MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对MTC设备的业务进行路由。
该步骤的实现包括四种情况：
一、对外号码包括MTC设备的PUI，私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN，MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，MTC IWF将业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给MTC设备，具体包括：
归属地网络网元接收MTC服务器发送的目的地址为PUI的业务消息，并转发给MTC IWF；
MTC IWF根据PUI，在MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的IMIS和P-MSISDN，将业务消息的目的地址由PUI更新为IMIS或P-MSISDN后，通过拜访地接入网网元转发给MTC设备。
二、对外号码包括MTC设备的PUI，私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN，MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，MTC IWF将业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给MTC服务器，具体包括：
拜访地接入网网元接收MTC设备发送的业务消息，将业务消息的源地址由IMSI更新为P-MSISDN后，转发给MTC IWF；
MTC IWF根据P-MSISDN在MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的PUI，将业务消息的源地址由P-MSISDN更新为PUI后，根据业务消息中携带的业务网关地址，将业务消息转发到业务网关；
业务网关根据业务消息的目的地址MTC服务器的地址，将业务消息转发到MTC服务器。
三、对外号码包括MTC设备的G-MSISDN和应用层标识，私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN，MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，MTC IWF将业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给MTC设备，具体包括：
业务网关接收MTC服务器发送的目的地址为G-MSISDN的业务消息，并向HSS请求MTC IWF的地址；
业务网关根据HSS返回的MTC IWF的地址，将业务消息转发给MTC IWF；
MTC IWF根据业务消息的目的地址G-MSISDN、和业务消息中携带的应用层标识，在MTC设备对外号码和私有号码对照表中查找对应的P-MSISDN和IMSI；
MTC IWF将业务消息的目的地址由G-MSISDN更新为P-MSISDN，并在业务消息中携带IMSI，通过拜访地接入网网元转发给MTC设备。
四、对外号码包括MTC设备的G-MSISDN和应用层标识，私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN，MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，MTC IWF将业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给MTC服务器，具体包括：
拜访地接入网网元接收MTC设备发送的业务消息，将业务消息的源地址由IMSI更新为P-MSISDN，并转发给MTC IWF；
MTC IWF根据P-MSISDN，在MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的G-MSISDN和应用层标识；
MTC IWF将业务消息的源地址由P-MSISDN更新为G-MSISDN，并在业务消息中携带应用层标识后，通过SC或SMS-IWMSC转发给MTC服务器。
为了实现上述方法，本发明提供了一种MTC设备用户号码的共享***，包括：设置的MTC IWF、MTC设备和MTC服务器；其中，在MTC设备接入拜访地接入网时，MTC IWF保存MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表；并根据MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对MTC设备的业务进行路由。
其中，外号码包括：MTC设备的PUI；私有号码包括：MTC设备的IMSI和P-MSISDN；或者，
对外号码包括：MTC设备的G-MSISDN和应用层标识；私有号码包括：MTC设备的IMSI和P-MSISDN。
MTC IWF，还用于在MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，将业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给MTC设备；还用于在MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，将业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给MTC服务器。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种机器类型通信(MTC)设备用户号码的共享方法，其特征在于，设置逻辑功能实体MTC互通功能(IWF)，该方法还包括：
MTC设备接入拜访地接入网时，MTC IWF保存MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表；
所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务进行路由。
2.根据权利要求1所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，所述对外号码包括MTC设备的公共用户标识(PUI)，所述私有号码包括MTC设备的国际移动用户识别码(IMSI)和私有移动终端国际号码(P-MSISDN)。
3.根据权利要求2所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，MTC IWF保存所述MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，具体包括：
MTC IWF接收所述MTC设备发送的位置更新请求消息，获取所述位置更新请求消息中携带的所述IMSI，并将所述位置更新请求消息转发给MTC设备归属地网络的归属用户服务器(HSS)；
所述MTC IWF接收所述HSS根据所述位置更新请求消息返回的用户数据***消息，并为所述MTC设备分配所述P-MSISDN；
位置更新成功后，且MTC设备归属地网络支持IP多媒体子***(IMS)时，所述MTC IWF执行所述MTC设备到归属地网络的注册流程，获取所述PUI；
所述MTC IWF保存所述PUI、和P-MSISDN、和IMSI的对应关系，生成所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表。
4.根据权利要求3所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，MTC IWF获取所述PUI，具体包括：
所述MTC IWF向归属地网络网元发送注册请求消息；所述注册请求消息中携带所述MTC IWF的地址、和所述MTC IWF根据所述IMSI推导出的临时私有用户标识(T-PVI)；
归属地网络网元接收到所述注册请求消息后，向所述HSS发送携带所述T-PVI的请求签约用户数据的消息；
所述HSS根据所述T-PVI在自身的配置中查找到对应的PUI，并携带在签约用户数据中发送给所述归属地网络网元；
所述归属地网络网元接受MTC设备的注册时，向所述MTC IWF返回携带所述PUI的附着响应消息。
5.根据权利要求2至4中任一项所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给所述MTC设备，具体包括：
所述归属地网络网元接收MTC服务器发送的目的地址为PUI的业务消息，并转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述PUI，在所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的IMIS和P-MSISDN，将所述业务消息的目的地址由PUI更新为所述IMIS或P-MSISDN后，通过拜访地接入网网元转发给所述MTC设备。
6.根据权利要求2至4中任一所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给所述MTC服务器，具体包括：
拜访地接入网网元接收所述MTC设备发送的业务消息，将所述业务消息的源地址由所述IMSI更新为所述P-MSISDN后，转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述P-MSISDN在所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的PUI，将所述业务消息的源地址由P-MSISDN更新为所述PUI后，根据所述业务消息中携带的业务网关地址，将所述业务消息转发到业务网关；
所述业务网关根据所述业务消息的目的地址MTC服务器的地址，将所述业务消息转发到所述MTC服务器。
7.根据权利要求1所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，所述对外号码包括MTC设备的组移动终端国际号码(G-MSISDN)和应用层标识，所述私有号码包括MTC设备的IMSI和P-MSISDN。
8.根据权利要求7所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，MTC IWF保存所述MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，具体包括：
MTC IWF接收所述MTC设备发送的位置更新请求消息，获取所述位置更新请求消息中携带的所述IMSI，并将所述位置更新请求消息转发给MTC设备的归属地网络的HSS；
所述MTC IWF接收所述归属HSS根据所述位置更新请求消息返回的用户数据***消息，为所述MTC设备分配所述P-MSISDN，并获取所述用户数据***消息的签约用户数据中携带的所述G-MSISDN和应用层标识；
位置更新成功后，所述MTC IWF保存所述G-MSISDN、和应用层标识和P-MSISDN、和IMSI的对应关系，生成所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表。
9.根据权利要求7或8所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给所述MTC设备，具体包括：
业务网关接收MTC服务器发送的目的地址为G-MSISDN的业务消息，并向所述HSS请求MTC IWF的地址；
所述业务网关根据所述HSS返回的MTC IWF的地址，将所述业务消息转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述业务消息的目的地址G-MSISDN、和所述业务消息中携带的应用层标识，在所述MTC设备对外号码和私有号码对照表中查找对应的P-MSISDN和IMSI；
所述MTC IWF将所述业务消息的目的地址由G-MSISDN更新为所述P-MSISDN，并在所述业务消息中携带所述IMSI，通过拜访地接入网网元转发给所述MTC设备。
10.根据权利要求7或8所述MTC设备用户号码的共享方法，其特征在于，所述MTC IWF根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务消息进行路由为：MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，所述MTC IWF将所述业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给所述MTC服务器，具体包括：
拜访地接入网网元接收MTC设备发送的业务消息，将所述业务消息的源地址由IMSI更新为P-MSISDN，并转发给所述MTC IWF；
所述MTC IWF根据所述P-MSISDN，在所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表中查找对应的G-MSISDN和应用层标识；
所述MTC IWF将所述业务消息的源地址由P-MSISDN更新为G-MSISDN，并在所述业务消息中携带所述应用层标识后，通过业务网关转发给所述MTC服务器。
11.一种MTC设备用户号码的共享***，其特征在于，该***包括：设置的MTC IWF、MTC设备和MTC服务器；其中，在MTC设备接入拜访地接入网时，所述MTC IWF保存MTC设备的对外号码和私有号码的对应关系，生成MTC设备对外号码和私有号码的对照表；并根据所述MTC设备对外号码和私有号码的对照表，对所述MTC设备的业务进行路由。
12.根据权利要求11所述MTC设备用户号码的共享***，其特征在于，
所述外号码包括：MTC设备的PUI；所述私有号码包括：MTC设备的IMSI和P-MSISDN；或者，
所述对外号码包括：MTC设备的G-MSISDN和应用层标识；所述私有号码包括：MTC设备的IMSI和P-MSISDN。
13.根据权利要求11所述MTC设备用户号码的共享***，其特征在于，
所述MTC IWF，还用于在MTC服务器向MTC设备发送业务消息时，将所述业务消息的目的地址由对外号码转换为私有号码后，转发给所述MTC设备；还用于在MTC设备向MTC服务器发送业务消息时，将所述业务消息的源地址由私有号码转换为对外号码后，转发给所述MTC服务器。
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