CN111418221B - 通过n3gpp接入公共报警消息的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够经由非3GPP无线电网络向用户设备UE装置提供公共报警***PWS消息的方法，所述方法包括：经由非3GPP N3GPP无线电接入技术建立从UE装置到非3GPP互通功能N3IWF的互联网协议安全IPSec隧道连接，向第一核心网络CN实体请求提供公共报警***PWS消息；向第一CN实体提供关于UE装置的位置的信息。

Description

通过N3GPP接入公共报警消息的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于当用户设备装置附接到非3GPP网络时分发公共报警消息的机制。
背景技术
用户设备(UE：user equipment)装置通常通过可为无线电接入网络 (RAN：radioaccess network)的接入网络来接入3GPP核心网络(CN：core network)。如果无线电接入网络通过3GPP来定义、例如通过新定义的5G 无线电接入网络来定义，则该接入网络提供到认证及移动功能(AMF：authentication and mobility function)的连接。AMF可以在单个CN中多次出现。AMF通常在UE在网络中注册时针对UE来选择，并且仅一个AMF 负责单个UE。如CN的所有元素一样，AMF可以通过路由基础设施与其他CN元素通信。例如，AMF连接到通用数据管理(UDM：universal data management)，以在注册时对UE进行认证，以接收关于已订阅服务的信息并获取用于与UE通信的安全凭证。
UE在进入蜂窝移动网络时选择小区、例如最强的小区，并且从***信息广播获取有关该小区和可访问CN的信息。如果选择的小区是最合适的，则UE建立到相应基站的连接，并且从那里连接到选择的AMF，以请求在 CN处注册。CN的小区被分组在追踪区域(TA：tracking area)中，并且 UE装置请求在选择的小区的TA中注册。在被注册时，CN始终知晓UE 所驻留的TA或至少TA的配置列表，使得CN可以连接到UE。如果UE 处于连接模式，则CN可以使用在UE与AMF之间建立的连接来进行连接，即，AMF知晓服务RAN节点(基站、eNodeB、eNB)。如果UE处于空闲模式，则CN可以请求RAN在属于UE当前注册的TA或TA的列表的所有小区中寻呼该UE。如果处于空闲模式的UE改变到具有不在所配置的TA 的列表中的TA的小区，则UE请求重新注册，以向CN通知新的TA，并且请求所注册的TA的新列表。
如果在任何时候小区的***信息改变，则小区广播寻呼消息，以向当前驻留在小区中的所有UE通知该改变。然后，UE可以重新读取***信息中的已改变的部分。该机制使UE不必永久监测***信息来确保UE中使用的信息是最新的。因此，当进入小区时，处于空闲模式的UE可以读取一次小区的***信息。此后，UE收听通知***信息改变或CN尝试建立到 UE的连接的寻呼消息，例如，在未决的移动终端呼叫或未决的下行链路数据的情况下收听。
在AMF与UDM通信以在UE与AMF之间进行认证之后，UE被注册，并且其可以请求服务。如果应该进行向数据网络(DN：data network)的数据传送、例如向互联网的数据传送，则UE请求建立从(R)AN到一个或两个以上用户面功能(UPF：User Plane function)以及再从那里到数据网络的适当连接、所谓的PDU会话。UPF中适当的上下文建立以及网络资源的分配通过会话管理功能(SMF：Session Management Function)完成。SMF 通过AMF根据订户数据、待联系的数据网络和当前网络负载来选择。网络开放功能(NEF：network exposurefunction)负责运营商网络(PLMN)与该网络外部的实体之间的数据交换。例如，NEF可以向PLMN外部的服务器提供订户或装置特定信息(可达性、可用QoS、地址)，或者其可以向 CN实体提供来自外部服务器的信息。
蜂窝移动网络通常包括如上所述的接入网络和核心网络。接入网络例如经由GSM、UMTS或LTE主要提供对移动装置的蜂窝无线电接入。额外的接入网络可以提供对移动装置或固定装置的经由短程无线电接入、例如 WLAN或者固定或卫星接入的接入。接入网络通常提供用于建立、控制和维持到装置的无线电连接的完整功能。
核心网络提供这样的机制：所述机制不是接入特定的，例如，装置和/ 或订户的认证、授权和计费(AAA：authentication,authorization and accounting)、接入网络之间的移动性以及接入网络与外部数据网络之间的路由。
3GPP定义各种接入网络来接入3GPP核心网络、例如GSM、UMTS、 HSPA、LTE、LTE-A以及不久的将来的5G接入网络。这些网络被开发为专门在3GPP核心网络的控制下工作。相应的基站支持核心网络的安全机制，并且它们通过核心网络的运营商或受信任的第三方来建立和维护。从而，3GPP接入网络可以受到核心网络的信任。
此外，3GPP核心网络被设置为支持可能任何受信任的运营商都无法建立和维护的接入网络，它们也可能位于运营商的域之外。这些接入技术被统称为非3GPP接入(N3GPP)，并且如果核心网络与接入网络之间不存在信任关系，则它们可以被称为不受信的N3GPP接入。
图1示出了网络元素，所述网络元素经由3GPP接入技术((R)AN)向 UE提供到CN的接入，此外，UE经由非3GPP接入(N3GPP接入、例如 WLAN)连接到CN。WLAN是不受信节点，因此WLAN本身连接到非3GPP 互通功能(N3IWF：non-3GPP interworking function)，该功能可能会累积多个不受信的非3GPP接入网络(图1中仅示出了一个)。N3IWF是通过运营商维护并因此受信的装置。
对5G核心网络的非3GPP接入需要执行以下功能，以从UE经由不受信的N3GPP接入、例如WLAN接入核心网络：
UE从WLAN接入点获取IP连接性并且执行N3IWF的选择。
在那之后，UE使用来自UE的UICC的预共享机密来建立与选择的 N3IWF的安全关联。N3IWF选择适当的AMF，要求对UE或其相应订户进行认证并且接收安全凭证。这些凭证与通过UICC生成的凭证相对应，并且为与UE的安全关联建立基础。UE和N3IWF建立互联网协议安全(IPsec：internet protocol security)隧道，使得UE 可以通过不受信的WLAN与N3IWF安全通信。
为了IPsec隧道的建立，N3IWF从N3IWF本地地址空间向UE分配第二IP地址、内部IP地址。此外，从与UE向CN、即向其AMF 寻址控制消息的地址空间相同的地址空间向UE提供的目的地IP地址、所谓的NAS_IP_ADDRESS。N3IWF使用NAS_IP_ADDRESS 作为源，并使用UE的内部IP地址作为通过IPSec隧道进行NAS信令的目的地。
一旦UE与N3IWF之间的IPsec隧道以及N3IWF与AMF之间的接口被安全地建立，则UE具有构成其到AMF的逻辑连接的路由。
UE现在可以请求通过不授信的WLAN经由用户面功能(UPF)建立到数据网络(DN)的连接。为此，PDU会话经由WLAN和N3IWF来建立，并且对于第一个和所有后续的这样的PDU会话，从UE用来寻址用户数据的N3IWF本地地址空间向UE提供第二目的地IP地址。
UE装置可以使用提供到可接入的运营商网络(PLMN)的N3IWF的连接的任何N3GPP接入来连接到网络。典型示例是提供公共互联网接入的私有或公共WLAN热点。UE可以接入互联网以及经由互联网接入N3IWF，从而可以建立到CN的安全连接。
N3GPP接入的灵活性的一个结果是CN不知道UE或N3GPP接入节点、例如WLAN接入点的位置。接入CN的UE可能在其归属地、连接到用户的私有WLAN接入点，或者处于另一个国家的旅馆热点处。UE装置可以经由3GPP接入并行地连接到CN、即与N3GPP相同的PLMN的CN或不同的PLMN的CN。
由于无线接入点、例如WLAN接入点不受PLMN运营商的控制，因此它们不具有固定的位置，并且它们不向指向该位置的已连接UE装置提供追踪区域(TA)或小区ID信息。因此，5G CN将单个TA分配给所有 N3GPP接入网络。该TA允许与3GPP网络区分开，但是其不提供任何有意义的装置位置信息。
尽管有方法从装置的全球可路由IP地址来获得装置的位置，但是这些方法既不可靠也不准确。由于在互联网服务提供商(ISP：internet service provider)网络中执行的网络地址转换，导致它们通常引到ISP的互联网接入点的位置而不是装置的位置。
3GPP对为若干区域报警***提供框架的公共报警***(PWS：public warningsystem)指定功能。PWS包括对日本地震和海啸报警***(ETWS： earthquake and tsunamiwarning system)、美国商业移动警报***(CMAS： commercial mobile alert system)以及欧洲EU警报的支持。运营商CN外部的报警通知提供者向CN提供报警消息和通知区域。消息当前受大小限制 (90或316个字符)，并且其通常包括事件描述、警报类别、受影响区域、建议的操作、到期时间和发送机构。
从通知区域中获得需要分发报警消息的TA和/或小区(小区ID)的列表。消息的传输使用相应小区的广播机制。在2G和3G***中，小区广播功能用于传输，在LTE***中，基于对能够接收相应广播消息的所有UE 的未确认广播，使用特定的类似分发机制。
在LTE中，警报消息在每个小区中广播的***信息中传输。UE经由与本文先前所描述的***信息改变通知相似的寻呼消息而被通知新的警报消息。驻留在小区中的UE根据它们各自的寻呼周期来收听关于CN请求连接到网络、关于***信息改变通知以及关于警报消息的寻呼。漫游用户和 UE必须被PWS的运营商支持。
警报类别被全局指定，以确保唯一且已定义的移动装置行为。用户能够根据装置实施方式和本地规则而手动选择退出警报类别。例如，CMAS “总统警报”是不可选择的，而CMAS“具有极端的严重性、紧急的紧急性和观察到的确定性的极端警报”是可选择的。UE装置接收的警报必须立即引起用户的注意，即，被显示在显示器上，同时它们不得中断正在进行的音频或视频对话。
存在基于服务器且在移动装置上运行的顶级应用程之上的已知报警消息提供***。报警消息从报警通知提供者接收，并且从专用服务器传送到每个装置、即从与注册到包括通知区域的一个或两个以上感兴趣区域的每个装置的IP连接的服务器传送到每个装置。这些应用通常使用移动装置生态***的推送通知机制来提醒装置。应用可以根据装置的当前状态以及根据应用设置和装置的MMI状态来通知用户。
US2014/0273909描述了一种方法，所述方法防止UE装置在已经接收到PWS消息后的预定时间内从支持公共报警***(PWS)警报消息的传送的网络、例如蜂窝移动网络切换到不支持PWS消息传送的网络、例如 N3GPP网络。该方法通过不切换到N3GPP网络或替代地与N3GPP网络通信同时保持与蜂窝网络的连接以接收PWS消息，从而允许接收预期跟随第一消息的其他PWS警报消息。
所描述的方法通过防止与N3GPP的网络连接来解决现有技术的一些缺陷，而本发明使N3GPP网络能够支持所需的服务。
EP1798898A1描述了一种从可以支持不同无线电技术、例如WLAN和 UMTS的多个接入点中选择无线电接入点的方法。网络侧的控制实体可以决定应使用所述多个接入点中的哪个来向UE进行传输。
3GPP的公共报警***(PWS)允许对PLMN中支持的装置的用户进行安全报警，甚至对没有向PLMN进行有效注册或订阅的装置也是如此。然而，PWS消息无法经由N3GPP接入技术运行。有效传送报警消息的广播机制和在正确的通知区域提供警报消息的定位机制都不可用。
然而，公共热点的日益增长的使用及其对接入3GPP网络的使用导致需要通过N3GPP接入、尤其是通过WLAN提供PWS。
OTT应用提供一种能经由公共热点和WLAN使用的报警机制，但是使用是自愿的，是不可管控的，并且需要用户在其装置上安装和维护应用。此外，该机制仅对可以运行这种应用的智能装置起作用，而其他类型的UE 装置、例如简单的电话、机器和传感器之类在这种功能的范围之外。
结果是，缺少能通过N3GPP接入使用但被运营商网络控制且能被广泛种类的移动装置使用的PWS。
US2018/0220269A1描述了通过LAN传输紧急报警消息、从蜂窝/无线广域网卸载消息。US2017/0289883A1描述了一种用于将已建立的紧急服务会话从蜂窝3GPP无线接入网络移交到非3GPP无线接入网络的技术。本文没有关于不需要建立紧急服务会话的PWS消息的传输，并且实际上，建立紧急服务会话以传输这种PWS消息将适得其反。
发明内容
在整个本发明中，术语核心网络功能和核心网络实体将基本上用作同义词。术语核心网络功能反映了5G标准的新语言，指的是可以通过网络的各种实际实体执行的功能。核心网络功能可以例如通过提供虚拟机的服务器执行，所述虚拟机虚拟化用于认证和注册、用于订户数据库访问或广播传送管理的网络实体。术语核心网络实体在以前的标准中使用，在以前的标准中，主要功能、例如上述功能之类可以明确关联到实体、例如移动管理实体。在整个本发明中，因为术语是指通过核心网络的任何物理实体提供的功能，所以它们是可交换使用的。
本发明提供一种能够经由非3GPP无线电网络向用户设备UE装置提供公共报警***PWS消息的方法，所述方法包括：经由非3GPP N3GPP无线电接入技术建立从UE装置到非3GPP互通功能N3IWF的互联网协议安全 IPSec隧道连接，向第一核心网络CN实体请求提供公共报警***PWS消息；向第一CN实体提供关于UE装置的位置的信息。本发明还提供一种根据设备权利要求8的UE装置。另外的实施例通过从属权利要求提供。
UE装置可以经由N3GPP接入和N3IWF接入第一PLMN的CN，已经建立到N3IWF的IPSec隧道的UE装置向CN实体请求经由N3GPP接入传送通过报警通知提供者提供的警报消息(例如，报警消息或关于未决报警消息的通知)，并且UE装置以下列形式向CN实体通知其位置：通知关于小区的小区ID和/或TA，其中，UE装置经由3GPP接入从所述小区接收到信号；或者通知关于UE装置的地理位置；或者向CN实体订阅组，其中，警报消息基于与所述组有关的通知区域通过第一CN实体提供到所述组；，或者向CN实体订阅组，其中，警报消息通过CN实体提供到所述组并且 CN实体从在UE连接到CN实体时接收的信息确定UE装置位置(例如， IP地址)。
CN实体可以是N3IWF，N3IWF使用源特定IP多播(SSM：source specific IPmulticast)的机制来传送警报消息，并且N3IWF经由IPSec隧道将警报消息发送到UE装置，警报消息寻址到针对于警报消息特定的多播地址，并且警报消息具有与包括警报消息的通知区域的区域有关的源地址，在这种情况下，UE利用N3IWF订阅针对于用于包括UE装置的位置的区域的警报消息特定的多播(MC：multicast)信道(信道＝MC源和目的地地址)。
替代地，N3IWF可以使用任何源IP多播(ASM：any source IP multicast) 的机制来传送警报消息，N3IWF经由IPSec隧道将警报消息发送到UE装置，警报消息寻址到针对于包括警报消息的通知区域的区域特定的多播地址，在这种情况下，UE利用N3IWF订阅针对于包括UE装置的位置的区域的警报消息特定的多播组(组＝MC目的地地址)。
N3IWF可以在另一个CN实体(NEF)处订阅服务(该实体的服务)，以传送与该UE的位置有关的警报消息(如果尚未被订阅)。换句话说： N3IWF可以在另一个CN实体处订阅(该实体的)服务，以传送与N3IWF 所服务的至少一个UE的位置有关的警报消息。
CN实体可以是AMF，AMF使UE装置在N3IWF处订阅针对于用于包括UE装置的位置的区域的警报消息特定的多播(MC)信道或多播组，并且如果尚未进行订阅，则AMF也使N3IWF在CN实体(NEF)处订阅相同的MC信道或组，或者AMF使N3IWF在CN实体(NEF)处订阅服务，以传送与MC信道或组对应的警报消息(如果尚未被订阅)，AMF可选地存储N3IWF和/或UE装置与PWS服务之间的关联以及相关的通知区域或UE装置的位置(注意：存储不是优选，而是一种选择，视实施例而定)。
AMF可以向UE装置通知UE装置应从N3IWF接收(或应收听)的一个或两个以上MC组或MC信道，以便接收请求的警报消息，并且如果至少一个UE装置指示对特定位置的PWS服务感兴趣，则CN实体(NEF) 可以向N3IWF传送与所述特定位置有关的警报消息。单个警报消息(可能有一些重复)(即，以多播的方式)被发送到经由N3IWF连接的所有UE 装置的N3IWF，N3IWF将警报消息传送到订阅与相应的警报消息(警报消息的相应通知区域)相对应的组或信道的UE装置，通过N3IWF发送到 UE装置的消息寻址到组并且通过在UE与N3IWF之间建立的安全隧道进行点对点传送。
CN实体可以是专用于PWS的新实体，或者现有的CN功能被扩展为包括PWS功能，尽管在N3IWF或AMF中实施新PWS功能是有益的，但是不排除在新CN实体中实施新PWS功能或扩展除N3IWF或AMF以外的现有实体。
与以上部分中的消息相对应的消息将以任何组合在PWS实体与 N3IWF或AMF之间交换。
CN实体(N3IWF或AMF)优选地在UE装置通过N3GPP接入进行注册期间向UE装置通知是否通过N3GPP接入支持PWS以及是否支持用于包括UE装置的位置的区域的PWS。，在通过N3GPP接入不支持PWS，或对于包括UE装置位置的任何区域通过N3GPP接入不支持PWS的情况下， UE装置在3GPP接入网络中接收广播信息以接收PWS警报消息。
UE可以经由N3GPP接入和N3IWF接入CN，UE经由IGMP向N3IWF 通知接收PWS警报消息的兴趣/能力，即，订阅与在UE装置的位置处的报警警报相关的MC组或MC信道，或者通过UE装置向N3IWF明确提供位置，从而指示地理位置或IP地址(利用所述IP地址，UE装置从N3IWF 是可见的)，或者UE装置向N3IWF通知经由3GPP接入网络接收的PLMN ID、其移动国家代码和/或TA和/或小区ID、例如通过明确提供信息或通过订阅针对于包括该国家、PLMN、TA和/或小区ID的区域特定的组来通知。
替代地，UE可以(例如在注册期间)向AMF通知接收PWS警报消息的兴趣/能力，UE向AMF通知其位置，所述位置为地理位置或PLMN、国家、TA或小区ID的形式，位置、PLMN、TA或小区ID可以指向AMF 的PLMN大体覆盖区域之外的位置，AMF使UE在N3IWF处订阅与UE 装置的位置处的报警警报有关的一个或两个以上MC组或信道。
UE装置的位置可以在第二PLMN的大体覆盖区域、即PLMN领域中，但是在3GPP接入覆盖范围之外，并且经由N3GPP接入连接到第一PLMN、例如在地窖或更大的房屋中或在第二PLMN的白点(white spot)中进行连接。通过UE装置接收的警报消息包括关于警报的通知区域的信息，并且 UE基于该信息及其自身的位置确定是否要处理警报消息，例如是否要向UE装置的用户发送警报。
UE可以从N3IWF或AMF接收以下信息：是否在CN中经由N3IWF 支持PWS或是否经由N3IWF支持针对包括UE装置的位置的区域的PWS，并且如果CN中不支持PWS，则UE在3GPP接入网络中收听警报消息的广播。
如果CN中不支持PWS，则UE装置可以从AMF注销，以便附接到不同于该AMF的PLMN的PLMN。第一PLMN(例如，归属的)经由N3IWF 从UE装置接收对与包括UE装置的位置的通知区域有关的警报消息进行传送的请求，UE装置的位置位于在地理上与第一PLMN不重叠的第二PLMN (例如，受访的)的大体覆盖区域中，并且第一PLMN向第二PLMN发送传送相应警报消息的请求，该请求包括与所请求的警报消息的通知区域有关的位置信息，第一PLMN接收对请求的确认，该确认表示第二PLMN向第一PLMN转发请求的警报消息，并且第一PLMN向UE装置确认所请求的警报消息的传送(如果接收到这样的警报消息的话)。
附图说明
现将参照附图仅以示例的方式描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1是简化的5G核心网络的示意图；
图2是漫游场景中的简化的CN架构；
图3是用于PWS消息的建立的消息时序图；
图4是第二实施例的另一消息时序图；以及
图5是第三实施例的另一消息时序图。
具体实施方式
上面已经描述了服务于UE的3GPP接入和N3GPP接入的通用5G核心网络架构。
图2另外示出了在漫游情况下、即在订户接入不是其归属PLMN的CN 的情况下的简化的CN架构。UE与上面所描述的相似地在受访网络中的 AMF处注册，但是AMF联系归属网络以进行认证。归属网络中的UDM 和AUSF对UE进行认证，并创建被传输到拜访网络中的AMF的安全上下文。
根据5G的新CN架构，UE可以同时经由3GPP接入来接入受访PLMN、经由N3GPP、例如经由WLAN通过互联网来接入归属PLMN。然后，N3GPP 接入经由归属PLMN的N3IWF来提供，并且在归属PLMN中的AMF处进行第二注册。
第一实施例基于根据图2的大体架构，即，假定UE驻留在其不能经由3GPP接入到达其归属PLMN的位置。UE可以在受访PLMN的大体覆盖区域中，但是UE没有注册到受访PLMN。由于在受访PLMN处的注册被假定为不可用时，在一些实施例中，UE可以从受访网络接收信息，因此图2以虚线示出了到RAN和受访PLMN的连接。
第一实施例被示为图3中的消息时序图。UE首先例如经由WLAN连接到不受信的N3GPP接入网络，并获得本地IP地址。WLAN提供对广域网、例如互联网的接入，并且UE连接到其归属PLMN的N3IWF。其建立与N3IWF的安全关联，使得IPSec隧道进一步用于在UE与N3IWF之间安全地交换数据。UE从N3IWF接收内部IP地址以及用于寻址CN信令消息、即去往和来自AMF的消息的IP地址。UE在归属PLMN中的选择的 AMF处注册，其可以包括经由归属PLMN中的AUSF和/或UDM的认证。
根据本发明的一方面，UE还从N3IWF接收用于对关于PWS的消息进行寻址的IP地址、PWS_IP_ADDRESS。UE存储该地址，并且在向PLMN 注册期间或之后，UE在N3IWF处订阅PWS事件。用于订阅的消息可以寻址到PWS_IP_ADDRESS，从而它们可以与NAS消息或N3IWK中的用户数据区分开。订阅可以使用如IETF RFC 3376中描述的互联网组管理协议 (IGMP：internet group management protocol)来执行。替代地，任何其他消息框架和格式可以用于向N3IWF通知UE请求经由与UE关联的IPSec 隧道传送PWS警报消息。
在使用IGMP的情况下，订阅消息可以具有IGMP状态改变报告的格式。消息包含关于哪些警报消息与UE装置有关的过滤器信息、即警报级别或警报优先级以及关于与UE有关的通知区域的信息。UE所订阅的多播组可以被用作过滤器信息，从而对于UE可以订阅的每个通知区域存在一个多播组、即一个多播目的地IP地址。替代地，使用源特定多播并且对于每个通知区域存在一个多播信道，即，一个IP多播源和目的地IP地址对。
应注意的是，提供给N3IWF的过滤器信息可能不能完全解决UE感兴趣的通知区域。可以预见的是，UE订阅与大区域、例如UE所驻留的国家有关的警报消息，并且通过UE接收的警报消息在接收后针对本地相关性被进一步过滤。
基于多播组的过滤器信息的一个示例是每个相关国家一个组，另一个示例是针对归属PLMN(假设为联邦州)内的警报区域每个州一个组，而针对归属PLMN以外的国家每个国家一个组。
基于多播信道的过滤器信息的一个示例是每个国家一个多播目的地地址并且国家内的每个区域一个多播源地址。另一个示例是针对整个PWS服务一个多播目的地地址，并且每个国家一个多播源地址。
在该实施例中，假设UE具有位置或警报区域与所存储的过滤器信息之间的映射。信息可以在描述的过程开始之前被接收，例如在3GPP连接时通过归属PLMN被接收，或者其可以存储在SIM卡上或通过互联网获得。
根据本发明的另一方面，如果UE所订阅的警报消息尚未被订阅、例如由于过去的另一UE对这种消息的请求而尚未被订阅，则N3IWF在其 PLMN的实体处订阅UE所订阅的警报消息。N3IWF所订阅的实体可以是 CN的任何实体、例如AMF或UDM。但是根据当前的网络架构，网络开放功能(NEF)具有用于将信息、例如能力和事件之类公开给其他网络功能的一般功能。NEF也可以与PLMN外部的经过认证的实体通信，以提供 CN内接收的信息，或者从外部实体接收信息并在CN内提供信息。
根据本发明的另一方面，归属PLMN的NEF在受访PLMN的NEF处订阅与受访PLMN的大体覆盖区域有关的警报消息。第一PLMN的在第二 PLMN处订阅与第二PLMN的3GPP接入网络覆盖区域有关的警报消息的这种功能尚不知晓。仅在第一PLMN尚未订阅警报消息时才执行此操作。这种可选性在图3中以虚线表示。
该方面可以类似地通过第一PLMN的NEF直接在报警通知提供者、例如通过相应国家的当局机构操作的报警通知提供者的实体处订阅来实现。该机制与在第二PLMN处的订阅相同，只是实体不会像NEF那样是CN实体。
对N3IWF与NEF之间以及不同PLMN的两个NEF之间的警报消息的订阅可以使用与UE在N3IWF处订阅的相同或不同的协议。
现在，在以后的任何时间(在图3中以水平虚线表示)，警报消息可以通过通知的当局机构提供给第二PLMN。第二PLMN的NEF向第一PLMN 通知第一PLMN被订阅的警报。其提供通知消息以及包含通知区域的位置信息，所述位置信息可以比订阅选项所定义的粒度更精细地提供。例如，如果订阅与美国加利福尼亚州的警报消息有关，则警报消息中的通知区域可与美国旧金山联合广场有关。
因此，第一PLMN中的NEF可以过滤消息的相关性，其将消息转发给订阅该消息的所有N3IWF。N3IWK可以基于位置和相关性信息再次过滤消息，并且将消息作为IP多播消息转发给订阅的UE，即，寻址到订阅多播组并且来源于订阅的源地址或PWS_IP_ADDRESS的目的地地址的UE。尽管事实上多播警报消息已作为多播发送到N3IWF，并且它们作为多播进行寻址，但是多播警报消息在N3IWF与UE(以及潜在的接收相同消息的其他UE)之间单独地通过IPSec隧道传输到UE。
然后，UE最终可以基于与消息一起提供的通知区域和UE的已知位置来过滤消息。如果消息通过过滤器、即消息与UE或用户相关，则启动警报。在UE是具有MMI的用户装置的情况下，提供警报以向用户报警。在其他情况下，警报可使得机器装置采取适当的措施。
第二实施例在图4中示出。可以以图中以虚线示出的可选步骤开始，并以水平虚线分开，以强调可选步骤可以在过程开始之前的任何时间发生。可选步骤假定UE在第一PLMN的覆盖区域中，UE可注册到或可以未注册到第一PLMN，并且第一PLMN可以是受访或归属PLMN。UE在第一PLMN 中接收带有位置信息、例如为追踪区域或对信息进行广播的小区的小区ID 的形式的位置信息的广播信息。替代地，小区对与小区相关的PWS通知区域标识进行广播。位置信息被UE存储。
现在，UE连接到本地N3GPP网络，并从那里连接到第二PLMN的 N3IWF。第二PLMN可以与第一PLMN相同，或者其可以是不同的PLMN。图4将两个PLMN区分为对于第一PLMN的“受访域”和对于第二PLMN 的“归属域”，仅是为了易于阅读并提供一个典型实施例。本发明中的任何内容都不应限制两个PLMN来针对“归属”和“受访”交换角色或者限制为相同的两个“归属”或两个“受访”。
为了可在与N3IWF建立安全关联期间或之后UE在AMF处注册，UE 向AMF发送注册请求消息。根据本发明，注册请求可以包括指示UE需要经由N3GPP接入从PLMN接收PWS警报消息的信息。原因可能是：例如，因为UE改变了位置，或者链路属性改变，或者因为优先选择第二PLMN、例如其归属PLMN的注册，所以UE丢失了与第一PLMN的连接。除了请求PWS警报消息传送的信息之外，UE还提供位置信息，使得第二PLMN 中的AMF或任何其他CN实体可以确定哪些消息与UE相关。此外，UE 可以提供相关性或优先级级别，用于过滤到AMF的警报消息，来进一步判定。
如本实施例中的可选步骤所述的，位置信息可以为先前通过3GPP接入网络接收的追踪区域(TA)或小区标识的形式。替代地，位置信息可以是由UE通过内置装置、例如GPS接收器之类确定的UE的地理位置或者是由RF指纹(WLAN信标和蜂窝网络信号)确定的UE的地理位置或者它们的任意组合确定的UE的地理位置。
现在，根据本发明的一方面，第二PLMN中的AMF可以在N3IWF处使UE订阅相应的警报消息传送服务。作为参考，AMF使用UE标识，并且AMF提供UE需要订阅的一个通知区域或两个以上通知区域。
现在，如果N3IWF尚未在PLMN的相应通知提供者、例如如第一实施例中的NEF处订阅相应的消息传送，则由于UE对警报消息传送的订阅，使得其将订阅该服务。然后，第二PLMN的NEF可以订阅由N3IWF基于订阅的通知区域选择的第一PLMN的服务。
替代地，第二PLMN中的N3IWF可以由AMF订阅NEF的相应服务。也就是说，AMF可以是使UE在N3IWF处订阅服务和使N3IWF在NEF 处订阅服务的实体。此替代方案可能需要第二PLMN的AMF或任何其他 CN实体来存储N3IWF对警报消息传送服务的订阅，例如以防止多余的订阅。替代地，***确保N3IWF对相同服务的多余订阅不会引起任何问题。
在N3IWF在NEF处的订阅之前、期间或之后(后者如图4所示)，N3IWF 确认UE对AMF的订阅并将地址信息提供给要被UE使用以从N3IWF接收PWS警报消息的AMF。如第一实施例中所述的，该地址信息可以是用于对来自N3IWF的多播消息进行寻址的PWS_IP_ADDRESS。地址信息也可以是构成多播信道的一对IP地址。如果使用除IP多播之外的其他消息传送机制，则地址信息也可以不同于IP地址。
AMF最后将地址信息提供回UE、例如在注册接受消息中提供，并且其确认对PWS警报服务的订阅。UE使用地址信息来接收、即收听来自 N3IWF的警报消息。PWS警报消息传送可以与第一实施例中的相同，因此其在此省略。
第三实施例在图5中描绘。其开始非常类似于第二实施例；UE可以在早些时候已接收到位置信息，并且UE现在连接到本地N3GPP接入网络以及连接到其归属PLMN的N3IWF。其发送注册请求消息，所述注册请求消息包括PWS警报消息需要经由N3IWF和N3GPP接入被传送到UE的指示。该指示包括位置信息，以识别与UE有关的消息。
与第二实施例相比，在第三实施例中，假设归属PLMN不支持将PWS 警报消息传送到UE。原因可能是警报消息对于所提供位置的归属PLMN 是不可用的。对于这种情况，AMF在接收注册请求消息后可以检查警报消息的可用性。另一个原因可能是归属PLMN完全不支持通过N3GPP接入的警报消息传送。
无论原因如何，AMF都可以接受UE的注册，但是将指示拒绝用于传送PWS警报消息的请求。根据本发明，作为拒绝的结果，UE将开始搜索适当的3GPP网络，选择该网络的小区，并且开始收听由网络通过3GPP 接入提供的警报消息。可选地，在经由N3GPP接入的注册期间或之后， AMF可以向UE提供在经由3GPP接收PWS警报消息中支持该UE的信息、例如调度信息。
可选地，UE可以以拒绝PWS服务作为理由而从归属PLMN注销，并且在网络搜索和小区选择之后，可能利用随后的注册请求而请求到选择的小区的连接(图5中未示出)。

Claims (11)

1.一种能够经由非3GPP无线电网络向用户设备UE装置提供公共报警***PWS消息的方法，所述方法包括：
经由非3GPP N3GPP无线电接入技术建立从UE装置到非3GPP互通功能N3IWF的互联网协议安全IPSec隧道连接，
通过UE装置向第一核心网络CN实体请求提供公共报警***PWS消息；
通过UE装置向第一CN实体提供关于UE装置的位置的信息；
通过UE装置利用第一CN实体订阅组，警报消息基于与组有关的通知区域通过第一CN实体提供到组，通知区域包括UE装置的位置，
通过UE装置经由IPSec隧道接收作为通过US装置订阅的结果的PWS消息，PWS消息具有与包括警报消息的通知区域的区域有关的源地址或目标地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，关于UE装置的位置的信息通过以下项中的至少一个提供：
UE装置经由3GPP接入接收的小区的小区标识；
UE装置经由3GPP接入接收的追踪区域标识；
使用通过卫星发送的信号获得的UE装置的地理位置；
互联网协议IP地址。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，N3IWF通过第一CN实体提供，其中，PWS消息通过源特定IP多播或任何源IP多播来传送。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，归属公共陆地移动网络PLMN的网络开放功能NEF在具有包括UE装置的位置的地理覆盖范围的PLMN的NEF处进行订阅。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，第一CN实体包括认证及移动功能AMF，其中，AMF使UE装置订阅专用于针对包括UE装置的位置的区域的PWS消息的多播信道和多播组中的一者。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，AMF使N3IWF订阅第二CN实体，用于将PWS消息传送到UE装置。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，第一CN实体通过N3GPP无线电接入技术通知UE装置是否支持通过N3GPP无线电接入技术进行PWS消息收发。
8.一种适于接收公共报警***PWS消息的用户设备UE装置，所述UE装置被布置为能够借助于经由非3GPP N3GPP无线电接入技术的从UE装置到非3GPP互通功能N3IWF的互联网协议安全IPSec隧道连接来接入核心网络CN实体，其中，UE装置还被布置为能够向第一CN实体通知接收PWS消息的能力，其中，所述能力能够可选地指示用户的UE装置期望接收这样的消息，
UE装置适于：
向第一CN实体提供关于UE装置的位置的信息；
使UE装置利用第一CN实体订阅组，警报消息基于与组有关的通知区域通过第一CN实体提供到组，通知区域包括UE装置的位置，
经由IPSec隧道接收作为通过US装置向组订阅的结果的PWS消息，PWS消息具有与包括警报消息的通知区域的区域有关的源地址或目标地址。
9.根据权利要求8所述的UE装置，其中，第一CN实体包括N3IWF。
10.根据权利要求8所述的UE装置，其中，第一CN实体包括认证及移动功能。
11.根据权利要求8所述的UE装置，其中，UE装置被布置为能够从核心网络接收确认UE装置对PWS消息传送服务的注册的确认信息。
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