CN111586647A - 针对省电模式和寻呼的服务能力服务器/epc协同 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及针对省电模式和寻呼的服务能力服务器/EPC协同。一种在网络上的装置，包括：非暂时性存储器，所述非暂时性存储器具有存储在其上的用于控制所述网络上的设备的省电模式特性的指令；以及处理器，所述处理器可操作地耦合至所述非暂时性存储器，所述处理器被配置为执行以下指令：从核心网络节点接收包括省电模式(PSM)同步标志的设备场景信息，所述PSM同步标志指示包括所述设备的所述网络上的一个或多个设备的监视类型；从所述网络上的所述设备接收跟踪区域更新或者附着请求；向核心网络互联功能发送设备可用性通知请求。

Description

针对省电模式和寻呼的服务能力服务器/EPC协同
本申请是申请号为201580058187.3、申请日为2015年9月28日、发明名称为“针对省电模式和寻呼的服务能力服务器/EPC协同”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年9月29日提交的美国临时申请第62/056,924号的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。
背景技术
第三代伙伴计划(3GPP)联合许多电信标准开发组织并且向它们的会员提供开发用于包括无线电接入、核心传输网络和服务能力在内的蜂窝电信网络技术的规范的环境。3GPP规范还提供用于对核心网的非无线电接入并且用于与其它网络互联的钩子(hook)。
最近，3GPP引入了省电模式(PSM)特征。PSM是用户设备(UE)可以停止监听寻呼、停止执行空闲模式过程等的新UE状态。当UE处于该状态时，UE可能无法进行移动终止(MT)通信。虽然UE确实可以受益于节能，但是其它实体(诸如，例如，服务能力服务器(SCS))缺乏关于UE是否正在使用PSM特征的控制或者感知。同样，UE不知道SCS何时需要联系UE。因此，UE可能不知道调用PSM的最佳时间。
PSM特征目前允许UE要求移动管理实体(MME)在预定时间量内进入PSM模式。MME具有是否应该授予UE请求的权限。因此，SCS不能阻止UE进入PSM状态。SCS也不能控制UE进入PSM状态的瞬间以及PSM状态的持续时间。单独地说，不告知SCS关于UE何时进入和退出PSM状态。在没有该信息的情况下，SCS无法有效地发起和/或调度其与UE的MT通信。由于许多具有PSM能力的设备是低功率/低成本设备，因此，重要的是避免将数据重传到这些设备以避免功耗较高、网络资源浪费、和与设备不完整的通信。
进一步地，PSM特征要求UE请求‘周期性跟踪区域更新(TAU)’的值和‘活动时间’。所请求的时间取决于UE何时预期到其需要可用于MT数据。虽然MME决定这些定时器的最终值，但是MME不能发起为UE提供活动定时器的请求。
发明内容
提供本发明内容的目的在于按照简化的形式介绍对构思的选择，下面在具体实施方式中对这些构思进行了进一步描述。本发明内容不旨在限制所要求保护的主题的范围。在很大程度上，通过涉及用于促进对用户设备(UE)的控制和协同的过程和***的本申请来满足上述需求。
在本申请的一个方面中，描述了一种控制在网络上的设备的省电模式特性的计算机实现的装置。该装置包括非暂时性存储器，该非暂时性存储器具有存储在其上的用于控制省电模式特性的指令。非暂时性存储器可操作地耦合至处理器以便执行指令。该指令包括接收更新在网络上的设备的特性的请求。该指令还包括基于请求来更新设备的特性。该指令进一步包括发送已经更新了特性的确认。
在本申请的另一方面中，描述了一种控制在网络上的设备的省电模式特性的计算机实现的装置。该装置包括非暂时性存储器，该非暂时性存储器具有存储在其上的用于控制省电模式特性的指令。非暂时性存储器可操作地耦合至处理器以便执行指令。该指令包括从在网络上的设备接收跟踪区域更新或者附着请求。该指令还包括向核心网络互联功能或者服务能力服务器发送设备可用性通知请求。该指令还包括从互联功能或者服务能力服务器接收设备可用性通知应答。
在本申请的再一方面中，描述了一种用于支持对在网络上的设备的省电模式的缓冲和数据处理的计算机实现的装置。该装置包括非暂时性存储器，该非暂时性存储器存储有指令。非暂时性存储器可操作地耦合至处理器以便执行指令。该指令包括从服务网关接收下行链路数据通知。该指令还包括确定设备处于省电模式并且启用增强型数据处理标志。该指令进一步包括向包括增强型数据处理标志的服务网关发送下行链路数据通知确认。
在本申请的再一方面中，描述了一种用于控制在网络上的设备的省电模式特性的计算机实现的方法。该方法包括从在网络上的设备接收跟踪区域更新或者附着请求的步骤。该方法还包括向核心网络互联功能或者服务能力服务器发送设备可用性通知请求的步骤。该方法进一步包括从核心网络互联功能或者服务能力服务器接收设备可用性通知应答的步骤。通知请求提供设备何时退出省电模式的通知信息。
在本申请的再一方面中，描述了一种用于控制在网络上的设备的省电模式特性的计算机实现的方法。该方法包括接收更新在网络上的设备的特性的请求的步骤。该方法还包括基于请求来更新设备的特性的步骤。该方法还包括发送已经更新了特性的确认的步骤。该方法进一步包括向移动管理实体转发***订户数据请求的步骤。
在本申请的再一方面中，描述了一种用于支持对在网络上的设备的省电模式的缓冲和数据处理的计算机实现的方法。该方法包括从服务网关接收下行链路数据通知的步骤。该方法还包括确定设备处于省电模式并且启用增强型数据处理标志的步骤。该方法还包括向包括增强型数据处理标志的服务网关发送下行链路数据通知确认的步骤。该方法进一步包括对设备进行寻呼的步骤。
因此，已经相当广泛地对本发明的某些实施例进行了概述以便可以更好地理解对本发明的详细描述，并且以便可以更好地了解对本领域的当前贡献。
附图说明
为了促进更全面地理解本申请，现在参照附图，在该附图中，相同的元件用相同的标记来表示。这些附图不应该被解释为限制本申请，而是仅仅旨在是说明性的。
图1图示了E-UTRAN、演进分组核心网和外部网络的基本架构。
图2图示了3GPP核心网络架构。
图3A图示了根据实施例的在LWM2M服务器与LWM2M客户端之间的接口。
图3B图示了根据实施例的在M2M服务层与DM层之间的接口。
图4A图示了机器到机器(M2M)或者IoT通信***的实施例。
图4B图示了M2M服务平台的应用的实施例。
图4C图示了示例M2M设备的***示意图的应用的实施例。
图4D图示了示例性计算***的框图的应用的实施例。
图5图示了根据实施例的服务能力服务器(SCS)向MME发送设备周期特性的呼叫流程。
图6图示了根据实施例的SCS向MME发送设备周期特性的另一个呼叫流程。
图7图示了根据实施例的预触发呼叫流程。
图8图示了根据实施例的跟踪区域更新(TAU)呼叫流程。
图9图示了根据实施例的附着呼叫流程。
图10图示了根据实施例的描述了对SI释放过程的增强的呼叫流程。
图11图示了根据另一实施例的用于指示低功率偏好的用户设备辅助信息呼叫流程。
图12图示了根据实施例的网络发起的服务请求过程。
图13是根据另一实施例的用户设备触发的服务请求过程。
图14图示了根据实施例的轻量级机器到机器(LWM2M)服务器请求。
图15图示了根据另一实施例的LWM2M服务器请求。
具体实施方式
将参照本文中的各种附图、实施例和方面来讨论说明性实施例的详细描述。虽然该描述提供了可能实施方式的详细示例，但是应该理解，细节旨在作为示例并且因此不限制本申请的范围。
贯穿本说明书，对“一个实施例”、“实施例”、“一个或者多个实施例”、“方面”等的提及是指结合该实施例描述的特定特征、结构、或者特性包括在本公开的至少一个实施例中。此外，在贯穿本说明书的各个部分中的术语“实施例”不一定指相同的实施例。即，描述了可以由一些实施例而不是其它实施例表现出的各种特征。
本申请描述了用于促进对在核心网络(CN)和服务能力服务器(SCS)之间的UE的控制和协同的技术。在本申请的一个方面中，通过在UE进入、保持在以及退出省电模式(PSM)时控制UE来描述技术。具体地，本申请提供了包括移动性管理实体(MME)、MTC互联功能(MTC-IWF)的核心网络(CN)与服务能力服务器(SCS)之间的新协议。在一个实施例中，SCS可以启用和/或禁用单独的UE的PSM特征以将UE的可达性与机器移动终止(MT)数据周期对齐。在另一实施例中，SCS可以订阅MME以协同有关每个跟踪区域更新(TAU)和附着请求的移动终止(MT)数据。SCS还可以影响对MME发送给UE的“活动定时器”和“周期性TAU定时器”值的决定以使UE的活动时间与MT数据对齐。在另一实施例中，SCS可以启用和/或禁用在服务网关(SGW)处对数据的增强型缓冲并且还在eNodeB处特别地处理数据以确保将数据分组递送至在PSM中的或者是低功率UE的UE。通过这样做，可以减少和/或消除应用级重传。
本申请的另一方面涉及预触发PSM UE的新颖过程。例如，核心网络互联功能可以促进将请求消息从SCS传送至MME。机器类通信互联功能(MTC-IWF)是一种核心网络互联功能，该功能可以促进将请求消息从SCS传送至MME或者HSS。服务能力开放功能(MTC-IWF)是另一种类型的核心网络互联功能，该功能可以促进将请求消息从SCS传送至MME或者HSS。例如，SCS可以经由设备可用性通知请求来通知UE控制处于空闲模式的UE。此外，SCS可以经由设备可用性通知应答来接收应答。
根据本申请的另一方面，描述了具有在UE中发起PSM的能力的核心网络节点(MME)。在一个实施例中，UE通过使网络获知其PSM能力并且由此允许网络执行网络发起的PSM过程来对网络进行更多的控制。在另一实施例中，CN可以启用PSM以便UE在UE辅助信息中提供低功耗偏好。
在本申请的再一方面中，描述了一种优化低移动性设备的寻呼的过程。通过这样做，因为在PSM期间关闭了AS功能，所以UE可以消耗较少的电池功率。在一个实施例中，代替向所有连接的UE提供由MME服务的整个TA列表，可以将MME配置为基于其移动性参数来向各个UE提供跟踪区域(TA)的特定子集。在另一实施例中，代替对在跟踪区域列表中的所有跟踪区域进行寻呼，CN可以通过对最后更新的跟踪区域进行寻呼来支持对固定/低移动性UE进行寻呼优化。
下面的表1提供了贯穿本申请通常使用的缩略词的列表。
表1
Figure BDA0002514735430000061
Figure BDA0002514735430000071
Figure BDA0002514735430000081
用于无线通信的3GPP核心网架构的最新演进称为演进分组核心(EPC)。EPC由3GPP在该标准的版本8中首次引入。EPC被设计为具有“扁平架构”以从性能和成本的角度高效地处理数据业务，并且在处理业务时涉及的网络节点较少。通常还避免了协议转换。还决定将用户数据(也称为“用户平面”)与信令(也称为“控制平面”)分开，这使网络运营商能够容易地对其网络进行尺寸控制和适配。
机器类通信(MTC)涉及在不同实体之间的通信，该通信不必涉及人的交互。具体地，M2M设备的特征可以在于低移动性。即，M2M设备可能不移动、不经常移动、或者仅在某一区域内移动。一个示例可以是安装在路灯中的M2M设备。M2M设备的特征还可以在于：进行少量的移动终止通信。具体地，M2M设备可能不需要经常接收数据。例如，智能电表可能会频繁地采集数据并且将数据发送至SCS，但是SCS可能不常发起与智能电表的通信。M2M设备的特征还可以在于：进行时间控制的通信、或者非对称的通信。一些M2M设备可以在很容易被预测的时间发送或者接收数据，例如，可以将环境传感器编程为在一天的限定时间时发送传感器读数。相反，其它M2M设备可能要求非常短的延迟，例如，家庭安全报警***。
MTC设备可以利用SCS的服务来与外部MTC应用进行通信。3GPP***为M2M设备通信提供传输。此外，3GPP***还可以为机器类通信提供其它增值服务。在3GPP***中的不同架构模型基于MTC服务提供商(SCS)与3GPP网络运营商之间的关系。在3GPP***中引入MTC-IWF以使能与一个或者多个SCS的3GPP网络通信。MTC-IWF可以是单独的实体或者另一网络元件的功能实体。MTC-IWF隐藏内部PLMN拓扑，并且中继或者转译通过基于直径的Tsp参考点发送的信息以在PLMN中调用特定功能。
根据实施例，图1图示了包括通过E-UTRAN(LTE接入网)连接至EPC 102的用户设备(UE)104(例如，移动电话或者其它无线设备)的基本架构示意图100。演进节点B(eNodeB)106是用于LTE无线电的基站。EPC包括四个网络元件：(i)服务网关(服务GW)110、(ii)分组数据网络网关(PDN GW)112、(iii)MME 114以及(iv)HSS 116。EPC可以连接至外部网络108。HSS(归属订户服务器)116是包含与用户有关的并且与订户有关的信息的数据库。HSS 136还提供移动性管理、呼叫和会话设置、用户认证和访问授权功能。
网关(服务GW 110和PDN GW 112)处理用户平面。它们在用户设备(UE)与外部网络之间传输IP数据业务。服务GW 110是在无线侧与EPC之间的互连点。如其名称所指示的，该网关通过路由传入和传出的IP分组来服务UE。该网关是用于LTE内移动性的锚点，即，在eNodeB之间切换以及在LTE与其它3GPP接入之间切换的情况下。该网关逻辑地连接至其它网关，PDN GW。
PDN GW 108是在EPC与外部IP网络(诸如，互联网)之间的互连点。因此，将这些网络称为PDN(分组数据网络)，由此得名。PDN GW将分组路由至PDN并且从PDN路由分组。PDNGW还执行各种功能，诸如，IP寻址/IP前缀指派、或者策略控制和计费。3GPP独立地指定这些网关，但是在实践中，可以通过网络服务商将这些网关组合在单个“盒”中。
MME(移动性管理实体)114处理控制平面。MME 114处理与E-UTRAN接入的移动性和安全性有关的信令。MME负责跟踪处于空闲模式的UE并且对其进行寻呼。MME 114还是非接入层(NAS)的终止点。
如在图1中示出的，UE 104可以使用E-UTRAN来联系EPC 102，然而，这不是支持的唯一接入技术。3GPP指定支持多种接入技术并且支持这些接入之间的切换。理念是使用通过多种接入技术提供各种基于IP的服务的唯一核心网络来进行汇聚。支持现有的3GPP无线电接入网。3GPP规范限定了E-UTRAN(LTE和高级LTE)、GERAN(GSM/GPRS的无线电接入网)和UTRAN(基于UMTS的WCDMA和HSPA技术的无线电接入网)之间实现互联的方式。
该架构还允许非3GPP技术将UE与EPC互连。非3GPP是指在3GPP中未指定的那些接入。这些技术包括，例如，WiMAX、
Figure BDA0002514735430000101
WLAN或者固定网络。可以将非3GPP接入分为两类：“受信”的非3GPP接入和“非受信”的非3GPP接入。受信的非3GPP接入可以直接与EPC交互。非受信的非3GPP接入经由称为ePDG(演进分组数据网关)(未示出)的网络实体来与EPC互联。ePDG的主要作用是提供安全机制，诸如，通过非受信的非3GPP接入与UE连接的IPsec隧道。3GPP未指定哪些非3GPP技术应该被视为受信的或者非受信的。
由运营商来做出该决定。
在图1中图示的3GPP网络架构最初被设计为使能在传统上由人操作的设备之间的通信。例如，3GPP网络非常适用于向智能电话提供对分组交换网络(诸如，互联网和电路交换网络(诸如，全球移动通信***(GSM)网络))的访问。3GPP网络最初没有按照以下方式来设计：对3GPP网络进行优化以便处理所谓的机器到机器(M2M)通信(也被称为机器类通信(MTC))，在该机器到机器(M2M)通信中，机器或者设备通过网络彼此通信，诸如，涉及智能电表、家庭自动化、电子医疗、耗电产品、车队管理等的通信。
在3GPP规范的版本11(R 11)中，3GPP增强了用于机器类通信/机器到机器通信的UMTS核心网络的互联能力。互联是指服务器或者应用出于交换信息、控制设备、或者监视设备、或者与设备通信的目的与核心网络接口连接。
在另一实施例中，图2图示了3GPP在TS 23.682VI 1.5.0中提出的MTC架构。如在图2中图示的，服务能力服务器(SCS)212可以向核心网络、设备、和应用提供服务。还可以将SCS称为M2M服务器、MTC服务器、服务能力层、或者公共服务实体(CSE)。SCS 212可以由归属公共陆地移动网络(HPLMN)的运营商或者MTC服务提供商来控制。可以将SCS部署在运营商域内或者外。如果将SCS部署在运营商域内，则SCS可以是内部网络功能并且可以由运营商来控制。如果将SCS部署在运营商域外，则SCS可以由MTC服务提供商来控制。
SCS可以经由Tsp参考点(即，接口)来与机器类通信(MTC)互联功能(MTC-IWF)210进行通信。Tsp参考点是用于与核心网络互联的接口的示例。
在另一实施例中，如在图2中图示的，参考点(即，接口)Tsm 202可以将短消息服务(SMS)服务中心(SMS-SC)204连接至短消息实体(SME)206。Tsm参考点是用于与核心网络互联的接口的另一示例。SMS-SC 204通过T4参考点来与MTC-IWF进行通信。
SCS 212可以是连接至3GPP网络以与以下进行通信的实体：用户设备MTC(UE MTC)应用216、例如由边界218限定的在HPLMN中的MTC-IWF 210、或者用于设备触发的SMS-SC204。SCS 212可以提供由一种或者多种应用服务器MTC(AS MTC)应用使用的能力。
UE可以通过包括无线电接入网络(RAN)219在内的公共陆地移动网络(PLMN)来与SCS和/或其它MTC UE进行通信。MTC UE 214可以托管一个或者多个MTC应用216。还可以将MTC应用托管在一个或者多个应用服务器(AS)220/222上。MTC应用216可以是可以与SCS212、AS MTC应用、或者其它UE MTC应用进行交互的MTC通信端点。
AS 220/222还可以托管一个或者多个MTC应用。AS可以与SCS212或者GGSN/P-GW224接口连接。在AS上的MTC应用可以与SCS、UE MTC应用、或者其它MTC应用进行交互。
MTC互联功能(MTC-IWF)210可以向SCS 212隐藏内部PLMN拓扑。例如，MTC-IWF可以通过Tsp参考点208来中继和/或转译在其本身与SCS之间使用的信令协议以在PLMN中支持MTC功能，例如，MTC UE触发。例如，SCS可以请求MTC-IWF向MTC设备发送触发。MTC-IWF可以经由SMS来将MTC触发递送至MTC设备214。基于该触发，MTC设备216可以对SCS 212做出响应。例如，MTC设备216可以用传感器读数来进行响应。当MTC设备216对SCS 212做出响应时，MTC设备可以使用分组数据网络(PDN)/分组数据协议(PDP)连接来与SCS 212进行通信。MTC设备可以使用IP连接来与SCS连接。
在SCS可以与3GPP网络建立通信之前，MTC-IWF 210可以对SCS212进行授权。例如，当SCS 212针对Tsp参考点做出触发请求时，MTC-IWF 210可以检查SCS是否被授权发送该触发请求并且检查SCS是否尚未超过其触发提交的配额或者比率。
如在图2中进一步示出的，移动交换中心(MSC)238是GSM/CDMA的主要服务传送节点，负责路由语音呼叫和SMS以及其它服务(诸如，会议呼叫、FAX和电路交换数据)。MSC建立并且释放端对端连接，在呼叫期间处理移动性和切换要求，并且负责计费和实时预付费账户监视。
LWM2M架构
开放移动联盟(OMA)标准机构开发了轻量级机器到机器(LWM2M)协议以实现对M2M/IoT设备受限的资源管理。该协议的目的在于：提供一种轻量级架构，该轻量级架构通过使用高效的传输协议(诸如，CoAP(受限应用协议))并且最小化消息和数据模型大小来使协议开销降到最低。图3A示出了OMA LWM2M架构，在该OMA LWM2M架构中，LWM2M服务器310使用最小的、高效的堆栈通过各个限定的接口来与LWM2M客户端320进行通信。LWM2M客户端320在M2M/IoT设备上运行，并且实现可以用于执行管理功能的LWM2M对象。这些对象是LWM2M数据模型，该LWM2M数据模型包含托管在可以由LWM2M服务器实践的设备上的资源。可以进行管理的一些功能是：获取设备信息(诸如，软件版本、电池电量、和可用存储器)以及提供连接性监视(诸如，蜂窝链路质量和无线电信号强度)。
可以通过如在图3B中图示的M2M接口360来将LWM2M架构350并入M2M服务层架构370。作为所述集成的结果，可以在服务层域内容易地实现对M2M/IoT设备380的设备管理。然后，向服务层注册的M2M应用可以向管理服务器(诸如，LWM2M服务器)发起对设备的管理，该管理服务器将对设备执行管理命令。作为所述集成的结果，关键度量(诸如，链路质量和电池电量)可以从设备进行检索并且用作总体省电策略的一部分以管理设备。
通用架构
图4A是可以实现一个或者多个公开的实施例的示例机器到机器(M2M)、物联网(IoT)、或者物联网(WoT)通信***10的示意图。一般而言，M2M技术为IoT/WoT提供构建块，并且任何M2M设备、网关或者服务平台都可以是IoT/WoT以及IoT/WoT服务层等的组件。
如在图4A中示出的，M2M/IoT/WoT通信***10包括通信网络12。该通信网络12可以是固定网络(例如，以太网、光纤、ISDN、PLC等)或者无线网络(例如，WLAN、蜂窝等)或者异构网络的网络。例如，通信网络12可以由多个接入网组成，该多个接入网向多个用户提供内容，所述内容诸如，声音、数据、视频、消息、广播等。例如，通信网络12可以采用一种或者多种信道接入方法，诸如，码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等。进一步地，通信网络12可以包括其它核心网络，诸如，互联网、传感器网络、工控网络、个域网、融合个人网络、卫星网络、家庭网络、或者企业网络。
如在图4A中示出的，M2M/IoT/WoT通信***10可以包括基础架构域和场域。基础架构域指端对端M2M部署的网络侧，并且场域指局域网络，通常在M2M网关之后。场域包括M2M网关14(诸如，具有代理的SCS)和终端设备18(诸如，UE设备)。要了解，若需要，可以将任何数目的M2M网关14和M2M终端设备18包括在M2M/IoT/WoT通信***10中。M2M网关设备14和M2M终端设备18中的每一个被配置为经由通信网络12或者直接无线电链路来传送和接收信号。M2M网关14允许无线M2M设备(例如，蜂窝和非蜂窝)以及固定网络M2M设备(例如，PLC)通过运营商网络(诸如，通信网络12或者直接无线电链路)彼此通信。例如，M2M设备18可以采集数据并且经由通信网络12或者直接无线电链路将该数据发送至M2M应用20或者M2M设备18。M2M终端设备18还可以从M2M应用20或者M2M设备18接收数据。进一步地，如下面描述的，可以经由M2M服务层22来将数据和信号发送至M2M应用20和从M2M应用20接收数据和信号。在一个实施例中，服务层22可以是PCE。M2M设备18和网关14可以经由各种网络进行通信，该各种网络包括，例如，蜂窝网络、WLAN、WPAN(例如，Zigbee、6LoWPAN、蓝牙)、直接无线电链路、以及有线网络。
参照图4B，所图示的在场域中的M2M服务层22为M2M应用20、M2M网关设备14和M2M终端设备18以及通信网络12提供服务。要理解，若需要，M2M服务层22可以与任何数目的M2M应用、M2M网关设备14、M2M终端设备18和通信网络12进行通信。可以由一个或者多个服务器、计算机等来实现M2M服务层22。M2M服务层22提供应用于M2M终端设备18、M2M网关设备14、和M2M应用20的服务能力。可以按照各种方式实现M2M服务层22的功能。例如，M2M服务层22可以被实现在web服务器中、实现在蜂窝核心网络中、实现在云中等。
与所图示的M2M服务层22类似，在基础架构域中存在M2M服务层22’。M2M服务层22’为在基础架构域中的M2M应用20’和底层通信网络12’提供服务。M2M服务层22’还为场域中的M2M网关设备14和M2M终端设备18提供服务。要理解，M2M服务层22’可以与任何数目的M2M应用、M2M网关设备和M2M终端设备进行通信。M2M服务层22’可以通过不同的服务提供商来与服务层进行交互。可以由一个或者多个服务器、计算机、虚拟机器(例如，云/计算/存储场)等来实现M2M服务层22’。
仍然参照图4B，M2M服务层22和22’提供服务递送能力的核心集，该服务递送能力使应用多样化并且可以利用垂直面。这些服务能力使M2M应用20和20’能够与设备进行交互，并且进行诸如数据采集、数据分析、设备管理、安全、开账单、服务/设备发现等功能。本质上，这些服务能力使应用免于实现这些功能的负担，由此简化了应用开发并且减少进入市场的成本和时间。服务层22和22’还使M2M应用20和20’能够通过各种网络12和12’结合服务层22和22’提供的服务来进行通信。
M2M应用20和20’可以包括各个行业的应用，诸如但不限于，运输、健康与保健、联网家庭、能量管理、资产跟踪、以及安全和监控。如上面提到的，跨***的设备、网关、和其它服务器运行的M2M服务层支持如下功能：诸如，例如，数据采集、设备管理、安全、开账单、位置跟踪/围墙、设备/服务发现、以及遗留***集成，并且将这些功能作为服务提供至M2M应用20和20’。此外，还可以将M2M服务层配置为与其它设备(诸如，在本申请中讨论的并且在附图中图示的UE、SCS和MME)接口连接。
可以将在本申请中讨论的控制和协同UE的PSM模式的方法实现为服务层的一部分。服务层是软件中间件层，该软件中间件层通过应用编程接口(API)和底层网络接口的集合来支持增值服务。ETSI M2M和oneM2M两者都使用可以包含控制和协同UE的PSM模式的该方法的服务层。ETSI M2M的服务层称为服务能力层(SCL)。SCL可以实现在M2M设备(在该M2M设备中，SCL称为设备SCL(DSCL))、网关(在该网关中，SCL称为网关SCL(GSCL))和/或网络节点(在该网络节点中，SCL称为网络SCL(NSCL))内。oneM2M服务层支持公共服务功能(CSF)(例如，服务能力)的集合。一个或者多个特定类型的CSF的集合的例示称为公共服务实体(CSE)(诸如，SCS),可以将该公共服务实体托管在不同类型的网络节点(例如，基础架构节点、中间节点、应用专用节点)上。进一步地，可以将在本申请中描述的保留轨迹的方法实现为M2M网络的一部分，该M2M网络使用面向服务的架构(SOA)和/或面向资源的架构(ROA)来访问服务，诸如，根据本申请的保留轨迹。
图4C是示例M2M设备30(诸如，例如，M2M终端设备18或者M2M网关设备14)的***示意图。如在图4C中示出的，M2M设备30可以包括处理器32、收发器34、传送/接收元件36、扬声器/麦克风38、小键盘40、显示器/触摸板/指示器42、不可移除存储器44、可移除存储器46、电源48、全球定位***(GPS)芯片集50、和其它***设备52。要了解，M2M设备40可以包括上述元件的任何子组合，而余下的与实施例一致。该设备可以是使用所公开的对感知数据进行嵌入式语义命名的***和方法的设备。M2M设备30还可以与其它设备一起被采用，包括，例如，在本申请中描述的并且在附图中图示的以前的示例LLN设备、骨干路由器和PCE。
处理器32可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核相关联的一个或者多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等。处理器32可以执行信号编码、数据处理、电量控制、输入/输出处理、和/或使M2M设备30能够在无线环境中操作的任何其它功能。处理器32可以耦合至收发器34，该收发器34可以耦合至传送/接收元件36。虽然图4C将处理器32和收发器34描绘为分开的组件，但是要了解，也可以将处理器32和收发器34一起集成在电子封装件或者芯片中。处理器32可以执行应用层程序(例如，浏览器)和/或无线电接入层(RAN)程序和/或通信。处理器32可以执行安全操作(诸如，认证、安全密钥协商、和/或加密操作)，诸如，例如，在接入层和/或应用层中。
可以将传送/接收元件36配置为将向M2M服务平台22传送信号或者从M2M服务平台22接收信号。例如，在实施例中，传送/接收元件36可以是配置为传送和/或接收RF信号的天线。传送/接收元件36可以支持各种网络和空中接口，诸如，WLAN、WPAN、蜂窝等。在实施例中，例如，传送/接收元件36可以是配置为传送和/或接收IR信号、UV信号或者可见光信号的发射机/检测器。在再一示例中，可以将传送/接收元件36配置为传送和接收RF信号和光信号两者。要了解，可以将传送/接收元件36配置为传送和/或接收无线信号或者有线信号的任何组合。
另外，虽然在图4C中将传送/接收元件36描绘为单个元件，但是M2M设备30可以包括任何数目的传送/接收元件36。更具体地，M2M设备30可以采用MIMO技术。因此，在实施例中，M2M设备30可以包括用于传送和接收无线信号的两个或者更多个传送/接收元件36(例如，多根天线)。
可以将收发器34配置为对待由传送/接收元件36传送的信号进行调制，并且对传送/接收元件36接收的信号进行解调。如在上面提到的，M2M设备30可以具有多模式能力。因此，例如，收发器34可以包括用于使M2M设备30能够经由多个RAT(诸如，UTRA和IEEE802.11)进行通信的多个收发器。
处理器32可以从任何类型的合适的存储器访问信息，并且可以将数据存储在任何类型的合适的存储器中，诸如，不可移除存储器44和/或可移除存储器46。不可移除存储器44可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、或者任何其它类型的存储器存储设备。可移除存储器46可以包括用户身份识别模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)记忆卡等。在其它实施例中，处理器32可以从存储器访问信息，并且可以将数据存储在存储器中，该存储器不是物理地位于M2M设备30上，诸如，位于服务器或者家庭计算机上。
处理器32可以从电源48接收电力，并且可以将其配置为分布和/或控制提供给M2M设备30中的其它组件的电力。电源48可以是为设备30供电的任何合适的设备。例如，电源48可以包括一个或者多个干电池组(例如，镍镉(NiCd)、镍锌(NiZn)、镍金属氢化物(NiMH)、锂离子(Li-ion)等)、太阳能电池、燃料电池等。
处理器32还可以耦合至GPS芯片集50，该GPS芯片集50配置为提供与M2M设备30的当前位置有关的位置信息(例如，经度和纬度)。要了解，在与实施例一致的情况下，M2M设备30可以通过任何合适的位置确定方法来获取位置信息。
处理器32可以进一步耦合至其它***设备52，该其它***设备52可以包括提供附加特征、功能和/或有线或者无线连接性的一个或者多个软件和/或硬件模块。例如，***设备52可以包括加速计、电子罗盘、卫星收发器、传感器、数码相机(针对照片或者视频)、通用串行总线(USB)端口、振动设备、电视收发器、免提耳机、
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模块、频率调制(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器等。
图4D是示例性计算***90的框图，例如，图4A和图4B的M2M服务平台22可以被实现在该示例性计算***90上。计算***90可以包括计算机或者服务器，并且可以主要由计算机可读指令控制，该计算机可读指令可以是软件的形式，无论在何地或者无论通过何种方式都可以对这种软件进行存储和访问。可以在中央处理器(CPU)91内执行这样的计算机可读指令以使计算机***90进行工作。在许多已知的工作站、服务器和个人计算机中，中央处理单元91通过称为微处理器的单芯片CPU来实现。在其它机器中，中央处理单元91可以包括多个处理器。协处理器81是可选的处理器，与主CPU 91不同，协处理器81执行附加的功能或者协助CPU 91。CPU 91和/或协处理器81可以接收、生成和处理与所公开的用于嵌入式语义命名(诸如，查询具有嵌入式语义名称的感知数据)的***和方法有关的数据。
在操作中，CPU 91预取、解码和执行指令，并且经由计算机的主要数据传输路径、***总线80向其它资源传递信息和从其它资源传来信息。这样的***总线将计算***90中的组件连接并且限定出用于数据交换的介质。***总线80通常包括用于发送数据的数据线、用于发送地址的地址线、和用于发送中断并且用于操作***总线的控制线。这种***总线80的示例是PCI(***组件互连)总线。
耦合至***总线80的存储器设备包括随机存取存储器(RAM)82和只读存储器(ROM)93。这样的存储器包括允许存储和检索信息的电路。ROM 93一般包含不能轻易进行修改的所存储数据。存储在RAM 82中的数据可以由CPU 91或者其它硬件设备读取或者改变。由存储器控制器92控制对RAM 82和/或ROM 93的访问。存储器控制器92可以提供地址转换功能，该地址转换功能在执行指令时将虚拟地址转换成物理地址。存储器控制器92还可以提供存储器保护功能，该存储器保护功能将***内的进程隔开并且将***进程与用户进程隔开。因此，按照第一模式运行的程序只能访问由其自己的进程的虚拟地址空间映射的存储器；其不能访问另一进程的虚拟地址空间内的存储器，除非已经设置了在进程之间共享的存储器。
另外，计算***90可以包含***控制器83，该***控制器83负责将来自CPU 91的指令通信至***设备，诸如，打印机94、键盘94、鼠标95和磁盘驱动器85。
由显示控制器96控制的显示器86用于显示由计算***90生成的视觉输出。这样的视觉输出可以包括文本、图形、动画图形和视频。可以用基于CRT的视频显示器、基于LCD的平板显示器、基于等离子气体的平板显示器、或者触摸面板来实现显示器86。显示控制器96包括生成发送至显示器86的视频信号所需的电子组件。显示器86可以使用嵌入式语义名称来在文件或者文件夹中显示感知数据。进一步地，计算***90可以包含网络适配器97，该网络适配器97可以用于将计算***90连接至外部通信网络，诸如，图4A和图4B的网络12。
对PSM的SCS协同
根据本申请的方面，省电模式(PSM)特征的目标是降低UE的功耗。在PSM模式下的UE不能进行MT通信，然而，UE保持向网络注册并且不需要重新附着或者重新建立分组数据网络(PDN)连接。PSM特征引入了一种称为“活动时间”的新型定时器，该“活动时间”指示UE在进入PSM模式之前保持可达的时间。当UE附着至网络或者执行跟踪区域更新(TAU)时，UE启动活动定时器。当活动定时器到期时，UE停用接入层功能并且进入PSM。在PSM中，由于接入层功能的停用，UE停止所有空闲模式过程，但是继续运行可以应用的非接入层(NAS)定时器，例如，周期性TAU定时器。
在一个实施例中，SCS可以影响对MME发送给UE的“活动定时器”和“周期性TAU定时器”值的选择。SCS可以向MME(经由MTC-IWF)发送新的“MT数据延迟容限”值。“MT数据延迟容限”值指示MT数据可接受多久的延迟。优选地，延迟容限应该大于(周期性TAU定时器-活动定时器)。
在另一实施例中，SCS还可以向MME发送新的“MT数据的周期性”值。MME可以使用该新的“MT数据的周期性”值来计算活动定时器的值并且将UE空闲模式与MT数据对齐。如果MT数据传输与UE活动定时器和周期性TAU定时器对齐，则可以减少向UE发送周期性MT数据所需触发的设备的数目。这可以在网络中节省大量开销。
在再一实施例中，SCS可以订阅MME以针对每个TAU和附着请求与SCS协同。SCS可以设置/重置新的“PSM同步标志”以针对每个TAU和附着请求启用/禁用通知。设想当SCS知道MT数据传输周期性时，SCS可以向核心网络发送指示以提供周期性特性。例如，如果SCS仅在一天中的某些时间请求传感器读数，则SCS将具有该信息。周期性特性包括MT数据的延迟容限和MT数据的周期性。通过MTC-IWF将该信息转发至MME，该MTC-IWF将SCS地址、MT数据的周期性、延迟容限、PSM同步标志、和PSM禁用标志存储在UE场境中。如果存在提供不同值的多个SCS，则可以将这些值存储在UE场境中并且MME可以选择PSM值，从而使得UE每当一个或者多个SCS需要联系UE时是‘活动的’。
现在，MME可以使用来自SCS的周期性特性和来自UE的“活动定时器”和“周期性TAU定时器”值来选择适当的“活动定时器”和“周期性TAU定时器”值。选择值，从而使得它们与MT数据传输良好地对齐。如果PSM同步标志设置为假，则MME将不针对每个TAU请求和附着请求来向SCS发送通知。如果设置了PSM同步标志，则MME还针对每个TAU请求和附着请求来向SCS发送通知。
当SCS想要改变MT数据周期性或者延迟容限值时，SCS经由具有新值的MTC-IWF来向MME发送指示。MME在UE场境中用新值重写旧值。如果SCS想撤销这些参数，则SCS经由“动作”AVP设置为“删除”的MTC-IWF来向MME发送指示。MME将这些值从UE场境中删除。删除这些值意味着SCS不想影响或者协同UE的PSM状态。SCS还可以通过在‘设备特***换请求’中将它们的值设置为“禁用”来禁用“PSM同步标志”和“PSM禁用标志”。
根据如在图5中图示的示例性实施例，SCS经由MTC-IWF并且通过Tsp接口来将设备周期性特性发送至MME。用***数字来表示图5中的各个步骤。在步骤1中，SCS通过Tsp向MTC-IWF发送设备特***换(DCE)请求命令。DCE请求消息可以具有以下信息元素(IE)：(i)外部标识符；(ii)SCS地址；以及(iii)包括(a)动作-添加/删除和(b)不频繁的MT的设备特性(该设备特性是分组AVP)，该不频繁的MT包括(1)指示MT数据可接受多久的延迟的MT业务的‘延迟容限值’，例如，SCS发起的通信的延迟；(2)指示相对于特定时间的MT数据的周期性的“MT通信的周期性”。
此外，IE包括(iv)PSM同步标志-启用/禁用，其指示SCS是否与UE的PSM状态保持同步；(v)PSM禁用标志-真/假，其指示必须防止UE进入PSM；和(vi)增强型数据处理标志-启用/禁用，其指示UE是具有PSM能力的设备并且将为UE启用在SGW处的增强型缓冲和在eNodeB处的数据处理。
根据步骤2和3，MTC-IWF检查SCS是否被授权在HSS中执行该操作。如果检查失败，则MTC-IWF发送具有指示失败情况的原因的原因值的‘设备特***换’(DCE)应答消息，并且该流程在该步骤处停止。否则，HSS将订户信息响应(IMSI和/或MSISDN和包括服务节点标识符的相关“路由信息”)消息发送至MTC-IWF。
在步骤4中，MTC-IWF将DCE消息转发至MME。MME基于在“设备特性”分组AVP的属性值对(AVP)中的“动作”来向UE场境添加或者从UE场境删除UE特性。当“PSM同步标志”设置为“启用”时，MME将“PSM同步标志”存储在UE场境中。如果“PSM同步标志”为“禁用”，则MME将该标志从UE场境中清除。此外，当“PSM禁用标志”设置为“真”时，MME还将“PSM禁用标志”存储在UE场境中。如果“PSM禁用标志”为“假”，则MME将该标志从UE场境中清除。当“增强型数据处理标志”设置为“启用”时，MME还将“增强型数据处理标志”存储在UE场境中。如果“增强型数据处理标志”为“禁用”，则MME将该标志从UE场境中清除。
在步骤5中，MME通过发送具有结果代码成功的设备特***换应答命令来向MTC-IWF确认其已经成功添加了/删除了UE的设备特性。
在步骤6中，MTC-IWF通过发送具有结果代码成功的设备特***换应答命令来向SCS确认MME已经成功更新了UE的设备特性。如果已经在HSS/MME处将“增强型数据处理标志”成功设置为‘启用’，则SCS可以将应用/传输级重传定时器配置为比通常时间长。
在替选实施例中，MTC-IWF向HSS发送UE参数并且HSS将经更新的参数推送至MME。具体地，HSS向现有的***订户数据请求/应答或者删除订户数据请求/应答消息添加新字段。在图6中示出了实施例。用***数字来表示图6中的各个步骤。具体地，步骤1与上面在图5中描述的步骤1类似。当SCS想要将UE的设备特性更新为CN时，其通过Tsp向MTC-IWF发送设备特***换(DCE)请求命令。DCE请求消息可以具有在上面讨论的一个或者多个IE。
在步骤2中，MTC-IWF通过S6m Ud接口将设备特***换请求命令消息转发至HSS/HLR/UDR。
在步骤3中，HSS进行验证、提供授权、并且指示允许SCS更新UE的特性。HSS相应地更新UE的订阅信息。如果验证和授权检查成功，则基于在“设备特性”分组AVP中的“动作”AVP，HSS向UE简档添加UE特性或者将UE特性从UE简档中删除。当“PSM同步标志”设置为“启用”时，HSS将“PSM同步标志”存储在UE订阅中。如果“PSM同步标志为“禁用”，则HSS将该标志从UE订阅中清除。
HSS还将“PSM禁用标志”存储在UE订阅中。其还将“增强型数据处理标志”存储在UE场境中。
另一方面，如果验证和授权检查失败，则HSS发送具有指示失败情况的原因的原因值的设备特***换应答命令消息。MTC-IWF转发具有指示失败情况的原因的原因值的设备特***换应答命令消息转发至SCS，并且该流程在该步骤处停止。
接下来，HSS通过发送具有结果代码成功的设备特***换应答命令来向MTC-IWF确认其已经成功添加了/删除了UE的设备特性(步骤4)。在步骤5中，MTC-IWF通过发送具有结果代码成功的设备特***换应答命令来向SCS确认HSS已经成功更新了UE的设备特性。如果已经在HSS/MME处将“增强型数据处理标志”成功设置为“启用”，则SCS可以将应用/传输级重传定时器配置为时间较长。
在再一实施例中，如果UE被附着，则HSS可以使用‘***订户数据请求’或者‘删除订户数据请求’来将订阅数据更新到服务节点(服务MME)(步骤6)。在步骤7中，服务节点(服务MME)通过发送具有结果代码成功的‘***订户数据应答’或者‘删除订户数据应答’命令来向HSS进行确认。
根据另一替选实施例，SCS可以通过Mh接口来直接与UDR/HSS交换‘设备特***换请求/应答’消息。除了MTC-IWF将被移除之外，这种情况下的呼叫流程和过程与在上面讨论的协议类似，并且SCS直接将消息发送至HSS并且HSS通过Mh接口直接将回复发送至SCS。
在另一实施例中，在用户数据汇聚(UDC)架构的情况下，可以将设备特性写入用户数据储库(UDR)作为临时数据。HSS FE和MME FE可以直接读取数据特性。而且，MME可以订阅存储在UDR中的设备特性，从而使得每当进行更新时，将通知MME。
MT数据等待-可用性订阅
根据本申请的另一方面，SCS可以使用现有的‘设备动作请求’消息来向UE发送预触发。MTC-IWF在新的‘设备可用性订阅请求’消息中将该请求发送至服务MME。SCS可以订阅MME以当设备变得可达时接到通知。SCS还可以在MME中设置/重置新的“MT数据等待标志”以针对每个TAU和附着请求启用/禁用通知。
MT数据等待场境指由MME为UE维持的场境，其中，MME存储MT数据等待标志、有效性定时器和一个或者多个SCS地址。当SCS打算向处于PSM的UE发送MT数据时，SCS可以使用预触发来设置这些参数。MME针对UE的TAU请求和附着请求向SCS发送UE可用性通知，该SCS可用性通知在该场境中将MT数据等待标志设置为真。
具体地，SCS使用设备触发协议来经由3GPP网络向UE传送信息以触发UE执行应用专用任务，该应用专用任务包括发起与SCS或者连接至SCS的AS的通信。当UE的IP地址不可用或者不知道SCS/AS时，要求进行设备触发。
在一个实施例中，设备触发消息包含允许3GPP网络将消息路由至正确的UE/设备并且UE/设备将信息路由至正确的应用的信息。发往应用的信息称为触发有效载荷。UE需要能够区分携带设备触发信息的移动终止(MT)消息和任何其它类型的消息。
根据另一实施例，SCS可以与设备动作请求消息一起发送有效性定时器AVP。MME在有效性定时器到期之后清除“MT数据等待标志”。在清除了该标志之后，MME不针对来自UE的TAU请求或者附着请求通知SCS。此外，MME将在MT数据等待场境中的SCS地址、MT数据等待标志存储在UE场境中。如果存在提供不同值的多个SCS，则可以将所有这些值存储在UE场境中。
如果设置了MT数据等待标志，则MME针对每个TAU请求和附着请求向SCS发送通知。MME可以使用SCS地址来经由MTC-IWF将该通知发送至SCS。当SCS想要重呼/替换触发时，SCS经由具有新值的MTC-IWF来向MME发送指示。MME在UE场境中删除旧值/用新值重写旧值。
根据如在图7中图示的示例性实施例，描述了一种经由MTC-IWF并且通过Tsp接口来将预触发发送至MME的新过程的呼叫流程。用***数字来表示图7中的各个步骤。
根据步骤1，当SCS想要触发可能处于PSM的UE时，SCS通过Tsp来向MTC-IWF发送‘设备动作请求’(DAR)命令。DAR消息可以具有以下IE：(i)外部标识符；(ii)SCS地址-将SCS地址发送至CN，CN(MME)使用该SCS地址以将通知发送回SCS；(iii)使用预触发过程的指示器。
可替选地，SCS可以在未指示应该使用预触发过程的情况下发送DAR消息。MTC-IWF可以识别目标UE可能处于PSM，并且然后MTC-IWF可以决定进行发送以继续进行预触发过程并且将‘设备可用性订阅请求’发送至MME。
在步骤2和步骤3中，MTC-IWF检查SCS是否被授权执行该操作。如果该检查失败，则MTC-IWF发送具有指示失败情况的原因的原因值的‘设备动作应答’消息，并且该流程在该步骤处停止。否则，HSS发送‘订户信息响应’(IMSI和/或MSISDN和包括服务节点标识符的相关“路由信息”、原因)消息。
接下来，在步骤4中，MTC-IWF将‘设备可用性订阅请求’消息发送至MME。基于“动作类型”AVP，MME向UE场境添加触发参数/从UE场境更新/删除触发参数。当“动作类型”设置为“设备触发请求/设备触发替换”时，MME将在“MT数据等待场境”中的“MT数据等待标志”存储在UE场境中。MME还为该触发维持有效性定时器。如果“动作类型”是“设备触发重呼”，则MME将该标志从UE场境中清除。
在步骤5中，MME通过发送具有结果代码成功的‘设备特***换应答’命令来向MTC-IWF确认其已经成功添加了/删除了UE的触发参数。
在步骤6中，MTC-IWF通过发送具有结果代码成功的‘设备动作应答’命令来向SCS确认MME已经成功更新了UE的触发参数。MTC-IWF可以在‘设备动作应答’中提供指示以指示使用了预触发过程并且MTC-IWF已经订阅了设备的可用性。此外，如果MTC-IWF(而不是SCS)决定使用预触发过程，则MTC-IWF可以给予SCS触发有效载荷已经由于使用了预触发过程而被丢弃的指示。
优选地，不将触发信息存储在MTC-IWF处，而是存储在服务节点中。这是根据MTC-IWF是无状态实体的要求。而且，将设备触发信息存储在MME中并且因此存储要求分布在整个网络中。当使用基于SMS的触发时，将所有触发存储在集中位置(SMS-SC)中。
在另一实施例中，当UE执行跟踪区域更新时，UE退出PSM，并且移动至由不同MME服务的小区。然后，还可以将‘MT数据等待’场境传递至新的MME作为在正常TAU期间进行的‘场境转发’的一部分。即，当CN针对TAU请求和附着请求向TA发送通知时，SCS可以立即触发UE并且可以在不造成任何网络开销的情况下传送触发。可替选地，当CN针对TAU请求和附着请求向SCS发送通知时，SCS可以通过用户平面(即，通过SGi参考点)来立即发送UE移动终端数据。
对TAU过程的增强
根据本申请的另一方面，描述了在高效处理PSM UE的TAU过程中引入的新IE和新消息。例如，在一个实施例中，可以更新TAU请求以向MME发送‘承载状态’。如果MME明白SCS想要向UE发送MT数据，则MME可以使用承载状态来激活所有承载。MME还可以增加UE的T3440定时器并且使UE的T3440定时器保持处于连接状态以便进行数据递送。
在另一实施例中，当UE改变MME时，可以将场境响应和更新位置ACK消息更新为还包含UE设备特性，包括但不限于：“PSM同步标志”、“PSM禁用标志”、“MT数据等待场境”和相关联的SCS地址。除了来自HSS/旧MME的现有UE场境之外，可以将这些新参数发送至新的服务MME。
在再一实施例中，采用新‘设备可用性通知请求/应答’以向SCS通知UE的PSM参数并且与SCS协同。PSM参数指PSM UE的活动定时器和周期性TAU定时器值。如果/当PSM UE打算进入PSM模式时，PSM UE针对TAU请求或者附着请求向MME发送其PSM参数。MME可以修改这些值并且将这些值发送回UE。
如上所述，SCS可以订阅MME。MME将针对每个TAU和附着请求来与SCS协同。可以利用由SCS提供的输入(设备特性)来更新在‘周期性TAU定时器’和‘活动定时器’的CN中的选择标准。如果SCS知道周期性MT数据并且更愿意将UE的活动定时器和周期性TAU定时器与MT数据周期对齐，则SCS可以使用如先前讨论的‘设备特***换请求’来将这些值发送至MME(经由MTC-IWF)。如果SCS想要在每当UE是活动的时候接到通知，则SCS可以在该请求中设置“PSM同步标志”。如果SCS在CN中设置“MT数据等待标志”，则CN还将与UE可用性有关的这种通知发送至SCS。SCS还将能够控制UE进入PSM的时长以及PSM将保持活动的时长。SCS还可以防止UE进入PSM模式。
根据另一实施例，当SCS具有MT数据等待信息并且不具有UE联系信息时，SCS还可以与‘设备可用性通知应答消息’一起发送有效载荷。相反，如果SCS具有UE的联系信息，则在发送‘设备可用性通知应答’消息之后，SCS可以经由SGi参考点来将数据发送至UE，因为UE将是活动的并且能够接收MT数据。如果SCS将‘设备可用性通知应答消息’包括在有效载荷中，则可以更新TAU接受以将小数据携带到UE。可替选地，MME可以在NAS下行链路(DL)传递消息中递送该有效载荷。
在如在图8中示出的示例性实施例中，描述了用于增强TAU的协议。在图8中，用***数字来表示各个步骤。在步骤1中，UE发起TAU过程。然后，UE将TAU请求发送至eNodeB(步骤2)。此处，当PSM UE退出PSM模式时，可以强制PSM UE在TAU请求中提供EPS承载状态以使MME知道哪些承载在UE中是活动的。接下来，eNodeB将TAU请求发送至MME(步骤3)。如果MME是新MME并且不具有UE的场境，则该新MME向旧MME发送场境请求(步骤4)。然后，旧MME又将UE的场境发送至新MME(步骤5)。除了正常的UE场境之外，该UE的场境还将包含如先前讨论的UE设备特性，该UE设备特性包括“增强型数据处理标志”、“PSM同步标志”、“PSM禁用标志”、“MT数据等待标志”和相关联的SCS地址。
将不对步骤6至步骤16进行详细讨论。步骤16包含认证/安全性。步骤7图示了在新MME与旧MME之间的场境确认。步骤8图示了通过新MME和新SGW来创建会话请求。步骤9和步骤10分别图示了在新SGW与PGW之间修改承载请求和响应。步骤11图示了通过新SGW和新MME来创建会话响应。图12说明了在新MME与HSS之间更新位置。步骤13和14分别图示了在HSS与旧MME之间取消位置和确认。步骤15和16分别图示了在eNB与新MME之间的lu释放命令和lu释放完成。
在步骤17中，修改有关S6a参考点的‘更新位置确认’消息以传递在UE订阅中的新参数。该消息用于将订阅信息从HSS发送至MME。为了支持该特征，提供新的订户数据字段，包括但不限于，新的订阅字段，诸如，UE设备特性，PSM禁用标志、PSM同步标志、相关联的SCS地址、和MT数据等待场境。如果在MME中的UE场境在MT数据等待场境中启用了PSM同步标志和/或“MT数据等待标志”，则MME向具有所有SCS的地址的MTC-IWF发送“设备通知请求”以通知UE的连接状态(步骤18)。该消息可以包含以下信息元素中的一个或者多个：(i)UE身份：IMSI/外部ID/MSISDN；(ii)SCS地址列表；(iii)活动定时器：针对特定UE存储在MME中的活动定时器的当前值；(iv)周期性TAU定时器：针对特定UE存储在MME中的周期性TAU定时器的当前值；以及(v)原因：TAU请求。
此后，在步骤18中，MTC-IWF将‘设备可用性通知请求’转发至SCS。MTC-IWF可以使用HSS查询或者通过检查在MTC-IWF中缓存的信息来将UE身份(例如，IMSI或者MSISDN等)改变到外部ID。MTC-IWF从接收到的活动定时器值和周期性TAU定时器值中导出设备可达的持续时间和设备不可达的持续时间。MTC-IWF还将接收到的原因值映射至SCS可以理解的原因值的集合。该消息可以包含以下信息元素中的一个或者多个：(i)外部标识符；(ii)类型：信息消息/请求消息；(iii)设备可达的持续时间：由MTC-IWF计算；(iv)设备不可达的持续时间：由MTC-IWF计算，以及(v)原因。此外，MTC-IWF将设备可用性通知请求消息发送至在SCS地址列表中的所有SCS并且启动保护定时器。
接下来，在步骤20中，SCS利用‘设备可用性通知应答’来对MTC-IWF做出响应。在接收到PSM参数时，SCS将PSM参数与现有值相比较并且检查是否需要修改该值。即，可以考虑预期的M2M数据业务和应用场景来对值进行修改。基于PSM参数，SCS还可以调度MT数据业务以与UE的状态转换相匹配。可以在‘设备可用性通知响应’消息中建议修改过的设备可达和不可达的持续时间。‘设备可用性通知响应’消息包含以下信息元素中的一个或者多个：(i)所建议的设备可达的持续时间；(ii)所建议的设备不可达的持续时间；以及(iii)PSM禁用标志-真/假，其指示必须防止UE进入PSM。当SCS想要触发UE时，SCS还可以与该消息一起发送有效载荷。
在步骤21中，MTC-IWF等待来自SCS的响应。MTC-IWF然后采集所有响应并且使用从不同的SCS接收到的所有设备可达和不可达的持续时间来计算新的活动定时器和周期性TAU定时器，并且利用以下信息元素来构建响应：(i)UE身份：IMSI/外部ID/MSISDN；(ii)所建议的活动定时器：在MTC-IWF处计算出来的活动定时器的值；以及(iii)所建议的周期性TAU定时器。MME考虑SCS所建议的值并且重新计算新值或者接受所建议的值。如果消息携带有可以通过在MME处的NAS信令来递送的有效载荷，则MTW-IWF还将“设备可用性通知应答”消息中的有效载荷转发至MME。
在步骤22中，MME基于以下参数来做决定：(i)周期性TAU定时器；(ii)活动定时器；以及(iii)T3440定时器。考虑以下情况。首先考虑的是，在TAU请求中，是否由UE提出定时器请求。第二考虑的是，由SCS在每次执行更新时所提供的设备特征信息是否使用‘设备特***换’。第三考虑的是，是否从SCS接收到‘设备通知应答’。可以基于所提供的最高值来选择‘活动定时器’，并且可以基于所提供的最低值来选择‘周期性TAU定时器’。第四，MME可以基于被确定为针对UE的电池消耗是高效的配置阈值来决定是否增加‘T3440定时器’并且针对MT数据使UE保持处于连接模式或者增加‘活动定时器’并且使UE保持处于空闲模式(监听寻呼)。
步骤23和步骤25讨论了对会话请求协议的删除。在步骤24中，MME向UE发送TAU接受。此处，MME发送先前在步骤22中计算出来的“周期性TAU定时器”、“活动定时器”和“T3440定时器”。若需要，MME可以通过提供‘活动定时器’值‘FFFF’(保留值)来防止UE进入PSM模式(基于来自SCS的请求)。如果SCS指示不存在未决数据，则可以通过提供‘活动定时器’值‘O’来指示UE立即进入PSM。在步骤26中，将TAU完成消息从UE发送至新MME。在替选实施例中，将‘小数据传输’从新MME发送至UE作为‘Tau接受’消息的一部分。如果在UE场境中“增强型数据处理标志”设置为“启用”，则MME还可以指示eNodeB应该为UE执行特定数据处理。如果该标志被发送至eNodeB，则eNodeB可以按照特殊方式(例如，针对数据承载使用RLC AM模式、使用低阶调制方案等)来配置数据承载以增加成功将数据递送至UE的可能性并且降低需要重传的可能性。这还可以帮助降低SCS应用级重传的可能性。
接下来，在步骤27中，可替选地，MME可以执行‘小数据传输’作为NAS DL传递消息的一部分。MME确定是否需要激活承载。在TAU接受之后，当存在下行链路数据(DDN消息)时，MME可以通过发起‘S1-AP初始场境设置请求’来建立数据承载。
附着过程更改
根据本申请的另一方面，针对附着过程提出了更改。即，当UE进行附着时，MME可以检查SCS并且然后基于SCS输入和从SCS接收到的设备特性来做出其与在“设备特***换请求”中提供‘活动定时器’和‘周期性TAU定时器’有关的决定。在示例性实施例中，图9图示了针对附着过程的呼叫流程。在图9中，用***数字来表示各个步骤。在步骤1中，将附着请求发送至eNodeB。在步骤2中，将附着请求从eNodeB转发至新MME。步骤3至步骤6包含UE、eNodeB、新MME和旧MME之间的识别请求。步骤7至步骤10描述了删除会话请求的提示。
在步骤11中，修改有关S6a参考点的‘更新位置确认消息’以传递在UE订阅中的新参数。该消息用于将订阅信息从HSS发送至MME。为了支持该特征，如先前在本申请中讨论的那样采用新的订户数据字段。这些新的订户数据字段包括一个或者多个新的订阅字段，诸如，UE设备特性、增强型数据处理标志、PSM禁用标志、PSM同步标志以及其相关联的SCS地址和MT数据等待场境。
步骤12至步骤16描述了会话请求的创建。在步骤17中，MME向UE发送‘初始场境设置请求/附着接受’。MME发送“周期性TAU定时器”、“活动定时器”和“T3440定时器”。这些计算与在图8的步骤22中讨论的计算类似。如果增强型数据处理标志设置为启用，则MME还在新的信息元素中将该标志发送至eNodeB。如果该标志被发送至eNodeB，则eNodeB可以按照特殊方式(例如，针对数据承载使用RLC AM模式、使用较低阶调制方案等)来配置数据承载以增加成功将数据递送至UE的可能性并且降低需要重传的可能性。这还可以帮助降低SCS应用级重传的可能性。
在步骤18中，从eNodeB到UE采用无线资源控制(RRC)连接。步骤19至步骤22描述了在UE与新MME之间的传递步骤。步骤23和24描述了在新MME与服务GW之间的承载修改。步骤25和步骤26描述了在新MME与SCS之间的通知请求/响应。
在步骤27中，如果在MME中的UE场境启用了“PSM同步标志”和/或“MT数据等待标志”，则MME向具有所有SCS的地址的MTC-IWF发送“设备可用性通知请求”以通知UE的连接状态。MME可以具有指示发起原因(该发起原因是“附着请求”)的AVP。步骤28至步骤31分别与上面在图8的步骤19至步骤22中描述的内容类似。
对SI释放过程的增强
根据本申请的另一方面，描述了技术，通过该技术，MME能够在UE在SI期间从连接移动到空闲状态时通知SCS/AS。该方法允许SCS/AS向MME建议是否延迟或者提前PSM转换。这可能取决于M2M应用的需求。这还可以帮助SCS在UE进入和退出PSM状态时保持同步。
进一步提出了：通常在附着或者TAU过程期间传递至UE的PSM参数现在还可以在SI释放过程期间进行传递。具体地，在T5b和Tsp接口上引入了新消息以向SCS通知UE IDLE或者PSM转换。此外，CN可以基于SCS建议的时间持续时间和导致SI释放的原因来决定PSM参数，即，活动定时器和周期性TAU定时器。CN使用增强型UE场境释放命令消息来将PSM参数传递至eNodeB。另外，增强RRC连接释放消息以携带由CN提供的PSM参数。这创建了一种不仅在附着/TAU期间而且在SI释放过程期间也向UE传递PSM参数的方法。
在示例性实施例中，如在图10中示出的，描述了对SI释放过程呼叫流程的增强。用***数字来表示图10中的各个步骤。
在步骤1中，根据一些场景，eNodeB可以在向MME请求SI场境释放之前释放UE的RRC连接。接下来，eNodeB通过发送UE场境释放请求S1AP消息来发起SI释放过程(步骤2)。
然后，MME基于以下标准来决定向SCS通知UE的状态变化(步骤3)。第一个标准是：是否已经如先前讨论的那样在MME处的UE的移动性场境中设置了‘PSM同步标志’。第二个标准是：是否已经基于UE的功率偏好指示针对PSM激活对UE进行了标记或者由CN基于如先前讨论的统计数据采集确定了UE。MME编写‘设备可用性通知请求’消息并且通过T5b接口将其发送至MTC-IWF。该消息包含以下信息元素：(i)UE身份：IMSI/外部ID/MSISDN；(ii)SCS地址列表：该列表可以是SCS标识符的列表或者SCS IP地址的列表；(iii)活动定时器：针对特定UE存储在MME中的活动定时器的当前值；(iv)周期性TAU定时器：针对特定UE存储在MME中的周期性TAU定时器的当前值；以及(v)原因：如由eNodeB指示的SI释放原因或者MME决定释放S1连接的原因。
如果SCS/MTC-IWF响应耗时太久，则MME可以启动定时器直到超时。如果SCS使响应延迟超出了这个时间，则MME可以利用当前存储在UE的场境中的PSM参数来继续SI释放过程的其余部分。如果来自SCS的响应在保护定时器之后到达，则MME可以在下一TAU或者附着过程期间考虑由SCS提供的PSM参数。如果由SCS提供的PSM参数是关键的，例如，如果SCS想要防止UE进入PSM，则MME可以向例如单个最后已知的eNodeB发起寻呼以提供新的PSM参数。
在步骤4中，MTC-IWF使用传入的消息参数来构建新消息‘设备可用性通知请求’并且通过Tsp接口将该新消息发送至SCS。MTC-IWF可以使用HSS查询或者通过检查存储在MTC-IWF缓存中的信息来将UE身份(例如，IMSI或者MSISDN等)改变到外部ID。MTC-IWF基于接收到的活动定时器值和周期性TAU定时器值导出设备可达的持续时间和设备不可达的持续时间。MTC-IWF还将接收到的原因值映射至SCS可以理解的原因值的集合。从MTC-IWF发送至SCS的‘设备可用性通知请求’消息包含以下信息元素中的一个或者多个：(i)外部标识符；(ii)类型：信息消息/请求消息；(iii)由MTC-IWF计算出来的设备可达的持续时间；(iv)由MTC-IWF计算出来的设备不可达的持续时间，以及(v)原因。MTC-IWF向在由MME发送的SCS地址列表中提到的所有SCS扇出(fan out)‘设备可用性通知请求’消息。
在步骤5中，SCS在接收PSM参数之后检查是否需要对值进行修改。在该决定中，可以考虑预期的M2M数据业务、接收到的原因、以及对M2M应用的需求。基于PSM参数，SCS可以调度MT数据业务以与UE的状态转换相匹配。可以在‘设备可用性通知响应’消息中提出新的设备可达的持续时间和不可达的持续时间。该消息可以包含以下信息元素中的一个或者多个：(i)所建议的设备可达的持续时间；(ii)所建议的设备不可达的持续时间；(iii)PSM禁用标志-真/假，其指示是否必须防止UE进入PSM。
根据步骤6，MTC-IWF等待来自所有SCS的响应。MTC-IWF然后采集所有响应并且使用从不同的SCS接收到的所有设备可达和不可达的持续时间来计算新的活动定时器和周期性TAU定时器，并且利用以下信息元素来对MME做出响应：(i)UE身份：IMSI/External ID/MSISDN；(ii)所建议的活动定时器：在MTC-IWF处计算出来的活动定时器的值；(iii)所建议的周期性TAU定时器。MME将考虑由SCS所建议的值并且计算新值或者接受所建议的值。
根据步骤7和步骤8，MME利用SGW发起对所有活动的承载的释放。SGW释放所有承载并且向MME发送确认。在上面讨论了承载协议。
在步骤9中，MME将‘UE场境释放命令’中的PSM参数发送至eNodeB。将新信息元素‘PSM参数’包括在‘UE场境释放命令’S1AP消息中。PSM参数IE将携带新的活动定时器和周期性TAU定时器。接下来，eNodeB通过添加携带活动定时器和周期性TAU定时器的新信息元素‘PSM参数’来在RC连接释放消息中将接收到的PSM参数发送至UE(步骤10)。接下来，eNodeB向MME发送‘UE场境释放完成’S1AP消息并且指示是否通过包括新信息元素‘传递给UE的PSM参数’标志来将PSM参数传递至UE(步骤11)。
进一步地，在步骤12中，MME检查在‘UE场境释放完成’S1AP消息中的‘传递给UE的PSM参数’标志，并且如果该标志为“假”，则MME可以决定对UE进行寻呼以发送新的PSM参数。只有当MME发现将PSM参数传递至UE有益处时，MME才会发起寻呼过程。例如，如果PSM定时器值没有实质性的变化，则MME可以跳过寻呼过程。同样，如果eNodeB由于拥塞的原因而触发SI释放，则MME可以跳过寻呼过程。一旦寻呼和服务请求过程完成，使用下面描述的方法中的一种来将PSM参数传递至UE。
在一种方法中，在完成服务请求过程后，UE状态转换成连接状态并且在下行链路数据消息中传输PSM参数。在另一方法中，可以将PSM参数传送至UE作为SMS。在再一方法中，跳过服务请求过程并且在寻呼过程期间将PSM参数传递至UE。在接收到寻呼请求消息之后，UE将RRC连接设置请求消息发送至eNodeB。可以使eNodeB智能化以记住进行寻呼以传送PSM参数并且因此，连同PSM参数一起发送RRC连接释放消息。因此，即使寻呼过程失败，也可以实现将PSM参数传送至UE。
网络发起的PSM
在本申请的再一方面中，借助核心网络(MME)知道UE/设备的PSM能力描述了协议。即，UE通过使网络意识到其PSM能力并且由此允许网络执行任何网络发起的过程来对网络进行更多的控制。具体地，当UE处于ECM空闲状态时，将UE无线电能力信息存储在MME中。通过这样做，每当UE将信息或者消息从ECM IDLE转换到ECM连接状态时，UE不必将该信息传送至eNodeB。相反，eNodeB从MME预取该信息。
根据实施例，可以增强存储在MME中的UE无线电能力信息以包含称为‘省电模式’的附加信息元素。‘省电模式’IE指示UE是否具有PSM能力并且因此允许网络对将UE移动到PSM状态做出决定。增强‘UE能力信息’RRC消息和‘UE能力信息指示’SIAP消息以将该新信息元素从UE携带到MME。
根据另一实施例，CN为在UE辅助信息中指示低功耗偏好的UE启用PSM。如果UE在RRC连接重新配置期间指示低功耗偏好，则网络可以将其视为指示将UE移动到PSM状态。这最终将有助于UE消耗较少的电池电量，因为在PSM期间，关闭了其AS功能。
在连接(CONNECTED)状态期间的任何时间将低功率信息携带到eNodeB的UE辅助信息转发至CN，从而使CN知道UE的功率偏好。引入了新的SIAP消息“UE偏好指示”以将功率偏好值携带到MME。在接收到该消息之后，MME检查支持PSM的标志并且决定是否可以为UE启用PSM。如果UE的订阅信息指示不支持PSM特征，则忽略该消息。
在如在图11中示出的示例性实施例中，为UE辅助信息提供呼叫流程以指示低功率偏好。用***数字来表示各个步骤。在步骤1中，如果eNodeB设置‘powerPreflindicationConfig’IE以在36.331中提到的RRC连接配置/重新配置的其它配置中进行设置并且UE支持功率偏好指示，则UE可以向eNodeB传送功率偏好设置得很低的UE辅助信息。然后在步骤2中，eNodeB利用‘请求的低功耗’枚举值来构成新的SIAP消息‘UE偏好指示’并且将该消息发送至MME。MME检查UE订阅细节以查看是否针对UE支持PSM特征。在附着、TAU或者SI释放过程期间，MME还可以与SCS协同以共享PSM参数。
如下面在表2中描述的，提供了SIAP消息的UE偏好指示。此处，IE/组名称包括，例如，消息类型、MMM UE SIAP ID、和eNB UE SIAP ID。
表2
IE/组名称 存在
消息类型 M
MMM UE SIAP ID M
eNB UE SIAP ID M
请求的低功耗 M
如果UE在TAU或者附着过程中或者在S1释放过程期间不请求活动定时器，则MME可以考虑通过监视ECM状态变化而采集到的统计数据。该采集数据可以包括用于向SCS请求PSM参数并且为UE激活PSM的输入。统计数据的示例包括：UE状态改变的时间、UE发送和接收数据的时间等。只有当网络针对特定UE支持PSM特征时，才在MME处完成统计分析，否则不采集或者分析统计数据。
根据另一实施例，UE应用可以经由新的AT命令接口修改来控制其PSM设置以允许在UE中的应用层或者OS影响UE调制解调器在附着或者TAU过程中所要求的‘活动定时器’值和‘周期性TAU定时器’值。此处，可以利用新的AT命令来更新在UE上的TE与MT之间的‘R’接口以能够通过应用来控制PSM特征。如果UE希望使用PSM，则它可以在附着或者TAU请求中提供‘活动定时器’和‘周期性TAU定时器’的预期值。假设UE可以要求稍微大于其周期性数据通信(如果有的话)的‘周期性TAU定时器’并且‘活动定时器’值将允许递送任何MT数据。由应用层来确定周期性时间值和预期MT数据时间。具体地，新的协议描述了‘PSM推送’向MT通知应用的优选‘活动定时器’值和‘周期性TAU定时器’值。每当MT向CN发送附着请求或者TAU请求时，MT可以使用这些值。如果存在多个应用，则MT可以基于来自所有应用的输入来选择适当的值。MT可以从由应用提供的所有活动定时器值中选择最大值。MT还可以选择由应用提供的所有TAU定时器值的最小TAU定时器值。
对‘低移动性’设备的CN优化
根据本申请的另一方面，CN可以被配置有关于何时以及是否期望UE是移动的信息。本部分基于SCS共享的特定UE/设备的移动性参数提出了在CN处的优化。一些M2M设备的性质在于：它们是固定的还是具有有限的移动性。例如，安装在路灯中的M2M设备是固定的并且安装在工业中的温度/压力传感器中的M2M设备保持在固定的边界内。可以利用UE/设备的这种特定‘低移动性’特性以提供在网络中的优化。
在一个实施例中，SCS可以使用之前在本申请中讨论的‘设备特***换(DCE)’消息来将设备特性信息传递至CN。CN将设备特性存储在UE订阅信息中并且在附着、TAU和寻呼过程中使用它们。可以利用下面提到的信息元素来扩展设备特***换消息以支持共享移动性特性。例如，设备特性(分组AVP并且或许可能存在一个或者多个实例)可以包括设备移动性的以下方面：(i)移动性状态-固定、可在边界内移动(MOBILE_WITHIN_A_BOUNDARY)；(ii)移动状态标志-启用、禁用；(iii)持续时间-UE将保持处于所提到的移动性状态的持续时间；以及(iv)移动性半径-如果移动性状态是固定的，则为可用的以米为单位的值。
根据另一实施例，描述了增强附着和TAU过程以基于‘低移动性’特性来为UE指派跟踪区域ID(TAI)列表。网络还可以提供可以用于更细粒度的跟踪和寻呼的ECGI列表。ECGI列表可以通过执行正常的跟踪区域更新来识别UE可以在不向MME通知的情况下处于“空闲”模式得临时安顿(camp)的特定小区。当UE向网络注册时，MME向UE分配跟踪区域的集合并且在附着接受中提供TAI列表(在TAU过程的情况下为TAU接受)。该TAI列表包含接近UE的当前位置的TA的列表。当UE在TAI列表中提供的TA内移动时，UE不执行跟踪区域更新过程。
另外，移动性状态信息元素包含指示UE是固定的还是可以在边界内漫游的值。移动性状态标志指示所提到的移动性状态当前是否有效。例如，当安装在运输容器中的M2M设备到达仓库时，相应的应用服务器可以向SCS指示移动性状态现在是固定的并且将移动性状态标志设置为启用。当货物开始移动时，将移动性状态标志设置为禁用。持续时间字段还可以用于指示移动性状态字段的有效时长。在持续时间到期之后，将移动性状态标志设置为禁用。移动性半径字段指示M2M设备的漫游区域。该参数对MME决定设备可能可达的TA有用。
此外，对于SCS知道移动性状态和移动性半径的UE，SCS在DCE消息中与MME共享该信息。MME将该信息存储在订阅细节中并且使用它们以提供包含特定TA的最小TAI列表，而不是给予由MME服务的完整TAI列表。
MME还可以在附着或者TAU过程期间基于移动性状态和移动性半径来提供ECGI列表。通过提供ECGI列表，MME对UE所处的位置进行更多的控制并且更大程度地将其细粒化，并且这可以用于对寻呼过程进行优化。如果UE移动超出所提供的ECGI列表，则触发了TAU过程。还可以采用该ECGI列表以向SCS通知UE已经移动出所提供的范围，并且可以调用任何应用级功能。例如，SCS可以将UE的移动性状态指示为STATIONARY并且移动半径设置为100米。然后，MME可以为ECGI列表分配一个或者两个小区ID。可替选地，如果移动性状态设置为“可在边界内移动(MOBILE_WITHIN_A_BOUNDARY)”并且移动性半径设置为5000米，则MME可以推导出包含UE的漫游区域的TAI列表并且将该TAI列表与UE共享，而不是共享由MME服务的整个TAI列表。下面的表3表示将在附着接受NAS消息中传递的新信息元素ECGI列表。此外，还增强TAU接受消息以包括在下面的表4中示出的ECGI列表信息元素。
表3
Figure BDA0002514735430000421
Figure BDA0002514735430000431
表4
Figure BDA0002514735430000432
Figure BDA0002514735430000441
寻呼优化
根据本申请的再一方面，描述了在附着和TAU过程期间基于增强对寻呼过程进行优化。针对处于空闲状态的固定UE，MME可以仅针对特定TA进行寻呼并且不对MME服务的实际TAI列表进行寻呼。而且，针对移动的并且保持在特定边界内的UE，MME可以推导出较小的TAI列表，这引起减少了在TAI列表的所有其它eNodeB上的不必要的信令。
根据一个实施例，MME在寻呼期间使用存储的TAI列表和/或ECGI列表，该ECGI列表是在附着或者TAU过程中生成的列表。可以增强从MME发送至UE的SIAP寻呼请求消息以包括称为ECGI列表的新信息元素。下面的表5高亮在寻呼消息中发送的新IE。
表5
Figure BDA0002514735430000442
Figure BDA0002514735430000451
在本申请的再一方面中，描述了更新为支持对具有PSM能力的UE进行增强型缓冲和数据处理的服务请求过程。具体地，在下行链路数据通知确认中引入了新IE以便支持对具有PSM能力的UE(例如，受限设备)进行增强型数据处理。可以更新下行链路数据通知确认以包括SGW的‘增强型数据处理’标志。如果MME发现UE处于PSM模式并且在UE场境中“增强型数据处理标志”设置为“启用”，则MME可以向SGW指示需要对UE数据进行较长时间的缓冲以避免SCS进行应用级重传。
在如在图12中示出的示例性实施例中，描述了一种网络发起的服务请求呼叫流程。用***数字来表示各个步骤。在步骤1中，通过PDN GW来在S-GW处接收下行链路数据。在步骤2a中，向MME做出下行链路数据通知。在步骤2b中，如果UE处于PSM模式并且增强型数据处理标志为“启用”，则MME(或者SGSN)可以向SGW发送下行链路数据通知确认，其中，“增强型数据处理”标志设置为启用。MME(或者SGSN)还可以在新信息元素中发送定时器值以指示数据必须被缓冲的时间量。如果期望UE处于PSM模式20分钟，则MME(或者SGSN)可以向SGW发送20多分钟的时间。在接收该标志和定时器时，SGW可以决定在指定时间内缓冲UE的数据以避免应用级重传。显著地，当UE处于PSM模式时，可以不执行后续步骤。步骤3a至3b和步骤4a至4b指在最后对协议进行寻呼以通向UE。步骤5与服务请求过程有关。步骤6a至6b指停止对协议进行寻呼。
根据本申请的另一方面，在S1-AP初始场境设置请求中引入了新IE以便支持对具有PSM能力的UE(受限设备)进行增强型数据处理。在一个实施例中，可以更新1-AP初始场境设置请求以包括eNodeB的“增强型数据处理标志”。如果MME发现在UE场境中“增强型数据处理标志”设置为“启用”，则MME可以向eNodeB指示需要对UE数据进行特殊处理以避免SCS进行应用级传输。
在如在图13中图示的示例性实施例中，描述了UE触发的服务请求过程。用***数字来表示各个步骤。在已经将NAS服务请求从UE传送至MME并且对NAS服务请求进行了认证(步骤1-3)之后，执行S1-AP初始场境设置请求(步骤4)。此处，可以更新S1-AP初始场境设置请求以包括eNodeB的“增强型数据处理标志”。如果MME发现在UE场境中“增强型数据处理标志”设置为“启用”，则MME可以将该信息指示给eNodeB。如果该标志被发送至eNodeB，则eNodeB可以按照特殊方式(例如，针对数据承载使用RLC AM模式、使用较低阶调制方案等)来配置数据承载以增加成功将数据递送至UE的可能性并且降低需要重传的可能性。这还可以帮助降低SCS应用级重传的可能性。
根据替选实施例，可以引入两个新的QCI值，针对GBR承载为10，并且针对非GBR承载为11。当具有PSM能力的UE附着至网络时，该新的QCI 10或者11用于其承载(当需要对这些设备进行特殊数据处理时)。当UE处于PSM模式并且在SGW处接收下行链路数据时，SGW可以向MME发送DDN消息并且MME可以用用于缓冲数据的定时器值来进行响应。然后，SGW可以基于由MME提供的定时器值并且还基于与承载相关联的新QCI值来在期望的时间内缓冲数据。
当连接具有PSM能力的UE时，eNodeB可以对具有新的QCI值(10或者11)的承载执行特殊数据处理(例如，针对数据承载使用RLC AM模式、使用较低阶调制方案等)以增加成功将数据传送至UE的可能性。这可以帮助降低SCS应用级重传的可能性。
根据另一替选实施例，当UE处于PSM模式并且在SGW处接收下行链路数据时，SGW向MME发送DDN消息并且MME可以用用于缓冲数据的定时器值来进行响应。此外，MME可以指示它可以在MME处进行缓冲的数据量。如果在SGW处接收并且缓冲的数据在由MME指示的数据限制内，则SGW可以将数据转发至MME。在这种情况下，在MME处缓冲数据，并且稍后可以使用在SRB上的NAS DL传递消息来递送该数据。如果需要在MME处缓存数据时进行MME重新定位，那么还可以利用场境传递过程来将缓冲的数据传递至新MME。
LWM2M实施例
LWM2M客户端可以包括指示客户端的电池的状态、或者电量的资源。LWM2M服务器可以向LWM2M客户端发送观察请求以指示当电池达到一定电量时，应该通知服务器。当客户端向服务器通知电池电量时，服务器可以向客户端通知其允许在较长时间段内睡眠以节省能量。根据本申请的方面，可以利用称为“最大睡眠时间”的新资源来更新LWM2M客户端的“连接性监视”对象。服务器可以使用该新资源以向客户端指示其许可睡眠多长时间并且不可用于移动终端通信。当LWM2M客户端执行跟踪区域更新时，LWM2M客户端可以使用该“最大睡眠时间”值来配置其PSM设置。
在如在图14中图示的示例性实施例中，通过呼叫流程来描述客户端调整其PSM设置的LWM2M服务器请求。用***数字来表示各个步骤。在步骤1中，SCS使用M2M接口来向客户端的LWM2M服务器发送功率和睡眠偏好。当UE向SCS注册时，SCS可以选择发送该消息或者它可以基于某一事件来选择修改功率/睡眠偏好，诸如，正在启动新应用。接下来，LWM2M服务器确认偏好(步骤2)。此后，LWM2M服务器要求客户端在电池电量达到一定电量时通知服务器(步骤3)。然后，客户端向服务器通知电池已经达到一定电量(步骤4)。
基于该电池电量，LWM2M服务器向客户端通知其许可在某一最大时间量内睡眠(步骤5)。例如，客户可能被告知被许可进入睡眠模式长达20分钟。在睡眠模式期间，客户端可能无法进行移动终端通信。接下来，客户端可以向服务器发送指示已经更新了其“最大睡眠时间”资源的响应(步骤6)。此后，客户端(UE)将进行跟踪区域更新并且向MME提供基于在步骤5中提供的“最大睡眠时间”计算出来的活动时间和TAU定时器(步骤7)。例如，如果在步骤5中，提供20分钟的“最大睡眠时间”，则UE可以选择5分钟的活动时间和25分钟的TAU定时器。可以将LWM2M客户端配置为使用AT命令来向协议栈通知期望的活动时间和TAU时间。进一步地，MME可以指示其接受TAU和新的定时器值(步骤8)。
在替选实施例中，如果LWM2M服务器与核心网络具有接口，则LWM2M服务器可以使用其与核心网络的接口来请求调整UE的PSM设置。例如，图15借助LWM2M服务器请求SCS调整客户端的PSM设置来图示了呼叫流程。用***数字来表示图15中的各个步骤。首先，LWM2M服务器要求客户端在电池电量达到一定电量时通知服务器(步骤1)。然后，客户端向服务器通知电池已经达到一定电量(步骤2)。接下来，LWM2M服务器向请求调整设备的最大睡眠时间的SCS发送请求(步骤3)。根据步骤4至步骤7，SCS使用如之前在本申请中讨论的设备特性更新过程。此后，SCS确认LWM2M服务器的请求以调整UE的睡眠时间(步骤8)。随后，客户端(UE)请求跟踪区域更新(步骤9)。最后，MME向UE提供基于在步骤3中提供的“最大睡眠时间”计算出来的活动时间和TAU定时器。例如，如果在步骤3中，提供20分钟的“最大睡眠时间”，则MME可以选择5分钟的活动时间和25分钟的TAU定时器。注意，上述步骤3和步骤8可以在SCS与LWM2M服务器之间的M2M接口上发生。
根据本申请，要理解，可以按照存储在计算机可读存储介质上的计算机可执行指令(例如，程序代码)的形式来体现本文描述的任何或者所有***、方法和程序，该指令当由机器(诸如计算机、服务器、M2M终端设备、M2M网关设备等)执行时，执行和/或实现本文描述的***、方法和程序。具体地，可以按照这种计算机可执行指令的形式来实现在上面描述的任何步骤、操作或者功能。计算机可读存储介质包括按照用于存储信息的任何方法或者技术实现的易失性和非易失性可移除和不可移除介质，但是这样的计算机可读存储介质不包括信号。计算机可读存储介质包括，但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或者其它存储技术、CD-ROM、数字式多功能光盘(DVD)或者其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或者其它磁存储设备，或者可以用于存储所需信息并且可以通过计算机进行访问的任何其它物理介质。
根据本申请的再一方面，公开了一种用于存储计算机可读或者可执行指令的非暂时性计算机可读或者可执行存储介质。该介质可以包括一个或者多个计算机可执行指令，诸如，上面在根据图6至图15的多个呼叫流程中公开的。计算机可执行指令可以存储在存储器中并且由上面在图4C和图4D中公开的处理器执行，并且在包括UE、HSS和SCS的设备中采用。在一个实施例中，公开了一种具有非暂时性存储器和可操作地耦合至该非暂时性存储器的处理器(如上面在图4C和图4D中描述的)的计算机实现的UE。具体地，非暂时性存储器存储有指令以便控制在网络上的设备的省电模式特性。处理器配置为执行以下指令：(i)接收更新在网络上的设备的特性的请求；和(ii)基于请求来更新设备的特性；以及(iii)发送已经更新了特性的确认。
在另一实施例中，非暂时性存储器包括存储在其上的指令用于控制在网络上的设备的省电模式特性。处理器被配置为执行以下指令：(i)从在网络上的设备接收跟踪区域更新或者附着请求；(ii)向核心网络互联功能或者服务能力服务器发送设备可用性通知请求；以及(iii)从互联功能或者服务能力服务器接收设备可用性通知应答。
在再一实施例中，非暂时性存储器包括存储在其上的指令用于支持对在网络上的设备的省电模式的缓冲和数据处理。可操作地耦合至非暂时性存储器的处理器被配置为执行以下指令：(i)从服务网关接收下行链路数据通知；(ii)确定设备处于省电模式并且启用增强型数据处理标志；以及(iii)向包括增强型数据处理标志的服务网关发送下行链路数据通知确认。
虽然已经根据目前被认为是具体方面的内容描述了***和方法，但是本申请不需要受所公开的方面的限制。其旨在覆盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种修改和类似布置，该权利要求书的范围应该被赋予最广泛的解释以包含所有这样的修改和类似的结构。本公开包括以下权利要求的任何和所有方面。

Claims (11)

1.一种网络上的装置，所述装置包括：
非暂时性存储器，所述非暂时性存储器具有存储在其上的用于控制所述网络上的设备的省电模式特性的指令；以及
处理器，所述处理器可操作地耦合至所述非暂时性存储器，所述处理器被配置为执行以下指令：
从核心网络节点接收包括省电模式(PSM)同步标志的设备场景信息，所述PSM同步标志指示包括所述设备的所述网络上的一个或多个设备的监视类型；
从所述网络上的所述设备接收跟踪区域更新或者附着请求；
向核心网络互联功能发送设备可用性通知请求。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述设备可用性通知请求包括从以下中选择的信息：所述设备的识别、服务能力服务器的地址列表、活动定时器、周期性跟踪区域更新定时器、所述请求的原因及其组合。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述通知请求提供所述设备何时退出省电模式的通知信息。
4.一种网络上的装置，包括：
非暂时性存储器，所述非暂时性存储器具有存储在其上的用于控制和监视所述网络上的设备的省电模式特性的指令；以及
处理器，所述处理器可操作地耦合至所述非暂时性存储器，所述处理器被配置为执行以下指令：
从服务器接收用于监视所述网络上的所述设备并控制所述设备的电力模式特性的第一请求；
从网络装置接收对于所述设备的设备可用性通知请求；以及
向所述服务器发送对于所述设备的第二通知。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述第一请求、所述设备可用性通知请求和所述第二通知包括从以下中选择的信息：所述设备的识别、服务能力服务器的地址列表、活动定时器、周期性跟踪区域更新定时器、所述请求的原因及其组合。
6.如权利要求4所述的装置，其中，所述第一请求包括省电模式(PSM)同步标志，所述PSM同步标志指示包括所述设备的所述网络上的一个或多个设备的监视类型。
7.如权利要求4所述的装置，其中，所述通知请求和所述第二通知提供所述设备何时退出省电模式的通知信息。
8.一种网络中的无线通信***，所述网络包括设备、网络装置、核心网络互联功能和服务器，所述无线通信***包括：
从服务器向所述核心网络互联功能接收用于用于监视设备并控制所述网络上的所述设备的电力模式特性的第一请求；
从所述核心网络互联功能向所述网络装置接收基于所述第一请求的设备场景信息；
从所述设备向所述网络装置接收跟踪区域更新或附着请求；
从所述网络装置向所述核心网络互联功能发送设备可用性通知请求。
9.如权利要求8所述的无线通信***，其中，所述设备场景信息包括省电模式(PSM)同步标志，所述PSM同步标志指示包括所述设备的所述网络上的一个或多个设备的监视类型。
10.如权利要求9所述的无线通信***，进一步包括：
从所述服务器向所述核心网络互联功能接收更新所述设备的所述特性的请求；
基于所述请求来更新所述设备的所述特性；以及
从所述核心网络互联功能向所述服务器发送所述特性已被更新的确认。
11.如权利要求9所述的无线通信***，进一步包括：
从所述核心网络互联功能向所述网络装置转发***订户数据请求；以及
从所述网络装置向所述核心网络互联功能接收***订户数据应答，
其中，基于所述***订户数据请求来确定周期性跟踪区域更新定时器值。
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