具有移动交换中心功能性的移动性管理实体

摘要

移动性管理实体（MME）包括具有移动交换中心（MSC）功能性的至少一个实体或者层，以通过采用机器对机器（M2M）或者机器型通信（MTC）协议支持在网络和移动站之间的短消息服务（SMS）。第一状态机实体或者层，支持中继功能以执行将SMS消息转发给移动站。第二状态机实体或者层，支持与至少HSS/HLR（归属订户服务器/归属位置寄存器）、以及与SMS-SC（短消息服务-服务中心）或者GMSC/IWMSC（网关MSC/互通MSC）的连接功能。

说明书

背景技术

下面的描述涉及无线通信。在背景技术中，在某些类型的无线通 信系统中不能完全和正确地支持SMS相关过程。此外，在某些类型的 无线通信系统中不能完全和正确地支持所谓的机器对机器（M2M）通 信或者机器类型通信（MTC）。

发明内容

问题的解决方案

下面的特征可应用于在无线通信中使用的设备和方法。特别地， 进一步提供处理信号以在无线网络和移动站（MS）之间注册用于短消 息服务（SMS）的移动性管理实体（MME）的方法。在该方法中，利 用具有移动交换中心（MSC）功能性的至少一个实体或者层来实现移 动性管理实体（MME）以支持网络和移动站之间的短消息服务（SMS）。 上面的特征也可应用于诸如MTC装置触发的MTC或者M2M特征。

最新被定义以支持网络和移动站之间的短消息服务（SMS）的 MME，通过MME和HSS/HLR之间的接口（例如，S6a），执行分组 交换（PS）和电路交换（CS）组合位置更新请求（其指示MME支持 SMS）作为组合的跟踪区域（TA）和位置区域（LA）更新过程的部分。

当MME接收与SMS消息有关的SMS信令时，经由互通功能 （IWF）转发这样的信令。IWF在媒介接入协议（MAP）接口和 DIAMETER接口之间提供互通。由于IWF，SG接口变成不必需的， 因为MME使用DIAMETER接口经由IWF接收SMS信令。

附图说明

图1描述在SG架构100上的示例性SMS。

图2描述在通过合并“MCS服务器”功能性与MME206获得的 SG构架200上的SMS的可能优化。

图3描述在通过合并MSC服务器功能性和MME306获得的SG 架构300上的被优化的SMS。

图4描述在图3中描述的PS/CS位置更新的详细特征。

图5是示出实现此描述的技术特征的无线设备的框图。

具体实施方式

本描述与网络实体中的SM相关操作/过程有关。在例如相关电信 技术规范和协议的版本8（版本-8）中的EPS（演进分组系统）的定义 期间，对于在E-UTRAN（演进的UMTS陆地无线电接入网络）的SMS （短消息服务）的支持已经是最激烈的争论话题之一。已经提出了与 所谓的“LTE（长期演进）上的本地SMS”技术（即，本地SMS）有 关的各种提议，但是在构想与本公开有关的概念时所有的详情未达成 一致。

虽然本描述不受限于机器型通信（MTC），但是应注意的是，在 MTC的上下文中能够理解本描述中的一些特征。鉴于SIMTC（对于机 器型通信的系统改进），应考虑对于M2M通信的“本地SMS”的潜 在利益，并且对于到版本11（版本-11）和/或未来的发展技术规范的潜 在引入的努力应被关注。

并不意在建议对用于在SG（服务网关）上的SMS的AS（接入层） 或者NAS（非接入层）的任何改变，并且一些所建议的改变可能受到 核心网络优化的限制。

图1描述在SG架构100上的示例性SMS。

在网络100中，SMS-SC（短消息服务-服务中心）实体101经由 与各种网络实体的协作将SMS消息递送给MS（移动站）108。即， SMS-SC101与能够被称为SMS-GMSC或者SMS-IWMSC的 SMS-GMSC/SMS-IWMSC（SMS网关MSC/SMS互通MSC）实体102 协作，以处理SMS转发过程。接下来，SMS-GMSC/SMS-IWMSC102在 MAP接口上与MSC（移动交换中心）服务器104协作以用于SMS转 发。反过来，MSC服务器104在将被转发的SMS消息传送给MS108 的服务网关（SG）上与移动性管理实体（MME）106协作。

同时SMS-GMSC/SMS-IWMSC102也经由MAP接口与能够被称 为HSS或者HLR的HSS/HLR（归属订户服务器/归属位置寄存器）实 体103相连接。HSS/HLR103经由如所描述的MSC服务器104被连接 到MME106。正因如此，将CS位置更新从MME106提供给HSS/HLR 103。另外，HSS/HLR103经由S6a接口被连接到MME106，在该S6a 接口上MME106将PS位置更新提供给HSS/HLR103。

能够理解，本架构的潜在缺点是在核心网络（CN）中的移动性管 理（MM）信令的复制，从而在无线电接口上的每个组合的附着或者组 合的TA/LA更新请求导致核心网络中的两个单独的位置更新，一个用 于CS（电路交换）域并且一个用于PS（分组交换）域。

在SG上的SMS的另一缺点是，其对于用户需要CS订阅和 MSISDN，即使终端仅支持E-UTRAN接入。在SIMTC工作项目的范 围内这是显然不期望的，其具有用于无MSISDN和仅PS通信的显式要 求。

最终，在SG上的SMS要求MSC服务器功能，即使对于不具有 3GPP接入的移动网络运营商。

图2描述在通过合并“MSC服务器”功能性与MME206获得的 SG架构200上的SMS的可能优化。在此，基本假定是，对于MTC的 任何架构优化对于人参与的（human-attended）UE也将是有用的，人 参与的UE在E-UTRAN上作为“仅SMS”附接，这是为何其能够假定 不存在对NAS或者AS协议的改变。

假定在优化的架构中的MM信令在相同的接口（即，在S6a接口） 上执行，将CS和PS位置更新合并到单个过程中在技术上是可实现的。

通过将MSC服务器功能性合并到MME206，后者会继承主要被 用于SMS转发的MAP接口。在过去，在MME上具有MAP接口对于 很多公司被认为是不可接受的，这是为何优化的架构应允许 DIAMETER对于此接口可变。鉴于对在过去进行的MAP-DIAMETER 的工作，定义用于SMS相关MAP消息的一组附加的MAP-DIAMETER 互通过程在技术上也是可行的。

虽然从MS的角度架构始终出现为“CS+PS”，但是在本架构中 “CS域”是完全虚拟的。除了将组合的MME/ECS节点206识别为用 于移动终止的SMS的目的地之外在无线电接口上信令传送的位置区域 标识符（LAI）不具有特殊意义。在SMS-GMSC202和HLR/HSS203 之间的MAP接口上确实要求MSISDN参数，但是这有可能以任何方式 改变以便于将“无MSISDN”特征延伸到GERAN和UTRAN。

考虑到上述问题，提出下面的事情。提出在SG架构上的被优化 的SMS，用于包括到诸如TS23.888的可应用的技术标准，并且用于 SMS转发的MAP-DIAMETER互通的可行性将是可能的。作为结果， 根据本公开，能够提供在SG架构上的被优化的SMS。

将会提供关于要解决的问题解释和通过在此描述的发明概念提供 的收获。

虽然本描述不受限于M2M通信，但是存在能够有利于M2M通信 的大量特征。为了有助于GSM、UMTS、LTE、以及其它无线通信系 统中的M2M通信，存在一些公共的服务要求和一些特定的服务要求。 公共服务要求能够包括一般事件、地址、标识符、充电要求、安全性 要求、以及远程MTC装置管理。特定的服务要求属于与低移动性、时 间控制器、时间容许的、仅分组交换（PS）、少的数据传输、仅移动 台发起、不频繁的移动终止、MTC监控、过多的低功率消耗、位置特 定触发器、以及基于组的MTC特征有关的MTC特征。

特别地，仅分组交换（PS）旨在用于与MTC装置一起使用，该 MTC装置能够在用于更好的速率的交换中的网络超载阶段期间延迟它 们的数据传送。

同时，要考虑的另一问题是MTC装置触发器。对于许多M2M应 用和使用情况，可能对具有用于在MTC装置和MTC服务器之间的通 信的轮询模型感兴趣。这可能是因为MTC用户想要控制来自于MTC 装置的通信，并且这样做能够防止MTC装置随意地接入MTC服务器。 而且，对于通常MTC装置发起通信的应用来说，可能偶尔存在对于 MTC服务器轮询来自于MTC装置的数据的需求。

对于没有被连续地附接到网络或者不具有“始终导通”PDP/PDN 连接的MTC装置，能够有利于触发MTC装置以基于来自于MTC服务 器的触发器指示附接和/或建立PDP/PDN连接。

通常要求触发MTC装置的下述功能性：

–PLMN将能够触发MTC装置以基于来自于MTC服务器的触发 器指示发起与MTC服务器的通信。

–MTC装置应能够从网络接收触发器指示并且当接收触发器指示 时建立与MTC服务器的通信。可能的选项是：

–在被拆卸的状态下接收触发器指示并且建立通信；

–在附接状态下接收触发器指示并且MTC装置不具有PDP/PDN 连接；以及

在附接状态下接收触发器指示并且MTC装置具有PDP/PDN连接。

应注意的是，可能存在要触发MTC装置的一些当前可用的解决方 案（例如，未应答的CS呼叫尝试、发送SMS等等）。然而，当在大 规模使用（例如，它们是以MSISDN为基础）时具有不利，并且对于 附接的MTC装置来说可能难以实现。

然而，为了以更加适当的方式支持和实现MTC技术，在用于触发 的当前可用的装置上的可能的改进是必要的。基于上述的当前可用的 技术的识别，本发明构想下述发明概念。

作为实现，SMS（中继器）和SMC（连接）实体被重新实现为 MME。换言之，仅MME需要将SMR和SMC层实现成MME。在背 景技术中，MME是“无状态的”，意指MME仅通过消息，但是由于 此发明，MME应具有被添加到其的状态机（即，SMR和SMC）。因 此，服务网关实体被视为“被组合”或者我们能够说服务网关实体“消 失”。例如，SMC能够在移动站中直接地连接到MME以执行呼叫反 馈过程等等。

图3描述在通过将MCS服务器功能性与MME306合并获得的SG 架构300上的被优化的SMS。实际上对NAS或者AS协议不存在变化。

在网络300中，SMS-CS（短消息服务-服务中心）实体301经由 与各种网络实体的写作将SMS消息递送给MS（移动站）308。即， SMS-SC301与SMS-GMSC/SMS-IWMSC（SMS网关MSC/SMS互通 MSC）实体302协作以处理SMS转发过程。接下来，经由用于支持SMS 转发的IWF实体304，SMS-GMSC/SMS-IWMSC302与重新定义的 MME306协作，其具有在服务器中实现的某些MSC功能性。替代如在 图1中的服务网关（SG），为了SMS转发使用在IWF304和MME306 之间的DIAMETER接口。因为DIAMETER接口是通过传统的MME 使用的接口并且SG是通过传统的MSC使用的接口，基于DIAMETER 接口，替代SG，具有支持SMS的MSC功能性的重新定义的MME306 能够被连接到另一核心网络实体。

应注意的是，IWF304对于网络300来说不是重要的，并且因此 能够省略IWF304。在网络300中不采用IWF304的情况下， SMS-GMSC/SMS-IWMSC302可以具有MAP功能性，从而 SMS-GMSC/SMS-IWMSC302将DIAMETER接口直接地提供给重新定 义的MME306。即，当SMS-GMSC/SMS-IWMSC302具有MAP功能 性时在SMS-GMSC/SMS-IWMSC302和MME306之间不要求传统上由 MSC使用的MAP接口。

同时SMS-GMSC/SMS-IWMSC302也经由MAP接口与HSS/HLR （归属订户服务器/归属位置寄存器）实体303相连接。HSS/HLR303 经由S6a接口被连接到MME306，并且将所谓的“PS+CS”位置更新 从MME306提供给HSS/HLR303。详细地，MME306执行组合的跟 踪区域（TA）和位置区域（LA）更新过程，从而基于TA（即，与PS 位置更新相关联）和LA（即，与CS位置更新相关联）执行MS308 的移动性管理。假定在相同的接口（即，S6a接口）上执行在被优化的 架构中的MM信令，参考图1能够理解，CS和PS位置更新被合并到 单个过程。

换句话说，为了避免对在MME节点306上的MAP接口支持的需 求，可以在SMS转发路径上使用MAP-DIAMETER互通功能（IWF） 304。在此，能够注意的是，IWF304可以与在诸如3GPP TS29.305的 可应用的技术标准中描述的相类似。

虽然从MS的角度架构300始终出现为CS+PS，但是在此架构中 的CS域完全是“虚拟的”。除了将组合的MME/MSC节点306识别为 用于移动终止的SMS的目的地之外，在无线电接口上信令传送的位置 区域标识符（LAI）不具有特殊意义。

基于本描述的大量实施例，在SMS-GMSC302和HLR/HSS303 之间的MAP接口上始终能够要求MSISDN参数，但是这有可能改变， 以便提出“无MSISDN”要求。在此在进一步描述中将不会考虑在此 接口上的MSISDN参数的替换。

接下来，能够考虑对现有的节点或者功能性的下述影响。

–在S6a上捎带CS域移动性管理消息。

–在用于处理SMS有关的MAP过程的MME中的MSC服务器功 能性的可选的配置（经由DIAMETER可能被互通）。

与用于SMS的MAP过程有关的在3GPP TS29.305互通功能 （IWF）中的MAP-DIAMETER互通过程的添加。

在下文中，进一步解释详细过程。

如在上面所论述的，重新定义的MME306具有支持SMS的功能 性，并且因此经由各种网络节点，例如，SMS-GMSC/SMS-IWMSC302 和IWF304能够从SMS-SC301转发SMS消息和其相关信令。更加详 细地，在执行在上面解释的PS/CS位置更新之后，对于HSS/HLR303 来说已知关于当前管理MS308的MME306的信息。此外，打算将SMS 从SMS-SC301递送给MS308的SMS-GMSC/SMS-IWMSC302从 HSS/HLR303获取被更新的信息并且其后将SMS转发给MME306。当 将SMS转发给MME时，IWF304能够进一步被使用，并且IWF304 用作提供在MAP接口和DIAMETER接口之间的互通。

当在S6a上执行重新定义的PS/CS位置更新时，与MME306有关 的信息被提供给HSS/HLR303。例如，能够提供在上面解释的CS域移 动性管理消息。此外，应注意的是，图3的示例毫无疑义地建议 HSS/HLR303获知在PC/SC位置更新（例如，TA/LA位置更新）之后 MME306支持SMS（或者MME306是新类型或者具有MSC功能性）， 因为如果MME是传统的MME，则HLR/HSS303从不允许SMS被转 发给MME306。因此，在S6a上执行在上面解释的PS/CS位置更新的 概念包括向HSS/HLR303提供信息，其指示MME306支持SMS。

图4描述在图3中描述的PS/CS位置更新的详细特征。如在图3 中所论述的，本描述提出MME306，其通过具有MSC功能性的方式支 持SMS。为了适当地处理SMS，MME306应被成功地注册到HSS/HLR 303。在图4中描述的方法是针对为SMS重新定义的MME的注册。

如在上面所论述的，本描述提出在MME和HSS/HLR之间的接口 上的PS/CS组合的位置更新，并且通过能够进行MS的位置更新（例 如，附接请求、组合的ISMI附接请求、或者组合的TA/LA更新）的 信令能够发起这样的PS/CS组合的位置更新（S405）。响应于UE的 请求，在MME306和HSS/HLR303之间，MME306在接口（例如， S6a）上发送PS/CS组合的位置更新请求。

如在上面所论述的，在S410中执行的PS/CS组合的位置更新请求 包括指示MME306支持SMS的指示符（或者标志/控制信息）。例如， 通过MME306能够使用所建议的指示符以通知HSS/HLR303MME 306能够在不需要建立在上面提及的SG与MSC关联的情况下进行 SMS传送。如果MME306不支持SMS传送，则HSS/HLR303不能在 ULA（3GPP更新位置应答）内向MME306发送SMS有关的信息。此 外，如果HSS/HLR303不支持此特征，则HSS/HLR303可以忽略对于 用于移动终止（MT）SMS的注册的请求；MME303可以存储指示符， 并且没有将用于MT SMS的注册的任何进一步的请求发送给HSS/HLR 303。

此外，在S410中执行的PS/CS组合的位置更新请求可以包括各种 字段或者元素。例如，能够进一步包括关于MME是否偏好使用SMS 传输功能性的偏好信息。详细地，偏好信息可以指示MME偏好（或者 不偏好）使用MSM传输功能性。另外，在S410中执行的PS/CS组合 的位置更新请求可以进一步包括包含MME306的识别（或者编号）信 息（例如，ISDN编号）的信息元素以通过MME306将SMS有关信令 路由到MS308。另外，在S410中执行的PS/CS组合的位置更新可以 进一步包括指示MS308请求与CS域的任何潜在的注册仅用于与在上 面解释的“在E-UTRAN上作为仅SMS的附接”相对应的从CS域获 得SMS并且没有任何其它的服务的信息。

响应于PS/CS组合的位置更新请求，HSS/HLR303将响应（未描 述）传输到MME306，从而完成PS/CS组合的位置更新（S415）。

在MME306被成功地注册之后，MT SMS能够经由MME306被 转发给MS308。特别地，从如在图3中解释的SMS-GMSC/SMS-IWMSC 302经由IWF304接收与要被递送给MS308的MT SMS消息相关联的 SMS信令（S420）。当SMS信令被转发给MME306时，在IWF304 和MME306之间使用DIAMETER接口。可替选地，当在网络300中 没有采用IWF304时能够从SMS-GMSC/SMS-IWMSC302直接地接收 这样的SMS信令。在任何情况下，在不需要建立上面提及的MSC与 SG关联的情况下执行SMS传输。当有关的信令被转发给MME306时， 通过使用这样的信令MT SMS消息能够被递送给MS308（S425）。

在评估在此描述的建议和概念之后，可以实现下述好处。

在用于E-UTRAN装置的核心网络中的MM（移动性管理）信令 的数量能够被平分；

对于经由E-UTRAN连接的装置允许仅PS订阅；

–对AS或者NAS协议不存在变化，这是为何此架构也能够被用 于在E-UTRAN上作为“仅SMS”附接的人参与的UE。

在下文中，将会描述关于本发明的实施例的一些附加的解释。MTC 装置触发技术是采用用户面的使用的控制面过程。分组交换（PS）域 使用用于通信传送过程的IP分组。电路交换（CS）域使用用于通信传 送过程的电路或者“管道”。非接入层（NAS）信令包括移动性管理 （MM）、会话管理（SM）、以及核心控制（CC）技术。

在此，SMS消息能够被包括在MM信令（即，SMS信令）中。当 SMS-SC得到要被递送的SMS时，HLR/HSS给出关于MSC、SGSN或 者两者的信息。实际上，提供仅关于MSC的信息。当支持仅LTE装置 时本描述的基本发明概念基于避免对MSC服务器的依赖性的期望。换 言之，要避免CS域的使用，并且也应避免在MME中的传统协议的使 用。

在LTE方案下，在E-UTRAN上的SMS递送依赖于MSC服务器， 其具有它的缺点。因此，应避免对必须通过一个或者多个MSC服务器 的需求以便于支持用于MTC的仅LTE装置。为了实现此，一些MSC 功能性要被添加到MME中。这样的MSC功能性能够包括在无线电接 口上的SMS的处理以便支持短消息中继协议（SM-RP）和短消息控制 协议（SM-CP），短消息中继协议（SM-RP）和短消息控制协议（SM-CP） 是例如在3GPP TS24.011中定义的短消息的RP和CP协议。

而且，要支持用于SMS转发（如在例如3GPP TS29.305中所定 义：过程的映射）以及CS回退（如在例如3GPP TS23.272中所定义） 的所谓的DIAMETER接口。

例如，当被连接到2G/3G网络时MS（或者用户设备）应使用和 利用（用于SMS的）PS域，并且当被连接到LTE网络时应使用和利 用（用于SMS的）CS域。以这样的方式，不同于一些其它的建议，对 UE存在很小或者不存在实际影响。

迄今为止描述的概念提供一种设备，该设备包括：移动性管理实 体（MME），该移动性管理实体（MME）包括具有移动交换中心（MSC） 功能性的至少一个实体或者层以通过采用机器对机器（M2M）或者机 器型通信（MTC）协议支持在网络和移动站之间的短消息服务（SMS）。

在此，至少一个实体或者层包括：第一状态机实体或者层，第一 状态机实体或者层支持中继功能以执行将SMS消息转发给移动站。至 少一个实体或者层进一步包括：第二状态机实体或者层，第二状态机 实体或者层支持与至少HSS/HLR（归属订户服务器/归属位置寄存器）、 并且与SMS-SC（短消息服务-服务中心）或者GMSC/IWMSC（网关 MSC/互通MSC）的连接功能。第一状态机实体或者层是状态机中继器 （SMR）并且第二状态机实体或者层是状态机连接（SMC）。与HSS/HLR 的连接功能允许组合的分组交换（PS）和电路交换（CS）位置更新消 息被发送到HSS/HLR。组合的PS和CS位置更新消息经由S6a接口被 发送到HSS/HLR。与GMSC/IWMSC的连接功能允许经由互通功能 （IWF）将SMS消息转发给移动站。GMSC/IWMSC和IWF在MAP 接口通信，并且MME和IWF在DIAMETER接口通信。

图5是示出要实现本描述的技术特征的无线设备的框图。这可以 是核心网络（CN）实体的一部分。无线设备1000可以包括处理器1010、 存储器1020以及收发单元1030。

处理器1010可以被配置成实现提出的在本描述中所描述的功能、 过程以及/或者方法。可以在处理器1010中实现无线电接口协议的层。 处理器1010可以处理在上面解释的过程。存储器1020可操作地与处 理器1010耦接，并且收发单元1030可操作地与处理器1010耦接。

处理器1010可以包括专用集成电路（ASIC）、其它芯片集、逻 辑电路和/或数据处理装置。存储器1020可以包括只读存储器（ROM）、 随机接入存储器（RAM）、闪存、存储卡、存储介质以及/或者其它存 储装置。当以软件实现实施例时，能够以执行在此描述的功能的模块 （例如，过程、功能等等）实现在此描述的技术。模块能够被存储在 存储器1020中并且通过处理器1010执行。在处理器1010内或者在处 理器1010的外部能够实现存储器1020，在这样的情况下它们能够经由 在本领域中已知的各种装置可通信地耦接到处理器1010。

在此特征和概念可应用于各种类型的用户装置（例如，移动终端、 手机、无线通信装置等等）和/或网络装置、实体、组件等等，并且能 够在各种类型的用户装置（例如，移动终端、手机、无线通信装置等 等）和/或网络装置、实体、组件等等中被实现，其被配置成在LTE网 络等中支持M2M或者MTC装置。

当在没有脱离其特性的情况下以多种形式具体化在此描述的各种 概念和特征时，也应理解的是，上述实施例不受前面描述的任何详情 的限制，除非另有规定，而是应在随附的权利要求中定义的范围内广 泛地解释。因此，落入这样的范围或者这种范围的等效物内的所有变 化和修改旨在由随附的权利要求涵盖。