集成小型小区/WI‑FI网络(ISWN)中的计费

摘要

策略和计费执行功能(PCEF)能知道UE通过蜂窝还是通过网关的WiFi连接来连接。能修改管理消息来允许基于PCEF量的在线计费管理性来保持在核心网络中(即，在P‑GW/PCEF中)。可以修改ISWN(ISW‑GW)和核心网络(P‑GW/PCEF)之间的会话管理消息，使得当ISWN将承载或流从一个RAT移向另一个时，可以通知核心网络。替选地，基于PCEF量的在线计费功能性能被添加到ISWN。在UE在ISWN中的同时，能通过执行基于量的在线计费，承担ISWN的PCEF的任务。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月12日提交的美国临时专利申请No.61/091,111的优先权，其全部内容在此引入以供参考。

背景技术

第三代合作伙伴项目(3GPP)涵盖蜂窝通讯网络技术，包括无线电接入、核心传输网和服务能力。用于无线通信的3GPP移动核心网(MCN)架构的最新版本被称为演进分组核心(EPC)。演进分组核心(EPC)具有“扁平架构”来从性能和成本的角度高效地处理数据业务。EPC还分离用户数据(也称为用户平面)和信令(也称为控制平面)来使EPC规模独立。

3GPP网络策略和计费控制(PCC)系统对每一用户和每一IP数据流，提供策略和计费的动态控制。支持更细QoS控制来使应用服务器动态地控制用于提供的服务的服务质量(QoS)和计费策略。

图1是从3GPP TS 23.203，“Policy and charging control architecture(策略和计费控制架构)”，V12.4.0，2014年3月，(在下文中，“策略和计费控制架构”)的条款5.1改编的策略和计费控制(PCC)架构的图。如所示，PCC功能性由如下功能组成：策略和计费执行功能(PCEF)102、承载绑定和事件报告功能(BBERF)104、策略和计费规则功能(PCRF)118、应用功能(AF)108、业务检测功能(TDF)110、在线计费系统(OCS)112、离线计费系统(OFCS)114和用户简档储存库(SPR)116。

(在“策略和计费控制架构”的条款6.2.1中所述的)PCRF 118将涉及服务数据流检测、选通、QoS和基于流的计费的PCC规则提供给PCEF 102。PCEF 102(“策略和计费控制架构”的条款6.2.2)通常位于P-GW 120中并且负责执行由PCRF 118指示的策略。特别地，使用门执行法(仅当相应的门打开时，才允许服务流通过)或QoS执行法(在特定服务流上执行特定QoS类)。此外，PCEF 102负责计费控制。更具体地说，PCEF 102如果具有相关PCC规则并且已经由OCS 112授予用于计费键的信用，则允许服务数据流通过。

在图1中，特别感兴趣的是Gx参考点，其位于PCEF 102和PCRF 118之间。其实现PCC判决的信令，这管理PCC行为。例如，Gx参考点支持从PCEF 102到PCRF 118的对PCC判决的请求并且将PCC判决从PCRF 118提供给PCEF 102。Gy(亦称作Ro)参考点位于OCS 112和PCEF102之间并且允许用于在线计费的信用控制。Gz(亦称作Rf)参考点位于PCEF 102和OFCS114之间并且实现离线计费信息的传输。

图2是示出(从3GPP TS 32.240，“Charging architecture and principles(计费架构和原理)”，V12.3.0，2013年12月，在下文中，称为“计费架构和原理”，的条款4.2改编的，)在线和离线计费的高级通用架构的图。

图2图示这些参考点上，沿信息流的感兴趣的网络实体之间的参考点(例如Rf和Ro)。计费架构包括在线和离线计费过程两者。为了支持计费处理，网络执行资源使用率的实时监视。在离线计费过程中，在资源使用发生后，网络为离线计费系统(OFCS)114提供资源使用。这些通知被用来创建计费数据记录(CDR)，其此后被发送到结算域。关于在线计费过程，网络联系在线计费系统(OCS)112来在使用其之前授予资源使用权限。因此，在离线机制中收集的计费信息不会实时地影响请求的服务。相反，在线机制中的计费信息实时地影响请求的服务(“计费架构和原理”的条款4.1)。

图3是示出由多个逻辑实体构成的离线计费架构的图。计费触发功能(CTF)302基于网络资源使用的观察，生成计费事件。其负责经由Rf参考点，朝计费数据功能(CDF)304的“记账度量收集”和“记账数据转发”。然后，CDF 304使用包含在计费事件中的信息来构成CDR。由CDF 304产生的CDR被经由Ga参考点直接传送到计费网关功能(CGF)306。CGF 306使用Bx参考点以用于将CDR文件传送到BD。

图4是示出在线计费系统(OCS)的架构的图。类似于离线计费系统(OFCS)，CTF 302创建计费事件并且收集“记账度量”。计费事件在Ro参考点上被转发到在线计费功能(OCF)，以便获得用于由用户请求的网络资源使用的授予。评级功能(RF)确定网络资源使用的值以及账户余额管理功能(ABMF)408是OCS内的用户的账户余额的位置。

在线计费机制能是基于事件或基于会话的，如在“计费架构和原理”的条款5.2.2中所述。在基于事件的计费中，网络/用户事件对应于单个可计费事件。在基于会话的计费中，需要至少两个可计费事件。在本公开中特别感兴趣的是具有单位预留的会话计费(SCUR)机制(3GPP TS 32.299的条款6.3.5，“Diameter charging applications(Diameter计费应用)”，V12.4.0，2014年3月，在下文称为“TS 32.299”)。在SCUR中，特定网络实体的CTF 302将把计费事件转发到OCS。作为响应，OCS 112确定所需资源的使用成本并且从用户的账户预留所需费用。OCS中的RF负责确定利用的资源的价值。替选地，“DecentralizedUnit Determination and Centralized Rating(去集中的单元确定和集中评级)”SCUR描述CTF 302计算所需资源单位数和相应的货币利率(TS 32.299的条款5.2.2)并且将这些信息发送到OCS。作为响应，OCS将授权资源使用发送回CTF 302。作为结果，网络实体执行资源利用。一旦结束，CTF 302将其完成通知OCS。

PCEF 102在3GPP网络中，执行基于量的在线计费。当数据会话开始时，PCEF 102从OCS 112预留一些用户信用(即，金钱)。当与用户来回地传送数据量时，PCEF 102递减预留的信用。当花光所有信用时，PCEF 102将尝试从用户的账户预留更多信用。如果OCS 112向PCEF 102指示用户其账户中没有更多信用，那么将由PCEF 102终止数据会话。PCEF 102通常部署在P-GW 120中。

图5是示出用于存在于GPP TS 32.252，“Charging management；Wireless LocalArea Network(WLAN)charging(计费管理；无线局域网(WLAN)计费)”，V11.1.0，2013年6月，在下文中，称为“TS 32.252”中的互连WLAN(I-WLAN)的计费架构的图。如对离线计费机制所示，3GPP AAA服务器在Wf参考点(Rf接口)上与CDF 304通信。另一方面，使用3GPP AAA服务器与OCS 112之间的Wo参考点(Ro接口)，实现在线计费机制。图5中的Wf和Wo参考点与图2中的作用一致。

用于I-WLAN的当前在线计费协议不允许基于量的在线计费(TS 32.252的条款5.3.1)。仅基于时间的授权和计费是可能的。推荐短时间预留来减少信用风险，如在TS32.252中所述。

下文描述能被用来使用新的计费规则来创建/更新承载或会话的主GTPv2-C消息。

(在3GPP TS 23.401“General Packet Radio Service(GPRS)enhancements forEvolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)access(通用分组无线业务(GPRS)增强用于演进通用陆地无线电接入网(E-UTRAN)接入)”，V12.4.0，2014年3月，在下文中，称为“TS 23.401”的条款5.4.5中所述的)承载资源命令消息被从MME 718发送到S-GW 722，此后被转发到P-GW 120。其被用于具有特定QoS需求的一个业务流聚集的承载资源改进(例如分配或释放资源)。此外，使用“流服务质量(流QoS)”IE，被用于QoS更新。在3GPP TS 29.274“Evolved Packet System(EPS)；Evolved General Packet RadioService(GPRS)；Tunnelling Protocol for Control plane(GTPv2-C)；Stage 3(演进分组系统(EPS)；演进通用分组无线业务(GPRS)；控制平面隧道协议(GTPv2-C)；阶段3)”，V12.4.0，2014年3月(在下文中，称为TS 29.274)的条款7.2.5，制表承载资源命令消息的详细信息元。

(在TS 29.274的章节7.2.7中描述的)修改承载请求消息能被用于切换过程和初始附着。其具有多个“指示标志”，诸如切换指示(用于切换)和PDN暂停开/关指示(暂停P-GW120计费)。

与修改承载请求消息类似，创建会话请求具有指示标志(例如，切换指示)并且如在TS 29.274的表7.2.1-1中所示。类似地，创建会话响应具有如TS 29.274的表7.2.2-1中所示的指示标志。

图6是示出用于计费事件/CDR参数(“字段类别”)的可能存在要求的逻辑图。

如在“计费架构和原理”的条款5.4中所示，中间层计费中的计费事件和CDR描述表指定强制(M)、条件(C)和运营商可规定(Oc或Om)名称并且它们描述如下。

M-该参数是强制的并且应当总是存在于事件/CDR中。

C-仅当满足某些条件时，该参数应当存在于事件/CDR中。这些条件被指定为参数定义的一部分。

Om-这是如果由运营商规定存在，应当总是包括在事件/CDR中的参数。换句话说，规定存在的Om参数是强制参数。

Oc-当满足特定条件时，这是如果由运营商规定存在，应当包括在事件/CDR中的参数。换句话说，被配置为存在的Oc参数是条件参数。

3GPP TS 23.203，“Policy and charging control architecture(政策和计费控制架构)”，V12.4.0的章节6.3提供PCC规则的描述，以及3GPP TS 23.203，“Policy andcharging control architecture(政策和计费控制架构)”，V12.4.0，2014年3月的表6.3概述包括在Gx上在PCC规则消息中的信息。

在基于Diameter的接口上交换PCC规则。由此，在Diameter AVP中捕捉作为规则的一部分的每则信息。可在3GPP TS 29.212，“Policy and Charging Control(PCC)；Reference points(政策和计费控制(PCC)；参考点)”，V12.4.0，2014年3月，在下文中称为TS 29.212中，获得Diameter消息和AVP的更详细描述。

Gx接口是被用来在P-GW 120(PCEF 102)和PCRF 118之间交换PCC规则的基于Diameter的接口。信用控制请求(CCR)和信用控制应答(CCA)消息被用来在Gx参考点上交换PCC规则。分别在TS 29.212的条款5.6.2和5.6.3中描述这些消息。在TS 29.212的条款5.3中描述这些消息的详细AVP。

P-GW 120(PCEF 102)使用CCR命令来从PCRF 118请求PCC规则。PCRF 118使用CCA命令来将PCC规则发送到P-GW 120(PCEF 102)。

表1Gx上的信用控制请求AVP的特定集合

RAT类型AVP能是分别指示RAT为WLAN或EUTRAN的WLAN(0)或EUTRAN(1004)(TS29.212的条款5.3.31)。

表2示出在Gx上被包括在信用控制应答(CCA)命令中的一些AVP。这些AVP在本文件中特别感兴趣。

表2中的缩进被用来指示如何分组这些AVP。Charging-Rule-Install AVP是包括Charging-Rule-Definition AVP的一组AVP。Charging-Rule-Definition AVP是包括Charging-Rule-Name AVP、Service-Identifier AVP等的分组的AVP。

Charging-Rule-Install AVP的许多实例能包括在CCA中。这是因为修改一个承载的请求会导致PCRF 118决定修改多个承载。

表2Gx上的信用控制应答AVP的特定集合

在Ro参考点上，经由CCR和CCA消息，完成在线计费。

3GPP CCR消息(TS 32.299的条款6.4.2)具有在TS 32.299的表6.4.2中详细描述的272的Diameter头部并且具有AVP。表3示出少量相关AVP。

表1Ro上的信用控制请求消息AVP的特定集

Service-Identifier AVP标识服务并且通过PCC规则信息获得，如在表2(以及“Policy and charging control architecture”的表6.3)中所示。提供服务数据流中，对基于流的计费指定的更详细的标识(P.77，“Policy and charging controlarchitecture”)。PCC规则可以共享相同服务标识符值。

Service-Information AVP包含有关分组服务(PS)和WLAN网络两者的信息，可以使用Service-Context-Id AVP(TS 32.299的条款7.1.12)区分彼此。该Service-Context-Id AVP包含应用于该请求的Diameter信用控制服务特定的文档的唯一标识符。这是由服务提供者/运营商、服务元素制造商或标准化体分配的标识符，并且唯一地识别指定Diameter信用控制服务特定的文档。对离线计费，其标识相关CDR应当基于的服务特定文档(“中间层”TS)。Service-Context-Id的格式是：扩展名".MNC.MCC."版本"."Service-Context""@"域"

用于"service-context""@""域"的3GPP特定值为：

·对PS计费：32251@3gpp.org

·对WLAN计费：32252@3gpp.org

(在TS 32.299的条款7.2.158中描述的)PS-Information AVP包括信息，诸如3GPP-Charging-Id、QoS-Information、3GPP-Charging-Characteristics、Charging-Rule-Base-Name和Offline-Charging。在TS 32.251的条款6.3.1.2(表6.3.1.2)中详细地描述PS-Information AVP的内容。WLAN-Information AVP(TS 32.299的条款7.2.246)包括有关WLAN的信息，诸如WLAN-Session-Id、PDG-Charging-Id和WLAN-UE-Local-IP地址。在TS32.252的条款6.3.1.2(表6.3.1.2)中详细地描述WLAN-Information AVP的内容。

Ro上的3GPP CCA消息(TS 32.299的条款6.4.3)由OCF 404发送到CTF 302，以答复CCR。表4示出CCA消息AVP的特定集合，与CCR消息AVP类似。

表1Ro上的信用控制应答消息AVP的特定集合

Rf上的离线计费消息将计费相关信息添加到CDR上。主要请求和应答消息是记账请求(ACR)和记账应答(ACA)。在TS 32.299的章节6.2中详细地描述了这些离线计费消息的消息格式。在接下来的2个子段中列出了主要AVP。

表5示出在Rf上的记账请求(ACR)消息的几个AVP。AVP的完整列表存在于TS32.299的章节6.2.2中。

表5Rf上的记账请求AVP的特定集合

Accounting-Record-Type将包括用于对CDR的初始打开、更新记录和关闭记录动作的开始、中间或停止AVP。上文论述了Service-Context-Id和服务信息AVP。

表6示出了Rf上的记账应答消息的几个AVP。AVP的完整列表存在于TS 32.299的表6.2.3中。

表6Ro上的记账应答AVP的特定集

发明内容

在一个实施例中，可以使PCEF知悉每一承载使用何种无线接入技术(RAT)或流，或是否由UE或ISWN发起RAT的使用。实施例涉及使PCEF知悉UE是否通过许可频谱或非许可频谱连接。许可频谱连接的示例是蜂窝连接。非许可频谱连接的示例为WIFI连接。

可以修改现有的会话管理消息以允许基于PCEF量的在线计费功能性保留在在核心网中(即，在P-GW/PCEF中)。可以修改ISWN(ISW-GW)和核心网(P-GW/PCEF)之间的会话管理消息传递，使得当ISWN将承载或流从一个RAT移动到另一个时，可以通知核心网。当核心网(P-GW/PCEF)接收这些更新的会话管理通知时，它联系PCRF来取得和应用用于承载或流的新计费规则。

另一解决方案基于将基于PCEF量的在线计费功能性添加到ISWN。通过在UE处于ISWN中的同时，执行基于量的在线计费，可以承担ISWN的PCEF的任务。在该解决方案中，在ISW-GW中添加新的PCEF功能，即，ISWN-PCEF。ISWN-PCEF能负责通常在P-GW的PCEF处完成的、与在线和离线计费有关的所有ISWN相关功能性。ISWN-PCEF能在被增强以允许ISWN获得多个PCC规则集合的Gx参考点上，与PCRF通信。ISWN-PCEF可以基于利用和RAT并且是否由ISWN或UE发起使用RAT选择适当的PCC规则以应用。可以更新ISWN(ISW-GW)和MNO的核心网络(P-GW/PCEF)之间的会话管理消息，使得ISWN和MNO能协调哪一实体(ISW-GW或P-GW/PCEF)将执行基于量的在线计费。ISW-GW还将分别经由Ro和Rf参考点，与MNO的核心网络内的OCS和OFCS通信。

提供该发明内容以简化的形式介绍在具体实施方式中在下文中进一步描述的概念的选择。该发明内容不旨在识别要求的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用来限制要求的主题的范围。此外，要求的主题不限于解决在本公开的任一部分中提到的任一或所有缺点的限制。

附图说明

从结合附图以示例的方式给出的下述描述可获得更详细的理解，其中：

图1是策略和计费控制(PCC)架构的图。

图2是示出用于在线和离线计费的高级通用架构的图。

图3是示出由多个逻辑实体组成的离线计费架构的图。

图4是示出在线计费系统(OCS)的架构的图。

图5是示出用于互连WLAN(I-WLAN)架构的计费架构的图。

图6是示出用于计费事件/CDR参数(“字段类别”)的可能存在要求的逻辑图。

图7是示出集成小型小区和Wi-Fi网关(ISW-GW)的图。

图8是示出ISW-GW 702控制平面的协议栈的图。

图9是示出ISW-GW 702的用户平面的图。

图10是示出ISWN的架构的图。

图11是示出ISW-GW 702将流从LTE移向WiFi的示例情形的图。

图12是示出UE发起的承载资源修改过程的改进版本的图。

图13是示出PCEF发起的IP-CAN会话修改的图。

图14是示出用于在ISWN中执行基于量的在线计费的网络架构的图。

图15是示出经由WLAN或小型小区使UE 716或720附着到ISWN的过程的图。

图16是示出对ISW-GW 702情形从LTE到WiFi的切换的消息流的图。

图17是示出在从WLAN到LTE宏eNB的ISW-GW间切换期间的计费交互的图。

图18是示出信用控制应答(CCA)的属性值对(AVP)的图。

图19是用于GSW的典型AOCI信息流图。

图20是示出在图17的呼叫流的情况下可以应用于现有消息的附加信息元的图。

图21A-D是示出一个实施例的界面的图。

图22A是示例性机器对机器(M2M)或物联网(IoT)通信系统的图，其中，可实现IoT事件管理系统和方法的一个或多个公开的实施例。

图22B是在图22A中所示的M2M/IoT通信系统内可使用的示例架构的系统图。

图22C是在图22A中所示的通信系统内可使用的示例M2M/IoT终端或网关装置的系统图。

图22D是其中可体现图22A的通信系统的各方面的示例计算系统的框图。

具体实施方式

小型小区是使用3GPP定义的蜂窝无线电接入技术(RAT)，经由运营商许可的频谱，提供无线网络接入的局部地理区域。示例小型小区是提供对演进分组核心(EPC)网络的接入的4GE LTE RAT。

毫微微小区(femtocell)是被设计为无需有经验的技术人员而能安装在住宅和企业环境中的“即插即用”用户前端设备(CPE)的小型小区类。还支持公共毫微微小区“热点”部署。3GPP将UMTS毫微微小区称为家庭节点B(HNB)以及将LTE毫微微小区称为家庭e节点B(HeNB)。H(e)NB使用宽带互联网连接来接入用于自动配置的远程H(e)NB管理系统(H(e)MS)，同时还提供回程接入用于蜂窝服务的移动核心网(MCN)。

信任的WLAN使用适当的措施来防止EPC经由WLAN接入。这些措施由移动网络运营商(MNO)自由裁量并且例如可以包括在WLAN和EPC之间建立防篡改光纤连接，或在WLAN和EPC端的安全网关(SeGW)之间建立IPSec安全关联。

集成小型小区和WiFi网络(ISWN)是由移动运营商对小型小区和WLAN接入两者部署的联合接入网。这些网络可以包括对多RAT终端能力、小型小区和WiFi接入能力、EPC网元和配置/策略/业务管理功能的增强。

离线计费是指提供服务并且无需授予创建计费记录的计费模式。假定授予用户请求的服务。在提供该服务后，创建计费数据记录(CDR)。

图7是示出集成小型小区和WiFi网关(ISW-GW)的图。(ISW-GW)702与HeNB 704和WLAN 706通信。如图7所示，ISW-GW 702分别经由控制和数据平面的S1-MME和S1-U参考点，与HeNB 704通信。在信任的WLAN接入网(TWAN)706侧，在WLAN-AN和ISW-GW 702之间，定义S1a接口，用于控制和数据平面两者。

信任的WiFi接入网关(TWAG)710被用来经由S2a，在UE 716和P-GW 120之间隧道传输数据平面业务。

信任的WiFi接入点(TWAP)714是信任的WiFi接入网中认证和授权UE与核心网络的连接的逻辑实体。

在该示例中，不部署TWAG/S2a。相反，通过ISW-GW 702路由所有用户平面业务。

图8是示出ISW-GW 702控制平面的协议栈的图。如所示，SCTP/S1-AP协议承载HeNB704和ISW-GW 702之间的控制平面，而UDP/GTPv2-C协议承载WLAN AN 708和ISW-GW 702之间的控制平面。在S1a接口上承载的主消息是“创建会话请求”，被用来建立初始连接、切换或多PDN连接。ISW-GW 702使用S1-AP协议的扩展版本(Ex-S1-AP)来将HeNB 704和WLAN 706两者的控制平面传达到MME 718。

图9是示出ISW-GW 702的用户平面的图。如所示，HeNB 704和WLAN AN 708使用GTP-U隧道协议来与ISW-GW 702来回地发送/接收数据。类似地，GTP-U协议用在ISW-GW 702和S-GW 722之间。

ISW-GW 702从演进分组核心(EPC)隐藏底层ISWN的细节。换句话说，其处理从一个空中接口到另一个的切换，而无需与任何核心网络实体(例如MME 718、S-GW 722或P-GW120)的高度协调。更具体地说，ISW-GW 702基于长期演进(LTE)和WiFi空中接口两者的RAT间测量，做出切换决定。然后，其在一侧的ISW-GW 702和另一侧的HeNB 704或WLAN AN 708之间建立右用户平面子隧道。

在ISW网络中，数据将在LTE或Wi-Fi空中接口上，数据在UE 716或720与P-GW 120之间流动。如图7所示，LTE路径将由UE、HeNB 704、ISW-GW 702、S-GW 722和P-GW 120实体组成。另一方面，Wi-Fi路径将由UE 720、WLAN AN 708、ISW-GW 702、S-GW 722和P-GW 120实体组成。ISW-GW 702将用作本地锚点并且将在LTE和Wi-Fi空中接口之间引导业务。因此，EPC中的实体，诸如MME 718、S-GW 722和P-GW 120将不知道是否承载或流正使用蜂窝或WiFiRAT。

当前，并且如图1和2所示，由P-GW 120(PCEF 102)执行基于量的在线计费。PCEF102在Ro参考点上与OCS 112通信。然而，由于从P-GW 120隐藏Wi-Fi/LTE切换事件，P-GW120不必知道哪一无线电接入技术(RAT)被用于每一数据流。由此，ISWN架构需要被增强以允许为P-GW 120提供足够实时的信息来适当地执行基于量的在线计费。根据离线计费，这并不是一个问题，因为ISWN能简单地创建CDR并且在提供数据服务后，将它们分发到核心网或结算系统。

当前，计费模式不解释UE 716或720为何正使用特定RAT。在ISW网络中，可以通过UE 716或720或通过ISWN(即，ISW-GW 702，或替选地，MME 718或S-GW 722)发起切换。计费规则应当取决于UE 716或720或网络节点是否发起了切换(即UE发起或网络发起)。例如，如果网络命令用户使用蜂窝RAT，同时具有良好质量Wi-Fi连接(例如由于网络负载平衡)，那么对蜂窝连接，不应当对UE 716或720收取更昂贵的价格。

总的来说，在基于ISW-GW 702中的EPC-WLAN互连架构中的P-GW 120(特别地，PCEF102)不知道切换的发起者以及利用的空中接口。因此，基于量的计费不能基于利用何种RAT。计费记录使得可以识别从一个网络到另一网络的流是网络发起的还是UE 716或720发起的。

对上述计费问题，有两个主要的解决方案。

一种解决方案基于修改现有的会话管理消息并且允许基于PCEF量的在线计费功能性保留在MNO的核心网络中(即，在P-GW 120/PCEF 102中)。

另一解决方案基于将基于PCEF量的在线计费功能性添加到ISWN。当UE 716或720在ISWN中时，ISWN的PCEF 1402将承担执行基于量的在线计费的任务。

基于会话管理的解决方案

PCEF 102是EPC中通过网络监视数据平面业务和与在线计费系统交互而承担的逻辑功能。PCEF 102将在每一流或每一承载的基础上，计数来回UE 716或720的字节数。PCEF102功能性通常位于P-GW 120内部。

该部分基于PCEF功能性将保留在P-GW 120中的假定，呈现ISWN计费架构。通过使得P-GW 120保持PCEF 102功能性，并且不将其移动到ISWN，MNO对基于所有量的在线计费保持完全控制。然而，由于从P-GW 120隐藏Wi-Fi/LTE切换事件，P-GW 120不必知道RAT是否被用于每一数据流。由此，需要增强ISWN架构以允许为P-GW 120/PCEF 102提供足够的信息来适当地执行基于量的在线计费。

图10是示出ISWN的架构的图。如上所述，ISW-GW 702从EPC隐藏底层ISWN的细节。然而，PCEF 102要求底层网络状态的一些知识以便基于UE 716或720正使用何种RAT，提供差别计费。该部分通过更新ISW-GW 702、MME 718、S-GW 722和P-GW 120之间的会话管理消息，解决这一问题。

更新图10的架构中的会话管理(SM)消息传递，使得ISWN可以将正使用何种RAT通知PCEF 102并且PCEF 102能相应地调整计费。会话管理更新允许ISWN将何种RAT被用来将每一数据流发送到UE 716或720以及UE 716或720是否选择该RAT通知给EPC 701。更新的会话管理消息将源自ISW-GW 702。替选地，如果在MME 718或S-GW 722处执行RAT选择，那么消息将分别源自MME 718或S-GW 722。

在ISW-GW 702部署中，单个承载可以存在于P-GW 120和ISW-GW 702之间并且单个承载可以最多映射到两个无线电承载(3GPP或WLAN)。有时，ISW-GW 702可以决定将流(或整个承载)从一个RAT移向另一RAT。当此事发生时，该改变对核心网络相当透明。然而，应当通知P-GW 120/PCEF 102，使得适当地计费每一流。

应理解到图10中所示的功能性可以以在诸如下述图22C或图22D所示的网络节点(例如，服务器、网关、装置或其他计算机系统)的存储器中存储并且在其处理器上执行的软件的形式(例如计算机可执行指令)实现。

图11是示出ISW-GW 702将流从LTE移向WiFi并且需要通知P-GW 120/PCEF 102该流被移动，使得PCEF 102能调整应用何种计费规则的示例情形的图。当前，不存在用于发送在图11中加底纹的通知的机制。

下述呼叫流指示当将流或一组流从一个RAT移向另一个时ISW-GW 702可以如何通知PCEF 102。在该部分中所述的改变将导致更新S1-MME、S11和S5接口。这些接口在图10中用黑体。

图12是示出在TS 23.401的章节5.4.5中描述的UE发起的承载资源修改过程的修改版本的图。当前，仅UE 716或720能发起承载资源修改过程。UE 716或720使用该过程来释放资源或修改资源(例如调整QoS)。已经更新图12来指示ISW-GW 702可以发起“承载资源修改”过程。该过程能由ISW-GW 702使用来向P-GW 120(PCEF 102)指示何时在Wi-Fi和蜂窝之间移动流或承载。

当前，UE 716或720通过经由NAS消息传递将“承载资源修改”消息发送到MME 718，发起“承载资源修改”过程。在3GPP TS24.301，“Non-Access Stratum(NAS)Protocol forEvolved Packet System(EPS)(用于演进分组系统(EPS)的非接入层(NAS)协议)”，V12.5.0，2014年6月，在下文中，称为“TS 24.301”中定义“承载资源修改”消息。

在图12的呼叫流中，ISW-GW 702和MME 718之间的通信可以是经由S1-MME的GTPv2-C(不是基于NAS)，如图10所示。由此，ISW-GW 702可以使用“承载资源命令”消息的增强版本来向MME 718、S-GW 722和P-GW 120通知承载的处理正改变。在文献TS 29.274的章节7.2.5中定义了GTPv2-C“承载资源命令”消息。在表7中示出“承载资源命令”消息和增强。

“承载资源命令”消息包括在3GPP TS 24.008，“Mobile radio interface Layer3specification；Core network protocols；Stage 3(移动无线接口层3规范；核心网协议；阶段3)”，V12.6.0，2014年6月，在下文中，称为TS 24.008中定义的“RAT类型”信息元素，并且在表11中示出。表7和表11中的阴影文字表示如何编码“RAT类型”IE的改变。可以由ISW-GW 702使用当前为备用值的值8以向MME 718、S-GW 722和P-GW 120指示S5/S1-U将在多个无线承载或多个RAT上被发送到UE 716或720。例如，S5/S1-U的一些流可以经由蜂窝无线电承载被发送到UE 716或720以及其他流可以经由WLAN被发送到UE 716或720。替选地，值8能简单地指示ISW-GW 702将动态地调整RAT类型。

“业务聚集描述”信息元素可以用来指示何种RAT被用于承载中的每一流。将“RAT类型”设定为虚拟(7)能向MME 718、S-GW 722和P-GW 120指示“业务聚集描述”的进一步检查应当被用来确定何种RAT被用于承载中的每一流。

“承载资源命令”消息包括在TS 24.008中定义并且在表8、表9和表10中详述的“业务聚集描述”信息元素。业务流聚集包括分组过滤器的列表。分组过滤器可以用来向MME718、S-GW 722和P-GW 120传达何种RAT正被用于每一流以及UE 716或720或ISW-GW 702是否做出RAT选择。表7、表8、表9和表10中的阴影文字表示可以如何编码分组过滤器IE的改变。“ISW-GW 702RAT改变”标志可以被添加到“承载资源命令”消息的指示标志字段，如表7和表12所示。该新标志可以被用来指示命令的目的是指示ISW-GW 702正改变承载或流的RAT。

可以使用每一分组过滤器的前八位组的第8位来指示是否由ISW-GW 702在蜂窝RAT上路由该流。如表9-10所示，该位可以被命名“3GPP”并且可以被用来指示在3GPP或非3GPP RAT上路由该流。例如，当RAT类型为UTRAN、GERAN、HSPA演进或E-UTRAN时，可以设置3GPP位，并且当RAT类型为虚拟、GAN或WLAN时，可以清零3GPP位。当前，在TS 24.008中，该位被标记为未使用备用。替选地，能与每一分组过滤器关联地包括新的RAT类型信息，使得对每一分组过滤器，明确地指示RAT类型。

可以使用每一分组过滤器的前八位组的第7位来指示是否由ISW-GW 702或UE选择当前由流使用的RAT。如表10所示，该位可以被命名为“网络发起(NI)”并且可以被用来指示通过UE 716或720或ISW-GW 702，该流被引导到当前的RAT。当前，在TS 24.008中，该位被标记为未使用备用。替选地，可以将“网络发起(NI)”标志添加到“承载资源命令”消息的指示标志字段，如表7和表12所示。

修改的GTPv2-C消息为P-GW 120/PCEF 102提供有关何种RAT被用于承载内的每一流的信息并且指示本地ISW网络(ISW-GW 702)是否选择该RAT或UE 716或720是否选择该RAT。PCEF 102能使用该信息来调整对每一流如何计费UE 716或720。例如，对使用蜂窝RAT的流的计费可以不同于使用WLAN RAT的流或如果正使用的RAT由ISW网络(ISW-GW 702)选择，流可以避免某些计费。

注意该描述假定ISW-GW 702使用GTPv2-C来与MME 718通信。然而，在ISW-GW 702和MME 718之间，可以另外使用NAS消息传递或SCTP/S1-AP消息传递。如果一些其他类型的消息传递用在ISW-GW 702和MME 718之间，那么在这些消息传递中，可以编码类似的信息。

理解到执行图11和12所示的步骤的实体是可以以在诸如图22C或图22D所示的网络节点或计算机系统的存储器中存储并且在其处理器上执行的软件的形式(例如计算机可执行指令)实现的逻辑实体。即，图11和12所示的方法可以以在诸如图22C或图22D所示的节点或计算机系统的网络节点的存储器中存储的软件(即，计算机可执行指令)的形式实现，该计算机可执行指令当由节点的处理器执行时，实现图11和12所示的步骤。还理解到可以通过在节点的处理器及其执行的计算机可执行指令(例如软件)的控制下，由节点的通信电路实现图11和12所示的任何传输和接收步骤。

表7承载资源命令中的信息元素

如在表8中所述，编码在表7中引用的业务聚集描述IE。从八位组3开始在TS24.008中规定和在表9中示出业务聚集描述的详细编码和最大深度。如表11所示，编码RAT类型IE。

表8业务聚集描述

表9业务流模板信息元素

如表10所述，编码在表9中引用的分组过滤器IE。

表10分组过滤器列表，当TFT操作为“创建新的TFT”，或“将分组过滤器添加到现有TFT”或“替换现有TFT中的分组过滤器”时

表11RAT类型值

RAT类型值(十进制)<预留>0UTRAN1GERAN2WLAN3GAN4HSPA演进5EUTRAN6虚拟7多8<备用>9-255

如表12中所示以及TS 29.274的章节8.1.2中所述，编码指示信息元素。在TS29.274中捕捉信息元素内的现有的标志的详细编码。该章节仅描述改变的信息元素的位。作为当前备用的八位组9的位3和4可以被分别改变成“ISW-GW RAT改变”和“网络发起的标志”。

八位组9内的下述位应当指示：

-位3-ISW-GW RAT改变(IRC)：当ISW-GW 702发起承载资源命令和由ISW-GW 702改变承载或流的RAT产生该命令时，该标志被设定为1。

-位4-网络发起(NI)：当ISW-GW 702设定“ISW-GW RAT改变”标志和由ISW-GW 702发起RAT的改变时，该标志应当被设定为1。

表12指示信息元素的编码

图12是示出承载资源修改的图。更新的“承载资源命令”消息将承载或流已经改变RAT告知PCEF 102。在接收该信息后，PCEF 102可以从PCRF 118取得新的计费规则并且将事件通知发送到OCS 112，以便改变计费流的费率。在图12的步骤4中捕捉这些步骤。图12的步骤4实际上包括整个过程。该过程被称为“PCEF发起的IP-CAN会话修改”。

图13是示出PCEF发起IP-CAN会话修改的图。在图13中示出该过程。从“策略和计费控制架构”的章节7.4.1拷贝该图。

在步骤5，PCEF 102将正由承载或流使用的RAT已经改变的指示发送到PCRF 118，以及PCEF 102指示UE 716或720或ISW-GW 702是否发起RAT改变。经由基于Diameter的Gx参考点发送该消息。

在图13的步骤15中，PCRF 118应答来自PCEF 102的指示。

在图13的步骤16和17，PCEF 102将通知发送到OCS 112来通知承载(或流)RAT改变以及RAT改变的原因。

注意图13的步骤5、15、16和17不是新的，相反，可由新事件导致这些步骤。新事件是PCEF 102接收指示ISW-GW 702将承载或流从一个RAT移动到另一RAT的会话管理消息。同时，SM消息指示改变是由于ISW-GW 702决定还是UE请求。

应理解到执行在图13的步骤中所示的步骤的实体是可以以在诸如图22C或图22D所示的网络节点或计算机系统的存储器中存储并且在处理器上执行的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，图13所示的方法可以以在诸如图22C或图22D所示的节点或计算机系统的网络节点的存储器中存储的软件(即，计算机可执行指令)的形式实现，该计算机可执行指令当由节点的处理器执行时，实现图13所示的步骤。还理解到可以在节点的处理器和其执行的计算机可执行指令(例如软件)的控制下，由节点的通信电路实现图13所示的任何传输和接收步骤。

基于ISW-GW的解决方案

如上所述，PCEF 102可以被部署在将是负责执行和记录用于WLAN和LTE接入两者的计费策略的主要功能实体的PDN GW中。这种解决方案要求对EPC和当前3GPP-WLAN互连架构的最小修改。然而，关于知道正利用哪一空中接口，PDN GW可能不总是最佳地与ISW-GW702同步。例如，当ISW-GW 702将流从LTE移动到WLAN时，PDN GW/PCEF 102将继续计数字节并且根据LTE计费规则向用户计费，直到收到“承载资源命令”通知流已经移动为止。由此，PCEF 102将一些“WLAN字节”计数为“LTE字节”。由此，将不能合适地为用户计费(假定运营商对LTE和WiFi业务要求不同计费模式)。

下文描述克服ISW-GW 702和PCEF 102之间的同步问题的第二解决方案。PCEF逻辑实体1402可以被添加在ISW-GW 702中。当P-GW 120中的PCEF 102不具有正使用何种RAT(WLAN还是蜂窝)来将数据发送到UE的实时知识时，ISWN-PCEF 1402可以被用来执行基于量的计费。

ISW-GW 702还可以执行离线计费。将经由到OCFS的Rf接口创建离线CDR。为了ISW-GW 702执行离线计费，实施计费规则，并且执行在线计费，ISW-GW 702PCEF 1402将经由Gx接口与PCRF 118通信。

图14是示出在ISWN中执行基于量的在线计费的网络架构的图。该架构引入ISWN内的三个接口(Rf、Ro和Gx)以及与P-GW 120的修改的会话建立消息传递。

应理解到图14所示的功能性可以以在诸如下述图22C或图22D所示的M2M网络的节点(例如，服务器、网关、装置或其他计算机系统)的存储器中存储并且在其处理器上执行的软件的形式(例如计算机可执行指令)实现。

Ro——如图14所示，ISW-GW的CTF功能1404经由Ro参考点连接到OCS 112(特别地，OCF)。在TS 32.299中定义Ro参考点。

Rf——如图14所示，ISW-GW的CTF功能1406经由Rf参考点，连接到OFCS 114。在TS32.299中定义Rf参考点。Rf参考点将被用来对在ISWN内发生的的UE发起的或网络发起的切换事件生成计费事件，并且生成给出在Wi-Fi和蜂窝RAT上发送多少数据的故障的离线计费记录。

Gx——如图14所示，在EPC中，在ISWN-PCEF 1402和PCRF 118之间建立新Gx连接。与在TS 29.212中定义的Gx参考点相比，该Gx参考点包含修改的消息。该增强连接将由ISWN-PCEF 1402使用来获得已被增强以区分Wi-Fi和蜂窝数据以及UE 716或720和网络发起的连接的计费规则。

会话管理修改——S1-MME、S11和S5接口上的会话管理消息将被增强以实现EPC中ISWN-PCEF 1402和PCEF 102之间的协调。

如在下述部分中所述，在ISWN的UE的初始附着期间、，在ISWN内切换期间，以及在ISWN间切换期间，ISWN-PCEF 1402和P-GW 120可以交互。

在ISWN过程的初始附着期间的计费交互中，UE 716或720经由ISW-GW 702与PDN建立连接。定义新的功能性以允许ISW-GW 702来请求被准许执行基于量的在线计费，PCEF102能够应答该请求，并且向OCS 112指示是否准许ISW-PCEF 1402执行基于量的在线计费。

图15是示出经由WLAN或小型小区使UE 716或720附着到ISWN的过程的图。在这种情况下，ISW-GW 702将向P-GW 120指示可以在ISWN内执行基于量的在线计费。如前所示，在ISWN内部执行基于量的在线计费更有效，因为P-GW 120可能不具有正使用何种RAT来将数据发送到UE 716或720的实时知识。

可以如下描述图15的过程。

在图15的步骤1中，UE 716或720通过WLAN-AN或小型小区发起朝向ISW-GW 702的附着。在WLAN情形下，UE 716或720使用如在3GPP TS 23.402，“Architectureenhancements for non-3GPP accesses(非3GPP接入的架构增强)”，V12.4.0，2014年3月，在下文中，称为TS 23.402的条款16.10.2.1中定义的WLCP协议，同时在HeNB 704中，使用如在TS 23.401的条款5.3.2.1中定义的RRC协议。

在图15的步骤2中，ISWN-PCEF从PCRF 118请求计费规则，使得能执行基于量的在线计费。特别地，ISW-GW 702中的PCEF 1402通过发送CC-Request-Type AVP设定为“INITIAL_REQUEST”的信用控制请求消息的修改版本，在参考点Gx上联系PCRF 118。ISWN-PCEF 1402将需要获得针对其可以使用的每一RAT的两个PCC规则集。一个PCC规则集将应用于UE 716或720选择RAT的情形，第二规则集将应用于ISWN选择RAT的情形。总的来说，将取得4个计费规则集。可以修改如在TS 29.212中定义的CCR命令，使得下述AVP的4个多实例被包括在命令中。通过允许这些AVP的多实例被包括在命令中，ISWN-PCEF 1402可以指示它支持何种RAT以及需要何种计费规则。如章节5.2.4.1中所概述的，添加的AVP为：

●*[RAT类型]AVP，其指示WLAN和EUTRAN两者

·*[网络发起](NI)AVP，其将被设定为0或1以指示可以由UE 716或720或网络实体(ISW-GW 702)发起切换。

在图15的步骤3中，如在TS 29.212的条款4.5.2中定义的，PCRF 118使用信用控制应答消息，通过该4个PPC规则，在参考点Gx上响应PCEF。该消息将使用如在5.2.4.2中指示的Charging-Rule-Install安装该4个PCC规则。将使用Charging-Rule-Definition AVP定义每一规则。Charging-Rule-Definition AVP是将包括增强的RAT类型AVP和新的网络发起的AVP的分组的AVP，如将在图18中概述的。

在图15的步骤4中，一旦在ISW-GW 702的PCEF中PCC规则可用，ISW-GW 702通过在S1-MME参考点上将创建会话请求消息发送到MME 718，开始创建所需的会话。在TS 29.274的表7.2.1-1中详细地定义创建会话请求消息和相关信息元素。对TWAN情形，被用在TS23.402的条款16.2.1中，以及对E-UTRAN情形，被用在TS 23.401的条款5.3.2.1中。例如，在TWAN情形中，消息将包括(IMSI、APN、RAT类型、初始附着指示、控制平面的TWAN TEID、用户平面的TWAN TEID和地址、计费特性)。如TS 29.274的表7.2.1-1中所示，部分地，创建会话请求消息包含指示标志(例如，切换指示)。添加两个新的指示标志，即ISW-GW 702在线计费(ISW-OC)和ISW-GW离线计费(ISW-OFC)，其将把ISW-GW 702包括PCEF并且分别能够执行基于量的在线计费和离线计费告知EPC。在表5-7中概述这两个标志。

在图15的步骤5中，MME 718将创建会话请求消息经由S11参考点从ISW-GW 702转发到S-GW 722。

在图15的步骤6中，S-GW 722经由S5参考点将创建会话请求消息转发到P-GW 120，添加诸如用户平面的S-GW TEID和控制平面的S-GW TEID的S-GW 722相关信息。

在图15的步骤7中，P-GW 120中的PCEF发起在PCEF、PCRF 118和OCS 112之间发生的IP-CAN会话建立，如在3GPP TS 29.213，“Policy and Charging Control signalingflows and Quality ofService(QoS)parameter mapping(策略和计费控制信令流和服务质量(QoS)参数映射)”，V12.3.0，2014年3月，在下文中，称为TS 29.213的条款4.1(以及“Policy and charging control architecture”的条款7.2)中所述。Gx参考点用在PCEF和PCRF 118之间，而Sy参考点用在PCRF 118和OCS 112之间。假定接收ISW-OC指示，PCEF向PCRF 118和OCS 112指示ISW-GW 702将是执行基于量的在线计费的网络实体。该新的指示将告知OCS 112应当允许ISW-PCEF预留和扣除用户的信用。

在图15的步骤8中，一旦建立IP-CAN会话，PDN GW在S5参考点上，将创建会话响应消息发送到S-GW 722。如在用于TWAN情形的TS 23.402的条款16.2.1中或在用于E-UTRAN情形的TS 23.401的条款5.3.2.1中定义的，其包括下述IE(用户平面的PDN GW地址和TEID、控制平面的P-GW 120、PDN地址、分配给UE的IP地址)。该消息将包括将被用来向ISW-GW 702指示其按请求可以执行基于量的在线计费和离线计费的新的指示标志，即，ISW-OCG(ISW-GW在线计费授予)和ISW-OFCG(ISW-GW离线计费授予)。在表5-8中示出这两个标志。现在建立PDN GW和服务GW之间的第一子隧道。

在图15的步骤9中，S-GW 722经由S11参考点，将除在线和离线计费许可外的指示用户平面的S-GW TEID和地址和控制平面的S-GW TEID的创建会话响应返回给MME 718。

在图15的步骤10，MME 718经由S1-MME 718参考点将具有包括新的ISW-OCG和ISW-OFCG指示标志的所有IE的创建会话响应转发到ISW-GW 702。现在建立S-GW 722和ISW-GW702之间的第二子隧道。

在图15的步骤11中，一旦ISW-GW 702从MME 718接收响应，其确定用于初始会话传输所需的非货币单位数。此外，ISW-GW 702在其费率控制功能中使用规定的PCC规则将这些非货币单位转换成货币单位。最后，ISW-GW 702的CTF 1404在Ro参考点上将请求发送到OCS112，来使用消息信用控制请求(INITIAL_REQUEST,RSU)以保留预留的服务单位(RSU)，如在TS 32.299的条款6.3.5中所述。

在这种情况下，如在TS 32.299的条款6.3.5中所述，使用具有单位预留的会话计费(SCUR)。此外，在这种情况下，除将这些资源单位转换成货币单位(费率控制)外，ISW-GW702负责确定所需单位(单位确定)。该情形对应于存在于TS 32.299的条款5.2.2.3.3中的分散单位确定和分散费率情形。

在图15的步骤12中，提供在步骤7中告知OCS 112ISW-PCEF将执行基于量的在线计费，OCS 112预留用户信用中的所需RSU，并且通过在Ro参考点上发送指示准许服务单位(GSU)的信用控制响应(INITIAL_REQUEST,GSU)消息，响应ISW-GW 702(特别地，其CTF1404)。

在图15的步骤13中，一旦完成计费相关消息并且存在足够的用户预留的信用，ISW-GW 702经由HeNB 704或WLAN-AN接受UE 716或720的附着。在ISW-GW 702和HeNB 704(或WLAN-AN)之间建立第三子隧道。最后，可以分别在UE 716或720和HeNB 704或WLAN-AN之间的LTE和/或WiFi空中接口上发送数据。

在图15的步骤14中，在开始会话递送前，如在TS 32.299的条款6.1.2中所定义的，ISW-GW 702的CTF 1406与OFCS 114通信(特别是其CDF 304)来通过在Rf参考点上发送记账请求(START_RECORD)消息开始记账。

在图15的步骤15中，作为响应，如在TS 32.299的条款6.1.2中定义的，OFCS 114打开CDR并且在Rf参考点上发送记账响应(START_RECORD)消息。

在图15的步骤16中，会话继续。

在图15的步骤17中，经过ISW-GW 702，在UE 716或720与P-GW 120之间开始数据会话。ISW-GW PCEF执行计量。一旦完成预留的用户信用，ISW-GW与OCS 112通信，使用信用控制请求(UPDATE_REQUEST,RSU)消息请求附加RSU。

在图15的步骤18中，作为响应，OCS 112发送指示授予的服务单位(如果有的话)的信用控制应答(UPDATE_REQUEST,GSU)消息。步骤14和15中的过程继续，只要用户具有数据需求和可用信用来满足该需求。

在图15的步骤19中，终止会话。

在图15的步骤20中，一旦终止会话，ISW-GW 702将除使用的服务单位(USU)外的指示服务终止的信用控制请求(TERMINATION_REQUEST,USU)发送到OCS 112。

在图15的步骤21中，OCS 112从用户账户扣除使用的金额。将释放任何未使用的预留单位。OCS 112通过将指示除任何剩余余额之外的包括服务的累积成本的成本信息(CI)的信用控制应答(TERMINTION_REQUEST,通信标识符)发送到ISW-GW来确认。

在图15的步骤22中，关于离线计费系统和结算信息，ISW-GW将在Rf参考点上将记账请求(STOP_RECORD)发送到OFCS 114(特别是其CDF 304)。

在图15的步骤223，OFCS 114的CDF 304将更新指示WLAN上的位和3GPP上的位的故障的CDR并且关闭它。最后，其通过在Rf参考点上发送记账应答(STOP_RECORD)，确认ISW-GW。

应理解到执行图15所示的步骤的实体是可以以在诸如图22C或图22D所示的网络节点或计算机系统的存储器中存储并且在处理器上执行的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，图15所示的方法可以以在诸如图22C或图22D所示的节点或计算机系统的网络节点的存储器中存储的软件(即，计算机可执行指令)的形式实现，计算机可执行指令当由节点的处理器执行时，实现图15所示的步骤。还理解到可以在节点的处理器和其执行的计算机可执行指令(例如软件)的控制下，由节点的通信电路实现图15所示的任何传输和接收步骤。

该部分描述在从小型小区到WLAN的ISW-GW 702内切换期间的计费交互情形，其中，ISW-GW 702决定将数据流从蜂窝RAT(小型小区)移动到WiFi RAT(WLAN)。ISW-GW 702可以基于来自UE 716或720的请求或基于由UE、小型小区或WiFi AP做出的一些测量，做出该决定。一旦切换完成，ISW-GW 702与OCS 112通信来根据利用的空中接口和可用的用户信用，预留所需的资源。

注意，当从WLAN到小型小区的ISW-GW内发生切换时，该呼叫流类似。

图16是示出对ISW-GW 702情形消息流从LTE切换到WiFi的图，其可以如下文所述。

在图16的步骤0，已经在EPS/E-UTRAN接入上建立正进行的会话。假定LTE数据无线电承载已经存在于UE 716或720和HeNB 704之间。此外，存在三个GTP-U用户数据隧道，即，HeNB 704到/从ISW-GW 702、ISW-GW 702到/从S-GW 722以及S-GW 722到/从PDN GW 120。

在图16的步骤1，UE 716或720发送包括LTE和WLAN空中接口两者的测量的系统间测量报告，其由HeNB 704转发到ISW-GW 702。

在图16的步骤2，基于系统间测量报告，ISW-GW 702决定切换到WiFi或使用LTE空中接口继续。在该部分中，ISW-GW 702决定切换到WLAN。替选地，ISW-GW 702基于来自UE的请求做出该决定。

在图16的步骤3，ISW-GW 702基于先前从PCRF 118传送的PCC规则，重新计算可用RSU，如章节5.2.1的步骤3中所示。

在图16的步骤4，如果足够的RSU可用，ISW-GW 702执行切换机制，包括：1)对WLANAN的通知请求，以在WLAN AN和ISW GW之间建立新的GTP-U隧道，2)对UE 716或720的切换命令(经由HeNB 704)，以从LTE切换到Wi-Fi，以及3)对MME 718的通知请求，以被通知该切换决定。现在，在ISW-GW 702和WLAN AN之间建立S1a GTP-U子隧道。

在图16的步骤5，假定已经存在用于LTE服务的打开的CDR，ISW-GW 702需要更新它并且改变利用的空中接口。特别地，ISW-GW 702的CTF 1406在Rf参考点上将记账请求(INTERIM_RECORD)发送到OFCS 114(特别地，其CDF 304)，来通过WLAN空中接口更新CDR(TS32.299的条款6.1.2)。替选地，CTF 1406能关闭当前CDR和打开新的CDR。

在图16的步骤6，作为响应，OFCS 114更新CDR并且在如在TS32.299的条款6.1.2中定义的新定义的Rf参考点上发送记账应答(INTERIM_RECORD)消息。

图16的步骤7-14与图15的步骤16-23类似。

应理解到执行图16所示的步骤的实体是可以以在诸如图22C或图22D所示的网络节点或计算机系统的存储器中存储并且在处理器上执行的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，图16所示的方法可以以在诸如图22C或图22D所示的节点或计算机系统的网络节点的存储器中存储的软件(即，计算机可执行指令)的形式实现，计算机可执行指令当由节点的处理器执行时，实现图16所示的步骤。还理解到可以在节点的处理器和其执行的计算机可执行指令(例如软件)的控制下，由节点的通信电路实现图16所示的任何传输和接收步骤。

图17是示出在从WLAN到LTE宏eNB的ISW-GW切换期间的计费交互的图，其中，ISW-GW 702决定将数据流从ISWN移动到宏网络。ISW-GW 702可以基于来自UE 716或720的请求或基于由UE 716或720、小型小区或WiFi AP做出的一些测量，做出该决定。在这种情况下，ISW-GW 702将使用新的“PGW在线计费”(PGW-OC)指示标志，通知PDN GW 120负责使用修改承载请求消息在线计费。此外，ISW-GW 702将使用新的“网络发起”(NI)指示标志，指示切换的发起者。

注意当从LTE宏eNB到ISWN小型小区或WLAN的ISW-GW 702切换发生时，该呼叫流类似。当从ISWN小型小区到LTE宏eNB的ISW-GW间切换发生时，该呼叫流也类似。当ISW-GW 702从一个ISW-GW切换到另一个ISW-GW时，该呼叫流也类似。

图17图示消息流，并且其可以如下所述。

在图17的步骤0，已经在ISWN的Wi-Fi接入上建立进行的会话。假定空中传输上的Wi-Fi已经存在于UE 716或720和WLAN AN之间。此外，存在三个GTP-U用户数据隧道，即，WLAN AN到/从ISW-GW 702、ISW-GW 702到/从S-GW 722以及SGW到/从P-GW 120。

在图17的步骤1，UE 716或720将Wi-Fi测量连同LTE邻居列表测量一同发送到WLANAN。该消息能是WLCP协议(3GPP TS 24.244,"Wireless LAN control plane protocol fortrusted WLAN access to EPC；Stage 3(无线局域网控制平面协议，用于对EPC的信任WLAN介入；阶段3，)"VI.1.0，2014年4月，在下文中，TS 24.244)的一部分。然后，使用在S1a参考点上的“通知请求”消息，WLAN AN将测量报告转发到ISW-GW 702。

在图17的步骤2，基于从Wi-Fi和LTE侧收集的测量报告，ISW-GW 702决定要么切换到宏eNB，要么继续使用WLAN。在该部分中，ISW-GW 702决定切换到宏eNB。

在图17的步骤3，假定ISW-GW 702需要从WLAN切换，Wi-Fi空中接口此时可能不足够可靠。因此，能安全地假定ISW-GW 702将在此时停止所有Wi-Fi传输。然后，ISW-GW 702将通过消费的货币单位更新OCS 112。特别地，其将指示终止WLAN上的服务的信用控制请求(ERMINATION_REQUEST,USU)消息发送到OCS 112。在该步骤，ISW-GW 702将在OCS 112处将所有未用信用退回给用户的信用。在步骤10，P-GW 120中的PCEF将再次预留信用来继续传输。通过使ISW-GW 702退还预留的信用，确保P-GW 120有足够的信用以预留。

在图17的步骤4，OCS 112从用户的账户扣除使用的金额。将释放任何未使用的预留单位。OCS 112通过将信用控制应答(TERMINATION_REQUEST,CI)发送到ISW-GW来确认。

在图17的步骤5，关于离线CDR，ISW-GW 702继续与OFCS 114通信来更新将使用LTE代替Wi-Fi的CDR。更具体地说，ISW-GW 702的CTF 1406在Rf参考点上将记账请求(INTERIM_REC ORD)发送到OFCS 114(特别是其CDF 304)。替选地，ISW-GW 702能停止CDR并且P-GW120将打开新的CDR。

在图17的步骤6，作为响应，OFCS 114更新CDR并且如在TS 32.299的条款6.1.2中定义的，在Rf参考点上发送记账应答(INTERIM_REC ORD)消息。

在图17的步骤7，一旦完成计费修改，ISW-GW 702发起实际承载切换过程。首先，其在S1-MME'参考点将切换所需(目标eNB标识，PGW-OC，NI)消息发送到MME 718。切换所需(目标eNB标识)消息先前在不同的上下文中被使用。特别地，在LTE内切换中(TS 23.401的条款5.5.1.2.2)，其中，源eNB将切换所需消息发送到源MME 718来发起切换。在该步骤中，使用切换所需消息来发起承载切换以及将计费过程发送回P-GW 120。PGW在线计费指示将被包括在切换所需消息的IE的集合中，如表17所示。其可以是1或0来分别指示P-GW 120是否应当负责在线计费。此外，新网络发起指示标志(表17所示)将为1或0来分别区分网络发起和UE发起的切换情形。

在图17的步骤8，MME 718在S11参考点上将修改承载请求(eNB地址和TEID,PGW-OC,NI)消息发送到S-GW 722。新指示标志将被被包括在修改承载请求消息的指示标志的集合中(TS 29.274的表7.2.7-1)(例如，PDN暂停开/关指示)。在表15中呈现它们。

在图17的步骤9，S-GW 722将指示将计费责任改变到P-GW 120的修改承载请求(PGW-OC,NI)消息转发到P-GW 120。

在图17的步骤10，因为新指示，P-GW 120的PCEF在Ro参考点上将请求发送到OCS112来使用消息信用控制请求(INITIAL_REQUEST,RSU)预留RSU，如在TS 32.299的章节6.3.5中所述。

在图17的步骤11，OCS 112在用户的信用中预留所需RSU并且通过在Ro参考点上将指示GSU的信用控制应答(INITIAL_REQUEST,GSU)消息，响应P-GW 120。

在图17的步骤12，P-GW 120将具有新的P-GW 120在线计费授予(PGW-OCG)指示标志的修改承载响应(PGW-OCG)消息返回给S-GW 722，如在表5、10中所概述的，以指示P-GW120将负责在线计费。仍然建立S-GW 722和P-GW 120之间的现有GTP-U子隧道。

在图17的步骤13，S-GW 722将指示将用于通过eNB传输的新S-GW TEID的修改承载响应(S-GW TEID,PGW-OCG)消息返回给MME 718。

在图17的步骤14，一旦完成，MME 718将切换命令(PGW-OCG)发送到ISW-GW 702。这通知ISW-GW 702已经接受使P-GW 120负责在线计费的请求。在表5-12中示出切换命令消息的修改。

在图17的步骤15，ISW-GW 702将通知响应(切换命令)消息发送到WLAN AN。

在图17的步骤16，WLAN AN将切换命令消息转发到UE，其是WLCP协议的一部分以通知UE 716或720通过HeNB 704开始附着过程。

在图17的步骤17，因此，UE 716或720通过将“RRC：附着请求”消息与被转发到ISW-GW 702和MME 718的切换指示发送到HeNB 704，开始标准附着请求过程(TS 23.401的条款5.3.2.1)。

在图17的步骤18，MME 718可以联系HSS并且认证UE 716或720，如在TS 23.401中所述。

在图17的步骤19，在成功认证后，MME 718可以执行位置更新过程以及从HSS的用户数据检索，如在TS 23.401中规定的。

在图17的步骤20，因此，MME 718接受附着请求并且将包含在S1-MME“初始上下文设置请求”消息(TS 23.401的条款5.3.2.1)中的“附着接受”消息发送到ISW-GW 702。在该消息中，MME 718包括在步骤13中获得的TEID和S-GW 722的地址。该消息此后被转发到eNB，其朝UE 716或720发起“RRC连接重配置”消息(TS 23.401的条款5.3.2.1)。

在图17的步骤21，作为响应，UE 716或720将“RRC连接重配置完成”发送到HeNB704，并且完成附着到MME 718。现在建立S-GW 722和eNB之间的GTP-U数据子隧道并且可以在LTE链路上运送数据。

图17的步骤22-27与图15的步骤16-21类似，除P-GW 120是负责计费的网络实体代替图15的步骤中的ISW-GW 702外。

应理解到执行图17所示的步骤的实体是可以以在诸如图22C或图22D所示的网络节点或计算机系统的存储器中存储并且在处理器上执行的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，图17所示的方法可以以在诸如图22C或图22D所示的节点或计算机系统的网络节点的存储器中存储的软件(即，计算机可执行指令)的形式实现，计算机可执行指令当由节点的处理器执行时，实现图17所示的步骤。还理解到可以在节点的处理器和其执行的计算机可执行指令(例如软件)的控制下，由节点的通信电路实现图17所示的任何传输和接收步骤。

该部分介绍用于基于Diameter的Gx接口的新的或修改的AVP。

可以更新信用控制请求(CCR)消息内的RAT类型AVP并且在CCR消息中创建新的网络发起的AVP。

为了PCEF请求用于每一RAT类型(LTE和WLAN)的一个PCC规则，CCR消息的当前格式要求发送该消息二次，每次用于每一规则/RAT。然而，CCA响应消息能够具有多个Charging-Rule-Install AVP。将使用其Charging-Rule-Name或Service-Identifier区分每一PCC规则。

允许一个CCR消息请求一个以上PCC规则将更有效，每一规则对应于RAT和切换发起者实体。因此，可以更新CCR消息，使得其可以包括多个RAT类型AVP和新的网络发起的AVP的多个实例。这些更新将允许CCR请求映射到RAT类型(EUTRAN或WLAN)和网络发起(0或1)的4个组合的四个不同的PCC规则。

能更新信用控制响应(CCA)消息内的RAT类型AVP并且能在CCA消息中创建新的网络发起的AVP。

为了能够区分所需的四个PCC规则，将需要将两个新的AVP(RAT类型和网络发起的)添加到CCA的Charging-Rule-Definition AVP(PCRF 118至PCEF)。这是PCEF将如何能够知道应当应用哪一PCC规则。

图18是示出信用控制响应(CCA)的属性值对(AVP)的图。可以使用RAT类型AVP和新的网络发起的AVP来更新Charging-Rule-Definition。

在该部分中，描述现有的会话管理消息中的新的或修改的信息元素。在TS 29.274中详述在该部分中所述的会话管理消息。

创建会话请求消息是在S1和S5接口上发送的GTPv2-C消息。

为了ISW-GW 702从P-GW 120请求负责在线和离线计费执行，能在创建会话请求消息中添加新指示标志。在TS 29.274的表7.2.1-1中详细地定义创建会话请求消息和相关信息元素。两个新标志是ISW-GW 702在线计费(IGW-OC)和ISW-GW 702离线计费(ISW-OFC)，分别用于在线和离线计费。表13示出了创建会话请求消息的原始和新的指示标志。

表13创建会话请求-新指示标志(粗体为更新)

创建会话响应消息是在S1和S5接口上发送的GTPv2-C消息。

为了P-GW 120认可ISW-GW 702负责在线和离线计费执行过程的能力，两个新指示标志可以被添加到创建会话响应消息。在TS 29.274的表7.2.2-1中详细定义创建会话响应消息和相关的信息元素。新的指示标志为ISW-OCG(授予的ISW-GW在线计费)和ISW-OFCG(授予的ISW-GW离线计费)。表14示出创建会话响应消息的原始的和新的指示标志。

表14创建会话响应-新指示标志(粗体为更新)

修改承载请求消息是在S1和S5接口上发送的GTPv2-C消息。

为了ISW-GW 702通知P-GW 120负责在线计费，使用修改承载请求消息。在TS29.274的表7.2.7-1中详细定义修改承载请求消息和相关信息元素。可以添加新的PGW在线计费(PGW-OC)指示标志。此外，ISW-GW 702使用新的网络发起的指示标志指示切换的发起者。表15示出修改承载请求消息的原始的和新的指示标志。

表15修改承载请求-新指示标志(粗体为更新)

修改承载请求消息是在S1和S5接口上发送的GTPv2-C消息。

为了P-GW 120通知ISW-GW 702其将负责在线计费执行，可以将新的指示标志添加到修改承载响应消息，即，授予的P-GW在线计费(PGW-OCG)。在TS 29.274的表7.2.8-1中详细定义修改承载请求消息和相关的信息元素。表16示出修改承载响应消息的原始的和新的指示标志。

表16修改承载响应-新指示标志(粗体为更新)

该部分论述ISW-GW 702和MME 718之间的通信协议为S1-AP并且在S1-MME参考点上传送的情形。

新IE可以被添加到切换所需消息上。该消息的标准IE存在于3GPP TS 36.413，“Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)；S1 ApplicationProtocol(S1AP)(演进的通用陆地无线电接入网(E-UTRAN)；S1应用协议(S1AP))”，V12.1.0，2014年3月，在下文中，称为“TS 36.413”的条款9.1.5.1中。

在表17中介绍S1-AP切换所需消息的完整IE。两个新的IE为：

·PGW在线计费(PGW-OC)指示：在S4/S11和S5/S8上应当将该标志设定为1以指示ISW-GW 702正请求P-GW 120负责在线计费执行。

·网络发起的指示：在S4/S11和S5/S8上应当将该标志设定为1以指示正由ISW-GW702发起该切换。

表17切换请求：新指示标志(粗体为更新)

IE/组名存在消息类型MMME UE S1 AP IDMeNB UE S1 AP IDM切换类型M原因M目标IDM直接转发路径可用性OSRVCC HO指示O源到目标透明容器M源到目标透明容器辅助OMS等级标志2C-如果SRVCC到GERANMS等级标志3C-如果SRVCC到GERANCSG IDO小区接入模式OPS服务不可用OPGW在线计费(PGW-OCG)指示O网络发起的指示O

该部分论述ISW-GW 702和MME 718之间的通信协议为S1-AP并且在S1-MME参考点上传送的情形。

新ID可以被添加到切换命令消息。该消息的标准IE在TS 36.413的条款9.1.5.2中。

在表18中介绍S1-AP切换命令消息的完整IE。两个新IE为：

·授予的P-GW在线计费(PGW-OCG)指示：该标志应当被设定为1以指示P-GW 120将负责在线计费执行。

表18切换命令：新指示标志(粗体为更新)

上述部分集中在ISW-GW 702被用作做出切换决定的ISWN中的中央实体的ISWN部署情形上。换句话说，ISW-GW 702承载有关从一个RAT到另一RAT移动承载或流的决定的任务。

应意识到，这些相同的概念能应用于对ISWN做出切换决定的任何网络节点。例如，如果MME 718或S-GW 722能够将承载或流从一个RAT移动到另一个，那么这些相同过程可以用来与P-GW 120/PCEF 102通信。

应注释到在本文档中描述的ISW-GW 702功能性可以被部署为集成小型小区/WiFi接入点或具有集成WiFi功能性的HeNB 704内部的逻辑功能。

应注意到能使用无线LAN控制器和小型小区或一组小型小区来部署在本文档中描述的ISW-GW 702功能性。

计费建议补充服务

先前部分描述核心网络侧处的计费相关改变。特别地，P-GW 120或ISW-GW 702能够知道适当的计费规则。可以扩展这些改变以使用户也知道适当的计费规则和相应的收费表。该部分描述了将利用的计费规则的任何更新通知UE 716或720。更具体地说，能概括先前对EPC网络和ISWN为GSM和IP多媒体子系统(IMS)定义的计费建议(AoC)补充服务的概念3GPP TS 32.280，“Charging management；Advice of Charge(AoC)service,(Release 11)(充电管理；计费建议(AoC)服务，(第11版))”，V1l.1.1，2014年7月，和3GPP TS 23.086，“Advice of Charge(AoC)supplementary services；Stage 2(计费建议(AoC)补充服务；阶段2)”，V11.0.0，2012年9月。

在GSM网络中，已经介绍AoC补充服务来为用户提供计费信息。特别地，提供计费建议(信息)(AoCI)以通知用户有关估计的服务成本。此外，其为用户提供计费建议(计费)(AoCC)来通知实际计费。图19是用于GSM的典型AOCI信息流图(来自3GPP TS 23.086，“Advice of Charge(AoC)supplementary services；Stage 2”，V11.0.0，2012年9月)。如所示，一旦完成呼叫设置，移动交换中心(MSC)将“计费建议信息(CAI)”(来自3GPP TS22.024，“Description of Charge Advice Information(CAI),Release 11(计费建议信息说明(CAI)，版本11)”，V11.0.0，2012年9月)发送到移动站(MS)。一旦接收到CAI，MS应当开始计费计算。作为回报，MS将“AoC确认”消息发送到MSC。最后，当呼叫结束时，停止计费计算。

应理解到执行图19所示的步骤的实体是可以以在诸如图22C或图22D所示的网络节点或计算机系统的存储器中存储并且在处理器上执行的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，图19所示的方法可以以在诸如图22C或图22D所示的节点或计算机系统的网络节点的存储器中存储的软件(即，计算机可执行指令)的形式实现，计算机可执行指令当由节点的处理器执行时，实现图19所示的步骤。还理解到可以在节点的处理器和其执行的计算机可执行指令(例如软件)的控制下，由节点的通信电路实现图19所示的任何传输和接收步骤。

计费建议的信息流

可以扩展网关的作用以执行计费规则(ISW-GW 702或P-GW 120)以将CAI发送到UE716或720(以与图19中的MSC类似的方式)。因此，UE 716或720将利用该计费信息来生成将在MS处显示的AoC。示例集中在上述呈现的ISW-GW间切换上。然而，将在本部分中说明的AoC过程能应用于在本文件中考虑的其他情形。

在章节5.2.3中详细说明的、ISW-GW间切换期间的计费过程能被扩展以将CAI传送到UE。图20是示出在图17的呼叫流中能被应用于现有消息的附加信息元素的图。

在图20的步骤12中，将扩展修改承载请求消息以包括CAI信息元素。更具体地说，P-GW 120将修改承载响应(PGW-OCG,CAI)消息发送到S-GW 722。

在图20的步骤13中，类似于步骤2中做出的更新，S-GW 722将修改承载响应(S-GWTEID,PGW-OCG,CAI)消息返回给MME 718。

在图20的步骤14，此外，MME 718通过发送切换命令(PGW-OCS,CAI)消息将CAI转发到ISW-GW 702，如在图17的步骤14中所述。

在图20的步骤15，因此，ISW-GW 702将通知请求(切换命令,CAI)消息发送到WLANAN，如在图17的步骤15中所述。

在图20的步骤16，最后，CAI使用WLCP协议从WLAN AN达到UE 716或720。作为响应，UE 716或720将能够计算计费信息并且显示AoC。

在图20的步骤16a，此外，UE 716或720能使用WLCP协议将AoC确认消息(如图19中)发送到WLAN AN。

在图20的步骤16b，最后，能使用通知请求消息将AoC确认转发到ISW-GW 702。

应理解到执行图20所示的步骤的实体是可以以在诸如图22C或图22D所示的网络节点或计算机系统的存储器中存储并且在处理器上执行的软件(例如计算机可执行指令)的形式实现的逻辑实体。即，图20所示的方法可以以在诸如图22C或图22D所示的节点或计算机系统的网络节点的存储器中存储的软件(即，计算机可执行指令)的形式实现，计算机可执行指令当由节点的处理器执行时，实现图20所示的步骤。还理解到可以在节点的处理器和其执行的计算机可执行指令(例如软件)的控制下，由节点的通信电路实现图20所示的任何传输和接收步骤。

可以使用诸如图形用户界面(GUI)的界面来帮助用户控制和/或配置与服务层计费相关有关的功能性。在一个实施例中，系统能将“计费建议(AoC)补充服务”发送到UE以向用户显示AoC。图21A是示出如上所述允许用户设定关于通过WIFI或蜂窝网络连接的用户偏好的界面2102的图。图21B是示出设置网络偏好的界面2104的图。图21C-D是示出指示是否收取蜂窝数据费用的界面2106和2108的图。应理解到能使用如下文所述的图22C-D中所示的显示器，产生界面2102、2104、2106和2108。

示例M2M/IoT/WoT通信系统

图22A是其中可实现一个或多个公开的实施例的示例机器间(M2M)、物联网(IoT)或万物网(WoT)通信系统10的图。一般地，M2M技术提供了用于IoT/WoT的构建模块，并且任何M2M装置、M2M网关、M2M服务器或M2M服务平台可以是IoT/WoT的组件或节点以及IoT/WoT服务层等。通信系统10可以用来实现公开的实施例的功能，并且可以包括功能性和逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF 1402、OFCS 114、MME 718、OCS 112、PCRF118、PGW 120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG 710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体、以及产生界面2102的逻辑实体。

如图22A中所示，M2M/IoT/WoT通信系统10包括通信网络12。通信网络12可以是固定网络(例如，以太网、Fiber、ISDN、PLC等)或无线网络(例如，WLAN、蜂窝等)或者异构网络的网络。例如，通信网络12可由向多个用户提供诸如语音、数据、视频、消息、广播等内容的多个接入网构成。例如，通信网络12可采用一个或多个信道接入法，诸如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)等。此外，通信网络12可包括其它网络，诸如核心网络、互联网、传感器网络、工业控制网络、个域网、融合个人网络、卫星网络、家庭网络或企业网。

如图22A中所示，M2M/IoT/WoT通信系统10可包括基础结构域和场域。基础结构域指代端对端M2M部署的网络侧，以及场域指代通常在M2M网关后面的区域网。场域和基础结构域两者可包括多种不同的网络节点(例如，服务器、网关、装置等)。例如，场域可包括M2M网关14和终端装置18。将认识到的是可根据期望在M2M/IoT/WoT通信系统10中包括任何数量的M2M网关装置14和M2M终端装置18。M2M网关装置14和M2M终端装置18中的每一个被配置成经由通信网络12或直接无线电链路使用通信电路来发射和接收数据。M2M网关装置14允许无线M2M装置(例如,蜂窝式和非蜂窝式)以及固定网络M2M装置(例如PLC)通过诸如通信网络12的运营商网络或者通过直接无线电链路进行通信。例如，M2M设终端装置18可经由通信网络12或直接无线电链路来收集数据并向M2M应用20或其它M2M装置18发送数据。M2M终端装置18还可从M2M应用20或M2M终端装置18接收数据。此外，如下所述，可经由M2M服务层22向M2M应用20发送和从其接收数据和信号。例如，M2M终端装置18和网关14可经由包括蜂窝式、WLAN WPAN(例如，Zigbee、6LoWPAN、蓝牙)的各种网络、直接无线电链路以及线缆进行通信。

示例M2M终端装置18包括但不限于平板电脑、智能电话、医疗装置、温度和天气监视器、联网汽车、智能仪表、游戏控制台、个人数字助理、健康监视器、灯、恒温器、器具、车库门及其它基于致动器的装置、安全装置以及智能插座。

参考图22B，场域中的所示M2M服务层22为M2M应用20、M2M网关装置14以及M2M终端装置18和通信网络12提供服务。通信网络12可以用来实现公开的实施例的功能，并且可以包括功能和逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF 1402、OFCS 114、MME718、OCS 112、PCRF 118、PGW 120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG 710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF 1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体以及产生界面2102的逻辑实体。可由一个或多个服务器、计算机、装置、虚拟机(例如，云/存储群等)等来实现M2M服务层22，包括例如下面所述的图22C和22D中所示的装置。将理解的是M2M服务层22可按需与任何数量的M2M应用、M2M网关装置14、M2M终端装置18和通信网络12通信。M2M服务层22可由网络的一个或多个节点实现，其可包括服务器、计算机、装置等。M2M服务层22提供应用于M2M终端装置18、M2M网关14以及M2M应用20的服务能力。可用多种方式来实现M2M服务层22的功能，例如作为web服务器、在蜂窝式核心网络中、在云中等。

类似于所示的M2M服务层22，在基础结构域中存在M2M服务层22'。M2M服务层22'为基础结构域中的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网关装置14和M2M终端装置18提供服务。将理解的是M2M服务层22'可与任何数量的M2M应用、M2M网关和M2M装置通信。M2M服务层22'可通过不同的服务提供商与服务层相交互。M2M服务层22'可由网络的一个或多个节点实现，其可包括服务器、计算机、装置、虚拟机(例如，云计算/存储群等)等。

还参考图22B，M2M服务层22和22'提供了不同应用和领域可以利用的服务递送能力核心集。这些服务能力使得M2M应用20和20'能够与装置相交互并执行诸如数据收集、数据分析、装置管理、安全、计费、服务/装置发现等功能。本质上，这些服务能力免除了应用实现这些功能的负担，从而简化了应用开发并减少了成本和上市时间。服务层22和22'还使得M2M应用20和20'能够通过与服务层22和22'提供的服务相连接的各种网络12和12'进行通信。

可将本申请的方法实现为服务层22和22'的一部分。服务层22和22'是通过应用编程界面(API)和底层联网界面的集合来支持增值服务能力的软件中间件层。ETSI M2M和oneM2M两者都使用可包含本申请的连接方法的服务层。ETSI M2M的服务层被称为服务能力层(SCL)。可在M2M装置(其中，将其称为装置SCL(DSCL))、网关(其中，将其称为网关SCL(GSCL))和/或网络节点(其中，将其称为网络SCL(NSCL))内实现SCL。oneM2M服务层支持公共服务功能(CSF)(即服务能力)的集合。一个或多个特定类型的CSF的集合的实例化被称为公共服务实体(CSE)，其可以在不同类型的网络节点(例如基础结构节点、中间节点、应用特定节点)上托管。此外，可以将本申请的连接方法实现为M2M网络的一部分，其使用面向服务架构(SOA)和/或面向资源架构(ROA)来接入诸如本申请的连接方法的服务。

在某些实施例中，可与公开的系统和方法相结合地使用M2M应用20和20'。M2M应用20和20'可包括与UE或网关相交互的应用，并且还可与其它公开的系统和方法相结合地使用。

在一个实施例中，可在由如图22B中所示的M2M节点,诸如M2M服务器、M2M网关或M2M装置托管的M2M服务层实例内托管逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF 1402、OFCS 114、MME 718、OCS 112、PCRF 118、PGW 120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF 1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体以及产生界面2102的逻辑实体。例如，逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF1402、OFCS 114、MME 718、OCS 112、PCRF 118、PGW 120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG 710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF 1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体以及产生界面2102的逻辑实体的逻辑实体可以包括被包括在M2M服务层实例内的单独服务能力或者作为现有服务能力内的子功能。

M2M应用20和20'可包括在各种行业中的应用，诸如但不限于运输、健康和保健、联网家庭、能源管理、资产跟踪以及安全和监控。如上所述，跨越系统的装置、网关、服务器及其它节点运行的M2M服务层支持诸如数据收集、装置管理、安全、计费、位置跟踪/地理围栏、装置/服务发现以及传统系统集成的功能，并将这些功能作为服务提供给M2M应用20和20'。

一般地，服务层22和22'定义了通过应用编程界面(API)和底层联网接口的集合来支持增值服务能力的软件中间件层。ETSI M2M和oneM2M架构两者都定义了服务层。ETSIM2M的服务层称为服务能力层(SCL)。可在ETSI M2M架构的多种不同节点中实现SCL。例如，可在M2M装置(其中，将其称为装置SCL(DSCL))、网关(其中，将其称为网关SCL(GSCL))和/或网络节点(其中，将其称为网络SCL(NSCL))内实现服务层的实例。oneM2M服务层支持公共服务功能(CSF)(即服务能力)的集合。一个或多个特定类型的CSF的集合的实例化被称为公共服务实体(CSE)，其可以在不同类型的网络节点(例如基础结构节点、中间节点、应用特定节点)上托管。第三代合作伙伴计划(3GPP)还定义了用于机器类型通信(MTC)的架构。在该架构中，服务器及其提供的服务能力被实现为服务能力服务器(SCS)的一部分。无论体现在ETSI M2M架构的DSCL、GSCL或NSCL中、3GPP MTC架构的服务能力服务器(SCS)中、oneM2M架构的CSF或CSE中还是网络的某个其它节点中，服务层的实例都可被实现为在网络中的一个或多个独立节点(包括服务器、计算机及其它计算装置或节点)上或者作为一个或多个现有节点的一部分执行的逻辑实体(例如，软件、计算机可执行指令等)。作为示例，可以在具有下面描述的图22C或图22D中所示的通用架构的网络节点(例如，服务器、计算机、网关、装置等)上运行的软件的形式实现服务层或其组件的实例。

此外，可以将逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF 1402、OFCS114、MME 718、OCS 112、PCRF 118、PGW 120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG 710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF 1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体以及产生界面2102的逻辑实体实现为M2M网络的一部分，其使用面向服务架构(SOA)和/或面向资源架构(ROA)来访问本申请的服务。

图22C是诸如M2M装置18、M2M网关14、M2M服务器等的M2M网络节点30的示例硬件/软件架构的框图。节点30可以执行或包括逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF 1402、OFCS 114、MME 718、OCS 112、PCRF 118、PGW 120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF 1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体以及产生界面2102的逻辑实体。装置30可以是M2M网络的一部分，如图22A-B中所示，或非M2M网络的一部分。如图22C中所示，M2M节点30可包括处理器32、不可移动存储器44、可移动存储器46、扬声器/扩音器38、小键盘40、显示器、触摸板和/或指示器42、电源48、全球定位系统(GPS)芯片集50及其它外设52。节点30还可包括通信电路，诸如收发器34和发射/接收元件36。将认识到的是M2M节点30可包括前述元件的任何子组合，而仍与实施例保持一致。此节点可以是实现本文所述的SMSF功能的节点。

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核心相关联的一个或多个微处理器、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。一般地，处理器32可执行存储在节点的存储器(例如，存储器44和/或存储器46)中的计算机可执行指令以便执行节点的各种所需功能。例如，处理器32可执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得M2M节点30能够在无线或有线环境中操作的任何其它功能。处理器32可运行应用层程序(例如，浏览器)和/或无线电接入层(RAN)程序和/或其它通信程序。例如，处理器32还可执行诸如在接入层和/或应用层处的诸如认证、安全密钥协议和/或密码操作的安全操作。

如图22C中所示，处理器32被耦合至通信电路(例如，收发器34和发射/接收元件36)。处理器32可以通过计算机可执行指令的执行控制通信电路以便促使节点30经由其被连接到的网络来与其它节点通信。特别地，处理器32可控制通信电路以便执行在本文和权利要求中描述的发射和接收步骤。虽然图22C将处理器32和收发器34描绘为单独组件，但将认识到的是可将处理器32和收发器34一起集成在电子封装或芯片中。

发射/接收元件36可被配置成向其它M2M节点(包括M2M服务器、网关、装置等)发射信号或从其接收信号。例如，在实施例中，发射/接收元件36可以是被配置成发射和/接收RF信号的天线。发射/接收元件36可支持各种网络和空中接口，诸如WLAN、WPAN、蜂窝等。在实施例中，发射/接收元件36可以是被配置成发射和/或接收IR、UV或可见光信号的发射器/检测器。在另一实施例中，发射/接收元件36可被配置成发射和接收RF和光信号两者。将认识到的是发射/接收元件36可被配置成发射和/或接收无线或有线信号的任何组合。

另外，虽然发射/接收元件36在图22C中被描绘为单个元件，但M2M节点30可包括任何数量的发射/接收元件36。更具体地，M2M节点30可采用MIMO技术。因此，在实施例中，M2M节点30可包括用于发射和接收无线信号的两个或更多发射/接收元件36(例如，多个天线)。

收发器34可被配置成调制将提供发射/接收元件36发射的信号并解调将由发射/接收元件36接收到的信号。如上所述，M2M节点30可具有多模式能力。因此，例如，收发器34可包括用于使得M2M节点30能够经由诸如UTRA和IEEE 802.11的多个RAT进行通信的多个收发器。

处理器32可从任何类型的适当存储器(诸如不可移动存储器44和/或可移动存储器46)访问信息并在其中存储数据。例如，如上所述，处理器32可将会话上下文存储在其存储器中。不可移动存储器44可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或任何其它类型的存储器存储装置。可移动存储器46可包括用户身份模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储器卡等。在其它实施例中，处理器32可从在物理上不位于M2M节点30上(诸如在服务器或家用计算机上)的存储器访问信息以及在其中存储数据。处理器32可被配置成控制显示器或指示器42上的照明图案、图像或色彩以反映M2M服务层会话迁移或共享的状态，或从用户获得输入，或者向用户显示关于节点的会话迁移或共享能力或设置的信息。在另一示例中，显示器可示出关于会话状态的信息。本公开定义了oneM2M实施例中的RESTful用户/应用API。可在API的顶部上将可在显示器上示出的图形用户界面分层，以允许用户经由本文所述的底层服务层会话功能来交互式地建立并管理E2E会话或其迁移或共享。

处理器32可从电源48接收功率，并且可被配置成向M2M节点30中的其它组件分配和/或控制功率。电源48可以是用于对M2M节点30供电的任何适当装置。例如，电源48可包括一个或多个干电池(例如，镍镉(NiCd)、镍锌(NiZn)、镍金属氢化物(NiMH)、锂离子(Li离子)等)、太阳能电池、燃料电池等。

处理器32还可被耦合到GPS芯片集50，其被配置成提供关于M2M节点30的当前位置的位置信息(例如，经度和纬度)。将认识到的是M2M节点30可通过任何适当的位置确定方法来获取位置信息，而仍与实施例保持一致。

处理器32可进一步被耦合到其它外设52，其可包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外设52可包括加速度计、电子指南针、卫星收发器、传感器、数字式照相机(用于照片或视频)、通用串行总线(USB)端口、振动装置、电视收发器、免提耳机、模块、调频(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22D是还可用来实现M2M网络的一个或多个节点(诸如M2M服务器、网关、装置或其它节点)的示例计算系统90的框图。计算系统90可包括计算机或服务器，并且可主要由可以以软件的形式的计算机可读指令来控制，无论在哪里或通过何种手段来存储或访问此类软件。计算系统90可以执行或包括逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF1402、OFCS 114、MME 718、OCS 112、PCRF 118、PGW 120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG 710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF 1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体以及产生界面2102的逻辑实体。计算系统90可以是M2M装置、用户设备、网关、UE/GW或任何其它节点，例如包括移动核心网络的节点、服务层网络应用提供商、终端装置18或M2M网关装置14。此类计算机可读指令可在诸如中央处理单元(CPU)91的处理器内被执行以促使计算系统90进行工作。在许多已知工作站、服务器以及个人计算机中，中央处理单元91由被称为微处理器的单片CPU实现。在其它机器中，中央处理单元91可包括多个处理器。协处理器81是不同于主CPU 91的可选处理器，其执行附加功能或协助CPU 91。CPU 91和/或协处理器81可接收、生成以及处理与用于E2E M2M服务层会话的公开系统和方法有关的数据，诸如接收会话证书并基于该会话证书进行认证。

在操作中，CPU 91获取、解码并执行指令，并经由计算机的主数据传输路径、系统总线80来向和从其它资源传输信息。此类系统总线连接计算系统90中的组件，并且定义用于数据交换的介质。系统总线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以及用于发送中断且用于控制系统总线的控制线。此类系统总线80的示例是PCI(外围组件互连)总线。

耦合到系统总线80的存储器包括随机存取存储器(RAM)82和只读存储器(ROM)93。此类存储器包括允许存储和检索信息的电路。ROM 93一般包含不能被轻易被修改的存储数据。存储在RAM 82中的数据可被CPU 91或其它硬件装置读取或改变。对RAM 82和/或ROM 93的访问可由存储器控制器92来控制。存储器控制器92可提供在指令被执行时将虚拟地址转换成物理地址的地址转换功能。存储器控制器92还可提供将系统内的进程隔离并将系统进程从用户进程隔离的存储器保护功能。因此，在第一模式下运行的程序仅可访问由其自身处理器的虚拟地址空间映射的存储器；其不能访问另一处理器的虚拟地址空间内的存储器，除非已经建立了处理器之间的存储器共享。

另外，计算系统90可包含外设控制器83，其负责将CPU 91的指令通信给诸如打印机94、键盘84、鼠标95以及磁盘驱动器85的外设。

由显示器控制器96控制的显示器86被用来显示由计算系统90生成的视觉输出。此类视觉输出可包括文本、图形、动画图形以及视频。可用基于CRT的视频显示器、基于LCD的平板显示器、基于气体等离子体的平板显示器或触摸板来实现显示器86。显示器控制器96包括生成被发送到显示器86的视频信号所需的电子组件。

此外，计算系统90可包含通信电路，例如网络适配器97，其可用来将计算系统90连接到外部通信网络，诸如图22A和图22B的网络12，以使得计算系统90能够与网络的其它节点通信。

用户设备(UE)能是由终端用户用来通信的任何装置。能是手持电话、具有移动宽带适配器的手提电脑或任何其他装置。例如，UE能被实现为图22A-B的M2M终端装置或图22C的装置30。

应理解的是可以以存储在计算机可读存储介质上的计算机可执行指令(即，程序代码)的形式来体现本文所述的任何或所有系统、方法以及过程，该指令在被诸如M2M网络的节点(包括例如M2M服务器、网关、装置等)的机器执行时执行和/或实现本文所述的系统、方法和过程。具体地，可以以此类计算机可执行指令的形式实现上文所述的任何步骤、操作或功能，包括网关、UE、UE/GW或移动核心网络、服务层或网络应用提供商的任何节点的操作。可以以存储在计算机可读存储介质上的计算机可执行指令的形式体现逻辑实体，诸如ISW GW 702、IWF PCEF 102、ISWN-PCEF 1402、OFCS 114、MME 718、OCS 112、PCRF 118、PGW120、SGW 722、WLAN AN 708、TWAG 710、TWAP 714、TWAN 706、H(e)NB 704、CTF 1404和1406、UE 720和716处的逻辑实体以及产生界面2102的逻辑实体。计算机可读存储介质包括以用于信息存储的任何非临时(即，有形或物理)方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质两者，但是此类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、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字多功能磁盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储器件、或者可以用来存储期望信息且可以由计算机访问的其它有形或物理介质。

在描述本公开的主题的优选实施例时，如图中所示，为了明了起见而采用特定术语。然而，要求保护的主题并不意图局限于这样选择的特定术语，并且应理解的是每个特定元件包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等价物。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可以取得专利的范围由权利要求定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果此类示例具有不同于权利要求的字面语言的元件或者如果其包括与权利要求的字面语言无实质性差别的等价元件，则此类其它示例意图落入权利要求的范围内。