Система радиосвязи, устройство мтс и шлюз

Система радиосвязи, устройство мтс и шлюз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее устройство относится к области технологий связи и, в частности, к системе радиосвязи, устройству МТС и шлюзу.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

М2М (межмашинная связь) относится к тому, что машинное устройство одного конца, которое обычно называется устройством МТС (связь машинного типа), передает информацию центру контроля другого конца по сети радиосвязи, и центр контроля принимает информацию и обрабатывает принятую информацию. Например, устройство добычи нефти может принимать рабочее состояние нефтяной скважины и передавать, по сети радиосвязи, информацию о рабочем состоянии нефтяной скважины в центр контроля; а центр контроля следит и управляет отдельными устройствами добычи с помощью информации.

Радиомодуль выполнен в устройстве МТС, и устройство МТС напрямую осуществляет доступ к сети радиосвязи, чтобы передавать данные в центр контроля; таким образом, увеличивается сетевая нагрузка; так как радиомодуль должен быть выполнен в каждом устройстве МТС, то стоимость устройства МТС возрастает, и в то же время возрастают капитальные затраты оператора.

Чтобы сократить капитальные затраты оператора и снизить стоимость аппаратных средств устройства МТС, в уровне техники множество устройств МТС осуществляет доступ к шлюзу радиосвязи (здесь и далее именуемому как шлюз) по персональной сети PAN (персональной сети), и шлюз осуществляет доступ к сети радиосвязи по технологии радиосвязи. Таким образом, шлюз не только выполняет обмен сигналами слоя доступа с подсистемой базовой станции, где расположен шлюз, но также шлюз осуществляет обмен сигналами слоя без доступа с базовой сетью, где расположен шлюз. Этот способ позволяет снизить сетевую нагрузку и сократить капитальные затраты, но оператор не может контролировать и управлять устройством МТС; следовательно, существует высокий риск безопасности.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Решение проблемы, осуществленное в вариантах осуществления настоящего изобретения, заключается в обеспечении системы радиосвязи, устройства МТС, базовой сети, шлюза и подсистемы базовой станции, чтобы улучшить безопасность системы М2М.

Чтобы решить вышеупомянутую техническую проблему, в одном аспекте, настоящее изобретение обеспечивает систему радиосвязи, которая включает в себя устройство МТС связи машинного типа, где устройство МТС выполнено с возможностью осуществлять доступ к шлюзу через беспроводную сеть связи ближнего действия, и устройство МТС дополнительно включает в себя слой без доступа и обменивается сигналами или передает данные, через слой без доступа, со слоем без доступа базовой сети, где расположена подсистема базовой станции, причем шлюз включает в себя слой доступа и осуществляет доступ к подсистеме базовой станции через слой доступа.

Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает устройство МТС, которое включает в себя: модуль доступа беспроводной сети связи ближнего действия, конфигурированный, чтобы осуществлять доступ, через беспроводную сеть связи ближнего действия, к шлюзу, где расположено устройство МТС, и передавать данные устройства МТС через беспроводную сеть связи ближнего действия; и модуль обработки слоя без доступа, конфигурированный, чтобы выполнять обмен сигналами слоя без доступа или передачу данных с модулем обработки слоя без доступа базовой сети, где расположено устройство МТС.

Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает шлюз, который включает в себя: модуль доступа беспроводной сети связи ближнего действия, конфигурированный, чтобы соединяться, через беспроводную сеть связи ближнего действия, с устройством МТС, входящим в зону покрытия шлюза, и принимать, через беспроводную сеть связи ближнего действия, информацию, отправленную устройством МТС; модуль обработки слоя доступа, конфигурированный, чтобы осуществлять доступ к подсистеме базовой станции через шлюз и выполнять обмен сигналами или передачу данных с модулем обработки слоя доступа подсистемы базовой станции; и модуль адаптации сети, выполненный так, что шлюз выполняет адаптацию сети с устройством МТС, входящим в зону покрытия шлюза.

По сравнению с уровнем техники варианты осуществления настоящего изобретения имеют следующие основные отличия и эффекты.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, слой без доступа устройства МТС обменивается сигналами или передает данные со слоем без доступа базовой сети, так что базовая сеть способна напрямую аутентифицировать и управлять устройством МТС, и в системе связи настоящего изобретения базовая сеть способна контролировать и управлять устройством МТС в ситуации сокращения сетевой нагрузки, тем самым улучшая безопасность системы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Чтобы проиллюстрировать технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения или уровня техники более понятно, далее кратко описаны сопровождающие чертежи, необходимые для описания вариантов осуществления или уровня техники. Очевидно, сопровождающие чертежи в последующем описании только показывают некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалисты в данной области техники могут создать другие чертежи на основе этих сопровождающих чертежей, не прилагая особых усилий.

Фиг. 1 является структурной схемой системы радиосвязи, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основанной на пакетной услуге GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 является блок-схемой осуществления пакетной услуги GPRS с помощью системы связи, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на услуге SMS домена PS системы GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на услуге SMS домена CS системы GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 является блок-схемой услуги SMS, основываясь на системе GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на услуге UMTS коротких сообщений, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на услуге UMTS коротких сообщений, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на пакетной услуге UMTS, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на пакетной услуге UMTS, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 11 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на услуге LTE коротких сообщений, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 12 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на пакетной услуге LTE, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 13 является структурной схемой конкретного осуществления процедуры аутентификации системы GPRS с помощью системы настоящего изобретения;

Фиг. 14 является блок-схемой выбора или повторного выбора шлюза, выполняемого устройством МТС, в соответствии с сигналом слоя адаптации сети с помощью способа настоящего изобретения;

Фиг. 15 является блок-схемой предварительной настройки обработки аномальных событий с помощью способа настоящего изобретения;

Фиг. 16 является структурной схемой устройства МТС, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 17 является структурной схемой другого устройства МТС, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 18 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на услуге коротких сообщений домена PS системы GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 19 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на услуге SMS домена CS системы GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 20 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на пакетной услуге GPRS, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 21 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на услуге UMTS коротких сообщений, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 22 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на услуге UMTS коротких сообщений, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 23 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на пакетной услуге UMTS, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 24 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на пакетной услуге UMTS, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 25 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на услуге SMS LTE, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 26 является структурной схемой устройства МТС, основываясь на услуге SMS LTE, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 27 является структурной схемой шлюза, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения ясно и полностью описаны далее со ссылками на сопровождающие чертежи, в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, варианты осуществления, которые будут описаны, являются лишь частью, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники, на основании вариантов осуществления настоящего изобретения без особых усилий, относятся к объему защиты настоящего изобретения.

Чтобы сделать цели, характеристики и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения более понятными, далее варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно иллюстрируются в деталях, со ссылками на сопровождающие чертежи и конкретные варианты осуществления.

Фиг. 1 является структурной схемой системы радиосвязи, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как изображено на Фиг. 1, система радиосвязи, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, включает в себя устройство 101 МТС, шлюз 102, подсистему 103 базовой станции, и базовую сеть 104.

Устройство 101 МТС выполнено с возможностью осуществлять доступ к шлюзу радиосвязи (здесь и далее именуемому шлюз) через беспроводную сеть связи ближнего действия, и отправлять информацию устройства МТС шлюзу, к которому осуществляет доступ устройство МТС, и, более конкретно, устройство МТС может осуществлять доступ к беспроводной сети связи ближнего действия через слой протокола технологии радиосвязи ближнего действия.

Шлюз 102 осуществляет доступ к подсистеме 103 базовой станции через слой доступа, и необходимо понять, что, в соответствии с тем, что устройство 101 МТС осуществляет доступ к шлюзу 102 через беспроводную сеть связи ближнего действия, шлюз 102 покрывает устройства МТС, принадлежащие этому шлюзу 102, через беспроводную сеть связи ближнего действия. Осуществление доступа шлюзом 102 к подсистеме базовой станции через слой 103 доступа может быть выполнено существующей сетью радиосвязи, которая не описана здесь детально.

Устройство 101 МТС дополнительно обменивается сигналами или передает данные, через слой без доступа, со слоем без доступа базовой сети 104, где расположена подсистема 103 базовой станции. Понятно, что в системе радиосвязи обмен сигналами между подсистемой базовой станции и базовой сетью может быть осуществлен согласно уровню техники, который не описан здесь детально.

Подсистема 103 базовой станции включает в себя уровень протокола наземной линии связи, конфигурированный, чтобы обмениваться сигналами или передавать данные с уровнем протокола наземной линии связи базовой сети, где расположена подсистема 103 базовой станции; и слой доступа, конфигурированный, чтобы обмениваться сигналами или передавать данные со шлюзом, входящим в зону покрытия подсистемы 103 базовой станции.

Базовая сеть 104 включает в себя: уровень протокола наземной линии связи, конфигурированный, чтобы обмениваться сигналами или передавать данные с уровнем протокола наземной линии связи подсистемы базовой станции, входящей в зону покрытия базовой сети 104; и слой без доступа, конфигурированный, чтобы обмениваться сигналами в слое без доступа или передавать данные с устройством МТС, входящим в зону покрытия базовой сети 104.

Необходимо понять, что конкретные стеки протоколов, включенные в слои без доступа в системах связи различных стандартов, определены в протоколе 3GPP. В этом варианте осуществления, при выполнении обмена сигналами или передачи данных с базовой сетью 104 по конкретному уровню протокола слоя без доступа, устройство 101 МТС может выполнять обмен сигналами или передачу данных со слоем без доступа базовой сети с помощью использования стека протокола слоя без доступа систем связи различных стандартов на устройстве МТС. То есть, когда слой без доступа осуществлен на устройстве МТС, можно использовать содержание слоя без доступа систем связи различных стандартов уровня техники.

В варианте осуществления настоящего изобретения, слой без доступа в системе радиосвязи может включать в себя уровень протокола обработки услуги, конфигурированный, чтобы обрабатывать услугу МТС, и уровень протокола управления мобильностью, конфигурированный, чтобы выполнять управление мобильностью, где, дополнительно, уровень протокола обработки услуги включает в себя одну или комбинацию из следующего: уровень протокола управления сессией, конфигурированный, чтобы выполнять управление услугой МТС; и уровень протокола передачи услуги, конфигурированный, чтобы передавать данные услуги МТС. Ссылка может быть сделана на уровень техники для вышеуказанных уровней протоколов и соединяющей взаимосвязи между уровнями протоколов.

Дополнительно, слой без доступа может включать в себя уровень протокола управления логической линией связи (LLC), или уровень протокола шифрования, конфигурированный, чтобы выполнять шифрование. Необходимо понять, что уровень протокола управления логической линией связи (LLC) и уровень протокола шифрования могут шифровать поток данных, обмениваемых между устройством МТС и базовой сетью. Когда стек протоколов системы связи в уровне техники включает в себя уровень протокола управления логической линией связи (LLC) в слое без доступа устройства МТС, существующий уровень протокола управления логической линией связи (LLC) может быть использован для выполнения шифрования, а когда стек протоколов системы связи в уровне техники не включает в себя уровень протокола управления логической линией связи (LLC), в варианте осуществления настоящего изобретения, уровень протокола шифрования может быть добавлен в слой без доступа устройства МТС, и можно делать ссылку на уровень протокола шифрования других систем связи для конкретного осуществления добавленного уровня протокола шифрования. Например, основываясь на услуге SMS домена CS системы GSM, слой без доступа не включает в себя уровень протокола LLC, то в этом варианте осуществления уровень протокола шифрования (определенный как уровень протокола безопасности в варианте осуществления настоящего изобретения) может быть добавлен в слой без доступа устройства МТС.

Дополнительно, в устройстве МТС верхний уровень слоя доступа может быть включен в существующую систему связи, и устройство МТС выполняет обмен сигналами или передает данные с подсистемой базовой станции по верхнему уровню слоя доступа. Дополнительно верхний уровень слоя доступа может включать в себя уровень протокола управления радиоресурсами (RRC), конфигурированный, чтобы выполнять управление радиоресурсами. Например, если, основываясь на услуге SMS системы связи UMTS, обнаружено, что существующий слой без доступа не включает в себя уровень протокола LLC, то его функция шифрования осуществляется в уровне протокола RLC слоя доступа, что может привнести риск, когда устройство МТС загружает ключ к шлюзу, и, кроме того, добавляется уровень протокола шифрования в слой без доступа устройства МТС, стек протоколов слоя доступа выше слоя RLC, который выполняет функцию безопасности, то есть верхний уровень слой доступа стека протоколов слоя доступа в системе связи UMTS может быть перемещен в устройство МТС, и только два стека протоколов слоя доступа - слой МАС доступа к среде передачи и физический слой PHY - зарезервированы в шлюзе. В это же время, кроме слоя без доступа, верхний уровень слоя доступа дополнительно включен в устройство МТС.

Дополнительно, в вышеуказанном варианте осуществления, шлюз в системе связи дополнительно конфигурированный для адаптации сети с устройством МТС, и, соответственно, устройство МТС также выполняет адаптацию сети с устройством МТС по функции адаптации сети, шлюз и устройство МТС соответствуют друг другу, и в варианте осуществления настоящего изобретении, для удобства иллюстрирования, только один аспект описан подробно. Более конкретно, шлюз выполняет сетевую адаптацию с устройством МТС через слой сетевой адаптации одним или комбинацией следующих способов: отправка, по шлюзу, информации широковещательной передачи ячейки, в которой шлюз расположен с устройством МТС, и отправка, по шлюзу, информации о заранее настроенном событии на устройство МТС.

Шлюз отправляет информацию широковещательной передачи информации ячейки на устройство МТС, принадлежащее самому шлюзу, по сетевой адаптации, причем информация широковещательной передачи может включать в себя технологию доступа, используемую ячейкой, в которой в текущий момент расположен шлюз; качество линии связи ячейки, в которой в текущий момент расположен шлюз; информацию нагрузки ячейки, в которой в текущий момент расположен шлюз; и так далее. В соответствии с принятой информацией широковещательной передачи, устройство МТС может выбирать соответствующий шлюз, на котором оно будет базироваться, с учетом его политики выбора шлюза. Когда в шлюзе, в котором базируется устройство МТС, происходит сбой, и шлюз не выполняет связь М2М, то устройство МТС может повторно выбирать другой соответствующий шлюз для базирования, в соответствии с политикой повторного выбора.

Шлюз отправляет информацию заранее настроенного события на устройство МТС, принадлежащее самому шлюзу, через слой сетевой адаптации, причем заранее настроенное событие может быть событием похищения, произошедшим в шлюзе; событием внешнего нелегального вторжения, произошедшим в шлюзе; событием, заключающимся в том, что внешняя полоса частот создает помехи шлюзу; и событием, заключающимся в том, что шлюз отключается от ячейки, в которой шлюз расположен в текущий момент; и так далее. Когда вышеуказанное аномальное событие происходит, шлюз может транслировать информацию об аварийных сигналах, такую как РАМ, индикацию помех (Jamming) и индикацию вне линии (offline), соответственно, на устройство МТС, принадлежащее самому шлюзу, чтобы инструктировать устройство МТС срочно повторно выбрать другой шлюз для связи и запустить соответствующую аварийную процедуру. Устройство МТС может также быть выполнено с возможностью повторно выбирать шлюз в соответствии с принятой информацией о заранее настроенном событии.

Дополнительно, в вышеуказанном варианте осуществления системы радиосвязи, когда устройство МТС отправляет данные на шлюз, или когда устройство МТС отправляет запрос на соединение на шлюз, шлюз дополнительно конфигурированный, чтобы устанавливать связь между шлюзом и подсистемой базовой станции для устройства МТС. В соответствии с тем, используется ли соединение эксклюзивно одним устройством МТС или совместно множеством устройств МТС, соответствующий режим связи можно классифицировать как режим частной связи и режим совместной связи.

В режиме частной связи, шлюз устанавливает экземпляр для каждого устройства МТС отдельно и делает приложение к сети для установления частного соединения радио-ресурсов (радио-ресурсов, кратко RR) для устройства МТС. При приеме запроса на соединение, отправленного устройством МТС, или приеме данных, отправленных устройством МТС, шлюз запускает процесс установления соединения RR. Данные различных устройств МТС под одним и тем же шлюзом передаются по соответствующим частным соединениям различных устройств МТС, и передачи независимы друг от друга и являются полностью различными процессами связи мобильных терминалов с точки зрения сети.

Когда режим связи является совместным режимом связи, в ситуации, когда соединение не установлено между шлюзом и подсистемой базовой станции, и когда устройство МТС отправляет данные на шлюз или шлюз принимает запрос на соединение, отправленный устройством МТС, совместное соединение устанавливается между шлюзом и подсистемой базовой станции. Однако, если соединение установлено между шлюзом и подсистемой базовой станции, когда шлюз принимает запрос на соединение, отправленный другими устройствами МТС, или когда другие устройства МТС отправляют данные на шлюз, новое соединение не устанавливается, и существующее соединение RR мультиплексируется напрямую, чтобы выполнять последующий процесс обмена сигналами. То есть, при режиме совместной связи, множество устройств МТС делят между собой (это и есть мультиплексирование) соединение RR. Передача данных различных устройств МТС по совместно используемому соединению RR идентифицируется по идентификатору (идентификатор временной логической линии связи, или кратко TLLI) временной логической линии связи или добавленному номеру соединения ММ.

Дополнительно, в вышеуказанном варианте осуществления, беспроводная сеть связи ближнего действия может быть беспроводной сетью связи ближнего действия, осуществленной радиотехнологиями PAN, такими как беспроводная связь WiFi, ZigBee, Bluetooth, Ассоциация Передачи Данных в Инфракрасном Диапазоне (IrDA) передачи данных в инфракрасном диапазоне, домашняя радиочастота (Home RF) и сверхширокополосное радио, либо может быть беспроводной сетью связи ближнего действия, осуществленной технологией радиоинтерфейса.

Необходимо понимать, что в вышеуказанном варианте осуществления, шлюз может осуществлять доступ к подсистеме базовой станции, которая использует любую из существующих сетей радиосвязи, например, подсистему базовой станции, которая использует технологию радиосвязи, такую как GSM, или UMTS, или LTE.

В этом варианте осуществления, устройство МТС выполняет обмен данными в слое без доступа; следовательно, базовая сеть может напрямую аутентифицировать и управлять устройством МТС, тем самым снижая расходы сети и улучшая безопасность системы в ситуации сокращения сетевой нагрузки. В системе связи настоящего варианта осуществления, слой без доступа устройства МТС включает в себя уровень протокола управления логической линией связи (LLC) или уровень протокола шифрования для выполнения шифрования, что улучшает безопасность передачи в системе. Альтернативно, когда уровень протокола системы, доступ к которому осуществляет шлюз, конфигурированный, чтобы осуществлять шифрование, осуществлен в верхнем уровне слоя доступа, в этом варианте осуществления, уровень протокола верхнего уровня слоя доступа включен в устройство МТС и функция шифрования осуществлена на устройстве МТС, чтобы избежать привнесения риска безопасности, когда устройство МТС загружает ключ на шлюз. Применяя функцию сетевой адаптации в этом варианте осуществления, шлюз способен вовремя отправлять сообщение широковещательной передачи ячейки, в которой расположен шлюз, на устройство МТС, и отправлять информацию о заранее настроенном событии на устройство МТС, когда заранее настроенное событие происходит. Модуль повторного выбора шлюза, настроенный в устройстве МТС, может выполнять повторный выбор шлюза в соответствии с принятым сообщением широковещательной передачи и информацией о заранее настроенном событии. Шлюз устанавливает соединение RR для устройства МТС, так что устройство МТС может передавать данные по частному или совместному соединению RR.

Фиг. 2 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на пакетной услуге GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как изображено на Фиг. 2а, в плоскости управления, структура стека протоколов системы связи включает в себя:

Функции слоя доступа, такие как RLC, MAC и физический уровень (GSM RF), осуществлены в шлюзе, и, соответственно, функции слоя доступа, такие как RLC, MAC и физический уровень (GSM RF), также равно осуществлены в подсистеме базовой станции (BSS).

Уровни протокола наземной линии связи, такие как протокол GPRS подсистемы базовой станции (BSSGP), услуга сети и L1 (слой 1) осуществлены в подсистеме базовой станции, и, соответственно, уровни протокола наземной линии связи, такие как BSSGP, Услуга Сети и L1 также равно осуществлены в базовой сети SGSN.

Устройство МТС выполняет функции слоя без доступа, такие как SM, GMM и LLC. Уровень GMM выполняет функцию, относящуюся к управлению пользователя, такую как аутентификация; устройство МТС аутентифицирует устройство МТС через уровень протокола GMM с базовой сетью SGSN; уровень SM выполняет функцию управления сессией, такую как активация Протокола Пакетных Данных (PDP); и устройство МТС выполняет шифрование с базовой сетью SGSN через уровень протокола LLC; необходимо понимать, что шифрование уровня протокола LLC может быть направлено на данные пользователя или на сигналы.

Соответственно, функции слоя без доступа, такие как SM, GMM и LLC, также равно осуществлены в базовой сети SGSN.

Устройство МТС дополнительно осуществляет доступ к шлюзу через беспроводную сеть связи ближнего действия, и из описания вышеуказанного варианта осуществления известно, что беспроводная сеть связи ближнего действия может быть сетью радиосвязи, осуществленной стандартным протоколом, использующим радиотехнологии PAN, такие как беспроводная связь WiFi, ZigBee, Bluetooth, IrDA передачи данных в инфракрасном диапазоне, домашняя радиочастота Home RF и сверхширокополосное радио, либо может быть осуществлена технологией радиоинтерфейса.

Дополнительно, устройство МТС и шлюз могут включать в себя модуль сетевой адаптации, причем модуль сетевой адаптации может быть осуществлен уровнем сетевой адаптации и может также быть осуществлен конкретной функцией сетевой адаптации.

Как изображено на Фиг. 2b, в плоскости пользователя, структура стека протоколов системы связи включает в себя: функции слоя доступа, такие как RLC, MAC и физический уровень (GSM RF), осуществлены в шлюзе, и, соответственно, функции слоя доступа, такие как RLC, MAC и физический уровень (GSM RF), также равно осуществлены в подсистеме BSS базовой станции.

Уровни протокола наземной линии связи, такие как BSSGP, Услуга Сети и L1, осуществлены в подсистеме базовой станции, и, соответственно, уровни протокола наземной линии связи, такие как BSSGP, Услуга Сети и L1, также равно осуществлены в базовой сети SGSN.

Устройство МТС выполняет функции слоя без доступа, такие как Протокол Конвергенции с Зависимостью от Подсети (SNDCP) конвергенции с зависимостью от подсети и LLC. Устройство МТС выполняет сжатие заголовков с базовой сетью SGSN через уровень протокола SNDCP; и устройство МТС выполняет шифрование с базовой сетью SGSN через уровень протокола LLC; и, соответственно, функции слоя без доступа, такие как SNDCP и LLC также осуществлены в базовой сети SGSN. Уровень приложения IP устройства МТС открыто передает пакет IP на GGSN (не изображено на чертеже) по базовой сети, и, соответственно, уровень приложения IP также осуществлен на базовой сети GGSN.

В этом варианте осуществления, так как уровень протокола GMM, который выполняет аутентификацию, настроен на устройстве МТС, сторона сети может эффективно аутентифицировать каждое устройство МТС под шлюзом, чтобы избежать таких проблем, как нелегальный доступ и атака через посредника, которые появляются из-за эффекта конвергенции, сформированного шлюзом на устройстве МТС, и эффективно поддерживать безопасную работу сети оператора. Дополнительно, так как функция шифрования осуществлена в уровне LLC, то пакет IP, генерированный уровнем приложения, сначала доставляется на уровень LLC, затем пакет IP шифруется уровнем LLC и позже пакет IP посылается шлюзом в сеть. Данный механизм обработки эффективно защищает безопасность передачи услуги М2М.

Фиг. 3 является блок-схемой осуществления пакетной услуги GPRS с помощью применения системы связи, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Необходимо понимать, что в настоящем изобретении, так как стек протокола слоя без доступа в системе связи расположен в устройстве МТС и базовой сети, когда различные услуги осуществлены путем применения системы связи настоящем изобретении, то функция, которую требуется выполнить или осуществить с помощью стека протоколов слоя без доступа, осуществляется с помощью стека протоколов слоя без доступа в устройстве МТС. Как изображено на Фиг. 3, процедура пакетной услуги GPRS включает в себя:

S301: Устройство МТС получает радио-ресурс сети PAN. Сигналы слоя без доступа и данные пользователя устройства МТС открыто передаются между устройством МТС и шлюзом по радиотехнологии PAN, такой как ZigBee;

S302: Устройство МТС отправляет запрос на активацию PDP на шлюз;

S303: После приема сообщения о запросе на активацию, отправленного устройством МТС, шлюз запускает процесс установления соединения RR радиоинтерфейса. Необходимо понимать, что процесс установления соединения RR может быть стандартной процедурой установления соединения GSM RR, то есть, чтобы установить частное соединение RR для каждого устройства МТС, и процесс установления соединения RR может также быть для того, чтобы установить совместное (мультиплексированное) соединение RR для множества устройств МТС;

S304: После установления соединения RR, шлюз посылает сообщение о запросе на активацию PDP на SGSN по соединению, чтобы запросить сеть установить несущий ресурс плоскости пользователя;

S305: После приема запроса на активацию, SGSN выполняет такие функции, как аутентификация и шифрование;

S306: После выполнения процедуры безопасности, SGSN отправляет запрос на создание контекста PDP на GGSN, чтобы запросить GGSN установить туннель передачи GTP (протокол туннеля GPRS);

S307: После завершения размещения ресурсов туннеля GTP, GGSN отправляет сообщение обратной связи на SGSN, чтобы подтвердить, что туннель GTP успешно установлен;

S308: SGSN выполняет переговоры QoS стороны RAN в координации с BSC;

S309: SGSN отправляет запрос на обновление контекста PDP на GGSN, чтобы запросить GGSN обновить, в соответствии с результатом переговоров QoS RAN, несущий атрибут QoS установленной плоскости пользователя;

S310: После обновления атрибута QoS, GGSN отправляет обратную связь о подтверждении обновления контекста PDP на SGSN;

S311: SGSN отправляет сообщение о подтверждении активации PDP на МТС по открытой передаче шлюза, чтобы подтвердить, что плоскость пользователя установлена;

S312: Устройство МТС выполняет процедуру передачи данных по восходящей линии связи.

В этом варианте осуществления, устройство МТС выполняет функцию слоя без доступа, необходимую для процедуры передачи данных по восходящей линии связи, чтобы базовая сеть напрямую аутентифицировала устройство МТС, что улучшает безопасность процедуры передачи данных по восходящей линии связи.

Из описания, приведенного выше, известно, что основываясь на различных услугах различных систем, конкретные стеки протоколов, которые применяют, различны, но необходимо понимать, что конкретные стеки протоколов в варианте осуществления настоящего изобретения могут быть осуществлены в соответствии с существующим стеком протоколов, и соединяющая взаимосвязь между стеками протоколов может также быть осуществлена со ссылкой на уровень техники. Для лучшего понимания настоящего изобретения, в следующих вариантах осуществления приводится конкретная услуга конкретной системы в качестве примера иллюстрирования; однако, настоящее изобретение не ограничено следующими конкретными вариантами осуществления. Любая система связи, которая применяет идею настоящего изобретения, попадает в объем защиты настоящего изобретения.

Фиг. 4 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на услуге SMS домена PS системы GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как изображено на Фиг. 4, в этом варианте осуществления, функции слоя доступа GPRS, такие как RLC, MAC и физический уровень (GSM RF), осуществлены в шлюзе, и, соответственно, функции слоя доступа GPRS, такие как RLC, MAC и физический уровень (GSM RF), также равно осуществлены в подсистеме BBS базовой станции.

Уровни протоколов наземной линии связи, такие как BSSGP, Услуга Сети и L1, осуществлены в подсистеме базовой станции, и, соответственно, уровни протоколов наземной линии связи, такие как BSSGP, Услуга Сети и L1, также равно осуществлены в базовой сети SGSN.

Функции слоя без доступа GPRS SMS, такие как SMS, GMM, LLC, выполняются на устройстве МТС, и, соответственно, функции слоя без доступа GPRS SMS, такие как SMS, GMM, LLC, также равно выполняются на базовой сети SGSN. Устройство МТС аутентифицирует устройство МТС с базовой сетью SGSN через уровень протокола GMM; и устройство МТС шифрует короткое сообщение SMS с базовой сетью SGSN через уровень протокола LLC. Короткое сообщение, отправленное уровнем протокола SMS, сначала отправляет в уровень LLC, затем сообщение шифруется уровнем LLC, и далее сообщение посылается шлюзом в сеть. Устройство МТС передает сообщение SMS с базовой сетью SGSN через уровень протокола SMS. То есть после установления надежного соединения уровня GMM между устройством МТС и SGSN, уровень протокола SMS на устройстве МТС отправляет SMS на сторону сети и отправляет информацию устройства МТС.

В этом варианте осуществления, так как уровень протокола GMM, который выполняет функцию аутентификации, настроен на устройстве МТС, то сторона сети может эффективно аутентифицировать каждое устройство МТС под шлюзом, чтобы избежать таких проблем, как нелегальный доступ и атака через посредника, возникающее в результате эффекта конвергенции, сформированного шлюзом на устройстве МТС.

Фиг. 5 является структурной схемой стека протоколов системы связи, основываясь на услуге SMS домена CS системы GSM, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как изображено на Фиг. 5, в этом варианте осуществления, функции слоя доступа GSM, такие как RR, процедура доступа к линии связи канала передачи данных на канале Dm (LAPDm), физический уровень (GSM RF), осуществлены в шлюзе. Соответственно, функции слоя доступа GSM, такие как RR, LAPDm и физический уровень (GSM RF), также равно осуществлены в подсистеме BBS базовой станции.

Уровни протоколов наземной линии связи, такие как BSSAP, процедура доступа к линии связи на канале D передачи данных (LAPD) и L1, осуществлены в подсистеме базовой станции, и, соответственно, уровни протоколов наземной линии связи, такие как BSSAP, LAPD и L1, также равно осуществлены в базовой сети MSC.

Функции GSM слоя без доступа, такие как уровень SMS и уровень ММ, осуществлены в устройстве МТС, и, соответственно, функции GSM слоя без доступа, такие как уровень SMS и уровень ММ, также равно осуществлены в базовой сети MSC. Устройство МТС аутентифицирует устройство МТС с базовой сетью MSC через уровень протокола ММ, причем уровень ММ выполняет функцию, относящуюся к управлению пользователя, такую как аутентификация; и уровень SMS отправляет короткое сообщение SMS по соединению уровня ММ, установленному между устройством МТС и MSC.

Так как функция ш