Мобильное оконечное устройство связи и способ

Мобильное оконечное устройство связи и способ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к мобильным оконечным устройствам связи для передачи данных с использованием сети мобильной связи и способам передачи.

Уровень техники

Мобильные телекоммуникационные системы третьего и четвертого поколения, такие как те, которые основаны на 3GPP, определенные архитектурами UMTS и «Долгосрочное развитие сетей связи» (LTE), которые способны поддерживать более сложный спектр услуг, чем услуги простой передачи голосового сообщения и обмен сообщениями, предлагаемые мобильными телекоммуникационными системами предыдущих поколений.

Например, используя усовершенствованный радиоинтерфейс и повышенную скорость передачи данных, предоставляемую системами LTE, пользователь может должным образом оценить возможности передачи данных на высокой скорости, например, просматривая мобильное потоковое видео и осуществляя мобильные видеоконференции, которые раньше были доступны только посредством использования фиксированных линий передачи данных. Существует устойчивый спрос на развертывание сетей третьего и четвертого поколения, следовательно, и зоны покрытия данных сетей, то есть географические места, где возможен доступ к сети, как ожидается, будут быстро увеличиваться.

Ожидаемое повсеместное развертывание сетей третьего и четвертого поколения привело к параллельному развитию класса устройств и приложений, которые обеспечивают высокую скорость передачи данных, а также используют надежный радиоинтерфейс, и которые осуществляют расширение зоны покрытия. Примеры включают в себя, так называемые средства машинной коммуникации (МТС), которые являются типовыми примерами полуавтономных или автономных устройств беспроводной связи (например, устройств МТС), которые обеспечивают передачу небольших объемов данных и с большими перерывами в работе. Поэтому способ использования МТС устройств может отличаться от «постоянного» типового способа применения LTE оконечных устройств. Примеры МТС устройств включают в себя так называемые смарт-счетчики, которые, например, расположены в домах абонентов и периодически передают информацию на центральный МТС сервер данных, которая содержит данные о количестве потребляемых коммунальных услуг, таких как газ, вода, электричество и так далее. Например, смарт-счетчик может, как принимать небольшой объем переданных данных (например, новые тарифные планы), так и отправить небольшой объем данных (например, последние показания счетчика), подобные данные передаются обычно редко и являются устойчивыми к задержке при передаче. Характеристики МТС устройств могут включать в себя, например, один или более параметров из: низкую мобильность; управляемость по времени, устойчивость по времени; только пакетную коммутацию (PS); передачу небольшого объема данных;

инициирование только мобильными абонентами; редко поступающие сообщения от мобильных абонентов; МТС мониторинг; приоритет аварийного сигнала; защищенное соединение; триггер конкретного местоположения; сеть, предназначенная для передачи данных по каналу восходящей линии связи; нечастая передача и признаки МТС, основанные на группировании (например: группа, основанная на ограничении и группа, основанная на адресации). Другие примеры МТС устройств могут включать в себя торговые автоматы, «sat nav» терминалы, камеры слежения или сенсоры и т.д.

Мобильные сети, разработанные в последнее время, как правило, хорошо приспособлены к работе на высокой скорости с высокой надежностью и могут не всегда соответствовать условиям для предоставления МТС услуг.

Сущность изобретения

В соответствии с аспектом настоящего изобретения, предоставляется мобильное оконечное устройство связи для передачи данных в сети мобильной связи. Сеть мобильной связи содержит одну или более базовые станции, выполненные с возможностью обеспечивать беспроводной интерфейс доступа для оконечных устройств связи; и одно или несколько устройств управления мобильностью, выполненное с возможностью передавать и принимать сигнальные пакеты для управления передачей пользовательских данных между оконечными устройствами связи и адресатам. Оконечное устройство связи выполнено с возможностью передавать пакеты одной или нескольким базовым станциям в системе мобильной связи через интерфейс беспроводного доступа, предоставленного одной или более базовыми станциями; и передавать сигнальный пакет одному или более устройствам управления мобильностью системы мобильной связи, сигнальный пакет содержит пользовательские данные, предназначенные для адресата, до установления сигнального соединения с одним или более устройствами управления мобильностью.

Одно или несколько устройств управления мобильностью может быть выполнено с возможностью принимать сигнальный пакет из оконечного устройства связи, который содержит пользовательские данные, предназначенные для адресата, для обнаружения того, что пакет не ассоциирован с любым установленным сигнальным соединением между одним или более устройствами управления мобильностью и данным устройством связи. Одно или несколько устройств управления мобильностью могут быть выполнены с возможностью реагировать на упомянутое обнаружение для передачи пользовательских данных, находящиеся в сигнальном пакете, адресату.

Соответственно, короткое сообщение может быть послано в уменьшенном контексте или бесконтекстным образом в сети мобильной связи.

В некоторых вариантах осуществления устройство управления мобильностью может быть выполнено с возможностью устанавливать временный контекст управления мобильностью для передачи пользовательских данных адресату. Например, устройство управления мобильностью может быть выполнено с возможностью отбрасывать временный контекст управления мобильностью после завершения обмена заранее определенного количества пакетов с оконечным устройством связи, сигнальный пакет вмещается в количество пакетов. В других примерах, временный контекст управления мобильностью может быть ассоциирован с таймером и, по истечении времени установки таймера, временный контекст управления мобильностью может быть отброшен.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, обеспечивается система мобильной связи для передачи данных в/из оконечных устройств связи, система содержит одну или несколько базовые станции, выполненные с возможностью обеспечивать интерфейс беспроводного доступа к оконечным устройствам связи; одно или более оконечных устройств связи выполнены с возможностью передавать пакеты одной или более базовым станциям через интерфейс беспроводного доступа; один или несколько пакетных шлюзов, выполненные с возможностью передавать пакеты данных пользователя, принятые посредством использования одной или более базовыми станциями из и/или в одно или более оконечные устройства связи; и одно или более устройств управления мобильностью, выполненные с возможностью отправлять и принимать сигнальные пакеты для управления передачей данных пользователя между оконечными устройствами связи и пакетными шлюзами. Одна или более базовые станции выполнены с возможностью принимать сигнальные сообщения от оконечного устройства связи, которое содержит пользовательские данные, предназначенные для адресата, для обнаружения, что сообщение не ассоциировано с каким-либо установленным сигнальным соединением между одной или несколькими базовыми станциями и данным устройство связи. Одна или более базовые станции выполнены с возможностью реагировать на упомянутое обнаружение, чтобы передавать пользовательские данные, содержащиеся в сигнальном сообщении, адресату через одно или более устройств управления мобильностью.

Одна или более базовые станции выполнены с возможностью передавать пользовательские данные и могут, например, содержать одну или более базовые станции, выполненные с возможностью создавать временный контекст базовой станции для передачи пользовательских данных адресату. Например, одна или более базовые станции могут быть выполнены с возможностью отбрасывать временный контекст базовой станции после завершения обмена заданного числа сообщений с оконечным устройством связи, сигнальное сообщение вмещается в количество сообщений.

Кроме того, одна или более базовые станции выполнены с возможностью устанавливать временный контекст базовой станции, который может содержать одну или более базовые станции, выполненные с возможностью ассоциировать временный контекст базовой станции с помощью таймера и, по истечении установленного времени таймера, отбрасывает временный контекст базовой станции.

Соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения могут обеспечить отправку короткого сообщения в ограниченном контексте или бесконтекстным образом в сети мобильной связи, тем самым уменьшая поддерживаемое количество сигнализации и контекста в сетевых элементах.

Дополнительные аспекты и признаки настоящего изобретения определены в прилагаемой формуле изобретения и включает в себя элемент устройства управления мобильностью, базовую станцию, оконечное устройство связи и способы.

Краткое описание чертежей

Примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые детали имеют одни и те же ссылки и на которых:

фиг.1 представляет собой блок-схему сети мобильной связи LTE стандарта;

фиг.2 иллюстрирует пример пути прохождения сообщения, отправленного оконечным устройством связи в типовой сети;

фиг.3 представляет собой иллюстрацию транзакций между состояниями EMM и ЕСМ в обычной сети LTE;

фиг.4 представляет собой иллюстрацию возможной последовательности операций процесса вызова, как показано на фиг.2;

фиг.5 представляет собой схематическое изображение последовательности операций, показанной на фиг.4;

фигуры с 6 по 10 представляют собой схематические иллюстрации последовательности операций процесса вызова, связанных с передачей короткого сообщения;

фиг.11 представляет собой иллюстрацию возможного пути отправки короткого сообщения;

фиг.12 является еще одной иллюстрацией возможного пути отправки короткого сообщения;

фиг.13 представляет собой иллюстрацию возможного стека протокола для отправки коротких сообщений;

фиг.14 является иллюстрацией другого возможного стека протокола для отправки коротких сообщений;

фиг.15 представляет собой принципиальную блок-схему частей сети мобильной связи в соответствии с LTE стандартом, как показано на фиг.1 и 2, иллюстрирующие изменение подключение оконечного устройства мобильной связи от одной базовой станции к другой;

на фиг.16 показана блок-схема устройства управления мобильностью, показанной на фиг.15;

фиг.17 представляет собой иллюстративное представление последовательности операций процесса вызова для доставки пакета по каналу нисходящей линии связи в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения;

фиг.18 представляет собой иллюстративное представление последовательности операций процесса доставки пакета данных по каналу нисходящей линии связи в соответствии с другим примером настоящего изобретения;

фиг.19 представляет собой иллюстративное представление последовательности операций процесса доставки пакета данных по каналу нисходящей линии связи соответствии с еще одним примером настоящего изобретения;

на фигурах с 20 по 23 показаны иллюстративные структуры состояний, которые мобильное оконечное устройство связи может принимать при работе в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.24 представлена схематическая иллюстраций пути передачи пакетов через элементы сети мобильной связи для состояния обычного RRC соединения и состояния RRC соединения для передачи сообщений в соответствии с настоящим изобретением; и

фиг.25 представляет собой таблицу, иллюстрирующую взаимосвязь между состояниями RRC соединения для передачи сообщений подключено/разъединено и ЕСМ ожидания, ЕСМ соединения для передачи сообщений и ЕСМ соединения.

Описание примерных вариантов осуществления

Примерные варианты осуществления будут описаны в основном в контексте архитектуры 3GPP LTE. Однако изобретение не ограничивается реализацией в архитектуре 3GPP LTE. С другой стороны, любая подходящая мобильная архитектура считается актуальной.

Типовые сети

Фиг.1 схематически иллюстрирует схему, которая показывает основные функциональные возможности типовой сети мобильной связи. Сеть включает в себя одну или более базовые станции 102 (показана одна базовая станция), которая соединена с обслуживающим шлюзом (S-GW) 103 для обеспечения графика в плоскости пользователя и к узлу управления мобильностью (ММЕ) для сигнализации в плоскости управления. В LTE базовые станции называются e-NodeB, которые обозначаются в приведенном ниже описании как eNB. Каждая базовая станция обеспечивает зону 103 покрытия, в пределах которой, данные могут быть переданы на и из мобильных оконечных устройств 101. Данные передаются базовой станцией 102 на мобильное оконечное устройство 101 в зоне покрытия по каналу нисходящей линии связи. Данные передаются из мобильных оконечных устройств 101 в базовую станцию 102 по каналу восходящей линии связи. Базовая сеть, содержащая ММЕ 105, S-GW 103 и PDN-шлюз (P-GW) 104, маршрутизирует данные в и из мобильных оконечных устройств 101 и обеспечивает выполнение таких функций, как аутентификация, управление мобильностью, зарядкой и так далее. P-GW соединен с одной или несколькими другими сетями, которые могут, например, включать в себя Интернет, опорную сеть системы IMS и т.д. Как показано на фиг.1, соединения в плоскости пользователя обозначены сплошной линией, в то время как соединения в плоскости управления представлены пунктирной линией.

Фиг.2 иллюстрирует пример пути следования сообщения 130, переданного мобильным оконечным устройством 101. В этом примере, МТС оконечное устройство 101 отправляет сообщение 130 адресату 120, данный адресат доступен в сети Интернет. В этом примере, устройство-адресат представлено компьютером. Однако адресат 120 может быть элементом любого подходящего типа, где элемент может быть адресован с помощью мобильного оконечного устройства 101. Например, устройство-адресат 120 может быть другим оконечным устройством, персональным компьютером, сервером, прокси-сервером или промежуточным элементом (для адресата).

Следующее описание приводится для краткого объяснения примера функционирования, в котором мобильное оконечное устройство передает сообщение 130 посредством LTE сети, что способствует пониманию некоторых аспектов и преимуществ настоящего изобретения.

Чтобы мобильное оконечное устройство 101 осуществило передачу данных адресату, устанавливается канал доставки информации EPS между оконечным устройством 101 и PGW 104, канал доставки информации EPS состоит из GTP-туннеля между eNB 102 и SGW и другого GTP-туннеля между SGW и PGW 104, как показано на фиг.2. Сообщение 130 передается в устройство-адресат, переданное оконечным устройством 101, на первом участке канала доставки информации EPS, на eNB 102 (этап 1), далее в S-GW 103 (этап 2) и затем в P-GW 104 (этап 3) на другом участке канала доставки информации EPS. P-GW 104 затем направляет сообщение 130 адресату 120 (этап 4).

Фиг.3 иллюстрирует различные транзакции между четырьмя возможными комбинациями ЕСМ состояний (подключен или режим ожидания) и EMM состояний (зарегистрирован или не зарегистрирован), как определено в стандартах LTE для оконечного устройства с целью иллюстрации способов управления соединениями оконечных устройств. Сокращение ЕСМ расшифровывается как "Управление соединениями EPS" и состояние ЕСМ обычно указывает, установлено ли NAS (слой без доступа) соединение оконечного устройства с ММЕ. В LTE, поскольку оконечное устройство подключается к ММЕ и переключается на ECM_connected, что также устанавливает канал доставки информации EPS, то осуществляется соединение для передачи данных в P-GW через S-GW. Кроме того, когда оконечное устройство переключается из ECM_connected в ECM_idle, то канал доставки информации EPS разъединяется, и все S1 и RRC соединения разъединяются. Акроним EMM означает "Управление Мобильностью EPS" и состояние EMM обычно указывает на подключение оконечного устройства к сети. Когда оконечное устройство находится в состоянии EMM_unregistered, то оконечное устройство может, например, быть выключено, находиться вне зоны обслуживания или подключено к другой сети. В противоположность этому, когда оконечное устройство находится в состоянии EMM_registered, то оконечное устройство подключено к сети и, таким образом, он имеет IP-адрес и NAS контекст безопасности в ММЕ. Может быть образован канал доставки информации EPS или нет, но в любом случае, существует некоторый контекст, ассоциированный с ним в ММЕ (например, контекста безопасности NAS) и в P-GW (например, IP-адрес). Кроме того, ММЕ будет иметь информацию о том, в каких областях отслеживания находится UE.

Четыре ЕСМ/ЕММ состояния и транзакции между ними описывается далее.

Предполагается, что мобильное оконечное устройство 101 начинает работу из состояния 153, в котором мобильное оконечное устройство 101 не подключено к сети. В состоянии 153 оконечное устройство находится в состоянии EMM_unregistered и ECM_idle. Из этого состояния оконечное устройство может подключаться к сети, чтобы быть в состоянии EMM_registered и ECM_connected. Однако, для того, чтобы подключиться, оконечное устройство не может переключиться в состояние EMM_registered, если, прежде всего, не было переключено в ECM_connected. Другими словами, начиная с состояния 153, оконечное устройство не может перейти в состояния 152 или 151 и, прежде всего, оконечное устройство должно перейти в состояние 154. Таким образом, как показано стрелкой 161, оконечное устройство в состоянии 153 может подключиться к сети, прежде всего, переключением в состояние ECM_connected, а затем в EMM_registered. В связи с тем, что оконечное устройство начинает процедуру подключения, находясь в состоянии 153, то оконечное устройство переходит из состояния 153, где отсутствует любое соединение, в состояние 151, где оконечное устройство имеет NAS соединение к ММЕ, IP-адрес, выделенный P-GW и канал доставки информации EPS в P-GW через E-NB и S-GW.

Транзакции между состояниями 151 и 152 осуществляются, когда установлено соединение для передачи данных (канал доставки информации EPS) (164) или когда все соединения для передачи данных были разъединены (165). Как правило, транзакция 165 осуществляется, когда пользователь имел активный канал доставки информации EPS и данный канал доставки информации не использовался в течение определенного времени. Сеть может затем решить, что оконечное устройство больше не нуждается в канале доставки информации EPS и, таким образом, отключает все соответствующие ресурсы и переключает оконечное устройство в состояние ECM_idle. Транзакция 164 обычно осуществляется, когда оконечное устройство не использует канал доставки информации EPS (см., например, описание транзакции 164) и теперь имеет данные для передачи или приема. Затем устанавливается канал доставки информации EPS для данного оконечного устройства и переключается в состояние ECM_connected. Во всех случаях, оконечное устройство находится в состоянии EMM_registered, независимо от ЕСМ состояний, оконечное устройство будет иметь IP-адрес, который может использоваться для установления связи с оконечным устройством, другими словами, контекст IP остается активным, даже если отсутствует канал доставки информации EPS (например, состояние 152).

Если оконечное устройство отсоединяется от сети, например, при выключении, в связи с переключением на работу в другой сети или по любой другой причине, то оконечное устройство переключается из любого состояния в состоянии 153, отключая неиспользуемый канал доставки информации EPS или контекст, который ранее использовался для оконечного устройства, с помощью транзакции 162 или 163.

Следует отметить, что состояние 154, где оконечное устройство находится в состоянии ECM_connected и EMM_unregistered, является переходным состоянием и оконечное устройство, как правило, не остается в этом конкретном состоянии. Оконечное устройство в этом состоянии переключается либо из состояния 153 (отключено и неактивно) в состояние 151 (подключено и активно), либо оконечное устройство переключается из состояния 151 в состоянии 153.

Состояния RRC также предоставляются для отражения статуса соединения RRC между оконечным устройством и eNB (RRC_connected и RRC_idle). В обычных условиях эксплуатации, состояния RRC соответствуют состояниям ЕСМ: если оконечное устройство находится в состоянии ECM_connected, то также устанавливается RRC_connected, и если находится в состоянии ECM_idle, то также устанавливается состояние RRC_idle. Расхождения между состояниями ЕСМ и RRC могут возникнуть в течение короткого периода времени, при установлении или разъединении соединения.

Фиг.4 иллюстрирует пример осуществления обмена сообщениями для установки соединения оконечного устройства 101 с адресатом 120, для использования соединения для передачи данных и для разъединения соединения после окончания коммуникации между оконечным устройством 101 и адресатом 120. Последовательность операций по обработке вызова, как показано на фиг.4, схематически можно разделить на четыре этапа A-D. Перед началом реализации этапа А оконечное устройство 101 находится в состоянии ECM_idle, что означает, что оконечное устройство 101 не осуществляет коммуникацию. На этапе А (сообщения 1-3) соединение RRC устанавливается между оконечным устройством 101 и eNB 102 для управления связью между оконечным устройством 101 и eNB 102. Как только соединение RRC было успешно установлено на этапе В (сообщения 3-12), оконечное устройство 101 может установить соединение NAS с ММЕ 105. После запроса на соединение NAS из оконечного устройства в ММЕ 105, ММЕ устанавливает соединение (например, канал доставки информации EPS) между оконечным устройством 101 и P-GW 104 через S-GW 103 и eNB 102 и управляет данным соединением. Хотя они не были представлены здесь, сообщения могут быть отправлены в P-GW 104, например, из S-GW 103, для установки соединения (например, канал доставки информации EPS) на P-GW 104, например, GTP туннель и канал доставки информации EPS. При завершении этапа В, оконечное устройство 101 имеет канал доставки информации EPS и доступен для отправки и приема сообщений и, следовательно, находится в состоянии ЕСМ -подключен. Последовательность операций по обработке вызова, как показано на фиг.4, является примерной и некоторые сообщения могут изменяться в зависимости, например, от состояния EMM перед этапом А. Например, оконечное устройство может находиться в состоянии EMM_unregistered и переходит в состояние EMM_registered на этапе В или может уже находиться в состоянии EMM_registered до начала этапа А.

Как только данное соединение (например, канал доставки информации EPS) было установлено, оконечное устройство 101 может использовать соединение для отправки сообщения 130 адресату 120 (этап С). В примере, показанном на фиг.4, сообщение 130 отправлено посредством сообщений 13-16 и следует сообщение подтверждения для подтверждения, того, что сообщение 130 было принято адресатом 120 и/или конечным адресатом. В другом примере, сообщения 13-16 могут не сопровождаться сообщениями подтверждения, что зависит от используемого протокола отправки сообщения 130. Сценарий, показанный на фиг.4, может применяться, когда протокол прикладного уровня, используя UDP, требует подтверждение отправки.

В определенный момент времени после завершения этапа С, ресурсы высвобождаются (этап D). Этап D может начаться в любой момент после этапа С, например, сразу после сообщения 20 или в более поздний момент времени, например, после того, как оконечное устройство 101 приостанавливает коммуникацию в течение заранее определенного времени. Целью этапа D является отключение всех неиспользуемых соединений, то есть для разъединения соединения NAS между ММЕ 105 и оконечным устройством 101 (что также ведет к высвобождению ресурсов, таких как GTP туннель между S-GW и eNB и канала доставки информации EPS) и разъединения соединения RRC между оконечным устройством 101 и eNB 102. Опять же, в зависимости от того, должно ли оконечное устройство 101 оставаться в состоянии EMM_registered после этапа D или должно перейти в состояние EMM_unregistered, последовательность операций по обработке вызова, как показано на фиг.4, для этапа D, вероятно, будет использоваться. Например, оконечное устройство 101 может оставаться в состоянии EMM_registered, если оконечное устройство просто разъединяет соединение RRC, NAS соединение и канал доставки информации EPS, потому что оконечное устройство находилось в неактивном состоянии в течение продолжительного интервала времени или оконечное устройство 101 может быть отключено от сети и переключиться в состояние EMM_unregistered (например, передачей обслуживания в сети GSM).

В этом случае, оконечное устройство 101 отправляет и/или принимает большое количество данных, данный способ соединения может быть эффективным в установлении соединения с высокой пропускной способностью для передачи таких данных в P-GW. Однако, при реализации обмена большого количества сигнальных сообщений между различными сторонами и установкой большого числа дополнительных подключений (RRC, NAS, EPS и т.д.), система может работать неэффективно, если сигнал, передаваемый оконечным устройством, на самом деле, представляет собой короткое и небольшое сообщение, которое, вероятно, предназначено для случая применения устройств типа МТС. Более того, в случае применения устройств типа МТС, скорее всего, потребуется снижение функциональности по сравнению с обычными мобильными оконечными устройствами, чтобы уменьшить расходы изготовления таких устройств. Поэтому предполагается, чтобы устройства МТС получат широкое распространение и применение, чем обычные мобильные оконечные устройства, и поэтому необходимо уменьшить себестоимость производства, с целью сделать привлекательным использование сетей мобильной связи для передачи и приема данных. Соответственно, настоящее изобретение призвано обеспечить преимущество в адаптации типовых технологий мобильной связи, в частности, в отношении передачи данных, чтобы уменьшить сложность и, следовательно, стоимость реализации мобильных оконечных устройств, которые используют технологии, как это предусмотрено адаптированной сетью мобильной связи. В этой связи, современные сети, включая LTE сети, были разработаны для использования оконечных устройств, имеющие расширенные возможности с высокой мобильностью и, как результат, они обычно применяются для установления высокоскоростного соединения с высокой надежностью, имеющие усовершенствованное управление мобильностью, в целях поддержки функционирования оконечных устройств, которые потенциально предназначены для передачи большого объема данных во время движения. Тем не менее, в случае, когда оконечное устройство не перемещается с такой высокой скоростью, как персональный телефон, и/или передает только небольшой объем данных относительно нечасто, то объем сигнализации и отслеживание мобильности, необходимой для такого оконечного устройства может быть чрезмерным. В частности, это может быть чрезмерным по сравнению со случаем наличия иногда низкого уровня сервиса, который может быть приемлемым для данного типа оконечных устройств. Например, МТС оконечные устройства более устойчивы к задержкам в соединении, чем оконечные устройства, которые используются при общении между людьми, имеют меньше шансов для их перемещения и/или изменения ячейки во время передач и, как правило, посылают или принимают небольшое количество данных.

Поэтому может быть желательно обеспечить способы для улучшения эффективности функционирования сети при передаче небольших сообщений и/или использования МТС коммуникаций. В следующих разделах приведены различные примеры технологий, которые образуют аспекты и признаки настоящего изобретения.

Передача коротких сообщений

В LTE SMS настоящее время может поддерживаться двумя способами. В первом способе, короткое сообщение передается через сервер приложений (AS), называемый IP-шлюзом передачи коротких сообщений (IP-SM-GW), в ядре IMS, где обеспечивается межсетевое взаимодействие с унаследованной SMS сетью. Например, когда оконечное устройство посылает SMS в LTE, то затем будет установлен канал доставки информации EPS, как описано выше, и SMS будет отправлено по каналу доставки информации EPS и в ядро IMS IP- SM -GW. Аналогичным образом, если оконечное устройство принимает SMS, то сеть будет инициировать установку канала доставки информации EPS и ядро IMS IP -SM- GW затем направит SMS в оконечное устройство по каналу доставки информации EPS. Как уже говорилось выше, большое количество сообщений должно быть направлено для установления и разъединения, по меньшей мере, RRC соединения, NAS соединения и канала доставки информации EPS, что делает отправку и получение редких коротких сообщений очень неэффективной. Конечно, в случае персонального телефона, пользователь, скорее всего, в полной мере воспользуется режимом "всегда на связи" и пользователь может иметь существующий канал доставки информации EPS для пользования также другими услугами (например, электронная почта, веб-браузер и т.д.). Тем не менее, МТС оконечные устройства посылают только одно короткое сообщение, которое содержит только данные, отправляемые или принимаемые в течение длительного периода времени. В этом случае, установление RRC соединения, NAS соединения и канала доставки информации EPS для отправки короткого сообщения в ядро IMS является очень неэффективным при использовании SMS по IMS.

В случае если мобильная сеть не подключена к ядру IMS или UE не имеет функциональности IMS, был предложен способ перехода под названием " SMS через SGs" для передачи SMS-сообщения в унаследованное ядро с коммутацией каналов (CS) через SGs интерфейс между ММЕ и MSC. Короткие сообщения передаются между ММЕ и UE с использованием протоколов плоскости управления, в том числе RRC и NAS. Так как сети мобильной связи с коммутацией пакетов были разработаны только для загруженных оконечных устройств с высокой пропускной способностью, то предполагается, что если оконечное устройство посылает запрос на обслуживание, то путь данных с большой пропускной способностью (например, канал доставки информации EPS) будет установлен для функционирования оконечного устройства, которое не обязательно ограничено использованием службы, которое направило запрос на обслуживание. Этот путь может, таким образом, использоваться оконечным устройством для доступа к одной или нескольким услугам (например, веб-браузер, электронная почта и т.д.), таким образом, оконечное устройство находится в режиме «всегда - на связи» и не нужно устанавливать новый канал доставки информации для каждой новой услуги. Поэтому, как только оконечное устройство информирует сеть о своем желании использовать мобильную сеть для осуществления коммуникации (например, отправив SMS), или как сеть обнаруживает, что существуют данные для коммуникации с оконечным устройством (например, сообщение SMS), то прежде всего устанавливается путь данных, до того момента, когда оконечное устройство может начать коммуникацию, используя мобильную сеть. В результате, в соответствии с SMS no SGs, оконечное устройство, которое отправляет SMS, прежде всего, осуществляет процедуру полного подключения к сети, которая включает в себя установление RRC соединения, NAS соединения и канал доставки информации EPS перед отправкой SMS на унаследованный SMSC в 2G/3G сети с помощью ММЕ. В случае необходимости используется новый SGs интерфейс между ММЕ и MSC. Что касается SMS no IMS, то необходимо, прежде всего, установить все соединения с оконечным устройством, в том числе RRC, NAS и EPS прежде чем оконечное устройство может отправить или принять SMS.

Другими словами, вследствие наличия разработанных современных сетей, где в любое время оконечное устройство имеет данные, предназначенные для передачи или приема, прежде всего, устанавливает полный путь данных PS (например, канал доставки информации EPS), который включает в себя установку также других соединений (например, RRC и NAS) и только затем данные могут быть переданы. Такой подход может соответствовать для загруженных оконечных устройств, имеющих высокую пропускную способность, но меньше подходит для МТС оконечных устройств. Например, величина сигнализации по сравнению с количеством данных, которые должны быть переданы, непропорциональна. Кроме того, различные задействованные элементы все должны поддерживать информацию о соединении под названием «контекст», которая относятся к информации, которая может не быть необходимой в конкретном случае для МТС оконечных устройств, имеющие только короткие сообщения. Например, современные мобильные услуги, обеспечиваемые сетью, задействуют значительное количество сигнализации и контекста, которые могут быть уменьшены при использовании менее развитой и более толерантной к уровню мобильности. Соответственно, предлагается альтернативное решение для отправки коротких сообщений, таким образом, обеспечивая повышение эффективности отправки коротких сообщений.

Предполагается, что короткие сообщения направляется без создания всех RRC и NAS соединений и посылаются в сигнальном пакете в плоскости управления, а не в плоскости пользователя. Величина сигнализации, контекста и управления мобильностью может, таким образом, быть снижена, тем самым улучшая эффективность сети для МТС оконечных устройств.

Соединения и контекст для отправки коротких сообщений

Чтобы упростить иллюстрацию соединений и контекстов, последовательность операций по обработке вызова, показанную на фиг.4, можно представить схематически, как показано на фиг.5. Во-первых, устанавливается соединение RRC между оконечным устройством 101 и eNB 102. Как только это соединение RRC было установлено, в момент времени t1, eNB обеспечивает контекст RRC, обозначенный как Cont_RRC, во время соединения RRC.

Другими словами, до тех пор пока RRC не будет разъедено, eNB будет поддерживать данный Cont_RRC. Такой контекст может, например, включать в себя идентификатор оконечного устройства (например, C-RNTI), установки управления электропитанием, настройки мобильности, параметры безопасности, другие настройки передачи или любую другую информацию. Соответствующий контекст также хранится в UE, которая представляет собой информацию, относящуюся к работе радиоканалов, однако, это не показано на схеме.

Как только соединение RRC установлено, устанавливается NAS соединение между оконечным устройством 101 и ММЕ 105. Как только это NAS соединение было установлено, в момент времени t2, ММЕ 105 поддерживает контекст этого NAS соединения с оконечным устройством 101, и обозначается как Cont_NAS, в течение всего времени NAS соединения. Такой контекст NAS, например, может включать в себя идентификатор оконечного устройства, IP-адрес оконечного устройства, текущую eNB, настройки мобильности, параметры безопасности, параметры QoS или любую другую информацию. Как описано выше, когда оконечное устройство 101 подключено/установлено соединение для передачи данных через мобильную сеть, канал доставки информации EPS установлен в пользовательской плоскости между оконечным устройством и P-GW 104, канал доставки информации управляется в плоскости управления использованием ММЕ 105. Также хранится контекст в UE, соответствующий информации, относящейся к протоколу NAS. Обратите внимание, что контекст Cont NAS, показанный на схеме, который храниться в ММЕ, может включать в себя больше информации, чем просто используемая или переданная по каналу доставки информации ЕРС, согласно процедурам NAC сигнализации, она может также содержать информацию, относящуюся к сессии, которая была получена ММЕ, например, из HSS.

Как только соединение RRC, NAS соединение и канал доставки информации EPS были установлены, то оконечное устройство может отправлять данные по каналу восходящей линии связи с использованием канала доставки информации EPS адресату. Хотя в примере, показанном на фиг.5, оконечное устройство 101 передает данные по каналу восходящей линии связи, то же самое соединение устанавливается для передачи данных по каналу нисходящей линии связи или восходящей линии связи. Аналогично, существует путь передачи сообщения подтверждения, как проиллюстрировано в примере на фиг