M2M服务层与3GPP网络之间的过载控制和协调制造技术

在本文中考虑并描述了现有拥塞和过载控制机制的各种问题。依照各种实施例，本文中所描述的是诸如例如3GPP网络的核心网和M2M服务层能够协调并共享信息以高效地且智能地管理彼此的拥塞和过载状态的各种机制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年3月31日提交的美国临时专利申请序号61/972,746的权益，其公开内容从而通过引用被结合，如同在本文中整体地被阐述一样。
技术介绍
机器类型通信(MTC)是指未必涉及人类交互的不同实体或节点之间的通信。MTC设备可以利用服务能力服务器(SCS)的服务来与外部MTC应用进行通信。依照第三代合作伙伴计划(3GPP)构建、能够被称为3GPP系统的网络能够为机器到机器(M2M)设备通信提供传输。此外，3GPP系统可以为机器类型通信提供其它增值服务。不同的架构模型在基于MTC服务提供商(SP)和3GPP网络运营商的关系的3GPP系统中是可能的。针对MTC的架构增强被定义在3GPP TS 23.682“Architecture enhancements to facilitate communications with packet data networks and applications”中，其通过引用被结合，如同在本文中阐述了其内容一样。参考图1A，示出了3GPP系统中的MTC的架构101。如所示，机器类型通信-互通功能(MTC-IWF)102在3GPP系统中被引入以使得能够实现3GPP网络与一个或多个服务能力服务器(SCS)104的通信。MTC-IWF 102可以是另一网络元件的独立实体或功能实体。MTC-IWF 102隐藏了内部公用陆地移动网(PLMN)拓扑，并且中继或者转化通过Tsp参考点发送的信息以调用PLMN中的特定功能性。策略和计费控制(PCC)架构106可以被用在3GPP网络中以使得能实现策略控制和计费控制。如图1B中所示，PCC架构106可以是示例3GPP系统的一部分。如所示，Rx参考点被定义在策略和计费规则功能(PCRF)108与例如应用功能(AF)110的应用功能(AF)之间。Rx参考点能够被用来在PCRF 108与AF 110之间交换应用级会话信息。这个信息是由PCRF 108用于如3GPP TS 23.203策略和计费控制架构中进一步定义的策略和计费控制(PCC)决策的输入的一部分，其通过引用被结合，如同在本文中阐述了其内容一样。服务层或SCS 104或机器到机器(M2M)服务器可以被认为是AF的示例。现在参考图1C，描绘了用户数据汇聚(UDC)架构112。UDC 112是使用户数据与应用逻辑分开的分层架构的逻辑表示，使得用户数据被存储在逻辑上唯一的储存库中，该储存库允许来自处理应用逻辑的实体(节点)(被称作应用前端114)的访问。依照所图示的示例，应用前端不存储数据并且它们从用户数据储存库(UDR)116访问数据。UDC是可以通过提供对用户数据的容易访问来确保数据一致性并且简化新服务的创建的可选概念。UDC还可以确保存储和数据模型的一致性，并且可以对业务机制、参考点以及网络元件的协议具有最小影响。UDC被进一步定义在图1C中所示的UDC架构图中以及在3GPP TS 23.335“User Data Convergence(UDC)；Technical realization and information flows”中。3GPP正致力于解决移动运营商与数据应用提供商之间互通，以针对各种互通场景提供用于认证、授权以及策略和计费的框架。不同的架构基于3GPP网络运营商与数据应用提供商的关系是可能的，诸如基于3GPP TR 32.862“EPC enhancements to Support Interworking with Data Application Providers(MOSAP)”中所描述的关系，其通过引用被结合如同在本文中阐述了其内容一样。图1D示出了3GPP正考虑的解决方案的架构118。如所示，已在这个架构中引入了数个不同的参考点。Mh是非互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)应用和服务(AS)(非IMS AS)与归属订户服务前端(HSS-FE)之间的接口。Mh接口能够跨越3GPP(H)PLMN。除了未被IMS应用使用，Mh接口与Sh接口类似。用在Mh上的协议被假定为基于如3GPP中所定义的Sh。服务层/SCS/M2M服务器可以被认为是非IMS AS的示例。预期M2M技术的增长将引起需要连接性的设备的数目的增加。现有基于3GPP的网络被设计成主要支持涉及人类的通信，所以M2M设备的增长对基于3GPP的网络提出新的挑战和要求。例如，需要连接性的M2M设备的数目可以比传统用户设备(UE)的数目大数倍。连接设备的数目的增加可能导致3GPP网络中的拥塞问题。尽管由大多数M2M设备所生成的数据量可能相对较小，然而来自所有M2M设备的集合数据以及用于支持连接性的信令开销可以是显著的并且可能导致网络中的过载。由M2M设备导致的过载可能使3GPP核心网元件和无线电接入网元件两者拥塞，这可以导致3GPP网络服务的降级或者可以甚至使网络瘫痪。3GPP已在3GPP的版本10和版本11中引入了在下面所描述的数个机制，意图是允许基于3GPP的网络有效地控制开销并管理拥塞。例如，引入了在UE侧的数个新配置，其可以帮助网络识别MTC设备并且对可能使网络过载的UE发起的过程提供某种控制。3GPP TS 23.401“General Packet Radio Service(GPRS)enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)access”的条款4.3.17.4以及3GPP TS 23.060“General Packet Radio Service(GPRS)；Service description”的条款5.3.13.3提供了配置的完整细节，其通过引用被结合，如同在本文中阐述了其两者的公开内容一样。通过示例，配置包括：·低接入优先级(LAP)，其用于能够延迟它们的数据传送的设备。这个指示符在适当的NAS信令过程期间被发送到MME并且在RRC连接建立过程期间被发送到E-UTRAN。低优先级能够在PDN连接被建立时与该PDN连接相关联，并且它将不改变直到该PDN连接被去激活为止。·在PLMN改变时以IMSI进行附着，这主要是为了在大量UE设法在网络故障之后进行附着时避免在接收网络上的信令过载。这避免了信令过载，因为接收网络不必设法解析临时ID并随后请求IMSI。·对长最小周期性PLMN搜索时间的限制·对扩展接入禁止的支持·NMO I——网络操作模式I的使用·对无效(U)SIM状态、“禁止PLMN列表”、“S1mode列表中附着的禁止PLMN”以及“GPRS服务列表的禁止PLMN”的特定处理。UE记住USIM是无效的并且即使UE被断开然后被接通也保持PLMN禁止列表。UE能够被配置有以上选项中的一个或多个。能够通过OMA DM或(U)SIM OTA过程来执行UE中的这些选项的制造后配置。用于控制过载并且/或者管理拥塞的另一示例机制是过载的SGSN/MME控制。例如，在过载场景期间SGSN/MME能够请求BSC/RNC/eNB拒绝来被配置用于低接入优先级的MS/UE的RR(C)连接建立。在3GPP TS 36.331“Ev本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括处理器、存储器和通信电路的服务层节点，所述服务层节点经由其通信电路连接到核心网，所述服务层节点还包括存储在所述服务层节点的所述存储器中的计算机可执行指令，当由所述服务层节点的所述处理器执行所述计算机可执行指令时，所述计算机可执行指令使所述服务层节点：接收与所述核心网的拥塞状况相关联的指示消息，所述指示消息包括与所述拥塞状况相对应的一个或多个参数；基于所述一个或多个参数来选择用于减少所述核心网上的活动的动作；以及执行所选择的动作以减少所述核心网上的活动，从而消除所述拥塞状况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 US 61/972,7461.一种包括处理器、存储器和通信电路的服务层节点，所述服务层节点经由其通信电路连接到核心网，所述服务层节点还包括存储在所述服务层节点的所述存储器中的计算机可执行指令，当由所述服务层节点的所述处理器执行所述计算机可执行指令时，所述计算机可执行指令使所述服务层节点：接收与所述核心网的拥塞状况相关联的指示消息，所述指示消息包括与所述拥塞状况相对应的一个或多个参数；基于所述一个或多个参数来选择用于减少所述核心网上的活动的动作；以及执行所选择的动作以减少所述核心网上的活动，从而消除所述拥塞状况。2.如权利要求1中所述的服务层节点，其中，所述指示消息是从机器类型通信互通功能(MTC-IWF)接收的。3.如权利要求1中所述的服务层节点，其中，所述指示消息是策略和计费规则功能(PCRF)接收的。4.如前述权利要求中的任一项所述的服务层节点，其中，所述服务层节点通过降低与连接到所述核心网的设备相关联的用户平面数据速率来执行所选择的动作。5.如前述权利要求中的任一项所述的服务层节点，其中，所述服务层节点通过暂停新会话的创建来执行所选择的动作。6.如前述权利要求中的任一项所述的服务层节点，其中，所述服务层节点通过向所述核心网提供能够与所述核心网断开的设备的列表来执行所选择的动作。7.如前述权利要求中的任一项所述的服务层节点，其中，所述服务层节点通过终止或者修改通过Rx接口建立的至少一个会话来执行所选择的动作。8.如前述权利要求中的任一项所述的服务层节点，其中，所述服务层节点通过通知至少一个设备所述至少一个设备应该降低其用户平面数据速率、减少其用户平面连接的数目、终止其用户平面连接中的至少一个、终止其分组数据网(PDN)连接直到退避定时器期满为止或者停止通过特定无线电接入技术(RAT)发送数据，来执行所选择的动作。9.如前述权利要求中的任一项中所述的服务层节点，其中，所述服务层节点还包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令进一步使所述服务层节点向所述核心网提供与连接到所述核心网的第一设备相关联的低接入优先级信息，使得所述核心网能够在所述拥塞状况期间依照所述低接入优先级信息来处理所述第一设备。10.如前述权利要求中的任一项中所述的服务层节点，其中，所述服务层节点还包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令进一步使所述服务层节点向所述核心网提供与连接到所述核心网的第二设备相关联的紧急信息，使得所述核心网能够在所述拥塞状况期间依照所述紧急信息来处理所述第二设备。11.如前述权利要求中的任一项所述的服务层节点，其中，与所述拥塞状况相对应的所述一个或多个参数包括以下各项中的至少一个：与所述核心网相关联的身份；指示与所述拥塞状况相关联的所述核心网的一部分的IP地址范围；与和所述拥塞状况相对应的拥塞量相关联的减少参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏雷什·帕拉尼萨米，迈克尔·F·斯塔西尼克，
申请(专利权)人：康维达无线有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US