蜂窝IoT网络架构制造技术

除了其他方面，本文档讨论了蜂窝物联网(CIoT)网络架构，该CIoT网络架构根据轻量级非接入层(NAS)协议通过CIoT增强型节点B(eNB)实现CIoT用户设备(UE)的装置和网络之间的通信。CIoT eNB的装置可以处理用于CIoT UE和网络之间的通信的数据。轻量级NAS协议支持用于例如CIoT UE和CIoT eNB之间的例如使用经修改的NAS消息、或一个或多个新的消息的通信的NAS消息的精简集合。

Cellular IoT network architecture

In addition to other aspects, this document discusses the cellular networking (CIoT) network architecture. The CIoT network architecture implements the communication between devices and networks of CIoT user devices (UE) based on the lightweight non access layer (NAS) protocol through CIoT enhanced node B (eNB). CIoT eNB device can handle used for communication between CIoT UE and network data. The lightweight NAS protocol support for UE and CIoT between CIoT eNB such as NAS communication using the NAS message, modified or one or more new messages to streamline the collection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝IoT网络架构优先权声明本申请要求Jain等人于2015年6月11日递交的、名称为“NETWORKANDSECURITYARCHITECTUREFORCELLULARIOT(用于蜂窝IoT的网络和安全架构)”的美国临时专利申请No.62/174,110的优先权的权益，该临时专利申请通过引用以其整体结合于此。
本文档总体涉及蜂窝通信，并且更具体地，涉及用于蜂窝物联网(CIoT)通信的网络和安全架构。
技术介绍
机器到机器(M2M)通信为第三代合作伙伴计划(3GPP)生态系统提供了重要的成长机会。随着无线网络的普及，加速推进了跨具有各种各样商业模式的不同生态系统的连接的智能物理对象，例如，无线传感器、智能仪表、专用微处理器等。附图说明在附图中，相同的标号可以在不同的图中描述类似的组件，这些附图不一定是按比例绘制的。具有不同字母后缀的相同标号可表示类似组件的不同实例。附图在总体上通过示例(但非限制性地)示出了本文档讨论的各个实施例。图1总体上示出了包括蜂窝物联网(CIoT)用户设备(UE)、CIoT接入网络(CAN)、以及网络的示例CIoT网络架构。图2总体上示出了包括CIoT增强型节点B(CIoTeNB)和CIoT接入网络网关(GW)的示例CIoT接入网络(CAN)。图3总体上示出了示例CIoT网络安全架构。图4总体上示出了示例CIoT附接过程。图5总体上示出了示例CIoT移动发起(MO)小数据传输。图6总体上示出了示例CIoT移动终止(MT)小数据传输。图7总体上示出了可以在其上实现一个或多个实施例的示例UE的框图。图8总体上示出了可以在其上执行本文讨论的技术中的任意一个或多个的示例机器的框图。具体实施方式下一代移动网络(NGMN)，5G及以上，将以存在多种接入技术、多层网络、多种设备等为特征。在这样的环境中，推动者在根本上需要跨时间和空间实现无缝和一致的用户体验。除了其他方面，本专利技术人已经认识到用于蜂窝物联网(CIoT)设备(例如，用户设备(UE))和网络(例如，根据3GPP标准的网络)之间的通信的网络和安全架构，该架构处理以下使用场景中的一项或多项：低吞吐量；延迟容忍；功率高效(例如，具有几年或更长的电池寿命)；挑战性条件(例如，室内和地下)中的覆盖；以及可以大规模处理或部署的超低成本。图1总体上示出了包括蜂窝物联网(CIoT)用户设备(UE)102的CIoT网络架构100，该CIoTUE102被配置为通过CIoT接入网络(CAN)104与网络108进行通信。CAN104可包括诸如CIoT增强型节点B(eNB)之类的CIoT基站、以及如下面图3所示的CIoT网关(GW)。在示例中，除了其他方面，CIoTUE102可包括如下面图7所示的处理电路和无线电接口等。处理电路可以处理用于根据轻量级非接入层(NAS)协议通过CAN104与网络108进行通信的数据，并且无线电接口可以例如基于一个或多个清洁(cleanslate)低功率广域技术(例如，窄带正交频分复用(OFDM)、SIGFOX、Neul等)使用第一参考点(C1)112(例如，窄带空中接口)来与CAN104进行通信。在示例中，轻量级NAS协议可以支持用于CIoTUE102或一个或多个其他CIoT设备和CAN104之间的通信的NAS消息的精简集合。轻量级NAS协议可以在CAN104的网络108侧终止，例如，在CIoTGW等中终止。在示例中，NAS消息的精简集合不包括移动NAS消息(例如，支持移动性所需的消息)，例如，在某些示例中，移动NAS消息是切换(HO)或跟踪区域更新(TAU)中的至少一个。在某些示例中，CIoTUE102的处理电路可被配置为接收包括来自网络108的通信数据的经修改的NAS消息，或修改现有NAS消息以包括用于与网络108进行通信的数据。在某些示例中，轻量级NAS协议可以例如通过CAN104或一个或多个其他网络组件支持CIoTUE102和网络108之间的简单上行链路和下行链路数据传输，其可以运载现有初始条目消息，例如，附接消息、服务请求消息、或一个或多个其他周期性消息(例如，周期性TAU等)中的一个或多个。在其他示例中，可以定义一个或多个其他新的轻量级传输消息。在该示例中，CIoT网络架构100包括服务能力暴露功能(SCEF)模块106、以及归属订户服务器(HSS)或者认证、授权和计费(AAA)服务器110、或具有一个或多个HSS/AAA功能的服务器。网络108可包括例如除其他方面还具有服务能力服务器(SCS)、应用服务器(AS)、或一个或多个其他外部服务器或网络组件的分组数据网络、运营商网络、或云服务网络。CAN104可以使用包括例如基于S6a参考点的空中接口的第二参考点(C2)118耦合到HSS/AAA服务器110，并且被配置为认证/授权CIoTUE102接入CAN104。CAN104可以使用包括例如对应于用于3GP接入的SGi/Gi接口的空中接口的第三参考点(C3)122耦合到网络108。CAN104可以使用包括例如基于T6a/T6b参考点的空中接口的第四参考点(C4)114耦合到SCEF模块106，以用于服务能力暴露。SCEF模块106可用作朝向第三方应用服务器的APIGW。SCEF106可以使用S6t参考点耦合到HSS/AAA服务器110，并且使用应用编程接口(API)116耦合到网络108。在某些示例中，本文公开的CIoT设备中的一个或多个(例如，CIoTUE102、CIoTAN104等)可包括一个或多个其他非CIoT设备、或用作CIoT设备或具有CIoT设备的功能的非CIoT设备。例如，CIoTUE102可包括智能电话、平板计算机、或针对特定功能用作CIoT设备同时具有其他附加功能的一个或多个其他电子设备。图2总体上示出了包括CIoT增强型节点B(CIoTeNB)202和CIoT接入网络网关(GW)204的示例CIoT接入网络(CAN)104。在某些示例中，CAN104可包括连接到CIoTGW204的多个基站(例如，CIoTeNB)。在某些示例中，CAN104的内部架构可留给实现方式并且不需要标准化。在示例中，CIoTGW204可包括演进型分组系统(EPS)移动管理实体(MME)、服务网关(S-GW)、以及分组网关(P-GW)中的一个或多个的功能。CIoTeNB202可以使用例如在Jain等人共同转让的、名称为“Always-OnBearerforSmallDataTransfersinLTESystems(用于LTE系统中小数据传输的永远在线承载)”的美国专利No.14/126,252中公开的无连接S1-lite接口耦合到CIoTGW204，该美国专利通过引用以其整体结合于此，包括其对eNB和S-GW之间的S1-U接口的公开。CAN104的装置除其他方面外还可以执行下列项中的一项或多项：认证；授权；UE可达性过程；分组路由和转发；移动性锚；与CIoTUE的L2数据隧穿；或DHCP客户端，例如，应用服务器的目的地IP。在示例中，CIoTeNB202或CIoTGW204中的一个或多个可包括与图1和图7中描述的CIoTUE中的那些相类似的处理电路和无线电接口。在示例中，处理电路可以处理如本文所述的用于根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝物联网(CIoT)用户设备(UE)的装置，所述装置包括：处理电路，所述处理电路处理用于根据轻量级非接入层(NAS)协议通过CIoT增强型节点B(eNB)与网络进行通信的数据；以及无线电接口，所述无线电接口使用第一参考点与所述CIoT eNB进行通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.11 US 62/174,1101.一种蜂窝物联网(CIoT)用户设备(UE)的装置，所述装置包括：处理电路，所述处理电路处理用于根据轻量级非接入层(NAS)协议通过CIoT增强型节点B(eNB)与网络进行通信的数据；以及无线电接口，所述无线电接口使用第一参考点与所述CIoTeNB进行通信。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述轻量级NAS协议支持不包括移动NAS消息的用于CIoT设备的NAS消息的精简集合。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述移动NAS消息包括附接或跟踪区域更新(TAU)中的至少一个。4.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理电路被配置为接收包括来自所述网络的通信数据的经修改的NAS消息。5.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理电路被配置为修改现有NAS消息以包括用于与所述网络进行通信的数据。6.如权利要求1所述的装置，其中，所述CIoTeNB被配置为与所述CIoTUE进行通信并终止所述第一参考点，其中，所述第一参考点是所述CIoTUE和所述CIoTeNB之间的窄带空中接口，并且其中，所述网络是运营商网络或云服务网络。7.一种蜂窝物联网(CIoT)增强型节点B(eNB)的装置，所述装置包括：处理电路，所述处理电路处理用于根据轻量级非接入层(NAS)协议的CIoT用户设备(UE)和网络之间的通信的数据；以及无线电接口，所述无线电接口使用第一参考点与所述CIoTUE进行通信。8.如权利要求7所述的装置，其中，所述轻量级NAS协议支持不包括移动NAS消息的用于CIoT设备的NAS消息的精简集合。9.如权利要求8所述的装置，其中，所述移动NAS消息包括附接或跟踪区域更新(TAU)中的至少一个。10.如权利要求7所述的装置，其中，所述处理电路被配置为修改现有NAS消息以包括用于与所述CIoTUE进行通信的数据。11.如权利要求10所述的装置，其中，所述现有NAS消息包括附接消息或服务请求消息。12.如权利要求10所述的装置，其中，所述现有NAS消息包括周期性跟踪区域更新(TAU)消息。13.如权利要求7所述的装置，其中，所述处理电路被配置为在来自所述CIoTUE的经修改的NAS消息中接收用于与所述网络进行通信的数据。14.如权利要求7所述的装置，其中，所述CIoTeNB是包括耦合到多个CIoTeNB的CIoT网关(GW)的CIoT接入网络(CAN)的组件，其中，所述CIoTGW被配置为使用第二参考点与所述网络进行通信，其中，所述第一参考点是所述CIoTUE和所述CIoTeNB之间的窄带空中接口，并且所述第二参考点包括所述CIoTGW和所述网络之间的空中接口，并且其中，所述网络是运营商网络或云服务网络。15.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：普尼特·贾恩，法里德·阿德兰奇，穆塞安·温卡特克莱姆，
申请(专利权)人：英特尔IP公司，
类型：发明
国别省市：美国,US