移動(dòng)通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信方法、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和基站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信方法、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和基站，并且具體地涉及容納MTC設(shè)備的移動(dòng)通信系統(tǒng)和該移動(dòng)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃)標(biāo)準(zhǔn)組等中規(guī)定的當(dāng)前移動(dòng)電話系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用稱為GTP(GRPS隧道協(xié)議）或PMIP (代理移動(dòng)IP)的協(xié)議。這樣的協(xié)議保留實(shí)現(xiàn)用戶請(qǐng)求的通信所需的資源，由此為用戶提供傳輸信道。需要根據(jù)用戶數(shù)量和每一用戶請(qǐng)求的連接數(shù)，準(zhǔn)備所需資源。這種協(xié)議由用于通信控制的控制信號(hào)（控制平面或C平面）和用于用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)信號(hào)（用戶平面或U平面）組成。此外，響應(yīng)用戶請(qǐng)求，能保留將用于用戶數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)亩鄠€(gè)通信信道（用于GTP的GTP隧道和用于PMIP的IP隧道）。
[0003]另一方面，作為最新技術(shù)趨勢(shì)，不僅一般的移動(dòng)電話，而且不要求人工操作（也稱為非人工）的設(shè)備，諸如使用一般移動(dòng)電話系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端、傳感器、自動(dòng)售貨機(jī)和汽車所用的通信正在研宄中。非人工設(shè)備所用的通信通常稱為MTC(機(jī)器型通信）。MTC的一個(gè)特性是以相對(duì)小的規(guī)模執(zhí)行數(shù)據(jù)通信。例如，在溫度傳感器以一定間隔報(bào)告溫度的情況下，一次通信所需的數(shù)據(jù)量?jī)H是幾個(gè)字節(jié)。此外，用于MTC的設(shè)備（在下文中，稱為“MTC設(shè)備”）的另一特性是在移動(dòng)電話系統(tǒng)非繁忙使用的深夜時(shí)間期間實(shí)現(xiàn)通信，避開(kāi)繁忙使用的忙時(shí)。通過(guò)利用這些特性，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商預(yù)見(jiàn)移動(dòng)電話系統(tǒng)將容納比在一般移動(dòng)終端中多幾百倍的MTC設(shè)備。
[0004]當(dāng)MTC設(shè)備連接到移動(dòng)電話系統(tǒng)時(shí)（完成附連處理），移動(dòng)電話系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備為MTC保留用戶數(shù)據(jù)傳輸信道。保留用戶數(shù)據(jù)傳輸信道用來(lái)通過(guò)移動(dòng)電話系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，為MTC保留用戶數(shù)據(jù)傳輸信道所需的資源。
[0005]非專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了在3GPP中定義的網(wǎng)絡(luò)中，保留用于用戶數(shù)據(jù)傳輸信道的所需資源的過(guò)程。
[0006]引用清單
[0007]非專利文獻(xiàn)
[0008]NPL I ：3GPP TS 23. 40 IVl I · I · O "GPRS enhancements for E-UTRANaccess (Release 11) ",clauses 5. 3. 2and 5. 10. 2, 2012-03
[0009]然而，如上所述，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商預(yù)見(jiàn)該移動(dòng)電話系統(tǒng)比在一般移動(dòng)終端中容納多幾百倍的MTC設(shè)備。因此，如果在該移動(dòng)電話系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備中，以與一般移動(dòng)終端相同的方式，為MTC設(shè)備保留所需資源，該移動(dòng)電話系統(tǒng)的資源負(fù)荷變成大問(wèn)題。
[0010]為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明的示例性目的是提供能降低移動(dòng)電話系統(tǒng)中的資源負(fù)荷的移動(dòng)通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信方法、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和基站。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的移動(dòng)通信系統(tǒng)包括通過(guò)基站傳輸用戶數(shù)據(jù)的第一網(wǎng)關(guān)設(shè)備，以及通過(guò)第一網(wǎng)關(guān)設(shè)備和外部網(wǎng)絡(luò)傳輸用戶數(shù)據(jù)的第二網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其中，第一網(wǎng)關(guān)設(shè)備和第二網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過(guò)在第一網(wǎng)關(guān)設(shè)備和第二網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間，使用用于傳輸控制信號(hào)的通信資源，而不使用用于傳輸用戶數(shù)據(jù)的通信資源，傳輸通過(guò)基站，從終端設(shè)備自主傳輸?shù)纳倭繑?shù)據(jù)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面的數(shù)據(jù)通信方法是在通過(guò)基站傳輸用戶數(shù)據(jù)的第一網(wǎng)關(guān)設(shè)備和通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)傳輸用戶數(shù)據(jù)的第二網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信方法，該方法包括在第一網(wǎng)關(guān)設(shè)備和第二網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間，通過(guò)使用用于傳輸控制信號(hào)的通信資源，而不使用用于傳輸用戶數(shù)據(jù)的通信資源，傳輸通過(guò)基站，從終端設(shè)備自主傳輸?shù)纳倭繑?shù)據(jù)。
[0013]有益效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，可以提供能減少移動(dòng)電話系統(tǒng)中的資源負(fù)荷的移動(dòng)通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信方法、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和基站。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖。
[0016]圖2是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖3是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖4是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的GTP-C消息的框圖。
[0019]圖5是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例的附連處理的流程的圖。
[0020]圖6是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)執(zhí)行TAU時(shí)的處理的流程的圖。
[0021]圖7是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0022]圖8是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例的切換處理的流程的圖。
[0023]圖9是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例的切換處理的流程的圖。
[0024]圖10是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)PGW接收少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0025]圖11是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)從UE傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0026]圖12是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0027]圖13是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0028]圖14是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)刪除專用承載時(shí)的處理的流程的圖。
[0029]圖15是示例根據(jù)第一示例性實(shí)施例，當(dāng)刪除專用承載時(shí)的處理的流程的圖。
[0030]圖16是示例根據(jù)第二示例性實(shí)施例的附連處理的流程的圖。
[0031]圖17是示例根據(jù)第二示例性實(shí)施例的附連處理的流程的圖。
[0032]圖18是示例根據(jù)第二示例性實(shí)施例，當(dāng)執(zhí)行TAU時(shí)的處理的流程的圖。
[0033]圖19是示例根據(jù)第二示例性實(shí)施例的切換處理的流程的圖。
[0034]圖20是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖。
[0035]圖21是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖。
[0036]圖22是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖。
[0037]圖23是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的RANAP消息的框圖。
[0038]圖24是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例的附連處理的流程的圖。
[0039]圖25是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)從UE傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0040]圖26是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)執(zhí)行RAU時(shí)的處理的流程的圖。
[0041]圖27是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)改變RNC和SGSN時(shí)的處理的流程的圖。
[0042]圖28是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)改變RNC和SGSN時(shí)的處理的流程的圖。
[0043]圖29是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)由GGSN接收少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0044]圖30是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)從UE傳送少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0045]圖31是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)傳輸和接收大量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0046]圖32是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)傳輸和接收大量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0047]圖33是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)刪除專用承載時(shí)的處理的流程的圖。
[0048]圖34是示例根據(jù)第三示例性實(shí)施例，當(dāng)刪除專用承載時(shí)的處理的流程的圖。
[0049]圖35是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例的附連處理的流程的圖。
[0050]圖36是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)執(zhí)行RAU時(shí)的處理的流程的圖。
[0051]圖37是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)從UE傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0052]圖38是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例的切換處理的流程的圖。
[0053]圖39是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例的切換處理的流程的圖。
[0054]圖40是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)由GGSN接收少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0055]圖41是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)從UE傳輸少量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0056]圖42是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)傳輸和接收大量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0057]圖43是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)傳輸和接收大量數(shù)據(jù)時(shí)的處理的流程的圖。
[0058]圖44是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)刪除專用承載時(shí)的處理的流程的圖。
[0059]圖45是示例根據(jù)第四示例性實(shí)施例，當(dāng)刪除專用承載時(shí)的處理的流程的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060](第一示例性實(shí)施例）
[0061 ] 在下文中，參考附圖，描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。首先，在下文中，參考圖I，描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例子。圖I所示的移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是使用在用于接入網(wǎng)的3GPP中定義的LTE(長(zhǎng)期演進(jìn)）的例子。圖I中所示的移動(dòng)通信系統(tǒng)包括UE (用戶設(shè)備）10、e節(jié)點(diǎn)B (增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)B) 20,MME (移動(dòng)性管理實(shí)體）30、SGW(月艮務(wù)網(wǎng)關(guān)）40和PGW(包數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)）50。
[0062]UE 10是執(zhí)行無(wú)線通信的通信設(shè)備或移動(dòng)站，并且可以是例如移動(dòng)電話或智能終端。此外，UE 10可以是MTC設(shè)備（機(jī)器型通信設(shè)備）。e節(jié)點(diǎn)B 20是與基站執(zhí)行無(wú)線通信的基站。UE 10和e節(jié)點(diǎn)B 20使用作為在3GPP中定義的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的LTE，執(zhí)行無(wú)線通信。
[0063]SGff 40被用作在e節(jié)點(diǎn)B 20和PGW 50之間，傳輸和接收用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中繼設(shè)備。用戶數(shù)據(jù)是包括從UE 10傳輸?shù)恼Z(yǔ)音數(shù)據(jù)等等的包數(shù)據(jù)。
[0064]PGff 50被用作通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)，傳輸和接收用戶數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。外部網(wǎng)絡(luò)是不同于包括e節(jié)點(diǎn)B 20, MME 30、SGW 40和PGW 50的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。外部網(wǎng)絡(luò)是例如，由不同于管理e節(jié)點(diǎn)B 20、MME 30、SGW 40和PGW 50的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商管理的網(wǎng)絡(luò)。然而，外部網(wǎng)絡(luò)不限于此，并且當(dāng)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商相同時(shí)，可以是與包括e節(jié)點(diǎn)B 20, MME 30、SGW40和PGW 50的網(wǎng)絡(luò)相同的網(wǎng)絡(luò)。
[0065]MME 30是執(zhí)行呼叫控制處理的設(shè)備。例如，MME 30指定作為從e節(jié)點(diǎn)B 20傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)的目的地的SGW并且將所指定的SGW告知e節(jié)點(diǎn)B 20。MME 30與e節(jié)點(diǎn)B 20來(lái)回地傳輸和接收控制信號(hào)并且還與SGW 40來(lái)回地傳輸和接收控制信號(hào)。
[0066]在下文中，將描述各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間定義的協(xié)議。使用定義為RRC(無(wú)線資源控制)的協(xié)議，傳輸和接收UE 10和e節(jié)點(diǎn)B 20之間的控制信號(hào)。使用業(yè)務(wù)信道，傳輸和接收UE 10和e節(jié)點(diǎn)B 20中的用戶數(shù)據(jù)。
[0067]使用定義為GTP-U的協(xié)議，傳輸和接收e節(jié)點(diǎn)B 20和SGW 40之間的用戶數(shù)據(jù)和SGff 40和PGW 50之間的用戶數(shù)據(jù)。
[0068]使用定義為SlAP (SI應(yīng)用協(xié)議)的協(xié)議，傳輸和接收e節(jié)點(diǎn)B 20和MME 30之間的控制信號(hào)。使用定義為GTP-C的協(xié)議，傳輸和接收MME 30和SGW 40之間的控制信號(hào)以及SGff 40和PGff 50之間的控制信號(hào)。
[0069]在下文中，參考圖2，描述通過(guò)將通信資源用于傳輸和接收控制信號(hào)，在SGW 40和PGW 50之間傳輸和接收少量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。少量數(shù)據(jù)是從例如MTC設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。具體例子包括傳感器和儀表的測(cè)量值、自動(dòng)售貨機(jī)的銷售額等等。此外，少量數(shù)據(jù)可以是沒(méi)有用戶操作，在通信設(shè)備之間自主傳輸和接收的用戶數(shù)據(jù)。少量數(shù)據(jù)定義為3GPP中的 Small Data(3GPP TS 22.368V11.5.0^Service requirements for Machine-TypeCommunicat1ns (MTC) 〃，clause 7.2.5, 2012-06等等)。通信設(shè)備是例如自動(dòng)售貨機(jī)、傳感器終端等等。通信設(shè)備之間的通信定義為3GPP中的MTC(機(jī)器型通信)。換句話說(shuō)，少量數(shù)據(jù)是在MTC設(shè)備之間或MTC設(shè)備與服務(wù)器設(shè)備等等之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。通常，MTC表示沒(méi)有用戶操作自主執(zhí)行的通信。通信資源是例如為傳輸和接收用戶數(shù)據(jù)或控制信號(hào)而設(shè)定的參數(shù)、在存儲(chǔ)參數(shù)的存儲(chǔ)器或通信信道上傳輸和接收用戶數(shù)據(jù)或控制信號(hào)所需的資源等等。
[0070]圖2示出通過(guò)使用定義為GTP-C的協(xié)議，在SGW 40和PGW 50之間傳輸和接收少量數(shù)據(jù)。例如，SGW 40將通過(guò)GTP-U，從e節(jié)點(diǎn)B20傳輸?shù)摹?lái)自UE 10的少量數(shù)據(jù)通過(guò)GTP-C傳輸?shù)絇GW 50。換句話說(shuō)，當(dāng)PGW 50接收尋址到UE 10的少量數(shù)據(jù)時(shí)，PGW 50通過(guò)GTP-C，將少量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊GW 40。以這種方式，通過(guò)使用GTP-C，在SGW 40和PGW 50之間傳輸和接收少量數(shù)據(jù)，不必在SGW 40和PGW 50中保留用于用戶數(shù)據(jù)(例如GTP-U)的通信資源，由此降低資源負(fù)荷。
[0071]圖3示出通過(guò)將協(xié)議用于傳輸和接收控制信號(hào)，在e節(jié)點(diǎn)B 20和SGW 40之間，傳輸使用GTP-U傳輸?shù)纳倭繑?shù)據(jù)的例子。e節(jié)點(diǎn)B 20通過(guò)S1AP，將通過(guò)業(yè)務(wù)信道傳輸?shù)纳倭繑?shù)據(jù)傳送到MME 30。此外，MME 30通過(guò)GTP-C，將從e節(jié)點(diǎn)B 20傳輸?shù)纳倭繑?shù)據(jù)傳送到SGW40。另一方面，當(dāng)SGW 40從PGW 50接收尋址到UE 10的少量數(shù)據(jù)時(shí)，SGff 40通過(guò)GTP-C，將該少量數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ME 30?此外，MME 30通過(guò)S1AP，將所接收的少量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絜節(jié)點(diǎn)B 20。SGff 40