[发明专利]数据发送和接收方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种数据发送和接收方法及设备。

背景技术

对机器到机器(Machine to Machine，M2M)通信的研究表明在移动网络上提供M2M通信具有潜在的市场前景。M2M业务对系统提出了很多新的要求，小数据传输就是其中一项重要需求，为此，SAl在协议TS22.368中提出了如下需求：

小数据传输的特性适用于发送或者接收小量数据的机器通信(machine type communication，MTC)设备。对小数据传输的特性：

第一，系统支持小量数据传送应该对网络带来最小的影响(如，信令开销，网络资源，重配置的延时)。

第二，MTC设备需要发送小量数据时，可以是附着在网络中，或者是从网络去附着。

第三，对小量数据的定义应该能够基于签约信息或者运营商的策略进行配置。

现有的下行小数据传输的方案主要有以下两种：

第一种，使用已建立的非接入层(NAS)安全上下文来传输下行短消息业务(Short Messaging Service，SMS)协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)，该方法利用NAS信令来传输数据，不需要建立无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)安全上下文。具体过程是：

步骤1：移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)和终端(UE)在附着(Attach)/跟踪区更新(TAU)过程进行小数据传输协商。

步骤2：下行短消息到达MME，MME向UE发送寻呼消息，UE接收到寻呼消息后与基站(eNB)建立无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)连接；其中，

在空口和S1接口上的寻呼消息中携带有小数据标志(Small data flag)，使UE将RRC建立原因(RRC establishment cause)值从被叫接入(mt-access)改为主叫接入(mo-signalling)或者是一个新的原因值(如被叫信令mt-signalling)。这个RRC establishment cause允许eNB优化其资源分配，并且配置UE不进行测量上报。

步骤3：UE向MME发送业务请求(Service Request)消息以响应寻呼，并在该消息中携带密钥集标识(Key Set Identifier，KSI)和序列号(KSI and sequence number)信息单元(IE)。MME可以利用KSI and sequence number、以及演进分组系统(EPS)系统临时移动用户标识(S-TMSI)来加密后续传送的短消息数据(RP-data)。

步骤4：MME在下行NAS传输消息的NAS协议数据单元(PDU)的加密IE中携带RP-data，并将下行NAS传输消息发送给eNB。eNB将NAS PDU发给UE。

步骤5：UE在上行信息传输(UL Information Transfer)消息中的NAS PDU的加密IE中携带短消息响应(RP-ACK)，并将上行信息传输发送给eNB，然后eNB将NAS PDU发给MME。

步骤6：UE在UL Information Transfer增加一个新的可选IE来请求eNB释放RRC连接。

步骤7：eNB释放RRC连接。

第二种，使用已建立的NAS安全上下文来传输下行小数据IP包，该方法使用NAS信令传输数据，不需要建立RRC安全上下文。如图1所示，具体过程是：

步骤1：MME和UE进行小数据传输协商，激活NAS加密，并且激活一个分组数据网络(PDN)连接。

步骤2：当有下行IP包到达服务网关(Serving GW，S-GW)时，若下行IP包中携带小数据，则S-GW缓存IP包，并将IP包携带在下行数据通知(Downlink Data Notification)消息中传给MME。

步骤3：MME进行寻呼，具体的：

在空口和S1接口上的寻呼消息中增加SMS data flag，以允许UE将RRC establishment cause从mt-access改为mo-signalling或者是一个新的原因值(比如mt-signalling)。该RRC establishment cause允许eNB优化其资源分配，并且配置UE不进行测量上报。