用于控制基于传感器的网络接入的装置及其方法与流程

1.本公开涉及网络接入技术，更具体地涉及基于终端的传感器控制终端的网络接入的装置及其方法。


背景技术：

2.在3gpp rel.17中，正在积极开展有关增强垂直域(ecav)中的网络物理控制应用的讨论。cav对消费物联网(ciot)、垂直领域/智能工厂、5g b2b工厂使用的海量设备等定义了非常严格的要求。例如，工厂中的ciot设备只需要在特定情况下发送和接收数据。设备需要正常进入非活动模式、空闲模式或省电模式，并且仅在必要时才切换到活动模式以便接入网络并交换数据。然而，上述设备被设计为随时随地发送和接收数据，因此存在许多资源被低效消耗的问题。


技术实现要素：

3.技术问题
4.本公开的目的在于提供一种基于用户设备的传感器测量的传感器值来控制用户设备的网络接入使得用户设备仅在必要时才可以接入网络的装置和方法。
5.技术方案
6.为了实现上述目的，根据本公开的实施方式的控制网络接入装置包括：接入和移动性管理功能模块(amf)，该amf向用户设备(ue)提供关于来自ue所拥有的传感器当中的支持基于传感器的网络接入的许用传感器的信息；以及性能管理模块，该性能管理模块存储许用传感器信息，其中，amf被配置为在从ue接收到ue所拥有的传感器的列表时，从性能管理模块提取许用传感器信息，该许用传感器信息包括许用传感器的列表和允许通过许用传感器接入网络的允许条件。
7.amf还可以被配置为在通过来自ue的请求消息接收到至少一个传感器的传感器值和标识信息时，确定传感器的传感器值和标识信息是否满足允许条件，并在确定满足允许条件时允许ue接入。
8.允许条件可以包括允许通过许用传感器进行网络接入的传感器值。
9.允许条件可以包括许用传感器测量传感器值的测量方案。
10.amf可以向ue发送使ue能够根据许用传感器信息在空闲模式下工作的指示符。
11.该装置还可以包括应用功能模块(af)，该af直接或通过网络开放功能模块(nef)执行向性能管理模块提供许用传感器信息。
12.为了实现上述目的，根据本公开的实施方式的控制网络接入的方法包括以下步骤：在接入和移动性管理功能模块(amf)处从用户设备(ue)接收ue所拥有的传感器的列表；在amf处从性能管理模块提取许用传感器信息，该许用传感器信息包括来自ue所拥有的传感器当中的支持基于传感器的网络接入的许用传感器的列表和允许通过许用传感器进行网络接入的允许条件；以及，在amf处，将许用传感器信息发送给ue，使得ue所拥有的传感器
根据许用传感器信息进行设置。
13.该方法还可以包括：在将许用传感器信息发送给ue之后，通过来自ue的请求消息接收至少一个传感器的传感器值和标识信息；确定传感器的传感器值和标识信息是否满足允许条件；以及在确定满足允许条件时允许ue的接入。
14.允许条件可以包括允许通过许用传感器进行网络接入的传感器值。
15.允许条件可以包括许用传感器测量传感器值的测量方案。
16.将许用传感器信息发送给ue的步骤可以包括发送使ue能够根据许用传感器信息在空闲模式下工作的指示符。
17.该方法还可以包括：在接收到ue所拥有的传感器的列表之前，在应用功能模块(af)处直接或通过网络开放功能模块(nef)执行向性能管理模块提供许用传感器信息。
18.有益效果
19.根据本公开，通过传感器值仅在必要时允许ue接入网络，可以防止不必要的资源使用。此外，可以在绝对必要时提供必要的服务，从而提高服务的可靠性。
附图说明
20.图1是例示根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的网络系统的配置的图。
21.图2是例示根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的用户设备的配置的图。
22.图3和图4是例示根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的方法的流程图。
23.图5是例示根据本公开的实施方式的传感器登记过程的流程图。
24.图6是例示根据本公开的实方式的用于控制基于传感器的网络接入的方法的流程图。
具体实施方式
25.在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施方式，使得本公开所属领域的普通技术人员能够容易地实施本公开。然而，在以下描述中，可能不会详细描述众所周知的功能或配置以避免混淆本公开的主题。本文描述和例示的实施方式不旨在限制以特定形式公开的技术，并且应理解为包括对相应实施方式的各种修改、等同物和/或替代物。
26.另外，当提到某个元件“连接”或“联接”到另一元件时，意味着该元件可以逻辑地、电学或物理地连接或联接到另一元件。即，该元件可以直接连接或联接到另一元件，或者可以在两个元件之间存在新元件。
27.另外，在本公开中，这些术语仅用于描述特定实施方式而不是限制这些实施方式。单数形式旨在包括复数形式，除非上下文清楚地另有指明。此外，本文使用的诸如“包括”或“包含”等术语旨在指定本文描述的特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在，并且不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合的可能性。
28.现在，将参考附图详细描述本公开的实施方式。在整个附图中，相同的附图标记用
于具有相似功能和操作的元件，并且将省略对其的冗余描述。另外，为了避免混淆本公开的主题，公知的结构和设备可以省略，或者以每个结构和设备的核心功能为中心的框图形式示出。
29.首先，将描述根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的网络系统的配置。图1是例示根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的网络系统的配置的图。图2是例示根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的用户设备的配置的图。
30.参照图1，根据本公开的实施方式的网络系统s1基本上包括用户设备(ue)10、无线接入设备(ran)20、多个网络功能(nf)模块110至200和400以及数据网络(dn)300。
31.ue 10包括至少一个传感器，只要其是具有通信功能的设备，其类型不限。ran 20无线地连接ue 10和网络。
32.nf模块110至200和400包括接入和移动性管理功能模块(amf)110、会话管理功能模块(smf)120、认证服务器功能模块(ausf)130、网络切片(slice)选择功能模块(nssf)140、网络开放功能模块(nef)150、网络存储库功能模块(nrf)160、策略控制功能模块(pcf)170、统一数据管理模块(udm)180、应用功能模块(af)190、用户平面功能模块(upf)200和性能管理模块400。nf 110至200和400中的每一者可以以由硬件和软件中的至少一者来区分的独立模块的形式来实现。在5g中，定义了支持用户设备、基站(接入)、核心和服务器端到端的网络结构，并且由现有lte(4g)中的单个节点(例如，s-gw、p-gw等)复合地执行的控制信令和数据发送/接收的功能被划分为控制信令功能(控制平面)以及数据发送和接收功能(用户平面)。因此，可以根据控制平面和用户平面对nf 110至200和400进行分类。
33.控制平面的网络节点包括amf 110、smf 120、pcf 170、ausf 130、nrf 160、nef 150、nssf 140、af 190和性能管理模块400。另外，用户平面的数据节点包括upf 200，该upf 200基于smf 120的控制(互操作)通过与ue 10的会话在数据网络(例如，因特网)上在ue 10与服务器之间发送/接收数据。
34.amf 110执行接入控制、移动性管理和网络切片选择功能。smf 120根据网络策略执行订户会话建立和管理功能。pcf 170执行与网络切片相对应的策略控制功能。upf 200根据用户平面中的服务类型执行传输数据业务的功能。ausf 130在ue 10的登记过程中执行认证ue 10的功能。udm 180执行存储并管理订户数据和订户简档的功能。nrf 160针对多个网络功能(nf)之间的发现和通信提供登记和搜索功能。nef 150执行网络开放功能。nssf 140提供网络切片选择功能。af 190提供应用程序管理功能。dn 300代表外部数据网络。
35.本公开提供了基于传感器的网络接入。根据本公开的实施方式的基于传感器的网络接入是指当传感器测量的传感器值满足预定条件时，激活已经处于空闲状态的ue 10以执行网络接入。在本公开的实施方式中，支持基于传感器的网络接入的传感器将被称为许用传感器。
36.性能管理模块400存储关于许用传感器的信息，该信息包括支持基于传感器的网络接入的许用传感器的列表和允许通过许用传感器进行网络接入的允许条件。
37.许用传感器的列表包含至少一个许用传感器的标识信息。传感器标识信息包括传感器的标识符和名称中的至少一者，并且还可以包括传感器的型号名称、版本等。
38.允许条件包括允许测量方案和许用传感器值。测量方案包括用于测量传感器值的
测量周期、用于触发传感器的测量操作的事件以及用于获取测量目标样本的采样技术。传感器值可以包括最小值、最大值、平均值、阈值、条件运算(》、《＝&等)以及多个传感器的优先级。另外，传感器值可能不仅包括数字信息，还包括诸如“原因＝关键、主要、次要和ok、不ok、有条件的ok”之类的原因。
39.许用传感器信息的示例如下表1所示。
40.[表1]
[0041][0042]
af 190可以通过nef 150或直接向性能管理模块400提供许用传感器信息。性能管理模块400优选但不限于性能管理功能(pmf)和应用功能(af)。即，性能管理模块400可以是任何节点，只要它存储了服务与许用传感器信息之间的映射关系，并在必要时提供用于搜索即可。如上所述的网络系统s1的所有组件10、20和100至1100可以通过多个接口互连以发送/接收信息。特别地，在针对ue 10处理控制信令的情况下，可以在相应nf之间交换大量信令，以便每个nf执行控制功能并处理信令。同时，参照图2，ue 10包括通信单元11、传感器单元12、存储器13和控制器14。
[0043]
通信单元11是用于通信的组件。通信单元11被配置为通过ran 20接入网络来发送或接收数据。通信单元11可以包括用于对要发送的信号的频率进行上变频和放大的射频(rf)发射器(tx)以及用于对所接收的信号进行低噪声放大并对频率进行下变频的rf接收器(rx)。另外，通信单元11可以包括对要发送的信号进行调制并对所接收的信号进行解调的调制解调器。
[0044]
传感器单元12包括至少一个传感器。传感器单元12中包括的传感器可以包括测量关于特定对象1的信息的传感器。用于测量加速度((x,y,z),m/s2)的加速度计、用于测量角速度((x,y,z)rad/s)的陀螺仪、以及用于测量地磁场((x,y,z)ut)、压力(hpa)、光(lx)、接近度、重力((x,y,z),m/s2)、线性加速度(m/s2)、方向(节距(pitch)、滚动(roll)、方位(azimuth))、范围(compass)、温度和湿度的其他传感器也可能被包括在内。另外，可以包括用于测量关于ue 10本身的信息的传感器。这些传感器测量电池电量(mv)、位置信息(例如，gps(纬度、经度)信息)、i/o信息(例如，音频输入、视频输入)、运动检测信息(例如，振动、射
频、红外线)等。根据本公开的一个实施方式，传感器单元12的至少一个传感器是根据amf 110提供的许用传感器信息来设置的。因此，包括在传感器单元12中的传感器当中的许用传感器根据许用传感器信息中的允许条件的测量方案进行测量，并且当满足允许条件的传感器值时，将传感器值传送到控制器14。
[0045]
存储器13存储ue 10的操作所需的程序和数据。具体地，存储器13可以存储ue所拥有的传感器的列表和许用传感器信息。ue 10所拥有的传感器的列表是传感器单元12中包括的传感器的列表并且包括用于标识每个传感器的标识信息。存储在存储器13中的许用传感器信息是指示ue所拥有的传感器当中的支持基于传感器的网络接入的许用传感器的列表以及用于允许通过许用传感器进行网络接入的允许条件的信息。存储在存储器160中的各种数据可以响应于用户的操作而被删除、改变或添加。
[0046]
控制器14可以控制ue 10的整体操作和ue 10的内部块之间的信号流，并且可以执行数据处理功能。另外，控制器14基本上控制ue 10的各种功能。控制器14可以是中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)等。下面将详细描述控制器14的操作。
[0047]
现在，将描述根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的方法。图3和图4是例示根据本公开的实施方式的用于控制基于传感器的网络接入的方法的流程图。
[0048]
首先，参照图3，在步骤s100，性能管理模块400存储多个服务(切片)和与多个服务相对应的许用传感器信息。许用传感器信息包括支持基于传感器的网络接入的许用传感器的列表和指示用于允许通过许用传感器进行网络接入的条件的允许条件。这里，af 190可以直接或通过nef 150接入性能管理模块400，并且执行向性能管理模块400提供许用传感器信息。
[0049]
在步骤s110，ue 10发送请求消息，该请求消息包括在ue 10的传感器单元120中包括的至少一个传感器的列表和ue信息。在接收到请求消息时，在步骤s120，amf 100登记ue信息。在该步骤，为了登记ue信息，可以通过ausf 130使用ue标识符来执行认证。
[0050]
同时，在步骤s130，amf 100将包括ue的传感器列表的ue信息发送到性能管理模块400。在步骤s140，接收ue信息的性能管理模块400从之前提供的许用传感器信息(步骤s100)中提取与amf 100发送的传感器列表相对应的许用传感器信息。也就是说，性能管理模块400提取如下的许用传感器信息：该许用传感器信息包括ue的传感器当中的支持基于传感器的网络接入的许用传感器的列表以及用于允许通过许用传感器进行网络接入的允许条件。
[0051]
然后，在步骤s150，性能管理模块400将所提取的许用传感器信息发送到amf 110。
[0052]
在步骤s160，amf 110通过将从性能管理模块400接收的许用传感器信息映射到从ue 10接收的ue信息来存储该许用传感器信息。然后，在步骤s170，amf 110将许用传感器信息发送给ue 10，从而根据许可传感器信息设置ue 10的传感器当中的许用传感器。在该步骤，amf 110可以连同许用传感器信息一起发送使ue 10能够根据许用传感器信息仅在空闲模式下工作的指示符。
[0053]
在接收到许用传感器信息时，在步骤s180，ue 10的控制器14根据许用传感器2息执行设置。因此，传感器单元12的多个传感器根据许用传感器信息工作。也就是说，ue 10的传感器单元120中的多个传感器中的许用传感器根据许用传感器信息的测量方案执行测
量，并且仅当所测量的传感器值与许用传感器信息的传感器值匹配时，ue 10的控制器14被激活以接入网络或请求服务。另外，在接收到指示符的情况下，ue 10可以在空闲状态下根据许用传感器信息工作。
[0054]
接下来，参照图4，在如上所述根据许用传感器信息执行设置之后，如果传感器单元120的多个传感器当中的许用传感器根据许用传感器信息的测量方案测量的传感器值满足许用传感器信息的传感器值，则ue 10的控制器14在步骤s200被激活并且在步骤s210发送包括相应传感器的标识信息和传感器值的请求消息。这里，请求消息包括nas消息，即，与5gmm(移动性管理)和5gsm(会话管理)相对应的所有n1/n2消息。
[0055]
然后，amf 110通过与先前登记的许用传感器信息(步骤s160)进行比较来检查传感器的标识信息和传感器值是否满足允许条件。在该步骤，假设传感器值满足允许条件。然后，amf 110允许ue 10的接入。另外，amf 110根据请求消息向ue 10提供必要的服务。
[0056]
例如，如果请求消息是会话(pdu会话)连接，则amf 110在步骤s230将请求消息发送到smf 120。然后，smf 120可以将请求消息发送到upf 200。响应于此，upf 200在步骤s250发送响应消息，并且该响应消息可以在步骤s260和s270通过smf 120和amf 110提供给ue 10。因此，ue 10的控制器14在步骤s280通过upf 200执行会话连接。
[0057]
接下来，将详细描述如上所述的传感器登记过程。图5是例示根据本公开的实施方式的传感器登记过程的流程图。
[0058]
参照图5，在步骤s310，amf 110可以通过来自ue 10的请求消息接收包括在ue 10的传感器单元12中的至少一个传感器的列表和ue信息。
[0059]
然后，在步骤s320，amf 110确定是否需要登记与ue相对应的许用传感器信息。在该步骤，amf 110将包括ue 10所拥有的传感器的列表的ue信息提供给性能管理模块400，并且在从性能管理模块400接收到与ue 10所拥有的传感器的列表相对应的许用传感器信息时,确定需要登记许用传感器信息。另一方面，如果没有与ue 10所拥有的传感器的列表相对应的许用传感器信息，则性能管理模块400确定许用传感器信息的登记是必要的。
[0060]
如果在步骤s320确定需要登记许用传感器信息，则amf 110在步骤s330将许用传感器信息与ue信息一起登记。也就是说，ue信息和许用传感器信息相互映射并存储。随后，在步骤s340，amf 110通过响应消息将许用传感器信息提供给ue 10，从而根据所登记的许用传感器信息设置ue 10。另一方面，如果在步骤s320确定不需要登记许用传感器信息，则amf 110在步骤s350仅登记ue信息，并且然后向ue 10发送响应消息。
[0061]
在通过通信单元11接收到许用传感器信息后，ue 10的控制器14将传感器单元12设置为根据所接收的许用传感器信息工作。
[0062]
现在，将描述在如上所述登记许用传感器信息之后控制基于传感器的网络接入的方法。图6是例示根据本公开的实方式的用于控制基于传感器的网络接入的方法的流程图。
[0063]
参照图6，ue 10的传感器单元12中的多个传感器当中的许用传感器根据许用传感器信息的测量方案来执行测量。测量方案包括用于测量传感器值的测量周期、用于触发传感器的测量操作的事件以及用于获取测量目标样本的采样技术。作为该测量的结果，如果相应传感器的测量值满足许用传感器信息的传感器值，则控制器14通过通信单元11发送包括传感器的标识信息和传感器值的请求消息。该请求消息通过ran 20发送到amf 110。因此，在步骤s410，amf 110可以通过请求消息从ue 10接收传感器标识信息和传感器值。例
如，请求消息可以是会话连接请求消息。
[0064]
在步骤s420，amf 110将传感器标识信息和传感器值与先前登记的许用传感器信息进行比较，从而确定是否满足允许条件。
[0065]
如果在步骤s420确定满足允许条件，则amf 110在步骤s430允许ue 10的接入。然后，在步骤s440，amf 110提供与请求消息相对应的服务。例如，当请求消息是会话连接请求消息时，可以通过与其他nf 120至200的消息交换来执行会话连接过程。另外，响应于会话连接请求消息，包括关于会话连接所需的upf 200的信息的会话连接响应消息可以被发送到ue 10。
[0066]
另一方面，如果在步骤s420确定不满足允许条件，则amf 110在步骤s440不允许ue 10的接入。
[0067]
根据本公开的实施方式的基于传感器的网络接入控制方法可以以适于存储计算机程序指令和数据的非暂时性计算机可读记录介质的形式提供。计算机可读记录介质可以包括单独或组合的程序指令、数据文件、数据结构等，并且包括存储计算机系统可以读取的数据的各种记录设备。计算机可读记录介质包括专门被配置为存储和执行程序指令的硬件设备，所述硬件设备包括磁介质(诸如硬盘、软盘和磁带)、光介质(诸如，光盘只读存储器(cd-rom)和数字通用光盘(dvd))、磁光介质(诸如，软光盘)以及半导体存储器(诸如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和闪存)。此外，计算机可读记录介质可以分布在联网的计算机系统上，使得计算机可读代码可以以分布式方式存储和执行。另外，用于实现本公开的功能程序、相关代码和代码段可以很容易地被本公开所属领域的程序员推导出或更改。
[0068]
尽管上面描述了说明本公开的技术主题的实施方式，但是本公开不限于这些实施方式的配置和操作，并且可以在不脱离技术主题的情况下，对本公开进行各种改变和修改，如本领域技术人员所熟知的那样。因此，所有这些适当的改变和修改以及它们的等同物都应该被认为是在本公开的范围内。
[0069]
工业实用性
[0070]
根据本公开，基于ue所拥有的至少一个传感器的传感器值，通过使用用于设置接入允许条件的许用传感器信息，仅在必要时允许ue的网络接入。这可以防止不必要的资源使用。本公开在市场或商业上具有很好的销售可能性，因此具有适合实际和明显实施的工业实用性。