本发明涉及通信领域， 具体涉及一种共设机器类型通讯（ Machine Type Communication, MTC )设备的信令优化方法和系统。 背景技术

随着全球微波接入互通 ( World Interoperability for Microwave Access, WiMax )技术的异军突起， 第三代移动通信系统要保持其在移动通信领域 的竟争力， 必须提高其网络性能， 并降低网络建设及运营成本。 因此， 第 三代合作伙伴计划 （3GPP, 3rd Generation Partnership Project ) 的标准化工 作组， 目前正致力于研究 PS Core ( Packet Switch Core, 包交换核心网）和 UTRAN( Universal Mobile Telecommunication System Radio Access Network, 全球移动通信系统无线接入网） 的演进。 该研究课题称为系统架构演进 ( System Architecture Evolution, SAE ), 目的是使得演进的分组网（ Evolved Packet Core, EPC )可提供更高的传输速率、 更短的传输延时、 优化分组， 以及支持 E-UTRAN ( Evolved UTRAN, 演进的 UTRAN )、 UTRAN、 无线 局域网（Wireless Local Area Network, WLAN )及其他非 3GPP的接入网络 之间的移动性管理。

目前 SAE的架构如图 1所示， 其中， 演进的通用移动通信系统陆地无 线接入网 （ Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN ) 中包含的网元是演进节点 B ( Evolved NodeB , eNodeB ), 用于为用户的接 入提供无线资源； 分组数据网 （Packet Data Network, PDN )是为用户提供 业务的网络； EPC提供了更低的延迟， 并允许更多的无线接入系统接入， 其包括如下网元： 移动性管理实体 ( Mobility Management Entity, MME ), 是控制面功能 实体， 临时存储用户数据的服务器， 负责管理和存储用户设备 （User Equipment, UE )的上下文（比如用户标识、 移动性管理状态、 用户安全参 数等）， 为用户分配临时标识， 当 UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时， 负 责对该用户进行鉴权； 处理 MME和 UE之间的所有非接入层消息； 触发在 SAE的寻呼。 MME是 SAE系统的移动性管理实体， 在通用移动通信系统 ( Universal Mobile Telecommunications System, UMTS ) 中， 移动性管理实 体是服务通用分组无线服务（General Packet Radio Service, GPRS )支持节 点 ( Serving GPRS Support Node, SGSN )。

服务网关（ Serving Gateway, SGW ), 是一个用户面实体， 负责用户面 数据路由处理， 终结处于空闲（ECM— IDLE )状态的 UE的下行数据， 管理 和存储 UE的 SAE承载（ bearer )上下文， 比如 IP承载业务参数和网络内 部路由信息等。 SGW是 3GPP系统内部用户面的锚点， 一个用户在一个时 刻只能有一个 SGW。

分组数据网网关（ PDN Gateway, PGW ),是负责 UE接入 PDN的网关， 能够分配用户 IP地址； 并且， 也是 3GPP和非 3GPP接入系统的移动性锚 点。 PGW的功能还包括策略实施、 计费支持。 用户在同一时刻能够接入多 个 PGW。 策略与计费实施功能 ( Policy and Charging Enforcement Function, PCEF ) 实体也位于 PGW中。

策略与计费规则功能（ Policy and Charging Rules Function, PCRF ) 实 体， 负责向 PCEF提供策略控制与计费规则。

归属用户服务器（Home Subscriber Server, HSS ), 负责永久存储用户 签约数据， HSS存储的内容包括 UE的国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identification, IMSI ), PGW的 IP地址。

在物理上， SGW和 PGW可能合一， EPC系统用户面网元包括 SGW 和 PGW。

M2M狭义上的定义是机器到机器的通信。 广义上的定义是以机器终端 智能交互为核心的、 网络化的应用与服务。 它是基于智能机器终端， 以多 种通信方式为接入手段， 为客户提供的信息化解决方案， 用于满足客户对 监控、 指挥调度、 数据采集和测量等方面的信息化需求。

无线技术的发展是 M2M市场发展的重要因素，它突破了传统通信方 式 的时空限制和地域障碍， 使企业和公众摆脱了线缆束缚， 使客户更有效地 控制成本、 降低安装费用并且使用简单方便。 另外， 日益增长的需求推动 着 M2M不断向前发展： 与信息处理能力及网络带宽不断增长相矛盾的 是， 信息获取的手段远远落后。 而 M2M很好满足了人们的这一需求，通过它人 们可以实时监测外部环境， 实现大范围、 自动化的信息采集。 因此， M2M 可以应用于行业应用、 家庭应用、 个人应用等。 行业应用如： 交通监控、 告警系统、 海上救援、 自动售货机、 开车付费等； 家庭应用如： 自动抄表、 温度控制等； 个人应用如： 生命检测、 远端诊断等。

M2M的通信对象为机器对机器， 人对机器。 一个或多个机器之间的数 据通信定义为机器类型通讯（Machine Type Communication, MTC ), 这种 情况下较少需要人机互动。 参与 MTC的机器， 定义为 MTC设备。 MTC设 备是 MTC用户的终端， 可通过 PLMN网络与 MTC设备、 MTC服务器进 行通信。 移动设备（Mobile Equipment, ME ) 为 MTC设备附带的功能块， 该功能块用于将 MTC设备接入到 EPS系统。 MTC服务器（ MTC Server ) 对 MTC设备进行管理和监控。 图 2为现有技术中 ME通过 EUTRAN接入 EPS的示意图。

由于 MTC设备大都为具体应用的设备，如自动抄表与 生命检测使用的 是不同的设备等。 不同应用的 MTC设备具有不同的特性， 如电梯等升降机 设备具有低移动性、 PS only属性， 而监视、 警报设备除具有低移动性、 PS only外， 还具有低数据传输和高可用性等属性。 因此针对不同应用的 MTC 设备进行不同的系统优化，可有效的对 MTC设备进行管理、监控、付费等。

在实际应用中， 有一些 MTC设备， 虽然各自独立应用于不同的业务， 即： 与不同的 MTC服务器通信， 但这些 MTC设备在某一些时间段内具有 基本上同时同向运动的特征。 如： 快递公司为了方便跟踪货物， 会给每个 货物都贴上标签， 该标签可以是 MTC设备， 随时与快递公司的服务器进行 通信， 如： 传输数据或上报位置信息等。 而不同的快递公司可能会使用相 同的物流运输公司运输货物， 因此该物流公司的同一辆货车上会装有来自 不同快递公司的货物，这些货物通过作为标签 的 MTC设备各自与对应的快 递公司的服务器进行数据通信； 再如： 在车辆调度管理应用中， 可以将不 同的 MTC设备应用于不同的作用， 如向车辆调度中心报告车辆的具体位 置、 车辆预订、 车辆导航、 车辆故障检测等， 这些 MTC设备被装置在车辆 上， 随着车辆的运行而同时同向运动， 且这些 MTC设备独立地与各自对应 的 MTC服务器进行数据通信。 在上述的实际应用中， 此类同时同向运动的 MTC设备的数量可能会 4艮大， 如物流公司的货车或货船上会集中大量的快 递货物； 或车辆调度管理应用中， 在人流量大且密集的地方， 如： 火车站、 酒店或旅游景点等地方， 集中的车辆会很多， 而这些车辆上的 MTC设备的 总量也会 4艮大。 当数量众多的这些 MTC设备同时同向运动并且与网络进行 信令交互执行移动性管理流程时， 会造成移动性管理信令峰值， 给网络带 来较大的负荷。 且对于这种共设（如， 临时组建或永久组建在一起的同时 同向运动）的 MTC设备， 从终端对网络的移动性角度来看， 它们的运动方 向和时间都是一致的，这种情况下仍然使每一 个 MTC设备单独进行移动性 管理流程会造成对空口资源的浪费及终端的电 损耗。 发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种共 设 MTC设备的信令优化 方法和系统，针对共设的 MTC UE对移动性管理相关信令实现优化，使 MTC 设备在能够独立与各自的 MTC服务器通信的同时， 节约移动性管理信令。

为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：

一种共设机器类型通讯 MTC设备的信令优化方法， 包括：

无线接入网侧网元将共设的 R-MD与 MTC用户设备 UE定向到同一个 移动管理单元， 并由该移动管理单元建立 R-MD与 MTC UE的关联关系； 移动性管理流程， 包括： 由 R-MD代替所述 MTC UE进行周期性或非周期 性路由区或更新或艮踪区或更新流程。

其中， 该方法还包括：

所述 R-MD与所述 MTC UE之间建立本地连接并相互交换用于后续关 联的标识；

所述 R-MD通过网络接入请求消息将相关功能的开启� �知给移动管理 单元； 区域更新请求或跟踪区域更新请求时在无线资 源控制 RRC参数中携带所述 R-MD的标识， 由无线接入网侧网元为所述 MTC UE选择当前服务于所述 R-MD的移动管理单元。

其中， 建立所述关联关系的方法为：

MTC UE在附着请求、 路由区域更新请求或跟踪区域更新请求消息中 携带要求与所述 R-MD进行关联的标识给所述移动管理单元， 所述移动管 理单元在本地将所述 R-MD与所述 MTC UE关联。

其中， 所述关联体现为关联关系表的形式；

由移动管理单元在本地同步所述 R-MD与所述 MTC UE的路由区域更 新定时器或跟踪区域更新定时器； 所述移动管理单元在所述 MTC UE的网络接入请求响应消息中通知所 述 MTC UE不发起后续路由区域更新请求或跟踪区域更� ��请求。

其中， 所述 R-MD进行所述周期性路由区域更新或跟踪区域� �新流程 时， 所述移动管理单元同时更新关联关系表中所有 MTC UE的上下文， 并 同步所述 R-MD和所述 MTC UE的路由区域更新定时器或跟踪区域更新定 时器。

其中，所述 R-MD进行非周期性路由区域更新或跟踪区域更� �流程时， 新移动管理单元通过服务 GPRS支持节点 SGSN上下文更新请求 /响应消息、 或上下文请求 /响应消息从原移动管理单元获取所述 R-MD与所述 MTC UE 的关联关系表及 MTC UE的上下文， 并本地保存。

其中， 所述 R-MD进行所述非周期性路由区域更新或跟踪区� �更新流 程时， 同时更新新移动管理单元和网关单元上所述 R-MD和所有所述 MTC UE的控制面承载信息， 包括：

通过 PDP上下文更新请求消息、 承载修改请求消息或会话创建请求消 息进行所述控制面承载信息的更新。

其中， 所述 R-MD进行所述非周期性路由区域更新或跟踪区� �更新流 程时 , 通过编码方式将为所述 R-MD和所述 MTC UE分配的新身份标识进 行压缩编码并下发给所述 R-MD; 该下发方法包括：

所述移动管理单元通过路由区域更新接受消息 或跟踪区域更新接受消 息将所述新身份标识下发给所述 R-MD。

其中，所述 R-MD收到所述移动性管理单元下发的所述新身� �标识后， 还包括：

所述 R-MD通过本地连接将所述新身份标识下发给所� � MTC UE。 其中， 该方法还包括：

所述 R-MD通过本地连接， 将周期性或非周期性路由区域更新或跟踪 区或更新流程是否成功， 通知给所述 MTC UE。

其中， 该方法还包括： 所述 MTC UE判断本地连接断开， 通知网络删 除与 R-MD的关联关系并独立进行正常移动性管理流� �；

或者， 所述 MTC UE判断网络连接断开， 通知网络删除与 R-MD的关 联关系。

一种共设 MTC设备的信令优化系统， 包括共设定向单元、共设关联单 元、 共设移动性管理单元； 其中，

所述共设定向单元， 用于将共设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个移 动管理单元；

所述共设关联单元， 用于建立 R-MD与 MTC UE的关联关系； 所述共设移动性管理单元， 用于基于所述关联关系， 控制 R-MD代替 MTC UE进行后续的移动性管理流程， 包括： 由 R-MD代替所述 MTC UE 进行周期性或非周期性路由区域更新或跟踪区 域更新流程。

其中， 所述 R-MD, 还用于与所述 MTC UE之间建立本地连接并相互 交换用于后续关联的标识， 以及通过网络接入请求消息将相关功能的开启 通知给移动管理单元；

所述 MTC UE, 还用于在获取所述 R-MD的所述标识之后， 在附着请 求、 路由区域更新请求或跟踪区域更新请求时在 RRC 参数中携带所述 R-MD的标识， 触发无线接入网侧网元为所述 MTC UE选择当前服务于所 述 R-MD的移动管理单元。

其中， 所述共设关联单元建立所述关联关系时， 用于：

控制 MTC UE在附着请求、 路由区域更新请求或跟踪区域更新请求消 息中携带要求与所述 R-MD进行关联的标识给所述移动管理单元， 触发所 述移动管理单元在本地将所述 R-MD与所述 MTC UE关联。

其中， 所述关联体现为关联关系表的形式； 所述移动管理单元， 还用于在本地同步所述 R-MD与所述 MTC UE的 路由区域更新定时器或跟踪区域更新定时器， 以及在所述 MTC UE的网络 接入请求响应消息中通知所述 MTC UE不发起后续路由区域更新请求或跟 踪区域更新请求。

其中， 所述 R-MD进行所述周期性路由区域更新或跟踪区域� �新流程 时， 还用于触发所述移动管理单元同时更新关联关 系表中所有 MTC UE的 上下文， 并同步所述 R-MD和所述 MTC UE的路由区域更新定时器或跟踪 区域更新定时器。

其中，所述 R-MD进行非周期性路由区域更新或跟踪区域更� �流程时， 新移动管理单元用于通过 SGSN上下文更新请求 /响应消息、或上下文请求 / 响应消息从原移动管理单元获取所述 R-MD与所述 MTC UE的关联关系表 及 MTC UE的上下文， 并本地保存。

其中， 所述 R-MD进行所述非周期性路由区域更新或跟踪区� �更新流 程时， 还用于在新移动管理单元和网关单元上同时更 新所述 R-MD和所有 所述 MTC UE的控制面 载信息； 所述 R-MD进行该更新时， 用于：

通过 PDP上下文更新请求消息、 承载修改请求消息或会话创建请求消 息进行所述控制面承载信息的更新。

其中， 所述 R-MD进行所述非周期性路由区域更新或跟踪区� �更新流 程时， 所述移动管理单元还用于通过编码方式将为所 述 R-MD和所述 MTC UE分配的新身份标识进行压缩编码并下发给所� �� R-MD; 所述移动管理单 元进行该更新时， 用于：

通过路由区域更新接受消息或跟踪区域更新接 受消息将新的身份标识 下发给所述 R-MD。

其中， 所述 R-MD, 还用于：

通过本地连接将移动管理单元新分配给所述 MTC UE的所述身份标识 下发给所述 MTC UE。

其中， 所述 R-MD, 还用于：

通过本地连接， 将周期性或非周期性路由区域更新或跟踪区域 更新流 程是否成功， 通知给所述 MTC UE。

其中， 所述 MTC UE, 还用于：

判断本地连接断开， 通知网络删除与 R-MD的关联关系并独立进行正 常移动性管理流程；

或者， 判断网络连接断开， 通知网络删除与 R-MD的关联关系。

本发明方法和系统， 针对共设的 MTC UE, 能够根据 MTC的特性对移 动性管理相关信令实现优化， 使 MTC设备在能够独立与各自的 MTC服务 器通信的同时， 节约移动性管理信令、 降低信令峰值并减少终端的电损耗。 附图说明

图 1为现有技术中 EPC系统及接入网架构示意图；

图 2为现有技术中 MTC UE通过 EUTRAN接入 EPC系统的示意图； 图 3为本发明实施例一将共设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个 MME 并由该 MME建立 R-MD与 MTC UE的关联关系的流程图一；

图 4为本发明实施例二将共设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个 MME 并由该 MME建立 R-MD与 MTC UE的关联关系的流程图二；

图 5为本发明实施例三 R-MD代替 MTC UE进行后续周期性跟踪区域 更新的流程图； 域更新的流程图； 域更新的流程图；

图 8为本发明实施例六 MTC UE检测到本地连接断开后通知网络删除 与 R-MD的关联关系并独立进行正常跟踪区域更新� �流程图； 图 9为本发明实施例七 MTC UE检测到网络连接断开后通知网络删除 与 R-MD的关联关系的流程图；

图 10为本发明实施例的共设 MTC设备的信令优化流程简图； 图 11为本发明实施例的共设 MTC设备的信令优化系统图。 具体实施方式

为了实现共设 MTC设备通信的信令优化， 可以引入类似 MTC UE的 终端， 用于与 MTC UE建立关联， 并能够代替 MTC UE进行移动性管理流 程。 可以将上述这种终端称为代表 MTC UE , 并可简称为 R-MD , 该 R-MD 可以是完全不同于 MTC设备的终端， 也可以是 MTC终端， 只要 R-MD能 够与 MTC UE建立关联， 并能够代替 MTC UE进行移动性管理流程即可。 另外， 实际参与通信的 MTC UE可能是一个或多个。

实际应用中， 网络可以将共设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个移动 管理单元（如 MME ), 由该移动管理单元建立 R-MD与 MTC UE的关联关 系， 并由该 R-MD代替 MTC UE进行后续的移动性管理流程。 其中：

进一步地， 所述 R-MD与所述 MTC UE之间建立本地连接并相互交换 用于后续关联的标识；

进一步地， 所述用于后续关联的标识可以是 R-MD的全球唯一临时标 识（GUTI: Global Unique Temporary Identity ), 分组临时移动用户识别码 ( P-TMSI: Packet Temporary Mobile Subscriber Identity ), 或组标识 Group ID;

进一步地， 所述 MTC UE在获取所述 R-MD的所述标识之前不向网络 发起接入请求；

进一步地， 所述接入请求， 包括： 附着请求、 路由区域更新请求、 或 跟踪区域更新请求； 进一步地， 所述 R-MD通过网络接入请求消息将相关功能的开启� �知 给移动管理单元；

进一步地， 所述网络接入请求消息可以是附着请求消息、 路由区域更 新请求消息或跟踪区域更新请求消息；

进一步地， 所述 MTC UE在附着请求、 路由区域更新请求或跟踪区域 更新请求时在无线资源控制 （RRC )参数中携带所述 R-MD的标识， 由无 线接入网侧网元为所述 MTC UE选择当前服务于所述 R-MD的移动管理单 元；

进一步地， 所述无线接入网侧网元可以是 RNC, 也可以是 eNB; 进一步地， 所述 MTC UE在附着请求、 路由区域更新请求或跟踪区域 更新请求消息中携带要求与所述 R-MD进行关联的标识给所述移动管理单 元， 所述移动管理单元在本地将所述 R-MD与所述 MTC UE关联；

P-TMSI, 也可以是组标识 Group ID;

进一步地， 所述移动管理单元在本地将所述 R-MD与所述 MTC UE关 联， 包括： 所述移动管理单元在本地建立 R-MD与所述 MTC UE的关联关 系表；

进一步地， 所述移动管理单元在本地将所述 R-MD与所述 MTC UE关 联， 还包括： 所述移动管理单元在本地同步所述 R-MD与所述 MTC UE的 路由区域更新定时器或跟踪区域更新定时器；

进一步地， 所述移动管理单元在所述 MTC UE的网络接入请求响应消 息中通知所述 MTC UE 不发起后续路由区域更新请求或跟踪区域更新 请 求；

进一步地， 所述 MTC UE的网络接入请求响应消息， 包括： 附着接受 消息、 路由区域更新接受消息、 或跟踪区域更新接受消息； 进一步地

区或更新或艮踪区或更新流程；

进一步地

区域更新或跟踪区域更新流程， 包括： 所述 R-MD进行周期性路由区域更 新或跟踪区域更新流程时， 所述移动管理单元同时更新关联关系表中所有 MTC UE的上下文， 并同步所述 R-MD和所述 MTC UE的路由区域更新定 时器或跟踪区域更新定时器；

进一步地

区域更新或跟踪区域更新流程， 还包括： 所述 R-MD进行非周期性路由区 域更新或跟踪区域更新流程时新移动管理单元 从原移动管理单元获取所述 R-MD与所述 MTC UE的关联关系表及 MTC UE的上下文；

进一步地， 所述 R-MD进行非周期性路由区域更新或跟踪区域更� �流 程时从原移动管理单元获取所述 R-MD与所述 MTC UE的关联关系表及 MTC UE的上下文， 包括： 所述新移动管理单元通过 SGSN上下文更新请 求 /响应消息、 或上下文请求 /响应消息获取所述关联关系表；

进一步地， 所述 R-MD进行非周期性路由区域更新或跟踪区域更� �流 程时从原移动管理单元获取所述 R-MD与所述 MTC UE 的关联关系表及 MTC UE的上下文， 还包括： 所述移动管理单元在本地保存所述关联关系 表， 并在后续周期性路由区域更新或跟踪区域更新 流程中更新所述关联关 系表中所有所述 MTC UE的上下文， 并同步所述 R-MD和所述 MTC UE的 路由区域更新定时器或跟踪区域更新定时器； 区域更新或跟踪区域更新流程， 还包括： 所述 R-MD进行非周期性路由区 域更新或跟踪区域更新流程时， 新移动管理单元和网关单元同时更新所述 R-MD和所有所述 MTC UE的控制面承载信息； 进一步地， 所述同时更新所述 R-MD和所有所述 MTC UE的控制面承 载信息， 包括： 通过一条消息触发所有有关联的 MTC UE的控制面承载信 息进行更新；

进一步地， 所述同时更新所述 R-MD和所有所述 MTC UE的控制面承 载信息， 还包括： 可以通过 PDP上下文更新请求消息、 承载修改请求消息 或会话创建请求消息进行所述控制面承载信息 的更新； 区域更新或跟踪区域更新流程， 还包括： 所述 R-MD进行非周期性路由区 域更新或跟踪区域更新流程时，移动管理单元 通过编码方式将为所述 R-MD 和所述 MTC UE分配的新身份标识进行压缩编码并下发给所� �� R-MD;

进一步地， 所述移动管理单元为所述 R-MD和所述 MTC UE分配的新 身份标识， 包括： GUTI、 P-TMSI;

进一步地， 所述移动管理单元通过编码方式将为所述 R-MD 和所述 MTC UE分配的新身份标识进行压缩编码并下发给所� �� R-MD, 包括： 所述 移动管理单元通过路由区域更新接受消息或跟 踪区域更新接受消息将新的 身份标识下发给所述 R-MD; 区域更新或跟踪区域更新流程， 还包括： 所述 R-MD通过本地连接将移动 管理单元新分配给所述 MTC UE的所述身份标识下发给所述 MTC UE; 区域更新或跟踪区域更新流程， 还包括： 所述 R-MD通过本地连接， 将周 期性或非周期性路由区域更新或跟踪区域更新 流程是否成功， 通知给所述 MTC UE;

进一步地， 所述 MTC UE判断本地连接断开， 通知网络删除与 R-MD 的关联关系并独立进行正常移动性管理流程； 进一步地， 所述 MTC UE判断网络连接断开， 通知网络删除与 R-MD 的关联关系；

进一步地， 所述移动性管理单元可以包括： MME、 SGSN。

进一步地， 所述网关单元可以包括： S-GW、 GGSN。

下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术 方案作进一步的详细描 述， 以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明 并能予以实施， 但所举 实施例不作为对本发明的限定。

实施例一： 将共设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个 MME, 并由该

MME建立 R-MD与 MTC UE的关联关系， 如图 3所示。

图 3所示流程具体包括如下步驟：

步驟 301 : R-MD的代表功能可选地作为签约数据在 HSS中签约； 步驟 302: R-MD可能被设计为有除了代表功能外的其他多� �功能， 则 R-MD需要开启代表功能；

步驟 303: R-MD在开启代表功能后， 若 R-MD未附着到网络， 则向 MME发起附着请求消息； 若 R-MD已附着到网络， 则向 MME发起 TAU 请求消息， 其中携带启动代表功能的标识；

步驟 304: 若 R-MD的代表功能需要签约， 则在 MME与 HSS之间进 行签约数据获取过程中， MME对该功能进行签约检查。 若检查失败， 则附 着过程或 TAU过程失败。 可选地， R-MD可以通过本地连接将附着过程或 TAU过程失败通知给 MTC UE , MTC UE可以选择独立进行后续 TAU流程； 步驟 305: MME已升级为能够识别 R-MD的代表功能标识， 并支持该 功能的响应操作；

步驟 306: R-MD进行后续附着流程或 TAU流程；

步驟 307: R-MD与将要与其共设的 MTC UE之间建立本地连接，且相 互交换用于后续关联的标识， 该标识可以是： 在 LTE网络中， 为 R-MD和 MTC UE的 GUTI;在 3G网络中，为 R-MD和 MTC UE的 P-TMSI;若 R-MD 和 MTC UE有事先确定的组的关系， 则该标识还可以是组标识 Group ID。 若该标识为 GUTI或 P-TMSI, 则 R-MD需要将最新从网络获得的 GUTI或 P-TMSI下发给 MTC UE;

步驟 308: MTC UE检测到与 R-MD有本地连接且接收到来自 R-MD 的用于后续关联的标识；

步驟 309: 若 MTC UE未附着到网络， 则向网络侧发起附着请求消息； 若 MTC UE已附着到网络， 则向网络侧发起 TAU请求消息。 在附着请求消 息或 TAU请求消息外的 RRC参数中， 携带从 R-MD获取的用于后续关联 的标识，该标识可以是： 在 LTE网络中 , 为 R-MD的 GUTI; 在 3G网络中 , 为 R-MD的 P-TMSI; 若 R-MD和 MTC UE有事先确定的组的关系， 则该 标识还可以是组标识 Group ID, 目的是为了使 E-UTRAN网络为 MTC UE 选择服务于 R-MD的 MME。 同时 , 在附着请求或 TAU请求 NAS消息中也 携带从 R-MD获取的用于后续关联的标识，该标识可以� �：在 LTE网络中， 为 R-MD的 GUTI; 在 3G网络中， 为 R-MD的 P-TMSI; 若 R-MD和 MTC UE有事先确定的组的关系， 则该标识还可以是组标识 Group ID, 目的是为 了使 E-UTRAN网络为 MTC UE选择服务于 R-MD的 MME;

步驟 310: E-UTRAN根据接收到的 RRC参数中从 R-MD获取的标识， 为 MTC UE选择服务于 R-MD的 MME;

步驟 311 : E-UTRAN将 MTC UE的附着请求或 TAU请求 NAS消息转 发给服务于 R-MD的 MME; NAS消息中携带从 R-MD获取的用于后续关 联的标识；

步驟 312: MME与 HSS之间进行签约信息获取过程；

步驟 313: MME根据用于关联的标识将该 MTC UE与 R-MD进行关联， 并同步 MTC UE与 R-MD的 TAU定时器； 步驟 314: MTC UE执行后续附着流程或 TAU流程；

步驟 315: MME向 MTC UE发送附着接受消息或 TAU接受消息， 且 通知 MTC UE不执行后续的 TAU流程。

需要说明的是， 该实施例同样适用于 3G网络， 在 3G网络中： 无线接 入网为 UTRAN/GERAN,移动管理单元为 SGSN,用户签约数据库为 HLR, 位置更新流程为路由区域更新流程， 用户临时身边标识为 P-TMSI, 其他本 发明涉及的发明内容并无变化， 此处不再赘述。

实施例二： 将共设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个 MME, 并由该 MME建立 R-MD与 MTC UE的关联关系， 如图 4所示。

图 4所示流程具体包括如下步驟：

步驟 401： R-MD与将要与其共设的 MTC UE之间建立本地连接，此时， 若用于后续关联的标识为 R-MD 的临时身份标识， 即： 在 LTE 网络中为 GUTI,在 3G网络中为 P-TMSI,则当 R-MD未附着或 R-MD未获取最新的 临时身份标识时 , R-MD不将临时身份标识下发给 MTC UE , 而 MTC UE 只有收到来自 R-MD的标识后才发起后续的步驟 410至步驟 416; 可选地， 将 MTC UE的用于后续关联的标识发送给 R-MD;

步驟 402: R-MD的代表功能可选地作为签约数据在 HSS中签约； 步驟 403: R-MD可能被设计为有除了代表功能外的其他多� �功能， 则 R-MD需要开启代表功能；

步驟 404: R-MD在开启代表功能后， 若 R-MD未附着到网络， 则向 MME发起附着请求消息； 若 R-MD已附着到网络， 则向 MME发起 TAU 请求消息。 其中携带启动代表功能的标识；

步驟 405: 若 R-MD的代表功能需要签约， 则在 MME与 HSS之间进 行签约数据获取过程中， MME对该功能进行签约检查。 若检查失败， 则附 着过程或 TAU过程失败； 可选地， R-MD可以通过本地连接， 将附着过程 或 TAU过程失败， 通知给 MTC UE, MTC UE可以选择独立进行后续 TAU 流程；

步驟 406: MME已升级为能够识别 R-MD的代表功能标识， 并支持该 功能的响应操作；

步驟 407： R-MD进行后续附着流程或 TAU流程；

步驟 408： R-MD将最新从网络获得的临时身份标识下发给 MTC UE , 该标识可以是： 在 LTE网络中 , 为 R-MD和 MTC UE的 GUTI; 在 3G网 络中， 为 R-MD和 MTC UE的 P-TMSI; 若 R-MD和 MTC UE有事先确定 的组的关系， 则该标识还可以是组标识 Group ID;

步驟 409: MTC UE检测到与 R-MD有本地连接且接收到来自 R-MD 的用于后续关联的标识；

步驟 410: 若 MTC UE未附着到网络， 则向网络侧发起附着请求消息； 若 MTC UE已附着到网络， 则向网络侧发起 TAU请求消息。 在附着请求消 息或 TAU请求消息外的 RRC参数中， 携带从 R-MD获取的用于后续关联 的标识，该标识可以是： 在 LTE网络中 , 为 R-MD的 GUTI; 在 3G网络中 , 为 R-MD的 P-TMSI; 若 R-MD和 MTC UE有事先确定的组的关系， 则该 标识还可以是组标识 Group ID, 目的是为了使 E-UTRAN网络为 MTC UE 选择服务于 R-MD的 MME。 同时 , 在附着请求或 TAU请求 NAS消息中也 携带从 R-MD获取的用于后续关联的标识，该标识可以� �：在 LTE网络中， 为 R-MD的 GUTI; 在 3G网络中， 为 R-MD的 P-TMSI; 若 R-MD和 MTC UE有事先确定的组的关系， 则该标识还可以是组标识 Group ID, 目的是为 了使 E-UTRAN网络为 MTC UE选择服务于 R-MD的 MME;

步驟 411 : E-UTRAN根据接收到的 RRC参数中从 R-MD获取的标识， 为 MTC UE选择服务于 R-MD的 MME;

步驟 412: E-UTRAN将 MTC UE的附着请求或 TAU请求 NAS消息转 发给服务于 R-MD的 MME; NAS消息中携带从 R-MD获取的用于后续关 联的标识；

步驟 413: MME与 HSS之间进行签约信息获取过程；

步驟 414: MME根据用于关联的标识将该 MTC UE与 R-MD进行关联， 并同步 MTC UE与 R-MD的 TAU定时器；

步驟 415: MTC UE执行后续附着流程或 TAU流程；

步驟 416: MME向 MTC UE发送附着接受消息或 TAU接受消息， 且 通知 MTC UE不执行后续的 TAU流程。

需要说明的是， 该实施例同样适用于 3G网络， 在 3G网络中： 无线接 入网为 UTRAN/GERAN,移动管理单元为 SGSN,用户签约数据库为 HLR, 位置更新流程为路由区域更新流程， 用户临时身边标识为 P-TMSI, 其他本 发明涉及的发明内容并无变化， 此处不再赘述。

实施例三： R-MD代替 MTC UE进行后续周期性跟踪区域更新流程， 如图 5所示。

图 5所示流程具体包括如下步驟：

步驟 501： R-MD和 MTC UE一起移动， R-MD检测到需要进行周期性 TAU流程或检测到进行不在跟踪区域标识（ TAI )列表中的跟踪区域（ TA ); 步驟 502： R-MD向 MME发起 TAU请求消息；

步驟 503: MME接收到来自 R-MD的 TAU请求消息后， 在本地更新 R-MD及与其关联的 MTC UE的上下文；

步驟 504： R-MD进行后续周期性 TAU流程；

步驟 505: MME向 R-MD发送 TAU接受消息， 若由于 TA变化引起 TAU流程， 贝' J MME下发新 TAI列表；

步驟 506: R-MD通过本地连接， 将 TAU流程是否成功， 通知给 MTC UE, MTC UE据此进行后续操作； 可选地， R-MD可以将 MME分配的新 TAI列表下发给 MTC UE。

需要说明的是： 该实施例同样适用于 3G网络， 在 3G网络中： 无线接 入网为 UTRAN/GERAN,移动管理单元为 SGSN,用户签约数据库为 HLR, 位置更新流程为路由区域更新流程， 其他本发明涉及的发明内容并无变化， 此处不再赘述。

实施例四： R-MD代替 MTC UE进行后续非周期性跟踪区域更新流程 , 如图 6所示。

图 6所示流程具体包括如下步驟：

步驟 601 : R-MD和 MTC UE一起移动， R-MD检测到 MME发生改变； 步驟 602： R-MD向新 MME发起 TAU请求消息，其中携带启动 R-MD 的代表功能的标识；

步驟 603: 新 MME已升级成能够识别 R-MD的代表功能标识， 且支持 跟该功能相关的操作；

步驟 604： 新 MME向旧 MME发送上下文请求消息， 其中携带标识， 用于请求最新的 R-MD及与其关联的 MTC UE的关联关系表；

步驟 605： 旧 MME向新 MME发送上下文响应消息 , 将最新关联关系 表和 R-MD及与其关联的 MTC UE的上下文传递给新 MME;

步驟 606: 新 MME在本地保存接收到的最新的 R-MD及与其关联的 MTC UE的关联关系表， 并在后续周期性 TAU流程时更新 (具体更新方式 参考实施例三中的相应操作 )关联关系表中所有关联的 MTC UE的上下文； 步驟 607： 新 MME与 S-GW之间进行会话创建过程或承载修改过程 , 更新 R-MD及关联关系表中所有 MTC UE的控制面承载信息， 以保证后续 MTC UE发起数据通信时数据通道的畅通。 若 S-GW未发生改变， 则此过 程为承载修改过程； 若 S-GW发生改变， 则此过程为会话创建过程。 此处， 考虑到多个设备的控制面承载信息总量较大及 GTP消息的长度限制， 可以 采取 GTP消息分片传输的方式或新 MME同时触发多条会话创建请求或承 载修改请求消息的方式， 更新 R-MD及关联关系表中所有 MTC UE的控制 面 载信息；

步驟 608: R-MD继续执行后续 TAU过程，此时，若新 MME中无 R-MD 的上下文，新 MME会与 HSS之间进行 R-MD签约数据获取过程。若 R-MD 的代表功能作为签约数据， 则会进行该功能的签约检查， 若检查失败， 则 TAU过程失败； 可选地， R-MD可以通过本地连接， 将 TAU过程失败， 通 知给 MTC UE , MTC UE可以选择独立进行后续 TAU流程；

步驟 609:若 TAU流程成功 ,则新 MME向 R-MD发送 TAU接受消息， 其中携带新 MME为 R-MD及与其有关联关系的 MTC UE的 GUTI。考虑到 GUTI的长度及 TAU接受消息的长度限制， 由于此时所有的设备都由同一 个 MME服务， 因此 GUTI 中有一些字段是相同的， 可以采用编码方式对 R-MD和 MTC UE的新 GUTI进行压缩编码并在 TAU接受消息中下发给 R-MD;

步驟 610: R-MD接收到新 MME的 TAU接受消息后 , 从该消息中还 原所有的新 GUTI, 并通过本地连接将新 GUTI下发给对应的 MTC UE, 以 保证后续 MTC UE发起数据通信的成功； 并可选地将 MME分配的新 TAI 列表下发给 MTC UE。 如图 7所示。

图 7所示流程具体包括如下步驟：

步驟 701： R-MD和 MTC UE一起移动， R-MD检测到 SGSN发生改变； 步驟 702: R-MD向新 SGSN发起 RAU请求消息，其中携带启动 R-MD 的代表功能的标识；

步驟 703: 新 SGSN已升级成能够识别 R-MD的代表功能标识， 且支 持跟该功能相关的操作；

步驟 704: 新 SGSN向旧 SGSN发送 SGSN上下文请求消息， 其中携 带标识， 用于请求最新的 R-MD及与其关联的 MTC UE的关联关系表； 步驟 705: 旧 SGSN向新 SGSN发送 SGSN上下文响应消息， 将最新 关联关系表和 R-MD及与其关联的 MTC UE的上下文传递给新 SGSN; 步驟 706: 新 SGSN在本地保存接收到的最新的 R-MD及与其关联的 MTC UE的关联关系表， 并在后续周期性 RAU流程时更新 (具体更新方式 参考实施例三中的相应操作 )关联关系表中所有关联的 MTC UE的上下文； 步驟 707:新 SGSN与 GGSN之间进行 PDP上下文更新过程，更新 R-MD 及关联关系表中所有 MTC UE的控制面承载信息， 以保证后续 MTC UE发 起数据通信时数据通道的畅通。 此处， 考虑到多个设备的控制面承载信息 总量较大及 GTP消息的长度限制，可以采取 GTP消息分片传输的方式或新 SGSN同时触发多条 PDP上下文更新请求消息的方式， 更新 R-MD及关联 关系表中所有 MTC UE的控制面承载信息；

步驟 708: R-MD继续执行后续 RAU过程，此时，若新 SGSN中无 R-MD 的代表功能作为签约数据， 则会进行该功能的签约检查， 若检查失败， 则 RAU过程失败； 可选地， R-MD可以通过本地连接， 将 RAU过程失败， 通 知给 MTC UE , MTC UE可以选择独立进行后续 RAU流程；

步驟 709: 若 RAU流程成功， 则新 SGSN向 R-MD发送 RAU接受消 息， 其中携带新 SGSN为 R-MD及与其有关联关系的 MTC UE的 P-TMSL 考虑到 P-TMSI的长度及 RAU接受消息的长度限制， 由于此时所有的设备 都由同一个 SGSN服务， 因此 P-TMSI中有一些字段是相同的，可以采用编 码方式对 R-MD和 MTC UE的新 P-TMSI进行压缩编码并在 RAU接受消息 中下发给 R-MD; 步驟 710: R-MD接收到新 SGSN的 RAU接受消息后， 从该消息中还 原所有的新 P-TMSI,并通过本地连接将新 P-TMSI下发给对应的 MTC UE, 以保证后续 MTC UE发起数据通信的成功。

实施例六： MTC UE检测到本地连接断开后， 通知网络删除与 R-MD 的关联关系并独立进行正常跟踪区域更新流程 ， 如图 8所示。

图 8所示流程具体包括如下步驟：

步驟 801： MTC UE检测到与 R-MD的本地连接断开；

步驟 802： MTC UE向 MME发起 TAU请求消息， 其中携带标识， 用 于要求删除与 R-MD的关联关系；

步驟 803: MME收到来自 MTC UE的 TAU请求消息后， 从关联关系 表中删除该 MTC UE与 R-MD的关联关系， 后续当 R-MD进行周期性或非 周期性 TAU时， 不更新与该 MTC UE相关的信息；

步驟 804: MTC UE完成后续 TAU流程；

步驟 805： MME向 MTC UE发送 TAU接受消息；

步驟 806： MTC UE后续独立进行正常 TAU流程。

需要说明的是， 该实施例同样适用于 3G网络， 在 3G网络中： 无线接 入网为 UTRAN/GERAN,移动管理单元为 SGSN,用户签约数据库为 HLR, 位置更新流程为路由区域更新流程， 其他本发明涉及的发明内容并无变化， 此处不再赘述。

实施例七： MTC UE检测到网络连接断开后， 通知网络删除与 R-MD 的关联关系， 如图 9所示。

图 9所示流程具体包括如下步驟：

步驟 901 : MTC UE检测到与网络的连接断开；

步驟 902： MTC UE向 MME发起去附着请求消息；

步驟 903: MME收到来自 MTC UE的去附着请求消息后， 从关联关系 表中删除该 MTC UE与 R-MD的关联关系， 后续当 R-MD进行周期性或非 周期性 TAU时， 不更新与该 MTC UE相关的信息；

步驟 904: MTC UE完成后续去附着流程；

步驟 905: MME向 MTC UE发送去附着接受消息。

需要说明的是， 该实施例同样适用于 3G网络， 在 3G网络中： 无线接 入网为 UTRAN/GERAN,移动管理单元为 SGSN,用户签约数据库为 HLR, 其他本发明涉及的发明内容并无变化， 此处不再赘述。

结合以上各实施例可见，本发明共设 MTC设备的信令优化的操作思路 可以表示如图 10所示， 图 10所示流程包括以下步驟：

步驟 1001： 将共设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个移动管理单元， 并建立 R-MD与 MTC UE的关联关系。

步驟 1002: 基于所述关联关系， 由 R-MD代替 MTC UE进行后续的移 动性管理流程。

为了保证上述实施例以及操作思路的顺利实现 ， 可以进行如图 11所示 的设置。 参见图 11 , 图 11为本发明实施例的共设 MTC设备的信令优化系 统图， 该系统包括相连的共设关系维护单元、 共设移动性管理单元； 其中， 共设关系维护单元中包括可以相连的共设定向 单元、 共设关联单元。

在实际应用中， 共设关系维护单元中的共设定向单元能够将共 设的 R-MD与 MTC UE定向到同一个移动管理单元， 共设关联单元则能够建立 R-MD与 MTC UE的关联关系； 共设移动性管理单元则能够基于所述关联 关系， 控制 R-MD代替 MTC UE进行后续的移动性管理流程。

综上所述可见， 无论是方法还是系统， 本发明共设 MTC设备的信令优 化的技术， 针对共设的 MTC UE, 能够根据 MTC的特性对移动性管理相关 信令实现优化，使 MTC设备在能够独立与各自的 MTC服务器通信的同时， 节约移动性管理信令、 降低信令峰值并减少终端的电损耗。 以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围。