用于移动设备订阅服务的方法

本申请是申请日为2020年07月08日、申请号为202080054499.8、发明名称为“用于在MEC架构中订阅地理服务的方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及电信领域，并且更具体地涉及一种用于在MEC(移动边缘计算)架构中为移动设备订阅针对地理位置的信息的方法。

背景技术

如ETSI GS MEC 003规范(“欧洲电信标准协会组规范移动边缘计算”)中所定义的MEC架构使得可以将移动终端中所进行的特定计算迁移至分布式服务器，该分布式服务器位于移动终端的位置周围的受限地理区域中和/或集中于MEC架构中。这使得特别是对于联网运载工具中所嵌入的移动装置，可以从这些服务器中可用的非常强大的计算力中受益，特别是可以显示含有实时事件的高清道路地图，并且可以在联网运载工具之间共享。这些服务器中所托管的补充服务是用于确定虚拟地平线(又称电子地平线)的服务，该补充服务向运载工具通知不久的将来要发生但运载工具中所嵌入的传感器不能立刻访问的物体或事件。这些地图服务或电子水平线服务是地理服务，因为它们处理的数据依赖于地理位置。

首先，在与图1中所示的注册消息ME1的发送相对应的第一步骤E1中，想要从这种服务受益的运载工具的移动设备ME必须首先被识别并注册至MEC架构网络的中央服务器SC。在接收到这个消息ME1时，中央服务器SC认证移动设备ME。移动设备ME被认证，中央服务器SC验证移动设备ME具有使用所请求的地理服务所需的权限，然后授权其使用该服务。

在第二步骤E2中，移动设备ME建立与数据处理外围服务器SP的通信会话，该数据处理外围服务器SP针对移动设备ME所在的地理区域实例化该地理服务。

一旦通信会话建立，移动设备ME在步骤E3中将订阅地理服务的消息ME3发送至外围服务器SP。该消息ME3包括其在该消息ME3中还指示的关注区域(region of interest)ROI中可能关注的事件列表。事件列表包括例如与道路事故相对应的值和与交通堵塞相对应的另一个值。消息ME3可以是安全http型的请求。

下一步骤E4是外围服务器SP向移动设备ME发送确认消息ME4，这里是安全确认http消息。

在发生与移动设备ME在步骤E3中所发送的列表相对应的事件时，外围服务器SP在步骤E5中发送安全消息ME5，以通知移动设备ME。

发明内容

发明要解决的问题

允许移动设备订阅地理服务的该过程在移动设备与外围服务器之间引入了昂贵的通信。事实上，包括开启通信会话和TLS(安全传输层协议)协商的https(安全超文本传输协议)连接的步骤E2包括大约20个消息的交换。这些通信还使用具有高质量服务的uRLLC(高可靠低延迟连接)切片来处理移动设备的实时通知。因此，对于uRLLC资源有限的移动设备和MEC架构网络，这些通信相对昂贵并且数据量庞大，就像网络的外围服务器中的计算资源一样。此外，外围服务器上用于启动执行地理服务的时间是昂贵的。

因此，在移动设备是MEC架构网络中的地理服务的用户时，需要移动设备限制外围服务器上uRLLC资源和连接的使用。

本发明的一个目的是通过提供用于为移动设备订阅地理服务的方法以及用于将与地理服务相关联的信息发送至移动设备的方法来弥补现有技术的至少一部分缺陷，其中将移动设备订阅过程限制在实例化该地理服务的外围服务器实际上具有要供应至移动设备的信息的情况。

用于解决问题的方案

为此，本发明提出一种用于为移动设备订阅的方法，用于订阅来自与位置的地理相关联的通知服务的与至少一类事件有关的信息，所述通知服务托管在MEC架构网络中的数据处理外围服务器中，所述方法在所述移动设备中实现并且包括如下步骤：向所述网络的中央服务器发送注册请求消息；向所述数据处理外围服务器发送用于订阅所述至少一类事件的订阅消息；接收用于将与所述至少一类事件有关的信息提供给所述移动设备的消息，所述方法的特征在于，所述注册请求消息指示所述至少一类事件，以及订阅消息的发送的步骤以存在接收所述位置中发生了所述至少一类事件的通知消息的在先步骤作为条件，所述外围服务器能够通信相应的信息，通过被称为“寻呼”通道的快速通讯通道将所述通知消息传送至所述移动设备。

根据本发明，仅在数据处理外围服务器实际上具有要供应至移动设备的信息(即，与移动设备先前已经向中央服务器注册的至少一类事件相对应的信息)的情况下，移动设备才触发与数据处理外围服务器的订阅过程。因此，避免了发送与订阅过程相对应的不必要的消息，节省了uRLLC资源和MEC架构的核心网络，并且减小了运载工具的电力消耗。

根据本发明的订阅方法的有利特征，所述移动设备在所述订阅消息中指示所述外围服务器必须向所述移动设备发送与所述至少一类事件有关的所述信息的关注区域。

因此，即使在运载工具向外围服务器订阅特定类型事件时，也节省了与移动设备真正关注的地理区域不对应的信息的发送。

通常，所述移动设备是机动运载工具的通信模块，并且所述关注区域与所述运载工具的规划路径相对应。本发明的该示例提供了特别的益处，因为可以动态地处理关注区域，例如，中央服务器和外围服务器耦合至运载工具的位置服务以追踪其位置并且动态地限制通知消息的广播区域。

根据本发明的订阅方法的另一有利特征，接收(E17)通知消息(ME17)的步骤包括对这样的事件通知的特有数据字段进行解码的子步骤，所述特有数据字段包括在被分配给核心网络的数据字段中并且存在于所述快速通讯通道的“寻呼记录”字段中。

该特定数据字段例如被分配至全部V2X(vehicle-to-everything(运载工具至一切))服务，使得能够指定运载工具可以订阅的事件类型的列表。

本发明还涉及一种用于利用数据处理外围服务器向移动设备发送与某类型的事件有关的信息的方法，在MEC架构网络中所述外围服务器托管与位置的地理相关联的通知服务，所述方法在所述网络中实现并且包括如下步骤：利用中央服务器接收通过所述移动设备发送的注册请求消息，所述消息包括至少所述类型的事件的指示；利用所述中央服务器向所述网络的托管所述通知服务的至少一个数据处理外围服务器发送指示至少所述类型的事件的消息；利用至少一个外围服务器验证在该外围服务器的数据库中所述类型的事件的存在；在所述至少一个外围服务器的数据库中包括所述类型的事件的情况下，利用所述至少一个外围服务器向该外围服务器所附接的至少一个基站发送消息，以在快速通讯通道上向所述移动设备广播用于通知所述类型的事件的存在的通知消息；利用所述至少一个外围服务器接收由所述移动设备发送的订阅所述类型的事件的订阅消息；以及利用所述至少一个外围服务器向所述移动设备发送用于提供与所述事件有关的信息的消息。

有利地，所述订阅消息包括关注区域，以及其中，发送用于提供信息的消息的步骤以所述事件与所述关注区域有关的事实作为条件。

有利地，在利用所述中央服务器发送指示至少所述类型的事件的消息的步骤中，将指示至少所述类型的事件的所述消息仅发送至所述网络的托管所述通知服务的数据处理外围服务器，其中对于该外围服务器，网络覆盖范围与所述移动设备的当前或规划位置相对应。

有利地，所述至少一个外围服务器将消息仅发送至与所述移动设备的当前或规划位置相对应的基站，以在所述快速通讯通道上向所述移动设备广播用于通知所述事件的存在的所述通知消息。

有利地，所述至少一个外围服务器仅在所述事件与至少一个基站所覆盖的区域相关联的情况下才将所述消息发送至所述至少一个基站。

有利地，在利用所述外围服务器向所述移动设备发送用于提供信息的消息的步骤之后是如下的步骤：在所述事件变得过时的情况下或在所述移动设备离开至少一个数据处理外围服务器所服务的区域的情况下，利用所述至少一个外围服务器向该外围服务器所附接的所述至少一个基站发送用于停止在所述快速通讯通道上广播所述通知消息的消息。

根据本发明的用于通过数据处理外围服务器将与类型事件有关的信息发送至移动设备的方法提供与根据本发明的订阅方法的优势类似的优势。

附图说明

通过阅读参考附图描述的优选实施例，其他特征和优点将变得明显，其中：

-参考现有技术描述的图1表示根据现有技术的用于为移动设备订阅具有地理服务的事件的过程，

-图2表示本发明的该优选实施例中根据本发明的用于为移动设备订阅具有地理服务的事件的过程、以及根据本发明的用于发送与这些事件有关的移动设备信息的方法，

-图3表示在本发明的该优选实施例中在相应事件已过时时暂停向移动设备发送通知消息的步骤，

-图4表示在根据本发明的方法的变形实施例中在移动设备离开相应覆盖区域时暂停向移动设备发送通知消息的步骤。

具体实施方式

根据本发明的优选实施例，移动设备ME通过图2中所示的过程订阅与位置的地理相关的称为地理服务的信息通知服务。

在第一步骤E11中，这里运载工具中所嵌入的移动设备ME将用于注册的消息ME11发送至MEC架构网络的中央服务器SC。该消息ME11包括移动设备ME的标识符、允许评估运载工具的处理和通信能力的参数值、移动设备ME所注册至的地理服务的标识符、以及与移动设备请求被通知的事件的类型相对应的一个或多个值。这些事件例如与工作、事故、慢车或交通堵塞相对应。消息ME11基于例如https协议。

在接收到该消息ME11时，中央服务器SC认证移动设备ME，然后检查移动设备ME是否具有使用所请求的地理服务所需的能力，并且授权其利用实例化该地理服务的数据处理外围服务器来使用该地理服务。特别地，在步骤E11之后，中央服务器SC在步骤E12中将消息ME12发送至第一外围服务器SP1，并且在步骤E13中将消息ME13发送至第二外围服务器SP2。这些服务器与实例化地理服务的外围服务器相对应，并且特别地，这些服务器的操作者根据移动设备ME的订阅来允许访问移动设备ME。消息ME12和ME13基于例如安全层上的https或mqtt(消息列队遥测传输)协议。作为变形例，如果中央服务器SC与移动设备ME的位置服务对接，则中央服务器SC在第一步骤E11之后立刻将消息仅发送至与运载工具的粗略位置相对应的数据处理外围服务器。因此，即使运载工具在预定距离的区域内移动，运载工具也将从地理服务受益。

消息ME12和ME13各自包括移动设备ME的标识符和与移动设备请求被通知的事件的类型相对应的值的列表。该移动设备标识符源自根据蜂窝网络标准的IMEI(国际移动设备识别码)。步骤E12和E13各自之后分别是例如同时进行的步骤E14和E15。

步骤E14是外围服务器SP1验证在步骤E12中接收到的列表中所包括的类型的一个或多个事件是否存储在外围服务器SP1的数据库中。在本发明的该典型实施例中，假设外围服务器SP1的数据库中存储了这些事件的至少一个，例如，该外围服务器所覆盖的地理区域中的事故。

类似地，步骤E15是外围服务器SP2验证在步骤E13中接收到的列表中所包括的类型的一个或多个事件是否存储在外围服务器SP2的数据库中。在本发明的该典型实施例中，假设外围服务器SP2的数据库中没有存储相应的事件。因此，外围服务器SP2虽然存储在步骤E13中接收到的列表，但不开始与移动设备ME有关的通知过程。

在步骤E14之后，外围服务器SP1在步骤E16中将消息ME16发送至第一基站SB1，并且在步骤E18中将消息ME18发送至第二基站SB2。这些消息使用例如https协议。

这些基站SB1和SB2与外围服务器SP1所附接至的无线电传输和接收站相对应。作为变形例，如果外围服务器SP1与移动设备ME的位置服务对接，则外围服务器SP1在步骤E14之后立刻将消息仅发送至与运载工具的粗略位置相对应的基站，以及/或者发送至地理覆盖范围与外围服务器SP1的数据库中所存储的事件相对应的基站。因此，即使运载工具在预定距离的区域内移动，运载工具也将从地理服务中受益，并且将仅被通知与该预定距离的区域相关的事件。

消息ME16和ME18各包括移动设备ME的标识符以及与外围服务器SP1的数据库中所存储的和在步骤E12中接收到的列表中所包括的事件的类型相对应的一个或多个值(这里是与事故相对应的值)。

在接收到消息ME16时，基站SB1在步骤E17中将通知消息ME17发送至移动设备ME。该通知消息ME17的发送使用被称为“寻呼(paging)”通道的快速消息通道。为此，基站SB1在与移动设备的标识符相对应的被称为“寻呼时机(PO(paging occasion))”的LTE(长期演进)子字段中，添加用于附接至基站SB1的移动设备的数据列表“寻呼记录列表”的被称为“寻呼记录”的数据字段中的特定数据字段“V2X”。

数据字段“寻呼记录”还包括如下数据字段：

-“UE-identiy”，其对移动设备ME的标识符值进行编码，

-“cn-domain”，其将“packet-switched”取值为“ps”，将“circuit-switched”或“V2X”取值为“cs”，该“V2X”是用于通知根据本发明的移动设备的新值，所选值“cn-domain”对应于用于移动设备的消息：根据本发明的传入数据通信、传入语音通信或通知消息。在本发明的该典型实施例中，“cn-domain”字段因此取值为“V2X”。

-特定数据字段“V2X”，其在该典型实施例中对与事故相对应的事件的类型进行编码。更通常地，该字段的内容是如下的表，该表列出了标识符是“UE-identity”的移动设备可能关注的与所关注的基站相关联的外围服务器的数据库中出现的所有事件(即，形成注册消息ME11的一部分)。因此，如果在注册消息ME11时，运载工具指示关注四类事件{事故、道路上的动物、施工、交通堵塞}，则外围服务器SP1在其数据库中仅具有事故类事件，字段“V2X”取值为{事故}。

周期性地向移动设备ME通知与该特定数据字段“V2X”相对应的消息ME17，该移动设备通常每隔1.048秒唤醒以读取“寻呼时机”字段。该1.048秒的时间段与被称为DRX的非连续接收周期相对应，并且在移动设备ME处于待机模式下时允许移动设备ME不连续地独占其用于收听“寻呼”通道的无线电资源。在步骤E17中接收到消息ME17时，移动设备ME因此对通过“寻呼”通道传输的消息ME17的该特定字段“V2X”进行解码，并且注意到地理服务已经记录了可能与其关注区域ROI相对应的“事故”事件。

类似地，在接收到消息ME18时，基站SB2在步骤E19中将通知消息ME19发送至移动设备ME。该通知消息ME19的发送包括与事故相对应的事件的类型和移动设备的标识符以类似于步骤E17的方式使用“寻呼”通道。

假设，在本发明的该典型实施例中，移动设备ME位于基站SB1的覆盖范围内，并且因此接收到通知消息ME17。

然后，下一步骤E20是建立与数据处理外围服务器SP1的通信会话，以恢复其刚刚被通知的与“事故”类型事件相关的信息。该步骤E29以类似于步骤E2的方式进行。

下一步骤E21是移动设备ME发送订阅“事故”类型事件的订阅消息ME21。该消息ME21包括移动设备的标识和与“事故”类型事件相对应的值、以及相应的关注区域ROI(在本发明的该典型实施例中对应于运载工具的规划路径)。

应注意，由于移动设备通过通知消息ME17知晓外围服务器SP1的数据库中没有存储其他类型的事件，因此该消息ME21不包括与除“事故”之外的事件类型相对应的值。此外，因为外围服务器SP1与移动设备ME的地理位置相对应，所以移动设备ME将订阅消息仅发送至外围服务器SP1。

如果此时服务器SP1的数据库中发生了新类型的事件(例如，检测到道路上的动物)，则关注该类型的事件的移动设备的“寻呼记录”的“V2X”字段将更新，并且在下次传输被称为寻呼消息的快速通讯消息时，将向移动设备通知该新类型的事件。然后，移动设备将在该通道上接收“V2X”字段设置为{事故、道路上的动物}的通知。在接收到该通知后，移动设备然后可以将该新类型的事件包括在其对服务器SP1的下一订阅消息中。

在接收到消息ME21时，外围服务器SP1在步骤E22中将确认消息ME22发送至移动设备ME。然后，外围服务器SP1检查其已经存储的事件是否位于运载工具的关注区域ROI内。假设，在该典型实施例中，在运载工具的关注区域ROI内已经发生所关注的事故。

然后，下一步骤E23是外围服务器SP1将消息ME23发送至移动设备ME，该消息ME23包括与事故相关联的信息，特别是事故的位置。

应注意，基于通过地理服务处理的事件的发生，在使用本发明时，MEC架构网络中需要或多或少的消息交换。特别地：

-在运载工具的关注区域内不发生事故的情况下，不发生步骤E23，在这种情况下，外围服务器不将相应的信息发送至运载工具，

-在外围服务器SP1所服务的区域内发生其他类型的事件(例如，施工)的情况下，在设备在注册步骤E11中指示至少关注“事故”和“施工”类型的事件的前提下，消息ME17和ME19在特定数据字段“V2X”中将包括与“事故”和“施工”类型相对应的两个值。

-在外围服务器SP2所服务的区域内发生在步骤E13中接收到的列表中所包括的其他类型的事件的情况下，外围服务器SP2将消息发送至与其相关联的基站，以使基站通过“寻呼”通道向移动设备ME通知该其他事件的存在。移动设备ME仅在进入这些基站之一的覆盖范围内时才会接收到该通知。

应注意，在外围服务器SP2所服务的区域内发生其他事件的该最后一种情况下，在中央服务器SC将包括移动设备的关注事件的消息仅发送至对运载工具所在的区域进行服务的外围服务器SP1的变形例中，步骤的执行顺序不同。事实上，在该变形例中，需要等待运载工具进入外围服务器SP2所服务的区域中，以使中央服务器SC通过位置服务被通知该移动后，将具有关注事件的消息发送至外围服务器SP2，然后外围服务器SP2将消息发送至其所附接的基站，然后这些基站通知移动设备ME。如果外围服务器SP2也与位置服务对接，则其优选仅将消息发送至移动设备ME所在的基站，并且可能仅在该其他事件位于该基站所覆盖的区域内时才发送消息，以进一步节省网络和无线电资源。

参考图3，在外围服务器SP1的数据库中没有存储移动设备ME已请求接收通知的事件的情况下，设置附加步骤E30至E33。在本发明的该使用示例中，例如，假设与步骤E17中所通知的事件相对应的事故中所涉及的运载工具已经从道路上清除。

然后，步骤E30是删除外围服务器SP1的数据库中与该事故相对应的事件。

接下来的步骤E32和E33是外围服务器SP1将消息ME32和ME33分别发送至基站SB2和SB1，请求它们停止将与“事故”类型事件相对应的“V2X”消息插入至到移动设备ME的“寻呼”通道。然后，基站SB2和SB1通过将该通知请求从其数据库中擦除来释放无线电和存储器资源。应注意，只要移动设备不从该地理服务注销，外围服务器无论如何都不会擦除其与移动设备ME相关联的用于地理服务的数据。因此，如果移动设备ME的新关注事件发生，则外围服务器SP1将能够将与消息ME16和ME18类似的消息重新发送至其附接基站。

在外围服务器SP1与位置服务对接的变形例中，外围服务器SP1通过“寻呼”通道将请求停止通知移动设备ME的消息仅发送至移动设备ME所在的覆盖范围的基站。

在下一个非连续接收周期DRX中，通过“寻呼”通道中“V2X”数据字段的缺失来向移动设备通知事故的消失。另一方面，如果通过“寻呼”通道传输的下一个“V2X”数据字段包括消息ME11中所包括的(例如，与施工相对应的)新类型的事件，则移动设备“ME”将能够通过发送与消息ME21类似的新消息来更新其订阅请求以接收相应的信息。

参考图4，在中央服务器SC与移动设备ME的位置服务对接的本发明的变形实施例中，设置了附加步骤E40至E43。

事实上，在该变形实施例中，为了节省无线电资源，在移动设备ME离开外围服务器所服务的区域时，中央服务器SC将该外围服务器中所分配至移动设备ME的资源释放。当然，如果中央服务器SC检测到移动设备ME返回至外围服务器所服务的区域，则将通过中央服务器SC所发送至该外围服务器的消息来再次重新分配这些资源。

因此，在步骤E40中，中央服务器SC检测到移动设备ME离开外围服务器SP1所服务的区域。

然后，下一步骤E41是中央服务器SC将消息ME41发送至外围服务器SP1。该消息ME41表示移动设备ME已经改变了附接的外围服务器。

在接收到消息ME41时，外围服务器SP1在步骤E42中将消息ME42发送至基站SB2，并且在步骤E42中将消息ME43发送至基站SB1，然后从其存储器中擦除分配至移动设备ME的与地理服务有关的数据。这些消息ME42和ME43与消息ME32和ME33类似：它们请求停止通过“寻呼”通道向移动设备ME通知移动设备ME的关注事件类型。因此，基站SB2和SB1通过将该通知请求从它们的数据库中擦除来释放无线电和存储器资源。

在外围服务器SP1与位置服务对接的变形例中，外围服务器SP1将请求停止通过“寻呼”通道通知移动设备ME的消息仅发送至移动设备ME所在的覆盖范围的基站。

应注意，在主变形实施例中，通常仅在运载工具从地理服务注销时，才最终释放外围服务器中和基站中分配至向运载工具通知事件的资源。

此外，当然可以设想本发明的其他变形实施例，并且有时可以组合其他变形实施例。例如，作为变形例，中央服务器SC与移动设备ME的位置服务对接，而不是根据移动设备的位置来在不同外围服务器中将资源动态地分配至移动设备ME，这使得在注册消息ME11之后，在服务移动设备ME的关注区域(例如，规划路径)的全部外围服务器中一次性地分配这些资源。在这种情况下，注册消息ME11包括移动设备ME的关注区域ROI。在该变形例或其他变形例中，外围服务器例如与非常精确的位置服务对接，使得仅在移动设备ME附接的基站中独占用于移动设备ME的地理服务的资源。

最后，可以将使用寻呼通道的通知消息寻址至单个移动设备或移动设备组(例如，订阅相同地理服务的运载工具组)。然后，与通知通道相关联并且在该通知通道中传输的标识是集合标识符。在这种情况下，例如将经由针对该运载工具组的车队管理服务器来将单个注册消息发送至中央服务器。