经由本地网络进行流量分流 |
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| 申请号 | CN201280030005.8 | 申请日 | 2012-06-15 | 公开(公告)号 | CN103621123B | 公开(公告)日 | 2017-10-31 |
| 申请人 | LG电子株式会社; | 发明人 | A·S·斯托扬诺夫斯基; 金贤淑; 金材炫; 金泰显; 金来映; | ||||
| 摘要 | 为了经由本地网络的流量分流，MME可以从HSS获取签约数据，所述签约数据包括基于APN定义的与SIPTO相关的 许可 ，所述与选择性IP流量分流SIPTO相关的许可指示SIPTO禁止、排除了经由本地网络的SIPTO（SIPTO@LN）之外的SIPTO允许、和/或包含SIPTO@LN的SIPTO允许。然后，MME可以获得能够分流所选择的流量的一个或更多个本地网关（GW）的信息，这些信息指示所述一个或更多个本地GW中的哪些提供对哪些分组 数据网络 （PDN）的接入，每个PDN由相关的APN标识。最后，MME可以处理PDN连接和/或PDN断开以支持对所选择的流量的分流。对方UE包括被配置为支持并执行SIPTO@LN的合适的 硬件 和/或 软件 装置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于流量分流的方法，所述方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 经由本地网络进行流量分流技术领域[0001] 本发明涉及一种经由本地网络控制流量分流的方法。 背景技术[0002] 在相关技术中，经由本地网络进行流量分流的技术是不让人满意的。如此，相关技术没有充分地处理这样的问题，并且因而没有提供合理的解决方案。 发明内容[0003] 问题的解决方案 [0004] 发明人认识到相关技术的至少上述已确定的缺点。基于这种认识，构思了接下来所描述的各种特征，使得与经由本地网络进行流量分流的技术相关的某些步骤更有效率并且被更有效地执行。具体地，构思并实施了具体的技术和概念来支持在本地网络的选择性IP流量分流（SIPTO）。结果，可以实现针对选择性IP流量分流的服务连续性。附图说明 [0005] 图1示出了针对本发明实施方式的关于来自宏小区的因特网接入对比来自毫微微小区的因特网接入（执行SIPTO@LN之前和之后）的一些示例性概念。 [0006] 图2a和图2b示出了存储在HSS中的包含针对本发明实施方式的示例性信息的表。 [0007] 图3示出了涉及呼叫流程的一些示例性概念，其例示了针对本发明实施方式的受影响的S1-AP消息。 [0010] 图6示出了能够用于实现本发明实施方式的示例性MME。 具体实施方式[0011] 这里的创造性概念和特性总体上是按照3GPP通用移动通信系统（UMTS）/演进分组系统（EPS）技术来进行解释的。然而，这些细节并不意味着限制这里所描述的各种特性，这些特征可应用于其它类型的移动和/或无线（射频）通信系统和方法。 [0012] 之后，将描述关于经由驻留在客户设施上的本地网络进行（小区）流量分流的一些方面。 [0013] 选择性IP流量分流（SIPTO）是3GPP版本10（Rel-10）的特性，其允许运营商通过选择驻留在演进分组核心（EPC）网络边缘附近的分组数据网关（PGW）来分流用户的流量。 [0014] 本地IP接入（LIPA）是3GPP Rel-10的特性，其经由毫微微小区（也叫做归属基站（e）NodeB）来提供对本地网络（LN）（即，该网络位于用户的家中或企业设施内）上的资源的接入。 [0015] 在3GPP Rel-11中，有一个被称为LIMONET的正在进行的工作项目（参见23.859），其致力于增强LIPA和SIPTO的特性。 [0016] 具体地涉及SIPTO的增强，该Rel-11工作项目致力于定义解决方案，其将允许运营商在客户设施内部的本地网络（LN）上分流用户的流量。这种类型的分流被简称为SIPTO@LN。 [0017] 与Rel-10LIPA相反，Rel-10LIPA目的在于提供对该本地网络本身的资源的接入，该Rel-11SIPTO@LN特性致力于经由本地网络提供对外部网络（如因特网）的接入（潜在的假设是本地网络最终具有向期望的外部网络的连接性）。 [0018] 与Rel-10SIPTO相比，该Rel-11SIPTO@LN特性会影响用户的体验，因为本地网络可能不具备所述运营商的EPC网络已有的一些功能（如家长控制、网页加速器、压缩引擎等等）。承认在分流前和分流后用户体验的潜在改变可能不是所有用户都可接受的，有一种需求是网络基于运营商的策略在分流该流量之前应该能够寻求用户的同意。 [0019] 本发明公开的内容提出了多个架构使能器（enabler）以处理该Rel-11SIPTO@LN特性的需求。即，提出增强HSS中的用户签约信息，以及在S1/IU接口上增强归属基站（e）NodeB子系统的信令能力。 [0020] 图1示出了来自宏小区的因特网接入对比来自毫微微小区的因特网接入（执行SIPTO@LV之前和之后）。 [0021] 即，图1示出了一种UE501可以采用三种不同方式来接入因特网570的场景： [0022] 第一，当用户在家庭外面并且连接至宏小区510时，UE501建立与用于接入因特网的APN（如，APN=“因特网”）关联的PDN连接（PDN1）。通过请求断开+重新连接（Rel-10机制）并且在PDN重新连接时选择更接近网络边缘的PGW，该网络可以决定对该PDN连接进行SIPDO。 [0023] 第二，当用户进入家庭，该PDN连接（PDN1）被切换至该家庭毫微微小区540。如前，通过请求断开+重新连接来选择更接近网络边缘的PGW，该网络可以再次决定对该PDN连接进行SIPTO，然而，该PGW仍然保持在位于该EPC520内部。 [0024] 第三，如果该网络知道驻留在客户设施（家庭网络550）上的本地网关（L-GW）555具有对因特网的不受限制的连接性（如，通过依赖于因特网服务提供商的回程线路网络560），其可以决定触发断开+重新连接，并且这次在重新连接时选择L-GW（而不是选择驻留在EPC520中的PGW）。这种PDN连接在图1中被称为PDN2。 [0025] 上述第三种情况（即，经由本地网关接入因特网）事实上是针对Rel-11SIPTO@LN特性的完美的使用情况示例，在于，基于网络的启动，用户的去往因特网的流量经由本地网络进行分流。 [0026] 如该介绍中所提到的，由于分流之后可能的服务改变，SIPTO@LN可能需要用户的同意。该同意可以是签约信息的一部分，但是也可以涉及与用户的实时交互，这取决于运营商的策略和终端的能力。 [0027] 本公开的实施方式对经由本地网络（即，经由本地网关）来分流用户的去往因特网的流量的情况所描述的场景进行处理。 [0028] 本发明的实施方式提出了用于SIPTO@LN的两种使能器： [0029] ●通过增强与特定的接入点名称（APN）关联的SIPTO许可标记来增强HSS中的用户签约信息； [0030] ●增强S1-AP信令，其指示本地网关（L-GW）是否能够经由该本地网络来进行流量分流。 [0031] 图2a-图2b示出了存储在HSS中的示例性的信息的表。从该表格可以看出，每个PDN签约上下文通常包含与其关联的SIPTO许可标志。该标志包含用于指示与该APN关联的流量允许还是禁止SIPTO的二进制信息。 [0032] 如之前所解释的，由于对在本地网络上分流的流量可能缺乏家长控制等，利用Rel-11SIPTO@LN，在分流之前和之后的用户体验可能不相同，这种情况对于一些用户是不能接受的。 [0033] 因此建议增强SIPTO许可标记，使得针对被授权进行Rel-10SIPTO的流量，额外地指示该流量是否还被授权进行Rel-11SIPTO。 [0034] 只有当与特定APN关联的流量被授权进行SIPTO@LN时，EPC网络才会尝试经由本地网络来分流这种流量。注意分流的决定可以或者可以不涉及与用户的实时交互，这依赖于运营商的策略以及终端的能力。可以通过具体使用NAS信令消息来执行该实时交互。 [0035] 下表示出了[S1-AP]上行链路NAS传输消息内容的实施例。 [0036] [0037] 在Rel-10规范中使用该消息以及其它一些S1-AP协议消息，以便针对用于LIPA的本地网关传送S5基准点终止的L-GW地址。 [0038] 为了使能该SIPTO@LN特性，建议增强该信息使得其指示该L-GW是否具有针对所选择的流量提供分流的能力（即，其是否具有对作为所分流的流量的目的地的分组数据网络的连接性）： [0039] ●如果该L-GW具有仅分流与特定APN关联的流量的能力，则用信号通知的信息可以是APN专有的； [0040] ●鉴于分流的最可能的候选是去往因特网的流量，该L-GW可以具有特殊（非APN专有）指示，即它能够分流因特网流量，而不需要作为APN-专有信息来用信号通知。这种情况下潜在的假设是MME知道哪些APN被用来提供对因特网的接入。 [0041] 需要注意的是，用于LIPA的本地网关可以与用于SIPTO@LN的本地网关不同，这种情况下在S1-AP消息中单独地用信号通知这两者的信息。 [0042] 本公开中解决方案的说明是针对E-UTRAN的情况（即，HeNB）进行的，但是其能够以直接方式适用于UTRAN（即HNB）连接至演进分组核心（EPC）的情况。 [0043] 图3示出了示例呼叫流程，其例示受影响的S1-AP消息。所描述的UE触发的服务请求过程的示例可以包括以下步骤： [0044] 1.假设具有已建立的PDN连接的UE710从宏小区已经移动到处于空闲模式的毫微微小区。 [0045] 2.通过向eNodeB720发送NAS Service Request（服务请求）消息来发动服务请求过程，UE希望移动至连接模式。 [0046] 3.在[S1-AP]上行NAS传输消息中将[NAS]Service Request消息从eNodeB720透明地传输至MME730。并且，在该消息上附带了关于能够进行流量分流的本地网关的信息，该流量可以是针对特定APN的流量或者是针对因特网的流量。MME730存储该信息。 [0047] 4.服务请求过程完成。 [0048] 5.基于在步骤2接收到的信息，并且假设UE上下文中的SIPTO许可标记允许针对该特定APN的SIPTO@LN，MME730发起SIPTO过程，即由于“需要重新连接”的原因而的PDN断开。 [0049] 6.当UE请求PDN重新连接时，MME730选择L-GW760。 [0050] 对于切换场景可以绘制相似的呼叫流程，即当具有已建立的PDN连接的UE从宏小区切换至毫微微小区时。在这种情况下，关于SIPTO@LN支持的信息被携带于[S1-AP]切换请求确认消息，[S1-AP]切换通知消息或[S1-AP]路径切换请求消息中的S1-MME上。消息的选择依赖于切换的类型（基于S1对比基于X2）以及向MME提供关于SIPTO@LN支持的信息的紧迫性。 [0051] 对于UE从毫微微小区附着的情况，受影响的消息是[S1-AP]UE初始消息。 [0052] 参照图4（其描述了E-UTRAN初始附着），受影响的步骤是步骤2。如果eNodeB支持SIPTO@LN，则在发给MME的初始UE消息中包含关于驻留在本地网络中的、能够进行选择性流量分流的L-GW的信息（例如，L-GW地址以及所支持的APN或者用于因特网流量分流的非APN专有的指示）。 [0053] 需要注意的是，图4以实箭头描绘了一些信号流程以指示它们是必要的，同时以虚箭头描绘了其它信号流程以指示这些可以或可以不总是需要被执行。 [0054] UE810向eNodeB820发送附着请求消息，eNodeB820将该消息传送给新MME830（步骤1和步骤2）。新MME830与旧MME/SGSN840合作来发送识别请求消息和接收识别响应消息（步骤3）。然后，新MME830向UE810发送身份请求消息，UE810以身份响应消息进行响应（步骤4）。 结果，在UE810、新MME830和HSS880之间执行了鉴权/安全过程（步骤5a）。此外，新MME830与UE810执行身份请求/响应过程并且与EIR890执行MME身份检查过程（步骤5b）。然后，新MME830向UE810发送加密选项请求消息，UE810以加密选项响应消息进行响应（步骤6）。 [0055] 之后，新MME830和各种网络实体合作来进行会话删除（过程（E））。即，新MME830经由服务GW850向PDN GW860发送删除会话请求消息，并且经由服务GW850从PDN GW860接收删除会话响应消息（步骤7）。此外，PDN GW860与PCRF870合作来执行PCEF发起的IP-CAN会话终止过程（如过程（A）的部分所示）。 [0056] 在步骤8，由新MME830向HSS880发送更新位置请求消息，HSS880与旧MME/SGSN840通过交换删除位置（请求）消息和删除位置确认消息来执行删除位置过程（步骤9）。 [0057] 然后，旧MME/SGSN840与各种网络实体合作来进行会话删除（过程（F）），其与会话删除过程（E）相似。即，旧MME/SGSN840经由服务GW850向PDN GW860发送删除会话请求消息，并且经由服务GW850从PDN GW860接收删除会话响应消息（步骤10）。此外，PDN GW860与PCRF870合作来执行PCEF发起的IP-CAN会话终止过程（如过程（B）的部分所示）。 [0058] 之后，HSS880向新MME830发送更新位置确认消息，并且作为响应，新MME830向服务GW850发送创建会话请求消息（步骤12）。结果，服务GW850向PDN GW860发送创建会话请求消息，PDN GW860与PCRF870合作来执行PCEF发起的IP-CAN会话建立/修改过程，并且PDN GW860向服务GW850发回创建会话响应消息（过程（C）：步骤13到步骤15）。 [0059] 然后，PDN GW860可以向服务GW850发送第一下行链路数据（如果没有切换）。在步骤16，服务GW850向新MME830发送创建会话响应消息，MME830然后向eNodeB820发送初始上下文建立请求/附着接受消息。eNodeB820然后向UE810发送RRC连接重配置消息，UE810以RRC连接重配置完成消息进行响应，其接着允许eNodeB820向新MME830发送初始上下文建立响应消息（步骤18到步骤20）。 [0060] 之后，UE810向eNodeB820执行直接转移过程，eNodeB820然后向新MME830发送附着完成消息（步骤21和22）。这里，可以从UE810向服务GW850发送第一上行链路数据，服务GW850然后将其传送到PDN GW860。然后，新MME830向服务GW850发送修改承载请求消息（步骤23），服务GW850然后可以与PDN GW860执行修改承载请求/响应过程（过程（D）的步骤23a和23b），并且通过向新MME830发回修改承载响应消息来对新MME830进行响应。 [0061] 最后，可以经由服务GW850从PDN GW860向UE810发送第一下行链路数据，并且新MME830可以向HSS880发送通知请求消息，HSS880可以向新MME830发回通知响应消息（步骤25和步骤26）。 [0062] 参照图5（UE请求的PDN连接性过程），受影响的步骤是步骤1。如果HeNB支持SIPTO@LN，则在发送给MME的上行链路NAS传输消息中包含关于驻留在本地网络中的、能够进行选择性流量分流的L-GW的信息（例如，L-GW地址以及所支持的APN或者用于因特网流量分流的非APN专有的指示）。 [0063] 需要注意的是，图5以实箭头描绘了一些信号流以指示它们是必要的，同时以虚箭头描绘了其它信号流以指示这些可以或可以不总是需要被执行。 [0064] UE910向MME930发送PDN连接性请求消息（步骤1），MME930然后向服务GW940传送创建会话请求消息（步骤2）。然后，在服务GW940、PDN GW950和PCRF960之间执行过程（A）。即，服务GW940向PDN GW950发送创建会话请求消息（步骤3），PDN GW950与PCRF960合作来执行IP-CAN建立/修改过程。然后，PDN GW950向服务GW940发回创建会话响应消息。这里，可以从PDN GW950向服务GW940发送第一下行链路数据。 [0065] 然后，服务GW940向MME930发送创建会话响应消息（步骤6），MME930然后向eNodeB920发送承载建立请求/PDN连接性接受消息（步骤7）。结果，eNodeB920向UE910发送RRC连接重配置消息，UE910以RRC连接重配置完成消息对eNodeB920进行响应（步骤8和步骤9）。 [0066] 之后，eNodeB920向MME930发送承载建立响应消息（步骤10），UE910接着向eNodeB920执行直接转移（步骤11），并且eNodeB920向MME930发送PDN连接性完成消息（步骤12）。这里，经由服务GW，UE910还可以向PDN GW发送第一上行链路数据。 [0067] 相应地，MME930向服务GW940发送修改承载请求消息（步骤13），服务GW940与PDN GW950合作来执行修改承载请求/响应过程（过程（B）中的步骤13a和步骤13b）。结果，服务GW940向MME930发回修改承载响应消息（步骤14）。这里，经由服务GW940，PDN GW950可以向UE910发送第一下行链路数据。 [0068] 最后，MME930可以向HSS970发送通知请求消息，HSS970可以以发回MME930的通知响应消息进行响应（步骤15和16）。 [0069] 总而言之，本发明实施方式提供一种方法，该方法包括以下步骤：由移动性管理实体（MME）从归属用户服务器（HSS）获取签约数据，所述签约数据包括基于接入点名称（APN）定义的与选择性IP流量分流（SIPTO）相关的许可，所述与选择性IP流量分流SIPTO相关的许可指示了包括SIPTO禁止、排除了经由本地网络的SIPTO（SIPTO@LN）之外的SIPTO允许、以及包含SIPTO@LN的SIPTO允许在内的情况中的至少一种情况；由MME接收关于能分流所选择的流量的一个或更多个本地网关GW的信息，所述信息指示所述一个或更多个本地GW中的哪些本地GW提供对哪些分组数据网络（PDN）的接入，每个PDN由其关联的APN标识；以及由所述MME处理PDN连接和/或PDN断开以支持对所述所选择的流量的所述分流。 [0070] 所述处理步骤可以包括以下步骤：利用针对后续重新连接的请求，由所述MME与用户设备（UE）执行PDN断开；以及当所述UE尝试重新连接时，由所述MME基于获取到的签约数据以及接收到的关于所述一个或更多个本地GW的信息来选择所述本地GW中的一个。或者，所述处理步骤可以包括以下步骤：基于由MME针对所述PDN连接执行SIPTO@LN的决定，由所述MME通过向UE发送指示需要针对所述PDN连接进行重新激活的去激活承载请求消息来发起所述PDN连接的去激活；以及当所述UE尝试重新激活时，由所述MME基于获取到的签约数据以及接收到的关于所述一个或更多个本地GW的信息来选择所述本地GW中的一个。 [0071] 需要注意的是，如果UE的所有PDN都需要进行SIPTO，则由所述MME采用重新附着请求的指示来分离所述UE，表示在分离请求消息中包含了原因值（如“要求了重新负载的明确分离”）。 [0072] 所述“包含SIPTO@LN的SIPTO允许”的许可可以包括暗含的用户同意或者明确的用户同意。单个本地GW可以有多个APN。一个或更多个本地GW可以由归属eNodeB（eNB）到达。同一本地GW可以支持SIPTO和本地IP接入（LIPA）两者。并且，MME可以从提供GW列表的归属eNB接收APN信息。如果从所述归属eNB没有接收到APN信息，则认为所述MME知道使用哪些APN来提供对因特网的接入。 [0073] 需要注意的是，通过使用S1-AP协议上行链路NAS传输消息，可以提供关于提供对与特定APN关联的外部分组数据网络的接入的本地GW的指示。对于更加普遍的情况，可能仅需要指示“因特网”的唯一标记（即，MME需要知道用于因特网的APN：运营商可以配置MME）。并且，用于SIPTO@LN的GW可以与用于LIPA的GW相同。额外地，如果HSS数据和关于本地GW的信息允许SIPTO@LN，则执行SIPTO@LN。 [0074] 此外，如图6所示，本发明实施方式提供一种移动性管理实体（MME），其包括以下装置：用于从归属用户服务器（HSS）获取签约数据的装置，所述签约数据包括基于接入点名称（APN）定义的与选择性IP流量分流（SIPTO）相关的许可，所述与选择性IP流量分流SIPTO相关的许可指示了包括SIPTO禁止、排除了经由本地网络的SIPTO（SIPTO@LN）之外的SIPTO允许、以及包含SIPTO@LN的SIPTO允许在内的情况中的至少一种情况；用于接收关于能分流所选择的流量的一个或更多个本地网关（GW）的信息的装置，所述信息指示所述一个或更多个本地GW中的哪些本地GW提供对哪些分组数据网络（PDN）的接入，每个PDN由其关联的APN标识；以及用于处理PDN连接和/或PDN断开以支持对所述所选择的流量的所述分流的装置。这些获取装置（1001）、接收装置（1003）以及处理装置（1005）可以被实现为MME1000内的独立的硬件部件。另选地，这些装置中的至少一个可以被实现为存储在存储器1002（或其它一些存储设备）中的软件并且可由处理器或控制器1004来执行。通过在处理器/控制1004的控制下经由收发器1006来发送与接收信号和信息可以实现与各种网络实体诸如HSS、本地网关等的合作。 [0075] 工业实用性 [0076] 这里的特征和概念适用于并且能够实现在各种类型的用户设备中（例如，移动终端、手机、无线通信设备，等）和/或网络设备、实体、部件等，它们可以被配置为经由这里描述的本地网络技术来支持具体的流量分流。 [0077] 由于本发明的各种概念和特征可通过多种形式来实现而不脱离其特性，应当理解上述实施方式不受限于上述描述的任何细节，除非另有规定，而应在所附权利要求限定的范围内宽泛地进行理解。因此，落入权利要求的边界和范围内的或落入所述边界和范围的等同物内的全部变化和修改由所附权利要求包含。 |
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