基于APN专有或者非APN专有信息经由本地网络进行流量分流

摘要

通过执行以下步骤，由MME决定是否使用APN信息针对一个或更多个PDN连接执行SIPTOLN；由所述MME从HeNB接收关于一个或更多个本地GW的信息，所述信息包含各本地GW的IP地址和针对所述一个或更多个本地GW的APN专有信息和/或针对所述一个或更多个本地GW的非APN专有指示中的至少一个；基于签约数据和关于所述一个或更多个本地GW中的特定本地GW的接收信息，通过向UE发送指示对于所述一个或更多个PDN连接需要重激活的NAS去激活承载请求消息，由所述MME启动一个或更多个PDN连接的去激活；以及响应于所述UE的重激活尝试且基于所述签约数据和关于所述特定本地GW的接收信息，由所述MME选择所述特定本地GW以允许经由所述特定本地GW执行SIPTOLN。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于APN专有或者非APN专有信息经由本地网络控制流量分流 的方法。

背景技术

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

问题的解决方案

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基于APN 专有信息或者非APN专有信息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

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。

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。

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。

图4示出了针对本发明实施方式的用于E-UTRAN初始附着和UE请求的PDN 连接性过程的一些示例性呼叫流程。

图5描绘了针对本发明实施方式的UE请求的PDN连接性过程的示例性信号流 程。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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）。

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：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本发明的实施方式提出了用于SIPTO@LN的两种使能器：

●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；

●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。

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。

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。

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。

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。

下表示出了[S1-AP]上行链路NAS传输消息内容的实施例。

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。

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）：

●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；

●鉴于分流的最可能的候选是去往因特网的流量，该L-GW可以具有特别 （special）（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。

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。

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。

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：

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。

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。

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。

4.服务请求过程完成。

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启动SIPTO过程，即由于“需要重新连 接”的原因而的PDN断开。

当UE请求PDN重新连接时，MME730选择L-GW760。

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。

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。

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）。

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。

UE810向eNodeB820发送附着请求消息，eNodeB820将该消息传送给新MME 830（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HSS 880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）。

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启动的IP-CAN会话终止过程（如过程（A）的部分所示）。

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）。

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启动的IP-CAN会 话终止过程（如过程（B）的部分所示）。

之后，HSS880向新MME830发送更新位置确认消息，并且作为响应，新MME 830向服务GW850发送创建会话请求消息（步骤12）。结果，服务GW850向PDN GW 860发送创建会话请求消息，PDN GW860与PCRF870合作来执行PCEF启动的 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）。

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发送初始上下文设置请求/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发送初始上下文设置响应消息（步骤18到步骤20）。

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 GW 860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MME 830发回修改承载响应消息来对新MME830进行响应。

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）。

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）。

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。

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。

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，eNodeB 920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）。

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。

相应地，MME930向服务GW940发送修改承载请求消息（步骤13），服务GW 940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。

最后，MME930可以向HSS970发送通知请求消息，HSS970可以以发回MME 930的通知响应消息进行响应（步骤15和16）。

总而言之，本发明的实施方式提供一种方法，所述方法包括以下步骤：通过执行 以下步骤，由移动管理实体MME决定是否使用接入点名称APN信息针对一个或更 多个分组数据网络PDN连接执行在本地网络的选择性IP流量分流SIPTO@LN：由 所述MME从归属eNodeB HeNB接收关于一个或更多个本地网关GW的信息，所述 信息包含各本地GW的IP地址和针对所述一个或更多个本地GW的APN专有信息 和/或针对所述一个或更多个本地GW的非APN专有指示中的至少一个；由所述MME 基于签约数据和关于所述一个或更多个本地GW中的特定本地GW的接收信息，通 过向用户设备UE发送指示对于一个或更多个PDN连接需要重激活的非接入层NAS 去激活承载请求消息，启动所述一个或更多个PDN连接的去激活；以及由所述MME 响应于所述UE的重激活尝试且基于所述签约数据和接收到的关于所述特定本地GW 的信息，选择所述特定本地GW以允许经由所述特定本地GW执行SIPTO@LN。

这里，所述HeNB可以具有到多个本地GW的可达性。所述UE经由驻留在演进 分组核心（EPC）中的分组数据网络网关（PGW）可以建立了一个或更多个PDN连 接。所述签约数据可以从归属用户服务器（HSS）获得。从所述HeNB用信号通知到 所述MME的针对一个本地GW的信息可以包括特别非APN专有指示，该特别非APN 专有指示表示所述一个本地GW能用于分流因特网流量，而无需将这作为APN专有 信息来用信号通知。所述MME可以被预先构造为知道哪些APN被允许提供对因特 网的接入。如果所述本地GW具有用于分流与指定APN相关的流量的能力，则从所 述HeNB用信号通知到所述MME的信息可以是APN专有的。从所述HeNB用信号 通知到所述MME的针对一个本地GW的信息可以包括针对因特网流量预留的非 APN专有指示并且包括APN专有指示。

另外，如图6所示，本发明的实施方式提供一种移动管理实体MME，该MME 决定是否使用接入点名称APN信息针对一个或更多个分组数据网络PDN连接执行在 本地网络的选择性IP流量分流（SIPTO@LN），所述MME包括：接收器，该接收器 从归属eNodeB（HeNB）接收关于一个或更多个本地网关（GW）的信息，所述信息 包含各本地GW的IP地址和针对所述一个或更多个本地GW的APN专有信息和/或 针对所述一个或更多个本地GW的非APN专有指示中的至少一个；启动器，该启动 器基于签约数据和关于所述一个或更多个本地GW中特定本地GW的接收信息，通 过向用户设备（UE）发送指示对于一个或更多个PDN连接需要重激活的非接入层 NAS去激活承载请求消息，启动所述一个或更多个PDN连接的去激活；以及选择器， 该选择器响应于所述UE的重激活尝试且基于所述签约数据和接收到的关于所述特定 本地GW的信息，选择所述特定本地GW以允许经由所述特定本地GW执行 SIPTO@LN。从所述HeNB用信号通知到所述MME的针对一个本地GW的信息可 以包括特别非APN专有指示，该特别非APN专有指示表示所述一个本地GW能用 于分流因特网流量，而无需将其作为APN专有信息来用信号通知。所述MME被预 先构造为知道哪些APN被允许提供对因特网的接入。如果所述本地GW具有用于分 流与指定APN相关的流量的能力，则从所述HeNB用信号通知到所述MME的信息 可以是APN专有的。从所述HeNB用信号通知到所述MME的针对一个本地GW的 信息可以包括针对因特网流量预留的非APN专有指示并且包括APN专有指示。

这些接收器（1001）、启动器（1003）以及选择器（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的控制下经由发送器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。

工业实用性

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。

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。