无线网络中为UE选择本地网关的方法和装置

摘要

本发明公开了一种在无线网络中为UE选择本地网关的方法和装置，所述方法包括：接收来自UE的位置更新请求信息；从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息或源本地网关信息，和目的位置信息；将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关不同，或覆盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目的位置信息的网关为UE的本地网关。

说明书

技术领域

本中请涉及无线网络中为UE选择本地网关的方法和装置。

背景技术

在演进的分组核心网(EPC)中，PDN网关(PGW，公共数据网 关)是移动网络的核心网接入到分组数据网(PDN)进行业务访问的 接口实体。MME(Mobile Management Entity，移动管理实体)是负责 移动性管理等控制面相关工作的实体。在GPRS网络中，相应的实现 上述功能的实体分别为网关GPRS支持节点(GGSN)和服务GPRS 支持节点(SGSN)。以下的描述中以EPC网络为例进行描述，相应的 内容适用于GPRS网络。

在3G/LTE宏网络中，用户可以通过SIPTO：(Selected IP Traffic Offload，选择性流量卸载)方式连接到PDN网络(如Internet)。SIPTO 方式的好处是一方面数据流无需经过运营商核心网，从而减轻了核心 网和传输的负担；另一方面，优化了数据包传输的路径，提高了转发 效率。

当UE接入到网络或进行业务数据传输时，首先需要选择一个连 接到访问网的网关(PGW/GGSN)来建立PDN连接，而PGW/GGSN 一般是在核心网的网关。为了实现上述SIPTO分流的目的，核心网相 关网络设备(如移动管理实体：MME/SGSN)就需要新的机制更有效 地选择一个地理或拓扑上相对较近的本地PGW/GGSN (L-PGW/L-GGSN)为该UE服务。进一步的，为了让数据分流更加 优化，当空闲状态的UE移动到一个新的L-PGW/L-GGSN覆盖范围内 时，相关网络设备可以为UE重新选择一个更近的本地网关为用户服 务，从而保证在用户进入连接状态时，数据包到达PDN链路最优。在 这种情况下，相关网络设备就需要对是否要进行网关重选进行判断。

发明内容

本申请公开了一种在无线网络中为用户设备UE选择网关的方法， 所述方法包括：

接收来自UE的位置更新请求信息；

从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息或源本地网 关信息，和目的位置信息；

将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；

在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关不同，或覆 盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目的位置信息 的网关为UE的本地网关。

本申请还公开了一种在无线网络中为UE选择网关的装置，包括：

接收单元，接收来自UE的位置更新请求信息；

获取单元，从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息 或源本地网关信息，和目的位置信息；

比较单元，将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；以 及

选择单元，在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关 不同，或覆盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目 的位置信息的网关为UE的本地网关。

附图说明

图1示意性地示出了根据本申请的一个实施方式的、在 MME/SGSN中重选网关时的场景；

图2示意性地示出了根据本申请的为UE选择本地网关的装置； 以及

图3示意性地示出了根据本申请的为UE选择本地网关的方法流 程。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请的示例性实施方式进行详细描述。

如图1所示为根据本申请的一个实施方式的、在MME/SGSN中 重选网关时的场景。在无线网络中为UE选择本地网关的方法可用于 3G和LTE中具有SIPTO能力的无线网络系统。图1示出的场景以 LTE/EPC网络为例进行描述，3G GPRS网络场景和处理类似。

在进行SIPTO(Selected IP Traffic Offload，选择性IP流量卸载) 分流的情况下，UE与地理或拓扑位置上相近的网关(在图中被示为 L-PGW1)之间建立PDN(公共数据网)连接，数据流向如图1中1 号线所示。当空闲状态下UE移动到另一个本地网关，例如图中示出 的L-PGW2，覆盖区域内时，如果根据现有技术进行处理，即不进行 网关重选，那么当UE进入连接状态时，数据的流向将如图中2号线 所示。该链路为非最优链路。为了保证PDN连接链路最优，位于区域 2中的移动管理体MME 2将发起网关的重新选择的处理，选择一个距 离UE更近的本地网关L-PGW 2，由此形成的数据流向如图中3号线 所示。在图1中虽然示例性地将MME1和MME2分别位于两个不同 的区域1和2，然而本领域技术人员应该理解，两个区域可能共用同 一个MME。下面将以图1中示出的场景为例，分别参照图2和描述 本申请实施例的为UE选择本地网关的方法和装置。

图2示意性地示出了根据本申请的为UE选择本地网关的装置 1000。装置1000可例如为移动管理体或SGSN。如图2所示，装置1000 包括接收单元10、获取单元20、比较单元30和选择单元40。接收单 元10用于从UE接收跟踪/路由区更新请求信息；获取单元20用于从 跟踪/路由区更新请求消息中获取该UE的位置相关信息；比较单元30 将位置相关信息与其网关覆盖范围信息(将在下面进行描述)进行比 较以确定是否要为该UE选择新的本地网关；如果是，选择单元40根 据网关覆盖范围信息为UE选择新的本地网关。

在下面参照图3描述根据本申请一个实施方式的、为UE选择本 地网关的方法流程处理2000后，上述接收单元10、获取单元20、比 较单元30和选择单元40的各自功能以及它们之间的相互协作关系将 更加清楚。

实施例1

如图3所示，在步骤S101中，空闲状态下的UE发起跟踪区更 新/路由区更新(TAU/RAU)请求。假设UE之前通过与图1所示的、 在区域1中的链路eNodeB-SGW1-LPGW1与PDN网络进行通信。当 空闲状态的UE移动到一个新的跟踪区或路由区，例如图1所示的区 域2时，UE在获知其进入到新的跟踪区或路由区后发起跟踪区更新/ 路由区更新(TAU/RAU)请求信息。

在步骤S102中，例如区域2的MME2中的接收单元10接收到 TAU/RAU请求信息，根据APN及相关的用户定购信息判断出当前的 网络连接是SIPTO连接，然后获取单元20获取其中包括的地址位置 信息。获取的地址信息可包括表示UE所在的TAI(跟踪区)/RAI(路 由器)信息其中，包括源TAI/RAI信息和目的TAI/RAI信息)、表示 与UE之前通信的本地网关L-PGW/L-GGSN(例如，图1中示出的 L-PGW1)的地址信息。

接着，在步骤S103中比较单元30将获取的地址位置信息与预 配置的网关覆盖范围信息进行比较，以确定是否要为UE进行本地网 关重选。

本地网关覆盖范围信息的示例如下表1所示(表1中的内容以 EPC中TAI为例，UMTS中依据RAI进行本地GGSN选择的信息与此 类似)：

  APN   TAI/RAI列表   L-PGW/L-GGSN地   址(列表)   备注  L_APN_NI1   TAI_11，TAI_12，   TAI_13，   TAI_14，......   IP11，IP12......   其他说明   性或限制   性信息  L_APN_NI1   TAI_21，TAI_22，   TAI_23，   TAI_24，......   IP21，IP22......  L_APN_NI2   TAI_11，TAI_11’，   TAI_12’，   IP31，IP32...... TAI_13’，......   *** ***，***，***......  ***，***，***......

表1

其中，

APN(接入点名)：表示MME可选择的本地网关所服务的每个 APN。

TAI/RAI列表：表示该本地网关为该APN服务时的覆盖范围。

L-PGW/L-GGSN地址(列表)：表示本地网关地址列表，在上述 网络覆盖范围内支持上述APN的本地网关IP地址(或其列表)。由于 运营商为本地网关(L-PGW)分配的地址可能有多个，比如为了负载 均衡，该表中需要列出为本地网关分配的全部IP地址，以备后续比较 分析时使用。

备注：在备注中可以增加一些说明性或限制性信息，如该本地网 关支持的协议(GTP/PMIP)等。

根据该实施例，在步骤S103中，MME2中的比较单元30在表1 中APN列中找到所获取的地址位置信息包括的APN信息，例如为 L_APN_NI1，接着在L_APN_NI1对应的同一行所对应的TAI/RAI列 中确定是否存在所获取的地址位置信息中包括的TAI/RAI信息，以及 该行中对应的L-PGW/L-GGSN地址列中确定是否存在所获取的地址 位置信息包括的本地网关地址信息，如果不是都存在，则表明需要进 行网关重选。例如，针对所获取的APN信息和TAI/RAI信息，在与该 APN信息和TAI/RAI信息对应的L-PGW/L-GGSN地址列中没有找到 与所获取的信息中包括的本地网关地址信息相匹配的信息，则表示UE 当前所处的区域已经不属于源L-PGW/L-GGSN的覆盖范围，因此需要 进行网关重选。

当在步骤S103中判断的结果是不需要进行网关重选时，在步骤 S104中继续TAU/RAU过程，即，MME/SGSN继续后续常规的 TAU/RAU过程；否则，在步骤S105中，选择单元40根据所述本地 网关覆盖范围信息为UE的PDN连接选择新的本地网关。具体地，例 如MME2在表1中根据包含在获取信息中的APN和源和目的TAI/RAI 信息在对应的L-PGW/L-GGSN地址列中选择其中的一个本地网关地 址，作为新的网关地址。因此可以向新的L-PGW/L-GGSN建立连接。

根据上述实施例的方法2000，无需按照常规的方法到DNS中查 询目的L-PGW/L-GGSN地址，因此节省了信令负载。

实施例2

下面还参照图2描述上述根据另一实施例的为UE选择本地网关 的方法。在步骤S101中，空闲状态下的UE发起TAU/RAU请求。在 步骤S102中，位于例如区域2中的MME2中的接收单元10接收到 TAU/RAU请求信息，根据APN及相关的用户定购信息判断出当前的 通信连接是SIPTO连接后，比较单元20获取其中包括的地址位置信 息。获取的地址信息可例如包括：源TAI/RAI信息，目的TAI/RAI信 息。

接着在步骤S103中，比较单元30将获取的地址位置信息与预配 置的地网关覆盖范围信息进行比较，以确定是否要为UE进行本地网 关重选。本地网关覆盖范围信息的示例如下表2所示(表2中的内容 以EPC中TAI为例，UMTS中依据RAI进行本地GGSN选择的信息 与此类似)：

  APN   TAName   TAI/RAI列表   FQDN   L_APN_NI1   TA_A   TAI_11，TAI_12，   TAI_13，   TAI_14，......   [TA_A-L_APN_NI1-   FQDN]   L_APN_NI1   TA_B   TAI_21，TAI_22，   TAI_23，   TAI_24，......   [TA_B-L_APN_NI1-   FQDN]   L_APN_NI2   TA_A   TAI_11’，TAI_12’，   TAI_13’，   TAI_14’，......   [TA_A-L_APN_NI2-   FQDN]   ***   ****   ***，***，***......   [APN-TA-FQDN]/   [APN-RA-FQDN]

表2

其中，

APN(接入点名)：用于列出MME可选择的本地网关所服务的每 个APN。

TAName：用来构造FQDN(全标域名)的名称，该本地网关的该 APN覆盖范围下的TAI列表的名称，其在列表中是唯一标识的。可以 是特定英文字母或16进制数。

TAI/RAI列表：本地网关为该APN服务时的覆盖范围，可以TAI 列表的形式表示。

FQDN：L-PGW所需的网络域名。由于在进行PGW选择或重选 时需要同时考虑APN信息和覆盖范围信息，因此需要构造一个 “TAName+APN-FQDN_Domain”来向DNS发起查询。例如TA-APN- FQDN FQDN_Domain的构造说明如下：

a)TAName可以按照当前FQDN构成规则，规定为如TAC的十六 进制数，其他字段不变，则构成的APN-TA-FQDN形式如下：

b)或者，TAName可以是任何如英文的字符串，其他字段不变，则 构成的TA-APN-FQDN形式如下：

在该步骤中，将获取单元20在步骤S102中获取的APN信息查找到 表2中和当前APN信息相同的行，然后比较单元30确定在步骤S102中 获取的源TAI/RAI和目的TAI/RAI都存在于该行对应的TAI/RA列对应 的项中。如果UE的源和目的TAI/RAI在同一项中，则说明当前的区域 仍在源本地网关L-PGW/L-GGSN(例如，图1中示出的L-PGW1)的覆 盖范围内，且源L-PGW/L-GGSN仍可为当前区域进行当前APN的服务， 即，不需要为UE重选网关，则在步骤S104中，源MME/SGSN继续后 续的TAU/RAU过程；否则在步骤S105中，选择单元40根据所述本地 网关覆盖范围信息为UE的PDN连接选择新的本地网关。具体地， MME/SGSN(例如图2中示出的MME2)根据表2，比对APN信息和当 前(目的)TAI/RAI信息，可以从表中得到目标本地网关对应的FQDN， 则按照常规的网关选择方法到DNS中进行查询，DNS将到相应列表中查 询得到合适的L-PGW/L-GGSN的IP地址。其中，在无线网络中部署的 DNS服务器中，保存有相应的FQDN所对应L-GW的IPv4/IPv6地址。 根据L-PGW/L-GGSN的IP地址，可以向新的L-PGW/L-GGSN建立连接。

出于描述的目的，以上参照附图2中示出的具体网关选择装置1000 对本申请第一和第二实施例的为UE选择本地网关的方法2000进行了 描述，然而本领域技术人员应该理解，上述方法2000并不局限于仅适 用于具体的网关选择装置1000。

此外，在以上描述的根据本申请第一和第二实施例的为UE选择本 地网关的方法中，本地网关覆盖范围信息可以保存在MME/SGSN中， 例如保存在图1中示出的MME1和MME2中，也可以保存在能够与 MME/SGSN进行存储通信的任何其它装置中。此外，可以通过OA&M (操作、管理和维护)方式对MME/SGSN中的本地网关覆盖范围信息 进行动态灵活配置。当有新的本地网关部署、去除一个本地网关、或本 地网关的各APN的覆盖范围发生变化时，通过OA&M方式可以动态配 置MME/SGSN中的本地网关覆盖范围信息。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利 范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变 换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的 专利保护范围内。