用于在融合的网络中动态配置客户驻地装置(CPE)的方法、系统和计算机可读介质

摘要

公开了用于在融合的网络中动态配置客户驻地装置(CPE)的方法、系统和计算机可读介质。根据一方面，本文所描述的主题包括在移动性卸载网关执行的方法，该方法包括从移动网络接收小区站点变化通知消息，基于该变化通知消息确定用户装置(UE)是否可以被卸载到Wi-Fi网络，并且响应于确定UE可以被卸载而动态配置与识别出的Wi-Fi网络关联的客户驻地装置(CPE)以便对该UE支持预定的服务质量(QoS)。

说明书

优先权要求

本申请要求于2012年7月20日提交的美国临时专利申请No. 61/674,268的利益，该申请的全部内容通过引用被结合于此。

技术领域

本文所描述的主题涉及网络部件的动态配置。更具体而言，本文 所描述的主题涉及用于在融合的网络中动态配置客户驻地装置 (CPE)的方法、系统和计算机可读介质。

背景技术

当经不同的接入网络访问网络服务时，期望在从一种网络类型变 到另一种网络类型时维持相同的服务质量(QoS)。例如，当移动设 备用户在家里并且在移动设备(例如，iPad平板电脑)上观看电影 并且电影正在经用户家里的Wi-Fi网络被流化时，方便Wi-Fi网络的 客户驻地装置(CPE)配置为为流化的电影内容提供特定的服务质 量。例如，服务质量可以包括确保电影被适当流化的带宽和延迟参 数。当移动设备用户离开该Wi-Fi网络(例如，由于走到外面并且离 开Wi-Fi范围)并且希望继续观看同一部电影时，期望释放与Wi-Fi 网络关联的资源并且规定(provision)移动网络中的元件提供相同的 服务质量。如果用户拜访朋友的家并且想在移动设备上继续观看同一 部电影，则可能期望配置在朋友的家的客户驻地装置，以提供相同的 服务质量水平。

值得注意的是，固定的CPE设备(例如，诸如向住宅订户提供 互联网服务的住宅网关)不具有订户级可视性。因而，从客户驻地装 置向本地Wi-Fi网络传送的所有流都被无区别地相同对待。因而，当 用户被卸载(offload)到由CPE支持的网络时，服务提供商的优先 处理或服务质量应用利用现有的CPE设备可能是不可能的。

因而，存在对在融合的网络中动态配置客户驻地装置的方法、系 统和计算机可读介质的需求。

发明内容

公开了用于在融合的网络中动态配置客户驻地装置(CPE)的方 法、系统和计算机可读介质。根据一方面，本文所描述的主题包括在 移动性卸载网关执行的方法，该方法包括从移动网络接收小区站点变 化通知消息，基于该变化通知消息确定用户装置(UE)是否可以被 卸载到Wi-Fi网络，并且响应于确定UE可以被卸载而动态配置与识 别出的Wi-Fi网络关联的客户驻地装置(CPE)以便对该UE支持预 定的服务质量(QoS)。

在备选实施例中，用于动态CPE配置的方法包括在移动性卸载 网关执行的步骤。该方法包括在移动性卸载网关接收关于具有由第一 网络提供的现有流的移动设备的小区站点变化通知。该方法还包括在 移动性卸载网关并且基于小区站点变化通知确定用于UE的流是否可 以被卸载到Wi-Fi网络。响应于确定用于UE的流可以被卸载，动态 配置与Wi-Fi网络关联的CPE，以支持用于该流的QoS。

本文所描述的用于在融合的网络中动态配置客户驻地装置的主题 可以在硬件、软件、固件或者其任意组合中实现。照此，如在本文所 使用的，术语“功能”、“模块”或“节点”指用于实现所述特征的 硬件，该硬件还可以包括软件和/或固件成分。在一种示例性实现 中，本文所描述的主题可以利用其上存储了计算机可执行指令的计算 机可读介质实现，当指令被计算机的基于硬件的处理器执行时，控制 计算机执行步骤。适于实现本文所述主题的示例性计算机可读介质包 括非临时性计算机可读介质，诸如盘存储器设备、芯片存储器设备、 可编程逻辑设备，以及专用集成电路。此外，实现本文所述主题的计 算机可读介质可以位于单个设备或者计算平台上或者可以跨多个设备 或计算平台分布。

附图说明

现在将参考附图解释本文所述主题的优选实施例，其中相同的标 号表示相同的部分，其中：

图1是根据本文所述主题的实施例、说明用于在融合的网络中动 态配置客户驻地装置的示例性系统的框图；

图2A和2B是根据本文所述主题的实施例、说明用于动态配置 客户驻地装置以便为涉及移动设备的会话实现服务质量的示例性消息 传送的消息流图；及

图3是根据本文所述主题的实施例、说明移动性卸载网关的框 图。

具体实施方式

图1是根据本文所述主题的实施例、说明用于在融合的网络中动 态配置客户驻地装置的示例性系统的框图。具体而言，图1绘出了包 括通信连接的用户装置(UE)设备102、移动网络104(例如，“移 动/蜂窝接入网络”或“无线电接入网络”)、无线局域网 (WLAN)103以及核心数据内容网络106(例如，“核心网络”) 的示例性系统100。在有些实施例中，网络103、104和106可以通 信连接到互联网协议(IP)网络101(例如，互联网)。

在有些实施例中，UE 102可以包括移动手机、移动智能电话、 平板计算机，或者能够在不同类型的网络之间移动并且能够附连到不 同类型的网络并且经不同类型的网络接收数据的任何其它移动设备。 例如，UE 102可以是用户通过其接收视频下载服务的iPad或 iPhone。虽然没有示出，但是UE 102可以包括基于硬件的处理器和 配置为存储由MOG 112提供的服务质量参数和/或设置的存储器部 件。

在一种实施例中，WLAN 103可以包括经宽带网络网关 (BNG)114利用客户驻地装置(CPE)118为用户装置提供到IP 网络101的无线接入的任何固定无线网络。WLAN的例子包括，但 不限于，Wi-Fi网络和WiMax网络。客户驻地装置(CPE)118可 以是为用户住宅和/或局域网内的固定和移动设备提供对互联网服务 的访问的住宅网关。CPE 118还可以是在用户企业内部提供网络连接 服务的相似类型的网关。例如，CPE 118可以包括住宅网关，诸如无 线路由器、电缆调制解调器、DSL调制解调器、无线接入点等。在 一种实施例中，CPE 118可以包括基于硬件的处理器121和配置为存 储由MOG 112提供的服务质量策略参数124和/或设置的存储器部件 120。

在有些实施例中，移动网络104可以包括任何类型的基于移动或 蜂窝的网络，这些网络配置为为UE 102(当UE 102位于网络104中 时)提供对IP网络101和/或核心网络106的访问。移动网络的例子 可以包括3GPP无线电接入网络(RAN)、3G RAN、4G RAN、长 期演进(LTE)网络等。虽然图1把UE 102绘制为位于WLAN 103 中，但是UE 102可以移动到移动网络104(或者图1中未示出的类 似的蜂窝或移动网络)并且由其提供服务。例如，在UE 102进入移 动网络104或者在移动网络104中被激活的情况下，无线空中链路可 以在手机信号塔105和UE 102之间建立。值得注意的是，(当UE 102位于网络104中时)在UE 102和移动网络104之间进行的所有 通信(例如，信令路径和载体/数据内容路径)都经空中链路(例 如，无线电连接)进行。

在有些实施例中，移动网络104可以包括附连到基站或手机信号 塔(例如，手机信号塔105)或者结合在其中的控制器单元108(例 如，基站控制器(BSC)、无线电网络控制器、节点B，或者演进节 点B(eNode B))。控制器单元108还可以连接到分组网关 (PGW)110，它可以包括与IP网络101连接并且向移动网络104 中存在的订户提供数据服务的任何网络元素。在一种实施例中， PGW 110可以是向不在Wi-Fi网络范围内和/或不使用范围内的Wi- Fi网络的UE提供分组数据服务的LTE网络部件。PGW 110还可以 配置为经IP网络101把移动网络104通信连接到核心网络106。在 有些实施例中，PGW 110可以包括与PCRF节点116通信的策略控 制和实施功能(PCEF)。

核心网络106(例如，核心数据内容网络)是由服务提供商/运营 商运营的网络并且可以包括移动性卸载网关(MOG)112、策略和计 费规则功能(PCRF)节点116、接入网络发现和选择功能 (ANDSF)节点119以及一个或多个内容服务器122。内容服务器 122可以是位于核心网络106中的、配置为或者经移动网络104或者 经WLAN 103向接入的UE 102提供数据的任何服务器。在核心网络 106中找到的示例性内容服务器可以包括视频点播(VOD)服务器、 音频点播服务器、音频和视频点播(AVOD)服务器、互联网协议电 视(IPTV)服务器等。

在一种实施例中，MOG 112可以是网络策略基础架构中关于要 为涉及UE和/或CPE的会话实现的策略而指示网络中的其它节点的 部分。MOG 112还可以是独立节点，诸如移动策略网关(MPG)， 它是策略基础架构的部分并且配置为管理i)从移动网络到WLAN (例如，从移动网络104到WLAN 103)的UE的QoS卸载过程以 及ii)从WLAN到移动网络(例如，从WLAN 103到移动网络 104)的UE的加载(onload)过程。

在有些实施例中，MOG 112还配置为连接到核心网络106中的 策略服务器，诸如PCRF节点116。PCRF节点116可以是配置为存 储网络策略并且对来自其它节点的查询作出响应以便提供这种策略的 任何网络元件。在有些实施例中，MOG 112和PCRF节点116可以 或者在单个节点中集成到一起或者在核心网络106中的多个节点中分 布。在一种实施例中，PCRF节点116可以配置为存储网络策略规则 (或者“策略”)并且对来自其它节点的查询作出响应，以便提供这 种策略。例如，PCRF节点116可以从MOG 112接收请求至少一个 策略规则的查询。在一种实施例中，从PCRF节点116(代替 ANDSF节点119)获得的策略规则可以包括随后可以应用到在 WLAN中给用户的UE提供服务的CPE的QoS参数或设置。MOG 112可以在数据库中或者在存储器(未示出)中存储由PCRF节点 116提供的策略规则。PCRF节点116还可以配置为在UE 102重新 定位到移动网络中一个小区和/或从其重新定位的情况下向MOG 112 发送小区站点变化通知消息。如本文中所使用的，小区站点变化通知 消息可以指示i)UE从第一小区重新定位到第二小区、ii)UE从小 区重新定位到WLAN，以及iii)UE从WLAN重新定位到小区。

在有些实施例中，MOG 112还可以配置为通知UE 102可以让 UE 102访问和/或对UE 102安全的本地WLAN和/或Wi-Fi网络 (例如，向公共用户提供的现有Wi-Fi网络，诸如在机场、商店、饭 馆等)。例如，在从UE 102接收到检测出的网络信息(例如，指示 最近的小区站点和/或检测到的WLAN的数据)之后，MOG 112可 以配置为确定由UE 102检测到的、被指定为安全和/或可信赖的不同 Wi-Fi网络。在一种实施例中，MOG 112可以通过查询ANDSF节点 119来完成这个任务。在一种实施例中，MOG 112可以与ANDSF节 点119连接(或者集成)，其中ANDSF节点119负责帮助UE 102 发现非3GPP的接入网络(例如，诸如Wi-Fi或WiMax接入网络的 WLAN)。ANDSF节点119还可以配置为向UE 102提供关于接入 网络连接的策略规则。例如，从ANDSF节点119获得的策略规则可 以包括随后可以应用到在WLAN中为用户的UE提供服务的CPE的 QoS参数或设置。在有些实施例中，MOG 112还可以配置为为UE 102提供(从ANDSF节点119获得的)安全凭证，以便连接到本地 Wi-Fi网络。MOG 112可以在数据库中或者在存储器(未示出)中 存储由ANDSF节点119提供的策略规则。MOG 112的内部部件在 下面参考图3的描述更详细地讨论。

图2A和2B是说明用于动态配置客户驻地装置以便为涉及移动 设备的会话流实现服务质量的示例性信令消息传送的消息流图。如在 本文所使用的，会话流可以包括与IP语音(VoIP)呼叫、视频呼 叫、视频流化会话等关联的分组的传送。虽然没有示出，但是会话流 可以包括从图1中所示的内容服务器122提供给UE 102的媒体内 容。如在信令202中所示出的，移动专用的载体路径当前为UE 102 和PGW 110之间的会话建立。值得注意的是，所建立的会话流是根 据特定的QoS水平传送的。在方框204，在接收用于该会话流的 QoS的同时，UE 102从移动网络(例如，LTE网络)重新定位到 WLAN(例如，Wi-Fi)网络。例如，在UE 102离开网络104和/或 进入对应于不同网络(例如，Wi-Fi网络)的区域时，所建立的移动 专用载体202可以被UE 102用来显示由核心网络106中的内容服务 器以每秒10兆字节的下载带宽提供的流化电影。

在这个时候，PGW 110可以得到UE 102重新定位的通知并且可 以建立与PCRF 116的Gx会话(见消息206)，以确定新网络是否 可以被用来为所传送的流提供相同的服务质量。如在本文所使用的， Gx会话可以经PGW 110和PCRF 116之间基于Diameter的Gx接 口进行。在一种实施例中，移动网络104中的UE 102可以向控制器 108发送更新位置消息，控制器108又把信息转发到PGW 110。然 后，PGW 110可以经Gx会话206向PCRF 116发布小区站点变化通 知消息(或者直接地或者通过MOG 112)。作为响应，PCRF 116 可以向MOG 112发送小区站点变化通知消息208。在一种实施例 中，消息208可以源自移动网络104并且由PCRF 116转发到MOG 112。

在接收到消息208之后，MOG 112可以确定UE 102是否可以 被卸载。例如，MOG 112可以确定i)是否至少一个附近的和/或本 地的Wi-Fi网络可以被UE 102安全地访问以及ii)是否有任何附近 的Wi-Fi网络可以提供适当的(例如，之前提供的和预定的)服务质 量水平。之后，MOG 112可以发送消息212，从而为UE 102提供 UE 102可以被授权安全访问并且可以提供所请求的服务质量的可能 WLAN的列表。在一种实施例中，MOG 112可以为UE 112提供授 权凭证，以便以安全的方式访问列出的WLAN。

在接收到消息212之后，UE 102可以配置为访问存储在本地存 储器中的WLAN和Wi-Fi网络的优选列表。优选列表可以通过位于 每个相应WLAN中的CPE的IP地址识别每个单独的WLAN。在 UE 102利用消息212中提供的WLAN列表条目交叉引用优选列表中 的IP地址以便选择WLAN和/或CPE(见方框214)之后，UE 102 向MOG 112发送卸载同步请求消息216(即，“同步请求”)。值 得注意的是，请求消息216包括选定的CPE的IP地址。

在MOG 112和UE 102交换指示CPE 118的IP地址的卸载同步 消息传送之后，MOG 112启动从网络104向WLAN 103(即，选定 的WLAN)卸载UE 102的过程。例如，MOG 112可以发送动态配 置消息220，以便配置CPE 118。值得注意的是，配置消息220包括 可以用来配置CPE 118以便提供期望和/或预定QoS水平的QoS参 数或策略规则。这种在CPE 118上规定的QoS策略规则可以存储在 存储器120中(作为QoS策略参数或规则124)。在有些实施例 中，QoS参数124可以包括指示订户和/或UE要被CPE 118服务的 方式的具体规则或策略。例如，特定于订户或特定于UE的示例性策 略规则包括带宽利用规则、特定于设备或特定于订户的优先级访问规 则、基于层的订户策略规则、总数据配额策略规则等。

在一种实施例中，通过发送宽带论坛(BBF)TR-69命令以便指 示CPE 118通过实现用于会话流的预定QoS来满足当前UE 102的 带宽需求，MOG 112动态配置CPE 118。在备选实施例中，MOG  112可以通过发送一个或多个适当的命令代替发送TR-69命令来配置 CPE 118。然后，CPE 118可以通过向UE 102提供所请求的QoS来 对接收到的命令作出响应。因而，UE 102能够根据预定的QoS建立 指向BNG 114的会话流222。

在稍后某个时间，UE 102可以通过离开本地WLAN并且进入能 够向UE 102提供服务的移动网络小区来重新定位(见方框224)。 例如，UE 102可以离开WLAN网络103并且移回移动网络104。在 进入移动网络104时，UE 102经无线基础架构重新附连到该移动网 络并且UE 102或控制器108通知MOG 112UE的新位置(例如，新 小区站点)。在一种实施例中，UE 102与PGW 110通信，以建立移 动专用载体(见信令226)。在这个时候，PGW 110可以与PCRF 116建立Gx会话(见消息228)，以确定新移动网络(例如，新移 动网络或者重新进入的移动网络104)是否可以用来为所传送的会话 流提供相同的服务质量。作为响应，PCRF 116可以向MOG 112发 送小区站点变化通知消息230。

在UE 102根据预定的QoS建立用于会话流的移动专用载体(例 如，专用载体226)之后，UE 102可以利用PGW 110开始传送与该 会话流关联的分组(见信令232)。

在一种实施例中，MOG 112向CPE 118发送消息234，以便从 CPE 118解除(lift)动态配置的QoS。例如，消息234可以指示与 向UE 102提供QoS关联的资源的释放。在一种实施例中，通过发送 BBF TR-69命令以便为了为之前使用的WLAN 103中的会话流实现 预定QoS而指示CPE 118释放之前用来满足UE 102的流化需求的 资源，MOG 112动态配置CPE 118。在一种实施例中，会话流可以 包括在内容服务器122和UE 102之间进行的VOD会话流。在备选 实施例中，MOG 112可以通过发送一个或多个适当的命令代替TR- 69命令来指示CPE 118除去QoS。然后，通过释放之前用来向UE 102提供QoS的资源，CPE 118可以对接收到的命令作出响应。

因而，在图2A和2B所说明的例子中，作为网络策略基础架构 的部分的MOG 112执行动态配置客户驻地装置以便对流实现必要 QoS所需的功能。

图3是根据本文所述主题的实施例的移动性卸载网关的框图。参 考图3，移动性卸载网关112包括处理器301、卸载确定模块302、 网络接口303以及动态CPE配置模块304。处理器301可以包括任 何基于硬件的处理器，这些处理器可以配置为执行模块302和304， 以便执行前面提到的卸载和加载过程。如在本文所使用的，卸载包括 与预定QoS关联的会话流从基于移动的接入网络到基于WLAN(或 Wi-Fi)的接入网络的传送，使得UE和核心网络之间的会话流的 QoS得以维持或者不降级。类似地，如在本文所使用的，加载包括 与预定QoS关联的会话流从基于WLAN(或Wi-Fi)的接入网络到 基于移动的接入网络的传送，使得UE和核心网络之间的会话流的 QoS至少得以维持或者不降级。

在有些实施例中，网络接口303可以配置为用于从移动网络接收 小区站点变化通知消息。接口303还可以包括用于与PCRF节点通 信的Diameter接口。或者，如果MOG 112是PCRF的部件，则网 络接口303可以包括用于与移动性管理实体(MME)通信的 Diameter接口。

在有些实施例中，卸载确定模块302可以配置为用于(基于小区 站点变化通知)确定用户装置是否可以被卸载到Wi-Fi网络。例如， 模块302可以用来与ANDSF节点通信，以获得卸载信息。

在有些实施例中，MOG 112还包括动态客户端配置模块304， 该模块配置为用于动态配置与识别出的Wi-Fi网络关联的CPE装 备，以便(响应于确定UE可以被卸载而)对UE支持预定的服务质 量。例如，动态CPE配置模块304可以配置与Wi-Fi网络关联的住 宅网关，以便为UE提供该UE之前在LTE网络中使用的指定的或 预定的服务质量。

应当理解，在不背离本公开主题的范围的情况下，本公开主题的 各种细节可以改变。此外，以上描述仅仅是为了说明，而不是为了限 制。