本发明涉及通信系统。本发明对于根据第三代合作伙伴计划(3gpp)标准或其等同物或衍生物(例如通用陆地无线电接入网络(utran)和utran的长期演进(lte)(e-utran)，包括lte-advanced)操作的无线通信系统及其设备具有特殊但并不排他的相关性。本发明对于使用专用核心网具有特殊但并不排他的相关性。
背景技术：
在3gpp标准下，nodeb(或lte中的enb)是移动设备连接到核心网并与其他移动设备或远程服务器进行通信所经由的基站。为了能够实现这一点，移动设备与服务基站建立所谓的无线电资源控制(rrc)连接。为了简洁，本申请将使用术语基站来指代任意这种基站。通信设备可以是例如诸如移动电话、智能电话、用户设备、个人数字助理、机器类型通信(mtc)设备、物联网(iot)设备、膝上型计算机、web浏览器等的移动通信设备。3gpp标准还能够将非移动用户设备(例如wi-fi路由器、调制解调器)与网络连接，非移动用户设备(通常)可以实现为固定装置的一部分。为了简单起见，本申请在说明书中涉及移动通信设备(或移动设备)，但是将理解的是，所描述的技术可以在能够连接到这样的核心网的任何移动和“非移动”设备上实现。
在3gpp标准下，基站被耦合到核心网(在lte中称作增强分组核心(epc)网络)。为了跟踪移动设备并为了便于在不同基站之间的移动，核心网包括与耦合到核心网的基站进行通信的多个移动性管理实体(mme)。移动设备和与它们相关的mme之间的通信使用非接入层(nas)信令(经由服务基站)执行。在一些核心网中，根据移动设备所使用的无线电接入技术(rat)不同，也可以使用服务gprs支持节点(sgsn)来代替mme。
最近的3gpp标准(例如lte，以及更近的lte-advanced或“lte-a”标准)使诸如移动设备之类的用户设备(ue)可以使用专用的核心网节点(例如专用mme/sgsn)有效地连接到核心网。在3gpp技术报告(tr)23.707(v13.0.0)中已经讨论了该所谓“专用核心网”(decor)功能的细节，其内容通过引用并入本文。总之，decor功能使得网络运营商能够在其网络内部部署多个专用核心网(dcn)(以及公共(即非专用)核心网)。decor功能的目标是能够部署共享相同或类似特征的订户(ue)所专用的dcn。因此，每个dcn可以专门服务于特定类型的订户和/或特定类型的业务。
dcn是可选的，并且可以选择性地部署用于各种类型的无线电接入技术(rat)，诸如geran(gsmedge无线接入网络)、utran和/或e-utran。例如，网络运营商可以部署专用mme(为了支持e-utran)，但不部署专用sgsn(因此不支持geran/utran)，反之亦然。部署decor的动机可能包括：提供具有特定特征/功能或缩放性的dcn以将特定的ue或订户(例如机器对机器(m2m)订户、属于特定的企业或单独的管理域的订户、属于移动虚拟网络运营商(mvno)的订户等)与其他ue或订户隔离开等。
然而，这些不同的客户和设备组在特征、业务特性、可用性、拥塞管理、信令和用户平面数据使用等方面可能具有不同的要求。包括专用/特定核心网单元/资源的dcn能够帮助运营商满足这些设备/客户组的要求。dcn还可以有助于满足网络可用性和/或冗余要求，并且促进针对特定用户或业务类型进行独立缩放或提供特定特征，并且便于将各种类型的用户和业务相互隔离。
每个dcn包括一个或多个mme/sgsn，如果合适，它可包括一个或多个服务网关(s-gw)、分组数据网络(pdn)网关(p-gw)、和/或策略及计费规则服务(pcrf)。在下面的描述中，术语“专用核心网”/“dcn”用于涵盖一个或多个网络功能，包括：(1)诸如mme或sgsn的控制平面功能；(2)诸如s-gw、p-gw、网关gprs支持节点(ggsn)的用户平面网络功能；以及(3)控制平面和用户平面功能的集合。
每个订户能够被基于其各自的订户信息(“ue使用类型”)和/或运营商配置分配给特定dcn并由其服务。针对dcn不可用的ue和/或如果没有足够的信息(例如相关联的ue使用类型参数)以将ue分配给特定的dcn，部署dcn的网络可以具有用于管理这样的ue的默认dcn(或公共核心网的默认核心网节点)。可以与默认dcn(或默认核心网节点)一起部署一个或多个dcn，它们均共享相同的ran。
每个订户具有一个ue使用类型，这不需要特定的ue功能，即它也适用于遵循早期标准版本的ue。类似于常规mme的情况，例如在切换、负载平衡、初始网络附着、和/或类似情形中，可以将ue上下文从一个(源)mme/sgsn移动到另一个(目标)mme/sgsn。当支持dcn的mme/sgsn为ue选择目标mme/sgsn时，对目标mme/sgsn的选择被限制为相同dcn(由于ue的使用类型)。
当处于支持decor的区域中时(或者当处于部署了dcn的区域中时)，每个ue最初由其服务基站分配给任意/随机或默认mme(不管ue的使用类型如何)。服务基站将ue的nas消息(至少ue的初始nas消息)转发给被分配的mme。被分配的mme(其也可以形成dcn的一部分)然后确定(基于相关联的ue使用类型)该特定ue是否应该由专用于该ue的不同的核心网(即，与被分配的mme所属的核心网不同的核心网)来提供服务。
当目前分配的mme确定ue应该由不同的(专用)核心网服务时，它选择合适的dcn并请求服务基站将该ue的nas消息重新路由(重定向)给该dcn(关联于与该ue相同的ue使用类型)。目前分配的mme还在其重新路由请求中包括标识属于被选择dcn的mme(或sgsn)的信息。服务基站基于标识被选择的mme/dcn的信息，使用所谓nas节点选择功能(nnsf)选择新的mme，并将ue的nas消息发送给被选择的mme。
用于nas消息重新路由的当前过程和条件定义在3gpp更改请求第s2-150651号(关于3gpp技术规范(ts)23.401v13.1.0)和第s2-150609号(关于3gppts23.060v13.1.0)中。向专用网络的重新路由可以针对ue的初始附着、跟踪区更新(tau)和路由区更新(rau)过程来执行。
例如，3gppts23.401的第5.3.3.1节(反映在s2-150651中)公开了在tau过程期间默认mme触发nas消息重定向的以下可能性：
-在步骤7中：“如果支持专用核心网，并且新mme不服务于具有在上下文响应消息中包含的ue使用类型值的ue，则mme发送上下文应答(acknowledge)消息，指示由于错误的专用核心网而产生的错误。新mme使用第5.x.1段落的nas消息重定向过程将tau请求消息重定向给专用mme。新mme处的tau过程结束。专用mme节点继续从步骤2开始的tau过程。”
需要注意，s2-150651中的第5.3.3.1节的步骤7对应于3gppts23.401v13.4.0的第5.19.1和5.19.2节的步骤2。
-在步骤17中：“订阅数据可以包括“ue使用类型”值。如果支持专用核心网，并且mme不服务于具有特定“ue使用类型”的ue，则新mme使用第5.x.1段落的nas消息重定向过程将附着请求消息重定向给专用mme节点。专用mme从步骤2开始tau过程，但在步骤4和5中具有以下区别。在步骤4中，专用mme向新mme发送上下文请求，该新mme是基于在重新路由消息期间由enb提供的guti而不是基于tau请求消息中的guti而选择的。在步骤4中，新mme不验证tau请求消息的完整性。新mme用包括安全相关信息的上下文响应消息对专用mme进行响应。新mme处的tau过程结束。”
需要注意，s2-150651中的第5.3.3.1节的步骤17对应于3gppts23.401v13.4.0的第5.19.1和5.19.2节的步骤6。
然而，发明人意识到，用于decor功能的mme/sgsn(重新)选择和/或nas消息重新路由的当前过程效率低下，并且对于一些ue可能导致不必要的信令和/或低效的服务连续性。
例如，在某些情况下，可能不能够(或者可能需要过多的信令)完成nas消息到合适的专用节点或功能的重新路由。这可能会在例如以下情况下发生，即，在网络(或至少在网络的一部分)中不支持特定类型的decor(特定ue使用类型)，即使decor功能被以其他方式支持(例如，对于其他一些ue使用类型)。
特别地，当与特定ue使用类型(或特定类型的dcn)相关联的ue通过发送适当的nas消息来尝试向mme注册自身时(当进入新的mme池/服务区域时，经由附着(attach)的初始注册或者经由tau的重新注册)，ue的服务基站从该网络(或网络的该部分)中可用的mme池中选择默认mme。在确定了该ue所需的decor功能的类型(基于默认mme从先前为ue服务的mme或从hss获得的相关联的ue使用类型)时，默认mme将会尝试将nas消息重新路由给对应于该ue使用类型的专用mme(例如，通过执行上述步骤7和17中指定的动作)。然而，如果当前mme池中不支持该特定的ue使用类型(即使在ue之前曾经注册过的先前mme池中支持该特定ue使用类型)，则基站将无法将nas消息转发给专用mme，因此它有可能为ue继续再次选择相同的(或另一个)默认mme。在这种情况下，新选择的默认mme也将尝试将nas消息重新路由给对应于ue使用类型的专用mme，这将导致基站和默认mme之间的不必要的信令和/或可能的来回的“乒乓”信号交换(没有成功地在网络中注册ue和/或没有向发送nas消息的ue提供适当的反馈)。
因此，在这种情况下，特定nas消息向专用核心网的重新路由/重定向可能会失败，这随之可能导致网络不能为已发送nas消息的ue建立/维护服务。
因此，本发明的优选实施例旨在提供克服或至少部分地减轻至少一些上述问题的方法和装置。
尽管为了让本领域技术人员更有效地理解，本发明将在3gpp系统(umts，lte)的上下文中详细描述，但本发明的原理可以应用于其他系统，在该其他系统中移动设备或用户设备(ue)使用专用的核心网节点访问系统。
技术实现要素：
在一个方面，本发明提供了一种用于无线通信系统的通信装置，所述通信装置包括：用于从通信设备接收用来建立通信连接的信令的单元；用于将用来建立所述通信连接的信令发送给第一核心网节点的单元；用于以下操作的单元：在发送用来建立所述通信连接的所述信令之后，从所述第一核心网节点接收包括对具有至少一个核心网节点的组进行标识的信息的消息，其中，用来建立所述通信连接的所述信令应该被重新路由给所述至少一个核心网节点；用于基于所述包括对具有至少一个核心网节点的组进行标识的信息的消息来选择核心网节点的单元；以及用于将用来建立所述通信连接的信令发送给所述选择的核心网节点的单元，其中，所述信令包括指示用来建立所述通信连接的所述信令不应被重新路由的信息。
在另一方面，本发明提供了一种用于无线通信系统的核心网节点，所述核心网节点包括：用于从所述无线通信系统的通信装置接收用于针对通信设备建立通信连接的信令的单元，其中，所述信令包括指示用来建立所述通信连接的所述信令不应被重新路由的信息，所述信令例如是初始ue消息或ul-unitdata消息。
本发明的各方案延伸到相应的系统、方法和计算机程序产品，该计算机程序产品例如是具有存储其上的指令的计算机可读存储介质，该指令可用于对可编程处理器编程以执行在以上阐述的各方案和可能性中描述或者在权利要求中提及的方法，和/或对适合地适配的计算机进行编程来提供任何权利要求中提及的设备。
在本说明书(包括权利要求)中所公开的和/或在附图中所示出的每个特征可以被独立地(或与任意其他公开的和/或示出的特征组合)并入本发明。具体地但非限制地，可以以任意组合或单独地将从属于特定独立权利要求的权利要求中任意一个的特征引入该独立权利要求中。
附图说明
本发明的实施例将以示例的方式参照附图来进行描述，在附图中：
图1示意性地示出了可以应用本发明实施例的蜂窝电信系统；
图2是形成图1所示系统的一部分的移动设备的框图；
图3是形成图1所示系统的一部分的基站的框图；
图4是形成图1所示系统的一部分的移动性管理实体的框图；以及
图5和6是指示用于实现本发明的一些实施例的示例性过程的时序图。
具体实施方式
图1示意性地示出了移动(蜂窝或无线)电信网络1，其中，移动设备3a至3d的用户可以使用e-utra无线点接入技术(rat)经由e-utran基站5a、5b和核心网7相互进行通信并与其他用户进行通信。本领域技术人员将理解：尽管为了说明的目的在图1中示出了四个移动设备3以及两个基站5，当实现时，系统通常将包括其他基站和移动设备。
众所周知，当移动设备3在电信系统1覆盖的地理区域中四处移动时，移动设备3可以进入和离开由基站5来服务的区域(即无线小区)。为了跟踪移动设备3并为了便于在不同基站5之间的移动，核心网7包括多个移动性管理实体(mme)9a至9d，其中的mme9a和9b被分组在一起以形成第一mme池，mme9c和9d属于不同的第二mme池。尽管在图1中为简明起见未示出，但是应当理解，如果适当，mme池可以包括另外的mme。
在此示例中，mme9a和9c是公共mme(即，不与任何特定的ue使用类型/移动设备3相关联，或者与所有ue使用类型/移动设备3相关联)，mme9b和9d是专用mme(即，它们中的每一个与一个或多个特定的ue使用类型/移动设备3相关联)。因此，如图所示，mme9b形成第一专用核心网部分(图1中标记为“7b”)的一部分，mme9d形成第二专用核心网部分(标记为“7d”)的一部分，而剩余的mme9a和9c形成主(或公共)核心网7的一部分。并且，mme9a和9c被配置为在它们各自的mme池中充当默认mme(例如，对于新连接到核心网7的移动设备3而言)。
mme9与耦合至核心网7的基站5进行通信。核心网7还包括hss11和一个或多个网关，例如服务网关(s-gw)18a和18b和/或至少一个分组数据网络网关(p-gw)19。应当理解，每个s-gw18可以与相应的mme池相关联(例如，s-gw18a可以与第一mme池相关联，s-gw18b可以与第二mme池相关联)，尽管它们如果合适的话也可以在多个mme池之间共享。
移动设备3和它们各自的服务基站5经由lte空中接口(所谓“uu”接口)连接。基站5经由所谓“x2”接口相互连接。每个基站5还经由所谓“s1”接口与核心网7节点(即，mme9和s-gw18)连接。从核心网7还经由p-gw19提供与诸如因特网的外部ip网络20的连接。尽管没有在图1中示出，mme9还经由各自的3gpp接口与hss11和网关18、19连接。
一些移动设备3可以与特定的专用核心网(至少包括专用mme和/或专用网关)相关联。例如，hss11可以被配置为存储每个移动设备3的相关订阅数据，该订阅数据诸如3gpp订户访问网络1所需的设置和订阅数据、相关联的服务类型和偏好、用于识别对应的订户组的信息等，基于该订阅数据可以识别特定移动设备3和对应的核心网7(或7b/7d)之间的关联。对于与特定的专用核心网(例如dcn7b或7d)相关联的那些移动设备(例如，图1中的移动设备3d)，hss11还可以被配置为存储可用于针对订户选择适当的专用核心网(专用mme)的信息(并且将该信息提供给默认mme9a)。具体地，hss11可以被配置为针对每个订户(每个移动设备3)存储订阅信息参数“ue使用类型”，该参数可以在为该订户选择适当的mme时使用。
最初，服务于移动设备3d的基站5b(由于基站5b不具有关于移动设备3d是否需要向专用核心网注册的信息)使用nnsf(和/或类似功能)为移动设备3d选择默认mme9，并将由移动设备3d发送的nas消息转发给所选择的默认mme9。例如，基站5b可以从基站5b所连接的第二mme池中选择默认mme(例如mme9c)。
在此系统中，与移动设备3d相关联的订阅所具有的ue使用类型对应于与特定的专用核心网(例如dcn7b或dcn7d)相关联的ue使用类型。因此，核心网7确保在可能的情况下，移动设备3d由其相关联的专用核心网来服务(例如，移动设备3d向具有相同ue使用类型的mme9b/mme9d注册)。
当服务于移动设备3d的基站5b(最初)选择了对于移动设备3d而言并非正确mme的mme9(例如第二mme池中的默认mme9c)时，默认mme9c可以请求服务基站5b将移动设备3d的nas消息重新路由给正确的专用mme(由其相关联的mme组id和/或类似标识符进行标识)。
为此，默认mme9c生成请求(例如，重新路由nas消息请求)并将该请求发送给转发该nas消息的基站5b。默认mme9c还在该请求中包括用于标识该nas消息需要被重新路由到的“目标”核心网/mme的信息。例如，用于标识核心网/mme的信息可以包括mmegi(用于e-utran)和/或null-nri(用于utran和gprs)，该mmegi和/或null-nri对应于属于所选择的专用核心网的mme/sgsn。应当理解，默认mme可以被配置为具有从mmegi/null-nri到针对移动设备3d和/或针对移动设备3d使用的跟踪区标识符(tai)的专用核心网的映射。
然而，当服务于移动设备3d的基站5b连接到不支持与移动设备3d相关联的特定ue使用类型的mme池(尽管mme池可能仍然支持其他ue使用类型的decor功能)时，则基站5b不能将nas消息重新路由给具有针对该移动设备3d的正确的ue使用类型的mme。这可能发生在例如以下情况下，即，与基站5b连接的第二mme池不包括与默认mme9c指示的mmegi相关联的任何mme(和/或与null-nri相关联的任何sgsn)。
因此，基站5b从其相关联的mme池中再次选择并非是用于移动设备3d的正确mme的默认mme9(例如，相同的公共mme9c，或诸如mme9d的默认专用mme)，并将nas消息转发给该新选择的mme。然而，这一次，基站5b在其发往新选择的mme9c/9d的消息(连同nas消息)中还包含指示mme9c/9d不应尝试重新路由该nas消息的信息。例如，该信息可以包括适当的参数(诸如标志和/或信元)，基于该参数mme9c/9d能够确定该nas消息已经被重新路由(并且因此它避免尝试再次对该nas消息进行重新路由)。
因此，有利的是，新选择的mme9c/9d(即使它对于该特定ue使用类型/移动设备3d而言不是正确的mme)将能够以适当的方式处理该nas消息(例如，向该mme注册移动设备3d，或者向移动设备3d返回适当的错误消息，指示由移动设备3d请求的特定服务和/或ue使用类型不被该mme池支持)。
在另一个有益的示例中，代替(或除了)使用由基站5b在转发nas消息时提供的信息(例如，诸如标志或信元)，默认mme9c可以被配置为基于其他标准确定它是否应该尝试重新路由特定的nas消息。例如，默认mme9c可以依赖于其从mmegi/null-nri到(当前mme池中的)专用mme的映射和/或移动设备3d的ue使用类型(mme9c可以从hss11和/或从先前服务移动设备3d的mme9获取该ue使用类型)确定它是否应该尝试重新路由特定的nas消息。在这种情况下，默认mme9c可以被配置为仅当它能够确定在该mme池中存在关联于与移动设备3d相同的ue使用类型的专用mme时，才尝试将nas消息重新路由给专用核心网。另一方面，如果默认mme9c确定在该mme池中没有关联于与移动设备3d相同的ue使用类型的适当的专用mme(或者其不能确定提供了这样的专用mme)，则默认mme9c可以被配置为不重新路由nas消息并尝试注册移动设备3d(和/或对nas消息进行响应)。
有利地，在这两个示例中，当(至少在当前的mme池中)与移动设备的ue使用类型相对应的专用mme不可用时，都可以防止由默认mme进行的nas消息(例如初始附着、tau和/或rau请求消息)的不必要的重新路由。这相应地可以带来服务基站和mme之间的信令的相当多的减少，并且还避免在尝试重新路由nas消息时默认(新)mme和基站之间的潜在的乒乓类型的消息交换。
移动设备
图2是示出了图1中所示的移动设备3之一的主要组件的框图。如图所示，移动设备3具有收发机电路31，收发机电路70l可操作用于经由一个或更多个天线33向基站5发送信号并从基站5接收信号。移动设备3具有控制器37，控制器707用于控制移动设备3的操作。控制器37与存储器39相关联，并耦合到收发机电路31。尽管不一定在图2中示出，移动设备3将当然具有传统移动设备3的所有常用功能(例如用户界面35)，并且这在合适时可以由硬件、软件和固件中的任意一个或任意组合提供。软件可以预安装在存储器39中和/或例如经由电信网络或从可移除数据存储设备(rmd)下载。
控制器37利用在本示例中存储在存储器39中的程序指令或软件指令，控制移动设备3的整体操作。如图所示，这些软件指令包括：操作系统41、通信控制模块43、rrc模块44、nas模块45和专用核心网关联模块49(可选)等等。
通信控制模块43控制移动设备3和基站5之间的通信。通信控制模块43还控制将要发送给基站5和诸如mme9和/或s-gw18这样的其他节点(经由基站5)的控制数据和用户数据(用于上行链路和下行链路)的单独流。
rrc模块44可操作用于生成、发送和接收根据rrc标准来格式化的信令消息。例如，这样的消息在移动设备3和其服务基站5之间交换。rrc消息可以包括例如与随机接入过程有关的消息和/或包括要由服务基站5中继给mme9的控制数据(例如nas消息)的rrc消息。
nas模块45可用于生成、发送和接收根据nas协议来格式化的信令消息。例如，在移动设备3和mme9之间(经由基站5)交换这种消息。nas消息可以包括例如包括与移动设备3的移动性相关的控制数据(例如，用于向mme9注册移动设备3的控制数据)的nas消息。
当存在时，专用核心网关联模块49存储关于与该移动设备3相关联的专用核心网的信息。例如，专用核心网关联模块49可以通过全局唯一临时标识符(“guti”)、ue使用类型参数、dcn类型参数、dcnid参数、mme/sgsnid参数(例如mmegi)和/或类似物的形式存储标识相关联的dcn的信息。
基站
图3是示出图1中所示的基站5之一的主要组件的框图。如图所示，基站5具有：收发机电路51，用于经由一个或更多个天线53向移动设备3发送信号并从移动设备3接收信号；基站接口(x2)54，用于向其他基站发送信号并从其他基站接收信号；以及核心网接口(s1)55，用于向核心网实体(例如mme9和s-gw18)发送信号并从核心网实体接收信号。基站5具有用于控制基站5的操作的控制器57。控制器57与存储器59相关联。尽管不一定在图3中示出，基站5将当然具有蜂窝电话网络基站的所有常用功能，并且这当合适时可以由硬件、软件和固件中的任意一个或任意组合提供。软件可以预安装在存储器59中和/或例如经由通信网络1或从可移除数据存储设备(rmd)下载。控制器57被配置为利用在本示例中存储在存储器59中的程序指令或软件指令来控制基站5的整体操作。如图所示，这些软件指令包括：操作系统61、通信控制模块63、rrc模块64、s1ap模块67和nas消息重新路由模块69等等。
通信控制模块63控制基站5和移动设备3以及连接到基站5的其他网络实体(例如mme9)之间的通信。通信控制模块63还控制用于与该基站5相关联的移动设备3的、上行链路/下行链路用户业务和控制数据的单独流，包括例如用于重新路由nas消息的控制数据。
rrc模块64可操作用于生成、发送和接收根据rrc标准来格式化的信令消息。例如，在基站5和与此基站5相关联的移动设备3之间交换这种消息。rrc消息可以包括例如rrc消息，该rrc消息包括用于在移动设备3与其服务mme9之间中继的控制数据(例如，nas消息)。
s1ap模块67可操作用于生成、发送和接收根据s1应用协议(s1ap)标准来格式化的信令消息。例如，在基站5和与此基站5连接的mme9之间交换这种消息。s1ap消息可以包括例如与nas信令的重新路由有关的消息(例如重新路由nas消息请求)、s1建立消息和相关联的响应。
nas消息路由模块69负责为连接的移动设备选择一个适当的mme(或sgsn)，并负责将nas消息(重新)路由给适当的专用核心网(经由s1ap模块67)。在没有适当的专用核心网节点的情况下(例如，当在连接到该基站的mme池中没有提供对应于特定ue使用类型的mme/sgsn时)，nas消息路由模块69确保对于由具有该特定ue使用类型的移动设备发送的nas消息，不会做出不必要的重新路由的尝试。为此，nas消息路由模块69向所选择的mme/sgsn(显式地或隐式地)提供信息，基于该信息，该mme/sgsn能够确定其是否被允许将特定nas消息重新路由给另一个mme/sgsn。
移动性管理实体
图4是示出图1中所示的mme9之一的主要组件的框图。如图所示，mme9具有：收发机电路71；基站接口(s1)74，用于向基站5发送信号并从基站5接收信号；以及核心网接口75，用于向其他核心网节点(例如其他mme9和hss11)发送信号并从其他核心网节点接收信号。mme9具有用于控制mme9的操作的控制器77。控制器77与存储器79相关联。
软件可以预安装在存储器79中和/或例如经由通信网络1或从可移除数据存储设备(rmd)下载。控制器77被配置为：利用在本示例中存储在存储器79中的程序指令或软件指令来控制mme9的整体操作。如图所示，这些软件指令包括：操作系统81、通信控制模块83、非接入层模块85、s1ap模块87和nas消息重新路由模块89等等。
通信控制模块83控制mme9和连接到mme9的其他网络实体(例如，基站5、其他mme9、hss11以及连接到基站5之一时的任何移动设备3)之间的通信。
nas模块85可用于生成、发送和接收根据nas协议来格式化的信令消息。例如，在mme9和与此mme9相关联的移动设备3之间(经由基站5)交换这种消息。nas消息可以包括例如包含与移动设备3的移动性相关的控制数据(例如，用于向mme9注册移动设备3的控制数据)的nas消息。
s1ap模块87可操作用于生成、发送和接收根据s1应用协议(s1ap)标准来格式化的信令消息。例如，在mme9和与此mme9连接的基站5之间交换这种消息。s1ap消息可以包括例如与nas信令的重新路由有关的消息(例如重新路由nas消息请求)、s1建立消息和相关联的响应。
nas消息重新路由模块89负责将尝试向该mme9注册的每个移动设备3重新路由给适合该移动设备的不同的(例如专用的)mme(或sgsn)(例如，如果与特定移动设备3相关联的ue使用类型同与该mme9相关联的ue使用类型不匹配)。为此，nas消息重新路由模块89存储有关mme9是否与特定dcn相关联的信息以及标识该dcn的信息(例如，以mmegi和/或cn类型和/或ue使用类型的形式)。nas消息重新路由模块89还存储相邻mme/sgsn(例如，在相同的mme池中)是否与任何ue使用类型、dcn和/或移动设备相关联的信息。nas消息重新路由模块89将该信息提供给其他模块，例如，提供给s1ap模块87以用于重新路由nas消息(例如，选择适当的目标mme或mme组)，和/或提供给nas模块85以决定是否注册特定的移动设备3。在一些实施例中，nas消息重新路由模块89从转发nas消息的基站(显式地或隐式地)获取指示，基于该指示，该模块能够确定mme9是否被允许将该特定nas消息重新路由给另一个mme/sgsn。
在上面的描述中，为了便于理解，移动设备3、基站5、mme9被描述为具有众多分立的模块(例如通信控制模块、rrc/nas模块以及s1ap模块)。尽管可以以这种方式为特定应用提供这些模块(例如在修改现有系统来实现本发明的示例中)，在其他应用(例如在一开始就想要设计有该创造性特征的系统)中，可以将这些模块内置在整个操作系统或代码中，因此不能将这些模块识别为离散的实体。这些模块也可以以软件、硬件、固件或它们的混合的形式实现。
现在将描述许多不同的实施例，其示出了使用上述移动设备3、基站5和mme9可以如何实现本发明的不同方面。将参照图5和图6中所示的信令(或“定时”)图描述实施例。
操作-第一实施例
图5示出了指示用于对nas消息进行重新路由的过程的示例性时序图。具体地，在本例中，服务于移动设备3d的基站5(标记为“enb”)向所选择的mme9指示是否允许重新路由。
虽然在图5中未示出，但是基站5最初(使用其s1ap模块67)与在该基站5的相关联的mme池(在本例中，该mme池包括mme9c和mme9d)中的一些(或全部)mme9建立各自的s1连接。
该过程从移动设备3d(使用其nas模块45)生成并且在步骤s501中向其服务基站5发送适当格式化的nas消息(以用于将nas消息中继给适当的mme9)开始。nas消息可以包括附着请求、跟踪区更新(tau)、路由区更新(rau)和/或类似消息。移动设备3d(使用其rrc模块44)将该nas消息嵌入合适的rrc消息中，并将该rrc消息发送给服务基站5(如果需要，则在执行适当的随机接入过程之后)。
在接收到该nas消息时，服务基站5在步骤s503中从其mme池中为移动设备3d选择一个mme9(在本例中，选择默认mme9c，因为基站5不具有关于该移动设备的dcn类型/订阅的信息)。例如，基站5可以执行适当的nnsf过程。在步骤s505中，基站5(使用其rrc模块64)从接收到的rrc消息中取出nas消息，并将nas消息转发给所选择的(默认)mme9c(例如，通过将nas消息嵌入到适当格式化的s1消息中)。
应当理解，基站5b可以被配置为向转发的nas消息中添加所谓的“decor重新路由”标志(和/或用于相同或相似目的的任何其他标志/指示/信元)，以向所选择的mme9指示是否应当考虑重新路由给专用网络。在该例中，由于这是该特定nas消息被首次转发给mme，所以基站5b指示允许重新路由(例如，通过在步骤s505中在消息中设置适当的参数/指示/标志)。然而，还将理解，基站5b可以被配置为隐式地指示允许重新路由(例如，通过不包括相反的任何信息)。
默认mme9c接收基站5的消息，并且获取与发送了nas消息的移动设备3d有关的信息。获取的信息可以包括与该移动设备3d相关联的ue上下文(至少ue使用类型)。如步骤s505a中通常所示，mme9c可以在上下文交换过程中从另一个mme(移动设备3d先前注册的mme)获取该信息。例如，如果移动设备3d具有针对任何特定专用网络的订阅，则可以将与移动设备3d相关联的ue使用类型值包括在由“旧”mme发送的上下文响应消息中。应当理解，可以基于由移动设备3d(例如，在nas消息中)使用的guti来执行这样的上下文交换过程，默认mme9c可以基于该guti来识别并联系旧mme。备选地，如步骤s505b通常所示，mme9c可以在位置更新过程期间从hss11获取与移动设备3d相关联的订阅数据(包括ue上下文/ue使用类型)。应当理解，如果移动设备3d在nas消息中不包括有效的guti(并且因此默认mme9c不能识别和联系旧mme以获取用户上下文)，则可以执行这样的位置更新过程。
在任一情况下，如果与移动设备3d相关联的ue使用类型同与默认mme9c相关联的ue使用类型不匹配，则mme9c决定尝试将nas消息重新路由给适当的专用mme(如步骤s507中通常所示)。因此，默认mme9c(例如使用其s1ap模块87)生成并在步骤s509中发送适当格式化的消息，请求服务基站5将(由移动设备3d发送的)nas消息重新路由给(对应于该移动设备3d的ue使用类型的)另一mme。在该例中，mme9c生成并向转发nas消息的基站5发送“重新路由nas消息请求”。
如图5中所示，该重新路由nas消息请求包括：来自移动设备3d的原始(未修改的)nas消息；标识重新路由参数的信息(例如，需要将nas消息重新路由到的mme组标识符(“mmegi”)和/或“null-nri”)；与移动设备3d相关联的全局唯一临时标识符(“guti”)。应当理解，mme9c可以被配置为获取和存储(例如，在其nas消息重新路由模块89中)标识mmegi/null-nri到专用核心网/核心网类型(例如，每个跟踪区)的映射的信息，并根据此映射选择适当的mmegi/null-nri。还应当理解，基站5能够例如使用nnsf功能来选择与mmegi/null-nri对应的新mme(或新sgsn)。
接下来，基站5(使用其nas消息路由模块69)检查其池中是否存在与(步骤s509中由默认mme9c提供的)mmegi/null-nri参数对应的mme。因此，根据是否找到合适的专用mme，基站5具有两个选项(分别在步骤s512a和s512b中示出)。
如果基站5所连接到的mme池中的任何mme都不支持与移动设备3d相关联的ue使用类型(虽然它可以在另一个mme池中被支持)，则基站进入步骤s512a。
在这种情况下，基站5选择已经发送重新路由nas消息请求的mme9c(或者执行适当的mme选择过程，例如使用nnsf，以选择不同的默认mme，如果有的话)，并将nas消息转发给新选择的mme9c(例如通过将nas消息嵌入到适当格式化的s1消息中)。
有利的是，服务基站5在其发往新选择的mme9c的消息中(连同nas消息)还包括指示信息，该信息指示该nas消息是重新路由的消息和/或mme9c不应尝试对该nas消息进行重新路由。因此，在确定了该nas消息已被重新路由时，mme9c不会再次尝试重新路由该nas消息。在这种情况下，即使该移动设备3d的ue使用类型同默认mme9c的ue使用类型(如果有的话)不匹配，所选择的默认mme9c也可以有益地尝试对移动设备3d进行服务。根据运营商配置策略(如果合适)，默认mme9c还可以被配置为执行任何其他特定动作以确保移动设备3d可以向核心网注册。
然而，如果基站5所连接的mme池中的mme(例如专用mme9d)支持与移动设备3d相关联的ue使用类型，则基站进入步骤s512b，在该步骤中，基站5将nas消息转发给当前mme池中的正确的专用mme9d。应当理解，基站5能够基于与mme9d相关联的mmegi(用于e-utran)来选择/识别正确的专用mme9d(和/或基于与sgsn相关联的null-nri(用于utran和gprs)来选择/识别正确的专用sgsn))。尽管在图5中未示出，但是应当理解，步骤s512b的消息还可以包括指示该nas消息是重新路由的消息和/或mme9d不应尝试对该nas消息进行重新路由(如果适当)的信息。
有利的是，通过在其发往所选择的mme的消息中将适当的“允许重新路由”标志设置为“false”(和/或通过为此提供任何其他合适的指示)，基站能够指示由于不支持与该特定ue使用类型相对应的专用网络，所以应该避免进行重新路由。
操作-第二实施例
图6示出了指示用于对nas消息进行重新路由的过程的示例性时序图。具体地，在本例中，默认mme确定重新路由是否可能。
步骤s601至s605b分别对应于图5的步骤s501至s505b，因此为了简洁，这里省略对它们的描述。
然而，在本例中，默认mme9c被有益地配置为获取关于在其mme池中支持什么类型的专用网络(什么ue使用类型)的信息，使得默认mme9c能够确定具有移动设备3d的ue使用类型的专用网络是否得到支持。因此，基于该信息，默认mme9c能够将nas消息重新路由给正确的专用网络(如果适当)。
例如，关于在mme池中(和/或由特定mme)支持的专用网络的类型的信息可以由网络运营商(例如经由操作、监管和管理(oam)系统和/或其他适当的网络配置工具或网络运营商可用的方法)来配置。此外，可以在mme之间通过它们之间提供的所谓的“s10”接口交换关于mme池中支持的专用网络的类型的信息。
因此，在步骤s607中，mme9c(使用其nas消息重新路由模块89)检查其池中是否存在对应于与移动设备3d相关联的ue使用类型的任何mme。因此，根据是否找到合适的专用mme，mme9c具有两个选项(分别在步骤s608和步骤s609-s612中示出)。
如果与移动设备3d相关联的ue使用类型不被默认mme9c所属的mme池中的任何mme支持，则默认mme9c进入步骤s608，尝试为移动设备3d服务，即使该移动设备3d的ue使用类型与默认mme9c的ue使用类型(如果有的话)不匹配。根根据运营商配置策略(如果合适)，默认mme9c还可以被配置为执行任何其他特定动作以确保移动设备3d可以向核心网注册。
然而，如果与移动设备3d相关联的ue使用类型被默认mme9c所属的mme池中的mme(例如，专用mme9d)所支持，则默认mme9c进入步骤s609，在该步骤中，它请求重新路由nas消息。如图6所示，在步骤s609发送的消息对应于在图5的步骤s509中发送的消息，因此将不再详细描述。
应当理解，在步骤s609接收重新路由nas消息请求的基站5能够例如使用nnsf功能来选择与mmegi/null-nri相对应的专用mme(或专用sgsn)。因此，基站5(使用其nas消息路由模块69)在其池中选择与mmegi/null-nri参数相对应的mme(在本例中为mme9d)，并且在步骤s612中向所选择的专用mme9d转发nas消息。最后，专用mme9d(如果可用)开始为移动设备3d提供服务(和/或返回适当的nas响应)。
有利的是，在该例中，如果没有为特定ue使用类型提供对应的专用mme，则可以避免任何重新路由尝试。换句话说，通过采用改进的标准，默认mme可以被配置为仅在可以确定在其mme池中提供适当的专用mme时重新路由nas消息。如果在该mme池中不支持专用网络，或者具有正确的ue使用类型的专用网络不被支持或不可用，则默认mme可以立即尝试为移动设备提供服务(而不是首先重新路由nas消息)。
修改和替换
以上已经描述了详细实施例。本领域技术人员将认识到，可以对上述实施例做出许多修改和替换，同时仍然从本文具体表达的本发明受益。作为说明，现在将描述许多这些替换和修改。
在以上实施例中，移动设备是蜂窝电话。将理解：可以使用除了移动电话之外的设备(例如个人数字助理、膝上型计算机、web浏览器等)来实现以上实施例。以上实施例还可应用于非移动或通常固定的用户设备。
在上述实施例的描述中，示例性网络节点是基站和mme。然而，应当理解，可以使用无线电网络控制器(rnc)来代替(lte)基站，并且可以使用sgsn来代替mme。
已经使用mme仅用于说明的目的对上述实施例进行了描述，决不应将本发明限制为要求mme和/或lte核心网。例如，可以使用sgsn代替mme。在这种情况下，可以使用适当的sgsn组标识符(或null-nri)来代替上述步骤s509和s609中描述的mmegi。还应当理解，可以使用rnc代替基站。本发明的实施例还可应用于根据其他(3gpp和/或非3gpp)标准的系统，在这样的系统中，需要用户设备连接到专用网络节点。
在上述实施例中，服务基站被描述为将nas消息从移动设备转发给所选择的mme。应当理解，服务基站可以使用适当格式化的s1消息(例如所谓的“初始ue消息”和/或类似消息)来转发nas消息。
在上述第一实施例的说明中，服务基站向所选择的默认mme指示是否可以重新路由nas消息(例如，在网络中不提供适当的专用mme/sgsn的情况下，它指示不应重新路由nas消息)。然而，应当理解，基站(或另一个网络节点，例如hss、oam等)还可以被配置为：根据运营商配置，即使在网络中提供了适当的专用mme/sgsn，也指示不应重新路由特定的nas消息。可以针对每个用户/ue/ue使用类型/mmegi/mme等，应用这样的运营商配置。
在上述第一实施例的说明中，服务基站被描述为将nas消息从移动设备转发给所选择的mme并且包括适当的信息，该适当的信息用于向默认mme指示nas消息不应(或不能)被重新路由给适当的专用mme。然而，还应当理解，代替将nas消息转发给同一mme，基站可以向mme发送不同的消息(例如，“重新路由拒绝”消息和/或任何其他适当格式化的信令消息)，以便指示nas消息不应(或不能)被重新路由和/或到该ue使用类型的专用网络的重新路由是不可能的。
应当理解，旧(默认)和新(专用)mme/sgsn可以物理上分离(例如，在不同位置处提供)，或者它们可以共同位于同一位置(尽管被提供为逻辑上分离的实体)。
应当理解，当dcn仅针对某些rat(但不是全部)部署和/或仅针对网络内的特定区域(跟踪/路由区)来部署时，上述实施例也可以应用于异构/部分dcn部署。在这种情况下，基站和mme可以被配置为考虑移动设备位于支持(用于该移动设备的)dcn功能的特定服务区域和/或rat的内部还是外部。
应当理解，上述的nas消息重定向(和/或mme/sgsn重新选择)也可以用于负载平衡目的(例如，用于将订户从过载的mme/sgsn或具有相对较重负载的mmee/sgsn移动至具有相对较轻负载的其他一个或多个mme/sgsn)。
在上述实施例中，描述了若干软件模块。如本领域技术人员将意识到的，软件模块可以以编译或未编译的形式提供，并且可以作为计算机网络或记录介质上的信号供应给基站或mme。此外，可以使用一个或更多个专用硬件电路执行由此软件的部分或整体执行的功能。然而，使用软件模块是优选的，因为其有利于更新基站、mme以及移动电话，以更新其功能。
包括对具有至少一个核心网节点的组进行标识的信息的消息可包括标识至少一个专用移动性管理实体mme和/或至少一个专用sgsn的信息，所述至少一个专用mme和/或至少一个专用sgsn的类型对应于发送用来建立通信连接的所述信令的通信设备的类型。
用来建立通信连接的所述信令可包括非接入层nas消息，例如附着请求消息、跟踪区更新消息或路由区更新消息。
用来建立到第一核心网的所述通信连接的所述信令可包括指示用来建立所述通信连接的所述信令不应被重新路由的信息，所述信令例如是初始ue消息或ul-unitdata消息。。用来建立到第一核心网的所述通信连接的所述信令可包括指示用来建立所述通信连接的所述信令可被重新路由的信息，所述信令例如是初始ue消息或ul-unitdata消息。
多个核心网节点可以包括多个移动性管理实体(mme)和/或服务gprs支持节点(sgsn)。在这种情况下，第一核心网节点可以包括默认mme或默认sgsn。通信装置可以包括以下至少一项：基站和无线电网络控制器rnc。
指示用来建立所述通信连接的所述信令不应被重新路由的信息可以包括以下至少一项：关于是否允许重新路由的信元和指示，所述信元例如是对所述具有至少一个核心网节点的组进行标识的信元。
所述通信装置的选择单元能够操作用于基于以下至少一项来选择所述默认核心网节点(例如，使用nas节点选择功能)：mme组标识符(mmegi)、网络资源标识符(例如，“null-nri”)、服务gprs支持节点(sgsn)组标识符和全局唯一临时标识符(guti)。
包括对具有至少一个核心网节点的组进行标识的信息的消息可以包括重新路由nas消息请求。
当重新路由用来建立到所述默认核心网节点的所述通信连接的所述信令时，所述通信装置的发送单元能够操作用于向所述默认核心网节点发送以下至少一项：“重新路由nas消息拒绝”消息、“转发nas消息”消息和“初始ue消息”。
核心网节点还可以包括用于以下操作的单元：在所述接收单元作为默认核心网节点接收用来建立所述通信连接的所述信令之后，向所述通信装置发送包括对具有至少一个核心网节点的组进行标识的信息的消息，其中，用来建立所述通信连接的所述信令应该被重新路由给所述至少一个核心网节点。
核心网节点可以被配置为在所述接收单元接收用于与所述核心网节点建立所述通信连接的所述信令时，在所述核心网节点和所述通信设备之间建立所述通信连接。
核心网节点可以包括移动性管理实体(mme)或服务gprs支持节点(sgsn)。
各种其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在此不再赘述。
缩写
enb演进节点b
e-utran演进的通用陆地无线电接入网络
ggsn网关gprs支持节点
gprs通用分组无线电业务
guti全局唯一临时标识符
hss归属订户服务器
mme移动性管理实体
mmegimme全局标识符
nas非接入层
nnsfnas节点选择功能
nri网络资源标识符
pcrf策略和计费规则功能
pgw分组数据网络网关
rau路由区更新
rnc无线电网络控制器
sgsn服务gprs支持节点
sgw服务网关
tau跟踪区更新
ue用户设备
utranumts陆地无线电接入网络