用于在网络环境中提供互联网协议流移动性的系统和方法

用于在网络环境中提供互联网协议流移动性的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体涉及通信领域，并且更具体地，涉及用于在网络环境中提供互联网协 议（IP)流移动性的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 在通信环境（尤其是移动无线环境）中，网络架构已变得越来越复杂。例如，网络 供应商已经开发了供应商既包括移动网络也包括WiFi网络的架构，移动网络和WiFi网络 各自都可以从具有多模式功能的用户设备访问。在一些情况中，网络供应商可以允许用户 设备同时连接到移动网络和WiFi网络这二者。然而，在管理移动网络和WiFi网络内的用 户设备的移动性方面存在重要挑战，尤其当用户设备通过移动网络和WiFi网络连接到相 同的接入点名称时。
【附图说明】
[0003] 为了提供对本公开及其特征和优势的更完整的理解，结合附图对以下说明进行参 考，图中相似的标号代表相似的部分，其中：
[0004] 图1是示出了根据本公开的一个实施例，促进网络环境中的IP流移动性的通信系 统的简化框图；
[0005] 图2是示出了与通信系统的一个可能实施例相关联的更多细节的简化框图；
[0006] 图3A-图3C是示出了根据本公开的一个可能实施例，与提供使能IP流移动性的 服务数据流移动性相关联的可能流程和活动的简化流程图；
[0007] 图4是示出了根据本公开的一个可能实施例，与针对使能IP流移动性的服务数据 流移动性确定WiFi可用性相关联的示例操作的简化流程图；
[0008] 图5-图7是示出了根据本公开的各种可能实施例，与提供使能IP流移动性的服 务数据流移动性相关联的示例操作的简化流程图；
[0009] 图8是示出了与通信系统的一个可能实施例相关联的其它细节的简化框图；
[0010] 图9是示出了根据本公开的一个可能实施例，与提供使能IP流移动性的承载绑定 (bearer binding)相关联的可能流程和活动的简化流程图；
[0011] 图IOA-图IOC是示出了根据本公开的一个可能实施例，与提供使能IP流移动性 的承载绑定相关联的其它可能流程和活动的简化流程图；
[0012] 图IlA-图IlC是示出了根据本公开的一个可能实施例，与提供使能IP流移动性 的承载绑定相关联的其它可能流程和活动的简化流程图；
[0013] 图12A-图12D是示出了根据本公开的一个可能实施例，与提供使能IP流移动性 的承载绑定相关联的其它可能流程和活动的简化流程图；
[0014] 图13是示出了根据本公开的一个可能实施例，与提供使能IP流移动性的承载绑 定相关联的示例操作的简化流程图。
【具体实施方式】
[0015] 概览
[0016] 在一个示例实施例中提供了一种方法，该方法可以包括：接收关于用户设备（UE) 的无线电接入技术（RAT)变化的指示；针对与UE相关联的策略相关规则确定优选RAT类型 的可用性，其中策略相关规则至少部分地包括针对UE的一个或多个服务数据流的优选RAT 类型；以及至少部分地基于RAT变化后优选RAT类型的可用性的变化来配置针对UE的一个 或多个服务数据流。在至少一种情况下，该方法可以包括：如果优选RAT类型是可用的，则 使用优选RAT类型的一个或多个服务数据流将下行链路分组路由到UE。
[0017] 在至少一个实例中，确定可以包括以下各项中的一项：确定在RAT变化后一个或 多个服务数据流的优选RAT类型已变得可用；确定在RAT变化后一个或多个服务数据流的 优选RAT类型已变得不可用；以及确定在RAT变化后一个或多个服务数据流的优选RAT类 型仍然可用。在至少一个实例中，如果优选RAT类型已变得可用，则所述配置可以包括：将 一个或多个服务数据流移动到优选RAT类型。在至少一个实例中，所述配置可以包括：移除 针对UE被连接到的当前RAT类型的策略相关规则，并且安装针对已变得可用的优选RAT类 型的另一策略相关规则。在至少一个实例中，针对一个或多个服务数据流，优选RAT类型可 以是WiFi。
[0018] 在至少一个实例中，如果优选RAT类型已变得可用，则所述配置可以包括：至少部 分地基于针对一个或多个服务数据流的会话连续性指示符来确定一个或多个服务数据流 是否可以被移动到非优选RAT类型，非优选RAT类型当前对UE是可用的；以及如果会话连 续性指示符提供RAT间会话连续性，则将一个或多个服务数据流移动到非优选RAT类型。
[0019] 在至少一种情况中，该方法可以包括：确定使用优选RAT类型是否从UE接收到针 对策略相关规则的上行链路分组；以及如果使用优选RAT类型未从UE接收到上行链路分 组，则应用异常费率组（exception rating group)用于对UE相关联的会话计费。
[0020] 示例实施例
[0021] 转向图1，图1是示出了根据本公开的一个实施例，在网络环境中提供IP流移动性 (IFOM)的通信系统10的简化框图。该特定配置可关联到第三代合作伙伴项目（3GPP)演进 型分组系统（EPS)架构（有时也称作长期演进（LTE)EPS架构）。作为替代，所描绘的架构 可同样适用于其它环境。3GPP标准（例如，版本Il(Rel-Il))针对基于通用分组无线电服 务（GPRS)隧道协议（GTP)的S2a移动性（通常称为使用术语"SaMOG"）定义了无线局域网 (WLAN)和LTE接入系统之间的交互工作（interworking)。
[0022] 图1的示例架构包括用户设备（UE) 12、LTE演进型节点B(eN〇deB) 14、移动性管理 实体（MME) 16、归属订户服务器（HSS) 18、服务网关（SGW) 20、分组数据网络（PDN)网关22、 策略和计费规则功能（PCRF) 26、WLAN接入点（AP) 28、无线LAN控制器（WLC) 30、SaM0G接入 网关（AGW) 32、IP多媒体子系统（MS) 42和一个或多个分组网络50。在各种实施例中，PGW 22可以包括策略和计费执行功能（PCEF) 24。
[0023] 图1的每个元件可通过简单接口（如图示）或通过可提供用于网络通信的可行路 径的任何其它适当连接（有线的或无线的）彼此耦合。另外，这些元件中的任意一个或多 个元件可基于特定配置需要来组合或从架构中移除。例如，通信系统10可包括能够进行传 输控制协议/互联网协议（TCP/IP)通信以在网络中发送或接收分组的配置。通信系统10 还可在适当的场合并基于特定需要结合用户数据报协议/IP(UDP/IP)或任何其它适当协 议来操作。
[0024] 在至少一个实施例中，UE 12是具有多模式功能的移动设备，并且能够同时地使用 一个或多个移动无线连接（例如，LTE连接）与LTE eNodeB 14进行通信并且使用一个或 多个无线LAN接入连接（例如，WiFi接入连接和/或全球微波接入互操作性（WiMAX)接入 连接）与WLAN AP 28进行通信。根据各种实施例，UE 12可以与希望经由某个网络在通信 系统10中发起流的客户端或客户相关联。术语"用户设备"、"移动节点"、"端用户"以及 "订户"包括用于发起通信的设备，例如，计算机、个人数字助理（PDA)、膝上型计算机或电子 笔记本、蜂窝电话、i- Phone·?、i-Pad?、Google? Droid?电话、IP电话、或能够使用 多路接入技术在通信系统10内发起语音、音频、视频、媒体或数据交换的任意其它设备、组 件、元件或对象。
[0025] UE 12还可以包括到人类用户的适当接口，例如，麦克风、显示器、键盘或其它终端 设备。UE 12还可以是代表另一实体或元件（例如，程序、数据库或能够在通信系统10内 发起交换的任意其它组件、设备、元件或对象）试图发起通信的任意设备。这里在本文档 中所使用的数据指代任何类型的数字、语音、视频、媒体或脚本数据、或者任意类型的源代 码或目标代码、或者采用可以从一点被传输到另一点的任意适当的格式的任意其它适当的 信息。在某些实施例中，UE 12已绑定针对网络接入和应用服务（AS)(例如，LTE上的语音 (VoLTE)等）的订阅。一旦接入会话被建立，用户也可以注册应用服务。IP地址可以使用 动态主机配置协议（DHCP)、无状态地址自动配置、默认承载激活等或其任意适当的变体来 分配。
[0026] LTE eNodeB 14还可以与MME 16进行通信。MME 16可以提供跟踪区域列表管理、 空闲模式UE跟踪、承载激活和去激活、针对UE的服务网关和分组数据网络网关选择以及认 证服务等。MME 16可以与HSS 18进行通信，HSS 18可以包括一个或多个数据库，该一个或 多个数据库包含用户相关和订阅相关的信息。HSS 18可以执行诸如移动性管理、呼叫和会 话建立支持、用户认证以及接入授权之类的功能。
[0027] LTE eNodeB 14和MME 16还可以与SGW 20进行通信。SGW 20可以路由和转发用 户数据分组（例如，流），并且还可以在eNodeB间切换期间用作用户平面的移动性锚点并且 用作LTE与其它3GPP技术之间的移动性的描点。SGW 20还可以与PGW 22进行通信，PGW 22包括PCEF24。PGW 22可以通过作为UE 12的流量的出口点和入口点来提供从UE12到外 部分组数据网络50和頂S 42的IP连接性接入网（IP-CAN)会话连接性。PGW 22和PCEF 24还可以与PCRF 26进行通信。注意，针对本文所概述的各种操作、功能和/或活动，由于 各种操作、功能和/或活动可以用互相结合来操作的PGW 22和PCEF 24这两个元件执行， 因此PGW22和PCEF 24可以被共同称为"PGW 22/PCEF 24"。
[0028] PCRF 26可以实时地收集去往和来自网络、操作支持系统（例如，頂S 42)以及其 它源（例如，门户网站）的信息，从而支持规则的创建，然后针对每个订户自动做出策略决 策。PCRF 26可以被配置为将用户订阅信息用作策略和计费控制决策的基础。订阅信息对 基于会话的服务和非基于会话的服务都可以适用。如指出的，PCRF 26可以针对PGW 22和 PCEF 24配备策略计费和控制（PCC)规则。此外，PCRF 26可以基于从应用功能（AF)向PCRF 描述的应用或服务来确定PCC规则，AF可以通过頂S 42内的网络运营商被配备。AF可以 向PCRF 26描述应用/服务，这些应用/服务可以要求针对UE 12的动态策略和/或计费 控制。动态策略和/或计费控制可以包括但不限于控制对服务数据流的检测、设置服务数 据流（SDF)的计费指令或规则、设置SDF的服务质量（QoS)等级和/或选通（gating)。
[0029] 在各种实施例中，PCRF 26可以将PCC规则传送到PGW 22和PCEF 24, PGW 22和 PCEF 24可以用作策略执行点来管理QoS、在线/离线基于流的计费、数据生成、深度分组检 查和拦截。MS 42可以经由一个或多个呼叫会话控制功能（CSCF)为UE 12提供LTE上的 语音（VoLTE)功能等等，一个或多个CSCF可以被共同称为会话初始化协议（SIP)服务器。
[0030] WLAN AP 28还可以与WLC 30进行通信。WLC 30可以负责系统范围的无线LAN功 能，例如安全策略、入侵防护、RF管理、QoS和移动性。WLC 30还可以与SaMOG AGW 32进行 通信。SaMOG AGW 32还可以与PGW 22进行通信并且可以提供从UE 12到外部分组数据网 络50和頂S 42的连接性。
[0031] 接入网可以是3GPP接入网，包括传统接入网，如全球移动通信系统（GSM)演进的 GSM增强型数据速率（EDGE)无线电接入网（GERAN)、通用移动电信系统（UMTS)陆地无线电 接入网（UTRAN)(-般称为3G)和/或例如演进型UTRAN (EUTRAN)的LTE接入网（一般称 为4G/LTE/高级LTE(LTE-A));或者它们可以是非3GPPIP接入网，如数字订户线（DSL)、有 线、WLAN(例如，WiMAX、WiFi)或互联网。
[0032] 非3GPP IP接入网可以被划分成受信和非受信区段。对于受信区段，服务提供商 和核心网之间存在可靠的关系，包括PGW 22、PCRF 26等。受信IP接入网支持移动性和策 略接口、以及到核心网的认证、授权和计费（AAA)接口，而非受信网络不是这样。相反，来自 非受信接入网的接入是经由演进型分组数据网关（eTOG)(未示出）被实现的，其中ePDG可 以在非受信IP接入网上提供与用户设备的安全关联。
[0033] 虽然本文使用LTE接入网和WLAN接入网描述了各种实施例，但应该理解的是，在 其它实施例中，本文所描述的原理可以被应用到其它无线电接入网，例如4G/3G等。
[0034] 图1的架构中还提供了可以为各种网络元件提供移动性、策略控制、AAA功能和/ 或计费活动（离线和在线）的一系列接口。例如，接口可以被用于交换一个或多个终端用 户（例如操作UE 12的用户）的附着点、位置和/或接入数据。资源信息、计费信息、位置 信息、接入网信息、网络地址转换（NAT)控制等可以在适当的场合使用远程认证拨入用户 服务（RADIUS)协议或任何其它适当协议被交换。可以在通信系统10中使用的其它协议 可以包括DIAMETER协议、服务网关接口（SGI)、终端接入控制器接入控制系统（TACACS)、 TACACS+等。
[0035] 如图1中所示，可在頂S 42(例如，本文所包括的一个或多个应用功能（AF))和 PCRF 26之间维护基于DIAMETER的接口 Rx。可在HSS 18和頂S 42 (例如，本文所包括的一 个或多个应用服务（AS))之间维护基于DIAMETER的接口 Sh，并且可在HSS 18和頂S 42(例 如，本文所包括的一个或多个CSCF)之间维护基于DIAMETER的接口 Cx。PCRF 26可使用 基于可使用基于DIAMETER的Gx接口来为PGW 22和PCEF 24配置策略计费和控制（PCC) 规则。此外，如图1中所示，可在SaMOG AGW 32和PGW 22 (包括PCEF 24)之间维护基于 DIAMETER的接口 S2a。其它信令接口根据3GPP标准被示出在图1的各种组件之间（例如， SGW 20和PGW 22之间的S5/S8接口），为了简洁的目的对此不详细描述。
[0036] 在详述图1的一些操作方面之前，提供某些上下文信息以理解涉及LTE-WiFi联网 的不同情境。这类信息被真诚地提供并且仅为了教导目的，因此不应以限制本公开的广泛 应用和教导的方式来解释。在多路接入连接性情境中，给定UE同时连接到LTE和WiFi这 二者。这产生各自具有唯一 IP地址的至少两个PDN连接。计费和策略针对每个PDN连接 分别被执行。根据3GPP标准定义，当针对每个接入的接入点名称（APN)不同时，提供多路 接入。在UE进行附着时，如果APN不同，则分配另外的IP地址。然而，根据3GPP定义，如 果APN是相同的，则执行切换（handover)(并且保留IP地址），这意味着之前的接入被视为 不再是可用的。
[0037] 在切换情境中，给定UE可以被初始连接到LTE网络，并且随后经历到WiFi网络的 切换。作为替代，UE可以被初始连接到WiFi网络，并且随后经历到LTE的切换。无论在哪 种情况下，都期望UE的IP地址在切换前后被保留。UE被期望将它的PDN连接从一个接入 "移动"到另一接入，并且向网络提供切换指示。计费和策略仅针对一个PDN连接被执行。 根据3GPP标准定义，如之前所指出的，当新的接入的APN与之前的接入中的APN相同时，切 换发生。然而，自3GPP Rel-Il起，未规定LTE和WiFi之间的切换，并且UE不执行切换操 作。相反，UE通常在这两个接入上都保持连接性。UE可能频繁切换进（hand-in)和切换出 (hand-out) WiFi，因此使得流量改变路径。应该注意的是，PDN切换不意味着放弃无线电接 入，因为当它将PDN从LTE移动到W