专利名称：用于在网络中路由业务的方法和网络的制作方法
用于在网络中路由业务的方法和网络
发明内容
本发明涉及一种用于在网络中路由业务的方法，其中，该网络包括核心网和支持LIPA/SIPT0(本地IP接入/选择IP业务卸载)的网络，其中，在UE(用户设备)和支持LIPA/SIPT0的网络之间的业务(所谓的LIPA/SIPT0业务)在本地疏导点(breakoutpoint)处被疏导，以及将由MMF(移动性管理功能)来提供对进行中的被疏导的LIPA/SIPTO业务的移动性支持，以在UE从一个小区切换到另一个小区时实现LIPA/SIPT0业务的连续性。此外，本发明涉及一种网络，其中，该网络包括核心网和支持LIPA/SIPT0(本地IP接入/选择IP业务卸载)的网络，其中，在UE (用户设备)和支持LIPA/SIPT0的网络之间的业务(所谓的LIPA/SIPT0业务)在本地疏导点处被疏导，以及将由MMF(移动性管理功能)来提供对进行中的被疏导的LIPA/SIPT0业务的移动性支持，以在UE从一个小区切换到另一个小区时实现LIPA/SIPT0业务的连续性。 LIPA和SIPTO是在现代网络技术中的重要特征。在本文档中，经常使用缩写形式“LIPA/SIPT0”。这将意味着“LIPA和/或SIPT0”，即将UE本地IP接入(LIPA)到网络和/或与核心网相关的选择IP业务卸载(SIPTO)。可从TS Group Services and SystemAspects ；Local IPAccess and Selected IP Traffic Offload(Rel. 10),3GPP TR 23.829中获得与LIPA和SIPTO相关的更多细节。根据已知的方法和网络，在UE和支持LIPA/SIPT0的网络之间的业务，即LIPA/SIPTO业务，在本地疏导点处被疏导。为了实现这种本地疏导点，很多解决方案引入了被称为“L-GW”(本地网关)的新实体。图I示出了在截至目前为止设计的SIPTO解决方案的框架内将如何支持移动性的示例。在UE切换到新小区时，可以设想两个主要选项-将SIPTO业务从源⑶eNB((归属)演进节点B)经由在S-GW中构建的隧道转发至目标(H) eNB-将SIPTO业务从源ODeNB处的L-GW经由在L-GW和P-GW(分组网关)之间的隧道转发至P-GW，然后经由S-GW(服务网关)转发至目标(H) eNB。显而易见地，上述2个选项并未实现SIPTO的主要目的，即从核心网尽可能在本地卸载业务，且导致浪费了 CN(核心网)的由P/S-GW来表示的稀缺资源。如果我们考虑到例如图2所示的示例场景，问题将更严重。在该场景中，当驻留在源(H) eNB上时，UE发起视频流，在经由源(H) eNB仅接收了 5%的视频并在L-GW处本地疏导之后，UE切换到下一个小区，并继续使用CN资源来接收剩余的95%的视频。本发明的目的是改进并进一步发展用于在网络中路由业务的方法以及相应网络，用于即使在UE切换到新小区时，也能允许从核心网有效卸载LIPA/SIPT0业务。根据本发明，由包括权利要求I的特征的方法和包括权利要求23的特征的网络来实现上述目标。根据权利要求1，该方法的特征在于由在不同小区的本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务的转发机制来执行LIPA/SIPTO业务的连续性。根据权利要求23，该网络的特征在于用于执行LIPA/SIPTO业务的连续性的转发机制，其中，该转发机制在不同小区的本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务。根据本发明，已认识到有可能通过合适的转发机制在不同小区的本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务。基于这种转发机制，在不需要经由核心网的间接方式的情况下，LIPA/SIPTO业务的连续性是有可能的。从而，即使UE切换到新小区，从核心网非常有效地卸载LIPA/SIPTO业务也是有可能的。换言之，即使在UE的移动之后，也将LIPA/SIPTO业务始终保持在UE或UE的接入网附近。本发明确保了在UE或UE的接入网附近卸载LIPA/SIPTO业务，且还确保了对服务连续性的支持。
在本发明的优选实施例中，可以通过IP-in-IP隧道传输或源路由来实现该转发机制。然而，本发明不限于上述机制之一。一般而言，为了实现服务连续性，可以使用能够在2个实体之间转发数据的任何机制。关于LIPA/SIPTO业务的非常有效和简单的连续性，可以由L-GW来实现每个本地疏导点。取决于各个情况，可以由LP_GW(本地H)N(分组数据网络)网关)、L-GGSN(本地网关GPRS(通用分组无线服务)支持节点)或T0F(业务卸载功能)来实现本地疏导点或L-GW0关于LIPA/SIPTO业务的非常有效的卸载，每个本地疏导点或L-GW可以位于⑶(e) NB ((归属)(演进)节点B)附近(以独立的方式)，和/或每个本地疏导点或L-GW可以被分配给(H) (e) NB，或每个本地疏导点或L-GW可以与(H) (e) NB共处一地。这将意味着取决于各个网络类型(例如，LTE (长期演进)、UMTS (通用移动通信系统)、或GSM(全球移动通信系统))，每个本地疏导点或L-GW可以位于HeNB、eNB、HNB或NB附近，和/或可以被分配给HeNB、eNB、HNB或NB或可以与HeNB、eNB、HNB或NB共处一地。可以在所有这种网络类型中使用本发明。在另一优选实施例中，MMF可以是MME (移动性管理实体)。然而，取决于各个情况,可以在网络中合适的位置上,与MME分离地实现MMF。为了提供可靠的服务连续性，MMF通过维护相关数据，可以跟踪具有进行中的LIPA/SIPTO业务或会话的UE。备选地或附加地，MMF通过维护相关数据，可以跟踪UE对应的原始L-GW，UE已从该原始L-GW发起了 LIPA/SIPTO业务或会话。从而，MMF可以在UE从一个小区切换到另一个小区时提供对LIPA/SIPTO业务的连续性的合适管理。在又一优选实施例中，至少一个L-GW通过维护相关数据，可以跟踪具有穿过L-GW的进行中的LIPA/SIPTO业务的UE和/或跟踪与UE当前连接的⑶(e)NB相关联的L-GW，和/或跟踪与UE当前连接的所述(H) (e)NB。备选地或附加地，L-GW通过维护相关数据，可以优选地跟踪包括被疏导的LIPA/SIPTO业务在内的每个LIPA/SIPTO会话，跟踪其对应的UE和/或其对应的原始L-GW，对应的UE已从该原始L-GW发起了 LIPA/SIPTO会话。通过L-Gff的上述每个不同功能，可以提升LIPA/SIPTO业务的连续性。关于用于路由业务的非常简单的方法，MMF和/或L-GW可以用表格的形式来维护相关数据。关于LIPA/SIPTO业务的可靠路由，可以优选地通过使用到达/来自MMF的信令消息，来经常更新该表格。
如果(H) (e)NB不支持LIPA/SIPTO或未分配有L_GW，(H) (e) NB可以在表格中与核心网的P-GW相关联。从而，即使在⑶(e)NB不支持LIPA/SIPTO的情况下，表格也可以包括实际和有用的路由数据。此外，关于LIPA/SIPTO业务的可靠路由，在建立在本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务的转发机制期间，可以将与被疏导的LIPA/SIPTO业务或一个或多个LIPA/SIPTO会话相关的信息传输至L-GW，或将该信息与目标(H) (e)NB相关联。在另一优选实施例中，至少一个L-GW可以通过信令消息向MMF通知特定UE的LIPA/SIPTO业务或一个或多个LIPA/SIPTO会话的结束。基于这种结束信息，可以关于不再存在的LIPA/SIPTO业务或会话，将MMF和/或L-GW中的表格保持为真实存在的。在本发明的具体实施例中，信令消息可以是LIPA/SIPTO结束标记信令消息。上述信令消息还可以用于向与收费相关的信息收集器单元提供LIPA/SIPTO记账信息，该记账信息包括用于收费目的所需的数据。通过这种过程，可以实现简单的收费。 用于收费目的的数据可以包括分组计数和/或数据量。在任何情况下，可以提供可靠的收费。在本发明的非常简单的实施例中，针对每个UE，可以在与收费相关的信息收集器单元处，合计LIPA/SIPTO记账信息。在另一优选和非常简单的实施例中，与收费相关的信息收集器单元可以位于MMF中。为了提供简单和可靠的收费，可以优选地从L-GW向核心网中的PCEF(策略控制执行功能)直接发送LIPA/SIPTO记账信息。如果UE初始时经由不支持LIPA/SIPTO的⑶(e)NB接收LIPA/SIPTO业务，且稍后连接到支持LIPA/SIPTO的⑶(e)NB，则可以使得核心网的P-GW能够在该P-GW处卸载LIPA/SIPTO业务。从而，可以用非常简单的方式，将不支持LIPA/SIPTO的(H) (e)NB包括在本发明中。本发明对于所有类型的移动网络都非常有用，例如GSM、UMTS或LTE。基于本发明，可以将LIPA/SIPTO业务始终保持在接入网附近，其中，可以由(H)(e) NB来实现这种接入网。本发明确保了可以始终在接入网附近卸载LIPA/SIPTO业务，并有效地支持了服务连续性。此外，经由LIPA/SIPTO业务的路由优化，优化了 CN的资源使用。此外，基于本发明，支持LIPA/SIPTO业务的分布式收费。
存在若干种以有利的方式来设计并进一步开发本发明的教导的方式。为此，一方面应当参考从属于专利权利要求I的专利权利要求，以及另一方面应当参考以下针对附图所示的本发明的优选实施例的解释。在附图的帮助下解释本发明的优选实施例，一般而言将解释该教导的优选实施例和其他进展。在附图中图I示出了在传统SIPTO解决方案的框架下的传统移动性支持，图2示出了示例场景，该示例场景示出了传统SIPTO解决方案的显著局限性，图3示出了用于说明本发明的一些定义，
图4示出了根据本发明的优选实施例的SIPTO会话的发起，图5示出了根据优选实施例的初始切换过程，图6示出了根据优选实施例的后续切换，图I示出了在特定原始L-GW处的SIPTO业务端接，图8以表格示出了根据本发明的作为切换过程一部分的L-GW重定位，图9示出了与根据本发明的切换过程并行运行的L-GW重定位，以及图10示出了根据本发明的用于收费目的的SIPTO结束标记的使用。
具体实施方式
在本发明的优选实施例的以下描述中，主要关注EPS (演进分组系统)，但是本发明同样可以适用于GPRS。在该情况下，SGSN(服务GPRS支持节点)将对应于S-GW和MME，且GGSN(网关GPRS支持节点)将对应于P-GW。在所要求保护的本发明的范围中，L-GW可以是 LP-GW、L-GGSN 或 TOF。图3不出了对理解以下描述有用的一些定义。与图2中一样,将L-GW置于⑶(e)NB附近。定义如下所述-(UE的)原始L-GW :是当UE发起特定“进行中的” SIPTO会话或多个“进行中的” SIPTO会话时与UE相连的L-GW。注意到，UE可以具有多于一个原始L-GW ;如果UE在连接到与L-GWl相关联的(H) (e)NBl时发起SIPTO会话，然后移动到不同的区域，连接到与L-GW2相关联的(H) (e)NB2并发起另一个SIPTO会话，然后再移动至另一个(H) (e)NB3且两个SIPTO会话依然有效，则L-GWl和L-GW2都是UE的原始L-GW。-源L-GW:与UE当前连接的⑶(e) NB相关联的L-GW。-目标L-GW与UE很快要切换(HO)到的⑶(e) NB相关联的L-GW。_(针对特定SIPTO会话的)初始切换在对应SIPTO会话依然有效时，UE执行的从原始L-GW到另一 L-GW的第一次切换。_(针对特定SIPTO会话的)第2或更后续的切换在对应SIPTO会话依然有效时，初始切换之后的切换。根据本发明的优选实施例的L-GW具有以下主要功能或其集合-源NATing(网络地址转换)-收费-SIPTO业务处理-执行与相邻或远距离⑶(e)NB处的对应L-GW的转发会话建立过程的能力，例如，简单IP-in-IP隧道传输、源路由等等，与(H) (e) NB的直接隧道传输，以及当需要时与核心P-GW或S-GW的直接隧道传输-使用特定干扰(或经由自己的(H)(e) NB)来干扰MME的能力-如下维护每个UE的表格-入站SIPTO会话的表格:当UE经由特定⑶(e)NB的L-GW发起一个或多个SIPTO会话，且稍后切换到另一 (H) (e) NB时，L-GW跟踪UE当前连接到哪个(H) (e) NB和/或L-GW。当存在穿过L-GW的目的地为UE的SIPTO业务时，执行该跟踪操作。L-GW以例如表格形式维护具有进行中的SIPTO业务的UE和当前与之相连的(H) (e) NB的L-GW的IP地址。如稍后详细描述的，使用来自MME的信令消息来经常更新该表格。如果在预定超时时间内，L-Gff未接收到针对特定UE的任何SIPTO业务，且该UE不再连接到L-GW，则简单地将UE从L-GW的表格中移除。如果(H) (e)NB不支持LIPA/SIPT0，即，不具有与其共处一地的L-GW，其简单地与表格中的CN的P-GW关联。-,屮,站SIPTO会话的表格:当具有一些进行中的SIPTO会话的UE切换到特定⑶(e) NB时，与特定⑶(e) NB相关联的L-GW维护表格，在表格中，其将每个进行中的SIPTO会话与其原始L-GW相对应。L-GW使用该表格来找出如何路由与特定SIPTO会话相关的业务。在转发会话建立过程(例如，IP-in-IP隧道建立等)期间，向新的L-GW传输与进行中的SIPTO会话相关的信息，例如目的地IP地址。在优选实施例的描述中，由MME来实现MMF。这种MME包括以下重要特征 -以表格的形式，MME针对具有进行中的SIPTO会话的每个UE’维护原始L-GW的列表。-当UE执行到目标⑶(e)NB的切换，且MME从目标⑶(e) NB接收到“路径切换请求”，或备选地，从源⑶(e)NB接收到“要求切换”消息时，MME向上述表格中可用的UE的所有原始L-GW发送“修改SIPTO路径请求”。响应于此，原始L-GW发送“修改SIPTO路径响应”。-仅为了收费目的，可以将“与收费相关的信息收集器”单元并入MME中。图4和5示意性地示出了 SIPTO会话的发起和UEl从L-GWl到L-GW2的相应初始切换。在这种过程期间，在MME和L-GW之间发送不同的信令消息。在以下列表中，与对于UE的后续切换和在特定原始L-GW的SIPTO业务端接来说重要的SIPTO结束标记消息和结束标记消息一起，解释最重要的信令消息，如在图6和7中解释的-原始L-GW添加请求当UE通过特定L-GW发起SIPTO会话时，该L-GW向MME发送该消息，请求被添加到UE的原始L-GW的列表中。-原始L-GW添加请求Ack响应于原始L-GW添加请求的来自MME的答复或应答-SIPTO结束标记当特定UE不再与L-GW相连，且不存在穿过L-GW的针对该UE的进行中的SIPTO业务，则L-GW通过发送“SIPTO结束标记”，立刻向MME通知这点，因此将从UE的原始L-GW列表中移除该L-GW。可选地，SIPTO结束标记消息可以包含与SIPTO分组计数相关的信息(用于收费目的)。针对每个UE，在位于MME中的“与收费相关的信息收集器”单元处合计SIPTO分组计数。作为备选选项，可以从L-GW向核心P-GW的PCEF(策略控制执行功能)直接发送与SIPTO分组计数相关的该信息。-(从源L-GW到目标L-GW的)结束标记在第2或更后续的切换发生的情况下，信号通知该消息，且该消息指示从源L-GW到目标L-GW的目的地为特定UE的SIPTO业务的结束。-修改SIPTO路径请求从MME到特定UE的原始L-GW的消息，指示了UE已改变了其与网络的连接点，并从而应当向目标⑶(e)NB转发对应的SIPTO业务。-修改SIPTO路径响应该信令消息用于确认接收到来自MME的“修改SIPTO路径请求”以及成功的“转发会话建立过程”，即在原始L-GW和目标L-GW之间的转发会话建立过程。图8和9以列表分别示出了根据本发明的不同优选实施例的作为切换(handover)或切换(handoff) (HO)过程一部分的L-GW重定位以及与切换过程并行运行的L-GW重定位。图10示意性地示出了用于收费目的的SIPTO结束标记的使用。在该实施例中，SIPTO结束标记用于发送在L-GW内的已发送分组的计数。在图4至7和10中，示出了在MME和L-GW处的信息表格的内容。由符号示出了相应表格和相应实体的关联。必须注意到，本发明已解释的实施例仅参考了 SIPTO业务。然而，本发明及其实施例还适用于LIPA业务。此外，当UE初始时经由不支持SIPTO的(e)NB接收SIPTO业务，且稍后连接到支持SIPTO的(e)NB时，为了能够在P-GW处卸载SIPTO业务，要求对P-GW的以下增强。-用于执行转发会话建立过程的能力，例如简单IP-in-IP隧道传输、源路由等等。-用于区分经过SIPTO的业务和由运营商网络提供服务的业务的能力-对(H)(e)NB的SIPTO能力的提前了解。否则，MME可以具有该了解(S卩，哪个(e)NB支持SIPT0，以及哪个不支持)并使用S11/S5接口向P-GW传输该信息。所发明的解决方案优化了 LIPA/SIPTO业务路由，并支持了服务连续性。相比于现有技术，本发明的优点是有效的业务卸载以及有效的移动性支持。对本文阐述的本发明的很多修改和其他实施例对于受到本发明在前述描述和附图中呈现的教导的教益的本领域技术人员而言是显而易见的。因此，应当理解本发明不限于所公开的具体实施例，且修改和其他实施例预期也被包括在所附权利要求的范围中。尽管本文采用了特定术语，仅以一般性和描述性的方式来使用它们，且他们不作为任何方式的限制。权利要求
1.一种用于在网络中路由业务的方法，其中，该网络包括核心网和支持“本地IP接入/选择IP业务卸载” LIPA/SIPTO的网络，其中，在“用户设备” UE和支持LIPA/SIPTO的网络之间的LIPA/SIPTO业务在本地疏导点处被疏导，以及将由“移动性管理功能"MMF来提供对进行中的被疏导的LIPA/SIPTO业务的移动性支持，以在UE从一个小区切换到另一个小区时实现LIPA/SIPTO业务的连续性， 所述方法的特征在于将由在不同小区的本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务的转发机制来执行LIPA/SIPTO业务的连续性。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，通过IP-in-IP隧道传输或源路由来实现所述转发机制。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，由“本地网关”L-GW来实现每个本地疏导点。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，其中，由“本地‘分组数据网络’PDN网关” LP-GW、“本地网关‘通用分组无线服务’ GPRS支持节点” L-GGSN或“业务卸载功能” TOF来实现本地疏导点或L-GW。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其中，每个本地疏导点或L-GW位于“(归属)(演进)节点B”⑶(e) NB附近，和/或每个本地疏导点或L-GW被分配给⑶(e)NB，或每个本地疏导点或L-GW与(H) (e)NB共处一地。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中，MMF是“移动性管理实体”MME。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的方法，其中，MMF通过维护相关数据，跟踪具有进行中的LIPA/SIPTO业务或会话的UE。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，MMF通过维护相关数据，跟踪UE对应的原始L-GW，UE已从该原始L-GW发起了 LIPA/SIPTO业务或会话。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，至少一个L-GW通过维护相关数据，跟踪具有穿过L-GW的进行中的LIPA/SIPTO业务的UE，和/或跟踪与UE当前连接的(H) (e)NB相关联的L-GWJP /或跟踪与UE当前连接的所述(H) (e)NB。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的方法，其中，L-GW通过维护相关数据，优选地跟踪包括被疏导的LIPA/SIPTO业务在内的每个LIPA/SIPTO会话，跟踪其对应的UE和/或其对应的原始L-GW，对应的UE已从该原始L-GW发起了 LIPA/SIPTO会话。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，MMF和/或L-GW用表格的形式来维护相关数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，优选地通过使用到达/来自MMF的信令消息，来经常更新所述表格。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，如果(H)(e)NB不支持LIPA/SIPTO或未分配有L-GW，(H) (e) NB在表格中与核心网的P-GW相关联。
14.根据权利要求3至13中任一项所述的方法，其中，在建立在本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务的转发机制期间，将与被疏导的LIPA/SIPTO业务或LIPA/SIPTO会话相关的信息传输至目标⑶(e)NB的L-GW或与目标⑶(e)NB相关联的L-GW。
15.根据权利要求3至14中任一项所述的方法，其中，至少一个L-GW通过信令消息向MMF通知特定UE的LIPA/SIPTO业务或一个或多个LIPA/SIPTO会话的结束。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，信令消息是LIPA/SIPTO结束标记信令消息。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述信令消息将用于向与收费相关的信息收集器单元提供LIPA/SIPTO记账信息，该记账信息包括用于收费目的所需的数据。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述数据包括分组计数和/或数据量。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，针对每个UE，将在与收费相关的信息收集器单元处，合计LIPA/SIPTO记账信息。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中，与收费相关的信息收集器单元位于MMF中。
21.根据权利要求3至16中任一项所述的方法，其中，将优选地从L-GW向核心网中的“策略控制执行功能”PCEF直接发送LIPA/SIPTO记账信息。
22.根据权利要求I至21中任一项所述的方法，其中，如果UE初始时经由不支持LIPA/SIPTO的(H) (e) NB接收LIPA/SIPTO业务，且稍后连接到支持LIPA/SIPTO的(H) (e) NB,则使得核心网的P-GW能够在该P-GW处卸载LIPA/SIPTO业务。
23.一种网络，优选地用于执行根据权利要求I至22中任一项所述的在网络中路由业务的方法，其中，该网络包括核心网和支持“本地IP接入/选择IP业务卸载” LIPA/SIPTO的网络，其中，在“用户设备” UE和支持LIPA/SIPTO的网络之间的LIPA/SIPTO业务在本地疏导点处被疏导，以及将由“移动性管理功能”MMF来提供对进行中的被疏导的LIPA/SIPTO业务的移动性支持，以在UE从一个小区切换到另一个小区时实现LIPA/SIPTO业务的连续性， 所述网络的特征在于用于执行LIPA/SIPTO业务的连续性的转发机制，其中，该转发机制在不同小区的本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务。
全文摘要
为了允许即使在UE切换到新小区时也能从核心网有效卸载LIPA/SIPTO业务，本发明要求保护一种用于在网络中路由业务的方法，其中，该网络包括核心网和支持LIPA/SIPTO(本地IP接入/选择IP业务卸载)的网络，其中，在UE(用户设备)和支持LIPA/SIPTO的网络之间的业务(所谓的LIPA/SIPTO业务)在本地疏导点处被疏导，以及将由MMF(移动性管理功能)来提供对进行中的被疏导的LIPA/SIPTO业务的移动性支持，以在UE从一个小区切换到另一个小区时实现LIPA/SIPTO业务的连续性。所述方法的特征在于将由在不同小区的本地疏导点之间提供直接LIPA/SIPTO业务的转发机制来执行LIPA/SIPTO业务的连续性。此外，本发明要求保护一种优选地用于执行上述方法的对应网络。
文档编号H04W8/08GK102763456SQ201180008260
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月7日 优先权日2010年2月5日
发明者塔里克·塔乐伯, 斯蒂芬·施密特 申请人:Nec欧洲有限公司