管理长期演进技术/演进分组核心网络中的分组数据网络连接的机构的制作方法

本发明的领域涉及电子通信，更具体地说，涉及由分组交换网络支持、并且通过RF远程通信接入网络从移动终端可访问的服务的连续性的管理的领域。

背景技术：

在由3GPP（“第三代合作伙伴计划”）标准化的LTE/EPC（“长期演进技术/演进分组核心”）网络中，通过被建立在移动终端和定锚网关之间的、被称为PDN（“分组数据网络”）连接的连接来承载分组通信会话，定锚网关也被称作“PDN网关”，或简称P-GW。

接着，PDN连接由连接来简单表示。

定锚网关位于RF电信运营商的接入、连接和传输网络（也称作移动网络，移动终端与之关联）与分组交换网络之间的边界上，分组交换网络由3GPP标准中的名称PDN表示，利用其建立通信会话。这个PDN可以是全球因特网，或可以限制为一个运营商和/或精确类型的应用。PDN的接入点由名称APN（“接入点名称”）表示。被称作MME（“移动管理实体”）的一个集中式管理装置作为包含移动终端所利用的APN的标准的函数来选择定锚网关，并且向移动终端传递关于默认载体的一条消息，该默认载体允许它通过使用所选择的定锚网关来建立连接。

3GPP标准TS23.401V10.2.1提供（部分4.3.15）一种机制，用于选择最靠近基站的LTE/EPC网络的定锚网关，移动终端与该基站本身具有关联。当这个网关跟随条件的变化（诸如导致对于这个终端的基站的改变的移动）变得不是最适宜时，相同的标准提供（部分5.10.3）涉及终端的断开连接以及然后再次连接的另一种机制，其效果是分配另一个更为适合的网关。

根据现有技术包含这两种机制的过程通过参考图1中的元件而给出。

在移动之前的时刻M1，为了朝向分组交换网络PDN的接入点APN开放通信会话，移动终端U已经建立了到先前由配对{U;APN}的一个管理装置M所选择的定锚网关P-GW1的连接P-CN1。

更确切地，管理装置M向移动终端U分配至定锚网关的默认载体，并且这个默认载体的标识符用于唯一标识随后建立的连接。

在接在移动之后的时刻M2，依靠传统的移动转移过程（“移动切换”），终端U已经改变了关联基站，但是保持着相同的连接P-CN1。连接P-CN1不再经过基站eNB1，而是经过eNB2。在LTE/EPC网络中，基站允许移动终端经由服务网关（图中未示出）连接到所有定锚网关。

管理装置M对于终端U的新位置，即对于基站eNB2，检测定锚网关P-GW1没有P-GW2合适，并且因此对于配对{U;APN}分配P-GW2作为新的定锚网关。然后管理装置M命令终端U释放连接P-CN1，并然后请求建立新的连接P-CN2，这将利用P-GW2自动进行。

在未示出的变体中，在没有对于终端U的移动的情况下，例如如果网络的条件的改变带来P-GW1上的通信量过载，管理装置M也可决定分配P-GW2作为配对{U;APN}的新网关。管理装置M然后命令终端U释放连接P-CN1，然后请求建立新的连接P-CN2，这将利用P-GW2自动进行。

可以看出，根据现有技术，两个连接P-CN1和P-CN2不能共存。

也可以理解，根据现有技术的过程在断开连接后必须紧接着重新连接。断开连接中断了进行中的通信会话，并且由于重新连接涉及通过网关将新地址（以IP“因特网协议”地址的形式和/或以所述地址的新前缀的形式）分配给移动终端，所以会话必须重新初始化。因此在服务的连续性上存在中断。

专利申请WO2011.025422教导了在条件的改变（诸如已经建立了由旧的载体所承载的连接的终端的移动）之后，预先建立试图代替旧的载体的新的载体。新的载体的预先识别具有加速终端和新的定锚网关之间的新连接的激活的优点，但是不能阻止由旧的连接承载的进行中的会话的中断，并且因此不能防止服务的连续性的中断。

需要一种允许完全避免通信会话的连续性的这种中断的方案。

技术实现要素：

本发明通过一种用于管理至少一个连接的方法改善所述情况，连接建立在移动终端以及位于移动网络和分组交换网络之间的定锚网关之间，并且能够承载到分组交换网络的至少一个通信会话，其特征在于该方法包括如下步骤：

-从能够管理所述至少一个连接的一个装置接收管理消息，所述消息包括与移动终端的连接的状态改变相关的至少一条信息、以及与该连接相关的标识符，

-通过至少基于所接收的信息分析所述至少一个进行中的连接，来确定对于新连接的需求，

-当确定存在对于新连接的需求时，作为分析的函数，触发对于建立移动终端和新的定锚网关之间的新连接的请求的传送。

在根据本发明用于管理至少一个连接的方法中，接收管理消息的步骤通知移动终端利用定锚网关的连接已经改变状态，并且因此它已经变为或者它不再是最适合网络条件的一个。这使得可能允许移动终端本身启动由状态的这种改变造成的可能必须行动，而不是以集中方式将这些行动强加于终端。

根据本发明，分析进行中的连接的步骤例如使用在接收到管理消息之后更新的表，考虑关于移动终端上进行中的每个连接的信息，诸如其状态、由该连接可能承载的会话的数量和类型。还考虑终端例如具有其用户给出的可能指令的其他信息。所有该信息的分析确定对于移动终端的新的连接的需求。

与现有技术相反，根据本发明，在进行中的连接的分析之后触发对于建立新连接的请求的传送，而与后面接着重新连接命令的断开连接命令无关。因此，终端能够在所述连接承载的通信会话终止的时间，保持管理消息所涉及的连接有效（如果它如此希望），并且能够避免扰乱或丢失与通信会话关联的数据流。

能够理解，通过本发明，终端而不是网络上的一个管理装置决定新连接的建立。

根据本发明的一个方面，用于管理至少一个连接的方法的特征在于连接的状态从包含至少如下值的组中取值：

-“过时的”，

-“优选的”。

向移动终端使用的每个连接分配两个可能状态值之一，在这种情况下“过时的”或“优选的”，允许终端以过时的连接为代价支持优选的连接。因此，如果优选的连接存在，则移动终端能够决定建立一个连接，并且能够决定释放过时的连接。

在本发明的优选实施例中，仅仅使用两个连接状态值“过时的”和“优选的”，并且当对于给定配对{终端;APN}的多个同时连接存在于移动终端上时，只有单个连接能够是“优选的”状态。

在一个有益变体中，多于两个可能状态值可以被用来表示“过时的”和“优选的”之间的多个值的等级中的几个优选程度。

在另一个有益变体中，多于一个连接能够处于“优选的”状态。

根据本发明的另一个方面，用于管理至少一个连接的方法的特征在于当没有连接处于“优选的”状态时、触发对于建立新连接的请求的传送的步骤。

本发明的这个方面的优点是如果没有已经处于“优选的”状态的连接，则授权建立新连接。这允许对于新的通信量使用最佳定锚网关。

根据本发明的另一个方面，用于管理至少一个连接的方法的特征在于对于建立新连接的请求的传送的步骤通过根据其需要新的通信会话的指示的获得而被触发。

本发明的这个方面的优点是只有当所述连接是必需时才建立到第二定锚网关的新连接以便承载新的通信会话。这避免了连接的不必要的移动，只要使得其承载至少一个通信会话的需求未被识别。根据其出现需求的指示可以经由用户已经装入移动终端的应用程序来自用户自身。

根据本发明的另一方面，用于管理至少一个连接的方法的特征在于该方法包括当该连接不再承载任何通信会话时，作为分析的函数而触发的释放连接的步骤。

仅仅一个处于“过时的”状态的连接能够是根据本发明的这个方面的释放的对象，并且该分析确定该连接是否处于“过时的”状态，并且是否没有其他对于释放的障碍存在。除了结束使用不再是最适合传输来自移动终端的数据流的定锚网关的优点之外，本发明这个方面的主要优点是确保服务的连续性。原因是所述连接没有如现有技术中依据来自网络的断开连接命令而释放，并且该连接承载的通信会话没有突然地中断。所述连接仅仅在该连接承载的通信会话自然结束之后被释放。

根据一个变体，即使保持着进行中的一个或多个通信会话，如果它们不传送任何有用数据流，则释放该连接。

根据本发明的另一个方面，用于管理至少一个连接的方法的特征在于该方法包括当已达到使用连接的预定时间时，作为分析的函数触发连接的释放的步骤，该时间在管理消息中被接收。

本发明这个方面的优点是避免保持连接超过某一时限，因为这可能延迟不再是最适合传输来自移动终端的数据流的定锚网关的使用。作为示例，等待该连接所承载的所有通信会话自然终止可能是不切实际的，或者因为定锚网关已经达到它的最大能力或者因为对于该定锚网关计划维护操作，需要将其上的负载转移到其他定锚网关。通过管理消息，在诸如这些的情况下，例如在该连接被网络切断之前或者在定锚网关不再服务之前，可能提前向移动终端指示对于该连接还剩余多长时间。可以想象，在紧急情况下，该时间为零值，从而指示该连接的释放必须立刻进行。

在一个有益变体中，连接的释放可能出现在两个最终期限的第一个：

-在上述时间的期满，

-在根据该连接上观测的有用数据通信量的停止测量的另一时间的期满，这两个时间的至少一个在管理消息中传送。

本发明还涉及一种用于将状态分配给移动终端以及位于移动网络和分组交换网络之间的定锚网关之间的连接的方法，该连接能够承载由能够管理该连接的一个装置实现的、至分组交换网络的至少一个通信会话，其特征在于该方法包括如下步骤：

-作为至少一个预定标准的函数，决定关于该连接的状态的改变的步骤，

-传送包含至少一条与该决定的状态的改变相关的信息、以及与该连接相关的标识符的管理消息的步骤。

根据这个方法，在总体上影响网络的条件的改变之后，能够管理对于移动终端的连接的网络上的一个装置尽快地向终端通知有关连接的改变，以及特别由这个连接直到那时用完了的定锚网关。这与现有技术相反，除了断开连接/重新连接机制，其中移动终端从未被通知。这允许移动终端触发连接建立和/或释放动作，同时确保服务的连续性。依靠关于状态的改变的决定以及依靠由这个方法传送的关联管理消息，由先前的方法采取的这些动作成为可能。如果在试图接收消息的移动终端上存在多于一个连接，则连接标识符允许所述移动终端来确定哪个连接是该消息所涉及的。

能够用在决定关于该连接的状态的改变的步骤中的预定标准的列表包括至少如下标准：

-移动终端的位置，

-该连接上开放的会话的类型，

-使用的APN，

-定锚网关的负载状态，

-另一个网关的负载状态。

这些标准使得可能基于可能对于网络的总体性能具有影响的所有条件以及特别的定锚网关进行决定。或者是因为移动终端的移动，或者是因为其他原因而不必然存在移动终端的地理移动，诸如当希望将通信量的一部分转移到一个或多个其他定锚网关，定锚网关的改变是必须的。

根据本发明的一个方面，用于将状态分配到连接的方法的特征在于管理消息又包括与该连接的使用的预定时间相关的至少一条信息。

本发明的这个方面的优点是能够向移动终端指示时限，超过该时限则没有必要保持指定的连接，冒延迟使用不再是最适合传输来自移动终端的数据流的定锚网关的危险。

本发明还涉及用于管理至少一个连接的设备，连接建立在移动终端以及位于移动网络和分组交换网络之间的定锚网关之间，并且能够承载到分组交换网络的至少一个通信会话，其特征在于该设备包括如下部件：

-从能够管理所述至少一个连接的一个装置接收管理消息，所述消息包括与移动终端的连接的状态的改变有关的一条信息、和与该连接有关的标识符，

-通过至少基于该接收的信息分析进行中的所述至少一个连接，确定对于新连接的需求，

-作为分析的函数，传送对于建立移动终端和新的定锚网关之间的新连接的请求，当确定存在对于新连接的需求时，这些部件能够被实现。

本发明还涉及一种用于将状态分配给移动终端以及位于移动网络和分组交换网络之间的定锚网关之间的连接的设备，该连接能够承载由能够管理该连接的一个装置实现的、至分组交换网络的至少一个通信会话，其特征在于该设备包括如下部件：

-作为至少一个预定标准的函数，决定有关该连接的状态的改变，

-传送包括与决定的状态的改变有关的至少一条信息、以及与该连接有关的标识符的管理消息。

该本发明还涉及一种能够建立至位于移动网络和分组交换网络之间的至少一个定锚网关的至少一个连接的移动终端，其特征在于该移动终端包括用于管理至少一个连接的设备。

本发明还涉及能够管理至少一个移动终端以及位于移动网络和分组交换网络之间的至少一个定锚网关之间的至少一个连接的一个装置，其特征在于该装置包括用于将状态分配给连接的设备。

本发明同样地涉及一种用于管理至少一个连接以及用于将状态分配给连接的系统，能够建立并管理移动终端以及位于移动网络和分组交换网络之间的定锚网关之间的至少一个连接，其特征在于它包括用于管理至少一个连接的至少一个设备、以及用于将状态分配给连接的至少一个设备。

本发明还涉及一种计算机程序，其特征在于它包括当所述程序由处理器执行时、用于实现管理至少一个连接的方法的指令。

最后，本发明涉及一种计算机程序，其特征在于它包括当所述程序被处理器执行时、用于实现将状态分配给连接的方法的指令。

存储在计算机可读介质上的这些程序能够利用任何编程语言，并且能够是源代码、目标代码、或源代码和目标代码之间的中间代码的形式，诸如部分编译的形式，或任何其他希望的形式。

附图说明

通过阅读由简单说明性的和非限制性示例以及所附附图给出的本发明的特定实施例的如下描述，本发明的其他优点和特性将会变得更加清楚，其中：

-图1，之前已经介绍的，示出了根据现有技术用于改变定锚网关到移动终端的分配的过程，允许支持移动终端和分组交换网络之间的连接，

-图2示出了根据本发明的特定实施例用于管理至少一个连接和用于将状态分配给连接的方法的实现的示例，

-图3示出了根据本发明用于管理至少一个连接的方法的实现的特定示例，

-图4示出了根据本发明用于将状态分配给连接的方法的实现的特定示例，

-图5示出了实现根据本发明用于管理至少一个连接的方法的移动终端的结构，

-图6示出了根据本发明实现将状态分配给连接的方法的能够管理连接的一个装置的结构。

具体实施方式

在说明的剩余部分中，考虑应用于LTE/EPC网络的基于3GPP标准的网络，但是本发明可潜在地应用于任何类型的网络，包括那些基于未来的或早期的标准（诸如应用于UMTS网络的标准）的网络。

现在参考图2介绍根据本发明的特定实施例的用于管理至少一个连接以及用于将状态分配给连接的方法的实现的示例。来自现有技术的一些元件参考图1被再使用。接着，将参考图3和图4更为详细地介绍这些方法。

在移动之前的时刻M1，为了朝向分组交换网络PDN的接入点APN开放通信会话，移动终端UE将请求传输给一个管理装置MME以便建立到之前已经针对配对{UE;APN}由管理装置MME选择的定锚网关P-GW1的连接P-CN1。由于管理装置MME已经将状态值“优选的”分配给这个连接P-CN1，所以终端UE在时刻M1’更新连接的表T。

在接在终端UE的移动之后的时刻M2，关联基站已经改变。连接P-CN1不再经过基站eNB1，而是经过eNB2。

在时刻M2’，管理装置MME对于UE的新的位置，也即对于基站eNB2，检测与另一个定锚网关P-GW2相比定锚网关P-GW1较为不适合。管理设备MME因此选择P-GW2作为配对{UE;APN}的新的定锚网关，并将包含P-CN1的新状态值“过时的”以及与P-CN1有关的标识符Id-P-CN1的管理消息传输给UE。管理设备MME不命令UE释放连接P-CN1，或请求建立新连接。

在时刻M2’’，在接收到管理消息时，UE利用在管理消息中接收的信息更新连接的表T。UE不开放P-CN1上的新会话，因为它的状态是“过时的”。

在时刻M3b，一旦由P-CN1承载的进行中的所有会话已经自然终止，则终端UE释放P-CN1，并从连接的表T移除P-CN1。

终端UE建立新连接P-CN2，其是利用P-GW2自动进行的，但是仅仅从对于新通信会话的需求出现的时刻M3a开始，例如接在对终端UE上的用户的一部分的动作之后。这个新连接P-CN2接收“优选的”作为状态值，并且在时刻M3a’被加到连接的表。

如果，由于任何原因，不存在其他连接，则即使在“过时的”状态，也可设想不等待对于新的会话的需求以便建立新的连接P-CN2，从而永久地具有终端UE上的可用连接。

在未说明的变体中，在不存在对于UE的移动时，例如如果网络的条件的改变致使P-GW1上的通信量过载，管理装置MME也可决定分配P-GW2作为配对{UE;APN}的新的网关。管理装置MME将包括P-CN1的新的状态值“过时的”和与P-CN1有关的标识符Id-P-CN1的管理消息传输给UE，P-CN1如之前触发由UE发起的相同动作。

时刻M3a和M3b的按照年代的顺序是随机的，并且因此可以看出，根据本发明，两个连接P-CN1和P-CN2能够共存，或者以“过时的”状态或者以“优选的”状态。这使得不突然地切断进行中的通信会话并且保证服务的连续性成为可能。

现在参考图3描述根据本发明用于管理至少一个连接的方法的实现的特定示例。这种方法能够由用于管理至少一个连接的设备来实现。有益地，该设备能够集成在移动终端内。

步骤E1接收包含与连接P-CN1的状态的改变相关的一条信息、与该连接相关的标识符Id-P-CN1、以及如果需要连接P-CN1的使用的时间。这使得能够更新连接的表T，其对于每个条目包含：

-连接标识符，

-所述连接的状态，

-它承载的会话的列表，和

-如果需要，其使用的时间。

步骤E2分析刚刚已经被更新的表，并且如果需要，诸如由用户P选定的参数的其他局部参数，以便确定连接上将要采取的行动。

如果在步骤E1中执行的更新与P-CN1从“优选的”状态改变到“过时的”状态相关，并且如果局部参数没有阻止它，则并行触发两个步骤E3和E4。P-CN1改变到“过时的”状态意味着在表T中不再存在处于“优选的”状态的连接，因为在这个实施例中只不过一个连接可以处于“优选的”状态。

能够阻止如下步骤被触发的局部参数是例如用户P为了永久使用连接P-CN1以便承载他的通信会话而选定的优先选择，只要网络如此允许，也就是说，如果在管理消息中没有指示使用的时间。

如果在步骤E1中执行的更新与连接从“过时的”状态改变到“优选的”状态相关，则两个步骤E3和E4都不被触发。连接P-CN1改变到“优选的”状态意味着它已成为了表T中处于“优选的”状态的唯一连接，因为在这个实施例中只不过一个连接可以处于“优选的”状态。因此任何新的通信会话将由P-CN1来承载，而不需要预先建立新连接。

例如，当在使得其离开基站所服务的区域的移动终端的第一移动之后，连接P-CN1的状态的值已经变成“过时的”，然后在连接P-CN1已经被释放之前，在使得移动终端返回到最初区域的第二移动之后，连接P-CN1再次采用了它的“优选的”状态，可能出现这种情况。

根据之前已知的机制，诸如由3GPP标准TS23.401v10.2.1提供的机制，步骤E3传输建立新连接P-CN2的请求。一旦连接P-CN2已经被建立，利用与P-CN1使用的定锚网关不同的定锚网关，新的条目被加入表T，具有在第一字段中的P-CN2的标识符Id-P-CN2以及在第二字段中的P-CN2的状态“优选的”。当P-CN2承载的会话开放和关闭时，包含会话的列表的第三字段被更新。包含使用的时间的第四字段保持空白。

在一个有益变体中，仅仅从新的通信会话必须开放的时刻起，例如由移动终端的用户P发起，在步骤E2之后触发步骤E3。

例如通过检查表T中包含由P-CN1承载的会话的列表的字段，步骤E4分析在已经成为“过时的”的连接P-CN1的时间当中的发展。从不再有P-CN1承载的会话的时刻，步骤E5被触发。可以看出，在步骤E4和E5之间，等待会话或多个会话的自然结束，并且可能经过了某一时间段。

在步骤E4，如果为使用的时间提供的P-CN1的字段不是空白，则当这个时间流逝时，触发步骤E5，即使P-CN1仍然承载一个或多个会话。

步骤E5释放连接P-CN1并去除表T中的相应条目。

现在参考图4描述根据本发明的用于将状态分配给连接的方法的实现的特定示例。这种方法可由用于将状态分配给连接的设备来实现。有益地，这个设备可以集成在用于集中式管理连接的一个装置中，诸如一个管理装置MME中。

步骤F1确定由连接P-CN1对其进行使用的定锚网关P-GW1的合适性是否已经改变。为此，必须考虑各种预定标准，诸如移动终端UE的位置、P-CN1承载的会话的类型、利用其开放会话的分组交换网络PDN的接入点APN的类型、P-GW1以及其他已知定锚网关的负载状态、定锚网关或网络的其他装置的维护时间表。

在第一种情况下，如果检测到存在比与P-CN1关联的定锚网关P-GW1相比更适合配对{UE;APN}的定锚网关P-GW2，则步骤F1采取决定来将连接P-CN1的状态从“优选的”改变为“过时的”，。

在第二种情况下，如果检测到不存在比与P-CN1关联的定锚网关P-GW1相比更适合配对{UE;APN}的定锚网关P-GW2以及如果P-CN1先前是处于“过时的”状态，则步骤F1采取决定来将连接P-CN1的状态从“过时的”改变为“优选的”。

这两种情况触发步骤F2，其传送包含P-CN1的新的状态以及P-CN1的标识符Id-P-CN1的消息。

在第一种情况下，其中新的状态是“过时的”，由步骤F2传送的消息同样地可能包括P-CN1的使用的时间，指示在这个时间期满时必须释放连接P-CN1。如果这个时间被包括并且它等于0，则这指示一旦接收到消息，则必须释放该连接。

参考图5，现在将介绍根据本发明的移动终端UE的结构。

根据本发明的一个方面，这个移动终端UE包括用于管理至少一个连接的设备100。根据本发明的管理设备100包括能够从一个管理装置MME接收管理消息的接收模块110。消息中的数据由装配有微处理器的处理单元120处理，该处理单元120能够实现构成之前已经描述的本发明的部件，尤其是用于分析进行中的连接的部件，包括用于查阅并更新在数据库160中包含的连接的表的部件、以及用于释放连接的部件。

此外，根据本发明的管理设备100包括存储实现该管理方法的步骤的计算机程序130的存储器140。此外，根据本发明的管理设备100包括能够传送对于建立新连接的请求的传送模块150。

一旦初始化，例如，计算机程序130的代码指令在被处理单元120的处理器执行之前被装载到存储器RAM中。

参考图6，现在介绍根据本发明的能够管理连接的一个管理装置MME的结构。

根据本发明的一个方面，该装置MME包括用于将状态分配给连接的设备200。根据本发明的分配设备200包括能够将管理消息传送到移动终端的传送模块210。消息中的数据由装配有微处理器的处理单元220来准备，处理单元220能够实现之前已经描述的构成本发明的部件，特别地用于决定连接的状态的改变的部件，包括用于查询和更新在数据库260中包含的连接的表的部件、和用于传送管理消息的部件。

此外，根据本发明的分配设备200包括存储实现分配方法的步骤的计算机程序230的存储器240。

一旦初始化，例如，计算机程序230的代码指令在由处理单元220的处理器执行之前被装载到存储器RAM中。

刚刚已经介绍的本发明的示例性实施例仅仅是构想实施例之一，这些构想实施例示出了本发明允许通过连接的更好管理而保证的服务的连续性。例如，其他实施例将使用用于连接的多于两个状态值，或者例如将允许多于一个的“优选的”状态的连接在移动终端上共存。

这些实施例不限于应用于移动网络，并且也能够应用于从陆上线路终端到分组交换网络的连接的管理。