用于由演进节点b选择移动管理实体的系统、方法和介质的制作方法
【专利摘要】本申请公开了用于由演进节点B选择移动管理实体的系统、方法和介质。用于移动管理实体MME选择的方法包括在基站收发信台BTS处接收来自多个MME中的每个的、包括用于公告每个MME的功能的信息的消息。功能包括每个MME支持的通信会话的至少一种类型。所述方法还包括在所述BTS处接收来自用户装置UE的请求通信会话的消息。请求消息包括指示所述UE请求的会话的类型的会话类型信息。至少一个MME能够服务所请求类型的会话。所述方法还包括通过会话类型信息与能力信息的匹配，从所述多个MME中生成能够服务所请求类型的通信会话的候选MME的列表，以及基于与公告的功能有关的信息来从列表中选择服务的MME。
【专利说明】用于由演进节点B选择移动管理实体的系统、方法和介质
【技术领域】
[0001]本公开一般涉及基于移动管理实体(MME)的能力在例如演进节点B(Evolved NodeB、eNodeB)选择MME以支持各种类型的通信会话的系统、方法和介质。
【背景技术】
[0002]无线网络是使用无线电波来从网络中的一个节点运送信息到网络中的一个或多个接收节点的电信网络。蜂窝电话的特征是使用对地理区域提供无线电覆盖的无线电小区(cell)，多个小区被布置成在较大区域上提供连续的无线电覆盖。有线通信也能用于无线网络的部分中，例如在小区或接入点之间。
[0003]无线通信技术被与许多用户设备结合使用，这些用户设备包括例如卫星通信系统、便携式数字助理(PDA)、膝上型计算机和移动设备(例如蜂窝电话)。这种设备的用户能够获得的一项益处是只要用户处于这种无线通信技术的范围内，就能够连接到网络(例如互联网)的能力。当前无线通信系统使用电路交换和分组交换中的任何一种或其组合，以便向移动设备提供移动数据服务。一般来说，对于基于电路的方法而言，无线数据是通过数据发送者和接受者之间的专用的(且不间断的)连接使用物理交换路径运送的。另一方面，基于分组的方法不将传输资源永久地分配给给定的会话，也不需要在数据的发送者和接受者之间建立和拆除物理连接。总之，在基于分组的方法中，数据流被分成分离的信息段或分组。数据流可以包括多个分组或单个分组。
【发明内容】
[0004]某些实施例公开了一种方法，包括在基站收发信台(BTS)接收来自多个移动管理实体MME中的每个的消息，其中每条所述消息包括用于公告多个MME中的每个能够提供的功能的能力信息，并且其中公告的功能包括所述多个MME中的每个所支持的通信会话的至少一种类型。所述方法还包括在BTS处接收来自用户装置(UE)的、请求通信会话的消息，其中该请求消息包括指示UE请求的用于服务的通信会话的类型的会话类型信息。多个MME中的至少一个能够服务所请求的类型的通信会话。所述方法还包括通过将会话类型信息与关于公告的功能的信息进行匹配，在BTS处从多个MME中生成能够服务用于服务的所请求的类型的通信会话的候选移动管理实体(MME)的列表；以及在BTS处，至少部分基于与公告的功能有关的信息，从候选MME的列表中选择服务的移动管理实体(MME)。在一些实施例中，提供了驻留在非暂态计算机可读介质上的计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括计算机可执行代码，所述计算机可执行代码当被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行上面所述的方法。
[0005]某些实施例公开了一种网络设备，包括存储器，能够存储数据；处理器，被配置为用于使用所述数据以使得网络设备能够接收来自多个移动管理实体(MME)中的每个的消息，其中每条消息包括多个MME中的每个能提供的功能的能力信息，并且其中所述公告的功能包括多个MME中的每个所支持的通信会话的至少一种类型。所述网络设备还被配置为用于使用所述数据以使得网络设备能够接收来自用户装置(UE)的、请求通信会话的消息，其中请求消息包括指示UE请求的用于服务的通信会话的类型的会话类型信息。多个MME中的至少一个能够服务所请求的类型的通信会话。所述网络设备还被配置为用于使用所述数据以使得所述网络设备能够通过将会话类型信息与关于公告的功能的信息进行匹配，从多个MME中生成能够服务用于服务的所请求类型的通信会话的候选移动管理实体(MME)的列表；以及至少部分基于与公告的功能有关的信息，从候选MME列表中选择服务移动管理实体(MME)。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1-2示出了包括依据某些实施例的长期演进(LTE)拓扑的通信网络；
[0007]图3示出了依据某些实施例的核心网络部署模型；
[0008]图4示出了依据某些实施例的选择移动管理实体(MME)的流程图；
[0009]图5示出了依据某些实施例的选择移动管理实体(MME)的呼叫流程图；
[0010]图6示出了表示依据某些实施例的MME支持的特性信息元素(IE)的位图；
[0011]图7示出了依据某些实施例的用户装置的逻辑图；
[0012]图8示出了依据某些实施例的网络设备；以及
[0013]图9示出了依据某些实施例的网络设备的软件架构的逻辑视图。
【具体实施方式】
[0014]所公开的系统、方法和介质示出了除基于移动管理实体(MME)的负载因素之外，还基于移动管理实体(MME)所支持的特性和功能及请求的用户装置所想要的通信会话的类型，从移动管理实体(MME)池中选择MME的机制。具体而言，演进节点B (eNodeB)汇集被公告的MME的特性/功能，并将MME的特性/功能与请求的通信会话的类型进行匹配，以生成能服务请求的用户装置的候选MME列表。
[0015]图1示出了具有依据某些实施例的并行网络的通信系统100。图1包括若干无线电接入技术，比如IxRTT收发器101、高速率分组数据(HRPD)收发器102以及演进高速率分组数据(eHRPD)收发器104，每个收发器都能连接到接入网络106。演进节点B (eNodeB)收发器108是连接到演进的UMTS地面无线电接入网络(E-UTRAN)110的LTE网络无线电网络组件。诸如无线局域网(即，W1-Fi)、WiMAX的其他无线电接入技术或其他任何无线电频谱技术114能够使用一般在112-1示出的收发器，通过宽带接入网络或其他接入网络将用户装置(UE) 132连接到网络。
[0016]接入网络106能够与接入网关116进行通信以实现诸如分组数据服务节点(PDSN),HRPD服务网关(HSGW)及服务网关(SGW)的功能的组合。在操作中，PDSN功能能够与IxRTTIOI —起使用，HSGff功能能够与HRPD102和eHRPD104 —起使用，SGW功能能够与eNodeB108 一起使用。接入网关116能够与能够实现分组数据网络网关(PGW)和本地代理(HA)的锚网关118、以及移动管理实体(MME) 120进行通信。在接入网络侧，锚网关118也能够与提供到WLAN/其他收发器112-1的连接的演进分组数据网关(eTOG) 122进行通信。在分组核心侧，锚网关能够与运营商的IP服务域124、互联网126及IP多媒体子系统(MS)128进行通信。认证、授权和结算(AAA)服务器/归属订阅者服务器(HSS) 130能够与接入网关116、锚网关118或两者进行通信。
[0017]归属订阅者服务器(HSS) 130能够是支持处置呼叫(call)的MS网络实体的主用户数据库。HSS130存储订阅相关的信息(订阅者配置文件)，执行对用户的认证和授权，并且能够提供关于订阅者位置的信息和IP信息。HSS130还维护网关当前正在服务的UE的绑定信息。即使当UE132从网络中分离时，HSS130仍维护绑定信息，直到UE132自己重新附接并更新绑定信息。AAA服务器130能够提供对网络的认证、接入控制和结算。认证能够涉及对订阅者的验证，接入控制能够涉及同意或者拒绝对具体服务的接入，并且能够发生的结算是对订阅者对网络资源的使用的跟踪。诸如归属位置寄存器(HLR)之类的其他服务器能够用于其他实施例中。在某些实施例中，AAA/HSS130能够为了收费，与接入网关116进行通信。
[0018]LTE通信网络包括PDN网关(PGW)118、服务网关(SGW)116、E-UTRAN (演进的UMTS地面无线电接入网络)110和移动管理实体(MME) 120。LTE通信网络的演进的分组核心(EPC)包括MME120、SGW116和PGW118组件。在一些实施例中，一个或多个EPC组件能够如下文所述的在同一网关或主机(chassis)上实现。
[0019]SGffl 16位于用户平面中，其中它从eNodeB108和PGWl 18转发并路由分组，并将分组转发并路由至eNodeB108和PGW118。SGWl 16还用作内部eNodeB (inter-eNodeB)交接和3GPP网络之间的移动性的本地移动性锚点。SGW116对用户数据分组进行路由并转发，同时还在内部eNodeB交接期间用作用于用户平面的移动性锚点、以及用作用于LTE和其他3GPP技术之间的移动性的锚点(终止S4接口并且中继2G/3G系统和PGW118之间的流量)。对于空闲状态的UE132，SGffl 16终止下行链路数据路径，并且在下行数据到达时触发用于UE132的寻呼(paging)。SGW116管理并存储UE内容，例如IP载体(bearer)服务的参数以及网络内部路由信息。SGW116还在合法截取的情况下执行用户流量的复制。
[0020]PGffl 18用作LTE网络和诸如互联网126或者基于SIP的MS网络128 (固定的和移动的)的其他分组数据网络之间的接口。PGW118用作对于3GPP网络内移动性以及3GPP和非3GPP网络之间的移动性的锚点。PGW118用作管理服务质量(QoS)、基于线上/线下流的计费数据生成、深度分组检测和合法截取的策略和计费实施功能(Policy and ChargingEnforcement Function，PCEF)。PGW118通过作为用于UE132的流量的出口和入口点，来为UE132提供到外部分组数据网的连接性。UE可以具有与多于一个PGW的同时连接性以便接入多个分组数据网。PGW118执行策略实施、对于每个用户的分组滤波、计费支持、合法截取以及分组筛选。PGW118还提供用于3GPP和诸如WiMAX和3GPP2标准(CDMA1X和EVD0)的非3GPP技术之间的移动性的锚点。
[0021]MME120驻留在演进的分组核心(EPC)控制平面内并且管理会话状态、认证、寻呼、3GPP2G/3G节点的移动性、漫游和其他载体管理功能。MME120能够是独立的元件，或者与包括SGWl 16、PGffl 18和Release8服务GPRS支持节点(SGSN)在内的其他EPC元件集成。MME120还能够与诸如SGSN和GGSN的2G/3G元件集成。该集成是2G/3G和4G移动网络之间的移动性和会话管理交互工作的关键。
[0022]MME120是LTE接入网络的控制节点。MME120负责包括重新传输在内的UE跟踪和寻呼过程。MME120处置载体激活/失活处理，并且还负责在首次附接和LTE内部交接时为UE132选取SGW116，以及选择合适的PGW (例如PGW118)。MME120还通过与HSS130的交互对用户进行认证。MME120还生成临时身份并将其分配给UE132，并且终止网络接入服务器(NAS)信令。MME120检查UE132登上服务提供商的公共陆地移动网络(Public LandMobile Network, PLMN)的授权，并且实施UE漫游约束。MME120是用于对NAS信令进行加密/完整性保护的网络中的终止点，并且处置安全密钥管理。MME120还支持对信令的合法截取。MME120还提供对于LTE和2G/3G接入网络之间的移动性的控制平面功能，S3接口在来自SGSN (未示出)的MME120处终止。MME120还终止去往归属HSS130的用于漫游UE132的S6a接口。
[0023]通常，演进的节点B (eNodeB)静态地配置有一个或多个移动管理实体(MME)的SI应用部(SlAP)接口的互联网协议(IP)地址。当上电时，eNodeB建立到每个被配置的MME的SlAP接口的SlAP连接。在例如基于国际移动用户识别码(International MobileSubscriber Identity, IMSI)的首次附接过程中，对于特定的MME的选择,eNodeB当前只考虑具有激活的SlAP连接MME的当前负载因素，即，当前MME选择算法只考虑连接的MME的当前负载因素。eNodeB简单地假设MME池中的所有MME都具有相同的能力/功能，并且因此不允许基于用户装置所请求的服务/通信会话类型和MME所支持的服务/通信会话类型选择MME。
[0024]ePDG122负责EPC与诸如WLAN接入网络的固定的不可信的非3GPP接入技术之间的交互工作。eH)G122能够使用IPSec/IKEv2提供到EPC网络的安全接入。可选地，当移动订阅者正在不可信的非3GPP系统中漫游时，eH)G122能够使用代理移动IPv6 (PMIPv6)与PGW118进行交互。eH)G122被用在隧道认证和授权，上行链路中的传输层分组标记，基于经由授权、认证、计费(AAA)基础设施所接收的信息的服务质量(QoS)的策略实施、合法截取以及其它功能中。
[0025]图2示出了依照依据某些实施例的遗留通用移动电信系统(universal mobiletelecommunications systems,UMTS)网络设备的具有并行网络的通信系统200。遗留收发器包括基站收发器信台(BTS) 201和NodeB收发器202。BTS201能够与GSM EDGE无线电接入网络(GERAN) 204进行通信，并且NodeB202能够与UMTS地面无线电接入网络(UTRAN)206进行通信。服务GPRS支持节点(SGSN)能够利用移动管理实体(MME)在网关208上被实现。GERAN204能够通过网关208上的SGSN功能与服务网关(SGW)210或网关GPRS支持节点(GGSN)/PGW212进行通信。UE132能够通过可信WLAN网络接收数据。可信WLAN能够包括接入点(AP) 112-2和WLAN控制器(WLC) 214。
[0026]在一些实施例中，用于平衡整个并行通信网络中的数据负载的有效机制能够在网关上实现，这些网关比如 PGW/HA118、PDSN/HSGW/SGW116、SGSN/MME208、PGW/GGSN212、或SGW210。这些网关能够接入和维护与通信会话、订阅者、无线电载体以及关于通信会话的策略相关的信息。网关可以用于向UE132提供各种服务并且实现分组流上的服务质量(QoS)。这些功能中的若干功能用于提供例如IP语音(VoIP)路由和增强服务(比如增强的计费)、状态防火墙、流量性能优化(TPO)。通信网络还允许配设诸如VoIP、流视频、流音乐、多用户游戏、基于位置的服务和被递送至移动节点的各种应用的应用。驻留在网关内的能够是一个或多个网络处理单元、线路卡以及分组和语音处理卡。
[0027]图3示出了依据某些实施例的核心网络部署模型300。移动网络运营商(MNO)向订阅者提供不同类型的服务，比如低优先级服务301 (例如能够容忍延迟的服务)、高优先级服务303 (例如需要低延迟的服务)以及被提供来满足监管要求的服务。高优先级服务303主要涉及人类订阅者运行低延迟容忍度的应用(例如IP多媒体子系统(MS)应用，包括流视频)，并且经常要求或需要具有低控制和数据路径延迟的高度可用的电信级(carriergrade)核心网络307。另一方面，低优先级服务301主要涉及多种机器类型的订阅者(例如智能电力/气体仪表)运行能忍受延迟的应用，并且经常要求高度可扩展的网络，比如基于云的核心网络305。
[0028]诸如紧急服务和公共安全网络服务之类的被提供来满足监管要求的服务也需要具有低控制/数据路径延迟的高度可用的电信级核心网络。例如，第三代合作伙伴项目(Third Generation Partnership Project, 3GPP)已经提高了各种特性，比如在基本架构第8版(3GPP Re 1-8架构、亦称4G LTE网络架构)之上支持紧急会话。
[0029]移动网络运营商(MNO)寻找使可用的网络资源和计算资源最优化的方式。一种类型的核心网络不适合可以由MNO提供的所有类型的服务。电信级核心网络307提供例如高度可用的低延迟服务，并需要承诺大量的网络资源和计算资源。因此，如果电信级核心网络307被例如eNodeB108选择来响应低优先级服务301的请求，那么电信级核心网络307将产生非常低的有关资源分配的效率。另一方面，基于云的核心网络305(例如移动虚拟网络运营商(MVNO))提供高度可扩展的网络，并且需要在网络资源和计算资源的分配中渐增。因此，如果基于云的核心网络305被用来响应高优先级服务303的请求将会导致用户不满意。
[0030]如用于“电信级核心网络”中的术语“电信级”指的是提供非常高的可用性(例如，99.999%)和性能的能力。诸如电信级核心网络307的电信级核心网络通过采用电信级网络元件(例如具有冗余组件/部件的专用的容错计算/处理资源)和电信级软件应用(例如为专用目的配置的行业验证的软件基础、强大的中间件和软件程序的组合)来实现这种高度可用性。高性能可以通过使用例如多核软件优化分组处理来实现。如用于“基于云的核心网络”中的术语“基于云”指的是接入不被任何特定的目的/任务专用的多个通用计算资源的联合力量的能力。尽管电信级核心网络的计算设备和软件资源是特定的任务(高可用性、高性能)所专用的，这些设备和资源的容量不能被轻易地扩充(有限的可扩展性)——例如，容量扩充需要采购硬件/软件设备/工具、集成、测试、调试和增加维护。另一方面，越宽松地耦合、拥有和/或操作，基于云的核心网络的计算设备和软件资源就越多(更好的可扩展性)，但是它们经常被不同的目的/任务在同一时刻共享(不能保证可用性或性能的级别)。
[0031]图4示出了依据某些实施例的选择移动管理实体(MME)的流程图400。在401，接收来自一个或多个移动管理实体(MME)的、包括能力信息的消息。在一些实施例中，这些消息在演进节点B (eNodeB)，如eNodeB108处接收。在一些实施例中，被称为“MME支持特征”的新SI应用部分(SlAP)信息元素(IE)被MME用于指示或者公告MME支持各种类型的UE会话的能力。在一些实施例中，新IE包含具有与MME所支持的通信会话类型相对应的位阵列的位图(bitmap)。例如，特定的位被置为I来指示与该位对应的会话类型被MME支持。新IE能够被可选地包括在由SlAP接口支持的一个或多个消息中，这些消息例如“SI设置响应”和“MME配置更新”。如果MME没有提供新IE，那么接收实体(例如eNodeB)就假定对应的MME支持所有类型的UE会话。
[0032]在403，来自UE (例如UE132)的、包括指示了 UE想要的通信会话的类型的信息(会话类型信息)的一个或多个消息在例如eNodeB处被接收。在一些实施例中，会话类型信息被包括在来自UE的“RRC连接请求”消息中的“建立缘由”中。eNodeB能够从RRC连接请求的建立缘由中推导出会话类型信息，并且将所请求的UE会话分类为:例如紧急会话、高优先级接入会话、容忍延迟的会话等等。表1示出了所列举的建立缘由的元素的列表。该列表还能够在3GPP TS36.331章节6.2.2中找到。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 在基站收发信台BTS处接收来自多个移动管理实体MME中的每个的消息，其中每条所述消息包括用于公告多个MME中的每个能够提供的功能的能力信息，并且其中公告的功能包括所述多个MME中的每个所支持的通信会话的至少一种类型； 在所述BTS处接收来自用户装置UE的、请求通信会话的消息，其中请求消息包括指示所述UE请求的用于服务的通信会话的类型的会话类型信息，并且其中所述多个MME中的至少一个能够服务所请求的类型的通信会话； 通过将所述会话类型信息与关于所述公告的功能的信息进行匹配，在所述BTS处从所述多个MME中生成能够服务用于所述服务的所述所请求的类型的通信会话的候选移动管理实体MME的列表；以及 在所述BTS处，至少部分基于与所述公告的功能有关的所述信息，从候选MME的列表中选择服务的移动管理实体MME。
2.如权利要求1所述的方法，还包括建立所述UE与所选的服务的MME之间的所述所请求类型的通信会话，其中所述选择包括基于与所述公告的功能有关的所述信息的组合以及独立于所述候选MME的所述公告的功能的至少一个因素的选择。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述独立于所述候选MME的所述公告的功能的至少一个因素包括负 载因素。
4.如权利要求1所述的方法，其中来自所述多个MME中的每个的所述消息包括SI应用部分SlAP接口所支持的消息，所述能力信息包括SlAP信息元素IE。
5.如权利要求4所述的方法，其中SlAPIE包括MME支持特征信息元素IE。
6.如权利要求5所述的方法，其中MME支持特征IE包括具有位阵列的位图，其中位阵列中的每个位对应于MME能够支持的通信会话的不同类型。
7.如权利要求4所述的方法，其中SlAP接口所支持的所述消息包括以下各项中的一项:si设置响应消息或者MME配置更新消息。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述会话类型信息包括RRC连接请求中包括的建立缘由的元素。
9.如权利要求8所述的方法，还包括:在所述BTS处，从所述建立缘由的元素中推导出所请求的通信会话的类型。
10.如权利要求1所述的方法，其中由所述多个MME中的每个支持的通信会话的至少一种类型以及所述UE请求的通信会话的类型包括:紧急会话、相对高优先级的接入会话、和相对低优先级的容忍延迟的接入会话。
11.一种网络设备，包括: 能够存储数据的存储器；以及 处理器，被配置为用于使用所述数据以使得所述网络设备能够: 接收来自多个移动管理实体MME中的每个的消息，其中每条消息包括用于公告多个MME中的每个能够提供的功能的能力信息，并且其中公告的功能包括所述多个MME中的每个所支持的通信会话的至少一种类型； 接收来自用户装置UE的、请求通信会话的消息，其中请求消息包括指示所述UE请求的用于服务的通信会话的类型的会话类型信息，并且其中所述多个MME中的至少一个能够服务所请求的类型的通信会话； 通过将所述会话类型信息与关于所述公告的功能的信息进行匹配，从所述多个MME中生成能够服务用于所述服务的所述所请求类型的通信会话的候选移动管理实体MME的列表；以及 至少部分基于与所述公告的功能有关的所述信息，从候选MME的列表中选择服务的移动管理实体MME。
12.如权利要求11所述的网络设备，其中所述选择包括基于与所述公告的功能有关的所述信息的组合以及独立于所述候选MME的所述公告的功能的至少一个因素的选择。
13.如权利要求12所述的网络设备，其中所述独立于所述候选MME的所述公告的功能的至少一个因素包括负载因素。
14.如权利要求11所述的网络设备，其中所述网络设备包括基站收发信台BTS。
15.如权利要求11所述的网络设备，其中所述网络设备包括演进节点B，即eNodeB。
16.如权利要求11所述的网络设备，其中所述处理器还被配置为用于使用所述数据以使得所述网络设备能够建立所述UE与所选的服务MME之间的所述所请求类型的通信会话，并且其中来自所述多个MME中的每个的所述消息包括SI应用部分SlAP接口所支持的消息，所述能力信息包括SlAP信息元素IE。
17.如权利要求16所述的网络设备，其中SlAPIE包括MME支持特征信息元素IE。
18.如权利要求17所述的网络设备，其中MME支持特征IE包括具有位的阵列位图，其中位阵列中的每个位对应于MME能够支持的通信会话的不同类型。
19.如权利要求11所述的网络`设备，其中所述会话类型信息包括RRC连接请求中包括的建立缘由的元素。
20.一种驻留在非暂态计算机可读介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行代码，该计算机可执行代码当被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行一种方法，该方法包括: 在基站收发信台BTS处接收来自多个移动管理实体MME中的每个的消息，其中每条消息包括用于公告多个MME中的每个能够提供的功能的能力信息，并且其中公告的功能包括所述多个MME中的每个所支持的通信会话的至少一种类型； 在所述BTS处接收来自用户装置UE的、请求通信会话的消息，其中请求消息包括指示所述UE请求的用于服务的通信会话的类型的会话类型信息，并且其中所述多个MME中的至少一个能够服务所请求类型的通信会话； 通过将所述会话类型信息与关于所述公告的功能的所述信息进行匹配，在所述BTS处从所述多个MME中生成能够服务用于所述服务的所述所请求类型的通信会话的候选移动管理实体MME的列表； 在所述BTS处，至少部分基于与所述公告的功能有关的所述信息，从候选MME的列表中选择服务的移动管理实体MME。
【文档编号】H04W88/12GK103889004SQ201310704783
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】尼拉夫·萨洛特, 亚尼斯·多德-诺伯勒, 拉维·刚图帕利 申请人:思科技术公司