用于非接入层信令的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及通信网络，并且具体地说，涉及通信网络中的非接入层NAS信令。
【背景技术】
[0002]基于第三代合作伙伴项目3GPP发布的长期演进LTE规范的无线通信网络使用包括“演进分组核心”或EPC和“演进UMTS地面无线电接入网络”或E-UTRAN的“演进分组系统”或EPS。有兴趣的读者可参阅技术规范3GPP TS 23.002以了解EPC的体系结构概述，并且可参阅3GPP TS 23.401以了解关于E-UTRAN接入的EPC体系结构细节。此外，3GPP TS36.300提供用于E-UTRAN的实质细节。
[0003]为便于理解本讨论，注意到E-UTRAN包括称为增强NodeB，也称为eNB或eNodeB的基站便足够了。eNB提供朝向在网络中操作的用户设备UE的E-UTRA用户平面和控制平面协议终止。eNB通过“X2”接口相互互连，并且通过“SI”接口与EPC互连。更具体地说，eNB借助于Sl-MME接口互连到EPC中的移动性管理实体或MME，并且借助于Sl-U接口互连到EPC中的服务网关或S-GW。SI接口支持在给定eNB与EPC内相应SGW和MME之间的多对多关系。
[0004]EPC中的MME作为控制节点操作，并且在该角色中，它处理在UE与EPC之间的信令。MME的主要功能与经非接入层NAS协议处理的连接管理和承载管理有关。具体而言，NAS协议支持用于在LTE网络中操作的UE的移动性和会话管理过程。NAS协议在UE与EPC之间形成控制平面的最高层，EPC可更简单地指核心网络或CN。根据TS 24.301，NAS信令连接是在UE与MME之间的对等SI模式连接，但此连接包括经表示为“LTE-Uu”接口的在E-UTRAN中的空中接口，与UE的无线电资源控制RRC连接及经SI接口的对应SlAP连接。
[0005]虽然TS 24.301提供NAS协议的详细表示，但此处有用的是要注意，NAS的主要功能是支持用于UE的移动性和会话管理过程，例如，以在UE与CN中的分组数据网络网关P-Gff之间建立和保持因特网协议IP连接性。根据此广义功能理解，NAS协议细分成几个类别；即，称为EMM协议的EPS移动性管理协议和称为ESM协议的EPS会话管理协议。
[0006]在UE与PDN之间的IP连接性基于PDN连接，S卩，通过EPC的S-GW和P-GW及E-UTRAN空中接口支持的EPS承载。ESM协议支持网络启动的EPS承载过程，包括激活、停用和修改。此外，ESM协议支持UE启动的事务过程，包括I3DN连接建立和断开连接请求、承载资源分配和修改请求及承载释放请求。
[0007]EMM协议包括EMM公共过程、EMM特定过程和EMM连接管理过程。EMM连接管理过程提供各种功能性，包括:网络启动的寻呼以向UE指示NAS服务请求、UE启动的服务请求以启动NAS信令连接及各种NAS消息的传输。EMM公共过程由网络启动，并且包括多个功能，如这些项:全局独特临时ID的重新分配、安全性模式控制和鉴权。
[0008]相反，EMM特定过程由UE启动，并且包括用于附连EPS和与EPC分离的附连/分离过程。EMM特定过程也提供跟踪功能性，其中，EPC保持了解网络内闲置模式UE的位置。跟踪功能性是基于被分成几个跟踪区域的网络，其中，E-UTRAN中小区或eNB的不同子集和MME与S-GW的相关联子集表示不同跟踪区域。UE检测到它已进入新跟踪区域时，它将跟踪区域更新TAU消息发送到网络。也可根据TAU计时器定期发送TAU消息。
[0009]附连、分离和TAU过程及某些其它NAS过程是为在UE与EPC之间交换特定信息的目的而执行，并且之后无任何其它NAS或用户平面过程。此类NAS过程生成大量的信令业务，并且消耗UE的电池寿命。已采取某些步骤以降低在单独UE与EPC之间进行的此类型NAS信令量。例如，可为UE配给跟踪区域指示符TAI列表。仅在UE进入被识别为未在其TAI列表中的跟踪区域中的小区时，它又执行TAU过程。旨在降低此类NAS信令量的另一方法组合了跟踪区域更新和位置区域更新。
[0010]然而，网络设计、部署和使用中的某些趋势产生了小区的数量增大和UE或其它无线装置的数量增大的网络，这又意味着将更频繁地要求更多NAS信令。这些趋势的示例包括在消耗者和工业市场中大量的无线装置，并且特别是新兴的机器类型的装置，它们使用无线通信网络以便在机器类型装置与其相应机器到机器M2M服务提供商网络之间输送机器类型通信。
[0011]另一示例趋势是网络“致密化”，这基于使用网络基站的更密集布置以改进覆盖和增大数据率。“异类”网络的增大使用表示另一示例趋势。与仅通过添加更多宽域基站来改进覆盖的网络致密化相比，异类网络在经济上具有吸引力。相反，基于添加与用于提供宽域蜂窝无线电连接性的“普通”网络基站或接入点相比，一般是更低功率和更低复杂性的另外接入点，异类网络改进覆盖和/或提供更高数据率服务。
[0012]在示例异类网络中，一个或更多个宏或大区域小区覆盖有一般经常称为“微微”小区的一个或更多个更小的小区，以表示与宏小区覆盖区域相比其相对小的覆盖区域。微微小区可用作提供更高数据率服务的热点，和/或可用于扩展宏小区覆盖区域以填充宏小区覆盖间隙。其它微微小区可通过诸如家庭eNB等封闭订户群组操作。更普通地说，异类网络包括基站或接入点类型的混合，其中，可通过以下任何一项或更多项区分接入点类型:不同接入点功率和/或对应小区大小及不同无线电接入技术或MT。
[0013]例如，诸如LTE E-UTRAN等3GPP无线电接入网络RAN覆盖有诸如由一个或更多个W1-Fi网络提供的非3GPP RAN，这已为人所熟知。3GPP RAN可被视为直接耦合到核心网络并且与其协调的第一接入网络，而W1-Fi网络可被视为可与核心网络具有或不具有任何集成的第二接入网络。
【发明内容】
[0014]对于在包括第一接入网络和相关联核心网络的通信网络中操作的目标无线装置，本文中的教导有利地提供用于有条件地选择用于在通信网络与目标无线装置之间交换NAS信令的第二接入网络。第二接入网络的有条件使用从第一接入网络卸载了此类信令。第二接入网络不同于第一接入网络，并且可与或不与核心网络集成，但第一接入网络和/或相关联核心网络中的网络节点配置成通过第二接入网络有条件地路由提供某些NAS信令，这些NAS信令按常规将经第一接入网络输送。在示例中，第一接入网络是3GPP RAN，并且核心网络是3GPP核心网络，而第二接入网络是非3GPP RAN，如W1-Fi网络。
[0015]网络侧的示例实现包括在配置用于在包括核心网络和第一接入网络的通信网络中操作的网络节点的NAS信令的方法。方法包括有条件地选择用于在通信网络与目标无线装置之间交换NAS信令的第二接入网络。此处，第二接入网络不同于第一接入网络，并且NAS信令与相对于包括第一接入网络的通信网络，目标无线装置的移动性管理或会话管理有关。在本上下文中，方法包括在选择第二接入网络时经第二接入网络与目标无线装置交换NAS信令，并且在未选择第二接入网络时经第一接入网络与目标无线装置交换NAS信令。
[0016]在有关示例中，网络节点配置用于在包括核心网络和第一接入网络的通信网络中的操作。在一个实现中，通信网络是第三代合作伙伴项目3GPP网络，其中，核心网络是3GPP核心网络，并且第一接入网络是相关联的3GPP RAN。节点可在RAN中实现，例如集成在RAN中的3GPP基站中或与其相关联，或者可在核心网络中实现，例如，集成在诸如移动性管理实体等核心网络节点中或与其相关联。
[0017]无论其特定位置如何，在示例实施例中的网络节点包括配置用于经第一接入网络在通信网络与目标无线装置之间交换NAS信令的第一通信接口，其中，NAS信令与在第一接入网络的上下文中目标无线装置的移动性管理或会话管理有关。网络节点还包括第二通信接口，第二通信接口配置用于经与第一接入网络不同的第二接入网络在通信网络与目标装置之间交换NAS信令。网络节点还包括与第一和第二通信接口操作性相关联的处理电路。
[0018]处理电路配置成有条件地选择用于在通信网络与目标无线装置之间交换NAS信令的第二接入网络，并且在选择第二接入网络时经第二接入网络与目标无线装置交换NAS信令。处理电路还配置成在未选择第二接入网络时经第一接入网络与目标无线装置交换NAS信令。
[0019]在网络侧教导的又一方面，本文中设想了支持第二接入网络的有条件使用以便经配置用于在通信网络中操作的NAS服务器，在通信网络与目标无线装置之间交换NAS信令，通信网络包括第一接入网络和核心网络。在示例实施例中的NAS服务器包括配置用于经与第一接入网络不同的第二接入网络，输送在通信网络与目标装置之间交换的NAS信令的通信接口，并且还包括与通信接口操作性相关联的一个或更多个处理电路。
[0020]一个或更多个处理电路配置成将如经第二接入网络从目标无线装置发送的进入NAS信令转发到第一接入网络内或核心网络内的目标网络节点。此转发是基于读取在进入NAS信令中包括的节点标识符。对应地，一个或更多个处理电路配置成经第二接入网络向目标无线装置转发如从网络节点发送以便经第二接入网络输送到目标无线装置的外出NAS信令。外出NAS信令的此转发是基于在通信网络中目标无线装置的身份与第二接入网络中目标无线装置的路由选择地址之间保持映射的NAS服务器。
[0021]对于装置侧教导，一个实施例包括在通信网络中操作的无线装置中处理NAS信令的方法，通信网络包括第一接入网络和核心网络。方法包括经与第一接入网络不同但以通信方式直接或间接链接到通信网络的第二接入网络，接收进入NAS信令。此处，进入NAS信令与相对于第一接入网络，目标无线装置的移动性管理或会话管理有关。方法包括从进入NAS信令提取进入NAS消息，并且将进入NAS消息传递到无线装置的NAS处理层，以及经NAS处理层处理进入NAS消息。
[0022]在对应示例实施例中，无线装置配置用于在包括第一接入网络和核心网络的通信网络中的操作。无线装置包括配置用于与第一接入网络的操作的第一通信接口和配置用于与不同于第一接入网络的第二接入网络的操作的第二通信接口。示例无线装置还包括与第一和第二通信接口操作性相关联的一个或更多个处理电路。
[0023]一个或更多个处理电路配置成经第二接入网络接收进入NAS信令，其中，进入NAS信令与相对于第一接入网络，目标无线装置的移动性管理或会话管理有关。例如，NAS信令涉及会话和/或移动性管理过程，就承载和/或相对于跟踪、位置或路由选择区域而言，这些过程涉及第一接入网络。一个或更多个处理电路还配置成如在一个或更多个处理电路中实现的一样，从进入NAS信令提取进入NAS消息，并且将进入NAS消息传递到无线装置的NAS处理层，以及经NAS处理层处理进入NAS消息。
[0024]当然，本发明并不限于上述特性和优点。本领域的技术人员在阅读以下详细说明并查看附图时将认识到其它特性和优点。
【附图说明】
[0025]图1是根据本文中的教导，配置用于NAS信令的通信网络的一个实施例的框图。
[0026]图2是根据本文中的教导，配置用于NAS信令的通信网络的另一实施例的框图。
[0027]图3是配置用于NAS信令的网络节点的一个实施例的框图。
[0028]图4是在网络节点的NAS信令的方法的一个实施例的逻辑流程图。
[0029]图5是根据本文中的教导，配置用于NAS信令的通信网络的另一实施例的框图。
[0030]图6是在无线装置的NAS信令的方法的一个实施例的逻辑流程图。
[0031]图7是图6中介绍的逻辑流程图的继续。
[0032]图8是根据本文中的教导，配置用于NAS信令的无线装置的一个实施例的框图。
[0033]图9是根据本文中的教导，配置用于NAS信令的因特网协议IP服务器的一个实施例的框图。
[0034]图10-13是根据如本文中教导的NAS信令的各种实现的示例协议栈的图形。
【具体实施方式】
[0035]图1示出配置用于在包括缩写为“CN 14”的核心网络14，并且还包括缩写为“第一 AN 16”的第一接入网络16的通信网络12中的操作的网络节点10。网络节点10有利地配置成有条件地选择示为“第二 AN 18”的第二接入网络，以用于在通信网络12与图中示为“WD 20”的目标无线装置20之间交换某些NAS信令。也就是说，对于按常规将经第一 AN16输送的至少一些NAS信令，网络节点10有条件地使用第二 AN 18以输送此类信令，由此从第一 AN 16卸载该信令。
[0036]相应地，图形示出在无线装置20与通信网络12之间NAS信令的交换，其中，该信令表示为相对于第一 AN 16交换-其中，“WRT”表示“相对于”。此类信令可按常规使用第一AN 16或者至少在有条件的基础上，根据本文中的教导经第二 AN 18输送。将主题NAS信令表征为相对于第一 AN 16意味着NAS信令暗不第一 AN 16。此外，所