CN101682657B - 使用接入点名称提供本地ip出口服务的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种获取采用本地因特网协议出口服务的应用的接入点名称的方法、设备和系统。在一个实施例中，所述设备包括用户管理子系统(820)，其被配置为启动因特网协议应用。所述设备还包括本地出口服务监视子系统(810)，其被配置为监视本地因特网协议本地出口服务的可用性，以及在所述本地因特网协议本地出口服务可用时从所述本地因特网协议本地出口服务获取接入点名称。所述设备还包括接入点名称选择控制子系统(830)，其被配置为将所述接入点名称绑定到所述因特网协议应用。

Description

使用接入点名称提供本地IP出口服务的系统和方法
本申请要求2007年5月18日提交的标题为“System and Method forProviding Local IP Breakout Services Employing Access Point Names”的美国临时申请第60/930,871号的优先权，在此将其引入作为参考。
技术领域
本发明一般地涉及通信系统，具体地说，涉及用于在IP蜂窝网络中提供本地因特网协议(“IP”)出口服务(breakout service)的系统和方法。
背景技术
用于国际电信联盟(“ITU”)中的下一代移动通信网络的补充互联接入系统的国际移动电信-高级(“IMT-Advanced”)远景预见了传统广域蜂窝移动系统与局域系统之间的无缝互通。后者被命名为IMT-A游动局域(IMT-A nomadic local area)概念，其由无线热点或局部覆盖构成。长期演进/系统架构演进(“LTE/SAE”)蜂窝运营商可以通过为特定区域(称为“本地IP出口服务区域”)内的本地IP连通性提供漫游、有限的用户移动性以及因特网协议会话延续(游动移动性)，来支持IMT-A兼容的局域系统。本地IP连通性可以覆盖城市中心内的本地区域或任何有限的地理区域、企业网络、或其中可提供LTE无线电覆盖的家庭网络。在最低程度上，可以使用一个LTE小区/基站来提供本地IP出口服务区域并可以将其扩展到运营商的全国性域或公共陆地移动网络(“PLMN”)中的广大LTE覆盖区。具有漫游、具备IP会话延续的全局/内部无线电接入移动性的LTE/SAE服务可以重叠并使用提供所述本地IP出口服务的同一小区/基站。
正常情况下，诸如移动站之类的用户设备连接到LTE/SAE网络，以便SAE网关提供IP连接点。在其中验证并授权用户设备使用网络服务的初始连接过程期间进行SAE网关的选择。可以从所访问的公共陆地移动网络或从用户设备的归属公共移动网络来选择SAE网关，具体取决于运营商之间的漫游协定。在从所访问的公共陆地移动网络选择SAE网关的情况下，存在为具有漫游的“本地IP出口服务”选择更局部化的SAE网关(而不是更远程的默认SAE网关)的问题。但是，为了此处的讨论，假设可以为“本地IP出口服务”选择比SAE网关更局部化的网关，以便可以并行保留经由SAE网关的默认IP连通性和本地网关。此更局部化的网关可以甚至位于用于给定业务的基站中。
希望标准的LTE/SAE初始连接过程支持每次根据一个接入点名称(“APN”)(即，根据一组用于将用户设备连接到因特网的设置)从SAE网关选择一个用户平面(“U-plane”)锚点。APN是诸如用户设备之类的移动站可连接的因特网网络的身份或用于该连接的设置。这可以称为“单一APN概念”。在支持多个有效IP地址/接入点名称的情况下，这可在用户设备中导致问题，因为每个应用应该为应用级别会话选择哪个IP地址/接入点名称存在不确定性。可以在每次会话启动时由用户设备手动选择所选接入点名称，也可以根据应用将其预先配置在用户设备中。在同一应用使用多个IP地址/接入点名称的情况下，用户设备可以采用自动选择规则。
已经存在有关“始终最佳连接”概念的研究，其中用户设备能够为特定端用户服务自动选择最佳接入。(例如，参见O’Droma等人的“‘AlwaysBest Connected’Enabled 4G Wireless World”，IST Mobile and Wireless Communications Summit，2003，在此将其引入作为参考。)此接入技术选择假设基于用户设备中的预先配置的规则来工作。“始终最佳连接”概念可支持在用户设备中使用多个IP地址(即，用于每种接入技术的网络接口可与不同的IP地址关联)。备选接入技术之间的切换功能应该不会导致与用户设备中的应用绑定的IP地址中的问题，因为每次应该仅使用一种接入技术及其关联的IP地址。这样，此解决方案未提供使用绑定到同一接入技术内的接入点名称的多个IP地址的解决方案，而后者将提供对现有技术解决方案的改进。
因此，本领域需要一种系统和方法，其允许用户设备经由提供全局漫游和移动性支持的SAE网关，使用LTE/SAE中的本地IP出口服务的IP地址/接入点名称，作为对SAE承载服务的默认用户IP地址/接入点名称的备选。此外，本领域需要一种用于用户设备中的IP多归属的应用，其中可以例如使用LTE无线电系统将多个IP地址与单个网络接口关联。
发明内容
总体而言，通过本发明的实施例解决或避免了这些以及其他问题，并获得了技术优点，所述实施例包括一种用于获得使用本地因特网协议(“IP”)出口服务的应用的接入点名称的方法、装置和系统。在一个实施例中，所述装置(例如，用户设备)包括用户管理子系统，其被配置为启动因特网协议应用。所述装置还包括本地出口服务监视子系统，其被配置为监视本地IP本地出口服务的可用性以及在所述本地IP本地出口服务可用时从所述本地IP本地出口服务获取接入点名称。所述装置还包括接入点名称选择控制子系统，其被配置为将所述接入点名称绑定到所述因特网协议应用。
在一个相关实施例中，所述本地出口服务监视子系统被配置为：检测所述本地IP本地出口服务的可用性的丧失；以及所述接入点名称选择控制子系统被配置为：暂时搁置(place on hold)本地IP本地出口服务的所述因特网协议应用的所述接入点名称并将其存储在存储器中，并且对所述因特网协议应用使用来自网关的所述接入点名称。所述出口服务监视子系统还被配置为：检测所述本地IP本地出口服务的恢复的可用性，并从所述本地IP本地出口服务重新获取因特网协议地址。与之一致的是，所述接入点名称选择控制子系统被配置为：将从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称设置为默认接入点名称。
在另一方面，本发明提供了一种装置(例如，用户设备)，所述装置包括：会话控制子系统，其被配置为启动网络发起的应用；以及链路层控制子系统，其被配置为确定邀请所述网络发起的应用所通过的无线电承载。所述装置还包括：接入点名称选择控制子系统，其被配置为从邀请所述网络发起的应用的网络发起的服务获取接入点名称，并将所述接入点名称绑定到网络发起的应用系统。在一个相关实施例中，所述装置包括：会话控制子系统，其被配置为基于所述网络发起的应用的终止而从所述网络发起的应用释放所述接入点名称。
以上相当广泛地概述了本发明的特性和技术优点，以便可以更好地理解以下对本发明的详细说明。以下将描述本发明的附加特性和优点，它们形成本发明权利要求的主题。本领域技术人员将理解，所公开的概念和特定实施例可被容易地用作修改或设计其他用于完成本发明的相同目的的结构或过程的基础。本领域技术人员还应认识到，此类等同构建并未脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，将结合附图参考以下说明，其中：
图1示例性示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级示意图；
图2示例性示出了提供本发明原理的应用环境的通信系统的通信元件的系统级示意图；
图3示例性示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级示意图；
图4示例性示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级示意图；
图5示例性示出了提供本发明原理的应用环境的SAE承载服务架构的框图；
图6示例性示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级框图；
图7示例性示出了提供本发明原理的应用环境的用户设备的一个实施例的系统级框图；
图8示例性示出了提供本发明原理的应用环境的用户设备的一个实施例的系统级框图；
图9是示例性示出提供根据本发明原理构建的本地IP出口服务的示意性方法的信令图；
图10和11示例性示出了运行根据本发明原理构建的通信系统的方法的流程图；以及
图12示例性示出了运行根据本发明原理构建的通信系统的方法的流程图。
具体实施方式
以下详细描述了当前优选实施例的构成和使用。但是应理解，本发明提供了许多可应用的发明概念，它们可以实现在广泛的各种具体环境中。所讨论的特定实施例只是构成和使用本发明的示例性的具体方式，而并非限制本发明的范围。鉴于上述内容，将在用于在IP蜂窝网络中提供本地因特网协议(“IP”)出口服务的系统和方法的具体环境中根据示意性实施例来描述本发明。
首先参考图1，示例性示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级示意图。在此实例中，所述通信系统包括LTE/SAE通信元件。但是应理解，本发明的宽泛范围并不限于LTE/SAE通信系统，而是还可以在其他通信系统中实现，例如包括但不限于，高速下行链路分组接入、高速上行链路分组接入，以及用于微波接入通信系统的全球互操作性。
所述通信系统包括运营商的服务核心网络100，该服务核心网络100包括服务管理实体102、IP多媒体子系统(“IMS”)104、移动性管理实体(“MME”)106、以及与归属订户服务器(标示为“HSS”)耦合的SAE网关108。经由全国IP骨干网络120、区域性传输网络130以及局域聚合网络140承载用户设备150、151和服务核心网络100之间的业务。通信系统的基站(标示为“eNB”)160、161、162、163、164、165托管(host)多种功能，包括但不限于无线电资源管理、无线电承载控制、无线电准入控制、连接移动性控制，以及动态资源分配(例如，调度)。MME 106负责将寻呼消息分发给基站160、161、162、163、164、165。
典型地，在此所示的通信网络基于单交换(single switch)模型。在LTE/SAE通信系统中由SAE网关108实现所述单交换模型。过去，呼叫/服务在本质上是“远距离的”，这是由于强制用户业务经过SAE网关108。例如，典型地经由虚线191指示的路线引导从用户设备150到外部IP网络110(如到因特网)的连接。如本领域公知的，通信系统的改进已在移动通信网络中实现“本地呼叫/服务”。
在以下实例中，介绍了实施例来选择本地IP出口服务的IP网关170、171、172(例如，接入路由器)并从LTE基站连接到所述IP网关170、171、172，同时保留对LTE/SAE运营商的服务核心网络100中的SAE网关108的用户接入控制。假设使用来自SAE网关108的IP地址向默认SAE承载服务的注册可用，即使未必用于活动会话。多个验证、授权和计费服务器(标示为“AAA”)提供了可通过其建立接入控制的安全服务器与设备之间的接口。
在一个实施例中，提供IP网关服务的本地IP出口服务可以经由本地IP网关170、171、172来提供。IP网关170、171、172可以例如位于公司网络144中或位于诸如城市区域之类的局域网(“LAN”)142中。这提供了最佳数据路由，以便不必要求所有数据都经过中央SAE网关108。例如，实线190示出了如何为用户设备150提供本地IP出口服务。这样，本地IP出口服务区域内直接的用户设备到用户设备通信(例如，在用户设备150、151之间)、用户设备到本地服务，以及用户设备到因特网服务成为可能。
局域聚合网络140中的用户设备150、151被配置为：检测到IP网关的本地IP出口服务的可用性、启动到本地IP出口服务的网络进入，以及基于所接收的配置数据来配置用户设备的IP堆栈。用户设备150、151的服务基站160、161被配置为：建立本地IP出口服务的无线电承载、提供动态主机配置协议中继功能以便使用本地IP地址将用户设备的数据映射到所建立的无线电承载，以及向IP网关170、171、172提供本地IP出口服务，同时为用户设备150、151保留对公共陆地移动网络的服务核心网络100的远程IP网关的用户接入控制。
在一个实施例中，可以如下所述向用户设备150、151指示经由用户设备150、151的当前LTE小区/基站160、161、162、163、164、165的本地IP出口服务的可用性。例如，来自基站的LTE小区系统信息中的通告(被配置在LTE小区/基站无线电网络配置数据中)可以在用户设备150、151已经移动到服务覆盖区的情况下，在非接入层(“NAS”)信令中向用户设备150、151指示本地IP出口服务可用性(例如，作为跟踪区域更新过程、空闲到活动状态转变、或LTE间基站切换的一部分，其是从演进分组核心触发的基于位置的服务)。用户设备150、151自身可以检测到LTE小区的移动(其中小区标识、跟踪区域标识，以及网络标识匹配于用户设备150、151的非易失性存储器中存储的本地IP出口服务相关的信息)，或检测到在终端用户位于例如办公室时来自应用级别的用户干预(即，手动注册到企业网络)。在用户设备150、151接收到有关服务可用性的指示的情况下，可以从用户设备150、151自动启动或通过端用户干预手动启动到本地IP出口服务的网络进入过程。
经由本地IP出口服务的IP连通性的范围可以从一个LTE小区/基站160、161、162、163、164、165到由多个邻近LTE小区/基站形成的跟踪区域，其涵盖如下所述的示意性情况。所述IP连通性可以是使用无线局域网(“WLAN”)接入点和数字用户线路(“DSL”)调制解调器(其可以是到归属的最近LTE小区且未必在屋内，例如，相邻的指定小区)的从归属LTE小区/基站到因特网的直接连通性。经由企业网关提供到本地服务的内联网连通性以及到因特网的直接连通性的企业网络也可以提供IP连通性。可以应用“微微(Pico)”LTE基站以便改进公司建筑物中的室内覆盖，其与附近的公共LTE小区/基站形成本地IP出口服务跟踪区域，在该区域中可以使用SAE网关服务与LTE/SAE用户共享小区。包括多个小区/基站(它们形成由LTE/SAE用户和本地IP出口用户共享的跟踪区域)的本地区域(例如，购物中心、城市区域等)也可以提供IP连通性。
为了在本地IP中断区域内提供移动性，通信系统向用户设备150、151通知其中可以继续本地IP出口服务的邻近LTE小区。通信系统可以指示邻近小区列表和跟踪区域标识，连同初始连接过程、到本地IP出口服务的网络进入，或从LTE基站到用户设备的普通切换相关的测量控制。本地服务区域(即，其中本地IP出口服务可用的区域)在地理区域中是否连续是运营商网络规划的问题。
在LTE/SAE运营商为本地IP出口服务提供IP网关170、171、172的情况下，可以信任到LTE/SAE网络中的验证。在企业网络解决方案中，单独验证和授权用户/用户设备以启用到企业内联网的用户平面连接。LTE基站160、161、162、163、164、165可以支持到企业网络验证服务器的用户设备验证(例如，通过使用因特网工程任务组指定的验证协议)。用于LTE基站中的此特性的静态信息/设置可以包括在基站配置数据中并且可以从服务核心网络100(例如，从MME 106)接收动态用户/用户设备特定信息。
用户设备150、151可以借助验证相关的信令接收本地IP出口服务的IP地址。如果验证过程不支持IP地址分配，则用户设备150、151通过例如使用新建立的无线电承载上的动态主机配置协议(“DHCP”)来获取本地IP地址。DHCP允许用户设备150、151从维护可供分配的IP地址列表的DHCP服务器请求并获取IP地址。LTE基站160、161、162、163、164、165提供了DHCP中继功能，以便向/从本地DHCP服务器转发DHCP相关的消息，以及以便能够读取所接收的IP配置数据以使用本地IP地址将用户数据映射到无线电承载(例如，利用LTE基站中的IP查找)。
一旦用户设备150、151已配置其IP堆栈(基于验证中接收到的配置数据或者使用DHCP)，便建立了本地IP出口的无线电承载。第三代伙伴计划(“3GPP”)兼容的用户设备根据标准将新配置的IP地址与接入点名称关联。接入点名称(“APN”)是(作为实例)关于通用分组无线业务(“GPRS”)的接入点的名称。接入点是用户设备可连接到的因特网网络位置、可为该连接采用的一组设置，或用户设备内的一组设置中的特定选项。可在用户设备的订阅数据中(即，预先配置)、在来自服务核心网络的非进入层信令中、通过LTE基站进行的通告，或将其包括在验证或DHCP信令中而将接入点名称给予用户设备。据此，LTE基站160、161、162、163、164、165已配置其路由本地用户数据的网络接口并完成到本地IP出口服务的网络进入过程，因此，本地IP连通性可供传输用户数据。
现在转到图2，示出了提供本发明原理的应用环境的通信系统的通信元件210的系统级示意图。通信元件210可以代表，但不限于基站、用户设备或服务核心网络元件。通信元件210包括处理器220、存储具有临时或更永久性质的程序和数据的存储器230、天线240、以及与天线240和处理器220耦合以进行双向无线通信的射频收发器250。通信元件210可以提供或接收点对点和/或点对多点通信服务。
诸如蜂窝网络中的基站之类的通信元件210可以耦合到诸如移动性管理实体之类的服务核心网络元件260。服务核心网络元件260又可以包括处理器、存储器以及其他电子元件。服务核心网络元件260优选地提供对诸如公共交换电信网络之类的电信网络的接入。可以由与适当的链路端接元件耦合的光纤、同轴缆线、双绞线或微波通信链路提供接入。形式为用户设备的通信元件210通常是旨在由端用户携带的自包含设备。
通信元件210中可以与多个处理设备一起实现的处理器220执行与其操作关联的功能，包括但不限于：编码和解码形成通信消息的各个位、格式化信息、以及通信元件210的总体控制，包括与资源管理相关的处理。与资源管理相关的示意性功能包括但不限于：硬件安装、业务管理、性能数据分析、跟踪端用户和设备、配置管理、端用户管理、移动设备管理、以及价格、收费和账单的管理。与资源管理相关的所有或部分特定功能或处理的执行可以在与通信元件210分离并耦合到通信元件210的设备中执行，并且此类功能或处理的结果被传送到通信元件210以便执行。通信元件210的处理器220可以是适合本地应用环境的任何类型并且可以(作为非限制性实例)包括以下项中的一个或多个：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(“DSP”)，以及基于多核处理器架构的处理器。
通信元件210的收发器250将信息调制到载波上以便由通信元件210经由天线240传输到另一通信元件。收发器250解调经由天线240接收的信息以便由其他通信元件进一步处理。
上述通信元件210的存储器230可以是适合本地应用环境的任何类型并且可以使用任何适合的易失性或非易失性数据存储技术实现，例如基于半导体的存储设备、磁存储设备和系统、光存储设备和系统、固定存储器、以及可移动存储器。存储在存储器230中的程序可以包括当由关联的处理器220执行时使得通信元件210能够执行在此所述的任务的程序指令。在此所述的系统、子系统以及模块的示意性实施例可以至少部分地通过计算机软件(其可由例如用户设备和基站的处理器执行)、或硬件或其组合来实现。如将更加显而易见的，系统、子系统以及模块可以包含在如上所示以及描述的通信元件内。
如将在以下说明中变得更加显而易见的，通信元件210能够使用本地IP出口服务获取应用的接入点名称。在一个实施例中，通信元件的处理器220被配置为启动因特网协议应用。处理器220还被配置为监视本地IP本地出口服务的可用性以及在本地IP本地出口服务可用时从本地IP本地出口服务获取接入点名称。处理器220还被配置为将接入点名称绑定到因特网协议应用。
在一个相关实施例中，处理器220被配置为：检测本地IP本地出口服务的可用性的丧失，以及暂时搁置关于本地IP本地出口服务的因特网协议应用的接入点名称并将其存储在存储器230中，并且使用来自网关的所述因特网协议应用的所述接入点名称。处理器220还被配置为检测所述本地IP本地出口服务的恢复的可用性，并从本地IP本地出口服务重新获取因特网协议地址。据此，处理器220还被配置为将从所述本地IP本地出口服务获取的接入点名称设置为默认接入点名称。
在另一方面，通信元件210的处理器220被配置为启动网络发起的应用，并确定邀请所述网络发起的应用所通过的无线电承载。处理器220还被配置为从邀请所述网络发起的应用的网络发起的服务获取接入点名称，并将所述接入点名称绑定到所述网络发起的应用系统。在一个相关实施例中，处理器220被配置为基于所述网络发起的应用的终止，从所述网络发起的应用释放所述接入点名称。
现在转到图3，示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级示意图。本实施例示出了与通信系统、子系统以及模块关联的LTE/SAE控制平面栈。通信网络包括用户设备(标示为“UE”)、基站(标示为“eNodeB”)、移动性管理实体(标示为“MME”)以及SAE网关(标示为“SAE GW”)。
无线电资源控制(“RRC”)子系统被用于管理用户设备与基站之间的无线电链路。S1应用协议(“S1AP”)子系统被用于服务核心网络中的MME与基站之间的无线电接入网络(“RAN”)管理过程。RRC和S1AP子系统携带用户设备与MME之间的非接入层(“NAS”)级别管理消息。GPRS隧道协议-控制(“GTP-C”)子系统被用于MME与SAEGW之间的网关管理过程。MAC子系统在物理无线电链路层(即，无线电L1)将逻辑信道映射到物理信道。部分地与用户管理子系统(标示为“用户管理”)一起执行用户设备的管理。
现在转到图4，示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级示意图。本实施例示出了与通信系统、子系统以及模块关联的LTE/SAE用户平面栈。所述通信网络包括用户设备(标示为“UE”)、基站(标示为“eNodeB”)、SAE网关(标示为“SAE GW”)以及服务器/相应节点。再次地，MAC子系统在物理无线电链路层(即，无线电L1)将逻辑信道映射到物理信道。
对于LTE无线电接口，在用户设备与基站之间使用分组数据会聚协议(“PDCP”)子系统以便执行用户数据加密和可选地执行IP报头压缩。无线电链路控制(“RLC”)子系统和介质访问控制子系统提供用户设备与基站之间的数据链路层连通性。
对于S1-u接口，SAE GW提供到用户设备的IP连接点(即，其“下一跳路由器”)。用户IP(端到端服务)被映射到用户设备与SAE GW之间的逻辑“SAE承载”。在更低的层，SAE承载被进一步分成接入网络中的SAE接入承载和无线电接口上的SAE无线电承载服务。因特网协议/用户数据报协议(“IP/UDP”)上的GPRS隧道协议(“GTP”)子系统用于携带基站与SAE GW之间的用户数据(即，通过隧道向/从为用户设备提供服务的基站传送端到端用户IP分组)。
对于S1-u与LTE无线电接口之间的桥接，基站执行接入链路与无线电链路之间(即，SAE接入承载与SAE无线电承载服务之间)的桥接。在下行链路中，基站接收用户平面分组，从具有用于SAE承载的标识符的GTP报头进行读取，从GTP帧解封装用户数据(例如，IP分组)并将其中继到无线电堆栈中的相应SAE无线电承载实例。在上行链路中，基站经由SAE无线电承载服务接收来自用户设备的用户数据(例如，IP分组)，将其中继到接入网络接口，在接入网络接口，所述用户数据被封装成在GTP报头内包括SAE承载标识符的GTP帧，并将其发送到SAE GW。出于通知的目的，图5示出了根据3GPP TS 36.300(标题为“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)and EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)；Overalldescription；Stage 2(Release 8)”，版本1.0.0，2007年3月，在此将其引入作为参考)的图13.1的SAE承载服务架构的方框图。
现在转到图6，示例性示出了包括提供本发明原理的应用环境的通信系统、子系统以及模块的通信网络的一个实施例的系统级示意图。本实施例示出了与通信系统、子系统以及模块关联的LTE本地IP中断用户平面栈。所述通信网络包括用户设备(标示为“UE”)、基站(标示为“eNodeB”)、本地IP网关(标示为“本地IP GW”并且也称为接入路由器)以及服务器/相应节点。
对于LTE无线电接口，为本地IP出口服务建立专用SAE无线电载波服务以区分用户设备和基站两者中来自SAE承载服务的业务。对于接入网络接口，基站提供到接入网络的直接用户平面连通性(而不是强制的到SAEGW的隧道传输)。基站可以充当无线路由器或无线L3感知交换机(awareswitch)，具体取决于如何选择用户IP连接点。在基站将提供用户设备的下一跳路由器功能的情况下，其将处于无线路由器模式。如果对基站而言是下一跳路由器的本地IP GW被用作用户设备的下一跳路由器，则基站将处于无线L3感知交换机模式。
对于接入网络与无线电接口之间的路由(或桥接)，基站执行接入链路与无线电链路之间(即，本地IP出口服务与SAE无线电承载服务之间)的路由(或桥接)。在下行链路中，基站接收用户平面数据(例如，IP分组)，读取目的地IP地址(例如，IP查找)，并且如果其匹配于与本地出口服务关联的用户设备的IP地址，则将其转发到无线电堆栈中的相应SAE无线电承载实例。在上行链路中，基站经由映射到本地IP出口服务的SAE无线电承载服务接收来自用户设备的用户数据(例如，IP分组)，并将其转发到接入网络接口，其中用户数据被如此发送到接入网络接口。
对于本地IP出口服务的多归属问题，在本地出口概念中，假设用户设备并行维护和使用SAE承载服务和本地IP出口服务。典型地，所述服务需要在3GPP兼容的用户设备中使用不同的IP地址和接入点名称。这意味着用户设备成为“多归属主机”，其单个网络接口(现在为LTE无线电)具有关联的多个IP地址。图6中的Appl块代表因特网协议应用。PDCP子系统执行分组数据会聚协议操作。传输控制协议/用户数据报协议(“TCP/UDP”)子系统执行与计算机联网中采用的协议关联的操作。
现在转到图7，示例性示出了提供本发明原理的应用环境的用户设备的一个实施例的系统级示意图。在具有多无线电能力的用户设备中，一个或多个物理无线电接口(其中之一标示为710)可以经由接口选择器(标示为“IF选择器”)720而同时是活动的。用户设备主机堆栈730可以在因特网协议版本6(“IPv6”)和因特网协议版本4(“IPv4”)地址表中分配有多个IP地址。每个接口可以分配唯一的一个(多个)IP地址。同样，用户设备应用可以使用一个或多个IPv6或IPv4地址。此外，标准Berkeley套接字(也称为“BSD套接字应用程序接口(“API”)”)不能从多个备选项按套接字选择已用源地址和无线电接口，从而需要新的API。
Symbian操作系统(“OS”)中的新的API(例如，RConnection)使得用户设备能够在第三代(“3G”)网络中同时从多个服务进行选择。但是，从端到端应用[例如，浏览器、电子邮件客户端、文件传输协议(“FTP”)-客户端等并且其中之一标示为740]或用户的角度，用户设备(如3G终端)中的选择机制是笨拙的。通常手动配置用户设备中的每个应用740以使用由蜂窝运营商提供的特定接入点名称。在通用分组无线服务(“GPRS”)中，接入点名称标识了提供到某些外部IP网络(例如，其对应于LTE/SAE中的SAE GW)的连通性的特定网关GPRS支持节点(“GGSN”)。
因此，在诸如第二代/第三代(“2G/3G”)蜂窝无线终端之类的用户设备中，没有在考虑成本、性能等的情况下为用户设备中的端到端应用740动态地选择最适合的接入点名称和IP地址的自动化机制。根据在此披露的系统，如果所安装的端到端应用740可以自动地(即，没有用户干预)使用提供低成本蜂窝接入和高的端到端性能的与本地IP出口服务关联的接入点名称/IP地址，则将是有益的。根据图10等描述的信令图提供了用于选择SAE GW接入点名称和本地GW接入点名称的逻辑，所述逻辑允许为新的端到端会话使用本地IP出口服务并且在另一方面并行地允许网络发起的SAE承载会话(如“远距离呼叫”)。
现在转到图8，示例性示出了提供本发明原理的应用环境的用户设备的一个实施例的系统级示意图。接入点名称选择逻辑相关的任务可以是用户设备或终端控制的一部分，其可用于动态地配置应用级别接入点名称设置，以便基于检测到的本地IP出口服务可用性选择每个用户端到端会话建立请求的接入点名称/IP地址。本地出口(LBO，Local Breakout)服务监视子系统810使用接收自用户管理子系统820的信息来检测用户设备是否已经激活了本地IP出口服务。当用户设备具有激活的本地IP出口服务时，本地出口服务监视子系统810使用接收自链路层控制级别的信息来检测本地IP出口服务的用户平面连通性的可用性。如图8所示，由链路层控制(“LLC”)子系统850提供链路层控制功能，由点对点协议(“PPP”)子系统860执行点对点协议功能，并且由无线局域网(“WLAN”)子系统870执行无线局域网功能。
在解决用于选择SAE GW接入点名称和本地GW接入点名称的上述逻辑之前，图9是示例性示出提供根据本发明原理的本地IP出口服务的示意性方法的信令图。以虚线指示的功能是可选的。描述了到LTE/SAE通信网络中的本地IP出口服务的用户设备网络进入过程的信令流。图9还示出了到LTE/SAE通信网络的用户设备初始连接过程，其后用户设备能够继续到本地IP出口服务的用户设备网络进入过程。如果用户设备已在LTE/SAE通信网络中注册，则可以省略用户设备验证，并且可在用户设备连接到LTE小区并完成SAE承载相关的配置后，立即启动到本地IP出口服务的用户设备网络进入过程。
在步骤901，在用户设备(标示为“UE”)中从公共移动网络的服务基站(标示为“eNB”)接收小区系统信息。服务基站周期性地在广播信道上发送小区系统信息数据，以便通告无线电链路的LTE无线电覆盖可用性、网络标识符和物理属性。根据所接收的系统信息，在用户设备电源接通之后，或在进入新的LTE/SAE通信网络时，或在从LTE_IDLE(节电)状态返回LTE_ACTIVE状态后，用户设备通过无线电接口选择具有最佳信号质量的LTE小区和LTE/SAE运营商。小区系统信息可包含通告本地IP出口服务(例如，在基站的无线电网络配置数据中预先配置)的可用性的信息元素。
在步骤902，在用户设备与服务基站之间执行无线电资源控制(“RRC”)连接建立。在选择LTE小区后，用户设备将通过使用LTE标准RRC连接建立过程在控制平面上建立与服务基站的无线电链路连通性。
在步骤903，执行LTE/SAE用户设备验证和位置注册过程。如果用户设备尚未在LTE/SAE通信网络内注册(例如，在接通电源后)或在进入新的LTE/SAE通信网络后(例如，在丢失先前网络的无线电覆盖的情况下)，根据LTE/SAE标准过程在通信网络内执行验证和位置注册过程。如果用户设备已在当前LTE/SAE通信网络内注册，则可在移动性管理实体(标示为“MME”)中提供用户上下文数据并且可以从基站取回用户上下文数据的所需部分而不必重新验证(例如，在用户设备从LTE_IDLE(节电)状态返回LTE_ACTIVE状态后)。用户设备使用普通的LTE/SAE初始接入执行向MME的验证，并且如通常那样经由SAE网关(标示为“SAE GW”)获得隧道化的IP连通性。验证、授权和计费服务器(标示为“AAA服务器”)提供设备与安全服务器之间的接口，可通过该接口建立接入控制。归属订户服务器(“HSS”)提供归属位置寄存器(标示为“HLR”)的功能和用户移动性服务器(“UMS”)的功能，而策略和计费规则功能服务器(标示为“PCRF”)使用可用资源和客户简档的知识来授权会话。
在步骤904，在用户设备与服务基站之间提供RRC安全模式控制。将在验证过程之后执行LTE/SAE标准安全模式控制过程以便启动通过无线电接口的用户数据加密。在步骤905，在服务基站与SAE网关之间执行SAE网关数据路径建立。通信网络经由SAE网关建立所需的用户平面隧道以用于默认的SAE承载服务。
在步骤906，为用户设备执行默认的SAE承载建立。通信网络将建立SAE网关、服务基站以及用户设备中的默认SAE承载服务。从现在起，用户设备具有用户平面上经由SAE网关的默认IP连通性。此时，用户设备可以基于小区系统信息中的所接收信息、或在验证过程期间从MME接收的非接入层(“NAS”)级别信令或基于推送位置的服务信息、或用户设备中存储的小区标识、跟踪区域和网络标识信息、或来自应用级别的端用户干预，检测本地IP出口服务是可用的。在经由MME验证和注册后，用户设备可以通过使用其DHCP客户端为来自IP网关的本地IP出口服务分配本地IP地址。
在步骤907，在用户设备中检测本地IP出口服务的可用性并且启动网络进入过程。在步骤908，在用户设备与服务基站之间执行无线电资源控制相关的上行链路/下行链路直接传输。如果本地IP出口服务需要单独的验证，则在步骤909，用户设备经由服务基站执行到本地AAA服务器的验证过程，所述服务基站例如提供因特网工程任务组指定的验证协议(“RADIUS”)客户端。例如，通过无线电链路控制平面上的RRC直接传输消息来携带扩展验证协议(“EAP”)消息，并且服务基站封装/解封装去往/来自本地AAA服务器的RADIUS协议消息中的EAP容器。如果对于本地IP出口服务来说到普通LTE/SAE通信网络服务的验证也是可信的，则可以省略该本地验证。在步骤910，向服务基站指示成功的验证。
在成功验证之后，服务基站为本地IP出口服务建立所需的用户上下文和无线电承载，其将用户数据业务从普通LTE/SAE承载服务区分出来。在步骤911，为用户设备建立本地IP出口服务的无线电承载。在步骤912，用户设备根据LTE标准通过无线电承载完成消息进行响应。从现在开始，本地IP出口服务的用户平面连通性在无线电链路上是可用的。
如果用户设备在本地验证过程期间未接收到本地IP出口服务的IP地址，则其使用DHCP协议获取IP地址。将通过新建立的无线电承载把DHCP消息作为用户平面数据来发送。服务基站提供DHCP中继服务以便将DHCP消息转发到本地DHCP服务器(标示为“DHCP服务器”)。在步骤913，根据因特网工程任务组(“IETF”)标准过程，来自用户设备的第一个DHCP消息是DHCP发现。在步骤914，本地AAA服务器使用包含IP地址的DHCP提供消息来响应用户设备。服务基站将所携带的信息存储在用户上下文数据中。在步骤915，用户设备向AAA服务器发送DHCP请求，指示其将使用所提供的IP地址。在步骤916，AAA服务器使用DHCP“Ack”(确认)来响应用户设备，指示IP地址租借(lease)被确认。服务基站确保正确和完整地执行DHCP过程以便完成存储本地IP出口服务的用户IP上下文数据。
在步骤917，用户设备基于在验证中接收的配置数据或利用DHCP来配置其IP堆栈。3GPP兼容的用户设备将新配置的IP地址与可在用户设备的订阅数据中(例如，预先配置)、在来自服务核心网络的非接入层(“NAS”)级别信令中(步骤903)、通过LTE基站进行的通告(例如步骤901)、在本地验证中(步骤908和909)、或在DHCP信令中(步骤913至916)给予用户设备的接入点名称相关联。在步骤918，服务基站存储用户设备的IP上下文。一旦用户设备配置了其IP堆栈，就建立了本地IP出口服务的无线电承载，并且服务基站已配置其网络接口以路由本地用户数据，到本地IP出口服务的网络进入过程完成，并且本地IP连通性是可用的以便传输用户数据。
如果本地IP出口服务的IP网关在IP网络拓扑中处于多个路由器跃点(hop)之后的较高位置，则服务基站例如使用代理移动因特网协议(“PMIP”)建立本地IP隧道。如果本地IP网关是基站的下一跳路由器(例如，本地IP出口路由器是基站自身或是基站经由L2交换网络(如以太网LAN)所连接的外部IP路由器)，则可以省略此步骤，因为用户数据根本不需要被隧道传送(从拓扑上正确的IP子网分配用户设备的IP地址，所以普通的IP路由可工作)。
在步骤918和919，在本地网关(标示为“本地GW”)与服务基站之间交换标准PMIPv6路由控制协议相关的消息。在步骤920，服务基站为UE_IP_ADDR创建本地IP隧道。在步骤921，在本地网关中创建绑定本地IP隧道的UE_IP_ADDR。在步骤922，支持PMIP的本地IP网关通过PMIP绑定确认消息来进行响应。用户平面IP连通性现在可用于本地IP出口服务，并且在通过多个路由器跃点使用本地隧道时也可用。
当服务基站在切换准备阶段将用户上下文传输到目标基站时，在基站间切换中发生到LTE小区的最快进入。一旦用户设备获得了目标小区/基站中的无线电链路连通性，就将用户平面隧道切换到SAE网关，并基于所接收的用户上下文数据自动建立SAE承载服务。如果作为基站间切换的结果，用户设备进入本地IP出口服务覆盖区域，则将使用标准基站间切换过程代替图9的先前信令流中的步骤901-906，此后用户设备检测本地IP出口服务的可用性并如上所述进行到步骤907-922。
总体地说，现在介绍了一种解决方案，用于直接从LTE基站使用本地IP出口服务的IP网关(例如，接入路由器)，同时在LTE/SAE运营商的服务核心网络中保留用户接入控制和SAE承载服务。为了此讨论，假设到LTE/SAE通信网络的注册被保留，通过对于本地IP出口服务关联的IP地址和接入点名称，使用来自SAE网关的接入点名称(“APN”)和IP地址的默认SAE承载服务将是并行可用的。
正常情况下，在用户设备未启动本地IP出口服务的情况下，其将使用来自SAE网关的IP地址和“单个APN”如通常那样运转。在用户设备激活了本地IP出口服务及其关联的接入点名称和IP地址的情况下，其操作将如下所述。用户设备是可配置的，使得用户设备启动的会话默认使用与本地IP出口服务关联的接入点名称。换言之，在本地IP出口服务是可用的并通过使用到本地IP出口服务的网络进入过程而被激活时，其是优选的接入点名称。
为用户设备启动的会话暂时搁置SAE承载服务的接入点名称，但是用户设备将此接入点名称保持为备用以便响应网络发起的一个(多个)会话。从网络的角度，默认SAE承载是活动的。换言之，无需采取操作来修改服务核心网络节点或基站中的当前SAE承载服务。
基站知道本地IP出口服务并且为SAE承载和本地IP出口服务两者提供单独的无线电承载服务以便区分用户业务。基站使用到本地IP网关的IP隧道，或在没有IP隧道的情况下自身作为用户设备的下一跳IP路由器，或使用在基站附近连接的IP路由器，来为本地IP出口服务提供直接接入连接。
在通信网络发起的会话中，用户设备选择和启动使用的应用实例并且基于邀请会话启动所通过的无线电承载，将所述实例绑定到SAE承载服务接入点名称，或绑定到本地IP出口服务接入点名称。当终止SAE承载服务的通信网络发起的会话时，用户设备清除绑定到SAE承载服务接入点名称的应用。换言之，接入点名称自动地返回为备用。
在用户设备离开本地IP中断覆盖区时，可能丧失使用关联IP地址的IP连通性。为新的用户设备发起的会话暂时搁置本地IP出口接入点名称，并且SAE承载服务接入点名称变为默认的接入点名称。本地IP出口接入点名称及其关联的IP地址可以存储在用户设备中，直到关联的IP地址的DHCP租借时间期满为止，或直到用户/用户设备在本地AAA服务器中的注册期满为止(例如通过用户设备中使用的适当定时器)。当用户设备重新进入本地IP出口覆盖区域并且在发生接入点名称期满之前重新获得了使用关联IP地址的IP连通性时，本地IP出口接入点名称将再次被设置为用户设备发起的会话等的默认接入点名称。
用于在SAE网关接入点名称和本地网关接入点名称之间进行选择的相同规则同样可应用在多接入能力的LTE用户设备中。本地IP出口服务可以使用其他无线电接入，如WLAN、微波接入全球互通(“WiMax”)等。可以例如通过在后台扫描来自WLAN接入点的信标来在用户设备中检测本地IP出口服务的可用性。当用户设备进入本地IP出口服务时，除了本地网关接入点名称及其关联IP地址以外，用户设备还被绑定到所使用的无线电接口。
在查阅如下所述的流程图之前，将考虑图8的系统级别示意图而在原理上提出本发明的示意性系统。在此提供了一种系统，用于通过与基站通信的用户设备获取使用本地IP出口服务应用的接入点名称。所述系统包括：用户管理子系统820，用于选择和启动应用；本地出口服务监视子系统810，用于监视本地IP出口服务的可用性。用户设备中的用户管理子系统820、基站(例如参见图3中的eNodeB)中的无线电控制和用户管理子系统、服务核心网络元件(例如参见图3中的MME)中的用户管理子系统、以及本地服务器和本地IP网关(例如参见图1中的AAA)中的接入控制子系统进行协作，以便在本地IP出口服务可用时使用本地IP出口服务的网络进入过程从该服务获取接入点名称。所述系统还包括接入点名称选择控制子系统830，用于将接入点名称绑定到应用，以及为系统架构演进(“SAE”)网关暂时搁置接入点名称。在一个相关实施例中，用户设备中的接入点名称选择控制子系统830在本地IP出口服务不可用时从SAE网关获取接入点名称。
在再一个相关实施例中，本地出口服务监视子系统810检测本地IP出口服务的可用性的丧失，并且接入点名称选择控制子系统830暂时搁置来自本地IP出口服务的接入点名称并为应用使用来自SAE网关的接入点名称。所述系统的存储器845存储来自本地IP出口服务的接入点名称的时间周期小于与应用关联的因特网协议地址的动态主机配置协议(“DHCP”)租借时间，或者等于用户设备在本地验证、授权和计费(“AAA”)服务器中注册的持续时间。
在另一个相关实施例中，本地出口服务监视子系统810检测本地IP出口服务的可用性，并且通过与基站(例如参见图3中的eNodeB)中的无线电控制和用户管理子系统、服务核心网络元件(例如参见图3中的MME)中的用户管理子系统协作，从本地IP出口服务重新获取关联的因特网协议地址。然后，当来自本地IP出口服务的接入点名称存储在用户设备(例如，存储器845)中时，接入点名称选择控制子系统830将来自本地IP出口服务的接入点名称设置为默认接入点名称。在另一个相关实施例中，用户设备中的链路层控制子系统850/WLAN控制子系统870扫描来自无线局域网(“WLAN”)接入点的信标。
在另一方面，在此提供了一种用于通过与基站通信的用户设备获取需要因特网协议本地出口服务的网络发起的应用的接入点名称的系统。所述系统包括：会话控制子系统840，用于选择和启动网络发起的应用，以及链路层控制子系统850，用于确定无线电承载，通过该无线电承载邀请网络发起的应用。所述系统还包括接入点名称选择控制子系统830，用于从邀请网络发起的应用的网络发起的服务获取接入点名称，并将接入点名称绑定到网络发起的应用。在一个相关实施例中，所述系统包括会话控制子系统840，用于在网络发起的应用终止时从网络发起的应用释放接入点名称。
现在转到图10和11，示出了根据本发明原理的操作通信系统的方法的流程图。具体地说，图10示出了用于新的会话的SAE网关接入点名称和本地网关接入点名称的选择逻辑。基于用户设备到LTE/SAE通信网络的初始网络进入，默认启动SAE承载服务。在用户设备订阅数据中对其进行了启用的情况下，用户设备将作为后台任务开始监视本地IP出口服务的可用性，如以下将示出和描述的。
在用户设备在后台已经激活本地IP出口服务的情况下，所使用的接入点名称的选择逻辑将关联关于所有用户设备发起的会话的本地IP网关接入点名称、关于经由本地IP网关的网络发起的会话的本地IP网关接入点名称、以及关于经由SAE网关的网络发起的会话的SAE网关接入点名称。
在步骤1005，当用户设备初始接通电源时，其初始地连接到LTE/SAE通信网络。在步骤1010，将接入点名称绑定到SAE网关，并获取由此提供的SAE承载服务的IP地址。在步骤1015，SAE网关接入点名称被设置为主接入点名称，并且在1020，用户设备启动本地IP出口服务监视任务。在步骤1023，根据对新会话的等待，如果检测到用户设备发起的会话与新应用的运行关联，则在步骤1025，用户设备优选地将应用与本地IP网关接入点名称关联以便启动用户设备发起的会话。备选地，在步骤1030，用户设备将应用与SAE网关应用名称关联。
在步骤1035，如果检测到网络发起的会话与新应用的运行关联，则用户设备优选地将应用与本地IP网关接入点名称关联以便启动用户设备发起的会话。备选地，在步骤1040，用户设备将应用与SAE网关应用名称关联。基于用户设备操作的终止(即，断开用户设备的电源)，或者如果网络发起“detach”(分离)，则在步骤1045，用户设备与LTE/SAE网络分离并且可s关闭电源。
如图11中的流程图所示，选择逻辑将通过启动会话控制任务来发起会话，所述会话控制任务将会话配置为对于用户设备发起的或网络发起的会话使用给定的接入点名称。所述会话控制任务将在后台运行并在会话结束时终止。在步骤1125，新的应用被配置为使用经由LTE/SAE网络接口提供的接入点名称。在步骤1150，所述会话控制任务监视会话，并且在步骤1175，基于会话的终止而释放会话相关的资源。
现在转到图12，示出了根据本发明原理的操作通信系统的方法的流程图。具体地说，图12示出了在后台运行的本地IP出口服务可用性监视任务。本地IP出口服务监视任务的主循环监视本地IP出口服务的可用性。当检测到进入本地IP出口服务覆盖区域并且用户设备尚未激活服务时，将执行本地IP出口服务的网络进入过程，并将新的本地网关接入点名称设置为主接入点名称。当用户设备移出本地IP出口服务覆盖区域时，启动定时器以便允许在服务再次变为可用时对服务区域的快速重新进入，而不需要完整的网络进入过程。
如图11的流程图中的步骤“C”所示，在步骤1205，用户设备监视本地IP出口服务的可用性。如果检测到本地IP出口服务但是服务尚未被激活，则在步骤1210启动进入本地IP出口服务。在步骤1215，绑定本地IP出口服务的本地网关接入点名称和IP地址，并且在步骤1220，将本地网关接入点名称设置为主要的。如果在步骤1225再次检测到本地IP出口服务，则在步骤1220，本地网关接入点名称也被设置为主要的。在任一情况下，在步骤1230将SAE网关接入点名称置为“暂时搁置”，并且在步骤1205，继续监视本地IP出口服务可用性。
在用户设备在步骤1205监视本地IP出口服务的可用性并且失去本地IP出口服务的情况下，则在步骤1235将本地网关接入点名称置为暂时搁置，并且在步骤1240将SAE网关接入点名称设置为主要的。在步骤1245启动本地IP出口服务重新进入定时器使得能够实现重新进入到本地IP出口服务，并且在步骤1205将继续监视本地IP出口服务的可用性。
如图12的流程图中的步骤“D”所示，在步骤1250，当失去本地IP出口服务时监视本地IP出口服务重新进入定时器。在步骤1255，在本地IP出口服务重新进入定时器期满的情况下，释放本地网关接入点名称资源。在步骤1260，如果定时器未到期并且再次检测到本地IP出口服务，则重新进入本地IP出口服务并且重新进入定时器被清除/重置。
因此，在此介绍的系统为应用以及用户设备中与单个接入网络接口关联的IP地址和两个接入点名称之间的绑定问题提供了解决方案。所述系统还为LTE订户提供了在本地IP出口服务可用时对于用户设备发起的会话自动地使用低成本IP接入的机会。当将优选规则配置在用户设备中时，用户设备发起的会话中的接入点名称选择无需进一步的用户介入。保持了使用SAE承载服务的网络发起的会话的便捷性。绑定到不同无线电承载的接入点名称允许区分用户设备和基站两者中的用户数据。在用户设备是多接入能力时，本地IP出口接入点名称还可以被绑定到诸如WLAN等的其他无线电接口。此外，本发明提供了存储在计算机可读存储介质中的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括用于执行在此所述的功能的指令。所述计算机程序产品可以安装在可按照演进统一陆地无线接入网络(“E-UTRAN”)标准运行的用户设备和基站中并在其中运行。尽管根据LTE和E-UTRAN通信系统示出了本发明，但是将理解，本发明还可应用于其他运转模式或应用于其他无线通信平台。
提供了从终端用户应用级别使用与单个网络接口关联的多个IP地址(例如，用户设备中的IP多归属)的问题的解决方案。诸如Web浏览器、基于因特网协议的话音(“VoIP”)客户端、电子邮件应用、消息器(messenger)等的基于IP的应用可以每次被绑定到一个IP地址/接入点名称。如在此介绍的，对于本地IP出口服务，可以获取两个IP地址/接入点名称，可以在终端用户应用启动时选择和绑定其中之一。提供接入点名称选择的用户设备过程对于终端用户应用是透明的。在用户设备已经在后台激活本地IP出口服务的情况下，用于所选接入点名称的选择逻辑将关联：(a)用户设备发起的会话(例如，用户启动由用户设备中的会话控制子系统执行的IP应用以进行Web浏览、VoIP呼叫等)的本地IP网关接入点名称，(b)经由本地IP网关的网络发起的会话(例如，由用户设备中的会话控制子系统执行的在本地VoIP呼叫上对用户的进入的呼叫或消息等)的本地IP网关接入点名称，以及(c)经由SAE网关的网络发起的会话(例如，当VoIP客户端应用实例使用SAE网关接入点名称运行时在远距离VoIP呼叫上对用户的进入的呼叫，其由用户设备中的会话控制子系统执行)的SAE网关接入点名称。
在一个实施例中，本发明提供了一种通过与基站通信的用户设备获取使用本地因特网协议本地出口服务的应用的接入点名称的方法。所述方法包括：选择和发起应用(例如，由用户设备中的用户管理子系统执行)，监视本地IP出口服务的可用性(例如，由用户设备中的本地出口服务监视子系统执行)，以及在本地IP出口服务可用时使用对于本地IP出口服务的网络进入过程从所述服务获取接入点名称(例如，由用户设备中的用户管理子系统、基站中的无线电控制和用户管理子系统、服务核心网络元件中的用户管理子系统、以及本地服务器和本地IP网关中的接入控制子系统执行)。所述方法还包括：将接入点名称绑定到应用(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)，以及暂时搁置关于系统架构演进(“SAE”)网关的接入点名称(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)。应理解的是，虽然以上提及SAE网关，但是任何能够提供从蜂窝系统到外部分组交换网络的接入的网关(例如，通用移动电信系统(“UMTS”)服务核心网络中的GGSN节点)均可同等地适用。在一个相关实施例中，所述方法包括：在本地IP出口服务不可用的情况下从SAE网关获取接入点名称(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)。
在再一个相关实施例中，所述方法包括：检测本地IP出口服务的可用性的丧失(例如，由用户设备中的本地出口服务监视子系统执行)，将来自本地IP出口服务的接入点名称置为暂时搁置(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)，以及对应用使用来自SAE网关的接入点名称(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)。所述方法包括：使来自本地IP出口服务的接入点名称在用户设备(例如，存储器)中存储的时间周期小于与应用关联的因特网协议地址的动态主机配置协议(“DHCP”)租借时间，或等于用户设备在本地验证、授权和计费(“AAA”)服务器中注册的持续时间。
在另一个相关实施例中，所述方法包括：检测本地IP出口服务的可用性，并从本地IP出口服务重新获取关联的因特网协议地址(例如，由用户设备中的本地出口服务监视子系统、基站中的无线电控制和用户管理子系统、以及服务核心网络元件中的用户管理子系统执行)，以及将来自本地IP出口服务的接入点名称设置为默认接入点名称(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)，其中来自本地IP出口服务的接入点名称被存储在用户设备(例如，存储器)中。在另一个相关实施例中，所述监视进一步包括：扫描来自无线局域网(“WLAN”)接入点的信标(例如，由用户设备中的链路层控制/WLAN控制子系统执行)。
在另一个方面中，本发明提供了一种通过与基站通信的用户设备获取需要因特网协议本地出口服务的网络发起的应用的接入点名称的方法。所述方法包括：选择和发起网络发起的应用(例如，由用户设备中的会话控制子系统执行)，以及确定邀请网络发起的应用所通过的无线电承载(例如，由用户设备中的链路层控制子系统执行)。所述方法还包括：从邀请网络发起的应用的网络发起的服务获取接入点名称(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)，以及将接入点名称绑定到网络发起的应用(例如，由用户设备中的接入点名称选择控制子系统执行)。在一个相关实施例中，所述方法包括：基于网络发起的应用的终止而从网络发起的应用释放接入点名称(例如，由用户设备中的会话控制子系统执行)。
如上所述，示意性实施例提供了方法和包括提供执行方法步骤的功能的各个模块的相应装置。所述模块可以被实现为硬件(包括诸如专用集成电路之类的集成电路)，或可以被实现为软件或固件以便由计算机处理器执行。具体地说，在固件或软件的情况下，示意性实施例可以被提供为包括计算机可读存储结构的计算机程序产品，所述结构包含计算机程序代码(即，软件或固件)以便由计算机处理器执行。
尽管详细描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在此做出各种更改、替换和变更而不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围。例如，如在此所述的，上述许多过程可以以不同的方法实现或由其他过程替代或由它们的组合实现。此外，本发明的范围不是旨在受限于说明书中描述的过程、设计、制造、物质组成、装置、方法以及步骤的特定实施例。本领域技术人员从本发明的公开将容易地理解，可以根据本发明利用现有的或未来开发的过程、设计、制造、物质组成、装置、方法或步骤，它们执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果。相应地，所附权利要求旨在在其范围内包括此类过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。

Claims (22)

1.一种用于通信的设备，包括：
用户管理子系统，其被配置为启动因特网协议应用；
本地出口服务监视子系统，其被配置为监视本地因特网协议本地出口服务的可用性，以及在所述本地因特网协议本地出口服务可用时从所述本地因特网协议本地出口服务获取接入点名称；以及
接入点名称选择控制子系统，其被配置为将所述接入点名称绑定到所述因特网协议应用。
2.如权利要求1中所述的设备，其中使用对于所述本地因特网协议本地出口服务的网络进入获取所述接入点名称。
3.如权利要求1中所述的设备，其中将从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称存储在存储器中。
4.如权利要求1中所述的设备，其中从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称存储在存储器中的时间周期小于与所述因特网协议应用关联的因特网协议地址的动态主机配置协议租借时间，或者从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称存储在存储器中的时间等于所述设备在至少一个本地验证、授权和计费服务器中注册的持续时间。
5.如权利要求1中所述的设备，其中所述接入点名称选择控制子系统被配置为：当所述接入点名称被绑定到所述因特网协议应用时，暂时搁置对于能够提供从蜂窝通信系统到外部分组交换网络的接入的网关的接入点名称。
6.如权利要求5中所述的设备，其中所述网关是系统架构演进网关。
7.如权利要求1中所述的设备，其中所述本地出口服务监视子系统被配置为：检测所述本地因特网协议本地出口服务的可用性的丧失；以及所述接入点名称选择控制子系统被配置为：暂时搁置所述本地因特网协议本地出口服务的所述因特网协议应用的所述接入点名称并将其存储在存储器中，并对所述因特网协议应用使用来自网关的所述接入点名称。
8.如权利要求7中所述的设备，其中所述本地出口服务监视子系统被配置为：检测所述本地因特网协议本地出口服务的恢复的可用性，并从所述本地因特网协议本地出口服务重新获取因特网协议地址；所述接入点名称选择控制子系统被配置为：将从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称设置为默认接入点名称。
9.如权利要求1中所述的设备，其中所述接入点名称选择控制子系统被配置为：在所述本地因特网协议本地出口服务不可用时，从能够提供从蜂窝通信系统到外部分组交换网络的接入的网关获取接入点名称。
10.如权利要求1中所述的设备，其中因特网协议应用的所述启动是响应于网络发起的或设备发起的会话。
11.一种用于通信设备的方法，包括：
启动因特网协议应用；
监视本地因特网协议本地出口服务的可用性；
在所述本地因特网协议本地出口服务可用时从所述本地因特网协议本地出口服务获取接入点名称；以及
将所述接入点名称绑定到所述因特网协议应用。
12.如权利要求11中所述的方法，其中从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称存储在存储器中的时间周期小于与所述因特网协议应用关联的因特网协议地址的动态主机配置协议租借时间，或者从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称存储在存储器中的时间等于所述设备在至少一个本地验证、授权和计费服务器中注册的持续时间。
13.如权利要求11中所述的方法，还包括：当所述接入点名称被绑定到所述因特网协议应用时，暂时搁置对于能够提供从蜂窝通信系统到外部分组交换网络的接入的网关的接入点名称。
14.如权利要求11中所述的方法，还包括：
检测所述本地因特网协议本地出口服务的可用性的丧失；
暂时搁置所述本地因特网协议本地出口服务的所述因特网协议应用的所述接入点名称并将其存储在存储器中；以及
对所述因特网协议应用使用来自网关的所述接入点名称。
15.如权利要求14中所述的方法，还包括：
检测所述本地因特网协议本地出口服务的恢复的可用性；
从所述本地因特网协议本地出口服务重新获取因特网协议地址；以及
将从所述本地因特网协议本地出口服务获取的所述接入点名称设置为默认接入点名称。
16.如权利要求11中所述的方法，还包括：在所述本地因特网协议本地出口服务不可用时，从能够提供从蜂窝通信系统到外部分组交换网络的接入的网关获取接入点名称。
17.一种用于通信的设备，包括：
会话控制子系统，其被配置为启动网络发起的应用；
链路层控制子系统，其被配置为确定邀请所述网络发起的应用所通过的无线电承载；以及
接入点名称选择控制子系统，其被配置为从邀请所述网络发起的应用的网络发起的服务获取接入点名称，并将所述接入点名称绑定到所述网络发起的应用系统。
18.如权利要求17中所述的设备，还包括：会话控制子系统，其被配置为基于所述网络发起的应用的终止而从所述网络发起的应用释放所述接入点名称。
19.如权利要求17中所述设备，其中所述设备是蜂窝通信系统中的用户设备。
20.一种用于通信的方法，包括：
启动网络发起的应用；
确定邀请所述网络发起的应用所通过的无线电承载；
从邀请所述网络发起的应用的网络发起的服务获取接入点名称；以及
将所述接入点名称绑定到所述网络发起的应用系统。
21.如权利要求20中所述的方法，还包括：基于所述网络发起的应用的终止而从所述网络发起的应用释放所述接入点名称。
22.如权利要求20中所述的方法，其中由蜂窝通信系统中的用户设备执行所述方法。
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