CN101803442A - 从mme到e节点b和移动终端的聚合最大比特率的传输 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信系统(300)中的信令传输方法，所述无线通信系统包括向无线通信单元(325)提供至少一个分组数据网络(PDN)连接的第一网络元件(310)。所述方法包括：第一网络元件(310)向无线通信单元(325)发送与无线通信单元(325)的上行链路(UL)PDN传输相关的信令消息，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。

Description

从MME到E节点B和移动终端的聚合最大比特率的传输
技术领域
本发明涉及用于分组数据网络，诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝通信系统中的信令通信的设备和方法。
背景技术
目前，正在启动第三代蜂窝通信系统，以进一步增强向移动电话用户提供的通信服务。最广泛采用的第三代通信系统基于码分多址(CDMA)和频分双工(FDD)或者时分双工(TDD)技术。在“WCDMA forUMTS”，Harri Holma(编者)，Antti Toskala(编者)，Wiley&Sons，2001，ISBN 0471486876中可找到对CDMA，具体地说，对UMTS的宽带CDMA(WCDMA)模式的进一步描述。
在诸如通用分组无线电系统(GPRS)、演进分组系统(EPS)的3GPP系统中，下行链路通信端点，即，移动或手持无线通信单元(在3G用语中被称为用户设备(UE))可具有与许多网络元件的多个同时连接。这样的网络元件一般包括网关(GW)，诸如通用GPRS支持节点(GGSN)，分组数据网络(PDN)GW等，以便接入便于UE访问许多不同服务(例如，便于访问公司服务，以及同时接入因特网)的不同分组数据网络(PDN)。
在这种系统中，可以通过设定聚合最大比特率(AMBR，aggregatemaximum bit rate)，来控制在元件之间传送的数据的量，所述聚合最大比特率(AMBR)被定义为与UE已建立的特定PDN连接相关联的非保证比特率(GBR)通信承载的上限。
为了使用AMBR来限制发送给相应PDN的数据量，对于连接UE和提供对特定PDN的接入的特殊GW的每个非保证比特率(GBR)承载，需要强制执行AMBR。
在3GPP中(参见，例如，3GPP TS 23.401，“GPRS enhancementsfor E-UTRAN access”，版本8)，在3GPP中的节点B 110中为上行链路(UL)业务强制执行AMBR，在GW中(例如，3GPP中的PDN-1和PDN-2GW中)为相应下行链路(DL)业务强制执行AMBR。给定节点B和GW分别是UL和DL业务的业务入口，这是自然的选择。此外，由于对无线运营商来说，无线电资源是最成本敏感的，因此当UL业务稍后将被丢弃时，通过空中接口“通过”UL业务并不合理。
因此，节点B 110必须被告知UE 105在任何时间建立的PDN连接，并且节点B 110必须处于将它赋予了调度优先权的无线电承载与它所属的UE-PDN连接相关联的位置。换句话说，对于它做出的UL调度判决(例如，通过优先比特率PBR的分配)，节点B 110必须考虑AMBR值和它与每个UE-PDN连接的关系。节点B 110还控制无线电承载建立和管理。按照从相关核心网络(CN)115元件，例如3GPP演进分组系统(EPS)中的MME 120接收的信息，节点B 110为所有对应的网关(GW)建立无线电承载。
在下面的意义上，AMBR的特性稍微不同于在无线通信系统和其它通信系统中用于支持特定的端到端QoS的其它动态承载参数：
(i)AMBR值被应用于特定UE-PDN连接的一“束”非GBR承载，而不是单独地应用于每一个非GBR承载。因此，尤其是当负责强制执行和监管AMBR的网络元件(例如节点B)负责调度动态变化的资源时，AMBR值需要该网络元件的特殊处理；和
(ii)AMBR值是保存在订户数据库注册表中的静态订户信息。因此，作为承载建立的一部分，在初始连接过程中，必须传送AMBR值，而不是由策略服务器动态提供，与通常提供其它动态变化的QoS参数的方式相反。
图2示例已知的UE 105和节点B 110之间的无线电承载建立机制，以及分别在UL和DL中进行的AMBR监管。值得注意的是，在建立无线电承载205时，保持连接UE 105与节点B 110的无线电承载205和使业务终止于PDN GW 130的接入承载210之间的一对一关系。在给定时间，对UE 105来说，可存在建立的一个以上的无线电承载205和接入承载210，以便向不同的用户应用或不同类别的用户提供不同服务质量(QoS)处理。在DL中，根据已在承载建立期间用某一QoS标识符向其指出的无线电承载205的特定服务质量(QoS)、以及在相应的无线电承载205中使用的业务量，节点B 110中的调度器的逻辑元件调度DL业务。在相应的PDN GW 130、135、140、145处进行DL业务的AMBR监管，给定3GPP策略和计费强制执行功能(PCEF，Policy and Charging Enforcement Function)一般位于此处，因为PDN GW 130、140是下行链路(DL)业务的第一入口点。
如果在DL中对特定PDN连接来说超过了AMBR级，则PDNGW中的3GPP PCEF可对来自该PDN GW的所有接入(非GBR)承载210的过度业务进行速率限制，以便符合在初始承载建立时传送给PDN GW的规定AMBR。
从而，UL资源由节点B 110中的调度器的适当逻辑元件按照UE报告的业务量来分配，并且是基于每个UE分配的。无线电承载205到分配的授权的调度是由UE 105根据在建立无线电承载时节点B110传送给它的优先权，利用UL分组调度器的逻辑功能来进行的。为了控制UE 105的无线电承载调度，在3GPP中规定了管理无线电承载之间的UL资源的共享的UL速率控制功能。节点B 110中的调度器根据由核心网络(CN)传送的服务质量(QoS)参数，诸如QoS标签和GBR承载的GBR值，用调度参数，诸如绝对优先权值和优先比特率(PBR)值来配置每个无线电承载205。另外，可选的是，可按无线电承载205来配置最大比特率(MBR)。把分配的优先权值和PBR连同无线电承载配置信息一起信令传输至UE 105。优先权值由节点B110根据从核心网络(CN)115接收的QoS信息来判决。按照这种方式，PBR在UE设定按无线电承载应用的UL速率控制极限，并保证UE105按优先权降序来服务其无线电承载205，一直到其无线电承载205的PBR值。
如果任意资源仍然可用，则按照严格递减的优先权顺序来服务所有的无线电承载205，一直到无线电承载205的MBR(如果配置了的话)。在没有配置MBR的情况下，服务无线电承载205，直到该无线电承载205的数据或者UL授权耗尽，不论哪种情况先发生。一般地说，这些参数是在3GPP长期演进(LTE)无线通信系统的情况下应用的调度优先权参数。
然而，发明人发现和意识到，这些调度参数(例如在3GPP LTE无线通信系统的情况下，PBR、优先权和MBR(可选))的分配与应用于该无线电承载所服务的整个UE-PDN连接的AMBR无关。实际上，这意味着，如果两个承载具有相同的QoS特性(例如，QoS标签)，即使它们属于两个不同的PDN连接(例如，一个具有高的AMBR值，一个具有低的AMBR值)，给定AMBR未被传送给节点B，则这两个无线电承载将受到相同的调度处理。因此，这种情形效率低，并且浪费宝贵的资源。例如，如果一个承载以高AMBR来服务来自虚拟专用网络(VPN)的超文本传送协议(HTTP)业务，以及以低AMBR来服务来自因特网的HTTP业务，则将对这两者应用在节点B 110和UE 105处的相同调度处理。
因而，目前的技术不是最理想的。从而，一种解决在蜂窝网络上处理AMBR的问题的改进机制将是有利的。
发明内容
因此，本发明试图单独地或以任意组合来减轻、缓和或消除上述缺点中的一个或多个。
按照本发明的第一方面，提供一种无线通信系统中的信令传输的方法，所述无线通信系统包括向无线通信单元提供至少一个分组数据网络(PDN)连接的第一网络元件。所述方法包括：第一网络元件向无线通信单元发送与无线通信单元上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息。所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
按照这种方式，通过修改例如节点B中的调度器功能，以分配与对于在UE-PDN连接上服务的无线电承载必须强制执行的ULAMBR的值有关的调度参数，来提供一种在节点B中监管AMBR值而不会不必要地浪费上行链路资源的机制。
因此，通过例如由于节点B不接纳UE发送的上行链路(UL)业务(如果该业务超过AMBR值，则稍后不得不被丢弃)而更有效地利用通信系统中的上行链路资源，本发明的实施例允许改进地使用通信资源。从而，通过不接纳随后可能不得不被丢弃的业务，本发明可以提供增大的吞吐率并增加通信系统的容量。此外，本发明可允许终端用户所感受到的改善性能，还可以允许网络运营商增加系统能够支持的用户的数量，同时仍然能够控制由UE传送给某个PDN连接的ULAMBR。
按照本发明的一个可选特征，上面提及的发送包括作为至少一个PDN连接的建立的一部分进行发送。按照这种方式，可以在建立至少一个PDN连接的现有消息内实现所述信令消息。
按照本发明的一个可选特征，所述信令消息包含至少一个AMBR值。按照这种方式，可以避免需要由网络元件生成的参数与直接提供的AMBR值的不关联。
按照本发明的一个可选特征，所述信令消息包含与至少一个AMBR值相关联的参数。按照这种方式，可以修改现有的信令传输参数以反映至少一个AMBR值(与至少一个AMBR值相关联)。
按照本发明的一个可选特征，所述方法进一步包括：所述第一网络元件根据至少一个AMBR值，将从无线通信单元接收的数据分组与和至少一个PDN连接相关联的用户传输优先级相关联。按照这种方式，可以将用户传输优先级与至少一个PDN连接相关联以反映至少一个AMBR值(与至少一个AMBR值相关联)。
按照本发明的一个可选特征，可根据至少一个AMBR值来关联每个PND连接的至少一个PDN标识符。
按照本发明的一个可选特征，所述方法进一步包括：所述第一网络元件根据至少一个AMBR级，得到无线通信单元到第一网络元件的每个PDN连接的最大比特率(MBR)值。
按照本发明的一个可选特征，无线通信系统进一步包括通过PDN连接可操作地与第二网络元件耦接的第一网络元件。所述方法进一步包括：由第二网络元件向第一网络元件发送与无线通信单元ULPDN传输有关的信令消息。按照这种方式，核心网络中的元件，例如移动性管理实体(MME)可被配置成经由例如包含每个PDN连接的至少一个AMBR值的无线通信单元的用户简档来访问和传送AMBR值。
按照本发明的一个可选特征，所述方法进一步包括：所述第一网络元件识别用户传输优先权值的分配何时超过应用于至少一个PDN连接的AMBR值。
按照本发明的一个可选特征，所述方法进一步包括：当超过AMBR值时，所述第一网络元件重新分配与至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先权值。
按照本发明的一个可选特征，上面提及的发送步骤包括：作为建立无线通信单元到第一网络元件的至少一个PDN连接的附着过程的一部分进行发送。按照这种方式，可以在建立至少一个PDN连接的现有消息内实现信令消息。
在一个可选实施例中，无线通信单元的至少一个PDN连接包含无线通信单元接入的多个PDN连接，例如，附着过程可以建立无线通信单元接入的多个PDN连接。
在一个可选实施例中，所述方法可应用于第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝通信系统。在一个可选实施例中，所述方法可应用于3GPP演进分组系统(EPS，Evolved Packet System)架构。
在一个可选实施例中，所述方法可应用于WiMAX蜂窝通信系统。
按照本发明的第二方面，提供一种适合于执行上面说明的无线通信单元操作的无线通信单元。
按照本发明的第三方面，提供一种适合于执行上面说明的网络元件操作的网络元件。
按照本发明的第四方面，提供一种被配置成通过至少一个分组数据网络(PDN)连接，把无线通信系统中的信令提供给无线通信单元的网络元件。所述网络元件包括用于把与无线通信单元上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息发送给无线通信单元的逻辑，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
按照本发明的第五方面，提供一种被配置成通过至少一个分组数据网络(PDN)连接，从网络元件接收无线通信系统中的信令消息的无线通信单元。所述无线通信单元包括用于接收与无线通信单元的上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息的逻辑，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
按照本发明的第六方面，提供一种无线通信系统中的信令传输方法，所述无线通信系统包括向无线通信单元提供至少一个分组数据网络(PDN)连接的第一网络元件。所述方法包括无线通信单元从第一网络元件接收与来自无线通信单元的上行链路(UL)PDN传输相关的信令消息，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
按照本发明的第七方面，提供一种包含程序代码的计算机程序产品，所述程序代码用于在无线通信系统中，通过至少一个分组数据网络(PDN)连接，从网络元件到无线通信单元的信令传输。所述计算机程序产品包括用于把与无线通信单元上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息发送给无线通信单元的程序代码，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
根据下面描述的实施例，本发明的这些和其它方面、特征和优点是显而易见的，并将参考下面描述的实施例进行说明。
附图说明
图1示例了已知的使用AMBR的3GPP系统。
图2示例了在节点B中发生的用于UL业务以及在GW中发生的用于DL业务的已知AMBR监管。
下面参考附图，仅为了举例而说明本发明的实施例，其中：
图3示例了适用于一些实施例的系统架构。
图4示例了按照一些实施例的附着过程和承载建立。
图5示例了按照一些实施例的EPS/LTE系统的附着过程和承载建立。
图6示例了按照一些实施例的与相同UE-PDN连接相对应的一组承载的调度机制。
图7示例了可用于实现本发明的实施例中的处理功能的典型计算系统。
具体实施方式
下面的说明针对本发明的适用于演进UMTS(通用移动电信系统)蜂窝通信系统，尤其是第三代合作伙伴计划(3GPP)系统内的演进分组系统(EPS)核心网络(CN)架构的实施例。但是，应意识到本发明并不局限于该特定的蜂窝通信系统，而是可应用于其它蜂窝通信系统。
本发明的实施例提出当通信端点最初在网络中引导和附着时，从静态订户数据库获得AMBR参数及其相关联的PDN连接标识符。此外并且有利的是，AMBR连同其相关联的PDN连接标识符一起被传送给负责按PDN连接来监管和强制执行AMBR的网络元件。
另外，一些实施例提出一种对通信端点(例如UE)可能已就位的多个PDN连接强制执行AMBR的网络元件。从而，该网络元件被配置成负责在资源动态变化的环境中服务多个通信端点。
现在参见图3，图中按照本发明的一个实施例，概略地示出了无线通信系统300。在本实施例中，无线通信系统300遵从通用移动电信系统(UMTS)空中接口，并且包含能够通过通用移动电信系统(UMTS)空中接口工作的网络元件。具体地讲，本实施例涉及3GPP中目前正在讨论的演进-UTRAN(E-UTRAN)无线通信系统的系统架构。这也被称为长期演进(LTE)。
该架构由无线电接入网络(RAN，radio access network)元件和核心网络(CN)元件组成，其中核心网络304与名为分组数据网络(PDN)的外部网络302(诸如因特网或公司网)耦接。RAN的主要组件是经由S1接口与CN 304连接并经由Uu接口与UE 320连接的e节点B(演进节点B)310、320。e节点B 310、320控制和管理与无线电资源相关的功能。一系列的节点B 310、320一般执行网络的低层处理，进行诸如媒体接入控制(MAC)、格式化用于传输的数据块、和物理地把传送块发送给UE 325的功能。除了节点B通常执行的这些功能之外，适应的节点B 310调度器逻辑元件另外被配置成与PEF的逻辑元件进行交互，PEF的逻辑元件被指定为属于某个UE-PDN连接的非GBR承载强制执行UL AMBR，以便提供位于PDN GW 305中的3GPPPCEF在下行链路(DL)中实现的功能的子集，诸如速率限制。附加限制在于UL中的PEF逻辑元件的速率限制功能必须满足一定的性能，并且它不能简单地在空中“通过”业务然后将其丢弃。从而，节点B310中的调适调度器被配置成根据必须由位于节点B 310中的策略强制执行功能(PEF，Policy Enforcement Function)的逻辑元件强制执行的AMBR，得到将被传送给UE 320的适当调度参数，以便支持该操作。
CN 304具有三个主要组件：服务GW 306、PDN GW(PGW)305和移动性管理实体(MME，mobility management entity)308。服务GW306控制U-平面(用户平面)通信。PDN-GW 305控制对适当外部网络(例如，PDN)的接入。除了该操作之外，在一个实施例中，PDN-GW 305被配置成监管服务该特定UE-PDN连接的许多非GBR承载的DLAMBR。MME 308控制c-平面(控制平面)通信，其中用户移动性、对空闲模式UE的寻呼发起、承载建立、和对默认承载的QoS支持由MME 308处理。除了这些操作之外，在一个实施例中，MME 308被配置成通常利用通过诸如DIAMETER(如在RFC3588中)或RADIUS(如在RFC2865中)的协议对归属用户服务器(HSS)330的数据库查询机制，来得到应用于允许UE 320建立的每个PDN连接的UL和DL AMBR值。UL和DL AMBR值基于可保存在静态数据库中的UE的订阅简档和供给信息，所述静态数据库诸如是可包含用于UE认证的用户凭证、在服务等级方面的用户类别、和其它静态信息的HSS 330。UL AMBR值被传送给被指定强制执行UL AMBR的节点B 310中的PEF的逻辑元件，并且DL AMBR值被传送给UE 320最初所附着的PDN GW 305中的3GPP PCEF。
E-UTRAN RAN基于下行链路(DL)中的OFDMA(正交频分多址)和上行链路(UL)中的SC-FDMA(单载波频分多址)。在TS36.211(3GPP TS 36.211 v.1.1.1(2007-05)，“3GPP Technicalspecification group radio access network，physical channels andmodulation(release 8)”中能够找到在E-UTRAN中使用的无线电帧格式和物理层配置的进一步信息。
节点B 310与UE 325无线连接。每个节点B包含可操作地与相应的信号处理逻辑314、324耦接的一个或多个收发机单元312、322。类似地，每个UE包含可操作地与信号处理逻辑329耦接的收发机单元327(为了清楚起见，仅如此详细地示例了一个UE)，并与支持在它们各自的位置区域中的通信的节点B通信。系统包含为了清楚起见而未示出的许多其它UE和节点B。
AMBR值的信令传输
按照本发明的一个实施例，UE 325、节点B 310、MME 308、GW 305、306和AAA之间的交互已被调适成支持AMBR信令的改进使用。具体地说，传送每个UE-PDN连接的AMBR值和从CN到无线电接入网络的PDN网关标识符，以适当地传送UE已就位的可用PDN连接。下面参考图4更详细地说明这种机制。
现在参见图4，图中示例了单个信令流程图，该流程图示出了无线通信系统中的端到端承载建立的两种可能性：
(i)UE发起的；和
(ii)网络发起的。
值得注意的是，信令交换还可以包括与此处描述的实施例的说明无关的许多其它消息和其它信息。
在步骤430，UE 325通过，比方说，向节点B 310发送其临时标识(例如，UE系统架构演进(SAE)-临时移动用户标识(S-TMSI)或者分组-临时移动用户标识(P-TMSI))来发起附着过程。在UE发起的承载建立的情况下，接入点名称(APN)将指示服务于UE 325希望连接的PDN的适当网关420。
在网络发起的承载建立的情况下，UE 325不需要提供任何指示，因为MME 308将根据它的订阅简档，建立到允许UE 325接入的所有PDN的连接。
在步骤435，节点B 310根据UE 325的临时标识，例如UES-TMSI或P-TMSI，得到它必须向其转发附着请求的适当MME 308。在步骤440、445，MME 308完成与UE 325的认证过程。
在步骤450，MME 308得到UE 325的订户信息，包括有关UE325接入的所有PDN的信息。在此阶段，MME 308将必须能够为UE325构建表格，例如如下面的表1中所示例的表格。
表1
Figure GPA00001061496300111
在步骤455，MME 308创建并发送承载请求(或者基于它是UE发起的建立还是网络发起的建立来请求承载)，以创建到GW 305、306的连接。
在UE发起的建立的情况下，给定UE 325已在步骤430中通过APN指示了它希望连接的唯一GW地址，MME 308将只向该GW305、306发送承载请求。承载请求包含GW 305、306必须对该连接强制执行的DL AMBR。
在网络发起的承载建立的情况下，MME 308向服务于UE 325接入的PDN的所有GW(如例如由MME 308在步骤450中获得的APN的列表所识别的)发送承载请求。在一个实施例中，请求包含相关GW必须强制执行的每个APN的DL AMBR。
在步骤460，GW 305、306创建并发送承载响应。在UE发起的承载建立的情况下，只有接收到承载请求的所选GW 305、306发送承载响应。
在步骤465，MME 308向节点B 310发送附着响应，所述附着响应包含QoS信息和UL AMBR的值。在UE发起的建立的情况下，附着响应消息将只包含特定UE PDN连接所需的信息。在网络发起的建立的情况下，附着响应消息包含有关UE接入的所有APN的QoS和UL AMBR的所有信息。
在步骤470，节点B 310根据在步骤465中提供的信息来建立相关无线电承载。在UE发起的建立的情况下，这导致仅建立与该特定UE-PDN连接相对应的一个无线电承载。在网络发起的建立的情况下，在此阶段，节点B 310建立服务于UE的所有所需PDN连接的所有无线电承载。
节点B 310用来处理在步骤465中提供的信息以便确定调度参数的机制如下。
现在参见图5，关于E-UTRAN的核心网络中的AMBR信令，描述一个增强实施例。如3GPP TS 23.401，“GPRS enhancement forE-UTRAN access”，版本8中定义的那样，与UE 405接入的每个PDN相关联的AMBR基于订户信息被保存在归属用户服务器(HSS)(等同于早期的基于GSM的系统中的归属位置寄存器)中。作为在图4的步骤430、435中示例的“附着”过程的一部分，AMBR由MME 415检索。
例如，如下面的表2中所示例的，可关于每个UE在HSS中保存下述信息：
表2
Figure GPA00001061496300121
在UE附着之后，在MME 415中检索该信息，并且应在PDN GW422和e节点B 410中提供该信息分别用于DL和UL监管。
在这方面，如步骤550中所示，可作为“创建默认承载消息”的一部分，把AMBR的DL值从MME 415发送给PDN GW 422，以便PDN GW 422能够监管DL中的AMBR。在这方面，还设想如步骤555中所示例的，也可作为“附着接受”消息的一部分，把UL AMBR从MME 415发送给e节点B 410。
因此，对在3GPP TS 23.401，“GPRS enhancements forE-UTRAN access”，版本8中描述的EPS/LTE的“附着”过程提出了下述附加信令，以实现上面提及的通信。
在步骤515中，HSS 510向新的MME 412发送插入用户数据消息(例如，IMSI、订阅数据)。该订阅数据包含默认APN、和UE 405接入的APN的UL和DL AMBR值。新的MME 412验证UE在(新的)跟踪区/位置区(TA/LA)中的存在。如果，由于区域订阅限制或接入限制的缘故，不允许UE 405附着在TA/LA中，则新的MME 412能够以适当的理由拒绝步骤435中的附着请求，并且可向HSS 510返回“插入用户数据确认”消息520。如果订阅检查因其它原因而失败，则新的MME 412可以适当的理由拒绝附着请求430、435，并向HSS返回包括错误原因的插入用户数据确认消息。如果所有检查都成功，则新的MME 412为UE 405构建上下文，并向HSS 510返回插入用户数据确认消息520。如步骤525中所示，HSS可按照在3GPP TS23.401，“GPRS enhancements for E-UTRAN access”，版本8的5.3.2节中描述的现有过程，向新的MME 412发送更新位置确认消息。
在步骤530，新的MME 412如在上面提及的标准中的“GW选择功能”下描述的那样选择服务GW 420，并向所选择的服务GW 420发送创建默认承载请求(IMSI、MME上下文ID、默认承载QoS、默认APN的DL AMBR)。
在步骤535，服务GW 420在其EPS承载表中创建新的表目，并向PDN GW 422发送创建默认承载请求(用户平面的服务GW地址、用户平面的服务GW TEID、控制平面的服务GW TEID、默认承载QoS、默认APN的DL AMBR)。
在步骤540，如果在网络中应用策略和计费规则功能(PCRF，Policy and Charging Rules Function)，则PDN GW 422可与策略和计费规则功能(PCRF)505进行交互，以获得用于UE 405的默认策略控制和计费(PCC，policy control and charging)规则。PDN GW 422随后保存对于默认承载用于UE 405的DL AMBR。
按照在3GPP TS 23.401，“GPRS enhancements for E-UTRANaccess”，版本8的5.3.2节中描述的现有过程来发送后续消息545和550。
在步骤555中，新的MME 412向e节点B 410发送“附着接受”(包括S-TMSI、PDN地址、TA/LA列表)消息。如果新的MME分配新的S-TMSI，则包括S-TMSI。该消息可包含在S1_MME控制消息：初始上下文设置请求中。该S1控制消息还可包括建立无线电承载所需的UE 405的安全上下文和QoS信息、以及用于用户平面的服务GW 420处的终端实体标识符(TEID)、和用于用户平面的服务GW 420的地址。
分配给UE 405的PDN地址包括在该消息中。UE 405所连接的PDN GW 422的APN也可包括在该消息中。新的MME 412把ULAMBR发送给e节点B 410。
在步骤560，e节点B 410把无线电承载建立请求发送给UE 405，并且附着接受消息(S-TMSI、PDN地址、TA列表、APN)555将一起被发送给UE 405。
此后，如在3GPP TS 23.401，“GPRS enhancements forE-UTRAN access”，版本8的5.3.2节中描述的那样发送消息565-590。
无线电接入网络，例如节点B中的AMBR处理
按照本发明的一个实施例，UE 325、节点B 310、MME 308、GW 305、306、和AAA之间的交互还被调适成支持在元件之间信令传输的AMBR信息的改进使用。具体地说，提出允许无线电接入网络(RAN)考虑从核心网络(CN)提供的信息，能够把属于特定PDN连接的业务根据AMBR来区分优先次序的设备和方法。在增强实施例中，还提出了在节点B 310中强制执行AMBR的设备和方法。所提出的机制将节点B 310中的调度器配置成除了传送的QoS信息之外，还向无线电承载分配适当的调度优先权参数值(例如，3GPP中的PBR、优先权值、MBR)，以反映PEF必须执行的应用于与UE-PDN连接相对应的整个一组无线电承载的UL AMBR的强制执行。此外，提出一种优化节点B 410和UE 405之间的信令(减小的信令开销)的机制，以指定调度优先权并根据需要修改调度优先权，以便监管应用于UE-PDN连接的AMBR。
在UE 405具有多个PDN连接的情况下，节点B 410中的PEF逻辑需要单独监管属于每个PDN连接的UL业务。因此，节点B 410中的PEF逻辑应在承载建立期间被告知接入承载和PDN连接之间的任何关联。
在图4的步骤470中，简单化的业务监管情况是UL业务超过了特定PDN连接的AMBR值的情况，在这种情况下，数据可在节点B410处被丢弃。然而，该数据已通过空中接口被发送。因此，在节点B 410处丢弃已发送的数据将导致无线电资源使用效率低。
尽管参照获得至少一个聚合最大比特率(AMBR)值并将其传送给节点B的PEF逻辑的MME说明了本发明的实施例，在可替换的实施例中，设想节点B的PEF逻辑可直接获得UL AMBR值。在这种情况下，节点B被配置成具有到AAA服务器(或者在3GPP系统的情况下的归属用户服务器(HSS))的直接接口，并且自己进行移动性管理、用户认证和默认承载功能的QoS供给。换句话说，在这种情况下，MME的所有当前功能都包含在节点B中。
此外，尽管参照获得至少一个聚合最大比特率(AMBR)值并将其传送给节点B(其中节点B产生AMBR与至少一个PDN标识符的关联)的MME说明了本发明的实施例，但在可替换的实施例中，设想节点B能够获得AMBR值，并直接把AMBR值发送给无线通信单元(例如，UE)。在这种情况下，UE将负责属于特定UE-PDN连接的许多无线电承载的UL AMBR的监管。除AMBR之外，在这种情况下，在无线电承载建立时，节点B可把PDN标识符的信息传送给UE。然而发明人认识到这种情况存在如下限制：与无线电资源的管理相关联的AMBR的监管将被单独传递给在类似通信系统中传统上被认为“不可信”实体的UE。
基于按PDN连接分配绝对优先权的节点B中的AMBR处理
现在参见图6，示例了在节点B中进行调度的一种可能机制。该机制基于已作为承载建立的一部分被传送的AMBR值，在无线电承载配置期间，PDN GW 422或424(例如3GPP中的APN)的标识符(ID)连同分配的调度优先权参数(例如，3GPP中的绝对优先权值和PBR)一起被信令传输给UE 405。除了该信令之外，还信令传输绝对优先权，以应用于与特定PDN连接有关的一组承载。例如，可分两步定义应用于每个无线电承载的优先权。首先，向每个PDN连接提供一个绝对优先权值(Pi 505、Pz 510)。其次，无线电承载的优先权被赋予一个相对于PDN连接的绝对优先权值的相对值。从而，UE 405可通过考虑PDN连接的绝对优先权值和无线电承载的相对优先权，来计算无线电承载的绝对优先权值。
要认识到，为了清楚起见，上面的说明参照不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。但是，在不脱离本发明的情况下，显然可以使用在不同功能单元或处理器(例如关于广播模式逻辑或管理逻辑)之间的功能性的任何适当分布。例如，被示例为由分离的处理器或控制器执行的功能可由同一个处理器或控制器执行。从而，对具体功能单元的引用只应被看作是对提供所述功能的适当装置的引用，而不是表示严格的逻辑或物理结构或组织。
可用任何适当的形式，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本发明的各个方面。可选地，本发明可被至少部分地实现成在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。从而，可按照任何适当的方式物理地、功能地和逻辑地实现本发明的实施例的元件和组件。实际上，可在单个单元中、多个单元中、或者作为其它功能单元的一部分来实现所述功能性。
图7示例了可用于实现本发明的实施例中的处理功能的典型计算系统700。这种计算系统可以用在UE(UE可以是集成装置，诸如移动电话或USB/PCMCIA调制解调器)、或者节点B(具体地讲，节点B的调度器)、诸如GGSN的核心网络元件和RNC中。相关领域的技术人员也将认识到如何利用其它计算机系统或架构来实现本发明。计算系统700可代表例如，桌上型、膝上型或笔记本计算机、手持式计算装置(PDA、蜂窝电话、掌上型电脑等)、主机、服务器、客户机、或对于给定应用或环境来说需要或适当的任意其它类型的专用或通用计算装置。计算系统700可包括一个或多个处理器，诸如处理器704。处理器704可使用通用或专用处理引擎，诸如例如，微处理器、微控制器或其它控制逻辑来实现。在本例中，处理器704与总线702或其它通信介质相连接。
计算系统700还可包括用于保存信息和将由处理器704执行的指令的主存储器708，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储器。主存储器708还可用于保存在执行要由处理器704执行的指令的过程中的临时变量或其它中间信息。同样地，计算系统700可包括与总线702耦接的只读存储器(ROM)或其它静态存储装置，用于为处理器704保存静态信息和指令。
计算系统700还可包括信息存储系统710，信息存储系统710可包括例如，介质驱动器712和可拆卸存储器接口720。介质驱动器712可包括支持固定或可拆卸存储介质的驱动器或其它机构，诸如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、压缩盘(CD)或数字视频驱动器(DVD)读取或写入驱动器(R或RW)、或者其它可拆卸或固定介质驱动器。存储介质718可包括例如，硬盘、软盘、磁带、光盘、CD或DVD、或者由介质驱动器714读取和写入的其它固定或可拆卸介质。如这些例子示例的，存储介质718可包括其中保存有特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。
在可替换的实施例中，信息存储系统710可包括允许计算机程序或其它指令或数据被载入计算系统700的其它类似组件。这样的组件可包括例如，诸如程序盒式存储器和盒式存储器接口、可拆卸存储器(例如，闪速存储器或者其它可拆卸存储器模块)和存储器插槽的可拆卸存储单元722和接口720、和允许软件和数据从可拆卸存储单元718转移到计算系统700的其它可拆卸存储单元722和接口720。
计算系统700还可包括通信接口724。通信接口724可被用于允许在计算系统700和外部装置之间传送软件和数据。通信接口724的例子包括调制解调器、网络接口(诸如以太网或其它NIC卡)、通信端口(诸如例如，通用串行总线(USB)端口)、PCMCIA插槽和卡等。经由通信接口724传送的软件和数据为信号的形式，所述信号可以是能够被通信接口724接收的电信号、电磁信号、光信号、或者其它信号。这些信号经由通道728被提供给通信接口724。该通道728可传送信号，并且可使用无线介质、导线或电缆、光纤、或者其它通信介质来实现。通道的一些例子包括电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域网或广域网、和其它通信通道。
在本文中，术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等通常可被用于指代诸如例如存储器708、存储装置718或存储单元722的介质。这些和其它形式的计算机可读介质可保存供处理器704使用的一个或多个指令，从而使处理器执行指定的操作。通常被称为“计算机程序代码”(所述计算机程序代码可按计算机程序或其它分组的形式被分类)的这种指令，当被执行时，使计算系统700能够执行本发明的实施例的功能。注意，该代码可直接使处理器执行指定操作，经编译使处理器执行指定操作，和/或与其它软件、硬件和/或固件元件(例如，执行标准函数的库)结合地使处理器执行指定操作。
在利用软件实现各个元件的实施例中，软件可保存在计算机可读介质中，并利用例如可拆卸存储驱动器714、驱动器712或通信接口724被载入计算系统700中。当由处理器704执行时，控制逻辑(在本例中，软件指令或计算机程序代码)使处理器704执行此处所述的本发明的功能。
要认识到，为了清楚起见，上面的说明参照不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。但是，在不脱离本发明的情况下，显然可以使用在不同的功能单元、处理器或域之间的功能性的任何适当分布。例如，被示例为由分离的处理器或控制器执行的功能可由相同的处理器或控制器执行。从而，对具体功能单元的引用只应被看作是对提供所述功能的适当装置的引用，而不是表示严格的逻辑或物理结构或组织。
可用任何适当的形式，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本发明的各个方面。可选地，本发明可被至少部分地实现成在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。从而，可按照任何适当的方式物理地、功能地和逻辑地实现本发明的实施例的元件和组件。实际上，可在单个单元中、多个单元中、或者作为其它功能单元的一部分来实现所述功能性。
尽管结合一些实施例说明了本发明，然而本发明并不局限于此处陈述的具体形式。相反，本发明的范围仅由权利要求书限定。另外，尽管一个特征看来是结合特定实施例说明的，但本领域的技术人员应认识到，可按照本发明组合所描述的实施例的各种特征。
此外，尽管是分别列举的，但可用单个单元或处理器来实现多个装置、元件或方法步骤。另外，尽管单独特征可包括在不同的权利要求中，但它们也可被有利地组合，并且包括在不同权利要求中并不意味特征的组合不可行和/或不利。并且，某一特征包含在一种类型的权利要求中并不意味局限于这种类型，相反，该特征同样可酌情应用于其它权利要求类型。
此外，各个特征在权利要求中的顺序并不意味必须所述各个特征必须被执行的任何特定顺序，并且具体地讲，方法权利要求中的各个步骤的顺序并不意味必须按该顺序执行各个步骤。而是可按照任何适当的顺序执行各个步骤。另外，单数引用并不排除复数。从而，对“一个”、“第一”、“第二”等的引用并不排除复数。

Claims (53)

1.一种无线通信系统中的信令传输方法，所述无线通信系统包括向无线通信单元提供至少一个分组数据网络(PDN)连接的第一网络元件，所述方法包括：
第一网络元件向无线通信单元发送与无线通信单元上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，发送包括作为至少一个PDN连接的建立的一部分进行发送。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，所述信令消息包含至少一个AMBR值。
4.按照任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述信令消息包含与至少一个AMBR值相关联的参数。
5.按照权利要求4所述的方法，进一步包括：所述第一网络元件根据所述至少一个AMBR值，将从无线通信单元接收的数据分组与和至少一个PDN连接相关联的用户传输优先权等级相关联。
6.按照权利要求4或5所述的方法，进一步包括：所述第一网络元件根据所述至少一个AMBR值，来关联每个PDN连接的至少一个PDN标识符。
7.按照前述权利要求4-6中任一项所述的方法，进一步包括：所述第一网络元件根据所述至少一个AMBR级，得到无线通信单元到第一网络元件的每个PDN连接的最大比特率(MBR)值。
8.按照前述权利要求4-7中任一项所述的方法，其中，所述无线通信系统还包括通过PDN连接与第二网络元件可操作地耦接的第一网络元件，所述方法进一步包括：所述第二网络元件向第一网络元件发送与无线通信单元的UL PDN传输有关的信令消息。
9.按照权利要求8所述的方法，进一步包括：所述第二网络元件获得无线通信单元的用户简档，所述用户简档包含每个PDN连接的至少一个AMBR值。
10.按照前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：所述第一网络元件识别用户传输优先权值的分配何时超过应用于至少一个PDN连接的AMBR值。
11.按照权利要求10所述的方法，进一步包括：当超过AMBR值时，所述第一网络元件重新分配与至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先权值。
12.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，发送包括作为建立无线通信单元到第一网络元件的至少一个PDN连接的附着过程的一部分进行发送。
13.按照权利要求12所述的方法，其中，所述附着过程建立无线通信单元接入的多个PDN连接。
14.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，无线通信单元的至少一个PDN连接包括无线通信单元接入的多个PDN连接。
15.当应用于第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝通信系统时按照前述权利要求中任一项所述的方法。
16.当应用于3GPP演进分组系统(EPS)架构时按照权利要求15所述的方法，其中，第一网络元件是e节点B。
17.当应用于WiMAX蜂窝通信系统时按照前述权利要求中任一项所述的方法。
18.一种适合于执行按照前述权利要求中任一项所述的无线通信单元操作的无线通信单元。
19.一种适合于执行按照前述权利要求1-17中任一项所述的网络元件操作的网络元件。
20.一种被配置成通过至少一个分组数据网络(PDN)连接，把无线通信系统中的信令提供给无线通信单元的网络元件，所述网络元件包括：
用于把与无线通信单元上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息发送给无线通信单元的逻辑，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
21.按照权利要求20所述的网络元件，其中，用于发送的逻辑包括用于作为至少一个PDN连接的建立的一部分进行发送的逻辑。
22.按照权利要求20或21所述的网络元件，其中，所述信令消息包含至少一个AMBR值。
23.按照前述权利要求20-22中任一项所述的网络元件，其中，所述信令消息包含与至少一个AMBR值相关联的参数。
24.按照权利要求23所述的网络元件，进一步包括用于根据至少一个AMBR值，将从无线通信单元接收的数据分组与和至少一个PDN连接相关联的用户传输优先权等级相关联的逻辑。
25.按照权利要求23或24所述的网络元件，进一步包括用于根据至少一个AMBR值，关联每个PND连接的至少一个PDN标识符的逻辑。
26.按照前述权利要求23-25中任一项所述的网络元件，进一步包括用于根据至少一个AMBR等级，得到无线通信单元到网络元件的每个PDN连接的最大比特率(MBR)值的逻辑。
27.按照前述权利要求23-26中任一项所述的网络元件，进一步包括用于获得无线通信单元的用户简档的逻辑，所述用户简档包含每个PDN连接的至少一个AMBR值。
28.按照前述权利要求20-27中任一项所述的网络元件，进一步包括用于识别用户传输优先权值的分配何时超过应用于至少一个PDN连接的AMBR值的逻辑。
29.按照权利要求28所述的网络元件，进一步包括用于当超过AMBR值时，重新分配与至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先权值的逻辑。
30.按照前述权利要求20-29中任一项所述的网络元件，其中，用于发送的逻辑包括用于作为建立无线通信单元到网络元件的至少一个PDN连接的附着过程的一部分进行发送的逻辑。
31.按照权利要求30所述的网络元件，其中，所述附着过程建立无线通信单元接入的多个PDN连接。
32.按照前述权利要求20-31中任一项所述的网络元件，其中，无线通信单元的至少一个PDN连接包括无线通信单元接入的多个PDN连接。
33.按照前述权利要求20-32中任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件是被配置成在第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝通信系统中提供信令消息的节点B。
34.按照权利要求33所述的网络元件，其中，所述网络元件是被配置成在3GPP演进分组系统(EPS)架构中提供信令消息的e节点B。
35.被配置成在WiMAX蜂窝通信系统中提供信令消息的前述权利要求20-34中任一项所述的网络元件。
36.一种被配置成通过至少一个分组数据网络(PDN)连接，从网络元件接收无线通信系统中的信令消息的无线通信单元，所述无线通信单元包括：
用于接收与无线通信单元的上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息的逻辑，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
37.一种无线通信系统中的信令传输的方法，所述无线通信系统包括向无线通信单元提供至少一个分组数据网络(PDN)连接的第一网络元件，所述方法包括：
无线通信单元从第一网络元件接收与来自无线通信单元的上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
38.一种包含程序代码的计算机程序产品，所述程序代码用于在无线通信系统中，通过至少一个分组数据网络(PDN)连接，从网络元件到无线通信单元的信令传输，所述计算机程序产品包括程序代码，所述程序代码用于：
把与无线通信单元的上行链路(UL)PDN传输有关的信令消息发送给无线通信单元，其中，所述信令消息包括指示至少一个聚合最大比特率(AMBR)值的参数。
39.按照权利要求38所述的计算机程序产品，其中，用于发送的程序代码包括用于作为至少一个PDN连接的建立的一部分发送的程序代码。
40.按照权利要求38或39所述的计算机程序产品，其中，所述信令消息包含至少一个AMBR值。
41.按照前述权利要求38-40中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述信令消息包含与至少一个AMBR值相关联的参数。
42.按照权利要求41所述的计算机程序产品，进一步包括用于根据至少一个AMBR值，使从无线通信单元接收的数据分组与和至少一个PDN连接相关联的用户传输优先权等级相关联的程序代码。
43.按照权利要求41或42所述的计算机程序产品，进一步包括用于根据至少一个AMBR值，关联每个PND连接的至少一个PDN标识符的程序代码。
44.按照前述权利要求41-43中任一项所述的计算机程序产品，进一步包括用于根据至少一个AMBR值，得到无线通信单元到网络元件的每个PDN连接的最大比特率(MBR)值的程序代码。
45.按照前述权利要求41-44中任一项所述的计算机程序产品，进一步包括用于获得无线通信单元的用户简档的程序代码，所述用户简档包含每个PDN连接的至少一个AMBR值。
46.按照前述权利要求38-45中任一项所述的计算机程序产品，进一步包括用于识别用户传输优先权值的分配何时超过应用于至少一个PDN连接的AMBR值的程序代码。
47.按照权利要求46所述的计算机程序产品，进一步包括当超过AMBR值时，重新分配与至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先权值的程序代码。
48.按照前述权利要求38-47中任一项所述的计算机程序产品，其中，用于发送的程序代码包括：用于作为建立无线通信单元到网络元件的至少一个PDN连接的附着过程的一部分发送的程序代码。
49.按照权利要求48所述的计算机程序产品，其中，所述附着过程建立无线通信单元接入的多个PDN连接。
50.按照前述权利要求38-49中任一项所述的计算机程序产品，其中，无线通信单元的至少一个PDN连接包括无线通信单元接入的多个PDN连接。
51.被配置成在第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝通信系统中提供信令消息的前述权利要求38-50中任一项所述的计算机程序产品。
52.被配置成在3GPP演进分组系统(EPS)架构中提供信令消息的前述权利要求38-51中任一项所述的计算机程序产品。
53.被配置成在WiMAX蜂窝通信系统中提供信令消息的前述权利要求38-52中任一项所述的计算机程序产品。
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