CN102056294A - 一种通过业务卸载功能(tof)实体保持业务连续性的方法、装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过业务卸载功能(TOF)实体保持业务连续性的方法：TOF实体接收分组数据网(PDN)发送的用户设备UE的下行卸载业务数据包，该TOF实体向所述UE发送核心网(CN)寻呼消息；该TOF实体接收UE向CN发送的寻呼响应，该寻呼响应包括UE的服务请求消息，该服务请求消息包括服务类型(Service Type)字段，该服务类型字段指示为寻呼响应；TOF实体向CN转发服务请求消息，用于CN在收到服务请求消息后建立无线接入承载(RAB)，所述服务请求类型字段指示为数据内容(Data)。通过该方法实现CN与UE的通信，保证业务的传输。本发明相应提供了一种TOF实体。

Description

一种通过业务卸载功能(TOF)实体保持业务连续性的方法、装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体适用于通信业务数据传输领域。
背景技术
随着3G空口技术的演进，使得空口的传输速率得到相当大的提高，分组交换(PS，Packet Switch)业务的吞吐量倍增，导致核心网(CN，Core Net)节点，例如SGSN、GGSN以及增值业务服务器VAS和这些节点间的传输承载遇到空前的压力。以内容丰富的互联网业务为例：互联网业务给CN的传输带宽提出更高的要求，造成扩容成本迅速增大。但是互联网业务占用移动运营网络大量的传输资源而给移动运营商带来的利润较低，另外用户在访问分组数据网关(PDN，Packet Data Gateway)的互联网业务时，数据包需经由核心网的诸多节点，传输效率较低。
为缓解核心网节点的承载压力，并提高分组交换业务的数据包传输效率，。现有技术方案提出在RNC和SGSN间增加一个卸载用户数据流的逻辑功能实体一业务卸载功能(TOF，Traffic Offload Function)，在靠近接入侧的节点以低成本的方式直接路由上行互联网业务流到PDN网络，下行业务流也从PDN网络直接路由到接入侧，进行核心网数据流量的卸载，其网络架构图如图1所示。其中，TOF是逻辑实体，本发明各实施例将部署了TOF功能的实体称为TOF实体。TOF实体可部署在UMTS网络RNC/HNB GW和SGSN间的Iu-PS接口上。TOF实体向RNC/HNB GW和SGSN两个方向提供标准的Iu接口，通过TOF出Gi接口完成业务卸载功能。CG和LIG向TOF提供开放接口。为了进一步节省RNC/HNBGW和TOF间的传输承载，TOF和RNC/HNB GW可以集成在一起。
现有技术中，对于使用卸载功能的网络，如果UE发生状态改变，例如从激活状态改变到空闲状态，或者TOF实体存储的参数发生更新，会导致CN与UE通信中断，例如，UE经由TOF实体1(TOF1)附着到网络，在空闲状态(idle)下从TOF实体1移动到TOF实体2(TOF2)，UE发起卸载业务的服务请求并启用卸载业务，之后进入idle态的UE在TOF2收到下行卸载业务数据包，此时，TOF2需要寻呼UE并恢复UE的数据传输来支持业务连续性，即在TOF2进行业务卸载的情况下，在进入idle前，UE正使用卸载业务，一段时间没有数据传输，空口资源释放进入idle态，但应用连接没有释放，TOF还有可能收到下行卸载业务数据包，为保证业务能连续使用，需要通知UE和网络建立承载。或者，UE没有移动到TOF2，仍然处于TOF1，但是UE的状态发生改变，例如TOF卸载业务完成后，UE进入空闲状态，此时，UE与CN之间的空口资源也被释放，但是由于应用连接没有释放，UE再次收到新的卸载业务数据包时，需要与CN恢复连接以实现卸载业务数据包的传输。
综上，由于TOF卸载业务导致现有技术中存在CN与UE因释放空口资源导致的通信中断的问题。
发明内容
针对现有技术中的卸载业务功能TOF实体的使用导致的CN与UE的通信中断的问题，本发明实施例提供了保持业务连续性的方法，并相应提供了解决该问题的TOF实体。
一方面，本发明实施例提供了一种保持业务连续性的方法：TOF实体接收分组数据网(PDN)发送的用户设备UE的下行卸载业务数据包，该TOF实体向所述UE发送核心网(CN)寻呼消息；该TOF实体接收UE向CN发送的寻呼响应，该寻呼响应包括UE的服务请求消息，该服务请求消息包括服务类型(Service Type)字段，该服务类型字段指示为寻呼响应；TOF实体向CN转发服务请求消息，用于CN在收到服务请求消息后建立无线接入承载(RAB)，所述服务请求类型字段指示为数据内容(Data)。通过该方法实现CN与UE的通信，保证业务的传输。
另一方面，本发明实施例还提供了一种TOF实体，包括寻呼发起模块，用于向UE发送核心网寻呼消息；并接收UE向核心网发送的寻呼响应；服务请求转发模块，用于向核心网转发该寻呼响应中的服务请求消息，用于CN与UE建立通信连接，以保证业务的连续性，服务请求消息转发模块，用于向所述核心网转发所述寻呼响应中的服务请求消息，用于CN与UE建立通信连接，所述服务请求消息中的服务请求类型字段指示为数据内容(Data)。
本发明实施例通过TOF实体向CN发送寻呼响应消息，在UE状态发生改变的情况下，恢复CN和UE的通信，保持了通信业务的连续性。
附图说明
图1为现有技术Iu-PS接口上的TOF实体卸载业务的网络架构图；
图2为本发明第一实施例流程图；
图3为本发明第二实施例流程图；
图4为本发明第三实施例流程图；
图5为本发明第二实施例TOF实体上报TOF信息流程图；
图6为本发明第四实施例TOF实体结构图；
图7为本发明第五实施例流程图；
图8为本发明第七实施例触发条件使用流程图；
图9为本发明第七实施例QoS协商流程图；
图10为本发明第七实施例RAB建立流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明第一实施例，如图2所示，包括如下步骤：
S201，TOF实体接收分组数据网(PDN)发送的用户设备UE的下行卸载业务数据包；
具体地，该下行卸载业务数据包可以通过Gi口接收，
S202，TOF实体向该UE发送核心网(CN)寻呼消息；
具体地，例如，TOF发现UE进入idle态，为向UE传输业务，需要寻呼UE，恢复建立CN与UE之间的承载。
S203，TOF实体接收该UE向上述CN发送的寻呼响应，该寻呼响应包括UE的服务请求消息，该服务请求消息包括服务类型(Service Type)字段，该服务类型字段指示为寻呼响应；
S204，TOF实体向上述CN转发该服务请求消息，用于该CN在收到上述服务请求消息后建立无线承载(RAB)，上述服务请求类型字段指示为数据内容或信令内容(Data)。
步骤S202中的TOF实体向UE发送CN寻呼消息及步骤S403中的接收寻呼响应的具体流程对应装置实施例TOF实体的寻呼发起模块的具体功能，S204TOF实体向上述CN转发该服务请求消息对应TOF实体的服务请求消息转发模块。
具体地，CN收到TOF实体转发的服务请求消息，根据服务请求消息中的服务类型字段Data，即发现该服务请求的类型为数据，即需要与UE建立承载以传输业务数据，例如CN可以发起RAB分配(RAB Assignment)，通过建立RAB承载建立与UE的通信。
综上，通过使用本发明第一实施例提供的，由TOF发起的寻呼UE的流程，可以实现CN与UE的无线承载的建立，传输业务数据，保持业务的连续性。
如图3所示，本发明第二实施例提供了在“UMTS”网络架构下，通过TOF寻呼UE实现的CN和UE之间的业务连续性的方法。显而易见地，本领域技术人员可以理解，本实施例也适用于LTE网络的演进网络中具有同样功能的实体之间的信息交互流程，例如SGSN对应LTE网络移动管理实体(MME，Mobile Management Entity，而TOF实体可以位于LTE网络的eNB和MME之间，SGSN和MME可统称为核心网节点。
S301，TOF实体接收分组数据网(PDN)发送的用户设备UE的下行卸载业务数据包；
在步骤S302之前，本实施例还包括TOF实体确定UE处于空闲状态；
具体确定方法，例如，TOF实体确定UE处于空闲状态的方法可以通过如下方法：TOF实体确定针对UE的Iu连接被释放，例如通过获取经过TOF实体的Iu连接释放过程的消息确定UE的Iu连接被释放。其中，Iu连接是指，核心网(CN)和接入网之间的信令交互。
S302，TOF实体向该UE发送核心网(CN)寻呼消息；
进一步地，如果在TOF实体向CN发送寻呼消息之前，TOF并未获取到寻呼参数，则TOF实体可以在向核心网发送寻呼消息之前向SGSN请求下发寻呼参数。具体地，TOF实体可以通过向SGSN发送UE上下文请求消息(UEcontext)请求SGSN发送寻呼参数，或者发送专用的寻呼参数请求消息请求SGSN下发寻呼参数给该TOF实体。所述寻呼参数是指用于寻呼UE的参数，包括指示寻呼UE的时间的参数，例如核心网不连续接收(CN DRX)；指示寻呼UE的区域的参数，例如寻呼区域标识(Paging Area ID)、闭合用户群列表(CSG list)；指示需要寻呼的UE身份的参数，例如临时移动用户标识(TMSI，Temporary Mobile Subscriber Identity)。
或者，可替代地，TOF实体可以不需请求SGSN下发寻呼参数，如果TOF实体在向UE发送CN寻呼消息之前，已经向SGSN上报TOF实体信息，SGSN可下发寻呼参数给TOF实体。其中TOF实体信息是指，指示TOF实体的业务卸载能力，TOF实体的业务卸载地址，业务卸载设备标识(TOF ID)的信息，TOF实体的安全能力，以及其他本领域技术人员可以根据上述信息可毫无疑义的确定的指示TOF实体的信息。具体地，本实施例中，TOF实体可向CN上报的TOF实体信息，包括但不限于TOF实体业务卸载能力、TOF实体业务卸载设备标识(TOF ID)、TOF实体地址、TOF实体安全能力等其中的一个或多个。例如，如图5所示，LTE系统的TOF实体可在S1建立请求时上报上述TOF实体信息，或通过其他S1应用协议消息，例如初始化UE消息(Initial UE Message)上报TOF实体信息到CN。类似地，UMTS系统的TOF实体可在业务请求消息中上报TOF实体信息，或通过专用的无线接入网应用协议消息(RANAP，Radio Access Network Application Part)上报。可选地，以上实施例中的TOF实体信息可作为通用的SGSN向TOF实体发送新增参数或新增功能的触发条件，即SGSN可在收到TOF实体信息后才下发新增的参数以及启用的新增的功能，其中新增的参数以及启用的新增的功能是指，针对TOF实体已有的参数及功能新增加的参数和功能。
另外，通用的SGSN下发新增参数或新增功能给TOF实体的触发条件包括如下条件的任意一种或其组合：
触发条件1，SGSN收到UE发送的业务请求消息；
触发条件2，CN本地配置支持并启用TOF实体业务卸载功能的信息；
触发条件3，SGSN收到过TOF实体或其他设备发送的支持或启用TOF实体业务卸载功能的指示。
进一步地，在TOF实体收到寻呼参数后，会将寻呼参数转发给接入网，用于接入网寻呼UE。例如，TOF实体获取到CN DRX后，作为寻呼消息的参数下发到接入网，接入网可以根据CN DRX和国际移动用户标识(IMSI，International Mobile Subscriber Identity)计算寻呼时机，下发寻呼消息到UE。例如，TOF实体获取到Paging Area ID后，作为寻呼消息的参数下发到接入网侧，接入网判断本节点下的区域是否属于寻呼区域范围，若是则下发寻呼消息，否则不发寻呼消息。例如，TOF实体获取到CSG list后，作为寻呼消息的参数下发到接入网侧，接入网判断本节点下的CSG小区是否在CSG list中，若是则下发寻呼消息，否则不发寻呼消息。例如，TOF实体获取到TMSI后，作为寻呼消息的参数下发到接入网侧，接入网用临时标志构造寻呼消息下发到UE。接入网对寻呼参数的具体的处理方法为现有技术，此处不再赘述。
S303，TOF实体接收该UE向所述CN发送的寻呼响应，该寻呼响应包括UE的服务请求消息，该服务请求消息包括服务类型(Service Type)字段，该服务类型字段指示为寻呼响应；
具体地，UE接收TOF实体通过接入网发送的CN寻呼消息，会向CN发送寻呼响应，该寻呼响应经过TOF实体，TOF实体获取该寻呼响应，如图3所示。
S304，TOF实体向上述CN转发该服务请求消息，用于该CN收到上述服务请求消息后建立无线承载(RAB)，上述服务请求消息中的服务类型字段指示为数据内容(Data)。
步骤S302中的TOF实体向UE发送CN寻呼消息及步骤S303中的接收寻呼响应的具体流程对应装置实施例TOF实体的寻呼发起模块的具体功能，S304 TOF实体向上述CN转发该服务请求消息对应TOF实体的服务请求消息转发模块。进一步地，对应寻呼参数发送功能，TOF实体还包括寻呼参数请求模块，对应本实施例中TOF实体向SGSN请求发送寻呼参数的具体流程。
本发明第二实施例以UMTS系统为例描述了通过TOF实体恢复CN和UE之间的通信的方法，并指出了拓展到LTE系统及其他系统的方法。进一步地，第二实施例还提供了TOF实体获取寻呼参数的方法，解决了现有技术中，由SGSN发起idle态下对UE的寻呼，TOF实体保存的寻呼参数没有及时更新或者没有获取寻呼参数时，导致的现有技术中的TOF实体不能在合适的时机发送寻呼消息的问题。例如不能使用合适的DRX参数寻呼，将浪费相当多的信令开销。对于TOF获取不到寻呼区域和CSG list的情况，也导致不能进行寻呼优化，将引起不相关的无线网络控制器RNC或者家用基站网管HNB等实体发起不必要的寻呼，浪费资源。
本发明第三实施例提供了TOF实体与UE、CN进行信息交互的流程的举例：
S401，TOF实体接收UE的下行卸载业务；
进一步地，该步骤可包括，TOF实体确定该下行卸载业务的UE处于idle态，具体判断方法与S302相同。
S402，TOF实体向UE发送CN寻呼消息；
进一步地，若没TOF实体没有保存UE的CN DRX、Paging Area ID、CSG list参数其中一个或多个，TOF实体可向SGSN请求下发寻呼参数，该寻呼参数至少包括CN DRX、Paging Area ID、CSG list中的一个或多个。具体的请求方法与步骤S302中的请求方法相同，此处不再赘述。
S403，UE接收TOF实体发送的CN寻呼消息，UE向CN发送寻呼响应，即UE的服务请求消息；
具体地，UE接收TOF实体发送的CN寻呼消息包括，UE接收RNC转发的TOF实体发送的CN寻呼消息。UE发送的上述请求消息包括分组网络的临时移动用户标识(P-TMSI，Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)，路由区标识(RAI，Routing Area Identity)，密钥序列码(CKSN，CKSN-Cipher Key Sequence Number)服务类型(Service Type)。其中Service Type字段指示为寻呼响应Paging Response。
S404.TOF实体获取上述服务请求消息，再转发包含Service Type字段指示为数据(Data)的服务请求消息到CN；
具体地，TOF实体可以通过信息设置，修改Service Type字段指示的Paging Response为Data。
S405.CN收到上述服务请求消息后，后发起RAB建立过程，恢复和UE的通信；
具体地，CN确定服务请求消息中的服务类型字段指示为数据(Data)，CN确定需要与UE建立通信。
可选地，本实施例上述步骤完成后，还可以包括，S406.TOF实体获取执行业务卸载匹配策略需要的用户信息并执行业务卸载策略匹配工作，若匹配成功则启用业务卸载，创建NAT表项，恢复卸载业务的上下行传输，具体卸载流程为现有技术中TOF实体执行卸载业务的流程，此处不再赘述。
步骤S402中的TOF实体向UE发送CN寻呼消息及步骤S403中的接收寻呼响应的具体流程对应装置实施例TOF实体的寻呼发起模块的具体功能，S404 TOF实体向上述CN转发该服务请求消息对应TOF实体的服务请求消息转发模块。进一步地，对应寻呼参数发送功能，TOF实体还包括寻呼参数请求模块，对应本实施例中TOF实体向SGSN请求发送寻呼参数的具体流程。
本发明第三实施例以TOF实体与UE、CN进行信息交互的流为例描述了通过TOF实体恢复CN和UE之间的通信的方法，进一步地，第三实施例还提供了TOF实体获取寻呼参数的方法，解决了现有技术中，由SGSN发起idle态下对UE的寻呼，TOF实体保存的寻呼参数没有及时更新或者没有获取寻呼参数时，导致的现有技术中的TOF实体不能在合适的时机发送寻呼消息的问题。
本发明第四实施例提供了一种TOF实体，包括寻呼发起模块，用于向UE发送核心网寻呼消息；并接收UE向核心网发送的寻呼响应；服务请求消息转发模块，用于向核心网转发该寻呼响应中的服务请求消息，用于CN与UE建立通信连接，以保证业务的连续性，所述服务请求消息中的服务请求类型字段指示为数据内容(Data)。进一步地，该TOF实体还可包括寻呼参数请求模块。具体的方法流程参见方法实施例的对应描述。
使用第四实施例提供的TOF实体，可以通过寻呼UE建立CN和UE之间的通信，完成业务数据的传输，保持业务的连续性。
另外，在现有网络中，存在专用承载用于传输IP数据流，其中，有些IP数据需要使用特定速率传输。相应地，针对业务传输需要的不同，这些专用承载可以区分为保证带宽(GBR，Guaranteed BitRate)承载和非GBR(non-GBR)承载。GBR承载有保证带宽，即有保证的传输比特速率传输数据，而non-GBR承载需要共同分享聚合最大比特速率(AMBR，Aggregate Maximum Bit Rate)。non-GBR业务可以忍受拥塞情况下的数据包丢失而GBR业务不会存在这种数据包丢失的情况。例如，目前的Internet业务一般属于非保证带宽(non-GBR，Guaranteed Bit Rate)类型的业务，通过non-GBR承载传输。在UE的签约信息中为每个分组数据网PDN的non-GBR业务定义该PDN的签约的接入点服务商名称-累积最大速率(APN-AMBR)，还定义了用作空口non-GBR速率控制的签约的UE-AMBR。Non-GBR承载主要用于各种数据业务的承载，为了尽可能提高系统的带宽利用率，演进的分组数据网络(EPS)系统引入了汇聚的概念，并定义了AMBR参数。AMBR是到每个PDN的连接的IP-CAN会话级QoS参数，相同PDN连接的多个EPS承载可以共享相同的AMBR值。当其他EPS承载不传送任何业务时，这些Non-GBR承载中的每一个承载都能够潜在地利用整个AMBR。因此，AMBR参数实际上限制了共享这一AMBR的所有承载能所能提供的总速率。
AMBR参数基于两种不同的场景可分为UE-AMBR和APN-AMBR。UE-AMBR参数作为UE的签约数据保存在HSS中，用于指示UE针对不同PDN接入的参数属性，并通过网络注册流程由HSS传送给MME。当UE建立起到某PDN的第一条数据连接时，相应的上下行UE-AMBR即可以通过默认承载建立流程，传送到eNodeB实体，由eNodeB完成其控制与执行。APN-AMBR参数是存储在HSS中的针对每个接入点名称(APN)的签约参数，它实际上限制了同一个APN中的所有PDN连接期望提供的累计比特速率。其中，下行APN-AMBR由PDN-GW负责执行，上行APN-AMBR由UE或PDN-GW负责执行。
UE-AMBR参数作为UE的签约数据保存在HSS中，用于指示UE针对不同PDN接入的参数属性，并通过网络注册流程由HSS传送给MME。当UE建立起到某PDN的第一条数据连接时，相应的上下行UE-AMBR即可以通过默认承载建立流程，传送到eNodeB实体，由eNodeB完成其控制与执行。APN-AMBR参数是存储在HSS中的针对每个接入点名称(APN)的签约参数，它实际上限制了同一个APN中的所有PDN连接期望提供的累计比特速率。其中，下行APN-AMBR由PDN-GW负责执行，上行APN-AMBR由UE或PDN-GW负责执行。
以UMTS网络为例，每个PDN连接激活后，网关GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRS Support Node)或者分组数据网关(PGW，Packet Gateway)将允许传输的PDN连接的在用APN-AMBR发给SGSN，所有激活的PDN连接的在用APN-AMBR之和不能超过签约的UE-AMBR，SGSN将APN-AMBR之和与签约的UE-AMBR之间的较小值作为在用UE-AMBR发给接入网做速率控制。当然，如果是LTE网络，MME实体可实现SGSN计算APN-AMBR的功能。
在启用业务卸载功能TOF实体卸载业务后，由于TOF卸载的业务不需通过核心网实体，例如不通过SGSN或者GGSN传输，因此核心网实体，例如SGSN或GGSN不能获知单个PDN连接上的，在RAN侧直接被TOF卸载到PDN的业务。对于存在多个PDN连接的用户的情况，核心网实体，例如SGSN同样无法获知单个PDN连接的业务被卸载。
综上，由于核心网实体，例如SGSN计算的UE-AMBR并不能与所有需要传输的业务匹配，因此核心网实体，如SGSN发送到RAN侧的UE-AMBR也不能与所有需要传输的业务匹配，导致RAN侧空口速率控制不当，例如产生丢包现象，从而影响用户体验。
针对以上技术问题，本发明各实施例提供了计算UE-AMBR的方法，可使RAN侧获取与所有需传输业务匹配的UE-AMBR，从而进行合理的空口速率控制，提升用户体验。
第五实施例，本实施例以UMTS网络为例描述了在GGSN和TOF实体上的业务共享签约的APN-AMBR的情况：
由于SGSN可以获取GGSN的APN-AMBR，例如SGSN可通过向HSS请求签约APN-AMBR的方式获取APN-AMBR，因此使用GGSN与TOF共享的签约的APN-AMBR，SGSN可以计算出满足传输需要的RAN侧控制空口传输速率的UE-AMBR。
具体流程是，核心网实体向TOF实体发送UE-AMBR信息，或者叫UE-AMBR参数，例如通过RAB分配消息(RAB Assignment Request)发送，所述UE-AMBR是APN-AMBR之和与签约UE-AMBR之间的较小值，所述签约UE-AMBR是当前签约的UE-AMBR与TOF本地配置的APN-AMBR之差；
所述TOF实体接收所述核心网实体发送的UE-AMBR信息后向所述TOF实体向RAN发送UE-AMBR信息，或者叫UE-AMBR参数，所述TOF实体向RAN发送的AMBR信息，或者叫AMBR参数，包括所述核心网实体向TOF实体发送的UE-AMBR信息与TOF实体本地配置的APN-AMBR之和。
本实施例提供了更为详细的举例，例如，本实施例可以通过以下两种方法实现：
方法一是在不改变现有核心网CN架构的前提下，提供的具体流程实现。TOF实体本地配置APN-AMBR，运营商降低签约的UE-AMBR＝(当前签约的UE-AMBR)-(TOF本地配置的APN-AMBR)。SGSN计算所有GGSN返回的APN-AMBR之和，并与签约的UE-AMBR比较，并取较小值下发给RAN。TOF实体收到SGSN下发的UE-AMBR后，计算UE-AMBR＝(收到的UE-AMBR)+(TOF本地配置的APN-AMBR)，TOF发送修改后的UE-AMBR到RAN侧，实现RAN侧的空口传输速率控制。其中，TOF实体可通过RAB分配消息或者QoS修改消息发送TOF修改后的UE-AMBR。当然，如果签约的UE-AMBR足够大，例如根据运营商的统计经验值，所有GGSN配置的APN-AMBR及TOF的APN-AMBR之和都不会超过签约的UE-AMBR，可不用修改签约的UE-AMBR。
或者，使用签约信息中的可用于业务卸载的签约APN-AMBR＝(当前签约的APN-AMBR)-(TOF本地配置的APN-AMBR)。SGSN计算所有GGSN返回的的APN-AMBR之和，并与签约的UE-AMBR进行比较，选取较小值作为UE-AMBR向TOF实体发送。TOF实体收到SGSN下发的UE-AMBR后，计算该UE-AMBR＝(收到的UE-AMBR)+(TOF本地配置的APN-AMBR)，TOF再向RAN侧发送该TOF实体修改的UE-AMBR，该UE-AMBR作为RAN侧进行空口速率控制的UE-AMBR。
或者，可以结合使用上述签约UE-AMBR和签约专用APN-AMBR修改的方法，即使用运营商同时修改签约UE-AMBR和签约专用APN-AMBR。同时修改签约的UE-AMBR＝(当前签约的UE-AMBR)-(TOF本地配置的APN-AMBR)和可用于业务卸载的签约APN-AMBR＝(当前签约的APN-AMBR)-(TOF本地配置的APN-AMBR)。
本实施例方法一中TOF实体获取AMBR信息和计算AMBR信息并将计算后的AMBR信息发送给RAN的方法分别对应装置实施例中的AMBR获取模块、AMBR计算模块和AMBR发送模块。
方法一提供了不改变核心网结构即可为RAN提供更合理的UE-AMBR的方法，进行空口速率控制。
方法二是在改变核心网CN结构的情况下，使得RAN可以使用满足业务传输需求的UE-AMBR进行空口速率控制。
具体流程是，SGSN接收GGSN发送的APN-AMBR信息，所述APN-AMBR信息等于GGSN配置的APN-AMBR与TOF实体卸载业务配置的APN-AMBR偏移量之差，所述SGSN根据接收的APN-AMBR信息计算UE-AMBR，具体包括比较APN-AMBR之和与签约UE-AMBR的大小，选择较小值发送给TOF实体，所述TOF实体接收所述SGSN发送的UE-AMBR信息，配置TOF实体的APN-AMBR为在GGSN侧配置的TOF实体的卸载业务的APN-AMBR偏移量。
上述流程可细化为：
GGSN配置用于TOF卸载业务的APN-AMBR偏移量，具体地的配置方法为GGSN根据现有算法计算的APN-AMBR或者通过网管配置方式来实现；
GGSN在收到SGSN发送的签约APN-AMBR时，配置本地APN-AMBR并返回给SGSN用于计算UE-AMBR，SGSN计算UE-AMBR，具体的计算方法同方法一，不再赘述。SGSN将计算得到的UE-AMBR发送给TOF实体。而实际使用时，GGSN进行业务传输使用的传输速率为GGSN本地配置的APN-AMBR减去TOF实体配置的APN-AMBR偏移量；
TOF实体收到UE-AMBR时，TOF实体本地配置用于卸载业务的APN-AMBR为GGSN为TOF配置的APN-AMBR偏移量；
TOF实体转发SGSN计算后下发的UE-AMBR到RAN侧，例如，可以通过RAB分配消息或者QoS修改消息发送。
本实施例方法二中TOF实体获取AMBR信息和计算AMBR信息并将计算后的AMBR信息发送给RAN的方法分别对应装置实施例中的AMBR获取模块、AMBR计算模块和AMBR发送模块。
另外，上述方法还可应用在运营商为卸载业务定义专用APN-AMBR的情况：
对于方法一，即签约信息中的UE-AMBR降低为＝(当前签约的UE-AMBR)-(TOF本地配置的APN-AMBR)同样适用于为卸载业务定义专用APN-AMBR的情况。另外，对于定义专用APN-AMBR的情况，还可以把签约的专用APN-AMBR设置为0，即对于卸载业务，将签约的专用APN-AMBR设置为0，不使用GGSN传输。定义的专用承载还可以结合使用上述签约UE-AMBR和签约专用APN-AMBR修改的方法，即使用运营商同时修改签约UE-AMBR和签约专用APN-AMBR。
定义了专用承载的情况对于方法二，仍在GGSN本地配置的APN-AMBR＝TOF本地配置的APN-AMBR偏移量，并返回给SGSN，但是GGSN实际使用的APN-AMBR为0。
第六实施例，本实施例详细描述了GGSN和TOF的业务共享签约具体UE-AMBR参数的计算和UE-AMBR的发送流程：
实现第六实施例的具体方法一：
首先该流程使用的参数包括：签约的UE-AMBR；TOF和GGSN共享的签约APN-AMBR，即可由GGSN和TOF共同传输的承载，即，GGSN和TOF的PDN连接是共享的，传输承载也是共享的，物理传输路径不同而已。其APN-AMBR适用于GGSN也适用于TOF；GGSN上配置的APN-AMBR，具体配置方法为通过现有算法计算得到，GGSN剩余的签约APN1-AMBR＝签约APN-AMBR-GGSN配置的APN-AMBR，即GGSN剩余的签约APN-AMBR为签约信息中为GGSN分配的APN-AMBR与GGSN上配置的APN-AMBR之差，为GGSN分配的APN-AMBR即为TOF和GGSN共享的签约APN-AMBR；GGSN配置的非卸载业务的APN-AMBR之和，其中GGSN配置的非卸载业务的APN-AMBR之和包括所有GGSN配置的APN-AMBR之和或者包括所有GGSN配置的APN-AMBR之和减去TOF实体与GGSN共享的APN-AMBR(包含-共用/不包含GGSN配置的APN1-AMBR)；TOF实体上配置的卸载业务的APN-AMBR。
使用上述参数，向RAN发送控制空口速率的UE-AMBR的具体步骤如下：
步骤611.SGSN向RAN发送RAB分配消息，所述RAB分配消息包括以下参数：GGSN上配置的非卸载业务的APN-AMBR之和、剩余的签约APN-AMBR，签约的UE-AMBR。
步骤612.所述RAB分配消息经过TOF实体，该TOF实体收到该RAB分配消息后，根据该RAB分配消息中的参数，剩余的签约APN-AMBR，即GGSN剩余的签约APN-AMBR＝签约APN-AMBR-GGSN配置的APN-AMBR配置本地卸载业务的APN-AMBR。具体包括，TOF实体按照下式计算UE-AMBR＝(GGSN上配置的其他非卸载业务的APN-AMBR之和(包含GGSN配置的APN-AMBR))+(TOF上配置的卸载业务的APN-AMBR)。TOF实体向RAN侧发送UE-AMBR＝min(上述计算后的UE-AMBR，签约的UE-AMBR)，进一步地，TOF实体可以删除在步骤1中步增加的参数.可选地，若TOF实体计算后的UE-AMBR和TOF实体收到的SGSN发送的UE-AMBR不同，TOF实体可向CN上报计算后的UE-AMBR。具体可以通过现有的QoS修改过程中的消息，或者定义专用的消息上报。
实现第六实施例的具体方法二：
步骤如下：
步骤621、SGSN向RAN发送RAB分配消息，所述RAB分配消息包括：GGSN上配置的非卸载业务的APN-AMBR之和(不包含GGSN配置的GGSN和TOF实体共用的APN-AMBR)+签约的APN-AMBR、剩余的签约APN1-AMBR、签约的UE-AMBR。
步骤622、TOF实体收到上述RAB分配消息后，配置TOF实体本地卸载业务的APN1-AMBR，计算UE-AMBR＝(GGSN上配置的非卸载业务的APN-AMBR之和(不包含GGSN配置的GGSN和TOF实体共用的APN-AMBR)+签约的APN1-AMBR)-((剩余的签约APN-AMBR)-(TOF上配置的卸载业务的APN-AMBR))。TOF实体向RAN发送的UE-AMBR＝min(上述计算后的UE-AMBR，签约的UE-AMBR)。进一步地，TOF实体可以删除在步骤1增加的参数，然后向RAN发送UE-AMBR，用于进行空口速率控制。可选地，若TOF实体计算后的UE-AMBR和TOF实体收到的UE-AMBR不同，TOF实体可上报计算后的UE-AMBR到CN。上报消息可使用现有的QoS修改过程中的消息，或者定义专用的消息。
进一步地，对于为卸载业务定义了专用APN-AMBR的场景：
对于第六实施例的方法一，SGSN向GGSN发送签约APN-AMBR可设置为0，则GGSN为该APN配置的APN1-AMBR为0。步骤211中的签约的APN-AMBR和剩余的签约的APN-AMBR相同。
对于第六实施例的方法二，步骤221中增加的参数：GGSN上配置的非卸载业务的APN-AMBR之和，该APN-AMBR之和不包括GGSN配置的专用APN-AMBR的值；签约的APN-AMBR；签约的UE-AMBR。步骤222中，或者SGSN在计算UE-AMBR时不计入GGSN返回的APN-AMBR参数。计算UE-AMBR＝(GGSN上配置的非卸载业务的APN-AMBR之和(不包含GGSN配置的APN1-AMBR))+(TOF上配置的卸载业务的APN-AMBR)
实施例六中TOF实体获取AMBR信息和计算AMBR信息并将计算后的AMBR信息发送给RAN的方法分别对应装置实施例中的AMBR获取模块、AMBR计算模块和AMBR发送模块。
第七实施例，本实施例提供了GGSN和TOF实体的业务共享签约的APN-AMBR情况下的另外一种方案，使得RAN可获取与传输业务匹配的UE-AMBR，进行空口速率控制的方法：
SGSN将签约APN-AMBE分成2部分或者签约信息中的签约APN-AMBR包括分开的2部分，SGSN分别与GGSN、TOF实体协商APN-AMBR，SGSN根据和GGSN、TOF实体的协商结果计算UE-AMBR，具体计算方法同前，不再赘述，SGSN将计算后的UE-AMBR下发给RAN。
具体包括：
SGSN在GGSN完成APN-AMBR配置后，根据GGSN返回给SGSN的GGSN配置的APN-AMBR，得到GGSN上剩余的APN-AMBR，SGSN使用该剩余的签约APN-AMBR和TOF实体协商，具体步骤包括：
步骤71.当UE发起卸载业务请求后，SGSN和GGSN协商QoS参数APN-AMBR；SGSN向GGSN发送签约的APN-AMBR，GGSN配置本地的APN-AMBR并返回该GGSN配置后的APN-AMBR互SGSN。
步骤72.SGSN用签约的APN-AMBR减去GGSN配置的APN-AMBR值和TOF实体协商TOF实体卸载业务的APN-AMBR。SGSN向TOF实体发送(签约的APN-AMBR-GGSN配置的APN-AMBR)值，TOF配置本地的APN-AMBR并返回该TOF实体配置的APN-AMBR值到SGSN。在TOF实体和SGSN协商过程中可选触发SGSN和GGSN间的APN-AMBR参数修改过程；
步骤73.SGSN计算UE-AMBR＝SUM(GGSN已经配置的所有APN-AMBR，TOF上配置的AMBR)，与签约的UE-AMBR比较，SGSN向RNC发送min(计算UE-AMBR，签约UE-AMBR)。
其中步骤72步、步骤73步可在SGSN发起RAB建立过程中执行，也可在QoS修改过程中进行，或者定义专用的TOF和SGSN间的交互消息。
上述步骤中，TOF实体和SGSN发起AMBR协商的触发条件可包括如下触发条件的任意一种或其组合：
触发条件1：当TOF实体启用业务卸载时，通知SGSN对某PDP承载或者RAB上的业务启用了业务卸载功能或者通知SGSN该PDP承载或者RAB上可应用卸载功能。具体通知方法包括：TOF向SGSN发送业务卸载指示消息，或者发送QoS修改请求消息，消息中可选指示业务卸载的承载标识。
该触发条件1触发SGSN发起和GGSN以及TOF实体的QoS修改过程，QoS参数可包括APN-AMBR、UE-AMBR中的一个或多个；SGSN可与GGSN、TOF中的一个或多个进行QoS协商。
触发条件2：SGSN收到业务请求时，判断该业务对应的APN可支持卸载时，主动发起和TOF实体协商QoS参数的过程。
触发条件3：TOF实体收到RAB分配消息后，确定承载的业务是卸载业务，则主动发向CN发起QoS修改过程。和触发条件1相比，QoS协商的时间相对较早。
其中，上述触发条件触发的QoS协商过程可通过如下流程实现：
例如，可以通过如下流程实现，如图8所示：
针对触发条件1，TOF实体收到RAN发送的上行业务，通过TOF解析上行业务流匹配卸载策略成功后发起；TOF实体与核心网发起QoS协商，具体包括RAN发起的承载QoS修改过程；
针对触发条件2：在RAB建立过程中发起QoS协商，具体流程包括：如图10所示.RAB建立过程包括，核心网节点向RAN侧的RNC发送RAB分配请求，RNC向CN返回RAB分配响应，建立RAB，在RAB分配请求中包含CN向RNC发送的QoS参数，进行QoS协商，例如AMBR参数。另，UMTS系统中叫做RAB指派。
针对触发条件3：
或者，又例如，如图9所述，在RAB建立程中，发生QoS改变，SGSN可以发起PDP上下文修改流程，其中包含QoS参数APN-AMBR；SGSN在向GGSN发送更新PDP请求时包含签约的APN-AMBR，GGSN在响应时包含配置的APN-AMBR，SGSN根据GGSN返回的值重新计算UE-AMBR，与签约UE-AMBR相比，取较小值，在RAB指派过程中发到RAN.
上述实施例七也适用于对于为卸载业务定义了专用APN的场景：
SGSN把与GGSN协商的签约APN-AMBR设置为0，或者SGSN在计算UE-AMBR时不计入GGSN返回的卸载专用APN-AMBR的配置值。
另外，更详细地，对于SGSN把APN-AMBR分成2部分，一部分用于卸载业务，一部分用于非卸载业务的情况，具体包括：
步骤721，SGSN根据网络配置，SGSN把签约APN-AMBR分成2部分，签约APN-AMBR＝GGSN的APN-AMBR+TOF实体的APN-AMBR，即SGSN向TOF实体发送包含签约APN-AMBR信息的一部分，该签约APN-AMBR信息为签约的GGSN的APN-AMBR与TOF实体的签约的APN-AMBR之和；
步骤722，SGSN用上述签约APN-AMBR中的GGSN的APN-AMBR和GGSN协商，用上述签约APN-AMBR中的TOF实体的签约的APN-AMBR和TOF实体协商，SGSN根据协商结果计算GGSN和TOF的APN-AMBR之和，与签约UE-AMBR比较，发送最小值到RAN。其中，对于为卸载业务定义专用APN的情况，具体地，SGSN可以把签约的GGSN的APN-AMBR设置为0，或者SGSN在计算UE-AMBR时不计入GGSN返回的卸载专用APN-AMBR的配置值。
对于在签约信息中，存在运营商设置的包含2部分的某签约APN-AMBR，即签约的GGSN的APN-AMBR，或者可指示为APN-AMBRGGSN用于GGSN的非卸载业务，签约的TOF实体的APN-AMBR，或者可指示为APN-AMBRGGSN用于TOF实体的卸载业务。
SGSN根据网络配置，SGSN收到包含上述两部分信息的签约APN-AMBR后，用GGSN的APN-AMBR和GGSN协商APN-AMBR参数，用签约APN-AMBR中的TOF实体的APN-AMBRTOF和TOF实体协商APN-AMBR，SGSN根据协商结果计算GGSN和TOF配置的APN-AMBR之和，并与签约的UE-AMBR比较，SGSN将比较后的较小值发送给RAN侧的RNC进行空口速率控制。
在SGSN计算向RAN发送的UE-AMBR的过程中，AMBR对于为卸载业务定义专用APN的情况，SGSN或签约数据把与GGSN协商的签约数据设置为0，即若给卸载业务定义了专用APN，SGSN可指示GGSN为卸载业务建立的承载上下文的签约APN-AMBR参数设置为0，则SGSN用签约的专用APN-AMBR和TOF协商QoS参数不包括GGSN的签约APN-AMBR，因为该值已为0，SGSN计算GGSN所配置的所有APN-AMBR参数和TOF配置的APN-AMBR参数之和，与签约UE-AMBR比较，SGSN向RNC发送最小值。
本实施中，SGSN包括AMBR协商模块，AMBR发送模块，其中AMBR协商模块用于分别与TOF实体和GGSN进行AMBR参数协商，包括UE-AMBR协商，APN-AMBR协商，具体协商流程参见实施例三；AMBR发送模块用于向RAN侧的RNC发送计算后的UE-AMBR，用于RAN侧进行空口速率控制。
实施例八，本实施例描述了TOF实体通过运营/管理/维护系统OAM(Operation，Administration，Maintenance)或策略控制计费规则功能(PCRF，Policy Control and Charging Rules Function)获取适合RAN侧进行空口速率控制的用户的签约UE-AMBR的具体实例。
方法一，通过OAM获取UE-AMBR，具体包括：
TOF实体从OAM系统的归属用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)获取UE的签约配置信息。
具体包括：
步骤811，TOF从OAM的HSS获取签约的UE-AMBR和用于TOF实体的虚拟签约APN-AMBR，虚拟签约APN-AMBR是指在有TOF实体的网络增加的签约信息，对于没有TOF的网络没有影响。
步骤812，在RAB分配过程中，TOF实体获取SGSN发给RNC的RAB分配消息(RAB Assignment Request)消息中的UE-AMBR，TOF根据用于TOF实体的虚拟APN-AMBR配置TOF使用的APN-AMBR，或者称为O-AMBR，TOF实体向RAN发送min(签约UE-AMBR，消息中的UE-AMBR+O-AMBR)，即TOF实体比较签约UE-AMBR与UE-AMBR和TOF实体配置的0-AMBR之和，将较小值发送给RAN作为UE-AMBR进行空口速率控制。
本实施例中TOF实体获取AMBR信息和计算AMBR信息并将计算后的AMBR信息发送给RAN的方法分别对应装置实施例中的AMBR获取模块、AMBR计算模块和AMBR发送模块。
其中，虚拟签约APN-AMBR可以是用户签约TOF实体业务时在HSS增加的一项签约信息，同时降低原来的签约APN-AMBR值，则原APN-AMBR＝虚拟签约APN-AMBR+降低后的签约APN-AMBR。而对于没有签约TOF业务的用户没有影响。
方法二，通过PCRF获取UE-AMBR，具体包括：
TOF实体提供到PCRF的接口，从PCRF获取UE的签约配置。
具体步骤如下：
步骤821，PCRF在收到GGSN的签约APN-AMBR后，确定授权的APN-AMBR，向GGSN下发，同时也向TOF实体下发，向TOF实体下发的参数至少包括签约的UE-AMBR、签约的APN-AMBR、给GGSN授权的APN-AMBR参数中的一个，或者PCRF向TOF实体下发至少包括签约的UE-AMBR、签约的APN-AMBR减去授权的APN-AMBR的参数中的一个，或者PCRF向TOF实体下发至少包括签约的UE-AMBR、授权TOF实体的APN-AMBR参数中的一个，或者PCRF向GGSN发送授权TOF实体的APN-AMBR参数、GGSN授权的APN-AMBR参数中的一个。
步骤822，TOF实体收到上述PCRF下发的参数，TOF实体配置APN-AMBR，并加上从SGSN收到的UE-AMBR，与签约UE-AMBR比较，取较小值发给RAN进行空口速率控制。
针对上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种TOF实体，具体包括AMBR获取模块；AMBR计算模块；AMBR发送模块。各模块具体功能如下：
AMBR获取模块，用于TOF实体获取SGSN向RAN发送的包括UE-AMBR的消息或者PCRF发送的包括UE-AMBR的消息AMBR计算模块具体发送消息参见方法实施例中的消息流程；
AMBR计算模块，用于TOF实体根据AMBR获取模块获取的AMBR信息，具体AMBR参数及计算方法参见方法实施例；
AMBR发送模块，TOF实体将AMBR计算模块计算后的AMBR发送给RAN，用于RAN进行空口速率控制。
本发明各实施例使用的TOF和GGSN共享的签约APN-AMBR是指TOF和GGSN共享PDN连接上所对应的PDP承载共用的APN-AMBR。
上述本发明各实施例中的TOF实体作为一个逻辑功能实体，可集成在UMTS的RNC、家用基站HNB或家用基站网关HNB GW上、或者LTE网络的服务网关S-GW、家用基站HeNB或者演进基站eNB上，另外，TOF实体还可单独部署在eNB和MME之间的或者eNB和S-GW之间的接口上。
本领域普通技术人员可以理解：本发明各实施例的附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以因制造的便利合并为一个模块，也可以因设计或布局的需要进一步拆分成多个子模块或单元。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种通过业务卸载功能(TOF)实体保持业务连续性的方法，其特征在于，
所述TOF实体接收分组数据网(PDN)发送的用户设备(UE)的下行卸载业务数据包，
所述TOF实体向所述UE发送核心网(CN)寻呼消息；
所述TOF实体接收所述UE向所述CN发送的寻呼响应，所述寻呼响应包括UE的服务请求消息，所述服务请求消息包括服务类型(Service Type)字段，所述服务类型字段指示为寻呼响应；
所述TOF实体向所述CN转发所述服务请求消息，用于所述CN在收到所述服务请求消息后建立无线接入承载(RAB)，所述服务类型字段指示为数据内容(Data)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TOF实体向所述U E发送核心网(CN)寻呼消息之前，包括：所述TOF实体确定所述U E处于空闲状态。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述TOF实体向所述UE发送核心网(CN)寻呼消息之前，所述方法进一步包括，所述TOF实体向核心网节点请求下发寻呼参数。
4.根据权利要求3所述的方法，所述核心网节点包括服务GPRS支持节点(SGSN)或者移动管理实体(MME)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述TOF实体向所述UE发送核心网(CN)寻呼消息之前，所述方法进一步包括，所述TOF实体向所述SGSN发送TOF专用信息，所述TOF接收所述SGSN根据所述TOF上报的TOF专用信息发送的寻呼参数。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述TOF专用信息包括业务卸载能力、业务卸载设备标识(TOF ID)、TOF地址、安全能力信息中的任意一种或其组合。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述寻呼参数包括核心网不连续接收参数(CN DRX)、寻呼区域标识(Paging Area ID)、非闭合用户群列表(CSG list)、临时移动用户标识(TMSI)中的任意一种或其组合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述TOF实体向所述UE发送核心网(CN)寻呼消息包括：所述TOF实体向接入网发送包含所述寻呼参数的所述寻呼消息，所述接入网根据所述寻呼参数向所述UE发送所述寻呼消息。
9.一种业务卸载功能(TOF)实体，其特征在于，所述TOF实体包括，
寻呼发起模块，用于向用户设备UE发送核心网寻呼消息；并接收所述UE向所述核心网发送的寻呼响应；
服务请求消息转发模块，用于向所述核心网转发所述寻呼响应中的服务请求消息，用于CN与UE建立通信连接，所述服务请求消息中的服务请求类型字段指示为数据内容(Data)。
10.一种业务卸载功能(TOF)实体发送聚合最大比特速率(AMBR)参数的方法，其特征在于，包括，
所述TOF实体接收核心网节点发送的UE-AMBR参数，
所述TOF实体向RAN发送UE-AMBR参数，所述TOF实体向RAN发送的AMBR参数包括所述核心网节点向所述TOF实体发送的U E-AMBR参数与TOF实体本地配置的APN-AMBR之和。
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