具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本发明主要在于,在LGW中为每一个UE增设一个通路标识,当UE进入Idle态时,该标识置为无效;当UE进入Connected态时,该标识置为有效。当该标识置为无效时,LGW选择使用S5/S8-U Tunnel,当该标识置为有效时,LGW选择使用Direct Tunnel,从而实现LGW可根据UE状态进行数据面通路的选择。在本发明实施例中,可通过以下实施例实现对LGW中通路标识的控制,从而实现对数据面通路选择的控制。但是需要说明的是,以下实施例为本发明的优选实施例,并不是说本发明仅能通过以下实施例实现,本领域技术人员也可在不脱离本发明上述思想的前提下对以下实施例进行等同的变化或修改,这些等同的变化或修改均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例一,
在该实施例中,由于SGW没有UE的context,因此需要MME在GTPC消息(如Create Session Request消息)里添加IE来通知SGW,表明此PDNConnection正在使用LIPA/SIPTO连接,进而使得SGW通知PGW如何进行数据面通路的选择,本实施例适合在UE状态不经常变化的场景中应用,能够减少SGW的资源使用和维护操作。
当UE进入Connected态时:
UE请求的PDN连接(UE Requested PDN Connectivity)或附着(Attach)过程如图3所示,其中,步骤1,4,5,6~12,14~16为现有技术,在此不再赘述,具体可参考协议TS23.4015.10.2,以下对与本发明有关的步骤进行详细描述。
步骤2~3、如果系统采用特殊标识来通知LGW,即将建立的连接用于LIPA/SIPTO,则需要在Create Session Request消息里面携带此特殊标识。如果系统使用特殊APN来通知LGW,则由LGW自行判断该连接是否使用于LIPA/SIPTO。此处用于LIPA/SIPTO连接的PGW就是LGW。
步骤5a、当UE请求的是LIPA连接或网络判断使用SIPTO连接时,LGW置该连接的通路标识为有效,表明LGW将使用Direct Tunnel。
步骤13、MME根据PDN Connection的上下文判断出此连接是LIPA/SIPTO连接时,MME在Modify Bearer Request消息中增加LIPA/SIPTO连接建立标识,向SGW表明,此PDN Connection是用于LIPA/SIPTO服务。
步骤13a、该步骤为可选步骤,如果该步骤发生,则SGW转发ModifyBearer Request消息中的LIPA/SIPTO连接建立标识,如果此时LGW中该PDN Connection的通路标识为无效,则需置其为有效。
服务请求(Service Request)过程如图4所示,其中,步骤1~7,10,11,12为现有技术,在此不再赘述,具体可参考协议TS23.4015.3.4,以下对与本发明有关的步骤进行详细描述。
步骤8.MME根据PDN Connection的上下文判断出此连接是LIPA/SIPTO连接时,MME在Modify Bearer Request消息中增加LIPA/SIPTO连接建立标识,向SGW表明,此PDN Connection是用于LIPA/SIPTO服务。
步骤9.如果SGW收到的Modify Bearer Request消息中携带LIPA/SIPTO连接建立标识,则向PGW转发该携带LIPA/SIPTO连接建立标识的Modify Bearer Request消息,表示UE进入Connected态。
步骤11a.LGW收到Modify Bearer Request消息中携带LIPA/SIPTO连接建立标识,在发送Modify Bearer Response消息后,将通路标识置为有效,表明此连接将使用Direct Tunnel。
当UE进入Idle态时:
S1 Release过程如图5所示,其中,步骤1,3~6为现有技术,在此不再赘述,具体可参考协议TS23.4015.3.5,以下对与本发明有关的步骤进行详细描述。
步骤2.MME在Release Access Bearer Request消息中,为了区分用于LIPA/SIPTO服务的PDN Connection和普通的PDN Connection,需要在这些PDN Connection的default bearer ID中增加LIPA/SIPTO标识。
步骤7a.当SGW收到带有LIPA/SIPTO连接拆除标识的Bearer ID后,将通过Modify Bearer Request消息将携带连接拆除标识给对应的PDNConnection,然后按现有协议TS23.4015.3.5中对应步骤2来处理。
步骤7b.当LGW收到LIPA/SIPTO连接拆除标识后,将将通路标识置为无效,表明此连接将使用S5/S8-U Tunnel。同时发送Modify BearerResponse到SGW。
在上述实施例中,如果系统采用特殊标识来通知LGW,则需要在CreateSession Request消息里面携带标识,同样,为了在Modify Bearer Request消息指示LIPA/SIPTO连接是否应该存在,也需要携带标识,因此可以在IE“Indication Flags”里面添加一个指示,如下表所示:
Create Session Request消息中携带该标识指示是否建立LIPA/SIPTO连接,该bit为1,表明此连接是LIPA/SIPTO连接,该bit为0,表明此连接不使用LIPA/SIPTO。Modify Bearer Request消息中携带该标识仅在LIPA/SIPTO连接中有效,如果此时该通路标识为1,表明现有的LIPA/SIPTO连接正在使用,UE进入连接态,LGW将使用Direct Tunnel;如果此时该通路标识为0,则表明现有的LIPA/SIPTO连接暂不使用,UE进入空闲态,LGW将使用S5-U Tunnel。在Service Request过程中,SGW透明转发该标识。在S1 Release过程中,SGW通过收到的Release AccessBearer Request消息中携带的LIPA/SIPTO标识,来确定哪些PDNConnection需要发送LS标志位为0的Modify Bearer Reqeust消息。
同样,为了在S1 Release过程中,使得SGW能够区分用于LIPA/SIPTO服务的PDN Connection和普通的PDN Connection,需用Release AccessBearer Request消息中携带的LIPA/SIPTO标识,可以在EBI中增加标识表明哪些Default Bearer所属的PDN Connection使用LIPA/SIPTO,如下表所示:
增加LS标识位,该bit为1,表明此Default Bearer所属的PDNConnection连接是LIPA/SIPTO连接,该bit为0,表明此Default Bearer所属的PDN Connection连接不是LIPA/SIPTO。
LGW的PDN Connection的Context中需要增加标识表明此时LIPA/SIPTO连接该使用哪个Tunnel,是Direct Tunnel还是S5-U Tunnel,增加的标识如下表所示:
For each PDN Connection within the APN:NOTE:The following entries are repeated for each PDN connection within the APN.IP Address(es) IPv4 address and/or IPv6 prefix XPDN type IPv4,IPv6,or IP v4v6 XDirect Tunnel indicator Indicate whether Direct tunnel shall be used to transportLIPA/SIPTO data.S-GW Address in Use(control The IP address of the S-GW currently used for sending control Xplane) plane signalling.S-GW TEID for S5/S8(control S-GW Tunnel Endpoint Identifier for the S5/S8 interface for the Xplane) control plane.(For GTP-based S5/S8only).S-GW Address in Use(user The IP address of the S-GW currently used for sending user plane Xplane) traffic.(For PMIP-based S5/S8only).S-GW GRE Key for downlink Serving GW assigned GRE Key for the S5/S8 interface forthe user Xtraffic(user plane) plane for downlink traffic.(For PMIP-based S5/S8only).P-GW IP address for S5/S8 P-GW IP address for the S5/S8 for the control plane signalling. X(control plane)P-GW TEID for S5/S8(control P-GW Tunnel Endpoint Identifier for the S5/S8control plane Xplane) interface.(For GTP-based S5/S8only).P-GW Address in Use(user The IP address of the P-GW currently used for sending user plane Xplane) traffic.(For PMIP-based S5/S8only).P-GW GRE Key for uplink PDN GW assigned GRE Key for the S5/S8interface for the user Xtraffic(user plane) plane for uplink traffic.(For PMIP-based S5/S8only).MS Info Change Reporting The MME and/or SGSN serving the UE support(s)procedures forsupport indication reporting User Location Information and/or User CSG Informationchanges.MS Info Change Reporting Denotes whether the MME and/or the SGSN is/are requested toAction send changes in User Location Information and/or User CSGInformation changes for this bearer.For User CSG Information,this field denotes separately whetherthe MME/SGSN are requested to send changes in User CSGInformation for(a)CSG cells,(b)hybrid cells in which thesubscriberis a CSG member,and(c)hybrid cells in which thesubscriberis not a CSG member,or any combination of the above.BCM The negotiated Bearer Control Mode for GERAN/UTRAN.Default Bearer Identifies the default bearer within the PDN connection by its EPS XBearer Id.The default bearer is the one which is established firstwithin the PDN connection.(For GTP based S5/S8or for PMIPbased S5/S8if multiple PDN connections to the same APN aresupported).EPS PDN Charging The charging characteristics of this PDN connection e.g.normal,Characteristics prepaid,flat-rate and/or hot billing. |
当Direct Tunnel indicator有效时,表明LGW使用Direct Tunnel进行LIPA/SIPTO数据传输;当此indicator无效时,表明LGW使用S5-U Tunnel。
实施例二,
在该实施例中,主要由SGW在建立PDN connection时,采用PDNConnection的Context中携带LIPA/SIPTO的标识来标明该PDN Connection是否在使用LIPA/SIPTO连接,进而让SGW通知PGW如何进行数据面通路的选择,适合在UE状态经常变化的场景中应用,能够减少信令消息中携带的信息量。
当UE进入Connected态时:
UE Requested PDN Connectivity或Attach过程如图6所示,其中,步骤1,4,5,6~16为现有技术,在此不再赘述,具体可参考协议TS23.4015.10.2,以下对与本发明有关的步骤进行详细描述。
步骤2.MME在Create Session Request消息中携带标识,表明此PDNConnection用于LIPA/SIPTO连接,SGW收到此标识后,在该PDNConnection的Context中增加LIPA/SIPTO标记,标明该PDN Connection用于LIPA/SIPTO连接。
步骤3、Serving GW向PGW发送Create Session Request。当该PDNconnection用于LIPA/SIPTO时,PGW就是LGW,如果系统采用特殊APN来通知LGW,则由LGW自行判断该连接是否使用于LIPA/SIPTO,否则需要在Create Session Request消息中携带LIPA/SIPTO连接建立标识。
步骤5a.当LGW收到LIPA/SIPTO连接建立标识时,LGW置该UE的通路标识为有效,表明LGW将使用Direct Tunnel。
步骤13a.该步骤为可选步骤,如果该步骤发生,SGW检查收到的Modify Bearer Request消息所属的PDN Connection Context,此时该PDNConnection应该带有LIPA/SIPTO标记,于是,SGW向PGW发送携带LIPA/SIPTO连接建立标识的Modify Bearer Request消息,如果此时LGW中该PDN Connection的通路标识为无效,则需置其为有效。
Service Request过程如图7所示,其中,步骤1~8,10,11,12为现有技术,在此不再赘述,具体可参考协议TS23.4015.3.4,以下对与本发明有关的步骤进行详细描述。
步骤9.如果SGW收到的Modify Bearer Request消息所属的PDNConnection带有LIPA/SIPTO标记,则SGW向PGW发送携带LIPA/SIPTO连接建立标识的Modify Bearer Request消息,表示UE进入Connected态。
步骤11a.LGW收到Modify Bearer Request消息中携带LIPA/SIPTO连接建立标识,在发送Modify Bearer Response消息后,将通路标识置为有效,表明此连接将使用Direct Tunnel。
当UE进入Idle态时:
S1 Release过程如图8所示,其中,步骤1~16为现有技术,在此不再赘述,具体可参考协议TS23.4015.3.5,以下对与本发明有关的步骤进行详细描述。
步骤7a.当SGW收到Release Access Bearer Request消息中的DefaultBearer ID list之后,查找各个Default Bearer ID对应的PDN Connection是否带有LIPA/SIPTO标识,如果有,则向对应的LGW发送Modify BearerRequest消息,并在该消息中携带LIPA/SIPTO连接拆除标识,然后按现有协议TS23.4015.3.5中对应步骤2来处理。
步骤7b.当LGW收到LIPA/SIPTO连接拆除标识后,将将通路标识置为无效,表明此连接将使用S5/S8-U Tunnel。同时发送Modify BearerResponse到SGW。
在该实施例二中,如果系统采用特殊标识来通知LGW,则需要在CreateSession Request消息里面携带标识,同样,为了在Modify Bearer Request消息指示LIPA/SIPTO连接是否应该存在,也需要携带标识,因此可以在IE“Indication Flags”里面添加一个指示,如下表所示:
Create Session Request消息中携带该标识指示是否建立LIPA/SIPTO连接,该bit为1,表明此连接是LIPA/SIPTO连接,该bit为0,表明此连接不使用LIPA/SIPTO。Modify Bearer Request消息中携带该标识仅在LIPA/SIPTO连接中有效,如果此时该通路标识为1,表明需要使用现有的LIPA/SIPTO连接正在使用,UE进入连接态;如果此时该通路标识为0,则表明现有的LIPA/SIPTO连接暂不使用,UE进入空闲态。在ServiceRequest过程中,SGW检查收到的Modify Bearer Request消息所属的PDNConnection是否带有LIPA/SIPTO标记,如果是,则SGW在发往LGW的Modify Bearer Request消息中置LS标识位为1。在S1 Release过程中,SGW查找Release Access Bearer Request消息中各个Default Bearer ID对应的PDN Connection是否带有LIPA/SIPTO标识,如果有,则向对应的LGW发送Modify Bearer Request消息,并在该消息中置LS标识位为0。
LGW的PDN Connection的Context中需要增加标识表明此时LIPA/SIPTO连接该使用哪个Tunnel,是Direct Tunnel还是S5-U Tunnel,增加的标识如下表所示:
For each PDN Connection within the APN:NOTE:The following entries are repeated for each PDN connection within the APN.IP Address(es) IPv4 address and/or IPv6prefix XPDN type IPv4,IPv6,or IPv4v6 XDirect Tunnel indicator Indicate whether Direct tunnel shall be used to transportLIPA/SIPTO data.S-GW Address in Use(control The IP address ofthe S-GW currently used for sending control Xplane) plane signalling.S-GW TEID for S5/S8(control S-GW Tunnel Endpoint Identifier for the S5/S8interface for the Xplane) control plane.(For GTP-based S5/S8only).S-GW Address in Use(user The IP address of the S-GW currently used for sending user plane Xplane) traffic.(For PMIP-based S5/S8only).S-GW GRE Key for downlink Serving GW assigned GRE Key for the S5/S8interface for the user Xtraffic(user plane) plane for downlink traffic.(For PMIP-based S5/S8only).P-GW IP address for S5/S8 P-GW IP address for the S5/S8for the control plane signalling. X(control plane)P-GW TEID for S5/S8(control P-GW Tunnel Endpoint Identifierfor the S5/S8control plane Xplane) interface.(For GTP-based S5/S8only).P-GW Address in Use(user The IP address of the P-GW currently used for sending user plane Xplane) traffic.(For PMIP-based S5/S8only).P-GW GRE Key for uplink PDN GW assigned GRE Key for the S5/S8interface for the user Xtraffic(user plane) plane for uplink traffic.(For PMIP-based S5/S8only).MS Info Change Reporting The MME and/or SGSN serving the UE support(s)procedures forsupport indication reporting User Location Information and/or User CSG Informationchanges.MS Info Change Reporting Denotes whether the MME and/or the SGSN is/are requested toAction send changes in User Location Information and/or User CSGInformation changes for this bearer.For User CSG Information,this field denotes separately whetherthe MME/SGSN are requested to send changes in User CSGInformation for(a)CSG cells,(b)hybrid cells in which thesubscriber is a CSG member,and(c)hybrid cells in which thesubscriber is not a CSG member,or any combination of the above.BCM The negotiated Bearer Control Mode for GERAN/UTRAN.Default Bearer Identifies the default bearer within the PDN connection by its EPS XBearer Id.The default bearer is the one which is established firstwithin the PDN connection.(For GTP based S5/S8or for PMIPbased S5/S8ifmultiple PDN connections to the same APN aresupported).EPS PDN Charging The charging characteristics of this PDN connection e.g normal,Characteristics prepaid,flat-rate and/or hot billing. |
当Direct Tunnel indicator有效时,表明LGW使用Direct Tunnel进行LIPA/SIPTO数据传输;当此indicator无效时,表明LGW使用S5-U Tunnel。
图9为本发明实施例根据UE状态进行数据面通路选择的系统结构图。该系统包括SGW 100和LGW 200。SGW 100用于根据判断UE的状态及连接是否用于LIPA/SIPTO,并指示给LGW 200。LGW 200用于根据SGW100的指示对所述LGW 200的通路标识的状态进行设置,以及根据所述通路标识的状态选择数据面通路。
其中,当UE进入空闲状态时,通路标识的状态为无效,LGW 200选择使用S5/S8-U Tunnel。当UE进入连接状态时,通路标识的状态为有效,LGW 200选择使用Direct Tunnel。
在本发明的一个实施例中,该系统还包括MME300,用于在判断即将建立的连接用于LIPA/SIPTO时,在会话创建请求Create Session Request消息中携带指示通知SGW 100,再由SGW 100通知LGW 200,LGW 200将通路标识的状态设置为有效。
在本发明的另一个实施例中,该系统还包括MME300,用于在根据PDNConnection的上下文判断出此连接是LIPA/SIPTO连接时,MME 300在Modify Bearer Request消息中增加LIPA/SIPTO连接建立标识,通知SGW100所述PDN Connection是用于LIPA/SIPTO服务,并由SGW100通知所述LGW 200,LGW 200将通路标识的状态设置为有效。在本发明的一个实施例中,LGW 200包括设置模块210和通路选择模块220。设置模块210用于根据SGW 100的指示对通路标识的状态进行设置。通路选择模块220用于根据通路标识的状态选择数据面通路。
其中,当UE进入空闲状态时,所述通路标识的状态为无效,通路选择模块220选择使用S5/S8-U Tunnel。当UE进入连接状态时,通路标识的状态为有效,通路选择模块220选择使用Direct Tunnel。
本发明使用在LGW中设置通路标识来选择合适的数据面通路,并提出了控制设置/清除该通路标识的方法,因此本发明功能完整,可完善现有技术的LIPA/SIPTO架构的不足。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。