CN102238704A - 无线网络中为ue选择本地网关的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在无线网络中为UE选择本地网关的方法和装置，所述方法包括：接收来自UE的位置更新请求信息；从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息或源本地网关信息，和目的位置信息；将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关不同，或覆盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目的位置信息的网关为UE的本地网关。

Description

无线网络中为UE选择本地网关的方法和装置

技术领域

本中请涉及无线网络中为UE选择本地网关的方法和装置。

背景技术

在演进的分组核心网(EPC)中，PDN网关(PGW，公共数据网关)是移动网络的核心网接入到分组数据网(PDN)进行业务访问的接口实体。MME(Mobile Management Entity，移动管理实体)是负责移动性管理等控制面相关工作的实体。在GPRS网络中，相应的实现上述功能的实体分别为网关GPRS支持节点(GGSN)和服务GPRS支持节点(SGSN)。以下的描述中以EPC网络为例进行描述，相应的内容适用于GPRS网络。

在3G/LTE宏网络中，用户可以通过SIPTO：(Selected IP TrafficOffload，选择性流量卸载)方式连接到PDN网络(如Internet)。SIPTO方式的好处是一方面数据流无需经过运营商核心网，从而减轻了核心网和传输的负担；另一方面，优化了数据包传输的路径，提高了转发效率。

当UE接入到网络或进行业务数据传输时，首先需要选择一个连接到访问网的网关(PGW/GGSN)来建立PDN连接，而PGW/GGSN一般是在核心网的网关。为了实现上述SIPTO分流的目的，核心网相关网络设备(如移动管理实体：MME/SGSN)就需要新的机制更有效地选择一个地理或拓扑上相对较近的本地PGW/GGSN(L-PGW/L-GGSN)为该UE服务。进一步的，为了让数据分流更加优化，当空闲状态的UE移动到一个新的L-PGW/L-GGSN覆盖范围内时，相关网络设备可以为UE重新选择一个更近的本地网关为用户服务，从而保证在用户进入连接状态时，数据包到达PDN链路最优。在这种情况下，相关网络设备就需要对是否要进行网关重选进行判断。

发明内容

本申请公开了一种在无线网络中为用户设备UE选择网关的方法，所述方法包括：

接收来自UE的位置更新请求信息；

从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息或源本地网关信息，和目的位置信息；

将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；

在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关不同，或覆盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目的位置信息的网关为UE的本地网关。

本申请还公开了一种在无线网络中为UE选择网关的装置，包括：

接收单元，接收来自UE的位置更新请求信息；

获取单元，从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息或源本地网关信息，和目的位置信息；

比较单元，将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；以及

选择单元，在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关不同，或覆盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目的位置信息的网关为UE的本地网关。

附图说明

图1示意性地示出了根据本申请的一个实施方式的、在MME/SGSN中重选网关时的场景；

图2示意性地示出了根据本申请的为UE选择本地网关的装置；以及

图3示意性地示出了根据本申请的为UE选择本地网关的方法流程。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请的示例性实施方式进行详细描述。

如图1所示为根据本申请的一个实施方式的、在MME/SGSN中重选网关时的场景。在无线网络中为UE选择本地网关的方法可用于3G和LTE中具有SIPTO能力的无线网络系统。图1示出的场景以LTE/EPC网络为例进行描述，3G GPRS网络场景和处理类似。

在进行SIPTO(Selected IP Traffic Offload，选择性IP流量卸载)分流的情况下，UE与地理或拓扑位置上相近的网关(在图中被示为L-PGW1)之间建立PDN(公共数据网)连接，数据流向如图1中1号线所示。当空闲状态下UE移动到另一个本地网关，例如图中示出的L-PGW2，覆盖区域内时，如果根据现有技术进行处理，即不进行网关重选，那么当UE进入连接状态时，数据的流向将如图中2号线所示。该链路为非最优链路。为了保证PDN连接链路最优，位于区域2中的移动管理体MME 2将发起网关的重新选择的处理，选择一个距离UE更近的本地网关L-PGW 2，由此形成的数据流向如图中3号线所示。在图1中虽然示例性地将MME1和MME2分别位于两个不同的区域1和2，然而本领域技术人员应该理解，两个区域可能共用同一个MME。下面将以图1中示出的场景为例，分别参照图2和描述本申请实施例的为UE选择本地网关的方法和装置。

图2示意性地示出了根据本申请的为UE选择本地网关的装置1000。装置1000可例如为移动管理体或SGSN。如图2所示，装置1000包括接收单元10、获取单元20、比较单元30和选择单元40。接收单元10用于从UE接收跟踪/路由区更新请求信息；获取单元20用于从跟踪/路由区更新请求消息中获取该UE的位置相关信息；比较单元30将位置相关信息与其网关覆盖范围信息(将在下面进行描述)进行比较以确定是否要为该UE选择新的本地网关；如果是，选择单元40根据网关覆盖范围信息为UE选择新的本地网关。

在下面参照图3描述根据本申请一个实施方式的、为UE选择本地网关的方法流程处理2000后，上述接收单元10、获取单元20、比较单元30和选择单元40的各自功能以及它们之间的相互协作关系将更加清楚。

实施例1

如图3所示，在步骤S101中，空闲状态下的UE发起跟踪区更新/路由区更新(TAU/RAU)请求。假设UE之前通过与图1所示的、在区域1中的链路eNodeB-SGW1-LPGW1与PDN网络进行通信。当空闲状态的UE移动到一个新的跟踪区或路由区，例如图1所示的区域2时，UE在获知其进入到新的跟踪区或路由区后发起跟踪区更新/路由区更新(TAU/RAU)请求信息。

在步骤S102中，例如区域2的MME2中的接收单元10接收到TAU/RAU请求信息，根据APN及相关的用户定购信息判断出当前的网络连接是SIPTO连接，然后获取单元20获取其中包括的地址位置信息。获取的地址信息可包括表示UE所在的TAI(跟踪区)/RAI(路由器)信息其中，包括源TAI/RAI信息和目的TAI/RAI信息)、表示与UE之前通信的本地网关L-PGW/L-GGSN(例如，图1中示出的L-PGW1)的地址信息。

接着，在步骤S103中比较单元30将获取的地址位置信息与预配置的网关覆盖范围信息进行比较，以确定是否要为UE进行本地网关重选。

本地网关覆盖范围信息的示例如下表1所示(表1中的内容以EPC中TAI为例，UMTS中依据RAI进行本地GGSN选择的信息与此类似)：

APN	TAI/RAI列表	L-PGW/L-GGSN地址(列表)	备注
				L_APN_NI1	TAI_11，TAI_12，TAI_13，TAI_14，......	IP11，IP12......	其他说明性或限制性信息
L_APN_NI1	TAI_21，TAI_22，TAI_23，TAI_24，......	IP21，IP22......
				L_APN_NI2	TAI_11，TAI_11’，TAI_12’，	IP31，IP32......
	TAI_13’，......
				***	***，***，***......	***，***，***......

表1

其中，

APN(接入点名)：表示MME可选择的本地网关所服务的每个APN。

TAI/RAI列表：表示该本地网关为该APN服务时的覆盖范围。

L-PGW/L-GGSN地址(列表)：表示本地网关地址列表，在上述网络覆盖范围内支持上述APN的本地网关IP地址(或其列表)。由于运营商为本地网关(L-PGW)分配的地址可能有多个，比如为了负载均衡，该表中需要列出为本地网关分配的全部IP地址，以备后续比较分析时使用。

备注：在备注中可以增加一些说明性或限制性信息，如该本地网关支持的协议(GTP/PMIP)等。

根据该实施例，在步骤S103中，MME2中的比较单元30在表1中APN列中找到所获取的地址位置信息包括的APN信息，例如为L_APN_NI1，接着在L_APN_NI1对应的同一行所对应的TAI/RAI列中确定是否存在所获取的地址位置信息中包括的TAI/RAI信息，以及该行中对应的L-PGW/L-GGSN地址列中确定是否存在所获取的地址位置信息包括的本地网关地址信息，如果不是都存在，则表明需要进行网关重选。例如，针对所获取的APN信息和TAI/RAI信息，在与该APN信息和TAI/RAI信息对应的L-PGW/L-GGSN地址列中没有找到与所获取的信息中包括的本地网关地址信息相匹配的信息，则表示UE当前所处的区域已经不属于源L-PGW/L-GGSN的覆盖范围，因此需要进行网关重选。

当在步骤S103中判断的结果是不需要进行网关重选时，在步骤S104中继续TAU/RAU过程，即，MME/SGSN继续后续常规的TAU/RAU过程；否则，在步骤S105中，选择单元40根据所述本地网关覆盖范围信息为UE的PDN连接选择新的本地网关。具体地，例如MME2在表1中根据包含在获取信息中的APN和源和目的TAI/RAI信息在对应的L-PGW/L-GGSN地址列中选择其中的一个本地网关地址，作为新的网关地址。因此可以向新的L-PGW/L-GGSN建立连接。

根据上述实施例的方法2000，无需按照常规的方法到DNS中查询目的L-PGW/L-GGSN地址，因此节省了信令负载。

实施例2

下面还参照图2描述上述根据另一实施例的为UE选择本地网关的方法。在步骤S101中，空闲状态下的UE发起TAU/RAU请求。在步骤S102中，位于例如区域2中的MME2中的接收单元10接收到TAU/RAU请求信息，根据APN及相关的用户定购信息判断出当前的通信连接是SIPTO连接后，比较单元20获取其中包括的地址位置信息。获取的地址信息可例如包括：源TAI/RAI信息，目的TAI/RAI信息。

接着在步骤S103中，比较单元30将获取的地址位置信息与预配置的地网关覆盖范围信息进行比较，以确定是否要为UE进行本地网关重选。本地网关覆盖范围信息的示例如下表2所示(表2中的内容以EPC中TAI为例，UMTS中依据RAI进行本地GGSN选择的信息与此类似)：

APN	TAName	TAI/RAI列表	FQDN
				L_APN_NI1	TA_A	TAI_11，TAI_12，TAI_13，TAI_14，......	[TA_A-L_APN_NI1-FQDN]
L_APN_NI1	TA_B	TAI_21，TAI_22，TAI_23，TAI_24，......	[TA_B-L_APN_NI1-FQDN]
				L_APN_NI2	TA_A	TAI_11’，TAI_12’，TAI_13’，TAI_14’，......	[TA_A-L_APN_NI2-FQDN]
***	****	***，***，***......	[APN-TA-FQDN]/[APN-RA-FQDN]

表2

其中，

APN(接入点名)：用于列出MME可选择的本地网关所服务的每个APN。

TAName：用来构造FQDN(全标域名)的名称，该本地网关的该APN覆盖范围下的TAI列表的名称，其在列表中是唯一标识的。可以是特定英文字母或16进制数。

TAI/RAI列表：本地网关为该APN服务时的覆盖范围，可以TAI列表的形式表示。

FQDN：L-PGW所需的网络域名。由于在进行PGW选择或重选时需要同时考虑APN信息和覆盖范围信息，因此需要构造一个“TAName+APN-FQDN_Domain”来向DNS发起查询。例如TA-APN-FQDN FQDN_Domain的构造说明如下：

a)TAName可以按照当前FQDN构成规则，规定为如TAC的十六进制数，其他字段不变，则构成的APN-TA-FQDN形式如下：

b)或者，TAName可以是任何如英文的字符串，其他字段不变，则构成的TA-APN-FQDN形式如下：

在该步骤中，将获取单元20在步骤S102中获取的APN信息查找到表2中和当前APN信息相同的行，然后比较单元30确定在步骤S102中获取的源TAI/RAI和目的TAI/RAI都存在于该行对应的TAI/RA列对应的项中。如果UE的源和目的TAI/RAI在同一项中，则说明当前的区域仍在源本地网关L-PGW/L-GGSN(例如，图1中示出的L-PGW1)的覆盖范围内，且源L-PGW/L-GGSN仍可为当前区域进行当前APN的服务，即，不需要为UE重选网关，则在步骤S104中，源MME/SGSN继续后续的TAU/RAU过程；否则在步骤S105中，选择单元40根据所述本地网关覆盖范围信息为UE的PDN连接选择新的本地网关。具体地，MME/SGSN(例如图2中示出的MME2)根据表2，比对APN信息和当前(目的)TAI/RAI信息，可以从表中得到目标本地网关对应的FQDN，则按照常规的网关选择方法到DNS中进行查询，DNS将到相应列表中查询得到合适的L-PGW/L-GGSN的IP地址。其中，在无线网络中部署的DNS服务器中，保存有相应的FQDN所对应L-GW的IPv4/IPv6地址。根据L-PGW/L-GGSN的IP地址，可以向新的L-PGW/L-GGSN建立连接。

出于描述的目的，以上参照附图2中示出的具体网关选择装置1000对本申请第一和第二实施例的为UE选择本地网关的方法2000进行了描述，然而本领域技术人员应该理解，上述方法2000并不局限于仅适用于具体的网关选择装置1000。

此外，在以上描述的根据本申请第一和第二实施例的为UE选择本地网关的方法中，本地网关覆盖范围信息可以保存在MME/SGSN中，例如保存在图1中示出的MME1和MME2中，也可以保存在能够与MME/SGSN进行存储通信的任何其它装置中。此外，可以通过OA&M(操作、管理和维护)方式对MME/SGSN中的本地网关覆盖范围信息进行动态灵活配置。当有新的本地网关部署、去除一个本地网关、或本地网关的各APN的覆盖范围发生变化时，通过OA&M方式可以动态配置MME/SGSN中的本地网关覆盖范围信息。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种在无线网络中为用户设备UE选择网关的方法，所述方法包括：

接收来自UE的位置更新请求信息；

从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息或源本地网关信息，和目的位置信息；

将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；

在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关不同，或覆盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目的位置信息的网关为UE的本地网关。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述位置信息为跟踪区信息/路由区TAI/RAI信息，所述本地网关信息为本地网关的IP地址。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述位置更新请求消息中进一步包括：接入点名称APN信息；所述网关覆盖范围信息中进一步包括关联的APN信息：

则将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较包括：

根据所述位置更新请求中的APN信息，选择与该APN关联的网关覆盖范围信息，并将所述获取的信息与选择的网关覆盖范围信息比较。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述位置更新请求消息中包括源TAI/RAI信息和目的TAI/RAI信息时，所述网关覆盖范围信息包括：APN、TAI/RAI信息、FQDN信息；

则将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较的步骤进一步包括：

当所选择的网关覆盖范围信息中包括所述位置更新请求消息中的源TAI/RAI信息和目的TAI/RAI信息时，选择所述网关覆盖范围信息中对应的FQDN信息，并且根据该FQDN信息查询网关的IP地址。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述位置更新请求消息中包括源本地网关信息和目的TAI/RAI信息时，所述网关覆盖范围信息包括：APN、TAI/RAI信息、网关IP地址；

则将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较的步骤进一步包括：

当所选择的网关覆盖范围信息中不包括所述源本地网关信息时，选择所述网关覆盖范围信息中对应的网关IP地址。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述选择网关IP地址之后，进一步包括：

根据所选择的网关IP地址为所述UE选择新的网关。

7.一种在无线网络中为UE选择网关的装置，包括：

接收单元，接收来自UE的位置更新请求信息；

获取单元，从所述位置更新请求消息中获取该UE的源位置信息或源本地网关信息，和目的位置信息；

比较单元，将所述获取的信息与网关覆盖位置信息进行比较；以及

选择单元，在覆盖目的位置信息的网关与覆盖源位置信息的网关不同，或覆盖目的位置信息的网关与源本地网关不同时，选择覆盖目的位置信息的网关为UE的本地网关。

8.如权利要求7所述的装置，还包括：

存储单元，用于存储所述网关覆盖位置信息。

9.如权利要求7所述的装置，其中，所述位置信息为跟踪区信息/路由区TAI/RAI信息，所述本地网关信息为本地网关的IP地址。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述位置更新请求消息中进一步包括：接入点名称APN信息；所述网关覆盖范围信息中进一步包括关联的APN信息：

所述比较单元根据所述位置更新请求中的APN信息，选择与该APN关联的网关覆盖范围信息，并将所述获取的信息与选择的网关覆盖范围信息比较。

11.如权利要求10所述的装置，其中，在所述位置更新请求消息中包括源TAI/RAI信息和目的TAI/RAI信息时，所述网关覆盖范围信息包括：APN、TAI/RAI信息、FQDN信息；

当所述比较单元确定出所选择的网关覆盖范围信息中包括所述位置更新请求消息中的源TAI/RAI信息和目的TAI/RAI信息时，选择所述网关覆盖范围信息中对应的FQDN信息，并且根据该FQDN信息查询网关的IP地址。

12.如权利要求10所述的装置，其中，在所述位置更新请求消息中包括源本地网关信息和目的TAI/RAI信息时，所述网关覆盖范围信息包括：APN、TAI/RAI信息、网关IP地址；

当所述比较单元确定出所选择的网关覆盖范围信息中不包括所述源本地网关信息时，选择所述网关覆盖范围信息中对应的网关IP地址。

13.如权利要求12所述的装置，在所述比较单元选择出对应的网关IP地址后，所述选择单元根据所选择的网关IP地址为所述UE选择新的网关。

14.如权利要求7所述的装置，其中，所述网关覆盖范围信息配置在网络侧移动管理实体MME或SGSN中。

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