CN103181237B - 网际协议流移动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种网际协议流在第三代移动通信合作计划接入和非第三代移动通信合作计划接入之间移动的实现方法。用户设备通过第三代移动通信合作计划接入网络和非第三代移动通信合作计划接入网络连接至封包数据网络网关。用户设备将网际协议流移动触发信息发送给封包数据网络网关，封包数据网络网关选择移动的因特网协议流。封包数据网络网关将更新承载请求发送给无线接入网关或演进封包数据网关，且若更新承载请求成功则更新其映射表。封包数据网络网关开始第三代移动通信合作计划承载修改进程，以移动所选择出的网际协议流。通过利用本发明，可实现网际协议流在第三代移动通信合作计划接入网络和非第三代移动通信合作计划接入网络之间的移动。

Description

网际协议流移动的方法
交叉引用
本申请的权利要求根据35U.S.C.§119要求2011年9月21日递交的美国临时申请案No.61/537,222，发明名称为“4G无线通信网络中IP流移动的方法和装置”的优先权，且将此申请作为参考。
技术领域
本发明有关于移动通信，且尤其有关于在第四代(4thGeneration,4G)无线通信网络中提供网际协议(InternetProtocol,IP)流移动(IPflowmobility,IFOM)。
背景技术
由于智能手机的流行和对传输速率的更高需求，对于4G和超4G(Beyond4G)时代的移动网络来说，容量耗竭(capacityexhaustion)成为了最严重的问题。而随着支持多种接口的移动装置的出现，从第三代移动通信合作计划(3rdGenerationPartnershipProject,3GPP)到非3GPP(non-3GPP)的流量分流(trafficoffload)可缓解上述容量耗竭问题，其中接口如3GPP、无线保真(WirelessFidelity,WiFi)、全球互通微波接入(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess,WiMAX)等。实现流量分流的方式之一是通过IFOM。IFOM允许IP数据流在支持不同接入技术的不同接入网络中进行选择性移动(selectivemovement)。IFOM方案可基于以下3种不同的协议：双协议栈移动IPv6(Dual-StackMobileIPv6,DSMIPv6)协议、代理移动IPv6(ProxyMobileIPv6,PMIPv6)协议以及通用封包无线电服务(GeneralPacketRadioService,GPRS)隧道传输协议(GPRSTunnelingProtocol,GTP)。
3GPPTR23.861中讨论了多接入封包数据网络(PacketDataNetwork,PDN)和IFOM，如多接入PDN连接性的方案、用于S2c(DSMIPv6)的IP流移动方案以及用于S2a(PMIPv6)的IP流移动方案。上述方案包括基于用户设备(UserEquipment,UE)提供给PDN网关(PDNGateway,PDN-GW)的路由滤波器(routingfilter)的IP流移动方案，以及基于用于网络移动管理进程的策略控制和计费规则(PolicyControlandChargingRule,PCC)的IP流移动方案。不过，GTP的IP流移动方案尚未全部开发出来。
US2009/0303932A1专利公开揭露了便于移动节点采用的基于网络控制发送策略的方法和装置。移动节点接收与IP流有关的接入网络特定信令后，基于信令从多个接入网络中选择出接入网络发送IP流。移动节点还可更新发送策略，指示IP流应在该接入网络上发送。
US2010/0080172A1专利公开揭露了多接口通信环境中的代理移动网际协议(ProxyMobileInternetProtocol,PMIP)。通信实体可告知另一通信实体采用单个IP地址连接多个接入网关(AccessGateway,AGW)，其中通信实体如UE、AGW、PDN-GW等。通信实体还可将与UE的至少一个IP流有关的信息发送给另一通信实体。
US2011/0090794A1专利公开揭露了无线数据通信应用IP流移动的技术。IP流移动的技术基于移动IP协议，如PMIP和公共管理信息协议(CommonManagementInformationProtocol,CMIP)。上述技术允许接入终端(AccessTerminal,AT)移动至少一个IP数据流，其中上述IP数据流在AT和采用第一技术类型的第一接入网络之间建立，移动到采用第二技术类型的第二接入网络，而其它IP数据流维持在第一接入网络。AT采用相同的IP地址通过不同的接入网络发送或接收数据流，以识别接入网关，从而定向每个IP流的技术类型，其中移动锚点和AT均维持一个流图(flowmap)。
然而，很多现有的核心网络架构并不完全支持移动IP协议。举例来说，GPRS是一种通过GTP支持移动IP的封包数据移动数据服务。因此，有必要基于GTP支持IP流的移动。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种IP流通过基于GTP的接口在3GPP接入和非3GPP接入之间移动的实现方法。UE通过3GPP接入网络和非3GPP接入网络连接至PDN-GW。UE将IFOM触发信息发送给PDN-GW，PDN-GW基于EPS承载ID和IP流描述，选择移动的IP流。PDN-GW将更新承载请求发送给WAG或ePDG，且若更新承载请求成功则更新其映射表。从WAG或ePDG接收到网际协议流移动确认后，UE也更新其映射表。PDN-GW开始3GPP承载修改进程，以移动所选择出的IP流。
在某些实施例中，IFOM方案用于IP流通过S2a接口在3GPP接入和可信非3GPP接入之间移动。UE通过GTP隧道透过无线接入网关连接至PDN-GW。在另一些实施例中，IFOM方案用于IP流通过S2b接口在3GPP接入和非可信非3GPP接入之间移动。UE通过IPSec隧道连接至ePDG，并随后通过GTP隧道透过ePDG连接至PDN-GW。
在一些实施例中，IFOM由3GPP接入网络触发。IFOM触发信息可广义解释为请求承载资源修改信息、承载资源命令或IP-CAN会话信令信息。在另外一些实施例中，IFOM由非3GPP接入网络触发。IFOM触发信息和IFMO确认可为增强IFOMIKEv2信息或接入网络特定信息。IFOM触发信息包括IFOM标记、RAT类型、EPS承载ID、QoS策略以及TAD。在一示范例中，要移动的IP流基于TAD选择(如基于IP流的IFOM)。在另一示范例中，要移动的IP流基于EPS承载ID进行选择，其中EPS承载ID与特定QoS等级相关(如基于QoS的IFOM)。
通过利用本发明，可实现IP流在3GPP接入网络和非3GPP接入网络之间的移动。
如下详述其它实施例以及优势。本部分内容并非对发明作限定，本发明范围由权利要求所限定。
附图说明
本发明的附图用于说明本发明的实施例，其中相同的标号代表相同的组件。
图1是根据本发明一实施例的支持通过3GPP以及/或者非3GPP进行接入的移动通信网络的示意图。
图2是根据本发明一实施例的移动通信网络中IP流移动的网络架构示意图。
图3是由3GPP接入网络触发的IP流移动的示意图。
图4是由非3GPP接入网络触发的IP流移动的示意图。
图5是PDN-GW和UE中包含的IFOM映射表示意图。
图6是储存在PDN-GW端的映射表和储存在UE端的映射表的示范性示意图。
图7是特定IP流的IFOM方案之后更新IFOM映射表的示意图。
图8是特定QoS的IFOM方案之后更新IFOM映射表的示意图。
图9是由3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到非可信非3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。
图10是非可信非3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到非可信非3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。
图11是3GPP接入网络触发的从非可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的信息流程的示范性示意图。
图12是是非可信非3GPP接入网络触发的从非可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。
图13是3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到可信非3GPP接入网络的信息流程的示范性示意图。
图14是可信非3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到可信非3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。
图15是3GPP接入网络触发的从可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的信息流程的示范性示意图。
图16是可信非3GPP接入网络触发的从可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。
图17是根据本发明一实施例的从PDN-GW视角看的IFOM方案流程图。
图18是根据本发明一实施例的从WAG角度来看的IFOM方案的流程图。
图19是根据本发明一实施例的从UE视角看的IFOM方案流程图。
具体实施方式
以下描述系本发明实施的较佳实施例，且有些实施例通过附图进行了说明。
图1是根据本发明一实施例的支持通过3GPP以及/或者非3GPP进行接入的移动通信网络的示意图。移动通信网络100包括UE101、3GPP接入网络110、可信(trusted)非3GPP接入网络120、非可信(non-trusted)非3GPP接入网络130、3GPP演进封包核心(EvolvedPacketCore,EPC)网络140以及外部IP网络150。其中，3GPP接入网络110如长期演进(LongTermEvolution,LTE)/演进通用地面无线接入网络(EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork,E-UTRAN)，可信非3GPP接入网络120如码分多址(CodeDivisionMultipleAccess,CDMA)2000、WiMAX、WiFi，非可信非3GPP接入网络130如WiFi/无线局域网络(WirelessLocalAreaNetwork,WLAN)。UE101可通过不同类型的无线电接入网络所提供的不同无线电接入技术(RadioAccessTechnology,RAT)接入到外部IP网络150上。EPC网络140可提供多种EPC接口，以支持非3GPP接入网络。举例来说，UE101可通过S2c/DSMIPv6接口连接至PDN-GW141；可通过S2a/PMPIv6/GTP接口透过可信非3GPP接入网络120连接至PDN-GW141；也可通过S2b/PMIPv6/GTP接口透过非可信非3GPP接入网络130连接至PDN-GW141，如透过演进封包数据网关(evolvedPacketDataGateway,ePDG)142。
在图1所示的示范例中，UE101同时通过3GPP接入网络110(如长虚线161)和非可信非3GPP接入网络130(如短虚线162)连接至PDN-GW141。当UE101运行多个应用时，多个IP流通过不同接入网络进行路由。基于网络运营商的策略、用户的喜好以及应用和接入网络的特性，多个IP流按不同的方式进行路由。若网络状况发生改变(如发生网络拥塞)，IFOM允许IP数据流在支持不同接入技术的不同接入网络中选择性移动。IFOM方案可基于以下3种不同的协议：DSMIPv6协议、PMIPv6协议以及GTP。本申请更多地考虑基于GTP的IFOM方案，因为GTP被运营商广泛应用，并应用于既有GRPS封包核心网络中。明确来说，本申请考虑IP流如何通过基于GTP的接口在3GPP接入网络和非3GPP接入网络中进行移动。
图2是移动通信网络200中IP流移动的网络架构示意图。移动通信网络200包括无线电接入网络(RadioAccessNetwork,RAN)210和3GPPEPC网络220。RAN210包括E-UTRAN211和WLAN212。其中，E-UTRAN211包括多个演进节点B(evolvedNode-B,eNB)，WLAN212包括WiFi接入点(AccessPoint,AP)和无线接入网关(WirelessAccessGateway,WAG)213。每个RAN通过不同的无线电接入技术为UE201提供无线电接入。3GPPEPC网络220包括移动管理实体(MobilityManagementEntity,MME)221、服务网关(ServingGateway,S-GW)222、PDN-GW223以及ePDG224(可选)。其中，若3GPPEPC网络220的运营商认定RAN210不可信，则采用ePDG224。UE201配置有小区收发机和WiFi收发机，可通过小区接入(如长虚线241所示的E-UTRAN路径)以及/或者WiFi接入(如短虚线242所示的WLAN路径)接入应用网络或因特网(Internet)230。多个IP流通过3GPPE-UTRAN路径或非3GPPWLAN路径进行路由。举例来说，UE201通过E-UTRAN211交换某些IP流，并通过WLAN212交换另一些IP流。
对于非3GPPWLAN接入来说，UE201与PDN-GW223之间的IP连接在GTP隧道和IPSec隧道(可选)上建立，其中若3GPPEPC网络220的运营商将RAN210认定为不可信，则选择IPSec隧道。在上行链路方向，封包由UE201发送给WAG213，或者在3GPPEPC网络220的运营商将RAN210认定为不可信时，由UE201通过IPSec隧道导向ePDG224。WAG213或ePDG224随后通过合适的GTP隧道将封包导向PDN-GW223。而PDN-GW223会进行正常的基于IP的路由。在下行链路方向，发送给UE201的封包首先到达PDN-GW223。PDN-GW223基于映射缓存项(mappingcacheentry)通过GTP隧道将封包导向WAG213或ePDG224。WAG213或ePDG224随后通过接入网络特定信息(如WAG213)或合适的IPSec隧道(如ePDG224)将封包导向UE201。网络状况发生改变时，UE201决定在3GPP接入和非3GPP接入之间重新分布IP流。在一实施例中，提出了一种通过基于GTP的接口实现IP流在3GPP接入和非3GPP接入之间移动的方法。
图3是移动通信网络300中由3GPP接入网络触发的IP流移动的示意图。移动通信网络300包括UE301、3GPP接入网络310、非3GPP接入网络320、EPC网络330。其中，非3GPP接入网络320包括WAG321，EPC网络330包括MME331、S-GW332、PDN-GW333、归属策略和收费规则功能(homePolicyandChargingRuleFunction,hPCRF)334以及ePDG335(可选)。其中，若EPC网络330的运营商认定非3GPP接入网络320不可信，则采用ePDG335。UE301同时通过3GPP接入网络310和非3GPP接入网络320连接至PDN-GW333。UE301决定将某(些)IP流从3GPP接入网络310移动到非可信非3GPP接入网络320时(如3GPP接入网络310发生拥塞时)，3GPP接入网络310触发IFOM方案。首先，UE301通过3GPP接入网络310将信令信息发送给PDN-GW333，以触发IFOM(步骤A、B和C)。PDN-GW333基于其接收到的信令，发送信令信息以更新hPCRF334(步骤D)。PDN-GW333随后发送请求到WAG321(或者非可信情况下发送给ePDG335)以建立/更新承载(bearer)，用来携带从3GPP接入网络310移动到非3GPP接入网络320的IP流(步骤E)。作为对上述请求的响应，WAG321(或者非可信情况下的ePDG335)将响应发送回PDN-GW333(步骤F)。WAG321(或者非可信情况下的ePDG335)还可通知UE301IFOM信令信息成功(步骤G)。最后，hPCRF334触发3GPP专用承载失活(deactivation)以及/或者修改进程，用于从3GPP接入网络310移动到非3GPP接入网络320的IP流(步骤H)。整个IP流移动进程由此完成。
图4是移动通信网络400中由非3GPP接入网络触发的IP流移动的示意图。移动通信网络400包括UE401、3GPP接入网络410、非3GPP接入网络420、EPC网络430。其中，非3GPP接入网络420包括WAG421，EPC网络430包括MME431、S-GW432、PDN-GW433、hPCRF434以及ePDG435(可选)。其中，若EPC网络430的运营商认定非3GPP接入网络420不可信，则采用ePDG435。UE401同时通过3GPP接入网络410和非3GPP接入网络420连接至PDN-GW433。UE401决定将某(些)IP流从3GPP接入网络410移动到非可信非3GPP接入网络420时(如3GPP接入网络410发生拥塞时)，非3GPP接入网络420触发IFOM方案。首先，UE401通过非3GPP接入网络420将信令信息发送给PDN-GW433，以触发IFOM(步骤A和B)。PDN-GW433基于其接收到的信令，发送信令信息以更新hPCRF434(步骤C)。PDN-GW433随后发送请求到WAG421(或者非可信情况下发送给ePDG435)以建立/更新承载，用来携带从3GPP接入网络410移动到非3GPP接入网络420的IP流(步骤D)。作为对上述请求的响应，WAG421(或者非可信情况下的ePDG435)将响应发送回PDN-GW433(步骤E)。WAG421(或者非可信情况下的ePDG435)还可通知UE401IFOM信令信息成功(步骤F)。最后，hPCRF434触发3GPP专用承载失活以及/或者修改进程，用于从3GPP接入网络310移动到非3GPP接入网络320的IP流(步骤G)。整个IP流移动进程由此完成。
图5是PDN-GW501和UE502的简化方块示意图以及二者中包含的IFOM映射表示意图。PDN-GW501包括存储器511、处理器512、IFOM模块513以及用来接收/发送数据封包的网络接口模块514。类似地，UE502包括存储器521、处理器522、IFOM模块523以及用来通过空中接口接收/发送数据信号的射频(RadioFrequency,RF)模块524。其中，RF模块524耦接至天线525。RF模块524包含多个收发机，以支持3GPP和非3GPP无线电接入技术。上述模块为功能性模块，可由软件、韧件、硬件或其组合实施。由处理器512和522执行时(如通过存储器511和521中储存的程序指令)，上述功能性模块相互协作，使得UE502触发IFOM方案，以及PDN-GW501通过不同的接入网络对IP流进行路由。
为了指示每个IP流应导向哪个接入网络，PDN-GW端和UE端均应包含映射表。如图5所示，PDN-GW501端包含有映射表516，UE502端包含有映射表526。映射表516包含以下几列：路由滤波器、演进封包系统(EvolvedPacketSystem,EPS)承载标识符(identity,ID)、隧道端ID(TunnelEndID,TEID)、RAT类型以及UEID。映射表526包含以下几列：路由滤波器、EPS承载ID以及RAT类型。UE502和PDN-GW501之间进行信令通信，以建立映射表的映射条目(mappingentry)。对于每个映射条目来说，UEID可为任何UE特定信息，如国际移动用户识别码(InternationalMobileSubscriberIdentity,IMSI)、IP地址；RAT类型指示IP流位于哪个接入网络；每个基于GPT的特定接入网络中的每个UE均具有独特的TEID；EPS承载ID指示接入网络中哪个承载用来携带特定IP流，其中不同承载可具有不同的服务质量(QualityofService,QoS)；而路由滤波器由UE提供，用来识别特定IP流。路由滤波器可包括IP源地址、IP目的地址、源端口(port)、目的端口以及描述IP流的协议类型。根据映射表，IP流可基于路由滤波器从一个接入网络移动到另一接入网络。此外，IP流可基于EPS承载ID移动，其中一个EPS承载ID对应相同的QoS需求。
图6是储存在PDN-GW端的映射表601和储存在UE端的映射表602的示范性示意图。在映射表601所示的示范例中，根据IMSI识别每个UE。UE1具有3GPP和非3GPPRAT类型。3GPP接入通过隧道1与IP流量有关，非3GPP接入通过隧道2与IP流量有关。隧道1用于EPSID1指示携带IP流1-1的EPS承载，并用于EPSID2指示携带IP流2-1和2-2的EPS承载。每个EPS承载ID对应于EPS承载中所携带的所有IP流的特定QoS等级。示范性映射表602为储存在UE1中的映射表，因此包含的映射条目与PDN-GW中储存的UE1的映射条目相同。
图7是特定IP流的IFOM方案之后更新IFOM映射表的示意图。对于特定IP流的IFOM来说，IP流基于路由滤波器重新分布。在图7所示的示范例中，UE1基于路由滤波器的IP流描述，决定将IP流从3GPP接入网络移动到非3GPP接入网络。如此一来，与IP流2-1的描述相匹配的IP流从3GPPRAT类型移动到非3GPPRAT类型。
图8是特定QoS的IFOM方案之后更新IFOM映射表的示意图。对于特定QoS的IFOM来说，IP流基于EPS承载ID重新分布。在图8所示的示范例中，UE1基于特定QoS需求(对应于EPSID2)，决定将IP流从3GPP接入网络移动到非3GPP接入网络。如此一来，EPSID2中携带的所有IP流从3GPPRAT类型移动到非3GPPRAT类型。也就是说，与IP流2-1和IP流2-2的描述相匹配的IP流从3GPPRAT类型移动到非3GPPRAT类型。
图9是由3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到非可信非3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE901同时通过3GPP接入网络904和非可信非3GPP接入网络902连接至同一PDN-GW907。UE901通过3GPP接入网络904交换某些IP流，并通过非可信非3GPP接入网络902交换另一些IP流。稍后，UE901决定将某些IP流从3GPP接入移动到非可信非3GPP接入。在步骤2中，UE901通过请求承载资源修改信息，将IFOM触发信息和相关参数发送给MME905。其中，请求承载资源修改信息可包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及流量聚合描述(TrafficAggregationDescription,TAD)。在步骤3中，MME905将承载资源命令(如包含UE901的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD)信息发送给S-GW906。在步骤4中，S-GW906将上述承载资源命令信息发送给PDN-GW907。
基于承载资源命令中的EPS承载ID和TAD，PDN-GW907在步骤5中选择被移动的IP流。PDN-GW907还可将IP连接接入网络(IP-ConnectivityAccessNetwork,IP-CAN)会话修改请求(IP-CANSessionModificationRequest)发送给hPCRF908，以指示服务数据流(ServiceDataFlow,SDF)和接入网络之间的映射是如何改变的。在步骤6中，PDN-GW907根据接收到的QoS策略，通过将更新/建立承载请求信息(Update/CreateBearerRequestmessage)发送给ePDG903指定EPS承载QoS，如指定包括QoS类别标识(QoSClassIdentifier,QCI)、地址解析协议(AddressResolutionProtocol,ARP)、保证比特率(GuaranteedBitRate,GBR)和最高比特率(MaximumBitRate,MBR)的承载级QoS参数值，以修改或建立要被移动的IP流的所需S2b承载。举例来说，若已有满足QoS需求的承载，PDN-GW907将更新承载请求信息发送给ePDG903，以修改目标承载。否则，若并未有满足QoS需求的承载，PDN-GW907发送建立承载请求信息，以建立支持所需QoS的新承载。
在步骤7中，若接收到更新承载请求信息，ePDG903采用上行链路封包滤波器判断出映射流通往S2b承载，并通过将更新承载响应(EPS承载ID)信息发送给PDN-GW907，告知S2b承载进行修改。若接收到建立承载请求信息，ePDG903选择出尚未分配给UE901的EPS承载ID。ePDG903随后储存上述EPS承载ID，并将指定承载链接至默认(default)承载。ePDG903采用上行链路封包滤波器判断出映射流通往S2b承载，并通过将建立承载响应(EPS承载ID、用户面的ePDG地址和ePDGTEID)信息发送给PDN-GW907，告知S2b承载进行激活。若更新/建立承载请求成功，PDN-GW907随后更新其映射表。在步骤8中，ePDG903通过IKEv2配置负载(IKEv2Configurationpayload)将增强IFOMIKEv2信息(IFOM-enhancedIKEv2message)发送给UE901，指示IFOM请求已被接受。UE901接收到IFOM确认(Acknowledgement,ACK)后更新其映射表。在步骤9-12中，PDN-GW907将IP-CAN会话修改响应(IP-CANSessionModificationResponse)发送给hPCRF908，以触发移动到非可信非3GPP接入服务的3GPP专用承载失活或者修改进程。
图10是非可信非3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到非可信非3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE1001同时通过3GPP接入网络1004和非可信非3GPP接入网络1002连接至同一PDN-GW1007。UE1001通过3GPP接入网络1004交换某些IP流，并通过非可信非3GPP接入网络1002交换另一些IP流。稍后，UE1001决定将某些IP流从3GPP接入移动到非可信非3GPP接入。在步骤2中，UE1001通过IKEv2配置负载将增强IFOMIKEv2信息发送给ePDG1003，以触发IFOM。其中增强IFOMIKEv2信息包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。IFOM标记是可选信息元素(InformationElement,IE)，用来明确UE请求开始IP流移动；目标RAT类型指示UE想要将特定IP流移动到哪个接入网络；EPS承载ID为携带要被移动的路由滤波器的承载；QoS是应满足特定IP流要求的QoS策略；而TAD包含有UE请求移动的路由滤波器。若IFOM进程基于QoS，则TAD为通配滤波器(match-allfilter)，此时同一承载的所有IP流均将移动。
在步骤3中，ePDG1003将增强IFOMIP-CAN会话信令发送给PDN-GW1007，以要求PDN-GW1007与hPCRF1008开始IP-CAN会话修改。其中，增强IFOMIP-CAN会话信令包括UE1001提供的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。在步骤4中，PDN-GW1007基于增强IFOMIP-CAN会话信令中的EPS承载ID和TAD，选择要被移动的IP流。PDN-GW1007随后将IP-CAN会话修改请求发送给hPCRF1008，以指示SDF和接入网络之间的映射关系如何改变。在步骤5中，PDN-GW1007根据接收到的QoS策略，通过将更新/建立承载请求信息发送给ePDG1003修改或建立要被移动的IP流的所需S2b承载，指定EPS承载QoS。在步骤6中，ePDG1003采用上行链路封包滤波器判断出映射流通往S2b承载，并通过将更新/建立承载响应信息发送给PDN-GW1007，告知S2b承载进行修改或建立。在步骤7中，ePDG1003通过IKEv2配置负载将增强IFOMIKEv2信息发送给UE1001，指示IFOM请求已被接受。UE1001接收到IFOM确认后更新其映射表。在步骤8-11中，PDN-GW1007将IP-CAN会话修改响应发送给hPCRF1008，以触发移动到非可信非3GPP接入服务的3GPP指定承载失活或者修改进程。
在上述示范例中，IP流通过基于GTP的S2b从3GPP接入移动到非3GPP接入。在另外一些场景中，基于网络状况，IP流可通过基于GTP的S2b从非3GPP接入移动到3GPP接入。
图11是3GPP接入网络触发的从非可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE1101同时通过3GPP接入网络1104和非可信非3GPP接入网络1102连接至同一PDN-GW1107。UE1101通过3GPP接入网络1104交换某些IP流，并通过非可信非3GPP接入网络1102交换另一些IP流。稍后，UE1101决定将某些IP流从非可信非3GPP接入移动到3GPP接入。在步骤2中，UE1101通过请求承载资源修改(如包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD)信息，将IFOM触发信息和相关参数发送给MME1105。在步骤3中，MME1105将承载资源命令(如包含UE1101的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD)信息发送给S-GW1106。在步骤4中，S-GW1106将上述承载资源命令信息发送给PDN-GW1107。
在步骤5中，开始3GPP专用承载激活进程。在步骤6中，PDN-GW1107将更新/删除承载请求发送给ePDG1103，以修改、失活或释放对应于移动到3GPP接入的IP流的S2b承载。在步骤7中，ePDG1103通过IKEv2配置负载将增强IFOMIKEv2信息发送给UE1101，指示IFOM请求已被接受。UE1101接收到IFOM确认后更新其映射表。在步骤8中，ePDG1103将更新/删除承载响应信息发送给PDN-GW1107，以告知PDN-GW1107S2b承载修改或删除。
图12是是非可信非3GPP接入网络触发的从非可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE1201同时通过3GPP接入网络1204和非可信非3GPP接入网络1202连接至同一PDN-GW1207。UE1201通过3GPP接入网络1204交换某些IP流，并通过非可信非3GPP接入网络1202交换另一些IP流。稍后，UE1201决定将某些IP流从非可信非3GPP接入移动到3GPP接入。在步骤2中，UE1201通过IKEv2配置负载将增强IFOMIKEv2信息发送给ePDG1203，以触发IFOM。其中IFOMIKEv2信息包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。在步骤3中，ePDG1203将增强IFOMIP-CAN会话信令发送给PDN-GW1207，以要求PDN-GW1207与hPCRF1208开始IP-CAN会话修改。其中，增强IFOMIPIP-CAN会话信令包括UE1201提供的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。
在步骤4中，开始3GPP专用承载激活进程。在步骤5中，PDN-GW1207将更新/删除承载请求发送给ePDG1203，以修改、失活或释放对应于移动到3GPP接入的IP流的S2b承载。在步骤6中，ePDG1203通过IKEv2配置负载将增强IFOMIKEv2信息发送给UE1201，指示IFOM请求已被接受。UE1201接收到IFOM确认后更新其映射表。在步骤7中，ePDG1203将更新/删除承载响应信息发送给PDN-GW1207，以告知PDN-GW1207S2b承载修改或删除。若更新/删除承载请求成功，PDN-GW1207在随后更新其映射表。
上述IFOM方案可用于通过基于GTP的S2b界面的3GPP接入与非可信非3GPP接入之间IP流的移动。而通过基于GTP的S2b界面的3GPP接入与可信非3GPP接入之间IP流的移动也可采用类似的IFOM方案。
图13是3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到可信非3GPP接入网络的信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE1301同时通过3GPP接入网络1304和可信非3GPP接入网络1302连接至同一PDN-GW1307。UE1301通过3GPP接入网络1304交换某些IP流，并通过可信非3GPP接入网络1302交换另一些IP流。稍后，UE1301决定将某些IP流从非3GPP接入移动到可信3GPP接入。在步骤2中，UE1301通过请求承载资源修改(如包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD)信息，将IFOM触发信息和相关参数发送给MME1305。在步骤3中，MME1305将承载资源命令(如包含UE1301的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD)信息发送给S-GW1306。在步骤4中，S-GW1306将上述承载资源命令信息发送给PDN-GW1307。
基于承载资源命令中的EPS承载ID和TAD，PDN-GW1307在步骤5中选择被移动的IP流。PDN-GW1307还可将IP-CAN会话修改请求发送给hPCRF1308，以指示SDF和接入网络之间的映射是如何改变的。在步骤6中，PDN-GW1307根据接收到的QoS策略，通过将更新/建立承载请求信息发送给WAG1303指定EPS承载QoS(如指定包括QCI、ARP、GBR和MBR的承载级QoS参数值)，修改或建立要被移动的IP流的所需S2a承载。举例来说，若已有满足QoS需求的承载，PDN-GW1307将更新承载请求信息发送给WAG1303，以修改目标承载。否则，若并未有满足QoS需求的承载，PDN-GW1307发送建立承载请求信息，以建立支持所需QoS的新承载。
在步骤7中，若接收到更新承载请求信息，WAG1303采用上行链路封包滤波器判断出映射流通往S2a承载，并通过将更新承载响应(EPS承载ID)信息发送给PDN-GW1307，告知S2a承载进行修改。若接收到建立承载请求信息，WAG1303选择出尚未分配给UE1301的EPS承载ID。WAG1303随后储存上述EPS承载ID，并将指定承载链接至默认承载。WAG1303采用上行链路封包滤波器判断出映射流通往S2a承载，并通过将建立承载响应(EPS承载ID、用户面的WAG地址和WAGTEID)信息发送给PDN-GW1307，告知S2a承载进行激活。若更新/建立承载请求成功，PDN-GW1307在随后更新其映射表。在步骤8中，WAG1303将携带有IFOM确认的接入网络特定信息发送给UE1301，指示IFOM请求已被接受。UE1301接收到IFOM确认后更新其映射表。在步骤9-12中，PDN-GW1307将IP-CAN会话修改响应发送给hPCRF1308，以触发移动到可信非3GPP接入服务的3GPP专用承载失活或者修改进程。
图14是可信非3GPP接入网络触发的从3GPP接入网络到可信非3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE1401同时通过3GPP接入网络1404和可信非3GPP接入网络1402连接至同一PDN-GW1407。UE1401通过3GPP接入网络1404交换某些IP流，并通过可信非3GPP接入网络1402交换另一些IP流。稍后，UE1401决定将某些IP流从3GPP接入移动到可信非3GPP接入。在步骤2中，UE1401将接入网络特定信息发送给WAG1403，以触发IFOM。其中接入网络特定信息包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。IFOM标记是可选IE，用来明确UE请求开始IP流移动；目标RAT类型指示UE想要将特定IP流移动到哪个接入网络；EPS承载ID为携带要被移动路由滤波器的承载；QoS是应满足特定IP流要求的QoS策略；而TAD包含有UE请求移动的路由滤波器。若IFOM进程基于QoS，则TAD为通配滤波器，此时同一承载的所有IP流均将移动。
在步骤3中，WAG1403将增强IFOMIP-CAN会话信令发送给PDN-GW1407，以要求PDN-GW1407与hPCRF1408开始IP-CAN会话修改。其中，增强IFOMIP-CAN会话信令包括UE1401提供的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。在步骤4中，PDN-GW1407基于增强IFOMIP-CAN会话信令中的EPS承载ID和TAD，选择移动的IP流。PDN-GW1407随后将IP-CAN会话修改请求发送给hPCRF1408，以指示SDF和接入网络之间的映射关系如何改变。在步骤5中，PDN-GW1407根据接收到的QoS策略，通过将更新/建立承载请求信息发送给WAG1403修改或建立要被移动的IP流的所需S2a承载，指定EPS承载QoS。在步骤6中，WAG1403采用上行链路封包滤波器判断出映射流通往S2a承载，并通过将更新/建立承载响应信息发送给PDN-GW1407，告知S2a承载进行修改或建立。若更新/建立请求成功，PDN-GW1407更新其映射表。在步骤7中，WAG1403将携带有IFOM确认的接入网络特定信息发送给UE1401，指示IFOM请求已被接受。UE1401接收到IFOM确认后更新其映射表。在步骤8-11中，PDN-GW1407将IP-CAN会话修改响应发送给hPCRF1408，以触发移动到可信非3GPP接入服务的3GPP专用承载失活或者修改进程。
在上述示范例中，IP流通过基于GTP的S2a从3GPP接入移动到非3GPP接入。在另外一些场景中，基于网络状况，IP流可通过基于GTP的S2a从非3GPP接入移动到3GPP接入。
图15是3GPP接入网络触发的从可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE1501同时通过3GPP接入网络1504和可信非3GPP接入网络1502连接至同一PDN-GW1507。UE1501通过3GPP接入网络1504交换某些IP流，并通过可信非3GPP接入网络1502交换另一些IP流。稍后，UE1501决定将某些IP流从可信非3GPP接入移动到3GPP接入。在步骤2中，UE1501通过请求承载资源修改(如包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD)信息，将IFOM触发信息和相关参数发送给MME1505。在步骤3中，MME1505将承载资源命令(如包含UE1501的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD)信息发送给S-GW1506。在步骤4中，S-GW1506将上述承载资源命令信息发送给PDN-GW1507。
在步骤5中，开始3GPP专用承载激活进程。在步骤6中，PDN-GW1507将更新/删除承载请求发送给WAG1503，以修改、失活或释放对应于移动到3GPP接入的IP流的S2a承载。在步骤7中，WAG1503将携带有IFOMACK的接入网络特定信息发送给UE1501，指示IFOM请求已被接受。UE1501接收到IFOM确认后更新其映射表。在步骤8中，WAG1503将更新/删除承载响应信息发送给PDN-GW1507，以告知PDN-GW1507S2a承载修改或删除。若更新/删除承载请求成功，PDN-GW1507随后更新其映射表。
图16是可信非3GPP接入网络触发的从可信非3GPP接入网络到3GPP接入网络的IFOM信息流程的示范性示意图。在步骤1中，UE1601同时通过3GPP接入网络1604和可信非3GPP接入网络1602连接至同一PDN-GW1607。UE1601通过3GPP接入网络1604交换某些IP流，并通过可信非3GPP接入网络1602交换另一些IP流。稍后，UE1601决定将某些IP流从可信非3GPP接入移动到3GPP接入。在步骤2中，UE1601将接入网络特定信息发送给WAG1603，以触发IFOM。其中接入网络特定信息包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。在步骤3中，WAG1603将增强IFOMIP-CAN会话信令发送给PDN-GW1607，以要求PDN-GW1607与hPCRF1608开始IP-CAN会话修改。其中，增强IFOMIP-CAN会话信令包括UE1601提供的IMSI、IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS以及TAD。
在步骤4中，开始3GPP专用承载激活进程。在步骤5中，PDN-GW1607将更新/删除承载请求发送给WAG1603，以修改、失活或释放对应于移动到3GPP接入的IP流的S2a承载。在步骤6中，WAG1603将携带有IFOM确认的接入网络特定信息发送给UE1601，指示IFOM请求已被接受。UE1601接收到IFOM确认后更新其映射表。在步骤7中，WAG1703将更新/删除承载响应信息发送给PDN-GW1707，以告知PDN-GW1707S2a承载修改或删除。若更新/删除承载请求成功，PDN-GW1707随后更新其映射表。
图17是根据本发明一实施例的从PDN-GW视角看的IFOM方案流程图。在步骤1701中，PDN-GW接收IFOM触发信息和相关参数。其中，IFOM触发信息包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS策略以及TAD。在步骤1702中，PDN-GW基于IFOM触发信息选择IP流，并将更新承载请求发送给WAG或ePDG。在一示范例中，基于TAD选择IP流。在另一示范例中，基于EPS承载ID选择IP流。在步骤1703中，若更新承载请求成功，PDN-GW更新其映射表。其中，映射表中包含一个或多个映射实体，每个映射实体包含IP流描述、EPS承载ID、GTP隧道ID、RAT类型以及UEID。在步骤1704中，PDN-GW开始3GPP专用承载修改进程，以移动选择出的IP流。
图18是根据本发明一实施例的从WAG角度来看的IFOM方案的流程图。在步骤1801中，WAG将IFOM触发信息和相关参数发送给PDN-GW。其中，IFOM触发信息包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS策略以及TAD。在步骤1802中，WAG从PDN-GW接收更新承载请求，以修改选择出需被移动的IP流的S2a承载。在一示范例中，基于TAD选择IP流。在另一示范例中，基于EPS承载ID选择IP流。在步骤1803中，WAG确定S2a承载的映射流量流，并发送更新承载响应，以确认S2a承载修改。在步骤1804中，WAG将IFOM确认发送给UE，以指示IFOM请求已被接受。
图19是根据本发明一实施例的从UE视角看的IFOM方案流程图。在步骤1901中，UE通过3GPP接入网络和非3GPP接入网络连接至PDN-GW。在步骤1902中，UE发送IFOM触发信息。其中，IFOM触发信息包括IFOM标记、目标RAT类型、EPS承载ID、QoS策略以及TAD。在一示范例中，IFOM触发信息为IFOM增强IKEv2信息。在步骤1903中，UE从WAG或ePDG中接收IFOM确认。在一示范例中，上述IFOM确认为IFOM增强IKEv2信息。在步骤1904中，UE更新其映射表。其中，映射表中包含一个或多个映射实体，每个映射实体包含IP流描述、EPS承载ID以及RAT类型。
虽然本发明已就较佳实施例揭露如上，然其并非用以限制本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更和润饰。因此，本发明的保护范围当视之前的权利要求书所界定为准。

Claims (20)

1.一种网际协议流移动的方法，包括：
封包数据网络网关接收网际协议流移动触发信息，其中所述网际协议流移动触发信息包含网际协议流移动标记、目标无线电接入技术类型、演进封包系统承载标识符、服务质量策略以及流量聚合描述；
基于所述网际协议流移动触发信息选择网际协议流，并将更新承载请求发送给无线接入网关或演进封包数据网关；
若所述更新承载请求成功，更新映射表，其中所述映射表包含一个或多个映射实体，每个映射实体被更新以指示每个网际协议流导向哪种无线电接入技术类型；以及
开始第三代移动通信合作计划承载修改进程，以移动所选择出的网际协议流。
2.如权利要求1所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述网际协议流基于流量聚合描述进行选择，所述流量聚合描述描述移动到所述目标无线电接入技术类型的网际协议流。
3.如权利要求1所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述网际协议流基于演进封包系统承载标识符进行选择，所述演进封包系统承载标识符中携带的所有网际协议流均移动到所述目标无线电接入技术类型，且每个演进封包系统承载标识符对应于一服务质量等级。
4.如权利要求1所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述映射表包括多个网际协议流描述、多个对应的演进封包系统承载标识符、多个通用封包无线电服务隧道传输协议标识符、多个无线电接入技术类型以及多个用户设备标识符。
5.如权利要求1所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，选择出的网际协议流通过基于通用封包无线电服务隧道传输协议的接口，从第三代移动通信合作计划接入移动到非第三代移动通信合作计划接入。
6.如权利要求5所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述更新承载请求为建立承载请求，用来建立满足为选择出的网际协议流所定义质量服务的新的承载，所述建立承载请求包括新的承载标识符和对应的封包无线电服务隧道传输协议隧道标识符。
7.如权利要求1所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，选择出的网际协议流通过基于通用封包无线电服务隧道传输协议的接口，从非第三代移动通信合作计划接入移动到第三代移动通信合作计划接入。
8.如权利要求7所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述更新承载请求为删除承载请求，用来删除对应于移动到第三代移动通信合作计划接入的选择出的网际协议流的承载。
9.一种网际协议流移动的方法，包括：
无线接入网关发送网际协议流移动触发信息，其中所述网际协议流移动触发信息包含网际协议流移动标记、目标无线电接入技术类型、演进封包系统承载标识符、服务质量策略以及流量聚合描述；
从封包数据网络网关接收更新承载请求，以修改所选择出进行移动的网际协议流的S2a承载；
确定S2a承载的映射流量流，并将更新承载响应发送给所述封包数据网络网关，以确认所述S2a承载修改；以及
将网际协议流移动确认发送给用户设备。
10.如权利要求9所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，选择出的网际协议流基于所述流量聚合描述或所述演进封包系统承载标识符确定。
11.如权利要求9所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，选择出的网际协议流通过基于通用封包无线电服务隧道传输协议的接口，从第三代移动通信合作计划接入移动到非第三代移动通信合作计划接入。
12.如权利要求11所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述更新承载请求为建立承载请求，用来建立满足为选择出的网际协议流所定义质量服务的新的S2a承载，所述建立承载请求包括新的S2a承载标识符和对应的封包无线电服务隧道传输协议隧道标识符。
13.如权利要求9所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述所选网际协议流通过基于通用封包无线电服务隧道传输协议的S2a接口，从非第三代移动通信合作计划接入移动到第三代移动通信合作计划接入。
14.如权利要求13所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述更新承载请求为删除承载请求，用来删除对应于移动到第三代移动通信合作计划接入的选择出的网际协议流的承载。
15.一种网际协议流移动的方法，包括：
用户设备通过第三代移动通信合作计划接入网络和非第三代移动通信合作计划接入网络连接至封包数据网络网关；
发送网际协议流移动触发信息，其中所述网际协议流移动触发信息包含网际协议流移动标记、目标无线电接入技术类型、演进封包系统承载标识符、服务质量策略以及流量聚合描述；
从演进封包数据网关或者无线接入网关接收网际协议流移动确认；以及
更新映射表，其中所述映射表包含一个或多个映射实体，每个映射实体被更新以指示每个网际协议流导向哪种无线电接入技术类型。
16.如权利要求15所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述用户设备基于网际协议流测定网际协议流移动，且所述流量聚合描述包含移动到所述目标无线电接入技术类型的一个或多个网际协议流。
17.如权利要求15所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述用户设备基于服务质量等级确定网际协议流移动，其中所述演进封包系统承载标识符中携带的所有网际协议流均移动到所述目标无线电接入技术类型。
18.如权利要求15所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述映射表包含多个网际协议流描述、多个对应的演进封包系统承载标识符和多个无线电接入技术类型。
19.如权利要求15所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述网际协议流移动触发信息为增强网际协议流移动IKEv2信息。
20.如权利要求15所述的网际协议流移动的方法，其特征在于，所述网际协议流移动确认为增强网际协议流移动IKEv2信息。
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