CN103339989A

CN103339989A - 用于通信网络中的用户设备和数据网络之间的通信的技术

Info

Publication number: CN103339989A
Application number: CN2011800664030A
Authority: CN
Inventors: G.布雷奎格尼; D.巴兰卡尼拉
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: KR101902324B1; US10070469B2; WO2012072929A1; FR2968156A1; KR20130143622A; EP2647243A1; CN103339989B; US20140126486A1; ES2699248T3; EP2647243B1

Abstract

本发明涉及一种在分组模式通信网络中的用户设备和数据网络之间的通信方法。通过接入网络在所述用户设备和数据网络接入网关之间建立会话。该方法包括：基于用户设备经建立的会话发送的至少一个分组来检测用于接入服务的请求的步骤（E11）；根据至少一个准则来确定必须建立新会话的第一步骤（E12）；向用户设备发送用以建立新会话的控制的步骤（E22），所述用户设备发起新会话的建立；确定另一接入网关的第二步骤（E23），所述另一网关适用于用户设备所请求的服务；以及建立用户设备发起的新会话的阶段，由此在所述用户设备和所述另一网关之间建立新会话。

Description

用于通信网络中的用户设备和数据网络之间的通信的技术

技术领域

本发明属于通信网络的领域，其中以分组模式进行接入。

背景技术

3GPP组织所标准化的UMTS（“通用移动地面系统”）移动通信网络的演进处于讨论中。这些演进构成了未来第四代的基础并且还被称为LTE（“长期演进”）。它们特别设想了核心网络演进EPC（“演进的分组核心”），其中，只在分组模式下进行交换。在连接到移动网络时，用户设备UE建立与分组数据网络的会话，并获取该网络中的地址。于是，只要用户设备还附接到移动网络，它就占用永久连接。用户设备UE由IPv4地址和/或IPv6前缀来标识。分组数据网络本身由数据网络APN（“接入点名称”）的标识符来标识。该会话也被称为“PDN连接”，PDN指“分组数据网络”。这样的会话默认包含至少一个被称为“载体”的介质，且可以包含一个或多个专用介质。

通过接入网关P-GW在用户设备UE和数据网络之间建立该会话。该接入网关P-GW是移动通信网络中的设施，负责与分组交换网络的对接。网关P-GW由此使其能够接入在因特网通信网络中提供的服务或运营商所提供的其他服务。

通信网络的运营商可能希望在根据用户设备请求的服务来选择接入网关时有一定的灵活性。在当前版本的标准中不可能调整接入网关P-GW，该网关使得可能建立会话。

发明内容

本发明的一个目标是纠正现有技术中的问题、不当或缺陷，并/或提供其改进。

根据第一方面，本发明的主题是一种在分组模式通信网络中的用户设备和数据网络之间的通信方法，在所述用户设备和网关之间已建立会话以通过接入网络来接入到数据网络。该方法包括：

-基于用户设备通过建立的会话发送的至少一个分组来检测用于服务接入的请求的步骤；

-根据至少一个准则来确定必须建立新会话的第一步骤；

-向用户设备分发与建立新会话相关的命令的步骤，所述用户设备发起该新会话的建立；

-确定另一接入网关的第二步骤，所述另一网关适用于用户设备所请求的服务；

-建立用户设备发起的新会话的阶段，该阶段完成时在所述用户设备和所述另一网关之间建立新会话。

通信网络例如是EPC类型即“演进的分组核心”，且特别包含针对LTE演进的框架中的核心网络来设想的演进。

数据网络可以是因特网公共通信网络或任意其他外部数据网络，例如内联网或运营商的网络。

可以通过各种类型的接入网络将用户设备接入到通信网络。接入网络可以是无线电的或有线的。无线电接入网络可以遵循第二和第三代版本，也可以遵循3GPP组织定义的第三代的长期演进（LTE）。接入网络还可以是非3GPP无线电接入网络，例如

WiMAX等接入。接入网络还可以是ADSL（“非对称数字用户线路”）接入网络。

该通信方法由此使得可能在网络开始时触发新会话的建立，但是所述会话的实际建立由用户设备发起。用于接入分组模式下的数据网络的新网关被网络中的一个实体选择，从而适于提供所请求的服务。由此可以将接入网关P-GW具化为特定服务的功能。该通信方法由此使得可能在多个接入网关之间分发与服务相关的会话的建立。

还可以朝着接入网关P-GW建立新会话，该接入网关实现特定的功能，例如计费、过滤或服务控制策略。由此可以实现根据计费级别来区分的服务质量策略。

在此强调，在LTE论述的框架中的核心网络级别的演进不会设想到通信网络中的实体可以命令用户设备建立会话。这使得可能限制用户设备级别的影响，并与用户设备发起的会话建立过程兼容。确实，在这样的网络中，用户实体拥有与网络的永久连接。于是，仅设想会话建立由用户设备发起。此外，对于2G/3G分组核心网络，当分组被路由到用户设备时，用于激活PDP上下文或会话的命令过程被触发。这需要静态PDP信息项目与PDP地址关联，以能够到达用户设备，且由此不在通信网络中实现。这里，在与所设想的不同的上下文中使用该过程，假设会话已建立并且使得可能与另一接入网关建立会话。

还要强调，所述通信方法与诸如LTE论述的框架中的核心网络级别的演进框架中定义的过程兼容，且仅需要有限的调整。

用户设备级别的操作也被简化，因为在一个实施例中，用户设备仅需要确定一个APN数据网络标识符。在该情形下，网络本身可以管理不同的数据网络标识符，并根据其固有准则来选择特定的标识符。

直接基于分组或间接地基于已经接收所述分组的网络实体的通知，可以基于至少一个分组来检测用于服务接入的请求。

根据通信方法的特定特征，所述准则属于包括服务标识符和应用标识符的组。

根据另一特定的特征，通过对与所述会话关联的分组流进行检查来实现所述检测步骤。

可以在各个OSI级别执行该分组检查。它可以涉及OSI级别3或4的SPI检查（“浅度分组检查”）。它还可以涉及对OSI级别7及以上的数据分组流的完全检查或“深度分组检查”。

根据通信方法的另一特定特征，还根据与用户设备相关的至少一个项目来确定其他网关。

有利地，该项目属于如下的组，该组包括与位置相关的项目、与订阅数据相关的项目、以及用户设备类型。

由此，还使得可能选择接入网关P-GW，其在通信网络中的位置是根据用户设备的位置来确定的，以优化数据分组流的路由，例如用于电视服务。

用户的订阅数据使得可能获得订阅的服务质量策略。这考虑了该项目，由此使得可能根据订阅的服务质量来选择合适的接入网关。假设可以建立与接入网关P-GW的新会话，该接入网关实现特定的功能，例如计费、过滤或服务控制策略，由此可以更容易地实现根据订阅数据且因此根据计费级别来区分的服务质量策略。

用户设备类型使得可能根据例如终端的世代（2G、3G、LTE）、插入到终端中的SIM卡的世代等来选择接入网关。

有利地，两个接入网关中的一个将与建立新会话相关的请求发送到移动性管理实体。

该消息例如是在两个网络实体的接口上使用的“PDN连通性请求”消息。它允许移动性管理实体命令用户设备建立新会话。在一个实施例中，在接收到来自网络接入网关的消息后，移动性管理实体实现确定另一接入网关的第二步骤。在其他实施例中，通过能提供网络策略的实体来确定另一接入网关，该能提供网络策略的实体发起与另一接入网关的会话的建立。另一接入网关然后将“PDN连通性请求”消息发送到移动性管理实体。

根据特定的特征，用来建立会话的接入网关实现所述检测步骤和第一确定步骤，并将与建立新会话相关的请求发送到移动性管理实体，所述移动性管理实体然后实现分发建立命令的步骤和第二确定步骤。

当网络不包含任何能提供网络策略的实体时，通信方法的该实现尤其合适。

当通信网络包含用于控制网络策略和计费的实体时，通过应用网络策略的实体来实现确定步骤和第一确定步骤，并且提供网络策略的实体确定另一接入网关、并在用户设备发起时将用于触发新会话建立的请求发送到所述另一接入网关。

在该情形下，用于接入网络的其他网关触发新会话的建立。

根据第二方面，本发明还涉及一种分组模式通信网络中的系统，被设计为在至少一个用户设备和网关之间建立至少一个会话，以通过接入网络来接入到数据网络。该系统包括：

-基于用户设备通过建立的会话发送的至少一个分组来检测用于服务接入的请求的装置；

-第一确定装置，被设计为根据至少一个准则来确定必须建立新会话；

-通信装置，被设计为向用户设备分发与建立新会话相关的命令、并在用户设备和接入网关之间建立新会话，所述用户设备发起该新会话的建立；

-第二装置，用于确定另一接入网关，所述另一网关适用于用户设备所请求的服务；

根据系统的特定特征，用户设备被设计为接收与建立新会话相关的命令、并处理所述请求。

根据第三方面，本发明还涉及一种包含指令的计算机程序，当该程序被处理器执行时，用于实现根据第一方面的由通信网络中的实体实现的通信方法。

附图说明

参考附图，借助于本发明的方法的特定实施例的下列描述，本发明将被更好地理解，在附图中：

-图1描绘了根据本发明的特定实施例的通信方法的步骤；

-图2描绘了根据本发明的特定实施例的分组模式通信网络；

-图3a描绘了根据本发明的第一特定实施例的第一变体来实现的消息交换和通信方法的步骤；

-图3b描绘了根据本发明的第一特定实施例的第二变体来实现的消息交换和通信方法的步骤；

-图4描绘了根据本发明的第二特定实施例来实现的消息交换和通信方法的步骤；

图5描绘了根据本发明的第三特定实施例来实现的消息交换和通信方法的步骤；

图6a、6b、6c描绘了根据本发明的特定实施例的通信网络中的实体。

具体实施方式

图2以简化方式描绘了分组模式通信网络2。在其环境中描绘用户设备UE1。用户设备1可以在分组模式下通过各种类型的接入网络来接入到数据网络30、32。这里考虑了特殊的情形，其中通信网络2遵循EPS架构（“演进的分组系统”）例如在3GPP标准TS23401v8.11.0中所规定的。在此强调，随后提到了与“发行”8对应的版本。该发行号没有限制，通信方法还可用于这些标准的后续版本。

接入网络可以是无线电的，遵循或不遵循3GPP标准化组织所定义的规范，或者是有线的。

第一类接入网络对应于第二代2G或第三代3G无线电接入网络。在该情形下，通过用于2G无线电接入的GERAN实体（“GSM/EDGE无线电接入网络”）或用于3G无线电接入的UTRAN实体（“UMTS陆地资源接入网络”）来执行无线接入。

第二类接入网络对应于LTE即“长期演进”，是与第三代的演进也被称为预4G相对应的无线电接入网络。在该情形下，通过E-UTRAN实体即“演进的UTRAN”来执行无线接入。

该前两类接入网络遵循3GPP标准化组织所定义的规范集。

第三类接入网络将不遵循3GPP的接入集合归为一组。第三类无线电接入网络链接到接入节点实体AN14。这例如是ADSL类型的有线接入、

无线电接入、代表“全球微波接入互操作性”的WiMAX、CDMA等。

前两类接入网络分别链接到移动性管理实体。对于2G/3G无线接入，这样的实体10被称为SGSN，即“服务GPRS服务节点”。这两个移动性管理实体链接到附接网关16S-GW，即“服务网关”。它们还链接到网络HSS28即“家庭订户系统”的订户的服务器，该服务器存储通信网络2的订户的一组订阅数据。

附接网关16和接入节点实体14链接到两个接入网关P-GW1和P-GW2。接入网关P-GW122使得可能接入到分组模式下的第一数据网络32。接入网关P-GW220使得可能接入到分组模式下的第二数据网络30。通过示例，第一数据网络32对应于IP数据网络并允许接入到互联网类型的服务。第二数据网络30对应于专用于运营商的数据网络，并允许接入该运营商提供的服务。图2中还描绘了应用服务器AF26和27，即“应用功能”。应用服务器AF26使得可能向数据网络30中的用户提供服务。应用服务器AF27使得可能向数据网络32中的用户提供服务。

还以可选的方式设想通信网络2中的实体实现PCC（“策略控制和计费”）网络策略以及计费控制。这样的通信网络2于是包含PCEF（“策略和计费实施功能”）策略应用功能、以及PCRF（“策略和计费规则功能”）规则提供功能。在图2中描绘了用于提供PCRF规则24的实体。后者连接到两个接入网关20、22。在该情形下，该后者实现了PCEF功能。在没有PCRF实体时，通信网络2还可以包括策略和计费控制规则（PCEF功能）的实现。

当然图2中描绘的通信网络2仅包含所描绘的有限数量的实体，从而不至于使该图太复杂。该描绘不用于限制。还需强调，可将接入网关中的一个和附接网关S-GW一起分组在同一实体中。

以下，用IPv4地址和/或IPv6地址表示的用户设备UE和用APN（“接入点名称”）数据网络标识符表示的分组数据网络之间的关联被称为会话或者到分组数据网络的连接。该会话还可被等同地称为“IP-CAN会话”、用于LTE接入的“PDN连接”或者用于2G/3G接入的“PDP上下文”。

现在将结合第一实施例中的图1来描述在用户设备UE和数据网络之间的通信方法。

在第一步骤E1中，更准确地说在子步骤E11中，用于接入分组数据网络的网关P-GW1通过建立的第一会话来接收源自用户设备UE的数据分组。例如在用户设备附加到通信网络2的期间在用户设备UE1和接入网关P-GW122之间建立该第一会话。该第一会话的建立模式没有限制。通过附接网关S-GW16来建立第一会话。仍然在该第一步骤E1中，接入网关P-GW122检测接收到的至少一个数据分组包含用于接入给定新服务的请求。

检测到这是用于接入给定服务的请求可以根据各个变体来执行：

-根据第一变体，这可以涉及对OSI级别3或4的数据分组流的检查，也被称为SPI，即“浅度分组检查”。在该情形，这需要IP和TCP（“传输控制协议”）或UDP（“用户数据报协议”）数据分组检查；更准确地说，检测可以包括检测给定IP目标地址和给定目标端口；

-根据第二变体，这还可以涉及对OSI级别7或以上的数据分组流的完全检查或“深度分组检查”。

在子步骤E12中，接入网关P-GW122然后根据至少一个准则确定必须在用户设备UE1和另一接入网关之间建立新会话，该另一接入网关允许接入到分组数据网络。该准则可以例如对应于服务标识符或应用标识符。接入网关P-GW122然后发送与用户设备UE1建立新会话相关的请求。该请求包含特定的指示符，例如服务标识符。更准确地说，该建立请求被发送到附接网关S-GW16，其转而将它发送到移动性管理实体SGSN/MME10、12。

在步骤E2中，更准确地说在子步骤E21中，移动性管理实体SGSN/MME10、12接收与用户设备UE1建立新会话相关的请求，并根据特定的指示符，例如通过查询DNS（“域名服务器”）数据库，来确定分组数据网络标识符。更准确地说，移动性管理实体SGSN/MME10、12基于APN数据网络标识符以及特定的指示符来询问DNS数据库，并获取APN数据网络的相同或另一标识符作为回答。

在步骤E2的子步骤E22中，网络实体之一命令与用户设备UE1之间建立该新会话，该新会话去往在子步骤E21中确定的数据网络标识符，该新会话的建立由用户设备发起。

在步骤E3的子步骤E23中，在接收到用户设备发送的与建立新会话相关的请求时，移动性管理实体SGSN、MME10、12通过查询例如DNS数据库根据特定的指示符来确定另一接入网关。更准确地说，移动性管理实体SGSN/MME10、12基于APN数据网络标识符并基于特定的指示符来询问DNS数据库，并作为回答而获取另一接入网关P-GW220。可选地，在选择另一接入网关P-GW220时，还可以考虑与用户设备相关的一个或多个项目。该项目可以对应于与用户设备的位置相关的项目。对适用于用户设备位置的该另一接入网关的选择由此使得可能降低网络中的负载。它还可以涉及与用户设备订阅数据相关的项目，由此使得可能选择具有适用于该订阅的服务级别的接入网关。它可能还需要用户设备的类型。

随后结合图3a、3b中的描述来说明实现该步骤E2的网络实体。

在第二实施例中，网络实体实现PCC（“策略控制和计费”）网络策略和计费控制。

在该第二实施例中，接入网关P-GW122包含PCEF策略应用功能，并实现前述步骤E1。与建立新会话相关的请求然后被发送到实现PCRF规定功能的实体。该PCRF实体24然后实现子步骤E21和E23，并调用移动性管理实体SGSN、MME，从而后者命令（E22）用户设备UE1来建立新会话。结合图4来更准确的描述该第二实施例。

在第三实施例中，应用服务器AF26接收来自用户设备UE1的数据分组。应用服务器AF26然后向PCRF实体24提供服务相关项目的消息。该消息是在子步骤E11期间接收的。实现策略控制功能的实体然后实现步骤E1、子步骤E21和E23，并调用移动性管理实体SGSN、MME，从而后者命令（E22）用户设备UE1建立新会话。结合图5来更准确地描述该第三实施例。

在这些不同实施例中，子步骤E21是可选的。在该情形下，可以使用默认的APN数据网络标识符。还可以在分发与建立新会话相关的命令的子步骤E22之前实现确定另一接入网关的子步骤E23。

结合图3a和3b来更准确地描述第一实施例。图3a对应于用户设备UE通过E-UTRAN接入网络来接入。图3b本身对应于用户设备UE通过GERAN或UTRAN接入网络来接入。可应用于非3GPP接入网络的变体未被显式描述，但通信方法也可被转移到该类型的接入网络。

更准确地说，这里考虑了通信网络不实现包含PCRF实体的架构的特殊情形。但是，这不排除在该网络中实现PCC类型的策略和计费控制规则。

图3a描述了各个设施之间的交换，用于实现根据第一实施例在第一变体中，即在E-UTRAN接入网络的情形下，的通信方法。

如前结合图1所示，接入网关P-GW122接收来自移动实体UE1的数据分组，在至少一个分组中检测到接入请求，确定必须建立新会话，并通过附接网关S-GW16将与建立新会话相关的请求发送到移动性管理实体MME12。在该第一实施例中，建立请求是特别包含下列参数的消息M1“PDN连通性请求”：

-用户设备期望接入的分组数据网络APN标识符；

-请求的IP版本的标识符“PDN类型”，即IPv4、IPv4v6、IPv6；

-要以透明方式发往用户设备UE1的项目，该项目在被称为“协议配置选项”的信息字段中被归为一组；

-请求的类型“请求类型”

在被用户设备UE发送时，针对“PDN连通性请求”消息，根据3GPP标准TS23.401的段落5.10.2对这些不同参数进行编码。

根据本发明，消息M1“PDN连通性请求”还包括特定的指示符，例如服务标识符。

在如前结合图1所述的该步骤E2中，更准确地说在子步骤E21中，移动性管理实体MME12接收消息M1“PDN连通性请求”，并执行对DNS服务器的DNS域名解析请求，这在图2中未描绘。移动性管理实体MME12基于APN数据网络标识符并基于特定指示符来询问DNS服务器，并作为应答获取与提供的相同或不同的适用于所请求的服务的APN数据网络标识符。在此强调，DNS数据库的该询问还使得可能获取适用于所请求的服务的另一网络接入网关，如后面所述。

当“PDN连通性请求”消息中不存在APN数据网络标识符时，移动性管理实体MME12在分辨率请求之前基于默认订阅的PDN上下文来确定APN数据网络标识符。

DNS服务器确定适用于所请求的服务的APN数据网络标识符，且作为应答向移动性管理实体MME12提供相同或不同的APN数据网络标识符。

移动性管理实体MME12然后基于用户设备UE1的订阅数据来验证DNS服务器提供的APN数据网络标识符被授权，且如果是这种情形，则移动性管理实体MME12对下列步骤使用提供的APN数据网络标识符。

在步骤E2的子步骤E22中，移动性管理实体MME12然后触发与用户设备UE1之间建立新会话的阶段，该会话去往APN数据网络标识符。

更准确地说，移动性管理实体MME12向用户设备UE1分发消息M1a“请求PDN连通性”，其命令新会话的建立。该消息M1a包括之前结合消息M1“PDN连通性请求”来描述的信息项。但是，分组数据网络APN标识符被步骤E21中确定的标识符替换。

回顾一下，在LTE演进框架中未设想从网络实体发送到用户设备的该会话建立命令。确实，用户设备拥有与通信网络的永久连通性。对被标识用于LTE之前的世代的以分组模式向用户设备发送数据的请求进行处理的需求由此被认为是废弃的。

在此强调，根据本发明，新会话的建立是由网络实体中的一个发出命令的，但该会话的实际建立是由用户设备发起的。

3GPP标准TS23.401“LTE；对演进通用陆地无线接入网络（E-UTRAN）接入的通用分组无线服务（GPRS）增强”v8.11.0在段落5.10.2中结合图5.10.2-1特别说明了响应于用户设备发起的PDN连通性请求在网络的各个设施之间的交换。

用户设备UE1通过接入网络向移动性管理实体MME12发送消息M1b“PDN连通性请求”，请求建立PDN会话，该PDN会话去往在消息M1a中由移动性管理实体MME12提供的数据网络标识符所标识的数据网络。

在子步骤E23中，在接收到该消息M1b时，移动性管理实体MME12根据所请求的服务来确定该数据网络的另一接入网关P-GW220。更准确地说，移动性管理实体12基于APN数据网络标识符和特定的指示符来询问DNS服务器，且作为应答获取另一接入网关P-GW220。

与用户设备相关的项目也可被发送到DNS服务器，由此在选择另一接入网关P-GW220时进行考虑。如前所示，这可以是与用户设备的位置相关的项目、与用户设备订阅数据相关的项目、或者与用户设备类型相关的项目。

在此回顾，如前所述，另一接入网关P-GW220的该确定也可以在子步骤E21中的DNS服务器询问期间实现，从而同时获取APN数据网络标识符和另一接入网关。

然后在网络实体级别建立新会话。移动性管理实体MME12创建消息M2“创建会话请求”，并将它发送到附接网关S-GW16。后者转而将消息M3“创建会话请求”发送到接入网关P-GW220。如果实现了策略和计费的动态控制，则接入网关P-GW220在交换M4“IP-CAN会话建立/调整”中与PCRF实体24对话。接下来，一旦新会话已被创建，则接入网关P-GW220在去往附接网关S-GW16的消息M5“创建会话响应”中发送响应。附接网关S-GW16然后将消息M6“创建会话响应”发送到移动性管理实体12。这组交换是根据标准TS23.401的段落5.10.2来执行的，且在这儿没有详述。

接下来，在步骤E3中，移动性管理实体MME12建立朝向用户设备UE1的新会话。在被用户设备发起并被调整为实现本发明时，根据标准23.401的段落5.10.2来执行这组交换。移动性管理实体MME12发送去往用户设备UE1的消息M7“PDN连通性接受”，该消息被包含在控制消息S1_MME“载体设置请求”中。后者去往E-UTRAN接入网络，后者包含eNodeB实体。根据本发明，消息M7“PDN连通性接受”特别包含网络已经命令建立（会话）的指示。eNodeB实体然后发送在去往用户设备UE1的消息“RCC连接重新配置”中包含的消息M8“PDN连通性接受”。根据本发明，用户设备UE1被特别设计为接收消息“PDN连通性接受”，该消息包含在网络开始时发出的指示。用户设备UE1使用在消息“RRC连通性重新配置”中包含的消息M8“PDN连通性请求”中接收的参数来更新在所请求的服务与EPS介质之间的关联。为此，用户设备UE1依赖级别3、4（TFT）或7的过滤器来更新该关联。一旦已执行重新配置，用户设备UE1发送去往eNodeB实体的消息M9“RRC连通性重新配置完成”。后者转而发送去往移动性管理实体MME12的消息M10“载体设置响应”。接下来，用户设备UE1发送消息M11“直接转发”，该消息M11“直接转发”包含去往eNodeB实体的“PDN连通性完成”。后者然后将消息M12“PDN连通性完成”发送到移动性管理实体MME12。

在步骤E4中消息M12被移动性管理实体MME12接收。

根据本发明，移动性管理实体MME12然后发送去往附接网关S-GW16的消息M12b“PDN连通性响应”。附接网关S-GW16转而发送去往接入网关P-GW122的消息M12b。在步骤E5中消息M12b被接入网关P-GW122接收。这结束了请求建立新会话的过程，该过程是由接入网关P-GW122在步骤E1中触发的。

并行地，在接收到消息M10“载体设置响应”和M12“PDN连通性完成”之后，移动性管理实体MME12发送去往附接网关S-GW16的消息M13“调整载体请求”。如果适用于依据3GPP标准TS23.401的接入网关P-GW220，则消息M13a“调整载体请求”、M13b“调整载体响应”被交换。

附接网关S-GW16将消息M14“调整载体响应”发送到移动性管理实体MME12作为响应。

移动性管理实体MME12之后发送去往服务器HSS28的消息M15“通知请求”，该消息具体包含接入网关P-GW220的标识符和相关的APN数据网络标识符。服务器HSS28将这些标识符与用户设备UE1关联地进行存储，并发送去往移动性管理实体MME12的消息M16“通知响应”。

在完成该各个步骤和消息交换之后，在用户设备UE1和接入网关P-GW220之间建立新会话，该会话与APN数据网络标识符结合。根据特定的指示符例如请求的服务，或者如果合适，根据与用户设备UE1相关的项目，来选择接入网关P-GW220。新会话的建立由用户设备发起，但是由网络中的一个实体发出命令，更准确地说，在第一实施例中由移动性管理实体MME12发出命令。

图3b描述了各个设施之间的交换，用于实现根据第一实施例的第二变体即GERAN/UTRAN接入网络的情形下的通信方法。在该情形下，会话也被称为“PDP上下文”。

如前结合图1所述，接入网关P-GW122接收来自移动实体UE1的数据分组、检测接入服务的请求、确定必须建立新会话、并通过附接网关S-GW16将与建立新会话相关的请求发送到移动性管理实体SGSN10。建立请求是与如上结合图3a所述的消息M1类似的消息N1“PDN连通性请求”。

在如前结合图1所述的步骤E2中，移动性管理实体SGSN10接收消息N1“PDN连通性请求”并执行结合图3a描述的处理，以获取APN数据网络标识符。

在步骤E2的子步骤E22中，移动性管理实体SGSN10然后命令新会话的建立，该会话由用户设备UE1发起并去往APN数据网络标识符。

回顾一下，3GPP标准TS23.060“GPRS；服务描述；阶段2”，v8.10.0在段落9.2.2.2中结合图67特别说明了网络中各个设施之间的交换，允许GGSN网关节点实体通过移动性管理实体SGSN来触发激活PDP上下文的过程。在接收到被发送去往用户设备UE的数据时，GGSN网关节点实体启动用于激活PDP上下文的该过程。网关节点为此将消息“PDU通知请求”发送到移动性管理实体SGSN。在此回顾，GGSN网关节点对应于附接网关S-GW和用于接入到数据网络P-GW的网关的功能的组合。

于是，如标准中所设想，该过程未设想GGSN网关节点的调整，该GGSN网关节点已发送消息“PDU通知请求”。于是，这里描述的交换依赖于该过程，但对后者进行调整来实现本发明。根据本发明，一旦已确定数据网络标识符，该新会话的建立由用户设备发起，但在移动性管理实体SGSN的级别上由步骤E2的实现来发出命令。

更准确地说，移动性管理实体SGSN10发送去往用户设备UE1的消息N2“请求PDP上下文激活”，从而后者发起会话建立，即请求的PDP上下文。根据本发明，移动性管理实体SGSN10还发送去往附接网关S-GW16的消息N3“PDN连通性响应”。附接网关S-GW16转而发送去往接入网关P-GW122的消息N3。在步骤E5中消息N3被接入网关P-GW122接收。这结束了请求建立新会话的过程，该过程是由接入网关P-GW122在步骤E1中触发的。

用户设备UE1使用在消息N2“请求PDP上下文激活”中接收到的参数来更新在所请求的服务和介质之间的关联。为此，用户设备UE1以依赖于级别3、4（TFT）或7的过滤器来更新该关联。一旦已执行重新配置，用户设备UE然后发送去往移动性管理实体SGSN10的消息N4“激活PDP上下文请求”。在子步骤E23中，在接收到该消息N4时，移动性管理实体SGSN10根据请求的服务来确定该数据网络的另一接入网关P-GW220。更准确地说，移动性管理实体SGSN10基于APN数据网络标识符以及特定的指示符来询问DNS服务器，并获取另一接入网关P-GW220作为应答。

与用户设备相关的项目也可被发送到DNS服务器，由此在选择另一接入网关P-GW220时进行考虑。如前所示，这可以是与用户设备的位置相关的项目或者与用户设备订阅数据相关的项目。

在此强调，另一接入网关P-GW220的该确定也可以在子步骤E21中的DNS服务器询问期间实现，从而获取APN数据网络标识符和另一接入网关二者。

移动性管理实体SGSN10之后建立与接入网关P-GW220的新会话。一旦会话已建立，移动性管理实体SGSN10将消息N5“激活PDP上下文接受”发送到用户设备UE1。

在完成该各个步骤和消息交换之后，与APN数据网络标识符结合在用户设备UE1和用于接入数据网络P-GW220的网关之间建立新会话。根据请求的特定服务，或者如果合适，根据与用户设备UE相关的项目，来选择接入网关P-GW220。新会话的建立由用户设备发起，但是由网络中的一个实体所命令，更准确地说，在该第一实施例中由移动性管理实体SGSN10命令。

现在将结合图4来更准确地描述第二实施例。图4描述了各个设施之间的交换，用于实现根据第二实施例的在E-UTRAN无线接入网络的情形下的通信方法。图4很容易通过GERAN或UTRAN无线电接入网络转移到用户设备UE1的接入。可用于非3GPP接入网络的变体未被显式描述，但通信方法也可转移到该类型的接入网络。

更准确地说，这里考虑的是通信网络实现具有PCRF实体的架构的特殊情形，以确保PCC策略和计费控制。

如前结合图1所述，在步骤E1中，实现PCEF功能的接入网关P-GW122接收来自移动实体UE1的数据分组、检测用于服务接入的请求、并确定必须建立新会话。接入网关P-GW122然后将与建立新会话相关的请求发送到PCRF实体。更准确地说，在该情形下，建立请求对应于会话的调整请求。在该第二实施例中，调整请求对应于消息O1a“IP-CAN会话调整的指示”，其请求调整IP-CAN会话。根据3GPP标准TS23.203v8.11.0的段落7.4.1和图7.4，该消息O1a包括下列参数：

-信息字段“事件报告”；

-信息字段“受影响的PCC规则”，包含受影响的PCC策略的控制规则。

根据本发明，消息O1a“IP-CAN会话调整的指示”还包括：

-PDN会话或所涉及的连接的标识符，如果所述标识符是可用的；

-特定指示符，例如服务的标识符；

-附接网关S-GW的网络中的地址。

在如前结合图1所述的步骤E2中，PCRF实体24接收消息O1a“IP-CAN会话调整的指示”，并使策略控制规则与IP-CAN会话以及特定的指示符关联。

PCRF实体24验证用户设备UE1和接入网关P-GW122之间的会话不合适，并决定建立新的IP-CAN会话。基于与服务关联的数据，PCRF实体24根据特定的指示符来确定最合适的接入网关，在这里描述的例子中是另一接入网关P-GW220以及APN数据网络标识符。PCRF实体24还验证与用户关联的订阅数据。它们可以在PCRF实体内部或者可以基于某些其他实体来获取，例如网络HSS28的订户的服务器、DNS域名服务器、AAA（“认证、授权、审计”）实体，后者负责对用户接入网络进行控制和管理的过程等。

在选择另一接入网关P-GW220时，还可以考虑与用户设备相关的项目。如前所示，这可以是与用户设备的位置相关的项目、与用户设备订阅数据相关的项目、或者与用户设备类型相关的项目。

通过可选的方式，当接入网关P-GW1在消息O1a中未提供附接网关S-GW地址时，PCRF实体24还可以在该步骤E2期间通过询问服务器HSS28或AAA实体来特别获取当前接入节点。当前接入节点可以是移动性管理实体MME12或SGSN10或用于3GPP类型接入网络（E-UTRAN、UTRAN、GERAN）的附接网关S-GW16。当前接入节点可以是任何类型的非3GPP接入网络。

PCRF实体24然后将消息O1b“IP-CAN会话调整的应答”发送到接入网关P-GW122。消息O1b遵循3GPP标准TS23.203v.8.11.0的段落7.4.1。

根据本发明，PCRF实体24触发新的IP-CAN会话的创建。为此，PCRF实体24发送去往另一接入网关P-GW220的消息O2“IP-CAN会话创建请求”。该消息O2包括下列元素：

-附接网关S-GW在网络中的地址；

-用户设备的公共标识符，例如MSISDN编号，即“移动订户ISDN编号”；

-确定的APN数据网络标识符。

接入网关P-GW220在步骤F1中接收消息O2“IP-CAN创建请求”。根据接入网络的类型，E-UTRAN或GERAN/UTRAN，接入网关P-GW220将开始以图4中的单框“P-GW开始PDN连通性”的形式来表示的不同过程。

当接入网络是E-UTRAN类型时，接入网关P-GW220命令如前结合图3a所述的新会话的建立。更准确地说，接入网关P-GW220将消息M1“PDN连通性请求”发送到附接网关S-GW16，在消息O2中发送该附接网关S-GW16的地址。例如结合图3a所述来实现各种消息交换以及步骤。在移动性管理实体MME12的级别上未实现确定APN数据网络标识符的子步骤E21和确定另一接入网关的E23，假设它们已经被PCRF实体确定。

当接入网关是GERAN/UTRAN类型时，接入网关P-GW220命令结合图3b所述的新会话的建立。更准确地说，接入网关P-GW220将消息N1“PDN连通性请求”发送到附接网关S-GW16，在消息O2中发送该附接网关S-GW16的地址。例如结合图3b所述来实现各种消息交换以及步骤。在移动性管理实体SGSN10的级别上未实现确定数据网络标识符的子步骤E21和E23接入网关，假设它们已经被PCRF实体24确定。

一旦新会话已创建，接入网关P-GW220发送去往PCRF实体24的消息O3“IP-CAN会话创建响应”。

在完成该各个步骤以及消息交换之后，在用户设备UE1和接入网关P-GW220之间建立新会话，该网关与APN数据网络标识符关联。根据特定的指示符，更准确地说是请求的服务，或者如果合适，根据与用户设备UE相关的项目，来选择接入网关P-GW220。新会话的建立由用户设备发起，但是由网络中的一个实体发出命令，更准确地说，在第二实施例中由移动性管理实体SGSN/MME发出命令，该命令由PCRF实体24的请求触发。

图5描述了各个设施之间的交换，用于实现根据第三实施例的在E-UTRAN接入网络的情形下的通信方法。

如前结合图1所述，应用服务器AF26通过接入网关P-GW1通过建立的会话来接收来自移动实体UE1的数据分组，并在消息Q1“应用/服务信息”中向PCRF实体24提供与服务相关的项目。这个消息Q1特别包含与用户设备相关的项目，例如公共MSISDN编号、用户设备在网络中的地址。

在步骤E1期间消息Q1被PCRF实体接收。仍然在步骤E1中，PCRF实体24基于消息Q1来检测用于接入服务的请求，并确定必须创建新会话。在此强调，在该第三实施例中，基于至少一个数据分组来间接地实现检测步骤。PCRF实体24通过去往应用服务器AF26的消息Q2“Ack”对消息Q1进行确认。

在如前结合图1所述的步骤E2中，PCRF实体24将策略控制规则与IP-CAN会话以及特定指示符关联。

PCRF实体24检测到在用户设备UE1和接入网关P-GW122之间的会话不合适，并决定建立新的IP-CAN会话。基于与服务关联的数据，PCRF实体24根据特定的指示符来确定最合适的接入网关，在这里描述的例子中是另一接入网关P-GW220，以及APN数据网络标识符。PCRF实体24还验证与用户关联的订阅数据。

在选择另一接入网关P-GW2时，还可以考虑与用户设备相关的项目。如前所示，这可以是与用户设备的位置相关的项目、与用户设备订阅数据相关的项目、或者与用户设备的类型相关的项目。

然后以和结合图4所述的类似方式、通过消息Q3“IP-CAN会话创建请求”和Q4“IP-CAN会话创建响应”的交换来实现新会话的创建。

在完成该各个步骤和消息交换之后，与APN数据网络标识符结合地在用户设备UE1和接入网关P-GW220之间建立新会话。根据特定的指示符，并且如果合适，还根据与用户设备UE1相关的项目，来选择接入网关P-GW220。新会话的建立由用户设备发起，但是由网络中的一个实体触发，更准确地说，在该第三实施例中由移动性管理实体SGSN/MME发出命令，该命令由PCRF实体24的请求触发。

在此强调，该第二和第三实施例的描述是在数据网络接入网关实现PCEF策略应用功能的特殊情形下给出的。它们也可转移到标准的选项的特殊情形，其中，被称为TDF即“流量检测功能”的设施在网络接入网关的外部。

结合图3a、3b、4和5描述的实施例设想了确定数据网络标识符的子步骤E21的实现。回顾一下，如前所述，该子步骤E21是可选的。

结合图3a、3b描述的实施例设想了在接收到来自用户设备的与建立新会话相关的请求时实现确定另一接入网关的子步骤E23。回顾一下，如果实现子步骤E21，可以在接收到来自用于接入网络的网关的建立请求时和子步骤E21一起来实现该子步骤E23。

图6a、6b、6c以简化的方式来描绘通信网络中的实体。简明起见，仅描绘了理解本发明所必须的实体元素。

图6a中描绘了第一实体100。它特别包括：

-通信模块101，被设计为与网络中的其他实体通信；

-检测模块102，被设计为基于用户设备通过建立的会话发送的至少一个分组来检测用于接入服务的请求；

-确定模块103，被设计为根据至少一个准则来确定必须建立新会话并触发新会话的建立。

这样的第一实体100对应于依据第一和第二实施例的接入网关P-GW1。

图6b中描绘了移动性管理实体200。这样的实体特别包括：

-通信模块201，被设计为与网络中的其他实体通信；

-通信模块202，被设计为通过接入网络中的实体与用户设备进行通信。

通信模块202被特别设计为命令用户设备建立新会话，并在用户设备和接入网关之间建立会话。

在第一实施例中，移动性管理实体200还包括：

-确定模块203，被设计为确定适用于用户设备所请求的服务的另一接入网关。

可选地，确定模块203还被设计为确定APN数据网络标识符。

第一实体100特别与通信网络中的移动性管理实体200协作，来实现如前根据第一实施例所述的通信方法。

图6c中描绘了PCRF实体300，且特别包括：

-通信模块301，被设计为与网络中的其他实体通信；

-确定模块302，被设计为确定适用于用户设备所请求的服务的另一接入网关；

-触发模块303，被设计为触发在用户设备和所确定的另一接入网关之间的新会话的建立。

第一实体100特别与PCRF实体300协作从而实现如前根据第二实施例所述的通信方法。PCRF实体300与另一接入网关P-GW2协作从而实现如前根据第三实施例所述的通信方法，特别是通过移动性管理实体MME/SGSN来触发新会话的建立。

可选地，确定模块302还可被设计为确定APN数据网络标识符。

根据第三实施例，PCRF实体300还包括：

-检测模块304，被设计为基于应用服务器AF26发送的消息来检测用于接入服务的请求，该请求的发送是在接收到用户设备通过建立的会话发送的至少一个分组时触发的；

-另一确定模块305，被设计为基于至少一个标准来确定必须建立新会话。

PCRF实体300特别与另一网关P-GW2协作从而实现如前根据第三实施例所述的通信方法，特别是通过移动性管理实体MME/SGSN来触发新会话的建立。

根据本发明，用户设备UE1还包括被设计为接收与建立新会话相关的命令并处理该命令的装置。更准确地说，在E-UTRAN接入网络的情形下，这些装置被设计为接收建立命令消息“请求PDN连通性”；作为该命令消息的响应来发送会话建立请求消息“PDN连通性请求”以建立新会话；接收消息“PDN连通性接受”，其表示该建立是由网络发起并由消息“RRC连接重新配置”所携带；根据接收到的消息来更新在所请求的服务与介质之间的关联；以及发送消息“RRC连接重新配置完成”。在GERAN/UTRAN接入网络的情形下，这些装置被设计为接收在网络发起时发送的建立命令消息“请求PDP上下文激活”；根据接收到的消息来更新在所请求的服务与介质之间的关联；以及响应于命令消息来发送消息“激活PDP上下文请求”。

本发明还涉及分组模式通信网络中的系统3，其被设计为在至少一个用户设备和网关之间建立至少一个会话，以通过无线电接入网络来接入到数据网络。该系统包括：

-模块102、304，基于用户设备通过建立的会话发送的至少一个分组来检测用于接入服务的请求；

-第一确定模块103、305，被设计为根据至少一个准则来确定必须建立新会话；

-第二确定模块203、302，被设计为确定适用于用户设备所请求的服务的另一接入网关；

-通信模块202，被设计为与用户设备进行通信，特别是将与建立新会话相关的命令分发到用户设备并在用户设备和接入网关之间建立会话，所述用户设备发起该新会话的建立。

实体100、200、300的各个模块被设计为实现如前所述的由实体执行的通信方法的那些步骤。这些优选地是包含软件指令的软件模块，该指令用于执行由通信网络中的实体实现的如前所述的通信方法的那些步骤。本发明因此还涉及：

-实体的程序，其包含程序指令，在所述程序被实体的处理器执行时，其命令执行所述实体执行的如前所述的通信方法的那些步骤；

-可被实体读取的记录介质，实体的程序被记录在该介质上。

软件模块可被存储在数据介质中或通过数据介质来发送。后者可以是：硬件存储介质，例如CD-ROM、磁盘或硬盘；或者是传输介质，例如电、光或无线电信号或电信网络。

Claims

1.一种在分组模式通信网络（2）中的用户设备（1）和数据网络（30、32）之间的通信方法，在所述用户设备和网关（20、22）之间已建立会话，以通过接入网络来接入到数据网络，所述方法包括：

-基于用户设备通过建立的会话发送的至少一个分组来检测用于接入服务的请求的步骤（E11、E1）；

-根据至少一个准则来确定必须建立新会话的第一步骤（E12、E1）；

-向用户设备分发与建立新会话相关的命令的步骤（E22、E2），所述用户设备发起该新会话的建立；

-确定另一接入网关的第二步骤（E23、E2），所述另一网关适用于用户设备所请求的服务；

-建立用户设备所发起的新会话的阶段，该阶段完成时在所述用户设备和所述另一网关之间建立新会话。

2.如权利要求1所述的通信方法，其中，所述准则属于包括服务的标识符和应用的标识符的组。

3.如权利要求1所述的通信方法，其中，通过对与所述会话关联的分组流进行检查来实现所述检测步骤。

4.如权利要求1所述的通信方法，其中，还根据与用户设备相关的至少一个项目来确定所述另一网关。

5.如权利要求4所述的通信方法，其中，所述项目属于包括与位置相关的项目、与订阅数据相关的项目、以及用户设备的类型的组。

6.如权利要求1所述的通信方法，其中，所述两个接入网关中的一个将与建立新会话相关的请求发送到移动性管理实体（10、20）。

7.如权利要求6所述的通信方法，其中，所述接入网关实现所述检测步骤和所述第一确定步骤，并将与建立新会话相关的请求发送到移动性管理实体（10、12），所述移动性管理实体然后实现所述分发所述建立命令的步骤和所述第二确定步骤。

8.如权利要求1所述的通信方法，其中，利用包含实体的通信网络进行如下步骤，该实体用于控制网络策略和计费，

-通过应用网络策略的实体（20、22）来实现所述检测步骤和所述第一确定步骤；

-提供网络策略的实体（24）确定另一接入网关，并在用户设备发起时将用于触发新会话建立的请求发送到所述另一网关。

9.一种在分组模式通信网络（2）中的系统（3），被设计为在至少一个用户设备（1）和网关（20、22）之间建立至少一个会话，以通过接入网络来接入到数据网络（30、32），所述系统包括：

-基于用户设备通过所建立的会话发送的至少一个分组来检测用于接入服务的请求的装置（102、304）；

-第一确定装置（103、305），被设计为根据至少一个准则来确定必须建立新会话；

-通信装置（202），被设计为向用户设备分发与建立新会话相关的命令、并在用户设备和接入网关之间建立新会话，所述用户设备发起该新会话的建立；

-第二装置（203、302），用于确定另一接入网关，所述另一网关适用于用户设备所请求的服务；

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述用户设备被设计为接收与建立新会话相关的命令并处理所述请求。

11.一种包含指令的计算机程序，当该程序被处理器执行时，所述指令用于实现如权利要求1所述的通信方法。