CN103975544B - 多路复用单一移动接入点名称上的多个移动服务 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于多路复用单一移动接入点名称（APN）上的多个移动服务的方法和设备，其包括计算机程序产品。一种方法包括在通用分组无线服务（GPRS）网络中检查经过网关GPRS支持节点（GGSN）的移动GN链接的互联网协议（IP）数据包并应用与运营商定义的工作流规则集相匹配的数据包协议组合以将所述IP数据包路由至其下一个目的地以及标记计费CDR以通过随运营商存在于所述移动网络中的后台IT系统进行调解和关联。

Description

多路复用单一移动接入点名称上的多个移动服务

技术领域

本发明一般涉及蜂窝网络，且更具体地涉及多路复用单一移动接入点名称（APN）上的多个移动服务。

背景技术

通常，接入点名称（APN）识别互联网协议（IP）分组数据网络（PDN），其中移动数据用户希望与其进行通信。除了识别PDN外，APN也可用于定义PDN所提供的服务的类型，例如至无线应用协议（WAP）服务器的连接或至多媒体短信服务（MMS）的连接。

在当今的移动网络中，APN协定用于向移动运营商提供将移动服务彼此区分开来并进行合适地路由及为它们的使用进行计费的能力。为了便于移动装置对网络发出请求，必须在移动装置和各种网络元件中提供APN。必须要为运营商计划通过其网络提供服务的每个APN完成这一点。

发明内容

下面提供了创新的简要概述，从而使人们基本理解本发明的一些方面。本概要不是本发明的广泛概述。其旨在既不识别本发明的关键或主要元件，也不描绘本发明的范围。其唯一的目的就是以简化的形式提供本发明的一些概念以作为稍后提供的更详细描述的序言。

本发明提供了用于多路复用单一移动APN上的多个移动服务的方法和设备，其包括计算机程序产品。

通常，在一个方面，本发明提供了一种方法，包括：在移动网络中，在业务定向服务器接收具有通用接入点名称（APN）的互联网协议（IP）数据包流，该通用APN由移动网络中的运营商分配且表示多个服务；识别在通用APN上多路复用的具体服务；以及基于识别将IP数据包流路由至应用服务元件。

在另一方面，本发明提供了一种方法，包括：在通用分组无线服务（GPRS）网络中，检查经过网关GPRS支持节点（GGSN）的移动GN链接的互联网协议（IP）数据包并应用与运营商定义的工作流规则集相匹配的数据包协议组合以将IP数据包路由至其下一个目的地以及标记计费CDR以通过随运营商存在于移动网络中的后台IT系统进行调解和关联。

在另一方面，本发明提供了一种方法，包括：在通用分组无线服务（GPRS）网络中，对多个服务分配通用接入点名称（APN）；以及将具有APN的互联网协议（IP）数据包流路由至业务定向服务器以基于对IP数据包的识别将IP数据包流路由至应用服务元件。

根据下列描述和权利要求，本发明的其他特性和优点将变得明显。

附图说明

参照详细描述并结合下列附图将更充分地理解本发明，在附图中：

图1为方框图。

图2为流程图。

具体实施方式

现在，参照附图描述本主题创新，其中在全文中相同的参考数字用于表示相同的元件。在下列描述中，为了进行解释，阐述了许多具体的细节以便彻底理解本发明。但是，明显的是本发明也可在不具备这些具体细节的情况下予以实行。在其他实例中，以方框图的形式示出了公知的结构和装置以便描述本发明。

如本申请所使用的，术语“组件”、“系统”、“平台”等可指与计算机相关的实体或与具有一个或多个具体功能的操作机相关的实体。本文所公开的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于运行在处理器上的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。举例说明，运行在服务器上的应用和服务器都可以是组件。一个或多个组件可存在于执行进程和/或执行线程内且组件可位于一台计算机上和/或在分布于两个或多个计算机之间。此外，这些组件可根据各种计算机可读介质而予以执行，其中在各种计算机可读介质上存储有各种数据结构。组件可经本地和/或远程进程进行通信，如根据具有一个或多个数据包的信号（例如：源自与本地系统、分布式系统中的另一组件经信号进行交互的一个组件的数据、和/或源自通过网络（如互联网）经信号与其他系统进行交互的一个组件的数据）。

此外，术语“或”意指包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有规定或从上下文可清楚得知外，“X使用A或B”意指任何自然的包容性排列。也就是说，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B，那么在上述任何实例中则均满足了“X使用A或B”的条件。此外，用在本说明书和附图中的冠词“一个（a/an）”通常应被解释为“一个或多个”，除非针对单数形式另有规定或从上下文可清楚得知外。

另外，术语诸如“用户设备”、“移动站”、“移动”、“订户站”、“通信装置”、“接入终端”、“终端”、“手持机”及类似术语指的是无线通信装置的订户或用户接收或传送数据、控制、语音、视频、声音、游戏或基本上任何的数据流或信令流所使用的无线装置（例如：手机、智能手机、计算机、个人数字助理（PDA）、机顶盒、互联网协议电视（IPTV）、电子游戏装置、打印机等）。前述术语在本说明书和相关附图中可交换使用。同样地，术语“接入点”、“基站”、“节点B”、“演进节点B”、“家用节点B(HNB)”等可在本申请中交换使用，且指的是从一组订户站服务于和接收数据、控制、语音、视频、声音、游戏或基本上任何的数据流或信令流的无线网络组件或设备。数据和信令流可为分组化的流或为基于帧的流。

此外，术语“用户”、“订户”、“客户”等在整个说明书中可交换使用，除非上下文证明这些术语间存在特别差异外。

APN概念的发展和制度在无线运营商之间统一了在家庭网络中向订户提供服务并在保持其对基于家庭的服务的接入的同时实现对外地网络的无缝漫游的方式。通过实施将所有服务请求通过GPRS漫游交换（GRX）路由回家庭PDN的服务路由模型，也将无线运营商之间的计费和收入调整进程进行了简化。这促进了收费模型，其中计费记录被创建在服务PDN（基于服务GPRS支持节点（SGSN）的CDR，即会计记录）和家庭PDN（提供该服务的网关GPRS支持节点（GGSN））中。虽然APN满足了无线运营商之间更需要的业务定向和计费能力，但基于新的无线运营商的服务和智能手机的增长和出现仍带来了另一个挑战。随着智能手机（如苹果的）的推出，APN在网络和装置中的可扩展性成为了一个问题。随着智能手机的推出，运营商允许开放的网络架构，其中内容提供商开始控制装置上的多个服务。这些开放的网络架构创建了以下的情况，即需要将额外的APN提供至装置中以解析提供新服务的适当PDN。一般来说，可被编程至装置中的APN的最大数量为四（4）个条目，因此，必须要仔细地管理APN。无线运营商使用这四个条目来定义运营商网络中为特定APN提供服务的适当PDN和适当应用服务器。

本发明的原理适用于3G和4G移动网络。3G（第三代移动通信）为满足国际电信联盟的国际移动通信-2000（IMT-2000）规定的手机和移动通信服务的新一代标准。4G为第四代蜂窝无线标准。这是3G和2G标准系列的后继标准。2009年，ITU-R组织指定了用于4G标准的IMT-Advanced（高级的国际移动通信）要求，其将用于4G服务的峰值速度要求设置为100Mbit/s以用于高移动性通信（如火车和小汽车）且设置为1Gbit/s以用于低移动性通信（如行人和静止的用户）。

如图1所示，网络10包括通用分组无线服务（GPRS）移动装置12，其与塔14进行无线通信并一直无线通信至基站（BS）16。BS16被链接至基站控制器（BSC）18。BSC18被链接至电话网络20和服务GPRS支持节点（SGSN）22。SGSN22被链接至网关GPRS支持节点（GGSN）23，其反过来被链接至业务定向服务器24。业务定向服务器24被链接至一个或多个提供商服务器26、28和30。

通用分组无线服务（GPRS）为2G和3G蜂窝通信系统和全球移动通信系统（GSM）上面向分组的移动数据服务。GPRS移动装置12支持互联网协议（IP）、点对点协议（PPP）和X.25连接。

BS16负责处理手机（如GPRS移动装置12）和网络交换子系统之间的业务和信令。BS16进行语音信道的转码、为手机分配无线信道、寻呼、通过空中接口进行发送和接收以及与无线网络相关的许多其他任务。

BSC18处理无线信道的分配、从手机接收测量并控制从基站收发器（BTS）至BTS的移交。BSC18包括分组控制单元（PCU）32，其进行BSC18的处理任务中的一些，但是用于分组数据。语音和数据之间的信道分配是由BS16控制的，但是一旦将信道分配给PCU32，PCU32则将对该信道进行充分的控制。

SGSN22则处理一些重要的任务，包括路由、移交和IP地址分配。SGSN22具有至GPRS装置12的逻辑连接。作为一个实例，如果你正坐着车在高速公路上进行长途旅行且正在浏览GPRS装置12上的互联网时，则你将通过许多不同的单元。SGSN22的一个工作是要确保在你在旅途中通过一个又一个单元时连接不会中断。SGSN22得出要通过哪个BSC“路由”你的连接通过。如果用户移动至由不同的SGSN管理的网络段，则将移交至新的SGSN，这个进程可极其快速地完成且通常用户将不会注意到该进程的发生。重传在该进程中丢失的任何数据包。SGSN22将移动数据转换成IP并经隧道协议而被连接至业务定向服务器24。

GGSN23充当合为一体的网关、路由器和防火墙。在传统的移动网络中，GGSN负责GPRS网络和外部分组交换网络（如互联网）之间的互通。在网络10中，不同于传统的网络，GGSN23与业务无关且依赖于业务定向服务器24以进行业务定向。

业务定向服务器24多路复用在单一接入点名称（APN）上的多个服务。业务定向服务器24使用深度数据包检测和运营商数据库获得的订户信息以识别被混合或多路复用至单一APN上的具体独特服务并对其进行标记以实现路由和计费的目的。业务定向服务器24检查经过GGSN23的移动GN链接并使用与运营商定义的工作流量（数据库翻阅和政策查询）相匹配的数据包协议组合的数据包（即流量）以适当地将数据包路由至其下一目的地并标记计费CDR以通过后台IT系统进行调解和关联，从而使服务能接收差异化的计费。

业务定向服务器24包括处理器50和存储器52。存储器52包括操作系统54（如或）和业务定向进程100，其将在下文进行详述。

一个或多个提供商服务器26、28和30处理不同的服务，如例如：互联网浏览、短信、语音邮件、IP电话（VoIP）和视频流。

通过实例对业务定向服务器24的操作和其是如何多路复用单一接入点名称（APN）上的多个服务进行最好的说明。

由于APN概念是专门为运营商网络选择和路由而不是为服务应用选择而设计的事实，所以运营商正在寻找替代方式以了解在传送3G和LTE服务中是如何使用APN的。大多数运营商都在考虑为了他们的3G和4G的基础设施使用单一的APN运行移动装置上的所有服务。例如：LTE4G域中的单一APN可能具有下列构造：SmartPhone.ATT.mnc012.mcc345.LTE。

然而，Smartphone.ATT是通用的APN名称，后面跟有移动网络码、移动国家码和LTE以表示其是基于4G的服务。将在所有3G和4G智能手机中提供该APN以作为使订户到达托管其服务的网络的单一方式。一旦订户的数据包到达其家庭网络，将需要使用其他方式将数据包路由至适当的应用服务器。例如，LTE将托管单一APN中的多个服务，如：

1.基于LTE的互联网浏览

2.基于LTE的短信

3.基于LTE的语音邮件

4.基于LTE的IP电话

5.基于LTE的视频流

为了实现单一的APN，网络10必须能够使用除APN以外的其他事物将业务定向至合适的应用服务器。单一APN继续执行网络选择，如当今的做法一样，但使用在各种网络元件和服务节点中实施的服务逻辑规则对其进行增强。服务逻辑规则（服务编排）用于将业务逻辑定向至负责实例化服务应用的适当的服务节点。考虑到装置将继续能够运行在单一APN上的多个并发应用，在装置和网络之间将存在有多个TCP会话。

使用单一APN不能解析至任何一个服务应用。为了使服务到达合适的应用服务平台，实施与基于规则的路由相匹配的某种形式的数据包检测（不一定是DPI）。沿新的APN的路径将规则置于责任网络元件的每一个中以将业务定向（路径分支）至提供具体服务的应用服务器。

下面的实例更好地说明了网络10的操作，其描述了付费后订户的数据包是如何经过所有必要的服务器以适当地接入网络、防火墙、数据包检测、收费、内容过滤并终止于应用服务器上的服务，并随后接入互联网上。下面的步骤描述了具有APN名称Wap.Cingular.mnc012.mcc345.gprs的实例服务是如何在家庭网络中获得服务的。

订户打开装置12，且装置12使用SGSN22建立分组数据协议（PDP）上下文，且SGSN22开始跟踪他的移动性。在该点上，SGSN22中的规则赋予装置基于SGSN的PDP上下文并随装置跨网络移动而负责移动性管理。

然后，订户启动浏览器，浏览器选择基础的APNWap.Cingular.mnc012.mcc345.gprs并向SGSN22请求PDP上下文激活。

SGSN22执行域名系统（DNS）查询以确定哪个GGSN23托管了为“代理的”浏览服务的互联网浏览服务。

在接收DNS响应后，将数据包转发至GGSN23，其随后将数据包转发至防火墙；并调用一组防火墙接入规则以检测该业务。

接着，防火墙将数据包发送至负载均衡器，其服务于托管APNWap.Cingular.mnc012.mcc345.gprs的所有GGSN。

负载均衡器将该业务发送至GGSN23且至业务定向服务器24，其在层4（该传输层提供端系统或主机之间的数据的透明传送，并负责端至端的错误恢复和流量控制）进行数据包检测以确定被请求的具体服务。数据包检测的结果用于确定下一跳转发并选择使数据包到达具体应用服务元件（如26、28或30）的路由。在互联网浏览服务的情况下，业务定向服务器24本身可托管服务并处理业务。对于其他情况，如多媒体短信服务，业务定向服务器24选择至托管该服务的MMSC的路径。

业务定向服务器24向移动装置12分配一个IP地址，且随后将数据包转发至内容过滤器和收费网关，其中可应用一组内容过滤和收费规则。

订户获得至围墙花园内容源的连接，且防火墙、内容过滤器和收费网关开始寻找http业务流量以对互联网浏览服务进行适当的检测、收费和计费。

如图2所示，业务定向进程100包括，在移动网络中，在业务定向服务器接收（102）具有通用接入点名称（APN）的互联网协议（IP）数据包流，该通用APN由移动网络中的运营商分配且表示多个服务。互联网协议（IP）数据包流能表示移动网络中源自移动装置的服务请求。多个服务可包括一般浏览、多媒体短信、可视语音邮件和开放的互联网接入。

进程100识别（104）在通用APN上多路复用的具体服务。识别（104）可包括将深度数据包检测（DPI）应用于IP数据包流并可与订户信息相结合，其中该订户信息与源自存在于网络中的运营商数据库的流相关联。

进程100基于识别将IP数据包流路由（106）至应用服务元件。应用服务元件可包括用于一般浏览、多媒体短信、可视语音邮件或开放的互联网接入的服务器。

进程100标记（108）计费CDR以通过随运营商存在于网络中的后台IT系统进行调解和关联，从而使服务接收计费。

这里所描述的系统和技术的各种实施方式可在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC（专用集成电路）、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中予以实现。这些各种实施方式可包括在一个或多个计算机程序中的实施方式，一个或多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，处理器可以是专用的或通用的，并可与存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置进行联接以从其接收数据和指令并将数据和指令发送至这些装置。

这些计算机程序（也称之为程序、软件、软件应用或代码）包括用于可编程处理器的机器指令并且可在高级程序和/或面向对象的编程语言和/或汇编/机器语言中予以实现。如本文所用的，术语“机器可读介质”、“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供至可编程处理器的任何计算机程序产品、设备和/或装置（例如：磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置（PLD）），包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。术语“机器可读信号”指用于将机器指令和/或数据提供至可编程处理器的任何信号。

为了提供与用户的交互，可在计算机上实施在这里描述的系统和技术，计算机具有用于将信息显示给用户的显示装置（例如：CRT（阴极射线管）或LCD（液晶显示）显示器）、键盘和用户可使用其以将输入提供至计算机的指示器（例如：鼠标或轨迹球）。其他种类的装置也可用来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈（例如：视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈），且可以任何形式接收用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。

这里描述的系统和技术可在计算系统中予以实施，计算系统包括后端组件（例如：数据服务器）或包括中间件组件（例如：应用服务器）或包括前端组件（例如：具有用户可通过其与这里描述的系统和技术的一个实施方式进行交互的图形用户界面或网页浏览器的客户端计算机）或包括这种后端、中间件或前端组件的任意组合。该系统的组件可通过任何形式或介质的数字数据通信（例如：通信网络）而进行互连。通信网络的实例包括局域网（“LAN”）、广域网（“WAN”）和互联网。

计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系是由于运行在各计算机上并在彼此之间具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生的。

前面的描述并不表示与本公开一致的所有可能的实施方式或所述实施方式的所有可能的变化的详尽清单。虽然已描述了一些实施方式。然而，将理解的是，在不脱离在这里描述的系统、装置、方法和技术的精神和范围的前提下可进行各种修改。例如，可通过重新排序的、添加或移除的步骤使用上面所示的各种形式的流程。相应地，其他实施方式均在下列权利要求的范围中。

Claims (9)

1.一种用于多路复用单一移动接入点名称上的多个移动服务的方法，其包括：

在移动网络中，在业务定向服务器接收具有通用接入点名称的互联网协议数据包流，所述通用接入点名称由所述移动网络中的运营商分配且表示多个服务；

识别在所述通用接入点名称上多路复用的具体服务，其中，识别所述具体服务包括将深度数据包检测应用于互联网协议数据包流且将来自所述深度数据包检测的信息和与互联网协议数据包流相关联的订户信息结合；以及

基于所述识别将所述互联网协议数据包流路由至应用服务元件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个服务包括一般浏览、多媒体短信、可视语音邮件和开放的互联网接入。

3.根据权利要求1所述的方法，其还包括将所述深度数据包检测与订户信息相结合，所述订户信息与源自存在于所述网络中的运营商数据库的所述流相关联。

4.根据权利要求1所述的方法，其还包括基于所述识别来将计费目的地分配给互联网协议数据包流，从而使所述服务能够接收差异化的计费。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述互联网协议数据包流表示源自所述移动网络中移动装置的服务请求。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述应用服务元件包括用于一般浏览、多媒体短信、可视语音邮件或开放的互联网接入的服务器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述移动网络包括通用分组无线服务网络。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述互联网协议数据包表示源自通用分组无线服务移动装置的服务请求。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述服务请求选自由一般浏览、多媒体短信、可视语音邮件和开放的互联网接入所组成的组。