CN105264929B - 用于向ran的节点提供分组数据网络网关的plmn标识符的方法 - Google Patents

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Abstract

在包括第一核心网络节点(CN)、第二CN、服务于用户设备(UE)的基站装置和与UE关联的分组数据网络网关(PGW)的通信系统中的方法，该方法由第一CN执行。该方法包括第一CN从第二CN接收隧道传输端点标识符(TEID)信元，TEID信元包括多个字段，其中多个字段之一包括PGW的公共陆地移动网络(PLMN)标识符。第一CN向基站装置转发接收到的PLMN标识符。

Description

用于向RAN的节点提供分组数据网络网关的PLMN标识符的 方法
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2013年5月24日的第61/827,343号美国临时申请的权益。引用的申请的公开内容通过引用而完全结合于此。
技术领域
本公开涉及向无线电接入网络(RAN)的节点提供PLMN标识符。
背景技术
RAN可以通过知道由RAN服务的无线通信设备(这里称为“用户设备(UE)”)当前使用的服务来改进它的无线电资源管理。在3GPP 中，这样的功能被称为SIRIG(SIRIG代表用于改进的GERAN无线电利用的服务识别)，其中服务识别由包括移动性管理实体(MME) 或者服务GPRS支持节点(SGSN)的核心网络节点(CN)提供给 RAN(例如，提供给RAN的基站或者在RAN中进行控制的无线电网络)。
尽管SIRIG当前是仅为GERAN(GSM EDGE无线电接入网络) 而定义的，但是SIRIG可以被扩展至其它无线电接入技术(RAT)、例如通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)等。
发明内容
根据本发明的一个方面，在包括第一核心网络节点(CN)、第二 CN、服务于用户设备(UE)的基站装置和与UE关联的分组数据网络网关(PGW)的通信系统中的一种方法，该方法由第一CN执行。该方法包括第一CN从第二CN接收隧道传输(tunneling)端点标识符(TEID)信元，TEID信元包括多个字段。多个字段之一包括PGW 的公共陆地移动网络(PLMN)标识符。该方法还包括第一CN向基站装置转发接收的PLMN标识符。
根据本发明的另一方面，在包括SGSN、服务于用户设备(UE) 的基站、控制基站的RNC和与UE关联的分组数据网络网关(PGW) 的通信系统中的一种方法，该方法由SGSN执行。该方法包括SGSN 获得PGW的PLMN标识符(ID)。该方法还包括SGSN向RNC发送PLMN ID。
根据本发明的另一方面，在包括第一核心网络节点(CN)、服务于用户设备(UE)的基站装置和与UE关联的分组数据网络网关 (PGW)的通信系统中的一种方法，该方法由第一CN执行。该方法包括第一CN获得PGW的PLMN标识符。该方法还包括第一CN向基站装置发送消息。该消息包括：(i)包含PGW的PLMN ID的信元；以及(ii)包括标识RAB的数据的无线电接入承载(RAB)标识符信元。
根据本发明的另一方面，在包括第一核心网络节点(CN)、第二 CN和与用户设备(UE)关联的分组数据网络网关(PGW)的通信系统中的一种方法。该方法由第一CN执行并且包括第一CN在F-TEID 信元的TEID/GRE密钥字段中编码PGW的公共陆地移动网络标识符(PLMN ID)。该方法还包括第一CN向第二CN发送包含PLMN ID 的F-TEID信元。
SIRIG功能支持漫游和网络共享场景(见SP-120252和 SP-120483)。在3GPP TS23.060中的第5.3.5.3中具体说明了用于支持漫游场景的解决方案如下：
“在服务A/Gb模式SGSN接收到GTP-U分组中的SCI时，在不修改其值的情况下，它将其复制到由SGSN在下行Gb接口用户数据分组中向GERAN接入发送的Gb接口信元中。为了允许GERAN将 SCI映射到RRM行为，下行Gb接口用户数据分组也携带HPLMN ID (在IMSI参数中)和由SGSN添加的附加信息，其指示SCI是否由例如归属PLMN或者受访PLMN中的GGSN/P-GW指派。不存在附加信息是对VPLMN提供的SCI的指示。
A/Gb模式GERAN使用来自SGSN的信息以确定是否映射和如何映射SCI到相关RRM行为。如果GERAN未被配置有用于SGSN 提供的信息的SCI映射，则GERAN应当正常地对待用户平面分组、即GERAN忽略SCI。
备注4：在发送下行GTP-U分组时，存在一些过渡时段，在这些过渡时段中，用于用户的“当前RAT”信息可能在GGSN/P-GW处不正确，例如在从(E)UTRAN向GERAN的切换之后，或者如果MS在空闲模式中而ISR活跃，或者如果MS在空闲模式中并且位于包括 GERAN和UTRAN小区的路由区域中。在这些情况下，A/Gb模式 GERAN可以接收无服务类指示符的第一下行用户平面分组。”
因此，BS基于国际移动订户标识(IMSI)的知识和指示订户控制的输入(SCI)是否由GGSN/P-GW(例如，归属PLMN或者受访 PLMN)指派的附加信息来解释SCI的语义并且应用相关无线电资源管理(RRM)行为。但是，以上解决方案在SIRIG功能被扩展至LTE 和UMTS时可能有问题，因为eNodeB(eNB)不具有IMSI的知识。因此，该解决方案对于LTE不起作用。
在3G或者4G中使用直接隧道(Direct Tunnel)时，净荷路径可以是RNC/eNB-SGW-PGW，这指示SGW必须插入这样的“指示SCI 是否由例如归属PLMN或者受访PLMN中的GGSN/P-GW指派的附加信息”。在未使用直接隧道时，净荷路径将是 RNC-SGSN-SGW-PGW，这指示SGSN必须插入这样的“指示SCI是否由例如归属PLMN或者受访PLMN中的GGSN/P-GW指派的附加信息”。
由于RNC和eNB二者支持承载服务概念(其中在3GPP TS 23.107 中指定了UMTS承载服务，并且在TS 23.401中的第4.7节中指定了 EPS承载)，所以SGW或者MME/SGSN可以对于在给定的PDN连接内的每个承载上下文向RNC或者eNB通知PGW的PLMN(即，PGW位于其中的PLMN)。SGW或者MME/SGSN可以在例如3G 中的RAB指派过程和SRNS重定位过程期间(或者在LTE中的初始 UE上下文建立/E-RAB建立和切换过程期间)向RNC/eNB通知PGW 的PLMN。RNC和eNB二者不具有PDN连接级概念，而仅具有在 PDN连接内的承载上下文。
附图说明
图1图示其中实施本公开的实施例的示例通信系统100；
图2-图9图示其中实施本公开的实施例的示例流程；以及
图10图示示例核心网络节点的示例框图。
具体实施方式
本公开涉及向无线电接入网络(RAN)的节点提供PLMN标识符。在实施例中，本发明在它用于UMTS和LTE时实现对于SIRIG的漫游支持。因此，与现有解决方案比较，一个或者多个实施例更有效得多，因为PGW的PLMN信息是按每承载上下文而不是每GTP-U分组被提供，这减少了如图1中所示eNB 114、RNC 106、SGSN 108、 SGW 118中的很多处理负荷。本公开也允许在切换过程期间传送信息，这对于UTRAN和E-UTRAN中的SIRIG解决方案有用。
I.用户平面地址中嵌入的PLMN标识符
在可以向UE 128(见图1)传送用户平面数据之前，必须建立用户平面路径、即承载。承载建立可以在以下过程中的一个或者多个过程期间发生：初始附着(在图1中的E-UTRAN 112中)、利用活动标志的TAU、PDP上下文激活、利用按照请求(Follow-on-request)标志的RAU、SRNS重定位(需要在UE移入之前在目标RAN中建立RAB)等。
SGW 118(在使用DT时为3G或者对于EPS为4G)、SGSN 108 (在3G中未使用DT时)或者GGSN 110(在使用DT、但是它与Gn/Gp SGSN连接时为3G)将经由MME 116/SGSN 108向RAN提供用户平面传输地址(IP地址+TED＝F-TEID)(通过S1-MME和Iu接口)。
对于3G和在使用直接隧道时(或者对于4G)，SGW将对于每个承载上下文提供用于用户平面的SGW F-TEID。F-TEID将在RAB 指派过程期间或者在向RNC 106或者eNB 114的初始UE上下文建立 /E-RAB建立过程期间由SGSN 108或者MME 116转发。那些SGW F-TEID由RNC 106和eNB 114用来发送任何上行用户平面数据。在 3G中的SRNS重定位过程或者LTE中的切换过程期间，目标SGSN 108或者MME 116向SGW 118提供从源MME 116/SGSN 108(在SGW未被重定位的情况下)或者从新SGW(在SGW被重定位的情况下)接收的用户平面F-TEID。
本公开提出SGW 118在SGW F-TEID被发送到MME 116/SGSN 108时将PLMN标识符(PLMN ID)嵌入到SGW F-TEID中，其中嵌入的PLMN ID标识与UE 128关联的PGW 120的PLMN(即，PGW 位于其中的PLMN)。这在图2中被图示，该图示出SGW 118从MME 116(或者SGSN108)接收创建会话请求消息、然后向MME 116/SGSN 108发送创建会话响应消息，MME 116/SGSN 108创建包括F-TEID 信元的会话响应消息，该F-TEID信元包含如下字段，该字段包含PLMN ID。
F-TEID是如在TS 29.274第8.22节中指定的如下现有信元：
8.22完全合格的TEID(F-TEID)
完全合格的隧道端点标识符(F-TEID)如表8.22-1中描绘的那样被编码。
表8.22-1：完全合格的隧道端点标识符(F-TEID)
八位组6-9(又称作TEID/GRE密钥字段)被编码用于TEID，其中可以根据运营商的配置来嵌入PGW 120的PLMN ID。也就是说， PGW 120的PLMN ID可以被编码在F-TEID信元的TEID/GRE密钥字段中。
对于3G，在不使用直接隧道时，SGSN 108将在RAB指派过程 (在图3中图示这一点)期间向RNC 106提供SGSN F-TEID。因而， SGSN 108可以如以上描述的那样对于给定PDN连接将PGW 120的 PLMN信息嵌入到SGSN F-TEID中。
对于在使用直接隧道时与另一PLMN中的GGSN互操作的传统 Gn/Gp SGSN，GGSN可以在用户平面上针对给定PDP将GGSN的PLMN ID嵌入到GGSN TEID中，其将如图4中描述的那样由Gn/Gp SGSN向RNC 106转发。可能需要对当前规范的阶段2改变以便描述向RNC 106或者eNB转发的TEID包含关于与其中建立了RAB的 PGW 120对应的HPLMN ID或者VPLMN ID的信息。
在切换/SRNS重定位过程期间使用间接数据转发时和在选择为数据转发的SGW118不是锚SGW时，转发SGW不知道PGW 120 的PLMN信息，因此经由间接隧道传输而接收的那些分组可能不与 PLMN信息关联，因此它们可能不被正确地处置。这要求在建立间接隧道时，SGSN 108/MME 116应当不使用非锚SGW或者应当让数据转发SGW知道PGW 120的PLMN信息。这意味着协议改变——在GTP消息“创建间接数据转发隧道请求消息”中添加PGW 120的PLMN信息，因此在进行数据转发的SGW 118分配用于数据转发的 SGW F-TEID时，它可以将PGW的这样的PLMN信息嵌入到SGW F-TEID中。
II.在承载建立期间提供PLMN ID
也有可能在RAB指派过程和SRNS重定位过程(对于3G)或者初始UE上下文建立/E-RAB建立过程和切换过程(对于4G)期间由 SGSN 108或者MME 116向RNC 106或者eNB 114提供服务于UE 128的PGW 120的PLMN ID。
用于3G的RAB指派过程的过程在TS 23.060的第12.7.4.1节的使用Gn/Gp的RAB指派过程中和在TS 25.413的第8.2.2节中被描述并且在图5中图示。
在RAB指派请求消息中，包括新IE、优选地称为“PGW/GGSN 的PLMN”并且该新IE与每个RAB关联。在表1中图示在RAB指派请求消息中添加新PGW/GGSN的PLMN IE。图6图示核心网络节点 (CN)向RNC 106发送类型RAB指派请求消息。RAB指派请求消息包括服务于在消息中标识的RAB所用于的UE的PGW的PLMN ID。
MME可以如图7中所示使用类型初始上下文建立请求消息来向 eNB 114提供PLMNID。在表2中示出在初始上下文建立消息中添加新PGW/GGSN的PLMN IE。
MME 116可以如图8中所示使用类型E-RAB建立请求消息来向 eNB 114提供PLMNID。在表3中示出在E-RAB建立请求消息中添加新PGW 120/GGSN 110的PLMN IE。一旦已经根据以上实施例向服务RAN传送了PGW 120/GGSN 110的PLMN，也就需要在跨不同基站的切换过程期间传送这样的信息。应当对于UTRAN 102和 E-UTRAN 112以及对于基于网络的切换(即，S1或者RANAP切换) 或者直接接口切换、比如X2或者Iur切换来完成这一点。在TS23.401 的第5.5.1.2.2节中描述用于E-UTRAN 112的S1切换过程，并且在图9中示出它。在备选实施例中，用于基于UTRAN RANAP的切换的等效过程存在。
此外，在间接隧道传输适用时，目标RAN应当经由切换请求和重定位请求也向该关联数据转发隧道应用接收到的PGW 120的 PLMN。
应当向切换请求消息添加新PGW的PLMN IE以向目标RAN传达与被切换的RAB关联的PGW的PLMN ID。在表4中示出如何可以包括这样的新IE的示例。可以通过使用RANAP:重定位请求消息添加“PGW/GGSN的PLMN”IE来向UTRAN 102应用等效修改。
在用于未涉及CN的E-UTRAN 112和UTRAN 102的移动性(即，基于X2或者Iur的移动性)的情况下，可以向相应移动性消息添加新信息。对于E-UTRAN 112，在TS 36.300的第10.1.2.1.1节中描述 X2切换过程。在Iur接口之上针对UTRAN存在等效过程、SRNS重定位。
对于UTRAN 102，应当向切换请求消息添加新PGW的PLMN IE 以向目标RAN传达与被切换的RAB关联的PGW 120的PLMN ID。在表5：在X2:切换请求消息(见TS 36.423)中包括新“PGW的PLMN” IE的示例中示出如何可以包括这样的新IE的示例。
在UTRAN 102的情况下，应当在RNSAP:增强的重定位请求消息中并且具体在TS25.413中定义的RANAP增强的重定位信息要求 IE中添加新的PGW/GGSN的PLMN IE。在表6：在RNSAP:增强的重定位请求消息中包括的RANAP增强的重定位信息IE中包括新“PGW/GGSN的PLMN”IE(见TS 25.423)的示例中示出如何可以实现这一点的示例。
可以对于每个RAB发送与被切换的RAB关联的PGW 120/GGSN 110的PLMN ID有关的新信息。
向消息添加的信息和以上过程不应限于RAB所关联的PGW 120/GGSN 110的PLMNID。这样的信息可以包括允许RAN在接收到SIRIG式标记时理解待采取的动作。例如，添加的信息可以由指向特定SIRIG策略的索引构成，该索引允许RAN理解RRM策略以便应用具有特定SIRIG标记的分组。
III.示例网络节点
图10图示示例核心网络节点的框图。如图10中所示，核心网络节点包括：数据处理系统(DPS)402，该DPS可以包括一个或者多个处理器(P)455(例如，微处理器)和/或一个或者多个电路、比如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等；网络接口403，用于将网络节点连接到网络130；数据存储系统406，该数据存储系统可以包括一个或者多个计算机可读数据存储介质、比如非瞬态存储器单元(例如，硬驱动、闪存、光盘等)和/或易失性存储装置 (例如，动态随机存取存储器(DRAM))。
在其中数据处理系统402包括处理器455(例如，微处理器)的实施例中，可以提供计算机程序产品433，该计算机程序产品包括：存储于数据存储系统406的计算机可读介质442上的实施计算机程序的计算机可读程序代码443(例如，指令)，该计算机可读介质是诸如但不限于磁介质(例如，硬盘)、光介质(例如，DVD)、存储器设备(例如，随机存取存储器)等。在一些实施例中，配置计算机可读程序代码443使得在由数据处理系统402执行时，代码443使数据处理系统402执行这里描述的步骤。
在一些实施例中，网络节点被配置为执行以上描述的步骤而无需代码443。例如，数据处理系统402可以仅由专门化的硬件、比如一个或者多个专用集成电路(ASIC)构成。因此，可以在硬件和/或软件中实施以上描述的本发明的特征。例如，在一些实施例中，以上描述的网络节点的功能部件可以由执行程序代码443的数据处理系统 402、由与任何计算机程序代码443独立操作的数据处理系统402或者由硬件和/或软件的任何适当组合实施。
尽管以上已经描述本公开的各种方面和实施例，但是应当理解已经仅通过示例而非限制性的方式呈现它们。因此，本公开的广度和范围不应受以上描述的示例实施例中的任何示例实施例限制。另外，在本公开中在其所有可能变化中描述的单元的任何组合除非这里另有明示或者上下文以别的方式清楚地反向指示，否则都将被本公开涵盖。
附加地，尽管示出这里描述和在附图中图示的过程为步骤序列，但是这样做仅为了举例说明。因而，设想可以添加一些步骤，可以省略一些步骤，可以重新安排步骤的顺序，以及可以并行执行一些步骤。
表1是在RAB指派请求消息(见TS 25.413)中包括新“PGW/GGSN的PLMN”IE的示例表。表2是在初始上下文建立消息 (见TS 36.413)中包括新“PGW/GGSN的PLMN”IE的示例表。表3 是在E-RAB建立请求消息(见TS 36.413)中包括新“PGW的PLMN”IE 的示例表。表4是在切换请求消息(见TS 36.413)中包括新“PGW的 PLMN”IE的示例表。表5是在X2:切换请求消息(见TS 36.423)中包括新“PGW的PLMN”IE的示例表。表6是在RNSAP:增强的重定位请求消息(见TS 25.423)中包括的RANAP增强的重定位信息IE 中包括新“PGW/GGSN的PLMN”IE的示例表。表7是具有用于PLMN ID的新IE的RAB指派请求消息的示例表。表8是指示具有用于PLMN ID的新IE的初始上下文建立请求消息的示例表。表9是指示具有用于PLMN ID的新IE的E-RAB建立请求的示例表。

Claims (19)

1.一种在包括第一核心网络节点(CN)、第二CN、服务于用户设备(UE)(128)的基站装置(104，114)和与所述UE关联的分组数据网络网关(PGW)(120)的通信系统(100)中的方法，所述方法由所述第一CN执行并且包括：
所述第一CN从第二CN接收隧道传输端点标识符(TEID)信元，所述TEID信元包括多个字段，其中所述多个字段中的一个字段包括所述PGW的公共陆地移动网络(PLMN)标识符；以及
所述第一CN向所述基站装置转发接收到的所述PLMN标识符。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述TEID信元是完全合格的TEID(F-TEID)信元。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基站装置是eNodeB(eNB)(114)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述基站装置包括无线电网络控制器(RNC)(106)和基站，并且
向所述基站装置转发接收到的所述PLMN标识符包括向所述RNC转发所述PLMN标识符。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一CN是服务通用分组无线电服务支持节点(SGSN)(108)，并且所述第二CN是网关通用分组无线电服务支持节点(GGSN)(110)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一CN是移动性管理实体(MME)(116)，并且所述第二CN是信令网关(SGW)(118)。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述信元的所述多个字段中的所述一个字段包括TEID/GRE密钥字段。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一CN是服务通用分组无线电服务支持节点SGSN(108)，并且所述PLMN ID被所述SGSN(108)转发给控制所述基站装置(104，114)的RNC(106)。
9.根据权利要求1所述的方法，其中经转发的所述PLMN ID被包括在消息中包含的信元中，并且其中所述消息进一步包括标识RAB的数据的无线电接入承载RAB标识符信元。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述消息还包括指示所述消息是RAB指派请求消息的消息类型信元。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述消息还包括指示所述消息是初始上下文建立请求消息的消息类型信元。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述消息还包括指示所述消息是EUTRAN RAB(E-RAB)建立请求消息的消息类型信元。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述消息还包括指示所述消息是切换请求消息的消息类型信元。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一CN是MME(116)。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述RAB是E-RAB。
16.根据权利要求9所述的方法，还包括：
所述基站装置向源MME发送包括所述PGW的所述PLMN ID的切换消息；
所述源MME向目标MME发送包括由所述源MME在所述切换消息中接收的所述PLMN ID的重定位请求消息；以及
所述目标MME向目标基站装置发送包括所述目标MME经由所述重定位消息从所述源MME接收的所述PLMN ID的消息。
17.一种在包括第一核心网络节点(CN)、第二CN和与用户设备(UE)(128)关联的分组数据网络网关(PGW)(120)的通信系统中的方法，所述方法由所述第一CN执行并且包括：
所述第一CN在F-TEID信元的TEID/GRE密钥字段中编码所述PGW的公用陆地移动网络标识符(PLMN ID)；以及
所述第一CN向所述第二CN发送包含所述PLMN ID的所述F-TEID信元，使得所述第二CN向服务于所述UE的基站装置发送接收到的所述PLMN ID。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一CN是SGW，并且所述第二CN是MME(116)。
19.根据权利要求17所述的方法，其中向所述第二CN发送所述F-TEID信元的步骤包括向所述第二CN发送包括所述F-TEID信元的创建会话响应；并且所述方法还包括：
在所述第一CN在所述TEID/GRE密钥字段中编码所述PLMN ID之前，所述第一CN从所述第二CN接收创建会话请求消息，其中所述创建会话请求标识所述PGW。
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