CN110267307B - 网关权重因子和负载信息 - Google Patents

Abstract

本文的公开针对移动性管理节点（MME1）中的方法以及用于执行该方法的移动性管理节点（MME1），该方法在建立用于无线电终端（UE）到由APN（APN1）标识的PDN（400）的PDN连接时选择网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3），该移动性管理节点被配置为可操作地管理无线电终端的移动性，并且该接入网关节点被配置为可操作地充当到PDN的网络接入网关，以提供用于无线电终端到PDN的连接性，该方法包括：从多个网络接入网关节点（PGW1，PGW2，PGW3）接收（401）APN能力分配信息以及APN负载信息，该APN能力分配信息指示每个接入网关节点已经分配用于服务APN的APN能力，APN负载信息指示每个接入网关当前关于APN所经历的APN负载；从域名服务器（DNS1）接收（402）权重因子信息，权重因子信息指示在创建PDN连接时应当以其选择每个接入网关节点的相对量；以及基于APN能力分配信息以及APN负载信息和权重因子信息来在所述多个网络接入网关当中选择（403）网络接入网关节点。

Description

网关权重因子和负载信息

技术领域

本文呈现的示例性实施例针对用于在建立用于无线电终端到由APN标识的PDN的PDN连接时选择网络接入网关节点的方法、以及各自都被配置为操作地执行该方法的实施例的移动管理节点和接入网关节点。

背景技术

在无线通信网络中，无线电终端经由一个或多个无线电接入网络（RAN）来与一个或多个核心网络（CN）进行通信。

无线电终端可以例如是移动站（MS）或用户设备（UE）或类似的无线设备，例如，诸如移动电话、或蜂窝电话、或膝上型计算机或具有无线能力的类似设备，并且因此可以是例如便携、袖珍、手持、计算机包含或车载的无线设备或利用无线电接入网络传送语音和/或数据的其他无线设备。

无线电接入网络（RAN）覆盖被划分成小区区域的地理区域，每个小区区域由基站服务，例如无线电基站（RBS）。在一些无线电接入网络中，基站例如被称为“节点B”或“B节点”或增强型节点B（eNB）。小区是其中由基站站点处的无线电基站的设备来提供无线电覆盖的地理区域。每个小区通过本地无线电区域内的标识来识别，其可以在小区中被广播。基站经由空中接口与基站的范围内无线电终端进行通信。

在RAN的一些版本中，若干基站通常例如通过陆地线路或微波链路被连接到无线电网络控制器（RNC）或基站控制器（BSC）等。无线电网络控制器等监督和协调与之连接的多个基站的各种活动。无线电网络控制器通常被连接到一个或多个核心网络。

例如，通用分组无线服务（GPRS）是从GSM演进的无线通信系统。GSM EDGE无线电接入网络（GERAN）是用于使得无线电终端能够与一个或多个核心网络进行通信的无线电接入网络。

例如，通用移动电信系统（UMTS）是第三代无线通信系统，其是从全球移动通信系统（GSM）演进来的，并且意在基于宽带码分多址（WCDMA）接入技术来提供改进的移动通信服务。

通常，无线电终端经由RAN与之通信的核心网络（CN）包括多个核心网络节点。

一个这样的核心网络节点是网络接入网关节点。网络接入网关节点提供用于通信网络的无线电终端到一个或多个外部分组数据网络（PDN）的连接。无线电终端可以具有与多于一个的网络网关节点的同时连接，以用于访问多个PDN。网络接入网关节点可以是例如网关GPRS支持节点（GGSN）或PDN网关（PGW）。稍后将讨论GGSN和PGW的其他属性和功能。

通常，网络网关通过创建用于无线电终端到由网络网关服务的PDN的PDN连接来提供PDN连接。无线电终端可以例如通过向网络网关发送例如PDN连接请求消息等的消息来请求PDN连接。

接入点名称（APN）用于标识PDN，要针对无线电终端创建到该PDN的PDN连接。因此，PDN连接是用于无线电终端到由APN标识的PDN的连接。APN可以例如由无线电终端提供到网络网关，例如在请求PDN连接时发送的消息中，例如PDN连接请求消息等。替代地，APN可能是例如网络网关已知的（例如，在网络网关预先定义），使得网络网关知道该APN要用于具体的无线电终端。

因此，APN标识无线电终端想要与之通信的PDN。除了标识PDN，APN还可以用于定义由PDN提供的服务类型——例如到无线应用协议（WAP）服务器的连接、多媒体消息收发服务（MMS）。APN例如在3GPP数据接入网络中使用，例如，上述GPRS和/或演进的分组核心（EPC）中。

APN结构可以例如包括网络标识符和运营商标识符。网络标识符可以例如定义网络网关所连接到的外部网络。可选地，其还可以包括由无线电终端所请求的服务。运营商标识符可以定义网络网关所位于的特定运营商的分组域网络。APN的这部分可以是可选的。运营商标识符可以例如包括移动国家代码（MCC）和移动网络代码（MNC），其可以一起唯一地标识移动网络运营商。

PDN、PDN连接和APN的使用是对本领域技术人员是公知的，特别是在3GPP规范的框架内，并且其不需要进一步的详细说明。

现在，当要建立用于无线电终端到由APN标识的特定PDN的PDN连接时，那么网络接入网关必须被选择为提供用于无线电终端到所考虑的PDN的连接。该选择可以由通信网络的核心网络中的移动性管理节点来进行，例如，诸如移动性管理实体（MME）等。MME的属性和功能将在稍后进行进一步讨论。

通常，移动性管理节点基于每个可用接入网关节点所经历的总负载以及权重因子在服务所考虑的APN的多个可用接入网关节点当中选择适当的网络接入网关节点，该权重因子指示相对量，在创建PDN连接时每个接入网关节点应当以该相对量被选择。每个接入网关可以向移动性管理节点通告其经历的总负载。节点级的负载不同于APN级的负载。移动性管理节点可以从域名服务器（DNS）等接收所述权重因子。

图2是MME的示意图，MME执行如现在讨论的已知选择方案，但是选择服务网关（SGW），而不是PGW，尽管其原理是一样的。如图2可以看出，MME接收来自每个可用SGW的负载信息（SGW1 20%、SGW2 60%、SGW3 80%）。MME接收指示相对量的权重因子（SGW1 25、SGW2 25、SGW3 50），当创建PDN连接时，每个接入网关节点应当以该相对量被选择。然后，MME计算用于每个SGW的有效负载，使得从100%中减去负载信息，并且结果乘以权重因子以用于所考虑的SGW。然后，MME基于用于每个SGW的有效负载除以所有有效负载的总和来选择SGW。

然而，为了改善适当网络接入网关的选择，已经提出了可以由移动性管理节点选择的每个网络接入网关应当通告所考虑的接入网关所经历的每APN的负载。例如，接入网关可以向移动性管理节点通告其用于处理到APN的PDN连接的能力处于特定水平，例如其以其处理用于APN的PDN连接的能力的特定百分比来处理到该APN的连接。

允许可以由移动性管理节点选择的网络接入网关（例如，PGW）以APN级粒度来通告负载状况的一些原因可能被如下描述：

1.为了以APN级粒度实现均匀地平衡的网络：PGW可以被配置为处理网络中的多于一个的APN。在这样的情况下，PGW可以被额外配置为对配置的APN中的每一个分配不同的资源（例如，基于会话许可），例如PGW可以被配置为处理用于“消费者”APN的“X”个会话，同时用于“协作”APN的“Y”个会话。在该情况下，具有节点级粒度的负载信息不足以作出目标PGW的APN级负载状况的更好决定。并且因此，可能产生其中一个PGW具有用于“消费者”APN的更多会话而另一PGW具有用于“协调”APN的更多会话的网络。

2.为了确保网络中的有效过载控制：如果APN级的会话分布是不均匀的，则与其他PGW相比，存在一些PGW的过载的高风险，例如，与处理用于“静态机”APN的会话的PGW相比，处理用于“消费者”APN的会话的PGW可能必须处理更多的消息（例如，由于导致ULI、RAT类型、服务GW等的改变的移动性事件而生成的）。这将导致一些PGW更频繁地面对过载状况，而其他PGW的资源（例如消息的处理）保持欠利用。因此，该情况导致网络的不良过载控制。

3.为了确保高效节点选择算法：基于节点级负载信息，源节点（例如，MME）可以终止选择用于给定APN的新会话的PGW。然而，所选择的PGW可以在其以100%负载能力运行时可能拒绝新的会话请求。或者，新的会话请求可以由源节点基于用于给定PGW的APN的过载信息来抑制。因此，除非源节点在执行节点选择的同时考虑过载信息，新的会话请求也可能被拒绝（即被所选择的PGW拒绝或被源节点基于PGW的APN级过载信息抑制），尽管另一PGW可能具有处理该新的会话请求的能力。因此，缺乏APN级负载信息可能导致在源节点处的低效节点选择算法。

然而，如果在APN级提供负载控制信息，则将存在一些技术问题，因为权重因子是在DNS节点中以节点级定义的：

1.应当如何使用APN级的负载控制信息

应当独立于节点级的负载控制信息被使用，还是应当与节点级的负载控制信息一起使用

2.如果应当单独使用APN级的负载控制信息，则其然后是否应当与DNS中的权重因子一起使用

3.如果与权重因子一起使用APN级的负载控制信息，则其将仅在每个PGW的APN能力处于总节点能力的相同比例时进行工作。例如，假设PGW1具有10的权重因子并且支持两个APN，具有1,000,000个PDN连接的APN 1和具有2,000,000 PDN连接的APN2；而PGW2具有5的权重因子，并且如果其还支持APN1和APN2，则其APN1能力必须是500,000个PDN连接，并且APN2能力必须是1,000,000个PDN连接。在该前提下， PGW 1和PGW 2之间的用于每个APN的负载共享将起作用。但是在现实中，这往往并非如此，实际上不同PGW可以支持一组不同的APN，并且可以具有不同的APN能力。

4.如果在不考虑权重因子的情况下使用APN级的负载控制信息，则将发生什么

例如，假定存在两个PGW，PGW1具有支持用于APN 1的800,000个PDN连接的能力，并且PGW 2具有支持200,000个PDN连接的能力。MME/SGSN应当选择具有800,000/（800,000+200,000）的PGW 1以及具有200,000/（800，000+200,000）的PGW2。这将实现针对APN 1在PGW 1和PGW 2之间的一种负载共享。现在，如果使用APN级的负载控制信息，并且假定PGW1以50%提供用于APN 1的负载控制信息，而PGW 2以50% 提供用于APN 1的负载控制信息：则10个PDN连接建立请求，5个将去往PGW 1并且5个将去往PGW 2。考虑到PGW 1和PGW 2关于APN 1的不同能力，这将最终导致不平衡负载，这于我们最初的目的相悖。在一段时间之后，PGW 1可以以60%被加载，而PGW2将以90%被加载，但是选择比例将是60%/（60%+90%）和90%/（60%+90%）。这将完全不利于实现负载共享，即使在PGW 2中以99%负载，最后PGW 2将在APN1上过载（100%负载），这不是我们期望的。

由此可见，直接使用APN级的负载控制信息将永远不会实现负载共享，因为具有较小能力的节点将很快达到其极限并且变得过载。

发明内容

鉴于上述，当建立用于无线电终端到APN所标识的PDN的PDN连接时，似乎需要一种用于选择网络接入网关节点的改进的方法。

上述一些缺点通过本解决方案的实施例被减轻或消除，本解决方案的实施例针对一种在移动性管理节点（MME）中用于在建立用于无线电终端（UE）到由接入点名称APN（APN1）标识的分组数据网络PDN的PDN连接时，选择网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3）的方法，该移动性管理节点被配置为可操作地管理无线电终端的移动性，并且该接入网关节点被配置为可操作地充当到PDN的网络接入网关，以提供用于无线电终端到PDN的连接，该方法包括：

-从多个网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3）接收（401）APN能力分配信息以及APN负载信息，该APN能力分配信息指示每个接入网关节点已经分配用于服务APN的APN能力，APN负载信息指示每个接入网关当前关于APN所经历的APN负载，

-从域名服务器DNS接收（402）权重因子信息，权重因子信息指示相对量，在创建PDN连接时应当以该相对量选择每个接入网关节点，以及

-基于APN能力分配信息以及APN负载信息和权重因子信息来在所述多个网络接入网关当中选择（403）网络接入网关节点。

该选择可以包括：

-基于用于每个网络接入网关节点的APN负载、APN能力和权重因子信息来计算用于每个网络接入网关节点关于所述APN的有效负载，并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择网络接入网关节点。

该选择可以包括：

-计算用于每个网络接入网关节点的关于所述APN的有效负载，使得针对每个网络接入网关从100%中减去APN负载，并且将结果乘以用于APN的APN能力和用于网络接入网关节点的权重因子信息，并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择网络接入网关节点。

APN能力分配信息的引入使得能够实现在可用网络接入网关节点当中的负载共享，其考虑由每个可用网络接入网关节点分配的实际APN能力。另外，与DNS权重因子信息一起使用APN能力分配信息提供与在该连接中使用DNS权重因子的先前解决方案的兼容性，并且还提供设置用于选择适当的网络接入网关节点的参数的另外的可能性。

上述一些缺点还通过本解决方案的实施例被减轻或消除，本解决方案的实施例针对一种移动性管理节点，被配置为在建立用于无线电终端（UE）到由接入点名称APN（APN1）标识的分组数据网络PDN的PDN连接时，可操作地选择网络接入网关节点，该移动性管理节点被配置为可操作地管理无线电终端的移动性，并且该接入网关节点被配置为可操作地充当到PDN的网络接入网关，以提供用于无线电终端到PDN的连接，其中，移动性管理节点包括处理器布置，该处理器被布置为可操作地：

-从多个网络接入网关节点接收APN能力分配信息以及APN负载信息，该APN能力分配信息指示每个接入网关节点已经分配用于服务APN的APN能力，APN负载信息指示每个接入网关当前关于APN所经历的APN负载，

-从域名服务器DNS接收权重因子信息，权重因子信息指示相对量，在创建PDN连接时应当以该相对量选择每个接入网关节点，以及

-基于APN能力分配信息以及APN负载信息和权重因子信息来在所述多个网络接入网关当中选择网络接入网关节点。

移动性管理节点可以被配置为：

-基于用于每个网络接入网关节点的APN负载、APN能力和权重因子信息来计算用于每个网络接入网关节点的关于所述APN的有效负载，并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择网络接入网关节点。

移动性管理节点可以被配置为：

-计算用于每个网络接入网关节点的关于所述APN的有效负载，使得针对每个网络接入网关从100%中减去APN负载，并且将结果乘以用于APN的APN能力和用于网络接入网关节点的权重因子信息；并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择网络接入网关节点。

上述一些缺点通过本解决方案的实施例被减轻或消除，本解决方案的实施例针对一种在网络接入网关节点中的方法，该方法用于使得移动性管理节点能够在建立用于无线电终端到由接入点名称APN标识的分组数据网络PDN的PDN连接时，在多个网络接入网关节点当中选择网络接入网关节点，该移动性管理节点被配置为可操作地管理无线电终端的移动性，并且该网络接入网关节点被配置为可操作地充当到PDN的网络接入网关，以提供用于无线电终端到PDN的连接，该方法包括：

-分配用于服务APN的APN能力，以及

-检测当前关于该APN所经历的APN负载，

-向移动性管理节点报告APN能力分配信息以及APN负载信息，该APN能力分配信息指示分配用于服务APN的APN能力，APN负载信息指示当前关于APN所经历的APN负载。

上述一些缺点还通过本解决方案的实施例被减轻或消除，本解决方案的实施例针对一种网络接入网关节点，被配置为可操作地使得移动性管理节点能够在建立用于无线电终端到由接入点名称APN标识的分组数据网络PDN的PDN连接时，在多个网络接入网关节点当中选择网络接入网关节点，该移动性管理节点被配置为可操作地管理无线电终端的移动性，并且该网络接入网关节点被配置为可操作地充当到PDN的网络接入网关，以提供用于无线电终端到PDN的连接，其中，网络接入网关节点包括处理器布置，该处理器布置被配置为可操作地：

-分配用于服务APN的APN能力，

-检测当前关于该APN所经历的APN负载，以及

-向移动性管理节点报告APN能力分配信息以及APN负载信息，该APN能力分配信息指示分配用于服务APN的APN能力，APN负载信息指示当前关于该APN所经历的APN负载。

注意，本文参考示例性实施例描述的解决方案涉及权利要求中阐述的特征的所有可能组合。当研究所附权利要求和以下说明书时，本解决方案的其他特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，本解决方案的不同特征可以被组合以产生除了以下描述的实施例之外的实施例。

附图说明

前述内容将从在附图中图示的示例性实施例的以下更具体描述中显而易见，在附图中，在不同视图中，相同的附图标记指相同的部分。

图1是用于演进的分组系统（EPS）内的3GPP接入的公知的示例性LTE架构的示意图，

图2是示例性的已知选择方案但是选择SGW而不是PGW的示意图，

图3是在建立用于UE的到APN所标识的PDN的PDN连接时用于选择PGW的示例性选择方案的示意图，

图4是示出如本文所述的在移动性管理节点中的一些示例性实施例的操作的示例性流程图的示意图，

图5是示出如本文所述的网络接入网关节点中的一些示例性实施例的操作的示例性流程图的示意图，

图6是根据本文描述的一些实施例的网络接入网关节点的示意图。

图7是根据本文描述的一些实施例的移动性管理节点的示意图。

具体实施方式

在以下描述中，为了解释而非限制的目的，阐述了具体细节，诸如特定部件、元件、技术等，以便于提供对示例性实施例的全面理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以以背离这些具体细节的其他方式来实践示例性实施例。在其他情况下，公知的方法和要素的具体描述被省略，以免混淆示例实施例的描述。本文使用的术语是用于描述示例实施例的目的，并非意在限制本文提出的实施例。

图1示出了公知的示例性无线通信系统的示意性概况。该系统是所谓的基于LTE的系统。应当指出，术语“LTE”和“基于LTE”系统这里用于包括当前和未来的基于LTE的系统，诸如例如，高级LTE系统。

示例性无线通信系统是基于LTE的系统。应当指出，术语“LTE”和“基于LTE”系统这里用于包括当前和未来的基于LTE的系统二者，诸如例如，高级LTE系统。应当理解，虽然图1示出了基于LTE的系统的形式的无线通信系统，但是本文的示例性实施例还可以结合其他无线通信系统使用，诸如GSM或UMTS，包括与图1中的系统的节点和功能对应的节点和功能。

图1中的示例性无线通信系统包括eNodeB形式的基站（在图1中示出为E-UTRAN），可操作地连接到服务网关（SGW），进而可操作地连接到移动性管理实体（MME）和分组数据网络网关（PGW），其进而可操作地连接到策略和计费规则功能（PCRF）。eNodeB是与例如UE的移动无线电终端交互的无线电接入节点。该系统的eNodeB形成的演进的通用陆地接入网络（E-UTRAN）形式的无线电接入网络（RAN），以用于通过诸如LTE-Uu的空中接口来与UE进行LTE通信。

服务网关（SGW）通过S1-U路由和转发用户数据分组，同时还在eNB间切换期间充当用于用户平面的移动性锚点，并且充当在LTE和其他3GPP技术之间的移动性的锚点（终止S4接口，并且在2G/3G系统和PGW之间中继业务）。对于空闲状态UE，SGW终止DL数据路径，并且当DL数据对于UE到达时触发寻呼，并且还管理和存储UE上下文，例如IP承载服务的参数、网络内部路由信息。其还在合法拦截的情况下执行用户业务的复制。SGW经由接口S11与MME通信并且经由S5与PGW通信。此外，SGW可以经由S12与UMTS无线电接入网络UTRAN并且与GSMEDGE无线电接入网络（GERAN）进行通信。

移动性管理实体（MME）负责空闲模式UE跟踪以及包括重传的寻呼过程。其参与承载激活/去激活过程，并且还负责在初始附连时并且在涉及核心网络（CN）节点重新定位的LTE内切换时选择用于UE的SGW。其负责通过与归属订户服务器（HSS）进行交互来认证用户。非接入层（NAS）信令终止于MME，并且其还负责生成临时身份并且经由S1-MME将其分配给UE。其检查UE用于驻扎在服务提供商的公共陆地移动网络（PLMN）上的授权，以并且强制执行UE漫游限制。MME是网络中的用于对NAS信令进行加密/完整性保护的终止点，并且处理安全密钥管理。MME还支持信令的合法拦截。 MME还提供在LTE和2G/3G接入网络之间的移动性的控制平面功能，其中S3接口从服务GPRS支持节点（SGSN）在MME处终止。MME还终止用于漫游UE的朝向归属HSS的S6a接口。此外，存在配置用于MME之间的通信的接口S10，用于MME重新分配以及MME到MME的信息传输。

分组数据网络网关（PGW）通过作为用于UE的业务的退出和进入点来向UE提供到外部分组数据网络（PDN）的连接。UE可以具有与多于一个的PGW的同时连接，用于接入多个PDN。PGW执行策略强制执行、针对每个用户的分组过滤、计费支持、合法拦截和分组筛选。PGW的另一重要作用是充当3GPP和非3GPP技术之间的移动性的锚点，非3GPP技术诸如例如WiMAX和3GPP2（CDMA 1X和EVDO）。在PGW和分组数据网络之间的接口被称为SGi。分组数据网络可以是运营商外部公共或专用分组数据网络或者运营商内部的分组数据网络，例如用于提供IP多媒体子系统（IMS）服务。

策略和计费规则功能（PCRF）关于系统的无线电终端来实时地确定策略规则。这可以例如包括基于这样的规则等来实时地聚合去往和来自该系统的核心网络和操作支持系统等的信息，以便于支持针对当前在该系统中活动的用户无线电终端创建规则和/或自动作出策略决定。PCRF经由接口Gx来向PGW提供这样的规则和/或策略等，样的规则和/或策略等要由PGW充当策略和计费强制执行功能（PCEF）所使用的

应该补充的是，图1中的示例性无线通信系统包括核心网络（CN），UE经由E-UTRAN与该CN通信。CN包括多个核心网络节点，例如诸如MME、SGW、PGW和PCRF。本文提及的PGW和优选地其他网关节点被配置为可操作地充当用于核心网络的到一个或多个外部分组数据网络（PDN）的网关。而且，核心网络优选地被配置为提供用于由核心网络服务的无线电终端（例如UE）的到这些PDN的连接。

如上所述，网络网关节点提供用于通信网络的无线电终端（例如UE）的到一个或多个外部分组数据网络（PDN）的连接。无线电终端可以具有与多于一个的网络网关节点的同时的连接，用于接入多个PDN。网络网关节点可以例如是网关GPRS支持节点（GGSN）或PDN网关（PGW）。

通常，网络网关通过创建用于无线电终端的到由网络网关服务的PDN的PDN连接来提供PDN连接。PDN连接可以由无线电终端例如通过向网络网关发送例如PDN连接性请求消息等的消息来请求。

接入点名称（APN）用于标识PDN，要创建用于无线电终端的到该PDN的PDN连接。因此，PDN连接是用于无线电终端的到由APN标识的PDN的连接。APN可以例如由无线电终端提供到网络网关，例如在请求PDN连接时发送的消息中，例如PDN连接性请求消息等。替代地，APN可能是例如网络网关已知的（例如，在网络网关预先定义），使得网络网关知道该APN要用于具体无线电终端。

因此，APN标识无线电终端想要与之通信的PDN。除了标识PDN，APN还可以用于定义由PDN提供的服务类型——例如与无线应用协议（WAP）服务器的连接、多媒体消息收发服务（MMS）。APN例如在3GPP数据接入网络中使用，例如，上述GPRS和/或演进的分组核心（EPC）中。

APN结构可以例如包括网络标识符和运营商标识符。网络标识符可以例如定义网络网关所连接到的外部网络。可选地，其还可以包括由无线电终端所请求的服务。运营商标识符可以定义网络网关所位于的特定运营商的分组域网络。APN的这部分可以是可选的。运营商标识符可以例如包括移动国家代码（MCC）和移动网络代码（MNC），其可以一起唯一地标识移动网络运营商。

PDN、PDN连接和APN的使用对本领域技术人员是公知的，特别是在3GPP规范的框架内，并且其不需要进一步的详细说明。

以下，将描述用于在建立用于无线电终端的到由APN标识的PDN的PDN连接时选择网络接入网关节点的示例性实施例。参考图3来描述实施例，其中移动性管理节点由MME例示，并且网络接入网关由PGW例示。

为了实现针对每APN在可用PGW之间的改进的负载共享，每个可用PGW向MME提供APN能力分配信息，APN能力分配信息指示特定PGW已经分配用于服务所考虑的APN的能力，优选地与在DNS中定义的节点级权重因子相关。APN能力因子优选地被表示为百分比数字。例如，假设PGW有能力支持1,000,000个PDN连接，并且PGW被配置为支持用于APN1的100.000个PDN连接，然后APN1的能力因子对于该PGW可以是10%（100,000/1,000,000）。支持1,000,000个PDN连接的PGW的节点级能力优选地在DNS中以权重因子来反应。当MME/SGSN从PGW接收APN能力分配信息和APN负载信息时，那么MME/SGSN与DNS权重因子一起使用该信息，来从可用PGW当中选择PGW。

图3是用于在建立用于无线电终端（例如UE）的到由APN标识的分组数据网络（PDN）分组数据网络（PDN）连接时选择网络接入网关节点的选择方案的示例性实施例的示意图。优选的是，在图3中表示为MME1的移动性管理节点中执行选择方案。移动性管理节点可以例如是MME或服务GPRS支持节点（SGSN）等。要选择的网络接入网关节点由三（3）个分组数据网络网关（PGW）来例示，在图3中表示为PGW1、PGW2和PGW3。替代地，一个或多个网络接入网关节点可以是例如网关GPRS支持节点（GGSN）等。图3中没有示出要对其建立PDN连接的无线电终端。然而，无线电终端可以例如是UE等，如图1所示。类似地，在图3中没有示出所讨论的PDN，但其可以例如是在图1中表示为400的运营商的IP服务，例如，对应于或表示因特网等。实际上，通常优选的是，图3中的示例性MME1对应于图1中的MME，增加了MME1根据本解决方案的实施例来配置。类似地，通常优选的是，在图3中的示例性PGW1、PGW2和PGW3中的每一个对应于图1中的PGW，增加了每个PGW1、PGW2和PGW3根据本解决方案的实施方案来配置。在图1中示出的节点和在图3中示出的节点之间的对应关系是受益于本公开的本领域技术人员所容易理解的，并且因此该对应关系不需要具体描述。

如在图3中可以看出，MME1分别从每个可用PGW，即PGW1、PGW2、PGW3，接收APN能力分配信息和APN负载信息。这可以例如在选择PGW用于建立用于无线电终端（例如UE）的到由APN（例如APN1）标识的PDN的PDN连接之前或与之结合地发生。

APN能力分配信息指示每个PGW已经分配其完全APN服务能力中的用于服务具体APN（例如APN1）的能力。例如，假设PGW1、PGW2和PGW3已经分别向APN1分配了其完全APN服务能力的50%、20%和10% 。例如如果PGW1、PGW2和PGW3分别具有1000 000、800 000和500 000个PDN连接的完全APN服务能力，并且如果PGW1、PGW2和PGW3已经分别向APN1分配了500000、160 000和50 000个PDN连接，则这成立。

APN负载信息指示每个可用PGW当前所经历的关于具体APN，例如APN1，优选地与分配给APN1的能力有关的负载。例如，假设PGW1、PGW2和PGW3分别经历分配给APN 1的APN服务能力的60%、50%和50%的负载。例如如果PGW1、PGW2和PGW3已经为APN1分配了500 000、160000和50 000个PDN连接，并且如果PGW1、PGW2和PGW3对于APN1当前分别提供300 000、80000和25 000个PDN连接，则这成立。替代地，APN负载信息可以指示每个可用PGW当前所经历的关于APN1的与其完全APN服务能力有关的负载。

此外，MME接收接入网关权重因子信息，优选地从以上参考图2所述的域名服务器（DNS）等。图3中的示例性DNS已经被表示为DNS1。权重因子信息指示相对量，当创建PDN连接时每个PGW应当以该相对量被选择。例如，假设PGW1、PGW2和PGW3分别具有权重因子20、20和60。这意味着，在PDN连接的10次建立中，那么PGW1、PGW2和PGW3应当分别被选择2次、2次和6次。

然后，MME针对每个PGW计算关于APN1的有效负载，使得针对每个PGW从100%中减去APN负载信息，并且该结果乘以用于APN1的APN能力因子和用于所考虑的PGW的权重因子。例如，假定PGW1与60%的APN1负载的和50%的APN1容量的以及权重因子20相关联，那么有效载荷被计算为（100-60）%×50%×20=4。这加上必要的修改适用于PGW2和PGW3。

然后，MME基于用于每个PGW的有效负载除以用于所有可用PGW的有效负载的总和来选择PGW。例如，假设用于PGW1、PGW2和PGW3的有效负载分别是4、2和3，然后MME将选择PGW1九（9）次中的4次[4/（4+2+3）]，并且选择PGW2九（9）次中的2次[2/（4+2+3）]，并且选择PGW3九（9）次中的3次[3/（4+2+3）]。

APN能力分配信息的引入使得能够实现在可用网络接入网关节点（例如可用PGW）当中的负载共享，其考虑由每个可用网络接入网关节点分配的实际能力。另外，引入上述APN能力信息的方式还利用DNS权重因子信息，这提供与先前提出的兼容性并且还提供设置用于选择适当网络接入网关节点的参数的另外的可能性。

图4图示了描绘在建立用于无线电终端（例如UE等）的到由APN标识的PDN的PDN连接时选择网络接入网关节点（例如PGW或GGSN等）时移动性管理节点（例如MME或SGSN等）可以进行的示例性操作的流程图。在移动性管理节点中执行图6中图示的示例性操作401、402、403。移动性管理节点被配置为可操作地管理用于无线电终端的移动性。

图4中图示的示例性操作401、402、403现在将在下面较详细地讨论。

示例性操作401：

在移动性管理节点中执行的第一示例性操作是，从多个网络接入网关节点接收APN能力分配信息，该APN能力分配信息指示每个接入网关节点已经分配用于服务具体APN（例如APN1）的能力，并且还接收APN负载信息，该APN负载信息指示每个接入网关当前关于APN所经历的APN负载。

示例性操作402：

在移动性管理节点中执行的第二示例性操作是，从DNS接收权重因子信息，权重因子信息指示相对量，在创建PDN连接时应当以该相对量选择每个接入网关节点。

示例性操作403：

在移动性管理节点中执行的第二示例性操作是，基于APN能力分配信息以及APN负载信息和权重因子信息来在所述多个网络接入网关当中选择网络接入网关节点。

图5图示了描绘网络接入网关节点（例如PGW或GGSN等）可以进行的示例性操作的流程图，该示例性操作用于使得移动性管理节点（例如MME或SGSN等）能够在建立用于无线电终端（例如UE等）的到由APN标识的PDN时在多个可用网络接入网关节点当中选择网络接入网关节点。在网络接入网关节点中执行图5中图示的示例性操作501、502、503。网络接入网关节点被配置为可操作地充当到所考虑的PDN的网络接入网关，以便于提供用于无线电终端（UE）的到由APN所标识的PDN的连接。

图6-7中图示的示例性操作501、502、503现在将在下面较详细地讨论。

示例性操作501：

在网络接入网关节点中执行的第一示例性操作是，分配用于服务于特定APN（例如APN1）的APN能力（例如对应于PDN连接的数目）。该分配可以例如是50%，其与分配可以由网络接入网关节点服务的总共1000 0000个PDN连接中的用于APN1的500 000个PDN连接相对应。

示例性操作502：

在网络接入网关节点中执行的第二示例性操作是，检测网络接入网关节点当前关于APN（例如APN1）所经历的APN负载。该检测可以例如通过在这方面知道接入网关节点的完全能力来进行（可以例如被预先配置到接入网关节点中），并且然后，对当前关于所考虑的APN建立的PDN连接的数目进行计数，或者以任何其他适当的方法，如受益于本公开的技术人员可以容易理解的。

示例性操作503：

在网络接入网关节点中执行的第三示例性操作是，向移动性管理节点报告APN能力分配信息以及APN负载信息，该APN能力分配信息指示分配用于服务APN1的APN能力，APN负载信息指示当前关于APN1所经历的APN负载。

图6图示了配置为可操作地执行本文描述的示例性实施例的操作的示例性网络接入网关节点。如图6中所示，网络网关节点可以包括处理器布置110和存储器布置120。处理器布置优选地被配置为，可操作地与诸如其他接入网关节点和移动性管理节点的其他节点进行通信，并且可操作地执行存储在存储器布置中的指令。存储器布置包括可由所述处理器布置执行的指令，使得示例性网络接入网关节点被配置为执行本文描述的示例性实施例的操作。处理器布置110可以包括任何适当的数字和/或模拟电路，使得其能够执行存储在存储器布置中的指令，以便于执行本文描述的示例性实施例的操作和功能。处理器布置110和存储器布置120的数字和/或模拟电路可以例如与在诸如GGSN或PGW等的已知网络接入网关节点中的那些相同或类似，而指令对于本文描述的实施例是特定的。

图7图示了配置为可操作地执行本文描述的示例性实施例的操作的示例性移动性管理节点。如图7中所示，网络网关节点可以包括处理器布置110’和存储器布置120’。处理器布置优选地被配置为可操作地与诸如网络接入网关节点和其他移动性管理节点的其他节点进行通信，并且可操作地执行存储在存储器布置中的指令。存储器布置包括可由所述处理器布置执行的指令，使得示例性移动性管理节点被配置为执行本文描述的示例性实施例的操作。处理器布置110’可以包括任何适当的数字和/或模拟电路，使得其能够执行存储在存储器布置中的指令，以便于执行本文描述的示例性实施例的操作和功能。处理器布置110’和存储器布置120’的数字和/或模拟电路可以例如与在诸如MME或SGSN等的已知移动性管理节点中的那些相同或类似，而指令对于本文描述的实施例是特定的。

前述描述并不意在是穷尽的或将示例性实施例限制为所公开的确切形式，并且修改和变化根据上述教导是可能的，或者可以从对所提供的实施例的各种替代的实践来获取。本文讨论的示例被选择和描述，以解释各种示例性实施例的原理和性质及其实际应用，以使得本领域技术人员能够以各种方式并且使用适用于所考虑的具体用途的各种修改来利用示例性实施例。本文描述的实施例的特征可以在方法、装置、模块、系统和计算机程序产品的所有可能组合中被组合。应当理解，本文给出的示例性实施例中的任何一个可以和另一个被彼此结合或以任何组合来使用。

应当注意，词语“包括”不必排除除了所列出的元件或步骤之外的其他元件或步骤的存在，并且元件前的词语“一”或者“一个”不排除多个这样的元件的存在。还应当注意，任何附图标记不限制示例性实施例的范围，该示例性实施例可以至少部分地通过硬件和软件二者来实现，并且若干“部件”、“单元”或“设备”可以由相同的硬件项来表示。

Claims (8)

1.一种在移动性管理节点（MME1）中的方法，所述方法用于在建立用于无线电终端（UE）到由接入点名称APN（APN1）所标识的分组数据网络PDN（400）的PDN连接时，选择网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3），所述移动性管理节点被配置为可操作地管理所述无线电终端的移动性，并且所述接入网关节点被配置为可操作地充当到所述PDN的网络接入网关，以提供用于所述无线电终端到所述PDN的连接，所述方法包括：

-从多个网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3）接收（401）APN能力分配信息以及APN负载信息，所述APN能力分配信息指示每个接入网关节点已经分配用以服务所述APN的APN能力，所述APN负载信息指示每个接入网关当前关于所述APN所经历的APN负载，

-从域名服务器（DNS1）接收（402）权重因子信息，所述权重因子信息指示相对量，在创建PDN连接时应当以所述相对量选择每个接入网关节点，以及

-基于所述APN能力分配信息以及所述APN负载信息和所述权重因子信息来在所述多个网络接入网关当中选择（403）网络接入网关节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择包括：

-基于用于每个网络接入网关节点的所述APN负载、所述APN能力和所述权重因子信息来计算用于每个网络接入网关节点的关于所述APN的有效负载，并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择所述网络接入网关节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择包括：

-计算用于每个网络接入网关节点的关于所述APN的有效负载，使得针对每个网络接入网关从100%中减去所述APN负载，并且结果被乘以用于所述APN的所述APN能力和用于所述网络接入网关节点的所述权重因子信息，并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择所述网络接入网关节点。

4.一种移动性管理节点（MME1），被配置为在建立用于无线电终端（UE）到由接入点名称APN（APN1）所标识的分组数据网络PDN（400）的PDN连接时，可操作地选择网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3），所述移动性管理节点被配置为可操作地管理所述无线电终端的移动性，并且所述接入网关节点被配置为可操作地充当到所述PDN的网络接入网关，以提供用于所述无线电终端到所述PDN的连接，其中所述移动性管理节点包括处理器布置（110’），所述处理器布置被配置为可操作地：

-从多个网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3）接收（401）APN能力分配信息以及APN负载信息，所述APN能力分配信息指示每个接入网关节点已经分配用以服务所述APN的APN能力，所述APN负载信息指示每个接入网关当前关于所述APN所经历的APN负载，

-从域名服务器（DNS1）接收（402）权重因子信息，所述权重因子信息指示相对量，在创建PDN连接时应当以所述相对量选择每个接入网关节点，以及

-基于所述APN能力分配信息以及所述APN负载信息和所述权重因子信息来在所述多个网络接入网关当中选择（403）网络接入网关节点。

5.根据权利要求4所述的移动性管理节点（MME1），被配置为：

-基于用于每个网络接入网关节点的所述APN负载、所述APN能力和所述权重因子信息来计算用于每个网络接入网关节点的关于所述APN的有效负载，并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择所述网络接入网关节点。

6.根据权利要求4所述的移动性管理节点（MME1），被配置为：

-计算用于每个网络接入网关节点的关于所述APN的有效负载，使得针对每个网络接入网关从100%中减去所述APN负载，并且结果被乘以用于所述APN的所述APN能力和用于所述网络接入网关节点的所述权重因子信息；并且然后

-基于用于每个网络接入网关的有效负载除以用于所有可用网络接入网关的有效负载的总和来在所述多个网络接入网关当中选择所述网络接入网关节点。

7.一种在网络接入网关节点（PGW1）中的方法，所述方法用于使得移动性管理节点（MME1）能够在建立用于无线电终端（UE）到由接入点名称APN所标识的分组数据网络PDN（400）的PDN连接时，在多个网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3）当中选择网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3），所述移动性管理节点被配置为可操作地管理所述无线电终端的移动性，并且所述网络接入网关节点被配置为可操作地充当到所述PDN的网络接入网关，以提供用于所述无线电终端到所述PDN的连接，所述方法包括：

-分配（501）用以服务所述APN的APN能力，以及

-检测（502）当前关于所述APN所经历的APN负载，

-向所述移动性管理节点报告（503）APN能力分配信息以及APN负载信息，所述APN能力分配信息指示分配用以服务所述APN的所述APN能力，所述APN负载信息指示当前关于所述APN所经历的所述APN负载。

8.一种网络接入网关节点（PGW1），被配置为可操作地使得移动性管理节点（MME1）能够在建立用于无线电终端（UE）到由接入点名称APN所标识的分组数据网络PDN（400）的PDN连接时，在多个网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3）当中选择网络接入网关节点（PGW1、PGW2、PGW3），所述移动性管理节点被配置为可操作地管理所述无线电终端的移动性，并且所述网络接入网关节点被配置为可操作地充当到所述PDN的网络接入网关，以提供用于所述无线电终端到所述PDN的连接，其中所述网络接入网关节点包括处理器布置（110），所述处理器布置被配置为可操作地：

-分配（501）用以服务所述APN的APN能力，

-检测（502）当前关于所述APN所经历的APN负载，以及

-向所述移动性管理节点报告（503）APN能力分配信息以及APN负载信息，所述APN能力分配信息指示分配用以服务所述APN的所述APN能力，所述APN负载信息指示当前关于所述APN所经历的所述APN负载。

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