CN110495244B - 控制用户设备的网络接入 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于管理用户设备(UE设备)到核心网络的连接的方法，该UE设备能够使用移动通信系统网络建立到核心网络的连接并且通过除移动通信系统网络之外的网络建立到核心网络的连接，该方法包括：通过除移动通信系统网络之外的网络已经建立到核心网络的第一连接，响应于从移动通信系统的基站接收通过除移动通信系统网络之外的网络建立到基站的第二连接的请求，向核心网络通知第一连接的临时挂起并存储第一连接的上下文信息以用于将来恢复第一连接。

Description

控制用户设备的网络接入

技术领域

本发明涉及为移动设备或用户设备(UE)建立多个连接，例如所谓的3GPP连接和非3GPP连接。

背景技术

虽然5G核心网络(CN)架构在标准化中尚未固定，但可以预期该架构中会存在各种功能以及功能之间的互连。图1示出简化的CN架构，其仅仅具有对于描述本发明重要相关的那些网络元件和接口。

用户设备(UE设备)通常通过可以是无线电接入网络(RAN)的接入网络来接入3GPPCN。如果无线电接入网络由3GPP定义，例如5G无线电接入网络，则接入网络提供与接入和移动性管理功能(AMF)的连接。该连接命名为NG2。如同图1中所示的所有元件，AMF可以在单个CN中多次出现。通常在网络中注册UE时为UE选择AMF，并且仅仅一个AMF负责单个UE。如同CN的所有元件，AMF可以通过路由基础设施(其在图1中示为互连和路由功能(IRF))与其他CN元件通信。AMF例如连接到统一数据管理实体(UDM)以在注册时对UE进行认证，接收关于订阅的服务的信息并且获得用于与UE通信的安全凭证。

当进入蜂窝移动网络时，UE连接到(R)AN并且从那里连接到所选的AMF，以请求在CN处注册。在UE和AMF之间进行认证之后(AMF为此与UDM通信)，UE注册并且可以请求服务。UE与UE的所选择的AMF之间的逻辑通信接口名为N1，它包括到接入网络的接口和到AMF的N2。N1接口在图1中以虚线示出，以强调其在多个不同物理接口上的逻辑性质。如果应该将数据传送到数据网络(DN)，例如互联网，则UE请求建立适当的连接，即所谓的PDU会话，即从(R)AN通过N3接口到一个或多个用户平面功能(UPF)，再从那里通过N6接口到数据网络。UPF中适当的上下文激活以及网络资源的分配是通过N4接口上的会话管理功能(SMF)完成的。AMF根据订户数据、要联系的数据网络和当前网络负载来选择SMF。应用功能(AF)可以提供网络策略，并且它可以与数据网络中的应用服务器进行通信，以调节提供给UE的服务质量。

如果UE需要建立到同一数据网络的多个连接，例如针对不同的服务质量或通过不同的网络地址，则可能涉及相同或不同的UPF，并且相同或不同的SMF可能负责。如果UE需要建立到不同数据网络的多个连接，则类似地，可能涉及相同或不同的UPF和SMF。另一方面，通常只有一个AMF负责UE。

3GPP系统定义了各种无线电接入机制，这些机制紧密整合了无线局域网(WLAN)无线电技术和如LTE的3GPP无线电技术。这对网络运营商是有利的，因为免授权接入技术可以与运营商提供的服务相结合。这些机制的示例是所谓的LTE-WLAN聚合(LWA)和IPSec(Internet ProtocolSecurity：互联网安全协定)隧道的LTE WLAN无线电级别集成(LWIP)。GB 2 541 392A描述了LWA的示例。此外，3GPP TR 21.914V0.3.0描述了LWA以及LWIP的各方面。

两种机制都使用LTE和WLAN并行地在基站和UE之间进行数据交换。LTE无线电接口用于交换控制和用户数据，而WLAN无线电接口仅仅用于交换用户数据。UE向eNB指示其执行LWA、LWIP的能力和关于基于WLAN的测量的细节。eNB可以配置所谓的WLAN移动性集合，该WLAN移动性集合是具有各个参数(频带、SSID、安全性参数)的WLAN接入点的集合，UE可以在它们之间运动，同时保持与eNB的WLAN连接。

对于LWA，WLAN接入点可以集成在LTE基站(eNodeB、eNB)中或者WLAN接入点也可以连接到eNB。eNB可以连接到一组WLAN接入点。可以在LTE和WLAN之间切换通过承载的数据传输，即一次仅仅将接入技术LTE或WLAN中的一种用于单个承载，或者可以拆分承载，即可以同时使用两种接入技术。

对于LWIP，基本原理相同。与LWA的主要区别在于，传统WLAN接入点可用于LWIP，即无需更改当前市场上的接入点。WLAN接入点通过IPsec隧道结合到eNB。在这种情况下，仅仅承载交换机用于LWIP(即不支持拆分承载(Split Bearer))。

将来，可以指定其他技术以将部署在专用(运营商拥有)频带上的蜂窝网络无线电接入技术与使用诸如WLAN的免费可用频带的无线接入技术紧耦合(tightly couple)。

紧耦合在蜂窝无线电接入网络中执行并且由蜂窝无线电接入网络控制，即它对于核心网络完全隐藏。在那种情况下，对于CN，UE经由3GPP无线电接入网络连接，而与接入网络是否涉及WLAN分发无关。

蜂窝移动网络通常由接入网络和核心网络组成，如图1所示。接入网络主要提供对移动设备的蜂窝无线电接入，例如通过GSM、UMTS或LTE。附加的接入网络可以向移动设备或固定设备提供通过短距离无线电接入(例如WLAN)的接入，或固定或卫星接入。接入网络通常提供建立、控制和维护与设备的无线电连接的完整功能。

核心网络提供非接入特定的机制，例如，设备和/或订户的认证、授权和计费(AAA)，接入网络之间的移动性以及接入网络和外部数据网络之间的路由。

在UE正在通过不同接入网络同时接入核心网络的情况下，例如，通过LTE和WLAN，各个接入网络通常不知道所使用的任何其他接入网络，即接入网络彼此独立地部署。在下一代移动网络，即所谓的第五代(5G)网络中，接入网络和核心网络之间的严格分离对于允许网络的独立可扩展性是重要的。

3GPP定义了各种接入网络以接入3GPP核心网络，例如，GSM、UMTS、HSPA、LTE、LTE-A以及近期的5G接入网络。开发这些网络以专门在3GPP核心网络的控制下工作。相应的基站支持核心网络的安全机制，并且它们由核心网络的运营商或可信第三方建立和维护。因此，核心网络可以信任3GPP接入网络。

此外，3GPP核心网络被设置用于支持可能不是由任何可信运营商建立和维护的接入网络，它们也可以驻留在运营商的域之外。这些接入技术统称为非3GPP接入(N3GPP)，并且如果核心网络和接入网络之间不存在信任关系，则它们可以是所谓的不可信N3GPP接入。

图2中示出包括(R)AN和N3GPP接入技术的示例网络架构。该图示出图1的网络元件，其通过3GPP接入技术((R)AN)提供对CN的接入。另外，图2示出图1的UE通过非3GPP接入(N3GPP接入，例如WLAN)连接到CN。WLAN是不可信节点，因此WLAN本身连接到可以累积多个不可信的非3GPP接入网络(图2中仅示出一个)的非3GPP接入互通功能(N3IWF)。N3IWF是可以由运营商维护的设备，因此可以是可信的。

对5G核心网络的非3GPP接入的标准化的当前状态描述了要通过不可信的N3GPP接入(例如WLAN)从UE接入核心网络来执行的以下功能：

UE从WLAN接入点获取IP连接并且执行N3IWF的选择。

之后，UE使用来自UE的UICC(universal integrated circuit card，通用集成电路卡)的预共享机密与所选择的N3IWF建立安全关联。N3IWF选择适当的AMF，要求认证UE或其相应的订户并且接收安全凭证。这些凭证是由UICC生成的凭证的对应凭证并且构建与UE的安全关联的基础。UE和N3IWF建立IPsec隧道，从而UE可以通过不可信WLAN安全地与N3IWF通信。

N3IWF通过N2接口与AMF通信。该接口是接入网络和AMF功能之间的通用接入独立接口，即它基本上与将5G基站连接到AMF功能的N2接口相同。

一旦安全地建立UE和N3IWF之间的IPsec隧道和N2接口，UE就具有构成其与AMF的逻辑连接的路由，所谓的N1。该路由可以是到在(R)AN上建立的N1接口的备选路由。

UE现在可以请求建立通过不可信WLAN上的UP功能到数据网络(DN)的连接。

如上所述，除了3GPP无线电接入技术之外，3GPP系统还以两种完全不同的方式提供WLAN接入。第一种方式是在3GPP接入网络的控制下紧耦合WLAN和3GPP接入技术并且基本上对于核心网络不可见。第二种方式是在没有3GPP的无线电控制的情况下通过N3IWF经由WLAN对核心网络的替代接入，其具有在UE和N3IWF之间的添加了的安全性并且独立于其他(例如，3GPP)接入技术。

当前以及可能还有将来的移动设备将通过集成的WLAN模块提供WLAN接入能力，该集成WLAN模块包括IEEE 802.11标准系列MAC和PHY以及适当的无线电频率层和用于相应的WLAN无线电频带的一个或多个天线。

WLAN接入技术的性质防止在UE中实现的一个WLAN模块一次用于到多于一个接入点的连接，至少在没有对所述连接中的每一个连接的显著限制的情况下不会。换言之，集成在移动设备中的WLAN模块提供到单个接入点的连接，但是它不能够提供到两个或多个接入点的连接。

因此，具有集成的WLAN通信能力和两种技术(WLAN和3GPP接入技术的紧耦合)以及通过N3IWF实现的对3GPP CN的WLAN接入的移动设备可能一次只能提供这些特征中的一个而不是两个。因此，不具有主动控制或协调两种方法的使用以通过基于WLAN的接入技术连接到3GPP核心网络的手段。

3GPP TS 23.402仅仅描述了遇到冲突配置的UE的固定行为，用于将其WLAN能力用于通过WLAN对CN的LWA/LWIP以及N3GPP接入。该规范中的解决方案，即当前公开和部署的解决方案，基于优先级，其中UE的用户的选择优先于网络控制，并且在不发生用户选择的情况下，WLAN与接入网络的紧耦合优先于对CN的WLAN接入。

这样的布置不提供协调和控制功能以在其中WLAN模块是在接入网络、核心网络和可能在3GPP范围之外的其他网络(例如，专用WLAN网络)之间共享的稀缺资源的不同使用场景上操作和作出反应。

US2009/0080391A1描述了核心网络和无线电接入网络以及WLAN网络，其具有协商的用于多个承载的QoS。US2016/0219470A1描述了用于LTE-WLAN互通控制和管理的PDN连接的可卸载性(offloadability)。US2014/0341138A1描述了在非3GPP接入和演进分组核心之间互通的情况下的延迟地址分配。US2007/0249352A1描述了一种用于在接入系统间切换期间优化认证过程的系统和方法。

特别地，允许基于占用的决策以授予紧耦合(R)AN或N3GPP CN接入以及基于占用或资源分配的变化来重新评估决策的WLAN能力的灵活或动态方法未知。

发明内容

本发明提供了一种用于管理用户设备(UE设备)到核心网络的连接的方法，所述UE设备能够在使用移动通信系统网络的情况下建立到所述核心网络的连接并且通过除所述移动通信系统网络之外的网络建立到所述核心网络的连接，所述方法包括：通过除所述移动通信系统网络之外的网络已经建立到所述核心网络的第一连接，响应于从所述移动通信系统的基站接收通过除所述移动通信系统网络之外的网络建立到所述基站的第二连接的请求，向所述核心网络通知所述第一连接的临时挂起(suspension)并且存储所述第一连接的上下文信息以用于将来恢复所述第一连接。

在另一方面，一种用于在移动通信系统网络的核心网络实体中管理与用户设备(UE设备)的连接的方法，所述移动通信系统网络包括：基站，其用于通过所述移动通信系统网络建立所述UE设备与所述核心网络的第一连接；和互通功能，其用于通过除所述移动通信系统网络之外的网络建立所述UE设备与所述核心网络的第二连接，所述方法包括：通过所述互通功能建立与所述UE设备的第二连接；以及响应于从所述UE设备接收的消息，通过所述互通功能挂起第二连接，在通过所述第一连接与所述UE设备通信的同时，存储用于所述第二连接的上下文信息等待所述第二连接恢复。

对于本发明的所有方面的预先假设是能够通过移动通信系统的一个或多个接入网络(例如通过RAN)接入移动通信系统的核心网络的UE。另外，UE能够通过不完全受移动通信系统(N3GPP)控制的一个或多个网络(例如WLAN)接入核心网络。以下使用术语RAN和N3GPP来区分移动网络控制的接入技术和非移动网络控制的接入技术。N3GPP可以是WLAN，但是本发明不限于任何特定的接入技术，即，也可以使用构成有限资源并且用于RAN中或者直接接入CN而不是两者的其他技术。

在网络注册或无线电资源连接建立或类似过程内的某个时刻，UE将其无线电能力发送到RAN，该能力包括关于UE执行紧耦合的RAN和WLAN集成的能力的信息。UE还可以具有所存储的信息，该信息支持UE通过WLAN接入CN，该支持信息可以在先前的注册过程期间或之后已经从CN接收到，作为UE对这样的信息的请求的结果或者作为向CN提供WLAN接入能力信息的结果。替代地，支持信息可以存储在UICC上，印有UICC地接收到或者通过网络到UICC传输从移动网络接收。

在本发明的第一方面，UE具有通过WLAN到核心网络的N3GPP连接，并且响应于UE从RAN的基站接收到建立到基站的WLAN连接的请求，UE向核心网络提供关于临时挂起通过WLAN的N3GPP连接的信息，并且，UE存储关于N3GPP连接的上下文信息。

换言之，当在UE和核心网络之间建立N3GPP连接时，基站请求UE建立到基站的WLAN连接。替代释放UE与核心网络之间的上下文或拒绝到基站的WLAN连接地，UE向核心网络通知连接的挂起并且双方保持相应的上下文。这使得UE和核心网络能够当RAN释放WLAN模块时快速恢复连接，而不会浪费时间重新建立连接等。

来自基站的请求可以是来自基站的配置消息，该配置消息包括例如根据LWA或LWIP特征至少部分地通过WLAN与基站的连接建立。向核心网络提供信息可以通过经由WLAN的N3GPP连接来完成。向核心网络提供信息可以通过RAN完成。在N3GPP连接建立期间，UE可以由核心网络配置，以便以所描述的方式通知核心网络。

UE建立并且维持通过经由WLAN的N3GPP连接到核心网络的实体(N3IWF)的IPsec连接，该维持包括向该实体发送保持活动消息(keep-alivemessage)以便当在UE和该实体之间没有交换用户数据时确定连接的活跃性；并且，UE在挂起通过WLAN的N3GPP连接的同时，挂起保持活动消息的传输而维持和存储IPsec上下文。

换言之，存储并且在恢复连接时复原的上下文是IPsec安全关联，以在恢复之后节省建立安全关联的时间。

在本发明的第二方面，响应于释放到基站的WLAN连接，UE使用在N3GPP连接挂起之前使用的WLAN，恢复通过WLAN到核心网络的N3GPP连接。

换言之，在RAN不使用UE的WLAN之后，N3GPP连接从其被挂起的位置恢复。

在一个实施例中，UE从基站接收阈值并且基于超过或低于阈值的WLAN信号的测量值自主地释放WLAN连接。换言之，UE将WLAN信号强度与接收到的阈值进行比较并且基于比较自主地丢弃到基站的WLAN连接。WLAN信号可以包括基站的WLAN以及适合用于恢复N3GPP连接的一个或多个WLAN，从而UE能够比较其WLAN能力的两种使用场景的质量和预期益处。UE向基站提供测量值，测量值包括适合用于恢复通过WLAN的N3GPP连接的WLAN的信号的测量值，并且作为响应，UE从基站接收释放到基站的WLAN连接的请求。换言之，基站至少部分取决于N3GPP WLAN的接收质量地请求UE丢弃基于RAN的WLAN连接。这允许RAN将使用紧耦合的WLAN的益处与通过N3GPP连接卸载流量的预期益处进行比较。如果N3GPP WLAN是家庭WLAN，则也可以应用该方法。换言之，可以通过关于家庭WLAN的接收质量的测量报告来通知RAN，并且基于此，RAN可以释放WLAN互通连接以释放UE的WLAN硬件用于在用户的家庭WLAN中使用。该原理当然也适用于任何已知的公用或私用WLAN热点。

在本发明的另一方面，响应于释放到基站的WLAN连接，UE确定适合于恢复到CN的N3GPP连接的WLAN，连接到适合的WLAN并且恢复到核心网络的N3GPP连接。

换言之，在RAN不使用UE的WLAN之后，使用在确定WLAN恢复N3GPP的适合性之后选择的不同WLAN来恢复N3GPP连接。

在本发明的又一个方面，响应于释放到基站的WLAN连接，UE确定无WLAN适合用于恢复到核心网络的N3GPP连接，并且UE向核心网络提供关于要释放(或不可恢复)的N3GPP连接的信息，UE释放N3GPP连接。

换言之，如果在RAN释放WLAN能力之后无合适的用于恢复N3GPP连接的WLAN可用，则通知网络，因此它可以删除相应的所存储的上下文，并且，UE删除所存储的上下文。释放N3GPP连接包括删除存储在UE中的上下文信息。

在本发明的另一方面，UE从核心网络接收(例如，作为通过WLAN的N3GPP连接建立的一部分)定时器值并且响应于挂起通过WLAN的N3GPP连接，启动定时器并且根据接收到的定时器值，当定时器期满时释放N3GPP连接(以及删除所存储的上下文信息)。

换言之，存储在UE和网络中以恢复N3GPP连接的上下文仅仅对于指定的时间有效，该时间是由核心网络指定和配置的时间。

在本发明的一个方面，核心网络至少部分地通过WLAN维持到UE的连接，并且响应于从UE接收关于连接挂起的信息，在存储关于连接的上下文信息的同时挂起连接，并且使用由UE触发的上下文信息恢复连接。

在此，核心网络建立并且维持通过WLAN上的N3GPP连接到UE的IPsec连接，该维持包括向UE发送保持活动消息，以便当在UE和核心网络之间不交换用户数据时确定连接的活跃性；以及，核心网络在挂起通过WLAN的N3GPP连接的同时，挂起保持活动消息的传输而维持和存储IPsec上下文。

核心网络响应于从UE接收到将不恢复连接的信息，删除上下文并且释放到UE的连接。核心网络向UE传输定时器值并且基于定时器值释放连接以及删除上下文。

UE具有至少两个到核心网络的连接，至少一个连接是经由WLAN的N3GPP连接，至少另一个连接是RAN连接；UE具有通过核心网络到数据网络的通过经由WLAN的N3GPP连接的第一逻辑连接，UE确定第一逻辑连接上的数据流量负载并且响应于从RAN的基站接收建立到基站的WLAN连接的请求，基于所确定的数据流量负载确定是接受还是拒绝来自RAN的基站的请求。

换言之，如果UE与数据网络之间存在通过经由WLAN的N3GPP连接路由的PDU会话并且RAN请求将WLAN连接到基站，则UE可以考虑PDU会话上的流量，以决定是否遵循请求。如果当前在UE和数据网络之间交换了相当大的数据流量，则可以拒绝该请求以便不干扰数据传输。

在本发明的另一个方面，UE可以在如上所述的类似场景中基于对于通过经由WLAN的N3GPP连接到数据网络的所有第一逻辑连接，是否建立通过RAN到数据网络的第二逻辑连接，来确定是接受还是拒绝来自RAN的基站的请求。

换言之，如果通过RAN也存在到相应数据网络的连接，则UE仅仅接受丢弃或挂起经由WLAN的N3GPP连接。如果N3GPP连接用于从RAN卸载数据但是基于RAN的连接仍然存在，则可能是这种情况，这可能是由于服务需求的质量和/或可靠性。如果是这种情况，则UE的WLAN能力可用于增强RAN连接并且使用它来继续与数据网络的数据交换。

可以增强上述两个方面，因为UE针对WLAN和RAN的紧耦合技术来调整由UE发送到基站的UE能力信息。如果经由WLAN的N3GPP连接上的数据流量负载低或者如果对于到数据网络的所有连接存在经由RAN的备选路由，则UE可以仅传输紧耦合的能力。否则，将向RAN通知UE不具有WLAN互通特征。

UE具有至少两个到核心网络的连接，至少一个连接是经由WLAN的N3GPP连接，至少另一个连接是RAN连接；UE具有通过核心网络到数据网络的通过经由WLAN的N3GPP连接的第一逻辑连接，UE响应于从RAN的基站接收建立到基站的WLAN连接的请求，请求核心网络建立通过核心网络到数据网络的通过RAN的第二逻辑连接。

换言之，如果UE与数据网络之间存在通过经由WLAN的N3GPP连接路由的PDU会话并且RAN请求将WLAN连接到基站，则UE可以请求核心网络建立通过RAN到数据网络的备选路由。这是有益的，因为UE和核心网络之间的数据传输可以通过RAN继续。

附图说明

现在将仅仅通过示例的方式参考附图描述本发明的优选实施例，其中：

图1是包括接入网络和核心网络的网络架构的示意图；

图2是更详细地示出接入实体的图1的网络的示意图；

图3是第一消息序列图；

图4是第二消息序列图；以及

图5是第三消息序列图。

具体实施方式

在下文中，描述了说明本发明的消息序列图。在网络的实体之间示例性地示出消息序列，该网络可以与图1中所示的网络类似或相同。

图3至5示出以下更详细说明的以下网络实体和相应消息。

UE可以是配备有用于在已知或开发的一种或多种无线电接入技术GSM、UMTS、HSPA、LTE或5G的蜂窝移动网络中进行通信的装置的移动设备。UE还配备有无线短距离通信技术，如无线局域网(WLAN或WiFi)，其借助IEEE 802.11标准系列、蓝牙、ZigBee等的任意组合来实现。

多个WLAN接入点，图中显示为两个名为WLAN的框。接入点可以提供公共WLAN连接、家庭WLAN连接，或者它们可以由网络运营商例如蜂窝移动网络的运营商拥有和部署。WLAN接入点提供对一个或多个网络的无线接入，所述一个或多个网络至少提供到核心网络的聚合节点的连接。

在图中，聚合节点被命名为N3IWF，用于下一代分组数据网关。该节点能够通过任何网络连接(例如DSL和IP网络)与两个WLAN接入点通信。N3IWF能够通过WLAN接入点与UE建立安全关联。此外，N3IWF是可以由运营商的核心网络信任并且可以与核心网络中的一个或多个控制平面功能(AMF SMF UDM)和一个或多个用户平面功能(UPF)通信的节点。控制和用户平面功能驻留在核心网络的网络节点中。

这些图还示出蜂窝移动网络的无线电接入网络(RAN)。RAN包括在名为RAN/BS的一个框中共同示出的一个或多个基站(BS)。RAN也可以与核心网络的控制和用户平面节点通信。核心网络向其用户提供的服务之一是在UE通过接入网络(RAN或WLAN和N3IWF)和一个或多个UPF到图中显示为最右侧框的数据网络(DN)之间提供数据服务。

下面的所有实施例的先决条件在图3中示出。UE建立到核心网络的两个连接，一个连接通过N3GPP(WLAN)，另一个通过蜂窝无线电接入(RAN)。两个连接建立过程可以由UE和网络以任意顺序并且在任意时间或同时执行。图3示例性地示出首先建立N3GPP连接并且其次建立RAN连接。

UE选择由一个或多个接入点提供的WLAN并且获取IP连接。相应的IP地址由WLAN接入点、N3IWF或通常为此目的提供DHCP服务的任何其他网络节点来分配。将IP地址传输到UE，并且UE能够联系N3IWF以建立安全关联并且因此在UE和N3IWF之间建立IPsec隧道。为了建立安全关联，N3IWF需要对UE进行认证。因此，它请求核心网络、尤其是AMF，以请求UE认证和授权并且接收安全关联建立的凭证。

当UE与N3IWF之间的安全连接建立时，UE可以根据UE-AMF通信协议向核心网络发送消息(所谓的NAS消息)。UE可以通过N3GPP连接在网络上注册自己。

在成功注册之后，UE可以请求服务，例如，建立到特定数据网络(DN)的PDU会话。核心网络中的控制平面功能配置用户平面功能以将分组从UE路由到DN，可以向N3IWF提供用于路由分组的适当过滤器或规则，并且可以在UE和DN之间发生数据传输。

为了建立到核心网络的RAN连接，UE请求建立到RAN的连接(所谓的RRC连接)。在RRC连接建立期间，UE可以向RAN通知其能力，包括其执行LWA、LWIP或将WLAN和RAN级别上的蜂窝无线电接入耦合的任何其他技术的能力。借助所建立的RRC连接，UE可以在核心网络处注册RAN连接并且如上所述请求服务。例如，请求并且授权到图3中未示出的到另一数据网络的数据传输服务。

现在参见图4，UE和数据网络之间可以进行数据传输。该过程开始于步骤1：RAN将UE配置成使用UE指示为支持的WLAN互通技术之一。该配置可以包括何时应用新配置的开始时间，或者，该配置可以用于立即启动。

根据该实施例，UE向核心网络通知挂起N3GPP连接的必要性。UE可以发送消息，向AMF通知N3GPP连接挂起，该N3GPP连接挂起适用于UE通过WLAN接入而具有的所有逻辑连接，或者UE指示受挂起影响的所有PDU会话加上通过N3GPP到AMF的N1接口。

在应用新的RAN配置之前，UE可以通过N3GPP接入向AMF发送包含挂起信息的一个或多个消息。此消息随后将通过N3IWF，该实体可以立即对消息做出反应。替代地，AMF在步骤3中向N3IWF通知挂起到UE的连接。

替代地，到AMF的一个或多个消息可以由UE通过RAN发送。特别是如果要快速应用来自基站的配置以至于没有留下时间通过WLAN传输消息，则该替代方案将适用。在UE中可以预见，根据需要建立与基站的WLAN通信之前剩余的时间来决定将消息发送到AMF的方式。因此，在这种情况下需要步骤3来向N3IWF通知挂起。

作为挂起的结果，N3IWF保持安全关联并且还挂起向UE发送保持活动消息。换言之，N3IWF在不删除安全关联的情况下接受UE不可达。N3IWF可以启动计时器，之后删除关于UE的包括安全关联的所有上下文。

AMF也保留UE的关于N3GPP连接的所有上下文信息，使得在重新建立到N3IWF的WLAN连接之后，UE可以与AMF通信。AMF还在步骤4(可以在步骤3之前或之后发生)中通知所涉及的用户平面功能：挂起相应的PDU会话，即不将从数据网络接收的数据转发到UE，但是存储数据并且向AMF通知下行链路数据待决。

UE将在某一时刻建立由基站请求的RAN/WLAN互通。该步骤没有被编号，因为它是众所周知的，并且可以在UE从基站接收到配置之后的任何时间发生。

在一段时间后，由图4中的水平双线表示，RAN可以释放WLAN互通。各种原因可能导致RAN-WLAN耦合的释放。可能是通过RAN传输的数据量减少，到基站的WLAN连接不满足其质量标准，或者到RAN的连接必须改变，例如由于切换，并且在改变之后没有WLAN互通可用。基站示例性地可以向UE发送指示在图4的步骤5中释放WLAN连接的重新配置。

现在，由于存储在UE和N3IWF中的上下文，连接N3GPP连接可以从它挂起处恢复。如果相同的WLAN可用并且具有足够的信号强度，则UE可以在步骤6a中直接使用相同的WLAN来联系N3IWF和AMF并且恢复连接。替代地，UE选择另一WLAN。在它可以在步骤6b中联系N3IWF和AMF以恢复连接之前，可能需要首先获取IP连接。向用户平面功能通知相应PDU会话的恢复并且可以发生数据传输。

在图5中示例性地示出替代方法，其再次假设已经发生图3的过程并且通过WLAN上的N3GPP连接在UE与至少一个DN之间进行数据传输。

在步骤1中，RAN再次将UE配置成使用UE指示支持的WLAN互通技术之一。

响应于重新配置的接收，UE请求通过RAN建立到DN的附加PDU会话，以便不丢失与DN的数据传输能力。可以在步骤2a中通过N3GPP连接或者在步骤2b中通过RAN发送该请求。之后，UE可以在步骤3a中通过N3GPP或者在步骤3b中通过RAN请求释放受影响的PDU会话。

分别对于步骤2a和3a或2b和3b替代地，UE可以请求将受影响的PDU会话的接入技术(或者换言之，改变N3连接)从N3GPP改变为RAN。该替代方案未在图5中示出。这将导致将步骤2和3组合为通过N3GPP或RAN发送的称为PDU会话修改请求的新步骤2'。

结果，网络可以在步骤4中通知N3IWF向UE释放安全关联和/或IPsec隧道。网络也可以依赖于N3IWF中基于定时器的或基于保持活动消息的死对等检测(dead peerdetection)而避免步骤4。

网络还可以在步骤5中释放受N3GPP连接释放影响的PDU会话。

在步骤6中，在UE和数据网络之间通过RAN建立所请求的备选PDU会话。该步骤可以包括步骤5(同时释放和建立)或步骤6可以包括PDU会话修改，其中，修改到数据网络的现有PDU会话以反映通过RAN而不是N3IWF从UPF到UE的路由。

在成功的PDU会话建立或修改之后，数据传输可以在UE和DN之间继续。通过RAN的数据传输是使用RAN还是RAN内的蜂窝技术是RAN决策。两种技术的紧耦合允许两者，并且，该决策不是本发明的一个方面。

在任何图中都未示出的替代方法是如图4和图5所示的过程的组合。UE可以决定请求通过RAN建立到DN的新PDU会话，如图5中的步骤2a/b所示，但是仍然请求恢复并且不释放通过经由WLAN的N3GPP的PDU会话。这将允许UE一旦RAN释放WLAN连接并且可能没有足够的资源来覆盖新建立的与DN的PDU会话就快速回退到通过N3GPP的WLAN卸载。

作为RAN请求WLAN互通的结果，UE是否请求建立新的PDU会话可以在UE中基于相应PDU会话上的流量负载来决定。

挂起PDU会话和/或放宽N3IWF定时器以允许UE对于有限的时间不可达的整体构思还可以被部署仅仅用于以下目的：对基于RAN的WLAN互通的失败做准备。即，UE可以从RAN接收配置以启动WLAN互通技术并且在释放通过WLAN的N3GPP连接之前通知N3IWF和/或AMF“等待”，以便如果WLAN互通不起作用则使UE能够使用该连接。如果基站的决定基于由UE提供的旧测量或不充分测量，则可能是这种情况。这些过程与关于图3和图4描述的过程非常相同。仅仅定时器被设置为较短，并且可能不会向UPF通知PDU会话的挂起。相反，仅仅N3IWF将允许UE不存在一点点时间，之后UE可以返回并且重新使用安全关联以及通过N3GPP向AMF注册。

Claims (13)

1.一种在用户设备(UE设备)中用于管理所述UE设备到核心网络的连接的方法，所述UE设备能够在使用3GPP移动通信系统网络的情况下建立到所述核心网络的连接并且在使用无线局域传输和/或接收技术的情况下通过非3GPP网络建立到所述核心网络的连接，所述方法的特征在于包括：

已经建立到所述核心网络的第一非3GPP连接，响应于从所述移动通信系统的基站接收在使用所述无线局域传输和/或接收技术的情况下建立到所述基站的第二连接的请求，向所述核心网络通知所述第一非3GPP连接的临时挂起并且存储所述第一非3GPP连接的上下文信息以用于将来恢复所述第一非3GPP连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在存储所述第一非3GPP连接的上下文信息以用于将来恢复所述第一连接的同时，所述UE设备通过所述基站与所述核心网络通信。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，来自所述基站的请求是配置消息。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过所述第一非3GPP连接执行所述通知。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过3GPP移动通信连接执行所述通知。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述UE设备将IPsec上下文信息存储为所述上下文信息。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，可以由所述UE设备基于信号电平测量或者响应于来自所述基站的请求而自主释放所述第二连接。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，如果在释放所述第二连接之后不能够重新建立所述第一非3GPP连接，则所述UE设备向所述核心网络提供信息以通过所述3GPP移动通信系统释放所述第一非3GPP连接。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于预定时间存储所述上下文信息，并且，如果所述临时挂起超出所述预定时间，则删除所述上下文信息。

10.一种用于在3GPP移动通信系统网络的核心网络实体中管理与用户设备(UE设备)的连接的方法，所述3GPP移动通信系统网络包括：

基站，其用于通过所述3GPP移动通信系统网络建立所述UE设备与所述核心网络的3GPP连接，和

互通功能，其用于通过非3GPP网络建立所述UE设备与所述核心网络的非3GPP连接，

所述方法的特征在于包括：

通过所述互通功能建立与所述UE设备的非3GPP连接；以及

响应于从所述UE设备接收的消息，通过所述互通功能挂起所述非3GPP连接，在通过所述3GPP连接与所述UE设备通信的同时，存储用于所述非3GPP连接的上下文信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述3GPP移动通信系统网络在通过互通功能与所述UE设备进行所述非3GPP连接的同时，周期性地发送用于维持所述非3GPP连接的保持活动消息；以及

在通过所述互通功能挂起与所述UE设备的非3GPP连接的同时，停止发送所述保持活动消息。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，响应于从所述UE设备接收到指示将不恢复所述非3GPP连接的消息，删除所述上下文信息。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，如果不恢复所述非3GPP连接，则在预定时间之后删除所述上下文信息。

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