CN111278080B - 在5g网络中路由移动数据业务的方法和系统 - Google Patents

在5g网络中路由移动数据业务的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在5G网络中路由移动数据业务的方法和系统。一种用于在实现5G非独立组网部署的选项‑3的移动核心网络中路由4G移动数据业务和5G移动数据业务的路由平台。所述路由平台捕获在移动性管理实体(MME)与归属订户服务器(HSS)之间发送的S6a Diameter消息并且检查所捕获的消息以确定用户设备(UE)是否被配置用于5G数据连接。所述路由平台拦截从服务网关(SGW)发送的GTP创建‑会话‑请求消息并且确定所述GTP消息是否与先前确定成被配置用于5G数据连接的所述UE相关联。如果所述GTP消息与被配置用于5G数据连接的所述UE相关联，则所述GTP消息被发送到专用5G分组网络数据网关(PGW)或者所述GTP消息被修改，使得处理4G业务和5G业务两者的单个PGW可以为所述UE建立5G会话。

Description

在5G网络中路由移动数据业务的方法和系统
优先权要求
本非临时申请要求于2018年12月5日提交的具有序列号62/775,901的美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明一般地涉及电信的领域。具体地，本发明与5G非独立模式选项-3、选项-3a和选项-3x中的数据业务路由有关。
更具体地，本发明涉及用于当使用5G非独立组网模式选项-3、选项-3a和选项-3x时实现用于在移动核心网络中向分组核心网络网关(PGW)路由4G移动数据业务和5G移动数据业务的路由方案的方法和系统。
背景技术
在第五代蜂窝移动通信(5G)中，存在两种部署架构：“非独立组网(NSA)模式”和“独立组网(SA)模式”。NSA模式利用4G演进型分组核心(EPC)，然而，SA模式使用5G核心网络。5G架构的细节在通过引用并入本文的3GPP TS23.501“3rd Generation PartnershipProject；Technical Specification Group Services and System Aspects；SystemArchitecture for the 5G System；Stage 2(第三代合作伙伴计划；技术规范组服务和系统方面；用于5G系统的系统架构；阶段2)”中进行了描述。
可将NSA和SA架构进一步划分成多个部署选项：即，选项1、2、3、4、5、6和7。每个选项还有子变体——具体地，选项-3可被进一步细分成选项-3、选项-3a和选项-3x。本发明和选项-3、选项-3a和选项-3x有关。5G部署选项的细节在通过引用并入本文的3GPP TR38.801“3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group RadioAccess Network；Study on new radio access technology:Radio access architectureand interfaces(第三代合作伙伴计划；技术规范组无线电接入网络；新无线电接入技术的研究：无线电接入架构和接口)”中进行了描述。
选项-3是利用4G EPC作为核心网络的NSA架构。选项-3是“双连接”选项，其意味着移动设备具有到4G RAN(e节点B或eNB)以及5G新无线电(g节点B或gNB)的双连接。在此选项中，4G eNB被用作主连接点，而5G gNB连接是辅连接点。无线电链路控制由4G eNB管理。
许多网络运营商选取NSA选项-3作为初始部署选项来启动5G服务。选项-3实现起来更容易且成本更低，因为它利用现有的核心网络元素并且去除对后端系统和漫游接口的影响，因为它们基于现有的4G EPC。
通过利用4G EPC，5G NSA选项-3继续对服务网关(SGW)与分组数据网络网关(PGW)之间的控制平面业务和数据平面业务两者使用GPRS隧道协议(GTP)并且将突发到互联网或应用服务器的用户数据。
GPRS隧道协议(GTP)是在第三代合作伙伴计划(3GPP)TS 29.060(3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Core Network and Terminals；General Packet Radio Service(GPRS)；GPRS Tunneling Protocol(GTP)across the Gnand Gp interface(第三代合作伙伴计划；技术规范组核心网络和终端；通用分组无线电服务(GPRS)；跨Gn和Gp接口的GPRS隧道协议(GTP)))中定义的协议。此隧道协议用于承载2.5G/3G网络中的服务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点(GGSN)之间以及LTE网络中的SGW和PGW之间的移动数据业务。在5G NSA模式下使用相同的协议。
5G用例有三种主要类别：1)增强型移动宽带(eMBB)；2)大规模物联网(mIoT)；以及3)超可靠低延迟通信(URLLC)。这些用例中的每一个均有它自己的网络连接性要求的特性。例如，eMBB在接入互联网时要求非常高的带宽。大规模物联网要求分配大量IP地址并且要求必须在高度安全路径中发送数据。URLLC要求低延迟互联网网络突发连接性。在所有三个用例中，要求都与4G的那些要求基本上不同。
尽管NSA选项-3可利用5G NR中的改进以进行无线电接入，但是NSA选项-3不能完全地解决5G用例的上述具体需要，因为它们利用相同的4G核心网络和互联网接入路径。传统上在3G和4G中，用于区分数据接入路径的常见方式涉及使用“接入点名称”(APN)。通常，网络运营商会指派公共APN，诸如用于“正常”用户业务的“互联网”。可以为具体用例指派不同的APN，诸如“Blackberry(黑莓)”或“WAP”。
当将订户从4G迁移到5G时，对于移动网络运营商来说使用与它们在3G和4G中使用的相同的APN是有利的，从而确保3G/4G网络中的服务连续性。然而，当使用相同的APN时，后端核心网络元素——主要是PGW——不能使用该APN来区分4G数据业务和5G数据业务。
区分无线电接入的另一方法涉及使用无线电接入技术类型“RAT-Type”。RAT-Type是SGW在创建PDP会话时向PGW发送的属性。不同的无线电接入具有不同的RAT-Type，诸如GERAN、UTRAN、EUTRAN和NR。尽管为5G RAT-Type定义了“NR”，但是在5G NSA选项-3中，这个值实际上使用与在4G中相同的值“EUTRAN”，因为选项-3中的主无线电是4G e节点B。因此，PGW不能使用此属性来将5G数据与4G数据区分开。
在4G EPC中，S6a是移动性管理实体(MME)与归属订户服务器(HSS)之间的接口。此接口基于如通过IETF RFC 3588和RFC6733所定义的Diameter协议。S6a接口的细节在3GPPTS29.272“3rd Generation Partnership Project；Technical Specification GroupCore Network and Terminals；Evolved Packet System(EPS)；MME and Serving GPRSSupport Node(SGSN)related interfaces based on Diameter protocol(第三代合作伙伴计划；技术规范组核心网络和终端；演进型分组系统(EPS)；基于Diameter协议的MME和服务GPRS支持节点(SGSN)相关接口)”中进行了描述。当UE附接到4G网络以及当发生后续移动性事件时(例如UE改变其位置)，S6a接口用于交换数据。因为5G NSA选项-3利用4G EPC，所以相同的S6a接口适用。
本发明和用于在核心网络互联网接入中的NSA选项-3中路由5G用户数据以解决5G应用(与4G业务相对)的具体用例的方法和平台有关。它利用MME与HSS之间的S6a Diameter消息中的信息元素来进行决策。
发明内容
在一个实施例中，本发明是一种用于在实现5G非独立组网(NSA)部署的移动网络中路由4G移动数据业务和5G移动数据业务的路由平台。该路由平台包括被配置成捕获在MME与HSS之间发送的S6a Diameter消息的分组镜像功能。所捕获的S6a Dimeter消息可以是更新-位置-请求(Update-Location-Request，ULR)或更新-位置-应答(Update-Location-Answer，ULA)。所捕获的消息承载与移动网络附接的用户设备(UE)的标识符——例如，国际移动订户标识(IMSI)。
路由平台还包括分析功能。分析功能分析所捕获的S6a Diameter消息以确定UE是否被配置用于5G数据连接或4G数据连接。如果分析功能确定UE被配置用于5G数据连接，则将UE的标识符保存到数据库。
分析功能可以基于ULR消息的属性-值-对(Attribute-Value-Pair)来确定UE是否被配置用于4G数据连接或5G数据连接。在一个实施例中，分析功能基于ULR消息的“支持的特征(Supported Features)”AVP的“特征-列表-ID(Feature-List-ID)2”字段中的特征比特#27“NR作为辅RAT(NR as Secondary RAT)”的值来确定UE是否被配置用于5G数据连接。分析功能还可基于ULA消息的AVP来确定UE是否被配置用于5G数据连接。这可以基于ULA消息的“订阅数据(Subscription Data)”AVP中的“接入约束数据(Access RestrictionData)”字段中的比特#8“不允许在E-UTRAN中NR作为辅RAT(NR as Secondary RAT in E-UTRAN Not Allowed)”的值来实现。
路由平台还包括通用分组无线电服务隧道协议(GTP)代理，GTP代理被部署在服务网关(SGW)与分组数据网络网关(PGW)之间。GTP-代理被配置成接收来自SGW的用于为UE创建分组数据协议(PDP)会话的GTP消息——例如会话-创建-请求(Session-Create-Request)。分析功能对照数据库来检查GTP消息中的UE标识符以确定GTP消息中的UE标识符是否与先前存储在数据库中的UE标识符匹配，数据库包含分析功能确定成被配置用于5G数据连接的UE的标识符。如果在数据库中列举了GTP消息中的UE标识符，则GTP-代理向PGW发送GTP消息用于为UE创建5G PDP会话。
在一个实施例中，移动网络可以具有两个单独的PGW：用于4G数据业务的4G-PGW和用于5G数据业务的5G-PGW。在此实施例中，响应于确定在数据库中列举了GTP消息中的UE标识符，GTP-代理向5G-PGW发送GTP消息。如果在数据库中未列举UE标识符，则GTP-代理向4G-PGW发送消息。
在一个实施例中，移动网络具有被配置成处理4G数据业务和5G数据业务两者的单个PGW。在此实施例中，响应于确定在数据库中列举了GTP消息中的UE标识符，GTP-代理修改GTP消息以指示GTP消息是用于创建5G数据会话并且向PGW发送经修改的GTP消息。经修改的GTP消息使得PGW能够不同地处理4G数据业务和5G数据业务。如果在数据库中未列举GTP消息中的UE标识符，则GTP-代理在无修改的情况下向PGW转发GTP消息。
在一个实施例中，GTP-代理通过修改包括在GTP消息中的接入点名称(APN)来修改GTP消息以指示PDP会话是5G PDP会话。替选地或附加地，GTP-代理可将包括在GTP消息中的信息元素(IE)设置为预定义值以指示PDP会话是5G PDP会话。
附图说明
为了更充分理解本发明，应该连同附图一起参考以下详细公开内容，在附图中：
图1是来自3GPP的描绘针对5G中使用的新无线电区域网络(RAN)的不同架构选项的图。
图2是示意性地描绘5G NSA选项-3变体，即选项-3、选项-3a和选项-3x的网络连接性和特性的框图。
图3是描绘本发明的实施例的架构的图，其中移动网络具有4G-PGW和5G-PGW。
图4是示意性地描绘Diameter S6a更新-位置-请求消息中的与本发明有关的属性的图。相关属性是“支持的特征”属性-值-对(AVP)的“特征-列表-ID 2”中的特征比特#27“NR作为辅RAT”。
图5是示意性地描绘Diameter S6a更新-位置-应答消息中的与本发明有关的属性的图。相关属性是“订阅数据”AVP中的“接入约束数据”AVP中的比特#8“不允许在E-UTRAN中NR作为辅RAT”。
图6是示意性地描绘GTP-代理被配置成将5G业务路由到5G-PGW并将4G业务路由到4G-PGW的实施例的顺序信令流程图。
图7是描绘本发明的实施例的架构的图，其中移动网络具有用于4G数据业务和5G数据业务两者的单个PGW。
图8是示意性地描绘GTP-代理被配置成将4G业务和5G业务路由到同一PGW、但是利用GTP创建-会话-请求(Create-Session-Request)消息中的修改的接入点名称(APN)使得PGW能够与4G业务不同地处理5G业务的实施例的顺序信令流程图。
图9是示意性地描绘GTP-代理被配置成将4G业务和5G业务路由到同一PGW、但是利用GTP创建-会话-请求中的信息元素(IE)的修改值使得PGW能够与4G业务不同地处理5G业务的实施例的顺序信令流程图。
具体实施方式
图1示意性地描绘用于5G部署的多个选项。本发明的实施例涉及5G部署的选项-3、选项-3a和选项-3x(未示出)。选项-3、选项-3a和选项-3x和5G部署的非独立组网(NSA)模式有关，所述NSA模式使用4G演进型分组核心(EPC)作为网络核心。在选项-3、选项-3a和选项-3x中，5G设备具有经由EPC到4G eNB 14和5G gNB 16两者的双连接性。
图2描绘5G部署的选项-3的三个变体：选项-3、选项-3a和选项-3x。所有三个变体都共享相同的以下特性：1)它们全部和NSA模式有关，所述NSA模式使用4G EPC作为网络核心；2)在所有三个变体中，控制平面被LTE锚定；以及3)在所有三个变体中，5G用户设备(UE)18具有到4G eNB 14(主无线电)和5G gNB 16(辅无线电)的双连接性。在选项-3的所有变体中，4G eNB 14被用于主连接，然而到5G gNB 16的连接是辅连接，并且无线电链路控制由4GeNB 14管理。
如背景技术部分中所说明的，选项-3(及其变体)对许多网络运营商有吸引力，因为它使得网络运营商能够继续使用其现有的4G eNB。在此实施方式中4G eNB被用于4G数据业务和5G数据业务两者。此方面产生问题，因为后端核心网络元素——主要是分组数据网络网关(PGW)——不能将4G数据业务与5G数据业务区分开，因为不管业务是4G还是5G，“NR”值都是相同的。此外，当在5G部署的选项-3中将订户从4G网络迁移到5G网络时，网络运营商可能觉得使用已在3G和4G网络中使用的相同的接入点名称(APN)是有利的。通过使用相同的APN，网络运营商将确保服务连续性。然而，当使用相同的APN时，不能使用APN来区分4G数据业务和5G数据业务。本发明解决这个问题。
在图3中描绘本发明的实施例的架构。此实施例由联网和应用系统构成，所述联网和应用系统包括：1)用于捕获MME 22与HSS 24之间的S6a Diameter消息的分组镜像功能；2)对用于5G用户和设备附着操作的S6a Diameter消息进行分析和过滤的“分析功能”，以及3)被配置成将GTP消息选择性地重定向或者代理到5G-PGW 32或4G-PGW 34的GTP-代理28。
图3描绘使用两个PGW：用于处理4G数据业务的4G-PGW 32和用于处理5G数据业务的5G-PGW 34的实施例。图3还描绘了LTE eNB 14用于为5G-UE 18启用5G连接并且还用于为4G-UE 20启用4G连接。图3图示了5G-UE 18被双重附接到4G eNB 14和5G gNB 16两者。为了使用5G连接，5G-UE 18与5G gNB 16进行通信，然后其与4G eNB 14进行通信。
继续参考图3：当5G-UE 18或4G-UE 20附接到网络时，4G eNB 14与移动性管理实体(MME)22建立信令连接。接下来，MME 22经由S6a接口26向归属订户服务器(HSS)24发送Diameter更新-位置-请求(ULR)消息。响应于接收到ULR消息，HSS 24用更新-位置-应答(ULA)消息回复MME 22。
分组镜像功能用于被动地捕获MME 22与HSS 24之间的ULR和ULA消息。可使用网络镜像技术(诸如网络交换机处的交换端口分析器(SPAN))或者通过分析来自Diameter路由代理(DRA)或HSS 24的事务详细记录(TDR)来实现此功能性。图3还描绘了镜像S6a数据馈送30被发送到在此被称为GTP-代理28的网络元件。
GTP-代理28可以包括被配置成分析所捕获的经由镜像S6a数据馈送30发送的ULR和/或ULA Diameter消息的分析功能。在从分组镜像功能接收到Diameter消息时，分析功能分析、提取并检查ULR消息中的关键属性。通过分析功能来分析的GTP消息的关键属性中的一些可以包括下列的：指示服务网络身份的“起源-领域(Origin-Realm)”、指示HSS域的“目的地-领域(Destination-Realm)”、用户-名称(User-Name)(其承载国际移动订户标识(IMSI)以指示移动用户身份)、命令-码(command-code)(其指示S6a消息类型)、RAT-类型(RAT-Type)(其应指示用于4G无线电的EUTRAN)、访问的-PLMN-Id(Visited-PLMN-Id)(其指示在漫游时的访问运营商身份)和支持的-特征(Supported-Features)(其指示UE是否正在将5G用作辅无线电)。
一些运营商具有用于5G订户的专用IMSI范围。由于这种原因，分析功能可被配置成检查所捕获的ULR消息中的IMSI与5G-UE 18还是4G-UE 20相关联。如果IMSI与5G-UE 18相关联，则GTP-代理28会将数据业务定向到5G-PGW 32。否则，如果IMSI不与5G-UE 18相关联，则GTP-代理28会将数据业务定向到4G-PGW 34。
此外，分析功能可以被配置成分析ULR和ULA消息以确定UE是5G-UE 18还是4G-UE20。这可以以在下面参考图4和图5所描述的方式来实现。
图4描绘Diameter S6a ULR消息的格式。ULR消息用于用HSS 24更新UE的位置。当UE附接到MME 22时，MME 22向HSS 24发送ULR消息以更新UE位置。Diameter消息中的每个属性被称作“属性-值-对(AVP)”，其可以是强制的或可选的。图4描绘了ULR消息包括AVP“支持的-特征”，其用于指示MME 22的支持特征，使得HSS 24可确定可以在MME 22中应用并实现的特定特征。在3GPP TS29.272中定义了ULR消息的细节。ULR消息具有两个特征-列表-ID，其被定义为‘1’或‘2’。每个特征通过这些32比特值中的一比特来表示。特征-ID-2的比特#27指示“支持NR作为辅RAT”，其在本发明中被用于识别UE是5G-UE 18还是4G-UE 20。在S6a中，如果UE是5G-UE 20，则特征-ID-2的比特#27被设置为‘1’以指示MME 22支持NR作为辅RAT，则UE是5G-UE 18。
图5描绘Diameter ULA消息的格式。从HSS 24发送ULA消息以回复来自MME 22的ULR。图5描绘了ULA消息具有AVP“订阅数据”，其被用于在HSS配置文件中指示UE的订阅数据。ULA消息还包括AVP“接入约束数据”，其被用于指示在接入中是否存在任何限制。“接入约束数据”AVP的比特#8被用于指示“不允许在E-UTRAN中NR作为辅RAT”。如果此比特被设置为1，则不应允许UE使用NR作为辅RAT，并且因此，UE将不具有5G连接性。在3GPP TS29.272中定义了ULA消息的细节。
接下来，返回参考图3，在初始注册之后，5G-UE 18将试图建立用于数据业务的分组数据协议(PDP)会话。为了建立PDP会话，服务网关(SGW)36经由GTP-C协议发送GTPv2创建-会话-请求。GTP是SGW 36与5G-PGW 32或4G-PGW 34之间的接口协议。图3描绘了GTP-代理28被配置成拦截并重定向SGW 36与5G-PGW 32/4G-PGW 34之间的GTP消息。
在GTP-C消息被GTP-代理28拦截之后，GTP-代理28使用UE IMSI作为匹配密钥来检查是否存在承载用于UE IMSI的5G辅无线电指示符的先前拦截的ULR/ULA S6a消息。如果没有这样的指示符，则GTP-代理28将GTPv2创建-会话-请求重定向到4G-PGW 34。然而，如果GTP-代理28确定5G指示符存在于先前捕获的ULR/ULA消息中，则GTP-代理28断定UE是5G-UE18，并且响应于此结论，GTP-代理28将GTPv2创建-会话-请求重定向到5G-PGW 32。
图6是描绘图3中描绘的本发明的实施例中的信令流的图，其中5G业务被路由到专用5G-PGW 32，而4G业务被路由到4G-PGW 34。图6描绘了当5G设备以NSA选项-3被附接时，MME 22在步骤102中向HSS 24发送Diameter ULR。Diameter ULR可以承载具有指示“NR作为辅RAT”的特征-ID-2#27的AVP。在步骤104中，ULR被镜像到GTP-代理28。在步骤106中，HSS24用ULA回复MME 22，所述ULA可以包括“接入约束数据”比特#8以指示“不允许在E-UTRAN中NR作为辅RAT”。在步骤108中，ULA被镜像到GTP-代理28。GTP-代理28包括用于分析镜像ULR和ULA消息的Diameter属性的分析功能，所述分析功能在步骤110中确定当前UE是5G-UE 18还是4G-UE 20。
接下来，当UE建立PDP会话时，SGW 36在步骤112中向PGW发送GTP创建-会话-请求。PGW的IP地址被配置在域名服务器(DNS)中。在本发明中，DNS被配置有GTP-代理28的IP地址，使得GTP-代理28能够拦截GTP创建-会话-请求。在接收到GTP创建-会话-请求之后，GTP-代理28使用IMSI作为密钥来检查是否存在指示“NR作为辅RAT”的镜像S6a ULR。如果没有这样的指示符，则PDP会话被认为是4G并且将在步骤114中被路由到4G-PGW 34。另一方面，如果GTP-代理28确定已存在指示“NR作为辅RAT”的镜像ULR，则GTP-代理28将PDP会话分类为5G，将跳过步骤114，并且替代地，将在步骤116中将创建-会话-请求路由到5G-PGW 32。在步骤118中，5G-PGW 32向GTP-代理28发送创建-会话-响应，并且在步骤120中，GTP-代理28将创建-会话-响应转发到SGW 36。
图6还描绘了GTP-代理28在“重定向”模式下操作，使得仅初始创建-会话-请求和创建-会话-响应消息经由GTP-代理28被路由。在步骤122中在SGW 36与5G-PGW 32之间直接地交换所有后续GTP-C(诸如创建承载请求/响应(CreateBearerRequest/Response)、修改承载请求/响应(ModifyBearerRequest/Response)或删除会话请求/响应(DeleteSessionRequest/Response))以及GTP-U。此“重定向”模式是通过在创建-会话-请求/响应消息的“完全合格的隧道端点标识符”(F-TEID)中设置5G-PGW 32的IP地址而不是GTP-代理28的IP地址来实现的。
图7描绘仅部署有单个PGW 40的本发明的实施例。在此实施例中，不是将5G业务和4G业务路由到具体地专用于5G数据业务或4G数据业务的不同PGW，而是GTP-代理28将所有业务路由到PGW 40。在此实施例中，当GTP-代理28确定(使用上述方法)从SGW 36拦截的创建-会话-请求与5G-UE 18相关联时，GTP-代理28将接入点名称(APN)修改为GTP创建-会话-请求消息中的预定义值，使得PGW 40可以与4G业务不同地处理5G业务。替选地或附加地，GTP-代理28可被配置成用GTP创建-会话-请求消息中的具体值来修改GTP创建-会话-请求的未用信息元素(IE)，例如IE 206，使得PGW 40可以与4G用户数据不同地处理5G用户数据。
图8是描绘图7中描绘的实施例中的信令流的信令流程图。在此实施例中，GTP-代理28被配置成将4G业务和5G业务路由到同一PGW 40，但是具有不同的接入点名称(APN)。在此实施例中，步骤102至112与关于图6讨论的步骤102至112相同。在步骤110中，GTP-代理28基于镜像ULR/ULA消息来确定当前UE是5G-UE 18还是4G-UE 20。
接下来，在步骤112中，GTP-代理28从SGW 36接收GTP创建-会话-请求。在接收到GTP创建-会话-请求时，使用IMSI作为密钥，GTP-代理28检查是否已存在指示UE是5G-UE 18的镜像ULR和/或ULA。如果没有这样的指示符，则PDP会话被认为是4G并且将在步骤128a中在没有任何变化的情况下被路由到PGW 34。然而，如果GTP-代理28确定已存在指示UE是5G-UE 18的镜像ULR，则省略步骤128a。替代地，GTP-代理28修改GTP创建-会话-响应的APN值以指示会话是5G会话。例如，虽然正常4G APN可以是“4G-移动(4G-Mobile)”，但是GTP-代理可以将APN修改为用于5G业务的“5G-移动(5G-Mobile)”。在步骤130a中，GTP-代理28将创建-会话-请求发送到PGW 40。当PGW 40接收到具有特定APN的这个创建-会话-请求时，PGW 40可以与4G业务不同地处理5G业务。接下来，在步骤132中，5G-PGW 32向GTP-代理28发送创建-会话-响应，所述GTP-代理28在步骤134中将创建-会话-响应转发到SGW 36。
图8还描绘了GTP-代理28在“重定向”模式下操作，使得仅初始创建-会话-请求和创建-会话-响应消息经由GTP-代理28被路由。在步骤136中在SGW 36与5G-PGW 32之间直接地交换所有后续GTP-C(诸如创建承载请求/响应、修改承载请求/响应或删除会话请求/响应)以及GTP-U。此“重定向”模式是通过在创建-会话-请求/Response消息的“完全合格的隧道端点标识符”(F-TEID)中设置PGW 40的IP地址而不是GTP-代理28的IP地址来实现的。
图9描绘与图8中描述的实施例类似的实施例的信令流图——然而，不是修改创建-会话-请求的APN，而是GTP-代理28修改创建-会话-请求的GTP信息元素。在此实施例中，GTP-代理28将GTP-C创建-会话-请求的未用IE(诸如IE206)的整数值设置为具体值以使得PGW 40能够将4G业务与5G业务区分开。例如，响应于确定UE是4G-UE 20，GTP-代理28可以被配置成在步骤128b中将IE 206留空或者将它设置为用于4G业务的‘0’。在替选方案中，响应于确定UE是5G-UE 18，GTP-代理28将值IE 206设置为用于5G设备业务的‘1’并且在步骤130b中将经修改的创建-会话-请求发送到PGW 40。当PGW 40接收到具有此指示符的该创建-会话-请求时，PGW 40将不同地处理5G业务。步骤132-136与关于图8讨论的那些步骤相同。
硬件和软件基础设施示例
可以在各种平台上具体实现本发明。下文提供针对可以被利用来使得能实现本发明的信息技术的前提基础。
本发明的实施例可以用硬件、固件、软件或其任何组合加以实现。还可以将本发明的实施例实现为存储在机器可读介质上的指令，所述指令可以被一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以可由机器(例如，计算设备)读取的形式存储或者发送信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪速存储器设备；电、光学、声或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)和其它介质。另外，固件、软件、例行程序、指令可以在本文中被描述为执行某些动作。然而，应该理解的是，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上由执行固件、软件、例行程序、指令等的计算设备、处理器、控制器或其它设备产生。
机器可读介质可以是例如但不限于电、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备或上述各项的任何适合的组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)将包括下列的：具有一条或多条电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备或上述各项的任何其它适合的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或者存储供由指令执行系统、装置或设备使用或者连同指令执行系统、装置或设备一起使用的程序的任何非暂时性有形介质。
机器可读信号介质可以包括其中具体实现有机器可读程序代码的传播数据信号，例如在基带中或者作为载波的一部分。这样的传播信号可以采取各种形式中的任一种，包括但不限于电磁、光学或其任何适合的组合。机器可读信号介质可以是非计算机可读存储介质并且可传送、传播或者输送供由指令执行系统、装置或设备使用或者连同指令执行系统、装置或设备一起使用的程序的任何机器可读介质。然而，如上面所指示的，由于电路法定主题限制，作为软件产品的本发明的权利要求是具体实现在诸如计算机硬盘驱动器、闪存-RAM、光盘等这样的非暂时性软件介质中的那些权利要求。
可以使用任何适当的介质来发送具体实现在机器可读介质上的程序代码，所述任何适当的介质包括但不限于无线、有线线路、光纤电缆、射频等或上述各项的任何适合的组合。用于执行本发明的各方面的操作的机器可读程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合加以编写，所述编程语言包括诸如Java、C#、C++、Visual Basic等这样的面向对象编程语言以及常规过程编程语言，诸如“C”编程语言或类似的编程语言。
在下面参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图来描述本发明的各方面。应理解的是，可通过机器可读程序指令来实现流程图图示和/或框图的每个块以及这些流程图图示和/或框图中的块的组合。
高效地获得了上面阐述的优点以及从前述公开中变得显而易见的那些优点。由于可以在不脱离本发明的范围的情况下对上述构造做出某些变化，所以意图是，包含在前述公开中或者在附图中示出的所有事项应被解释为说明性的，而不在限制性意义上进行解释。

Claims (18)

1.一种方法，用于在实现5G非独立组网(NSA)部署的移动网络中向分组数据网络网关(PGW)路由5G移动数据业务，所述方法包括：
经由S6a镜像数据馈送，接收在移动性管理实体(MME)与归属订户服务器(HSS)之间发送的S6a Diameter消息，其中，所述S6aDiameter消息包括用于与所述移动网络附接的用户设备(UE)的标识符，并且其中，所述S6a Diameter消息是更新-位置-请求(Update-Location-Request，ULR)消息或更新-位置-应答(Update-Location-Answer，ULA)消息；
确定所述S6a Diameter消息是否指示所述UE被配置用于5G数据连接或4G数据连接；
响应于确定所述UE被配置用于所述5G数据连接，将用于所述UE的所述标识符存储在数据库中；
拦截来自服务网关(SGW)的用于为所述UE创建分组数据协议(PDP)会话的通用分组无线电服务隧道协议(GTP)消息；
基于经由所述S6a镜像数据馈送接收到的所述S6a Diameter消息，确定所述GTP消息是否承载已被确定成被配置用于所述5G数据连接的所述UE的所述标识符；以及
响应于确定所述GTP消息承载被配置用于所述5G数据连接的所述UE的所述标识符，将所述GTP消息发送到所述PGW以为所述UE创建5G PDP会话。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于确定所述GTP消息承载被配置用于所述5G数据连接的所述UE的所述标识符，修改包括在所述GTP消息中的接入点名称(APN)以指示所述PDP会话是所述5G PDP会话。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于确定所述GTP消息承载被配置用于所述5G数据连接的所述UE的所述标识符，将包括在所述GTP消息中的信息元素(IE)设置为预定义值以指示所述PDP会话是所述5G PDP会话。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述PGW是被配置用于所述5G移动数据业务的5G-PGW。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述ULR消息的属性-值-对(AVP)来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于所述ULR消息的“支持的特征(SupportedFeatures)”AVP的“特征-列表-ID(Feature-List-ID)2”字段中的特征比特#27“NR作为辅RAT”的值来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述ULA消息的AVP来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，基于所述ULA消息的“订阅数据(SubscriptionData)”AVP中的“接入约束数据(Access Restriction Data)”字段中的比特#8“不允许在E-UTRAN中NR作为辅RAT”的值来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述GTP消息被GTP-代理接收，所述GTP-代理被配置成修改所述GTP消息以指示所述UE被配置用于所述5G数据连接。
10.一种路由平台，用于在实现5G非独立组网(NSA)部署并且具有用于5G移动数据业务的5G分组数据网络网关(PGW)和用于4G移动数据业务的4G-PGW的移动网络中路由所述4G移动数据业务和所述5G移动数据业务，所述路由平台包括：
分组镜像功能，所述分组镜像功能被配置成捕获在移动性管理实体(MME)与归属订户服务器(HSS)之间发送的S6a Diameter消息，其中，所述S6a Diameter消息和与所述移动网络附接的用户设备(UE)相关联，并且其中，通过所述分组镜像功能捕获的所述S6aDiameter消息是更新-位置-请求(Update-Location-Request，ULR)消息或更新-位置-应答(Update-Location-Answer，ULA)；
分析功能，所述分析功能被配置成确定通过所述分组镜像功能捕获的所述S6aDiameter消息是否指示所述UE被配置用于5G数据连接或4G数据连接；以及
与服务网关(SGW)通信的通用分组无线电服务隧道协议(GTP)代理，所述GTP-代理被配置成接收来自所述SGW的用于为所述UE创建分组数据协议(PDP)会话的GTP消息，其中，响应于所述分析功能确定所述UE被配置用于所述5G数据连接，所述GTP-代理被配置成向所述5G-PGW发送所述GTP消息，从而使得能够利用所述移动网络为所述UE创建5G PDP会话。
11.根据权利要求10所述的路由平台，其中，所述分析功能基于所述ULR消息的属性-值-对(AVP)来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
12.根据权利要求11所述的路由平台，其中，所述分析功能基于所述ULR消息的“支持的特征(Supported Features)”AVP的“特征-列表-ID(Feature-List-ID)2”字段中的特征比特#27“NR作为辅RAT”的值来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
13.根据权利要求10所述的路由平台，其中，所述分析功能基于所述ULA消息的AVP来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
14.根据权利要求13所述的路由平台，其中，所述分析功能基于所述ULA消息的“订阅数据(Subscription Data)”AVP中的“接入约束数据(Access Restriction Data)”字段中的比特#8“不允许在E-UTRAN中NR作为辅RAT”的值来确定所述UE是否被配置用于所述5G数据连接。
15.根据权利要求10所述的路由平台，其中，所述分析功能从通过所述分组镜像功能捕获的所述S6a Diameter消息中识别被配置用于所述5G数据连接的所述UE的国际移动订户标识(IMSI)。
16.根据权利要求15所述的路由平台，其中，响应于所述GTP-代理确定所述GTP消息与被配置用于所述5G数据连接的所述UE的IMSI相关联，所述GTP-代理向所述5G-PGW发送所述GTP消息。
17.根据权利要求15所述的路由平台，其中，响应于所述GTP-代理确定所述GTP消息不与被配置用于所述5G数据连接的所述UE的IMSI相关联，所述GTP-代理向所述4G-PGW发送所述GTP消息。
18.根据权利要求10所述的路由平台，其中，所述分析功能被包括在所述GTP-代理中，并且其中，通过由所述分组镜像功能捕获的所述S6a Diameter消息经由S6a镜像数据馈送被发送到所述GTP-代理。
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