RU2671057C2 - Система связи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к системе беспроводной связи. Технический результат заключается в обеспечении предотвращения ненужного перенаправления сообщений предоставления доступа. Способ связи для узла сети радиодоступа системы беспроводной связи содержит этапы, на которых: принимают от устройства связи первое сообщение для установления соединения связи; отправляют первое сообщение к первому узлу базовой сети; принимают от первого узла базовой сети второе сообщение, включающее в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети; выбирают второй узел базовой сети на основе второго сообщения; и отправляют третье сообщение, включающее в себя первое сообщение, ко второму узлу базовой сети, и причем третье сообщение включает в себя информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться. 7 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к системе связи. Изобретение имеет особое, но не исключительное отношение к системам беспроводной связи и их устройствам, работающим в соответствии со стандартами Проекта партнерства 3-го поколения (3GPP) или их эквивалентами или их производными, такими как Универсальная наземная сеть радиодоступа (UTRAN) и Долгосрочное развитие (LTE) UTRAN (E-UTRAN), в том числе усовершенствованное LTE (LTE-Advanced). Изобретение имеет особое, хотя и не исключительное отношение к использованию выделенной базовой сети.

В соответствии со стандартами 3GPP, ʹNodeBʹ (Узел В) (или ʹeNBʹ в LTE) является базовой станцией, через которую мобильные устройства соединяются с базовой сетью и связываются с другими мобильными устройствами или удаленными серверами. Для того чтобы иметь возможность выполнить это, мобильные устройства устанавливают так называемое соединение управления радиоресурсами (RRC) с обслуживающей базовой станцией. Для простоты, настоящая заявка будет использовать термин ʺбазовая станцияʺ для обозначения любых таких базовых станций. Устройства связи могут быть, например, устройствами мобильной связи, такими как мобильные телефоны, смартфоны, пользовательское оборудование, персональные цифровые помощники, устройства связи машинного типа (MTC), устройства Интернета вещей (IoT), портативные компьютеры, веб-браузеры и т.п. Стандарты 3GPP также дают возможность соединять немобильное пользовательское оборудование с сетью, такое как Wi-Fi маршрутизаторы, модемы, которые могут быть реализованы в качестве части (в общем случае) стационарного аппарата. Для простоты, настоящая заявка ссылается в описании на устройства мобильной связи (или мобильные устройства), но следует понимать, что описанная технология может быть реализована на любом мобильном и ʺнемобильномʺ оборудовании, которое может соединяться с такой базовой сетью.

В соответствии со стандартами 3GPP, базовые станции связаны с базовой сетью (упоминаемой как усовершенствованная пакетная базовая (EPC) сеть в LTE). Для того чтобы отслеживать мобильные устройства и облегчать перемещение между различными базовыми станциями, базовая сеть содержит ряд объектов управления мобильностью (ММЕ), которые осуществляют связь с базовыми станциями, соединенными с базовой сетью. Связь между мобильными устройствами и ассоциированными с ними MME осуществляется с использованием сигнализации уровня, не связанного с предоставлением доступа (NAS) (через обслуживающую базовую станцию). В некоторых базовых сетях, обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN) также может быть использован вместо ММЕ, в зависимости от технологии радиодоступа (RAT), используемой мобильным устройством.

Последние стандарты 3GPP (например, LTE и более поздние стандарты LTE-Advanced или ʹLTE-Aʹ) обеспечивают для пользовательского оборудования (UE), такого как мобильные устройства, возможность эффективного соединения с базовой сетью с использованием выделенных узлов базовой сети (таких, как выделенные MME/SGSN). Подробности этой функции так называемой ʹвыделенной базовой сетиʹ (DECOR) обсуждались в техническом отчете (TR) 3GPP 23.707 (V13.0.0), содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки. Таким образом, функция DECOR позволяет сетевому оператору развертывать множество выделенных базовых сетей (DCN) в пределах своей сети (наряду с обычной (т.е. невыделенной) базовой сетью). Цель функции DECOR заключается в обеспечении развертывания DCN, которые предназначены для абонентов (UE), совместно использующих одинаковые или сходные характеристики. Соответственно, каждая DCN может быть выделена для обслуживания конкретного(ых) типа(ов) абонентов и/или конкретного(ых) типа(ов) служб.

DCN являются опциональными и могут быть развернуты, избирательно, для различных типов технологий радиодоступа (RАТ), таких как GERAN (GSM EDGE сеть радиодоступа), UTRAN и/или E-UTRAN. Например, сетевой оператор может использовать выделенные ММЕ (в целях поддержки E-UTRAN), но не выделенные SGSN (таким образом, без поддержки GERAN/UTRAN), или наоборот. Мотивации для развертывания DECOR могут включать в себя, помимо прочего, предоставление DCN с особыми характеристиками/функциями или масштабирование, чтобы изолировать конкретные UE или абонентов (например, абонентов межмашинной связи (M2M), абонентов, принадлежащих к конкретному предприятию или отдельному административному домену, абонентов, принадлежащих к оператору мобильной виртуальной сети (MVNO) и т.д.) от других UE или абонентов и т.д.

Однако такие различные группы клиентов и устройств могут иметь различные требования с точки зрения функций, характеристик трафика, доступности, управления перегрузками, сигнализации и использования данных пользовательской плоскости и/или т.п. DCN, содержащие элементы/ресурсы выделенных/специализированных базовых сетей могут помогать операторам удовлетворять требования таких групп устройств/клиентов. DCN могут также способствовать удовлетворению требований доступности сети и/или требований к резервированию, а также облегчают независимое масштабирование или предоставление конкретной функции для конкретных типов пользователей или трафика и изолирования различных типов пользователей и трафика друг от друга.

Каждая DCN состоит из одного или нескольких MME/SGSN, и она может содержать один или несколько обслуживающих шлюзов (S-GW), шлюзов сети пакетной передачи данных (PDN) (P-GW) и/или функций политики и правил тарификации (PCRF), в зависимости от обстоятельств. В последующем описании термин ʺвыделенная базовая сетьʺ/ʺDCNʺ используется для охвата одной или несколько сетевых функций, содержащих: (1) функцию плоскости управления, такую как MME или SGSN; (2) сетевую функцию пользовательской плоскости, такую как S-GW, P-GW, шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN); и (3) набор функций плоскости управления и пользовательской плоскости.

Каждый из абонентов может быть назначен и обслуживаться конкретной DCN на основе их соответствующей абонентской информации (ʺтип использования UEʺ) и/или конфигурации оператора. Сети, развертывающие DCN, могут иметь DCN, установленные по умолчанию (или установленные по умолчанию узлы базовой сети), для управления UE, для которых DCN не доступна, и/или если не имеется достаточно информации (например, ассоциированного параметра типа использования UE) для того, чтобы назначить UE к конкретной DCN. Одна или несколько DCN могут быть развернуты вместе с DCN по умолчанию (или установленными по умолчанию узлами базовой сети), которые все используют ту же самую RAN.

Имеется один тип использования UE на каждого абонента, который не требует никаких конкретных функциональных возможностей UE, т.е. он работает также с UE, соответствующими более ранним выпускам стандартов. Как и в случае обычных MME, можно переместить контекст UE от одного (исходного) MME/SGSN к другому (целевому) MME/SGSN, например, во время передачи обслуживания, балансировки нагрузки, первоначального подключения к сети и/или т.п. Когда ММЕ/SGSN, поддерживающий DCN, выбирает целевой MME/SGSN для UE, выбор целевого MME/SGSN ограничивается той же DCN (вследствие типа использования UE).

При нахождении в области, которая поддерживает DECOR (или в области, где развернута DCN), каждое UE первоначально распределяется его обслуживающей базовой станцией к произвольному/случайному или установленному по умолчанию ММЕ (независимо от типа использования UE). Обслуживающая базовая станция пересылает NAS-сообщения UE (по меньшей мере первоначальное NAS-сообщение UE) к назначенному MME. Назначенный MME (который также может образовывать часть DCN) затем определяет (на основании ассоциированного типа использования UE), должно ли конкретное UE обслуживаться другой базовой сетью, выделенной для этого UE (т.е. базовой сетью иной, чем та, которой принадлежит назначенный ММЕ).

Когда назначенный в текущее время MME определяет, что UE должно обслуживаться другой (выделенной) базовой сетью, он выбирает соответствующую DCN и запрашивает обслуживающую базовую станцию повторно маршрутизировать (перенаправить) NAS-сообщение UE к той DCN (ассоциированной с тем же типом использования UE, что и данное UE). Назначенный в текущее время ММЕ также включает в свой запрос перенаправления информацию, идентифицирующую ММЕ (или SGSN), который принадлежит к выбранной DCN. Обслуживающая базовая станция, на основе информации, идентифицирующей выбранные MME/DCN, выбирает новый MME, используя так называемую NAS функцию выбора узла (NNSF), и посылает NAS-сообщение UE к выбранному MME.

Действующие процедуры и условия для перенаправления NAS-сообщения определены в 3GPP-запросе изменения № S2-150651 (относящемся к 3GPP технической спецификации (TS) 23.401 V13.1.0) и S2-150609 (относящемся к 3GPP TS 23.060 V13.1.0). Перенаправление к выделенной сети может быть выполнено для процедур начального присоединения UE, обновления области отслеживания (TAU) и обновления области маршрутизации (RAU).

Например, 3GPP TS 23,401, раздел 5.3.3.1 (как это отражено в S2-150651) раскрывает следующие возможности для установленного по умолчанию ММЕ, чтобы запустить перенаправление NAS-сообщения во время процедуры TAU:

- На этапе 7: ʺЕсли выделенные базовые сети поддерживаются, и новый MME не обслуживает UE со значением типа обслуживания UE, содержащимся в сообщении ответа контекста, ММЕ передает сообщение квитирования контекста, указывающее на сбой из-за неверно выделенной базовой сети. Новый MME использует процедуру перенаправления NAS-сообщения пункта 5.x.1, чтобы перенаправлять сообщение запроса TAU к выделенному MME. Процедура TAU завершается на новом MME. Выделенный узел MME продолжает процедуру TAU, начиная с этапа 2ʺ.

Следует отметить, что этап 7 раздела 5.3.3.1 в S2-150651 соответствует этапу 2 из 3GPP TS 23.401 v13.4.0, разделов 5.19.1 и 5.19.2.

- На этапе 17: ʺАбонентские данные могут содержать значение ʺтип использования UEʺ. Если выделенные базовые сети поддерживаются, и ММЕ не обслуживает UE конкретного ʺтипа использования UEʺ, то новый MME использует процедуру перенаправления NAS-сообщения пункта 5.x.1 для перенаправления сообщения запроса присоединения на выделенный MME. Выделенный MME запускает процедуру TAU из этапа 2, но со следующими различиями в этапах 4 и 5. На этапе 4, выделенный MME посылает запрос контекста к новому MME, который выбран на основе GUTI, предоставленного посредством еNB во время перенаправления сообщения, а не на основе GUTI в сообщении запроса TAU. На этапе 4 новый ММЕ не проверяет целостность сообщения запроса TAU. Новый ММЕ отвечает сообщением ответа контекста, которое включает в себя информацию, относящуюся к безопасности, к выделенному MME. Процедура TAU завершается на новом MMEʺ.

Следует отметить, что этап 17 раздела 5.3.3.1 в S2-150651 соответствует этапу 6 из 3GPP TS 23.401 v13.4.0, разделы 5.19.1 и 5.19.2.

Однако авторы настоящего изобретения выявили, что настоящие процедуры (пере)выбора MME/SGSN и/или перенаправления NAS-сообщения для функциональных возможностей DECOR неэффективны и могут приводить к ненужной сигнализации и/или неэффективному продолжению обслуживания для некоторых UE.

Например, в некоторых случаях может оказаться невозможным (или может потребовать чрезмерную сигнализацию), чтобы завершить пересылку NAS-сообщения к подходящему выделенному узлу или функции. Это может произойти, например, если конкретный тип DECOR (конкретный тип использования UE) не поддерживается в сети (или по меньшей мере в части сети), даже если функциональные возможности DECOR иначе поддерживаются (например, для некоторых других типов использования UE).

В частности, когда UE, ассоциированное с конкретным типом использования UE (или конкретным типом DCN), пытается зарегистрироваться (первоначальная регистрация посредством присоединения или перерегистрация посредством TAU при входе в новую область пула ММЕ/обслуживания) в MME путем отправки соответствующего NAS-сообщения, обслуживающая базовая станция UE выбирает MME по умолчанию из пула ММЕ, доступных в этой сети (или в этой части сети). При определении типа функциональных возможностей DECOR, требуемых для данного UE (на основании ассоциированного типа использования UE, который ММЕ по умолчанию получает либо из MME, ранее обслуживавшего UE, либо от HSS), ММЕ по умолчанию будет пытаться перенаправить NAS-сообщение к выделенному MME, соответствующему этому типу использования UE (например, путем выполнения действий, специфицированных на этапах 7 и 17, как указано выше). Однако если этот конкретный тип использования UE не поддерживается в текущем пуле MME (даже если он поддерживался в предыдущем пуле MME, в котором UE было зарегистрировано раньше), базовая станция не сможет переслать NAS-сообщение к выделенному ММЕ, и, следовательно, она, скорее всего, перейдет к выбору того же самого (или другого) ММЕ по умолчанию для UE. В этом случае новый выбранный ММЕ по умолчанию также будет пытаться перенаправить NAS-сообщение к выделенному MME, соответствующему типу использования UE, что привело бы к ненужной сигнализации и/или, возможно, обмену сигналами типа ʺпинг-понгаʺ (переключения направления передачи) взад и вперед между базовой станцией и ММЕ по умолчанию (без успеха в регистрации UE в сети и/или без предоставления соответствующей обратной связи к UE, отправляющему NAS-сообщение).

В таких случаях, следовательно, повторная маршрутизация /перенаправление конкретного NAS-сообщения к выделенной базовой сети может быть безуспешной, что, в свою очередь, может привести к неспособности сети установить/поддерживать обслуживание для UE, который отправил NAS-сообщение.

Соответственно, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения нацелены на создание способов и аппаратов, которые преодолевают или по меньшей мере частично решают по меньшей мере некоторые из указанных выше проблем.

Хотя для обеспечения эффективности понимания специалистами в данной области техники, изобретение будет подробно описано в контексте системы 3GPP (UMTS, LTE), принципы изобретения могут быть применены к другим системам, в которых мобильные устройства или пользовательское оборудование (UE) получают доступ к системе с использованием узлов выделенной базовой сети.

В одном аспекте, настоящее изобретение обеспечивает аппарат связи для системы беспроводной связи, причем аппарат связи содержит: средство для приема, от устройства связи, сигнализации для установления соединения связи; средство для отправки сигнализации для установления упомянутого соединения связи к первому узлу базовой сети; средство для приема, после отправки упомянутой сигнализации для установления упомянутого соединения связи, от упомянутого первого узла базовой сети, сообщения, включающего в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети, к которой должна быть перенаправлена упомянутая сигнализация для установления упомянутого соединения связи; средство для выбора узла базовой сети на основе упомянутого сообщения, включающего в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети; и средство для отправки сигнализации для установления упомянутого соединения связи к упомянутому выбранному узлу базовой сети, причем упомянутая сигнализация включает в себя информацию, указывающую, что упомянутая сигнализация для установления упомянутого соединения связи не должна перенаправляться.

В другом аспекте, настоящее изобретение обеспечивает узел базовой сети для системы беспроводной связи, причем узел базовой сети содержит: средство для приема, от аппарата связи упомянутой системы беспроводной связи, сигнализации для установления соединения связи для устройства связи, причем упомянутая сигнализация (например, первоначальное сообщение UE или сообщение UL-Unitdata (блока данных восходящей линии связи)) включает в себя информацию, указывающую, что упомянутая сигнализация для установления упомянутого соединения связи не должна перенаправляться.

Аспекты настоящего изобретения распространяются на соответствующие системы, способы и компьютерные программные продукты, такие как считываемые компьютером носители хранения данных, имеющие инструкции, сохраненные на них, которые выполнены с возможностью программирования программируемого процессора для выполнения способа, как описано в аспектах и возможностях, изложенных выше или перечисленных в формуле изобретения, и/или программирования соответствующим образом адаптированного компьютера, чтобы обеспечить аппарат, описанный в любом из пунктов формулы изобретения.

Каждый признак, раскрытый в данной спецификации (этот термин включает в себя формулу изобретения) и/или показанный на чертежах, может быть включен в изобретение независимо от любых других раскрытых и/или проиллюстрированных признаков (или в комбинации с ними). В частности, но без ограничения, признаки любого из пунктов формулы изобретения, зависящего от конкретного независимого пункта формулы изобретения, могут быть введены в этот независимый пункт формулы изобретения в любой комбинации или по отдельности.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 схематично иллюстрирует сотовую (телекоммуникационную) систему связи, в которой могут быть применены варианты осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является блок-схемой мобильного устройства, образующего часть системы, показанной на фиг. 1;

Фиг. 3 является блок-схемой базовой станции, образующей часть системы, показанной на фиг. 1;

Фиг. 4 является блок-схемой объекта управления мобильностью, образующего часть системы, показанной на фиг. 1; и

Фиг. 5 и 6 являются временными диаграммами, показывающими примерные процедуры для реализации некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.

Общее представление

Фиг. 1 схематично иллюстрирует сеть 1 мобильной (сотовой или беспроводной) связи, в которой пользователи мобильных устройств 3А-3D могут осуществлять связь друг с другом и другими пользователями через базовые станции 5A, 5B E-UTRAN и базовую сеть 7 с использованием технологии радиодоступа (RAT) E-UTRA. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что хотя четыре мобильных устройства 3 и две базовые станции 5 показаны на фиг. 1 для целей иллюстрации, система, при реализации, как правило, будет включать в себя другие базовые станции и мобильные устройства.

Как хорошо известно, мобильное устройство 3 может входить и выходить из областей (т.е. радиосот), обслуживаемых базовыми станциями 5, когда мобильное устройство 3 перемещается в географической области, покрываемой системой 1 связи. Для того чтобы отслеживать мобильное устройство 3 и облегчать перемещение между различными базовыми станциями 5, базовая сеть 7 содержит ряд объектов управления мобильностью (ММЕ) 9A-9D, из которых ММЕ 9А и 9В сгруппированы с образованием первого пула MME, а ММЕ 9С и 9D принадлежат ко второму, отличающемуся пулу MME. Хотя это и не показано на фиг. 1 для краткости, следует принимать во внимание, что пулы MME могут содержать дополнительные ММЕ, если необходимо.

В этом примере, ММЕ 9А и 9В являются обычными ММЕ (т.е. не ассоциированными с каким-либо конкретным типом использования UE/мобильным устройством 3 или ассоциированными со всеми типами использования UE/мобильными устройствами 3), а ММЕ 9В и 9D являются выделенными (специальными) ММЕ (то есть каждый из них ассоциирован с одним или несколькими конкретными типами использования UE/мобильными устройствами 3). Таким образом, как показано, ММЕ 9B образует часть первой выделенной секции базовой сети (обозначенную ʹ7Вʹ на фиг. 1), ММЕ 9D образует часть второй выделенной секции базовой сети (обозначенную ʹ7Dʹ), в то время как остальные MME 9А и 9С формируют часть главной (или обычной) базовой сети 7. Кроме того, ММЕ 9А и 9С сконфигурированы, чтобы действовать как ММЕ по умолчанию в их соответствующем пуле MME (например, для мобильных устройств 3, которые вновь подключаются к базовой сети 7).

ММЕ 9 осуществляют связь с базовыми станциями 5, связанными с базовой сетью 7. Базовая сеть 7 также содержит HSS 11 и один или несколько шлюзов, таких как обслуживающие шлюзы (S-GW) 18А и 18В и/или по меньшей мере один шлюз сети пакетных данных (P-GW) 19. Следует понимать, что каждый S-GW 18 может быть ассоциирован с соответствующим пулом MME (например, S-GW 18А может быть ассоциирован с первым пулом MME и S-GW 18B может быть ассоциирован со вторым пулом MME), хотя они также могут быть разделены между несколькими пулами MME, если это необходимо.

Мобильные устройства 3 и их соответствующие обслуживающие базовые станции 5 соединены посредством радиоинтерфейса LTE, так называемого интерфейса ʺUuʺ. Базовые станции 5 соединены друг с другом посредством так называемого интерфейса ʺX2ʺ. Каждая базовая станция 5 также соединена с узлами базовой сети 7 (то есть MME 9 и S-GW 18) посредством так называемого интерфейса ʺS1ʺ. Из базовой сети 7, соединение с внешней IP-сетью 20, такой как Интернет, также обеспечивается через P-GW 19. Хотя это и не показано на фиг. 1, ММЕ 9 также соединен с HSS 11 и шлюзами 18, 19 через соответствующие интерфейсы 3GPP.

Некоторые из мобильных устройств 3 могут быть ассоциированы с конкретной выделенной базовой сетью (содержащей, по меньшей мере, выделенный MME и/или выделенный шлюз). Например, HSS 11 может быть сконфигурирован, чтобы хранить соответствующие абонентские данные (данные подписки) для каждого мобильного устройства 3, такие как настройки и абонентские данные, необходимые для абонента 3GPP для доступа к сети 1, ассоциированные типы служб и предпочтения, информацию, идентифицирующую соответствующую(ие) абонентскую(ие) группу(ы) и т.д., на основании этих абонентских данных можно идентифицировать ассоциацию между конкретным мобильным устройством 3 и соответствующей базовой сетью 7 (или 7B/7D). В отношении тех мобильных устройств (например, мобильного устройства 3D на фиг. 1), которые ассоциированы с конкретной выделенной базовой сетью (например, DCN-7В или 7D), HSS 11 также может быть сконфигурирован, чтобы хранить информацию (и предоставлять эту информацию к ММЕ 9А по умолчанию), которая может быть использована при выборе соответствующей выделенной базовой сети (выделенного MME) для абонента. В частности, HSS 11 может быть сконфигурирован, чтобы хранить для каждого абонента (каждого мобильного устройства 3) параметр ʹтип использования UEʹ абонентской информации, который может быть использован при выборе соответствующего MME для этого абонента.

Первоначально базовая станция 5B, обслуживающая мобильное устройство 3D (поскольку базовая станция 5В не имеет информации о том, должно ли или нет мобильное устройство 3D регистрироваться в выделенной базовой сети) выбирает ММЕ 9 по умолчанию для мобильного устройства 3D с использованием NNSF (и/или тому подобного) и пересылает NAS-сообщение, отправленное мобильным устройством 3D, к выбранному ММЕ 9 по умолчанию. Например, базовая станция 5B может выбрать ММЕ по умолчанию (например, ММЕ 9С) из второго пула MME, с которым соединена базовая станция 5B.

В этой системе, подписка, ассоциированная с мобильным устройством 3D, имеет тип использования UE, который соответствует типу использования UE, ассоциированному с конкретной выделенной базовой сетью (например, DCN 7В или DCN 7D). Таким образом, базовая сеть 7 гарантирует, что всякий раз, когда это возможно, мобильное устройство 3D обслуживается ассоциированной с ним выделенной базовой сетью (например, мобильное устройство 3D регистрируется в MME 9В/MME 9D, который имеет тот же тип использования UE).

Когда базовая станция 5B, обслуживающая мобильное устройство 3D, (первоначально) выбирает MME 9 (такой как ММЕ 9С по умолчанию во втором пуле ММЕ), который не является корректным ММЕ для мобильного устройства 3D, то ММЕ 9С по умолчанию может запросить обслуживающую базовую станцию 5B перенаправить NAS-сообщение мобильного устройства 3D к корректному выделенному MME (идентифицированному ассоциированным с ним ID группы MME и/или тому подобным).

Для того чтобы сделать это, ММЕ 9С по умолчанию генерирует и посылает запрос (например, запрос перенаправления NAS-сообщения) на базовую станцию 5В, которая переслала это NAS-сообщение. ММЕ 9С по умолчанию также включает в этот запрос информацию для идентификации ʹцелевойʹ базовой сети/MME, к которому нужно перенаправить NAS-сообщение. Например, информация для идентификации базовой сети/MME может содержать MMEGI (для E-UTRAN) и/или Null-NRI (для UTRAN и GPRS), соответствующие MME/SGSN, который принадлежит к выбранной выделенной базовой сети. Следует принимать во внимание, что ММЕ по умолчанию может быть сконфигурирован с отображением MMEGI/Null-NRI на выделенную базовую сеть для мобильного устройства 3D и/или для идентификатора зоны слежения (TAI), используемого мобильным устройством 3D.

Однако если базовая станция 5B, обслуживающая мобильное устройство 3D, соединена с пулом ММЕ, который не поддерживает конкретный тип использования UE, ассоциированный с мобильным устройством 3D (хотя пул ММЕ может по-прежнему поддерживать функциональные возможности DECOR для других типов использования UE), то базовая станция 5B не может перенаправить NAS-сообщение к MME, имеющему корректный тип использования UE для этого мобильного устройства 3D. Это может произойти, например, если второй пул ММЕ, с которым соединена базовая станция 5B, не включает в себя ММЕ, ассоциированный с MMEGI (и/или любой SGSN, ассоциированный с Null-NRI), указанным посредством ММЕ 9С по умолчанию.

Таким образом, базовая станция 5B выбирает ММЕ 9 по умолчанию снова из ассоциированного с ней пула ММЕ (например, тот же обычный ММЕ 9С или выделенный ММЕ по умолчанию, например, MME 9D), который не является корректным ММЕ для мобильного устройства 3D, и пересылает NAS-сообщение к вновь выбранному MME. Однако в этот раз базовая станция 5B также включает в свое сообщение к вновь выбранному MME 9С/9D (наряду с NAS-сообщением) информацию, указывающую, что MME 9С/9D не должен пытаться перенаправить NAS-сообщение. Например, эта информация может включать в себя соответствующий параметр (например, флаг и/или информационный элемент), на основании которого ММЕ 9C/9D может определить, что NAS-сообщение уже было перенаправлено (и, таким образом, он воздерживается от попыток перенаправить NAS-сообщение снова).

Поэтому, выгодным образом, вновь выбранный MME 9С/9D (даже если он не является корректным MME для данного конкретного типа использования UE/мобильного устройства 3D) будет в состоянии обращаться с NAS-сообщением надлежащим образом (например, регистрировать мобильное устройство 3D в этом MME или возвращать соответствующее сообщение об ошибке к мобильному устройству 3D, указывающее, что конкретная услуга, запрашиваемая мобильным устройством 3D, и/или тип использования UE не поддерживаются посредством этого пула MME).

В другом полезном примере, вместо (или в дополнение) использования информации, предоставленной базовой станцией 5В (например, такой, как флаг или информационный элемент), при пересылке NAS-сообщения, ММЕ 9С по умолчанию может быть сконфигурирован, чтобы определять, должен ли он пытаться перенаправить конкретное NAS-сообщение на основе других критериев. Например, ММЕ 9С по умолчанию может полагаться на свое отображение MMEGI/Null-NRI на выделенные MME (в текущем пуле ММЕ) и/или тип использования UE для мобильного устройства 3D (который MME 9С может получить от HSS 11 и/или от MME 9, ранее обслуживавшего мобильное устройство 3D) в своем определении, должен ли он пытаться перенаправить конкретное NAS-сообщение. В этом случае, ММЕ 9С по умолчанию может быть сконфигурирован, чтобы пытаться перенаправить NAS-сообщение к выделенной базовой сети, только если он может определить, что имеется выделенный ММЕ в этом пуле ММЕ, который ассоциирован с тем же типом использования UE, что и у мобильного устройства 3D. С другой стороны, если ММЕ 9С по умолчанию определяет, что не существует никакого подходящего выделенного ММЕ в этом пуле ММЕ, который ассоциирован с тем же типом использования UE, что и у мобильного устройства 3D (или он не может определить, что такой выделенный ММЕ предусмотрен), то ММЕ 9С по умолчанию может быть сконфигурирован так, чтобы не перенаправлять NAS-сообщение и пытаться зарегистрировать мобильное устройство 3D (и/или ответить на NAS-сообщение).

Предпочтительно, в обоих примерах, можно предотвратить ненужное перенаправление NAS-сообщений (например, сообщения запроса первоначального присоединения, TAU и/или RAU) от ММЕ по умолчанию, когда выделенный MME, соответствующий типу использования UE мобильного устройства, не доступен (по меньшей мере, в текущем пуле ММЕ). Это, в свою очередь, может привести к значительному снижению сигнализации между обслуживающей базовой станцией и MME, а также позволяет избежать потенциального обмена сообщениями пинг-понгового типа между (новым) MME по умолчанию и базовой станцией при попытках перенаправить NAS-сообщение.

Мобильное устройство

На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая основные компоненты одного из мобильных устройств 3, показанных на фиг. 1. Как показано, мобильное устройство 3 содержит схему 31 приемопередатчика, которая выполнена с возможностью передачи сигналов к базовой станции 5 и приема сигналов от базовой станции 5 с помощью одной или более антенн 33. Мобильное устройство 3 содержит контроллер 37 для управления работой мобильного устройства 3. Контроллер 37 ассоциирован с памятью 39 и связан со схемой 31 приемопередатчика. Хотя не показано на фиг. 2, мобильное устройство 3 будет, конечно, иметь все обычные функциональные возможности обычного мобильного устройства 3 (например, пользовательский интерфейс 35), и это может быть обеспечено любым одним или любой комбинацией аппаратных средств, программного обеспечения и встроенного программного обеспечения, в зависимости от обстоятельств. Программное обеспечение может быть предварительно инсталлировано в памяти 39 и/или может быть загружено, например, с помощью телекоммуникационной сети или со съемного устройства хранения данных (RMD).

Контроллер 37 управляет всей работой мобильного устройства 3, в данном примере, посредством программных инструкций или инструкций программного обеспечения, хранящихся в памяти 39. Как показано, эти инструкции программного обеспечения включают в себя, среди прочего, операционную систему 41, модуль 43 управления связью, RRC-модуль 44, NAS-модуль 45 и модуль 49 ассоциации с выделенной базовой сетью (необязательно).

Модуль 43 управления связью управляет связью между мобильным устройством 3 и базовой станцией 5. Модуль 43 управления связью также управляет отдельными потоками данных управления и пользовательских данных (для восходящей линии связи и нисходящей линии связи), которые должны быть переданы в базовую станцию 5 и другие узлы (через базовую станцию 5), такие как MME 9 и/или S-GW 18.

RRC-модуль 44 выполнен с возможностью генерирования, передачи и приема сообщений сигнализации, отформатированных в соответствии со стандартом RRC. Например, обмен такими сообщениями производится между мобильным устройством 3 и обслуживающей его базовой станцией 5. RRC-сообщения могут включать в себя, например, сообщения, относящиеся к процедуре произвольного доступа, и/или RRC-сообщения, содержащие данные управления (например, NAS-сообщения), подлежащие ретрансляции посредством обслуживающей базовой станции 5 к ММЕ 9.

NAS-модуль 45 выполнен с возможностью генерирования, передачи и приема сообщений сигнализации, отформатированных в соответствии с протоколом NAS. Например, обмен (через базовые станции 5) такими сообщениями производится между мобильным устройством 3 и MME 9. NAS-сообщения могут включать в себя, например, NAS-сообщения, содержащие данные управления, относящиеся к мобильности мобильного устройства 3, например, данные управления для регистрации мобильного устройства 3 в MME 9.

Когда он присутствует, модуль 49 ассоциации с выделенной базовой сетью хранит информацию о выделенной базовой сети, ассоциированной с этим мобильным устройством 3. Например, модуль 49 ассоциации с выделенный базовой сетью может хранить информацию, идентифицирующую ассоциированную DCN, в форме глобально уникального временного идентификатора (ʹGUTIʹ), параметра типа использования UE, параметра типа DCN, параметра DCN ID, параметра ММЕ/SGSN ID (например, MMEGI) и/или тому подобное.

Базовая станция

На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая основные компоненты одной из базовых станций 5, показанных на фиг. 1. Как показано, базовая станция 5 имеет схему 51 приемопередатчика для передачи сигналов к мобильным устройствам 3 и для приема сигналов от мобильных устройств 3 через одну или более антенн 53, интерфейс (Х2) 54 базовой станции для передачи сигналов к другим базовым станциям и для приема сигналов от других базовых станций и интерфейс (S1) 55 базовой сети для передачи сигналов к объектам базовой сети и для приема сигналов от объектов базовой сети (например, ММЕ 9 и S-GW 18). Базовая станция 5 имеет контроллер 57 для управления работой базовой станции 5. Контроллер 57 ассоциирован с памятью 59. Хотя это не показано на фиг. 3, базовая станция 5 будет, конечно, иметь все обычные функциональные возможности базовой станции сотовой телефонной сети, и это может быть обеспечено любым одним или любой комбинацией аппаратных средств, программного обеспечения и встроенного программного обеспечения, по мере необходимости. Программное обеспечение может быть предварительно инсталлировано в памяти 59 и/или может быть загружено, например, через сеть 1 связи или со съемного устройства хранения данных (RMD). Контроллер 57 сконфигурирован для управления всей работой базовой станции 5, в данном примере, посредством программных инструкций или инструкций программного обеспечения, хранящихся в памяти 59. Как показано, эти инструкции программного обеспечения включают в себя, среди прочего, операционную систему 61, модуль 63 управления связью, RRC-модуль 64, S1AP-модуль 67 и модуль 68 перенаправления NAS-сообщения.

Модуль 63 управления связью управляет связью между базовой станцией 5 и мобильными устройствами 3 и другими сетевыми объектами (например, ММА 9), которые соединены с базовой станцией 5. Модуль 63 управления связью также управляет отдельными потоками данных пользовательского трафика и управления восходящей линии связи/нисходящей линии связи для мобильных устройств 3, ассоциированных с этой базовой станцией 5, в том числе, например, данных управления для перенаправления NAS-сообщений.

RRC-модуль 64 выполнен с возможностью генерирования, передачи и приема сообщений сигнализации, отформатированных в соответствии со стандартом RRC. Например, обмен такими сообщениями производится между базовой станцией 5 и мобильными устройствами 3, которые ассоциированы с этой базовой станцией 5. RRC-сообщения могут включать в себя, например, RRC-сообщения, содержащие данные управления (например, NAS-сообщения) для ретрансляции между мобильным устройством 3 и обслуживающим его MME 9.

S1AP-модуль 67 выполнен с возможностью генерирования, передачи и приема сообщений сигнализации, отформатированных в соответствии со стандартом протокола приложения S1 (S1AP). Например, обмен такими сообщениями производится между базовой станцией 5 и MME 9, соединенными с этой базовой станцией 5. S1AP-сообщения могут включать в себя, например, сообщения, относящиеся к перенаправлению NAS-сигнализации (такие как запросы перенаправления NAS-сообщений), S1-сообщения установки и ассоциированные ответы.

Модуль 69 направления NAS-сообщения отвечает за выбор подходящего ММЕ (или SGSN) для подсоединенных мобильных устройств и для (пере)направления NAS-сообщений в соответствующие выделенные базовые сети (через S1AP-модуль 67). При отсутствии соответствующего выделенного узла базовой сети (например, когда MME/SGSN, соответствующий конкретному типу использования UE, не предусмотрен в пуле MME, соединенном с этой базовой станцией), модуль 69 направления NAS-сообщения гарантирует, что никакие ненужные попытки перенаправления не будут выполняться для NAS-сообщений мобильными устройствами с данным конкретным типом использования UE. Для выполнения этого, модуль 69 направления NAS-сообщения предоставляет (явно или неявно) информацию к выбранному MME/SGSN, на основании которой ММЕ/SGSN может определить, следует ли ему перенаправлять конкретное NAS-сообщение к другому MME/SGSN.

Объект управления мобильностью

На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая основные компоненты одного из MME 9, показанных на фиг. 1. Как показано, ММЕ 9 имеет схему 71 приемопередатчика, интерфейс (S1) 74 базовой станции для передачи сигналов к базовой станции 5 и для приема сигналов от базовых станций 5 и интерфейс 75 базовой сети для передачи сигналов к другим узлам базовой сети и для приема сигналов от других узлов базовой сети (например, других MME 9 и HSS 11). ММЕ 9 имеет контроллер 77 для управления работой ММЕ 9. Контроллер 77 ассоциирован с памятью 79.

Программное обеспечение может быть предварительно инсталлировано в памяти 79 и/или может быть загружено, например, через сеть 1 связи или со съемного устройства хранения данных (RMD). Контроллер 77 сконфигурирован для управления всей работой ММЕ 9, в данном примере, посредством программных инструкций или инструкций программного обеспечения, хранящихся в памяти 79. Как показано, эти инструкции программного обеспечения включают в себя, среди прочего, операционную систему 81, модуль 83 управления связью, модуль 85 уровня, не связанного с предоставлением доступа, S1AP-модуль 87 и модуль 89 перенаправления NAS-сообщения.

Модуль 83 управления связью управляет связью между MME 9 и другими сетевыми объектами, которые соединены с MME 9 (например, базовыми станциями 5, другими ММА 9, HSS 11 и любыми мобильными устройствами 3 при соединении с одной из базовых станций 5).

NAS-модуль 85 выполнен с возможностью генерации, передачи и приема сообщений, отформатированных в соответствии с протоколом NAS. Например, обмен такими сообщениями (через базовые станции 5) производится между MME 9 и мобильными устройствами 3, которые ассоциированы с ММЕ 9. NAS-сообщения могут включать в себя, например, NAS-сообщения, содержащие данные управления, относящиеся к мобильности мобильного устройства 3, например, данные управления для регистрации мобильного устройства 3 в MME 9.

S1AP-модуль 87 выполнен с возможностью генерации, передачи и приема сообщений сигнализации, отформатированных в соответствии со стандартом протокола приложения S1 (S1AP). Например, обмен такими сообщениями производится между MME 9 и базовыми станциями 5, соединенными с этим ММЕ 9. S1AP-сообщения могут включать в себя, например, сообщения, относящиеся к перенаправлению NAS-сигнализации (такие как запросы перенаправления NAS-сообщения), S1-сообщения установки и ассоциированные ответы.

Модуль 89 перенаправления NAS-сообщения отвечает за перенаправление каждого мобильного устройства 3, пытающегося зарегистрироваться в этом MME 9, к другому (например, выделенному) MME (или SGSN), подходящему для этого мобильного устройства (например, если тип использования UE, ассоциированный с конкретным мобильным устройство 3, не соответствует типу использования UE, ассоциированному с этим MME 9). Для того чтобы выполнить это, модуль 89 перенаправления NAS-сообщения сохраняет информацию о том, ассоциирован ли ММЕ 9 с конкретной DCN, и информацию, идентифицирующую данную DCN (например, в форме MMEGI и/или типа CN и/или типа использования UE). Модуль 89 перенаправления NAS-сообщения также хранит информацию о том, ассоциированы ли соседние ММЕ/SGSN (например, в том же пуле MME) с любым типом использования UE, DCN и/или мобильным устройством. Модуль 89 перенаправления NAS-сообщения предоставляет эту информацию другим модулям, например, S1AP-модулю 87 для использования в перенаправлении NAS-сообщений (например, выборе подходящего целевого MME или группы MME) и/или NAS-модулю 85 для принятия решения о том, следует ли регистрировать конкретное мобильное устройство 3. В некоторых вариантах осуществления, модуль 89 перенаправления NAS-сообщения получает (явно или неявно) указание от базовой станции, направляющей NAS-сообщение, на основании которого он может определить, разрешено ли или нет ММЕ 9 перенаправлять данное конкретное NAS-сообщение к другому MME/SGSN.

В приведенном выше описании, мобильное устройство 3, базовая станция 5 и ММЕ 9 описаны для простоты понимания как имеющие ряд дискретных модулей (таких как модули управления связью, RRC/NAS-модули и S1AP-модули). Хотя эти модули могут быть обеспечены таким способом для некоторых применений, например, когда существующая система была модифицирована для реализации изобретения, в других приложениях, например, в системах, спроектированных с учетом признаков изобретения с самого начала, эти модули могут быть встроенные в общую операционную систему или код, и, таким образом, эти модули могут не различаться как дискретные объекты. Эти модули также могут быть реализованы в программном обеспечении, аппаратных средствах, программно-аппаратных средствах или их смеси.

Далее будет описан ряд различных вариантов осуществления, которые иллюстрируют, каким образом различные аспекты настоящего изобретения могут быть введены в действие с использованием вышеуказанного мобильного устройства 3, базовой станции 5 и MME 9. Варианты осуществления будут описаны со ссылкой на диаграммы сигнализации (или временные диаграммы), изображенные на фиг. 5 и 6.

Функционирование - первый вариант

На фиг. 5 показана примерная временная диаграмма, указывающая процедуру перенаправления NAS-сообщения. В частности, в этом примере, базовая станция 5 (обозначенная как ʹeNBʹ), обслуживающая мобильное устройство 3D, указывает выбранному MME 9, разрешено ли или не перенаправление.

Хотя это и не показано на фиг. 5, базовая станция 5 первоначально устанавливает (с использованием своего S1AP-модуля 67) соответствующие S1-соединения с некоторыми (или всеми) ММЕ 9 в ассоциированном с ними пуле ММЕ (в этом примере, пул ММЕ содержит MME 9C и MME 9D).

Процедура начинается с того, что мобильное устройство 3D генерирует (с использованием его NAS-модуля 45) и посылает, на этапе S501, соответствующим образом отформатированное NAS-сообщение к своей обслуживающей базовой станции 5 (для ретрансляции NAS-сообщения к соответствующему MME 9). NAS-сообщение может содержать запрос на подсоединение, обновление области слежения (TAU), обновление области маршрутизации (RAU) и/или тому подобное. Мобильное устройство 3D (с использованием своего RRC-модуля 44) встраивает это NAS-сообщение в соответствующее RRC-сообщение и посылает это RRC-сообщение к обслуживающей базовой станции 5 (после выполнения соответствующей процедуры произвольного доступа, в случае необходимости).

После приема этого NAS-сообщения, обслуживающая базовая станция 5 выбирает, на этапе S503, MME 9 из своего пула ММЕ для мобильного устройства 3D (в этом примере, ММЕ 9С по умолчанию, так как базовая станция 5 не имеет информации о типе DCN/подписке мобильного устройства). Например, базовая станция 5 может выполнить соответствующую процедуру NNSF. На этапе S505, базовая станция 5 (с использованием своего RRC-модуля 64) получает NAS-сообщение из принятого RRC-сообщения и пересылает NAS-сообщение к выбранному (по умолчанию) MME 9C (например, путем встраивания NAS-сообщения в надлежащим образом отформатированное S1-сообщение).

Следует принимать во внимание, что базовая станция 5B может быть сконфигурирована так, чтобы добавлять к пересылаемому NAS-сообщению так называемый флаг ʹDecor Rerouteʹ (и/или любой другой флаг/индикацию/информационный элемент, который служит той же или аналогичной цели), чтобы указывать выбранному MME 9, следует ли или нет учитывать перенаправление к выделенным сетям. В этом примере, так как это первый раз, когда это конкретное NAS-сообщение пересылается к MME, базовая станция 5B указывает, что перенаправление разрешено (например, путем установки соответствующего параметра/индикации/флага в сообщении на этапе S505). Однако также должно быть понятно, что базовая станция 5B может быть сконфигурирована так, чтобы неявно указывать, что перенаправление разрешено (например, путем невключения какой-либо информации в обратном смысле).

ММЕ 9С по умолчанию принимает сообщение базовой станции 5 и получает информацию, относящуюся к мобильному устройству 3D, которое отправило NAS-сообщение. Полученная информация может содержать контекст UE (по меньшей мере тип использования UE), ассоциированный с этим мобильным устройством 3D. Как иллюстрируется в общем посредством этапа S505a, ММЕ 9С может получать эту информацию во время процедуры обмена контекстом от другого MME (MME, в котором мобильное устройство 3D было ранее зарегистрировано). Например, значение типа использования UE, ассоциированное с мобильным устройством 3D, может быть включено в сообщение ответа контекста, посланное ʹстарымʹ MME, если мобильное устройство 3D имеет подписку для какой-либо конкретной выделенной сети(ей). Следует принимать во внимание, что такая процедура обмена контекстом может быть выполнена на основании GUTI, используемого мобильным устройством 3D (например, в NAS-сообщении), на основании которого ММЕ 9С по умолчанию может быть в состоянии идентифицировать старый MME и контактировать с ним. В качестве альтернативы, как в общем показано на этапе S505b, ММЕ 9С может получать данные подписки (включая контекст UE/тип использования UE), ассоциированные с мобильным устройством 3D во время процедуры обновления местоположения от HSS 11. Должно быть понятно, что такая процедура обновления местоположения может быть выполнена, если мобильное устройство 3D не включало действительный GUTI в NAS-сообщение (и, следовательно, ММЕ 9С по умолчанию не может идентифицировать старый MME и контактировать с ним для получения пользовательского контекста).

В любом случае, если тип использования UE, ассоциированный с мобильным устройством 3D, не согласуется с типом использования UE, ассоциированным с ММЕ 9С по умолчанию, то MME 9С принимает решение попытаться перенаправить NAS-сообщение к соответствующему выделенному MME (как показано в общем на этапе S507). Таким образом, ММЕ 9С по умолчанию генерирует (например, с использованием своего S1AP-модуля 87) и посылает на этапе S509 соответствующим образом отформатированное сообщение, запрашивающее обслуживающую базовую станцию 5 перенаправить NAS-сообщение (посланное мобильным устройством 3D) к другому MME (соответствующему типу использования UE для этого мобильного устройства 3D). В этом примере, ММЕ 9С генерирует и посылает ʹзапрос перенаправления NAS-сообщенияʹ на базовую станцию 5, которая переслала NAS-сообщение.

Как показано на фиг. 5, это сообщение запроса перенаправления NAS-сообщения включает в себя: исходное (немодифицированное) NAS-сообщение от мобильного устройства 3D; информацию, идентифицирующую параметр перенаправления (например, идентификатор группы MME (ʹMMEGIʹ) и/или ʹNull-NRIʹ, на который нужно перенаправить NAS-сообщение); глобально уникальный временный идентификатор (ʹGUTIʹ), ассоциированный с мобильным устройством 3D. Следует иметь в виду, что ММЕ 9С может быть сконфигурирован, чтобы получать и хранить (например, в своем модуле 89 перенаправления NAS-сообщения) информацию, идентифицирующую отображение MMEGI/Null-NRI на выделенную базовую сеть/тип базовой сети (например, на каждую область отслеживания), и выбирать соответствующий MMEGI/Null-NRI на основе этого отображения. Следует также иметь в виду, что базовая станция 5 имеет возможность выбрать новый MME (или новый SGSN), соответствующий MMEGI/Null-NRI, например, с использованием функциональных возможностей NNSF.

Затем базовая станция 5 (с использованием своего модуля 69 направления NAS-сообщения) проверяет, существует ли какой-либо MME в ее пуле, который соответствует параметру MMEGI/Null-NRI (предоставленному посредством ММЕ 9С по умолчанию на этапе S509). Таким образом, в зависимости от того, найден ли или нет подходящий выделенный ММЕ, базовая станция 5 имеет две опции (показанные на этапах S512a и S512b, соответственно).

Если тип использования UE, ассоциированный с мобильным устройством 3D, не поддерживается ни одним MME в пуле MME, с которым соединена базовая станция 5 (хотя он может поддерживаться в другом пуле ММЕ), то базовая станция переходит к этапу S512a.

В этом случае базовая станция 5 выбирает MME 9С, который отправил запрос перенаправления NAS-сообщения (или выполняет соответствующую процедуру выбора MME, например, с использованием NNSF, чтобы выбрать другой ММЕ по умолчанию, если таковые имеются), и передает NAS-сообщение к вновь выбранному MME 9С (например, путем встраивания NAS-сообщения в соответствующим образом отформатированное S1-сообщение).

Предпочтительно, обслуживающая базовая станция 5 также включает в свое сообщение к вновь выбранному MME 9С (наряду с NAS-сообщением) информацию, указывающую, что NAS-сообщение является перенаправленным сообщение и/или что MME 9С не должен пытаться перенаправить NAS-сообщение. Соответственно, MME 9С не будет пытаться снова перенаправить NAS-сообщение после определения того, что NAS-сообщение уже было перенаправлено. В этом случае, выбранный ММЕ 9С по умолчанию может выгодным образом пытаться обслуживать мобильное устройство 3D, даже если тип использования UE для этого мобильного устройства 3D не соответствует типу использования UE (если таковые имеются) для ММЕ 9С по умолчанию. В зависимости от политики конфигурирования оператора (если это необходимо), ММЕ 9С по умолчанию также может быть сконфигурирован так, чтобы выполнять любые другие конкретные действия, чтобы гарантировать, что мобильное устройство 3D может регистрироваться в базовой сети.

Однако если тип использования UE, ассоциированный с мобильным устройством 3D, поддерживается посредством ММЕ (например, выделенного ММЕ 9D) в пуле MME, с которым соединена базовая станция 5, то базовая станция переходит к этапу S512b, в котором она пересылает NAS-сообщение к корректному выделенному MME 9D в текущем пуле ММЕ. Следует принимать во внимание, что базовая станция 5 имеет возможность выбрать/идентифицировать корректный выделенный MME 9D на основе MMEGI (для E-UTRAN), ассоциированного с этим MME 9D (и/или выбрать/идентифицировать корректный выделенный SGSN на основе Null-NRI (для UTRAN и GPRS), ассоциированного с этим SGSN). Хотя это не показано на фиг. 5, следует принимать во внимание, что сообщение на этапе S512b может также включать в себя информацию, указывающую на то, что NAS-сообщение является перенаправленным сообщением и/или что ММЕ 9D не должно пытаться перенаправить NAS-сообщение (при необходимости).

Выгодным образом, путем установки соответствующего флага ʹперенаправление разрешеноʹ в значение ʹложноʹ в своем сообщении к выбранному MME (и/или путем обеспечения любого другого подходящего указания на этот счет), базовая станция может указывать, что перенаправления следует избегать, так как выделенная сеть, соответствующую этому конкретному типу использования UE не поддерживается.

Функционирование - второй вариант

Фиг. 6 иллюстрирует примерную временную диаграмму, указывающую процедуру перенаправления NAS-сообщения. В частности, в данном примере, ММЕ по умолчанию определяет, является ли возможным перенаправление.

Этапы S601 - S605b соответствуют этапам S501 - S505b на фиг. 5, соответственно, так что их описание здесь опущено для простоты.

Однако в этом примере, ММЕ 9С по умолчанию выгодным образом сконфигурирован для получения информации о том, какие типы выделенных сетей (какие типы использования UE) поддерживаются в пуле MME, так что ММЕ 9С по умолчанию способен определить, поддерживается ли или нет выделенная сеть с типом использования UE для мобильного устройства 3D. Соответственно, на основе этой информации, ММЕ 9С по умолчанию способен перенаправить NAS-сообщение к правильной выделенной сети (если это необходимо).

Например, информация о типах выделенных сетей, поддерживаемая в пуле MME (и/или конкретными MME), может быть сконфигурирована сетевым оператором (например, через систему функционирования, администрирования и управления (OAM) и/или другой подходящий инструмент конфигурирования сети или средства, доступные для сетевого оператора). Кроме того, информация о типах выделенных сетей, поддерживаемых в пуле MME, может обмениваться между MME через так называемый интерфейс ʹS10ʹ, предусмотренный между ними.

Таким образом, на этапе S607, ММЕ 9C (с использованием своего модуля 89 перенаправления NAS-сообщения) проверяет, имеется ли в пуле ММЕ, который соответствует типу использования UE, связанному с мобильным устройством 3D. Таким образом, в зависимости от того, найден ли или нет подходящий выделенный ММЕ, ММЕ 9С имеет две опции (показанные на этапе S608 и этапах S609-S612, соответственно).

Если тип использования UE, ассоциированный с мобильным устройством 3D, не поддерживается каким-либо MME в пуле MME, которому принадлежит ММЕ 9С по умолчанию, то ММЕ 9С по умолчанию переходит к этапу S608 и пытается обслуживать мобильное устройство 3D, даже если тип использования UE для этого мобильного устройства 3D не соответствует типу использования UE (если таковые имеются) для ММЕ 9С по умолчанию. В зависимости от политики конфигурирования оператора (если это необходимо), ММЕ 9С по умолчанию также может быть сконфигурирован так, чтобы выполнять любое другое конкретное действие для того, чтобы гарантировать, что мобильное устройство 3D может регистрироваться в базовой сети.

Однако если тип использования UE, ассоциированный с мобильным устройством 3D, поддерживается посредством ММЕ (например, выделенного ММЕ 9D) в пуле MME, которому принадлежит ММЕ 9С по умолчанию, то ММЕ 9С по умолчанию переходит к этапу S609, в котором он запрашивает перенаправление для NAS-сообщения. Как показано на фиг. 6, сообщение, посланное на этапе S609, соответствует сообщению, посланному на этапе S509 на фиг. 5, так что оно не будет описано подробно.

Следует принимать во внимание, что базовая станция 5, принимающая запрос перенаправления NAS-сообщения на этапе S609, может выбрать выделенный ММЕ (или выделенный SGSN), соответствующий MMEGI/Null-NRI, например, с использованием функциональных возможностей NNSF. Соответственно, базовая станция 5 (с использованием своего модуля 69 направления NAS-сообщения) выбирает ММЕ в своем пуле, который соответствует параметру MMEGI/Null-NRI (в данном примере, ММЕ 9D), и направляет, на этапе S612, NAS-сообщение к выбранному выделенному MME 9D. Наконец, выделенный MME 9D (если таковой имеется) начинает обслуживание мобильного устройства 3D (и/или возвращает соответствующий ответ NAS).

Выгодным образом, в этом примере, можно избежать любой попытки перенаправления, если соответствующий выделенный ММЕ не обеспечивается для конкретного типа использования UE. Другими словами, за счет использования более совершенных критериев, ММЕ по умолчанию может быть сконфигурирован так, чтобы перенаправлять NAS-сообщение, только если он может определить, что соответствующий выделенный ММЕ обеспечен в пуле ММЕ. Если никакие выделенные сети не поддерживаются в этом пуле ММЕ, или выделенная сеть корректного типа использования UE не поддерживается или не доступна, то MME по умолчанию может попытаться обслуживать мобильное устройство сразу же (вместо перенаправления NAS-сообщения сначала).

Модификации и альтернативы

Детальные варианты осуществления были описаны выше. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что ряд модификаций и альтернатив могут быть выполнены в описанных выше вариантах осуществления, при получении выгоды от изобретений, воплощенных в них. В качестве иллюстрации только теперь будет описан ряд таких альтернатив и модификаций.

В приведенных выше вариантах осуществления мобильные устройства представляют собой сотовые телефоны. Следует понимать, что вышеописанные варианты осуществления могут быть реализованы с использованием устройств, отличных от мобильных телефонов, таких как, например, персональные цифровые помощники, портативные компьютеры, веб-браузеры и т.д. Вышеупомянутые варианты осуществления также применимы к немобильному или вообще стационарному пользовательскому оборудованию.

В приведенном выше описании вариантов осуществления, примерные сетевые узлы представляют собой базовые станции и ММЕ. Тем не менее, следует принимать во внимание, что контроллер радиосети (RNC), может быть использован вместо (LTE) базовой станции, и узел SGSN может быть использован вместо ММЕ.

Приведенные выше варианты осуществления были описаны с использованием ММЕ только для иллюстративных целей и никоим образом не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение, чтобы требовать MME и/или LTE базовую сеть. Например, SGSN может быть использован вместо MME. В этом случае соответствующий идентификатор группы SGSN (или Null-NRI) может быть использован вместо MMEGI, описанного на этапах S509 и S609 выше. Следует также иметь в виду, что RNC может быть использован вместо базовой станции. Варианты осуществления настоящего изобретения применимы к системам в соответствии с другими стандартами (3GPP и/или не-3GPP), а также в которых пользовательское оборудование требуется для соединения с узлами выделенной сети.

В приведенных выше вариантах осуществления, обслуживающая базовая станция описана для направления NAS-сообщения от мобильного устройства к выбранному MME. Следует принимать во внимание, что обслуживающая базовая станция может направлять NAS-сообщение с использованием соответствующим образом отформатированного S1-сообщения, например, так называемого ʹпервоначального сообщения UEʹ и/или тому подобного.

В приведенном выше описании первого варианта осуществления, обслуживающая базовая станция указывает выбранному ММЕ по умолчанию, может ли или нет NAS-сообщение перенаправляться (например, она указывает, что NAS-сообщение не должно перенаправляться в случае, если соответствующий выделенный MME/SGSN не предусмотрен в сети). Однако следует понимать, что базовая станция (или другой сетевой узел, например, HSS, ОАМ и т.д.) также могут быть сконфигурированы, чтобы указывать, что конкретное NAS-сообщение не должно перенаправляться, в зависимости от конфигурации оператора, даже если соответствующий выделенный ММЕ/SGSN обеспечен в сети. Такая конфигурация оператора может быть применена для каждого пользователя/UE/типа использования UE/MMEGI/MME и т.д.

В приведенном выше описании первого варианта осуществления, обслуживающая базовая станция описана, чтобы пересылать NAS-сообщение от мобильного устройства к выбранному MME и включать соответствующую информацию для указания ММЕ по умолчанию, что NAS-сообщение не должно (или не может) перенаправляться к соответствующему выделенному MME. Однако также следует понимать, что вместо направления NAS-сообщения к тому же самому MME, базовая станция может послать другое сообщение (например, сообщение ʹотклонения перенаправленияʹ и/или любое другое соответствующим образом отформатированное сообщение сигнализации) к ММЕ, чтобы указать, что NAS-сообщение не должно (или не может) перенаправляться и/или что перенаправление к выделенной сети этого типа использования UE невозможно.

Следует принимать во внимание, что старый (по умолчанию) и новый (выделенный) MME/SGSN могут быть физически разделены (например, обеспечены в разных местоположениях), или они могут быть расположены рядом в том же местоположении (хотя обеспечены как логически отдельные объекты).

Следует принимать во внимание, что указанные выше варианты осуществления изобретения могут быть также применены к гетерогенным/частичным развертываниям DCN, когда DCN развертывается только для некоторых RAT (но не всех) и/или только для определенной области (области отслеживания/маршрутизации) в сети. В этом случае базовая станция и ММЕ могут быть сконфигурированы так, чтобы принимать во внимание, находится ли мобильное устройство внутри или за пределами конкретной области обслуживания, и/или RAT, которая поддерживает функциональные возможности DCN (для этого мобильного устройства).

Следует принимать во внимание, что описанное выше перенаправление NAS-сообщения (и/или перевыбор MME/SGSN) также могут быть выполнены в целях выравнивания нагрузки (например, для перемещения абонентов от MME/SGSN, имеющего перегрузку, или MME/SGSN, имеющего относительно высокую нагрузку, к другому(им) ММЕ/SGSN, имеющему(им) относительно низкую нагрузку).

В приведенных выше вариантах осуществления были описаны несколько модулей программного обеспечения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что модули программного обеспечения могут быть предоставлены в скомпилированной или не-скомпилированной форме и могут подаваться на базовую станцию или MME в качестве сигнала по компьютерной сети или на носителе записи. Кроме того, функциональные возможности, реализуемые частично или полностью, данного программного обеспечения могут быть выполнены с использованием одной или более специализированных аппаратных схем. Однако использование модулей программного обеспечения является предпочтительным, поскольку это облегчает обновление базовой станции, ММЕ и мобильного устройства для того, чтобы обновить их функциональные возможности.

Сообщение, включающее в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети, может содержать информацию, идентифицирующую по меньшей мере один выделенный объект управления мобильностью (MME) и/или по меньшей мере один выделенный SGSN типа, соответствующего типу устройства связи, которое отправило упомянутую сигнализацию для установления соединения связи.

Сигнализация для установления соединения связи может содержать сообщение уровня, не связанного с предоставлением доступа (NAS) (например, сообщение запроса присоединения, сообщение обновления области отслеживания или сообщение обновления области маршрутизации).

Сигнализация (например, первоначальное сообщение UE или UL-Unitdata-сообщение) для установления упомянутого соединения связи с первой базовой сетью может включать в себя информацию, указывающую, что упомянутая сигнализации для установления упомянутого соединения связи не должна перенаправляться. Сигнализация (например, первоначальное сообщение UE или UL-Unitdata-сообщение) для установления упомянутого соединения связи с первой базовой сетью может включать в себя информацию, указывающую, что упомянутая сигнализация для установления упомянутого соединения связи может перенаправляться.

Множество узлов базовой сети может содержать множество объектов управления мобильностью (ММА) и/или обслуживающих узлов поддержки GPRS (SGSN). В этом случае первый узел базовой сети может содержать ММЕ по умолчанию или SGSN по умолчанию. Аппарат связи может содержать по меньшей мере одно из базовой станции и контроллера радиосети (RNC).

Информация, указывающая, что упомянутая сигнализация для установления упомянутого соединения связи не должна быть перенаправлена, может содержать по меньшей мере одно из информационного элемента (например, информационного элемента, идентифицирующего упомянутую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети) и указания того, разрешено ли перенаправление.

Средство выбора упомянутого аппарата связи может быть выполнено с возможностью выбора упомянутого установленного по умолчанию узла базовой сети (например, с использованием функции выбора узла NAS) на основе по меньшей мере одного из идентификатора группы ММЕ (MMEGI), идентификатора сетевого ресурса (например, ʹNull-NRIʹ), идентификатора группы обслуживающих узлов поддержки GPRS (SGSN) и глобально уникального временного идентификатора (GUTI).

Сообщение, включающее в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети, может содержать запрос перенаправления NAS-сообщения.

При перенаправлении упомянутой сигнализации для установления упомянутого соединения связи к упомянутому установленному по умолчанию узлу базовой сети, средство отправки упомянутого аппарата связи может быть выполнено с возможностью отправки, к упомянутому установленному по умолчанию узлу базовой сети, по меньшей мере одного из сообщения ʹотклонения перенаправления NAS-сообщенияʹ, сообщения ʹпересылки NAS-сообщенияʹ и ʹпервоначального сообщения UEʹ.

Узел базовой сети также может содержать средство для отправки, к упомянутому аппарату связи, после того, как упомянутое средство приема принимает упомянутую сигнализацию для установления упомянутого соединения связи, в качестве установленного по умолчанию узла базовой сети, сообщения, включающего в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети, к которому должна перенаправляться упомянутая сигнализация для установления упомянутого соединения связи.

Узел базовой сети может быть сконфигурирован так, чтобы устанавливать упомянутое соединение связи между упомянутым узлом базовой сети и упомянутым устройством связи после того, как средство приема принимает упомянутую сигнализацию для установления упомянутого соединения связи к упомянутому узлу базовой сети.

Узел базовой сети может содержать объект управления мобильностью (MME) или обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN).

Различные другие модификации будут очевидны специалистам в данной области техники и не будут описываться здесь более подробно.

Сокращения

еNB - развитый Узел B

E-UTRAN - развитая универсальная наземная сеть радиодоступа

GGSN - шлюзовой узел поддержки GPRS

GPRS - услуги пакетной радиосвязи общего пользования

GUTI - глобально уникальный временный идентификатор

HSS - домашний абонентский сервер

MME - объект управления мобильностью

MMEGI - глобальный идентификатор MME

NAS - уровень, не связанный с предоставлением доступа

NNSF - функция выбора NAS-узла

NRI - идентификатор сетевого ресурса

PCRF - функция политики и правил тарификации

PGW - шлюз сети пакетных данных

RAU - обновление области маршрутизации

RNC - контроллер радиосети

SGSN - обслуживающий узел поддержки GPRS

SGW - обслуживающий шлюз

TAU - обновление области отслеживания

UE - пользовательское оборудование

UTRAN - наземная сеть радиодоступа UMTS

Claims (59)

1. Способ связи для узла сети радиодоступа системы беспроводной связи, причем способ связи содержит этапы, на которых:

принимают, от устройства связи, первое сообщение для установления соединения связи;

отправляют первое сообщение к первому узлу базовой сети;

принимают, от первого узла базовой сети, второе сообщение, включающее в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети;

выбирают второй узел базовой сети на основе второго сообщения; и

отправляют третье сообщение, включающее в себя первое сообщение, ко второму узлу базовой сети, и

причем третье сообщение включает в себя информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться.

2. Способ связи по п. 1, в котором группа содержит выделенную базовую сеть из по меньшей мере одного объекта управления мобильностью (ММЕ) и/или по меньшей мере одного обслуживающего узла поддержки услуги пакетной радиосвязи общего пользования (SGSN), причем выделенная базовая сеть соответствует типу устройства связи, которое отправляет первое сообщение.

3. Способ связи по п. 1 или 2, в котором выбор второго узла базовой сети выполняется на основе по меньшей мере одного из:

идентификатора группы ММЕ (MMEGI);

идентификатора сетевого ресурса (NRI);

идентификатора группы обслуживающих узлов поддержки GPRS (услуг пакетной радиосвязи общего пользования) (SGSN); и

глобально уникального временного идентификатора (GUTI), включенного во второе сообщение.

4. Способ связи по п. 1, в котором второе сообщение включает в себя запрос перенаправления NAS-сообщения.

5. Способ связи по п. 1, в котором отправка третьего сообщения выполняется путем отправки, к второму узлу базовой сети, по меньшей мере одного из:

i) сообщения 'отклонения перенаправления NAS-сообщения',

ii) 'пересылки NAS-сообщения' и

iii) 'первоначального сообщения UE'.

6. Способ связи по п. 1, в котором информация, идентифицирующая группу из по меньшей мере одного узла базовой сети, является информацией, указывающей, что первое сообщение не должно перенаправляться.

7. Способ связи по п. 1, в котором второй узел базовой сети содержит по меньшей мере один из первого узла базовой сети и узла базовой сети в установленной по умолчанию выделенной базовой сети.

8. Способ связи для узла базовой сети системы беспроводной связи, причем способ содержит этап, на котором:

принимают третье сообщение от узла сети радиодоступа системы беспроводной связи, причем третье сообщение включает в себя первое сообщение для установления соединения связи для устройства связи и информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться.

9. Способ связи по п. 8, дополнительно содержащий этапы, на которых:

принимают первое сообщение от устройства связи и

отправляют, после приема первого сообщения, к узлу сети радиодоступа, второе сообщение, включающее в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети, причем

прием третьего сообщения выполняется после приема второго сообщения.

10. Способ связи по п. 9, дополнительно содержащий этап, на котором регистрируют устройство связи в базовой сети после приема третьего сообщения.

11. Способ связи для устройства связи, сконфигурированного для осуществления связи с узлом сети радиодоступа, содержащий этап, на котором:

отправляют, к узлу сети радиодоступа, первое сообщение для установления соединения связи, чтобы побуждать узел сети радиодоступа отправлять первое сообщение к первому узлу базовой сети, причем

сообщение запроса, включающее в себя первое сообщение и информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться, отправляется ко второму узлу базовой сети.

12. Узел сети радиодоступа в системе беспроводной связи, причем узел сети радиодоступа содержит:

средство для приема, от устройства связи, первого сообщения для установления соединения связи;

средство для отправки первого сообщения к первому узлу базовой сети;

средство для приема, от первого узла базовой сети, второго сообщения, включающего в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети;

средство для выбора второго узла базовой сети на основе второго сообщения и

средство для отправки третьего сообщения, включающего в себя первое сообщение, к второму узлу базовой сети, и

причем третье сообщение включает в себя информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться.

13. Узел базовой сети в системе беспроводной связи, причем узел базовой сети содержит:

средство для приема третьего сообщения от узла сети радиодоступа системы беспроводной связи, причем третье сообщение включает в себя первое сообщение для установления соединения связи для устройства связи и информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться.

14. Система беспроводной связи, содержащая:

узел сети радиодоступа;

первый узел базовой сети и

второй узел базовой сети, причем

узел сети радиодоступа содержит:

средство для приема, от устройства связи, первого сообщения для установления соединения связи;

средство для отправки первого сообщения к первому узлу базовой сети;

средство для приема, от первого узла базовой сети, второго сообщения, включающего в себя информацию, идентифицирующую группу из по меньшей мере одного узла базовой сети;

средство для выбора второго узла базовой сети на основе второго сообщения; и

средство для отправки третьего сообщения, включающего в себя первое сообщение, к второму узлу базовой сети, и

при этом первый узел базовой сети содержит:

средство приема, от узла сети радиодоступа, второго сообщения;

средство для отправки второго сообщения к узлу сети радиодоступа;

при этом второй узел базовой сети содержит:

средство для приема третьего сообщения от узла сети радиодоступа;

причем третье сообщение включает в себя информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться.

15. Мобильный терминал, содержащий:

средство для осуществления связи с узлом сети радиодоступа;

средство для отправки, к узлу сети радиодоступа, первого сообщения для установления соединения связи, для побуждения узла сети радиодоступа отправлять первое сообщение к первому узлу базовой сети, причем

сообщение запроса, включающее в себя первое сообщение и информацию, указывающую, что первое сообщение не должно перенаправляться, отправляется ко второму узлу базовой сети.

Images