TW201320697A - 網際網路協定流行動的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種網際網路協定流通過基於通用封包無線電服務隧道傳輸協定的介面在第三代行動通訊合作計劃存取和非第三代行動通訊合作計劃存取之間行動的方法。用戶設備通過第三代行動通訊合作計劃存取網路和非第三代行動通訊合作計劃存取網路連接至封包資料網路閘道。用戶設備將網際網路協定流行動觸發信息發送給封包資料網路閘道,封包資料網路閘道基於演進封包系統承載識別碼和網際網路協定流描述,選擇移動的網際網路協定流。封包資料網路閘道將更新承載請求發送給無線存取閘道或演進封包資料閘道,且若更新承載請求成功則更新其映射表。從無線存取閘道或演進封包資料閘道接收到網際網路協定流行動確認後,用戶設備也更新其映射表。封包資料網路閘道開始第三代行動通訊合作計劃承載修改進程,以移動所選擇出的網際網路協定流。
Description
本申請的申請專利範圍根據35 U.S.C.§119要求2011年9月21日遞交的美國臨時申請案No.61/537,222,發明名稱為「4G無線通訊網路中IP流行動的方法和裝置」的優先權,且將此申請作為參考。
本發明有關於行動通訊,且尤其有關於在第四代(4th Generation,4G)無線通訊網路中提供網際網路協定(Internet Protocol,IP)流行動(IP flow mobility,IFOM)。
由於智慧型手機的流行和對傳輸速率的更高需求,對於4G和超4G(Beyond 4G)時代的行動網路來說,容量耗竭(capacity exhaustion)成為了最嚴重的問題。而隨著支持多種介面的行動裝置的出現,從第三代行動通訊合作計劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)到非3GPP(non-3GPP)的流量卸載(traffic offload)可緩解上述容量耗竭問題,其中介面如3GPP、無線保真(Wireless Fidelity,WiFi)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)等。實現流量卸載的方式之一是通過IFOM。IFOM允許IP資料流在支持不同存取技術的不同存取網路中進行選擇性移動(selective movement)。IFOM方案可基於以下3種不同的協定:雙重堆疊行動IPv6(Dual-Stack Mobile IPv6,DSMIPv6)協定、代理行動IPv6(Proxy Mobile IPv6,PMIPv6)協定
以及通用封包無線電服務(General Packet Radio Service,GPRS)隧道傳輸協定(GPRS Tunneling Protocol,GTP)。
3GPP TR 23.861中討論了多存取封包資料網路(Packet Data Network,PDN)和IFOM,如多存取PDN連接性的方案、用於S2c(DSMIPv6)的IP流行動方案以及用於S2a(PMIPv6)的IP流行動方案。上述方案包括基於用戶設備(User Equipment,UE)提供給PDN閘道(PDN Gateway,PDN-GW)的路由濾波器(routing filter)的IP流行動方案,以及基於用於網路行動管理進程的策略控制和計費規則(Policy Control and Charging Rule,PCC)的IP流行動方案。不過,GTP的IP流行動方案尚未全部開發出來。
US2009/0303932 A1專利公開揭露了便於行動節點採用的基於網路控制發送策略的方法和裝置。行動節點接收與IP流有關的存取網路特定信令後,基於信令從多個存取網路中選擇出存取網路發送IP流。行動節點還可更新發送策略,指示IP流應在該存取網路上發送。
US2010/0080172 A1專利公開揭露了多介面通訊環境中的代理行動網際網路協定(Proxy Mobile Intemet Protocol,PMIP)。通訊實體可告知另一通訊實體採用單個IP地址連接多個存取閘道(Access Gateway,AGW),其中通訊實體如UE、AGW、PDN GW等。通訊實體還可將與UE的至少一個IP流有關的資訊發送給另一通訊實體。
US2011/0090794 A1專利公開揭露了無線資料通訊應用IP流行動的技術。IP流行動的技術基於行動IP協定,如PMIP和公共管理資訊協定(Common Management Information Protocol,CMIP)。上述技術允許存取終端(Access Terminal,AT)移動至少一個
IP資料流,其中上述IP資料流在AT和採用第一技術類型的第一存取網路之間建立,移動到採用第二技術類型的第二存取網路,而其它IP資料流維持在第一存取網路。AT採用相同的IP地址通過不同的存取網路發送或接收資料流,以識別存取閘道,從而定向每個IP流的技術類型,其中行動錨點和AT均維持一個流圖(flow map)。
然而,很多現有的核心網路架構並不完全支持行動IP協定。舉例來說,GPRS是一種通過GTP支持行動IP的封包資料行動資料服務。因此,有必要基於GTP支持IP流的行動。
有鑑於此,本發明提出一種IP流通過基於GTP的介面在3GPP存取和非3GPP存取之間行動的實現方法。UE通過3GPP存取網路和非3GPP存取網路連接至PDN-GW。UE將IFOM觸發信息發送給PDN-GW,PDN-GW基於EPS承載ID和IP流描述,選擇移動的IP流。PDN-GW將更新承載請求發送給WAG或ePDG,且若更新承載請求成功則更新其映射表。從WAG或ePDG接收到網際網路協定流行動確認後,UE也更新其映射表。PDN-GW開始3GPP承載修改進程,以移動所選擇出的IP流。
在某些實施例中,IFOM方案用於IP流通過S2a介面在3GPP存取和可信非3GPP存取之間移動。UE通過GTP隧道透過無線存取閘道連接至PDN-GW。在另一些實施例中,IFOM方案用於IP流通過S2b介面在3GPP存取和非
可信非3GPP存取之間移動。UE通過IPSec隧道連接至ePDG,並隨後通過GTP隧道透過ePDG連接至PDN-GW。
在一些實施例中,IFOM由3GPP存取網路觸發。IFOM觸發信息可廣義解釋為請求承載資源修改信息、承載資源命令或IP-CAN會話信令信息。在另外一些實施例中,IFOM由非3GPP存取網路觸發。IFOM觸發信息和IFMO確認可為增強IFOM IKEv2信息或存取網路特定信息。IFOM觸發信息包括IFOM標記、RAT類型、EPS承載ID、QoS策略以及TAD。在一示範例中,要移動的IP流基於TAD選擇(如基於IP流的IFOM)。在另一示範例中,要移動的IP流基於EPS承載ID進行選擇,其中EPS承載ID與特定QoS等級相關(如基於QoS的IFOM)。
如下詳述其他實施例以及優勢。本部分內容並非對發明作限定,本發明範圍由申請專利範圍所限定。
以下描述係本發明實施的較佳實施例,且有些實施例通過附圖進行了說明。
第1圖是根據本發明一實施例的支持通過3GPP以及/或者非3GPP進行存取的行動通訊網路的示意圖。行動通訊網路100包括UE101、3GPP存取網路110、可信(trusted)非3GPP存取網路120、非可信(non-trusted)非3GPP存取網路130、3GPP演進封包核心(Evolved Packet Core,EPC)網路140以及外部IP網路150。其中,3GPP存取網路110如長期演進(Long Term Evolution,LTE)/演進通用地面無線
接取網路(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,E-UTRAN),可信非3GPP存取網路120如分碼多工存取(Code Division Multiple Access,CDMA)2000、WiMAX、WiFi,非可信非3GPP存取網路130如WiFi/無線區域網路(Wireless Local Area Network,WLAN)。UE101可通過不同類型的無線電存取網路所提供的不同無線電存取技術(Radio Access Technology,RAT)存取到外部IP網路150上。EPC網路140可提供多種EPC介面,以支持非3GPP存取網路。舉例來說,UE101可通過S2c/DSMIPv6介面連接至PDN-GW 141;可通過S2a/PMPIv6/GTP介面透過可信非3GPP存取網路120連接至PDN-GW 141;也可通過S2b/PMIPv6/GTP介面透過非可信非3GPP存取網路130連接至PDN-GW 141,如透過演進封包資料閘道(evolved Packet Data Gateway,ePDG)142。
在第1圖所示的示範例中,UE101同時通過3GPP存取網路110(如長虛線161)和非可信非3GPP存取網路130(如短虛線162)連接至PDN-GW 141。當UE 101運行多個應用時,多個IP流通過不同存取進行路由。基於網路運營商的策略、用戶的喜好以及應用和存取的特性,多個IP流按不同的方式進行路由。若網路狀況發生改變(如發生網路擁塞),IFOM允許IP資料流在支持不同存取技術的不同存取網路中選擇性移動。IFOM方案可基於以下3種不同的協定:DSMIPv6協定、PMIPv6協定以及GTP。本申請更多地考慮基於GTP的IFOM方案,因為GTP被運營商廣泛應用,並應用於既有GRPS封包核心網路中。明確來說,
本申請考慮IP流如何通過基於GTP的介面在3GPP存取網路和非3GPP存取網路中進行移動。
第2圖是行動通訊網路200中IP流行動的網路架構示意圖。行動通訊網路200包括無線電存取網路(Radio Access Network,RAN)210和3GPP EPC網路220。RAN 210包括E-UTRAN 211和WLAN 212。其中,E-UTRAN 211包括多個演進節點B(evolved Node-B,eNB),WLAN 212包括WiFi存取點(Access Point,AP)和無線存取閘道(Wireless Access Gateway,WAG)213。每個RAN通過不同的無線電存取技術為UE201提供無線電存取。EPC網路220包括行動管理實體(Mobility Management Entity,MME)221、服務閘道(Serving Gateway,S-GW)222、PDN-GW 223以及ePDG224(可選)。其中,若EPC220的運營商認定RAN210不可信,則採用ePDG 224。UE 201配置有蜂巢收發機和WiFi收發機,可通過蜂巢存取(如長虛線241所示的E-UTRAN路徑)以及/或者WiFi存取(如短虛線242所示的WLAN路徑)存取應用網路或網際網路(Internet)230。多個IP流通過3GPP E-UTRAN路徑或非3GPP WLAN路徑進行路由。舉例來說,UE 201通過E-UTRAN211交換某些IP流,並通過WLAN 212交換另一些IP流。
對於非3GPP WLAN存取來說,UE 201與PDN-GW 223之間的IP連接在GTP隧道和IPSec隧道(可選)上建立,其中若EPC220的運營商將RAN 210認定為不可信,則選擇IPSec隧道。在上行鏈路方向,封包由UE 201發送給WAG 213,或者在EPC220的運營商將RAN 210認定為不可信
時,由UE 201通過IPSec隧道導向ePDG 224。WAG或ePDG隨後通過合適的GTP隧道將封包導向PDN-GW。而PDN-GW 223會進行正常的基於IP的路由。在下行鏈路方向,發送給UE 201的封包首先到達PDN-GW 223。PDN-GW 223基於映射快取項(mapping cache entry)通過GTP隧道將封包導向WAG 213或ePDG 224。WAG或ePDG隨後通過存取網路特定信息(如WAG 213)或合適的IPSec隧道(如ePDG 224)將封包導向UE 201。網路狀況發生改變時,UE 201決定在3GPP存取和非3GPP存取之間重新分布IP流。在一實施例中,提出了一種通過基於GTP的介面實現IP流在3GPP存取和非3GPP存取之間移動的方法。
第3圖是行動通訊網路300中由3GPP存取網路觸發的IP流行動的示意圖。行動通訊網路300包括UE 301、3GPP存取網路310、非3GPP存取網路320、EPC330。其中,非3GPP存取網路320包括WAG 321,EPC330包括MME 331、S-GW 332、PDN-GW 333、歸屬策略和收費規則功能(home Policy and Charging Rule Function,hPCRF)334以及ePDG 335(可選)。其中,若EPC330的運營商認定非3GPP存取網路320不可信,則採用ePDG 335。UE301同時通過3GPP存取網路310和非3GPP存取網路320連接至PDN-GW 333。UE 301決定將某(些)IP流從3GPP存取網路310移動到非可信非3GPP存取網路320時(如3GPP存取網路310發生擁塞時),3GPP存取網路310觸發IFOM方案。首先,UE 301通過3GPP存取網路310將信令信息發送給PDN-GW 333,以觸發IFOM(步驟A、B
和C)。PDN-GW333基於其接收到的信令,發送信令信息以更新hPCRF 334(步驟D)。PDN-GW隨後發送請求到WAG 321(或者非可信情況下發送給ePDG 335)以建立/更新承載(bearer),用來攜帶從3GPP存取網路310移動到非3GPP存取網路320的IP流(步驟E)。作為對上述請求的響應,WAG 321(或者非可信情況下的ePDG 335)將響應發送回PDN-GW 333(步驟F)。WAG321(或者非可信情況下的ePDG 335)還可通知UE301 IFOM信令信息成功(步驟G)。最後,hPCRF 334觸發3GPP專用承載失活(deactivation)以及或者修改進程,用於從3GPP存取網路310移動到非3GPP存取網路320的IP流(步驟H)。整個IP流行動進程由此完成。
第4圖是行動通訊網路400中由非3GPP存取網路觸發的IP流行動的示意圖。行動通訊網路400包括UE 401、3GPP存取網路410、非3GPP存取網路420、EPC 430。其中,非3GPP存取網路420包括WAG 421,EPC 430包括MME 431、S-GW 432、PDN-GW 433、hPCRF 434以及ePDG 435(可選)。其中,若EPC 430的運營商認定非3GPP存取網路420不可信,則採用ePDG 435。UE 401同時通過3GPP存取網路410和非3GPP存取網路420連接至PDN-GW 433。UE 401決定將某(些)IP流從3GPP存取網路410移動到非可信非3GPP存取網路420時(如3GPP存取網路410發生擁塞時),非3GPP存取網路420觸發IFOM方案。首先,UE 401通過非3GPP存取網路420將信令信息發送給PDN-GW 433,以觸發IFOM(步驟A和B)。PDN-GW 433
基於其接收到的信令,發送信令信息以更新hPCRF 434(步驟C)。PDN-GW隨後發送請求到WAG 421或者ePDG 435以建立/更新承載,用來攜帶從3GPP存取網路410移動到非3GPP存取網路420的IP流(步驟D)。作為對上述請求的響應,WAG 421或者ePDG 435將響應發送回PDN-GW 433(步驟E)。WAG 421或者ePDG 435還可通知UE401IFOM信令信息成功(步驟F)。最後,hPCRF 434觸發3GPP專用承載失活以及/或者修改進程,用於從3GPP存取網路310移動到非3GPP存取網路320的IP流(步驟G)。整個IP流行動進程由此完成。
第5圖是PDN-GW 501和UE 502的簡化方塊示意圖以及二者中包含的IFOM映射表示意圖。PDN-GW 501包括記憶體511、處理器512、IFOM模組513以及用來接收/發送資料封包的網路介面模組514。類似地,UE 502包括記憶體521、處理器522、IFM模組523以及用來通過空中介面接收/發送資料信號的射頻(Radio Frequency,RF)模組524。其中,RF模組524耦接至天線525。RF模組524包含多個收發機,以支持3GPP和非3GPP無線電存取技術。上述模組為功能性模組,可由軟體、韌體、硬體或其組合實施。由處理器512和522執行時(如通過記憶體511和521中儲存的程式指令),上述功能性模組相互協作,使得UE 502觸發IFOM方案,以及PDN-GW 501通過不同的存取網路對IP流進行路由。
為了指示每個IP流應導向哪個存取網路,PDN-GW端和UE端均應包含映射表。如第5圖所示,PDN-GW端包
含有映射表516,UE端包含有映射表526。映射表516包含以下几行:路由濾波器、演進封包系統(Evolved Packet System,EPS)承載識別碼(identity,ID)、隧道端ID(Tunnel End ID,TEID)、RAT類型以及UE ID。映射表526包含以下几行:路由濾波器、EPS承載ID以及RAT類型。UE502和PDN-GW501之間進行信令通訊,以建立映射表的映射條目(mapping entry)。對於每個映射條目來說,UE ID可為任何UE特定信息,如国际行動用户识别码(International Mobile Subscriber Identity,IMSI)、IP地址;RAT類型指示IP流位於哪個存取網路;每個基於GPT的特定存取網路中的每個UE均具有獨特的TEID;EPS承載ID指示存取網路中哪個承載用來攜帶特定IP流,其中不同承載可具有不同的服務品質(Quality of Service,QoS);而路由濾波器由UE提供,用來識別特定IP流。路由濾波器可包括IP源地址、IP目的地址、源埠(port)、目的埠以及描述IP流的協定類型。根據映射表,IP流可基於路由濾波器從一個存取網路移動到另一存取網路。此外,IP流可基於EPS承載ID移動,其中一個EPS承載ID對應相同的QoS需求。
第6圖是儲存在PDN-GW端的映射表601和儲存在UE端的映射表602的示範性示意圖。在表601所示的示範例中,根據IMSI識別每個UE。UE1具有3GPP和非3GPP RAT類型。3GPP存取通過隧道#1與IP流量有關,非3GPP存取通過隧道#2與IP流量有關。隧道#1用於EPS ID1指示攜帶IP流1-1的EPS承載,並用於EPS ID2指示攜帶IP流2-1和2-2的EPS承載。每個EPS承載ID對應於EPS
承載中所攜帶的所有IP流的特定QoS等級。示範性表602為儲存在UE1中的映射表,因此包含的映射條目與PDN-GW中儲存的UE1的映射條目相同。
第7圖是特定IP流的IFOM方案之後更新IFOM映射表的示意圖。對於特定IP流的IFOM來說,IP流基於路由濾波器重新分布。在第7圖所示的示範例中,UE1基於路由濾波器的IP流描述,決定將IP流從3GPP存取網路移動到非3GPP存取網路。如此一來,與IP流2-1的描述相匹配的IP流從3GPP RAT類型移動到非3GPP RAT類型。
第8圖是特定QoS的IFOM方案之後更新IFOM映射表的示意圖。對於特定QoS的IFOM來說,IP流基於EPS承載ID重新分布。在第8圖所示的示範例中,UE1基於特定QoS需求(對應於EPS ID2),決定將IP流從3GPP存取網路移動到非3GPP存取網路。如此一來,EPS ID2中攜帶的所有IP流從3GPP RAT類型移動到非3GPP RAT類型。也就是說,與IP流2-1和IP流2-2的描述相匹配的IP流從3GPP RAT類型移動到非3GPP RAT類型。
第9圖是由3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到非可信非3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE 901同時通過3GPP存取網路904和非可信非3GPP存取網路902連接至同一PDN-GW 907。UE 901通過3GPP存取交換某些IP流,並通過非可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE 901決定將某些IP流從3GPP存取移動到非可信非3GPP存取。在步驟2中,UE 901通過請求承載資源修改信息,將IFOM觸發信息和
相關參數發送給MME 905。其中,請求承載資源修改信息可包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及流量聚合描述(Traffic Aggregation Description,TAD)。在步驟3中,MME 905將承載資源命令(如包含UE 901的IMSI、IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD)信息發送給S-GW 906。在步驟4中,S-GW 906將上述承載資源命令信息發送給PDN-GW 907。
基於承載資源命令中的EPS ID和TAD,PDN-GW 907在步驟5中選擇被移動的IP流。PDN-GW 907還可將IP連接存取網路(IP-Connectivity Access Network,IP-CAN)會話修改請求(IP-CAN Session Modification Request)發送給hPCRF 908,以指示服務資料流(Service Data Flow,SDF)和存取網路之間的映射是如何改變的。在步驟6中,PDN-GW 907根據接收到的QoS策略,通過將更新/建立承載請求信息(Update/Create Bearer Request message)發送給ePDG 903指定EPS承載QoS,如指定包括QoS類別標識(QoS Class Identifier,QCI)、地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)、保證位元速率(Guaranteed Bit Rate,GBR)和最高位元速率(Maximum Bit Rate,MBR)的承載級QoS參數值,以修改或建立要被移動的IP流的所需S2b承載。舉例來說,若已有滿足QoS需求的承載,PDN-GW將更新承載請求信息發送給ePDG,以修改目標承載。否則,若並未有滿足QoS需求的承載,PDN-GW發送建立承載請求信息,以建立支持所需QoS的新承載。
在步驟7中,若接收到更新承載請求信息,ePDG 903
採用上行鏈路封包濾波器判斷出映射流通往S2b承載,並通過將更新承載響應(EPS承載ID)信息發送給PDN-GW 907,告知S2b承載進行修改。若接收到建立承載請求信息,ePDG 903選擇出尚未分配給UE的EPS承載ID。ePDG隨後儲存上述EPS承載ID,並將指定承載鏈接至默認(default)承載。ePDG採用上行鏈路封包濾波器判斷出映射流通往S2b承載,並通過將建立承載響應(EPS承載ID、用戶面的ePDG地址和ePDG TEID)信息發送給PDN-GW 907,告知S2b承載進行激活。若更新/建立承載請求成功,PDN-GW 907在隨後更新其映射表。在步驟8中,ePDG 903通過IKEv2配置負載(IKEv2 Configuration payload)將增強IFOM IKEv2信息(IFOM-enhanced IKEv2 message)發送給UE901,指示IFOM請求已被接受。UE 901接收到IFOM確認(Acknowledgement,ACK)後更新其映射表。在步驟9-12中,PDN-GW 907將IP-CAN會話修改響應(IP-CAN Session Modification Response)發送給hPCRF 908,以觸發移動到非可信非3GPP存取服務的3GPP專用承載失活或者修改進程。
第10圖是非可信非3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到非可信非3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE 1001同時通過3GPP存取網路1004和非可信非3GPP存取網路1002連接至同一PDN-GW 1007。UE 1001通過3GPP存取交換某些IP流,並通過非可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE 1001決定將某些IP流從3GPP存取移動到非可信非3GPP
存取。在步驟2中,UE 1001通過IKEv2配置負載將增強IFOM IKEv2信息發送給ePDG 1003,以觸發IFOM。其中增強IFOM IKEv2信息包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。IFOM標記是可選資訊元素(Information Element,IE),用來明確UE請求開始IP流行動;目標RAT類型指示UE想要將特定IP流移動到哪個存取網路;EPS承載ID為攜帶要被移動的路由濾波器的承載;QoS是應滿足特定IP流要求的QoS策略;而TAD包含有UE請求移動的路由濾波器。若IFOM進程基於QoS,則TAD為通配濾波器(match-all filter),此時同一承載的所有IP流均將移動。
在步驟3中,ePDG 1003將增強IFOM IP-CAN會話信令發送給PDN-GW 1007,以要求PDN-GW 1007與hPCRF 1008開始IP-CAN會話修改。其中,增強IFOM IP-CAN會話信令包括UE1001提供的IMSI、IFQM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。在步驟4中,PDN-GW 1007基於增強IFOM IP-CAN會話信令中的EPS承載ID和TAD,選擇要被移動的IP流。PDN-GW隨後將IP-CAN會話修改請求發送給hPCRF 1008,以指示SDF和存取網路之間的映射關係如何改變。在步驟5中,PDN-GW 1007根據接收到的QoS策略,通過將更新/建立承載請求信息發送給ePDG 1003修改或建立要被移動的IP流的所需S2b承載,指定EPS承載QoS。在步驟6中,ePDG 1003採用上行鏈路封包濾波器判斷出映射流通往S2b承載,並通過將更新/建立承載響應信息發送給PDN-GW 1007,告知S2b
承載進行修改或建立。在步驟7中,ePDG 1003通過IKEv2配置負載將增強IFOM IKEv2信息發送給UE1001,指示IFOM請求已被接受。UE 1001接收到IFOM確認後更新其映射表。在步驟8-11中,PDN-GW 1007將IP-CAN會話修改響應發送給hPCRF 1008,以觸發移動到非可信非3GPP存取服務的3GPP指定承載失活或者修改進程。
在上述示範例中,IP流通過基於GTP的S2b從3GPP存取移動到非3GPP存取。在另外一些場景中,基於網路狀況,IP流可通過基於GTP的S2b從非3GPP存取移動到3GPP存取。
第11圖是3GPP存取網路觸發的從非可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE 1101同時通過3GPP存取網路1104和非可信非3GPP存取網路1102連接至同一PDN-GW 1107。UE 1101通過3GPP存取交換某些IP流,並通過非可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE1101決定將某些IP流從非可信非3GPP存取移動到3GPP存取。在步驟2中,UE 1101通過請求承載資源修改(如包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD)信息,將IFOM觸發信息和相關參數發送給MME 1105。在步驟3中,MME 1105將承載資源命令(如包含UE 1101的IMSI、IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD)信息發送給S-GW 1106。在步驟4中,S-GW1106將上述承載資源命令信息發送給PDN-GW 1107。
在步驟5中,開始3GPP專用承載激活進程。在步驟6
中,PDN-GW 1107將更新/刪除承載請求發送給ePDG 1103,以修改、失活或釋放對應於移動到3GPP存取的IP流的S2b承載。在步驟7中,ePDG 1103通過IKEv2配置負載將增強IFOM IKEv2信息發送給UE1101,指示IFOM請求已被接受。UE 1101接收到IFOM確認後更新其映射表。在步驟8中,ePDG 1103將更新/刪除承載響應信息發送給PDN-GW 1107,以告知PDN-GW 1107 S2b承載修改或刪除。
第12圖是是非可信非3GPP存取網路觸發的從非可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE 1201同時通過3GPP存取網路1204和非可信非3GPP存取網路1202連接至同一PDN-GW 1207。UE1201通過3GPP存取交換某些IP流,並通過非可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE 1201決定將某些IP流從非可信非3GPP存取移動到3GPP存取。在步驟2中,UE 1201通過IKEv2配置負載將增強IFOM IKEv2信息發送給ePDG 1203,以觸發IFOM。其中IFOM IKEv2信息包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。在步驟3中,ePDG 1003將增強IFOM IP-CAN會話信令發送給PDN-GW 1207,以要求PDN-GW 1207與hPCRF 1208開始IP-CAN會話修改。其中,增強IFOM IP IP-CAN會話信令包括UE1201提供的IMSI、IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。
在步驟4中,開始3GPP專用承載激活進程。在步驟5
中,PDN-GW1207將更新/刪除承載請求發送給ePDG 1203,以修改、失活或釋放對應於移動到3GPP存取的IP流的S2b承載。在步驟6中,ePDG 1203通過IKEv2配置負載將增強IFOM IKEv2信息發送給UE1201,指示IFOM請求已被接受。UE 1201接收到IFOM確認後更新其映射表。在步驟7中,ePDG 1203將更新/刪除承載響應信息發送給PDN-GW 1207,以告知PDN-GW 1207 S2b承載修改或刪除。若更新/刪除承載請求成功,PDN-GW 1207在隨後更新其映射表。
上述IFOM方案可用於通過基於GTP的S2b介面的3GPP存取與非可信非3GPP存取之間IP流的移動。而通過基於GTP的S2b介面的3GPP存取與可信非3GPP存取之間IP流的移動也可採用類似的IFOM方案。
第13圖是3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到可信非3GPP存取網路的信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE 1301同時通過3GPP存取網路1304和可信非3GPP存取網路1302連接至同一PDN-GW 1307。UE 1301通過3GPP存取交換某些IP流,並通過可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE 1301決定將某些IP流從非3GPP存取移動到可信3GPP存取。在步驟2中,UE 1301通過請求承載資源修改(如包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD)信息,將IFOM觸發信息和相關參數發送給MME 1305。在步驟3中,MME 1305將承載資源命令(如包含UE 1301的IMSI、IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD)信息發送給S-GW
1306。在步驟4中,S-GW 1306將上述承載資源命令信息發送給PDN-GW 1307。
基於承載資源命令中的EPS ID和TAD,PDN-GW1307在步驟5中選擇被移動的IP流。PDN-GW 1307還可將IP-CAN會話修改請求發送給hPCRF 1308,以指示SDF和存取網路之間的映射是如何改變的。在步驟6中,PDN-GW 1307根據接收到的QoS策略,通過將更新/建立承載請求信息發送給WAG 1303指定EPS承載QoS(如指定包括QCI、ARP、GBR和MBR的承載級QoS參數值),修改或建立要被移動的IP流的所需S2a承載。舉例來說,若已有滿足QoS需求的承載,PDN-GW將更新承載請求信息發送給WAG,以修改目標承載。否則,若並未有滿足QoS需求的承載,PDN-GW發送建立承載請求信息,以建立支持所需QoS的新承載。
在步驟7中,若接收到更新承載請求信息,WAG 1303採用上行鏈路封包濾波器判斷出映射流通往S2a承載,並通過將更新承載響應(EPS承載ID)信息發送給PDN-GW1307,告知S2a承載進行修改。若接收到建立承載請求信息,WAG 1303選擇出尚未分配給UE的EPS承載ID。WAG隨後儲存上述EPS承載ID,並將指定承載鏈接至默認承載。WAG採用上行鏈路封包濾波器判斷出映射流通往S2a承載,並通過將建立承載響應(EPS承載ID、用戶面的WAG地址和WAG TEID)信息發送給PDN-GW1307,告知S2a承載進行激活。若更新/建立承載請求成功,PDN-GW1307在隨後更新其映射表。在步驟8
中,WAG 1303將攜帶有IFOM確認的存取網路特定信息發送給UE1301,指示IFOM請求已被接受。UE1301接收到IFOM確認後更新其映射表。在步驟9-12中,PDN-GW 1307將IP-CAN會話修改響應發送給hPCRF 1308,以觸發移動到可信非3GPP存取服務的3GPP專用承載失活或者修改進程。
第14圖是可信非3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到可信非3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE1401同時通過3GPP存取網路1404和可信非3GPP存取網路1402連接至同一PDN-GW1407。UE1401通過3GPP存取交換某些IP流,並通過可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE1401決定將某些IP流從3GPP存取移動到可信非3GPP存取。在步驟2中,UE1401將存取網路特定信息發送給WAG 1403,以觸發IFOM。其中存取網路特定信息包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。IFOM標記是可選IE,用來明確UE請求開始IP流行動;目標RAT類型指示UE想要將特定IP流移動到哪個存取網路;EPS承載ID為攜帶要被移動路由濾波器的承載;QoS是應滿足特定IP流要求的QoS策略;而TAD包含有UE請求移動的路由濾波器。若IFOM進程基於QoS,則TAD為通配濾波器,此時同一承載的所有IP流均將移動。
在步驟3中,WAG 1403將增強IFOM IP-CAN會話信令發送給PDN-GW 1407,以要求PDN-GW 1407與hPCRF 1408開始IP-CAN會話修改。其中,增強IFOM IP-CAN會
話信令包括UE1401提供的IMSI、IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。在步驟4中,PDN-GW 1407基於增強IFOM IP-CAN會話信令中的EPS承載ID和TAD,選擇移動的IP流。PDN-GW隨後將IP-CAN會話修改請求發送給hPCRF 1408,以指示SDF和存取網路之間的映射關係如何改變。在步驟5中,PDN-GW 1407根據接收到的QoS策略,通過將更新/建立承載請求信息發送給WAG 1403修改或建立要被移動的IP流的所需S2a承載,指定EPS承載QoS。在步驟6中,WAG 1403採用上行鏈路封包濾波器判斷出映射流通往S2a承載,並通過將更新/建立承載響應信息發送給PDN-GW1407,告知S2a承載進行修改或建立。若更新/建立請求成功,PDN-GW1407更新其映射表。在步驟7中,WAG 1403將攜帶有IFOM確認的存取網路特定信息發送給UE1401,指示IFOM請求已被接受。UE1401接收到IFOM確認後更新其映射表。在步驟8-11中,PDN-GW 1407將IP-CAN會話修改響應發送給hPCRF 1408,以觸發移動到可信非3GPP存取服務的3GPP專用承載失活或者修改進程。
在上述示範例中,IP流通過基於GTP的S2a從3GPP存取移動到非3GPP存取。在另外一些場景中,基於網路狀況,IP流可通過基於GTP的S2a從非3GPP存取移動到3GPP存取。
第15圖是3GPP存取網路觸發的從可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE 1501同時通過3GPP存取網路1504和可信非
3GPP存取網路1502連接至同一PDN-GW1507。UE1501通過3GPP存取交換某些IP流,並通過可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE 1501決定將某些IP流從可信非3GPP存取移動到3GPP存取。在步驟2中,UE 1501通過請求承載資源修改(如包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD)信息,將IFOM觸發信息和相關參數發送給MME 1505。在步驟3中,MME 1505將承載資源命令(如包含UE 1501的IMSI、IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD)信息發送給S-GW 1506。在步驟4中,S-GW 1506將上述承載資源命令信息發送給PDN-GW 1507。
在步驟5中,開始3GPP專用承載激活進程。在步驟6中,PDN-GW 1507將更新/刪除承載請求發送給WAG 1503,以修改、失活或釋放對應於移動到3GPP存取的IP流的S2a承載。在步驟7中,WAG 1503將攜帶有IFOM ACK的存取網路特定信息發送給UE 1501,指示IFOM請求已被接受。UE 1501接收到IFOM確認後更新其映射表。在步驟8中,WAG 1503將更新/刪除承載響應信息發送給PDN-GW 1507,以告知PDN-GW 1507 S2a承載修改或刪除。若更新/刪除承載請求成功,PDN-GW 1507隨後更新其映射表。
第16圖是可信非3GPP存取網路觸發的從可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。在步驟1中,UE 1201同時通過3GPP存取網路1604和可信非3GPP存取網路1602連接至同一PDN-GW
1607。UE 1601通過3GPP存取交換某些IP流,並通過可信非3GPP存取交換另一些IP流。稍後,UE 1601決定將某些IP流從可信非3GPP存取移動到3GPP存取。在步驟2中,UE 1601將存取網路特定信息發送給WAG 1603,以觸發IFOM。其中存取網路特定信息包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。在步驟3中,WAG 1603將增強IFOM IP-CAN會話信令發送給PDN-GW 1607,以要求PDN-GW 1607與hPCRF 1608開始IP-CAN會話修改。其中,增強IFOM IP-CAN會話信令包括UE1601提供的IMSI、IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS以及TAD。
在步驟4中,開始3GPP專用承載激活進程。在步驟5中,PDN-GW1607將更新/刪除承載請求發送給WAG 1603,以修改、失活或釋放對應於移動到3GPP存取的IP流的S2a承載。在步驟6中,WAG 1603將攜帶有IFOM確認的存取網路特定信息發送給UE1601,指示IFOM請求已被接受。UE1601接收到IFOM確認後更新其映射表。在步驟7中,WAG 1703將更新/刪除承載響應信息發送給PDN-GW 1707,以告知PDN-GW 1707 S2a承載修改或刪除。若更新/刪除承載請求成功,PDN-GW 1707隨後更新其映射表。
第17圖是根據本發明一實施例的從PDN-GW視角看的IFOM方案流程圖。在步驟1701中,PDN-GW接收IFOM觸發信息和相關參數。其中,IFOM觸發信息包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS策略以及TAD。
在步驟1702中,PDN-GW基於IFOM觸發信息選擇IP流,並將更新承載請求發送給WAG或ePDG。在一示範例中,基於TAD選擇IP流。在另一示範例中,基於EPS承載ID選擇IP流。在步驟1703中,若更新承載請求成功,PDN-GW更新其映射表。其中,映射表中包含一個或多個映射實體,每個映射實體包含IP流描述、EPS承載ID、GTP隧道ID、RAT類型以及UE ID。在步驟1704中,PDN-GW開始3GPP專用承載修改進程,以移動選擇出的IP流。
第18圖是根據本發明一實施例的從WAG角度來看的IFOM方案的流程圖。在步驟1801中,WAG將IFOM觸發信息和相關參數發送給PDN-GW。其中,IFOM觸發信息包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS策略以及TAD。在步驟1802中,WAG從PDN-GW接收更新承載請求,以修改選擇出需被移動的IP流的S2a承載。在一示範例中,基於TAD選擇IP流。在另一示範例中,基於EPS承載ID選擇IP流。在步驟1803中,WAG發送更新承載響應,以確認S2a承載修改。在步驟1804中,WAG將IFOM確認發送給UE,以指示IFOM請求已被接受。
第19圖是根據本發明一實施例的從UE視角看的IFOM方案流程圖。在步驟1901中,UE通過3GPP存取網路和非3GPP存取網路連接至PDN-GW。在步驟1902中,UE發送IFOM觸發信息。其中,IFOM觸發信息包括IFOM標記、目標RAT類型、EPS承載ID、QoS策略以及TAD。在一示範例中,IFOM觸發信息為IFOM增強IKEv2信息。在步驟1903中,UE從WAG或ePDG中接收IFOM確認。
在一示範例中,上述IFOM確認為IFOM增強IKEv2信息。在步驟1904中,UE更新其映射表。其中,映射表中包含一個或多個映射實體,每個映射實體包含IP流描述、EPS承載ID以及RAT類型。
本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍。任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400‧‧‧行動通訊網路
101、201、301、401、502、901、1001、1101、1201、1301、1401、1501、1601‧‧‧UE
110、310、410、904、1004、1104、1204、1304、1404、1504、1604‧‧‧3GPP存取網路
120、1302、1402、1502、1602‧‧‧可信非3GPP存取網路
130、902、1002、1102、1202‧‧‧非可信非3GPP存取網路
140、220、330、430‧‧‧EPC網路
150‧‧‧IP網路
141、223、333、433、501、907、1007、1107、1207、1307、1407、1507、1607‧‧‧PDN-GW
142、224、335、435、903、1003、1103、1203‧‧‧ePDG
161、241‧‧‧長虛線
162、242‧‧‧短虛線
210‧‧‧RAN
211‧‧‧E-UTRAN
212‧‧‧WLAN
213、321、421、1303、1403、1503、1603‧‧‧WAG
221、331、431、905、1005、1105、1205、1305、1405、1505、1605‧‧‧MME
222、332、432、906、1006、1106、1206、1306、1406、1506、1606‧‧‧S-GW
230‧‧‧應用網路或網際網路
320、420‧‧‧非3GPP存取網路
334、434、908、1008、1108、1208、1308、1408、1508、
1608‧‧‧hPCRF
511、521‧‧‧記憶體
512、522‧‧‧處理器
513、523‧‧‧IFOM模組
514‧‧‧網路介面模組
524‧‧‧RF模組
516、526、601、602‧‧‧映射表
909、1009、1109、1209、1309、1409、1509、1609‧‧‧HSS/AAA
1701~1704、1801~1804、1901~1904‧‧‧步驟
本發明的附圖用於說明本發明的實施例,其中相同的標號代表相同的組件。
第1圖是根據本發明一實施例的支持通過3GPP以及/或者非3GPP進行存取的行動通訊網路的示意圖。
第2圖是根據本發明一實施例的行動通訊網路中IP流行動的網路架構示意圖。
第3圖是由3GPP存取網路觸發的IP流行動的示意圖。
第4圖是由非3GPP存取網路觸發的IP流行動的示意圖。
第5圖是PDN-GW和UE中包含的IFOM映射表示意圖。
第6圖是儲存在PDN-GW端的映射表和儲存在UE端的映射表的示範性示意圖。
第7圖是特定IP流的IFOM方案之後更新IFOM映射表的示意圖。
第8圖是特定QoS的IFOM方案之後更新IFOM映射表的示意圖。
第9圖是由3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到非可信非3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。
第10圖是非可信非3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到非可信非3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。
第11圖是3GPP存取網路觸發的從非可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的信息流程的示範性示意圖。
第12圖是是非可信非3GPP存取網路觸發的從非可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。
第13圖是3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到可信非3GPP存取網路的信息流程的示範性示意圖。
第14圖是可信非3GPP存取網路觸發的從3GPP存取網路到可信非3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。
第15圖是3GPP存取網路觸發的從可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的信息流程的示範性示意圖。
第16圖是可信非3GPP存取網路觸發的從可信非3GPP存取網路到3GPP存取網路的IFOM信息流程的示範性示意圖。
第17圖是根據本發明一實施例的從PDN-GW視角看的IFOM方案流程圖。
第18圖是根據本發明一實施例的從WAG角度來看的IFOM方案的流程圖。
第19圖是根據本發明一實施例的從UE視角看的IFOM方案流程圖。
901‧‧‧UE
902‧‧‧非可信非3GPP存取網路
903‧‧‧Epdg
904‧‧‧3GPP存取網路
905‧‧‧MME
906‧‧‧S-GW
907‧‧‧PDN-GW
908‧‧‧hPCRF
909‧‧‧HSS/AAA
Claims (20)
- 一種方法,包括:一封包資料網路閘道接收一網際網路協定流行動觸發信息,其中所述網際網路協定流行動觸發信息包含一網際網路協定流行動標記、一目標無線電存取技術類型、一演進封包系統承載識別碼、一服務品質策略以及一流量聚合描述;基於所述網際網路協定流行動觸發信息選擇網際網路協定流,並將一更新承載請求發送給一無線存取閘道或一演進封包資料閘道;若所述更新承載請求成功,更新一映射表,其中所述映射表包含一個或多個映射實體,每個映射實體被更新以指示每個網際網路協定流導向哪種無線電存取技術類型;以及開始第三代行動通訊合作計劃承載修改進程,以移動所選擇出的網際網路協定流。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中所述網際網路協定流基於流量聚合描述進行選擇,所述流量聚合描述描述移動到所述目標無線電存取技術類型的網際網路協定流。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中所述網際網路協定流基於演進封包系統承載識別碼進行選擇,所述演進封包系統承載識別碼中攜帶的所有網際網路協定流均移動到所述目標無線電存取技術類型,且每個演進封包系統承載識別碼對應於一服務品質等級。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中所述映射表包括多個網際網路協定流描述、多個對應的演進封包系統承載識別碼、多個通用封包無線電服務隧道傳輸協定識別碼、多個無線電存取技術類型以及多個用戶設備識別碼。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中選擇出的網際網路協定流通過基於通用封包無線電服務隧道傳輸協定的介面,從第三代行動通訊合作計劃存取移動到非第三代行動通訊合作計劃存取。
- 如申請專利範圍第5項所述之方法,其中所述更新承載請求為一建立承載請求,用來建立滿足為選擇出的網際網路協定流所定義品質服務的一新的承載,所述建立承載請求包括新的承載識別碼和對應的一封包無線電服務隧道傳輸協定隧道識別碼。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中選擇出的網際網路協定流通過基於通用封包無線電服務隧道傳輸協定的介面,從非第三代行動通訊合作計劃存取移動到第三代行動通訊合作計劃存取。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中所述更新承載請求為一刪除承載請求,用來刪除對應於移動到第三代行動通訊合作計劃存取的選擇出的網際網路協定流的承載。
- 一種方法,包括:一無線存取閘道發送一網際網路協定流行動觸發信息,其中所述網際網路協定流行動觸發信息包含一網際網路協定流行動標記、一目標無線電存取技術類型、一演進 封包系統承載識別碼、一服務品質策略以及一流量聚合描述;從一封包資料網路閘道接收一更新承載請求,以修改所選擇出進行移動的網際網路協定流的S2a承載;確定S2a承載的的映射流量流,並將一更新承載響應發送給所述封包資料網路閘道,以確認所述S2a承載修改;以及將一網際網路協定流行動確認發送給一用戶設備。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中選擇出的網際網路協定流基於所述流量聚合描述或所述演進封包系統承載識別碼確定。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中選擇出的網際網路協定流通過基於通用封包無線電服務隧道傳輸協定的介面,從第三代行動通訊合作計劃存取移動到非第三代行動通訊合作計劃存取。
- 如申請專利範圍第11項所述之方法,其中所述更新承載請求為一建立承載請求,用來建立滿足為選擇出的網際網路協定流所定義品質服務的一新的S2a承載,所述建立承載請求包括新的S2a承載識別碼和對應的一封包無線電服務隧道傳輸協定隧道識別碼。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中所述所選網際網路協定流通過基於通用封包無線電服務隧道傳輸協定的S2a介面,從非第三代行動通訊合作計劃存取移動到第三代行動通訊合作計劃存取。
- 如申請專利範圍第13項所述之方法,其中所述更 新承載請求為一刪除承載請求,用來刪除對應於移動到第三代行動通訊合作計劃存取的選擇出的網際網路協定流的承載。
- 一種方法,包括:一用戶設備通過一第三代行動通訊合作計劃存取網路和一非第三代行動通訊合作計劃存取網路連接至一封包資料網路閘道;發送一網際網路協定流行動觸發信息,其中所述網際網路協定流行動觸發信息包含一網際網路協定流行動標記、一目標無線電存取技術類型、一演進封包系統承載識別碼、一服務品質策略以及一流量聚合描述;從一演進封包資料閘道接收一網際網路協定流行動確認;以及更新一映射表,其中所述映射表包含一個或多個映射實體,每個映射實體被更新以指示每個網際網路協定流導向哪種無線電存取技術類型。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法,其中所述用戶設備基於網際網路協定流測定網際網路協定流行動,且所述流量聚合描述包含移動到所述目標無線電存取技術類型的一個或多個網際網路協定流。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法,其中所述用戶設備基於服務品質等級確定網際網路協定流行動,其中所述演進封包系統承載識別碼中攜帶的所有網際網路協定流均移動到所述目標無線電存取技術類型。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法,其中所述映 射表包含多個網際網路協定流描述、多個對應的演進封包系統承載識別碼和多個無線電存取技術類型。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法,其中所述網際網路協定流行動觸發信息為增強網際網路協定流行動IKEv2信息。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法,其中所述網際網路協定流行動確認為增強網際網路協定流行動IKEv2信息。
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