CN201134894Y - 长期演进系统中多个承载服务的激活 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在包括多个承载的长期演进(LTE)无线通信系统中用于激活多个承载服务的方法。多个承载中的至少一个承载在初始附加过程期间被激活，所述初始附加过程合并了附加过程与激活分组数据协议(PDP)上下文的激活过程。在一个实施方式中，为多承载服务激活实施LTE附加过程，其建立LTE直达通用分组无线电业务(GPRS)隧道协议(GTP)隧道或者常规的GTP双隧道操作。在另一个实施方式中，初始附加过程被用来激活默认PDP上下文，该过程后跟着用于多承载服务激活的修改PDP上下文激活过程。这些过程可用于建立修改的LTE直达GTP隧道或者常规的GTP双隧道操作。

Description

长期演进系统中多个承载服务的激活

技术领域

本实用新型涉及一种无线通信系统。更具体地说，本实用新型涉及以在基于长期演进(LTE)通用分组无线电业务(GPRS)隧道协议(GTP)的系统中的无线发射/接收单元(WTRU)中存储的预配置数据为基础的附加后的多个承载服务的同步激活。

背景技术

图1示出了传统的GPRS/第三代(3G)无线通信系统结构100，其示出了各个网络实体之间的各个接口/协议以及用户数据传输接口。该无线通信系统100包括至少一个服务GPRS支持节点(SGSN)105和至少一个网关GPRS支持节点(GGSN)110。该无线通信系统100还包括通用陆地无线电接入网络(UTRAN)115，其包括一个或多个无线电接入网(RAN)、基站系统(BSS)和无线电网络控制器(RNC)(未示出)。该系统100也包括多个无线发射/接收单元(WTRU)120，每个WTRU都包括耦合到移动终端(MT)130的终端设备(TE)125。通过在GGSN 110处锚定一网际协议(IP)会话并通过支持SGSN 105提供的IP和非IP业务/服务的移动性管理(MM)来允许多级移动性，从而促进无线通信系统100中的移动性。

图2A示出了在图1的传统无线通信系统100中如何建立双隧道来为用户平面业务提供IP连接性。如图2A所示，GPRS隧道化协议(GTP)用户平面(GTP-U)隧道220在GGSN205与SGSN 210之间建立，并且第二用户平面隧道225在SGSN 210与无线电网络控制器(RNC)215之间建立。两个隧道都专用于同一用户。GTP隧道220具有用户平面和控制平面。所述用户隧道225是具有用户平面和用于控制消息传递的RAN应用部分(RANAP)控制平面的IP隧道。

图3示出了基于长期演进(LTE)的网络的系统结构演进(SAE)，其中该网络具有在各个网络实体之间的各种接口/协议以及用户数据传输接口。该无线通信系统300包括演进型分组核心305，其包括至少一个移动性管理实体(MME)/用户平面实体(UPE)310和至少一个接入系统(AS)之间的锚点315，锚点315也被称为接入网关(AGW)。演进型无线点接入网320包括至少一个演进型Node-B(eNodeB)。该无线通信系统300还包括如上参考图1所述的GPRS核心325，其包括至少一个通用陆地无线电接入网络(UTRAN)330和至少一个GPRS增强型数据速率对于全球移动通信系统(GSM)演进(EDGE)无线电接入网(GERAN)335。通过在AGW 315处锚定网际协议(IP)会话并通过支持AGW 315提供的IP业务/服务的MM协议来允许多级移动性，从而促进无线通信系统300中的WTRU(未示出)的移动性。

基于LTE的网络是面向所有IP网络(AIPN)的演进。从网络运营商产生的诸如即时发信之类的IP业务和非第三代合伙计划(3GPP)IP业务(即无线局域网(WLAN)业务)通过AGW 315被锚定并路由。

LTE中的一个目的是促进移动性并通过在AGW处锚定IP会话并允许多级移动性和支持现有的GPRS/3G MM协议来减少开发成本。在LTE中，大部分服务和应用被移向基于IP的平台上。这种移动需要IP连接性并且所生成的业务没有像它在GPRS中的情况那样已经终止于移动性管理实体(MME)/用户平面实体(UPE)处。

在GPRS和通用移动电信系统(UMTS)3GPP系统中执行的当前分组数据协议(PDP)上下文激活被专用于单一承载服务。

主要的PDP上下文激活执行与会话初始协议(SIP)信令相关的IP配置和接入点名称(APN)选择。对于每个额外的承载服务需要辅助PDP上下文激活。这意味着三路信号交换过程将对于待激活的每个附加业务(例如电子邮件、数据流传输、web浏览等等)再三重复。因此需要通过减少所发送信号的PDP(主要和辅助)激活的次数来简化该方法，并增加建立时间来执行上面提及的任何服务。

发明内容

本实用新型涉及一种在包括多个承载的LTE无线通信系统中激活多个承载服务的方法。所述多个承载中的至少一个在初始附加过程期间被激活，所述初始附加过程合并了附加过程与激活PDP上下文激活过程。在一个实施方式中，为多承载服务激活实施LTE附加过程，其建立LTE直达GTP隧道或者常规的GPRS GTP双隧道操作。在另一个实施方式中，初始附加过程被用来激活默认PDP上下文，该过程后跟着用于多承载服务激活的修改PDP上下文激活过程。这些过程可用于建立修改的LTE直达GTP隧道或者常规的GTP双隧道操作。

本实用新型通过在初始附加过程期间执行激活多个承载的单个步骤，或者使用初始附加过程来激活默认承载，后面跟有在单个步骤中激活剩余多个承载的修改过程来改变现有的GPRS过程。

附图说明

从以下关于优选实施方式的描述中可以更详细地了解本实用新型，这些优选实施例是作为实例给出的，并且是结合附图而被理解的，其中：

图1示出了传统的GPRS/3G无线通信系统结构；

图2A示出了传统GTP用户平面隧道的建立；

图2B示出了根据本实用新型的单个GTP隧道的建立；

图3示出了基于LTE的无线通信系统的系统结构演进(SAE)；

图4示出了传统隧道协议栈；

图5示出了根据本实用新型的LTE GTP协议栈；

图6是传统隧道建立过程的信号流向图；

图7是用于建立LTE单个GTP隧道的多承载服务激活的LTE附加过程的信号流向图；和

图8是用于建立LTE单个GTP隧道的多承载服务激活的修改PDP上下文激活的信号流向图。

具体实施方式

当下文提及时，术语“无线发射/接收单元(WTRU)”包括但不局限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机或者能够在无线环境中操作的任何其它类型的用户设备。当下文提及时，术语“基站”包括但不局限于eNodeB、站点控制器、接入点(AP)或能够在无线环境中操作的任何其它类型的接口设备。

本实用新型的特征可以被合并到集成电路(IC)中或被配置在包含多个互连组件的电路中。

根据本实用新型，通过在归属GGSN处锚定IP会话并多级移动性以及通过支持SGSN提供的非IP业务/服务的现有MM协议，从而促进GPRS(3G或以上)系统中的移动性。

图2B示出了根据本实用新型的单个用户平面隧道方法。单个用户平面隧道260被用来降低MME/UPE 255的延迟和处理功率。在图2A所示出的双隧道方法中，SGSN 210端接了对RNC 215的GTP隧道220和用户平面隧道225，这意味着SGSN 210解码在两个方向上传播的分组并把它们转换成为两个隧道220和225的不同协议格式。在图2B所示出的单个隧道方法中，MME/UPE 255经由两个分离的接口/协议(RANAP-C和GTP-C)只在AGW 265和eNodeB 250之间建立隧道。在单隧道方法中，MME/UPE 255在用户平面业务中未被涉及。因此，用户业务在两个方向上经过MME/UPE 255而未改变(即无变化)。只有eNodeB250和AGW 265被允许来执行/作用于用户平面业务。MME/UPE 255只管理与用户相关的包括MM、路由区更新(RAU)等等在内的控制业务及其基于IP的业务。MME/UPE 255使用与AGW 265通信的GTP控制平面和与eNodeB 250通信的RANAP控制平面来连接eNodeB 250和AGW 265。当在eNodeB之间切换时，MME/UPE 255负责向AGW 265提供新的eNodeB隧道端点标识(TEID)信息并且建立单个隧道260。

图4示出了根据现有分组协议的现有技术的隧道协议栈。GTP-U隧道在UTRAN(包括RAN、BSS和RNC)和3G-SGSN之间、以及在3G-SGSN和3G-GGSN之间传送(即用隧道传输)用户数据。

图5示出了根据本实用新型的隧道协议栈，其中在eNodeB和AGW之间建立用户平面隧道。图5中示出的IP隧道可以是基于GTP的隧道或者是任意通用的IP隧道。在优选实施方式中，GTP-U隧道被使用作为IP隧道。

图6是单隧道建立的过程的传统信令图。单隧道功能通过减少了RNC和GGSN接口之间协议转换的需要以及通过在分组交换(PS)域内实现RAN/RNC和GGSN之间的直达用户平面隧道而减少了SGSN处的延迟和处理功率。可是，单隧道方法将不能消除对于管理基于IP的业务的控制业务的SGSN的需要。仍然需要SGSN用于控制平面信令、MM和呼叫/会话管理，并且SGSN判断是建立单隧道还是建立双隧道。

在单隧道的情况下，SGSN通过向隧道的每个终点通知其它终点的相应的TEID(即向GGSN通知RNC TEID并向RNC通知GGSN TEID)来连接用户平面的RAN/RNC TEID和GGSNTEID。在RNC之间切换的情况下，SGSN负责更新并提供新的RNC TEID信息给GGSN并建立单隧道。

在本实用新型的一个优选实施方式中，在WTRU启动分组交换(PS)附加过程的同时，在主要PDP上下文激活期间用于多个服务的多个承载的激活被执行。优选地，WTRU在附加请求中包括需要被激活的服务列表以及相关的网络服务接入点标识符(NSAPI)。

然后优选地，SGSN选择执行这些服务的APN(例如GGSN或AGW)。在优选实施方式中，MME/UPE被使用作为SGSN。优选地，SGSN(MME/UPE)在无线网络控制器(RNC)/eNodeB中建立多个承载。优选地，RNC/eNodeB建立与WTRU之间的多个承载并回过来向SGSN确认。优选地，SGSN(MME/UPE)建立GGSN/AGW与RNC/eNodeB之间所需要的隧道而不管它是单个隧道(LTE/单个隧道GPRS)或两个隧道(GPRS)。然后优选地，SGSN分配IP并确认承载的分配及其相关的NSAPI。

图7示出了根据本实用新型第一实施方式的用于激活多承载服务的LTE单个GTP隧道建立(LTE附加)过程700，该过程在包括WTRU 705、eNodeB 710、MME/UPE 715和AGW720的无线通信系统中被实施。WTRU 705发送一LTE附加请求消息到eNodeB 710和MME/UPE715，其包括一个或多个信息元素(IE)(步骤725)。IE可以包括一个或多个如下内容：PDP类型、PDP地址、服务列表、APN、NSAPI列表和与每个服务相关的服务质量(QoS)。NSAPI列表被用于将特定的服务映射到WTRU 705和核心网络处的特定终点。MME/UPE 715的MME验证该LTE附加请求，选择APN，将选定的APN映射到AGW 720并确定GTP TEID和NSAPI列表(步骤730)。MME/UPE 715的MME将该NSAPI列表转发到AGW 720以识别用户服务终点。MME/UPE 715的MME相对于归属用户服务器(HSS)中的用户简档(profile)验证服务列表。APN的选择是基于包括服务标识在内的许多变量。MME/UPE 715确定是否支持和/或请求单隧道，并且记录GTP TEID和NSAPI列表的存在(步骤730)。其中MME相对于用户简档执行服务验证的许可控制点为每个服务选择适当的APN。MME然后联系网关，以根据相应的QoS简档为列表中识别的每个服务建立PDP上下文。

MME/UPE 715创建PDP上下文请求，该请求包括关于至少一个如下内容的信息：PDP类型、PDP地址、服务列表、NSAPI列表、APN列表、eNodeB TEID和QoS(步骤735)。AGW 720创建PDP上下文响应，该响应优选地包括关于至少一个如下内容的信息：PDP类型、PDP地址、APN、允许建立GTP隧道的指示符、AGW TEID和QoS(步骤740)。WTRU 705和eNodeB 710建立多个无线电接入承载(RAB)，其包括APN、服务列表和NSAPI列表(步骤745)。在此步骤中，eNodeB 810为每个服务建立无线电承载并使用NSAPI列表来标记每个服务。在步骤750中，MME/UPE 715和eNodeB 710交换隧道建立信令，其包括：移动站国际用户电话号码(MSISDN)、PDP地址、APN、NSAPI列表和AGW TEID；并且，在从AGW 720接收到建立隧道的接受指示之后MME/UPE 715发送隧道建立信息到eNodeB 710。在步骤755中，MME/UPE 715发送一调用追踪消息到eNodeB 710。MME/UPE 715发送一更新PDP上下文请求到AGW 720(步骤760)以便通过向AGW 720通知与该请求相关的AGW TEID来建立新隧道，并且AGW 720发送一更新PDP上下文响应到MME/UPE 715(步骤765)，确认或拒绝该隧道的建立和相关的属性(RNC TEID、PDP类型、PDP地址、用户ID等等)。MME/UPE 715在其PDP上下文中插入AGW地址，发送从AGW 720接收到的PDP地址(步骤770)并准备待向下发送到WTRU 705的响应。因此，如果必要的话，MME/UPE 715更新AGW720中的PDP上下文以反映由于步骤745的RAB建立引起的QoS属性中的任何改变。隧道建立信令在eNodeB 710和AGW 720之间交换，该信令包括：MSISDN、PDP地址、eNodeB TEID、AGW TEID和NSAPI列表(步骤775)。MME/UPE 715发送一激活PDP上下文接受信号到WTRU705，其指示单隧道的存在(步骤780)。优选地，激活PDP上下文接受信号包括PDP信息、服务列表、APN和NSAPI列表。所述PDP信息包括IP地址和IP版本(例如v4或v6)。

图8示出了根据本实用新型第二实施方式的用于激活多承载服务的LTE单GTP隧道建立(PDP上下文修改)过程800，该过程在包括WTRU 805、eNodeB 810、MME/UPE 815和AGW 820的无线通信系统中被实施。WTRU 805发送一修改PDP上下文请求消息到eNodeB810和MME/UPE 815，其包括一个或多个IE(步骤825)。IE可以包括一个或多个如下内容：PDP类型、PDP地址、服务列表、APN、NSAPI列表和与每个服务相关的QoS(步骤825)。NSAPI列表被用来将特定的服务映射到WTRU 805和核心网络处的特定终点。MME/UPE815的MME验证所述修改PDP上下文请求，选择APN，将选定的APN映射到AGW 820并确定GTP TEID和NSAPI列表(步骤830)。MME/UPE 815的MME确定是否支持和/或请求单隧道，并且记录GTP TEID和NSAPI列表的存在(步骤830)。

MME/UPE 815创建一修改PDP上下文请求，该请求包括关于至少一个如下内容的信息：PDP类型、PDP地址、服务列表、NSAPI列表、APN列表、eNodeB TEID与QoS(步骤835)。AGW 820创建一PDP上下文响应，该响应优选地包括关于至少一个如下内容的信息：PDP类型、PDP地址、APN、允许建立GTP隧道的指示符、AGW TEID和QoS(步骤840)。WTRU 805和eNodeB 810建立多个RAB，其包括APN、服务列表和NSAPI列表(步骤845)。在步骤850中，MME/UPE 815和eNodeB 810交换隧道建立信令，其包括移动站国际用户电话号码(MSISDN)、PDP地址、APN、NSAPI列表和AGW TEID；并且，在从AGW 820接收到建立隧道的接受指示之后MME/UPE 815发送隧道建立信息到eNodeB 810。在步骤855中，MME/UPE 815发送一调用追踪消息到eNodeB 810。MME/UPE 815发送一更新PDP上下文请求到AGW 820(步骤860)以便通过向AGW 820通知与该请求相关的AGW TEID来建立新隧道，并且AGW 820发送一更新PDP上下文响应到MME/UPE 815(步骤865)，确认或拒绝该隧道的建立和相关的属性(RNC TEID、PDP类型、PDP地址、用户ID等等)。MME/UPE815在其PDP上下文中插入AGW地址，发送从AGW 820中接收到的PDP地址(步骤870)并准备待向下发送到WTRU 805的响应。因此，如果必要的话，MME/UPE 815更新AGW 820中的PDP上下文以便反映由于步骤845的RAB建立引起的QoS属性中的任何改变。修改的隧道建立信令在eNodeB 810和AGW 820之间被交换，该信令包括：MSISDN、PDP地址、eNodeB TEID、AGW TEID和NSAPI列表(步骤875)。MME/UPE 815发送一修改PDP上下文接受信号到WTRU 805，其指示单个修改的隧道的存在(步骤880)。优选地，激活PDP上下文接受信号包括PDP信息、服务列表、APN和NSAPI列表。

优选地，以上优选方法以实例的方式在WTRU和eNodeB或类似的基站处作为软件或中间件被实现。该实施方案适用于各种通信层，包括但不局限于网络层、会话层和表示层。虽然本实用新型的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与本实用新型的其他特征和元素结合的各种情况下使用。本实用新型提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的，关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。

举例来说，恰当的处理器包括：通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何一种集成电路(IC)和/或状态机。

与软件相关联的处理器可以用于实现射频收发信机，以在无线发射接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、终端、基站、无线电网络控制器(RNC)或是任何一种主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄像机模块、视频电路、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、键盘、蓝牙模块、调频(FM)无线电单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何一种无线局域网(WLAN)模块。

Claims (2)

1.一种无线通信系统，其特征在于，包括：

无线发射/接收单元，被配置成发送长期演进附加请求消息，该消息包含需要激活的服务列表、网络服务接入点标识符列表和与所述服务列表关联的服务质量简档；

移动性管理实体，与所述无线发射/接收单元通信以从该无线发射/接收单元接收所述长期演进附加请求消息；

演进型Node-B(eNodeB)，与所述移动性管理实体通信以从该移动性管理实体接收所述长期演进附加请求消息；

接入网关，与所述移动性管理实体通信，其中在所述eNodeB与接入网关之间为由所述服务列表所标识的每一服务建立分组数据协议上下文，并且在所述无线发射/接收单元与eNodeB之间为由所述服务列表所标识的每一服务使用关联的网络服务接入点标识符建立多个无线电接入承载。

2.一种无线通信系统，其特征在于，包括：

无线发射/接收单元，被配置成发送修改分组数据协议上下文请求消息，该消息包含需要激活的服务列表以及网络服务接入点标识符列表；

移动性管理实体，与所述无线发射/接收单元通信以从该无线发射/接收单元接收所述修改分组数据协议上下文请求消息；

演进型Node-B(eNodeB)，与所述移动性管理实体通信以从该移动性管理实体接收所述修改分组数据协议上下文请求消息；以及

接入网关，与所述移动性管理实体通信，其中在所述eNodeB与接入网关之间为由所述服务列表所标识的每一服务建立额外的分组数据协议上下文，并且在所述无线发射/接收单元与eNodeB之间为由所述服务列表所标识的每一服务使用关联的网络服务接入点标识符建立多个无线电接入承载。

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