CN105813146B - 业务流传输路径优化方法、装置及mme - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种业务流传输路径优化方法、装置及MME，其中，该方法包括：在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P‑GW调整CSIPTO指示信息；依据CSIPTO指示信息，为UE的接入点名称APN选择第一P‑GW，并基于第一P‑GW建立第一分组数据网络PDN连接，为UE的APN选择第二P‑GW，并基于第二P‑GW建立第二PDN连接；依据建立的第一PDN连接和/或第二PDN连接对UE的业务流传输路径进行优化处理，通过优化数据路由路径达到节省网络资源开销的效果。

Description

业务流传输路径优化方法、装置及MME
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种业务流传输路径优化方法、装置及MME。
背景技术
第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)开发了演进的分组***(Evolved Packet System，简称为EPS)网络架构，图1是相关技术中EPS***架构示意图，如图1所示。该架构由演进的陆地通用无线接入网络(Evolved UniversalTerrestrial Radio Access Network，简称为E-UTRAN)、移动管理实体(MobilityManagement Entity，简称为MME)、服务网关(Serving Gateway，简称为S-GW)、分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway，简称为P-GW)、归属用户服务器(Home SubscriberServer，简称为HSS)、策略和计费规则功能(Policy and Charging Rules Function，简称为PCRF)及其他支撑节点组成。
MME负责移动性管理，非接入层信令的处理，用户移动管理上下文的管理等控制面相关工作，P-GW以及S-GW的选择，空闲状态下手机可达性管理以及跟踪区列表的选择等功能。
S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，其功能包括：作为eNodeB间切换的本地锚点在E-UTRAN和P-GW之间转发数据，负责对寻呼等待数据进行缓存，合法监听，数据报文路由以及用户在跨运营商接入的情况下实现基于用户与服务质量类标识(QoS ClassIdentifier，简称为QCI)的计费。
P-GW则是EPS***和PDN网络之间的边界网关，其功能包括：用户终端IP地址分配，用户数据报文过滤，传输层报文的服务质量(Quality of Service，简称为QoS)标签管理，基于业务流的计费，动态主机配置版本4/版本6协议(Dynamic Host ConfigurationProtocol version4/version6，简称为DHCPv4/v6)功能，基于聚合最大速率(AggregateMaximum Bit Rate，简称为AMBR)的下行速率保证，基于相同保证速率(Guaranteed BitRate，简称为GBR)QCI的累积MBR的下行速率保证，负责上下行的承载绑定以及合法监听等功能。
PCRF是策略和计费规则功能实体，它通过Rx接口和运营商网络协议(InternetProtocol，简称为因特网协议)业务网络相连，获取业务信息，PCRF生成QoS以及计费策略，通过Gx/Gxc接口把QoS和计费策略下发策略执行功能执行。策略执行功能可以是位于P-GW上的策略和计费执行功能(Policy and Charging Enforcement Function，简称为PCEF)或者是位于S-GW上的承载绑定和事件上报功能(Bearer Binding and Event ReportFunction，简称为BBERF)执行。
3GPP现有***定义了用户设备(User Equipment，简称为UE)在开展数据业务之前，必须通过接入网络，例如，E-UTRAN，和PDN网络之间建立PDN连接。图2是相关技术中PDN连接建立的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤1.UE发起一条非接入层(Non-Access Stratum，简称为NAS)消息，即PDN连接建立请求消息。消息中携带接入点名称(Access Point Name，简称为APN)，PDN Type(PDN类型)，协议配置选项(Protocol Configuration Options，简称为PCO)，Request Type(请求类型)等信息。
其中，PDN Type用于指示UE请求的IP地址的类型是IPv4，IPv4v6还是IPv6；PCO用于在UE和P-GW之间传递信息，这些信息在MME和S-GW上透传；Request Type用于指示是“初始请求”还是“切换”；APN用于MME选择P-GW的依据。
当MME收到APN时，需要根据用户签约信息核实该APN是否允许被用户使用。如果请求消息中没有携带APN，则MME选择Default PDN Subscription Context(缺省的PDN签约上下文)中携带的缺省APN被后续流程使用。
步骤2.MME对请求消息进行处理。
如果步骤1中的Request Type指示为“切换”，则MME需要使用保存在用户数据中的P-GW地址。该P-GW地址是在附着过程中执行位置更新期间由MME取回并保存。如果步骤1中的Request Type指示为“初始请求”，则MME需要执行P-GW选择程序，根据APN、P-GW容量、UE位置信息等选择可供UE和APN对应的PDN网络建立连接的P-GW。
MME为用户请求分配一个Bearer ID(承载标识)，并向S-GW发起创建会话请求消息。消息中携带国际移动用户标识码(International Mobile SubscriberIdentification Number，简称为IMSI)，移动用户ISDN号码(Mobile SubscriberInternational ISDN Number，简称为MSISDN)，RAT Type(无线接入类型)，P-GW Address(P-GW地址)，PDN Address(PDN地址)，Default Bearer QoS(缺省承载QoS)，PDN Type(PDN类型)，Subscribed APN-AMBR(签约APN-AMBR)，APN，EPS Bearer ID(EPS承载标识)，PCO，ECGI(User Location Information，用户位置信息)等信息。
如果Request Type指示为“切换”，则还需要包含Handover Indication信息。
步骤3.S-GW在自己的EPS Bearer表上创建一条新记录，并向P-GW发送会话创建请求消息。其中P-GW地址在步骤步骤2中由MME执行P-GW选择程序获取。消息中携带：IMSI，MSISDN，RAT Type，PDN Type，Default EPS Bearer QoS，Subscribed APN-AMBR，PDNAddress，APN，EPS Bearer ID，PCO，ECGI等信息。
如果Request Type指示为“切换”，则还需要包含Handover Indication信息。
在这一步执行完成之后，S-GW缓存来自P-GW的下行数据，直到接收来自MME的步骤13的消息。
步骤4.P-GW接收会话创建请求之后，如果不是“切换”情况，则向PCRF发起IP-CAN会话建立。PCRF向P-GW返回针对该UE的缺省PCC规则。同时还可以触发专用承载的建立过程。
如果P-GW收到Handover Indication(“切换”)的指示，则P-GW发起IP-CAN会话修改的过程，并向PCRF上报新的IP-CAN Type。
步骤5.P-GW在EPS bearer上下文列表中创建一条新记录，并为缺省承载创建一个Charging ID(计费标识)。该记录允许P-GW在S-GW和PDN网络之间的交互数据，并启动计费。
P-GW向S-GW返回创建会话响应消息。消息中携带P-GW Address，PDN Address，PDNType，EPS Bearer ID，EPS Bearer QoS，PCO，Charging ID，MS Info Change ReportingAction(Start)，APN-AMBR等信息。
PDN Type用于向UE返回PDN网络的地址。如果是切换情况，则返回给UE的PDN网络地址在切换前后应该保持不变。
如果是“切换”情况，则P-GW不能向S-GW发送下行数据报文。
步骤6.S-GW向MME返回创建会话响应消息。消息携带：PDN Type，PDN Address，P-GW Address，EPS Bearer ID，EPS Bearer QoS，PCO，MS Info Change Reporting Action(Start)，APN-AMBR等信息。
如果是“切换”情况，则向MME发送该消息也表示S-GW和P-GW之间的承载已经建立。
步骤7.如果MME从承载上下文中接收到MS Info Change Reporting Action(Start)信息，则MME需要为该承载上下文保存该信息。当终端位置信息发生改变时，MME需要通过S-GW将UE位置信息上报给P-GW。MME需要基于用户签约的UE-AMBR和当前正在使用的所有APN-AMBR，修改分配给eNodeB的UE-AMBR。
MME向UE返回PDN连接建立响应消息。消息中携带：APN，PDN Type，PDN Address，EPS Bearer ID，Session Management Request(会话管理请求)，PCO等信息。
该消息包含在一条S1_MME控制消息，即承载建立请求消息中发送给eNodeB。消息中还包含：PDN连接建立响应消息，EPS Bearer QoS，UE-AMBR，S-GW Address等信息。
如果是SIPTO at the Local Network(选择IP流在本地网络卸载)的情况，则S1_MME控制消息，即承载建立请求消息中还包含SIPTO Correlation ID(SIPTO关联标识)。SIPTO Correlation ID用于标识HeNB和L-GW的直接传输通道。
Session Management Request中携带APN-AMBR，QCI信息。如果UE支持UTRAN或者GERAN(GSM EDGE Radio Access Network，GSM/EDGE无线接入网络)接入，则MME还根据EPSBearer QoS参数产生对应的PDP上下的QoS协商参数，Radio Priority，Packet Flow ID，TI等信息，并且也包含在会话管理请求中。
步骤8.eNodeB向UE发送RRC链接重配置消息。消息中携带PDN连接建立响应消息。
UE保存会话管理请求中的消息，即QoS协商参数，Radio Priority，Packet FlowID，TI等参数，以便UE通过GERAN或者UTRAN接入。
UE向应用提供EPS Bearer QoS参数用于处理traffic flow。
如果UE接收到的IPv4地址值为0.0.0.0，则UE使用DHCPv4进行IPv4地址协商。如果UE接收的是IPv6接口标识，则等待来自网络的Router Advertisement消息中携带的IPv6prefix信息。
步骤9.UE向eNodeB发送RRC链接重配置完成消息。
步骤10.eNodeB向MME返回S1-AP承载建立响应消息。
如果在步骤7步中包含有SIPTO Correlation ID，eNodeB使用该信息在eNodeB和L-GW之间建立直接的数据通道。
步骤11.UE的NAS层建立一个PDN连接建立响应消息，消息中包含EPS Bearer ID信息。UE给eNodeB发送一个直接传输消息(PDN连接建立响应)。
步骤12.eNodeB给MME发送一个上行NAS传输消息(PDN连接建立响应)。
在发送PDN连接建立响应消息之后，如果UE已经获取到了PDN地址信息，则UE就可以通过eNodeB发送上行数据报文，该数据报文可以通过隧道传输到S-GW和P-GW。
步骤13.在接收到步骤10步的承载建立响应消息和步骤12步的PDN连接建立响应消息后，MME向S-GW发送承载修改请求消息。消息中携带：EPS Bearer ID，eNodeB地址，Handover Indication等信息。Handover Indication是在Request Type指示为“切换”的情况下提供。
步骤14.如果在步骤13步包含了Handover Indication，则S-GW向P-GW发送承载修改请求消息，触发P-GW将和非3GPP IP接入之间的隧道变更为何3GPP接入***之间的隧道，并立即将缺省EPS承载以及所有专用EPS承载上的报文路由至S-GW。
步骤15.P-GW向S-GW返回承载修改响应。
步骤16.S-GW向MME返回承载修改响应。随后S-GW可以将本地阻塞的下行报文发送给UE。
步骤17.在步骤16步MME接收到承载修改响应消息之后，如果Request Type没有指示为“切换”，且建立了一个EPS bearer，如果用户签约数据指示允许UE执行到非3GPP接入***的切换，且如果这个PDN连接是第一个和该APN对应的PDN连接，且MME选择的P-GW和此前HSS指示的PDN用户上下文中P-GW地址不同，则MME需要向HSS发送给信息上报请求消息。消息中携带建立PDN连接所使用的P-GW地址和APN，此外还需要携带用于指示P-GW位于哪个PLMN的信息。
步骤18.HSS保存P-GW标识以及和其对应的APN，并向MME返回信息上报响应消息。
UE在附着到网络的过程中会建立缺省的PDN连接。在后续开展业务的过程中根据需要，UE还可以建立到其他PDN网络的PDN连接。每个PDN网络都有一个APN对应，UE想要和哪个PDN网络建立连接，就需要将对应的APN发送给MME，以便MME为用户选择一个P-GW。P-GW是UE和PDN网络之间的连接点，UE根据MME选择的P-GW，建立和P-GW之间的PDN连接。此外根据需要，UE和同一个PDN网络之间还可以建立多个PDN连接，即针对同一个APN可以建立多个PDN连接，但是现有***规定了这多个PDN连接必须使用相同的P-GW。
3GPP***还定义了在为UE建立PDN连接所需的P-GW进行选择时，需要参考APN信息、用户的地理位置、P-GW能力(例如容量)等信息。最终P-GW选择功能实体，例如MME，根据这些参考信息确定一个可供UE建立该PDN连接的P-GW列表。列表中的每个P-GW都有一个对应的权重信息，选择一个合适的P-GW(权重最高或最低)供UE建立该PDN连接。
上述相关技术在实现过程中也存在一定的缺陷，图3是相关技术中用户切换场景下进行数据路由的示意图，如图3所示，当用户终端(UE)从区域A的无线网络接入，P-GW选择机制根据UE接入时提供的APN、P-GW容量、UE地理位置等信息，选择了P-GW1、P-GW2、P-GW3可供UE建立和该APN对应的PDN连接。
UE的当前接入位置离P-GW1较近，选择P-GW1建立PDN连接1。虚线A为当UE接入之后通过PDN连接1开展数据业务。
此后UE发生移动，从区域A移动到区域B，即发生了跨接入区域的切换。为了保证切换过程中不影响用户业务体验，相关技术的网络机制规定必须保证业务的连续性，即当UE通过区域B接入时，虽然选择了离区域B较近的S-GW2为UE接入服务，且离区域B较近的P-GW2也可以提供UE和上述PDN网络之间的PDN连接，但是UE必须仍然使用P-GW1建立的PDN连接1，如图中的虚线B所示，开展业务。这样UE移动到区域B时开展的数据业务不会发生中断。
这种在UE移动过程中，将P-GW1作为锚点的方式，虽然保证了用户移动过程中的业务体验不受影响，但也造成了数据路由迂回，即原本移动之后可以选择更近的P-GW2进行数据路由，现在必须仍然使用离接入区域B较远的P-GW1进行数据路由，这势必导致了网络资源的不合理使用。
因此，在相关技术中的数据流的传输路径存在资源浪费的问题。
发明内容
本发明提供了一种业务流传输路径优化方法、装置及MME，以至少解决相关技术中的数据流的传输路径存在资源浪费的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种业务流传输路径优化方法，包括：在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为所述UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取所述UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P-GW调整CSIPTO指示信息；依据所述CSIPTO指示信息，为所述UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于所述第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为所述UE的所述APN选择第二P-GW，并基于所述第二P-GW建立第二PDN连接；依据建立的所述第一PDN连接和/或所述第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理。
优选地，在所述UE切换之前，所述UE的所有业务承载于一条PDN连接的情况下，依据所述CSIPTO指示信息，为所述UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于所述第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为所述UE的所述APN选择第二P-GW，并基于所述第二P-GW建立第二PDN连接；以及依据建立的所述第一PDN连接和/或第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理包括：在所述UE切换过程中，保留UE切换前的所述PDN连接为所述第一PDN连接，并释放所述第一PDN连接内无业务连续性要求的业务，继续承载有业务连续性要求的业务，依据所述UE当前接入位置选择所述第二P-GW建立所述第二PDN连接，采用所述第二PDN连接承载所述无业务连续性要求的业务以及所述UE切换后新开展的所有业务。
优选地，依据建立的所述第一PDN连接和/或所述第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理包括：为所述第一PDN连接和所述第二PDN连接分配PDN连接优先级，其中，所述第二PDN连接的优先级高于所述第一PDN连接的优先级，切换之后所述UE新开展的业务根据所述PDN连接优先级优先使用所述第二PDN连接进行承载。
优选地，所述第一P-GW和所述第二P-GW选择的策略和计费规则功能PCRF相同。
优选地，在所述UE切换过程中发生MME切换时，从为所述UE切换前服务的所述源MME或者所述HSS获取所述UE的所述CSIPTO指示信息包括：在接收到所述UE的跟踪区更新TAU请求之后，在与所述源MME建立的上下文通道中，从所述源MME获取所述CSIPTO指示信息；或者，在所述UE完成TAU过程之后，从所述HSS中获取所述CSIPTO指示信息。
根据本发明的还一方面，提供了一种业务流传输路径优化装置，包括：获取模块，用于在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为所述UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取所述UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P-GW调整CSIPTO指示信息；建立模块，用于依据所述CSIPTO指示信息，为所述UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于所述第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为所述UE的所述APN选择第二P-GW，并基于所述第二P-GW建立第二PDN连接；处理模块，用于依据建立的所述第一PDN连接和/或所述第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理。
优选地，所述建立模块，还用于在所述UE切换之前，所述UE的所有业务承载于一条PDN连接的情况下，在所述UE切换过程中，保留UE切换前的所述PDN连接为所述第一PDN连接；所述处理模块，还用于释放所述第一PDN连接内无业务连续性要求的业务，继续承载有业务连续性要求的业务；所述建立模块，还用于依据所述UE当前接入位置选择所述第二P-GW建立所述第二PDN连接；所述处理模块，还用于采用所述第二PDN连接承载所述无业务连续性要求的业务以及所述UE切换后新开展的所有业务。
优选地，所述处理模块包括：分配单元，用于为所述第一PDN连接和所述第二PDN连接分配PDN连接优先级，其中，所述第二PDN连接的优先级高于所述第一PDN连接的优先级，切换之后所述UE新开展的业务根据所述PDN连接优先级优先使用所述第二PDN连接进行承载。
优选地，所述获取模块包括：第一获取单元，用于在接收到所述UE的跟踪区更新TAU请求之后，在与所述源MME建立的上下文通道中，从所述源MME获取所述CSIPTO指示信息；或者，第二获取单元，用于在所述UE完成TAU过程之后，从所述HSS中获取所述CSIPTO指示信息。
根据本发明的还一方面，提供了一种移动性管理实体MME，包括上述任一项所述的装置。
通过本发明，采用在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为所述UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取所述UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P-GW调整CSIPTO指示信息；依据所述CSIPTO指示信息，为所述UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于所述第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为所述UE的所述APN选择第二P-GW，并基于所述第二P-GW建立第二PDN连接；依据建立的所述第一PDN连接和/或所述第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理，解决了相关技术中的数据流的传输路径存在资源浪费的问题，进而达到了在UE发生MME切换时，在不影响用户业务体验的前提下，通过优化数据路由路径达到节省网络资源开销的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中EPS***架构示意图；
图2是相关技术中PDN连接建立的流程图；
图3是相关技术中用户切换场景下进行数据路由的示意图；
图4是根据本发明实施例的业务流传输路径优化方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的业务流传输路径优化装置的结构框图；
图6是根据本发明实施例的业务流传输路径优化装置中处理模块56的优选结构框图；
图7是根据本发明实施例的业务流传输路径优化装置中获取模块52的优选结构框图；
图8是根据本发明实施例的移动性管理实体MME的结构框图；
图9是根据本发明实施例的用户切换场景下进行数据路由优化的示意图；
图10是根据本发明实施例一的流程图；
图11是根据本发明实施例二的流程图；
图12是根据本发明实施例三的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中提供了一种业务流传输路径优化方法，图4是根据本发明实施例的业务流传输路径优化方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：
步骤S402，在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P-GW调整CSIPTO指示信息；
步骤S404，依据CSIPTO指示信息，为UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为UE的APN选择第二P-GW，并基于第二P-GW建立第二PDN连接；
步骤S406，依据建立的第一PDN连接和/或第二PDN连接对UE的业务流传输路径进行优化处理。
通过上述步骤，在UE切换过程中发生MME切换时，基于CSIPTO指示信息，为UE基于第一P-GW建立第一PDN连接，为UE基于第二P-GW建立第二PDN连接，依据建立的第一PDN连接，第二PDN连接对UE的业务流传输路径进行优化处理，解决了相关技术中的数据流的传输路径存在资源浪费的问题，进而达到了在不影响用户业务体验的前提下，通过优化数据路由路径达到节省网络资源开销的效果。
其中，在UE切换之前，UE的所有业务承载于一条PDN连接的情况下，依据CSIPTO指示信息，为UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为UE的APN选择第二P-GW，并基于第二P-GW建立第二PDN连接；以及依据建立的第一PDN连接和/或第二PDN连接对UE的业务流传输路径进行优化处理包括：在UE切换过程中，保留UE切换前的PDN连接为第一PDN连接，并释放第一PDN连接内无业务连续性要求的业务，继续承载有业务连续性要求的业务，依据UE当前接入位置选择第二P-GW建立第二PDN连接，采用第二PDN连接承载无业务连续性要求的业务以及UE切换后新开展的所有业务。
优选地，依据建立的第一PDN连接和/或第二PDN连接对UE的业务流传输路径进行优化处理包括：为第一PDN连接和第二PDN连接分配PDN连接优先级，其中，第二PDN连接的优先级高于第一PDN连接的优先级，切换之后UE新开展的业务根据PDN连接优先级优先使用第二PDN连接进行承载。
其中，第一P-GW和第二P-GW选择的策略和计费规则功能PCRF相同。
需要说明的是，在UE切换过程中发生MME切换时，从为UE切换前服务的源MME或者HSS获取UE的CSIPTO指示信息可以采用多种方式，例如，可以在接收到UE的跟踪区更新TAU请求之后，在与源MME建立的上下文通道中，从源MME获取CSIPTO指示信息；或者，也可以在UE完成TAU过程之后，从HSS中获取CSIPTO指示信息。
在本实施例中还提供了一种业务流传输路径优化装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图5是根据本发明实施例的业务流传输路径优化装置的结构框图，如图5所示，该装置包括获取模块52、建立模块54和处理模块56，下面对该装置进行说明。
获取模块52，用于在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P-GW调整CSIPTO指示信息；建立模块54，连接至上述获取模块52，用于依据CSIPTO指示信息，为UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为UE的APN选择第二P-GW，并基于第二P-GW建立第二PDN连接；处理模块56，连接至上述建立模块54，用于依据建立的第一PDN连接和/或第二PDN连接对UE的业务流传输路径进行优化处理。
优选地，访建立模块54，还用于在UE切换之前，UE的所有业务承载于一条PDN连接的情况下，在UE切换过程中，保留UE切换前的PDN连接为第一PDN连接；处理模块56，还用于释放第一PDN连接内无业务连续性要求的业务，继续承载有业务连续性要求的业务；建立模块54，还用于依据UE当前接入位置选择第二P-GW建立第二PDN连接；处理模块56，还用于采用第二PDN连接承载无业务连续性要求的业务以及UE切换后新开展的所有业务。
图6是根据本发明实施例的业务流传输路径优化装置中处理模块56的优选结构框图，如图6所示，该处理模块56包括分配单元62，下面对该分配单元62进行说明。
分配单元62，用于为第一PDN连接和第二PDN连接分配PDN连接优先级，其中，第二PDN连接的优先级高于第一PDN连接的优先级，切换之后UE新开展的业务根据PDN连接优先级优先使用第二PDN连接进行承载。
图7是根据本发明实施例的业务流传输路径优化装置中获取模块52的优选结构框图，如图7所示，该获取模块52包括：第一获取单元72或者第二获取单元74，下面对该获取模块52进行说明。
第一获取单元72，用于在接收到UE的跟踪区更新TAU请求之后，在与源MME建立的上下文通道中，从源MME获取CSIPTO指示信息；或者，第二获取单元74，用于在UE完成TAU过程之后，从HSS中获取CSIPTO指示信息。
图8是根据本发明实施例的移动性管理实体MME的结构框图，如图8所示，该MME80包括上述任一项的业务流传输路径优化装置82。
在相关技术中，通过牺牲网络资源的使用效率，来达到切换时用户业务体验不受影响。而在实际应用中，用户开展的业务虽然多样，但是对时延的要求可分为两大类，一类是诸如IP电话、VPN等对业务连续性要求较高的业务，这类业务在传输过程中不能中断，一旦中断发生就会对业务体验造成较大影响，这类业务称为实时业务；另一类是诸如短消息、网页浏览等对业务连续性要求较低的业务，这类业务在传输过程中即使发生中断也不会对用户的业务体验造成很大影响，甚至短暂的中断用户都感受不到，这类业务称为非实时业务。
在相关技术实现中，切换过程不管对实时业务还是非实时业务都采用路由迂回方式，使数据通过P-GW1锚点路由，保证业务连续，这种做法虽然保证了业务体验，但也造成了网络资源的浪费。
针对相关技术的上述问题，在本实施例中，提供了一种业务流传输路径优化方法，该方法包括：在用户设备UE切换过程中，发生跨MME切换的情况下，目标MME从源MME或者从HSS中获取对指定IP流卸载进行PGW调整(Coordinated PGW change for Selected IPTraffic Offload，简称为CSIPTO)的指示信息，所述指示信息用于说明所述UE支持对开展的业务进行业务流的传输路径优化，根据该指示信息为用户的APN选择两个不同的P-GW建立两个PDN连接。用户终端在移动过程中优化接入连接，以实现在不影响用户业务体验的前提下达到业务流的最优传输路径，减轻路由迂回，节省网络资源的目的。下面对该方法进行简单说明。
通过为到PDN网络的同一个APN选择两个不同的P-GW建立两个PDN连接的方式来实现即保证用户业务体验又达到路由路径优化的目的，其中一个PDN连接用于承载有业务连续性要求的业务，在切换过程中该PDN连接始终不会中断，即该PDN连接所使用的P-GW在切换过程中保持不变；另一个PDN连接用于承载没有业务连续性要求的业务，该PDN连接所使用的P-GW靠近用户接入位置，切换过程中，该PDN连接会被释放，并由MME选择切换后靠近用户位置的其他P-GW重新建立PDN连接用于承载上述无业务连续性要求的业务。这种实现方式即不会影响到用户的业务的体验，同时又实现了数据路由路径的优化，节省了网络资源。
图9是根据本发明实施例的用户切换场景下进行数据路由优化的示意图，如图9中，用户切换之前对于实时和非实时业务都使用PDN连接1(使用P-GW1建立)承载。用户切换过程中以及切换之后，对于非实时业务，选择如图9虚线C所示的离区域B较近的P-GW2建立PDN连接2进行路由；而对于实时业务，仍然使用虚线B所示的PDN连接1进行路由。
通过上述数据路由方式，可以在不影响用户业务体验的前提下，通过优化数据路由路径达到节省部分网络资源开销的效果。
下面对本发明优选实施例进行说明。
实施例一
该实施例描述的是用户发生的TAU切换过程，即当用户发生移动，用户最新的TA(Tracking Area,跟踪区)不在用户的TAI(Tracking Area Identity,跟踪区标识)列表内，需要发生跨MME的切换，需要为用户选择新的MME为用户接入服务。在该实施例中，假设切换前用户正在开展实时业务和非实时业务。切换过程中，目标MME(新的MME)可以从源MME中获取到用户的CSIPTO指示信息。
UE可以签约多个APN，用户终端利用每个APN可以建立一个PDN连接，也可以建立多个PDN连接。下面的流程消息是针对PDN连接级别的。如果切换之前UE利用多个APN建立了多个PDN连接，或者利用单个APN建立了多个APN连接，则每个PDN连接都有对应的消息流程。为了说明的方便，本实施例假设用户仅使用了一个APN和网络之间建立了一个PDN连接(本假设同样用于实施例二和三)。
图10是根据本发明实施例一的流程图，如图10所示，该流程包括如下步骤：
1.***检测到UE发生了移动，其最新的TA不在TAI列表内，触发TAU(跟踪区更新)程序。
2.UE向eNodeB发起TAU请求消息。消息中携带RRC参数。
3.eNodeB根据RRC参数选择一个新的MME(即目标MME)。eNodeB也可以根据MME选择程序选择一个目标MME。eNodeB向MME发起TAU请求。
4.目标MME根据从UE接受的GUTI(Globally Unique Temporary Identity,全球唯一临时标识)信息获取源MME地址，并向源MME发送上下文请求消息，用于获取用户信息。
5.源MME向目标MME返回上下文请求的响应。在响应消息中将用户的上下文信息发送给目标MME。如果源MME中有用户签约信息，则将用户签约信息也一并提供给目标MME。用户签约信息中包含了CSIPTO指示信息。
6.目标MME向源MME返回确认消息。源MME根据该消息，在其上下文中标记GW和HSS上的信息不再有效。使得MME后续跟新GW和HSS上信息。
7.如果MME发生改变，目标MME从源MME中接收该用户的承载上下文信息，并进行维护。目标MME重新为该用户建立EPS承载。
根据步骤5中获取的CSIPTO指示信息，目标MME决定为用户的APN选择P-GW1和P-GW2建立两个PDN连接。目标MME从UE接收EPS承载的状态，并将其和MME上维护的EPS承载上下文进行比较。释放在UE上已经在不再激活的EPS承载。目标MME向S-GW发起承载修改请求操作，并为PDN连接1(使用P-GW1建立)产生PDN连接优先级，设置为低。然后将APN，PDN连接1优先级信息发送刚给S-GW。
8.S-GW向P-GW1发起承载修改请求，将UE的APN，PDN连接1优先级信息发送给P-GW1.
9.P-GW1向PCRF发起IP-CAN会话1修改过程，并将APN，PDN连接1优先级信息提供给PCRF。
10.P-GW1向S-GW返回承载修改的响应消息。
11.S-GW向目标MME返回承载修改的响应消息。
12.根据步骤5中获取的CSIPTO指示，目标MME决定为APN选择P-GW2建立PDN连接2,并为其产生PDN连接2的优先级，将优先级设置高于PDN连接1的优先级。目标MME向S-GW发起承载会话2的创建请求，请求消息中包含APN,PDN连接2优先级信息。
13.S-GW向P-GW2发起创建承载会话2的请求，携带APN，PDN连接2的优先级信息。
14.P-GW2向PCRF发起IP-CAN会话2的创建过程，并将APN和PDN连接2优先级信息发送给PCRF。由于P-GW1和P-GW2分别和PCRF创建IP-CAN会话时，根据用户信息，APN等都是相同的，因此P-GW1和P-GW2选择同一个PCRF为该用户创建IP-CAN会话。
15.P-GW2向S-GW返回创建承载会话2的响应消息。
16.S-GW向目标MME返回创建承载会话2的响应消息。
17.目标MME向HSS发起位置更新请求，将用户信息提供给HSS。
18.HSS向源MME发起位置更新的取消信息。
19.源MME上删除和该用户相关的承载上下文信息，并向HSS返回确认消息。
20.HSS向目标MME返回确认消息。
21.目标MME向UE返回TAU接受消息。
22.如果GUTI发生改变，则UE还需要向目标MME返回TAU完成消息，将最新的GUTI提供给目标MME。
至此，用户发生的TAU切换完成，新的MME为用户的APN选择了两个P-GW分别建立PDN连接，其中PDN连接1用于承载切换前用户开展的实时业务，保证在TAU过程中，用户开展的实时业务不会发生中断，保证用户体验。当该部分实时业务开展结束时，PDN连接1被释放。PDN连接2用于承载切换前用户开展的非实时业务和切换后用户开展的所有业务。由于切换过程中，非实时业务从PDN连接1变更到了PDN连接2,则该部分非实时业务在TAU切换过程中会发生中断，但这种切换过程中的中断对用户的业务体验不会造成显著影响。
实施例二
该实施例描述的是用户发生的TAU切换过程，即当用户发生移动，用户最新的TA不在用户的TAI列表内，需要发生跨MME的切换，需要为用户选择新的MME为用户接入服务。在该实施例中，假设切换前用户正在开展实时业务和非实时业务。切换过程中，目标MME(新的MME)从HSS中获取到用户的CSIPTO指示信息。
图11是根据本发明实施例二的流程图，如图11所示，该流程包括如下步骤：
1.***检测到UE发生了移动，其最新的TA不在TAI列表内，触发TAU程序。
2.UE向eNodeB发起TAU请求消息。消息中携带RRC参数。
3.eNodeB根据RRC参数选择一个新的MME(即目标MME)。eNodeB也可以根据MME选择程序选择一个目标MME。eNodeB向MME发起TAU请求。
4.目标MME根据从UE接受的GUTI信息获取源MME地址，并向源MME发送上下文请求消息，用于获取用户信息。
5.源MME向目标MME返回上下文请求的响应。在响应消息中将用户的上下文信息发送给目标MME。
6.目标MME向源MME返回确认消息。源MME根据该消息，在其上下文中标记GW和HSS上的信息不再有效。使得MME后续跟新GW和HSS上信息。
7.如果MME发生改变，目标MME从源MME中接收该用户的承载上下文信息，并进行维护。目标MME重新为该用户建立EPS承载。
目标MME从UE接收EPS承载的状态，并将其和MME上维护的EPS承载上下文进行比较。释放在UE上已经在不再激活的EPS承载。目标MME向S-GW发起承载修改请求操作。
8.S-GW向P-GW1发起承载修改请求。
9.P-GW1向PCRF发起IP-CAN会话1修改过程。
10.P-GW1向S-GW返回承载修改的响应消息。
11.S-GW向目标MME返回承载修改的响应消息。
12.目标MME向HSS发起位置更新请求，将用户信息提供给HSS。如果此时目标MME上没有用户的签约信息，则向HSS请求用户签约信息。
13.HSS向源MME发起位置更新的取消信息。
14.源MME上删除和该用户相关的承载上下文信息，并向HSS返回确认消息。
15.HSS向目标MME返回确认消息。如果在步骤4-6用户的上下文传递中，没有包含用户签约信息，则HSS将包含CSIPTO指示信息的用户签约信息提供给目标MME。
16.根据步骤15中获取的CSIPTO指示信息，目标MME决定为APN选择P-GW1和P-GW2建立两个PDN连接。目标MME发起承载修改过程，释放PDN连接1中用于承载非实时业务的专用承载。目标MME同时为PDN连接1产生优先级信息，并设置为低。目标MME将APN，PDN连接1的优先级信息提供给S-GW,P-GW1和PCRF。
17.MME选择P-GW2建立PDN连接2,并为其产生PDN连接2的优先级，将优先级设置高于PDN连接1的优先级。目标MME向S-GW发起承载会话2的创建请求，请求消息中包含APN,PDN连接2优先级信息。
18.S-GW向P-GW2发起创建承载会话2的请求，携带APN，PDN连接2的优先级信息。
19.P-GW2向PCRF发起IP-CAN会话2的创建过程，并将APN和PDN连接2优先级信息发送给PCRF。由于P-GW1和P-GW2分别和PCRF创建IP-CAN会话时，根据用户信息，APN等都是相同的，因此P-GW1和P-GW2选择同一个PCRF为该用户创建IP-CAN会话。
20.P-GW2向S-GW返回创建承载会话2的响应消息。
21.S-GW向目标MME返回创建承载会话2的响应消息。
22.目标MME向UE返回TAU接受消息。
23.如果GUTI发生改变，则UE还需要向目标MME返回TAU完成消息，将最新的GUTI提供给目标MME。
至此，用户发生的TAU切换完成。与实施例一的区别在于目标MME从HSS中获取包含CSIPTO指示的用户签约信息。目标MME为用户的APN选择了两个P-GW分别建立PDN连接，其中PDN连接1用于承载切换前用户开展的实时业务，保证在TAU过程中，用户开展的实时业务不会发生中断，保证用户体验。当该部分实时业务开展结束时，PDN连接1被释放。PDN连接2用于承载切换前用户开展的非实时业务和切换后用户开展的所有业务。由于切换过程中，非实时业务从PDN连接1变更到了PDN连接2,则该部分非实时业务在TAU切换过程中会发生中断，但这种切换过程中的中断对用户的业务体验不会造成显著影响。
实施例三
实施例三描述的S1切换场景，在S1切换过程中，也需要发生跨MME的切换。
在切换之前，UE开展的业务使用UE、源eNodeB、源S-GW和P-GW1之间建立的PDN连接进行数据路由。UE开展的业务包括实时业务和非实时业务。
此后UE发生了S1切换，即需要发生跨MME的切换。
图12是根据本发明实施例三的流程图，如图12所示，该流程包括如下步骤：
步骤1-17描述的是S1切换过程中，通过建立间接数据转发通道的机制，将业务数据从源接入网络转发至切换后的目标接入网络。其过程参考现有技术流程。
步骤18描述的在业务数据通过间接数据转发通道发送至目标接入网络之后，需要发起TAU切换过程。该过程中目标MME需要根据从源MME或者从HSS中获取的CSIPTO指示为用户的APN选择P-GW1和P-GW2分别建立PDN连接1和PDN连接2。其过程参考实施例一和实施例二中的描述。
步骤19是在S1切换完成之后，释放间接数据转发通道。
在S1切换完成之后，在UE和P-GW1之间建立有PDN连接1用于承载切换前的实时业务；在UE和P-GW2之间建立有PDN连接2用于承载切换前的非实时业务和切换后的所有业务。PDN连接1和PDN连接2都是针对同一个APN建立，且PDN连接2的优先级高于PDN连接1的优先级，即针对该用户开展的新业务优先使用PDN连接2进行数据路由。当PDN连接1上的实时业务结束后，释放PDN连接1。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种业务流传输路径优化方法，其特征在于，包括：
在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为所述UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取所述UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P-GW调整CSIPTO指示信息；
依据所述CSIPTO指示信息，为所述UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于所述第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为所述UE的所述APN选择第二P-GW，并基于所述第二P-GW建立第二PDN连接；
依据建立的所述第一PDN连接和所述第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理；
在所述UE切换之前，所述UE的所有业务承载于一条PDN连接的情况下，依据所述CSIPTO指示信息，为所述UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于所述第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为所述UE的所述APN选择第二P-GW，并基于所述第二P-GW建立第二PDN连接；以及依据建立的所述第一PDN连接和第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理包括：
在所述UE切换过程中，保留UE切换前的所述PDN连接为所述第一PDN连接，并释放所述第一PDN连接内无业务连续性要求的业务，继续承载有业务连续性要求的业务，依据所述UE当前接入位置选择所述第二P-GW建立所述第二PDN连接，采用所述第二PDN连接承载所述无业务连续性要求的业务以及所述UE切换后新开展的所有业务；
在所述UE切换过程中发生MME切换时，从为所述UE切换前服务的所述源MME或者所述HSS获取所述UE的所述CSIPTO指示信息包括：在接收到所述UE的跟踪区更新TAU请求之后，在与所述源MME建立的上下文通道中，从所述源MME获取所述CSIPTO指示信息；或者，在所述UE完成TAU过程之后，从所述HSS中获取所述CSIPTO指示信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据建立的所述第一PDN连接和所述第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理包括：
为所述第一PDN连接和所述第二PDN连接分配PDN连接优先级，其中，所述第二PDN连接的优先级高于所述第一PDN连接的优先级，切换之后所述UE新开展的业务根据所述PDN连接优先级优先使用所述第二PDN连接进行承载。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，
所述第一P-GW和所述第二P-GW选择的策略和计费规则功能PCRF相同。
4.一种业务流传输路径优化装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于在用户设备UE切换过程中发生移动管理实体MME切换时，从为所述UE切换前服务的源MME或者归属用户服务器HSS获取所述UE的对指定因特网协议IP流卸载进行分组数据网关P-GW调整CSIPTO指示信息；
建立模块，用于依据所述CSIPTO指示信息，为所述UE的接入点名称APN选择第一P-GW，并基于所述第一P-GW建立第一分组数据网络PDN连接，为所述UE的所述APN选择第二P-GW，并基于所述第二P-GW建立第二PDN连接；
处理模块，用于依据建立的所述第一PDN连接和所述第二PDN连接对所述UE的业务流传输路径进行优化处理；
所述建立模块，还用于在所述UE切换之前，所述UE的所有业务承载于一条PDN连接的情况下，在所述UE切换过程中，保留UE切换前的所述PDN连接为所述第一PDN连接；
所述处理模块，还用于释放所述第一PDN连接内无业务连续性要求的业务，继续承载有业务连续性要求的业务；
所述建立模块，还用于依据所述UE当前接入位置选择所述第二P-GW建立所述第二PDN连接；
所述处理模块，还用于采用所述第二PDN连接承载所述无业务连续性要求的业务以及所述UE切换后新开展的所有业务；
所述获取模块包括：第一获取单元，用于在接收到所述UE的跟踪区更新TAU请求之后，在与所述源MME建立的上下文通道中，从所述源MME获取所述CSIPTO指示信息；或者，第二获取单元，用于在所述UE完成TAU过程之后，从所述HSS中获取所述CSIPTO指示信息。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括：
分配单元，用于为所述第一PDN连接和所述第二PDN连接分配PDN连接优先级，其中，所述第二PDN连接的优先级高于所述第一PDN连接的优先级，切换之后所述UE新开展的业务根据所述PDN连接优先级优先使用所述第二PDN连接进行承载。
6.一种移动性管理实体MME，其特征在于，包括权利要求4至5中任一项所述的装置。
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