CN107040966B - 具有多接入连接性的用户会话的无缝移动性的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于具有多接入连接性的用户会话的无缝移动性的***和方法。提供了用于在接入网切换期间维持用户会话的***和方法。该方法可以包括通过第一接入网在用户设备和接入网之间建立第一连接以及通过第二接入网在用户设备和接入网之间建立第二连接，使得第一和第二连接同时存在。该方法可以包括将第一连接设置为活动连接以用于传送用于有状态用户会话的数据分组，以及将第二连接设置为备用连接。该方法可以包括在用户设备和接入网关之间交换一系列切换消息。该方法可以包括将活动连接转换到第二连接，以及将第一连接设置为备用连接。该方法可以包括通过第二连接继续有状态用户会话，使得通过该转换来维持有状态用户会话的状态。

Description

具有多接入连接性的用户会话的无缝移动性的***和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年1月28日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FOR SEAMLESSMOBILITY OF USER SESSIONS WITH MULTI-ACCESS CONNECTIVITY(用于具有多接入连接性的用户会话的无缝移动性的方法和装置)”的美国临时专利申请No.62/288,335的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
在移动数据网络中，诸如移动电话或其他计算设备的用户设备可以经由多个接入网中的一个与接入网关进行通信。由于通信信道的条件改变——由于用户设备的物理移动、信号中断、或干扰——移动设备可以将其连接从第一接入网切换到第二接入网。然而，这种切换通常导致用户设备正在参与的任何有状态通信的重置。
发明内容
至少一个方面涉及一种用于在接入网切换期间维持用户会话的***。该***包括具有处理器和包含指令的存储器的接入网关。所述指令使得接入网关通过第一接入网建立与用户设备的第一连接。该指令使得接入网关通过第二接入网建立与用户设备的第二连接，使得第二连接和第一连接同时存在。所述指令使得所述接入网关将所述第一连接设置为活动连接用于在所述接入网关和所述用户设备之间传送用于有状态用户会话的数据分组。该指令使得接入网关将第二连接设置为备用连接。所述指令使得接入网关通过活动连接与用户设备交换一系列切换消息。所述指令使得所述接入网关在所述一系列切换消息完成的情况下将所述活动连接转换到所述第二连接。该指令使得接入网关将第一连接设置为备用连接。所述指令使得接入网关通过第二连接继续接入网关和用户设备之间的有状态用户会话，使得通过到第二连接的转换来维持有状态用户会话的状态。
在一些实施方式中，用户设备包括被配置为连接到小型小区(small-cell)网络(SCN)的第一无线电接口和被配置为连接到宏蜂窝网络(MCN)的第二无线电接口。
在一些实施方式中，接入网关通过第一连接并通过到第二连接的转换对于活动连接维持相同的IP地址。
在一些实施方式中，接入网关包括存储第一用户设备场境并与第一接入网进行通信的第一接口，以及存储第二用户设备场境并与第二接入网进行通信的第二接口，其中：将活动连接转换到第二连接包括将第一用户设备场境转移到第二接口。
在一些实施方式中，接入网关被配置为对备用连接监视消息。
至少一个方面涉及一种用于在接入网切换期间维持用户会话的***。该***包括具有处理器和包含指令的存储器的用户设备。该指令使得用户设备通过第一接入网与接入网关建立第一连接。该指令使得用户设备通过第二接入网与接入网关建立第二连接，使得第二连接和第一连接同时存在。所述指令使所述用户设备将所述第一连接设置为活动连接以用于在所述用户设备和所述接入网关之间传送用于有状态用户会话的数据分组。该指令使得用户设备将第二连接设置为备用连接。这些指令使得用户设备通过活动连接与接入网关交换一系列切换消息。所述指令使得所述用户设备在所述一系列切换消息完成的情况下，将所述活动连接转换到所述第二连接。所述指令使得用户设备将第一连接设置为备用连接。所述指令使得用户设备提供第二连接继续用户设备和接入网关之间的有状态用户会话，使得通过到第二连接的转换来维持有状态用户会话的状态。
在一些实施方式中，用户设备包括被配置为连接到小型小区网络(SCN)的第一无线电接口和被配置为连接到宏蜂窝网络(MCN)的第二无线电接口。
在一些实施方式中，用户设备包括单个无线电接口，并且将活动连接转换到第二连接包括将无线电接口重新调谐到第二接入网。
在一些实施方式中，用户设备通过第一连接以及通过到第二连接的转换对于活动连接使用相同的IP地址与接入网关进行通信。
在一些实施方式中，用户设备被配置为对备用连接监视消息。
至少一个方面涉及一种在接入网切换期间维持用户会话的方法。该方法包括由接入网关通过第一接入网建立与用户设备的第一连接。该方法包括由接入网关通过第二接入网建立与用户设备的第二连接，使得第二连接和第一连接同时存在。该方法包括由接入网关将第一连接设置为活动连接以用于在接入网关和用户设备之间传送用于有状态用户会话的数据分组。该方法包括由接入网关将第二连接设置为备用连接。该方法包括通过所述活动连接在接入网关和用户设备之间交换一系列切换消息。该方法包括：在完成一系列切换消息的情况下，将活动连接转换到第二连接。该方法包括由接入网关将第一连接设置为备用连接。该方法包括通过第二连接继续接入网关和用户设备之间的有状态用户会话，使得通过到第二连接的转换来维持有状态用户会话的状态。
在一些实施方式中，该方法包括由接入网关通过第一连接以及通过到第二连接的转换对于活动连接的维持相同的IP地址。
在一些实施方式中，该方法包括由接入网关对备用连接监视消息。
在一些实施方式中，交换所述一系列切换消息包括：由接入网关递增序号计数器；从所述接入网关向所述用户设备发送切换发起消息，所述切换发起消息包括与所述序号计数器的当前状态相对应的序号；在所述接入网关处从所述用户设备接收包括所述序号的切换肯定应答消息，所述用户设备在确定所述序号大于包括在先前接收的切换发起消息中的先前序号的情况下发送所述切换肯定应答消息；以及由接入网关在确定所述序号大于包括在先前接收的切换肯定应答消息中的序号的情况下接受所述切换肯定应答消息。
在一些实施方式中，该方法包括：由所述接入网关在将活动连接转换到第二连接时启动具有第一持续时间的第一定时器和具有比第一持续时间长的第二持续时间的第二定时器；对于在所述第一定时器期满之前经由所述备用连接从所述用户设备接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息；以及对于在所述第二定时器期满之前经由所述活动连接从所述用户设备接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息。
至少一个方面涉及一种在接入网切换期间维持用户会话的方法。该方法包括由用户设备通过第一接入网建立与接入网关的第一连接。该方法包括由用户设备通过第二接入网建立与接入网关的第二连接，使得第二连接和第一连接同时存在。该方法包括由用户设备将第一连接设置为活动连接以用于在用户设备和接入网关之间传送用于有状态用户会话的数据分组。该方法包括由用户设备将第二连接设置为备用连接。该方法包括通过活动连接在用户设备和接入网关之间交换一系列切换消息。该方法包括：在完成一系列切换消息之后，将活动连接转换到第二连接。该方法包括由用户设备将第一连接设置为备用连接。该方法包括通过第二连接继续用户设备和接入网关之间的有状态用户会话，使得通过到第二连接的转换来维持有状态用户会话的状态。
在一些实施方式中，该方法包括由接入网关通过第一连接以及通过到第二连接的转换对于活动连接维持相同的IP地址。
在一些实施方式中，该方法包括由接入网关对备用连接监视消息。
在一些实施方式中，交换一系列切换消息包括：由用户设备递增序号计数器；从所述用户设备向所述接入网关发送切换发起消息，所述切换发起消息包括与所述序号计数器的当前状态相对应的序号；在所述用户设备处从所述接入网关接收包括所述序号的切换肯定应答消息，所述接入网关在确定所述序号大于包括在先前接收的切换发起消息中的先前序号的情况下发送所述切换肯定应答消息；以及由所述用户设备在确定所述序号大于包括在先前接收到的切换肯定应答消息中的序号的情况下接受所述切换肯定应答消息。
在一些实施方式中，该方法包括由用户设备在将活动连接转换到第二连接时启动具有第一持续时间的第一定时器和具有比第一持续时间长的第二持续时间的第二定时器。该方法包括：对于在第一定时器期满之前经由备用连接从接入网关接收的分组，忽略该分组。该方法包括：对于在第一定时器期满之后经由备用连接从接入网关接收的分组，发送具有合适状态码的切换肯定应答消息。该方法包括：对于在第二定时器期满之前经由活动连接从接入网关接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换确认消息。
下面详细讨论这些和其他方面和实施方式。前述信息和以下详细描述包括各种方面和实施方式的说明性示例，并且提供用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特性的概述或框架。附图提供了对各种方面和实施方式的说明和进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分。
附图说明
附图不旨在按比例绘制。各个附图中相同的附图标号和标记指示相同的元件。为了清楚起见，不是每个组件都可以在每个附图中标记。在附图中：
图1是根据说明性实施方式的用于在接入网切换期间维持用户会话的***的框图；
图2是根据说明性实施方式的在接入网切换期间维持用户会话的示例方法的流程图；
图3是根据说明性实施方式的使用序号方案来避免不期望的接入网切换的示例性方法的流程图；
图4是根据说明性实施方式的使用定时器来避免不期望的接入网切换的示例性方法的流程图；
图5示出了根据说明性实施方式的用于切换的事件序列；和
图6是图示出根据说明性实施方式的可用于实现本文所描述和图示出的***和方法的元件的计算机***的一般架构的框图。
具体实施方式
本公开的***和方法一般涉及具有多接入连接的用户会话的无缝移动性。随着移动数据网络需求的增加，服务提供商正在增加在所谓的小型小区网络(SCN)中的现有和新兴频谱中的长期演进(LTE)网络的部署。SCN将与传统的宏蜂窝网络(MCN)共存。
另一个发展是LTE载波聚合(LTE-CA)的预计可用性，其可以向多于一个无线电载波提供用户设备(UE)接入。利用LTE-CA，包括使用不同接入网提供商的MCN和SCN的***可以向UE提供多个无线电接口。为了进一步利用这种新架构，期望具有多个LTE无线电接口的UE在不久的将来可用。
利用具有多址接入能力的UE，用户可以同时连接到SCN和MCN。该配置可以提供若干益处，包括：用于在分离的MCN和SCN之间实现联合和移动性管理的简化模型、导致更好的用户体验的每UE的高聚合带宽、当UE经历差的连接或连接故障时的冗余、以及更好地将应用需要与特定接入网(例如，在MCN上运行语音和在SCN上运行视频)匹配。
在多接入***中，处理状态通信的移动性是有利的，诸如用户会话从一个接入网到另一接入网而不中断用户体验。例如，考虑经由MCN参与语音或视频呼叫的用户进入建筑物，其中MCN覆盖差并且容量较低。连接质量可能受损或呼叫可能断开。当SCN可用时，可以从MCN切换呼叫以改善用户体验。本公开的***和方法在多接入网环境中提供用户会话的无缝移动性。可以提供很少需要或不需要接入网元件之间的协调的无缝移动性。
该***和方法可以利用用于通知UE和提供对分组数据网络(PDN)的接入的接入网关之间的通信中的路径改变的协议。接入网关可以向多个接入网上的UE分配IP地址。虽然UE可以附接到多个网络，但是假设在任何给定时间仅能够经由一个接入网接入互联网。与其他接入网的连接可以保持不活动、空闲或等待。UE可以选择通过当前活动的连接去激活并且通过当前非活动的连接活动。在UE可以在非活动网络和活动网络之间切换以用于接入互联网的***中，UE需要一种方式来指示所选择的接入网，其用于与接入网关进行通信，使得接入网关可以相应地切换其转发路径。本公开提出了用于通过第一接入网保持活动连接并且通过第二接入网保持备用连接、并且执行从第一接入网到第二接入网的活动连接切换的信令协议。
图1是根据说明性实施方式的用于在接入网切换期间维持用户会话的***100的框图。***可以向用户设备(UE)120提供对诸如互联网的分组数据网络(PDN)105的接入。该***包括诸如PDN网关(PGW)的接入网关110和诸如接入网1 130和接入网2 140之类的一个或多个接入网。接入网130和140提供UE 120和接入网关110之间的连接。***100可以符合***架构演进网络架构。
接入网关110提供从UE 120到外部PDN 105的连接。接入网关110是UE 120和PDN105之内和之外的实体之间的基于分组的数据流量的出口和入口点。接入网关110可以实施关于数据使用的策略，执行分组过滤、以及为每个UE 120分配IP地址。接入网关110可以分别具有用于每个接入网130和140的接口112和114。每个接口可以维持经由与接口相关联的接入网连接的每个UE 120的UE场境。对于每个连接的UE 120，UE场境可以包括注册信息、信道和频率信息、用于UE 120和接入网关110之间的通信的状态信息、以及用于实施切换策略的一个或多个序号计数器和/或定时器。接入网关110用作接入网130和140两者的锚点。
接入网130和140包括用于在接入网关110和UE 120之间传送通信的基础设施。接入网130包括诸如服务网关(SGW)132、eNodeB(eNB)136、和移动性管理实体(MME)134的元件。接入网140包括诸如服务网关(SGW)142、eNodeB(eNB)146和移动性管理实体(MME)144的元件。MME 134和144支持相应的SGW和eNB之间的接口。接入网130和140可以是不同类型的。例如，接入网130或140中的每一个可以是宏蜂窝网络(MCN)或小型小区网络(SCN)。接入网130和140可以承载UE 120和接入网关110之间的连接。该连接可以是活动的(诸如活动连接150)或者非活动的(诸如备用连接160)。活动连接150允许UE 120经由接入网关110与PDN105上的实体进行通信。相反，备用连接160允许UE 120向接入网关110注册，以便在UE 120和接入网关110之间传递消息，但是不提供UE 120和PDN 105之间的通信。然而，备用连接160可以由UE 120和接入网关110使用以传递保持活动和测试消息、切换请求、和其他命令或状态信息。
UE 120可以是配置用于在***100上进行基于分组的通信的固定或移动无线设备。UE 120可以是移动电话、平板电脑、便携式计算机、可佩戴计算设备、或具有适于通过接入网130和140进行通信的无线网络适配器的任何计算设备。UE 120包括用于控制UE 120的硬件和软件功能的应用处理器(AP)124。UE 120包括具有多个接收机(Rx)和发射机(Tx)的调制解调器122。接收机和发射机中的每一个能够经由接入网130和140与接入网关110保持基于分组的通信。调制解调器122可以具有一个或多个接收机和一个或多个发射机。基于接收机和发射机的数量，UE 120可以在三种情况中的一种情况下操作：
情形1：UE 120具有单个Tx和单个Rx。在任何给定时间，UE 120活动并且通过单个接入网(例如，接入网1 130上的活动连接150)转移数据，并且在第二接入网(例如，在接入网2 140上的备用连接160)上注册和空闲。调制解调器122可以将接收机Rx和发射机Tx调谐到接入网1 130以与接入网关110的接口112通信。调制解调器122因此可以经由接入网关110通过PDN 105通信数据分组。在活动连接150上的空闲通信时刻，调制解调器122可以将接收机Rx重调谐到接入网2 140以与接入网关110的接口114通信，并监听由接入网110发送的***信息。在到接入网2 140的活动连接切换之后，调制解调器122可以将Rx和Tx主要设置为接入网2 140上的现在活动连接150，并且定期地将Rx重新调谐到接入网1 130上的现在备用连接130。
情形2：UE 120具有单个Tx和双Rx(Rx1，Rx2)。在任何给定时间，只有一个Rx是活动的。例如，UE 120可以是活动的，并且经由Rx1和Tx在活动连接150上转移数据，并且经由Rx2在第二接入网上注册和空闲。调制解调器122能够经由Rx2通过备用连接160接收***信息，并采取后续动作。活动连接切换可以通过切换活动Rx或重新调谐每个Rx来进行。在一些实施方式中，调制解调器122可以将Rx2设置为活动接收机，并将Rx1设置为备用接收机，其中每个Rx与之前相同的接入网130或140通信。在一些实施方式中，调制解调器122可以将Rx1重新调谐到接入网2 140上的现在活动连接150，并且将Rx1重新调谐到接入网1 130上的现在备用连接。在任一情况下，调制解调器122可以将Tx重新调谐到当前活动接入网2 140上的连接150。
情形3：UE 120具有双Rx(Rx1，Rx2)和双Tx(Tx1，Tx2)。在任何给定时间，只有一个Rx、Tx对是活动的。例如，UE 120可以是活动的，并且经由Rx1和Tx1在活动连接150上转移数据，并且经由Rx2和Tx2在第二接入网上注册和空闲。UE 120调制解调器能够经由Tx2和Rx2通过备用连接160发送和接收***信息，并采取后续动作。活动连接切换可以经由切换活动Rx和Tx，或者重新调谐每个Rx和Tx来发生。
在每种情况下，***100可以实现信令协议，用于在UE 120和接入网关110之间交换一系列切换消息，以实现活动连接150从接入网1130到接入网2 140的切换。可以在UE120和接入网关110之间直接协调活动连接150的切换，而不需要接入网的元件(即SGW 132或142、MME 134或144、或eNB 136或146)之间的协调。使用信令协议，***100可以在活动连接140的切换期间维持有状态的用户会话，使得用户会话不需要被刷新或重新启动，允许切换对于UE 120的用户而言是无缝的。100***可以通过将UE场境从与先前活动连接150相关联的接口112转移到与新活动连接150相关联的接口114来维持有状态的用户会话的状态。***100可以通过承载先前活动连接150的接入网维持备用连接160。在一些实施方式中，***100可以实现序号计数器和/或一个或多个定时器，以防止不期望的或过度频繁的切换。在一些实施方式中，接入网关110可以跨接口112和114为UE 120维持相同的IP地址。在一些实施方式中，信令协议可以利用可以处理网络请求的应用编程接口(API)(通过UE 120或接入网关110发起)用于活动连接150到不同接入网的切换。下面参照图2-5详细描述信令协议的操作。
图2是根据说明性实施方式的在接入网切换期间维持用户会话的示例方法200的流程图。方法200包括通过第一接入网建立第一连接(阶段210)，通过第二接入网建立第二连接，使得第一和第二连接同时存在(阶段220)，将第一连接设置为用于传送用于有状态用户会话的数据分组，以及将第二连接设置为备用连接(阶段230)，传送用于有状态用户交互的数据分组(阶段240)，交换一系列切换消息(阶段250)，并且确定切换消息交换是适当的(判定框260)。如果切换消息交换不适当，则方法200返回到阶段240。如果切换消息交换正确，则方法200包括将活动连接转换到第二连接，并将第一连接设置为备用连接(阶段270)，通过第二连接继续有状态用户会话(阶段280)，可选地交换切换完成消息，其通知请求设备该响应设备在接入网2 140上是活动的(阶段290)，以及可选地对备用连接监视消息(阶段295)。方法200可以在接入网关110和UE 120之间对称地实现。也就是说，接入网关110和UE120中的任一个可以建立连接、设置活动连接、以及发起切换请求。因此，为了以下描述的目的，发起切换请求的设备将被称为“请求设备”，并且响应于切换请求的设备将被称为“响应设备”。
方法200包括通过第一接入网建立第一连接(阶段210)。UE 120的调制解调器122可以附接到接入网1 130并且向接入网关110的接口112注册以建立第一连接。接口112可以维持用于活动连接的UE场境，从而通过第一连接启用有状态的用户会话。UE场境可以包括用于UE120和接入网关110之间的通信的注册信息、信道和频率信息、状态信息。UE 120的AP124可以维持用于维持第一连接的类似信息。
方法200包括通过第二接入网建立第二连接，使得第一和第二连接同时存在(阶段220)。UE 120的调制解调器122可以附接到接入网2 140并且向接入网关110的接口114注册以建立第二连接。接口112可以维持用于活动连接的UE场境，从而通过第二连接启用有状态的用户会话。UE 120的AP 124可以维持用于维持第二连接的类似信息。
方法200包括将第一连接设置为用于传送有状态用户会话的数据分组的活动连接，以及将第二连接设置为备用连接(阶段230)。将第一连接设置为活动连接允许UE 120经由接入网关110与PDN 105上的实体进行通信。接入网关可以向第一连接分配IP地址，用于在PDN 105上交换数据分组。设置第二连接作为备用连接允许UE 120向接入网关110注册，以便在UE 120和接入网关110之间传递消息，但不提供在UE 120和PDN 105之间的通信。然而，备用连接可以由UE 120和接入网关110使用以传递保持活动和测试消息以及其他命令或状态信息。备用连接可以在建立活动连接之前、同时或之后建立。
方法200包括传送用于有状态用户交互的数据分组(阶段240)。在建立活动连接的情况下，UE 120可以开始并维持与PDN 105上的实体的有状态用户会话。有状态用户会话可以包括但不限于TCP连接、使用安全登录的浏览会话、互联网上语音电话(VOIP)呼叫、诸如音频或视频的流媒体、或任何其他有状态通信。
方法200包括交换一系列切换消息(阶段250)。UE 120或接入网关110可以检测指示活动连接150的切换可能适当的条件。例如，接口112或114中的一个或调制解调器122可以接收指示接入网1 130拥塞或以其他方式打断的数据。因此，UE 120或接入网关110可以利用切换发起消息来发起切换消息的交换。发起切换消息的交换的设备在下面被称为请求设备。响应设备可以用切换肯定应答消息进行响应。
方法200包括确定切换消息交换是适当的(判定框260)。UE 120和接入网关110可以通过活动连接交换切换发起消息和切换肯定应答消息。如果请求设备发送切换发起消息并且从响应设备接收到有效的切换肯定应答消息，则请求设备可以认为切换消息交换是适当的。在一些实施方式中，为了使切换消息交换被认为是适当的，切换肯定应答消息必须包括ACCEPT的状态代码。如果切换肯定应答消息包括REJECT的状态码，则认为切换交换是不适当的。在一些实施方式中，响应设备可以在发送切换肯定应答消息之前检查承载备用连接的接入网是否表现出有利于承载活动连接的条件。下面参照图5更详细地描述用于执行切换的示例性事件序列。在一些实施方式中，UE 120和接入网关110可以实现序号计数器和/或一个或多个定时器，以防止由快速重复的请求和由于传输延迟而无序接收的消息引起的无意切换。下面参照图3更详细地描述使用序号方案来避免过多接入网切换的示例方法。下面参照图4更详细地描述使用定时器来避免过多接入网切换的示例性方法。如果请求设备确定切换消息交换是适当的，则方法200可以进行到阶段270。如果交换是不适当的，则请求设备可以忽略该消息并返回到阶段240。
方法200包括将活动连接转换到第二连接，并将第一连接设置为备用连接(阶段270)。请求设备可以将活动连接从接入网1 130切换到接入网2 140，以及将备用连接从接入网2 140切换到接入网1 130。在一些实施方式中，请求设备可以在将活动连接切换到接入网2 140之前、在接收到切换肯定应答消息之后等待可预配置的时间量。在切换期间，接入网关110可以将UE场境的参数从接口112转换到接口114。类似地，UE 120可以将其Rx和Tx从接入网1 130重定向到接入网2140。以这种方式，尽管切换，仍然可以保持有状态用户会话。此外，接入网1 130或接入网2 140的元件中没有一个需要被更新或修改，以便通过切换来保持有状态用户会话的连续性。
方法200包括通过第二连接继续有状态用户会话(阶段280)。因为UE场境将存在于UE 120在现在活动连接上与其连接的接口114处，所以UE 120可以继续有状态用户会话而不刷新或重新启动用户会话。方法200可以返回到阶段240并且继续传送用于有状态用户会话的数据分组。
在一些实施方式中，方法200可以包括交换切换完成消息，其通知请求设备该响应设备在接入网2 140上是活动的(阶段290)。响应设备可以通过接入网2 140向请求设备发送切换完成消息。切换完成消息可以在切换肯定应答消息丢失的情况下提供故障转移。
在一些实施方式中，方法200可以包括由UE 120和/或接入网关110对备用连接监视消息(阶段295)。这些消息可以包括保持活动或心跳消息，用于检查备用连接及将其承载的接入网的可行性。该消息可以包括连接健康或状态消息，UE 120或接入网关110可以使用其确定是否可以适当地将活动连接转移回接入网1 130。在一些实施方式中，UE 120可以通过备用连接将保持活动或诊断消息发送到接入网关110。在一些实施方式中，消息可以包括请求将活动连接切换回接入网1 130的切换发起消息。在一些情况下，由于请求设备检测到活动连接已离线，通过备用连接接收的切换发起消息可以已经被发送。在一些情况下，通过备用连接接收的切换发起消息可以是在通过网络传输中被延迟的较早发布的切换发起消息的结果。为了最小化不期望的切换的可能性，同时允许在备用连接上的切换请求，***100可以实现序号计数器和/或请求定时器。下面参照图3更详细地描述序号计数器的操作。在下面参照图4更详细地描述请求定时器的操作。
图3是根据说明性实施方式的使用序号方案来避免不期望的接入网切换的示例性方法300的流程图。方法300可以表示当判定切换消息交换是否适当(例如，在方法200的阶段260中)时可以进行的附加确定。方法300包括递增序号计数器(阶段310)、发送包括对应于序号计数器的当前状态的序号的切换发起消息(阶段320)、接收切换发起消息(阶段325)、确定序号是否大于包括在先前接收到的切换发起消息中的序号(判定框330)。如果序号不严格地大于包括在先前接收到的切换发起消息中的序号，则方法300可以结束并返回到方法200的阶段240。如果序号严格地大于包括在先前接收的切换发起消息中的序号，则方法300包括发送包括序号的切换肯定应答消息(阶段340)、接收切换肯定应答消息(阶段345)、确定序号是否大于包括在先前接收的切换肯定应答消息中的序号(判定框350)。如果序号不严格地大于包括在先前接收到的切换肯定应答消息中的序号，则方法300可以结束并返回到方法200的阶段240。如果序号严格地大于包括在先前接收到的切换肯定应答消息中的序号，则方法300包括接受切换肯定应答消息(阶段360)。与方法200一样，方法300可以在接入网关110和UE 120之间对称地实现。也就是说，接入网关110和UE 120中的任一个可以维持序号计数器，并且发起切换请求。在下面的描述中，发起切换请求的设备将被称为“请求设备302”，并且对切换请求做出响应的设备将被称为“响应设备304”。
方法300包括递增序号计数器(阶段310)。请求设备302可以维持序号计数器。序号计数器单调增加，并且可以随着生成每个切换发起消息而递增。在一些实施方式中，序号计数器可以从0到255运行。序号计数器可以包括具有初始值0的本地翻转计数器“c”。每次序号计数器从255滚动到0时，翻转计数器c可以递增。因此，实际序号可以计算为等于c*256+序号。
方法300包括发送切换发起消息，所述切换发起消息包括对应于序号计数器的当前状态的序号(阶段320)。请求设备302生成包括序号的切换发起消息，并将其发送到响应设备304。包括在切换发起消息中的序号可以是原始序号；也就是说，不考虑本地翻转计数器c。
方法300包括从请求设备接收切换发起消息(阶段325)，并确定切换发起消息中的序号是否大于包括在先前接收到的切换发起消息中的序号(判定框330)。响应设备304在本地存储器中存储包括在接收到的最近的切换发起消息中的序号的值。响应设备304接收切换发起消息，并将接收到的序号与存储在本地存储器中的值进行比较。如果接收的序号小于或等于所存储的值，则响应设备304可以忽略切换发起消息，或者用包含“拒绝”状态码的切换肯定应答消息来对请求设备作出响应。方法300将结束并返回到方法200的阶段240。较低接收序号值可以指示切换发起消息是陈旧的，并且可能已经在流量中被延迟。同时，响应设备304可能已经由于稍后发送但之前接收的切换发起消息而已经改变了状态。因此，使用较低序号响应当前切换发起消息可能导致不必要或不期望的活动连接切换。如果接收的序号大于存储的值，则方法300可以继续到阶段340。
方法300包括发送包括序号的切换肯定应答消息(阶段340)。响应设备304可以生成切换肯定应答消息，并且在消息中包括序号。这将是与最近的切换发起消息一起接收的相同的序号。响应设备304可以将切换肯定应答消息发送回请求设备302。
方法300包括从响应设备接收切换肯定应答消息(阶段345)，并确定切换肯定应答消息中的序号是否大于包括在先前接收的切换肯定应答消息中的序号(判定框350)。请求设备302在本地存储器中存储包括在接收到的最近的切换肯定应答消息中的序号的值。请求设备302接收切换肯定应答消息，并将接收到的序号与存储在本地存储器中的值进行比较。如果接收到的序号小于或等于所存储的值，则请求设备302将忽略切换肯定应答消息。方法300将结束并返回到方法200的阶段240。较低的接收序号值可以指示切换肯定应答消息是陈旧的，并且可能已经在流量中被延迟。同时，由于稍后发送但是之前接收到的切换肯定应答消息，请求设备302可能已经改变了状态。对具有较低序号的当前切换肯定应答消息作出响应可能导致不必要或不期望的活动连接切换。如果接收到的序号大于存储的值，则方法300可以继续到阶段360。
方法300包括接受切换肯定应答消息(阶段360)。请求设备302已经确定已经以适当的顺序接收到切换肯定应答消息，并且因此可以在关于消息的有效性的任何进一步的确定的情况下被接受。方法300可以结束并返回到方法200的判定框260。
图4是根据说明性实施方式的使用定时器来避免不期望的接入网切换的示例性方法400的流程图。方法400可以表示当判定切换消息交换是否适当时可以进行的附加确定(例如，在方法200的阶段260中)。方法400可以由响应设备执行，因为其确定切换发起消息是否是适当的。方法400包括将活动连接转换到第二连接(阶段410)、启动具有第一持续时间的第一定时器和具有比第一持续时间长的第二持续时间的第二定时器(阶段420)、并且传送用于有状态用户会话的数据分组(阶段430)。该方法然后可以包括在备用信道上接收切换发起消息(阶段440)或者在活动信道上接收切换发起消息(阶段460)。如果在备用信道上接收到切换发起消息，则方法400包括确定在第一定时器期满之前是否接收到在备用信道上接收的切换发起消息(判定框450)。如果在活动信道上接收到切换发起消息，则方法400包括确定在第二定时器期满之前是否接收到在活动信道上接收的切换发起消息(判定框470)。如果在适当的定时器期满之后接收到切换发起消息，则方法400返回到阶段430。如果在适当的定时器期满之后接收到切换发起消息，则方法400包括接受切换发起消息(阶段480)。
方法400包括将活动连接150转换到第二连接(阶段410)。方法400在活动连接转换到对应于先前备用连接的接入网的点开始。因此，方法400可以例如在方法400的阶段270期间开始。
方法400包括启动具有第一持续时间的第一定时器和具有第二持续时间的第二定时器，第二持续时间在一些实施方式中比第一持续时间长(阶段420)。UE 120和接入网关110中的一个或两者可以在先前的活动连接150切换的时刻开始它们的定时器。可以将定时器设置为合适的值，用于防止许多不期望的切换，同时允许切换经常足以适应以典型间隔发生的网络连接条件的变化。例如，第一定时器可以用于防止在网络传输中延迟的切换发起消息触发不期望的切换，同时在新的活动连接不可行的情况下仍然允许快速返回到先前的活动连接。类似地，第二定时器可以用于防止过度频繁的切换。在一些实施方式中，第一定时器可以被设置为具有大约1秒的持续时间；然而，0.1s至10s或更大的任何值可能是合适的。在一些实施方式中，第二定时器可以被设置为具有大约1分钟的持续时间；然而，从1s到10m或更大的任何值可能是合适的。在一些实施方式中，第二定时器将具有比第一定时器更长的持续时间。
方法400包括传送用于有状态用户会话的数据分组(阶段430)。在完成阶段270的转换和阶段280的有状态用户会话的继续之后，方法200可以返回到阶段240并传送用于有状态用户会话的数据分组。因此，方法400的阶段430可以与方法200的阶段240重叠。
如果响应设备在备用信道上接收到切换发起消息，则其将不接受切换发起消息，除非第一定时器已经过去。响应设备可以使用该检查来忽略否则将以其他方式导致不期望的切换的任何剩余分组，同时在当前活动信道不可行的情况下仍允许相对快速切换回到先前活动信道(即，备用信道)。该特定操作在UE 120和接入网关110之间不对称。如果接入网关110是响应设备，则接入网关110可以利用具有“拒绝”状态码的切换肯定应答消息对在第一定时器期满之前接收到的任何切换发起消息作出响应。对于在第一定时器期满之后由接入网关110接收的任何切换发起消息，接入网关110可以用具有“接受”状态码的切换肯定应答消息进行响应，假定满足切换的所有其他条件。然而，如果UE 120是响应设备，则UE 120可以忽略在第一定时器期满之前接收的任何分组，无论该分组是切换发起消息还是数据分组。对于在第一定时器期满之后接收的任何分组，UE 120可以用具有合适状态码的切换肯定应答消息进行响应。因此，方法400可以包括由响应设备在备用信道上接收切换发起消息(阶段440)。当在备用信道上接收到切换发起消息时，方法400包括由响应设备确定在第一定时器期满之前是否接收到经由备用信道接收的切换发起消息(判定框450)。如果在第一定时器期满之前接收到切换发起消息，则响应设备可以忽略切换发起消息，或者用包含“拒绝”状态码的切换肯定应答消息来对请求设备作出响应。方法400可以返回到阶段430。如果在接收到切换发起消息之前第一定时器期满，则方法400可以继续到阶段480并接受切换发起消息。
如果响应设备通过活动信道接收到切换发起消息，则其将不接受切换发起消息，除非第二定时器已经过去。响应设备可以使用第二定时器来防止过度频繁的切换，同时仍然允许足够经常地切换以适应以典型速率发生的网络条件的变化。因此，方法400可以包括由响应设备在活动信道上接收切换发起消息(阶段460)。在通过活动信道接收到切换发起消息时，方法400包括由响应设备确定在第二定时器期满之前是否接收到经由活动信道接收的切换发起消息(判定框470)。如果在第二定时器期满之前接收到切换发起消息，则响应设备可以忽略切换发起消息或者用包含“拒绝”状态码的切换肯定应答消息来对请求设备作出响应。方法400可以返回到阶段430。如果在接收到切换发起消息之前第二定时器期满，则方法400可以继续到阶段480并且接受切换发起消息。
方法400包括并接受切换发起消息(阶段480)。响应设备已经确定切换发起消息的定时是合理的，因此可以在关于消息的有效性的任何进一步确定的情况下接受切换发起消息。方法400可以结束并返回到方法200的判定框260。
图5示出了根据说明性实施方式的用于切换的示例性事件序列500。序列500表示其中UE具有单个Tx和Rx(情形1)的示例场景。序列500图示出了在初始连接在接入网1 130并切换到接入网2 140的UE 120上进行的示例接入网关110发起的切换。序列500表示图2-4所图示的方法的示例操作。
序列500被示为具有三条时间线：接入网关110时间线502、表示相对于接入网2的UE动作的第一UE 120时间线504、以及表示相对于接入网的UE动作的第二UE 120时间线506。序列500包括UE附接到接入网1(阶段510)、UE附接到接入网2(阶段515)、UE将分组上行链路传输到接入网2上(阶段520)、和将分组下行链路传输到接入网2上(阶段525)、接入网关(PGW)判定请求切换(阶段530)、PGW发送切换发起消息(阶段535)、UE经由接入网2接收切换发起消息(阶段540)、UE的应用处理器(AP)探测UE的调制解调器(阶段545)、AP从调制解调器接收测量报告并判定将通信切换到接入网1(阶段550)、UE经由接入网2发送切换肯定应答消息到PGW(阶段555)、PGW从UE接收切换肯定应答消息(阶段560)、AP向调制解调器发出接口切换命令(阶段565)、PGW将UE场境切换到接口1(阶段570)、UE完成LTE服务请求并恢复活动状态(阶段575)、PGW经由接入网1将分组下行链路传输到UE(阶段580)、并且UE经由接入网1将分组上行链路传输到PGW(阶段585)。
序列500包括UE附接到接入网1(阶段510)。阶段510类似于图2的阶段210。在初始化期间，UE使用标准LTE过程附接到接入网1。PGW分配IP地址IP1，供UE在分组数据网络(PDN)上进行通信时使用。在这一点上，UE能够使用接入网1接入互联网(或进行语音呼叫)；然而，为了在此图示的目的，假设UE不在接入网1上传送和接收数据。相反，在UE发现并附接到接入网2之后，接入网1上的连接保持空闲。
序列500包括UE附接到接入网2(阶段515)。阶段515类似于图2的阶段210。作为初始化中的另一步骤，UE使用标准LTE过程发现并附接到接入网2。为了这样做，UE必须将UE的发射机(Tx)和接收机(Rx)切换到第二接入网的无线电参数，使得UE在接入网1上进入备用状态。该操作类似于图2的阶段230。当接收到来自接入网2的会话建立请求时，PGW可以分配相同的IP地址IP1供UE用于在PDN上进行通信，并且因此可以将UE的下行链路转发场境重新定位到接入网。这与正常的多接入PDN连接不同，其中每个网络附件被提供有唯一的IP地址。在这一点上，UE能够使用接入网2接入互联网(或进行语音呼叫)。
序列500包括UE在接入网2上上行链路传输分组(阶段520)和在接入网2上下行链路传输分组(阶段525)。阶段520和525类似于图2的阶段240。UE在接入网2上使用Tx和Rx开始互联网会话，从PGW接收下行链路分组并向PGW发送上行链路分组。定期地，UE可以将其Rx重调谐到接入网1以监听任何网络信息。当Tx在接入网2上空闲时，UE还可以定期地将Tx重调谐到接入网1，并且向PGW发送保持活动或诊断消息。
序列500包括接入网关(PGW)判定请求切换(阶段530)、并且PGW发送切换发起消息(阶段535)。当在PGW处存在导致UE流量移动到接入网1的控制事件时，PGW在接入网2上向UE发送切换发起(HI)消息。在这一点上，切换正在进行中，但尚未完成。因此，PGW继续在接入网2上转发下行链路分组。序列500包括UE经由接入网2接收切换发起消息(阶段540)。
HI消息由UE的应用处理器(AP)处理。序列500包括AP探测UE的调制解调器(阶段545)。使用应用编程接口(API)，AP可以从用于接口1的调制解调器请求(对应于调制解调器到接入网1的连接)测量报告，或者它可以使用最近缓存的报告。序列500包括AP从调制解调器接收测量报告并且判定将通信切换到接入网1(阶段550)。
序列500包括UE经由接入网2向PGW发送切换肯定应答消息(阶段555)。如果AP基于其本地逻辑来判定这些条件有利于切换到接入网1，则AP向PGW发送具有“接受”状态码的切换肯定应答(HA)。如果AP判定条件不利于切换，则AP发送具有“拒绝”状态码的HA消息。替选地，调制解调器可以基于AP提供给调制解调器的策略配置来判定是接受还是拒绝HI请求。
序列500包括PGW从UE接收切换肯定应答消息(阶段560)。如果状态码被设置为“接受”，则PGW等待可配置的时间量，并且将活动信道切换到接入网1。可配置的时间量可以从几毫秒到几秒，并且可以允许从UE到达PGW的任何正在进行的流量。如果状态码被设置为“拒绝”，则PGW继续向UE的接入网2转发分组。阶段535-560的切换消息交换类似于图2的阶段240和260。在一些实施方式中，阶段535-560的切换消息交换可以另外包括图3和图4中描述的序号和定时器验证操作。
序列500包括AP向调制解调器发出接口切换命令(阶段565)。AP在发送HA消息之后等待可配置的时间量，并通过指令调制解调器将Tx和Rx引导到接入网1来切换活动接口。在一些实施方式中，AP可以等待等于大约在UE和PGW之间的往返时间(RTT)的一半的时间量。此暂停允许PGW时间接收HA消息并开始其自身的转换。
序列500包括PGW将UE场境切换到接口1(阶段570)。
序列500包括UE完成转换和恢复在接入网1上的活动状态(阶段575)。调制解调器将Rx和Tx重调谐到接入网1，使得UE能够使用接口1发送和接收流量。在一些实施方式中，AP使用新活动的接入网1发送切换完成(HC)消息。该消息用于通知PGW，UE在接入网1上是活动的，并且在HA消息丢失的情况下提供故障转移。阶段565-575在操作上类似于图2的阶段270。
序列500包括PGW经由接入网1向UE下行链路传输分组(阶段580)，并且UE经由接入网1向PGW上行链路传输分组(阶段585)。阶段580和585在操作上类似于将方法200返回到阶段240，如图2所示。如果发生切换，则IP地址在新的活动接入网上保持相同。这允许现有用户会话继续，而不必重新启动会话。此外，切换不涉及任何其他节点(例如eNB、MME、SGW)来协调过程；它使用在UE和PGW之间的端到端信令发生。因此，也期望切换时延短。
在一些情况下，由PGW发送的HI消息可能丢失。如果PGW在可配置的HA_Receive_Timer内未接收到HA消息，则PGW可以重传HI消息(在与原始HI消息相同的接口上，假定该接口仍然是UE的活动接口)。在一些实施方式中，PGW可以不重传HI消息多于可配置的HI_Rx_Times。如果AP在处理先前接收的HI消息时接收到HI消息，则其可以静默地丢弃重复的HI消息。
上述过程对于UE能够具有双活动接收机(Rx1，Rx2)和单个可调谐发射机(Tx)(情景2)的情况也适用。在这种情况下，PGW可以针对相同的IP流同时使用多个下行链路接口。然而，UE仅能使用单个接口以用于上行链路。因此，从UE到PGW的所有应用流量只能在单个Tx接口上发送。在这种情况下，来自PGW的信令可以用于改变上行链路接口(从备用到活动，反之亦然)。
此外，序列500中所图示的信令也是从UE到PGW对称的。换句话说，切换发起可以由UE触发。如果UE内部的AP基于一些本地控制逻辑判定实现活动会话的切换，则其可以向PGW发送HI消息，其可以类似地用具有适当状态码的HA消息来响应。一旦接收到具有接受状态码的HA消息，AP然后向调制解调器发出切换命令以重调谐Rx和Tx。在可配置的定时器期满之后，PGW在其侧将UE场境切换到先前备用的接口。
图6是图示出根据说明性实施方式的可用于实现本文描述和图示出的***和方法的元素的计算机***900的一般架构的框图。计算***900可以用于实现在图2-5所示的接入网切换期间维持用户会话的方法。
概括地说，计算***910包括用于根据指令执行动作的至少一个处理器950和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备970或975。所示示例计算***910包括经由总线915与具有一个或多个网络接口端口922的至少一个网络接口控制器920通信的一个或多个处理器950，其中一个或多个网络接口端口922连接到一个或多个网络设备924、存储器970、和任何其他设备980，例如I/O接口。通常，处理器950将执行从存储器接收的指令。所图示的处理器950包括或直接连接到高速缓存存储器975。
更详细地，处理器950可以是处理指令的任何逻辑电路，该指令例如是从存储器970或高速缓存975获取的指令。在许多实施例中，处理器950是微处理器单元或专用处理器。计算设备900可以基于能够如本文所描述的那样操作的任何处理器或处理器组。在一些实施方式中，处理器950能够执行在图2-5所示的接入网切换期间维持用户会话的方法。处理器950可以是单核或多核处理器。处理器950可以是多处理器。在一些实施方案中，处理器950可经配置以运行多线程操作。在一些实施方式中，处理器950可以托管一个或多个虚拟机或容器以及用于管理虚拟机或容器的操作的管理程序或容器管理器。在这样的实施方式中，图2-5中所示的方法可以在处理器950上提供的虚拟化或容器化场境内实现。
存储器970可以是适合于存储计算机可读数据的任何设备。存储器970可以是具有固定存储的设备或用于读取可移动存储介质的设备。示例包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备、半导体存储设备(例如EPROM、EEPROM、SDRAM和闪存设备)、磁盘、磁光盘、和光盘(例如CD ROM、DVD-ROM和
Figure BDA0001199156920000241
盘)。计算***900可以具有任意数量的存储器设备970。在一些实施方式中，存储器970可以包括与在图2-5所示的接入网切换期间维持用户会话的方法相对应的指令。在一些实施方式中，存储器970支持可由计算***910提供的虚拟机或容器执行环境访问的虚拟化或容器化的存储器。
高速缓冲存储器975通常是放置在处理器950附近以用于快速读取时间的计算机存储器的形式。在一些实施方案中，高速缓存存储器975是处理器950的一部分或在与处理器950相同的芯片上。在一些实施方案中，存在多级高级缓存975，例如L2和L3高速缓存层。
网络接口控制器920经由网络接口922(也称为网络接口端口)管理数据交换。网络接口控制器920处理用于网络通信的OSI模型的物理层和数据链路层。在一些实施方式中，网络接口控制器的某些任务由处理器950处理。在一些实施方式中，网络接口控制器920是处理器950的一部分。在一些实施方式中，计算***910具有多个网络接口控制器920。网络接口922是用于物理网络链路的连接点。在一些实施方式中，网络接口控制器920支持无线网络连接，并且接口端口922是无线接收机/发射机。通常，计算设备910经由到网络接口922的物理或无线链路与其他网络设备924交换数据。在一些实施方式中，网络接口控制器920实现诸如以太网的网络协议。
其他网络设备924经由网络接口端口922连接到计算设备910。其他网络设备924可以是对等计算设备、网络设备、或具有网络功能的任何其他计算设备。例如，第一网络设备924可以是将计算设备910连接到诸如互联网的数据网络的网络设备，例如集线器、网桥、交换机、或路由器。
其他设备980可以包括I/O接口、外部串行设备端口、和任何附加的协处理器。例如，计算***910可以包括用于连接输入设备(例如，键盘、麦克风、鼠标或其他指示设备)、输出设备(例如，视频显示器、扬声器、或打印机)或附加的存储器设备(例如，便携式闪存驱动器或外部介质驱动器)的接口(例如，通用串行总线(USB)接口)。在一些实施方式中，计算设备900包括诸如协处理器的附加设备980，例如数学协处理器可以以高精度或复杂计算来辅助处理器950。
在本说明书中描述的主题和操作的实施方式可以在数字电子电路中或者在包括本说明书中公开的结构及其结构等同物的有形介质、固件或硬件上实现的计算机软件中或者它们中的一个或多个的组合中实现。本说明书中描述的主题的实施方式可以实现为在有形介质上体现的一个或多个计算机程序，即在一个或多个计算机存储介质上编码用于由数据处理装置执行或控制其操作的计算机程序指令的一个或多个模块。计算机存储介质可以是或包括在计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备中或它们中的一个或多个的组合中。计算机存储介质还可以是或者包括在一个或多个单独的组件或介质(例如，多个CD、盘、或其他存储设备)中。计算机存储介质可以是有形的和非暂时的。
在本说明书中描述的操作可以被实现为由数据处理装置对存储在一个或多个计算机可读存储设备上或从其他源接收的数据执行的操作。操作可以在数据处理装置的本地环境内或在由数据处理装置托管的一个或多个虚拟机或容器内执行。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、声明性或过程语言，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程、对象、或适合在计算场境中使用的其它单元。计算机程序可以但不需要对应于文件***中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、专用于所述程序的单个文件中、或者存储在多个协同文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或在位于一个地点或分布在多个地点并通过通信网络互连的多个计算机或一个或多个虚拟机或容器上执行。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、互联的网络(例如，互联网)、和对等网络(例如，自组织对等网络)。
本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行动作。过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))来执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路。
尽管本说明书包含许多具体实现细节，但是这些不应被解释为对任何发明或可以要求保护的内容的范围的限制，而是作为对特定发明的特定实施方式特定的特征的描述。在单独实施方式的场境中，在本说明书中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的场境中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独地或以任何合适的子组合来实现。此外，虽然特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变化。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序或以顺序次序执行，或者所有所示的操作被执行以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，在上述实施方式中的各种***组件的分离不应被理解为在所有实施方式中需要这种分离，并且应当理解，所描述的程序组件和***通常可以一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品。
对“或”的引用可以被解释为包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示所描述的术语中的单个、多于一个、和所有术语中的任何一个。标签“第一”、“第二”、“第三”等不一定意味着指示排序，并且通常仅用于区分相同或相似的项或元素。
对本公开中描述的实施方式的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施方式。因此，权利要求并不旨在限于本文所示的实施方式，而是要符合与本公开、本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (18)

1.一种用于在接入网切换期间维持用户会话的***，包括具有处理器和包含指令的存储器的接入网关，所述指令使得所述接入网关：
通过第一接入网建立与用户设备的第一连接；
通过第二接入网建立与所述用户设备的第二连接，使得所述第二连接和所述第一连接同时存在；
将所述第一连接设置为活动连接以用于在所述接入网关和所述用户设备之间传送用于有状态用户会话的数据分组；
将所述第二连接设置为备用连接；
通过所述活动连接与所述用户设备交换一系列切换消息；
在所述一系列切换消息完成的情况下，将所述活动连接转换到所述第二连接；
将所述第一连接设置为所述备用连接；
通过所述第二连接继续所述接入网关和所述用户设备之间的所述有状态用户会话，使得通过到所述第二连接的转换来维持所述有状态用户会话的状态；
在将所述活动连接转换到所述第二连接时启动具有第一持续时间的第一定时器和具有比所述第一持续时间长的第二持续时间的第二定时器；
对于在所述第一定时器期满之前经由所述备用连接从所述用户设备接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息；以及
对于在所述第二定时器期满之前经由所述活动连接从所述用户设备接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述用户设备包括被配置为连接到小型小区网络SCN的第一无线电接口和被配置为连接到宏蜂窝网络MCN的第二无线电接口。
3.根据权利要求1所述的***，其中，所述接入网关通过所述第一连接以及通过到所述第二连接的转换对于所述活动连接维持相同的IP地址。
4.根据权利要求1所述的***，其中，所述接入网关包括存储第一用户设备场境并与所述第一接入网进行通信的第一接口、以及存储第二用户设备场境并与所述第二接入网进行通信的第二接口，其中：
将所述活动连接转换到所述第二连接包括将所述第一用户设备场境转移到所述第二接口。
5.根据权利要求1所述的***，其中，所述接入网关被配置为对所述备用连接监视消息。
6.一种用于在接入网切换期间维持用户会话的***，包括具有处理器和包含指令的存储器的用户设备，所述指令使所述用户设备：
通过第一接入网建立与接入网关的第一连接；
通过第二接入网建立与所述接入网关的第二连接，使得所述第二连接和所述第一连接同时存在；
将所述第一连接设置为活动连接以用于在所述用户设备和所述接入网关之间传送用于有状态用户会话的数据分组；
将所述第二连接设置为备用连接；
通过所述活动连接与所述接入网关交换一系列切换消息；
在所述一系列切换消息完成的情况下，将所述活动连接转换到所述第二连接；
将所述第一连接设置为所述备用连接；
通过所述第二连接继续所述用户设备和所述接入网关之间的所述有状态用户会话，使得通过到所述第二连接的转换来维持所述有状态用户会话的状态；
在将所述活动连接转换到所述第二连接时启动具有第一持续时间的第一定时器和具有比所述第一持续时间长的第二持续时间的第二定时器；
对于在所述第一定时器期满之前经由所述备用连接从所述接入网关接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息；以及
对于在所述第二定时器期满之前经由所述活动连接从所述接入网关接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息。
7.根据权利要求6所述的***，其中，所述用户设备包括被配置为连接到小型小区网络SCN的第一无线电接口和被配置为连接到宏蜂窝网络MCN的第二无线电接口。
8.根据权利要求6所述的***，其中，所述用户设备包括单个无线电接口，并且将所述活动连接转换到所述第二连接包括将所述单个无线电接口重新调谐到所述第二接入网。
9.根据权利要求6所述的***，其中，所述用户设备通过所述第一连接以及通过到所述第二连接的转换对于所述活动连接使用相同的IP地址来与所述接入网关进行通信。
10.根据权利要求6所述的***，其中，所述用户设备被配置为对所述备用连接监视消息。
11.一种在接入网切换期间维持用户会话的方法，包括：
由接入网关通过第一接入网建立与用户设备的第一连接；
由所述接入网关通过第二接入网建立与所述用户设备的第二连接，使得所述第二连接和所述第一连接同时存在；
由所述接入网关将所述第一连接设置为活动连接以用于在所述接入网关和所述用户设备之间传送用于有状态用户会话的数据分组；
由所述接入网关将所述第二连接设置为备用连接；
通过所述活动连接在所述接入网关和所述用户设备之间交换一系列切换消息；
在所述一系列切换消息完成的情况下，将所述活动连接转换到所述第二连接设置；
由所述接入网关将所述第一连接设置为所述备用连接；
通过所述第二连接继续在所述接入网关和所述用户设备之间的所述有状态用户会话，使得通过到所述第二连接的转换来维持所述有状态用户会话的状态；
由所述接入网关在将所述活动连接转换到所述第二连接时启动具有第一持续时间的第一定时器和具有比所述第一持续时间长的第二持续时间的第二定时器；
对于在所述第一定时器期满之前经由所述备用连接从所述用户设备接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息；以及
对于在所述第二定时器期满之前经由所述活动连接从所述用户设备接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息。
12.根据权利要求11所述的方法，包括：
由所述接入网关通过所述第一连接以及通过到所述第二连接的转换对于所述活动连接维持相同的IP地址。
13.根据权利要求11所述的方法，包括：
由所述接入网关对所述备用连接监视消息。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，交换所述一系列切换消息包括：
由所述接入网关递增序号计数器；
从所述接入网关向所述用户设备发送切换发起消息，所述切换发起消息包括与所述序号计数器的当前状态相对应的序号；
在所述接入网关处从所述用户设备接收包括所述序号的切换肯定应答消息，所述用户设备在确定所述序号大于包括在先前接收到的切换发起消息中的先前序号的情况下发送所述切换肯定应答消息；以及
由所述接入网关在确定所述序号大于包括在先前接收到的切换肯定应答消息中的序号的情况下接受所述切换肯定应答消息。
15.一种在接入网切换期间维持用户会话的方法，包括：
由用户设备通过第一接入网建立与接入网关的第一连接；
由所述用户设备通过第二接入网建立与所述接入网关的第二连接，使得所述第二连接和所述第一连接同时存在；
由所述用户设备将所述第一连接设置为活动连接以用于在所述用户设备和所述接入网关之间传送用于有状态用户会话的数据分组；
由所述用户设备将所述第二连接设置为备用连接；
通过所述活动连接在所述用户设备和所述接入网关之间交换一系列切换消息；
在完成所述一系列切换消息的情况下，将所述活动连接转换到所述第二连接设置；
由所述用户设备将所述第一连接设置为所述备用连接；
通过所述第二连接继续所述用户设备和所述接入网关之间的所述有状态用户会话，使得通过到所述第二连接的转换来维持所述有状态用户会话的状态；
由所述用户设备在将所述活动连接转换到所述第二连接时启动具有第一持续时间的第一定时器和具有比所述第一持续时间长的第二持续时间的第二定时器；
对于在所述第一定时器期满之前经由所述备用连接从所述接入网关接收的分组，丢弃所述分组；
对于在所述第一定时器期满之前经由所述备用连接从所述接入网关接收的分组，发送具有适当状态码的切换肯定应答消息；以及
对于在所述第二定时器期满之前经由所述活动连接从所述接入网关接收的切换发起消息，发送具有拒绝状态码的切换肯定应答消息。
16.根据权利要求15所述的方法，包括：
由所述接入网关通过所述第一连接以及通过到所述第二连接的转换对于所述活动连接维持相同的IP地址。
17.根据权利要求15所述的方法，包括：
由所述接入网关对所述备用连接监视消息。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，交换所述一系列切换消息包括：
由所述用户设备递增序号计数器；
从所述用户设备向所述接入网关发送切换发起消息，所述切换发起消息包括与所述序号计数器的当前状态相对应的序号；
在所述用户设备处从所述接入网关接收包括所述序号的切换肯定应答消息，所述接入网关在确定所述序号大于包括在先前接收到的切换发起消息中的先前序号的情况下发送所述切换肯定应答消息；以及
由所述用户设备在确定所述序号大于包括在先前接收到的切换肯定应答消息中的序号的情况下接受所述切换肯定应答消息。
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