YUAN ZHIGUI (CN)
TANG DELONG (CN)
YUAN ZHIGUI (CN)
US20100027533A1 | 2010-02-04 | |||
CN101128047A | 2008-02-20 | |||
US20100077102A1 | 2010-03-25 |
北京派特恩知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
权利要求书 1、 一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方法, 其特征在于, 包 括: 分流设备以无线接入承载 RAB消息中的特定参数的值来判断 RAB数 据流是否需要分流, 若需要分流, 则执行网络地址转换 NAT后将分流数据 送往互联网; 若不需要分流, 则将 RAB数据流透传给核心网。 2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述方法中, 在分流判 决之前, 还包括核心网设置所述特定参数及所述分流设备获得所述特定参 数的步骤, 具体为: 核心网在进行 RAB指派时, 结合用户信息和 /或 PDP信息设定所述特 定参数值; 核心网在接入网与核心网之间的 IU接口发起 RAB建立流程, 分流设备获取 RAB建立消息, 解析并记录 RAB建立消息中包含的所述特 定参数的值。 3、 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 所述用户信息指移动用户的签约信息或是否为漫游用户信息; 所述 PDP信息指 PDP信息中的网络服务接入点标识符 NSAPI 或接入点名称 APN。 4、 根据权利要求 1、 2或 3所述的方法, 其特征在于, 所述特定参数 的值包括: 必须分流、 不可分流和动态分流三种取值类型; 在所述特定参 数的值为动态分流的取值时, 所述分流设备依据系统负载动态决策对应 RAB是否分流。 5、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 将所述分流设备和无线控制器合设为一个独立的网元, 上行方向数据 流在完成空口解封装之后直接进行分流判决; 下行方向, 互联网来的数据 经 NAT转换后直接送入空口; 或, 分流设备和无线控制器分别为独立的网元,分流设备部署在 IU接口上, 监控 RNC和核心网之间的数据, 对识别为需要分流的数据进行 NAT处理, 对不需要分流的数据进行透传。 6、 一种在接入网对互联网访问数据进行分流的装置, 其特征在于, 该 装置包括: 分流判决模块, 用于以 RAB消息中的特定参数的值来判断 RAB数据 流是否需要分流; 分流处理模块, 用于依据所述分流判决模块的判决结果执行分流处理, 在需要分流的情况下, 执行 NAT转换后将数据送往互联网, 在不需要分流 的情况下, 将数据透传给核心网。 7、 根据权利要求 6所述的装置, 其特征在于, 所述装置还包括: 参数设定模块, 用于在进行 RAB指派时, 结合用户信息和 /或 PDP信 息设定所述特定参数值; 参数获取模块, 用于在核心网通过 IU接口发起 RAB建立流程时, 获 取和记录 RAB建立消息中包含的由所述参数设定模块设定的所述特定参数 的值。 8、 根据权利要求 7所述的装置, 其特征在于, 所述用户信息指移动用 户的签约信息或是否为漫游用户信息; 所述 PDP信息指 PDP信息中的 NSAPI或 APN。 9、 根据权利要求 6、 7或 8所述的装置, 其特征在于, 所述特定参数 的值包括: 必须分流、 不可分流和动态分流三种取值类型; 在所述特定参 数的值为动态分流的取值时, 所述分流判决模块依据系统负载动态决策对 应 RAB是否分流。 10、 根据权利要求 7所述的装置, 其特征在于, 所述分流判决模块、 分流处理模块、 参数获取模块组成的分流设备与所述无线控制器合设在一 个独立的网元内, 上行方向数据流在完成空口解封装之后直接通过分流判 决模块进行分流判决; 下行方向数据流经分流处理模块完成 NAT转换后直 接送入空口; 或, 所述分流判决模块、 分流处理模块、 参数获取模块组成的分流设备和 所述无线控制器分别为独立的网元,分流设备部署在 IU接口上,监控 RNC 和核心网之间的数据, 对识别为需要分流的数据进行 NAT处理, 对不需要 分流的数据进行透传。 |
本发明涉及移动通信领域, 尤其涉及一种在接入网对互联网访问数据 进行分流(Offload ) 的方法及装置。 背景技术
当前, 移动通讯网络的结构如图 1 所示, 在这种网络结构下, 移动用 户接入互联网的数据流必须通过接入网、核心 网才能进入互联网( Internet )。
随着地面传输的丰富, 以及传输成本的不断下降, 用户对互联网的流 量需求和时延需求不断提高, 一种新型的组网方式正在形成, 图 2为一种 可能的分流组网结构图, 在这种组网结构下面, 移动用户可以通过传统的 通路经核心网连接互联网, 也可以在 IU接口( Interconnection point between an RNC or a BSC and a 3G Core Network, 特指第三代无线通讯接入网和核 心网之间的接口)进行分流, 直接从接入网进入互联网, 达到数据流速度 更快、 成本更低的目的。
目前 3GPP ( 3rd Generation Partnership Project, 第三代合作项目) 尚在 对这种方案进行论证, 相关协议也尚未确定。
3GPP对 IU口分流的方案存在两种选择,一种是在 RNC( Radio Network Controller,无线网络控制器)上端部署 GGSN( Gateway General Packet Radio Service Support Node, 网关通用分组无线服务支持点); 另一种是在 RNC 上端部署 NAT ( Network Address Translation, 网络地址转换 )设备。
NAT方案的主要特征是: 在 RNC和核心网之间, 分流设备通过监控 NAS( Non- Access Stratum,非接入层)消息,解析消息中的 PDP( Packet Data Protocol, 包数据协议)相关的信息的方法判决是否要对 数据流进行分流, 如果需要分流, 则对原有数据流进行网络地址转换, 然后将数据流直接推 向互联网接入点。 这种分流判定方式存在如下缺点:
( 1 )监听方式获取信息不全, 有可能 NAS 消息不能提供完整的用户 信息, 无法提供区分用户的分流特性;
( 2 )和核心网的 QoS ( Quality of Service, 服务质量)策略割裂, 运营 商可能需要定义两套 QoS策略, 难以管理。 发明内容
有鉴于此, 本发明的主要目的在于提供一种在接入网对互 联网访问数 据进行分流的方法及装置, 用于解决 NAT分流组网方案中, 监听方式获取 信息不全, 无法提供区分用户的分流特性, 以及分流策略和核心网的 QoS 策略割裂的技术问题。
为达到上述目的, 本发明的技术方案是这样实现的:
一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方 法, 该方法包括: 分流设备以无线接入承载(RAB ) 消息中的特定参数的值来判断 RAB 数据流是否需要分流, 若需要分流, 则执行网络地址转换 (NAT)后将分流数 据送往互联网; 若不需要分流, 则将 RAB数据流透传给核心网。
所述方法中, 在分流判决之前, 还包括核心网设置所述特定参数及所 述分流设备获得所述特定参数的步骤, 具体为:
核心网在进行 RAB指派时, 结合用户信息和 /或 PDP信息设定所述特 定参数值; 核心网在 IU接口发起 RAB建立流程, 分流设备获取 RAB建立 消息, 解析并记录 RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
进一步地, 所述用户信息指移动用户的签约信息、 或是否为漫游用户 信息; 所述 PDP信息指 PDP信息中的网络服务接入点标识符 (NSAPI )、 或接入点名称(APN, Access Point Name )„
进一步地, 所述特定参数的值包括: 必须分流、 不可分流和动态分流 三种取值类型; 在所述特定参数的值为动态分流的取值时, 所述分流设备 依据系统负载动态决策对应 RAB是否分流。
进一步地, 该方法中, 所述分流设备和无线控制器合设为一个独立的 网元, 上行方向数据流在完成空口解封装之后直接进 行分流判决; 下行方 向, 互联网来的数据经 NAT转换后直接送入空口; 或, 分流设备和无线控 制器分别为独立的网元, 分流设备部署在 IU接口上, 监控 RNC和核心网 之间的数据, 对识别为需要分流的数据进行 NAT处理, 对不需要分流的数 据进行透传。
基于上述方法, 本发明还提出一种在接入网对互联网访问数据 进行分 流的装置, 该装置包括:
分流判决模块, 位于分流设备中, 用于以 RAB消息中的特定参数的值 来判断 RAB数据流是否需要分流;
分流处理模块, 位于分流设备中, 用于依据所述分流判决模块的判决 结果执行分流处理, 在需要分流的情况下, 执行 NAT转换后将数据送往互 联网, 在不需要分流的情况下, 将数据透传给核心网。
进一步地, 所述装置还包括:
参数设定模块, 位于核心网, 用于在进行 RAB指派时, 结合用户信息 和 /或 PDP信息设定所述特定参数值;
参数获取模块, 位于分流设备, 用于在核心网通过 IU接口发起 RAB 建立流程时, 获取和记录 RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
进一步地, 所述特定参数的值包括: 必须分流、 不可分流和动态分流 三种取值类型; 在所述特定参数的值为动态分流的取值时, 所述分流判决 模块依据系统负载动态决策对应 RAB是否分流。
进一步地, 所述分流判决模块、 分流处理模块、 参数获取模块与无线 控制器合设在一个独立的网元内, 上行方向数据流在完成空口解封装之后 直接通过分流判决模块进行分流判决; 下行方向数据流经分流处理模块完 成 NAT转换后直接送入空口; 或, 所述分流判决模块、 分流处理模块、 参 数获取模块组成的分流设备和所述无线控制器 分别为独立的网元, 分流设 备部署在 IU接口上, 监控 RNC和核心网之间的数据, 对识别为需要分流 的数据进行 NAT处理, 对不需要分流的数据进行透传。
本发明中分流设备所依据的分流判决条件直接 来源于核心网, 而核心 网可以主动获取需要的用户信息, 因此能尽可能正确、 完整地做出分流判 决,并能和核心网的 QoS策略统一实施,无需独立核心网之外增加新 的 QoS 管理点。 附图说明
图 1为移动通讯网络的结构图;
图 2为分流组网结构图;
图 3为本发明提出的在接入网对互联网访问数据 行分流的流程图; 图 4为本发明提出的在接入网对互联网访问数据 行分流的装置的结 构示意图。 具体实施方式
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白, 以下举实施例并 参照附图, 对本发明进一步详细说明。
图 3 为本发明提出的一种在接入网对互联网访问数 据进行分流的方法 的流程图, 该方法具体包括如下步骤:
步骤 301、无线控制器(例如无线网络控制器 RNC或基站控制器 BSC )、 分流设备、 核心网预先设定以 RAB ( Radio Access Bearer, 无线接入承载) 消息中的特定参数的值来标识对应的 RAB是否需要分流;
优选地, 无线控制器、分流设备和核心网约定釆用 RAB参数中的 APN 来标识该 RAB数据需要分流, 如果 RAB参数中不存在 APN信息, 则表示 相应数据不能被分流, 否则可以分流。
优选地, 在 RAB参数里面 APN存在的前提下, 还可以进一步约定, 当传输处理优先级(Traffic Handling Priority ) 参数、 或分配 /保留优先级 ( Allocation/Retention priority )参数取值为特定值时, 相应数据必须分流, 否则可以不分流。
步骤 302、 UE (用户设备 /移动用户 )发起 PS ( Packet Switched, 分组 交换) 业务, 核心网在进行 RAB 指派时, 结合用户信息和 /或包数据协议 PDP信息设定所述约定的 RAB消息中用于标识对应的 RAB是否需要分流 的参数取值;
优选地,所述 PDP信息指 PDP信息中的 NSAPK Network Service Access Point Identifier, 网络服务接入点标识符)、 或 APN ( Access Point Name, 接 入点名称);
优选地, 所述用户信息指移动用户的签约信息、 或是否为漫游用户等 信息; 所述用户信息可从 HSS ( Home Subscriber Server, 归属用户服务器) 中获取。
步骤 303、 核心网在 IU接口发起 RAB建立流程, 分流设备获取 RAB 建立消息, 解析并记录 RAB建立消息中包含的用于标识对应的 RAB是否 需要分流的参数值;
优选地, 分流设备可通过监控 IU接口上的 RAB消息, 或通过 RNC主 动告知的方式获得所述用于标识对应的 RAB是否需要分流的参数值;
步骤 304、 RAB建立成功后, 分流设备监控对应 RAB上的数据流, 如 果分流设备依据所述用于标识对应的 RAB是否需要分流的参数取值判定所 述 RAB数据流需要分流, 则分流设备对所述 RAB数据流进行 NAT处理, 否则对所述 RAB数据流进行透传。 优选地, 所述用于标识对应的 RAB是否需要分流的参数值可分为三种 取值类型, 分别为: 必须分流、 不可分流和动态分流; 在所述特定参数的 值为动态分流的取值时, 所述分流设备可结合 IU接口的负荷情况动态决策 对应 RAB是否分流。
以下通过实例说明本发明分流判决方法的流程 , 在该实例中, 无线控 制器为 RNC, 具体步骤如下:
步骤 401、 RNC、核心网、 分流设备约定 RAB参数中 APN存在为数据 流可以分流,否则为不可分流,在 APN存在的前提下 Traffic Handling Priority 参数取值 6-10代表动态分流,是否分流由分流设备依据 统负荷决策, 11-14 代表必须分流;
步骤 402、在核心网侧配置参数设定规则为: 核心网结合终端用户签约 信息以及 PDP信息设定分流参数的值,当终端签约为高价 值用户或 APN为 A时, 则设定分流参数值为不可分流的参数类型值, 也就是 RAB参数里面 不带有 APN信息; 当终端签约为低价值用户或 APN为 B则设定分流参数 值为必须分流的参数类型值,也就是 RAB参数里面 THP为 11-14里面的任 一取值(具体取值依据用户优先级以及业务优 先级确定, 不属于本发明的 范畴); 若终端签约为中等价值用户或 APN为其它值, 则设定分流参数值 为动态分流的参数类型值, 也就是 THP为 6-10里面的任一取值。对于动态 分流的情况, 还可进一步排定分流优先级, 例如 APN分流优先级 C>D>E, 则 THP参数对应取 8、 7、 6;
步骤 403、 UE向核心网发起 PDP激活请求, 核心网收到 PDP激活请 求后, 解析 PDP激活请求消息中的 APN信息, 若 APN为 A, 则设定 RAB 参数里面 APN取值为空; 为 B则设定 RAB参数的 APN为 B且 THP参数 为 11-14里面的某个取值; 为 C或 D或 E时, 设定 RAB参数的 APN为 C 或 D或 E且 THP值为 8或 7或 6; 步骤 404、 核心网为对应 PDP请求建立 RAB通道, 核心网通过 IU接 口向 RNC发送 RAB建立请求, 分流设备通过 IU接口读取 APN和流量处 理优先级(Traffic Handling Priority, THP )参数信息, 并记录该 RAB的参 数信息, 包括 Traffic Handling Priority参数的值;
步骤 405、 RAB建立成功后, UE开始发送数据;
步骤 406、 数据流经过分流设备时, 分流设备依据记录的 RAB的参数 信息判断该数据流归属的 RAB是否需要分流, 若分流参数的值为必须分流 的取值类型,则为该 RAB分配 NAT资源,并对用户数据流进行 IU解封装, 做 NAT处理, 送往 Internet接入点; 若分流参数的值为不可分流的取值类 型, 则将数据流透传到核心网; 若分流参数的值为动态分流的取值类型, 则分流设备监控 IU接口的传输负载, 例如 IU接口负载量达到 70% , 则对 分流参数取值为 8的 RAB不做分流,其它分流;当负载量达到 80%的时候, 则分流参数取值为 7的 RAB不做分流, 当负载量达到 90%的时候, 则 THP 取值为 6的 RAB不#文分流, 其它 #文分流处理;
步骤 407、 分流设备对核心网下行的数据不做监控, 直接透传给 RNC; 对互联网接入点过来的报文做 NAT转换, 并做封装后送往 RNC;
步骤 408、 分流设备监听 RAB释放消息, RAB释放后, 分流设备释放 NAT资源。
本发明一优选实施例中 ,可将分流设备和 RNC合设成一个独立的网元 , 当分流设备和 RNC合并时, 上行数据流在完成空口解封装之后直接进行分 流判决, 需要分流的话直接进行 NAT处理, 不需要经过 IU接口封装解封 装的处理; 下行方向, 互联网进来的数据经 NAT转换后直接送入空口, 同 样不需要 IU接口的封装解封装处理, 从而提高了分流处理的效率。
图 4为本发明提出的一种在接入网对互联网访问 据进行分流的装置 的结构示意图, 该装置包括: 参数设定模块, 位于核心网, 用于在进行 RAB指派时, 结合用户信息 和 /或 PDP信息设定所述特定参数值;所述用户信息指 移动用户的签约信息、 或是否为漫游用户信息;所述 PDP信息指 PDP信息中的网络服务接入点标 识符(NSAPI )、 或接入点名称(APN )。 所述特定参数为 Traffic Handling Priority参数、 或 Allocation/Retention priority参数。
参数获取模块, 位于分流设备, 用于在核心网通过 IU接口发起 RAB 建立流程时, 获取和记录 RAB建立消息中包含的所述特定参数的值。
分流判决模块, 位于分流设备中, 用于以 RAB消息中的特定参数的特 定取值来判断 RAB数据流是否需要分流;
分流处理模块, 位于分流设备中, 用于依据所述分流判决模块的判决 结果执行分流处理, 在需要分流的情况下, 执行 NAT转换后将数据送往互 联网, 在不需要分流的情况下, 将数据透传给核心网。
优选地, 所述分流判决模块、 分流处理模块、 参数获取模块与无线控 制器合设在一个独立的网元内, 上行方向数据流在完成空口解封装之后直 接通过分流判决模块进行分流判决; 下行方向数据流经分流处理模块完成 NAT转换后直接送入空口。 也可将分流判决模块、 分流处理模块、 参数获 取模块组成的分流设备和无线控制器分别设置 为独立的网元, 分流设备部 署在 IU接口上, 监控 RNC和核心网之间的数据, 对识别为需要分流的数 据进行 NAT处理, 对不需要分流的数据进行透传。
本发明适用于 3G无线通讯网络, LTE ( Long Term Evolution,长期演进) 网络也可以类似处理。
以上所述, 仅为本发明的较佳实施例而已, 并非用于限定本发明的保 护范围。
Next Patent: METHOD AND DEVICE FOR IMPLEMENTING NETWORK COGNITION