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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND APPARATUS FOR SHUNTING INTERNET ACCESS DATA IN ACCESS NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/140898
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention discloses a method and an apparatus for shunting Internet access data in an access network, which are used for solving the technical problems that in a Network Address Translation (NAT) shunting networking solution, the information obtained in a monitor mode is incomplete, shunting characteristics for distinguishing users cannot be provided and shunting strategies are separated from Quality of Service (QoS) strategies of a core network. The solution of the present invention includes: a shunting device judges whether a Radio Access Bearer (RAB) data flow needs shunting according to a specific value of a specific parameter in an RAB message; if shunting is needed, NAT is performed and then the shunted data is transmitted to the Internet; and if shunting is not needed, the RAB data flow is transparently transmitted to the core network. In the present invention, the shunting judgment condition, which the shunting device is in accordance with, directly originates from the core network, and the core network can initiatively obtain required user information, thus shunting judgment can be made correctly and completely as much as possible, and shunting judgment can be implemented with QoS strategies of the core network together, and there is no need to add new QoS management points being independent of the core network.

Inventors:
TANG DELONG (CN)
YUAN ZHIGUI (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/073187
Publication Date:
November 17, 2011
Filing Date:
April 22, 2011
Export Citation:
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Assignee:
ZTE CORP (CN)
TANG DELONG (CN)
YUAN ZHIGUI (CN)
International Classes:
H04W28/08
Foreign References:
US20100027533A12010-02-04
CN101128047A2008-02-20
US20100077102A12010-03-25
Other References:
See also references of EP 2525601A4
Attorney, Agent or Firm:
CHINA PAT INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (CN)
北京派特恩知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
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。

Description:
一种在接入网对互联网访问数据进行分流的方 法及装置 技术领域

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。