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用于用户平面流量转发的系统、方法和设备技术方案

技术编号:22536287 阅读:16 留言:0更新日期:2019-11-13 11:43
移动边缘计算(MEC)平台的流量负载转移功能(TOF)使用通过监视控制平面消息更新的流量转发表和位置数据库。默认承载中的用户平面流量经过扩展TOF,在这里从通用封包无线电服务隧穿协议(GTP)隧道取回的IP封包根据通过检测(或嗅探)通过S1‑MME接口交换的控制平面消息而创建的策略被转发。一额外的实体,即位置数据库,负责跟踪UE和移动网络中的其他主机的位置。位置数据库可用于在没有控制平面消息的情况下引导转发策略创建。

System, method and equipment for user plane traffic forwarding

The traffic load transfer function (TOF) of mobile edge computing (MEC) platform uses the traffic publishing and location database updated by monitoring and control plane messages. The user plane traffic in the default bearer passes through the extended TOF, where the IP packets retrieved from the general packet radio service Tunneling Protocol (GTP) tunnel are forwarded according to the policy created by detecting (or sniffing) the control plane messages exchanged through the S1 \u2011 Mme interface. An additional entity, the location database, is responsible for tracking the location of UE and other hosts in the mobile network. The location database can be used to guide forward policy creation without control plane messages.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于用户平面流量转发的系统、方法和设备
本公开涉及蜂窝通信,更具体而言涉及流量负载转移功能。
技术介绍
无线移动通信技术使用各种标准和协议来在基站和无线移动设备之间传送数据。无线通信系统标准和协议可包括第3代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject,3GPP)长期演进(longtermevolution,LTE);电气与电子工程师学会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineer,IEEE)802.16标准,产业群通常称之为微波接入全球互通(worldwideinteroperabilityformicrowaveaccess,WiMAX);以及用于无线局域网(wirelesslocalareanetwork,WLAN)的IEEE802.11标准,产业群通常称之为Wi-Fi。在LTE系统中的3GPP无线电接入网络(radioaccessnetwork,RAN)中,基站可包括RAN节点,例如演进型通用地面无线电接入网络(EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork,E-UTRAN)节点B(通常也被表示为演进型节点B、增强型节点B、eNodeB或eNB)和/或E-UTRAN中的无线电网络控制器(RadioNetworkController,RNC),其与被称为用户设备(userequipment,UE)的无线通信设备通信。在第五代(5G)无线RAN中,RAN节点可包括5G节点。RAN使用无线电接入技术(radioaccesstechnology,RAT)来在RAN节点和UE之间通信。RAN可包括全球移动通信系统(globalsystemformobilecommunications,GSM)、GSM演进增强数据速率(enhanceddataratesforGSMevolution,EDGE)RAN(GERAN)、通用地面无线电接入网络(UniversalTerrestrialRadioAccessNetwork,UTRAN)和/或E-UTRAN,它们通过核心网络提供对通信服务的接入。每个RAN根据特定的3GPPRAT操作。例如,GERAN104实现GSM和/或EDGERAT,UTRAN106实现通用移动电信系统(universalmobiletelecommunicationsystem,UMTS)RAT或其他3GPPRAT,并且E-UTRAN108实现LTERAT。核心网络可通过RAN节点连接到UE。核心网络可包括服务网关(servinggateway,SGW)、封包数据网络(packetdatanetwork,PDN)网关(PGW)、接入网络检测和选择功能(accessnetworkdetectionandselectionfunction,ANDSF)服务器、增强型封包数据网关(enhancedpacketdatagateway,ePDG)和/或移动性管理实体(mobilitymanagemententity,MME)。附图说明图1是图示出符合本文公开的实施例的移动通信系统的系统体系结构的框图。图2是图示出符合本文公开的实施例的流量转发条目的流量转发表。图3是图示出符合本文公开的实施例的用户平面路径选择的过程的流程图。图4是图示出符合本文公开的实施例的无线电接入网络(RAN)系统的一部分的图。图5是图示出符合本文公开的实施例的电子设备电路的框图。图6是对于一个实施例图示出符合本文公开的实施例的用户设备(userequipment,UE)或移动站(mobilestation,MS)设备的示例组件的框图。图7是图示出符合本文公开的实施例的用户平面路径选择的过程的流程图。图8是图示出符合本文公开的实施例的能够从机器可读或计算机可读介质读取指令的组件的框图。具体实施方式下面提供对符合本公开的实施例的系统和方法的详细描述。虽然描述了若干个实施例,但应当理解本公开不限于任何一个实施例,而是涵盖了许多替换、修改和等同。此外,虽然在接下来的描述中阐述了许多具体细节以提供对本文公开的实施例的透彻理解,但没有这些细节中的一些或全部也能实现一些实施例。另外,为了清晰起见,没有详细描述相关技术中已知的某些技术素材以避免不必要地模糊本公开。公开了技术、装置和方法,其利用通过监视控制平面消息来更新的流量转发表和位置数据库使能了移动边缘计算(mobileedgecomputing,MEC)平台的流量负载转移功能(trafficoffloadingfunction,TOF)。默认承载中的用户平面流量经过扩展TOF,在这里从通用封包无线电服务隧穿协议(GeneralPacketRadioServiceTunnelingProtocol,GTP)隧道取回的IP封包根据通过检测(或嗅探)通过S1-MME接口交换的控制平面消息而创建的策略被转发。一额外的实体,即位置数据库,负责跟踪UE和移动网络中的其他主机的位置。位置数据库可用于在没有控制平面消息的情况下引导转发策略创建。在一些实施例中,流量负载转移功能(TOF)是移动边缘计算(MEC)平台的一部分。TOF服务可由具有MEC虚拟化管理器的虚拟化环境中的MEC服务器提供。在一些实施例中,流量负载转移功能(TOF)在现有3GPP网络中被扩展到在S1-U和S1-MME接口两者处能够处理流量的实体。默认承载中的用户平面流量经过扩展TOF,在这里从通用封包无线电服务隧穿协议(GTP)隧道取回的IP封包根据通过检测(或嗅探)通过S1-MME接口交换的控制平面消息而创建的策略被转发。一额外的实体,即位置数据库,负责跟踪UE和移动网络中的其他主机的位置。位置数据库可用于在没有控制平面消息的情况下引导转发策略创建。提出的方案可提供优点,包括(1)为第三方服务提供者的默认路径(重)选择的便利;(2)对EPC的修改很少;(3)降低的信令开销;以及(4)移动期间的会话连续性。在(1)为第三方服务提供者的默认路径(重)选择的便利中,一实施例使能了对于支持涉及大多数当今的第三方移动应用的高效用户平面路径(重)选择的显著促进。由于现有的第三方移动应用可依赖于默认承载来进行服务递送,因此应用在不更新其客户端和服务器平台的情况下利用当前3GPP方案来进行路径选择可能是不可行的。这是因为现有的3GPP方案指明UE应当创建专用的封包数据网络(packetdatanetwork,PDN)连通性,其使能具有专用接入点名称(dedicatedaccesspointname,APN)的高效路径。然而,一些实施例可结合仍利用默认承载运行的这些应用来工作。对默认承载的这个使用从第三方服务提供者的角度来看可降低在支持高效路径选择方面的成本。在(2)对演进型封包核心(evolvedpacketcore,EPC)的修改很少中,一实施例引入了包括扩展TOF和UE位置数据库在内的两个新的功能,而没有招致对当今的EPC网络元素的更新。然而,其他现有的3GPP方案使用涉及eNB、UE和MME的复杂更新。作为对比,实施例可使能对现有EPC网络元素透明的高效路径选择。在(3)降低的信令开销中,一实施例比其他现有的3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在支持无线蜂窝通信的核心网络中选择高效用户平面路径的流量负载转移功能(TOF)系统,包括:用于用户平面流量转发表的存储装置,该用户平面流量转发表被配置为存储一组转发条目,这些转发条目包括网络前缀条目和输出隧道端点识别符(TEID)条目;处理单元,被配置为:通过上行链路(UL)通用封包无线电服务隧穿协议(GTP)隧道接收GTP封包;确定所述用户平面流量转发表的转发条目中的网络前缀匹配所述GTP封包的目的地互联网协议(IP)地址;从所述转发条目取回在所述用户平面流量转发表中与所述网络前缀相对应的输出TEID;并且当所述输出TEID是负载转移指示符时:去除所述GTP封包的GTP封装以形成IP封包;并且将所述IP封包负载转移到外部网络上;当所述输出TEID是有效TEID时:利用所述输出TEID替换所述GTP封包的TEID以形成经修改的GTP封包;并且转发所述经修改的GTP封包。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在支持无线蜂窝通信的核心网络中选择高效用户平面路径的流量负载转移功能(TOF)系统,包括:用于用户平面流量转发表的存储装置,该用户平面流量转发表被配置为存储一组转发条目,这些转发条目包括网络前缀条目和输出隧道端点识别符(TEID)条目;处理单元,被配置为:通过上行链路(UL)通用封包无线电服务隧穿协议(GTP)隧道接收GTP封包;确定所述用户平面流量转发表的转发条目中的网络前缀匹配所述GTP封包的目的地互联网协议(IP)地址;从所述转发条目取回在所述用户平面流量转发表中与所述网络前缀相对应的输出TEID;并且当所述输出TEID是负载转移指示符时:去除所述GTP封包的GTP封装以形成IP封包;并且将所述IP封包负载转移到外部网络上;当所述输出TEID是有效TEID时:利用所述输出TEID替换所述GTP封包的TEID以形成经修改的GTP封包;并且转发所述经修改的GTP封包。2.如权利要求1所述的系统,其中,所述外部网络是互联网。3.如权利要求1所述的系统,其中,所述外部网络包括应用服务器。4.如权利要求3所述的系统,其中,将所述IP封包负载转移到所述外部网络上还包括:确定与提供给所述应用服务器的边缘服务的目的地IP地址相关联的TOF节点;并且将所述IP封包转发到所述TOF节点。5.如权利要求1所述的系统,还包括用于位置数据库的存储装置,该位置数据库被配置为存储用户设备(UE)的位置数据。6.如权利要求5所述的系统,其中,转发所述经修改的GTP封包还包括:至少部分基于来自所述位置数据库的位置数据来确定与所述经修改的GTP封包相关联的目的地UE的位置;确定与所述经修改的GTP封包的所述目的地UE相关联的TOF节点;并且将所述IP封包转发到所述TOF节点。7.如权利要求5所述的系统,其中,所述处理单元还被配置为检查控制平面消息以确定UE的位置信息并且利用所述UE的位置信息来填充所述位置数据库。8.如权利要求7所述的系统,其中,所述控制平面消息包括激活默认承载请求消息、初始情境设立响应消息、UE情境释放完成消息、或者路径切换确认消息。9.如权利要求7所述的系统,其中,确定所述UE的位置信息还包括确定所述UE的IP地址、所述UE的默认承载的演进型通用移动电信系统地面无线电接入网络(E-UTRAN)无线电接入承载识别符(E-RABID)、与所述UE相关联的移动性管理实体(MME)UES1应用协议(S1AP)ID、E-RABID列表、E-RABID、所述UE的默认承载的上行链路GTPTEID、或者增强型节点B(eNB)UES1APID。10.一种支持无线蜂窝通信的流量负载转移功能(TOF)节点的装置,包括:位置数据库接口,被配置为耦合到位置数据库并且被配置为访问用户设备(UE)的位置数据;转发表接口,被配置为耦合到用于用户平面流量转发表的存储装置并且被配置为访问所述用户平面流量转发表的一组条目,这些条目包括网络地址条目和隧道识别符条目;处理单元,耦合到所述位置数据库接口和所述转发表接口,该处理单元被配置为:从第一UE接收隧道封包;确定所述用户平面流量转发表中的网络前缀匹配所述隧道封包的目的地网络地址;取回在所述用户平面流量转发表中与所述网络前缀相对应的隧道识别符;并且当所述隧道识别符是负载转移指示符时:确定服务所述隧道封包的目的地互联网协议(IP)地址的第一TOF节点识别符;当所述第一TOF节点识别符识别所述TOF节点时:从所述隧道封包提取网络封包;并且将所述网络封包负载转移到外部网络上;当所述第一TOF节点识别符识别外部TOF节点时:将所述隧道封包转发到所述外部TOF节点;当所述隧道识别符是有效隧道识别符时:利用所述隧道识别符替换所述隧道封包的第一隧道识别符以形成经修改的隧道封包;并且当所述隧道识别符与第二UE相关联时:至少部分基于来自所述位置数据库的位置数据来确定与所述隧道封包相关联的第二UE的位置;确定与所述第二UE相关联的TOF节点;并且将所述隧道封包转发到所述TOF节点;当所述隧道识别符不与第二UE相关联时,转发所述经修改的隧道封包。11.如权利要求10所述的装置,其中,所述TOF节点被配置为为一个或多个增强型节点B(eNB)服务网络流量。12.如权利要求10所述的装置,其中,所述隧道封包是通用封包无线电服务隧穿协议(GTP)封包并且所述隧道识别符是隧道端点识别符(TEID)。13.如权利要求10所述的装置,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:俞一帆
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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