在移动通信系统中用于控制拥塞的方法和设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种在移动通信系统中控制拥塞的方法和设备。控制根据本发明的网络节点的拥塞的方法包括步骤：从至少一个基站接收拥塞有关的信息；向移动性管理实体发送用户设备信息请求消息，用于请求关于对应于基站的一个用户设备的信息；从移动性管理实体接收包括关于对应于基站的用户设备的信息的用户设备信息响应消息；并且向另一核心网络节点发送关于对应于基站的一个用户设备的信息。
【专利说明】
在移动通信系统中用于控制拥塞的方法和设备
技术领域
[0001]本发明涉及移动通信网络，并且更具体地涉及一种用于控制拥塞的方法和设备。
【背景技术】
[0002]移动通信系统主要是被开发来提供语音通信服务，同时保证用户的移动性。移动通信系统已经逐渐扩大其通信服务范围到语音通信服务之外的高速数据通信服务。然而，由于缺乏资源以及来自当前可用移动通信系统的用户对高速通信服务的需求，所以需要增强的移动通信系统。
[0003]为了满足这样的需求，作为正在开发的一种下一代移动通信系统的长期演进(LTE)正在第三代合作伙伴计划(3GPP)中被标准化。LTE是用于实现高达大约10Mbps的传输速率的基于高速分组的通信的技术。几种方法正在讨论用于实现基于高速分组的通信。这些方法的示例包括通过简化网络的架构来减少在通信路径上的节点数目，和将无线电协议最大近似到无线电信道。
[0004]图1是说明典型的LTE移动通信系统的结构的视图。
[0005]参考图1，LTE移动通信系统的无线接入网络可以包括下一代基站(演进节点B、EUTRAN—此后被称为eNB或节点B)110、移动性管理实体(MME)120、和服务网关(S-GW)130。
[0006]一个用户设备(下文称为1^)100通过6剛、3-6￥、和?-6胃(？01^网关(分组数据网络网关))访问外部网络。
[0007]eNB 110(作为无线接入网络(RAN)节点)与通用陆地无线接入网络(UTRAN)系统的无线网络控制器(RNC)和GSM EDGE无线接入网络(GERAN)系统的基站控制器(BSC)对应。eNB110通过无线信道被连接到UE 100，并且执行与传统RNC/BSC的功能类似的功能。eNB可以同时使用数个小区。
[0008]在LTE中，通过共享信道不仅提供诸如使用因特网协议的VoIP(IP语音)的实时服务，而且提供全部的用户业务。因此，需要一种通过收集UE的状态信息来执行调度的设备，并且eNB服务作为该设备。
[0009]MME 120负责各种控制功能。一个MME可以被连接多个eNB。
[0010]S-Gff 130作为提供数据承载的设备，通过MME 120的控制来产生和删除数据承载。
[0011]除了MME 120和S-GW 130之外，LTE移动通信系统的核心网络还可以包括各个节点，诸如应用功能，PCRF和P-GW(未示出)。
[0012]应用功能(AF)是在应用级别与用户交换应用相关信息的设备。
[0013]PCRF(策略与计费规则功能)是用于控制与用户的服务质量(QoS)有关的策略的设备，并且与策略对应的PCC(策略和计费控制)规则被递送到P-GW并且被应用。PCRF(策略与计费规则功能)是用于综合控制QoS和对业务计费的实体。
[0014]通常，连接UE100与RAN节点 110，RAN节点 110与S-GW 130，以及S-GW 130与P-GW160的路径(通过其来发送/接收用户数据)被称为用户平面(UP)。在UP路径中，在UE 100和RAN节点110之间的链路使用遭受严重的资源限制的无线电信道。
[0015]在诸如LTE的无线通信系统中，可以以演进分组系统(EPS)承载的单元来应用QoS。一个EPS承载被用于发送具有相同QoS要求的IP流。可以针对EPS承载设计QoS有关的参数。该QoS有关的参数包括QoS类别标识符(QCI)以及分配和保留优先级(ARP)13QCI是利用整数来定义QoS优先级的参数，而ARP是确定是允许还是拒绝新EPS承载的产生的参数。
[0016]EPS承载与通用分组无线服务(GPRS)系统的分组数据协议(PDP)上下文(context)相对应。一个EPS承载属于PDN连接，其具有接入点名称(APN)作为属性。为了产生用于诸如LTE语音(VoLTE)的IP多媒体子系统QMS)服务的I3DN连接，需要使用公知的頂S APN。
[0017]为了在LTE网络中支持语音呼叫，可以根据分组交换(PS)方案使用基于IMS的VoLTE，或可以使用重用2G/3G系统的电路交换(CS)方案的CS回退(CSFB)。在LTE网络中，VoLTE可以是具有与“頂S语音(Vo頂S)”相同概念的术语。
[0018]在无线通信系统中，尤其是LTE系统，当UE使用LTE网络的同时发生呼入或呼出语音呼叫时，对语音服务执行切换到电路交换(CS)网络的CSFB过程。在这种情况下，需要执行对UE的单独的验证过程，因此在提供语音服务中会发生延迟。一般地，2G/3G系统是能够提供CS服务的CS网络，并且负责与CS服务有关的控制操作的实体被称为MSC或VLR。在LTE中，在MSC/VLR和MME之间通过利用SGs接口执行提供用于CS服务的切换功能的CSFB。如果在无线接入网络(RAN)中发生拥塞，则该发生被优选地用信号通知到核心网络(CN)，以执行进一步的优化业务处理。
[0019]为了根据拥塞对每个UE、承载或服务应用业务控制，CN需要识别位于其中发生拥塞的RAN中的UE。
【发明内容】
[0020]技术问题
[0021]本发明提供来解决上述问题，并且目的是提供一种用于在移动通信系统中有效控制拥塞的方法和设备。
[0022]具体地，本发明的目的是提供一种方法和设备，用于通过移动通信系统中的CN节点获取位于在其中发生拥塞的小区中的UE的标识符，并将其提供给另一 CN节点。
[0023]另外，本发明的目的是提供一种用于减少服务延迟的方法和设备，该服务延迟是由于当提供有特定服务的UE切换到另一服务时交换必须的验证或安全信息的过程引起的。
[0024]解决方案
[0025]根据本发明的一方面，提供一种在移动通信系统中通过核心网络节点控制拥塞的方法。该方法可以包括:从至少一个基站接收拥塞有关的信息;基于拥塞有关的信息，向移动性管理实体发送终端信息请求消息，用于请求关于对应于基站的终端的信息;从移动性管理实体接收包括关于对应于基站的终端的信息的终端信息响应消息；以及向另一核心网络节点发送关于对应于基站的终端的信息。
[0026]根据本发明的另一方面，提供一种在移动通信系统中通过移动性管理实体控制拥塞的方法。该方法可以包括:从核心网络节点接收用于对应于经历拥塞的至少一个基站的信息的终端信息请求消息;检查关于对应于基站的终端的信息；以及向核心网络发送包括关于终端的信息的终端信息响应消息。
[0027]根据本发明的另一方面，提供一种在移动通信系统中控制拥塞的核心网络节点。该核心网络节点可以包括:收发器，用于发送和接收信号；以及控制单元，用于进行控制以从至少一个基站接收拥塞有关的信息;基于拥塞有关的信息，向移动性管理实体发送终端信息请求消息，用于请求关于对应于基站的终端的信息；从移动性管理实体接收包括关于对应于基站的终端的信息的终端信息响应消息；以及向另一核心网络节点发送关于对应于基站的终端的信息。
[0028]根据本发明的另一方面，提供一种在移动通信系统中用于控制拥塞的移动性管理实体。该移动性管理实体可以包括:收发器，用于发送和接收信号；以及控制单元，用于进行控制以从核心网络节点接收用于对应于经历拥塞的至少一个基站的信息的终端信息请求消息;检查关于对应于基站的终端的信息；以及向核心网络发送包括关于终端的信息的终端信息响应消息。
[0029]根据本发明的另一方面，提供一种在移动通信系统中通过核心网络节点支持用于终端的安全过程的方法。该方法可以包括:产生在电路交换回退(CSFB)过程中使用的用于终端的CS安全密钥有关的信息，并且向CS域的控制节点发送产生的CS安全密钥有关的信息。
[0030]根据本发明的另一方面，提供一种在移动通信系统中支持用于终端的安全过程的核心网络节点。该核心网络节点可以包括:收发器，用于向终端或移动通信系统的任何节点发送信号和从其接收信号，以及控制单元，用于进行控制来产生在电路交换回退(CSFB)过程中使用的用于终端的CS安全密钥有关的信息，并且向CS域的控制节点发送产生的CS安全密钥有关的信息。
[0031]根据本发明的另一方面，提供一种在移动通信系统中通过终端执行电路交换回退(CSFB)过程的方法。该方法可以包括:感测CSFB的触发，检查CS安全密钥有关的信息，并且基于CS安全密钥有关的信息执行电路交换域的呼叫建立过程。
[0032]根据本发明的另一方面，提供一种在移动通信系统中被配置来执行电路交换回退(CSFB)过程的终端。该终端可以包括:收发器，用于向基站发送信号和从其接收信号，以及控制单元，用于进行控制，以感测CSFB的触发，检查CS安全密钥有关的信息，并且基于CS安全密钥有关的信息执行电路交换域的呼叫建立过程。
[0033]有益效果
[0034]根据本发明的实施例，关于UE所属的小区或基站的信息可以以信号传送到核心网络，并且相应地，拥塞可以有效地针对各个小区或基站而进行控制。
[0035]根据本发明的实施例，在切换到传统网络后UE能够使用的CS安全密钥信息可以被预先递送到CS CN节点和由CS CN节点存储，并且相应地当对该UE发生CSFB时，UE被允许使用存储的CS安全密钥信息。因此，独立的验证或安全有关的信令是不必要的，因此呼叫连接时间可以减少。
【附图说明】
[0036]图1是说明典型LTE移动通信系统的结构的视图。
[0037]图2是说明根据本发明的实施例的在PS域中UE的注册过程中UE和网络的操作序列的流程图。
[0038]图3是说明根据本发明的另一实施例的当为UE触发CSFB时执行的UE和网络的操作序列的流程图。
[0039 ]图4是说明根据本发明的另一实施例的当为UE触发CSFB时执行的UE和网络的操作序列的流程图。
[0040]图5是说明根据本发明的当管理UE的MCS改变时执行的递送CS安全密钥信息的过程的流程图。
[0041]图6是说明根据本发明的实施例的当对UE需要基于CS的服务时，使用SRDS执行的在空闲模式的UE的操作序列的流程图。
[0042]图7是说明根据本发明的另一实施例的，当使用SRDS中对于UE需要基于CS的服务时，执行的在空闲模式的UE和LTE系统的操作序列的流程图。
[0043]图8是说明根据本发明的另一实施例的，当对于空闲模式的UE需要基于CS的服务时，使用SRDS执行的UE和LTE系统的操作序列的流程图。
[0044]图9说明根据本发明的实施例的、用于激活关于存在于特定RAN的UE的ULI报告的方法。
[0045]图10说明根据本发明的另一实施例的、用于激活关于存在于特定RAN的UE的ULI报告的方法。
[0046]图11说明根据本发明的另一实施例的、用于激活关于存在于特定RAN的UE的RCI报告的方法。
[0047]图12是说明根据本发明的实施例的、在两个网络节点之间交换消息以识别位于拥塞的小区(或eNB)的UE的操作的流程图。
[0048]图13是说明在两个网络节点之间交换消息以识别位于拥塞的小区(或eNB)的UE和交换关于每个UE的TON连接的信息的操作的流程图。
[0049]图14是说明用于激活通知以定期接收UE信息的消息交换过程的流程图。
[0050]图15是说明根据本发明的实施例的UE的内部结构的框图。
[0051]图16是说明根据本发明的实施例的CN节点的内部结构的框图。
【具体实施方式】
[0052]此后，将参照附图更详细描述本发明的示范实施例。只要有可能，贯穿附图，相同的参考数字将用于表示相同或类似的元素。可以省略对并入于此的公知功能和配置的详细描述，以避免模糊本发明的主题。
[0053]在具体描述本发明的实施例中，主要给予基于OFDM的无线通信系统的描述，特别是示例的3GPP EUTRA标准，但是本发明也适用于能够由本领域技术人员实现的、通过对本发明应用少许修改而具有处于本发明的范围内的、类似于本发明的技术背景和信道类型的其他通信系统。
[0054]下面给出的本发明的实施例的具体描述主要关注于电路交换回退(CSFB)过程，其中UE从LTE切换到CS网络以确保语音服务。本发明主要目的是:简化当UE从一个系统切换到另一个系统时为了确保特定服务时所需的验证/安全信息过程。本发明也适用于能够由本领域技术人员实现的、通过对本发明应用少许修改而具有处于本发明的范围内的、类似于本发明的技术背景和信道类型的其他通信系统服务。
[0055]在说明书和附图中，本文采用的术语LTE网络可以具有如E-UTRAN的相同含义，以及CS网络可以是UTRAN，GERAN，⑶MA2000或能够支持CS服务的与其类似的网络。该UTRAN，GERAN，CDMA2000和与其类似的网络可被统称为传统网络。在说明书和附图中，存在于一个网络中包括被连接到一个网络的情况和驻留在一个网络同时保持空闲状态的情况两者。此外，术语基站对应于用于E-UTRAN的eNB。在说明书和附图中，CS安全密钥可在广义上表示整个的CS安全上下文，并且可以是包括如下至少一个的信息:CK’(或CK)，IK’(或IK)，密钥集标识符(KSI)，完整性保护算法，起始值和加密算法。换句话说，根据本发明的实施例，CS安全密钥可被称为CS安全密钥相关的信息，指CS安全密钥本身，或包括产生CS安全密钥所需的至少一个参数。此外，该安全相关信息包括关于UE的全部或部分的下行链路NAS计数值。
[0056]在本发明的实施例和附图中，HSS可以是与HRL相同的实体，或物理上连有HRL的实体。
[0057]当呼入或呼出语音呼叫发生，同时UE存在于E-UTRAN中时，CSFB过程可以启动。UE通过扩展服务请求消息向MME发送CSFB的请求。然后，接收该消息的MME确定CSFB是否是可能的，如果CSFB是可能的，则MME通过初始上下文建立请求消息或UE上下文修改请求消息来向eNB递送标识符或指示需要CSFB的原因。
[0058]在接收到标识符或原因时，eNB向UE递送关于CSFB的转移命令(切换命令或RRC连接释放)。
[0059]在接收到命令时，UE切换到支持CS服务的传统网络并且尝试访问传统网络。
[0060]上述的CSFB过程意在概念性地描述3GPP TS 23.272的操作，并且其详细步骤可以基于3GPP TS 23.272。
[0061]被连接到传统网络之后，UE需要向传统网络发送位置注册或服务请求消息。由于UE不具有在CS网络中使用的安全信息(例如，CS安全密钥)，安全性(完整性保护或加密)不适用于位置注册或服务请求消息。
[0062]因为接收请求消息的传统网络的核心网络(CN)节点(MSC或VLR)不具有关于UE的验证信息(例如，CS安全密钥)，故CN节点可以在另外进行用于生成验证信息的过程之后发起CS呼叫建立。
[0063 ]然而，在CSFB过程中发生的CS网络的安全或验证过程导致增加了 CSFB呼叫建立的整体时间，这可能会降低提供给用户的服务质量。
[0064]为了解决上述的问题，本发明提出了如下方法，其用于向CSCN节点预先递送UE可以在切换到传统网络之后使用的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，以使得CS CN节点存储CS安全密钥有关的信息。即，本发明提供了一种方法和装置，用于在UE和CS CN节点之间的位置注册过程中预先存储CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，并且当CSFB发生时使用存储的CS安全密钥有关的信息，从而减少呼叫建立时间而无需与验证或安全性相关的单独的信令。
[0065]根据本发明的实施例，当UE在LTE网络进行组合附连(attach)或组合的TAU过程时，PS CN节点在位置注册过程中产生CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，并将之递送到CS CN节点，使得所述信息被存储。此后，当CSFB发生时，UE可以使用匹配于执行CS信令中的CS信令的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，以进行CSFB过程而无需单独的安全或验证过程。以下，将参考图2给出该过程的具体描述。
[0066]图2是说明根据本发明的实施例的UE和网络的操作序列的流程图。
[0067]在步骤S205中，UE 200向丽E 210发送包含UE标识(例如，国际移动订户身份(IMSI)，全球唯一临时标识符(⑶TI)，或S-TMSI)的TAU请求消息或组合附连消息。组合附连消息可以是如下的消息，其做出请求以用于同时接收例如分组交换服务和电路交换服务。
[0068]然后，在步骤S210中，使用UE 200的ID，MME 210向HSS 230递送请求预订信息和验证信息的消息。然后，在步骤S215中，HSS 230在响应中向MME 210递送关于UE的预订信息和验证信息(有关验证和安全的参数和密钥集；以下，称为验证矢量)。
[0069]然后，在步骤S220中，MME 210可以与UE—起使用预订信息和验证矢量信息来执行剩余的验证/安全有关的过程。
[0070]根据本发明的实施例，在步骤S225中，在余下的组合附连或TAU过程中，MME 210生成CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。在这种情况下，MME 210可以使用自HSS 230接收的验证矢量或用于PS域的安全上下文(例如，在MME 210和UE已经确定来使用的MM上下文中的Kasme密钥)来产生CS安全密钥有关的信息。本文中，CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)可以包括如下至少一个:CK ’(用于CSFB的CK)，IK ’(用于CSFB的IK)，密钥集标识符(KSI),完整性保护算法，起始值和加密算法。
[0071]CS安全密钥有关的信息也包括用于UE的全部或部分的下行链路NAS计数值。更具体地，所述MME和UE使用所存储的密钥Kasme和参数以及选择的NAS计数值产生CS安全密钥。
[0072]如果CSFB或SGs上的SMS适用于UE200，则在步骤S230中MME 210与MSC/VLR 220—起执行位置更新过程。MME 210可以向MSC/VLR 220递送包含CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)的 SGsAP-LOCAT1N-UPDATE-REQUEST 消息。
[0073]在接收该消息时，MSC/VLR 220进行位置注册，然后在S240中，将SGsAP-LOCAT1N-UPDATE-ACCEPT消息递送到MME 210。在此情况下，如果由MME 210递送的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)的一些或全部被改变，则可以在该消息中包括通过MSC/VLR 220改变或产生的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。在其中一些或全部的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)被改变的情况下，CS安全密钥有关的信息可以包含如上所述生成CS安全密钥需要的参数，并且MME 210,MSC 220可以改变并使用一些递送的参数，甚至当特定的参数被递送给MSC 220时。在此情况下，MSC 220需要将改变的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)信号传送回MME 210。
[0074]同时，在步骤S235中，MSC/VLR 220可以存储从MME 210接收的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)或从接收的信息中更新来作为用于UE 200的上下文的一部分。
[0075]此后，如果用于UE 200的附连请求被接受，则在步骤S245中，MME 210可以对UE递送附连或TAU接受消息，其包括所有或部分的从MSC/VLR 220接收的信息。特别是，在这种情况下，如果MSC/VLR 220改变或产生CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，并将其提供给MME 210，该MME 210可以向UE递送全部或部分的有关信息。如果下行链路NAS计数值被用于产生CS安全密钥，并且CS安全密钥需要直接由UE生成，则MME向UE发送包含全部或部分的下行链路NAS计数值的信息。
[0076]此后，在S250中执行正常操作的同时，UE 200可以在步骤S255中执行CSFB过程的发生感测。然后，在步骤S260中，UE 200可以切换到传统网络，然后生成并递送位置区域(LA)更新请求或CM服务请求消息。在此过程之前，如果先前从MME 210接收到的消息包含CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，则UE 200可以使用所包含的信息。此外，如果接收的消息不包含的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，则UE 200可生成CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。从而，UE 200可以将完整性保护应用到上述请求消息，或者可以在消息中包括所有或部分的由UE使用的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，例如，KSI。当UE从PS安全上下文中产生CS安全密钥时，UE使用接收的信息、下行链路NAS计数信息、和存储的EPS上下文(即Kaseme密钥)。
[0077]根据上述实施例，UE200和CS CN节点使用在其间同步的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，因此，可以在没有单独的验证或安全过程时执行余下的CS呼叫建立过程。
[0078]根据本发明的另一实施例，关于UE的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)可以CN节点之间递送，其不在附连/TAU过程中而是当CSFB实际发生时递送。
[0079]具体而言，如果MME递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到MSC/VLR，同时在传统网络的UE、MME、一个或多个eNB之间正执行操作，则CS CN节点在UE切换到传统网络之前可保留该CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)以递送消息。即，如果MME递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到MSC/VLR的过程与根据3GPP TS23.272的CSFB的传统操作并行执行，则UE和CS CN节点之间所需的安全/验证过程可以被简化。在下文中，这个过程将详细参考图3和4进行描述。
[0080]图3是说明UE和网络的操作序列的流程图。
[0081]假设在步骤S305中，根据3GPP TS 23.401、23.272，UE 300附连至(组合于)LTE网络，并且CSFB对UE 300可用。
[0082]在步骤S310，UE 300感测呼出或呼入CSFB的发生。然后，在步骤S310中，UE 300递送扩展服务请求消息到MME 320以请求CSFB。
[0083]然后，在步骤S315中，如果CSFB是可能的，则MME320产生CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。在这种情况下，MME 320可以使用存储的验证矢量或用于PS域的安全上下文(例如，在MME 320和UE 300已经确定来使用的MM上下文中的Kasme密钥)产生该信息。本文中，CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)可以包括如下至少一个:CK’，IK’，密钥集标识符(KSI),完整性保护算法，起始值和加密算法。
[0084]CS安全密钥有关的信息也包括用于UE的全部或部分的下行链路NAS计数值。更具体地，MME和UE使用所存储的密钥Kasme和参数以及选择的NAS计数值产生CS安全密钥。
[0085]在步骤S320中，MME320可以通过发送到MSC/VLR 330的SGsAP-SERVICE-REQUEST(在呼入呼叫的情况下)或SGsAP-MO-CSFB-1NDICAT1N(在呼出呼叫的情况下)消息来发送所生成的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到MSC/VLR 330。然后，在步骤S325中，MSC/VLR 330可以存储从MME 320接收到的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)作为用于UE340的上下文的一部分，或者在必要时可以基于从MME 320接收的信息更新CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，并存储已更新的信息。如果CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)被更新，MSC/VLR 330在步骤S330中可以通过单独的SGsAP消息递送更新的信息到MME 320。因为上面已经给出了更新CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)的情况的描述，其详细描述将被省略。
[0086]在步骤S335中，MME 320可通过初始上下文建立请求消息(在空闲模式)或UE上下文修改请求消息(在连接模式)发送标识符或指示发生CSFB的原因来向eNB 310递送执行CSFB的请求。在这种情况下，消息可选择地包含供UE使用的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。该CS安全密钥有关的信息包括整个的或部分的用于UE的下行链路NAS计数值。即，如果下行链路NAS计数值被用于产生CS安全密钥，并且CS安全密钥需要直接由UE生成，则MME在向eNB发送的信息中插入整个的或部分的下行链路NAS计数值。
[0087]然后，在步骤S340中，eNB 310发送响应。
[0088]然后，在步骤S345中，eNB 310向UE 300递送命令(RRC连接释放或切换命令)消息，以用于将UE 300移动到在其上可以提供CS服务的传统网络。如果MME 320在上述过程中递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到eNB 310, M eNB 310可以选择地通过该消息发送所接收的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到UE 300。此外，该CS安全密钥有关的信息包括用于UE的整个的或部分的下行链路NAS计数值。
[0089]根据本发明的实施例，MME 320向eNB 310发送执行CSFB的请求和接收响应的过程，以及向MSC/VLR 330递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)的过程的序列顺序并不重要。这些过程可以并行执行，这将参照图4来具体描述。
[0090]此后，在步骤S355中，UE345可以根据eNB 310的命令切换到传统网络，然后生成并递送位置区域(LA)更新请求或CM服务请求消息。
[0091]在此过程之前，如果先前从eNB310接收的消息包含CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，则UE 300可以在步骤S350中使用所包含的信息。此外，如果接收的消息不包含CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，则UE 300可生成CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。从而，UE 300可以使用CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)对上述请求消息应用完整性保护，或者可以在该消息中插入UE使用的全部或部分的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，例如，KSI。当UE从PS安全上下文中产生CS安全密钥时，UE使用接收的信息，下行链路NAS计数信息，和所存储的EPS上下文(S卩Kaseme密钥)。
[0092]根据上述实施例，UE和CSCN节点使用在其之间同步的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，因此，可以在没有单独的验证或安全过程时执行余下的CS呼叫建立过程。
[0093]根据本发明的另一实施例，关于UE的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)可以CN节点之间递送，其不在附连/TAU过程中而是当CSFB实际发生时递送。也即，如果MME递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到MSC/VLR，同时在传统网络的UE、MME、一个或多个eNB之间正执行操作，则CS CN节点在UE切换到传统网络之前可保留CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)以递送消息。即，如果MME递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到MSC/VLR的过程与根据3GPP TS23.272的CSFB的传统操作并行执行，则UE和CS CN节点之间所需的安全/验证过程可以被简化。
[0094]图4是说明根据本发明的另一实施例的UE和网络的操作序列的流程图。
[0095]假设在步骤S405中，根据3GPP TS 23.401、23.272，UE 400附连至(组合于)LTE网络，并且CSFB对UE 400可用。此外，假设对UE 400已经发生呼出或呼入的CSFB。
[0096]在这种情况下，在步骤S410中，UE 400递送扩展服务请求消息到MME 420以请求CSFB。然后，在步骤S415中，如果CSFB是可能的，则MME 420产生CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。在这种情况下，MME 420可以使用存储的验证矢量或用于PS域的安全上下文(例如，在MME 420和UE 400已经确定来使用的丽上下文中的Kasme密钥)来产生该信息。本文中，CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)可以包括如下至少一个:CK’，IK’，密钥集标识符(KSI)，完整性保护算法，起始值和加密算法。CS安全密钥有关的信息也包括用于UE的全部或部分的下行链路NAS计数值。即，如果下行链路NAS计数值被用于产生CS安全密钥，并且CS安全密钥需要直接由UE生成，则MME在向eNB发送的信息中插入整个的或部分的下行链路NAS计数值。
[0097]然后，在步骤S420中，MME420可通过初始上下文建立请求消息(在空闲模式)或UE上下文修改请求消息(在连接模式)发送标识符或指示发生CSFB的原因来向eNB 410递送执行CSFB的请求。在这种情况下，消息可选择地包含供UE 400使用的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。该CS安全密钥有关的信息包括用于UE的整个的或部分的下行链路NAS计数值。
[0098]然后，在步骤S425中，eNB 310发送响应到MME 420。然后，在步骤S430中，eNB 310向UE 400递送命令(RRC连接释放或切换命令)的消息，用于将UE 400移动到在其上可以提供CS服务的传统网络。
[0099]如果MME 420在上述过程中递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到eNB 410，贝IJeNB 410可以选择地通过该消息发送所接收的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到UE400。此外，该CS安全密钥有关的信息包括用于UE的整个的或部分的下行链路NAS计数值。
[0100]随后，在步骤S435中，MME 420可以通过SGsAP-SERVICE-REQUEST(在来话呼叫的情况下)或SGsAP-MO-CSFB-1NDICAT1N(在去话呼叫的情况下)来递送所生成的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)到MSC/VLR 430。
[0101]然后，在步骤S440中，MSC/VLR430可以存储接收的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。之后，在对于UE 400需要CS安全时，MSC/VLR 430可以使用存储的信息。
[0102]在步骤S450中，UE 400可以根据eNB 410的命令切换到传统网络，然后生成位置区域(LA)更新请求或CM服务请求消息，并递送其到MSC/VLR 430。
[0103]如果步骤S450执行之前，先前从eNB410接收的消息包含CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，则UE 400可以使用所包含的信息。此外，如果接收的消息不包含CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，则UE 400可生成CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)。从而，UE400可以使用产生的CS安全密钥有关的信息对上述的请求消息应用完整性保护，或者可以在该消息中插入UE使用的全部或部分的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，例如，KSI。当UE从PS安全上下文中产生CS安全密钥时，UE使用接收的信息、下行链路NAS计数信息、和所存储的EPS上下文(S卩Kaseme密钥)。
[0104]根据上述实施例，UE400和CS CN节点使用在其之间同步的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，因此，可以在没有单独的验证或安全过程时执行余下的CS呼叫建立过程。
[0105]同时，UE可以在CSFB过程期间移动，因此需要通过与在其中UE先前已注册的MSC/VLR(下文中称为MSC1)不同的MSC/VLR(在下文，称为MSC2)来建立呼叫。根据另一实施例，如果在MSCl中配置了关于UE的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，当在CSFB过程期间MSC改变到另一个时，MSCl可向MSC2递送CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)以使得单独的安全/验证信息交换过程不会在UE和MSC2之间发生。上述情况将参照图5进行描述。
[0106]图5是说明在CN节点之间的操作序列的流程图。
[0107]首先，假设在步骤S505中在对MSCl510的连接中已经执行组合附连过程，并且因此对于能够使用CSFB的UE 500而言已经发生CSFB。另外，在步骤S510中假设MSCl 510已经向UE 500递送CS安全密钥有关的信息。
[0108]假设由于如步骤S515中的CSFB过程期间UE 500的移动导致在通过MSC2 520管理的区域中需要呼叫建立。
[0109]在这种情况下，由于由MSC所管理的区域发生了变化，则UE 500在步骤S520中发送LA更新请求消息到MSC2 520。在这种情况下，如果根据前述本发明的实施例，UE 500具有CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，则UE 500可以在LA更新请求消息中插入一部分的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，例如KSI，并发送该消息，或者可以基于CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)来将完整性保护应用到LA更新请求消息。
[0110]在接收到该消息时，MSC2 520在步骤S525中对HLR 530做出位置更新的请求，因为UE未在其中注册。在这种情况下，位置更新请求消息可包含用于UE 500的原始的MSC的编号，或在本实施例中的MSCl。
[0111]然后，在步骤S530中HLR 530使用MSC编号向MSCl 520发送取消位置的请求。这里，该消息可以包含用于UE 500的新MSC的编号，或者在该实施例中的MSC2。
[0112]在接收到该消息时，在步骤S535中，MSC1510在PRN消息中插入存储在其中的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)，并发送该PRN消息给MSC2 520，以允许进行呼叫。此后，MSC2 520和MSCl 510分别在步骤S545和S550中交换PRN响应和IAM消息。
[0113]一旦MSC2 520收集有关UE 500的所有信息，MSCl 510使用所接收的CS安全密钥有关的信息(CS安全密钥)在步骤S555中与UE 500—起完成LA更新过程。然后，在步骤S560，MSC2 520继续剩余的CSFB过程。
[0114]下文中，将给出用于当CSFB发生时，递送CS安全信息(在产生CS安全密钥或安全密钥中MME所使用的参数，例如，下行链路NAS计数)到UE的方法的具体描述。
[0115]下行链路NAS计数被递送给UE，以满足下列要求。UE存储上行链路NAS计数值，并且MME存储下行链路NAS计数值。UE和MME需要估计对方的计数值。如果CS密钥将从EPS安全上下文中产生，以减少对CSFB所花费的时间，则需要一种确保UE和MME生成相同的密钥的方法。如果下行链路NAS计数被用于产生CS密钥，则允许下行链路NAS计数的准确估计的整个下行链路NAS计数值或信息(例如，下行链路NAS计数的一些比特)需要被递送到UE，以便增加UE估计的下行链路NAS计数的精度。
[0116]第一种方法用于使得MME递送CS安全信息到eNB，并使得eNB接收该信息，并将其提供给UE。即，从UE接收对CSFB的扩展服务请求的MME通过MME发送到eNB的SI消息(初始UE上下文建立或UE上下文修改请求)递送CS安全信息(生成的CS密钥或当执行CSFB时要使用的用于UE在产生CS密钥时使用的参数，包括下行链路NAS计数)到eNB^NB通过eNB向UE发送的RRC消息向UE发送所接收的CS安全信息。如果CSFB和PSHO分组交换切换被同时执行，则eNB在eNB向UE发送的HO命令RRC消息(Mobi I i tyFromEUTRA命令)中插入CS安全信息(生成的CS密钥或当执行CSFB时要使用的用于UE在产生CS密钥时使用的参数，包括下行链路NAS计数)。如果执行CSFB而不执行PSHO，则eNB在eNB向UE发送的RRC消息(诸如RRC连接释放消息，或RRC连接重配置消息)中插入CS安全信息。如果UE从eNB接收的RRC消息包含CS安全信息，则UE使用从eNB接收到的CS安全信息继续CSFB过程。如果CS密钥被包含在该消息中，则UE使用所接收的CS密钥。如果该消息包含用于产生CS密钥的参数，例如，代替CS密钥的全部或部分的下行链路NAS计数值，则UE使用该参数产生CS密钥并使用产生的CS密钥继续CSFB过程。如果接收到的消息仅包含一部分下行链路NAS计数，则UE从接收的值中估计整个的下行链路NAS计数值，然后继续进行剩余的过程。
[0117]第二种方法用于使得MME通过NAS消息直接传送CS安全信息到UE。也就是说，从UE接收对CSFB的扩展服务请求的MME产生包含CS安全信息(生成的CS密钥或当执行CSFB时要使用的用于UE在产生CS密钥时使用的参数，包括下行链路NAS计数)的NAS消息，并且使用MME发送到eNB的SI消息(初始UE上下文建立、UE上下文释放、或UE上下文修改请求)将其递送到eNB。为了发送包含CS安全信息的NAS消息到UE，在用于CSFB的一般过程的eNB关联的过程之前，MME可以与eNB—起执行下行链路NAS传输过程。eNB插入接收的NAS消息到要发送的RRC消息中。如果NAS消息包含在UE从eNB接收的RRC消息中，则UE从NAS消息中提取CS安全信息，并且使用该CS安全信息继续CSFB过程。如果CS密钥被包含在该消息中，则UE使用所接收的CS密钥。如果该消息包含用于产生CS密钥的参数，例如，代替CS密钥的全部或部分的下行链路NAS计数值，则UE使用该参数产生CS密钥，并使用产生的CS密钥继续CSFB过程。如果接收到的消息仅包含一部分下行链路NAS计数，则UE从接收的值中估计整个的下行链路NAS计数值，然后继续进行剩余的过程。
[0118]同时，由于LTE网络本身不能支持CS服务，如上所述，当需要特定的服务时，可以使用诸如采用2G/3G的CS网络的CSFB的技术。
[0119]CSFB使用称为SGs的接口，以允许MME和MSC之间的信息交换，但难以向运营商网络的一些MSC添加SGs接口。在这种情况下，具有LTE网络和2G/3G网络两者的运营商能够用来支持难以直接在LTE网络中提供的、诸如语音服务的特定服务的方法将允许UE直接监视LTE网络和2G/3G CS网络的控制信号，而不是如在CSFB情况中使得LTE网络协助来将UE切换到CS网络。
[0120]也即，UE被引起周期性与2G/3G网络交换控制信号来执行在CS网络中的MM移动性管理的操作，而同时通过LTE网络发送数据。这种方法被称为同时GSM和LTE(SGLTE)。具体地说，仅使用一个无线电模块的SGLTE将被称为单无线电双系统(Single Rad1 DualSystem,SRDS)。
[0121]图6中示出当对UE需要基于CS的服务时，在SRDS中执行的空闲模式的UE的操作。
[0122]图6是说明根据本发明的实施例的，当对UE需要基于CS的服务时在空闲模式的UE使用SRDS执行的操作序列的流程图。
[0123]当对UE 600需要基于CS的服务时，如在步骤S605中，UE 600直接切换到2G/3G网络以执行接收服务的操作，而无需与LTE系统交换特殊控制信息。
[0124]在这种情况下，LTE系统(S卩，演进的分组系统(EPS))不能明确地识别UE600是否已经切换到2G/3G网络。即，如在步骤S610中所指示的，LTE系统假定UE 600仍然连接到LTE系统的eNB 610。
[0125]然后，在步骤S615中，用于UE 600的下行链路分组可到达PGW 640。然后，在步骤S620中，PGW 640生成计费信息，并向SGW 630递送分组。然后，SGW 630发送下行链路数据通知消息到MME 620。
[0126]在接收到下行链路数据通知消息时，MME 620对eNB 610做出用于寻呼的请求。
[0127]然而，UE 600不能接收寻呼或发送响应，由于UE 600已经在步骤S605中切换到2G/3G网络。因此，PGW 640计费的用户数据分组无法被发送到UE 600。
[0128]如果UE切换到2G/3G网络以获得基于CS的服务，而同时留在连接模式中，则接收下行链路分组的PGW 640生成计费信息，并立即将其通过SGW 630递送到eNB 610。但是，eNB610不能递送下行链路分组到UE 600，并且因此也难以避免与上述情况类似的情况。
[0129]本发明提出了一种方法以解决上述问题。具体而言，使用SRDS技术的UE可以在UE切换到2G/3G网络之前立即通知LTE系统UE将切换到2G/3G网络，以接收基于CS的服务。然后，接收此信息的LTE系统可给GW递送信息以暂停对UE计费，或另外地请求下行链路分组传输暂停，以便可以不发生不正确的计费。
[0130]当UE在关闭基于CS的服务并返回LTE系统后发送TAU请求或服务请求时，暂停计费UE和另外的暂停下行链路分组的传输(其是可选的)可能被释放。
[0131]图7是说明根据本发明的另一实施例的UE和LTE系统的操作序列的流程图。
[0132]对驻留在E-UTRAN的UE 700可能需要基于CS的服务，S卩，在步骤S705中，需要呼出呼叫或者可以接收用于呼入呼叫的寻呼。
[0133]在这种情况下，在步骤S720和S725中，在UE切换到2G/3G网络之前，UE可以向LTE系统信号通知UE将很快切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务并且同时无法通过E-UTRAN接收PS数据。该信令可以经由eNB 710使用特定的NAS消息(例如，EMM状态)被递送到MME 720。这样的NAS消息可包含IE或指示该情况的原因，S卩，指示UE临时切换到2G/3G网络来接收基于CS的服务。在本发明中，经由eNB传送NAS消息给MME意味着包含由UE生成的NAS消息的RRC消息是通过RRC消息递送到e NB，并且接收该消息的e NB将NA S消息通过SI _AP消息递送给MME0
[0134]如果UE 700处于空闲模式中，则如图中所示，UE 700需要继续在步骤S710和步骤S715的RRC连接建立过程。如果UE 700已经在连接模式中，UE 700可以利用RRC消息立即发送NAS消息。
[0135]在接收该消息时，丽E 720可以识别UE 700切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务，并且应当临时暂停对PS数据分组或数据传输的计费。
[0136]由此，如果MME720具有用于UE 700的保证的比特率(GBR)承载，则在步骤S725和后续步骤中，MME 720连同SGW 730和PGW 740—起执行去激活/删除GBR承载的过程。在这种情况下，由MME 720在步骤S730中递送到SGW 730并且由SGW 730在步骤S735中递送到PGW740的删除承载命令消息可以含有IE或如下原因，其指示UE 700临时切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务。
[0137]MME 720还可以执行暂停过程以暂停非GBR承载。为此目的，由MME 720在步骤S730中递送到SGW 730并且由SGW 730在步骤S735中递送到PGW 740的暂停通知消息可以含有IE或如下原因，其指示UE 700临时切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务。
[0138]PGff 740通过这些过程删除GBR承载并暂停非GBR承载。
[0139]MME 720可以对各个I3DN连接重复执行这些操作。与对GW的操作并行的，MME 720在步骤S760中可以向eNB 710发送命令，以释放对UE 700的ECM连接，S卩，SlUE上下文释放命令。
[0140]在接收到该命令时，在步骤S765中，eNB 710可传送RRC连接释放消息到UE 700。此后，根据上述实施例，UE 700可以切换到2G/3G网络以继续进行基于CS的服务。
[0141]根据上述实施例的变型，UE可以不通过NAS消息向MME信号通知UE将切换到2G/3G网络。相反，UE可以通过RRC消息(S卩，不同于NAS消息的消息)向eNB递送信令，并且eNB可以相应地将其递送给MME。
[0142]更具体地，UE可以通过RRC消息(例如，RRC连接请求或RRC连接建立完成)宣布UE将切换到2G/3G网络以继续进行基于CS的服务，然后在接收对该信息的响应后切换到2G/3G网络。一旦eNB接收来自UE的信息时，eNB通过SIAP消息递送该信息到MME。随后的MME和SGW/PGW的操作和图7所示的那些相同。
[0143]图8是说明根据本发明的另一实施例的UE和LTE系统执行的操作序列的流程图。
[0144]首先，如图所示，对驻留在E-UTRAN的UE 800可能需要基于CS的服务，S卩，在步骤S805中，需要呼出呼叫或者可以接收用于呼入呼叫的寻呼。
[0145]在这种情况下，在步骤S820中，在UE 800切换到2G/3G网络之前，UE 800可以向LTE系统信号通知UE 800将很快切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务并且同时无法通过E-UTRAN接收PS数据。如在步骤S825中该信令可以使用特定的NAS消息(例如，EMM状态)被递送到MME 820。这样的NAS消息可包含IE或指示该情况的原因，即指示UE 800临时切换到2G/3G网络来接收基于CS的服务。
[0146]如果UE 800处于空闲模式中，则如图中所示，UE 800需要继续在步骤S810和步骤S815的RRC连接建立过程。如果UE 800已经在连接模式中，UE 800可以利用RRC消息立即发送NAS消息。
[0147]在接收该消息时，丽E820可以识别UE 800切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务，并且应当临时暂停对PS数据分组或数据传输的计费。由此，MME 820在步骤S830中可以递送释放接入承载请求消息给S-GW 830以暂停计费UE 800。该消息可以包含IE或如下原因，其指示UE 800临时切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务。
[0148]在接收到该消息时，SGW 830可在步骤S835中向具有对UE 800的PDN连接的PGW840发送修改承载请求消息。该消息可包含PDN暂停开启(ON)标志，并另外包含IE或如下原因，其指示UE 800临时切换到2G/3G网络以接收基于CS的服务。然后，在步骤S840中PGW 840发送修改承载响应消息到SGW 830。然后，在步骤S845中，SGW 830发送释放接入承载响应消息到MME 820，以及在步骤S850中，从MME 820接收删除承载响应消息。然后，SGW 830发送删除承载响应消息到PGW 840。
[0149]与GW的操作并行的，在步骤S860中，MME 820可以向eNB 810发送用于释放对UE800的ECM连接的命令，S卩，SlUE上下文释放命令。
[0150]在接收到该命令时，在步骤S865中eNB 810可递送RRC连接释放消息到UE 800。此后，UE 800可以切换到2G/3G网络继续进行基于CS的服务。
[0151]根据上述实施例的变型，UE 800可以不通过NAS消息向MME信号通知UE将切换到2G/3G网络。相反，UE可以通过RRC消息(S卩，不同于NAS消息的消息)向eNB递送信令，并且eNB可以相应地将其递送给MME。
[0152]更具体地，UE可以通过RRC消息(例如，RRC连接请求或RRC连接建立完成)通知UE将切换到2G/3G网络以继续进行基于CS的服务，然后在接收对该信息的响应后可以切换到2G/3G网络。一旦eNB接收来自UE的信息时，eNB通过SIAP消息递送该信息到MME。随后的MME和SGW/PGW的操作和图8所示的那些相同。
[0153]当拥塞发生在无线电接入网络(RAN)(下文中，RAN的拥塞指示eNB控制的RAN或特定小区的拥塞)时，可以优选地信号通知该事件到核心网络(CN)，以进行优化业务处理。为了根据拥塞对每个UE、承载、或服务应用拥塞控制，CN需要识别位于其中拥塞发生的RAN的
UE0
[0154]更具体地，本发明的实施例考虑到了下面的情况。
[0155]当RAN节点认识到在RAN中发生拥塞，并且将拥塞的发生报告给RAN拥塞意识功能(RCAF)，RCAF可以收集报告，并将拥塞信息连同拥塞RAN的标识符(例如，小区ID)递送给PCRF。如果PCRF期望每个UE、用户服务、或承载地应用业务控制或策略控制，则PCRF需要识别位于其中正发生拥塞的RAN的UE。为此目的，根据本发明的实施例，PCRF递送拥塞RAN的标识符到PCEF(PGW的内部功能)。下文中，该术语将与PGW互换使用。然后，PCEF向MME做出对于用户位置信息(ULI)报告以及RAN的标识符的请求，并且MME可以开始关于包括在请求的RAN中的UE的ULI报告。
[0156]可以在做出请求之后立即发生该LI报告或每次UE改变位置时发生该LI报告。
[0157]图9说明根据本发明的实施例的、用于激活关于存在于特定RAN的UE的ULI报告的方法。
[0158]假设RAN节点(其可以是图中的eNB 900)已经认识到发生RAN拥塞。然后，eNB 900可以将指示拥塞发生的指示信息连同其中发生拥塞的RAN的标识符(例如，小区ID)—起报告给RCAF 910。
[0159]然后，RCAF910可以收集信息，并将拥塞信息连同其中发生拥塞的RAN的标识符(例如，小区ID)—起递送给PCRF 920。
[0160]如果PCRF 920期望每个UE、用户服务、或承载地应用业务控制或策略控制，则PCRF920需要识别位于其中正发生拥塞的RAN的UE。为此目的，PCRF 920可以向PCEF 930递送请求消息，用于做出激活关于位于特定RAN的UE的ULI报告的请求。
[0161]该消息可以包括RAN的标识符(例如，小区ID)以及关于请求是有效的时间的信息(例如，时间值)。
[0162]在接收该请求时，PCEF 930可以向S-GWS 940发送用于做出激活ULI报告的请求的请求消息。这个请求消息也可以包括RAN的标识符(小区ID)以及关于请求是有效的时间的信息(例如，时间值)。
[0163]在接收该消息时，S-GW 940可以传送该信息到MME 950。接收该信息的MME 950识另拙位于被请求RAN的UE，并开始关于UE的ULI报告。如果请求消息包含时间信息，则ULI报告被允许只对该时间被施加，并且在特定UE离开请求的RAN时尽快发送ULI报告之后被停用。
[0164]根据本发明的另一实施例，如果PCRF向PCEF递送其中拥塞发生的RAN的标识符，以及PCEF获得位于RAN的UE的列表，然后激活关于UE的ULI报告，则可以解决上述问题。该ULI报告可以当接收对其的请求时或者每次UE的位置变化时执行。
[0165]图10说明根据本发明的另一实施例的、用于激活关于存在于特定RAN的UE的ULI报告的方法。
[0166]假设RAN节点(其可以是图中的eNB 1000)已经认识到发生RAN拥塞。然后，eNB1000可以将指示拥塞发生的指示信息连同其中发生拥塞的RAN的标识符(如小区ID)—起报告给RCAF 1lO0
[0167]然后，RCAF1010可以收集信息，并将拥塞信息连同其中发生拥塞的RAN的标识符(如小区ID)—起递送给PCRF 1020。
[0168]如果PCRF 1020期望每个UE、用户服务、或承载地应用业务控制或策略控制，则PCRF 1020需要识别位于其中正发生拥塞的RAN的UE。为此目的，PCRF 1020可以向PCEF1 3 O递送请求消息，用于做出激活关于位于特定RAN的UE的ULI报告的请求。该请求消息可以包括RAN的标识符(如小区ID)以及关于请求是有效的时间的信息(如时间值)。
[0169]在接收该请求时，PCEF 1030可以向S-GWS 1040发送包括RAN的标识符的用于对属于RAN的UE的列表进行请求的消息。该请求消息可以包括报告UE的列表的时间段以及关于请求是有效的时间的信息(如时间值)。
[0170]在接收该请求消息时，S-GW 1040可以递送该信息到MME 1050。接收该信息的MME1050可以识别出位于被请求RAN的UE，并创建UE的标识符的列表。然后，MME 1050可以通过发送给S-GW 1040的消息递送创建的列表到S-GW 1040。
[0171]如果经由S-GW1040递送的请求消息包括时间段，则报告UE的这种列表可周期性地发生。此外，如果有效的时间被包括在请求消息中，则报告可施加直到有效时间到期。
[0172]由MME 1050创建和报告的UE的列表可以经由S-GW 1040最终被递送到P-GW(PCEF)1030ICEF 1030可以基于该信息识别包括在拥塞的RAN中的UE，并且还动态地激活ULI报告来识别关于UE的位置信息。
[0173]根据本发明的另一实施例，上述问题可以使用另一种方法来解决。更具体地，当PCRF给PCEF递送在其中拥塞发生的RAN的标识符时，PCRF可针对经由GTP (GPRS隧道协议)-C/GTP-U报告RAN拥塞信息(RCI)来进行请求，并且PCEF可对RAN节点对于关于属于RAN的UE的RCI报告进行请求。由此，这个问题可以解决。
[0174]可以在接收请求之后立即执行激活的RCI报告或每次UE改变位置时执行激活的RCI报告，并且可以当特定UE移动到未拥塞的RAN时终止。
[0175]图11说明根据本发明的另一实施例的、用于激活关于存在于特定RAN的UE的RCI报告的方法。
[0176]RAN节点(其可以是图中的eNB 1100)认识到发生RAN拥塞，并且，向RCAF 1110报告指示拥塞已经发生的信息连同其中已经发生拥塞的RAN的标识符(如小区ID)。
[0177]然后，RCAF1110可以收集信息，并将拥塞信息连同其中已经发生拥塞的RAN的标识符(如小区ID) —起递送给PCRF 1120。如果PCRF 1120期望每个UE、用户服务、或承载地应用业务控制或策略控制，则PCRF 1120需要识别位于其中正发生拥塞的RAN的UE，并且另外需要识别针对每个用户/承载/服务的更特别的拥塞信息。
[0178]为此目的，PCRF 1120可以向PCEF 1130递送请求消息，用于针对激活关于位于特定RAN的UE的RCI报告进行请求。该请求消息可以包括RAN的标识符(如小区ID)以及关于请求是有效的时间的信息(如时间值)C3RCI可包括UE的标识符，RAN标识符，拥塞状态信息(拥堵等级，拥塞的发生等)。
[0179]在接收到请求时，PCEF1130可以使用GTP-C消息来递送消息，以用于针对激活关于存在于述RAN的UE的RCI报告进行请求。该请求可以包括有效时间信息和上面提到的报告时间段。
[0180]请求从PCEF 1130通过GTP-C消息递送到S-GW 1140，并且进而从SGWl 140递送到MME 1150。然后，MME 1150可以将该信息插入在发送到RAN节点的SlAP消息中。特别是，MME1150可以使用所接收的RAN标识符仅仅向匹配该标识符的RAN发送用于开始RCI报告的请求。
[0181]接收到该消息的RAN节点可以识别位于被请求RAN的UE，并开始关于UE的RCI报告。如果请求消息包含时间信息，则RCI报告被允许只针对时间施加，并且在特定UE离开请求的RAN时尽快发送最后的RCI报告之后被停用。
[0182]这种RCI可以使用在上行链路上发送的用户数据分组(例如，GTP-U报头或IP报头)，或可以插入到单独的S1-AP消息(当eNB将RCI递送到丽E时)及GTP-C消息(当MME递送RCI给S-GW，以及S-GW递送RCI到P-GW时)中。
[0183]上述实施例包括一个网络节点(例如，RAN拥塞意识功能(RCAF))对另一网络节点(例如，MME)对用于确定位于拥塞小区的UE的信息进行请求并且接收该信息的过程。
[0184]另外，在上述实施例中，已经给出一种情况的描述，其中当一个网络节点对另一网络做出信息请求并且接收响应时，消息通过中间节点(PCRF，PGW或SGW)递送。
[0185]应当注意的是，上述实施例的要点也可以应用到在一个网络节点和另一网络节点之间建立直接连接(参考点或接口)的情况，并且消息在其间被直接发送和接收，而没有中间节点。
[0186]下文中，将参考附图给出上述本发明的另一实施例的详细说明，S卩，在其中一个网络节点具有到另一个网络节点的直接连接，并直接发送和接收消息的实施例。
[0187]图12是说明根据本发明的实施例的、在两个网络节点之间交换消息以识别位于拥塞的小区的UE的操作的流程图。
[0188]网络节点(下文中，RCAF1220)需要识别位于特定小区(或eNB)的UE。当网络节点识别发生在特定小区(或eNB)的拥塞，或满足特定条件(例如，一定的时间单位)时可能会出现这种需求。
[0189]如图12所示，在步骤S1210中，RCAF 1220可以发送给另一网络节点(下文的MME1210)用于请求UE信息的请求消息。该消息可以是UE信息请求或頂SI/ΑΡΝ信息请求消息。该消息可以包括用于识别所选区域的标识符。该区域标识符可以是小区ID或eNB ID。该消息还可以另外包括用于标识所选择的运营商的标识符，例如，选择的PLMN IDο如果RAN由多个运营商共享，则运营商标识符(PLMN ID)可以被用于接收关于在特定运营商注册的UE的信息。该消息可以是采用Diameter协议的请求消息。在这种情况下，用于标识所选择的区域的标识符可以被包括在该消息中作为Attribute-Value-Pair (属性值对)(AVP)的一部分。
[0190]在步骤S1220中，MME 1210可以将响应消息发送到RCAF 1220。该消息包括位于在请求消息中包括的所选择的区域(小区，eNB)的UE的ID列表。用于识别该UE的ID可以是IMSI ο如果在前面的步骤中接收的请求消息包括所选择的PLMN ID，则MME可以在列表中仅包括在所选择的PLMN中注册的UE(S卩，仅针对其所选择的PLMN或注册的PLMN与请求的PLMN一致的UE)。此外，UE信息可以包括UE的注册的PLMN ID。
[0191]在这种情况下，MME1210可以与eNB—起执行单独的位置报告过程以便识别位于特定区域的UE。上述消息可以是使用D i ame t er协议的响应消息，例如，UE信息响应或IMSI /APN信息响应消息，并且用户ID信息可以被包括在该消息中作为AVP的一部分。
[0192]RCAF 1220可以使用接收的信息识别位于其中拥塞发生的区域中的UE。必要时，RCAF 1220可以使用该信息来确定要递送给另一网络节点(例如，PCRF)的UE拥塞信息(RAN拥塞信息)。
[0193]同时，如果拥塞控制仅应用于特定的服务，交换关于具有其他服务的UE的拥塞信息可能不仅会引起不必要的信令，而且还增加网络节点中的处理负荷。例如，如果网络中发生拥塞的主要的原因是通过使用QoS类标识符(QCI)9或6的EPS承载发送和接收的业务，并且对该业务应用拥塞控制，则没有必要递送关于具有另一EPS承载的UE(例如，仅具有使用QCI 5的EPS承载的UE)的拥塞信息。即，RCAF 1220可基于从MME 1210接收的UE的一个或多个信息项(APN，QCI，ARP)的组合来确定是否递送拥塞信息，从而减少不必要的信令和处理负荷。
[0194]图13是说明在两个网络节点之间交换消息以识别位于拥塞的小区(或eNB)的UE和交换关于每个UE的TON连接的信息的操作的流程图。
[0195]网络节点(下文中，RCAF1320，这是收集拥塞信息并且将其递送给另一节点的节点)需要识别关于位于特定小区(或eNB)的UE的信息。当网络节点识别发生在特定小区(或eNB)的拥塞，或满足特定条件(例如，一定的时间单位)时可能会出现这种需求。
[0196]在步骤S1310中，RCAF 1320可以发送给另一网络节点(下文的MME1310)用于请求UE信息的请求消息。该消息可以是UE信息请求或頂SI/ΑΡΝ信息请求消息。该消息可以包括用于识别所选区域的标识符。该区域标识符可以是小区ID或eNB ID。该消息还可以另外包括用于标识所选择的运营商的标识符，例如，选择的PLMN ID。如果RAN由多个运营商共享，则运营商标识符(PLMN ID)可以被用于接收关于在特定运营商注册的UE的信息。该消息可以是采用Diameter协议的请求消息。在这种情况下，用于标识所选择的区域的标识符可以被包括在该消息中作为AVP的一部分。
[0197]在步骤S1320中，MME 1310可以向RCAF 1220发送响应消息。该消息包括位于在请求消息中包括的所选择的区域(小区，eNB)的UE的ID列表和UE信息的列表。用于识别该UE的ID可以是IMSI，并且用于每个IMSI的UE信息可以包括在该消息中。如果在前面的步骤中接收的请求消息包括所选择的PLMN ID，则MME可以仅包括在所选择的PLMN中注册的UE( S卩，仅针对其所选择的PLMN或注册的PLMN与请求的PLMN—致的UE)。此外，UE信息可以包括该UE的注册的PLMN ID。
[0198]具体地，UE信息可以是PDN连接或EPS承载相关的信息，并且EPS承载的APN，QCI与EPS承载的ARP可以被用作该信息。
[0199]如果使用EPS承载信息，则所选择的EPS承载可以是PDN连接的默认承载。如果UE具有两个或更多TON连接或两个或更多的EPS承载，则该消息可以包含用于每个TON连接或EPS承载的全部信息。
[0200]同时，MME1310可以与eNB—起执行单独的位置报告过程以便识别位于特定区域的UE。上述消息可以是使用Diameter协议的响应消息，例如，UE信息响应或頂SI/ΑΡΝ信息响应消息，并且用户ID信息和UE信息可以使用AVP编码并且被包括在该消息中。
[0201]RCAF 132O可以使用接收的信息的UE的ID来识别位于其中拥塞发生的区域中的UE。必要时，RCAF 1320可以使用UE的ID来确定要递送给另一网络节点(例如，PCRF)的UE拥塞信息(RAN拥塞信息)。
[0202]RCAF 1320可以使用在接收信息中UE使用的APN为每个UE选择合适的PCRFt3RCAF1320可以使用在接收信息中UE使用的EPS承载信息(QCI或ARP)来控制拥塞信息的递送。即，RCAF 1320可使用在接收信息中UE使用的EPS承载信息(QCI或ARP)来确定是否要发送拥塞信息到另一网络节点(例如，PCRF)以及传输时间段。
[0203]例如，如果UE的EPS承载的QCI具有特定的值(例如，QCI 9或QCI 6)，则RCAF 1320可以递送拥塞信息到PCRFο否则，RCAF 1320可能不递送拥塞信息。
[0204]可替代地，RCAF1320可以使用APN信息来确定是否要递送拥塞信息给PCRF。例如，如果APN信息是用于公知的IMS服务或VoLTE的APN JljRCAF 1320可能不递送堵塞信息。或者，如果APN信息是针对尽力而为或典型的互联网服务的APN，RCAF 1320可以递送拥塞信息。当然，RCAF 1320可基于APN、QCI和ARP信息的组合来确定是否递送拥塞信息给PCRF。
[0205]如果位于拥塞小区的UE不改变，或UE信息不改变，则在RCAF和MME之间交换消息可能会导致不必要的信令并且增加处理负荷。
[0206]根据本发明的实施例，RCAF可以向MME订阅UE信息报告(或通知)连同通知条件，并且当通知条件满足时MME可以报告UE信息到RCAF，即便RCAF未请求UE信息也是如此。从而，不必要的消息交换可被防止，并且在RCAF中的处理负荷可被降低。
[0207]图14是说明用于激活通知以定期接收UE信息的消息交换过程的流程图。
[0208]网络节点(下文中，RCAF1420，这是收集拥塞信息并且将其递送给另一节点的节点)注册通知以用于接收关于位于特定小区(或eNB)的UE的信息。当网络节点识别在特定小区(或eNB)的拥塞发生，或满足特定条件(例如，一定的时间单位)时会执行该操作。
[0209]在步骤S1410中，RCAF 1420可以向另一网络节点(下文的MME 1410)发送用于注册UE信息通知的请求消息。该消息可以是订阅通知请求消息。该消息可以包括用于识别所选区域的标识符。该区域标识符可以是小区ID或eNB ID。该消息可以另外包括用于标识所选择的运营商的标识符，例如，选择的PLMN ID。如果RAN由多个运营商共享，则运营商标识符(PLMN ID)可以被用于接收关于在特定运营商中注册的UE的信息。
[0210]该消息还可以包括用于识别选择的UE的标识符。具体地，IMSI可以被用作标识符。
[0211]该消息还可以包括时间信息，用于指示通知请求有效的时间或请求的通知操作过期的时间。
[0212]该消息还可以包括用于执行通知操作的条件，诸如，例如当需要定期通知时通知发生的时间段，或关于位于选择区域内的UE的信息变化的条件(例如，新UE进入所选择的区域或现有UE移动到另一区域)。
[0213]该消息可以是采用Diameter协议的请求消息。在这种情况下，使用AVP编码该信息或该条件。
[0214]然后，在步骤S1420中，MME1410可以配置通知，并且在步骤S1430中将响应消息发送到RCAF 1430。在这种情况下，指示已注册该通知的消息可以是使用Diameter协议的订阅通知应答消息。
[0215]此后，MME1410根据配置的通知信息确定是否来执行通知操作，并且如果满足条件则与RCAF 1420—起执行通知过程。
[0216]如果在通知配置过程中从RCAF 1420接收关于通知操作的期满条件，则MME 1410仅在通知操作期满时间之前执行通知。
[0217]如果通知条件包括在通知配置过程中，则MME 1410仅在通知条件成立时执行通知。
[0218]用于通知的消息可以包含UEID的列表和UE信息。用于识别该UE的ID可以是頂SI，并且关于每个MSI的UE信息也可以包括在该消息中。如果在前面的步骤中接收的请求消息包括所选择的PLMN ID，则MME可以在列表中仅包括在所选择的PLMN中注册的UE( S卩，仅针对其所选择的PLMN或注册的PLMN与请求的PLMN—致的UE)。此外，UE信息可以包括该UE的注册的PLMN ID0
[0219]这里，MME 1410向RCAF 1420递送的UE信息可以仅包括关于在最后时刻发送到RCAF的信息之后改变的UE的信息，或者包括关于位于所选择区域的全部UE的信息。
[0220]如果MME 1410只发送更新信息到RCAF 1420,RCAF 1420可以使用更新的信息更新、删除、或者添加存储在其中的信息的一部分。
[0221]如果MME 1410向RCAF 1420发送关于位于所选择区域的全部UE的信息，RCAF 1420利用接收的信息替换存储在其中的信息。
?0222] 同时，该消息可以是使用Diameter协议的响应消息，例如，推送通知应答消息、UEID信息、和UE信息可以使用AVP进行编码并且被包括在该消息中。
[0223]图15是说明根据本发明的实施例的UE的内部结构的框图。如图15所示，本发明的UE可以包括RF收发器1510、存储单元1520、和控制器1530。
[0224]RF收发器1510作用于发送和接收数据以用于UE的无线通信。RF收发器1510可以包括:RF发送器，其用于上变换和放大发送信号的频率;和RF接收器，其用于低噪声放大接收的信号并下变换该信号的频率。RF收发器1510可以通过无线电信道接收数据，将数据输出到控制器1530，并通过无线电信道发送从控制器1530输出的数据。
[0225]存储单元1520存储用于UE的操作所需的程序和数据。
[0226]控制器1530控制在各个块之间的信号流，使得UE能够根据本发明的实施例进行操作。例如，当控制器1530感测CSFB触发时，控制器1530可以检查CS安全密钥有关的信息。控制器1530还可以基于CS安全密钥有关的信息控制关于CS域的呼叫建立过程从而执行该过程。
[0227]此外，控制器1530可控制一系列过程，以用于检查从移动通信系统的CN节点发送的CS安全密钥有关的信息。控制器1530也可以控制UE从UE在对于分组交换域的安全过程中使用的PS安全密钥有关的信息中产生CS安全密钥有关的信息。
[0228]除了以上给出的实施例，控制器1530可以控制UE使得UE根据本发明的另一实施例操作。
[0229]图16是说明根据本发明的实施例的CN节点的内部结构的框图。如图16所示，本发明的CN节点可以包括接口单元1610、存储单元1620、和控制器1630。在此情况下，该CN节点可以包括MME。
[0230]接口单元1610可以用于执行针对CN节点的有线通信的信号处理。
[0231 ]存储单元1620存储对于CN节点的操作所必需的程序和数据。
[0232]控制器1630控制在各个块之间的信号流，使得CN节点可以根据本发明实施例的操作。例如，控制器1630可以生成UE在电路交换回退(CSFB)过程中使用的安全密钥有关的信息。此外，控制器1630可进行控制以发送所生成的CS安全密钥有关的信息到CS域的控制节点(例如，MSC/VLR)。在这种情况下，控制器1630可以控制来在分组交换域中UE的注册过程中，或在根据UE中触发CSFB而从UE发送的扩展服务请求消息被接收的时刻产生CS安全密钥有关的ig息O
[0233]此外，控制器1630可发送CS安全密钥有关的信息给UE。此外，如果从CS域的控制节点接收改变的CS安全密钥有关的信息，则控制器1630可以进行控制来向UE发送所接收的改变的CS安全密钥有关的信息。
[0234]如果CN节点是RCAF，则控制器1630可控制从至少一个eNB接收拥塞有关的信息。
[0235]此外，控制器1630可以基于该拥塞有关的信息，向丽E发送用于请求关于对应于eNB的UE的信息的UE信息请求消息，并从MME接收包含关于对应于eNB的UE的信息的UE信息响应消息。
[0236]控制器1630可以向另一CN节点发送关于对应于eNB的UE的信息。
[0237]在这种情况下，控制器1630可以控制直接向MME发送UE信息请求消息或者经由至少一个CN节点向MME发送UE信息请求消息。UE信息请求消息可包含用于识别所请求的区域的标识符，并且该标识符可以包括小区ID和eNB ID中的至少一个。UE信息响应消息可以包含由eNB服务的UE的列表，以及用于识别UE的标识符可以包括国际移动用户身份(MSI)。
[0238]如果核心网络节点是MME，则控制器1630可以从CN节点接收用于请求对应于在其中发生拥塞的至少一个eNB的信息的UE信息请求消息。然后，控制器1630可检查关于对应于eNB的UE的信息，并向核心网络发送包含关于UE的信息的UE信息响应消息。
[0239]在上述实施例中，所有的步骤可以被选择性地执行或部分步骤可以被省略。在每个实施例中，不一定按照所描述的顺序执行各步骤，并且可以被重新安排。
[0240]消息不需要总是按顺序发送并且消息的发送顺序可被改变。步骤和消息传输操作可以独立地进行。
[0241 ]上文中，出于说明的目的而非限制本发明的主题的目的，已经示出和描述了本发明的各个实施例。本领域的技术人员应该理解，这里描述的方法和装置的许多改变和修改将仍落入如所附权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围中。
【主权项】
1.一种在移动通信系统中通过核心网络节点控制拥塞的方法，该方法包括: 从至少一个基站接收与拥塞关联的第一信息； 向移动性管理实体(MME)发送用户设备(UE)信息请求消息，用于请求与对应于基站的至少一个UE关联的第二信息； 从MME接收包括第二信息的UE信息响应消息； 发送第二信息到其他核心网络节点。2.根据权利要求1所述的方法，其中发送UE信息请求消息包括: 直接向MME发送UE信息请求消息。3.根据权利要求1所述的方法，其中发送UE信息请求消息包括: 经由至少一个核心网络节点向MME发送UE信息请求消息。4.根据权利要求1所述的方法，其中UE信息请求消息包括小区标识符(小区ID)和基站标识符的至少一个。5.根据权利要求1所述的方法，其中UE信息响应消息包括基站服务的所述至少一个UE的列表，并且用于所述至少一个UE的标识符包括国际移动订户身份(MSI)。6.根据权利要求1所述的方法，其中核心网络节点包括无线接入网络(RAN)拥塞意识功能(RCAF)，并且其他核心网络节点包括策略与计费规则功能(PCRF)。7.—种在移动通信系统中通过移动性管理实体(MME)控制拥塞的方法，该方法包括: 从核心网络节点接收用户设备(UE)信息请求消息，用于请求关于对应于发生拥塞的至少一个基站的至少一个UE的信息； 识别所述信息； 向核心网络节点发送包括所述信息的UE响应消息。8.根据权利要求7所述的方法，其中UE信息请求消息直接从核心网络节点接收，或者UE信息请求消息经由至少一个核心网络节点接收。9.根据权利要求7所述的方法，其中UE信息请求消息包括小区标识符(小区ID)和基站标识符的至少一个， 其中响应消息包括基站服务的所述至少一个UE终端的列表，并且用于所述至少一个UE的标识符包括国际移动订户身份(IMSI)。10.根据权利要求7所述的方法， 其中核心网络节点包括无线接入网络(RA N)拥塞意识功能(R C AF )，并且其他核心网络节点包括策略与计费规则功能(PCRF)。11.一种在移动通信系统中控制拥塞的核心网络节点，该核心网络节点包括: 收发器，用于接收和发送信号； 控制器，被配置来从至少一个基站接收与拥塞关联的第一信息；向移动性管理实体(MME)发送用户设备(UE)信息请求消息，用于请求与对应于基站的至少一个UE关联的第二信息；从MME接收包括第二信息的UE信息响应消息；并且发送第二信息到其他核心网络节点。12.根据权利要求11所述的核心网络节点，其中控制器配置来直接向MME发送UE信息请求消息。13.根据权利要求11所述的核心网络节点，其中控制器配置来经由至少一个核心网络节点向MME发送UE信息请求消息。14.根据权利要求11所述的核心网络节点，其中UE信息请求消息包括小区标识符(小区ID)和基站标识符的至少一个。15.根据权利要求11所述的核心网络节点，其中UE信息响应消息包括基站服务的所述至少一个UE的列表，并且用于所述至少一个UE的标识符包括国际移动订户身份(MSI)。16.根据权利要求11所述的核心网络节点，其中核心网络节点包括无线接入网络(RAN)拥塞意识功能(RCAF)，并且其他核心网络节点包括策略与计费规则功能(PCRF)。17.一种在移动通信系统中用于控制拥塞的移动性管理实体(MME)，该MME包括: 收发器，用于接收和发送信号； 控制器，被配置来从核心网络节点接收用户设备(UE)信息请求消息，用于请求关于对应于发生拥塞的至少一个基站的至少一个UE的信息；识别所述信息；并且向核心网络节点发送包括所述信息的UE响应消息。18.根据权利要求17所述的MME，其中UE信息请求消息直接从核心网络节点接收，或者UE信息请求消息经由至少一个核心网络节点接收。19.根据权利要求17所述的MME，其中UE信息请求消息包括小区标识符(小区ID)和基站标识符的至少一个，并且 其中响应消息包括基站服务的所述至少一个UE终端的列表，并且用于所述至少一个UE的标识符包括国际移动订户身份(IMSI)。20.根据权利要求17所述的MME，其中核心网络节点包括无线接入网络(RAN)拥塞意识功能(RCAF)，并且其他核心网络节点包括策略与计费规则功能(PCRF)。
【文档编号】H04W88/14GK105850176SQ201480069978
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月22日
【发明人】郑相洙, 赵晟娟
【申请人】三星电子株式会社