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CN102217275A - 无线网络中的选择性寻呼 - Google Patents

无线网络中的选择性寻呼 Download PDF

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CN102217275A
CN102217275A CN2009801458993A CN200980145899A CN102217275A CN 102217275 A CN102217275 A CN 102217275A CN 2009801458993 A CN2009801458993 A CN 2009801458993A CN 200980145899 A CN200980145899 A CN 200980145899A CN 102217275 A CN102217275 A CN 102217275A
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CN
China
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grouping
gateway
paging
subscriber equipment
qualification
Prior art date
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Pending
Application number
CN2009801458993A
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English (en)
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安德鲁·吉比斯
拉杰韦·库德利
昆塔尔·乔沃德哈里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Starent Networks LLC
Original Assignee
Starent Networks LLC
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Abstract

本发明涉及无线网络中的选择性寻呼。公开了一种用于在通信网络中选择性地寻呼用户设备的方法和系统。选择性寻呼用确定分组是否触发对用户设备的寻呼请求的一组规则来实现。规则可以是动态的并且可丢弃多余的分组以便避免系统资源浪费、服务中断和用户设备的电池使用时间消耗。选择性寻呼可在服务网关(SGW)、分组数据网络网关(PGW)、移动性管理实体或以上三者的组合上实现。选择性寻呼可使用关于用户设备状态的信息以及其它基于规则的条件来确定网关接收的分组是否触发了对用户设备的寻呼。

Description

无线网络中的选择性寻呼
相关申请的交叉引用
本申请在35U.S.C.第119条第(e)项下要求在2008年11月18日提交的标题为“Selective Paging in Wireless Networks”的美国临时专利申请No.：61/115,812的权益，其全部合并在此作为参考。
技术领域
本公开涉及一种用于提供通信网络中的选择性寻呼(paging)的系统和方法。
背景技术
无线网络是使用无线电波从网络中的一个节点向网络中的一个或多个接收节点传送信息的电信网络。蜂窝电话的特征在于使用提供对地理区域的无线电覆盖的无线电小区，其中多个小区布置为提供更大区域上的邻近无线电覆盖。有线通信也可用于无线网络的一部分，例如在小区或接入点之间。
第一代无线电话技术使用模拟移动电话，其中调制和发送模拟信息信号。在第二代(2G)系统中，使用数字信息信号来调制载波。这些2G技术使用用于GSM系统的时分多址(TDMA)技术或用于IS-95系统的码分多址(CDMA)技术，以便区分多个用户。这些网络被进一步更新为在网络中使用GPRS/EDGE并且然后是HSPA，以及CDMA 1x-EVDO(被称作为2.5G和3G网络)来处理更高速度的分组数据。下一演进是4G技术，其被称作为长期演进项目—系统架构演进(LTE-SAE)并且使用正交频分多址(OFDMA)技术。也开发了其它的无线协议，包括WiFi(各种IEEE 802.11协议的实现)、WiMAX(IEEE 802.16的实现)和HiperMAN(基于作为IEEE 802.16的替代的ETSI)。
无线通信技术结合许多应用来使用，所述应用例如包括卫星通信系统、便携式数字助理(PDA)、膝上型计算机和移动设备(例如蜂窝电话、用户设备)。这些应用的用户只要处于该无线通信技术的范围内，就可连接到网络(例如因特网)。无线通信技术的范围可根据部署而改变。宏蜂窝收发器通常由服务提供商用来提供大约五公里距离上的覆盖。微蜂窝收发器可提供大约半公里距离上的覆盖，并且家用小型收发器可提供大约50到200米距离上的覆盖。家用小型收发器在覆盖上类似于WiFi(WLAN)接入点并且可用于提供短距离上的网络接入。
发明内容
公开了一种用于在通信网络中选择性地寻呼用户设备的方法和系统。选择性寻呼用确定分组是否触发对用户设备的寻呼请求的一组规则来实现。规则可以是动态的并且可丢弃多余的分组以便避免系统资源浪费、服务中断和用户设备的电池使用时间消耗。选择性寻呼可在服务网关(SGW)、分组数据网络网关(PGW)、移动性管理实体或以上三者的组合上实现。选择性寻呼可使用关于用户设备状态的信息以及其它基于规则的条件来确定网关接收的分组是否触发了对用户设备的寻呼。
在某些实施例中，接收以用户设备为目标的分组的通信网络中的网关被描述为包括配置为接收以用户设备为目标的分组的接口，以及配置为发起寻呼请求的接口，其中网关被配置为基于来自分组的信息确定分组的目标是哪个用户设备以及证明分组的资格以发起对用户设备的寻呼请求，其中当用户设备处于空闲状态时证明分组的资格并且其中分组通过资格证明过程(该过程包括根据一个或多个规则来检查分组以便确定分组是否有资格发送到用户设备)，其中当分组没有资格时，网关抑制(refrain)对用户设备的寻呼。
在其它实施例中，描述了一种在通信网络中的网关处进行选择性寻呼的方法，方法包括在网关处接收分组，确定分组的目标是哪个用户设备，访问该用户设备的状态信息，当用户设备处于空闲状态并且分组将触发寻呼请求时在网关处发起对分组的资格证明过程，作为资格证明过程的一部分根据规则检查分组以便确定分组是否有资格触发对用户设备的寻呼请求，并且当确定分组有资格被发送时向用户设备发送寻呼请求，而在确定分组没有资格被发送时抑制发送寻呼请求。
在另一实施例中，描述了接收以用户设备为目标的分组的通信网络中的网关，其中网关被配置为通过确定分组的目标是哪个用户设备以及用户设备是否处于空闲状态，来证明分组的资格以便确定寻呼请求是否应当被发送到用户设备，并且其中分组经历了基于根据一个或多个规则的检查的资格证明过程，其中如果分组没有资格则网关抑制对用户设备的寻呼。
附图说明
图1示出了根据某些实施例的网络图；
图2示出了根据某些实施例的长期演进项目(LTE)网络中的寻呼发起；
图3示出了根据某些实施例的2G和3G网络中的寻呼发起；
图4示出了根据某些实施例的LTE和2G/3G网络中的寻呼发起；
图5、6和7示出了根据某些实施例的选择性寻呼；
图8示出了根据某些实施例的展示服务网关(SGW)中的选择性寻呼规则的流程图；
图9示出了根据某些实施例的展示PDN网关(P-GW)中的选择性寻呼规则的流程图；
图10示出了根据某些实施例的在LTE网络中的SGW中的选择性寻呼；
图11示出了根据某些实施例的在2G/3G网络中的SGW中的选择性寻呼；
图12示出了根据某些实施例的在LTE和2G/3G网络中的SGW中的选择性寻呼；
图13示出了根据某些实施例的在P-GW中的选择性寻呼；
图14示出了根据某些实施例的在P-GW和SGW中实现的选择性寻呼；并且
图15示出了根据某些实施例的底架。
具体实施方式
描述了通信系统中选择性寻呼的系统和方法。可使用寻呼通道(PCH)通过信号将寻呼发送到用户设备或移动设备。寻呼通道可以是允许寻呼指示符传输的下行链路传输通道，该通道用于支持用户设备的睡眠模式过程。用户设备可具有活动和空闲状态以便支持这些睡眠模式过程，空闲状态通过仅为活动扫描寻呼通道来支持节能。通过在寻呼通道上发送寻呼指示符，可对用户设备发起信令，或者可向用户设备提示更新信息或执行某些其它类型的活动。寻呼发起还可由到达用户设备的下行链路数据触发。寻呼的问题在于它会产生网络设备之间的信令流量，并且在多余的流量产生了大量的信令流量(使用有限带宽并且消耗用户设备电池使用时间)时可造成问题。在某些实施例中，选择性寻呼用于最小化潜在的破坏，以便防止对网络的攻击，并且维持用户设备的电池使用时间。
图1示出了根据某些实施例的网络图。图1示出了通用移动电信系统(UMTS)第8版网络和LTE网络。图1的网络图包括用户设备(UE)110、演进的节点B(eNB)112、节点B 114、无线网络控制器(RNC)116、移动性管理实体(MME)/用户平面实体(UPE)118、系统架构演进网关(SAE GW)120、策略和收费规则功能(PCRF)122、归属用户服务器(HSS)124、核心IP网络126、因特网128、通用分组无线业务服务支持节点(SGSN)130和网络管理系统(NMS)/网元管理系统(EMS)132。MME 118、SGSN 130和SAE GW 120可在网关中实现，如下所述。SAE GW 120可包括服务网关(SGW)以及分组数据网络网关(P-GW)。在某些实施例中，SGW和P-GW可在分离的网络设备上实现。SAE架构的主要组件是演进分组核心(EPC)，也称作为SAE核心。EPC包括MME、SGW和P-GW组件。用户设备(UE)可包括移动电话、具有无线连接的膝上型计算机、笔记本、智能电话或任何其它无线设备。
MME 118是用于LTE接入网络的控制节点。MME 118负责UE 110跟踪和寻呼过程(包括重新传输)。MME 118处理载体启用/停用过程并且还负责在初次连接和内部LTE移交时为UE 110选择SGW。MME 118还通过与HSS 124交互来验证用户。MME 118还生成临时身份和向UE分配，并且终止非接入层(NAS)信令。MME 118检查UE 110驻扎在服务提供商的公共陆地移动网络(PLMN)上的权限，并且实施UE漫游限制。MME 118是网络中用于对NAS信令的加密/完整性保护的终止点，并且处理安全密钥管理。信令的合法拦截也由MME 118支持。MME还提供用于LTE和2G/3G接入网络之间的移动性的控制平面功能，S3接口从SGSN 130在MME 118处终止。MME 118还对于本地HSS终止S6a接口，以用于漫游UE。
SGW路由和转发用户数据分组，同时还用作为在内部eNB移交期间用于用户平面的移动锚点和用于LTE和其它3GPP技术之间的移动性的锚点(终止S4接口并且在2G/3G系统和PDN GW之间转发流量)。对于空闲状态的UE，当下行链路数据到达UE 110时，SGW终止下行链路数据通路并且触发寻呼。SGW管理和存储UE上下文，例如IP承载业务的参数和网络内部路由信息。在合法拦截的情况下，SGW还执行用户流量的复制。P-GW通过作为用于UE 110的流量的出口和入口点，来向UE 110提供到外部分组数据网络的连接性。UE 110可与多个P-GW具有同时的连接，以用于访问多个分组数据网络。P-GW执行策略实施、对于每个用户的分组过滤、收费支持、合法拦截和分组筛选。P-GW还提供用于3GPP和非3GPP技术(例如WiMAX和3GPP2(CDMA1X和EvDO))之间的移动性的锚。
NMS/EMS 132可提供对联网系统的操作、支配、维护和供应的管理。操作处理保持网络(以及网络提供的服务)并且使其平稳运行，并且包括监视以便检测问题和最小化对网络的破坏。支配处理跟踪网络中的资源以及它们被如何分配。维护涉及执行修复和更新，例如当必须更换设备时，当路由器需要用于操作系统映像的补丁时，当新的交换机添加到网络时。供应涉及配置网络中的资源以便支持给定的服务。例如，这可包括建立网络以使得新的客户可接收服务。作为网络管理的一部分被执行的功能因此包括控制、计划、分配、部署、协调以及监视网络资源、网络计划、频率分配、预定流量路由，以便支持负载均衡、加密密钥分发权限、配置管理、故障管理、安全管理、性能管理、带宽管理和记账管理。网元管理系统(EMS)由管理电信管理网络模型的网元管理层(NEL)上的网元(NE)的系统和应用组成。
如上所述，用户设备(UE)可处于活动或空闲状态。UE是否处于活动状态可取决于分组数据会话的状态，以及是否存在活动分组数据会话。空闲状态是睡眠模式状态，其可用于通过最小化功率接收器为无线电信号做准备的需要，来节省用户设备的电池使用时间。通常从许多小区广播寻呼指示符，因为当处于空闲状态时用户设备可移动。对于处于空闲状态的用户设备，SGW可为用户设备缓冲所接收的IP分组，并且可向MME或SGSN发起寻呼请求。如果用户设备响应于寻呼，则SGW将IP分组转发到LTE网络中的eNB，或者UMTS/通用分组无线业务(GPRS)中的RNC/NB或RNC/BS，以用于递送到用户设备。
图2示出了根据某些实施例的长期演进项目(LTE)网络中的寻呼发起。图2包括用户设备(UE)110、演进节点B(eNB)112、节点B(NB)114、移动性管理实体(MME)118、GPRS服务支持节点(SGSN)130、基站(BS)140、GSM/Edge无线接入网(GERAN)142、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)144、演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)146、服务网关(SGW)148、PDN网关(P-GW)150和因特网152。在154中，数据分组从因特网152发送到P-GW 150并且经由S5/S8接口被转发到SGW 148。SGW 148知道分组要去往的UE 110的状态。因为UE 110处于空闲状态并且UE 110处于LTE网络中，分组在SGW 148处被缓冲并且SGW 148发起对MME 118的寻呼请求。MME 118可将寻呼请求发送到eNB 112并且寻呼请求到达处于空闲状态的UE 110。寻呼请求也可被广播到其它的eNB。
图3示出了根据某些实施例的2G和3G网络中的寻呼发起。图3包括用户设备(UE)110、演进节点B(eNB)112、节点B(NB)114、移动性管理实体(MME)118、GPRS服务支持节点(SGSN)130、基站(BS)140、GSM/Edge无线接入网(GERAN)142、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)144、演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)146、服务网关(SGW)148、PDN网关(P-GW)150和因特网152。在158中，数据分组通过P-GW 150经由S4接口从因特网152发送到SGW 148。因为UE 110处于空闲状态并且UE 110处于2G/3G网络中，分组在SGW148处被缓冲并且SGW 148发起对SGSN 130的寻呼请求。SGSN 130可将寻呼请求发送到NB 114或BS 140并且寻呼请求到达处于空闲状态的UE110。寻呼请求也可被广播到其它的NB或BS。
图4示出了根据某些实施例的LTE和2G/3G网络中的寻呼发起。图4包括用户设备(UE)110、演进节点B(eNB)112、节点B(NB)114、移动性管理实体(MME)118、GPRS服务支持节点(SGSN)130、基站(BS)140、GSM/Edge无线接入网(GERAN)142、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)144、演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)146、服务网关(SGW)148、PDN网关(P-GW)150和因特网152。在162中，数据分组通过P-GW 150从因特网152发送到SGW 148。分组在SGW 148处被缓冲并且从UE 110发送寻呼请求，因为UE处于空闲状态。因为UE110在2G/3G网络和LTE网络中时活动的，SGW 148对MME 118(经由S11接口)和SGSN 130(经由S4接口)发起寻呼请求。MME 118可向eNB 112发送寻呼请求以到达UE 110，并且SGSN 130可向NB 114或BS140发送寻呼请求以到达UE 110。寻呼请求也可被广播到其它的NB或BS。
空闲模式信令减少(ISR)是使得UE 110能够在LTE和2G/3G网络之间漫游的特征。ISR被提出以减少UE在E-UTRAN 146和GERAN/UTRAN 144(它们在某些实施例中被同时操作)之间重新选择所造成的跟踪区域更新(TAU)和路由区域更新(RAU)过程的频率。ISR特征允许UE 110在E-UTRAN TA(跟踪区域)或TA的列表中注册的同时，在UTRAN/GERAN RA(路由区域)中注册。UE和网络可并行地维护这两种注册，并且对于两种注册独立地运行周期定时器，确保UE可在RA和TA两者中被寻呼。当ISR被启动时，向MME 118和SGSN 130注册UE 110，并且MME 118和SGSN 130与SGW 148通信。UE 110可存储来自SGSN 130(例如P-TMSI和RA)和来自MME 118(例如GUTI和一个或多个TA)的移动性管理参数，以及对于E-UTRAN和GERAN/UTRAN接入来说公用的会话管理(载体)上下文。然后，在空闲状态下，UE可在E-UTRAN和GERAN/UTRAN之间(在注册的RA和TA内)重新选择，而不必执行与网络的TAU或RAU过程。
即使支持空闲模式信令减少，用于空闲状态UE的下行链路数据触发的寻呼发起造成了SGW 148和MME 118/SGSN 130之间的大量信令流量。通常，SGW 148对于任何所接收的数据分组发起寻呼。然而，这没有提供对例如来自不可信源的多余流量的预防，该多余流量可产生降低网络性能和消耗UE电池使用时间的信令。在情况最差的场景中，攻击可压垮网络并且造成故障。此外，运营商不能因为递送多余的分组而向UE收费，如果存在任何争执，那么运营商也可能损失收益或者必须应付失望的客户以及结算/记账系统。此外，如果SGW在发起寻呼请求之前没有检查分组，那么网络可易受到许多拒绝服务攻击(DoS)。
在某些实施例中，实现SGW或P-GW的网关中的硬件或软件可应用基于规则的分组资格证明来在UE处于空闲状态时确定分组是否触发UE的寻呼通知。SGW中实现的实施例知道UE的状态，因为该信息保存在SGW中，但是其它实施例是可能的。当基于规则的分组资格证明被实现时，仅在分组通过资格证明过程时，才发起对MME/SGSN的寻呼请求。可丢弃没有资格的分组。在某些实施例中，规则规定在预定的时间周期内或者直到收集了预定的大小为止将分组缓冲。这些分组可能还需要满足某些参数以便证明它们的资格并且避免被丢弃。缓冲许多分组的优点在于可降低信令。也可使用逻辑来丢弃多余的分组，例如已经在缓冲器中等待的分组。
在某些实施例中，还可用另外的信息来标示、标记或以另外的方式附加到分组。SGW可在分组上标记或附加载体信息并且将分组发送到MME或SGSN以用于进一步的处理和/或判定。这是有利的，因为MME/SGSN可知道寻呼通道上可用的带宽和SGW不可用的其它信息。此外，SGW具有MME/SGSN可能不可用的信息(例如载体信息)。
通过标记分组，信息可被传送到MME/SGSN，所以可使用在SGW和MME/SGSN两者处可用的组合信息来做出更有根据的判定。例如，SGW可附加的信息例如为分组是用于语音连接的分组(例如IP电话(VoIP))，还是某些其它类型的分组(例如因特网发起分组)。这可使得运营商能够关于损害无线电接入接口的有限带宽的攻击做出更加智能的判定。例如，如果寻呼通道正在拥塞到一点则分组将被丢弃，那么MME/SGSN可做出判定来丢弃基于因特网的分组，而不是丢弃语音连接的分组。在该实施例中，MME/SGSN可被修改为从PCRF或其它策略服务器接收规则，或者可手动地用规则进行配置。规则可被用于确定MME/SGSN如何处理所标记的分组。网络也可被设置为使得某些分组在SGW处被简单地丢弃，某些分组触发寻呼，而剩下的分组被标记以便MME/SGSN对分组做出最终的判定。MME/SGSN然后可判定是寻呼UE还是丢弃分组。
测量的提供可以通过直接在SGW或PGW中配置，或者使得策略和收费规则功能(PCRF)包括用于选择性寻呼的默认规则。规则可基于浅度或深度分组检查被应用到分组头部字段层3到层7。实现的检查类型可取决于规则。浅度分组检查(SPI)可以是涉及分组头部的检查，而深度分组检查(DPI)涉及检查分组负载或者也许是封装在分组负载中的分组头部。在分组检查期间执行的动作以及检查的类型(例如SPI还是DPI)可基于被用于证明分组资格的规则。应用于分组的规则类型可取决于多种因素，例如接收分组的端口、在其上接收分组的连接或其它信息。例如，到达某些端口或某些类型的连接的分组具有基于在其上接收分组的端口所应用的特定规则，因为仅仅某些应用使用该端口。因为网关可基于如何接收分组而确定某些事情，应用到分组的规则可适合于由特定端口或连接接收的可能的流量。
应用到分组的规则也可基于在检查分组之前已知的分组的其它固有特征。分组的检查也可触发其它规则的应用。例如，揭示特定源地址的浅度分组检查可触发深度分组检查以便确定关于分组的另外信息。规则也可允许寻呼，缓冲分组用于随后的寻呼，或者丢弃分组。其它条件也是允许的。如果规则被手动地提供，那么规则的数据结构可被具体地实现。所应用的规则也可被动态地提供，所以它们是每用户特定的并且甚至是根据时间而特定的。当选择性寻呼机制连同分布式拒绝服务(DDoS)攻击或DoS攻击检测机制使用时，规则可以是根据时间而特定的。DDoS/DoS攻击机制可被用于确定网络中的节点何时被来自一个或多个主机的高于正常的流量所攻击。该信息然后可被提供用于实时地修改规则，以便丢弃来自这些主机的分组，或者执行深度分组检查来确定分组是非伪造的用户分组，而不是用于进行网络上的攻击而制造的分组。
在某些实施例中，选择性寻呼机制在知道用户设备状态的网关上实现。状态信息可包括UE是活动还是空闲的。知道UE的状态，SGW可避免对分组进行不必要的检查。例如，通过在建立空气接口/空气链路连接之前丢弃分组，可避免使用这些资源。另外，在建立连接并且UE是活动的之后，网关不再需要执行对分组的检查。这可减少处理负担(否则其将因检查流经网关的每一个分组而产生)。在某些实施例中，通过检测DoS/DDoS攻击中涉及的分组并且避免建立空气链路，可通过使用最少的资源来最小化攻击的影响。例如，如果每个分组都要由网关检查，那么DoS/DDoS攻击可能通过在网关处增加检查负担并且造成拥塞来使网关超负荷。
选择性寻呼机制还可基于用户或网络运营商的偏好。通常，当分组数据连接(PDN)连接在用于UE的网关上开启时，当用户处于空闲状态时到达PDN连接的分组可触发对UE的寻呼请求。通过提供选择性寻呼，用户或网络运营商可控制被允许寻呼UE并且建立数据连接的消息类型。某些应用(例如twitter、博客、天气应用等)是活跃的并且向用户发送许多更新、广告或消息。用户可能不想接收这些消息并且可设置配置文件(profile)来限制所接收的消息。配置文件可基于多种属性(例如当日时间、位置、数据类型、源应用等)来设置。例如当用户在外国漫游并且不想因为某些应用而陷入昂贵的数据收费时，该选择性寻呼是有益的。
选择性寻呼机制可提供用于选择性地限制所接收的数据，同时不必关闭数据服务的机制。例如，用户可调整配置文件以便限制个人应用发送数据，并且限制电子邮件更新，以使得可控制数据收费。此外，公司可设置配置文件以便通过选择性地限制寻呼流量来限制在上班时间个人对设备的使用。另外，在某些实施例中，因为使用了UE状态信息，这减少了被需要来实现选择性寻呼的处理量，因为仅检查将触发寻呼请求的分组。也可设置配置文件来限制广告或用户更愿意阻塞的其它信息。配置文件可在用户设备上被设置或者通过门户(例如网页)来设置。配置文件可链接到用于使用的用户配置文件并且存储在网络设备中，例如PCRF，认证、授权和计费(AAA)服务器，或HSS。
图5、6和7示出了根据某些实施例的选择性寻呼。图5和6包括用户设备(UE)110、演进节点B(eNB)112、节点B(NB)114、移动性管理实体(MME)118、策略和收费规则功能(PCRF)122、GPRS服务支持节点(SGSN)130、基站(BS)140、GSM/Edge无线接入网(GERAN)142、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)144、演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)146、服务网关(SGW)148、PDN网关(P-GW)150和因特网152。在图5中，UE 110连接并且启动默认载体。PCRF 122将默认选择性寻呼规则组下载到P-GW 150和SGW 148。在某些实施例中，这可使用Gx和Gxc接口来实现。在图6中，UE 110连接并且启动默认载体。PCRF 122将默认选择性寻呼规则组下载到PGW 150。向SGW 148提供静态选择性寻呼规则。
图7包括用户设备(UE)110、演进节点B(eNB)112、节点B(NB)114、移动性管理实体(MME)118、GPRS服务支持节点(SGSN)130、基站(BS)140、GSM/Edge无线接入网(GERAN)142、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)144、演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)146、服务网关(SGW)148、PDN网关(P-GW)150和因特网152。在图7中，手动地向SGW 148和P-GW 150提供选择性寻呼规则。手动提供可用命令行接口或图形用户接口来实现，并且可包括人直接向设备输入规则。通过使用标识UE的一个或多个属性，规则可应用于用户组，或者可应用于特定SGW 148或P-GW 150处的所有会话。
图8示出了根据某些实施例的展示服务网关(SGW)中的选择性寻呼规则的流程图。在200，分组到达SGW，该SGW已访问与SGW有会话的UE的状态信息。在202，SGW确定分组要去往的UE是否空闲。如果UE活动，在204，SGW将分组发送到UE。如果UE空闲，在206，SGW从事证明分组资格的步骤。在208，对分组进行深度分组检查(DPI)和/或浅度分组检查(SPI)。如果对分组头部的检查未产生与任何规则的匹配，那么在210，寻呼请求可被发送到UE。如果对分组头部的检查产生了规则匹配，那么在212，基于规则所描述的动作来做出判定。如果规则允许向UE发送分组，那么在210，寻呼请求被发送到UE。如果规则不允许发送分组，则在214可丢弃分组。
图9示出了根据某些实施例的展示PDN网关(P-GW)中的选择性寻呼规则的流程图。在230，分组到达P-GW，带有由P-GW处理的网络中的UE的地址。在234，P-GW通过对分组的头部执行深度分组检查(DPI)和/或浅度分组检查(SPI)来在232中证明分组的资格。如果对分组头部的检查未产生与任何规则的匹配，那么在236，分组可被发送到SGW。否则，如果对分组头部的检查产生了规则匹配，那么在238，基于规则所描述的动作来做出判定。如果规则允许向UE发送分组，那么在236，寻呼被发送到SGW。如果规则不允许发送分组，则在240可丢弃分组。
图10示出了根据某些实施例的在LTE网络中的SGW中的选择性寻呼。图10到14包括用户设备(UE)110、演进节点B(eNB)112、节点B(NB)114、移动性管理实体(MME)118、GPRS服务支持节点(SGSN)130、基站(BS)140、GSM/Edge无线接入网(GERAN)142、UMTS陆地无线接入网(UTRAN)144、演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)146、服务网关(SGW)148、PDN网关(P-GW)150和因特网152。在图10中，分组到达SGW 148，以空闲的UE 110为目的地。SGW 148可确定UE 110空闲，因为SGW 148已访问了连接到它的UE的状态信息。证明分组的资格，并且当确定分组有资格发起寻呼时向MME 118发送寻呼请求。图11示出了根据某些实施例的在2G/3G网络中的SGW中的选择性寻呼。在图11中分组到达SGW 148，以空闲的UE110为目的地。分组经历资格证明，并且当确定分组有资格发起寻呼时向SGSN 130发送寻呼请求。图12示出了根据某些实施例的在LTE和2G/3G网络中的SGW中的选择性寻呼。在图12中，空闲状态信令减少(ISR)是启动的，并且证明进入分组的资格以便检查分组是否有资格寻呼。当分组有资格寻呼时，寻呼请求被发送到MME 118和SGSN 130。在某些实施例中，规则可使得分组能够被缓冲，直到触发器向UE 110发送寻呼请求并且然后将所有的缓冲分组发送到其为止。
图13示出了根据某些实施例的在P-GW中的选择性寻呼。在图13中，分组可由P-GW 150来证明资格。在某些实施例中，为选择性寻呼证明分组资格的该规则可以是独立于状态的。如果用Gn/Gp接口来支持SGSN并且分组有资格，那么P-GW 150也可直接向SGSN发送。在某些实施例中，选择性寻呼规则同时被应用在SGW和P-GW两者中。通过在SGW和P-GW两者中应用资格证明规则，可形成各种配置。例如，可在SGW和P-GW中配置不同的规则，例如P-GW查看分组的源地址/端口，并且SGW检查分组的应用类型。这可使得多余的分组被尽早丢弃并且不使用P-GW和SGW之间的带宽和资源。图14示出了根据某些实施例的在P-GW和SGW中实现的选择性寻呼。如图14中所示，P-GW 150通过检查分组的源地址/端口来证明分组的资格并且SGW 148通过检查应用类型或负载来证明分组的资格。
在某些实施例中，可格式化规则以便使用Gx接口协议来从策略和收费规则功能(PCRF)向PDN网关(P-GW)传送规则，该规则应用于选择性寻呼。Gx接口协议用于从PCRF向P-GW发送的规则的提供和移除以及从P-GW向PCRF的流量水平活动的发送。如果使用Gx接口或类似的协议，那么可根据运营商设置的条件来应用规则，并且当希望选择性寻呼时，可上载规则。P-GW可通过按规则优先权的顺序针对规则的服务数据流过滤器评估所接收分组，来对于每一个所接收分组选择规则。当分组匹配于服务数据流过滤器时，用于该分组的分组匹配过程结束，并且用于该过滤器的规则可被应用。规则可被动态地提供或预定义。动态提供的规则由PCRF传送到P-GW。这些规则可被预定义或者在PCRF中动态地生成。动态的规则可以在任何时候被启动、修改或停用。预定义的规则可以在任何时候由PCRF启动或停用。P-GW内的预定义规则可以成组，以便允许PCRF动态地触发一组规则的启动。在某些实施例中，规则包括以下各项中的一个或多个：规则名称、服务标识符、服务数据流过滤器、优先权、通道状态、QoS参数、收费键(即等级组)、其它收费参数。在某些实施例中，Gxc或其它类似的接口协议可与SGW一起使用，以便提供和移除来自SGW的规则。
上述的移动设备或用户设备可使用多种接入技术与多个无线接入网(包括演进的节点B)通信。用户设备可以是提供高级能力(例如字处理、web浏览、游戏、电子书能力、操作系统和全键盘)的智能电话。用户设备可以运行操作系统，例如Symbian OS、iPhone OS、RIM的Blackberry、Windows Mobile、Linux、Palm WebOS和Android。屏幕可以是触摸屏(可用于向移动设备输入数据)，并且可使用屏幕代替全键盘。用户设备可具有运行应用或者与应用(由通信网络中的服务器提供)通信的能力。
用户设备可从网络上的这些应用接收更新和其它信息。用户设备也可在其栈或存储器中保存全球定位坐标、配置文件信息或其它位置信息。在某些实施例中，关于选择性寻呼的配置文件可在用户设备上被设置并且传送到网络用于实施。例如在网络上的攻击期间，用户设备也可使用通信来向网络报告情况。用户设备可报告关于所接收分组是非伪造的分组还是可能是网络攻击的结果的信息。然后，该信息可由网络使用来修改用于选择性寻呼的规则，以便防止攻击扩展到其它用户设备。
用户设备可包括一个或多个天线，所述天线被配置为与多个无线接入网络和/或接入技术在无线电频率上发送和接收数据。一个或多个天线可被用于经由多种接入技术发送和接收数据流。移动设备可用一个或多个处理器来配置，所述处理器处理指令，包括处理来自至少一个天线的第一数据流和第二数据流。处理器还可与用于存储的计算机可读介质(例如可编程只读存储器)通信。处理器可以是任何适用的处理器，例如组合CPU、应用处理器和闪存的单片系统。处理器也可收集关于某些类型的数据流如何被发送到移动设备的用户偏好，并且将这些偏好传送到网络，例如接入网关。
在某些实施例中，上述网关在底架中实现。该底架可实现多种不同的集成功能。在某些实施例中，移动性管理实体(MME)、PDN网关(P-GW)、服务网关(SGW)、接入网关、HRPD服务网关(HSGW)、分组数据服务节点(PDSN)、外部代(FA)或本地代理(HA)可在底架上实现。在其它实施例中，还可在底架上实现其它类型的功能，如网关通用分组无线业务服务节点(GGSN)、GPRS服务支持节点(SGSN)、分组数据互联功能(PDIF)、接入服务网络网关(ASNGW)、基站、接入网络、用户平面实体(UPE)、IP网关、接入网关、会话发起协议(SIP)服务器、代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)、以及询问呼叫会话控制功能(I-CSCF)、服务网关(SGSW)、和分组数据网络网关(PDNGW)。在某些实施例中，一个或多个上述其它类型的功能被集成在一起或者由相同的功能提供。例如，接入网络可与PDSN集成。底架可包括PDSN、FA、HA、GGSN、PDIF、ASNGW、UPE、IP网关、接入网关、或任何其它适用的接入接口设备。在某些实施例中，底架由Tewksbury，Massachusetts的Starent Networks公司在ST16或ST40多媒体平台中提供。
下面进一步描述根据某些实施例的实现网关的底架的特征。图15示出了根据某些实施例的底架中的卡的布置。底架包括用于装载应用卡990和线卡992的槽。中平面994可用于底架中，以便提供底架内的通信、电力连接、以及各种安装的卡之间的传输通路。中平面994可包括总线，例如开关结构、控制总线、系统管理总线、冗余总线和时分复用(TDM)总线。开关结构是通过建立应用卡和线卡之间的卡内通信而实现的遍及底架的用于用户数据的基于IP的传输通路。控制总线互连底架内的控制和管理处理器。底架管理总线提供对系统功能的管理，例如供电、监测温度、板状态、数据通路错误、卡重置和其它故障切换特征。冗余总线在硬件故障的情况下提供用户数据的传输和冗余连接。TDM总线对系统上的语音服务提供支持。
底架至少支持以下四种类型的应用卡：开关处理器卡、系统管理卡、分组服务卡和分组加速器卡。开关处理器卡用作为底架的控制器并且负责例如启动底架并且将软件配置加载到底架中的其它卡上这样的事情。分组加速器卡提供分组处理和转发能力。每一个分组加速器卡能够支持多个上下文。硬件引擎可与卡一起部署，以便支持用于压缩、分类流量调度、转发、分组过滤和统计编辑的并行分布式处理。系统管理卡是用于管理和控制网关设备中的其它卡的系统控制和管理卡。分组服务卡是高速处理卡，其尤其提供多线程点到点的分组数据处理和上下文处理能力。
分组加速器卡通过使用控制处理器和网络处理装置来执行分组处理操作。网络处理装置确定分组处理需求；向/从各种物理接口发送和接收用户数据帧；作出IP转发判定；实现分组过滤，流插入、删除和修改；执行流量管理和流量操纵；修改/添加/除去分组头部；并且管理线卡端口和内部分组传输。也位于分组加速器卡上的控制处理器提供基于分组的用户设备处理。当加载到底架中时，线卡提供输入/输出连接，并且还可提供冗余连接。
操作系统软件可基于Linux软件内核并且在底架中运行具体的应用，例如监视任务和提供协议栈。软件使得底架资源能够分离地被分配到控制和数据通路。例如，某些分组加速器卡可专用于执行路由或安全控制功能，而其它的分组加速器卡专用于处理用户会话流量。在某些实施例中，当网络需求变化时，硬件资源可被动态地部署，以便满足需求。系统可被虚拟化来支持服务的多个逻辑实例，例如技术功能(例如PDN GW、SGW、MME、PDSN、ASNGW、PDIF、HA、GGSN或IPSG)。
底架的软件可分为执行特定功能的一系列任务。这些任务按需相互通信，以便遍及底架分享控制和数据信息。任务是执行与系统控制或会话处理相关的特定功能的软件进程。在某些实施例中，三种类型的任务在底架内运行：关键任务，控制器任务和管理器任务。关键任务控制与处理通话的底架能力有关的功能，例如底架启动、错误检测和恢复任务。控制器任务对用户掩盖软件的分布式本质并且执行以下任务，例如监视附属管理器的状态，提供相同子系统内的管理器内的通信，以及通过与属于其它子系统的控制器通信来支持子系统间的通信。管理器任务可控制系统资源并且维护系统资源之间的逻辑映射。
运行在应用卡中的处理器上的各个任务可分为子系统。子系统是执行特定任务或者作为多个其它任务的顶点的软件元件。单个子系统可包括关键任务、控制器任务和管理器任务。可运行在底架上的某些子系统包括系统初始任务子系统、高可用性任务子系统、恢复控制任务子系统、共享配置任务子系统、资源管理子系统、虚拟专用网子系统、网络处理装置子系统、卡/槽/端口子系统和会话子系统。
系统初始任务子系统负责在系统启动时开始一组初始任务并且按需提供各个任务。高可用性任务子系统与恢复控制任务子系统一起工作，以便通过监视底架的各种软件和硬件组件来维护底架的运行状态。恢复控制任务子系统负责对于在底架中出现的故障执行恢复动作，并且从高可用性任务子系统接收恢复动作。共享配置任务子系统向底架提供设置、获取和接收底架配置参数变化的通知的能力，并且负责存储用于在底架内运行的应用的配置数据。资源管理子系统负责向任务分配资源(例如处理器和存储器能力)，并且负责监视任务对资源的使用。
虚拟专用网(VPN)子系统管理对底架中与VPN有关的实体的支配和操作的方面，这包括创建单独的VPN上下文，在VPN上下文内开始IP服务，管理IP池和用户IP地址，以及在VPN上下文内分发IP流信息。在某些实施例中，在底架内，IP操作在特定的VPN上下文内完成。网络处理装置子系统负责上面为网络处理装置列出的许多功能。卡/槽/端口子系统负责协调相关于卡活动出现的事件，例如发现和配置新插入的卡上的端口并且确定线卡如何映射到应用卡。在某些实施例中，会话子系统负责处理和监视移动用户的数据流。用于移动数据通信的会话处理任务例如包括：用于CDMA网络的A10/A11终止，用于GPRS和/或UMTS网络的GSM隧道协议终止，异步PPP处理，分组过滤，分组调度，Difserv码点标记，统计收集，IP转发和AAA服务。用于这些项中每一个的职责可分布于附属任务(称作为管理器)，以便提供更有效的处理和更大的冗余。单独的会话控制器任务用作为集成控制节点，以便调节和监视管理器并且与其它活动的子系统通信。会话子系统还管理专用的用户数据处理，例如负载转换、过滤、统计收集、策略和调度。
在某些实施例中，实现过程或数据库所需的软件包括高级过程式或面向对象的语言，例如C、C++、C#、Java或Perl。如果需要，软件也可用汇编语言实现。在底架中实现的分组处理可包括由上下文确定的任何处理。例如，分组处理可涉及高级数据链路控制(HDLC)成帧、头部压缩和/或加密。在某些实施例中，软件存储在存储介质或设备上(例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、或可由通用或专用处理装置读取的磁盘)以便执行本文档中描述的过程。
尽管在前述示例实施例中描述和示出了本发明，要理解，仅作为示例做出本公开，并且可在不偏离本发明精神和范围(仅由所附权利要求限制)的情况下对本发明的实现细节做出许多改变。其它实施例处于所附权利要求之内。例如，移动性管理实体可与服务网关组合或位于一处。

Claims (19)

1.一种接收以用户设备为目标的分组的通信网络中的网关，包括：
配置为接收以用户设备为目标的分组的接口；和
配置为发起寻呼请求的接口，
其中所述网关被配置为基于来自所述分组的信息确定所述分组的目标是哪个用户设备并且被配置用于证明所述分组的资格以发起对所述用户设备的寻呼请求，其中当所述用户设备处于空闲状态时证明所述分组的资格并且其中所述分组通过资格证明过程，该过程包括根据一个或多个规则来检查所述分组以便确定所述分组是否有资格发送到所述用户设备，其中当所述分组没有资格时，所述网关抑制对所述用户设备的寻呼。
2.根据权利要求1所述的网关，还包括处理器，该处理器运行软件以便证明所述分组的资格并且对所述分组执行所述检查。
3.根据权利要求1所述的网关，其中所述网关包括服务网关(SGW)功能。
4.根据权利要求1所述的网关，其中所述配置为发起寻呼请求的接口提供与移动性管理实体(MME)的通信。
5.根据权利要求1所述的网关，还包括具有策略和收费规则功能(PCRF)的接口，该接口配置为接收选择性寻呼规则组以便证明在所述网关处接收的分组的资格。
6.根据权利要求5所述的网关，其中所述选择性寻呼规则组包括来自具有用户偏好的配置文件的规则，所述用户偏好用于管理所述网络接收的数据。
7.根据权利要求1所述的网关，还包括处理器，该处理器执行对所述分组的所述检查并且将在所述网关处已知的载体信息附加到所述分组，以供移动性管理实体(MME)审查。
8.一种在通信网络中的网关处进行选择性寻呼的方法，所述方法包括：
在所述网关处接收分组；
确定所述分组的目标是哪个用户设备；
访问该用户设备的状态信息；
当所述用户设备处于空闲状态并且所述分组将触发寻呼请求时在所述网关处发起对所述分组的资格证明过程；
作为所述资格证明过程的一部分根据规则检查所述分组以便确定所述分组是否有资格触发对所述用户设备的寻呼请求；和
当确定所述分组有资格被发送时向所述用户设备发送寻呼请求，而在确定所述分组没有资格被发送时抑制发送所述寻呼请求。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述网关是服务网关(SGW)。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括在所述SGW处接收来自分组数据网络网关(PGW)的被证明了资格的分组，其中所述PGW在向所述SGW发送所述分组之前根据规则执行对所述分组的检查。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括从策略和收费规则功能(PCRF)接收选择性寻呼规则组以便证明在所述网关处接收的分组的资格。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括对于每一个规则基于浅度和深度分组检查中的至少一个来检查分组头部字段，以便确定所述分组的资格。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括从所述用户接收配置文件，所述配置文件包括什么会触发寻呼请求的偏好。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括：
将在所述网关处已知的载体信息附加到所述分组；和
发送具有附加的载体信息的分组，以供移动性管理实体(MME)审查。
15.一种接收以用户设备为目标的分组的通信网络中的网关，所述网关被配置为通过确定所述分组的目标是哪个用户设备以及所述用户设备是否处于空闲状态，来证明所述分组的资格以便确定寻呼请求是否应当被发送到所述用户设备，并且其中所述分组经历了基于根据一个或多个规则的检查的资格证明过程，其中如果所述分组没有资格则所述网关抑制对所述用户设备的寻呼。
16.根据权利要求15所述的网关，还包括具有策略和收费规则功能(PCRF)的接口，该接口配置为接收选择性寻呼规则组以便证明在所述网关处接收的分组的资格。
17.根据权利要求16所述的网关，其中所述选择性寻呼规则组包括来自具有用户偏好的配置文件的规则，所述用户偏好用于管理所述网络接收的数据。
18.根据权利要求15所述的网关，还包括处理器，该处理器执行对所述分组的所述检查并且将在所述网关处已知的载体信息附加到所述分组，以供移动性管理实体(MME)审查。
19.根据权利要求15所述的网关，其中所述网关包括服务网关(SGW)功能。
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