СПОСОБ И СИСТЕМА, ПОЗВОЛЯЮЩИЕ ИЗБЕЖАТЬ ЗАВИСАНИЯ PDP КОНТЕКСТА
METHOD AND SYSTEM TO PREVENT PDP CONTENT PENDING

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с предварительной заявкой США №60/913,722, зарегистрированной 24 апреля 2007, содержание которой включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу и системе, позволяющим избежать зависания контекста протокола пакетной передачи данных (PDP) в сети пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В коммутируемой технологии пакетной передачи поколения 2G/3G, которая предоставляет услугу “Мобильный Интернет”, управление сеансом является одной из основных функциональных возможностей.
Функции пакетной коммутируемой базовой сети поделены между двумя различными узлами, а именно SGSN (Сервисные узлы поддержки GPRS) и GGSN (Межсетевые узлы поддержки GPRS), которые вместе формируют GSN (Узлы поддержки GPRS).
Между этими двумя объектами используют GTPv1 (Протокол туннелирования GPRS версии 1) для создания и управления пользовательскими сессиями, запрашиваемыми конечными пользователями.
Протокол GTPv1 функционирует поверх UDP/IP (Протокол пользовательских дейтаграмм/протокол Internet). Так как UDP является протоколом, работающим без установления соединения, он предоставляет приложению следить за тем, что запрос успешно доставлен, другими словами ответ будет оправлен получателем сообщения запроса отправителю запроса.
В протоколе GTPv1 механизм повторной передачи задают с учетом того, что сообщение запроса может потеряться на пути к одноранговому узлу GSN вследствие сбоев на линии связи.
Механизмом является просто максимальное количество повторных попыток и время ожидания между каждой попыткой передачи. Это называется временем ожидания N3-T3. При обычных реализациях стека протокола GTP эти параметры допускают конфигурирование, позволяя операторам настраивать SGSN, а также GGSN для различных процедур GPRS, заданных в пределах 3GPP (Проект партнерства третьего поколения).
При обнаружении истечения времени ожидания N3-T3 SGSN может удалить весь контекст PDP (Протокол пакетной передачи данных), связанный с неисправным трактом. Следовательно, важен своевременный ответ GGSN, чтобы избежать отказа тракта на SGSN. Для каждого принятого запроса на GGSN запускается таймер, и этот таймер контролирует момент прерывания процедуры и ответа SGSN. Оператор конфигурирует таймер, определяя как долго он должен работать, что, разумеется, коррелировано с таймером N3-T3 на SGSN.
Без таймера GGSN потенциально мог бы окончить работу зависанием контекста PDP, например, если время N3-T3 на SGSN истекло, и SGSN отклоняет контекст и затем вскоре после этого принимает от GGSN ответ создания контекста PDP.
SGSN будет взаимодействовать с многочисленными GGSNs в своей собственной PLMN (сеть связи общего пользования наземных мобильных объектов), но также с некоторым количеством одноранговых GGSN, расположенных в других PLMNs. Таким образом, невозможно установить оптимальные значения N3 и T3, соответственно, для согласования со всеми GGSNs и окружающими их сетями.
Проблема возникает, когда часть процедуры создания контекста PDP на GGSN занимает большее время вследствие временной перегрузки (например, ожидания ответа от внешнего узла, такого как серверы RADIUS (Служба дистанционной аутентификации пользователей по коммутируемым линиям), PCRFs (Правила и политики тарификации) и т.д.), чем время ожидания N3-T3 в созданной конфигурации на SGSN, запрашивающем создание.
В результате SGSN обнаружит, что время обработки запроса истекло, до того, как процедура будет завершена на GGSN. По истечении времени ожидания SGSN будет либо отклонять создание контекста PDP, либо повторять попытку с другим, резервным GGSN. И, в результате, когда GGSN завершит создание контекста PDP и отправит ответ об успешном создании на SGSN, SGSN просто проигнорирует ответ (это определено в стандарте GTP). Это приведет затем к зависанию контекста PDP на GGSN.
Например, как показано на фиг.1, SGSN 110, время ожидания N3-T3 которого равно 8 секундам, может отправить сообщение 120 “Создать запрос контекста PDP” на GGSN 130. Если GGSN 130 не отвечает сообщением 140 “Создать ответ контекста PDP” в течение 8 секунд, SGSN 110 либо отклонит создание контекста PDP, либо отправит сообщение 150 “Создать запрос контекста PDP” на другой, резервный GGSN. Если, как показано на фиг.1, GGSN 130 ответит сообщением 140 “Создать ответ контекста PDP” через 10 секунд, например, SGSN 110 проигнорирует ответ, что приведет к зависанию контекста PDP на GGSN 130.
Кроме того, SGSN 110 не может отправить сообщение “Удалить запрос контекста PDP” на GGSN 130 по истечении времени ожидания, так как SGSN 110 требуется для этого TEID (Идентификатор конечной точки туннеля), размещенный GGSN 130. Эта информация, тем не менее, включена в сообщение 140 “Создать ответ контекста PDP” от GGSN 130.
SGSN предшествующего уровня техники может вести себя следующим образом при обнаружении неисправности тракта (N3-T3): для Эхозапроса по истечении времени ожидания SGSN только сгенерирует сигнал тревоги; для запросов на Создание SGSN отклонит запрос на создание или, альтернативно, повторит попытку с другим GGSN; и для запросов на Обновление/Удаление SGSN удалит контекст PDP.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение, в примерных вариантах воплощения, преодолевает вышеописанные недостатки и другие, не описанные здесь недостатки. Также, от настоящего изобретения не требуется преодолевать описанные выше недостатки, и примерный вариант воплощения настоящего изобретения может не преодолевать любые проблемы, описанные выше.
Таким образом, в одном аспекте настоящее изобретение направлено на способ, позволяющий избежать зависания контекста Протокола пакетной передачи данных (PDP) в сети пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS). Интервал ожидания включают в сообщение запроса для создания контекста PDP. Сообщение запроса затем передают с первого узла поддержки GPRS (GSN) на второй GSN. Второй GSN принимает сообщение запроса и передает ответное сообщение на первый GSN.
В другом аспекте настоящее изобретение направлено на считываемый компьютером носитель, содержащий команды, позволяющие избежать зависания контекста PDP в сети пакетной радиосвязи общего назначения. Команды предназначены для включения интервала времени ожидания в сообщение запроса для создания контекста PDP; передачи сообщения запроса с первого GSN на второй GSN; приема сообщения запроса вторым GSN; и передачи ответного сообщения со второго GSN на первый GSN.
В еще одном другом аспекте настоящее изобретение направлено на способ, позволяющий избежать зависания контекста PDP в сети пакетной радиосвязи общего назначения, причем сообщение запроса для создания контекста PDP передают с первого GSN на второй GSN. Второй GSN принимает сообщение запроса и передает ответное сообщение на первый GSN. В ответное сообщение включают Идентификатор точки доступа к сетевым услугам (NSAPI).
В еще одном другом аспекте настоящее изобретение направлено на систему, позволяющую избежать зависания контекста Протокола пакетной передачи данных в сети пакетной радиосвязи общего назначения, причем система содержит: первый узел поддержки пакетной радиосвязи общего назначения и второй узел поддержки пакетной радиосвязи общего назначения, связанный с возможностью взаимодействия с первым узлом поддержки пакетной радиосвязи общего назначения, первый узел поддержки пакетной радиосвязи общего назначения передает сообщение запроса для создания контекста Протокола пакетной передачи данных на второй узел поддержки пакетной радиосвязи общего назначения, второй узел поддержки пакетной радиосвязи общего назначения принимает сообщение запроса и включает Идентификатор точки доступа к сетевым услугам в ответное сообщение, и второй узел поддержки пакетной радиосвязи общего назначения передает ответное сообщение на первый узел поддержки пакетной радиосвязи общего назначения, система, отличающаяся тем, что сообщение запроса и ответное сообщение структурируют, передают и принимают в соответствии с Протоколом туннелирования пакетной радиосвязи общего назначения.
Настоящее изобретение может разрешить GSN информировать одноранговый GSN о времени ожидания, которое может быть использовано для этого конкретного запроса или, альтернативно, для этого конкретного тракта. Настоящее изобретение может быть равнозначным для GGSN и SGSN, хотя механизм может быть более важен для GGSN.
Имея такую информацию, узел GSN может соответствующим образом настроить значение времени ожидания и отвечать вовремя, таким образом, избегая таких проблем, как зависание контекста PDP, сигналы тревоги и т.д.
Кроме того, основным изъяном протокола GTP является невозможность для SGSN отправлять запрос на удаление каждый раз, когда он принимает ответ на запрос создания несуществующего контекста PDP. Ответ на запрос создания имеет всю информацию, необходимую для создания запроса на удаление, за исключением NSAPI (Идентификатора точки доступа к сетевым услугам). Если бы NSAPI был включен в ответ на запрос создания, было бы очень просто осуществить механизм, который возвращает запрос на удаление и удаляет зависший контекст PDP.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В следующем разделе изобретение будет описано со ссылкой на примерные варианты воплощения, проиллюстрированные в приложенных Фигурах, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует поток сообщений между узлом SGSN и узлом GGSN в ситуации с временем ожидания N3-T3;
Фиг.2 иллюстрирует первую блок-схему способа в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения; и
Фиг.3 иллюстрирует вторую блок-схему способа в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Далее будет дана ссылка на примерные варианты воплощения настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на сопроводительных чертежах.
В соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения сообщение запроса GTPv1 может быть улучшено включением информации о времени ожидания. Обратная совместимость не должна быть проблемой, так как узел GSN, который не распознал новый IE или частное расширение, проигнорирует информацию и будет использовать любой таймер, уже им используемый.
Эта информация затем может быть использована GSN, чтобы знать, когда одноранговый GSN перестанет ожидать ответ. Таким образом, GSN может до истечения таймера прервать процедуру и отправить ответ. Своевременный ответ может позволить избежать ненужных отказов тракта с зависанием контекста PDP и/или сигналами тревоги в результате.
Фиг.2 иллюстрирует первую блок-схему способа согласно примерному варианту воплощения настоящего изобретения.
На этапе 210 интервал времени ожидания может быть включен в сообщение запроса для создания контекста PDP. Сообщение запроса может быть сообщением c Запросом на создание контекста PDP, например, в соответствии с GTPv1. На этапе 220 сообщение запроса на создание контекста PDP может быть передано от первого GSN, такого как SGSN, на второй GSN, такой как GGSN. GGSN может принять сообщение запроса на создание контекста PDP на этапе 230 и может передать ответное сообщение на SGSN на этапе 240. Если GGSN отвечает в течение интервала времени ожидания, включенного в сообщение запроса на создание контекста PDP, то ответное сообщение может быть сообщением Ответа на запрос создания контекста PDP, например, в соответствии с GTPv1. Если GGSN не способен ответить в течение периода истечения времени ожидания, включенного в сообщение запроса на создание контекста PDP, ответное сообщение от GGSN может информировать SGSN о том, что создание контекста PDP прервано.
В соответствии с другим примерным вариантом воплощения настоящего изобретения ответное сообщение GTPv1 на запрос создания может быть улучшено включением NSAPI, используя новый IE или частное расширение. Это может разрешить принимающему SGSN отправлять запрос на удаление для стирания зависшего контекста PDP в GGSN.
Фиг.3 иллюстрирует вторую блок-схему способа согласно примерному варианту воплощения настоящего изобретения.
На этапе 310 сообщение запроса для создания контекста PDP передают с первого GSN на второй GSN. Сообщение запроса может быть сообщением запроса на создание контекста PDP, например, в соответствии с GTPv1. Первым GSN может быть SGSN, а вторым GSN может быть GGSN. На этапе 320 GGSN может принять сообщение запроса на создание контекста PDP. На этапе 330 GGSN может включать NSAPI в ответном сообщении, которое на этапе 340 передают обратно на SGSN. Ответным сообщением может быть сообщение с Ответом на запрос создания контекста PDP, например, в соответствии с GTPv1. Если GGSN передает сообщение с Ответом на запрос создания контекста PDP после времени ожидания N3-T3, то SGSN может передать сообщение запроса на удаление контекста PDP, тем самым устраняя зависание контекста PDP на GGSN.
Более подробно, в соответствии со стандартом 3GPP TS 29.060, в ситуации с ответом на запрос создания контекста PDP:
Сообщение будет отправлено с узла GGSN на узел SGSN в качестве ответа на Запрос создания контекста PDP. Когда SGSN принимает Ответ на запрос создания контекста PDP со значением Причины 'Запрос принят', SGSN активирует контекст PDP и может начинать передачу T-PDUs к/от MS от/к внешней сети передачи данных.
Значение причины указывает на то, был ли на GGSN создан контекст PDP или нет. Контекст PDP не создается на GGSN, если Причина отлична от 'Запрос принят'. Возможными значениями Причины являются:
- “Запрос принят”.
- “Контекст не найден”.
- “Ресурсы не доступны”.
- “Все динамические адреса PDP заняты”.
- “Память не доступна”.
- “Отсутствующий или неизвестный APN”.
- “Неизвестный адрес PDP или тип PDP”.
- “Отказ аутентификации пользователя”.
- “Отказ системы”.
- “Семантическая ошибка в операции TFT”.
- “Синтаксическая ошибка в операции TFT”.
- “Семантические ошибки в фильтре(ах) пакетов”.
- “Синтаксические ошибки в фильтре(ах) пакетов”.
- “Обязательный IE неверен”.
- “Обязательный IE отсутствует”.
- “Дополнительный IE неверен”.
- “Неправильный формат сообщения”.
- “Контекст PDP без TFT уже активирован”.
- “Доступ к APN запрещен - нет подписки”.
- “Тип ограничения APN несовместим с активным в настоящее время контекстом PDP”.
Дополнительно, согласно стандарту, 'Ресурсы недоступны' указывает на то, что недостаточное количество ресурсов разрешено в пределах сети, чтобы позволить создание контекста PDP. 'Отсутствующий или неизвестный APN' указывается, например, когда GGSN не поддерживает Имя точки доступа. 'Неизвестный адрес PDP или тип PDP' указывается, когда GGSN не поддерживает тип PDP или адрес PDP.
'Отказ аутентификации пользователя' указывает на то, что внешняя пакетная сеть отклонила запрашиваемую пользователем услугу, например отказ проверки аутентификации в сервере RADIUS. 'Контекст PDP без TFT уже активирован' указывает на то, что контекст PDP уже активирован без TFT для данной MS. 'Контекст не найден' показывает, что Запрос на создание контекста PDP для следующего контекста PDP принят, но контекст PDP, связанный с запросом, который SGSN считает активным, не существует на GGSN. 'Доступ к APN запрещен - нет подписки' показывает, что GGSN запретила пользователю доступ к APN, так как требуется подписка, но пользователь не имеет необходимой подписки.
Только элемент информации о Причине, необязательно варианты конфигурации протокола и необязательно элемент информации для восстановления, будет включен в ответ, если Причина содержит значение, отличное от 'Запрос принят'.
Все элементы информации, за исключением информации о восстановлении, вариантов конфигурации протокола, адреса шлюза тарификации, плоскости управления идентификатора конечной точки туннеля и частного расширения, являются обязательными, если Причина содержит значение 'Запрос принят'.
Дополнительно, в соответствии со стандартом, идентификатор конечной точки туннеля для поля данных (I) определяет идентификатор конечной точки туннеля восходящей линии связи для G-PDUs, которые выбирает GGSN. SGSN будет включать этот идентификатор конечной точки туннеля в заголовок GTP всех последующих G-PDUs восходящей линии связи, которые относятся к запрашиваемому контексту PDP.
Поле плоскости управления идентификатора конечной точки туннеля определяет идентификатор конечной точки туннеля восходящей линии связи для сообщений плоскости управления, которые выбирает GGSN. SGSN включит этот идентификатор конечной точки туннеля в заголовок GTP всех последующих сообщений плоскости управления восходящей линии связи, которые относятся к запрашиваемому контексту PDP. Если GGSN уже подтвердил успешное присваивание своей плоскости управления идентификатора конечной точки туннеля одноранговому узлу SGSN, это поле не будет присутствовать. GGSN подтверждает успешное присваивание своей плоскости управления идентификатора конечной точки туннеля SGSN, когда он принимает любое сообщение со своей присвоенной плоскостью управления идентификатора конечной точки туннеля в заголовке GTP от SGSN.
Дополнительно к стандарту, в настоящем изобретении GGSN может включать NSAPI, принятый от SGSN в сообщении запроса на создание контекста PDP.
Согласно стандарту GGSN будет включать адрес GGSN для плоскости управления и адрес GGSN для абонентской нагрузки, которые могут отличаться от адресов, обеспеченных нижележащим сетевым сервисом (например, IP).
Дополнительно, если запрос на создание контекста PDP, принятый от SGSN, включал IPv6 адрес SGSN, допускающий IPv4/IPv6 адреса GGSN будет включать IPv6 адреса в полях адреса GGSN для плоскости управления и адреса GGSN для абонентской нагрузки и IPv4 адреса в полях альтернативного адреса GGSN для плоскости управления и альтернативного адреса GGSN для абонентской нагрузки. Если SGSN включил IPv4 адреса SGSN в запрос, допускающий IPv4/IPv6 адреса GGSN будет включать IPv4 адреса в полях адреса GGSN для плоскости управления и адреса GGSN для абонентской нагрузки и IPv6 адреса в полях альтернативного адреса GGSN для плоскости управления и альтернативного адреса GGSN для пользовательской нагрузки. Допускающий IPv4/IPv6 адреса SGSN сохранит эти адреса GGSN и будет использовать один набор из них при отправке плоскости управления этого туннеля GTP или G-PDUs на GGSN для MS. Допускающий только IPv4 адреса SGSN не сохранит IPv6 адрес, включенный в альтернативный адрес GGSN.
Если MS запрашивает динамический адрес PDP типа IPv4 или IPv6 и динамический адрес PDP разрешен, элемент информации об адресе конечного пользователя будет включен, и поле адреса PDP в элементе информации об адресе конечного пользователя будет содержать динамический адрес PDP, размещенный GGSN.
Если MS запрашивает статический адрес PDP типа IPv4 или IPv6 или адрес PDP определен PDP типа PPP, элемент информации об адресе конечного пользователя будет включен, а поле адреса PDP не будет включено.
Адреса PDP в IE адреса конечного пользователя и в IE вариантов конфигурации протокола будут одинаковы, если оба IEs присутствуют в ответе на запрос создания контекста PDP. При использовании вторичной процедуры активации контекста PDP элемент адреса конечного пользователя не будет включен в сообщение.
Значения QoS, подаваемые в запрос на создание контекста PDP, могут быть переданы узлом GGSN по нисходящей линии. Переданные значения или исходные значения, полученные от SGSN, вставляют в элемент информации о профиле качества обслуживания в сообщении с ответом на запрос создании контекста PDP.
GGSN может начать передачу T-PDUs после отправки ответа на запрос создания контекста PDP. SGSN может начать передачу T-PDUs после приема ответа на запрос создания контекста PDP. В этом случае SGSN будет также подготовлен к приему T-PDUs от GGSN после отправки запроса на создание контекста PDP, но перед приемом ответа на запрос создания контекста PDP.
Значение 'Требуется переупорядочение', подаваемое в ответе на запрос создания контекста PDP, показывает, получает ли протокол конечного пользователя преимущество от пакета при доставке последовательности и будут ли SGSN и GGSN, следовательно, выполнять переупорядочение или нет. Другими словами, если GGSN требуется переупорядочение, SGSN и GGSN выполнят переупорядочение входящих T-PDUs на данном тракте. Когда профилем качества обслуживания (QoS) являются спецификации Release 99, принимающий объект проигнорирует значение 'Требуется Переупорядочение'.
GGSN включит в себя элемент информации о восстановлении в ответ на запрос создания контекста PDP, если GGSN взаимодействует с SGSN первый раз или GGSN был недавно перезапущен и новое значение счетчика перезапуска еще не показано SGSN. SGSN, принимающий элемент информации о восстановлении, обработает его так же, как при приеме сообщения с эхоответом, но будет считать создаваемый контекст PDP активным, если ответ показывает успешную активацию контекста на GGSN.
Идентификатор учета стоимости используют для идентификации всех тарификационных записей, производимых на SGSN(s) и GGSN для данного контекста PDP. Идентификатор учета стоимости создается узлом GGSN и будет уникальным в пределах GGSN.
Адрес шлюза тарификации является IP адресом рекомендованного шлюза сбора учетных записей, на который SGSN передаст детализированные тарификационные записи (CDR) для данного контекста PDP.
IE альтернативного адреса шлюза тарификации имеет аналогичное адресу шлюза тарификации назначение, но допускает стеки IPv4 и IPv6 в интерфейсах Ga для ввода тарификационных начислений, не вынуждая каждый узел иметь двойной стек. Формат необязательного элемента информации альтернативного адреса шлюза тарификации аналогичен формату адреса шлюза тарификации.
При наличии обоих данных адресов IE адреса шлюза тарификации будет содержать IPv4 адрес шлюза сбора учетных записей, а IE альтернативного адреса шлюза тарификации будет содержать IPv6 адрес шлюза сбора учетных записей.
Заметим, что адрес шлюза тарификации и альтернативный адрес шлюза тарификации могут оба относиться к одному шлюзу сбора учетных записей.
Ограничение APN является необязательным информационным элементом. В данном примере он используется узлом GGSN для передачи на SGSN типа ограничения соответствующего создаваемого контекста PDP.
Необязательное частное расширение содержит конкретную информацию о поставщике или операторе.
Информационный элемент, касающийся вариантов конфигурации протокола (PCO), может быть включен в ответ, когда GGSN снабжает MS конкретными параметрами приложения или для указания MS режима управления носителем.
Если режим управления носителем обеспечивается узлом GGSN в PCO, IE режима управления носителем будет включен, чтобы информировать SGSN о режиме управления носителем, и будет указывать на тот же режим управления носителем, который указан MS в PCO.
Наконец, наличие IE общих флагов является необязательным. Если бит 'Запретить сжатие полезной нагрузки' IE общих флагов установлен в 1, то для доступа к режиму A/Gb SGSN не будет сжимать полезную нагрузку пользовательских данных, независимо от того, запрашивал ли пользователь сжатие полезной нагрузки. Если бит 'Запретить сжатие полезной нагрузки' EI общих флагов установлен в 0 или IE общих флагов отсутствует, SGSN выполнит сжатие полезной нагрузки при запросе на это пользователя в соответствии с нормальным режимом работы.
Как оценят специалисты в данной области техники, принципы изобретения, описанные в настоящей заявке, могут быть модифицированы и изменены в широком диапазоне приложений. Следовательно, объем запатентованного предмета не следует ограничивать какой-либо из конкретных примерных идей, обсужденных выше, но вместо этого он определен последующей формулой изобретения.