CN101166359B - 移动通信系统的选择管理节点的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于移动通信系统的选择管理节点的方法。移动终端在第一接入网中注册，选择服务节点，服务节点为移动终端选择第一管理节点作为支持节点；移动终端移动到第二接入网时，向第二接入网发送注册请求消息，第二接入网为移动终端选择第二管理节点进行注册；第二管理节点通过注册请求消息找到服务节点，并从服务节点获取第一管理节点的信息；第二管理节点将第一管理节点的信息与自己进行比较，如果相同，则在第一管理节点中继续注册，如果不同，则第二管理节点将移动终端的注册请求重定向到第一管理节点，在第一管理节点中继续注册。本发明实现了在SAE系统与3GPP系统无信令移动时寻找正确MME/UPE。

Description

移动通信系统的选择管理节点的方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种选择管理节点的方法。

背景技术

SAE(System Architecture Evolution，系统架构演进)系统的架构请参见图1，核心网包括SAE EPC(Evolved Packet Core，演进的分组核心网)和GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)核心网里的SGSN(Serving GPRS supporting node，GPRS服务节点)；SAE EPC连接到的接入系统为Evolved RAN(RadioAccess Network，无线接入网)，又称为LTE(Long Term Evolution，长期演进)，SGSN连接到的接入系统为UTRAN/GERAN，通称为Pre-LTE。

下文所述的SAE系统是指无线技术采用LTE，核心网连接到MME/UPE的网络系统；传统3GPP(3rd Generation PartnershipProject，第三代合作伙伴计划)系统指的是无线技术采用UTRAN/GERAN，核心网连接到SGSN的网络系统。

图中各网元的定义如下：

SGSN：2G/3G网络分组域功能实体，负责移动性管理、会话管理、转发用户数据包、存储UE(User Equipment，用户设备)上下文信息、产生临时标识并将其分配给UE，并且负责对用户进行鉴权等。

MME(Mobility Management Entity，移动性管理节点)：控制面功能实体，负责管理和存储UE上下文(比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等)，产生临时标识并将其分配给UE，当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时负责对该用户进行鉴权。

UPE(User Plane Entity，用户面节点)：用户面功能实体，用户面数据路由处理，终结处于闲置状态的UE的下行数据，当发往UE的下行数据到达时，发起寻呼，管理和存储UE的上下文，该上下文包括比如IP承载业务或者网络内部路由信息的参数等。

3GPP Anchor：用户面锚点，该锚点支持SAE系统与传统3GPP系统间的移动性管理的用户面实体。

SAE Anchor，多种接入系统间的移动性管理锚点，该锚点是支持3GPP(包括SAE和传统3GPP)和非3GPP定义的多种接入系统间的移动性管理的用户面功能实体。

路由区(Routing Area，RA)是传统3GPP系统中用户自由移动而不需通知网络其位置变化的一个地理区域。在SAE系统中，与路由区对应的是跟踪区(Tracking Area，TA)。SAE系统和传统3GPP系统在地理覆盖上可能会发生重叠，用户可在SAE系统和传统3GPP系统间来回移动。按正常的流程，从传统3GPP系统的路由区移动到SAE系统的跟踪区时，用户应发起跟踪区更新，以通知网络其新位置；反之，当用户从SAE系统移动到传统3GPP系统时，用户应发起路由更新，通知网络其位置变化。

但是，由于网络边缘信号不稳定，当用户处于两个网络(SAE系统和传统3GPP系统)的交界处时，用户的小的移动可能会引起用户在两个系统间频繁切换，这会导致用户频繁向网络发起路由更新/跟踪区更新。由此而引起的信令可能会堵塞无线信道。

在SAE系统设计时，为了避免这种在新旧两个系统间频繁切换时所引起的切换信令堵塞无线信道，SAE要求当用户处于Idle(空闲)状态时，用户在SAE系统和传统3GPP系统间来回移动的时候，尽量减小和网络的交互。这种特性在SAE中被称为无信令移动(Signaling Free)。但是，在一个系统内部，如果用户从当前路由区移动到另一路由区时，或当用户从当前跟踪区移动到另一跟踪区时，用户还是需要发起路由更新或跟踪区更新流程，以通知网络其位置的变化。

目前在SAE系统设计时，采用的是双注册(Double Registration)的方式实现无信令移动的。实现的原理是用户分别在SAE系统和传统3GPP系统中注册，当用户从一个系统变到另外一个系统的时候，如果目的系统中，路由区或者跟踪区和以前保存的路由区或者跟踪区没有发生变化，终端就无须发起路由区或跟踪区更新。用户在传统3GPP系统中附着后必须立即激活缺省PDP(Packet DataProtocol，分组数据协议)上下文，以建立缺省的IP承载。并且，该PDP激活选择一个本地的MME/UPE作为GGSN(Gateway GPRSSupport Node，网关支持节点)。为了实现无信令移动，UE在SAE中注册的MME/UPE必须与用户在UMTS(Universal MobileTelecommunication System，通用移动通信系统)中激活时所选择的MME/UPE相同。

以用户先在传统3GPP系统中注册，然后再在SAE系统中注册为例：

用户在传统3GPP覆盖范围内开机，选择一个SGSN，附着到传统3GPP系统。为了支持无信令移动，用户须发起PDP激活，以建立一个缺省的IP承载。在PDP激活时，SGSN为用户选择的GGSN不再是传统的GGSN，而是SAE EPC中的一个本地MME/UPE。当用户移动到SAE覆盖范围时，用户发现无线接入技术发生变化，用户发起跟踪区更新，此时，无线接入系统必须为用户选择其在传统3GPP系统中PDP激活时所选的MME/UPE作为其在SAE系统中的网络侧的接入节点，只有这样才能做到无信令移动。

但是，由于当用户在SAE系统中注册时发送的跟踪区更新消息中并不带有用户在非3GPP系统中PDP激活时所选择的MME/UPE信息，无线接入系统如何为用户找到PDP激活时所选择的MME/UPE是必须解决的问题。本发明的目的就是解决这个MME/UPE的寻路问题。对该问题，在SAE的架构中目前还没有满意的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于移动通信系统的选择管理节点的方法，用于在SAE系统与3GPP系统无信令移动时寻找正确MME/UPE。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于移动通信系统的选择管理节点的方法。选择管理节点的方法包括以下步骤：

步骤S102，移动终端在第一接入网中注册，选择服务节点，服务节点为移动终端选择第一管理节点作为支持节点；

步骤S104，移动终端移动到第二接入网时，向第二接入网发送注册请求消息，第二接入网为移动终端选择第二管理节点进行注册；

步骤S106，第二管理节点通过注册请求消息所带的信息找到服务节点，并从服务节点获取第一管理节点的信息；

步骤S108，第二管理节点将第一管理节点的信息与自己进行比较，如果相同，则进行至步骤S112，如果不同，则进行至步骤S110；

步骤S110，第二管理节点将移动终端的注册请求重定向到第一管理节点；

步骤S112，在第一管理节点中继续注册。

可选地，第一接入网和第二接入网分别为3GPP网络和SAE网络，或者第一接入网和第二接入网分别为SAE网络和3GPP网络。空闲状态下，移动终端在第一接入网和第二接入网之间的移动为无信令移动。

在步骤S102中，移动终端在第一接入网中注册时进行分组数据协议激活。

在步骤S104中，注册请求消息中包括在第一接入网中分配的临时用户标识和路由区标识。在步骤S104中，第二接入网为移动终端任意选择第二管理节点。

在步骤S106中，第二管理节点从注册请求消息所带的临时用户标识和路由区标识找到服务节点。

在步骤S106中，第二管理节点从服务节点获取用户上下文，用户上下文中包括分组数据协议上下文，分组数据协议上下文中包括第一管理节点的信息。用户上下文中还可以包括用户注册信息和安全信息等。

在步骤S110中，可以通过第二管理节点将第一管理节点通知第二接入网来实现重定向。在步骤S110中，可以通过第二管理节点通知第一管理节点为移动终端进行注册来实现重定向。

通过上述技术方案，本发明实现了为用户找到PDP激活时所选择的MME/UPE，解决了用户在SAE系统中注册时的MME/UPE的寻路问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是SAE系统的框图；

图2是根据本发明的选择管理节点的方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的选择方法流程图；以及

图4是根据本发明实施例的选择方法流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明。

参照图2，根据本发明的用于移动通信系统的选择管理节点的方法包括以下步骤：

步骤S102，移动终端在第一接入网中注册，选择服务节点，服务节点为移动终端选择第一管理节点作为支持节点。

移动终端在第一接入网中注册时进行分组数据协议激活。

步骤S104，移动终端移动到第二接入网时，向第二接入网发送注册请求消息，第二接入网为移动终端选择第二管理节点进行注册。

注册请求消息中包括在第一接入网中分配的临时用户标识和路由区标识。第二接入网为移动终端任意选择第二管理节点。

步骤S106，第二管理节点通过注册请求消息所带的信息找到服务节点，并从服务节点获取第一管理节点的信息。

第二管理节点从注册请求消息所带的临时用户标识和路由区标识找到服务节点。

第二管理节点从服务节点获取用户上下文，用户上下文中包括分组数据协议上下文，分组数据协议上下文中包括第一管理节点的信息。用户上下文中还可以包括用户注册信息和安全信息等。

步骤S108，第二管理节点将第一管理节点的信息与自己进行比较，如果相同，则进行至步骤S112，如果不同，则进行至步骤S110。

步骤S110，第二管理节点将移动终端的注册请求重定向到第一管理节点。

可以通过第二管理节点将第一管理节点通知第二接入网来实现重定向。可以通过第二管理节点通知第一管理节点为移动终端进行注册来实现重定向。

步骤S112，在第一管理节点中继续注册。

可选地，第一接入网和第二接入网分别为3GPP网络和SAE网络，或者第一接入网和第二接入网分别为SAE网络和3GPP网络。在空闲状态下，移动终端在第一接入网和第二接入网之间的移动为无信令移动。

本发明提出了一种用户在SAE系统和传统3GPP系统间无信令移动时选择MME/UPE的方法。本发明包括如下关键步骤：

步骤一、用户在传统3GPP系统中注册，并PDP激活，PDP激活时SGSN为用户选择一个MME/UPE作为GGSN。

步骤二、用户移动到SAE系统后在SAE系统中注册，用户发送的注册请求消息中带有其在传统3GPP系统中分配的临时用户标识(Packet temporary mobile station identity，P-TMSI)和其在传统3GPP系统中的路由区标识(Routing Area Identity，RAI)。无线接入网络(RAN)为用户任意选择一个MME/UPE进行注册，该MME/UPE可能为步骤一中PDP激活时所选择的MME/UPE，也可能不是同一MME/UPE。

步骤三、步骤二中的MME/UPE收到用户的注册请求后根据注册消息中的路由区标识(RAI)和临时用户标识(P-TMSI)找到步骤一注册所在的SGSN，并向SGSN获取用户上下文。该上下文包括用户的注册信息、安全信息、及PDP上下文，而在PDP上下文中则包含了步骤一PDP激活时SGSN为用户选择的MME/UPE的信息。

步骤四、MME/UPE将步骤三中获得的用户上下文信息中的PDP上下文中的MME/UPE与自己比较，若相同，转步骤六；若不同，并转步骤五。

步骤五、MME/UPE将用户的注册请求重定向到步骤四中所得的PDP上下文中的MME/UPE。该重定向可以是MME/UPE将PDP上下文中的MME/UPE通知无线接入网络，也可以是MME/UPE通知PDP上下文中的MME/UPE为用户注册。

步骤六、在该MME/UPE中注册继续。

下面对发明的方法进一步作详细介绍。

[实施例一]

本实施例是当UE首先在传统3GPP系统中注册，然后再移动到SAE系统中的情况。本实施例只适用于用户开机后第一次到传统3GPP系统/SAE系统中注册，实施流程见图3所示。在本实施例中，UE在SAE中注册时所选择的MME/UPE(步骤210)可能不是用户最终注册的MME/UPE。最终的MME/UPE信息是从SGSN中获取的PDP上下文中获得的，见步骤213、214、215。在本实施例中，步骤210所选择的MME/UPE通过给NB发送重定向消息(步骤215)通知NB选择新的MME/UPE进行注册。实施例一具体包括以下步骤：

201、用户在传统3GPP系统中开机，发送附着消息给SGSN。

202、SGSN根据需要选择对用户进行认证。

203、SGSN向HLR注册为该用户服务，HLR将用户注册信息插入SGSN。

204、HLR向SGSN发送注册确认。

205、SGSN向用户发送附着接受消息。

206、用户向SGSN发送附着完成。

207、用户发起PDP激活，SGSN为该PDP选择MME/UPE作为GGSN。到此为止，用户在传统3GPP系统中注册完成。

208、用户移动到SAE覆盖范围。

209、用户需发送跟踪区更新，为此，用户首先给NB(NodeB)发送初始上行传输，以建立RRC连接。

210、用户将跟踪区更新消息发给NB，该消息中包括用户在传统3GPP系统中的路由区标识(RAI)和临时用户标识(P-TMSI)。根据RAI和P-TMSI能找到用户在传统3GPP系统中注册时所在的SGSN，并能在该SGSN中定位该用户。NB为该用户在SAE系统中的注册选择MME/UPE。

211、NB与MME/UPE间没有信令链路，为了给MME/UPE发送210步骤的跟踪区更新消息，NB首先向MME/UPE发送“初始上下传输”以建立与MME/UPE间的信令链路。

212、NB将跟踪区更新消息发送给MME/UPE。

213、MME/UPE根据“跟踪区更新”消息中的RAI和P-TMSI找到用户在传统3GPP系统中注册所在的SGSN，并向该SGSN发送“上下文请求”消息，以获取用户的上下文。

214、SGSN向MME/UPE发送“上下文响应”，将该用户的上下文发送给MME/UPE。该上下文中包括用户的PDP上下文。

215、MME/UPE收到214消息后，将自己的IP地址与214消息中用户的PDP上下文中所保存的MME/UPE的IP地址进行比较，若不同，则MME/UPE向NB发送MME/UPE重定向消息，通知NB正确的MME/UPE的IP地址，并且将NB与该MME/UPE间的信令链路拆除；若相同，则转220步。

216、NB向新的MME/UPE发送“初始上行传输”以建立到新MME/UPE的信令链路。

217、NB将212步的“跟踪区更新”消息重新发送给新的MME/UPE。

218、新的MME/UPE根据217消息中的RAI和P-TMSI到SGSN中获取上下文。

219、SGSN将用户上下文信息发送给新的MME/UPE。

220、MME/UPE对用户进行认证。注：若215中的比较结果为相同，则从220到224步的MME/UPE为原来的MME/UPE，否则，该MME/UPE为重定向后的MME/UPE。

221、MME/UPE向HLR注册自己为该用户服务。

222、HLR向MME/UPE发送注册确认。

223、MME/UPE向用户发送跟踪区更新接受，MME/UPE为用户分配SAE中的临时ID，并在该消息中将跟踪区标识(TAI)带给用户。

224、用户向MME/UPE发送跟踪区更新完成。

[实施例二]

应用条件与实施例一相同，但具体实施方式略有不同。本实施例是当UE首先在传统3GPP系统中注册，然后再移动到SAE系统中的情况。本实施例只适用于用户开机后第一次到传统3GPP系统/SAE系统中注册，实施例二流程见图4所示。与实施例一的区别是，在本实施例中，步骤310所选择的MME/UPE不给NB发送重定向消息，而是直接将310步骤从NB收到的用户注册请求消息转发给新的MME/UPE(步骤315)通知该新的MME/UPE为用户进行注册，并与NB建立信令链路。实施例二具体包括以下步骤：

301、用户在传统3GPP系统中开机，发送附着消息给SGSN。

302、SGSN根据需要选择对用户进行认证。

303、SGSN向HLR注册为该用户服务，HLR将用户注册信息插入SGSN。

304、HLR向SGSN发送注册确认。

305、SGSN向用户发送附着接受消息。

306、用户向SGSN发送附着完成。

307、用户发起PDP激活，SGSN为该PDP选择MME/UPE作为GGSN。到此为止，用户在传统3GPP系统中注册完成。

308、用户移动到SAE覆盖范围。

309、用户需发送跟踪区更新，为此，用户首先给NB(NodeB)发送初始上行传输，以建立RRC连接。

310、用户将跟踪区更新消息发给NB，该消息中包括用户在传统3GPP系统中的路由区标识(RAI)和临时用户标识(P-TMSI)。根据RAI和P-TMSI能找到用户在传统3GPP系统中注册时所在的SGSN，并能在该SGSN中定位该用户。NB为该用户在SAE系统中的注册选择MME/UPE。

311、NB与MME/UPE间没有信令链路，为了给MME/UPE发送310步骤的跟踪区更新消息，NB首先向MME/UPE发送“初始上下传输”以建立与MME/UPE间的信令链路。

312、NB将跟踪区更新消息发送给MME/UPE。

313、MME/UPE根据“跟踪区更新”消息中的RAI和P-TMSI找到用户在传统3GPP系统中注册所在的SGSN，并向该SGSN发送“上下文请求”消息，以获取用户的上下文。

314、SGSN向MME/UPE发送“上下文响应”，将该用户的上下文发送给MME/UPE。该上下文中包括用户的PDP上下文。MME/UPE将自己的IP地址与用户的PDP上下文中所保存的MME/UPE的IP地址进行比较，若不同，转315步；若相同，则转319步。

315、若314步，MME/UPE发现用户PDP激活时的MME/UPE不是自己，MME/UPE将312消息中的“跟踪区更新”消息，外加314步从SGSN处获得的用户上下文消息一起发送给新的MME/UPE。

316、若314步，MME/UPE发现用户PDP激活时的MME/UPE不是自己，MME/UPE向NB发起“信令链路释放”，将NB与MME/UPE间的信令链路释放掉。

317、新MME/UPE收到316消息后知道需要与UE间建立信令链路，MME/UPE向NB发送“初始下行传输”以建立从NB到MME/UPE的信令链路。

318、MME/UPE对用户进行认证。注：若314中的比较结果为相同，则从318到322步的MME/UPE为原来的MME/UPE，否则，该MME/UPE为重定向后的MME/UPE。

319、MME/UPE向HLR注册自己为该用户服务。

320、HLR向MME/UPE发送注册确认。

321、MME/UPE向用户发送跟踪区更新接受，MME/UPE为用户分配SAE中的临时ID，并在该消息中将跟踪区标识(TAI)带给用户。

322、用户向MME/UPE发送跟踪区更新完成。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种用于移动通信系统的选择管理节点的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S102，移动终端在第一接入网中注册，选择服务节点，所述服务节点为所述移动终端选择第一管理节点作为支持节点；

步骤S104，所述移动终端移动到第二接入网时，向所述第二接入网发送注册请求消息，所述第二接入网为所述移动终端选择第二管理节点进行注册；

步骤S106，所述第二管理节点通过所述注册请求消息所带的信息找到所述服务节点，并从所述服务节点获取所述第一管理节点的信息；

步骤S108，所述第二管理节点将所述第一管理节点的信息与自己进行比较，如果相同，则进行至步骤S112，如果不同，则进行至步骤S110；

步骤S110，所述第二管理节点将所述移动终端的注册请求重定向到所述第一管理节点；

步骤S112，在所述第一管理节点中继续注册。

2. 根据权利要求1所述的选择管理节点的方法，其特征在于，所述第一接入网和所述第二接入网分别为3GPP网络和SAE网络，或者所述第一接入网和所述第二接入网分别为SAE网络和3GPP网络。

3. 根据权利要求1所述的选择管理节点的方法，其特征在于，空闲状态下，所述移动终端在所述第一接入网与所述第二接入网之间的移动为无信令移动。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的选择管理节点的方法，其特征在于，在步骤S102中，所述移动终端在所述第一接入网中注册时进行分组数据协议激活。

5. 根据权利要求1至3中任一项所述的选择管理节点的方法，其特征在于，在步骤S104中，所述注册请求消息中包括在所述第一接入网中分配的临时用户标识和路由区标识。

6. 根据权利要求1至3中任一项所述的选择管理节点的方法，其特征在于，在步骤S104中，所述第二接入网为所述移动终端任意选择所述第二管理节点。

7. 根据权利要求4所述的选择管理节点的方法，其特征在于，在步骤S106中，所述第二管理节点从所述服务节点获取用户上下文，所述用户上下文中包括分组数据协议上下文，所述分组数据协议上下文中包括所述第一管理节点的信息。

8. 根据权利要求5所述的选择管理节点的方法，其特征在于，在步骤S106中，所述第二管理节点从注册请求消息所带的所述临时用户标识和所述路由区标识找到所述服务节点。

9. 根据权利要求1至3中任一项所述的选择管理节点的方法，其特征在于，在步骤S110中，通过所述第二管理节点将所述第一管理节点通知所述第二接入网来实现重定向。

10. 根据权利要求1至3中任一项所述的选择管理节点的方法，其特征在于，在步骤S110中，通过所述第二管理节点通知所述第一管理节点为所述移动终端进行注册来实现重定向。

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