CN100473216C - 一种移动通信系统中的路由更新方法 - Google Patents

一种移动通信系统中的路由更新方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动通信系统中的路由更新方法，具体包括以下步骤：1、在空闲状态的移动设备重选网络后，向新网络侧服务节点发送注册请求消息；2、新网络侧服务节点从本地查找或从移动设备的HSS中获取移动安全联盟信息，对移动设备进行认证；3、新网络侧服务节点向移动设备的归属代理发送移动IP注册请求消息，归属代理处理移动IP注册请求消息；4、新网络侧服务节点向移动设备发送注册接受确认消息；采用本发明提供的系统和方法，不增加无线口的信令、不增加流程的复杂性的情况下，使得不具移动IP功能的UE，在空闲状态时，当其发生跨系统漫游时，可以使用移动IP进行路由更新。

Description

一种移动通信系统中的路由更新方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的路由更新方法。
背景技术
现有技术中的使用移动IP进行路由更新的系统框图如图1所示，其中：
SGSN(Serving GPRS supporting node，GPRS服务节点)：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；
GGSN(Gateway GPRS Supporting Node，GPRS网关节点)：2G/3G网络分组域功能实体，负责会话管理、转发用户数据包等，是2G/3G网络与外部网络的边界网关；
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是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。其中2G/3G UPE指为2G/3G网络服务的UPE，2G/3G UPE也是SGSN+GGSN；SAE UPE是SAE网络中的UPE。
User Plane Anchor：用户面锚点，是边界域B的数据入口点。负责边界域B内部的移动性管理，并且是边界域B的边界网关，负责将用户数据转发到边界域B内的不同的UPE。
IASA(Inter AS Anchor，多种接入系统间的移动性管理锚点)：该锚点是支持3GPP内部以及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。IASA具有移动IP归属代理的功能。
在上述系统中，路由更新的方法流程如图2所示，具体包括以下步骤：
201、处于空闲状态的UE重新选择3GPP接入系统。
202、接入系统重选触发UE网络注册。
203、MME/UPE认证UE。认证成功后UE获得属于边界域B的IP地址IPEdgeB。为了路由优化，用户面锚点(User Plane Anchor)可以与UPE合一。
204、新MME/UPE到HSS注册其为UE服务。
205、SGSN/GGSN中的UE的上下文在网络的通知下删除，或在定时器到期时删除。
206、HSS向MME/UPE发送注册确认消息。
207、MME/UPE向UE发送网络注册接受。
208、UE向IASA注册边界域的IP地址。该步可基于移动IPv4或移动IPv6。若使用移动IPv6，UE发送移动IP注册请求消息给IASA(归属代理HA)，该请求中IPEdgeB作为移动IP的关注地址(CoA)。到达IASA的数据包通过隧道发送给用户面锚点(user plane anchor)。隧道终结于终端(当使用移动IPv6或移动IPv4的FA共存模式FA co-located mode)或终结于用户面锚点(当使用移动IPv4的FA模式FA located mode)。
在现有路由更新的系统和方法中，需要移动设备具有移动IP功能(移动IPv4或移动IPv6)，对那些不具备移动IP功能的移动设备就无法使用移动IP进行移动性管理。本发明是为了对不具移动IP的移动设备也能使用移动IP对之进行移动性管理提出的。
发明内容
本发明要解决的问题是，在Idle状态下不具备移动IP功能的UE使用移动IP进行路由更新的问题。
为解决上述问题，本发明提出了一种使用代理移动IP对UE进行路由更新的方法；
步骤一、在空闲状态的移动设备重选网络后，向新网络侧服务节点发送注册请求消息；
步骤二、新网络侧服务节点从本地查找或从移动设备的HSS中获取移动安全联盟信息，对移动设备进行认证；
步骤三、新网络侧服务节点向移动设备的归属代理发送移动IP注册请求消息，归属代理处理移动IP注册请求消息，若归属代理中没有有效的移动设备与其归属代理间的移动安全联盟信息，则向HSS请求该移动安全联盟信息；
步骤四、新网络侧服务节点向移动设备发送注册接受确认消息。
进一步地，所述步骤二之后进一步包括以下步骤：
c)MME/UPE向HSS注册自己为UE的服务MME/UPE；
d)、HSS向MME/UPE发送注册确认消息。
所述步骤一所述的注册请求消息包括临时ID和老的路由区信息、或永久ID。
进一步地，所述步骤二之前进一步包括以下步骤：
a)、MME/UPE根据该临时ID和老路由区信息到移动设备以前所登记的SGSN中获取用户上下文；
b)、SGSN将用户上下文发送给MME/UPE；
所述步骤c之后步骤d之前进一步包括：HSS通知SGSN/GGSN删除UE信息或将该UE信息标识为不存在。
其中移动IP注册消息可以是基于移动IPv4的，也可以是基于移动IPv6的。
采用本发明提供的系统和方法，不增加无线口的信令、不增加流程的复杂性的情况下，使得不具移动IP功能的UE，在空闲状态时，当其发生跨系统漫游时，可以使用移动IP进行路由更新。
附图说明
图1是现有技术中使用移动IP进行路由更新的方法的系统框图；
图2是现有技术中使用移动IP进行路由更新的方法流程图；
图3是本发明实施例一的的路由更新流程图；
图4是本发明实施例的二系统框图；
图5是本发明实施方例的二的路由更新流程图。
具体实施方式
下面结合附图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从2G/3G网络漫游到SAE的情况，系统框图如图1所示，其中的用户面锚点可以与UPE合一，也可以与IASA合一；实施方式流程图如图3所示，为了简化，图3中将MME/UPE和用户面锚点画在一个节点，具体包括以下步骤：
301、UE在空闲状态选择新的接入系统；
302、UE在新的接入系统下向MME/UPE/User plane anchor发送注册请求消息。该注册请求消息中包括UE临时ID和老的路由区信息或永久ID；
303、MME/UPE收到的注册请求消息中包括了临时ID和老路由区信息，MME/UPE向SGSN发送临时ID请求用户上下文；
304、SGSN将UE上下文发送给MME/UPE。该上下文至少应包括移动IP上下文，移动IP上下文进一步包括UE与IASA间的移动安全联盟等信息。
305、若MME/UPE未获得UE上下文、或者移动IP上下文中的移动安全联盟失效、或者MME/UPE根据系统策略需要必须对UE进行认证，则MME/UPE应对UE进行认证，在认证过程中HSS将移动IP相关移动安全联盟发送到MME/UPE。
其中，对于认证和移动安全联盟信息分发方法有两种可选的方式：
方法一：MME/UPE判断它本地是否保存认证移动设备UE所需的所有安全信息，这些安全信息包括：UE与MME/UPE互认证所需的安全信息和移动安全联盟信息。若MME/UPE中存有这些信息，则MME/UPE不需要访问HSS，由MME/UPE使用它本地保存的信息对UE进行认证；若MME/UPE中没有UE相关的安全信息，则MME/UPE首先向HSS获取这些信息，在获得这些信息后对UE认证。
方法二：MME/UPE不对UE认证，对UE的认证点在HSS。MME/UPE首先判断是否存有UE认证MME/UPE所需的安全信息(与方法一不同的是，方法一中是UE与MME/UPE互相认证的安全信息，这里是UE认证MME/UPE的安全信息)，若没有，则MME/UPE向UE的HSS获取，这些安全信息只包括UE认证MME/UPE所需的必要信息，但不包括MME/UPE认证UE的必要信息，也不包括移动安全联盟信息。在收到这些必要信息后，MME/UPE向UE发送认证请求。在收到UE的认证响应后，MME/UPE将认证响应发送给HSS，归属用户服务器对UE进行认证，认证成功后将移动安全联盟信息发送给MME/UPE。
306、MME/UPE向HSS注册自己为UE的服务MME/UPE；
307、HSS通知SGSN/GGSN删除UE信息或将该UE信息标识为不存在；
308、HSS向MME/UPE发送注册确认消息；
309、MME/UPE到IASA注册UE的当前位置，该注册流程进一步包括以下步骤：
a、MME/UPE向IASA发送移动IP注册消息，该移动IP注册请求消息中带有采用UE与IASA间的移动安全联盟信息计算的数字摘要，用于IASA认证移动IP注册消息的来源和消息的完整性；
b、IASA受理该注册请求消息，若IASA中没有有关该移动用户的移动安全联盟，则IASA需要向HSS询问以获得这些信息；
c、IASA更新UE的移动IP绑定信息，向MME/UPE发送移动IP注册响应消息；在移动IP注册过程中，MME/UPE到IASA的转发隧道也一起建立；
310、MME/UPE向UE发送注册接受确认消息。
实施例二：
本实例是演进的系统中两个不同域间的漫游(无线接入系统不变或变化)。系统框图如图4所示，MME/UPE既可以是SAE中定义的功能实体，也可以是2G/3G网络中的SGSN，UE从边界域A所覆盖的网络移动到边界域B所覆盖的网络。为了保持UE的业务连续性，边界域A的IASA(a)在UE的移动过程中作为移动IP的归属代理HA。UE通过IASA(b)与IASA(a)之间的路由更新来建立新的用户面并保证UE的对外IP地址不变。这里的路由更新通过代理移动IP注册更新来实现。其中IASA(b)提供UE的外地代理的功能。MME/UPE(b)和IASA(b)表示功能实体，不排除物理上合并的可能。
本实施例二与上述实施例一的主要区别是：IASA与用户面锚点(User PlaneAnchor)/GGSN合一，系统所需要的网元数目减少。
在图4中，IASA(b)具有图1中用户面锚点的功能。当使用代理移动IP时，MME/UPE(b)作为移动IP代理节点。
本实施例的流程图如图5所示，具体包括以下步骤：
501、UE在空闲状态选择新的接入系统；
502、UE在新的接入系统下向MME/UPE/User plane anchor发送注册请求消息，该注册请求消息包括UE的临时ID和原路由区信息或永久ID；
503、MME/UPE(b)收到临时ID/原路由区信息，MME/UPE(b)根据临时ID和原路由区信息到MME/UPE(a)请求用户上下文，该消息中应带有请求发送移动IP上下文的标识；
504、MME/UPE(a)将UE上下文发送给MME/UPE(b)。该上下文应包括用户永久ID和其他信息，如：安全信息、IP承载信息。用户上下文还包括移动IP上下文，如UE的归属IP地址(Home Address，HoA)、UE相关的移动安全联盟信息(比如：UE与IASA的移动安全联盟、MME/UPE与IASA间的移动安全联盟)等；
505、若MME/UPE(b)中没有有效的UE与IASA间的移动安全联盟，或者MME/UPE(b)根据其他安全需求需要对UE认证，则UE与MME/UPE(b)间进行认证，在认证的过程中，HSS将UE与IASA的移动安全联盟发送给MME/UPE(b)；
506、MME/UPE(b)选择IASA，图5中MME/UPE(b)选中IASA(b)。当使用移动IPv4时，IASA(b)是UE的移动IP代理，当使用移动IPv6时，IASA(b)是边界域B的边界网关；IASA(b)应将给UE分配的外地IP地址通知MME/UPE(b)，在移动IPv4中，该外地IP地址即为IASA(b)的某个接口的IP地址，移动IPv6中，该地址可以通过IASA(b)发送给MME/UPE(b)，或者由MME/UPE(b)根据IASA(b)发送给它的IPv6前缀和其他相关信息生成UE的外地IP地址；
507、MME/UPE(b)发送注册消息给HSS，注册当前的MME/UPE为UE的服务MME/UPE；
508、HSS通知MME/UPE(a)删除UE信息或将该UE信息标识为不存在；
509、边界域A路由更新：MME/UPE(a)与IASA(a)间通过内部路由更新协议删除UE在边界域A内部的路由关系；
510、MME/UPE(a)向HSS发送删除老UE上下文响应；
511、HSS向MME/UPE(b)发送注册确认消息；
512、MME/UPE(b)发送移动IP注册消息给IASA(a)(IASA(a)是UE的归属代理)。该消息中，UE的关注IP地址(CoA，Care of address)在506步中分配。若IASA(a)中没有有关该UE的移动安全联盟，IASA(a)需访问HSS，以获取UE相关注册信息。移动IP注册消息需要由IASA(b)转发。
513、MME/UPE(b)向IASA(b)注册UE的路由关系，使得到UE的数据包能通过IASA(b)发送到MME/UPE(b)，从而能最终发送给UE；
514、MME/UPE(b)向UE发送注册接受消息。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1.1、在空闲状态的移动设备重选网络后，向新网络侧服务节点发送注册请求消息；
1.2、新网络侧服务节点从本地查找或从移动设备的HSS中获取移动安全联盟信息，对移动设备进行认证；
1.3、新网络侧服务节点向移动设备的归属代理发送移动IP注册请求消息，归属代理处理移动IP注册请求消息，若归属代理中没有有效的移动设备与其归属代理间的移动安全联盟信息，则向HSS请求该移动安全联盟信息；
1.4、新网络侧服务节点向移动设备发送注册接受确认消息。
2、根据权利要求1所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述步骤1.2和步骤1.3之间进一步包括以下步骤：
2.1、MME/UPE向HSS注册自己为UE的服务MME/UPE；
2.2、HSS向MME/UPE发送注册确认消息。
3、根据权利要求1所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述步骤1.1的注册请求消息包括临时ID和老的路由区信息、或永久ID。
4、根据权利要求1或2或3所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述步骤1.2和步骤1.1之间进一步包括以下步骤：
4.1、MME/UPE根据该临时ID和老路由区信息到移动设备以前所登记的SGSN中获取用户上下文；
4.2、SGSN将用户上下文发送给MME/UPE；
所述步骤2.1之后步骤2.2之前进一步包括：HSS通知SGSN/GGSN删除UE信息或将该UE信息标识为不存在。
5、根据权利要求4所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述用户上下文包括移动IP上下文；
6、根据权利要求5所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述移动IP上下文包括UE与IASA间的移动安全联盟。
7、根据权利要求1所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述步骤1.2中获取移动安全联盟信息进一步包括以下几种情况：
当MME/UPE中没有移动设备与MME/UPE认证所需的安全信息和移动安全联盟信息时，则从归属地用户服务器获取所需安全信息；
当MME/UPE中有移动安全联盟信息和移动设备与MME/UPE相互认证的安全信息或从HSS获得了移动安全联盟信息和移动设备与MME/UPE相互认证的安全信息时，则MME/UPE直接与移动设备间互相认证；
当MME/UIPE中仅存在移动设备认证MME/UPE所需的安全信息或从归属用户服务器仅获取到移动设备认证MME/UPE所需的安全信息时，则HSS对移动设备进行认证，认证成功后将移动安全联盟信息发送给MME/UPE。
所述安全信息包括UE与MME/UPE互相认证所需的安全信息，或者是UE单向认证MME/UPE所需的安全信息；
8、根据权利要求7所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述HSS对移动设备UE进行认证前还包括：MME/UPE向移动设备发送认证请求，在收到移动设备的认证响应后，MME/UPE将认证响应发送给HSS。
9、根据权利要求1所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述步骤1.3进一步包括以下步骤：
9.1、MME/UPE向IASA发送移动IP注册消息；
9.2、IASA认证该消息的合法性，若IASA中没有有关该移动用户的移动安全联盟，则IASA需要向HSS询问以获得这些信息；
9.3、IASA更新UE的移动IP绑定信息，并向MME/UPE发送移动IP注册响应消息；在移动IP注册过程中，MME/UPE到IASA的转发隧道也一起建立；
10、根据权利要求1所述的移动通信系统中的路由更新方法，其特征在于，所述移动IP注册消息基于移动IPv4或者IPv6。
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