CN100484060C - 在共享接入网下终端选择核心网的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在共享接入网下终端选择核心网的方法，在共享接入网中设置终端标识和该终端所漫游核心网的网络标识的对应关系，该方法还包括：A、终端向共享接入网发送初始接入请求消息；B、共享接入网根据发送消息的该终端的终端标识查询对应关系，判断该终端是否有可以漫游的核心网，如果有，执行步骤C；否则，共享接入网按照正常接入核心网的处理过程进行处理；C、共享接入网从允许该终端漫游的核心网中选择一个核心网，进行终端接入该核心网的处理过程。该方法不仅可以使不支持接入网共享功能的终端通过共享接入网接入核心网，而且能够节省终端接入核心网的时间和无线网络中的资源。
Description
技术领域
本发明涉及在第三代(3G)无线网络中终端接入核心网技术，特别涉及一种在无线网络中的共享接入网下终端选择核心网的方法。
背景技术
由于3G牌照和3G网络建设的昂贵费用，大部分运营商目前都在通过各种方式的网络共享以节省费用。不同的移动运营商共享3G无线网络的接入网，提供了在3G无线网络初始阶段降低成本的一个解决方案。
3G无线网络分为接入网和核心网两部分，核心网提供各种通信业务和分组业务。绝大部分运营商对于网络共享主要考虑接入网的共享，包括：基站、无线网络控制器(RNC)等设备和所有基础设施如传输设备、供电系统等等的共享。由于整个3G无线网络建设成本主要集中在接入网，核心网和与核心网连接的外部的各种业务网所占比率较低，而且业务主要由核心网和外部的各种业务网中的业务服务器提供，各个移动运营商的核心网和外部的各种业务网独立有助于提供各自的特色化业务，因此，不同的移动运营商常常共享3G无线网络的接入网，而建设自己的核心网和与核心网相连接的外部的各种业务网。
接入网共享的方式主要有两种。
第一种方式为网关核心网，如图1所示：一个以上不同运营商提供的核心网共享接入网，并且核心网中与共享的接入网相连接的移动业务中心(MSC)和服务GPRS支持接点(SGSN)也共享，其他核心网中的设备和与核心网相连接的外部业务网中的业务服务器独立。
第二种方式为多运营商核心网，如图2所示：一个以上不同运营商提供的核心网共享接入网，并且核心网中与共享的共享接入网相连接的MSC和SGSN也不共享，即不同运营商具有各自的MSC和SGSN。
在非接入网共享的情况下，接入网只与一个核心网相连接。当终端选择接入了接入网后，就不存在核心网的选择过程。但对接入网共享的情况，尤其在多运营商核心网方式下，由于接入网与多个核心网相连接，存在核心网的选择问题。
接入网共享是运营商之间的协议，应对终端透明，不同的核心网拥有各自独立的核心网标识，即移动国家号(MCC)+移动网号(MNC)，终端需要能够区分与共享接入网连接的不同核心网。为实现共享接入网下的核心网选择功能，需要对接入网下发的广播系统消息进行扩展，广播系统消息中增加参数，携带所有共享该接入网的多个核心网络的网络标识。同时，终端能力也需要进行增强，能识别扩展的广播系统消息。在共享接入网下，支持共享接入网增强功能的终端，其选择网络的过程，与非共享网络的情况完全一致，将共享接入网的多个核心网与不共享接入网的核心网进行相同对待，该终端向网络发送的接入请求消息中，指示其选择的核心网标识，接入网根据消息中的核心网标识将接入请求消息路由到相应的核心网中的网关节点MSC/SGSN。所以，对于支持接入网共享功能的终端，选择核心网并发起接入请求，没有什么困难。
当终端不能支持接入网共享功能时，即不能识别广播系统消息中为多个核心网扩展的参数，只能识别广播系统消息中的一个核心网标识时，终端不能区分共享接入网所连接的多个核心网，所以不能主动选择其中一个核心网提供服务。所以，只能由共享接入网选择一个核心网络作为该终端提供服务的核心网，将终端初始接入消息发送给选作服务网络的核心网的网关节点MSC/SGSN。
在共享接入网中，对于不支持接入网共享功能的终端，在进行核心网的选择时，只能由共享接入网随机或轮流选择一个与其连接的核心网给终端提供服务。
在网关核心网方式下，当终端向共享接入网发送初始接入请求消息时，则共享接入网将初始接入请求消息直接发给共享的MSC/SGSN，由共享的MSC/SGSN根据该消息携带的终端标识选择一个允许终端漫游的核心网，给终端提供服务。
在多运营商核心网方式下，当终端向共享接入网发送初始接入请求消息时，共享接入网需要随机或轮流选择一个核心网，向该核心网的网关节点MSC/SGSN发送终端的初始接入请求消息。终端初始接入请求消息中的用户标识是国际移动用户标识(IMSI)、或者分组临时移动用户标识(P-TMSI)、或者临时移动用户标识(TMSI)。当该请求消息中不包含IMSI时，所选择核心网中的MSC/SGSN向给终端分配P-TMSI或TMSI的MSC/SGSN或终端请求IMSI，所选择核心网中的MSC/SGSN根据获得的IMSI判断是否允许该终端漫游，若允许，还需要到终端所属的归属位置寄存器(HLR)获取该终端的签约信息，包括在所选择的核心网中的允许漫游或禁止漫游的区域码，所选择核心网中的MSC/SGSN从用户签约信息中的区域码判断该终端当前所在区域是否允许漫游，从而判断该终端是否允许接入该核心网。
若共享接入网所选择的核心网中的MSC/SGSN最终判断该终端不允许接入该核心网或者共享接入网所选择的核心网中的MSC/SGSN根据获得的IMSI判断不允许该终端漫游，则有两种处理方法：(1)所选择核心网中的MSC/SGSN向共享接入网返回接入失败响应，共享接入网选择另一个核心网的MSC/SGSN重新发送终端初始接入请求消息，直至接入成功或尝试完该共享接入网所连接的所有核心网中的MSC/SGSN；(2)所选择核心网中的MSC/SGSN将终端初始接入请求消息转发到与共享接入网相连接的另一个核心网中的MSC/SGSN，直至接入成功或尝试完该共享接入网所连接的所有核心网中的MSC/SGSN。
由于在终端和共享接入网中的各种设备，对接入过程有确定的时限，这种共享接入网随机选择核心网的方式，很可能导致共享接入网多次选择核心网和接入重试，或者核心网之间经过多次终端初始接入请求消息的转发，从而无法在终端和共享接入网的定时内找到允许终端漫游的核心网并成功接入。
因此，在多运营商核心网方式的共享网络下，对于不支持接入网共享功能的终端，无法选择与共享接入网连接的某一个核心网进行接入，共享接入网只能随机或轮选与其连接的一个核心网。由于不同核心网对不同终端存在不同的漫游许可，共享接入网很可能需要多次选择核心网以及进行多次漫游和接入重试，或者核心网之间经过多次用户初始接入请求消息的转发，从而浪费了无线网络中的资源，并且有很大可能无法在终端和接入网的时间限制内找到允许漫游的核心网并成功接入。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在共享接入网下终端选择核心网的方法，该方法不仅可以使不支持接入网共享功能的终端通过共享接入网接入核心网，而且能够节省终端接入核心网的时间和无线网络中的资源。
根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种在共享接入网下终端选择核心网的方法，在共享接入网中设置不支持接入网共享功能的终端的终端标识和该终端所漫游核心网的网络标识的对应关系，该方法还包括：A、终端向共享接入网发送初始接入请求消息；B、共享接入网根据发送消息的该终端的终端标识查询对应关系，判断该终端是否有可以漫游的核心网，如果有，执行步骤C；否则，共享接入网随机或轮流选择一个与其连接的核心网接入终端；C、共享接入网从允许该终端漫游的核心网中选择一个核心网，该选择的核心网确定是否允许终端接入，如果是，则该选择的核心网接入终端，通过共享接入网返回成功接入响应给终端；否则，该选择的核心网向共享接入网发送携带终端标识的重新路由消息，共享接入网返回执行步骤B。
所述的对应关系存储在共享接入网的无线网络控制器上。
步骤A所述的初始接入请求消息中携带终端标识。
所述的对应关系为终端标识和允许该终端漫游核心网的网络标识的对应关系，或者为终端标识和不允许该终端漫游核心网的网络标识的对应关系。
所述的对应关系为预先静态配置，或者为动态配置。
当动态配置时，该对应关系的设置过程为：共享接入网根据终端发送的初始接入请求随机路由到核心网中的网关节点，若该网关节点向共享接入网返回接入该终端成功消息，则共享接入网设置该终端标识和该核心网网络标识的对应关系为允许漫游；否则，共享接入网设置该终端标识和该核心网网络标识的对应关系为不允许漫游。
在步骤B之前，该方法进一步包括：B1、共享接入网判断该请求消息中是否携带终端标识，如果是，执行步骤B；否则，共享接入网随机选择一个核心网中的网关节点，转发该消息；B2、该网关节点获取终端标识，根据终端标识判断本核心网是否允许该终端漫游，如果是，该选择的核心网确定是否允许终端接入，如果是，则该选择的核心网接入终端，通过共享接入网返回成功接入响应给终端；否则，该选择的核心网向共享接入网发送携带终端标识的重新路由消息，共享接入网返回执行步骤B；如果否，向共享接入网发送携带终端标识的重新路由消息，共享接入网执行步骤B。
步骤B2所述获取终端标识的过程为：网关节点向终端请求终端标识，终端返回该终端标识给该网关节点；
或者，步骤A所述的初始接入请求消息中携带临时移动用户标识，该网关节点向给该终端分配临时移动用户标识的原网关节点请求终端标识，原网关节点返回该终端标识给该网关节点。
所述终端标识为国际移动用户标识中的移动国家号MCC和移动网号MNC。
所述网关节点为服务GPRS支持节点或移动交换中心。
从上述方案可以看出，本发明在共享接入网中设置终端标识和允许/禁止漫游核心网的网络标识的对应关系，当终端要通过共享接入网接入核心网时，终端发起携带终端标识的初始请求接入消息，共享接入网根据对应关系确定该终端标识对应的具有允许漫游核心网标识的核心网进行接入尝试，从而实现不支持接入网共享功能的终端通过共享接入网接入核心网。由于本发明提供的方法不需要像现有技术那样，共享接入网在接收到初始请求接入消息时，盲目的选择一个核心网允许漫游以及接入尝试，而是有针对性的选择一个允许终端漫游的核心网进行接入尝试，从而能够节省终端接入核心网的时间和无线网络中的资源。更进一步的，本发明提供的方法大大增大了终端通过共享接入网选择允许漫游的核心网几率，并增加接入核心网接入的成功率。本发明使共享接入网络对终端业务的影响降低到最小程度，并提高提供核心网和核心网外部的业务网的运营商业务量和收入。
附图说明
图1为现有技术中在网关核心网方式下的接入网共享示意图。
图2为现有技术中在多运营商核心网方式下的接入网共享示意图。
图3为在共享接入网络下终端选择核心网的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细说明。
本发明提供的方法是一种多运营核心网方式的共享接入网下有效选择核心网的优化方案，只作用于不支持接入网共享功能的终端。
本发明在共享接入网设置终端标识和允许该终端漫游核心网的网络标识的对应关系；或者设置终端标识和禁止该终端漫游核心网的网络标识的对应关系。这种对应关系可以通过列表或其他形式保存在共享接入网的网络实体中。终端标识为IMSI的一部分，即MCC和MNC，实际上，MCC和MNC就可以代表终端所归属的无线网络。
本发明可以将这种对应关系存储在共享接入网的RNC当中。
这种对应关系的获得有两种方式。
第一种为静态配置方式，即共享接入网预先从与其连接的各个核心网得到允许或禁止到核心网漫游的终端标识，将允许或禁止到核心网漫游的终端标识和核心网标识相对应，将这种对应关系静态存储在共享接入网中。
第二种为动态获取方式，即共享接入网根据终端通过共享接入网接入核心网中的MSC/SGSN的接入结果和原因值，确定该终端与该核心网中允许或禁止漫游，并且将这种对应关系在共享接入网中动态生成或动态更新。
以下对第一种方式进行举例说明：
核心网A、B、C、D共享一个接入网，其网络标识分别为：16000、16001、16002、16003，其中核心网A、C与无线网络S有漫游协议，核心网B与无线网络T有漫游协议，核心网A、C、D与无线网络W有漫游协议，无线网络S、T、W的网络标识分别为25201、46000、25206。由于归属于某无线网络的终端IMSI前5位为归属无线网络标识，共享接入网从各核心网得到网络漫游信息后，若共享接入网中终端标识与允许漫游核心网标识的对应关系以列表形式存在，则静态配置如表一所示：
| 终端标识 | 允许漫游网络1 | 允许漫游网络2 | 允许漫游网络3 | ... | 允许漫游网络N |
| 25201 | 16000 | 16002 | ... | ||
| 46000 | 16001 | ... | |||
| 25206 | 16000 | 16002 | 16003 | ... | |
| ... | ... |
表一
以下对第二种方式进行说明。
共享接入网支持动态获取网络漫游信息，则共享接入网收到终端发送的初始接入请求消息后，路由到与共享接入网相连接的某个核心网网关节点MSC/SGSN。若该MSC/SGSN向共享接入网返回接入成功消息，则认为该MSC/SGSN所在核心网允许该终端漫游，共享接入网在终端标识和允许漫游核心网标识对应关系中增加该条记录；若该MSC/SGSN向共享接入网返回接入失败消息，则认为该MSC/SGSN所在核心网不允许该终端漫游，共享接入网在终端标识和不允许漫游核心网标识对应关系中增加该条记录。这样，共享接入网就动态获取并保存了终端标识和不允许漫游核心网标识的对应关系，或终端标识和允许漫游核心网标识的对应关系。
举一个例子说明本方式，假设终端标识IMSI为46001**********的终端发起初始接入请求消息，共享接入网路由到网络标识为80102的核心网中的MSC/SGSN时，返回接入拒绝消息，原因值为漫游不允许；共享接入网再次路由到网络标识为80104的核心网中的MSC/SGSN时，则返回接入成功。共享接入网则在该终端的终端标识和允许/禁止漫游核心网的标识的对应关系表中增加相应信息，如表二所示：
| 终端标识 | 允许漫游网络1 | 允许漫游网络2 | 允许漫游网络3 | ... | 允许漫游网络N |
| 46001<sup>**********</sup> | 80104 | ... | |||
| 终端标识 | 禁止漫游网络1 | 禁止漫游网络2 | 禁止漫游网络3 | ... | 禁止漫游网络N |
| 46001 | 80102 | ... |
表二
本发明提供的在共享接入网络下终端选择核心网的方法流程图如图3所示，假设终端标识为终端IMSI，其具体步骤为：
步骤300、终端与共享接入网建立无线连接后，向共享接入网发起初始接入请求消息，该请求消息中至少携带有TMSI/P-TMSI；
步骤301、共享接入网判断该请求消息中是否携带终端标识，即终端的IMSI，如果是，则转入步骤307；否则，转入步骤302；
步骤302、共享接入网随机选择一个与其相连的核心网的网关节点MSC/SGSN，转发初始接入请求消息；
步骤303、该MSC/SGSN向终端请求终端IMSI，终端返回终端IMSI；
该MSC/SGSN也可以与给终端分配TMSI/P-TMSI的原MSC/SGSN请求终端IMSI，原MSC/SGSN返回终端IMSI；
步骤304、该MSC/SGSN根据该终端的终端IMSI判断本核心网是否允许该终端漫游，如果是，转入步骤310；否则，执行步骤305；
步骤305、该MSC/SGSN则向共享接入网发送重新路由命令，指示拒绝接入原因，并携带终端IMSI；
步骤306、接收到该命令的共享接入网存储该条终端IMSI和不允许漫游核心网标识的对应关系，执行步骤307；
步骤307、共享接入网根据终端IMSI查询所保存的该终端标识和允许/禁止漫游核心网的对应关系，判断该终端是否有可以漫游的核心网，如果是，执行步骤309；否则，执行步骤308；
步骤308、共享接入网按照现有技术随机或轮流选择一个与其相连接的核心网进行接入尝试，若至少有一个允许接入，执行步骤310；若所有核心网都已尝试完并全部不允许接入，共享接入网向终端返回接入失败，接入过程结束；
但是，应该注意的是，共享接入网需要排除存储的已经发起过接入请求并拒绝接入的核心网，以及禁止漫游的核心网；
步骤309、共享接入网从允许该终端漫游的核心网中选择一个核心网，向该核心网中的网关节点MSC/SGSN发送初始接入请求消息，消息中携带终端IMSI标识；
步骤310、该MSC/SGSN进行正常接入处理流程，包括对终端的鉴权和加密，与HLR之间的位置更新和插入用户数据等流程，并根据签约信息判断用户是否接入允许，若允许，执行步骤311；若不允许，返回步骤305；
步骤311、该MSC/SGSN则通过共享接入网向终端返回接入成功响应，结束。
本发明提出一种多运营商核心网方式的共享接入网下有效选择核心网的优化方案，只作用于不支持接入网共享功能的用户终端。通过这种优化方案，共享接入网根据一定信息选择服务核心网并将终端初始请求消息路由到允许该终端漫游的核心网中的网关节点MSC/SGSN上，相比随机或轮选核心网的方式，大大增加了选择允许漫游的核心网的几率，能有效节省核心网接入时间，并增加核心网接入的成功率。使共享接入网对终端业务的影响降低到最小程度，并提高运营商的业务量和业务收入。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种在共享接入网下终端选择核心网的方法，其特征在于，在共享接入网中设置不支持接入网共享功能的终端的终端标识和该终端所漫游核心网的网络标识的对应关系，该方法还包括：
A、终端向共享接入网发送初始接入请求消息；
B、共享接入网根据发送消息的该终端的终端标识查询对应关系，判断该终端是否有可以漫游的核心网，如果有，执行步骤C；否则，共享接入网随机或轮流选择一个与其连接的核心网接入终端；
C、共享接入网从允许该终端漫游的核心网中选择一个核心网，该选择的核心网确定是否允许终端接入，如果是，则该选择的核心网接入终端，通过共享接入网返回成功接入响应给终端；否则，该选择的核心网向共享接入网发送携带终端标识的重新路由消息，共享接入网返回执行步骤B。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对应关系存储在共享接入网的无线网络控制器上。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的初始接入请求消息中携带终端标识。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对应关系为终端标识和允许该终端漫游核心网的网络标识的对应关系，或者为终端标识和不允许该终端漫游核心网的网络标识的对应关系。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对应关系为预先静态配置，或者为动态配置。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，当动态配置时，该对应关系的设置过程为：
共享接入网根据终端发送的初始接入请求随机路由到核心网中的网关节点，若该网关节点向共享接入网返回接入该终端成功消息，则共享接入网设置该终端标识和该核心网网络标识的对应关系为允许漫游；否则，共享接入网设置该终端标识和该核心网网络标识的对应关系为不允许漫游。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B之前，该方法进一步包括：
B1、共享接入网判断该请求消息中是否携带终端标识，如果是，执行步骤B；否则，共享接入网随机选择一个核心网中的网关节点，转发该消息；
B2、该网关节点获取终端标识，根据终端标识判断本核心网是否允许该终端漫游，
如果是，该选择的核心网确定是否允许终端接入，如果是，则该选择的核心网接入终端，通过共享接入网返回成功接入响应给终端；否则，该选择的核心网向共享接入网发送携带终端标识的重新路由消息，共享接入网返回执行步骤B；
如果否，向共享接入网发送携带终端标识的重新路由消息，共享接入网执行步骤B。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B2所述获取终端标识的过程为：网关节点向终端请求终端标识，终端返回该终端标识给该网关节点；或者，步骤A所述的初始接入请求消息中携带临时移动用户标识，该网关节点向给该终端分配临时移动用户标识的原网关节点请求终端标识，原网关节点返回该终端标识给该网关节点。
9、如权利要求1、3、4、6、7或8所述的方法，其特征在于，所述终端标识为国际移动用户标识中的移动国家号MCC和移动网号MNC。
10、如权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，所述网关节点为服务GPRS支持节点或移动交换中心。
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