CN100502570C - 移动通信系统中终端加入组播业务组时获取apn的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信系统中终端加入组播业务组时获取APN的方法，适用于包括终端、无线接入网络RAN、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN及广播组播业务中心BM-SC的移动通信系统，该方法包括：SGSN接收终端发送的MBMS激活请求并通过查找所请求业务的MBMS承载上下文，或配置方式，或查找MBMS激活请求获取APN；SGSN向通过解析APN所得到的GGSN发送创建MBMS用户上下文请求或旨在申请MBMS授权的请求；GGSN向BM-SC发送含有APN的授权请求消息，BM-SC对终端进行授权处理。本发明实现了在终端发起MBMS激活请求时使得SGSN能获取一个合适的APN。

Description

移动通信系统中终端加入组播业务组时获取APN的方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统组播广播业务(Multimedia Broadcast/MulticastService，MBMS)中业务路径确定技术，特别是涉及一种移动通信系统中终端加入组播业务组时获取APN(Access Point Name，接入点名称)的方法。

背景技术

现在人们对移动通信的需求已不再满足于电话和消息业务，随着Internet网的迅猛发展，大量多媒体业务涌现出来，其中一些应用业务，多个用户能同时接收相同数据，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等等不一而足。这些移动多媒体业务与一般数据相比，有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。目前的IP(Internet Protocol，互联网协议)组播技术不适用于移动网络，因为移动网络有特定网络结构、功能实体和独特的无线接口承载，这些都是与有线IP网络不同的，所以现有IP组播技术不能使多个移动用户共享移动网络资源。所以Hutchison 3G(和黄3G)为代表的3G移动运营商积极寻求一种新的服务方式，其既能够实现多媒体信息的广播，同时这个服务应该使用相对较少系统资源不影响传统移动服务的运营。

为实现最有效地利用移动网络资源，WCDMA(Wide Code DivisionMultiple Access，宽带码分多址)/GSM(Global System for MobileCommunications，全球移动通信系统)全球标准化组织3GPP(3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)提出多媒体组播广播业务MBMS。MBMS指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，包括移动核心网和接入网资源共享，尤其是空口资源。3GPP定义的MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且能实现高速率的多媒体业务组播和广播，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势。

为了实现MBMS，需要一个完整的架构和一套完整的流程步骤，现有的系统架构如图1所示，说明如下：

组播广播业务MBMS基于WCDMA/GSM分组网，通过增加一些新的功能实体，如BM-SC(Broadcast Multicast-Service Center，广播组播业务中心)，对已有的分组域功能实体，如SGSN(Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点)、GGSN(Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点)、RAN(Radio Access Network，无线接入网络)和UE(User Equipment，用户终端/用户设备)增加MBMS功能，并定义了新的逻辑共享信道来实现空口资源共享。其中，SGSN是核心网侧负责移动性管理的网元，GGSN则是核心网侧负责接入到和发送出核心网的网元。其中，GPRS(General Packet RadioService)为通用分组无线业务。

UE可以通过UTRAN或GERAN与SGSN相连接，SGSN与HLR相接，并通过GGSN TPF与BM-SC相连接。其中，UTRAN(UMTS Terrestrial RadioAccess Network)为UMTS陆地无线接入网，UMTS(Universal MobileTelecommunications System)为通用移动通信系统，GERAN(GSM/EDGERadio Access Network)为GSM增强无线接入网，HLR(Home Location Register)为归属位置寄存器，TPF(Traffic Plane Function)为数据平面功能实体。

除了BM-SC以外的网元，都是移动通信系统的承载网元，完成数据传输功能。BM-SC完成对用户进行授权，分配APN，作为MBMS业务的输入平台等功能。

BM-SC还与内容服务商/组播广播源(Content Provider/Multicast BroadcastSource)相连接。

实现MBMS还需要一系列的步骤，对于组播而言，至少包括业务通知，用户加入组播组(包括激活、注册等)的接入步骤，以及离开(包括去活、注销等)的步骤，具体说明如下：

1，用户签约(Subscription)

该过程建立用户与业务提供者之间的关系，从而允许用户接收业务数据，是双方的一种协议，由运营商提供，在BM-SC中记录。

2，业务声明(Service Announcement)

业务声明过程告知用户获取业务的范围，包括运营商定义的业务和内容提供商定义的业务；内容包括业务的内容、业务激活需要的参数等。

3，用户加入(Joining)

用户加入一个组播组，告知网络用户想接收组播数据。同时完成网络侧用户信息的建立。

4，会话开始(Session Start)

会话开始过程代表BM-SC已经就绪，准备发送数据，该过程可以触发承载资源建立，如果一个MBMS用户业务有多条MBMS承载业务承载，会话开始过程要发给每个承载业务。此时，UE可能需要发起多条相关承载业务来接收该用户业务。

5，MBMS通知(MBMS Notification)

通知UE MBMS数据即将发送。

6，数据传输(Data Transfer)

用户面数据的传输。

7，会话结束(Session Stop)

BM-SC决定在一段时间内停止数据传送，并释放承载资源。

8，用户离开(Leaving)

用户离开该组播组，不再接收业务数据；释放网络侧建立的用户资源。

在用户加入组播组(Joining)步骤中，目前有两种方案。方案一的特征在于使用IGMP(Internet Group Management Protocol，因特网组管理协议，基于IPv4)或MLD(Multicast Listener Discovery，组播监听发现协议，基于IPv6)信令完成加入组播组并获得所需要的APN的过程，适用于终端通过IGMP/MLD应用的接收组播业务的场景，但代价是具有较多的空口信令和较长的加入组播组的时延，造成对用户感受的负面影响。方案二的特征在于由终端通过通信信令直接发起MBMS的激活请求和完成加入组播组的过程，适用于不使用IGMP/MLD应用而加入组播组并接收组播业务的场景，极大缩短了加入组播组的时延，但却有可能无法获得合适的APN，因为对于终端直接发起的激活请求，APN在终端是可以配置的，从而具有不确定性。

其中，IPv4(Internet Protocol version 4)为互联网协议第4版，IPv6(InternetProtocol version 6)为互联网协议第6版。

方案一包括如下步骤：

(11)，用户需要一个PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)的承载，用于承载加入组播组的IGMP/MLD信令；如果没有这个承载，就需要激活一个承载；

(12)，使用IGMP加入组播组，并且完成对用户的鉴权，同时分配一个合适的APN(能解析出接入该组播业务的GGSN的地址)，通过授权响应带给GGSN，GGSN继而通过通知请求发送给SGSN；SGSN获取APN后，通过发起激活指示告知终端所需要的APN；

(13)，终端根据这个带来的APN发起MBMS激活，在SGSN以及这个能接入组播业务的GGSN上创建MBMS用户上下文，并且再次通过这个新的GGSN完成鉴权。所建的MBMS用户上下文和PDP承载的用户上下文有关联。对于还没有注册该业务类型的情况，GGSN在收到授权成功回应后向BM-SC注册。SGSN在收到GGSN的创建MBMS用户上下文响应后判断自己也没有注册该业务类型时，向GGSN发起注册请求。完成注册的SGSN和GGSN以及BM-SC将建立MBMS承载上下文，专用于本MBMS业务类型。SGSN/GGSN以及BM-SC的承载上下文中都必包含当前业务的组播地址和APN信息。

从上述步骤可以看到：冗余的步骤较多，比如，有2次激活和2次鉴权；时延过长，上下文之间存在不必要的关联等等。

方案二包括如下步骤：

(21)，对于不需要IGMP/MLD应用加入组播组的用户，可以向网络侧直接发起MBMS激活请求(IP Multicast address，APN)。APN是可选项，在用户已获得的情况下可配置；

(22)，SGSN在收到请求后，根据请求中APN解析出GGSN地址，进一步发送激活请求。

后续步骤同方案一的第(13)步。方案二也将创建MBMS用户上下文，对于还没有注册该业务时，创建MBMS承载上下文。

方案二的流程示意图如图2所示，具体包括：

步骤201，用户终端UE 10向SGSN 30发送组播上下文激活请求消息，消息中包含接入点名称APN、组播标识等信息、用户的承载能力和/或上下文索引信息。该请求通过控制面信令由UE 10向SGSN 30发送；

步骤202，SGSN 30向该请求APN对应的GGSN 40发送组播上下文创建请求；

步骤203，GGSN 40收到请求后，向BM-SC 50发送鉴权请求；

步骤204，BM-SC 50对用户进行鉴权，返回鉴权响应；

步骤205，GGSN 40创建组播上下文，向SGSN 30发送组播上下文创建响应；

步骤206，SGSN 30创建组播上下文，向RAN 20发送用户链接请求，告知RAN 20该用户的组播上下文；

步骤207，RAN 20判断是否创建了无线资源，若已经创建，则不再创建，若没有创建，则创建无线资源；

步骤208，RAN 20向SGSN 30回送用户链接响应；

步骤209，SGSN 30向UE 10发送组播上下文激活接受，本流程结束。

方案二同方案一相比简化了IGMP/MLD的加入组播组的步骤，节省了空口的信令交互。但却缺少一个由BM-SC指定的APN。而APN是可以由用户在终端配置的。这样，在终端发起激活请求的时候，可能输入的APN与BM-SC所指定的不一致，或者没有配置APN。最终造成的问题是SGSN无法与一个合适的GGSN建立供MBMS业务传输的通道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种移动通信系统中终端加入组播业务组时获取APN的方法，用于实现在终端发起MBMS激活请求时使得SGSN获取一个合适的APN，从而与合适的GGSN建立供MBMS业务传输的通道。

为了实现上述目的，本发明提供了一种移动通信系统中终端加入组播业务组时获取APN的方法，适用于包括终端、无线接入网络RAN、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN及广播组播业务中心BM-SC的移动通信系统，该方法包括：

步骤一，所述SGSN接收所述终端发送的MBMS激活请求，并通过查找所请求业务的MBMS承载上下文，或配置方式，或查找所述MBMS激活请求获取APN；

步骤二，所述SGSN向通过解析所述APN所得到的GGSN发送一创建MBMS用户上下文请求或旨在申请MBMS授权的请求；及

步骤三，所述GGSN向所述BM-SC发送一含有所述APN的授权请求消息，所述BM-SC对所述终端进行授权处理。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤一中，还包括所述SGSN根据所述MBMS激活请求中的组播地址查找是否存在所述MBMS承载上下文的步骤。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤一中，当所述SGSN未查找到所述MBMS承载上下文时，再通过所述配置方式，或查找所述MBMS激活请求获取所述APN。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤一中，还包括所述SGSN查找所述MBMS激活请求中是否存在所述APN的步骤。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤一中，当所述SGSN从所述MBMS激活请求中未能获取所述APN时，再通过查找所述MBMS承载上下文获取所述APN。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤一中，还包括当所述SGSN通过查找所述MBMS承载上下文获取所述APN时，核校所述APN中的网号与当前终端的网号是否为同网号的步骤，若是，所述SGSN选取该APN，否则，所述SGSN继续获取APN。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤一中，当所述SGSN通过所述配置方式或查找所述MBMS承载上下文获取的所述APN为多个，并都与所申请的组播业务相对应且所述各APN中所包含的网号为同网号时，则所述SGSN根据自身策略从所述多个APN中选取一个APN。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤三中，所述BM-SC对所述终端进行授权处理的步骤具体为：

所述BM-SC对所述终端进行授权处理时，检测所述授权请求消息中的APN与一指定APN是否一致，若不一致，则通过一授权回应消息将所述指定APN发给所述GGSN，所述GGSN再通过一通知请求消息或授权成功响应消息，将所述指定APN送给所述SGSN；所述SGSN根据所述指定APN解析所述GGSN的地址，并根据所述地址重新发起创建MBMS用户上下文请求或旨在申请MBMS授权的请求。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤三中，还包括所述GGSN在收到授权失败指示的授权回应消息时，向所述SGSN返回一创建MBMS用户上下文失败响应或申请授权失败响应的步骤。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤三中，还包括当所述SGSN收到所述通知请求消息或授权成功响应消息时，根据是否具有所述终端发起的MBMS激活请求来判断所述通知请求消息是来自采用IGMP/MLD的步骤，还是来自由所述终端主动发起的非IGMP/MLD应用的步骤。

所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其中，所述步骤三中，当所述SGSN收到所述通知请求消息且判定所述通知请求消息是由所述终端主动发起的非IGMP/MLD应用的步骤时，向所述GGSN返回一通知回应消息。

本发明提出了一种移动通信系统组播广播业务MBMS中如何更有效地确定业务路径的方法，该方法能够使SGSN能迅速有效的确定APN，能够解析出一个GGSN的地址，从而与合适的GGSN建立上下文及隧道，传输当前的MBMS业务。

本发明的有益技术效果具体在于：

1)，有效地解决了现有方案中对于直接的终端发起的MBMS激活无法保证APN的问题；

2)，在解决相关方案的过程中，极大地兼顾和利用了现有方案，不致于对现有方案造成过多的影响。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有移动通信系统中的MBMS的网络系统结构图；

图2为现有移动通信系统的不是用IGMP/MLD应用的用户加入组播组的激活方法流程示意图；

图3为本发明首先通过检测用户携带的APN的方法示意图；

图4为本发明首先检测承载上下文获取APN的方法示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步对本发明的技术方案进行更详细的描述。

如图3所示，为本发明先后通过查询请求、承载上下文、缺省配置获得APN以及通过BM-SC进一步认证的方法，该方法适用于包括终端、无线接入网络RAN、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN及广播组播业务中心BM-SC的移动通信系统，包括如下步骤：

步骤301，SGSN接收到来自终端的MBMS激活请求；

步骤302，SGSN查找MBMS激活请求中是否包含APN；如果没有携带APN，则执行步骤303，如果存在APN，执行步骤306；

步骤303，SGSN根据MBMS激活请求中的组播地址标识查找其是否已经存在所请求业务的MBMS承载上下文，如果检索不到这样的承载上下文，执行步骤305，如果检索到这样的承载上下文，执行步骤304；

步骤304，SGSN查找MBMS承载上下文，从中取出该业务对应的APN；

步骤305，从配置中取得一个缺省的APN；

步骤306，SGSN解析所得到的APN，获得GGSN地址，并向该GGSN发送创建MBMS用户上下文请求；

步骤307，GGSN收到请求，GGSN与BM-SC进行交互，向BM-SC发送授权请求消息，该请求中包含APN；BM-SC进行授权鉴定和APN审核；

步骤308，在可以进行授权的情况下，BM-SC判断请求中的APN与BM-SC所指定的APN是否一致，如果一致，则不返回APN，并执行步骤310；如果不一致，则在给GGSN的授权回应消息中携带指定的APN；

步骤309，GGSN将APN通过Notification请求消息发送给SGSN。消息中和PDP上下文相关的部分设置为0；SGSN收到后检索到目前用户终端在执行创建MBMS用户上下文请求，将执行步骤302；同时向GGSN返回Notification响应；以及

步骤310，如果BM-SC所指定的APN与GGSN请求的APN一致，即当前GGSN为合适GGSN时，则按照现有方案执行后续步骤。

如图4所示，为本发明先后通过承载上下文、查询请求、缺省配置获得APN以及通过BM-SC进一步认证的方法，该方法适用于包括终端、无线接入网络RAN、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN及广播组播业务中心BM-SC的移动通信系统，该方法包括如下步骤：

步骤401，SGSN接收到来自终端的MBMS激活请求；

步骤402，SGSN根据请求中的组播地址标识查找是否已经存在所请求业务的MBMS承载上下文，如果检索不到这样的承载上下文，执行步骤403，如果检索到存在这样的承载上下文，执行步骤404；

步骤403，SGSN根据请求中包含的APN或者配置的APN选取一个；

步骤404，SGSN查找承载上下文，从中取出该业务对应的APN；

步骤405，SGSN解析所得到的APN，获得GGSN地址，并向该GGSN发送用户授权请求；

步骤406，GGSN收到请求，向BM-SC发送授权请求，请求中包含APN。BM-SC进行授权鉴定和APN审核；

步骤407，在可以进行授权的情况下，BM-SC判断申请的APN与BM-SC所指定的APN是否一致，如果一致，则不返回APN，并执行步骤409；如果不一致，则在给GGSN的授权回应中携带指定的APN；

步骤408，GGSN将APN通过授权成功响应消息发送给SGSN。SGSN收到后检索到目前用户终端在请求授权，将执行步骤405；以及

步骤409，如果BM-SC所指定的APN与GGSN请求的APN一致，则按照现有方案执行后续步骤。

当通过查找MBMS承载上下文检索到APN，核校此APN中包含的网号是否与当前用户是同网号；对于同网的情况，可以选择此APN；对于不同网的情况，可以再进行检索或选择。

如果通过配置方式或查找MBMS承载上下文得到的多个APN都与所申请的组播业务对应，并且属于同网号，以SGSN的自身策略来定，如以第一个查询到的，或随机选取。

SGSN尝试获取APN的方法可以在检索MBMS承载上下文无结果的情况下，再通过配置方式或从MBMS激活请求查找的方法获取APN；也可以在从激活请求中没有获取到APN的情况下通过查找MBMS承载上下文的方法尝试获取APN。

在GGSN收到BM-SC的授权回应中，如果是授权失败指示，则GGSN返回给SGSN创建MBMS用户上下文失败响应或申请授权失败响应。

SGSN在收到GGSN的通知请求消息或授权成功响应消息时，根据是否具有用户发起的MBMS激活请求来判断该通知请求是来自采用IGMP/MLD的流程，还是终端主动发起的非IGMP/MLD应用的流程；SGSN在收到GGSN的通知请求并且判断是终端主动发起的非IGMP/MLD应用时，可以向GGSN返回通知回应消息。

本发明通过对上述方案二进行改进，提出了一种移动通信系统中实现终端加入组播业务组时SGSN能找到合适的GGSN建立MBMS传输通道的方法，解决了现有技术方案二中无法获得合适APN的缺陷。

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 (11)

1、一种移动通信系统中终端加入组播业务组时获取接入点名称APN的方法，适用于包括终端、无线接入网络RAN、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN及广播组播业务中心BM-SC的移动通信系统，其特征在于，该方法包括：

步骤一，所述SGSN接收所述终端发送的组播广播业务MBMS激活请求，并通过查找所请求业务的MBMS承载上下文，或配置方式，或查找所述MBMS激活请求获取APN；

步骤二，所述SGSN向通过解析所述APN所得到的GGSN发送一创建MBMS用户上下文请求或旨在申请MBMS授权的请求；及

步骤三，所述GGSN向所述BM-SC发送一含有所述APN的授权请求消息，所述BM-SC对所述终端进行授权，以及检测所述授权请求消息中的APN与一指定APN是否一致，若不一致，则通过一授权回应消息将所述指定APN发给所述GGSN，所述GGSN再通过消息将所述指定APN送给所述SGSN。

2、根据权利要求1所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括所述SGSN根据所述MBMS激活请求中的组播地址查找是否存在所述MBMS承载上下文的步骤。

3、根据权利要求2所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤一中，当所述SGSN未查找到所述MBMS承载上下文时，再通过所述配置方式，或查找所述MBMS激活请求获取所述APN。

4、根据权利要求1所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括所述SGSN查找所述MBMS激活请求中是否存在所述APN的步骤。

5、根据权利要求4所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤一中，当所述SGSN从所述MBMS激活请求中未能获取所述APN时，再通过查找所述MBMS承载上下文获取所述APN。

6、根据权利要求1-5任一所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括当所述SGSN通过查找所述MBMS承载上下文获取所述APN时，核校所述APN中的网号与当前终端的网号是否为同网号的步骤，若是，所述SGSN选取该APN，否则，所述SGSN继续获取APN。

7、根据权利要求1-5任一所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤一中，当所述SGSN通过所述配置方式或查找所述MBMS承载上下文获取的所述APN为多个，并都与所申请的组播业务相对应且所述各APN中所包含的网号为同网号时，则所述SGSN根据自身策略从所述多个APN中选取一个APN。

8、根据权利要求1-5任一所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤三之后进一步包括：

所述SGSN根据所述指定APN解析所述GGSN的地址，并根据所述地址重新发起创建MBMS用户上下文请求或旨在申请MBMS授权的请求。

9、根据权利要求8所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤三中，若所述BM-SC不同意对所述终端进行授权，还包括所述GGSN在收到授权失败指示的授权回应消息时，向所述SGSN返回一创建MBMS用户上下文失败响应或申请授权失败响应的步骤。

10、根据权利要求8所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤三中，还包括当所述SGSN收到所述通知请求消息或授权成功响应消息时，根据是否具有所述终端发起的MBMS激活请求来判断所述通知请求消息是来自采用因特网组管理协议IGMP/组播监听发现协议MLD的步骤，还是来自由所述终端主动发起的非IGMP/MLD应用的步骤。

11、根据权利要求10所述的终端加入组播业务组时获取APN的方法，其特征在于，所述步骤三中，当所述SGSN收到所述通知请求消息且判定所述通知请求消息是由所述终端主动发起的非IGMP/MLD应用的步骤时，向所述GGSN返回一通知回应消息。

Images