CN100512301C - 一种查询服务控制面网元的方法 - Google Patents
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Abstract
一种查询服务控制面网元的方法，应用于包括用户面网关UPE、控制面网元CPE和存储签约用户信息的服务器HSS的系统，该方法包括步骤：UPE需要确定为某移动用户的服务CPE时，向系统指定的可与HSS交互的代理CPE发送查询服务CPE请求消息，携带该移动用户的标识；代理CPE收到请求消息后，向HSS发送前向查询服务CPE请求消息，携带所述标识；HSS收到请求消息后，查找该用户的服务CPE，向代理CPE返回响应消息，如查询成功，在消息中携带移动用户标识及服务CPE的标识；代理CPE收到后向UPE返回响应消息，携带移动用户标识及其服务CPE标识。本发明在用户面和控制面物理分离的系统架构下，实现对服务控制面网元的查询。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统，确切地说是移动通信系统中查询服务用户的控制面网元的方法。
背景技术
在第三代移动通信系统中，当用户数据包到达GGSN(GPRS支持节点网关)时，如果GGSN和SGSN(GPRS服务支持节点)之间未建立GTP(GPRS隧道协议)隧道，且用户(MS)的IP地址是静态配置的，则GGSN将发起网络侧触发的PDP(分组数据协议)上下文激活流程。在3GPP TS23.060中描述了这个过程，其步骤如图1所示，图中包括了GGSN可能需要向HLR查询当前为MS服务的SGSN地址，其步骤如下所示
步骤101，当GGSN接收到PDP数据包，GGSN发起PDP上下文激活流程，GGSN按顺序存储来自发往相同PDP地址的PDP数据包；
步骤102，GGSN发送“发送GPRS路由信息消息”(Send RouteingInformation for GPRS message)给HLR，消息中携带用户的国际移动签约用户标识(IMSI)；HLR向GGSN返回“发送GPRS路由信息响应消息”(SendRouteing Information for GPRS Ack message)，消息中携带用户IMSI和SGSN的地址；
如果HLR中的MNRG标签被置为有效，则上述响应消息中包含移动台不可达原因(Mobile Station Not Reachable Reason)参数；如果HLR决定该请求不能被处理(比如IMSI不可知)，则HLR在响应消息中包含用户的国际移动签约用户标识(IMSI)和移动应用错误原因(MAP Error Cause)。
下表1示出了Send Routeing Information for GPRS(IMSI)message的请求和响应消息所包含参数。其中M表示必选，C表示有条件可选，O表示可选，下面的表2、表3与此相同。各参数的含义参看3GPP TS29.002第13章。
表1MAP_SEND_ROUTING_INFO_FOR_GPRS
| 参数名称 | Request | Indication | Response | Confirmation |
| Invoke id | M | M(＝) | M(＝) | M(＝) |
| IMSI | M | M(＝) | ||
| GGSN address | C | C(＝) | C | C(＝) |
| GGSN number | M | M(＝) | ||
| SGSN address | C | C(＝) | ||
| Mobile NotReachable | C | C(＝) | ||
| User error | C | C(＝) | ||
| Provider error | O |
步骤103，如果SGSN地址存在且没有移动台不可达原因或者移动台不可达原因指示＂No Paging Response＂，则GGSN必须向HLR所指示的SGSN发送PDU指示请求消息(PDU Notification Request message)，消息包括IMSI，PDP Type，PDP Address，APN，SGSN向GGSN返回PDU指示请求响应消息(PDU Notification Response(Cause)message)；
步骤104，SGSN向MS发送PDP上下文激活请求消息(Request PDPContext Activation message)，该消息包括：TI，PDP Type，PDP Address，APN。
步骤105，MS向网络侧发起PDP上下文激活请求(PDP ContextActivation procedure)。
在步骤102中，GGSN直接向HLR查询SGSN的地址信息，GGSN和HLR之间为Gc接口，其协议栈如图2所示。
以上查询路由信息的方式都是通过控制面的信令交互实现的，GGSN是一个控制面和用户面逻辑分离但是物理上结合在一起的物理实体。GGSN包括GTP-U和GTP-C，在GGSN内部通过内部非标准的方式实现GTP-U和GTP-C之间的少量信息交互。
随着第三代移动通信系统的进一步演进，分组域将有可能从原来的控制面和用户面逻辑分离向物理分离演进，以使得独立的网元能够分别提高控制面和用户面的性能，减少控制面和用户面的时延，提高用户面的传输速率。在所述的控制面和用户面分离的框架下，用户面网元只包含用户面功能，没有GTP-MAP转换功能，用户面网元中只有GTP-U，因此，当PDP数据包到达用户面网元时，如果用户面还未建立隧道，且用户的IP地址是静态分配的，需要重新设计一种查询服务控制面网元的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种查询服务控制面网元的方法，可以在用户面和控制面物理分离的系统架构下，实现对服务控制面网元的查询。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种查询服务控制面网元的方法，应用于控制面和用户面物理分离的、包括用户面网元UPE、控制面网元CPE和存储签约用户信息的服务器HSS的系统，该方法包括以下步骤：
(a)UPE需要确定为某移动用户的服务CPE时，向系统指定的可与所述HSS交互的代理CPE发送查询服务CPE请求消息，携带所述移动用户的标识；
(b)所述代理CPE收到所述请求消息后，检测本CPE是否是所述移动用户的服务CPE，如果是，则所述代理CPE已存储了该移动用户有效的移动性管理信息，执行步骤(d)；如果不是，则向所述HSS发送前向查询服务CPE请求消息，携带所述移动用户的标识，执行步骤(c)；
(c)所述HSS收到所述请求消息后，根据所述移动用户的标识查找该用户的服务CPE，向代理CPE返回前向查询服务CPE请求响应消息，如查询成功，在该响应消息中携带所述移动用户的标识及其服务CPE标识，所述代理CPE收到返回的所述查询服务CPE请求响应消息；
(d)所述代理CPE向所述UPE返回查询服务CPE请求响应消息，携带所述移动用户的标识及其服务CPE标识。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(c)中HSS如发现所述用户不可及或接收到的查询请求消息有问题，则在返回的查询服务CPE请求响应消息中包含相应的错误信息，所述步骤(d)中代理CPE收到该带有错误信息的响应消息后，向所述UPE返回查询服务CPE请求响应消息，携带这些错误信息。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述UPE和代理CPE之间采用RADIUS协议或者DIAMETER协议；所述代理CPE与所述HSS之间采用MAP协议、RADIUS协议或者DIAMETER协议。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述代理CPE与所述HSS、UPE之间采用不同的协议时，所述代理CPE还需要完成对消息的协议转换功能。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述代理CPE收到所述UPE发来的查询请求消息或者所述HSS发来的前向查询响应消息后，先对消息进行解析，再重新封装成发送到所述HSS的前向查询请求消息或者发送到所述UPE的查询响应消息发送。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(a)UPE是在收到要发送给所述移动用户的下行数据包且该用户还没有建立数据传输通道时，发起对该用户的服务CPE的查询。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述移动用户的标识是该用户的国际移动签约用户标识IMSI。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述服务CPE标识是指该服务CPE的IP地址。
由上可知，本发明方法在控制面和用户面物理分离的系统中，基于用户面网元、代理控制面网元和HSS之间的信令交互，实现了对服务控制面网元的查询。
附图说明
图1是现有技术中一次成功的PDP上下文激活流程的信令示意图。
图2是GGSN和HLR之间的Gc接口的协议栈示意图。
图3是本发明系统的结构示意图。
图4是本发明实施方式UPE查询服务CPE的信令流程图。
图5为UPE和代理CPE间采用Radius协议，代理CPE和HSS间采用MAP协议时的协议栈示意图。
图6为UPE和代理CPE间采用Diameter协议，代理CPE和HSS间采用MAP协议时的协议栈示意图。
具体实施方式
本发明的系统架构如图3所示，该架构中至少包含一个用户面网元(UPE)和一个控制面网元(CPE)，该架构中还可以包括存储签约用户信息的服务器(HSS)等，系统中的各网元和HSS通过IP或No.7信令网络相连接。其中UPE和CPE物理上分离，分别属于独立的物理节点。HSS相当于原系统架构中的HLR，存储有移动用户当前所在的服务CPE的信息。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
为了基于该系统架构，实现对服务控制面网元的查询，需指定了一个代理CPE，该CPE用于接收各个CPE的查询请求，向HSS查询用户所在服务CPE的信息，再将该信息返回给发起查询的CPE。该代理CPE可以是任意一个具备与HSS交互的相关接口的CPE，可以在UPE中固定配置。
本实施例中，UPE和代理CPE间可以采用Radius协议或Diameter协议。代理CPE与HSS可以采用MAP协议，RADIUS协议或者DIAMETER协议。本实施例中，代理CPE与HSS、UPE之间采用不同的协议时，代理CPE需要完成协议转换功能。当采用相同的协议时，代理CPE也要将收到的查询请求或者查询响应消息解析后再重新封装。图5所示为UPE和代理CPE间采用Radius协议，代理CPE和HSS间采用MAP协议时的协议栈情况，图6所示为UPE和代理CPE间采用Diameter协议，代理CPE和HSS间采用MAP协议时的协议栈情况。
本实施例UPE查询服务CPE的方法包括以下步骤：
步骤301，UPE收到要发送给某用户的下行数据包后，缓存数据包并获取对应用户的移动用户的标识(如IMSI)，如果该用户还没有建立数据传输通道，则需要确定为该用户的服务CPE，执行下一步；
步骤302，UPE向一个代理CPE发送查询服务CPE请求消息(SelectServing CPE request)，携带所述移动用户的标识；
步骤303，代理CPE收到该请求消息后，检测本CPE是否所述用户的服务CPE，如果是，则该CPE已存储了MS有效的移动性管理信息，执行步骤305，否则，完成协议转换，向HSS发送前向查询服务CPE请求消息(Forward Select Serving CPE request)，携带所述移动用户的标识，执行步骤304；
步骤304，HSS收到该查询请求消息后，根据所述移动用户的标识查找相应的服务CPE，向代理CPE返回前向查询服务CPE请求响应(ForwardSelect Serving MME response)，如果查询成功，在该响应中携带所述移动用户的标识及其服务CPE的标识(如服务CPE的IP地址)等；如果HSS发现该用户不可及(如未注册或其它原因导致的)或从代理CPE接收到的消息有问题，则在响应消息中携带相应的错误信息；
步骤305，代理CPE收到HSS返回的响应后，完成协议转换，向发起查询的UPE返回查询服务CPE请求响应消息(Select Serving MMEresponse)，携带所述移动用户的标识和服务CPE标识，如果查询失败，则携带失败原因的信息。
图4示出了代理CPE不是用户的服务CPE时，上述方法的信令流程。综上所述，本发明方法在控制面和用户面物理分离的系统中，实现了对用户服务CPE的查询。
Claims (9)
1、一种查询服务控制面网元的方法，应用于控制面和用户面物理分离的、包括用户面网元UPE、控制面网元CPE和存储签约用户信息的服务器HSS的系统，该方法包括以下步骤：
(a)UPE需要确定为某移动用户的服务CPE时，向系统指定的与所述HSS交互的代理CPE发送查询服务CPE请求消息，携带所述移动用户的标识；
(b)所述代理CPE收到所述请求消息后，检测本CPE是否是所述移动用户的服务CPE，如果是，则所述代理CPE已存储了该移动用户有效的移动性管理信息，执行步骤(d)；如果不是，则向所述HSS发送前向查询服务CPE请求消息，携带所述移动用户的标识，执行步骤(c)；
(c)所述HSS收到所述请求消息后，根据所述移动用户的标识查找该用户的服务CPE，向代理CPE返回前向查询服务CPE请求响应消息，如查询成功，在该响应消息中携带所述移动用户的标识及其服务CPE标识，所述代理CPE收到返回的所述查询服务CPE请求响应消息；
(d)所述代理CPE向所述UPE返回查询服务CPE请求响应消息，携带所述移动用户的标识及其服务CPE标识。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)中HSS如发现所述用户不可及或接收到的查询请求消息有问题，则在返回的查询服务CPE请求响应消息中包含相应的错误信息，所述步骤(d)中代理CPE收到该带有错误信息的响应消息后，向所述UPE返回查询服务CPE请求响应消息，携带这些错误信息。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UPE和代理CPE之间采用RADIUS协议或者DIAMETER协议。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述代理CPE与所述HSS之间采用MAP协议、RADIUS协议或者DIAMETER协议。
5、如权利要求1、3或4所述的方法，其特征在于，所述代理CPE与所述HSS、UPE之间采用不同的协议时，所述代理CPE还需要完成对消息的协议转换功能。
6、如权利要求1、3或4所述的方法，其特征在于，所述代理CPE收到所述UPE发来的查询请求消息或者所述HSS发来的前向查询响应消息后，先对消息进行解析，再重新封装成发送到所述HSS的前向查询请求消息或者发送到所述UPE的查询响应消息发送。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)UPE是在收到要发送给所述移动用户的下行数据包且该用户还没有建立数据传输通道时，发起对该用户的服务CPE的查询。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动用户的标识是该用户的国际移动签约用户标识IMSI。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务CPE标识是指该服务CPE的IP地址。
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