CN100527872C - 一种无线演进网络中重新附着的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线演进网络中重新附着的实现方法，用于引入了S1-flex机制或Iu-flex机制的情况，包括：步骤a，源移动性管理实体/用户面实体产生用户设备重新附着的限制信息，并指示用户设备重新附着；步骤b，用户设备根据源移动性管理实体/用户面实体的指示向演进的无线接入网发送附着请求消息；步骤c，演进的无线接入网根据限制信息将附着请求消息直接转发到目标移动性管理实体/用户面实体；步骤d，用户设备附着到目标移动性管理实体/用户面实体。本发明所给出的无线演进网络中重新附着的实现方法通过限制信息使eRAN直接将附着请求消息转发到目标MME/UPE，有效地减少重新附着流程的时延，减轻了网络负荷。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统的演进技术，特别是演进技术中的重新附着的处理方法。
背景技术
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括RAN(Radio AccessNetwork，无线接入网)和CN(Core Network，核心网)与UE(User Equipment，用户设备)。其中，UTRAN包含一个或几个RNS(Radio Network Subsystem，无线网络子系统)，一个RNS由一个RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)和一个或多个Node B(B节点)组成。
以上的网络架构是基于3GPP Rel6以前版本的架构，考虑到未来网络的竞争能力，3GPP正在研究一种全新的演进网络架构以满足未来移动网络的应用需求，包括SAE(System Architecture Evolution，系统架构演进)和接入网的LTE(Long Term Evolution，长期演进)，其中演进的接入网称为E-UTRAN(Evolved UTRAN，演进的UTRAN)。网络演进的目标是提供一种低时延、高数据速率、高系统容量和高覆盖、低成本、完全基于IP的网络。由于SAE和接入网的LTE是一种全新的网络架构，因此现有架构的所有节点、功能和流程都将发生实质性的变化。
UE要想使用网络提供的各种业务和服务，必须首先向网络进行注册登记，这个过程叫做网络附着，即：Attachment。但是已经附着了UE的MME/UPE(Mobility Management Entity/User Plane Entity，移动性管理实体/用户面实体)由于各种原因，如负载过重、O&M(Operation and Maintenance，操作和维护)请求或拓扑上有更佳的MME/UPE等，会由网络发起要求UE重新附着到其它MME/UPE的过程，即：Re-Attachment，该流程是在SA2#50会议上提出的，其复用了Attach流程，具体流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤101，源MME/UPE向UE发送重新附着请求消息，请求UE重新附着；
步骤102，在网络共享的情况下，UE通过与eRAN(Evolved RAN，演进无线接入网络)交互获取可选的SAE/LTE接入系统，并选择接入系统和网络；
步骤103，UE向目标MME/UPE发送附着请求消息，该消息中包含旧的注册信息(如P-TMSI(Packet Temporary Mobile Subscriber Identity，分组临时移动用户识别码))或永久用户标识，还包括缺省IP接入承载方面的信息，如用户首选的IP地址和APN；
步骤104，如果附着消息中包含了原P-TMSI，目标MME/UPE向源MME/UPE请求其它旧的注册信息，以获取用户信息；
步骤105，源MME/UPE向目标MME/UPE发送其它旧的注册信息，如永久用户标识等；
步骤106，目标MME/UPE与UE和HSS(Home Subscriber Server，归属签约用户服务器)进行交互，对用户进行鉴权；
步骤107，鉴权通过后，目标MME/UPE向HSS发送注册消息；
步骤108，HSS收到注册消息后，与源MME/UPE交互信息，删除源MME/UPE中关于该用户设备的信息或在源MME/UPE中将该UE标识为不存在；
步骤109，HSS向目标MME/UPE发送注册确认消息，在该消息中包括用于授权缺省IP接入承载的用户签约数据、缺省IP接入承载的策略和计费控制信息；
步骤110，目标MME/UPE选择接入系统间锚点；
步骤111，由UE或目标MME/UPE与接入系统间锚点(Inter AS Anchor)交互(图1中所示的情况为目标MME/UPE发起)，使用已经确定的用户IP地址配置IP层，建立用户面，并应用缺省策略和计费规则；
步骤112，目标MME/UPE向eRAN提供缺省IP接入承载的QoS配置，比如数据传输速率的上限；
步骤113，目标MME/UPE向UE发送附着接受消息，接受UE的网络附着，该消息包含目标MME/UPE分配的P-TMS和已经确定的用户IP地址；
步骤114，UE向目标MME/UPE发送附着成功消息，确认网络附着成功。
上述流程是没有引入S1-flex(或Iu-flex)机制时的流程图。在引入S1-flex(或Iu-flex)机制后，由于存在一个MME/UPE池，在步骤103中，UE向eRAN发送的附着请求消息中包含保存在UE中的旧P-TMSI等参数，因为该P-TMSI是由源MME/UPE分配的，其中的NRI(Network Resource Identifier，网络资源标识)指向源MME/UPE，因此eRAN收到该附着请求消息后会选择源MME/UPE进行注册，但Re-Attachment的本意是向其它目标MME/UPE进行注册，这样势必造成重新附着延时，并增加网络的负荷，与网络演进的目标相背离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线演进网络中重新附着的实现方法，使eRAN直接将附着请求消息转发到目标MME/UPE，减少重新附着流程的时延，减轻网络负荷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种无线演进网络中重新附着的实现方法，用于引入了S1-flex机制或Iu-flex机制的情况，所述方法包括：
步骤a，源移动性管理实体/用户面实体产生用户设备重新附着的限制信息，并指示用户设备重新附着；
步骤b，用户设备根据源移动性管理实体/用户面实体的指示向演进的无线接入网发送附着请求消息；
步骤c，演进的无线接入网根据限制信息将附着请求消息直接转发到目标移动性管理实体/用户面实体；
步骤d，用户设备附着到目标移动性管理实体/用户面实体。
上述的实现方法，其中，限制信息为目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或目标移动性管理实体/用户面实体的ID，其中：
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体与邻近负载较轻的移动性管理实体/用户面实体交互获取目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或ID，并将目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或ID包含在重新附着请求消息中发送给用户设备；
步骤b中，用户设备将目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或ID包含在附着请求消息中发送给演进的无线接入网。
上述的实现方法，其中，限制信息为源移动性管理实体/用户面实体广播的源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用信息。
上述的实现方法，其中，
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体向用户设备广播源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用；
步骤b中，用户设备向演进的无线接入网发送包括源移动性管理实体/用户面实体对该用户设备不可用信息的附着请求消息；
步骤c中，演进的无线接入网发现源移动性管理实体/用户面实体对该用户设备不可用信息，选择向目标移动性管理实体/用户面实体转发附着请求消息。
上述的实现方法，其中，
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体向演进的无线接入网广播源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用，并向用户设备发送重新附着请求消息；
步骤c中，演进的无线接入网接收源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用信息后修改源移动性管理实体/用户面实体对于该用户设备的可用标识为不可用，并在接收到附着请求消息后选择目标移动性管理实体/用户面实体，并向目标移动性管理实体/用户面实体转发附着请求消息。
上述的实现方法，其中，限制信息为使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息，其中，
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体向用户设备发送重新附着请求消息，该重新附着请求消息包括使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息；
步骤b中，用户设备向演进的无线接入网发送附着请求消息，该附着请求消息包括使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息；
步骤c中，演进的无线接入网认为该用户设备为新接入的用户设备，选择目标移动性管理实体/用户面实体，并向目标移动性管理实体/用户面实体转发该附着请求消息。
上述的实现方法，其中，使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息为国际移动用户识别码或不能标识该域的移动性管理实体/用户面实体的识别码。
上述的实现方法，其中，步骤c中，演进的无线接入网利用负载分担机制选择目标移动性管理实体/用户面实体。
上述的实现方法，其中，在网络共享的情况下，在用户设备向演进的无线接入网发送附着请求消息之前还包括步骤：用户设备通过与演进的无线接入网交互获取可选的系统架构演进/长期演进接入系统，并选择接入系统和网络。
在引入S1-flex(或Iu-flex)机制后，本发明的无线演进网络中重新附着的实现方法通过使用限制信息使eRAN在转发附着请求消息时直接将附着请求消息转发到目标MME/UPE，有效地减少重新附着流程的时延，减轻了网络负荷。
附图说明
图1为无线演进网络现有重新附着的流程示意图；
图2为本发明的第一实施例的部分流程示意图；
图3为本发明的第二实施例的部分流程示意图；
图4为本发明的第三实施例的部分流程示意图；
图5为本发明的第四实施例的部分流程示意图。
具体实施方式
本发明的无线演进网络中重新附着的实现方法，主要用于在S1-flex(或Iu-flex)的机制下，使UE重新附着到目标MME/UPE，由源MME/UPE产生用户设备重新附着的限制信息，由eRAN根据限制信息将UE发送的附着请求消息转发给目标MME/UPE，执行后续的重新附着流程。
该限制信息可以是源MME/UPE即将不可用信息、目标MME/UPE的P-TMSI、目标MME/UPE的ID，或使eRAN认为UE为新接入用户设备的信息。
图2、图3、图4和图5分别为本发明的不同实施例的部分流程示意图，其中仅画出了与现有技术不同的部分流程，而与现有技术完全相同的流程则没有在图中示出。
本发明的无线演进网络中重新附着的实现方法的第一种实施例中的限制信息为目标MME/UPE的P-TMSI或目标MME/UPE的ID，源MME/UPE通过与邻近负载较轻的目标MME/UPE交互获取该P-TMSI或ID，并通过重新附着请求消息发送给UE，UE在接收到重新附着请求消息后，将其中的限制信息(目标MME/UPE的P-TMSI或目标MME/UPE的ID)包含在附着请求消息中发送给eRAN，eRAN接收到附着请求消息后根据限制信息(目标MME/UPE的P-TMSI或目标MME/UPE的ID)将该附着请求消息转发给目标MME/UPE执行后续的重新附着流程。
如图2所示，本发明的第一种实施例的具体包括以下步骤：
步骤201，源MME/UPE通过与邻近负载较轻的目标MME/UPE交互获取目标MME/UPE的P-TMSI或目标MME/UPE的ID；
步骤202，源MME/UPE向UE发送重新附着请求消息，该重新附着请求消息中包括目标MME/UPE的P-TMSI或目标MME/UPE的ID；
步骤203，UE将目标MME/UPE的P-TMSI或目标MME/UPE的ID包含在附着请求消息中发送给eRAN，该消息中还包含旧的注册信息(如P-TMSI)、永久用户标识或缺省IP接入承载方面的信息(如用户首选的IP地址和APN)；
步骤204，eRAN根据目标MME/UPE的P-TMSI或目标MME/UPE的ID将该附着请求消息转发给目标MME/UPE；
步骤205，如果附着消息中包含了原P-TMSI，目标MME/UPE向源MME/UPE请求其它旧的注册信息，以获取用户信息；
步骤206，源MME/UPE向目标MME/UPE发送其它旧的注册信息，如永久用户标识等；
步骤207，目标MME/UPE与UE和HSS进行交互，对用户进行鉴权；
步骤208，鉴权通过后，目标MME/UPE向HSS发送注册消息；
步骤209，HSS收到注册消息后，与源ME/UPE交互信息，删除源MME/UPE中关于该用户设备的信息或在源MME/UPE中将该UE标识为不存在；
步骤210，HSS向目标MME/UPE发送注册确认消息，在该消息中包括用于授权缺省IP接入承载的用户签约数据、缺省IP接入承载的策略和计费控制信息；
步骤211，目标MME/UPE选择接入系统间锚点；
步骤212，由UE或目标MME/UPE与接入系统间锚点交互，使用已经确定的用户IP地址配置IP层，建立用户面，并应用缺省策略和计费规则；
步骤213，目标MME/UPE向eRAN提供缺省IP接入承载的QoS配置，比如数据传输速率的上限；
步骤214，目标MME/UPE向UE发送附着接受消息，接受UE的网络附着，该消息包括目标MME/UPE分配的P-TMS和已经确定的用户IP地址；
步骤215，UE向目标MME/UPE发送附着成功消息，确认网络附着成功。
上述的第一种实施例适用于各种原因引起的Re-Attachment，且由于使用P-TMSI发起Attach过程，安全性很好。
本发明的无线演进网络中重新附着的实现方法的第二种实施例中的限制信息为源MME/UPE向eRAN广播的源MME/UPE即将对某个(或某些)UE不可用信息，如图3所示，本发明的第二种实施例的具体包括以下步骤：
步骤301，源MME/UPE向eRAN广播源MME/UPE即将对某个或某些用户设备不可用，eRAN修改源MME/UPE对于该用户设备的可用标识为不可用；
步骤302，源MME/UPE向UE发送重新附着请求消息；
步骤303，UE通过与eRAN(Evolved RAN，演进无线接入网络)交互获取可选的SAE/LTE接入系统，并选择接入系统和网络；
步骤304，UE向eRAN发送附着请求消息；
步骤305，因为源MME/UPE对于该用户设备的可用标识为不可用，eRAN选择目标MME/UPE，并向该目标MME/UPE转发附着请求消息；
后续步骤与步骤205～步骤214完全相同，在此不再赘述。
上述的流程描述中，步骤303是可选的，如：在网络共享的情况下需要进行该步操作。
本发明的第二种实施方案的应用场景可以是负载过重或O&M请求的情况；如果将本发明的第二种实施方案应用于Dormant状态或Active非时延敏感业务的UE，将不会造成业务中断。
本发明的无线演进网络中重新附着的实现方法的第三种实施例中的限制信息为源MME/UPE向某个(或某些)UE广播的源MME/UPE即将对其不可用信息，如图4所示，本发明的第三种实施例的具体包括以下步骤：
步骤401，源MME/UPE向UE广播源MME/UPE即将对某个或某些用户设备不可用；
步骤402，UE通过与eRAN交互获取可选的SAE/LTE接入系统，并选择接入系统和网络；
步骤403，UE向eRAN发送附着请求消息，该附着请求消息中包括源ME/UPE对该用户设备不可用信息；
步骤404，由于包括了源MME/UPE对该用户设备不可用信息，eRAN选择目标MME/UPE，并向该目标MME/UPE转发附着请求消息；
后续步骤与步骤205～步骤步骤214完全相同，在此不再赘述。
上述的流程描述中，步骤403是可选的，如：在网络共享的情况下需要进行该步操作。
本发明的无线演进网络中重新附着的实现方法的第四种实施例中的限制信息为使eRAN认为UE为新接入的UE的信息，如UE设备的IMSI((InternationalMobile Subscriber Identifier，国际移动用户识别码)信息或其他不能标识该域的移动性管理实体/用户面实体的识别码。
下面以IMSI信息为例对本发明的第四种实施例进行详细说明，如图5所示，具体包括如下步骤：
步骤501，源MME/UPE向UE发送重新附着请求消息，该请求消息要求用户设备使用IMSI发起附着过程；
步骤502，UE通过与eRAN交互获取可选的SAE/LTE接入系统，并选择接入系统和网络；
步骤503，UE将IMSI包含在附着请求消息中发送给eRAN；
步骤504，eRAN根据IMSI认为这是一个新接入的UE，利用负载分担机制选择一个合适的(如：负载较轻的)目标MME/UPE转发该附着请求消息，同时；
后续步骤与步骤205～步骤步骤214完全相同，在此不再赘述。
上述的流程描述中，步骤502是可选的，如：在网络共享的情况下需要进行该步操作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1、一种无线演进网络中重新附着的实现方法，用于引入了S1-flex机制或Iu-flex机制的情况，所述方法包括：
步骤a，源移动性管理实体/用户面实体产生用户设备重新附着的限制信息，并指示用户设备重新附着；
步骤b，用户设备根据源移动性管理实体/用户面实体的指示向演进的无线接入网发送附着请求消息；
步骤c，演进的无线接入网根据限制信息将附着请求消息直接转发到目标移动性管理实体/用户面实体；
步骤d，用户设备附着到目标移动性管理实体/用户面实体。
2、根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，限制信息为目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或目标移动性管理实体/用户面实体的ID，其中：
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体与邻近负载较轻的移动性管理实体/用户面实体交互获取目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或ID，并将目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或ID包含在重新附着请求消息中发送给用户设备；
步骤b中，用户设备将目标移动性管理实体/用户面实体的分组临时移动用户标识或ID包含在附着请求消息中发送给演进的无线接入网。
3、根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，限制信息为源移动性管理实体/用户面实体广播的源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用信息。
4、根据权利要求3所述的实现方法，其特征在于：
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体向用户设备广播源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用；
步骤b中，用户设备向演进的无线接入网发送包括源移动性管理实体/用户面实体对该用户设备不可用信息的附着请求消息；
步骤c中，演进的无线接入网发现源移动性管理实体/用户面实体对该用户设备不可用信息，选择向目标移动性管理实体/用户面实体转发附着请求消息。
5、根据权利要求3所述的实现方法，其特征在于：
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体向演进的无线接入网广播源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用，并向用户设备发送重新附着请求消息；
步骤c中，演进的无线接入网接收源移动性管理实体/用户面实体即将对用户设备不可用信息后修改源移动性管理实体/用户面实体对于该用户设备的可用标识为不可用，并在接收到附着请求消息后选择目标移动性管理实体/用户面实体，并向目标移动性管理实体/用户面实体转发附着请求消息。
6、根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，限制信息为使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息，其中，
步骤a中，源移动性管理实体/用户面实体向用户设备发送重新附着请求消息，该重新附着请求消息包括使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息；
步骤b中，用户设备向演进的无线接入网发送附着请求消息，该附着请求消息包括使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息；
步骤c中，演进的无线接入网认为该用户设备为新接入的用户设备，选择目标移动性管理实体/用户面实体，并向目标移动性管理实体/用户面实体转发该附着请求消息。
7、根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，使演进的无线接入网认为用户设备为新接入的用户设备的信息为国际移动用户识别码。
8、根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，步骤c中，演进的无线接入网利用负载分担机制选择目标移动性管理实体/用户面实体。
9、根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，在网络共享的情况下，在用户设备向演进的无线接入网发送附着请求消息之前还包括步骤：用户设备通过与演进的无线接入网交互获取可选的系统架构演进/长期演进接入系统，并选择接入系统和网络。
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