CN101022653B

CN101022653B - 移动性管理状态转换的控制方法

Info

Publication number: CN101022653B
Application number: CN2006100548187A
Authority: CN
Inventors: 朱文若; 王志海; 方敏
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: CN101022653A

Abstract

本发明提供一种移动性管理状态转换的控制方法，其中MME通过网络控制策略直接发起从活跃状态到空闲状态的转变，或者MME根据网络侧功能实体或者终端UE的请求，通过网络控制策略决定是否进行从活跃状态到空闲状态的转变。本发明由MME进行状态转换的最后决定可以总调控所有网元的状态转换的一致进行，从而实现对移动性状态转换的控制。

Description

移动性管理状态转换的控制方法

技术领域

本发明涉及一种移动性管理状态转换的控制方法，尤其是一种将移动终端由活跃状态转变为空闲状态的控制方法。

背景技术

为了保持第三代移动通信系统在移动通信领域的强有力的竞争力，提高其网络性能和降低网络建设和运营成本，3GPP(3rd Generation PartnershipProject，第三代合作伙伴计划)的标准化工作组，目前正致力于研究对PSCore(Packet Switch Core，包交换核心网)和UTRAN(Universal MobileTelecommunication System Radio Access Network，全球移动通信系统无线接入网)的演进，这个研究的课题叫做系统架构演进(System ArchitectureEvolution，简称SAE)，目的是使得演进的PS Core(简称E-PS Core)可提供更高的传输速率，更短的传输延时、优化分组及支持E-UTRAN(EvolvedUTRAN，演进的UTRAN)、UTRAN、WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)及其他非3GPP的接入网络之间的移动性管理。

SAE的架构图如图1所示，其包括UE、MME(Mobility managementEntity)，UPE(user plane entity)、Inter-AS anchor(Inter-access system anchor)及E-UTRAN。

在SAE的系统中，用户的移动性管理状态定义有以下三种：

LTE_Detached(去附着状态)：在这种状态下UE的位置不可知(比如UE处在关机情况下)，网络中不存在RRC context，UE不具有上下行收发能力。此状态下UE只具有IMSI。

LTE_Idle(空闲状态)：在这种状态下，UE有较低的功耗，网络中存有可以使UE的移动性管理状态快速转换成LTE_ACTIVE的上下文，UE的移动性能力包括小区重选，网络知道UE所属的跟踪区域，UE只有下行接收能力。此状态下UE已被分配了IMSI，跟踪区域标识，以及1个或多个IP地址。

LTE_Active(活动状态)：在这种状态下，网络侧存有UE能够通信的所有上下文，UE的移动性能力包括切换。此时网络知道UE属于哪个小区，UE具有发送和接收能力。此状态下UE已被分配了IMSI，跟踪区域标识，小区标识，以及1个或多个IP地址。

现有三种状态之间的转换条件如图2所示。

系统资源分为空口资源、传输资源(即E-UTRAN与E-CN之间的资源)和网络资源(即CN内部资源)，当UE处于LTE_ACTIVE状态时，三种资源全部占用，当UE处于LTE_IDLE状态时，空口资源释放，传输资源可以保留也可以释放，网络资源保留。

在SAE系统中跟踪与更新、寻呼、注册等流程都会导致用户的移动性管理状态改变。同时处于对用户的省电考虑，以及节省空中资源，或者网络管理考虑，网络侧需要有能力决定发起从LTE_ACTIVE到LTE_IDLE的状态改变，并控制这一状态转变的过程。

在UMTS系统中移动性管理状态和系统资源的连接状态是一致的，即通过资源的统一建立和统一释放来触发状态一致的，但是在SAE系统中，正常情况下，移动性管理状态和系统资源的连接状态是一致的，如果有连接就是active状态，没有连接就是IDLE。但为了让用户从IDLE恢复到ACTIVE时，能快速的建立连接，采用了先前不释放连接的方法，即变成IDLE时不释放连接，但如果用户长时间为IDLE，也可能网络侧根据自身策略释放连接。因此有了不一定一致的情况。这种移动性管理状态和资源预留的不一致性使得单单通过各个网元中的定时器方法无法正确的转换各个网元中的移动性管理状态，因此需要一种流程来控制SAE系统中的移动性管理状态转换。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种移动性管理状态转换的控制方法，以解决现有技术移动性管理状态转换的控制问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种移动性管理状态转换的控制方法，其中MME通过网络控制策略直接发起从活跃状态到空闲状态的转变，或者MME根据网络侧功能实体或者终端UE的请求，通过网络控制策略决定是否进行从活跃状态到空闲状态的转变；如MME允许进行移动性管理状态转变，则MME在能得知用户面功能实体UPE中该用户的状态为活跃状态时可以通知UPE启动下行数据缓存功能；MME通知演进的通用无线接入网E-UTRAN释放分配给该UE的无线资源。

进一步地，MME通过网络控制策略直接发起从活跃状态到空闲状态的转变时的控制策略是指移动核心网的网管或者策略服务器向MME发出对某个或某些用户进行资源释放或者状态转换的指示，或MME根据自身的条件满足控制策略时，主动发起的状态转换。

进一步地，MME的控制策略判断条件根据标准协议的定义、运营策略及信令流程的状态确定。

进一步地，网络侧功能实体是指包括用户面功能实体UPE在内的移动网络的功能实体。

进一步地，用户面功能实体UPE在检测到处于活跃状态且在接入数据业务的终端在一定时间内没有任何上下行数据或者终端欠费时发送终端移动性管理状态转换请求到MME。

进一步地，处于活跃状态的终端在完成业务的接入，或在一定时间内没有任何上下行数据，或根据用户的配置或选择发送终端移动性管理状态转换请求到MME。

进一步地，MME通知E-UTRAN释放分配给该UE的无线资源的操作进一步包括如下步骤：(a)MME向E-UTRAN发送释放空口资源请求；(b)E-UTRAN向UE发送小区绑定释放命令，以通知UE进入空闲状态；(c)终端向E-UTRAN返回小区绑定释放确认消息，并将本身的状态改为空闲状态；(c)终端向E-UTRAN返回小区绑定释放确认消息，并将本身的状态改为空闲状态； (d)E-UTRAN向MME返回释放完成消息并释放分配给该UE的无线资源。

进一步地，E-UTRAN释放分配给该UE的无线资源后，MME发送用户面路由更新消息给UPE，通知UPE将移动性管理状态更新为空闲状态，UPE将自身保存的终端移动性管理状态转变为空闲状态，并向MME返回用户面路由更新确认消息，MME接收到该确认消息后也将自身保存的终端移动性管理状态转变为空闲状态。

进一步地，E-UTRAN、MME、UPE中用户的移动性管理状态的改变顺序和时间不是固定的，改变的顺序和时间取决于运营策略和流程本身的必要性。

相较于现有技术，本发明移动性管理状态转换的控制方法可由MME根据控制策略控制决定是否从活跃状态到空闲状态转变，该控制状态的转变可由用户功能实体UPE或终端侧，也可根据移动核心网的网管或者策略服务器的管理类需求转变状态指示直接发起，由MME进行状态转换的最后决定可以总调控所有网元的状态转换的一致进行，也可灵活更改策略进行控制。

附图说明

图1是系统架构演进SAE的系统架构图。

图2是终端移动性管理状态转换的示意图。

图3是本发明第一实施例由网络侧发起的从LTE_ACTIVE到LTE_IDLE状态转变流程图。

图4是本发明第二实施例由终端侧发起的从LTE_ACTIVE到LTE_IDLE状态转变流程图。

具体实施方式

本发明所应用的系统SAE架构如图1所示，在该图中MME(Mobilitymanagement Entity)，UPE(user plane entity)，Inter-AS anchor(Inter-accesssystem anchor)属于核心网的功能实体，而E-UTRAN表示演进的通用地面无线接入网络。

根据TR23.882-0a0，SAE核心网的三个功能实体的主要功能如下：

MME：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该网络时负责对该用户进行鉴权。

UPE：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。

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的用户面锚点功能实体。

第一实施例

用户面功能实体UPE发起的从LTE_ACTIVE到LTE_IDLE状态转变流程如图3所示，其步骤描述如下：

步骤201：如果UPE检测到某个处于LTE_ACTIVE状态并在接入数据业务的移动终端UE，在满足一定的条件(比如该UE在一定时间内没有任何上下行数据、用户欠费或网络拥塞)后，向MME发送释放请求(releaserequest)消息，以请求将该UE的移动性管理状态从LTE_ACTIVE转变到LTE_IDLE；

步骤202：MME根据自身的网络控制策略可以自行发起或者对请求进行判断是否需要发起LTE-ACTIVE到LTE_IDLE的转变流程；

在另一实施例中，如果MME收到移动核心网的网管或者策略服务器根据管理类需求，比如网络拥塞时发出对某个或某些用户进行资源释放或者状态转换指示，MME将发起转换流程，直接执行步骤203。MME也可根据自身的条件满足控制策略时，主动发起的状态转换。

在SAE核心网中，UPE负责用户面，而MME负责信令面，由MME进行状态转换的最后决定可以总调控所有网元的状态转换的一致进行，也可以通过更改策略进行状态转换的灵活控制，MME的自身控制策略判断条件可根据标准协议的定义、运营策略及信令流程的状态等确定。在用户面没有数据流，UPE请求转变状态时，如信令面目前还有信令流程未完，MME就不能转换状态。

步骤203：若MME判断需要发起转变流程，则在能得知用户面功能实体UPE中该用户的状态为活跃状态时MME可以通知UPE准备进行转换，UPE收到该通知可以启动下行数据缓存功能，以确保在转换流程中有下行数据时而不丢失数据；

步骤204：MME向E-UTRAN发送释放空口资源(即下面的小区绑定)命令，命令E-UTRAN将UE转变到LTE_IDLE状态；

步骤205：E-UTRAN向终端发送小区绑定释放消息(Cell AssociationRelease message)，以通知UE进入LTE_IDLE状态；

步骤206：UE向E-UTRAN返回小区绑定释放确认消息(Cell AssociationRelease confirm message)，同时UE将本身的状态改为LTE_IDLE状态；

步骤207：E-UTRAN向MME返回释放完成消息(Release Completemessage)，并释放分配给该UE的无线资源，将自身保存的UE移动性管理状态转变为LTE_IDLE状态；

步骤208：MME发送用户面路由更新消息给UPE，通知UPE绑定释放流程已经成功结束，并将移动性管理状态更新为LTE_IDLE；

步骤209：UPE将自身保存的UE移动性管理状态转变为LTE_IDLE状态，并向MME返回用户面路由更新确认消息，MME接收到该确认消息后也将自身保存的UE移动性管理状态转变为LTE_IDLE状态。

本发明上述实施例适用于包括用户面功能实体UPE在内的移动网络的功能实体即网络侧功能实体。

第二实施例

终端侧发起的从LTE_ACTIVE到LTE_IDLE状态转变流程如图4所示，其步骤描述如下：

步骤301：状态为活动的用户终端在完成业务的接入，或在一定时间内没有任何上下行数据，或根据用户的配置或选择，向MME发送释放请求消息，以请求将UE的移动性管理状态从LTE_ACTIVE转变到LTE_IDLE；

步骤302：MME根据其控制策略决定是否允许终端从LTE_ACTIVE到LTE_IDLE状态转变；

步骤303：MME可以通知UPE准备进行转换，UPE收到该通知可以启动下行数据缓存功能，以确保在转换流程中有下行数据时而不丢失数据；

步骤304：MME向E-UTRAN发送释放空口资源请求；

步骤305：E-UTRAN向终端发送小区绑定释放命令，以通知UE进入LTE_IDLE状态；

步骤306：UE向E-UTRAN返回小区绑定释放完成消息，同时UE将本身的状态改为LTE_IDLE；

步骤307：E-UTRAN向MME返回释放完成消息，并释放分配给该UE的无线资源；

步骤308：MME发送用户面路由更新消息给UPE，通知UPE将移动性管理状态更新为LTE_IDLE；

步骤309：UPE将自身保存的UE移动性管理状态转变为LTE_IDLE状态，并向MME返回用户面路由更新确认消息，MME接收到该确认消息后也将自身保存的UE移动性管理状态转变为LTE_IDLE状态。

E-UTRAN、MME、UPE中用户的移动性管理状态的改变顺序和时间不是固定的，改变的顺序和时间取决于运营策略和流程本身的必要性。

实际应用中，核心网的移动性管理实体需要通过自身的网络控制策略控制该状态转变流程。同时其他网络实体如UPE，以及UE也可能向MME发出LTE_ACTIVE到LTE_IDLE的状态转变请求，以节省网络资源和手机的功耗；当用户出现欠费情况时，网络侧根据运营商的决策可能需要将用户暂时转变到LTE_IDLE状态；另外，当网络拥塞或用户签约信息改变时，根据运营商的决策，MME可能需要直接发起LTE_ACTIVE到LTE_IDLE的状态转变。

Claims

1.一种用户的移动性管理状态转换的控制方法，其特征在于：移动管理实体MME通过网络控制策略直接发起从用户活跃状态到空闲状态的转变，或者MME根据网络侧功能实体或者终端UE的请求，通过网络控制策略决定是否使用户进行从活跃状态到空闲状态的转变；如MME允许进行移动性管理状态转变，则MME在能得知用户面功能实体UPE中该用户的状态为活跃状态时通知UPE启动下行数据缓存功能；MME通知演进的通用无线接入网E-UTRAN释放分配给该UE的无线资源。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：MME通过网络控制策略直接发起从活跃状态到空闲状态的转变时的控制策略是指移动核心网的网管或者策略服务器向MME发出对某个或某些用户进行资源释放或者状态转换的指示，或MME根据自身的条件满足控制策略时，主动发起的状态转换。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：MME的控制策略判断条件根据标准协议的定义、运营策略及信令流程的状态确定。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：网络侧功能实体是指包括用户面功能实体UPE在内的移动网络的功能实体。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于：用户面功能实体UPE在检测到处于活跃状态且在接入数据业务的终端在一定时间内没有任何上下行数据或者终端欠费时发送终端移动性管理状态转换请求到MME。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：处于活跃状态的终端在完成业务的接入，或在一定时间内没有任何上下行数据，或根据用户的配置选择发送终端移动性管理状态转换请求到MME。

7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：MME通知E-UTRAN释放分配给该UE的无线资源的操作进一步包括如下步骤：(a)MME向E-UTRAN发送释放空口资源请求；(b)E-UTRAN向UE发送小区绑定释放命令，以通知UE进入空闲状态；(c)终端向E-UTRAN返回小区绑定释放确认消息，并将本身的状态改为空闲状态；(d)E-UTRAN向MME返回释放完成消息并释放分配给该UE的无线资源。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于：E-UTRAN释放分配给该UE的无线资源后，MME发送用户面路由更新消息给UPE，通知UPE将移动性管理状态更新为空闲状态，UPE将自身保存的终端移动性管理状态转变为空闲状态，并向MME返回用户面路由更新确认消息，MME接收到该确认消息后也将自身保存的终端移动性管理状态转变为空闲状态。

9.如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：E-UTRAN、MME、UPE中用户的移动性管理状态的改变顺序和时间不是固定的，改变的顺序和时间取决于运营策略和流程本身的必要性。