CN101047982A - 一种网关迁移的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种网关迁移的方法，包括以下步骤：步骤一：为需要进行网关迁移的用户设备选择新的网关；步骤二：将新网关迁移作为所述用户设备的当前网关。采用本发明所提供的方法，能够实现针对用户设备进行网关迁移，用户设备或网关能够结合迁移结果实现相应的功能，从而使得利用用户设备和/或网关的业务能够更加多样、灵活的实现。尤其对于需要网关停运以维护网关的情况，该方法可以很好的解决由于网关停运所带来的各个用户设备业务中断的问题，从而使得运营商可以在不中断相应用户业务的情况下完成网关设备的升级或维护等操作，从而提高了运营商所提供服务的服务质量。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是关于一种网关迁移的方法。
背景技术
目前第三代移动通信系统(Third Generation Mobile CommunicationsSystem，3G)技术主要是针对不断增长的语音业务而设计，其考虑对语音业务的良好支持，兼顾低速率的数据业务。但是由于技术限制和对未来业务的预测，3G技术并不能全面支持高速数据业务，也不能对时延低、速率高的多媒体流业务提供很好的支持。因此，目前在第三代合作伙伴计划(Third GenerationPartnership Project，3GPP)中，各厂商积极研究长期演进(Long Term Evolution，LTE)，长期演进是关于通用地面无线接入网(Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，UTRAN)的演进，是对包括核心网在内的全网演进。长期演进包含无线接口和无线网络结构部分，只使用分组交换(Packet Switched，PS)域业务，其承载网络都为互联网协议(Internet Protocol，IP)承载。长期演进的目标是提供一种能够降低时延、提高用户数据速率、改进系统容量和覆盖的低成本网络。
请参考图1，是一种现有技术演进网络架构示意图。该演进网络架构100已达到长期演进的目标要求，其包括用户设备(User Equipment，UE)11、21，无线演进接入网络(Long Term Evolution Radio Access Network，LTE-RAN)12、22，移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)13、23，用户面实体(UserPlane Entity，UPE)14、24，用户注册服务器(Home Subscriber Server，HSS)15和接入系统间锚点16。该无线演进接入网络12、22为演进网络的无线接入网，其中的节点不做限定，具有eNodeB或控制面服务器(Control Plane Server，CPS)，在逻辑上作为无线演进接入网络实体(Entity)。该移动管理实体13、23是逻辑实体，其功能是保存用户设备11、21的移动管理上下文(例如用户的标识、移动性状态和跟踪区信息等)，并对用户设备11、21进行认证。用户面实体14、24是逻辑实体，其功能是将处于关机状态下的用户设备11、21终结下行数据同时触发寻呼，保存用户设备11、21的上下文(如IP地址和路由信息等)。用户注册服务器(Home Subscriber Server，HSS)15用于存储用户资料。接入系统间锚点16用于记录用户的路径，在用户会话时间内不变。
若运营商需要对图1中的移动管理实体13和用户面实体14进行升级时，现有技术的方法一般是在线升级而不能停运，即使停运也是要选择在半夜用户数少的时候进行此项操作。当用户设备11第一次进入一个池内的时候会被连接到移动管理实体13上，并从该移动管理实体13处得到相关的分组临时移动用户身份标识(Packet Temporary Mobile Subscriber Identity，P-TMSI)。之后只要该用户设备11在这个池内发起业务，那么就会与第一次使用的该移动管理实体13建立连接。由此导致当运营商对第一次使用的移动管理实体13进行运营维护期间，所有接入该移动管理实体13的用户业务都会被中断直到运营维护工作结束。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种网关迁移的方法，以能够实现针对用户设备进行网关迁移，从而在运营商需要对相应网关进行维护时，能够不中断连接到该网关上的各个用户设备的正常业务。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种网关迁移的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：为需要进行网关迁移的用户设备选择新的网关；
步骤二：将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关。
其中，在执行步骤一之前，所述用户设备处于空闲状态，该方法具体包括以下步骤：
步骤A：激活处于空闲状态的用户设备，该用户设备需要迁移的网关触发网关迁移流程；
步骤B：为处于激活状态的用户设备选择新的网关，并将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关。
其中，步骤B中，所述为处于激活状态的用户设备选择新的网关的具体实现为：
步骤B11：所述用户设备需要迁移的网关通过与其它网关协商选择得到所述新网关。
其中，步骤B中，所述将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关为：
步骤B12：需要迁移的网关向所述新网关发送转移请求，通知新网关需要相应的信息转移；
步骤B13：新网关为用户设备分配新的分组临时移动用户身份标识并将其传给需要迁移的网关；
步骤B14：需要迁移的网关把新网关分配给该用户设备的新的分组临时移动用户身份标识传给用户设备。
其中，所述用户设备需要迁移的网关通过与其它网关协商选择得到新网关为：
用户设备需要迁移的网关与其它网关根据负载均衡或用户设备当前所在位置进行协商，选择得到新网关。
其中，步骤B中，所述为处于激活状态的用户设备选择新的网关的具体实现为：
步骤B21：所述需要迁移的网关确定需要进行网关迁移，通知用户设备进行再连接；
步骤B22：用户设备向无线演进接入网络发送再连接请求，无线演进接入网络为用户设备选择得到新网关。
其中，步骤B中，所述将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关为：
新网关和用户设备之间进行相应的鉴权过程并发送转移请求通知需要迁移的网关进行相应的信息转移，新网关分配新的分组临时移动用户身份标识并传给用户设备。
其中，步骤B22中，所述无线演进接入网络为用户设备选择得到新网关为：
所述无线演进接入网络根据负载情况为用户设备选择得到新网关。
其中，步骤B21进一步包括：
释放需要迁移的网关与无线演进接入网络之间的链路资源。
其中，步骤A中，所述激活处于空闲状态的用户设备包括：
用户设备向需要迁移的网关发送周期性跟踪区域更新请求以激活用户设备。
其中，步骤A中，所述激活处于空闲状态的用户设备包括：
需要迁移的网关向用户设备发送寻呼消息以激活用户设备。
其中，该方法进一步包括：
对于处于关机状态的用户设备，在所述网关上直接删除该用户设备的相关信息，该用户设备开机后，为该用户设备分配相应的网关。
其中，所述网关为移动管理实体和/或用户面实体。
本发明还提供了一种网关迁移方法，在执行步骤一之前，所述用户设备处于激活状态，该方法包括：
A、判断迁移前为用户设备服务的当前网关的当前状态是否满足预设的迁移条件；当迁移条件满足时，选择一个迁移后的新网关；
B、所述新网关与被迁移用户设备当前所属的长期演进无线接入网LTE-RAN实体建立连接；
C、执行当前网关到新网关的迁移流程；
D、所述新网关更新与接入系统间锚点IAS锚点的连接；建立起被迁移用户设备、所述LTE-RAN实体、所述新网关和IAS锚点的顺序连接；
E、释放所述当前网关与迁移前该用户设备的源服务LTE-RAN实体之间的连接。
其中，步骤A中所述判断迁移前为用户设备用户设备服务的当前网关的当前状态是否满足预设的迁移条件，包括：
由所述当前网关判断自身的当前状态是否满足预设的迁移条件；或者
由被迁移用户设备当前所属服务LTE-RAN实体判断源服务网关的当前状态是否满足预设的迁移条件。
其中，所述判断当前网关的当前状态是否满足预设的迁移条件，包括但不限于：
判断当前网关的当前负载是否超过预先的门限值；或者
判断当前网关与用户设备当前所属服务LTE-RAN实体之间的链路是否拥塞或断开。
其中，所述步骤A中，当所述当前网关判断自身的当前状态满足预设的迁移条件时，选择一个迁移后的新网关，并向该新网关发送迁移请求通知；
所述步骤B中，所述新网关收到迁移请求通知后，分配资源并建立与所述被迁移用户设备当前所属的LTE-RAN实体的连接。
其中，所述步骤A中，当所述当前网关判断自身的当前状态满足预设的迁移条件时，选择一个迁移后的新网关，并向被迁移用户设备当前所属的LTE-RAN实体发送迁移请求通知，在该迁移请求通知中携带选择的新网关地址信息；
所述步骤B中，被迁移用户设备当前所属的LTE-RAN实体收到迁移请求通知后，根据获得的新网关地址信息建立起与所述新网关的连接。
其中，所述步骤A中，当被迁移用户设备当前所属服务LTE-RAN实体判断当前网关的当前状态满足预设的迁移条件时，选择一个迁移后的新网关并与之建立连接。
其中，所述被迁移用户设备包括但不限于：与当前网关之间通信链路较长的用户设备；或者
级别较低的用户设备；或者
请求非时延敏感业务的用户设备；或者
业务量大的用户设备。
其中，所述选择一个迁移后的新网关，具体方法包括但不限于：
根据被迁移用户设备的位置选择链路最短的网关作为所述新网关；和/或
根据网络中各网关的负载大小选择负载最小的网关作为所述新网关。
其中，当网关收到所管辖的用户设备新发起的连接建立请求后，判断自身的当前状态是否满足预设的迁移条件；如果迁移条件满足，则选择一个新网关，执行所述步骤B-D，将该新发起连接请求的用户设备直接注册到所选择的新网关上。
其中，所述当前网关和所述新网关属于同一个业务区或分属于不同的业务区。
其中，所述被迁移用户设备当前所属服务LTE-RAN实体和迁移前该用户设备的源服务LTE-RAN实体为同一个LTE-RAN实体，或为不同的LTE-RAN实体。
其中，所述网关为MME和/或UPE，MME和UPE为逻辑功能实体，属于演进网络中同一个物理节点，或分属于不同的物理节点。
其中，所述网关为MME和/或UPE，当演进网络的高层节点只有接入网关ACGW节点时，所述ACGW为服务ACGW和锚点ACGW；
所述当前MME/UPE为迁移前的服务ACGW；
所述新MME/UPE为迁移后的服务ACGW；
锚点ACGW在迁移前后不改变。
其中，分别针对上述处于空闲状态以及激活状态下的用户设备，该方法进一步包括：
修改需要迁移的网关的状态。
其中，所述修改状态为：
在网络中将所述用户设备需要迁移的网关设置为不可用。
其中，在进行所述设置为不可用之后，该方法进一步包括：
释放所述用户设备与需要迁移的网关之间的链路资源。
其中，所述修改状态为：
所述需要迁移的网关完成维护操作停止停运状态后，通知无线演进接入网络中的实体该网关停运状态结束，将所述网关设置为可用。
可见，采用本发明所提供的方法，能够实现针对用户设备进行网关迁移，用户设备或网关能够结合迁移结果实现相应的功能，从而使得利用用户设备和/或网关的业务能够更加多样、灵活的实现。尤其对于需要网关停运以维护网关的情况，本发明所提供的方法可以很好的解决由于网关停运所带来的各个用户设备业务中断的问题，从而使得运营商可以在不中断相应用户业务的情况下完成网关设备的升级或维护等操作，从而提高了运营商所提供服务的服务质量，有利于运营商吸引更多的用户使用其业务，具有很好的应用效果。
另外，采用本发明还具有如下有益效果：
(1)采用本发明，当出现某些异常情况，如O&M原因、某个MME/UPE负载较重或链路故障等原因时，可以对所管辖的UE进行服务MME/UPE的迁移，实现各MME/UPE负载均衡，保证通信不中断。
(2)本发明可以对被迁移UE进行选择，如选择与源MME/UPE之间通信链路较长的UE；或者级别较低的UE；或者请求非时延敏感业务的UE等，在实现负载均衡、保证通信不中断的前提下尽量避免由于MME/UPE的迁移对高级别用户和重要业务带有影响。
(3)采用本发明，当MME/UPE收到所管辖的UE新发起的连接建立请求后，如果自身负载较重，则选择一个目标MME/UPE，将该新发起连接请求的UE直接注册到所选择的目标MME/UPE上，实现接入控制，进一步有效避免过载现象。
附图说明
图1是一种现有技术的演进网络架构示意图；
图2是本发明无线演进网络中网关迁移方法第一实施方式示意图；
图3是本发明无线演进网络中网关迁移方法第二实施方式示意图；
图4是本发明无线演进网络中网关迁移方法第三实施方式示意图；
图5是本发明无线演进网络中网关迁移方法第四实施方式示意图；
图6为本发明中用户设备处于激活状态下MME/UPE迁移流程图之一；
图7为本发明中用户设备处于激活状态下MME/UPE迁移流程图之二；
图8本发明中用户设备处于激活状态下MME/UPE迁移流程图之三；
图9为用户设备处于激活状态下MME/UPE迁移且服务LTE-RAN Entity不改变的迁移过程示意图；
图10为用户设备处于激活状态下MME/UPE迁移且服务LTE-RAN Entity改变的迁移过程示意图；
图11为用户设备处于激活状态下在同一个MME/UPE业务区内MME/UPE迁移过程示意图之一；
图12为用户设备处于激活状态下在同一个MME/UPE业务区内MME/UPE迁移过程示意图之二；
图13为用户设备处于激活状态下服务ACGW迁移过程示意图。
具体实施方式
本发明无线演进网络中网关迁移方法主要是针对运营商在停运相关移动管理实体/用户面实体设备之前对现有接入该移动管理实体/用户面实体设备下处于待机或关机状态的所有用户业务进行合理的转移，以保证用户业务正常运行。对于处于关机状态的用户，其网关迁移方法是：首先，删除其存储在需要停运网关中的相关信息，释放该用户设备与该需要被停运的网关之间的链路资源，待到用户开机进行注册时，因为无线演进接入网络实体知道哪一个或哪些网关在进行运营维护，会通过相应的协调过程为其找到一个合适的新网关，新网关要与用户进行相应的鉴权，创建移动管理上下文，并为用户分配新的移动用户身份标识。其次，需要被停运的网关在无线演进接入网络中广播其不可用的消息。最后，在无线演进接入网络中设置该需要被停运的网关状态为不可用。
以下结合附图和具体实施方式，针对处于待机状态的用户网关迁移的方法进一步说明本发明。以下实施例均是以网关升级维护为例，针对网关设备停运而言的，其中的需要停运的网关即为需要迁移的网关。
请参考图2，是本发明无线演进网络中网关迁移方法第一实施方式示意图。在本实施例中，用户设备利用自发进行周期性跟踪区更新的方式来激活用户设备。需要停运的移动管理实体/用户面实体的信息转移过程是从需要停运的移动管理实体/用户面实体发起，其通知新的移动管理实体/用户面实体进行相关信息转移，从而，用户设备被连接在新的移动管理实体/用户面实体上，用户设备的后续业务由新的移动管理实体/用户面实体提供。其具体步骤如下：
步骤S 1：用户设备利用与需要停运的移动管理实体/用户面实体间通过无线演进接入网络建立的直传链路向需要停运的移动管理实体/用户面实体发送周期性跟踪区域更新请求，用户设备被激活。
步骤S2：需要停运的移动管理实体/用户面实体在所属池内通过与其它移动管理实体/用户面实体协商(根据负载均衡或用户设备所在位置等信息)以寻找合适的新的移动管理实体/用户面实体。当选择好一个新的移动管理实体/用户面实体并决定使用其作为该用户设备的移动管理实体/用户面实体，需要停运的移动管理实体/用户面实体向新的移动管理实体/用户面实体发送转移请求，通知新的移动管理实体/用户面实体需要进行移动管理实体/用户面实体转移，其中包含一些必要的存储在HSS中的前后关系(Context)信息，如用户设备的标识，移动管理前后关系，用户设备通信的服务质量(Quality of Service，QOS)和用户设备通信的锚地址等。新的移动管理实体/用户面实体会为用户设备分配一个新的分组临时移动用户身份标识并将其传给需要停运的移动管理实体/用户面实体。
步骤S3：需要停运的移动管理实体/用户面实体向用户设备发送周期性位置更新回应消息，同时把新的移动管理实体/用户面实体分配给此用户设备并将新的分组临时移动用户身份标识通过该消息传给用户设备。
步骤S4：在用户设备收到周期性位置更新回应消息一段时间后，用户设备与需要停运的移动管理实体/用户面实体之间链路和相应的空口资源被释放。
步骤S5：需要停运的移动管理实体/用户面实体对同池内无线演进接入网络实体广播其不可用的消息，无线演进接入网络修改该需要停运的移动管理实体/用户面实体的可用标志。
步骤S6：无线演进接入网络设置该需要停运的移动管理实体/用户面实体状态为不可用。
请参考图3，是本发明无线演进网络中网关迁移方法第二实施方式示意图。在本实施例中，用户设备利用自发进行周期性跟踪区更新的方式来激活用户设备。需要停运的移动管理实体/用户面实体发起并通知用户设备进行再连接(Re-attach)，然后由无线演进接入网络实体根据负载等情况来为用户设备选择新的移动管理实体/用户面实体，从而，用户设备被连接在新的移动管理实体/用户面实体上，用户设备的后续业务由新的移动管理实体/用户面实体提供。其具体步骤如下：
步骤S1：用户设备利用与需要停运的移动管理实体/用户面实体间通过无线演进接入网络建立的直传链路向需要停运的移动管理实体/用户面实体发送周期性位置更新请求，用户设备被激活。
步骤S2：需要停运的移动管理实体/用户面实体向用户设备发送周期性位置更新回应消息，同时通知用户设备进行再连接，并把相应的原因告知用户设备。
步骤S3：释放演进网络与需要停运的移动管理实体/用户面实体之间的链路资源。
步骤S4：用户设备向无线演进接入网络发送再连接请求，无线演进接入网络会为用户设备选择一个合适的移动管理实体/用户面实体(根据负载均衡或用户设备所在位置等信息)作为其新的移动管理实体/用户面实体。当选择好一个移动管理实体/用户面实体并决定使用其作为针对该用户设备的新的移动管理实体/用户面实体时，新的移动管理实体/用户面实体需要和用户设备之间进行相应的鉴权过程并要发送转移请求通知需要停运的移动管理实体/用户面实体需要进行移动管理实体/用户面实体转移，其中包含一些必要的存储在HSS中的前后关系信息，如用户设备的标识，移动管理前后关系，用户设备通信的服务质量和用户设备通信的锚地址等。新的移动管理实体/用户面实体会分配一个新的分组临时移动用户身份标识并传给用户设备。
步骤S5：释放用户设备与需要停运的移动管理实体/用户面实体间的链路资源。
步骤S6：需要停运的移动管理实体/用户面实体要对同池内无线演进接入网络实体广播其不可用的消息，无线演进接入网络修改该需要停运的移动管理实体/用户面实体的可用标志。
步骤S7：无线演进接入网络设置该需要停运的移动管理实体/用户面实体状态为不可用。
请参考图4，是本发明无线演进网络中网关迁移方法第三实施方式示意图。在本实施例中，用户设备利用核心网节点对用户设备发起寻呼的方式来激活用户设备。需要停运的移动管理实体/用户面实体向用户设备发起并通知用户设备进行再连接，然后由无线演进接入网络实体根据负载等情况来为用户设备选择新的移动管理实体/用户面实体，从而，用户设备被连接在新的移动管理实体/用户面实体上，用户设备的后续业务由新的移动管理实体/用户面实体提供。其具体步骤如下：
步骤S1：需要停运的移动管理实体/用户面实体向用户设备发送寻呼消息以激活用户设备。
步骤S2：用户设备向需要停运的移动管理实体/用户面实体发送寻呼回应消息，用户设备与需要停运的移动管理实体/用户面实体之间的链路通过无线演进接入网络建立成功。
步骤S3：需要停运的移动管理实体/用户面实体通知用户设备进行再连接，并把相应的原因告知用户设备。
步骤S4：用户设备向无线演进接入网络发送再连接请求，无线演进接入网络会为用户设备选择一个合适的移动管理实体/用户面实体(根据负载均衡或用户设备所在位置等信息)作为其新的移动管理实体/用户面实体。当选择好一个移动管理实体/用户面实体并决定使用其作为针对该用户设备的新的移动管理实体/用户面实体，新的移动管理实体/用户面实体需要和用户设备之间进行相应的鉴权过程并要发送转移请求，通知需要停运的移动管理实体/用户面实体需要进行移动管理实体/用户面实体转移，其中包含一些必要的存储在HSS中的前后连接关系信息，如用户设备的标识，移动管理前后关系，用户设备通信的服务质量和用户设备通信的锚地址等。新的移动管理实体/用户面实体会分配一个新的分组临时移动用户身份标识并传给用户设备。
步骤S5：用户设备与需要停运的移动管理实体/用户面实体之间的链路资源被释放。
步骤S6：需要停运的移动管理实体/用户面实体要对同池内无线演进接入网络实体广播其不可用的消息，无线演进接入网络修改该需要停运的移动管理实体/用户面实体的可用标志。
步骤S7：无线演进接入网络设置该需要停运的移动管理实体/用户面实体状态为不可用。
请参考图5，是本发明无线演进网络中网关迁移方法第四实施方式示意图。在本实施例中，用户设备利用核心网节点对用户设备发起寻呼的方式来激活用户设备。需要停运的移动管理实体/用户面实体的信息转移过程是从需要停运的移动管理实体/用户面实体发起，其通知新的移动管理实体/用户面实体进行相关信息转移，从而，用户设备被连接在新的移动管理实体/用户面实体上，用户设备的后续业务由新的移动管理实体/用户面实体提供。
步骤S1：需要停运的移动管理实体/用户面实体向用户设备发送寻呼消息，此时用户设备被激活。
步骤S2：用户设备向需要停运的移动管理实体/用户面实体发送寻呼回应消息，用户设备与需要停运的移动管理实体/用户面实体之间的链路建立成功。
步骤S3：需要停运的移动管理实体/用户面实体在所属池内通过与其它移动管理实体/用户面实体协商后(根据负载均衡或用户设备所在位置等信息)，寻找合适的新的移动管理实体/用户面实体。当选择好一个移动管理实体/用户面实体并决定使用其作为针对该用户设备的移动管理实体/用户面实体，需要停运的移动管理实体/用户面实体向新的移动管理实体/用户面实体发送转移请求通知，新的移动管理实体/用户面实体需要进行移动管理实体/用户面实体转移，其中包含一些必要的存储在HSS中的前后连接关系信息，如用户设备的标识，移动管理前后关系，用户设备通信的服务质量和用户设备通信的锚地址等。新的移动管理实体/用户面实体会分配一个新的分组临时移动用户身份标识，并传给需要停运的移动管理实体/用户面实体。
步骤S4：需要停运的移动管理实体/用户面实体利用用户设备与其之间已经建立好的链路把新的移动管理实体/用户面实体分配给此用户设备，并将新的分组临时移动用户身份标识传给用户设备。
步骤S5：用户设备与需要停运的移动管理实体/用户面实体之间的链路和相应的空口资源被释放。
步骤S6：需要停运的移动管理实体/用户面实体要对同池内无线演进接入网络实体广播其不可用的消息，无线演进接入网络修改该需要停运的移动管理实体/用户面实体的可用标志。
步骤S7：无线演进接入网络设置该需要停运的移动管理实体/用户面实体状态为不可用。
利用以上四个实施例所述的方法把用户设备转移到同池内其它移动管理实体/用户面实体之后，当有新业务进入到该池内，相关无线演进接入网络不会选择该需要停运的移动管理实体/用户面实体作为核心网接入点。当需要停运的移动管理实体/用户面实体完成升级或维护操作后，通知无线演进接入网络实体其停运结束。该需要停运的移动管理实体/用户面实体可重新被无线演进接入网络选择作为接入网关。
本发明无线演进网络中网关迁移方法实现需要停运的移动管理实体/用户面实体停运前，与之连接的用户设备利用网关转移的方法将其业务转移给新的移动管理实体/用户面实体以保证用户业务正常运行。从而，对接入该需要停运的移动管理实体/用户面实体的所有用户的通信业务不产生任何影响。而停运的移动管理实体/用户面实体在停运结束之后可以重新被选择作为接入网关。
以上所说实施例为针对用户设备处于空闲状态下实现网关迁移的方法，以下实施例中将对用户设备处于激活状态下网关迁移的方法进行说明。
参见图6，为该方法中MME/UPE迁移方法流程图之一，包括如下具体步骤：
步骤61：当UE的源服务MME/UPE出现负载过载(如超过设定的负载门限值等)或链路拥塞、故障等原因需要更换服务MME/UPE时，根据负载均衡和/或UE所在的位置等信息寻找一个目标MME/UPE；
步骤62：源MME/UPE向目标MME/UPE发送迁移请求通知，其中包含一些必要的上下文(context)信息，如UE的标识，移动管理上下文(MM context)如UE的位置，数据包协议上下文(PDP context)信息如UE通信的服务质量(Qos)、UE通信的锚点(Anchor)地址等；
步骤63：目标MME/UPE收到迁移请求通知后分配必要资源，与UE当前服务的LTE-RAN Entity进行通信，建立目标MME/UPE与服务LTE-RANEntity的连接(用户面和信令面的连接)；
步骤64：执行源MME/UPE到目标MME/UPE的迁移过程，可以采取无损或无缝迁移；具体迁移过程为现有技术，在此不详述；
步骤65：建立起UE到服务LTE-RAN Entity到目标MME/UPE的顺序连接；
步骤66：目标MME/UPE更新到接入系统间描点(Inter Access SystemAnchor，IAS Anchor)的连接(如果有多个IAS Anchor，需要向各个IAS Anchor发送更新请求)；
步骤67：建立起UE、服务LTE-RAN Entity、目标MME/UPE和IAS Anchor之间的顺序连接；
步骤68：释放源MME/UPE到迁移前UE的源服务LTE-RAN Entity的连接。
上述流程中，步骤65和步骤66先后顺序可以改变。
图6所述流程中，MME/UPE迁移过程是由源MME/UPE发起，通知目标MME/UPE，由目标MME/UPE向服务LTE-RAN Entity发起资源分配和连接建立。
具体实行方法中，还可以由源MME/UPE发起迁移，通知服务LTE-RANEntity，在通知中携带选择的目标MME/UPE的地址信息等(或不发送目标MME/UPE地址信息，由LTE-RAN Enetiy自己来选择目标MME/UPE)发给服务LTE-RAN Entity，由服务LTE-RAN Entity连接到选择的目标MME/UPE。
具体实施步骤如图7所示，包括：
步骤71：源MME/UPE根据自身链路或负载等情况，决定发起MME/UPE迁移，并通过信令交互或配置情况等选择一个目标MME/UPE作为该UE的新的服务MME/UPE；
步骤72：源MME/UPE发送迁移通知给UE的服务LTE-RAN Entity，在通知中携带选择的目标MME/UPE的地址信息等发给服务LTE-RAN Entity；
步骤73：服务LTE-RAN Entity与目标MME/UPE建立连接(控制面和用户面)，并分配资源；
步骤74：执行源MME/UPE到目标MME/UPE的迁移；
步骤75：建立UE到服务LTE-RAN Entity到目标MME/UPE的连接；
步骤76：目标MME/UPE更新到IAS Anchor的连接(如果有多个IASAnchor，需要向各个IAS Anchor发送更新请求)；
步骤77：建立起UE、服务LTE-RAN Entity、目标MME/UPE和IAS Anchor之间的顺序连接；
步骤78：释放源MME/UPE到迁移前UE的源服务LTE-RAN Entity的连接。
具体实行方法中，还可以由服务LTE-RAN Entity发起迁移(如服务LTE-RAN Entity主动了解源MME/UPE负载情况或链路情况，或者源MME/UPE将其当前负载情况或链路情况通知给服务LTE-RAN Entity)，服务LTE-RAN Entity根据源MME/UPE负载情况或链路情况，决定发起MME/UPE迁移。
具体实施步骤如图8所示，包括：
步骤81：服务LTE-RAN Entity根据源MME/UPE负载情况或链路情况，决定发起MME/UPE迁移后，选择一个合适的目标MME/UPE(具体的选择策略可以设定，如选择负载最少的MME/UPE等)；
步骤82-87：与图7流程中的步骤73-78分别对应，不详述。
根据本发明提供的MME/UPE迁移方法，被迁移UE可以选择与源MME/UPE之间通信链路较长的UE；或者级别较低的UE；或者请求非时延敏感业务的UE；或者业务量大的UE等。
另外，本发明还可以对新发起接入请求的UE进行接入控制，当MME/UPE收到所管辖的UE新发起的连接建立请求后，先判断自身的当前状态是否满足预设的迁移条件；如果迁移条件满足，则选择一个目标MME/UPE，将该新发起连接请求的UE直接注册到所选择的目标MME/UPE上。
下面举例说明各种MME/UPE迁移情况。
参见图9，为MME/UPE迁移且服务LTE-RAN Entity不改变的迁移过程示意图。
图9中，用户设备UE1从MME/UPE业务区1移动到MME/UPE业务区2，当UE移动到业务区2的LTE-RAN Entity5下时，其服务MME/UPE仍为移动前的MME/UPE1；如果此时由于O&M原因或MME/UPE1负载较重或MME/UPE1到LTE-RAN Entity5的链路发生拥塞或其他原因(由无线资源管理(RRM)策略决定)，根据本发明的上述方法，会将UE1的服务MME/UPE从MME/UPE1迁移到MME/UPE2或MME/UPE3或MME/UPE4；具体选择哪个作为迁移后的目标MME/UPE，可以根据UE的位置和负载等原因来确定。例如，如果根据UE的位置，可以优选MME/UPE3或者MME/UPE4，因为这两个MME/UPE都位于UE当前所在位置的业务区内。如果根据负载选择，可以选择一个负载较小的MME/UPE作为目标MME/UPE，不完全排除选择MME/UPE2的情况，如果MME/UPE1、3、4的负载都很重，那么可能综合考虑选择迁移到MME/UPE2。图11中画出了服务MME/UPE迁移到MME/UPE3的情况，UE迁移前与迁移后通信链路，见图9中粗实线所示。
参见图10，为为MME/UPE迁移且服务LTE-RAN Entity同时改变的迁移过程示意图。
图10中，UE在移动到LTE-RAN Entity4后仍然连接到MME/UPE1上，但在移动到LTE-RAN Entity5的范围下触发切换，UE切换到LTE-RAN Entity5下，同时，根据负载等原因，服务MME/UPE进行迁移，由源MME/UPE1迁移到MME/UPE2、3、4上，图10画出了服务MME/UPE迁移到MME/UPE3的情况，UE迁移前与迁移后通信链路，见图10中粗实线所示。
另外，在同一个业务区，MME/UPE以资源池共享，一般来说，UE移动到同一个资源池下的其它MME/UPE范围下，不会发起MME/UPE迁移，这样能节省信令，减少业务中断。但在某些特殊情况下，也需要在同一个资源池内进行服务MME/UPE的迁移。例如：特殊情况有：
1、当需要对系统进行操作维护时，例如系统正在升级或正在检修，当前的服务MME/UPE在一段时间内不能被使用。
2、当前服务MME/UPE过负载，例如：MME/UPE管辖下的大部分用户在短时间内都由空闲状态转为激活状态，使得该MME/UPE的负载超过其所能承受的载荷。
3、服务MME/UPE与LTE-RAN Entity之间的链路拥塞或断开等。
当特殊情况发生时，可以在同一个资源池内选择目标MME/UPE，进行服务MME/UPE迁移。
图11表示在同一个MME/UPE业务区内，UE1的当前服务LTE-RAN Entity不改变，迁移前和迁移后的服务LTE-RAN Entity都为LTE-RAN Entity3，而服务MME/UPE由MME/UPE1迁移到MME/UPE2的情况，UE迁移前与迁移后通信链路，见图11中粗实线所示。
图12表示在同一个MME/UPE业务区内，UE1的当前服务LTE-RAN Entity改变，迁移前的服务LTE-RAN Entity为LTE-RAN Entity2，迁移后的服务LTE-RAN Entity为LTE-RAN Entity3，且服务MME/UPE由MME/UPE1迁移到MME/UPE2的情况，UE迁移前与迁移后通信链路，见图12中粗实线所示。
在以上的描述中，MME/UPE为逻辑功能实体，可以属于演进网络中同一个物理节点，也可以分属于不同的物理节点，IAS Anchore作为移动锚点在UE的会话(Session)过程中不会发生改变。如果演进网络的高层节点只有一个接入网关(Access GageWay，AGCW)节点时，该ACGW既可以作为服务(Serving)ACGW，同时还有锚点(Anchor)ACGW的功能，Serving ACGW具有类似现有技术中的SGSN的功能(相当于逻辑MME/UPE)，Anchor ACGW具有类似现有技术中的GGSN的功能(相当于逻辑IAS Anchor)，一个UE最多只有一个Serving ACGW，可以有多个Anchor ACGW。UE可以通过LTE-RAN Entity接入到一个ACGW然后接入外部分组数据网络(Packet DataNetwork，PDN)，这样的ACGW即作为Serving ACGW，又作为Anchor ACGW。ACGW与LTE-RAN Entity为多对多关系，当UE移动到其他的ACGW范围下，UE的Serving ACGW功能可以转移到新的ACGW下，而保持原来的AnchorACGW功能仍然在原来的ACGW上不变(在UE的会话时间内，Anchor ACGW始终不能改变，Serving ACGW可以改变)。当出现会话的APN(Access PointName，接入点名)在不同的ACGW上时，可能一个UE有多个Anchor ACGW。
如果演进网络高层仅有一个节点ACGW，则本发明提供的MME/UPE迁移具体实现方法，用如下实施例4说明。
图13为服务ACGW迁移迁移过程示意图。UE开始的通信链路是从LTE-RAN Entity2连接到ACGW1，该ACGW即作为Serving ACGW，又作为Anchor ACGW，见图中粗体虚线链路所示；当UE移动到新的LTE-RAN Entity3时，Serving ACGW可以根据负载、链路情况进行更新也可以不更新。在切换LTE-RAN Entity时，如果Serving Anchor不更换，则UE仍然接入ACGW1，其链路如图13中粗体点画线链路所示。在ACGW1的负载或链路原因下，也可能会发生Serving ACGW的迁移，迁移后的链路见图13中粗体实线链路所示，在这个链路中，AGWG1作为该UE的Anchor ACGW，而ACGW2作为该UE的Serving ACGW。
图13所示是LTE-RAN Entity改变的情况，也可能LTE-RAN Entity不变，而发生ACGW迁移。具体情况不再一一例举。
还有一种比较复杂的情况，UE具有多个Anchor ACGW。在这种情况下，在UE的一个会话期间内，该多个Anchor ACGW始终不改变。
在图13所示出的实施例中，当演进网络的高层节点只有接入网关ACGW节点时，则该ACGW同为服务ACGW和锚点ACGW；迁移前的ACGW中的Serving ACGW相当于源MME/UPE；迁移后的ACGW中的Serving ACGW相当于目标MME/UPE，锚点ACGW在迁移前后不改变。
综上所述，采用本发明，当某个MME/UPE负载较重或链路故障等原因时，可以对所管辖的UE进行服务MME/UPE的迁移，实现网络中各MME/UPE负载均衡，保证通信不中断。
本发明通过对被迁移UE进行选择，如选择与源MME/UPE之间通信链路较长的UE；或者级别较低的UE；或者请求非时延敏感业务的UE等，在实现负载均衡、保证通信不中断的前提下尽量避免由于MME/UPE的迁移对高级别用户和重要业务带有影响。
采用本发明还可以对新发起的连接建立请求的UE进行接入控制，进一步有效避免过载现象。
本发明可以实现同一个资源池下的MME/UPE迁移，也可以在不同资源池下进行MME/UPE迁移；在进行MME/UPE迁移时，UE的服务LTE-RAN Entity可以改变也可以不改变，从而灵活实现负载控制和负荷均衡。
以上对本发明所提供的一种网关迁移的方法进行了详细描述。本文中应用了特定个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术依据本发明的思想，在特定实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (32)
1、一种网关迁移的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：为需要进行网关迁移的用户设备选择新的网关；
步骤二：将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行步骤一之前，所述用户设备处于空闲状态，该方法具体包括以下步骤：
步骤A：激活处于空闲状态的用户设备，该用户设备需要迁移的网关触发网关迁移流程；
步骤B：为处于激活状态的用户设备选择新的网关，并将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述为处于激活状态的用户设备选择新的网关的具体实现为：
步骤B11：所述用户设备需要迁移的网关通过与其它网关协商选择得到所述新网关。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关为：
步骤B12：需要迁移的网关向所述新网关发送转移请求，通知新网关需要相应的信息转移；
步骤B13：新网关为用户设备分配新的分组临时移动用户身份标识并将其传给需要迁移的网关；
步骤B14：需要迁移的网关把新网关分配给该用户设备的新的分组临时移动用户身份标识传给用户设备。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备需要迁移的网关通过与其它网关协商选择得到新网关为：
用户设备需要迁移的网关与其它网关根据负载均衡或用户设备当前所在位置进行协商，选择得到新网关。
6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述为处于激活状态的用户设备选择新的网关的具体实现为：
步骤B21：所述需要迁移的网关确定需要进行网关迁移，通知用户设备进行再连接；
步骤B22：用户设备向无线演进接入网络发送再连接请求，无线演进接入网络为用户设备选择得到新网关。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述将新网关作为所述需要进行网关迁移的用户设备的当前网关为：
新网关和用户设备之间进行相应的鉴权过程并发送转移请求通知需要迁移的网关进行相应的信息转移，新网关分配新的分组临时移动用户身份标识并传给用户设备。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B22中，所述无线演进接入网络为用户设备选择得到新网关为：
所述无线演进接入网络根据负载情况为用户设备选择得到新网关。
9、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B21进一步包括：
释放需要迁移的网关与无线演进接入网络之间的链路资源。
10、根据权利要求2至9任意一项所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述激活处于空闲状态的用户设备包括：
用户设备向需要迁移的网关发送周期性跟踪区域更新请求以激活用户设备。
11、根据权利要求2至9任意一项所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述激活处于空闲状态的用户设备包括：
需要迁移的网关向用户设备发送寻呼消息以激活用户设备。
12、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
对于处于关机状态的用户设备，在所述网关上直接删除该用户设备的相关信息，该用户设备开机后，为该用户设备分配相应的网关。
13、根据权利要求2至9、12任意一项所述的方法，其特征在于，所述网关为移动管理实体和/或用户面实体。
14、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述网关为移动管理实体和/或用户面实体。
15、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述网关为移动管理实体和/或用户面实体。
16、根据权利要求1所述的网关迁移方法，其特征在于，在执行步骤一之前，所述用户设备处于激活状态，该方法包括：
A、判断迁移前为用户设备服务的当前网关的当前状态是否满足预设的迁移条件；当迁移条件满足时，选择一个迁移后的新网关；
B、所述新网关与被迁移用户设备当前所属的长期演进无线接入网LTE-RAN实体建立连接；
C、执行当前网关到新网关的迁移流程；
D、所述新网关更新与接入系统间锚点IAS锚点的连接；建立起被迁移用户设备、所述LTE-RAN实体、所述新网关和IAS锚点的顺序连接；
E、释放所述当前网关与迁移前该用户设备的源服务LTE-RAN实体之间的连接。
17、如权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤A中所述判断迁移前为用户设备用户设备服务的当前网关的当前状态是否满足预设的迁移条件，包括：
由所述当前网关判断自身的当前状态是否满足预设的迁移条件；或者
由被迁移用户设备当前所属服务LTE-RAN实体判断源服务网关的当前状态是否满足预设的迁移条件。
18、如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述判断当前网关的当前状态是否满足预设的迁移条件，包括但不限于：
判断当前网关的当前负载是否超过预先的门限值；或者
判断当前网关与用户设备当前所属服务LTE-RAN实体之间的链路是否拥塞或断开。
19、如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，当所述当前网关判断自身的当前状态满足预设的迁移条件时，选择一个迁移后的新网关，并向该新网关发送迁移请求通知；
所述步骤B中，所述新网关收到迁移请求通知后，分配资源并建立与所述被迁移用户设备当前所属的LTE-RAN实体的连接。
20、如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，当所述当前网关判断自身的当前状态满足预设的迁移条件时，选择一个迁移后的新网关，并向被迁移用户设备当前所属的LTE-RAN实体发送迁移请求通知，在该迁移请求通知中携带选择的新网关地址信息；
所述步骤B中，被迁移用户设备当前所属的LTE-RAN实体收到迁移请求通知后，根据获得的新网关地址信息建立起与所述新网关的连接。
21、如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，当被迁移用户设备当前所属服务LTE-RAN实体判断当前网关的当前状态满足预设的迁移条件时，选择一个迁移后的新网关并与之建立连接。
22、如权利要求16-21任意权项所述的方法，其特征在于，所述被迁移用户设备包括但不限于：与当前网关之间通信链路较长的用户设备；或者
级别较低的用户设备；或者
请求非时延敏感业务的用户设备；或者
业务量大的用户设备。
23、如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述选择一个迁移后的新网关，具体方法包括但不限于：
根据被迁移用户设备的位置选择链路最短的网关作为所述新网关；和/或
根据网络中各网关的负载大小选择负载最小的网关作为所述新网关。
24、如权利要求16-21任意权项所述的方法，其特征在于，当网关收到所管辖的用户设备新发起的连接建立请求后，判断自身的当前状态是否满足预设的迁移条件；如果迁移条件满足，则选择一个新网关，执行所述步骤B-D，将该新发起连接请求的用户设备直接注册到所选择的新网关上。
25、如权利要求16-21任意权项所述的方法，其特征在于，所述当前网关和所述新网关属于同一个业务区或分属于不同的业务区。
26、如权利要求16-21任意权项所述的方法，其特征在于，所述被迁移用户设备当前所属服务LTE-RAN实体和迁移前该用户设备的源服务LTE-RAN实体为同一个LTE-RAN实体，或为不同的LTE-RAN实体。
27、如权利要求16-21任意权项所述的方法，其特征在于，所述网关为移动管理实体和/或用户面实体，移动管理实体和用户面实体为逻辑功能实体，属于演进网络中同一个物理节点，或分属于不同的物理节点。
28、如权利要求16-21任意权项所述的方法，其特征在于，所述网关为移动管理实体和/或用户面实体，当演进网络的高层节点只有接入网关ACGW节点时，所述ACGW为服务ACGW和锚点ACGW；
所述当前移动管理实体/用户面实体为迁移前的服务ACGW；
所述新移动管理实体/用户面实体为迁移后的服务ACGW；
锚点ACGW在迁移前后不改变。
29、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
修改需要迁移的网关的状态。
30、根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述修改状态为：
在网络中将所述用户设备需要迁移的网关设置为不可用。
31、根据权利要求30所述的方法，其特征在于，在进行所述设置为不可用之后，该方法进一步包括：
释放所述用户设备与需要迁移的网关之间的链路资源。
32、根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述修改状态为：
所述需要迁移的网关完成维护操作停止停运状态后，通知无线演进接入网络中的实体该网关停运状态结束，将所述网关设置为可用。
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