CN101094440A - 分组域中ggsn获知sgsn启用单隧道信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，适用于包括终端、无线网络控制器RNC、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN的第三代移动通信系统，包括：一标记设置步骤，用于在SGSN向GGSN发送的更新PDP上下文请求消息中设置一单隧道标记，以标识SGSN是否已启用单隧道；一标记判断步骤，用于判断GGSN接收的更新PDP上下文请求消息中是否带有单隧道标记，若是，则GGSN判定SGSN已启用单隧道，并得到更新PDP上下文请求消息中带有的RNC的地址信息和用户面隧道信息。本发明解决了现有技术中GGSN无法知道SGSN是否处于已启动单隧道的缺陷。

Description

分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法
技术领域
本发明属于第三代移动通信系统分组域，特别是涉及一种GGSN获知SGSN是否启用单隧道的方法。
背景技术
GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是一个基于包交换的第二代移动通信网络，相关标准是由ETSI(European TelecommunicationStandards Institute，欧洲通信标准化委员会)制定。到了第三代移动通信系统，GPRS演进为UMTS PS(Universal Mobile Telecommunication System PacketSwitch，通用移动通信系统分组交换)域。如图1所示，为UMTS PS的网络架构，该网络架构中包含如下网元：
NodeB，为终端提供空口连接；
RNC(Radio Network Controller)，为无线网络控制器，主要用于管理无线资源以及控制NodeB，NodeB与RNC总称为RNS(Radio Network System，无线网络系统)，RNC与NodeB之间通过Iub口连接，终端通过RNS接入UMTS的分组域核心网(Packet Core)；
SGSN(Serving GPRS Support Node)，为服务GPRS支持节点，用于保存用户的路由区位置信息，负责安全和接入控制；SGSN通过Iu口与RNS相连；Iu口包括Iu-C口、Iu-U口；
GGSN(Gateway GPRS Support Node)，为网关GPRS支持节点，用于负责分配终端的IP地址和到外部网络的网关功能，在内部通过Gn-C口、Gn-U口与SGSN相连；
HLR(Home Location Register)，为归属位置寄存器，用于保存用户的签约数据和当前所在的SGSN地址，通过Gr口与SGSN相连，通过Gc口与GGSN相连；
PDN(Packet Data Network)，为分组数据网络，用于为用户提供基于分组的业务网，通过Gi口与GGSN相连。
在图1中传输的数据分为两种，用户面数据和信令面数据。用户面主要负责传输用户业务数据，而信令面主要负责管理用户面，包括用户面的建立、释放、修改等。在UMTS PS系统中从UE(User Equipment，用户设备/终端)到PDN的用户面路径至少经过3个网元：RNC、SGSN和GGSN，对应地，有两个隧道：RNC到SGSN的隧道、SGSN到GGSN的隧道，因此被称为双隧道方案。这两个隧道都是基于GTP(GPRS Tunneling Protocol，GPRS隧道协议)协议，该隧道也被称为GTP-U隧道。
随着IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)业务的逐步开展以及其他多媒体业务的推广，业务对传输层的延迟和性能要求越来越高。于是3GPP(the Third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)组织正在研究将SGSN从用户面路径中剥离开来，作为单独的信令面网元，用户面只包含一个隧道：从RNC直接到GGSN的GTP-U隧道，该方案被称为单隧道方案，如图2所示。
相对于双隧道方案来说，单隧道方案由于在用户面少了一个节点，因此数据的延迟比较小，更加有利于传输多媒体业务。但是在某些时候，仍然需要双隧道方案，特别是SGSN需要知道用户面数据的情况，比如，用户漫游但是需要到归属的GGSN、需要在SGSN合法监听用户面、用户具有智能业务以及GGSN不支持单隧道的情况，具体是采用单隧道还是双隧道通过SGSN进行判断。
如图3所示，描述了目前规范中单隧道的建立过程，该过程包括：
步骤301，终端UE 10通过RNC 20向SGSN 30发起激活PDP(Packet DataProtocol，分组数据协议)上下文请求；
步骤302，SGSN 30进行签约检查之后，然后获得GGSN 40的地址。SGSN30分配用户面隧道信息，然后向该GGSN 40发起创建PDP上下文请求，带SGSN 30的地址和所分配的用户面隧道信息；
步骤303，GGSN 40创建PDP上下文请求之后，保存SGSN 30的地址信息和用户面隧道信息，创建PDP上下文；
步骤304，GGSN 40分配GGSN端的用户面隧道信息，并在创建PDP上下文响应中与GGSN 40的地址一起带给SGSN 30；
步骤305，SGSN 30保存GGSN 40的地址和用户面隧道信息，然后判断是否采用单隧道。在用户漫游情况、需要合法监听情况以及用户是智能用户等的情况下，需要采用双隧道；
步骤306，如果SGSN 30决定采用单隧道，那么就发起RAB(Radio AccessBearer，无线接入承载)指配过程，指示RNC 20建立无线承载。在RAB指配请求消息中SGSN 30将GGSN 40的地址和用户面隧道信息带给RNC 20；
步骤307，RNC 20收到RAB指配请求消息之后，于是知道了GGSN端的地址和用户面隧道信息。RNC 20继续完成RAB指配过程，并分配RNC端的隧道号。成功之后，返回RAB指配响应给SGSN 30，带有RNC 20的地址和分配的用户面隧道信息；
步骤308，SGSN 30判断已经启动单隧道方案，则将RNC 20的地址和用户面隧道信息在更新PDP上下文请求消息中带给GGSN 40；
步骤309，GGSN 40收到之后，用收到的RNC 20的地址和用户面隧道信息覆盖原先保存的SGSN 30的地址和用户面隧道信息。于是就建立了RNC 20和GGSN 40之间的GTP-U隧道；
步骤310，GGSN 40返回SGSN 30更新PDP上下文响应；
步骤311，SGSN 30返回给终端UE 10激活PDP上下文响应，成功激活PDP上下文。
在上述现有单隧道方案中，由于创建和更新PDP上下文消息不需要修改，因此该方案对GGSN 40无任何影响，GGSN 40无需进行升级。但是该方案同时还存在一个问题是：GGSN 40无法知道SGSN 30已经启用单隧道，或者仍然使用双隧道。而这个信息在某些情况下是必须知道的，比如，在GGSN 40处理用户面错误指示(Error Indication)消息的时候，GGSN 40必须知道该错误指示消息是来自RNC 20(即单隧道情况)，还是来自SGSN 30(即双隧道情况)。对于这两种情况GGSN 40有不同的处理方式。
因此，有必要给出一种解决方案，对更新PDP上下文请求消息进行修改，以使得GGSN 40能够获知SGSN 30是否启用单隧道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，用于解决现有技术中GGSN无法知道SGSN是否处于已启动单隧道的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，适用于包括终端、无线网络控制器RNC、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN的第三代移动通信系统，其特征在于，包括：
一标记设置步骤，用于在所述SGSN向所述GGSN发送的更新PDP上下文请求消息中设置一单隧道标记，以标识所述SGSN是否已启用单隧道；
一标记判断步骤，用于判断所述GGSN接收的更新PDP上下文请求消息中是否带有所述单隧道标记，若是，则所述GGSN判定所述SGSN已启用单隧道，并得到所述更新PDP上下文请求消息中带有的所述RNC的地址信息和用户面隧道信息。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，还包括一对所述单隧道标记设置不同的单隧道标记值的步骤。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，还包括一在标识所述SGSN已启用单隧道时，由所述GGSN根据所述单隧道标记值判断所述SGSN是已删除还是已保留双隧道的用户面隧道信息的步骤。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，若所述单隧道标记值指示所述SGSN已删除双隧道的用户面隧道信息，则所述GGSN删除所保存的所述SGSN的用户面隧道信息。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，若所述单隧道标记值指示所述SGSN已保留双隧道的用户面隧道信息，则所述GGSN保留所保存的所述SGSN的地址和用户面隧道信息，此时所述GGSN同时保留有所述SGSN、所述RNC的地址和用户面隧道信息。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，还包括一当所述SGSN已启用单隧道且已保留双隧道的用户面隧道信息时，所述GGSN接收并处理一由所述RNC发送的错误指示的步骤。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，所述GGSN接收并处理一错误指示的步骤具体又包括：
步骤71，所述GGSN将一下行数据包通过GTP-U隧道发送至所述RNC；
步骤72，所述GGSN接收所述RNC返回的第一错误指示，删除所述RNC的地址和用户面隧道信息，并启用所述SGSN的地址和用户面隧道信息；
步骤73，所述GGSN再次接收下行数据包，并将其发送至所述SGSN，所述SGSN转发该下行数据包至所述RNC，所述RNC返回第二错误指示至所述SGSN；及
步骤74，所述SGSN接收所述第二错误指示，删除无线接入承载，并保留PDP上下文。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，当所述RNC出现异常而得不到对应的无线接入承载时，返回所述第一错误指示或者所述第二错误指示。
所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其中，所述步骤74之后，还进一步包括：
步骤75，所述SGSN发送一带有所述GGSN的地址和用户面隧道信息的无线接入承载指配请求消息重新建立无线接入承载；
步骤76，由所述RNC完成无线接入承载指配过程，分配所述RNC端的隧道号；并返回一带有所述RNC的地址和分配的用户面隧道信息的无线接入承载指配响应至所述SGSN；
步骤77，当所述SGSN判断已经已启用单隧道时，则将带有所述单隧道标记、所述RNC的地址和用户面隧道信息的所述更新PDP上下文请求消息发送至所述GGSN；及
步骤78，所述GGSN接收所述更新PDP上下文请求消息，保存所述RNC的地址和用户面隧道信息，并返回一更新PDP上下文响应至所述SGSN。
本发明通过在更新PDP上下文请求消息中设置一个标记，该标记指示SGSN是否已启用单隧道。当GGSN收到更新PDP上下文请求消息时，如果该消息带有该标记，则GGSN判断SGSN已启用单隧道。
另外，本发明通过单隧道标记还能够区分SGSN是否保留原来分配的用户面隧道信息。
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UMTS/GPRS的双隧道系统架构图；
图2为UMTS/GPRS的单隧道系统架构图；
图3为现有技术中单隧道方案用户面建立过程图；
图4为本发明单隧道建立过程的一个实施例；
图5为本发明GGSN收到错误指示时的处理过程的一个实施例。
具体实施方式
如图4所示，为本发明单隧道建立过程的一个实施例。该图详细描述单隧道建立的一个实施例，在该实施例中GGSN能够知道SGSN是否启用了单隧道。
在更新PDP上下文请求消息中新增一个标记，该标记指示SGSN 30是否已启用单隧道。
当GGSN 40收到更新PDP上下文请求消息的时候，如果该消息带有该标记，则GGSN 40判断SGSN 30已启用单隧道，于是知道该更新PDP上下文请求消息中所带的是RNC 20的地址信息和用户面隧道信息。
进一步地，在标识启用单隧道的情况下，该标记还指示SGSN 30中是否保存有双隧道的用户面隧道信息，GGSN 40根据该标记决定是否保留或删除原来保存的SGSN 30的用户面隧道信息。
根据上述内容，如果已启用单隧道，则在更新PDP上下文请求消息中带有所述的单隧道标记；另外，该单隧道标记还能够区分SGSN 30是否保留原来分配的用户面隧道信息。该建立过程包括如下步骤：
步骤401，终端UE 10通过RNC 20向SGSN 30发起激活PDP上下文请求。
步骤402，SGSN 30进行签约检查之后，然后获得GGSN 40的地址。SGSN30分配用户面隧道信息，然后向该GGSN 40发起创建PDP上下文请求，带SGSN 30的地址和所分配的用户面隧道信息。
步骤403，GGSN 40创建PDP上下文请求之后，保存SGSN 30的地址信息和用户面隧道信息，创建PDP上下文。
步骤404，GGSN 40分配GGSN端的用户面隧道信息并在创建PDP上下文响应中和GGSN 40的地址一起带给SGSN 30。
步骤405，SGSN 30保存GGSN 40的用户面隧道信息，然后判断是否采用单隧道。在用户漫游情况、需要合法监听情况以及用户是智能用户等的情况下，需要采用双隧道。
步骤406，如果SGSN 30决定采用单隧道，那么就发起RAB指配过程，指示RNC 20建立无线承载。在RAB指配请求消息中SGSN 30将GGSN 40的地址和用户面隧道信息带给RNC 20。
步骤407，RNC 20收到RAB指配请求消息之后，于是知道了GGSN端的地址和用户面隧道信息。RNC 20继续完成RAB指配过程，并分配RNC端的隧道号。成功之后，返回RAB指配响应给SGSN 30，带RNC 20的地址和分配的用户面隧道信息。
步骤408，SGSN 30判断已经启动单隧道方案，则在更新PDP上下文请求消息中带上所发明的单隧道标记。SGSN 30根据运营商策略，决定是否删除在402步骤中分配的双隧道的用户面隧道信息，并设置不同的单隧道标记的值。SGSN 30将该单隧道标记的值和RNC 20的地址和用户面隧道信息一起，在更新PDP上下文请求消息中带给GGSN 40。
步骤409，GGSN 40收到之后，判断存在单隧道标记，于是知道SGSN 20启用了单隧道，消息中所带的地址和用户面隧道信息是RNC 20的地址和用户面隧道信息。根据单隧道标记的值，如果该值指示的是SGSN 30删除了双隧道的用户面隧道信息，则GGSN 40也将保存的SGSN 30地址和用户面隧道信息删除，这种情况下，GGSN 40只保存RNC 20的地址和用户面隧道信息；如果该值指示的是SGSN 30保留了双隧道的用户面隧道信息，则GGSN 40也将保留SGSN 30的地址和用户面隧道信息，这种情况下，GGSN 40同时保留了SGSN 30和RNC 20的地址和用户面隧道信息。
步骤410，GGSN 40返回SGSN 30更新PDP上下文响应。
步骤411，SGSN 30返回给终端激活PDP上下文响应，成功激活PDP上下文。
如图5所示，为本发明GGSN收到错误指示时的处理过程的一个实施例。该图描述了在SGSN启用了单隧道，并且保留了双隧道的用户面隧道信息的情况下，GGSN收到错误指示的处理过程的一个实施例。
步骤501，根据本发明，GGSN 40已经知道启用了单隧道，并且同时保存SGSN 30的地址和用户面隧道信息以及RNC 20的地址、用户面隧道信息。
步骤502，GGSN 40将下行数据包通过GTP-U隧道发送到RNC 20。
步骤503，RNC 20由于出现了异常，找不到对应的上下文，因此返回GGSN40一个错误指示，即第一错误指示。
步骤504，GGSN 40收到之后，由于GGSN 40获知已经启用了单隧道，因此知道该错误指示来自于RNC 20。GGSN 40将删除RNC 20的地址和用户面隧道信息，并启用SGSN 30的地址和用户面隧道信息。后续步骤即和双隧道情况一样。
步骤505，当GGSN 40再次收到下行数据的时候，数据包将被发送到SGSN30。
步骤506，SGSN 30将下行数据包转发到RNC 20。
步骤507，RNC 20由于出现了异常找不到对应的RAB，因此返回SGSN 30一个错误指示，即第二错误指示。
步骤508，SGSN 30收到之后，将删除RAB，并保留PDP上下文。
以下步骤是可选的。
步骤509，SGSN 30发送RAB指配重新建立RAB，带GGSN 40的地址和用户面隧道信息。
步骤510，RNC 20完成RAB指配过程，并分配RNC端的隧道号；成功之后，返回RAB指配响应给SGSN 30，带RNC 20的地址和分配的用户面隧道信息。
步骤511，SGSN 30判断已经启动了单隧道方案，则在更新PDP上下文请求消息中带上所发明的单隧道标记和RNC 20的地址和用户面隧道信息给GGSN 40。
步骤512，GGSN 40收到之后，保存RNC 20的地址和用户面隧道信息。
步骤513，GGSN 40返回SGSN 30更新PDP上下文响应。
通过上述步骤，SGSN 30重新建立了RNC 20和GGSN 40之间的单隧道。
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 (9)

1、一种分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，适用于包括终端、无线网络控制器RNC、服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN的第三代移动通信系统，其特征在于，包括：
一标记设置步骤，用于在所述SGSN向所述GGSN发送的更新PDP上下文请求消息中设置一单隧道标记，以标识所述SGSN是否已启用单隧道；
一标记判断步骤，用于判断所述GGSN接收的更新PDP上下文请求消息中是否带有所述单隧道标记，若是，则所述GGSN判定所述SGSN已启用单隧道，并得到所述更新PDP上下文请求消息中带有的所述RNC的地址信息和用户面隧道信息。
2、根据权利要求1所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，还包括一对所述单隧道标记设置不同的单隧道标记值的步骤。
3、根据权利要求2所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，还包括一在标识所述SGSN已启用单隧道时，由所述GGSN根据所述单隧道标记值判断所述SGSN是已删除还是已保留双隧道的用户面隧道信息的步骤。
4、根据权利要求3所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，若所述单隧道标记值指示所述SGSN已删除双隧道的用户面隧道信息，则所述GGSN删除所保存的所述SGSN的用户面隧道信息。
5、根据权利要求3或4所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，若所述单隧道标记值指示所述SGSN已保留双隧道的用户面隧道信息，则所述GGSN保留所保存的所述SGSN的地址和用户面隧道信息，此时所述GGSN同时保留有所述SGSN、所述RNC的地址和用户面隧道信息。
6、根据权利要求5所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，还包括一当所述SGSN已启用单隧道且已保留双隧道的用户面隧道信息时，所述GGSN接收并处理一由所述RNC发送的错误指示的步骤。
7、根据权利要求6所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，所述GGSN接收并处理一错误指示的步骤具体又包括：
步骤71，所述GGSN将一下行数据包通过GTP-U隧道发送至所述RNC；
步骤72，所述GGSN接收所述RNC返回的第一错误指示，删除所述RNC的地址和用户面隧道信息，并启用所述SGSN的地址和用户面隧道信息；
步骤73，所述GGSN再次接收下行数据包，并将其发送至所述SGSN，所述SGSN转发该下行数据包至所述RNC，所述RNC返回第二错误指示至所述SGSN；及
步骤74，所述SGSN接收所述第二错误指示，删除无线接入承载，并保留PDP上下文。
8、根据权利要求7所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，当所述RNC出现异常而得不到对应的无线接入承载时，返回所述第一错误指示或者所述第二错误指示。
9、根据权利要求7或8所述的分组域中GGSN获知SGSN启用单隧道信息的方法，其特征在于，所述步骤74之后，还进一步包括：
步骤75，所述SGSN发送一带有所述GGSN的地址和用户面隧道信息的无线接入承载指配请求消息重新建立无线接入承载；
步骤76，由所述RNC完成无线接入承载指配过程，分配所述RNC端的隧道号；并返回一带有所述RNC的地址和分配的用户面隧道信息的无线接入承载指配响应至所述SGSN；
步骤77，当所述SGSN判断已经已启用单隧道时，则将带有所述单隧道标记、所述RNC的地址和用户面隧道信息的所述更新PDP上下文请求消息发送至所述GGSN；及
步骤78，所述GGSN接收所述更新PDP上下文请求消息，保存所述RNC的地址和用户面隧道信息，并返回一更新PDP上下文响应至所述SGSN。
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