CN101094458A - 一种对用户进行移动性管理的数字集群系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对用户进行移动性管理的数字集群系统及方法，所述方法用于由用户终端、接入网络及具有分组域和调度域的核心网络构成的数字集群系统，其中，包括如下步骤：(1)分组域将为集群用户的用户终端的移动性管理数据同步至调度域；(2)调度域根据收到的移动性管理数据对为集群用户的用户终端进行移动性管理。按照本发明所述系统及方法，能够大大简化调度域中移动性管理的工作；对于终端，只需要一次流程就可以完成分组域和调度域两个域的移动性过程，既节约了空中信道资源，又省电，延长了终端的待机时间。

Description

一种对用户进行移动性管理的数字集群系统及方法

技术领域

本发明涉及数字集群系统，具体地说，是涉及TD-SCDMA(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步的码分多址)数字集群系统中对用户进行移动性管理的系统及方法。

背景技术

集群通讯系统诞生于20世纪70年代，最早的集群通讯是模拟系统，数字集群技术从20世纪90年代中期开始在全球范围内兴起，90年代末在中国出现了数字集群网络。数字集群技术具有接续快、频谱利用率高、组网灵活的优点，主要应用于生产调度、指挥控制的专用移动通讯系统，对于提高生产和工作效率、保证安全等有着极重要的作用。

传统的数字集群系统多应用于专网，专网的问题有：(1)单独建设网络，与公网建设重复，造成资源浪费；(2)维护困难，大量的小规模的专网需大量的专门的技术人员来维护；(3)技术升级困难；(4)服务范围和服务人群受限。对于上述缺点，目前较为现实的解决方案是把集群业务集成到公共网系统中，即建设集群共网，原来的专用网络逐步演变成集群共网上的虚拟专用网，从而达到降低建设成本，扩大使用范围的目的。

当组建集群共网时，用户将允许在整个网内任何位置移动，移动性管理将是集群共网的一项重要内容；在公共移动网络中，移动性管理包括如下一些内容，这些内容在集群共网中也将会存在：

1)、用户的开机登记和关机登记；当用户开机时需要向系统发起开机登记消息，报告当前用户出于开机状态和相应的位置信息；当用户关机时也需要向系统发送关机登记信息，报告用户即将进入关机状态；

2)、用户的位置更新，包括周期性位置更新和跨越路由区的位置更新；用户每跨越一个路由区时，都需要向系统发起路由区更新消息，以更新用户当前的位置信息；用户还需要周期性的更新路由信息。

3)、用户的临时标识的分配和管理；为了保证通讯安全，在空口中将尽可能不出现用户的永久标识如IMSI等；核心网给用户分配一个临时标识TMSI，当用户和系统之间通讯时，尽可能使用这种临时性标识来表征用户；为了防止对用户的追踪，这种临时标识也需要经常更新；

4)、鉴权；鉴权主要是检查合法性，或者检查对端是否为值得信任的对端；鉴权包括两个方向的鉴权：系统对终端的鉴权，即检查终端是否为合法终端；终端对系统的鉴权，检查系统是否为合法的系统；

在TD-SCDMA数字集群系统中，调度域是单独作为一个域存在的，如图1所示，这样的系统结构有如下好处：

5)、便于集群业务的部署：由于调度域和电路域、分组域分离，所以部署集群业务对原电路域和分组域没什么影响，所以部署较容易；

6)、简单、易实现：

7)、性能比较好：调度域直接和接入网络相连接，这样便于快速接入，而且由于调度域是独立系统所以可以根据需要简化流程，所以其性能特别是接入时间等会相对较好；

但是，也是由于TD-SCDMA数字集群系统中调度是作为一个独立域存在，所以调度域需要自己完成移动性管理的所有过程。而这些移动性管理过程很多是和电路域、分组域的移动性管理过程重复的，这样造成核心网调度域中的移动性管理功能相对较为复杂；这样，对于终端来说，由于在做完电路域、分组域的移动性管理流程后，需要在调度域重复做一遍，这样一方面造成了空中资源的浪费，另一方面也增加耗电量，造成终端待机时间缩短等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对用户进行移动性管理的数字集群系统及方法，在TD-SCDMA数字集群系统中，简化调度域中移动性管理的工作。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

一种对用户进行移动性管理的数字集群系统，包括：用户终端、接入网络、具有分组域和调度域的核心网络，用户终端通过接入网络接入核心网络，其中，所述分组域与调度域之间包括一个接口，用于将对为集群用户的用户终端进行移动性管理的数据从分组域同步至调度域。

本发明所述的系统，其中，所述分组域包括服务GPRS支持节点，所述接口位于服务GPRS支持节点。

本发明所述的系统，其中，所述调度域包括：调度服务器，所述接口将集群用户的移动性管理数据同步至调度服务器。

本发明所述的系统，其中，所述接口为硬接口。

本发明所述的系统，其中，所述接口为软接口。

一种数字集群系统中对用户进行移动性管理的方法，用于由用户终端、接入网络及具有分组域和调度域的核心网络构成的数字集群系统，其中，包括如下步骤：

(1)、分组域将为集群用户的用户终端的移动性管理数据同步至调度域；

(2)、调度域根据收到的移动性管理数据对为集群用户的用户终端进行移动性管理。

本发明所述的方法，其中，所述分组域将为集群用户的用户终端的移动性管理数据同步至调度域，是分组域中的服务GPRS支持节点将为集群用户的用户终端的移动性管理数据同步至调度域中的调度服务器。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(1)进一步包括如下步骤：

(1-1)、分组域中的服务GPRS支持节点判断用户终端的移动性管理数据是否发生变化，如果变化则执行步骤(1-2)；

(1-2)、分组域中的服务GPRS支持节点判断所述用户终端是否为集群用户，如果是，则执行步骤(1-3)；

(1-3)、分组域中的服务GPRS支持节点将所述变化移动性管理数据同步至调度域中的调度服务器。

本发明所述的方法，其中，所述用户终端的移动性管理数据包括：用户的开关机状态、用户的路由区信息、用户更新后的临时标识、用户的加密密钥、用户的完整性保护密钥及发生同步的原因。

本发明所述的方法，其中，所述分组域中的服务GPRS支持节点判断所述用户终端是否为集群用户进一步通过如下方法进行判断的：

用户终端在移动性管理消息中将该用户终端的集群用户标识发送至分组域中的服务GPRS支持节点；

分组域中的服务GPRS支持节点根据收到的集群用户标识判断当前用户终端是否为集群用户。

本发明所述的方法，其中，所述分组域中的服务GPRS支持节点判断所述用户终端是否为集群用户，是通过在归属位置寄存器用户信息中设置该用户终端为集群用户的标识，并且将所述标识同步到组域中的服务GPRS支持节点，组域中的服务GPRS支持节点每次进行移动性管理时都通过判断该标志来识别当前用户终端是否为集群用户。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(2)进一步包括如下步骤：

所述调度域中的调度服务器将收到的移动性管理数据发送至漫游地位置寄存器；

漫游地位置寄存器保存收到的移动性管理数据，并向调度服务器发送同步确认消息；

调度服务器将收到的同步确认消息发送至组域中的服务GPRS支持节点。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(2)进一步包括如下步骤：

当漫游地位置寄存器第一次收到用户终端的移动性管理同步消息时或漫游地位置寄存器收到的移动性管理同步消息是开机或关机引起的时，漫游地位置寄存器向归属地位置寄存器发送同步数据。

本发明所述的方法，其中，所述漫游地位置寄存器向归属地位置寄存器发送的同步数据包括：用户终端开、关机状态、或用户终端当前的漫游地寄存器标识。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(2)进一步包括如下步骤：

当归属地位置寄存器中保存的漫游地位置寄存器标识与新的漫游地位置寄存器标识不同时，向原漫游地位置寄存器发送位置取消消息。

本发明所述系统及方法，通过在分组域的SGSN(Serving GPRS SupportNode，服务GPRS支持节点)中增加能够与调度域中调度服务器通讯的接口，来判断用户是否为集群用户及该集群用户的移动性管理相关数据是否发生变化，当集群用户的移动性管理相关数据发生变化时，通过该接口向调度域中的调度服务器发送数据，实现调度域中移动性管理相关数据的同步，大大简化了调度域中移动性管理的工作；对于终端，只需要一次流程就可以完成分组域和调度域两个域的移动性过程，即节约了空中信道资源，又省电，延长了终端的待机时间。

本发明所要解决的技术问题、技术方案要点及有益效果，将结合实施例，参照附图作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例所述系统结构示意图；

图2为本发明实施例所述方法流程示意图；

图3为服务GPRS支持节点的处理流程示意图。

具体实施方式

参照图1，为本发明实施例所述系统结构示意图。

在TD-SCDMA数字集群系统包括，用户终端、接入网络、核心网络，用户终端通过接入网络接入核心网络。核心网络包括：电路域、分组域及调度域。

这里，所述电路域将保持原移动公网中的实现不变，并完成原电路域的所有功能；

所述分组域：用于实现原移动公网中的分组域的所有功能；

所述调度域：用于完成所有的集群调度功能。

这里，在分组域与调度域之间增加了一个接口，用于将为集群用户的用户终端的移动性管理的数据从分组域同步至调度域。所述接口可以位于服务GPRS支持节点；当用户进行移动性管理流程时，先判断用户是否为集群用户，如果用户是集群用户，则把移动性管理流程的结果同步到调度域中的调度服务器；这个接口可以是硬接口，也可以是软接口。

在所述系统中，通过分组域中所增加的简单接口将为集群用户的用户终端的移动性管理的数据同步至调度域中的调度服务器，调度域根据收到的移动性管理数据对为集群用户的用户终端进行移动性管理。

参照图2，为本发明实施例所述方法流程示意图；

201：当分组域中的SGSN完成对某用户的移动性管理流程时，首先，将需要判断一下该用户是否为集群用户，如果是集群用户，将主动把移动性管理流程的结果发送到调度域，向调度域中的调度服务器发送数据同步消息Data_Sync_Req；

202：调度服务器收到SGSN的移动性管理数据同步消息Data_Sync_Req后，直接转发到漫游地位置寄存器，漫游地位置寄存器存储收到的用户信息；

203：漫游地位置寄存器给调度服务器返回数据同步响应消息Data_Sync_Rsp，对同步消息进行确认；

204：调度服务器转发该Data_Sync_Rsp消息至SGSN；这样从SGSN到调度域的移动性管理同步流程结束；在调度域中此后的呼叫流程将使用这些信息：当用户作为私密呼叫的被叫时，将在该用户所在的路由区中通知用户；在呼叫过程中，将使用临时标识P-TMSI在空口上标识用户；在私密呼叫中，使用分组域同步过来的CK和IK来实现加密和完整性保护；同时在用户的移动性管理中已经执行了严格的双向鉴权，所以在调度域的呼叫过程中为了快速接入将省略鉴权过程；

205：如果漫游地位置寄存器是第一次收到Data_Sync_Req消息，或者同步消息是由于用户开机或关机引起；漫游地位置寄存器将向归属地位置寄存器发送位置更新消息Location_Update_Req；

206：归属地位置寄存器将记录用户的开关机状态和用户当前的漫游地位置寄存器信息，然后给漫游地位置寄存器返回位置更新响应消息Location_Update_Rsp以确认；

207：如果在归属地位置寄存器中保存的漫游地位置寄存器标识与Location_Update_Req消息中的漫游地位置寄存器不同，那么归属地位置寄存器将需要向原漫游地位置寄存器发送位置取消消息Location_Cancel_Req，告知原漫游地位置寄存器用户已经在新的漫游地位置寄存器中登记，需要取消原原漫游地位置寄存器中的用户信息；

208：原漫游地位置寄存器收到所述Location_Cancel_Req消息，将删除用户的的所有信息，然后向归属地位置寄存器发回位置取消响应消息Location_Cancel_Rsp，表示确认。

参照附图3，为服务GPRS支持节点的处理流程示意图。

对于SGSN来说，可能收到用户的周期性位置更新消息、跨路由区位置更新消息、开机登记消息、关机登记消息、用户终端发起的业务过程，如起呼过程或补充业务过程、网络侧发起的业务过程，如寻呼过程；所有过程中都可能需要进行鉴权，可能要更新加密密钥/完整性保护密钥CK/IK；更新用户的临时标识P-TMSI；对于位置更新和开关机登记，还可能需要更新用户的路由区标识RAI；对于开关机登记，可能会改变用户的开关机状态等信息；

假设鉴权成功，当上述的信息中只要有一条发生变化，SGSN需要判断该用户是否为集群用户；如果是则将这些信息发送到调度域；同时设置定时器等待调度域的响应消息；

如果收到调度域的响应，则释放定时器，此时，同步流程结束；如果定时器超时，将再次向调度域发送同步消息，并设置定时器等待调度域的响应。

本发明所述的一种对用户进行移动性管理的数字集群系统及方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (15)

1、一种对用户进行移动性管理的数字集群系统，包括：用户终端、接入网络、具有分组域和调度域的核心网络，用户终端通过接入网络接入核心网络，其特征在于：所述分组域与调度域之间包括一个接口，用于将为集群用户的用户终端的移动性管理的数据从分组域同步至调度域。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述分组域包括服务GPRS支持节点，所述接口位于服务GPRS支持节点。

3、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述调度域包括：调度服务器，所述接口将集群用户的移动性管理数据同步至调度服务器。

4、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述接口为硬接口。

5、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述接口为软接口。

6、一种数字集群系统中对用户进行移动性管理的方法，用于由用户终端、接入网络及具有分组域和调度域的核心网络构成的数字集群系统，其特征在于包括如下步骤：

(1)、分组域将为集群用户的用户终端的移动性管理数据同步至调度域；

(2)、调度域根据收到的移动性管理数据对为集群用户的用户终端进行移动性管理。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述分组域将为集群用户的用户终端的移动性管理数据同步至调度域，是分组域中的服务GPRS支持节点将为集群用户的用户终端的移动性管理数据同步至调度域中的调度服务器。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤(1)进一步包括如下步骤：

(1-1)、分组域中的服务GPRS支持节点判断用户终端的移动性管理数据是否发生变化，如果变化则执行步骤(1-2)；

(1-2)、分组域中的服务GPRS支持节点判断所述用户终端是否为集群用户，如果是，则执行步骤(1-3)；

(1-3)、分组域中的服务GPRS支持节点将所述变化移动性管理数据同步至调度域中的调度服务器。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述用户终端的移动性管理数据包括：用户的开关机状态、用户的路由区信息、用户更新后的临时标识、用户的加密密钥、用户的完整性保护密钥及发生同步的原因。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述分组域中的服务GPRS支持节点判断所述用户终端是否为集群用户进一步通过如下方法进行判断的：

用户终端在移动性管理消息中将该用户终端的集群用户标识发送至分组域中的服务GPRS支持节点；

分组域中的服务GPRS支持节点根据收到的集群用户标识判断当前用户终端是否为集群用户。

11、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述分组域中的服务GPRS支持节点判断所述用户终端是否为集群用户，是通过在归属位置寄存器用户信息中设置该用户终端为集群用户的标识，并且将所述标识同步到组域中的服务GPRS支持节点，组域中的服务GPRS支持节点每次进行移动性管理时都通过判断该标志来识别当前用户终端是否为集群用户。

12、根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤(2)进一步包括如下步骤：

所述调度域中的调度服务器将收到的移动性管理数据发送至漫游地位置寄存器；

漫游地位置寄存器保存收到的移动性管理数据，并向调度服务器发送同步确认消息；

调度服务器将收到的同步确认消息发送至组域中的服务GPRS支持节点。

13、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤(2)进一步包括如下步骤：

当漫游地位置寄存器第一次收到用户终端的移动性管理同步消息时或漫游地位置寄存器收到的移动性管理同步消息是开机或关机引起的时，漫游地位置寄存器向归属地位置寄存器发送同步数据。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述漫游地位置寄存器向归属地位置寄存器发送的同步数据包括：用户终端开、关机状态、或用户终端当前的漫游地寄存器标识。

15、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤(2)进一步包括如下步骤：

当归属地位置寄存器中保存的漫游地位置寄存器标识与新的漫游地位置寄存器标识不同时，向原漫游地位置寄存器发送位置取消消息。

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