CN101150838A - 一种在系统间切换的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在系统间切换的方法及系统，用以解决终端设备在3GPP演进系统和互联无线局域系统或非3GPP系统间切换时无法保证接入业务连续的问题，本发明方法包括步骤：经第一接入系统进行分组业务的终端设备请求接入第二接入系统时，向第二接入系统提供接入分组业务时分配的IP地址；第二接入系统向锚点发送请求消息，请求建立锚点与第二接入系统的连接，并提供所述IP地址和所述终端设备的标识；所述锚点根据所述IP地址和所述终端设备的标识更新该终端设备对应的用户面的路径信息，并与所述终端设备经第二接入系统继续所述分组业务；采用本发明可以保证终端设备在系统间切换时接入业务的连续性。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域的无线演进网络，特别涉及在系统间切换的方法及系统。
背景技术
如图1所示的现有无线演进系统包括演进无线接入网(E-RAN，EvolvedRadio Access Network)、演进分组核心网(EPC，Evolved Packet Core)；演进分组核心网EPC主要包括移动管理实体(MME，Mobility Management Entity)、用户平面实体(UPE，User Plane Entity)、不同接入系统锚点(IASA，Inter AccessSystems Anchor)三个功能实体，其中，MME负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识、安全功能等，它对应于现有通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)内部服务GPRS支持节点(SGSN，Service GPRS Support Node)的控制平面部分；UPE负责空闲状态下为下行数据发起寻呼，管理IP承载参数和网络内路由信息等，它对于现有UMTS系统内部SGSN的数据平面部分；IASA则充当不同接入系统间的用户面锚点，包括用于控制第二/第三代(2G/3G，2ndGeneration、3rd Generation)接入系统和长期演进(LTE，Long Time Evolution)接入系统间用户平面的移动性的3GPP锚点(3GPP Anchor，3rd GenerationPartnership Project Anchor)和用于控制3GPP接入系统和非3GPP接入系统间用户平面的移动性的SAE锚点(SAE Anchor，System Architecture EvolutionAnchor)。
目前3GPP演进系统中有如下几种情况还需要进一步研究：
MME/UPE和3GPP anchor两个功能实体是否会合并；
3GPP anchor和SAE anchor是否会合并；
MME/UPE和两个anchor是否会合并；
MME和UPE是否会分离；
而关于终端在3GPP演进系统和与3GPP系统互联的无线局域网(I-WLAN，Inter-Wireless Local Area Network)或非3GPP(Non-3GPP)系统间的切换问题已经确定使用基于IP的移动性管理机制，但是，目前并没有提出如何实现终端在3GPP演进系统和I-WLAN/Non-3GPP系统间切换时保持业务连续性的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种在系统间切换的方法及系统，用以解决现有技术中终端在3GPP演进系统和I-WLAN/Non-3GPP系统间移动时无法保证业务连续的问题。
本发明提供如下技术方案：
一种在系统间切换的方法，包括步骤：
经第一接入系统进行分组业务的终端设备请求接入第二接入系统时，向第二接入系统提供接入分组业务时分配的IP地址；
第二接入系统向锚点发送请求消息，请求建立锚点与第二接入系统的连接，并提供所述IP地址和所述终端设备的标识；
所述锚点根据所述IP地址和所述终端设备的标识更新该终端设备对应的用户面的路径信息，并与所述终端设备经第二接入系统继续所述分组业务。
所述终端设备在请求接入第二接入系统时，向第二接入系统进一步提供经过的锚点的网络标识；第二接入系统根据所述锚点的网络标识向对应的锚点发送建立数据链路请求消息。
所述终端设备在所述分组业务激活时记录分配的IP地址和经过的锚点的网络标识。
所述终端设备在向第二接入系统发送的接入请求中携带所述IP地址和锚点的网络标识。
所述锚点的网络标识是接入点名称，或者是锚点的IP地址，或者是域名系统类型的逻辑名称。
所述更新该终端设备对应的用户面的路径信息包括：锚点针对所述终端设备删除到第一接入系统的数据链路和建立到第二接入系统的数据链路。
在所述终端设备系统切换完成后，所述第一接入系统释放相关的无线资源和IP承载。
所述第一接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统，第二接入系统为3GPP演进系统，或者，所述第一接入系统为3GPP演进系统，第二接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统。
一种通信设备，包括：
分配单元，用于为通过第一接入系统接入分组业务的终端设备分配IP地址；
保存单元，用于保存所述终端设备的IP地址和终端设备标识；
接收单元，用于接收包含所述IP地址和所述终端设备的标识的建立连接请求消息；
处理单元，用于将所述保存单元和所述请求消息中的IP地址和终端设备的标识进行匹配，并且在确定所述终端设备发生系统切换时释放该终端设备的原数据链路和重新建立数据链路，并经该新建立的数据链路传送分组业务。
一种终端设备，包括：
记录单元，用于在接入的分组业务激活时记录分配的IP地址和经过的锚点的网络标识；
发送单元，用于向需要切换到的接入系统提供所述IP地址和锚点的网络标识。
一种通信网络，包括：终端设备、多个接入系统和锚点；所述终端设备通过所述接入系统和锚点进行分组业务，并记录接入该分组业务时分配的IP地址和锚点的网络标识；其中，所述终端设备请求从进行分组业务的第一接入系统切换到第二接入系统时提供所述IP地址，所述锚点根据所述IP地址和所述终端设备的标识确定所述终端设备发生切换后更新对应的用户面的路径信息，并与所述终端设备经第二接入系统继续所述分组业务。
所述终端设备在请求接入第二接入系统时，向第二接入系统进一步提供经过的锚点的网络标识；第二接入系统根据所述锚点的网络标识向对应的锚点发送建立数据链路请求消息。
所述锚点进一步包括：
分配单元，用于为通过第一接入系统接入分组业务的终端设备分配IP地址；
保存单元，用于保存所述终端设备的IP地址和终端设备标识；
接收单元，用于接收包含所述IP地址和所述终端设备的标识的建立连接请求消息；
处理单元，用于将所述保存单元和所述请求消息中的IP地址和终端设备的标识进行匹配，并且在确定所述终端设备发生系统切换时释放该终端设备的原数据链路和重新建立数据链路，并经该新建立的数据链路传送分组业务。
所述终端设备进一步包括：
记录单元，用于在接入的分组业务激活时记录分配的IP地址和经过的锚点的网络标识；
发送单元，用于向需要切换到的接入系统提供所述IP地址和锚点的网络标识。
所述第一接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统，第二接入系统为3GPP演进系统，或者，第一接入系统为3GPP演进系统，第二接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统。
本发明有益效果如下：
本发明采用基于IP的移动性管理机制实现终端在3GPP演进系统和I-WLAN/Non-3GPP系统间的切换，终端设备在系统间切换时向需要切换到的网络侧上报接入分组业务时与外部分组数据网交换数据的锚点的网络标识，所述网络侧根据锚点的网络标识确定出对应的锚点并与之建立数据链路，所述终端设备通过该锚点和网络侧接入到外部分组数据网进行分组业务，即终端设备在系统间切换时，其接入分组业务的IP地址与IP的接入点不变，从而保证了接入业务的连续性，提高了网络系统的业务质量。
附图说明
图1为现有技术中无线演进系统结构示意图；
图2为本发明实施例中终端设备在系统间切换的通信网络的简化结构示意图；
图2A为本发明实施例中终端设备的结构示意图；
图2B为本发明实施例中SAE锚点的结构示意图；
图3为本发明实施例中终端从3GPP演进系统切换到I-WLAN/Non-3GPP系统时保持业务连续性的实现流程图；
图4为本发明实施例中终端从I-WLAN/Non-3GPP系统切换到3GPP演进系统时保持业务连续性的实现流程图。
具体实施方式
由于目前3GPP锚点和SAE锚点是否合并还在研究中，所以本发明实施例中使用SAE锚点来描述控制不同接入系统移动性的功能实体；另外，在传统的3GPP系统中，分组数据网关(PDG，Packet Data Gateway)是I-WLAN系统中定义的功能实体，指终端通过WLAN 3GPP IP接入方式接入分组业务(PS，Packet Service)时，需要通过PDG接入到外部分组数据网(External Packet DataNetwork，EPDN，下文简称外网)；本发明实施例定义网关(GW，Gateway)是终端通过Non-3GPP系统接入PS业务时的网关；由于PDG和GW的位置不影响终端切换方法的实现，所以在本发明实施例中关于PDG和GW这两个实体的位置以及PDG和GW是否应该位于EPC的问题不予考虑。
下面结合说明书附图对本发明技术方案进行详细说明。
本实施例中的一种通信网络的基本结构如图2所示，该网络包括终端设备20、3GPP演进系统21以及I-WLAN/Non-3GPP系统22；所述3GPP演进系统21包括演进无线接入网210和演进分组核心网，所述演进分组核心网包括移动管理实体MME/用户平面实体UPE211和SAE锚点212；所述I-WLAN/Non-3GPP系统22包括I-WLAN/Non-3GPP接入网220和分组数据网关PDG/网关GW221。
所述终端设备20用于通过接入网络经SAE锚点212与外网EPDN进行分组业务；如图2A所示，所述终端设备20包括：记录单元200，用于在通过接入网络接入分组业务并在该分组业务激活时记录分配的IP地址和经过的SAE锚点的网络标识；发送单元201，用于向接入系统的相关功能实体发送所述IP地址和SAE锚点的网络标识以及其他相关参数(如与终端设备进行通信的对方的IP地址等)。
所述终端设备20从3GPP演进系统21切换到I-WLAN/Non-3GPP系统22时，所述分组数据网关PDG/网关GW221用于根据所述终端设备20提供的接入所述分组业务时分配的IP地址和经过的SAE锚点的网络标识向对应的SAE锚点发送建立数据链路请求。
所述终端设备20从I-WLAN/Non-3GPP系统22切换到3GPP演进系统21时，所述用户平面实体MME/UPE211用于根据所述终端设备提供的接入所述分组业务时分配的IP地址和经过的SAE锚点的网络标识向对应的SAE锚点发送建立数据链路请求。
所述SAE锚点212用于根据所述分组数据网关PDG/网关GW221或所述用户平面实体MME/UPE211发送的建立数据链路请求中携带的所述IP地址和终端设备标识释放原数据链路，以及与所述相关功能实体重新建立数据链路并经该数据链路继续传送所述分组业务；如图2B所示，所述SAE锚点212包括：
分配单元2120，用于为通过接入系统接入分组业务的终端设备分配IP地址；
保存单元2121，用于保存所述终端设备的IP地址和终端设备标识；
接收单元2122，用于接收接入系统的相关功能实体发送的建立数据链路请求，并从该请求中获取终端设备的IP地址和终端设备标识；
处理单元2123，用于将所述保存单元和所述接收单元中的所述IP地址和终端设备标识进行匹配，并且在确定发生系统切换的终端设备时释放与进行分组业务的接入系统中的相关功能实体之间的数据链路，以及建立到需要切换到的接入系统中的相关功能实体之间的数据链路并经该数据链路继续传送所述分组业务。
终端从3GPP演进系统切换到I-WLAN/Non-3GPP系统的场景包括如下几种情况：
1、当终端和3GPP演进系统连接并且已经激活了相关的PS业务，终端在某时刻监听到I-WLAN/Non-3GPP系统的信号更强，决定连接到I-WLAN/Non-3GPP系统；
2、当I-WLAN/Non-3GPP系统与3GPP演进系统部署在不同地区，即I-WLAN/Non-3GPP系统和3GPP演进系统部署区域不重叠，当终端在不同接入系统间移动时，则发生切换；
3、当I-WLAN/Non-3GPP系统与3GPP演进系统重叠部署时，根据运营商的规定，如果用户需要接入高速数据业务，一旦终端检测到I-WLAN/Non-3GPP系统，则需要从3GPP演进系统切换到I-WLAN/Non-3GPP系统。
终端通过3GPP演进系统接入分组业务，在所述分组业务激活后将接入所述分组业务时分配的IP地址、终端标识(移动台国际ISDN号码MSISDN)、接入的3GPP演进系统中的SAE锚点的网络标识以及其他相关参数上报给PDG/GW；PDG/GW根据终端提供的SAE锚点的网络标识与对应的SAE锚点建立数据链路，SAE锚点根据PDG/GW提供的所述终端的IP地址和终端标识与本地存储的终端的IP地址和标识进行匹配，确定出发生系统切换的终端，进一步更新终端的用户面的路径信息与PDG/GW建立数据链路，所述终端通过该数据链路继续原接入业务。
如图3所示，终端从3GPP演进系统切换到I-WLAN/Non-3GPP系统时保持接入业务连续的实现流程如下：
步骤300、终端通过3GPP演进系统接入相关的PS业务。
步骤301、PS业务激活后，终端记录系统支持切换的参数，该参数包括接入PS业务时分配的IP地址、与外网之间交换数据的SAE锚点的网络标识以及其他相关参数(如与终端进行通信的对方终端的IP地址等)；所述SAE锚点的网络标识可以是接入点名称(APN，Access Point Name)、也可以是SAE锚点的IP地址或是其对应域名系统(DNS，Domain Name System)类型的逻辑名称。
步骤302、终端请求接入I-WLAN/Non-3GPP系统。
在该步骤中会为终端分配一个本地的IP地址，该IP地址是本地的网关分配的IP地址，用于局域网设备间通信，该IP地址与终端接入PS业务时的IP地址无关；根据归属运营商的政策或者根据WLAN接入网络或者其他Non-3GPP接入网络的政策，决定是否进行WLAN接入网络的鉴权/授权过程或者其他类型的接入网络的鉴权/授权过程。
步骤303、终端选择合适的PDG/GW并向其发送隧道建立请求；该请求中携带无线局域接入点名称W-APN、终端接入PS业务时分配的IP地址和终端标识(MSISDN)、通过3GPP演进系统接入PS业务时的SAE锚点的网络标识以及其他相关参数。
步骤304、PDG/GW在鉴权/授权成功后，发送隧道建立回复消息给终端并与该终端成功地建立端到端的隧道。
步骤305、PDG/GW根据终端提供的SAE锚点的网络标识向对应的SAE锚点发送建立数据链路请求信令，该请求信令中携带终端接入PS业务时的IP地址和终端标识等信息；所述数据链路的建立可以通过建立隧道的方式实现。
步骤306、SAE锚点将请求信令中携带的终端接入PS业务时的IP地址和终端标识与SAE锚点本地存储的终端的IP地址和终端标识进行匹配，确定出发生系统切换的终端；由于终端接入系统存在两种情况，即第一种情况是终端第一次接入系统，第二种情况是终端在接入当前系统前，已经在其它系统中接入了激活的业务；终端接入系统时，在控制面的信令中携带终端的IP地址和终端的标识，SAE锚点根据这两个参数判断终端属于上述的哪种情况，如果终端的IP地址为空，则终端属于第一种情况，如果终端的IP地址和标识都不为空，则终端属于第二种情况，并且SAE锚点无需为终端分配IP地址。
步骤307、SAE锚点根据步骤305中所述终端的IP地址和标识确定出发生切换的终端，SAE锚点更新该终端的用户面的路径信息，即将该终端在3GPP演进系统中用户面的节点(UPE)和SAE锚点的数据链路断开。
步骤308、SAE锚点与PDG/GW建立数据链路，终端通过SAE锚点和PDG/GW这条数据链路继续原接入业务。
步骤309、3GPP演进系统获知终端系统切换完成后，释放相关的无线资源和IP承载。
终端从I-WLAN/Non-3GPP系统切换到3GPP演进系统的场景包括如下几种情况：
1、当终端已经接入I-WLAN/Non-3GPP系统，并且已经激活相关的PS业务，终端在某时刻监听到3GPP演进系统的信号更强，决定连接到3GPP演进系统；
2、当I-WLAN/Non-3GPP系统和3GPP演进系统部署在不同地区，即I-WLAN/Non-3GPP系统和3GPP演进系统部署区域不重叠，当终端在不同接入系统间移动时，则发生切换；
3、当I-WLAN/Non-3GPP和3GPP演进系统重叠部署时，根据运营商的规定，如果用户需要接入某种数据业务，一旦终端检测到3GPP演进系统，则需要从I-WLAN/Non-3GPP系统切换到3GPP演进系统。
终端通过I-WLAN/Non-3GPP系统接入相关的PS业务，并在所述PS业务激活后将接入PS业务时终端被分配的IP地址、终端标识(MSISDN)、原SAE锚点的网络标识以及其他相关参数上报给MME/UPE；MME/UPE根据终端提供的SAE锚点的网络标识与对应的SAE锚点建立数据链路，SAE锚点根据MME/UPE提供的终端的IP地址和终端标识与本地存储的终端的IP地址和标识进行匹配，确定出发生系统切换的终端，进一步更新终端的用户面的路径信息与UPE建立数据链路，终端通过该数据链路继续原接入业务。
如图4所示，终端从I-WLAN/Non-3GPP系统切换到3GPP演进系统时保持接入业务连续的实现流程如下：
步骤400、终端通过I-WLAN/Non-3GPP系统接入相关的PS业务。
步骤401、PS业务激活后，终端记录系统支持切换的参数，该参数包括接入PS业务时分配的IP地址、与外网EPDN之间交换数据的SAE锚点的网络标识。
步骤402、终端向3GPP演进系统发送接入请求消息(Network attachment)，该请求消息包括终端接入PS业务时被分配的IP地址和终端标识、原SAE锚点的网络标识以及其他相关参数(如与终端进行通信的对方终端的IP地址等)。
步骤403、终端接入3GPP演进系统。
步骤404、UPE根据终端提供的SAE锚点的网络标识向对应的SAE锚点发送建立数据链路请求信令；该请求信令中携带终端接入PS业务时的IP地址和终端标识。
步骤405、SAE锚点将请求信令中携带的终端接入PS业务时的IP地址和终端标识与SAE锚点本地存储的终端的IP地址和终端标识进行匹配，确定出发生系统切换的终端。
步骤406、SAE锚点更新终端的用户面的路径信息，即将该终端原接入的I-WLAN/Non-3GPP系统中的PDG/GW与SAE锚点之间的数据链路断开。
步骤407、SAE锚点与3GPP演进系统中的用户面节点(UPE)建立数据链路，终端通过SAE锚点和UPE这条数据链路继续原接入业务。
步骤408、I-WLAN/Non-3GPP系统获知终端系统切换完成后，释放相关的无线资源和IP承载。
终端可以接入多个分组业务，相应的，终端也可以被分配给多个IP地址，终端接入多个分组业务时的系统切换方法与本实施例所述接入一个分组业务的切换方法同理，在终端系统切换时采用本发明方法可以保证其中每个分组业务的连续性。
当3GPP演进系统中存在一个锚点时，终端设备在从第一接入系统切换到第二接入系统时，可以不再提供锚点的网络标识，即：经第一接入系统进行分组业务的终端设备请求接入第二接入系统时，向第二接入系统提供接入分组业务时分配的IP地址；第二接入系统向锚点发送请求建立数据链路消息，建立该锚点与第二接入系统的连接，并提供所述IP地址和所述终端设备的标识；所述锚点根据所述IP地址和所述终端设备的标识确定该终端发生系统切换后更新该终端设备的用户面的路径信息，并与所述终端设备经第二接入系统继续所述分组业务，其具体的实现过程与本实施例的实现过程同理，不再赘述。但是在实际网络运行中，由于经过锚点接入的分组业务较大，仅使用一个锚点接入业务会导致该锚点的载荷较大而使得系统业务质量下降，因此在实际网络运行时建议不采用上述极端情况。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (15)
1.一种在系统间切换的方法，其特征在于，包括步骤：
经第一接入系统进行分组业务的终端设备请求接入第二接入系统时，向第二接入系统提供接入分组业务时分配的IP地址；
第二接入系统向锚点发送请求消息，请求建立锚点与第二接入系统的连接，并提供所述IP地址和所述终端设备的标识；
所述锚点根据所述IP地址和所述终端设备的标识更新该终端设备对应的用户面的路径信息，并与所述终端设备经第二接入系统继续所述分组业务。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端设备在请求接入第二接入系统时，向第二接入系统进一步提供经过的锚点的网络标识；第二接入系统根据所述锚点的网络标识向对应的锚点发送建立数据链路请求消息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端设备在所述分组业务激活时记录分配的IP地址和经过的锚点的网络标识。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终端设备在向第二接入系统发送的接入请求中携带所述IP地址和锚点的网络标识。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述锚点的网络标识是接入点名称，或者是锚点的IP地址，或者是域名系统类型的逻辑名称。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述更新该终端设备对应的用户面的路径信息包括：锚点针对所述终端设备删除到第一接入系统的数据链路和建立到第二接入系统的数据链路。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述终端设备系统切换完成后，所述第一接入系统释放相关的无线资源和IP承载。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统，第二接入系统为3GPP演进系统，或者，所述第一接入系统为3GPP演进系统，第二接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统。
9.一种通信设备，其特征在于，包括：
分配单元，用于为通过第一接入系统接入分组业务的终端设备分配IP地址；
保存单元，用于保存所述终端设备的IP地址和终端设备标识；
接收单元，用于接收包含所述IP地址和所述终端设备的标识的建立连接请求消息；
处理单元，用于将所述保存单元和所述请求消息中的IP地址和终端设备的标识进行匹配，并且在确定所述终端设备发生系统切换时释放该终端设备的原数据链路和重新建立数据链路，并经该新建立的数据链路传送分组业务。
10.一种终端设备，其特征在于，包括：
记录单元，用于在接入的分组业务激活时记录分配的IP地址和经过的锚点的网络标识；
发送单元，用于向需要切换到的接入系统提供所述IP地址和锚点的网络标识。
11.一种通信网络，其特征在于，包括：终端设备、多个接入系统和锚点；所述终端设备通过所述接入系统和锚点进行分组业务，并记录接入该分组业务时分配的IP地址和锚点的网络标识；其中，所述终端设备请求从进行分组业务的第一接入系统切换到第二接入系统时提供所述IP地址，所述锚点根据所述IP地址和所述终端设备的标识确定所述终端设备发生切换后更新对应的用户面的路径信息，并与所述终端设备经第二接入系统继续所述分组业务。
12.如权利要求11所述的网络，其特征在于，所述终端设备在请求接入第二接入系统时，向第二接入系统进一步提供经过的锚点的网络标识；第二接入系统根据所述锚点的网络标识向对应的锚点发送建立数据链路请求消息。
13.如权利要求11或12所述的网络，其特征在于，所述锚点进一步包括：
分配单元，用于为通过第一接入系统接入分组业务的终端设备分配IP地址；
保存单元，用于保存所述终端设备的IP地址和终端设备标识；
接收单元，用于接收包含所述IP地址和所述终端设备的标识的建立连接请求消息；
处理单元，用于将所述保存单元和所述请求消息中的IP地址和终端设备的标识进行匹配，并且在确定所述终端设备发生系统切换时释放该终端设备的原数据链路和重新建立数据链路，并经该新建立的数据链路传送分组业务。
14.如权利要求13所述的网络，其特征在于，所述终端设备进一步包括：
记录单元，用于在接入的分组业务激活时记录分配的IP地址和经过的锚点的网络标识；
发送单元，用于向需要切换到的接入系统提供所述IP地址和锚点的网络标识。
15.如权利要求14所述的网络，其特征在于，所述第一接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统，第二接入系统为3GPP演进系统，或者，第一接入系统为3GPP演进系统，第二接入系统为互联无线局域系统或非3GPP系统。
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