CN101166296A - 一种重附着方法、系统及用户设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重附着方法，该方法包括以下步骤：A.源移动性管理实体MME向用户设备UE发送重附着请求；B.UE收到重附着请求后，保留其在源用户数据面实体UPE上的承载信息和无线资源连接，并附着到目的MME和源UPE上。本发明还提供了一种重附着系统，该系统包括UE、源MME、目的MME和源UPE。另外，本发明还提供了一种用户设备，该设备包括：接收单元、发送单元和控制单元。本发明能够简化UE重新附着的过程，缩短UE重新附着的时间，从而可以减少业务中断。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种重附着方法、系统及用户设备。
背景技术
为了增强未来移动网络的竞争能力，第三代合作伙伴计划(3GPP，The3rd Generation Partnership Project)下一阶段的主要发展方向是3GPP系统架构演进(SAE，System Architecture Evolution)。SAE是多网络融合的网络架构，用户可以通过3GPP接入系统接入3GPP核心网络，也可以通过非3GPP接入系统(如无线局域网WLAN、微波存取全球互通网络WiMAX等等)接入3GPP网络。
图1所示为目前已有的SAE网络架构示意图，如图1所示，无线演进网络的核心网(Evolved Packet Core)主要包括移动性管理实体(MME，Mobility Management Entity)/用户数据面实体(UPE，User Plane Entity)、3GPP锚点(Anchor)和SAE Anchor三个逻辑功能模块；接入系统锚点(IASA，Inter Access Systems Anchor)包括3GPP Anchor和SAE Anchor。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；UPE负责空闲状态下为下行数据发起寻呼，管理保存网际协议(IP)承载参数和网络内路由信息等；3GPP Anchor是2G/3G和长期演进(LTE，Long Term Evolution)接入系统之间的锚点；SAE Anchor则充当不同接入系统间的用户面锚点。MME、UPE、3GPP Anchor和SAE Anchor之间的物理组合关系待定。
在实际应用场景中，网络侧可能会触发用户设备(UE，User Equipment)重新附着到SAE网络上，触发原因诸如负荷分担、根据UE位置重新选择一个拓朴上更优的MME/UPE等等。现有的UE重附着流程参见图2所示，主要包括以下步骤：
步骤201：源MME/UPE向UE发送重附着请求(Re-Attachment Request)，请求UE重新附着。
重附着时，UE和源UPE将释放承载信息和无线资源连接(RRC)。
步骤202：UE发现新的SAE/LTE接入系统，并且执行系统接入和网络选择。
步骤203：UE向目的MME/UPE发送附着请求(Attach Request)。
附着请求中可能包括一些从前的注册信息，如临时身份标识；如果UE没有从前的注册信息，那么可在该附着请求中携带永久身份信息。在网络共享情况下，该附着请求中可携带选定的网络或MME/UPE信息，演进无线接入网(E-RAN，Evolved RAN)根据这些信息选择MME/UPE。另外，该附着请求中还可携带默认IP接入承载信息，如用户期望的IP地址和接入点名称(APN，Access Point Name)。
步骤204：目的MME/UPE根据从前的注册信息向源MME/UPE发送获取用户信息的请求。
步骤205：源MME/UPE将用户信息(如永久用户身份标识)返回给目的MME/UPE。
步骤206：目的MME/UPE对用户进行认证(Authentication)。
步骤207：目的MME/UPE向家乡签约用户服务器(HSS，HomeSubscriber Server)发送注册请求，进行注册。
步骤208：HSS通知源MME/UPE，源MME/UPE删除用户注册信息或将用户标识设置为不在网络中。
步骤209：HSS通知目的MME/UPE注册成功，向目的MME/UPE传输默认IP接入承载的授权信息、策略控制和计费控制等。
步骤210：目的MME/UPE按照某种机制选定一个IASA。
步骤211：IASA和目的MME/UPE、UE进行IP层的用户面路由配置。
步骤212：目的MME/UPE向E-RAN提供用于默认IP接入承载的服务质量(QoS，Quality of Service)配置信息。
步骤213：目的MME/UPE接受UE的附着请求，向UE返回附着接受消息(Attach Accept)，并给UE分配一个临时身份标识和一个IP地址。
步骤214：UE向目的MME/UPE返回附着成功确认消息。
从现有的重附着流程来看，UE在收到网络侧的一个重附着请求后，重新执行了一个全新的附着过程，在此过程中UE需要重新建立默认IP承载，分配新的IP地址，整个重新附着过程较为繁琐，且需要花费较长的时间，如果此时UE有其他业务连接的话，其他的业务连接都需要重新建立，容易造成业务中断，影响用户的业务感受。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种重附着方法、系统及用户设备，简化重新附着过程。
为达到上述目的，本发明提供的重附着方法包括以下步骤：
A、源移动性管理实体MME向用户设备UE发送重附着请求；
B、UE收到重附着请求后，保留其在源用户数据面实体UPE上的承载信息和无线资源连接，并附着到目的MME和源UPE上。
本发明还提供了一种重附着系统，包括：用户设备UE、源移动性管理实体MME、目的MME和源用户数据面实体UPE，其中，
源MME，用于向UE发送重附着请求；
UE，用于接收来自源MME的重附着请求，保留其在源UPE上的承载信息和无线资源连接，并用于向目的MME发送附着请求，接收来自目的MME的附着接受消息；
目的MME，用于接收来自UE的附着请求，在注册成功后向UE返回附着接受消息，并用于获取源UPE信息，通知源UPE更新该UE的归属MME信息；
源UPE，用于保留该UE的承载信息，并用于接收来自目的MME的通知，更新所述UE的归属MME信息。
另外，本发明还提供了一种用户设备，该设备包括：接收单元、发送单元和控制单元，其中，
接收单元，用于接收来自源移动性管理实体MME的重附着请求，并将收到的重附着请求发送给控制单元；
控制单元，用于接收来自接收单元的重附着请求，并根据该重附着请求中携带的触发重附着的原因值保留该用户设备在源用户数据面实体UPE上的承载信息和无线资源连接，并将附着到目的MME上的附着请求发送给发送单元；
发送单元，用于接收来自控制单元的附着请求，并将收到的附着请求发送给目的MME。
由此可见，在本发明中，当MME和UPE分离且在特定的重附着原因下(如MME需要负荷重分配)，UE在收到源MME的重附着请求执行重附着流程时，保留其上次使用的源UPE的承载信息和无线资源连接，无需进行释放，这样，目的MME就可以不按照一般的附着过程重新选择一个新的UPE，而是选择原有的UPE继续为UE服务，由于原有UPE上保留有该UE的承载信息，因此不需要为UE分配新的IP地址，也不需要重新建立IP承载，从而可以简化UE重新附着的过程，缩短UE重新附着的时间。对于重附着前有业务进行的UE来说，也不需要重新建立业务连接，这样可以减少UE获得服务的中断时间；并且，对于有IMS能力的UE来说，由于UE可以保持IP地址不更改，因此就不需要重新进行IMS注册。
附图说明
图1为现有技术中的SAE网络架构示意图。
图2为现有技术中的重附着流程示意图。
图3为本发明中的重附着系统结构示意图。
图4为本发明中的用户设备结构示意图。
图5为本发明实施例一中的重附着流程示意图。
图6为本发明实施例二中的重附着流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
本发明所提供的重附着方法的基本思想是，当MME和UPE分离时，在特定的重附着原因下(如MME需要负荷重分配)，UE和UPE在发起新的附着过程前不删除存有的承载信息(如分组数据协议上下文PDP Context等)和RRC连接，而是继续使用原来的无线资源承载。UE通过原来的E-RAN设备连接到新的MME上时，新的MME获取UE上次附着到网络上使用的UPE信息，这样MME就可以不按照一般附着过程重新选择一个新的UPE，而是选择原有的UPE为之服务，由于原有UPE上保留有该UE的承载信息，因此不需要分配新的IP地址，也不需要重新建立IP承载。
对应本发明所提供的方法，本发明还提供了一种重附着系统，参见图3所示，该系统主要包括UE、源MME、目的MME和源UPE，其中，源MME用于向UE发送重附着请求；UE用于接收来自源MME的重附着请求，保留其在源UPE上的承载信息和无线资源连接，并用于向目的MME发送附着请求，接收来自目的MME的附着接受消息；目的MME用于接收来自UE的附着请求，在注册成功后向UE返回附着接受消息，并用于获取源UPE信息，通知源UPE更新该UE的归属MME信息；源UPE用于保留该UE的承载信息，并用于接收来自目的MME的通知，更新所述UE的归属MME信息。
参见图4所示，所述用户设备UE可包括接收单元、发送单元和控制单元，其中，接收单元，用于接收来自源MME的重附着请求，并将收到的重附着请求发送给控制单元；控制单元，用于接收来自接收单元的重附着请求，并根据该重附着请求中携带的触发重附着的原因值保留该用户设备在源UPE上的承载信息和无线资源连接，并将附着到目的MME上的附着请求发送给发送单元；发送单元，用于接收来自控制单元的附着请求，并将收到的附着请求发送给目的MME。
需要说明的是，在实际的重附着过程中，完整的重附着系统可能还会涉及到其它更多的实体，如E-RAN、HSS等，下面将结合具体实施例进行详细说明。
MME和UPE分离可进一步具体细分为两种情况，即会话管理(SM，Session Management)功能在MME上和SM功能在UPE上，下面通过两个具体实施例并结合图3对这两种情况下的重附着过程进行详细说明。
实施例一
参见图5所示，当SM功能在MME上时，本发明所提供的重附着过程主要包括以下步骤：
步骤501：源MME向UE发送重附着请求(Re-Attachment Request)，请求UE重新附着，该请求中携带触发重附着的原因值，如MME负荷重分配。
在源MME触发UE重附着之前，源UPE保留UE上次附着在网络上所使用的承载信息，不进行承载资源的释放。
步骤502：UE收到源MME发起的重附着请求后，当发现该请求中携带的原因值属于无需改变UPE的原因(如MME负荷重分配)时，则保留其上次附着的承载信息和RRC连接，也就是说，保留UE在源UPE上的承载信息和RRC连接。
步骤503：UE向目的MME发送附着请求(Attach Request)，其中包括UE的承载信息，该承载信息中包括UE之前附着的UPE信息。
如果UE有之前的注册信息，则也可在附着请求中携带之前的注册信息，如临时身份标识；如果UE没有从前的注册信息，则可在该附着请求中携带永久身份信息。在网络共享情况下，该附着请求中可携带选定的网络或MME信息，E-RAN根据这些信息选择目的MME。另外，该附着请求中还可携带IP接入承载信息，如用户的IP地址和APN等。
步骤504：如果UE提供了从前的注册信息，目的MME则根据从前的注册信息向源MME发送获取用户信息的请求。
步骤505：源MME将用户信息(如永久用户身份标识)返回给目的MME。
在步骤503中，如果UE没有将之前附着的UPE信息发送给目的MME，那么，在步骤505中，源MME还要将该UE之前附着的UPE信息发送给目的MME。
步骤506：目的MME对用户进行认证(Authentication)。
步骤507：目的MME向HSS发起注册请求。
步骤508：HSS收到注册请求后，通知源MME删除该UE的用户信息或将该UE的用户标识设置为不在网络中。
步骤509：HSS通知目的MME注册成功。
步骤510：目的MME向HSS确认注册成功。
步骤511：目的MME通知UPE更新该UE的归属MME信息。
此处的UPE既是源UPE、又是目的UPE。
步骤512：目的MME为该UE分配新的RRC密钥(RRC key)，用于空口RRC信令的安全性保护，并将分配的新RRC key发送给E-RAN，比如通过用户上下文建立请求(Setup UE Context)发送。
步骤513：E-RAN收到新RRC key后，向目的MME返回确认，比如通过用户上下文建立响应(Setup UE Context Ack)返回。
步骤514：目的MME接受UE的附着请求，返回附着接受消息(AttachAccept)给UE，并给UE分配一个临时身份标识。
目的MME也可以不给UE分配临时身份标识。
步骤515：UE向目的MME返回附着成功确认消息(Attach Complete)。
至此，整个重附着过程完成。
需要说明的是，图5中虚线所表示的步骤为可选步骤。
实施例二
参见图6所示，当SM功能在UPE上时，本发明所提供的重附着过程主要包括以下步骤：
步骤601～610：与步骤501～510分别一致，这里不再赘述。
步骤611：目的MME通知UPE更新该UE的归属MME信息，并向UPE发送新的用于空口RRC信令的安全性保护的RRC key，比如通过附着请求Attach Request发送。
此处的UPE既是源UPE、又是目的UPE。
步骤612：UPE收到新RRC key后，向E-RAN转发，如通过用户上下文建立请求(Setup UE Context)转发。
步骤613：E-RAN收到RRC key后，向UPE返回确认，比如通过用户上下文建立响应(Setup UE Context Ack)返回。
步骤614：UPE向目的MME返回附着响应Attach Response。
步骤615～616：与步骤514～515分别一致，这里不再赘述。
需要说明的是，图6中虚线所表示的步骤为可选步骤。
以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种重附着方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、源移动性管理实体MME向用户设备UE发送重附着请求；
B、UE收到重附着请求后，保留其在源用户数据面实体UPE上的承载信息和无线资源连接，并附着到目的MME和源UPE上。
2.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：源UPE保留所述UE的承载信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重附着请求携带触发重附着的原因值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述触发重附着的原因值为MME负荷重分配。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述UE附着到目的MME上包括：
B1、UE向目的MME发送附着请求；
B2、目的MME收到附着请求后，对UE进行认证，到家乡签约用户服务器HSS进行注册，并在注册成功后向UE返回附着接受消息；
B3、UE收到目的MME发送来的附着接受消息后，向目的MME返回附着成功确认消息。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：目的MME获取源UPE信息，并通知源UPE更新所述UE的归属MME信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目的MME获取源UPE信息的方式包括：目的MME从源MME获取源UPE信息；
或者，UE将源UPE信息携带在附着请求中发送给目的MME。
8.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：目的MME重新分配无线资源连接密钥RRC key，并将分配的RRC key发送给演进无线接入网E-RAN。
9.一种重附着系统，其特征在于，该系统包括用户设备UE、源移动性管理实体MME、目的MME和源用户数据面实体UPE，其中，
源MME，用于向UE发送重附着请求；
UE，用于接收来自源MME的重附着请求，保留其在源UPE上的承载信息和无线资源连接，并用于向目的MME发送附着请求，接收来自目的MME的附着接受消息；
目的MME，用于接收来自UE的附着请求，在注册成功后向UE返回附着接受消息，并用于获取源UPE信息，通知源UPE更新该UE的归属MME信息；
源UPE，用于保留该UE的承载信息，并用于接收来自目的MME的通知，更新所述UE的归属MME信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：演进无线接入网E-RAN，用于接收来自目的MME的无线资源连接密钥RRC key；
所述目的MME进一步用于重新分配RRC key，并将分配的RRC key发送给E-RAN。
11.一种用户设备，其特征在于，该设备包括：接收单元、发送单元和控制单元，其中，
接收单元，用于接收来自源移动性管理实体MME的重附着请求，并将收到的重附着请求发送给控制单元；
控制单元，用于接收来自接收单元的重附着请求，并根据该重附着请求中携带的重附着原因值保留该用户设备在源用户数据面实体UPE上的承载信息和无线资源连接，并将附着到目的MME上的附着请求发送给发送单元；
发送单元，用于接收来自控制单元的附着请求，并将收到的附着请求发送给目的MME。
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