CN101188803A - 是否启用无信令移动机制的通知方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种是否启用无信令移动机制的通知方法。该通知方法包括以下步骤：S302，判决单元判决是否启用无信令移动机制；S304，判决单元通过在发送给服务网关和用户设备的消息中携带是否启用的标记将判决结果通知给服务网关和用户设备。通过本发明，可以很容易地启用和取消signaling free机制，并可以很容易地将是否启用signaling free机制通知给服务网关和用户设备。

Description

是否启用无信令移动机制的通知方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种是否启用无信令移动机制的通知方法。

背景技术

随着全球微波接入互通(World Interoperability for MicrowaveAccess，简称Wimax)的异军突起，第三代移动通信系统要保持其在移动通信领域的强有力的竞争力，必须提高其网络性能和降低网络建设和运营成本。因此，第三代合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project，简称3GPP)的标准化工作组，目前正致力于研究对包交换核心网(Packet Switch Core，简称PS Core)和全球移动通信系统无线接入网(Universal Mobile Telecommunication SystemRadio Access Network，简称UTRAN)的演进，这个研究的课题叫做系统架构演进(System Architecture Evolution，简称SAE)，目的是使演进的PS Core(简称E-PS Core)可提供更高的传输速率、更短的传输延时、优化分组、及支持演进的UTRAN(Evolved UTRAN，简称E-UTRAN)、UTRAN、无线局域网(Wireless Local AreaNetwork，简称WLAN)及其他非3GPP的接入网络之间的移动性管理。

如图1所示，目前的SAE架构包含如下网元：

演进的无线接入网(Evolved RAN，简称E-RAN)，可以提供更高的上下行速率、更低的传输延迟、和更可靠的无线传输。E-RAN中包含的网元是eNodeB(Evolved NodeB)，用于为用户设备的接入提供无线资源。

归属用户服务器(Home Subscriber Server，简称HSS)，用于永久存储用户签约数据。

分组数据网(Packet Data Network，简称PDN)，用于为用户提供业务的网络。

演进的分组网(E-Packet Core)，用于提供更低的延迟，并允许更多的无线接入系统接入。其包含如下网元：

移动管理实体(Mobility Management Entity，简称MME)，其是控制面功能实体，是用于临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储用户设备(User Equipement，简称UE)上下文(比如，UE/用户标识、移动性管理状态、用户安全参数等)，为用户分配临时标识，并在UE驻扎在跟踪区域或其负责对用户设备进行鉴权时，处理MME和UE之间的所有非接入层消息；触发在SAE的寻呼。

服务网关(Serving Gateway，简称Serving GW)，其是一个用户面实体，负责用户面数据路由处理，终结处于空闲状态的UE的下行数据。管理和存储UE的SAE承载(bearer)上下文，比如IP承载业务参数和网络内部路由信息等。是3GPP系统内部用户面的锚点，一个用户在一个时刻只能有一个Serving GW。

分组数据网网关(PDN GW)，其是负责UE接入PDN的网关，用于分配用户IP地址，同时是3GPP和非3GPP接入系统的移动性锚点。用户在同一时刻能够接入多个PDN GW。

在物理上，Serving GW和PDN GW可以合一。

SAE系统也允许用户从传统的通用移动通信系统(UniversalMobile Telecommunication System，简称UMTS)接入。传统UMTS中的服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node，简称SGSN)可以接入Serving GW，这时，Serving GW是UMTS和SAE中的用户面的锚点。另外，SGSN和MME之间也存在一个接口S3，用于提供UMTS系统中的类似于SGSN之间的接口功能。

无论是在UMTS还是在SAE，用户设备均有三种状态：分离状态、空闲状态、和连接状态。在分离状态下，网络不知道用户设备当前的位置信息；在空闲状态下，用户设备和网络之间无连接，但是网络知道用户设备当前的位置信息，在UMTS中以路由区标识位置，在SAE中以跟踪区标识位置。在连接状态下，用户设备和网络之间存在连接，用户设备可以从存在的连接上收发数据。

在SAE系统和UMTS系统同时覆盖的区域，当用户设备处于空闲状态时，用户设备可能根据信号的强弱在这两个系统中来回选择接入技术，并向相应的接入系统发起注册，这样会导致大量的空中信令。目前，正在研究的一种叫做无信令移动(Signaling free)的技术，目的是在用户设备来回选择接入技术时，避免或者减少发送注册消息，从而减少空口的信令。该技术的原理是允许用户设备同时在SAE和UMTS系统中登记，这样当用户设备选择一个接入系统时，判断所在的路由区或跟踪区已经登记过了，就不再发起登记或更新过程，从而可以减少空中信令。

当用户设备处于空闲状态时，由于可能改变接入系统而没有触发登记或更新过程，核心网可能不知道用户设备当前处于哪个接入系统中。因此，如果有下行数据到达，必须在两个系统中同时进行寻呼。如前所述，Serving GW是UMTS和SAE系统的用户面锚点，并且用于终结处于空闲状态的UE的下行数据。触发寻呼如图2所示，包括以下步骤：

S202，在启用signaling free时，Serving GW知道用户的状态，而且保存有用户在两个接入系统中的相关信息，比如到SGSN的用户面隧道信息、以及用户注册的MME地址信息。

S204，下行数据到达Serving GW。

S206，Serving GW判断用户状态。

S208，如果用户处于连接状态，则Serving GW已经建立了从当前接入系统到用户的承载，否则则转到步骤S218。

S210，如果用户处于空闲状态，则由于用户可能选择了一个接入系统而没有通知网络，Serving GW不知道用户处于哪个系统中，因此必须在两个系统中同时进行寻呼。

S212，Serving GW通知MME在SAE发起寻呼。

S214，Serving GW将下行数据发送给SGSN，触发SGSN在UMTS发起寻呼。

S216，用户设备在当前接入系统中收到寻呼之后，返回寻呼响应，并建立承载，转为连接模式。

S218，Serving GW将数据从该承载下发给用户设备。

因此，如果启用了signaling free机制，Serving GW需要同时保存用户设备在两个接入系统中的相关信息，如果没有启用signalingfree机制，Serving GW只需建立到当前系统的承载，并删除用户在原有系统中的相关信息或将该信息设为无效。因此，对于ServingGW来说，在建立承载时，必须知道是否启用signaling free机制。

另外，对于用户设备来说，也需要知道是否启用了signaling free机制。如果启用了，则需要将两个系统同时设为登记之后的空闲状态，并且同时保留登记的路由区和跟踪区，这样在选择接入系统时，才可以不用重新发起登记或更新。如果没有启用signaling free机制，则用户设备必须将另外一个系统设为没有登记，这样在选择另外一个系统时，用户设备触发新的登记或更新过程。

然而，目前并没有一种用于将是否启用signaling free机制的信息通知给UE和Serving GW的方法。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种是否启用无信令移动机制的通知方法。

根据本发明的是否启用无信令移动机制的通知方法，包括以下步骤：S302，判决单元判决是否启用无信令移动机制；S304，判决单元通过在发送给服务网关和用户设备的消息中携带是否启用的标记将判决结果通知给服务网关和用户设备。

其中，判决单元可以为UMTS中的SGSN或SAE中的MME。判决单元可以根据UE的能力、本身的能力、以及其它准则来判决是否启用signaling free机制。SGSN/MME可以在发送到Serving GW的更新分组数据协议(Packet Data Protocol，简称PDP)上下文的请求消息或创建承载的请求消息中通过一个标记，指示是否启用signaling free。SGSN/MME也可以在发送到Serving GW的更新PDP上下文的请求消息或创建承载的请求消息中通过不带标记，，或者带一个不启用无信令移动机制的标记，指示不启用signaling free。

如果MME指示不启用或取消signaling free机制，则ServingGW将仅保存UE在当前接入系统中的相关信息，并将在另一个接入系统的相关信息删除或设为无效。如果启用signaling free机制，则Serving GW将保存UE在两个接入系统中的相关信息。这些信息可以包括UMTS中的Serving GW到SGSN的隧道信息和SAE中的MME的地址信息等。

其中，判决单元可以在发送到用户设备的登记或更新接受消息中通过一个标记，来指示是否启用signaling free。判决单元也可以在发送到用户设备的登记或更新接受消息中通过不带标记，或者带一个不启用无信令移动机制的标记，来指示不启用signaling free。

如果MME指示不启用signaling free机制，则用户设备将另外一个接入系统中的状态设为分离，这样当用户设备重新选择这个接入系统时，会重新发起登记或更新过程。如果需要启用signaling free机制，则用户设备将另外一个接入系统中的状态设为空闲状态，这样当用户设备重新选择这个接入系统时，发现当前所在的路由区或跟踪区已经登记过了，于是就不再发起登记或者更新过程。

通过本发明，可以很容易地启用和取消signaling free机制，并可以很容易地将是否启用signaling free机制通知给服务网关和用户设备。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中的SAE架构图；

图2是相关技术中的signaling free下，Serving GW收到下行数据后在两个系统中触发寻呼的过程的流程图；

图3是根据本发明实施例的是否启用无信令移动机制的通知方法的流程示意图；

图4是根据本发明实施例的用户设备先在SGSN中登记，之后再到MME中登记，MME决定启用signaling free的流程图；以及

图5是根据本发明实施例的用户设备在SGSN和MME中登记并启用signaling free机制，之后移动到另外一个SGSN中，SGSN决定取消signaling free的流程图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

参考图3，说明根据本发明实施例的是否启用无信令移动机制的通知方法。如图3所示，该通知方法包括以下步骤：S302，判决单元判决是否启用无信令移动机制；S304，判决单元通过在发送给服务网关和/或用户设备的消息中携带是否启用的标记将判决结果通知给服务网关和/或用户设备。

其中，判决单元可以是通用移动通信系统中的服务GPRS支持节点或系统架构演进系统中的移动管理实体。判决单元通过在发送给服务网关的更新分组数据协议上下文的请求消息或创建承载的请求消息中携带是否启用的标记将判决结果通知给服务网关，并通过在发送给用户设备的登记或更新接受消息中携带是否启用的标记将判决结果通知给用户设备。

在判决启用无信令移动机制的情况下，判决单元在更新分组数据协议上下文的请求消息或创建承载的请求消息中携带启用的标记。在判决不启用无信令移动机制的情况下，判决单元不在更新分组数据协议上下文的请求消息或创建承载的请求消息中携带有关是否启用的标记或携带不启用无信令移动机制的标记。

在判决启用无信令移动机制的情况下，判决单元在登记或更新接受消息中携带启用的标记。在判决不启用无信令移动机制的情况下，判决单元不在登记或更新接受消息中携带有关是否启用的标记或携带不启用无信令移动机制的标记。

在判决单元判决启用无信令移动机制的情况下，服务网关同时保存用户设备所在前一接入系统的相关信息和用户设备欲接入系统的相关信息。在判决单元判决不启用无信令移动机制的情况下，服务网关仅保存用户设备欲接入系统的相关信息。

如果判决单元判决启用无信令移动机制，则用户设备将其所在的前一接入系统中的状态设置为空闲，否则用户设备将其所在的前一接入系统中的状态设置为分离。

参考图4，说明用户设备先在SGSN中登记，之后再到MME中登记，MME决定启用signaling free并将决定通知给Serving GW和UE的过程。如图4所示，该过程包括以下步骤：

S402，用户设备UE从关机状态开机，搜索到UMTS信号，于是在UMTS中的SGSN发起登记过程。

S404，UE在SGSN登记成功之后，SGSN为UE分配临时用户标识，并将临时用户标识和当前所在的路由区标识一起，在登记响应中携带给UE。

S406，UE向SGSN发起激活PDP上下文请求。

S408，SGSN判断是否启用signaling free机制。判断的准则包括UE的能力、SGSN的能力以及其它准则。由于这是第一次登记，所以无需启用signaling free机制。

S410，SGSN选择Serving GW之后，向Serving GW发起创建PDP上下文请求，该消息通知Serving GW不建立signaling free机制。通知方法例如：该消息中带一个标记指示不启用Signaling free机制，或者不带启用signaling free机制的标记。

S412，Serving GW收到之后，通过和PDN GW交互，创建到SGSN的承载资源，之后返回SGSN创建PDP上下文响应。

S414，MME返回UE激活PDP上下文响应。

通过上述步骤，UE在UMTS中登记，建立了承载并转到连接状态下，之后UE可以在UMTS中传输数据了。

S416，过了一段时间之后，UE转到空闲状态，UE和SGSN中状态变为空闲状态，但是Serving GW和SGSN之间的承载信息仍然在SGSN和Serving GW中保留。

S418，UE在空闲状态下移动的过程中，通过监测SAE的无线信号和UMTS的无线信号，决定在SAE中登记，于是UE向SAE中的MME发起更新过程，携带SGSN分配给UE的最新的临时用户标识和路由区标识。

S420，MME收到之后，通过临时用户标识找不到用户，于是根据路由区标识和临时用户标识找到分配该临时用户标识的SGSN，并向该SGSN发起用户上下文请求。

S422，SGSN收到之后，根据临时用户标识和路由区标识找到用户数据，并将用户的最新的移动性管理上下文和PDP上下文在上下文响应中发给MME。

S424，MME收到上下文之后，判断是否启用signaling free机制。判断的准则包括UE是否支持signaling fee的能力、MME是否支持signaling free的能力、SGSN是否支持signaling free的能力以及其它准则。如果UE、SGSN、MME都支持signaling free机制，则MME决定启用signaling free机制。

S426，MME向Serving GW的消息中带一个标记，指示需要建立signaling free。

S428，Serving GW收到MME指示需要建立signaling free，于是Serving GW保留到SGSN的隧道，同时分配SAE中的承载资源，并返回给MME建立承载响应，这样Serving GW中将同时建立到UMTS和SAE的用户面资源。

S430，MME向UE返回更新响应，该消息中带有一个标记，指示启用了signaling fee机制，于是UE将UMTS中的状态保留为空闲状态。

通过上述过程，UE同时在SAE和UMTS中登记，并且ServingGW同时保存了到SGSN的隧道信息和UE在MME的相关信息，这样就建立了signaling fee机制。

在上述步骤中，省略了和本发明无关的一些过程，比如鉴权和安全过程、Serving GW和PDN GW的交互过程、空中资源建立过程等。

对于先从MME登记然后再到UMTS中登记的过程和图4所示的过程类似，可以很容易地推导出。

参考图5，说明用户设备在SGSN和MME中登记并启用signaling free机制，之后移动到另外一个SGSN中登记，这个过程中，新SGSN决定不启用signaling free机制并将决定通知给用户设备的过程。如图5所示，该过程包括如下步骤：

S502，UE在SGSN和MME中同时登记，并且启用了signalingfree机制。UE转到空闲状态，并且保存有SGSN分配的临时用户标识和路由区标识，以及MME分配的临时用户标识和跟踪区标识，并且知道哪个是最近分配的。对于Serving GW，同时保存有到UMTS中的SGSN的隧道信息和UE在SAE中登记的MME的地址信息。

S504，UE在空闲状态下移动的过程中，通过监测无线信号，发现需要在新的路由区中登记。该路由区属于一个新的SGSN管理，于是UE向该新的SGSN发起更新请求，并携带最近分配的临时用户标识和路由区或跟踪区标识。

S506，新SGSN收到之后，通过临时用户标识找不到用户数据，于是根据临时用户标识和路由区或跟踪区标识找到分配该临时用户标识的的旧SGSN或旧MME，并向该旧SGSN或旧MME发起用户上下文请求。

S508，旧SGSN或旧MME收到之后，根据临时用户标识和路由区或跟踪区找到用户数据，并将用户的最新的移动性管理上下文和PDP上下文在请求上下文响应中发给新SGSN。

S510，新SGSN收到上下文之后，判断是否启用signaling free机制。判断准则包括UE是否支持signaling free的能力、SGSN是否支持signaling free的能力以及其它准则。SGSN判断自己不支持signaling free，则决定不启用signaling free机制。

S512，新SGSN在向Serving GW发送的更新PDP上下文请求的消息中通知Serving GW不启用signaling free机制。通知的方法例如：该消息中带一个标记指示不启用Signaling free机制，或者当SGSN本身不支持步骤S510的判断时，就不带signaling free的标记。

S514，Serving GW收到之后，发现SGSN指示不需要建立signaling free，于是Serving GW将用户在SAE中的信息删除或将该信息设为无效，同时更新UMTS中的用户面资源，并返回给新SGSN更新PDP上下文响应，这样Serving GW中将只保留到UMTS的用户面信息。

S516，新SGSN向UE返回更新响应消息，通知UE不启用signaling free机制。通知的方法例如：该消息中带一个标记指示不启用Signaling free机制，或者当SGSN本身不支持步骤S510的判断时，就不带signaling free的标记，于是UE将在SAE中的状态改为分离状态。

通过上述步骤，Serving GW中只有到SGSN的隧道，UE只在UMTS中登记，这样新SGSN就取消了机制。

根据上述实施例，可以看出，利用本发明，网络可以很容易地启用和取消signaling free机制，并可以很容易地将是否启用signalingfree机制通知给服务网关和用户设备。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种是否启用无信令移动机制的通知方法，其特征在于，包括以下步骤：

S302，判决单元判决是否启用无信令移动机制；

S304，所述判决单元通过在发送给服务网关和用户设备的消息中携带是否启用的标记将判决结果通知给所述服务网关和所述用户设备。

2.根据权利要求1所述的通知方法，其特征在于，所述判决单元是通用移动通信系统中的服务GPRS支持节点或系统架构演进系统中的移动管理实体。

3.根据权利要求2所述的通知方法，其特征在于，所述判决单元通过在发送给所述服务网关的更新分组数据协议上下文的请求消息或创建承载的请求消息中携带是否启用的标记将所述判决结果通知给所述服务网关，并通过在发送给所述用户设备的登记或更新接受消息中携带是否启用的标记将所述判决结果通知给所述用户设备。

4.根据权利要求3所述的通知方法，其特征在于，在判决启用无信令移动机制的情况下，所述判决单元在所述更新分组数据协议上下文的请求消息或所述创建承载的请求消息中携带启用的标记。

5.根据权利要求3所述的通知方法，其特征在于，在判决不启用无信令移动机制的情况下，所述判决单元不在所述更新分组数据协议上下文的请求消息或所述创建承载的请求消息中携带有关是否启用的标记或携带不启用无信令移动机制的标记。

6.根据权利要求3所述的通知方法，其特征在于，在判决启用无信令移动机制的情况下，所述判决单元在所述登记或更新接受消息中携带启用的标记。

7.根据权利要求3所述的通知方法，其特征在于，在判决不启用无信令移动机制的情况下，所述判决单元不在所述登记或更新接受消息中携带有关是否启用的标记或携带不启用无信令移动机制的标记。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的通知方法，其特征在于，在所述判决单元判决启用无信令移动机制的情况下，所述服务网关同时保存所述用户设备所在前一接入系统的相关信息和所述用户设备欲接入系统的相关信息。

9.根据权利要求8所述的通知方法，其特征在于，在所述判决单元判决不启用无信令移动机制的情况下，所述服务网关仅保存所述用户设备欲接入系统的相关信息。

10.根据权利要求9所述的通知方法，其特征在于，如果所述判决单元判决启用无信令移动机制，则所述用户设备将其所在的前一接入系统中的状态设置为空闲，否则所述用户设备将其所在的前一接入系统中的状态设置为分离。

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