CN101193446B

CN101193446B - 一种信令无线网络控制器及用户面管理方法

Info

Publication number: CN101193446B
Application number: CN2007101070054A
Authority: CN
Inventors: 刘继兴; 黄龙贵; 钟鑫; 赵洁; 李志明
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2027-05-11
Also published as: CN101193446A; WO2008138264A1

Abstract

本发明涉及通信技术领域一种信令无线网络控制器及用户面管理方法。在需要为终端建立用户面承载时，由信令无线网络控制器选择为终端提供服务的接入网关；将所述为终端选择的接入网关通知给所述终端的基站。本发明实施例由SRNC来确定与eBS连接的AGW，可以避免在每个eBS上配置AGW地址，便于运营和维护，同时简化eBS的实现。

Description

一种信令无线网络控制器及用户面管理方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信令无线网络控制器及用户面管理方法。

背景技术

目前第三代移动通信标准合作伙伴项目2超移动宽带(UMB)演进网络中的接入网络模型如图1所示，图中虚线表示信令接口，实线表示数据和信令接口。所述接入网络中包括：家乡代理、接入网关、信令无线网络控制器、演进的基站等，各设备的功能如下：

其中家乡代理(HA)，用于提供移动性解决方案，在演进网络中，还可以支持不同接入技术间的移动性管理；

接入网关(AGW)，用于提供用户IP业务接入，是终端的第一跳IP路由器；

信令无线网络控制器(SRNC)，负责维护无线接入特定的信息，维护空口会话参数，提供空闲态管理和寻呼控制功能，还负责对终端进行接入鉴权等操作；

演进的基站(eBS)，提供物理的空口传输，以使终端接入无线网络，所述eBS可具有数据附着点DAP功能。服务eBS(Serving eBS)是当前与终端有空口物理连接的eBS。所述具有DAP功能的eBS是指与AGW建立了隧道绑定关系的eBS。

当所述eBS担当DAP时，AGW可以根据隧道绑定信息将前向数据传输到DAP；服务eBS负责将空口接收到反向数据通过DAP传输到AGW。

所述服务的演进基站Serving eBS分为前向和反向两种，前向ServingeBS和反向Serving eBS可以是同一个eBS，也可以是不同的eBS。非服务eBS与终端之间的信令需要进行封装，通过隧道在Serving eBS的无线链路协议(RLP)上转发。

数据在接入网关和终端之间传输的示意图如图2所示。eBS检测到自己成为服务eBS后，将和充当DAP的eBS之间建立隧道。充当DAP的eBS是终端的数据锚点，DAP从AGW收到终端的数据后，将通过和服务eBS之间的隧道发送到终端的当前服务eBS。

对于反向数据，服务eBS可以直接发送到外部IP网，或者先通过隧道发送到DAP，再由DAP转发到AGW。

上述数据传输过程存在一个问题：当终端已经离开DAP的服务范围时，发往终端的数据也还是会先发到所述DAP，再通过隧道转发到服务eBS，然后才发送给终端，这导致数据的路径过长，时延过大。

针对上述问题，需要所述DAP能够进行迁移，由当前比较靠近终端的eBS来充当迁移后的DAP，如当前的服务eBS成为DAP，使路由路径最短，这样可以提高路由效率。

现有技术中，DAP的选择由接入终端完成，DAP与AGW之间的用户面隧道由DAP发起建立，由DAP来决定需要连接的AGW。具体操作如下所述：

在终端初始接入时，用户面承载建立的流程如图3所示，包括：

1、AT(接入终端)和eBS建立空口连接，SRNC给AT分配UATI(单播接入终端标识符)。AT和eBS进行会话配置，配置完成后会话信息存储在SRNC；

2、AT执行接入认证过程；

3、AT指定当前的eBS为DAP；

4、所述作为DAP的eBS选择一个AGW，向选择的AGW发起绑定请求，请求建立用户面承载；

5、AGW响应绑定请求，此步骤后，作为DAP的eBS和AGW间的用户面承载已经建立；

6、eBS通知终端自己成为DAP；

7、eBS通知SRNC自己为DAP；如果这时有其它eBS被加入路由集，eBS也会通知其它eBS；

8、SRNC应答。

上述过程为终端初始接入的流程，终端已经接入网络后，DAP迁移的流程如图4所示，包括：

1、AT向目标DAP发起DAP迁移请求；

2、目标DAP向AGW发起绑定请求，请求建立用户面承载；

目标DAP可能从源DAP获得AGW地址；

3、AGW响应绑定请求，此步骤后，目标DAP和AGW间的用户面承载建立；

4、目标DAP通知终端自己成为DAP；

5、目标DAP通知SRNC自己为DAP；

6、SRNC应答；

7、目标DAP通知源DAP自己为DAP。如果路由集中有其它eBS，目标DAP也会通知其它eBS；

8、源DAP应答。

上述现有技术的缺点在于：

1)由AT来确定目标DAP，但是由于AT并不确切知道网络侧实体的情况，如eBS的数据处理能力、当前的负荷情况等，因此AT指定的eBS有可能并不适合充当DAP；

2)由DAP来选择AGW，发起用户面承载建立，这样需要在eBS配置可以连接的AGW地址，或者通过本地DNS(域名系统)服务来动态获得可用的AGW。分别在eBS配置AGW地址会导致需要配置的实体很多，不利于运营和维护。所有的eBS都要支持DNS能力造成eBS的实现复杂化；

3)对于eBS和AGW是否能够建立承载，需要进行授权，当前标准基本确定采用代理移动IP(PMIP)，如PMIP版本4或者PMIP版本6。对于PMIP中授权使用的参数可能会由接入认证产生的密钥来衍生，但现有技术没有考虑用户面承载建立的授权问题。

本发明实施例提供一种信令无线网络控制器及用户面管理方法，解决了现有技术由DAP选择AGW时需要在每个eBS上配置AGW地址，导致的运营及维护困难的问题，同时简化了eBS的实现。

本发明实施例是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种用户面管理方法，包括：

在需要为终端建立用户面承载时，信令无线网络控制器选择为终端提供服务的接入网关；

所述信令无线网络控制器指定一个基站为所述终端的数据附着点；

将所述为终端选择的接入网关通知给所述终端连接的基站。

本发明实施例提供一种信令无线网络控制器，包括：

用户面承载建立模块，用于建立数据附着点与所述接入网关选择模块所选择的接入网关之间的用户面承载；和/或

用户面承载释放模块，用于释放所述用户面承载建立模块所建立的数据附着点与接入网关之间的用户面承载；和/或

数据附着点指定模块，用于为接入终端指定当前的数据附着点。

本发明实施例提供一种用户面管理方法，包括：

由信令无线网络控制器选择数据附着点；

向所述选择的数据附着点发送数据附着点分配/迁移消息；

所述数据附着点与接入网关之间建立用户面承载。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例由SRNC来确定与eBS连接的AGW，可以避免在每个eBS上配置AGW地址，便于运营和维护，同时简化eBS的实现。

附图说明

图1为现有技术接入网络参考模型图；

图2为现有技术数据在接入网关和终端间传输示意图；

图3为现有技术终端初始接入用户面承载建立流程图；

图4为现有技术DAP迁移流程图；

图5为本发明实施例终端初始接入网络用户面承载建立流程图一；

图6为本发明实施例终端初始接入网络用户面承载建立流程图二；

图7为本发明实施例终端初始接入网络用户面承载建立流程图三；

图8为本发明实施例终端初始接入网络用户面承载建立流程图四；

图9为本发明实施例DAP迁移流程图一；

图10为本发明实施例DAP迁移流程图二；

图11为本发明实施例DAP迁移流程图三；

图12为本发明实施例DAP迁移流程图四。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例所提出的技术方案进行详细说明。

本发明实施例通过SRNC(本发明的技术方案并不限于SRNC，所有与SRNC具有类似功能，且可作为集中点的实体均可以实现，本发明实施例仅以SRNC为例进行说明)来分配与eBS连接的AGW，所述分配情况可以由SRNC主动通知给eBS，也可以在eBS与所述AGW建立用户面承载前向SRNC请求。此处所述的eBS为可担当DAP功能的eBS。下文中与AGW建立用户面承载的eBS均为担当DAP功能的eBS。

本发明实施例还可以由所述SRNC来建立eBS和AGW间的用户面承载；进一步可以由所述SRNC来负责释放。

所述SRNC作为集中点，也可以用来指定当前的DAP。

下面以不同的场景详细阐述本发明实施例的技术方案。

场景一：终端初始接入

本发明实施例提供的方案包括如下四种：

(1)DAP由SRNC指定，用户面承载建立由eBS发起

具体流程如图5所示，包括如下步骤：

步骤1：AT和eBS建立空口连接，SRNC给AT分配UATI；

AT和eBS进行会话配置，配置完成后会话信息存储在SRNC；

步骤2：AT执行接入认证过程；

步骤3：SRNC选择一个为AT提供服务的AGW，可以指定当前的eBS为DAP，将AGW地址及DAP指配消息通知给eBS；

AGW指配的DAP可能与当前Serving eBS不同，SRNC需要将指定DAP通知消息给路由集中的所有eBS；

SRNC还可以在所述通知消息中携带为建立用户面承载所需要的参数，如用户面承载采用PMIP信令，则在所述通知消息中携带生成PMIP信令所需要的密钥材料；

SRNC也可以生成绑定请求消息，封装在DAP分配消息中传递给eBS，这样eBS可以直接将封装的绑定请求消息发送给指定的AGW；

所述SRNC分配DAP，DAP建立用户面承载的过程，可以是基于AT向SRNC发起DAP分配请求来触发，也可以是SRNC根据当前还没有分配DAP，导致SRNC主动发起此请求。

步骤4：eBS向SRNC指定的AGW发起绑定请求，请求建立用户面承载；

步骤5：AGW响应绑定请求，此步骤后，eBS和AGW间的用户面承载建立；

步骤6：eBS向SRNC发送绑定分配应答消息。如果返回成功应答，SRNC保存当前DAP。

eBS也可以将绑定响应消息封装在应答消息中传递给SRNC。

(2)DAP由SRNC指定，用户面承载建立由SRNC发起

具体流程如图6所示，包括如下步骤：

步骤1：AT和eBS建立空口连接，SRNC给AT分配UATI。AT和eBS进行会话配置，配置完成后会话信息存储在SRNC；

步骤2：AT执行接入认证过程；

步骤3：SRNC选择一个为AT提供服务的AGW，可以指定当前的eBS为DAP，由SRNC向AGW发送绑定请求消息，请求建立用户面承载，所述绑定请求消息中带有指定的DAP地址；

所述SRNC发起用户面承载建立请求，可以是基于AT向SRNC发起DAP分配请求来触发，也可以是SRNC根据当前还没有分配DAP，导致SRNC主动发起此请求。

步骤4：AGW响应绑定请求，此步骤后，eBS和AGW间的用户面承载建立；

步骤5：SRNC向指定的eBS发送DAP分配消息，将AGW地址通知给eBS，如果路由集中有其它eBS，还需通知其它eBS进行了DAP分配；

SRNC还可以在消息中携带用户面承载使用所需要的参数，如用户面承载采用GRE隧道，则需要将eBS使用的GRE密钥材料通知给eBS；

步骤6：eBS向SRNC发送应答消息。

(3)DAP仍然由终端指定，用户面承载建立由eBS发起

具体流程如图7所示，包括如下步骤：

步骤2：AT执行接入认证过程；

步骤3：AT指定当前的eBS为DAP；

步骤4：eBS向SRNC发起承载建立请求；

步骤5：SRNC选择一个为AT提供服务的AGW，发送承载建立响应给eBS，所述响应消息中携带AGW地址，也可以携带建立承载所需要的参数。如果没有可用的AGW，会返回拒绝指示；

步骤6：eBS向SRNC指定的AGW发起绑定请求，请求建立用户面承载；

步骤7：AGW响应绑定请求，此步骤后，eBS和AGW间的用户面承载建立：

步骤8：eBS通知SRNC承载建立完成。如果步骤7中返回失败指示，eBS通知SRNC承载建立失败；

步骤9：建立用户面承载成功后，eBS向AT发送DAP分配消息。

(4)DAP仍然由终端指定，用户面承载建立由SRNC发起

具体流程如图8所示，包括如下步骤：

步骤2：AT执行接入认证过程；

步骤3：AT指定当前的eBS为DAP；

步骤4：eBS向SRNC发起承载建立请求；

步骤5：SRNC选择一个为AT提供服务的AGW，由SRNC向AGW发送绑定请求消息，请求建立用户面承载，消息中带有指定的DAP地址；

步骤6：AGW响应绑定请求，此步骤后，AGW设置和eBS间的用户面承载；

步骤7：SRNC向指定的eBS发送承载建立响应消息，将AGW地址通知给eBS。SRNC还可以在消息中携带用户面承载使用所需要的参数，如用户面承载采用GRE隧道，则需要将eBS使用的GRE key通知给eBS。DAP根据返回的AGW信息建立用户面隧道；

步骤8：建立用户面承载成功后，eBS向AT发送DAP分配消息。

上述各实施例为用户初始接入时的用户面管理方案，上述各实施例通过网络侧实体SRNC选择为AT提供服务的AGW，避免了由DAP选择AGW带来的实现复杂及运营维护困难等问题；

另外，由于SRNC是接入认证的认证者，保存用户的配置信息和密钥材料，因此由SRNC建立用户面的承载方案可以解决现有技术用户面承载建立过程没有考虑授权的问题；

再者，由SRNC来确定DAP的方案解决了现有技术由终端指定DAP方案中，由于终端不了解网络侧情况而导致的所选择的DAP不是最佳DAP的问题。

场景二：终端已经接入网络，进行DAP迁移时

本发明实施例提供的技术方案包括如下四种：

(1)DAP由SRNC指定，用户面承载建立由eBS发起

具体流程如图9所示，包括如下步骤：

步骤1：SRNC选择一个eBS作为目标DAP，向所述目标DAP发送DAP迁移请求消息，所述消息中携带原来为AT提供服务的AGW；

SRNC发起DAP迁移请求可以是基于AT向SRNC发起DAP迁移请求来触发，或者根据当前eBS和源DAP距离超过规定值，导致SRNC主动发起此请求；

所述SRNC还可以在消息中携带为建立用户面承载所需要的参数，如用户面承载采用PMIP信令，则提供生成PMIP信令所需要的密钥材料；

SRNC也可以生成绑定请求消息，然后封装在DAP迁移消息中传递给目标DAP，这样目标DAP可以直接将封装的绑定请求消息发送给指定的AGW。

步骤2：所述目标DAP向SRNC提供的AGW发起绑定请求，请求建立用户面承载；

步骤3：AGW响应绑定请求，此步骤后，目标DAP和AGW间的用户面承载建立；

步骤4：目标DAP向SRNC发送DAP迁移响应消息；

如果返回成功应答，则SRNC保存当前DAP；目标DAP也可以将绑定响应消息封装在应答消息中传递给SRNC；

步骤5：SRNC通知源DAP现在的DAP已经改变；

SRNC还会通知路由集中的其它eBS当前DAP已经改变，通知DAP改变的消息也可以由目标DAP发起；

DAP更改之后，后续的前反向数据可以通过新DAP进行通信。

(2)DAP由SRNC指定，用户面承载建立由SRNC发起

具体操作流程如图10所示，包括如下步骤：

步骤1：SRNC向为AT提供服务的AGW发送绑定请求消息，请求在目标DAP和AGW间建立用户面承载，消息中带有目标DAP地址；

SRNC向AGW发送绑定请求，发起DAP迁移请求过程可以是基于AT向SRNC发起DAP请求来触发，或者根据当前eBS和源DAP距离超过预定值，导致SRNC主动发起此请求；

步骤2：AGW响应绑定请求，此步骤后，目标DAP和AGW间的用户面承载建立；

步骤3：SRNC向目标DAP发送DAP迁移通知消息，将AGW地址通知给目标DAP；

SRNC还可以在消息中携带用户面承载使用所需要的参数，如用户面承载采用GRE隧道，则需要将目标DAP使用的GRE密钥材料通知给目标DAP；

步骤4：目标DAP向SRNC发送应答消息；

步骤5：SRNC通知源DAP当前的DAP已经改变；

SRNC还会通知路由集中的其它eBS当前DAP已经改变；通知DAP改变的消息也可以由目标DAP发起。

(3)DAP仍然由终端指定，用户面承载建立由eBS发起

具体操作流程如图11所示，包括如下步骤：

步骤1：AT向目标DAP发起DAP迁移请求；

步骤2：目标DAP向SRNC发起承载建立请求；

步骤3：SRNC发送承载建立响应给目标DAP，消息中携带当前提供服务的AGW地址，还可以携带建立承载所需要的参数；

步骤4：目标DAP向SRNC提供的AGW发起绑定请求，请求建立用户面承载；

步骤5：AGW响应绑定请求，此步骤后，目标DAP和AGW间的用户面承载建立；

步骤6：目标DAP通知SRNC承载建立完成；

如果步骤5中返回失败指示，目标DAP通知SRNC承载建立失败；

步骤7：建立用户面承载成功后，目标DAP向AT发送DAP分配消息；

步骤8：SRNC通知源DAP当前的DAP已经改变；

(4)DAP仍然由终端指定，用户面承载建立由SRNC发起

具体操作流程如图12所示，包括如下步骤：

步骤1：AT向目标DAP发起DAP迁移请求；

步骤2：目标DAP向SRNC发起承载建立请求；

步骤3：SRNC向当前提供服务的AGW发送绑定请求消息，请求建立用户面承载，消息中带有目标DAP地址；

步骤4：AGW响应绑定请求，此步骤后，目标DAP和AGW间的用户面承载建立；

步骤5：SRNC向目标DAP发送承载建立响应消息，将AGW地址通知给目标DAP；

SRNC还可以在消息中携带用户面承载使用所需要的参数，如用户面承载采用GRE隧道，则需要将目标DAP使用的GRE key通知给目标DAP；

步骤6：建立用户面承载成功后，目标DAP向AT发送DAP分配消息；

步骤7：SRNC通知源DAP当前的DAP已经改变；

上述各实施例为用户已经接入网络，进行DAP迁移时的用户面管理方案，上述各实施例通过网络侧实体SRNC选择为AT提供服务的AGW，避免了由DAP选择AGW带来的实现复杂及运营维护困难等问题；

本发明实施例还提供一种信令无线网络控制器，所述信令无线网络控制器设置有：

接入网关选择模块，用于为接入终端选择可以提供服务的接入网关；

所述信令无线网络控制器还可以进一步设置有：

用户面承载建立模块，用于建立DAP与所述接入网关选择模块所选择的接入网关之间的用户面承载；

用户面承载释放模块，用于释放所述用户面承载建立模块所建立的DAP与接入网关之间的用户面承载；

综上所述，本发明实施例由SRNC来确定为接入终端提供服务的AGW，可以避免在每个eBS上配置AGW地址，便于运营和维护，同时简化eBS的实现；

另外，SRNC是接入认证的认证者，保存有用户的配置信息和密钥材料。eBS易于被攻击，由SRNC来建立用户面的承载，有利于用户面管理的安全，降低安全风险；

再者，由网络侧实体来确定DAP，可以根据网络侧实体的处理能力、负荷情况，指定最合适的eBS来充当DAP。终端可以不用知道当前是哪个eBS充当DAP，简化终端实现。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用户面管理方法，其特征在于，包括：

将所述为终端选择的接入网关通知给所述数据附着点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述为终端选择的接入网关通知给所述数据附着点的方法进一步包括：

所述信令无线网络控制器为所述终端选择接入网关后，主动通知给所述数据附着点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述为终端选择的接入网关通知给所述数据附着点的方法进一步包括：

所述-数据附着点在建立用户面承载前，向所述信令无线网络控制器请求为所述终端选择的接入网关；

所述信令无线网络控制器将为终端选择的接入网关通知给所述数据附着点。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述信令无线网络控制器在通知所述为终端选择的接入网关的过程中，携带建立用户面承载所需要的参数。

5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述信令无线网络控制器将所述选择的接入网关通知给路由集中的所有演进后的基站。

6.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

将所述为终端选择的接入网关通知给所述数据附着点时，下发所述数据附着点分配/迁移消息给所述数据附着点。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当由所述数据附着点发起用户面承载建立时，所述方法进一步包括：

在所述数据附着点分配/迁移消息中封装绑定请求消息；

所述数据附着点将所述绑定请求消息发送给所述信令无线网络控制器选择的接入网关。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

由所述信令无线网络控制器发起建立所述选择的接入网关与所述数据附着点之间的用户面承载。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

由所述终端向所述信令无线网络控制器请求数据附着点，从而触发所述信令无线网络控制器发起建立所述用户面承载；或，

所述终端初始接入时，所述信令无线网络控制器当前还没有分配数据附着点，触发所述信令无线网络控制器发起建立所述用户面承载；或，

进行数据附着点迁移时，当前接入网络使用的演进后的基站距离源数据附着点超过规定值，触发所述信令无线网络控制器发起建立所述用户面承载。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

12.一种用户面管理方法，其特征在于，包括：

由信令无线网络控制器选择数据附着点；

向所述选择的数据附着点发送数据附着点分配/迁移消息；

所述数据附着点与接入网关之间建立用户面承载。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

终端向所述信令无线网络控制器请求数据附着点，从而触发所述信令无线网络控制器选择数据附着点，发起用户面承载建立过程；或，

所述终端初始接入时，所述信令无线网络控制器当前还没有分配数据附着点，触发所述信令无线网络控制器选择数据附着点，发起用户面承载建立过程；或

进行数据附着点迁移时，当前接入网络使用的演进后的基站距离源数据附着点超过规定值，触发所述信令无线网络控制器选择数据附着点，发起用户面承载建立过程。