CN101272618A - 一种通过联合节点实现网络互通的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种通过联合节点实现网络互通的方法，包括步骤一，移动性管理实体收到基站发送的用户设备的接入请求消息，判断无法直接接入所述用户设备的归属网络来获取所述用户设备的用户数据；步骤二，移动性管理实体选择一指定联合节点，并向基站返回选择指定联合节点的信息；步骤三，基站收到所述信息后，选择指定的联合节点，并将所述接入请求消息转发至所述联合节点；步骤四，所述联合节点通过与所述用户设备的归属网络交互获取所述用户设备的用户数据；本发明还提供了一种通过联合节点实现网络互通的系统；通过本发明所述的方法及系统，不需要在MME和HLR之间增加IWF，可以节省很多设备。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及演进分组域系统中通过联合节点实现网络互通的方法及系统。
背景技术
在移动通讯领域中，EPS(Evolved Packet System，演进分组域系统)正在逐步发展。整个EPS系统如图1(非漫游架构)所示，主要包括E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用陆地无线接入网络)和EPC(Evolved Packet Core，演进的分组核心网)两部分。该系统的EPC能够支持用户从GERAN(GSMEDGE radio access network，GSM EDGE无线接入网)和UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网)的接入。
E-UTRAN由eNB(E-UTRAN NodeB，演进的节点B，也称基站)组成，为用户的接入提供无线资源；eNB通过S1接口和演进的分组核心网相连。当UE(User Equipment，用户设备)没有提供到MME的路由信息时，eNB执行MME的选择功能。
在EPC分组核心网中，包含了HSS(Home Subscriber Server，归属用户数据服务器)、MME(Mobility Management Entity，移动性管理单元)、S-GW(Serving Gateway，服务网关)、P-GW(PDNGateway，分组数据网络网关)、SGSN(Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点)和PCRF(Policy and Charging EnforcementFunction，策略与计费规则功能实体)，其中：
HSS(Home Subscriber Server)：归属用户数据服务器，是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网；该HSS可以从原来支持MAP接口的HLR升级过来，支持Diameter；或者是新建一个HSS。
MME(Mobility Management Entity)：移动性管理单元，是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的NAS层(Non-Access Stratum，非接入层)信令管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理；
S-GW(Serving Gateway)：服务网关，是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法窃听和分组数据路由和转发功能；
P-GW(PDN Gateway)：分组数据网络网关，是演进的分组域系统(EPS)和该系统外部网络的网关，负责终端的IP地址分配、计费功能、分组包过滤、策略应用等功能。
SGSN(Serving GPRS Support Node)：服务GPRS支持节点，是GERAN和UTRAN用户接入EPC网络的业务支持点，功能上与MME类似，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能。
在运营商部署EPC的时候，MME和SGSN可以使用同一个硬件平台，也就是所谓的Combo节点(联合节点)。在Combo节点中，SGSN和MME之间的交互采用内部接口，从而减少网元之间的信令交互。Combo节点中的SGSN部分支持MAP接口，和HLR(归属位置寄存器)进行交互；MME部分支持Diameter接口，和HSS进行互通。
当用户漫游到EPS时，如果用户归属的HLR只支持MAP协议，在进行跟踪区更新的时候，MME就无法直接和用户归属的HLR进行交互；但如果eNB选择了一个Combo节点，MME就可以通过该Combo节点中的SGSN，实现和HLR的互通。如附图2所示：
步骤如下：
201、UE选择了一个不在自己的TAI(Tracking Area Identity，跟踪区标识)列表中的新的TA(Tracking Area，跟踪区)；
202、UE发起跟踪区更新请求消息给eNB；
203、eNB向Combo节点转发跟踪区更新请求消息；
204、Combo节点向原MME发送上下文请求消息；
UE位置发生变化就会进行位置更新，在EPS系统中就是跟踪区更新。UE原来在跟踪区1，跟踪区1属于MME1，UE会在MME1登记自己的位置信息；UE移动到跟踪区2，跟踪区2属于MME2，UE会在MME2登记自己的位置信息，MME需要到MME1去获取UE的信息，这时MME1就是原MME。
205、原MME返回上下文请求响应，Combo节点获取UE的上下文；
206、UE和Combo节点的MME进行鉴权，Combo节点的MME通过和自己合设的SGSN和UE归属的HLR进行交互；
207、Combo节点向原来的MME返回上下文确认；
208、Combo节点进行承载更新；
209、MME通过SGSN向HLR发更新位置消息；
210、HLR和原来的MME进行取消位置，HLR和MME之间需要通过IWF进行交互；
211、HLR向Combo节点发送插入用户数据消息；
212、MME操作成功，通过SGSN向HLR返回插入用户数据确认消息；
213、HLR向MME返回更新位置确认消息；
214、MME向UE返回跟踪区更新接受；
215、UE向MME返回跟踪区更新完成。
如果eNB选择了一个纯MME(非Combo节点)，这个时候，MME和只支持MAP的HLR互通，需要通过IWF(Interworking Function，互通功能)网元，IWF网元实现MAP和Diameter协议的转换，从而保证支持不同协议的网元能够互通。这个时候，可以使用拜访地的IWF，也可以使用归属地的IWF，甚至同时使用2个IWF。
MME通过IWF与不同类型的HSS实现互通的场景参见图3。在图3中，IWF面向Re1-8版本独立HLR或前Re1-8版本HSS/HLR，类似于SGSN的功能提供基于MAP的接口协议，使用Gr/Gr+接口；面向MME，IWF类似于HSS的功能提供基于Diameter的接口协议，使用S6a接口。IWF内部完成了Diameter协议与MAP协议之间的转换功能。如果运营商间签署了基于7号信令的漫游协议，则MME与Re1-8版本HSS之间需要经过至少两个IWF互转，IWF之间提供基于MAP的接口协议，使用Gr+接口。
运营商部署的时候，一个IWF可以独立组网，也可以和其他网元合设。IWF独立组网的时候，MME和IWF之间、IWF和SGSN之间的接口，由于涉及到MAP和Diameter之间的互通，标准化比较复杂。而且新增独立的IWF网元，增加了运营商的建网成本。
本发明提出一种解决方案，当用户选择了一个纯MME的时候，如果该MME发现需要和一个支持MAP的HLR互通，于是将用户从该纯MME转移到Combo节点上，从而可以使用该Combo节点的SGSN来实现和HLR的互通，不需要增加IWF网元，降低了组网复杂度和成本。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种通过联合节点实现网络互通的方法，并提供了一种通过联合节点实现网络互通的系统。
本发明提供的一种通过联合节点实现网络互通的方法包括以下步骤：
步骤一，移动性管理实体收到基站发送的用户设备的接入请求消息，判断无法直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据；
步骤二，移动性管理实体选择一指定联合节点，并向基站返回选择指定联合节点的信息；
步骤三，基站收到所述消息后，选择指定的联合节点，并将所述接入请求消息转发至所述联合节点；
步骤四，所述联合节点通过与所述用户设备的归属网络交互获取所述用户设备的用户数据。
上述的方法，其中，步骤一中，所述判断无法直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据具体为：
移动性管理实体根据获得的所述用户设备的标识识别所述用户设备的归属网络；
移动性管理实体查询与所述用户设备的归属网络签订的漫游协议，若是MAP协议，则移动性管理实体判断无法直接接入所述用户设备的归属网络获得所述用户设备的用户数据。
上述的方法，其中，移动性管理实体获得所述用户设备标识具体为：
移动性管理实体向跟踪区更新前的移动性管理实体发送上下文请求消息，跟踪区更新前的移动性管理实体向移动性管理实体返回上下文响应消息，所述上下文响应中消息中携带用户设备标识；或
用户设备在附着请求消息中把用户设备标识发送给移动性管理实体，或者移动性管理实体请求用户设备发送用户设备标识。
上述的方法，其中，步骤二具体为：
移动性管理实体通过配置，选择一指定联合节点；
移动性管理实体向基站返回重定向指示消息，所述重定向指示消息中携带选择指定联合节点的信息。
所述选择指定的联合节点信息为移动性管理实体编码。
上述的方法，其中，步骤三具体为：
基站收到所述重定向指示消息后，根据所述重定向指示消息中携带的选择指定联合节点的信息，向所述指定的联合节点转发所述接入请求消息。
上述的方法，其中，步骤四具体为：
联合节点中的移动性管理实体通过与其合设的服务GPRS支持节点向所述用户设备的归属网络中归属位置寄存器发送位置更新消息，并获取所述用户设备的用户数据。
本发明还提供了一种通过联合节点实现网络互通的系统，系统包括：
网络互通判断模块，位于移动性管理实体中，用于接收基站发送的用户设备的接入请求消息，判断移动性管理实体能否直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据；
联合节点指定模块，位于移动性管理实体中，用于选择一指定联合节点，并向基站返回选择的指定联合节点信息；
联合节点选择模块，位于基站中，用于接收所述选择的指定联合节点的信息，根据所述信息选择指定的联合节点。
上述的系统，其中，所述网络互通判断模块用于判断移动性管理实体能否直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据具体为：
网络互通判断模块用于根据获得的所述用户设备的标识识别所述用户设备的归属网络；
网络互通判断模块用于查询与所述用户设备的归属网络签订的漫游协议，若是MAP协议，则网络互通判断模块判断无法直接接入所述用户设备的归属网络获得所述用户设备的用户数据。
上述的系统，其中，联合节点指定模块通过在重定向指示消息携带选择指定联合节点的信息，向基站返回选择的指定联合节点信息。
通过本发明所述的方法及系统，当eNB选择了不支持MAP协议的MME时，MME可以指示eNB重新选择到其他的支持MAP协议的节点，这样就不需要在MME和HLR之间增加IWF，可以节省很多设备。
附图说明
图1是演进分组网络(EPS)的系统非漫游情况的结构示意图；
图2是UE进行跟踪区更新到Combo节点的流程示意图；
图3是IWF的部署示意图；
图4是本发明所述方法实施例的示意图；
图5是UE进行跟踪区更新时，将用户迁移到Combo节点的流程示意图；
图6是UE接入纯MME的时候，该MME将用户迁移到Combo节点的示意图；
图7是本发明所述系统实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图4所示，MME收到eNB发来的UE的接入请求消息，需要到HLR去获取用户数据，对于MME和HLR之间没有设置IWF的情况，MME无法直接和HLR互通，MME向eNB返回重定向指示Redirect Indication消息，消息中携带MME的信息(比如MMEC(MME编码))，指定一个Combo节点，让eNB重新选择到该信息指定的Combo节点。这样eNB重新选择这个Combo节点接入，该Combo节点的MME可以通过合设的SGSN向HLR发消息获得UE的用户数据。
实施方式1
MME收到eNB发来的UE的跟踪区更新请求消息，需要到HLR/HSS去获取用户数据，MME根据UE的标识找到UE的归属网络PLMN(Public Land Mobile Network，公共陆地移动网络)，发现和归属PLMN之间只签署了MAP协议，而MME不支持MAP协议，MME向eNB返回Redirect Indication消息，消息中携带MMEC，指定一个Combo节点，让eNB重新选择到MMEC指定的Combo节点。这样eNB重新选择这个Combo节点接入，MME可以通过合设的SGSN向HLR/HSS发消息获得UE的用户数据。Combo节点的选择可以通过事先配置获得，MME事先配置邻近有哪些Combo节点，根据配置选择可用的Combo节点。消息流程如图5所示。
具体实施流程如下：
501、UE检测到当前所处的TA不在已经登记的TAI列表中；
502、UE发起跟踪区更新请求消息给eNB；
503、eNB向MME转发跟踪区更新请求消息；
504、MME向原来的MME发送上下文请求消息，请求获取UE的上下文；
505、原来的MME返回上下文响应消息，把UE的上下文返回给MME；
506、MME获得UE的IMSI(International Mobile SubscriberIdentity，国际移动用户标识)，找到UE的归属PLMN，查询本MME和UE归属PLMN之间签订的漫游协议，发现是MAP协议，而本MME不支持MAP协议，MME决定让用户通过其他的Combo节点接入；
507、MME向eNB返回Redirect Indication消息，消息中携带MMEC，指定一个Combo节点，让eNB重新选择到MMEC指定的Combo节点；
508、eNB向重新选择通过Combo节点接入，向Combo节点转发跟踪区更新请求消息；
509、Combo节点向原MME发送上下文请求消息，请求获取UE的上下文；
510、原MME返回上下文响应消息，把UE的上下文返回给Combo节点；
511、UE和Combo节点中的MME进行鉴权，MME通过和自己合设的SGSN和UE归属的HLR进行交互；
512、Combo节点向原来的MME返回上下文确认；
513、Combo节点进行承载更新；
514、Combo节点中的MME通过SGSN向HLR发更新位置消息；
515、HLR和原来的MME进行取消位置，HLR和MME之间需要通过IWF进行交互；
516、HLR向Combo节点发送插入用户数据消息；
517、Combo节点中的MME操作成功，通过SGSN向HLR返回插入用户数据确认消息；
518、HLR向Combo节点中的MME返回更新位置确认消息；
519、Combo节点中的MME向UE返回跟踪区更新接受；
520、UE向Combo节点中的MME返回跟踪区更新完成。
实施方式2
MME收到eNB发来的UE的接入请求消息(附着请求消息)，需要到HLR/HSS去获取用户数据，MME根据UE的标识找到UE的归属网络PLMN，发现和归属PLMN之间只签署了MAP协议，而MME不支持MAP协议，MME向eNB返回Redirect Indication消息，消息中携带MMEC，指定一个Combo节点，让eNB重新选择到MMEC指定的Combo节点。这样eNB重新选择这个Combo节点接入，MME可以通过合设的SGSN向HLR/HSS发消息获得UE的用户数据。Combo节点的选择可以通过事先配置获得，MME事先配置邻近有哪些Combo节点，根据配置选择可用的Combo节点。消息流程如图6所示。
具体实施流程如下：
601.UE向eNB发起附着请求消息，请求接入；
602.eNB将附着请求消息转发给MME；
603.MME无法和UE的归属网络直接互通，决策让用户通过其他的Combo节点接入；
604.MME向eNB返回Redirect Indication消息，消息中携带MMEC，指定一个Combo节点，让eNB重新选择到MMEC指定的Combo节点；
605.eNB重新选择到MMEC指定的节点接入，向MMEC指示的Combo节点重新转发的UE的附着请求消息；
606.UE和Combo节点中的MME进行鉴权、加密流程，MME通过和自己合设的SGSN和UE归属的HLR进行交互；
607.Combo节点对HLR进行更新，并从HLR获得用户数据；
608.Combo节点中的MME和Serving GW之间建立默认承载；
609.Combo节点向eNB返回附着接受消息；
610.eNB向UE发起RRC连接重配消息，消息中携带要建立的无线承载信息，以及附着接受消息；
611.UE向eNB返回RRC连接重配完成消息，消息中携带附着完成；
612.eNB把UE返回的附着完成转发给Combo节点；
613.Combo节点进行承载更新。
本发明还提供了一种通过联合节点实现网络互通的系统，如图7所示，包括：
网络互通判断模块，位于移动性管理实体中，用于接收基站发送的用户设备的接入请求消息，判断移动性管理实体能否直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据；
联合节点指定模块，位于移动性管理实体中，用于选择一指定联合节点，并向基站返回选择的指定联合节点信息；
联合节点选择模块，位于基站中，用于接收所述选择的指定联合节点的信息，根据所述信息选择指定的联合节点。
其中，网络互通判断模块用于判断移动性管理实体能否直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据具体为：
网络互通判断模块用于根据获得的所述用户设备的标识识别所述用户设备的归属网络；
网络互通判断模块用于查询与所述用户设备的归属网络签订的漫游协议，若是MAP协议，则网络互通判断模块判断无法直接接入所述用户设备的归属网络获得所述用户设备的用户数据。
联合节点指定模块通过在重定向指示消息携带选择指定联合节点的信息，向基站返回选择的指定联合节点信息。
综上所述，当eNB选择了不支持MAP协议的MME时，MME可以指示eNB重新选择到其他的支持MAP协议的节点，这样就不需要在MME和HLR之间增加IWF，可以节省很多设备。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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保护范围之内。
Claims (11)
1、一种通过联合节点实现网络互通的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一，移动性管理实体收到基站发送的用户设备的接入请求消息，判断无法直接接入所述用户设备的归属网络来获取所述用户设备的用户数据；
步骤二，移动性管理实体选择一指定联合节点，并向基站返回选择指定联合节点的信息；
步骤三，基站收到所述信息后，选择指定的联合节点，并将所述接入请求消息转发至所述联合节点；
步骤四，所述联合节点通过与所述用户设备的归属网络交互获取所述用户设备的用户数据。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述判断无法直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据具体为：
移动性管理实体根据获得的所述用户设备的标识识别所述用户设备的归属网络；
移动性管理实体查询与所述用户设备的归属网络签订的漫游协议，若是MAP协议，则移动性管理实体判断无法直接接入所述用户设备的归属网络获得所述用户设备的用户数据。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体获得所述用户设备标识具体为：
移动性管理实体向跟踪区更新前的移动性管理实体发送上下文请求消息，跟踪区更新前的移动性管理实体向移动性管理实体返回上下文响应消息，所述上下文响应中消息中携带用户设备标识。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体获得所述用户设备标识具体为：
用户设备在附着请求消息中把用户设备标识发送给移动性管理实体，或者移动性管理实体请求用户设备发送用户设备标识。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二具体为：
移动性管理实体通过配置，选择一指定联合节点；
移动性管理实体向基站返回重定向指示消息，所述重定向指示消息中携带选择指定联合节点的信息。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选择指定的联合节点信息为移动性管理实体编码。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤三具体为：
基站收到所述重定向指示消息后，根据所述重定向指示消息中携带的选择指定联合节点的信息，向所述指定的联合节点转发所述接入请求消息。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤四具体为：
联合节点中的移动性管理实体通过与其合设的服务GPRS支持节点向所述用户设备的归属网络中归属位置寄存器发送位置更新消息，并获取所述用户设备的用户数据。
9、一种通过联合节点实现网络互通的系统，其特征在于，所述系统包括：
网络互通判断模块，位于移动性管理实体中，用于接收基站发送的用户设备的接入请求消息，判断移动性管理实体能否直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据；
联合节点指定模块，位于移动性管理实体中，用于选择一指定联合节点，并向基站返回选择的指定联合节点信息；
联合节点选择模块，位于基站中，用于接收所述选择的指定联合节点的信息，根据所述信息选择指定的联合节点。
10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述网络互通判断模块用于判断移动性管理实体能否直接接入所述用户设备的归属网络以获取所述用户设备的用户数据具体为：
网络互通判断模块用于根据获得的所述用户设备的标识识别所述用户设备的归属网络；
网络互通判断模块用于查询与所述用户设备的归属网络签订的漫游协议，若是MAP协议，则网络互通判断模块判断无法直接接入所述用户设备的归属网络获得所述用户设备的用户数据。
11、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，联合节点指定模块通过在重定向指示消息携带选择指定联合节点的信息，向基站返回选择的指定联合节点信息。
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