CN101448243B - 一种实现用户注册的方法 - Google Patents
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Abstract
一种实现用户注册的方法，基于Diameter网络协议，包括：请求节点接收用户的附着网络请求后，向用户所属HSS发送位置更新请求消息，该消息中包括指示是否需要下载用户签约数据的信息，需要下载时还包括对请求节点能力的指示信息；用户所属HSS接收所述位置更新请求消息，对用户验证通过则向请求节点返回位置更新应答消息；如果指示需要下载用户签约数据，则根据所述对请求节点能力的指示信息确定请求节点所支持的用户签约数据，并包含在位置更新应答消息中返回给请求节点。应用本发明，解决现有技术中已有的用户注册流程实现不能解决分组域演进中网络节点与HSS之间的用户注册问题，实现基于Diameter网络协议的用户注册。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种基于Diameter网络协议实现用户注册的方法。
背景技术
随着新技术的不断涌现，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)在未来移动通信领域系统架构演进中需要考虑通过从无线接口到核心网络的持续演进和增强，以在未来十年内保持自己在移动通信领域的技术先发优势，为运营商和用户不断增长的需求提供满意的支持。面向全IP的分组域核心网的演进项目(System Architecture Evolution，SAE)，现在更名为EPS(Evolved Packet System)正是在这样的背景下启动的。SAE的目标是“制定一个具有高数据率、低延迟、数据分组化、支持多种无线接入技术为特征的具有可移植性的3GPP系统框架结构”。
SAE网络具有支持端到端的QoS(Quality of Service，服务质量)保证、全面分组化、支持多接入技术、增加对实时业务的支持、网络层次扁平化等特点。SAE网络进一步实现了控制面与用户面数据的分离，MME(MobilityManagement Entity，移动性管理实体)新增网元作为承接控制面用户数据的网络功能体，具有支持漫游、鉴权、承载管理等功能。MME与HSS(HomeSubscriber Server，归属用户服务器)之间的S6a接口，参见图1，提供了用户数据、鉴权数据的下载等。
当用户通过不同的接入网初次接入网络后，在使用网络资源前需要向其归属用户服务器注册用户接入点的位置信息，归属用户服务器验证用户的合法性，对于合法用户，归属用户服务器根据用户签约信息决定是否允许用户使用网络资源，如果允许用户使用网络资源，则下载用户相关的数据信息(例如用户签约数据等)到用户所在的拜访网络；对于非法用户，归属用户服务器拒绝用户使用网络资源。所述这一过程称之为用户注册，主要包括用户位置信息注册和用户数据下载过程(如果用户初次注册网络或接入网络存储的用户数据信息不可靠等)。
图2是用户在分组域中通过UTRAN(Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，通用地面无线接入网)或UMTS(Universal MobileTelecommunication System，通用移动通信系统)等接入方式通过SGSN(Service GSN，服务GPRS支持节点，是核心网侧负责移动性管理的网元)网络节点向用户所属HLR(Home Location Register，归属位置寄存器)注册的流程图。SGSN与HLR之间的Gr接口基于MAP网络协议，用户注册流程包括以下步骤：
步骤201，用户通过接入网络发起附着网络请求；
步骤202，SGSN接收到用户附着网络请求消息，检测到用户初次附着网络且MME无用户数据信息，SGSN设置用户签约数据下载指示标志，并向用户所属HLR发起基于MAP网络协议的位置更新请求消息，请求消息中携带了用户签约数据下载指示标志；
步骤203，用户所属HLR验证用户，并根据用户签约数据下载指示标志触发用户数据下载，如果无需下载用户数据，则跳过步骤204和步骤205，直接返回位置更新应答消息；如果需要下载用户数据，则执行步骤204和步骤205下载用户数据，用户数据的下载过程可能执行多次；
步骤204，HLR向SGSN发送插入数据请求消息，请求消息中包括用户签约数据等信息；
步骤205，SGSN验证用户数据，并向HLR返回插入数据应答消息，应答消息中包括SGSN不支持的签约数据等；
步骤206，HLR接收到插入数据应答消息后，根据数据验证的结果执行进一步的动作，例如恢复业务数据等；如果用户数据下载成功，HLR保存用户注册的位置信息，并向SGSN返回成功的位置更新应答消息。
由上述步骤，SGSN和HLR之间完成了基于MAP网络协议的用户注册过程，其中步骤202和步骤206完成了用户位置信息的注册，步骤204和步骤205完成了用户数据的下载和验证协商，用户位置信息的注册及用户数据的下载和验证协商在一次会话中完成。
图3是用户在IP多媒体域中向HSS注册的流程图，为简单说明用户注册，图3仅描述了用户重注册的流程，其中I-CSCF(Interrogation Call SessionControl Function，询问呼叫会话控制功能)和S-CSCF(Serving Call SessionControl Function，服务呼叫会话控制功能)是IP多媒体域中用于会话控制的两个网元，分别是核心网络的接入点和用户会话的服务控制点，I/S-CSCF之间接口基于SIP(Session Initial Protocol，会话初始协议)网络协议，I/S-CSCF与HSS之间的Cx接口基于Diameter网络协议，包括以下步骤：
步骤301，I-CSCF接收到来自拜访网络的SIP注册请求，并查询到用户所属HSS，向HSS发送用户授权请求；
步骤302，HSS接收到I-CSCF的用户授权请求，查询用户已经在S-CSCF注册，直接返回S-CSCF名称；
步骤303，HSS向I-CSCF返回用户授权应答消息，应答消息中包括S-CSCF名称；
步骤304，I-CSCF向S-CSCF转发SIP注册请求；
步骤305，S-CSCF处理SIP注册请求，并向HSS发送服务器分配请求，登记用户的位置信息和请求下载用户数据；
步骤306，HSS接收到服务器分配请求，验证S-CSCF名称是否与保存的S-CSCF名称一致，一致则允许用户注册，并返回成功的服务器分配应答消息，应答消息中包括请求下载的用户数据；
步骤307，S-CSCF向I-CSCF返回200OK。
由上述步骤，用户完成了在IP多媒体域的注册过程，其中涉及多个网元，用户注册所涉及的位置信息的注册和用户数据的下载在步骤305和步骤306中完成，与用户在分组域中通过SGSN向HLR注册实现的不同点在于S-CSCF与HSS之间没有关于用户数据验证结果的协商过程。
用户在分组域中通过E-UTRAN(Evolved-UTRAN，演进的通用地面无线接入网)接入方式接入网络需要通过MME网络节点向用户所属HSS实现用户注册。MME的功能类似于SGSN的功能，是控制面的网络节点，主要负责用户在EPS网络中的移动性管理。目前MME与HSS之间的S6a接口已经明确采用Diameter协议，鉴于用户数据在不同网络域中有不同的数据存储和数据管理，因此其注册的流程也有所不同。由于MME的功能和SGSN的功能类似，且MME网元的引入主要是基于分组域的演进，所以MME和HSS之间的用户注册完成的功能与SGSN和HLR之间的用户注册完成的功能类似，不仅要完成用户位置信息的注册还要完成用户数据下载和用户数据验证协商。
但是，基于MAP(Mobile Application Part，移动应用部分)网络协议的用户注册流程实现不能完全映射到Diameter网络协议中，主要原因在于Diameter网络协议和MAP网络协议在用户会话状态机上存在差异。IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)规定Diameter协议必须支持Diameter基础协议，也就是说，S6a接口协议也必须遵守Diameter基础协议定义的用户会话要求的客户机和服务器的状态机。
Diameter用户会话规定服务器可以为会话维护状态，也可以不为会话维护状态。无论是否维护会话状态，Diameter用户会话状态机的工作机制与MAP用户会话状态机的工作机制有所区别。MAP用户会话状态机允许对等端在会话建立后，相互之间可以发起多次交互请求，即本端点在接收到对等端点的会话请求时，可以在会话建立期间再次向对等端点发送会话请求，当接收到对等端点的会话响应时再返回对等端点的会话响应。Diameter用户会话状态机不允许客户机在会话打开后接收来自服务器的请求，终止会话的请求除外，只能处理服务器的应答消息。
借助于MAP协议提供的会话状态机，当用户在拜访域网络注册时，其归属域网络可以实现与拜访域网络的能力信息协商。举一个例子，当用户归属域网络接收到用户注册请求消息时，向拜访域网络插入用户数据，如果插入用户数据失败则返回数据插入失败，用户归属域网络禁止用户注册，向用户漫游的拜访域网络返回注册失败的响应消息。如果使用Diameter协议，用户归属域网络HSS在接收到用户注册请求消息时，只能返回注册响应消息，在返回成功的注册响应消息时即认为用户注册成功。
基于MAP协议的SGSN向HLR注册包括位置信息注册和用户数据下载及数据验证协商的过程，但这一过程需要多条信令交互。基于Diameter协议的IMS注册，S-CSCF和HSS之间的注册只需要一次信令交互即完成位置信息注册和用户数据下载，但缺少数据验证协商的过程，因为HSS认为I-CSCF所选择的S-CSCF的能力支持所有的用户数据，所以不需要数据验证协商的过程。
综上所述，现有技术存在的问题是：不能使用基于MAP网络协议实现的分组域中用户注册流程实现分组域演进中基于Diameter网络协议的MME与HSS之间的用户注册，现有基于Diameter网络协议实现的用户注册流程也不适用于MME与HSS之间的用户注册。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实现用户注册的方法，解决现有技术中已有的用户注册流程实现不能解决分组域演进中网络节点与HSS之间的用户注册问题，实现基于Diameter网络协议的用户注册。
为了解决上述问题，本发明提供了一种实现用户注册的方法，本方法基于Diameter网络协议，包括以下步骤：
a、请求节点接收用户的附着网络请求后，向用户所属归属用户服务器HSS发送位置更新请求消息，该消息中包括指示是否需要下载用户签约数据的信息，需要下载时还包括对请求节点能力的指示信息；
b、用户所属HSS接收所述位置更新请求消息，对用户验证通过则向请求节点返回位置更新应答消息；如果指示需要下载用户签约数据，则根据所述对请求节点能力的指示信息确定请求节点所支持的用户签约数据，并包含在位置更新应答消息中返回给请求节点。
进一步地，上述方法还可包括，对请求节点能力的指示信息是指：
位置更新请求消息中是否携带请求节点的能力信息；
所述步骤a中：
当请求节点不支持所有的用户签约数据时在位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息；当请求节点支持所有的用户签约数据时在位置更新请求消息中不携带请求节点的能力信息。
进一步地，上述方法还可包括，所述请求节点的能力信息是指该节点支持的业务特征集合。
进一步地，上述方法还可包括，所述请求节点的能力信息包括运营商数据禁止数据、区域性签约数据。
进一步地，上述方法还可包括，所述指示是否下载用户签约数据的信息为用户签约数据下载指示标志。
进一步地，上述方法还可包括，所述步骤a中，请求节点接收用户的附着网络请求后还包括：
请求节点检测用户注册的位置信息和用户数据信息，根据检测结果判断是否下载用户签约数据，并相应设置用户签约数据下载指示标志。
进一步地，上述方法还可包括，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示不需要下载用户签约数据时，则HSS不需要向请求节点返回用户签约数据。
进一步地，上述方法还可包括，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，且所述位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息，则HSS根据请求节点的能力信息确定请求节点所支持的用户签约数据，并包含在位置更新应答消息中返回给请求节点。
进一步地，上述方法还可包括，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，且所述位置更新请求消息中不携带请求节点的能力信息，则该HSS默认为请求节点支持所有的用户签约数据，向请求节点返回所有的用户签约数据。
进一步地，上述方法还可包括，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，且所述位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息，但请求节点不支持HSS认为必须支持的用户签约数据，则HSS在位置更新应答消息中包括拒绝的处理结果及其原因值。
进一步地，上述方法还可包括，所述步骤b中还包括：
用户所属HSS对用户进行验证时，如果验证失败或用户漫游不允许，则HSS在位置更新应答消息中包括拒绝的处理结果及其原因值。
进一步地，上述方法还可包括，所述请求节点是指移动性管理实体MME。
与现有技术相比，应用本发明，针对基于Diameter协议的网络接口，提出了利用一次消息交互，即通过请求消息中携带请求节点的能力信息，例如不支持的用户签约数据等，实现网络节点和HSS之间用户位置信息的注册和用户数据下载及验证协商，从而完成了用户注册。
附图说明
图1是MME与HSS之间的接口示意图；
图2是用户在分组域中通过SGSN向HLR注册的流程图；
图3是用户在IP多媒体域中向HSS注册的流程图；
图4是本发明的一种基于Diameter网络协议实现用户注册的方法的流程图；
图5是本发明实例的用户在分组域演进中通过MME向HSS注册的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的基于Diameter协议的接入请求节点向HSS注册的主要构思是：只需要一次信令交互即完成位置信息注册和用户数据下载及数据验证协商的过程，但请求消息中需要携带请求节点的能力信息，HSS根据请求节点的能力信息向请求节点下载所支持的用户数据。
如图4所示，本发明提供一种基于Diameter网络协议实现用户注册的方法，包括如下步骤：
步骤400、用户通过无线分组网接入向拜访域网络发起附着网络请求；
所述无线分组网是指，例如E-UTRAN。
步骤410、请求节点接收用户的附着网络请求后，检测用户注册的位置信息和用户数据信息，并根据检测结果判断是否需要下载用户签约数据，并相应设置用户签约数据下载指示标志，同时向用户所属HSS发送位置更新请求消息，该位置更新请求消息中至少包括用户签约数据下载指示标志，需要下载用户签约数据时在该位置更新请求消息中还包括对请求节点能力的指示信息。
实际应用时不局限于用用户签约数据下载指示标志作为指示是否需要下载用户签约数据的信息。
所述请求节点可以是指MME。
对请求节点能力的指示信息可以但不限于是指：位置更新请求消息中是否携带请求节点的能力信息。
当请求节点不支持所有的用户签约数据时在位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息；当请求节点支持所有的用户签约数据时在位置更新请求消息中不携带请求节点的能力信息。
所述请求节点的能力信息是指该请求节点支持的业务特征集合；所述请求节点的能力信息包括但不限于ODB(Operator Data Barring，运营商数据禁止)数据、区域性签约数据。
步骤420、用户所属HSS接收请求节点发送的位置更新请求消息后，对所述用户进行验证，如果验证通过，则根据位置更新请求消息中携带的用户签约数据下载指示标志决定是否在位置更新应答消息中携带用户签约数据，同时向请求节点返回位置更新应答消息。如果指示需要下载用户签约数据，则HSS根据所述对请求节点能力的指示信息确定请求节点所支持的用户签约数据，并包含在位置更新应答消息中返回给请求节点。
根据所述对请求节点能力的指示信息确定请求节点所支持的用户签约数据具体是指：根据位置更新请求消息中是否携带请求节点能力信息，及携带的该请求节点能力信息的内容确定请求节点所支持的用户签约数据，并包含在位置更新应答消息中返回给请求节点。
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，则HSS需要向请求节点下载用户签约数据信息。
如果所述用户签约数据下载指示标志显示不需要下载用户签约数据，则HSS不需要向请求节点下载用户签约数据信息。
所述位置更新应答消息中携带的用户签约数据包括根据请求节点能力信息的内容确定的请求节点所支持的用户签约数据。
如果位置更新请求消息中用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，且位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息，但是无支持的用户签约数据(也就是说，请求节点不支持HSS认为必须支持的用户签约数据)，则HSS向请求节点返回位置更新应答消息，该位置更新应答消息中包括拒绝的处理结果及其原因值。
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据时，且请求节点向用户所属HSS发送的位置更新请求消息中不携带请求节点的能力信息，则该HSS默认为请求节点支持所有的用户签约数据，向请求节点返回所有的用户签约数据。
下面结合具体实例对本发明作进一步说明。
图5是本发明实例的用户在分组域中通过MME向HSS注册的流程图，包括如下步骤：
步骤501，用户通过E-UTRAN接入向拜访域网络发起附着网络请求；
步骤502，MME接收到用户附着网络请求，检测到用户初次附着网络且MME无用户数据信息，MME设置用户签约数据下载指示标志，并向用户所属HSS发起基于Diameter协议的位置更新请求(Update LocationRequest)消息，该位置更新请求消息中包括用户签约数据下载指示标志和MME的能力信息，例如ODB数据、区域性签约数据等；
步骤503，用户所属HSS接收到来自MME的位置更新请求消息，验证用户的合法性，验证失败或用户漫游不允许，HSS向MME返回位置更新应答消息，该位置更新应答消息中包括拒绝的处理结果及其原因值；验证通过且允许用户在拜访网络漫游，HSS判断位置更新请求消息中携带的用户签约数据下载指示标志，并执行如下的处理：
如果位置更新请求消息中用户签约数据下载指示标志要求下载用户签约数据，且包括MME的能力信息，HSS检查位置更新请求消息中携带的MME的能力信息，向MME返回位置更新应答(Update Location Ack)消息，位置更新应答消息中包括成功的处理结果，以及MME支持的用户签约数据，例如ODB数据、区域性签约数据等；
如果位置更新请求消息中用户签约数据下载指示标志要求下载用户签约数据，且位置更新请求消息中没有携带MME的能力信息，则HSS默认为MME支持所有的用户签约数据，向MME返回所有的用户签约数据；
如果位置更新请求消息中用户签约数据下载指示标志要求下载用户签约数据，且位置更新请求消息中携带MME的能力信息，但是无支持的用户签约数据(也就是说，MME不支持HSS认为必须支持的用户签约数据)，则HSS向MME返回位置更新应答消息，该位置更新应答消息中包括拒绝的处理结果及其原因值；
如果位置更新请求消息中用户签约数据下载指示标志不要求下载用户签约数据，HSS向MME返回位置更新应答消息，位置更新应答消息中包括成功的处理结果，该位置更新应答消息中没有包括用户签约数据。
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，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，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 (12)
1. 一种实现用户注册的方法，本方法基于Diameter网络协议，其特征在于，包括以下步骤：
a、请求节点接收用户的附着网络请求后，向用户所属归属用户服务器HSS发送位置更新请求消息，该消息中包括指示是否需要下载用户签约数据的信息，需要下载时还包括对请求节点能力的指示信息；
b、用户所属HSS接收所述位置更新请求消息，对用户验证通过则向请求节点返回位置更新应答消息；如果指示需要下载用户签约数据，则根据所述对请求节点能力的指示信息确定请求节点所支持的用户签约数据，并包含在位置更新应答消息中返回给请求节点。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，对请求节点能力的指示信息是指：
位置更新请求消息中是否携带请求节点的能力信息；
所述步骤a中：
当请求节点不支持所有的用户签约数据时在位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息；当请求节点支持所有的用户签约数据时在位置更新请求消息中不携带请求节点的能力信息。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述请求节点的能力信息是指该节点支持的业务特征集合。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述请求节点的能力信息包括运营商数据禁止数据、区域性签约数据。
5. 如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述指示是否下载用户签约数据的信息为用户签约数据下载指示标志。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，请求节点接收用户的附着网络请求后还包括：
请求节点检测用户注册的位置信息和用户数据信息，根据检测结果判断是否下载用户签约数据，并相应设置用户签约数据下载指示标志。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示不需要下载用户签约数据时，则HSS不需要向请求节点返回用户签约数据。
8. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，且所述位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息，则HSS根据请求节点的能力信息确定请求节点所支持的用户签约数据，并包含在位置更新应答消息中返回给请求节点。
9. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，且所述位置更新请求消息中不携带请求节点的能力信息，则HSS默认为请求节点支持所有的用户签约数据，向请求节点返回所有的用户签约数据。
10. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b中：
如果所述用户签约数据下载指示标志显示需要下载用户签约数据，且所述位置更新请求消息中携带请求节点的能力信息，但请求节点不支持HSS认为必须支持的用户签约数据，则HSS在位置更新应答消息中包括拒绝的处理结果及其原因值。
11. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中还包括：
用户所属HSS对用户进行验证时，如果验证失败或用户漫游不允许，则HSS在位置更新应答消息中包括拒绝的处理结果及其原因值。
12. 如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于：
所述请求节点是指移动性管理实体MME。
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