CN101448249A

CN101448249A - 一种释放服务网关缓存数据的方法

Info

Publication number: CN101448249A
Application number: CNA2008100085945A
Authority: CN
Inventors: 卢飞; 朱进国; 叶敏雅
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2028-01-25
Also published as: EP2237574B1; US20100312846A1; EP2237574A4; CN101448249B; US8335832B2; EP2237574A1; WO2009094871A1; ES2401303T3

Abstract

本发明公开了一种释放服务网关缓存数据的方法，可以及时释放服务网关上的缓存数据，提高了系统效率。所述方法包括：寻呼过程中，移动管理实体MME寻呼定时器超时之后，向服务网关Serving GW发送消息，通知Serving GW寻呼无响应，Serving GW收到来自MME的寻呼无响应通知之后，释放已经缓存的该用户的下行数据信息。

Description

一种释放服务网关缓存数据的方法

技术领域

本发明属于移动通讯系统分组域及其演进域中，释放服务网关缓存数据的方法。

背景技术

随着Wimax(World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互通)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及运营成本。因此，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)的标准化工作组，目前正致力于研究PS Core(Packet Switch Core，包交换核心网)和UTRAN(Universal Mobile Telecommunication System Radio Access Network，全球移动通信系统无线接入网)的演进，这个研究的课题叫做系统架构演进(SystemArchitecture Evolution，简称SAE)，目的是使得演进的分组网(EvolvedPacket Core，简称EPC)可提供更高的传输速率，更短的传输延时，优化分组，及支持E-UTRAN(Evolved UTRAN，演进的UTRAN)、UTRAN、WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)及其他非3GPP的接入网络之间的移动性管理。

目前SAE的架构如图1所示，其中包含了如下网元：

E-RAN(Evolved RAN)：演进的无线接入网，可以提供更高的上下行速率，更低的传输延迟和更加可靠的无线传输。E-RAN中包含的网元是eNodeB(演进型节点B，Evolved NodeB)，为用户的接入提供无线资源。

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

MME(Mobility Management Entity，移动管理实体)：控制面功能实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储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，当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时负责对该用户进行鉴权；处理MME和UE之间的所有非接入层消息；触发在SAE的寻呼。MME是SAE系统的移动管理单元。

Serving GW(Gateway)：服务网关，该网关是一个用户面实体，负责用户面数据路由处理，缓存处于空闲状态的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。

PDN GW：分组数据网网关，负责UE接入PDN的网关，分配用户IP地址，同时是3GPP和非3GPP接入系统的移动性锚点，PDN GW的功能还包括策略实施、计费支持。用户在同一时刻能够接入多个PDN GW。PCEF(Policy and Charging Enforcement Function，策略与计费实施功能实体)也位于PDN GW中。

PCRF(Policy and Charging Rules Function)：策略与计费规则功能实体，负责向PCEF提供策略控制与计费规则。

HSS(Home Subscriber Server)：归属用户服务器，永久存储用户签约数据，HSS存储的内容包括UE的IMSI(International Mobile SubscriberIdentification，国际移动用户识别码)、PDN GW的IP地址、用户可接入的PDN GW对应的AMBR(Aggregate Maximum Bit Rate，总最大比特率)等。

在物理上，Serving GW和PDN GW可能合一。EPC系统用户面网元包括Serving GW和PDN GW。

在SAE系统中，Serving GW具有缓存处于空闲状态的UE下行数据的功能。当UE处于空闲状态下，Serving GW中不保存eNodeB的地址和隧道信息；此时当收到来自PDN GW向UE下发的下行数据时，Serving GW需要进行缓存，并向MME发送下行数据到达通知消息(Downlink DataNotification)，由MME触发寻呼(Paging)。如果MME收到UE的寻呼响应，则MME进行业务请求(Service Request)的处理过程，在该过程中MME将Serving GW的地址和隧道信息告诉eNodeB，并将eNodeB的地址和隧道信息告诉Serving GW，从而建立S1接口上的数据传输隧道。Serving GW通过该隧道将缓存的数据下发给向eNodeB，具体的过程如图2所示。

步骤201，到该用户的下行数据到达PDN GW，PDN GW利用已经存在的承载将数据路由到Serving GW；

步骤202，Serving GW判断没有保存eNodeB的地址信息和隧道信息，于是，Serving GW缓存接收到的该用户的下行数据，并且向MME发起数据通知消息；

步骤203，MME收到数据通知消息之后，根据保存的用户位置信息跟踪区列表(Tracking Area List)，向该跟踪区列表所在的所有eNodeB发起寻呼请求；MME设立一个寻呼定时器。

步骤204，每个eNodeB收到寻呼请求之后，将在空口寻呼用户；

步骤205，该UE从某个eNodeB收到寻呼之后，将向该eNodeB发起业务请求；

步骤206，eNodeB将业务请求消息转发给MME；

步骤207，MME收到业务请求消息之后，取消203设立的寻呼定时器，向eNodeB发起承载建立请求，由于MME保存了Serving GW的地址信息和所有承载的S1接口Serving GW侧上行隧道信息，该承载建立请求将ServingGW的地址信息和所有承载的上行隧道信息，以及所有承载的QoS(Qualityof Service，服务质量)信息带给eNodeB；

步骤208，eNodeB保存所有承载的S1接口Serving GW侧上行隧道信息，并根据承载的Qos分配这些承载的空口资源，之后向UE发起无线承载建立请求；

步骤209，UE在无线承载建立完成之后，返回eNodeB无线承载建立响应；

步骤210，eNodeB收到UE的无线承载建立响应之后，所有承载的空口部分已经建立成功，eNodeB分配所有承载的S1接口的下行隧道信息，然后返回MME承载建立响应，携带所分配的所有承载的S1接口下行隧道信息；

步骤211，MME收到之后，对于每个承载都向Serving GW发起更新承载请求，携带eNodeB为该承载所分配的S1接口的下行隧道信息以及eNodeB的地址信息；

步骤212，Serving GW收到之后，保存该承载的S1接口下行隧道信息，并向MME返回更新承载响应；于是建立了eNodeB和Serving GW之间的S1数据传输隧道。

步骤213，Serving GW将缓存的用户数据从建立的S1数据传输隧道和空口发往UE。

通过上述过程，用户的所有承载都被激活了，并且用户和PDN GW能够通过所有承载发送上下行数据。

目前该过程中存在的问题是，如果用户寻呼无响应(比如用户拔电池而无法响应寻呼消息)，这个时候Serving GW需要将缓存数据释放掉，目前的一种解决方案是Serving GW中为每个触发寻呼的UE设置一个定时器，如果该定时器超时了，仍然没有收到MME的承载更新消息(上述步骤211)，Serving GW将释放缓存数据。但是这种方案有一个限制条件是Serving GW中的定时器时长不能比MME中的寻呼定时器短，否则将出现用户成功响应寻呼而Serving GW却将开始数据包丢失的问题；但是如果Serving GW的定时器比MME长，Serving GW的缓存数据将不能及时释放，降低了效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种释放服务网关缓存数据的方法，可以及时释放服务网关上的缓存数据，提高了系统效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种释放服务网关缓存数据的方法，包括：

寻呼过程中，移动管理实体MME寻呼定时器超时之后，向服务网关Serving GW发送消息，通知Serving GW寻呼无响应，Serving GW收到来自MME的寻呼无响应通知之后，释放已经缓存的该用户的下行数据信息。

进一步地，所述方法进一步包括以下步骤：

(a)发送给该用户的下行数据到达分组数据网网关PDN GW，所述PDNGW利用已经存在的承载将数据路由到Serving GW；

(b)所述Serving GW检查没有该用户下行演进型节点B eNodeB的地址信息和隧道信息，则缓存接收到的下行数据信息，并且向MME发起数据通知消息；

(c)所述MME收到数据通知消息之后，向该用户所在的跟踪区列表中的所有eNodeB发起寻呼请求，并设置一寻呼定时器；

(d)所述eNodeB收到寻呼请求之后，在空口寻呼用户；

(e)所述MME在定时器超时时如果还没有收到该用户的寻呼响应，则判断该用户寻呼无响应，向所述Serving GW通知寻呼无响应；

(f)所述Serving GW收到MME的寻呼无响应通知后，释放已经缓存的该用户的下行数据信息。

进一步地，在所述步骤(e)中，所述MME在定时器超时后，向eNodeB发起一次或多次寻呼，若仍未收到该用户的寻呼响应，再向所述Serving GW通知寻呼无响应。

进一步地，在所述步骤(e)中，所述MME向Serving GW通知寻呼无响应是通过承载更新请求消息，所述承载更新请求消息中携带表示用户寻呼无响应的字段。

进一步地，所述Serving GW在收到寻呼无响应通知之后，为该用户设置寻呼无响应标记。

进一步地，在寻呼过程中，当Serving GW收到发给所述用户的下行数据后，如果判断没有该用户eNodeB的地址信息和隧道信息，则进一步判断是否已为该用户设置了寻呼无响应标记，如果是，则Serving GW直接丢弃接收到的下行数据；否则，Serving GW向MME发起数据通知消息，继续后续流程。

进一步地，当所述用户主动与网络联系时，所述Serving GW清除设置的寻呼无响应标记。

进一步地，所述用户主动与网络联系包括用户发起的附着流程、业务请求流程和跟踪区更新流程。

进一步地，当用户主动与网络联系时，所述Serving GW清除设置的寻呼无响应标记是指：在所述用户与网络联系过程中，当所述Serving GW收到MME的更新承载请求后，清除为该用户设置的寻呼无响应标记。

综上所述，本发明提供了一种移动通信系统中释放服务网关缓存数据的方法，利用该方法，Serving GW很容易及时地释放缓存的数据。

附图说明

图1是现有技术中SAE架构图；

图2是现有技术中网络发起的业务请求流程图；

图3是Serving GW释放缓存数据的流程图；

图4是在有寻呼无响应标记设置机制时，Serving GW的处理流程图；

图5是用户向网络发起业务请求，Serving GW清除已为该用户设置的寻呼无响应标记的流程图。

具体实施方式

本发明的设计构思是在MME寻呼定时器超时的时候，MME向ServingGW发送消息，通知Serving GW用户寻呼无响应；Serving GW收到来自MME的寻呼无响应通知之后，释放已经缓存的该用户的下行数据信息。

另外，Serving GW在收到寻呼无响应的通知之后，可为该用户设置一个寻呼无响应的标记；当用户主动与网络联系(如附着，业务请求，跟踪区更新等)，Serving GW将清除设置的寻呼无响应标记。

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图3所示，Serving GW释放缓存数据的流程包括如下步骤：

步骤301，到该用户的下行数据到达PDN GW，PDN GW利用已经存在的承载将数据路由到Serving GW；

步骤302，Serving GW检查该用户并没有下行eNodeB的地址信息和隧道信息，Serving GW于是缓存接收到的该用户的下行数据，并且向MME发起数据通知消息；

步骤303，MME收到数据通知消息之后，根据保存的位置信息跟踪区列表(Tracking Area List)，向该跟踪区列表所在的所有eNodeB发起寻呼请求，MME设立一个寻呼定时器；

步骤304，每个eNodeB收到寻呼请求之后，将在空口寻呼用户；

步骤305，当303设立的定时器超时的时候，MME仍然没有收到该用户的业务请求消息，于是判断用户寻呼无响应，向Serving GW通知寻呼无响应；

可选的，在303设立的寻呼定时器超时之后，MME根据运营商配置，可以再次发起寻呼过程，并重新设立该定时器。在进行了多次寻呼过程之后，如果一直都没有收到用户业务请求消息，才判断改用户寻呼无响应。

MME可以通过承载更新请求的消息(Update Bearer Request)或者其它消息，将用户寻呼无响应的信息通知给Serving GW。比如可以在UpdateBearer Request消息中增加一个字段，表示用户寻呼无响应。

步骤306，Serving GW收到MME的寻呼无响应通知消息后，Serving GW释放已经缓存的该用户的下行数据。

步骤307(可选)，Serving GW可为该用户设置一个寻呼无响应的标记。

当Serving GW收到寻呼无响应通知后，可以每次都重新设置该用户的寻呼无响应标记，也可以进一步判断，如果已经设置了该标记则不再重复设置，只有在无此标记时才进行设置。

Serving GW设置了寻呼无响应标记之后，则Serving GW收到后续到达的该用户的下行数据的处理过程，如图4所示，包括如下步骤：

步骤401，到该用户的下行数据到达PDN GW，PDN GW利用已经存在的承载将数据路由到Serving GW；

步骤402，Serving GW检查该用户并没有下行eNodeB的地址信息和隧道信息；

步骤403，Serving GW检查是否已为该用户设置寻呼无响应的标记，如果Serving GW没有为该用户设置寻呼无响应的标记，Serving GW将执行步骤404；如果Serving GW已经为该用户设置寻呼无响应的标记，Serving GW直接丢弃接收到的下行数据，结束；

步骤404，Serving GW向MME发起数据通知消息。

后续步骤可以根据图2或者图3来完成。由此可以看出设置该标记的好处是在用户寻呼无响应的情况下，对于后续的下行数据，能够避免触发更多的寻呼消息，这样可以节约空口的资源。

Serving GW设置了该用户寻呼无响应的标记之后，当用户再一次和网络联系的时候(如附着，业务请求，跟踪区更新等)，还需要清除该标记，图5是用户向网络发起业务请求，Serving GW清除已为该用户设置的寻呼无响应标记的流程图。本实施例包括如下步骤：

步骤501，用户向eNodeB发起业务请求；

步骤502，eNodeB将业务请求消息发给MME；

步骤503，MME收到业务请求消息之后，向eNodeB发起承载建立请求，携带有所有承载的S1接口Serving GW侧上行隧道信息和相关的QoS信息，这些隧道ID和QoS信息在用户处于空闲状态下的时候都保存在MME中；

步骤504，eNodeB保存所有承载的S1接口Serving GW侧上行隧道信息，并分配这些承载的空口资源，之后向UE发起无线承载建立请求；

步骤505，UE在无线承载建立完成之后，返回eNodeB无线承载建立响应；

步骤506，eNodeB收到UE的无线承载建立响应之后，所有承载的空口部分已经建立成功，eNodeB分配所有承载的S1接口的下行隧道信息，然后返回MME承载建立响应，携带所分配的所有承载的S1下行隧道信息；

步骤507，MME收到之后，对于每个承载都向Serving GW发起更新承载请求，携带eNodeB为该承载所分配的S1接口的下行隧道信息；

步骤508，Serving GW收到更新承载请求后，清除为该用户设置的寻呼无响应标记；保存该承载的S1接口下行隧道信息，并向MME返回更新承载响应。

对于用户与网络其它联系方式(附着，跟踪区更新等)，Serving GW清除为该用户设置的寻呼无响应标记的过程和实施例3类似，可以容易的推导出。

根据以上实施例，可以看出，利用本发明，Serving GW很容易的及时释放缓存的数据。同时Serving GW设置用户寻呼无响应的标记，能够在寻呼无响应的时候，避免触发更多的寻呼消息，这样可以节约空口的资源。

Claims

1、一种释放服务网关缓存数据的方法，其特征在于，

2、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以下步骤：

(d)所述eNodeB收到寻呼请求之后，在空口寻呼用户；

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(e)中，所述MME在定时器超时后，向eNodeB发起一次或多次寻呼，若仍未收到该用户的寻呼响应，再向所述Serving GW通知寻呼无响应。

4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(e)中，所述MME向Serving GW通知寻呼无响应是通过承载更新请求消息，所述承载更新请求消息中携带表示用户寻呼无响应的字段。

5、如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，

所述Serving GW在收到寻呼无响应通知之后，为该用户设置寻呼无响应标记。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，

在寻呼过程中，当Serving GW收到发给所述用户的下行数据后，如果判断没有该用户eNodeB的地址信息和隧道信息，则进一步判断是否已为该用户设置了寻呼无响应标记，如果是，则Serving GW直接丢弃接收到的下行数据；否则，Serving GW向MME发起数据通知消息，继续后续流程。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，

当所述用户主动与网络联系时，所述Serving GW清除设置的寻呼无响应标记。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用户主动与网络联系包括用户发起的附着流程、业务请求流程和跟踪区更新流程。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，当用户主动与网络联系时，所述Serving GW清除设置的寻呼无响应标记是指：

在所述用户与网络联系过程中，当所述Serving GW收到MME的更新承载请求后，清除为该用户设置的寻呼无响应标记。