CN101459666A - 在异构网络中实现用户路由的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在异构网络中实现用户路由的方法，包括：归属域网络的用户设备向MME节点发起携带有用户标识的初始附着网络请求；基于初始附着网络请求，MME节点向互通网关发送用户注册请求消息，并在用户注册请求消息中携带MME节点的主机名和域名以及用户标识；互通网关对用户注册请求消息执行网络协议转换，将用户注册请求消息映射为HLR所支持的网络协议消息，并向HLR发送经过网络协议转换后的用户注册请求消息，经过网络协议转换后的用户注册请求消息中包括MME节点的主机名和域名以及用户标识；响应于用户注册请求消息，HLR保存MME节点的主机名和域名以及MME节点的主机名和域名与用户标识之间的对应关系。本发明提高了网络资源的利用率。

Description

在异构网络中实现用户路由的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种在异构网络中实现用户路由的方法。

背景技术

随着新技术的不断涌现，3GPP(3rd Generation PartnershipProject，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的分组域核心网的系统架构演进项目(SystemArchitecture Evolution，简称为SAE)即EPS(Evolved Packet System，演进的分组域系统)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(Mobility Management 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(Home Subscriber Server，归属用户服务器)之间的S6a接口，提供了用户数据、鉴权数据的下载等。

目前，S6a接口采用Diameter协议，但需要MME支持与传统7号信令网络中的HLR(Home Location Register，归属位置寄存器)互通，仅支持面向MAP(映射)的接口协议，标准组织为此引入了互通网关IWF(Interworking Function，互通功能)解决Diameter协议与MAP协议之间的映射。如图1所示，MME与HSS/IWF之间采用基于Diameter协议的S6a接口，IWF与HLR之间采用基于MAP协议的Gr+接口。

在面向全IP的EPS网络中，主机名用于唯一标识IP网络中的某一个节点，域名标识了某一领域中的任意一个可用节点。节点的主机名或域名可以解析为对应的IP地址，IP地址用于IP路由，也可以标识一个节点。Diameter请求消息中必须包含源主机名和域名，以及目的域名，如果请求节点已知目的主机名，那么目的主机名也需要包含在请求消息中。

在传统的7号信令网络中，设备编号用于唯一标识电信网络中的某一个设备节点。设备编号可以映射为对应的信令点，信令点用于电信网络中的信令路由，在当前电信网络的IP化进程中，信令点可以进一步解析为对应的IP地址，使MAP请求消息可以通过以太网传播，请求消息中需要包含源信令点、目的信令点。如图2所示，EPS网络中基于Diameter协议的S6a接口应用基于IP路由，基于MAP协议的Gr+接口应用基于7号信令路由或IP路由。

但是，如果允许HLR中的用户在EPS网络中漫游，HLR中必须保存MME节点的标识信息，同时，为了不修改MAP协议并符合7号信令网络的特征和路由规则，需要为MME节点分配一个唯一用于7号信令网络中的设备编号，并由互通网关IWF在用户注册时传递给HLR。显然，这个为MME分配的设备编号在纯EPS网络中是不需要使用的，同时，从网络演进的角度考虑，现有HLR会逐渐升级为HSS，用于唯一标识7号信令网络中网络实体的设备编号有可能被用于唯一标识IP网络中网络实体的主机名替代，因此无形中增加了网络资源的负荷，造成了资源的浪费，并增加了设备编号管理的复杂度，同时对现有7号信令网络中的HLR和新部署的EPS网络中MME都有所改动。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：为解决异构网络互通时的路由问题而在新部署的网络中设置MME网元的双重身份标识，导致增加了新部署网络资源的负荷，造成了资源的浪费，并增加了设备编号管理的复杂度。

发明内容

本发明旨在提供一种在异构网络中实现用户路由的方法，以解决设置MME网元的双重身份标识增加新部署网络资源负荷的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种在异构网络中实现用户路由的方法。

在本发明实施例的在异构网络中实现用户路由的方法中，包括：归属域网络的用户设备向移动性管理实体节点发起携带有用户标识的初始附着网络请求；基于初始附着网络请求，移动性管理实体节点向互通网关发送用户注册请求消息，并在用户注册请求消息中携带移动性管理实体节点的主机名和域名以及用户标识；互通网关对用户注册请求消息执行网络协议转换，将用户注册请求消息映射为归属位置寄存器所支持的网络协议消息，并向归属位置寄存器发送经过网络协议转换后的用户注册请求消息，经过网络协议转换后的用户注册请求消息中包括移动性管理实体节点的主机名和域名以及用户标识；响应于用户注册请求消息，归属位置寄存器保存移动性管理实体节点的主机名和域名以及移动性管理实体节点的主机名和域名与用户标识之间的对应关系。

优选地，基于初始附着网络请求，移动性管理实体节点向互通网关发送用户注册请求消息的操作具体包括：移动性管理实体节点从初始附着网络请求中获取用户标识；移动性管理实体节点根据用户标识解析目的域；移动性管理实体节点向互通网关发送用户注册请求消息。

优选地，上述在异构网络中实现用户路由的方法还包括：归属位置寄存器向互通网关返回用户注册响应消息，并在用户注册响应消息中携带用于归属域网络标识归属位置寄存器的归属位置寄存器设备编号；互通网关对用户注册响应消息执行网络协议转换，将用户注册响应消息映射为移动性管理实体节点所支持的网络协议消息，并向移动性管理实体节点返回经过网络协议转换后的用户设备注册响应消息，其中，经过网络协议转换后的用户响应消息中携带有归属位置寄存器的设备编号。

优选地，上述在异构网络中实现用户路由的方法还包括：移动性管理实体节点保存归属位置寄存器的设备编号，并配置和保存归属位置寄存器的设备编号与用户标识之间的对应关系；对于来自拜访域网络的后续请求消息，移动性管理实体节点根据保存的归属位置寄存器的设备编号解析目的域，其中，后续请求消息中携带有移动性管理实体节点保存的归属位置寄存器的设备编号。

优选地，上述在异构网络中实现用户路由的方法还包括：归属位置寄存器向互通网关返回用户注册响应消息，并在用户注册响应消息中携带用于拜访域网络标识归属位置寄存器的归属位置寄存器主机名和域名；互通网关对用户注册响应消息执行网络协议转换，将用户注册响应消息映射为移动性管理实体节点所支持的网络协议消息，并向移动性管理实体节点返回经过网络协议转换后的用户注册响应消息，其中，经过网络协议转换后的响应消息中携带有归属位置寄存器的主机名和域名。

优选地，上述在异构网络中实现用户路由的方法还包括：移动性管理实体节点保存归属位置寄存器的主机名和域名以及主机名和域名与用户标识之间的对应关系；对于来自拜访域网络的后续请求消息，移动性管理实体节点根据保存的归属位置寄存器的主机名和域名设置目的主机名和域名，其中，后续请求消息中携带有移动性管理实体节点保存的归属位置寄存器的主机名和域名；移动性管理实体节点向互通网关发送后续请求消息；响应于后续请求消息，互通网关根据移动性管理实体节点保存的归属位置寄存器的主机名和/或域名翻译出目的设备编号，并将目的设备编号映射为信令点。

优选地，上述在异构网络中实现用户路由的方法还包括：对于来自归属域网络的后续请求消息，归属位置寄存器根据保存的移动性管理实体节点的主机名和/或域名翻译出互通网关的设备编号；归属位置寄存器向互通网关发送后续请求消息，其中，后续请求消息中携带保存的移动性管理实体节点的主机名和域名；互通网关向移动性管理实体节点发送后续请求消息。

优选地，在上述在异构网络中实现用户路由的方法中，用户标识是国际移动用户标识。

在以上实施例中，利用各自网络的身份标识实现用户在异构网络中路由的方法，解决了设置MME网元的双重身份标识增加新部署网络资源负荷的问题，从网络演进的角度考虑可以为HLR分配主机名和域名并直接用于IP网络中的用户路由实现，有效提高了网络资源的利用率和减小了设备资源管理的复杂度。

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MME与HSS或HLR互通的接口示意图；

图2是两种不同的网络协议基于的路由结构示意图；

图3是根据本发明实施例的在异构网络中实现用户路由的方法的流程图；

图4是根据本发明优选实施例的基于7号信令网络中HLR编号的用户注册以及后续请求消息的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

根据本发明实施例，提供了一种在异构网络中实现用户路由的方法，图3是根据本发明实施例的在异构网络中实现用户路由的方法的流程图，如图3所示，该方法包括：

步骤S302，归属于7号信令网络(即归属域网络)的用户通过无线分组网络接入，例如EPS网络，向基于IP路由的拜访域网络发起初始附着网络请求；

步骤S304，MME节点接收到用户附着网络请求后通过用户标识解析目的域，并经过互通网关执行网络协议转换后向用户归属的7号信令网络发起用户注册请求，注册请求消息中包括用于IP网络中唯一标识MME节点的主机名和域名；

步骤S306，用户归属的7号信令网络接收到来自异构网络的用户注册请求，允许注册后在用户所属HLR保存异构网络中MME节点的主机名和域名，并在用户注册响应消息中携带用于7号信令网络中唯一标识用户所属HLR节点的设备编号或用户所属HLR节点的主机名和域名，同时通过互通网关向用户拜访域网络中的MME节点返回用户注册响应消息；

进一步地，HLR向互通网关返回用户注册响应消息，并在用户注册响应消息中携带用于用户归属的7号信令网络标识HLR的设备编号，互通网关接收到HLR返回的成功的用户注册响应消息，执行网络协议转换后并根据本地策略在转换后的响应消息中携带用户所属HLR节点的设备编号或用户所属HLR节点的主机名和域名，互通网关向用户拜访域网络的MME节点发送转换后的响应消息，MME节点接收到成功的注册请求响应消息后保存用户所属HLR节点的设备编号或用户所属HLR节点的主机名和域名；

步骤S308，后续来自用户拜访域网络的请求消息，MME节点根据用户标识或用户注册消息中保存的用户所属HLR节点的设备编号解析目的域，或用户所属HLR节点的主机名和域名设置目的主机名和域名，并经过互通网关投递到用户所在的7号信令网络的归属节点；

其中，用户标识是国际移动用户标识。

进一步地，MME节点向互通网关发送后续请求消息，其中，后续请求消息中携带有MME节点保存的设备编号；响应于后续请求消息，互通网关根据本地策略在注册响应消息中携带用户所属HLR节点的设备编号，则后续来自用户拜访域网络的请求消息，MME根据用户所属HLR节点的设备编号解析目的域，请求消息中包括用户所属HLR节点的设备编号；

进一步地，MME节点向互通网关发送后续请求消息，其中，后续请求消息中携带有MME节点保存的主机名和域名；响应于后续请求消息，互通网关根据本地策略在注册响应消息中携带用户所属HLR节点的主机名和域名，则后续来自用户拜访域网络的请求消息，MME根据用户所属HLR节点的主机名和域名设置目的主机名和域名；

并且，对于后续来自用户归属网络域的请求消息，HLR根据用户注册消息中保存的拜访域MME节点的主机名和/或域名翻译出下一跳网络节点的设备编号，如位于归属网络域中的互通网关，并经过互通网关投递到用户注册的拜访域网络节点，请求消息中包括拜访域MME节点的主机名和域名。

本发明针对相关技术中为解决异构网络互通时的路由问题而在新部署的网络中设置MME网元的双重身份标识而导致网络负荷增加和网络资源管理的问题，提出了一种利用各自网络的身份标识实现用户在异构网络中路由的方法，并从网络演进的角度考虑可以为HLR分配主机名和域名并直接用于IP网络中的用户路由实现，有效提高了网络资源的利用率和减小了设备资源管理的复杂度。

图4是根据本发明优选实施例的基于7号信令网络中HLR编号的用户注册以及后续请求消息的流程图，如图4所示，该方法包括如下步骤：

步骤S401，归属于7号信令网络中的用户在EPS网络中通过E-UTRAN接入向拜访域网络发起附着网络请求；

步骤S402，MME接收到用户附着网络请求，检测到用户初次附着网络，因此需要向用户归属网络执行用户注册；MME根据用户标识，如用户IMSI，解析出目的域，本实施例中MME解析出的目的域为拜访域网络中的IWF，因此向IWF发起基于Diameter协议的位置更新请求(Update Location Request)消息，请求消息中同时包括源主机名和域名，即MME的主机名和域名(MME-Host，MME-Realm)；

其中，MME位于EPS核心网络，基于Diameter协议，路由方式基于IP网络的路由；用户所属HLR位于7号信令网络中，基于MAP协议，路由方式基于7号信令网络的路由，因此，欲实现MME与HLR之间的互通，请求消息需要经过互通网关IWF执行网络协议转换；

步骤S403，IWF接收到来自MME的位置更新请求，执行协议转换将Diameter协议转换为MAP协议，即将位置更新请求消息转换为MAP-更新GPRS位置请求(MAP_UPDATE_GPRS_LOCATIONRequest)消息，MAP请求消息中同时包括MME的主机名和域名，用于唯一标识EPS网络中的MME实体；

IWF根据用户标识翻译出目的设备编号，本实施例中直接翻译为HLR编号(用于唯一标识7号信令网络中的HLR实体)，并映射为信令点；

IWF根据路由地址向HLR发送MAP-更新GPRS位置请求消息；

步骤S404，HLR接收到MAP-更新GPRS位置请求消息，验证用户的合法性，验证通过向IWF下载用户数据，为了突出本发明点省略了用户数据下载的流程，用户验证通过并且数据下载成功，HLR允许用户注册，则向IWF返回MAP-更新GPRS位置应答(MAP_UPDATE_GPRS_LOCATION Response)消息，响应消息中包含HLR编号，同时保存请求消息中携带的MME的主机名和域名以及与用户标识的对应关系，应用于后续来自用户归属网络需要发往MME的请求消息；

步骤S405，IWF接收到MAP-更新GPRS位置应答，执行网络协议转换将MAP-更新GPRS位置应答转换为基于Diameter协议的位置更新应答(Update Location Ack)消息，IWF根据本地策略在位置更新应答消息中包括HLR编号；MME接收到成功的位置更新应答消息后，同时保存HLR编号以及与用户标识的对应关系，应用于后续来自用户需要发往用户归属网络的请求消息；

步骤S406a～步骤S406b为来自用户需要发往用户归属网络的后续请求消息，包括如下步骤：

步骤S406a，来自用户需要发往用户归属网络的后续请求消息，MME根据HLR编号解析目的域，本实施例中MME解析出的目的域为拜访域网络中的IWF，请求消息中同时携带HLR编号，后续请求消息包括但不限于用户重注册、用户注销(Purge ME)和通知(Notification)消息；

步骤S407a，IWF接收到来自MME的后续请求消息，执行网络协议转换将Diameter请求消息转换为MAP请求消息，并根据HLR编号映射为HLR的信令点；

IWF基于路由地址向HLR发送MAP请求消息；

步骤S407b，HLR向IWF返回MAP响应消息，并经过IWF执行网络协议转换将MAP响应消息转换为Diameter响应消息，再转发给MME；

步骤S406b，MME接收到Diameter响应消息；

步骤S408a～步骤S408b为来自用户归属网络需要发往MME的后续请求消息，包括如下步骤：

步骤S408a，来自用户归属网络需要发往MME的后续请求消息，HLR可以根据用户注册时保存的MME的主机名和/或域名翻译出下一跳网络的设备编号，并映射为信令点，本实施例中HLR翻译出的下一跳网络的节点为位于归属域网络中的IWF，请求消息中同时携带MME的主机名和域名，后续请求消息包括但不限于位置注销(MAP_CANCEL_LOCATION)、插入用户数据(MAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATA)、删除用户数据(MAP_DELETE_SUBSCRIBER_DATA)、复位(MAP_RESET)等消息；

步骤S409a，IWF接收到来自HLR的后续请求消息，执行网络协议转换将MAP请求消息转换为Diameter请求消息，同时将MAP请求消息中携带的MME的主机名和域名设置为目的主机名和域名，源主机名和域名设置为归属域网络中IWF在IP网络中的主机名和域名；

IWF基于路由地址向MME发送Diameter请求消息；

步骤S409b，MME向IWF返回Diameter响应消息，并经过IWF执行网络协议转换将Diameter响应消息转换为MAP响应消息，再转发给HLR；

步骤S408b，HLR接收到MAP响应消息。

进一步地，电信运营商出于网络演进的需要为7号信令网络中的HLR分配了主机名和域名，则在图4步骤S404中，HLR在注册响应消息中返回HLR的主机名和域名；在步骤S405中，IWF执行网络协议转换并在转换后的注册响应消息中携带HLR的主机名和域名，MME接收到成功的注册响应消息后，保存HLR的主机名和域名以及与用户标识的对应关系，应用于后续来自用户需要发往用户归属网络的请求消息。

进一步地，对于来自用户需要发往用户归属网络的后续请求消息，MME可以在图4步骤S406a直接由HLR的主机名和域名设置目的主机名和域名，并将请求消息路由到拜访域网络中的IWF；步骤S407a中IWF根据HLR的主机名和/或域名映射HLR编号，并进一步映射为HLR的信令点。

以上本发明提出的利用各自网络的身份标识实现用户在异构网络中路由的方法，从网络演进的角度考虑可以为HLR分配主机名和域名并直接用于IP网络中的用户路由实现，克服现有技术中为解决异构网络互通时的路由问题而在新部署的网络中设置MME网元的双重身份标识而导致网络负荷增加和网络资源管理的问题，有效提高了网络资源的利用率和减小了设备资源管理的复杂度。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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 (8)

1.一种在异构网络中实现用户路由的方法，其特征在于，包括：

归属域网络的用户设备向移动性管理实体节点发起携带有用户标识的初始附着网络请求；

基于所述初始附着网络请求，所述移动性管理实体节点向互通网关发送用户注册请求消息，并在所述用户注册请求消息中携带所述移动性管理实体节点的主机名和域名以及所述用户标识；

所述互通网关对所述用户注册请求消息执行网络协议转换，将所述用户注册请求消息映射为归属位置寄存器所支持的网络协议消息，并向归属位置寄存器发送经过网络协议转换后的所述用户注册请求消息，所述经过网络协议转换后的用户注册请求消息中包括所述移动性管理实体节点的主机名和域名以及所述用户标识；

响应于所述用户注册请求消息，所述归属位置寄存器保存所述移动性管理实体节点的主机名和域名以及所述移动性管理实体节点的主机名和域名与所述用户标识之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述初始附着网络请求，所述移动性管理实体节点向互通网关发送用户注册请求消息的操作具体包括：

所述移动性管理实体节点从所述初始附着网络请求中获取所述用户标识；

所述移动性管理实体节点根据所述用户标识解析目的域；

所述移动性管理实体节点向所述互通网关发送所述用户注册请求消息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述归属位置寄存器向所述互通网关返回用户注册响应消息，并在所述用户注册响应消息中携带用于所述归属域网络标识所述归属位置寄存器的归属位置寄存器设备编号；

所述互通网关对所述用户注册响应消息执行网络协议转换，将所述用户注册响应消息映射为移动性管理实体节点所支持的网络协议消息，并向所述移动性管理实体节点返回经过网络协议转换后的用户设备注册响应消息，其中，所述经过网络协议转换后的用户响应消息中携带有所述归属位置寄存器的设备编号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

所述移动性管理实体节点保存所述归属位置寄存器的设备编号，并配置和保存所述归属位置寄存器的设备编号与所述用户标识之间的对应关系；

对于来自所述拜访域网络的后续请求消息，所述移动性管理实体节点根据保存的所述归属位置寄存器的设备编号解析目的域，其中，所述后续请求消息中携带有所述移动性管理实体节点保存的所述归属位置寄存器的设备编号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述归属位置寄存器向所述互通网关返回所述用户注册响应消息，并在所述用户注册响应消息中携带用于所述拜访域网络标识所述归属位置寄存器的归属位置寄存器主机名和域名；

所述互通网关对所述用户注册响应消息执行网络协议转换，将所述用户注册响应消息映射为移动性管理实体节点所支持的网络协议消息，并向所述移动性管理实体节点返回经过网络协议转换后的用户注册响应消息，其中，所述经过网络协议转换后的响应消息中携带有所述归属位置寄存器的主机名和域名。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

所述移动性管理实体节点保存所述归属位置寄存器的主机名和域名以及所述主机名和域名与所述用户标识之间的对应关系；

对于来自所述拜访域网络的后续请求消息，所述移动性管理实体节点根据保存的所述归属位置寄存器的主机名和域名设置目的主机名和域名，其中，所述后续请求消息中携带有所述移动性管理实体节点保存的所述归属位置寄存器的主机名和域名；

所述移动性管理实体节点向所述互通网关发送所述后续请求消息；

响应于所述后续请求消息，所述互通网关根据所述移动性管理实体节点保存的所述归属位置寄存器的主机名和/或域名翻译出目的设备编号，并将所述目的设备编号映射为信令点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对于来自所述归属域网络的后续请求消息，所述归属位置寄存器根据保存的所述移动性管理实体节点的主机名和/或域名翻译出所述互通网关的设备编号；

所述归属位置寄存器向所述互通网关发送所述后续请求消息，其中，所述后续请求消息中携带保存的所述移动性管理实体节点的主机名和域名；

所述互通网关向所述移动性管理实体节点发送所述后续请求消息。

8.根据权利要求1、2、3中任一项所述的方法，其特征在于，所述用户标识是国际移动用户标识。

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