CN101478743A - 一种eps承载管理的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种EPS承载管理的方法，包括：移动性管理实体MME获取SGSN上下文；当该SGSN上下文指示存在PDP上下文时，根据预先确定的系统间承载映射规则将其PDP上下文映射为EPS承载上下文，在TAU过程中和或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程；当PDP上下文的类型属于保证比特率类型，或者与其连接的APN为非默认APN时，触发进行相应的默认EPS承载创建过程。本发明同时还公开了一种EPS承载管理的装置、包含该装置的移动性管理实体及包含该移动性管理实体的系统。本发明能够实现默认EPS承载的创建，并且同时能够在目标系统中保持原有承载，增强了系统的性能。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及用户设备在系统间移动过程中，尤其是从3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作项目)的GERAN(GSM Edge Radio Access Network，GSM Edge无线接入系统)/UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS陆地无线接入网)向3GPP的EPS(Evolved Packet System，演进的分组交换系统)移动接入过程中，承载管理的方法和装置。
背景技术
3GPP已经定义了EPS的体系结构，如图1所示，其中，MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)主要负责移动性管理和会话管理，Serving GW(服务网关)是用户设备接入EPS核心网的用户平面接入网关，PDN GW(Packet Data Network GW，分组数据网络网关)是EPS系统接入外部PDN网络的网关，PCRF(Policy and ChargingRules Function，策略和计费规则功能实体)处于外部PDN网络与PDNGW之间，用于对服务数据流进行策略和计费规则控制。
EPS承载是一个或多个业务数据流的逻辑集合体，EPS承载位于UE与PDN GW之间，由无线承载(Radio Bearer)，S1接口承载(S1Bearer)及S5/S8接口承载(S5/S8Bearer)组成。可分为专用承载(DedicatedBearer)与缺省承载(Default Bearer)，其中，缺省承载是当UE接入EPS系统时所创建，并在接入EPS系统后保持，并具有永远在线的IP连接功能，其它的接入到此EPS系统的承载则称为专用承载。EPS承载又分为保证比特率承载(GBR Bearer)与非保证比特率承载(Non-GBR Bearer)。
3GPP EPS系统的一个必须实现的重要特征是用户设备具有默认承载，以提供always-on。
在3GPP GPRS系统(GERAN/UTRAN)中用户初始附着和承载建立是两个独立的过程。用户完成网络附着后，如果没有业务请求，不会激活PDP context(Packet Data Protocol context，分组数据协议上下文)的承载建立过程，否则，激活PDP context的承载建立过程。所述PDP context类型可以是保证比特率的GBR类型(即conversational或者streaming类型)，也可以是不保证比特率的Non-GBR类型(即interactive或background类型)。如果建立的PDP context在一定时间内没有业务数据传送，即可采用Preservation功能将该用户设备的PDP context承载保存起来而不释放，使用户设备的状态转入空闲状态，以便用户设备从空闲状态转入到激活连接状态时可以很快地进行业务数据的发送。
目前对于具有PDP context的空闲状态用户设备从3GPP GPRS系统移动接入到EPS的E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio AccessNetwork，演进的UMTS陆地无线接入网络)系统的解决方案采用TS23.401规范中的TAU(Tracking Area Update，跟踪区更新)过程，如图2所示：
包括以下步骤：
步骤S1、用户设备UE选择一个UE保存的跟踪区列表TA list中没有的一个E-UTRAN小区。
步骤S2a、UE发起跟踪区更新过程。
UE发送跟踪区更新请求消息Tracking Area Update Request给eNodeB。
该消息包含的参数有旧TAI(Tracking Area Identity，跟踪区标识)、旧GUTI(Global Unique Temporary User Identity，全局唯一用户临时标识)、所选网络及active flag(激活标记)，旧GUTI在此处是P-TMSI(Packet Temporary Mobile Subscriber Identifier，分组临时移动签约用户标识)。
步骤2b、基站eNodeB在UE发送的Tracking Area Update Request上添加上E-UTRAN Area ID后转发给MME。
eNodeB从P-TMSI和所选网络中获取MME，将添加了E-UTRAN AreaID的Tracking Area Update Request转发给该MME。
E-UTRAN Area ID是一个全局性的区域标识。
步骤S3、所述MME发送上下文请求消息(Context Request消息)给旧SGSN(Serving GPRS Support Node，服务通用分组数据业务支持节点)，请求获取用户上下文信息，其包含的参数有旧RAI、旧P-TMSI和MME地址。
MME是从旧RAI和旧P-TMSI中获取旧SGSN标识信息的。
步骤S4、旧SGSN响应上下文请求消息(Context Request消息)给所述MME。
该消息中包含的参数有SGSN context，该SGSN context包含PDNGW地址和Serving GW地址。
步骤S5、UE和网络之间进行认证鉴权过程。
步骤S6、MME向旧SGSN发送Context Acknowledge(上下文确认信息)。
旧SGSN在其上下文中将GW和HSS相关的信息标记为无效，这有利于在未完成正在进行的TAU过程之前向该SGSN进行另外一次TAU过程。
步骤S7、MME向Serving GW发送更新承载请求。
步骤S8、Serving GW将该更新承载请求转发给PDN GW。
步骤S9、PDN GW发送对应该更新承载请求的响应信息给ServingGW。
步骤S10、Serving GW发送对应该更新承载请求的响应信息给MME。
步骤S11、MME与HSS(用户归属服务器)之间进行位置更新和相关签约数据的下载插入过程。
修改HSS保存的位置上下文信息，删除SGSN中的资源。这个过程将从HSS得到UE的Default APN(Access Point Name，接入点名称)即默认接入点名称，及Default Bearer QoS(默认承载服务质量)，及所有PDN的AMBR(Aggregation Maximum Bit Rate，聚合最大比特速率)列表，以及区域签约限制/接入限制信息等信息。
步骤S12、MME发送TAU接受信息Tracking Area Update Accept(TAU接受信息)给UE。
步骤S13、UE发送Tracking Area Update Complete信息(TAU完成信息)给MME，确定TAU过程完成。
需要说明的是，3GPP EPS系统的一个特点是网络需要为用户设备提供一条默认承载，且该默认承载必须是不保证比特率的Non-GBR类型的承载。于是，如果具有Non-GBR类型PDP context的用户设备从3GPPGPRS系统移动接入EPS系统时，可通过Update方式实现默认承载的建立，并且保证了源GERAN/UTRAN系统中保存的PDP context的连续性。
如果用户设备具有GBR类型的PDP context，或者PDP context相连接的APN与默认的APN不相同，那么当该用户设备从3GPPGERAN/UTRAN系统移动或者切换到EPS的E-UTRAN系统时，上述类型PDP context承载是如何在目标系统中保持和Default Bearer如何实现的在上述流程中并没有体现。也就是说，仅通过上述流程中的更新承载过程(步骤7-步骤10)在以下情形出现时，无法在保持原来PDP context业务的连续性的情况下实现默认承载的建立：
1、当GERAN/UTRAN系统中只具有GBR类型(即conversational或者Streaming类型)的PDP context的用户设备移动接入到EPS的E-UTRAN系统。
2、在UTRAN/GERAN系统中保存有PDP context，但是该PDPcontext连接的APN与在E-UTRAN系统中签约的默认APN不相同。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用户设备在系统间移动过程中的承载管理方法和装置。以解决现有技术在某些情形(如上述情形1和2)中，无法在保持原来PDP context业务的连续性的情况下实现默认承载的建立的问题。
本发明是这样实现的：
一种移动性管理实体EPS承载管理的方法，包括：
移动性管理实体MME获取服务通用分组数据业务支持节点SGSN上下文；
当该SGSN上下文指示存在分组数据协议PDP上下文时，根据预先确定的系统间承载映射规则将其PDP上下文映射为EPS承载上下文，在跟踪区更新过程TAU或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程；
当PDP上下文的类型属于保证比特率类型，或者与所述PDP上下文连接的接入点名称APN为非默认APN时，触发进行相应的默认EPS承载创建过程。
优选的，还包括：
当SGSN上下文指示不存在PDP上下文时，MME发起默认EPS承载创建过程。
优选的，EPS承载的更新过程包括以下步骤：
MME根据预先确定的PDP上下文与EPS承载的映射规则，确定与该PDP上下文相对应的EPS承载上下文，向服务网关Serving GW发送更新承载请求以触发网络进行承载更新，该请求包含该EPS承载的相关参数。
优选的，EPS承载的更新过程中的映射规则包含：
MME根据SGSN上下文中的PDP State参数、PDP Type参数和QoSProfile Negotiated参数，映射成EPS系统中的相应的EPS Bearer QoSProfile参数；
当所述QoS Profile Negotiated参数指示业务为会议类业务或者流业务时，EPS Bearer QoS Profile参数为指示业务类型为保证比特速率类型、并且与会议类业务或流业务相应的业务；
当所述QoS Profile Negotiated参数指示业务为背景类业务或者交互类业务时，EPS Bearer QoS Profile参数为指示业务类型为非保证比特速率类型、并且与背景类业务或者交互类业务相应的业务。
优选的，所述MME发起默认EPS承载的创建过程是由UE发送的请求默认承载分配信息触发的，该信息包含PDN地址分配参数。
优选的，用户设备UE发送的请求默认承载分配信息是通过TAU完成消息或者上行直传消息通知给MME的。
优选的，所述默认EPS承载的创建过程是MME在确定系统间TAU完成或者系统间切换完成后发起的。
优选的，移动性管理实体MME在系统间TAU过程或者系统间切换过程获取SGSN上下文。
优选的，所述SGSN上下文包含用于指示用户设备的网络能力的信息。
优选的，所述PDP上下文类型是通过解析QoS Profile Negotiated参数中的Traffic Class的结果确定的。
优选的，MME从SGSN上下文的APN in Use参数获取APN信息，根据该APN信息判断该APN是否与默认APN一致。
优选的，在进行承载创建过程中，MME通过非接入层直传方式或者无线承载建立捎带方式，将创建承载的信息传送给用户设备。
优选的，所述创建承载的信息包含在MME构造的会话管理配置信息单元中。
优选的，在进行承载创建过程中，服务网关和分组数据网络网关之间采用GPRS隧道协议或者代理移动IPv6协议传递相关信息参数。
优选的，对于TAU情形，默认承载创建完成之后，根据跟踪区请求消息中的激活标记，通过建立无线承载和S1承载过程，将更新承载和默认承载一起激活。
本发明同时还公开了一种移动性管理实体EPS承载管理的装置，包括用于获取服务通用分组数据业务支持节点SGSN上下文的信息获取单元，还包括：
第一处理单元，用于当该SGSN上下文指示存在PDP上下文时，根据预先确定的系统间承载映射规则将其分组数据协议PDP上下文映射为EPS承载上下文，在跟踪区更新过程TAU过程中和或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程；
第二处理单元，用于当PDP上下文的类型属于保证比特率类型，或者与其连接的接入点名称APN为非默认APN时，触发进行相应的默认EPS承载创建过程。
优选的，上述装置还包括：
第三处理单元，用于当SGSN上下文指示不存在PDP上下文，发起默认EPS承载创建过程。
优选的，上述装置还包括：
第一触发单元，用于在接收UE发送的请求默认承载分配信息后，发送信息触发所述第一处理单元触发网络进行默认EPS承载的创建过程，所述请求默认承载分配信息中包含PDN地址分配参数。
优选的，上述装置还包括：
第二触发单元，用于在确定系统间TAU完成或者系统间切换完成后发送信息触发所述第一处理单元触发网络进行默认EPS承载的创建过程。
优选的，上述装置中，所述PDP上下文类型是所述第一处理单元通过解析QoS Profile Negotiated参数中的Traffic Class的结果确定的。
优选的，上述装置中，所述SGSN上下文包含用于指示用户设备的网络能力的信息。
本发明同时还公开了一种移动性管理实体，具有上述EPS承载管理的装置。
此外，本发明同时还公开了一种通信系统，包括归属签约用户服务器、分组数据网络网关、服务网关S-GW、基站和用户设备，其特征在于，还具备上述移动性管理实体MME。
从上述技术方案可知，与现有技术不同的是，本发明在用户设备从GERAN/UTRAN系统移动接入到EPS的E-UTRAN系统，MME根据预先确定的系统间承载映射规则将其PDP上下文映射为EPS承载上下文，在TAU过程中和或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程。在TAU过程发起更新承载过程，实现了对原有承载的保持，并在判断出PDP上下文的类型属于GBR，或者PDP上下文连接的APN为非默认APN时，触发进行默认EPS承载的创建过程，实现默认EPS承载建立的目的，增强了系统的性能。
附图说明
图1为EPS系统的体系结构示意图；
图2为具有PDP上下文的空闲状态用户设备从3GPP GPRS系统移动接入到EPS的E-UTRAN时，TAU过程流程图；
图3为本发明一种EPS承载管理的方法实现流程图；
图4为本发明一种EPS承载管理的方法实施例一的流程图；
图5为本发明一种EPS承载管理方法的实施例二的流程图；
图6为本发明一种EPS承载管理方法的实施例三的流程图；
图7为本发明一种EPS承载管理方法的实施例四的流程图；
图8为本发明一种EPS承载管理的装置的实施例一的结构示意图；
图9为本发明一种EPS承载管理的装置的实施例二的结构示意图；
图10为本发明一种EPS承载管理的装置的实施例三的结构示意图；
图11为本发明一种EPS承载管理的装置的实施例四的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案的基本思想是：当用户设备从3GPP的GPRS系统转移接入到EPS的E-UTRAN系统过程中，对EPS承载管理(包括建立和更新)进行了定义，增强通信系统的性能。
为了使得本领域技术人员更好理解本发明技术方案，下面结合附图和实施例进行详细描述。
请参考图3，为本发明一种EPS承载管理的方法的实现流程图。
包括以下步骤：
步骤S11、移动性管理实体MME获取SGSN上下文。
步骤S12、当该SGSN上下文指示存在PDP上下文时，根据预先确定的系统间承载映射规则将其PDP上下文映射为EPS承载上下文，在TAU过程中和或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程。
步骤S13、当PDP上下文的类型属于保证比特率类型，或者与其连接的APN为非默认APN时，触发进行相应的默认EPS承载创建过程。
下面通过几个实施例对本发明技术方案进行进一步的详细说明。
请参考图4，为本发明一种EPS承载管理的方法实施例一的实现流程图。
具体包括以下步骤：
步骤S101、用户设备UE选择E-UTRAN小区。
该E-UTRAN小区的标识是该UE保存的跟踪区列表TA list中所没有的。
步骤S102a、UE发起跟踪区更新过程。
UE发送跟踪区更新请求消息(Tracking Area Update Request)给eNodeB。其消息包含的参数有旧TAI(Tracking Area Identity，跟踪区标识)、旧GUTI(Global Unique Temporary User Identity，全局用户临时标识)、所选网络及a ctive flag(激活标记)，旧GUTI在此处是P-TMSI(Packet Temporary Mobile Subscriber Identifier，分组临时移动签约用户标识)。
步骤S102b、基站eNodeB在UE发送的Tracking Area UpdateRequest上添加上E-UTRAN Area ID后转发给MME。
eNodeB从P-TMSI和所选网络中获取MME，将添加了E-UTRAN AreaID的Tracking Area Update Request转发给该MME。
E-UTRAN Area ID是一个全局性的区域标识。
步骤S103、所述MME发送上下文请求消息(Context Request消息)给旧SGSN(Serving GPRS Support Node，服务通用分组数据业务支持节点)，请求获取用户上下文信息，其包含的参数有旧RAI、旧P-TMSI和MME地址。
MME是从旧R AI和旧P-TMSI中获取旧SGSN标识信息的。
步骤S104、旧SGSN响应上下文请求消息(Context Request消息)给所述MME。
该消息中包含的参数有SGSN context，该SGSN context包含PDNGW地址和Serving GW地址。
另外，该SGSN context还可以包含有UE网络能力参数(包括UE所支持的IP版本能力)。
步骤S105、UE和网络之间进行认证鉴权过程。
步骤S106、MME向旧SGSN发送上下文确认信息(ContextAcknowledge)。
旧SGSN在其上下文中将GW和HSS相关的信息标记为无效，这有利于在未完成正在进行的TAU过程之前向该SGSN进行另外一次TAU过程。
步骤S107、MME根据SGSN context中的信息和UE发送的TAU请求消息，判断是否有PDP context。
如果判断出有PDP context，根据预先确定的系统间映射原则，将PDPContext映射成EPS Bearer上下文，并触发网络进行EPS承载的更新。
具体过程如下：
MME发送更新承载请求消息(Update Bearer Request消息)给所选Serving GW，该消息包含有新MME地址和TEID(Tunnel EndpointIdentifier，隧道端点标识符)、协商的QoS信息、服务网络标识、承载上下文信息)，所述PDN GW地址在承载上下文中被指定。
所述SGSN Context中的PDP State参数(INACTIVE)、PDP Type参数(IP类型)和QoS Profile Negotiated参数(Traffic Class＝Conversation/Streaming、ARP)与EPS的E-UTRAN系统中的EPSBearer QoS Profile参数(QCI＝(2-3)/4、ARP)存在映射关系，QoSProfile Negotiated参数(Traffic Class＝Background/Interactive、ARP)与EPS Bearer QoS Profile参数(QCI＝(8-9)/(5-7)、ARP)存在映射关系。
MME根据上述映射关系，设定以下映射规则：
将SGSN上下文中的PDP State参数、PDP Type参数和QoS ProfileNegotiated参数，映射成EPS系统中的相应的EPS Bearer QoS Profile参数，具体为：
当所述QoS Profile Negotiated参数指示业务为会议类业务或者流业务(Traffic Class＝Conversation/Streaming、ARP)时，映射成EPS的E-UTRAN系统中的EPS Bearer QoS Profile参数(QCI＝(2-3)/4、ARP)。
当所述QoS Profile Negotiated参数指示业务为背景类业务或者交互类业务(Traffic Class＝Background/Interactive、ARP)时，映射成EPSBearer QoS Profile参数(QCI＝(8-9)/(5-7)、ARP)。
在3GPP EPS系统中，QCI＝2表示GBR类型的VoIMS业务，QCI＝3表示GBR类型的Conversational Packet Switched Video业务，QCI＝4表示GBR类型的Streaming业务，QCI＝5表示non-GBR类型的IMSsignaling业务，QCI＝6表示non-GBR类型的Interactive Gaming业务，QCI＝7表示non-GBR类型的TCP intera ctive业务，QCI＝8表示non-GBR类型的Preferred TCP Bulk data业务，QCI＝9表示non-GBR类型的Best effort TCP bulk data业务。
如果判断出没有PDP context，则跳过更新承载子过程，直接进入步骤S111。
步骤S108、Serving GW通过Update Bearer Request消息通知PDNGW其服务用户设备的无线接入技术类型(RAT type)发生了改变。
该消息包含的参数有：Serving GW地址和隧道标识TEID、RAT类型等。
步骤S108a、如果网络采用动态PCC架构，则PDN GW根据RATtype的改变情况与PCRF交互获取目标系统相关的PCC规则策略。
如果网络不采用动态PCC架构，则PDN GW依据运营商预定义的与RAT type相关的PCC规则执行更新过程。
步骤S109、PDN GW更新其保存的上下文字段以便于下行PDU路由到正确的Serving GW。
PDN GW返回更新承载响应消息(Update Bearer Response消息)给serving GW，该消息包含的参数有(PDN GW地址和隧道标识TEID)。
步骤S110、Serving GW更新承载上下文，以便于Serving GW能够路由上行承载PDU到PDN GW。
Serving GW返回Update Bearer Response消息给MME。该消息包含有Serving GW地址和隧道标识TEID、PDN GW地址和隧道标识TEID。
步骤S111、MME与HSS之间进行位置更新和相关签约数据的下载插入过程，修改HSS保存的位置上下文信息，并删除SGSN中的承载资源。
在这个过程中，MME将从HSS得到UE的默认接入点名字(DefaultAPN)，默认承载服务质量(Default Bearer QoS)，所有PDN的AMBR(Aggregation Maximum Bit Rate，聚合最大比特速率)列表，区域签约限制/接入限制信息等信息。
步骤S112、MME验证UE在新TA区域的存在性。
如果该TA区是区域签约限制或者接入限制，则MME拒绝TAU过程。如果验证成功，则MME向UE响应Tracking Area Update Accept消息。其消息包含有(GUTI标识、TA-List)。
若TAU请求消息中active flag为1，并且执行了上面的承载更新子过程，则和TAU Accept消息一起激活用户面建立过程，此过程如同3GPPTS23.401v1.3.0规范中Attach过程中的Attach Accept消息的处理过程。
如果TAU请求消息中active flag为1，但是没有执行上面承载更新子过程，则需要在执行下面S114-S121步的创建默认承载过程之后激活用户面过程。
步骤S113、如果GUTI标识改变，则UE返回Tracking Area UpdateComplete消息给MME以应答新的GUTI标识。
如果默认承载资源的决定权在MME则在该消息中捎带Request DefaultBearer Allocation信息(含PDN Address Allocation参数)给MME启动创建默认承载的过程。至此TAU过程结束，原有承载在目标系统中得到继续保持。
步骤S114、如果发起默认承载资源的决定权在于MME，则该步骤可以跳过。
如果其决定权在UE，则UE发送上行NAS传送(Uplink NASTransport)消息给MME，NAS即非接入层(Non-Access Stratum)。
该消息包含Request Default Bearer Allocation信息(含PDN AddressAllocation参数)。
步骤S115、MME发现不存在PDP Context，或者确定PDP Context连接的APN不是Default APN，或者确定PDP Context的类型是GBR(即Traffic Class＝Conversation或Streaming)，则发起创建默认承载过程。
MME发起创建默认承载过程具体如下：
向上面所选的Serving GW发送Create Default Bearer Request消息，该消息包含的参数主要有：IMSI、MME contextID、RAT(Radio AccessTechnology，无线接入技术)type、EPS Bearer ID、default Bearer QoS、PDN Address Allocation、AMBR，Default APN)。其中Default BearerQoS，AMBR，Default APN是在上述步骤S111中从HSS得到。
步骤S116、Serving GW在EPS承载表中创建新条目，并发送CreateDefault Bearer Request消息给PDN GW。
该消息包含的参数有(Serving GW用户面地址和隧道TEID、ServingGW控制面地址和隧道TEID、RAT Type、Default Bearer QoS、PDNAddress Allocation、AMBR，Default APN，EPS Bearer ID)。
步骤S117、如果网络采用动态PCC架构，PDN GW与PCRF交互获取默认的PCC规则信息。
PDN GW向PCRF提供的RAT type以便于PCRF采用与RAT相关的PCC规则。如果网络不采用动态PCC架构，则PDN GW激活运营商预定义的PCC规则以应用于该默认承载。
步骤S118、PDN GW返回Create Default Bearer Response消息。
该消息包含有：PDN GW用户面地址和隧道TEID、PDN GW控制面地址和隧道TEID、PDN address Information，PDN GW address，EPSBearer ID)。
如果PDN GW给UE分配了PDN地址，则需要将PDN AddressInformation包含在该消息中。
步骤S119、Serving GW返回Create Default Bearer Response消息给MME。
该消息中包含：PDN Address Information、Serving GW用户面地址和隧道TEID、Serving GW Context ID，PDN GW Address和EPS BearerID。
步骤S120、MME根据接收到的PDN Address Information内容，如果其指派了PDN address，则需要将PDN Address Information，UL TFT，EPSBearer ID等包含在构造的Session Management Configuration消息中，通过下面信令捎带Session Management Configuration消息方式通知给UE。
若Active Flag为1，则此MME为上面的更新承载和默认承载发起Radio Bearer和S1 Bearer的建立过程，此过程采用TS23.401v1.3.0规范中的5.3.4.1节中MME与eNodeB之间的Initial Context Setup Request(对于新建默认承载)和或5.4.1节中MME与eNodeB之间的BearerSetup Request(对于非默认承载)消息，以及UE与eNodeB之间的Radio Bearer Establish Request/Response过程。
如果Active Flag为0，则此MME向UE发起NAS直传过程。此过程采用TS23.401v1.3.0规范中5.4.3节中第4到7步(MME与eNodeB之间的Downlink/Uplink NAS Transport和UE与eNodeB之间的Direct Transfer过程)。
步骤S121、如果接收到来自UE的Radio Bearer Establish Response(包含Session Management Configuration Response消息)，则eNodeB通过Initial Context Setup Complete(对于默认承载)/Bearer Setup Response(对于非默认承载)消息捎带Session Management ConfigurationResponse消息通知给MME；并且该消息中还包含eNodeB地址和隧道TEID，该消息会触发MME向Serving GW发起Update BearerRequest/Response过程(采用TS23.401v1.3.0规范中5.3.2.1节E-UTRAN Initial Attach的第21-22步骤)。
如果接收到来自UE的Direct Transfer消息(包含有SessionManagement Configuration消息)，则eNodeB通过Uplink NAS Transport消息捎带Session Management Configuration Response消息通知给MME；
如果在上面的步骤S120中的PDN Address Information未包含分配给UE的PDN Address，则UE开始进行基于IETF方式的IP地址分配。
上述实施例主要讲的是与系统间TAU过程相关，实现默认承载，并保持原有承载。
所述创建默认承载过程也可以应用到UE进行的GERAN/UTRAN系统到E-UTRAN系统间切换过程。
下面通过另一个实施例对本发明技术方案进行进一步的描述。
请参考图5，为本发明一种EPS承载管理方法的实施例二的流程图。
如果UE在GERAN/UTRAN系统所建立的PDP context是属于GBR类型(Conversation/Streaming类型)，或者所述PDP context连接的APN是非默认APN，则在执行完正常的系统切换之后，执行与默认APN相连的Default Bearer的创建过程。
具体包括以下步骤：
步骤S201、UE的上下行数据通过GERAN/UTRAN系统进行传输。
步骤S202、当UE探测到E-UTRAN系统，并决定向E-UTRAN系统启动切换过程后，进入步骤S204。
步骤S203、UE与源侧(GERAN/UTRAN系统)、目标侧(E-UTRAN系统)进行正常的切换过程。
这里所说的正常的切换过程是按照3GPP TS23.401v1.3.0规范中的“UTRAN Iu mode to E-UTRAN Inter RAT handover”和“GERAN A/Gb modeto E-UTRAN Inter RAT handover”流程进行，其作用是保持上述正在进行的PDP context上传输数据的业务连续性。
步骤S204、MME获取上述切换过程中的SGSN context，进行判断。
MME确定PDP context类型属于GBR类型(即Traffic Class＝Conversation/Streaming)或者PDP Context连接的APN为非默认APN，则发起创建默认承载过程。
MME对PDP context类型进行确定的具体过程是：对SGSN context中的QoS Profile Negotiated参数的Traffic Class进行解析，根据解析结果确定PDP context类型。
MME对PDP context连接的APN进行确定是通过获取所述SGSNcontext中APN in Use参数进行的。
MME确定发起创建默认承载过程，即发送Create Default BearerRequest消息给Serving GW。其包含的参数有(IMSI、MME context ID、EPS BearerID，RAT type、default Bearer QoS、PDN AddressAllocation、AMBR，Default APN、MME address、MME TEID)。
其中，Default Bearer QoS，AMBR，Default APN是在切换过程中从HSS得到。
步骤S205、Serving GW在EPS承载表中创建新条目，并发送CreateDefault Bearer Request消息给PDN GW。
Create Default Bearer Request消息包含的参数有：Serving GW用户面地址和隧道TEID、Serving GW控制面地址和隧道TEID、RAT类型、Default Bearer QoS、PDN Address Allocation、AMBR，EPS Bearer ID。
步骤S205a、如果网络采用动态PCC架构，PDN GW与PCRF交互获取默认的PCC规则信息。
PDN GW向PCRF提供的RAT type以便于PCRF采用与RAT相关的PCC规则。
如果网络不采用动态PCC架构，则PDN GW激活运营商预定义的PCC规则以应用于该默认承载。
步骤S206、PDN GW返回Create Default Bearer Response消息。
该消息包含有：PDN GW用户面地址和隧道TEID、PDN GW控制面地址和隧道TEID、PDN Address information，PDN GW address、EPSBearer ID)。
如果PDN GW给UE分配了PDN地址，则需要将PDN AddressInformation包含在该消息中。
步骤S207、Serving GW返回Create Default Bearer Response消息给MME。
该消息中包含：PDN Address Information、Serving GW用户面地址和隧道TEID、Serving GW Context ID，EPS Bearer ID。
步骤S208、MME根据上面接收到的信息构造Session ManagementConfiguration IE信息。
此IE消息包含PDN Address Information，UL TFT，EPS Bearer ID等
MME发起Radio Bearer和S1Bearer的建立过程，此过程采用TS23.401v1.3.0规范中的5.3.4.1节的步骤。即MME发送Initial ContextSetup Request消息给eNodeB，该消息中包含有：GUTI，PDN AddressInformation，EPS Bearer ID，Session Management Configuration IE。
步骤S209、eNodeB与UE之间建立无线承载过程。
eNodeB向UE发送Radio Bearer Establishment Request消息，该消息中包含参数有：GUTI，PDN Address Information，EPS Bearer Identity，Session Management Configuration IE。
UE向eNodeB发送响应消息Radio Bearer Establishment Response消息。其包含Session Management Configuration Response IE。
步骤S210、eNodeB根据接收到的Radio Bearer EstablishmentResponse消息的成功指示，发送Initial Context Setup Complete给MME，指示无线承载和S1承载建立成功。
该Initial Context Setup Complete消息中包含有eNodeB地址和隧道TEID，以及Session Management Configuration Response IE。
步骤S211、MME发送Update Bearer Request(包含eNodeB地址和隧道标识TEID)消息通知Serving GW更新UE Context。
Serving GW发送Update Bearer Response应答MME。
如果在上面的步骤S208中的PDN Address Information未包含分配给UE的PDN Address，则UE开始进行基于IETF方式的IP地址分配。
至此，默认承载在目标E-UTRAN系统中建立成功。
需要说明的是，3GPP EPS系统中Serving GW与PDN GW之间需要支持GTP(GPRS Tunnel Protocol，GPRS隧道协议)，也需要支持PMIPv6(Proxy Mobile IP Version 6，代理移动IPv6)。两者基本思路相同，只是由于协议规则的差异导致实现形式不尽相同。
上述实施例一和实施例二中，Serving GW与PDN GW之间的交互的信息采用GTP协议描述的，下面通过实施例三和实施例四对Serving GW与PDN GW之间的交互的信息采用PMIPv6协议描述的方式进行详细描述。
图6示出了本发明一种EPS承载管理方法的实施例三的流程图。
具体包括以下步骤：
步骤S301-步骤S306与实施例一的步骤S101-步骤S106相同。
步骤S307、MME发送更新承载请求消息(Update Bearer Request)给Serving GW。
该更新承载请求消息包括：包含有：MME地址和隧道标识TEID、协商的Bearer QoS信息、服务网络标识、承载上下文信息和PDN AddressInformation。其中承载上下文信息中包含old NSAPI标识和新分配的EPSBearer ID标识。
步骤308、Serving GW在EPS承载表中更新相应条目。
如果采用动态PCC架构，Serving GW向PCRF发送网关控制会话建立(Gateway Control Session Establishment)消息，获取QoS规则以便于Serving GW执行承载QoS策略功能。该消息包含RAT Type、MN-NAI、EPS Bearer ID、old NSAPI、PDN Address消息。如果不采用动态PCC架构，则Serving GW激活静态预配置策略。
步骤S309、PCRF发送网关控制会话建立确认(AcknowledgeGateway Control Session Establishment)消息应答Serving GW。
该消息中包含有MN-N AI、QoS Policy Rule参数。
Serving GW根据QoS Policy Rule建立业务数据流与EPS Bearer之间的绑定规则，并根据Default Bearer QoS和QoS Policy Rules之间的关系确定默认承载的QoS要求。
步骤S310、Serving GW发送代理绑定更新(PMIPv6 Proxy BindingUpdate)消息给PDN GW。
该消息包含：MN-NAI、Serving GW address、RAT Type、APN和UE的IP地址请求信息。
步骤S311、如果PDN GW决定更新PCC Rules，则发送IP-CAN会话修改(Modification of IP-CAN Session)消息给PCRF。
该Modification of IP-CAN Session消息中包含有MN-NAI、RATType、PDN GW address和PCC Rules请求信息。
步骤S312、PCRF根据RAT Type决定PCC Rules，并通过IP-CAN会话修改确认(ACK IP-CAN Session Modification)消息应答PDN GW。
该ACK IP-CAN Session Modification消息包含MN-NAI、PCC Rules。
步骤S313、PDN GW为UE建立binding cache条目并比较保存的Home Address IP地址与请求的IP地址后指定相同的Home Address为要指派的IP地址，发送代理绑定更新响应(PMIPv6Proxy Binding ACK)消息给Serving GW。
该PMIPv6 Proxy Bin ding ACK消息包含：IP地址、MN-NAI、PDNGW address等参数。
至此Serving GW与PDN GW之间的PMIPv6隧道更新成功。
步骤S314、Serving GW向MME发送更新承载请求响应(UpdateBearer Response)消息。
该Update Bearer Response消息包含有IMSI/MN-NAI、PDN GWaddress、Serving GW用户面地址和隧道TEID、Serving GW Context ID、EPS Bearer ID、PDN Address Information参数。
步骤S315-步骤S318与上述实施例一中的步骤S111-步骤S114相同。
步骤S319、MME发送创建默认承载请求(Create Default BearerRequest)消息给Serving GW。
该消息包含有IMSI/MN-NAI、RAT Type、Default APN、AMBR、PDNGW Address、PDN Address Allocation、MME context ID、EPS BearerID、MME address、MME TEID和Defau lt Bearer QoS参数。
步骤S320、Serving GW在EPS承载表中创建新条目。
Serving GW发送代理绑定更新(PMIPv6 Proxy Binding Update)消息给PDN GW。该消息中包含有MN-N AI、Serving GW address、DefaultAPN和IP地址请求信息。
步骤S321、PDN GW为UE建立binding cache条目并分配IP地址。
如果采用动态PCC架构，PDN GW发送IP-CAN会话建立指示(Indication of IP-CAN Session Establishment)消息给PCRF，该消息中包含有MN-N AI，UE的IP Address、PDN信息(APN)，进入步骤S322。
如果不采用动态PCC架构，则PDN GW激活静态预配置策略，并且直接进入步骤S323。
步骤S322、PCRF使用IP-CAN会话建立确认(Acknowledge of IP-CAN Session Establishment)消息给PDN GW，该消息中包含有定制给PDN GW的初始策略计费规则PCC rules。
步骤S323、PDN GW发送代理绑定更新响应(PMIPv6 Proxy BindingACK)消息给Serving GW。
该消息包含UE的IP地址、MN-N AI、PDN GW address等参数。
至此Serving GW与PDN GW之间的默认PMIPv6隧道建立成功。
步骤S324、如果采用动态PCC架构，Serving GW向PCRF发送网关控制会话建立(Gateway Control Session Establishment)(包含RATType、MN-NAI、EPS Bearer ID、UE的IP地址等参数)消息，获取QoS规则以便于Serving GW执行承载QoS策略功能。
如果不采用动态PCC架构，则Serving GW激活静态预配置策略，并且跳过步骤S327。
步骤S325、如果PCRF决定更新PDN GW中的PCC Rules，则发送PCC决策定制(Policy and Charging Rules Provision)消息给PDN GW。
该消息包含有MN-N AI、更新的PCC Rules。
步骤S326、PDN GW更新PCC Rules，并通过PCC决策响应(ACKPolicy and Charging Rules Provision)消息应答PCRF。
步骤S327、PCRF发送网关控制会话建立确认(AcknowledgeGateway Control Session Establishment)消息应答Serving GW。
该消息中包含有MN-N AI、QoS Policy Rule参数。Serving GW根据QoS Policy Rule建立业务数据流与EPS Bearer之间的QoS策略规则，并根据Default Bearer QoS和QoS Policy Rule之间的关系确定默认承载的QoS要求。
步骤S328、Serving GW向MME发送创建默认承载请求响应(CreateDefault Bearer Response)消息。
该消息包含：IMSI/MN-NAI、PDN GW address、Serving GW用户面地址和隧道TEID、Serving GW Context ID，EPS Bearer ID和PDNAdd ress Information。
步骤S329-步骤S330与实施例一的步骤S120-步骤S121相同。
上述实施例三主要描述的是系统间TAU过程后建立承载的过程，实际上，建立默认承载的过程可以是在系统间切换完成后进行，下面通过实施例四进行描述。
图7示出了本发明一种EPS承载管理方法的实施例四的流程图。
具体包括以下步骤：
步骤S401-步骤S402与上述实施例二的步骤S201-步骤S202相同。
步骤S403、UE与源侧(GERAN/UTRAN系统)、目标侧(E-UTRAN系统)进行正常的切换过程。
这里所说的切换过程按照3GPP TS23.401v1.3.0规范中的“UTRAN Iumode to E-UTRAN Inter RAT handover”和“GERAN A/Gb mode to E-UTRAN Inter RAT handover”流程进行，其作用是保持上述正在进行的PDPcontext上传输数据的业务连续性。
其中3GPP TS23.401v1.3.0规范中的“UTRAN Iu mode to E-UTRANInter RAT handover”流程和“GERAN A/Gb mode to E-UTRAN Inter RAThandover”流程中execution phase子流程中的第8-10步骤采用上述实施例三的步骤S307-步骤S314承载更新子过程实现。
步骤S404-步骤S413与上述实施例三的步骤S318-步骤S327步骤相同。
步骤S414-步骤S418与上述实施例二的步骤S207-步骤S211相同。
对应于上述EPS承载管理方法，本发明同时还公开了一种EPS承载管理的装置，请参考图8，为本发明一种EPS承载管理的装置的实施例一的结构示意图。
本装置包括：信息获取单元101、第一处理单元102和第二处理单元103。
所述信息获取单元101用于获取SGSN上下文；所述SGSN上下文是在系统间TAU过程或者系统间切换过程中获取的。
所述第一处理单元102用于当该SGSN上下文指示存在PDP上下文时，根据预先确定的系统间承载映射规则将其PDP上下文映射为EPS承载上下文，在TAU过程中和或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程。
所述第二处理单元103用于当PDP上下文的类型属于保证比特率类型，或者与其连接的APN为非默认APN时，触发进行相应的默认EPS承载创建过程。
所述第一处理单元102发起EPS承载的更新过程具体为：
MME根据SGSN Context中的PDP State参数、PDP Type参数(IP)和QoS Profile Negotiated参数(Traffic Class＝Conversation/Streaming、ARP)，映射成EPS Bearer QoS Profile参数(QCI＝(2-3)/4、ARP)。将QoS Profile Negotiated参数(Traffic Class＝Background/Interactive、ARP)映射成EPS Bearer QoS Profile参数(QCI＝(8-9)/(5-7)、ARP)。
在3GPP EPS系统中，QCI＝2表示GBR类型的VoIMS业务，QCI＝3表示GBR类型的Conversational Packet Switched Video业务，QCI＝4表示GBR类型的Streaming业务，QCI＝5表示non-GBR类型的IMSsignaling业务，QCI＝6表示non-GBR类型的Intera ctive Gaming业务，QCI＝7表示non-GBR类型的TCP intera ctive业务，QCI＝8表示non-GBR类型的Preferred TCP Bulk data业务，QCI＝9表示non-GBR类型的Best effort TCP bulk data业务。
所述第一处理单元102对SGSN context中的QoS Profile Negotiated参数的Traffic Class进行解析，根据解析结果确定PDP context类型。对PDP context连接的APN进行确定是通过获取所述SGSN context中APNin Use参数进行的。
所述第二处理单元103触发进行EPS承载的创建过程在上述方法部分已经详细描述过，在此不再赘述。
图9示出了本发明一种EPS承载管理装置的实施例二的结构示意图。
在上述实施例一的基础上，本发明还可以进一步包括：
第三处理单元104，用于当SGSN上下文指示不存在PDP上下文，发起默认EPS承载创建过程。
图10示出了本发明一种EPS承载管理装置的实施例三的结构示意图。
在上述实施例的基础上，本发明还可以进一步包括：第一触发单元105。该第一触发单元105用于在接收UE发送的请求默认承载分配信息后，发送信息触发所述第一处理单元103触发网络进行EPS承载的创建过程，所述请求默认承载分配信息中包含PDN地址分配参数。
另外，所述第一处理单元103触发网络进行EPS承载的创建过程也可以在TAU完成或者系统间切换完成后进行的。
因此，本装置还可以进一步包括：第二触发单元106。如图11所示，为本发明一种EPS承载管理装置的实施例四的结构示意图。
所述第二触发单元106用于在确定系统间TAU完成或者系统间切换完成后发送信息触发所述第一处理单元103触发网络进行EPS承载的创建过程。
需要说明的是，上述所有实施例中，所述PDP上下文类型是所述第一处理单元通过解析QoS Profile Negotiated参数中的Traffic Class的结果确定的。所述SGSN上下文包含用于指示用户设备的网络能力的信息。
本装置中的第一处理单元在用户设备处于激活状态的情况下，当所述SGSN上下文指示不存在PDP上下文，或者PDP上下文连接的APN是非默认APN，或者PDP上下文的类型属于保证比特率类型GBR类型时，根据预先确定的PDP上下文与默认EPS承载的映射关系，触发网络进行相应的默认EPS承载。在保持用户设备的承载的情况下，实现默认EPS承载的建立。增强了系统的性能。
本发明同时还公开了一种移动性管理实体MME，该MME与现有的MME不同之处在于，该本发明公开的MME包含上述EPS承载管理装置。
本发明同时还公开了一种通信系统，包括归属签约用户服务器、分组数据网络网关P-GW、服务网关S-GW、基站和用户设备，该通信系统与现有通信系统的不同之处在于，其包括上述MME。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。
Claims (23)
1、一种移动性管理实体EPS承载管理的方法，其特征在于，包括：
移动性管理实体MME获取服务通用分组数据业务支持节点SGSN上下文；
当该SGSN上下文指示存在分组数据协议PDP上下文时，根据预先确定的系统间承载映射规则将其PDP上下文映射为EPS承载上下文，在跟踪区更新过程TAU或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程；
当PDP上下文的类型属于保证比特率类型，或者与所述PDP上下文连接的接入点名称APN为非默认APN时，触发进行相应的默认EPS承载创建过程。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当SGSN上下文指示不存在PDP上下文时，MME发起默认EPS承载创建过程。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，EPS承载的更新过程包括以下步骤：
MME根据预先确定的PDP上下文与EPS承载的映射规则，确定与该PDP上下文相对应的EPS承载上下文，向服务网关Serving GW发送更新承载请求以触发网络进行承载更新，该请求包含该EPS承载的相关参数。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，EPS承载的更新过程中的映射规则包含：
MME根据SGSN上下文中的PDP State参数、PDP Type参数和QoSProfile Negotiated参数，映射成EPS系统中的相应的EPS Bearer QoSProfile参数；
当所述QoS Profile Negotiated参数指示业务为会议类业务或者流业务时，EPS Bearer QoS Profile参数为指示业务类型为保证比特速率类型、并且与会议类业务或流业务相应的业务；
当所述QoS Profile Negotiated参数指示业务为背景类业务或者交互类业务时，EPS Bearer QoS Profile参数为指示业务类型为非保证比特速率类型、并且与背景类业务或者交互类业务相应的业务。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MME发起默认EPS承载的创建过程是由UE发送的请求默认承载分配信息触发的，该信息包含PDN地址分配参数。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，用户设备UE发送的请求默认承载分配信息是通过TAU完成消息或者上行直传消息通知给MME的。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述默认EPS承载的创建过程是MME在确定系统间TAU完成或者系统间切换完成后发起的。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，移动性管理实体MME在系统间TAU过程或者系统间切换过程获取SGSN上下文。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SGSN上下文包含用于指示用户设备的网络能力的信息。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PDP上下文类型是通过解析QoS Profile Negotiated参数中的Traffic Class的结果确定的。
11、如权利要求1述的方法，其特征在于，MME从SGSN上下文的APN in Use参数获取APN信息，根据该APN信息判断该APN是否与默认APN一致。
12、如权利要求1-11任意一项所述的方法，其特征在于，在进行承载创建过程中，MME通过非接入层直传方式或者无线承载建立捎带方式，将创建承载的信息传送给用户设备。
13、如权利要求12所述方法，其特征在于，所述创建承载的信息包含在MME构造的会话管理配置信息单元中。
14、如权利要求12所述的方法，其特征在于，在进行承载创建过程中，服务网关和分组数据网络网关之间采用GPRS隧道协议或者代理移动IPv6协议传递相关信息参数。
15、如权利要求12所述的方法，其特征在于，对于TAU情形，默认承载创建完成之后，根据跟踪区请求消息中的激活标记，通过建立无线承载和S1承载过程，将更新承载和默认承载一起激活。
16、一种移动性管理实体EPS承载管理的装置，包括用于获取服务通用分组数据业务支持节点SGSN上下文的信息获取单元，其特征在于，还包括：
第一处理单元，用于当该SGSN上下文指示存在PDP上下文时，根据预先确定的系统间承载映射规则将其分组数据协议PDP上下文映射为EPS承载上下文，在跟踪区更新过程TAU过程中和或系统间切换过程中发起EPS承载的更新过程；
第二处理单元，用于当PDP上下文的类型属于保证比特率类型，或者与其连接的接入点名称APN为非默认APN时，触发进行相应的默认EPS承载创建过程。
17、如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：
第三处理单元，用于当SGSN上下文指示不存在PDP上下文，发起默认EPS承载创建过程。
18、如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：
第一触发单元，用于在接收UE发送的请求默认承载分配信息后，发送信息触发所述第一处理单元触发网络进行默认EPS承载的创建过程，所述请求默认承载分配信息中包含PDN地址分配参数。
19、如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：
第二触发单元，用于在确定系统间TAU完成或者系统间切换完成后发送信息触发所述第一处理单元触发网络进行默认EPS承载的创建过程。
20、如权利要求16-19任意一项所述的装置，其特征在于，所述PDP上下文类型是所述第一处理单元通过解析QoS Profile Negotiated参数中的Traffic Class的结果确定的。
21、如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述SGSN上下文包含用于指示用户设备的网络能力的信息。
22、一种移动性管理实体，其特征在于，具有上述权利要求16-21任意一项所述的EPS承载管理的装置。
23、一种通信系统，包括归属签约用户服务器、分组数据网络网关、服务网关S-GW、基站和用户设备，其特征在于，还具备上述权利要求22所述的移动性管理实体MME。
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