CN101516083B - 一种切换时漫游协议类型的获取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供了一种切换时漫游协议类型的获取方法，包括：源网络将选择的分组数据网网关P-GW所属的公共陆地移动网络PLMN信息发送给归属用户服务器HSS；用户设备UE切换到目的网络时，目的网络从HSS获取P-GW所属的PLMN信息；目的网络根据P-GW所属的PLMN信息，获取目的网络到P-GW的漫游协议类型。本发明能够重用MME/SGSN内的配置信息，对MME/SGSN修改最少，对现网改动较小，在现网改造和升级中有利于节省资源。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及切换时漫游协议类型的获取方法。
背景技术
为了保持第三代移动通信系统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和运营成本。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研究UMTS(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，通用移动通信系统)系统的下一代演进系统EPS(EvolvedPacket System，演进的分组域系统)，目的是能为用户提供更高的传输速率，更短的传输时延。EPS系统分为EUTRAN(EvolvedUniversal Mobile Telecommunication System Radio Access Network，演进的全球移动通信系统无线接入网)和EPC(Evolved Packet Core，演进的分组交换核心网)。如图1所示，其中包含的网元有：
演进的无线接入网(EUTRAN)，可以为终端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。
移动性管理实体(Mobility Management Entity，简称MME)，是一个控制面实体，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。MME还负责用户会话的建立、修改和删除。
服务网关(Serving Gateway，简称S-GW)，是一个用户面实体，负责用户面数据路由处理，也是用户在UMTS和EPS网络中移动的时候的用户面锚点。
分组数据网网关(Packet Data Network Gateway，简称P-GW)，负责UE接入PDN(Packet Data Network，分组数据网)的网关功能。
归属用户服务器(Home Subscriber Server，简称HSS)，位于用户的归属网络，永久保存用户签约数据和安全数据。
EPC同时还允许传统的3GPP接入网络接入，如图1所示：
无线接入网UTRAN/GERAN(Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，通用陆地无线接入网络/GSM EDGE Radio Access Network，GSM EDGE无线接入网络)，表示传统的3GPP接入方式；
SGSN(Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点)，负责UTRAN/GERAN接入EPC。SGSN通过S4接口和Serving GW相连。
在图1中，Serving GW和P-GW之间的接口是S5或者S8接口。当P-GW和Serving GW位于同一个PLMN(Public Land MobileNetwork，公共陆地移动网络)的时候，就是S5接口，当P-GW和Serving GW位于不同PLMN的时候，就是S8接口。
S5/S8接口使用的协议有两种，可以是GTP(GPRS TunnelProtocol，GPRS隧道协议)或PMIPv6(Proxy Mobile Internet Protocolversion 6，代理移动因特网协议第六版)。S5接口由于是PLMN内部的，它的协议选择由完全PLMN自己配置。S8接口由于是PLMN之间的漫游接口，它的协议选择，需要根据PLMN之间签署的漫游协议来确定。
目前，到所有其他PLMN网络的漫游协议(GTP或者PMIPv6之一)预先配置于MME中。当用户从EUTRAN初始接入EPS的时候，MME首先确定用户需要接入目的PLMN网络信息，然后根据这个上述配置，查找到与该目的PLMN网络的S8接口协议类型。
EPS系统还支持非3GPP无线接入网的接入，如图1所示。非3GPP无线接入网包括如下两种类型：
Trusted Non 3GPP Access(信任的非3GPP接入网)，3GPP网络和该非3GPP接入系统之间存在信任关系，非3GPP接入系统可以直接通过S2a接入P-GW。S2a接口协议是PMIPv6和MIPv4(MobileInternet Protocol version 4，移动因特网协议第四版)
Non-trusted Non 3GPP Access(不信任的非3GPP接入网)：3GPP网络和该非3GPP接入系统之间不存在信任关系，非3GPP接入系统必须首先接入3GPP网络ePDG(演进的分组数据网关，Evolved PacketData Gateway)，再通过S2b接入P-GW。S2b接口接口协议是PMIPv6；
当P-GW和非3GPP网络属于不同PLMN的时候，上述S2接口即是PLMN之间的漫游接口，也存在漫游协议的选择问题。
UE也可以通过S2c接口直接接入PDN GW。该接口的协议是DSMIPv6(Dual-Stack Mobile Internet Protocol version 6，双栈移动因特网协议第六版)，这是一种基于客户的移动性管理协议(Client-basedMIP)。S2c接口可以承载在信任的非3GPP接入网、不可信任的非3GPP接入网或者通过eUTRAN接入网上面。
另外，非3GPP系统还可以通过上述接入方式接入漫游地的Serving GW，然后Serving GW通过漫游接口S8接口接入另一个PLMN的P-GW。S8接口可以使用GTP也可以使用PMIPv6。
为了支持非3GPP接入系统接入EPS，系统还包括3GPP AAAServer(3GPP认证授权计费服务器)和3GPP AAA Proxy(3GPP认证授权计费代理)。
用户在非3GPP系统和3GPP系统之间移动的时候，为了保证业务连续性，需要保证用户在两个系统中接入的P-GW不变。在漫游情况下，目的接入系统还需要获得目的接入系统到该P-GW的漫游接口(S8/S2)协议类型。目前，只有用户初始接入时的漫游接口协议类型的解决方案，对于3GPP系统和非3GPP系统之间切换的时候，并没有解决如何来选择漫游接口协议类型。二者的主要区别在于，初始接入的时候，是先选择漫游协议然后再来找PGW的地址，而在切换的时候，PGW是不变的，目的接入系统需要找到到该PGW的漫游协议类型。目前技术并未解决该问题。
本发明提供一种解决方案，网络在HSS中保存P-GW所在PLMN网络的信息。当非3GPP系统切换到3GPP系统的时候，MME/SGSN从HSS获取P-GW所在的PLMN网络信息，于是根据配置来决定S8接口的漫游协议类型。在3GPP系统切换到非3GPP系统的时候，AAAServer从HSS获取P-GW所在的PLMN网络信息，于是根据配置以及用户的能力来决定S2接口的协议类型。
发明内容
本发明提出了一种切换时漫游协议类型的获取方法。当UE初次建立到一个数据网络的连接时，接入网络将为该连接所选P-GW所属PLMN的信息通知HSS，HSS保存该信息；当UE从源网络切换到目的网络时，HSS将上述信息发给目的网络，目的网络根据P-GW所属PLMN选择漫游协议，以完成后续操作。
本发明所述的一种切换时漫游协议类型的获取方法，包括：
步骤一、源网络将选择的分组数据网网关P-GW所属的公共陆地移动网络PLMN信息发送给归属用户服务器HSS；
步骤二、用户设备UE切换到目的网络时，目的网络从HSS获取P-GW所属的PLMN信息；
步骤三、目的网络根据P-GW所属的PLMN信息，获取目的网络到P-GW的漫游协议类型。
上述方法，其中，步骤一中若源网络为3GPP接入网，3GPP接入网中移动管理实体MME将P-GW所属的PLMN信息发送给HSS，HSS登记所述PLMN信息。
步骤二中，若所述目的网络为非3GPP接入网，HSS向3GPP认证授权计费服务器或3GPP认证授权计费代理发送P-GW所属的PLMN信息。
步骤三中，3GPP认证授权计费服务器或3GPP认证授权计费代理根据P-GW所属的PLMN信息，在配置的漫游协议类型中查询非3GPP与所述P-GW所在PLMN间的S2漫游协议类型。
上述的方法，其中，步骤一中若源网络为非3GPP接入网，P-GW通过3GPP认证授权计费服务器在HSS中登记P-GW所属的PLMN信息。
步骤二中，若所述目的网络为3GPP接入网时，
HSS将用户签约信息插入3GPP接入网的MME和服务GPRS支持节点SGSN，签约信息包含P-GW所属的PLMN信息；
MME和SGSN保存用户的签约信息。
步骤三中，MME根据P-GW所属的PLMN信息，在配置的漫游协议中查找所述P-GW的漫游协议类型。
上述的方法，其中，P-GW所属的PLMN信息是PLMN ID或能表明该P-GW所述PLMN的信息。
和现有技术相比，本发明能够重用MME/SGSN内的配置信息，对MME/SGSN修改最少，对现网改动较小，在现网改造和升级中有利于节省资源。
附图说明
图1是EPS系统架构图；
图2是本发明示意图；
图3是UE从3GPP无线网络初始接入时，将P-GW的PLMN信息保存在HSS，以及UE切换到非3GPP接入网络，非3GPP系统获取到P-GW漫游协议类型的流程图；
图4是UE使用S2c接口从非3GPP接入网络初始接入时，将P-GW的PLMN信息保存在HSS，以及UE切换到3GPP接入网络，3GPP系统获取到P-GW漫游协议类型流程图；
图5是UE使用S2a/S2b接口从非3GPP接入网络初始接入时，将P-GW的PLMN信息保存在HSS，以及UE切换到3GPP接入网络，3GPP系统获取到P-GW漫游协议类型流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进一步进行说明。
图2是本发明示意图。
步骤202，当UE初次建立到一个数据网络的连接时，接入网络需要选择一个合适的P-GW并建立UE到该P-GW的连接。接入网络将所选的P-GW所属PLMN信息通知HSS，HSS保存该信息。
步骤204，当UE从源网络切换到目的网络时，HSS将上述P-GW所属PLMN信息发给目的网络
步骤206，目的网络根据P-GW所属PLMN信息，选择到该P-GW的漫游协议类型，以完成后续操作。
图3是UE从3GPP无线网络初始接入时，P-GW的PLMN信息保存在HSS；UE切换到非3GPP接入网络，非3GPP系统获取到P-GW漫游协议类型。具体步骤如下：
步骤301、UE从3GPP无线网络向MME/SGSN发起初始注册请求；
步骤302、MME/SGSN对UE进行鉴权认证；
步骤303、MME/SGSN向HSS进行位置更新过程，在该过程中，HSS将用户签约数据插入MME/SGSN中，其中包含有缺省APN(Access Point Name，接入点名字)。
步骤304、MME利用缺省APN，首先确定需要接入PDN的PLMN，然后根据根据该PLMN，查找配置信息，找到到该PLMN的漫游协议类型，并根据这个漫游协议类型以及APN，通过DNS查找到P-GW的IP地址和S-GW的IP地址。
步骤305、MME向S-GW发起建立默认承载请求，S-GW收到该请求后向P-GW发起建立默认承载请求；
步骤306、P-GW收到上述请求后，回复S-GW建立默认承载响应。该响应消息中允许包含有该P-GW支持的能力信息。P-GW支持的能力信息包括P-GW的所有的漫游接口IP地址以及和该地址所使用的对应的协议类型。S-GW将该建立默认承载响应转发给MME/SGSN，其中包含P-GW的能力信息。
该P-GW的能力信息可以优化3GPP系统和非3GPP系统的切换。比如当用户从非3GPP系统切换到3GPP系统中的时候，根据本发明，MME/SGSN选择了一个到该P-GW的漫游协议类型，但是根据该能力信息，发现当前所使用的P-GW的IP地址，并不支持该漫游协议，于是MME可以判断切换失败，或者MME重新选择一个该PGW的支持该漫游协议的IP地址。
步骤307、无线承载建立完成，MME收到无线侧发来的附着完成后与S-GW之间交互更新承载信息，完成UE与P-GW之间的默认承载建立；
步骤308、MME向HSS发送更新位置请求，将P-GW的信息发送给HSS保存；该P-GW的信息包括本发明中的P-GW所属PLMNID，当前使用的P-GW的IP地址，以及P-GW的能力信息。
步骤309、HSS保存P-GW信息之后，发送更新位置响应给MME。
步骤310、UE决定切换到非3GPP网络
步骤311、UE切换到非3GPP接入网络，在接入认证过程中，HSS向3GPP AAA服务器(Proxy)发送P-GW信息，该信息包括P-GW所属PLMN ID，当前使用的P-GW的IP地址，以及P-GW的能力信息；同时，UE也将自己所支持的协议类型(如DSMIPv6或PMIPv6或MIPv4)发送给3GPP AAA服务器(Proxy)。
步骤312、3GPP AAA服务器(Proxy)根据P-GW所属的PLMNID，在配置中查询非3GPP网络与上述P-GW所在PLMN间的S2漫游协议类型，并根据该漫游协议类型、P-GW所支持的能力信息、UE的能力信息以及其它信息(如UE的签约信息)为UE选择S2接口协议，并将所选P-GW的IP地址及所选S2接口协议类型通知相关网元。比如如果决定采用S2c接口，则将信息通知给UE；如果决定采用S2a接口，则将信息通知给非3GPP网络的接入网关；如果决定采用S2b接口，则将信息通知给ePDG。
步骤313、在确定了接口协议之后，完成切换到非3GPP网络的后续步骤。
图4是UE使用S2c接口，从非3GPP接入网络初始接入时，P-GW的PLMN信息保存在HSS；UE切换到3GPP接入网络，3GPP系统获取到P-GW漫游协议类型。步骤401、UE通过非3GPP网络接入EPS，完成接入认证；
步骤402、UE从非3GPP接入网网关获得本地IP地址，并获得P-GW的IP地址；UE可以使用上述本地IP地址，并通过DNS查询的方式获得P-GW的IP地址。
步骤403、UE发起与P-GW建立安全联盟，在建立安全联盟的过程中P-GW与3GPPAAA服务器交互，对该UE进行鉴权与授权。在上述交互过程中P-GW将P-GW信息发送到3GPP AAA服务器，3GPP AAA服务器将P-GW信息通知HSS进行保存。其中P-GW信息包括本发明中的P-GW所属PLMN ID，当前使用的P-GW的IP地址，以及P-GW的能力信息。P-GW支持的能力信息包括P-GW的所有的漫游接口IP地址以及和该地址所使用的对应的协议类型。
步骤404、UE、非3GPP网络和P-GW完成后续非3GPP的接入过程。
步骤405、UE决定切换到3GPP网络
步骤406、UE通过3GPP无线接入系统，向MME/SGSN发起切换接入请求。
步骤407、MME/SGSN对UE进行鉴权认证；
步骤408、MME/SGSN向HSS进行位置更新请求
步骤409、HSS将用户签约信息插入MME/SGSN，签约信息包含有P-GW信息(P-GW所属PLMN ID，当前使用的P-GW的IP地址，以及P-GW的能力信息)。
步骤410、MME/SGSN保存用户的签约信息，并返回HSS插入用户数据响应
步骤411、HSS返回MME/SGSN位置更新响应。
步骤412、MME首先根据P-GW所在的PLMN ID，根据配置找到到该P-GW的漫游协议类型(GTP或者PMIP)。然后再根据P-GW的能力信息，判断当前使用的P-GW的IP地址是否支持该协议类型。如果不支持，MME可能拒绝该注册请求、或者重新选择一个该P-GW的支持所选择漫游协议的IP地址。
步骤413、如果当前使用的P-GW的IP地址支持该漫游协议，或者MME重新选择了一个该P-GW的支持所选择漫游协议的IP地址，则MME选择一个S-GW，并向该S-GW发送建立默认承载请求。
步骤414、后续步骤和图3中305到309的步骤类似，完成UE到P-GW的3GPP承载建立过程。
图5是UE使用S2a/S2b接口，从非3GPP接入网络初始接入时，P-GW的PLMN信息保存在HSS；UE切换到3GPP接入网络，3GPP系统获取到P-GW漫游协议类型。步骤501、UE通过非3GPP网络接入EPS，完成接入认证；在接入认证过程中3GPP AAA服务器将P-GW选择信息发送给非3GPP网络，由非3GPP网络选择P-GW，或者3GPP AAA服务器将为该连接选定的P-GW的IP地址发送给非3GPP网络。
步骤502、UE与非3GPP接入网关之间的IP层附着过程；
步骤503、非3GPP接入网关向所选择的P-GW发送代理绑定更新请求；
步骤504、P-GW收到该请求后向3GPP AAA服务器发送更新P-GW信息，3GPP AAA服务器将P-GW信息通知HSS进行保存。其中P-GW信息包括本发明中的P-GW所属PLMN ID，当前使用的P-GW的IP地址，以及P-GW的能力信息。P-GW支持的能力信息包括P-GW的所有的漫游接口IP地址以及和该地址所使用的对应的协议类型。
步骤505、UE、非3GPP网络和P-GW完成非3GPP的接入过程。
步骤506、与图4中的405到414步骤类似，完成切换到3GPP接入网络。
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)
1.一种切换时漫游协议类型的获取方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、源网络将选择的分组数据网网关P-GW所属的公共陆地移动网络PLMN信息发送给归属用户服务器HSS；
步骤二、用户设备UE切换到目的网络时，目的网络从HSS获取P-GW所属的PLMN信息；
步骤三、目的网络根据P-GW所属的PLMN信息，获取目的网络到P-GW的漫游协议类型；
其中，所述源网络为3GPP接入网，所述目的网络为非3GPP接入网；或者所述源网络为非3GPP接入网，所述目的网络为3GPP接入网。
2.根据权利要求1所述的切换时漫游协议类型的获取方法，其特征在于，步骤一中若源网络为3GPP接入网，3GPP接入网中移动管理实体MME将P-GW所属的PLMN信息发送给HSS，HSS登记所述PLMN信息。
3.根据权利要求2所述的切换时漫游协议类型的获取方法，其特征在于，步骤二中，若所述目的网络为非3GPP接入网，HSS向3GPP认证授权计费服务器或3GPP认证授权计费代理发送P-GW所属的PLMN信息。
4.根据权利要求3所述的切换时漫游协议类型的获取方法，其特征在于，步骤三中，3GPP认证授权计费服务器或3GPP认证授权计费代理根据P-GW所属的PLMN信息，在配置的漫游协议类型中查询非3GPP与所述P-GW所在PLMN间的S2漫游协议类型。
5.根据权利要求1所述的切换时漫游协议类型的获取方法，其 特征在于，步骤一中若源网络为非3GPP接入网，P-GW通过3GPP认证授权计费服务器在HSS中登记P-GW所属的PLMN信息。
6.根据权利要求5所述的切换时漫游协议类型的获取方法，其特征在于，步骤二中，若所述目的网络为3GPP接入网时，
HSS将用户签约信息插入3GPP接入网的MME和服务GPRS支持节点SGSN，签约信息包含P-GW所属的PLMN信息；
MME和SGSN保存用户的签约信息。
7.根据权利要求6所属的切换时漫游协议类型的获取方法，其特征在于，步骤三中，MME根据P-GW所属的PLMN信息，在配置的漫游协议中查找所述P-GW的漫游协议类型。
8.根据权利要求1至7任一所述的切换时漫游协议类型的获取方法，其特征在于，P-GW所属的PLMN信息是PLMN ID或能表明该P-GW所属PLMN的信息。
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