CN101534495B - 一种用户设备的业务承载建立方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用户设备的业务承载建立方法及装置，包括：用户设备发起业务请求；在确定所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关过载后，所述用户设备在附着过程中由接入网选择的移动性管理实体重新确定用于所述用户设备承载的服务网关；所述重新确定的服务网关为所述用户设备建立业务承载并建立空口连接。使用本发明，提供了在服务网关过载时，建立用户设备业务承载过程中存在的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种用户设备的业务承载建立方法及装置。
背景技术
图1为UE(User Equipment，用户设备)接入E-UTRAN(Evolved UMTSTerrestrial Radio Access Network，演进的UMTS陆地无线接入网，其中UMTS为Universal Mobile Telecommunication System，通用移动通信系统)的系统架构示意图，如图所示，当UE接入SAE网络执行Attach(附着)过程时，E-UTRAN为UE选择一个MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)，MME根据UE的签约情况、UE所处的位置以及Serving GW(Serving Gate Way，服务网关)的负载情况，为UE选择一个Serving GW，并在此之前根据签约的Default APN(Default Access Point Name，默认接入点名称)为UE选择一个PDN GW(Packet Data Network Gate Way，分组数据网网关)。Attach过程之后如果不需要后续建立业务承载，则释放S1接口连接，保留与Default APN之间的默认承载。
图2为UE发起的Service Request(业务请求)过程实施流程示意图，如图所示，一般包括如下步骤：
步骤201、当UE发起承载重建时，UE向eNodeB(演进基站)发送NAS(Non-Access Stratum，非接入层)消息：Service Request(业务请求)；
步骤202、eNodeB向MME发送Service Request；
步骤203、进行用户Authentication(认证)；
步骤204、MP通过S1接口向MME发送initial Context Setup Request(初始上下文建立请求)；
步骤205、UE与eNodeB之间Radio Bearer Establishment(无线承载建立)；
步骤206、UE发送Uplink Data(上行数据)；
步骤207、eNodeB通过S1接口反馈initial Context Setup Complete(初始上下文建立完成)；
步骤208、MME向Serveing GW发送Update Bearer Request(承载更新请求)；
步骤209、Serveing GW向MME反馈Update Bearer Response(承载更新响应)。
由上述流程可见，UE向网络发送业务请求消息，MME根据存储的UE承载上下文，与eNodeB间建立S1接口，并建立空中接口的无线承载。当空口无线承载建立完成，UE就可以向网络发送上行数据。MME收到eNodeB发送的初始上下文建立完成后，得到eNodeB为下行数据分配的传输层地址，并通过更新承载请求发送给Serving GW，以建立下行传输通道。
图3为UE发起的承载资源分配过程实施流程示意图，如图所示，一般包括以下步骤：
步骤301、UE向MME请求承载资源分配；
步骤302、MME向Serveing GW请求承载资源分配；
步骤303、Serveing GW向PDN GW请求承载资源分配；
步骤304、如果部署了PCC(Policy Control and Charging，策略控制和计费)架构，则PDN GW向PCRF(Policy Control and Charging Rules Function，策略控制和计费规则功能)请求PCC规则，否则PDN GW使用本地预配置规则；
步骤305、PCRF向PDN GW返回PCC规则；
步骤306、UE的专用承载激活或专用承载修改过程。
由上述流程可见，在UE发起的请求承载资源分配过程中，由UE根据新发起的SDF(Service Data Flow，业务数据流)需求要求网络为其分配承载资源。这个请求被一直发送到PDN GW，之后通过可选的PCC过程得到UE的PCC规则后，PDN GW决定发起专用承载激活或者专用承载修改过程，为UE分配所需要的承载资源。
现有技术的不足在于：在上述流程中，对于MME过载已经有相应的解决方案，但是对于Serving GW过载如何处理还没有认可的方案。
发明内容
本发明提供一种用户设备的业务承载建立方法及装置，用以解决现有技术中在Serving GW过载时建立UE业务承载中存在的问题。
本发明提供了一种用户设备的业务承载建立方法，包括如下步骤：
UE发起业务请求；
在确定所述UE在附着过程中由MME选择的Serving GW过载后，所述用户设备在附着过程中由接入网选择的MME重新确定用于所述UE的ServingGW；
所述重新确定的Serving GW为所述UE建立业务承载并建立空口连接。
本发明还提供了一种用户设备的业务承载建立装置，包括：
接收模块，用于在接收到UE发起的业务请求时，触发过载判断模块；
过载判断模块，用于判断所述UE在附着过程中由MME选择的ServingGW是否过载，在确定过载后，触发更新模块；
更新模块，用于在被过载判断模块触发后，触发所述UE在附着过程中由接入网选择的MME重新确定用于所述UE承载的Serving GW，所述重新确定的Serving GW为所述UE建立业务承载并建立空口连接。
本发明有益效果如下：
本发明中，在UE发起业务请求后，就对Serving GW是否过载进行判断，在确定UE在附着过程中由MME选择的Serving GW过载后，重新确定用于UE承载的Serving GW；并利用重新确定的Serving GW为UE建立业务承载并建立空口连接。从而解决了在Serving GW过载时，建立UE业务承载中存在的问题。
附图说明
图1为本发明背景技术中所述UE接入E-UTRAN的系统架构示意图；
图2为本发明背景技术中所述UE发起的业务请求过程实施流程示意图；
图3为本发明背景技术中所述UE发起的承载资源分配过程实施流程示意图；
图4为本发明实施例中所述用户设备的业务承载建立方法实施流程示意图；
图5为本发明实施例中所述UE发起Serving Request后重选Serving GW的实施流程示意图；
图6为本发明实施例中所述UE发起的承载资源分配时重选Serving GW的实施流程示意图；
图7为本发明实施例中所述用户设备的业务承载建立装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
图4为用户设备的业务承载建立方法实施流程示意图，如图所示，包括如下步骤：
步骤401、UE发起业务请求；
步骤402、确定UE在附着过程中由MME选择的服务网关过载；
步骤403、UE在附着过程中由接入网选择的MME重新确定用于UE承载的服务网关；
步骤404、重新确定的服务网关为UE建立业务承载并建立空口连接；
步骤405、MME建立演进基站与所述重新确定的服务网关之间用于传输下行数据的数据通路。
为便于描述，以下实施例中将UE在附着过程中由MME选择的ServingGW称为Old Serving GW，而在因Old Serving GW过载重新确定的Serving GW称为New Serving GW。
其中，在步骤401中，UE发起业务请求可以是在以下两种情况下：
在UE进入IDLE(空闲)状态后发起业务请求，该业务请求用于激活现有业务承载并建立空口连接；
或者，UE是在响应MME发起的寻呼时发起业务请求。
如果是UE在响应MME发起的寻呼时发起业务响应的这种情况下，还可以进一步包括：
所述寻呼是MME接到发送下行数据通知后发送的，则缓存到达UE在附着过程中由MME选择的服务网关的下行数据；
UE在响应MME发起的寻呼时发起业务请求，在重新确定服务网关后，将缓存的下行数据转发至所述重新确定的服务网关。
转发下行数据在实施时具体可以为：
通过MME向Old Serving GW发送数据转发命令，并将New Serving GW分配的传输层地址发送给Old Serving GW；Old Serving GW与New Serving GW建立数据转发通道后，将其缓存的数据转发至New Serving GW。
有上述实施可以看出，当UE或网络发起业务请求时，如果发现Serving GW出现过载的情况，将为UE重新选择一个Serving GW，将默认承载转移到新的Serving GW后再建立所需要的业务承载。
下面再分别对发起Service Request与发起Resource Allocation(资源分配)的实施进行说明。
一、UE发起Service Request的实施。
当UE进入IDLE状态后，重新发起业务请求用以激活核心网现有业务承载并建立空口连接。此时，如果Old Serving GW已经处于过载状态，就可以通过MME为UE重新选择Serving GW，否则已经过载的Old Serving GW并不能为UE提供所期望的服务。
而由于在无线承载建立之后，UE就可以发送上行数据，因此MME与新选择的New Serving GW之间建立联系、传送承载上下文，并建立New ServingGW与PDN GW之间的S5接口承载连接。当空中接口建立完成后，MME向New Serving GW发送更新承载请求，打通eNodeB与New Serving GW之间的数据通路用以传输下行数据，并删除与Old Serving GW之间的联系。
对于网络发起的Service Request，即有下行数据到达Serving GW，或者有网络侧的消息，比如HSS(Home Subscriber Server，归属签约用户服务器)发出Cancel Location(注销位置)消息而引起MME触发Detach(退出)过程，那么在该类消息到达MME时，MME发起Paging(寻呼)过程寻呼UE，被寻呼到的UE会发起Service Request。当收到寻呼响应的MME发现当前记录的服务于UE的Old Serving GW过载，则可根据上述方案实现New Serving GW的重选。但与UE发起的Service Request不同之处在于：寻呼的发生有相当数量是因为下行数据到达Old Serving GW而引起的，Old Serving GW缓存这些数据并要求MME寻呼用户。在这种场景下，就需要将Old Serving GW中的数据转发到New Serving GW，实施中还对Old Servicing GW与New Servicing之间的数据转发信令流程如何实施进行说明。
图5为UE发起Serving Request后重选Serving GW的实施流程示意图，实施中，以MME完成Serving GW的重选为例进行说明，如图所示，可以包括如下步骤：
步骤501、Old Serving GW收到下行数据，如果此时UE处于空闲状态，则Old Serving GW缓存这些下行数据。
步骤502、Old Serving GW向MME发送下行数据通知或下行信令。
本步骤中，也有可能是其它下行信令到达MME，如HSS发出的CancelLocation消息。
步骤503、MME发起寻呼，并标记该寻呼是用于下行数据到达还是下行信令到达而引发的，当该标记表示是下行数据到达时发出的寻呼时，根据该标记可以确定需要将Old Serving GW缓存的下行数据转发至New Serving GW。
步骤504、MME根据当前的UE位置向UE所在跟踪区的eNodeB发送寻呼消息。
步骤505、eNodeB在其覆盖区域寻呼UE。
步骤506、UE向eNodeB发送RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)消息，其中携带非接入层的业务请求消息，业务请求类型可能为“数据”、“信令”或“寻呼响应”等，要求激活网络中为UE建立的承载，并建立空中接口的无线承载。
步骤507、eNodeB将业务请求消息通过S1-AP的初始UE消息发送给MME。
步骤508、UE与网络之间互相鉴权。
步骤509、MME向New Serving GW发送建立承载请求，其中可能携带指示需要数据前转的forwarding indicator参数。
本步骤中，MME判断当前为UE服务的Old Serving GW已经出现过载，因此决定为UE重新选择服务的New Serving GW。MME将UE的承载上下文传送给New Serving GW，要求为UE重新建立承载上下文和数据传输通道，承载上下文中包括了UE所连接的PDN GW。如果MME中标记这个寻呼响应是对应一个下行数据到达过程的，则MME在建立承载请求中向New Serving GW指示需要建立转发通道。
步骤510、New Serving GW向PDN GW发送更新承载请求。
New Serving GW分配S5承载下行传输地址，发送给PDN GW，要求建立承载。如果New Serving GW在步骤509的消息中收到转发下行数据的指示，则为数据转发分配传输层地址。
步骤511、PDN GW向New Serving GW响应更新承载请求。
PDN GW为S5承载分配上行传输地址，更新承载上下文，并对New ServingGW进行承载建立的响应。
步骤512、New Serving GW向MME响应承载建立，在需要转发数据时转发隧道传输层地址。
New Serving GW更新承载上下文，完成New Serving GW到PDN GW上行方向的数据通路建设，向MME返回承载建立响应。如果需要下行数据转发，则New Serving GW还需向MME返回转发隧道的传输层地址。
步骤513、MME向Old Serving GW发送数据转发命令，以及转发隧道传输层地址。
如果需要从Old Serving GW向New Serving GW转发下行数据，MME向Old Serving GW发送数据转发命令，同时将New Serving GW分配的传输层地址发送给Old Serving GW。MME启动一个定时器监视数据转发过程。
步骤514、Old Serving GW向New Serving GW通过GTP-U(GPRSTunnelling Protocol for User Plane，GPRS隧道协议-用户平面)方式转发数据。
Old Serving GW通过IP连通性与New Serving GW建立了数据转发通道，将其缓存的数据转发给New Serving GW。
步骤515、完成核心网承载重定位后，MME向eNodeB发起初始上下文建立过程，建立S1承载。
步骤516、UE与eNodeB之间建立无线承载。
步骤517、无线承载建立完成后，UE可向网络发送上行数据。
步骤518、eNodeB向MME响应初始上下文建立完成，UE的上下文在eNodeB中建立完成，eNodeB为下行通道分配传输层地址。
步骤519、MME向New Serving GW发送更新承载请求。
MME将eNodeB新分配的传输层地址发送给New Serving GW，更新eNodeB与New Serving GW之间的承载。
步骤520、New Serving GW响应承载更新。
步骤521、MME向Old Serving GW发送删除承载请求。
如果在步骤513中启动了定时器，则在定时器超时后MME发起删除OldServing GW中的UE承载上下文；否则在收到步骤520的消息后删除。定时器的目的在于可以及时删除UE承载上下文。
步骤522、Old Serving GW响应承载已经删除。
二、UE发起Resource Allocation的实施。
图6为UE发起的承载资源分配时重选Serving GW的实施流程示意图，实施中，以MME完成Serving GW的重选为例进行说明，如图所示，可以包括如下步骤：
步骤601、UE向MME发起请求承载资源分配消息，要求为新的业务分配资源，UE在消息中指示这个资源应该连接到哪个PDN GW。
步骤602、MME向New Serving GW发送建立承载请求。
本步骤中，当MME判断原来为UE提供服务的Old Serving GW目前的业务量已经过载时，则MME为UE重新选择New Serving GW，MME向NewServing GW发送建立承载请求，MME将UE的承载上下文传送给New ServingGW，要求为UE重新建立承载上下文和数据传输通道，承载上下文中包括了UE所连接的PDN GW。
步骤603、New Serving GW向PDN GW发送更新承载请求。
New Serving GW分配S5承载下行传输地址，发送给PDN GW，要求建立承载。
步骤604、PDN GW向New Serving GW响应更新承载请求。
PDN GW为S5承载分配上行传输地址，更新承载上下文，并对New ServingGW进行承载建立的响应。
步骤605、New Serving GW向MME响应建立承载。
New Serving GW更新承载上下文，完成New Serving GW到PDN GW上行方向的数据通路建设。
步骤606、MME向New Serving GW发送请求承载资源分配消息。
步骤607、New Serving GW向指示的PDN GW转发请求承载资源分配消息。
步骤608-步骤609、如果应用了PCC架构，PDN GW与PCRF进行交互，获取UE的PCC规则。
步骤610、MME要求Old Serving GW删除承载，并删除MME与Old ServingGW之间的S11连接。
步骤611、专用承载激活或者专用承载修改过程。
如果请求的资源分配由PDN GW确认可以分配，则发起专用承载激活或专用承载修改过程。
本发明实施里还提供了一种用户设备的业务承载建立装置，下面结合附图对装置的具体实施方式进行说明。
图7为用户设备的业务承载建立装置结构示意图，如图所示，装置中包括接收模块701、过载判断模块702、更新模块703，其中：
接收模块701用于在接收到UE发起的业务请求时，触发过载判断模块702；
过载判断模块702用于判断所述UE在附着过程中由MME选择的服务网关是否过载，在确定过载后，触发更新模块703；
更新模块703用于在被过载判断模块702触发后，触发所述UE在附着过程中由MME选择的MME重新确定用于所述UE承载的服务网关，所述重新确定的服务网关为所述UE建立业务承载并建立空口连接。
接收模块701中还可以包括第一接收单元和/或第二接受单元，其中：
第一接收单元，用于在接收到所述UE进入IDLE状态后发起的业务请求时，触发过载判断模块，所述业务请求用于激活现有业务承载并建立空口连接；
第二接收单元，用于在接收到所述UE在响应MME发起的寻呼时发起的业务请求时，触发过载判断模块。
装置中还可以进一步包括：缓存模块704、转发模块705，其中：
所述第二接收单元进一步用于在接收到所述UE在响应MME发起的寻呼时发起的业务请求时，触发过载判断模块702以及缓存模块704，所述寻呼是MME接到发送下行数据通知后发送的；
缓存模块704，用于缓存到达所述UE在附着过程中由MME选择的服务网关的下行数据，并触发转发模块705；
转发模块705，用于在重新确定服务网关后，将所述缓存的下行数据转发至所述重新确定的服务网关。
转发模块705中可以包括：
转发命令发送单元，用于通过MME向所述附着过程中由MME选择的服务网关发送数据转发命令，并将所述重新确定的服务网关分配的传输层地址发送给所述附着过程中由MME选择的服务网关；
转发单元，用于在所述附着过程中由MME选择的服务网关与所述重新确定的服务网关建立数据转发通道后，将缓存的下行数据转发至所述重新确定的服务网关。
装置中还可以包括删除模块706，用于在通过所述重新确定的服务网关建立业务承载后，删除在附着过程中由MME选择的Old Serving GW中所述UE的承载上下文。
由上述实施例可以看出，在本发明实施中，当UE建立与Serving GW之间的连接时，如果发现Serving GW过载，则决定重新选择一个Serving GW为UE提供服务。
具体的，在UE发起的Service Request过程中，当MME收到业务请求消息并发现Old Serving GW过载，则重新选择Serving GW，并向New Serving GW发送承载建立请求，要求建立新的S11接口连接以及S1-U连接。
在UE发起的请求承载资源分配过程中，MME收到消息并发现Old ServingGW过载，则可重新选择Serving GW，并向New Serving GW发送承载建立请求，要求建立新的S11接口以及S1-U连接。
进一步的，如果MME收到的消息是一个业务请求，并且是一个寻呼响应，则MME通过寻呼类型确定是不是因发送下行数据触发的，判断是则需要要求Old Serving GW和New Serving GW之间建立转发通道。如果需要，则在发往New Serving GW的建立承载请求中还需另外携带指示，要求New Serving GW分配转发通道地址。如果New Serving GW为转发通道分配了传输层地址，则在向MME返回的建立承载响应消息中携带这个地址。MME将New ServingGW分配的转发通道传输层地址传送给Old Serving GW，同时消息指示OldServing GW可以开始转发数据。Old Serving GW为转发通道分配传输层地址，并开始数据的转发。
最后，当eNodeB与New Serving GW之间的承载建立完成，则可以删除eNodeB与Old Serving GW之间的承载。如果有Serving GW之间的数据转发过程并且启动了定时器，则MME在定时器超时后启动删除Old Serving GW的承载过程。
通过上述实施，提供了Serving GW过载时的处理方案。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用户设备的业务承载建立方法，其特征在于，包括如下步骤：
用户设备发起业务请求；
在确定所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关过载后，所述用户设备在附着过程中由接入网选择的移动性管理实体重新确定用于所述用户设备承载的服务网关；
所述重新确定的服务网关为所述用户设备建立业务承载并建立空口连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备发起业务请求具体为：
所述用户设备进入空闲状态后发起业务请求，所述业务请求用于激活现有业务承载并建立空口连接；
或，
所述用户设备在响应移动性管理实体发起的寻呼时发起业务请求。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户设备在响应移动性管理实体发起的寻呼时发起业务响应，进一步包括如下步骤：
所述寻呼是移动性管理实体接到发送下行数据通知后发送的，则缓存到达所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关的下行数据；
在重新确定服务网关后，将所述缓存的下行数据转发至所述重新确定的服务网关。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述转发下行数据具体为：
通过移动性管理实体向所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关发送数据转发命令，并将所述重新确定的服务网关分配的传输层地址发送给所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关；
所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关与所述重新确定的服务网关建立数据转发通道后，将其缓存的数据转发至所述重新确定的服务网关。
5.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，在所述建立空口连接完成后，进一步包括如下步骤：
移动性管理实体建立演进基站与所述重新确定的服务网关之间用于传输下行数据的数据通路。
6.一种用户设备的业务承载建立装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于在接收到用户设备发起的业务请求时，触发过载判断模块；
过载判断模块，用于判断所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关是否过载，在确定过载后，触发更新模块；
更新模块，用于在被过载判断模块触发后，触发所述用户设备在附着过程中由接入网选择的移动性管理实体重新确定用于所述用户设备承载的服务网关，所述重新确定的服务网关为所述用户设备建立业务承载并建立空口连接。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接收模块包括第一接收单元和/或第二接收单元，其中：
第一接收单元，用于在接收到所述用户设备进入空闲状态后发起的业务请求时，触发过载判断模块，所述业务请求用于激活现有业务承载并建立空口连接；
第二接收单元，用于在接收到所述用户设备在响应移动性管理实体发起的寻呼时发起的业务请求时，触发过载判断模块。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括：缓存模块、转发模块，其中：
所述第二接收单元进一步用于在接收到所述用户设备在响应移动性管理实体发起的寻呼时发起的业务请求时，触发过载判断模块以及缓存模块，所述寻呼是移动性管理实体接到发送下行数据通知后发送的；
缓存模块，用于缓存到达所述用户设备在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关的下行数据，并触发转发模块；
转发模块，用于在重新确定服务网关后，将所述缓存的下行数据转发至所 述重新确定的服务网关。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转发模块包括：
转发命令发送单元，用于通过移动性管理实体向所述附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关发送数据转发命令，并将所述重新确定的服务网关分配的传输层地址发送给所述附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关；
转发单元，用于在所述附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关与所述重新确定的服务网关建立数据转发通道后，将缓存的下行数据转发至所述重新确定的服务网关。
10.如权利要求6至9任一所述的装置，其特征在于，进一步包括删除模块，用于在通过所述重新确定的服务网关建立业务承载后，删除在附着过程中由移动性管理实体选择的服务网关中所述用户设备的承载上下文。
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