CN101540719A - 一种重新定位服务网关的方法和设备 - Google Patents

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CN101540719A CN200810102259A CN200810102259A CN101540719A CN 101540719 A CN101540719 A CN 101540719A CN 200810102259 A CN200810102259 A CN 200810102259A CN 200810102259 A CN200810102259 A CN 200810102259A CN 101540719 A CN101540719 A CN 101540719A
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Abstract

本发明公开了一种重新定位服务网关的方法和设备,移动性管理实体(MME)从网络中获悉需要将一个服务网关(Serving GW)中指定数量的用户设备(UE)转移;MME选择出指定数量的UE,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW;所述新Serving GW处于未过载状态;MME分别将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上。本发明能够在服务网关不能继续为UE提供服务时,将UE从原Serving GW转移到新Serving GW上,由新的服务网关继续为UE提供服务,从而确保了UE业务的连续性,并且本发明对处于连接状态与空闲状态的UE均适用。

Description

一种重新定位服务网关的方法和设备
技术领域
本发明涉及移动通信技术,特别是涉及一种重新定位服务网关(ServingGW)的方法和设备。
背景技术
在演进分组系统(Evolved Packet System,EPS)中,当某个服务网关由于过载或需要进行硬件升级时,将不能再为其所服务的部分或全部UE继续提供服务。因此,系统需要提供一种重新定位服务网关的技术方案,在当前服务网关因故障或过载等原因不能继续为UE提供服务时,将UE从当前服务网关转移到新的服务网关上,由新的服务网关继续为其提供服务。但是,目前该技术方案尚未提出。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种重新定位服务网关的方法,能在当前服务网关不能继续为UE提供服务时,将UE从当前服务网关转移到新的服务网关上,由新的服务网关继续为UE提供服务。
为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:
一种重新定位服务网关的方法,包括以下步骤:
a、移动性管理实体(MME)从网络中获悉需要将一个Serving GW中指定数量的用户设备UE进行转移,所述UE同时也由所述MME提供服务;
b、MME选择出指定数量的UE,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW;所述新Serving GW处于未过载状态;
c、MME分别将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上。
如上所述的方法中,所述步骤a中MME从网络中获悉一个Serving GW中指定数量的UE需要进行转移的方法包括:
所述Serving GW向MME发送消息,所述消息中携带通知MME转移指定数量UE的指示,或者通过MME对所述Serving GW的性能进行检测,获悉需要转移所述Serving GW服务的指定数量的UE。
如上所述的方法中,所述步骤b中MME选择出指定数量的UE时,首先选择处于连接状态的UE,如果处于连接状态的UE数量小于指定数量,则再选择空闲状态的UE以达到指定数量。
如上所述的方法中,所述步骤c中将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上的方法包括:
y1、MME向新Serving GW发送创建承载请求消息,所述创建承载请求消息中携带所述UE的承载的上下文;
y2、新Serving GW根据所述UE的承载的上下文与分组数据网络网关(Packet Data Network GateWay,PDN GW)确立S5/S8接口的上下行隧道;
y3、新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配一个S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID,发送创建承载响应消息给MME,所述创建承载响应消息中携带所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
y4、MME触发原Serving GW删除所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
如上所述的方法中,所述步骤y4包括:
w1、MME向原Serving GW发送删除承载请求消息,所述删除承载请求消息中携带指示原Serving GW不向PDN GW发送删除承载请求消息的信息;
w2、原Serving GW收到删除承载请求消息后,启动一个定时器,并向MME发送删除承载响应消息,所述定时器超时后,原Serving GW删除所保存的所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
如上所述的方法中,所述步骤y1中的所述创建承载请求消息中的上下文包含基站(eNodeB)为UE的所有承载分别分配的GTP-U下行IP地址与TEID;
所述步骤y3与y4之间进一步包括:
u1、MME发送修改无线承载请求消息给基站,所述修改无线承载请求消息携带新Serving GW为UE的承载分配的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
u2、基站向MME发送修改无线承载响应消息。
如上所述的方法中,在所述步骤u1与u2之间,进一步包括:
基站根据收到的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID向新ServingGW发送上行数据,新Serving GW将所述上行数据上传给PDN GW。
如上所述的方法中,所述步骤u2与y4之间进一步包括:
a1、新Serving GW向基站发送下行数据,所述下行数据为新Serving GW当前从PDN GW处接收到的下行数据。
如上所述的方法中,在所述步骤u2中发送修改无线承载响应消息步骤之前,所述步骤u2进一步包括:
u2x、基站为所述UE的承载分配S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID,并包含于所述修改无线承载响应消息中;
所述步骤u2与步骤a1之间进一步包括:
b1、MME向新Serving GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息中携带所述基站分配的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID;
所述步骤a1中新Serving GW根据所述更新承载请求消息中的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID向基站发送下行数据;
所述步骤a1与y4之间进一步包括:
b2、新Serving GW向MME发送更新承载响应消息。
如上所述的方法中,所述步骤u2x之后进一步包括,如果在指定时间内基站没有从原Serving GW处接收到下行数据,或者经过了指定时间间隔,则基站释放原来分配给原Serving GW的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID。
如上所述的方法中,所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和隧道端点标识TEID,以及在S5/S8接口上所有承载的GTP-U的上行IP地址和TEID;
所述步骤y2包括:
z1、新Serving GW为所述PDN GW分配一个S5/S8接口上的GTP-C的下行IP地址和TEID,为所述UE的所有承载分别分配一个S5/S8接口的GTP-U的下行IP地址和TEID,根据所述S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID向PDN GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息携带所述GTP-C的下行IP地址和TEID以及所有GTP-U的下行IP地址和TEID;
z2、PDN GW根据从所述更新承载请求消息中获得的所述GTP-C的下行IP地址和TEID向新Serving GW发送更新承载响应消息。
如上所述的方法中,在所述步骤z1与z2之间进一步包括:
zx、PDN GW为所述新Serving GW分配一个S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID,为所述UE的承载分配S5/S8接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
所述步骤z2中的更新承载响应消息进一步包含所述PDN GW为所述UE的承载分配的S5/S8接口上的GTP-U上行IP地址与TEID。
如上所述的方法中,所述步骤zx之后进一步包括:
如果在指定时间内PDN GW没有从原Serving GW处接收到上行数据,或者经过了指定时间间隔,则PDN GW释放原来分配给原Serving GW的S5/S8接口上UE的所有承载的GTP-U上行IP地址与TEID。
如上所述的方法中,所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含PDNGW中本地移动锚点的上行IP地址和通用路由封装标签(GRE key);
所述步骤y2包括:
v1、新Serving GW为所述UE在S5/S8接口上的所有承载共同分配一个移动接入网关的下行IP地址和GRE key,根据所述PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和GRE key向PDN GW发送代理绑定更新消息,所述代理绑定更新消息携带所述移动接入网关的下行IP地址和GRE key;PDN GW中本地移动锚点根据代理绑定更新消息,将所述移动接入网关的下行IP地址和通用路由封装标签进行绑定;
v2、PDN GW向新Serving GW发送代理绑定应答消息。
如上所述的方法中,所述步骤y1与y2之间进一步包括:
新Serving GW向家乡网络策略与计费规则功能(Home Policy and ChargingRules Function,hPCRF)发送网关控制会话建立消息,所述网关控制会话建立消息用于请求得到策略规则;
hPCRF向新Serving GW发送确认网关控制会话建立消息,所述确认网关控制会话建立消息包括新Serving GW的服务质量策略规则。
所述步骤w1与w2之间进一步包括:
原Serving GW向hPCRF发送网关控制会话结束消息;
hPCRF向原Serving GW发送确认网关控制会话结束消息。
如上所述的方法中,所述步骤y2包括:
所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含PDN GW的S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和隧道端点标识TEID,以及在S5/S8接口上所有承载的GTP-U的上行IP地址和TEID;
所述步骤y2包括:
z1、新Serving GW为所述UE分配一个S5/S8接口的GTP-C的下行IP地址和TEID,为所述UE在S5/S8接口上的所有承载分别分配一个S5/S8接口的GTP-U的下行IP地址和TEID,根据所述PDN GW的S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID向PDN GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息携带所述GTP-C的下行IP地址和TEID以及所有GTP-U的下行IP地址和TEID;
z2、PDN GW根据从所述更新承载请求消息中获得的所述GTP-C的下行IP地址和TEID向新Serving GW发送更新承载响应消息。
如上所述的方法中,在所述步骤z1与z2之间进一步包括:
zx、PDN GW为所述新Serving GW分配一个S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID,为UE的承载分配S5/S8接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
所述步骤z2中的更新承载响应消息进一步包含所述PDN GW为所述UE的承载分配的S5/S8接口的GTP-U上行IP地址与TEID。
如上所述的方法中,所述步骤zx之后进一步包括:
如果在指定时间内PDN GW没有从原Serving GW处接收到上行数据,或者经过了指定时间间隔,则PDN GW释放原来分配给原Serving GW的S5/S8接口上所述UE所有承载的GTP-U上行IP地址与TEID。
如上所述的方法中,在所述步骤z1与z2之间进一步包括:
PDN GW根据所述更新承载请求消息中的所述GTP-U的下行IP地址和TEID向新Serving GW发送所述UE承载的下行数据,所述新Serving GW根据所述基站为UE的承载分配的GTP-U的下行IP地址与TEID,将所述下行数据传递给基站。
如上所述的方法中,所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含PDNGW中本地移动锚点的上行IP地址和通用路由封装标签GRE key;
所述步骤y2包括:
v1、新Serving GW为所述UE在S5/S8接口上的所有承载共同分配一个移动接入网关的下行IP地址和GRE key,根据所述PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和GRE key向PDN GW发送代理绑定更新消息,所述代理绑定更新消息携带所述移动接入网关的下行IP地址和GRE key;PDN GW中本地移动锚点根据代理绑定更新消息,将所述移动接入网关的下行IP地址和GRE key进行绑定;
v2、PDN GW向新Serving GW发送代理绑定应答消息。
如上所述的方法中,所述步骤v1与步骤v2之间进一步包括,PDN GW根据收到的新Serving GW的下行IP地址和GRE key向新Serving GW发送所述UE承载的下行数据,新Serving GW向基站转发所述下行数据。
如上所述的方法中,所述步骤y1与y2之间进一步包括:
新Serving GW向hPCRF发送网关控制会话建立消息,所述网关控制会话建立消息用于请求得到策略规则;
hPCRF向新Serving GW发送确认网关控制会话建立消息,所述确认网关控制会话建立消息包括新Serving GW的服务质量策略规则。
所述步骤w1与w2之间进一步包括:
原Serving GW向hPCRF发送网关控制会话结束消息;
hPCRF向原Serving GW发送确认网关控制会话结束消息。
本发明实施例还提供一种重新定位服务网关的设备,能在当前服务网关不能继续为UE提供服务时,将UE从当前服务网关转移到新的服务网关上,由新的服务网关继续为UE提供服务。
为了达到上述目的,本发明实施例提出的技术方案为:一种重新定位服务网关的设备,包括:
启动模块,用于从网络中获悉需要将一个Serving GW中指定数量的UE进行转移,所述UE同时也由所述MME提供服务,并触发选择模块的执行;
选择模块,用于选择出指定数量的UE,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW,所述新Serving GW能够为与其对应的UE提供服务且不会过载;用于触发调度模块的执行;
调度模块,用于利用转移模块将所选择的所有UE转移到对应的新ServingGW上;
转移模块,用于将一个UE转移到新Serving GW上。
如上所述的设备,所述转移模块包括:
隧道确立单元,用于触发新Serving GW确立与PDN GW之间的上下行遂道;用于触发新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配一个S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
撤销单元,用于触发原Serving GW删除所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
如上所述的设备,所述隧道确立单元进一步用于触发基站确立与新Serving GW之间的上下行遂道。
通过采用上述技术方案,本发明能够在服务网关不能继续为UE提供服务时,将UE从原Serving GW转移到新Serving GW上,由新的服务网关继续为UE提供服务,从而确保了UE业务的连续性,并且本发明对处于连接状态与空闲状态的UE均适用。
附图说明
图1为本发明方法的实施例一的流程图。
图2为图1步骤103中将每个UE转移到对应的新Serving GW上的流程图。
图3为本发明实施例二中将每个UE转移到对应的新Serving GW上的流程图。
图4为本发明设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明的重新定位服务网关的方法主要包括:当移动性管理实体MME从网络中获悉需要将一个服务网关Serving GW中指定数量的用户设备UE进行转移,MME选择出指定数量的UE,并且为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW,所述新Serving GW能够为与其对应的UE提供服务且不会过载;然后MME分别将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上,从而确保UE的业务连续性。
另外,每个UE转移到对应的新Serving GW上的过程中,对于处于连接状态下并且进行数据传输的UE也可进行上下行数据的传输,由此可减少重新定位服务网关对用户数据传输的中断时间,降低对用户业务的影响。
下面通过本发明的较佳实施例对本发明的方法进行详细说明:
图1为本发明方法的实施例一的流程图,如图1所示本实例一的方法主要包括:
步骤101、MME从网络中获悉需要将一个Serving GW中指定数量的UE进行转移,所述UE同时也由所述MME提供服务。
这里,在实际应用中,MME从网络中获悉一个Serving GW中指定数量的UE需要进行转移的方式可以有多种,例如,可以通过Serving GW向MME发送消息的方式,通知MME此Serving GW已经过载(overload)或Serving GW需要减载(offload),需要MME将MME与Serving GW共同服务的指定数量的UE转移到新的Serving GW上;MME也可以通过对该Serving GW的性能进行检测,如其CPU的使用率、所服务的UE的数据量等,并进行分析后判定需要转移该Serving GW所服务的一定数量的UE到其它的Serving GW上。具体的检测方法或通知机制此处不再赘述。
102、MME选择出指定数量的UE,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW;所述新Serving GW处于未过载状态。
这里,MME为所述Serving GW选择出指定数量的UE时,如果原ServingGW是因过载而需要进行UE的转移,则可以考虑优先选择占用的资源多的UE即处于连接状态下的UE,以尽快解决原Serving GW的过载问题。另外,在实际应用中,所需要转移的UE的数量根据实际情况的不同而不同,例如当所述Serving GW进行硬件升级时,需要将其服务的全部UE进行转移,当原ServingGW过载时,可以根据过载的具体程度确定需要转移的UE数量,此时需要转移的可能是一部分UE也可能是全部UE。
在实际应用中,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW时,可以采用TS23.401所定义的Serving GW的选择方法进行选择,并且还要满足条件:所选择的Serving GW不能已经过载,另外,如果将UE转移到所选择的新ServingGW后造成该新Serving GW过载,则需要重新为所述UE选择另外一个新的Serving GW并将其转移,直到将UE转移后不会再造成新Serving GW过载为止。在实际应用中,对于不同的UE所选择的新Serving GW可以是相同的也可以是不同的,只要新Serving GW处于未过载状态即可。
103、MME分别将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上。
这里将UE转移到对应的新Serving GW上,也就是将该UE的所有承载资源转移到新Serving GW上;在实际应用中,对每个UE的转移操作都是独立进行的。
需要说明的是,将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上的方法需要考虑UE的不同状态,因为当UE注册到EPS系统上并且建立了多个承载后,处于不同状态的UE所使用的承载资源是不完全相同的,这将导致相应的承载转移操作也是有区别的。当UE处于连接状态时,UE的用户平面通过基站、Serving GW及PDN GW连接到分组数据网络(Packet DataNetwork,PDN)上,并可进行上下行数据的传输,因此其占有基站分配的无线承载资源、基站与Serving GW之间的S1承载资源以及Serving GW与PDNGW之间的承载资源;当UE处于空闲状态时,EPS承载所对应的无线承载资源以及基站与Serving GW之间的S1承载资源将被释放,只保留ServingGW与PDN GW之间的承载资源。因此,在对UE进行转移时,根据UE所处的状态的不同,所要转移的承载资源也是不完全相同的,故对两种不同状态下的UE进行转移时需要区别处理。
在实际应用中,步骤103可以通过下述步骤实现:
y1、MME向新Serving GW发送创建承载请求消息,所述创建承载请求消息携带所述UE的承载的上下文;
y2、新Serving GW根据所述UE的承载的上下文与PDN GW确立S5/S8接口上的上下行隧道;
y3、新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配一个S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID,发送创建承载响应消息给MME,所述创建承载响应消息中携带所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
y4、MME触发原Serving GW删除所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
在实际应用中,由于Serving GW与PDN GW之间S5/S8接口协议的不同,步骤103中将每个UE转移到对应的新Serving GW上的方法也将不同。假设本实施例中所采用的S5/S8接口协议为GPRS隧道协议(GPRS TunnelingProtocol,GTP),如图2所示,本实施例中将每个UE转移到对应的新ServingGW上的方法包括:
步骤201、MME向新Serving GW发送创建承载请求消息,所述创建承载请求消息中携带所述UE承载的上下文;所述上下文包含PDN GW的S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和隧道端点标识TEID,以及在S5/S8接口上所述UE所有承载的GTP-U的上行IP地址和TEID;
这里,当UE处于连接状态时,上下文中还包含有基站为UE的每个承载分配的S1_U接口上的GTP-U下行IP地址与TEID,由此,新Serving GW通过创建承载请求消息即可确立与基站之间的下行隧道,以及新Serving GW与PDNGW之间的上行隧道。
步骤202、新Serving GW向PDN GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息携带新Serving GW为所述UE在此S5/S8接口上分配的所述GTP-C的下行IP地址和TEID,以及为所述UE在此S5/S8接口上的所有承载分别分配的GTP-U下行IP地址和TEID;
这里,新Serving GW根据创建承载请求消息中的所述PDN GW的S5/S8接口的GTP-U的上行IP地址和TEID以及所述GTP-C的下行IP地址和TEID确立新Serving GW与PDN GW之间的上行隧道,并根据所述GTP-C的下行IP地址向PDN GW发送更新承载请求消息。
步骤203、PDN GW根据更新承载请求消息中的获得的新Serving GW在S5/S8接口上所有承载的GTP-U下行IP地址和隧道端点标识TEID向新ServingGW发送承载的下行数据;新Serving GW根据创建承载请求消息中的基站在S1_U接口上的GTP-U下行IP地址与TEID向基站转发所述承载的下行数据。
这里,PDN GW根据更新承载请求消息中的Serving GW在S5/S8接口上所有承载的GTP-U下行IP地址和隧道端点标识TEID确立PDN GW与新ServingGW之间的下行隧道。
需要说明的是,在实际应用中,对于处于连接状态的UE,此时有下行数据传输时才执行本步骤,以减少UE数据传输的中断时间。
步骤204、PDN GW根据更新承载请求消息向新Serving GW发送更新承载响应消息。
这里,PDN GW根据更新承载请求消息中获得的新Serving GW在S5/S8接口上的GTP-C下行IP地址和TEID向新Serving GW发送更新承载响应消息。
在实际应用中,本步骤中PDN GW还可以为所述UE在此S5/S8接口上的承载分配GTP-U上行IP地址与TEID,并包含于更新承载响应消息中。另外,为了减少重新定位Serving GW过程中的数据传输的中断时间,PDN GW之前分配给原Serving GW的S5/S8接口上所有的GTP-U上行IP地址与TEID仍将保留一段时间,以接收从原Serving GW发送过来的上行数据。如果在指定时间内PDN GW没有从原Serving GW处接收到上行数据,或者经过了指定时间间隔,PDN GW原来分配给原Serving GW的S5/S8接口的GTP上行IP地址与TEID没有被新Serving GW所使用,则PDN GW将释放原来分配给原ServingGW的S5/S8接口的GTP上行IP地址与TEID。
在本实施例中,通过步骤202和204实现了上述步骤y2。
步骤205、新Serving GW向MME发送创建承载响应消息,所述创建承载响应消息中携带新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配的S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID。
这里,步骤205实现了上述步骤y3。
步骤206、MME发送修改无线承载请求消息给基站,所述修改无线承载请求消息携带新Serving GW分配的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID。
步骤207、基站根据收到的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID向新Serving GW发送上行数据,新Serving GW将所述上行数据上传给PDNGW。
这里,基站从收到的修改无线承载请求消息中获得新Serving GW分配的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID,从而确立基站与新Serving GW之间的上行隧道。
需要说明的是,在实际应用中,对于处于连接状态的UE,此时有上行数据需要传输时才需要执行本步骤,以减少UE数据传输的中断时间,而对于空闲状态的UE则不需执行。
步骤208、基站向MME发送修改无线承载响应消息。
在实际应用中,基站在发送修改无线承载响应消息之前,还可以为所述UE的承载分配S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID,并包含于所述修改无线承载响应消息中,通过修改无线承载响应消息通知MME,然后再通过下述步骤209与步骤211通知新Serving GW。
另外,如果基站为UE的承载分配了新的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID,为了减少UE转移过程中数据传输的中断时间,基站原来分配给原Serving GW的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID仍将保留一段时间以接收从原Serving GW发送过来的下行数据。如果在指定时间内基站没有从原Serving GW处接收到下行数据,或者经过了指定的时间间隔,基站原来分配给原Serving GW的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID没有继续被新ServingGW使用,则基站将释放原来分配给原Serving GW的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID。
步骤209、MME向新Serving GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息中携带所述基站分配的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID。
步骤210、新Serving GW向基站发送下行数据。
这里,新Serving GW开始使用所述基站分配的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID向基站发送下行数据。所述下行数据为新Serving GW当前已从PDN GW处接收到的下行数据。
需要说明的是,在实际应用中,对于处于连接状态的UE,此时有下行数据需要传输时才需要执行本步骤,以减少UE数据传输的中断时间,而对于空闲状态的UE则不需执行。
另外,如果在步骤209中所述更新承载请求消息中携带了新分配的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID,则新Serving GW根据新分配的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID向基站发送下行数据。否则,新Serving GW根据步骤201中的创建承载请求消息中的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID向基站发送下行数据。
步骤211、新Serving GW向MME发送更新承载响应消息。
这里,新Serving GW从收到的更新承载请求消息中获得基站新分配的的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID,从而确立新Serving GW与基站之间的下行隧道。
步骤212、MME向原Serving GW发送删除承载请求消息,所述删除承载请求消息中携带指示原Serving GW不向PDN GW发起删除承载请求消息的信息。
步骤213、原Serving GW收到删除承载请求消息后,启动一个定时器,并向MME发送删除承载响应消息。
需要说明的是,在所述定时器还未到期的时间内,若仍有从基站发送过来上行数据,则原Serving GW继续上传给PDN GW,同时若仍有从PDN GW发送过来的下行数据,则原Serving GW继续下传给基站。当定时器到期后,原Serving GW将删除所保存的所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
这里,通过步骤212、213实现了步骤y4。
上述技术方案中,步骤202、204、205用于确定新Serving GW与PDN GW之间的上下行隧道,以及新Serving GW分配与基站之间的下行隧道,步骤206、208、209和211用于确立新Serving GW与基站之间的上下行隧道,步骤212和213用于释放原Serving GW分配的相关承载资源,步骤203、207和210用于传输上下行数据,以减少UE转移过程中数据传输的中断时间,降低对UE正在进行的数据传输业务的影响,在实际应用中,对于处于空闲状态的UE只需要执行步骤201、202、204、205、212和213即可完成对该UE的转移;对于处于连接状态的UE则需要至少执行步骤201、202、204、205、206、208、212和213;对于正在进行传输数据的UE则需要执行步骤203、207和211,以减少UE转移过程中数据传输的中断时间。
本发明实施例二给出了Serving GW与PDN GW之间S5/S8接口采用代理移动IP版本6(Proxy Mobile IP version 6,PMIPV6)协议时的实施例。实施例二的主要流程与图1中所示的流程一致,不同之处在于实现步骤103时用到的将每个UE转移到对应的新Serving GW上的方法不一样,下面通过图3来对实施例二中的该方法进行说明。
如图3所示,本实施例中将每个UE转移到对应的新Serving GW上的方法包括:
步骤301、MME向新Serving GW发送创建承载请求消息,所述创建承载请求消息中携带所述UE的承载的上下文;所述上下文包含PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和通用路由封装标签GRE key。
这里,当UE处于连接状态时,上下文中还包含有基站为UE的每个承载分配的GTP-U下行IP地址与TEID,以使新Serving GW通过创建承载请求消息可确立与基站之间的下行隧道。
步骤302、新Serving GW向hPCRF发送网关控制会话建立消息,所述网关控制会话建立消息用于请求得到策略规则。
在实际应用中,本步骤中向hPCRF发送网关控制会话建立消息的路由规则可以为:如果新Serving GW在拜访网络,则新Serving GW首先向拜访网络的本地PCRF(vPCRF)发送网关控制会话建立消息,然后由vPCRF将网关控制会话建立消息传递给hPCRF,若新Serving GW在家乡网络,则新Serving GW直接发送网关控制会话建立消息给hPCRF。
步骤303、hPCRF向新Serving GW发送确认网关控制会话建立消息,所述确认网关控制会话建立消息包括新Serving GW的服务质量策略规则。
本步骤中发送确认网关控制会话建立消息的路由为步骤302中的反向路由。
这里需要说明的是,上述步骤302和303用于使新Serving GW从hPCRF处获得策略规则,在实际应用中,当系统采用了动态策略与计费控制(PCC)时才需要执行步骤302和303,如果没有使用动态PCC,则新Serving GW使用预配制的策略规则,因此不需要执行步骤302和303。
步骤304、新Serving GW向PDN GW中本地移动锚点发送代理绑定更新消息,所述代理绑定更新消息携带新Serving GW为所述UE的所有承载共同分配的一个移动接入网关的下行IP地址和GRE key;
这里,新Serving GW根据收到的创建承载请求消息中的PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和GRE key确立新Serving GW与PDN GW之间的PMIP上行隧道,据此向PDN GW发送代理绑定更新消息。PDN GW中本地移动锚点根据收到的代理绑定更新消息,将新Serving GW中移动接入网关的下行IP地址和通用路由封装标签进行绑定,也就是将新Serving GW中移动接入网关的下行IP地址作为转交地址(Care of Address,COA)进行注册。这里需要注意的是,PDN GW中本地移动锚点将新Serving GW中移动接入网关的下行IP地址和通用路由封装标签进行绑定后,为了减少UE转移过程中数据传输的中断时间,PDN GW仍接收从原Serving GW发送过来的上行数据,但不再将上行传输隧道的源IP地址与已注册的转交地址进行匹配检查。
步骤305、PDN GW向新Serving GW发送下行数据,新Serving GW向基站转发所述下行数据。
这里,PDN GW根据收到的代理绑定更新消息中的新Serving GW中移动接入网关的下行IP地址和GRE key向新Serving GW发送下行数据。
需要说明的是,在实际应用中,对于处于连接状态的UE,此时有下行数据传输时才执行本步骤,以减少UE数据传输的中断时间。
步骤306、PDN GW向新Serving GW发送代理绑定应答消息。
此时,PDNGW与新Serving GW之确立了上下行隧道。
步骤307、新Serving GW向MME发送创建承载响应消息,所述创建承载响应消息中携带新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配的S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID。
本步骤同实施例一中的步骤205。
步骤308、MME发送修改无线承载请求消息给基站,所述修改无线承载请求消息携带新Serving GW分配的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID。
本步骤同实施例一中的步骤206。
步骤309、基站根据收到的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID向新Serving GW发送上行数据,新Serving GW将所述上行数据上传给PDNGW。
本步骤同实施例一中的步骤207,此处不再赘述。
步骤310、基站向MME发送修改无线承载响应消息。
本步骤同实施例一中的步骤208,此处不再赘述。
步骤311、MME向新Serving GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息中携带所述基站分配的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID。
本步骤同实施例一中的步骤209,此处不再赘述。
步骤312、新Serving GW向基站发送下行数据。
本步骤同实施例一中的步骤210,此处不再赘述。
步骤313、新Serving GW向MME发送更新承载响应消息。
本步骤同实施例一中的步骤211,此处不再赘述。
步骤314、MME向原Serving GW发送删除承载请求消息,所述删除承载请求消息中携带指示原Serving GW不向PDN GW发起删除承载请求的消息。
本步骤同实施例一中的步骤212,此处不再赘述。
步骤315、原Serving GW向家乡网络策略与计费规则功能hPCRF发送网关控制会话结束消息。
这里,所述网关控制会话结束消息用于指示在原Serving GW上的所述UE的所有承载均被释放,原Serving GW已停止执行承载绑定与相关的策略控制功能。
步骤316、hPCRF向原Serving GW发送确认网关控制会话结束消息。
这里,所述确认网关控制会话结束消息用于指示hPCRF与原Serving GW之间的控制会话已经结束。
步骤317、原Serving GW收到删除承载请求消息后,启动一个定时器,并向MME发送删除承载响应消息。
本步骤同实施例一中的步骤213,此处不再赘述。
上述实施例二中将每个UE转移到对应的新Serving GW上的方法,与实施例一中的方法基本相同。不同之处主要表现在:新Serving GW与PDN GW之间确立上下行隧道时,由于使用的接口协议的不同,所分配的资源和使用的请求与应答消息不同,具体表现为:实施例一通过步骤202与204实现,实施例二则通过步骤304与306实现;另外,在实施例二中还针对动态PCC的情况增加了步骤302、303、315和316。
针对上述方法,本发明还提出了一种重新定位服务网关的设备,如图4所示,所述设备主要包括:
启动模块401,用于从网络中获悉需要将一个Serving GW中指定数量的用户设备UE进行转移,所述UE同时也由所述MME提供服务,并触发选择模块402的执行;
选择模块402,用于选择出指定数量的UE,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW;所述新Serving GW能够为与其对应的UE提供服务且不会过载;触发调度模块的执行;
调度模块403,用于利用转移模块404将所选择的所有UE转移到对应的新Serving GW上;
转移模块404,用于将一个UE转移到新Serving GW上,其包括:
隧道确立单元4041,用于触发新Serving GW确立与PDN GW之间的上下行遂道;用于触发新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配一个S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID,用于触发撤销单元4042的执行;
在实际应用中,在转移处于连接状态的UE时,隧道确立单元4041还可以用于触发基站确立与新Serving GW之间的上下行遂道,之后再触发撤销单元4042的执行。
撤销单元4042,用于触发原Serving GW删除所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
这里还需要说明的是,在实际应用中,本发明中提出的重新定位服务网关的设备可设于MME中,也可设于服务通用分组无线业务服务节点(SGSN)中。
通过采用上述技术方案,本发明能够在服务网关不能为所服务的UE继续提供服务时,将UE的所有承载资源从原Serving GW转移到新Serving GW上,并由新的服务网关继续为UE提供服务,从而确保了UE业务的连续性。另外,本发明对处于连接状态与空闲状态的UE均适用,对于连接状态的UE而言,本发明通过将原Serving GW分配的相关承载资源保留一段时间后再删除,使得在转移过程中继续进行上、下行数据的传输,减少UE数据传输的中断时间。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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 (25)

1、一种重新定位服务网关的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
a、移动性管理实体MME从网络中获悉需要将一个服务网关Serving GW中指定数量的用户设备UE进行转移,所述UE同时也由所述MME提供服务;
b、MME选择出指定数量的UE,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW;所述新Serving GW处于未过载状态;
c、MME分别将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤a中MME从网络中获悉一个Serving GW中指定数量的UE需要进行转移的方法包括:
所述Serving GW向MME发送消息,所述消息中携带通知MME转移指定数量UE的指示,或者通过MME对所述Serving GW的性能进行检测,获悉需要转移所述Serving GW服务的指定数量的UE。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤b中MME选择出指定数量的UE时,首先选择处于连接状态的UE,如果处于连接状态的UE数量小于指定数量,则再选择空闲状态的UE以达到指定数量。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤c中将所选择的每个UE转移到对应的新Serving GW上的方法包括:
y1、MME向新Serving GW发送创建承载请求消息,所述创建承载请求消息中携带所述UE的承载的上下文;
y2、新Serving GW根据所述UE的承载的上下文与PDN GW确立S5/S8接口的上下行隧道;
y3、新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配一个S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID,发送创建承载响应消息给MME,所述创建承载响应消息中携带所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
y4、MME触发原Serving GW删除所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤y4包括:
w1、MME向原Serving GW发送删除承载请求消息,所述删除承载请求消息中携带指示原Serving GW不向PDN GW发送删除承载请求消息的信息;
w2、原Serving GW收到删除承载请求消息后,启动一个定时器,并向MME发送删除承载响应消息,所述定时器超时后,原Serving GW删除所保存的所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
6、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤y1中的所述创建承载请求消息中的上下文包含基站为UE的所有承载分别分配的GTP-U下行IP地址与TEID;
所述步骤y3与y4之间进一步包括:
u1、MME发送修改无线承载请求消息给基站,所述修改无线承载请求消息携带新Serving GW为UE的承载分配的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
u2、基站向MME发送修改无线承载响应消息。
7、根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述步骤u1与u2之间,进一步包括:
基站根据收到的所述S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID向新ServingGW发送上行数据,新Serving GW将所述上行数据上传给PDN GW。
8、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述步骤u2与y4之间进一步包括:
a1、新Serving GW向基站发送下行数据,所述下行数据为新Serving GW当前从PDN GW处接收到的下行数据。
9、根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述步骤u2中发送修改无线承载响应消息步骤之前,所述步骤u2进一步包括:
u2x、基站为所述UE的承载分配S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID,并包含于所述修改无线承载响应消息中;
所述步骤u2与步骤a1之间进一步包括:
b1、MME向新Serving GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息中携带所述基站分配的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID;
所述步骤a1中新Serving GW根据所述更新承载请求消息中的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID向基站发送下行数据;
所述步骤a1与y4之间进一步包括:
b2、新Serving GW向MME发送更新承载响应消息。
10、根据权利要求9所述的方法,其特征在于,
所述步骤u2x之后进一步包括,如果在指定时间内基站没有从原ServingGW处接收到下行数据,或者经过了指定时间间隔,则基站释放原来分配给原Serving GW的S1_U接口的GTP-U下行IP地址与TEID。
11、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和隧道端点标识TEID,以及在S5/S8接口上所有承载的GTP-U的上行IP地址和TEID;
所述步骤y2包括:
z1、新Serving GW为所述PDN GW分配一个S5/S8接口上的GTP-C的下行IP地址和TEID,为所述UE的所有承载分别分配一个S5/S8接口的GTP-U的下行IP地址和TEID,根据所述S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID向PDN GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息携带所述GTP-C的下行IP地址和TEID以及所有GTP-U的下行IP地址和TEID;
z2、PDN GW根据从所述更新承载请求消息中获得的所述GTP-C的下行IP地址和TEID向新Serving GW发送更新承载响应消息。
12、根据权利要求11所述的方法,其特征在于,在所述步骤z1与z2之间进一步包括:
zx、PDN GW为所述新Serving GW分配一个S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID,为所述UE的承载分配S5/S8接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
所述步骤z2中的更新承载响应消息进一步包含所述PDN GW为所述UE的承载分配的S5/S8接口上的GTP-U上行IP地址与TEID。
13、根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述步骤zx之后进一步包括:
如果在指定时间内PDN GW没有从原Serving GW处接收到上行数据,或者经过了指定时间间隔,则PDN GW释放原来分配给原Serving GW的S5/S8接口上UE的所有承载的GTP-U上行IP地址与TEID。
14、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和通用路由封装标签GRE key;
所述步骤y2包括:
v1、新Serving GW为所述UE在S5/S8接口上的所有承载共同分配一个移动接入网关的下行IP地址和GRE key,根据所述PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和GRE key向PDN GW发送代理绑定更新消息,所述代理绑定更新消息携带所述移动接入网关的下行IP地址和GRE key;PDN GW中本地移动锚点根据代理绑定更新消息,将所述移动接入网关的下行IP地址和通用路由封装标签进行绑定;
v2、PDN GW向新Serving GW发送代理绑定应答消息。
15、根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述步骤y1与y2之间进一步包括:
新Serving GW向家乡策略与计费规则功能hPCRF发送网关控制会话建立消息,所述网关控制会话建立消息用于请求得到策略规则;
hPCRF向新Serving GW发送确认网关控制会话建立消息,所述确认网关控制会话建立消息包括新Serving GW的服务质量策略规则。
所述步骤w1与w2之间进一步包括:
原Serving GW向hPCRF发送网关控制会话结束消息;
hPCRF向原Serving GW发送确认网关控制会话结束消息。
16、根据权利要求6至10所述的任一方法,其特征在于,所述步骤y2包括:
所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含PDN GW的S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和隧道端点标识TEID,以及在S5/S8接口上所有承载的GTP-U的上行IP地址和TEID;
所述步骤y2包括:
z1、新Serving GW为所述UE分配一个S5/S8接口的GTP-C的下行IP地址和TEID,为所述UE在S5/S8接口上的所有承载分别分配一个S5/S8接口的GTP-U的下行IP地址和TEID,根据所述PDN GW的S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID向PDN GW发送更新承载请求消息,所述更新承载请求消息携带所述GTP-C的下行IP地址和TEID以及所有GTP-U的下行IP地址和TEID;
z2、PDN GW根据从所述更新承载请求消息中获得的所述GTP-C的下行IP地址和TEID向新Serving GW发送更新承载响应消息。
17、根据权利要求16所述的方法,其特征在于,在所述步骤z1与z2之间进一步包括:
zx、PDN GW为所述新Serving GW分配一个S5/S8接口的GTP-C的上行IP地址和TEID,为UE的承载分配S5/S8接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
所述步骤z2中的更新承载响应消息进一步包含所述PDN GW为所述UE的承载分配的S5/S8接口的GTP-U上行IP地址与TEID。
18、根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述步骤zx之后进一步包括:
如果在指定时间内PDN GW没有从原Serving GW处接收到上行数据,或者经过了指定时间间隔,则PDN GW释放原来分配给原Serving GW的S5/S8接口上所述UE所有承载的GTP-U上行IP地址与TEID。
19、根据权利要求18所述的方法,其特征在于,在所述步骤z1与z2之间进一步包括:
PDN GW根据所述更新承载请求消息中的所述GTP-U的下行IP地址和TEID向新Serving GW发送所述UE承载的下行数据,所述新Serving GW根据所述基站为UE的承载分配的GTP-U的下行IP地址与TEID,将所述下行数据传递给基站。
20、根据权利要求6至10所述的任一方法,其特征在于,
所述步骤y1中的所述UE的承载的上下文包含PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和通用路由封装标签GRE key;
所述步骤y2包括:
v1、新Serving GW为所述UE在S5/S8接口上的所有承载共同分配一个移动接入网关的下行IP地址和GRE key,根据所述PDN GW中本地移动锚点的上行IP地址和GRE key向PDN GW发送代理绑定更新消息,所述代理绑定更新消息携带所述移动接入网关的下行IP地址和GRE key;PDN GW中本地移动锚点根据代理绑定更新消息,将所述移动接入网关的下行IP地址和GRE key进行绑定;
v2、PDN GW向新Serving GW发送代理绑定应答消息。
21、根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述步骤v1与步骤v2之间进一步包括,PDN GW根据收到的新Serving GW的下行IP地址和GRE key向新Serving GW发送所述UE承载的下行数据,新Serving GW向基站转发所述下行数据。
22、根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述步骤y1与y2之间进一步包括:
新Serving GW向hPCRF发送网关控制会话建立消息,所述网关控制会话建立消息用于请求得到策略规则;
hPCRF向新Serving GW发送确认网关控制会话建立消息,所述确认网关控制会话建立消息包括新Serving GW的服务质量策略规则。
所述步骤w1与w2之间进一步包括:
原Serving GW向hPCRF发送网关控制会话结束消息;
hPCRF向原Serving GW发送确认网关控制会话结束消息。
23、一种重新定位服务网关的设备,其特征在于,包括:
启动模块,用于从网络中获悉需要将一个Serving GW中指定数量的UE进行转移,所述UE同时也由所述MME提供服务,并触发选择模块的执行;
选择模块,用于选择出指定数量的UE,为所选择的每个UE分别选择一个新Serving GW,所述新Serving GW能够为与其对应的UE提供服务且不会过载;用于触发调度模块的执行;
调度模块,用于利用转移模块将所选择的所有UE转移到对应的新ServingGW上;
转移模块,用于将一个UE转移到新Serving GW上。
24、根据权利要求23所述的设备,其特征在于,所述转移模块包括:
隧道确立单元,用于触发新Serving GW确立与PDN GW之间的上下行遂道;用于触发新Serving GW为所述UE的所有承载分别分配一个S1_U接口的GTP-U上行IP地址与TEID;
撤销单元,用于触发原Serving GW删除所述UE的承载的上下文并释放相关资源。
25、根据权利要求24所述的设备,其特征在于,所述隧道确立单元进一步用于触发基站确立与新Serving GW之间的上下行遂道。
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