CN101572862A - 支持3g系统和lte系统间互通的方法和设备 - Google Patents

支持3g系统和lte系统间互通的方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种支持3G和SAE系统互通的方法和设备，包括步骤：PDN－GW检测该终端所对应的所有分组数据协议上下文，在没有NON－GBR的分组数据协议上下文情况下，PDN－GW触发分组数据协议上下文的建立，保证NON－GBR类型的分组数据协议上下文始终建立在网络中。通过本发明的方法，使得LTE终端通过3G网络接入后，再移动到SAE网络仍然能够使用缺省承载所提供的业务。

Description

支持3G系统和LTE系统间互通的方法和设备
技术领域
本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种支持3G系统和LTE系统互通的方法和设备。
背景技术
现有技术中SAE的系统结构如图1所示。下面是对图1SAE系统结构的描述。该图同时也描述了3G系统与长期演进系统LTE互通的系统结构。
101用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备，该设备可以在3G和LTE两个系统下工作。102增强无线接入网EUTRAN是演进系统SAE中的无线接入网络，也可以称作ENB，负责给LTE手机提供接入无线网络的接口，并且与手机的移动管理实体103MME(移动管理实体)和用户平面实体104服务网关通过S1接口连接。103MME负责管理用户设备的移动上下文、会话上下文，保存用户与安全有关的信息。104服务网关主要提供用户平面的功能。S1-MME接口负责给UE提供无线接入承载建立，将UE发送给MME的消息进行从无线接入网的转发。103MME和104服务网关结合起来的功能与原来的108SGSN(通用分组无线业务(以下简称GPRS)支持节点)有些类似，MME与服务网关有可能处于同一个物理实体。105 PDN Gateway负责计费、合法监听等功能。服务网关和PDN Gateway有可能处于同一个物理实体。107 UTRAN是UE在3G系统下的无线接入网络。108SGSN是现有UMTS中为数据的传输提供路由的设备。现有的SGSN是根据接入点名字(以下简称APN)来找到对应的网关GPRS支持节点(以下简称GGSN)。109HSS是用户设备的家乡归属子系统，它负责保存用户的信息，包括用户设备的当前位置，服务节点的地址，用户的安全有关的信息，用户设备激活的分组数据协议(以下简称PDP)上下文等等。106PCRF通过S7接口提供Qos政策和计费准则。
通常终端通过102E-UTRAN接入到LTE系统后，在接入过程中，MME会发起缺省承载建立。终端的接入过程结束后，LTE网络中将一直存在一个激活的缺省承载。在LTE系统中，缺省承载的类型是NON-GBR(NON Guarantee Bit Rate，非确保数据速率)类型。根据业务的类型分类，承载的类型可以分为两类，一种是GBR(确保数据速率)类型，另一种是NON-GBR类型。NON-GBR类型的承载对应于交互类(interactive)或者背景类(background)。GBR类型的承载对应流媒体(streaming)或会话类(conversational)。
但是，终端初始接入通过107UTRAN接入到3G系统，即，通过108SGSN、104服务网关、105PDN-GW接入到外网。在接入过程中，核心网络不会为该终端建立缺省承载。或者在接入结束后，因为业务需要，3G网络中只存在GBR类型的分组数据协议上下文。那么，在终端移动到LTE网络时，需要解决如何为该终端建立缺省承载以保证LTE的终端能够应用缺省承载的所提供的业务的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种支持3G和LTE系统互通的方法，保证终端移动到LTE系统后，SAE网络能够为终端建立缺省承载，保证终端能够应用缺省承载所提供的业务。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种支持第一系统和第二系统互通的方法，包括步骤：
第一系统中负责管理用户设备分组数据协议上下文的节点检测所有分组数据协议上下文中是否存在非确保数据速率的分组数据协议上下文；
若不存在，则所述节点发起上下文建立过程，建立分组数据协议上下文类型为非确保数据速率类型的分组数据协议上下文，所述用户设备保存该分组数据协议上下文；当用户设备移动到第二系统后，利用所述非确保数据速率的分组数据协议上下文建立默认承载。
根据本发明的另一方面，一种负责管理用户设备分组数据协议上下文的节点，包括：
检测模块，用于检测所管理的所有分组数据协议上下文中是否存在非确保数据速率的分组数据协议上下文；
上下文建立模块，用于当不存在非确保数据速率的分组数据协议上下文，则发起上下文建立过程，建立分组数据协议上下文类型为非确保数据速率类型的分组数据协议上下文，以便所述用户设备保存该分组数据协议上下文；
承载建立模块，用于利用所述非确保数据速率的分组数据协议上下文建立默认承载。
通过本发明的方法，使得通过3G网络接入的LTE终端移动到LTE网络后仍然能够使用缺省承载所提供的业务。
附图说明
图1是SAE系统网络结构；
图2是根据本发明实施例由PDN-GW发起的二次上下文激活过程示意图；
图3是根据本发明另一个实施例由UE发起的分组数据协议上下文激活过程示意图；
图4是根据本发明另一个实施例PDN-GW发起的二次上下文激活过程示意图；
图5是缺省承载建立过程；
图6是示出了根据本发明的网络节点的结构方框图；
图7是根据本发明另一个实施例由PDN-GW触发分组数据协议上下文激活过程；
图8是二次上下文激活过程；以及
图9示出了现有技术的分组数据协议上下文激活过程。
具体实施方式
以LTE系统为例，根据本发明的实施例由PDN-GW触发的网络请求二次上下文激活流程，如图2所示。下面是对该图的详细说明。在下面的描述中对与本发明无关的技术忽略了详细的技术说明。
如图6所示，由根据本发明的节点来实现网络请求二次上下文激活的流程。节点600是一种3G系统中负责管理用户设备分组数据协议上下文的节点，可以包括：检测模块601，用于检测所管理的所有分组数据协议上下文中是否存在非确保数据速率的分组数据协议上下文；上下文建立模块603；以及承载建立模块605。本领域的技术人员可以理解，节点600可以是但不局限于终端或PDN-GW等。
下面将结合图2和图6来描述网络请求二次上下文激活流程。
201当网络中存在激活的分组数据协议上下文，PDN-GW中的检测模块601检测该终端对应的分组数据协议上下文是否存在NON-GBR类型，并且其它激活的分组数据协议上下文是否为GBR类型，如果存在，则PDN-GW触发二次分组数据协议上下文请求。
202 PDN-GW根据上述检测结果，触发二次分组数据协议上下文请求过程，并且通过上下文建立模块603请求该分组数据协议上下文的类型为NON-GBR类型。PDN-GW发送到服务网关的请求消息中指定分组数据协议类型为NON-GBR。
203服务网关发送到SGSN的请求消息中携带从PDN-GW获取的分组数据协议类型参数。
204 SGSN发送请求二次分组数据协议上下文请求，该消息中携带从服务网关获取的分组数据协议类型参数。
205二次上下文激活过程和现有的流程相同，参考图8的描述。
本发明的第二实施例给出了由UE发起的分组数据协议上下文激活过程，如图3所示。下面是对该图的详细说明。在下面的描述中对与本发明无关的技术忽略了详细的技术说明。类似地，可以利用图6所示的节点来实现第二实施例的分组数据协议上下文激活过程。
实施例1和实施例2属于两种可相互替代的方案。都适用于当PDN-GW检测到没有NON-GBR类型的分组数据协议上下文，但是存在其它激活的分组数据协议上下文的情况。
301终端在发起分组数据协议上下文激活请求前根据分组数据协议类型进行判断，如果分组数据协议类型为NON-GBR，那么按照现有的分组数据协议上下文激活流程进行。如果分组数据协议类型为GBR，那么终端为该分组数据协议上下文分配业务流模板TFT，并且在激活分组数据协议上下文请求消息中携带TFT。
302 SGSN发送创建分组数据协议上下文请求到服务网关，该请求消息中携带SGSN从终端获取的TFT参数。
303服务网关发送创建分组数据协议上下文请求到PDN-GW，该请求消息中携带TFT。
304 PDN-GW发送创建分组数据协议上下文回复到服务网关。
305服务网关发送创建分组数据协议上下文回复到SGSN。
306无线承载建立过程。
307调用trace消息。
308 SGSN发送更新分组数据协议上下文请求到服务网关。
309服务网关发送更新分组数据协议上下文请求到PDN-GW。
310 PDN-GW发送更新分组数据协议上下文回复到服务网关。
311服务网关更新分组数据协议上下文回复到SGSN。
312 SGSN发送激活分组数据协议上下文接受消息到UE。
可以看出，这里的304-312和现有LTE系统中的分组数据协议上下文激活过程相同。
图4是根据本发明另一个实施例由PDN-GW触发的二次分组数据协议上下文激活过程。下面是对该图的详细描述。
401 PDN-GW检测该终端是否有NON-GBR分组数据协议上下文，并且其它激活的GBR类型的分组数据协议上下文没有被安排TFT，如果PDN-GW检测该终端没有NON-GBR分组数据协议上下文，并且存在其它激活的GBR类型的分组数据协议上下文有被安排TFT，那么PDN-GW触发二次上下文激活过程，激活NON-GBR的分组数据协议上下文，并且PDN-GW不为该分组数据协议上下文分配TFT。
402 PDN-GW发送触发上下文消息到服务网关，确定该分组数据协议类型为NON-GBR，并且不为该分组数据协议上下文分配TFT。
403服务网关发送触发上下文消息到SGSN，该消息中携带通过PDN-GW获取的分组数据协议类型(non-GBR)
404 SGSN发送请求二次上下文激活消息到UE，该消息中携带获取的分组数据协议类型参数。
405执行二次分组数据协议上下文激活过程，该过程和现有定义的二次上下文激活过程相同，参见图8所示。
图5描述LTE终端通过E-UTRAN接入，UE发起的接入过程，该接入过程中包括缺省承载建立过程。其中517-522为MME发起的缺省承载建立过程。该过程必须在接入过程完成。只有成功的完成缺省承载建立过程，接入过程才能成功完成。缺省承载建立的过程是由图6中605承载建立模块来完成的。
501 UE发起接入请求到ENB。
502 ENB发起接入请求到MME。
503 MME如果没有得到UE的IMSI，发送用户标识请求到oldMME/SGSN请求UE的IMSI标识。
504旧MME/SGSN发送请求标识回复给新接入的MME，该消息中携带IMSI。
505 UE在新旧MME中都无法识别，例如，该UE初次接入MME，那么MME发送用户标识请求消息到UE。
507 UE在用户标识回复消息中上报UE的IMSI标识。
508网络需要对UE进行鉴权和完整性保护过程。
509如果MME中存在该UE的激活承载信息，例如，该UE重新接入MME，但是在重接入之前没有正确的去附着，MME发送删除承载请求到服务网关，和PDN-GW，该过程中可能和PCRF有交互，获取或者更新策略和计费信息。
510如果本次接入的MME和上次去附着的MME是不同的MME，或者现在的MME中没有有效的UE签约上下文信息，或者MME的标识改变，MME发送更新位置信息到HSS。
511 HSS发送删除位置信息到旧的MME。
512旧MME删除该UE的移动性管理和承载上下文的信息。
513旧MME发送删除承载请求到服务网关，服务网关到P-GW，删除服务网关和P-GW中该UE旧的承载信息。
514 P-GW和服务网关发送承载删除确认消息到MME。如果需要，P-GW和PCRF之间会交互相关信息。
515 HSS发送插入用户数据信息到新的MME。
516 MME发送插入用户数据信息确认消息到HSS。
517 HSS发送更新位置信息确认到MME。
518 MME根据PDN-GW选择原则，和服务网关选择原则，选择合适的服务网关和PDN-GW，MME发送建立缺省承载请求消息到选定的服务网关，其中包括缺省承载所需要的Qos能力。
519服务网关发送建立缺省承载请求到PDN-GW，该消息中包括缺省承载所需要的Qos能力。
520如果网络支持动态策略和计费信息控制，PDN-GW可能收到PCRF发送的新的策略信息。
521缺省承载建立成功，PDN-GW发送缺省承载回复消息到服务网关。
522服务网关发送创建缺省承载到MME。此时服务网关已经可以收到下行数据。
523如果该UE可以接入到网络，MME发送接入接受消息到UE。
524 UE和ENB之间进行RRC连接与配置过程。
525 ENB发送接入完成消息到MME。此时网络可以收到UE发送的上行数据。
526 MME根据新的承载上下文信息发送更新承载请求到服务网关。
527服务网关根据获取的参数，更新该UE对应的承载信息，发送更新承载回复到MME。
528 MME发送更新位置信息到HSS。HSS更新后发送确认消息到MME。
图7是根据本发明另一个实施例由PDN-GW触发分组数据协议上下文激活过程
701 PDN-GW首先检测该终端是否没有NON-GBR类型的分组数据协议上下文，如果没有，PDN-GW触发分组数据协议上下文激活过程。
702 PDN-GW可以通过给HSS发送检测消息，确认该用户所对应的签约信息，确认该用户需要NON-GBR类型的缺省承载。
703 HSS根据该用户的标识信息，查找到该用户所对应的上下文信息和SGSN地址等信息，通过确认信息返回上述信息参数。
704 PDN-GW请求为该终端发起分组数据协议上下文激活，并指定该分组数据协议上下文的分组数据协议类型为NON-GBR。PDN-GW发送分组数据协议上下文激活请求到服务网关。
705服务网关收到该请求后发送分组数据协议上下文激活请求到SGSN，请求消息中携带的分组数据协议类型参数为NON-GBR类型。
706 SGSN收到该请求消息后，发送确认消息到服务网关，通知SGSN将会发送分组数据协议上下文激活请求到UE。
707服务网关发送确认消息到PDN-GW，通知PDN-GW，SGSN将会发送分组数据协议上下文激活请求到UE。
708 SGSN发送请求分组数据协议上下文激活到UE，该消息中携带分组数据协议类型参数。
709 UE发起分组数据协议上下文激活过程，具体的激活过程和现有规范中定义的分组数据协议上下文激活过程相同。
图8描述的是二次上下文激活过程。
801终端发起二次分组数据协议上下文激活，消息中包含数据流模板TFT，请求的QoS等信息。
802 SGSN发送创建分组数据协议上下文请求到服务网关，该请求消息中携带SGSN从终端获取的TFT、QoS等参数。
803服务网关发送创建分组数据协议上下文请求到PDN-GW，该请求消息中携带TFT和QoS等参数。
804 PDN-GW发送创建分组数据协议上下文回复到服务网关，消息中携带PDN-GW针对新建的分组数据协议上下文分配的隧道标识等信息。
805服务网关发送创建分组数据协议上下文回复到SGSN。消息中携带服务网关针对新建的分组数据协议上下文分配的隧道标识等信息。
806无线承载建立过程。
807 SGSN发送更新分组数据协议上下文请求到服务网关。
808服务网关发送更新分组数据协议上下文请求到PDN-GW。
809 PDN-GW发送更新分组数据协议上下文回复到服务网关。
810服务网关更新分组数据协议上下文回复到SGSN。
811 SGSN发送激活二次分组数据协议上下文接受消息到UE。
图9示出了现有的分组数据协议上下文激活过程。
901终端发起分组数据协议上下文激活过程，该消息中包含接入点名称APN，请求的QoS，分组数据协议类型等信息。
902 SGSN发送创建分组数据协议上下文请求到服务网关，该请求消息中携带SGSN从接入点名称APN，QoS，分组数据协议类型等参数。
903服务网关发送创建分组数据协议上下文请求到PDN-GW，该请求消息中携带接入点名称APN，QoS，分组数据协议类型等参数。。
904 PDN-GW发送创建分组数据协议上下文回复到服务网关，消息中携带PDN-GW针对新建的分组数据协议上下文分配的隧道标识等信息。
905服务网关发送创建分组数据协议上下文回复到SGSN。消息中携带服务网关针对新建的分组数据协议上下文分配的隧道标识等信息。
906无线承载建立过程。
907 SGSN发送更新分组数据协议上下文请求到服务网关。
908服务网关发送更新分组数据协议上下文请求到PDN-GW。
909 PDN-GW发送更新分组数据协议上下文回复到服务网关。
910服务网关更新分组数据协议上下文回复到SGSN。
911 SGSN发送激活分组数据协议上下文接受消息到UE。
尽管本发明按照所述的实施例进行了描述，需要指出的是，这些实施例都是用来解释，而不是用来对本发明进行限定。本领域的普通技术人员能够很容易对这些实施例进行更改、增加、删除任何步骤而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种支持第一系统和第二系统互通的方法，包括步骤：
第一系统中负责管理用户设备分组数据协议上下文的节点检测所有分组数据协议上下文中是否存在非确保数据速率的分组数据协议上下文；
若不存在，则所述节点发起上下文建立过程，建立分组数据协议上下文类型为非确保数据速率类型的分组数据协议上下文，所述用户设备保存该分组数据协议上下文；
用户设备移动到第二系统后，利用所述非确保数据速率的分组数据协议上下文在第二系统建立缺省承载。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，如果用户设备不存在其它GBR类型的分组数据协议上下文，则所述分组数据协议上下文建立过程包括分组数据协议上下文激活过程。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，如果用户设备存在其它类型的分组数据协议上下文，则所述分组数据协议上下文建立过程包括二次分组数据协议上下文激活过程。
4.一种负责管理用户设备分组数据协议上下文的节点，包括：
检测模块，用于检测所管理的所有分组数据协议上下文中是否存在非确保数据速率的分组数据协议上下文；
上下文建立模块，用于当不存在非确保数据速率的分组数据协议上下文，则发起上下文建立过程，建立分组数据协议上下文类型为非确保数据速率类型的分组数据协议上下文，以便所述用户设备保存该分组数据协议上下文；
承载建立模块，用于利用所述非确保数据速率的分组数据协议上下文建立默认承载。
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