CN101784035B - 一种业务网元与mme建立关联的方法、系统及用户设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种业务网元与MME建立关联的方法、系统及装置，其中所述方法应用于UE通过EPS网络接入实现业务时，业务网元与MME建立关联的场景，该方法包括：业务网元接收用户设备UE发送的消息，所述消息中携带所述UE当前接入的MME的信息参数；获知所述MME的信息参数；向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息。本发明提供的方法、系统及装置解决了业务网元与MME之间建立关联的问题，并且不需要PCRF等与该功能不相关的网元为实现这个功能而进行修改，大大降低了设计成本和网络运营成本及风险。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及UE通过EPS网络接入实现业务时，业务网元与MME建立关联的方法、系统及用户设备。
背景技术
为了保持第三代移动通信系统标准化项目(3rd Generation PartnershipProject，简称为3GPP)在移动通信领域的强有力的竞争力，3GPP目前正致力研究对分组交换核心网(Packet Switched Core，简称为PS Core)和全球移动通信系统无线接入网(Universal Mobile Telecommunication System RadioAccess Network，简称为UTRAN)的演进，目的是使得演进的PS Core(简称EPC)可提供更高的传输速率，更短的传输延时，并支持E-UTRAN(EvolvedUTRAN，演进的UTRAN)、GERAN(GSM EDGE radio access network，GSM EDGE无线接入网，其中GSM是Global System for Mobilecommunications的缩写，即全球移动通讯系统，EDGE是Enhanced Data Ratefor GSM Evolution的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术)、UTRAN、WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)及其它非3GPP的接入网络之间的移动性管理。这个演进的移动通信系统被称为演进的分组域系统(Evolved Packet System，简称为EPS)。
图1示出了现有技术的终端在EPS网络接入下实现CS业务的网络架构图，对于图1中各实体的说明如下：
用户设备(User Equipment，简称UE)。
E-UTRAN：演进的无线接入网，可以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。E-UTRAN中包含的网元是eNodeB(Evolved NodeB)，为终端的接入提供无线资源。
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。
分组数据网网关(Packet Data Network Gateway，简称PDN GW或P-GW)，负责UE接入PDN(Packet Data Network，分组数据网)的网关功能。P-GW和S-GW可能合设在一个物理实体中。
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。
全球唯一临时终端标识(Globally Unique Temporary UE Identity，简称GUTI)，GUTI用来为终端在EPS网络提供一个唯一标识，并且不暴露终端或者用户的永久标识信息。GUTI由两个部分组成：MME的全球唯一标识(Globally Unique MME Identifier，简称GUMMEI)和终端在MME中的临时移动标识(M-Temporary Mobile Subscriber Identity，简称M-TMSI)。其中GUMMEI用来唯一标识分配这个GUTI的MME和网络，是MME的全球唯一标识。GUMMEI由移动国家码(Mobile Country Code，简称MCC)，移动网号(Mobile Network Code，简称MNC)和MME标识(MME Identifier，简称MMEI)组成，其中MMEI由MME组标识(MME Group ID，简称MMEGI)和MME编号(MME Code，简称MMEC)组成。M-TMSI是终端接入MME时MME为其分配的临时标识，只有MME和终端知道用户永久性唯一标识(International Mobile Subscriber Identity，简称IMSI)和M-TMSI之间的对应关系。
UE在EPS网络进行开机附着(attach)或者跟踪区更新(Tracking AreaUpdate，简称TAU，UE在EPS网络更新位置的过程)时，在MME发送给UE的接入(开机附着或者跟踪区更新)接受消息中会携带MME给该UE分配的GUTI，UE接收到GUTI会保存。
GERAN/UTRAN：GSM/通用移动通信系统(Universal MobileTelecommunications System，简称UMTS)网络的无线接入网。
移动交换中心(Mobile Switching Center，简称MSC)/拜访位置寄存器(Visitor Location Register，简称VLR)。通常在实际实现和布网的时候MSC和VLR这个两个逻辑分开的单元是一个合设的物理节点。该MSC/VLR也可以是在R4阶段及之后的新功能实体MSC Server等，在本发明中统一用MSC/VLR代表。
当UE在GSM/UMTS网络接入时，用户的基本语音业务以及基于语音业务的补充业务等是通过电路交换(Circuit Switched，简称CS)域(下文中将其称为电路域)提供，图1中的MSC/VLR属于CS域网元，用户通过CS域可以与本网内或者其它网络(比如固定电话网、其它移动网)的用户进行语音呼叫等CS业务。
EPS系统本身并不能提供和控制语音呼叫等CS业务，只能提供互联网协议(Internet Protocol，简称IP)数据的承载，现有技术中一种UE在EPS接入下实现语音等CS业务的思路就是由电路域控制来实现，当UE接入EPS网络后，通过承载在EPS网络上的IP信令通道传递UE与MSC/VLR之间的交互信令进行位置更新和呼叫信令等交互过程，通过承载在EPS网络上的IP用户面通道来传递语音媒体流。图1中的IWF可以是具有相应功能的任何变化形式的网元，在本发明中统一使用IWF代表。
图1示出了现有技术中一种终端在EPS网络接入下通过CS域控制来实现语音等CS业务的方案的网络架构，在这种方案中，为了避免对MSC/VLR的修改和影响，新引入互联网元(Interworking Function，简称IWF)来完成相关修改，该网元对MSC/VLR模拟为BSC/RNC，提供A/IU-CS接口，完成将从UE接收到的IP信令消息转化为A/IU-CS接口消息发送给MSC/VLR，和相反方向的转化和发送。当UE接入EPS网络后，通过承载在EPS网络上的IP信令通道与IWF以及MSC/VLR之间交互进行注册、位置更新和语音呼叫等交互过程，从而完成承载和呼叫建立的建立过程。当UE需要从EPS网络切换到UMTS/GSM网络，MME接收到切换请求时，对语音业务，MME需要给UE当前的IWF发送切换请求消息，从而由该IWF对切换请求消息转换并给当前控制呼叫的MSC/VLR发送切换请求消息，所以UE当前所在的MME需要能够获知UE当前所在的IWF。
上述问题一种可能的解决方法是在建立语音承载过程中，通过修改策略控制和计费(Policy Control and Charging，简称PCC)机制允许IWF在发起语音承载建立过程中将自己的信息通过PCC机制传递给MME，这样就需要对PCC相关的网元，例如策略和计费规则功能(Policy Charging RuleFunction，简称PCRF)、P-GW和S-GW进行修改。
另外一种可能的解决方法就是MME通过查询保存有当前UE接入的IWF的外部数据库或者服务器的方式实现。这种方法需要增加MME与外部数据库或者服务器之间的接口等。
以上两种方案需要对PCRF等与该功能不相关的众多网元进行较大的改动和升级，设计成本和实现成本无疑较高，网络运营成本和风险也将随之增大。
此外，除了语音等CS业务外，UE在EPS网络接入下实现其它业务时，相关业务网元也可能需要与MME之间建立关联关系。
因此，综上所述，需要一种能够实现UE当前所接入的业务网元与MME之间能够建立关联关系，并且不需要对PCRF等与该功能不相关的网元进行修改和升级的方法。
发明内容
基于上述问题，本发明提供了一种UE通过EPS网络接入实现业务时，业务网元与MME建立关联的方法、系统及用户设备，以解决上述业务网元与MME之间建立关联的问题，并且不需要PCRF等与该功能不相关的网元为实现这个功能而进行修改。
本发明中所述业务网元是指：UE通过EPS网络接入该网元，并且该网元需要与MME之间进行交互从而完成某些业务功能。例如，实现终端在EPS接入下CS业务的IWF就是本发明所称业务网元.
为解决上述问题，本发明提供一种业务网元与移动性管理实体MME建立关联的方法，应用于终端在EPS网络接入下实现业务，业务模块需要与MME建立关联的场景，该方法包括：
业务网元接收用户设备UE发送的消息，所述消息中携带所述UE当前接入的MME的信息参数；获知所述MME的信息参数，向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息。
进一步地，所述业务网元接收所述UE发送的携带所述UE当前接入的MME的信息参数的消息后，所述方法还包括：所述业务网元保存所述MME的信息参数。
进一步地，所述业务网元向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息后，所述方法还包括：
所述MME接收所述业务网元发送的携带所述业务网元信息参数的消息，获知所述业务网元信息参数。
进一步地，所述MME信息参数为全球唯一临时终端标识GUTI，或根据GUTI获得的MME标识信息。
进一步地，所述业务网元在接收到所述UE发送的业务注册请求消息时，向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息；或者在所述UE已经完成业务注册，在进行业务过程中向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息；
进一步地，所述业务网元为互联网元IWF；
所述IWF接收的所述UE发送的消息为注册请求消息；
所述IWF向所述MME发送的携带业务网元信息参数的消息为注册请求消息、或对UE进行合法性认证请求消息、或请求注册IWF为语音业务的切换锚定点消息。
本发明还提供了一种业务网元与MME建立关联的系统，包括MME和业务网元，其特征在于，
所述业务网元用于接收UE发送的消息，所述消息中携带所述UE当前接入的MME的信息参数；获知所述消息中携带的MME信息参数；还用于向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息。
所述MME用于接收所述业务网元发送的携带所述业务网元信息参数的消息，还用于获知所述业务网元信息参数。
进一步地，所述业务网元具体包括：
接收单元，用于接收所述UE发送的携带所述UE当前所接入的MME的信息参数的消息；
信息获知单元，用于获知所述MME的信息参数；
发送单元，用于向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息。
进一步地，所述业务网元为互联网元IWF。
本发明还提供了一种用户设备UE，所述UE向所述业务网元发送消息，所述消息中携带所述UE当前接入的MME的信息参数。
与现有技术相比，本发明所述的方法实现了IWF以及业务模块获知及与MME之间建立关联关系的要求，并且不需要PCC架构相关的网元为该功能进行改动和升级，减少了现有网络运营成本和风险，有利于EPS网络的尽快应用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的终端在EPS网络接入下实现CS业务的网络架构图；
图2是本发明方法的流程示意；
图3是本发明实施例一的流程示意图；
图4是本发明实施例二的流程示意图；
图5是本发明实施例三的流程示意图；
图6是本发明实施例四的流程示意图；
图7是本发明实施例五的系统结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的EPS网络接入下业务网元与MME建立关联的方法做进一步详细说明。
业务网元与MME之间建立关联是指：业务模块获知MME信息并且MME获知业务网元信息；或者业务模块获知MME信息；或者MME获知业务网元信息。
当UE接入EPS网络后，UE中保存有GUTI信息，根据GUTI能够获知UE当前所接入的MME信息，所以本发明所提供的方法不是通过MME先获知业务网元的方法，而是通过业务网元先获知UE当前所在的MME信息，然后业务网元给MME发送消息，从而MME获知UE当前所在的业务网元信息，这种方法只需要对UE、业务网元、MME及之间的新接口有影响，修改的影响小。
本发明提出一种通用的业务模块与MME之间建立关联关系的实现方法，应用于终端在EPS网络接入下实现一些业务，例如CS语音呼叫的切换等，该方法是终端在向业务模块发送消息进行注册等过程时，携带终端当前在EPS网络接入下的GUTI或者根据GUTI获得的MME标识信息给业务网元；业务网元根据GUTI信息或者MME标识获知UE当前接入的MME信息；这样业务网元通过向MME发送消息，建立与MME之间的关联关系(MME获得了业务网元信息，业务网元获得了MME信息)。后续如果因为终端移动等引起业务网元或者MME发生变化，当业务网元或者MME发送变化时，新的业务网元和/或MME更新其中保存的关联信息。
本发明方法的流程如图2所示：
201：UE发送携带当前接入下的GUTI或者根据GUTI获得的MME标识信息等表示所述UE当前所接入的MME的信息参数的消息给业务网元；
202：业务网元根据GUTI或者MME标识获得终端当前所接入的MME信息；
203：业务网元向MME发送消息，所述消息中携带所述业务网元信息参数，从而MME获知业务网元信息，至此，MME与业务网元之间建立关联关系；
此后，当业务网元或者MME发送变化时，新的业务网元和/或MME更新其中保存的关联信息。更新关联信息的具体实施方法可以有很多种，在具体实施时可以根据需要采用下述实施方式中的一种或者其任意组合及变化形式。
例如，当UE移动或者网络负荷调整等等原因引起MME发生变化时：
在MME之间传递业务网元的信息，UE新接入的MME获得并更新其中保存的业务网元的信息；和/或，UE新接入的MME在获得业务网元的信息后向业务网元发送消息更新业务网元中保存的MME信息；
或者
当UE从新接入的MME接收到分配的GUTI后，UE触发到业务网元新的注册流程，按照上述201至203所述流程或者其中的部分流程来更新业务网元与UE新接入的MME之间的关联关系。
或者
UE新接入的MME给UE分配GUTI，并指示UE触发到业务网元新的注册流程，按照上述201至203所述流程或者其中的部分流程来更新业务网元与UE新接入的MME之间的关联关系。
例如，当UE移动或者网络负荷调整等等原因引起业务网元发生变化时：
新的业务网元从老的业务网元中获得MME信息，或者GUTI或者MME标识根据并根据这些信息获得MME信息，然后向MME发送消息更新MME中的信息为新的业务网元；
或者
UE发起新的注册过程，按照上述201至203所述流程或者其中的部分流程来更新新的业务网元与UE所接入的MME之间的关联关系。
在本发明所述方法进行之前，UE先在EPS网络进行接入。UE向MME发送开机附着或者跟踪区更新请求，MME与终端以及其它网元之间进行相应的交互和处理，MME在发给UE的开机附着或者跟踪区更新请求接受消息中携带GUTI，UE接收到该信息GUTI并保存。
本发明所述方法在实施时可以有多种实施流程。下面结合图3，4，5和6来描述其中的4种实施流程。图3，4，5和6分别是本发明所述方法应用到图1所示架构下的其中的4种可能的实施流程。在该实施流程中，业务网元是图1中示出的IWF。
实施例一：
图3是本发明实施例一的流程示意图，如图3所示，当所述业务网元为互联网元IWF时，本发明方法可以为如下流程：
301，UE向IWF发送注册请求消息，所述消息中携带GUTI信息，也可以携带以下参数全部或部分：
终端在EPS网络的位置信息(TAI，ECGI，或者TAI和ECGI)、IMSI、GUTI、UE的IP地址；
302，IWF根据GUTI获知MME地址信息等MME信息，保存MME信息，也可以不保存MME信息；
303，IWF给MME发送消息。该消息在实施时可以有多个发送时机和实现方式，其中一种如图3流程所示，IWF给MME发送注册和对终端合法性进行认证请求消息，该消息中携带GUTI信息、终端在EPS网络的位置信息、IMSI、UE的IP地址、IWF的地址中的全部信息或者其中的部分信息，IWF请求MME对该UE进行合法性等身份认证；
304，MME接收到消息，获知IWF地址等IWF信息并保存，也可以不进行保存。至此MME已经获知UE当前所接入的IWF信息。MME对UE进行身份认证，例如，MME可以根据自己中保存的信息检查该GUTI是否有效，UE发送的注册请求消息中的GUTI和IMSI之间的对应关系等与MME自己中保存的对应关系是否一致，或者终端的GUTI与IP地址的对应关系是否与MME中保存的一致，或者终端的IMSI与IP地址的对应关系是否与MME中保存的一致，或者UE的IP地址是否有效，或者上述各种判断方法和条件的各种组合等等；
305，MME给IWF发送响应消息，其中可以携带终端是否合法等信息；
306，IWF给UE发送消息，拒绝或者接受终端的注册请求。
在该实施例中，IWF也可以不要求MME对UE的身份进行认证，参数和处理有相应不同。
在该实施例中，在UE发送给IWF的消息中，也可以不是GUTI，而是MME标识和用户相关的信息。IWF根据MME标识信息获知MME信息，并进行相应操作。
采用本实施例所示的实施方式，除了通过IWF与MME交互能够实现对UE进行身份认证外，还可以完成以下功能：当UE尚未进行语音业务时，IWF就能够通过获知的信息与MME进行交互并进行相应业务。例如，IWF从MSC/VLR接收到相关消息，需要从MME获知UE当前在EPS网络的位置信息实现位置业务等，IWF就能够根据获知的MME信息向UE当前接入的MME发送消息，进行交互从而获得位置信息。或者在终端发起呼叫过程中，IWF通过该接口向MME查询UE当前所在的位置信息等。
实施例二：
图4是本发明方法的第二种实施方式的流程：
401，UE在EPS网络接入后，UE向IWF发送注册请求，消息中包含GUTI或者根据GUTI获知的MME标识；
402，IWF根据GUTI或者MME标识获知MME信息并保存；
403，IWF给UE发送注册请求接受消息；
404，UE、IWF和MSC之间交互进行位置更新及呼叫建立过程；
405，在呼叫建立过程中或者完成后，IWF向MME发送请求注册IWF为语音业务的切换锚定点消息，注册IWF为语音业务的切换锚定点，并在所述消息中携带IWF信息参数，至此MME获知UE当前所在的IWF的信息，在发生切换时，MME能够将切换请求消息发送到该IWF；
实施例三：
图5是本发明方法的第三种实施方式的流程：
501，UE向IWF发送注册请求，消息中包含UE当前接入的GUTI或根据GUTI获知的MME标识；
502，IWF接收到消息，保存GUTI或者MME标识；
503，IWF向UE返回注册请求接受消息；
504，UE、IWF和MSC之间交互进行位置更新及呼叫建立过程；
505，在呼叫建立过程中或者完成后，IWF根据GUTI或者MME标识获知MME信息；
506，在呼叫建立过程中或者完成后，IWF向MME发送请求注册IWF为语音业务的切换锚定点消息，注册IWF为语音业务的切换锚定点，并在所述消息中携带IWF信息参数。至此MME获知UE当前所在的IWF的信息，在发生切换时，MME能够将切换请求消息发送到该IWF。
实施例四：
图6是本发明方法的第四种实施方式的流程：
601，UE、IWF和MSC之间交互进行UE到IWF的注册以及在MSC/VLR中进行位置更新过程；
602，UE、IWF和MSC之间进行呼叫建立相关信令交互，UE在发送到IWF的消息中携带GUTI或根据GUTI获知的MME标识；
603，在呼叫建立过程中或者完成后，IWF根据GUTI或者MME标识获知MME信息；
604，在呼叫建立过程中或者完成后，IWF根据获知的MME信息，向UE所在的MME发送请求注册IWF为语音业务的切换锚定点消息，注册IWF为语音业务的切换锚定点，并在所述消息中携带IWF信息参数。至此MME获知UE当前所在的IWF的信息，在发生切换时，MME能够将切换请求消息发送到该IWF。
实施例五
本发明在提供了一种业务网元与MME建立关联的系统，图7为本发明的系统结构示意图。如图7所示，本发明所提供的系统包括：
业务网元，用于接收所述UE发送的消息，所述消息中携带所述UE当前接入的MME的信息参数；获知所述消息中携带的MME信息参数；还用于向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息；
MME，用于接收所述业务网元发送的携带所述业务网元信息参数的消息，还用于获知所述业务网元信息参数。
进一步地，所述业务网元具体包括：
接收单元，用于接收所述UE发送的携带所述UE当前接入的MME的信息参数的消息；
信息获知单元，用于获知所述MME的信息参数；
发送单元，用于向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息。
进一步地，所述业务网元为互联网元IWF。
实施例六
本发明还提供了一种用户设备UE，所述UE向所述业务网元发送消息，所述消息中携带所述UE当前接入的MME的信息参数。
综上所述，利用本发明的方法，实现了IWF及业务模块与MME之间建立关联关系从而能够对语音承载进行切换，以及向MME获知位置信息等要求，并且不需要PCC架构相关的网元(例如PCRF、S-GW、P-GW)为此进行修改和升级，减少了网络运营成本和风险，有利于EPS网络了尽快应用。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
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 (7)
1.一种业务网元与移动性管理实体MME建立关联的方法，应用于终端在EPS网络接入下实现业务，业务网元需要与MME建立关联的场景，其特征在于，该方法包括：
业务网元接收用户设备UE发送的消息，所述消息中携带所述UE当前接入的MME的信息参数；所述业务网元获知所述MME的信息参数，向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息；
所述MME接收所述业务网元发送的携带所述业务网元信息参数的消息，获知所述业务网元信息参数。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述业务网元接收所述UE发送的携带所述UE当前接入的MME的信息参数的消息后，所述方法还包括：
所述业务网元保存所述MME的信息参数。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，
所述MME信息参数为全球唯一临时终端标识GUTI，或根据GUTI获得的MME标识信息。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，
所述业务网元在接收到所述UE发送的业务注册请求消息时，向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息；或者在所述UE已经完成业务注册，在进行业务过程中向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息。
5.如权利要求1至4中任一项所述方法，其特征在于，
所述业务网元为互联网元IWF；
所述IWF接收的所述UE发送的消息为注册请求消息；
所述IWF向所述MME发送的携带业务网元信息参数的消息为注册请求消息、或对UE进行合法性认证请求消息、或请求注册IWF为语音业务的切换锚定点消息。
6.一种业务网元与MME建立关联的系统，包括MME和业务网元，其特征在于，所述业务网元具体包括：
接收单元，用于接收UE发送的携带所述UE当前归属的MME的信息参数的消息；
信息获知单元，用于获知所述MME的信息参数；
发送单元，用于向所述MME发送携带所述业务网元信息参数的消息；
所述MME用于接收所述业务网元发送的携带所述业务网元信息参数的消息，还用于获知所述业务网元信息参数。
7.如权利要求6所述系统，其特征在于，
所述业务网元为互联网元IWF。
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