CN101784095B - 基于家庭基站的接入模式处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于家庭基站的接入模式处理方法，该方法包括：家庭基站和核心网之间建立流控制传输协议连接；家庭基站将该家庭基站的接入模式信息通知核心网；如果家庭基站的接入模式发生变化，则家庭基站将更新后的接入模式信息通知核心网；其中，接入模式信息表示家庭基站的接入模式。借助于本发明的技术方案，通过家庭基站与核心网或家庭基站网关之间的消息将该家庭基站的接入模式信息通知给核心网，使得核心网能够及时获知家庭基站的接入模式，避免UE接入出现错误的问题，有效提高了网络性能和用户体验。

Description

基于家庭基站的接入模式处理方法

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种基于家庭基站(Home Node B，简称为HNB)的接入模式处理方法。

背景技术

家庭基站是一种小型、低功率的蜂窝基站，其主要应用于家庭及办公室等室内场所。家庭基站作为蜂窝网在室内覆盖的补充，能够为用户提供话音及数据服务，并且家庭基站既可以单独使用，也可以集成在家庭网关中作为家庭网络的一部分，并且具有低成本、支持即插即用、通过宽带接入、低功率、使用单模终端等特点。

根据提供的接口不同，家庭基站可以接入在第三代(3rdGeneration，简称为3G)数字通信系统或者长期演进(Long TermEvolution，简称为LTE)网络架构中。

图1是相关技术中3G通信系统的网络架构的框图。如图1所示，3G网络架构包括通用陆地无线接入网(Universal TerrestrialRadio Access Network，简称为UTRAN)和核心网(Core Network，简称为CN)，其中，UTRAN包括无线网络子系统(Radio NetworkSubsystem，简称为RNS)，在RNS中包括基站(Node B)和(RadioNetwork Controller，简称为RNC)，Node B与RNC之间通过Iub接口连接，UTRAN与CN之间通过Iu口连接。

图2是相关技术中LTE系统的网络架构的框图。如图2所示，在LTE网络架构中，包括：核心网(演进分组核心网(Evolved PacketCore，简称为EPC))和演进的UTRAN(Evolved UTRAN，简称为eUTRAN)，其中，eUTRAN包括基站(演进的Node B(Evolved NodeB，简称为eNode B))，eNode B与EPC通过S1接口相连。

通常，在这些通信系统中，为了便于对HNB(在LTE系统中又称为HeNB(Home Evolved Node B)进行管理，减少对核心网的影响，家庭基站系统无线接入网引入了家庭基站网关(Home Node BGateway，简称为HNB GW)(在LTE系统中称为HeNB GW)。

图3是根据相关技术的3G通信系统中家庭基站的网络架构框图，如图3所示，HNB GW和核心网连接，HNB通过Iuh口连接至HNB GW，无线接入网和核心网接口继承宏基站和核心网的接口，同样为Iu接口，即，HNB通过Iu口连接至核心网，HNB GW通过IuCS口连接至核心网的电路域(Circuit Switch，简称为CS)，并且通过IuPS口连接至核心网的分组域(Packet Switch，简称为PS)。

图4是根据相关技术的LTE系统中家庭基站的网络架构模式一的框图。如图4所示，在该架构模式下，家庭基站(HeNB)和演进分组网络(EPC)通过S1口直接连接。

图5是根据相关技术的LTE系统中家庭基站的网络架构模式二的框图。如图5所示，在该架构模式下，家庭基站(HeNB)通过家庭基站网关(HeNB GW)和演进分组网络(EPC)相连，其中，家庭基站(HeNB)与家庭基站网关(HeNB GW)之间的接口为S1-MME口，家庭基站网关与MME之间的接口也称为S1-MME接口。为了便于区别，如图5所示，记家庭基站(HeNB)与家庭基站网关(HeNB GW)之间的接口为S1-A口，家庭基站网关与MME之间的接口称为S1-B接口，家庭基站(HeNB)与演进分组网络(EPC)之间的接口为S1口。

基于上述系统架构中的家庭基站，第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Project，简称为3GPP)标准组织提出了封闭用户组(Closed Subscriber Group，简称为CSG)。具体地，封闭用户组是一个逻辑上的概念，通常可以由一个家庭或者一个企业组成一个封闭用户组，其中，3G网络和LTE网络中均会应用CSG。图6是根据相关技术的家庭基站与封闭用户组之间的关系示意图。一个封闭用户组可以由一个或者多个家庭基站组成，如图6所示，CSG1中包括HeNB 1和HeNB 2，CSG 2中包括HeNB 3和HeNB 4。并且，每个封闭用户组都有各自的标识。

通常，可以将与无线接入无关的高层协议模块通称为非接入层(Non-Access Stratum，简称为NAS)，NAS层存在于用户设备(UserEquipment，简称为UE)和核心网(Core Network，简称为CN)中，主要包括处理与业务相关的功能。无线接入网应用部分协议(无线接入网络应用部分(Radio Access Network Application Part，简称为RANAP)/S1应用协议(S1 Application Protocol，简称为S1 AP))是Iu(S1)接口的接入网相关的信令流程规范。

在一个呼叫业务中，UE通过接入网接入CN的过程中，需要向CN发送非接入层的附着请求消息，以建立UE和CN业务节点之间的逻辑连接。为了对UE实施接入控制，家庭基站接收到附着请求消息后，会将该消息封装在UE初始化消息中发送给CN，并且在该UE初始化消息中还携有家庭基站所属CSG的标识信息。在CN侧保存了一个允许该UE接入的CSG标识列表，如果初始化UE消息携带的CSG ID信息在该UE接入的CSG标识列表中，则允许该UE接入CN。

另一方面，CN对通过家庭基站接入的UE进行寻呼时可以执行寻呼优化，CN根据“允许UE接入的CSG列表”找到所属的家庭基站网关，并且将“允许UE接入的CSG列表”发送给家庭基站网关，家庭基站网关发送寻呼消息到列表中CSG小区。

目前，接入网获取家庭基站的CSG ID的方法是：在3G的家庭基站系统中，家庭基站通过注册消息向家庭基站网关上报CSG ID；在LTE的家庭基站系统中，通过S1接口建立消息向移动性管理实体和家庭基站网关(如果家庭基站系统架构中存在家庭基站网关)上报自身的CSG标识。当CSG标识发生变化时，家庭基站通过基站配置更新消息通知移动性管理实体和家庭基站网关新的CSG标识。

在最新的家庭基站的业务需求中提出了家庭基站小区的三种接入模式。3GPP标准组织提出：为了便于接入控制和计费管理，为家庭基站小区定义了三种接入模式：封闭型接入模式、混合型接入模式、开放型接入模式。

在实际应用中，用户可以注册为一个CSG用户，当一个家庭基站是封闭型接入模式时，只有该家庭基站所属CSG的注册用户可以接入该家庭基站并享受该家庭基站提供的业务。如果一个家庭基站是开放型接入模式的，任何一个UE都可以接入该家庭基站，包括没有注册为CSG用户的UE。混合模式接入的家庭基站结合了封闭型接入模式和开放型接入模式的家庭基站的特点，不论一个UE是否注册为该家庭基站所属的CSG用户，都可以接入混合接入模式的家庭基站。

根据目前的接入控制流程，CN会获取CSG标识，但CN已经无法仅仅根据CSG标识实现对UE的接入控制。如果一个家庭基站是属于混合型接入类型的CSG，这样当UE接入该基站时，即使基站在初始化UE消息中没有携带CSG标识或者携带的CSG标识是错误的，CN也应该让该UE接入。但是，由于CN没有获取家庭的CSG接入模式，而仅靠CSG ID将无法正确实现对UE的接入控制过程。

此外，当家庭基站的接入模式发生变化时，CN也应该及时获取新的HNB接入模式类型。现有技术中当LTE HNB的CSG ID发生变化时，通过S1接口的配置更新消息通知CN，但是当HNB的CSG接入类型发生变化时，CN却无法获知这一变化。

针对相关技术中由于CN不能获知家庭基站的接入模式而导致的UE接入控制错误的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

考虑到相关技术中由于核心网不能获知家庭基站的接入模式而导致的UE接入控制错误的问题以及寻呼的实施而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种基于家庭基站的接入模式处理方法，以解决上述问题中的至少之一。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于家庭基站的接入模式处理方法。

根据本发明的基于家庭基站的接入模式处理方法包括：家庭基站和核心网之间建立流控制传输协议连接；家庭基站将该家庭基站的接入模式信息通知核心网；如果家庭基站的接入模式发生变化，则家庭基站将更新后的接入模式信息通知核心网；其中，接入模式信息表示家庭基站的接入模式。

其中，家庭基站和核心网之间直接连接，家庭基站将接入模式信息通知核心网包括：家庭基站将携带有接入模式信息的UE相关消息或UE无关消息直接发送给核心网。

其中，家庭基站和核心网之间通过家庭基站归属的家庭基站网关连接，家庭基站将接入模式信息通知给核心网包括：家庭基站将携带有接入模式信息的UE相关消息通过家庭基站网关转发给核心网；或者，家庭基站将携带有接入模式信息的UE无关消息发送给家庭基站网关。

其中，家庭基站和核心网之间直接连接，家庭基站将更新后的接入模式信息通知核心网包括：家庭基站将更新后的接入模式信息携带在配置更新消息中发送给核心网。

其中，家庭基站和核心网之间通过家庭基站网关连接，家庭基站将更新后的接入模式信息通知核心网包括：家庭基站将携带有更新后的接入模式信息的配置更新消息发送给家庭基站网关。

优选地，UE相关消息包括以下之一：UE初始化消息；UE无关消息包括：S1 setup消息。

借助于本发明的上述至少一个技术方案，通过家庭基站将该家庭基站的接入模式信息通知给核心网或家庭基站网关，使得核心网或家庭基站网关能够及时获知家庭基站的接入模式，避免终端接入出现错误的问题，有效提高了网络性能和用户体验。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是相关技术中3G通信系统的网络架构的框图；

图2是相关技术中LTE系统的网络架构的框图；

图3是根据相关技术的3G通信系统中家庭基站的网络架构框图；

图4是根据相关技术的LTE系统中家庭基站的网络架构方式一的框图；

图5是根据相关技术的LTE系统中家庭基站的网络架构方式二的框图；

图6是根据相关技术的家庭基站与封闭用户组之间的关系示意图；

图7是根据本发明方法实施例的基于家庭基站的接入模式处理方法的流程图；

图8是根据本发明方法实施例的基于家庭基站的接入模式处理方法的处理实例1的信令流程图；

图9是根据本发明方法实施例的基于家庭基站的接入模式处理方法的处理实例2的信令流程图；

图10是根据本发明方法实施例的基于家庭基站的接入模式处理方法的处理实例3的信令流程图；

图11是根据本发明方法实施例的基于家庭基站的接入模式处理方法的处理实例4的信令流程图；

图12是根据本发明方法实施例的基于家庭基站的接入模式处理方法的处理实例5的信令流程图。

具体实施方式

功能概述

目前，由于UE可以接入到任何混合接入模式和开放接入模式的CSG小区，一个非CSG用户的UE可以通过开放型接入模式的家庭基站接入到核心网，但是该家庭基站所属CSG的CSG ID并不在“允许接入CSG列表”中，因此，仅靠“允许接入CSG列表”也无法正确寻呼到UE，会产生由于核心网不能获知家庭基站的接入模式而导致的UE接入错误的问题。

基于上述描述，可以看出家庭基站网关和核心网都需要知道家庭基站的接入模式，因此，本发明提出了家庭基站借助其与核心网或家庭基站网关之间的消息将该家庭基站的接入模式信息通知给家庭基站网关和核心网的方案。进一步地，目前，当家庭基站通过家庭基站网关和核心网相连时，家庭基站网关需要知道家庭基站的CSG ID，当家庭基站和核心网直连时，核心网需要知道家庭基站的CSG ID，类似地，当家庭基站通过家庭基站网关和核心网相连时，家庭基站网关需要知道家庭基站的接入模式，当家庭基站和核心网直连时，核心网需要知道家庭基站的接入模式。通过本发明的技术方案，使得核心网和家庭基站网关能够及时获知家庭基站的接入模式，避免UE接入出现错误的问题。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图详细描述本发明。

方法实施例

在本实施例中，提供了一种基于家庭基站的接入模式处理方法。

图7是根据本发明实施例的基于家庭基站的接入模式处理方法的流程图，需要说明的是，为了便于描述，在图7中以步骤的形式示出并描述了本发明的方法实施例的技术方案，在图7中所示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在图7中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图7所示，该方法包括以下步骤(步骤S702至步骤S706)。

步骤S702，家庭基站和核心网之间建立流控制传输协议连接；

步骤S704，家庭基站将该家庭基站的接入模式信息通知核心网，其中，接入模式信息表示家庭基站的接入模式；

步骤S706，如果家庭基站的接入模式发生变化，则家庭基站将更新后的接入模式信息通知核心网。

家庭基站将接入模式信息通知核心网

基于家庭基站与核心网之间是否通过家庭基站网关相连接，确定将接入模式信息通知给核心网或家庭基站网关的具体方式。

一方面，在家庭基站和核心网之间直接连接的情况下，家庭基站将携带有接入模式信息的UE相关消息或UE无关消息直接发送给核心网，使核心网获知家庭基站的接入模式。优选地，上述UE相关消息可以包括以下之一：UE初始化消息、S1 setup消息；UE无关消息则可以包括：S1 setup消息。

另一方面，在家庭基站和核心网之间通过家庭基站归属的家庭基站网关连接的情况下，家庭基站可以将携带有接入模式信息的UE相关消息通过家庭基站网关转发给核心网；并且家庭基站还可以将携带有接入模式信息的UE无关消息发送给家庭基站网关，从而使家庭基站网关获知家庭基站的接入模式信息，这样，核心网也就获知了家庭基站的接入模式。

家庭基站将更新后的接入模式信息通知核心网

在家庭基站的接入模式更新之后，家庭基站可以将更新后的接入模式通知给核心网：

一方面，在家庭基站和核心网之间直接连接的情况下，家庭基站可以将更新后的接入模式信息携带在配置更新消息中发送给核心网，使核心网获知家庭基站的接入模式，其中，该配置更新消息可以为基站配置更新消息。

另一方面，在家庭基站和核心网之间通过家庭基站网关连接的情况下，家庭基站可以将携带有更新后的接入模式信息的配置更新消息发送给家庭基站网关，从而使家庭基站网关获知家庭基站更新后的接入模式信息，这样，核心网也就获知了家庭基站更新后的接入模式。

通过上述处理，能够使核心网或家庭基站网关及时获知家庭基站的接入模式，避免UE接入出现错误的问题，有效提高了网络性能和用户体验。

下面将结合附图对基于特定应用场景的具体实例进行详细描述。

实例1

在本实例中，描述了家庭基站上报家庭基站接入模式信息到核心网，具体处理过程适用于LTE HeNB通过HeNB GW和CN相连的网络架构。如图8所示，本实例的处理具体包括以下步骤。

步骤801，UE向CN发送NAS消息；

步骤802，HeNB将接收到的NAS消息封装在初始化用户设备消息(initial UE message)中，同时在该初始化用户设备消息中携带家庭基站接入模式信元(即，上文所述的接入模式信息)，该接入模式信元用以表示家庭基站的接入模式；

步骤803，HeNB将该初始化用户设备消息发送给HeNB GW；

步骤804，HeNB GW接收到初始化用户设备消息，并将该初始化用户设备消息发送至核心网，这样，核心网就可以获知家庭基站的接入模式，以进行后续的接入控制处理。

本实例的处理同样适用于3G通信系统中3G HNB通过HNBGW和核心网相连的情况，只需将HeNB用HNB表示，将HeNB GW用HNB GW表示即可，具体处理过程与图8所示的处理相同。

实例2

在本实例中，描述了家庭基站上报接入类型到核心网的处理过程，并且该处理适用于LTE HeNB通过HeNB GW和CN相连的网络架构。如图9所示，本实例的处理具体包括以下步骤。

步骤901，HeNB、HeNB GW和核心网间建立SCTP连接；

步骤902，HeNB在S1 setup消息中添加HeNB的家庭基站接入模式信息，该接入模式信元用以表示家庭基站的接入模式；

步骤903，HeNB将S1 setup发送给家庭基站网关，这样家庭基站网关就可以获知家庭基站的接入模式，以进行后续的接入控制处理。

本实例的处理同样适用于3G通信系统中3G HNB通过HNBGW和核心网相连的情况，只需将HeNB用HNB表示，将HeNB GW用HNB GW表示，并且采用的消息是UE注册消息即可，具体处理过程与图9所示的处理相同。

实例3

在本实例中，描述了家庭基站上报接入类型到核心网的处理过程，并且该处理适用于LTE HeNB直接和CN相连的网络架构。如图10所示，本实例的处理具体包括以下步骤。

步骤1001，HeNB和核心网建立SCTP连接；

步骤1002，HeNB在S1 setup消息(即，上述S1接口信令)中添加HeNB的家庭基站接入模式信息，该接入模式信元用以表示家庭基站的接入模式；

步骤1003，HeNB将该S1 setup发送给家庭基站网关，这样家庭基站网关就可以获知HeNB的接入模式，以进行后续的接入控制处理。

实例4

在本实例中，描述了HeNB的接入模式发生变化时上报接入类型到核心网的处理过程，并且该处理适用于LTE HeNB通过HeNBGW和CN相连的网络架构。如图11所示，本实例的处理具体包括以下步骤。

步骤1101，HeNB、HeNB GW和核心网建立SCTP连接；

步骤1102，HeNB的接入模式发生变化；

步骤1103，HeNB向HeNB GW发送基站配置更新消息，其中，该基站配置更新消息中携带新的HeNB的接入模式信息；

步骤1104，HeNB GW向HeNB发送配置更新应答消息，这样，HeNB GW就可以获知HeNB的更新后的接入模式，以进行后续的接入控制处理等操作。

本实例的处理同样适用于3G通信系统中3G HNB通过HNBGW和核心网相连的情况，只需将HeNB用HNB表示，将HeNB GW用HNB GW表示即可，具体处理过程与图9所示的处理相同。

实例5

在本实例中，描述了HeNB的接入模式发生变化时上报接入类型到核心网的处理过程，并且该处理适用于LTE HeNB直接和CN相连的网络架构。如图12所示，本实例的处理具体包括以下步骤。

步骤1201，HeNB和核心网建立SCTP连接；

步骤1202，HeNB的接入模式发生变化；

步骤1203，HeNB向核心网发送基站配置更新消息，其中，该基站配置更新消息中携带新的HeNB的接入模式信息；

步骤1204，核心网向HeNB发送配置更新应答消息，这样，核心网就可以获知HeNB的更新后的接入模式，以进行后续的接入控制处理等操作。

需要说明的是，本发明实施例仅以UE相关消息中的UE初始化消息和UE无关消息中的S1 setup消息为例进行说明，但并不限于此，使用其他UE相关消息和UE无关消息实施本发明的方案仍在本发明的保护范围之内。

如上所述，借助于本发明提供的基于家庭基站的接入模式处理方法，通过家庭基站将该家庭基站的接入模式信息通知给核心网或家庭基站网关，使得核心网或家庭基站网关能够及时获知家庭基站的接入模式(尤其是在家庭基站的接入模式发生变化时)，避免UE接入出现错误的问题，有效提高了网络性能和用户体验。

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 (5)

1.一种基于家庭基站的接入模式处理方法，其特征在于，包括：

家庭基站和核心网之间建立流控制传输协议连接；

所述家庭基站将该家庭基站的接入模式信息通知所述核心网；

如果所述家庭基站的接入模式发生变化，则所述家庭基站将更新后的接入模式信息通知所述核心网，其中，所述家庭基站和所述核心网之间通过所述家庭基站网关连接，所述家庭基站将更新后的接入模式信息通知所述核心网包括：所述家庭基站将携带有更新后的接入模式信息的配置更新消息发送给所述家庭基站网关；

其中，所述接入模式信息表示所述家庭基站的接入模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述家庭基站和所述核心网之间直接连接，所述家庭基站将所述接入模式信息通知所述核心网包括：

所述家庭基站将携带有所述接入模式信息的UE相关消息或UE无关消息直接发送给所述核心网。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述家庭基站和所述核心网之间通过所述家庭基站归属的家庭基站网关连接，所述家庭基站将所述接入模式信息通知给所述核心网包括：

所述家庭基站将携带有所述接入模式信息的UE相关消息通过所述家庭基站网关转发给所述核心网；或者

所述家庭基站将携带有所述接入模式信息的UE无关消息发送给所述家庭基站网关。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述家庭基站和所述核心网之间直接连接，所述家庭基站将更新后的接入模式信息通知所述核心网包括：

所述家庭基站将所述更新后的接入模式信息携带在配置更新消息中发送给所述核心网。

5.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其特征在于，所述UE相关消息包括：UE初始化消息；所述UE无关消息包括：S1 setup消息。