CN102017719A - 用于在空闲模式的技术间切换期间保持多个pdn网络连接的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于支持用户设备从3GPP(EUTRAN)向非3G系统(IIRPD，cdma2000)的优化空闲模式切换的方法和系统，其中用户设备希望保持与多个PDN网络的连接性。即，在用户设备向非3GPP系统的空闲模式注册期间，用户设备将向非3GPP系统上的接入节点提供指示，以使得该非3GPP系统中的接入点联系归属网络上的合适实体(HSS或AAA)以使用户设备下载用户设备当前正在使用的多个PDN网关地址的地址。该给非3GPP接入节点的指示，从接入节点到归属网络的联系消息，以及从归属网络到非3GPP系统上的接入节点的响应是现有技术中未给出的新颖特征，并且向接入节点提供了足够信息以在空闲模式切换期间保持与用户设备的多个PDN连接性。

Description

用于在空闲模式的技术间切换期间保持多个PDN网络连接的方法和系统
相关申请数据
本申请与2008年3月25日提交的临时专利申请序列号61/039,252有关，以及根据U.S.C.第119(e)条要求该在先申请的优先权。该临时专利申请也通过参考被包含在本实用专利申请中。
技术领域
一种用于在空闲模式的技术间(inter-technology)无线切换期间保持多个PDN网络连接的方法和系统。
背景技术
当移动单元在移动时，它可能需要从一个网络切换到另一个。存在不同类型的无线通信系统，比如通用分组无线业务(GPRS)，全球移动通信系统(GSM)/用于GSM演进的增强型数据速率(EDGE)无线接入网络(GERAN)，以及长期演进(LTE)演进的通用地面无线接入网(EUTRAN)。LTE/EUTRAN系统具有与在它之前的那些系统(也就是GPRS，GERAN，或者UTRAN)不同的物理层和不同的构架。由于并非所有网络都相同，所以一种用于支持系统间切换的方法将是有益的。
美国专利公开号US2008/0268846A1及2008/0192697A1分别描述了用于支持用户设备从GPRS/GERAN系统向LTE EUTRAN系统，反之亦然的切换的现有技术方法和系统。这些参考文献包括图1系统示例图，该系统包括通过LTE/EUTRAN示出的LTE系统构架以及它的与已有GERAN，UTRAN以及它们的GPRS核心互通的演进分组核心。LTE/EUTRAN包括连接(S1)到包含移动性管理实体/用户面实体(MME/UPE)以及AS锚间网关的演进分组核心的E-节点B。演进分组核心连接(S6)到归属订户服务(HSS)，并连接(S7)到策略与计费规则(PCRF)。AS锚间网关连接(Gi)到运营商IP服务器(比如IMS，PSS)，连接(S2)到非3GPP IP接入网108，以及连接(S2)到WLAN 3GPP IP接入网109。
这些现有技术参考文献的图1中所示的GPRS核心包括负责移动性管理、接入过程以及用户面控制的服务GPRS支持节点(SGSN)。GPRS核心也包括网关GPRS支持节点(GGSN)，其中网络被连接到外部网络和其他运营商服务器。非3GPP IP接入网108包括与在其他标准论坛比如3GPP2(CDMA2000)及WiMAX(IEEE 802.16系统)中开发的其他技术的连接。WLAN 3GPP IP接入网具有通过3GPP中定义的互通构架被包含到3GPP系统中的多个WLAN。然而，这些被鉴别的专利参考文献没有给出供用户设备从3GPP(EUTRAN)向非3GPP(HRPD cdma2000)系统的空闲模式切换的优化切换过程和系统，其中用户设备希望保持与多个PDN网络的连接。
技术规范3GPP TS 23.402V8.1.1(2008-03)描述了与非3GPP接入交互和增强的第三代合作伙伴计划(3GPP)技术规范。该规范的特殊版本是Release 8，Release 8描述了用于某些技术间合并切换系统，协议和过程的通用网络资源，实体，功能，以及切换过程。类似如上鉴别的参考文献，该技术规范也未给出供用户设备从3GPP(EUTRAN)向非3GPP系统(HRPD cdma2000)的空闲模式切换的优化切换过程和系统，其中用户设备希望保持与多个PDN网络的连接。具备一种可以支持这样的空闲模式切换并保持用户设备与多个PDN网络的连接的方法和系统将是有益的。
发明内容
本发明提供了一种用于支持用户设备从3GPP(EUTRAN)向非3GPP系统(HRPD，cdma2000)的优化空闲模式切换的方法和系统，其中用户设备希望保持与多个PDN网络的连接。即，当用户设备在空闲模式向非3GPP系统建立了它的存在时，用户设备将向非3GPP系统上的接入节点提供指示，以使得该非3GPP系统中的接入节点联系归属网上的合适实体(HSS或AAA)以使用户设备下载用户设备当前正在使用的多个PDN网关的地址。该给非3GPP接入节点的指示，从接入节点到归属网络的联系消息，以及从归属网络到非3GPP系统上的接入节点的响应是现有技术中未给出的新颖特征，并且向接入节点提供了足够信息以在空闲模式切换期间保持与用户设备的多个PDN连接性(connectivity)。
附图说明
当结合附图阅读时，根据下面的详细描述和所附权利要求，本发明的目标和特征将更易理解，在附图中同样的附图标记代表同样的元素，其中：
图1是示出了用户设备、基于3GPP的网络、非3GPP网络以及与用户设备的多个PDN连接的基于移动IP的通信系统，以及
图2是公开了指示消息、到归属网络的接入节点请求消息、以及到接入节点的响应的用户设备向非3GPP系统的切换协议。
具体实施方式
参阅图1，本发明提出了一种供用户设备从3GPP网络向非3GPP网络的空闲模式切换的解决方案，包括向非3GPP网络上的接入节点提供了当前正被用户设备使用的多个PDN网关连接的地址，其被示为PDN网关1110和PDN网关2115。在本发明图1中发生了从E-UTRAN网络102向HRPD网络120的切换，这样在空闲模式切换期间可以保持与用户设备101的多个PDN网络的连接性。在这个示例中，E-UTRAN网络102是被称为源网络的3GPP网络，HRPD网络120是被称为目标网络的非3GPP网络。
在现有技术中，依赖于当前在使用中的接入，归属网络(图1中未示出)上的HSS既从3GPPAAA(未示出)也从MME 135接收所有分配的PDN网关(110和115)的地址值以及分配给HSS的归属网络的给定用户设备101的对应PDN信息。归属网络上的HSS负责PDN网关地址信息的存储。在现有技术的活动模式(active mode)切换中，如果用户设备附着于非3GPP接入且由于先前附着于3GPP接入所以它已经被分配了PDN网关(110和115)，则归属网络上HSS通过SWx参考点向3GPP AAA服务器提供已分配的(一个或多个)PDN网关(110和115)的(一个或多个)IP地址以及对应的PDN信息。(一个或多个)PDN网关的地址在非3GPP接入中的附着过程期间被发送。同样在活动模式中，如果用户设备101附着于3GPP接入并且由于先前附着于非3GPP接入所以它已经被分配了(一个或多个)PDN网关110和115，则HSS通过S6a参考点向MME提供已分配的(一个或多个)PDN网关(110和115)的(一个或多个)IP地址以及对应的PDN信息，并且(一个或多个)PDN网关地址在3GPP接入中的附着过程期间被发送。
没有现有技术过程支持用户设备在非活动，空闲模式的切换以使得与多个PDN连接的连接性能够被保持，并且没有现有技术过程考虑到非3GPP网络的接入节点与归属实体上的HSS实体/AAA服务器之间的直接交互以获取多个PDN网关地址。提及“空闲模式”，申请人意指系统不是在活动的或连接的移动性模式过程中操作，以及“空闲模式”能够由空闲的移动性过程或无线电链路故障情形来表征。本发明支持用户设备与多个PDN网关连接的这样一种“空闲模式”转接。
参照图1，网络100示出了连接到多个PDN网络情形下的空闲模式技术间切换所涉及的各种网络组件。用户设备101通过连接103耦合到E-UTRAN网络(3GPP)102。当此后被提及，术语用户设备(UE)包括但不限于移动台、固定或移动订户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机或者能够在无线环境中操作的任何其他类型的用户设备。
E-UTRAN网络102通过S1-U连接112而耦合到服务网关105，服务网关105分别通过连接S5116和117而耦合到PDN网关1110和PDN网关2115。PDN网关1110和PDN网关2115分别通过连接143和144耦合到多个PDN网络150和151。SGi1142和SGi2141接口分别通过连接151和152耦合到位于因特网150上的数据的PDN源。在用户设备101从E-UTRAN102系统向非3GPP系统(比如图1中所示的HRPD系统120)的空闲切换期间保持这些多个PDN连接是本发明的主要焦点。
E-UTRAN网络102通过S1-MME连接137而耦合到具有内部S10连接113的移动性管理实体(MME)135。MME 135通过连接S11 111而耦合到服务网关105，且MME 135通过S101连接132而耦合到HRPD系统120上的HRPD接入节点130。HRPD接入节点130通过互操作规范(IOS)连接127而耦合到分组数据交换节点(PDSN)125。PDSN 125有时被称作HRPD服务网关(HSGW)，其分别通过S2a连接122和121而耦合到PDN网关1110和PDN网关2115。
HRPD接入节点130将被提供来自用户设备101的空闲模式下的连接请求，并且连接请求将包括来自用户设备101的多个PDN连接正在被用户设备101使用的指示。该指示将促使HRPD接入节点130发送请求到分配给用户设备101的位于归属网络(图1未示出)的归属订户存储(HSS)实体和/或认证授权记账(AAA)服务器，以请求当前正被用户设备使用的所有PDN网关(110和115)的地址。归属网络上的HSS实体和/或AAA服务器将以当前正被用户设备101使用的所有PDN网关的地址来响应该请求，所以与用户设备101的多个PDN连接能够在空闲模式切换期间被保持。
在图2中，示出了切换通信协议，该协议当用户设备被指派为处于空闲模式时在步骤310开始。用户设备在步骤315中作出决定“重新选择”它的小区位置到非3GPP网络，且用户设备101在步骤320中发送HRPD连接请求消息到HRPD接入节点130。步骤320中的该HRPD连接请求消息将包括用户设备101当前正在使用多个PDN连接的指示。
响应于该指示，HRPD接入节点130将在步骤322中发送请求消息322到分配给用户设备的位于归属网络的AAA服务器/HSS实体175。在步骤322中，AAA服务器/HSS实体175将以多个PDN网关的地址以及任何其他关于当前正被用户设备101使用的PDN连接的有关信息，比如已分配的(一个或多个)PDN网关(110和115)的IP地址以及对应的PDN信息，来响应该请求。
HRPD接入节点将在步骤325中发送A11注册请求消息到非3GPP网络上的PDSN 125，该请求消息将包括当前正被用户设备使用的多个PDN网关110和115的地址信息。PDSN 125将在步骤330中使用地址信息发送PMIP消息到PDN网关110和115，该PMIP消息将在步骤335中通过从PDN网关110和115到PDSN 125的响应消息而被确认。PDN网关110和115将在步骤340中发送消息到PCRF实体，并在步骤345中接收来自PCRF实体的响应。
在步骤335中接收到来自PDN网关110和115的响应之后，非3GPP网络上的PDSN将在步骤350中发送A11注册回复到HRPD接入节点130。HRPD接入节点将在步骤360中向用户设备101发送HRPD业务信道分配以与用户设备101建立连接。用户设备101然后将在步骤370中发送HRPD TCC(业务信道完成)消息到HRPD接入节点130。用户设备101还可以在步骤380中发送HRPD连接释放消息到HRPD接入节点130。在这些连接被建立后，任何将来的用户设备101的通信业务，包括通过在切换到非3GPP网络后被保持的多个PDN连接的业务，都将通过非3GPP网络在上行链路和下行链路这两个方向上流动。
尽管本发明的优选实施例已经被示出并被描述，其修改可被本领域技术人员在不偏离本发明精神和教导的情况下做出。在此描述的实施例仅是示例性的，而不意在进行限制。此处公开的本发明的许多变化和修改是可能的并且在本发明的范围之内。
在已经描述了本发明的情况下，我们要求权利。

Claims (23)

1.一种用于在从源网络向目标网络的空闲模式切换期间保持用户设备与多个PDN连接之间的连接性的方法，包括步骤：
在目标网络上的接入节点处接收来自用户设备的注册请求消息，所述注册请求消息向目标网络建立所述用户设备的存在并包括多个PDN连接当前正在被用户设备使用的指示；
从目标网络上的接入节点向分配给用户设备的归属网络上的归属订户存储实体发送请求消息；
在目标网络上的接入节点处接收来自分配给用户设备的归属网络上的归属订户存储实体的响应消息，所述响应消息包括支持与用户设备的多个PDN连接的所有PDN网关的地址；
发送多个PDN网关地址到目标网络上的控制实体，以使得与多个PDN网关的接入能够被建立以在用户设备的通信切换到目标网络后保持与用户设备的PDN连接。
2.权利要求1中的方法，其中源网络在3GPP通信协议下操作。
3.权利要求1中的方法，其中目标网络在非3GPP通信协议下操作。
4.权利要求1中的方法，其中PDN网关的地址信息也包括PDN网关的所有IP地址及对应的PDN信息。
5.权利要求1中的方法，其中目标网络上的控制实体是被称作PDSN实体或HRPD服务网关的实体。
6.权利要求5中的方法，其中PDSN控制实体使用PMIP绑定更新请求消息来建立与多个PDN网关的接入。
7.权利要求1中的方法，其中目标网络上的接入节点是HRPD接入节点实体。
8.权利要求1中的方法，其中接入节点所接收的请求消息是HRPD连接请求消息。
9.权利要求1中的方法，其中归属订户存储实体能够是归属网络上的AAA服务器。
10.一种用于在从源网络向目标网络的空闲模式切换期间保持用户设备与多个PDN连接之间的连接性的方法，包括步骤：
在目标网络上的HRPD接入节点处接收来自用户设备的注册请求消息，所述注册请求消息向目标网络建立所述用户设备的存在并包括多个PDN连接当前正在被用户设备使用的指示；
从目标网络上的HRPD接入节点向分配给用户设备的归属网络上的归属订户存储实体发送请求消息；
在目标网络上的HRPD接入节点处接收来自分配给用户设备的归属网络上的归属订户存储实体的响应消息，所述响应消息包括支持与用户设备的多个PDN连接的所有PDN网关的地址；
发送多个PDN网关地址到目标网络上的PDSN控制实体，使得与多个PDN网关的接入能够被建立以在用户设备的通信切换到目标网络后保持与用户设备的PDN连接。
11.权利要求10中的方法，其中源网络在3GPP通信协议下操作。
12.权利要求10中的方法，其中目标网络在非3GPP通信协议下操作。
13.权利要求10中的方法，其中PDN网关的地址信息也包括PDN网关的所有IP地址及对应的PDN信息。
14.权利要求10中的方法，其中PDSN控制实体使用PMIP绑定更新请求消息建立与多个PDN网关的接入。
15.权利要求10中的方法，其中目标网络上的接入节点是HRPD连接请求消息。
16.权利要求10中的方法，其中归属订户存储实体能够是归属网络上的AAA服务器。
17.一种用于在空闲模式切换期间保持用户设备与多个PDN连接之间的连接性的目标通信网络，包括：
耦合到与源网络相关联的用户设备的目标通信网络上的HRPD接入节点，所述HRPD接入节点接收来自用户设备的注册请求消息，该消息向目标网络建立用户设备的存在并包括多个PDN连接当前正在被用户设备使用的指示，所述HRPD接入节点向分配给用户设备的归属网络上的归属订户存储实体发送请求消息，并在目标网络上的HRPD接入节点处接收来自分配给用户设备的归属网络上的归属订户存储实体的响应消息，所述响应消息包括支持与用户设备的多个PDN连接的所有PDN网关的地址；
耦合到HRPD接入节点的目标通信网络上的控制实体，所述控制实体接收来自HRPD接入节点的多个PDN网关地址，并建立目标通信网络与多个PDN网关之间的接入连接，以便在用户设备的通信切换到目标网络后保持与用户设备的PDN连接。
18.权利要求17中的方法，其中源网络在3GPP通信协议下操作。
19.权利要求17中的方法，其中目标网络在非3GPP通信协议下操作。
20.权利要求17中的方法，其中PDN网关的地址信息也包括PDN网关的所有IP地址及对应的PDN信息。
21.权利要求17中的方法，其中控制实体使用PMIP绑定更新请求消息来建立与多个PDN网关的接入。
22.权利要求17中的方法，其中目标网络上的接入节点是HRPD连接请求消息。
23.权利要求17中的方法，其中归属订户存储实体能够是归属网络上的AAA服务器。
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