CN102523573A - 一种实现跟踪区位置更新的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现跟踪区位置更新的方法及装置，以降低实现跟踪区位置更新的时延和提高跟踪区位置更新的效率。方法包括：步骤A、新移动性管理实体MME在接收到用户终端UE发送的TAU请求时，获取UE的上下文信息；步骤B、新MME向SGW发送承载更新请求，以指示SGW更新UE以及UE原MME的承载上下文信息；步骤C、新MME向HSS发送位置更新请求，以指示HSS更新UE的位置信息以及指示HSS通知原MME删除UE的位置信息；步骤D、目的MME与UE进行交互以完成TAU过程；在成功执行步骤A之后，并行执行步骤B和步骤C，并在确认成功执行步骤B和步骤C之后再执行步骤D。

Description

一种实现跟踪区位置更新的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现跟踪区位置更新的方法及装置。

背景技术

目前，根据23401-940协议中的描述，当MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)发生改变、SGW(Serving Gateway，服务网关)不发生改变时，需要进行跟踪区位置更新(后续称为TAU)，具体的TAU流程如图1A所示；当MME发生改变、SGW也发生改变时，需要进行跟踪区位置更新，具体的TAU流程如图1B所示；下面分别对图1A图1B所示的方法流程进行详细的描述。

图1A所示的TAU方法流程包括：

步骤101a、用户终端(即UE)触发TAU流程。

步骤102a、UE向其所在的eNB发送TAU请求消息(即Tracking Area UpdateRequest消息)，以发起跟踪区位置更新流程，并通过RRC(Radio ResourceControl，无线资源控制)参数指示被选取的新的MME。

上述TAU请求消息中携带有以下信息：UE网络能力、旧GUTI(GloballyUnique Temporary UE Identity，全球唯一临时用户标识)、最近访问的TAI(Tracking Area Identity，跟踪区标识)、激活标记、S-TMSI(Service TemporaryMobile Subscriber Identity，服务的临时移动签约用户标识)、EPS(Evolved PacketSystem，演进分组系统)承载状态、KSI(Key Set Identity，密钥集标识)、NAS(Non Access Stratum，非接入层)序列号以及NAS-MAC(Non Access StratumMessage Authentication Code，非接入层消息认证码)等。

步骤103a、eNB根据S-TMSI与RRC参数确定出新的MME，再将TAU请求消息转发给新MME。

上述步骤103a中，若eNB根据S-TMSI与RRC参数不能确定出新MME时，通过“MME选择功能”选择一个MME作为新MME，再将TAU请求消息转发给该新MME。

步骤104a、新MME通过GUTI得出原MME地址，并向原MME发送上下文请求消息(即Context Request消息)以获取UE的上下文信息。原MME在接收到新MME发送的上下文请求消息之后启动一个定时器。

该步骤104a中，新MME从TAU请求消息的旧GUTI中获取原MME的地址。

步骤105a、原MME向新MME返回上下文响应消息(即Context Response消息)，该上下文响应消息中携带原MME上下文以及所述UE的用户签约数据。

步骤106a、新MME与UE之间进行鉴权和安全认证；以及，新MME与HSS(Home Subscriber Server，归属地签约数据服务)之间进行鉴权和安全认证。

步骤107a、新MME向原MME返回上下文确认消息(即ContextAcknowledge消息)。

原MME在接收到新MME返回的上下文确认消息时，通知所述SGW、PGW及HSS将存储的所述原MME的上下文信息标注为无效，以避免在完成跟踪区位置更新之前接收到用户终端发送的TAU时返回到原MME中。如果步骤106a中的鉴权安全过程没有正确地执行，则TAU被拒绝，且新MME发送一个拒绝指示给原MME。

步骤108a、新MME为UE构造一个MM(Mobility Management，移动性管理)上下文；可选地，当新MME需要重定位SGW时，新MME向SGW发送承载更新请求消息(即Modify Bearer Request消息)。

步骤109a、可选地，SGW在确定RAT(Radio Access Technology，无线接入技术)类型发生改变，或者SGW接收到MME发送的承载更新请求消息中携带有ULI(User Location Information，用户位置信息)IE(Information Element，信息元素)或者User CSG(Close Subscriber Group IE，封闭签约用户组)IE时，SGW将所述承载更新请求消息转发给PGW(Packet Data Network Gateway，分组数据网络网关/PDN网关)。

步骤110a、可选地，若网络中使用了PCRF(Policy Control and Charging RuleFunction，策略控制计费规则功能)时，则PGW与PCRF进行交互以从所述PCRF中获取PCC(Policy and Charging Control，策略和计费控制)规则，所述PCC规则为在建立EPS(Evolved Packet System，演进分组系统)承载时在所述PGW中预定义的规则。

步骤111a、PGW向SGW回复承载更新响应(即Modify Bearer Response)。

步骤112a、SGW更新所述UE和所述原MME的承载上下文信息之后，向新MME返回承载更新响应消息。

步骤113a、新MME向HSS发送携带有MME-ID(Mobility ManagementEntity Identity，移动性管理实体的标识)和IMSI(International Mobile SubscriberIdentity，国际移动用户识别码)的位置更新消息(即Update Location Request消息)。

步骤114a、HSS向原MME发送携带有IMSI和取消类型标识的位置取消消息(Cancel Location)。

步骤115a、原MME接收到位置取消消息后，并且在定时器超时时，删除UE的上下文信息，并向原HSS返回位置取消响应(即Cancel Location Ack)。

步骤116a、HSS向新MME返回位置更新确认消息(即Update LocationAck)。

若位置更新被HSS拒绝，则新MME拒绝所述UE发起的TAU请求。

步骤117a、新MME向UE发送TAU接受消息(即Tracking Area UpdateAccept)，该TAU接受消息中携带有所述新MME为所述UE分配的GUTI以及TAI列表、EPS承载状态。

步骤118a、可选地，当UE确定新MME为其分配的GUTI与所述原MME为其分配的GUTI不一致时，通过向新MME发送TAU完成消息(即TrackingArea Update Complete)以确认新MME为其分配的GUTI。

图1B所示的TAU方法流程包括：

步骤101b、用户终端(即UE)触发TAU流程。

步骤102b、UE向其所在的eNB发送TAU请求消息，以发起跟踪区位置更新流程，并通过RRC参数指示被选取的新MME。

步骤103b、eNB根据S-TMSI与RRC参数确定出新的MME，再将TAU请求消息转发给新MME。

步骤104b、新MME通过GUTI得出原MME地址，并向原MME发送上下文请求消息以获取UE的上下文信息。原MME在接收到新MME发送的上下文请求消息之后启动一个定时器。

步骤105b、原MME向新MME返回上下文响应消息，该上下文响应消息中携带原MME上下文以及所述UE的用户签约数据。

步骤106b、新MME与UE之间进行鉴权和安全认证；以及，新MME与HSS之间进行鉴权和安全认证。

步骤107b、新MME向原MME返回上下文确认消息。

步骤108b、新MME为UE构造一个MM上下文；可选地，当SGW发生改变时，新MME向新SGW发送建立会话请求消息(即Create Session Request)。

该建立会话请求消息中携带有UE的IMSI，bearer contexts(承载上下文)，新MME Address and TEID，Type，the Protocol Type over S5/S8，RAT type，Serving Network。

步骤109b、可选地，新SGW在确定RAT类型发生改变，或者新SGW接收到新MME发送的建立会话请求消息中携带有ULI IE或者User CSG IE时，新SGW向PGW发送默认承载请求(即Modify Bearer Request)。

步骤110b、可选地，若网络中使用了PCRF时，则PGW与PCRF进行交互以从所述PCRF中获取PCC规则。

步骤111b、PGW向新SGW回复承载更新响应。

步骤112b、新SGW向新MME返回创建会话响应(即Create SessionResponse)。

步骤113b、新MME向HSS发送携带有MME-ID和IMSI的位置更新消息。

步骤114b、HSS向原MME发送携带有IMSI和取消类型标识的位置取消消息。

步骤115b、原MME接收到位置取消消息后，并且在定时器超时时，删除UE的上下文信息，并向原HSS返回位置取消响应。

步骤116b、HSS向新MME返回位置更新确认消息。

步骤117b、原MME向原SGW发送删除会话请求(即Delete SessionRequest)。

步骤118b、原SGW删除会话，并向原MME返回删除会话响应(即DeleteSession Response)。

步骤119b、新MME向UE发送TAU接受消息。

步骤120b、可选地，当UE确定新MME为其分配的GUTI与所述原MME为其分配的GUTI不一致时，通过向新MME发送TAU完成消息以确认新MME为其分配的GUTI。

通过上述图1A和图1B所示的流程可以看出，现有技术中在执行TAU流程时，按照串行的方式顺序执行各子步骤，TAU流程的总时延为各子步骤的时延之和，因此，现有的TAU流程所消耗的时延较大、效率较低。

发明内容

针对现有技术中在实现跟踪区位置更新时存在时延较大、效率较低的问题，本发明实施例提供一种实现跟踪区位置更新的方法及移动性管理实体，以降低实现跟踪区位置更新的时延和提高跟踪区位置更新的效率。

一种实现跟踪区位置更新的方法，包括：

步骤A、目的移动性管理实体MME在接收到用户终端通过其所属基站发送的跟踪区位置更新TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息；

步骤B、所述目的MME在确定服务网关SGW不发生改变时，向所述SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述用户终端的源MME的承载上下文信息；以及，所述目的MME在确定SGW发生改变时，向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话；

步骤C、所述目的MME向归属地签约数据服务器HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；

步骤D、目的MME与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程；

在成功执行所述步骤A之后，并行执行所述步骤B和步骤C，并在确认成功执行步骤B和步骤C之后再执行步骤D。

一种移动性管理实体，包括上下文信息获取单元、更新单元、位置更新单元、跟踪区位置更新TAU完成单元和控制单元，其中：

上下文信息获取单元，用于在接收到用户终端通过其所属基站发送的跟踪区位置更新TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息；

更新单元，用于向服务网关SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述用户终端的源MME的承载上下文信息；

位置更新单元，用于向归属地签约数据服务器HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；

TAU完成单元，用于与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程；

控制单元，用于在上下文信息获取单元运行成功之后，启动所述更新单元和所述位置更新单元并行运行；以及，在所述更新单元和所述位置更新单元均成功运行之后，启动所述TAU完成单元运行。

本发明实施例中，步骤A、目的MME(即新MME)在接收到用户终端发送的TAU请求时获取用户终端的上下文信息；再并行执行以下步骤B和步骤C：步骤B、目的MME在确定SGW不发生改变时向所述SGW发送承载更新请求，以及所述目的MME在确定SGW发生改变时向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话；步骤C目的MME向归属地签约数据服务器HSS发送位置更新请求以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；最后执行步骤D通过目的MME与用户终端进行交互以完成TAU过程。采用本发明技术方案，并行执行步骤B和步骤C，因此，相对于现有技术中串行执行上述步骤而言，在一定程度上降低了实现跟踪区位置更新的时延和提高跟踪区位置更新的效率。

附图说明

图1A为现有技术中针对MME改变、SGW不改变的场景提出的实现跟踪区位置更新的信令流程图；

图1B为现有技术中针对MME改变、SGWE改变的场景提出的实现跟踪区位置更新的信令流程图；

图2为本发明实施例一中实现跟踪区位置更新的方法流程图；

图3为本发明实施例一中新MME获取用户终端上下文信息的方法流程图；

图4为本发明实施例一中更新SGW中存储的用户终端的位置信息和删除原MME中存储的用户终端的上下文信息的方法流程图之一；

图5为本发明实施例一中更新SGW中存储的用户终端的位置信息和删除原MME中存储的用户终端的上下文信息的方法流程图之二；

图6为本发明实施例一中更新SGW中存储的用户终端的位置信息和删除原MME中存储的用户终端的上下文信息的方法流程图之三；

图7为本发明实施例一中更新HSS中存储的用户终端的位置信息的方法流程图；

图8为本发明实施例一中用户终端与新MME进行交互完成TAU的方法流程图；

图9为本发明实施例一中实现跟踪区位置更新的信令流程图；

图10为本发明实施例中移动性管理实体的结构示意图；

图11为本发明实施例二中实现跟踪区位置更新的方法流程图；

图12A为本发明实施例二中建立目的MME与新SGW之间会话的方法流程图之一；

图12B为本发明实施例二中建立目的MME与新SGW之间会话的方法流程图之二；

图12C为本发明实施例二中建立目的MME与新SGW之间会话的方法流程图之三；

图13A为本发明实施例二中在完成TAU过程中新MME与新SGW、用户终端进行交互的流程图之一；

图13B为本发明实施例二中在完成TAU过程中新MME与新SGW、用户终端进行交互的流程图之二；

图14为本发明实施例二中实现跟踪区位置更新的信令流程图。

具体实施方式

针对现有技术中在实现跟踪区位置更新时存在时延较大、效率较低的问题，本发明实施例提供一种实现跟踪区位置更新的方法及移动性管理实体，以降低实现跟踪区位置更新的时延和提高跟踪区位置更新的效率。实现跟踪区位置更新的方法，包括：步骤A、目的移动性管理实体MME在接收到用户终端通过其所属基站发送的跟踪区位置更新TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息；步骤B、所述目的MME在确定服务网关SGW不发生改变时，向所述SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述用户终端的源MME的承载上下文信息；以及，所述目的MME在确定SGW发生改变时，向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话；步骤C、所述目的MME向归属地签约数据服务器HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；步骤D、目的MME与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程；在成功执行所述步骤A之后，并行执行所述步骤B和步骤C，并在确认成功执行步骤B和步骤C之后再执行步骤D。

本发明实施例中，针对两种不同的场景提供两种不同的TAU流程：

场景1、MME发生改变，SGW不发生改变；

场景2、MME发生改变，SGW发生改变。

下面以两个实施例对上述两种场景下的技术方案进行详细的描述，并结合说明书附图对本发明技术方案进行更为清楚的描述。

实施例一

该实施例一中，MME发生改变，SGW不发生改变。

参见图2，为本发明实施例一中实现跟踪区位置更新的方法流程图，该方法包括步骤21～步骤24，其中，在成功执行步骤21之后，并行执行步骤22和步骤23，在成功执行完步骤22和步骤23之后再执行步骤24：

步骤21、用户终端的新MME(即目的MME)在接收到该用户终端通过其所属基站发送的TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息。

步骤22、新MME向SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述用户终端的原MME(即源MME)的承载上下文信息。

步骤23、新MME向HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述原MME删除所述用户终端的位置信息。

步骤24、新MME与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程。

上述方法流程中的步骤21，具体可包括以下步骤，如图3所示：

步骤211、所述基站(eNB)接收所述用户终端发送的TAU请求(即rackingArea Update Request)和网络指示。

步骤212、所述基站根据所述TAU请求和所述网络指示，确定出所述用户终端的新MME。

该步骤212中，若根据所述TAU请求和所述网络指示不能确定出用户终端的新MME时，基站通过“MME选择功能”为所述用户终端选取新MME。

步骤213、基站将所述TAU请求转发给新MME。

步骤214、新MME根据所述TAU请求向所述原MME发送上下文请求消息(即Context Request消息)，以获取所述用户终端的上下文信息。

步骤215、新MME与所述用户终端进行交互以完成与所述用户终端之间的鉴权和加密过程；以及，所述新MME与所述HSS进行交互以完成与所述HSS之间的鉴权和加密过程。

步骤216、新MME向所述原MME发送上下文响应消息(即ContextResponse消息)。

上述方法流程中的步骤22，具体可包括以下步骤，如图4所示：

步骤221、新MME为所述用户终端构造相应的移动性管理上下文，并重定位SGW，当SGW未发生改变时继续以下步骤。

步骤222、所述新MME向所述SGW发送承载更新请求(即Modify BearerRequest消息)，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述原MME的承载上下文信息。

步骤223、所述新MME接收所述SGW返回的承载更新响应(即ModifyBearer Response)，所述承载更新响应为所述SGW更新所述用户终端和源MME的承载上下文信息之后所发送的消息。

较佳地，当RAT类型发生改变，或者MME发送给所述SGW的承载更新请求中携带有用户终端的ULI IE或User CSG IE时，所述步骤222和步骤223之间还包括以下步骤，如图5所示：

步骤222a、所述SGW将接收到的承载更新请求转发给PGW，以指示所述PGW更新所述用户终端以及所述源MME的承载上下文信息。

步骤222b、所述SGW接收所述PGW返回的承载更新响应(即ModifyBearer Response)，所述承载更新响应为所述PGW更新所述用户终端和源MME的承载上下文信息之后所发送的消息。

较佳地，当网络中使用了PCRF时，在上述图5中的步骤222a和步骤222b之间还可包括以下步骤，如图6所示：

步骤222a’、所述PGW从所述PCRF中获取策略和计费控制PCC规则，所述PCC规则为在建立EPS承载时在所述PGW中预定义的规则。

上述方法流程的步骤23，具体可包括以下步骤，如图7所示：

步骤231、所述新MME向所述HSS发送位置更新消息(即Update LocationRequest消息)。

该位置更新消息携带有新MME的MME-ID和IMSI。

步骤232、所述HSS在接收到所述位置更新消息之后，向所述原MME发送位置取消消息(即Cancel Location)，以指示所述原MME删除所述用户终端的上下文信息。

步骤233、所述HSS接收所述原MME返回的位置取消响应(即CancelLocation Ack)，所述位置取消响应为所述原MME删除所述用户终端的上下文信息之后并且在定时器超时时，所发送的信息。

步骤234、所述HSS更新所述用户终端的位置信息，且接收到所述原MME返回的位置取消响应之后，向所述新MME发送位置更新响应消息(即UpdateLocation Ack)。

上述方法流程的步骤24，具体可包括以下步骤，如图8所示：

步骤241、新MME向所述用户终端发送TAU接受消息(即Tracking AreaUpdate Accept)息，所述TAU接受消息中携带有该新MME分配给所述用户终端的GUTI以及TAI列表、EPS承载状态。

较佳地，上述图8所示的流程中，还可包括以下步骤：

步骤242、当所述用户终端确定所述新MME为其分配的GUIT与所述源MME为其分配的GUIT不同时，向所述新MME返回TAU完成消息(即TrackingArea Update Complete)。

较佳地，为确保对跟踪区位置进行更新的成功率，本发明实施例中，当上述步骤22中的任意一个子步骤执行失败时，停止执行步骤22的后续子步骤以及停止执行步骤23的后续子步骤，并向用户终端回复携带有原因值的位置区更新拒绝消息(即Tracking Area Update Reject)，原因值为用于表征EPS服务不允许(即EPS services not allowed)的“0x07”；同理，当上述步骤23中的任意一个子步骤执行失败时，停止执行步骤23的后续子步骤以及停止执行步骤22的后续子步骤，并向UE回复携带有原因值的位置区更新拒绝消息(即Tracking Area Update Reject)，原因值为用于表征跟踪区漫游(即Roaming notallowed in this tracking area)不允许的“0x0D”。

基于前述方法流程，本发明实施例一还提实现跟踪区位置更新的信令流程图，该信令流程图可如图9所示，包括步骤a1～步骤a7、步骤b1～步骤b5、步骤c1～步骤c4以及步骤d1～步骤d2，其中：步骤a1～步骤a7为图2中的步骤21的子步骤；步骤b1～步骤b5为图2中的步骤22的子步骤；步骤c1～步骤c4为图2中的步骤23的子步骤；步骤d1～步骤d2为图2中步骤24的子步骤；步骤b1～步骤b4和步骤c1～步骤c4并行执行，并在成功执行步骤b1～步骤b4和步骤c1～步骤c4之后，再执行步骤d1～步骤d2；该信令流程是以网络侧使用了PCRF、新MME为用户终端分配的GUIT与原MME为所述用户终端分配的GUTI不同，且新MME与原MME同属于同一SGW为例。

步骤a1、UE触发TAU流程。

步骤a2、UE向其所属的基站(e-NB)发送TAU请求消息(即Tracking AreaUpdate Request消息)，以发起跟踪区位置更新过程，并通过RRC参数指示被选择的新MME。

TAU请求消息中携带有以下信息：UE的网络能力、原MME分配给所述UE的GUTI(后续称为旧GUTI)、最近访问的TAI、激活标记、S-TMSI、EPS承载状态、KSI、NAS序列号、NAS-MAC等。

步骤a3、eNB根据S-TMSI与RRC参数确定出新MME，再将TAU请求消息转发给新MME。

上述步骤a3中，若eNB根据S-TMSI与RRC参数不能确定出新MME时，通过“MME选择功能”选择一个MME作为新MME，再将TAU请求消息转发给该新MME。

步骤a4、新MME通过TAU请求消息中的GUTI得出原MME的地址，并向原MME发送上下文请求消息(即Context Request消息)以获取UE的上下文信息。原MME在接收到新MME发送的上下文请求消息之后启动一个定时器。

步骤a5、原MME向新MME返回上下文响应消息(即Context Response消息)，该上下文响应消息中携带有UE的上下文信息。

步骤a6、新MME与UE之间进行鉴权和安全认证；以及，新MME与HSS之间进行鉴权和安全认证。

步骤a7、新MME向原MME返回上下文确认消息(即Context Acknowledge消息)。

原MME在接收到新MME返回的上下文确认消息时，通知所述SGW、PGW及HSS将存储的所述原MME的上下文信息标注为无效，以避免在完成跟踪区位置更新之前接收到用户终端发送的TAU时返回到原MME中。如果步骤a6中的鉴权安全过程没有正确地执行，则TAU被拒绝，且新MME发送一个拒绝指示给原MME。

步骤b1、新MME为所述UE构造相应的MM上下文，当新MME需要重定位SGW时，新MME向SGW发送承载更新请求消息(即Modify BearerRequest消息)。

步骤b2、SGW在确定RAT类型发生改变，或者SGW接收到MME发送的承载更新请求消息中携带有ULI IE或者User CSG IE时，SGW将所述承载更新请求消息转发给PGW。

步骤b3、PGW与PCRF进行交互，从所述PCRF中获取PCC规则。

步骤b4、PGW向SGW回复承载更新响应(即Modify Bearer Response)。

步骤b5、SGW更新所述UE和所述原MME的承载上下文信息之后，向新MME返回更新承载响应消息。

步骤c1、新MME向HSS发送携带有MME-ID和IMSI的位置更新消息(即Update Location Request消息)。

步骤c2、HSS向原MME发送携带有IMSI和取消类型标识的位置取消消息(Cancel Location)。

步骤c3、原MME接收到位置取消消息后，并且在定时器超时时，删除UE的上下文信息，并向原HSS返回位置取消响应(即Cancel Location Ack)。

步骤c4、HSS向新MME返回位置更新确认消息(即Update Location Ack)。

步骤d1、新MME向UE发送TAU接受消息(即Tracking Area UpdateAccept)，该TAU接受消息中携带有所述新MME为所述UE分配的GUTI以及TAI列表、EPS承载状态。

步骤d2、当UE确定新MME为其分配的GUTI与所述原MME为其分配的GUTI不一致时，通过向新MME发送TAU完成消息(即Tracking Area UpdateComplete)以确认新MME为其分配的GUTI。

基于前述实施例一提供的方法流程，本发明实施例一还提供一种移动性管理实体，该移动性管理实体的结构可如图10所示，包括：

上下文信息获取单元1001，用于在接收到用户终端通过其所属基站发送的TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息。

更新单元1002，用于向SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述用户终端的原MME的承载上下文信息。

位置更新单元1003，用于向HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述原MME删除所述用户终端的位置信息。

TAU完成单元1004，用于与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程；

控制单元1005，用于在上下文信息获取单元1001运行成功之后，启动更新单元1002和位置更新单元1003并行运行；以及，在更新单元1002和位置更新单元1003均成功运行之后，启动TAU完成单元1004运行。

较佳地，所述上下文信息获取单元1001，具体用于：

接收用户终端通过其所属基站发送的TAU请求；

根据所述TAU请求向所述用户终端的原MME发送上下文请求消息，以获取所述用户终端的上下文信息；

与所述用户终端进行交互以完成与所述用户终端之间的鉴权和加密过程；以及，与所述HSS进行交互以完成与所述HSS之间的鉴权和加密过程；

向所述原MME发送上下文确认消息。

较佳地，所述更新单元1002，具体用于：

为所述用户终端构造相应的移动性管理上下文，并重定位SGW；

当SGW未发生改变时，向所述SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述源MME的承载上下文信息；

接收所述SGW返回的承载更新响应，所述承载更新响应为所述SGW更新所述用户终端和源MME的承载上下文信息之后所发送的消息。

位置更新单元1003，具体用于：

向所述HSS发送位置更新消息，以指示所述HSS更新所述用户终端和所述源MME的上下文信息；

接收所述HSS返回的位置更新响应消息，所述位置更新响应消息为所述HSS在向源MME发送位置取消消息之后且所述源MME返回位置取消响应之后，并且在更新所述用户终端和所述源MME的上下文信息之后返回的消息。

较佳地，TAU完成单元1004，具体用于：

向所述用户终端发送跟踪区位置更新接受消息，所述跟踪区位置更新接受消息中携带有所述MME分配给所述用户终端的全局唯一临时标识GUTI。

较佳地，TAU完成单元1004，进一步用于：

接收所述用户终端发送的跟踪区位置更新完成消息，所述跟踪区位置更新完成消息为所述用户终端在确定所述MME为其分配的所述GUIT与所述源MME为其分配的GUIT不同时返回的确认消息。

较佳地，所述控制单元1005进一步用于，在更新单元1002或位置更新单元1003执行失败时，停止执行所述更新单元1002和位置更新单元1003，并向所述用户终端发送跟踪区位置更新拒绝消息。

实施例二

实施例二中MME发生改变，SGW不发生改变。

参见图11，为本发明实施例二中执行TAU的方法流程图，该方法包括：

步骤11A、新MME在接收到用户终端通过其所属基站发送的跟踪区位置更新TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息。

步骤11B、向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话。

步骤11C、所述新MME向HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述原MME删除所述用户终端的位置信息。

步骤11D、新MME与用户终端、新SGW进行交互，已完成TAU过程。

上述步骤11A具体包括的子步骤与前面步骤21的子步骤相同，即可参见图3，在此不再赘述。

上述步骤11B，具体可包括以下步骤，如图12A所示：

步骤11B1、新MME向所述新SGW发送创建会话请求(即Create SessionRequest)。

步骤11B2、新MME接收新SGW返回的创建会话响应(即Create SessionResponse)，会话创建过程完成。

较佳地，当RAT类型发生改变时，或者在步骤11B1中的创建会话请求中携带有ULI IE或User CSG IE时，上述步骤11B1与步骤11B2之间还包括以下步骤，如图12B所示：

步骤11B11、所述新SGW向PGW发送默认承载请求(即Modify BearerRequest)；

步骤11B12、所述新SGW接收所述PGW返回的默认承载响应(即ModifyBearer Response)。

较佳地，当网络中使用了PCRF时，在图12B的步骤11B11与步骤11B12之间还可包括以下步骤，如图12C所示：

步骤11B11’、所述PGW从所述PCRF中获取PCC规则。

本发明实施例二中，步骤11C具体包含的子步骤与前面步骤23所包含的子步骤相同，即可参见图7所示，在此不再赘述。

本发明实施例二中，步骤11D可具体包括以下步骤，如图13A所示：

步骤11D1、原MME向原SGW发送删除会话请求(即Delete SessionRequest)；

步骤11D2、所述源MME接收所述原SGW返回的删除会话响应(DeleteSession Response)；

步骤11D3、所述目的MME向所述用户终端发送所述TAU接受消息(即Tracking Area Updata Accept)。

较佳地，上述步骤11D还可包括以下步骤，如图13B所示：

步骤11D4、所述用户终端确定所述目的MME为其分配的所述GUIT与所述源MME为其分配的GUIT不同时，向所述目的MME返回TAU完成消息(即Tracking Area Updata Complete)。

较佳地，本发明实施例中，在上述步骤11B或步骤11C执行失败时，停止执行所述步骤11B和步骤11C，并向所述用户终端发送跟踪位置更新拒绝消息。

较佳地，为确保对跟踪区位置进行更新的成功率，本发明实施例中，当上述步骤11B中的任意一个子步骤执行失败时，停止执行步骤11B和步骤11C执行，并向用户终端回复携带有原因值的位置区更新拒绝消息(即TrackingArea Update Reject)，原因值为用于表征EPS服务不允许(即EPS services notallowed)的“0x07”；同理，当上述步骤11C中的任意一个子步骤执行失败时，停止执行步骤11B和步骤11C执行，并向UE回复携带有原因值的位置区更新拒绝消息(即Tracking Area Update Reject)，原因值为用于表征跟踪区漫游(即Roaming not allowed in this tracking area)不允许的“0x0D”。

基于前述方法流程，本发明实施例二还提实现跟踪区位置更新的信令流程图，该信令流程图可如图14所示，包括步骤a1～步骤a7、步骤b1～步骤b5、步骤c1～步骤c4以及步骤d1～步骤d4，其中：步骤a1～步骤a7为图11中的步骤11A的子步骤；步骤b1～步骤b5为图11中的步骤11B的子步骤；步骤c1～步骤c4为图11中的步骤11C的子步骤；步骤d1～步骤d4为图11中步骤11D的子步骤；步骤b1～步骤b5和步骤c1～步骤c4并行执行，并在成功执行步骤b1～步骤b5和步骤c1～步骤c4之后，再执行步骤d1～步骤d4；该信令流程是以网络侧使用了PCRF、新MME为用户终端分配的GUIT与原MME为所述用户终端分配的GUTI不同，且新MME与原MME不属于同一SGW为例。

步骤a1、UE触发TAU流程。

步骤a2、UE向其所属的基站(eNB)发送TAU请求消息(即Tracking AreaUpdate Request消息)，以发起跟踪区位置更新过程，并通过RRC参数指示被选择的新MME。

TAU请求消息中携带有以下信息：UE的网络能力、原MME分配给所述UE的GUTI(后续称为旧GUTI)、最近访问的TAI、激活标记、S-TMSI、EPS承载状态、KSlasme、NAS序列号、NAS-MAC等。

步骤a3、eNB根据S-TMSI与RRC参数确定出新MME，再将TAU请求消息转发给新MME。

上述步骤a3中，若eNB根据S-TMSI与RRC参数不能确定出新MME时，通过“MME选择功能”选择一个MME作为新MME，再将TAU请求消息转发给该新MME。

步骤a4、新MME通过TAU请求消息中的GUTI得出原MME的地址，并向原MME发送上下文请求消息(即Context Request消息)以获取UE的上下文信息。原MME在接收到新MME发送的上下文请求消息之后启动一个定时器。

步骤a5、原MME向新MME返回上下文响应消息(即Context Response消息)，该上下文响应消息中携带有UE的上下文信息。

步骤a6、新MME与UE之间进行鉴权和安全认证；以及，新MME与HSS之间进行鉴权和安全认证。

步骤a7、新MME向原MME返回上下文确认消息(即Context Acknowledge消息)。

原MME在接收到新MME返回的上下文确认消息时，通知所述新SGW、PGW及HSS将存储的所述原MME的上下文信息标注为无效，以避免在完成跟踪区位置更新之前接收到用户终端发送的TAU时返回到原MME中。如果步骤a6中的鉴权安全过程没有正确地执行，则TAU被拒绝，且新MME发送一个拒绝指示给原MME。

步骤b1、新MME为所述UE构造相应的MM上下文，新MME向SGW发送创建会话请求消息(即Create Session Request消息)。

该建立会话请求消息中携带有UE的IMSI，bearer contexts(承载上下文)，新MME Address and TEID，Type，the Protocol Type over S5/S8，RAT type，Serving Network。

步骤b2、新SGW在确定RAT类型发生改变，或者新SGW接收到MME发送的建立会话请求消息中携带有ULI IE或者User CSG IE时，新SGW向PGW发送默认承载请求(即Modify Bearer Response)。

步骤b3、PGW与PCRF进行交互，从所述PCRF中获取PCC规则。

步骤b4、PGW向新SGW回复默认承载响应(即Modify Bearer Response)。

步骤b5、新SGW向新MME返回创建会话响应(即Create SessionResponse)。

步骤c1、新MME向HSS发送携带有MME-ID和IMSI的位置更新消息(即Update Location Request消息)。

步骤c2、HSS向原MME发送携带有IMSI和取消类型标识的位置取消消息(Cancel Location)。

步骤c3、原MME接收到位置取消消息后，并且在定时器超时时，删除UE的上下文信息，并向原HSS返回位置取消响应(即Cancel Location Ack)。

步骤c4、HSS向新MME返回位置更新确认消息(即Update Location Ack)。

步骤d1、在上述步骤a4启动的定时器超时时，原MME向原SGW发送删除回话请求(即Delete Session Request)。

步骤d2、原MME接收所述原SGW返回的删除会话响应(即Delete SessionResponse)。

步骤d3、新MME向UE发送TAU接受消息(即Tracking Area UpdateAccept)，该TAU接受消息中携带有所述新MME为所述UE分配的GUTI以及TAI列表、EPS承载状态。

步骤d4、当UE确定新MME为其分配的GUTI与所述原MME为其分配的GUTI不一致时，通过向新MME发送TAU完成消息(即Tracking Area UpdateComplete)以确认新MME为其分配的GUTI。

基于前述实施例二提供的方法流程，本发明实施例还提供一种移动性管理实体，该移动性管理实体的结构与前述实施例一中的移动性管理实体的结构相同，均包括上下文信息获取单元1001、更新单元1002、位置更新单元1003、跟踪区位置更新TAU完成单元1004和控制单元10051，其中：

上下文信息获取单元1001，用于在接收到用户终端通过其所属基站发送的跟踪区位置更新TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息；

更新单元1002，用于在SGW发生改变时，向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话；

位置更新单元1003，用于向HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；

TAU完成单元1004，用于与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程；

控制单元1005，用于在上下文信息获取单元1001运行成功之后，启动所述更新单元1002和位置更新单元1003并行运行；以及，在更新单元1002和位置更新单元1003均成功运行之后，启动所述TAU完成单元1004运行。

上下文信息获取单元1001，具体用于：接收用户终端通过其所属基站发送的TAU请求；根据所述TAU请求向所述用户终端的源MME发送上下文请求消息，以获取所述用户终端的上下文信息；与所述用户终端进行交互以完成与所述用户终端之间的鉴权和加密过程；以及，与所述HSS进行交互以完成与所述HSS之间的鉴权和加密过程；向所述源MME发送上下文确认消息。

更新单元1002，具体用于：向所述新SGW发送创建会话请求；以及，接收所述新SGW返回的创建会话响应。

位置更新单元1003，具体用于：

向所述HSS发送位置更新消息，以指示所述HSS更新所述用户终端和所述源MME的上下文信息；

接收所述HSS返回的位置更新响应消息，所述位置更新响应消息为所述HSS在向源MME发送位置取消消息之后且所述源MME返回位置取消响应之后，并且在更新所述用户终端和所述源MME的上下文信息之后返回的消息。

本发明实施例中，TAU完成单元1004，具体用于：向原SGW发送删除会话请求；以及，接收所述原SGW返回的删除会话响应之后，向所述用户终端发送所述跟踪区位置更新接受消息。

较佳地，TAU完成单元1004，进一步用于：

接收所述用户终端发送的跟踪区位置更新完成消息，所述跟踪区位置更新完成消息为所述用户终端在确定所述MME为其分配的所述GUIT与所述源MME为其分配的GUIT不同时返回的确认消息。

控制单元1005进一步用于，在更新单元1002或位置更新单元1003执行失败时，停止执行所述更新单元1002和位置更新单元1003，并向所述用户终端发送跟踪区位置更新拒绝消息。

本发明实施例中，一方面，首先执行步骤A、目的MME(即新MME)在接收到用户终端发送的TAU请求时获取用户终端的上下文信息；再并行执行以下步骤B和步骤C：步骤B、目的MME在确定SGW不发生改变时向所述SGW发送承载更新请求，以及所述目的MME在确定SGW发生改变时向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话；步骤C目的MME向归属地签约数据服务器HSS发送位置更新请求以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；最后执行步骤D通过目的MME与用户终端进行交互以完成TAU过程。采用本发明技术方案，并行执行步骤B和步骤C，因此，相对于现有技术中串行执行上述步骤而言，在一定程度上降低了实现跟踪区位置更新的时延和提高跟踪区位置更新的效率；另一方面，针对并行执行的步骤B和步骤C给出了异常处理的方式，从而更进一步确保TAU流程的成功执行。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种实现跟踪区位置更新的方法，其特征在于，包括：

步骤A、目的移动性管理实体MME在接收到用户终端通过其所属基站发送的跟踪区位置更新TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息；

步骤B、所述目的MME在确定服务网关SGW不发生改变时，向所述SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述用户终端的源MME的承载上下文信息；以及，所述目的MME在确定SGW发生改变时，向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话；

步骤C、所述目的MME向归属地签约数据服务器HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；

步骤D、目的MME与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程；

在成功执行所述步骤A之后，并行执行所述步骤B和步骤C，并在确认成功执行步骤B和步骤C之后再执行步骤D。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

步骤A1、所述基站接收所述用户终端发送的TAU请求和网络指示；

步骤A2、所述基站根据所述TAU请求和所述网络指示，确定出所述用户终端的目的MME；

步骤A3、所述基站将所述TAU请求转发给所述目的MME；

步骤A4、所述目的MME根据所述TAU请求向所述源MME发送上下文请求消息，以获取所述用户终端的上下文信息；

步骤A5、所述目的MME与所述用户终端进行交互以完成与所述用户终端之间的鉴权和加密过程；以及，所述目的MME与所述HSS进行交互以完成与所述HSS之间的鉴权和加密过程；

步骤A6、所述目的MME向所述源MME发送上下文确认消息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B，具体包括：

步骤B1、所述目的MME为所述用户终端构造相应的移动性管理上下文，并重定位SGW，当SGW未发生改变时执行以下步骤B2～B3，当SGW发生改变时执行以下步骤B2’～B3’；

步骤B2、所述目的MME向所述SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述源MME的承载上下文信息；

步骤B3、所述目的MME接收所述SGW返回的承载更新响应，所述承载更新响应为所述SGW更新所述用户终端和源MME的承载上下文信息之后所发送的消息；

步骤B2’、所述目的MME向所述新SGW发送创建会话请求；

步骤B3’、所述目的MME接收所述新SGW返回的创建会话响应。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当无线接入RAT类型发生改变或者所述承载更新请求中携带有用户位置信息元素ULI IE或用户封闭签约用户组信息元素User CSG IE时，所述步骤B2和步骤B3之间还包括：

步骤B21、所述SGW将接收到的承载更新请求转发给PDN网关PGW，以指示所述PGW更新所述用户终端以及所述源MME的承载上下文信息；

步骤B22、所述SGW接收所述PGW返回的承载更新响应，所述承载更新响应为所述PGW更新所述用户终端和源MME的承载上下文信息之后所发送的消息；

或者，当RAT类型发生改变或者所述创建会话请求中携带有ULI IE或UserCSG IE时，所述步骤B2’和步骤B3’之间还包括：

步骤B21’、所述新SGW向PDN网关PGW发送默认承载请求；

步骤B22’、所述新SGW接收所述PGW返回的默认承载响应。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当网络中使用了策略控制计费规则PCRF时，在所述步骤B21和步骤B22之间还包括：

步骤B21a、所述PGW从所述PCRF中获取策略和计费控制PCC规则，所述PCC规则为在建立演进分组系统EPS承载时在所述PGW中预定义的规则；

或者，当网络中使用了PCRF时，在所述步骤B21’和步骤B22’之间还包括：

步骤B21’a、所述PGW从所述PCRF中获取PCC规则。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C，具体包括：

步骤C1、所述目的MME向所述HSS发送位置更新消息；

步骤C2、所述HSS在接收到所述位置更新消息之后，向所述源MME发送位置取消消息，以指示所述源MME删除所述用户终端的上下文信息；

步骤C3、所述HSS接收所述源MME返回的位置取消响应，所述位置取消响应为所述源MME删除所述用户终端的上下文信息之后所发送的信息；

步骤C4、所述HSS更新所述用户终端的位置信息，且接收到所述源MME返回的位置取消响应之后，向所述目的MME发送位置更新响应消息。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当SGW未发生改变时，所述步骤D包括以下步骤D1；当SGW发生改变时，所述步骤D包括以下步骤D1’～步骤D3’：

步骤D1、所述目的MME向所述用户终端发送跟踪区位置更新接受消息，所述跟踪区位置更新接受消息中携带有该目的MME分配给所述用户终端的全局唯一临时标识GUTI；

步骤D1’、源MME向原SGW发送删除会话请求；

步骤D2’、所述源MME接收所述原SGW返回的删除会话响应；

步骤D3’、所述目的MME向所述用户终端发送所述跟踪区位置更新接受消息。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤D2、所述用户终端确定所述目的MME为其分配的所述GUIT与所述源MME为其分配的GUIT不同时，向所述目的MME返回跟踪区位置更新完成消息。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的MME在所述步骤B执行失败时，停止执行步骤B和步骤C，并向所述用户终端返回携带有用于表征EPS服务不允许的原因值的跟踪区位置更新拒绝消息；或者，

所述目的MME在所述步骤C执行失败时，停止执行所述步骤B和所述步骤C，并向所述用户终端发送携带有用于表征跟踪区漫游不允许的原因值的跟踪区位置更新拒绝消息。

10.一种移动性管理实体，其特征在于，包括上下文信息获取单元、更新单元、位置更新单元、跟踪区位置更新TAU完成单元和控制单元，其中：

上下文信息获取单元，用于在接收到用户终端通过其所属基站发送的跟踪区位置更新TAU请求时，获取所述用户终端的上下文信息；

更新单元，用于在服务网关SGW未发生改变时，向服务网关SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述用户终端的源MME的承载上下文信息；以及，在SGW发生改变时，向新SGW发送创建会话请求，以建立目的MME与新SGW之间的会话；

位置更新单元，用于向归属地签约数据服务器HSS发送位置更新请求，以指示所述HSS更新所述用户终端的位置信息以及指示所述HSS通知所述源MME删除所述用户终端的位置信息；

TAU完成单元，用于与所述用户终端进行交互，以完成TAU过程；

控制单元，用于在上下文信息获取单元运行成功之后，启动所述更新单元和所述位置更新单元并行运行；以及，在所述更新单元和所述位置更新单元均成功运行之后，启动所述TAU完成单元运行。

11.如权利要求10所述的移动性管理实体，其特征在于，所述上下文信息获取单元，具体用于：

接收用户终端通过其所属基站发送的TAU请求；

根据所述TAU请求向所述用户终端的源MME发送上下文请求消息，以获取所述用户终端的上下文信息；

与所述用户终端进行交互以完成与所述用户终端之间的鉴权和加密过程；以及，与所述HSS进行交互以完成与所述HSS之间的鉴权和加密过程；

向所述源MME发送上下文确认消息。

12.如权利要求10所述的移动性管理实体，其特征在于，当SGW未发生改变时，所述更新单元，具体用于：所述SGW发送承载更新请求，以指示所述SGW更新所述用户终端以及所述源MME的承载上下文信息；以及，接收所述SGW返回的承载更新响应，所述承载更新响应为所述SGW更新所述用户终端和源MME的承载上下文信息之后所发送的消息；

当SGW发生改变时，所述更新单元，具体用于：向所述新SGW发送创建会话请求；以及，接收所述新SGW返回的创建会话响应。

13.如权利要求10所述的移动性管理实体，其特征在于，所述位置更新单元，具体用于：

向所述HSS发送位置更新消息，以指示所述HSS更新所述用户终端和所述源MME的上下文信息；

接收所述HSS返回的位置更新响应消息，所述位置更新响应消息为所述HSS在向源MME发送位置取消消息之后且所述源MME返回位置取消响应之后，并且在更新所述用户终端和所述源MME的上下文信息之后返回的消息。

14.如权利要求10所述的移动性管理实体，其特征在于，当SGW未发生改变时，所述TAU完成单元，具体用于：向所述用户终端发送跟踪区位置更新接受消息，所述跟踪区位置更新接受消息中携带有所述MME分配给所述用户终端的全局唯一临时标识GUTI；

当SGW发生改变时，所述TAU完成单元，具体用于：向原SGW发送删除会话请求；以及，接收所述原SGW返回的删除会话响应之后，向所述用户终端发送所述跟踪区位置更新接受消息。

15.如权利要求14所述的移动性管理实体，其特征在于，所述TAU完成单元，进一步用于：

接收所述用户终端发送的跟踪区位置更新完成消息，所述跟踪区位置更新完成消息为所述用户终端在确定所述MME为其分配的所述GUIT与所述源MME为其分配的GUIT不同时返回的确认消息。

16.如权利要求10所述的移动性管理实体，其特征在于，所述控制单元进一步用于，在更新单元执行失败时，停止执行所述更新单元和位置更新单元，并向所述用户终端返回携带有用于表征EPS服务不允许的原因值的跟踪区位置更新拒绝消息；或者，

所述控制单元进一步用于，在位置更新单元执行失败时，停止执行所述更新单元和位置更新单元，并向所述用户终端发送携带有用于表征跟踪区漫游不允许的原因值的跟踪区位置更新拒绝消息。

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