CN102547878B - 一种移动中继移动性的实现方法及实现系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动中继移动性的实现方法及实现系统。该方法中，RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，其SGW切换到目标施主基站中，其PGW仍位于源施主基站中；RN基于源施主基站上的PGW所建立的PDN连接保留；同时，MME根据源施主基站和目标施主基站之间的距离判断是否建立新的PDN连接，是则发送PDN连接建立消息，通知RN应建立新的PDN连接；当RN接收到该PDN连接建立消息时，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。本方法利用了EPC中对UE支持多PDN连接的概念，解决了中继的移动性问题，并且能够随着RN的移动，仍然选择最合适的PGW为中继节点提供服务，由此保证了用户的体验。

Description

一种移动中继移动性的实现方法及实现系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种移动中继移动性的实现方法及实现系统。

背景技术

为了满足新的市场需求，3GPP在R10中引入了中继(Relay)实现方案，在eNB中提供施主基站的功能，连接一个或多个RN(Relay Node，中继节点)，为网络提供更好的覆盖扩展服务。

考虑到目前广泛应用的高速铁路，能够在高铁列车上应用RN可以为UE提供更好的用户体验。并且因为RN本身相对于UE是一个固定节点，因此UE的Uu链路上质量是稳定的。3GPP在R11中启动了移动中继的研究。

但是，在目前R10的架构中，实现的RN是一个固定的节点，其本身并不能移动，并不适合支持移动中继。因为在R10的架构中，RN的PGW(Packet Data Network Gateway，分组数据网网关)/SGW(Serving GW，服务网关)功能集成在DeNB(Donor eNB，施主基站)中。如果发生RN的移动，RN要切换到新的DeNB中，集成在DeNB中的RN’s SGW/PGW会随着RN的移动而改变。

然而3GPP规范中并没有定义PGW重定位这样的过程，即在UE的移动过程中不允许其PDN(Packet Data Network，分组数据网)连接发生改变。因为UE在选定PGW建立PDN连接时，PGW会为UE分配IP地址。若PGW改变，就必须为UE重新分配IP地址，而此时与先前PGW连接的业务必然会发生中断。而RN的UE部分和普通UE的功能是相同的，因此为RN服务的PGW也不能在PDN连接激活的过程中进行改变。

对上述架构如果不进行任何增强，无法实现移动中继的移动性功能。因此要考虑移动中继的实现方法。

目前有技术提出将RN的SGW和PGW分开，RN’s PGW仍然保留在最先的DeNB中，而RN’s SGW随着RN的切换始终位于RN接入的DeNB中。

该方法虽然解决了RN移动时PGW不能改变的问题，但是随着RN移动得越来越远，数据平面的路径将越来越长。因此仅用此方法并不能解决在目前R10架构下RN的移动性问题。

发明内容

本发明提供了一种移动中继移动性的实现方法及中继节点，该方法利用了EPC中对UE支持多PDN连接的概念，解决了RN的移动性问题，并且能够随着RN的移动，仍然选择最合适(最近)的PGW为RN提供服务，由此保证了用户的体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种移动中继移动性的实现方法，该方法包括：

中继节点RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，该RN的服务网关SGW切换到目标施主基站中，所述RN的分组数据网关PGW仍位于所述源施主基站中；

所述RN基于源施主基站上的PGW所建立的分组数据网PDN连接保留；

同时，移动性管理实体MME根据源施主基站和目标施主基站之间的距离判断该RN是否应建立新的PDN连接，是则发送PDN连接建立的指示，通知该RN应建立新的PDN连接；

当所述RN接收到上述PDN连接建立的指示时，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。

在上述方法中，所述MME根据所述源施主基站和目标施主基站之间的距离判断所述RN是否建立新的PDN连接包括：

当根据预置条件确定所述源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件，所述中继节点应不建立新PDN连接；

当根据预置条件确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件时，所述中继节点应发起PDN连接建立过程，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。

在上述方法中，所述预置条件包括：

当所述源施主基站和目标施主基站由同一个移动性管理实体池中的移动性管理实体MME提供服务时，则确定所述源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件；

当所述源施主基站和目标施主基站由两个不同的移动性管理实体池中的MME提供服务，且为目标施主基站提供服务的MME决定选择新的PGW为所述中继节点服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件。

在上述方法中，当判断应建立新的PDN连接时，该方法进一步包括：

中继节点切换之前正在执行的业务使用所述基于源施主基站的PGW建立的PDN连接；

中继节点切换之后发起的业务使用所述基于目标施主基站的PGW建立的新的PDN连接。

在上述方法中，该方法进一步包括：

当所述中继节点切换之前的业务都结束时，由所述中继节点发起PDN连接去激活过程拆除所述基于源施主基站的PGW建立的PDN连接。

本发明还公开了一种移动中继移动性的实现系统，该系统包括：

MME，用于在RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，根据所述预置条件判断是否应建立新的PDN连接，并当确定所述RN应建立新的PDN连接时，发送PDN连接建立的指示，通知所述RN应建立新的PDN连接；

RN，用于当接收到所述PDN连接建立的指示时，发起PDN连接建立过程，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。

在上述系统中，该MME包括存储模块、判决模块和消息接收模块；

其中，存储模块，用于保存预先设置的预置条件；

判决模块：用于在RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，根据所述预置条件判断是否应建立新的PDN连接；

消息发送模块：用于当所述判决模块确定所述RN应建立新的PDN连接时，发送PDN连接建立的指示，通知所述RN应建立新的PDN连接。

在上述系统的MME中，

所述判决模块，用于当所述源施主基站和目标施主基站由同一个移动性管理实体池中的移动性管理实体MME提供服务时，则确定所述源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件，应不建立新的PDN连接；

当所述源施主基站和目标施主基站由两个不同的移动性管理实体池中的MME提供服务，且为目标施主基站提供服务的MME决定选择新的PGW为所述中继节点服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件，应建立新的PDN连接。

在上述系统中，该RN包括：消息接收模块和PDN连接建立模块；

其中，消息接收模块，用于接收来自MME的PDN连接建立的指示；

PDN连接建立模块，用于当接收到来自MME的PDN连接建立指示时，发起新的PDN连接建立过程，建立基于当前施主基站中的PGW的PDN连接。

在上述系统中，该RN进一步包括：

PDN连接拆除模块，用于当所述中继节点切换之前的业务都结束时，发起PDN连接去激活过程拆除所述基于源施主基站的PGW建立的PDN连接。

由上述可见，本发明公开了一种移动中继移动性的实现方法及实现系统。该方法中，中继节点RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，其服务网关SGW切换到该目标施主基站中，其分组数据网关PGW仍位于所述源施主基站中；RN基于源施主基站上的PGW所建立的分组数据网PDN连接保留；同时，移动性管理实体根据源施主基站和目标施主基站之间的距离判断是否建立新的PDN连接，是则通知RN应建立新的PDN连接；当所述RN接收到MME通知RN应建立新的PDN连接的消息时，所述RN基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。本方法利用了EPC中对UE支持多PDN连接的概念，解决了中继的移动性问题，并且能够随着中继节点的移动，仍然选择最合适(最近)的PGW为中继节点提供服务，由此保证了用户的体验。

附图说明

图1是本发明实施例中的RN移动性实现及数据路径图；

图2是本发明实施例中的一种移动中继移动性的实现系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在已有的方案中，RN的PGW和SGW都必须集成在DeNB中，就是因为这种集成方式，使得RN在移动过程中造成PGW需要改变。本发明提出一种方法，将RN的SGW和PGW功能拆开，并不一定要求全都位于同一个DeNB中。也就是说，当RN移动时，RN的PGW节点可以位于RN当前接入的DeNB，也可位于其它DeNB，如RN前一个接入的DeNB。

图1是本发明实施例中的RN移动性实现及数据路径图。RN先接入DeNB1。此时RN的PGW(RN’s PGW)也位于DeNB1中。UE的数据路径通过DeNB1、RN’s SGW和RN’s PGW，连接到UE的SGW/PGW，如图1中一点画线的路径。

RN从源施主基站DeNB1切换到目标施主基站DeNB2之后，该RN的SGW切换到DeNB2中，RN的PGW仍位于DeNB1中；RN基于DeNB1上的PGW所建立的PDN连接保留；同时，移动性管理实体MME根据源施主基站DeNB1和目标施主基站DeNB2之间的距离判断该RN是否应建立新的PDN连接，是则发送PDN连接建立的指示，通知该RN应建立新的PDN连接；当该RN接收到上述PDN连接建立消息时，基于目标施主基站DeNB2的PGW建立新的PDN连接。

也就是说，在RN发生切换后，连接到DeNB2。此时RN’s SGW随着RN的移动转移到新的DeNB2中，而已有的RN’s PGW不改变，并且可以面对新的RN’s PGW建立新的PDN连接。这里有两种情况。

1)当根据预置条件确定所述源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件时，RN不建立新PDN连接，即，当新接入的DeNB2与前一个提供服务的RN’s PGW所在DeNB 1之间的距离符合预设条件，认为两者相隔不远，只有RN的SGW随着切换转移到DeNB2，而PGW仍然保留在DeNB 1。此时，UE的数据路径就经过DeNB2的RN’s SGW到DeNB 1的RN’s PGW再到达UE’s SGW/PGW。如图1中虚线路径。

2)当根据预置条件确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件，也就是说，新接入的DeNB2与前一个提供服务的RN’s PGW所在DeNB1之间的距离不符合预设条件，认为其相隔甚远时，RN发起PDN连接建立过程，基于目标施主基站中的RN’sPGW建立新的PDN连接。

此时，中继节点切换之前正在执行的业务使用基于源施主基站的PGW建立的PDN连接。即原有UE的原有PDN连接仍然经由DeNB1的RN’s PGW路由(如图1中虚线路径)；中继节点切换之后发起的业务使用所述基于目标施主基站的PGW建立的新的PDN连接，即，UE新发起的PDN连接经由DeNB2的RN’s PGW路由(如图1中两点画线路径)。当中继节点切换之前的业务都结束时，由该RN发起PDN连接去激活过程拆除基于源施主基站的PGW建立的PDN连接，该源施主基站的PGW不再使用。

因为在确定网络拓扑构架时，一般都是根据地理位置确定基站是否由同一个MME提供服务，或MME是否属于同一个移动性管理实体池MME Pool，因此，其中预置条件的确定可以采用以下方式，但不限于以下方式：

1)当源施主基站和目标施主基站由同一个MME Pool中的MME提供服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件，RN应不建立新PDN连接。其中，由同一个MME Pool中的MME提供服务包括：由同一个MME Pool中的不同MME提供服务，或由同一个MME Pool中的同一个MME提供服务。

2)当源施主基站和目标施主基站由两个不同的MME Pool中的MME提供服务，且为目标施主基站提供服务的MME决定选择新的PGW为该RN服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件，RN应发起新的PDN连接建立过程，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。

同时，为了实现此功能，在这个架构中，源施主基站中的PGW和目标施主基站中的S GW之间通信通过S5/S8接口功能实现。即在DeNB之间要引入SGW和PGW之间的S5/S8接口功能。

图2是本发明实施例中的一种移动中继移动性的实现系统结构图。如图2所示，该系统包括：

MME，用于在RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，该RN的SGW切换到该目标施主基站中，该RN的PGW仍位于该源施主基站中，根据预置条件判断是否应建立新的PDN连接，并当确定所述RN需要建立新的PDN连接时，发送PDN连接建立消息，通知所述RN应建立新的PDN连接；

RN，用于当接收到上述的PDN连接建立消息时，发起PDN连接建立过程，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。

其中，该系统中的MME又包括存储模块201、判决模块202和消息发送模块203；

存储模块201，用于保存预先设置的预置条件；

判决模块202，用于在RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，根据上述的预置条件判断是否应建立新的PDN连接；

消息发送模块203，用于当判决模块202确定RN应建立新的PDN连接时，发送PDN连接建立的指示，通知该RN应建立新的PDN连接。

预置条件的设置可以采用以下方式，但不限于以下方式：

1)当源施主基站和目标施主基站由同一个MME Pool中的MME提供服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件，应不建立新的PDN连接；

2)当源施主基站和目标施主基站由两个不同的MME Pool中的MME提供服务，且为目标施主基站提供服务的MME决定选择新的PGW为RN服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件，应建立新的PDN连接。

该系统中的RN包括：消息接收模块301和PDN连接建立模块302；

其中，消息接收模块301，用于接收来自MME的PDN连接建立指示；

PDN连接建立模块302，用于当接收到来自MME的PDN连接建立的指示时，发起新的PDN连接建立过程，建立基于当前施主基站中的PGW的PDN连接。

该RN进一步包括PDN连接拆除模块，用于当RN切换之前正在执行的业务都结束时，发起PDN连接去激活过程拆除基于源施主基站的PGW建立的PDN连接。

本发明公开了一种移动中继移动性的实现方法及实现系统。该方法中，中继节点RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，其服务网关SGW切换到该目标施主基站中，其分组数据网关PGW仍位于所述源施主基站中；RN基于源施主基站上的PGW所建立的分组数据网PDN连接保留；同时，移动性管理实体根据源施主基站和目标施主基站之间的距离判断是否建立新的PDN连接，是则通知RN应建立新的PDN连接；当所述RN接收到MME通知RN应建立新的PDN连接的消息时，所述RN基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接。本方法利用了EPC中对UE支持多PDN连接的概念，解决了中继的移动性问题，并且能够随着中继节点的移动，仍然选择最合适(最近)的PGW为中继节点提供服务，由此保证了用户的体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种移动中继移动性的实现方法，其特征在于，该方法包括：

中继节点RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，所述RN的服务网关SGW切换到所述目标施主基站中，所述RN的分组数据网关PGW仍位于所述源施主基站中；

所述RN基于源施主基站上的PGW所建立的分组数据网PDN连接保留；

同时，移动性管理实体MME根据所述源施主基站和目标施主基站之间的距离判断所述RN是否应建立新的PDN连接，是则发送PDN连接建立的指示，通知所述RN应建立新的PDN连接；

当所述RN接收到所述PDN连接建立的指示时，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接；

其中，所述移动性管理实体根据所述源施主基站和目标施主基站之间的距离所述RN判断是否应建立新的PDN连接包括：

当根据预置条件确定所述源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件，所述中继节点应不建立新PDN连接；

当根据预置条件确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件时，所述中继节点应发起PDN连接建立过程，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接；

其中，所述预置条件包括：

当所述源施主基站和目标施主基站由同一个移动性管理实体池中的移动性管理实体MME提供服务时，则确定所述源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件；

当所述源施主基站和目标施主基站由两个不同的移动性管理实体池中的MME提供服务，且为目标施主基站提供服务的MME决定选择新的PGW为所述中继节点服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当判断应建立新的PDN连接时，该方法进一步包括：

中继节点切换之前正在执行的业务使用所述基于源施主基站的PGW建立的PDN连接；

中继节点切换之后发起的业务使用所述基于目标施主基站的PGW建立的新的PDN连接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

当所述中继节点切换之前的业务都结束时，由所述中继节点发起PDN连接去激活过程拆除所述基于源施主基站的PGW建立的PDN连接。

4.一种移动中继移动性的实现系统，其特征在于，该系统包括：

MME，用于在RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，根据预置条件判断是否应建立新的PDN连接，并当确定所述RN应建立新的PDN连接时，发送PDN连接建立的指示，通知所述RN应建立新的PDN连接；

RN，用于当接收到所述PDN连接建立的指示时，发起PDN连接建立过程，基于目标施主基站的PGW建立新的PDN连接；

该MME包括存储模块、判决模块和消息发送模块；

其中，存储模块，用于保存预先设置的预置条件；

判决模块：用于在RN从源施主基站切换到目标施主基站之后，根据所述预置条件判断是否应建立新的PDN连接；

消息发送模块：用于当所述判决模块确定所述RN应建立新的PDN连接时，发送PDN连接建立的指示，通知所述RN应建立新的PDN连接；

所述判决模块，用于当所述源施主基站和目标施主基站由同一个移动性管理实体池中的移动性管理实体MME提供服务时，则确定所述源施主基站和目标施主基站之间的距离符合预设条件，应不建立新的PDN连接；

当所述源施主基站和目标施主基站由两个不同的移动性管理实体池中的MME提供服务，且为目标施主基站提供服务的MME决定选择新的PGW为所述中继节点服务时，则确定源施主基站和目标施主基站之间的距离不符合预设条件，应建立新的PDN连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，该RN包括：消息接收模块和PDN连接建立模块；

其中，消息接收模块，用于接收来自MME的PDN连接建立的指示；

PDN连接建立模块，用于当接收到来自MME的PDN连接建立指示时，发起新的PDN连接建立过程，建立基于当前施主基站中的PGW的PDN连接。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述RN进一步包括：

PDN连接拆除模块，用于当所述中继节点切换之前的业务都结束时，发起PDN连接去激活过程拆除所述基于源施主基站的PGW建立的PDN连接。