CN102860081B - 移动终端在家庭基站间进行切换的方法和相关设备 - Google Patents
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Abstract
为了实现两个或者多个HNB之间的本地卸载业务(LIPA,SIPTO)的移动性,本发明提供了一种在通信网络的家庭基站网关上实施移动终端从源家庭基站到目标家庭基站的切换的方法,该方法包括:当所述家庭基站网关确定切换的目标家庭基站后,判断所述移动终端上是否具有卸载业务网络连接;以及,如果所述移动终端上具有卸载业务网络连接,则所述家庭基站网关触发在所述目标家庭基站上创建分组数据协议PDP上下文的操作。本发明还提供了实现该方法的家庭基站网关和家庭基站。
Description
技术领域
本发明一般涉及无线通信系统,并且更具体地,涉及无线通信系统中的切换。
背景技术
飞蜂窝(或者毫微微蜂窝),已经成为电信领域的热点话题。最初,飞蜂窝被设计为改善室内信号覆盖以及从无线移动接入网卸载移动数据。飞蜂窝被称为3GPP中的家庭节点B (HNB,即家庭基站;另外在LTE网络中HNB为HeNB),它工作在许可频谱上,使用家庭DSL或者电缆宽带连接将标准移动设备连接到移动运营商网络。可以通过http://www.femtoforum.org/femto/了解飞蜂窝的具体内容。目前,尽可能多地要求从移动核心网卸载移动数据。3GPP提出了本地IP接入(LIPA)和选择IP业务卸载(SIPTO)的概念(具体请参阅TS 25.467:“UTRANarchitecture for 3G Home Node B(HNB)”以及TR 23.829:“Local IPAccess and Selected IP Traffic Offload”),这两类业务可以归于旁路业务。在HNB中实施本地网关GPRS支持节点(即本地GGSN)。
HNB系统包括两个重要网元:HNB,HNB-GW。HNB集成了标准的Node B的功能以及标准的RNC(无线网络控制器)的无线资源管理功能。HNB-GW位于移动运营商网络,汇聚来自众多HNBs的业务并将汇聚的业务流通过标准的Iu-CS/Iu-PS接口送到移动核心网。从移动核心网看,HNB-GW像是一个RNC,其屏蔽了连接到HNB-GW的HNBs的具体细节,而不是让移动核心网中网元看到众多HNB上的RNC功能。
目前,有三种通过HNB提供的服务,即直接由移动核心网提供的服务(即普通的电路交换CS服务和分组交换PS服务)、LIPA服务和SIPTO服务。后面两种服务使得业务不用经过移动核心网,就可以直接与本地网络(即与HNB直接相连的网络)中IP设备通信或者直接与回程网络中的IP设备通信、获得服务,事实上就是这两类业务的业务数据不用通过移动核心网,直接由HNB提供给HNB(当然其控制信令还是要由移动核心网相关网元/网络设备处理)。
*LIPA为通过H(e)NB(即使用H(e)NB无线接入)连接、具有IP功能的用户终端UE提供了在同一家庭/企业IP网络内,到其他具有IP功能的实体的接入。
*SIPTO提供为经由H(e)NB(即使用H(e)NB无线接入)连接到定义的网络(例如因特网)的UE提供接入。
当以下情况发生时必须确保IP会话的连续性,即要求用于本地卸载业务的移动性。换句话说,要求两个(或者多个)HNB之间的本地旁路/卸载业务(LIPA,SIPTO)的切换。但是,目前尚无任何技术方案涉及这一技术问题。
*多于一个HNB部署在企业网络中(如图1所示)。例如,具有正在进行的LIPA连接的UE从一个HNB移动到另一个HNB,用户正在呼叫企业内的另一个分机。在LIPA PDN连接建立之后,UE和另一个具有IP功能的设备逻辑上位于同一个LAN中。
*具有正在进行的SIPTO业务的UE在不同的HNB之间移动(这些HNB通过同一个回程网络连接至同一个HNB-GW,并且针对SIPTO业务连接的IP地址是从回程网络中获得)。
需要说明的是,这里所讨论的HNB之间的切换只限于在同一个HNB-GW(家庭节点B网关)内、同一个CSG(封闭用户组)内的切换。
实际上,TS 25.467通过再利用HNB和HNB-GW之间的RANAP(无线接入网络应用部分)重定位过程,只为直接从移动核心网提供的服务解决了HNB之间的连接模式移动性。该方案并没有覆盖用于卸载业务的移动性。具体原因如下:
在HNB-GW内、CSG内切换期间,对于直接从移动核心网提供的服务,SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN(网关GPRS支持节点)不发生改变。没有必要在SGSN以及在GGSN中改变PDP上下文(其中,PDP表示分组数据协议,是外部PDN网与GPRS接口所用的网络协议)。然而,对于本地卸载业务(LIPA及SIPTO)来说,GGSN发生了改变。目标本地GGSN中没有PDP上下文。
本发明旨在扩展HNB之间的连接模式移动性,以解决经由HNB的本地旁路/卸载服务的移动性问题。需要注意的是,本发明主要涉及同一个HNB-GW内、同一个CSG内HNB之间的切换。在设计该方案时,要求该方案必须考虑UE具有正在进行的来自移动核心网的PS/CS服务以及本地卸载服务,即用于成功地从源HNB到目标HNB切换具有所有正在进行的服务的统一解决方案。
发明内容
本发明的目的在于扩展同一个HNB-GW内、同一个CSG内HNB之间的连接模式的移动性,以支持本地网络中的卸载业务切换。为此,本发明提出对于上文中提到的LIPA移动性或者SIPTO移动性,由HNB-GW触发在目标HNB上创建PDP上下文。
一方面,本发明提供了一种在通信网络的家庭基站网关上实施移动终端从源家庭基站到目标家庭基站的切换的方法,该方法包括:当所述家庭基站网关确定切换的目标家庭基站后,判断所述移动终端上是否具有卸载业务网络连接;以及,如果所述移动终端上具有卸载业务网络连接,则所述家庭基站网关触发在所述目标家庭基站上创建分组数据协议PDP上下文的操作。
在根据本发明的实施例中,所述家庭基站网关触发在所述目标家庭基站上创建PDP上下文的操作包括向所述目标家庭基站发送创建PDP上下文的请求。
在根据本发明的实施例中,在创建PDP上下文的请求中包括所述移动终端当前对所述卸载业务网络连接所使用的IP地址。
根据本发明的实施例,所述卸载业务网络连接是本地IP接入LIPA连接或者选择IP业务卸载SIPTO连接。
本发明的实施例,进一步包括所述家庭基站网关触发删除所述源家庭基站上的PDP上下文的操作。
另一方面,本发明提供了一种在通信网络中实施移动终端从源家庭基站到目标家庭基站的切换的家庭基站网关,该家庭基站网关包括:在确定切换的目标家庭基站后判断所述移动终端上是否具有卸载业务网络连接的装置;以及在所述移动终端上具有卸载业务网络连接的情况下触发在所述目标家庭基站上创建PDP上下文操作的装置。
根据本发明的实施例,触发在所述目标家庭基站上创建PDP上下文操作的装置进一步被配置为向所述目标家庭基站发送创建PDP上下文的请求。
本发明的实施例进一步包括在切换完成后,触发删除所述源家庭基站上的PDP上下文操作的装置。
另一方面,本发明还提供了一种在通信网络中与根据本发明的家庭基站网关交互操作的家庭基站,在所述家庭基站网关确定将移动终端切换到所述家庭基站并且判断所述移动终端上具有卸载业务网络连接的情况下,所述家庭基站包括根据所述家庭基站网关的触发创建所述卸载业务网络连接的PDP上下文的装置。
根据本发明的实施例,其中创建所述卸载业务网络连接的PDP上下文的装置以所述移动终端当前使用的卸载业务网络连接的IP地址作为PDP地址来创建PDP上下文。
进一步地,本发明还涉及一种在通信网络中与根据本发明的家庭基站网关交互操作的家庭基站,在所述家庭基站网关确定将移动终端切换到其他家庭基站并且判断所述移动终端上具有卸载业务网络连接的情况下,所述家庭基站包括根据所述家庭基站网关的触发,删除所述卸载业务网络连接的PDP上下文的装置。
本发明还涉及一种计算机程序产品,其中存储有用于执行根据本发明方法的步骤的计算机指令。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明,本发明的其他目的及优点将变得更加清楚和易于理解,在附图中:
图1示出了UE在连接到同一LAN的不同HNB之间移动的情况;
图2示出用于卸载业务的逻辑网络结构;
图3示出根据本发明的实施例的HNB之间本地卸载业务的切换过程;以及
图4示出根据本发明的实施例的HNB以及HNB-GW的功能框图。
具体实施方式
首先需要对本文中涉及的一些术语作简要说明。术语“卸载业务”(offloading traffic)”主要包括上文中提到的LIPA或SIPTO业务,术语“卸载业务网络连接”主要包括LIPA或SIPTO PDN连接。虽然本发明的实施例以UMTS作为背景进行描述,但是本发明并不限于UMTS网络本身,而是可以应用到LTE环境中。因此,在本文中,术语“家庭基站”不仅包括UMTS环境下的“HNB”,还包括LTE环境下的HeNB。术语“家庭基站网关”不仅包括UMTS环境下的“HNB-GW”,还包括LTE环境下的HeNB-GW。
在LTE环境下,移动性管理实体MME将取代SGSN的控制作用,一些消息将被修改。例如,在LTE中,创建会话请求/响应将取代UMTS中的创建PDP上下文请求/响应,删除会话请求/响应将取代UMTS中的删除PDP上下文请求/响应。
图2示出用于卸载业务的逻辑网络结构。在图2中,本地GGSN添加到HNB中,HNB-GW也将隐藏HNB中本地GGSN的细节。当UE中的本地卸载PDN已经建立时,SGSN上的PDP上下文的本地GGSN的IP地址就是HNB-GW的IP地址,HNB-GW为UE的本地卸载PDN维护实际的PDP上下文信息(包括本地GGSN的IP地址)。尽管UE在HNB之间移动,从SGSN的角度来看,它并不能了解这一改变,并且将在HNB和HNB-GW之间重新使用RANAP重定位过程。然而,考虑到本地卸载服务(LIPA和SIPTO),必须改变本地GGSN,同样当UE在HNB之间切换时必须使用同一IP地址。出于以上考虑,必须用以下特征来扩展现有“HNB之间(同一HNB-GW内、同一CSG内)连接模式的移动性。
*在HNB之间的重定位期间,HNB-GW必须确定在UE上是否有本地卸载业务,如果有,则HNB-GW将触发目标HNB上的创建PDP上下文过程,并指定UE将直接使用其当前正使用的用于旁路/卸载业务的IP地址。
*HNB-GW负责触发源HNB上的删除PDP上下文过程。
图3示出根据本发明实施例的HNB之间本地卸载业务的切换过程。在该图中,源HNB和目标HNB位于同一LAN,并且在同一HNB-GW和同一CSG内。本地卸载服务要从源HNB切换到目标HNB。
在步骤301中,UE已经建立了到移动核心网的在用CS/PS会话,以及经由源HNB和HNB-GW建立的例如LIPA或SIPTO的本地卸载PDN连接。当然,在图3示出的环境中,UE也可以只具有在用的本地卸载PDN连接。
在步骤302中,当UE将要移动到源HNB覆盖范围之外的HNB时,源HNB决定将UE重定位到某一目标HNB。
在步骤303中,HNB-GW接收到源HNB发送的RUA直接转移(RUADIRECT TRANSFER)消息,该消息包括UE的上下文ID、CN域指示以及RANAP重定位要求。需要补充说明的是,RUA是RANAP协议用户适配层,用于在HNB与HNB-GW之间透明地传送RANAP消息。
在接下来的步骤304a)和305中,HNB-GW将按照TS 25.467的常规操作,确定目标NHB,并且向目标NHB发送直接转移消息,该消息包括UE上下文ID、CN域指示以及RANAP重定位请求等信息。
除此之外,与现有技术方案不同的是,HNB-GW必须判断UE上是否有正在进行的LIPA或SIPTO PDN(分组数据网)连接。由于HNB-GW必须为UE的本地卸载PDN维护PDP上下文信息,这里的判断过程并不复杂。
如果存在正在进行的LIPA或SIPTO PDN连接,HNB-GW将用现有LIPA或SIPTO PDP上下文触发目标HNB上的创建上下文过程。例如,在步骤306中,向目标HNB的本地GGSN发送创建PDP上下文请求消息,该请求消息具有现有LIPA/SIPTO PDP上下文参数。在该消息中,以UE对LIPA或SIPTO当前使用的IP地址来作为指定PDP地址。另外,相应的QoS参数也必须在该请求消息中指定。这些信息是UE一开始经由源HNB建立LIPA/SIPTO的PDP连接时就在HNB-GW中维护的。
在接收包括UE上下文ID、CN域指示、RANAP重定位请求的请求RUA连接(RUA CONNECT)以及创建PDP上下文请求消息之后,目标HNB将采取相应的动作。例如,在步骤307a和307b中,按照传统的方式进行UE隐式注册和分配重定位资源。另外,在步骤307c中,目标HNB将创建LIPA/SIPTO的PDP上下文。这相当于复制了源HNB中的LIPA/SIPTO。在步骤307d中,目标HNB在与其直接相连的网络中宣告正在切换的UE的可通过其通信,这宣告可达性可以通过Gratuitous ARP技术以及DHCP技术等来实现。完成以上这些处理之后,对应的响应消息将发送给HNB-GW,例如步骤308中包括RANAP重定位请求确认的RUA直接转移消息以及步骤309中的创建PDP上下文响应消息。
后续的步骤310至317与现有技术的处理过程基本相同。需要注意的是,HNB-GW还负责触发源HNB上删除PDP上下文的过程,在步骤318中,HNB-GW向源HNB发送删除LIPA/SIPTO的PDP上下文请求,以删除源HNB上的相关记录和资源。源HNB在完成LIPA/SIPTO的PDP上下文删除后,向HNB-GW发送删除PDP上下文响应。
图4示出根据本发明的实施例的HNB以及HNB-GW的功能框图。
根据本发明的HNB-GW的实施例包括判断模块401,用于在确定切换的目标家庭基站后判断UE上是否具有例如LIPA连接或者SIPTO连接的卸载业务网络连接;触发创建PDP上下文的模块402,用于在UE上具有卸载业务网络连接的情况下触发在目标HNB上用UE正在使用的IP地址创建PDP上下文操作;优选地,触发在所述目标家庭基站上创建PDP上下文操作的装置被配置为向目标HNB发送创建PDP上下文的请求。另外,根据本发明的实施例的HNB还包括触发删除PDP上下文操作的模块403,用于在切换完成后,触发删除所述源HNB上的PDP上下文操作。
在图4中,目标HNB包含的本地GGSN模块404用于在接收到HNB-GW发送的创建LIPA/SIPTO的PDP上下文请求时,创建LIPA/SIPTO的PDP上下文,以及在本地网络中更新针对UE的传输路径(即宣告现在UE通过目标HNB可达)。这相当于复制了源HNB中的LIPA/SIPTO。完成以上这些处理之后,对应的响应消息(例如创建PDP上下文响应消息)将发送给HNB-GW,源HNB包含的本地GGSN模块405用于在接收到HNB-GW发送的删除LIPA/SIPTO的PDP上下文请求时,删除LIPA/SIPTO的PDP上下文,并将响应消息发送给HNB-GW。
值得注意的是,在本发明给出的实施例中,图4中所示出的模块完全是功能上的划分,并不是对物理结构的限定。例如,本地GGSN位于HNB中,但这只是逻辑上的包含关系。图4中的HNB仅包含本地GGSN,这表明与本发明直接相关的功能单元是本地GGSN,与并不排除HNB还包括其他功能单元。为了不模糊本发明,不再将其他功能单元一一示出。
根据本发明实施例的家庭基站网关和家庭基站本身并不涉及硬件的改进,可以在现有基站的基础上,通过结合计算机软件方式来实现。
尽管结合了实施例来描述本发明,但是本发明并不局限于任何实施例。本发明的范围由权利要求书限定,并且包括各种可选方式、修改和等效替换。因此,本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (12)
1.一种在通信网络的家庭基站网关上实施移动终端从源家庭基站到目标家庭基站的切换的方法,该方法包括:
当所述家庭基站网关确定切换的目标家庭基站后,判断所述移动终端上是否具有卸载业务网络连接;以及
如果所述移动终端上具有卸载业务网络连接,则所述家庭基站网关触发在所述目标家庭基站上创建分组数据协议PDP上下文的操作。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述家庭基站网关触发在所述目标家庭基站上创建PDP上下文的操作包括向所述目标家庭基站发送创建PDP上下文的请求。
3.如权利要求2所述的方法,其中,在创建PDP上下文的请求中包括所述移动终端当前对所述卸载业务网络连接所使用的IP地址。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法,其中所述卸载业务网络连接是本地IP接入LIPA连接或者选择IP业务卸载SIPTO连接。
5.如权利要求1至3任一项所述的方法,进一步包括所述家庭基站网关触发删除所述源家庭基站上的PDP上下文的操作。
6.一种在通信网络中实施移动终端从源家庭基站到目标家庭基站的切换的家庭基站网关,该家庭基站网关包括:
在确定切换的目标家庭基站后判断所述移动终端上是否具有卸载业务网络连接的装置;以及
在所述移动终端上具有卸载业务网络连接的情况下触发在所述目标家庭基站上创建PDP上下文操作的装置。
7.如权利要求6所述的家庭基站网关,其中,触发在所述目标家庭基站上创建PDP上下文操作的装置进一步被配置为向所述目标家庭基站发送创建PDP上下文的请求。
8.如权利要求6或7所述的家庭基站网关,进一步包括在切换完成后,触发删除所述源家庭基站上的PDP上下文操作的装置。
9.一种在通信网络中使用的家庭基站,该通信网络包括根据权利要求6至8任一项所述的家庭基站网关,在所述家庭基站网关确定将移动终端切换到所述家庭基站并且判断所述移动终端上具有卸载业务网络连接的情况下,所述家庭基站包括根据所述家庭基站网关的触发创建所述卸载业务网络连接的PDP上下文的装置。
10.如权利要求9所述的家庭基站,其中创建所述卸载业务网络连接的PDP上下文的装置以所述移动终端当前使用的卸载业务网络连接的IP地址作为PDP地址。
11.一种在通信网络中使用的家庭基站,该通信网络包括根据权利要求6至8任一项所述的家庭基站网关,在所述家庭基站网关确定将移动终端切换到其他家庭基站并且判断所述移动终端上具有卸载业务网络连接的情况下,所述家庭基站包括根据所述家庭基站网关的触发,删除所述卸载业务网络连接的PDP上下文的装置。
12.一种在通信网络的家庭基站网关上实施移动终端从源家庭基站到目标家庭基站的切换的系统,该系统包括:
用于当所述家庭基站网关确定切换的目标家庭基站后,判断所述移动终端上是否具有卸载业务网络连接的装置;以及
用于如果所述移动终端上具有卸载业务网络连接,则所述家庭基站网关触发在所述目标家庭基站上创建分组数据协议PDP上下文的操作的装置。
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