CN103329580B - 用于通信的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于提供空闲后移动性过程的方法和装置。该方法和装置提供空闲模式信令缩减(ISR)之后无线电接入技术(RAT)类型的指示。

Description

用于通信的方法和装置

技术领域

本文给出的示例实施例涉及提供空闲过程之后的无线电接入技术(RAT)类型的指示。

背景技术

在典型蜂窝系统(也称为无线通信网络)中，无线终端(也称为移动台和/或用户设备单元(UE))经由无线电接入网(RAN)与一个或多个核心网络通信。无线终端可以是移动台或用户设备单元(UE)，诸如移动电话也称为“蜂窝”电话以及具有无线能力的膝上型电脑(例如移动终端)，并且因而例如可以是与无线电接入网进行语音和/或数据通信的便携、小型、手持、包含计算机的或车载的移动装置。

无线电接入网覆盖被分成小区区域的地理区域，其中每个小区区域由基站（例如无线电基站(RBS)）服务，在一些网络中RBS也称为“节点B”或“B节点”，并且在此文档中其也称为基站。小区是由在基站站点处的无线电基站设备提供无线电覆盖的地理区域。在本地无线电区域内，每个小区由小区中广播的身份来标识。基站通过操作在射频的空中接口与基站范围内的用户设备单元通信。

在无线电接入网的一些版本中，多个基站通常例如通过陆线或微波连接到无线电网络控制器(RNC)。无线电网络控制器（有时也称为基站控制器(BSC)）监管并协调连接到此的多个基站的各种活动。无线电网络控制器通常连接到一个或多个核心网络。

通用移动电信系统(UMTS)是第三代移动通信系统，其从全球移动通信系统(GSM)演进而来，并打算基于宽带码分多址(WCDMA)技术来提供改进的移动通信服务。UMTS地面无线电接入网(UTRAN)实质上是将宽带码分多址用于用户设备单元(UE)的无线电接入网。第三代合作伙伴项目(3GPP)已经着手进一步演进基于UTRAN和GSM的无线电接入网技术。在3GPP中，有关3G长期演进(LTE)系统的工作正在进行。

移动性管理是维护蜂窝网络时的重要功能。移动性管理的目标是跟踪蜂窝电话或用户设备(UE)位于哪里，以便移动电话服务被提供给包含在任何给定网络中的各种UE。

蜂窝网络的每个基站覆盖有限的地理区域，其可被称为小区。结合若干基站或小区的覆盖向蜂窝网络提供了宽广许多的区域上的无线电覆盖。在E-UTRAN中，eNodeB或这些基站的群组可被称为覆盖跟踪区域(TA)。也可由这些小区中的一个或多个形成路由区域(RA)。

当UE从一个TA和/或RA移动到另一个TA和/或RA时，跟踪区域更新(TAU)和/或路由区域更新(RAU)过程允许UE通知蜂窝网络。当UE检测到它已经移动到不同TA和/或RA并且UE未对那个TA和/或RA注册时，UE将向蜂窝网络发送TAU和/或RAU请求，以便得到与UE的当前位置相关联的TA和/或RA的跟踪区域身份(TAI)和/或路由区域身份(RAI)列表。

通常负责移动性管理的网络节点在LTE系统中是移动性管理实体(MME)，而在2G/3G系统中是服务通用分组无线电服务支持节点(SGSN)。MME和SGSN是通常负责空闲模式UE跟踪、寻呼过程、承载激活/去激活过程的关键控制节点，并且MME和SGSN还负责为具体UE选择服务网关(SGW)。

发明内容

在3GPP EPS中，通常使用的移动性管理相关功能是空闲模式信令缩减(ISR)。这个功能的目的是缩减来自处于空闲模式的UE的信令。用ISR，UE可在RA和TA中向对应的SGSN和MME同时注册，并在2G/3G与LTE系统之间自由移动，无需向网络发送RAU或TAU，只要它留在注册的RA和TA内即可。

在RAU或TAU过程期间，新SGSN或MME可选择激活ISR，并向老SGSN/MME指示为UE保持记录以及与SGW的关联性。同样，可通知SGW保持与老SGSN/MME的关联性。在下行链路数据的情况下，SGW可通过S4接口向SGSN并通过S11接口向MME发送下行链路数据通知。

无论何时UE通过新无线电接入技术(RAT)类型访问网络，新RAT都将在修改承载请求消息(MBR)中被报告给SGW并且然后通过S5/S8接口转发到PDN-GW。如果RAT已经发生改变，则SGW需要从新MME/SGSN得到新RAT。

然而，当激活ISR时，由于来自处于空闲模式的UE的信令缩减，新MME/SGSN不知道RAT是否已经发生改变以及RAT是否将包含在送往SGW的MBR中。当今，新MME/SGSN甚至不知道ISR是否被激活。

无法指示是否已经利用了新RAT可引起许多问题。例如，不同的计费率可应用于不同的RAT类型。因此，在没有关于具体UE正在利用哪个RAT的准确知识的情况下，运营商可能不能够提供正确的计费信息。

本文给出的至少一个示例实施例的示例目标是在空闲后移动性过程(例如TAU和/或TAU过程)期间提供准确的网络信息。因此，这个解决方案的技术效果可以是：提供有关是否已经利用新RAT的指示，同时最小化信令。

上面提到的目的可由一种提供空闲后移动性过程的方法来实现。空闲后移动性过程可以是有关UE在退出空闲过程后的移动性的任何移动性过程。例如，该过程可在退出空闲过程后立即发生，或者它可发生在退出空闲过程后发起第一移动性过程时。

空闲后移动性过程的示例可以是TAU或RAU。空闲过程的示例可以是ISR。应该认识到，所给出的示例实施例可针对本领域已知的任何空闲过程或空闲后移动性过程。还应该认识到，后移动性过程可发生在退出空闲过程后的任何时间。

该方法可包括：接收或传送对于空闲后移动性过程的请求，确定空闲过程的空闲状态或指示，以及提供发起对于空闲后移动性过程的请求的指令，该指令可以根据空闲状态或指示。

在一些示例实施例中，空闲状态或指示可由信息单元来提供，所述信息单元可以是信号或标志设置形式。例如，如果空闲状态或指示为正，则可能已经发起了空闲模式信令缩减(ISR)。

在一些示例实施例中，提供发起对于所述空闲后移动性过程的请求的指令还可包括：如果所述空闲状态或指示为正，则向网络节点提供最后无线电接入技术(RAT)类型。

在一些示例实施例中，空闲状态或指示还可在ISR设立过程中提供最后移动性管理节点的标识。

在一些示例实施例中，提供发起对于所述空闲后移动性过程的请求的指令还可包括：如果所述空闲状态或指示为正，并且最后移动性管理节点的标识属于与当前移动性管理节点不同的节点类型，则向网络节点提供最后无线电接入技术(RAT)类型。

在一些示例实施例中，移动性管理节点类型可以是移动性管理实体(MME)节点或服务通用分组无线电服务支持节点(SGSN)节点。

在一些示例实施例中，可由用户设备(UE)节点提供对于所述空闲后移动性过程的请求的传送。

在一些示例实施例中，可由当前MME或SGSN节点提供对于所述空闲后移动性过程的请求的接收。

一些示例实施例可针对一种提供空闲后移动性过程的方法，所述方法包括：在通信网络中接收或传送对于空闲后移动性过程的请求，以及提供发起对于所述空闲后移动性过程的请求的指令，其中所述指令可包括当前RAT类型。

一些示例实施例可针对用于提供空闲后移动性过程的指示单元。该单元可包括通信端口，所述通信端口可配置成接收或传送对于空闲后移动性过程的请求。该单元还可包含处理器，所述处理器可配置成确定空闲状态或指示。所述处理器还可配置成根据所述空闲状态提供发起对于所述空闲后移动性过程的所述请求的指令。

在一些示例实施例中，该单元还可配置成执行上面描述的至少一个方法步骤。

在一些示例实施例中，所述单元可位于用户设备、移动性管理实体(MME)节点、服务通用分组无线电服务支持节点(SGSN)节点中，或位于独立节点中。

一些示例实施例可针对用于提供空闲后移动性过程的指示单元。所述单元可包括：通信端口，可配置成接收或传送对于空闲后移动性过程的请求；以及处理器，可配置成发起对于空闲后移动性过程的请求，其中所述指令包括当前无线电接入技术(RAT)类型。

一些示例实施例可针对用计算机可执行指令编码的计算机可读存储介质，其中所述指令当由指示单元执行时可执行上面描述的任一个方法步骤。

定义

ASIC-专用集成电路

BSC-基站控制器

BTS-基站收发信台

DSP-数字信号处理器

E-UTRAN-演进的通用移动电信系统地面无线电接入网

FPGA-现场可编程门阵列

GERAN-GSM EDGE无线电接入网

GSM-全球移动通信系统

HSS-高速串行

IP-CAN–因特网协议连接性接入网

ISR-空闲模式信令缩减

LTE-长期演进

MBR-修改承载请求

MME-移动性管理实体

PCEF-策略和计费执行功能

PGW-公共数据网络网关

RA-路由区域

RAN-无线电接入网

RAT-无线电接入技术

RAU-路由区域更新

RBS-无线电基站

RNC-无线电网络控制器

SGW-服务网关

SSGN-服务通用分组无线电服务支持节点

3GPP-第三代合作伙伴项目

TA-跟踪区域

TAU-跟踪区域更新

UE-用户设备

UMTS-通用移动电信系统

UTRAN-UMTS地面无线电接入网

WAN-广域网

WCDMA-宽带码分多址。

具体实施方式

在如下描述中，为了说明而非限制的目的，阐述了特定细节，诸如具体组件、单元、技术等，以便提供对示例实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员要明白，示例实施例可以用脱离这些特定细节的其它方式来实施。在其它实例中，众所周知的方法和单元的详细描述被省略了，以不至于模糊了对示例实施例的描述。

图1例证了移动网络100的框图，并且图2例证了序列消息传递图解200，该序列消息传递图解200描绘可在空闲后移动性操作、特别是TAU过程期间采用的图1节点之间的消息。应该认识到，在RAU过程或其它空闲后移动性过程中可采用类似消息。

一旦UE 101进入未包含在UE 101的当前TAI列表中的TA，UE就可发起TAU过程(消息1)。当UE 101向演进的通用移动电信系统地面无线电接入网(E-UTRAN)103内的eNodeB102发送请求(消息2)时可发起TAU。eNodeB 102可以是配置成与UE直接(directed)通信的基站收发信台(BTS)。eNodeB 102可将该TAU请求转发到UE 101已经进入的新TA内的MME104(消息3)。该TAU请求可包括与UE 101相关的信息。

依赖于包含在TAU请求中的信息，与新TA相关联的MME 104可将上下文请求发送到与UE 101进入新且当前的TA之前所利用的TA相关联的MME(消息4)，这可用于询问有关UE的可靠性。老MME或核心节点105又可提供可用于验证可靠性的上下文响应(消息5)。

在接收到上下文响应时，可在UE 101与新MME 104之间建立认证或安全性连接。类似地，也可在新MME 104与高速串行(HSS)接口109之间建立认证或安全性连接(消息6)。可采用HSS 109在广域网(WAN)链路上创建通信链路。此后，新MME 104可向老核心节点105发送上下文确认消息，确认接收到上下文响应(消息7)。

此后，新MME 104可向与UE 101当前所在的TA和新MME 104相关联的新服务网关(SGW)106发送承载请求(消息8)。SGW可负责从相关联地理服务区域内的移动台以及在相关联地理服务区域内的移动台上传递数据分组。新SGW 106又可向公共数据网络网关(PGW)108发送更新承载请求消息(消息9)。PGW可提供从UE到外部分组数据网的连接性。

此后，策略和计费执行功能(PCEF)可发起因特网协议连接性接入网(IP-CAN)会话修改(消息9a)。PGW 108然后可将更新承载响应发送到新SGW 107，新SGW 107又可将创建承载响应发送到新MME 104(消息10-11)。新MME 104可向HHS 109发送和更新位置消息，HHS109又可将取消位置请求发送到老核心节点105(消息12-13)。老核心节点105可将取消位置确认发送到HSS 109(消息14)。对于老核心节点105是SGSN的情形，老核心节点105可将Iu释放命令发送到无线电网络控制器(RNC)103(消息15A)，而在老核心节点105是MME的情形下，老核心节点105也可将S1 AP UE上下文释放命令发送到老eNodeB 10x(消息15B)。老RNC103或老eNodeB又可分别向老核心节点105发送Iu释放完成消息(消息16A)或S1 AP UE上下文释放完成消息(消息16B)，并且HSS 109可向新MME 104发送更新位置确认(消息17)。老核心节点105可将删除承载请求发送到老SGW 107，并且老SGW 107又可将删除承载响应发送回老核心节点105(消息18-19)。最后，新MME 104可发送转发新TAI列表的TAU接受消息，并且UE 101可发送确认接收到TAI列表的TAU完成消息(消息20-21)。

当UE 101处于空闲后模式时，可出现上面给出的TAU过程的问题。空闲后模式的示例可以是在UE刚好结束空闲模式信令缩减(ISR)过程时。ISR是缩减移动性信令的特征。在ISR期间，UE可在UTRAN/GERAN RA中注册，同时它在E-UTRAN TA或TA列表中注册。因此，UE可从2G/3G自由地切换到LTE系统，无需附加网络信令。在ISR期间的缩减网络信令还意味着，将不通知SGW RAT类型的任何改变。

因而，根据一些示例实施例，可提供UE是否在空闲后模式中利用不同RAT类型的指示。图3是可提供RAT指示的指示单元300的例证性示例，并且图4是描绘可由图3的指示单元采取的示例操作步骤的流程图。应该认识到，指示单元300可位于UE、MME、SGSN、HSS或无线网络中的任何其它节点中。还应该认识到，指示单元300还可配置为独立节点。

指示单元

指示单元300可包括可配置成接收和传送各种形式网络通信301的至少一个通信端口303。网络节点300还可包括至少一个处理器307。处理器307可以是设置成操作本领域已知的软件或硬件指令集的任何适当类型的计算单元，例如微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。网络节点300还可包括至少一个存储单元305，至少一个存储单元305可以是任何适当类型的计算机可读存储器，并且可属于本领域已知的易失性和/或非易失性类型。存储单元305可配置成存储接收的、传送的和/或测量的数据和/或可执行程序指令。

在操作中，指示单元300可配置成接收或传送对于空闲后移动性过程(401)的请求。在指示单元位于UE 101中的示例实施例中，该指示单元可配置成传送对于空闲后移动性过程的请求。在该指示单元位于MME或SGSN中的示例实施例中，指示单元300可配置成接收对于空闲后移动性过程的请求。应该认识到，空闲后移动性过程可以是RAU或TAU，或者本领域已知的任何其它空闲后移动性过程。

在接收或传送该请求后，可进行空闲状态或指示的确定(403)。空闲状态或指示可以是诸如例如信号或标志设置(例如ISR标志设置)的信息单元的形式，指示UE 101是否已经经历了空闲过程。例如，信息单元可以是标志、1位信号、2位信号或任何数量位的信号的形式。空闲过程例如可以是ISR。因此，如果信息单元为正，则UE 101已经经历了空闲过程。

在根据该信息单元确定空闲状态或指示之后，指示单元300然后可根据状态或指示提供发起对于空闲后移动性过程的请求的指令(405)。应该认识到，这些示例实施例可提供以若干方式给出的指令。作为例证性示例提供如下三种情况。应该认识到，可以用其它方式实施本文给出的示例实施例，并且仅作为示例给出下面提供的情况。

情况1：信息单元=1位指示符

在一些示例实施例中，该信息单元可被提供为1位指示符。因而，如果发起过ISR过程，则该信息单元可提供正指示或状态。因此，该指示单元可配置成提供应该向SGW提供当前RAT类型的指令。在通过情况1来描述的情形中，如果信息单元为正（即，如果发生了ISR过程），则仅需要发生由向SGW发送指令的指示单元所提供的附加信令。

应该认识到，在一些示例实施例中，是否发送当前RAT类型的判定可唯独基于最后移动性管理节点类型是否与当前移动性管理节点类型相同(即没有是否发生了ISR的指示)。将相对于情况2更详细地说明使用最后移动性管理节点是否属于与当前移动性管理节点相同的类型的指示。

从这个实施例提供的好处示例是，可用缩减信令通知SGW RAT改变。例如，SGW不总是用当前RAT类型更新，更新仅当信息单元提供正结果时才发生。

情况2：信息单元=多值标志或位指示符

在一些示例实施例中，信息单元可被提供为多值标志或位指示符。因而，如果发起过ISR过程，则该信息单元例如可提供正指示或状态。该信息单元例如还可提供在唤起（evoke）空闲过程时利用的最后移动性管理节点的标识。应该认识到，可在开始ISR模式之前更新SGW的是最后移动性管理节点(例如SGSN或MME)。因此，如果最后移动性管理节点的节点类型与当前移动性管理节点的节点类型不相同，则当前RAT类型可与ISR之前存储在SGW中的RAT类型不相同。因而，通过具有最后移动性管理节点的知识，可获得关于是否需要提供新RAT类型的更精确指示。

例如，如果UE向MME(例如MME1)注册了、然后利用UTRAN系统并向决定开始ISR的SGSN(例如SGSN1)发送RAU，则SGSN1可发信号通知MME1保持与该UE相关联的UE记录或信息。SGSN1也可发信号通知UE和SGW ISR被激活。因此，将充当最后节点并在进入ISR之前更新RAT类型的SGW的是SGSN1 (RAT=UTRAN)。

在ISR期间，UE 101可在E-UTRAN子系统与UTRAN子系统之间自由地来回交互作用。因此，UE 101可从SGSN1与MME1之间的通信来回切换。然而，可以不通知SGW RAT改变。在退出ISR后，如果UE 101与本文中称为当前MME2的新MME2通信，则该信息单元可提供最后节点不属于同一类型的指示(例如最后节点=SGSN1；当前节点=MME2)。因此，当前MME2将知道由最后节点(SGSN1)存储在SGW中的RAT类型是与SGSN1相关联的RAT(RAT=UTRAN)。因而，RAT类型将需要更新到当前RAT类型(RAT当前=E-UTRAN)。

然而，如果当前节点是SGSN2节点，则该信息单元可提供当前节点和最后节点的节点类型并非不同(当前节点=SGSN2；最后节点=SGSN1)的指示。在节点类型相同的情况下，当前节点(SGSN2)不会通知SGW RAT类型，这是因为正确的RAT类型已经存储在SGW中。此后，在执行空闲后移动性过程后，正确的RAT类型将被存储在SGW中。

从这个实施例提供的好处示例是，可用缩减信令来通知SGW RAT改变。在情况2中给出的示例实施例中，仅当需要对于RAT改变的指示时信令才将用于提供这种指示。

情况3：没有指示符

在一些示例实施例中，信息单元可能不是必需的。具体地说，在一些示例实施例中，当前移动性节点可配置成总是发送当前RAT类型，无需使用信息单元，并且不管是否需要更新。

从这个实施例提供的好处示例是，通过移除确定后移动性过程的状态或指示的步骤，系统复杂度的级别低。

工作示例

图5是采用本文给出的一些示例实施例的TAU的消息序列图。在(通过圆圈501突出的)消息2中，UE 101可发送特征化该信息单元的TAU请求。使用该空闲信息单元，新MME 104可在(通过圆圈505突出的)消息8中提供关于需要更新RAT类型的指示或状态更新。此后，新SGW可在更新承载请求中进行任何必要的调整，如(通过圆圈507突出的)消息9中所示的。应该认识到，该指示单元可位于MME中，因而，在此情形下，将在消息503中提供空闲状态或指示。

应该认识到，本文给出的示例实施例可以用与图5中所描述的类似的方式应用于RAU过程。

应该注意，单词“包括”不排除存在不同于所列出的那些的其它单元或步骤，并且单元前面的单词不定冠词不排除存在多个此类单元。还应该注意，任何附图标记都不限制权利要求的范围，并且多个“构件”或“单元”可由相同硬件项表示。

本文描述的各种示例实施例在方法步骤或过程的一般上下文中描述，这些方法步骤或过程可在一个实施例中由计算机程序产品实现，所述计算机程序产品实施在计算机可读介质中，计算机可读介质包括由连网环境中的计算机执行的计算机可执行指令，诸如程序代码。计算机可读介质可包括可拆卸和不可拆卸存储装置，其包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)等。一般来说，程序模块可包括执行具体任务或实现具体抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令、相关联的数据结构和程序模块表示用于执行本文公开的方法步骤的程序代码的示例。这种可执行指令或相关联的数据结构的具体序列表示用于实现在这种步骤或过程中描述的功能的对应动作的示例。

上面提到和描述的实施例仅作为示例给出，并不应该限制本文给出的实施例。其它解决方案、用途、目的和功能应该被视为在下面描述的专利权利要求书中所要求权利的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种在新移动性管理实体MME或新服务通用分组无线电服务支持节点SGSN中在用户设备的空闲后移动性过程期间的方法，所述方法包括：

在通信网络中从老MME或老SGSN接收与所述空闲后移动性过程相关的消息，其中，所述空闲后移动性过程是路由区域更新RAU或跟踪区域更新TAU；

利用对于所述空闲后移动性过程的请求中提供的信息单元确定用户设备是否已经经历了空闲模式信令缩减ISR；以及

根据所述用户设备是否已经经历了ISR，向服务网关SGW提供对于所述空闲后移动过程的指令。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息单元是包含在对于所述空闲后移动性过程的所述请求中的信号或标志设置的形式。

3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，提供指令的所述步骤还包括：如果所述用户设备已经经历了ISR，则提供当前使用的无线电接入技术RAT类型。

4.一种在新移动性管理实体MME或新服务通用分组无线电服务支持节点SGSN中在空闲后移动性过程期间的方法，所述方法包括：

在通信网络中从老MME或老SGSN接收与所述空闲后移动性过程相关的消息，其中，所述空闲后移动性过程是路由区域更新RAU或跟踪区域更新TAU；

利用对于所述空闲后移动性过程的请求中提供的信息单元确定用户设备是否已经经历了空闲模式信令缩减ISR；以及

向服务网关SGW提供对于所述空闲后移动性过程的指令，其中，所述指令包括当前无线电接入技术RAT类型。

5.一种用于空闲后移动性过程的指示单元，所述单元包括：

通信端口，配置成在通信网络中从老MME或老SGSN接收与所述空闲后移动性过程相关的消息；其中，所述空闲后移动性过程是路由区域更新RAU或跟踪区域更新TAU；

处理器，配置成利用对于所述空闲后移动性过程的请求中提供的信息单元确定用户设备是否已经经历了空闲模式信令缩减ISR；并且

所述处理器还配置成根据所确定ISR向服务网关SGW提供对于所述空闲后移动性过程的指令。

6.如权利要求5所述的单元，还配置成执行如权利要求1-4中任一项所述的方法。

7.如权利要求5或6所述的单元，其中，所述单元位于移动性管理实体MME节点、服务通用分组无线电服务支持节点SGSN节点中，或位于独立节点中。

8.一种用于空闲后移动性过程的指示单元，所述单元包括：

通信端口，配置成在通信网络中从老MME或老SGSN接收与所述空闲后移动性过程相关的消息，其中，所述空闲后移动性过程是路由区域更新RAU或跟踪区域更新TAU；

处理器，配置成利用对于所述空闲后移动性过程的请求中提供的信息单元确定用户设备是否已经经历了空闲模式信令缩减ISR；并且

所述处理器还配置成提供对于所述空闲后移动性过程的指令，其中，所述指令包括当前无线电接入技术RAT类型。