CN104519523B - 用户服务网关重分配方法、系统和移动性管理实体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用户服务网关重分配方法、系统和移动性管理实体，涉及信息通信领域。该方法包括：UE在连接态时，移动性管理实体存储eNodeB分配的eNodeB地址和TEIDs；MME发起SGW重分配、选择新的SGW，继续保持UE在连接态；MME请求新SGW建立承载，新SGW得到eNodeB地址和TEIDs后即建立下行链路；MME采用服务网关切换请求请求eNodeB切换到新SGW，eNodeB得到新SGW地址和TEIDs后完成切换，建立上行链路。该方法、系统和实体提供了一种在LTE网络中用户处于连接态下的服务网关快速重分配方案，能够更快地为连接态的用户选择新SGW；并且实现了用户状态不变、业务不中断，从而提升了用户业务体验。

Description

用户服务网关重分配方法、系统和移动性管理实体

技术领域

本发明涉及信息通信领域技术领域，特别涉及一种用户服务网关重分配方法、系统和移动性管理实体。

背景技术

3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）目前规范的LTE（Long Term Evolution，长期演进）网络SGW（Service Gateway，服务网关）重分配机制下，当用户处于连接态下需要先将用户转为空闲态、再将用户转换到新的SGW。图1示出3GPP标准的用户处于连接态下的SGW重分配流程。如图1所示，例如MME（Mobile ManagementEntity，移动性管理实体）检测到SGW故障/过负荷，在用户终端（UE）处于连接态当MME决定执行SGW重分配时（步骤1）；MME首先释放S1承载资源，演进型Node B（eNodeB）将UE转为空闲态（步骤2-3）；然后MME根据策略选择目标SGW（步骤5），向目标SGW发起建立会话请求（步骤6-8），并删除当前S-GW（步骤9a-9b）；UE因为空口承载被中断而重新发起业务请求，MME命令eNodeB为用户建立S1承载，这样就建立的上行链路（步骤10-14）；然后MME修改新的SGW的承载，建立下行链路（步骤15）。

可以看出，现有的流程较长、信令步骤较多，用户也需要改变状态、这会带来业务的暂时中断。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种用于用户服务网关重分配的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用户服务网关重分配方法，包括：

响应于所述用户的当前服务网关的重分配事件，移动性管理实体确定所述用户的目标服务网关，并保持所述用户的连接态；

所述移动性管理实体向所述目标服务网关发送创建会话请求，所述创建会话请求携带承载P-GW地址、eNodeB地址和TEIDS，使得所述目标服务网关建立下行链路；

所述移动性管理实体向所述eNodeB发送服务网关切换请求，所述服务网关切换请求包括所述目标服务网关地址和TEIDS，使得所述eNodeB与所述目标服务网关建立上行链路。

可选地，该方法还包括：所述移动性管理实体向所述当前服务网关发送删除会话请求以便释放所述当前服务网关的承载。

可选地，移动性管理实体向所述目标服务网关发送创建会话请求使得所述目标服务网关建立下行链路包括：

所述移动性管理实体针对所述用户的每一个PDN（分组数据网,Packet DataNetwork)）连接发送一条创建会话请求消息给所述目标服务网关，所述创建会话请求消息包括承载P-GW地址、eNode地址和TEIDs、S5/S8接口协议类型；

所述目标服务网关为上行链路在S1-U接口上按照承载分配服务网关地址和TEIDs；

所述目标服务网关向P-GW发送修改承载请求使得所述P-GW更新承载上下文并返回修改承载响应；

所述目标服务网关发送创建会话响应消息返回给MME,消息内容包括SGW分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs。

可选地，移动性管理实体向所述eNode发送服务网关切换请求使得所述eNodeB与所述目标服务网关建立上行链路包括：

所述移动性管理实体向eNodeB发送服务网关切换请求,所述服务网关切换请求包括SGW分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs；

eNodeB向所述移动性管理实体发送服务网关切换响应,eNodeB将所述用户的上行数据切换到所述目标服务网关上发送。

可选地，移动性管理实体存储用户在连接态下的eNode地址和TEIDS；

和/或

所述当前服务网关的重分配事件包括所述当前服务网关故障和所述当前服务网关过负荷事件。

根据本发明的另一方面，提供一种移动性管理实体，包括：

目标服务网关确定单元，用于响应于所述用户的当前服务网关的重分配事件，确定所述用户的目标服务网关，并保持所述用户的连接态；

会话创建单元，用于向所述目标服务网关发送创建会话请求，所述创建会话请求携带承载P-GW地址、eNodeB地址和TEIDS，使得所述目标服务网关建立下行链路；

网关切换单元，用于向所述eNodeB发送服务网关切换请求，所述服务网关切换请求包括所述目标服务网关地址和TEIDS，使得所述eNodeB与所述目标服务网关建立上行链路。

可选地，移动性管理实体还包括：原服务网关删除单元，用于向所述当前服务网关发送删除会话请求以便释放所述当前服务网关的承载。

可选地，网关切换单元向eNodeB发送服务网关切换请求,所述服务网关切换请求包括SGW分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs；接收来自eNodeB的服务网关切换响应,eNodeB将所述用户的上行数据切换到所述目标服务网关上发送。

可选地，当前服务网关的重分配事件包括所述当前服务网关故障和所述当前服务网关过负荷事件；

所述移动性管理实体还包括存储单元，用于存储用户在连接态下的eNode地址和TEIDS。

根据本发明的又一方面，提供一种用户服务网关重分配系统，包括上述的移动性管理实体，以及所述目标服务网关；

其中，所述移动性管理实体针对所述用户的每一个PDN连接发送一条创建会话请求消息给所述目标服务网关，所述创建会话请求消息包括承载P-GW地址、eNode地址和TEIDs；

所述目标服务网关为上行链路按照承载分配服务网关地址和TEIDs；

所述目标服务网关向P-GW发送修改承载请求使得所述P-GW更新承载上下文并返回修改承载响应；

所述目标服务网关发送创建会话响应消息返回给MME,消息内容包括SGW分配的上行链路的S-GW地址和TEIDs。

本发明的一个优点在于，通过向新的目标服务网关发送创建会话请求从而建立下行链路，通过向eNobeB发送服务网关切换请求，将上行链路切换到新的目标服务网关，整个过程可以保持用户的连接态，过程实现快速方便。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1示出3GPP标准的用户处于连接态下的SGW重分配流程。

图2示出根据本发明的用户服务网关重分配方法的一个实施例的流程图。

图3示出根据本发明的用户服务网关重分配方法的另一个实施例的流程图。

图4示出根据本发明的移动性管理实体的一个实施例的结构图。

图5示出根据本发明的移动性管理实体的另一个实施例的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2示出根据本发明的用户服务网关重分配方法的一个实施例的流程图。

如图2所示，步骤202，响应于用户的当前服务网关的重分配事件，移动性管理实体确定用户的目标服务网关，并保持用户的连接态。UE在连接态时，移动性管理实体可以存储演进型Node B（eNodeB）分配的eNodeB地址和TEIDs。MME发起服务网关（SGW）重分配、选择新的SGW（本文中也称为目标服务网关）时，继续保持UE在连接态。

步骤204，移动性管理实体向目标服务网关发送创建会话请求（Create SessionRequest），创建会话请求携带承载P-GW（分组数据网关）地址、eNodeB地址和TEIDS，使得目标服务网关建立下行链路。MME请求新的SGW建立承载，新SGW得到eNodeB地址和TEIDs后即建立下行链路。

步骤206，移动性管理实体向eNodeB发送服务网关切换请求（Sgw SwitchRequest），服务网关切换请求包括目标服务网关地址和TEIDS，使得eNodeB与目标服务网关建立上行链路。MME例如采用新定义的S1AP接口消息（Sgw Switch Request/SgwSwitchResponse）请求eNodeB切换到新的SGW，eNodeB得到新的SGW地址和TEIDs后完成切换，建立上行链路。新定义的S1AP接口消息Sgw Switch Request和Sgw Switch Response用于MME请求eNodeB切换到新的SGW，携带了SGW的上行链路承载信息（SGW地址和TEIDs）

上述实施例中，提供了一种在LTE网络中用户处于连接态下的服务网关快速重分配方法，可以使LTE/EPC网络能够更快地为连接态的用户选择新SGW，并且实现了用户状态不变、业务不中断，从而提升了用户业务体验。

在遵从LTE现有的网络架构的基础上，本公开的实施例对MME和eNodeB的功能进行了功能增强、设计了新的SGW重分配流程，并且设计了新的S1接口消息。

具体包括：

（1）UE在连接态时MME存储了eNodeB地址和TEIDs。

（2）MME检测到SGW故障/过负荷后，继续保持UE在连接态，根据内部策略在可用的SGW范围内选择新的SGW，即目标SGW。

（3）MME请求新的SGW建立承载，MME将eNodeB地址和TEIDs发给SGW。SGW得到eNodeB地址和TEIDs后建立下行链路。

（4）MME采用新定义的S1AP接口消息（Sgw SwitchRequest/Response）请求eNodeB切换到新的SGW，eNodeB得到新的SGW地址后建立上行链路。

图3示出根据本发明的用户服务网关重分配方法的另一个实施例的流程图。UE在连接态时MME存储了eNodeB地址和TEIDs。

如图3所示，S31，MME通过Echo消息检测到S-GW故障或者过负荷。

S32，MME决定发起SGW重分配，MME根据内部策略选择合适的新的目标SGW。

S33，MME针对连接态用户的每一个PDN连接发送一条创建会话请求消息（CreateSession Request）给目标S-GW，消息内容包括承载P-GW地址、eNode地址和TEIDs、S5/S8接口协议类型等。目标S-GW为上行链路在S1-U接口上按照承载分配S-GW地址和TEIDs。

S34a，目标S-GW请求P-GW修改承载，发送修改承载请求（Modify BearerRequest）。

S34b，P-GW更新其承载上下文并返回修改承载响应（ModifyBearer Response）。

S35，目标S-GW发送一条创建会话响应（Create SessionResponse）消息返回给MME,消息内容包括SGW分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs。此时，下行数据链路完成建立，用户通过新的SGW接收到下行数据。

S36，MME向eNodeB发送SGW切换请求（Sgw Switch Request）,通知eNodeB将上行链路切换到新的SGW，消息内容包括SGW分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs。

S37，eNodeB向MME发送SGW切换响应（Sgw SwitchResponse）,eNodeB将用户的上行数据切换到新的SGW上发送。此时，上行数据链路完成建立，用户通过新的SGW发送上行数据。

S38a，如果此时原SGW还能联系上，则MME通过发送一条删除会话请求（DeleteSession Request）消息释放源S-GW中的承载。

S38b，原SGW删除会话后，向MME发送删除会话响应（DeleteSession Response）。

上述S33到S38b是针对一个连接态用户的SGW重分配流程，如果原SGW下有多个连接态用户，则MME可以针对每个用户执行S33到S38b的流程。

上述实施例中，采用新功能、接口消息和通信流程，解决了现有LTE规范中当用户处于连接态下的服务网关重分配时的流程较长和业务中断问题，适用于今后LTE网络中对服务网关进行重分配时减小对网络和用户的影响。

图4示出根据本发明的移动性管理实体的一个实施例的结构图。如图4所示，该实体包括：目标服务网关确定单元41，用于响应于用户的当前服务网关的重分配事件，确定用户的目标服务网关，并保持用户的连接态，当前服务网关的重分配事件例如包括当前服务网关故障和当前服务网关过负荷事件；会话创建单元42，用于向目标服务网关发送创建会话请求，创建会话请求携带承载P-GW地址、eNodeB地址和TEIDS，使得目标服务网关建立下行链路；网关切换单元43，用于向eNodeB发送服务网关切换请求，服务网关切换请求包括目标服务网关地址和TEIDS，使得eNodeB与目标服务网关建立上行链路。在一个实施例中，网关切换单元向eNodeB发送服务网关切换请求,服务网关切换请求包括SGW分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs；接收来自eNodeB的服务网关切换响应,eNodeB将用户的上行数据切换到目标服务网关上发送

图5示出根据本发明的移动性管理实体的另一个实施例的结构图。如图5所示，该实体还包括：存储单元54，用于在本地存储用户在连接态下的eNode地址和TEIDS；以及原服务网关删除单元55，用于向当前服务网关发送删除会话请求以便释放当前服务网关的承载。

至此，已经详细描述了根据本发明的用户服务网关重分配方法、系统和移动性管理实体。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用户服务网关重分配方法，其特征在于，包括：

响应于用户的当前服务网关的重分配事件，移动性管理实体确定用户的目标服务网关，并保持用户的连接态；

移动性管理实体向所述目标服务网关发送创建会话请求，创建会话请求携带承载分组数据网关P-GW地址、eNodeB地址和TEIDS，使得目标服务网关建立下行链路；

移动性管理实体向eNodeB发送服务网关切换请求，服务网关切换请求包括目标服务网关地址和TEIDS，使得eNodeB与目标服务网关建立上行链路；

其中，所述目标服务网关建立下行链路包括：

目标服务网关为上行链路在S1-U接口上按照承载分配服务网关地址和TEIDs；

目标服务网关向P-GW发送修改承载请求使得P-GW更新承载上下文并返回修改承载响应；

目标服务网关发送创建会话响应消息返回给移动性管理实体,消息内容包括服务网关分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

移动性管理实体向当前服务网关发送删除会话请求以便释放当前服务网关的承载。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动性管理实体向目标服务网关发送创建会话请求使得目标服务网关建立下行链路包括：

移动性管理实体针对用户的每一个分组数据网PDN连接发送一条创建会话请求消息给目标服务网关，创建会话请求消息包括承载P-GW地址、eNodeB地址和TEIDs、S5/S8接口协议类型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动性管理实体向eNodeB发送服务网关切换请求使得eNodeB与目标服务网关建立上行链路包括：

移动性管理实体向eNodeB发送服务网关切换请求,服务网关切换请求包括目标服务网关分配的上行链路在S1-U接口上的服务网关地址和TEIDs；

eNodeB向移动性管理实体发送服务网关切换响应,eNodeB将用户的上行数据切换到目标服务网关上发送。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，移动性管理实体存储用户在连接态下的eNodeB地址和TEIDS；

和/或

当前服务网关的重分配事件包括当前服务网关故障和当前服务网关过负荷事件。

6.一种移动性管理实体，其特征在于，包括：

目标服务网关确定单元，用于响应于用户的当前服务网关的重分配事件，确定用户的目标服务网关，并保持用户的连接态；

会话创建单元，用于向目标服务网关发送创建会话请求，创建会话请求携带承载分组数据网关P-GW地址、eNodeB地址和TEIDS，使得目标服务网关建立下行链路；

网关切换单元，用于向eNodeB发送服务网关切换请求，服务网关切换请求包括目标服务网关地址和TEIDS，使得eNodeB与目标服务网关建立上行链路；

其中，所述目标服务网关建立下行链路包括：

目标服务网关为上行链路在S1-U接口上按照承载分配服务网关地址和TEIDs；

目标服务网关向P-GW发送修改承载请求使得P-GW更新承载上下文并返回修改承载响应；

目标服务网关发送创建会话响应消息返回给移动性管理实体,消息内容包括服务网关分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs。

7.根据权利要求6所述的移动性管理实体，其特征在于，还包括：

原服务网关删除单元，用于向所述当前服务网关发送删除会话请求以便释放当前服务网关的承载。

8.根据权利要求6所述的移动性管理实体，其特征在于，网关切换单元向eNodeB发送服务网关切换请求,服务网关切换请求包括SGW分配的上行链路在S1-U接口上的S-GW地址和TEIDs；接收来自eNodeB的服务网关切换响应,eNodeB将用户的上行数据切换到目标服务网关上发送。

9.根据权利要求6所述的移动性管理实体，其特征在于，当前服务网关的重分配事件包括当前服务网关故障和当前服务网关过负荷事件；

和/或

移动性管理实体还包括：

存储单元，用于在存储用户在连接态下的eNodeB地址和TEIDS。

10.一种用户服务网关重分配系统，其特征在于，包括如权利要求6-9中任意一项所述的移动性管理实体，以及目标服务网关；

其中，移动性管理实体针对用户的每一个分组数据网PDN连接发送一条创建会话请求消息给目标服务网关，创建会话请求消息包括承载P-GW地址、eNodeB地址和TEIDs；

目标服务网关为上行链路按照承载分配服务网关地址和TEIDs；

目标服务网关向P-GW发送修改承载请求使得P-GW更新承载上下文并返回修改承载响应；

目标服务网关发送创建会话响应消息返回给MME,消息内容包括目标服务网关分配的上行链路的S-GW地址和TEIDs。