CN104768168A

CN104768168A - 一种用户跟踪区的控制方法、控制器及mme

Info

Publication number: CN104768168A
Application number: CN201410004062.XA
Authority: CN
Inventors: 王静
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2034-01-02
Also published as: CN104768168B; WO2015100996A1

Abstract

本发明公开了一种用户跟踪区的控制方法、控制器及移动管理实体MME。其中所述方法包括：控制器获取为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；所述控制器向移动管理实体MME发送所述TAI信息，以便所述MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。通过本发明的技术方案，使得MME可以为用户终端指定合适的跟踪区，避免寻呼范围过大造成的无线资源浪费以及路由路径不够优化的问题。

Description

一种用户跟踪区的控制方法、控制器及MME

技术领域

本发明涉及软件定义网络技术和移动核心网分流的相关技术领域，具体而言，涉及一种用户跟踪区的控制方法、控制器及MME。

背景技术

美国斯坦福大学于2008年提出了OpenFlow协议，该协议采用转发/控制分离架构，外置控制面实体采用OpenFlow协议控制转发面设备实现各种转发逻辑，而转发面设备主要功能就是根据OpenFlow控制器下发的流表执行受控转发，其行为是标准化的，即收到一条报文，取出其头部L2/L3/L4相关字段值，以其作为关键字查找流表，匹配到一个表项后，根据表项内容中的指令集对报文字段进行处理，完毕后根据指示转发到某一逻辑或物理端口。此协议思想进一步演进，称为SDN(Software DefinedNetwork,软件定义网络技术)，即可以在控制面采用软件编程实现各种复杂的网络应用，而转发面设备无需任何改变，由于控制面采用通用服务器+通用操作系统，并且可以使用通用的软件编程工具，也可以使用Python这样的脚本编程语言实现，这使得新的网络协议的支持变得非常简单，而且新技术部署周期大大缩短。

EPC(Evolved Packet Core，演进的分组核心网)是3GPP R8阶段引入的新型分组核心网，其将网络进一步扁平化，转发面设备分为SGW(ServingGateway，服务网关)和PGW(PDN Gateway，分组数据网关)，自R8以来，EPC进行了一系列的功能增强，包括引入分流等技术，这些功能的增强都需要1-2年的新的协议规范制订周期，由设备供应商进行实现、运营商进行测试，然后部署，这使得网络新特性的引入周期非常漫长，而且代价高昂。而Open Flow设计的目标正好可以解决这个问题，仅需修改Open Flow机制中控制网元Controller的逻辑既可引入新的网络特性，由Controller控制转发面设备完成这一功能，网络新功能引入速度快。但是Open Flow目前的设计主要考虑用于二层交换网络中，对于需要进行业务控制的EPC网络设备无法直接支持，需要一定的改造和扩展。在网络架构上，引入Open Flow机制后对既有EPC的用户面网元功能和控制方式有一定的影响，如图1所示。

图1中的UGW（Unified Gateway，通用网关）仅具有用户面功能，所有控制面管理功能都由Controller完成，包括用户面隧道的建立、修改、Qos保证等等。通过Controller的逻辑控制，UGW按功能实现可分为SGW和P-GW，SGW和PGW本质上是具有相同功能的统一网关UGW。这对EPC核心网来说可以实现更加灵活的组网，并且Controller可以通过API（Application Program Interface，应用程序接口）灵活的引入应用功能以增强核心网的能力。

在现有的EPC部署场景下，网关位置比较高，P-GW作为锚点网关部署在靠近业务网络的地方，S-GW作为无线接入网络的锚点也部署在省或者地市级的机房中。S-GW现有规划所服务的eNB数量较多，因而服务范围也比较大，如图2所示。

在EPC网络中引入SDN思想后，使用通用的网关UGW作为硬件基础，通过加载软件操作的方式可以灵活的定义为S-GW或者P-GW，而不再具体依赖于硬件设备的部署，因此网关可以灵活的分布在网络中，使得数据路径更加优化。如图3所示的新型分布式网络架构可以使传统定义的网关服务范围缩小。

在传统EPC网络中，移动性管理单元MME结合S-GW的服务范围为用户指定跟踪区，也即寻呼区，寻呼区的范围可以是S-GW服务范围所有的跟踪区标识TAI，也可以是其部分子集，但原则是同属于一个S-GW。由于传统网络S-GW的服务范围较大，因此定义的寻呼范围也比较大，最多可以包括11个TAI。在SDN EPC网络中，移动性管理单元MME也可以指定跟踪区，但是由于网络拓扑和TAI的关系不再由MME管理，因此MME无法准确确定合适的跟踪区。如图4所示，按照传统方式指定过大的跟踪区会导致网络对用户的移动无察觉，当用户实际已经移动到UGW2服务区范围时，尽管可以缩小寻呼区，但是由于用户没有发起跟踪区更新过程，网络无法感知用户最新接入情况，因此网络还会按照先前定义的较大跟踪区进行寻呼，包括一切用户可能接入的基站，这对无线资源造成一定程度的浪费。由于用户在较大的跟踪区内不发起跟踪区更新过程，当用户在新基站3下发起业务请求时，业务路径会短暂的通过eNB3-UGW1（S-GW）-UGW（P-GW）进行路由，在发生UGW（S-GW）重定位后才能使用优化路径。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提出一种用户跟踪区的控制方法、控制器及MME，解决寻呼范围过大造成的无线资源浪费以及路由路径不够优化的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用户跟踪区的控制方法，包括：

控制器获取为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

控制器向移动管理实体MME发送所述TAI信息，以便所述MME根据所

述TAI信息生成跟踪区列表。

优选的，所述控制器获取为通用网关所服务的TAI信息包括：控制器获取用户设备的接入位置信息；控制器根据所述接入位置信息获取所述TAI信息。

优选的，所述控制器获取为通用网关所服务的TAI信息之前，还包括：所述控制器接收所述MME发送的请求消息；所述控制器获取为通用网关所服务的TAI信息包括：所述控制器响应所述请求消息，获取所述TAI信息。

优选的，所述请求消息中携带有所述接入位置信息；所述控制器获取所述用户设备的接入位置信息包括：所述控制器从所述请求消息中获取所述接入位置信息。

优选的，所述控制器向所述MME发送所述TAI信息包括：所述控制器根据所述指示信息或者所述控制器的配置策略，将所述TAI信息通过所述请求消息对应的响应消息发送给所述MME。

根据本发明的另一方面，提供了一种用户跟踪区的控制方法，包括：

移动管理实体MME接收控制器发送的为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

优选的，所述MME接收控制器发送的为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息之前，还包括：所述MME向控制器发送请求消息所述请求消息中携带有用户设备的接入位置信息。

优选的，所述请求消息包括以下至少之一：携带有用于请求获取所述TAI信息的指示信息的会话建立请求消息；携带有用于请求获取所述TAI信息的指示信息的修改承载请求消息；新增的用于请求获取所述TAI信息的信息获取请求消息。其中，所述指示信息还用于指示所述控制器在所述请求消息对应的响应消息回复所述TAI信息。

根据本发明的再一方面，提供了一种控制器，包括：

获取单元，用于获取为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

发送信息单元，用于向移动管理实体MME发送所述TAI信息，以便所述MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

优选的，所述获取单元包括：

第一获取单元，用于获取用户设备的接入位置信息；

第二获取单元，用于根据所述接入位置信息获取所述TAI信息。。

优选的，所述控制器还包括接收单元，接收所述MME发送的请求消息；

所述获取单元响应所述请求消息，获取所述TAI信息。

根据本发明的又一方面，提供了一种MME，包括：

接收单元，用于接收控制器发送的通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

生成单元，用于根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

优选的，所述MME还包括：发送请求单元，用于向控制器发送请求消息，所述请求消息中携带有用户设备的接入位置信息。

本发明的技术方案，使得MME可以为用户终端指定合适的跟踪区，避免寻呼范围过大造成的无线资源浪费以及路由路径不够优化的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的软件定义核心网SDN EPC的系统架构图；

图2是根据相关技术的EPC网络的部署方式图；

图3是根据相关技术的SDN EPC网络的部署方式图；

图4是根据相关技术的现有技术存在的问题；

图5是根据本发明实施例的方法流程图；

图6是根据本发明另一实施例的方法流程图

图7为本发明实施方式一的流程图；

图8为本发明实施方式二的流程图；

图9为本发明实施方式三的流程图；

图10为本发明实施方式四的流程图；

图11为图5方法流程对应的控制器结构框图；

图12为图11优选的控制器结构框图；

图13为图6方法流程对应的移动性管理实体MME结构框图；

图14为图13优选的移动性管理实体MME结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种用户跟踪区的控制方法，该方法涉及两个方面，一方面如图5所示，包括如下的步骤：

步骤S501.控制器获取为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

步骤S502.控制器向移动管理实体MME发送所述TAI信息，以便所

述MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

另一方面，如图6所示，该方法包括如下的步骤：

步骤S601.移动管理实体MME接收控制器发送的为通用网关所服务

的跟踪区标识TAI信息；

步骤S602.MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

控制器获取为通用网关所服务的TAI信息，并发送给MME，以使MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。MME在接收到控制器主动或者根据MME指示被动发送的TAI信息后，根据所述TAI信息生成跟踪区列表。该方法使得MME可以为用户终端指定合适的跟踪区，避免寻呼范围过大造成的无线资源浪费以及路由路径不够优化的问题。

为了使本发明的技术方案和实现方法更加清楚，下面将结合优选的实施例对其实现过程进行详细描述。

实施例一

图7为本发明实施方式一，具体包括如下步骤：

步骤S701，用户初次接入EPC网络发起附着请求消息，消息中携带接入点名字表明用户期望接入的外部网络。基站在转发附着消息时，将基站所配置的TAI（Tracking Area Identity,跟踪区标识）、eNB标识发送给MME表明用户当前接入的位置。

步骤S702，MME选择控制器，发送创建会话请求消息，消息中携带接入点名字以及用户当前接入的位置信息。消息中可选携带显式指示消息，告知控制器上报选择的UGW（S-GW）所服务的TAI信息。

步骤S703，控制器根据用户接入位置信息以及自身获得的网络拓扑选择为用户服务的合适UGW（S-GW），此UGW（S-GW）靠近用户的接入位置。控制器根据接入点名字选择能够访问接入点名字所对应的网络的接入网关UGW（P-GW）。控制器向UGW（S-GW）下发流表，告知UGW（P-GW）的地址和隧道信息。

步骤S704，控制器向UGW（P-GW）下发流表，告知UGW（S-GW）的地址和隧道信息。

步骤S705，控制器向MME回复创建会话响应消息，根据步骤S702的显式指示或者根据控制器自身的配置策略，消息中携带控制器选择的UGW（S-GW）所服务的TAI信息，上述信息可以通过运营商对网关与TAI的规划获得。

步骤S706，MME根据上述TAI信息生成跟踪区列表。可以选择全部的TAI加入跟踪区列表，也可以选择其中的一部分。

步骤S707，MME向UE发送附着接受消息，消息中携带MME生成的跟踪区列表。

后续UE在移动到跟踪区外的区域时，会发起TAU（Tracking AreaUpdate，跟踪区更新）消息，网络可以根据新接入的位置确定更加合适的UGW（S-GW）保证优化的路由通道。后续MME在接收到DDN（Downlink DataNotification，下行数据通知）消息时，向跟踪区列表对应的基站发起寻呼，保证适当的寻呼范围，降低无线寻呼资源的损耗。

实施例二

图8为本发明实施方式二，具体包括如下步骤：

步骤S801，用户移动到跟踪区列表之外的TAI时会主动发起跟踪区更新请求消息，基站在转发跟踪区更新消息的同时将基站所配置的TAI以及eNB ID发送给MME。

步骤S802，MME向控制器发送承载修改请求消息，消息中携带与用户位置有关的基站所配置的TAI以及eNB ID。消息中可选携带显式指示消息，告知控制器上报选择的UGW（S-GW）所服务的TAI信息。

步骤S803，控制器根据用户接入位置信息以及自身获得的网络拓扑为用户选择合适的UGW（S-GW）为之服务，保证优化的用户数据链路，此UGW（S-GW）靠近用户的接入位置。

步骤S804，控制器向新选择的UGW（S-GW）下发流表，告知UGW（P-GW）的地址和隧道信息。

步骤S805，控制器向UGW（P-GW）下发流表，告知UGW（S-GW）的地址和隧道信息。

步骤S806，控制器向old UGW（S-GW）删除流表，断掉old UGW（S-GW）上的用户数据链路。

步骤S807，控制器向MME回复修改承载相应消息，根据步骤S802的显式指示或者根据控制器自身的配置策略，消息中携带控制器选择的newUGW（S-GW）所服务的TAI信息，上述关系可以通过运营商对网关与TAI的规划获得。

步骤S808，MME根据上述TAI信息生成跟踪区列表。可以选择全部的TAI加入跟踪区列表，也可以选择其中的一部分。

步骤S809，MME向UE发送跟踪区更新接受消息，消息中携带MME生成的新的跟踪区列表。

实施例三

图9为本发明实施方式三，具体包括如下步骤：

步骤S901，用户初次接入EPC网络发起附着请求消息，消息中携带接入点名字表明用户期望接入的外部网络。基站在转发附着消息时，将基站所配置的TAI（Tracking Area Identity,跟踪区标识）、eNB标识发送给MME表明用户当前接入的位置。

步骤S902，MME选择控制器，发送创建会话请求消息，消息中携带接入点名字以及用户当前接入的位置信息。

步骤S903，控制器根据用户接入位置信息以及自身获得的网络拓扑选择为用户服务的合适UGW（S-GW），此UGW（S-GW）靠近用户的接入位置。控制器根据接入点名字选择能够访问接入点名字所对应的网络的接入网关UGW（P-GW）。控制器向UGW（S-GW）下发流表，告知UGW（P-GW）的地址和隧道信息。

步骤S904，控制器向UGW（P-GW）下发流表，告知UGW（S-GW）的地址和隧道信息。

步骤S905，控制器向MME回复创建会话响应消息。

步骤S906，MME向控制器发送信息获取请求消息，请求获得UGW（S-GW）所服务的TAI信息。

步骤S907，控制器向MME回复信息获取响应消息，将UGW（S-GW）所服务的TAI信息携带给MME。所述信息控制器可以通过运营商对网关与TAI的规划获得。

步骤S908，MME根据上述TAI信息生成跟踪区列表。可以选择全部的TAI加入跟踪区列表，也可以选择其中的一部分。

步骤S909，MME向UE发送附着接受消息，消息中携带MME生成的跟踪区列表。

实施例四

图10为本发明实施方式四，具体包括如下步骤：

步骤S1001，用户移动到跟踪区列表之外的TAI时会主动发起跟踪区更新请求消息，基站在转发跟踪区更新消息的同时将基站所配置的TAI以及eNB ID发送给MME。

步骤S1002，MME向控制器发送承载修改请求消息，消息中携带与用户位置有关的基站所配置的TAI以及eNB ID。

步骤S1003，控制器根据用户接入位置信息以及自身获得的网络拓扑为用户选择合适的UGW（S-GW）为之服务，保证优化的用户数据链路，此UGW（S-GW）靠近用户的接入位置。

步骤S1004，控制器向新选择的UGW（S-GW）下发流表，告知UGW（P-GW）的地址和隧道信息。

步骤S1005，控制器向UGW（P-GW）下发流表，告知UGW（S-GW）的地址和隧道信息。

步骤S1006，控制器向old UGW（S-GW）删除流表，断掉old UGW（S-GW）上的用户数据链路。

步骤S1007，控制器向MME回复修改承载相应消息。

步骤S1008，MME向控制器发送信息获取请求消息，请求获得UGW（S-GW）所服务的TAI信息。

步骤S1009，控制器向MME回复信息获取响应消息，将UGW（S-GW）所服务的TAI信息携带给MME。所述信息控制器可以通过运营商对网关与TAI的规划获得。

步骤S1010，MME根据上述TAI信息生成跟踪区列表。可以选择全部的TAI加入跟踪区列表，也可以选择其中的一部分。

步骤S1011，MME向UE发送跟踪区更新接受消息，消息中携带MME生成的新的跟踪区列表。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图11为本发明实施例控制器的结构框图，具体包括如下内容：

获取单元1101，用于获取为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

发送信息单元1102，用于向移动管理实体MME发送所述TAI信息，以便所述MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

优选的，如图12所示，获取单元1101包括：第一获取单元1101-1，用于获取用户设备的接入位置信息；第二获取单元1101-2，用于根据所述接入位置信息获取所述TAI信息。

图13为本发明实施例移动性管理单元MME的结构框图，具体包括如下内容：

接收单元1301，用于接收控制器发送的通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

生成单元1302，用于根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

优选的，如图14所示，所述MME还包括：发送请求单元1300，用于向控制器发送请求消息，所述请求消息中携带有用户设备的接入位置信息。

需要说明的是，装置实施例中描述的控制器和MME对应于上述的方法实施例，其具体的实现过程在方法实施例中已经进行过详细说明，在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用户跟踪区的控制方法，其特征在于，包括：

控制器获取为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息；

所述控制器向移动管理实体MME发送所述TAI信息，以便所述MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器获取为通用网关所服务的TAI信息包括：

所述控制器获取用户设备的接入位置信息；

所述控制器根据所述接入位置信息获取所述TAI信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述控制器获取为通用网关所服务的TAI信息之前，还包括：所述控制器接收所述MME发送的请求消息；

所述控制器获取为通用网关所服务的TAI信息包括：所述控制器响应所述请求消息，获取所述TAI信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述请求消息中携带有所述接入位置信息；

所述控制器获取所述用户设备的接入位置信息包括：所述控制器从所述请求消息中获取所述接入位置信息。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述请求消息包括以下至少之一：

携带有用于请求获取所述TAI信息的指示信息的会话建立请求消息；

携带有用于请求获取所述TAI信息的指示信息的修改承载请求消息；

新增的用于请求获取所述TAI信息的信息获取请求消息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述指示信息还用于指示所述控制器在所述请求消息对应的响应消息回复所述TAI信息。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器向所述MME发送所述TAI信息包括：

所述控制器根据所述指示信息或者所述控制器的配置策略，将所述TAI信息通过所述请求消息对应的响应消息发送给所述MME。

8.一种用户跟踪区的控制方法，其特征在于，包括：

所述MME根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述MME接收控制器发送

的为通用网关所服务的跟踪区标识TAI信息之前，还包括：

所述MME向控制器发送请求消息所述请求消息中携带有用户设备的接入位置信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述请求消息包括以下至少之一：

新增的用于请求获取所述TAI信息的信息获取请求消息。

11.一种控制器，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述获取单元包括：

第一获取单元，用于获取用户设备的接入位置信息；

13.根据权利要求11或12所述的控制器，其特征在于，还包括接收单元，

接收所述MME发送的请求消息；

所述获取单元响应所述请求消息，获取所述TAI信息。

14.一种移动管理实体MME，其特征在于，包括：

生成单元，用于根据所述TAI信息生成跟踪区列表。

15.根据权利要求14所述的MME，其特征在于，所述MME还包括：

发送请求单元，用于向控制器发送请求消息，所述请求消息中携带有用户设备的接入位置信息。