CN105657765A - 支持多pdn连接的优化切换的方法、网络节点及系统 - Google Patents
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Abstract
一种支持多PDN连接的优化切换的方法、网络节点及系统，在UE从LTE网络到eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，MME获取所述UE建立的每一PDN连接的信息，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的GRE？KEY；将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW。HSGW接收所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GRE？KEY；根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GRE？KEY。本发明可以实现UE从LTE优化切换到eHRPD下时数据业务的快速恢复。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种支持多PDN连接的优化切换处理方法、相应的网络节点和系统。
背景技术
第四代移动通信网络，即长期演进系统(LongTimeEvolution，简称为LTE)也已开始广泛部署。LTE网络和演进型高速分组数据(evolvedHighRatePacketData，简称为eHRPD)网络的共存必然要持续相当长的一段时间，这要求二者能够互操作，图1是相关技术的LTE与eHRPD互操作网络架构图，如图1所示，用户设备(UserEquipment，简称为UE)在2种网络下可以快速切换。在LTE网络和eHRPD网络，为了保证数据业务的服务质量(QualityofService，简称为Qos)，会为不同Qos要求的数据业务创建对应的专有承载。在LTE网络和eHRPD网络之间切换的时候，源网络中已经建立的专有承载，在目的网络中需要恢复起来。
为加快从LTE到eHRPD的切换过程，3GPP和3GPP2相关协议定义了LTE到eHRPD的优化切换功能。根据3GPP2X.S0057-Bv1.012章的描述，LTE到eHRPD的优化切换包含预注册阶段和实际切换阶段。通过增加预注册来缩短移动终端从LTE移动eHRPD期间业务中断的时间。优化切换要求移动管理实体(MobilityManagementEntity，简称为MME)和演进的接入网络/演进的分组控制功能(evolvedAccessNetwork/evolvedPacketControlFunction，简称为eAN/ePCF)111之间存在S101隧道，服务网关(ServingGateway，简称为SGW)104和HRPD服务网关(HRPDServingGateway，简称为HSGW)110之间存在S103隧道。
预注册过程。当UE106还在LTE下的时候，基于无线层的触发，会通过S101隧道发起预注册的过程。在预注册过程中，HSGW110上会建立A10连接，建立PPP会话，完成鉴权的过程；在LTE网络下已经建立的分组数据网(PacketDataNetwork，简称为PDN)连接，在eHRPD下也被创建。
实际切换过程。UE106到了eHRPD覆盖下，HSGW110和PDNGateway105建立PMIPv6(ProxyMobileIPv6，代理移动IP版本6)会话，上下行数据路径修改成在HSGW110和PDNGateway105之间传输。UE106在LTE网络下的资源被释放掉。
图2是相关技术的优化切换预注册的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤201，UE106在LTE网络下接入成功，检测到eHRPD下无线信号，通过隧道到eHRPD进行预注册；
步骤202，eAN/ePCF111向HSGW110发送A11RRQ(注册请求)，携带隧道模式字段，并且值为1(值为1表示UE106在LTE网络下，通过S101隧道发送信令到eHRPD网络)；
步骤203，HSGW110收到A11RRQ，根据隧道模式字段的值为1，可知道是预注册开始，给eAN/ePCF111返回A11RRP(注册应答)；
步骤204，UE106，HSGW110完成LCP(链路控制协议)协商，UE，HSGW110以及3GPP2AAAProxy(3GPP2鉴权授权计费代理服务器)108完成鉴权过程，HSGW110保存LCP和鉴权的信息。3GPP2AAAProxy108要和3GPPAAAServer(3GPP鉴权授权计费服务器)107，归属签约服务器(HomeSubscriberServer，简称为HSS)101一起完成对UE106的鉴权授权功能；
步骤205，UE106和HSGW110发起设备商定义的网络控制协议(VendorSpecificNetworkControlProtocol，简称为VSNCP)协商。UE106在VSNCP配置请求中携带UE的地址。如果有IPv6服务的话，携带IPv6接口ID；如果有IPv4服务的话携带IPv4地址；
步骤206，HSGW110向策略与计费规则功能实体(PolicyandChargingRulesFunction，简称为PCRF)102发起建立网关控制会话的请求；
步骤207，PCRF102返回建立网关控制会话的请求的响应消息；
步骤208，HSGW110向UE106发VSNCP配置应答消息；
步骤209，HSGW110向UE106发VSNCP配置请求消息；
步骤210，UE106向HSGW110发VSNCP配置应答消息，完成UE106和HSGW110之间的VSNCP协商的过程；
步骤211，PCRF102发起网络侧建立专有承载的过程，以恢复UE106在LTE下已经建立的专有承载。为此，PCRF102发起网关控制和Qos规则下发请求消息；
步骤212，HSGW110给PCRF102返回网关控制和Qos规则下发响应消息；
步骤213，HSGW110收到PCRF102的消息，向UE106发资源预留协议(ResourceReservationProtocol，简称为RSVP)Resv消息，TFT操作码为流建立请求。
步骤214，UE106发RSVPResv消息，请求安装TFT；
步骤215，HSGW110向UE106发RSVPResvconf消息，完成协商；
步骤216，由步骤213触发，根据需要，eAN/ePCF111和HSGW110通过A11消息建立流和新的A10辅连接；至此，HSGW110已经建立的UE106的上下文，专有承载也已经建立起来；
步骤218，完成预注册后，UE106并不一定很快切换到eHRPD下。当UE106在LTE下有PDN连接的增加，修改，删除的时候，UE106会通过隧道和HSGW110进行VSNCP协商来更新会话。同样，PCRF102也会发起专有承载的增加，删除，更新，以保证和LTE下同步。
图3是相关技术的激活状态下优化切换(即实际切换)的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤301，UE106完成预注册后，准备切换到eHRPD下；
步骤302，UE106发HRPD(高速分组数据)连接请求消息给E-UTRAN(演进的通用陆基无线接入网)请求建立传输信道。这个请求被转发给MME；
步骤303，MME将APN对应的PDNGateway地址和GREKEY通过HRPD连接请求消息发送给eAN/ePCF111。
步骤304，eAN/ePCF111发A11RRQ给HSGW110，携带隧道模式字段，值为1，并且携带PDNGateway105地址，APN(AccessPointName)，GREKEY(通用路由封装键)信息；
步骤305，HSGW110收到A11RRQ，响应A11RRP消息，携带HSGW110的地址，APN，S103隧道的GREKEY；
步骤306，eAN/ePCF111向MME发送HRPD业务信道分配消息，携带携带HSGW110的地址，APN，S103隧道的GREKEY；
步骤307，MME转发业务信道分配消息给E-UTRAN。此消息嵌入在S101隧道消息内。该消息会被转发给UE106。完成上述过程后，下行数据从PDNGateway105到达SGW后，SGW通过S103隧道转发给HSGW110，HSGW110再发送到eAN/ePCF111网元；
步骤308，UE106切换到了eHRPD网络的无线下；
步骤309，eAN/ePCF111发A11RRQ给HSGW110，携带隧道模式字段，值为0，表明UE106在eHRPD的无线下了；
步骤310，HSGW110给eAN/ePCF111返回A11RRP消息；
步骤311，由步骤309触发，HSGW110向PDNGateway105发PBU消息；
步骤312，PDNGateway105返回响应消息PBA，携带GREKEY等信息；
步骤313，如果UE106有在LTE下开始建立，还没建立完成的PDN连接，UE106发起在eHRPD下建立该PDN连接。至此，优化切换过程完成。
本申请的发明人经研究发现，在步骤304，HSGW110获得了APN和GREKEY，在收到UE发送的上行数据时，如果根据APN找到该UE的PDN连接，就可以使用该GREKEY将上行数据转发给PDNGateway。不幸的是，当UE用同一APN建立了多个PDN连接时，根据APN信息无法确定GREKEY与PDN连接的对应关系，导致无法转发。一直到步骤312，HSGW110收到PBA之后，才可以获得每一个PDN连接的GREKEY，才可以正常转发上行数据，导致上行数据中断时间较长。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的方法，应用于移动管理实体MME，所述方法包括：
在用户设备UE从长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，MME获取所述UE建立的每一PDN连接的信息，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过演进的接入网络/演进的分组控制功能eAN/ePCF发送给演进型高速分组数据服务网关HSGW。
较佳地，
所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址，或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
有鉴于此，本发明还提供了一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的方法，应用于演进型高速分组数据服务网关HSGW，所述方法包括：
在用户设备UE从长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，HSGW接收所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY。
较佳地，
所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，
所述方法还包括：在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，所述HSGW从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
较佳地，
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY之后，还包括：
所述HSGW收到所述UE发送的PDN连接的上行数据，利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。
有鉴于此，本发明又提供了一种移动管理实体MME，包括长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换处理模块，所述优化切换处理模块包括：
信息获取单元，用于获取所述UE建立的每一PDN连接的信息，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
信息发送单元，用于将所述每一PDN连接的信息通过演进的接入网络/演进的分组控制功能eAN/ePCF发送给演进型高速分组数据服务网关HSGW；
其中，所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，
所述信息发送单元将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者
所述信息发送单元将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
有鉴于此，本发明再提供了一种演进型高速分组数据服务网关HSGW，包括长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换处理模块，所述优化切换处理模块包括：
信息接收单元，用于接收所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
信息存储单元，用于根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY；
其中，所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，
所述信息接收单元还用于在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
较佳地，
所述优化切换处理模块还包括：数据转发单元，用于在收到所述UE发送的PDN连接的上行数据后，利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。
有鉴于此，本发明再提供了一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的方法，应用于用户设备UE从长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程，所述方法包括：
移动管理实体MME将所述UE建立的每一PDN连接的信息通过演进的接入网络/演进的分组控制功能eAN/ePCF发送给演进型高速分组数据服务网关HSGW，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY。
较佳地，
所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址，或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
较佳地，
所述方法还包括：在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，所述HSGW从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
较佳地，
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY之后，还包括：
所述HSGW收到所述UE发送的PDN连接的上行数据，利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。
有鉴于此，本发明再提供了一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的系统，包括长期演进系统LTE网络和演进型高速分组数据eHRPD网络，其特征在于：
所述LTE网络中的移动管理实体MME采用如上所述的MME；
所述eHRPD网络中的演进型高速分组数据服务网关HSGW采用如上所述的HSGW。
采用上述方案，可以克服现有技术中存在的上行数据中断时间较长的缺陷，实现UE从LTE优化切换到eHRPD下时数据业务的快速恢复。
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是相关技术的LTE与eHRPD互操作网络架构图；
图2是相关技术的优化切换预注册的信令流程图；
图3是相关技术的激活状态下优化切换的信令流程图；
图4是本发明实施例MME执行的优化切换处理方法的流程图；
图5是本发明实施例HSGW执行的优化切换处理方法的流程图；
图6是本发明实施例支持多PDN连接的优化切换处理方法的流程图；
图7是本发明实施例支持多PDN连接的优化切换处理方法的信令流程图；
图8是本发明实施例MME的模块图；及
图9是本发明实施例HSGW的模块图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。
本实施例是在3GPP2和3GPP协议定义优化切换功能基础上，通过对UE从LTE网络到eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程的改进实现的。
本实施例MME执行的支持多PDN连接的优化切换的方法如图4所示，包括：
步骤110，在UE从LTE网络到eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，MME获取所述UE建立的每一PDN连接的信息，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的GREKEY；
在UE从LTE网络到eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，MME中存储有所述UE建立的每一PDN连接的信息。
文中，每一PDN连接的唯一标识信息指该唯一标识信息标识了唯一的一个PDN连接。每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址，或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。当PDN类型是IPv4的时候，PDN地址为一IPv4地址；当PDN类型是IPv6时，PDN地址为一IPv6地址；当PDN类型是IPv4IPv6(指该PDN类型即需要IPv4地址又需要IPv6地址)的时候，PDN地址为一IPv4地址和一IPv6地址。
本实施例中，MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址。但本发明不局限于此，如，在另一实施例中，MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
作为示例的，本步骤可以是MME收到所述UE发送的HRPD连接请求后，将所述每一PDN连接的信息携带在HRPD连接请求消息或直接传输请求消息中发送给所述eAN/ePCF；所述eAN/ePCF收到所述HRPD连接请求消息或直接传输请求消息后，将所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的GREKEY携带在A11注册请求消息中发送给所述HSGW。
步骤120，所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW。
在不同的标准中，MME发送上述信息时使用的消息的名称，及eAN/ePCF发送上述信息时使用的消息的名称可能不同。例如，MME发送给eAN/ePCF111的消息可能称为HRPD连接请求消息，也可能称为直接传输请求消息(DirectTransferRequestmessage)，本发明对发送信息的消息不做任何局限。
本实施例HSGW执行的支持多PDN连接的优化切换的方法如图5所示，包括：
步骤210，在UE从LTE网络到eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，HSGW接收所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
上述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
步骤220，所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY。
本步骤之后，HSGW收到所述UE发送的PDN连接的上行数据，就可以根据所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。
文中，GREKEY均指HSGW向PDN网关发送数据时使用GREKEY，在不同的标准中，也称为PDN网关GREKEY或上行GREKEY。
相应地，本实施例支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的方法，应用于UE从LTE网络到eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程，如图6所示，所述方法包括：
步骤310，MME将所述UE建立的每一PDN连接的信息通过演进的接入网络/演进的分组控制功能eAN/ePCF发送给演进型高速分组数据服务网关HSGW，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
较佳地，所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址，或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者，所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
步骤320，HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY。
本步骤之后，HSGW收到所述UE发送的PDN连接的上行数据时，就可以利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。所述HSGW可以在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
本实施例激活状态下的优化切换的信令流程图如图7所示，具体步骤描述如下：
步骤401，UE106完成预注册后，准备切换到eHRPD下；
步骤402，UE106发HRPD(高速分组数据)连接请求消息给E-UTRAN(演进的通用陆基无线接入网)请求建立传输信道。这个请求被转发给MME；
步骤403，MME将UE建立的每一个PDN连接对应的PMIP隧道信息通过HRPD连接请求消息发送给eAN/ePCF111，在每一PDN连接对应的PMIP隧道信息中写入该PDN连接的唯一标识信息及对应的GREKEY；
在一示例中，本步骤中的PMIP隧道信息可以是TS29.276定义的PDN网关代理移动IP通用路由封装隧道信息(PDNGWPMIPGRETunnelInfo)的基础上通过增加PDN地址实现。现有的PDNGWPMIPGRETunnelInfo结构中包括“PDN标识“字段(即APN)、”“PDN网关IP地址”字段和“PDN网关GREKEY”字段。经本实施例扩充后，PDNGWPMIPGRETunnelInfo的结构中新增加了两个字段，即“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段。通过“PDN网关GREKEY”字段中的GREKEY及“IPv4地址”字段、“IPv6地址”字段中的IPv4地址和/或IPv6地址，可以唯一标识一个PDN连接。可选地，在扩充后的PDNGWPMIPGRETunnelInfo的结构中，再新增加一个“PDN类型”字段以写入PDN类型。
当PDN类型为IPv4或者IPv4IPv6时，将PDN连接的IPv4地址写入“IPv4地址”字段，当PDN类型为IPv6或者IPv4IPv6时，将PDN连接的IPv6地址写入“IPv6地址”字段。不存在IPv4地址和/或IPv6地址或不存在有效值时，可以在相应的字段中写入约定的特定值如全0以表示“不存在该地址或无有效值”。
在另一实施例中，本步骤的PMIP隧道信息可以在3GPP2A.S0022-Av1.0定义的(EPSInformation(演进分组核心网信息)的基础上通过增加相应参数实现。现有的PDNGWEPSInformation的结构中，包括：“APN”参数、“PDN网关IP地址”参数和“上行GREKEY”参数。经本实施例扩充后，EPSInformation的结构中新增加了一个参数，即“PDN地址”参数以写入PDN连接的PDN地址。通过“上行GREKEY”参数和“PDN地址”参数的值可以唯一标识一个PDN连接。可选地，在扩充后的EPSInformation的结构新增加一个“PDN类型和PDN地址”参数，以写入PDN连接的PDN类型和PDN地址。
上述结构是示例性的，本发明并不局限于此，例如，也可以对UE用同一APN建立的多个PDN连接共用一个信息结构，在该信息结构中，该多个PDN连接对应的APN和PDN网关地址是相同，可以共用。
步骤404，eAN/ePCF111发A11RRQ给HSGW110，携带隧道模式字段，值为1，并且携带每一个PDN连接对应的PMIP隧道信息。
本步骤中，PMIP隧道信息(或EPSInformation)在HRPD连接请求消息和A11RRQ消息中的格式不同，但是内容是一致的。
步骤405，HSGW110收到A11RRQ，响应A11RRP消息，携带HSGW110的地址，APN，S103隧道的GREKEY；
本步骤中，HSGW110根据PMIP隧道信息中每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY。
步骤406，eAN/ePCF111向MME发送HRPD业务信道分配消息，携带HSGW110的地址，APN，S103隧道的GREKEY；
步骤407，MME转发业务信道分配消息给E-UTRAN。此消息嵌入在S101隧道消息内。该消息会被转发给UE106。完成上述过程后，下行数据从PDNGateway105到达SGW后，SGW通过S103隧道转发给HSGW110，HSGW110在发送到eAN/ePCF111网元；
步骤408，UE106切换到了eHRPD网络的无线下；
此时，如果UE106发送上行数据，所述HSGW收到所述UE发送的PDN连接的上行数据后(根据上行数据中的APN和IP报文中的源地址可确定对应的PDN连接)，利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关(PMIP隧道信息中包含该PDN网关IP地址)。
HSGW可以在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，从所述UE发送的消息(如VSNCP配置请求消息)中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息(如网关控制和Qos规则下发响应消息)中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。PDN连接的IPv6地址前缀和IPv6接口ID一起即构成该PDN连接完整的IPv6地址。但是，HSGW获取PDN连接的PDN地址的方式并不只限于以上两种，在可能接收到上行数据之前的优化切换的过程中都可以使用现有信令或新增信令来获取PDN连接的IPv6地址。
步骤409，eAN/ePCF111发A11RRQ给HSGW110，携带隧道模式字段，值为0，表明UE106在eHRPD的无线下了；
步骤410，HSGW110给eAN/ePCF111返回A11RRP消息；
步骤411，由步骤409触发，HSGW110向PDNGateway105发PBU消息；
步骤412，PDNGateway105返回响应消息PBA；
步骤413，如果UE106有在LTE下开始建立，还没建立完成的PDN连接，UE106发起在eHRPD下建立该PDN连接。至此，优化切换过程完成。
上述流程中，由于MME将PDN连接的唯一标识信息及对应的GREKEY发送给HSGW，既使UE用一个APN建立了多个PDN连接，HSGW也可以识别出每一GREKEY对应的PDN连接，从而可以在UE发送上行数据时进行转发，缩短上行数据中断时间。
相应地，本实施例提供了一种移动管理实体MME，包括长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换处理模块，如图8所示，所述优化切换处理模块包括：
信息获取单元10，用于获取所述UE建立的每一PDN连接的信息，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
信息发送单元20，用于将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW；
其中，所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，
所述信息发送单元将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者
所述信息发送单元将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
相应地，本实施例还提供了一种演进型高速分组数据服务网关HSGW，包括长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换处理模块，如图9所示，所述优化切换处理模块包括：
信息接收单元50，用于接收所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
信息存储单元60，用于根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY；
其中，所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
较佳地，
所述信息接收单元还用于在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
较佳地，
所述优化切换处理模块还包括：数据转发单元，用于在收到所述UE发送的上行数据后，根据上行数据PDN标识即APN和IP报文中的源地址找到对应的PDN连接，利用保存的该PDN连接对应的GREKEY将所述IP报文封闭在GRE隧道中发送给PDN网关。
相应地，本实施例还提供了一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的系统，包括长期演进系统LTE网络和演进型高速分组数据eHRPD网络，其中：
所述LTE网络中的移动管理实体MME采用本实施例的MME；
所述eHRPD网络中的演进型高速分组数据服务网关HSGW采用本实施例的HSGW。
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，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，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 (18)
1.一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的方法，应用于移动管理实体MME，所述方法包括：
在用户设备UE从长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，MME获取所述UE建立的每一PDN连接的信息，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过演进的接入网络/演进的分组控制功能eAN/ePCF发送给演进型高速分组数据服务网关HSGW。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址，或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
4.一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的方法，应用于演进型高速分组数据服务网关HSGW，所述方法包括：
在用户设备UE从长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程中，HSGW接收所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述方法还包括：在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，所述HSGW从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
7.如权利要求4或5或6所述的方法，其特征在于：
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY之后，还包括：
所述HSGW收到所述UE发送的PDN连接的上行数据，利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。
8.一种移动管理实体MME，包括长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换处理模块，其特征在于，所述优化切换处理模块包括：
信息获取单元，用于获取所述UE建立的每一PDN连接的信息，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
信息发送单元，用于将所述每一PDN连接的信息通过演进的接入网络/演进的分组控制功能eAN/ePCF发送给演进型高速分组数据服务网关HSGW；
其中，所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
9.如权利要求6所述的MME，其特征在于：
所述信息发送单元将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者
所述信息发送单元将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
10.一种演进型高速分组数据服务网关HSGW，包括长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换处理模块，其特征在于，所述优化切换处理模块包括：
信息接收单元，用于接收所述UE建立的每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
信息存储单元，用于根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY；
其中，所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址；或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
11.如权利要求10所述的HSGW，其特征在于：
所述信息接收单元还用于在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
12.如权利要求10或11所述的HSGW，其特征在于：
所述优化切换处理模块还包括：数据转发单元，用于在收到所述UE发送的PDN连接的上行数据后，利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。
13.一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的方法，应用于用户设备UE从长期演进系统LTE网络到演进型高速分组数据eHRPD网络的激活状态下的优化切换过程，所述方法包括：
移动管理实体MME将所述UE建立的每一PDN连接的信息通过演进的接入网络/演进的分组控制功能eAN/ePCF发送给演进型高速分组数据服务网关HSGW，所述每一PDN连接的信息包括每一PDN连接的唯一标识信息及对应的通用路由封装键GREKEY；
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：
所述每一PDN连接的唯一标识信息包括所述每一PDN连接使用的接入点名称APN及PDN地址，或者包括所述每一PDN连接的PDN类型、使用的APN及PDN地址。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的代理移动IP隧道信息结构中发送，所述代理移动IP隧道信息结构新增加“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型”、“IPv4地址”字段和“IPv6地址”字段以写入PDN类型和PDN地址；或者
所述MME将所述每一PDN连接的信息通过eAN/ePCF发送给HSGW，其中，所述MME是将所述每一PDN连接的信息分别写入各自的演进分组核心网信息结构中发送，所述演进分组核心网信息结构中新增加“PDN地址”参数以写入PDN地址，或者新增加“PDN类型和PDN地址”参数以写入PDN类型和PDN地址。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于：
所述方法还包括：在所述UE从LTE网络到eHRPD网络的优化切换的预注册过程中，所述HSGW从所述UE发送的消息中或者从策略与计费规则功能实体PCRF发送的消息中，获取所述UE建立的类型为IPv6或IPv4IPv6的PDN连接的IPv6地址前缀。
17.如权利要求13至15中任一权利要求所述的方法，其特征在于：
所述HSGW根据所述每一PDN连接的唯一标识信息找到相应的PDN连接，保存所述每一PDN连接对应的GREKEY之后，还包括：
所述HSGW收到所述UE发送的PDN连接的上行数据，利用所述PDN连接对应的GREKEY将所述上行数据封装在GRE隧道中发送给PDN网关。
18.一种支持多分组数据网络PDN连接的优化切换的系统，包括长期演进系统LTE网络和演进型高速分组数据eHRPD网络，其特征在于：
所述LTE网络中的移动管理实体MME采用如权利要求8或9中的MME；
所述eHRPD网络中的演进型高速分组数据服务网关HSGW采用如权利要求10或11或12中所述的HSGW。
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