CN108347722B - 各分布式epc核心网用户漫游控制方法及epc核心网 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了各分布式EPC核心网用户漫游控制方法及EPC核心网，通过在传统的EPC网络架构中新增社区用户服务器CSS和归属查询机制，用于查询漫游用户归属问题，实现了目前分布式EPC互相独立的网络机构中的一个分布式EPC核心网中的用户漫游到其他分布式EPC核心网中时，可在其他分布式EPC核心网进行相关业务，提供了更加便捷、灵活的LTE网络，形成多个点状覆盖互联互通的LTE网络，将复杂的互联互通网络架构，更加简洁化，便于维护和管理，相对于传统的网络构架，大大节约了网络建设投资成本，且查询机制非常简洁、快捷。

Description

各分布式EPC核心网用户漫游控制方法及EPC核心网
技术领域
本发明属于移动通讯技术领域，特别涉及各分布式EPC核心网用户漫游控制方法及EPC核心网。
背景技术
第四代无线数据网络LTE(Long Term Evolution，长期演进)是目前国际主流的新一代宽带无线移动通信技术，其是面向分组域业务，不能像传统的2G/3G网络那样提供电路域业务，传统的LTE系统采用树状网络架构，并采用分组核心演进(Evolved Packet Core，EPC)集中部署，比较适合运营商大规模网络运营，但随着无线数据流量的激增以及基于LTE无线专网的应用，基于分布式架构的小型化EPC核心网正在使用，每个EPC核心网都包括一个归属用户服务器HSS，用来开户、保存允许在该EPC核心网下可以正常使用的用户数据，如果一个未在该HSS开户的用户，不能在该EPC核心网正常使用。分布式EPC之间的相互独立，在A EPC核心网开户的用户1，漫游到B EPC核心网后，由于B EPC核心网的HSS没有用户1的合法数据，导致用户1不能在B EPC核心网使用。运营商传统的集中式EPC核心网采用MME(移动管理实体)与HSS之间标准S6A接口通过DRA(Diameter路由代理设备)进行Diameter协议转发，实现用户从A EPC核心网漫游到B EPC核心网，这个技术方案针对运营商大规模网络使用，由于每个EPC核心网之间独立工作，导致不同EPC核心网之间的用户不能实现相互漫游，因此，基于分布式架构的小型化EPC不适合使用该技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供各分布式EPC核心网用户漫游控制方法及EPC核心网，用于解决现有技术中多个分布式EPC核心网之间相互独立不能实现用户跨EPC核心网漫游功能的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种各分布式EPC核心网的用户漫游的控制方法，包括以下技术方案：
方法方案一，一种各分布式EPC核心网的用户漫游的控制方法，包括如下步骤：
1)为每一个分布式EPC核心网设置一个社区用户服务器，所述社区用户服务器用于接收本分布式EPC核心网更新的用户数据及其他分布式EPC核心网更新的用户数据；
2)若有分布式EPC核心网的用户漫游到当前分布式EPC核心网时，向当前分布式EPC核心网发起注册请求；
3)当前分布式EPC核心网中的移动管理实体收到注册请求后，向当前分布式EPC核心网中的归属用户服务器查询所述用户是否在当前分布式EPC核心网中；
4)若所述用户不在当前分布式EPC核心网中，则向当前分布式EPC核心网的社区用户服务器查询所述用户对应的归属用户服务器；
5)当前分布式EPC核心网中的移动管理实体向所述用户对应的归属用户服务器发起鉴权请求，所述用户对应的归属用户服务器确认所述用户属于该归属用户服务器后，返回相关鉴权值，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据所述鉴权值建立业务承载，实现所述用户在当前分布式EPC核心网中进行相关业务。
方法方案二，在方法方案一的基础上，当前分布式EPC核心网的社区用户服务器通过查询所述用户的国际移动识别码，查询用户是否在当前分布式EPC核心网中。
方法方案三，在方法方案二的基础上，当查询到所述用户对应的归属用户服务器后，所述用户对应的归属用户服务器所在的EPC核心网的社区用户服务器向当前分布式EPC核心网的移动管理实体发送与所述国际移动识别码对应的归属用户服务器设备号和归属用户服务器地址，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据接收到的归属用户服务器设备号和归属用户服务器地址发起鉴权请求。
方法方案四、方法方案五、方法方案六，分别在方法方案一、方法方案二或方法方案三的基础上，当前EPC核心网的移动管理实体收到返回的相关鉴权值后，需进行鉴权及认证，当鉴权及认证通过后，将所述用户注册到当前分布式EPC核心网中。
本发明还提供了一种分布式EPC核心网，包括以下技术方案：
核心网方案一，一种分布式EPC核心网，包括移动管理实体、归属用户服务器，还包括社区用户服务器，所述移动管理实体与所述归属用户服务器、社区用户服务器连接，所述社区用户服务器用于与其他分布式EPC核心网的社区用户服务器连接；所述社区用户服务器用于接收本分布式EPC核心网更新的用户数据及其他分布式EPC核心网更新的用户数据；若有分布式EPC核心网的用户漫游到当前分布式EPC核心网时，当前分布式EPC核心网的社区用户服务器提供所述用户对应的归属用户服务器；所述移动管理实体向所述用户对应的归属用户服务器发起鉴权请求，所述用户对应的归属用户服务器确认所述用户属于该归属用户服务器后，返回相关鉴权值，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据所述鉴权值，建立与所述用户对应的分布式EPC核心网之间的业务承载，实现所述用户在当前EPC核心网中进行相关业务。
核心网方案二，在核心网方案一的基础上，当前分布式EPC核心网的社区用户服务器提供所述用户对应的归属用户服务器之前，需通过查询所述用户的国际移动识别码，查询用户是否在当前分布式EPC核心网中。
核心网方案三，在核心网方案二的基础上，当前分布式EPC核心网的社区用户服务器提供所述用户对应的归属用户服务器后，所述用户对应的归属用户服务器所在的EPC核心网的社区用户服务器向当前分布式EPC核心网的移动管理实体发送与所述国际移动识别码对应的归属用户服务器设备号和归属用户服务器设备地址，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据接收到的归属用户服务器设备号和归属用户服务器设备地址发起鉴权请求。
核心网方案四、核心网方案五、核心网方案六，分别在核心网方案一、核心网方案二或核心网方案三的基础上，所述移动管理实体收到返回的相关鉴权值后，需进行鉴权及认证，当鉴权及认证通过后，将所述用户注册到当前EPC核心网上，建立业务承载。
本发明的有益效果是：
本发明在传统的EPC网络架构中新增社区用户服务器CSS和归属查询机制，用于查询漫游用户归属问题，实现了目前分布式EPC互相独立的网络机构中的一个分布式EPC核心网中的用户漫游到其他分布式EPC核心网中时，可在其他分布式EPC核心网进行相关业务，提供了更加便捷、灵活的LTE网络，形成多个点状覆盖互联互通的LTE网络，将复杂的互联互通网络架构，更加简洁化，便于维护和管理，相对于传统的网络构架，大大节约了网络建设投资成本，且查询机制非常简洁、快捷。
附图说明
图1为各分布式EPC核心网之间数据同步的过程的示意图；
图2为分布式EPC核心网实现用户漫游功能的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本发明的一种分布式EPC核心网，在原有的移动管理实体(Mobile ManagementEntity，MME)、服务器网关(Serving Gateway，SGW)、PDN网关PGW(Packet Data NetworkGateway)及归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)等网元模块的基础上新增社区用户服务器(Community Subscriber Server，CSS)，移动管理实体MME与归属用户服务器HSS、社区用户服务器CSS、服务器网关SGW及PDN网关PGW连接，且服务器网关及PDN网关连接，社区用户服务器用于与其他分布式EPC核心网的社区用户服务器连接；用于解决多个分布式EPC核心网之间用户漫游问题。CSS模块的用户数据包括整个LTE分布式网络内多有EPC核心网中HSS的用户数据。社区用户服务器用于接收本分布式EPC核心网更新的用户数据及其他分布式EPC核心网更新的用户数据；若有分布式EPC核心网的用户漫游到当前分布式EPC核心网时，当前分布式EPC核心网的社区用户服务器CSS提供用户对应的归属用户服务器HSS；移动管理实体MME向用户对应的归属用户服务器HSS发起鉴权请求，用户对应的归属用户服务器HSS确认用户属于该归属用户服务器后，返回相关鉴权值，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据鉴权值，建立与用户对应的分布式EPC核心网之间的业务承载，实现用户在当前EPC核心网中进行相关业务。
如图1所示，以一个LTE分布式网络有个3个不同的分布式EPC核心网A-EPC、B-EPC、C-EPC为例，每个分布式EPC核心网的社区用户服务器CSS均包括这3个分布式EPC核心网中的归属用户服务器HSS的用户数据，即：
A-CSS＝A-HSS+B-HSS+C-HSS；
B-CSS＝A-HSS+B-HSS+C-HSS；
C-CSS＝A-HSS+B-HSS+C-HSS。
每个分布式EPC核心网的用户数据分发同步机制，如果分布式核心网A-EPC的归属用户服务器HSS有用户新增或者减少，分布式核心网A-HSS首先将最新数据同步到分布式核心网A-CSS中，分布式核心网A-CSS采用分发机制，将分布式核心网A-CSS储存的最新的分布式核心网A-HSS用户数据分发到分布式核心网B-CSS和分布式核心网C-CSS中，保证整个LTE分布式网络中每个EPC核心网中的社区用户服务器CSS均存储最新的用户数据。各社区用户服务器CSS存储的数据内容为归属用户服务器设备号HSS-ID、归属用户服务器地址HSS-IP、国际移动用户识别码(International Mobile Subscriber Identification Number，IMSI)，社区用户服务器CSS的主要目的是为了解决非本EPC核心网HSS开户的用户漫游到本EPC核心网后，根据CSS查找到该用户归属的EPC核心网HSS，然后向归属HSS发起注册请求。
本发明的各分布式EPC核心网用户漫游的控制方法，包括以下步骤，如图2所示：
1、为每一个分布式EPC核心网设置一个社区用户服务器CSS，社区用户服务器CSS用于接收本分布式EPC核心网更新的用户数据及其他分布式EPC核心网更新的用户数据；即若有分布式EPC核心网的归属用户服务器HSS新增、删除用户数据，该归属用户服务器HSS将更新后的用户数据同步至该归属用户服务器所在的分布式EPC核心网的社区用户服务器CSS；该社区用户服务器CSS收到更新的用户数据后通过分发机制将更新后的归属用户服务器HSS用户数据同步至其他分布式EPC核心网中的社区用户服务器CSS，保证全网的分布式EPC核心网中的社区用户服务器CSS存储最新的用户数据。
2、在分布式LTE网络中若有分布式EPC核心网的用户漫游到当前分布式EPC核心网后，向当前分布式EPC核心网发起注册，当前分布式EPC核心网中的移动管理实体MME收到注册请求后，向当前分布式EPC核心网中的归属用户服务器HSS查询该用户状态，当前分布式EPC核心网中的归属用户服务器HSS收到查询请求后查询无该用户，向当前分布式EPC核心网的移动管理实体MME返回无该用户对应的国际移动识别码IMSI后，当前分布式EPC核心网的移动管理实体MME向当前社区用户服务器CSS发起该用户对应的归属用户服务器HSS的查询，社区用户服务器CSS收到请求后，查询该IMSI归属的分布式EPC核心网中的归属用户服务器HSS，查询完成后，向当前分布式EPC核心网的移动管理实体MME返回响应值，即发送与国际移动识别码对应的归属用户服务器设备号HSS-ID和归属用户服务器地址HSS-IP。
3、当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据接收到的归属用户服务器设备号HSS-ID和归属用户服务器地址HSS-IP发起鉴权请求，该国际移动识别码IMSI对应的归属用户服务器HSS收到请求后，确认该用户属于该归属用户服务器HSS，向当前分布式EPC核心网的移动管理实体MME返回相关鉴权值。
4、当前分布式EPC核心网的移动管理实体MME收到归属用户服务器HSS返回的鉴权值后进行相关的鉴权、认证，通过鉴权、认证后，该漫游用户注册到当前分布式EPC核心网上，且当前分布式EPC核心网的移动管理实体MME建立默认承载成功后，该用户可以在当前EPC进行相关业务。
具体举一个例子来说明分布式EPC核心网实现漫游的机制，一个LTE分布式网络有3个分布式EPC核心网A、B、C，其中用户1在A-EPC核心网的归属用户服务器HSS开户，A-HSS将用户1数据同步至A-CSS，A-CSS通过分发机制将用户1数据分别同步到B-CSS、C-CSS，用户1由A-EPC核心网漫游到B-EPC核心网，发起注册请求，B-EPC核心网的MME收到用户1的注册请求后，首先到B-EPC的HSS查询是否存在用户1的数据，查询没有后，B-EPC核心网的MME再向B-CSS查询用户1的IMSI，B-CSS将用户1的IMSI对应的归属用户服务器设备号HSS-ID和归属用户服务器地址HSS-IP返回给B-EPC核心网的移动管理实体MME，B-EPC核心网的移动管理实体MME收到B-CSS的响应后，根据接收到的归属用户服务器设备号HSS-ID和归属用户服务器地址HSS-IP寻址到A-HSS后，B-MME向A-HSS发起用户鉴权请求，A-HSS收到B-MME发起的请求后，查询该用户1是否属于A-HSS的用户，确认属于A-HSS的用户后，向B-MME回复鉴权响应，用户1在B-EPC鉴权通过后建立默认承载后，用户1漫游到B-EPC下可以正常使用B-EPC的LTE网络。
本发明在传统的EPC网络架构中新增CSS网元模块和归属查询机制，用于查询漫游用户归属问题，解决了目前分布式EPC互相独立的网络机构，可以提供更加便捷、灵活的LTE网络，形成多个点状覆盖互联互通的LTE网络，将复杂的互联互通网络架构，更加简洁化，便于维护和管理，相对于传统的网络构架，大大节约了网络建设投资成本，且查询机制非常简洁、快捷。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种各分布式EPC核心网的用户漫游的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）为每一个分布式EPC核心网设置一个社区用户服务器，所述社区用户服务器与其他分布式EPC核心网的社区用户服务器连接，所述社区用户服务器用于接收本分布式EPC核心网更新的用户数据及其他分布式EPC核心网更新的用户数据；
2）若有分布式EPC核心网的用户漫游到当前分布式EPC核心网时，向当前分布式EPC核心网发起注册请求；
3）当前分布式EPC核心网中的移动管理实体收到注册请求后，向当前分布式EPC核心网中的归属用户服务器查询所述用户是否在当前分布式EPC核心网中；当前分布式EPC核心网的社区用户服务器通过查询所述用户的国际移动识别码，查询用户是否在当前分布式EPC核心网中；
4）若所述用户不在当前分布式EPC核心网中，则向当前分布式EPC核心网的社区用户服务器查询所述用户对应的归属用户服务器；当查询到所述用户对应的归属用户服务器后，当前EPC核心网的社区用户服务器向当前分布式EPC核心网的移动管理实体发送与所述国际移动识别码对应的归属用户服务器设备号和归属用户服务器地址；
5）当前分布式EPC核心网中的移动管理实体根据接收到的归属用户服务器设备号和归属用户服务器地址向所述用户对应的归属用户服务器发起鉴权请求，所述用户对应的归属用户服务器确认所述用户属于该归属用户服务器后，返回相关鉴权值，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据所述鉴权值建立业务承载，实现所述用户在当前分布式EPC核心网中进行相关业务。
2.根据权利要求1所述的各分布式EPC核心网的用户漫游的控制方法，其特征在于，当前EPC核心网的移动管理实体收到返回的相关鉴权值后，需进行鉴权及认证，当鉴权及认证通过后，将所述用户注册到当前分布式EPC核心网中。
3.一种分布式EPC核心网，包括移动管理实体、归属用户服务器，其特征在于，还包括社区用户服务器，所述移动管理实体与所述归属用户服务器、社区用户服务器连接，所述社区用户服务器用于与其他分布式EPC核心网的社区用户服务器连接；所述社区用户服务器用于接收本分布式EPC核心网更新的用户数据及其他分布式EPC核心网更新的用户数据；若有分布式EPC核心网的用户漫游到当前分布式EPC核心网时，当前分布式EPC核心网的社区用户服务器提供所述用户对应的归属用户服务器；所述移动管理实体向所述用户对应的归属用户服务器发起鉴权请求，所述用户对应的归属用户服务器确认所述用户属于该归属用户服务器后，返回相关鉴权值，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据所述鉴权值，建立与所述用户对应的分布式EPC核心网之间的业务承载，实现所述用户在当前EPC核心网中进行相关业务；当前分布式EPC核心网的社区用户服务器提供所述用户对应的归属用户服务器之前，需通过查询所述用户的国际移动识别码，查询用户是否在当前分布式EPC核心网中；
当前分布式EPC核心网的社区用户服务器提供所述用户对应的归属用户服务器后，当前EPC核心网的社区用户服务器向当前分布式EPC核心网的移动管理实体发送与所述国际移动识别码对应的归属用户服务器设备号和归属用户服务器设备地址，当前分布式EPC核心网的移动管理实体根据接收到的归属用户服务器设备号和归属用户服务器设备地址发起鉴权请求。
4.根据权利要求3所述的分布式EPC核心网，其特征在于，所述移动管理实体收到返回的相关鉴权值后，需进行鉴权及认证，当鉴权及认证通过后，将所述用户注册到当前EPC核心网上，建立业务承载。
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