CN112449379A - 一种用户面迁移方法、设备、存储介质 - Google Patents

一种用户面迁移方法、设备、存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用户面迁移方法、设备及存储介质，该用户面迁移方法包括：服务网关控制平面功能重选服务网关用户平面功能，发送所选的目标服务网关用户平面功能的指示信息给移动管理实体或服务通用分组无线服务支持节点。本实施例提供的方案，可以避免修改TA List规划，节约了S11口地址资源，并大大降低了SGW‑C实现逻辑复杂度，资源不用切分，可以完全共享，也有效避免了运营协同规划问题。

Description

一种用户面迁移方法、设备、存储介质
技术领域
本发明实施例涉及但不限于一种用户面迁移方法、设备及存储介质。
背景技术
随着移动互联网的发展，用户对带宽的要求越来越高，传统EPS网络逐渐满足不了动态扩容的需求，如图1所示：控制面、媒体面分离的EPC(Evolved Packet Core，演进的分组核心网)已成为业界的共识。
从S-GW(Serving Gateway，服务网关)分离出的SGW-U(Serving Gateway Userplane function，服务网关用户平面功能)可以下沉到地市，大规模的部署，就近接入，给用户提供更低时延，更快速的互联。而SGW-C(Serving Gateway Control plane function,服务网关控制平面功能)可以更上收到大区，集中化管理。
不过在实际运营时，也遇到了一些问题。如图2所示，当用户位置变化，发生系统内切换，有可能SGW-U与目标eNodeB之间没有连接或不满足就近接入原则，这时MME(MobilityManagement Entity,移动管理实体)会根据TA List(Tracking Area List，跟踪区列表)来决策的，选择新的SGW给用户提供服务。
传统非C/U分离网络中，MME在构造TA List时会确保List中的所有TA属于同一SGW。但C/U分离后，SGW-U的TA List范围在缩小，而SGW-C的TA List在增大，已经无法保持一致。而MME看到的只有SGW-C的TA List。
相关技术中，如图3所示，将SGW-C划分为多个逻辑分区，每个SGW-C分区与相应的SGW-U服务区对齐，MME将每个SGW-C分区视为传统SGW设备，为用户构造的TA List中所有TA均在对应SGW-U/SGW-C分区的服务区域内。
MME通过感知用户所在的TA LIST发生变化而触发SGW改变的切换(实际上是S11接口和SGW-U的改变)。
该方法极大的增加了SGW-C的实现工作量，并且实际运营时，也难以协同规划。
发明内容
本发明至少一实施例提供了一种用户面迁移方法、设备及存储介质。
本发明至少一实施例提供一种用户面迁移方法，包括：
服务网关控制平面功能重选服务网关用户平面功能，发送所选的目标服务网关用户平面功能的指示信息给移动管理实体或服务通用分组无线服务支持节点。
本发明至少一实施例提供一种用户面迁移设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，实现任一实施例所述的用户面迁移方法。
本发明至少一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现任一实施例所述的用户面迁移方法。
与相关技术相比，本发明至少一实施例包括一种用户面迁移方法，包括：服务网关控制平面功能重选服务网关用户平面功能，发送所选的目标服务网关用户平面功能的指示信息给移动管理实体或服务通用分组无线服务支持节点。本实施例提供的方案，可以避免修改TA List规划，节约了S11口地址资源，并大大降低了SGW-C实现逻辑复杂度，资源不用切分，可以完全共享，也有效避免了运营协同规划问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是C/U分离的EPC架构示意图；
图2是C/U分离后U面选择问题示意图；
图3是相关技术中SGW-C多逻辑地址解决方案示意图；
图4是本发明一实施例提供的用户面迁移方法流程图；
图5是本发明另一实施例提供的用户面迁移方法流程图；
图6是本发明提供的基于X2接口切换的一个实施例；
图7是本发明提供的基于S1接口切换的一个实施例；
图8是本发明提供的4G到3G切换的一个实施例；
图9是本发明提供的UE触发业务请求的一个实施例；
图10是本发明提供的TAU流程触发的一个实施例；
图11是本发明一实施例提供的用户面迁移设备框图；
图12是本发明一实施例提供的计算机可读存储介质框图。
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。
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。
如图4所示，本发明一实施例提供一种用户面迁移方法，包括：
步骤401，SGW-C重选SGW-U；
步骤402，SGW-C发送所选的目标SGW-U的指示信息给MME或SGSN((Serving GPRSSupport Node，服务通用分组无线服务支持节点)。
本实施例提的方案，由SGW-C指示MME发生了SGW-U改变，与相关技术相比，可以避免修改TA List规划，节约了S11口地址资源，并大大降低了SGW-C实现逻辑复杂度，资源不用切分，可以完全共享，也有效避免了运营协同规划问题。
在一实施例中，所述目标SGW-U的指示信息包括目标SGW-U的隧道信息。在其他实施例中，可以根据需要为其他信息。
在一实施例中，所述目标SGW-U的指示信息通过修改承载响应(Modify BearerResponse，MBR)消息携带。需要说明的是，此处仅为示例，也可以使用其他消息携带，或者，新建消息携带。
在一实施例中，所述目标SGW-U的指示信息通过修改承载响应消息中的空闲位携带或者通过F-TEID改变指示标识携带。
表1为修改承载响应消息的指示(Indication)，如下表1所示，利用Spare(空闲位)，增加一个新的SCFSI(SGW Change F-TEID support indication，F-TEID改变指示)标识，携带目标SGW-U的指示信息。
可选的，还可以通过复用原来的CFSI(Change F-TEID support indication，F-TEID改变指示)标识来携带目标SGW-U的指示信息，该标识目前没有在Modify BearerResponse消息里使用。
在一实施例中，所述SGW-C重选SGW-U包括：
所述SGW-C判断当前SGW-U无法为会话继续提供服务时，重选SGW-U。比如，SGW-U故障，或者，UE切换到其他小区。
如图5所示，本发明一实施例提供一种用户面迁移方法，包括：
步骤501，MME或SGSN接收SGW-C功能发送的目标SGW-U指示信息；
步骤502，MME或SGSN根据所述目标SGW-U指示信息进行用户面迁移。具体的，执行核心网U面迁移流程。
在一实施例中，所述MME或SGSN接收SGW-C发送的目标SGW-U指示信息包括：
所述MME或SGSN接收SGW-C发送的修改承载响应消息，所述修改承载响应消息中携带所述目标SGW-U指示信息。
表1指示(Indication)
Figure BDA0002180775370000051
在一实施例中，所述目标SGW-U指示信息包括所述目标SGW-U的隧道信息。
本实施例可以用于由于其他原因，比如：SGW-U故障导致的U面重选流程；也可以用于传统非C/U分离架构，U面修改的流程，另外还可以用于SGW-U容灾等等场景。
图6是基于X2接口的4G内部切换的一个实施例的流程图。X2切换共分为：Handoverpreparation(切换准备)、Handover execution(切换执行)、Handover completion(切换完成)三个阶段，其中切换准备及切换执行在Source eNodeB(源基站)与Target eNodeB(目标基站)之间执行，本实施例主要波及第三个阶段，如图6所示，包括：
步骤601：目标eNodeB向MME发送路径切换请求(Path Switch Request)消息通知其UE已经改变小区，所述路径切换请求消息包含目标小区的TAI(Tracking AreaIdentity，跟踪区标识)以及ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier，E-UTRAN小区全局标识符)和所转换的EPS(Evolved Packet System，演进的分组系统)承载列表。
步骤602：MME为每个PDN连接向SGW-C发送修改承载请求(Modify BearerRequest)消息，所述修改承载请求消息中包含：eNodeB地址和可接受的EPS承载相关的下行用户面TEID(Tunnel Endpoint Identifier，隧道终结点标识)。
步骤603：SGW-C判断当前SGW-U不能服务于这个新小区，则重新选择U面(即选择SGW-U)，与所选的目标SGW-U交互，建立Sx会话。
步骤604：SGW-C为每个PDN连接向PGW-C发送Modify Bearer Request消息，该Modify Bearer Request消息中包含新的TEID地址。如果步骤602中MME提供了UserLocation Information(用户位置信息)或UE Time Zone(时区信元)，则SGW-C也在此消息中携带User Location Information和UE Time Zone。
步骤605：PGW-C与PGW-U交互，修改Sx会话，更新PGW-U承载隧道信息。
PGW-U开始使用新接收到的地址和TEID向目标SGW-U发送下行数据包。这些下行数据包将使用目标SGW-U到目标eNodeB的新的下行链路。
步骤606：PGW-C向SGW-C返回修改承载响应(Modify Bearer Response)消息。
步骤607：SGW-C向MME返回Modify Bearer Response消息，所述Modify BearerResponse消息中携带目标SGW-U的隧道标识。
步骤608：SGW-C与源SGW-U交互，释放与源SGW-U之间的承载隧道，并删除对应的Sx会话。
步骤609：MME向目标eNodeB响应路径切换请求确认(Path Switch RequestAcknowledge)消息，所述路径切换请求确认消息中包含：SGW-U地址以及用户面TEID。
步骤610：目标eNodeB向源eNodeB发送释放资源(Release Resource)消息，通知源eNodeB切换成功，并触发资源释放。
如图7所示是基于S1接口的4G内切换的一个实施例，假如源基站与目标基站之间不支持X2口，用户位置移动引起切换，则开始执行本实施例。如图7所示，包括：
步骤701：源eNodeB向源MME发送切换要求(Handover Required)消息，指示需要发起RAT(Radio Access Technology，无线接入技术)内切换。
步骤702：源MME重选目标MME并发送前向重定位请求到目标MME。
步骤703：目标MME向目标eNodeB发送切换请求(Handover Request)消息，所述Handover Request消息中携带承载信息和安全上下文。
步骤704：目标eNodeB向目标MME发送切换请求确认(Handover RequestAckownledge)消息，所述切换请求确认消息中包含目标eNodeB地址和S1-U参考点上分配给目标eNodeB下行流量的TEID。
步骤705：目标MME向SGW-C发送创建非直传数据转发隧道请求(Create IndirectData Forwarding Tunnel Request)消息，所述创建非直传数据转发隧道请求消息中包含：目标eNodeB地址以及数据转发的TEID。
步骤706：SGW-C判断当前SGW-U不能服务于新的小区(目标eNodeB的小区)，则重新选择SGW-U，并与所选的目标SGW-U建立Sx会话。
步骤707：SGW-C向目标MME返回创建非直传数据转发隧道响应(Create IndirectData Forwarding Tunnel Response)消息。
步骤708：目标MME向源MME发送前向重定位响应。
步骤709：源MME向源eNodeB发送切换命令(Handover Command)消息。HandoverCommand由目的到源透明容器(Target to Source transparent container)构成，源eNodeB将Handover Command消息发送给UE。在收到Handover Command消息之后，UE将删除Handover Command中未携带的目标小区中相关EPS承载。
步骤710：UE成功地同步到目标小区后，向目标eNodeB发送切换确认(HandoverConfirm)消息。
步骤711：目标eNodeB向目标MME发送切换通知(Handover Notify)消息。
步骤712：目标MME向源MME发送前传重定位完成通知(Forward RelocationComplete Notification)，并接收源MME的确认(Acknowledge)。
步骤713：目标MME为每个PDN连接向SGW-C发送Modify Bearer Request消息，Modify Bearer Request消息中包含：eNodeB地址以及用于S1-U口的TEID。
步骤714：SGW-C向目标SGW-U发起Sx会话更新请求，更新基站S1-U地址。
步骤715：SGW-C为每个PDN连接向PGW-C发送Modify Bearer Request消息，通知新的SGW-U地址。
步骤716：PGW-C发起Sx会话更新流程。
步骤717：PGW-C向SGW-C返回Modify Bearer Response消息。
步骤718：SGW-C向目标MME发送Modify Bearer Response消息。
步骤719：SGW-C释放与源SGW-U之间的承载，并删除对应的Sx会话。
步骤720：目标MME向eNodeB发送E-RAB(Evolved Radio Access Bearer，演进的无线接入承载)modify Request(E-RAD修改请求)请求，携带的SGW-U地址。
步骤721：目标MME向SGW-C发送删除非直传数据转发隧道请求(Delete IndirectData Forwarding Tunnel Request)消息，释放步骤707中为间接转发分配的临时隧道资源。
如图8所示是用户从4G覆盖区域移动到3G覆盖区域触发的跨RAT的切换的一个实施例，包括：
步骤801：源eNodeB向源MME发送切换要求(Handover Required)消息请求切换。
步骤802：源MME确定是切换到UTRAN Iu模式。选择目标SGSN并发送ForwardRelocation Request(前向重定位请求)。
步骤803：目标SGSN向目标RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)发送Relocation Request(重定位请求)消息。
步骤804：目标RNC向目标SGSN发送Relocation Request Acknowledge(重定位请求确认)消息。
步骤805：目标SGSN向SGW-C发送Create Indirect Data Forwarding TunnelRequest消息。
步骤806：SGW-C判断当前SGW-U不能服务于新的小区，则重新选择U面，即选择SGW-U，并与所选的目标SGW-U建立Sx会话。
步骤807：SGW-C向目标SGSN响应Create Indirect Data Forwarding TunnelResponse消息，携带目标SGW-U地址以及TEID信息。
步骤808：目标SGSN向源MME发送前向重定位响应(Forward RelocationResponse)。
步骤809：源MME向源eNodeB发送切换命令(Handover Command)消息。HandoverCommand由目的到源透明容器(Target to Source transparent container)构成，源eNodeB将Handover Command消息发送给UE。在收到Handover Command消息之后，UE将删除Handover Command中未携带的目标小区中相关EPS承载。
步骤810：UE成功地同步到目标小区后，向目标RNC发送Handover Confirm(切换确认)消息。
步骤811：目标RNC向目标SGSN发送Relocation Notify(重定位通知)消息。
后续步骤812～821类似步骤712～721，但需要使用目标RNC替换目标eNodeB，使用目标SGSN替换目标MME。另外从2/3G向4G的切换流程也类似，不累述。
图9是UE发起业务请求触发用户面主动迁移的一个实施例流程图。如图9所示，包括：
步骤901：终端发起业务请求(Service Request)消息。
步骤902：eNodeB转发Service Request消息给MME。
步骤903：执行NAS鉴权/安全流程。
步骤904：MME向eNodeB发送初始上下文建立请求(Initial Context SetupRequest)消息。
步骤905：eNodeB执行无线承载建立流程。
步骤906：eNodeB发送初始上下文建立完成(Initial Context Setup Complete)消息给MME，其中携带eNodeB地址,S1 TEID(s)(DL))。
步骤907：MME为每个PDN连接向SGW-C发送Modify Bearer Request消息，消息携带：eNodeB地址以及用于S1-U口的TEID。
步骤908：SGW-C判断当前SGW-U不能服务于这个新小区(eNodeB的小区)，则重新选择U面(即重新选择SGW-U)，并和所选的目标SGW-U建立Sx会话。
步骤909：SGW-C为每个PDN连接向PGW-C发送Modify Bearer Request消息。
步骤910：PGW-C和PGW-C交互，执行Sx会话更新流程。
步骤911：PGW-C向SGW-C发送Modify Bearer Response消息。
步骤912：SGW-C向MME发送Modify Bearer Response消息。
步骤913：SGW-C释放与源SGW-U之间的承载，并删除对应的Sx会话。
步骤914：MME向eNodeB发送E-RAB modify Request消息，更新SGW-U地址。
图10是UE移动到LTE和UTRAN/GERAN重叠覆盖区，选择LTE小区，触发TAU(TrackingArea Update,跟踪区更新)，导致用户面重选的一个实施例的示意图，如图10所示，包括：
步骤1001:UE向eNodeB发送TAU请求消息，携带last visited TAI(最近访问的TAI)。eNodeB选择合适的MME，向所选的MME发送TAU消息。
步骤1002:MME从原SGSN中获取上下文。
步骤1003:执行鉴权/安全流程。
步骤1004:MME向原SGSN发送上下文确认(Context Acknowledge)消息。
步骤1005:MME将PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)上下文映射为EPS承载、将pre-Rel-8 QoS参数映射为EPS承载的QoS参数，为每个PDN连接向SGW-C发送ModifyBearer Request消息，消息中包含：eNodeB地址以及用于S1-U口的TEID。
步骤1006：SGW-C判断当前SGW-U不能服务于这个新小区，重新选择U面(即重新选择SGW-U)，并与所选的目标SGW-U建立Sx会话。
步骤1007：SGW-C为每个PDN连接向PGW-C发送Modify Bearer Request消息。
步骤1008：PGW-C与PGW-U交互，执行Sx会话更新流程。
步骤1009：PGW-C向SGW-C发送Modify Bearer Response消息。
步骤1010：SGW-C向MME发送Modify Bearer Response消息。
步骤1011：SGW-C释放与源SGW-U之间的承载，并删除对应的Sx会话。
步骤1012：MME向HSS发送位置更新(Update Location)消息，更新用户的位置。
步骤1013：HSS向老的SGSN发送位置取消(Cancel Location)消息，指示取消位置绑定。
步骤1014：MME向eNodeB发送E-RAB modify Request消息，更新SGW-U地址。
如图11所示，本发明一实施例提供一种用户面迁移设备110，包括存储器1110和处理器1120，所述存储器1110存储有程序，所述程序在被所述处理器1120读取执行时，实现任一实施例所述的用户面迁移方法。
如图12所示，本发明一实施例提供一种计算机可读存储介质120，所述计算机可读存储介质120存储有一个或者多个程序1210，所述一个或者多个程序1210可被一个或者多个处理器执行，以实现任一实施例所述的用户面迁移方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种用户面迁移方法，包括：
服务网关控制平面功能重选服务网关用户平面功能，发送所选的目标服务网关用户平面功能的指示信息给移动管理实体或服务通用分组无线服务支持节点。
2.根据权利要求1所述的用户面迁移方法，其特征在于，所述目标服务网关用户平面功能的指示信息包括目标服务网关用户平面功能的隧道信息。
3.根据权利要求1所述的用户面迁移方法，其特征在于，所述目标服务网关用户平面功能的指示信息通过修改承载响应消息携带。
4.根据权利要求3所述的用户面迁移方法，其特征在于，所述目标服务网关用户平面功能的指示信息通过修改承载响应消息中的空闲位携带或者通过F-TEID改变指示标识携带。
5.根据权利要求1至4任一所述的用户面迁移方法，其特征在于，所述服务网关控制平面功能重选服务网关用户平面功能包括：
所述服务网关控制平面功能判断当前服务网关用户平面功能无法为会话继续提供服务时，重选服务网关用户平面功能。
6.一种用户面迁移方法，包括：
移动管理实体或服务通用分组无线服务支持节点接收服务网关控制平面功能发送的目标服务网关用户平面功能指示信息，根据所述目标服务网关用户平面功能指示信息进行用户面迁移。
7.根据权利要求6所述的用户面迁移方法，其特征在于，所述移动管理实体或服务通用分组无线服务支持节点接收服务网关控制平面功能发送的目标服务网关用户平面功能指示信息包括：
所述移动管理实体或服务通用分组无线服务支持节点接收服务网关控制平面功能发送的修改承载响应消息，所述修改承载响应消息中携带所述目标服务网关用户平面功能指示信息。
8.根据权利要求6或7所述的用户面迁移方法，其特征在于，所述目标服务网关用户平面功能指示信息包括所述目标服务网关用户平面功能的隧道信息。
9.一种用户面迁移设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，实现如权利要求1至8任一所述的用户面迁移方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至8任一所述的用户面迁移方法。
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