CN1697394A - 多媒体广播/组播服务业务中路由区更新的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多媒体广播/组播服务MBMS业务中路由区更新的方法，包括：当前UE向新SGSN发送路由区更新请求后，新SGSN从原SGSN获取当前UE的相关上下文信息，并与相应GGSN交互更新当前UE的相关上下文，然后新SGSN和原SGSN分别完成与HLR之间当前UE相关数据信息的更新；关键是，原SGSN与HLR之间进行当前UE相关数据信息更新时，原SGSN同时删除自身中当前UE的MM上下文、PDP上下文和所有MBMS UE上下文。该方法能消除冗余MBMS UE上下文在原SGSN中的不断积累，避免系统崩溃；还能进一步降低对核心网传输资源的冗余占用。

Description

多媒体广播/组播服务业务中路由区更新的方法

技术领域

本发明涉及路由更新技术，尤指一种多媒体广播/组播服务(MBMS)业务中路由区更新的方法。

背景技术

随着第三代移动通信技术的发展，第三代移动通信可以提供比第二代移动通信更高数据速率的服务，从而支持多种业务形式。比如视频电话、图片下载、高速浏览Internet网络等服务。其中有一类业务的特点是：该业务可以同时给无线网络中订阅了该业务的用户进行发送。比如说天气预报、新闻短片、体育比赛集锦等等。利用这些业务同时发送的特点，第三代移动通信引入了广播/组播的概念。

参见图1所示，对于一个中间节点而言，比如节点10，无论其下游包含多少个期待接收数据的节点，其上游节点总是向该中间节点发送一份数据；该中间节点收到数据后，根据其下游期待接收数据的节点数量复制该数据，并向其下游各期待接收该数据的节点分发该数据，比如：节点10下游期待接收数据的节点包括节点101和节点102，节点10就将收到的数据复制两份。这样，广播/组播业务数据传输树的每一条分支都只有一份数据进行传输，占用一份传输资源，根节点与其下游节点的数据传输也是如此。组播业务和广播业务的区别点仅在于：组播业务只向订阅了某些信息的用户发送相应信息，广播业务则向无线网络中的所有用户发送信息。由以上描述可见，通过广播/组播业务同时向大量用户提供相同信息，能够极大地节省网络资源。

图2为支持广播/组播业务的无线网络结构示意图，如图2所示，现有第三代合作伙伴计划(3GPP)中支持广播/组播业务的无线网络结构为广播/组播业务中心(BM-SC)201通过Gmb接口或Gi接口与网关通用分组无线业务(GPRS)支持节点(GGSN，Gateway GPRS Support Node)202相连，一个BM-SC 201可与多个GGSN 202相连；GGSN 202通过Gn/Gp接口与服务GPRS支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)203相连，一个GGSN 202可与多个SGSN203相连；SGSN 203可通过Iu接口与通用移动通信系统(UMTS)陆地无线接入网(UTRAN)204相连，然后UTRAN 204通过Uu接口与用户设备(UE)206相连，SGSN 203也可通过Iu/Gb接口与全球移动通信系统(GSM)增强无线接入网(GERAN)205相连，然后GERAN 205通过Um接口与UE 207相连。其中，BM-SC可以为BSC/RNC。

基于上述网络架构，MBMS注册是指：在无线通信网络中，一个下行流节点通知其上行流节点，希望接收会话属性和特定MBMS业务数据，从而使上行流节点可以将数据继续分发到下游流节点的过程。该过程创建了一个源自BM-SC、中止到期望获得数据UE的、发送MBMS会话属性和数据的发布树。该过程的结果是在沿着发布树的各个节点，建立一个相应的MBMS承载上下文。通过MBMS注册过程，BM-SC可以将针对一个MBMS组播承载业务所要求的承载能力，比如：标识UE接收该MBMS组播业务所要求的最小承载能力，也就是该MBMS承载业务可能使用的最大QoS能力，发送给GGSN和SGSN。但是，这并不会导致用户平面的建立，用户平面需要会话开始过程创建。

这里，所建立的MBMS承载上下文用于保存MBMS承载能力，该MBMS承载上下文包含定义一个MBMS业务承载的所有信息描述，该MBMS承载上下文在承载MBMS数据的所有节点创建。参见表一所示，MBMS承载上下文包括：IP组播地址、接入点名称(APN)、临时移动组标识(TMGI)、状态(State)、要求的MBMS承载能力、QoS、MBMS服务区域、下行流节点列表、UEs数量等。其中，IP组播地址标识由该MBMS承载上下文描述的MBMS承载；APN为该IP组播地址已经被定义的接入点名称；TMGI为分配给MBMS承载的临时移动组标识；State为MBMS承载的活动性状态，包括：静止状态或激活状态，标识是否要求建立用于MBMS数据传输的承载平面资源；要求的MBMS承载能力用于标识UE需要支持的最小承载能力；QoS为该MBMS承载要求的服务质量；MBMS服务区域为MBMS业务需要发送的区域；下行流节点列表为请求了MBMS承载，MBMS数据必须下发到的下行流节点列表；UEs数量为该节点拥有的已经加入该组播业务的UE地数量。表中的“X”表示在对应的网络实体上存储有该信息。

参数	描述	RAN	SGSN	GGSN	BM-SC
						IP组播地址	IP组播地址标识由该MBMS承载上下文描述的MBMS承载	X	X	X	X
APN	该IP组播地址已经被定义的接入点名称	X	X	X	待研究
						TMGI	分配给MBMS承载的临时移动组标识	X	X	X	X
State	MBMS承载的活动性状态(‘静止’或者‘激活’)	待研究	X	X	X
						要求的MBMS承载能力	标识UE需要支持的最小承载能力		X	X	X
QoS	该MBMS承载要求的服务质量	X	X	X	X
						MBMS服务区域	MBMS业务需要发送的区域	X	X	X	X
下行流节点列表	请求了MBMS承载，MBMS数据必须下发到的下行流节点列表		X	X	X
						UEs数量	该节点拥有的已经加入该组播业务的UE地数量	待研究	X	X	待研究

                            表一

当一个UE激活了MBMS承载业务，且该UE由于移动需要执行路由区更新和更改服务SGSN时，则直接执行3GPP 23.060标准中给定的SGSN间路由区更新过程。该过程的执行不考虑MBMS会话是否正在执行，任何对UE建立的分组数据协议(PDP)上下文的处理与没有MBMS时的过程一致。

如图3所示，UE进行路由区更新前的SGSN称为原SGSN，UE进行路由区更新后的SGSN称为新SGSN，那么，现有技术中UE进行SGSN间路由区更新的过程包括以下步骤：

步骤301：某个UE激活MBMS承载业务后，经由无线接入网(RAN)向新SGSN发送路由区更新请求消息Routing Area Update Request；

步骤302：新SGSN收到路由区更新请求后，发送SGSN上下文请求消息SGSN Context Request给原SGSN，用于获取该UE的移动性管理(MM)上下文、PDP上下文和MBMS UE上下文；原SGSN收到SGSN上下文请求后，向新SGSN返回携带有指定UE相应上下文的SGSN上下文响应消息SGSNContext Response；

这里，原SGSN可能返回指定UE的MBMS UE上下文、MM上下文、PDP上下文，也可能返回MBMS UE上下文和MM上下文；其中，对于MBMS UE上下文，UE每加入一个MBMS承载业务就会有一个MBMS UE上下文，对于MM上下文，是对每个UE进行移动性管理的，SGSN会为归属于自己的每个UE创建并保存MM上下文；

步骤303：新SGSN收到响应后，可以通过与UE和HLR的交互，在自身与UE、自身与归属位置寄存器(HLR)之间执行加密功能，本步骤为可选的；

步骤304：新SGSN收到SGSN上下文响应后，给原SGSN发送一个SGSN上下文确认消息SGSN Context Acknowledge；

步骤305：在收到新SGSN的SGSN上下文确认消息后，原SGSN在一段时间内将收到的N-PDU进行缓存，并通过前向分组Forward Packets发送给新SGSN；本步骤也是可选的；

步骤306：新SGSN发送更新PDP上下文请求消息Update PDP ContextRequest给相应的GGSN；GGSN更新该用户PDP上下文的相关信息，并反馈一个更新PDP上下文响应Update PDP Context Response给新SGSN，该响应中可能携带有相应的PDP上下文更新信息；

步骤307：新SGSN发送更新MBMS UE上下文请求Update MBMS UEContext Request给相应的GGSN；GGSN更新与该用户相关的这些MBMS UE上下文的对应域，并返回更新MBMS UE上下文响应Update MBMS UE ContextResponse给新SGSN，该响应中可能携带有相应的MBMS UE上下文更新信息；

步骤308：新SGSN给HLR发送位置更新消息Update Location，通知HLR该UE的服务SGSN的变更情况；

步骤309：HLR给原SGSN发送位置取消消息Cancel Location，原SGSN收到后删除MM上下文和PDP上下文，并且，原SGSN返回位置取消确认消息Cancel Location Ack给HLR；

这里，对于原SGSN删除MM上下文和PDP上下文的操作，实际上还要在步骤302中设置并启动一定时器，然后再在本步骤中作一个判断，如果步骤302中所启动的对应定时器到时，则进行上下文删除，否则，要等待定时器到时后再进行上下文删除，以此保证相关上下文是被新SGSN接收后才被删除；

步骤31O：HLR收到确认后，给新SGSN发送插入用户数据消息InsertSubscriber Data；新SGSN收到后，创建相应MM上下文，并返回插入用户数据确认Insert Subscriber Data Ack给HLR：

步骤311：HLR给新SGSN返回位置更新确认消息Update Location Ack；

步骤312：如果原SGSN中不再有针对某个MBMS承载业务的MBMS UE上下文，即对应的MBMS承载上下文的下行流节点列表为空，则原SGSN发送一个MBMS去注册请求MBMS Deregistration Request给GGSN；GGSN响应一个MBMS去注册响应MBMS Deregistration Response，并将原SGSN的标识从自身MBMS承载上下文中的下行流节点列表参数中删除；否则不执行此步骤；

步骤313：新SGSN验证收到的每个MBMS UE上下文是否有对应的MBMS承载上下文；如果新SGSN没有对应的MBMS承载上下文，则新SGSN创建一个MBMS承载上下文，将所创建的MBMS承载上下文置为待命状态，并发送MBMS注册请求MBMS Registration Request给相应的GGSN；GGSN向新SGSN返回MBMS注册请求MBMS Registration Response；如果新SGSN有对应的MBMS承载上下文，则不执行此步骤；

步骤314：新SGSN为该UE建立MM上下文，UE和新SGSN之间的逻辑链路被建立起来，新SGSN给UE反馈一个路由区更新接纳消息Routing AreaUpdate Accept；

步骤315：UE收到路由区更新接纳消息后，给SGSN返回一个路由区更新完成消息Routing Area Update Complete。

从上述处理过程可以看出，现有的路由区更新流程存在以下问题：

1)在现有处理过程中，原SGSN中只删除了对应UE的MM上下文和PDP上下文，而没有删除原SGSN中对应UE的MBMS UE上下文，这样将导致SGSN中MBMS UE上下文不断积累，导致溢出，从而使系统崩溃。

2)在现有处理过程中，如果原SGSN需要执行对应UE的MBMS去注册过程，是在步骤311之后进行的，执行时机过晚，占用了核心网络的传输资源，从而造成对核心网资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MBMS业务中路由区更新的方法，能消除冗余MBMS UE上下文在原SGSN中的不断积累，避免系统崩溃。

本发明进一步的目的是提供一种MBMS业务中路由区更新的方法，降低对核心网传输资源的冗余占用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多媒体广播/组播服务MBMS业务中路由区更新的方法，包括：当前UE向新SGSN发送路由区更新请求后，新SGSN从原SGSN获取当前UE的相关上下文信息，并与相应GGSN交互更新当前UE的相关上下文，然后新SGSN和原SGSN分别完成与HLR之间当前UE相关数据信息的更新；关键在于，原SGSN与HLR之间进行当前UE相关数据信息更新时，原SGSN同时删除自身中当前UE的MM上下文、PDP上下文和所有MBMS UE上下文。

其中，所述新SGSN和原SGSN分别完成与HLR之间当前UE相关数据信息的更新具体包括：

a11.新SGSN向HLR发送位置更新消息，HLR收到后，向原SGSN发送位置取消消息；

a12.原SGSN收到位置取消消息后，删除自身中当前UE的MM上下文、PDP上下文和所有MBMS UE上下文，并向HLR返回位置取消确认；

a13.HLR收到位置取消确认后，向新SGSN发送插入用户数据消息，新SGSN创建相应MM上下文，并向HLR返回插入用户数据确认；

a14.HLR收到插入用户数据确认后，向新SGSN返回位置取消确认。

上述方案中，所述步骤a12之后进一步包括：原SGSN判断自身是否存在对应当前MBMS承载业务的MBMS UE上下文，如果存在，则继续执行步骤a13；如果不存在，则原SGSN与相应GGSN交互完成在相应GGSN上的去注册，然后执行步骤a13。

上述方案中，所述当前UE的相关上下文信息为当前UE的MBMS UE上下文和当前UE的MM上下文；或为当前UE的MBMS UE上下文、当前UE的MM上下文和当前UE的PDP上下文。

上述方案中，所述新SGSN从原SGSN获取当前UE的相关上下文信息进一步包括：

a21.新SGSN向原SGSN发送SGSN上下文请求，原SGSN收到请求后，将自身含有的当前UE的相关上下文信息通过SGSN上下文响应返回给新SGSN；

a22.新SGSN收到携带有当前UE相关上下文信息的响应后，向原SGSN发送SGSN上下文确认。

上述方案中，所述与相应GGSN交互更新当前UE的相关上下文进一步包括：

a31.新SGSN向相应GGSN发送更新PDP上下文请求，相应GGSN收到请求后更新当前UE的PDP上下文，并向新SGSN返回更新PDP上下文响应；

a32.新SGSN向相应GGSN发送更新MBMS UE上下文请求，相应GGSN收到请求后更新当前UE的所有MBMS UE上下文，并向新SGSN返回更新MBMS UE上下文响应。

本发明所提供的MBMS业务中路由区更新的方法，在路由区更新过程中，在原SGSN删除对应UE的MM上下文和PDP上下文的同时，让原SGSN删除对应UE的所有MBMS UE上下文，如此，可以消除原SGSN中无用MBMS UE上下文地不断积累，避免系统发生崩溃。

本发明还可以进一步在路由区更新过程中，将原SGSN的去注册过程提前，从而避免由于去注册的时机过晚，造成对核心网络传输资源的冗余占用。

附图说明

图1为组播业务的传输原理示意图；

图2为支持广播/组播业务的无线网络结构示意图；

图3为现有技术MBMS业务中SGSN路由区更新的处理流程图；

图4为本发明MBMS业务中SGSN路由区更新的处理流程图；

图5为本发明MBMS业务中SGSN路由区更新一实施例的处理流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：在原SGSN删除当前UE的MM上下文和PDP上下文的同时，删除MBMS UE上下文，即：在现有技术路由区更新处理流程的步骤309中增加原SGSN删除当前UE的MBMS UE上下文的操作，以消除冗余MBMS UE上下文在原SGSN中的不断积累。

本发明中MBMS业务中路由区更新的处理过程如图4所示，包括以下步骤：

步骤401：某个UE激活MBMS承载业务后，经由无线接入网(RAN)向新SGSN发送路由区更新请求消息Routing Area Update Request；

步骤402：新SGSN收到路由区更新请求后，发送SGSN上下文请求消息SGSN Context Request给原SGSN，用于获取该UE的MM上下文、PDP上下文和MBMS UE上下文；原SGSN收到SGSN上下文请求后，向新SGSN返回携带有指定UE相应上下文的SGSN上下文响应消息SGSN Context Response；这里，原SGSN可能返回指定UE的MBMS UE上下文、MM上下文、PDP上下文，也可能返回MBMS UE上下文和MM上下文；

步骤403：新SGSN收到响应后，可以通过与UE和HLR的交互，在自身与UE、自身与归属位置寄存器(HLR)之间执行加密功能，本步骤为可选的；

步骤404：新SGSN收到SGSN上下文响应后，给原SGSN发送一个SGSN上下文确认消息SGSN Context Acknowledge；

步骤405：在收到新SGSN的SGSN上下文确认消息后，原SGSN在一段时间内将收到的N-PDU进行缓存，并通过前向分组Forward Packets发送给新SGSN；本步骤也是可选的；

步骤406：新SGSN发送更新PDP上下文请求消息Update PDP ContextRequest给相应的GGSN；GGSN更新该用户PDP上下文的相关信息，并反馈一个更新PDP上下文响应Update PDP Context Response给新SGSN，该响应中可能携带有相应的PDP上下文更新信息；

步骤407：新SGSN发送更新MBMS UE上下文请求Update MBMS UEContext Request给相应的GGSN；GGSN更新与该用户相关的这些MBMS UE上下文的对应域，并返回更新MBMS UE上下文响应Update MBMS UE ContextResponse给新SGSN，该响应中可能携带有相应的MBMS UE上下文更新信息；

步骤408：新SGSN给HLR发送位置更新消息Update Location，通知HLR该UE的服务SGSN的变更情况；

步骤409：HLR给原SGSN发送位置取消消息Cancel Location，原SGSN收到后删除该UE的MM上下文、PDP上下文以及所有MBMS UE上下文，并且，原SGSN返回位置取消确认消息Cancel LocationAck给HLR；

这里，对于原SGSN删除MM上下文、PDP上下文和MBMS UE上下文的操作，与现有技术一样，同样要根据定时器是否到时确定是否删除该UE的MM上下文、PDP上下文和MBMS UE上下文，如果定时器到时，则进行删除，否则，等待定时器到时后再进行删除，以此保证相关上下文是被新SGSN接收后才被删除；

步骤410：HLR收到确认后，给新SGSN发送插入用户数据消息InsertSubscriber Data；新SGSN收到后，创建相应MM上下文，并返回插入用户数据确认Insert Subscriber Data Ack给HLR；

步骤411：HLR给新SGSN返回位置更新确认消息Update Location Ack；

步骤412：如果原SGSN中不再有针对某个MBMS承载业务的MBMS UE上下文，即对应的MBMS承载上下文的下行流节点列表为空，则原SGSN发送一个MBMS去注册请求MBMS Deregistration Request给GGSN；GGSN响应一个MBMS去注册响应MBMS Deregistration Response，并将原SGSN的标识从自身MBMS承载上下文中的下行流节点列表参数中删除；否则，就不执行此步骤；

步骤413：新SGSN验证收到的每个MBMS UE上下文是否有对应的MBMS承载上下文；如果新SGSN没有对应的MBMS承载上下文，则新SGSN创建一个MBMS承载上下文，将所创建的MBMS承载上下文置为待命状态，并发送MBMS注册请求MBMS Registration Request给相应的GGSN；GGSN向新SGSN返回MBMS注册请求MBMS Registration Response；如果新SGSN有对应的MBMS承载上下文，则不执行此步骤；

步骤414：新SGSN为该UE建立MM上下文，UE和新SGSN之间的逻辑链路被建立起来，新SGSN给UE反馈一个路由区更新接纳消息Routing AreaUpdate Accept；

步骤415：UE收到路由区更新接纳消息后，给SGSN返回一个路由区更新完成消息Routing Area Update Complete。

基于上述过程，本发明还可以进一步将原SGSN的去注册过程提前，即：将现有技术路由区更新处理流程的步骤312提到步骤310之前，以降低对核心网络传输资源的冗余占用。本实施例中，MBMS业务中路由区更新的处理过程如图5所示，包括以下步骤：

步骤501～509：与步骤401～409的全部描述完全相同。

步骤510：如果原SGSN中不再有针对某个MBMS承载业务的MBMS UE上下文，即对应的MBMS承载上下文的下行流节点列表为空，则原SGSN发送一个MBMS去注册请求MBMS Deregistration Request给GGSN；GGSN响应一个MBMS去注册响应MBMS Deregistration Response，并将原SGSN的标识从自身MBMS承载上下文中的下行流节点列表参数中删除；否则，就不执行此步骤。

步骤511～512：与步骤410～411的全部描述完全相同。

步骤513～515：与步骤413～415的全部描述完全相同。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1、一种多媒体广播/组播服务MBMS业务中路由区更新的方法，包括：当前UE向新SGSN发送路由区更新请求后，新SGSN从原SGSN获取当前UE的相关上下文信息，并与相应GGSN交互更新当前UE的相关上下文，然后新SGSN和原SGSN分别完成与HLR之间当前UE相关数据信息的更新；

其特征在于，原SGSN与HLR之间进行当前UE相关数据信息更新时，原SGSN同时删除自身中当前UE的MM上下文、PDP上下文和所有MBMS UE上下文。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新SGSN和原SGSN分别完成与HLR之间当前UE相关数据信息的更新具体包括：

a11.新SGSN向HLR发送位置更新消息，HLR收到后，向原SGSN发送位置取消消息；

a12.原SGSN收到位置取消消息后，删除自身中当前UE的MM上下文、PDP上下文和所有MBMS UE上下文，并向HLR返回位置取消确认；

a13.HLR收到位置取消确认后，向新SGSN发送插入用户数据消息，新SGSN创建相应MM上下文，并向HLR返回插入用户数据确认；

a14.HLR收到插入用户数据确认后，向新SGSN返回位置取消确认。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤a12之后进一步包括：原SGSN判断自身是否存在对应当前MBMS承载业务的MBMS UE上下文，如果存在，则继续执行步骤a13；如果不存在，则原SGSN与相应GGSN交互完成在相应GGSN上的去注册，然后执行步骤a13。

4、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述当前UE的相关上下文信息为当前UE的MBMS UE上下文和当前UE的MM上下文；或为当前UE的MBMS UE上下文、当前UE的MM上下文和当前UE的PDP上下文。

5、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述新SGSN从原SGSN获取当前UE的相关上下文信息进一步包括：

a21.新SGSN向原SGSN发送SGSN上下文请求，原SGSN收到请求后，将自身含有的当前UE的相关上下文信息通过SGSN上下文响应返回给新SGSN；

a22.新SGSN收到携带有当前UE相关上下文信息的响应后，向原SGSN发送SGSN上下文确认。

6、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述与相应GGSN交互更新当前UE的相关上下文进一步包括：

a31.新SGSN向相应GGSN发送更新PDP上下文请求，相应GGSN收到请求后更新当前UE的PDP上下文，并向新SGSN返回更新PDP上下文响应；

a32.新SGSN向相应GGSN发送更新MBMS UE上下文请求，相应GGSN收到请求后更新当前UE的所有MBMS UE上下文，并向新SGSN返回更新MBMS UE上下文响应。

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