CN1905569A - 移动通信网络改变用户ip地址的方法 - Google Patents

Abstract

一种网络配置用户IP地址的方法，包含步骤：空闲模式的UE移动到新的路由区域，向网络发送区域更新请求消息；节点A收到UE发送的区域更新消息，决定UE需要一个新的IP地址，节点A给节点B发送消息，指示UE需要得到一个新的IP地址；节点B发送消息给本区域下的某个负责分配IP地址的节点C；节点C给UE分配一个新的IP地址，并且发送路由更新确认消息给UE。本发明的网络节点A和网络节点C相当于现有系统的SGSN和GGSN的控制平面的功能，负责空闲模式的UE在不同的路由区域间的移动性管理。无线接入B相当于现有系统RNC和Node B的功能，接收UE发送的RRC信令，并且转发到响应的网络节点。

Description

移动通信网络改变用户IP地址的方法

技术领域

本发明涉及支持第三代伙伴计划(以下简称3GPP)提出的移动通信系统长期演进(以下简称LTE)系统结构中，在UE移动的过程中，网络改变用户IP地址的方法。

背景技术

现有的第三代伙伴计划(以下简称3GPP)结构如图1所示。下面是对图1 3GPP系统结构的描述。

101用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备。102 NodeB是无线网络子系统中(简称RNS)负责无线收/发的节点。103控制无线网络控制器(以下简称CRNC)是直接控制NodeB的无线网络控制器。104服务无线网络控制器(以下简称SRNC)是控制承载信息的无线网络控制器(以下简称RNC)，如无线资源控制(以下简称RRC)状态。105网关通用分组无线业务(以下简称通用分组无线业务为GPRS)支持节点(以下简称网关GPRS支持节点为GGSN)和106服务GPRS支持节点(以下简称SGSN)为数据的传输提供路由。107 E-PDN是外部的公共数据网，提供数据源。

现有系统中，如果UE已经开机，没有建立无线资源的连接，UE就处于空闲模式。在空闲模式下，RNC上没有保存UE的上下文信息，只有在SGSN和GGSN上，保存着UE的上下文信息，比如，UE的IMSI，SGSN给UE分配的标识P-TMSI，UE所处的路由区域RA，还有加密有关的信息。一个SGSN可以是一个RA或者多个RA，不同的SGSN是不同的RA。当空闲模式的用户移动到一个新的RA，需要发送“路由更新请求”命令给新的RA内的SGSN。

现有的3GPP系统结构存在可升级性差，呼叫建立时间长等诸多缺点，因此3GPP标准化组织正在进行LTE的标准化工作。LTE系统的目标是提供高数据速率，下行速率最大能达到100M bit/s，上行速率最大到50Mbit/s；减少信令和数据传输的延迟，信令平面的延迟要在100ms内，数据传输的延迟在5ms内。因此LTE的系统结构跟R6相比，可能会有很大的改动。目前，一种可能的结构就是减少系统的节点，可以把节点减少到最少两个。

图2描述了在现有的系统结构中和在LTE系统结构中，UE改变路由区域的过程。

左边的图描述了UE在现有系统结构中的改变路由区域的过程。空闲模式的用户原来处在SGSN1下面的一个路由区域下，然后移动到SGSN2下面的一个路由区域，此时，空闲模式的用户需要发送“路由更新请求”命令给SGSN2。具体的信令流程如图3所示。

右边的图描述了UE在LTE系统结构中的改变路由区域的过程。LTE的无线接入系统用斜线标注。在LTE中，网络可以给空闲模式的用户分配一个IP地址。如图所示，UE从节点A得到IP地址，节点A是网络节点，类似于原来的SGSN和GGSN。然后移动到无线接入系统节点B下面的一个小区，从广播信息中，UE得知这个小区是在另一个路由区域下，空闲模式的用户需要发送“路由更新请求”消息。这条消息首先被无线接入系统节点B收到，这个小区无线接入系统节点B可能包含一个或者两个物理实体，类似于原来的RNC和Node B。节点B和节点A也有连接，但是节点B处于另一个路由区域。节点B所在的路由区域中负责分配IP地址的节点是图中的节点C。

图3现有的区域更新的过程。

301空闲模式的用户移动到一个新的路由区域下，用户发送RA更新请求消息。在RA更新请求消息中，包含旧的路由区域的指示RAI，旧的P-TMSI的署名signature，还有用户终端的网络能力。这条消息是包含在RRC消息中发送的。

302 RNC收到UE发送的RRC消息，把消息发送给它所连接的SGSN。在这条消息中，RNC包含收到此消息的小区的标识。

303新的SGSN给旧的SGSN发送消息，要求得到旧的SGSN保存的UE的上下文信息。SGSN保存的UE的上下文信息包含移动管理(MM)上下文和包数据协议(PDP)上下文，MM上下文包含UE的标识，加密所用的信息，终端的无线能力，终端的网络能力等，PDP上下文包含PDP的类型，地址信息，APN信息，隧道信息，还有Qos信息等。

304旧的SGSN发送UE的上下文信息给新的SGSN。

304安全过程。跟本发明没有直接关系，因此不详细说明。

305新的SGSN给GGSN发送消息“更新PDP上下文请求”，更新GGSN上保存的UE的PDP上下文信息，这条消息包含新的SGSN的地址，分配的隧道标识，还有Qos的信息。

306 GGSN发送“更新PDP上下文响应”消息。

307新的SGSN发送“位置更新”消息给HLR，HLR是保存用户位置信息的节点。此消息中包含新的SGSN的IP地址和UE的标识IMSI。

308 HLR给旧的SGSN发送消息“删除位置记录”，旧的SGSN删除保存的UE的信息。旧的SGSN发送响应消息“删除位置记录确认”给HLR

309 HLR发送消息“插入签署数据”给新的SGSN，

310 HLR发送响应消息“位置更新确认”给新的SGSN。

311新的SGSN发送“位置更新确认”消息给UE，此消息包含新的P-TMSI。

在LTE中，空闲模式的用户在开机后注册到一个EGGSN上，EGGSN会给UE分配一个IP地址。当UE移动到其他的区域，UE会发起位置更新的过程，现有的技术中，位置更新不能改变UE的IP地址。

发明内容

本发明的目的是提供一种当UE移动到其他的区域，在位置更新过程中，网络改变UE的IP地址的方法。

为实现上述目的，一种网络配置用户IP地址的方法，包含步骤：

1)空闲模式的UE移动到新的路由区域，向网络发送区域更新请求消息；

2)节点A收到UE发送的区域更新消息，决定UE需要一个新的IP地址，节点A给节点B发送消息，指示UE需要得到一个新的IP地址；

3)节点B发送消息给本区域下的某个负责分配IP地址的节点C；

4)节点C给UE分配一个新的IP地址，并且发送路由更新确认消息给UE。

本发明的网络节点A和网络节点C相当于现有系统的SGSN和GGSN的控制平面的功能，负责空闲模式的UE在不同的路由区域间的移动性管理。无线接入节点B相当于现有系统RNC和Node B的功能，接收UE发送的RRC信令，并且转发到响应的网络节点。

附图说明

图1是现有的3GPP系统结构；

图2是UE改变RA的示意图；

图3是现有的RA更新的过程；

图4是网络在位置更新过程中配置UE的IP地址的实施例一；

图5是网络在位置更新过程中配置UE的IP地址的实施例二；

图6是节点A的动作流程；

图7是节点B的动作流程；

图8是节点C的动作流程。

具体实施方式

图4是本发明中的第一个实施例。

401空闲模式从网络中得到一个IP地址，为了描述方面，我们称通过节点A给空闲模式的用户分配了IP地址。节点A是网络节点，功能类似于现有系统中的SGSN和GGSN。

402空闲模式的用户移动到一个新的路由区域下，此区域跟3GPP中版本六中的路由区域(Routing Area)的概念类似，在LTE中，可以沿用此概念，或者是其他的名字，来把网络划分成不同的区域。网络只知道空闲模式的用户位于哪个RA，当空闲模式的用户移动到新的RA下，用户需要发送区域更新请求消息。在路由更新请求消息中，UE包含自己的IP地址，(或者/并且包含网络给UE分配的在RA范围内唯一的标识)。这条消息是包含在一条RRC消息中发送的。此步骤中的消息描述：

路由更新请求消息包含的主要内容：

-旧的路由标识(old RAI)

-UE的IP地址

-更新类型(Update Type)

-终端的网络能力(MS network capability)

-其它信息

RRC消息包含的主要内容：

-消息类型

-旧的网络节点A给UE分配的标识

-路由更新请求

-其它信息

403收到UE发送的RRC消息的无线接入系统(节点B，功能类似于原来的Node B和RNC)要分析用户的RRC消息中包含的旧的网络节点给UE分配的标识，此标识跟网络节点有对应关系，根据此标识就能找到网络节点A，节点B把区域更新请求消息转发给节点A。节点B也要把小区的唯一标识或者节点B的地址发送给节点A。

404节点A根据UE目前所处的位置，UE的状态，以及保存的UE的信息来决定是否改变UE的IP地址，如果此节点A决定重新配置UE的IP地址，节点A发送“路由更新请求”消息给节点B，通过一个新的指示“分配新的IP地址”来指示节点B，需要给UE分配一个新IP地址。这条消息中还可以包含UE的上下文信息。或者通过一条新的消息“标识更新请求”消息发送给节点B，通过消息名通知节点B，需要给UE分配一个新IP地址。这条消息中包含节点A收到的“路由更新请求”消息中的内容，还可以包含节点A保存的UE的上下文信息。UE的上下文信息可能包含UE的标识，加密所用的信息，终端的无线能力，终端的网络能力以及Qos的信息等。此步骤中的消息描述：

路由更新请求消息包含的主要内容：

-旧的路由标识(old RAI)

-更新类型(Update Type)

-终端的网络能力(MS network capability)

-其它信息

-分配新的IP地址指示

-UE上下文信息

标识更新请求消息包含的主要内容

-旧的路由标识(old RAI)

-UE的IP地址

-更新类型(Update Type)

-终端的网络能力(MS network capability)

-其它信息

-UE上下文信息

405节点B找到本区域内的网络节点C，(节点C的功能跟节点A的功能一样)，原则可以根据负载分担的原则，或者默认的节点。根据404步骤中接收到的消息，节点B转发从节点A发来的“区域更新请求”消息给节点C，或者节点B转发从节点A发来的“标识更新请求”消息给节点C。

406节点C发送“位置更新”消息给HLR，在LTE中，也会有一个节点来保存UE的位置信息，当需要寻呼某个用户的时候，通过查询此节点来找到用户目前所处的大概位置，我们假设此节点还是叫HLR。此消息中包含节点C的IP地址和UE的永久性标识，比如IMSI。

407 HLR发送消息“删除位置记录”给节点A，节点A收到此消息后，删除保存的UE的上下文信息，并且发送响应消息“删除位置记录响应”给HLR。

408 HLR发送406步骤的响应消息“位置更新确认”给节点C。

409节点C收到408的消息后，给用户分配一个新的IP地址，并且发送消息“路由更新确认”给UE，通知新的IP地址。这条消息通过节点B转发。此步骤中的消息描述：

路由更新确认消息包含的主要内容

-新的路由标识

-新分配的IP地址

-其它信息

图5是本发明中的第二个实施例。

501空闲模式从网络中得到一个IP地址，为了描述方面，我们称节点A给空闲模式的用户分配了IP地址。

502空闲模式的用户移动到一个新的区域下，此区域跟3GPP中版本六中的路由区域(Routing Area)的概念类似，在LTE中，可以沿用此概念，或者是其他的名字。网络只知道空闲模式的用户位于哪个RA，当空闲模式的用户移动到新的RA下，用户需要发送RA更新消息。在RA更新消息中，UE包含自己的IP地址，(或者/并且包含网络给UE分配的在RA范围内唯一的标识)。这条消息是包含在一条RRC消息中发送的。此步骤中的消息描述：

路由更新请求消息包含的主要内容：

-旧的路由标识(old RAI)

-UE的IP地址

-更新类型(Update Type)

-终端的网络能力(MS network capability)

-其它信息

RRC消息包含的主要内容：

-消息类型

-旧的网络节点A给UE分配的标识

-路由更新请求消息

-其它信息

503收到UE发送的RRC消息的节点(节点B)要分析RRC消息中包含的旧的网络节点A给UE分配的标识，此标识跟网络节点有对应关系，根据此标识就能找到网络节点A，把路由更新消息发送给此节点。节点B也要把小区的唯一标识发送给节点A。

504节点A根据UE目前所处的位置，以及UE的状态，来决定是否改变UE的IP地址，如果此节点A决定改变UE的IP地址，节点A发送“区域更新请求”消息给节点B，通过一个新的指示“分配新的IP地址”来指示节点B，需要给UE分配一个新IP地址。或者通过一条新的消息“标识更新请求”消息发送给节点B，通过消息名通知节点B，需要给UE分配一个新IP地址。这条消息中包含节点A收到的“区域更新请求”消息中的内容。

路由更新请求消息包含的主要内容：

-旧的路由标识(old RAI)

-UE的IP地址

-更新类型(Update Type)

-终端的网络能力(MS network capability)

-其它信息

-分配新的IP地址指示

标识更新请求消息包含的主要内容：

-旧的路由标识(old RAI)

-UE的IP地址

-更新类型(Update Type)

-终端的网络能力(MS network capability)

-其它信息

505节点B找到本区域内的某个网络节点C，原则可以根据负载分担的原则，或者默认的节点。根据504步骤中接收到的消息，节点B转发从节点A发来的“区域更新请求”消息给节点C，或者节点B转发从节点A发来的“标识更新请求”消息给节点C。

506节点C根据UE旧的IP地址，找到节点A，并且给节点A发送消息，要求得到节点A上保存的用户的上下文信息。

507节点A给节点C发送消息，通知用户的上下文信息。节点C保存UE的上下文信息。

508节点C发送“位置更新”消息给HLR，此消息中包含节点C的IP地址和UE的永久性标识，比如IMSI。

509 HLR发送消息“删除位置记录”给节点A，节点A收到此消息后，删除保存的UE的上下文信息，并且发送响应消息“删除位置记录响应”给HLR。

510 HLR发送508步骤的响应消息“位置更新确认”给节点C。

511节点C收到消息后，给用户分配一个新的IP地址，并且发送消息“区域更新确认”给UE，通知新的IP地址。这条消息通过节点B转发。

路由更新确认消息包含的主要内容

-新的路由标识

-新分配的IP地址

-其它信息

图6是节点A的动作发明。

601节点A收到了UE发送的“路由更新请求”消息。这条消息通过节点B的转发。

602节点A根据保存的UE的上下文信息，分析UE的状态，如果UE处于非空闲状态，转入603的其他的处理模块。603模块是对于非空闲模式用户的处理，跟本发明无关，因此省略对它的描述。

604节点A近一步分析UE的状态和节点B信息，如果节点B跟节点A距离很远，处于不同的路由区域，并且UE没有在空闲模式下接收发送数据，或者即使在收发数据，改变IP地址不影响数据的收发，节点A可能决定UE在新的路由区域得到一个新的IP地址。进入606步骤。如果UE在空闲模式下正在接收发送数据，改变IP地址会影响数据的连续性，或者节点B跟节点A在一个RA区域内，则节点A决定不改变UE的IP地址，则进行605步骤。

605节点A决定不改变UE的IP地址，发送区域更新确认消息给UE，通过节点B转发给UE。

606节点A决定重新配置UE的IP地址，发送标识更新请求消息给UE，里面包含收到的“路由更新请求”消息中包含的内容。消息名称可以还使用“路由更新请求”消息，节点A通过一个新的“分配新的IP地址”的标识通知接点B。

607节点A收到从HLR发送来的消息“删除位置记录”消息，节点A删除UE的上下文信息，并且发送“删除位置记录请求响应”消息给HLR，然后进入608步骤。

608过程结束。

图7是节点B的动作发明。

701节点B收到UE发送的“路由更新请求”消息，

702节点B分析消息内容，根据此消息包含的UE的标识，可能是IP地址，或者是节点A给UE分配的唯一标识，找到分配旧的IP地址的网络节点A。

703节点B把“路由更新请求”消息发送节点A，包含了新的小区的唯一标识。

704节点B收到回应消息，分析回应消息。如果回应消息是“路由更新确认”消息，进行705步骤；如果消息是“标识更新消息”，或者是“路由更新请求”消息，里面有一个新的标识“分配新的IP地址”，指示需要给UE分配一个新的IP地址，则进行706步骤。

705节点收到“路由更新确认”消息，转发此消息给UE。然后进入707步骤。

706节点B找到本区域内的某个负责分配IP地址的节点C，原则可以根据负载分担的原则，或者默认的节点。根据704步骤中收到的消息，节点B转发消息“标识更新请求”或者“路由更新请求”消息给节点C，然后进行707步骤。

707过程结束。

图8是节点C的动作发明，是节点C收到从节点B发送的“标识更新请求”消息，或者“区域更新请求”消息，知道需要给UE配置新的IP地址的动作流程。800到804描述的是节点A通过节点B把UE的上下文信息发送给节点C。805到810描述的是节点C从节点A请求得到UE的上下文信息。800节点C收到从节点B发送的“标识更新请求”消息，从消息名知道需要给UE配置新的IP地址。或者节点C收到从节点B发送“区域更新请求”消息，节点C通过消息中一个新的指示“分配新的IP地址”知道需要给UE配置新的IP地址。然后进行801步骤。

801节点C从负责分配IP地址的模块得到新的IP地址。如果负责分配IP地址的模块和节点C在一个物理实体上，通过内部消息得到IP地址，如果负责分配IP地址的模块和节点C不在一个物理实体上，还需要通过接口的消息得到新的IP地址，节点C发送消息“分配IP地址请求”给负责分配地址的物理实体，消息里面包含UE的永久标识，比如IMSI标识。负责分配地址的物理实体分配好地址以后，发送消息“分配IP地址响应”给节点C，里面包含UE的永久标识，新的IP地址。

803节点C发送“位置更新”消息给HLR，记录UE目前所处的位置。消息可能包含UE的永久性标识，比如IMSI，和节点C的IP地址。

803节点C负责组成“区域更新确认”消息，里面包含新的区域标识，新的IP地址等，并且通过节点B发送给UE。

804过程结束。

805节点C收到从节点B发送的“标识更新请求”消息，从消息名知道需要给UE配置新的IP地址。或者节点C收到从节点B发送“区域更新请求”消息，节点C通过消息中一个新的指示“分配新的IP地址”知道需要给UE配置新的IP地址。然后进行806步骤。

806节点C根据UE旧的IP地址，找到节点A，并且发送“上下文请求”消息，要求从节点A把保存的UE的信息发送过来，收到节点A的“上下文通知”消息，保存UE的信息。

807节点C从负责分配IP地址的模块得到新的IP地址。如果负责分配IP地址的模块和节点C在一个物理实体上，通过内部消息得到IP地址，如果负责分配IP地址的模块和节点C不在一个物理实体上，还需要通过接口的消息得到新的IP地址，节点C发送消息“分配IP地址请求”给负责分配地址的物理实体，消息里面包含UE的永久标识，比如IMSI标识。负责分配地址的物理实体分配好地址以后，发送消息“分配IP地址响应”给节点C，里面包含UE的永久标识，新的IP地址。

808节点C发送“位置更新”消息给HLR，记录UE目前所处的位置。消息可能包含UE的永久性标识，比如IMSI，和节点C的IP地址。

809节点C负责组成“区域更新确认”消息，里面包含新的区域标识，新的IP地址等，并且通过节点B发送给UE。

810过程结束。

Claims (16)

1.一种网络配置用户IP地址的方法，包含步骤：

1)空闲模式的UE移动到新的路由区域，向网络发送区域更新请求消息；

2)点A收到UE发送的区域更新消息，决定UE需要一个新的IP地址，节点A给节点B发送消息，指示UE需要得到一个新的IP地址；

3)点B发送消息给本区域下的某个负责分配IP地址的节点C；

4)点C给UE分配一个新的IP地址，并且发送路由更新确认消息给UE。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述UE发送的区域更新请求消息是通过RRC消息发送。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所属区与更新请求消息包括：

旧的路由标识；

UE的IP地址；

更新类型；

终端的网络能力等。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述RRC消息包括：

消息类型；

旧的网络节点A给UE分配的标识；

路由更新请求。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述节点A发送的区域更新请求消息包括：

旧的路由标识；

更新类型；

终端的网络能力；

其它信息；

分配新的IP地址指示；

UE上下文信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述路由更新确认消息包括：

新的路由标识；

新分配的IP地址；

其它信息。

7.据权利要求1所述方法，其特征在于，节点A和节点C是网络节。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配IP地址的节点和节点C或者节点A可以是同一个物理实体。

9.根据权利要求1所述，其特征在于，负责分配IP地址的模块和节点C或者节点A可以是不同物理实体。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述节点A或节点C通过接口消息来得到IP地址。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，节点B是LTE的无线接入系统。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于UE在节点B下面的小区内发送“区域更新请求”消息。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无线接入系统根据UE的IP地址来转发UE发送来的三层信令。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，旧的路由区域内的节点A决定UE是否改变IP地址。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，节点A通过LTE的无线接入系统来转发UE的上下文信息。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，节点A根据节点C的请求把UE的上下文信息发送给节点C。

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