CN1925669A

CN1925669A - 实现用户设备位置更新的方法及装置

Info

Publication number: CN1925669A
Application number: CNA2005100367914A
Authority: CN
Inventors: 郭小龙
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-03-07

Abstract

本发明公开了实现用户设备位置更新的方法，该方法通过设置一保存用户设备位置信息的归属位置服务器，当用户设备在某一位置区内漫游时，用户设备将不发起位置更新的请求，只有在用户设备漫游到新的位置区时，启动位置更新，修改所述归属位置服务器中用户设备的位置信息，当IP接入网关有下行业务转发给用户设备，IP接入网关会查询所述归属位置服务器获得用户设备初始接入的源边缘无线站的标识，并向源边缘无线站转发寻呼消息。另外，本发明还公开了相应的装置。由于不需在边缘无线站和IP接入网关间为每一个用户设备维护一个或多个连接，因此，本发明可降低系统资源占用，且实现较简单。

Description

实现用户设备位置更新的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种无线通讯系统的移动性管理技术，更具体的说，本发明涉及一种无线通讯系统中实现用户设备位置更新的方法及装置。

背景技术

通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)是采用宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，其系统结构如图1所示，包括无线接入网络(Radio Access Network，RAN)和核心网络(Core Network，CN)。其中无线接入网络用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域(Circuit SwitchedDomain，CS)和分组交换域(Packet Switched Domain，PS)。UTRAN、CN与用户设备(User Equipment，UE)一起构成了整个UMTS系统。

UTRAN即陆地无线接入网，它包含一个或几个无线网络子系统(RadioNetwork Subsystem，RNS)。UTRAN的结构如图2所示，一个RNS由一个无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)和一个或多个基站(NodeB)组成。RNC与CN之间的接口是Iu接口，NodeB和RNC通过Iub接口连接。在UTRAN内部，RNC之间通过Iur互联，Iur可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接。

NodeB是WCDMA系统的基站(即无线收发信机)，包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口和RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。

RNC是无线网络控制器，用于控制UTRAN的无线资源，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。具体如下：

(1)执行系统信息广播与系统接入控制功能；

(2)切换和RNC迁移(Relocation，或重定位)等移动性管理功能；

(3)宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能

在UMTS网络中，采用RAN和CN两级位置管理的方式。当UE处于空闲状态时，由CN以位置更新的方式管理UE的移动性；而当UE处于URA_PCH或CELL_PCH的连接状态时，由RAN以小区或URA区更新的方式管理UE的移动性。

3GPP考虑到未来网络的竞争能力，目前正在考虑网络在未来该如何演进，有很多种演进方案在3GPP展开了讨论，网络演进的目的是希望提供一种低时延、高数据速率、高系统容量和覆盖、低成本、完全基于IP的网络。

网络演进有多种候选方案，其中比较流行的有两层节点架构，如图3所示：在这种架构下，边缘无线站(Edge Radio Station，ERS)是演进后的NodeB，具有以前大部分的RNC的功能，并采取新的物理层技术(如OFDM)，IP接入网关(IP Access Gate Way，IAGW)具有部分SGSN的功能和以前GGSN的功能。

在图3所示的架构中，UE开机时将发起初始连接建立过程，在ERS内建立终端的上下文。当UE发起呼叫建立时，由于RAN内已存有UE的上下文，将大大缩减呼叫建立的延时。由于此种架构取消了终端的IDLE状态，UE的移动性管理功能由RAN采用URA区更新的形式进行管理。

参考图4，该图为上述由RAN采用URA区更新进行位置管理的流程图，主要包括以下步骤：

1.当UE进入了一个新的URA区时，向目标边缘无线站TERS发送URAUpdate消息，发起URA更新流程。该流程的目的是为了在源边缘无线站SERS中更新UE的位置(URA ID)，以便源边缘无线站SERS能够寻呼到UE。

2.目标边缘无线站TERS向源边缘无线站SERS发送上行信令传输UPLINKSIGNALLING TRANSFER消息，请求对用户位置进行更新。

3.源边缘无线站SERS对用户位置进行更新产生URA Update Confirm消息。

4.源边缘无线站SERS向目标边缘无线站TERS发送下行信令传输DOWNLINK SIGNALLING TRANSFER消息，确认更新完成。

5.目标边缘无线站TERS再经CCCH发给UE位置更新确认消息。

按照上述现有的位置更新方法，UE初始所驻扎的SERS必须与IAGW间建立连接，同时SERS始终维护UE在RAN内的位置信息。当有下行业务需要UE接收时，IAGW会通过与ERS的连接得到UE的SERS标识，并通过SERS在RAN内部向UE转发寻呼消息，无论UE漫游到任何位置。上述移动性管理，对于UE支持的所有网络侧业务归属于同一IAGW的情况下，能够很好的工作。但是随着网络的演进，业务的发展，单个IAGW不可能支持全部的业务。而由于采用此种方式对UE进行位置管理，需要在ERS和IAGW间为每一个UE都要维护一个或多个连接，将占用大量的系统资源。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种实现用户设备位置更新的方法及装置，以避免在ERS和IAGW间为每一个UE都要维护一个或多个连接，降低系统资源占用。

为解决上述问题，本发明的实现用户设备位置更新的方法，应用于采用边缘无线站ERS和IP接入网关IAGW两层节点架构的无线通讯系统中，包括：

a、用户设备漫游到新的位置区，通过用户设备的目标边缘无线站TERS向归属位置服务器HSS发送新的位置信息，请求进行位置更新；

b、归属位置服务器HSS响应所述请求，将用户设备的位置信息更新为所述新的位置信息。

可选地，还包括：

c、归属位置服务器HSS向用户设备反馈位置更新确认消息，确认位置更新完成。

可选地，步骤a包括：

用户设备漫游到新的位置区，向目标边缘无线站TERS发送位置更新消息；

用户设备的目标边缘无线站TERS通过IP接入网关IAGW向归属位置服务器HSS发送位置更新请求消息，所述位置更新请求消息中携带位置信息；

可选地，步骤b包括：

归属位置服务器HSS通过IP接入网关IAGW向用户设备的源边缘无线站SERS发送取消位置消息，通知用户设备的源边缘无线站SERS取消其内保存的用户设备上下文；

用户设备的源边缘无线站SERS删除其内保存的用户设备上下文，通过IP接入网关IAGW向归属位置服务器HSS发送取消位置响应消息，其中携带所述源边缘无线站SERS保存的用户设备上下文；

归属位置服务器HSS收到所述取消位置响应消息后，更新用户设备的位置信息；

步骤c包括：

归属位置服务器HSS通过IP接入网关IAGW向用户设备的目标边缘无线站TERS回送位置更新完成确认消息，其中携带用户设备上下文；

用户设备的目标边缘无线站TERS保存所述用户设备上下文，向用户设备回送位置更新确认消息。

可选地，步骤a包括：

用户设备漫游到新的位置区，释放原有无线资源控制连接，在新的位置区建立无线资源控制连接；

可选地，步骤b包括：

用户设备的源边缘无线站SERS删除其内保存的用户设备上下文，通过IP接入网关IAGW向归属位置服务器HSS发送取消位置响应消息；

可选地，步骤c包括：

归属位置服务器HSS通过IP接入网关IAGW向用户设备的目标边缘无线站TERS回送位置更新完成确认消息；

用户设备的目标边缘无线站TERS向用户设备回送无线承载重配置消息，将用户状态置为休眠状态；

用户设备按照所述无线承载重配置消息配置其内的无线资源，向目标边缘无线站TERS发送无线承载重配置完成消息。

相应地，本发明的另一种实现用户设备位置更新的方法，包括：

A、用户设备初始接入网络，向归属位置服务器HSS登记源边缘无线站SERS位置信息；

B、用户设备漫游到新的位置区，向目标边缘无线站TERS发送位置更新消息，请求进行位置更新；

C、用户设备的目标边缘无线站TERS向用户设备的源边缘无线站SERS发送上行信令传输消息，请求对用户设备进行位置更新；

D、用户设备的源边缘无线站SERS响应所述请求，更新用户设备的位置信息。

另外，该方法还包括：

E、用户设备的源边缘无线站SERS通知用户设备的目标边缘无线站TERS位置更新成功；

F、用户设备的目标边缘无线站TERS通知用户设备位置更新成功。

可选地，步骤A中用户设备初始接入网络，通过IP接入网关IAGW向归属位置服务器HSS登记用户设备的源边缘无线站SERS位置信息。

相应的，本发明的一种实现用户设备位置更新的装置，应用于采用边缘无线站ERS和IP接入网关IAGW两层节点架构的无线通讯系统中，包括：

位置更新请求端：在所述用户设备漫游到新的位置区时，通过边缘无线站ERS发起位置更新请求；

位置更新端：用于保存用户设备的位置信息，根据位置更新请求端的位置更新请求，更新用户设备的位置信息。

可选地，所述位置更新端为一归属位置服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置一保存用户设备位置信息的归属位置服务器，当UE在某一URA区内漫游时，UE将不发起URA更新的请求，只有在用户设备漫游到新的位置区时，启动位置更新，修改所述归属位置服务器中用户设备的位置信息，当IAGW有下行业务转发给UE，IAGW会查询HSS获得UE初始接入的SERS的标识，并向SERS转发寻呼消息。由于不需在ERS和IAGW间为每一个UE都要维护一个或多个连接，因此，本发明可降低系统资源占用，且实现较简单。

附图说明

图1是现有技术UMTS系统结构示意图；

图2是现有技术UTRAN网络结构图；

图3是两层节点的网络演进结构示意图；

图4是现有技术两层节点的网络演进结构中位置更新示意图；

图5是本发明改进的位置更新的两层节点的网络演进结构示意图；

图6是本发明实现用户设备位置更新的装置示意图；

图7是本发明实现用户设备位置更新的第一实施例流程图；

图8是本发明实现用户设备位置更新的第二实施例流程图；

图9是本发明实现用户设备位置更新的第三实施例流程图。

具体实施方式

本发明在两层节点的架构中提出一种位置更新的改进流程，参考图5，图6，本发明中实现用户设备的位置更新的装置，主要包括：

位置更新端：用于保存用户设备的位置信息，根据位置更新请求端的位置更新请求，更新用户设备的位置信息。在改进位置更新的两层节点网络演进架构中，本发明中引入了一个归属位置服务器HSS，作为位置更新端，用于存储用户的位置信息，位置更新请求端的用户设备，在漫游到新的位置区时，通过ERS向所述归属位置服务器HSS发起位置更新，归属位置服务器HSS修改其保存的该用户设备的位置信息实现位置更新，当IAGW有下行业务转发给用户设备，IAGW会查询归属位置服务器HSS获得UE接入的SERS的标识，并向SERS转发寻呼消息，不需要在ERS和IAGW间为每一个UE都要维护一个或多个连接，下面以具体实施例进行说明。

参考图6，该图是本发明实现用户设备位置更新的方法第一实施例流程图，具体主要包括以下步骤：

步骤101：UE检测到广播信道下发的URA ID与自身URA ID值不符，发起URA更新过程，向TERS发送位置更新URA UPDATE消息。

步骤102：当TERS收到URA更新的消息后，不向源ERS转发UplinkSignaling Transfer消息请求SERS更新URA区，而是向IAGW发起位置更新流程。TERS向事先为其设立好的代理IAGW发送位置更新请求消息，该消息中含有TERS的标识信息，以发起位置更新流程。在演进架构中由于IAGW与ERS间是多对多的连接关系，因此代理IAGW的设置上具有很大的灵活性，取决于运营商的网络规划。本实施例中采用SERS与TERS共代理IAGW的情况。

步骤103：IAGW收到TERS的位置更新请求，通过更新位置UpdateLocation消息向HSS转发位置更新请求消息中的位置信息，TERS的标识号等。

步骤104：HSS收到Update Location消息，向IAGW发送取消位置CancelLocation消息，该消息通知SERS取消其内保存的UE上下文。

步骤105：IAGW向SERS转发取消位置Cancel Location消息

步骤106：SERS删除其内保存的UE上下文，向IAGW反馈取消位置确认Cancel Location Ack消息证实其内被保存的UE信息被删除。在CancelLocation Ack消息内包含有SERS内保存的UE上下文。

步骤107：IAGW收到取消位置确认Cancel Location Ack消息，向HSS转发该消息证实SERS内的UE上下文删除。

步骤108：当HSS收到该消息，将UE的寻呼路由对应的ERS标识值由SERS改为TERS。并向IAGW发送更新位置确认Update Location Ack消息，将原来SERS内保存的UE上下文，通过IAGW转给TERS，证实位置更新完成。

步骤109：IAGW向TERS发送位置更新响应消息，将SERS内保存的UE上下文转发给TERS，证实位置更新完成。

步骤110：当TERS接收到位置更新响应消息时，获知其发起的位置更新流程成功完成。TERS保存原来SERS保存的UE上下文，并向UE发送位置更新确认URA Update Confirm消息，整个位置更新流程完成。

上述实施例中当UE漫游到一个新的URA区时，UE通过侦听广播信道获得新URA区的标识并与自身所存的URA区标识比较，得知其已经漫游至一个新的URA区。则UE发起URA更新流程，通知CN更改HSS中该UE的SERS。当有下行业务时，IAGW查询HSS得到新SERS并转发寻呼消息。在此实施例中，无论UE所支持的网络侧发起业务是否全部由单一IAGW支持，当IAGW有下行业务时都可以简单的通过对HSS的访问，获得寻呼UE的足够信息。

参考图7，该图是本发明实现用户设备位置更新的方法第二实施例流程图，具体主要包括以下步骤：

步骤201：UE检测到广播信道下发的URA ID与自身URA ID值不符，不发起URA更新过程，而是直接释放掉内部的RRC上下文，直接向TERS发起RRC连接建立过程，向TERS发送RRC连接请求消息。

步骤202：TERS为UE分配相应的空口资源，建立新的RRC连接上下文，并向UE发送RRC连接相应消息，确认RRC连接建立。

步骤203：UE根据RRC连接建立消息的参数，配置相关空口协议栈，并向TERS反馈RRC连接建立完成消息，确认RRC连接建立完成。

步骤204：在RRC连接建立完成后，TERS向IAGW发起位置更新流程。TERS向事先为其设立好的代理IAGW发送位置更新请求Location UpdateRequest消息，该消息中含有TERS的标识信息，以发起位置更新流程。在演进架构中由于IAGW与ERS间是多对多的连接关系，因此代理IAGW的设置上具有很大的灵活性，取决于运营商的网络规划。本实施例中采用SERS与TERS共代理IAGW的情况。

步骤205：IAGW收到TERS的位置更新请求，通过更新位置UpdateLocation消息向HSS转发位置更新请求消息中的位置信息，TERS的标识号。

步骤206：HSS收到Update Location消息，向IAGW发送Cancel Location消息，该消息通知SERS取消其内保存的UE上下文。

步骤207：IAGW向SERS转发Cancel Location消息。

步骤208：SERS删除其内保存的UE上下文，向IAGW反馈Cancel LocationAck消息证实其内被保存的UE信息被删除。

步骤209：IAGW收到Cancel Location Ack消息，向HSS转发该消息证实源ERS内的UE上下文删除。

步骤210：当HSS收到该消息，将UE的寻呼路由对应的ERS标识值由SERS改为TERS，或将原URA_id改为新URA_id。并向IAGW发送UpdateLocation Ack消息，证实位置更新完成。

步骤211：IAGW向TERS发送位置更新响应消息，证实位置更新完成。

步骤212：当TERS接收到位置更新响应消息时，获知其发起的位置更新流程成功完成，TERS向UE发送无线承载重配置消息，将UE的状态置为将用户状态置为休眠状态(URA_PCH)，保证UE能够永久在线。

步骤213：UE按照所述无线承载重配置消息配置其内的无线资源，并向TERS反馈重配置完成消息，此后UE开始监听寻呼信道及广播信道。

上述当UE漫游到一个新的URA区时，UE通过侦听广播信道获得新URA区的标识并与自身所存的URA区标识比较，得知其已经漫游至一个新的URA区。在本实施例中，UE不再发起URA更新流程，而是释放掉原有RRC连接，在新的小区下发起RRC连接的建立过程。在RRC连接建立完成后，由TERS发起位置更新请求，通知CN其源ERS。当IAGW有下行业务时，同样查询HSS得到新SERS并转发寻呼消息。因此，本实施例中无论UE所支持的网络侧发起业务是否全部由单一IAGW支持，当IAGW有下行业务时都可以简单的通过对HSS的访问，获得寻呼UE的足够信息。

参考图8该图是本发明实现用户设备位置更新的方法第三实施例流程图，具体主要包括以下步骤：

步骤301：UE开始向其驻扎的SERS发送RRC连接请求消息，发起RRC连接建立过程。

步骤302：SERS为UE分配相应的空口资源，建立新的RRC连接上下文，并向UE发送RRC连接相应消息，确认RRC连接建立。

步骤303：UE根据RRC连接建立消息的参数，配置相关空口协议栈，并向TERS反馈RRC连接建立完成消息，确认RRC连接建立完成。

步骤304：在RRC连接建立完成后，SERS向IAGW发起位置更新流程，SERS向为其设立好的代理IAGW发送位置更新请求消息，该消息中含有SERS的标识信息，以发起位置更新流程。在演进架构中由于IAGW与ERS间是多对多的连接关系，因此代理IAGW的设置上具有很大的灵活性，取决于运营商的网络规划。

步骤305：IAGW收到SERS的位置更新请求，通过Update Location消息向HSS转发所述位置更新请求消息中的位置信息，SERS的标识号。

步骤306：当HSS收到该消息，将UE的寻呼路由对应的ERS标识值置为SERS的标识，并向IAGW发送Update Location Ack消息，证实位置更新完成。

步骤307：IAGW向SERS发送位置更新响应消息，证实位置更新完成。

步骤308：当SERS接收到位置更新响应消息时，获知其发起的位置更新流程成功完成。SERS向UE发送无线承载重配置消息，将UE的状态置为URA_PCH，保证UE能够永久在线。

步骤309：UE按无线承载重配置消息配置其内的无线资源，并向SERS反馈重配置完成消息。此后UE开始监听寻呼信道及广播信道。

步骤310：在初始连接过程完成后，随着UE的漫游，UE进入新的URA区。此时UE检测到广播信道下发的URA ID与自身URA ID值不符，发起URA更新过程，向TERS发送URA UPDATE消息

步骤311：当TERS收到URA更新的消息后，向SERS转发上行信令传输Uplink Signaling Transfer消息请求SERS更新URA区。

步骤312：SERS收到Uplink Signaling Transfer消息，更新UE的位置信息(URA ID)。

步骤313：SERS产生位置更新确认URA Update Confirm消息，并打包至下行信令传输DOWNLINK SIGNALLING TRANSFER消息中传给TERS。

步骤314：当TERS接收到DOWNLINK SIGNALLING TRANSFER消息时，获知其发起的位置更新流程成功完成。TERS向UE发送位置更新确认URA Update Confirm消息，整个位置更新流程完成。

本实施例是对原有的RAN中，采用URA区更新的形式进行位置管理方案的改进方案。UE开始时与其初始驻扎的SERS间建立RRC连接。RRC连接建立完成后，SERS通过发起位置更新，通知CN自身为该UE的SERS。其后随着UE的漫游，当UE进入新的URA区时，UE发起URA更新过程，向SERS登记其新的URA区标识。当IAGW有下行业务时，同样查询HSS得到SERS的标识并向其转发寻呼消息本实施例中，始终由UE初始驻扎的SERS维护UE的位置信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1、一种实现用户设备位置更新的装置，应用于采用边缘无线站ERS和IP接入网关IAGW两层节点架构的无线通讯系统中，其特征在于，包括：

2、根据权利要求1所述的实现用户设备位置更新的装置，其特征在于，所述位置更新端为一归属位置服务器。

3、一种实现用户设备位置更新的方法，应用于采用边缘无线站ERS和IP接入网关IAGW两层节点架构的无线通讯系统中，其特征在于，包括：

4、根据权利要求2所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，还包括：

5、根据权利要求2所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，步骤a包括：

用户设备的目标边缘无线站TERS通过IP接入网关IAGW向归属位置服务器HSS发送位置更新请求消息，所述位置更新请求消息中携带位置信息。

6、根据权利要求4所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，步骤b包括：

归属位置服务器HSS收到所述取消位置响应消息后，更新用户设备的位置信息；步骤c包括：

7、根据权利要求2所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，步骤a包括：

8、根据权利要求2所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，步骤b包括：

归属位置服务器HSS收到所述取消位置响应消息后，更新用户设备的位置信息。

9、根据权利要求4所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，步骤c包括：

10、一种实现用户设备位置更新的方法，应用于采用边缘无线站ERS和IP接入网关IAGW两层节点架构的无线通讯系统中，其特征在于，包括：

11、根据权利要求10所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，还包括：

12、根据权利要求10所述的实现用户设备位置更新的方法，其特征在于，步骤A中用户设备初始接入网络，通过IP接入网关IAGW向归属位置服务器HSS登记用户设备的源边缘无线站SERS位置信息。