WO2008022518A1

WO2008022518A1 - Procédé d'acquisition d'information concernant le démarrage à la charge de sgsn d'un tunnel simple par ggsn

Info

Publication number: WO2008022518A1
Application number: PCT/CN2007/001582
Authority: WO
Inventors: Jinguo Zhu; Jiannan Cai; Xiliang Liu
Original assignee: Zte Corporation
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-02-28
Also published as: DE202007019449U1; EP2061264A4; DK201200119U1; EP2061264B8; CN101094440A; EP2061264B1; EP2061264A1; CN100486381C

Description

分组域中 GGSN获知 SGSN启用单隧道的方法和系统

技术领域

本发明涉及第三代移动通信系统分组域，尤其涉及一种分组域中 GGSN 获知 SGSN启用单隧道的方法和系统。

背景技术

GPRS ( General Packet Radio Service, 通用分组无线业务）是一个基于包交换的第二代移动通信网络，相关标准是由 ETSI ( European Telecommunication Standards Institute, 欧洲通信标准化委员会）制定。到了第三代移动通信系统， GPRS 演进为 UMTS PS ( Universal Mobile Telecommunication System Packet Switch , 通用移动通信系统分组交换 )域。如图 1所示，为现有技术中 UMTS PS的网络架构，该网络架构中包含如下网元：

NodeB, 为终端提供空口连接；

RNC ( Radio Network Controller ) , 为无线网络控制器，主要用于管理无线资源以及控制 NodeB, NodeB与 RNC总称为 RNS ( Radio Network System, 无线网络系统）， RNC与 NodeB之间通过 Iub口连接，终端通过 RNS接入 UMTS的分组域核心网（ Packet Core ) ；

SGSN ( Serving GPRS Support Node ) , 为服务 GPRS支持节点，用于保存用户的路由区位置信息，负责安全和接入控制； SGSN通过 Iu口与 RNS 相连； Iu口包括 Iu-C口、 Iu-U口；

GGSN ( Gateway GPRS Support Node ) , 为网关 GPRS支持节点，用于负责分配终端的 IP地址和到外部网络的网关功能，在内部通过 Gn-C 口、 Gn-U口与 SGSN相连；

HLR ( Home Location Register ) , 为归属位置寄存器，用于保存用户的签约数据和当前所在的 SGSN地址，通过 Gr口与 SGSN相连，通过 Gc口与 GGSN相连； PDN ( Packet Data Network ) , 为分组数据网络，用于为用户提供基于分组的业务网，通过 Gi口与 GGSN相连。

在图 1中传输的数据分为两种，用户面数据和信令面数据。用户面主要负责传输用户业务数据，而信令面主要负责管理用户面，包括用户面的建立、释放、修改等。在 UMTS PS系统中从 UE ( User Equipment, 用户设备 /终端）到 PDN的用户面路径至少经过 3个网元： RNC、 SGSN和 GGSN, 对应地，有两个隧道： R C到 SGSN的隧道、 SGSN到 GGSN的隧道，因此被称为双隧道方案。这两个隧道都是基于 GTP ( GPRS Tunneling Protocol, GPRS 隧道协议）协议，该隧道也被称为 GTP-U隧道。

随着 IMS ( IP Multimedia Subsystem, IP多媒体子系统）业务的逐步开展以及其他多媒体业务的推广，业务对传输层的延迟和性能要求越来越高。于是 3GPP ( the Third Generation Partnership Project, 笫三代合作伙伴计划）组织正在研究将 SGSN从用户面路径中剥离开来，作为单独的信令面网元，用户面只包含一个隧道：从 R C直接到 GGSN的 GTP-U隧道，该方案被称为单隧道方案，如图 2所示。

相对于双隧道方案来说，单隧道方案由于在用户面少了一个节点，因此数据的延迟比较小，更加有利于传输多媒体业务。但是在某些时候，仍然需要双隧道^案，特别是 SGSN需要知道用户面数据的情况，比如，用户漫游但是需要到归属的 GGSN、需要在 SGSN合法监听用户面、用户具有智能业务以及 GGS 不支持单隧道的情况，具体是采用单隧道还是双隧道通过 SGSN进行判断。

如图 3所示，描述了目前规范中单隧道的建立过程，该过程包括：步骤 301，终端 UE 10通过 RNC 20向 SGSN 30发起激活 PDP ( Packet Data Protocol, 分组数据协议）上下文请求；

步骤 302, SGSN 30进行签约检查之后，然后获得 GGSN 40的地址。

SGSN 30分配用户面隧道信息，然后向该 GGSN 40发起创建 PDP上下文请求，带 SGSN 30的地址和所分配的用户面隧道信息；

步骤 303 , GGSN 40创建 PDP上下文倩求之后，保存 SGSN 30的地址信息和用户面隧道信息，创建 PDP上下文；

步骤 304， GGSN 40分配 GGSN端的用户面隧道信息，并在创建 PDP 上下文响应中与 GGSN 40的地址一起带给 SGSN 30;

步骤 305 , SGSN 30保存 GGSN 40的地址和用户面隧道信息，然后判断是否采用单隧道。在用户漫游情况、需要合法监听情况以及用户是智能用户等的情况下，需要采用双隧道；

步骤 306, 如果 SGSN 30决定采用单隧道，那么就发起 RAB ( Radio Access Bearer, 无线接入承载）指配过程，指示 R C 20建立无线承载。在 RAB指配请求消息中 SGSN 30将 GGSN 40的地址和用户面隧道信息带给 R C 20;

步驟 307, RNC 20收到 RAB指配请求消息之后，于是知道了 GGSN端的地址和用户面隧道信息。 RNC 20继续完成 RAB指配过程，并分配 R C 端的隧道号。成功之后，返回 RAB指配响应给 SGSN 30, 带有 RNC 20的地址和分配的用户面隧道信息；

步骤 308, SGSN 30判断已经启动单隧道方案，则将 R C 20的地址和用户面隧道信息在更新 PDP上下文请求消息中带给 GGSN 40;

步骤 309, GGSN 40收到之后，用收到的 R C 20的地址和用户面隧道信息覆盖原先保存的 SGSN 30 的地址和用户面隧道信息。于是就建立了 RNC 20和 GGSN 40之间的 GTP-U隧道；

步骤 310, GGSN 40返回 SGSN 30更新 PDP上下文响应；

步骤 311 , SGSN 30返回给终端 UE 10激活 PDP上下文响应，成功激活 PDP上下文。

在上述现有单隧道方案中，由于创建和更新 PDP上下文消息不需要修改，因此该方案对 GGSN 40无任何影响， GGSN 40无需进行升级。但是该方案同时还存在一个问题是： GGSN 40无法知道 SGSN 30已经启用单隧道，或者仍然使用双隧道。而这个信息在某些情况下是必须知道的，比如，在 GGSN 40处理用户面错误指示（ Error Indication ) 消息的时候， GGSN 40必须知道该错误指示消息是来自 RNC 20 (即单隧道情况），还是来自 SGSN 30 (即双隧道情况）。对于这两种情况 GGSN 40有不同的处理方式。

因此，有必要给出一种解决方案，对更新 PDP上下文请求消息进行修改，以使得 GGSN 40能够获知 SGSN 30是否启用单隧道。发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种分组域中 GGSN获知 SGSN 启用单隧道的方法和系统，用于解决现有技术中 GGSN无法知道 SGSN是否处于已启动单隧道的缺陷。

为了实现上述目的，本发明首先提供了一种分组域中 GGSN获知 SGSN 启用单隧道信息的方法，适用于包括终端、无线网络控制器 RNC、服务 GPRS 支持节点 SGSN、网关 GPRS支持节点 GGSN的第三代移动通信系统，包括：一标记设置步骤，在隧道建立过程中，所述 SGSN如启动单隧道方案，在向所述 GGSN发送的更新 PDP上下文请求消息中设置一单隧道标记来标识所述 SGSN是否已启用单隧道；

一标记判断步骤，所述 GGSN如判断接收的更新 PDP上下文请求消息中带有所述单隧道标记，则判定所述 SGSN 已启用单隧道，得到所述更新 PDP上下文请求消息中带有的所述 RNC的地址信息和用户面隧道信息。

本发明所述方法，其中，在所述标记设置步骤中，如所述 SGSN已启用单隧道时，还根据是已删除还是已保留双隧道的用户面隧道信息来设置不同的单隧道标记值。

进一步地，本发明所述方法，其中，在所述标记判断步骤中，还判断所述单隧道标记值，如该值指示所述 SGSN已删除双隧道的用户面隧道信息，则所述 GGSN删除所保存的所述 SGSN的用户面隧道信息；若所述单隧道标记值指示所述 SGSN已保留双隧道的用户面隧道信息，则所述 GGSN保留所保存的所述 SGSN的地址和用户面隧道信息。

本发明所述方法，其中，在所述标记判断步骤之后，还包括以下步骤：当所述 SGSN 已启用单隧道且已保留双隧道的用户面隧道信息时，所述 GGSN接收并处理一由所述 R C发送的错误指示。 ' 进一步地，本发明所述方法，其中，所述 GGSN接收并处理一由所述 RNC发送的错误指示的步骤具体又包括：

步骤 51 ,所述 GGSN将一下行数据包通过 GTP-U隧道发送至所述 R C; 步骤 52,所述 RNC如出现了异常，找不到对应的上下文，向所述 GGSN 返回一个错误指示，称为第一错误指示；

步骤 53 , 所述 GGSN接收所述 NC返回的第一错误指示，删除所述 RNC的地址和用户面隧道信息，并启用所述 SGSN的地址和用户面隧道信

进一步地，本发明所述方法，其中，所述步骤 53之后，还进一步包括：步骤 61 , 所述 GGSN再次接收下行数据包，并将其发送至所述 SGSN, 所述 SGSN转发该下行数据包至所述 R C;

步骤 62,如所述 RNC出现了异常找不到对应的 RAB,向所述 SGSN返回一个错误指示，称为第二错误指示；

步骤 63 , 所述 SGSN接收所述 R C返回第二错误指示，删除无线接入 7| ^载，并保留 PDP上下文。

另外，本发明还提供一种分组域中 GGSN获知 SGSN启用单隧道信息的第三代移动通信系统，包括终端、无线网络控制器 RNC、服务 GPRS支持节点 SGSN、网关 GPRS支持节点 GGSN，其特征在于，在 SGSN中增加一标记设置模块，同时在 GGSN中设置一个标记判断模块，其中：

所述 SGSN中的标记设置模块用于在隧道建立过程中，启动单隧道方案后，在向所述 GGSN发送的更新 PDP上下文请求消息中设置一单隧道标记，来标识所述 SGSN是否已启用单隧道；

所述 GGSN中的标记判断模块用于判断接收的更新 PDP上下文请求消息中是否带有所述单隧道标记，如有则判定所述 SGSN已启用单隧道。

本发明所述系统，其中，所述 SGSN中的标记设置模块进一步针对所述

SGSN是已删除还是已保留双隧道的用户面隧道信息来设置不同的单隧道标记值。

进一步地，本发明所述系统，其中，所述 GGSN 中的标记判断模块进一步居所述单隧道标记值判断所述 SGSN是否已删除双隧道的用户面隧道信息。

本发明通过在更新 PDP上下文请求消息中设置一个标记，该标记指示 SGSN是否已启用单隧道。当 GGSN收到更新 PDP上下文请求消息时，如果该消息带有该标记，则 GGSN判断 SGSN已启用单隧道。

另夕卜，本发明通过单隧道标记还能够区分 SGSN是否保留原来分配的用户面隧道信息。附图概述

图 1为现有技术中 UMTS/GPRS的双隧道系统架构图；

图 2为现有技术中 UMTS/GPRS的单隧道系统架构图；

图 3为现有技术中单隧道方案用户面建立过程图；

图 4为本发明单隧道建立过程的一个实施例；

图 5为本发明 GGSN收到错误指示时的处理过程的一个实施例。

'

本发明的较佳实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明的第三代移动通信系统仍如图 2所示，包括终端、无线网络控制器 RNC、服务 GPRS支持节点 SGSN和网关 GPRS支持节点 GGSN, 要实现分组域中 GGSN获知 SGSN启用单隧道信息，需要在 SGSN中增加一标记设置模块，同时在 GGSN中设置一个标记判断模块，其中：

所述 SGSN中的标记设置模块用于在隧道建立过程中，启动单隧道方案后，在向所述 GGSN发送的更新 PDP上下文请求消息中设置一单隧道标记，来标识所述 SGSN是否已启用单隧道，并针对所述 SGSN是已删除还是已保留双隧道的用户面隧道信息来设置不同的单隧道标记值；

所述 GGSN中的标记判断模块用于判断接收的更新 PDP上下文请求消息中是否带有所述单隧道标记，如有则判定所述 SGSN已启用单隧道；进而根据所述单隧道标记值判断所述 SGSN是否已删除双隧道的用户面隧道信息，并通知 GGSN的业务处理模块。

所述 GGSN中的业务处理模块在得知 SGSN启动单隧道后，得到所述更新 PDP上下文请求消息中带有的所述 R C的地址信息和用户面隧道信息；在得知 SGSN已删除双隧道的用户面隧道信息时，删除本地保存的所述 SGSN的用户面隧道信息，在得知所述 SGSN已保留双隧道的用户面隧道信息时，保留本地保存的所述 SGSN 的地址和用户面隧道信息，即此时所述 GGSN同时保留有所述 SGSN、所述 RNC的地址和用户面隧道信息。

如图 4所示，为本发明单隧道建立过程的一个实施例。该图详细描述单隧道建立的一个实施例，在该实施例中 GGSN能够知道 SGSN是否启用了单隧道。 - 在更新 PDP上下文请求消息中新增一个标记，该标记指示 SGSN 30是否已启用单隧道。

当 GGSN 40收到更新 PDP上下文请求消息的时候，如果该消息带有该标记，则 GGSN 40判断 SGSN 30已启用单隧道，于是知道该更新 PDP上下文请求消息中所带的是 RNC 20的地址信息和用户面隧道信息。

进一步地，在标识启用单隧道的情况下，该标记还指示 SGSN 30中是否保存有双隧道的用户面隧道信息， GGSN 40根据该标记决定是否保留或删除原来保存的 SGSN 30的用户面隧道信息。

根据上述内容，如果已启用单隧道，则在更新 PDP上下文请求消息中带有所述的单隧道标记；另外，该单隧道标记还能够区分 SGSN 30是否保留原来分配的用户面隧道信息。该建立过程包括如下步骤：

步骤 401，终端 UE 10通过 RNC 20向 SGSN 30发起激活 PDP上下文请求；

步骤 402, SGSN 30进行签约检查之后，然后获得 GGSN 40的地址。 SGSN 30分配用户面隧道信息，然后向该 GGSN 40发起创建 PDP上下文请求，带 SGSN 30的地址和所分配的用户面隧道信息；

步骤 403 , GGSN 40创建 PDP上下文请求之后，保存 SGSN 30的地址信息和用户面隧道信息，创建 PDP上下文；

步骤 404 , GGSN 40分配 GGSN端的用户面隧道信息并在创建 PDP上下文响应中和 GGSN 40的地址一起带给 SGSN 30;

步驟 405， SGSN 30保存 GGSN 40的用户面隧道信息，然后判断是否采用单隧道。在用户漫游情况、需要合法监听情况以及用户是智能用户等的情况下，需要采用双隧道；

步骤 406,如果 SGSN 30决定采用单隧道，那么就发起 RAB指配过程，指示 RNC 20建立无线承载。在 RAB指配请求消息中 SGSN 30将 GGSN 40 的地址和用户面隧道信息带给 RNC 20;

步驟 407, RNC 20收到 RAB指配请求消息之后，于是知道了 GGSN端的地址和用户面隧道信息。 R C 20继续完成 RAB指配过程，并分配 RNC 端的隧道号。成功之后，返回 RAB指配响应给 SGSN 30, 带 RNC 20的地址和分配的用户面隧道信息；

步骤 408, SGSN 30判断已经启动单隧道方案, 则 SGSN 30中的标记设置模块在更新 PDP上下文请求消息中带上所发明的单隧道标记。 SGSN 30 根据运营商策略，决定是否删除在 402步骤中分配的双隧道的用户面隧道信息，并用其标记设置模块设置不同的单隧道标记的值。 SGSN 30将该单隧道标记的值和 R C 20的地址和用户面隧道信息一起，在更新 PDP上下文请求消息中带给 GGSN 40;

步骤 409 , GGSN 40收到之后 , 其标记判断模块判断存在单隧道标记，于是知道 SGSN 20启用了单隧道，消息中所带的地址和用户面隧道信息是 RNC 20的地址和用户面隧道信息。根据单隧道标记的值，如果该值指示的是 SGSN 30删除了双隧道的用户面隧道信息，则 GGSN 40也将保存的 SGSN 30地址和用户面隧道信息删除，这种情况下， GGSN 40只保存 RNC 20的地址和用户面隧道信息；如果该值指示的是 SGSN 30保留了双隧道的用户面隧道信息，则 GGSN 40也将保留 SGSN 30的地址和用户面隧道信息，这种情况下， GGSN 40同时保留了 SGSN 30和 RNC 20的地址和用户面隧道信息；若不存在单隧道标记，则表示 SGSN启动的是双隧道方案；

步驟 410, GGSN 40返回 SGSN 30更新 PDP上下文响应；

步骤 411 , SGSN 30返回给终端激活 PDP上下文响应，成功激活 PDP 上下文。

如图 5所示，为本发明 GGSN收到错误指示时的处理过程的一个实施 '例。该图描述了在 SGSN启用了单隧道，并且保留了双隧道的用户面隧道信息的情况下， GGSN收到错误指示的处理过程的一个实施例。

步骤 501，根据本发明， GGSN 40已经知道启用了单隧道，并且同时保存 SGSN 30的地址和用户面隧道信息以及 RNC 20的地址、用户面隧道信息；步骤 502, GGSN 40将下行数据包通过 GTP-U隧道发送到 C 20; 步驟 503， R C 20由于出现了异常，找不到对应的上下文，因此返回 GGSN 40一个错误指示，即第一错误指示；

步骤 504, GGSN 40收到之后，由于 GGSN 40获知已经启用了单隧道，因此知道该错误指示来自于 RNC 20。 GGSN 40将删除 RNC 20的地址和用户面隧道信息，并启用 SGSN 30的地址和用户面隧道信息。后续步骤即和双隧道情况一样；

步骤 505, 当 GGSN 40再次收到下行数据的时候，数据包将被发送到 SGSN 30;

步骤 506, SGSN 30将下行数据包转发到 RNC 20;

步骤 507, RNC 20由于出现了异常找不到对应的 RAB，因此返回 SGSN 30—个错误指示，即第二错误指示；

步骤 508, SGSN 30收到之后，将删除 RAB, 并保留 PDP上下文；以下步骤是可选的：

步骤 509, SGSN 30发送 RAB指配重新建立 RAB, 带 GGSN 40的地址和用户面隧道信息；

步骤 510, RNC 20完成 RAB指配过程，并分配 RNC端的隧道号；成功之后，返回 RAB指配响应给 SGSN 30, 带 RNC 20的地址和分配的用户面隧道信息；

步 511 , SGSN 30判断已经启动了单隧道方案，则在更新 PDP上下文请求消息中带上所发明的单隧道标记和 RNC 20的地址和用户面隧道信息给 GGSN 40;

步骤 512, GGSN 40收到之后，保存 RNC 20的地址和用户面隧道信息；步骤 513， GGSN 40返回 SGSN 30更新 PDP上下文响应。

通过上述步骤， SGSN 30重新建立了 RNC 20和 GGSN 40之间的单隧道。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改 , 都被本发明的专利范围所涵盖。

工业实用性

采用本发明所述方法和系统，解决了现有技术中 GGSN无法知道 SGSN 是否处于已启动单隧道的缺陷，另外，本发明通过单隧道标记还能够区分 SGSN是否保留原来分配的用户面隧道信息，适用于包括终端、无线网络控制器 RNC、服务 GPRS支持节点 SGSN、网关 GPRS支持节点 GGSN的第三代移动通信统。

Claims

权利要求书

1、一种分组域中 GGSN获知 SGSN启用单隧道信息的方法，适用于包括终端、无线网络控制器 RNC、服务 GPRS支持节点 SGSN、网关 GPRS支持节点 GGSN的第三代移动通信系统，其特征在于，包括：

一标记设置步骤，在隧道建立过程中，所述 SGSN如启动单隧道方案，在向所述 GGSN发送的更新 PDP上下文请求消息中设置一单隧道标记来标识所述 SGSN是否已启用单隧道；

2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，在所述标记设置步骤中，如所述 SGSN已启用单隧道时，还根据是已删除还是已保留双隧道的用户面隧道信息来设置不同的单隧道标记值。

3、根据权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，在所述标记判断步骤中，还判断所述单隧道标记值，如该值指示所述 SGSN已删除双隧道的用户面隧道信息，则所述 GGSN删除所保存的所述 SGSN的用户面隧道信息；若所述单隧道标记值指示所述 SGSN已保留双隧道的用户面隧道信息，则所述 GGSN保留所保存的所述 SGSN的地址和用户面隧道信息。

4、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，在所述标记判断步驟之后，还包括以下步骤：当所述 SGSN已启用单隧道且巳保留双隧道的用户.面隧道信息时，所述 GGSN接收并处理一由所述 RNC发送的错误指示。

5、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述 GGSN接收并处理一由所述 RNC发送的错误指示的步骤具体又包括：

步骤 51 ,所述 GGSN将一下行数据包通过 GTP-U隧道发送至所述 RNC; 步骤 52,所述 RNC如出现了异常，找不到对应的上下文，向所述 GGSN 返回一个错误指示，称为第一错误指示；步裸 53 , 所述 GGSN接收所述 RNC返回的第一错误指示，删除所述 R C的地址和用户面隧道信息，并启用所述 SGSN的地址和用户面隧道信

6、根据权利要求 5所述的方法，其特征在于，所述步骤 53之后，还进一步包括：

步驟 61 , 所述 GGSN再次接收下行数据包，并将其发送至所述 SGSN, 所述 SGSN转发该下行数据包至所述 RNC;

步骤 63 , 所述 SGSN接收所述 RNC返回第二错误指示，删除无线接入承载，并保留 PDP上下文。

7、一种分组域中 GGSN获知 SGSN启用单隧道信息的第三代移动通信系统，包括终端、无线网络控制器 RNC、服务 GPRS支持节点 SGSN、网关 GPRS支持节点 GGSN, 其特征在于，在 SGSN中增加一标记设置模块，同时在 GGSN中设置一个标记判断模块，其中：

8、根据权利要求 7所述的系统，其特征在于，所述 SGSN中的标记设置模块进一步针对所述 SGSN是已删除还是已保留双隧道的用户面隧道信息来设置不同的单隧道标记值。

9、根据权利要求 7或 8所述的系统，其特征在于，所述 GGSN中的标记判断模块进一步根据所述单隧道标记值判断所述 SGSN是否已删除双隧道的用户面隧道信息。