CN101552959B - 一种附着过程中的数据获取方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种附着过程中的数据获取技术。本发明公开了一种附着过程中的数据获取方法、设备及系统，用以保证用户设备从非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统时业务的连续性。所述数据获取方法，包括：接收用户设备发送的携带附着类型的附着请求消息；当所述附着类型为切换附着时，向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息；以及从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。

Description

一种附着过程中的数据获取方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种附着过程中的数据获取技术。

背景技术

演进分组系统(Evolved Packet System，EPS)的第三代合作项目(3rdGeneration Partnership Project，3GPP)接入系统包括通用陆地无线接入网络(Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN)、GSM/EDGE无线接入网络(GSM/EDGE Radio Access Network，GERAN)、演进通用陆地无线接入网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，等等。

在TS23.401所定义的E-UTRAN初始附着(Initial Attach)过程中，明确指出，新的移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)向家乡用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)发送位置更新(Update Location)消息，要满足以下三个条件之一：

1)新的MME不同于用户设备(User Equipment，UE)去附着(Detach)时旧的MME；

2)新的MME中没有UE有效的签约上下文(Context)；

3)UE的终端标识发生了改变。

其中，Update Location消息中携带MME标识、国际移动用户标识(International Mobile SubscriberIdentifier，IMSI)和终端标识。UE的签约上下文是指MME所存储的UE的签约数据(Subscriber Data)，例如UE允许访问的接入点名称(Access Point Name，APN)、对应于该APN的签约分组数据网网关(Packet DataNetwork Gateway，PDN-GW)地址信息，等等。

UE的Attach分为两种类型：一种类型是Initial Attach，通常也称为开机附着(Power OnAttach)，是指UE开机后所作的Attach；另一种类型是切换附着(Handover Attach)，是指UE从非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统(例如E-UTRAN接入系统)所作的Attach。这两种类型的Attach要求网络所作的处理不同：其中Handover Attach要求网络保证在Attach过程后，UE的IP连接仍要保持连续性，要求UE所接入的APN仍与非3GPP接入系统中所接入的APN相同，并且UE的IP地址不能被释放，使用与非3GPP接入系统相同的PDN GW等；而Initial Attach是为UE建立一个到缺省(Default)APN的一个缺省承载(Default Bearer)，同时为UE分配一个因特网协议(Internet Protocol，IP)地址，IP地址可以是IPv4(IP version 4)地址、或IPv6(IP version 6)地址、或IPv4+IPv6地址。

TS23.401已规定，在Attach过程中，若UE当前所使用的PDN GW地址不同于UE的签约PDN GW地址，并且UE签约支持从3GPP接入系统切换到非3GPP接入系统，则MME需要将当前所使用的PDN GW地址信息传递给HSS。当前所使用的PDN GW地址存储在MME的会话管理上下文中，UE的签约PDN GW地址存储在UE的签约数据中。

TS23.401已规定，当UE从E-UTRAN接入系统(3GPP接入系统)切换到非3GPP接入系统后，释放UE的所有EPS承载，UE与MME都将UE的移动性管理状态设置为去附着状态(EMM-DEREGISTERED)。当MME将UE的移动性管理状态设置为EMM-DEREGISTERED之后，MME将只保留此UE的移动性管理上下文与签约数据，而UE的会话管理上下文都将被删除。UE的移动性管理上下文是指与该UE的移动性管理相关的数据信息，移动性管理上下文包括安全上下文，安全上下文中存储UE所使用的密钥、加密算法等数据信息。经过一段时间之后，MME将删除UE的移动性管理上下文与签约数据，并向HSS发送清除(Purge)消息，此时MME不存储与该UE相关的任何信息。

按照现有TS23.401的规定，假设UE首先从E-UTRAN接入系统(3GPP接入系统)通过Initial Attach过程接入到EPS系统中，并且使用了不同于签约数据的PDN GW地址，以及UE签约支持从3GPP接入系统切换到非3GPP接入系统；然后，当UE从E-UTRAN接入系统(3GPP接入系统)切换到非3GPP接入系统后，MME释放UE的所有EPS承载，UE与MME都将UE的移动性管理状态设置为EMM-DEREGISTERED。当MME将UE的移动性管理状态设置为EMM-DEREGISTERED后，MME只将保留此UE的移动性管理上下文与签约数据，而UE的会话管理上下文都将被删除。此后，当UE从非3GPP接入系统重新切换回E-UTRAN接入系统时，UE将执行Handover Attach过程，并且UE此时Attach的MME与切换前所使用的MME相同，并且该MME还没有向HSS发送Purge消息，也没有删除UE的移动性管理上下文与签约数据。但此时，该MME没有会话管理上下文，所以没有存储UE切换前所使用的PDNGW地址信息。

通过以上分析可以看出，当UE从非3GPP接入系统重新切换回E-UTRAN接入系统时，UE执行Handover Attach过程中，如果依据TS23.401定义的E-UTRAN Initial Attach过程的要求，此时发送Update Location消息的三个条件均不满足：

1)UE没有改变MME，即新的MME与旧的MME是同一个MME；

2)MME中UE的签约上下文仍然有效；

3)UE的终端标识没有改变。

此时新的MME不需要与HSS进行消息交互，新的MME使用存储的签约数据中的签约PDN GW地址为UE建立对应的EPS承载，而UE当前仍使用不同于签约数据的PDN GW地址。因此，这就造成了UE的IP连接不能得到保留，业务的连续性遭到了破坏。

发明内容

本发明提供一种附着过程中的数据获取方法、设备及系统，用以保证用户设备从非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统时业务的连续性。

本发明提供一种附着过程中的数据获取方法，包括：

接收用户设备发送的携带附着类型的附着请求消息；

当所述附着类型为切换附着时，向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息；以及

从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。

本发明提供一种网络设备，包括：

接口单元：用于收发消息；

控制单元：用于当用户设备发送的附着请求消息中携带的附着类型为切换附着时，通过所述接口单元向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息；

获取单元：用于从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。

本发明提供一种附着过程中的数据获取系统，包括移动控制管理设备和家乡用户服务器，其中：

所述移动控制管理设备用于接收用户设备发送的携带附着类型的附着请求消息，当所述附着类型为切换附着时，向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息，以及从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息；

所述家乡用户服务器用于接收所述移动控制管理设备发送的位置更新消息，根据所述位置更新消息返回插入用户数据消息，所述插入用户数据消息中包括所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。

本发明提供一种附着过程中的数据获取方法、设备及系统，当附着类型为切换附着时，向用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息，以获取用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。通过该方法，可以保证用户设备从非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统时，总能获得用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息，从而保持业务的连续性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的Attach过程中的数据获取方法流程图；

图2为本发明实施例提供的Initial Attach过程中的数据获取方法流程图；

图3为Attach过程中移动控制管理设备与HSS的消息交互流程图；

图4为本发明实施例中移动控制管理设备的结构框图。

具体实施方式

首先定义几个基本概念，EPS系统中负责对用户进行移动性管理的网络设备统称为移动控制管理设备，例如，MME、服务通用分组无线业务支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)等等。

当移动控制管理设备设置UE的移动性管理状态为去附着状态时，将删除存储的UE的会话管理上下文，则UE从非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统(例如E-UTRAN接入系统)时，若UE切换前所使用的PDN GW地址不同于UE签约数据中的签约PDN GW地址，业务的连续性将不能得到保证。如果当移动控制管理设备设置UE的移动性管理状态为去附着状态时，不删除所存储的UE的会话管理上下文，UE仍有可能在非3GPP接入系统中释放在3GPP接入系统中已建立的PDN连接，即与某一个PDN GW(假设为PDN GW-X)不再有任何的承载连接，或UE在非3GPP接入系统中与一个新的PDN GW建立PDN连接(假设为PDN GW-Y)。这样，虽然移动控制管理设备根据所保留的会话管理上下文仍然可以获得切换前所使用的PDN GW-X地址，但是移动控制管理设备所保留的会话管理上下文中的数据将不能再被使用，同样无法保证UE切换时业务的连续性。

基于以上分析，本发明实施例提供一种附着过程中的数据获取方法、设备及系统，用以在UE从非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统时，保证业务的连续性。本方法对于Attach类型为Handover Attach的Attach过程，使移动控制管理设备从HSS处获取UE切换前所使用的PDN GW地址信息，从而可以根据UE切换前所使用的PDN GW地址信息，在3GPP接入系统中建立PDN连接与承载，从而实现UE在非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统时，保持业务的连续性。如图1所示，该方法包括如下步骤：

S101、移动控制管理设备接收UE发送的携带Attach类型的附着请求(Attach Request)消息；

S102、移动控制管理设备当Attach类型为Handover Attach时，向该UE所属的HSS发送Update Location消息；

S103、HSS接收到Update Location消息后，向移动控制管理设备返回插入用户数据(Insert Subscriber data)消息，Insert Subscriber data消息中包括UE切换前所使用的PDN GW地址信息；

S104、移动控制管理设备从接收到的Insert Subscriber data消息中，获取UE切换前所使用的PDN GW地址信息。

采用以上方法，可以保证UE从非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统时，移动控制管理设备能够得知UE切换前所使用的PDN GW地址信息，从而达到保证业务连续性的目的。

移动控制管理设备当Attach类型为Initial Attach时，如图2所示，该方法还包括以下步骤：

S201、移动控制管理设备确认Attach类型为Initial Attach；

S202、移动控制管理设备判断是否存储了该UE的安全上下文，安全上下文包括UE所使用的密钥、加密算法等数据信息，若是，则执行S203，若否，则执行S209；

S203、移动控制管理设备判断是否存储了该UE的签约数据，若是，则执行S204，若否，则执行S209；

S204、移动控制管理设备判断是否修改了上一次从HSS返回的Insert Subscriber data消息中获取的UE的签约数据，若是，则执行S205，若否，则执行S209；

S205、移动控制管理设备根据存储的该UE的上下文，得到UE在该Initial Attach之前所使用的终端标识，为了便于区分称为第一终端标识；

S206、移动控制管理设备请求UE提供当前所使用的终端标识，为了便于区分称为第二终端标识；

S207、移动控制管理设备根据UE返回的第二终端标识，判断第二终端标识与第一终端标识是否一致，若是，则执行S208，若否，则执行S209；

S208、移动控制管理设备不向该UE所属的HSS发送Update Location消息，流程结束；

S209、移动控制管理设备向该UE所属的HSS发送Update Location消息；

S210、移动控制管理设备从HSS返回的Insert Subscriber data消息中，获取UE的签约数据，其中Insert Subscriber data消息中包括UE的签约数据，流程结束。

可见，当Attach类型为Initial Attach时，与Attach类型为Handover Attach时不同，需满足一定条件才会发送Update Location消息，Initial Attach过程中发送Update Location消息的条件可以称为位置更新消息发送条件。位置更新消息发送条件，包括以下内容之一：

没有存储UE的安全上下文；

没有存储UE的签约数据；

存储了UE的签约数据但是已被修改；

UE当前所使用的终端标识与UE在初始附着之前所使用的终端标识不一致。

采用如图2所示的方法，可以保证UE在Initial Attach过程中，获得UE最新的签约数据，从而保证后续在3GPP接入系统中建立缺省承载。若移动控制管理设备决定不向UE所属的HSS发送Update Location消息，则移动控制管理设备中一定存储有该UE最新的签约数据。

下面详细介绍Attach过程中移动控制管理设备与HSS的消息交互流程图，如图3所示，包括：

S301、UE向当前所注册的移动控制管理设备(MME或者SGSN)发送Attach Request消息，Attach Request消息中携带Attach类型，同时还携带全球唯一用户临时标识(Globally Unique Temporary Identity，GUTI)，或者分组暂时移动用户标识(Packet Temporary Mobile Station Identity，P-TMSI)和旧路由区标识(Old Routing Area Identity，Old RAI)；

S302、当前所注册的移动控制管理设备会根据UE发送的Attach Request消息中携带的GUTI，或者P-TMSI和Old RAI，定位在当前的Attach过程之前服务于该UE的旧移动控制管理设备，该旧移动控制管理设备可能是MME或者SGSN；

S303、当前所注册的移动控制管理设备向旧移动控制管理设备发送标识请求(Identification Request)消息，以请求旧移动控制管理设备为其提供该UE的IMSI，其中Identification Request消息中携带UE上报的GUTI，或者P-TMSI知Old RAI；

S304、旧移动控制管理设备根据Identification Request消息中所携带的GUTI，或者P-TMSI和Old RAI，确定所存储的对应该UE的上下文，并在确定出的上下文中提取该UE对应的IMSI，并将提取的IMSI封装在标识响应(Identification Response)消息中，反馈给当前所注册的移动控制管理设备；

同时，UE在当前Attach过程中，若Attach类型为Initial Attach，则当前所注册的移动控制管理设备还通过发送身份标识请求(Identity Request)消息，请求UE提供当前所使用的终端标识，即第二终端标识；

S305、当前所注册的移动控制管理设备当Attach类型为Handover Attach时，或者当Attach类型为Initial Attach，且确认满足位置更新消息发送条件时，向UE所属的HSS发送Update Location消息，UE所属的HSS是根据UE的IMSI号码确定的；

S306、当前所注册的移动控制管理设备向HSS发送Update Location消息后，HSS若发现UE对应一个旧移动控制管理设备，则HSS会向旧移动控制管理设备发送取消位置(Cancel Location)消息；

S307、旧移动控制管理设备根据Cancel Location消息删除UE的移动性管理上下文和签约数据后，向HSS回复取消位置响应(Cancel Location Ack)消息；

S308、HSS根据收到的Update Location消息，向当前所注册的移动控制管理设备发送Insert Subscriber Data消息，Insert Subscriber Data消息中包括UE的签约数据、切换前所使用的PDN GW地址信息等。

S309、当前所注册的移动控制管理设备根据Attach类型从Insert Subscriber Data消息中获取相应的数据，如果是Handover Attach，则获取切换前所使用的PDN GW地址信息，如果是Initial Attach，则获取UE的签约数据；

S310、当前所注册的移动控制管理设备向HSS回复插入用户数据响应(Insert Subscriber Data Ack)消息，以确认接收到HSS的Insert Subscriber Data消息；

S311、HSS接收到Insert Subscriber Data Ack消息后，向当前所注册的移动控制管理设备回复位置更新响应(Update LocationAck)消息；

S312、建立UE的连接与承载；

其中，在Attach类型为Initial Attach的Attach过程中，在S312中建立UE的缺省承载；在Attach类型为Handover Attach的Attach过程中，在S312中建立UE的PDN连接与承载；

S313、当前所注册的移动控制管理设备向UE发送附着接受(Attach Accept)消息；

S314、UE根据接收到的Attach Accept消息回复附着完成(Attach Complete)消息。

其中，S304可能执行以下流程，包括如下步骤：

a、若旧移动控制管理设备根据Identification Request消息中携带的GUTI，或者P-TMSI和Old RAI，没有查询到对应该UE所存储的上下文，则在反馈给旧移动控制管理设备的Identification Response消息中，携带指示IMSI没有发现(IMSI not known)的信息；

b、当前所注册的移动控制管理设备发现接收到的Identification Response消息中携带有IMSI not Known信息，则会向UE发送身份标识请求(Identity Request)消息，以请求UE提供其自身的IMSI；

c、UE接收到的该Identity Request消息后，回复身份标识响应(Identity Response)消息给当前所注册的移动控制管理设备，该Identity Response消息中携带有该UE的IMSI。

本发明实施例同时提供一种附着过程中的数据获取系统，包括UE当前所注册的移动控制管理设备和UE所属的HSS，其中：

移动控制管理设备：用于接收UE发送的携带Attach类型的Attach Request消息，当Attach类型为Handover Attach时，向HSS发送Update Location消息，以及从HSS返回的Insert Subscriber Data消息中，获取UE切换前所使用的PDNGW地址信息；

HSS：用于接收移动控制管理设备发送的Update Location消息，根据Update Location消息返回Insert Subscriber Data消息，其中，Insert Subscriber Data消息中包括UE切换前所使用的PDN GW地址信息。

移动控制管理设备还用于当Attach类型为Initial Attach时，向HSS发送Update Location消息，以及从HSS返回的Insert Subscriber Data消息中，获取UE的签约数据；当然，HSS根据Update Location消息返回的Insert SubscriberData消息中包括UE的签约数据。

本发明实施例中的3GPP接入系统包括UTRAN接入网络，GERAN接入网络、E-UTRAN接入网络，等等；移动控制管理设备包括MME、SGSN，等等。

其中，移动控制管理设备的一种可能结构，如图4所示，包括：

接口单元401：用于收发消息；

控制单元402：用于当UE发送的Attach Request消息中携带的Attach类型为Handover Attach时，通过接口单元401向UE所属的HSS发送Update Location消息；

获取单元403：用于从HSS返回的Insert Subscriber Data消息中，获取UE切换前所使用的PDN GW地址信息。

其中，控制单元402还用于当Attach类型为Initial Attach，并确认满足位置更新消息发送条件时，通过接口单元401向UE所属的HSS发送Update Location消息；以及，

获取单元403还用于从HSS返回的Insert Subscriber Data消息中，获取UE的签约数据。

本发明实施例中，对于Attach类型为Handover Attach的Attach过程，移动控制管理设备从HSS得到UE在切换前所使用的PDN GW地址信息，从而可以在3GPP接入系统中建立相关的PDN连接与承载，从而实现UE在非3GPP接入系统切换到3GPP接入系统时保持业务的连续性；对于Attach类型为Initial Attach的Attach过程，移动控制管理设备从HSS处获得UE最新的签约数据，从而可以在3GPP接入系统中建立缺省承载。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种附着过程中的数据获取方法，其特征在于，包括：

接收用户设备发送的携带附着类型的附着请求消息；

当所述附着类型为切换附着时，向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息；以及

从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述附着类型为初始附着，并确认满足位置更新消息发送条件时，向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息；以及

从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备的签约数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述签约数据包括：所述用户设备允许访问的接入点名称和签约分组数据网网关地址信息。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述确认满足位置更新消息发送条件的方法，包括：

判断是否存储了所述用户设备的安全上下文，如果否，则确认满足位置更新消息发送条件，如果是，则执行下一步；

判断是否存储了所述用户设备的签约数据，如果否，则确认满足位置更新消息发送条件，如果是，则执行下一步；

判断所述签约数据是否已被修改，如果否，则确认满足位置更新消息发送条件，如果是，则执行下一步；

判断所述用户设备当前所使用的终端标识与用户设备在所述初始附着之前所使用的终端标识是否一致，并当判断结果为不一致时，确认满足位置更新消息发送条件。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述用户设备当前所使用的终端标识的获取方法，包括：

向所述用户设备发送身份标识请求消息，请求提供当前所使用的终端标识；

从所述用户设备返回的身份标识响应消息中提取所述用户设备当前所使用的终端标识。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收用户设备发送的携带附着类型的附着请求消息之后，还包括：

获取所述用户设备的国际移动用户标识；

根据所述国际移动用户标识确定所述用户设备所属的家乡用户服务器。

7.一种网络设备，其特征在于，包括：

接口单元：用于收发消息；

控制单元：用于当用户设备发送的附着请求消息中携带的附着类型为切换附着时，通过所述接口单元向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息；

获取单元：用于从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。

8.如权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述控制单元还用于当所述附着类型为初始附着，并确认满足位置更新消息发送条件时，通过所述接口单元向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息；以及

所述获取单元还用于从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备的签约数据。

9.一种附着过程中的数据获取系统，其特征在于，包括移动控制管理设备和家乡用户服务器，其中：

所述移动控制管理设备用于接收用户设备发送的携带附着类型的附着请求消息，当所述附着类型为切换附着时，向所述用户设备所属的家乡用户服务器发送位置更新消息，以及从所述家乡用户服务器返回的插入用户数据消息中，获取所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息；

所述家乡用户服务器用于接收所述移动控制管理设备发送的位置更新消息，根据所述位置更新消息返回插入用户数据消息，所述插入用户数据消息中包括所述用户设备切换前所使用的分组数据网网关地址信息。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述移动控制管理设备为移动性管理实体MME或服务通用分组无线业务支持节点SGSN。

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