專利名稱：無線通信系統(tǒng)中空閑模式移動性管理方法及無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無線通信系統(tǒng)中空閑模式移動性管理方法及無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通用移動通信系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)是采用寬帶碼分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)空中接口技術(shù)的第三代移動通信系統(tǒng)，通常也把UMTS系統(tǒng)稱為WCDMA通信系統(tǒng)。UMTS系統(tǒng)采用了與第二代移動通信系統(tǒng)類似的結(jié)構(gòu)，包括無線接入網(wǎng)絡(luò)(Radio Access Network，RAN)和核心網(wǎng)絡(luò)(Core Network，CN)。其中無線接入網(wǎng)絡(luò)用于處理所有與無線有關(guān)的功能，而CN處理UMTS系統(tǒng)內(nèi)所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的交換和路由功能。CN從邏輯上分為電路交換域(Circuit Switched Domain，CS)和分組交換域(PacketSwitched Domain，PS)。陸地?zé)o線接入網(wǎng)(UMTS Territorial Radio Access NetworkUMTS，UTRAN)、CN與用戶設(shè)備(User Equipment，UE)一起構(gòu)成了整個UMTS系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
UTRAN包含一個或幾個無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(Radio Network Subsystem，RNS)。一個RNS由一個無線網(wǎng)絡(luò)控制器(Radio Network Controller，RNC)和一個或多個基站(NodeB)組成。RNC與CN之間的接口是Iu接口，NodeB和RNC通過Iub接口連接。在UTRAN內(nèi)部，RNC之間通過Iur互聯(lián)，Iur可以通過RNC之間的直接物理連接或通過傳輸網(wǎng)連接。RNC用來分配和控制與之相連或相關(guān)的NodeB的無線資源。NodeB則完成Iub接口和Uu接口之間的數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換，同時也參與一部分無線資源管理。UTRAN的結(jié)構(gòu)如圖2所示
NodeB是WCDMA系統(tǒng)的基站(即無線收發(fā)信機)，包括無線收發(fā)信機和基帶處理部件。通過標(biāo)準(zhǔn)的Iub接口和RNC互連，主要完成Uu接口物理層協(xié)議的處理。它的主要功能是擴頻、調(diào)制、信道編碼及解擴、解調(diào)、信道解碼，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換等功能。
RNC用于控制UTRAN的無線資源，主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制等功能。具體如下(1)執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制功能；(2)切換和RNC遷移(Relocation，或重定位)等移動性管理功能；(3)宏分集合并、功率控制、無線承載分配等無線資源管理和控制功能。
如圖3所示，是3G PS域核心網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，SGSN是PS網(wǎng)絡(luò)的一個基本的組成網(wǎng)元。其主要的作用就是為本SGSN服務(wù)區(qū)域的UE轉(zhuǎn)發(fā)輸入/輸出的IP分組，其地位類似于CS域中的VMSC。SGSN提供以下功能本SGSN區(qū)域內(nèi)的分組數(shù)據(jù)包的路由與轉(zhuǎn)發(fā)功能，為本SGSN區(qū)域內(nèi)的所有PS用戶提供服務(wù)；加密與鑒權(quán)功能；會話管理功能；移動性管理功能；同UTRAN、GGSN、HLR、MSC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC等接口功能；話單產(chǎn)生和輸出功能，主要收集用戶對無線資源的使用情況；此外，SGSN中還集成了類似于CS網(wǎng)絡(luò)中VLR的功能，當(dāng)用戶處于Attached(附著)狀態(tài)時，SGSN中存儲了同分組相關(guān)的用戶信息和位置信息。同VLR相似，SGSN中的大部分用戶信息在位置更新過程中從HLR獲取。
GGSN也是為了在UMTS網(wǎng)絡(luò)中提供PS業(yè)務(wù)功能而引入的一個的網(wǎng)元功能實體，提供數(shù)據(jù)包在PS網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝。用戶選擇哪一個GGSN作為網(wǎng)關(guān)，是在PDP上下文激活過程中根據(jù)用戶的簽約信息以及用戶請求的接入點名(APN)確定的。GGSN主要提供以下功能同外部IP分組網(wǎng)絡(luò)的接口功能，GGSN需要提供UE接入外部分組網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口功能，從外部網(wǎng)的觀點來看，GGSN就好象是可尋址PS網(wǎng)絡(luò)中所有用戶IP的路由器，需要同外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息；會話管理，完成UE同外部網(wǎng)的通信建立過程；將移動用戶的分組數(shù)據(jù)發(fā)往正確的SGSN的功能；話單的產(chǎn)生和輸出功能，主要體現(xiàn)用戶對外部網(wǎng)絡(luò)的使用情況；在當(dāng)前的UMTS網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)UE處于空閑狀態(tài)時，由CN以位置更新的方式管理UE的移動性。每當(dāng)UE從一個位置區(qū)漫游到另一位置區(qū)時，UE發(fā)起位置更新的流程，請求SGSN更改其保存的UE位置區(qū)信息。而SGSN而向HLR進行位置登記，更新HLR中保存的用戶的位置信息，包括新的SGSN標(biāo)識，新SGSN地址。當(dāng)GGSN收到外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的下行數(shù)據(jù)時，GGSN首先查詢HLR獲得UE的SGSN級位置信息，并向UE所在的SGSN發(fā)通知消息，通知SGSN尋呼UE。而SGSN則要去查詢本地的VLR，獲得UE的位置區(qū)信息然后才能尋呼。
3GPP考慮到未來網(wǎng)絡(luò)的競爭能力，目前正在考慮網(wǎng)絡(luò)在未來該如何演進，有很多種演進方案在3GPP展開了討論，網(wǎng)絡(luò)演進的目的是希望提供一種低時延、高數(shù)據(jù)速率、高系統(tǒng)容量和覆蓋、低成本、完全基于IP的網(wǎng)絡(luò)。
網(wǎng)絡(luò)演進有多種候選方案，其中比較流行的有兩層節(jié)點架構(gòu)，如圖4所示。
在這種架構(gòu)下，ERS(Edge Radio Station)是演進后的Node B，具有以前大部分的RNC的功能，并采取新的物理層技術(shù)(如OFDM)，IAGW(IP AccessGateWay)具有部分SGSN的功能和以前GGSN的功能。HSS用戶服務(wù)器，用于存儲用戶的位置信息，如SERS或UE所在的RA區(qū)的標(biāo)識或其所在的SGSN的標(biāo)識。由于原有UMTS網(wǎng)絡(luò)中，原有SGSN和GGSN的合并，原有的移動性管理方案不再適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種無線通信系統(tǒng)中空閑模式移動性管理方法及無線通信系統(tǒng)，用以解決兩層節(jié)點構(gòu)架下的UE空閑模式移動性管理的問題。
一種無線通信系統(tǒng)中空閑模式移動性管理方法，所述的無線通信系統(tǒng)為兩層節(jié)點構(gòu)架，設(shè)置有邊界無線站(ERS)和代理IP接入網(wǎng)關(guān)(PIAGW)，所述方法包括以下步驟A、用戶終端(UE)向其駐留ERS的代理IAGW(PIAGW)發(fā)送位置更新請求消息，觸發(fā)位置更新流程；B、PIAGW向歸屬簽約用戶服務(wù)器(HSS)發(fā)送位置更新消息，請求更新UE位置；C、HSS更新所述UE的位置標(biāo)識；D、PIAGW將所述UE的位置標(biāo)識發(fā)送給UE。
所述的位置更新，為路由區(qū)(RA)更新，所述的步驟B中，所述的位置更新請求消息為路由區(qū)更新請求消息，步驟C中，所述位置標(biāo)識是RA區(qū)標(biāo)識。
所述的步驟A，是當(dāng)UE檢測到廣播信道下發(fā)的路由區(qū)標(biāo)識(RA ID)與自身RAID值不符時觸發(fā)的。
所述的UE在歸屬公共陸地移動網(wǎng)(PLMN)的同一PIAGW范圍內(nèi)漫游。
所述的步驟B中，還包括PIAGW判斷是否對所述UE發(fā)起鑒權(quán)加密操作的步驟。
所述的PIAGW判斷是否對所述UE發(fā)起鑒權(quán)加密流程，是當(dāng)PIAGW收到路由更新請求消息后，對所述消息中的鑒權(quán)響應(yīng)值ERS與本地保存的第一ERS進行比較，如果不一致則進行鑒權(quán)加密操作。
所述的UE在歸屬PLMN的不同PIAGW范圍內(nèi)漫游，或者從拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)向歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)漫游，或者由歸屬PLMN漫游到拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)。
所述的步驟A中，所述的路由區(qū)更新請求消息中，包含原RA ID、原P-TMSI簽名，更新類型，UE的歸屬PLMN的標(biāo)識，鑒權(quán)響應(yīng)值信息。
所述的步驟B，進一步包括B1、新PIAGW向原PIAGW發(fā)出上下文請求消息，所述消息中包含原RAID，臨時邏輯鏈路標(biāo)識(TLLI)，原P-TMSI簽名，新PIAGW地址；B2、新PIAGW向歸屬用戶服務(wù)器(HSS)發(fā)送更新位置消息，更新HSS中保存的位置信息。
10、如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的步驟B1中，還包括TPIAGW收到路由區(qū)更新請求消息后，判斷是否可以識別P-TMSI的步驟。
所述的TPIAGW如果無法識別P-TMSI，并且消息中描述的RAI不是其自身的，則根據(jù)舊的P-TMSI和RAI號碼導(dǎo)出SPIAGW的地址。
所述的步驟C進一步包括C1、HSS向原PIAGW發(fā)送刪除位置(Cancel Location)消息，所述消息中包含有用戶的IMSI以及刪除類型；C2、原PIAGW刪除相應(yīng)的UE上下文；C3、HSS更新UE的RA ID值，并向新PIAGW發(fā)送插入用戶數(shù)據(jù)消息，通知新PIAGW插入用戶數(shù)據(jù)；C4、新PIAGW創(chuàng)建相應(yīng)的UE上下文，返回插入用戶數(shù)據(jù)證實消息；C5、當(dāng)HSS收到該消息，向PIAGW發(fā)送位置更新響應(yīng)消息。
所述的步驟C2中，還包括刪除UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息。
所述的方法，如果UE是從拜訪網(wǎng)絡(luò)漫游回歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)還包括刪除存在原PIAGW本地的UE原RAI標(biāo)識。
所述的步驟C3中，所述的插入用戶數(shù)據(jù)消息中包括所述用戶的IMSI以及該用戶的簽約信息。
所述的步驟C3中，如果UE是在歸屬PLMN內(nèi)部漫游或從拜訪PLMN返回歸屬PLMN，則HSS更新的位置信息是UE的RA ID值；如果UE從歸屬PLMN漫游到拜訪PLMN，HSS中更新的是該PIAGW標(biāo)識。
所述的步驟D中，所述的位置信息包括分組臨時移動用戶識別號碼(P-TMSI)和P-TMSI簽名。
所述的步驟D中，還包括將新的RA ID發(fā)送給UE。
所述的方法，還包括步驟E、UE存儲收到的新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，以及新的RA ID，返回路由更新完成消息。
本發(fā)明所述無線通信系統(tǒng)，包括通過IP網(wǎng)絡(luò)連接的IP接入網(wǎng)關(guān)(IAGW)，為UE提供接入的邊界無線站(ERS)，以及存儲用戶信息的歸屬用戶服務(wù)器(HSS)，其中所述的IAGW，包括代理IAGW(PIAGW)，所述PIAGW用于用戶的移動安全性管理。
本發(fā)明中提出了一種新的空閑模式移動性管理方法，改進原有的移動性管理流程，以適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)SGSN和GGSN合并的新特點。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中PS域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中一種兩層節(jié)點的演進架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種兩層節(jié)點的演進架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例1的流程示意圖；圖7為本發(fā)明實施例2的流程示意圖；圖8為本發(fā)明實施例3的流程示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。
在兩層節(jié)點架構(gòu)中，由于考慮到數(shù)據(jù)傳輸過程中經(jīng)過的節(jié)點數(shù)對傳輸時延有很大的影響，因此原有UMTS系統(tǒng)中的SGSN和GGSN網(wǎng)元合并為接入網(wǎng)關(guān)IAGW。當(dāng)UE在歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)中漫游時，UE接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，將通過其駐留ERS，與根據(jù)業(yè)務(wù)的APN選擇的IAGW直接通訊。對于在拜訪PLMN中漫游的UE，除了歸屬于特定的歸屬IAGW的固定IP類業(yè)務(wù)，其普通業(yè)務(wù)也可根據(jù)該業(yè)務(wù)對應(yīng)的APN選擇拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)中對應(yīng)的IAGW直接通訊。
本發(fā)明方案在此基礎(chǔ)上，如圖5所示，將所述的IAGW進行功能劃分，將其劃分出負責(zé)UE移動安全性管理的代理IAGW(PIAGW)，在該種劃分下，可以方便靈活地為UE提供細化的服務(wù)。
在改進的位置更新流程中，當(dāng)UE漫游在其歸屬PLMN內(nèi)漫游時，UE通過其駐留ERS的PIAGW直接向HSS發(fā)起RA區(qū)的更新；當(dāng)UE漫游到其他PLMN時，UE向其駐留ERS的PIAGW直接發(fā)起RA區(qū)的更新，而由PIAGW向HSS發(fā)起SGSN級的位置更新。
本發(fā)明針對兩層節(jié)點構(gòu)架的無線通信系統(tǒng)中，針對為UE的空閑模式移動性管理，提出了解決方案，具體如下實施例所述。
實施例1實施例1中，UE在其歸屬PLMN中同一PIAGW范圍內(nèi)漫游。當(dāng)UE漫游到一個該PIAGW下的一個新RA區(qū)時，UE通過偵聽廣播信道獲得新RA區(qū)的標(biāo)識并與自身所存的RA區(qū)標(biāo)識比較，得知其已經(jīng)漫游至一個新的RA區(qū)。則UE發(fā)起RA更新流程，通知CN更改保存在HSS中該UE的RA區(qū)的標(biāo)識值。當(dāng)有下行業(yè)務(wù)時，IAGW查詢HSS得到或新RA區(qū)的標(biāo)識并向UE發(fā)送尋呼消息。如圖6所示，包括以下步驟S11.UE檢測到廣播信道下發(fā)的RA ID與自身RA ID值不符，發(fā)起RA更新過程，向其駐留ERS的PIAGW發(fā)送Routing Area Update Request消息，該消息中帶有UE的歸屬PLMN的標(biāo)識，鑒權(quán)響應(yīng)值ERS等信息。該消息首先發(fā)送至ERS，ERS收到該消息后，將在該消息中加入包含RAC的小區(qū)全球標(biāo)識，并發(fā)向PIAGW。
S12.當(dāng)PIAGW收到Routing Area Update Request消息后，將對該消息中的鑒權(quán)響應(yīng)值ERS與本地保存的ERS進行比較。如不一致則進行鑒權(quán)加密流程，通過向UE發(fā)出鑒權(quán)加密請求來觸發(fā)鑒權(quán)加密程序。
本方案中，可以設(shè)置PIAGW為UE保留其開機時所進行的鑒權(quán)加密過程的鑒權(quán)信息，因此此步一般可省略。
在鑒權(quán)加密過程完成后，PIAGW根據(jù)位置更新消息中UE的歸屬PLMN標(biāo)識，判決UE處于其歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)中，則PIAGW向HSS發(fā)送更新位置消息，更新HSS中保存的位置信息。對于在歸屬網(wǎng)絡(luò)中漫游的UE而言，該位置信息為其RA區(qū)的標(biāo)識。
S13.HSS收到Update Location消息，更新UE的RA ID值。并向PIAGW發(fā)送Update Location Ack消息，證實位置更新完成。
S14.PIAGW收到位置更新證實消息后，為UE分配新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，并把這些信息連同RAI一起包含在路由區(qū)更新接受消息中發(fā)給UE。
S15.UE接收到位置更新接受消息時，獲知其發(fā)起的位置更新流程成功完成。存儲收到的新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，以及新RAI標(biāo)識，同時將返回路由更新完成消息，整個位置更新流程完成。
在實施例1中，由于UE在同一個PIAGW下漫游，不涉及到IAGW間的UE上下文轉(zhuǎn)移過程。
實施例2實施例2中，UE在其歸屬PLMN中不同PIAGW范圍間漫游或從拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)向歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)漫游。當(dāng)UE漫游到一個歸屬網(wǎng)絡(luò)中的新RA區(qū)時，UE通過偵聽廣播信道獲得新RA區(qū)的標(biāo)識并與自身所存的RA區(qū)標(biāo)識比較，得知其已經(jīng)漫游至一個新RA區(qū)。則UE發(fā)起RA更新流程，通知CN更改保存在HSS中該UE的RA區(qū)的標(biāo)識值。當(dāng)有下行業(yè)務(wù)時，IAGW查詢HSS得到新RA區(qū)的標(biāo)識并向UE發(fā)送尋呼消息。在該過程中，由于UE是在兩個PIAGW間漫游，要涉及到兩個不同IAGW間的UE上下文的轉(zhuǎn)移過程。該上下文包括源PIAGW中保存的UE開機時所進行的鑒權(quán)加密等信息。如圖7所示，包括以下步驟S21.UE檢測到廣播信道下發(fā)的RA ID與自身RA ID值不符，發(fā)起RA更新過程，向其駐留ERS的PIAGW發(fā)送Routing Area Update Request消息，該消息中帶有UE的歸屬PLMN的標(biāo)識，原RAI，原P-TMSI簽名，更新類型，UE的歸屬PLMN的標(biāo)識，鑒權(quán)響應(yīng)值ERS等信息。該消息首先發(fā)送至ERS，ERS收到該消息后，將在該消息中加入包含RAC的小區(qū)全球標(biāo)識，并發(fā)向PIAGW。
S22.當(dāng)TPIAGW收到Routing Area Update Request消息后，若發(fā)現(xiàn)無法識別P-TMSI，并且消息中描述的RAI不是自己的，則將根據(jù)舊的P-TMSI和RAI號碼導(dǎo)出SPIAGW的地址，并向SPIAGW發(fā)出上下文請求消息。在該消息中包含原RAI，TLLI，原P-TMSI簽名，TPIAGW地址，以獲得UE相應(yīng)的上下文，該上下文中包括UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息。
S23.當(dāng)SPIAGW收到TPIAGW發(fā)來的上下文請求消息后，將返回上下文響應(yīng)消息，該消息包括UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息等UE上下文。
S24.當(dāng)TPIAGW收到SPIAGW返回的上下文響應(yīng)消息，則將該消息中的鑒權(quán)響應(yīng)值ERS和UE上報的ERS進行比較。如不一致則進行鑒權(quán)加密流程，則通過向UE發(fā)出鑒權(quán)加密請求來觸發(fā)鑒權(quán)加密程序。
本方案中，由于SPIAGW中保留的是UE其開機時所進行的鑒權(quán)加密過程的鑒權(quán)信息，此步一般可省略。
在鑒權(quán)加密過程完成后，TPIAGW根據(jù)位置更新消息中UE的歸屬PLMN標(biāo)識，判決UE處于其歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)中，則TPIAGW向HSS發(fā)送更新位置消息，更新HSS中保存的位置信息。對于在歸屬網(wǎng)絡(luò)中漫游的UE而言，該位置信息為其RA區(qū)的標(biāo)識。TPIAGW也可以選擇從SPIAGW或HSS中獲得鑒權(quán)參數(shù)，直接進行鑒權(quán)加密過程，以防止鑒權(quán)加密信息頻繁傳遞帶來的安全隱患。
S25.HSS收到Update Location消息，向SPIAGW發(fā)送Cancel Location消息，該消息中包含有用戶的IMSI以及刪除類型。
S26.SPIAGW收到該消息后，將刪除相應(yīng)的UE上下文，包括UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息。如果UE是從拜訪網(wǎng)絡(luò)漫游回歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)包含存在SPIAGW本地的UE原RAI標(biāo)識。在刪除完上下文后，SPIAGW返回位置刪除證實消息。
S27.HSS更新UE的RA標(biāo)識值，并通過向TPIAGW發(fā)送插入用戶數(shù)據(jù)消息，來通知FPIAGW插入用戶數(shù)據(jù)。該消息中包括該用戶的IMSI以及該用戶的簽約信息。
S28.TPIAGW在收到HSS發(fā)送來的插入用戶信息消息后，將創(chuàng)建相應(yīng)的UE上下文，然后返回插入用戶數(shù)據(jù)證實消息。
S29.當(dāng)HSS收到該消息，向TPIAGW發(fā)送Update Location Ack消息，證實位置更新完成。
S210.TPIAGW收到位置更新證實消息后，為UE分配新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，并把這些信息連同RAI一起包含在路由區(qū)更新接受消息中發(fā)給UE。
S211.UE接收到位置更新接受消息時，獲知其發(fā)起的位置更新流程成功完成。存儲收到的新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，以及新RAI標(biāo)識，同時將返回路由更新完成消息，整個位置更新流程完成。
實施例3實施例3中，UE在由其歸屬PLMN漫游到拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)UE由其歸屬PLMN漫游到拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)一個RA區(qū)時，UE通過偵聽廣播信道獲得新RA區(qū)的標(biāo)識并與自身所存的RA區(qū)標(biāo)識比較，得知其已經(jīng)漫游至一個新的RA區(qū)。則UE發(fā)起RA更新流程，通知CN更改保存在其內(nèi)的UE位置信息。由于拜訪網(wǎng)絡(luò)中的ERS與歸屬網(wǎng)絡(luò)中的IAGW往往距離非常遙遠，直接通訊代價較大。因此UE漫游的情況下往往通過拜訪網(wǎng)絡(luò)的PIAGW與歸屬網(wǎng)絡(luò)中的IAGW間接通訊。在UE漫游情況下，CN對UE進行移動性管理的方式為PIAGW中保存UE的RA區(qū)標(biāo)識，HSS中保存UE所在的PIAGW地址。當(dāng)有下行業(yè)務(wù)時，IAGW查詢HSS得到UE所在的PIAGW的地址信息。并通知該代理PIAGW有針對UE的下行數(shù)據(jù)，PIAGW根據(jù)其內(nèi)保存RA區(qū)的標(biāo)識并向UE發(fā)送尋呼消息。在該過程中，由于UE是在兩個PIAGW間漫游，要涉及到兩個不同IAGW間的UE上下文的轉(zhuǎn)移過程。該上下文包括SPIAGW中保存的UE開機時所進行的鑒權(quán)加密等信息。如圖8所示，包括以下步驟S31.UE檢測到廣播信道下發(fā)的RA ID與自身RA ID值不符，發(fā)起RA更新過程，向其駐留ERS的PIAGW發(fā)送Routing Area Update Request消息，該消息中帶有UE的歸屬PLMN的標(biāo)識，原RAI，原P-TMSI簽名，更新類型，UE的歸屬PLMN的標(biāo)識，鑒權(quán)響應(yīng)值ERS等信息。該消息首先發(fā)送至ERS，ERS收到該消息后，將在該消息中加入包含RAC的小區(qū)全球標(biāo)識，并發(fā)向TPIAGW。
S32.當(dāng)TPIAGW收到Routing Area Update Request消息后，若發(fā)現(xiàn)無法識別P-TMSI，并且消息中描述的RAI不是自己的，則將根據(jù)舊的P-TMSI和RAI號碼導(dǎo)出SPIAGW的地址，并向SPIAGW發(fā)出上下文請求消息。在該消息中包含原RAI，TLLI，原P-TMSI簽名，TPIAGW地址，以獲得UE相應(yīng)的上下文。該上下文中包括UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息。
S33.當(dāng)SPIAGW收到TPIAGW發(fā)來的上下文請求消息后，將返回上下文響應(yīng)消息，該消息包括UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息等UE上下文。
S34.當(dāng)TPIAGW收到原PIAGW返回的上下文響應(yīng)消息，則將該消息中的鑒權(quán)響應(yīng)值ERS和UE上報的ERS進行比較。如不一致則進行鑒權(quán)加密流程，則通過向UE發(fā)出鑒權(quán)加密請求來觸發(fā)鑒權(quán)加密程序。
本方案中，由于SPIAGW中保留的是UE其開機時所進行的鑒權(quán)加密過程的鑒權(quán)信息，此步一般可省略。
在鑒權(quán)加密過程完成后，TPIAGW根據(jù)位置更新消息中UE的歸屬PLMN標(biāo)識，判決UE為在本PLMN網(wǎng)絡(luò)中漫游，則PIAGW在本地保存UE的RA區(qū)標(biāo)識，并向HSS發(fā)送更新位置消息，更新HSS中保存的位置信息。對于在拜訪網(wǎng)絡(luò)中漫游的UE而言，該位置信息為其所在的TPIAGW的標(biāo)識。TPIAGW也可以選擇從SPIAGW或HSS中獲得鑒權(quán)參數(shù)，直接進行鑒權(quán)加密過程，以防止鑒權(quán)加密信息頻繁傳遞帶來的安全隱患。
S35.HSS收到Update Location消息，向SPIAGW發(fā)送Cancel Location消息，該消息中包含有用戶的IMSI以及刪除類型。
S36.SIAGW收到該消息后，將刪除相應(yīng)的UE上下文，包括UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息，然后返回位置刪除證實消息。
S37.HSS更新UE的位置信息為TPIAGW的標(biāo)識，并通過向TPIAGW發(fā)送插入用戶數(shù)據(jù)消息，來通知TPIAGW插入用戶數(shù)據(jù)。該消息中包括該用戶的IMSI以及該用戶的簽約信息。
S38.TPIAGW在收到HSS發(fā)送來的插入用戶信息消息后，將創(chuàng)建相應(yīng)的UE上下文，然后返回插入用戶數(shù)據(jù)證實消息。
S39.當(dāng)HSS收到該消息，向TPIAGW發(fā)送Update Location Ack消息，證實位置更新完成。
S310.TPIAGW收到位置更新證實消息后，為UE分配新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，并把這些信息連同RAI一起包含在路由區(qū)更新接受消息中發(fā)給UE。
S311.UE接收到位置更新接受消息時，獲知其發(fā)起的位置更新流程成功完成。存儲收到的新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，以及新RAI標(biāo)識，同時將返回路由更新完成消息，整個位置更新流程完成。
此后，UE在拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)中漫游。由于拜訪網(wǎng)絡(luò)中的ERS與歸屬網(wǎng)絡(luò)中的IAGW往往距離非常遙遠，直接通訊代價較大。因此UE漫游的情況下往往通過拜訪網(wǎng)絡(luò)的PIAGW與歸屬網(wǎng)絡(luò)中的IAGW間接通訊。在UE漫游情況下，CN對UE進行移動性管理的方式為PIAGW中保存UE的RA區(qū)標(biāo)識，HSS中保存UE所在的PIAGW地址。當(dāng)有下行業(yè)務(wù)時，IAGW查詢HSS得到UE所在的PIAGW的地址信息。并通知該代理PIAGW有針對UE的下行數(shù)據(jù)，PIAGW根據(jù)其內(nèi)保存RA區(qū)的標(biāo)識并向UE發(fā)送尋呼消息。這種移動性管理方式與現(xiàn)有的UMTS網(wǎng)絡(luò)中類似。唯一的區(qū)別為當(dāng)UE在不同PIAGW間漫游時，原PIAGW向新PIAGW轉(zhuǎn)發(fā)的上下文中包含UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息。新PIAGW可以憑借該信息加速其鑒權(quán)過程。
在上述的幾個實施例的移動性管理過程中，還可以利用原PIAGW和UE中保存的密鑰值CK對UE和ERS間傳遞的消息進行加密，以增加消息傳遞的可靠性。
在新的演進架構(gòu)中，由于SGSN和GGSN的合并使得原有的兩層節(jié)點的移動性管理模式，不再適用。本發(fā)明中提出了一種新的空閑模式移動性管理方法，改進原有的流程，以適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)SGSN和GGSN合并的新特點。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)中空閑模式移動性管理方法，所述的無線通信系統(tǒng)為兩層節(jié)點構(gòu)架，設(shè)置有邊界無線站(ERS)和代理IP接入網(wǎng)關(guān)(PIAGW)，其特征在于，所述方法包括以下步驟A、用戶終端(UE)向其駐留ERS的代理IAGW(PIAGW)發(fā)送位置更新請求消息，觸發(fā)位置更新流程；B、PIAGW向歸屬簽約用戶服務(wù)器(HSS)發(fā)送位置更新消息，請求更新UE位置；C、HSS更新所述UE的位置標(biāo)識；D、PIAGW將所述UE的位置標(biāo)識發(fā)送給UE。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的位置更新，為路由區(qū)(RA)更新，所述的步驟B中，所述的位置更新請求消息為路由區(qū)更新請求消息，步驟C中，所述位置標(biāo)識是RA區(qū)標(biāo)識。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步驟A，是當(dāng)UE檢測到廣播信道下發(fā)的路由區(qū)標(biāo)識(RAID)與自身RAID值不符時觸發(fā)的。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的UE在歸屬公共陸地移動網(wǎng)(PLMN)的同一PIAGW范圍內(nèi)漫游。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步驟B中，還包括PIAGW判斷是否對所述UE發(fā)起鑒權(quán)加密操作的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的PIAGW判斷是否對所述UE發(fā)起鑒權(quán)加密流程，是當(dāng)PIAGW收到路由更新請求消息后，對所述消息中的鑒權(quán)響應(yīng)值ERS與本地保存的第一ERS進行比較，如果不一致則進行鑒權(quán)加密操作。
7.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的UE在歸屬PLMN的不同PIAGW范圍內(nèi)漫游，或者從拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)向歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)漫游，或者由歸屬PLMN漫游到拜訪PLMN網(wǎng)絡(luò)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟A中，所述的路由區(qū)更新請求消息中，包含原RA ID、原P-TMSI簽名，更新類型，UE的歸屬PLMN的標(biāo)識，鑒權(quán)響應(yīng)值信息。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟B，進一步包括B1、新PIAGW向原PIAGW發(fā)出上下文請求消息，所述消息中包含原RAID，臨時邏輯鏈路標(biāo)識(TLLI)，原P-TMSI簽名，新PIAGW地址；B2、新PIAGW向歸屬用戶服務(wù)器(HSS)發(fā)送更新位置消息，更新HSS中保存的位置信息。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的步驟B1中，還包括TPIAGW收到路由區(qū)更新請求消息后，判斷是否可以識別P-TMSI的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的TPIAGW如果無法識別P-TMSI，并且消息中描述的RAI不是其自身的，則根據(jù)舊的P-TMSI和RAI號碼導(dǎo)出SPIAGW的地址。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的步驟C進一步包括C1、HSS向原PIAGW發(fā)送刪除位置(Cancel Location)消息，所述消息中包含有用戶的IMSI以及刪除類型；C2、原PIAGW刪除相應(yīng)的UE上下文；C3、HSS更新UE的RA ID值，并向新PIAGW發(fā)送插入用戶數(shù)據(jù)消息，通知新PIAGW插入用戶數(shù)據(jù)；C4、新PIAGW創(chuàng)建相應(yīng)的UE上下文，返回插入用戶數(shù)據(jù)證實消息；C5、當(dāng)HSS收到該消息，向PIAGW發(fā)送位置更新響應(yīng)消息。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的步驟C2中，還包括刪除UE初始開機時的鑒權(quán)和加密信息。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，如果UE是從拜訪網(wǎng)絡(luò)漫游回歸屬PLMN網(wǎng)絡(luò)還包括刪除存在原PIAGW本地的UE原RAI標(biāo)識。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的步驟C3中，所述的插入用戶數(shù)據(jù)消息中包括所述用戶的IMSI以及該用戶的簽約信息。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的步驟C3中，如果UE是在歸屬PLMN內(nèi)部漫游或從拜訪PLMN返回歸屬PLMN，則HSS更新的位置信息是UE的RA ID值；如果UE從歸屬PLMN漫游到拜訪PLMN，HSS中更新的是該PIAGW標(biāo)識。
17.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的步驟D中，所述的位置信息包括分組臨時移動用戶識別號碼(P-TMSI)和P-TMSI簽名。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述的步驟D中，還包括將新的RA ID發(fā)送給UE。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括步驟E、UE存儲收到的新的P-TMSI和新的P-TMSI簽名，以及新的RA ID，返回路由更新完成消息。
20.一種無線通信系統(tǒng)，包括通過IP網(wǎng)絡(luò)連接的IP接入網(wǎng)關(guān)(IAGW)，為UE提供接入的邊界無線站(ERS)，以及存儲用戶信息的歸屬用戶服務(wù)器(HSS)，其特征在于，所述的IAGW，包括代理IAGW(PIAGW)，所述PIAGW用于用戶的移動安全性管理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線通信系統(tǒng)中空閑模式移動性管理方法及無線通信系統(tǒng)。所述的無線通信系統(tǒng)為兩層節(jié)點構(gòu)架，設(shè)置有邊界無線站(ERS)和IP接入網(wǎng)關(guān)(IAGW)，所述的管理方法包括以下步驟A、用戶終端(UE)向其駐留ERS的代理IAGW(PIAGW)發(fā)送位置更新請求消息，觸發(fā)位置更新流程；B、PIAGW向歸屬簽約用戶服務(wù)器(HSS)發(fā)送位置更新消息，請求更新UE位置；C、HSS更新所述UE的位置標(biāo)識；D、PIAGW將所述UE的位置標(biāo)識發(fā)送給UE。本發(fā)明中提出了一種新的空閑模式移動性管理方法，改進原有的流程，以適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)SGSN和GGSN合并的新特點。
文檔編號H04W8/08GK1949923SQ20051011302
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者許炳 申請人:華為技術(shù)有限公司