專利名稱:一種無線演進網絡中等價路由區的實現方法
技術領域:
本發明涉及無線演進網絡,具體的涉及一種無線演進網絡中等價路由區的實現方法。
背景技術:
通用移動通信系統(UMTS)是采用WCDMA空中接口技術的第三代移動通信系統,通常也把UMTS系統稱為WCDMA通信系統。UMTS系統采用了與第二代移動通信系統類似的結構,包括無線接入網絡(Radio Access Network,RAN)和核心網絡(Core Network,CN)。其中無線接入網絡用于處理所有與無線有關的功能,而CN處理UMTS系統內所有的話音呼叫和數據連接,并實現與外部網絡的交換和路由功能。CN從邏輯上分為電路交換域(Circuit Switched Domain,CS)和分組交換域(Packet Switched Domain,PS)。UMTS陸地無線接入網(UTRAN)、CN與用戶設備(User Equipment,UE)一起構成了整個UMTS系統。其系統結構如圖1所示。
UTRAN包含一個或幾個無線網絡子系統(RNS)。一個RNS由一個無線網絡控制器(RNC)和一個或多個基站(NodeB)組成。RNC用來分配和控制與之相連或相關的NodeB的無線資源,主要完成Uu(UMTS無線接口)接口物理層協議的處理。它的主要功能是擴頻、調制、信道編碼及解擴、解調、信道解碼,還包括基帶信號和射頻信號的相互轉換等功能。NodeB則完成Iub(基站與RNC之間的接口)和Uu接口之間的數據流的轉換,同時也參與一部分無線資源管理;其主要功能是擴頻、調制、信道編碼及解擴、解調、信道解碼,還包括基帶信號和射頻信號的相互轉換等功能。UTRAN的結構如圖2所示。
以上的網絡架構是基于第三代合作協議(3GPP)Re16以前版本的架構,考慮到未來網絡的競爭能力,3GPP正在研究一種全新的演進網絡架構以滿足未來十年甚至更長時間內移動網絡的應用需求,包括系統架構演進(SAE)和接入網的長期演進(LTE),其中演進的接入網稱為E-UTRAN。網絡演進的目標是希望提供一種低時延、高數據速率、高系統容量和覆蓋、低成本、完全基于IP的網絡。由于是一種全新的網絡架構,因此現有架構的所有節點、功能和流程都將發生實質性的變化。
為了保證與現有系統的兼容,3GPP的網絡演進的目標之一就是實現E-UTRAN和UTRAN、GERAN(GSM/EDGE接入網)之間的移動性管理。在空閑模式(LTE_IDLE)下,用戶(UE)從2G/3G網絡移動到SAE/LTE接入系統時,將發生位置更新的一系列過程,包括移動管理實體/用戶面實體(MME/UPE)之間UE上下文的轉移、MME向歸屬用戶服務器(HSS)注冊、UPE向接入層間主節點(InterAS Anchor)做路由更新等,從而導致一系列的空閑模式下的位置管理信令流量。而由于演進網絡建網初期E-UTRA小區覆蓋范圍較小,隨著UE的漫游,其在E-UTRAN和UTRAN、GERAN之間頻繁移動,從而導致系統頻繁進行位置更新的流程,極大地增加了空閑模式下的信令流量負荷。
為了降低空閑模式下在不同無線接入類型(RAT)之間移動時產生的信令流量,目前提出了一種限制信令的方案。該方案將E-UTRA小區和GSM/UTRAN小區劃分到不同的路由區(或位置區)。其中E-UTRAN的稱為跟蹤區(TA區),GSM/UTRAN的稱為路由區(RA區)。UE在完成附著或位置更新過程后同時被多個RA或TA所接受。這些RA/TA區稱為等價路由區。UE在等價路由區域內漫游時,不需要發起位置更新過程以維持位置信息,有效的減少了空閑狀態下移動的信令負荷。
對該方案的尋呼流程具體描述如下用戶面網關(UP-GW)記錄兩個標識信息一是UE是否處于活動(LTE_Active)狀態,二是UE上一次在路由區內的活動是在E-UTRA中還是UTRA/GSM中進行。當下行數據到達UP-GW時,UP-GW判斷這兩個標識信息
1、若UE處于LTE_active狀態,則網絡直接向UE發送下行數據;2、若UE上一次在路由區內活動是在E-UTRA中進行,且UE處于LTE_idle狀態,存在UE漫游至等價路由區GSM/UTRA一側的可能性,網絡在整個路由區內發起尋呼;3、若UE上一次在路由區內活動是在現有的UMTS網絡中進行,GW首先向UMTS網絡發送下行數據;a)若UE處于激活態,數據可直接下發至UE,不需要后續的尋呼流程;b)若UE處于待機(standby)、URA_PCH、CELL_PCH、PMM_IDLE等非活動狀態,則UE有可能漫游至E-UTRAN側,UMTS網絡中處理對應的上述四種狀態的對應節點將收到的下行數據回傳至網關(GW),同時通知GW在整個路由區內尋呼UE。
但該技術雖然定義了等價路由區的概念,卻沒有給出等價路由區的實現方式以及UE和網絡之間對于等價路由區信息的交互流程,從而無法實際實現。
于是針對上述方案,又提出了一種等價路由區的實現方式。該方案中,UE內部保存有一個等價路由區列表,稱為“RAI池”,該“RAI池”包括了所有等價路由區的路由區標識/跟蹤區標識(RAI/TAI)值。不同的“RAI池”對應于不同的等價路由區集。UE所保存的是當前所屬的等價路由區的“RAI池”。
每個RA/TA區內廣播自己的RAI/TAI,當UE進入一個新的小區,監聽該小區廣播的RAI/TAI,并和其保存的“RAI池”中的所有RAI/TAI比較,如果找到相符合的值,則不進行路由區更新流程,如果“RAI池”內沒有任何項與監聽到的RAI/TAI相符合,則進行正常的路由區更新流程。
不同等價路由區集的“RAI池”由控制面網關(CP-GW)維護,并將相應的“RAI池”更新給處在對應等價路由區內的UE。這個更新過程是通過路由區更新或者網絡附著的流程進行的,如圖3所示。其流程描述如下1、UE進行網絡附著或者進入新的等價路由區而發起路由區更新請求;2、2G/3G SGSN發送注冊請求到CP-GW;
3、其他相關流程,如鑒權等;4、CP-GW發送注冊請求到HSS;5、HSS進行注冊,并返回注冊確認信令給CP-GW;CP-GW從HSS收到注冊確認后,向2G/3G SGSN發送注冊確認信令,同時根據UE所報告的新的RAI/TAI值,在信令中包含CP-GW所維護的相應的“RAI池”內容。
6、2G/3G SGSN向UE發送包含“RAI池”內容的注冊確認信令,UE收到后更新其所存儲的“RAI池”。
但該技術的缺點在于1)由于演進網絡建網初期E-UTRA小區覆蓋范圍較小,主要是在2G/3G網絡的覆蓋區域內以熱點的方式大量存在,因此網絡的結構是一個大的2G/3G RA區內有大量演進網絡TA區。根據限制信令的要求,這個“RAI池”可能會包含一個2G/3G的RAI和很多個演進網絡的TAI,因此數據量較大,從而要求UE一定的存儲量,同時在路由區更新和網絡附著過程中的信令長度也會有較大增加;2)同時,該方案還要求更改現有2G/3G網絡的路由區更新和網絡附著信令,從而需要對現有網絡進行這方面的升級,還要考慮與原有2G/3G終端的兼容,帶來一定復雜性。
發明內容
為了解決如上問題,本發明的目的在于提供一種無線演進網絡中等價路由區的實現方法。在簡化等價路由區的實現方式的基礎上,保持不同RAT間空閑模式下的UE在移動時的限制信令功能,同時本發明還針對目前提出的其他方案中存在的問題,實現簡化RAI/TAI的存儲方式、簡化等價路由區的管理過程、并保證享有2G/3G網絡的兼容性。
為了實現所述的目的,本發明的技術方案為一種無線演進網絡中等價路由區的實現方法,包括如下步驟a.演進網絡的路由區TA內,網絡廣播與該TA區同屬于一個等價路由區的2G/3G網絡的路由區RA的路由區標識RAI信息;所述等價路由區的所述RA區內,網絡廣播該RA區的路由區標識RAI信息;b.UE本地存儲當前所屬RA/TA區的廣播信息;c.UE進入一個新的小區時,通過將接收到的廣播信息與本地存儲的廣播信息進行比較來決定是否進行路由區更新。
所述步驟a還包括在所述等價路由區的TA內,網絡還廣播該TA區的跟蹤區標識TAI信息。
在所述等價路由區的RA內,所述的廣播信息包括RAI信息;在所述等價路由區的TA內,所述廣播信息包括RAI和TAI信息。
UE在演進網絡中進行網絡附著或RA/TA更新時,根據接收的TAI信息決定自己進入的TA區。
所述步驟c包括當UE從演進網絡路由區TA移動到2G/3G網絡路由區RA時,將存儲的RAI與接收到的RAI相比較,如果相等則不進行路由區更新;如果不相等,則發起路由區請求,進行路由區更新;UE將RA區接收到的RAI保存在本地。
當UE從演進網絡TA區移動到2G/3G網絡RA區時,所述步驟c包括(1)UE偵聽所述RA區內廣播的該RA區的RAI信息;(2)UE用本地存儲的同屬一個等價路由區的2G/3G網絡的RA區的RAI與接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行路由區更新;(3)如果本地存儲的RAI和接收到的RAI不相等,發起路由區更新請求;(4)網絡進行路由區更新;(5)RA區的核心網關單元(如SGSN)發送路由區更新接受消息給UE;(6)UE將在RA區接收到的RAI保存在本地;(7)UE發送路由區更新完成消息給網絡,路由區更新過程完成。
所述步驟c包括
當UE從2G/3G網絡的RA區移動到演進網絡的TA區,該UE將存儲的RAI與接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行路由區更新;如果不相等,則發起路由區更新請求并進行路由區更新;UE將在TA區接收到的TAI、RAI信息進行本地存儲。
當UE從2G/3G網絡的RA區移動到演進網絡的TA區,步驟c包括(1)UE偵聽所述TA區內的廣播信息,該廣播信息包括所述TA區的TAI以及與該TA區鄰近的屬于同一等價路由區的RA區的RAI;(2)UE用本地存儲的RAI和接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行RA更新;(3)如果本地存儲的RAI和接收到的RAI不相等,發起路由區更新請求;(4)網絡進行路由區更新;(5)所述TA區的核心網關單元(如SAE MME/UPE)發送路由區更新接受消息給UE;(6)UE將在所述TA區接收到的TAI和RAI保存在本地;(7)UE發送RA更新完成消息給網絡,路由區更新過程完成。
所述等價路由區包括至少一個2G/3G網絡路由區RA以及與所述2G/3G網絡路由區相鄰的演進網絡的路由區TA。
如果有兩個或以上的演進網絡的路由區TA在地理上相鄰,將其劃分到一個TA區。
本發明的有益效果在于,本發明給出了一種新的無線演進網絡中用于不同RAT間限制信令的等價路由區實現方案,使得限制信令的流程能夠在該等價路由區方案的基礎上實現。同時,本發明還針對演進網絡和現有2G/3G網絡的實際分布需求,提出了從RA區到TA區和從TA區到RA區不對稱的等價路由區實現,一方面保持現有2G/3G網絡的流程不變,保證了現有2G/3G網絡的兼容性;另一方面也減少了UE處存儲等價路由區的存儲器需求,簡化了RAI/TAI的存儲方式。同時,本發明給出的整個流程比較簡單,簡化了等價路由區的管理過程。
圖1為現有UMTS系統結構圖;圖2為現有UTRAN的網絡結構圖;圖3為現有技術的“RAI”池的獲取流程圖;圖4為等價路由區的規劃示意圖;圖5為根據本發明的UE從RA區移動到TA區時的信令流程圖;圖6為根據本發明的UE從TA區移動到RA區時的信令流程圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細說明。
根據限制信令需求的定義,演進網絡初期的規劃應該如圖4所示。2G/3G的RA區覆蓋較大的面積,而演進網絡的TA區在RA區內呈熱點分布,且不同TA區之間不存在直接相鄰的情況。如果有兩個演進網絡區相鄰,則將其劃分到一個TA區。
由于等價路由區劃分的目的是為了讓UE在等價路由區內移動時不做任何路由區更新,因此圖4中所示的所有RA/TA可以劃分為一個等價路由區。不同等價路由區的劃分在網絡規劃的過程中完成,并由控制面網關(CP-GW)網元維護。
因此,對于2G/3G網絡的RA區而言,其所處的等價路由區內有相當多的TA區與之相鄰,而對于演進網絡的TA區而言,其所處的等價路由區內只有一個(或很少)RA區與之相鄰。
基于上述規劃,本方案的描述如下1、在2G/3G網絡的RA區內,網絡沿用以往的方式,在整個RA區內廣播自己的RAI信息;2、在演進網絡的TA區內,網絡在整個TA區內廣播自己的TAI信息以及與之處于同一等價路由區內的RAI信息,根據前面的描述,這個RAI信息很少,一般只有一個;3、當UE在2G/3G網絡中進行網絡附著或RA更新時,沿用原有的信令流程和內容;4、當UE在演進網絡中進行網絡附著或RA/TA更新時,根據接收到的廣播TAI來決定自己進入的TA區,并進行相應的附著或RA/TA更新流程,由于廣播中包含等價路由區內的2G/3G網絡RA區的RAI信息,UE同時從廣播中獲取該RAI,并保存在本地。
從上面的描述可知,UE如果最近一次是在2G/3G網絡的RA區內進行附著/RA更新,則其僅保存有本RA區的RAI信息,沒有其他任何RA信息;UE如果最近一次是在演進網絡的TA區內進行附著/RA更新,則其除了保存有本TA區的TAI信息外,還保存有相鄰的同屬一個等價路由區的2G/3G網絡的RA區的RAI信息,該信息一般只有一條。
圖5為根據本發明UE從RA區移動到TA區時的信令流程圖。如圖5所示,當UE在空閑模式下從2G/3G網絡的RA區移動到演進網絡的TA區時,其流程如下1、UE偵聽TA區內廣播的相應信息,包括1)該TA區的TAI,2)該TA區鄰近的屬于同一等價路由區下的RA區的RAI;2、UE用本地存儲的RAI和接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行路由區更新;3、如果本地存儲的RAI和接收到的RAI不相等,則發起路由區更新請求;4、網絡進行路由區更新相關過程,包括上下文倒換、安全鑒權等;5、TA區的核心網關單元(如SAE MME/UPE等)發送路由區更新接受消息給UE;6、UE將在TA區接收到的TAI和RAI保存在本地;7、UE發送路由區更新完成消息給網絡,路由區更新過程完成。
圖6為根據本發明UE從TA區移動到RA區時的信令流程圖。如圖6所示,當UE在空閑模式下從演進網絡的TA區移動到2G/3G網絡的RA區時,其流程如下1、UE偵聽RA區內廣播的該RA區的RAI信息;2、UE用本地存儲的相鄰的同屬一個等價路由區的2G/3G網絡的RA區的RAI與接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行路由區更新;3、如果本地存儲的RAI和接收到的RAI不相等,則發起路由區更新請求;4、網絡進行路由區更新相關過程,包括上下文倒換、安全鑒權等;5、RA區的核心網關單元(如SGSN)發送路由區更新接受消息給UE;6、UE將在RA區接收到的RAI保存在本地;7、UE發送路由區新完成消息給網絡,路由區更新過程完成。
綜上所述,本發明的方法提供了一種新的無線演進網絡中用于不同RAT間限制信令的等價路由區實現方案,該方案針對演進網絡和現有2G/3G網絡的實際分布需求,提出了從RA區到TA區和從TA區到RA區不對稱的等價路由區實現;根據本發明的方法,在2G/3G網絡的RA區內,只廣播本RA區的RAI,在演進網絡的TA區內,除了廣播本TA區的TAI外,還廣播相鄰同屬于一個等價路由區的2G/3G網絡RA區的RAI;UE在2G/3G網絡的RA區內進行網絡附著或RA更新時,僅保存本RA區的RAI,UE在演進網絡的TA區內進行網絡附著或RA更新時,除了保存本TA區的TAI外,還保存相鄰同屬于一個等價路由區的2G/3G網絡RA區的RAI;當UE在空閑模式下從2G/3G網絡的RA區移動到演進網絡的TA區或者從演進網絡的TA區移動到2G/3G網絡的RA區時,都通過比較其內部存儲的RAI和接收到RAI,來決定是否進行RA更新。
因此,本發明的有益效果在于實現了無線演進網絡中不同RAT間對信令的限制。同時,本發明還針對演進網絡和現有2G/3G網絡的實際分布需求,提出了從RA區到TA區和從TA區到RA區不對稱的等價路由區實現,一方面保持現有2G/3G網絡的流程不變,保證了現有2G/3G網絡的兼容性;另一方面也減少了UE處存儲等價路由區的存儲器需求,簡化了RAI/TAI的存儲方式。同時,本發明給出的整個流程比較簡單,簡化了等價路由區的管理過程。
以上具體實施方式
僅用于說明本發明,而非用于限定本發明。凡在本發明的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種無線演進網絡中等價路由區的實現方法,其特征在于包括如下步驟a.演進網絡的路由區TA內,網絡廣播與該TA區同屬于一個等價路由區的2G/3G網絡的路由區RA的路由區標識RAI信息;所述等價路由區的所述RA區內,網絡廣播該RA區的路由區標識RAI信息;b.用戶設備本地存儲當前所屬RA/TA區的廣播信息;c.用戶設備進入一個新的小區時,通過將接收到的廣播信息與本地存儲的廣播信息進行比較來決定是否進行路由區更新。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟a還包括在所述等價路由區的TA內,網絡還廣播該TA區的跟蹤區標識TAI信息。
3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于在所述等價路由區的RA內,所述的廣播信息包括RAI信息;在所述等價路由區的TA內,所述廣播信息包括RAI和TAI信息。
4.根據權利要求2所述的方法,其特征在于用戶設備在演進網絡中進行網絡附著或RA/TA更新時,該用戶設備根據接收的TAI信息決定自己進入的TA區。
5.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟c包括當用戶設備從演進網絡路由區TA移動到2G/3G網絡路由區RA時,用戶設備將存儲的RAI與接收到的RAI相比較,如果相等則不進行路由區更新;如果不相等,則發起路由區請求,進行路由區更新;用戶設備將RA區接收到的RAI保存在本地。
6.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法,其特征在于,當用戶設備從演進網絡TA區移動到2G/3G網絡RA區時,所述步驟c包括(1)用戶設備偵聽所述RA區內廣播的RAI信息;(2)用戶設備用本地存儲的同屬一個等價路由區的2G/3G網絡的RA區的RAI與接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行路由區更新;(3)如果本地存儲的RAI和接收到的RAI不相等,則發起路由區更新請求;(4)網絡進行路由區更新;(5)RA區的核心網關單元發送路由區更新接受消息給用戶設備;(6)用戶設備將在RA區接收到的RAI保存在本地;(7)用戶設備發送路由區更新完成消息給網絡,路由區更新過程完成。
7.根據權利要求2所述的方法,其特征在于所述步驟c包括當用戶設備從2G/3G網絡的RA區移動到演進網絡的TA區,該用戶設備將存儲的RAI與接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行路由區更新;如果不相等,則發起路由區更新請求并進行路由區更新;用戶設備將在TA區接收到的TAI、RAI信息進行本地存儲。
8.根據權利要求1-4中任一項所述的方法,其特征在于當用戶設備從2G/3G網絡的RA區移動到演進網絡的TA區,所述步驟c包括(1)用戶設備偵聽所述TA區內的廣播信息,該廣播信息包括所述TA區的TAI以及與該TA區鄰近的屬于同一等價路由區的RA區的RAI;(2)用戶設備用本地存儲的RAI和接收到的RAI相比較,如果相等,則不進行RA更新;(3)如果本地存儲的RAI和接收到的RAI不相等,則發起路由區更新請求;(4)網絡進行路由區更新;(5)所述TA區的核心網關單元發送路由區更新接受消息給用戶設備;(6)用戶設備將在所述TA區接收到的TAI和RAI保存在本地;(7)用戶設備發送RA更新完成消息給網絡,路由區更新過程完成。
9.根據權利要求1所述的方法,其特征在于所述等價路由區包括至少一個2G/3G網絡路由區RA以及與所述2G/3G網絡路由區相鄰的演進網絡的路由區TA。
10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于如果有兩個或以上的演進網絡的路由區TA在地理上相鄰,將其劃分到一個TA區。
全文摘要
本發明提供了一種無線演進網絡中等價路由區的實現方法,所述方法包括如下步驟a.演進網絡的路由區TA內,網絡廣播與該TA區同屬于一個等價路由區的2G/3G網絡的路由區RA的路由區標識RAI信息;所述等價路由區的所述RA區內,網絡廣播該RA區的路由區標識RAI信息;b.UE本地存儲當前所屬RA/TA區的廣播信息;c.UE進入一個新的小區時,通過將接收到的廣播信息與本地存儲的廣播信息進行比較來決定是否進行路由區更新。本發明簡化了原有的限制信令方案中所要求的等價路由區方案,降低了對UE存儲區的要求和相關信令的長度,大大降低了信令的負荷,同時具有很好的兼容性。
文檔編號H04W8/02GK101039510SQ20061006531
公開日2007年9月19日 申請日期2006年3月17日 優先權日2006年3月17日
發明者杭大明, 鄧永鋒 申請人:華為技術有限公司