異構ip網絡切換時的數據傳輸方法及系統和核心網網關的製作方法

2023-09-19 09:47:30

專利名稱：異構ip網絡切換時的數據傳輸方法及系統和核心網網關的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種異構IP網絡的切換時的數據傳輸方 法，以及異構IP網絡系統和核心網網關。
背景技術：
3GPP系統包括無線接入網絡(Radio Access Network, RAN)和核心網絡， 其中無線接入網絡用於處理所有與無線有關的功能，核心網絡處理系統內所有 的話音呼叫和數據連接，並實現與外部網絡的交換和路由功能。核心網從邏輯 上分為電路交換域(Circuit Switched Domain, CS )和分組交換域(Packet Switched Domain, PS )。參見圖1,為3GPP分組域PS部分示意圖。如圖1所示，3GPP的PS部分核心網中主要的網元有SGSN (服務GPRS 支持節點)、GGSN (網關GPRS支持節點)。其中SGSN提供核心網與無線接 入系統的連接以及分組型數據業務的移動性管理、會話管理功能；GGSN則作 為移動通信系統與其它公用數據網間的接口，同時還具有查詢位置信息的功 能。為了增強未來網絡的竟爭能力，3GPP系統架構演進(SAE)成為3GPP 的下一階段的研究發展主要方向。SAE網絡是一個多種網絡技術融合的架構， 用戶可以使用3GPP接入系統接入3GPP核心網絡，也可以通過非3GPP接入 系統(例如WLAN, WiMAX等等)接入3GPP網絡。參見圖2，為3GPPTR23882中定義的SAE網絡架構示意圖。SAE網絡架構是融合3GPP接入技術與non-3GPP接入技術的網絡，其中，UTRAN是已有的3GPP接入技術之一，通過Iu接口連接GPRS核心網，
GPRS核心網通過S3和S4兩個接口連接演進核心網的MME/UPE和SAE Anchor;Evolved RAN (又稱LTE)是3GPP下一代無線接入技術，通過SI接口連 接演進核心網；Non-3GPP接入技術通過S2a接口融入演進網，在這個接口上使用的是MIP 協議(Mobile IP,移動IP協議)或MOBIKE協議(IKEv2 Mobility and Multihoming Protocol,網際網路密鑰更新的移動性和多宿協議)，比如，Mobile IPv4和Mobile IPv6。如圖2所示，SAE的核心網主要包含MME/UPE、 3GPP Anchor和SAE Anchor三個邏輯功能模塊。其中，MME是移動管理模塊，負責控制面的移動 性管理，包括MM Context (移動性管理上下文)和移動狀態管理，分配用戶 臨時身份標識、安全功能等；UPE是用戶面實體，負責空閒狀態下為下行數據 發起尋呼，管理保存IP承栽參數和網絡內路由信息等；3GPPanchor是2G/3G 和LTE (Long Term Evolution,接入網的長期演進)接入系統間的錨點；SAE Anchor則充當不同4妻入系統間的用戶面錨點。3GPP anchor和SAE anchor可以 合一為IASA (Inter AS Anchor,接入系統間錨點)，作為所有接入技術在SAE 中對外的業務錨點。UE可以通過eNB-MME/UPE連接到IASA，此時UE與MME之間用移動 性管理/會話管理(MM/SM)協議，MMEAJPE與IASA之間使用GTP (GPRS Tunneling Protocol, GPRS隧道協議)；UE也可以通過non-3GPP網關連接到 IASA， UE與non-3GPP網關使用特有的無線協議，UE與IASA之間使用MP 或MOBIKE。3GPP中使用的核心協議是GTP協議。GTP協議主要包括PDP (Packet Data Protocol context,分組數據協議)上下文激活、PDP上下文修改、PDP上 下文去激活過程。其中PDP上下文保存了用戶面進行隧道轉發的所有信息， 包括RNC/GGSN的用戶面IP位址、隧道標識和QoS( Quality of Service,服務
質量)等。GPRS系統的UE在進行業務數據傳輸前需要發起PDP上下文激活過程， 其目的是為了獲得GGSN為UE分配的一個IP位址。在業務進行過程中，當 有一些參數發生改變的時候，會發起對PDP上下文的修改過程，對PDP上下 文的修改可以由很多種情況觸發。在業務結束或其他情況下，需要發起對PDP 上下文去激活流程。在圖1所示的3GPP SAE中，UE通過non 3GPP接入SAE中，可以使用 MP協議或者MOBIKE協議。MIP協議使得移動節點(MN，該MN在無線通信網絡中即UE)無論在 網絡的附著點如何改變，該移動節點總是保持HoA( Home Address,家鄉地址) 不變。當MN離開家鄉網絡移動到一個外地網絡，將獲得一個CoA (Care of Address,轉交地址)，並通過向HA (HomeAgent,家鄉代理)發起MIP註冊 過程，在HA上創建一個HoA地址和CoA地址的關聯。當發往MN的數據報 文到達HA時，HA會根據它所記錄的CoA提供的MN當前的位置信息，將該 數據包正確地路由到MN。MIP協議規定了 MIPv4的兩種實現方式MPv4 FA-CoA和MPv4 Co-CoA,圖3和圖4分別示出了兩種MIPv4的實現方式。其主要區別在於 MPv4 FA-CoA中，HA上記錄為FA (Foreign Agent,外地代理)的地址和MN HoA地址的關聯，FA上記錄的是MN的HoA和MN的鏈路層地址(例如MAC 地址)的關聯。MIP隧道終結在FA; MIPv4 Co-CoA中，HA上記錄為MN在 外地網絡獲得的本地IP位址和MN HoA地址的關聯，MIP隧道終結在MN。MOBIKE協議用於在兩個IP節點之間建立IPsec隧道。兩個IP節點分別 表示為發起端和響應端。發起端在自己所處的網絡中擁有一個本地IP位址， 發起端用本地IP位址創建與響應端之間的IPsec隧道。在建立IPsec隧道的過 程中，響應端為發起端再分配一個遠程IP，並且響應端記錄遠程IP與本地IP 之間的對應關係。當發往遠程IP的數據報文到達響應端時，響應端會根據它
所記錄的本地IP,將該數據包正確地路由到發起端。當發起端因為移動的原因，本地IP發生了變化，發起端通過INFORMATIONAL消息來更新相應的IPSec隧道。在3GPPSAE中，UE會在不同的接入系統(2G、 3G、 non3GPP)之間移 動。為了保證更好的服務質量，激活態UE在這些系統中移動的時候需要保持 業務連續性、減少丟包率。業務連續性是靠UE的IP位址不變來達到的。目前， 關於解決丟包問題的主流技術有data forwarding和bi-casting兩種技術。Data Forwarding 4支術中，3GPP沿用release 99 Packet Duplication mechanism所謂的包複製機制，當切換發生時RNC (Radio Link Controller,無 線鏈路控制器)將數據包複製成兩份， 一份經由原路徑送到UE ，另一份由 RNC傳送至UE移動到的RNC。Bi-Casting技術在作封包的bi-casting是由核心網來執行的，因此SGSN 與GGSN可以執行bi-casting的動作。當切換是跨SGSN時包bi-casting由 GGSN來執行，當切換範圍是在同一個SGSN的範圍之內包bi-casting由SGSN 來執行。上面描述的兩種方法都需要支持後向切換，即UE所在源網絡可以通知目 標網絡為UE準備好資源，在同一種網絡中可以通過網元之間的接口來實現。 對於異構IP網絡之間切換，如果處於激活態的UE具有多無線技術接入能力， 則UE可以在保持源網絡中的連接同時，在目標網絡中創建新的連接，然後通 過源和目標兩個連接同時傳送數據，來實現異構IP網絡間的無損切換。但是, 如果UE不具有多無線技術接入能力，則UE必須先中斷與源網絡的連接，並 接入目標網絡開始重新創建連接。在這個切換過程中，首先，由於數據仍是源 源不斷的被發送到舊網絡，而UE無法通過源網,收數據，從而導致極大的 數據丟包；其次，如果源網絡檢測到它無法聯繫UE,將會發起與該UE相關 的會話的釋放過程，如此一來，即使隨後UE從目標網絡成功地創建了連接， 也必須重新與用戶終端進行交互，獲取用戶終端信息，進行會話的創建
發明內容
本發明實施例提供兩種異構IP網絡切換時的數據傳輸方法，用以解決現 有技術中存在的在異構IP網絡中切換時的丟包問題。基於相同的技術構思，本發明實施例還提供一種異構IP網絡系統和一種 核心網網關。本發明實施例提供的第一種異構IP網絡的切換方法中，所述異構IP網絡由核心網網關作為不同接入系統間的錨點，該方法包括以下步驟所述用戶終端通過源網絡向所述核心網網關發送保留業務的指示信息； 所述核心網網關根據該指示信息將發往該用戶終端的業務數據進行緩存。 上述方法中，所述用戶終端準備從所述源網絡切出時，向所述核心網網關發送請求保留業務的消息；所述核心網網關根據該請求消息將發往該用戶終端的業務數據進行緩存。 本發明實施例提供的第二種異構IP網絡的切換方法中，所述異構IP網絡由核心網網關作為不同接入系統間的錨點，並且所述核心網網關緩存有用戶終端的業務數據，該方法包括以下步驟所述用戶終端通過目標網絡向所述核心網網關發送取消保留的指示信息； 所述核心網網關根據該指示信息將緩存的業務數據發送到該用戶終端。 上述方法中，若所述核心網網關在指定時間內未收到所述用戶終端發送的取消保留的指示信息，則刪除緩存的所述用戶終端的業務數據。上述方法中，所述用戶終端切換到目標網絡後，向所述核心網網關發送請求取消保留的消息；所述核心網網關根據該請求消息將緩存的業務數據發送到該用戶終端。 本發明實施例提供的異構IP網絡系統，包括用戶終端、第一網絡、第二網絡和核心網網關，所述核心網網關與所述第一網絡和第二網絡連接，所述用戶終端包括檢測模塊和指示信息發送模塊，所述核心網網關包括保留業務處理
模塊、取消保留處理模塊和存儲模塊；所述檢測模塊，用於在獲知所述用戶終端準備從所述第一網絡切出時，向 所述指示信息發送^f莫塊發送切換開始的指示；在獲知所述用戶終端切換到所述 第二網絡後，向所述指示信息發送模塊發送切換完成的指示；所述指示信息發送^f莫塊，用於在接收到切換開始的指示後，通過所述第一 網絡向位於核心網網關的所述保留業務處理模塊發送保留業務的指示信息；在 接收到切換完成的指示後，通過所述第二網絡向所述取消保留處理才莫塊發送取 消保留的指示信息；所述保留業務處理模塊，用於根據接收到的所述保留業務的指示信息，將 發往所述用戶終端的業務數據緩存到所述存儲才莫塊；所述取消保留處理模塊，用於根據接收到的所述取消保留的指示信息，將 所述存儲模塊中保存的業務數據發送到所述用戶終端。所述核心網網關還包括定時器和刪除處理模塊；所述定時器用於在所述保留業務處理模塊接收到所述保留業務的指示信 息後開始計時；在所述取消保留處理模塊接收到所述取消保留的指示信息後停 止計時；所述刪除處理模塊用於當定時器超時且所述取消保留處理模塊未收到所 述取消保留的指示信息時，將所述存儲模塊中保存的所述用戶終端的業務數據刪除。本發明實施例提供的核心網網關，包括保留業務處理模塊、取消保留處理 模塊和存儲模塊；所述存儲才莫塊，用於存儲發往所述用戶終端的業務數據；所述保留業務處理模塊，用於接收用戶終端發送的保留業務的指示信息， 並根據該指示信息將發往所述用戶終端的業務數椐緩存到所述存儲模塊；所述取消保留處理模塊，用於接收用戶終端發送的取消保留的指示信息， 並根據該指示信息將所述存儲模塊中保存的業務數據發送到相應的用戶終端。
上述核心網網關，還包括定時器和刪除處理模塊；
所述定時器用於在所述保留業務處理模塊接收到所述保留業務的指示信 息後開始計時；在所述取消保留處理模塊接收到所述取消保留的指示信息後停 止計時；
所述刪除處理模塊用於當定時器超時時，將所述存儲模塊中保存的所述用 戶終端的業務數據刪除。
本發明實施例的有益效果如下
1、 本發明實施例通過在網絡切換開始時，由用戶終端指示核心網網關緩 存發往用戶終端的業務數據，解決了現有技術中，對於不具有多無線技術同時 接入能力的用戶終端在異構IP網絡之間切換的時候，丟失掉發往該用戶終端 的業務數據的問題，使用戶終端的相應業務得以保留。
2、 本發明實施例通過在切換完成後，由用戶終端指示核心網網關將緩存 的業務數據發送到用戶終端，因而減少了因網絡切換引起的丟包率。
3、 本發明實施例通過在核心網網關中設置定時器，以控制緩存業務數據 在核心網網關中保存的時間，當定時器超時並且核心網網關未收到取消保留的 指示信息時，將緩存的用戶終端的業務數據刪除，以節省核心網網關的存儲空 間。


圖1為3GPP分組域PS部分示意圖2為3GPPTR 23882中定義的SAE網絡架構示意圖3為MIPv4 FA-CoA註冊過程示意圖4為MIPv4 Co-CoA註冊過程示意圖5為本發明實施例的網絡切換流程示意圖6為本發明第一實施例的網絡切換流程示意圖7為本發明第二實施例的網絡切換流程示意圖8為本發明第三實施例的網絡切換流程示意圖； 圖9為本發明第四實施例的網絡切換流程示意圖； 圖IO為本發明第六實施例的網絡切換流程示意圖； 圖11為本發明實施例的異構IP網絡系統結構示意圖； 圖12為本發明實施例的核心網網關結構示意圖。
具體實施方式
下面通過附圖對本發明進行詳細描述。參見圖5,為本發明實施例的網絡切換流程示意圖。如圖5所示，UE決定開始切換時，通過源網絡發送保留業務的指示給核 心網網關，收到該指示的核心網網關將進行保留業務的相關操作(保存該UE 信息、緩存發往該UE的業務數據)。當UE成功切換到目標網絡後，發送取消 保留的指示給核心網網關，收到該指示的核心網網關將緩存的業務數據通過新 的連接傳送給該UE。下面結合附圖，以6個實施例對本發明進行詳細描述。實施例1本實施例描述UE從UTRAN或Evolved RAN切換到non-3GPP接入系統 (non-3GPP接入系統與SAEAnchor之間採用MIP協議通信)的過程，由於從 Evolved RAN切換到non-3GPP接入系統的過程與從UTRAN切換到non-3GPP 接入系統的過程相似，以下僅描述前者的切換過程，在下述流程中，將 MME/UPE替換為SGSN,即為後者的切換過程。參見圖6，為本發明第一實施例的網絡切換流程示意圖，UE通過UE—一 MME/UPE— 一SAE Anchor的路徑傳送業務數據，UE從Evolved RAN切換到 non-3GPP接入系統的過程中，UE的業務數據的傳輸過程具體步驟包括1 ~ 3、 UE檢測到non-3GPP無線信號，決定切換到non-3GPP接入系統， 於是發起更新PDP上下文流程，其中
步驟1 、 UE發送修改PDP上下文請求(Modify PDP Context Request)到 MME/UPE，攜帶保留業務的指示信息(hold on參數)，指示將相關業務設置 為保留狀態；UE也可以發起PDP上下文去活過程，指示將相關業務設置為保 留狀態；步驟2、 MME/UPE發送更新PDP上下文請求(Update PDP Context Request),攜帶保留業務的指示信息(hold on參數)；SAE Anchor按照指示將 相關業務遷移為保留狀態並緩存發往UE的業務數據，返回更新PDP上下文響 應(Update PDP Context Response )。Hold on參數值可以為1或0,本實施例中，hold on參數的參數值為1表 示要保留業務，參數值為0表示取消保留。SAE Anchor收到值為1的hold on 參數後，保存該UE在網絡側的一些基本信息，比如上下文、地址信息等，並 且將發往該UE的業務數據(如視頻、音頻數據)進行緩存。步驟3、 MME/UPE向UE發送修改PDP上下文接受消息(Modify PDP Context Accept )。4~6、 UE切換到non3GPP接入系統，其中步驟4、 UE切換到non 3GPP接入系統，執行符合non-3 GPP接入系統規 範的接入認證過程；步驟5、認證通過後，UE收到代理公告消息，得到拜訪網絡的前綴信息； 步驟6、 UE獲得CoA (如果是MIPv4FA-CoA,則省略這一步)。7、 UE向SAE Anchor發起MP註冊過程，在註冊消息中攜帶取消保留的 指示信息(hold on參數)。在MIP註冊過程中，UE使用在3GPP網絡得到的 IP位址作為HoA,把SAE Anchor作為HA。 SAE Anchor把下行通路由GTP 隧道轉換為MP隧道。SAE Anchor收到值為0 (表示取消保留)的hold on參數後，將緩存的發 往該UE的業務數據發送到該l疋。8、 SAE Anchor發起PDP上下文的刪除過程。 UE在non 3GPP系統接入時的數據路由是UE——non 3GPP網關——SAE Anchor。本實施例中，UE支持MIP協議。若UE不支持MIP協議，則在UE通過 目標網絡發起註冊時，觸發代理伺服器(Proxy MIP)代理該UE向SAE Anchor 進行註冊。實施例2本實施例描述UE從UTRAN或Evolved RAN切換到non-3GPP接入系統 的過程(non-3GPP接入系統與SAE Anchor之間採用MOBIKE協議通信)，由 於從Evolved RAN切換到non-3GPP接入系統的過程與從UTRAN切換到 non-3GPP接入系統的過程相似，以下僅描述前者的切換過程，在下述流程中， 將MME/UPE替換為SGSN,即為後者的切換過程。參見圖7，為本發明第二實施例的網絡切換流程示意圖，UE通過UE—— MME/UPE——SAE Anchor的路徑傳送業務數據，UE從Evolved RAN切換到 non-3GPP接入系統的過程中，UE的業務數據的傳輸過程具體步驟包括1 ~ 3、 UE檢測到non-3GPP無線信號，決定切換到non-3GPP接入系統， 於是發起更新PDP上下文流程，其中步驟1 、 UE發送修改PDP上下文請求(Modify PDP Context Request)到 MME/UPE，攜帶保留業務的指示信息(hold on參數)，指示將相關業務設置 為保留狀態；UE也可以發起PDP Context去活過程，指示將相關業務設置為保 留狀態；步驟2、 MME/UPE發送更新PDP上下文請求(Update PDP Context Request),攜帶保留業務的指示信息(hold on參數)；SAE Anchor按照指示將 相關業務遷移為保留狀態並緩存UE的業務數據，返回更新PDP上下文響應 (Update PDP Context Response);Hold on參數值可以為1或0，本實施例中，hold on參數的參數值為1表 示要保留業務，參數值為0表示取消保留。SAE Anchor收到值為1的hold on
參數後，保存該UE在網絡側的一些基本信息，比如上下文、地址信息等，並 且將發往該UE的業務數據(如視頻、音頻數據)進行緩存。步驟3、 MME/UPE向UE發送修改PDP上下文接受消息(Modify PDP Context Accept ) 4~6、 UE切換到non3GPP接入系統，其中步驟4、 UE切換到non 3GPP接入系統，執行符合non-3GPP接入系統規 範的接入認證過程；步驟5 、認證通過後，UE在non-3GPP網絡中獲得IP位址，即local IP位址；步驟6、 UE通過DNS過程獲取SAE Anchor的IP位址(這一步驟可以省略)。7~10、 UE發起創建IPSec隧道流程，其中步驟7、 UE與SAE Anchor交換IKE—SA—INIT消息；步驟8、 UE向SAE Anchor發送IKE—AUTH request消息，攜帶取消保留 的指示信息(holdon參數)；步驟9、 EAP over IKE過程，詳細過程可以參考3GPPTS 33.234;步驟10、 SAE Anchor向UE發送IKE—AUTH response, IKEv2協商過程結 束，IPSec隧道建立成功。SAE Anchor收到值為0 (表示取消保留)的hold on參數後，將緩存的發 往該UE的業務數據發送到該UE。11 、 SAE Anchor發起PDP上下文的刪除過程。UE在non3GPP系統接入時的數據路由是UE——non3GPP網關一一SAE Anchor。實施例3本實施例描述UE從non-3GPP接入系統(non-3GPP接入系統與SAE Anchor之間採用MOBIKE協議通信)切換到UTRAN或Evolved RAN的過程， 由於從non-3GPP接入系統切換到Evolved RAN的過程與切換到UTRAN的過 程相似，以下僅描述前者的切換過程，在下述流程中，將MME/UPE替換為 SGSN，即為後者的切換過程。參見圖8，為本發明第三實施例的網絡切換流程示意圖，UE在non3GPP 系統接入時按照路由路徑UE——non3GPP網關——SAE Anchor傳送業務數 據，UE從non-3GPP接入系統切換到Evolved RAN的過程中，UE的業務數據 的傳輸過程具體步驟包括
1、 UE決定切換，發起更新IPSec隧道流程。UE向SAE Anchor發送 informational request消息，攜帶保留業務的指示信息(holdon參數)；Hold on參數值可以為1或0,本實施例中，hold on參數的參數值為1表 示要保留業務，M值為0表示取消保留。SAE Anchor收到值為1的hold on 參數後，保存該UE在網絡側的一些基本信息，比如上下文、地址信息等，並 且將發往該l正的業務數據(如視頻、音頻數據)進行緩存。
2、 UE附著到3GPP網絡。
3、 UE在3GPP系統中創建PDP上下文，並在該過程中向SAE Anchor發 送取消保留的指示信息(holdon參數)。SAE Anchor收到值為0 (表示取消保 留)的hold on參數後，將緩存的發往該UE的業務數據發送到該UE。UE在SAE系統接入時的數據路由是UE——3GPP MME/UPE—一SAE Anchor。實施例4本實施例描述UE從non-3GPP接入系統(non-3GPP接入系統與SAE Anchor之間採用MIP協議通信)切換到UTRAN或Evolved RAN的過程，由 於從non-3GPP接入系統切換到Evolved RAN的過程與切換到UTRAN的過程 相似，以下僅描述前者的切換過程,在下述流程中，將MME/UPE替換為SGSN, 即為後者的切換過程。參見圖9，為本發明第四實施例的網絡切換流程示意圖，UE在non3GPP
系統接入時按照路由路徑UE——non 3GPP GW——SAE Anchor傳送業務數 據，UE從non-3GPP接入系統切換到Evolved RAN的過程中，UE的業務數據 的傳輸過程具體步驟包括1、 UE決定切換，發起MIP註冊更新流程。在MIP註冊更新流程中，UE 通過MIP註冊請求消息，攜帶保留業務的指示信息(holdon參數)；Hold on參數值可以為1或0，本實施例中，hold on參數的參數值為1表 示要保留業務，參數值為O表示取消保留。SAE Anchor收到值為1的hold on 參數後，保存該UE在網絡側的一些基本信息，比如上下文、地址信息等，並 且將發往該UE的業務數據(如視頻、音頻數據)進行緩存。2、 UE附著到3GPP網絡。3、 UE在3GPP系統中創建PDP上下文，並在該過程中向SAE Anchor發 送取消保留的指示信息(holdon參數)。SAE Anchor收到值為0 (表示取消保 留)的holdon參數後，將緩存的發往該UE的業務數據發送到該UE。UE在SAE系統中的數據路由是UE——3GPP MME/UPE— 一SAE Anchor。 本實施例中，UE支持MIP協議。若UE不支持MIP協議，則在UE通過源網絡發起註冊更新時，觸發代理伺服器(Proxy MIP )代理該UE向SAE Anchor進行註冊更新。 實施例5本實施例描述兩個non-3GPP接入系統間的切換過程，包括以下四種情況(1) 源網絡和目標網絡與SAE Anchor通過MIP協議通信。當UE從源網 絡切換到目標網絡時，UE在源網絡中通過向SAE Anchor發起MIP註冊更新 過程，將保留業務的指示信息發送給SAE Anchor, SAE Anchor將UE在網絡 側的一些基本信息進行保存並緩存發往該UE的業務悽t據；UE在目標網絡中 通過向SAE Anchor發起MIP註冊過程，將取消保留的指示信息發送給SAE Anchor, SAE Anchor將緩存的業務數據通過目標網絡發送到UE;(2) 源網絡與SAE Anchor通過MIP協議通信，目標網絡與SAE Anchor
通過MOBIKE協i義通信。當UE從源網絡切換到目標網絡時，UE在源網絡中 通過向SAE Anchor發起MIP註冊更新過程，將保留業務的指示信息發送給 SAE Anchor, SAE Anchor將UE在網絡側的一些基本信息進行保存並緩存發往 該UE的業務數據；UE在目標網絡中通過發起的創建IPSec隧道過程中的 IKE—AUTH請求消息將取消保留的指示信息發送給SAE Anchor, SAE Anchor 將緩存的業務數據通過目標網絡發送到UE;(3 )源網絡與SAE Anchor通過MOBIKE通信，目標網絡通過MIP協議 與SAEAnchor通信。當UE從源網絡切換到目標網絡時，UE在源網絡中通過 發起的更新IPSec隧道過程中的IKE—AUTH請求消息將保留業務的指示信息發 送給SAE Anchor, SAE Anchor將UE在網絡側的一些基本信息進行保存並緩 存發往該UE的業務數據；UE在目標網絡中通過發起MIP註冊過程將取消保 留的指示信息發送給SAE Anchor; SAE Anchor將緩存的業務數據通過目標網 絡發送到l正；(4)源網絡和目標網絡都通過MOBIKE協議與SAEAnchor通信。當UE 從源網絡切換到目標網絡時，UE在源網絡中通過發起的更新IPSec隧道過程 中的IKE_AUTH請求消息將保留業務的指示信息發送給SAE Anchor; UE在 目標網絡中通過發起的創建IPSec隧道過程將取消保留的指示信息發送給SAE Anchor; SAE Anchor將緩存的業務數據通過目標網絡發送到UE。本實施例中，UE支持MIP協議。若UE不支持MIP協議，則在UE通過 源網絡發起註冊更新時，觸發Proxy MIP代理該UE向SAE Anchor進行註冊 更新；或者在UE通過目標網絡發起註冊時，觸發Proxy MIP代理該UE向SAE Anchor進行註冊。上述實施例1~5中，如果UE處於網絡邊緣，還沒有切換到目標網絡， 又回到源網絡時，由於在切換開始時已向SAE Anchor發送保留業務的指示信 息(例如參數為1的hold on參數)，則此時需要向SAE Anchor發送取消保留 的指示信息(例如值為0的hold on參數)；SAE Anchor收到值為0的hold on 參數後，將緩存的業務數據通過源網絡發送到該UE，該UE繼續在源網絡中 進行通信。上述實施例1~5描述的網絡切換過程中，UE是在現有消息中增加指示位 來通知網關緩存UE的業務數據或者將緩存的業務數據發送到UE，還可以通 過新增消息來指示通知網關相應的操作。下面以實施例6進行詳細描述。實施例6本實施例以從Evolved RAN切換到non-3GPP接入系統的過程為例，描述 通過新增加消息來指示通知網關進行保留/取消保留的過程。參見圖10，為本發明第六實施例的網絡切換流程示意圖，UE在3GPP系 統內的數據路由是UE——3GPP MME/UPE——SAE Anchor, UE從Evolved RAN接入系統切換到non-3GPP的過程中，UE的業務數據的傳輸過程具體步 驟包括1~3、 UE向MME/UPE發起保留業務的流程，其中 步驟l、 UE向MME/UPE發送請求保留業務的消息(Holdon消息)； 步驟2 、 MME/UPE轉發該消息給SAE Anchor; SAE Anchor向MME/UPE 返迴響應消息(HoldOnAck);步驟3、 UE收到HoldOnAck。SAE Anchor收到hold on消息後，保存該UE在網絡側的一些基本信息， 比如上下文、地址信息等，並且將發往該l正的業務數據(如視頻、音頻數據) 進行緩存。4~6、 UE接入non3GPP系統。7、 UE向SAE Anchor發起MIP註冊過程。UE使用在3GPP網絡得到的 IP位址作為HoA，把SAE Anchor作為HA。 SAE Anchor把下行通路由GTP 隧道，換為MP隧道。8 、 UE向SAE Anchor發送請求取消保留的消息(Cancel Hold On Request);SAE Anchor收到Cancel Hold On Request消息後，將緩存的發往該UE的 業務數據發送到該l正。9、由於SAEAnchor 了解UE沒有多種接入系統同時附著的能力，因此， 它發起針對那些沒有連接MIP隧道的PDP上下文的刪除過程。UE在non 3GPP系統接入時的數據路由是UE——non 3GPP GW——SAE Anchor。上述流程中，如果UE處於網絡邊緣，還沒有切換到目標網絡，又回到源 網絡時，由於此前已指示SAEAnchor保留業務，則需要指示SAE Anchor取消 業務保留狀態，繼續在源網絡中進行通信。為避免UE切換失敗而導致SAE Anchor收不到取消保留的指示，從而導 致緩存的用戶業務數據佔用SAE Anchor資源，在本發明的上述實施例中，可 以在SAE Anchor收到保留業務的指示後啟動定時器計時，若在規定的時間內 一直未收到UE發送的取消保留的指示，則SAE Anchor在定時器超時後將緩 存的用戶業務數據刪除，並發起會話釋放過程。基於相同技術構思，本發明還提供一種異構網絡IP系統。參見圖11，為本發明實施例的異構IP網絡系統結構示意圖。該系統包括 用戶終端、第一網絡、第二網絡和核心網網關，核心網網關與第一網絡和第二 網絡連接，用戶終端包括檢測模塊和指示信息發送模塊，核心網網關包括保留 業務處理模塊、取消保留處理模塊、刪除處理模塊和定時器。檢測模塊獲知用戶終端準備從第一網絡切出時，向指示信息發送模塊發送 切換開始的指示；指示信息發送模塊收到開始切換的指示後，向位於核心網網 關的保留業務處理模塊發送保留業務的指示信息；保留業務處理模塊接收到保 留業務的指示信息後，將該用戶終端的在核心網網關上的信息(如IP位址等 信息)保存到存儲模塊，並將發往該用戶終端的業務數據(如視音頻數據)存 儲到存儲模塊。檢測模塊在獲知用戶終端切換到第二網絡後，向指示信息發送模塊發送切 換完成的指示；指示信息發送模塊接收到切換完成的指示後，向位於核心網網 關的取消保留處理模塊發送取消保留業務的指示信息；取消保留處理模塊接收 到取消保留業務的指示信息後，將存儲模塊中保存的業務數據發送到該用戶終o在切換完成後，核心網網關還可利用這些保存的用戶終端的信息與用戶終 端建立通信連接。核心網網關還包括定時器和刪除處理模塊，定時器用於在保留業務處理模 塊收到保留業務的指示信息後開始計時，在取消保留處理模塊接收到取消保留的指示信息後停止計時；刪除處理模塊在定時器超時時，將存儲模塊中保存的 該用戶終端的業務數據刪除。基於相同技術構思，本發明還提供一種核心網網關。參見圖12，為本發明實施例的核心網網關結構示意圖，該核心網網關包括 保留業務處理模塊、取消保留處理模塊、存儲模塊、刪除處理模塊和定時器。保留業務處理才莫塊接收用戶終端發送的保留業務的指示信息，並根據該指 示信息，將發往該用戶終端的業務數據緩存到存儲模塊；保留業務處理模塊在 收到保留業務的指示後，啟動定時器開始計時。取消保留處理才莫塊接收用戶終端發送的取消保留的指示信息，並根據該指 示信息，將存儲模塊中保存的該用戶終端的業務數據發送到該用戶終端。取消 保留處理模塊接收到取消保留的指示信息後還向定時器發送停止計時的指令。定時器接收到停止計時的指令後停止計時。當定時器由於未接收到取消保 留處理模塊發送的停止計時指令而計時超時時，則通知刪除處理模塊將存儲模 塊中保存的該用戶終端的業務數據刪除。綜上所述，本發明實施例通過在網絡切換開始時，由用戶終端指示核心網 網關保存用戶終端在網絡側的信息，並緩存發往用戶終端的業務數據，將發往 用戶終端的業務數據保存在網絡側，以免將發往用戶終端的數據丟失；在切換 完成後，由用戶終端指示核心網網關將緩存的業務數據發送到用戶終端，從而 可減少激活態UE在異構IP網絡之間切換的時候的丟包率。本發明實施例的核
心網網關中設置有定時器，當定時器超時並且核心網網關未收到取消保留的指 示信息時，將緩存的用戶終端的業務數據刪除，以節省核心網網關的存儲空間。 另外，通過在切換開始時保存用戶終端的一些基本信息，不會因用戶終端在切換出源網絡時釋放會話連接而刪除網絡側的用戶終端信息，因而可以在UE切 換到目標網絡或在UE未完成切換重新回到源網絡時，核心網網關可利用這些 保存的用戶終端信息與該用戶終端建立通信連接，以減少切換時延。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發 明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及 其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1. 一種異構IP網絡切換時的數據傳輸方法，所述異構IP網絡由核心網網關作為不同接入系統間的錨點，其特徵在於，包括以下步驟所述用戶終端通過源網絡向所述核心網網關發送保留業務的指示信息；所述核心網網關根據該指示信息將發往該用戶終端的業務數據進行緩存。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述用戶終端準備從所述源 網絡切出時，向所述核心網網關發送請求保留業務的消息；所述核心網網關才艮據該請求消息將發往該用戶終端的業務數據進行緩存。
3、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述源網絡為3G網絡，且所 述3G網絡與所述核心網網關間的通信協-漢為GTP協+義，則所述用戶終端在準 備從所述3G網絡切出時，向所述核心網網關發起修改PDP上下文流程，並在 發送到所述核心網網關的消息中攜帶所述保留業務的指示信息，將該指示信息 發送到所述核心網網關。
4、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，在所述修改PDP上下文流程 中，所述用戶終端向核心網網元發送修改PDP上下文請求消息，攜帶所述保 留業務的指示信息；所迷核心網網元向所述核心網網關發送更新PDP上下文請求消息，攜帶 所述保留業務的指示信息。
5、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述源網絡為非3G網絡，且 所述非3G網絡與所述核心網網關間的通信協議為MIP協議，則所述用戶終端 在準備從所述非3G網絡切出時，向所述核心網網關發起註冊更新流程，並在 發送到所述核心網網關的消息中攜帶所述保留業務的指示信息，將該指示信息 發送到所述核心網網關。
6、 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，在所述註冊更新流程中，所述用戶終端向所述核心網網關發送註冊請求消息，攜帶所述保留業務的指示信 臺
7、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述源網絡為非3G網絡，且 所述用戶終端不支持MIP協議時，則所述用戶終端在準備從所述非3G網絡切 出時，由代理伺服器代理所述用戶終端向所述核心網網關發起註冊更新流程， 並在發送到所述核心網網關的消息中攜帶所述保留業務的指示信息，將該指示 信息發送到所述核心網網關。
8、 如權利要求l所迷的方法，其特徵在於，所述源網絡為非3G網絡，且 所述非3G網絡與所述核心網網關間的通信協議為MOBIKE協議，則所述用戶 終端在準備從所述非3G網絡切出時，向所述核心網網關發起隧道更新流程， 並在發送到所述核心網網關的消息中攜帶所述保留業務的指示信息，將該指示 信息發送到所述核心網網關。
9、 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，在所述隧道更新流程中，所 述用戶終端向所述核心網網關發送更新隧道的請求消息，攜帶所述保留業務的 指示信息。
10、 一種異構IP網絡切換時的數據傳輸方法，所述異構IP網絡由核心網 網關作為不同接入系統間的錨點，並且所述核心網網關緩存有用戶終端的業務 數據，其特徵在於，包括以下步驟所述用戶終端通過目標網絡向所述核心網網關發送取消保留的指示信息； 所述核心網網關根據該指示信息將緩存的業務數據發送到該用戶終端。
11、 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，若所述核心網網關在指定 時間內未收到所述用戶終端發送的取消保留的指示信息，則刪除緩存的所述用 戶終端的業務數據。
12、 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述用戶終端切換到目標 網絡後，向所述核心網網關發送請求取消保留的消息；所述核心網網關根據該請求消息將緩存的業務數據發送到該用戶終端。
13、 如權利要求IO所述的方法，其特徵在於，所述目標網絡為3G網絡， 且所述3G網絡與所述核心網網關間的通信協議為GTP協議，則所述用戶終端 在切換到目標網絡後，向所述核心網網關發起創建PDP上下文流程，並在發 送到所述核心網網關的消息中攜帶所述取消保留業務的指示信息，將該指示信 息發送到所述核心網網關。
14、 如權利要求13所述的方法，其特徵在於，在所述創建PDP上下文流 程中，所述用戶終端向核心網網元發送激活PDP上下文請求消息，攜帶所述 取消保留的指示信息；所述核心網網元向所述核心網網關發送創建PDP上下文請求消息，攜帶 所述取消保留的指示信息。
15、 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述目標網絡為非3G網絡， 且所述非3G網絡與所述核心網網關間的通信協議為MIP協議，則所述用戶終 端在切換到所述非3G網絡後，向所述核心網網關發起註冊流程，並在發送到 所述核心網網關的消息中攜帶所述取消保留的指示信息，將該指示信息發送到 所述核心網網關。
16、 如權利要求15所述的方法，其特徵在於，在所述註冊流程中，所述用戶終端向所述核心網網關發送註冊請求消息，攜帶所述取消保留的指示信 自
17、 如權利要求IO所述的方法，其特徵在於，所述目標網絡為非3G網絡， 且所述用戶終端不支持MIP協議時，則所述用戶終端在切換到所述非3G網絡 時，由代理伺服器代理所述用戶終端向所述核心網網關發起註冊流程，並在發 送到所述核心網網關的消息中攜帶所述保留業務的指示信息，將該指示信息發 送到所述核心網網關。
18、 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述目標網絡為非3G網絡， 且所述非3G網絡與所述核心網網關間的通信協議為MOBIKE協議，則所述用 戶終端在切換到所述非3G網絡後，向所述核心網網關發起隧道創建流程，並 在發送到所述核心網網關的消息中攜帶所述取消保留的指示信息，並將該指示 信息發送到所述核心網網關。
19、 如權利要求18所述的方法，其特徵在於，在所述隧道創建流程中， 所述用戶終端向所述核心網網關發送進行鑑權的請求消息，攜帶所述取消保留 的指示信息。
20、 一種異構IP網絡系統，包括用戶終端、第一網絡、第二網絡和核心 網網關，所述核心網網關與所述第一網絡和第二網絡連接，其特徵在於，所述 用戶終端包括檢測模塊和指示信息發送模塊，所述核心網網關包括保留業務處 理模塊、取消保留處理模塊和存儲模塊；所述檢測模塊，用於在獲知所述用戶終端準備從所述第一網絡切出時，向 所述指示信息發送;f莫塊發送切換開始的指示；在獲知所述用戶終端切換到所述 第二網絡後，向所述指示信息發送模塊發送切換完成的指示；所述指示信息發送模塊，用於在接收到切換開始的指示後，通過所述第一 網絡向位於核心網網關的所述保留業務處理模塊發送保留業務的指示信息；在 接收到切換完成的指示後，通過所述第二網絡向所述取消保留處理模塊發送取 消保留的指示信息；所述保留業務處理模塊，用於根據接收到的所述保留業務的指示信息，將 發往所述用戶終端的業務數據緩存到所述存儲才莫塊；所述取消保留處理模塊，用於根據接收到的所述取消保留的指示信息，將 所述存儲模塊中保存的業務數據發送到所述用戶終端。
21、 如權利要求20所述的系統，其特徵在於，所述核心網網關還包括定 時器和刪除處理4莫塊；所述定時器用於在所述保留業務處理模塊接收到所述保留業務的指示信 息後開始計時；在所述取消保留處理模塊接收到所述取消保留的指示信息後停 止計時；所述刪除處理模塊用於當定時器超時且所述取消保留處理模塊未收到所 述取消保留的指示信息時，將所述存儲模塊中保存的所述用戶終端的業務數據 刪除。
22、 一種核心網網關，其特徵在於，包括保留業務處理模塊、取消保留處理模塊和存儲模塊；所述存儲模塊，用於存儲發往所述用戶終端的業務數據； 所述保留業務處理模塊，用於接收用戶終端發送的保留業務的指示信息，並根據該指示信息將發往所述用戶終端的業務數據緩存到所述存儲模塊； 所述取消保留處理模塊，用於接收用戶終端發送的取消保留的指示信息，並根據該指示信息將所述存儲模塊中保存的業務數據發送到相應的用戶終端。
23、 如權利要求22所述的核心網網關，其特徵在於，還包括定時器和刪 除處理模塊；所述定時器用於在所述保留業務處理模塊接收到所述保留業務的指示信 息後開始計時；在所述取消保留處理模塊接收到所述取消保留的指示信息後停 止計時；所述刪除處理模塊用於當定時器超時時，將所述存儲模塊中保存的所述用 戶終端的業務數據刪除。
全文摘要
本發明公開了一種異構IP網絡切換時的數據傳輸方法及異構IP網絡系統和核心網網關，所述異構IP網絡由核心網網關作為不同接入系統間的錨點，用戶終端在所述異構IP網絡中準備切換時，通過源網絡向所述核心網網關發送保留業務的指示信息；所述核心網網關根據該指示信息將發往該用戶終端的業務數據進行緩存；在切換完成後，所述用戶終端通過目標網絡向所述核心網網關發送取消保留的指示信息；所述核心網網關根據該指示信息將緩存的業務數據發送到該用戶終端。採用本發明，激活態用戶終端在異構IP網絡之間切換的時候，可減少丟包率，並且可減少切換時延。
文檔編號H04L29/06GK101212461SQ20061016834
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月26日 優先權日2006年12月26日
發明者劉麗娜, 王珊珊, 肖曉玲, 閆文俊 申請人:華為技術有限公司