一種網關遷移的方法
2023-05-12 08:14:36 5
專利名稱：一種網關遷移的方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，特別是關於一種網關遷移的方法。
背景技術：
目前第三代移動通信系統(Third Generation Mobile CommunicationsSystem，3G)技術主要是針對不斷增長的語音業務而設計，其考慮對語音業務的良好支持，兼顧低速率的數據業務。但是由於技術限制和對未來業務的預測，3G技術並不能全面支持高速數據業務，也不能對時延低、速率高的多媒體流業務提供很好的支持。因此，目前在第三代合作夥伴計劃(Third GenerationPartnership Project，3GPP)中，各廠商積極研究長期演進(Long Term Evolution，LTE)，長期演進是關於通用地面無線接入網(Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，UTRAN)的演進，是對包括核心網在內的全網演進。長期演進包含無線接口和無線網絡結構部分，只使用分組交換(Packet Switched，PS)域業務，其承載網絡都為網際網路協議(Internet Protocol，IP)承載。長期演進的目標是提供一種能夠降低時延、提高用戶數據速率、改進系統容量和覆蓋的低成本網絡。
請參考圖1，是一種現有技術演進網絡架構示意圖。該演進網絡架構100已達到長期演進的目標要求，其包括用戶設備(User Equipment，UE)11、21，無線演進接入網絡(Long Term Evolution Radio Access Network，LTE-RAN)12、22，移動管理實體(Mobility Management Entity，MME)13、23，用戶面實體(UserPlane Entity，UPE)14、24，用戶註冊伺服器(Home Subscriber Server，HSS)15和接入系統間錨點16。該無線演進接入網絡12、22為演進網絡的無線接入網，其中的節點不做限定，具有eNodeB或控制面伺服器(Control Plane Server，CPS)，在邏輯上作為無線演進接入網絡實體(Entity)。該移動管理實體13、23是邏輯實體，其功能是保存用戶設備11、21的移動管理上下文(例如用戶的標識、移動性狀態和跟蹤區信息等)，並對用戶設備11、21進行認證。用戶面實體14、24是邏輯實體，其功能是將處於關機狀態下的用戶設備11、21終結下行數據同時觸發尋呼，保存用戶設備11、21的上下文(如IP位址和路由信息等)。用戶註冊伺服器(Home Subscriber Server，HSS)15用於存儲用戶資料。接入系統間錨點16用於記錄用戶的路徑，在用戶會話時間內不變。
若運營商需要對圖1中的移動管理實體13和用戶面實體14進行升級時，現有技術的方法一般是在線升級而不能停運，即使停運也是要選擇在半夜用戶數少的時候進行此項操作。當用戶設備11第一次進入一個池內的時候會被連接到移動管理實體13上，並從該移動管理實體13處得到相關的分組臨時移動用戶身份標識(Packet Temporary Mobile Subscriber Identity，P-TMSI)。之後只要該用戶設備11在這個池內發起業務，那麼就會與第一次使用的該移動管理實體13建立連接。由此導致當運營商對第一次使用的移動管理實體13進行運營維護期間，所有接入該移動管理實體13的用戶業務都會被中斷直到運營維護工作結束。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種網關遷移的方法，以能夠實現針對用戶設備進行網關遷移，從而在運營商需要對相應網關進行維護時，能夠不中斷連接到該網關上的各個用戶設備的正常業務。
為解決上述技術問題，本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種網關遷移的方法，該方法包括以下步驟步驟一為需要進行網關遷移的用戶設備選擇新的網關；步驟二將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關。
其中，在執行步驟一之前，所述用戶設備處於空閒狀態，該方法具體包括以下步驟步驟A激活處於空閒狀態的用戶設備，該用戶設備需要遷移的網關觸發網關遷移流程；
步驟B為處於激活狀態的用戶設備選擇新的網關，並將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關。
其中，步驟B中，所述為處於激活狀態的用戶設備選擇新的網關的具體實現為步驟B11所述用戶設備需要遷移的網關通過與其它網關協商選擇得到所述新網關。
其中，步驟B中，所述將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關為步驟B12需要遷移的網關向所述新網關發送轉移請求，通知新網關需要相應的信息轉移；步驟B13新網關為用戶設備分配新的分組臨時移動用戶身份標識並將其傳給需要遷移的網關；步驟B14需要遷移的網關把新網關分配給該用戶設備的新的分組臨時移動用戶身份標識傳給用戶設備。
其中，所述用戶設備需要遷移的網關通過與其它網關協商選擇得到新網關為用戶設備需要遷移的網關與其它網關根據負載均衡或用戶設備當前所在位置進行協商，選擇得到新網關。
其中，步驟B中，所述為處於激活狀態的用戶設備選擇新的網關的具體實現為步驟B21所述需要遷移的網關確定需要進行網關遷移，通知用戶設備進行再連接；步驟B22用戶設備向無線演進接入網絡發送再連接請求，無線演進接入網絡為用戶設備選擇得到新網關。
其中，步驟B中，所述將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關為新網關和用戶設備之間進行相應的鑑權過程並發送轉移請求通知需要遷移的網關進行相應的信息轉移，新網關分配新的分組臨時移動用戶身份標識並傳給用戶設備。
其中，步驟B22中，所述無線演進接入網絡為用戶設備選擇得到新網關為所述無線演進接入網絡根據負載情況為用戶設備選擇得到新網關。
其中，步驟B21進一步包括釋放需要遷移的網關與無線演進接入網絡之間的鏈路資源。
其中，步驟A中，所述激活處於空閒狀態的用戶設備包括用戶設備向需要遷移的網關發送周期性跟蹤區域更新請求以激活用戶設備。
其中，步驟A中，所述激活處於空閒狀態的用戶設備包括需要遷移的網關向用戶設備發送尋呼消息以激活用戶設備。
其中，該方法進一步包括對於處於關機狀態的用戶設備，在所述網關上直接刪除該用戶設備的相關信息，該用戶設備開機後，為該用戶設備分配相應的網關。
其中，所述網關為移動管理實體和/或用戶面實體。
本發明還提供了一種網關遷移方法，在執行步驟一之前，所述用戶設備處於激活狀態，該方法包括A、判斷遷移前為用戶設備服務的當前網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件；當遷移條件滿足時，選擇一個遷移後的新網關；B、所述新網關與被遷移用戶設備當前所屬的長期演進無線接入網LTE-RAN實體建立連接；
C、執行當前網關到新網關的遷移流程；D、所述新網關更新與接入系統間錨點IAS錨點的連接；建立起被遷移用戶設備、所述LTE-RAN實體、所述新網關和IAS錨點的順序連接；E、釋放所述當前網關與遷移前該用戶設備的源服務LTE-RAN實體之間的連接。
其中，步驟A中所述判斷遷移前為用戶設備用戶設備服務的當前網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件，包括由所述當前網關判斷自身的當前狀態是否滿足預設的遷移條件；或者由被遷移用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體判斷源服務網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件。
其中，所述判斷當前網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件，包括但不限於判斷當前網關的當前負載是否超過預先的門限值；或者判斷當前網關與用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體之間的鏈路是否擁塞或斷開。
其中，所述步驟A中，當所述當前網關判斷自身的當前狀態滿足預設的遷移條件時，選擇一個遷移後的新網關，並向該新網關發送遷移請求通知；所述步驟B中，所述新網關收到遷移請求通知後，分配資源並建立與所述被遷移用戶設備當前所屬的LTE-RAN實體的連接。
其中，所述步驟A中，當所述當前網關判斷自身的當前狀態滿足預設的遷移條件時，選擇一個遷移後的新網關，並向被遷移用戶設備當前所屬的LTE-RAN實體發送遷移請求通知，在該遷移請求通知中攜帶選擇的新網關地址信息；所述步驟B中，被遷移用戶設備當前所屬的LTE-RAN實體收到遷移請求通知後，根據獲得的新網關地址信息建立起與所述新網關的連接。
其中，所述步驟A中，當被遷移用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體判斷當前網關的當前狀態滿足預設的遷移條件時，選擇一個遷移後的新網關並與之建立連接。
其中，所述被遷移用戶設備包括但不限於與當前網關之間通信鏈路較長的用戶設備；或者級別較低的用戶設備；或者請求非時延敏感業務的用戶設備；或者業務量大的用戶設備。
其中，所述選擇一個遷移後的新網關，具體方法包括但不限於根據被遷移用戶設備的位置選擇鏈路最短的網關作為所述新網關；和/或根據網絡中各網關的負載大小選擇負載最小的網關作為所述新網關。
其中，當網關收到所管轄的用戶設備新發起的連接建立請求後，判斷自身的當前狀態是否滿足預設的遷移條件；如果遷移條件滿足，則選擇一個新網關，執行所述步驟B-D，將該新發起連接請求的用戶設備直接註冊到所選擇的新網關上。
其中，所述當前網關和所述新網關屬於同一個業務區或分屬於不同的業務區。
其中，所述被遷移用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體和遷移前該用戶設備的源服務LTE-RAN實體為同一個LTE-RAN實體，或為不同的LTE-RAN實體。
其中，所述網關為MME和/或UPE，MME和UPE為邏輯功能實體，屬於演進網絡中同一個物理節點，或分屬於不同的物理節點。
其中，所述網關為MME和/或UPE，當演進網絡的高層節點只有接入網關ACGW節點時，所述ACGW為服務ACGW和錨點ACGW；所述當前MME/UPE為遷移前的服務ACGW；
所述新MME/UPE為遷移後的服務ACGW；錨點ACGW在遷移前後不改變。
其中，分別針對上述處於空閒狀態以及激活狀態下的用戶設備，該方法進一步包括修改需要遷移的網關的狀態。
其中，所述修改狀態為在網絡中將所述用戶設備需要遷移的網關設置為不可用。
其中，在進行所述設置為不可用之後，該方法進一步包括釋放所述用戶設備與需要遷移的網關之間的鏈路資源。
其中，所述修改狀態為所述需要遷移的網關完成維護操作停止停運狀態後，通知無線演進接入網絡中的實體該網關停運狀態結束，將所述網關設置為可用。
可見，採用本發明所提供的方法，能夠實現針對用戶設備進行網關遷移，用戶設備或網關能夠結合遷移結果實現相應的功能，從而使得利用用戶設備和/或網關的業務能夠更加多樣、靈活的實現。尤其對於需要網關停運以維護網關的情況，本發明所提供的方法可以很好的解決由於網關停運所帶來的各個用戶設備業務中斷的問題，從而使得運營商可以在不中斷相應用戶業務的情況下完成網關設備的升級或維護等操作，從而提高了運營商所提供服務的服務質量，有利於運營商吸引更多的用戶使用其業務，具有很好的應用效果。
另外，採用本發明還具有如下有益效果(1)採用本發明，當出現某些異常情況，如OM原因、某個MME/UPE負載較重或鏈路故障等原因時，可以對所管轄的UE進行服務MME/UPE的遷移，實現各MME/UPE負載均衡，保證通信不中斷。
(2)本發明可以對被遷移UE進行選擇，如選擇與源MME/UPE之間通信鏈路較長的UE；或者級別較低的UE；或者請求非時延敏感業務的UE等，在實現負載均衡、保證通信不中斷的前提下儘量避免由於MME/UPE的遷移對高級別用戶和重要業務帶有影響。
(3)採用本發明，當MME/UPE收到所管轄的UE新發起的連接建立請求後，如果自身負載較重，則選擇一個目標MME/UPE，將該新發起連接請求的UE直接註冊到所選擇的目標MME/UPE上，實現接入控制，進一步有效避免過載現象。
圖1是一種現有技術的演進網絡架構示意圖；圖2是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第一實施方式示意圖；圖3是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第二實施方式示意圖；圖4是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第三實施方式示意圖；圖5是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第四實施方式示意圖；圖6為本發明中用戶設備處於激活狀態下MME/UPE遷移流程圖之一；圖7為本發明中用戶設備處於激活狀態下MME/UPE遷移流程圖之二；圖8本發明中用戶設備處於激活狀態下MME/UPE遷移流程圖之三；圖9為用戶設備處於激活狀態下MME/UPE遷移且服務LTE-RAN Entity不改變的遷移過程示意圖；圖10為用戶設備處於激活狀態下MME/UPE遷移且服務LTE-RAN Entity改變的遷移過程示意圖；圖11為用戶設備處於激活狀態下在同一個MME/UPE業務區內MME/UPE遷移過程示意圖之一；圖12為用戶設備處於激活狀態下在同一個MME/UPE業務區內MME/UPE遷移過程示意圖之二；圖13為用戶設備處於激活狀態下服務ACGW遷移過程示意圖。
具體實施例方式
本發明無線演進網絡中網關遷移方法主要是針對運營商在停運相關移動管理實體/用戶面實體設備之前對現有接入該移動管理實體/用戶面實體設備下處於待機或關機狀態的所有用戶業務進行合理的轉移，以保證用戶業務正常運行。對於處於關機狀態的用戶，其網關遷移方法是首先，刪除其存儲在需要停運網關中的相關信息，釋放該用戶設備與該需要被停運的網關之間的鏈路資源，待到用戶開機進行註冊時，因為無線演進接入網絡實體知道哪一個或哪些網關在進行運營維護，會通過相應的協調過程為其找到一個合適的新網關，新網關要與用戶進行相應的鑑權，創建移動管理上下文，並為用戶分配新的移動用戶身份標識。其次，需要被停運的網關在無線演進接入網絡中廣播其不可用的消息。最後，在無線演進接入網絡中設置該需要被停運的網關狀態為不可用。
以下結合附圖和具體實施方式
，針對處於待機狀態的用戶網關遷移的方法進一步說明本發明。以下實施例均是以網關升級維護為例，針對網關設備停運而言的，其中的需要停運的網關即為需要遷移的網關。
請參考圖2，是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第一實施方式示意圖。在本實施例中，用戶設備利用自發進行周期性跟蹤區更新的方式來激活用戶設備。需要停運的移動管理實體/用戶面實體的信息轉移過程是從需要停運的移動管理實體/用戶面實體發起，其通知新的移動管理實體/用戶面實體進行相關信息轉移，從而，用戶設備被連接在新的移動管理實體/用戶面實體上，用戶設備的後續業務由新的移動管理實體/用戶面實體提供。其具體步驟如下步驟S 1用戶設備利用與需要停運的移動管理實體/用戶面實體間通過無線演進接入網絡建立的直傳鏈路向需要停運的移動管理實體/用戶面實體發送周期性跟蹤區域更新請求，用戶設備被激活。
步驟S2需要停運的移動管理實體/用戶面實體在所屬池內通過與其它移動管理實體/用戶面實體協商(根據負載均衡或用戶設備所在位置等信息)以尋找合適的新的移動管理實體/用戶面實體。當選擇好一個新的移動管理實體/用戶面實體並決定使用其作為該用戶設備的移動管理實體/用戶面實體，需要停運的移動管理實體/用戶面實體向新的移動管理實體/用戶面實體發送轉移請求，通知新的移動管理實體/用戶面實體需要進行移動管理實體/用戶面實體轉移，其中包含一些必要的存儲在HSS中的前後關係(Context)信息，如用戶設備的標識，移動管理前後關係，用戶設備通信的服務質量(Quality of Service，QOS)和用戶設備通信的錨地址等。新的移動管理實體/用戶面實體會為用戶設備分配一個新的分組臨時移動用戶身份標識並將其傳給需要停運的移動管理實體/用戶面實體。
步驟S3需要停運的移動管理實體/用戶面實體向用戶設備發送周期性位置更新回應消息，同時把新的移動管理實體/用戶面實體分配給此用戶設備並將新的分組臨時移動用戶身份標識通過該消息傳給用戶設備。
步驟S4在用戶設備收到周期性位置更新回應消息一段時間後，用戶設備與需要停運的移動管理實體/用戶面實體之間鏈路和相應的空口資源被釋放。
步驟S5需要停運的移動管理實體/用戶面實體對同池內無線演進接入網絡實體廣播其不可用的消息，無線演進接入網絡修改該需要停運的移動管理實體/用戶面實體的可用標誌。
步驟S6無線演進接入網絡設置該需要停運的移動管理實體/用戶面實體狀態為不可用。
請參考圖3，是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第二實施方式示意圖。在本實施例中，用戶設備利用自發進行周期性跟蹤區更新的方式來激活用戶設備。需要停運的移動管理實體/用戶面實體發起並通知用戶設備進行再連接(Re-attach)，然後由無線演進接入網絡實體根據負載等情況來為用戶設備選擇新的移動管理實體/用戶面實體，從而，用戶設備被連接在新的移動管理實體/用戶面實體上，用戶設備的後續業務由新的移動管理實體/用戶面實體提供。其具體步驟如下步驟S1用戶設備利用與需要停運的移動管理實體/用戶面實體間通過無線演進接入網絡建立的直傳鏈路向需要停運的移動管理實體/用戶面實體發送周期性位置更新請求，用戶設備被激活。
步驟S2需要停運的移動管理實體/用戶面實體向用戶設備發送周期性位置更新回應消息，同時通知用戶設備進行再連接，並把相應的原因告知用戶設備。
步驟S3釋放演進網絡與需要停運的移動管理實體/用戶面實體之間的鏈路資源。
步驟S4用戶設備向無線演進接入網絡發送再連接請求，無線演進接入網絡會為用戶設備選擇一個合適的移動管理實體/用戶面實體(根據負載均衡或用戶設備所在位置等信息)作為其新的移動管理實體/用戶面實體。當選擇好一個移動管理實體/用戶面實體並決定使用其作為針對該用戶設備的新的移動管理實體/用戶面實體時，新的移動管理實體/用戶面實體需要和用戶設備之間進行相應的鑑權過程並要發送轉移請求通知需要停運的移動管理實體/用戶面實體需要進行移動管理實體/用戶面實體轉移，其中包含一些必要的存儲在HSS中的前後關係信息，如用戶設備的標識，移動管理前後關係，用戶設備通信的服務質量和用戶設備通信的錨地址等。新的移動管理實體/用戶面實體會分配一個新的分組臨時移動用戶身份標識並傳給用戶設備。
步驟S5釋放用戶設備與需要停運的移動管理實體/用戶面實體間的鏈路資源。
步驟S6需要停運的移動管理實體/用戶面實體要對同池內無線演進接入網絡實體廣播其不可用的消息，無線演進接入網絡修改該需要停運的移動管理實體/用戶面實體的可用標誌。
步驟S7無線演進接入網絡設置該需要停運的移動管理實體/用戶面實體狀態為不可用。
請參考圖4，是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第三實施方式示意圖。在本實施例中，用戶設備利用核心網節點對用戶設備發起尋呼的方式來激活用戶設備。需要停運的移動管理實體/用戶面實體向用戶設備發起並通知用戶設備進行再連接，然後由無線演進接入網絡實體根據負載等情況來為用戶設備選擇新的移動管理實體/用戶面實體，從而，用戶設備被連接在新的移動管理實體/用戶面實體上，用戶設備的後續業務由新的移動管理實體/用戶面實體提供。其具體步驟如下步驟S1需要停運的移動管理實體/用戶面實體向用戶設備發送尋呼消息以激活用戶設備。
步驟S2用戶設備向需要停運的移動管理實體/用戶面實體發送尋呼回應消息，用戶設備與需要停運的移動管理實體/用戶面實體之間的鏈路通過無線演進接入網絡建立成功。
步驟S3需要停運的移動管理實體/用戶面實體通知用戶設備進行再連接，並把相應的原因告知用戶設備。
步驟S4用戶設備向無線演進接入網絡發送再連接請求，無線演進接入網絡會為用戶設備選擇一個合適的移動管理實體/用戶面實體(根據負載均衡或用戶設備所在位置等信息)作為其新的移動管理實體/用戶面實體。當選擇好一個移動管理實體/用戶面實體並決定使用其作為針對該用戶設備的新的移動管理實體/用戶面實體，新的移動管理實體/用戶面實體需要和用戶設備之間進行相應的鑑權過程並要發送轉移請求，通知需要停運的移動管理實體/用戶面實體需要進行移動管理實體/用戶面實體轉移，其中包含一些必要的存儲在HSS中的前後連接關係信息，如用戶設備的標識，移動管理前後關係，用戶設備通信的服務質量和用戶設備通信的錨地址等。新的移動管理實體/用戶面實體會分配一個新的分組臨時移動用戶身份標識並傳給用戶設備。
步驟S5用戶設備與需要停運的移動管理實體/用戶面實體之間的鏈路資源被釋放。
步驟S6需要停運的移動管理實體/用戶面實體要對同池內無線演進接入網絡實體廣播其不可用的消息，無線演進接入網絡修改該需要停運的移動管理實體/用戶面實體的可用標誌。
步驟S7無線演進接入網絡設置該需要停運的移動管理實體/用戶面實體狀態為不可用。
請參考圖5，是本發明無線演進網絡中網關遷移方法第四實施方式示意圖。在本實施例中，用戶設備利用核心網節點對用戶設備發起尋呼的方式來激活用戶設備。需要停運的移動管理實體/用戶面實體的信息轉移過程是從需要停運的移動管理實體/用戶面實體發起，其通知新的移動管理實體/用戶面實體進行相關信息轉移，從而，用戶設備被連接在新的移動管理實體/用戶面實體上，用戶設備的後續業務由新的移動管理實體/用戶面實體提供。
步驟S1需要停運的移動管理實體/用戶面實體向用戶設備發送尋呼消息，此時用戶設備被激活。
步驟S2用戶設備向需要停運的移動管理實體/用戶面實體發送尋呼回應消息，用戶設備與需要停運的移動管理實體/用戶面實體之間的鏈路建立成功。
步驟S3需要停運的移動管理實體/用戶面實體在所屬池內通過與其它移動管理實體/用戶面實體協商後(根據負載均衡或用戶設備所在位置等信息)，尋找合適的新的移動管理實體/用戶面實體。當選擇好一個移動管理實體/用戶面實體並決定使用其作為針對該用戶設備的移動管理實體/用戶面實體，需要停運的移動管理實體/用戶面實體向新的移動管理實體/用戶面實體發送轉移請求通知，新的移動管理實體/用戶面實體需要進行移動管理實體/用戶面實體轉移，其中包含一些必要的存儲在HSS中的前後連接關係信息，如用戶設備的標識，移動管理前後關係，用戶設備通信的服務質量和用戶設備通信的錨地址等。新的移動管理實體/用戶面實體會分配一個新的分組臨時移動用戶身份標識，並傳給需要停運的移動管理實體/用戶面實體。
步驟S4需要停運的移動管理實體/用戶面實體利用用戶設備與其之間已經建立好的鏈路把新的移動管理實體/用戶面實體分配給此用戶設備，並將新的分組臨時移動用戶身份標識傳給用戶設備。
步驟S5用戶設備與需要停運的移動管理實體/用戶面實體之間的鏈路和相應的空口資源被釋放。
步驟S6需要停運的移動管理實體/用戶面實體要對同池內無線演進接入網絡實體廣播其不可用的消息，無線演進接入網絡修改該需要停運的移動管理實體/用戶面實體的可用標誌。
步驟S7無線演進接入網絡設置該需要停運的移動管理實體/用戶面實體狀態為不可用。
利用以上四個實施例所述的方法把用戶設備轉移到同池內其它移動管理實體/用戶面實體之後，當有新業務進入到該池內，相關無線演進接入網絡不會選擇該需要停運的移動管理實體/用戶面實體作為核心網接入點。當需要停運的移動管理實體/用戶面實體完成升級或維護操作後，通知無線演進接入網絡實體其停運結束。該需要停運的移動管理實體/用戶面實體可重新被無線演進接入網絡選擇作為接入網關。
本發明無線演進網絡中網關遷移方法實現需要停運的移動管理實體/用戶面實體停運前，與之連接的用戶設備利用網關轉移的方法將其業務轉移給新的移動管理實體/用戶面實體以保證用戶業務正常運行。從而，對接入該需要停運的移動管理實體/用戶面實體的所有用戶的通信業務不產生任何影響。而停運的移動管理實體/用戶面實體在停運結束之後可以重新被選擇作為接入網關。
以上所說實施例為針對用戶設備處於空閒狀態下實現網關遷移的方法，以下實施例中將對用戶設備處於激活狀態下網關遷移的方法進行說明。
參見圖6，為該方法中MME/UPE遷移方法流程圖之一，包括如下具體步驟步驟61當UE的源服務MME/UPE出現負載過載(如超過設定的負載門限值等)或鏈路擁塞、故障等原因需要更換服務MME/UPE時，根據負載均衡和/或UE所在的位置等信息尋找一個目標MME/UPE；步驟62源MME/UPE向目標MME/UPE發送遷移請求通知，其中包含一些必要的上下文(context)信息，如UE的標識，移動管理上下文(MM context)如UE的位置，數據包協議上下文(PDP context)信息如UE通信的服務質量(Qos)、UE通信的錨點(Anchor)地址等；步驟63目標MME/UPE收到遷移請求通知後分配必要資源，與UE當前服務的LTE-RAN Entity進行通信，建立目標MME/UPE與服務LTE-RANEntity的連接(用戶面和信令面的連接)；步驟64執行源MME/UPE到目標MME/UPE的遷移過程，可以採取無損或無縫遷移；具體遷移過程為現有技術，在此不詳述；步驟65建立起UE到服務LTE-RAN Entity到目標MME/UPE的順序連接；步驟66目標MME/UPE更新到接入系統間描點(Inter Access SystemAnchor，IAS Anchor)的連接(如果有多個IAS Anchor，需要向各個IAS Anchor發送更新請求)；步驟67建立起UE、服務LTE-RAN Entity、目標MME/UPE和IAS Anchor之間的順序連接；步驟68釋放源MME/UPE到遷移前UE的源服務LTE-RAN Entity的連接。
上述流程中，步驟65和步驟66先後順序可以改變。
圖6所述流程中，MME/UPE遷移過程是由源MME/UPE發起，通知目標MME/UPE，由目標MME/UPE向服務LTE-RAN Entity發起資源分配和連接建立。
具體實行方法中，還可以由源MME/UPE發起遷移，通知服務LTE-RANEntity，在通知中攜帶選擇的目標MME/UPE的地址信息等(或不發送目標MME/UPE地址信息，由LTE-RAN Enetiy自己來選擇目標MME/UPE)發給服務LTE-RAN Entity，由服務LTE-RAN Entity連接到選擇的目標MME/UPE。
具體實施步驟如圖7所示，包括步驟71源MME/UPE根據自身鏈路或負載等情況，決定發起MME/UPE遷移，並通過信令交互或配置情況等選擇一個目標MME/UPE作為該UE的新的服務MME/UPE；步驟72源MME/UPE發送遷移通知給UE的服務LTE-RAN Entity，在通知中攜帶選擇的目標MME/UPE的地址信息等發給服務LTE-RAN Entity；步驟73服務LTE-RAN Entity與目標MME/UPE建立連接(控制面和用戶面)，並分配資源；步驟74執行源MME/UPE到目標MME/UPE的遷移；步驟75建立UE到服務LTE-RAN Entity到目標MME/UPE的連接；步驟76目標MME/UPE更新到IAS Anchor的連接(如果有多個IASAnchor，需要向各個IAS Anchor發送更新請求)；步驟77建立起UE、服務LTE-RAN Entity、目標MME/UPE和IAS Anchor之間的順序連接；步驟78釋放源MME/UPE到遷移前UE的源服務LTE-RAN Entity的連接。
具體實行方法中，還可以由服務LTE-RAN Entity發起遷移(如服務LTE-RAN Entity主動了解源MME/UPE負載情況或鏈路情況，或者源MME/UPE將其當前負載情況或鏈路情況通知給服務LTE-RAN Entity)，服務LTE-RAN Entity根據源MME/UPE負載情況或鏈路情況，決定發起MME/UPE遷移。
具體實施步驟如圖8所示，包括步驟81服務LTE-RAN Entity根據源MME/UPE負載情況或鏈路情況，決定發起MME/UPE遷移後，選擇一個合適的目標MME/UPE(具體的選擇策略可以設定，如選擇負載最少的MME/UPE等)；步驟82-87與圖7流程中的步驟73-78分別對應，不詳述。
根據本發明提供的MME/UPE遷移方法，被遷移UE可以選擇與源MME/UPE之間通信鏈路較長的UE；或者級別較低的UE；或者請求非時延敏感業務的UE；或者業務量大的UE等。
另外，本發明還可以對新發起接入請求的UE進行接入控制，當MME/UPE收到所管轄的UE新發起的連接建立請求後，先判斷自身的當前狀態是否滿足預設的遷移條件；如果遷移條件滿足，則選擇一個目標MME/UPE，將該新發起連接請求的UE直接註冊到所選擇的目標MME/UPE上。
下面舉例說明各種MME/UPE遷移情況。
參見圖9，為MME/UPE遷移且服務LTE-RAN Entity不改變的遷移過程示意圖。
圖9中，用戶設備UE1從MME/UPE業務區1移動到MME/UPE業務區2，當UE移動到業務區2的LTE-RAN Entity5下時，其服務MME/UPE仍為移動前的MME/UPE1；如果此時由於OM原因或MME/UPE1負載較重或MME/UPE1到LTE-RAN Entity5的鏈路發生擁塞或其他原因(由無線資源管理(RRM)策略決定)，根據本發明的上述方法，會將UE1的服務MME/UPE從MME/UPE1遷移到MME/UPE2或MME/UPE3或MME/UPE4；具體選擇哪個作為遷移後的目標MME/UPE，可以根據UE的位置和負載等原因來確定。例如，如果根據UE的位置，可以優選MME/UPE3或者MME/UPE4，因為這兩個MME/UPE都位於UE當前所在位置的業務區內。如果根據負載選擇，可以選擇一個負載較小的MME/UPE作為目標MME/UPE，不完全排除選擇MME/UPE2的情況，如果MME/UPE1、3、4的負載都很重，那麼可能綜合考慮選擇遷移到MME/UPE2。圖11中畫出了服務MME/UPE遷移到MME/UPE3的情況，UE遷移前與遷移後通信鏈路，見圖9中粗實線所示。
參見圖10，為為MME/UPE遷移且服務LTE-RAN Entity同時改變的遷移過程示意圖。
圖10中，UE在移動到LTE-RAN Entity4後仍然連接到MME/UPE1上，但在移動到LTE-RAN Entity5的範圍下觸發切換，UE切換到LTE-RAN Entity5下，同時，根據負載等原因，服務MME/UPE進行遷移，由源MME/UPE1遷移到MME/UPE2、3、4上，圖10畫出了服務MME/UPE遷移到MME/UPE3的情況，UE遷移前與遷移後通信鏈路，見圖10中粗實線所示。
另外，在同一個業務區，MME/UPE以資源池共享，一般來說，UE移動到同一個資源池下的其它MME/UPE範圍下，不會發起MME/UPE遷移，這樣能節省信令，減少業務中斷。但在某些特殊情況下，也需要在同一個資源池內進行服務MME/UPE的遷移。例如特殊情況有1、當需要對系統進行操作維護時，例如系統正在升級或正在檢修，當前的服務MME/UPE在一段時間內不能被使用。
2、當前服務MME/UPE過負載，例如MME/UPE管轄下的大部分用戶在短時間內都由空閒狀態轉為激活狀態，使得該MME/UPE的負載超過其所能承受的載荷。
3、服務MME/UPE與LTE-RAN Entity之間的鏈路擁塞或斷開等。
當特殊情況發生時，可以在同一個資源池內選擇目標MME/UPE，進行服務MME/UPE遷移。
圖11表示在同一個MME/UPE業務區內，UE1的當前服務LTE-RAN Entity不改變，遷移前和遷移後的服務LTE-RAN Entity都為LTE-RAN Entity3，而服務MME/UPE由MME/UPE1遷移到MME/UPE2的情況，UE遷移前與遷移後通信鏈路，見圖11中粗實線所示。
圖12表示在同一個MME/UPE業務區內，UE1的當前服務LTE-RAN Entity改變，遷移前的服務LTE-RAN Entity為LTE-RAN Entity2，遷移後的服務LTE-RAN Entity為LTE-RAN Entity3，且服務MME/UPE由MME/UPE1遷移到MME/UPE2的情況，UE遷移前與遷移後通信鏈路，見圖12中粗實線所示。
在以上的描述中，MME/UPE為邏輯功能實體，可以屬於演進網絡中同一個物理節點，也可以分屬於不同的物理節點，IAS Anchore作為移動錨點在UE的會話(Session)過程中不會發生改變。如果演進網絡的高層節點只有一個接入網關(Access GageWay，AGCW)節點時，該ACGW既可以作為服務(Serving)ACGW，同時還有錨點(Anchor)ACGW的功能，Serving ACGW具有類似現有技術中的SGSN的功能(相當於邏輯MME/UPE)，Anchor ACGW具有類似現有技術中的GGSN的功能(相當於邏輯IAS Anchor)，一個UE最多只有一個Serving ACGW，可以有多個Anchor ACGW。UE可以通過LTE-RAN Entity接入到一個ACGW然後接入外部分組數據網絡(Packet DataNetwork，PDN)，這樣的ACGW即作為Serving ACGW，又作為Anchor ACGW。ACGW與LTE-RAN Entity為多對多關係，當UE移動到其他的ACGW範圍下，UE的Serving ACGW功能可以轉移到新的ACGW下，而保持原來的AnchorACGW功能仍然在原來的ACGW上不變(在UE的會話時間內，Anchor ACGW始終不能改變，Serving ACGW可以改變)。當出現會話的APN(Access PointName，接入點名)在不同的ACGW上時，可能一個UE有多個Anchor ACGW。
如果演進網絡高層僅有一個節點ACGW，則本發明提供的MME/UPE遷移具體實現方法，用如下實施例4說明。
圖13為服務ACGW遷移遷移過程示意圖。UE開始的通信鏈路是從LTE-RAN Entity2連接到ACGW1，該ACGW即作為Serving ACGW，又作為Anchor ACGW，見圖中粗體虛線鏈路所示；當UE移動到新的LTE-RAN Entity3時，Serving ACGW可以根據負載、鏈路情況進行更新也可以不更新。在切換LTE-RAN Entity時，如果Serving Anchor不更換，則UE仍然接入ACGW1，其鏈路如圖13中粗體點畫線鏈路所示。在ACGW1的負載或鏈路原因下，也可能會發生Serving ACGW的遷移，遷移後的鏈路見圖13中粗體實線鏈路所示，在這個鏈路中，AGWG1作為該UE的Anchor ACGW，而ACGW2作為該UE的Serving ACGW。
圖13所示是LTE-RAN Entity改變的情況，也可能LTE-RAN Entity不變，而發生ACGW遷移。具體情況不再一一例舉。
還有一種比較複雜的情況，UE具有多個Anchor ACGW。在這種情況下，在UE的一個會話期間內，該多個Anchor ACGW始終不改變。
在圖13所示出的實施例中，當演進網絡的高層節點只有接入網關ACGW節點時，則該ACGW同為服務ACGW和錨點ACGW；遷移前的ACGW中的Serving ACGW相當於源MME/UPE；遷移後的ACGW中的Serving ACGW相當於目標MME/UPE，錨點ACGW在遷移前後不改變。
綜上所述，採用本發明，當某個MME/UPE負載較重或鏈路故障等原因時，可以對所管轄的UE進行服務MME/UPE的遷移，實現網絡中各MME/UPE負載均衡，保證通信不中斷。
本發明通過對被遷移UE進行選擇，如選擇與源MME/UPE之間通信鏈路較長的UE；或者級別較低的UE；或者請求非時延敏感業務的UE等，在實現負載均衡、保證通信不中斷的前提下儘量避免由於MME/UPE的遷移對高級別用戶和重要業務帶有影響。
採用本發明還可以對新發起的連接建立請求的UE進行接入控制，進一步有效避免過載現象。
本發明可以實現同一個資源池下的MME/UPE遷移，也可以在不同資源池下進行MME/UPE遷移；在進行MME/UPE遷移時，UE的服務LTE-RAN Entity可以改變也可以不改變，從而靈活實現負載控制和負荷均衡。
以上對本發明所提供的一種網關遷移的方法進行了詳細描述。本文中應用了特定個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術依據本發明的思想，在特定實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種網關遷移的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟一為需要進行網關遷移的用戶設備選擇新的網關；步驟二將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在執行步驟一之前，所述用戶設備處於空閒狀態，該方法具體包括以下步驟步驟A激活處於空閒狀態的用戶設備，該用戶設備需要遷移的網關觸發網關遷移流程；步驟B為處於激活狀態的用戶設備選擇新的網關，並將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，步驟B中，所述為處於激活狀態的用戶設備選擇新的網關的具體實現為步驟B11所述用戶設備需要遷移的網關通過與其它網關協商選擇得到所述新網關。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，步驟B中，所述將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關為步驟B12需要遷移的網關向所述新網關發送轉移請求，通知新網關需要相應的信息轉移；步驟B13新網關為用戶設備分配新的分組臨時移動用戶身份標識並將其傳給需要遷移的網關；步驟B14需要遷移的網關把新網關分配給該用戶設備的新的分組臨時移動用戶身份標識傳給用戶設備。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述用戶設備需要遷移的網關通過與其它網關協商選擇得到新網關為用戶設備需要遷移的網關與其它網關根據負載均衡或用戶設備當前所在位置進行協商，選擇得到新網關。
6.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，步驟B中，所述為處於激活狀態的用戶設備選擇新的網關的具體實現為步驟B21所述需要遷移的網關確定需要進行網關遷移，通知用戶設備進行再連接；步驟B22用戶設備向無線演進接入網絡發送再連接請求，無線演進接入網絡為用戶設備選擇得到新網關。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟B中，所述將新網關作為所述需要進行網關遷移的用戶設備的當前網關為新網關和用戶設備之間進行相應的鑑權過程並發送轉移請求通知需要遷移的網關進行相應的信息轉移，新網關分配新的分組臨時移動用戶身份標識並傳給用戶設備。
8.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟B22中，所述無線演進接入網絡為用戶設備選擇得到新網關為所述無線演進接入網絡根據負載情況為用戶設備選擇得到新網關。
9.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟B21進一步包括釋放需要遷移的網關與無線演進接入網絡之間的鏈路資源。
10.根據權利要求2至9任意一項所述的方法，其特徵在於，步驟A中，所述激活處於空閒狀態的用戶設備包括用戶設備向需要遷移的網關發送周期性跟蹤區域更新請求以激活用戶設備。
11.根據權利要求2至9任意一項所述的方法，其特徵在於，步驟A中，所述激活處於空閒狀態的用戶設備包括需要遷移的網關向用戶設備發送尋呼消息以激活用戶設備。
12.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括對於處於關機狀態的用戶設備，在所述網關上直接刪除該用戶設備的相關信息，該用戶設備開機後，為該用戶設備分配相應的網關。
13.根據權利要求2至9、12任意一項所述的方法，其特徵在於，所述網關為移動管理實體和/或用戶面實體。
14.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述網關為移動管理實體和/或用戶面實體。
15.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述網關為移動管理實體和/或用戶面實體。
16.根據權利要求1所述的網關遷移方法，其特徵在於，在執行步驟一之前，所述用戶設備處於激活狀態，該方法包括A、判斷遷移前為用戶設備服務的當前網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件；當遷移條件滿足時，選擇一個遷移後的新網關；B、所述新網關與被遷移用戶設備當前所屬的長期演進無線接入網LTE-RAN實體建立連接；C、執行當前網關到新網關的遷移流程；D、所述新網關更新與接入系統間錨點IAS錨點的連接；建立起被遷移用戶設備、所述LTE-RAN實體、所述新網關和IAS錨點的順序連接；E、釋放所述當前網關與遷移前該用戶設備的源服務LTE-RAN實體之間的連接。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，步驟A中所述判斷遷移前為用戶設備用戶設備服務的當前網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件，包括由所述當前網關判斷自身的當前狀態是否滿足預設的遷移條件；或者由被遷移用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體判斷源服務網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述判斷當前網關的當前狀態是否滿足預設的遷移條件，包括但不限於判斷當前網關的當前負載是否超過預先的門限值；或者判斷當前網關與用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體之間的鏈路是否擁塞或斷開。
19.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述步驟A中，當所述當前網關判斷自身的當前狀態滿足預設的遷移條件時，選擇一個遷移後的新網關，並向該新網關發送遷移請求通知；所述步驟B中，所述新網關收到遷移請求通知後，分配資源並建立與所述被遷移用戶設備當前所屬的LTE-RAN實體的連接。
20.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述步驟A中，當所述當前網關判斷自身的當前狀態滿足預設的遷移條件時，選擇一個遷移後的新網關，並向被遷移用戶設備當前所屬的LTE-RAN實體發送遷移請求通知，在該遷移請求通知中攜帶選擇的新網關地址信息；所述步驟B中，被遷移用戶設備當前所屬的LTE-RAN實體收到遷移請求通知後，根據獲得的新網關地址信息建立起與所述新網關的連接。
21.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述步驟A中，當被遷移用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體判斷當前網關的當前狀態滿足預設的遷移條件時，選擇一個遷移後的新網關並與之建立連接。
22.如權利要求16-21任意權項所述的方法，其特徵在於，所述被遷移用戶設備包括但不限於與當前網關之間通信鏈路較長的用戶設備；或者級別較低的用戶設備；或者請求非時延敏感業務的用戶設備；或者業務量大的用戶設備。
23.如權利要求22所述的方法，其特徵在於，所述選擇一個遷移後的新網關，具體方法包括但不限於根據被遷移用戶設備的位置選擇鏈路最短的網關作為所述新網關；和/或根據網絡中各網關的負載大小選擇負載最小的網關作為所述新網關。
24.如權利要求16-21任意權項所述的方法，其特徵在於，當網關收到所管轄的用戶設備新發起的連接建立請求後，判斷自身的當前狀態是否滿足預設的遷移條件；如果遷移條件滿足，則選擇一個新網關，執行所述步驟B-D，將該新發起連接請求的用戶設備直接註冊到所選擇的新網關上。
25.如權利要求16-21任意權項所述的方法，其特徵在於，所述當前網關和所述新網關屬於同一個業務區或分屬於不同的業務區。
26.如權利要求16-21任意權項所述的方法，其特徵在於，所述被遷移用戶設備當前所屬服務LTE-RAN實體和遷移前該用戶設備的源服務LTE-RAN實體為同一個LTE-RAN實體，或為不同的LTE-RAN實體。
27.如權利要求16-21任意權項所述的方法，其特徵在於，所述網關為移動管理實體和/或用戶面實體，移動管理實體和用戶面實體為邏輯功能實體，屬於演進網絡中同一個物理節點，或分屬於不同的物理節點。
28.如權利要求16-21任意權項所述的方法，其特徵在於，所述網關為移動管理實體和/或用戶面實體，當演進網絡的高層節點只有接入網關ACGW節點時，所述ACGW為服務ACGW和錨點ACGW；所述當前移動管理實體/用戶面實體為遷移前的服務ACGW；所述新移動管理實體/用戶面實體為遷移後的服務ACGW；錨點ACGW在遷移前後不改變。
29.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括修改需要遷移的網關的狀態。
30.根據權利要求29所述的方法，其特徵在於，所述修改狀態為在網絡中將所述用戶設備需要遷移的網關設置為不可用。
31.根據權利要求30所述的方法，其特徵在於，在進行所述設置為不可用之後，該方法進一步包括釋放所述用戶設備與需要遷移的網關之間的鏈路資源。
32.根據權利要求30所述的方法，其特徵在於，所述修改狀態為所述需要遷移的網關完成維護操作停止停運狀態後，通知無線演進接入網絡中的實體該網關停運狀態結束，將所述網關設置為可用。
全文摘要
本發明公開一種網關遷移的方法，包括以下步驟步驟一為需要進行網關遷移的用戶設備選擇新的網關；步驟二將新網關遷移作為所述用戶設備的當前網關。採用本發明所提供的方法，能夠實現針對用戶設備進行網關遷移，用戶設備或網關能夠結合遷移結果實現相應的功能，從而使得利用用戶設備和/或網關的業務能夠更加多樣、靈活的實現。尤其對於需要網關停運以維護網關的情況，該方法可以很好的解決由於網關停運所帶來的各個用戶設備業務中斷的問題，從而使得運營商可以在不中斷相應用戶業務的情況下完成網關設備的升級或維護等操作，從而提高了運營商所提供服務的服務質量。
文檔編號H04W24/04GK101047982SQ20061007508
公開日2007年10月3日 申請日期2006年4月2日 優先權日2006年4月2日
發明者郭小龍, 孫穎 申請人:華為技術有限公司