CN101282582B - 一种跨无线接入技术的切换方法 - Google Patents

Abstract

一种跨无线接入技术的切换方法，当UE从源无线接入网络切换到目标无线接入网络时，源无线接入网络的源移动管理单元接收到切换请求后，向目标无线接入网络的目标移动管理单元发送转发重定位请求；该请求中包含该源移动管理单元具有ISR能力的指示；如果目标移动管理单元具有ISR能力且判定无需为该UE重新选择S-GW，则激活或保持该UE的ISR功能，并在对应的转发重定位响应中包含激活ISR功能的标记；接收到上述转发重定位响应后，源移动管理单元激活或保持该UE的ISR功能；上述无线接入网络为：UTRAN或E-UTRAN；上述源移动管理单元和目标移动管理单元分别为源SGSN和目的MME，或源MME和目的SGSN。

Description

一种跨无线接入技术的切换方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种在不同的无线接入技术(RadioAccess Technology，简称RAT)覆盖区进行切换的方法。

背景技术

为了保持第三代移动通信系统在通信领域的竞争力，3GPP(3rdGeneration Partnership Project，第三代合作伙伴计划)标准工作组正致力于EPS(Evolved Packet System，演进分组域系统)的研究。整个EPS系统如图1所示，主要包括E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用陆地无线接入网)和EPC(Evolved Packet Core，演进的分组核心网)两部分。该系统的EPC能够支持用户从GERAN(GSM EDGE radio accessnetwork，全球移动通讯系统增强型数据速率GSM演进技术无线接入网)和UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网)的接入。

在EPC分组核心网中，主要包含：HSS(Home Subscriber Server，归属用户数据服务器)、MME(Mobiliyt Management Entity，移动性管理单元)、S-GW(Serving Gateway，服务网关)、P-GW(PDN Gateway，分组数据网络网关)和SGSN(Serving GPRS Support Node，服务通用无线分组业务支持节点)；其中：

HSS是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网；

MME是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的NAS层(Non-Access Stratum，非接入层)信令管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理；

S-GW是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法窃听和分组数据路由和转发功能；

P-GW是演进的分组域系统(EPS)和该系统外部网络的网关，负责终端的IP(Internet Protocol，因特网协议)地址分配、计费功能、分组包过滤、策略应用等功能。

SGSN是GERAN和UTRAN用户接入EPC网络的业务支持点，功能上与MME类似，负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能。

当UE(User Equipment，用户终端)所处的覆盖区发生改变，例如从一种RAT覆盖区下移动到另外一种RAT覆盖区下时，UE通过监听广播信道发现进入了一个未注册的区域；为了保证UE与核心网之间的业务连续，需要在新的RAT覆盖区下进行注册，因此UE会发起inter RAT(RAT间的)的TAU(Tracking Area Update，跟踪区更新)或者RAU(Routing Area Update，路由区更新)流程。而对于位于UTRAN覆盖区和E-UTRAN覆盖区的交叠区域或者临近区域的双模UE来说，可能由于在两个覆盖区域间频繁移动或者在交叠区域内信号强度等原因导致UE在两个注册区域内频繁的发起TAU或者RAU流程，这对空口来说会造成沉重的负担。

因此，为了在EPS系统中减少UE和核心网之间的空口信令，引入了ISR(Idle mode Signaling Reduction，空闲模式信令减少)功能。当激活了该功能之后，同时具有UTRAN和E-UTRAN接入功能的UE，可以同时注册到MME和SGSN。这样在上述情形之中，激活了ISR的UE在两种覆盖的临近或者交叠区域就不会再频繁发起TAU或者RAU流程，从而减少了不必要的空口信令，节省了宝贵的空口资源。

目前现有技术中只考虑了如何在空闲状态下激活或者维持ISR激活，而对于连接状态的UE，如果发生了跨接入技术的切换，则没有考虑如何建立或者维持ISR功能。

图2为连接状态的UE从E-UTRAN覆盖区移动到UTRAN的覆盖区所引发的切换流程；对于从UTRAN移动到E-UTRAN覆盖区所引发的切换流程与图2所示流程类似，本文不再赘述。图2的流程包括以下步骤：

步骤201，由于无线侧信号的强弱，或者源eNB(演进型节点B)的决策等原因，UE发起切换流程，并且决定切换到UTRAN。

步骤202，源eNB发起切换请求到源MME，该请求中携带导致切换的原因，目标RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)标识，源eNB标识以及需要进行数据转发的承载列表。

步骤203，源MME完成EPS承载到PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)上下文的映射后，向目标SGSN发送转发重定位请求(ForwardRelocation Request)，该请求中包括：UE的IMSI(International Mobile SubscriberIdentifier，国际移动用户识别码)，目标SGSN标识，移动管理上下文和PDP上下文，MME控制面的隧道端标识和地址，以及标识是否直接转发数据的标志。

步骤204，目标SGSN向目标RNC发送重定位请求，请求目标RNC建立无线承载，该请求中携带：UE的标识，重定位的原因值，鉴权和完整性保护所需要的相关信息，需要建立的无线承载列表。

步骤205，目标RNC分配无线资源后向目标SGSN返回重定位请求应答，该应答中包括：成功建立的无线承载列表和建立失败的无线承载列表。

步骤206，目标SGSN向源MME返回转发重定位响应(Forward RelocationResponse)，该响应中携带SGSN控制面隧道端标识和地址，无线承载建立信息，以及数据转发的隧道端标识和地址。

步骤207，源MME向源eNB发送切换命令，其中包括进行数据转发的承载列表。

步骤208，源eNB向UE发送切换命令通知UE执行切换，UE获得需要切换的承载信息，并且停止在这些承载上发送上行数据。

步骤209～211，源eNB通过源MME和目标SGSN向目标RNC转发SRNS(服务无线网络子系统)上下文。

步骤212～214，目标RNC收到SRNS上下文后，通过目标SGSN和源MME向源eNB返回转发SRNS上下文应答。

步骤215，UE完成接入到目标RNC之后，向目标RNC发送切换完成消息。

步骤216，目标RNC完成了源eNB到目标RNC的重定位之后向目标SGSN发送重定位完成消息。

步骤217，目标SGSN向源MME发送转发重定向完成(Forward RelocationComplete)消息，通知目标SGSN切换完成。

步骤218，源MME向目标SGSN发送转发重定向完成应答(ForwardRelocation Complete Acknowledge)，MME开启一个定时器，用于决定何时释放无线和到S-GW的承载资源。

步骤219，目标SGSN向S-GW发起更新承载请求，该请求消息中携带：源GTP-C(GPRS隧道协议控制面)隧道标识和目标GTP-C隧道标识，S-GW更新承载的绑定关系。

步骤220，S-GW向P-GW发送更新承载请求，将S-GW的地址信息、隧道标识信息、接入技术类型等参数发送给P-GW。

步骤221，P-GW更新自己的上下文并向S-GW返回更新承载响应消息，该消息中携带P-GW的地址和隧道标识等。

步骤222，S-GW向目标SGSN返回更新承载响应，将S-GW指定的目标GTP-C隧道标识、自身的地址、以及P-GW的地址和隧道信息等返回给目标SGSN。

步骤223，切换完成，上下行数据通过切换后的系统进行传送。

步骤224，UE通过监听无线信道发现接入了一个未注册的路由区，因此发起路由区更新请求，请求在新的路由区注册，该请求中携带UE的标识。

步骤225，目标SGSN可以在此时对UE执行鉴权和授权过程。

步骤226，目标SGSN通过位置更新请求消息通知HSS该UE注册位置的改变。

步骤227，HSS对UE保持位置信息的单注册，因此向源MME发送位置取消请求，只维护目标SGSN的注册。

步骤228，源MME向HSS返回位置取消响应。

步骤229，HSS向目标SGSN插入用户数据。

步骤230，目标SGSN向HSS返回插入用户数据应答。

步骤231，HSS通过向目标SGSN发送位置更新响应对目标SGSN的位置更新请求进行确认。

步骤232，如果目标SGSN确认UE在当前的路由区有效，则向UE发送路由区更新接受消息。

步骤233，如果目标SGSN通过RAU流程为UE分配了一个新的P-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity，分组域移动用户临时标识符)，那么UE会返回路由区更新完成消息向目标SGSN进行确认。

由上可知，在现有技术中，如果UE激活了ISR功能，由于在切换的时候没有相关机制来维护或者重建ISR，因此UE在切换之后还需要在空闲状态下发起TAU来重新建立ISR；此外，如果UE在切换前后的两种覆盖下都未激活ISR，而切换过程中也未对ISR进行任何处理，切换完成后UE也需要在空闲状态下发起TAU来重新建立ISR；从而增加了UE和网络的信令交互过程，增加了UE的负担，同时浪费了网络资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种跨无线接入技术的切换方法，通过该方法对ISR功能激活或者维护。

为了解决上述问题，本发明提供一种跨无线接入技术的切换方法，当UE从源无线接入网络切换到目标无线接入网络时，该方法包括如下步骤：

所述源无线接入网络的源移动管理单元接收到切换请求后，向所述目标无线接入网络的目标移动管理单元发送转发重定位请求；该请求中包含该源移动管理单元具有ISR能力的指示；

如果所述目标移动管理单元具有ISR能力且判定无需为该UE重新选择S-GW，则激活或保持该UE的ISR功能，并在对应的转发重定位响应中包含激活ISR功能的标记；

接收到上述转发重定位响应后，所述源移动管理单元激活或保持该UE的ISR功能；

上述无线接入网络为：UTRAN或E-UTRAN；上述源移动管理单元和目标移动管理单元分别为源SGSN和目的MME，或源MME和目的SGSN。

此外，所述目标移动管理单元在接收到所述转发重定位请求，并激活所述UE的ISR功能后，通过发送创建承载请求通知S-GW已激活所述UE的ISR功能。

此外，所述目标移动管理单元在接收到重定位完成消息之前发送所述创建承载请求；并在接收到所述重定位完成消息之后向所述S-GW发送相关的更新承载请求。

此外，所述UE在完成接入到所述目标无线接入网络后，还包括以下步骤：

所述目标移动管理单元在接收到所述UE的路由区更新请求或跟踪区更新请求后，通过发送位置更新请求通知HSS维护所述源移动管理单元和目标移动管理单元的双注册状态。

此外，所述HSS在接收到所述位置更新请求后，向所述目标无线接入网络中所述UE在进行所述切换前归属的移动管理单元发送位置取消请求。

此外，所述UE在完成接入到所述目标无线接入网络后，还包括以下步骤：

所述目标移动管理单元在接收到所述UE的路由区更新请求或跟踪区更新请求后，通过发送对应的路由区更新接受消息或跟踪区更新接受消息通知所述UE已激活ISR功能。

此外，所述目标移动管理单元在接收到所述转发重定位请求后，判断并记录所述UE在进行所述切换前是否已在所述目标移动管理单元中激活ISR功能；如果是，则保持所述UE的ISR功能，否则激活所述UE的ISR功能。

本发明提出的在S-GW不发生变化时的跨接入技术的切换流程中对ISR状态进行处理的方法，通过对现有切换流程的改进，激活或者维持了ISR状态。避免了UE通过新的流程建立或者重建ISR，从而降低了UE的负担，节约了网络资源。

附图说明

图1是现有技术中的演进分组网络(EPS)系统结构图；

图2为连接状态的UE从E-UTRAN覆盖区移动到UTRAN的覆盖区所引发的切换流程；

图3是本发明第一实施例在UE发起的从E-UTRAN网络到UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图；

图4是本发明第二实施例在UE发起的从UTRAN网络到E-UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图；

图5是本发明第三实施例在UE发起的从E-UTRAN网络到UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图；

图6是本发明第四实施例在UE发起的从UTRAN网络到E-UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图；

图7是本发明的一种在已经激活ISR的UE从E-UTRAN网络到UTRAN网络的切换过程中维持ISR的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

图3是本发明第一实施例在UE发起的从E-UTRAN网络到UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图。本实施例中，UE切换到UTRAN网络的一个未注册路由区。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤301，由于无线侧信号的强弱，或者源eNB的决策等原因，UE发起了切换流程，并且决定切换到UTRAN。

步骤302，源eNB发起切换请求到源MME，该请求中携带导致切换的原因，目标RNC标识，源eNB标识以及需要进行数据转发的承载列表。

步骤303，源MME完成EPS承载到PDP上下文的映射后，向目标SGSN发送转发重定位请求；该请求中包括UE的IMSI，目标SGSN标识，移动管理上下文和PDP上下文，MME控制面的隧道端标识和地址，以及标识是否直接转发数据的标志；此外，该请求中还包括该MME是否具有ISR能力的指示。

目标SGSN接收到转发重定位请求后，需要判断并记录该UE在切换前是否已在该目标SGSN中激活ISR功能。

步骤304，目标SGSN向目标RNC发送重定位请求，请求目标RNC建立无线承载；该请求中携带UE的标识，重定位的原因值，鉴权和完整性保护所需要的相关信息，需要建立的无线承载列表。

步骤305，目标RNC分配无线资源后向目标SGSN返回重定位请求应答；该应答中包括成功建立的无线承载列表和建立失败的无线承载列表。

步骤306，目标SGSN向源MME返回转发重定位响应；该响应中包括SGSN控制面隧道端标识和地址，无线承载建立信息，以及数据转发的隧道端标识和地址。

目标SGSN判断是否要重新选择一个S-GW，本发明实施例针对S-GW没有变化的情况，如果S-GW变化，则不能在本切换流程中激活ISR，这种情况不在本发明的范畴内，不做赘述。如果目标SGSN判定没有重新选择S-GW，并且步骤303中源MME指示其具有ISR能力，同时目标SGSN也具有ISR能力，并且决定激活ISR，则目标SGSN在本地激活ISR并将该UE标识为ISR已激活状态，并保留MME的地址及相关信息；目标SGSN向源MME发送的上述响应中还包括ISR标识，用于通知源MMW是否激活ISR状态。

需要注意的是，由于步骤303中记录的信息显示该UE在进行切换前没有在目标SGSN中激活ISR，因此应当判定进行激活ISR的操作。

步骤307，如果源MME收到的转发重定位响应中包含ISR标识，则激活或保持该UE的ISR功能(即源MME记录该UE的注册信息，并标识该UE已激活ISR)；并且源MME也保存目标SGSN的地址和相关信息；源MME向源eNB发送切换命令，其中包括进行数据转发的承载列表。

源MME和目标SGSN保存彼此地址和相关信息，用于后续在与该激活ISR的UE相关的其它流程(例如注销流程)中，通知对方此时该UE的状态等。

步骤308，源eNB向UE发送切换命令通知UE执行切换，UE获得需要切换的承载信息，并且停止在这些承载上发送上行数据。

步骤309～311，源eNB通过源MME和目标SGSN向目标RNC转发SRNS上下文。

步骤312～314，目标RNC收到SRNS上下文后，通过目标SGSN和源MME向源eNB返回转发SRNS上下文应答。

步骤315，UE完成接入到目标RNC之后，向目标RNC发送切换完成消息。

步骤316，目标RNC完成了源eNB到目标RNC的重定位之后，向目标SGSN发送重定位完成消息。

步骤317，目标SGSN向源MME发送转发重定向完成消息，通知目标SGSN切换完成。

步骤318，源MME向目标SGSN发送转发重定向完成应答。

步骤319，由于在步骤306中目标SGSN已激活了ISR，并且在切换之前该UE并没有在该SGSN激活ISR，因此向S-GW发起创建承载请求；该请求中携带UE标识，目标SGSN的地址和控制面的隧道端标识，目标RNC的地址和用户面隧道端标识；

上述创建承载请求用于让S-GW为目标SGSN与S-GW之间新的GTP-C隧道分配一个新的GTP-C隧道标识，同时通知S-GW切换完成；并且，创建承载请求消息中还应包括ISR激活指示，通知S-GW该UE激活了ISR。

步骤320，S-GW向P-GW发送更新承载请求，将S-GW的地址信息、隧道标识信息、接入技术类型等参数发送给P-GW。

步骤321，P-GW更新自己的上下文并向S-GW返回更新承载响应消息，该消息中携带P-GW的地址和隧道标识等信息。

步骤322，S-GW向目标SGSN返回创建承载响应，将S-GW新分配的目标GTP-C隧道标识、自身的地址以及P-GW的地址和隧道信息等带给目标SGSN。

步骤323，切换完成，上下行数据通过切换后的系统进行传送。

步骤324，UE通过监听无线信道发现接入了一个未注册的路由区，因此发起路由区更新请求，请求在新的路由区注册，该请求中携带UE的标识。

步骤325，目标SGSN可以在此时对UE执行鉴权和授权过程。

步骤326，目标SGSN通过位置更新请求消息通知HSS该UE注册位置已改变；由于目标SGSN在步骤306中激活了ISR，因此在该位置更新请求中携带的更新类型参数值为双注册，以通知HSS为该UE保持两种不同接入技术的PS(Packet Swithed，分组交换)域注册。

步骤327，如果之前UE已经激活了ISR，则HSS已经保存了该UE在源MME和源SGSN两个PS域注册的信息；HSS根据位置更新请求中携带的更新类型对UE执行位置信息的双注册策略，对每种接入技术保持一个PS域注册，因此向源SGSN发送位置取消请求，而维护目标SGSN和源MME的注册；

如果UE之前并没有激活ISR，那么HSS不会保存任何SGSN的位置信息，那么步骤327～330跳过不被执行。

步骤328，源SGSN向HSS返回位置取消响应。

步骤329，源SGSN收到HSS发送的位置取消请求，删除本地保存的该UE的上下文，并向S-GW发送删除承载请求，其中携带原因值和控制面的隧道端标识。

步骤330，S-GW删除该控制面隧道建立的所有承载，并向源SGSN返回删除承载响应。

步骤331，HSS向目标SGSN插入用户数据。

步骤332，目标SGSN向HSS返回插入用户数据应答。

步骤333，HSS通过向目标SGSN发送位置更新响应对目标SGSN的位置更新进行确认。

步骤334，如果目标SGSN确认UE在当前的路由区内有效，则向UE发送路由区更新接受消息，该消息中携带ISR标识，用于通知UE激活了ISR功能。

步骤335，如果目标SGSN通过RAU流程为UE分配了一个新的P-TMSI，那么UE会返回路由区更新完成消息向目标SGSN进行确认。

至此，切换完成，后续当UE移动回E-UTRAN时，由于已经激活了ISR功能，则无需通过重新发起TAU流程激活ISR功能。

图4是本发明第二实施例在UE发起的从UTRAN网络到E-UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图。本实施例中，UE切换到E-UTRAN网络的一个未注册跟踪区。如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤401，由于无线侧信号的强弱，或者源RN C的决策等原因，UE发起了切换流程，并且决定切换到E-UTRAN。

步骤402，源RNC发起切换请求到源SGSN，该请求中携带导致切换的原因，目标eNB标识，源RNC标识以及需要进行数据转发的承载列表。

步骤403，源SGSN完成PDP上下文到EPS承载的映射后，向目标MME发送转发重定位请求；该请求中包括UE的IMSI，目标MME标识，移动管理上下文和承载上下文，SGSN控制面的隧道端标识和地址，以及标识是否直接转发数据的标志；此外，该请求中还包括该SGSN是否具有ISR能力的指示。

目标MME接收到转发重定位请求后，需要判断并记录该UE在切换前是否已在该目标MME中激活ISR功能。

步骤404，目标MME向目标eNB发送重定位请求，请求目标eNB建立无线承载，该请求中携带UE的标识，重定位的原因值，鉴权和完整性保护所需要的相关信息，需要建立的无线承载列表。

步骤405，目标eNB分配无线资源后向目标MME返回重定位请求应答；该应答中包括成功建立的无线承载列表和建立失败的无线承载列表。

步骤406，目标MME向源SGSN返回转发重定位响应；该响应中包括MME控制面隧道端标识和地址，无线承载建立信息，以及数据转发的隧道端标识和地址。

目标MME判断是否要重新选择一个S-GW，本实施例针对S-GW没有变化的情况，如果S-GW变化，则不能在本切换流程中激活ISR，这种情况不在本发明的范畴内，这里不做赘述。如果目标MME判定没有重新选择一个S-GW，并且步骤403中源SGSN指示其具有ISR能力，同时目标MME也具有ISR能力，并且决定激活ISR，则目标MME在本地激活ISR并将该UE标识为ISR已激活状态，并保留SGSN的地址及相关信息。目标MME向源SGSN发送的上述响应中还包括ISR标识，用于通知源SGSN是否激活ISR状态。

需要注意的是，由于步骤403中记录的信息显示该UE在进行切换前没有在目标MME中激活ISR，因此应当判定进行激活ISR的操作。

步骤407，如果源SGSN收到的转发重定位响应中包含ISR标识，则激活或保持该UE的ISR功能；并且源SGSN也保存目标MME的地址和相关信息；源SGSN向源RNC发送切换命令，其中包括进行数据转发的承载列表。

源SGSN和目标MME保存彼此地址和相关信息，用于后续在与该激活ISR的UE相关的其它流程(例如注销流程)中，通知对方此时该UE的状态等。

步骤408，源RNC向UE发送切换命令通知UE执行切换，UE获得需要切换的承载信息，并且停止在这些承载上发送上行数据。

步骤409～411，源RNC通过源SGSN和目标MME向目标eNB转发SRNS上下文。

步骤412～414，目标eNB收到SRNS上下文后，通过目标MME和源SGSN向源RNC返回转发SRNS上下文应答。

步骤415，UE完成接入到目标eNB之后，向目标eNB发送切换完成消息。

步骤416，目标eNB完成了源RNC到目标eNB的重定位之后，向目标MME发送重定位完成消息。

步骤417，目标MME向源SGSN发送转发重定向完成消息，通知目标MME已完成切换。

步骤418，源SGSN向目标MME转发重定向完成应答。

步骤419，由于目标MME在步骤406中已经激活了ISR，并且在切换之前该UE并没有在目标MME激活ISR。因此向S-GW发起创建承载请求；该请求中携带UE标识，MME控制面地址和隧道端标识，目标eNB的地址和用户面隧道端标识。

上述创建承载请求用于让S-GW为目标MME和S-GW之间新的GTP-C隧道分配一个新的GTP-C隧道标识，同时通知S-GW切换完成。并且，创建承载请求消息中还应包括ISR激活指示，通知S-GW该UE激活了ISR。

步骤420，S-GW向P-GW发送更新承载请求，将S-GW的地址信息、隧道标识信息、接入技术类型等参数发送给P-GW。

步骤421，P-GW更新自己的上下文并向S-GW返回更新承载响应消息，该消息中携带P-GW的地址和隧道标识等信息。

步骤422，S-GW向目标MME返回创建承载响应，将S-GW新分配的目标GTP-C隧道标识、自身的地址以及P-GW的地址和隧道信息等带给目标MME。

步骤423，切换完成，上下行数据通过切换后的系统进行传递。

步骤424，UE通过监听无线信道发现接入了一个未注册的跟踪区，因此发起跟踪区更新请求，请求在新的跟踪区注册，该请求中携带UE的标识。

步骤425，目标MME可以在此时对UE执行鉴权和授权过程。

步骤426，目标MME通过位置更新请求消息通知HSS该UE注册位置已改变。由于目标MME在步骤406中激活了ISR，因此在该位置更新请求中携带的更新类型参数值为双注册，以通知HSS为该UE保持两种不同接入技术的PS域注册。

步骤427，如果之前UE已经激活了ISR，则HSS已经保存了该UE在源MME和源SGSN的两个PS域注册的信息。HSS根据位置更新请求中携带的更新类型对UE执行位置信息的双注册策略，对每种接入技术保持一个PS域注册，因此向源MME发送位置取消请求，而维护目标MME和源SGSN的注册；

如果UE之前并没有激活ISR，那么HSS不会保存任何MME的位置信息，那么步骤427～430跳过不被执行。

步骤428，源MME向HSS返回位置取消响应。

步骤429，源MME收到HSS发送的位置取消请求，删除本地保存的该UE的上下文，并向S-GW发送删除承载请求，其中携带原因值和控制面的隧道端标识。

步骤430，S-GW删除该控制面隧道建立的所有承载，并向源MME返回删除承载响应。

步骤431，HSS向目标MME插入用户数据。

步骤432，目标MME向HSS返回插入用户数据应答。

步骤433，HSS通过向目标MME发送位置更新响应对目标MME的位置更新进行确认。

步骤434，如果目标MME确认UE在当前的跟踪区内有效，则向UE发送跟踪区更新接受消息，该消息中携带ISR标识，用于通知UE激活了ISR功能。

步骤435，如果目标MME通过TAU流程为UE分配了一个新的GUTI(全球唯一临时标识)，那么UE会返回跟踪区更新完成消息向MME进行确认。

至此，切换完成，后续当UE移动回UTRAN时，由于激活了ISR功能，无需通过重新发起RAU流程来激活ISR。

图5是本发明第三实施例在UE发起的从E-UTRAN网络到UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图。本实施例中，UE切换到UTRAN网络的一个未注册路由区。如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤501，由于无线侧信号的强弱，或者源eNB的决策等原因，UE发起了切换流程，并且决定切换到UTRAN。

步骤502，源eNB发起切换请求到源MME，该请求中携带导致切换的原因，目标RNC标识，源eNB标识以及需要进行数据转发的承载列表。

步骤503，源MME完成EPS承载到PDP上下文的映射后，向目标SGSN发送转发重定位请求，该请求中包括UE的IMSI，目标SGSN标识，移动管理上下文和PDP上下文，MME控制面的隧道端标识和地址，以及标识是否直接转发数据的标志；此外，该请求中还包括该MME是否具有ISR能力的指示。

目标SGSN接收到转发重定位请求后，需要判断并记录该UE在切换前是否已在该目标SGSN中激活ISR功能。

步骤504，目标SGSN判断是否要重新选择一个S-GW，本发明实施例针对S-GW没有变化的情况，如果S-GW变化，则不能在本切换流程中激活ISR，这种情况不在本发明的范畴内，不做赘述；如果目标SGSN判定没有重新选择S-GW，并且步骤503中源MME指示其具有ISR能力，同时目标SGSN也具有ISR能力，并且决定激活ISR，则目标SGSN在本地激活ISR并将该UE标识为ISR已激活状态，并保留源MME的地址及相关信息。

此外，由于目标SGSN判定已经激活了ISR，并且在切换流程之前UE并没有在目标SGSN激活ISR，因此向S-GW发起创建承载请求；该请求中携带UE标识，SGSN控制面的隧道端标识。该请求用于让S-GW为目标SGSN和S-GW之间新的GTP-C隧道分配一个新的GTP-C隧道标识。并且，创建承载请求消息中还应包括ISR激活指示，通知S-GW该UE激活了ISR。

步骤505，S-GW向目标SGSN返回创建承载响应，将S-GW新分配的目标GTP-C隧道标识、自身的地址以及P-GW的地址和隧道信息等带给目标SGSN。

步骤506，目标SGSN向目标RNC发送重定位请求，请求目标RNC建立无线承载；该请求中携带UE的标识，重定位的原因值，鉴权和完整性保护所需要的相关信息，需要建立的无线承载列表。

步骤507，目标RNC分配无线资源后向目标SGSN返回重定位请求应答；该应答中包括成功建立的无线承载列表和建立失败的无线承载列表。

步骤508，目标SGSN向源MME返回转发重定位响应；该响应中包括SGSN控制面隧道端标识和地址，无线承载建立信息，数据转发的隧道端标识和地址，以及ISR标识，用于通知源MME是否激活ISR状态。

步骤509，如果源MME收到的转发重定位响应中包含ISR标识，则激活或保持该UE的ISR功能；并且源MME也保存目标SGSN的地址和相关信息；源MME向源eNB发送切换命令，其中包括进行数据转发的承载列表。

源MME和目标SGSN保存彼此地址和相关信息，用于后续在与该激活ISR的UE相关的其它流程(例如注销流程)中，通知对方此时该UE的状态等。

步骤510，源eNB向UE发送切换命令通知UE执行切换，UE获得需要切换的承载信息，并且停止在这些承载上发送上行数据。

步骤511～513，源eNB通过源MME和目标SGSN向目标RNC转发SRNS上下文。

步骤514～516，目标RNC收到SRNS上下文后，通过目标SGSN和源MME向源eNB返回转发SRNS上下文应答。

步骤517，UE完成接入到目标RNC之后，向目标RNC发送切换完成消息。

步骤518，目标RNC完成了源eNB到目标RNC的重定位之后，向目标SGSN发送重定位完成消息。

步骤519，目标SGSN向源MME发送转发重定向完成消息，通知目标SGSN切换完成。

步骤520，源MME向目标SGSN发送转发重定向完成应答。

步骤521，目标SGSN向S-GW发起更新承载请求，通知S-GW切换完成。该请求消息中携带源GTP-C隧道标识和目标GTP-C隧道标识，目标RNC的用户面隧道端标识和地址，S-GW更新承载的绑定关系。

步骤522，S-GW向P-GW发送更新承载请求，将S-GW的地址信息、隧道标识信息、接入技术类型等参数发送给P-GW。

步骤523，P-GW更新自己的上下文并向S-GW返回更新承载响应消息，该消息中携带P-GW的地址和隧道标识等。

步骤524，S-GW向目标SGSN返回更新承载响应，将S-GW的目标GTP-C隧道标识和地址、以及P-GW的地址和隧道信息等返回给目标SGSN。

步骤525，切换完成，上下行数据通过切换后的系统进行传递。

步骤526，UE通过监听无线信道发现接入了一个未注册的路由区，因此发起路由区更新请求，请求在新的路由区注册，该请求中携带UE的标识。

步骤527，目标SGSN可以在此时对UE执行鉴权和授权过程。

步骤528，目标SGSN通过位置更新请求消息通知HSS该UE注册位置已改变；由于目标SGSN在步骤504中激活了ISR，因此在该位置更新请求中携带的更新类型参数值为双注册，以通知HSS为该UE保持两种不同接入技术的PS域注册。

步骤529，如果之前UE已经激活了ISR，则HSS已经保存了该UE在源MME和源SGSN的两个PS域注册的信息；HSS根据位置更新请求中携带的更新类型对UE执行位置信息的双注册策略，对每种接入技术保持一个PS域注册，因此向源SGSN发送位置取消请求，而维护目标SGSN和源MME的注册；

如果UE之前并没有激活ISR，那么HSS不会保存任何SGSN的位置信息，那么步骤529～532跳过不被执行。

步骤530，源SGSN向HSS返回位置取消响应。

步骤531，源SGSN收到HSS发送的位置取消请求，删除本地保存的该UE的上下文，并向S-GW发送删除承载请求，其中携带原因值和控制面的隧道端标识。

步骤532，S-GW删除该控制面隧道建立的所有承载，并向源SGSN返回删除承载响应。

步骤533，HSS向目标SGSN插入用户数据。

步骤534，目标SGSN向HSS返回插入用户数据应答。

步骤535，HSS通过向目标SGSN发送位置更新响应对目标SGSN的位置更新进行确认。

步骤536，如果目标SGSN确认UE在当前的路由区内有效，则向UE发送路由区更新接受消息，该消息中携带ISR标识，用于通知UE激活了ISR功能。

步骤537，如果目标SGSN通过RAU流程为UE分配了一个新的P-TMSI，那么UE会返回路由区更新完成消息向目标SGSN进行确认。

至此，切换完成，后续当UE移动回E-UTRAN时，由于激活了ISR功能，无需通过重新发起TAU流程激活ISR。

图6是本发明第四实施例在UE发起的从UTRAN网络到E-UTRAN网络的切换过程中激活ISR的方法流程图。本实施例中，UE切换到E-UTRAN网络的一个未注册跟踪区。如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤601，由于无线侧信号的强弱，或者源RNC的决策等原因，UE发起了切换流程，并且决定切换到E-UTRAN。

步骤602，源RNC发起切换请求到源SGSN，该请求中携带导致切换的原因，目标eNB标识，源RNC标识以及需要进行数据转发的承载列表。

步骤603，源SGSN完成PDP上下文到EPS承载的映射后，向目标MME发送转发重定位请求；该请求中包括UE的IMSI，目标MME标识，移动管理上下文和承载上下文，SGSN控制面的隧道端标识和地址，以及标识是否直接转发数据的标志；此外，该请求中还包括该SGSN是否具有ISR能力的指示。

目标MME接收到转发重定位请求后，需要判断并记录该UE在切换前是否已在该目标MME中激活ISR功能。

步骤604，目标MME判断是否要重新选择一个S-GW，本发明实施例针对S-GW没有变化的情况，如果S-GW变化，则不能在本切换流程中激活ISR，这种情况不在本发明的范畴内，不做赘述。如果目标MME判定没有重新选择S-GW，并且步骤603中源SGSN指示其具有ISR能力，同时目标MME也具有ISR能力，并且决定激活ISR，则目标MME在本地激活ISR并将该UE标识为ISR已激活状态，并保留源SGSN的地址及相关信息。

此外，由于目标MME判定已经激活了ISR，并且在切换流程之前UE并没有在目标MME激活ISR，因此向S-GW发起创建承载请求；该请求中携带UE标识，MME控制面的隧道端标识。该请求用于让S-GW为目标MME和S-GW之间新的GTP-C隧道分配一个新的GTP-C隧道标识。并且，创建承载请求消息中还应包括ISR激活指示，通知S-GW该UE激活了ISR。

步骤605，S-GW向目标MME返回创建承载响应，将S-GW新分配的目标GTP-C隧道标识、自身的地址以及P-GW的地址和隧道信息等带给目标MME。

步骤606，目标MME向目标eNB发送重定位请求，请求目标eNB建立无线承载，该请求中携带UE的标识，重定位的原因值，鉴权和完整性保护所需要的相关信息，需要建立的无线承载列表。

步骤607，目标eNB分配无线资源后向目标MME返回重定位请求应答；该应答中包括成功建立的无线承载列表和建立失败的无线承载列表。

步骤608，目标MME向源SGSN返回转发重定位响应；该响应中包括MME控制面隧道端标识和地址，无线承载建立信息，数据转发的隧道端标识和地址，以及ISR标识，用于通知源SGSN是否激活ISR状态。

步骤609，如果源SGSN收到的转发重定位响应中包含ISR标识，则激活或保持该UE的ISR功能；并且源SGSN也保存目标MME的地址和相关信息；源SGSN向源RNC发送切换命令，其中包括进行数据转发的承载列表。

源SGSN和目标MME保存彼此地址和相关信息，用于后续在与该激活ISR的UE相关的其它流程(例如注销流程)中，通知对方此时该UE的状态等。

步骤610，源RNC向UE发送切换命令通知UE执行切换，UE获得需要切换的承载信息，并且停止在这些承载上发送上行数据。

步骤611～613，源RNC通过源SGSN和目标MME向目标eNB转发SRNS上下文。

步骤614～616，目标eNB收到SRNS上下文后，通过目标MME和源SGSN向源RNC返回转发SRNS上下文应答。

步骤617，UE完成接入到目标eNB之后，向目标eNB发送切换完成消息。

步骤618，目标eNB完成了源RNC到目标eNB的重定位之后，向目标MME发送重定位完成消息。

步骤619，目标MME向源SGSN发送转发重定向完成消息，通知目标MME已完成切换。

步骤620，源SGSN向目标MME转发重定向完成应答。

步骤621，目标MME向S-GW发起更新承载请求，通知S-GW切换完成。请求消息中携带源GTP-C隧道标识和目标GTP-C隧道标识，目标eNB的用户面隧道端标识和地址，S-GW更新承载的绑定关系。

步骤622，S-GW向P-GW发送更新承载请求，将S-GW的地址信息、隧道标识信息、接入技术类型等参数发送给P-GW。

步骤623，P-GW更新自己的上下文并向S-GW返回更新承载响应消息，该消息中携带P-GW的地址和隧道标识等。

步骤624，S-GW向目标MME返回更新承载响应，将S-GW的目标GTP-C隧道标识和地址、以及P-GW的地址和隧道信息等返回给目标MME。

步骤625，切换完成，上下行数据通过切换后的系统进行传递。

步骤626，UE通过监听无线信道发现接入了一个未注册的跟踪区，因此发起跟踪区更新请求，请求在新的跟踪区注册，该请求中携带UE的标识。

步骤627，目标MME可以在此时对UE执行鉴权和授权过程。

步骤628，目标MME通过位置更新请求消息通知HSS该UE注册位置已改变。由于目标MME在步骤608中激活了ISR，因此在该位置更新请求中携带的更新类型参数值为双注册，以通知HSS为该UE保持两种不同接入技术的PS域注册。

步骤629，如果之前UE已经激活了ISR，则HSS已经保存了该UE在源MME和源SGSN的两个PS域注册的信息。HSS根据位置更新请求中携带的更新类型对UE执行位置信息的双注册策略，对每种接入技术保持一个PS域注册，因此向源MME发送位置取消请求，而维护目标MME和源SGSN的注册；

如果UE之前并没有激活ISR，那么HSS不会保存任何MME的位置信息，那么步骤629～632跳过不被执行。

步骤630，源MME向HSS返回位置取消响应。

步骤631，源MME收到HSS发送的位置取消请求，删除本地保存的该UE的上下文，并向S-GW发送删除承载请求，其中携带原因值和控制面的隧道端标识。

步骤632，S-GW删除该控制面隧道建立的所有承载，并向源MME返回删除承载响应。

步骤633，HSS向目标MME插入用户数据。

步骤634，目标MME向HSS返回插入用户数据应答。

步骤635，HSS通过向目标MME发送位置更新响应对目标MME的位置更新进行确认。

步骤636，如果目标MME确认UE在当前的跟踪区内有效，则向UE发送跟踪区更新接受消息，该消息中携带ISR标识，用于通知UE激活了ISR功能。

步骤637，如果目标MME通过TAU流程为UE分配了一个新的GUTI标识，那么UE会返回跟踪区更新完成消息向MME进行确认。

图7是本发明的一种在已经激活ISR的UE从E-UTRAN网络到UTRAN网络的切换过程中维持ISR的方法流程图。本实施例中，UE在已激活ISR的两个覆盖区域内进行切换(即切换到UTRAN网络的一个已注册路由区)。如图7所示，该方法包括如下步骤：

步骤701，由于无线侧信号的强弱，或者源eNB的决策等原因，UE发起了切换流程，并且决定切换到UTRAN。

步骤702，源eNB发起切换请求到源MME，该请求中携带导致切换的原因，目标RNC标识，源eNB标识以及需要进行数据转发的承载列表。

步骤703，源MME完成EPS承载到PDP上下文的映射后，向目标SGSN发送转发重定位请求；该请求中包括UE的IMSI，目标SGSN标识，移动管理上下文和PDP上下文，MME控制面的隧道端标识和地址，以及标识是否直接转发数据的标志；此外，该请求中还包括该MME是否具有ISR能力的指示。

目标SGSN接收到转发重定位请求后，需要判断并记录该UE在切换前是否已在该目标SGSN中激活ISR功能。

步骤704，目标SGSN向目标RNC发送重定位请求，请求目标RNC建立无线承载；该请求中携带UE的标识，重定位的原因值，鉴权和完整性保护所需要的相关信息，需要建立的无线承载列表。

步骤705，目标RNC分配无线资源后向目标SGSN返回重定位请求应答；该应答中包括成功建立的无线承载列表和建立失败的无线承载列表。

步骤706，目标SGSN向源MME返回转发重定位响应；该响应中包括SGSN控制面隧道端标识和地址，无线承载建立信息，以及数据转发的隧道端标识和地址。

目标SGSN判断是否要重新选择一个S-GW，本发明实施例针对S-GW没有变化的情况，如果S-GW变化，则不能在本切换流程中保持ISR，这种情况不在不在本发明的范畴内，不做赘述。如果目标SGSN判定没有重新选择S-GW，并且步骤703中源MME指示其具有ISR能力，同时目标SGSN也具有ISR能力，并且决定保持ISR，则目标SGSN在本地保持ISR并继续将UE标识为ISR已激活状态，并保留MME的地址及相关信息。目标SGSN向源MME发送的上述响应中还包括ISR标识，用于通知源MME是否保持ISR状态。

需要注意的是，由于步骤703中记录的信息显示该UE在进行切换前已经在目标SGSN中激活ISR，因此应当判定进行保持ISR的操作。

步骤707，如果源MME收到的转发重定位响应中包含ISR标识，则保持ISR激活状态；并且源MME也保存目标SGSN的地址和相关信息；源MME向源eNB发送切换命令，其中包括进行数据转发的承载列表。

源MME和目标SGSN保存彼此地址和相关信息，用于后续在与该激活ISR的UE相关的其它流程(例如注销流程)中，通知对方此时该UE的状态等。

步骤708，源eNB向UE发送切换命令通知UE执行切换，UE获得需要切换的承载信息，并且停止在这些承载上发送上行数据。

步骤709～711，源eNB通过源MME和目标SGSN向目标RNC转发SRNS上下文。

步骤712～714，目标RNC收到SRNS上下文后，通过目标SGSN和源MME向源eNB返回转发SRNS上下文应答。

步骤715，UE完成接入到目标RNC之后，向目标RNC发送切换完成消息。

步骤716，目标RNC完成了源eNB到目标RNC的重定位之后，向目标SGSN发送重定位完成消息。

步骤717，目标SGSN向源MME发送转发重定向完成消息，通知目标SGSN切换完成。

步骤718，源MME向目标SGSN发送转发重定向完成应答。

步骤719，如果目标SGSN判定在切换之前就已经激活ISR，并且在切换过程中(步骤706)保持了ISR激活状态，则向S-GW发起更新承载请求；请求消息中携带源GTP-C隧道标识和目标GTP-C隧道标识，目标RNC的用户面隧道端标识和地址，S-GW更新承载的绑定关系。

步骤720，S-GW向P-GW发送更新承载请求，将S-GW的地址信息、隧道标识信息、接入技术类型等参数发送给P-GW。

步骤721，P-GW更新自己的上下文并向S-GW返回更新承载响应消息，该消息中携带P-GW的地址和隧道标识等信息。

步骤722，S-GW向目标SGSN返回更新承载响应，将S-GW新分配的目标GTP-C隧道标识、自身的地址以及P-GW的地址和隧道信息等带给目标SGSN。

步骤723，切换完成，上下行数据通过切换后的系统进行传递。

至此切换完成，由于UE已在当前路由区注册，因此不会主动发起路由区更新请求。

对于已经激活ISR的UE在激活ISR的两个覆盖区域内，从UTRAN网络到E-UTRAN网络的切换流程与上述实施方式类似，只是目标网元和源网元有所不同执行的判断逻辑和消息传递类似，这里不再赘述。

Claims (7)

1.一种跨无线接入技术的切换方法，其特征在于，当UE从源无线接入网络切换到目标无线接入网络时，该方法包括如下步骤：

所述源无线接入网络的源移动管理单元接收到切换请求后，向所述目标无线接入网络的目标移动管理单元发送转发重定位请求；该请求中包含该源移动管理单元具有空闲模式信令减少(ISR)能力的指示；

如果所述目标移动管理单元具有空闲模式信令减少(ISR)能力且判定无需为该UE重新选择服务网关(S-GW)，则激活或保持该UE的空闲模式信令减少(ISR)功能，并在对应的转发重定位响应中包含激活空闲模式信令减少(ISR)功能的标记；

接收到上述转发重定位响应后，所述源移动管理单元激活或保持该UE的空闲模式信令减少(ISR)功能；

上述无线接入网络为：UTRAN或E-UTRAN；上述源移动管理单元和目标移动管理单元分别为源SGSN和目的MME，或源MME和目的SGSN。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述目标移动管理单元在接收到所述转发重定位请求，并激活所述UE的空闲模式信令减少(ISR)功能后，通过发送创建承载请求通知服务网关(S-GW)已激活所述UE的空闲模式信令减少(ISR)功能。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述目标移动管理单元在接收到重定位完成消息之前发送所述创建承载请求；并在接收到所述重定位完成消息之后向所述服务网关(S-GW)发送相关的更新承载请求。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述UE在完成接入到所述目标无线接入网络后，还包括以下步骤：

所述目标移动管理单元在接收到所述UE的路由区更新请求或跟踪区更新请求后，通过发送位置更新请求通知归属用户数据服务器(HSS)维护所述源移动管理单元和目标移动管理单元的双注册状态。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述归属用户数据服务器(HSS)在接收到所述位置更新请求后，向所述目标无线接入网络中所述UE在进行所述切换前归属的移动管理单元发送位置取消请求。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述UE在完成接入到所述目标无线接入网络后，还包括以下步骤：

所述目标移动管理单元在接收到所述UE的路由区更新请求或跟踪区更新请求后，通过发送对应的路由区更新接受消息或跟踪区更新接受消息通知所述UE已激活空闲模式信令减少(ISR)功能。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述目标移动管理单元在接收到所述转发重定位请求后，判断并记录所述UE在进行所述切换前是否已在所述目标移动管理单元中激活空闲模式信令减少(ISR)功能；如果是，则保持所述UE的空闲模式信令减少(ISR)功能，否则激活所述UE的空闲模式信令减少(ISR)功能。

Images