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CN102868994A - 一种支持用户设备ue移动性的方法 - Google Patents

一种支持用户设备ue移动性的方法 Download PDF

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CN102868994A
CN102868994A CN2011101933765A CN201110193376A CN102868994A CN 102868994 A CN102868994 A CN 102868994A CN 2011101933765 A CN2011101933765 A CN 2011101933765A CN 201110193376 A CN201110193376 A CN 201110193376A CN 102868994 A CN102868994 A CN 102868994A
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CN
China
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lgw
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mme
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Prior art date
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CN2011101933765A
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Inventor
梁华瑞
王弘
许丽香
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Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd
Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
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Priority to KR1020120074502A priority patent/KR20130006378A/ko
Priority to PCT/KR2012/005407 priority patent/WO2013009053A2/en
Priority to US13/544,414 priority patent/US20130010756A1/en
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Abstract

本发明提供了一种支持用户设备UE移动性的方法，当UE移动到支持LIPA的网络时或者从支持LIPA的网络移动出时，保证为UE选择最佳的用户面节点，保证网络路由最优化，网络资源的优化。如果需要支持UE的业务连续性时，当UE从其他网络远程接入支持LIPA的网络时，如果UE移动到支持LIPA的网络时，保证UE的远程业务仍然不中断同时网络为UE重选选择最佳的用户面节点。当UE从支持LIPA的网络移动到其他网络时，保证UE的LIPA业务不中断，并且网络为UE选择最佳的用户面节点。本方法在保证用户体验的同时保证了网络资源的最优化。

Description

一种支持用户设备UE移动性的方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种支持用户设备(UE)移动性的方法。
背景技术
图1为系统架构演进(SAE)的系统架构图，其中，用户设备(UE)101是用来接收数据的终端设备；演进通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)102是无线接入网络，其中包括为UE提供接入无线网络接口的宏基站(eNodeB/NodeB)；移动管理实体(MME)103负责管理UE的移动上下文、会话上下文和安全信息；服务网关(SGW)104主要提供用户平面的功能，MME 103和SGW 104可能处于同一物理实体；分组数据网络网关(LGW)105负责计费、合法监听等功能，也可以与SGW 104处于同一物理实体；策略和计费规则功能实体(PCRF)106提供服务质量(QoS)策略和计费准则；通用分组无线业务支持节点(SGSN)108是通用移动通信系统(UMTS)中为数据的传输提供路由的网络节点设备；归属用户服务器(HSS)109是UE的家乡归属子系统，负责保护包括用户设备的当前位置、服务节点的地址、用户安全信息、用户设备的分组数据上下文等用户信息。
随着UE业务数据速率的提高，运营商提供了一种新的技术：选定的因特网协议数据流的转移(SIPTO)和本地因特网协议接入(LIPA)，其中，在SIPTO中，当UE通过家庭演进基站(HeNB)、家庭基站(HNB)或者宏基站(eNodeB/NodeB)接入Internet或其它外网时，网络可以为UE选择或重选更加临近无线接入网的用户面节点；当UE通过HeNB或HNB接入家庭网络或者企业内部网络，在执行LIPA时，可以为UE选择或重选临近家庭基站的用户面节点或者选择位于HeNB/HNB接入网络中的用户面节点。其中，用户面节点可以为核心网络设备或网关，对LTE系统而言，可以为SGW或PGW或LGW；对UMTS系统而言，可以为SGSN或网关GPRS支持节点(GGSN)。
图2是支持LIPA或者SIPTO业务的示意图。当如图2所示，当UE通过本地网络(Local Area network)接入业务时，如果是LIPA或者SIPTO业务，则通过Local Area network内的LGW接入到公共数据网(PDN)；当UE通过宏基站或者其他HeNB接入时，网络根据UE的签约信息为UE选择网络内的SGW和PGW接入到PDN；如果UE在本地网络之外，希望远程接入企业网络或者家庭网络，则通过VPN接入到LGW再接入到PDN。
在图2所示的网络中，当UE从其他网络移动到家庭网络或者企业网络后，需要能够为UE选择优化的LGW，并保证业务的连续性；或者，当UE从企业网或者家庭网络移出到其他网络后，也需要为UE选择合适的LGW，并保证业务的连续性。
在3GPP Release-10(以下简称R-10)，对于SIPTO，当前并没有研究支持本地局域网的解决方案。而对于LIPA在R-10中，网络不支持LIPA业务的移动性，一旦UE离开当前支持LIPA的H(E)NB的小区，UE所接入的LIPA业务将会中断。
在3GPP Release-11(以下简称R-11)，运营商要求支持LIPA业务的移动性，即当UE在本地网络中移动时，需要保证UE业务的连续性。对于SIPTO业务，运营商也同样需要支持其移动性，和相应的支持企业网络和家庭网络的解决方案。目前在3GPP中还没有相关的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种支持用户设备UE移动性的方法，当UE在不同网络间移动时，如从支持LIPA/SIPTO的网络移动到其他网络，或者从其他网络移动到支持LIPA/SIPTO的网络，能够支持UE的移动性并为UE选择最佳的用户面节点，从而增强用户的业务体验和保证网络资源的优化。
本发明所述方案的具体实现包括：
一种支持用户设备UE移动性的方法，该方法包括：
当UE从支持本地因特网协议接入LIPA的网络移动出或者UE从其他网络移入支持LIPA的网络时，UE保持与同一分组数据网络网关LGW的连接。
当UE从支持LIPA的网络移动出时，UE的因特网协议IP地址不变；
或者，当UE从其他网络移动到支持LIPA的网络时，保证UE的IP地址不变。
PGW向LGW请求LGW的用户面信息；
LGW向PGW返回为UE建立的新的TEID信息和LGW的地址信息；
PGW回复目标SGW，其中包含LGW的地址信息和TEID信息，以用于UE上行数据的传输；
目标SGW向所述LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标SGW；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
PGW向LGW请求LGW的用户面信息；
LGW向PGW返回为UE建立的新的TEID信息和LGW的地址信息；
PGW回复目标SGW，其中包含LGW的地址信息和TEID信息，以用于UE上行数据的传输；
目标HeNB向所述LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
目标SGW发送创建会话请求消息到PGW，该消息中携带LGW的地址信息和隧道信息；
PGW根据收到的LGW的地址信息和LGW进行VPN建立的认证过程；
PGW回复给目标SGW创建会话回复信息，包含PGW地址和隧道信息；
目标HeNB发送修改承载请求消息到PGW；
PGW发送修改承载请求到LGW；
LGW回复修改承载回复消息到HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
目标SGW根据之前获得的LGW的IP地址信息，向LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标SGW；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
目标HeNB根据之前获得的LGW的IP地址信息，向LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
SGW根据该指示消息发送创建承载请求到LGW，在该消息中携带HeNB的地址和隧道信息；
LGW回复创建承载回复到SGW；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
HeNB根据获得的LGW的地址信息，直接发送创建会话请求到LGW，该消息中携带HeNB的地址信息；
LGW回复创建承载回复到目标HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
目标SGW发送创建会话请求消息到PGW，该消息中携带LGW的地址和隧道信息；
PGW根据收到的LGW的地址信息和LGW进行VPN建立的认证过程；
PGW回复给目标SGW创建会话回复信息，为UE的上行数据分配新的PGW地址和隧道信息；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
MME触发PDN去激活消息或者其他NAS消息到UE，该消息中包含指示信息，指示UE发起重连接请求消息；
UE根据指示信息发起新的NAS请求消息；
MME根据该请求消息为UE选择新的用户面节点；
HeNB发送初始UE消息到MME；
UE发送NAS请求消息到MME；
MME选择好合适的LGW后发生创建会话请求到SGW，由SGW发送到LGW。
UE发起NAS请求到MME；
MME根据UE当前请求接入的基站信息，和UE请求的业务信息，判断UE需要做用户面节点重选；
UE根据NAS拒绝消息的指示或者UE的业务请求需要发送新的NAS请求到MME；
MME为UE选择新的用户面节点；
HeNB发送初始UE消息到MME；
UE发送NAS请求消息到MME；
MME选择好合适的LGW后发生创建会话请求到SGW，由SGW发送到LGW。
通过上述分析可以看出，本发明提供的支持UE移动性的方法，当UE移动到支持LIPA/SIPTO的网络时或者从支持LIPA/SIPTO的网络移动出时，保证为UE选择最佳的用户面节点，保证网络路由最优化，网络资源的优化。如果需要支持UE的业务连续性时，当UE从其他网络远程接入支持LIPA/SIPTO的网络时，如果UE移动到支持LIPA/SIPTO的网络时，保证UE的远程业务仍然不中断同时网络为UE重选选择最佳的用户面节点。当UE从支持LIPA/SIPTO的网络移动到其他网络时，保证UE的LIPA/SIPTO业务不中断，并且网络为UE选择最佳的用户面节点。本方法在保证用户体验的同时保证了网络资源的最优化。
附图说明
图1为现有的SAE系统架构示意图；
图2为不需要支持业务连续性的用户面更新示意图；
图3为需要支持业务连续性的用户面更新示意图；
图4a为LTE系统的网络架构图；
图4b为UMTS系统的一网络架构图；
图4c为UMTS系统的另一网络架构图；
图5为本发明支持UE移动性方法实施例一的工作流程图；
图6为本发明支持UE移动性方法实施例二的工作流程图；
图7为本发明支持UE移动性方法实施例三的工作流程图；
图8为本发明UE初始接入网络的过程示意图；
图9为从其它网络切换到支持LIPA网络的S1切换实施例一示意图；
图10为从其它网络切换到支持LIPA网络的S1切换实施例二示意图；
图11为从其它网络切换到支持LIPA网络的X2切换实施例一示意图；
图12为从其它网络切换到支持LIPA网络的X2切换实施例二示意图；
图13为从支持LIPA的本地网络移动到其它网络的X2切换的示意图；
图14为本发明所采用的位置更新方法的工作流程图；
图15为本发明支持业务连续性方法实施例的工作流程图；
图16为本发明不支持业务连续性方法实施例的工作流程图；
图17为为UE重新选择新的用户面节点的方法实施例一的流程图；
图18为为UE重新选择新的用户面节点的方法实施例一的流程图；
图19为UE在支持LIPA网络中MME为UE选择用户面节点的过程。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在介绍具体的实现方案之前，首先介绍本发明实施例所适用的网络架构，如图4所示，4a为LTE系统的网络架构，4b和4c为UMTS系统的网络架构，其中，HeNB和LGW之间的接口为Sxx接口，该接口支持的协议栈有2种：一是Sxx接口支持GTP-U协议；二是Sxx接口同时支持GTP-C和GTP-U协议；同时，本发明包含的方法有UE支持业务连续性和不支持业务连续性两种。下面分别以LTE系统架构为例对这几种情况进行详细描述。
实施例一
本实施例为适用于Sxx接口支持GTP-U协议、UE支持业务连续性、且UE从外部网络切换到本地网络的情况，具体可参见图5所述的方法流程。如图5所示，该流程包括：
步骤501：源基站发送切换请求消息到源MME。
该消息中会携带目的基站的地址信息，也可能会携带目的LHN ID信息。该信息的目的是帮助MME判断UE是否移动到支持LIPA的本地网络。源基站可以通过UE汇报获得目标基站的网络信息。
或者，该消息中源基站把自己当前所在的本地网络信息LHN ID发送到源MME。
步骤502：源MME发送前转切换请求到目标MME。
该消息中包括MME UE上下文信息，该消息中包含该UE所对应的承载信息，其中承载信息中还包含APN的信息，PGW用于上行的地址和隧道信息，SGW用于上行数据传输的地址和隧道信息。
如果源MME判断出当前UE要切换到支持LIPA的本地网络，则在该消息中携带新的指示信息，用于指示目标MME，UE切换后需要把用户面切换到支持LIPA的本地网络中的LGW上。
或者，源MME在本步骤不做判断，而是把源基站的LHN ID发送到目标MME。目标MME发送新的请求消息到目标基站请求当前所在的网络信息(目标LHN ID)。目标基站根据请求返回当前的LHN ID。目标MME根据源LHN ID和目标LHN ID进行判断，如果判断UE移动到支持LIPA的本地网络，则需要在切换完成后把UE的用户面切换到支持LIPA的本地网络中的LGW上。
步骤503：目标MME发送创建会话请求消息到目标SGW。
该消息中携带新的指示信息，指示UE切换到支持LIPA的本地网络中。该指示的目的是帮助后续SGW向P-GW请求目标LGW的地址信息。
当前方法以会发生SGW重定位为例，如果切换后，仍然可以不改变当前的SGW，则目标MME判断UE会移动到支持LIPA的本地网络之后，会发送403消息到源SGW，源SGW收到该消息后根据新的指示信息会发生消息到PGW。后续过程同当前实施例。
步骤504：目标SGW发送新的消息到PGW。
该消息的目的是请求LGW IP地址和隧道ID信息，该请求可以通过新定义的GTP-C消息发送，也可以通过现有的GTP-C消息发送。
步骤505：PGW向LGW请求LGW的用户面信息。
LGW收到该请求后会为当前UE分配新的TEID信息用于UE上行数据的传输。其中，PGW和LGW之间如何建立VPN的过程通过UE远程接入过程来进行说明。
步骤506：LGW返回为UE建立的新的TEID信息和地址。
步骤507：P-GW回复目标S-GW，其中包含LGW的地址信息和TEID信息，以用于UE上行数据的传输。
步骤508：目标SGW发送到目标MME创建会话回复消息。
该消息中除了携带SGW的地址和隧道信息，也携带L-GW的地址和隧道信息，因为S-GW知道当前UE要移动到支持LIPA的本地网络，则需要建立HeNB和LGW之间的单隧道。
步骤509：目标MME发送切换请求消息到目标基站，该消息中会携带用于建立单隧道的LGW的地址和隧道信息。
步骤510：目标基站发送HO请求确认信息到目标MME，该消息中携带HeNB的地址和隧道信息，该信息用于和LGW之间建立下行数据传输关系。
步骤511：目标MME向源MME发送前转切换请求响应。
步骤512：源MME向源基站发送HO命令信息，并由源基站将HO命令信息发送给UE。
步骤513：UE接收到HO命令信息后，向目标基站返回HO确认信息。
步骤514：目标基站向目标MME发送HO通告信息。
步骤515：目标MME发送修改承载请求消息到目标SGW，该消息中携带HeNB的地址和隧道信息，以用于和LGW之间建立下行数据传输关系。
步骤516：目标SGW根据之前获得的LGW的IP地址信息，向LGW发送修改承载请求消息，该消息中除了携带SGW的地址和隧道信息外，还会携带HeNB的地址和隧道信息。
LGW会根据HeNB的地址和隧道信息，用于传输下行数据。
步骤517：LGW回复修改承载回复消息到目标SGW。
步骤518：目标SGW发送修改承载请求消息到PGW，该消息中更新PGW中当前的SGW的地址和隧道信息；PGW更新完成后，回复修改承载回复消息到目标SGW。
步骤519：目标SGW发送修改承载回复到目标MME。
目标MME根据接入到LIPA网络的APN信息触发去激活过程，目的是删除PGW中的LIPA相关的承载信息，以保证切换完成后目标网络的用户面路径是从HeNB到LGW。
步骤520：切换完成后会执行位置更新过程。
该步骤的目的是更新HSS中切换后的LGW的地址信息。需要说明的是，与现有技术不同之处在于，在本步骤中，一旦UE移动到支持LIPA的本地网络中，则UE马上触发TAU过程。且UE判断自身移动到LIPA的本地网络可以通过HeNB发送的广播消息获得。
至此，即完成了本实施例支持UE移动性方法实施例的工作流程图。
实施例二
同实施例一一样，本实施例也是适用于UE支持业务连续性、且UE从外部网络切换到本地网络的情况，同实施例一不同之处在于，本实施例为Sxx接口同时支持GTP-C和GTP-U协议的情况，具体可参见图6。如图6所示，该流程包括：
步骤601-步骤615：其具体操作同步骤501-步骤515，不再赘述。
步骤616：目标HeNB直接发送修改承载请求到LGW，该消息中携带HEnb的地址和隧道信息，用于建立下行数据传输。
步骤617：LGW回复修改承载回复消息到目标HeNB。
步骤618-步骤620：同步骤518-步骤520，也不再赘述。
至此，即完成了本实施例支持UE移动性方法实施例的工作流程图。
需要说明的是，在上述实施例一和实施例二中，是在切换过程现有的信令交互中增加新的参数，保证在切换结束后，保证UE的上行传输路径转换为从HeNB到LGW，UE的下行传输路径转换为从LGW到HeNB；或者，也可以通过新的信令消息保证UE切换结束后用户面的路径转换到支持LIPA的本地网络，同时保证UE的IP地址仍然为LGW所分配，并且不变。
实施例三
本实施例适用于UE支持业务连续性、且UE从本地网络切换到外部网络的情况，具体可参见图7所述的方法流程。如图7所示，该流程包括：
步骤701：源基站发送切换请求消息到MME。该消息中会携带目的基站的地址信息，也可能会携带目的LHN ID信息。该信息的目的是帮助MME判断UE是否会移动出支持LIPA的本地网络。源基站可以通过UE汇报获得目标网络的LHN ID信息。
702：源MME发送前转切换请求到目标MME。该消息中包括MME UE上下文信息，该信息中包含该UE所对应的承载信息，其中承载信息中还包含APN的信息，LGW用于上行的地址和隧道信息，SGW用于上行数据传输的地址和隧道信息。
如果源MME判断出当前UE要从支持LIPA的本地网络移动到其他网络，则在该消息中携带新的指示信息，指示UE需要移动到其他网络。
或者目标MME判断UE是否从支持LIPA的网络移动到其他网络，具体的判断过程同步骤601-602。
703：目标MME根据收到的指示信息为UE选择新的SGW，PGW。选择成功后，目标MME发送创建承载请求到目标SGW，该消息中增加指示UE移动到其他网络的标识。SGW根据该标识可以发送新的消息到PGW，指示PGW和原来UE接入的LGW建立连接。该消息中还需要携带当前LGW的地址和隧道等用于上行数据传输的承载信息。
当前方法以会发生SGW重定位为例，如果切换后，仍然可以不改变当前的SGW，则MME判断UE会从支持LIPA的本地网络移动到其他网络，会发送603消息到源SGW。源SGW收到该消息后根据新的指示信息会发生消息到PGW。后续过程同当前实施例。
704：目标SGW发送创建会话请求消息到PGW，该消息中携带LGW的地址和隧道信息，该信息用于上行数据传输。
705：PGW根据收到的LGW的地址信息和LGW进行VPN建立的认证过程，如果认证通过LGW会回复给PGW确认信息表示LGW可以和PGW为当前UE建立VPN隧道。
706：PGW回复给目标SGW创建会话回复信息，PGW会为UE的上行数据分配新的PGW地址和隧道信息。并通过该消息通知SGW PGW的地址和隧道信息，该信息用于上行数据传输。
707：目标SGW回复创建会话回复消息到MME，该消息中携带SGW的地址和隧道信息用于上行数据传输。
708：MME发送切换请求消息到目标Henb。
709：目标Henb回复切换请求确认消息到MME，该消息中携带EPS承载列表，其中每个承载信息中包含HeNB的地址和隧道信息用于下行数据传输。
710：目标MME回复前转切换回复消息。
711：MME发送切换确认消息到基站，基站发送切换确认到UE。
712：UE回复切换确认到目标基站。
713：目标基站发送切换确认消息。
714：目标MME发送修改承载请求消息，该消息中包含用于下行数据传输的HeNB地址和隧道信息。
715：SGW发送修改承载请求消息到PGW，此时SGW为当前承载分配SGW隧道信息，并且通过该消息通知PGW当前SGW的地址和隧道信息，用于下行数据传输。
716：PGW发送修改承载请求到LGW，PGW也为当前承载分配PGW的隧道信息，并且通过该消息通知LGW当前PGW的地址和隧道信息，用于下行数据传输。
717：LGW回复修改承载回复消息到PGW。
718：PGW回复修改承载回复消息到SGW
719：SGW回复修改承载回复消息到MME。
720：同步骤520。
至此，即完成了本实施例支持UE移动性方法的整个工作流程。
实施例四
同实施例一一样，本实施例也是适用于Sxx接口支持GTP-U协议、UE支持业务连续性、且UE从外部网络切换到本地网络的情况，具体可参见图8的UE初始接入网络过程和图9的从其它网络切换到支持LIPA网络的S1切换实施例的示意图。具体可分别包括以下步骤：
步骤801：UE发送附着请求到MME。
步骤802：MME发送创建会话请求到SGW，该消息中包括UE请求接入的APN等信息。
步骤803：SGW发送创建会话请求到PGW。
PGW根据请求的APN信息，获知UE为远程接入请求。
步骤804：PGW根据和DNS服务器的交互得到支持LIPA的本地网络的LGW的IP地址。
在DNS服务器中有APN和相应的LGW的IP地址信息。
PGW通过和鉴权服务器的交互，通过了对当前UE的认证，PGW和LGW之间建立VPN隧道，PGW保存LGW IP地址。
步骤805：PGW发送创建会话回复消息到SGW，SGW发送创建会话回复消息到MME，该消息中包含当前远程接入的LGW的IP地址。
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系。需要进一步说明的是，该APN和LGW IP地址的对应关系可能作为UE上下文的一部分。
需要说明的是，如果该步骤中消息不携带LGW的IP地址，则MME可以通过和DNS的交互获得APN和LGW的地址对应关系。
至此，即完成了本实施例UE初始接入网络过程的整个工作流程。
需要说明的是，本实施例以初始接入过程为例，MME获得APN和LGW的对应关系也同样可以通过EPS承载建立过程得到。
步骤901-步骤903：其具体操作同步骤501-503，不再赘述。
步骤904：目标SGW回复创建会话请求消息到目标MME。
当前以SGW会发生重定位为例，如果SGW不会发生重定位，则跳过703-704.
步骤905：目标MME发送切换请求消息到HeNB，该消息中包含LGW的IP地址和隧道ID信息。
因为MME中包含了APN和LGW的对应关系，则MME根据当前切换的承载所对应的APN知道为远程接入LIPA的业务，则MME在切换请求消息中包含LGW的IP地址和隧道ID信息。该信息包含在需要建立的EPS承载列表中的支持远程接入的承载信息中。
步骤906-910：具体操作同步骤510-514。
步骤911：目标MME发送修改承载请求消息到目标SGW，该消息中包含LGW的IP地址等信息。
步骤912-917：同步骤416-420。
至此，即完成了本实施例从其它网络切换到支持LIPA网络的S1切换实施例的整个工作流程。
实施例五
同实施例二一样，本实施例也是Sxx接口适用于同时支持GTP-C和GTP-U协议、UE支持业务连续性、且UE从外部网络切换到本地网络的情况，具体可参见图8的UE初始接入网络过程和图10的从其它网络切换到支持LIPA网络的S1切换实施例的示意图。具体可包括以下步骤：
步骤1001-1011：具体操作同步骤901-911。
步骤1012：HeNB直接发送修改承载请求到LGW，该消息中携带HEnb的地址和隧道信息，用于建立下行数据传输。
步骤1013：LGW回复修改承载回复消息到HeNB。
步骤1014-1017：同步骤914-917。
至此，即完成了本实施例从其它网络切换到支持LIPA网络的S1切换实施例的整个工作流程。
实施例六
同实施例一一样，本实施例也是适用于Sxx接口支持GTP-U协议、网络支持业务连续性、且UE从外部网络远程接入LIPA本地网络时，UE切换到本地网络的情况，具体可参见图8的UE初始接入网络过程(远程接入支持LIPA的本地网络)和图11的从其它网络切换到支持LIPA网络的X2切换实施例的示意图。当发生切换的时候，如果目标基站和源基站之间部署了X2接口，则图11具体可包括以下步骤：
步骤1101：源基站发送切换请求到目标基站。
该消息中可能会携带源基站所支持的网络ID信息，因为目标基站可能配置有当前本地网络的ID信息，则目标基站可以判断出UE从其他网络移入。目标基站把判断结果通过后续步骤发送给MME，如，通过步骤1103。
又因为MME保存有当前UE接入业务的APN，MME通过上述2个信息，判断出UE远程接入LIPA业务后，从其他网络移动到支持LIPA的本地网络。
上述判断方法只是一个范例。MME也可以通过其他方法判断出UE远程接入LIPA业务后，从其他网络移动到支持LIPA的本地网络。
步骤1102：目标HeNB发送切换请求确认消息到源基站。
步骤1103：目标基站发送路径转移请求到MME，该消息中可以携带当前基站所支持的网络ID信息。MME根据当前UE接入业务的APN信息，以及该APN对应的网络ID信息，判断出UE从其他网络移动到LIPA本地网络。该方法和步骤1101中所述的判断方法为相互替代方案。
步骤1104：MME发送修改承载请求到SGW，该消息中携带LGW IP地址。
因为MME中有APN和LGW IP的对应关系，或者MME通过DNS服务器获得APN和LGW的对应关系。则MME根据当前切换的业务的APN信息判断出当前切换为远程接入LIPA本地业务的切换，如果需要保证切换后该远程接入业务的连续性，则MME在修改承载请求消息中携带LGW的IP地址。
步骤1105：SGW根据该指示消息发送创建承载请求到LGW，在该消息中携带HeNB的地址和隧道信息，用于下行数据传输。
步骤1106：LGW回复创建承载回复到SGW，该消息中包括LGW的地址和隧道ID信息。
步骤1107：SGW回复修改承载回复到MME，SGW将LGW的地址和隧道信息转发给MME。MME发送路径转移请求ACK到HeNB，该消息中包含LGW的地址和隧道信息，用于上行数据传输。
至此，即得到了本实施例从其它网络切换到支持LIPA网络的X2切换的工作流程。
实施例七
同实施例二一样，本实施例也是Sxx接口适用于同时支持GTP-C和GTP-U协议、网络支持业务连续性、且UE从外部网络远程接入LIPA本地网络时，UE切换到本地网络的情况。具体可参见图8的UE初始接入网络过程和图12的从其它网络切换到支持LIPA网络的X2切换实施例的示意图。当发生切换的时候，如果目标基站和源基站之间部署了X2接口，则图12具体可包括以下步骤：
步骤1201-1203：具体操作同步骤1101-1103。
步骤1204：MME发送修改承载请求到SGW。
步骤1205：SGW回复修改承载回复到MME。
步骤1206：同步骤1107。
步骤1207：HeNB根据获得的LGW的地址信息，直接发送创建会话请求到LGW，该消息中携带HeNB的地址信息用于下行数据传输。
步骤1208：LGW回复创建承载回复到目标HeNB。
至此，即得到了本实施例从其它网络切换到支持LIPA网络的X2切换的工作流程。
实施例八
同实施例三一样，本实施例为网络支持业务连续性、且UE从本地网络切换到外部网络的情况。当发生切换的时候，如果目标基站和源基站之间部署了X2接口，具体可参见图13所述的方法流程。如图13所示，该流程包括：
步骤1301-1303：具体操作同步骤1101-1103。
步骤1304-1307：具体操作同步骤704-707。
步骤1308：MME发送路径转移请求确认，该消息中包含SGW的地址信息。
步骤1309：删除源SGW中的承载信息.
步骤1310：删除成功后，SGW发送确认消息到MME。
至此，即完成了本实施例X2切换过程的工作流程。
需要说明的是，在上述八个实施例中，切换完成后都需要执行位置更新过程，同现有技术不同之处在于，在本发明实施例中，增强了UE触发位置更新过程的条件，即：不管UE当前的位置区信息有没有更新，UE一旦发现自己移动到支持LIPA的本地网络，或者，UE一旦发现自己从支持LIPA的本地网络移动出，UE马上触发位置更新过程。
在本实施例中，触发位置更新条件可以为：
1、UE判断自己移动到支持LIPA的网络：
例如通过当前基站的广播信息，UE得知自己已经移动到LIPA的本地网络。或者在切换过程中，通过切换确认消息或者通过其他RRC消息通知UE当前的支持LIPA的本地网络的ID信息。
2、UE判断自己从支持LIPA的网络移动出：
UE通过当前基站的广播消息获得当前所在基站的网络信息，或者没有获得和当前UE保存的本地网络信息一致的网络信息。例如，UE保存了支持LIPA的本地网络ID信息(LHN ID)，但是当前所在的基站没有广播任何LHN ID信息或者广播其他LHN ID信息，则UE判断自身从支持LIPA的网络移动出。或者，UE通过切换过程中的切换确认消息或者其他RRC消息，获得当前所在的网络信息。UE通过比对原先保存的LHN ID，判断UE自身从支持LIPA的网络移动出。
注：如步骤512和步骤711，在该消息中携带目标基站所在的本地网络信息(LHN ID)，目的是帮助UE判断是否自身还在支持LIPA的网络中。图14给出了本发明所采用的位置更新方法的工作流程图，如图14所示，该流程包括：
1401：UE根据上述的触发位置更新条件，发起位置更新过程。
1402-1403：UE发送位置更新请求到MME.该位置更新消息中可能会携带新的标识，指示MME更新HLR中当前PGW的IP地址。或者MME可以通过切换过程中得到的改变的PGW的IP地址在后续的和HSS交互过程中更新PGW的IP地址。
1404：新MME发送上下文请求到源MME。
1405：回复上下文回复消息到新MME。
1406：鉴权过程。
1407：新MME发送上下文确认消息到源MME。
1408：新MME发送创建会话请求到新的SGW。
1409：新SGW发送修改承载请求到PDN GW。
1410：PGW回复修改承载回复到SGW。
1411：新SGW发送创建会话回复消息到新MME。
1412：MME发送更新位置信息到HSS，该消息中携带新的PGW的IP地址。HSS收到该消息后，把原来的PGW的IP地址更新为新的PGW的IP地址。
本实施例中其他步骤和现有技术相同，在本专利不再赘述。
至此，即完成了本实施例所采用的位置更新方法的整个工作流程。
需要进一步说明的是，在上述所有实施例中，MME或者其他网络节点在切换过程中获得的LGW的地址，或者在承载建立过程中获得的LGW的地址，为LGW在核心网中的设备的IP地址。在切换完成后，用户面仍然通过LGW接入到PDN，从而保证了LGW在切换前分配给UE的IP地址和切换后分配给UE的IP地址不变。在上述的所有实施例中，都是为了保证UE从支持LIPA的网络移到其他网络或者从其他网络移动到支持LIPA的网络，保证UE最终接入PDN的网关不变，UE被分的IP地址不变，从而保证业务连续性。具体过程如图15所示：
首先，在支持LIPA连接时，或者LIPA远程接入时，如果UE发生移动，网络侧需要判断UE是从支持LIPA的网络移动出还是从其他网络移入支持LIPA的网络。
当网络判断出UE改变了当前网络，则需要执行用户面节点重选。
如果网络需要支持UE的业务连续性，则
UE从其他网络移动到支持LIPA的网络时，则移动控制节点为UE更新用户面节点时，保证仍然和原来远程接入的LGW建立连接。切换结束后目标网络把用户面更新到LGW上，保证UE的IP地址不变。
UE从支持LIPA网络移动到其他网络时，则移动控制节点为UE更新用户面节点时，保证仍然和原来接入PDN的LGW建立连接，切换完成后，新的用户面节点和LGW建立连接，保证UE的IP地址不变。
实施例九
实施例支持网络判断出UE移动到支持LIPA的网络，或者UE从支持LIPA的网络移出后，不需要支持业务连续性的情况。
如图2所示，当UE从支持LIPA的网络移动出时，保证为UE选择合适SGW和PGW，UE接入PDN的网关不再是LGW，从而保证网络资源优化。而当UE从其他网络移入支持LIPA的本地网络时，保证为UE重新选择本地网络的LGW，从而保证网络资源的优化。
与图3不同，适用于上述八个实施例，当需要支持UE的业务连续性时的用户面更新示意图。当UE从支持LIPA的本地网络移动到其他网络时，保证UE仍然通过原来的LGW接入到PDN。而UE从其他网络远程接入到LGW时，如果UE从其他网络移动回支持LIPA的本地网络时，保证UE仍然能够通过原来的LGW接入到PDN，从而保证UE的业务连续性。以及网络资源的优化。
如图16所示，
首先，在支持LIPA连接时，或者LIPA远程接入时，如果UE发生移动，网络侧需要判断UE是从支持LIPA的网络移动出还是从其他网络移入支持LIPA的网络。
当网络判断出UE改变了当前的网络，则需要执行用户面节点重选。例如从支持LIPA的网络移出，则需要支持SGW PGW重选。从其他网络移动到支持LIPA的本地网络，则需要作LGW选择。(下面会详细说明)
如果UE在支持LIPA的本地网络内，网络需要为UE选择LGW；
如果UE从支持LIPA的本地网络移动到其他网络，则网络需要为UE选择SGW PGW。
判断UE移动到其他网络，有如下方法：
方法一：在切换准备过程中，UE通过测量报告通知源基站目标基站的网络ID信息，UE获得目标基站的网络ID信息可以通过广播消息获得。例如，UE在支持LIPA的Henb下时，Henb会广播当前网络的ID信息。源基站根据自身的网络ID信息和收到的信息判断：
判断从支持LIPA的网络移动出：
如果不一致，或者没有收到目标网络的ID信息，则表示UE要从LIPA网络移动出。
判断从其他网络移动到支持LIPA的网络：
如果收到目标网络和当前网络的信息不一致，则初步判断UE可能移动到支持LIPA的网络。
方法二：
如步骤502所示，MME根据目标网络的信息和当前UE接入的网络信息，以及APN等信息，判断出UE从支持LIPA的网络移动到其他网络或者从其他网络移入支持LIPA的网络。
方法三：如步骤510所示，MME通过目标基站获得当前的网络ID信息，判断出UE是否从支持LIPA的网络移出或者移动到LIPA网络。
根据上述方法，网络判断出UE移动到其他网络，则MME触发当前LIPA业务或者LIPA远程业务的去激活，目的让UE能重新选择用户面节点。
为UE重新选择新的用户面节点的方法：
如图17所示，
1701：MME判断出UE移动后改变了网络，则MME触发PDN去激活消息或者其他NAS消息到UE，该消息中包含指示信息，指示UE发起重连接请求消息。
1702：UE根据指示信息发起新的NAS请求消息，该消息可能是PDN连接请求或者附着消息，或者其他NAS请求消息。
1703：MME根据该请求消息为UE选择新的用户面节点，如新的SGWPGW或者新的LGW。
或者，网络节点HeNB判断出UE已经移动到其他网络，则HEnb根据和LGW直接的接口发送消息指示LGW触发PDN去激活过程，在该过程中MME也会指示UE重新发起NAS请求，如步骤1701-1703所示。
或者，根据位置更新过程的实施例所述，UE可以判断出自身是否移动到其他网络，则UE可以触发NAS消息，保证让网络为UE选择新的用户面节点。如图18所示，
1801：UE发现自己进入到其他网络，则UE可以发起NAS请求到MME，该NAS请求可以是位置更新请求，或者UE发起的PDN连接请求或者新定义的NAS消息。
1802：MME根据UE当前请求接入的基站信息，和UE请求的业务信息，已经UE的签约信息判断UE需要做用户面节点重选。则MME回复NAS拒绝消息到UE。
1803：UE根据NAS拒绝消息的指示或者UE的业务请求需要发送新的NAS请求到MME。
1804：MME为UE选择新的用户面节点。
MME如何为UE选择新的用户面节点过程：
图19表示的是UE在支持LIPA网络中，MME如何为UE选择用户面节点的过程：
方法一：
1901：RRC建立过程。
1902：HeNB发送初始UE消息到MME，该消息中可能携带HeNB所在的本地网络的LGW的能力。该能力能指示MME，当前网络的LGW是否和UE请求接入的业务(APN)相匹配。该参数为可选参数。
如果在该消息中没有携带HeNB所在的本地网络的LGW的能力，MME可以通过和DNS交互获得。在DNS服务器中保存有HeNB所在的网络的LGW所支持的能力信息以及相匹配的APN信息。如LGW所支持的能力信息为当前LGW所在的网络为支持SIPTO或者LIPA的本地网络。该信息用于后续的MME为UE选择LGW。
1903：UE发送NAS请求消息到MME。
MME根据该请求消息中携带的APN，为UE选择合适的LGW。
MME根据UE的签约信息(如表一所示)进行判断：
根据UE请求的APN信息，如该APN请求为LIPA请求，则MME查找APN所对应的LIPA标识(允许接入LIPA)。并且MME需要根据CSG签约数据判断UE是否为CSG成员：
如果是CSG成员则按照现有技术为UE选择合适的LGW。MME如何获得APN和LGW能力的对应关系可以通过DNS服务器获得，或者通过初始UE消息，heNB把所连接的LGW的能力信息上报给MME，或者初始UE消息中HeNB通知MME当前所在的网络能力，如当前网络是否仅支持CSG成员接入本地网络，或者当前网络可以开放给非CSG成员接入本地网络。
如果UE不是CSG成员，则MME进一步判断签约信息是否可以运行其他类型用户接入本地网络业务。如果可以，则MME不需要匹配当前APN是否在CSG签约数据中，则MME通过APN和LGW的对应关系为UE选择合适的LGW。MME如何获得APN和LGW能力的对应关系可以通过DNS服务器获得，或者通过初始UE消息，heNB把所连接的LGW的能力信息上报给MME，或者初始UE消息中HeNB通知MME当前所在的网络能力，如当前网络可以开放给非CSG成员接入本地网络。或者Henb直接把支持非CSG成员的LGW的信息报告给MME。
注：表一中所示的签约信息中新增加的标识“允许接入其他类型基站激活LIPA”既可以作为单独的标识，也可以作为“允许接入LIPA”标识的一部分，或者作为“允许接入SIPTO”标识的一部分。
1904：MME选择好合适的LGW后发生创建会话请求到SGW，到LGW。
表1
Figure BSA00000535503100231
方法二：
不需要改变现有的签约信息。现有签约信息的格式如表一，但是没有红色的标识信息。
1902：Henb发送初始UE消息到MME，该消息中携带当前基站所在的网络的能力信息。如当前网络是否可以开放给非CSG成员用户接入到本地网络。MME根据该指示信息则直接查找签约信息中SIPTO所对应的标识。
当前基站所在的网络能力信息为可选参数。如果在该消息中没有携带HeNB所在的本地网络的LGW的能力，MME可以通过和DNS交互获得。在DNS服务器中保存有HeNB所在的网络的LGW所支持的能力信息以及相匹配的APN信息。如LGW所支持的能力信息为当前LGW所在的网络为支持SIPTO或者LIPA的本地网络。该信息用于后续的MME为UE选择LGW。
1903：UE发送NAS请求到MME。该消息中包含请求接入的APN信息。
MME根据该APN信息，以及SIPTO标识，为UE选择合适的LGW。
如果UE是CSG成员，则MME根据APN与LGW的对应关系为UE选择合适的LGW。
如果UE是非CSG成员，则MME根据APN与LGW的对应关系为UE选择合适的LGW。MME为非CSG成员选择的LGW可能和CSG成员选择的LGW不一定为相同的LGW。
MME如何获得APN和LGW的对应关系可以通过DNS获得。DNS可以保存有UE，APN，LGW所在网络的能力信息，LGW地址，以及CSG的对应关系。
如，MME得到UE的NAS请求中携带的APN参数，指示UE请求接入支持SIPTO的本地网络。MME根据UE签约信息指示UE允许接入SIPTO，以及MME根据UE签约信息判断UE是否为CSG用户，则MME根据UE请求的APN信息和UE的ID信息，CSG信息到DNS服务器请求相应的LGW。因为DNS服务器中保存有UE，APN，LGW所在的网络能力信息，LGW地址，CSG等对应关系，则DNS跟据上述对应关系返回相应的LGW地址到MME。MME为UE选择相应的LGW。
上述范例以HeNB没有通过S1接口传输LGW所在网络能力信息为例。
如果HeNB通过S1接口传输LGW所在网络的能力信息，则MME根据UE请求的APN信息(如该UE请求接入SIPTO本地网络)，以及获得的LGW所在的网络能力信息(如当前HeNB所连接的LGW所在的网络能力支持SIPTO本地网络)，则MME直接查找UE的签约信息中是否允许接入SIPTO，如果UE签约信息中指示允许接入SIPTO。则MME可以直接为UE选择和SIPTO本地网络对应的LGW。
总之，本发明所采用的支持UE移动性的方法，当UE移动到支持LIPA的网络时或者从支持LIPA的网络移动出时，保证为UE选择最佳的用户面节点，保证网络路由最优化，网络资源的优化。如果需要支持UE的业务连续性时，当UE从其他网络远程接入支持LIPA的网络时，如果UE移动到支持LIPA的网络时，保证UE的远程业务仍然不中断同时网络为UE重选选择最佳的用户面节点。当UE从支持LIPA的网络移动到其他网络时，保证UE的LIPA业务不中断，并且网络为UE选择最佳的用户面节点。本方法在保证用户体验的同时保证了网络资源的最优化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种支持用户设备UE移动性的方法，其特征在于，该方法包括：
当UE从支持本地因特网协议接入LIPA的网络移动出或者UE从其他网络移入支持LIPA的网络时，UE保持与同一分组数据网络网关LGW的连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
当UE从支持LIPA的网络移动出时，UE的因特网协议IP地址不变；
或者，当UE从其他网络移动到支持LIPA的网络时，UE的IP地址不变。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
PGW向LGW请求LGW的用户面信息；
LGW向PGW返回为UE建立的新的TEID信息和LGW的地址信息；
PGW回复目标SGW，其中包含LGW的地址信息和TEID信息，以用于UE上行数据的传输；
目标SGW向所述LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标SGW；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
PGW向LGW请求LGW的用户面信息；
LGW向PGW返回为UE建立的新的TEID信息和LGW的地址信息；
PGW回复目标SGW，其中包含LGW的地址信息和TEID信息，以用于UE上行数据的传输；
目标HeNB向所述LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
目标SGW发送创建会话请求消息到PGW，该消息中携带LGW的地址信息和隧道信息；
PGW根据收到的LGW的地址信息和LGW进行VPN建立的认证过程；
PGW回复给目标SGW创建会话回复信息，包含PGW地址和隧道信息；
目标HeNB发送修改承载请求消息到PGW；
PGW发送修改承载请求到LGW；
LGW回复修改承载回复消息到HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
目标SGW根据之前获得的LGW的IP地址信息，向LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标SGW；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
目标HeNB根据之前获得的LGW的IP地址信息，向LGW发送修改承载请求消息；
LGW回复修改承载回复消息到目标HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
SGW根据该指示消息发送创建承载请求到LGW，在该消息中携带HeNB的地址和隧道信息；
LGW回复创建承载回复到SGW；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
HeNB根据获得的LGW的地址信息，直接发送创建会话请求到LGW，该消息中携带HeNB的地址信息；
LGW回复创建承载回复到目标HeNB；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：
MME根据收到的LGW IP地址消息保存APN和LGW IP地址的对应关系；
目标SGW发送创建会话请求消息到PGW，该消息中携带LGW的地址和隧道信息；
PGW根据收到的LGW的地址信息和LGW进行VPN建立的认证过程；
PGW回复给目标SGW创建会话回复信息，为UE的上行数据分配新的PGW地址和隧道信息；
MME发送更新位置信息到HSS，该消息中包含所述LGW的地址信息。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：
MME触发PDN去激活消息或者其他NAS消息到UE，该消息中包含指示信息，指示UE发起重连接请求消息；
UE根据指示信息发起新的NAS请求消息；
MME根据该请求消息为UE选择新的用户面节点；
HeNB发送初始UE消息到MME；
UE发送NAS请求消息到MME；
MME选择好合适的LGW后发生创建会话请求到SGW，由SGW发送到LGW。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：
UE发起NAS请求到MME；
MME根据UE当前请求接入的基站信息，和UE请求的业务信息，判断UE需要做用户面节点重选；
UE根据NAS拒绝消息的指示或者UE的业务请求需要发送新的NAS请求到MME；
MME为UE选择新的用户面节点；
HeNB发送初始UE消息到MME；
UE发送NAS请求消息到MME；
MME选择好合适的LGW后发生创建会话请求到SGW，由SGW发送到LGW。
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