专利名称：服务通用分组无线业务支持节点池内转移用户终端的方法
技术领域：
本发明涉及核心网络技术，特别是指一种在服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)池内转移用户终端的方法。
背景技术：
根据第三代合作项目(3GPP，3rd Generation Partnership Project)标准，无线接入网络(RAN，Radio Access Network)节点可与多个核心网络(CN，Core Network)节点相连，形成多对多的对应关系。RAN节点可为无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)或基站控制器(BSC，Basic StationController)。电路域的CN节点为移动交换中心(MSC，Mobile SwitchingCentre)，分组域的CN节点为SGSN。
3GPP标准中提出了池区域的概念，池区域是指多个RAN节点覆盖的区域，用户终端在池区域中漫游时，为该用户终端提供服务的CN节点可不改变，这样能够减少由于CN节点改变而引发的位置更新流程的执行次数，减少CN节点之间的信令交互。
一个池区域通常由多个CN节点并行地提供服务，当然也可由一个CN节点提供服务。一个池区域由多个CN节点并行地提供服务时，这些CN节点就组成了一个CN节点池，即MSC池或SGSN池。一个CN节点池可同时为多个池区域提供服务，即一个CN节点池可与多个池区域相对应。
为了在一个CN节点池中唯一标识一个CN节点，CN节点池中的每个CN节点分配有一个或多个网络资源标识(NRI，Network ResourceIdentifier)，并通过操作维护将分配的NRI配置在CN节点中，用以标识一个CN节点池中的不同CN节点。当CN节点为用户终端分配临时移动用户标识(TMSI，Temporary Mobile Subscriber Identity)或分组临时移动用户标识(P-TMSI，Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)时，在TMSI/P-TMSI中插入该CN节点的NRI。可变长度为0至10比特(bits)的NRI位于TMSI/P-TMSI的第23比特位至第14比特位。TMSI是由电路域的CN节点、即MSC为用户终端分配的；P-TMSI是由分组域的CN节点、即SGSN为用户终端分配的。TMSI/P-TMSI中NRI的实际有效比特长度取决于网络规划，并可通过操作维护中心(OMC，Operation and Maintenance Centre)进行配置。
一个池区域的每个RAN节点中配置有CN节点池中NRI与各CN节点之间的对应关系。CN节点池中，每个CN节点中配置有NRI与其他CN节点之间的对应关系。
用户终端进入池区域时，为用户终端提供服务的CN节点、即服务CN节点在为用户终端分配的TMSI/P-TMSI中包含有该服务CN节点的NRI。在该池区域中，用户终端每次建立到CN节点的非接入层(NAS，Non-AccessStratum)连接时，RAN节点根据NRI将初始NAS消息路由至对应于NRI的CN节点。这样，可使用户终端在一个池区域内使用同一个CN节点。用户终端设备可为全球移动通信系统(GSM，Global System for MobileCommunications)中的移动台(MS)，也可为通用移动通信(UMTS，UniversalMobile Telecommunications Service)系统中的UE。
如果网络中配置有池区域，当CN节点过载或CN节点正准备执行维护操作(O&M)，如版本升级之前的重启，需要将CN节点中的用户终端平滑地转移到CN节点池内的其他CN节点中。为满足上述需求，为SGSN池中每个SGSN分配虚拟NRI和非广播路由区标识(RAI，Routing AreaIdentity)，虚拟NRI不同于SGSN池内的各NRI，每个SGSN配置有不在系统消息中广播的特殊RAI，可将其称为非广播RAI，非广播RAI不同于广播RAI。当用户终端执行GPRS附着或路由区更新(RAU，Routing AreaUpdate)时，由SGSN确定是否转移用户终端，SGSN确定需要转移用户终端时，为用户终端分配包含有虚拟NRI的P-TMSI，然后SGSN在向用户终端返回的RAU响应(Routing Area Update Accept)或附着响应(AttachAccept)中携带非广播RAI和分配的P-TMSI；用户终端收到RAU响应或附着响应后，将响应中携带的非广播RAI与自身存储的RAI进行比较，由于比较结果为不相同，用户终端很快发起新的路由区更新或附着更新；RAN节点根据用户终端提供的虚拟NRI确定该用户终端需要转移，然后为用户终端重新选择SGSN池内的其他SGSN作为用户终端的服务SGSN，用户终端发送的RAU请求(Routing Area Update Request)或附着请求(AttachAccept)被RAN节点路由至用户终端的新的服务SGSN，路由更新流程或GPRS附着流程结束后，用户终端被转移至新的SGSN中。以下将用户终端的原服务SGSN称为源SGSN，为用户终端重新选择的服务SGSN称为目标SGSN。
图1示出了现有技术中在SGSN池内转移用户终端流程图，如图1所示，以用户终端为UE、RAN节点为RNC、UE发起路由区更新为例，在SGSN池内转移UE的实现过程包括以下步骤步骤101UE与RNC建立无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)连接，RNC为UE分配和建立空中接口的信道资源。RRC连接的建立过程遵循3GPP标准TS25.331的规定。
步骤102UE向RNC发送初始直传消息(INITIAL DIRECTTRANSFER)，请求RNC将该初始直传消息中携带的非接入层消息(NASMessage)路由至服务SGSN，并与该SGSN建立Iu连接，该非接入层消息参数为封装后的RAU请求。
步骤103RNC收到初始直传消息后，根据初始直传消息中携带的路由参数(Routing Parameter)选择一个SGSN，该SGSN为源SGSN。RNC向源SGSN发送初始UE消息(INITIAL UE MESSAGE)，并与源SGSN建立Iu连接，该初始UE消息中携带有非接入层消息，该非接入层消息参数为封装后的RAU请求。
步骤104源SGSN收到初始UE消息后，通过非接入层消息参数获取RAU请求，源SGSN确定需要将UE转移至SGSN池内的其他SGSN，如源SGSN过载或需要执行特定维护操作，源SGSN为UE分配P-TMSI，该P-TMSI中包含的NRI为源SGSN的虚拟NRI。
步骤105源SGSN向UE返回RAU响应，该RAU响应中携带有源SGSN的非广播RAI和新分配的P-TMSI。
步骤106UE收到RAU响应后，存储RAU响应中携带的P-TMSI，然后向源SGSN返回RAU完成消息(Routing Area Update Complete)，通知源SGSN已完成路由区更新。
步骤107源SGSN收到RAU完成消息后，向RNC发送Iu释放命令(IU RELEASE COMMAND)，指示RNC释放Iu连接。
步骤108RNC收到Iu释放命令后，释放RRC连接和其相关空中接口资源，释放Iu连接和其相关的传输资源。RRC连接的释放过程遵循3GPP标准TS25.331的规定。
步骤109RRC连接和Iu连接释放后，RNC向源SGSN返回Iu释放完成消息(IU RELEASE COMPLETE)，通知源SGSN已释放Iu连接。
步骤110UE收到RAU响应后，将RAU响应中携带的非广播RAI与自身存储的RAI进行比较，由于比较结果为不相同，UE再次发起路由区更新。
步骤111～步骤112与步骤101～步骤102相同。
步骤113RNC收到初始直传消息后，确定初始直传消息中携带的路由参数为虚拟NRI，RNC根据SGSN池内各SGSN的负载状况为UE选择服务SGSN，该SGSN为目标SGSN；然后RNC向目标SGSN发送初始UE消息，并与目标SGSN建立Iu连接，该初始UE消息中携带有非接入层消息，该非接入层消息参数为封装后的RAU请求。
步骤114目标SGSN收到初始UE消息后，通过非接入层消息参数获取RAU请求，然后为UE分配P-TMSI并更新UE的路由信息，该P-TMSI中包含的NRI为目标SGSN的正常NRI，而不是目标SGSN的虚拟NRI；目标SGSN向UE返回RAU响应，该RAU响应中携带有目标SGSN的RAI和新分配的P-TMSI，该RAI为目标SGSN可在系统消息中广播的RAI。
步骤115UE收到RAU响应后，存储RAU响应中携带的P-TMSI，然后向目标SGSN返回RAU完成消息，通知目标SGSN已完成路由区更新。
步骤116～步骤118目标SGSN收到RAU完成消息后，向RNC发送Iu释放命令，指示RNC释放Iu连接；RNC收到Iu释放命令后，释放RRC连接和Iu连接，然后RNC向目标SGSN返回Iu释放完成消息，至此，路由区更新过程处理完毕。
根据以上描述可见，在步骤110中，用户终端收到RAU响应后，就会将RAU响应中携带的非广播RAI与自身存储的RAI进行比较，该过程完全是用户终端侧的自主行为，根本不受网络侧的控制，如果Iu连接未释放，则RRC连接仍然存在，步骤112中用户终端将通过上行直传消息(UPLINKDIRECT TRANSFER)来向RAN节点传输RAU请求，而上行直传消息中却不携带参数NRI，使得RAN节点无法确定是否转移用户终端，此时，由于Iu连接仍然存在，RAN节点将RAU请求通过该Iu连接发送至源SGSN，这样，用户终端发起的新的RAU请求再次发送到源SGSN，如果上述问题一直重复，将使用户终端发起的路由区更新进入死循环；即使上述问题不再重复，也浪费了网络侧的传输资源，并且，RAN节点和源SGSN进行了无用的处理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在SGSN节点池内转移用户终端的方法，使用户终端在SGSN节点池内的转移流程更为完善。
为了达到上述目的，本发明提供了一种在SGSN节点池内转移用户终端的方法，为SGSN池中每个SGSN分配虚拟网络资源标识NRI，该方法包含以下步骤A、源SGSN确定需要转移用户终端后，为用户终端指定时长，源SGSN向用户终端提供虚拟NRI和指定时长；B、用户终端根据所述指定时长启动定时器，该定时器超时后，发起新的更新请求，并向RAN节点提供虚拟NRI；C、无线接入网络RAN节点根据虚拟NRI确定需要转移用户终端，将用户终端转移至目标SGSN。
步骤B中所述源SGSN向用户终端提供虚拟NRI和指定时长，为源SGSN向用户终端返回更新响应，该更新响应中携带有所述虚拟NRI和指定时长。
所述更新响应为路由区更新响应；或为附着响应。
所述步骤B包括用户终端收到虚拟NRI和指定时长后，向源SGSN发送更新完成消息，然后源SGSN通知RAN节点释放Iu连接，RAN节点释放无线资源控制RRC连接和Iu连接。
所述指定时长大于用户终端向源SGSN发送更新完成消息到源SGSN通知RAN节点释放Iu连接之间的时间间隔。
所述时间间隔静态配置于源SGSN中。
步骤B中所述更新请求为路由区更新请求；或为附着请求。
根据本发明提出的方法，源SGSN确定需要转移用户终端时，为用户终端分配包含有虚拟NRI的P-TMSI，然后源SGSN在向用户终端返回的更新响应中携带分配的P-TMSI和一个指定时长；用户终端收到更新响应后，根据更新响应中携带的指定时长启动定时器，定时器到时后，用户终端发起新的更新请求；RAN节点根据用户终端提供的虚拟NRI确定该用户终端需要转移，然后为用户终端选择SGSN池内的目标SGSN作为用户终端的服务SGSN，用户终端发送的更新请求被RAN节点路由至目标SGSN，更新流程结束后，用户终端被转移至新的SGSN中，使用户终端发起新的路由区更新的时间完全由网络侧控制，通过使指定时长大于用户终端向源SGSN发送更新完成消息到源SGSN通知RAN节点释放Iu连接之间的时间间隔，来保证用户终端不会在Iu连接未释放时，就发起新的路由区更新请求或附着请求，完善了用户终端在SGSN节点池内的转移流程。
另外，由于SGSN的非广播RAI不能与广播RAI相同，因此，非广播RAI占用了RAI的大量资源，对RAI造成了很大的浪费，根据本发明提出的方法，无需再为SGSN配置非广播RAI，节省了RAI资源。
图1示出了现有技术中在SGSN池内转移用户终端流程图；图2示出了本发明中在SGSN池内转移用户终端流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明中，为SGSN池中每个SGSN分配虚拟NRI，虚拟NRI不同于SGSN池内正常的NRI，当用户终端执行GPRS附着或路由区更新时，由源SGSN确定是否转移用户终端，源SGSN确定需要转移用户终端时，为用户终端分配包含有虚拟NRI的P-TMSI，然后源SGSN在向用户终端返回的更新响应、如RAU响应或附着响应中携带分配的P-TMSI和一个指定时长；用户终端收到更新响应、如RAU响应或附着响应后，根据更新响应中携带的指定时长启动定时器，定时器到时后，用户终端发起新的更新请求、如RAU请求或附着请求；RAN节点根据用户终端提供的虚拟NRI确定该用户终端需要转移，然后为用户终端选择SGSN池内的目标SGSN作为用户终端的服务SGSN，用户终端发送的更新请求、如RAU请求或附着请求被RAN节点路由至目标SGSN，更新流程、如路由更新流程或GPRS附着流程结束后，用户终端被转移至新的SGSN中。
图2示出了本发明中在SGSN池内转移用户终端流程图，如图2所示，以用户终端为UE、RAN节点为RNC、UE发起路由区更新为例，在SGSN池内转移UE的实现过程包括以下步骤步骤201～步骤203与步骤101～步骤103相同。
步骤204源SGSN收到初始UE消息后，通过非接入层消息参数获取RAU请求，源SGSN确定需要将UE转移至SGSN池内的其他SGSN，如源SGSN过载或需要执行特定维护操作，源SGSN为UE分配P-TMSI，该P-TMSI中包含的NRI为源SGSN的虚拟NRI，并且源SGSN为UE指定RAU时长。
步骤205源SGSN向UE返回RAU响应，该RAU响应中携带有RAU时长和新分配的P-TMSI。
步骤206～步骤209与步骤106～步骤109相同。
步骤210UE收到RAU响应后，根据RAU时长启动定时器，定时器到时后，执行步骤211。
步骤211～步骤218与步骤111～步骤118相同。
步骤206～步骤207之间的时间间隔为RNC收到RAU完成消息到源SGSN发起Iu连接释放之间的时间间隔，即用户终端向源SGSN发送RAU完成消息到源SGSN通知RNC释放Iu连接之间的时间间隔，要保证UE发起新的路由区更新时Iu连接和RRC连接已释放，必须使RAU时长大于该时间间隔，可通过统计方法或经验来确定该时间间隔的时长，并可在SGSN中静态配置该时间间隔，SGSN为UE指定RAU时长时，只要保证RAU时长大于该时间间隔即可，这样，UE发起新的路由区更新的时间完全由网络侧控制，不会再出现现有技术中Iu连接未释放时，UE就发起新的路由区更新的问题。
GPRS附着流程中转移用户终端的实现与RAU更新流程中转移用户终端的实现基本相同，不同之处仅在于传送的消息，在此不再赘述。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种在服务通用分组无线业务支持节点SGSN池内转移用户终端的方法，其特征在于，为SGSN池中每个SGSN分配虚拟网络资源标识NRI，该方法还包含以下步骤A、源SGSN确定需要转移用户终端后，为用户终端指定时长，源SGSN向用户终端提供虚拟NRI和指定时长；B、用户终端根据所述指定时长启动定时器，该定时器超时后，发起新的更新请求，并向RAN节点提供虚拟NRI；C、无线接入网络RAN节点根据虚拟NRI确定需要转移用户终端，将用户终端转移至目标SGSN。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述源SGSN向用户终端提供虚拟NRI和指定时长，为源SGSN向用户终端返回更新响应，该更新响应中携带有所述虚拟NRI和指定时长。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述更新响应为路由区更新响应；或为附着响应。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括用户终端收到虚拟NRI和指定时长后，向源SGSN发送更新完成消息，然后源SGSN通知RAN节点释放Iu连接，RAN节点释放无线资源控制RRC连接和Iu连接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指定时长大于用户终端向源SGSN发送更新完成消息到源SGSN通知RAN节点释放Iu连接之间的时间间隔。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述时间间隔静态配置于源SGSN中。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤B中所述更新请求为路由区更新请求；或为附着请求。
全文摘要
本发明公开了一种在服务通用分组无线业务支持节点池内转移用户终端的方法，源SGSN确定需要转移用户终端时，为用户终端分配包含有虚拟NRI的P－TMSI，然后源SGSN在向用户终端返回的更新响应中携带分配的P－TMSI和一个指定时长；用户终端收到更新响应后，根据更新响应中携带的指定时长启动定时器，定时器到时后，用户终端发起新的更新请求；RAN节点根据用户终端提供的虚拟NRI确定该用户终端需要转移，然后为用户终端选择SGSN池内的目标SGSN作为用户终端的服务SGSN，用户终端发送的更新请求被RAN节点路由至目标SGSN，更新流程结束后用户终端被转移至新的SGSN中，使用户终端发起新的路由区更新的时间完全由网络侧控制，完善了用户终端在SGSN节点池内的转移流程。
文档编号H04W40/24GK1925672SQ200510093820
公开日2007年3月7日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者周四红 申请人:华为技术有限公司