一种lte s1-mme接口的海量数据用户识别的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于移动通信技术领域，特别涉及一种LTE Sl-MME接口的海量数据用户识别的方法。
【背景技术】
[0002]3GPP长期演进技术(LTE)作为目前最热门的移动通信技术，相比第三代移动通信(3G)技术，LTE具有更高数据速率和更安全的通信方式，同时LTE的网络结构也发生了很大变化，LTE系统的网络结构示意图如图1所示。
[0003]LTE的无线接入部分仅由多个演进后的增强节点eNodeB(Enhanced Node B)组成，核心网部分主要由移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)、服务网关(ServingGateway，S-GW)、分组数据网络网关(Packet Date Network Gateway，P_GW)、归属签约用户月艮务器(Home Subscriber Server，HSS)及策略和计费控制单元(Policy and ChargingRules Funct1n，PCRF)等组成。
[0004]本发明中实时信令监测分析系统的信令采集点正是基于图1的S1-MME接口进行的，Sl-MME接口是eNodeB和MME之间的接口，Sl-MME接口协议层如图2所示，其中主要的协议层有非接入层(Non-Access-Stratum，NAS，3GPP TS 24.301)和SI应用协议(SlApplicat1nProtocol，SIAP，3GPP TS 36.413)，本发明的用户识别主要针对这两个协议层进行用户识别。
[0005]在Sl-MME接口实时采集到的海量信令中，不同用户的信令是交叉发生的。为了实现用户信令消息的完整关联，为了实现用户信令的正确处理，都必须识别具体的用户，通过信令了解用户经历了哪些信令过程。
【发明内容】
[0006]为了解决S1-MME接口用户识别问题，本发明提出了一种LTE的S1-MME接口的用户识别的方法，提出了一组用户识别标识以及标识的存储、查找、更新规则和关联关系。
[0007]本发明采用如下技术方案实现:
[0008]—种LTE Sl-MME接口的海量数据用户识别的方法，包括以下步骤；
[0009]步骤I，在深入分析了解Sl-MME接口协议和信令流程的基础上，提出一组可用的用户标识；
[0010]步骤2，制定这组用户标识的初始化、更新、关联的规则；
[0011]步骤3，组织实现用户标识的查找、存储，实现用户识别。
[0012]所述步骤I中提出的用户标识包括MME UE SlAP ID+MME IP、eNB UE SlAP ID+eNBIP、S-TMS1、頂S1、SGW IP+SGff TEID;以MME UE SlAP ID+MME IP为最主要的用户标识，MMEUE SlAP ID+MME IP同时要关联用户X2切换前后的消息；eNB UE SlAP ID+eNB IP用来关联INITIAL UE MESSAGE和它的响应消息；S-TMS1、頂SI用来关联两次不同的SI连接之间用户标识的转换或者关联寻呼消息和它的响应;SGW IP+SGff TEID关联SI切换前后的用户标识；同时需要维护S-TMSI和SGW IP+SGff TEID的变化和更新。
[0013]所述步骤2和步骤3的具体实现过程如下；
[0014](I)用MME UE SlAP ID+MME IP为键值建立哈希表I，利用S-TMSI为键值建立哈希表2，利用頂SI为键值建立哈希表3，利用eNB UE SlAP ID+eNB IP为键值建立哈希表4，利用SGff IP+SGff TEID为键值建立哈希表5;
[0015](2)识别消息列队中消息的类型:如为非UE相关消息，则结束识别过程；如为UE相关消息，则根据不同消息类型分别利用用户标识查询相应哈希表，寻找用户。
[0016]所述(2)中，根据不同消息类型分别利用用户标识查询相应哈希表，寻找用户的具体实现过程如下；
[0017](2.1)如为寻呼消息，使用消息中的S-TMSI或IMSI查询哈希表2或哈希表3，如找到用户，进入状态机处理;查询不到返回；
[0018](2.2)如为INITIAL UE MESSAGE，使用消息中的S-TMSI或頂SI查询哈希表2或哈希表3，如找到用户，用eNB UE SlAP ID+eNB IP新建哈希表4的节点，更新上下文的eNB UESlAP ID，进入状态机处理;查询不到，用消息中的S-TMSI或IMSI新建哈希表2或哈希表3的节点，用eNB UE SlAP ID+eNB IP新建哈希表4的节点，更新上下文，进入状态机处理，返回；
[0019](2.3)如为除上述两类消息之外的其他消息，使用消息中的MME UE SlAP ID+MMEIP查询哈希表I ；
[°02°] 如找到用户，获取用户上下文，按照如下规则更新:如为attach accept、TAUaccept、⑶TI重配消息且分配了新的S-TMSI的，则将保存新的S-TMSI，删除旧的S-TMSlJn为认证消息且携带頂SI的，如上下文不存在頂SI，则保存頂SI，如上下文存在頂SI且与消息中不同的，报错返回，上下文存在IMSI且与消息中相同的不作处理，如为承载相关消息，更新SGW IP+SGff TEID，如为新建承载的消息则新增新的SGW IP+SGff TEID对，如为释放承载消息，则删除对应的SGW IP+SGff TEID对，进入状态机处理；
[0021]如找不到用户，用MME UE SlAP ID+MME IP新建哈希表I的节点，如为HANDOVERREQUEST，用SGW IP+SGff TEID查找用户，找到用户则更新上下文，如找不到，再用eNB UESlAP ID+eNB IP查找用户，如找到用户，按照如下规则更新:如为attach accept、TAUaccept、GUTI重配消息且分配了新的S-TMSI的，则将保存新的S-TMSI，删除旧的S-TMSI ；如为认证消息且携带頂SI的，如上下文不存在頂SI，则保存頂SI，如上下文存在頂SI且与消息中不同的，报错返回，上下文存在IMSI且与消息中相同的不作处理，如为承载相关消息，更新SGW IP+SGff TEID，如为新建承载的消息则新增新的SGW IP+SGff TEID对，如为释放承载消息，则删除对应的SGW IP+SGff TEID对，进入状态机处理。
[0022]对用户标识提出了使用多个哈希表加用户上下文智能指针的存储方法，以每种用户标识为键值建立一个哈希表，所有哈希表都包含唯一的用户上下文指针一智能指针，用户上下文包含用户的所有标识和关键信息。
[0023]在Sl-MME接口的SlAP消息中，存在UE无关消息和UE相关消息两种。本发明不考虑UE无关消息，因为它是与用户无关的。UE相关消息可用来维护UE相关的逻辑SI连接，UE相关的逻辑SI连接使用标识符MME UE SlAP ID和eNB UE SlAP ID来识别。用户识别过程中主要使用的是UE相关的信令进行用户识别。用来标识用户的IE很多，有些是固定的，如IMSIJS大部分都是临时的、可变的。如S-TMSI，有些是在一定范围内唯一，如MME UE SlAP ID和eNBUE SlAP ID可以唯一标识一个SI连接，但SI连接释放了或发生切换就会改变等。同时在Sl-MME接口中标识用户的IE有的存在SlAP协议层中，有的存在于NAS协议层中，NAS协议层总是通过Sl-AP协议层来承载的。本申请仅考虑LTE网内信令流程。
[0024]本发明以MME UE SlAP ID+MME IP为最主要的用户标识，因为它在绝大部分UE相关消息中都会出现，不像S-TMSiaMS1、SGW IP+SGff TEID仅在有限的几条消息中出现。eNBUE SlAP ID+eNB IP在消息中出现的频度与MME UE SlAP ID+MME IP相当，但它变化过于频繁，在LTE网络MME管辖的范围可以达到省市级，而eNB覆盖的范围可能只有几百米;LTE网内切换中最多的X2切换eNB UE SlAP ID+eNB IP是改变的，而MME UE SlAP ID+MME IP没有发生改变;eNB UE SlAP ID仅24bit，发生重用的机会比MME UE SlAP ID(32bit)大很多。所以eNB UE SlAP ID+eNB IP是作为MME UE SlAP ID+MME IP—种补充或过渡。当消息中同时存在几种用户标识时，优先以丽E UE SlAP ID+MME IP来进行查找用户，当不存在丽E UESlAP ID+MME IP才用其他标识来识别用户。eNB UE SlAP ID+eNB IP仅用来关联INITIALUE MESSAGE和它的响应消息。S-TMS1、頂SI主要用来关联两次不同的SI连接之间用户标识的转换或者关联寻呼消息和它的响应。SGW IP+SGff TEID主要关联SI切换前后的用户