专利名称：通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法
技术领域：
本发明涉及通信系统中的漫游技术，特别涉及宽带码分多址通信系统中，用户漫游时的新旧通用分组无线业务服务支持节点之间的位置更新方法。
背景技术：
随着通信技术的发展，通信领域已经出现了第三代移动通行系统通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，简称“UMTS”)。
UMTS系统的结构与第二代移动通行系统类似，由逻辑网络单元构成。这些网络单元从功能上可分为无线接入网络(Radio Access Network，简称“RAN”)和核心网(Core Net，简称“CN”)。
RAN用于处理所有与无线有关的功能，CN用于处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由。
RAN、CN与用户设备(User Equipment，简称“UE”)构成UMTS系统。三者中，UE和RAN由全新的协议构成，其设计基于宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)无线技术；CN则采用了全球移动通信系统(Global System for mobile Communication，简称“GSM”)和通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称“GPRS”)的定义，目的在于实现网络的平滑过度。
CN从功能上又可以分为电路域和分组域。分组域核心网络功能从逻辑上可以分成两个通用无线分组服务支持节点(GPRS Support Node，简称“GSN”)通用分组无线业务服务支持节点(Serving GPRS Support Node，简称“SGSN”)和通用分组无线业务网关支持节点(GPRS Gateway SupportNode，简称“GGSN”)。
SGSN的主要功能是提供分组域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。GGSN的主要功能是提供数据包在WCDMA移动网和外部数据网之间的路由和封装，而在SGSN间、SGSN到GGSN间则通过通用无线分组服务隧道协议(GPRS Tunneling Protocal，简称“GTP”)对隧道进行管理并传输数据。
目前第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)定义的GTP协议到目前为止已发展了两个版本V0和V1，其中V0版本主要用于GPRS R97和R98，V1版本用于GPRS R99，但支持GTPV1版本的SGSN和GGSN同时也要求能够支持GTP V0版本，以保证能够与低版本的GTP兼容。
根据目前的技术，在一个公用陆地移动网络(Public Lands MobileNetwork，简称“PLMN”)间可以存在一个以上的GSN，当用户进行漫游时，可能进行SGSN间的位置更新，下面参照图1，以普通GSM的用户的路由区域更新(Routeing Area Update，简称“RAU”)为例，说明整个流程。
步骤100移动台(Mobile Station，简称“移动台”)向新侧SGSN发起“Routing Area Update Request(路由更新请求)”消息。
步骤110新侧SGSN从接收到的路由更新请求消息中得到旧的路由区域标识(Routeing Area Identity，简称“RAI”)，取得旧侧SGSN的地址，并向旧侧SGSN发送“SGSN Context Request(SGSN上下文请求)”消息，等待旧侧SGSN通过“SGSN Context Response(SGSN上下文响应)”消息返回移动性管理(Mobility Management，简称“MM”)上下文和分组数据协议(Packet Data Protocol，简称“PDP”)上下文信息。
步骤112旧侧SGSN收到新侧SGSN的SGSN上下文请求消息后，确定该用户是否合法，此后，保存消息中的新侧信令面地址和隧道端点标识符(Tunnel Endpoint Identifier，简称“TEID”)信息，以便向新侧SGSN发信令消息时使用，同时，不再向MS转发数据。旧侧在PDP上下文中填入完整的收发数据包的序列号，然后将MM上下文和PDP上下文信息封装在“SGSN Context Response(SGSN上下文响应)”消息中，并送到新侧SGSN。
步骤120新侧SGSN收到来自旧侧SGSN的上下文响应消息后，从该消息中得到MM上下文和PDP上下文，并通过“SGSN ContextAcknowledge(SGSN上下文确认)”消息通知旧侧SGSN，可以转发与该用户相关的数据到新侧SGSN。通过SGSN上下文确认消息，同时向旧侧SGSN通知新侧SGSN数据面的地址，以此为转发数据做准备。
步骤125旧侧SGSN复制一份当前缓存的数据，并根据新侧SGSN数据面的地址，向新侧SGSN转发。需要说明的是，这个步骤不是一定会发生的，当用户在旧侧SGSN有数据传输的情况下，在发生路由区更新时旧侧SGSN才需要转发数据包。
步骤130新侧SGSN向GGSN发送“Update PDP Context Request(更新PDP上下文请求)”消息，该消息携带新侧SGSN的地址、TEID以及使用的服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)等信息，用于通知GGSN更新其原先保存的相应字段的内容。
步骤132GGSN响应新侧SGSN的更新PDP上下文请求消息，更新其原先保存的相应字段的内容，完成更新后，向新侧SGSN发送“Update PDPContext Response(更新PDP上下文响应)”消息。
步骤140新侧SGSN收到旧侧SGSN的更新PDP上下文响应消息后，向归属位置寄存器(Home Location Register，简称“HLR”)发送“UpdateLocation(更新位置)”消息，该消息中携带该新侧SGSN的SGSN Number(SGSN编号)、SGSN Address(SGSN地址)以及用户国际移动台识别号码(International Mobile Station Identify，简称“IMSI”)信息，命令HLR进行位置更新。
步骤150HLR响应来自新侧SGSN的更新地址消息，向旧侧SGSN发出“Cancel Location(删除位置)”消息，旧侧SGSN删除该用户的MM上下文和PDP上下文。
步骤152旧侧SGSN向HLR返回“Cancel Location ACK(删除位置确认)”消息，确认完成删除地址的操作。
步骤160HLR收到旧侧SGSN的删除地址确认消息后，向新侧SGSN发送“Insert Subscriber Data(插入签约数据)”消息，请求新侧SGSN插入该用户所有的签约数据。
步骤162新侧SGSN插入该用户的所有签约数据后，向HLR发送“InsertSubscriber Data Ack(插入签约数据确认)”消息，需要说明的是，如果由于区域限制等导致此MS无法在这个路由区接入，则SGSN会拒绝MS的路由区域更新(Routeing Area Update，简称“RAU”)请求。
步骤170HLR收到来自新侧SGSN的插入签约数据确认消息后，返回“Update Location Ack(更新位置确认)”消息，表示位置更新完成。
步骤180新侧SGSN收到来自HLR的更新地址确认消息后，向MS发送“Routeing Area Update Accept(路由更新接受)”消息。
步骤190MS向新侧SGSN返回“Routeing Area Update complere(路由更新完成)”消息，用于确认新分配的分组临时移动用户识别码(PacketTemperate Mobile Subscription Identity，简称“P-TMSI”)有效。
在上述的RAU流程中，SGSN上下文请求消息和SGSN上下文响应消息都属于支持GTP协议的Gn接口(同一个PLMN中两个GSN之间的接口)消息，因此有V0和V1版本之别，表1和表2分别显示V1版本的SGSN上下文消息和V0版本的SGSN上下文消息。表1中的参考部分是相对于文献3GPP TS 29.060中各章节的，表2中参考部分是相对于文献3GPP TS 09.60中各章节的。
表1
表2其中，信元MM上下文和PDP上下文是识别该用户正在使用的上下文属性。
表3示出GTP V1版本的PDP上下文信元组成。
表3根据表3可见，在使用GTP V1版本时，在上述步骤103中，新侧SGSN从来自旧侧SGSN的SGSN上下文响应消息中携带的PDP上下文获得该上下文的PDP上下文ID(PDP Context ID)、PDP类型(PDP Type)、PDP地址(PDP Address)、接入点名称(Access Point Name，简称“APN”)以及签约的Qos等参数。需要补充说明的是，用户在HLR中插入签约数据时，可以签约多个PDP上下文，分别对应不同的PDP上下文ID，针对每个签约上下文，存在的上下文属性有PDP类型、PDP地址、APN、签约的QoS、诸如预付费和实时等计费属性。
当用户进行位置更新时，通过上述RAU流程中的步骤110，插入签约数据消息，从HLR中插入签约数据，由此可得到用户的所有PDP上下文属性。
所以，可以发现GTP V1版本中一个问题，即在路由更新过程中，新侧SGSN从来自旧侧SGSN的SGSN上下文响应消息中获得的PDP属性并不完全。根据HLR插入的签约数据，对应相应的PDP上下文ID才能够获得用户正在激活的pDP上下文的全部属性。
表4示出GTP V0版本的PDP上下文信元组成。
表4根据表4可见，在使用GTP V0版本时，PDP上下文中只能得到该PDP上下文的PDP类型、PDP地址、APN、签约的QoS等参数。但是用户无法通过PDP类型、PDP地址、APN、签约的QoS这些参数准确推断出用户当前激活的是哪个上下文，因此无法得到PDP上下文的诸如计费属性等其他属性。由此会导致以下后果首先，无法获得PDP上下文的计费属性。
其次，当网络侧在HLR中修改该用户激活的签约PDP上下文数据时，将无法触发网络侧的修改流程，只能相当于普通的插入用户数据流程。这是因为新侧的SGSN无法判断用户当前激活的是哪个PDP上下文。
第三，当网络侧在HLR中删除该上下文时，无法触发网络侧的去活流程。其原因和上述无法出发修改流程时一样的。
另外，由于一个PLMN中存在多个GSN，若该用户通过GTP V0版本的SGSN间位置更新后，又需要进行GTP V1版本的SGSN间位置更新版本时，则在GTP V1版本的PDP上下文信元中将无法取得PDP上下文ID值，导致无法传递正确的PDP上下文ID值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，使得用户在使用GTP V0版本的消息实现新侧SGSN和旧侧SGSN之间的位置更新时，能够唯一确定当前激活的PDP上下文，获得该PDP上下文的所有属性并能够正确进行相关后续流程。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，旧侧通用分组无线业务服务支持节点以通用无线分组服务隧道协议版本0的消息与新侧通用分组无线业务服务支持节点通信，包含以下步骤B所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送通用分组无线业务服务支持节点上下文响应消息，所述响应消息的分组数据协议上下文信元中携带分组数据协议上下文标识号字段；C根据所述分组数据协议上下文标识号字段，唯一确定用户当前激活的分组数据协议上下文，并获得该分组数据协议上下文的所有属性。
其中，A新侧通用分组无线业务服务支持节点向旧侧通用分组无线业务服务支持节点发送通用分组无线业务服务支持节点上下文请求消息。
在所述步骤A还包含以下步骤移动台向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送路由更新请求消息。
所述步骤B还包含以下步骤
所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点发送通用分组无线业务服务支持节点上下文确认消息；所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向通用分组无线业务网关支持节点发送更新分组数据协议上下文请求消息；所述通用分组无线业务网关支持节点向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送更新分组数据协议上下文响应消息；所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向归属位置寄存器发送更新位置消息。
所述步骤B还包含以下步骤所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点向所述归属位置寄存器发送删除位置消息；所述归属位置寄存器向所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点发送删除位置确认消息。
所述步骤C还包含以下步骤所述归属位置寄存器向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送插入签约数据请求消息；所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向所述归属位置寄存器发送插入签约数据确认消息；所述归属位置寄存器向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送更新位置确认消息。
所述步骤C还包含以下步骤所述移动台向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送路由更新接受消息；
所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向所述移动台发送路由更新完成消息。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，在旧侧SGSN向新侧SGSN发送的SGSN上下文响应消息的PDP上下文信元中携带PDP上下文ID字段，新侧SGSN根据该PDP上下文ID字段，唯一确定用户当前激活的PDP上下文，并获得该PDP上下文的所有属性。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即当用户在新侧SGSN分离时，能够唯一确定当前激活的PDP上下文，获得该PDP上下文的所有属性，可以根据正确的计费属性生成话单；在新侧SGSN时，网络侧对该上下文的修改和去活流程都能正常进行；用户再次进行GTP V1的SGSN间位置更新时，当前的SGSN可以传递正确的PDP上下文ID值给新侧SGSN。
图1是现有技术中SGSN之间位置更新的主要流程示意图；图2是根据本发明的一个实施例的SGSN之间位置更新的主要流程示意图。
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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
根据本发明的原理，当用户在使用GTP V0版本时进行新侧SGSN和旧侧SGSN之间的位置更新时，在旧侧SGSN返回的SGSN上下文响应消息中的PDP上下文信元增加了PDP上下文ID字段，表5示出在本发明中的PDP上下文信元组成。
表5根据表5可见，本发明中，当使用GTP V0版本时，在新侧SGSN和旧侧SGSN之间进行位置更新的流程中，旧侧SGSN返回的SGSN上下文响应消息携带有该用户当前激活的PDP上下文的PDP上下文ID。
下面参照图2，描述本发明的一个实施例。
步骤200MS向新侧SGSN发起“Routing Area Update Request(路由更新请求)”消息。
步骤210新侧SGSN从接收到的路由更新请求中得到旧的RAI，取得旧侧SGSN的地址，并向旧侧SGSN发送“SGSN Context Request(SGSN上下文请求)”消息，等待旧侧SGSN通过“SGSN Context Response(SGSN上下文响应)”消息返回MM上下文和PDP上下文信息。
步骤212旧侧SGSN收到新侧SGSN的SGSN上下文请求消息后，确定该用户是否合法，此后，保存消息中的新侧信令面地址和TEID信息，以便向新侧SGSN发信令消息时使用，同时，不再向MS转发数据。旧侧在PDP上下文中填入完整的收发数据包的序列号，然后将MM上下文和PDP上下文信息封装在SGSN上下文响应消息中，其中，PDP上下文信元中增加了PDP上下文ID字段。该PDP上下文信元组成参见表5。此后，将生成的“SGSN Context Response(SGSN上下文响应)”消息发送到新侧SGSN。
正是由于在此消息中旧侧SGSN向新侧SGSN发送了PDP上下文ID，才使得后面的步骤中网络侧可以从多个签约的PDP上下文中唯一确定当前活动PDP上下文是哪一个，并且使得计费等相关后续流程得以正确进行。
步骤220新侧SGSN收到来自旧侧SGSN的上下文响应消息后，从该消息中得到MM上下文和PDP上下文，并通过“SGSN ContextAcknowledge(SGSN上下文确认)”消息通知旧侧SGSN，可以转发与该用户相关的数据到新侧SGSN。通过SGSN上下文确认消息，同时向旧侧SGSN通知新侧SGSN数据面的地址，以此为转发数据做准备。
步骤225旧侧SGSN复制一份当前缓存的数据，并根据新侧SGSN数据面的地址，向新侧SGSN转发。需要说明的是，这个步骤不是一定会发生的，当用户在旧侧SGSN有数据传输的情况下，在发生路由区更新时旧侧SGSN才需要转发数据包。
步骤230新侧SGSN向GGSN发送“Update PDP Context Request(更新PDP上下文请求)”消息，该消息携带新侧SGSN的地址、TEID以及使用的QoS等信息，用于通知旧侧GGSN更新其原先保存的相应字段的内容。
步骤232GGSN响应新侧SGSN的更新PDP上下文请求消息，更新其原先保存的相应字段的内容，完成更新后，向新侧SGSN发送“Update PDPContext Response(更新PDP上下文响应)”消息。
步骤240新侧SGSN收到旧侧SGSN的更新PDP上下文响应消息后，向HLR发送“Update Location(更新位置)”消息，该消息中携带该新侧SGSN的SGSN Number(SGSN编号)、SGSN Address(SGSN地址)以及用户IMSI信息，命令HLR进行位置更新。
步骤250HLR响应来自新侧SGSN的更新地址消息，向旧侧SGSN发出″Cancel Location(删除位置)″消息，旧侧SGSN删除该用户的MM上下文和PDP上下文。
步骤252旧侧SGSN向HLR返回“Cancel Location ACK(删除位置确认)”消息，确认完成删除地址的操作。因为对MS的管理工作已经从旧侧SGSN转移到新侧SGSN，因此需要在旧侧SGSN删除相关的内容。
步骤260HLR收到旧侧SGSN的删除地址确认消息后，向新侧SGSN发送“Insert Subscriber Data(插入签约数据)”消息，请求新侧SGSN插入该用户所有的签约数据。
另外，本步骤中通过在步骤212中由旧侧SGSN发送给新侧SGSN的SGSN上下文响应消息的PDP上下文信元中增加了PDP上下文ID字段，新侧SGSN可由此准确判断用户当前激活的是哪一个PDP上下文，并获得该PDP上下文的所有属性，从而在此后的流程中，用户能够正确生成话单，另外，后续的网络侧流程能正常进行。
步骤262新侧SGSN插入该用户的所有签约数据后，向HLR发送“InsertSubscriber Data Ack(插入签约数据确认)”消息，需要说明的是，如果由于区域限制等导致此MS无法在这个路由区接入，则SGSN会拒绝MS的RAU请求。
步骤270HLR收到来自新侧SGSN的插入签约数据确认消息后，返回“Update Location Ack(更新位置确认)”消息，表示位置更新完成。
步骤280新侧SGSN收到来自HLR的更新地址确认消息后，向MS发送“Routeing Area Update Accept(路由更新接受)”消息。
步骤290MS向新侧SGSN返回“Routeing Area Update complete(路由更新完成)”消息，用于确认新分配的P-TMSI有效。
需要说明的是，本发明的技术方案对所有GTP V0版本的新侧SGSN和旧侧SGSN的位置更新都有效，例如联合路由区更新、系统间切换等，对于智能用户、普通用户甚至可能存在的用户类型都有效。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，其特征在于，旧侧通用分组无线业务服务支持节点以通用无线分组服务隧道协议版本0的消息与新侧通用分组无线业务服务支持节点通信，所述包含以下步骤B所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送通用分组无线业务服务支持节点上下文响应消息，所述响应消息的分组数据协议上下文信元中携带分组数据协议上下文标识号字段；C根据所述分组数据协议上下文标识号字段，唯一确定用户当前激活的分组数据协议上下文，并获得该分组数据协议上下文的所有属性。
2.根据权利要求1所述的通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，其特征在于，所述方法还包含以下步骤A所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向旧侧通用分组无线业务服务支持节点发送通用分组无线业务服务支持节点上下文请求消息。
3.根据权利要求2所述的通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，其特征在于，在所述步骤A还包含以下步骤移动台向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送路由更新请求消息。
4.根据权利要求3所述的通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，其特征在于，所述步骤B还包含以下步骤所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点发送通用分组无线业务服务支持节点上下文确认消息；所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向通用分组无线业务网关支持节点发送更新分组数据协议上下文请求消息；所述通用分组无线业务网关支持节点向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送更新分组数据协议上下文响应消息；所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向归属位置寄存器发送更新位置消息。
5.根据权利要求4所述的通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，其特征在于，所述步骤B还包含以下步骤所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点向所述归属位置寄存器发送删除位置消息；所述归属位置寄存器向所述旧侧通用分组无线业务服务支持节点发送删除位置确认消息。
6.根据权利要求5所述的通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，其特征在于，所述步骤C还包含以下步骤所述归属位置寄存器向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送插入签约数据请求消息；所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向所述归属位置寄存器发送插入签约数据确认消息；所述归属位置寄存器向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送更新位置确认消息。
7.根据权利要求6所述的通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，其特征在于，所述步骤C还包含以下步骤所述移动台向所述新侧通用分组无线业务服务支持节点发送路由更新接受消息；所述新侧通用分组无线业务服务支持节点向所述移动台发送路由更新完成消息。
全文摘要
本发明涉及通信系统中的漫游技术，公开了一种通用分组无线业务服务支持节点之间位置更新的方法，使得用户在使用GTP V0版本的消息实现新侧SGSN和旧侧SGSN之间的位置更新时，能够唯一确定当前激活的PDP上下文，获得该PDP上下文的所有属性并能够正确进行相关后续流程。这种SGSN之间位置更新的方法旧侧SGSN以GTP版本0的消息与新侧SGSN通信，包含以下步骤旧侧SGSN向新侧SGSN发送SGSN上下文响应消息，响应消息的PDP上下文信元中携带PDP上下文标识号字段；根据PDP上下文标识号字段，唯一确定用户当前激活的PDP上下文，并获得该PDP上下文的所有属性。
文档编号H04W40/24GK1595863SQ0315787
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月13日 优先权日2003年9月13日
发明者杨琴, 朱冬梅, 袁立平 申请人:华为技术有限公司