专利名称：支持pdn gw选择的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别是，涉及在支持HeNB本地路由优化时选择PDN Gff的方法。
背景技术：
SAE的系统结构如图1所示。下面是对图ISAE系统结构的描述。101用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备。102EUTRAN是演进系 统SAE中的无线接入网络，包括宏基站(以下简称eNB)，负责给LTE手机提供接入无线网 络的接口，并且与手机的移动管理实体103MME和用户平面实体104 Serving Gateway (服 务网关，以下简称S-GW)通过Sl接口连接。103MME负责管理用户设备的移动上下文、会 话上下文，保存用户与安全有关的信息。104 Serving Gateway主要提供用户平面的功能。 Sl-MME接口负责给UE提供无线接入承载建立，将UE发送给MME的消息进行从无线接入网 的转发。103MME和104 Serving Gateway结合起来的功能与原来的108SGSN(通用分组无 线业务(以下简称GPRS)支持节点)有些类似，MME与Serving Gateway有可能处于同一个 物理实体。105PDN Gateway (PDN Gff)负责计费、合法监听等功能。Serving Gateway禾Π PDN Gateway有可能处于同一个物理实体。108SGSN是现在UMTS中为数据的传输提供路由的。 现有的SGSN是根据接入点名字(以下简称APN)来找到对应的网关GPRS支持节点(以下 简称GGSN)。109HSS是用户设备的家乡归属子系统，它负责保存用户的信息，包括用户设备 的当前位置，服务节点的地址，用户的安全有关的信息，用户设备激活的分组数据协议(以 下简称PDP)上下文等等。106PCRF通过S7接口提供Qos政策和计费准则。当前HeNB系统存在于102E-UTRAN中，如图2所示。现在的HeNB系统架构存在两 种可能性。一种是HeNB作为单独的接入设备存在E-UTRAN中，另外一种情况是E-UTRAN系 统中存在两个接入设备，HeNB和HeNB Gff (HeNB网关)，其中HeNB Gff的设备较少，用于集 中管理多个HeNB。从核心网的角度HeNB和HeNB GW可以看作现在的eNB，而HeNB GW或者 HeNB到核心网的接口和现有的SAE系统接口相同。HeNB用于部署在用户的家中，而HeNB-GW 如果存在HeNB系统，则部署在运营商的网络中。HeNB支持本地路由优化功能，包括UE直接通过HeNB接入internet，或者UE通过 HeNB直接接入用户家庭的其他电子设备，而不需要通过核心网结点，这样的好处是减少用 户数据的路由。当存在HeNB Gff的情况下，本地路由优化功能仍然通过HeNB接入internet， 而不需要通过HeNB GW浪费固网的资源。为了支持HeNB本地路由优化的功能，现有HeNB的系统架构需要进行增强，由于存 在各种可能性，架构还没有最终确定，只确定了一些基本的原则。其中包括HeNB需要有PDN GW的功能(HeNB上的PDN GW以下简称PDNGWh)。但是在本地路由优化业务激活的时候，按 照现有的寻找PDN Gff的方法，MME不能够正确地路由到HeNB上的PDN Gff,所以本专利提出 了一种合理有效的寻找PDN GW的方法。为了支持HeNB本地路由优化的功能，有如下几种可能性
可能性1 :HeNB网络实体上需要有Serving Gff和PDN Gff的功能，当UE激活其他 非本地路由优化业务，即需要该业务的用户面路由需要通过核心网设备的时候，不需要通 过HeNB上的Serving GW，而是需要通过核心网的Serving Gff0这种情况下，对于同一个UE 网络存在两个服务的ServingGW ；可能性2 =HeNB网络实体上有Serving Gff和PDN Gff的功能，并且当UE需要激活 其他非本地路由优化业务，即需要该业务的用户面路由需要通过核心网设备的时候，也需 要通过HeNB上的Serving GW。可能性3 =HeNB网络实体上有Serving Gff,PDN Gff以及MME的功能，这样当激活本 地路由优化业务的时候，控制面的信令不需要到运营商网络的MME，这种情况下不仅节省了 用户面的数据路由也节省了控制面的信令。针对各种可能性，都存在MME如何正确的查找的PDN Gff的地址的问题，所以本专 利的实施例仅以可能性1为例，其他可能性架构仍可以套用本专利所包括的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种支持在HeNB系统下寻找PDN Gff的方法。为实现上述目的，一种支持PDN Gff选择的方法，包括步骤MME收到本地路由优化业务的请求信息；MME根据PDN Gffh的IP地址，查找到支持本地路由优化的PDN Gff的IP地址；MME发送创建承载请求消息给PDN Gffh。通过本发明的方法，保证HeNB系统在可以提供本地路由优化的时候，仍然可以保 证核心网设备能够正确的找到PDN GW。
图1是SAE系统网络结构；
图2是HeNB系统网络结构；
图3是实施例一 PDN连接建立过程；
图4是实施例二 PDN连接建立过程；
图5是实施例三HeNB开机过程；
图6是实施例四PDN连接建立过程；
图7是实施例五初始接入过程；
图8是实施例六PDN连接建立过程；
图9是实施例七PDN连接建立过程；
图10是实施例八PDN连接建立过程；
图11是实施例八S1建立过程；
图12是实施例八PDN连接建立过程。
具体实施例方式
本发明的实施例一 UE请求建立本地路由优化业务，UE请求的PDN连接过程。如 图三所示。
下面是对该图的详细说明。在下面的描述中对与本发明无关的技术忽略了详细的 技术说明。301. RRC连接建立过程。301a UE通过上行直传发送NAS消息给HeNB。302. HeNB发送Sl消息上行直传到HeNB GW，其中该消息中需要包括PDNGWh或者 S-Gffh和PDN Gffh (S-Gffh, PDN Gffh用于描述位于HeNB上的S_GWh、PDN GWh，用于区别核心 网络中的S-GW、PDN GW，后面的描述中用S-GWh、PDN GWh缩写来表述)的地址信息，该消息 还包含HeNB是否支持本地路由优化的能力信息。若HeNB GW不存在的情况下，HeNB直接 发送该消息到MME。如果在激活本地路由优化业务之前，在网络附着过程中，MME通过初始UE消息获 得PDN Gffh或者S-GWh和PDN Gffh的地址和HeNB是否支持本地路由优化的能力信息，则该 上行直传信息中不需要携带PDN GWh或者S-GWh和PDN GWh地址以及HeNB是否支持本地 路由优化的能力信息。303. HeNB Gff发送Sl消息上行直传到MME，其中该消息中需要包括PDNGWh的地址 信息。HeNB汇报其是否支持本地路由优化能力的信息到MME。304.针对该UE，Sl连接建立成功后，MME收到NAS消息PDN连接建立请求。该消 息中可能包括UE请求的APN信息。该NAS消息PDN连接建立请求作为激活本地路由优化 业务的请求信息。MME上面存有UE的签约信息，其中包括APN和PDN Gff ID信息。其中UE请求的 APN信息中包括UE请求的业务类型，例如，本地路由优化业务。MME根据UE的签约信息对 该请求APN进行验证，如果UE的签约信息中包括本地路由优化业务，则MME开始寻找PDN GW地址。如果验证失败，则MME拒绝该PDN连接请求，不进行后续流程。MME决定是否允许 UE的PDN连接请求的另一种方式是只要UE是HeNB组的成员并且HeNB能够支持本地路 由优化业务，就允许UE接入此本地路由优化业务。MME也可以通过其它的方式验证UE是否 申请了本地路由优化业务而不影响该发明的主要内容。因为UE请求的业务是本地路由优 化业务，则MME不需要根据PDN GWID+APN的方法为为该UE寻找合适的PDN GW，而是直接通 过Sl消息中携带的PDN Gffh的地址，为该UE寻找PDN GW。注如果该HeNB不具备支持本地路由优化能力，作为本发明的一种实现方式，MME 拒绝对该UE请求的本地路由优化激活请求进行处理(如图9所述的实施例)。作为本发 明的另外一种实现方式，MME按照普通的业务模式(没有本地路由优化，通过核心网进行通 信)为该UE请求的业务建立承载。如果该PDN连接请求中不包括APN信息，则MME根据保存的缺省APN信息为UE查 找合适的PDN GW。如果该缺省的APN中包括本地路由优化业务的信息，则MME根据得到的 PDN GWh地址信息，查找PDN GW。否则，MME仍然按照正常的流程查找PDN GW地址 305. MME根据PDN Gffh的地址发送建立缺省承载请求消息到PDN Gffh后续过程和 现有流程相同，在本专利中略。本发明的实施例二 UE请求建立本地路由优化业务，UE请求的PDN连接过程。如 图4，在下面的描述中对与本发明无关的技术忽略了详细的技术说明。401. RRC连接建立过程
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401a. UE通过上行直传发送NAS消息给HeNB。402. HeNB发送Sl消息上行直传到HeNB Gff,该消息包含HeNB是否支持本地路由 优化的能力信息。若HeNB Gff不存在的情况下，HeNB直接发送该消息到MME。403. HeNB Gff发送Sl消息上行直传到MME，HeNB汇报其是否支持本地路由优化能 力的信息到MME404.针对该UE，Sl连接建立成功后，MME收到NAS消息PDN连接建立请求。该消 息中可能包括UE请求的APN信息。405. HSS存储的签约信息中包括APN和相应的PDN Gff ID。当UE签约了本地路由 优化业务，运营商可选择对该HeNB下的签约用户直接配置对应本地路由优化业务APN的 PDN Gff ID中包含在HeNB上的PDN Gffh的IP地址，或者S_GWh、PDN Gffh以其他形式存在 签约信息中。当MME选择合适的PDN Gff的时候可以直接根据从HSS得到的PDN ID中所包 括的PDN Gffh ip地址或者根据其他签约信息中的S-GWh/PDN Gffh找到PDN GWh。注如果该HeNB不具备支持本地路由优化能力，作为本发明的一种实现方式，MME 拒绝对该UE请求的本地路由优化激活请求进行处理(如图9所述的实施例)。作为本发明 的另外一种实现方式，MME按照普通的业务模式为该UE请求的业务建立承载。后续过程和实施例一相同。本发明的实施例三HeNB开机过程，如图五所示。下面是对该图的详细说明。在下 面的描述中对与本发明无关的技术忽略了详细的技术说明。501HeNB开机后会和安全网关直接建立安全隧道，隧道建立成功后，安全网关为 HeNB分配IP地址，该IP地址为运营商网络内部的IP地址，外部设备无法访问。502. HeNB 和其 HNB Management system (HMS) HeNB 管理系统交互信息，HMS 会对该 HENB进行认证，如果为合法的HeNB则为其提供配置参数，并为其找到合适的HeNB Gff0在这 个过程中HMS可以通过其他OAM(运营商管理维护设备)设备得到为该HeNB分配的SGWh/ PDN Gffh的IP地址。并且MME中也需要保存为该HeNB分配的对应的SGWh/PGWh的IP地 址。503. HeNB执行注册过程。本发明的实施例四UE请求建立本地路由优化业务，UE请求的PDN连接过程。如 图6，在下面的描述中对与本发明无关的技术忽略了详细的技术说明。601-604和实施例二相同MME保存支持本地路由优化业务能力的HeNB和预配PDN Gffh的IP地址的对应关 系。其中HeNB的标识可以是HeNB ID，也可以是CSG ID，也可以是IP地址等信息，该ID可 以唯一的标识出HeNB。在HeNB开机注册过程中，MME可以通过OAM等设备将预配的PDN Gff/SGffh地址告诉安全网关等设备，保证当本地路由业务激活的时候为该UE服务的SGWh/ PDN Gffh分配MME中预配的地址。当MME收到UE的PDN连接请求时，该请求消息中如果携带APN信息，并且该信息 中包括本地路由优化业务的信息，则MME首先对该请求进行验证，如果验证成功，则MME根 据该HeNB的ID标识找到对应的SGWh/PDN Gffh的IP地址。注如果该HeNB不具备支持本地路由优化能力，作为本发明的一种实现方式，MME 拒绝对该UE请求的本地路由优化激活请求进行处理(如图9所述的实施例)。作为本发明的另外一种实现方式，MME按照普通的业务模式为该UE请求的业务建立承载。605. MME根据该PGW地址信息发送缺省承载建立请求。后续流程和实施例一、二相同。实施例1，2，3、4和8分别为在支持本地路由优化功能时，四种查找PDN GW的方法。 四种方法可以相互替换。本发明的实施例五网络附着流程。如图7，在下面的描述中对与本发明无关的技术 忽略了详细的技术说明。701 RRC 连接建立。701a. UE通过上行直传发送NAS消息给HeNB。702.初始UE消息，在该消息中携带支持本地路由优化的HeNB上的PDNGWh的地址
信息ο如果UE先执行附着过程，后执行多PDN连接过程以激活本地路由优化业务，则在 多PDN连接过程中的上行直传消息中可以不携带支持本地路由优化的HeNB上的PDN Gffh的 地址信息和HeNB对本地路由优化业务的支持能力。通过附着(attach)过程的初始UE消 息MME可以获得PDN Gffh地址和HeNB本地路由优化业务的支持能力。705 MME根据该NAS消息，如果为网络附着请求，则MME忽略本发明所提出的方法 1或2或3，如果为激活PDN请求或其他NAS消息并且所述消息中包含的APN指示的是本地 路由优化业务，则MME根据方法1或2或3或4查找PDN GW地址。本发明的实施例六PDN连接建立过程。如图8，在下面的描述中对与本发明无关的 技术忽略了详细的技术说明。801-803按照实施例1-4的方法进行。804 MME可以区分出那个承载是针对支持本地路由优化业务的承载，所以MME在 回复承载建立请求接受PDN连接建立消息中携带指示那个承载是支持本地路由优化业务 承载的标识信息。若有多个承载都为支持本地路由优化业务建立，则分别对每一个承载上 都增加支持本地路由优化业务承载的标识信息。进一步，HeNB可以区分其上多个承载，哪些承载是针对本地路由优化业务的承载。该实施例适用于当UE从HeNB移动到其他区域的时候，可以保证有效的释放支持 本地路由优化业务的承载，而保证支持非本地路由优化业务的承载不被释放。本发明的实施例七PDN连接建立过程。如图9，在下面的描述中对与本发明无关的 技术忽略了详细的技术说明。实施例7描述了 MME根据HeNB是否具有支持本地路由优化能力，判断是否允许UE 接入本地路由优化业务的过程。901. RRC连接建立过程901a. UE通过上行直传发送NAS消息给HeNB。902. HeNB向HeNB GW发送上行直传消息，该消息中携带该HeNB是否支持本地路由 优化能力的信息。该信息可以通过现有的上行直传消息，也可以通过新的Sl消息传送。如 果UE先执行附着过程，后执行多PDN连接过程以激活本地路由优化业务，则在该步骤HeNB 发送上行直传消息给MME。在上行直传消息中可以包含该HeNB是否支持本地路由优化能力 的信息。
903. HeNB Gff发送上行直传消息到MME，该消息中携带该HeNB是否支持本地路由 优化能力的信息。该信息可以通过现有的上行直传消息，也可以通过新的Sl消息传送。若 没有HeNB Gff部署的场景，HeNB直接发送初始UE消息到MME，该消息则不需要通过HeNB Gff 转发。如果UE先执行附着过程，后执行多PDN连接过程以激活本地路由优化业务，则在该 步骤HeNB发送上行直传消息给MME。在上行直传消息中可以包含该HeNB是否支持本地路 由优化能力的信息。904.针对该UE，Sl连接建立成功后，MME收到NAS消息，PDN连接建立请求。该 NAS消息PDN连接建立请求作为激活本地路由优化业务的请求信息。905.如果该HeNB不具备支持本地路由优化能力，905b. MME回复UE PDN连接请求。该消息中包括拒绝UE接入本地路由优化业务的 原因，例如HeNB不支持本地路由优化业务。UE可以重新按照普通的业务接入。如果HeNB具备支持本地路由优化业务能力，则MME按照前描述实施例的方法1、2、3、4为该UE查找PDN GW。本发明的实施例八PDN连接建立过程。如图10、11、12所述，在下面的描述中对与 本发明无关的技术忽略了详细的技术说明。该实施例也是一种支持查找本地路由优化PDN Gff的方法(方法4)。该实施例分为两种情况情况一、PDN Gffh和HeNB具有相同的IP地址，如图10所示，PDN连接过程。情况二、PDN Gffh和HeNB具有不同的IP地址，如图11 Sl连接过程，图12 PDN连
接过程。1001. UE发送PDN连接请求。该NAS消息PDN连接建立请求作为激活本地路由优 化业务的请求信息。1002. MME根据UE的PDN连接请求所携带的信息或者根据UE的签约信息，为UE查 找支持本地路由优化的PDN GW地址。在有HeNB Gff部署的情况下，如果PDN Gffh和HeNB具有相同的IP地址，则HeNB Gff上保存有所连接的HeNB的地址。MME收到激活本地路由优化业务的PDN连接请求后，直 接向HeNB GW发送Sl消息本地路由优化信息请求消息给HeNB GW。请求获取PDN GWh的地 址信息和HeNB本地路由优化的支持能力。在没有HeNB Gff部署的情况下，MME上保存了 HeNB的IP地址信息，如HeNB和PDN Gffh具有相同的IP地址，则MME无需发送该消息。HeNB的本地路由优化的支持能力通过图 11的Sl建立过程获得。1003. HeNB Gff发送本地路由优化信息响应消息给MME。所述消息包含PDN Gffh的 地址信息、HeNB本地路由优化的支持能力。1004. MME根据获得的PDN Gffh地址，发送缺省承载建立请求消息。对于情况二，当HeNB和PDN Gffh具有不同的IP地址1101. HeNB发送Sl连接建立消息到HeNB Gff,该消息中携带PDN Gffh的地址信息。 HeNB GW会保存该地址信息和HeNB的对应关系。在该消息中HeNB也可以发送是否支持本地路由优化能力的信息到HeNB GW。HeNB Gff也会保存HeNB和HeNB能力的对应关系。
在有HeNB GW部署的情况下，只需要HeNB GW保存上述对应关系，在HeNBGW到MME 的Sl建立过程，则无需携带PDN Gffh的地址信息或者HeNB是否支持本地路由优化能力的 信息到MME。在没有HeNB Gff部署的情况下，则HeNB发送到MME的Sl连接建立消息中需要携 带PDN Gffh的地址信息或者HeNB是否支持本地路由优化能力的信息。MME保存有HeNB和 PDN Gffh的对应关系，以及HeNB和HeNB能力的对应关系。1201. UE发送PDN连接请求到MME。该NAS消息PDN连接建立请求作为激活本地 路由优化业务的请求信息。MME根据UE的PDN连接请求所携带的信息或者根据UE的签约信息，为UE查找支 持本地路由优化的PDN Gffh地址。如果MME没有保存PDN Gffh和HeNB的对应关系，或者HeNB和HeNB能力的对应关 系，则1202. MME发送S1消息本地路由优化信息请求消息给HeNB Gff,向HeNBGW请求PDN Gffh的地址信息，或者HeNB能力的信息。如果MME保存PDN Gffh和HeNB的对应关系或者MME保存HeNB和HeNB能力的对 应关系，例如，在没有HeNB Gff部署的情况下，则MME则无需执行步骤1202和12031203. HeNB Gff发送本地路由优化信息响应消息给MME。所述消息包含PDN Gffh的 地址信息，或者HeNB是否支持本地路由优化的能力信息，或者两种信息都回复。1204. MME根据获得的PDN Gffh,发送缺省承载建立请求消息。MME可以根据HeNB的能力信息决定是否继续PDN连接过程。具体过程参照实施例 7，图 9。尽管本发明按照所述的实施例进行了描述，需要指出的是，这些实施例都是用来 解释，而不是用来对本发明进行限定。本领域的普通技术人员能够很容易对这些实施例进 行更改、增加、删除任何步骤而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
一种支持PDN GW选择的方法，包括步骤MME收到本地路由优化业务的请求信息；MME根据PDN GWh的IP地址，查找到支持本地路由优化的PDN GW的IP地址；MME发送创建承载请求消息给PDN GWh。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述PDNGffh的IP地址包括在S1消息上行直传中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括MME根据UE的签约信息对UE进行验证。
4.根据权利要求1所述的方法，所述PDNGffh的IP地址包括在初始UE消息中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述PDNGffh的IP地址预存在MME中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述初始消息包括HeNB是否支持本地路由 优化的能力信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，MME得到的请求本地路由优化业务的信息 可以是APN信息中的一部分，也可以作为单独的信息，预存在签约数据库中。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预存的支持本地路由优化的PDNGW 的IP地址可以存放在签约数据库中。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，预存的支持本地路由优化的PGW的IP地 址和APN信息存在绑定关系。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述APN信息中可以包括支持本地路由优 化的业务信息，也可以是通用APN信息。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，MME中预配HeNB和其支持本地路由优化 功能时支持本地路有优化的SGW/PGW的IP地址。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，MME得到的请求本地路由优化业务的信 息，MME将预配的和HeNB对应的支持本地路有优化的SGW/PGW的IP地址作为查找的PGW的 IP地址。
13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过S1消息或初始消息发送HeNB是否 支持本地路由优化的能力信息到MME。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述MME区分哪个承载是针对本地路由优 化业务的承载，并在接受PDN连接建立请求消息中携带指示哪个承载是支持本地路由优化 业务承载的标识信息。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于如果多个承载都支持本定路由优化业务 建立，则MME分别对每一个承载上增加支持本地路由优化业务承载的标识信息。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若HeNB不具备支持本地路由优化能力， 则MME拒绝UE的本地路由优化业务请求。
17.根据权利要求1的方法，其特征在于，HeNB通过HeNBGW接入MME，MME得到PDN Gffh IP地址的方法包括步骤MME发送本地路由优化信息请求消息给HeNB GW。HeNB GW发送本地路由优化信息响应消息给MME。所述消息包含PDN GWhIP地址。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，HeNBGW得到PDN GWhIP地址或者本地路由优化业务支持能力的方法包括步骤HeNB发送S1建立请求消息给HeNB GW，所述消息包含PDN Gffh IP地址，所述消息还可 以包含HeNB本地路由优化业务支持能力； HeNB GW发送SI建立响应消息给HeNB。
19.根据权利要求1的方法，其特征在于，HeNB直接接入MME，MME得到PDNGffh IP地 址的方法包括步骤MME发送本地路由优化信息请求消息给HeNB。HeNB发送本地路由优化信息响应消息给MME。所述消息包含PDN GWh IP地址。
20.根据权利要求17-19之一所述的方法，其特征在于，所述的本地路由优化信息响应 消息还包含信息元素HeNB本地路由优化业务支持能力。
全文摘要
一种支持PDN GW选择的方法，包括步骤MME收到本地路由优化业务的请求信息；MME根据PDN GWh的IP地址，查找到支持本地路由优化的PDN GW的IP地址；MME发送创建承载请求消息给PDN GWh。通过本发明的方法，保证HeNB系统在可以提供本地路由优化的时候，仍然可以保证核心网设备能够正确的找到PDN GW。
文档编号H04W48/20GK101883352SQ20091013819
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者李小强, 梁华瑞, 王弘, 许丽香 申请人:三星电子株式会社;北京三星通信技术研究有限公司