专利名称：基于td-lte的公网集群同组用户的交叉身份注册方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种公网集群同组用户的交叉身份注册方法。
背景技术：
TD-LTE公网集群业务系统，依托于TD-LTE系统，是新一代宽带无线通信系统的一个重要分支，具有较为宽阔的应用前景。用户终端能够在系统中同时工作在公网系统和专网系统中，并可以根据业务需要，在各个工作模式间转换。
而目前，用户还无法实现在TD-LTE公网和专网下的交叉身份注册。发明内容
本发明是为了解决目前无法实现在TD-LTE公网和专网下的交叉身份注册的问题，从而提供一种基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法。
基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，
用户注册到集群网络的身份注册由以下步骤实现:
步骤一、用户主动发起集群通信的注册请求，并向基站发送附着请求信息；
所述附着请求信息包括用户的IMSI (国际移动用户身份标识)或GUTI(用户的临时标识)，还包括用户网络能力(UE network capacity)信息、分组数据网络类型(PDNType)信息、附着类型(Attach Type)信息、非接入层序号(NAS sequence number)信息、非接入层(NAS-MAC)信息和被选择的网络指示RRC参数；
步骤二、基站接收步骤一中的附着请求信息，并根据附着请求信息中的被选择网络指示RRC参数获得用户当前所属的MME (移动管理实体)；基站发送返回信息给该用户所属于的MME集群模块；
所述返回信息中包括带有Attach Request (附着请求)信息的控制信息、被选网络信息和收到信息的小区TAI (tranking area identity,跟踪小区标志)+ECGI (E-UTRANcell global identifier, E-UTRAN,全球小区标志)信息;
步骤三、该用户所属的MME集群模块发出用户附着信息，该用户附着信息经PDN-Gff (Packet Data Network-GateWay,分组数据网络网关)转发至集群管理中心；
所述用户附着信息包括用户的MSI或⑶TI，以及服务网的标志网络类型(SNID)；·
步骤四、集群管理中心根据用户的MSI或⑶TI，并寻找对应的永久密钥K;如果判断结果为是，则执行步骤四一；如果判断结果为否，则执行步骤四二 ；
步骤四一、根据密钥K计算认证向量；并将该认证向量发送至该用户所属的MME集群模块；并执行步骤五；
所述认证向量中包括RAND (随机数)、AUTN(authentication token,鉴权令牌)、XRES (XRES, Expected Response预期回应)值(XRES通过和用户返回的回应值RES比较来达成密钥协商的目的)和密钥KASME信息；KASME是用来产生非接入层和接入层密钥的总密钥，之后通过鉴权响应Authentication data response 将 AV 传给 MME, XRES (XRES, Expected Response 预期回应)值(XRES通过和用户返回的RES比较来达成密钥协商的目的)；步骤四二、集群管理中心发出拒绝附着信息，并转发给该用户所属的MME集群模块，该用户所属的MME集群模块发送拒绝附着信息给该用户；结束基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册；步骤五、该用户所属的MME集群模块接收集群管理中心发出的认证向量，保留该认证向量中的XRES值，并向该用户发送认证信息；所述认证信息包括鉴权令牌AUTN和随机数RAND ；
步骤六、该用户接收该认证信息后，首先验证认证向量中的AUTN值的新鲜性，如果验证通过，则执行步骤六一；如果验证未通过，则执行步骤六二 ；步骤六一、该用户完成对集群管理中心的认证，并根据认证向量中的随机数RAND值和鉴权令牌AUTN值计算出回应值RES，并将该RES值发送给该用户所属的MME集群模块；并执行步骤六一一；步骤六一一、该用户所属的MME集群模块接收该RES值，并与认证向量中的XRES值进行比较，并判断该两个值是否一致，如果一致，则执行步骤六二二；如果不一致，则执行步骤六二 ；步骤六二二 ；集群管理中心完成对该用户的认证；并执行步骤七；步骤六二、结束基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册；步骤七、HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)和该用户所属的MME集群模块相互之间交互用户信息；所述交互的用户信息包括用户的群组信息、ID信息和用户签约信息；步骤八、判断该用户所属的MME集群模块中是否有该用户的激活的上下文信息，如果判断结果为是，则执行步骤八一；如果判断结果为否，则执行步骤九；步骤八一、该用户所属的MME集群模块发送删除会话请求(DeleteSession Request)信号，该删除会话请求(Delete Session Request)信号通过S-GW(Serving-Gateway,服务网关)发至F1DN-GW ;并执行步骤九；步骤九、PDN-Gff通过S-GW向该用户所属的MME集群模块发送答复响应DeleteSession Request信号,并发送公网承载信息应答信号；步骤十、该用户所属的MME集群模块接收步骤九中的答复响应删除会话请求(Delete Session Request)信号和公网承载信息应答信号后，该用户所属的MME集群模块删除该用户的激活的上下文信息；并为该用户分配一个EBI标识，并发送创建会话请求(Create Session Request)信号，该创建会话请求(Create Session Request)信号经S-GW(Serving-Gateway,服务网关)和F1DN-GW转发至集群管理中心；同时，该用户所属的MME集群模块保留接收到的公网承载信息应答信号；步骤^^一、集群管理中心通过PDN-GW和S-GW向该用户所属的MME集群模块发送Create Session Response (创建会话响应)响应信号；步骤十二、该用户所属的MME集群模块向基站发送无线承载建立请求信号(Initial Context Setup Response),所述无线承载建立请求信号中包括有AttachAccept (允许附着)信号和保留用户无线承载信息；
步骤十三、基站收到接收Attach Accept (允许附着)信号和保留用户无线承载信号;
步骤十四、基站根据无线承载建立请求信号(Initial Context Setup Response)建立RRC连接重配置(RRC Connection Reconfiguration)信号，并向发送给该用户；
步骤十五、该用户接收RRC连接重配置(RRC Connection Reconfiguration)信号，并进行资源重新配置，包括默认承载重新配置和低层参数重新配置；重新配置完成后，该用户在SRBl (Signalling Radio Bearersl,信令无线承载I)上发送出一条RRC连接重配置完成的消息；
步骤十六、基站向该用户所属的MME集群模块发送无线承载建立请求信号(Initial Context Setup Response)的口向应信号；
步骤十七、该用户发送UL Information Transfer message (上行消息直传)信号给基站；
所述UL Information Transfer message (上行消息直传)信号包括 AttachComplete (附着完成)信息和[EPS Bearer Identity (核心网承载标识)，NAS sequencenumber (非接入层序号)]消息；
步骤十八、基站通过上行链路NAS直传消息(Uplink NAS Transport message)向该用户所属的MME集群模块发送Attach Complete (附着完成)信号；发送成功后，该用户所属的MME集群模块将该用户的集群标志位修改为在线状态；
同时，该用户所属的MME集群模块将Attach Complete (附着完成)信号发送给集群调度管理中心，完成该用户的身份注册；
用户退出集群网络并返回到公网注册的过程由以下步骤实现:
步骤A、该用户向基站发送上行链路非接入层传输(Uplink NAS Transfer)消息；
所述上行链路非接入层传输(Uplink NAS Transfer)消息包括去附着(Detachrequest)请求信息；
所述去附着信息包括该用户的IMSI和该用户组信息；
步骤B、基站向该用户所属的MME集群模块发送上行链路非接入层直传(UplinkNAS Transport)信号；
所述上行链路非接入层直传Uplink NAS Transport信号包括NAS层Detachrequest 信号；
步骤C、该用户所属的MME集群模块将该用户的去附着请求信号通过S-GW发至PDN-Gff ；
步骤D、PDN-Gff接收去附着请求信号，根据该用户的IMSI和会话结束状态判断该用户是否在寻呼标志位上；如果判断结果为是，则执行步骤Dl ;如果判断结果为否，则执行步骤D2 ；
步骤Dl、则终止对该用户的呼叫，并执行步骤E ；
步骤D2、集群管理中心将该 用户的状态修改为去附着，更新用户资源并发送去附着指令；并执行步骤E ;
步骤E、该用户所属的MME集群模块向HSS发出请求信息；
所述请求信息包括用户的群组信息和位置信息；
步骤F、HSS接收步骤E的请求信息后，返回应答用户信息和应答群组信息；
步骤G、该用户所属的MME集群模块接收步骤F中的应答用户信息和应答群组信息，并通过S-GW和PDN-GW向集群管理中心发出删除该用户在集群中的会话请求信号；
所述集群中的会话请求信号还包括该用户的群组信息变更信息；
步骤H、集群管理中心接收该会话请求信号，并判断该用户的去附着请求是否合法，如果判断结果为是，则执行步骤Hl ;如果判断结果为否，则执行步骤H2 ；
步骤H1、集群管理中心改变该用户的状态和该用户在群组中的标志位，并通过PDN-Gff和S-GW发送会话删除应答信号；并执行步骤I ;
步骤H2、用户退出集群网络失败，结束该用户返回到公网注册的过程；
步骤1、该用户所属的MME集群模块接收会话删除应答信号，并删除该用户的会话消息，并通知HSS，取消该用户的集群位置信息；
步骤J、HSS改变该用户在集群网络和群组中的状态，并将改变后用户的状态通知该用户所属的MME集群模块；
步骤K、该用户所属的MME集群模块将该用户在集群通信中的激活状态修改为休眠状态，并通知HSS ；
步骤L、该用户所属的MME集群模块判断计时器是否超时，如果判断结果为是，则执行步骤LI ;如果判断结果为否，则执行步骤L2 ；
步骤L1、该用户所属的MME集群模块根据用户前次在公网中的注册信息，通过S-Gff向TON-GW发送请求恢复公网的承载信息；
所述请 求恢复公网的承载信息中包含该用户的IMSI前次保留的用户承载信息；并执行步骤Ml ；
步骤L2、该用户所属的MME集群模块通过S-GW和TON-GW发出创建用户承载请求信号，并执行M2 ；
步骤MUPDN-GW接收请求恢复公网的承载信息，核实该用户的身份后，向MME发送恢复用户承载应答信号；并执行步骤N ；
步骤M2、PDN-Gff接收创建用户承载请求信号，并根据为该用户建立的计时器信息和用户身份，通过S-GW向该用户所属的MME集群模块发送创建承载应答；并执行步骤N ；
步骤N、该用户所属的MME集群模块向基站发出去附着应答，并通知基站释放集群无线承载信号，以及恢复或者重建该用户的公网无线承载信号；
步骤O、基站收到去附着应答、释放集群无线承载信号和恢复或者重建该用户的公网无线承载信号后，然后释放用户的集群无线链路信息，并且发送该用户附着到公网中的RRC重配信息进行用户资源重配；并将去附着应答和RRC重配信息发送给该用户；
步骤P、该用户收到基站发送的去附着应答后，根据RRC重配信息设置该用户的终端参数，重配置完成后向基站发出重配完成应答消息；
步骤Q、基站将该用户已经退出集群网络并进入到公网的应答消息通知该用户所属的MME集群模块；
步骤R、该用户所属的MME集群模块通过S-GW和PDN-GW将该用户已经退出集群网络并进入到公网的应答消息转发给集群管理中心；
步骤S、该用户所属的MME集群模块分别向S-GW和TON-GW发送更新用户的承载消息；
步骤T、S-GW和TON-GW分别更新用户的承载，并向该用户所属的MME集群模块发送应答消息；
步骤U、该用户所属的MME集群模块向HSS发送信息，将该用户的状态改为注册在公网；
步骤V、HSS向该用户所属的MME集群模块发送应答信号，完成该用户在公网上的身份注册。
基站进行用户的身份注册的同时，MME进行无线承载更新，具体步骤为:
步骤十九、该用户所属的MME集群模块接收到无线承载建立请求信号(InitialContext Setup Response)和Attach Complete消息之后，向S-GW发送修改承载请求(Modify Bearer Request)信号；
所述修改承载请求(Modify Bearer Request)信号包括eNodeB address (基站地址…)、eNodeB TEID (基站 TEID)和切换指不(Handover Indication)；
步骤二十、S-GW向该用户所属的MME集群模块发送修改承载请求信号(ModifyBearer Response)的确认信号，完成无线承载更新。
步骤十中所述的创建会话请求(Create Session Request)信号中包括:IMS1、MME控制巾贞的 TEID (Tunnel Endpoint Identif ier，隧道端点标识)、PDN GW address (PDN 网关地址)、PDN Address (由PDN-GW分配给用户的IP地址)、APN (Access Point Nam，接入节点)、RAT type (radio acceess technology type，无线接入技术类型)'Dedicated BearerQoS (专用承载服务质量)、PDN Type (PDN 连接的 IP 类型)、APN-AMBR (per APN AggregateMaximum Bit Rate，每个接入节点最大聚合比特率)、EPS Bearer dentity (核心网承载标识)和 Protocol Configu·ration(协议配置)信息。
步骤十一中所述的Create Session Response响应信号中包括:PDN Type(PDN类型)、H)N Address (由TON-GW分配给用户的IP地址)、用户平面服务网关地址(ServingGW address for User Plane)、用户平面服务网关隧道端点标识符(Serving GW TEID forUser Plane)、核心网身份标识(EPS Bearer Identity)、PDN 网关地址(PDN GW addresses)和协议配置选项(Protocol Configuration Options)。
步骤十二中所述Attach Accept 信号中包括:APN、GUT1、PDN Type、PDN Address、TAI List (tranking area identity list，跟踪小区标志列表)、核心网承载标识(EPSBearer Identity)、会话管理请求(Session Management Request)、协议配置选项(Protocol Configuration Options)、非接入层序号(NAS sequence number)。
步骤十七中所述的Attach Complete信息包括核心网承载标识(EPS BearerIdentity)和非接入层序列号(NAS sequence number)。
步骤N重建用户的无线承载信息过程中，该用户所属的MME集群模块向基站发送初始上下文建立请求(Initial Context Setup Request)消息，请求建立默认承载；
所述上下文建立请求(Initial Context Setup Request)消息包括NAS层激活默认核心网上下文承载请求(Activate default EPS bearer context request)消息。
步骤O中用户资源重配包括重配SRBl和配置无线资源，以及建立SRB2 (Signalling Radio Bearers2,信令无线承载2)和 DRB (Data Radio Bearer,数据无线承载)。
本发明实现在TD-LTE公网和专网下的交叉身份注册，保证了用户终端能够在系统中同时工作在公网系统和专网系统中根据业务需要，在各个工作模式间的转换。
图1是本发明的公网用户和专网用户间的交叉身份注册方法原理示意图；图2是用户注册到集群网络的流程示意图；图3是用户主动选择退出集群网络并返回到公网注册的流程示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一、基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，
用户注册到集群网络的身份注册由以下步骤实现:
步骤一、用户主动发起集群通信的注册请求，并向基站发送附着请求信息；
所述附着请求信息包括用户的IMSI (国际移动用户身份标识)或GUTI(用户的临时标识)，还包括用户网络能力(UE network capacity)信息、分组数据网络类型(PDNType)信息、附着类型(Attach Type)信息、非接入层序号(NAS sequence number)信息、非接入层(NAS-MAC)信息和被选择的网络指示RRC参数；
步骤二、基站接收步骤一中的附着请求信息，并根据附着请求信息中的被选择网络指示RRC参数获得用户当前所属的MME (移动管理实体)；基站发送返回信息给该用户所属于的MME集群模块；
所述返回信息中包括带有Attach Request (附着请求)信息的控制信息、被选网络信息和收到信息的小区TAI (tranking area identity,跟踪小区标志)+ECGI (E-UTRANcell global identifier, E-UTRAN,全球小区标志)信息;
步骤三、该用户所属的MME集群模块发出用户附着信息，该用户附着信息经PDN-Gff (Packet Data Network-GateWay,分组数据网络网关)转发至集群管理中心；
所述用户附着信息包括用户的MSI或⑶TI，以及服务网的标志网络类型(SNID)；
步骤四、集群管理中心根据用户的MSI或⑶TI，并寻找对应的永久密钥K;如果判断结果为是，则执行步骤 四一；如果判断结果为否，则执行步骤四二 ；
步骤四一、根据密钥K计算认证向量；并将该认证向量发送至该用户所属的MME集群模块；并执行步骤五；
所述认证向量中包括RAND (随机数)、AUTN(authentication token,鉴权令牌)、XRES (XRES, Expected Response预期回应)值(XRES通过和用户返回的回应值RES比较来达成密钥协商的目的)和密钥KASME信息；
KASME是用来产生非接入层和接入层密钥的总密钥，之后通过鉴权响应Authentication data response 将 AV 传给 MME, XRES (XRES, Expected Response 预期回应)值(XRES通过和用户返回的RES比较来达成密钥协商的目的)；
步骤四二、集群管理中心发出拒绝附着信息，并转发给该用户所属的MME集群模块，该用户所属的MME集群模块发送拒绝附着信息给该用户；结束基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册；
步骤五、该用户所属的MME集群模块接收集群管理中心发出的认证向量，保留该认证向量中的XRES值，并向该用户发送认证信息；
所述认证信息包括鉴权令牌AUTN和随机数RAND ；
步骤六、该用户接收该认证信息后，首先验证认证向量中的AUTN值的新鲜性，如果验证通过，则执行步骤六一；如果验证未通过，则执行步骤六二 ；
步骤六一、该用户完成对集群管理中心的认证，并根据认证向量中的随机数RAND值和鉴权令牌AUTN值计算出回应值RES，并将该RES值发送给该用户所属的MME集群模块；并执行步骤六一一；
步骤六一一、该用户所属的MME集群模块接收该RES值，并与认证向量中的XRES值进行比较，并判断该两个值是否一致，如果一致，则执行步骤六二二 ；如果不一致，则执行步骤六二 ；
步骤六二二 ；集群管理中心完成对该用户的认证；并执行步骤七；
步骤六二、结 束基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册；
步骤七、HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)和该用户所属的MME集群模块相互之间交互用户信息；
所述交互的用户信息包括用户的群组信息、ID信息和用户签约信息；
步骤八、判断该用户所属的MME集群模块中是否有该用户的激活的上下文信息，如果判断结果为是，则执行步骤八一；如果判断结果为否，则执行步骤九；
步骤八一、该用户所属的MME集群模块发送Delete Session Request信息，该Delete Session Request 信息通过 S_GW(Serving-Gateway,服务网关)发送至 F1DN-GW;并执行步骤九；
步骤九、TON-GW通过S-GW向该用户所属的MME集群模块发送答复响应DeleteSession Request信号,并发送公网承载信息应答信号；
步骤十、该用户所属的MME集群模块接收步骤九中的答复响应DeleteSession Request信号和公网承载信息应答信号后，该用户所属的MME集群模块删除该用户的激活的上下文信息；并为该用户分配一个EBI标识，并发送创建会话请求(Create Session Request)信号，该创建会话请求(Create Session Request)信号经S-GW(Serving-Gateway,服务网关)和F1DN-GW转发至集群管理中心；同时，该用户所属的MME集群模块保留接收到的公网承载信息应答信号；
步骤^^一、集群管理中心通过PDN-GW和S-GW向该用户所属的MME集群模块发送Create Session Response (创建会话响应)响应信号；
步骤十二、该用户所属的MME集群模块向基站发送无线承载建立请求信号(Initial Context Setup Response),所述无线承载建立请求信号中包括有AttachAccept (允许附着)信号和保留用户无线承载信息；
步骤十三、基站收到接收Attach Accept (允许附着)信号和保留用户无线承载信号;
步骤十四、基站根据无线承载建立请求信号(Initial Context Setup Response)建立RRC连接重配置(RRC Connection Reconfiguration)信号，并向发送给该用户；
步骤十五、该用户接收RRC连接重配置(RRC Connection Reconfiguration)信号，并进行资源重新配置，包括默认承载重新配置和低层参数重新配置；重新配置完成后，该用户在SRBl (Signalling Radio Bearersl,信令无线承载I)上发送出一条RRC连接重配置完成的消息；
步骤十六、基站向该用户所属的MME集群模块发送无线承载建立请求信号(Initial Context Setup Response)的口向应信号；
步骤十七、该用户发送UL Information Transfer message (上行消息直传)信号给基站；
所述UL Information Transfer message (上行消息直传)信号包括 AttachComplete (附着完成)信息和[EPS Bearer Identity (核心网承载标识)，NAS sequencenumber (非接入层序号)]消息；
步骤十八、基站通过上行链路NAS直传消息(Uplink NAS Transport message)向该用户所属的MME集群模块发送Attach Complete (附着完成)信号；发送成功后，该用户所属的MME集群模块将该用户的集群标志位修改为在线状态；
同时，该用户所属的MME集群模块将Attach Complete (附着完成)信号发送给集群调度管理中心，完成该用户的身份注册；
用户退出集群网络并返回到公网注册的过程由以下步骤实现:
步骤A、该用户向基站发送上行链路非接入层传输(Uplink NAS Transfer)消息；
所述上行链路非接入层传输(Uplink NAS Transfer)消息包括去附着(Detachrequest)请求信息；
所述去附着信息包括该用户的IMSI和该用户组信息；
步骤B、基站向该用户所属的MME集群模块发送上行链路非接入层直传(UplinkNAS Transport)信号；
所述上行链路非接入层直传Uplink NAS Transport信号包括NAS层Detachrequest 信号；
步骤C、该用户所属的MME集群模块将该用户的去附着请求信号通过S-GW发至PDN-Gff ；·
步骤D、PDN-Gff接收去附着请求信号，根据该用户的IMSI和会话结束状态判断该用户是否在寻呼标志位上；如果判断结果为是，则执行步骤Dl ;如果判断结果为否，则执行步骤D2 ；
步骤Dl、则终止对该用户的呼叫，并执行步骤E ；
步骤D2、集群管理中心将该用户的状态修改为去附着，更新用户资源并发送去附着指令；并执行步骤E ;
步骤E、该用户所属的MME集群模块向HSS发出请求信息；
所述请求信息包括用户的群组信息和位置信息；
步骤F、HSS接收步骤E的请求信息后，返回应答用户信息和应答群组信息；
步骤G、该用户所属的MME集群模块接收步骤F中的应答用户信息和应答群组信息，并通过S-GW和PDN-GW向集群管理中心发出删除该用户在集群中的会话请求信号；
所述集群中的会话请求信号还包括该用户的群组信息变更信息；
步骤H、集群管理中心接收该会话请求信号，并判断该用户的去附着请求是否合法，如果判断结果为是，则执行步骤Hl ;如果判断结果为否，则执行步骤H2 ；
步骤H1、集群管理中心改变该用户的状态和该用户在群组中的标志位，并通过PDN-Gff和S-GW发送会话删除应答信号；并执行步骤I ;
步骤H2、用户退出集群网络失败，结束该用户返回到公网注册的过程；
步骤1、该用户所属的MME集群模块接收会话删除应答信号，并删除该用户的会话消息，并通知HSS，取消该用户的集群位置信息；
步骤J、HSS改变该用户在集群网络和群组中的状态，并将改变后用户的状态通知该用户所属的MME集群模块；
步骤K、该用户所属的MME集群模块将该用户在集群通信中的激活状态修改为休眠状态，并通知HSS ；
步骤L、该用户所属的MME集群模块判断计时器是否超时，如果判断结果为是，则执行步骤LI ;如果判断结果为否，则执行步骤L2 ；
步骤L1、该用户所属的MME集群模块根据用户前次在公网中的注册信息，通过S-Gff向TON-GW发送请求恢复公网的承载信息；
所述请求恢复公网的承载信息中包含该用户的IMSI前次保留的用户承载信息；并执行步骤Ml ；
步骤L2、该用户所属的MME集群模块通过S-GW和TON-GW发出创建用户承载请求信号，并执行M2 ；
步骤MUPDN-GW接收请求恢复公网的承载信息，核实该用户的身份后，向MME发送恢复用户承载应答信号；并执行步骤N ；
步骤M2、PDN-Gff接收创建用户承载请求信号，并根据为该用户建立的计时器信息和用户身份，通过S-GW向该用户所属的MME集群模块发送创建承载应答；并执行步骤N ；
步骤N、该用户所属的MME集群模块向基站发出去附着应答，并通知基站释放集群无线承载信号，以及恢复或者重建该用户的公网无线承载信号；
步骤O、基站收到去附着应答、释放集群无线承载信号和恢复或者重建该用户的公网无线承载信号后，然后释放用户的集群无线链路信息，并且发送该用户附着到公网中的RRC重配信息进行用户资源重配；并将去附着应答和RRC重配信息发送给该用户；
步骤P、该用户收到基站发送的去附着应答后，根据RRC重配信息设置该用户的终端参数，重配置完成后向基站发出重配完成应答消息；
步骤Q、基站将该用户已经退出集群网络并进入到公网的应答消息通知该用户所属的MME集群模块；
步骤R、该用户所属的MME集群模块通过S-GW和TON-GW将该用户已经退出集群网络并进入到公网的应答消息转发给集群管理中心；
步骤S、该用户所属的MME集群模块分别向S-GW和TON-GW发送更新用户的承载消息；
步骤T、S-Gff和TON-GW分别更新用户的承载，并向该用户所属的MME集群模块发送应答消息；
步骤U、该用户所属的MME集群模块向HSS发送信息，将该用户的状态改为注册在公网；
步骤V、HSS向该用户所属的MME集群模块发送应答信号，完成该用户在公网上的身份注册。
基站进行用户的身份注册的同时，MME进行无线承载更新，具体步骤为:
步骤十九、该用户所属的MME集群模块接收到无线承载建立请求信号(InitialContext Setup Response)和Attach Complete消息之后，向S-GW发送修改承载请求(Modify Bearer Request)信号；
所述修改承载请求(Modify Bearer Request)信号包括eNodeB address (基站地址…)、eNodeB TEID (基站 TEID)和切换指不(Handover Indication)；
步骤二十、S-GW向该用户所属的MME集群模块发送修改承载请求信号(ModifyBearer Response)的确认信号，完成无线承载更新。
步骤十中所述的创建会话请求(Create Session Request)信号中包括:IMS1、MME 控制巾贞的 TEID (Tunnel Endpoint Identif ier，隧道端点标识)、PDN GW address (PDN网关地址)、PDN Address (由PDN-GW分配给用户的IP地址)、APN (Access Point Nam，接入节点)、RAT type (radio acceess technology type,无线接入技术类型)、DedicatedBearerQoS(专用承载服务质量)、H)N Type (PDN 连接的 IP 类型)、APN_AMBR(per APNAggregate Maximum Bit Rate，每个接入节点最大聚合比特率)、EPS Bearer dentity (核心网承载标识)和Protocol Configuration (协议配置)信息。
步骤十一中所述的Create Session Response响应信号中包括:PDN Type(PDN类型)、H)N Address (由TON-GW分配给用户的IP地址)、用户平面服务网关地址(ServingGW address for User Plane)、用户平面服务网关隧道端点标识符(Serving GW TEID forUser Plane)、核心网身份标识(EPS Bearer Identity)、PDN 网关地址(PDN GW addresses)和协议配置选项(Protocol Configuration Options)。
步骤十二中所述Attach Accept 信号中包括:APN、GUT1、PDN Type、PDN Address、TAI List (tranking area identity list，跟踪小区标志列表)、核心网承载标识(EPSBearer Identity)、会话管理请求(Session Management Request)、协议配置选项(Protocol Configuration Options)、非接入层序号(NAS sequence number)。
步骤十七中所述的Attach Complete信息包括核心网承载标识(EPS BearerIdentity)和非接入层序列号(NAS sequence number)。
步骤N重建用户的无线承载信息过程中，该用户所属的MME集群模块向基站发送初始上下文建立请求(Initial Context Setup Request)消息，请求建立默认承载；
所述上下文建立请求(Initial Context Setup Request)消息包括NAS层激活默认核心网上下文承载请求(Activate default EPS bearer context request)消息。
步骤0中用户资源重配包括重配SRBl和配置无线资源，以及建立SRB2 (Signalling Radio 86&代『82，信令无线承载2)和01^(03七3 Radio Bearer，数据无线承载)。
本实施方式中部分名词的定义:
(I)附着过程:附着过程完成用户(UE)在网络的注册，完成核心网对该UE默认承载的建立。是一个必要的过程，用户只有在附着成功后才可以接收来自网络的服务。
(2)去附着过程:当用户不需要或不能够继续附着在EPS网络时，将发起去附着。可以由用户终端、核心网等触发，本发明是一种用户主动去附着集群网络的过程。
(3)集群调度管理中心:集群调度管理中心连接TON-GW (PacketDataNetwork-Gate Way，分组数据网络网关)。集群调度管理中心负责完成集群业务话权管理和调度、集群单呼/组呼的授权管理、集群业务服务类型指派以及集群业务服务质量配置，此外，对用户终端和无线调度台的认证。
公网用户和专网用户间的交叉身份注册原理如图1所示。
用户在TD-LTE公网下主动选择注册到集群网络:
为了用户以后能够快速的集群网络下注册到公网，MME，、基站(eNode B)会保留用户的承载信息和无线承载信息，同时启动计时器，当计时器超时时，选择释放该用户的资源，提高资源利用率。具体流程如图2所示。
用户主动选择退出集群网络并返回到公网注册状态:
用户结束集群业务后，主动选择退出公网业务，集群管理中心应答之后，MME,PDN-GW, eNodeB 恢复用户的公网承载和无线承载信息。具体流程如图3所示。
权利要求
1.基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征是: 用户注册到集群网络的注册过程由以下步骤实现: 步骤一、用户主动发起集群通信的注册请求，并向基站发送附着请求信息； 所述附着请求信息包括用户的MSI或GUTI，还包括用户网络能力信息、分组数据网络类型信息、附着类型信息、非接入层序号信息、非接入层信息和被选择的网络指示RRC参数； 步骤二、基站接收步骤一中的附着请求信息，并根据附着请求信息中的被选择网络指示RRC参数获得用户当前所属的MME ;基站发送返回信息给该用户所属于的MME集群模块；所述返回信息中包括带有附着请求信息的控制信息、被选网络信息和收到信息的小区TAI+ECGI 信息； 步骤三、该用户所属的MME集群模块发出用户附着信息，该用户附着信息经TON-GW转发至集群管理中心； 所述用户附着信息包括用户的IMSI或GUTI，以及服务网的标志网络类型SN ID ；步骤四、集群管理中心根据用户的MSI或GUTI，并寻找对应的永久密钥K;如果判断结果为是，则执行步骤四一；如果判断结果为否，则执行步骤四二 ； 步骤四一、根据密钥K计算认证向量；并将该认证向量发送至该用户所属的MME集群模块；并执行步骤五； 所述认证向量中包括随机数RAND、鉴权令牌AUTN、预期回应值XRES和密钥KASME信息； 步骤四二、集群管理中心发出拒绝附着信息，并转发给该用户所属的MME集群模块，该用户所属的MME集群模块发送拒绝附着信息给该用户；结束基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册； 步骤五、该用户所属的MME集群模块接收集群管理中心发出的认证向量，保留该认证向量中的XRES值，并向该用户发送认证信息； 所述认证信息包括鉴权令牌AUTN和随机数RAND ； 步骤六、该用户接收该认证信息后，首先验证认证向量中的AUTN值的新鲜性，如果验证通过，则执行步骤六一；如果验证未通过，则执行步骤六二 ； 步骤六一、该用户完成对集群管理中心的认证，并根据认证向量中的随机数RAND值和鉴权令牌AUTN值计算·出回应值RES，并将该RES值发送给该用户所属的MME集群模块；并执行步骤六一一； 步骤六一一、该用户所属的MME集群模块接收该RES值，并与认证向量中的XRES值进行比较，并判断该两个值是否一致，如果一致，则执行步骤六二二 ；如果不一致，则执行步骤六二 ； 步骤六二二 ；集群管理中心完成对该用户的认证；并执行步骤七； 步骤六二、结束基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册； 步骤七、HSS和该用户所属的MME集群模块相互之间交互用户信息； 所述交互的用户信息包括用户的群组信息、ID信息和用户签约信息； 步骤八、判断该用户所属的MME集群模块中是否有该用户的激活的上下文信息，如果判断结果为是，则执行步骤八一；如果判断结果为否，则执行步骤九；步骤八一、该用户所属的MME集群模块发送删除会话请求信息，该删除会话请求信息通过S-GW发送至TON-GW ;并执行步骤九； 步骤九、PDN-Gff通过S-GW向该用户所属的MME集群模块发送答复响应删除会话请求信号，并发送公网承载信息应答信号； 步骤十、该用户所属的MME集群模块接收步骤九中的答复响应删除会话请求信号和公网承载信息应答信号后，该用户所属的MME集群模块删除该用户的激活的上下文信息；并为该用户分配一个EBI标识，并发送创建会话请求信号，该创建会话请求信号经S-GW和TON-GW转发至集群管理中心；同时，该用户所属的MME集群模块保留接收到的公网承载信息应答信号； 步骤i^一、集群管理中心通过PDN-GW和S-GW向该用户所属的MME集群模块发送创建会话响应响应信号； 步骤十二、该用户所属的MME集群模块向基站发送无线承载建立请求信号，所述无线承载建立请求信号中包括有允许附着信号和保留用户无线承载信息； 步骤十三、基站收到接收允许附着信号和保留用户无线承载信号； 步骤十四、基站根据无线承载建立请求信号建立RRC连接重配置信号，并向发送给该用户； 步骤十五、该用户接收RRC连接重配置信号，并进行资源重新配置，包括默认承载重新配置和低层参数重新配置；重新配置完成后，该用户在SRBl上发送出一条RRC连接重配置完成的消息； 步骤十六、基站向该用户所属的MME集群模块发送无线承载建立请求信号的响应信号; 步骤十七、该用户发送上行消息直传信号给基站； 所述上行消息直传信号包括附着完成Attach Complete信息； 步骤十八、基站通过上行链路NAS直传消息向该用户所属的MME集群模块发送AttachComplete信号；发送成功后，该用户所属的MME集群模块将该用户的集群标志位修改为在线状态； 同时，该用户所属的MME集群模块将Attach Complete信号发送给集群调度管理中心，完成该用户的身份注册； 用户退出集群网络并返回到公网注册的过程由以下步骤实现: 步骤A、该用户向基站发送上行链路非接入层传输消息； 所述上行链路非接入层传输消息包括去附着请求信息； 所述去附着信息包括该用户的MSI和该用户组信息； 步骤B、基站向该用户所属的MME集群模块发送上行链路非接入层直传信号； 所述上行链路非接入层直传信号包括NAS层去附着信号； 步骤C、该用户所属的MME集群模块将该用户的去附着请求信号通过S-GW发至PDN-Gff ； 步骤D、TON-GW接收去附着请求信号，根据该用户的IMSI和会话结束状态判断该用户是否在寻呼标志位上；如果判断结果为是，则执行步骤Dl ;如果判断结果为否，则执行步骤D2 ；步骤D1、则终止对该用户的呼叫，并执行步骤E ； 步骤D2、集群管理中心将该用户的状态修改为去附着，更新用户资源并发送去附着指令；并执行步骤E ; 步骤E、该用户所属的MME集群模块向HSS发出请求信息； 所述请求信息包括用户的群组信息和位置信息； 步骤F、HSS接收步骤E的请求信息后，返回应答用户信息和应答群组信息； 步骤G、该用户所属的MME集群模块接收步骤F中的应答用户信息和应答群组信息，并通过S-GW和PDN-GW向集群管理中心发出删除该用户在集群中的会话请求信号； 所述集群中的会话请求信号还包括该用户的群组信息变更信息； 步骤H、集群管理中心接收该会话请求信号，并判断该用户的去附着请求是否合法，如果判断结果为是，则执行步骤Hl ;如果判断结果为否，则执行步骤H2 ； 步骤H1、集群管理中心改变该用户的状态和该用户在群组中的标志位，并通过TON-GW和S-GW发送会话删除应答信号；并执行步骤I ; 步骤H2、用户退出集群网络失败，结束该用户返回到公网注册的过程； 步骤1、该用户所属的MME集群模块接收会话删除应答信号，并删除该用户的会话消息，并通知HSS，取消该用户的集群位置信息； 步骤J、HSS改变该用户在集群网络和群组中的状态，并将改变后用户的状态通知该用户所属的MME集群模块； 步骤K、该用户所属的MME集群模块将该用户在集群通信中的激活状态修改为休眠状态，并通知HSS ； 步骤L、该用户所属的MME集群模块判断计时器是否超时，如果判断结果为是，则执行步骤LI ;如果判断结果为否，则执 行步骤L2 ； 步骤L1、该用户所属的MME集群模块根据用户前次在公网中的注册信息，通过S-GW向TON-GW发送请求恢复公网的承载信息； 所述请求恢复公网的承载信息中包含该用户的IMSI前次保留的用户承载信息；并执行步骤Ml ； 步骤L2、该用户所属的MME集群模块通过S-GW和TON-GW发出创建用户承载请求信号，并执行M2 ； 步骤MUPDN-GW接收请求恢复公网的承载信息，核实该用户的身份后，向MME发送恢复用户承载应答信号；并执行步骤N ； 步骤M2、PDN-Gff接收创建用户承载请求信号，并根据为该用户建立的计时器信息和用户身份，通过S-GW向该用户所属的MME集群模块发送创建承载应答；并执行步骤N ； 步骤N、该用户所属的MME集群模块向基站发出去附着应答，并通知基站释放集群无线承载信号，以及恢复或者重建该用户的公网无线承载信号； 步骤O、基站收到去附着应答、释放集群无线承载信号和恢复或者重建该用户的公网无线承载信号后，然后释放用户的集群无线链路信息，并且发送该用户附着到公网中的RRC重配信息进行用户资源重配；并将去附着应答和RRC重配信息发送给该用户； 步骤P、该用户收到基站发送的去附着应答后，根据RRC重配信息设置该用户的终端参数，重配置完成后向基站发出重配完成应答消息；步骤Q、基站将该用户已经退出集群网络并进入到公网的应答消息通知该用户所属的MME集群模块； 步骤R、该用户所属的MME集群模块通过S-GW和TON-GW将该用户已经退出集群网络并进入到公网的应答消息转发给集群管理中心； 步骤S、该用户所属的MME集群模块分别向S-GW和TON-GW发送更新用户的承载消息；步骤T、S-Gff和PDN-GW分别更新用户的承载，并向该用户所属的MME集群模块发送应答消息； 步骤U、该用户所属的MME集群模块向HSS发送信息，将该用户的状态改为注册在公网； 步骤V、HSS向该用户所属的MME集群模块发送应答信号，完成该用户在公网上的身份 注册。
2.根据权利要求1所述的基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征在于基站进行用户的身份注册的同时，MME进行无线承载更新，具体步骤为: 步骤十九、该用户所属的MME集群模块接收到无线承载建立请求信号和AttachComplete消息之后 ，向S-GW发送修改承载请求信号； 所述修改承载请求信号包括基站地址、基站TEID和切换指示； 步骤二十、S-Gff向该用户所属的MME集群模块发送修改承载请求信号的确认信号，完成无线承载更新。
3.根据权利要求1所述的基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征在于步骤十中所述的创建会话请求信号中包括:MS1、MME控制帧的TEID、PDN网关地址、由TON-GW分配给用户的IP地址、APN、无线接入技术类型、专用承载服务质量、PDN连接的IP类型、每个接入节点最大聚合比特率、核心网承载标识和协议配置信息。
4.根据权利要求1所述的基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征在于步骤十一中所述的创建会话响应响应信号中包括:分组数据网络类型、由TON-GW分配给用户的IP地址、用户平面服务网关地址、用户平面服务网关隧道端点标识符、核心网身份标识、PDN网关地址和协议配置选项。
5.根据权利要求1所述的基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征在于步骤十二中所述允许附着信号中包括:APN、⑶T1、分组数据网络类型、PDN网关地址、跟踪小区标志列表、核心网承载标识、会话管理请求、协议配置选项、非接入层序号。
6.根据权利要求1所述的基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征在于步骤十七中所述的附着信息包括核心网承载标识和非接入层序列号。
7.根据权利要求1所述的基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征在于步骤N重建用户的无线承载信息过程中，该用户所属的MME集群模块向基站发送初始上下文建立请求消息，请求建立默认承载； 所述上下文建立请求消息包括NAS层激活默认核心网上下文承载请求消息。
8.根据权利要求1所述的基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，其特征在于步骤O中用户资源重配包括重配SRBl和配置无线资源，以及建立SRB2和数据无线承载DRB。
全文摘要
基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册方法，涉及无线通信领域，具体涉及一种公网集群同组用户的交叉身份注册方法。本发明是为了解决目前无法实现在TD-LTE公网和专网下的交叉身份注册的问题。注册在公网的用户切换到为注册到集群的用户的方法是在用户通过承载面与集群APP完成双向鉴权以及用户组信息和优先级同步的情况下实现切换；注册在集群的用户切换到为注册到公网的用户的方法是集群网络去附着但是保留用户在公网中的注册状态的情况下实现切换。本发明适用于基于TD-LTE的公网集群同组用户的交叉身份注册。
文档编号H04W12/06GK103237342SQ20131015706
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者贾敏, 贾丹, 叶亮, 吴少川, 顾学迈, 郭庆, 石硕, 赵大伟, 王涵, 杨立标 申请人:哈尔滨工业大学