專利名稱：一種移動(dòng)通信中控制用戶接入的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動(dòng)通信領(lǐng)域，尤其涉及GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)對(duì)用戶進(jìn)行快速接入的方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信核心網(wǎng)分為電路域(Circuit Switch，CS)和分組域(Packet Switch，PS)兩大類。分組域主要采用分組交換技術(shù)為用戶提供各種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。
分組域核心網(wǎng)的主要設(shè)備是SGSN(GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn))和GGSN(GPRS服務(wù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn))。SGSN與接入網(wǎng)的陸地?zé)o線接入網(wǎng)(UTRAN)或基站子系統(tǒng)(BSS)相連，主要提供用戶接入分組域的控制功能，并對(duì)用戶進(jìn)行移動(dòng)性管理和會(huì)話管理等功能。GGSN主要提供與外部分組交換網(wǎng)如因特網(wǎng)的交互功能。當(dāng)用戶需要進(jìn)行分組域的業(yè)務(wù)時(shí)，移動(dòng)終端(MS)通過附著接入到SGSN，SGSN為其建立移動(dòng)性管理(MM)上下文，然后用戶通過激活請(qǐng)求，在用戶與GGSN之間建立一個(gè)數(shù)據(jù)傳送的隧道，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
圖1示出了MS的附著流程，詳述如下1.MS向SGSN發(fā)送附著請(qǐng)求(Attach Request)消息，發(fā)起附著過程。
對(duì)于通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)，Attach Request消息中攜帶有國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(IMSI)或者分組國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(P-TMSI)、原路由區(qū)標(biāo)識(shí)(Old RAI)、分級(jí)標(biāo)記(Classmark)、密碼索引序列號(hào)(CKSN)、附著類型(Attach Type)、非連續(xù)接收參數(shù)(DRX Parameters)以及原國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼簽名(Old P-TMSI Signature)信息。
對(duì)于通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)，Attach Request中攜帶有MSI/P-TMSI、old RAI、核心網(wǎng)分級(jí)標(biāo)記(Core Network Classmark)、密鑰集標(biāo)識(shí)符(KSI)、Attach Type、old P-TMSI Signature以及后續(xù)請(qǐng)求(Follow On Request)信息。
2.如果MS使用P-TMSI識(shí)別自己，并且SGSN因?yàn)榉蛛x而改變，則新SGSN向原SGSN發(fā)送身份鑒別請(qǐng)求消息(Identification Request)，攜帶P-TMSI、oldRAI、old P-TMSI Signature，以請(qǐng)求IMSI。原SGSN通過身份鑒別響應(yīng)消息(Identification Response)，攜帶IMSI、鑒權(quán)三元組(Authentication Triplets，對(duì)GPRS)或者鑒權(quán)矢量(Authentication Vectors，對(duì)UMTS)信息。如果原SGSN不知道MS或者在數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有相應(yīng)匹配的old P-TMSI Signature，則回應(yīng)以適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤原因。
3.如果MS不能被新、原SGSN識(shí)別，則新SGSN向MS發(fā)送用戶標(biāo)識(shí)請(qǐng)求消息(Identity Request)，認(rèn)證類別為IMSI(Identity Type＝IMSI)，MS回送攜帶IMSI的用戶標(biāo)識(shí)響應(yīng)消息(Identity Response)。
4.MS與新SGSN之間進(jìn)行鑒權(quán)和加密，如果在網(wǎng)絡(luò)中沒有MS的MM上下文，則鑒權(quán)是強(qiáng)制的。如果P-TMSI被分配，并且網(wǎng)絡(luò)支持加密，則加密模式將被設(shè)置。
5.MS與新SGSN通過設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR)進(jìn)行設(shè)備檢查(IMEI Check)，設(shè)備檢查是可選的。
6.如果SGSN號(hào)碼因?yàn)镚PRS的分離而改變或者是第一次附著，那么SGSN要通知?dú)w屬位置寄存器(HLR)6a.SGSN向HLR發(fā)送位置更新消息(Update Location)，攜帶SGSN的編號(hào)(SGSN Number)、地址(SGSN Address)以及IMSI信息。
6b.HLR發(fā)送位置刪除消息(Cancel Location)，攜帶IMSI以及刪除類型(Cancellation Type)信息到原SGSN，Cancellation Type設(shè)置為更新程序(UpdateProcedure)。
6c.原SGSN以返回位置刪除確認(rèn)消息(Cancel Location Ack)，攜帶IMSI信息。如果在MS和SGSN之間有未執(zhí)行完的活動(dòng)，原SGSN等到過程結(jié)束之后才刪除MM和分組數(shù)據(jù)協(xié)議(PDP)上下文。
6d.HLR向新SGSN發(fā)送插入簽約用戶數(shù)據(jù)消息(Insert Subscriber Data)，攜帶IMSI和GPRS簽約數(shù)據(jù)信息(GPRS Subscription Data)。
6e.新SGSN驗(yàn)證MS在新路由區(qū)(RA)中的存在。如果由于區(qū)域用戶的限制使MS不能在新RA中附著，SGSN將拒絕附著請(qǐng)求，給出適當(dāng)?shù)脑?，并可能向HLR返回插入簽約用戶數(shù)據(jù)確認(rèn)消息(Insert Subscriber Data Ack)，攜帶IMSI和SGSN區(qū)域受限信息(SGSN Area Restricted)。如果因?yàn)槠渌蛴脩魴z查失敗，SGSN拒絕附著請(qǐng)求，給出適當(dāng)?shù)脑?，并向HLR返回InsertSubscriber Data Ack，攜帶IMSI和拒絕原因(Cause)信息。如果用戶檢查成功，SGSN保存MS簽約數(shù)據(jù)，并返回Insert Subscriber Data Ack消息給HLR。
6f.完成取消原MM上下文并插入新的MM上下文后，HLR向SGSN發(fā)送位置更新確認(rèn)消息(Update Location Ack)以確認(rèn)更新位置。如果位置更新被HLR拒絕，SGSN拒絕來自MS的Attach Request請(qǐng)求，并返回出錯(cuò)原因。
7.如果步驟1中的附著類型為IMSI附著時(shí)的GPRS的附著或者組合的GPRS/IMSI附著，則配置了Gs接口的拜訪位置寄存器(VLR)將被更新。VLR號(hào)碼來自RA信息。SGSN從HLR收到第一個(gè)Insert Subscriber Data消息后(上述步驟6d)，向新移動(dòng)交換中心(MSC)/VLR發(fā)起位置更新過程。此操作在VLR中標(biāo)識(shí)MS是GPRS附著的。
7a.SGSN向VLR發(fā)送Location Update Request消息，攜帶新的LAI、IMSI、SGSN Number以及Location Update Type信息。如果附著類型是組合的GPRS/IMSI附著，Location Update Type將指示IMSI附著，否則位置更新類型將指示為正常的位置更新。VLR通過保存SGSN number來創(chuàng)建與SGSN的聯(lián)系。
7b.如果位置區(qū)(LA)更新是在MSC間，新VLR向HLR發(fā)送Update Location消息，攜帶IMSI和新VLR信息。
7c.如果LA更新是在MSC間，HLR向原VLR發(fā)送Cancel Location消息，攜帶IMSI信息。
7d.原VLR以Cancel Location Ack消息確認(rèn)。
7e.如果LA更新是在MSC間，HLR發(fā)送Insert Subscriber Data消息，攜帶IMSI以及GSM簽約用戶信息(GSM subscriber data)給新VLR。
7f.VLR以Insert Subscriber Data Ack消息確認(rèn)。
7g.MSC間的位置更新過程完成之后，HLR應(yīng)答Update Location Ack消息給新VLR。
7h.VLR應(yīng)答位置更新接受請(qǐng)求消息(Location Update Accept)給SGSN。
8.SGSN選擇無線優(yōu)先短消息業(yè)務(wù)(Radio Priority SMS)，向MS發(fā)送附著接受消息Attach Accept，攜帶P-TMSI、VLR TMSI、P-TMSI Signature以及RadioPriority SMS信息。如果SGSN分配了新的P-TMSI，則在消息中應(yīng)包含該P(yáng)-TMSI。
9.如果P-TMSI或VLR TMSI發(fā)生改變，MS通過向SGSN返回附著完成消息Attach Complete確認(rèn)收到的TMSI。
10.如果VLR TMSI發(fā)生改變，SGSN通過給VLR發(fā)送TMSI重定位完成消息(TMSI Reallocation Complete)以確認(rèn)VLR的TMSI的重分配。如果AttachRequest被拒絕，SGSN返回附著拒絕消息(Attach Reject)，攜帶IMSI和拒絕原因信息(Cause)給MS。
當(dāng)GPRS附著的MS監(jiān)測(cè)到進(jìn)入一個(gè)新的RA，或當(dāng)定期的RA更新定時(shí)器溢出，RA更新(RAU)發(fā)生。SGSN通過判斷RAU請(qǐng)求中的原RAI是否歸屬本SGSN，從而可以判斷該路由區(qū)更新是SGSN內(nèi)部的RA更新，還是SGSN間的RA更新。對(duì)于SGSN內(nèi)的RA更新，SGSN已經(jīng)有了關(guān)于MS的必要信息，而無需通知GGSN或HLR新的MS位置。定期RA更新總是SGSN內(nèi)部的RA更新。
圖2示出了SGSN間的RA更新過程1.MS發(fā)送Routing Area Update Request消息給新SGSN，攜帶old RAI、oldP-TMSI Signature和更新類型(Update Type)信息。Update Type指示是RA更新還是定期RA更新。在接收到消息送給SGSN前，BSS要增加包括路由區(qū)域碼(RAC)和位置區(qū)碼(LAC)的小區(qū)全球識(shí)別信息(CGI)。
2.新SGSN向原SGSN發(fā)送SGSN上下文請(qǐng)求消息(SGSN ContextRequest)，攜帶原RAI(old RAI)、臨時(shí)邏輯鏈路標(biāo)識(shí)(TLLI)、old P-TMSISignature以及新SGSN地址(New SGSN Address)信息，以獲取MS的MM和PDP上下文(PDP contexts)。原SGSN驗(yàn)證原P-TMSI Signature，如果和它所保存的不匹配，返回錯(cuò)誤應(yīng)答，這將引起新SGSN發(fā)起安全性功能。如果安全功能鑒別MS正確，新SGSN將向原SGSN發(fā)送SGSN Context Request消息，攜帶old RAI、TLLI、MS有效(MS Validated)以及New SGSN Address信息。MS Validated指示新SGSN已經(jīng)鑒別MS。如果old P-TMSI Signature是正確的或者新SGSN指示已經(jīng)鑒權(quán)MS，原SGSN停止給收到的下行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)包(N-PDUs)分配子網(wǎng)相關(guān)的收斂協(xié)議(SNDCP)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元編碼(N-PDUnumber)，并返回SGSN Context Response，攜帶MM Context和PDP Contexts信息。如果原SGSN不知道MS，則返回適當(dāng)原因的錯(cuò)誤。原SGSN保存新SGSN的地址直到原MM信息被刪除，允許原SGSN轉(zhuǎn)遞數(shù)據(jù)包給新SGSN。
3.安全性功能可能被執(zhí)行。
4.新SGSN送SGSN Context Ack消息給原SGSN，通知原SGSN新SGSN已準(zhǔn)備好接收屬于激活的PDP contexts的數(shù)據(jù)包。原SGSN在其上下文中標(biāo)記與MSC/VLR聯(lián)系和GGSN以及HLR中的信息無效，這將導(dǎo)致如果MS在完成正在進(jìn)行的RA更新過程前發(fā)起一個(gè)返回原SGSN的RA更新時(shí)，MSC/VLR、GGSN和HLR都將被更新。如果安全性功能不能正確地驗(yàn)證MS，RA更新將被拒絕，新SGSN將發(fā)送拒絕指示給原SGSN。原SGSN繼續(xù)履行其功能，就象SGSN Context Request未發(fā)生一樣。
5.原SGSN復(fù)制緩存的N-PDU，并開始以隧道方式傳送給新SGSN。此外在定時(shí)器溢出之前的從GGSN接收到的N-PDU也被復(fù)制并以隧道方式發(fā)送給新SGSN。已發(fā)送給MS但未收到MS確認(rèn)的SNDCP N-PDU和SNDCP N-PDUnumber一起以隧道方式傳送給新SGSN。在上述步驟2的定時(shí)器溢出之后，沒有N-PDUs被轉(zhuǎn)發(fā)給新SGSN。
6.新SGSN給相關(guān)的GGSN送PDP上下文更新請(qǐng)求消息(Update PDPContext Request)，攜帶new SGSN Address、隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(TEID)、QoS協(xié)商(QoS Negotiated)信息，GGSN更新它們的PDP context域并返回PDP上下文更新響應(yīng)消息(Update PDP Context Response)，攜帶TEID信息。
7.新SGSN發(fā)送Update Location消息，攜帶SGSN Number、SGSN Address和IMSI信息，通知HLR SGSN的改變。
8.HLR向原SGSN發(fā)Cancel Location消息，攜帶IMSI和Cancellation Type信息，Cancellation Type設(shè)置成更新過程。如果是步驟2中的定時(shí)器不再運(yùn)行，那么原SGSN刪除MM和PDP上下文。否則只有當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)才刪除上下文，這就允許原SGSN完成N-PDUs的轉(zhuǎn)發(fā)，也能保證MM和PDP context保存在原SGSN中，以便在當(dāng)前RA更新完成前MS再次發(fā)起另一個(gè)SGSN間的路由區(qū)更新。原SGSN發(fā)Cancel Location Ack消息以確認(rèn)。
9.HLR向新SGSN發(fā)送Insert Subscriber Data消息，攜帶IMSI和GPRSSubscription Data信息。新SGSN驗(yàn)證新的RA中MS的存在，如果由于區(qū)域用戶的限制使MS不被允許在RA中附著，SGSN以適當(dāng)?shù)脑蚓芙^附著申請(qǐng)，并可能向HLR返回Insert Subscriber Data Ack消息，攜帶IMSI以及SGSN AreaRestricted信息。如果用戶檢查成功，SGSN為MS創(chuàng)建MM context，并返回InsertSubscriber Data Ack消息給HLR。
10.HLR向新SGSN送Update Location Ack消息，確認(rèn)位置更新。
11.新SGSN確認(rèn)在新的RA中MS的存在。如果由于漫游限制使MS不被允許在SGSN中附著，或用戶檢查失敗，那么新SGSN以適當(dāng)?shù)脑蚓芙^RA更新。如果所有的檢查成功，新SGSN將為MS創(chuàng)建MM和PDP context。在新SGSN和MS間建立一個(gè)邏輯鏈路。新SGSN向MS返回路由區(qū)更新接受消息(Routing Area Update Accept)，攜帶P-TMSI、P-TMSI Signature以及接收N-PDU號(hào)碼(Receive N-PDU Number)信息。Receive N-PDU Number包含MS使用的每一個(gè)確認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(NSAPI)上的確認(rèn)，用來確認(rèn)MS在路由更新開始之前所有移動(dòng)發(fā)起的N-PDU的成功發(fā)送。
12.MS通過向SGSN發(fā)送路由區(qū)更新完成消息(Routing Area UpdateComplete)，攜帶Receive N-PDU Number信息，確認(rèn)新的P-TMSI。ReceiveN-PDU Number包含MS使用的每一個(gè)確認(rèn)模式NSAPI上的確認(rèn)，從而確認(rèn)MS在路由更新開始之前成功地傳送所有移動(dòng)終止的N-PDUs。如果ReceiveN-PDU Number確認(rèn)接收的N-PDUs是從原SGSN轉(zhuǎn)寄來的，則新SGSN將丟掉這些N-PDUs。MS中的邏輯鏈路控制(LLC)和SNDCP被復(fù)位。
在GSM中，用戶接入后準(zhǔn)備(READY)狀態(tài)，SGSN啟動(dòng)Ready定時(shí)器，如果用戶在該定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)內(nèi)沒有激活PDP或網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)，用戶將進(jìn)入守候(STANDBY)狀態(tài)，SGSN終止Ready定時(shí)器，啟動(dòng)MS可達(dá)定時(shí)器，如果在該定時(shí)器內(nèi)用戶沒有活動(dòng)，SGSN將分離用戶。Ready定時(shí)器的時(shí)長(zhǎng)缺省是44秒，MS可達(dá)定時(shí)器的時(shí)長(zhǎng)缺省是54分鐘。
在UMTS中，用戶接入后進(jìn)入PS域移動(dòng)性管理連接(PMM-CONNECTED)狀態(tài)，PS信令連接釋放后用戶進(jìn)入PS域移動(dòng)性管理空閑(PMM-IDLE)狀態(tài)，在該狀態(tài)下SGSN將啟動(dòng)MS可達(dá)定時(shí)器，如果在該定時(shí)器內(nèi)用戶沒有活動(dòng)，SGSN將分離用戶。
圖3示出了SGSN發(fā)起的分離流程1.SGSN通過向MS發(fā)送分離請(qǐng)求消息(Detach Request)，攜帶分離類型(Detach Type)信息，通知MS將被分離。Detach Type指示MS是否需要進(jìn)行新的附著，并為以前的PDP上下文進(jìn)行新PDP上下文激活。如果是，在分離完成后執(zhí)行附著過程。
2.SGSN發(fā)送刪除PDP上下文請(qǐng)求消息(Delete PDP Context Request)給GGSN，攜帶TEID信息，去激活在GGSN中與此MS有關(guān)的活動(dòng)的(active)PDP上下文。GGSN應(yīng)答刪除PDP上下文響應(yīng)消息(Delete PDP ContextResponse)。
3.如果MS是IMSI和GPRS附著的，SGSN發(fā)送GPRS分離指示消息(GPRSDetach Indication)給VLR。VLR刪除與SGSN的聯(lián)系，使CS尋呼和位置更新不經(jīng)過SGSN。
4.MS發(fā)送分離接收消息給SGSN在步驟1后的任何時(shí)候。
5.在收到分離接收消息(Detach accept)后，如果分離類型沒有要求MS進(jìn)行新的附著，則3G-SGSN釋放PS信令連接。
在MS、SGSN和GGSN中，GPRS附著的MS可以在任何時(shí)候?yàn)镻DP context發(fā)起激活(PDP Context Activation)、更改、去激活功能。
圖4、5分別示出了GSM、UMTS中PDP Context激活過程1.MS發(fā)送激活PDP上下文請(qǐng)求消息(Activate PDP Context Request)給SGSN，攜帶NSAPI、TI、PDP Type、PDP Address、接入點(diǎn)名稱(Access PointName，APN)、請(qǐng)求的QoS(QoS Requested)以及PDP配置選項(xiàng)(PDPConfiguration Options)信息。MS將使用PDP地址指示需要用靜態(tài)PDP地址或動(dòng)態(tài)PDP地址激活，PDP地址為空時(shí)將采用動(dòng)態(tài)PDP地址。MS可以用接入點(diǎn)名稱APN選擇一個(gè)接入點(diǎn)，通過它選擇服務(wù)。Access Point Name是一個(gè)外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的邏輯名。QoS Requested指示期望的QoS參數(shù)(QoS profile)。PDP Configuration Options可以傳遞可選的PDP參數(shù)和/或請(qǐng)求到GGSN，它是通過SGSN透明傳送的。
2.在GSM中，安全功能可能被執(zhí)行。
3.如果BSS跟蹤被激活，那么SGSN將發(fā)送啟動(dòng)跟蹤消息(Invoke Trace)給BSS或UTRAN，攜帶跟蹤索引(Trace Reference)、跟蹤類型(Trace Type)、觸發(fā)標(biāo)識(shí)(Trigger ID)以及操作維護(hù)中心(OMC)標(biāo)識(shí)(OMC Identity)信息。Trace Reference和Trace Type是從HLR或OMC收到的跟蹤信息拷貝來的。
4.SGSN通過使用MS和PDP context簽約記錄提供的PDP Type(可選)、PDP Address(可選)和Access Point Name(可選)來驗(yàn)證Activate PDP ContextRequest。如果不能解析出GGSN地址，或者如果SGSN認(rèn)為Activate PDP ContextRequest是無效的，那么SGSN拒絕PDP context激活請(qǐng)求。
如果可以解析出GGSN地址，SGSN為請(qǐng)求的PDP context創(chuàng)建一個(gè)TEID。如果MS請(qǐng)求一個(gè)動(dòng)態(tài)地址，那么SGSN讓GGSN分配動(dòng)態(tài)地址。SGSN可以根據(jù)所給的能力、當(dāng)前的負(fù)載和簽約的QoS profile來限制請(qǐng)求的QoS屬性。
SGSN發(fā)送創(chuàng)建PDP上下文請(qǐng)求消息(Create PDP Context Request)給相關(guān)的GGSN，攜帶PDP Type、PDP Address、Access Point Name、QoS Negotiated、TEID、NSAPI、移動(dòng)臺(tái)國(guó)際ISDN號(hào)碼(MSISDN)、模式選擇(Selection Mode)、計(jì)費(fèi)屬性(Charging Characteristics)、Trace Reference、Trace Type、Trigger ID、OMC標(biāo)識(shí)(OMC Identity)以及PDP Configuration Options信息。Access PointName是由APN選擇的APN Network Identifier。如果需要請(qǐng)求一個(gè)動(dòng)態(tài)地址，則PDP Address為空。GGSN可以用Access Point Name去找到外部網(wǎng)絡(luò)，可選地為該APN激活服務(wù)。Charging Characteristics指示計(jì)費(fèi)屬性。SGSN將從HLR收到的簽約計(jì)費(fèi)屬性信息(Subscribed Charging Characteristics)拷貝ChargingCharacteristics。如果GGSN跟蹤被激活，SGSN將包括Trace Reference、TraceType、Trigger Id和OMC Identity。SGSN將從HLR或OMC收到的跟蹤信息中拷貝Trace Reference，Trace Type和OMC Identity。GGSN在其PDP context表中創(chuàng)建一個(gè)新的入口，并生成一個(gè)計(jì)費(fèi)標(biāo)識(shí)(Charging Id)。新的入口允許GGSN在SGSN和外部PDP網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)送PDP PDUs，并開始計(jì)費(fèi)。GGSN可以根據(jù)性能和當(dāng)前負(fù)載更多地限制QoS Negotiated。GGSN返回創(chuàng)建PDP上下文響應(yīng)消息(Create PDP Context Response)給SGSN，攜帶TEID、PDP Address、PDPConfiguration Options、QoS Negotiated、Charging Id和Cause信息。如果GGSN分配了PDP地址，PDP Address應(yīng)該被包括。如果GGSN被運(yùn)營(yíng)商設(shè)定成使用外部PDN定位地址(External PDN Address Allocation)請(qǐng)求APN，那么PDP地址應(yīng)當(dāng)被設(shè)成0.0.0.0，指示在完成PDP Context Activation過程后PDP地址將由MS和外部PDN進(jìn)行協(xié)商而定。GGSN應(yīng)該傳遞、修改和監(jiān)視這些協(xié)商的內(nèi)容，只要PDP context是在ACTIVE狀態(tài)，并且使用GGSN發(fā)起的PDP ContextModification過程去傳遞當(dāng)前使用的PDP地址給SGSN和MS。PDP ConfigurationOptions包含了GGSN可能發(fā)送給MS的可選的PDP參數(shù)。這些可選的PDP參數(shù)可以被MS用Activate PDP Context Request消息來請(qǐng)求或可以主動(dòng)地由GGSN發(fā)送。PDP Configuration Options通過SGSN透明地傳送。
5.在UMTS中，通過建立無線接入承載(RAB)分配(RAB Assignment)過程建立RAB。
6.如果BSS跟蹤被激活，那么SGSN將送Invoke Trace，消息給BSS或UTRAN，攜帶Trace Reference、Trace Type、Trigger ID以及OMC Identity信息，Trace Reference和Trace Type是從HLR或OMC收到的跟蹤信息拷貝來的。
7.在GSM中，BSS分組流上下文過程可能被執(zhí)行。
9.SGSN將GGSN地址和NSAPI插入PDP context中。如果MS請(qǐng)求一個(gè)動(dòng)態(tài)地址，從GGSN收到的PDP地址被插入到PDP context中。SGSN向MS返回激活PDP上下文接受消息(Activate PDP Context Accept)，攜帶PDP Type、PDP Address、終端標(biāo)識(shí)(TI)、QoS Negotiated、無線優(yōu)先級(jí)(Radio Priority)、分組流標(biāo)識(shí)(Packet Flow Id)以及PDP Configuration Options信息。SGSN現(xiàn)在能夠在GGSN和MS之間路由PDP PDUs，并開始計(jì)費(fèi)。
如果PDP Context Activation過程失敗，或如果SGSN返回激活PDP上下文拒絕消息(Activate PDP Context Reject)，攜帶Cause和PDP ConfigurationOptions信息，那么MS可以嘗試該APN的下一次激活，直到達(dá)到最大允許次數(shù)。
由上述可知，在沒有網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)時(shí)，較多的用戶附著到SGSN后，并不發(fā)起激活，也就是并不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而SGSN同樣要為這些用戶執(zhí)行完整的接入過程，主要是與HLR交互，取得用戶簽約數(shù)據(jù)。這樣海量用戶在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)附著后，有可能只有少量的用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即SGSN為接入大量用戶浪費(fèi)了網(wǎng)絡(luò)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在沒有網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)時(shí)，較多的用戶附著到SGSN后，并不發(fā)起激活，造成通信資源浪費(fèi)的問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，所述方法包括在移動(dòng)終端向GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)起接入請(qǐng)求時(shí)，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN獲取用戶標(biāo)識(shí)后，直接向移動(dòng)終端下發(fā)接入接受消息。
當(dāng)所述接入請(qǐng)求為附著請(qǐng)求時(shí)，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟2.1移動(dòng)終端向GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)送附著請(qǐng)求消息，當(dāng)消息中攜帶有國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI時(shí)，執(zhí)行步驟2.3，當(dāng)消息中攜帶有分組國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼P-IMSI時(shí)，執(zhí)行步驟2.2；2.2GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN向原GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)送身份鑒別請(qǐng)求，獲取所述移動(dòng)終端的國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI；2.3GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN根據(jù)獲得的國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI向移動(dòng)終端下發(fā)接入接受消息。
當(dāng)所述接入請(qǐng)求為GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN間的路由區(qū)更新請(qǐng)求時(shí)，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟3.1移動(dòng)終端向GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)送路由區(qū)更新請(qǐng)求消息；3.2GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN根據(jù)所述路由區(qū)更新請(qǐng)求消息向原GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN請(qǐng)求獲取移動(dòng)終端的移動(dòng)性管理MM和分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文；3.3當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN從原SGSN所述移動(dòng)終端的國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI，并判斷原SGSN所回響應(yīng)中未攜帶激活PDP上下文時(shí)，直接向移動(dòng)終端發(fā)送路由區(qū)更新接受消息。
所述方法進(jìn)一步包括下述步驟在移動(dòng)終端接入后，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN啟動(dòng)Ready定時(shí)器，當(dāng)Ready定時(shí)器超時(shí)，移動(dòng)終端未發(fā)起網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)時(shí)，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN分離用戶。
在GSM中，當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN向移動(dòng)終端下發(fā)附著接受消息或者路由區(qū)更新接受消息時(shí)，增加Ready定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)。
在UMTS中，當(dāng)用戶接入后，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN保持分組交換域PS信令連接，并啟動(dòng)Ready定時(shí)器，當(dāng)Ready定時(shí)器超時(shí)后，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN分離用戶，并釋放PS信令連接。
所述方法進(jìn)一步包括下述步驟當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN收到移動(dòng)終端的激活PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文請(qǐng)求消息后，緩存所述PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文請(qǐng)求消息，并發(fā)起到HLR的位置更新請(qǐng)求，從歸屬位置寄存器HLR獲取用戶的簽約數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文激活過程。
本發(fā)明在用戶接入時(shí)，重點(diǎn)保障進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩舻慕尤?，通過對(duì)接入流程進(jìn)行優(yōu)化，使得SGSN能提供比自身容量大得多的用戶接入能力，可以節(jié)省通信資源。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商在組網(wǎng)時(shí)可以降低對(duì)SGSN管轄范圍內(nèi)的平均接入用戶數(shù)的關(guān)注程度，由SGSN管轄范圍內(nèi)的最大激活PDP數(shù)來選擇SGSN的容量，從而節(jié)約運(yùn)營(yíng)商的投資。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中MS的附著流程圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中SGSN間的RA更新流程圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中SGSN發(fā)起的分離流程流；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中GSM中PDP Context激活流程圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中UMTS中PDP Context激活流程圖；圖6是本發(fā)明提供的MS的附著流程圖；圖7是本發(fā)明提供的不帶激活PDP的SGSN間路由區(qū)更新流程圖；圖8是本發(fā)明提供的GSM中PDP Context激活流程圖；
圖9是本發(fā)明提供的UMTS中PDP Context激活流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明在沒有網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)時(shí)，對(duì)用戶的接入過程進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，用戶發(fā)起接入請(qǐng)求到SGSN時(shí)，SGSN在獲取用戶IMSI后，直接下發(fā)接入接受消息，不執(zhí)行與HLR的交互過程，包括附著請(qǐng)求和不帶激活PDP的SGSN間路由區(qū)更新請(qǐng)求，從而使SGSN能夠接入超出SGSN容量的大量用戶。
需要強(qiáng)調(diào)的是，在本發(fā)明中，SGSN不能提供Gs接口，不能進(jìn)行短消息業(yè)務(wù)(SMS)和定位業(yè)務(wù)(LCS)，不能提供移動(dòng)網(wǎng)增強(qiáng)邏輯定制應(yīng)用(CAMEL場(chǎng)景I)功能，因?yàn)檫@些應(yīng)用涉及到網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)。另外，SGSN也不能打開鑒權(quán)加密功能。
圖6示出了本發(fā)明提供的MS的附著流程1.MS向SGSN發(fā)送Attach Request消息，發(fā)起附著過程。
對(duì)于GPRS，Attach Request消息中攜帶有IMSI或者P-TMSI、Old RAI、Classmark、CKSN、Attach Type、DRX Parameters以及Old P-TMSI Signature信息。
對(duì)于UMTS，Attach Request消息中攜帶有MSI/P-TMSI、Core NetworkClassmark、KSI、Attach Type、old P-TMSI Signature以及Follow On Request信息。
2.如果MS使用P-TMSI識(shí)別自己，并且SGSN因?yàn)榉蛛x而改變，則新SGSN向原SGSN發(fā)送Identification Request消息，攜帶P-TMSI、old RAI以及oldP-TMSI Signature信息，以請(qǐng)求用戶的IMSI。原SGSN通過IdentificationResponse消息，攜帶IMSI以及Authentication Triplets(對(duì)GPRS)或者Authentication Vectors(對(duì)UMTS)信息。如果原SGSN不知道MS或者在數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有相應(yīng)匹配的old P-TMSI Signature，則回應(yīng)以適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤原因。
3.如果MS不能被新SGSN識(shí)別，則新SGSN向MS發(fā)送Identity Request消息，認(rèn)證類別為IMSI(Identity Type＝IMSI)，MS回送攜帶IMSI的IdentityResponse消息。
4.SGSN向MS發(fā)送Attach Accept消息，攜帶P-TMSI、VLR TMSI、P-TMSISignature以及Radio Priority SMS信息。如果SGSN分配了新的P-TMSI，則在消息中應(yīng)包含它。
5.如果P-TMSI發(fā)生改變，MS通過向SGSN返回Attach Complete消息，以確認(rèn)收到的P-TMSI。
由上述可知，與原流程相比，本發(fā)明的附著流程取消了鑒權(quán)加密子流程，Gs接口相關(guān)過程以及MS到HLR的位置更新過程，從而節(jié)省了通信資源。
由于本發(fā)明保障用戶的數(shù)據(jù)傳輸，因此在本發(fā)明中，在路由區(qū)更新時(shí)，帶激活PDP的SGSN間路由區(qū)的更新流程同現(xiàn)有技術(shù)的流程相比，取消鑒權(quán)加密子流程，其他步驟相同，不再贅述。
不帶激活PDP的SGSN間路由區(qū)更新流程如圖7所示1.MS發(fā)送Routing Area Update Request消息給新SGSN，攜帶old RAI、oldP-TMSI Signature以及Update Type信息。Update Type指示是RA更新還是定期RA更新。
2.新SGSN向原SGSN發(fā)送SGSN上下文請(qǐng)求消息(SGSN ContextRequest)，攜帶old RAI、TLLI、old P-TMSI Signature以及New SGSN Address信息，以獲取MS的MM and PDP contexts。原SGSN驗(yàn)證old P-TMSI Signature，如果和它所保存的不匹配，返回錯(cuò)誤應(yīng)答，這將引起新SGSN向MS下發(fā)IdentityRequest請(qǐng)求。如果安全功能鑒別MS正確，新SGSN將向原SGSN送SGSNContext Request，攜帶old RAI、TLLI、MS Validated以及New SGSN Address信息。MS Validated指示新SGSN已經(jīng)鑒別MS。如果old P-TMSI Signature是正確的或新SGSN指示已經(jīng)鑒權(quán)MS，原SGSN停止給收到的下行N-PDUs分配SNDCP N-PDU number，并返回SGSN上下文響應(yīng)消息(SGSN ContextResponse)，攜帶MM Contexts和PDP Contexts。
從SGSN Context Response消息里，新SGSN可以判斷出該路由區(qū)更新是否是帶激活PDP的路由區(qū)更新，對(duì)于不帶激活PDP的路由區(qū)更新，新SGSN將執(zhí)行下述修改后的激活流程。
3.新SGSN發(fā)送SGSN上下文確認(rèn)消息(SGSN Context Ack)給原SGSN，通知原SGSN，原SGSN在其context中標(biāo)記與MSC/VLR聯(lián)系和GGSN以及HLR中的信息無效。
4.新SGSN確認(rèn)新RA中MS的存在。如果由于漫游限制使MS不被允許在SGSN中附著或用戶檢查失敗，那么新SGSN以適當(dāng)?shù)脑蚓芙^RA更新。如果所有的檢查成功，新SGSN將為MS創(chuàng)建MM，在新SGSN和MS間建立一個(gè)邏輯鏈路。新SGSN向MS返回路由區(qū)更新接受消息(Routing Area UpdateAccept)，攜帶P-TMSI、P-TMSI Signature以及Receive N-PDU Number信息。
5.MS通過向SGSN發(fā)送路由區(qū)更新完成消息(Routing Area UpdateComplete)，攜帶Receive N-PDU Number信息，確認(rèn)新的P-TMSI。
在MS接入后，當(dāng)Ready定時(shí)器超時(shí)，SGSN分離用戶。在本發(fā)明中，無論是GSM還是UMTS，在用戶接入后進(jìn)入READY或PMM-CONNECTED狀態(tài)時(shí)，SGSN將啟動(dòng)Ready定時(shí)器，如果在該定時(shí)器內(nèi)用戶沒有活動(dòng)，SGSN將啟動(dòng)分離流程，同時(shí)刪除用戶移動(dòng)性管理上下文，分離流程如上所述，不再贅述。另外，在GSM中，為了能讓用戶在READY狀態(tài)下收到SGSN發(fā)出的Detach Request，SGSN在下發(fā)Attach Accept/RAU Accept消息時(shí)將Ready定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)增加增量(DELTA)，DELTA的參考值是4秒，具體由系統(tǒng)配置。
在UMTS中，為了能讓用戶在PMM-CONNECTED狀態(tài)下收到SGSN發(fā)出的Detach Request，用戶接入后SGSN將保持用戶的PS信令連接，如果在Ready定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)內(nèi)用戶沒有活動(dòng)，SGSN將分離用戶，同時(shí)釋放PS信令連接。
在本發(fā)明中，當(dāng)用戶發(fā)起PDP激活請(qǐng)求時(shí)，SGSN將先執(zhí)行與HLR的位置更新交互過程，再執(zhí)行現(xiàn)有方案中的PDP激活過程，實(shí)現(xiàn)流程如圖8、9所示。
由圖8、9可知，與原流程相比，SGSN在收到MS的Activate PDP ContextRequest后，先緩存該消息，然后執(zhí)行到HLR的位置更新子流程(步驟a～d)，從HLR取得用戶的簽約數(shù)據(jù)。位置更新結(jié)束后，再執(zhí)行原來的PDP激活流程。其中，位置更新子流程和PDP激活流程同前所述，不再贅述。
通過本發(fā)明，SGSN能提供比自己容量大得多的用戶接入能力，這意味著運(yùn)營(yíng)商不用增加投資，也可以應(yīng)對(duì)重大節(jié)日、集會(huì)、宗教性紀(jì)念日等場(chǎng)景。如果運(yùn)營(yíng)商不啟用Gs接口(或者原來使用，但在重要場(chǎng)合下可以關(guān)閉)、CAMEL功能(分組域的CAMEL場(chǎng)景I，場(chǎng)景2可以啟用)、SMS業(yè)務(wù)(目前SMS一般都從電路域分發(fā))、LCS業(yè)務(wù)(現(xiàn)網(wǎng)上不使用)以及不打開鑒權(quán)加密功能(在激活過程中可以強(qiáng)制鑒權(quán)一次，保護(hù)用戶安全性，防止非法攻擊)，運(yùn)營(yíng)商在組網(wǎng)時(shí)可以降低對(duì)SGSN管轄范圍內(nèi)的平均接入用戶數(shù)的關(guān)注程度，而由該范圍內(nèi)的最大激活PDP數(shù)來選擇SGSN的容量，可以大大節(jié)約運(yùn)營(yíng)商的投資。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，其特征在于，在移動(dòng)終端向GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)起接入請(qǐng)求時(shí)，當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN獲取用戶標(biāo)識(shí)后，直接向移動(dòng)終端下發(fā)接入接受消息。
2.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，其特征在于，當(dāng)所述接入請(qǐng)求為附著請(qǐng)求時(shí)，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟2.1移動(dòng)終端向GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)送附著請(qǐng)求消息，當(dāng)消息中攜帶有國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI時(shí)，執(zhí)行步驟2.3，當(dāng)消息中攜帶有分組國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼P-IMSI時(shí)，執(zhí)行步驟2.2；2.2GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN向原GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)送身份鑒別請(qǐng)求，獲取所述移動(dòng)終端的國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI；2.3GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN根據(jù)獲得的國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI向移動(dòng)終端下發(fā)接入接受消息。
3.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，其特征在于，當(dāng)所述接入請(qǐng)求為GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN間的路由區(qū)更新請(qǐng)求時(shí)，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟3.1移動(dòng)終端向GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)送路由區(qū)更新請(qǐng)求消息；3.2GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN根據(jù)所述路由區(qū)更新請(qǐng)求消息向原GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN請(qǐng)求獲取移動(dòng)終端的移動(dòng)性管理MM和分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDP上下文；3.3當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN從原SGSN所述移動(dòng)終端的國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)碼IMSI，并判斷原SGSN所回響應(yīng)中未攜帶激活PDP上下文時(shí)，直接向移動(dòng)終端發(fā)送路由區(qū)更新接受消息。
4.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟在移動(dòng)終端接入后，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN啟動(dòng)Ready定時(shí)器，當(dāng)Ready定時(shí)器超時(shí)，移動(dòng)終端未發(fā)起網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)時(shí)，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN分離用戶。
5.如權(quán)利要求4所述的移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，其特征在于，在GSM中，當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN向移動(dòng)終端下發(fā)附著接受消息或者路由區(qū)更新接受消息時(shí)，增加Ready定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求4所述的移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，其特征在于，在UMTS中，當(dāng)用戶接入后，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN保持分組交換域PS信令連接，并啟動(dòng)Ready定時(shí)器，當(dāng)Ready定時(shí)器超時(shí)后，GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN分離用戶，并釋放PS信今連接。
7.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN收到移動(dòng)終端的激活PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文請(qǐng)求消息后，緩存所述PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文請(qǐng)求消息，并發(fā)起到HLR的位置更新請(qǐng)求，從歸屬位置寄存器HLR獲取用戶的簽約數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文激活過程。
全文摘要
本發(fā)明適用于移動(dòng)通信領(lǐng)域，提供了一種移動(dòng)通信中用戶快速接入的方法，所述方法包括在移動(dòng)終端向GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN發(fā)起接入請(qǐng)求時(shí)，當(dāng)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn)SGSN獲取用戶標(biāo)識(shí)后，直接向移動(dòng)終端下發(fā)接入接受消息。本發(fā)明在用戶接入時(shí)，重點(diǎn)保障進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩舻慕尤耄ㄟ^對(duì)接入流程進(jìn)行優(yōu)化，使得SGSN能提供比自身容量大得多的用戶接入能力，可以節(jié)省通信資源。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商在組網(wǎng)時(shí)可以降低對(duì)SGSN管轄范圍內(nèi)的平均接入用戶數(shù)的關(guān)注程度，由SGSN管轄范圍內(nèi)的最大激活PDP數(shù)來選擇SGSN的容量，從而節(jié)約運(yùn)營(yíng)商的投資。
文檔編號(hào)H04W12/06GK1863398SQ20061003299
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月14日
發(fā)明者張勇, 陳波 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司