车载LTE UE跨EPC切换时的网络移交方法技术

本发明专利技术涉及一种跨EPC切换时的网络移交方法。一种车载LTE UE跨EPC切换时的网络移交方法，当车载终端跨线、跨局运营时，由目标路局的EPC完全接管终端的行为，实现数据和信令的锚点由源EPC下的PGW到目标EPC下的PGW的无损转移。在跨线切换移交过程中，车载UE仍然通过Home Routed方式与源PGW保持信令和数据的连接，在目标MME给目标SGW发送建立会话请求时，目标SGW也同时会给目标PGW发送建立会话请求，来建立目标SGW与目标PGW之间的会话通道，目标SGW同时维护UE的两套上行会话上下文。本发明专利技术解决了车载LTE UE跨EPC切换时，在保证数据业务不中断的前提下，用户数据面、信令面从源PGW到目标PGW的无损移交，实现车载UE从源PGW到目标PGW的无缝转接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种跨EPC切换时的网络移交方法，尤其是涉及一种车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，在保持数据链路不中断的情况下，能做到源PGW到目标PGW的无损转接。
技术介绍
目前的LTE3GPP23.401协议中规定UE在连接态跨EPC切换时，如若保持数据面和信令面的连续性，需采用归属地路由（homerouted）方式，切换前的信令通道为UE?à源eNB?à源MME?à源SGW?à源PGW，参见图1；切换前的数据面通道为UE?à源eNB?à源SGW?à源PGW?à业务系统，参见参见图2。为了保持在连接态切换时数据面的连续性，归属地路由方式规定了切换后的信令面由UE?à目标eNB?à目标MME?à目标SGW?à源PGW，参见图3，切换后的数据面由UE?à目标eNB?à目标SGW?à源PGW?à业务系统，参见图4。LTE车载UE在地铁和大铁的应用上有其特殊的需求，当车载UE在跨线、跨局运营时，为了职责明确，同其他制式的轨道交通数据网络互联互通，减少归属线路网络故障对其他线路或路局造成的影响，方便属地局进行数据业务计费等方面的考虑，当车载UE从源线路的EPC切换到目标线路的EPC后，需要目标线路上EPC全权接管车载UE的行为。这样做的目的是当车载UE切换到目标线路后，源线路上的EPC故障，不会对已经切换到目标线路上的UE行为造成影响，可以避免本地网络故障对相邻线路、路局的正常运营的干扰。目前各设备厂商跨EPC切换策略是按照LTE3GPP上的归属地路由方式实现，在地铁和铁路上应用时，如果车载UE从源线路EPC切换到目标线路EPC后，在保持数据链路不中断的情况下，不能做到源PGW到目标PGW的无损转接。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，基于在地铁和铁路上的特殊应用场景，提出了一种车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法。解决了车载LTEUE跨EPC切换时，在保证数据业务不中断的前提下，用户数据面、信令面从源PGW到目标PGW的无损移交，实现车载UE从源PGW到目标PGW的无缝转接。本专利技术所采用的技术方案：一种车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，当车载终端跨线、跨局运营时，由目标路局的EPC完全接管终端的行为，在终端与轨道交通业务系统数据连接不中断的前提下，实现数据和信令的锚点由源EPC下的PGW到目标EPC下的PGW的无损转移。所述的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，在不同的EPC之间切换时，为保持PDN连接的连续性，在跨线切换移交过程中，车载UE仍然通过HomeRouted方式与源PGW保持信令和数据的连接，在目标MME给目标SGW发送建立会话请求时，目标SGW也同时会给目标PGW发送建立会话请求，来建立目标SGW与目标PGW之间的会话通道，目标SGW同时维护UE的两套上行会话上下文。所述的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，当目标SGW与源PGW的会话通道完全打通后，当目标MME接收到目标SGW返回的ModifyBearerResponse消息后，目标MME通过下行NAS直传消息，把携带目标PGW分配的PDN连接新IP地址给UE；同时关闭目标SGW到源PGW的会话通道，UE侧进行LAN口IP与WAN口新IP的动态路由，后续车载UE的信令和数据通路直接走拜访地SGWà拜访地PGW。车载UE在接收到目标MME发送的下行NAS直传消息后，如果里面选携带了PDN连接IP地址，UE侧就更新该IP地址与LAN口地址之间的路由，当路由更新完毕后，UE通过上行NAS直传消息反馈给目标MME，指示UE侧PDN连接IP地址已经更新完毕，此步骤后，UE侧通过新的PDN连接IP通道，发送数据到网络侧。本专利技术的有益效果：本专利技术车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，在保证数据业务不中断的前提下，实现了车载UE从源PGW到目标PGW的无缝转接。可以使UE在跨线、跨局运营时，直接由当前所在的EPC无缝接管，减少了局间的交换机路由时间，也杜绝了当源EPC故障时，对目标EPC所在线路的干扰。可以明确各线路或局间的职能划分，方便数据流量在归属管辖局内实现计费和统计。附图说明图1是现有技术UE在连接态跨EPC切换时切换前的信令面；图2是现有技术UE在连接态跨EPC切换时切换前的数据面；图3是现有技术UE在连接态跨EPC切换时切换后的信令面；图4是现有技术UE在连接态跨EPC切换时切换后的数据面；图5是本专利技术车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法的流程图；图6是本专利技术车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法切换后的信令面；图7是本专利技术车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法切换后的数据面。具体实施方式本专利技术车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，其技术实现的关键在于：当车载终端跨线、跨局运营时，由目标路局的EPC完全接管终端的行为，在终端与轨道交通业务系统数据连接不中断的前提下，实现数据和信令的锚点由源EPC下的PGW到目标EPC下的PGW的无损转移。下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1本实施例的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，实现过程如下：在不同的EPC之间切换时，为保持PDN连接的连续性，在跨线切换移交过程中，车载UE仍然通过HomeRouted方式与源PGW保持信令和数据的连接，在目标MME给目标SGW发送建立会话请求时，目标SGW也同时会给目标PGW发送建立会话请求，来建立目标SGW与目标PGW之间的会话通道，目标SGW同时维护UE的两套上行会话上下文（源PGW和目标PGW的用户面IP地址和TEID）。实施例2本实施例的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，与实施例1的不同之处在于：进一步的，当目标SGW与源PGW的会话通道完全打通后，当目标MME接收到目标SGW返回的ModifyBearerResponse消息后，目标MME通过下行NAS直传消息，把携带目标PGW分配的PDN连接新IP地址给UE；同时关闭目标SGW到源PGW的会话通道，UE侧进行LAN口IP与WAN口新IP的动态路由，后续车载UE的信令和数据通路直接走拜访地SGWà拜访地PGW。实施例3本实施例的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，与实施例2的不同之处在于：车载UE在接收到目标MME发送的下行NAS直传消息后，如果里面选携带了PDN连接IP地址，UE侧就更新该IP地址与LAN口地址之间的路由，当路由更新完毕后，UE通过上行NAS直传消息反馈给目标MME，指示UE侧PDN连接IP地址已经更新完毕，此步骤后，UE侧通过新的PDN连接IP通道，发送数据到网络侧。实施例4本实施例的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，与前述各实施例的不同之处在于，进一步的，1）目标MME接收到UE的新PDN连接IP更新完毕指示后，通过ModifyBearerRequest消息，通知目标S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载LTE UE跨EPC切换时的网络移交方法，其特征在于：当车载终端跨线、跨局运营时，由目标路局的EPC完全接管终端的行为，在终端与轨道交通业务系统数据连接不中断的前提下，实现数据和信令的锚点由源EPC下的PGW到目标EPC下的PGW的无损转移。

【技术特征摘要】
1.一种车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，其特征在于：当车载终端跨线、跨局运营时，由目标路局的EPC完全接管终端的行为，在终端与轨道交通业务系统数据连接不中断的前提下，实现数据和信令的锚点由源EPC下的PGW到目标EPC下的PGW的无损转移。
2.根据权利要求1所述的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，其特征在于：在不同的EPC之间切换时，为保持PDN连接的连续性，在跨线切换移交过程中，车载UE仍然通过HomeRouted方式与源PGW保持信令和数据的连接，在目标MME给目标SGW发送建立会话请求时，目标SGW也同时会给目标PGW发送建立会话请求，来建立目标SGW与目标PGW之间的会话通道，目标SGW同时维护UE的两套上行会话上下文。
3.根据权利要求2所述的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，其特征在于：当目标SGW与源PGW的会话通道完全打通后，当目标MME接收到目标SGW返回的ModifyBearerResponse消息后，目标MME通过下行NAS直传消息，把携带目标PGW分配的PDN连接新IP地址给UE；同时关闭目标SGW到源PGW的会话通道，UE侧进行LAN口IP与WAN口新IP的动态路由，后续车载UE的信令和数据通路直接走拜访地SGWà拜访地PGW。
4.根据权利要求3所述的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，其特征在于：车载UE在接收到目标MME发送的下行NAS直传消息后，如果里面选携带了PDN连接IP地址，UE侧就更新该IP地址与LAN口地址之间的路由，当路由更新完毕后，UE通过上行NAS直传消息反馈给目标MME，指示UE侧PDN连接IP地址已经更新完毕，此步骤后，UE侧通过新的PDN连接IP通道，发送数据到网络侧。
5.根据权利要求2、3或4所述的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，其特征在于：包括步骤如下：
1）目标MME接收到UE的新PDN连接IP更新完毕指示后，通过ModifyBearerRequest消息，通知目标SGWUE侧新的路由已经更新完毕；
2）目标SGW通过ModifyBearerRequest消息，携带目标eNB侧的数据面IP地址和TEID标示，通知目标PGW，发送下行数据给UE；
3）目标PGW通过ModifyBearerResponse消息给目标SGW以应答；
4）目标SGW通过ModifyBearerResponse消息给目标MME以应答；
5）目标SGW通过DeleteSessionRequest消息给源PGW，携带UE的承载信息，告知源PGW，删除源PGW到目标SGW之间的会话；
6）源PGW删除本地会话上下文后，通过DeleteSessionResponse应答目标SGW；
至此，完成车载UE的跨EPC移交。
6.根据权利要求1～4任一项所述的车载LTEUE跨EPC切换时的网络移交方法，其特征在于，具体实现步骤如下：
1）源eNodeB决定进行基于S1的切换，源eNodeB向源MME发送HandoverRequired消息，该消息中包括消息类型、切换类型、目标eNBID、目标TAI及需要转发的EPS承载信息；
2）源MME选定合适的目标MME，通过S10接口发送ForwardRelocationRequest消息给目标MME，包含主要内容有UEEPSPDNConnections，此信元携带有该UE的所有PDN连接信息包含：UEID、UE安全上下文、UE网络能力、源SGW控制面的地址和TEID、APN、PDNaddress、目标eNBID、目标TAI、LinkedEPSBearerID以及与LBI关联的所有专用承载的BearerContexts；在专用承载Contexts中，包含上行用户面的源SGW的地址和TEID以及源PGW上行用户面的地址和TEID；
3）目标MME选定相应的目标SGW，发送CreateSessionRequest消息到目标SGW，消息中包含每个承载的上下文，包括上行数据面源PGW的地址和TEID，目标MME控制面的TEID，Handover指示、目标PGW的地址；
4）目标SGW根据目标MME发送来的承载信息，在本地建立默认和专用承载相关的上下文，发送CreateSessionRequest消息到目标PGW，消息中携带IMSI、APN、默认承载和专用承载的ID和Qos参数、签约APN-AMBR、目标SGW侧下行用户面的地址和TEID，以及控制面的TEID；
目标PGW根据目标SGW发送会话建立消息中的承载信息，在本地建立所有承载上下文信息，与应用服务器建立IP会话，目标PGW给UE分配新的PDNIP地址，目标PGW进行UE相应专用承载的filterID与远端服务器的IP的filterID绑定；
5）目标PGW给目标SGW发送CreateSessionResponse消息，携带目标PGW上行用户面的IP地址和TEID，以及控制面的TEID，专用承载ID和Qos、UE的新PDNIP地址参数，经此步骤后，目标PGW给目标SGW发送下行用户面数据，此时还未得到目标eNB的用户面IP地址和TEID，下行数据还无法送出，目标SGW也可以给目标PGW发送上行用户面数据；
6）目标SGW返回CreateSessionResponse消息给目标MME，携带目标SGW侧上行用户面IP地址和TEID，以及控制面的TEID，UE的新PDNIP地址；
7）目标MME发送HandoverRequest消息给目标eNB，每个EPS承载的信息包括目标SGW的上行用户面IP地址和TEID值，EPS承载的Qos；目标eNB收到上述消息后会建立UE上下文，包括承载的信息，安全上下文；
8）目标eNB回复HandoverRequestAck消息给目标MME...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜娴，张丽，秦德志，潘自红，李松田，王伟，
申请(专利权)人：平顶山学院，
类型：发明
国别省市：河南;41