建立直接隧道的实现方法、网元及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种建立直接隧道的实现方法、网元及系统，在终端发生移动的场景下，该方法包括：目标无线网络控制器(RNC)通过新服务GRPS支持节点(SGSN)向新网关GPRS支持节点(GGSN)发送所述目标RNC为所述终端分配的下行隧道地址；所述新GGSN为终端分配上行隧道地址，并通过所述新SGSN向所述目标RNC发送所述上行隧道地址；前述两步骤不分先后。本发明专利技术在实现直连隧道的基础上解决了路由迂回的问题。

【技术实现步骤摘要】
建立直接隧道的实现方法、网元及系统
本专利技术涉及移动通信领域，尤其涉及一种建立直接隧道的实现方法、网元(包括无线网络控制器(RNC)、服务GRPS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点(GGSN))及系统。
技术介绍
现有宽带码分多址(WidebandCodeDivisionMultipleAccess，WCDMA)系统\时分码分多址(TimeDivision-CodeDivisionMultipleAccess，TDCDMA)是当前基于无线WCDMA/TDCDMA技术实现业务接入的重要系统和方法，其网络架构如图1所示。包括无线接入网，以及服务GRPS(GeneralPacketRadioService，通用无线分组服务)支持节点(ServingGPRSSupportNode，SGSN)、网关GPRS支持节点(GatewayGPRSSupportNode，GGSN)和终端等网元。其中，无线接入网则主要包括基站以及无线网络控制器(RadioNetworkController，RNC)。RNC是无线接入网内的重要网元，主要作用是管理和控制无线接入网内的基站，协调以及控制网络的无线资源。SGSN和GGSN是为了提供GPRS业务而在全球移动通讯系统(GlobalSystemforMobileCommunication，GSM)网络中引进的网元设备。SGSN的主要作用是为本服务区域的MS转发上行、下行的IP分组，而GGSN则是提供数据报文在WCDMA/TDCDMA网内和外部数据网(如，IP互联网，Internet等)之间的路由和封装。用户选择哪一个GGSN作为其网关，是在分组数据协议(PacketDataProtocol，PDP)上下文激活过程中根据用户的签约信息以及用户请求的接入点名(AccessPointName)确定的。移动网络的一个重要特性是在终端持续移动的过程中保持业务的连续性。在WCDMA/TDCDMA网络中，该连续性是通过系统提供的位置管理(LocationManagement)功能来保证的，该功能包括路由区更新(RoutingAreaUpdate)以及切换(Handover)等子功能。其中，切换包括重定位(Relocation)功能和系统间切换(Inter-systemChange)功能。路由更新是指在终端从一个路由区移动到另一个路由区时，终端向网络报告自身所处路由区发生变化的过程；重定位是指终端从一个RNC服务区域切换到另一个RNC服务区域的过程。路由更新和重定位功能都是为了保证终端业务的连续性，让终端在网络中移动时，对于外界看来总是可达的，并不让终端以及终端的通信对端在IP层面上感知该终端的位置发生了变化。简单的说即是让终端在移动的过程中保持终端有效的IP地址不发生变化。这里值得说明的是，现有技术中，重定位又包含了三种场景：“服务RNC重定位”(ServingRNSRelocation)场景、“联合硬切换和SRNC重定位(CombinedHardHandoverandSRNSRelocation)”场景以及“联合的小区/URA和SRNS重定位(CombinedCell/URAUpdateandSRNSRelocation)”场景。如上文所述，SGSN需要为本服务区域的MS转发上行、下行的IP分组，因此数据转发路径可以表达为：终端-基站-RNC-SGSN-GGSN。根据现网的实际运作表明，在这种数据传输模式下，SGSN很容易成为性能瓶颈。因此，当前提出了一种被称为“直接隧道(Directtunnel)”的技术。其基本方法是让SGSN脱离数据面，仅作为控制面网元，让RNC与GGSN之间直接传递上下行数据。SGSN的作用是协调在RNC与GGSN间建立直连的数据通道(即，直接隧道)以支撑RNC与GGSN间的直接数据传递。此时，数据转发路径可以表达为：终端-基站-RNC-GGSN。在位置管理过程中，可能会涉及到终端变更当前连接的SGSN的场景，以下内容均针对应用了直接隧道以后，涉及变更SGSN的场景进行叙述。图2a、2b以“联合硬切换和SRNC重定位”过程为例示意了这种重定向功能，其中终端当前连接的SGSN发生了变更：源RNC(RadioNetworkController，无线网络控制器)和目标RNC归属于不同的SGSN。当终端从源RNC的服务区域移动到目标RNC的服务区域时，将会触发执行重定向流程。如图2a所示，在重定向之前，终端的上下行数据传输路径为终端-源RNC-GGSN；再如图2b所示，在重定向之后，终端的上下行数据传输路径为终端-目标RNC-GGSN。图2c是现有技术中“联合硬切换和SRNC重定位”过程的流程，具体包括以下步骤：步骤201：源RNC发起PS域的联合硬切换和SRNS重定位；步骤202：源RNC通过发送重定位请求(RelocationRequired)消息给原SGSN(OldSGSN)，发起重定位准备过程；重定位请求携带重定位类型(涉及UE)、原因、源小区ID、目标小区ID、源RNC到目标RNC透明容器等内容。步骤203：原SGSN根据目标小区ID，如果确定SRNS(ServingRNC，服务RNC)重定位是SGSN间的SRNS重定位，则发送转交重定位请求(ForwardRelocationRequired)消息给新SGSN，发起重定位资源分配过程；步骤204a～204b：新SGSN发送重定位请求(RelocationRequest)消息给目标RNC，并将在GGSN上终端使用的上行隧道地址发送给目标RNC。目标RNC执行建立无线接入承载，并发送重定位请求证实(RelocationRequestAcknowledge)消息给新SGSN。目标RNC在本步骤中为终端分配下行通道的地址，并将之携带在重定位请求证实消息中发送给新SGSN。新SGSN可以向目标RNC请求建立多个无线接入承载(RadioAccessBearer，RAB)。此时，目标RNC需要为每个成功建立的RAB都分配一个下行通道的地址。步骤205：目标RNC和新SGSN之间用于传送用户数据的资源已分配好，并且新SGSN已为SRNS的重定位准备就绪后，新SGSN发送转发重定位响应(ForwardRelocationResponse)消息到前SGSN；步骤206：原SGSN发送重定位命令(RelocationCommand)消息给源RNC，继续源RNS的重定位。步骤207：源RNC从PS域接收到重定位命令消息后，启动数据转发定时器，开始转发数据。步骤208a～208b：源RNC通过发送RRC消息给MS，触发SRNS重定位的执行；后续终端发送RRC消息给目标RNC。步骤209a～209d：源RNC通过原SGSN、新SGSN向目标RNC传递RNC上下文，通过传递RNC上下文(ForwardSRNCContext)消息。步骤210：当目标RNC发现终端在其服务区时，目标RNC向新SGSN发送重定位检测(RelocationDetect)消息。步骤211：当目标RNC收到终端发送过来的RRC消息时(步骤208b)，目标RNC向新SGSN发送重定位完成(RelocationComplete)消息。步骤212a～212b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建立直接隧道的实现方法，其特征在于，在终端发生移动的场景下，该方法包括：目标无线网络控制器(RNC)通过新服务GRPS支持节点(SGSN)向新网关GPRS支持节点(GGSN)发送所述目标RNC为所述终端分配的下行隧道地址；所述新GGSN为终端分配上行隧道地址，并通过所述新SGSN向所述目标RNC发送所述上行隧道地址；前述两步骤不分先后。

【技术特征摘要】
1.一种建立直接隧道的实现方法，其特征在于，在终端发生移动的场景下，该方法包括：目标无线网络控制器(RNC)通过新服务GRPS支持节点(SGSN)向新网关GPRS支持节点(GGSN)发送所述目标RNC为所述终端分配的下行隧道地址；所述新GGSN为终端分配上行隧道地址，并通过所述新SGSN向所述目标RNC发送所述上行隧道地址；前述两步骤不分先后；所述新GGSN分配所述上行隧道地址前，该方法还包括：所述新GGSN向原GGSN请求获取所述终端的上下文信息，所述新GGSN根据获取的所述终端的上下文信息分配所述上行隧道地址；所述目标RNC为所述终端分配的上行隧道地址个数与所述新GGSN为所述终端分配的下行隧道地址个数相同；为终端分配一个身份标识(AID)；无论所述终端附着在哪个GGSN上，其身份标识始终保持不变，且是唯一的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标RNC通过新SGSN向新GGSN发送所述下行隧道地址的步骤，包括：所述目标RNC为所述终端分配下行隧道地址，并向所述新SGSN发送第一消息，其中携带所述下行隧道地址；所述新SGSN接收所述第一消息，并向新GGSN发送第二消息，其中携带所述下行隧道地址；所述新GGSN接收所述第二消息；所述新GGSN通过所述新SGSN向所述目标RNC发送所述上行隧道地址的步骤包括：所述向所述新SGSN发送第三消息，其中携带所述上行隧道地址；所述新SGSN接收所述第三消息并向所述目标RNC发送第四消息，其中携带所述上行隧道地址；所述目标RNC接收所述第四消息；其中，所述第一至第四消息为现有或新增消息。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述终端发生移动的场景包括：服务RNC重定位(ServingRNSRelocation)场景、联合硬切换和SRNC重定位(CombinedHardHandoverandSRNSRelocation)场景、联合的小区/URA和SRNS重定位(CombinedCell/URAUpdateandSRNSRelocation)场景。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：处于空闲状态的终端发生移动的过程中，新GGSN发送所述第三消息，所述终端退出空闲状态后，所述新SGSN发送所述第四消息，所述目标RNC发送所述第一消息，所述新SGSN发送所述第二消息。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述下行隧道地址包括目标RNC上使用的用户面地址以及下行数据的隧道端点标识(TEID)；所述上行隧道地址包括新GGSN上使用的用户面地址以及上行数据的TEID。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第二消息还携带所述终端的标识和/或所述终端当前附着的原GGSN的标识，所述终端的标识是所述终端的IMSI或所述终端的身份标识(AID)；所述原GGSN的标识是所述原GGSN的IP地址或所述原GGSN的控制面地址与TEID的组合。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述新GGSN分配所述上行隧道地址前，该方法还包括：所述新SGSN选择所述新GGSN，并向所述新GGSN发送所述第二消息或触发消息，以触发所述新GGSN分配所述上行隧道地址并发送所述第三消息。8.一种无线网络控制器(RNC)，其特征在于，该RNC包括地址分配模块、发送模块及接收模块，在终端发生移动的场景下，作为目标RNC时：所述地址分配模块，用于为所述终端分配下行隧道地址；所述发送模块，用于向新服务GRPS支持节点(SGSN)发送第一消息，其中携带所述目标RNC为终端分配的下行隧道地址；所述接收模块，用于接收新SGSN发送的第四消息，其中携带新网关GPRS支持节点(GGSN)为所述终端分配的上行隧道地址；所述新GGSN分配所述上行隧道地址前，还包括：所述新GGSN向原GGSN请求获取所述终端的上下文信息，所述新GGSN根据获取的所述终端的上下文信息分配所述上行隧道地址；所述目标RNC为所述终端分配的上行隧道地址个数与所述新GGSN为所述终端分配的下行隧道地址个数相同；为终端分配一个身份标识(AID)；无论所述终端附着在哪个GGSN上，其身份标识始终保持不变，且是唯一的。9.如权利要求8所述的RNC，其特征在于：所述终端发生移动的场景包括：服务RNC重定位(ServingRNSRelocation)场景、联合硬切换和SRNC重定位(CombinedHardHandoverandSRNSRelocation)场景、联合的小区/URA和SRNS重定位(CombinedCell/URAUpdateandSRNSRelocation)场景。10.如权利要求8所述的RNC，其特征在于：处于空闲状态的终端发生移动的场景下，所述目标RNC的发送模块在所述终端退出空闲状态后，发送所述第一消息。11.一种服务GRPS支持节点(SGSN)，其特征在于，该SGS...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆文，沈炯，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
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