一种家庭基站系统中无线网络临时标识的分配方法及系统

摘要

本发明公开了一种家庭基站系统中无线网络临时标识的分配方法，该方法包括：用户设备(UE)向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的无线网络临时标识(U-RNTI)。本发明还公开了一种家庭基站系统中无线网络临时标识的分配系统，该系统中，分配单元，用于在UE向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的U-RNTI。采用本发明的方法及系统，能避免分配的U-RNTI相冲突。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种家庭基站无线网络临时标识(U-RNTI，UTRAN Radio Network Temporary Identifier)的分配方法及系统。

背景技术

家庭基站是一种小型、低功率蜂窝基站，主要用于家庭及办公室等室内场所而得名。它的作用之一是作为蜂窝网在室内覆盖的补充，为用户提供话音及数据服务。家庭基站具有低成本、支持即插即用、通过宽带接入、低功率等特点。

家庭基站可以接入在3G网络架构中，3G网络架构如图1所示，图1中涉及英文的中文请见本文最后的统一解释。为了便于对家庭基站进行管理，减少对核心网的影响，家庭基站系统无线接入网引入了家庭基站网关。图2是3G家庭基站网络架构图，如图2所示，家庭基站通过家庭基站网关与核心网相连，家庭基站和家庭基站网关之间的接口是Iuh接口，家庭基站网关和核心网电路域(CS)的接口是Iu-CS接口，家庭基站网关和核心网分组域(PS)接口是Iu-PS接口。Iu接口的物理连接存在于家庭基站网关和核心网网元(SGSN)，从逻辑上来讲，Iu接口采用应用层协议的无线接入网络应用部分(RANAP，Radio Access Network Application Part)。其中，SGSN为服务通用分组无线业务支持节点，以Serving GPRS Suport Node表示。

家庭基站和家庭基站网关是标准化的接口，对3G家庭基站网络架构定义为Iuh接口，对应此接口新增了应用层协议，即：家庭基站应用协议(HNBAP，HNB Application Protocol)协议、和适配层协议，即：RANAP用户适配层协议(RUA，RANAP User Adaption)协议，这两个协议具有它们各自的功能。主要定义了应用层的一些功能，在HNBAP协议中主要规范了家庭基站和家庭基站网关之间的一些应用层流程，主要包括家庭基站向家庭基站网关注册，用户设备(UE，User Equipment)向家庭基站网关注册和UE从家庭基站网关去注册等流程。RANAP用户适配协议主要规范了承载无线接入网应用协议(RANAP，RAN Application Protocol)消息的功能，包括采用连接(connect)消息承载RANAP初始UE连接，采用直传消息承载其他的上行RANAP消息等。

U-RNTI是通用陆地无线接入网(UTRAN，Universal Terrestrial Radio Access Network)网络架构中的UE无线网络临时标识，这个标识是在UTRAN网元和UE以及UTRAN网元之间的信令内部作为UE标识携带的。U-RNTI由两部分组成，即：SRNC ID+S-RNTI，其中SRNC ID是无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)标识，S-RNTI分配给所有的拥有无线资源控制协议(RRC，Radio Resource Control)连接的UEs，它是由服务RNC分配并且在服务RNC内是唯一的。在通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunication System)网络架构中，UE的U-RNTI是由RNC分配和管理。在3G家庭基站网络架构中，UE的U-RNTI可以由家庭基站进行分配和管理。由于连接于同一家庭基站网关下的家庭基站可能具有相同的SRNC ID，因此根据U-RNTI的组成结构，不同的家庭基站可能会给不同的UE分配相同的S-RNTI。也就是说，采用目前由家庭基站分配U-RNTI的方式，仅能保证每个家庭基站为下属于该家庭基站的多个UE分别分配唯一的标识，但是对于多个家庭基站而言，并不知晓其他家庭基站所分配的U-RNTI，从而导致不同的家庭基站可能会给不同的UE分配相同的S-RNTI。这样，当UE通过同一个家庭基站网关下相连的家庭基站接入时，可能会存在U-RNTI的冲突。目前迫切需要一种能避免分配的U-RNTI相冲突的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种家庭基站系统中U-RNTI的分配方法及系统，能避免分配的U-RNTI相冲突。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种家庭基站系统中无线网络临时标识的分配方法，该方法包括：在用户设备(UE)向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的无线网络临时标识(U-RNTI)。

其中，家庭基站网关为UE分配所述U-RNTI之后还包括：将所述U-RNTI反馈给家庭基站。

其中，当所述注册的过程为UE初始接入时的注册过程时，家庭基站网关为UE分配所述U-RNTI之前还包括：家庭基站为UE分配临时的U-RNTI。

其中，将所述U-RNTI反馈给家庭基站具体包括：家庭基站网关通过UE注册请求应答消息将所述U-RNTI反馈给家庭基站；

反馈之后还包括U-RNTI的更新过程，具体为：家庭基站接收到所述UE注册请求应答消息，解析出所述U-RNTI后，通过无线资源控制(RRC)信令更新UE的U-RNTI。

其中，当所述注册的过程为伴随UE切换时的注册过程时，家庭基站网关为UE分配所述U-RNTI具体包括：

目标家庭基站网关收到来自于源基站的重定位/切换请求消息后，如果本地没有UE的U-RNTI，则为UE分配所述U-RNTI。

其中，将所述U-RNTI反馈给家庭基站具体包括：

目标家庭基站网关通过重定位请求消息将所述U-RNTI反馈给目标家庭基站。

一种家庭基站系统中无线网络临时标识的分配系统，该系统包括：分配单元，用于在UE向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的U-RNTI。

其中，该系统还包括：反馈单元，用于家庭基站网关将所述U-RNTI反馈给家庭基站。

其中，所述反馈单元，进一步用于家庭基站网关通过UE注册请求应答消息将所述U-RNTI反馈给家庭基站。

其中，该系统还包括：更新单元，用于家庭基站接收到所述UE注册请求应答消息，解析出所述U-RNTI后，通过RRC信令更新UE的U-RNTI。

其中，所述分配单元，进一步用于当所述注册的过程为伴随UE切换时的注册过程时，目标家庭基站网关收到来自于源基站的重定位/切换请求消息后，如果本地没有UE的U-RNTI，则为UE分配所述U-RNTI。

其中，所述反馈单元，进一步用于目标家庭基站网关通过重定位请求消息将所述U-RNTI反馈给目标家庭基站。

本发明在UE向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的U-RNTI。

由于采用本发明，区别于现有技术由家庭基站分配U-RNTI，而是由家庭基站网关统一分配全网唯一的U-RNTI，能避免下属于该家庭基站网关下不同的家庭基站不会给不同的UE分配相同的标识这一情况出现，从而避免了分配的U-RNTI相冲突。

附图说明

图1为3G网络架构图；

图2为3G家庭基站网络架构图；

图3为本发明在UE初始接入的注册过程中U-RNTI分配和传输的流程图；

图4为本发明伴随UE切换的注册过程中U-RNTI分配和传输的流程图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：在UE向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的U-RNTI。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

一种家庭基站系统中U-RNTI的分配方法，该方法包括：在UE向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的U-RNTI。

这里，家庭基站网关为UE分配U-RNTI之后还包括：将家庭基站网关为UE分配的U-RNTI反馈给家庭基站。

由于在不同情况下，分配及反馈U-RNTI的不同，因此，以下对各种情况分别阐述。

第一种情况：注册的过程为UE初始接入时的注册过程的情况。

此时，在家庭基站网关为UE分配U-RNTI之前还包括：家庭基站为UE分配临时的U-RNTI。作为上行方向来说，必须先由家庭基站分配临时的U-RNTI，否则整个流程无法继续，而对于以下第二种情况涉及的下行方向而言，则无需家庭基站分配这个临时的U-RNTI。

这里，家庭基站网关将其为UE分配的U-RNTI反馈给家庭基站具体包括：家庭基站网关通过UE注册请求应答消息，将家庭基站网关为UE分配的U-RNTI反馈给家庭基站。

反馈之后还包括U-RNTI的更新过程，具体为：家庭基站接收到UE注册请求应答消息，解析出家庭基站网关为UE分配的U-RNTI后，通过无线资源控制(RRC)信令更新UE的U-RNTI。

第二种情况：注册的过程为伴随UE切换时的注册过程的情况。

此时，家庭基站网关为UE分配U-RNTI具体包括：目标家庭基站网关收到来自于源基站的重定位/切换请求消息后，如果本地没有UE的U-RNTI，则为UE分配U-RNTI。

这里，目标家庭基站网关将其为UE分配的U-RNTI反馈给家庭基站具体包括：目标家庭基站网关通过重定位请求消息，将目标家庭基站网关为UE分配的U-RNTI反馈给目标家庭基站。

综上所述，本发明涉及家庭基站网络架构、家庭基站网关和家庭基站间的接口以及该接口上的信令消息。主要针对家庭基站网络架构中分配UE的无线网络临时标识提出了一种解决方案。

本发明的解决方案是在家庭基站网络架构中，在UE向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网唯一的U-RNTI，包括以下内容：

当UE与家庭基站建立RRC连接后，家庭基站为UE分配该家庭基站内唯一的临时U-RNTI，并向家庭基站网关发起针对该UE的UE注册请求消息。

当家庭基站网关收到家庭基站发出的UE注册请求消息后，家庭基站网关就为该UE分配一个在该家庭基站网关下唯一的U-RNTI，并且向家庭基站返回UE注册请求应答消息，消息中携带新分配的U-RNTI。

家庭基站收到注册请求应答中的U-RNTI后，向UE更新U-RNTI，新的U-RNTI为家庭基站网关新分配的U-RNTI。

以下对本发明进行举例阐述。

实施例一为UE初始接入时注册过程的场景。本实施例是适用于3G家庭基站的家庭基站网络架构，本实施例中的家庭基站是HNB，区别于演进型家庭基站(HeNB，Home eNodeB)。如图3所示，当UE初始接入到网络时分配U-RNTI的流程包括以下步骤：

步骤301：建立UE和家庭基站之间的RRC连接。

步骤302：家庭基站向UE分配临时U-RNTI，即为T-URNTI；当UE和家庭基站间的RRC连接建立完成后，家庭基站检查本地是否有该UE的U-RNTI，如果没有，家庭基站为该UE分配一个临时的U-RNTI；UE向家庭基站发送直传消息，消息中携带UE标识，即为IMSI或者TMSI，承载NAS信令。

其中，临时U-RNTI指UTRAN无线网络临时标识；T-URNTI指暂态UTRAN无线网络临时标识；IMSI指国际移动用户识别码；TMSI指客户临时识别码；NAS指非接入层信令。

步骤303：家庭基站检查UE的版本和UE能力，根据UE的版本信息以及UE是否支持封闭用户组(CSG，Closed Subscriber Group)能力，并且检查本地是否UE的上下文标识，如果不存在UE的上下文标识，则执行步骤304。

步骤304：家庭基站向家庭基站网关发送UE注册请求消息，消息中携带UE能力信息，UE版本号。

步骤305：家庭基站网关对UE做接入控制；当家庭基站是CSG小区时，家庭基站网关总是允许UE接入，在核心网再做接入控制。

步骤306：如果家庭基站网关允许UE接入网络，那么家庭基站网关为UE分配U-RNTI，并且向家庭基站发送UE注册请求应答消息，在消息中携带U-RNTI信息。

步骤307：家庭基站收到UE注册请求应答后，通过RRC信令更新UE的U-RNTI。

实施例二为伴随UE切换时注册过程的场景。本实施例是适用于3G家庭基站的家庭基站网络架构，源基站可以是普通宏基站(NodeB)或者家庭基站，本实施例中的家庭基站是HNB，区别于HeNB。如图4所示，当UE切换到网络时分配U-RNTI的流程包括以下步骤：

步骤401：UE向源基站发送测量报告。

步骤402：源基站向SGSN发送重定位请求消息，重定位请求消息中携带目标家庭基站网关标识。

步骤403：在核心网的SGSN做接入控制，如果SGSN允许UE切入，执行S404，否则向源基站发送重定位请求拒绝消息。

步骤404：SGSN向家庭基站网关发送重定位请求消息，消息中携带UE标识、需要在目标侧建立的承载标识等信息。

步骤405：目标家庭基站网关收到重定位/切换请求消息后，如果本地没有UE的U-RNTI，为UE分配全网内唯一的U-RNTI。

步骤406：目标家庭基站网关向目标家庭基站发送重定位请求消息，消息中携带S405为UE分配的U-RNTI。

步骤407：目标家庭基站向家庭基站网关发送重定位请求应答消息，消息中携带目标侧为UE建立的承载信息。

步骤408：家庭基站网关向SGSN发送重定位请求应答消息。

步骤409：SGSN收到家庭基站网关发送的重定位请求应答消息后，向源基站发送重定位命令。

步骤410：目标家庭基站向家庭基站网关发送重定位检查消息。

步骤411：目标家庭基站网关向SGSN发送重定位检查消息，核心网网元SGSN收到重定位检查消息后，将控制面传送方向改变由源基站转向目标家庭基站。

步骤412：目标家庭基站向UE发送RRC消息，消息名称为RAN移动信息，其中携带目标家庭基站在步骤406获得的为UE所分配的U-RNTI。

步骤413：UE向目标家庭基站发送RAN移动信息确认消息。

步骤414：目标家庭基站向家庭基站网关发送重定位完成消息，用于通知核心网切换流程完成。

步骤415：目标家庭基站网关向SGSN发送重定位完成消息。

需要说明的是本实施例适用于切换类型是INTER-RAT或者INTRA-RAT场景，且目标家庭基站是HNB。对于不同类型的切换流程，部分流程不同，但是和本发明密切相关的流程不变。

一种家庭基站系统中U-RNTI的分配系统，该系统包括：分配单元，用于在UE向家庭基站网关注册的过程中，由家庭基站网关为UE分配全网内唯一的U-RNTI。

这里，该系统还包括：反馈单元，用于家庭基站网关将家庭基站网关为UE分配的U-RNTI反馈给家庭基站。

由于在不同情况下，系统分配及反馈U-RNTI的不同，因此，以下对各种情况分别阐述。

第一种情况：注册的过程为UE初始接入时的注册过程的情况。

反馈单元，进一步用于家庭基站网关通过UE注册请求应答消息，将家庭基站网关为UE分配的U-RNTI反馈给家庭基站。

该系统还包括：更新单元，用于家庭基站接收到UE注册请求应答消息，解析出家庭基站网关为UE分配的U-RNTI后，通过RRC信令更新UE的U-RNTI。

第二种情况：注册的过程为伴随UE切换时的注册过程的情况。

分配单元，进一步用于当注册的过程为伴随UE切换时的注册过程时，目标家庭基站网关收到来自于源基站的重定位/切换请求消息后，如果本地没有UE的U-RNTI，则为UE分配U-RNTI。

反馈单元，进一步用于目标家庭基站网关通过重定位请求消息，将目标家庭基站网关为UE分配的U-RNTI反馈给目标家庭基站。

这里，对以上各图及文字的中英文对照进行阐述。图1中，UTRAN为通用陆地无线接入网，以Universal Terrestrial Radio Access Network表示；RNS为无线网络子系统，以Radio Network Subsystem表示；RNC为无线网络控制器，以Radio Network Controller表示；NodeB为节点B，也可以称为基站；涉及的核心网以Core Network表示，缩写为CN。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。