一种移动中继的多分组数据网连接的建立方法及实现系统

摘要

本发明公开了一种移动中继的多分组数据网连接建立的方法及实现系统，在方法中，当中继节点RN进入新的跟踪区，发起跟踪区更新过程时，移动性管理实体MME根据判断依据信息决定中继节点是否需要建立新的分组数据网PDN连接；是时，则MME在跟踪区更新过程中的跟踪区更新接受消息中增加一个参数，指示RN发起新的PDN连接建立过程；RN接收到所述跟踪区更新接受消息后，发起PDN连接建立过程，建立基于当前施主基站的PGW的新的PDN连接。由此，RN在移动过程中可不进行PGW的重定位，并且能够随着RN的移动，选择最合适的PGW为RN提供服务，解决了RN发起新的PDN连接建立问题，保证了用户的业务体验。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种移动中继的多分组 数据网连接建立的方法及实现系统。

背景技术

3GPP在R10中引入了中继(Relay)实现方案，在eNB中提供施 主基站的功能，连接一个或多个RN(Relay Node，中继节点)，为网络 提供更好的覆盖扩展服务。

在R10的架构中，实现的RN是一个固定的节点，RN本身并不 能移动。因为RN的PGW(Packet Data Network Gateway，分组数据网 网关)/SGW(Serving GW，服务网关)功能集成在DeNB(Donor eNB， 施主基站)中。其中，MME(Mobility Management Entity，移动性 管理实体)是一个信令实体，主要负责移动性管理、承载管理、用 户的鉴权认证、SGW和PGW的选择等功能。如果发生RN的移动， RN要切换到新的DeNB中，那么Relay架构就会发生如下的改变：

集成在DeNB中的RN’s SGW/PGW会随着RN的移动而改变。然 而3GPP规范中并没有定义PGW重定位这样的过程，即在UE的移动 过程中不允许其分组数据网络连接(PDN连接)发生改变。因为UE 在选定PGW建立PDN连接时，PGW会为UE分配IP地址。若PGW改 变，就必须为UE重新分配IP地址，而此时与先前PGW连接的业务 必然会发生中断。而RN的UE部分和普通UE的功能是相同的，因此 为RN服务的PGW也不能在PDN连接激活的过程中进行改变。

考虑到目前广泛应用的高速铁路，能够在高铁列车上应用RN 可以为UE提供更好的用户体验。并且因为RN本身相对于UE是一个 固定节点，因此UE的Uu链路上质量是稳定的。3GPP在R11中启动 了移动中继的研究。

但是，目前的Relay架构并不适合支持移动中继。如果不进行 任何增强，无法实现移动中继的移动性功能。因此要考虑移动中继 的实现方法。

目前有技术提出将RN的SGW和PGW分开，RN’s PGW仍然保留 在最先的DeNB中，而RN’s SGW随着RN的切换始终位于RN接入的 DeNB中。

该方法虽然解决了RN移动时PGW不能改变的问题，但是随着 RN移动得越来越远，数据平面的路径将越来越长。因此仅用此方 法并不能解决R10架构下RN的移动性问题。

发明内容

本发明提供了一种移动中继的多分组数据网连接建立的方法， 利用了EPC中对UE支持多PDN连接的概念，并将其应用到移动中继 的实现中。由此，RN在移动过程中可以不进行PGW的重定位，并 且能够随着RN的移动，仍然选择最合适(最近)的PGW为RN提供 服务，由此保证了用户的业务体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种移动中继的多分组数据网连接的建立方法， 该方法包括：

当中继节点由一个跟踪区进入另一个跟踪区，发起跟踪区更新 过程时，移动性管理实体MME根据判断依据信息决定所述中继节 点是否需要建立新的分组数据网PDN连接；

当决定需要建立新的PDN连接时，所述MME在所述跟踪区更 新过程中的跟踪区更新接受消息中增加一个参数，指示所述中继节 点发起新的PDN连接建立过程；

所述中继节点接收到所述跟踪区更新接受消息后，发起PDN连 接建立过程，建立基于当前施主基站的PGW的新的PDN连接。

在上述方法中，所述判断依据信息包括：所述MME中记录的 中继节点的PGW信息和网络拓扑信息。

在上述方法中，所述移动性管理实体MME根据判断依据信息 决定中继节点是否需要建立新的PDN连接包括：

当所述中继节点由一个跟踪区进入另一个跟踪区，发起跟踪区 更新过程时，所述MME根据记录的中继节点的PGW的信息，判断 所述中继节点当前的位置与当前服务于所述中继节点的PGW的距 离；

当所述中继节点当前的位置与当前服务于所述中继节点的 PGW的距离满足预置条件时，所述MME指示所述中继节点发起新 的PDN连接建立过程。

在上述方法中，所述跟踪区更新过程具体包括：

当中继节点由一个跟踪区进入另一个跟踪区时，向MME发起 跟踪区更新请求；

所述MME向所述中继节点的服务网关SGW发送创建会话请 求；

所述中继节点的SGW向当前服务于中继节点的PGW发送修改 承载请求；

所述PGW向所述SGW发送修改承载响应；

所述SGW向所述MME发送创建会话响应；

当所述MME根据判断依据信息决定所述中继节点需要建立新 的PDN连接时，在跟踪区更新接受消息中增加一个参数，指示所述 中继节点应建立新的PDN连接；

所述中继节点接收到所述跟踪区更新接受消息后，发起PDN连 接建立过程，建立基于当前施主基站的PGW的新的PDN连接。

本发明还公开了一种移动中继的多分组数据网连接的实现系 统，该系统包括：

MME，用于在中继节点由一个跟踪区进入另一个跟踪区，发 起跟踪区更新过程时，根据判断依据信息决定RN是否需要建立新 的PDN连接，当决定需要建立新的PDN连接时，在跟踪区更新接受 消息中增加一个参数，指示所述中继节点应建立新的PDN连接；

RN，用于接收到所述MME的所述跟踪区更新接受消息并确定 所述MME指示其应建立新的PDN连接后，发起PDN连接建立过程， 建立基于当前施主基站的PGW的新的PDN连接。

在上述系统中，该MME包括存储模块，更新请求接收模块和 指示连接建立模块；

其中，存储模块，用于保存判断依据信息；

更新请求接收模块，用于接收RN发送的跟踪区更新请求，并 且当接收到所述RN发送的跟踪区更新请求时，根据所述存储模块 中判断依据信息，判断所述RN是否需要建立新的PDN连接；

指示连接建立模块：用于当所述更新请求接收模块确定所述 RN需要建立新的PDN连接时，在跟踪区更新接受消息中增加一个 参数，指示所述RN发起新的PDN连接建立过程；

其中，所述判断依据信息包括：RN的PGW信息和网络拓扑信 息。

在上述系统中的MME，所述更新请求接收模块，用于根据所 述存储模块中判断依据信息，判断所述中继节点当前的位置与当前 服务于所述中继节点的PGW的距离；当所述中继节点当前的位置与 当前服务于所述中继节点的PGW的距离满足预置条件时，所述指示 连接建立模块指示所述中继节点应建立新的PDN连接。

在上述系统中的RN，该RN包括：消息接收模块，消息判断模 块和PDN连接建立模块；

其中，消息接收模块，用于接收来自MME的跟踪区更新接受 消息；

消息判断模块，用于根据所述消息接收模块接收到的跟踪区更 新接收消息，判断所述MME是否指示所述RN应建立新的PDN连接；

PDN连接建立模块，用于当所述消息判断模块确定所述MME 指示所述RN应建立新的PDN连接时，发起新的PDN连接建立过程， 建立基于当前施主基站中的PGW的PDN连接。

在上述系统中的RN，所述消息判断模块，用于当判断出所述 跟踪区更新接受消息中增加了一个参数，且该参数指示所述RN应 建立新的PDN连接时，则确定MME指示所述RN应发起新的PDN连 接。

由上述可见，本发明提供了一种移动中继的多分组数据网连接 建立的方法及实现系统，利用了EPC中对UE支持多PDN连接的概 念，并将其应用到移动中继的实现中。当RN跨越TA边界发起TAU 过程时，MME可根据记录的RN的PGW的信息，判断RN当前的位置 与前一个PGW的距离，从而决定是否告知RN发起新的PDN连接的 建立。由此，RN在移动过程中可以不进行PGW的重定位，并且能 够随着RN的移动，仍然选择最合适(最近)的PGW为RN提供服务， 由此，解决了RN发起新的PDN连接建立问题，保证了用户的业务 体验。

附图说明

图1是本发明实施例中增强跟踪区更新过程触发分组数据网连 接建立示意图；

图2是本发明实施例中一种移动中继的多分组数据网连接的实 现系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附 图和具体实施例对本发明进行详细描述。

考虑到当前规范的限制，在一个或多个跟踪区TA范围内不更 改RN’s PGW是可能的。

为解决RN发起新的PDN连接建立问题，为RN服务的MME应该 知道附近的网络部署，即每个TA的大小。当中继节点由一个跟踪 区进入另一个跟踪区，发起跟踪区更新过程时，移动性管理实体 MME根据判断依据信息决定该中继节点是否需要建立新的分组数 据网PDN连接，当决定需要建立新的PDN连接时，该MME在跟踪区 更新过程中的跟踪区更新接受消息中增加一个参数，指示所述中继 节点发起新的PDN连接建立过程，该中继节点接收到上述跟踪区更 新接受消息后，发起PDN连接建立过程，建立基于当前施主基站的 PGW的新的PDN连接。

其中，判断依据信息包括：该MME中记录的中继节点的PGW 信息和网络拓扑信息。而MME具体如何根据判断依据信息决定中 继节点是否需要建立新的PDN连接，可以采用以下方式，但不限于 以下方式：

1)当所述中继节点由一个跟踪区进入另一个跟踪区，发起跟 踪区更新过程时，MME根据记录的中继节点的PGW的信息，判断 所述中继节点当前的位置与当前服务于该中继节点的PGW的距离；

2)当中继节点当前的位置与当前服务于该中继节点的PGW的 距离满足预置条件时，则MME指示该中继节点发起新的PDN连接 建立过程。

因为在网络拓扑构架时，一般都是根据地理位置确定基站是否 由同一个MME提供服务，或MME是否属于同一个移动性管理实体 池MME Pool，因此，上述的距离可以指其地理位置，可以说是在 网络拓扑中的位置，是否属于同一个MME或同一个MME Pool，上 述预置条件的具体设置可以根据实际应用确定。例如可以通过判断 RN位于施主基站DeNB2与当前服务于该中继节点的PGW位于的施 主基站DeNB1是否由同一个MME Pool/SGW Pool提供服务，是则表 示不满足预置条件；当DeNB1和DeNB2由两个不同的MME Pool中 的MME提供服务，且为目标施主基站DeNB2提供服务的MME决定 选择新的PGW为所述中继节点服务，则确定满足预置条件。

图1是本发明实施例中增强跟踪区更新过程触发分组数据网连 接建立示意图，如图1所示。该方法具体步骤包括：

101，当中继节点由一个跟踪区进入另一个跟踪区时，向MME 发起跟踪区更新请求。

102，该MME向所述中继节点的SGW发送创建会话请求。

103，中继节点的SGW向当前服务于中继节点的PGW发送修改 承载请求。

104，所述PGW向所述SGW发送修改承载响应，即，原分组数 据网络网关向该服务网关发送修改承载响应。

105，所述SGW向所述MME发送创建会话响应。

106，当所述MME根据判断依据信息决定所述中继节点需要建 立新的PDN连接时，在跟踪区更新接受消息中增加一个参数，指示 所述中继节点应建立新的PDN连接。也就是说，即，RN的MME认 为现在RN离上一个PGW已经足够远，可创建新的PDN连接用于较 近的路由，在TA更新接受消息中增加一个参数，指示RN应发起建 立新的PDN连接(即消息中的New PDN Connection Request)。其中， 该参数不需要具体取值。如0代表FALSE，1代表TRUE。

107，中继节点接收到该跟踪区更新接受消息后，发起PDN连 接建立过程，建立基于当前施主基站的PGW的新的PDN连接，其中， 收到该跟踪区更新接受消息是指收到带有指示的跟踪区更新接受 消息。

图2是本发明实施例中一种移动中继的多分组数据网连接的实 现系统的结构图，如图2所述，该系统包括：

MME，用于在中继节点由一个跟踪区进入另一个跟踪区，发 起跟踪区更新过程时，根据判断依据信息决定RN是否需要建立新 的PDN连接，当决定需要建立新的PDN连接时，在跟踪区更新接受 消息中增加一个参数，指示所述中继节点应建立新的PDN连接；

RN，用于接收到所述MME的所述跟踪区更新接受消息并确定 所述MME指示其应建立新的PDN连接后，发起PDN连接建立过程， 建立基于当前施主基站的PGW的新的PDN连接。

其中，该MME又具体包括存储模块201，更新请求接收模块202 和指示连接建立模块203；

存储模块201，用于保存判断依据信息；

更新请求接收模块202，用于接收RN发送的跟踪区更新请求， 并且当接收到所述RN发送的跟踪区更新请求时，根据所述存储模 块中判断依据信息，判断所述RN是否需要建立新的PDN连接。首 先，根据所述存储模块201中判断依据信息，判断所述中继节点当 前的位置与当前服务于所述中继节点的PGW的距离；当所述中继节 点当前的位置与当前服务于所述中继节点的PGW的距离满足预置 条件时，所述指示连接建立模块203指示所述中继节点应建立新的 PDN连接。

指示连接建立模块203：用于当所述更新请求接收模块确定所 述RN需要建立新的PDN连接时，在跟踪区更新接受消息中增加一 个参数，指示所述RN发起新的PDN连接建立过程；

上述的判断依据信息包括：RN的PGW信息。

该系统中的RN又具体包括：消息接收模块301，消息判断模块 302和PDN建立模块303；

其中，消息接收模块301，用于接收来自MME的跟踪区更新接 受消息；

消息判断模块302，用于根据所述消息接收模块301接收到的跟 踪区更新接收消息，判断所述MME是否指示所述RN应建立新的 PDN连接。当判断出所述跟踪区更新接受消息中增加了一个参数， 且该参数指示所述RN应建立新的PDN连接时，则确定MME指示所 述RN应发起新的PDN连接；

PDN建立模块303，用于当所述消息判断模块302确定所述 MME指示所述RN应建立新的PDN连接时，发起新的PDN连接建立 过程，建立基于当前施主基站中的PGW的PDN连接。

综上所述，本发明提供了一种移动中继的多分组数据网连接建 立的方法及实现系统，其利用了EPC中对UE支持多PDN连接的概 念，并将其应用到移动中继的实现中。当RN跨越TA边界发起TAU 过程时，MME可根据记录的RN的PGW的信息和网络拓扑信息，判 断RN当前的位置与前一个PGW的距离，从而决定是否告知RN发起 新的PDN连接的建立。由此，RN在移动过程中可以不进行PGW的 重定位，并且能够随着RN的移动，仍然选择最合适(最近)的PGW 为RN提供服务，由此，解决了RN发起新的PDN连接建立问题，保 证了用户的业务体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发 明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、 改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。