一种TD-LTE系统中多核心网接入选择方法

摘要

本申请公开了一种TD-LTE系统中多核心网接入选择方法，包括：A、终端发起无线接入过程接入基站，在终端发送至基站的RRC连接建立完成信令中携带从全局唯一临时标识GUTI配置指示中导出的对应全局唯一MME标识GUMMEI配置指示；B、基站根据接收到的RRC连接建立完成信令中携带的GUMMEI配置指示，基站选择合适的核心网，将该终端接入所选择的核心网。通过应用本申请技术方案，能够使终端通过共享接入网自适应接入对应的核心网，有效避免在终端布网时的人工操作和复杂的配置操作。

说明书

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种TD-LTE系统中多核心网接入选择 方法。

背景技术

随着移动通信技术和网络架构扁平化的发展，以及多种高速宽带可移动无线接入 技术的不断涌现，为了保证第三代移动通讯伙伴计划（3GPP，3rd Generation  Partnership Project）的竞争力并考虑演进的无线通信系统能够以更低的成本和更短的 传输延时，提供更高的传输速率，同时支持3GPP内部接入系统之间的移动性以及3GPP 接入系统和非3GPP接入系统之间的移动性，提高3GPP系统能力和性能，降低成本， 3GPP提出了长期演进（LTE，Long Term Evolution）/系统架构演进（SAE，System  Architecture Evolution）的下一代通信技术和架构理念。SAE作为GPRS核心网络的演 进，具有简化架构，全IP化网络的特点，对更高吞吐量和更低等待时间的3GPP无线 接入网络（RAN，Radio Access Network）和非3GPP系统接入提供支持。

基于TD-LTE的系统通常由终端、基站、核心网和业务网络四部分构成。在组网 中，单一的系统往往无法满足对于运营商公用网络或者国家机关、大型集团等行业用 户的组网要求。此时需要部署多个单一系统构成的大型通信系统，为用户提供大范围 的业务服务。大型通信系统往往包括多个基站，多个核心网和多个业务网络，之间的 对应关系可以使一对一，一对多或多对一，多对多。

由于无线通信网络的建设成本昂贵，大部分运营商和行业用户更倾向于通过网络 共享的方式节省成本，即不同的移动运营商和行业用户共享通信网络的无线接入网， 来实现通信网络初始阶段降低成本的解决方案。同时，随着行业用户的不断增加，运 营商和行业专网用户也倾向于建设自己独立的核心网和与核心网相连接的外部各种业 务网，以提供各自的特色化业务。这就导致在通信网络中存在共享的无线接入网和相 互独立的多套核心网和业务网，不同的用户终端或者行业终端通过共享的接入网接入 各自对应的核心网和业务网，来获取业务服务。

由于共享接入网是运营商之间以及服务提供商之间的协议，应对终端透明。即， 终端不应预先置入区别不同运营商或者服务提供商的信息，而是在终端通过共享的无 线接入网接入核心网和业务网之后，动态锁定所接入的核心网和业务网信息。这种动 态确定的方式，在终端趋于同质化的情况下，更符合行业生产和应用的需要。

在3GPP的TD-LTE标准中，基站根据核心网与基站的网络拓扑结构结合不同核 心网的负载进行核心网选择决策。即，基站会根据核心网与基站的网络拓扑结构，选 择合适位置的核心网，减少终端在移动过程中更换核心网络的概率；同时，基站会根 据获取的核心网的网络负载，进行网络负载均衡，选择负载较轻的核心网。

LTE标准所提供的多核心网接入选择方法，适合同一运营商或者同一行业中多核 心网的选择，其特点是针对同质化的多个核心网作出优化选择，有利于网络的合理化 运营。但是对于不同的移动运营商和行业用户共享无线接入网、各自部署独立的核心 网的情况，由于核心网的非同质化，则该方法不再适用。

除了标准中的做法，现有技术中的多核心网接入选择通常还有以下方法：

1.在基站中配置终端标识与核心网的对应关系，当终端接入基站时，终端携带终 端标识，基站根据配置的终端标识与核心网的对应关系，将该终端接入对应的核心网。

2.当终端在接入基站时，终端携带核心网标识，基站根据终端所携带的核心网标 识将该终端接入对应的核心网。

3.在基站中配置终端设备类型和核心网的对应关系，当终端在接入基站时，终端 携带终端设备类型，基站根据配置的终端设备类型和核心网的对应关系选择合适的核 心网，并将终端接入所选择的核心网。

对于在基站中配置终端标识和核心网对应关系的方法，由于终端分属不同运营商 和行业，而且终端分布范围为全网。所以，所有运营商和行业管理员均需要在全网基 站中配置全部终端信息，这将造成基站资源的严重浪费，增加基站设备的处理复杂度， 造成基站负荷增加。在终端信息变化时，运营商和行业管理员也需要通知全网基站进 行配置信息更新，实际可操作性差并容易导致出错。

对于终端携带核心网标识或者终端设备类型的方法，由于终端在出厂时无法获知 终端实际使用网络的信息，只有在实际部署到相应网络，才可通过附加硬件（如SIM 卡）或者进行配置信息二次升级方式来配置核心网信息或者终端设备类型。这样会增 加终端成本，增加终端布网以及后期维护的人工操作复杂性。

发明内容

本申请提供了一种TD-LTE系统中多核心网接入选择方法，能够使终端通过共享 接入网自适应接入对应的核心网，有效避免在终端布网时的人工操作和复杂的配置操 作。

本申请实施例提供的一种TD-LTE系统中多核心网接入选择方法，包括：

A、终端发起无线接入过程接入基站，在终端发送至基站的RRC连接建立完成信 令中携带从全局唯一临时标识GUTI配置指示中导出的对应全局唯一MME标识 GUMMEI配置指示；

B、基站根据接收到的RRC连接建立完成信令中携带的GUMMEI配置指示，基 站选择合适的核心网，将该终端接入所选择的核心网。

较佳地，步骤B之后进一步包括：

C、核心网查询用户签约服务器获取用户签约信息。根据获得的终端签约信息判 定是否允许终端接入，若允许接入，核心网通过向终端发送附着接受信令通知终端接 入成功，信令中携带“允许GUTI配置指示”；若拒绝接入，核心网通过向终端发送附 着拒绝信令通知终端接入失败，信令中携带“禁止GUTI配置指示”；

D、终端根据接收到信令中所携带的GUTI配置指示的种类，保存相应GUTI配置 指示。

较佳地，所述GUMMEI配置指示为“允许GUMMEI配置指示”，则步骤B所述 基站根据接收到的RRC连接建立完成信令中携带的GUMMEI配置指示，基站选择合 适的核心网为：基站根据GUMMEI配置指示选取对应的一个核心网，作为此次终端 接入的核心网。

较佳地，所述“允许GUMMEI配置指示”中被允许的GUMMEI的数目为一个或 多个。

较佳地，所述GUMMEI配置指示为“禁止GUMMEI配置指示”，则步骤B所述 基站根据接收到的RRC连接建立完成信令中携带的GUMMEI配置指示，基站选择合 适的核心网为：基站在除了“禁止GUMMEI配置指示”所对应的核心网之外随机选 取一个核心网，作为此次终端接入的核心网。

较佳地，所述“禁止GUMMEI配置指示”中被禁止的GUMMEI的数目为一个或 多个。

从以上技术方案可以看出，利用GUMMEI以及GUTI，通过终端、基站和核心网 之间的附着接入过程，在终端接入网络时进行自适应的核心网接入选择，从而有效解 决了在不同运营商和行业共享无线接入网而独立部署多核心网的TD-LTE系统中终端 接入选择的问题，降低网络部署中的人工配置工作。

附图说明

图1为根据本申请实施例方案实现多核心网选择的示意图；

图2为本申请实施例提供的多核心网接入选择实现方法流程示意图。

具体实施方式

本申请有效利用TD-LTE标准中终端和核心网之间使用的全局唯一临时标识 （GUTI，Globally Unique Temporary Identity，），以及终端和基站之间使用的全局唯一 MME标识（GUMMEI，Globally Unique MME Identifier），通过终端、基站和核心网 之间的附着接入过程，在终端接入网络时进行自适应的核心网接入选择。

为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实 施例对本申请技术方案进行详细阐述。

本申请所述终端通过无线接入过程准备接入TD-LTE系统中，当基站完成无 线资源控制（RRC）连接建立过程并收到终端的RRC连接建立完成信令时，首先 查找RRC连接建立完成信令中是否携带GUMMEI配置指示，包括“允许GUMMEI 配置指示”和“禁止GUMMEI配置指示”。然后基站根据该信息进行不同的处理， 如下：

（1）对于之前从未接入过系统的终端进行首次接入的情况，终端在RRC连 接建立完成信令中不携带任何GUMMEI配置指示，则基站根据本地所配置的核心 网，随机选择一个核心网，作为此次终端接入的核心网。

（2）对于终端非首次接入的情况，终端在RRC连接建立完成信令中携带“允 许GUMMEI配置指示”，则基站根据GUMMEI配置指示选取对应一个的核心网， 作为此次终端接入的核心网。“允许GUMMEI配置指示”中被允许的GUMMEI 可以有一个或多个。如果被允许的GUMMEI有多个，则基站从中随机选择一个。

（3）对于终端非首次接入的情况，终端在RRC连接建立完成信令中携带“禁 止GUMMEI配置指示”，则基站在除了“禁止GUMMEI配置指示”所对应的核 心网之外随机选取一个核心网，作为此次终端接入的核心网。“禁止GUMMEI配 置指示”中被禁止的GUMMEI可以有一个或多个。

基站选取核心网结束之后，则按照标准LTE接入过程，将终端接入对应核心 网络。核心网根据终端标识，查找用户签约服务器并根据获得的用户签约信息进 行不同的处理，如下：

（1）对于终端是此核心网所管理终端的情况，则核心网正常执行终端接入过 程，并向终端发送成功响应，完成终端的接入。其中，核心网通过附着接受信令， 通知终端此次接入成功，信令中携带“允许GUTI配置指示”。终端在接收到附着 接受信令后，将“允许GUTI配置指示”保存，并在之后的接入过程中从“允许 GUTI配置指示”中导出“允许GUMMEI配置指示”。

（2）对于终端不是此核心网所管理终端的情况，则核心网不再执行终端接入 过程，并向终端发送拒绝响应。其中，核心网通过附着拒绝信令，通知终端此次 接入失败，信令中携带“禁止GUTI配置指示”。终端在接收到附着拒绝信令后， 保存“禁止GUTI配置指示”，并在之后的接入过程中从“禁止GUTI配置指示” 中导出“禁止GUMMEI配置指示”。

图1为根据本申请实施例方案实现多核心网选择的示意图。其中，终端1向 基站发送的RRC连接建立完成信令中携带“允许GUMMEI1标识”，基站将终端 1接入GUMMEI1对应的核心网1；终端2向基站发送的RRC连接建立完成信令 中携带“禁止GUMMEI1和GUMMEI3标识”，基站在核心网1和核心网3之外 选择核心网2，将终端2接入核心网2；终端3向基站发送的RRC连接建立完成 信令中不携带任何GUMMEI配置指示，基站随机选择核心网3，将终端3接入核 心网3。

通过对上述“允许GUTI配置指示/允许GUMMEI配置指示”以及“禁止GUTI 配置指示列表/禁止GUMMEI配置指示”的灵活控制，可以在多核心网的系统中， 根据需要完成终端对核心网的接入选择。对于从未成功接入核心网的终端，只需 要尝试几次接入，即可接入到终端所属的核心网。对于网络没有变化的情况，完 成一次成功接入的终端，后续只需携带“允许GUMMEI配置指示”即可再次成功 接入对应的核心网。对于网络发生变化的情况，则只需要再次进行上述选择过程， 即可完成终端选择接入更换的核心网。

基于上述介绍，为了进一步说明本申请的方案，图2为本申请实施例提供的 多核心网接入选择实现方法流程，包括如下步骤：

步骤201：终端发起无线接入过程接入基站，在终端发送至基站的RRC连接 建立完成信令中携带从GUTI配置指示中导出的对应GUMMEI配置指示。

终端需要从已经保存的GUTI配置指示中导出GUMMEI配置指示，对应“允 许GUMMEI配置指示”从“允许GUTI配置指示”中导出，“禁止GUMMEI配 置指示”从“禁止GUTI配置指示”中导出。终端在RRC连接建立完成信令中应 携带GUMMEI配置指示。

步骤202：基站根据接收到的RRC连接建立完成信令中携带的GUMMEI配置 指示，基站选择合适的核心网，将该终端接入所选择的核心网。根据具体GUMMEI 配置指示的不同，分别为步骤402a至步骤402c三种情况。

在步骤202a中基站随机选择核心网，在步骤202b中基站选择GUMMEI配置 指示对应的核心网，在步骤202c中基站在“禁止GUMMEI列表”之外的核心网 中随机选择核心网。

步骤203：核心网查询用户签约服务器获取用户签约信息。根据获得的终端签 约信息判定是否允许终端接入。对于可以获取用户签约信息的当前核心网所管理 终端，则核心网允许终端接入。对于允许接入的情形，依次执行步骤404a至步骤 405a，对于无法获取用户签约信息的非当前核心网所管理终端，则核心网拒绝终 端接入。对于拒绝接入的情形，依次执行步骤204b和205b。

在步骤204a中，核心网通过向终端发送附着接受信令通知终端接入成功，信 令中携带“允许GUTI配置指示”。在步骤204b中，核心网通过向终端发送附着 拒绝信令通知终端接入失败，信令中携带“禁止GUTI配置指示”。

在步骤205a和步骤205b中，终端根据信令中所携带的GUTI配置指示的种类， 保存相应GUTI配置指示，并在下次终端接入中使用。步骤205a以及205b的作用 是，终端在成功接入所属核心网之后，除非终端所接入的核心网需要做出改变， 否则终端不必再次进行选择过程，而是直接接入所属核心网。

通过以上的处理，终端可以在没有人工干预操作的情况下，自适应的选择接 入对应的核心网，有效解决了在不同运营商和行业共享无线接入网而独立部署多 核心网的TD-LTE系统中终端接入选择的问题，降低网络部署中的人工配置工作。

与传统的多核心网接入选择方法相比，本申请提出的方法，有效解决了在不同运 营商和行业共享无线接入网而独立部署多核心网的TD-LTE系统中终端接入选择问 题，同时有效减少终端布网时的人工干预操作，减少运营商和行业管理员对终端信息 的配置操作，避免因配置错误导致的网络问题。另外，本申请可自适应布网后终端信 息的变化，在运营商和行业管理员更改终端签约信息和所对应的核心网后，使用本申 请提出的方法可以使终端再次自适应选择所属核心网。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围， 凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本申请保护的范围之内。