CN100484290C - 一种业务接入中实现pdp地址分配的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于移动通信领域，提供了一种业务接入中实现PDP地址分配的方法，所述方法包括下述步骤：A.用户设备在附着过程中将支持的IP地址能力信息携带给核心网；B.核心网根据所述IP地址能力信息以及用户签约数据中的地址信息为用户设备分配相应IP地址类型的PDP地址。本发明中，核心网根据UE在附着过程中提供的IP地址能力信息和用户签约数据中的地址信息向UE分配相应IP地址类型的PDP地址，能够提高UE的激活成功率，对用户要求低，从而提高了用户的服务满意度。
Description
技术领域
本发明属于移动通信领域，尤其涉及在用户设备业务接入过程中，向用户设备分配PDP地址的方法以及一种用户附着的实现方法。
背景技术
现有GPRS(General Package Radio Service，通用分组无线业务)/UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信***)网络结构如图1所示，采用了与第二代移动通信***类似的结构，包括UMTS(UniversalMobile Telecommunications System，通用移动通信***)陆地无线接入网(UMTSTerritorial Radio Access Network，UTRAN)、GSM/EDGE无线接入网(GSM/EDGE Radio Access Network，GERAN)、核心网(Core Network，CN)以及用户终端(User Equipment，UE)。其中，GERAN/UTRAN用于实现所有与无线有关的功能，而CN处理GPRS/UMTS***内所有的话音呼叫和数据连接，并用于实现与外部网络的交换和路由的功能。CN从逻辑上分为电路交换域(Circuit Switched Domain，CS)和分组交换域(Packet Switched Domain，PS)，分别支持话音和数据业务。
CS域包括移动交换中心服务器(MSC-Server)，媒体网关(MGW)和网关移动业务交换中心服务器(GMSC-Server)等节点。其中，MSC-Server用于传输CS域的控制面数据，实现移动性管理、呼叫控制以及鉴权加密等功能，GMSC-Server用于实现GMSC的呼叫控制和移动性控制的控制面功能，MGW用于实现用户面数据的传输；
PS域包括服务通用分组无线业务支持节点(SGSN)以及网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)等节点。其中，GGSN主要负责和外部网络进行接口，同时，GGSN还负责实现用户面数据的传输。SGSN在PS域中的位置和CS域的MSC Server类似，其核心功能是实现路由转发、移动性管理、会话管理以及用户信息存储等功能。
归属位置寄存器(Home Location Register，HLR)用于存储用户签约信息，CS和PS域都使用这个设备。
3GPP(Third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)为了增强未来网络的竞争能力，目前正在研究一种演进的3GPP网络***，对于核心网络来说，网络演进的原则主要有如下几点：
1.下一代网络只存在PS域，不存在CS域。现有的CS域的业务将通过分组域接入IMS(IP Multimedia Core Network Subsystem，IP多媒体核心网络子***)实现；
2.网络采用全IP(Internet Protocol，网际协议)网络架构；
3.支持非3GPP网络(Non 3GPP IP Access)的接入，支持用户在演进网络和非3GPP网络之间的漫游和切换；
4.简化网络架构，减少网络结点的层次，减少数据传输的时延；
5.简化用户业务连接建立信令流程，降低业务连接的时延。
一种演进分组核心网络架构如图2所示，包括移动性管理实体(MobilityManagement Entity，MME)、用户面实体(User Plane Entity，UPE)以及不同接入***之间的用户面锚点(Inter Access System Anchor，Inter AS Anchor)三个逻辑功能实体。其中，MME负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识等，对应于当前GPRS/UMTS***内部SGSN的控制平面部分；UPE负责空闲状态下为下行数据发起寻呼，管理保存IP承载参数和网络内路由信息等，对应于当前GPRS/UMTS***内部SGSN和GGSN的数据平面部分；Inter AS Anchor则充当不同接入***间的用户面锚点。计费和策略控制模块(Policy and Charging Rule Function，PCRF)用于计费和策略控制。归属网络服务器(Home Subscriber Server，HSS)用于存储用户签约信息。
图3示出了3GPP TS 23.060中用户激活的实现流程：
1.UE发送激活分组数据协议(Packet Data Protocol，PDP)上下文请求消息(Activate PDP Context Request)到SGSN；
2.SGSN验证UE发送的激活PDP上下文请求消息的合法性，这个验证根据UE和PDP上下文签约数据中提供的PDP类型(可选)、PDP地址(可选)和APN(可选)来确定，如果请求消息合法，则发送创建PDP上下文请求消息(Create PDP Context Request)给GGSN；
3.GGSN回创建PDP上下文响应消息(Create PDP Context Response)给SGSN；
4.SGSN发送更新PDP上下文请求消息(Update PDP Context Request)给GGSN；
5.GGSN回更新PDP上下文响应消息(Update PDP Context Response)给SGSN；
6.SGSN发送激活PDP上下文接受消息(Activate PDP Context Accept)给UE。
按照3GPP TS 24.008协议规定，UE发送的激活PDP上下文请求消息中，PDP类型可以设置为IPv4、IPv6或者不设置。对于原有网络来说，由于只支持IPv4，所以不需要作特别处理。当引入IPv6后，则UE可能有只支持IPv4的UE以及支持IPv6和IPv4双堆栈的UE两种类型。
假设SGSN、GGSN设备都支持IPv4、IPv6，则对于只支持IPv4的UE，在激活时如果UE未携带PDP类型，但是签约数据中的PDP类型为IPv6，则在激活流程中由于SGSN、GGSN不知道UE的IP地址能力，所以激活流程成功，分配一个IPv6类型的PDP地址给UE，但是UE不支持这个IP地址类型，所以UE收到激活接受消息后处理会存在异常。
对于支持IPv4和IPv6双堆栈的UE，在激活时如果UE指定的PDP类型为IPv4，但是签约数据中的PDP类型为IPv6，或者UE指定的PDP类型为IPv6，但是签约数据中的PDP类型为IPv4，按照现有的协议流程处理，都是激活失败，失败的原因值为“unknown PDP address or PDP type”。在实际运行时，对于双堆栈的UE，用户往往可能不知道自己所使用的业务IP地址类型，所以设置时可能存在错误，导致激活请求消息的PDP类型设置错误，从而造成激活失败，大大降低了激活的成功率，而且需要用户知道自己所使用的业务IP地址类型，对用户的要求比较高。
图4示出了标准TR23.882中用户附着的实现流程：
1.UE向演进接入网(Evolved RAN)发送网络发现和接入***选择消息(Network Discovery and Access System Selection)，选择网络和接入***；
2.UE发送附着请求消息(Attach Request)到MME/UPE；
3.如果附着请求消息中携带旧侧的注册信息，则MME/UPE发送原注册信息(Send old registration information)到旧侧MME/UPE获取用户的信息；
4.旧侧MME/UPE发送用户信息(Send user information)；
5.新侧MME/UPE对UE进行鉴权(Authentication)；
6.将新侧MME/UPE注册到HSS中(Register MME/UPE)；
7.在旧侧MME/UPE删除UE的注册信息(Delete UE registrationinformation)；
8.HSS证实新侧MME/UPE的注册(Confirm Registration)；
9.MME/UPE选择一个Inter AS Anchor(Selection of Intersystem MobilityAnchor GW)；
10.Inter AS Anchor使用UE的分配IP地址进行IP层配置，UE和Inter ASAnchor间的用户平面被建立，缺省的计费和策略规则被使用(User Plane RouteConfiguration)；
11.MME/UPE和演进接入网之间配置缺省的IP接入承载所使用的QoS(Configure IP Bearer QoS)；
12.MME/UPE接受UE的附着请求(Attach Accept)，并分配UE的临时标识；
13.UE确认附着成功(Attach Confirm)。
在上述过程中，对于演进网络来说，UE在附着时建立缺省的IP承载，所以UE在附着的流程中演进分组核心网络就需要向UE分配缺省的PDP地址，但是现有流程中演进分组核心网络不知道UE的IP地址能力，所以无法确定向UE分配的PDP地址是IPv4地址还是IPv6地址，降低了UE激活的成功率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种业务接入中实现PDP地址分配的方法，旨在解决现有技术中存在的由于核心网缺乏UE所支持的IP地址类型能力信息，难以为UE分配准确的PDP地址，降低了UE激活成功率的问题。
本发明的另一目的在于提供一种用户附着的实现方法。
本发明是这样实现的，一种业务接入中实现PDP地址分配的方法，所述方法包括下述步骤：
A.用户设备在附着过程中将支持的IP地址能力信息携带给核心网；
B.核心网根据所述IP地址能力信息以及用户签约数据中的地址信息为用户设备分配相应IP地址类型的PDP地址。
所述步骤A包括下述步骤：
A1.用户设备向核心网发送附着请求消息，所述附着请求消息中携带有用户设备支持的IP地址能力信息；
A2.核心网将所述附着请求消息中携带的用户设备支持的IP地址能力信息保存到用户上下文中。
所述用户设备支持的IP地址能力信息通过附着请求消息中的移动台网络能力信元MS network capability携带。
所述步骤B包括下述步骤：
B1.用户设备向核心网发送激活PDP上下文请求消息；
B2.核心网根据用户设备在附着请求消息携带的IP地址能力信息和用户签约数据中的地址信息向用户设备分配相应IP地址类型的PDP地址；
B3.核心网向用户设备发送激活PDP上下文接受消息，所述激活PDP上下文接受消息中携带有向用户设备分配相应IP地址类型的PDP地址信息；
B4.用户设备根据所述激活PDP上下文接受消息中携带的相应IP地址类型的PDP地址信息修改PDP上下文。
在所述步骤B2中，如果用户设备只支持IPv4，且激活请求消息中未设置PDP类型，用户签约数据中的PDP类型为IPv6，则核心网拒绝用户设备的激活请求。
在所述步骤B2中，如果用户设备支持IPv4和IPv6，且激活请求消息中未设置PDP类型，用户签约数据中的PDP类型为IPv4和IPv6，则核心网向用户设备分配缺省的IP地址类型PDP地址。
在所述步骤B2中，如果用户设备支持IPv4和IPv6，且激活请求消息中PDP类型设置为IPv4，用户签约数据中的PDP类型为IPv6，则核心网向用户设备分配IPv6地址类型的PDP地址。
在所述步骤B2中，如果用户设备支持IPv4和IPv6，且激活请求消息中PDP类型设置为IPv6，用户签约数据中的PDP类型为IPv4，则核心网向用户设备分配IPv4地址类型的PDP地址。
本发明中，核心网根据UE在附着过程中提供的IP地址能力信息和用户签约数据中的地址信息向UE分配相应IP地址类型的PDP地址，能够提高UE的激活成功率，对用户要求低，从而提高了用户的服务满意度。
附图说明
图1是现有GPRS/UMTS的网络结构图；
图2是演进分组核心网络架构图；
图3是现有技术中在3GPP网络中用户激活的实现流程图；
图4是现有技术在演进核心网中演进核心网中用户附着的实现流程图；
图5是本发明中在3GPP网络中用户附着的实现流程图；
图6是本发明中在3GPP网络中用户激活的实现流程图；
图7是本发明在演进核心网中用户附着的实现流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明在UE附着的过程中将UE的IP地址能力信息携带给核心网，核心网在给UE分配PDP地址时判断UE的IP地址能力信息，分配相应IP地址类型的PDP地址。
在本发明的第一实施例中，描述了在3GPP网络中本发明的实现过程。
图5示出了本发明中3GPP网络中用户附着的实现流程：
1.UE向SGSN发起附着请求消息(Attach Request)，在附着请求消息的MS网络能力(MS network capability)信元中UE携带自己支持的IP地址能力信息给SGSN；
以下为本发明在附着请求消息中携带UE支持的IP地址能力信息的MSnetwork capability信元的示例结构，其中在信元中增加了IP能力(IP capability)参数，其可选的取值有：
(1)MS仅支持Ipv4(Mobile station support IPv4 only)；
(2)MS仅支持Ipv6(Mobile station support IPv6 only)；
(3)MS仅支持Ipv4和Ipv6(Mobile station support IPv4 and IPv6)
(4)保留(Reserved)
2.UE、SGSN和HLR之间进行鉴权(Authentication)；
3.SGSN向HLR发起位置更新请求消息(Update Location)；
4.HLR向SGSN发送***用户数据请求消息(Insert Subscriber Data)；
5.SGSN向HLR返回***用户数据确认消息(Insert Subscriber Data Ack)；
6.HLR向SGSN返回位置更新确认消息(Update Location Ack)；
7.SGSN向UE发送附着接受消息(Attach Accept)，SGSN将UE支持的IP地址能力信息保存到用户上下文中，该操作也可以在前面的步骤中实现，本发明中对此不做限制。
8.UE向MME/UPE发送附着完成消息(Attach Complete)。
图6示出了本发明中3GPP网络中用户激活的实现流程：
1.UE发送激活PDP上下文请求消息(Activate PDP Context Request)到SGSN；
2.SGSN验证UE发送的激活PDP上下文请求消息的合法性，这个验证根据UE和PDP上下文签约数据中提供的PDP类型(可选)、PDP地址(可选)和APN(可选)和用户上下文中保存的UE IP地址能力信息来确定。如果请求消息合法，则发送创建PDP上下文请求消息(Create PDP Context Request)给GGSN，消息中将UE的IP地址能力信息携带给GGSN；
3.GGSN回创建PDP上下文响应消息(Create PDP Context Response)给SGSN，如果GGSN分配IP地址给UE时则GGSN根据UE的IP地址能力信息分配相应IP地址类型的PDP地址；
4.SGSN发送更新PDP上下文请求消息(Update PDP Context Request)给GGSN；
5.GGSN回更新PDP上下文响应消息(Update PDP Context Response)给SGSN；
6.SGSN发送激活PDP上下文接受消息(Activate PDP Context Accept)给UE。
7.UE在收到激活PDP上下文接受消息后根据激活接受消息中携带的PDP类型和PDP地址修改自己的PDP上下文。
在上述过程中，对于只支持IPv4的UE，如果其激活请求消息中PDP类型未设置，其签约数据中的PDP类型为IPv6，则核心网直接拒绝UE的激活请求消息，原因值为“unknown PDP address or PDP type”；
对于支持IPv4和IPv6的UE，如果其激活请求消息中PDP类型未设置，其签约数据中的PDP类型为IPv4、IPv6，则核心网分配缺省的IP地址类型PDP地址给UE，缺省的IP地址类型由核心网内部和运营商等确定；
对于支持IPv4和IPv6的UE，如果其激活请求消息中PDP类型设置为IPv4，其签约数据中的PDP类型为IPv6，则核心网不拒绝UE的激活请求，分配IPv6地址类型的PDP地址给UE；
对于支持IPv4和IPv6的UE，如果其激活请求消息中PDP类型设置为IPv6，其签约数据中的PDP类型为IPv4，则核心网不拒绝UE的激活请求，分配IPv4地址类型的PDP地址给UE。
在本发明的第一实施例中，描述了在演进核心网中本发明的实现过程。
图7示出了本发明在演进核心网中用户附着的实现流程：
1.UE向演进接入网(Evolved RAN)发送网络发现和接入***选择消息(Network Discoveryand Access System Selection)，选择网络和接入***；
2.UE发送附着请求消息(Attach Request)到MME/UPE，在附着请求消息的MS network capability信元中UE携带自己支持的IP地址能力信息给演进分组核心网络，MS network capability信元的示例结构如上所述，不再赘述；
3.如果附着请求消息中携带旧侧的注册信息，则MME/UPE发送原注册信息(Send old registration information)到旧侧MME/UPE获取用户的信息。同时演进分组核心网络将UE的IP地址能力信息保存到用户上下文中；
4.旧侧MME/UPE发送用户信息(Send user information)；
5.新侧MME/UPE对UE进行鉴权(Authentication)；
6.将新侧MME/UPE注册到HSS中(Register MME/UPE)；
7.在旧侧MME/UPE删除UE的注册信息(Delete UE registrationinformation)；
8.HSS证实新侧MME/UPE的注册(Confirm Registration)；
9.MME/UPE选择一个Inter AS Anchor(Selection of Intersystem MobilityAnchor GW)；
10.演进分组核心网络根据UE的IP地址能力信息以及用户签约的PDP类型，确定UE的PDP地址，具体实现如上所述，不再赘述。
Inter AS Anchor使用UE的分配IP地址进行IP层配置，UE和Inter ASAnchor间的用户平面被建立，缺省的计费和策略规则被使用；
11.MME/UPE和演进接入网之间配置缺省的IP接入承载所使用的QoS(Configure IP Bearer QoS)；
12.MME/UPE接受UE的附着请求(Attach Accept)，并分配UE的临时标识，携带分配给UE的PDP类型和PDP地址，UE收到附着接受消息后将消息中携带的PDP类型和PDP地址保存到自己的上下文中。
13.UE确认附着成功(Attach Confirm)。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
A.用户设备在附着过程中将支持的IP地址能力信息携带给核心网；
B.核心网根据所述IP地址能力信息以及用户签约数据中的地址信息为用户设备分配相应IP地址类型的PDP地址。
2、如权利要求1所述的业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，所述步骤A包括下述步骤：
A1.用户设备向核心网发送附着请求消息，所述附着请求消息中携带有用户设备支持的IP地址能力信息；
A2.核心网将所述附着请求消息中携带的用户设备支持的IP地址能力信息保存到用户上下文中。
3、如权利要求1或2所述的业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，所述用户设备支持的IP地址能力信息通过附着请求消息中的移动台网络能力信元MS network capability携带。
4、如权利要求1所述的业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，所述步骤B包括下述步骤：
B1.用户设备向核心网发送激活PDP上下文请求消息；
B2.核心网根据用户设备在附着请求消息携带的IP地址能力信息和用户签约数据中的地址信息向用户设备分配相应IP地址类型的PDP地址；
B3.核心网向用户设备发送激活PDP上下文接受消息，所述激活PDP上下文接受消息中携带有向用户设备分配相应IP地址类型的PDP地址信息；
B4.用户设备根据所述激活PDP上下文接受消息中携带的相应IP地址类型的PDP地址信息修改PDP上下文。
5、如权利要求4所述的业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，在所述步骤B2中，如果用户设备只支持IPv4，且激活请求消息中未设置PDP类型，用户签约数据中的PDP类型为IPv6，则核心网拒绝用户设备的激活请求。
6、如权利要求4所述的业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，在所述步骤B2中，如果用户设备支持IPv4和IPv6，且激活请求消息中未设置PDP类型，用户签约数据中的PDP类型为IPv4和IPv6，则核心网向用户设备分配缺省的IP地址类型PDP地址。
7、如权利要求4所述的业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，在所述步骤B2中，如果用户设备支持IPv4和IPv6，且激活请求消息中PDP类型设置为IPv4，用户签约数据中的PDP类型为IPv6，则核心网向用户设备分配IPv6地址类型的PDP地址。
8、如权利要求4所述的业务接入中实现PDP地址分配的方法，其特征在于，在所述步骤B2中，如果用户设备支持IPv4和IPv6，且激活请求消息中PDP类型设置为IPv6，用户签约数据中的PDP类型为IPv4，则核心网向用户设备分配IPv4地址类型的PDP地址。
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