CN101217809A - 不同网络协议间实现用户注册的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不同网络协议间实现用户注册的方法，包括：用户在拜访域网络发起网络附着请求，向用户归属域网络所属的归属用户服务器HSS注册的请求消息经至少一个互通功能IWF并进行网络协议转换后到达所述HSS；所述HSS接收到所述进行网络协议转换后请求消息，处理成功后向IWF返回注册响应消息，同时保存该用户注册信息；IWF接收到所述HSS的注册响应消息，若处理异常，则向所述HSS发送基于该HSS支持的网络协议定义的用户去活请求消息，请求HSS删除该用户的已注册的用户注册信息。本发明能够保证用户归属域网络注册信息的正确性。

Description

不同网络协议间实现用户注册的方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种移动通信***架构演进中在不同网络协议间实现用户注册的方法。

背景技术

随着新技术的不断涌现，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)在未来移动通信领域***架构演进中需要考虑通过从无线接口到核心网络的持续演进和增强，以在未来十年内保持自己在移动通信领域的技术先发优势，为运营商和用户不断增长的需求提供满意的支持。面向全IP的分组域核心网的演进项目(System Architecture Evolution，SAE)，现在更名为EPS(Evolved Packet System)正是在这样的背景下启动的。SAE的目标是“制定一个具有高数据率、低延迟、数据分组化、支持多种无线接入技术为特征的具有可移植性的3GPP***框架结构”。

SAE网络具有支持端到端的QoS(Quality of Service，服务质量)保证、全面分组化、支持多接入技术、增加对实时业务的支持、网络层次扁平化等特点。SAE网络进一步实现了控制面与用户面数据的分离，MME(MobilityManagement Entity，移动性管理实体)新增网元作为承接控制面用户数据的网络功能体，具有支持漫游、鉴权、承载管理等功能。MME与HSS(HomeSubscriber Server，归属用户服务器)之间的S6a接口，参见图1，提供了用户数据、鉴权数据的下载等。

目前标准组织经过讨论后明确S6a接口采用Diameter协议，但需要MME同时支持与不同阶段不同版本的HSS实现互通。

不同版本的HSS支持的接口协议也不相同，其中HSS类型，主要用于区分不同阶段不同版本的HSS/HLR(Home Location Register，归属位置寄存器)功能，表明了其支持的协议类型，定义了如下几种类型：

-Rel-8版本独立HLR：仅向Rel-8版本SGSN(Service GSN，服务GPRS支持节点，是核心网侧负责移动性管理的网元)和Rel-8版本GGSN(GatewayGSN，网关GPRS支持节点，是核心网侧负责接入到和发送出核心网的网元)提供基于MAP协议(指应用于IWF之间的Gr+接口协议)的Gr+接口；

-前Rel-8版本HSS/HLR：仅向前Rel-8版本SGSN和前Rel-8版本GGSN提供基于MAP协议的Gr接口；

-Rel-8版本HSS：主要指仅向MME提供基于Diameter协议的S6a接口。

如传统的运营商，其经营的HSS类型一般为前Rel-8版本HSS/HLR或Rel-8版本独立HLR，仅支持面向MAP的接口协议。对于运营商新部署的SAE网络，Rel-8版本的HSS可以支持面向Diameter的接口协议，但如果运营商间签署的漫游协议不支持Diameter协议，如支持MAP协议，此种场景下MME不能实现与HSS直接互通。标准组织引入了IWF(InterworkingFunction，互通功能)解决Diameter协议与MAP协议之间的映射，以便实现MME与不同类型的HSS互通，满足不同运营商的需求。

IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)  规定Diameter协议必须支持Diameter基础协议，也就是说，S6a接口协议也必须遵守Diameter基础协议定义的用户会话要求的客户机和服务器的状态机。Diameter用户会话规定服务器可以为会话维护状态，也可以不为会话维护状态。无论是否维护会话状态，Diameter用户会话状态机的工作机制与MAP用户会话状态机的工作机制有所区别。MAP用户会话状态机允许对等端在会话建立后，相互之间可以发起多次交互请求，即本端点在接收到对等端点的会话请求时，可以在会话建立期间再次向对等端点发送会话请求，当接收到对等端点的会话响应时再返回对等端点的会话响应。Diameter用户会话状态机不允许客户机在会话打开后接收来自服务器的请求，只能处理服务器的应答消息。

鉴于Diameter协议和MAP协议在用户会话状态机的差异导致用户注册流程不能实现完全映射。借助于MAP协议提供的会话状态机，当用户在拜访域网络注册时，其归属域网络可以实现与拜访域网络的能力信息协商。举一个例子，当用户归属域网络接收到用户注册请求消息时，向拜访域网络***用户数据，如果***用户数据失败则返回数据***失败，用户归属域网络禁止用户注册，向用户漫游的拜访域网络返回注册失败的响应消息。如果使用Diameter协议，用户归属域网络HSS在接收到用户注册请求消息时，只能返回注册响应消息，在返回成功的注册响应消息时即认为用户注册成功。

这种场景出现在用户归属域网络HSS支持Diameter协议，即HSS类型为Rel-8版本HSS。如果支持MAP协议的SGSN欲实现与HSS的互通，就必须经过IWF执行网络协议之间的转换，参见图2。如果运营商间签署了基于7号信令的漫游协议，则支持Diameter协议的MME与Rel-8版本HSS之间需要经过至少两个IWF互转，IWF之间提供基于MAP的接口协议，使用Gr+接口，参见图3。

综上所述，现有技术存在的问题是：

1、SGSN经IWF向仅支持Diameter协议的HSS发送用户注册消息，IWF接收到注册响应消息后如果处理失败无法及时通知用户归属域网络HSS，导致用户在SGSN和HSS的注册信息不一致；

2、MME和HSS同时支持Diameter协议，并基于Diameter协议接收和处理用户的注册消息，但运营商间签署了基于7号信令的漫游协议，仅允许使用MAP消息交互，MME需要间接经过IWF实现与HSS互通，IWF接收到注册响应消息后如果处理失败无法及时通知用户归属域网络HSS，也会导致用户在MME和HSS的注册信息不一致。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提出一种不同网络协议间实现用户注册的方法，克服现有技术中用户在拜访域网络经互通网关注册异常时，归属域网络与拜访域网络注册信息不一致的问题，保证归属域网络能够及时删除用户注册信息。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种不同网络协议间实现用户注册的方法，包括如下步骤：

(1)用户在拜访域网络发起网络附着请求，向用户归属域网络所属的归属用户服务器HSS注册的请求消息经至少一个互通功能IWF并进行网络协议转换后到达所述HSS；

(2)所述HSS接收到所述进行网络协议转换后请求消息，处理成功后向IWF返回注册响应消息，同时保存该用户注册信息；

(3)IWF接收到所述HSS的注册响应消息，若处理异常，则向所述HSS发送基于该HSS支持的网络协议定义的用户去活请求消息，请求HSS删除该用户的已注册的用户注册信息。

进一步地，所述步骤(1)中的拜访域网络为运营商部署的服务GPRS支持节点SGSN，支持MAP协议；或者为运营商部署的移动性管理实体MME，支持Diameter协议。

进一步地，所述步骤(1)中的网络协议转换为Diameter协议转换成MAP协议；或者MAP协议转换成Diameter协议。

进一步地，所述HSS支持的网络协议为Diameter协议，所述步骤(2)中，HSS接收到的进行网络协议转换后的请求消息为Diameter-更新位置请求消息，所述HSS的注册响应消息为Diameter-更新位置应答消息。

进一步地，所述步骤(3)的IWF处理异常指IWF向用户附着网络***用户数据失败，包括IWF向用户附着网络中的SGSN***用户数据时，SGSN校验用户数据失败；以及用户附着网络中的MME和用户归属网络HSS经两个IWF互通时，靠近归属域网络的IWF向靠近用户附着网络的IWF***用户数据时，靠近用户附着网络的IWF校验用户数据失败。

进一步地，所述步骤(3)中用户去活请求消息包括用户标识和用户已注册网络标识。

进一步地，所述用户标识为用户的国际移动用户标识。

进一步地，若所述步骤(1)中的拜访域网络为SGSN，则所述步骤(3)中用户去活请求消息中的用户已注册网络标识为SGSN的地址标识信息；

若所述步骤(1)中的拜访域网络为MME，则所述步骤(3)中用户去活请求消息中的用户已注册网络标识为MME的地址标识信息。

进一步地，所述步骤(3)执行之后，HSS接收到所述用户去活请求消息，则验证消息的合法性，若验证通过删除该用户的用户注册信息；否则，不删除该用户的用户注册信息。

进一步地，所述验证消息的合法性为验证用户已注册的网络位置信息与所述用户去活请求消息中携带的用户已注册网络标识信息是否一致，若一致，则验证成功，否则，验证失败。

本发明针对不同网络协议间经互通网关实现用户注册的场景，提出了IWF接收到用户归属域网络的注册响应消息且处理异常时向用户归属域网络发送用户去活请求消息删除用户归属域网络的注册信息的方法，保证用户归属域网络注册信息的正确性。

附图说明

图1是MME与HSS之间的接口示意图；

图2是SGSN经IWF与支持Diameter协议的HSS交互的场景示意图；

图3是MME和HSS同时支持Diameter协议但运营商间漫游协议不允许，必须经多个IWF交互的场景示意图；

图4是本发明实施例的整体流程图；

图5是本发明应用实例的针对SGSN经IWF和支持Diameter协议的HSS互通的用户注册流程图；

图6是本发明应用实例的针对MME和HSS间接使用Diameter协议经IWF互通的用户注册流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图4所示，本发明实施例包括如下步骤：

步骤401，用户在拜访域网络发起网络附着请求，向用户归属域网络所属的HSS注册的请求消息经至少一个IWF并进行网络协议转换后到达所述HSS，所述注册请求消息中包括拜访域网络标识、用户标识等信息；

其中，所述拜访域网络为运营商部署的SGSN，支持MAP协议；或者为运营商部署的MME，支持Diameter协议；所述HSS支持的网络协议为Diameter协议；

所述拜访域网络标识指SGSN地址标识信息或MME地址标识信息；所述用户标识指用户IMSI(International Mobile Subscriber Identifier，国际移动用户标识)；

步骤402，所述HSS接收到所述进行网络协议转换后的请求消息后，处理成功向IWF返回注册响应消息，同时保存该用户注册信息，包括用户的网络位置信息；

步骤403，IWF接收到所述HSS的注册响应消息，若处理异常，则向所述用户归属域网络所属HSS发送基于该HSS支持的网络协议定义的用户去活请求消息，请求HSS删除该用户的已注册的用户注册信息，用户去活请求消息中包括用户已注册网络标识、用户标识等信息；

其中，所述处理异常一般是指IWF向用户附着网络***用户数据失败，包括IWF向用户附着网络中的SGSN***用户数据时，SGSN校验用户数据失败；以及用户附着网络中的MME和用户归属网络HSS经两个IWF互通时，靠近归属域网络的IWF向靠近用户附着网络的IWF***用户数据时，靠近用户附着网络的IWF校验用户数据失败；

所述用户已注册网络标识指用户在HSS注册的SGSN地址标识信息或MME地址标识信息；所述用户标识指用户IMSI；

步骤404，HSS接收到所述用户去活请求消息，则验证消息的合法性，若验证通过删除该用户的用户注册信息；否则，不删除该用户的用户注册信息；

其中，验证的方法是：验证用户已注册的网络位置信息与所述用户去活请求消息中携带的用户注册网络的位置信息，即用户已注册网络标识信息，是否一致，若一致，则验证成功，否则，验证失败。

图5是本发明实施例的应用实例，针对SGSN经IWF和支持Diameter协议的HSS互通的用户注册流程图，包括以下步骤：

步骤501，SGSN接收到用户附着请求，基于用户标识进行分析，同时得知用户归属域网络HSS支持Diameter协议，SGSN经IWF向用户归属域HSS发送基于MAP协议的MAP-更新GPRS位置请求消息，请求消息中携带用户标识IMSI(International Mobile Subscriber Identifier，国际移动用户标识)和SGSN地址标识信息；

步骤503，IWF接收到来自SGSN的MAP-更新GPRS位置请求消息，执行网络协议转换功能，将MAP消息转换为Diameter消息，并基于路由配置信息将Diameter-更新位置请求消息发送给用户归属域HSS；

步骤505，用户归属域网络HSS接收到来自IWF的Diameter-更新位置请求，处理成功后返回Diameter-更新位置应答消息，其中包括用户签约数据信息和漫游限制等数据信息，并保存用户的注册信息，如SGSN地址标识信息；

步骤507，IWF接收到来自HSS的Diameter-更新位置应答消息，执行网络协议转换功能，将Diameter-更新位置应答消息中的用户签约数据和漫游限制等数据信息转换为MAP-***用户数据请求消息并发送给SGSN，同时等待SGSN的响应消息；

步骤509，SGSN接收到来自IWF的MAP-***用户数据请求消息，保存并验证数据的有效性；

若验证通过，返回成功的MAP-***用户数据应答消息，同时，SGSN继续等待来自IWF的消息；

验证不通过，SGSN返回失败的MAP-***用户数据应答消息，拒绝用户注册并释放会话资源；

步骤511，IWF接收到来自SGSN的MAP-***用户数据应答消息，如果数据***成功，向SGSN发送MAP-更新GPRS位置应答消息，其中，IWF和SGSN之间的数据***可以执行多次；

如果数据***失败，IWF执行步骤515，同时向SGSN返回携带有恰当的失败原因值的MAP-更新GPRS位置应答消息，并释放会话资源；

步骤513，SGSN接收到MAP-更新GPRS位置应答消息；

步骤515，若数据***失败，IWF向用户归属域HSS发送Diameter-去活用户请求消息，请求消息中携带用户标识IMSI和SGSN地址标识信息；

步骤517，HSS接收到来自IWF的Diameter-去活用户请求消息，验证用户已注册的SGSN地址标识信息与请求消息中的SGSN地址标识是否一致，如果一致则清除用户注册信息，并返回Diameter-去活用户应答消息；否则，不清除用户注册信息，并返回携带有恰当的拒绝去活用户原因值的Diameter-去活用户应答消息。

图6是本发明实施例的应用实例，针对MME和HSS间接使用Diameter协议经IWF互通的用户注册流程图，包括以下步骤：

步骤601，MME接收到用户附着请求，使用用户标识查询到用户归属域网络，同时得知用户归属域网络HSS支持Diameter协议但运营商间漫游协议不允许使用Diameter协议；

MME向拜访域网络V-IWF(Visited IWF，拜访域IWF)发送基于Diameter协议的Diameter-更新位置请求，请求消息中携带用户标识IMSI和MME地址标识信息；

步骤603，V-IWF接收到来自MME的Diameter-更新位置请求，执行网络协议转换功能，将Diameter消息转换为MAP消息，并基于路由配置信息将MAP-更新GPRS位置请求信息发送到用户归属域网络H-IWF(HomeIWF，归属域IWF)，请求消息中携带用户标识IMSI和MME地址标识信息；

同时，V-IWF迁移状态等待来自H-IWF的消息；

步骤605，H-IWF接收到来自V-IWF的MAP-更新GPRS位置请求，执行网络协议转换功能，将MAP消息转换为Diameter消息，将Diameter-更新位置请求消息发送到用户归属域网络HSS，请求消息中携带用户标识IMSI和MME地址标识信息；

步骤607，用户归属域网络HSS接收到来自H-IWF的Diameter-更新位置请求消息，成功处理后返回Diameter-更新位置应答消息，其中包括用户签约数据信息和漫游限制等用户数据信息，并保存用户的注册信息，如MME地址标识信息；

步骤609，H-IWF接收到来自HSS的Diameter-更新位置应答消息，执行网络协议转换功能，将Diameter-更新位置应答消息中的用户签约数据和漫游限制等数据信息转换为MAP-***用户数据请求消息并发送到V-IWF，同时等待V-IWF的响应消息；

步骤611，V-IWF接收到来自H-IWF的MAP-***用户数据请求消息，保存并验证数据的有效性；

若验证通过，返回MAP-***用户数据应答消息，同时，V-IWF继续等待来自H-IWF的消息；

若验证不通过，V-IWF返回携带有恰当失败原因值的MAP-***用户数据应答消息，同时执行步骤617，并释放会话资源；

步骤613，H-IWF接收到来自V-IWF的MAP-***用户数据应答消息，若数据***成功，向V-IWF发送MAP-更新GPRS位置应答消息；其中，H-IWF和V-IWF之间的数据***可以执行多次。

若数据***失败，H-IWF执行步骤419，同时向V-IWF返回携带有恰当失败原因值的MAP-更新GPRS位置应答消息，并释放会话资源；

步骤615，V-IWF接收到来自H-IWF的MAP-更新GPRS应答消息，执行网络协议转换功能，将MAP-更新GPRS应答消息转换为Diameter-更新位置应答；

步骤617，V-IWF向MME返回Diameter-更新位置应答消息，同时设置位置更新的结果；如果更新成功，响应消息中携带用户数据信息，包括用户签约数据信息和漫游限制等数据信息；

步骤619，若数据***失败，H-IWF向用户归属域HSS发送Diameter-去活用户请求消息，请求消息中携带用户标识IMSI和MME地址标识信息；

步骤621，HSS接收到来自H-IWF的Diameter-去活用户请求消息，验证用户已注册的MME地址标识信息与请求消息中携带的MME地址标识是否一致，如果一致则清除用户注册信息，并返回成功的Diameter-去活用户应答消息；否则，不清除用户注册信息，并返回携带有恰当拒绝去活用户原因值的Diameter-去活用户应答消息。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种不同网络协议间实现用户注册的方法，包括如下步骤：

(1)用户在拜访域网络发起网络附着请求，向用户归属域网络所属的归属用户服务器HSS注册的请求消息经至少一个互通功能IWF并进行网络协议转换后到达所述HSS；

(2)所述HSS接收到所述进行网络协议转换后请求消息，处理成功后向IWF返回注册响应消息，同时保存该用户注册信息；

(3)IWF接收到所述HSS的注册响应消息，若处理异常，则向所述HSS发送基于该HSS支持的网络协议定义的用户去活请求消息，请求HSS删除该用户的已注册的用户注册信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的拜访域网络为运营商部署的服务GPRS支持节点SGSN，支持MAP协议；或者为运营商部署的移动性管理实体MME，支持Diameter协议。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的网络协议转换为Diameter协议转换成MAP协议；或者MAP协议转换成Diameter协议。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述HSS支持的网络协议为Diameter协议，所述步骤(2)中，HSS接收到的进行网络协议转换后的请求消息为Diameter-更新位置请求消息，所述HSS的注册响应消息为Diameter-更新位置应答消息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)的IWF处理异常指IWF向用户附着网络***用户数据失败，包括IWF向用户附着网络中的SGSN***用户数据时，SGSN校验用户数据失败；以及用户附着网络中的MME和用户归属网络HSS经两个IWF互通时，靠近归属域网络的IWF向靠近用户附着网络的IWF***用户数据时，靠近用户附着网络的IWF校验用户数据失败。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中用户去活请求消息包括用户标识和用户已注册网络标识。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述用户标识为用户的国际移动用户标识。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述步骤(1)中的拜访域网络为SGSN，则所述步骤(3)中用户去活请求消息中的用户已注册网络标识为SGSN的地址标识信息；

若所述步骤(1)中的拜访域网络为MME，则所述步骤(3)中用户去活请求消息中的用户已注册网络标识为MME的地址标识信息。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)执行之后，HSS接收到所述用户去活请求消息，则验证消息的合法性，若验证通过删除该用户的用户注册信息；否则，不删除该用户的用户注册信息。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述验证消息的合法性为验证用户已注册的网络位置信息与所述用户去活请求消息中携带的用户已注册网络标识信息是否一致，若一致，则验证成功，否则，验证失败。

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