专利名称：移动通信系统组播业务中建立控制面隧道的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统组播广播业务(MBMS)中建立GTP控制面隧道的方法。
背景技术：
先对本文中主要涉及的缩写进行定义MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)，多媒体广播组播业务；GTP-C(GPRS Tunneling Protocol)，GPSR隧道协议；GTP-C(GPRS Tunneling Protocol for Control Plane)，GPSR隧道协议控制面；GSN，GPRS服务支持节点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；GGSN(Gateway GSN)，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；TEID，隧道端点标识，在一个网元里标识一个隧道，SGSN与GGSN间的GTP隧道通过TEID标识；TEID-C，用于控制面的隧道标识。
为了有效地利用移动网络资源，现有移动通信系统提出了使用组播广播传输业务的思想，即MBMS。MBMS在移动网络中提供一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，提高网络资源的利用率，尤其是空口接口资源。MBMS提供两种方式广播方式和组播方式。MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还能实现高速多媒体业务的组播和广播，组播和广播业务MBMS基于WCDMA/GSM分组网，通过增加一些新的功能实体，如广播组播业务中心BM-SC，对已有的分组域功能实体如SGSN(分组服务节点)、GGSN(分组网关节点)、RAN(无线接入网络)和UE(用户终端)增加MBMS功能，并定义了新的逻辑共享信道来实现空口资源共享。移动通信系统下使用MBMS的网络架构如图1所示。图中除了BM-SC以外，其余都是移动通信系统的承载网元，用于完成数据传输功能。GGSN与BM-SC之间的信令交换在Gmb参考点进行，实现MBMS的控制面，包括以下信令-GGSN建立MBMS的承载上下文并在BM-SC注册；-GGSN或者BM-SC释放MBMS承载上下文，GGSN在BMS-C去注册；-BM-SC向GGSN通知会话开始和结束。
实现接入MBMS业务，需要一系列的步骤和信令交互，至少包括业务通知、用户加入广播或组播组(包括激活、注册等)的接入步骤，以及离开(包括去活、注销等)的步骤。
为了完成MBMS信令和MBMS业务数据传输的处理，现有MBMS机制对已有的分组域核心网功能实体SGSN和GGSN，增加了MBMS BearerContext(MBMS承载上下文)用于记录某一个业务的相关信息。在GGSN和BM-SC的MBMS承载上下文中，包含了IP组播地址、APN(Access PointName，接入点名称)、TMGI(Temporary Mobile Group Identities，临时移动组标识)，以及下行节点列表等信息。下行节点列表罗列了下行数据所要到达的下一个网络节点的地址信息。BM-SC的下行节点列表即要接收该业务的所有GGSN的地址信息。这里的地址信息可以是一种能够使下行数据到达的网络节点标识或IP地址等，但是目前尚未定义下行节点列表中的ID的具体的内容和格式。
组播业务中MBMS承载上下文的建立是通过注册消息完成的，可以发送注册请求的网元包括RNC(无线网络控制器)、SGSN、GGSN。注册过程如图2所示。SGSN向GGSN发起的注册过程中，注册消息是通过GTP协议封装的。在注册请求和响应消息中，没有能够标识GSN(这是SGSN和GGSN的统称)节点信息的参数，这样，接收注册请求的网元可能要从IP包的报头里的源地址获取这次响应消息的目标地址。从协议层的处理逻辑上不合理。
两个GSN网元之间为完成会话的管理，通过GTP封装信令，同时建立GTP-C的隧道，具体的实现方式是在两个网元之间的信令消息中带上GTP-C的信息，包括网元地址和TEID等。现有技术定义了在Session Start(会话开始)流程中完成该隧道的建立，即在流程消息中包含GSN地址和TEID参数。但是在标识该会话的MBMS承载上下文中，没有保存GSN地址信息，逻辑上不合理，同时如果对一个MBMS业务，中间有多次Session Start过程，则增加了网络的负荷。
综上所述，现有技术存在的问题是-虽然声明了下行节点列表中的节点标识，却没有明确定义该标识的内容；-虽然定义了组播业务时在注册流程中获取该节点标识，但注册相关消息的参数中却没有参数信息表示该标识；-如果把GSN地址或者GSN地址和TEID这样的信息作为这个节点标识的格式，但这样的信息已经定义了在注册之后的session start来完成，而不是在注册流程中获取；-现有session start消息虽然有GSN地址以及TEID这样的参数，但MBMS承载上下文里面却没有GSN地址这样的参数信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种移动通信系统组播业务中建立控制面隧道的方法，克服现有技术中存在的问题，使MBMS业务的注册和会话流程更为合理，减轻网络负荷。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动通信系统组播业务中建立控制面隧道的方法，所述控制面隧道的建立是在注册流程中进行的，包括以下步骤(a)当服务GPRS支持节点SGSN收到或发出多媒体广播组播业务的注册请求消息时，所述多媒体广播组播业务以下简称MBMS，若SGSN判断其上没有MBMS承载上下文，则创建MBMS承载上下文，向网关GPRS支持节点GGSN发送MBMS注册请求消息，在消息中携带SGSN的隧道标识信息；(b)GGSN收到MBMS注册请求消息后，保存SGSN的隧道标识信息，判断其上是否有MBMS承载上下文，如果有，执行下一步，如果没有，则创建MBMS承载上下文，向广播组播业务中心BM-SC发送注册请求消息，待BM-SC返回注册响应消息后，执行下一步；(c)GGSN在MBMS承载上下文中保存SGSN的隧道标识信息，向SGSN返回MBMS注册响应消息，消息中有携带GGSN的隧道标识信息；(d)SGSN收到MBMS注册响应消息后，保存GGSN的隧道标识信息。
进一步地，上述方法还具有以下特点所述SGSN的隧道标识信息包括SGSN的用于控制面的隧道标识和SGSN的控制面IP地址，所述用于控制面的隧道标识以下简称TEID-C，所述GGSN的隧道标识信息包括GGSN的TEID-C和GGSN控制面IP地址。
进一步地，上述方法还具有以下特点在所述步骤(c)中，所述在MBMS承载上下文中保存SGSN的隧道标识信息是在MBMS承载上下文中保存SGSN的控制面IP地址或者保存SGSN的控制面IP地址和TEID-C。
进一步地，上述方法还具有以下特点在所述步骤(c)中，所述隧道标识信息保存在MBMS承载上下文中的下行节点列表参数中。
进一步地，上述方法还具有以下特点所述隧道标识信息保存在MBMS承载上下文中的下行节点列表参数中。
进一步地，上述方法还具有以下特点在所述步骤(a)中，SGSN创建MBMS承载上下文后，向其中加入IP组播地址和接入点名称APN，在MBMS注册请求消息还携带有IP组播地址和APN。
进一步地，上述方法还具有以下特点在所述步骤(b)中，所述BM-SC收到MBMS注册请求消息后，将GGSN的标识添加到MBMS承载上下文中，向GGSN返回MBMS注册响应消息，消息中携带有临时移动组标识、要求的MBMS承载能力。
进一步地，上述方法还具有以下特点在所述步骤(a)之前，还包括无线网络控制器RNC向其所属的SGSN发送MBMS注册请求消息；在所述步骤(d)中，还包括SGSN收到MBMS注册响应消息后，将RNC的标识添加到MBMS承载上下文中，并向RNC返回MBMS注册响应消息。
进一步地，上述方法还具有以下特点网元在返回所述MBMS注册响应消息后，如果此时MBMS承载上下文是活动状态，则所述网元发起会话开始流程。
本发明针对组播业务，在注册消息中增加GSN地址和TEID这样的隧道标识信息，完成在两个GSN间的GTP-C隧道的建立。同时该信息可以作为下行节点列表中的节点标识的内容，也可以在现有MBMS承载上下文里面额外增加这样的参数信息。该GTP-C隧道在注册过程中建立后，后续关于这个MBMS业务的所有的Session Start(会话开始)过程都可以使用这条隧道。使MBMS业务的注册和会话流程更为合理，同时减轻了网络的负荷。
图1是现有移动通信系统下使用MBMS的网络架构图；图2是现有MBMS注册流程图；图3是本实施例MBMS注册流程图。
具体实施例方式
本发明针对组播业务，在注册消息中增加GSN地址和TEID这样的隧道标识信息，完成在两个GSN间的GTP-C隧道的建立。
本实施例MBMS注册流程发生在有用户需要接入某个基于MBMS会话的业务，但网络侧还没有建立该会话相关的信息，这时网络侧的网元通过注册流程完成该会话相关信息的建立。注册流程如图3所示，包括以下步骤步骤301，当RNC检测到其控制的UE要使用MBMS业务，RNC向其所属SGSN发送MBMS注册请求消息(MBMS Registration Request)；步骤302，SGSN收到来自RNC的关于该MBMS承载业务的注册请求消息，SGSN判断其上是否有针对该MBMS承载业务的MBMS承载上下文，如果有，则直接给RNC发送注册响应消息(MBMS Regegistration Response)，如果没有，SGSN则创建一个MBMS承载上下文(置于″Standby″准备状态)，向其中加入IP组播地址、APN，向GGSN发送MBMS注册请求消息，消息中携带有IP组播地址、APN以及SGSN的隧道标识信息，SGSN的隧道标识信息包括SGSN的TEID-C和SGSN的控制面IP地址；如果SGSN上没有针对该MBMS承载业务的MBMS承载上下文，有可能的情况是针对该MBMS承载业务，第一个MBMS UE上下文在SGSN上创建，或者接收到RNC发送的注册请求，而SGSN上还没有相应的MBMS承载上下文。
MBMS承载上下文是针对一个MBMS业务所必需的，一个MBMS UE上下文是针对一个用户想加入一个MBMS业务所必需的，在一个网元中，对于一个MBMS业务，只有一个MBMS承载上下文，但是可能有零个或者多个MBMS UE上下文。
除了RNC可以发送注册请求外，其他网元，如SGSN和GGSN也可以。如果SGSN检测到其控制的UE要使用MBMS业务，且其上没有针对该MBMS承载业务的MBMS承载上下文，则向其所属GGSN发送MBMS注册请求消息。
步骤303，GGSN收到来自SGSN的关于该MBMS承载业务的注册请求消息，保存SGSN的隧道标识信息，GGSN判断其上是否有针对该MBMS承载业务的MBMS承载上下文，如果有，在MBMS承载上下文中的“list ofdownstream nodes”(下行节点列表)参数中保存SGSN的控制面IP地址或者保存SGSN的控制面IP地址和TEID-C，由GGSN向SSGN返回注册响应消息(携带TMGI、要求的承载能力和GGSN的隧道标识信息，GGSN的隧道标识信息包括GGSN的TEID-C和GGSN的控制面IP地址)，执行步骤306，如果没有，GGSN则创建一个MBMS承载上下文(置于″Standby″状态)，向BM-SC发送MBMS注册请求消息(携带IP组播地址、APN)；如果GGSN上没有针对该MBMS承载业务的MBMS承载上下文，有可能的情况是针对该MBMS承载业务，第一个MBMS UE上下文在GGSN上创建，或者收到SGSN发送的注册请求，而GGSN上还没有相应的MBMS承载上下文。
步骤304，BM-SC收到来自GGSN的MBMS注册请求消息，将GGSN的标识添加到BM-SC的MBMS承载上下文中的″list of downstream nodes″参数中，并向GGSN返回MBMS注册响应消息，消息中携带有TMGI、要求的MBMS承载能力；如果此时MBMS承载上下文是″Active″(活动)状态，BM-SC就向GGSN发起会话开始流程。
步骤305，GGSN收到BM-SC返回的MBMS注册响应消息，在MBMS承载上下文中的“list of downstream nodes”参数中保存SGSN的控制面IP地址或者控制面IP地址和TEID-C，并向SGSN返回MBMS注册响应消息，消息中携带TMGI、要求的MBMS承载能力和GGSN的隧道标识信息；SGSN的控制面地址和TEID-C或者SGSN的控制面地址可以保存在上下文中的“list of downstream nodes”参数中，也可以另外保存为新的信息项。如果存为新的信息项，该信息项将以列表(list)的形式存在，以分别对应多个SGSN(每个GGSN可能对应一个或多个SGSN的TEID-C和控制面地址)。
如果此时MBMS承载上下文是″Active″状态，GGSN就向SGSN发起会话开始流程。
步骤306，SGSN收到GGSN返回的MBMS注册响应消息，保存GGSN的隧道标识信息。
由于发送注册请求的网元除了RNC，还有SGSN和GGSN。如果SGSN在步骤301收到了来自RNC的注册请求，则将RNC的标识添加到SGSN的MBMS承载上下文中的″list of downstream nodes″参数中，并向RNC返回MBMS注册响应消息(携带TMGI，要求的MBMS承载能力)。
如果此时MBMS承载上下文是″Active″状态，SGSN就向RNC发起会话开始流程。
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，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。
权利要求
1.一种移动通信系统组播业务中建立控制面隧道的方法，所述控制面隧道的建立是在注册流程中进行的，包括以下步骤(a)当服务GPRS支持节点SGSN收到或发出多媒体广播组播业务的注册请求消息时，所述多媒体广播组播业务以下简称MBMS，若SGSN判断其上没有MBMS承载上下文，则创建MBMS承载上下文，向网关GPRS支持节点GGSN发送MBMS注册请求消息，在消息中携带SGSN的隧道标识信息；(b)GGSN收到MBMS注册请求消息后，保存SGSN的隧道标识信息，判断其上是否有MBMS承载上下文，如果有，执行下一步，如果没有，则创建MBMS承载上下文，向广播组播业务中心BM-SC发送注册请求消息，待BM-SC返回注册响应消息后，执行下一步；(c)GGSN在MBMS承载上下文中保存SGSN的隧道标识信息，向SGSN返回MBMS注册响应消息，消息中有携带GGSN的隧道标识信息；(d)SGSN收到MBMS注册响应消息后，保存GGSN的隧道标识信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SGSN的隧道标识信息包括SGSN的用于控制面的隧道标识和SGSN的控制面IP地址，所述用于控制面的隧道标识以下简称TEID-C，所述GGSN的隧道标识信息包括GGSN的TEID-C和GGSN控制面IP地址。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，所述在MBMS承载上下文中保存SGSN的隧道标识信息是在MBMS承载上下文中保存SGSN的控制面IP地址或者保存SGSN的控制面IP地址和TEID-C。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述隧道标识信息保存在MBMS承载上下文中的下行节点列表参数中。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，SGSN创建MBMS承载上下文后，向其中加入IP组播地址和接入点名称APN，在MBMS注册请求消息还携带有IP组播地址和APN。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述BM-SC收到MBMS注册请求消息后，将GGSN的标识添加到MBMS承载上下文中，向GGSN返回MBMS注册响应消息，消息中携带有临时移动组标识、要求的MBMS承载能力。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)之前，还包括无线网络控制器RNC向其所属的SGSN发送MBMS注册请求消息；在所述步骤(d)中，还包括SGSN收到MBMS注册响应消息后，将RNC的标识添加到MBMS承载上下文中，并向RNC返回MBMS注册响应消息。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，网元在返回所述MBMS注册响应消息后，如果此时MBMS承载上下文是活动状态，则所述网元发起会话开始流程。
全文摘要
移动通信系统组播业务中建立控制面隧道的方法(a)当SGSN收到或发出MBMS业务的注册请求时，若判断其上没有MBMS承载上下文，则创建，向GGSN发送MBMS注册请求，携带SGSN隧道标识信息；(b)GGSN收到MBMS注册请求，保存SGSN隧道标识信息，判断其上是否有MBMS承载上下文，如果有，执行下一步，如果没有，则创建MBMS承载上下文，向BM－SC发送注册请求，待BM－SC返回注册响应后，执行下一步；(c)GGSN在MBMS承载上下文中保存SGSN隧道标识信息，向SGSN返回MBMS注册响应，携带GGSN隧道标识信息；(d)SGSN收到MBMS注册响应，保存GGSN隧道标识信息。
文档编号H04B7/26GK101087249SQ20061011514
公开日2007年12月12日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者涂小勇, 蔡建楠, 王志海 申请人:中兴通讯股份有限公司