专利名称：一种隧道信息更新的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域的移动网与固网融合技术，尤其涉及一种隧道信息更新的方法和系统。
背景技术：
第三代合作伙伴计划(3GPP,3rdGeneration Partnership Project)的演进的分组系统(EPS, Evolved Packet System)由演进的通用地面无线接入网(E-UTRAN,Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)、移动管理单兀(MME,MobilityManagement Entity)、服务网关(S-GW, Serving Gateway)、分组数据网络网关(P-GW,Packet Data Network Gateway)、归属用户服务器(HSS, Home Subscriber Server) >3GPP的认证授权计费(AAA, Authentication、Authorization and Accounting)服务器、策略和计费规则功能实体(PCRF, Policy and Charging Rules Function)及其他支撑节点组成。如图I中的EPS框体内所示。其中，MME负责移动性管理、非接入层信令的处理和用户移动管理上下文的管理等控制面的相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN和P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存；P_GW是EPS与分组数据网络(TON，Packet Data Network)的边界网关，负责TON的接入及在EPS与TON间转发数据等功能；其中S-GW和P-GW在网络部署实现时可以合设也可以分设，合设后可以称为演进分组核心网(EPC，Evolved Packet Core)网关或者集成业务网关。PCRF是策略和计费规则功能实体，它通过接收接口 Rx和运营商网络协议(IP, Internet Protocol)业务网络相连，获取业务信息，此外，它还通过Gx/Gxc接口与网络中的网关设备相连，负责发起IP承载的建立，保证业务数据的服务质量(QoS, Quality of Service),并进行计费控制。EPS系统支持演进家庭基站(HeNB，Home evolved NodeB，其中本发明中也简称家庭基站)接入，如图I所示。HeNB是一种小型、低功率的基站，部署在家庭、办公室及企业大楼等室内场所。HeNB通常通过租用的固网线路接入EPS的核心网。为了保障接入的安全，核心网中引入安全网关(SeGW, Security Gateway)进行屏蔽,HeNB与SeGW之间的数据将采用因特网协议安全性(IPSec，IP Security)进行封装。HeNB可以通过与SeGW建立的IPSec隧道后直接连接到核心网的MME和S-GW，也可以通过HeNB Gff连接到MME和S-GW，即HeNB GW是个可选网元。同时，为了实现对HeNB进行管理，引入了网元家庭基站管理系统(HeMS, Home eNodeB Management System)。此外，通用移动通信系统(UMTS, UniversalMobile Telecommunications System)支持家庭基站(HNB, Home NodeB)的接入。相关技术与HeNB类似。由于H(e)NB(即HeNB和HNB的统称)接入的固网线路的QoS通常是受到H(e)NB的拥有者与固网运营商的签约限制的，因此，当3GPP UE通过H(e)NB接入3GPP核心网访问业务时，所需的QoS不能超过固网运营商所能提供的固网线路签约的QoS。否则，UE访问业务的QoS将得不到保障,尤其保障比特率(GBR, Guaranteed Bitrate)的业务更是如此。因此，对于3GPP网络和固网来说，需要一套统一的管控机制来实现用户/连接/业务的接纳控制。当前已经被标准组织初步接受的方案，如图I所示(HeNB情况)。3GPP系统的策略控制和计费(PCC, Policy Control and Charging)网元PCRF通过S9*接口与固网的策略控制功能实体(BPCF,Broadband Policy Control Function)相连,实现策略的互通和对资源的管理，这样就能实现固网资源的合理控制和管理，优先保证了通过H(e)NB接入的优先级较高的资源。如上所述，如果要求固网为接入的H(e)NB线路提供QoS保证，固网需要定位当前H(e)NB所在的固网线路(技术规范中称作backhaul，即固网回程网)。现有技术中，是通过H(e)NB的外层或本地IP地址和端口号等信息定位固网线路的。该信息通过终端(UE，UserEquipment)从H(e)NB附着的流程或者PDN连接建立流程发送到PCRF，PCRF根据该信息找到资源管控该H (e) NB的固网线路的BPCF，并与其建立S9*会话。
根据现有的技术，UE从宏蜂窝切换到微蜂窝，也可以在不同的微蜂窝之间切换，具体的流程如图2所示，主要包括以下步骤步骤201，UE从源基站(宏蜂窝或微蜂窝基站，S-(H) eNB)接入，在某个时刻发起切换，UE选择从目标基站T-HeNB接入。步骤202，S-⑶eNB向源MME (即S-MME)，发送切换请求消息。步骤203，S-MME向目标MME (即T-MME)，发送转发重定位请求消息，该消息用于向目标侧传递上下文信息，及通知目标侧做切换操作。步骤204，如果发生了 S-GW重定位，则此时T-MME要向目标S_GW(即T-S-GW)发送创建会话请求消息，并会收到来自T-S-GW的创建会话响应消息；如果没有发生S-GW重定位，也即S-S-GW和T-S-GW是同一个网关，则该步骤的操作跳过不执行。步骤205，T-MME向目标基站T-HeNB发送切换请求消息，并会收到T-HeNB回应的切换确认消息；如果之前步骤204中发生了 S-GW重定位，那么该步骤205还需要创建T-HeNB与T-S-GW之间的用户面数据通道。步骤206，T-MME向S-MME发送转发重定位响应消息，作为对步骤203的响应。步骤207，S_MME向源基站发送切换指令，源基站转发切换指令到UE，通知UE切换。步骤208，UE向T-HeNB发送切换确定消息，UE将无线信道切换到目标侧。步骤209，T-HeNB向T-MME发送切换通知消息。步骤210，T-MME与S-MME互通转发重定位完成通知/确认消息。步骤211，如果发生了 S-GW重定位，T-MME发送修改承载请求消息给T_S_GW，作为回应，T-S-GW向T-MME发送修改承载响应消息；同时，受到触发的T-S-GW会向P-GW发送修改承载请求消息，P-Gff也会向S-S-GW回应修改承载响应消息。如果S-GW没有发生重定位，那么T-S-GW即是S_S_GW ；T-MME仅仅会与S-GW互通修改承载请求/响应消息，S-Gff和P-GW之间的交互消息不执行。步骤212，如果P-GW收到了来自S-GW的修改承载请求消息，P-Gff会与PCRF互通IP-CAN会话修改步骤用于更新IP-CAN会话；如果P-GW没有收到触发消息或者P-GW收到的承载修改消息中没有特殊的信息用于通知给PCRF，则该步骤略过不执行。步骤213,终端完成切换后,发起跟踪区更新(TAU, Tracking Area Update)操作，用户更新该UE在MME的移动性管理上下文。步骤214，S-MME向源基站发送UE上下文释放指令消息，用于释放该用户在源网络侧的上下文。至此，切换完成。通过分析上述的切换步骤，可以看出存在以下缺陷1)终端发生了微蜂窝基站之间的切换，而核心网拥有的却是源基站的外层或本地IP地址/端口号，这样会导致资源控制出错；2)终端从源宏蜂窝切换到微蜂窝，核心网侧却无法获取该目标基站所在固网线路的本地IP地址/端口号信息，也会实现策略互通和资源管理。上述缺陷都是由于终端发生跨基站切换时，其目标基站相关的隧道信息无法更新到核心网所导致的；由于终端发生跨基站切换时，目标基站相关的隧道信息无法更新到核心网，因此移动网和固网也无法实现策略互通，也无法保证家·庭基站的QoS。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种隧道信息更新的方法和系统，以实现移动网和固网的策略互通，保证家庭基站的QoS。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种隧道信息更新的方法，该方法包括终端(UE)切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给移动管理单元(MME)；所述MME通过演进分组核心网(EPC)网关和策略和计费规则功能实体(PCRF)将获取的隧道信息通告给固网。所述MME通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网，具体为所述MME通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给服务网关(S-GW)；所述S-GW通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息、或代理绑定更新(PBU)消息，将获取的隧道信息通告给分组数据网络网关(P-GW)；所述P-GW通过IP连接访问网络(IP-CAN)会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ;所述PCRF通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的策略控制功能实体(BPCF)。所述MME通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网，具体为所述MME通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ；所述S-GW通过网关控制会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ;所述PCRF通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。该方法进一步包括当切换是SI模式时，所述目标家庭基站通过切换确认消息或切换通知消息，将所述隧道信息通告给所述MME ；当切换是X2模式时，所述目标家庭基站通过路径转换请求消息，将所述隧道信息通告给所述MME。所述PCRF通过建立或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给BPCF，具体为
如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF,发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ；如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种BPCF 的全域名(FQDN)；
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目标家庭基站的外层端口号；因特网协议安全性(IPsec)隧道的安全网关(SeGW)的地址和/或端口号；目标家庭基站的身份标识；目标家庭基站所在的虚拟局域网标识(VLAN ID)。本发明还提供了一种隧道信息更新的方法，该方法包括UE切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME;所述MME通过更改通知请求消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ；所述P-GW通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；所述PCRF通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种BPCF 的 FQDN ；目标家庭基站的外层端口号；IPsec隧道的SeGW的地址和/或端口号；目标家庭基站的身份标识；目标家庭基站所在的VLAN ID。本发明还提供了一种隧道信息更新的系统，该系统包括UE切换的目标家庭基站、MME、EPC网关和PCRF，其中，所述目标家庭基站，用于通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME;所述MME，用于通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网；所述EPC网关和PCRF，用于实现所述隧道信息从MME到固网的转发。所述EPC网关包括S-GW和P-GW，相应的,所述MME进一步用于,通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ；所述S-GW用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息、或PBU消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ；所述P-GW用于，通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；所述PCRF用于，通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。所述EPC网关包括S-Gff,相应的，所述MME进一步用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ；所述S-GW用于，通过网关控制会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；所述PCRF用于，通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。所述目标家庭基站进一步用于，
当切换是SI模式时，通过切换确认消息或切换通知消息，将所述隧道信息通告给所述MME ；当切换是X2模式时，通过路径转换请求消息，将所述隧道信息通告给所述MME。所述PCRF进一步用于，如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF,发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ；如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种BPCF 的 FQDN ；目标家庭基站的外层端口号；IPsec隧道的SeGW的地址和/或端口号；目标家庭基站的身份标识；目标家庭基站所在的VLAN ID。本发明还提供了一种隧道信息更新的系统，该系统包括UE切换的目标家庭基站、MME, P-GW, PCRF和固网的BPCF，其中，所述目标家庭基站，用于通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME;所述MME，用于通过更改通知请求消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ；所述P-GW，用于通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；所述PCRF，用于通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF ；所述BPCF，用于获取PCRF通告的隧道信息。所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种BPCF 的 FQDN ；目标家庭基站的外层端口号；IPsec隧道的SeGW的地址和/或端口号；
目标家庭基站的身份标识；目标家庭基站所在的VLAN ID。本发明所提供的一种隧道信息更新的方法和系统，在终端进行跨基站切换时，目标家庭基站将其相关的隧道信息更新到核心网，当终端发生了微蜂窝基站之间的切换时，核心网能够获取目标家庭基站的隧道信息，以实现资源控制；当终端从源宏蜂窝切换到微蜂窝时，核心网侧能够获取目标家庭基站所在固网线路的本地IP地址/端口号信息，以实现移动网和固网的策略互通和资源管理；通过本发明，保证了家庭基站的QoS。
图I为现有技术中EPS、固网和H(e)NB融合的架构图；图2为现有技术中UE跨基站切换的流程图； 图3为本发明实施例一中隧道信息更新的方法流程图；图4为本发明实施例二中隧道信息更新的方法流程图；图5为本发明实施例三中隧道信息更新的方法流程图；图6为本发明实施例四中隧道信息更新的方法流程图；图7为本发明实施例五中隧道信息更新的方法流程图；图8为本发明实施例六中隧道信息更新的方法流程图；图9为本发明实施例七中隧道信息更新的方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。首先对本发明实施例中的隧道信息进行介绍。现有技术中，家庭基站HeNB在接入EPC时，HeNB与SeGW之间建立IPsec隧道，如图I中所示，其中HeNB和SeGW分别为该IPsec隧道的两个端点。本发明实施例中所述的隧道信息为该IPsec隧道的端点之一 HeNB的外层IP地址，或称HeNB的本地IP地址，除此之外还可以包括以下信息中的一种或者多种BPCF 的全域名(FQDN, Fully Qualified Domain Name)；HeNB的外层端口号(或称HeNB的的本地端口号)；IPsec隧道的端点之一 SeGW的地址和/或端口号；HeNB的身份标识，如全球移动站/终端标识(IMSI, International MobileStation Identity)；HeNB 所在的虚拟局域网标识(VLAN ID, Virtual Local Area NetworkIdentity)。其中,HeNB的外层/本地IP地址，由固网/无线局域网(WLAN，Wireless LAN)接入网分配，如果WLAN网络中存在网络地址转换(NAT, Network Address Translation),贝丨J是NAT转换器(由家庭网关(RG，Residential Gateway)充当)转换后的公网IP地址和用户数据包协议(UDP, User Datagram Protocol)端口号。隧道信息中含有HeNB的本地/外层IP地址(和端口号)等固网信息，因为隧道信息是由WLAN接入网/固网提供，所以根据该地址，PCRF就能选择到服务于该地址所在线路的BPCF(固网/WLAN接入网网元)；除此之外，WLAN接入网/固网可以根据该隧道信息，定位到HeNB所在的固网线路，并能根据策略规则保证该线路上的QoS。如果HeNB接入固网/WLAN接入网时没有经过作为路由器功能的RG或者RG工作在桥接模式，这样HeNB在接入时获取的IP地址是固网/WLAN接入网能唯一识别和定位的，根据该地址能定位该HeNB所在的固网线路；该地址在HeNB接入固网/WLAN接入网时就有相关网元为其分配(比如宽带接入服网关/宽带远程接入服务器(BNG/BRAS，BroadbandNetwork Gateway/Broadband Remote Access Server)),该地址就是本地 / 外层 IP 地址。如果HeNB接入固网/WLAN接入网时经过作为路由器功能的RG，这样HeNB在接入时获取的地址是RG为其分配的私有IP地址，该地址不能参与构成隧道信息，这种情况下，当HeNB与SeGW建立IPsec隧道时，SeGff将RG做网络地址转换后的外层/本地IP地址和UDP端口号反馈给HeNB，HeNB利用该地址构造隧道信息，根据该地址能定位该HeNB所在的固网线路。除了本地/外层IP地址(和端口号)外，隧道信息中还可以包括BPCF的FQDN 等信息。下面结合具体实施例对本发明的隧道信息更新方法进行详细阐述。本发明的实施例一如图3所示，其UE从宏蜂窝切换到微蜂窝、或在不同微蜂窝之间切换的流程(基于SI接口下的切换场景)，主要包括以下步骤步骤301，UE从源基站(宏蜂窝或微蜂窝基站，S-(H) eNB)接入，在某个时刻发起切换，UE选择从目标家庭基站T-HeNB接入。步骤302，S-(H) eNB向源MME(即S-MME)，发送切换请求消息。步骤303，S-MME向目标MME (即T-MME)，发送转发重定位请求消息，该消息用于向目标侧传递上下文信息，及通知目标侧做切换操作。步骤304，如果发生了 S-GW重定位，则此时T-MME要向目标S-GW(即T_S_GW)发送创建会话请求消息，并会收到来自T-S-GW的创建会话响应消息；如果没有发生S-GW重定位，也即S-S-GW和T-S-GW是同一个网关，则该步骤的操作跳过不执行。步骤305，T-MME向目标家庭基站T-HeNB发送切换请求消息，并会收到T-HeNB回应的切换确认消息；如果之前步骤304中发生了 S-GW重定位，那么该步骤305还需要创建T-HeNB与T-S-GW之间的用户面数据通道。步骤306，T-MME向S-MME发送转发重定位响应消息，作为对步骤403的响应。步骤307，S_MME向源基站发送切换指令，源基站转发切换指令到UE，通知UE切换。步骤308，UE向T-HeNB发送切换确定消息，UE将无线信道切换到目标侧。 步骤309，T-HeNB向T-MME发送切换通知消息，在该消息中，T-HeNB携带隧道信息给 T-MME。步骤310，T-MME与S-MME互通转发重定位完成通知/确认消息。步骤311，无论S-GW是否发生重定位，T-MME都发送修改承载请求消息给T_S_GW，作为回应，T-S-GW向T-MME发送修改承载响应消息；同时，受到触发的T-S-GW会向P-GW发送修改承载请求消息，P-Gff也会向S-S-GW回应修改承载响应消息。在修改承载请求消息中，T-MME将隧道信息发送给S-GW，S-Gff再将隧道信息发送给 P-GW。步骤312，P-Gff收到了来自S-GW的修改承载请求消息，P-GW会与PCRF互通IP-CAN会话修改步骤用于更新IP-CAN会话，并将隧道信息发送给PCRF。步骤312a，PCRF收到隧道信息后，发起S9*会话新建/更新操作，具体的如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF,发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ；如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。步骤313，终端完成切换后，发起TAU操作，用户更新该UE在MME的移动性管理上下文。
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步骤314，S-MME向源基站发送UE上下文释放指令消息，用于释放该用户在源网络侧的上下文。至此，切换完成。需要说明的是，本实施例的上述操作步骤中，T-HeNB是通过步骤409的切换通知消息将隧道信息通告给T-MME的；而作为本发明的另一种实现方式，隧道信息也可以通过步骤305的切换确认消息携带给T-MME，后续其他的传递路径与本实施例的上述步骤相同。本发明的实施例二如图4所示，其UE从宏蜂窝切换到微蜂窝、或在不同微蜂窝之间切换的流程(基于SI接口下的切换场景)，主要包括以下步骤步骤401 409，与实施例一中的步骤301 309相同。步骤409a，T-MME通过步骤405或409收到T-HeNB发送来的隧道信息后，重新向T-S-Gff发送创建、修改或刷新会话请求消息，并将隧道信息携带给T-S-GW ;类似的，T-S-Gff通过创建/修改/刷新会话请求消息，将隧道信息携带给P-GW。P-Gff向T-S-GW，T-S-Gff向T-MME依次回应响应消息。步骤409b，P-Gff收到了来自S-GW的隧道信息后，P-Gff会与PCRF互通IP-CAN会话修改步骤用于更新IP-CAN会话，并将隧道信息发送给PCRF。步骤409c，PCRF收到隧道信息后，发起S9*会话新建/更新操作，具体的如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF,发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ；如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。步骤410 414的操作与步骤210 214的操作相同，此处不再赘述。本发明的实施例三如图5所示，本实施例是基于X2接口下的切换场景，其承载隧道信息的信令与实施例一和实施例二不同，主要包括以下步骤步骤501，UE从源基站(宏蜂窝或微蜂窝基站，S-(H) eNB)接入，在某个时刻发起切换，UE选择从目标家庭基站T-HeNB接入。步骤502，切换前的准备工作和空口切换的操作，此为现有技术，不再赘述。步骤503，T-HeNB向MME发送路径转换请求消息，并通过该消息将T-HeNB的隧道信息发送给MME。步骤504，如果在切换过程中，S-GW发生了重定位，那么MME将通过创建会话请求消息将隧道信息发送给T-S-GW，T-S-Gff收到创建会话请求消息后，会向MME发送创建会话响应消息；如果在切换过程中，S-GW没有发生重定位，那么T-S-GW即为S-S-GW，MME会向S-Gff发送修改承载请求消息，在该消息中，MME将收到的隧道信息发送给S-GW，S-Gff收到修改承载请求消息后，会向MME发送修改承载响应消息。步骤505，S-Gff与P-GW互通修改承载请求/响应消息，并将隧道信息发送给P_GW。步骤506，P-Gff收到了来自S-GW的修改承载请求消息，P-GW会与PCRF互通IP-CAN会话修改步骤用于更新IP-CAN会话，并将隧道信息发送给PCRF。步骤507，PCRF收到隧道信息后，发起S9*会话新建/更新操作，具体的如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择 BPCF,发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ；如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。步骤508，MME向T-HeNB回应路径转换请求确认消息，通知T-HeNB切换完成。步骤509，T-HeNB向源基站发送释放资源消息，释放源网络侧资源。步骤510，如果发生了 S-GW的重定位，MME和S_S_GW之间会释放会话；如果S-GW没有发生重定位，则该步骤跳过不执行。步骤511，终端完成切换后，发起TAU操作，用户更新该UE在MME的移动性管理上下文。至此，切换完成。本发明的实施例四如图6所示，本实施例的机制类似于实施例一，不同点在于S-GW和P-GW之间采用的不是通用分组无线服务(GPRS, General Packet Radio Service)隧道协议(GTP, GPRS Tunnelling Protocol)，而是代理移动 IP(PMIP, Proxy Mobile IP)协议，因此隧道信息不是由S-GW传递到P-GW再到PCRF的，而是由S-GW通过网关控制会话上报告给PCRF的，PCRF再上报给BPCF。具体包括以下步骤步骤601 611，与实施例一中的步骤301 311相同。步骤611a，T-S-GW向PCRF发起网关控制会话建立/修改操作，并将隧道信息发送给PCRF。步骤611b，如果S-GW发生了重定位，S-GW和P-GW通过PMIP的代理绑定更新(PBU，Proxy Binding Update) / 代理绑定确认(PBA, Proxy Binding Acknowledgement)消息实现绑定；如果S-GW没有发生重定位，则该步骤略过不执行。步骤612，P-Gff 与 PCRF 更新 IP-CAN 会话。步骤612a，PCRF收到隧道信息后，发起S9*会话新建/更新操作，具体的如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF,发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ；如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。步骤613，终端完成切换后，发起TAU操作，用户更新该UE在MME的移动性管理上下文。步骤614，S-MME向源基站发送UE上下文释放指令消息，用于释放该用户在源网络侧的上下文。至此，切换完成。需要说明的是，本实施例的上述操作步骤中，T-HeNB是通过步骤709的切换通知消息将隧道信息通告给T-MME的；而作为本发明的另一种实现方式，隧道信息也可以通过 步骤605的切换确认消息携带给T-MME，后续其他的传递路径与本实施例的上述步骤相同。本实施例的上述操作步骤中，S-GW是通过网关控制会话建立/修改消息将隧道信息上报给PCRF的；而作为本发明的另一种实现方式，即无论S-GW有没有发生重定位，S-Gff都可以通过PBU消息将隧道信息发送给P-GW，再由P-GW通过IP-CAN会话修改流程上报给PCRF, PCRF之后的操作与本实施例的上述步骤相同。本发明的实施例五如图7所示，本实施例的机制类似于实施例二，不同点在于S-Gff和P-GW之间采用的不是GTP协议，而是PMIP协议，因此隧道信息不是由S-GW传递到P-Gff再到PCRF的，而是由S-GW通过网关控制会话上报告给PCRF的，PCRF再上报给BPCF。主要包括以下步骤步骤701 709，与实施例一中的步骤401 409相同。步骤709a，T-MME通过步骤705或709收到T-HeNB发送来的隧道信息后，重新向T-S-Gff发送创建、修改或刷新会话请求消息，并将隧道信息携带给T-S-GW。步骤709b，T-S-GW向PCRF发起网关控制会话建立/修改操作，并将隧道信息发送给PCRF。步骤709c，如果S-GW发生了重定位，S-Gff和P-GW通过PMIP的PBU/PBA消息实现绑定；如果S-GW没有发生重定位，则该步骤略过不执行。步骤709d，P-Gff 与 PCRF 更新 IP-CAN 会话。步骤709e，PCRF收到隧道信息后，发起S9*会话新建/更新操作，具体的如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF,发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ；如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。步骤710 714的操作与步骤410 414的操作相同，此处不再赘述。需要说明的是，上述操作步骤中，S-GW是通过网关控制会话建立/修改消息将隧道信息上报给PCRF的；而作为本发明的另一种实现方式，即无论S-GW有没有发生重定位，S-Gff都可以通过PBU消息将隧道信息发送给P-GW，再由P-GW通过IP-CAN会话修改流程上报给PCRF，PCRF之后的操作与本实施例的上述步骤相同。
本发明的实施例六如图8所示，本实施例的机制类似于实施例三，不同点在于S-Gff和P-GW之间采用的不是GTP协议，而是PMIP协议，因此隧道信息不是由S-GW传递到P-Gff再到PCRF的，而是由S-GW通过网关控制会话上报告给PCRF的，PCRF再上报给BPCF。此外，本实施例是基于X2接口下的切换场景，承载隧道信息的信令与实施例五和实施例四不同。主要包括以下步骤
步骤801 804，与实施例三中的步骤501 504相同；步骤804a 807，实施例五中的步骤709b 709e相同；步骤808 811，与实施例三中的步骤508 511相同。此处不再赘述。至此，切换完成。需要说明的是，本实施例的上述操作步骤中，S-GW是通过网关控制会话建立/修改消息将隧道信息上报给PCRF的；而作为本发明的另一种实现方式，即无论S-GW有没有发生重定位，S-Gff都可以通过PBU消息将隧道信息发送给P-GW，再由P-GW通过IP-CAN会话修改流程上报给PCRF，PCRF之后的操作与本实施例的上述步骤相同。本发明的实施例七如图9所示，本实施例与上述实施例不同，上述实施例中，都是通过扩展切换操作中的现有消息来传递隧道信息的；而本实施例是通过专有的通知流程向核心网和WLAN侧上报隧道信息的，具体描述如下步骤901，参见图2所示的现有流程，终端发生从宏蜂窝到微蜂窝的切换，或者发生跨微蜂窝的切换。步骤902，T-HeNB向T-MME更新隧道信息。步骤903，T-MME或者根据步骤902收到了最新的隧道信息，或者根据实施例一至六中的方法，从切换确认、路径切换请求或切换通知消息中获得了最新的隧道信息，如果MME检测到最新的隧道信息发生改变，则向核心网上报。步904，T-MME向T_S_GW，T-S-Gff向P-GW通过更改通知请求消息将隧道信息上报给 P-GW。步骤905 906的操作步骤与步骤506 507的操作步骤相同，此处不再赘述。步骤907，P-Gff向T-S-GW，T-S-Gff向T-MME回应更改通知确认消息。需要说明的是，本实施例的步骤902 907也可以与切换操作步骤901同步执行，无严格的执行先后关系。综上所述，本发明所提供的隧道信息更新方法可以归纳为UE切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME;MME通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网。相应的隧道信息更新系统包括UE切换的目标家庭基站、MME、EPC网关和PCRF，其中，目标家庭基站，用于通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME ；MME，用于通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网；EPC网关和PCRF，用于实现隧道信息从MME到固网的转发。其中，EPC网关可以包括S_GW和P-GW，那么相应的，MME进一步用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ；S-GW用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息、或PBU消息，将 获取的隧道信息通告给P-GW ；P-GW用于，通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；PCRF用于，通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。即对应于GTP场景，本发明所提供的隧道信息更新方法具体为UE切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME;MME通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ；S-Gff通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息、或PBU消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ;P-Gff通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；PCRF通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。其中，EPC网关也可以只包括S-GW，那么相应的，MME进一步用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ；S-GW用于，通过网关控制会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；PCRF用于，通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。即对应于PMIP场景，本发明所提供的隧道信息更新方法具体为UE切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME;MME通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ；S-Gff通过网关控制会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；PCRF通过创建或修改S9*会话操作,将获取的隧道信息通告给BPCF。另外，当切换是SI模式时，目标家庭基站通过切换确认消息或切换通知消息，将隧道信息通告给MME ;当切换是X2模式时，目标家庭基站通过路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME。与本发明图9所示实施例的隧道信息更新方法相对应的隧道信息更新系统包括UE切换的目标家庭基站、MME、P-GW, PCRF和固网的BPCF，其中，目标家庭基站，用于通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME ；MME，用于通过更改通知请求消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ；P-Gff,用于通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ；PCRF，用于通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF ；BPCF，用于获取PCRF通告的隧道信息。需要说明的是，本发明实施例中所述的隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址；除此之外，还可以包括以下信息中的一种或多种BPCF 的 FQDN ；
目标家庭基站的外层端口号；IPsec隧道的SeGW的地址和/或端口号；目标家庭基站的身份标识； 目标家庭基站所在的VLAN ID。综上所述，本发明在终端进行跨基站切换时，由目标家庭基站将其相关的隧道"[目息更新到核心网，当终端发生了微蜂窝基站之间的切换时，核心网能够获取目标家庭基站的隧道信息，以实现资源控制；当终端从源宏蜂窝切换到微蜂窝时，核心网侧能够获取目标家庭基站所在固网线路的本地IP地址/端口号信息，以实现移动网和固网的策略互通和资源管理；通过本发明，保证了家庭基站的QoS。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种隧道信息更新的方法，其特征在于，该方法包括 终端(UE)切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给移动管理单元(MME)； 所述MME通过演进分组核心网(EPC)网关和策略和计费规则功能实体(PCRF)将获取的隧道信息通告给固网。
2.根据权利要求I所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述MME通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网，具体为 所述MME通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给服务网关(S-GW)； 所述S-GW通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息、或代理绑定更新(PBU)消息，将获取的隧道信息通告给分组数据网络网关(P-GW)； 所述P-GW通过IP连接访问网络(IP-CAN)会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ;所述PCRF通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的策略控制功能实体(BPCF)。
3.根据权利要求I所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述MME通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网，具体为 所述MME通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ； 所述S-GW通过网关控制会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ;所述PCRF通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。
4.根据权利要求I所述隧道信息更新的方法，其特征在于，该方法进一步包括 当切换是SI模式时，所述目标家庭基站通过切换确认消息或切换通知消息，将所述隧道信息通告给所述MME ； 当切换是X2模式时，所述目标家庭基站通过路径转换请求消息，将所述隧道信息通告给所述MME。
5.根据权利要求I所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述PCRF通过建立或修改S9*会话操作,将获取的隧道信息通告给BPCF,具体为 如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF，发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ； 如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。
6.根据权利要求I至5任一项所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。
7.根据权利要求6所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种 BPCF的全域名(FQDN)； 目标家庭基站的外层端口号； 因特网协议安全性(IPsec)隧道的安全网关(SeGW)的地址和/或端口号；目标家庭基站的身份标识； 目标家庭基站所在的虚拟局域网标识(VLAN ID)。
8.—种隧道信息更新的方法，其特征在于，该方法包括 UE切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME ； 所述MME通过更改通知请求消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ； 所述P-GW通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ； 所述PCRF通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。
9.根据权利要求8所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。
10.根据权利要求9所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种BPCF 的 FQDN ； 目标家庭基站的外层端口号； IPsec隧道的SeGW的地址和/或端口号； 目标家庭基站的身份标识； 目标家庭基站所在的VLAN ID。
11.一种隧道信息更新的系统，其特征在于，该系统包括UE切换的目标家庭基站、MME, EPC网关和PCRF，其中， 所述目标家庭基站，用于通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME ； 所述MME，用于通过EPC网关和PCRF将获取的隧道信息通告给固网； 所述EPC网关和PCRF，用于实现所述隧道信息从MME到固网的转发。
12.根据权利要求11所述隧道信息更新的系统，其特征在于，所述EPC网关包括S-GW和 P-GW， 相应的，所述MME进一步用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ； 所述S-GW用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息、或PBU消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ； 所述P-GW用于，通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ； 所述PCRF用于，通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。
13.根据权利要求11所述隧道信息更新的系统，其特征在于，所述EPC网关包括S-Gff, 相应的，所述MME进一步用于，通过创建、修改或刷新会话请求消息、或修改承载请求消息，将获取的隧道信息通告给S-GW ； 所述S-GW用于，通过网关控制会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ； 所述PCRF用于，通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF。
14.根据权利要求11所述隧道信息更新的系统，其特征在于，所述目标家庭基站进一步用于，当切换是Si模式时，通过切换确认消息或切换通知消息，将所述隧道信息通告给所述MME ； 当切换是X2模式时，通过路径转换请求消息，将所述隧道信息通告给所述MME。
15.根据权利要求11所述隧道信息更新的系统，其特征在于，所述PCRF进一步用于， 如果切换前PCRF和BPCF之间没有S9*会话，则PCRF根据获取的隧道信息选择BPCF，发起S9*会话建立操作，并将隧道信息发送给选择的BPCF ； 如果切换前PCRF和BPCF之间有S9*会话，则PCRF验证原BPCF是否是隧道信息指示的BPCF :如果是，则PCRF发起S9*会话修改操作，并将隧道信息发送给BPCF ;如果否，则PCRF根据隧道信息新选择BPCF并发起S9*会话建立操作，将隧道信息发送给新选择的BPCF。
16.根据权利要求11至15任一项所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。
17.根据权利要求16所述隧道信息更新的方法，其特征在于，所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种BPCF 的 FQDN ； 目标家庭基站的外层端口号； IPsec隧道的SeGW的地址和/或端口号； 目标家庭基站的身份标识； 目标家庭基站所在的VLAN ID。
18.—种隧道信息更新的系统，其特征在于，该系统包括UE切换的目标家庭基站、MME, P-GW, PCRF 和固网的 BPCF，其中， 所述目标家庭基站，用于通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给MME ； 所述MME，用于通过更改通知请求消息，将获取的隧道信息通告给P-GW ； 所述P-GW，用于通过IP-CAN会话修改消息，将获取的隧道信息通告给PCRF ； 所述PCRF，用于通过创建或修改S9*会话操作，将获取的隧道信息通告给固网的BPCF ； 所述BPCF，用于获取PCRF通告的隧道信息。
19.根据权利要求18所述隧道信息更新的系统，其特征在于，所述隧道信息为目标家庭基站的外层IP地址。
20.根据权利要求19所述隧道信息更新的系统，其特征在于，所述隧道信息还包括以下信息中的一种或多种BPCF 的 FQDN ； 目标家庭基站的外层端口号； IPsec隧道的SeGW的地址和/或端口号； 目标家庭基站的身份标识； 目标家庭基站所在的VLAN ID。
全文摘要
本发明公开了一种隧道信息更新的方法和系统，方法包括终端(UE)切换的目标家庭基站通过切换确认消息、切换通知消息或路径转换请求消息，将隧道信息通告给移动管理单元(MME)；MME通过演进分组核心(EPC)网关和策略和计费规则功能实体(PCRF)将获取的隧道信息通告给固网。通过本发明，能够实现移动网和固网的策略互通，保证家庭基站的服务质量。
文档编号H04W8/00GK102724648SQ201110078879
公开日2012年10月10日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者刘国燕, 毕以峰 申请人:中兴通讯股份有限公司