专利名称：移动通信系统和通信控制方法
技术领域：
本发明涉及这样一种移动通信系统，其中一个终端可以同时连接到多 个服务网络。
背景技术：
图1是示出一种移动通信系统的配置的框图，其中一个终端可以同时
连接到多个服务网络。参考图1，移动通信系统具有GGSN (网关GPRS
(通用分组无线电服务)支持节点)95、 SGSN (服务GPRS支持节点) 94、 RNC (无线电网络控制器)93和基站92。 GGSN 95和SGSN 94属于 核心网络，并且RNC93和基站92属于无线接入网络。
GGSN 95是连接到两个服务网络96和97的网关设备，并且位于移动 通信系统与服务网络96和97之间。服务网络96和97是提供分组服务的 网络。
SGSN 94是用于提供GPRS服务的节点设备，连接到与终端91相连 的RNC 93，并且还建立SGSN 94和GGSN 95之间的隧道98和99以允许 终端91连接到服务网络96和97。
RNC 93是用于控制基站92的控制器，并且一般控制多个基站92。 RNC 93通过执行自身与核心网络和终端91两者之间的呼叫处理来设定呼 叫。
基站92无线地连接到终端91并且中继来自终端91的通信。
在图l的状态中，终端91正接收来自服务网络96和97两者的连接服
务。此时，为了连接终端91，在SGSN 94和GGSN 95之间建立了 GTP (GPRS隧道传输协议)隧道98和99，以分别连接到服务网络96和97。 图2是用于描述当图1中所示的终端91已移动并且从而SGSN 94发
生改变时移动通信系统的操作的视图。尽管在图2中为了清楚起见省略了基站，但是假定终端91经由基站92 (未示出)连接到RNC 93，如图1所 示。参考图2，终端91已从源RNC 93!移动到目的地RNC 932。此时，指 示终端91的移动的信号112被从移动的终端91或目的地RNC 932发送到 新的SGSN942。
随后，新的SGSN 942向GGSN 95发送用于切换针对服务网络96的 GTP隧道98的切换请求信号113和用于切换针对服务网络97的GTP隧道 99的切换请求信号114。
在接收到两个切换请求信号1B和114之后，GGSN 95将相应GTP 隧道98和99从旧的SGSN 94!切换到新的SGSN 942。
发明内容
如利用图2所描述的，当连接到两个服务网络96和97的终端91已移 动时，包含目的地RNC 932的新的SGSN 942针对一个终端91的一次移 动，向同一GGSN95发送两个切换请求信号。为了向GGSN 95作出切换 用于同一终端91的隧道的请求，针对每条隧道发送多个切换请求信号是 非常浪费的。
另外，当针对每条隧道的每个请求信号被发送时，如果请求信号之一 丢失，则在隧道之间将会发生状态冲突。在这种情况下，需要一种考虑到 这种状态冲突的系统设计，这使得设备功能更加复杂。
本发明的一个目的是提供一种移动通信系统，该移动通信系统能够高 效且容易地执行与终端的移动相关联的隧道切换。
为了实现上述目的，根据本发明一方面的移动通信系统是一种用于将 终端连接到服务网络的移动通信系统，包括
无线接入网络设备，用于连接到终端；
网关设备，用于建立将终端连接到服务网络的多条隧道并且根据请求
切换多条隧道；以及
移动性管理设备，用于向网关设备发送集中切换多条隧道的请求。 根据本发明一方面的通信控制方法是一种用于将终端连接到服务网络
的通信控制方法，包括建立将终端连接到服务网络的多条隧道； 发送集中切换所述多条隧道的请求；以及 根据请求集中切换多条隧道。
图1是示出一种移动通信系统的配置的框图，其中一个终端可以同时 连接到多个服务网络；
图2是用于描述当图1中所示的终端91已移动并且从而SGSN发生改 变时移动通信系统的操作的视图3是示出根据第一示例性实施例的移动通信系统的配置的框图4是用于描述根据第一示例性实施例当终端1已移动时移动通信系 统的操作的视图5是示出用于处理隧道切换请求的新的SGSN42的操作的流程图； 图6是用于描述根据第二示例性实施例当终端1已移动时移动通信系 统的操作的视图7是用于描述根据第三示例性实施例的移动通信系统的配置以及当 终端己移动时的其操作的视图8是用于描述根据第四示例性实施例的移动通信系统的配置以及当 终端已移动时的其操作的视图；以及
图9是用于描述根据第五示例性实施例的移动通信系统的配置以及当 终端已移动时的其操作的视图。
具体实施例方式
将参考附图详细描述示例性实施例。 (第一示例性实施例)
图3是示出根据第一示例性实施例的移动通信系统的配置的框图。在 该图中，示出了这样一种移动通信系统，其中一个终端可以同时连接到多 个服务网络。
参考图3，移动通信系统具有GGSN 5 (网关GPRS (通用分组无线电服务)支持节点)、SGSN 4 (服务GPRS支持节点)、RNC 3 (无线电网 络控制器)和基站2。 GGSN 5和SGSN 4属于核心网络，并且RNC 3和 基站2属于无线接入网络。
GGSN 5是连接到两个服务网络6和7的门设备，并且用来将移动通 信系统连接到服务网络6和7。服务网络6和7是提供分组服务的网络。
SGSN 4是用于提供GPRS服务的节点设备，连接到与终端1相连的 RNC 3，并且还建立SGSN 4和GGSN 5之间的隧道8和9以允许终端1连 接到服务网络6和7。
RNC 3是用于控制基站2的控制器，并且一般控制多个基站2。 RNC 3通过执行其自身与核心网络和终端l两者之间的呼叫处理来设定呼叫。
基站2无线地连接到终端1并且中继来自终端1的通信。
在图3的状态中，终端1正接收来自服务网络6和7两者的连接服 务。此时，为了连接终端l， GTP (GPRS隧道传输协议)隧道8和9被建 立在SGSN 4和GGSN 5之间以分别连接到服务网络6和7。
图4是用于描述根据第一示例性实施例当终端1已移动时移动通信系 统的操作的视图。尽管在图4中与图2中一样，为了清楚起见省略了基 站，但是假定终端1经由如图3所示的基站2 (未示出)连接到RNC 3。 参考图4，终端1已从源RNC 3!移动到目的地RNC 32。因此，发生了从 旧的SGSN +到新的SGSN42的连接改变。
此时，与移动相关联的信号在新的SGSN 42、目的地RNC32和终端1 之间发送/接收。在接收到预定信号10时，新的SGSN 42开始处理隧道切 换请求。用于开始处理隧道切换请求的预定信号IO包括来自终端1的路 由区域更新信号或者来自目的地RNC 32的重定位完成信号。
新的SGSN 42还获得关于为终端1建立的隧道的隧道信息，作为来自 旧的SGSN+的PDP (分组数据协议)上下文。例如，新的SGSN42可以 向旧的SGSN 4,发送PDP上下文请求信号，然后旧的SGSN 4,可以发送 PDP上下文作为响应。或者，旧的SGSN 4,可以利用迁移重定位请求信号 向新的SGSN42自治地告知隧道信息。
图5是示出用于处理隧道切换请求的新的SGSN 42的操作的流程图。新的SGSN 42根据从旧的SGSN +获得的隧道信息来获得要切换的隧道数 目，并且确定该隧道数目是否为2或更大(步骤101)。如果隧道数目为 2或更大，则新的SGSN 42随后确定在新的SGSN 42和同一 GGSN 5之间 是否有两条或更多的GTP隧道(步骤102)。
作为步骤102的确定的结果，如果在新的SGSN 42和同一 GGSN 5之 间有两条或更多的GTP隧道，则新的SGSN 42向GGSN 5发送切换请求信 号11，该信号11包括将多条GTP隧道从旧的SGSN 4,切换到新的SGSN 42的请求(步骤103)。
包括针对要切换的多条GTP隧道的一对TEID (隧道端点标识符)的 切换请求信号被在一个更新PDP上下文请求信号上发送。
如果作为步骤101的确定的结果，要切换的GTP隧道的数目为l或更 小，或者如果作为步骤102的确定的结果，在新的SGSN 42和同一 GGSN 5之间没有两条或更多的GTP隧道，则新的SGSN 42发送每个切换请求信 号，以将每条GTP隧道切换到与每条GTP隧道相对应的GGSN 5 (步骤 104)。
在接收到这样从新的SGSN 42发送来的切换请求信号后，GGSN 5分 析切换请求信号，随后将由TEID指示的GTP隧道从旧的SGSN 4,切换到 新的SGSN 42。
如上所述，根据示例性实施例，当由于终端1的移动SGSN4需要被 切换时，新的SGSN 42利用一个切换请求信号向GGSN 5发出请求，以集 中地切换用于同一终端1的同一 GGSN 5和SGSN 4之间的多条GTP隧 道。因此，减小了新的SGSN 42和GGSN 5之间的通信量，从而允许在提 高线路性能的情况下切换GTP隧道。还减小了请求切换GTP隧道的时 间，因为多条GTP隧道的切换可以由一个切换请求信号请求。另外，简化 了 GGSN 5和SGSN 4的功能，因为从SGSN 4到GGSN 5的GTP隧道切 换请求的状态在隧道之间总是相同的，从而使得切换操作简单。 (第二示例性实施例)
第二示例性实施例的移动通信系统可以采用直接隧道扩展配置，该配 置直接建立RNC和GGSN之间的GTP隧道。该示例性实施例的移动通信系统的配置与图3中所示第一示例性实施例的配置相同。然而，GTP隧道 8和9被建立在RNC 3和GGSN 5之间。除了建立直接隧道扩展配置的操 作以外，该示例性实施例的移动通信系统的操作与第一示例性实施例的操 作相同。
图6是用于描述根据第二示例性实施例当终端1已移动时移动通信系 统的操作的视图。尽管在图6中为了清楚起见省略基站，但是与图4中一 样，假定终端1经由基站2 (未示出)连接到RNC 3。参考图6，终端1 利用一个GGSN 5连接到多个服务网络6和7。在该状态，终端1正从源 RNC 3!移动到目的地RNC 32。因此，有必要将建立在源RNC 3!和GGSN 5之间的GTP隧道8和9切换到目的地RNC 32和GGSN 5之间的位置。
此时，与移动相关联的信号在SGSN 4、目的地RNC 32和终端1之间 发送/接收。在从目的地RNC 32接收到终端1的移动完成通知21后， SGSN 4开始处理隧道切换请求。
隧道切换请求的处理与图5中所示第一示例性实施例的处理相同。然 而，SGSN 4可以使用由SGSN 4自身保存的隧道信息来进行步骤101的确 定。对于根据第二示例性实施例的隧道切换请求的处理，如果对于同一 GGSN 5有多条需要被切换的GTP隧道，则SGSN 4将利用一个切换请求 信号22来作出切换多条GTP隧道的请求。
由于SGSN 4 —般包含多个RNC 3，因此使用建立RNC 3和GGSN 5 之间的GTP隧道的直接隧道扩展配置导致了切换GTP隧道数目的增大 (与建立SGSN4和GGSN 5之间的GTP隧道相比较)。因此，由于直接 隧道扩展配置，该示例性实施例可以获得更多的优点。 (第三示例性实施例)
在第三示例性实施例中，将例示扩展了 GPRS系统的SAE (系统体系 结构演进)系统。
图7是用于描述根据第三示例性实施例的移动通信系统的配置以及在 终端已移动时的其操作的视图。尽管在图7中为了清楚起见省略了基站， 但是与图4中一样，假定终端1经由基站2 (未示出)连接到RNC 3。参 考图7，旧的SGSN +和新的SGSN42连接到服务SAEGW31。第三示例性实施例的移动通信系统具有服务SAE GW 31以及PDN SAE GW 32,和322，而不是图3中所示的根据第一示例性实施例的GGSN 5。 RNC 3和基站2 (未示出)被包括在UTRAN (通用陆地无线电接入网 络)中，并且SGSN4、服务SAEGW31以及PDNSAEGW32!和322被 包括在核心网络中。在SAE系统中，从UTRAN进行的接入通过GTP隧 道从SGSN 4连接到服务SAE GW 31 。
服务SAE GW 31和PDN SAE GW 32,可以被集成配置，并且服务 SAE GW 31经由PDN SAE GW 32,连接到服务网络6。在该图的示例中， 由于服务SAE GW 31和PDN SAE GW 32i被集成配置，因此在服务SAE GW 31和PDN SAE GW 32!之间没有建立GTP隧道。
服务SAE GW 31还经由PDN SAE GW 322连接到服务网络7。在服务 SAE GW 31和PDN SAE GW 322之间建立了 GTP隧道35。
服务SAE GW (网关)31是用于端接服务SAE GW 31和SGSN 4之 间的GTP隧道33和34的设备。
PDN (分组域网络)SAE GW 32^卩322是用于连接到服务网络6和7 的门设备。
参考图7,终端1已从源RNC 3,移动到目的地RNC 32。因此，发生 从旧的SGSN4,到新的SGSN42的连接改变。
此时，与移动相关联的信号在新的SGSN 42、目的地RNC32和终端1 之间发送/接收。在从目的地RNC 32接收到终端1的移动完成通知36后， 新的SGSN42开始处理隧道切换请求。
对隧道切换请求的处理与图5中所示第一示例性实施例的处理相同。 在SAE系统中，当一个终端l连接到多个服务网络6和7时，隧道被合并 到一个服务SAE GW 31中。在合并之后，将在服务SAE GW 31和PDN SAEGW 322之间建立隧道35。如果在服务SAE GW 31中有多条隧道，则 新的SGSN 42向服务SAE GW 31发送一个切换请求信号37，以作出切换 多条隧道的请求。
在SAE系统中，当一个终端l连接到多个服务网络6和7时，隧道被 合并到一个服务SAEGW31中。因此，在第三示例性实施例中，相比于第一示例性实施例，多个隧道切换请求更有可能可被合并到一个切换请求 信号中，从而可以获得更多的优点。 (第四示例性实施例)
在第四示例性实施例中，将例示第三示例性实施例中所示的SAE系 统，对该系统可应用第二示例性实施例中所示的直接隧道扩展配置。
图8是用于描述根据第四示例性实施例的移动通信系统的配置以及在
终端已移动时的其操作的视图。尽管在图8中为了清楚起见省略了基站，
但是与图4中一样，假定终端1经由基站2 (未示出)连接到RNC 3。参
考图8，隧道33和34被建立在RNC 3和服务SAE GW 31之间。除了用
于建立直接隧道扩展配置的操作以外，该示例性实施例的移动通信系统的 操作与第三示例性实施例的操作相同。
参考图8，终端1已从源RNC 3!移动到目的地RNC 32。此时，与移
动相关联的信号在SGSN4、目的地RNC32和终端l之间发送/接收。在从
目的地RNC 32接收到终端1的移动完成通知41后，SGSN 4开始处理隧
道切换请求。
对隧道切换请求的处理与图5中所示第一示例性实施例的处理相同。 在SAE系统中，当一个终端l连接到多个服务网络6和7时，隧道被合并 到一个服务SAE GW 31中。在合并之后，将在服务SAE GW 31和PDN SAE GW 322之间建立隧道35。
在该示例性实施例中，由于应用了直接隧道扩展配置，因此SGSN4 可以使用由SGSN4自身保存的隧道信息。
如果在服务SAE GW 31中有多条隧道，贝IJ SGSN 4向服务SAE GW 31发送一个切换请求信号42，以作出切换多条隧道的请求。
另外在该示例性实施例中，与第三示例性实施例一样，与第一示例性 实施例相比，多个隧道切换请求更有可能可被合并到一个切换请求信号 中，从而可以获得更多的优点。而且，在该示例性实施例中，还可以获得 与第二示例性实施例相同的优点。 (第五示例性实施例)
在第五示例性实施例中，例示了一种SAE系统，其中RNC和基站(eNB (演进的Node-B))被集成配置，并且提供了 MME (移动管理实 体)来代替SGSN。 eNB被包括在EUTRAN中(演进的UTRAN)。
图9是用于描述根据第五示例性实施例的移动通信系统的配置以及在 终端已移动时的其操作的视图。参考图9，第五示例性实施例的移动通信 系统的配置与图8中所示系统的不同之处在于，图3中所示的基站2和 RNC 3被集成配置为eNB 51，并且用MME 52代替了图8中所示的SGSN 4。由于MME 52不具有用于处理用户平面的功能，因此隧道被直接建立 在eNB 51和服务SAE GW 31之间，这与图8中所示的直接隧道扩展配置 一样。
参考图9，终端1已从源eNB 5h移动到目的地eNB 512。此时，与移 动相关联的信号在MME 52、目的地eNB 512和终端1之间发送/接收。在 从目的地eNB 512接收到终端1的移动完成通知53后，MME 52开始处理 隧道切换请求。
对隧道切换请求的处理与图5中所示第一示例性实施例的处理相同。 在SAE系统中，当一个终端l连接到多个服务网络6和7时，隧道被合并 到一个服务SAE GW 31中。在合并之后，将在服务SAE GW 31和PDN SAE GW 322之间建立隧道35。
由于该示例性实施例的SAE系统具有在eNB 51和服务SAE GW 31之 间建立了隧道的配置，因此MME 52可以使用由MME 52自身保存的隧道 信息。
如果在服务SAE GW 31中有多条隧道，则MME 52向服务SAE GW 31发送一个切换请求信号54，以作出切换多条隧道的请求。
在该示例性实施例中，可以获得与第五示例性实施例相同的优点。
在上文中，尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但是本发明并不 限于这些示例性实施例。还可以组合或结合对每个示例性实施例的描述。 可以对本发明的配置或细节进行本领域技术人员可意识到的、在本发明的 范围中的各种修改，本发明的配置或细节由权利要求限定。
本申请要求基于2007年3月12日提交的日本专利申请No. 2007-061935的优先权，该申请的公开内容通过引用整体结合于此。
权利要求
1. 一种用于将终端连接到服务网络的移动通信系统，包括无线接入网络设备，用于连接到所述终端；网关设备，用于建立将所述终端连接到所述服务网络的多条隧道并且根据请求切换所述多条隧道；以及移动性管理设备，用于向所述网关设备发送集中切换所述多条隧道的请求。
2. 如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述请求包括针对所述多 条隧道的多个TEID (隧道端点标识符)。
3. 如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述移动性管理设备是 MME (移动管理实体)。
4. 如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述网关设备是服务网关。
5. 如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述接入网络设备还包括 用于连接到所述终端的eNB (演进的Node-B)。
6. 如权利要求5所述的移动通ii;系统，其中所述隧道被建立在所述网 关设备和所述eNB之间。
7. —种用于将终端连接到服务网络的通信控制方法，包括 建立将所述终端连接到所述服务网络的多条隧道； 发送集中切换所述多条隧道的请求；以及 根据所述请求集中切换所述多条隧道。
8. 如权利要求7所述的通信控制方法，其中所述请求包括针对所述多 条隧道的多个TEID (隧道端点标识符)。
全文摘要
一种用于将终端连接到服务网络的移动通信系统包括无线接入网络设备、网关设备和移动性管理设备。无线接入网络设备连接到终端。网关设备建立将终端连接到服务网络的多条隧道，并且根据请求切换隧道。移动性管理设备向网关设备发送集中切换多条隧道的请求。
文档编号H04W36/12GK101548565SQ200880000849
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月11日 优先权日2007年3月12日
发明者田村利之, 高野祐介 申请人:日本电气株式会社