专利名称：重定位通用分组无线业务网关支撑节点的方法
技术领域：
本发明涉及通用分组无线业务(GPRS)网络，特别涉及一种通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的重定位的方法。
背景技术：
下面的列表解释了在本发明说明书中使用的缩略语3GPP 第3代移动通信伙伴计划A基站控制器-移动业务交换中心间接口APN 接入点名称DNS 域名服务器ETSI 欧洲电信标准协会FTP 文件传输协议GGSN 通用分组无线业务网关支撑节点Gi GPRS网和分组数据网间的参考点Gb SGSN和基站子系统间接口Gn 同一PLMN内的GSN间的接口Gp 不同PLMN内的GSN间的接口GPRS 通用分组无线业务GSM 全球移动通信系统GSN 通用分组无线业务支撑节点GTP GPRS隧道协议HLR 归属位置寄存器HPLMN-OI 归属公共陆地移动网运营者标志IMSI 国际移动用户身份码Iu 无线网络子系统和核心网的接口和参考点MM 移动性管理MS 移动台NodeB基站节点NSAPI网络业务接入点识别符OSPF 开放式最短路径优先
PLMN 公共陆地移动网PMM 分组移动性管理PDN 分组数据网QoS 服务质量RIP 路由信息协议RRC 无线资源控制RNC 无线网络控制器SGSN 通用分组无线业务服务支撑节点SMS 短消息业务TFT 业务流模板TLLI 临时逻辑链路标识TS 技术规范X.25 分组交换网接口规程UMTS 通用移动通信系统UTRAN通用移动通信系统地面无线接入网Uu 移动台和Iu模式的网络的接口VPLMN-OI 访问公共陆地移动网运营者标志以下给出根据现行第3代移动通信伙伴计划(3GPP)技术规范(TS)的GPRS体系结构，以便于描述本发明。
根据GPRS技术规范的GPRS基础设施包括GPRS支撑节点，即GPRS网关支撑节点(GGSN)以及GPRS服务支撑节点(SGSN)。
SGSN的主要功能是检测在其服务区内的新GPRS移动台，处理登记新MS以及GPRS寄存器的过程，向/从GPRS移动台传送/接收数据分组，以及保存一个在其服务区内的MS的位置记录。预约信息被储存在一个归属位置寄存器(HLR)内，移动台的身份以及静态PDP地址也被储存在其内。HLR起一个数据库的作用，SGSN可向该数据库询问一个在其服务区内的新MS是否被允许加入该GPRS网络。在PLMN(公共陆地移动网)的SGSN和GGSN由运营商基于网络互连，该运营商的骨干网络可以借助一个本地网，比如一个IP网络来执行。在一个PLMN内的SGSN的GGSN之间的接口是在ETSI/GSM09.60技术规范内定义的Gn(同一PLMN内的GSN间的接口)接口。GPRS骨干网络内的GSN节点间的承载分组数据的协议在一个PLMN内的Gn接口处，以及在Gp(不同PLMN内的GSN间的接口)接口处被称为GPRS隧道协议(GTP)，GTP允许通过GPRS骨干网在GSN之间隧道发送多协议分组。
GPRS网关支撑节点(GGSN)的主要功能包括与外部数据网的相互作用。GGSN将一个运营商的GPRS网络互连到外部系统，例如其它运营商的GPRS系统，数据网络(例如互联网)，以及服务中心。GGSN包括GPRS用户的PDP地址、SGSN地址，以及路由信息。路由信息被作为协议数据单元(PDUs)从外部网络传送到MS的当前接入点，即服务SGSN的GTP隧道端点。
为了接入GPRS业务，MS首先应当通过完成一个GPRS附着(Attach)使网络知道它的存在。这项操作在MS和SGSN之间建立了一个逻辑链路，并使得MS可以使用通过GPRS的SMS、经过SGSN的寻呼以及输入GPRS数据的通知。更特别的是，当MS附着到GPRS网络时，即它完成了GPRS附着进程，SGSN生成一个移动性管理上下文(MM Context)。该MM上下文被储存在SGSN和MS之内。SGSN的MM上下文可能包括用户数据，比如用户的国际移动用户身份码(IMSI)，以及位置和路由信息等等。
为了发送和接收GPRS数据，MS应当通过请求一个PDP上下文激活进程，以激活它希望使用的分组数据地址。这项操作使MS为对应的GGSN所知，而与外部数据网的互联可以开始。更特别的是，MS、GGSN以及SGSN内生成了一个或多个PDP上下文，它们被储存在与MM上下文有关的服务SGSN内。PDP上下文定义了不同的数据传输参数，例如PDP类型(例如X.25或IP)，PDP地址(例如IP地址)，以及业务QoS和NSAPI(网络业务接入点识别符)。不同的GSN节点内的两个关联PDP上下文定义一个GTP隧道，该隧道由一个包括IMSI以及NSAPI的隧道标识(TID)表示。MS用一个特定消息，“激活PDP上下文请求”，来激活PDU上下文，在该特定消息内，MS给出关于TLLI、PDP类型、PDP地址以及所需的QoS和NSAPI的信息，并可选择地给出接入点名称(APN)。SGSN向GGSN发送一个生成PDP上下文消息，GGSN生成PDP上下文并将其发送到SGSN。SGSN在一个激活PDP上下文响应(Active PDP Context Response)消息内将PDP上下文传送给MS，MS和GGSN之间建立了一个虚拟连接或链路。结果是，SGSN将来自MS的数据转发到GGSN，而GGSN将所有从外部网络接收的且寻址到MS的分组数据转发到SGSN。PDP上下文被储存在MS、SGSN以及GGSN之内。当MS漫游到一个新SGSN的区时，新SGSN向旧SGSN请求带有Gn接口和GGSN的PDP的MM和PDP上下文。
发明内容
要解决的技术问题GPRS网络的许多位置管理过程(location management procedures)都涉及到SGSN的重定位，例如Iu模式下的服务无线网络子系统重定位(Serving RNSRelocation)以及A/Gb模式下的SGSN间路由更新(Inter SGSN Routeing AreaUpdate)，当从原SGSN重定位到新SGSN后，新SGSN取代原SGSN的功能，包括与原GGSN之间的GTP隧道通信。问题是当SGSN重定位完成后，原GGSN不一定是最适合的分组数据网(PDN)接入点，所谓的适合是相对新SGSN的角度来选择而言的，参见图1，在PDP激活时，MS通过Uu接口和NodeB_1通信，SGSN_1为MS和服务器的通信选择了从GGSN1接入到互联网的路径，当MS经过若干次服务无线网络子系统重定位以及SGSN重定位后，MS通过Uu接口和NodeB_2通信，MS在SGSN_2中注册，MS分组的传送路径要从SGSN_2到GGSN_1的Gn接口经过；互联网上的服务器距各接入点的路由距离基本上是不会有很大差别的，所以从MS到服务器的路由距离的变动主要取决于SGSN到GGSN的路由距离的变动，从图中可以看出，SGSN_2到GGSN_1的要经过3个路由器，SGSN_2到GGSN_2的路径是一个路由器，显然，更优的MS分组的传送路径是经SGSN_2到GGSN_2。特别是经过多次SGSN重定位后，从新SGSN到原SGSN选定的GGSN接入外部数据网的传送路径比从原SGSN到该GGSN的传送路径有更大的时延和更多通信链路资源。
所以说，尽管在MS的通信对象处于专用网中时接入专用网的GGSN是SGSN的最佳路径选择，但在与MS通信的对方连接到互联网情况下，PDP激活时所选定的GGSN在SGSN多次重定位后往往不是最佳路径的选择。目前因为彩信这类的分组业务持续时间很短，并且MS完成一次业务后立即去活的做法使得这一缺陷反映不出来，一旦象分组话音这类持续时间很长的业务被广泛使用时这样的缺陷会暴露得很明显。
在GPRS的PDP激活过程中需要选择GGSN，按照3GPP的TS23.060中附录A的指示，在DNS向SGSN回答APN+HPLMN-OI(或VPLMN-OI)询问的消息中给出GGSN的IP地址，这样引起的问题是SGSN仅仅从DNS得到了一个GGSN，事实上GPRS网络对于一个APN可以有多个GGSN与之对应，通过这些GGSN中的任意一个均可以接入APN指示的网络。但是在PDP激活之后，一旦激活时选择的GGSN不适于继续处理PDP的数据，例如，GGSN不能继续按照原来的速率传送PDP的数据，SGSN和GGSN路径上的路由器的路由能力严重下降，等等，此时就应该选择与APN对应的其它GGSN中的某一个作为处理该PDP的GGSN进行尝试。实际上，在PDP激活过程中如果发现GGSN不能满足SGSN提出的QoS的要求，SGSN也可以选择与APN指示的外部数据网的其它GGSN中的某一个来替代不能满足要求的那一个。
技术方案解决上述技术问题的方法是在GPRS系统中引入GGSN重定位的信令过程，使得在发生重定位SGSN这类事件后可启动GGSN选择过程并根据选择过程的结果重新定位GGSN。
图3示出了SGSN重定位后再进行GGSN重定位这一过程中的用户数据的承载路径。借助GPRS的Gn接口以及GGSN，一个使用分组数据协议的基本GPRS网络被互连到其它分组数据网(PDN)，该PDN是互联网(117)。在SGSN重定位之前，MS的用户数据传送要经过UTRAN(111)到SGSN1(115)之间的GTP隧道、SGSN1(115)和GGSN1(116)之间的GTP隧道，以及GGSN1的Gi接口。在SGSN重定位之后，MS的用户数据传送经过UTRAN(111)到SGSN2(112)之间的GTP隧道、SGSN2(112)和GGSN2(113)之间的GTP隧道，以及GGSN2的Gi接口。
重定位GGSN需要解决一系列的问题，主要有在新GGSN上建立又一个PDP上下文和对SGSN的PDP上下文进行PDP地址修改，以及删除与原GGSN相连的隧道。因此需要有一系列信令流程来解决这些问题，以下就是本发明的GGSN重定位的方法，本发明提供一种重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法，其特征在于通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)根据其第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)创建一个第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)，第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)是与第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不相同的新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)，并且通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)向新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)发送请求建立第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的建立分组数据协议上下文请求(Create PDP ContextRequest)消息；当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)收到新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的成功建立第二分组数据协议上下文(PDPCONTEXT)的响应消息后，向移动台发送针对第一分组数据协议(PDP)的修改分组数据协议上下文请求(Modify PDP Context Request)的消息，该消息中包含一分组数据协议(PDP)地址，该分组数据协议(PDP)地址是不同于第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的分组数据协议(PDP)地址的第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的分组数据协议(PDP)地址当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)收到移动台的接受修改分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的响应消息后，用第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)代替第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)，使用户数据不再通过通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)和原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)之间的隧道而改从通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)和新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)之间的隧道通过，并向原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)发送请求删除第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的删除分组数据协议上下文请求(Delete PDP Context Request)的消息。
需要指出的是并非每次SGSN的切换都要进行GGSN重定位这一信令流程，在SGSN重定位后所需要的仅仅是进行再一次的GGSN选择，仅当再次选择所得到的GGSN和原来的不同时才需要进行GGSN重定位。
当移动台切换到新的通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)后，新的通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)根据移动台中的分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)执行通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择，当该选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)和原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不一致时，将该分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
再一次触发通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的执行并不局限于SGSN重定位，以下是另外几种再一次引起通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择被启动的情形当MS向SGSN提出修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息，该消息包含的请求QoS给出的要求的QoS概要(profile)高于通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)到通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的路径的路由量度值所指示的路由能力时，SGSN可以尝试将GGSN重定位到达到MS请求的QoS要求的GGSN上。
因此，当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)收到来自移动台(GGSN)的修改分组数据协议上下文请求(Modify PDP Context Request)消息，并且该消息包含的请求服务质量(QoS Requested)所指示的服务质量概要(QoS profile)的要求高于通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)到通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的路径的路由量度值所指示的路由能力时，启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的执行，当该选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)包括与原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不同的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)时，将被要求更新的分组数据协议上下文(PDP Context)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到该通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个满足移动台(MS)请求的服务质量(QoS)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
与此相类似，当SGSN向GGSN提出更新PDP上下文请求(Update PDPContext Request)被GGSN拒绝时，SGSN也可以将GGSN重定位到达到能接受其更新PDP上下文请求的GGSN上去。
因此，当SGSN收到GGSN向SGSN拒绝其更新分组数据协议上下文请求(Update PDP Context Request)的消息时，启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的执行，当该选择所得到的GGSN包括和原GGSN不同的GGSN时，将被要求更新的分组数据协议上下文(PDP Context)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到该GGSN选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个接受其更新分组数据协议上下文请求的要求的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
GGSN选择可以参照3GPP TS23060附录A中提供的关于GGSN选择的说明，也可以采用本发明提供的方法。
对于每个SGSN来说，用来承载PDP数据的GTP隧道可以建在该SGSN和任何能接入APN指定的外部数据网的GGSN之间，因此选择过程所确定的GGSN可以是多个，当再次做GGSN选择时得到的这多个GGSN包括了原GGSN时，可以不做GGSN重定位，因此，本发明的方法可以避免过多的重定位。
本发明提供一种结果是多个GGSN的SGSN所施行的GGSN选择的方法，在该方法中，SGSN以APN向DNS请求与该APN相应的GGSN的IP地址，DNS对所述请求给出响应，DNS以返回多个IP地址的方式对从APN映射GGSNIP地址的请求作出响应，该响应消息中的问题(question)元素是该APN，该响应消息中的答案(answer)元素是APN指定的外部数据网的GGSN的IP地址，并且响应消息中的答案(answer)元素可以是多个，即IP地址是多个，当所述GGSN的IP地址的个数超过1时，说明GGSN的个数也是多个，SGSN设定一个路由的度量制式和一个使用该度量制式的路由门限值，计算每个所述GGSN到SGSN的路径的路由量度值，从中选出最优路由量度值路径的GGSN和路由量度值好于所述路由门限值的路径的GGSN，将所有选出的GGSN作为GGSN选择的结果。
路由门限值的取值可以PDP的QoS的参数映射而来，例如当PDP的QoS要求峰值传输速率为100千比特/秒，该路由门限值可直接定为100千比特/秒的吞吐量，以吞吐量为度量制式的SGSN到GGSN的路径的路由量度值一旦满足100千比特/秒就可以选择该GGSN。
实际上在在PDP激活过程中的SGSN的GGSN选择过程中也应该采用DNS以返回多个IP地址的方式对从APN映射GGSN IP地址的请求作出响应这一方法，这样做的好处是在PDP激活过程中，当SGSN向一个IP地址上的GGSN发出的建立PDP上下文请求的响应是不成功时它可以转而向其它IP地址上的GGSN发送建立PDP上下文请求的消息。
当骨干网的路由协议是RIP协议时，上述路由的度量制式为跳数。
当骨干网的路由协议是OSPF协议时，上述路由的度量制式有吞吐量、延迟、开销和可靠性，以及组合度量制式。
当骨干网发生拥塞导致SGSN到GGSN的路径的路由量度值下降到影响到PDP的数据业务的质量时，要启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的过程的执行。可以为SGSN到GGSN的路径的路由量度值设一个选择门限值，当它劣于该选择门限值时执行通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择，当选择所得到的GGSN和原来的不同时需要进行GGSN重定位。
因此，为SGSN所服务的PDP设置一个启动选择的门限值，当SGSN到GGSN的路径的路由量度值劣于启动选择的门限值时启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择过程的执行，当该选择所得到的GGSN包括和原GGSN不同的GGSN时，将所述PDP的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到该GGSN选择过程所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
当GGSN选择所采用的方法是本发明提出的GGSN选择的方法时，上述的启动选择的门限值的取值的原则是启动选择的门限值对路由的要求低于GGSN选择的所使用的路由门限值对路由要求。
有益效果本发明的重定位GGSN的方法改变了长期以来GPRS网络在PDP激活后即固定该PDP的GGSN的做法，解决了多次SGSN重定位后仍然使用非最佳的接入外部数据网的原GGSN的问题，例如，图1所示，MS经过SGSN_2通过GGSN_1接入互联网是一种“折线”接入，如果有了本发明的方法就可以通过GGSN_2“直线”接入互联网。重定位GGSN的方法结合本发明的GGSN选择的方法还能在不去活PDP的情形下将不满足用户业务要求的GGSN替换为满足用户业务要求的GGSN。
为了达到GGSN重定位所做的比较大的折衷是MS的PDP的地址也被更改了，但是目前的3GPP协议中并不禁止改变PDP地址，在GGSN发起的更新PDP上下文请求(Update PDP Context Request)消息和SGSN修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)都允许带有PDP地址参数，也就是说它是可修改的。当前流行的断点续传的技术已被广泛使用，比较突出的就有文件传输协议(FTP)的断点续传，断点续传完全可以克服以IP地址为PDP地址的动态改变所带来的不便。
图1表示MS在SGSN重定位前后的UTRAN、核心网的结构以及相关的外部网(互联网)。
图2是在SGSN重定位后执行GGSN重定位过程的信令消息交互图。
图3表示MS在GGSN重定位过程中的核心网结构以及相关的UTRAN和外部网(互联网)，并在图中对SGSN和GGSN的路由的路由量度值作出了以吞吐量为单位的标注。
图4是在SGSN发现现有GGSN无法满足MS的数据传输的要求后执行GGSN重定位过程的信令消息交互图。
图5是在GGSN拒绝SGSN的修改PDP请求后执行GGSN重定位过程的信令消息交互图。
图6表示了MS的无线接入系统、相关的核心网的结构以及外部网(互联网)。
具体实施例方式
下文将描述在UMTS网络内执行的的实施例。
实施例1参见图3，在服务无线网络子系统(SRNS)重定位(Relocation)之前，MS在SGSN1中注册，MS的第一PDP处于激活状态，与SGSN1相连的RNC1作为MS的服务(serving)RNC；在服务无线网络子系统(SRNS)重定位(Relocation)完成后，MS在SGSN2中注册，MS处在针对SGSN2的分组移动性管理-已连接(PMM-CONNECTED)状态，与SGSN2相连的RNC2作为MS的服务(serving)RNC在SRNS(服务无线网络子系统)Relocation(重定位)前后，SGSN1到GGSN1的路径有1兆比特/秒(Mb/s)的吞吐量，SGSN2到GGSN2的路径有1兆比特/秒(Mb/s)的吞吐量，SGSN2到GGSN1的路径有64千比特/秒(kb/s)的吞吐量。
在完成重定位MS的服务(serving)RNC后，SGSN2发起关于MS第一PDP上下文的GGSN选择，该GGSN选择按照本发明的选择方法，并且，路由的度量制式为吞吐量，路由门限值从MS的QoS概要的峰值吞吐量(Peak throughput)而来，峰值吞吐量(Peak throughput)为384千比特/秒(kb/s)，路由门限值也为384千比特/秒(kb/s)。SGSN2以APN向DNS(图中未示出)查询IP地址得到GGSN2和GGSN1的IP地址，SGSN2通过GGSN1和GGSN2均可以接入MS的APN所指定的外部网络——互连网，但由于SGSN2到GGSN1的路径的路由量度值为64千比特/秒(kb/s)的吞吐量比GGSN选择所要求的路由门限值384千比特/秒(kb/s)低，所以选择的结果是GGSN1没被选中，仅有GGSN2被选中。
图2示出了在该实施例中的GGSN重定位的实施过程，以下将解释每个步骤。
1.SGSN2对来自SGSN1的MS的第一PDP上下文进行GGSN选择所得到的GGSN2同第一PDP上下文中的GGSN1不一致，SGSN为要建立的第二PDP上下文创建一个TEID，SGSN2可沿用原来的第一PDP上下文中的QOS，SGSN2发送关于第二PDP上下文的创建PDP上下文请求(Create PDP ContextRequest)消息到GGSN2，SGSN2应将服务网络身份和指定互联网的APN放在该消息中发往GGSN2，并且使PDP地址这个信息元素为空以表示PDP地址是动态地址。
2.收到SGSN2发送的关于第二PDP上下文的创建PDP上下文请求(Create PDPContext Request)消息后，GGSN2为该第二PDP上下文去找到一分组数据网(互联网)并激活业务。GGSN2在PDP上下文表中创建一项并产生一计费身份，有了这一新的项以后GGSN2就可在SGSN2和互联网之间路由PDP的PDUs(协议数据单元)并开始计费。接下来GGSN2返回一创建PDP上下文响应消息(Create PDP Context Response)给SGSN2，GGSN2分配一个PDP地址并把该PDP地址包括在上述消息中。
3.当SGSN2根据GGSN2返回的创建PDP上下文响应消息，根据该消息所确定的第二PDP上下文的参数来替代第一PDP上下文的参数，也就是做GGSN重定位，它发送修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息给MS，该消息中的PDP地址为第二PDP上下文的PDP地址。
4.MS以返回修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息的方式表示接受修改PDP地址。
5.SGSN2收到MS返回的修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息后，SGSN2发送删除PDP上下文请求(Delete PDP Context Request)给GGSN1。
6.GGSN1删除PDP上下文并且返回一个删除PDP上下文响应(Delete PDPContext Response)消息给SGSN2。
实施例2仍然参照图3，在服务无线网络子系统(SRNS)重定位(Relocation)之前，MS在SGSN1中注册，MS的第一PDP处于激活状态，与SGSN1相连的RNC1作为MS的服务(serving)RNC；在服务无线网络子系统(SRNS)重定位(Relocation)完成后，MS在SGSN2中注册，MS处在针对SGSN2的分组移动性管理-已连接(PMM-CONNECTED)状态，与SGSN2相连的RNC2作为MS的服务(serving)RNC；在完成重定位MS的服务无线网络控制器(servingRNC)后，SGSN2发起关于MS第一PDP上下文的GGSN选择，路由的度量制式为吞吐量，此时MS的第一PDP中的QoS的峰值吞吐速率为64千比特/秒(kb/s)，这将使选择过程的路由门限值为64千比特/秒(kb/s)，从而使选择的结果是GGSN1和GGSN2，因为该结果包括了原来的GGSN1，与原GGSN一致，因而不进行GGSN重定位。这样，MS注册在SGSN2中，仍然使用GGSN1来为第一PDP的数据接入互联网服务，在此之后，MS要将其平均吞吐速率提高到100千比特/秒(kb/s)、峰值吞吐速率到128千比特/秒(kb/s)，因此MS发起了PDP上下文修改过程，因为SGSN2发现SGSN2到GGSN1之间的吞吐速率只有64千比特/秒(kb/s)，此时SGSN2可以寻找另一个GGSN来为修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息所对应的PDP上下文提供网关支撑，即，首先启动GGSN选择，当GGSN选择的结果是GGSN2时，尝试到GGSN2的重定位。
图4示出了在该实施例中的GGSN重定位的实施过程，以下将解释每个步骤。
1.MS向SGSN2发送修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息，在该消息中包含请求的QoS(QoS Requested)，其中的平均吞吐速率提高到100千比特/秒(kb/s)、峰值吞吐速率到128千比特/秒(kb/s)，它们均高于SGSN2到GGSN1之间的路由能力——64千比特/秒(kb/s)的吞吐速率，触发了GGSN选择的启动。
2.SGSN2对QoS峰值吞吐速率为64千比特/秒的第一PDP上下文进行GGSN选择，这次使用的路由门限值为128千比特/秒(kb/s)，得到的GGSN2同第一PDP上下文中的GGSN1不一致，SGSN为要建立的第二PDP上下文创建一个TEID，在第二PDP上下文的QOS中平均吞吐速率提高到100千比特/秒(kb/s)、峰值吞吐速率到128千比特/秒(kb/s)，SGSN2发送关于第二PDP上下文的创建PDP上下文请求(Create PDP Context Request)消息到GGSN2，SGSN2应将服务网络身份和指定互联网的APN放在该消息中发往GGSN2，并且使PDP地址这个信息元素为空以表示PDP地址是动态地址。
3.收到SGSN2发送的关于第二PDP上下文的创建PDP上下文请求(Create PDPContext Request)消息后，GGSN2为该第二PDP上下文去找到一分组数据网并激活业务。GGSN2在PDP上下文表中创建一项并产生一计费身份，有了这一新的项以后GGSN2就可在SGSN2和PDN之间路由PDP的协议数据单元(PDUs)并开始计费。接下来GGSN2返回一创建PDP上下文响应消息(Create PDP Context Response)给SGSN2，GGSN2分配一个PDP地址并把该PDP地址包括在上述消息中。
4.SGSN2收到GGSN2返回的创建PDP上下文响应消息，使用该消息所确定的第二PDP上下文的PDP地址，做GGSN重定位，它发送针对第一PDP上下文的修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息给MS，该消息中的PDP地址为第二PDP上下文的PDP地址。
5.MS以返回修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息的方式表示接受修改PDP地址。
6.SGSN2收到MS返回的修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息后，SGSN2发送删除PDP上下文请求(Delete PDP Context Request)给GGSN1。
7.GGSN1删除PDP上下文并且返回一个删除PDP上下文响应(Delete PDPContext Response)消息给SGSN2。
8.SGSN2在收到MS发送的接受修改PDP地址的修改PDP上下文接受(ModifyPDP Context Accept)消息后，即可对在第1步中所述的MS发送的修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息作出响应——发送修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息到MS。
实施例3再次参照图3，本实施例的实施过程中，MS注册在SGSN1中，使用GGSN1为第一PDP的数据接入互联网服务，在此之后，MS要将该PDP专用于和某个网址上的计算机通信，因此MS发起了PDP上下文修改过程，在该过程中SGSN1向GGSN1发出含有过滤所述网址TFT的更新PDP上下文请求(Update PDP Context Request)消息，当GGSN1没有这样的过滤功能时，GGSN1对SGSN1发出更新PDP上下文响应(Update PDP Context Response)消息，其中的原因值(Cause Value)为不支持的业务(service not supported)，此时SGSN1可以寻找另一个GGSN来为MS提供过滤网址的网关支撑，即，首先启动GGSN选择，当GGSN选择的结果是GGSN2时，尝试到GGSN2的重定位。
图5示出了在该实施例中的GGSN重定位的实施过程，以下将解释每个步骤。
1.MS向SGSN1发送针对第一PDP上下文的修改PDP上下文请求(Modify PDPContext Request)消息，在该消息中包含TFT(Traffic Flow Template)，其中的TFT操作码(TFT operation code)给出创建新TFT(Create new TFT)的指示，其中的分组过滤器表包含所述网址的地址类型和地址编码表示。
2.SGSN1向GGSN1发出针对第一PDP上下文的更新PDP上下文请求(UpdatePDP Context Request)消息，其中包含TFT(Traffic Flow Template)，其中的TFT操作码(TFT operation code)给出创建新TFT(Create new TFT)的指示，其中的分组过滤器表包含所述网址的地址类型和地址编码表示。
3.GGSN1收到SGSN1发送的针对第一PDP上下文的修改PDP上下文请求消息后，发现它并不具备过滤特殊网址的能力，发送更新PDP上下文响应(Update PDP Context Response)消息，其中的原因值(Cause Value)为不支持的业务(service not supported)表示拒绝SGSN1的请求。
4.SGSN1收到GGSN1的拒绝消息后，对第一PDP上下文进行GGSN选择，得到GGSN2，SGSN1为要建立的第二PDP上下文创建一个TEID，在第二PDP上下文中包含TFT(Traffie Flow Template)，其中的TFT操作码(TFT operationcode)给出创建新TFT(Create new TFT)的指示，其中的分组过滤器表包含所述网址的地址类型和地址编码表示，SGSN1发送关于第二PDP上下文的创建PDP上下文请求(Create PDP Context Request)消息到GGSN2，SGSN1应将服务网络身份和指定互联网的APN放在该消息中发往GGSN2，并且使PDP地址这个信息元素为空以表示PDP地址是动态地址。
5.收到SGSN1发送的关于第二PDP上下文的创建PDP上下文请求(Create PDPContext Request)消息后，GGSN2为该第二PDP上下文去找到一分组数据网(互联网)并激活业务。GGSN2在PDP上下文表中创建一项并产生一计费身份，有了这一新的项以后GGSN2就可在SGSN1和PDN之间路由PDPPDUs(协议数据单元)并开始计费。GGSN2可根据TFT中的网址限制所进入的分组数据。接下来GGSN2返回一创建PDP上下文响应消息(Create PDPContext Response)给SGSN1，GGSN2分配一个PDP地址并把该PDP地址并把包括在上述消息中。
6.SGSN1根据GGSN2返回的创建PDP上下文响应消息，发送修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息给MS，该消息中的PDP地址为第二PDP上下文的PDP地址。
7.MS以返回修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息的方式表示接受修改PDP地址。
8.SGSN1收到MS返回的修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Aceept)消息后，SGSN1发送删除PDP上下文请求(Delete PDP Context Request)给GGSN1。
9.GGSN1删除PDP上下文并且返回一个删除PDP上下文响应(Delete PDPContext Response)消息给SGSN1。
10.SGSN1在收到MS发送的针对第一PDP上下文的接受修改PDP地址的修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息后，即可对在第1步中所述的MS发送的修改PDP上下文请求(Modify PDP Context Request)消息作出响应——发送修改PDP上下文接受(Modify PDP Context Accept)消息到MS。
以下参照图6来说明为SGSN所服务的PDP设置一个启动选择的门限值以及依据启动选择的门限值启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的方法，在图6的骨干网中使用的路由协议是RIP，并且在选择过程中使用跳数作为度量制式，图中给出了各路由节点间的路由量度值，MS注册在SGSN11中，使用GGSN11来为第一PDP的数据接入互连网服务，启动选择的门限值为3，GGSN选择过程中的路由门限值也为3；在此之后，当GGSN11和路由器11之间的通信线路发生故障引起通信中断，GGSN11和路由器11之间的路由量度值变为无穷大，SGSN11到GGSN11的路由量度也变为无穷大，超过了启动选择的门限值为3，SGSN11就要进行GGSN选择，GGSN22是满足要求的GGSN，从图中可以看出SGSN11经过路由器11和路由器22到GGSN22的跳数为3，GGSN33不满足要求，SGSN11经过路由器11、路由器4和路由器33到GGSN33的跳数为4。接下来，SGSN11执行的是重定位到GGSN22的过程，该过程的步骤同前面的实施例的重定位步骤类似，均按照本发明的GGSN重定位方法进行。
虽然本发明给出是Iu模式的述实施例，但本发明的方法对A/Gb模式同样适用，因为涉及到GGSN重定位的信令消息同样适用于A/Gb模式下的MS、SGSN和GGSN。并且，鉴于前面的描述，本领域的技术人员知道可在本发明的范围内进行各种改进。虽然已详细描述了本发明的优选实施例，但显然能对本发明进行多种改进和变更，所有这些都落在本发明的真正精神和范围内。
权利要求
1.一种重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法，其特征在于通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)根据其第一分组数据协议上下文(PDPCONTEXT)创建一个第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)，第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)是与第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不相同的新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)，并且通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)向新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)发送请求建立第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的建立分组数据协议上下文请求(Create PDP Context Request)消息；当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)收到新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的成功建立第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的响应消息后，向移动台发送针对第一分组数据协议(PDP)的修改分组数据协议上下文请求(Modify PDP ContextRequest)的消息，该消息中包含一分组数据协议(PDP)地址，该分组数据协议(PDP)地址是不同于第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的分组数据协议(PDP)地址的第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的分组数据协议(PDP)地址；当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)收到移动台的接受修改分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的响应消息后，用第二分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)代替第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)，使用户数据不再通过通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)和原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)之间的隧道而改从通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)和新的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)之间的隧道通过，并向原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)发送请求删除第一分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的删除分组数据协议上下文请求(Delete PDP Context Request)的消息。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于当移动台切换到新的通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)后，新的通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)根据移动台中的分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)执行通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择，当该选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)同原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不一致时，将该分组数据协议上下文(PDP CONTEXT)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，在所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的过程中通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)以访问点名称(APN)向域名服务器(DNS)请求该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，域名服务器(DNS)对所述请求给出响应，该响应包含该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，每个网际协议(IP)地址指定了一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)，当所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的个数超过1时，通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)设定路由的度量制式和一个使用该度量制式的路由门限值，计算每个所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)到通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)的路径的路由量度值，从中选出最优路由量度值路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)和路由量度值好于所述路由门限值的路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)收到来自移动台(GGSN)的修改分组数据协议上下文请求(Modify PDP Context Request)消息，并且该消息包含的请求服务质量(QoS Requested)所指示的服务质量概要(QoS profile)的要求高于通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)到通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的路径的路由量度值所指示的路由能力时，启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的执行，当该选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)包括与原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不同的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)时，将被要求更新的分组数据协议上下文(PDP Context)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到该通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个满足移动台(MS)请求的服务质量(QoS)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于，在所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的选择的过程中通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)以访问点名称(APN)向域名服务器(DNS)请求该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，域名服务器(DNS)对所述请求给出响应，该响应包含该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，每个网际协议(IP)地址指定了一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)，当所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的个数超过1时，通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)设定路由的度量制式和一个使用该度量制式的路由门限值，计算每个所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)到通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)的路径的路由量度值，从中选出最优路由量度值路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)和路由量度值好于所述路由门限值的路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)收到通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)向通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)拒绝其更新分组数据协议上下文请求的消息时，启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的执行，当该选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)包括和原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不同的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)时，将被要求更新分组数据协议上下文(PDPContext)的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到该通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个接受其更新分组数据协议上下文请求的要求的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，在所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的选择的过程中通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)以访问点名称(APN)向域名服务器(DNS)请求该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，域名服务器(DNS)对所述请求给出响应，该响应包含该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，每个网际协议(IP)地址指定了一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)，当所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的个数超过1时，通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)设定路由的度量制式和一个使用该度量制式的路由门限值，计算每个所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)到通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)的路径的路由量度值，从中选出最优路由量度值路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)和路由量度值好于所述路由门限值的路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于为一个分组协议数据上下文(PDP CONTEXT)的通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)到通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的路径的路由量度值设定一个启动选择的门限值，当通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)到通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的路径的路由量度值劣于启动选择的门限值时启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的执行，当该选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)包括与原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)不同的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)时，将通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)按所述重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法重定位到该选择所得到的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)中的一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于，在所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的选择的过程中通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)以访问点名称(APN)向域名服务器(DNS)请求该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，域名服务器(DNS)对所述请求给出响应，该响应包含该访问点名称(APN)指定的外部数据网的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的网际协议(IP)地址，每个网际协议(IP)地址指定了一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)，当所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的个数超过1时，通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)设定路由的度量制式和一个使用该度量制式的路由门限值，该路由门限值的要求高于所述的启动选择的门限值，计算每个所述通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)到通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)的路径的路由量度值，从中选出最优路由量度值路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)和路由量度值好于所述路由门限值的路径的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)。
全文摘要
一种重定位通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的方法，将通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)传送分组数据的通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)从一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)重定位到另一个通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)，重定位过程涉及到在通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)和新通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)上建立又一个分组数据协议(PDP)上下文和对通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)的分组数据协议(PDP)上下文进行分组数据协议(PDP)地址修改和替换，以及删除原通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)的上下文。重定位的目标通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)来自于目标通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择的结果，并且在通用分组无线业务服务支撑节点(SGSN)重定位等事件发生时启动通用分组无线业务网关支撑节点(GGSN)选择。
文档编号H04L12/56GK1842049SQ20051002476
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者向为 申请人:向为