通用分组无线电业务中切换程序的优化 【发明领域】
本发明涉及其中若干业务节点连接到相同无线电网络的分组交换蜂窝网中的“附加”程序和“路由选择区更新(RAU)”程序。将以本领域的技术人员熟悉的UMTS和GPRS网络来描述本发明，并且参照3GPP(第三代合作项目)技术规范29.060和23.060。
【发明背景】
分组交换蜂窝网、如GPRS或UMTS包括处理网络内的和进出网络的业务流和信令的若干节点。一个这样的节点是与GSM的MSC/VLR的功能性相似的SGSN节点。SGSN负责检测其地理区域内的MS，对它们进行登记，以及跟踪它们在路由选择区内的移动。
直到现在，无线电网络节点还是连接到一个且只有一个SGSN，如图1所示。无线电网络节点是RNC(无线网络控制器)或BSC(基站控制器)。
3GPP(第三代合作项目)是第三代移动系统的标准化团体，它目前正在开发允许无线电网络节点连接到若干SGSN的概念，如图2所示。这个思路是将若干SGSN放在一个池中，它们全部覆盖同一个地理区域，这个地理区域会大于以前由一个SGSN覆盖的区域。只要MS位于池区域中，则MS将附加到同一个SGSN。这具有若干优点，例如SGSN之间的负荷分担更好、核心网中信令减少、服务性能改善、缩放性更好以及节点更易于升级。另外，它使若干运营商可以共享无线电网络或其部分，同时仍然具有独立地SGSN。对于具有2G(第二代)网络但没有取得3G(第三代)网络许可证或者相反情况的运营商，这是极为有用的。无线电网络的共享对于希望削减成本的运营商也是有用的。
图2中的虚线表示池概念的新颖内容，即RNC或BSC能够连接到两个或两个以上SGSN。
当MS附加到SGSN时，SGSN将把P-TMSI(分组临时移动用户标识)值分配给MS。在池概念中，池内每个SGSN具有其自身唯一的P-TMSI值范围。如果每个SGSN的值范围被提供给周围节点(BSC、RNC或其它SGSN)或者被它们得知，则这些周围节点将知道MS附加到哪个SGSN。
但是，在一些情况下，周围节点不知道池中每个SGSN的P-TMSI范围。这样一个示例是当MS漫游到由不知道池的SGSN所覆盖的区域时。在这种情况下，新SGSN无法唯一识别MS曾经附加到的旧SGSN。另一个示例是当配置工作减少到最小、使得SGSN池以外的节点不了解SGSN池的内部结构时。这个问题的解决方案是：池中称作缺省SGSN的一个SGSN将被指定为池所覆盖的路由选择区的代表。所述路由选择区外部的新SGSN将查看所接收的请求(路由选择区更新或附加)中MS的旧路由选择区ID，照常确定要联络哪个SGSN。缺省SGSN将与该路由选择区ID关联，因此新SGSN将向缺省SGSN发送请求，而不需要了解池。缺省SGSN知道池中每个SGSN的P-TMSI范围。因此，缺省SGSN能够查看所接收的P-TMSI参数或者在接收基于P-TMSI参数的TLLI(临时逻辑链路标识)参数时查看TLLI参数，并把消息转发到正确的SGSN。在3GPP(第三代合作项目)中已经论述了这个方面，并且在图3中说明“附加”程序以及在图4中说明“路由选择区更新”程序。图3和图4说明在使用3GPP TS(技术规范)29.060中所定义的现有程序时必须如何开始这两个程序。所述TS定义两个SGSN之间发送的消息以及SGSN和GGSN(网关GPRS支持节点，其中GPRS表示通用分组无线电业务)之间发送的消息。
参照图3，在步骤1，先前位于缺省SGSN和旧SGSN所覆盖的SGSN池区域中的MS漫游到新SGSN所覆盖的区域，并向新SGSN发送“附加请求”消息。新SGSN查看所接收的‘旧路由选择区’，以便查明要联络哪个SGSN，在本例中为缺省SGSN。
在步骤2，新SGSN向缺省SGSN发送“标识请求”消息。缺省SGSN查看旧P-TMSI，确定池中的哪个SGSN在MS漫游之前处理该MS。本例中的P-TMSI属于旧SGSN。
在步骤3，缺省SGSN向旧SGSN转发“标识请求”消息。缺省SGSN还必须保存关于从哪个SGSN接收“标识请求”消息(即新的SGSN)的信息，以便能够向正确的SGSN发送响应。
在步骤4，旧SGSN向缺省SGSN返回“标识响应”消息。
在步骤5，缺省SGSN向新SGSN转发“标识响应”消息，这是根据步骤3中所存储的信息来进行的。
现在参照图4，在步骤1，先前处于缺省SGSN和旧SGSN所覆盖的SGSN池区域中的MS漫游到新SGSN所覆盖的区域，并向新SGSN发送“路由选择区更新请求”消息。新SGSN查看所接收的‘旧路由选择区’，以便查明要联络哪个SGSN，在本例中为缺省SGSN。
在步骤2，新SGSN向缺省SGSN发送“SGSN上下文请求”消息。缺省SGSN查看旧P-TMSI参数或者是在接收基于P-TMSI参数的TLLI(临时逻辑链路标识)参数时查看TLLI参数，以便确定池中的哪个SGSN在MS漫游之前处理该MS。本例中的P-TMSI或TLLI属于旧SGSN。
在步骤3，缺省SGSN向旧SGSN转发“SGSN上下文请求”消息。由于缺省SGSN必须以目前定义的GTP(GPRS隧道协议)协议的方式来监测对这个消息的响应，因此缺省SGSN对于希望接收响应消息的地方，必须改变“IP地址”和“TEID”(隧道端点标识符)。缺省SGSN还必须保存关于从哪个SGSN接收“SGSN上下文请求”消息(即新的SGSN)的信息，以便能够向正确的SGSN发送响应。
在步骤4，旧SGSN向缺省SGSN返回“SGSN上下文响应”消息。
在步骤5，缺省SGSN向新SGSN转发“SGSN上下文响应”消息，这是根据步骤3中所存储的信息来进行的。
图3和图4中的程序的问题在于：“标识响应”消息和“SGSN上下文响应”消息必须通过缺省SGSN来发送，如步骤4所示。这意味着缺省SGSN必须保存该MS的某些状态信息以及关于从哪个SGSN接收“标识请求”消息或“SGSN上下文请求”消息的信息，如图3和图4的步骤3所示。这意味着占用不必要的资源以及在缺省SGSN中产生不必要的处理器负荷。另外，这将略微增加执行切换所需的时间。
把若干SGSN设置在池中的概念以前是GSM(全球移动通信系统)中不了解的。上述切换问题是新问题，这些问题出现在3GPP的池概念的当前标准化中，因此对该问题没有已知的解决方案。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种消除了上述缺陷的方案。所附权利要求书中定义的特征描述了这个方法的特点。
附图概述
为了更易于理解本发明，以下论述将参照附图进行。
图1说明根据一般惯例的GPRS/UMTS网络中的节点之间的关系，
图2说明根据新版本3GPP标准(版本5)中所介绍的池概念的GPRS/UMTS网络中的节点之间的关系，
图3说明当MS已经附加到池中的SGSN之后要附加到独立SGSN(或另一个池中的SGSN)时的“附加程序”，
图4说明当MS从池中的SGSN漫游到独立SGSN(或另一个池中的SGSN)时的“路由选择区程序”，
图5说明当MS已经附加到池中的SGSN之后要附加到独立SGSN(或另一个池中的SGSN)时的根据本发明的“附加程序”，
图6说明当MS从池中的SGSN漫游到独立SGSN(或另一个池中的SGSN)时的根据本发明的“路由选择区程序”。
本发明的说明
现在参照图5和图6，分别说明本发明的两个实施例。第一实施例描述针对附加程序的两个备选方案，第二实施例则描述路由选择区更新程序的方案。
在图5的步骤1，先前处于至少由缺省SGSN和旧SGSN所覆盖的SGSN池区域中的MS漫游到新SGSN所覆盖的池之外的区域，并向新SGSN发送“附加请求”消息。新SGSN查看所接收的‘旧路由选择区’，以便查明要联络哪个SGSN，在本例中为缺省SGSN。
在步骤2，新SGSN向缺省SGSN发送“标识请求”消息。缺省SGSN查看旧P-TMSI，以便确定池中的哪个SGSN在MS漫游之前处理该MS。本例中的P-TMSI属于旧SGSN。
在步骤3，缺省SGSN向旧SGSN转发“标识请求”消息。现在，这个消息应当包含新SGSN的地址，而且缺省SGSN不应当监测来自旧SGSN的响应消息。
在步骤4，旧SGSN直接向新SGSN返回“标识响应”消息。
根据本发明的第一实施例，这个附加程序的新功能性如下所述：
向旧SGSN转发“标识请求”消息时，缺省SGSN应当包括新SGSN的地址。
这个操作可通过两种方式进行。一个备选方案是，向旧SGSN转发“标识请求”消息时，缺省SGSN让来自“标识请求”消息的IP(因特网协议)层的‘源IP地址’保持不变。根据因特网协议，这个地址通常是发送方、即缺省SGSN的地址，但是向旧SGSN转发“标识请求”消息时，通过指示缺省SGSN使‘源IP地址’字段中的新SGSN的地址保持不变，旧SGSN会认为该消息是直接从新SGSN发送的，并向新SGSN返回“标识响应”。
第二和优选备选方案是，缺省SGSN将来自IP层的‘源IP地址’(或‘SGSN地址’)作为参数插入“标识请求”消息的GTP(GPRS隧道协议)部分。GTP在3GGP TS 29.060中进行了描述，并且是描述SGSN之间发送的信令消息以及SGSN和GGSN之间发送的信令消息的协议。现在，如果旧SGSN接收‘源IP地址’(或‘SGSN地址’)，作为“标识请求”消息的GTP部分中的参数，这个IP地址在发送“标识响应”消息时使用。因此，在这个备选方案中，旧SGSN在发送“标识响应”消息时不应当使用来自IP层的‘源IP地址’，即使这是正常的行为。
在两种情况下，缺省SGSN不必监测来自旧SGSN的“标识响应”消息。(发送“标识请求”消息的SGSN希望监测“标识响应”消息的原因是以防需要重传“标识请求”消息的情况)。另外，也不需要缺省SGSN存储关于MS的任何状态信息或新SGSN的标识。
图6说明根据本发明的第二实施例的消息流程。在步骤1，先前处于缺省SGSN和旧SGSN所覆盖的SGSN池区域中的MS漫游到新SGSN所覆盖的区域，并向新SGSN发送“路由选择区更新请求”消息。新SGSN查看所接收的‘旧路由选择区’，以便查明要联络哪个SGSN，在本例中为缺省SGSN。
在步骤2，新SGSN向缺省SGSN发送“SGSN上下文请求”消息。缺省SGSN查看旧P-TMSI参数或者是在接收基于P-TMSI参数的TLLI参数时查看TLLI参数，以便确定池中的哪个SGSN在MS漫游之前处理该MS。本例中的P-TMSI或TLLI属于旧SGSN。
在步骤3，缺省SGSN向旧SGSN转发“SGSN上下文请求”消息。这个消息应当包含消息的GTP部分中的新SGSN的地址(‘TEID’和‘SGSN IP地址’两者)，这在现有消息中已经是可行的。
在步骤4，旧SGSN直接向新SGSN返回“SGSN上下文响应”消息。
根据本发明的第二实施例，这个路由选择区更新程序的新功能性如下所述：
缺省SGSN向旧SGSN转发“SGSN上下文请求”消息时，应当在“SGSN上下文请求”消息的GTP部分中包括新SGSN的地址(‘TEID’和‘SGSN IP地址’两者)。这意味着缺省SGSN从新SGSN接收消息时不应改变该消息的这个部分。
本实施例的结果还在于，缺省SGSN不必监测来自旧SGSN的“SGSN上下文响应”消息，并且不需要缺省SGSN存储关于MS的任何状态信息或者新SGSN的标识。
本发明让旧SGSN能够直接向新SGSN发送“标识响应”消息和“SGSN上下文响应”消息，如图5和图6所示，从而在缺省SGSN中不会不必要地占用资源，并且需要最小的处理能力。另外，这将略微减少执行切换所需的时间，因为避免了一个信令步骤。
本发明适用于GSM(全球移动通信系统)GPRS和UMTS(通用移动电信系统)GPRS。