WO2009036690A1

WO2009036690A1 - Method, system and device for supporting addressing the user static ip address in long term evolution system

Info

Publication number: WO2009036690A1
Application number: PCT/CN2008/072331
Authority: WO
Inventors: Jiande Xi; Guosheng Zhao
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2010-03-14
Also published as: CN101388901A; JP2010539758A; JP5044020B2; EP2192728A4; EP2192728B1; KR101105259B1; US8441995B2; CN101388901B; EP2192728A1; US20100202351A1; KR20100053691A

Description

长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法、系统及装置技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种长期演进系统中支持用户静态因特网协议（IP )地址寻址的方法、系统以及相关装置。发明背景

根据 3GPP长期演进 /系统体系架构演进（LTE/SAE ) 系统演进需求规范的要求，该通信系统需要支持用户使用用户静态 IP地址时的正常业务功能，特别是支持用户与专用分组数据网（PDN )之间进行 IP承载连接时的数据交互。但是，目前并没有给出在 3GPP LTE/SAE系统中支持用户静态 IP地址寻址的解决方案。发明内容

本发明提供一种在长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法、系统以及移动性管理实体（MME )、服务网关（S-GW )和分组数据网关（ P-GW ) , 以解决长期演进系统中会话各方使用用户静态 IP地址进行交互时分组数据的寻址问题。

本发明实施例所述的在长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法，包括：

在用户进行网络注册时，用户签约服务器（HSS )将包括用户静态 IP地址及对应的接入点名称（ APN )信息的用户签约数据下载到 MME; MME通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送到 S-GW; S-GW将用户静态 IP地址及服务该用户的 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW; 以及 P-GW根据用户静态 IP地址、对应 APN信息以及服务该用户的 S-GW地址创建默认承载。

本发明实施例所述的在长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的系统，包括：

HSS, 用于在用户进行网络注册时，将包括用户静态 IP地址及对应的 APN信息的用户签约数据下载到 MME;

MME, 用于通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送到 S-GW;

S-GW, 用于将用户静态 IP地址及服务该用户的 S-GW地址发送到接入点名称对应的 P-GW;

P-GW, 用于根据用户静态 IP地址、对应 APN信息以及服务该用户的 S-GW地址创建默认承载。

本发明实施例还提供了在长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的系统中的 MME、 S-GW以及 P-GW。

其中 MME包括：第一模块，用于从用户签约服务器 HSS下载包括用户静态 IP地址及对应的接入点名称 APN信息的用户签约数据；第二模块，用于通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN 信息发送到服务网关 S-GW。

S-GW包括：第一模块，用于从移动性管理实体 MME接收用户静态 IP地址、对应的接入点名称 APN信息；第二模块，用于将所接收的用户静态 IP地址、对应的接入点名称 APN信息以及服务该用户的服务网关 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW。

P-GW包括：第一模块，用于根据从服务网关 S-GW接收的用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立默认载。本发明利用目前 3GPP LTE/SAE系统的网络架构特点，以较为筒单的方式解决了会话各方使用用户静态 IP地址进行交互时分组数据的寻址问题，并且其流程筒单易用，具有很好的适用性。附图简要说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图 1 为单 PDN情形下用户静态 IP地址使用示意图；

图 2 为多 PDN情形下用户静态 IP地址使用示意图；

图 3 为本发明实施例所述的在长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法流程图；

图 4 为本发明实施例的方法中用户网络注册过程示意图；

图 5 为本发明实施例所述由 P-GW发起的专用承载建立过程示意图；

图 6 为本发明实施例所述 MME发起的删除承载信息的过程示意图；

图 7 为本发明实施例所述 TA更新过程示意图。实施本发明的方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

在 3GPP LTE/SAE系统中，用户静态 IP地址的分配通常有两种方式：一种是在用户与归属公共陆地移动网（HPLMN )运营商签约的时候就分配给用户固定使用的用户静态 IP地址；另外一种是分组数据网（ PDN ) 运营商从其 PDN地址空间分配给用户的专用静态 IP地址，也就是签约数据项中的 PDN地址（ PDN Address ), 这样的 PDN—般是专用网络。通过这两种方式分配的用户静态 IP地址均保存在 HSS和用户终端（ UE ) 中，例如， UE的签约用户标识模块 /通用签约用户标识模块（SIM/USIM,

这种类型 IP地址也称为用户签约 IP地址。对于一个用户的全球移动签约用户标识（IMSI, International Mobile Subscriber Identity )来说，每种 IP类型可能有零个、一个或者多个用户静态 IP地址。用户静态 IP地址可能应用于以下场景：获取用户静态 IP地址的 UE之间有特定通信需求 (若每次激活后 IP地址发生变化，则无法进行通信）；获取用户静态 IP 地址的 UE代表某个特定信息（某 IP地址发出的数据反映定点采集信息，如大气采集）。

本发明的实施例给出了在 3GPP LTE/SAE系统中支持用户静态 IP地址寻址的解决方案，可以应用于以下两种 UE: —种是具有单 PDN连接能力的 UE, 如图 1所示，该 UE只支持一个 PDN连接，且该 UE在网络注册后没有建立用于用户静态 IP地址的 IP承载连接；另一种是具有多 PDN连接能力的 UE,如图 2所示，该 UE可以支持至少两个 PDN连接，但该 UE在网络注册后没有建立用于用户静态 IP地址的 IP承载连接。这种方法也适合应用于 UE网络附着时就建立用于用户静态 IP地址的 IP 7|载连接。

本发明的实施例根据 3GPP LTE/SAE 网络架构的特点提出了在 3GPP LTE/SAE系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法，其操作流程如图 3所示，主要包括：

301、在 UE进行网络注册时，在 MME与 HSS进行用户认证之后， HSS将包括用户静态 IP地址及对应的 APN信息的用户签约数据下载到 MME。

在 3GPP LTE/SAE系统中， UE进行网络注册时，负责用户移动性管理的 MME与 HSS首先进行用户身份的交互认证过程，认证成功之后， HSS将用户的签约数据下载到 MME中， MME保存下载的签约数据以进行建立承载等后续处理。

在本实施例中， MME从 HSS下载的用户签约数据除了包括 IMSI、默认 APN信息之外，还进一步包括用户签约的用户静态 IP地址（或者用户静态 IP地址列表）和与用户静态 IP地址相对应的 APN信息。其中，多个用户静态 IP地址可能会使用相同或不同的 APN, 如果多个用户静态 IP地址使用相同的 APN, 则说明这些用户静态 IP地址都是通过同一个 APN连接到相应的 PDN网络的；如果多个用户静态 IP地址对应不同的 APN, 则说明这些用户静态 IP地址是通过不同的 APN连接到相应 PDN 网络的。在某些情形下，默认 APN就是用户静态 IP地址对应的 APN。

302、 MME 通过创建默认 7|载请求消息（Create Default Bearer Request )将用户静态 IP地址、对应的 APN信息、及 APN对应的 P-GW 地址发送到 S-GW。

在本步骤中，在用户签约数据下载到 MME后， MME首先需要解析与用户静态 IP地址对应的 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址，然后再发起建立默认承载（ Default Bearer ) 过程，将下载的用户静态 IP地址、对应的 APN信息、及解析得到的与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW地址附在创建默认承载请求消息中发送给 S-GW。

303、 S-GW将所接收的用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的在本发明的实施例中， MME发送给 S-GW的创建默认承载请求消息中还可以进一步包含默认 APN的信息，此时，本步骤具体可以包括：

3031、 S-GW对所接收的用户静态 IP地址对应的 APN信息和默认 APN信息进行比较。

3032、如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认 APN相同，或者创建默认承载请求消息中只有一个默认 APN,则 S-GW通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该 UE的 S-GW 地址发送到与默认 APN对应的 P-GW。此时，与默认 APN对应的 P-GW 保存所接收的用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该 UE的 S-GW 地址，用于建立默认承载。

3033、如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认的 APN不相同，则 S-GW 通过通知专用上下文请求消息（ Notification Private Context Request )或者创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址、对应的 APN 信息及服务该 UE的 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN 所对应的 P-GW。此时，该 P-GW保存该用户静态 IP地址、对应的 APN 信息及服务该 UE的 S-GW地址，用于建立默认承载。

304、与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立默认 7 载。

在本步骤中，在与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立默认承载后，还需要创建与该用户静态 IP地址对应的上下文，该上下文包含有用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址等信息，并通过创建默认承载响应消息将用户静态 IP地址及 APN信息通过 S-GW、 MME通知给 UE。经过上述步骤 301-304, 在使用该用户静态 IP地址作为目的地址的下行分组数据到达 P-GW时， P-GW首先应检查该用户静态 IP地址对应的默认承载是否已经建立，如果已经建立并且能够满足下行分组数据的服务质量（QoS )要求，则将下行分组数据转发到该默认承载上进行传输；如果没有查找到可用的承载，则进一步由该 P-GW发起专用承载的建立过程。

在本发明的另一个实施例中，在步骤 301 , HSS下载到 MME的用户的签约数据还进一步包括与用户静态 IP地址对应的 APN 所对应的 P-GW的地址，则在步骤 302, MME无需执行对所接收的对应的 APN 信息进行解析的步骤，直接将用户静态 IP地址、对应的 APN信息、及 APN对应的 P-GW地址发送到 S-GWo

在本发明的又一个实施例中，在步骤 302, MME发送给 S-GW的创建默认承载请求消息中不携带与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址，此时，在步骤 303, S-GW需要先根据对应的 APN信息查询域名服务器（DNS ), 由 DNS对对应的 APN信息进行解析，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址，然后再将所接收的用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW。

上述实施例给出了在 3GPP LTE/SAE系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法。相应地，对于 3GPP LTE/SAE系统的用户去注册过程、 S-GW 重定位过程以及包含有 S-GW改变的跟踪区（ TA )更新 ( TAU )等过程也需要进行改进。

在用户去注册过程中， MME将首先判断与用户静态 IP地址对应的承载是否已经建立，并根据用户静态 IP地址对应的承载建立的状况，决定是否在发送给 S-GW的删除承载请求消息中携带用户静态 IP地址。具体而言，如果与用户静态 IP地址对应的^载己建立，则 MME不需要在发送给 S-GW的删除承载请求消息中携带该用户静态 IP地址，并直接通过在发送给 S-GW 的删除承载请求消息携带的与承载对应的隧道标识

( TEID )或 TEID列表通知 S-GW和 P-GW需要删除由 TEID或 TEID 列表标识的承载的上下文；否则， MME需要在发送给 S-GW的删除承载请求消息中携带该用户静态 IP地址，通知相应的 S-GW和 P-GW需要删除与该用户静态 IP地址相关的上下文。 P-GW收到删除承载请求消息后，根据其中携带的用户静态 IP地址或 TEID或 TEID列表删除与该用户静态 IP地址相关的上下文。

在 S-GW重定位过程和包含有 S-GW改变的 TAU过程中， MME首先通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送给 S-GW, S-GW接收到创建默认承载请求消息后，如果用户静态 IP 地址对应的 APN与默认 APN相同，则向与用户静态 IP地址对应的 APN 所对应的 P-GW触发更新承载请求过程，通知 P-GW 当前服务 UE的 S-GW地址已经发生改变，以更新该 P-GW中保存的上下文信息；如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认 APN不同，则向与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW触发更新承载请求过程或者触发通知专用上下文（ Notification Private Context )请求过程，通知 P-GW当前服务 UE的 S-GW地址已经发生改变，以更新该 P-GW中保存的上下文信息。 P-GW将保存更新后的当前服务 UE的 S-GW地址，以便于使用用户静态 IP地址后续的下行分组数据寻址。

需要说明的是，上述在 3GPP LTE/SAE系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法可以应用到 UE通过 3GPP E-UTRAN接入系统接入到 3GPP EPS 核心网时下行分组数据的寻址，也可以应用到 UE通过非 3GPP

( non-3GPP )接入系统接入到 3GPPEPS核心网时下行分组数据的寻址。其中， 3GPP接入系统指 GERAN接入系统、 UTRAN接入系统、 E-UTRAN接入系统； non-3GPP接入系统指 CDMA2000及后续演进系统、 Wimax接入系统、下一代网络（ NGN )系统、无线局域网（ WLAN ) 接入系统等。 Non-3GPP接入系统通过其接入网关（ A-GW )接入到 P-GW , 该 A-GW对于 CDMA2000系统指的是分组数据支持节点（ PDSN ) , 对于 Wimax系统指的是 ASN A-GW, 对于 WLAN指的是演进分组数据网关（ePDG )。

下面将以 UE通过 3GPP E-UTRAN接入系统进行网络注册为实施例进行描述。

图 4为本发明实施例所述用户网络注册过程，针对的是不同 P-GW 服务不同 PDN的多 PDN连接情形。其中， P-GW ( default )是针对默认承载（ Default Bearer )使用的 P-GW, 而 P-GW ( private )是针对非默认承载使用的 P-GW。这里，假定 LTE/SAE系统中每一个 UE—个 APN 只有一个默认承载，并且用户静态 IP地址对应的一个 APN也只有一个默认承载。如果默认 APN与用户静态 IP地址对应的 APN相同，则只进行一个默认载创建过程。用户网络注册（附着）过程具体描述如下：

401、 UE向 eNodeB发送附着请求（ Attach Request ) 消息，启动附着过程， Attach Request 中包含该 UE的 IMSI或演进临时移动台标识

( S-TMSI )、旧跟踪区标识（TAI )、 UE网络能力、 PDN地址分配信息以及网络指示等参数；

402、 eNodeB从 S-TMSI和网络指示中获取 MME的信息后，向 MME 转发所接收的 Attach Request消息；

403、如果 Attach Request中包含的是 S-TMSI, 且 MME已经改变，则新 MME 需要向旧 MME 发送用户标识鉴定请求（Identification Request )消息请求 IMSI; 旧 MME使用用户标识鉴定响应（ Identification Response ) 消息应答；

404、如果旧 MME和新 MME都不能识别 UE, 则新 MME发送用户身份标识请求（ Identity Request )消息给 UE请求 IMSI, UE以用户标识身份标识响应（ Identity Response ) 消息应答；

405、如果网络中没有 UE 上下文，则进行用户身份认证

( Authentication ); 否则，本步骤可跳过；

406、如果新 MME中有激活的承载上下文，则通知相关网关删除该上下文，具体通过删除承载请求（ Delete Bearer Request ) 消息和删除承载响应 ( Delete Bearer Response ) 消息的交互完成；

407、如果 MME自从上次去附着（detach )之后发生了改变，或者是第一次附着， MME发送更新定位（ Update Location )消息给 HSS , 消息中携带 MME标识和 IMSI;

408、 HSS发送删除定位（ Cancel Location ) 消息通知旧 MME删除 MME上下文和 7 载上下文，旧 MME以删除定位响应（ Cancel Location Ack ) 消息应答 HSS;

409、如果旧 MME中有激活⁷ |载上下文，则旧 MME通知相关网关删除 7|载上下文，具体通过 Delete Bearer Request消息和 Delete Bearer Response消息的交互完成；

410、 HSS向新 MME发送插入签约数据 ( Insert Subscriber Data )消息，消息中包含有 IMSI和签约数据，该签约数据中包含有默认 APN信息、用户静态 IP地址列表及对应的 APN信息，新 MME验证 UE在新跟踪区（TA ) 中的存在情况，如果所有验证成功，则新 MME构造 UE 上下文，并返回插入签约数据响应（ Insert Subscriber Data Ack ) 消息给 HSS;

411、 HSS应答更新定位响应（ Update Location Ack )消息给新 MME; 412、新 MME选择 S-GW后，向 S-GW发送创建默认承载请求（ Create Default Bearer Request )消息，消息中包含 IMSI、 MME上下文标识、无线接入技术类型（RAT type )、默认承载服务质量（ QoS )、 P-GW地址信息、用户静态 IP地址及其对应的 APN信息；

这里，新 MME可以分别为用户静态 IP地址及其对应的 APN、和默认 APN发起创建默认承载的过程，也可以合并在一起创建默认承载。

S-GW对接收到的用户静态 IP地址列表及对应的 APN列表进行分析，如果该 APN列表对应的 P-GW与默认的 P-GW相同，则只执行第 413、 415步, 第 413a、 415a步跳过; 如果该 APN列表对应的 P-GW或者 P-GW列表与默认的 P-GW不相同，则还需执行第 413a、 415a步；

413、 S-GW在演进的分组系统承载（EPS bearer )表格中创建新条目，保存上面的信息（IMSI、MME上下文标识、 RAT类型、默认承载 QoS、 PDN地址信息、用户静态 IP地址及其对应的 APN信息 ),并向默认 P-GW 发送 Create Default Bearer Request消息，消息中包含用户面 S-GW地址、用户面 S-GW隧道标识（ TEID )、控制面 S-GW TEID、 RAT类型、默认承载 QoS、以及 PDN地址信息、用户静态 IP地址列表及对应的 APN信

413a, S-GW向用户静态 IP地址对应的 APN ( P-GW ( private ) )发送创建默认承载请求消息，消息中包含用户静态 IP地址、 S-GW地址、用户静态 IP地址对应的 APN信息；

414、如果 PCRF采用， P-GW与 PCRF交互（ PCRF Interaction )获取默认策略计费规则（ PCC rules );

415、 P-GW ( default )返回创建默认承载响应（ Create Default Bearer Response )消息给 S-GW,消息中包含有用户面 P-GW地址、用户面 P-GW TEID、控制面 P-GW TEID , 以及 PDN地址信息； 415a, P-GW ( private )向 S-GW发送创建默认承载响应消息，消息中包含有 P-GW地址信息、用户面 P-GW TEID、控制面 P-GW TEID, 以及用户静态 IP地址信息， S-GW将该 P-GW地址保存在 UE上下文中；

416、 S-GW返回 Create Default Bearer Response消息给新 MME, 消息中包含有 PDN地址信息、用户面 S-GW地址、用户面 S-GW TEID、以及 S-GW上下文标识 ID信息，还包括用户静态 IP地址、对应的 APN 信息以及与用户静态 IP地址对应 APN所对应的 P-GW地址；

417、新 MME发送附着接受（Attach Accept ) 消息给 eNodeB, 其包含有 S-TMSI、 PDN地址信息、 TA列表、用户静态 IP地址列表和对应的 APN列表，这样做的目的使 UE能够再次确认用户静态 IP地址；

418、 eNodeB 发送无线承载建立请求（Radio Bearer Establishment Request ) 消息给 UE , 其包含有 Attach Accept消息；

419、 UE 发送无线 7|载建立响应（ Radio Bearer Establishment Response )消息给 eNodeB, 其包含有附着完成（ Attach Complete )消息； 420、 eNodeB 转发 Attach Complete 消息给新 MME, 其包含在

S1-MME接口的控制消息：初始上下文建立完成（Initial Context Setup Complete ) 消息中，其还包含 eNodeB TEID(s)和 eNodeB地址，用于下行分组数据的发送；

421、新 MME发送更新承载请求（ Update Bearer Request ) 消息给 S-GW, 其包含有 eNodeB地址和 eNodeB TEID(s)。

422、 S-GW通过发送更新承载响应（Update Bearer Response )应答新 MME, 使得 S-GW能够发送緩沖的下行数据；

423、在新 MME接收 Update Bearer Response消息之后，如果 EPS 7 载建立， MME发送更新定位请求（ Update Location Request ) 消息给 HSS, 其包含用于与 non-3GPP接入移动性相关的 P-GW地址； 424、 HSS存储 P-GW地址，发送更新定位响应（Update Location Response ) 消息给新 MME。

图 5为本发明较佳实施例的方法中由 P-GW发起的专用承载建立过程，该专用承载建立过程使用 3GPP TS23.401规范中已经确定的承载建立过程，具体描述如下：

501、策略计费功能单元（PCRF ) 为 P-GW进行策略计费规则配置 ( PCC Decision Provision );

502、下行分组数据单元（DL PDU )到达， P-GW向 S-GW发送创建专用 7|载请求（ Create Dedicated Bearer Request ) 消息；

503、 S-GW向 MME发送 Create Dedicated Bearer Request消息；

504、 MME向 eNodeB发送承载建立请求（Bearer Setup Request ) 消息；

505、 eNodeB 向 UE发送无线载建立请求（Radio Bearer Setup Request ) 消息；

506、 UE 向 eNodeB 发送无线载建立响应（Radio Bearer Setup

Response ) 消息；

507、 eNodeB向 MME发送承载建立响应（ Bearer Setup Response ) 消息；

508、 MME向 S-GW发送创建专用载响应（ Create Dedicated Bearer Response ) 消息；

509、 S-GW向 P-GW发送 Create Dedicated Bearer Response消息；

510、 P-GW向 PCRF发送策略计费规则配置响应（PCC Provision ACK ) 消息。

图 6为本发明所述 MME发起的删除承载信息的过程，其中包含有 UE去注册过程中 MME向 S-GW、 P-GW发送的释放 UE上下文过程，该过程与 3GPP TS23.401中流程相同，本发明的不同之处在于各步骤中消息的内容，具体描述如下：

601、由于各种触发因素， MME向 S-GW发送删除承载请求（Delete Bearer Request )消息，删除承载请求消息中不仅包含承载对应的隧道标识（ TEID )或 TEID列表，还可能包含用户静态 IP地址。具体而言，如果该用户静态 IP地址对应的承载已建立，则删除承载请求消息中包含 TEID即可（ MME中保存有该承载对应的 TEID标识信息；)，如果该用户静态 IP地址对应的承载没有建立，则删除承载请求消息中需要包含用户静态 IP地址；

602、 S-GW接收到删除承载请求消息后，根据 TEID标识查找本地保存的 UE上下文信息，并发送 Delete Bearer Request消息给 P-GW , 消息中包含有 TEID标识， P-GW删除 UE上下文信息，如果 S-GW接收到的删除承载请求信息中包含用户静态 IP地址信息，则根据其保存的 UE上下文中用户静态 IP地址对应的 P-GW地址，继续利用 Delete Bearer Request消息给该 P-GW指示其删除 UE上下文；

603、 P-GW成功删除 UE上下文后，发送删除 7 载响应（ Delete Bearer Response ) 消息给 S-GW;

604、 S-GW接收到所有相关 P-GW的删除成功响应消息后，向 MME 发送 Delete Bearer Response消息，指示 P-GW成功删除 UE上下文。

图 7为本发明实施例所述的 TA更新过程，其中包含有对用户静态 IP地址的相关处理过程，具体描述如下：

701、 UE探测到进入到一个新的 TA区；

702、 UE向新 MME发起跟踪区更新请求（ TAU request ) 消息，消息中包含有演进的临时移动台标识符（ S-TMSI ) ,旧跟踪区标识（ old TAI ) 和激活标记 ( active flag ); 703、新 MME 向旧 MME 发起上下文请求 /响应（ Context Request/Response )过程，从旧的 MME获取该 UE的 MME上下文，该 MME上下文中包含： IMSI、认证向量、承载上下文、服务 S-GW信令地址和 TEID、签约数据等内容，其中，用户静态 IP地址和对应的 APN 属于签约数据内容， P-GW地址是属于承上下文内容；

704、 UE、 MME与 HSS之间的认证过程 ( Authentication );

705、新 MME发送上下文应答（Context ACK ) 消息给旧 MME;

706、新 MME为该 UE构造 MME上下文，并决定是否进行 S-GW 重定位过程，如果需要进行 S-GW重定位，则该 MME向新 S-GW发送创建承载请求（ Create Bearer Request )消息，消息中携带有： IMSI、承载上下文、 MME上下文标识、签约的用户静态 IP地址列表及对应的 APN信息；

新 S-GW对用户静态 IP地址列表和对应的 APN列表进行分析，如果该 APN列表对应的 P-GW与默认承载对应的 P-GW相同，则执行第 7、 8步，第 9、 10步跳过；如果该 APN列表对应的 P-GW或者 P-GW列表与默认承载对应的 P-GW不相同，则还需要执行第 9、 10步；

707、新 S-GW 向默认 P-GW发送更新承载请求（Update Bearer Request )消息，消息中包含 S-GW地址、 S-GW TEID、以及用户静态 IP 地址（或者用户静态 IP地址列表 )信息；

708、默认 P-GW保存用户静态 IP地址信息列表，并更新承载上下文信息，然后返回更新 7 载响应（ Update Bearer Response ) 消息，消息中包含有 P-GW地址和 TEID信息；

709、新 S-GW向用户静态 IP地址列表对应的 APN ( P-GW )发送更新承载请求消息，消息中包含有服务 UE的 S-GW地址、用户静态 IP 地址列表信息； 710、 P-GW更新存储后，向新 S-GW应答更新承载响应消息，消息中包含有 P-GW地址；

711、新 S-GW更新承载上下文，记录用户静态 IP地址列表对应的 P-GW地址，这样能够路由来自 eNodeB的承载分组数据单元到达 P-GW

(该 P-GW是已经建立承载的），并发送创建承载响应信息（ Create Bearer Response )到新 MME;

712、新 MME 与 HSS 之间的更新定位 /响应 /完成（Update Location/Ack /Complete)过程，其中包含 HSS通知旧 MME删除位置信息的过程；

713、新 MME接收到有效更新的签约数据之后，验证 UE在新 TA 中的存在情况，在所有的验证成功之后，新 MME发送跟踪区更新接受

( TAU Accept )消息到 UE,消息中包含有 S-TMSL TA列表，如果 Active flag被设置，用户面建立过程被激活；

714、如果 S-TMSI改变， UE通过跟踪区完成（TAU Complete ) 消息应答 MME, 表明已经接收到 S-TMSI;

715、旧 MME与旧 S-GW之间删除承载资源（ Delete Bearer )。

如前所述，上述方法还可应用在 LTE/SAE系统中用户通过 non-3GPP 接入系统注册时的用户静态 IP地址寻址。在此种情形下，用户签约信息通过 3GPP鉴权月良务器（AAA Server )下载到 non-3GPP系统的 A-GW, 由 A-GW根据签约信息中的用户静态 IP地址及对应的 APN信息向相应的 P-GW发起 IP承载建立过程，或者通知 P-GW保存相关信息，便于后续发起专用 IP承载的建立。

本发明的实施例还公开了长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的系统，包括：

P-GW, 用于根据用户静态 IP地址、 APN信息以及服务该用户的 S-GW地址建立默认承载。

其中， MME可以从下载的签约数据中获取上述与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址或者通过解析下载到的所述 APN信息得到的与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址，然后通过创建默认承载请求消息将得到的 P-GW的地址发送到 S-GW; 又或者， S-GW可以请求 DNS解析从 MME接收的所述 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址。

另外， S-GW可在所述对应的 APN与默认 APN相同或只有一个 APN 时，将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址通过创建默认承载请求消息发送到默认 APN对应的 P-GW;而在所述对应的 APN与默认 APN不同时，将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址通过创建默认承载请求消息或通知专用上下文请求消息发送到与所述对应的 APN信息对应的 P-GW。

在下行分组数据到达 P-GW时， P-GW判断相应的默认承载是否已经建立，如果已经建立并且能够满足下行分组数据的 QoS要求，则通过已经建立的默认承载转发所述下行分组数据；否则，根据用户静态 IP 地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立相应专用承载，并通过所述专用承载转发所述下行分组数据。

在用户进行网络去注册时， MME判断用户静态 IP地址对应的默认承载是否已经建立，如果已经建立，则发送携带用户静态 IP地址的删除承载请求消息到 S-GW, 否则，发送携带与承载对应的隧道标识 TEID 或 TEID列表的删除承载请求消息到 S-GW; S-GW将所接收的删除承载请求消息发送到 P-GW; P-GW在所接收的删除承载请求消息中携带用户静态 IP地址时，删除与所述用户静态 IP地址相关的上下文；在所接收的删除承载请求消息中携带与承载对应的隧道标识 TEID或 TEID列表时，删除与所述 TEID或 TEID列表相关的上下文。

在用户进行跟踪区更新或 S-GW重定位时， MME通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送给 S-GW; S-GW 在接收到创建默认承载请求消息后，如果用户静态 IP地址对应的 APN 与默认 APN相同，则向默认 APN所对应的 P-GW进行更新承载请求过程，以更新该 P-GW中保存的上下文信息；如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认 APN不同，则向与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW触发更新承载请求过程或者触发通知专用上下文请求过程，以更新该 P-GW中保存的上下文信息。

本发明的实施例还公开了长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的系统中的 MME、 S-GW以及 P-GW。

其中， MME包括第一模块，用于从用户签约服务器 HSS下载包括用户静态 IP地址及对应的接入点名称 APN信息的用户签约数据；第二模块，用于通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN 信息发送到服务网关 S-GW。

当所述用户签约数据中进一步包括与用户静态 IP地址对应的 APN 所对应的分组数据网关 P-GW的地址时，上述第二模块进一步用于通过创建默认承载请求消息将与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址发送到 S-GW。当所述用户签约数据中不包括与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址时， MME可以进一步包括：第三模块，用于解析下载到的所述 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN 所对应的 P-GW的地址；此时，上述第二模块进一步用于将解析得到的与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址通过创建默认承载请求消息发送到 S-GW。

本发明实施例提供的 S-GW包括第一模块，用于从移动性管理实体 MME接收用户静态 IP地址、对应的接入点名称 APN信息；第二模块，用于将所接收的用户静态 IP地址、对应的接入点名称 APN信息以及服务该用户的服务网关 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN 所对应的分组数据网关 P-GW。 S-GW还可以包括第三模块，用于请求域名服务器 DNS解析接收的所述 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址。

本发明实施例提供的 P-GW 包括第一模块，用于根据从服务网关 S-GW接收的用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW 地址建立默认承载。 P-GW还可以包括第二模块，用于在目标地址为所述用户静态 IP地址的下行分组数据到达时，判断相应的默认承载是否已经建立，如果已经建立并且能够满足下行分组数据的服务质量（QoS ) 要求，则通过已经建立的默认承载转发所述下行分组数据；否则，根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立相应专用承载，并通过所述专用承载转发所述下行分组数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的方法，其特征在于，包括：

在用户进行网络注册时，用户签约服务器 HSS将包括用户静态 IP 地址及对应的接入点名称 APN信息的用户签约数据下载到移动性管理实体 MME;

所述 MME通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送到服务网关 S-GW;

所述 S-GW将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW; 以及

所述 P-GW根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立默认承载。

2、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述用户签约数据中进一步包括与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW 的地址；

所述 MME向 S-GW发送的创建默认^ ^载请求消息中进一步包括与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址。

3、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，进一步包括：所述 MME解析下载到的所述 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址；以及

将解析得到的与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址通过创建默认承载请求消息发送到 S-GW。

4、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，进一步包括：所述 S-GW请求域名服务器 DNS解析从 MME接收的所述 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址。

5、如权利要求 1至 4中任一项所述的方法，其特征在于，所述 MME 向 S-GW发送的创建默认承载建立请求消息进一步包含默认 APN信息；所述 S-GW将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW 地址发送到 APN对应的分组数据网关 P-GW包括：

当所述对应的 APN与默认 APN相同，或只有一个 APN时， S-GW 将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址通过创建默认承载请求消息发送到默认 APN对应的 P-GW;

当所述对应的 APN与默认 APN不同时， S-GW将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址通过创建默认承载请求消息发送到与所述对应的 APN信息对应的 P-GW。

6、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在目标地址为所述用户静态 IP地址的下行分组数据到达时，所述

P-GW判断相应的默认承载是否已经建立，如果已经建立并且能够满足下行分组数据的服务质量要求，则通过已经建立的默认承载转发所述下行分组数据；否则，根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立相应专用^ ^载，并通过所述专用^ ^载转发所述下行分组数据。

7、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在用户进行网络去注册时， MME判断用户静态 IP地址对应的 7 载是否已经建立，如果已经建立，则通过删除承载请求消息将该用户静态 IP地址发送到 S-GW, S-GW通过删除承载请求消息将所述用户静态 IP地址发送到 P-GW, 并由 P-GW删除与所述用户静态 IP地址相关的上下文；否则，通过在发送给 S-GW的删除承载请求消息中携带与承载对应的隧道标识 TEID或 TEID列表通知 P-GW删除所述用户静态 IP地址相关的上下文。

8、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在用户进行跟踪区更新时， MME通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送给 S-GW。

9、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在用户进行 S-GW重定位时， MME通过创建默认载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送给 S-GW。

10、如权利要求 8或 9所述的方法，其特征在于，进一步包括： S-GW 接收到创建默认承载请求消息后，如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认 APN相同或只有一个 APN,则向默认 APN所对应的 P-GW进行更新承载请求过程，更新所述 P-GW中保存的上下文信息；如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认 APN不同，则向与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW进行更新承载请求过程，更新所述 P-GW中保存的上下文信息。

11、一种长期演进系统中支持用户静态 IP地址寻址的系统，其特征在于，包括：

用户签约服务器 HSS, 用于在用户进行网络注册时，将包括用户静态 IP地址及对应的接入点名称 APN信息的用户签约数据下载到移动性管理实体 MME;

MME, 用于通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送到服务网关 S-GW;

S-GW, 用于将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址发送到 APN对应的分组数据网关 P-GW;

P-GW, 用于根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立默认承载。

12、如权利要求 11所述的系统，其特征在于，所述 MME进一步用于将与用户静态 ip地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址通过创建默认承载建立请求消息发送到 S-GW。

13、如权利要求 11所述的系统，其特征在于，所述 MME进一步用于解析下载到的所述 APN信息，并将解析得到的与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址通过创建默认承载请求消息发送到 S-GW。

14、如权利要求 11所述的系统，其特征在于，所述 S-GW进一步用于请求域名服务器 DNS解析从 MME接收的所述 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址。

15、如权利要求 11至 14中任一项所述的系统，其特征在于，所述 S-GW进一步用于在所述对应的 APN与默认 APN相同或只有一个 APN 时，将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址通过创建默认承载请求消息发送到默认 APN对应的 P-GW;而在所述对应的 APN与默认 APN不同时，将用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址通过创建默认承载请求消息发送到与所述对应的 APN信息对应的 P-GW。

16、如权利要求 11所述的系统，其特征在于，所述 P-GW进一步用于在目标地址为所述用户静态 IP地址的下行分组数据到达时判断相应的默认承载是否已经建立，如果已经建立并且能够满足下行分组数据的月良务质量要求，则通过已经建立的默认承载转发所述下行分组数据；否则，根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立相应专用承载，并通过所述专用承载转发所述下行分组数据。

17、如权利要求 11所述的系统，其特征在于，

所述 MME进一步用于在用户进行网络去注册时，判断用户静态 IP 地址对应的默认承载是否已经建立，如果已经建立，则发送携带用户静态 IP地址的删除承载请求消息到 S-GW, 否则，发送携带与承载对应的隧道标识 TEID或 TEID列表的删除承载请求消息到 S-GW;

所述 S-GW进一步用于将所接收的删除承载请求消息发送到 P-GW; 所述 P-GW进一步用于在所接收的删除承载请求消息中携带用户静态 IP地址时，删除与所述用户静态 IP地址相关的上下文；在所接收的删除承载请求消息中携带与承载对应的隧道标识 TEID或 TEID列表时，删除与所述 TEID或 TEID列表相关的上下文。

18、如权利要求 11所述的系统，其特征在于，

所述 MME进一步用于在用户进行跟踪区更新或 S-GW重定位时通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送给 S-GW;

所述 S-GW进一步用于在接收到创建默认承载请求消息后，如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认 APN相同，则向默认 APN所对应的 P-GW进行更新承载请求过程，以更新所述 P-GW中保存的上下文信息；如果用户静态 IP地址对应的 APN与默认 APN不同，则向与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW触发更新 7 载请求过程，以更新所述 P-GW中保存的上下文信息。

19、一种移动性管理实体 MME, 其特征在于，包括：

第一模块，用于从用户签约服务器 HSS下载包括用户静态 IP地址及对应的接入点名称 APN信息的用户签约数据；

第二模块，用于通过创建默认承载请求消息将用户静态 IP地址及对应的 APN信息发送到服务网关 S-GW。

20、如权利要求 19所述的 MME, 其特征在于，所述用户签约数据中进一步包括与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址；

所述第二模块进一步用于通过创建默认承载请求消息将与用户静态

IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址发送到 S-GW。

21、如权利要求 19所述的 MME, 其特征在于，进一步包括：第三模块，用于解析下载到的所述 APN信息，得到与用户静态 IP 地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址；其中，

所述第二模块进一步用于将解析得到的与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW的地址通过创建默认承载请求消息发送到 S-GW。

22、一种服务网关 S-GW, 其特征在于，包括：

第一模块，用于从移动性管理实体 MME接收用户静态 IP地址、对应的接入点名称 APN信息；

第二模块，用于将所接收的用户静态 IP地址、对应的 APN信息以及服务该用户的服务网关 S-GW地址发送到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的分组数据网关 P-GW。

23、如权利要求 22所述的 S-GW, 其特征在于，进一步包括：第三模块，用于请求域名服务器 DNS解析接收的所述 APN信息，得到与用户静态 IP地址对应的 APN所对应的 P-GW的地址。

24、一种分组数据网关 P-GW, 其特征在于，包括：

第一模块，用于根据从服务网关 S-GW接收的用户静态 IP地址、对应的接入点名称 APN信息及服务该用户的服务网关 S-GW地址建立默认承载。

25、如权利要求 24所述的 P-GW, 其特征在于，进一步包括：第二模块，用于在目标地址为所述用户静态 IP地址的下行分组数据到达时，判断相应的默认承载是否已经建立，如果已经建立并且能够满足下行分组数据的服务质量要求，则通过已经建立的默认承载转发所述下行分组数据；否则，根据用户静态 IP地址、对应的 APN信息及服务该用户的 S-GW地址建立相应专用^ ^载，并通过所述专用^ ^载转发所述下行分组数据。