專利名稱：數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及一種切換場景下數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立方法及系 統(tǒng)。
背景技術：
一、互聯(lián)互通技術
第三代合作伙伴計劃(3rdGeneration Partnership Pro ject，簡稱為 3GPP)演 進的系統(tǒng)架構(Evolved Packet System，簡稱為 EPS)由 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，簡稱為演進的 UTRAN)、移動管理單元(Mobility Management Entity，簡稱為MME)、服務網(wǎng)關Serving Gateway，簡稱為S-GW)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡網(wǎng)關(Packet Data Network Gateway，簡稱為 P-GW)、歸屬用戶服務器(Home Subscriber Server,簡稱為HSQ、3GPP認證授權計費服務器(簡稱為AAA服務器)，及其他支撐節(jié)點組 成，見

圖1的虛線上部區(qū)域。其中，E-UTRAN是EPS系統(tǒng)的3GPP接入網(wǎng)，內(nèi)部包含諸多演進 的基站(Evolved NodeB，簡稱為 eNB)；演進的分組核心網(wǎng)(Evolved Packet Core Network, 簡稱為EPC)是核心網(wǎng)，包含MME，S-Gff和P-GW等網(wǎng)元；MME負責控制面相關工作；S-GW是 與E-UTRAN相連的接入網(wǎng)關設備；P-GW是EPS與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(Packet Data Network，簡 稱為PDN)網(wǎng)絡的邊界網(wǎng)關，負責向PDN的接入、在EPS系統(tǒng)與PDN間轉發(fā)數(shù)據(jù)。
EPS網(wǎng)絡支持和eHRPD (evolved High Rate Packet Data，演進的高速率分組數(shù) 據(jù)，簡稱為eHRPD)網(wǎng)絡的互聯(lián)互通(Connectivity and Interworking)，即終端UE可以 通過eHRPD接入EPS的P-GW，并能實現(xiàn)終端UE在兩個系統(tǒng)間的來回切換，eHRPD系統(tǒng)架構 見圖1的虛線下部區(qū)域。圖1所示為E-UTRAN和eHRPD系統(tǒng)的互聯(lián)互通架構示意圖。其 中，eHRPD 系統(tǒng)由 HSGW(HRPD Serving Gateway，簡稱為 HSGW)、HRPD-eAN(演進的接入網(wǎng)， evolved Access Network)、數(shù)據(jù)錨點P-GW(即為3GPP EPS中的P-GW，互聯(lián)互通場景下，EPS 系統(tǒng)和eHRPD系統(tǒng)共用P-GW)等基本網(wǎng)元構成。HSGW作為終端接入eHRPD核心網(wǎng)的第一 跳，是與HRPD-eAN相連的接入網(wǎng)關設備，負責用戶的移動管理、上下文管理，并在HRPD-eAN 和P-GW之間轉發(fā)數(shù)據(jù)，負責對尋呼等待數(shù)據(jù)進行緩存和轉發(fā)等。P-GW是終端通過3GPP接 入網(wǎng)(如E-UTRAN)和非3GPP接入網(wǎng)(如eHRPD)接入PDN的數(shù)據(jù)網(wǎng)關，即無論當終端UE 是通過E-UTRAN接入網(wǎng)接入還是通過eHRPD接入網(wǎng)接入，上下行數(shù)據(jù)傳輸必須經(jīng)過數(shù)據(jù)網(wǎng) 關P-GW，再與外部PDN通信；當終端在3GPP接入(如E-UTRAN)和非3GPP接入(如eHRPD) 間進行切換時，P-GW作為不改變的網(wǎng)關，是切換過程中的錨點。為了實現(xiàn)多模終端通過不 同的接入系統(tǒng)接入，并且能夠保證終端在不同接入系統(tǒng)中切換時業(yè)務的連續(xù)性，新增了一 些接口 S101接口、S103接口和S2a接口。Sb接口在HSGW和P-GW之間傳輸控制和承載 業(yè)務，采用PMIPv6協(xié)議。當用戶設備(User Equipment，簡稱為冊)從E-UTRAN接入系統(tǒng) 向eHRPD接入系統(tǒng)的采用優(yōu)化方式切換時，存在數(shù)據(jù)轉發(fā)和緩存的機制，即通過SlOl接口 在MME和HRPD-eAN之間傳輸鑒權信息和數(shù)據(jù)轉發(fā)的準備信息等，從而協(xié)助建立S103接口 的通道；S103接口用于終端由E-UTRAN系統(tǒng)向eHRD系統(tǒng)優(yōu)化切換時轉發(fā)下行數(shù)據(jù)，轉發(fā)的下行的數(shù)據(jù)緩存在HSGW。
優(yōu)化切換的具體操作可以通過圖2和具體步驟分析展示的更加清晰。本文所述的 優(yōu)化切換均是針對一個UE而言。詳細步驟如下
201. UE通過E-UTRAN接入到EPC，并處于激活(Active)狀態(tài)，UE通過測量無線 信號，檢測到當前的E-UTRAN無線信號比較弱，eHRPD的無線信號卻很好，首先完成UE向 eHRPD系統(tǒng)優(yōu)化切換的預注冊準備；在預注冊階段，終端在eHRPD系統(tǒng)中完成了 eHRPD會話 的建立、主AlO連接的建立、PPP會話(Point to Point Protocol，點對點協(xié)議)的建立等 操作；
UE從預注冊完成后，只要E-UTRAN的無線信號還能支持當前的業(yè)務，UE就不會立 即切換到eHRPD系統(tǒng)，也就是說從預注冊完成到正式切換到eHRPD之間的時間間隔是不確 定的，可能較長的時間也可能較短的時間，取決于無線信號的強弱變化。
202.當UE檢測到E-UTRAN的信號不足以支持當前的業(yè)務時，UE正式發(fā)起從 E-UTRAN 向 eHRPD 的切換；
203. UE通過E-UTRAN的無線信號將eHRPD信令“HRPD連接請求”封裝后通過eNB 發(fā)送給MME;
204. MME將該UE上的所有PDN連接信息以及步驟203發(fā)送來的“HRPD連接請求” 消息封裝在直傳信令中，發(fā)送給HRPD-eAN ；
其中UE的所有PDN連接信息包括APN(Access Point Name，接入點名稱)、P-GW 的地址和 P-GW GRE (Generic Routing Encapsulation 通用路由封裝)KEY ；其中，APN 標識 了 UE下的一個PDN連接，對于一個APN只能存在一個PDN連接；每一個PDN連接都會有對 應的P-GW地址，不同的PDN連接的P-GW地址可能相同也可能不同；P-GW GRE KEY標識了不 同的PDN連接的P-GW和S-GW之間的數(shù)據(jù)通道(一個P-GW GRE KEY標識一條P-GW和S-GW 之間的數(shù)據(jù)通道，一個P-GW和S-GW之間的數(shù)據(jù)通道歸屬于一個PDN連接)。
因為每個UE可以通過APN建立PDN連接，APN可以有多個，但每個APN只能建立 一條PDN連接，因此上述的信息，如APN、P-GW地址、P-GWGRE key可能是一組也可能是多組 的信息。
205a. HRPD-eAN發(fā)送Al I-RRQ (Al 1接口的注冊請求)信令給HSGW，并攜帶P-GW地 址、APN、P-GW GRE key 等參數(shù)；
205b.因為數(shù)據(jù)轉發(fā)的S103通道為每一個PDN連接都應該單獨建立的，HSGW根據(jù) APN,為每個PDN連接都生成S103通道的key，在此稱作HSGWGRE key,因此如果當前UE有 多個(包括一個)PDN鏈接，HSGW GRE key也是多個的(包括一個)；
205c. HSGff發(fā)送Al I-RRP (Al 1接口的注冊應答)信令給HRPD-eAN，并攜帶HSGW地 址、APN、HSGW GRE key 等參數(shù)；
206. HRPD-eAN通過直傳信令將HRPD業(yè)務信道分配信令以及相關參數(shù)發(fā)送給 MME ；
其中相關參數(shù)即為HSGW地址、APN、HSGW GRE key等參數(shù)。
207. MME與S-GW互通“創(chuàng)建轉發(fā)通道請求/應答”信令，MME將HSGW地址、APN、 HSGff GRE key等參數(shù)發(fā)送給S-GW，至此S-GW獲得了每一個PDN連接的HSGW地址、APN、HSGW GRE key, S103數(shù)據(jù)轉發(fā)通道(HSGW地址和HSGW GRE key唯一標識一條S103通道)建立完成；
208. MME通過E-UTRAN無線信號將HRPD業(yè)務信道分配信令發(fā)送給UE ；
209.數(shù)據(jù)從eNB經(jīng)過S-GW轉發(fā)給HSGW，由HSGW緩存；
210.切換執(zhí)行階段，主要完成空口切換和S2a隧道的切換。
在切換流程中，對每一個PDN連接都有一套參數(shù)，都建立一個S103隧道，該PDN連 接在某一個UE下是用APN來標識的?？梢酝ㄟ^下表來闡述他們的關系
表1參數(shù)表
權利要求
1.一種數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立方法，適用于演進的UTRAN(E-UTRAN)與演進的高速率分 組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(eHRPD)互聯(lián)互通的場景下，一用戶終端從E-UTRAN向eHRPD的優(yōu)化切換過程， 所述方法包括移動管理單元(MME)至少將唯一標識分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(PDN)連接的標識信息發(fā)送給高 速率分組數(shù)據(jù)服務網(wǎng)關(HSGW)，所述唯一標識PDN連接的標識信息為接入點名稱(APN)和 PDN連接標識；所述HSGW為每一個PDN連接生成一個建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)，將所述參數(shù)和 HSGW地址返回給所述MME，所述數(shù)據(jù)轉發(fā)通道是指服務網(wǎng)關(SGW)和HSGW之間的數(shù)據(jù)通道 (S103數(shù)據(jù)通道)；MME將所述參數(shù)和HSGW地址發(fā)送給S-GW后，所述數(shù)據(jù)轉發(fā)通道建立完成。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述MME將唯一標識PDN連接的標識信息發(fā)送給HSGW的步驟進一步包括MME通過直傳信令將所述標識信息發(fā)送給eHRPD的接入網(wǎng)(HRPD_eAN)；所述HRPD-eAN接收到MME發(fā)送的標識信息后，通過All接口的注冊請求(All-RRQ)信 令將所述標識信息發(fā)送給HSGW。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述PDN連接標識為默認承載標識(LBI)；所述建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)包括 HSGW通用路由封裝碼(HSGW GRE KEY)。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述S103數(shù)據(jù)通道建立完成后，在轉發(fā)下行數(shù)據(jù)時，所述S-GW查找對應的S103通道， 將需要轉發(fā)的數(shù)據(jù)從E-UTRAN轉發(fā)到eHRPD系統(tǒng)。
5.一種數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立系統(tǒng)，適用于演進的UTRAN(E-UTRAN)與演進的高速率分 組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(eHRPD)互聯(lián)互通的場景，包括移動管理單元(MME)、高速率分組數(shù)據(jù)服務網(wǎng)關 (HSGff)和服務網(wǎng)關(S-GW)，其特征在于，所述MME，用于在一用戶終端從E-UTRAN向eHRPD的優(yōu)化切換過程中，至少將唯一標識 分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(PDN)連接的標識信息發(fā)送給HSGW，所述唯一標識PDN連接的標識信息為接 入點名稱(APN)和PDN連接標識；以及用于將HSGW返回的信息轉發(fā)給S-GW ；所述HSGW，用于為每一個PDN連接生成一個建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)，將所述參 數(shù)和HSGW地址返回給所述MME ；S-GW，用于接收MME發(fā)送的信息，S-GW接收到MME發(fā)送的信息后，所述SGW和HSGW之 間的數(shù)據(jù)通道的建立完成。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括eHRPD的接入網(wǎng) (HRPD-eAN)，所述MME進一步用于將唯一標識PDN連接的標識信息通過直傳信令發(fā)送給HRPD-eAN ；所述HRPD-eAN，用于在接收到MME發(fā)送的標識信息后，通過All接口的注冊請求 (All-RRQ)信令將所述標識信息發(fā)送給HSGW。
7.如權利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PDN連接標識為默認承載標識(LBI)；所述建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)包括 HSGW通用路由封裝碼(HSGW GRE KEY)。
8.一種數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立方法，適用于演進的UTRAN(E-UTRAN)與演進的高速率分 組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(eHRPD)互聯(lián)互通的場景下，一用戶終端從E-UTRAN向eHRPD的優(yōu)化切換過程， 所述方法包括移動管理單元(MME)將表示分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(PDN)連接個數(shù)的指示信息以及用于標識分 組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(PDN)連接的標識信息發(fā)送給高速率分組數(shù)據(jù)服務網(wǎng)關(HSGW)，所述用于標識 PDN連接的標識信息包括接入點名稱(APN)；所述HSGW根據(jù)所述指示信息確定PDN連接的個數(shù)N，對應所述APN生成N個的建立數(shù) 據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)，將所述參數(shù)和HSGW地址返回給所述MME，所述數(shù)據(jù)轉發(fā)通道是指 服務網(wǎng)關(SGW)和HSGW之間的數(shù)據(jù)通道(S103數(shù)據(jù)通道)；MME將所述參數(shù)和HSGW地址發(fā)送給S-GW后，所述數(shù)據(jù)轉發(fā)通道建立完成。
9.一種數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立系統(tǒng)，適用于演進的UTRAN(E-UTRAN)與演進的高速率分 組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(eHRPD)互聯(lián)互通的場景，包括移動管理單元(MME)，高速率分組數(shù)據(jù)服務網(wǎng)關 (HSGff)和服務網(wǎng)關(S-GW)，其特征在于，所述MME，用于在一用戶終端從E-UTRAN向eHRPD的優(yōu)化切換過程中，將表示分組數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(PDN)連接個數(shù)的指示信息以及用于標識分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(PDN)連接的標識信息發(fā)送給 HSGW，所述用于標識PDN連接的標識信息包括接入點名稱(APN)；以及用于將HSGW返回的 信息轉發(fā)給S-GW ；所述HSGW，用于根據(jù)所述MME發(fā)送的指示信息確定PDN連接的個數(shù)N，對應所述APN生 成N個的建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)，將所述參數(shù)和HSGW地址返回給所述MME ；S-GW，用于接收MME發(fā)送的信息，S-GW接收到MME發(fā)送的信息后，所述SGW和HSGW之 間的數(shù)據(jù)通道的建立完成。
10.一種數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立方法，適用于演進的UTRAN(E-UTRAN)與演進的高速率分 組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(eHRPD)互聯(lián)互通的場景下，一用戶終端從E-UTRAN向eHRPD的優(yōu)化切換過程， 所述方法包括移動管理單元(MME)向高速率分組數(shù)據(jù)服務網(wǎng)關(HSGW)發(fā)送用于標識分組數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(PDN)連接的標識信息，所述用于標識PDN連接的標識信息包括接入點名稱(APN)，所述 HSGff根據(jù)與MME約定的指示方式，統(tǒng)計確定PDN連接的個數(shù)N，所述HSGW對應所述APN生 成N個的建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)，將所述參數(shù)和HSGW地址返回給所述MME，所述數(shù)據(jù) 轉發(fā)通道是指服務網(wǎng)關(SGW)和HSGW之間的數(shù)據(jù)通道(S103數(shù)據(jù)通道)；MME將所述參數(shù)和HSGW地址發(fā)送給S-GW后，所述數(shù)據(jù)轉發(fā)通道建立完成。
11.一種數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立系統(tǒng)，適用于演進的UTRAN(E-UTRAN)與演進的高速率分 組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(eHRPD)互聯(lián)互通的場景，包括移動管理單元(MME)和高速率分組數(shù)據(jù)服務網(wǎng) 關(HSGW)，其特征在于，所述MME，用于在一用戶終端從E-UTRAN向eHRPD的優(yōu)化切換過程中，向HSGW發(fā)送用于 標識分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(PDN)連接的標識信息，所述用于標識PDN連接的標識信息包括接入點 名稱(APN)；以及用于將HSGW返回的信息轉發(fā)給S-GW ；所述HSGW，用于根據(jù)與MME約定的指示方式，統(tǒng)計確定PDN連接的個數(shù)N，以及用于對 應所述APN生成N個的建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)，將所述參數(shù)和HSGW地址返回給所述 MME ；S-GW，用于接收MME發(fā)送的信息，S-GW接收到MME發(fā)送的信息后，所述SGW和HSGW之 間的數(shù)據(jù)通道的建立完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)轉發(fā)通道的建立方法及系統(tǒng)，適用于E-UTRAN與eHRPD互聯(lián)互通的場景下，一用戶終端從E-UTRAN向eHRPD的優(yōu)化切換過程，可以在終端由E-UTRAN系統(tǒng)向eHRPD系統(tǒng)優(yōu)化切換切換時，為同一個APN下的多個PDN連接都建立相應的S103數(shù)據(jù)通道。所述方法包括MME將唯一標識PDN連接的標識信息發(fā)送給HSGW，所述唯一標識PDN連接的標識信息為APN和PDN連接標識；所述HSGW為每一個PDN連接生成一個建立數(shù)據(jù)轉發(fā)通道所需的參數(shù)，將所述參數(shù)和HSGW地址返回給所述MME；MME將所述參數(shù)和HSGW地址發(fā)送給S-GW后，所述GW和HSGW之間數(shù)據(jù)轉發(fā)通道建立完成。
文檔編號H04W76/02GK102036417SQ20091020563
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者周曉云, 朱春暉, 畢以峰 申請人:中興通訊股份有限公司