CN101730075B - 一种切换过程中数据前转的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切换过程中数据前转的方法，包括：在UE的切换过程中，目标移动性管理网元或源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，并将所述SGW的数据前转隧道信息告知源无线接入网元；所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。本发明使得数据前转SGW的选择更加灵活、方便网络部署，数据前转隧道建立的流程更加简化、合理，而且只需要在一个SGW上建立数据前转隧道资源，节省了数据前转资源开销，提高了数据前转的效率。

Description

一种切换过程中数据前转的方法

技术领域

本发明涉及移动通讯***中分组域演进域，尤其涉及一种在切换过程中建立数据前转隧道并进行数据前转的方法。

背景技术

3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)对下一代移动无线网络的项目叫***架构演进(System Architecture Evolution，简称SAE)。SAE的架构如图1所示，其中包含了如下网元：

eNodeB(Evolved NodeB，演进的基站)：为终端的接入提供无线资源；

RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)：是传统的3G无线接入网元；

BSC(Base Station Controller，基站控制器)：是传统的2G无线接入网元；

HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)：用于永久存储用户签约数据；

PDN(Packet Data Network，分组数据网)：为用户提供业务的网络；

MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)：是控制面功能实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储UE(User Equipment，用户设备)上下文(比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等)，为UE分配临时标识，当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时，负责对该UE进行鉴权；处理MME和UE之间的所有非接入层消息；触发在SAE的寻呼；

Serving GW(Serving Gateway，服务网关，简称为SGW)：该网关是一个用户面实体，负责用户面数据路由处理，终结处于空闲状态的UE的下行数据，管理和存储UE的SAE承载(bearer)上下文，比如IP承载业务参数和网络内部路由信息等，是3GPP***内部用户面的锚点，一个UE在一个时刻只能有一个Serving GW；

PDN GW(分组数据网网关，简称为PGW)：负责UE接入PDN的网关，分配用户IP地址，同时是3GPP和非3GPP接入***的移动性锚点。UE在同一时刻能够接入多个PDN GW；

在物理上，Serving GW和PDN GW可能合一。

PCRF(Policy and Charging Rule Functionality，策略和合计费规则功能实体)：该功能实体主要根据业务信息和用户签约信息以及运营商的配置信息产生控制用户数据传递的Qos(Quality of Service，服务质量)规则以及计费规则，该功能实体也可以控制接入网中承载的建立和释放。

SGSN(Serving GPRS Support Node，服务通用分组无线业务支持节点)是负责UE在2/3G接入时，移动性管理的网元。

其中，MME和SGSN统称为移动性管理网元；eNodeB、RNC和BSC统称为无线接入网元。

SAE承载指的是UE到PGW的一条通道，UE和PDN可以利用该通道传送特定Qos的上行和下行数据。SAE承载一旦建立以后，将在从UE到PDN间的各个网元保存该承载的相关信息，包括UE、eNodeB、MME、SGW、PGW，并且当承载的相关信息发生修改时，需要通知相关网元，以保持各网元间承载相关信息的一致性。

UE接入到SAE***后，由于用户的移动性，可能会发生eNodeB间或跨***(eNodeB和RNC间或eNodeB和BSC间)的切换过程，此时由于无线侧网元发生变更，与旧的无线侧网元相关的承载被删除，在新的无线侧网元重建承载；为了保证切换过程中，不会丢失用户数据，3GPP定义了数据前转过程，数据前转分为直接前转和间接前转。直接前转是指两个无线接入网元eNodeB间，或eNodeB与RNC间有接口存在，源网元的数据可以直接转发到目标网元。而间接前转是指无线接入网元间不能直接转发数据，而需要借助核心网元：移动性管理网元(MME或SGSN)、SGW来进行数据转发。典型的SGW发生改变的间接前转的流程如图2所示：

步骤101，在UE切换过程中，目标移动性管理网元(即目标MME或目标SGSN)和目标无线接入网元(即目标eNodeB或目标RNC或目标BSC)之间建立了无线承载，目标无线接入网元将自己的数据前转隧道信息以及所述UE的标识传递给目标移动性管理网元；

数据前转隧道是为了数据转发建立的数据传输通道，隧道信息包括隧道端点标识TEID以及网元的IP地址信息；

步骤102，目标移动性管理网元向目标SGW网元发送创建间接数据前转隧道请求消息，消息中携带目标无线接入网元的数据前转隧道信息；

步骤103，目标SGW向目标移动性管理网元回应创建间接数据前转隧道响应，消息中携带目标SGW的数据前转隧道信息；

步骤104，目标移动性管理网元向源移动性管理网元(即源MME或源目标SGSN)发送前转重定位响应消息，消息中携带目标SGW的数据前转隧道信息；

步骤105，源移动性管理网元向源SGW发送创建间接数据前转隧道请求消息，在该消息中将目标SGW的数据前转隧道信息告诉源SGW；

步骤106，源SGW向源移动性管理网元回应创建间接数据前转隧道响应，消息中携带源SGW的数据前转隧道信息；

步骤107，源移动性管理网元向源无线接入网元(即源eNodeB或源RNC或源BSC)发送切换命令消息，消息中携带源SGW的数据前转隧道信息；

步骤108，源无线接入网元根据源SGW的数据前转隧道信息向源SGW前转UE的用户数据；

步骤109，源SGW根据目标SGW的数据前转隧道信息向目标SGW前转UE的用户数据；

步骤110，目标SGW根据目标无线接入网元的数据前转隧道信息向目标无线接入网元前转UE的用户数据。

在上述步骤102～107中，每条消息都会传递UE的标识；即每条消息的传递，发送端和接收端都可以根据UE的标识确定是哪个UE。

上述切换过程中，分别在源无线接入网元和源SGW之间、源SGW与目标SGW之间以及目标SGW源目标无线接入网元之间建立了数据前转隧道，通过该隧道进行数据前转。数据前转从源无线接入网元到源SGW，经过目标SGW，再到目标无线接入网元，即在SGW发生改变的情况下，需要经过两次中转。

上述方法存在以下问题：

1.当SGW发生改变时，需要在源SGW、目标SGW上都建立前转隧道信息，而且数据前转需要占用源SGW、目标SGW两个网元资源。

2.用于数据转发的SGW必须是UE接入的SGW(源SGW或目标SGW)，这就要求所有的SGW都必须支持数据前转功能，且部署不灵活，移动性管理网元不能根据网络规划选择合适的SGW用于数据转发。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提出一种切换过程中数据前转的方法，解决现有技术中上述缺陷，能够灵活选择数据前转的SGW，无需占用较多网元资源。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种切换过程中数据前转的方法，包括：

在用户设备UE的切换过程中，目标移动性管理网元选择用于数据前转的服务网关SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，并将所述SGW的数据前转隧道信息告知源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

进一步地，上述方法具体包括：

在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取目标无线接入网元的数据前转隧道信息后，选择用于数据前转的SGW，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，获知所述SGW的数据前转隧道信息；

所述目标移动性管理网元将所述SGW的数据前转隧道信息经源移动性管理网元转发给源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述移动性管理网元具体是指：移动性管理实体MME或服务通用分组无线业务支持节点SGSN；

所述无线接入网元具体是指：演进的基站eNodeB或无线网络控制器RNC或基站控制器BSC。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述目标移动性管理网元根据本地配置信息或网络部署信息、网络负荷信息选择用于数据前转的SGW。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述SGW的数据前转隧道信息包括SGW的隧道端点信息和SGW的IP地址信息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息包括目标无线接入网元的隧道端点信息以及目标无线接入网元的IP地址信息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述目标移动性管理网元选择用于数据前转的SGW之前，还获取所述UE的标识；

所述目标移动性管理网元将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW时，还将所述UE的标识告知所述SGW；

SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息，并将所述SGW的数据前转隧道信息和UE的标识发送所述目标移动性管理网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息之后，建立所述UE的标识、目标无线接入网元的数据前转隧道信息、以及SGW所述UE创建的数据前转隧道信息的对应关系。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种切换过程中数据前转的方法，包括：

在UE的切换过程中，源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，并将所述SGW的数据前转隧道信息告知源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取目标无线接入网元的数据前转隧道信息后，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息转发给源移动性管理网元；

源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，获知所述SGW的数据前转隧道信息；

所述源移动性管理网元将所述SGW的数据前转隧道信息转发给源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述移动性管理网元具体是指：MME或SGSN；

所述无线接入网元具体是指：eNodeB或RNC或BSC。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述源移动性管理网元根据本地配置信息或网络部署信息、网络负荷信息选择用于数据前转的SGW。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述SGW的数据前转隧道信息包括SGW的隧道端点信息和SGW的IP地址信息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息包括目标无线接入网元的隧道端点信息以及目标无线接入网元的IP地址信息。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW之前，还接收到所述目标移动性管理网元发送的所述UE的标识；

所述源移动性管理网元将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW时，还将所述UE的标识告知所述SGW；

SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息，并将所述SGW的数据前转隧道信息和UE的标识发送所述源移动性管理网元。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息之后，建立所述UE的标识、目标无线接入网元的数据前转隧道信息、以及SGW为所述UE创建的数据前转隧道信息的对应关系。

本发明由源移动性管理网元或目标移动性管理网元选择一个数据前转SGW，并通过该SGW实现源无线接入网元到目标无线接入网元的数据前转，从而使得数据前转SGW的选择更加灵活、方便网络部署，数据前转隧道建立的流程更加简化、合理，而且只需要在一个SGW上建立数据前转隧道资源，节省了数据前转资源开销，提高了数据前转的效率。

附图说明

图1是现有技术中SAE架构图；

图2是现有技术中切换过程中创建间接数据前转隧道以及进行数据前转的示意图；

图3是本发明实施例的由目标移动性管理网元选择前转SGW建立数据前转隧道的示意图；

图4是本发明实施例的由源移动性管理网元选择前转SGW建立数据前转隧道的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：由移动性管理网元(目标移动性管理网元或源移动性管理网元)选择用于数据前转的SGW。

其中，移动性管理网元具体是指：MME或SGSN。

具体地，在UE的切换过程中，目标移动性管理网元或源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，并将所述SGW的数据前转隧道信息告知源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

其中，目标移动性管理网元或源移动性管理网元可以根据本地配置信息或网络部署信息、网络负荷信息等情况选择用于数据前转的SGW。该选择的数据前转SGW可以同于源SGW或目标SGW，也可以不同于源SGW或目标SGW。

无线接入网元具体是指：eNodeB或RNC或BSC。

由目标移动性管理网元选择用于数据前转的SGW时，具体包括：

在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取目标无线接入网元的数据前转隧道信息后，选择用于数据前转的SGW，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，获知所述SGW的数据前转隧道信息；

所述目标移动性管理网元将所述SGW的数据前转隧道信息经源移动性管理网元转发给源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

由源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW时，具体包括：

在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取目标无线接入网元的数据前转隧道信息后，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息转发给源移动性管理网元；

源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，获知所述SGW的数据前转隧道信息；

所述源移动性管理网元将所述SGW的数据前转隧道信息转发给源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

所述数据前转隧道信息包括隧道端点信息TEID(Tunnel EndpointIdentifier)以及网元IP地址信息。所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息包括目标无线接入网元的TEID以及目标无线接入网元的IP地址信息，所述SGW的数据前转隧道信息包括SGW的TEID以及SGW的IP地址信息。

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一：由目标移动性管理网元选择用于数据前转的SGW

如图3所示，是UE的切换过程中由目标移动性管理网元选择前转SGW的示意图，包括如下步骤：

步骤201，在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取到目标无线接入网元的数据前转隧道信息和所述UE的标识；

其中，目标无线接入网元的数据前转隧道信息包括目标无线接入网元的TEID以及目标无线接入网元的IP地址信息；

步骤202，目标移动性管理网元选择一个SGW用于数据前转；

目标移动性管理网元可以根据配置信息或网络规划或网络负荷信息选择一个SGW，该SGW支持数据前转功能；该选择的SGW可以同于源SGW或目标SGW，也可以不同于源、目标SGW；

步骤203，目标移动性管理网元向该选择的SGW发送创建间接数据前转隧道请求消息，消息中携带目标无线接入网元的数据前转隧道信息以及UE的标识；

步骤204，SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息，并向目标移动性管理网元返回创建间接数据前转隧道响应消息，消息中携带SGW的数据前转隧道信息和UE的标识；

其中SGW的数据前转隧道信息包括SGW的TEID以及SGW的IP地址信息；

SGW建立该UE的标识以及该UE的目标无线接入网元的数据前转隧道信息、以及SGW为该UE创建的数据前转隧道信息的对应关系。

步骤205，目标移动性管理网元向源移动性管理网元发送前转重定位响应消息，消息中携带SGW的数据前转隧道信息及所述UE的标识；

步骤206，源移动性管理网元向源无线接入网元发送切换命令消息，消息中携带SGW的数据前转隧道信息及所述UE的标识；

步骤207，源无线接入网元通过SGW的数据前转隧道信息向SGW发送所述UE的用户数据；

步骤208，SGW根据其记录的目标无线接入网元的数据前转隧道信息，向目标无线接入网元发送所述UE的用户数据。

实施例二：由源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW

如图4所示，是UE的切换过程中由源移动性管理网元选择前转SGW的示意图，包括如下步骤：

步骤301，在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取到目标无线接入网元的数据前转隧道信息和所述UE的标识；

其中，目标无线接入网元的数据前转隧道信息包括目标无线接入网元的TEID以及目标无线接入网元的IP地址信息；

步骤302，目标移动性管理网元向源移动性管理网元发送前转重定位响应消息，消息中携带目标无线接入网元的数据前转隧道信息及所述UE的标识；

步骤303，源移动性管理网元选择一个SGW用于数据前转；

源移动性管理网元可以根据配置信息或网络规划或网络负荷信息选择一个SGW，该SGW支持数据前转功能；该选择的SGW可以同于源SGW或目标SGW，也可以不同于源、目标SGW；

步骤304，源移动性管理网元向该选择的SGW发送创建间接数据前转隧道请求消息，消息中除携带目标无线接入网元的数据前转隧道信息及所述UE的标识；

步骤305，SGW为该UE创建前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息，并向源移动性管理网元返回创建间接数据前转隧道响应消息，消息中携带SGW的数据前转隧道信息和所述UE的标识；

其中SGW的数据前转隧道信息包括SGW的TEID以及SGW的IP地址信息；

SGW建立该UE的标识以及该UE的目标无线接入网元的数据前转隧道信息、以及SGW为该UE创建的前转隧道信息的对应关系；

步骤306，源移动性管理网元向源无线接入网元发送切换命令消息，消息中携带SGW的数据前转隧道信息及所述UE的标识；

步骤307，源无线接入网元通过SGW的数据前转隧道信息向SGW发送所述UE的用户数据；

步骤308，SGW根据其记录的目标无线接入网元的数据前转隧道信息，向目标无线接入网元发送所述UE的用户数据。

本发明还可有其他多种实施例，例如当移动性管理网元不发生改变时的切换、当SGW不发生改变时的切换、UE从跨***的切换等等。在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种切换过程中数据前转的方法，包括：

在用户设备UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取目标无线接入网元的数据前转隧道信息后，选择用于数据前转的服务网关SGW，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，获知所述SGW的数据前转隧道信息；并将所述SGW的数据前转隧道信息告知源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括：

在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取目标无线接入网元的数据前转隧道信息后，选择用于数据前转的SGW，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，获知所述SGW的数据前转隧道信息；

所述目标移动性管理网元将所述SGW的数据前转隧道信息经源移动性管理网元转发给源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述移动性管理网元具体是指：移动性管理实体MME或服务通用分组无线业务支持节点SGSN；

所述无线接入网元具体是指：演进的基站eNodeB或无线网络控制器RNC或基站控制器BSC。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述目标移动性管理网元根据本地配置信息或网络部署信息、网络负荷信息选择用于数据前转的SGW。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述SGW的数据前转隧道信息包括SGW的隧道端点信息和SGW的IP地址信息。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息包括目标无线接入网元的隧道端点信息以及目标无线接入网元的IP地址信息。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述目标移动性管理网元选择用于数据前转的SGW之前，还获取所述UE的标识；

所述目标移动性管理网元将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW时，还将所述UE的标识告知所述SGW；

SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息，并将所述SGW的数据前转隧道信息和UE的标识发送所述目标移动性管理网元。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息之后，建立所述UE的标识、目标无线接入网元的数据前转隧道信息、以及SGW所述UE创建的数据前转隧道信息的对应关系。

9.一种切换过程中数据前转的方法，包括：

在UE的切换过程中，源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW，将目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，并将所述SGW的数据前转隧道信息告知源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括：

在UE的切换过程中，目标移动性管理网元获取目标无线接入网元的数据前转隧道信息后，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息转发给源移动性管理网元；

源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW，将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW，与所述SGW创建数据前转隧道，获知所述SGW的数据前转隧道信息；

所述源移动性管理网元将所述SGW的数据前转隧道信息转发给源无线接入网元；

所述源无线接入网元将所述UE的用户数据经所述SGW转发给目标无线接入网元。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，

所述移动性管理网元具体是指：MME或SGSN；

所述无线接入网元具体是指：eNodeB或RNC或BSC。

12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，

所述源移动性管理网元根据本地配置信息或网络部署信息、网络负荷信息选择用于数据前转的SGW。

13.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，

所述SGW的数据前转隧道信息包括SGW的隧道端点信息和SGW的IP地址信息。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息包括目标无线接入网元的隧道端点信息以及目标无线接入网元的IP地址信息。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述源移动性管理网元选择用于数据前转的SGW之前，还接收到所述目标移动性管理网元发送的所述UE的标识；

所述源移动性管理网元将所述目标无线接入网元的数据前转隧道信息告知所述SGW时，还将所述UE的标识告知所述SGW；

SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息，并将所述SGW的数据前转隧道信息和UE的标识发送所述源移动性管理网元。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，

所述SGW为所述UE创建数据前转隧道信息，保存目标无线接入网元的数据前转隧道信息之后，建立所述UE的标识、目标无线接入网元的数据前转隧道信息、以及SGW为所述UE创建的数据前转隧道信息的对应关系。

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