CN105704753B - 一种进行数据传输的方法、***和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及无线通信技术领域，特别涉及一种进行数据传输的方法、***和设备，用以解决现有技术中存在的蜂窝网络面无法满足海量终端接入的需要，从而会增加核心网信令负担，加大核心网处理时延的问题。本发明实施例接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；以及在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。由于本发明实施例将终端的连接管理和移动性管理转移到接入网，使得核心网不再参与终端的连接管理和移动性管理，从而减小了控制面信令对核心网的影响，降低了核心网信令负担以及处理时延，能够更好的满足了未来海量固定、牧游式MTC设备的突发式通信需求。

Description

一种进行数据传输的方法、***和设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种进行数据传输的方法、***和设备。

背景技术

现有LTE(Long Term Evolution，长期演进)蜂窝***中，终端在长时间没有数据传输的情况下RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)连接将被释放，因此后续上行数据到达后，终端首先需要重新恢复RRC信令连接，才能进行用户面数据传输，由于连接管理需要核心网控制面锚点MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)参与，因此延迟较长，目前恢复控制面连接过程需要至少80ms。

蜂窝***中MME负责非接入层安全功能，IDLE(空闲)状态移动性功能，和EPS(Evolved Packet System，演进分组***)承载管理功能，此外MME还需要参与连接管理功能。LTE控制面协议栈采用两层设计，分别是接入层协议(RRC)和非接入层协议NAS(Non-Access Stratum非接入层)。其中RRC协议负责对空口无线资源管理和空口传输功能控制，RRC协议终结在基站(eNB)；非接入层(NAS)主要对和空口传输非直接相关的功能进行管理，例如移动性管理，承载管理，身份验证等，非接入层协议栈终结在MME。

未来MTC(Machine Type Communications，机器类通信)终端将***式增长，根据预测未来网络中的机器类终端数量将是人类用户数量的10倍，因此未来蜂窝网络必须支持海量连接(例如通过单个小区同时为几千个MTC终端提供服务)。另外，MTC终端采用固定或牧游方式进行部署将占很大比例，在业务特性方面，呈现突发小数据包的特点。

而现有***架构、协议栈架构和数据传输过程都是针对多媒体业务在移动通信情况下需求进行设计的，因此对于移动性管理，连接管理等方面功能都需要核心网实体参与控制。也就是说，由于现有蜂窝网络是针大范围移动场景设计，海量机器类终端的接入对现有蜂窝核心网控制面节实体MME造成和非常大的处理负担，随着网络中机器类终端的不断增加，问题变得越来越严重，这将对控制面处理时延和可靠性性能造成极大影响。

综上所述，目前蜂窝网络面无法满足海量终端接入的需要，从而会增加核心网信令负担，加大核心网处理时延。

发明内容

本发明提供一种进行数据传输的方法、***和设备，用以解决现有技术中存在的蜂窝网络面无法满足海量终端接入的需要，从而会增加核心网信令负担，加大核心网处理时延的问题。

本发明实施例提供的一种进行数据传输的方法，该方法包括：

接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；以及

所述接入网在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。

较佳地，所述接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理，包括：

所述接入网在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR。

较佳地，所述接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理，还包括：

所述接入网在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的TA。

较佳地，所述接入网在所述终端附着过程中保存来自核心网的所述终端的上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR，包括：

所述接入网在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；

所述接入网在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；

所述接入网向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

较佳地，所述接入网在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，包括：

所述接入网根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；

所述接入网根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；

所述接入网将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

较佳地，所述接入网发送收到的所述终端的数据，包括：

若进行本地会话，所述核心网在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，所述核心网在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

本发明实施例提供的另一种进行数据传输的方法，该方法包括：

MME在终端进行网络附着过程中收到的来自接入网的身份验证请求发送给HSS，并将来自HSS的身份验证响应消息发送给接入网；以及

所述MME在针对终端进行远程会话建立过程中，将收到的来自接入网的会话建立请求消息发送给核心网网关，并将来自核心网网关的会话建立响应消息发送给接入网。

本发明实施例提供的一种进行数据传输的***，该***包括：

管理模块，用于在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；

建立模块，用于在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。

较佳地，所述管理模块具体用于：

在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR。

较佳地，所述管理模块还用于：

在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的TA。

较佳地，所述管理模块具体用于：

在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

较佳地，所述建立模块具体用于：

根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

较佳地，所述建立模块具体用于：

若进行本地会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

本发明实施例提供的一种进行数据传输的MME，该MME包括：

发送模块，用于在终端进行网络附着过程中收到的来自接入网的身份验证请求发送给HSS，并将来自HSS的身份验证响应消息发送给接入网；以及

处理模块，用于在针对终端进行远程会话建立过程中，将收到的来自接入网的会话建立请求消息发送给核心网网关，并将来自核心网网关的会话建立响应消息发送给接入网。

本发明实施例接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；以及在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。由于本发明实施例将终端的连接管理和移动性管理转移到接入网，使得核心网不再参与终端的连接管理和移动性管理，从而减小了控制面信令对核心网的影响，降低了核心网信令负担以及处理时延，能够更好的满足了未来海量固定、牧游式MTC设备的突发式通信需求。

附图说明

图1为本发明实施例一进行数据传输的***结构示意图；

图2为本发明实施例基站本地实现方式示意图；

图3为本发明实施例接入网内服务器实现的方式示意图；

图4为本发明实施例基站侧和核心网侧的示意图；

图5为本发明实施例用户面协议栈与本地网络连接的示意图；

图6为本发明实施例用户面协议栈与远程网络连接的示意图；

图7为本发明实施例第一种控制面协议栈示意图；

图8为本发明实施例第二种控制面协议栈示意图；

图9为本发明实施例二的核心网设备示意图；

图10为本发明实施例三的MME示意图；

图11为本发明实施例四的核心网设备示意图；

图12为本发明实施例五的MME示意图；

图13为本发明实施例六进行数据传输的方法流程示意图；

图14为本发明实施例七进行数据传输的方法流程示意图；

图15本发明实施例八终端附着过程示意图；

图16发明实施例九本地会话建立流程示意图；

图17发明实施例十远程会话建立流程示意图；

图18发明实施例十一针对本地网络的上行数据传输流程示意图；

图19发明实施例十二针对外部网络的上行数据传输流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；以及在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。由于本发明实施例将终端的连接管理和移动性管理转移到接入网，使得核心网不再参与终端的连接管理和移动性管理，从而减小了控制面信令对核心网的影响，降低了核心网信令负担以及处理时延，能够更好的满足了未来海量固定、牧游式MTC设备的突发式通信需求。

本发明实施例在控制面将移动性管理功能和连接管理功能全部下移到接入网，接入网存储终端的上下文信息(例如空口加密和完整性保护使用的密钥信息)，并为终端分配在当前基站内唯一的UE ID。在UE有上下行小数据包传输时，减少UE接入网络时延，实现快速数据传输。在用户面方面接入网(例如基站)负责对为接入本地网络建立的会话和本地承载进行控制。

在MTC类设备接入情况下，MME仅负责对从基站收到的S1-C接口信令消息进行路由，包括将鉴权身份验证相关消息转发给HSS，将会话建立消息转发给核心网网关S-GW/PGW。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例一进行数据传输的***包括：

管理模块10，用于在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；

建立模块11，用于在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。

较佳地，本发明实施例的终端可以是附着到网络后在设定范围内移动的终端，比如固定终端或牧游终端。

也就是说，本发明实施例的终端在特定区域内移动，这里的特定区域范围可以根据需要进行设定，比如多个宏基站覆盖的区域、一个办公室的范围或者一个工厂的范围。通常在比较小的范围内可以使用单基站+拉远天线方式，在比较大的范围内可以使用多个微基站方式实现布网，也可以用分布式天线。如果是单基站覆盖的场景，则本发明实施例的终端附着到网络后不会改变服务基站。如果是多基站部署的场景本发明实施例的终端附着到网络后可以改变服务基站。

需要说明的是，本发明实施例的终端并不局限于附着到网络后不更换服务基站的终端，任何终端都适用本发明实施例。

在实施中，管理模块10在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理时，在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID(终端标识)和用于进行上行资源请求的SR(Scheduling Request，调度请求)。

较佳地，管理模块10在所述终端附着过程中保存来自核心网的所述终端的上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR时，在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

由于管理模块10为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID，从而可以降低UE ID占用的比特位长度，降低空口开销。

其中，管理模块10还可以为终端选择为终端服务的本地网关，从而达到优化数据路由的目的，避免出现由于终端移动而导致的频繁更换网关的问题。

在实施中，管理模块10在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理时，还可以在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的TA(Time Advance，时间提前量)。

如果本发明实施例的终端是固定终端或牧游终端，由于终端的相对位置一直保持固定，因此只要在终端附着到网络过程中为其配置TA信息，后续数据传输过程不需要再对TA进行调整。

如果本发明实施例的终端是固定终端或牧游终端，由于终端附着到网络后接入的基站保持固定，因此即使在没有数据传输情况下，基站和终端之间可以始终保持连接状态，而不会引入由于移动性过程而导致的信令开销

较佳地，本发明实施例的建立模块11在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话时，根据收到的来自终端的APN(Access Point Name，接入点名)在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

在实施中，本发明实施例的建立模块11根据从核心网收到的密钥对终端上行发送数据进行完整性验证和进行解密，并将解密后数据发送到本地服务器所在网络。在下行方向上基站使用从核心网收到的密钥对下行发送数据进行加密和完整性保护处理。

具体的，建立模块11发送收到的所述终端的数据时：

若进行本地会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

在终端接入网络过程中，建立模块11将UE ID和终端使用密钥进行关联，并使用此密钥对PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据聚合协议)包进行完整性验证和并解密并将恢复后的IP(Internet Protocol，互联网协议)包发送给应用层网络。

在实施中，上述模块可以分散在核心网的不同实体中，也可以合成在一个实体中，比如基站中。

也可以将上述模块的多个功能分成多个子模块，每个子模块执行至少一个功能(比如管理模块10对终端的移动性功能和连接管理功能可以分成两个子模块)，各个子模块可以分散在核心网的不同实体中，也可以合成在一个实体中。

如果上述模块合成在基站中，具体基站和核心网的架构可以参见图2。

在图2的架构中，基站可以实现下列三种功能：

1、在附着到网络过程中完成UE上下文信息发布和存储以及UE ID的分配,终端在附着到网络后一直保持连接状态；

2、固定UE本地网络接入会话建立过程；

3、固定UE远程网络接入会话建立过程。

在实施中，终端附着到网络过程中，将自身类型(固定/牧游)信息通知基站，基站触发对终端身份进行验证后，保存安全上下文信息，并根终端建立的会话类型为终端选择网关。这里认为终端附着到网络后服务基站就不会发生变化，如果终端需要牧游到其他位置，则终端需要重新触发到网络的附着过程。

本实施例的基站同时支持传统基站和本地网关功能(Local GW)，基站根据从核心网收到的密钥对终端上行发送数据进行完整性验证和进行解密，并将解密后数据发送到本地服务器所在网络。在下行方向上基站使用从核心网收到的密钥对下行发送数据进行加密和完整性保护处理。

在终端接入网络过程中，基站为终端分配本基站内唯一的终端标识UE ID，并将UEID和终端使用密钥进行关联，并使用此密钥对数据包(比如PDCP包)进行完整性验证并解密并将恢复后的数据包(比如IP包)发送给应用层网络。

上述模块可以分散在核心网的不同实体中，可以是分散在多个基站中，具体可以参见图3；也可以分散在与多个基站连接的本地服务器中，具体可以参见图4；还可以分散在任何实体中。

针对本地网络和远程网络，本发明实施例用户面协议栈也有区别，下面进行介绍。

一、如图5所示，本发明实施例用户面协议栈与本地网络连接的示意图中：

在终端接入本地网络情况下，IP层负责到本地网络的路由功能，PDCP层负责对上层IP数据包加密和完整性保护功能，RLC(Radio Link Control，无线链路控制)层负责对来自高层的数据包进行串接或分段，MAC(Medium Access Control；媒体接入控制)和L1层实现空口的数据发送和接收。

基站+本地网关(eNB+LocalGW)MAC/L1层实现空口数据的接收和发送功能，RLC层实现对高层数据包的重组，PDCP层负责对UE获得的PDCP包进行完整性验证和解密功能，IP层实现对从UE获得的IP数据到外部网络的路由功能。

二、如图6所示，本发明实施例用户面协议栈与远程网络连接的示意图中：

在终端接入外部网络情况下，PDCP层负责对上层IP数据包加密和完整性保护功能，RLC层负责对来自高层的数据包进行串接或分段，MAC和L1层实现空口的数据发送和接收。

基站MAC/L1层实现空口数据的接收和发送功能，RLC层实现对高层数据包的重组，PDCP层负责对UE获得的PDCP包进行完整性验证和解密功能，基站GTP(GPRS TunnelingProtocol，GPRS隧道协议；GPRS，General Packet Radio Service，通用分组无线业务)层实现将IP数据通过GTP隧道方式与核心网SGW(Serving GW，服务网关)/PGW(PDN GW，分组数据网管)进行通信。

核心网SGW/PGW的IP层实现对从终端获得的IP数据到外部远程网络的路由功能。

图5和图6是以基站+本地网关在一个实体中(即上述模块都在基站中)为例进行说明，如果上述模块在其他实体中与图5类似，在此不再赘述。

本发明实施例控制面协议栈，如图7所示：

基站终结终端到网络的控制面接口(包括RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)协议和eNAS(增强型非接入层协议)协议)，MME主要负责对S1-C接口信令进行中继，包括将鉴权身份验证相关消息转发给HSS(Home Subscriber Server，归属签约用户服务器)，将会话建立消息转发给核心网网关S-GW/PGW。

由于非接入层协议也终结在基站，因此在非接入层将针对固定牧游设备的特点进行全下设计，保留附着过程和会话建立过程，非接入层不需要对连接状态进行维护。

RRC层与现有LTE RRC层功能基本一致，基站可以根据RRC层消息判断终端类型，如果是固定牧游式终端接入则将从终端收到的RRC消息中携带的eNAS消息递交给基站的eNAS处理率实体。如果是传统终端接入，则基站将RRC消息中携带的NAS消息转发核心网MME。

此外，由于eNAS层与RRC层均终结与基站，因此也可以将两者功能进行合并，通过例如空口高层协议(例如将此高层协议称为eRRC协议或增强型RRC协议)一层协议栈方式实现，从而达到简化控制面协议栈目的，具体可以参见图8。

如果上述模块合成在核心网设备中，具体核心网设备的结构可以参见图9。

如图9所示，本发明实施例二的核心网设备包括：管理模块900和建立模块910。

管理模块900，用于在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；

建立模块910，用于在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。

较佳地，所述管理模块900具体用于：

在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR。

较佳地，所述管理模块900还用于：

在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的TA。

较佳地，所述管理模块900具体用于：

在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

较佳地，所述建立模块910具体用于：

根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

较佳地，所述建立模块910具体用于：

若进行本地会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

本发明实施例的核心网设备可以是基站(比如宏基站、家庭基站等)，也可以是RN(中继)设备，还可以是其它核心网设备。

如图10所示，本发明实施例三的MME包括：发送模块1000和处理模块1010。

发送模块1000，用于在终端进行网络附着过程中收到的来自接入网的身份验证请求发送给HSS，并将来自HSS的身份验证响应消息发送给接入网；以及

处理模块1010，用于在针对终端进行远程会话建立过程中，将收到的来自接入网的会话建立请求消息发送给核心网网关，并将来自核心网网关的会话建立响应消息发送给接入网。

如图11所示，本发明实施例四的网络侧设备包括：

处理器1101，用于读取存储器1104中的程序，执行下列过程：

通过收发机1102在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；以及通过收发机1102在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。

收发机1102，用于在处理器1101的控制下接收和发送数据。

较佳地，所述处理器1101具体用于：

在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR。

较佳地，所述处理器1101还用于：

在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的TA。

较佳地，所述处理器1101具体用于：

在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

较佳地，所述处理器1101具体用于：

根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

较佳地，所述处理器1101具体用于：

若进行本地会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

在图11中，总线架构(用总线1100来代表)，总线1100可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线1100将包括由处理器1101代表的一个或多个处理器和存储器1104代表的存储器的各种电路链接在一起。总线1100还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口1103在总线1100和收发机1102之间提供接口。收发机1102可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器1101处理的数据通过天线1105在无线介质上进行传输，进一步，天线1105还接收数据并将数据传送给处理器1101。

处理器1101负责管理总线1100和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，***接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器1104可以被用于存储处理器1101在执行操作时所使用的数据。

可选的，处理器1101可以是CPU(中央处埋器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。

如图12所示，本发明实施例五的MME包括：

处理器1201，用于读取存储器1204中的程序，执行下列过程：

通过收发机1202在终端进行网络附着过程中收到的来自接入网的身份验证请求发送给HSS，并将来自HSS的身份验证响应消息发送给接入网；以及通过收发机1202在针对终端进行远程会话建立过程中，将收到的来自接入网的会话建立请求消息发送给核心网网关，并将来自核心网网关的会话建立响应消息发送给接入网。

收发机1202，用于在处理器1201的控制下接收和发送数据。

在图12中，总线架构(用总线1200来代表)，总线1200可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线1200将包括由处理器1201代表的一个或多个处理器和存储器1204代表的存储器的各种电路链接在一起。总线1200还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口1203在总线1200和收发机1202之间提供接口。收发机1202可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器1201处理的数据通过天线1205在无线介质上进行传输，进一步，天线1205还接收数据并将数据传送给处理器1201。

处理器1201负责管理总线1200和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，***接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器1204可以被用于存储处理器1201在执行操作时所使用的数据。

可选的，处理器1201可以是CPU、ASIC、FPGA或CPLD。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了进行数据包传输的方法，由于该方法对应的设备是本发明实施例信道进行数据包传输的***中的设备，并且该方法解决问题的原理与该设备相似，因此该方法的实施可以参见***的实施，重复之处不再赘述。

如图13所示，本发明实施例六进行数据传输的方法包括：

步骤1301、接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；

步骤1302、所述接入网在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。

其中，步骤1301和步骤1302没有必然的时序关系，在需要进行网络附着时，执行步骤1301；

在需要为终端进行会话建立S时，执行步骤1302。

较佳地，所述接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理，包括：

所述接入网在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR。

较佳地，所述接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理，还包括：

所述接入网在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的TA。

较佳地，所述接入网在所述终端附着过程中保存来自核心网的所述终端的上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR，包括：

所述接入网在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；

所述接入网在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；

所述接入网向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

较佳地，所述接入网在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，包括：

所述接入网根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；

所述接入网根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；

所述接入网将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

较佳地，所述接入网发送收到的所述终端的数据，包括：

若进行本地会话，所述核心网在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，所述核心网在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

如图14所示，本发明实施例七进行数据传输的方法包括：

步骤1401、MME在终端进行网络附着过程中收到的来自接入网的身份验证请求发送给HSS，并将来自HSS的身份验证响应消息发送给接入网；以及

步骤1402、所述MME在针对终端进行远程会话建立过程中，将收到的来自接入网的会话建立请求消息发送给核心网网关，并将来自核心网网关的会话建立响应消息发送给接入网。

下面以基站和本地网关合在一个实体为例对本发明的方案进行说明，本发明实施例的***中各个模块在多个实体中的方式与在一个实体中的类似，在此不再赘述。

例一、终端附着。

该过程包括：

完成空口密钥分配。

基站为终端分配本基站内唯一标示UE ID。

基站为终端配置TA用于终端进行后续上行发送进行时间调整。

基站为终端配置SR用于终端后续进行上行资源请求过程。

终端建立于网络侧连接，并在附着过程完成后一直保持RRC连接状态。

如图15所示，发明实施例八终端附着过程包括下列步骤：

步骤1：终端发送附着请求消息给基站，附着请求消息中携带“固定和/或牧游”指示信息。

固定和/或牧游指示的目的是为了基站确定采用什么工作模式，这里假设基站同时支持出传统终端接入，因此在终端接入是基站需要确定当前终端的工作模式。实际上基站也可以从其他角度判断终端接入的类型，例如采用的协议栈或消息的封转方式，这里采用指示的方式只是一种指示的方法。并非本发明必须采用的方法。

如果基站不需要选择采用什么工作模式，也可以不对终端的类型进行判断。

步骤2：基站发送针对终端的身份验证请求消息给MME，其中携带终端固定标识IMSI。

步骤3：MME将从基站收到的身份验证请求消息转发给鉴权中心HSS。

步骤4：HSS对终端身份进行验证，并通过身份验证响应消息将终端的安全上下文信息和终端的签约信息发送给MME。

步骤5：MME将从HSS收到的终端的上下文信息和终端的签约信息转发给基站。

步骤6：基站为终端建立上下文信息包括安全上下文信息(例如密钥信息)和签约信息，并将附着响应消息将基站为终端分配基站内唯一的UE ID并将UE ID一同发送给终端。此外基站发送给终端TA配置，以使终端在后续上行数据发送过程中进行TA调整。此外基站还为终端配置了SR用于用户进行上行资源请求。终端收到该消息后，将UE ID以及TA配置和SR配置信息保存起来供后续上行数据发送过程使用。

步骤7：终端保存从基站收到的配置参数后，发送附着完成消息给基站，基站收到附着消息后一直保持终端始终处于RRC连接状态。

例二、本地会话建立。

通过本地会话建立过程，基站为终端选择本地网关进行服务，本地网关负责为终端分配本地IP地址并负责对终端接入本地网络的IP数据进行路由。

如图16所示，发明实施例九本地会话建立方法包括下列步骤：

步骤1：终端发送本地会话建立请求消息给基站，基站根据APN确定需要建立本地会话。

步骤2：基站为终端分配IP地址，基站将本地网关为终端分配的IP地址通过本地会话建立完成消息发送给终端。

这里如果基站和本地网关不在一个实体中，并且基站与多个本地网关连接，则基站在确定需要建立本地会话后，还会为终端选择本地网关Local GW为终端进行服务。

本发明实施例为终端选择网关可采用现有的几种方式：一种是网络保存一个“Default APN(默认接入点名)”,终端附着过程中MME(现有网络中负责网关选择的实体)，根据APN查询可选网关，并从中优选一个。另一种是，终端接入携带一个APN，网络根据终端上报的APN为终端进行网关选择。这两种方法可以重用，对于是选择核心网网关还是接入网本地网关，一种方式是在APN中携带.global、.local字段来辅助查询。

例三、远程会话建立。

通过远程会话建立过程，MME为终端选择核心网网关(例如SGW和PGW)，核心网网关PGW负责为终端分配IP地址并负责对终端接入远程网络的IP数据进行路由。

如图17所示，本明实施例十远程会话建立过程包括下列步骤：

步骤1：终端发送PDN会话理解建立请求，其中携带APN。

步骤2：基站判断终端发起PDN连接是针对远程网络，则基站发送会话建立请求给MME。

步骤3：根据APN，MME为终端选择核心网网关SGW+PGW，并发送会话建立请求消息给核心网网关。

步骤4：核心网网关SGW+PGW为终端建立PDN连接并分配用于访问远程网络的IP地址，并发送会话建立响应消息给MME其中携带为终端PDN连接分配的IP地址。

步骤5：MME将从核心网网关SGW+PGW收到的IP地址通过会话建立响应消息发送给基站。

步骤6：基站保存终端PDN连接建立信息，并将IP地址发送给终端。

例四、针对本地网络的上行数据传输。

上行数据到达后，终端根据使用附着过程中获得的SR(Schedule Request)配置(其中SR配置包括SR使用的物理层资源，基站为SR进行下行资源分配使用的SR-RNTI(RadioNetwork Temporary Identifier，无线网络临时标识))发送SR请求，基站收到ScheduleRequest后为终端分配上行传输Grant(上行分配)，终端使用SR配置中携带的SR-RNTI尝试对Grant分配进行接收，并在成功接收到上行GRANT后，终端根据上行Grant配置，将自身Buffer中待传输数据量大小和一个UE ID通知给基站，基站根据终端上报的BufferSize(缓存容量)信息为终端的上行数据发送分配Grant，并将上行Grant信息和随机数发送给终端，终端利用上行Grant配置，将PDCP包发送给基站，基站使用UE ID关联自身预先保存的UE上下文。基站为终端分配用于数据传输的Grant，并携带UE ID作为冲突检测标识。终端通过比较从基站收到的UE ID判断上行Grant是否是分配给自己使用，如果一致，终端使用此上行Grant将PDCP包发送给基站。基站收到PDCP包后，通过关联的UE上行文中保存的密钥对，PDCP进行解密和完整性验证，并将通过验证恢复后的IP包发送给应用层网络。

如图18所示，本发明实施例十一针对本地网络的上行数据传输过程包括下列步骤：

步骤1：上行数据到达后，终端根据使用附着过程中获得的SR配置，在指定的物理层资源上发送SR请求。

步骤2：基站收到SR后为终端分配上行传输Grant，并将上行Grant分配发送给终端。

步骤3：终端使用SR配置中携带的SR-RNTI尝试对上行Grant进行接收，并在成功接收到上行Grant后，根据附着过程中获得的TA配置，终端对上行发送时刻进行调整，并根据步骤2分配的上行Grant配置，终端将自身Buffer中需要传输的数据量信息(即BufferSize)，以及基站为终端分配的UE ID发送给基站。

步骤4：基站根据步骤3收到的BufferSize信息为终端的后续数据传输分配Grant，并保存UE ID。

步骤5：基站将为终端分配的上行Grant以及步骤3收到的UE ID发送给终端。终端通过比较当前消息收到的UE ID和在步骤3自身发送的UE ID，确认当前消息是否是发送给自身。

步骤6：如果终端在步骤3发送的UE ID与终端在步骤5收到的UE ID一致，则终端使用步骤5获得的上行Grant，将PDCP包发送给基站。否则终端将放弃本次上行发送。

步骤7：基站根据步骤3收到的UE ID关联UE上下文信息并确定密钥对PDCP包进行完整性验证并解密。

步骤8：基站将通过完整性验证，并进行解密恢复出来的IP数据包发送给本地网络。

步骤9：根据步骤6上行发送采用的资源，基站确定下行Ack反馈采用的资源，并向终端发送ACK(正确)指示作为步骤6上行PDCP包成功传输的响应。

例五、针对外部网络的上行数据传输。

如图19所示，本发明实施例十二针对外部网络的上行数据传输过程包括下列步骤：

步骤1：上行数据到达后，终端根据使用附着过程中获得的SR配置，在指定的物理层资源上发送SR请求。

步骤2：基站收到SR后为终端分配上行传输Grant，并将上行Grant分配发送给终端。

步骤3：终端使用SR配置中携带的SR-RNTI尝试对上行Grant进行接收，并在成功接收到上行Grant后，根据附着过程中获得的TA配置，终端对上行发送时刻进行调整，并根据步骤2分配的上行Grant配置，终端将自身Buffer中需要传输的数据量信息(即BufferSize)，以及基站为终端分配的UE ID发送给基站。

步骤4：基站根据步骤3收到的BufferSize信息为终端的后续数据传输分配Grant，并保存UE ID。

步骤5：基站将为终端分配的上行Grant以及步骤3收到的UE ID发送给终端。终端通过比较当前消息收到的UE ID和在步骤3自身发送的UE ID，确认当前消息是否是发送给自身。

步骤6：如果终端在步骤3发送的UE ID与终端在步骤5收到的UE ID一致，则终端使用步骤5获得的上行Grant，将PDCP包发送给基站。否则终端将放弃本次上行发送。

步骤7：基站根据步骤3收到的UE ID关联UE上下文信息并确定密钥对PDCP包进行完整性验证并解密。

步骤8：基站将通过完整性验证，并进行解密恢复出来的IP数据包封转成GTP包并转发给核心网SGW/PGW。

步骤9：核心网SGW/PGW收到GTP后，从其中恢复IP数据包并发送到远程网络下一条节点。

步骤10：根据步骤6上行发送采用的资源，基站确定下行Ack反馈采用的资源，并向终端发送ACK指示作为步骤6上行PDCP包成功传输的响应。

其中，步骤9和步骤10没有必然的时序关系，基站在执行完步骤8后就可以执行步骤10。

从上述内容可以看出：本发明实施例接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；以及在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据。由于本发明实施例将终端的连接管理和移动性管理转移到接入网，使得核心网不再参与终端的连接管理和移动性管理，从而减小了控制面信令对核心网的影响，降低了核心网信令负担以及处理时延，能够更好的满足了未来海量固定、牧游式MTC设备的突发式通信需求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种进行数据传输的方法，其特征在于，该方法包括：

接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；以及所述接入网在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据；

其中，所述接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理，包括：

所述接入网在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的终端标识UE ID和用于进行上行资源请求的调度请求SR；

其中，所述接入网在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，包括：

所述接入网根据收到的来自终端的接入点名APN在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；

所述接入网根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；

所述接入网将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入网在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理，还包括：

所述接入网在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的时间提前量TA。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入网在所述终端附着过程中保存来自核心网的所述终端的上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR，包括：

所述接入网在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；

所述接入网在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；

所述接入网向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入网发送收到的所述终端的数据，包括：

若进行本地会话，所述核心网在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，所述核心网在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

5.一种进行数据传输的方法，其特征在于，该方法包括：

移动性管理实体MME在终端进行网络附着过程中收到的来自接入网的身份验证请求发送给归属签约用户服务器HSS，并将来自HSS的身份验证响应消息发送给接入网；以及

所述MME在针对终端进行远程会话建立过程中，将收到的来自接入网的会话建立请求消息发送给核心网网关，并将来自核心网网关的会话建立响应消息发送给接入网；

其中，所述会话建立请求消息是接入网根据收到的来自终端的接入点名APN确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址，并根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后发送的。

6.一种进行数据传输的***，其特征在于，该***包括：

管理模块，用于在终端进行网络附着过程中对终端的移动性和连接进行管理；

建立模块，用于在需要为终端进行会话建立时，为所述终端建立会话，并发送收到的所述终端的数据；

其中，所述管理模块具体用于：

在所述终端附着过程中为终端建立上下文信息，并为所述终端分配在所述终端的服务基站中唯一标识所述终端的UE ID和用于进行上行资源请求的SR；

其中，所述建立模块具体用于：

根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址；根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后，向核心网发送会话建立请求；将所述核心网为所述终端分配的进行远程传输的第二地址，发送给终端。

7.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述管理模块还用于：

在终端进行网络附着过程中为所述终端配置用于在上行发送过程中进行时间调整的TA。

8.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述管理模块具体用于：

在收到来自终端的附着请求消息后，向核心网发送身份验证请求消息；在收到来自核心网的针对所述终端的安全上下文和签约信息后，为所述终端建立上下文信息；向所述终端返回包含所述UE ID和所述SR的附着响应消息。

9.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述建立模块具体用于：

若进行本地会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给本地网络；

若进行远程会话，在收到来自所述终端的数据包后，根据所述终端的上下文信息对所述数据包进行完整性验证，并在完整性验证通过后根据所述上下文信息进行解密，将解密后的数据包发送给核心网。

10.一种进行数据传输的MME，其特征在于，该MME包括：

发送模块，用于在终端进行网络附着过程中收到的来自接入网的身份验证请求发送给HSS，并将来自HSS的身份验证响应消息发送给接入网；以及

处理模块，用于在针对终端进行远程会话建立过程中，将收到的来自接入网的会话建立请求消息发送给核心网网关，并将来自核心网网关的会话建立响应消息发送给接入网；

其中，所述会话建立请求消息是接入网根据收到的来自终端的接入点名APN确定需要为终端进行本地会话建立后，为所述终端分配进行本地传输的第一地址，并根据收到的来自终端的APN在确定需要为终端进行远程会话后发送的。