CN101588570A - 建立用户面单隧道的方法、系统及其基站子系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例公开了一种基站子系统与分组域网络建立用户面单隧道的系统，包括基站子系统、SGSN以及GGSN；其中，该基站子系统通过增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS－C与分组域网络的SGSN相耦接；该基站子系统通过增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS－U与该分组域网络的GGSN相耦接；该基站子系统通过该eIuPS－C接口与该GGSN之间建立用户面单隧道。相应地，本发明的实施例同时公开了一种基站子系统与分组域网络建立用户面单隧道的方法、基站子系统与系统架构演进网络建立用户面单隧道的系统及方法、基站子系统。实施本发明实施例，可以减少分组域网络/系统架构演进网络的用户面时延，提高传输效率。

Description

建立用户面单隧道的方法、系统及其基站子系统
本申请要求于2008年5月20日提交中国专利局、申请号为200810028185.1，发明名称为“建立用户面单隧道的方法、系统及其基站子系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及电子通信领域，尤其涉及一种建立用户面单隧道的方法、系统及其基站子系统。
背景技术
GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是一个基于包交换的第二代移动通信网络。到了第三代移动通信系统，GPRS演进为UMTS PS(Universal Mobile Telecommunication System Packet Switch，通用移动通信系统分组交换)域。如图1所示，为UMTS PS的网络架构，该网络架构中包含如下网元：
NodeB，为终端提供空口连接；
RNC(Radio Network controller)，为无线网络控制器，主要用于管理无线资源以及控制NodeB，NodeB与RNC总称为RNS(Radio Network System，无线网络系统)，RNC与NodeB之间通过Iub口连接，终端通过RNS接入UMTS的分组域网络核心网(Packet Core)；
SGSN(Serving GPRS Support Node)，为服务GPRS支持节点，用于保存用户的路由区位置信息，负责安全和接入控制；SGSN通过IuPS口与RNS相连；IuPS口包括控制面接口IuPS-C口、用户面接口IuPS-U口；
GGSN(Gateway GPRS Support Node)，为网关GPRS支持节点，用于负责分配终端的IP地址和到外部网络的网关功能，在内部通过Gn-C口、Gn-U口与SGSN相连；
HLR(Home Location Register)，为归属位置寄存器，用于保存用户的签约数据和当前所在的SGSN地址，通过Gr口与SGSN相连，通过Gc口与GGSN相连；
PDN(Packet Data Network)，为分组数据网络，用于为用户提供基于分组的业务网，通过Gi口与GGSN相连。
在图1中传输的数据分为两种，用户面数据和控制面数据。用户面主要负责传输用户业务数据，而控制面主要负责管理用户面，包括用户面的建立、释放、修改等。在UMTS PS系统中从UE(User Equipment，用户设备/终端)到PDN的用户面路径至少经过3个网元：RNC、SGSN和GGSN，对应地，有两个隧道：RNC到SGSN的隧道、SGSN到GGSN的隧道，因此被称为双隧道方案。这两个隧道都是基于GTP(GPRS Tunneling Protocol，GPRS隧道协议)协议，该隧道也被称为GTP-U隧道。
随着IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)业务的逐步开展以及其他多媒体业务的推广，业务对传输层的延迟和性能要求越来越高。于是3GPP(the Third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)组织正在研究将SGSN从用户面路径中剥离开来，作为单独的控制面网元，用户面只包含一个隧道：从RNC直接到GGSN的GTP-U隧道，该方案被称为单隧道方案，如图2所示。
相对于双隧道方案来说，单隧道方案由于在用户面少了一个节点，因此数据的延迟比较小，更加有利于传输多媒体业务。
本发明人在实现本发明时发现，如图3所示的一种GSM/GPRS用户面协议栈，因为Gb接口用户面协议采用的是SNDCP(Subnetwork DependenceConverage Protocol，子网相关汇聚协议)，并且BSC不处理用户面，传统的GSM/GPRS网络架构与分组域网络结合的网络系统中，无法实现单隧道，同样的问题也存在于传统的GSM/GPRS网络架构与SAE网络(System ArchitectureEvolution，系统架构演进)结合的网络系统中。
发明内容
本发明实施例提供一种建立用户面单隧道的方法、系统及基站子系统，以使传统的GSM/GPRS网络中的基站子系统与分组域网络/SAE网络之间建立用户面的单隧道。
本发明实施例提供一种基站子系统与分组域网络建立用户面单隧道的系统，包括基站子系统、SGSN以及与所述SGSN相耦接的GGSN；
其中，所述基站子系统通过增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接；所述基站子系统通过增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与所述分组域网络的GGSN相耦接；所述基站子系统通过所述eIuPS-U接口与所述GGSN之间建立用户面单隧道。
本发明实施例提供一种基站子系统与系统架构演进网络建立用户面单隧道的系统，包括：基站子系统、移动性管理实体MME以及与所述移动性管理实体MME相耦接的服务网关S-GW；
其中，所述基站子系统通过增强的S1控制面接口eS1-C与系统架构演进网络中的移动性管理实体MME相耦接；所述基站子系统通过增强的用户面接口eS1-U与系统架构演进网络中的服务网关S-GW相耦接，所述基站子系统通过所述eS1-U接口与所述S-GW之间建立用户面单隧道。
本发明实施例提供一种基站子系统，用于与分组域网络建立用户面单隧道，至少包括：用户面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eIuPS-U接口与GGSN相耦接并建立用户面单隧道；
控制面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eIuPS-C接口与SGSN相耦接。
本发明实施例提供一种基站子系统，用于与系统架构演进网络建立用户面单隧道，至少包括：用户面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eS1-U接口与服务网关S-GW相耦接并建立用户面单隧道；
控制面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eS1-C接口与移动性管理实体MME相耦接。。
本发明实施例提供一种基站子系统与分组域网络建立用户面单隧道的方法，包括：
基站子系统设置增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接；
设置增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与分组域网络的GGSN相耦接；
所述基站子系统通过所述eIuPS-U接口与所述GGSN之间建立用户面单隧道。
本发明实施例提供一种基站子系统与系统架构演进网络建立用户面单隧道的方法，包括：
基站子系统设置增强的S1控制面接口eS1-C与系统架构演进网络的移动性管理实体MME相耦接；
设置增强的用户面接口eS1-U与系统架构演进网络的服务网关S-GW相耦接；
所述基站子系统通过所述eS1-U接口与所述服务网关S-GW之间建立用户面单隧道。
实施本发明实施例，实现了传统的GSM/GPRS网络中的基站子系统与分组域网络的GGSN之间建立用户面的单隧道，也可以在GSM/GPRS的基站子系统与SAE的服务网关S-GW之间建立用户面的单隧道，可以减少分组域网络的用户面时延，提高传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中一种UMTS/GPRS的双隧道系统架构图；
图2是现有技术中一种UMTS/GPRS的单隧道系统架构图；
图3是现有技术中GSM/GPRS用户面协议栈；
图4是本发明基站子系统与分组域网络UMTS建立用户面单隧道的系统一个实施例的架构图；
图5是本发明基站子系统与系统架构演进网络SAE建立用户面单隧道的系统一个实施例的架构图；
图6是本发明基站子系统与分组域网络UMTS建立用户面单隧道的系统的一个实施例中一种用户面协议栈示意图；
图7是本发明基站子系统与分组域网络UMTS建立用户面单隧道的系统的一个实施例中一种控制面协议栈示意图；
图8是本发明基站子系统的一个实施例中增强接口的一种控制面协议栈示意图；
图9是本发明基站子系统的一个实施例中增强接口的另一种控制面协议栈示意图；
图10是本发明基站子系统的一个实施例结构示意图；
图11是本发明基站子系统与系统架构演进网络SAE建立用户面单隧道的系统一个实施例中一种用户面协议栈示意图；
图12是本发明基站子系统与系统架构演进网络SAE建立用户面单隧道的系统一个实施例中一种控制面协议栈示意图；
图13是本发明基站子系统的另一个实施例结构示意图；
图14是本发明基站子系统的再一个实施例的示意图；
图15是本发明建立用户面单隧道的方法的一个实施例的流程图；
图16是本发明建立用户面单隧道的方法的一个实施例中实现PDP上下文去激活的流程示意图；
图17是本发明建立用户面单隧道的方法的另一个实施例的流程图；
图18是本发明实施例中为源eBSS主动传递BSS上下文到目标eBSS的过程示意图；
图19是本发明实施例中为目标eBSS向源eBSS请求以获取BSS上下文的过程示意图；
图20是本发明中利用BSS间增强接口实现切换并且同时实现获取上下文的一个实施例的流程示意图；
图21是本发明中利用BSS间增强接口实现切换时传递上下文的另一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例通过对GSM/GPRS的网络架构和Gb接口协议栈进行改造来实现单隧道；同时通过对SAE的网络架构和S1接口协议栈进行改造来实现单隧道。
如图4所示，是本发明基站子系统与分组域网络建立用户面单隧道的系统的一个实施例的系统架构图。从中可以看出，本发明实施例的系统包括：终端(未画出)、基站子系统BSS、分组域网络UMTS，其中，BSS包括基站控制器BSC以及基站收发信机BST；分组域网络UMTS至少包括SGSN以及与所述SGSN相耦接的GGSN。其中，该基站子系统通过增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接；基站子系统通过增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与分组域网络的GGSN相耦接；基站子系统通过该eIuPS-U接口与GGSN之间建立用户面单隧道，其中该eIuPS-C和eIuPS-U接口是对原IuPS接口(IuPS-C、IuPS-U接口)的修改和增强，在后文中会进行详述。
如图5所示，是本发明基站控制器与系统架构演进网络建立用户面单隧道的系统的一个实施例的系统架构图。从中可以看出，本发明实施例的系统包括：终端(未画出)、基站子系统BSS、系统架构演进网络SAE，其中，BSS包括基站控制器BSC以及基站收发信机BST；系统架构演进网络SAE至少包括移动性管理实体MME以及与所述MME相耦接的服务网关S-GW。其中，该基站子系统通过增强的S1控制面接口eS1-C与系统架构演进网络中的移动性管理实体MME相耦接；该基站子系统通过增强的用户面接口eS1-U与系统架构演进网络中的S-GW(Serving Gateway，服务网关)相耦接，所述基站子系统通过该eS1-U接口与该S-GW之间建立用户面单隧道。其中该eS1-C和eS1-U接口是对原S1接口(S1-C、S1-U接口)的修改和增强，在后文中会进行详述。
如图6所示，是图4中用户面协议栈示意图；为了实现用户面单隧道，需要BSS(如其中的BSC)能进行用户面的处理，需要将SNDCP协议和LLC协议下移到BSC中处理，并且要求BSC能够处理GTP-U协议，故本发明的图4中的实施例的用户面协议栈可以采用图6的方式。
如图7所示，是图5中控制面协议栈示意图；为了支持单隧道，对GSM/GPRS的网络架构和Gb接口协议栈进行了改造，由此带来了对控制面的影响。故GSM/GPRS的控制面协议栈也需要改造，图7即为本发明对应于图4中的一种改造后的控制面协议栈。其中，BSS中的BSC增加了RANAP协议栈的处理，并且LLC下移到BSC进行处理。由于2G的NAS/BSSGP(Base SubSystem GPRSProtocol，基站子系统GPRS协议)和3G的NAS/RANAP(Radio Access NetworkApplication Part protocol，无线接入网络应用协议)的差异，所以BSC需要进行：1)NAS层协议的适配；2)BSSGP与RANAP协议的适配等。
另外，可以在BSS上设置一个增强接口，以实现该BSS与其他BSS进行耦接，并在该两个BSS之间进行信令或数据的传输。如图8和图9中分别以Iur接口或者X2接口的控制面协议栈示意图。可以理解的是，上述仅为举例，不排除进行部分增强来实现相同的功能。
在BSS之间引入这种增加接口的目的，是基于如下的考虑：
其一、SNDCP/LLC等协议处理实体(SNDCP负责分组、打包、加密方式处理，LLC负责加密、重发、一点对多点的寻址等)从SGSN下移到BSS后，SNDCP、LLC相关的功能，由原来SGSN集中处理的方式，变成分布到各个BSS来处理的方式。对于跨越BSS的移动性场景下，BSS之间需要的一些协调，比如SNDCP/LLC协议处理实体负责的功能，在BSS之间进行协调。
其二、由于SNDCP/LLC等协议处理实体下移到BSS，在BSS之间引入直接接口后，可以基于这个直接接口，完成BSS之间的切换过程，避免切换过程对核心网带来信令负荷，减少时延。
如图10所示，是本发明基站子系统的一个实施例示意图。在该实施例中，基站子系统20中至少包括用户面接口增强模块200，用于实现通过该eIuPS-U接口与该GGSN相耦接并建立两者间用户面单隧道；以及控制面接口增强模块204，用于实现通过该eIuPS-C接口与该SGSN相耦接。
其中，用户面接口增强模块200包括：SNDCP协议处理模块、LLC协议处理模块以及GTP-U协议处理模块，分别用于在该基站子系统中实现SNDCP协议、LLC协议以及GTP-U协议栈的处理能力。
该控制面接口增强模块204包括：
NAS层协议适配模块，用于实现基站子系统NAS层协议与分组域网络NAS层协议之间的适配；以及
RANAP协议适配模块，用于实现基站子系统的BSSGP协议与分组域网络RANAP协议之间的适配。
如11所示，是图5中用户面协议栈示意图，为了实现用户面单隧道，需要BSS(如其中的BSC)能进行用户面的处理，需要将SNDCP协议和LLC协议下移到BSC中处理，并且要求BSC能够处理GTP-U协议，故本发明的图5中的实施例的用户面协议栈可以采用图11的方式。
如图12所示，是图5中控制面协议栈示意图；为了支持单隧道，对GSM/GPRS的网络架构和Gb接口协议栈进行了改造，由此带来了对控制面的影响。故GSM/GPRS的控制面协议栈也需要改造，图12即为本发明对应于图5中的一种改造后的控制面协议栈。其中，BSS中的BSC增加了S1AP(S1application protocol，S1接口应用协议)协议栈的处理，并且LLC下移到BSC进行处理。由于2G的NAS/BSSGP协议和SAE的NAS/S1AP协议的差异，所以BSC需要进行：1)NAS层协议的适配；2)BSSGP与S1AP协议的适配等。
如图13所示，是本发明基站子系统的另一实施例的示意图。在该实施例中，
基站子系统20中至少包括用户面接口增强模块206，用于实现通过该eS1-U接口与该服务网关S-GW相耦接并建立两者间的用户面单隧道；以及控制面接口增强模块208，用于实现通过该eS1-C接口与该移动性管理实体MME相耦接。
其中，该用户面接口增强模块206包括：SNDCP协议处理模块、LLC协议处理模块以及GTP-U协议处理模块，分别用于在该基站子系统中实现SNDCP协议、LLC协议以及GTP-U协议栈的处理能力。
该控制面接口增强模块208包括：
NAS层协议适配模块，用于实现基站子系统NAS层协议与系统架构演进网络的NAS层协议之间的适配；
S1AP协议适配模块，用于实现基站子系统BSSGP协议与系统架构演进网络的S1AP协议之间的适配。
另外，基站子系统20中还可包括BSS间接口增强模块210，用于实现该BSS与其他BSS进行耦接(具体地通过X2接口进行耦接)，并在所述两个基站子系统之间进行信令或数据的传输。
进一步地，结合图4的系统，其中：
该终端可包括用于经由基站子系统向SGSN发送激活PDP上下文请求消息的模块。
该SGSN可包括用于向GGSN发送创建PDP上下文请求消息的模块。
该GGSN可包括：用于接收创建PDP上下文请求消息的模块，以及响应该创建PDP上下文请求消息，和向SGSN发送创建PDP上下文响应消息的模块，该创建PDP上下文响应消息包括GGSN的TEID(Tunnel Endpoint Identifier，隧道端点标识)和用户面地址。
其中，该SGSN还可包括：用于接收创建PDP上下文响应消息的模块，以及向基站子系统发送RAB指派请求消息的模块，该RAB指派请求消息中携带有所述GGSN的TEID和用户面地址信息。
并同时结合图14所示，该基站子系统还可包括：
RAB指派请求消息接收模块201，用于接收来自SGSN的RAB指派请求消息；
用户面隧道建立模块202，根据所述GGSN的TEID和用户面地址信息，建立所要基站控制器与GGSN之间的用户面单隧道。
RAB指派响应消息生成模块203，用于向所述SGSN发送RAB指派响应消息，携带有所述基站控制器的TEID和用户面地址信息。
相应地，结合图5的系统，其中：
该终端可包括用于经由基站子系统向系统架构演进网络中移动性管理实体MME发送激活PDP上下文请求消息的模块。
该MME可包括用于向S-GW发送创建PDP上下文请求消息的模块。
该S-GW可包括：用于接收创建PDP上下文请求消息的模块，以及响应该创建PDP上下文请求消息，和向MME发送创建PDP上下文响应消息的模块，该创建PDP上下文响应消息包括S-GW的TEID和用户面地址。
其中，该MME还可包括：用于接收创建PDP上下文响应消息的模块，以及向基站子系统发送RAB指派请求消息的模块，该RAB指派请求消息中携带有该S-GW的TEID和用户面地址信息。
该基站子系统可以进一步包括：
RAB指派请求消息接收模块，用于接收来自MME的RAB指派请求消息，所述RAB指派请求消息携带有服务网关S-GW的TEID和用户面地址信息；
用户面隧道建立模块，根据所述服务网关S-GW的TEID和用户面地址信息，建立与服务网关S-GW之间的用户面单隧道。
为了更便于理解本发明，下述结合具体实施例的流程来进行说明。
如图15所示，是本发明建立用户面单隧道的方法的一个实施例的流程图；在该流程图中，示出了由MS发起的PDP上下文激活程序，并且BSS中的BSC与GGSN建立用户面单隧道的过程。其中，
步骤1101，终端MS通过BSC向SGSN发起激活PDP(Packet DataProtocol，分组数据协议)上下文请求；
步骤1102，SGSN进行签约检查之后，然后获得GGSN的地址。SGSN分配用户面隧道信息，然后向该GGSN发起创建PDP上下文请求，携带SGSN的地址和所分配的用户面隧道信息；
步骤1103，GGSN创建PDP上下文请求之后，保存SGSN的地址信息和用户面隧道信息，创建PDP上下文；
步骤1104，GGSN分配GGSN端的用户面隧道信息，并在创建PDP上下文响应中与GGSN的地址一起发送给SGSN；
步骤1105，SGSN保存GGSN的地址和用户面隧道信息，然后判断是否采用单隧道；
步骤1106，如果SGSN决定采用单隧道，那么就发起RAB(radio AccessBearer，无线接入承载)指配过程，指示BSC建立无线承载。在RAB指配请求消息中SGSN将GGSN的地址和用户面隧道信息发送给BSC；可以理解的是，如果SGSN决定不采用单隧道，则根据现有的流程，在RAB指配消息中携带有SGSN的TEID和用户面地址。后述是以SGSN决定采用单隧道的处理情形进行说明。
步骤1107，BSC收到RAB指配请求消息之后，于是知道了GGSN端的地址和用户面隧道信息。BSC继续完成RAB指配过程，并分配BSC端的隧道号。成功之后，返回RAB指配响应给SGSN，携带有BSC的地址和分配的用户面隧道信息；
步骤1108，SGSN判断已经启动单隧道方案，则将BSC的地址和用户面隧道信息在更新PDP上下文请求消息中发送给GGSN；
步骤1109，GGSN收到之后，用收到的BSC的地址和用户面隧道信息覆盖原先保存的SGSN的地址和用户面隧道信息。于是就建立了BSC和GGSN之间的GTP-U隧道(即，单隧道)；
步骤1110，GGSN返回SGSN更新PDP上下文响应；
步骤1111，SGSN返回给终端激活PDP上下文响应，成功激活PDP上下文。
需要说明的是，在步骤1101之前，应该首先实现如下工作：
在基站子系统中设置增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接；设置增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与分组域网络的GGSN相耦接。其中，进一步地，该设置增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接的步骤包括：将基站子系统中的NAS层协议与分组域网络NAS层协议进行适配的步骤；以及将基站子系统中的BSSGP协议与分组域网络RANAP协议进行适配的步骤。该设置增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与分组域网络的GGSN相耦接的步骤进一步包括：该eIuPS-U进行SNDCP协议，LLC协议和GTP-U协议处理的步骤。
需要将基站子系统中的NAS层协议与分组域网络NAS层协议的进行适配；以及将基站子系统中的BSSGP协议与分组域网络RANAP协议进行适配。
如图16所示，是本发明建立用户面单隧道的方法的一个实施例中实现PDP上下文去激活的流程示意图。在该流程图中，示出了由MS发起的步骤SPDP上下文请求，并且BSC与GGSN释放无线接入承载的过程。其中，
步骤121，MS向网络侧发送去激活PDP上下文请求消息。
步骤122，SGSN收到去激活PDP上下文请求消息后，向GGSN发送删除PDP上下文请求消息。
步骤123，GGSN删除用户面隧道及存储的RNC用户面地址；
步骤124，GGSN向SGSN返回删除PDP上下文响应消息；
步骤125，SGSN返回去激活PDP上下文响应消息。
步骤S126，则BSC与SGSN之间进行无线接入承载(RAB)的释放过程。
如图17所示，是本发明建立用户面单隧道的方法的一个实施例的流程图；在该流程图中，示出了由MS发起的PDP上下文激活程序，并且BSC与MME建立用户面单隧道的过程。其中，
步骤1301，终端MS通过BSS中的BSC向MME发起激活PDP(PacketData Protocol，分组数据协议)上下文请求；
步骤1302，MME进行签约检查之后，然后获得服务网关S-GW的地址。MME分配用户面隧道信息，然后向该S-GW发起创建PDP上下文请求，携带MME的地址和所分配的用户面隧道信息；
步骤1303，S-GW创建PDP上下文请求之后，保存MME的地址信息和用户面隧道信息，创建PDP上下文；
步骤1304，S-GW分配MME端的用户面隧道信息，并在创建PDP上下文响应中与S-GW的地址一起发送给MME；
步骤1305，MME保存S-GW的地址和用户面隧道信息，然后判断是否采用单隧道；
步骤1306，如果MME决定采用单隧道，那么就发起RAB(radio AccessBearer，无线接入承载)指配过程，指示BSC建立无线承载。在RAB指配请求消息中MME将S-GW的地址和用户面隧道信息发送给BSS中的BSC；否则，携带有MME的TEID和用户面地址。
步骤1307，BSC收到RAB指配请求消息之后，于是知道了S-GW端的地址和用户面隧道信息。BSC继续完成RAB指配过程，并分配BSC端的隧道号。成功之后，返回RAB指配响应给MME，携带有BSC的地址和分配的用户面隧道信息；
步骤1308，MME判断已经启动单隧道方案，则将BSC的地址和用户面隧道信息在更新PDP上下文请求消息中发送给S-GW；
步骤1309，S-GW收到之后，用收到的BSC的地址和用户面隧道信息覆盖原先保存的MME的地址和用户面隧道信息。于是就建立了BSC和S-GW之间的GTP-U隧道(即，单隧道)；
步骤1310，S-GW返回MME更新PDP上下文响应；
步骤1311，MME返回给终端激活PDP上下文响应，成功激活PDP上下文。
需要说明的是，在步骤1301之前，应该首先实现如下工作：
在基站子系统中设置增强的S1控制面接口eS1-C与系统架构演进网络的移动性管理实体MME相耦接；设置增强的用户面接口eS1-U与系统架构演进网络的服务网关S-GW相耦接；其中，进一步地，该设置增强的控制面接口eS1-C与移动性管理实体MME相耦接的步骤进一步包括：将基站子系统中的NAS层协议与分组域网络NAS层协议进行适配的步骤；以及将基站子系统中的BSSGP协议与分组域网络RANAP协议进行适配的步骤。该设置增强的用户面接口eS1-U与服务网关S-GW相耦接的步骤进一步包括：该eIuPS-U进行SNDCP协议，LLC协议和GTP-U协议处理的步骤。
下述结合图18至图21，增强BSS(eBSS)上下文恢复为例，结合一个切换流程，来说明利用eBSS之间的Iur接口，如何实现eBSS之间的协调，以及跨越eBSS的切换。
eBSS可以通过eBSS之间的BSS间增强接口(如Iur或者X2)，获取eBSS的上下文(Context)。其中，BSS上下文的信息元素主要包括：Kc、加密键序列号(Ciphering key sequence number)、LLC层参数(LLC layer parameters)、SNDCPXID参数(SNDCP XID parameters)、非连续接收参数(DRX parameter)、MS无线接入能力(MS Radio Access Capability)、分组数据协议上下文状态(PDPcontext status)、多媒体广播组播上下文状态(MBMS context status)、国际移动用户识别码(IMSI，International Mobile Subscriber Identification Number)、基站子系统标识(BSS-ID，BSS-Identification)等，实际运行中，eBSS Context信息元素可以是上述全部的内容，也可以是上述部分的内容。
如图18所示，为源eBSS主动传递BSS上下文到目标eBSS的过程；可选地，也可以采用如图19所示的方式来传递BSS上下文，其中，图19为目标eBSS向源eBSS请求以获取BSS上下文的过程。从中可以看出，在小区更新(Cell Update)、路由区更新(Routeing Area Update)发生时，目标eBSS可以通过与源eBSS之间的BSS间增强接口，获得源eBSS上的eBSS上下文信息，并根据来自源eBSS的切换指示，来完成小区更新、路由区更新等的流程适配过程，可以将耦接到源eBSS的用户切换到目标eBSS上。
如图20所示，示出了本发明中利用BSS间增强接口实现切换并且同时实现获取上下文的一个实施例的流程示意图。在该实施例中，可利用eBSS之间的BSS间增强接口，可实现跨越eBSS的切换，以及BSS上下文恢复的过程。
在该流程中，包括如下步骤：
步骤S210、源eBSS决定进行切换，确定目标eBSS；
步骤S211、源eBSS向目标eBSS发送切换请求，可以在这个消息中携带eBSS上下文信息；
步骤S212、目标eBSS如果接受，则进行资源的预留；
步骤S213、目标eBSS回应源eBSS，可以在这个消息中携带eBSS上下文的确认、为UE分配的无线资源、时隙等；
步骤S214、源eBSS向UE发起切换命令，促使其发起切换；
步骤S215、UE切换无线资源，向目标eBSS发起接入；
步骤S216、目标eBSS向UE发送包物理信息，进行同步；
步骤S217、UE发起上行LLC PDU，比如小区/路由更新请求；
步骤S218、目标eBSS向SGSN发送切换完成消息。在这个消息中可以携带建立(目标eBSS与SGSN之间的)Iu连接的eBSS侧的相关参数；
步骤S219、SGSN向目标eBSS发送切换完成响应消息。
后续可以由SGSN或者目标eBSS，向源eBSS发起源eBSS与SGSN之间的Iu连接的释放过程。
如图21所示，示出了本发明中利用BSS间增强接口实现切换时传递上下文的另一个实施例的流程示意图。在该实施例中，可以利用eBSS到SGSN的切换消息携带上下文信息。该方法包括如下步骤：
步骤S220、源eBSS决定进行切换，确定目标eBSS；
步骤S221、源eBSS向SGSN发送切换需求消息，可以在这个消息中携带eBSS上下文；
步骤S221a、SGSN向目标eBSS发送切换请求消息，可以在这个消息中携带eBSS上下文；
步骤S222、目标eBSS如果接受，则进行资源的预留；
步骤S222a、目标eBSS向SGSN发送切换响应消息，表明是否可以接入；
步骤S223、SGSN回应源eBSS，可以在这个消息中携带eBSS上下文的确认、为UE分配的无线资源、时隙等；
步骤S224、源eBSS向UE发起切换命令，促使其发起切换；
步骤S225、UE切换无线资源，向目标eBSS发起接入；
步骤S226、目标eBSS向UE发送包物理信息，进行同步；
步骤S227、UE发起上行LLC PDU，比如小区/路由更新请求；
步骤S228、目标eBSS向SGSN发送切完成消息。在这个消息中可以携带建立(目标eBSS与SGSN之间的)Iu连接的eBSS侧的相关参数；
步骤S229、SGSN向目标eBSS发送切换完成响应消息。
后续可以由SGSN或者目标eBSS，向源eBSS发起源eBSS与SGSN之间的Iu连接的释放过程。
从图20和图21可以看出，SGSN不需要在切换准备阶段以及执行阶段过多地进行参与，避免切换过程对核心网带来信令负荷，减少时延。
本发明技术方案，解决了传统GSM/GPRS网络中不支持单隧道的问题。从而提供了一种在传统GSM/GPRS网络中实现单隧道的可行方案，促进了网络演进和融合，节省和保护了运营商投资。另外，也可以在SAE中实现单隧道技术，同样促进了网络演进和融合，节省和保护了运营商投资。
本发明实施例中以基站子系统中的BSC为例进行了说明，本领域普通技术人员可以理解的是，基站子系统中可能存在其他能实现所述功能的单元，不影响本发明的实质，也应落入本发明的保护范围。
虽然本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与本发明的其他特征和元素结合的各种情况下使用。本发明提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的。关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字通用光盘(DVD)之类的光介质。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (23)

1、一种基站子系统与分组域网络建立用户面单隧道的系统，其特征在于，包括基站子系统、SGSN以及与所述SGSN相耦接的GGSN；
其中，所述基站子系统通过增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接；所述基站子系统通过增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与所述分组域网络的GGSN相耦接；所述基站子系统通过所述eIuPS-U接口与所述GGSN之间建立用户面单隧道。
2、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基站子系统包括：
用户面接口增强模块，用于实现基站子系统通过所述eIuPS-U接口与所述GGSN相耦接并建立用户面单隧道；
控制面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过所述eIuPS-C接口与所述SGSN相耦接。
3、如权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述用户面接口增强模块包括：SNDCP协议处理模块、LLC协议处理模块以及GTP-U协议处理模块；
所述控制面接口增强模块包括：
NAS层协议适配模块，用于实现基站子系统NAS层协议与分组域网络NAS层协议之间的适配；以及
RANAP协议适配模块，用于实现基站子系统的BSSGP协议与分组域网络RANAP协议之间的适配。
4、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SGSN包括：
向基站子系统发送RAB指派请求消息的模块，所述RAB指派请求消息中携带有所述GGSN的隧道端点标识TEID和用户面地址信息。
5、如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述基站子系统包括：
RAB指派请求消息接收模块，用于接收来自SGSN的所述RAB指派请求消息；
用户面隧道建立模块，根据所述GGSN的TEID和用户面地址信息，建立所述基站子系统与GGSN之间的用户面单隧道；
RAB指派响应消息生成模块，用于向所述SGSN发送RAB指派响应消息，携带有所述基站子系统的TEID和用户面地址信息。
6、如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述基站子系统进一步包括：
BSS间接口增强模块，用于实现所述基站子系统与其他基站子系统进行耦接，并在所述两个基站子系统之间进行信令或数据的传输。
7、一种基站子系统与系统架构演进网络建立用户面单隧道的系统，其特征在于，包括基站子系统、移动性管理实体MME以及与所述移动性管理实体MME相耦接的服务网关S-GW；
其中，所述基站子系统通过增强的S1控制面接口eS1-C与系统架构演进网络中的移动性管理实体MME相耦接；所述基站子系统通过增强的用户面接口eS1-U与系统架构演进网络中的服务网关S-GW相耦接，所述基站子系统通过所述eS1-U接口与所述S-GW之间建立用户面单隧道。
8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基站子系统包括：
用户面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过所述eS1-U接口与所述服务网关S-GW相耦接并建立用户面单隧道；
控制面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过所述eS1-C接口与所述移动性管理实体MME相耦接。
9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，其中，
所述用户面接口增强模块包括：SNDCP协议处理模块、LLC协议处理模块以及GTP-U协议处理模块；
所述控制面接口增强模块包括：
NAS层协议适配模块，用于实现基站子系统NAS层协议与系统架构演进网络的NAS层协议之间的适配；
S1AP协议适配模块，用于实现基站子系统BSSGP与系统架构演进网络的S1AP协议之间的适配。
10、如权利要求7至9任一项所述的系统，其特征在于，所述基站子系统进一步包括：
BSS间接口增强模块，用于实现所述基站子系统与其他基站子系统进行耦接，并在所述两个基站子系统之间进行信令或数据的传输。
11、一种基站子系统，其特征在于，至少包括：
用户面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eIuPS-U接口与GGSN相耦接并建立用户面单隧道；
控制面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eIuPS-C接口与SGSN相耦接；
或者至少包括：
用户面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eS1-U接口与服务网关S-GW相耦接并建立用户面单隧道；
控制面接口增强模块，用于实现所述基站子系统通过eS1-C接口与移动性管理实体MME相耦接。
12、如权利要求11所述的基站子系统，其特征在于，
所述用户面接口增强模块包括：SNDCP协议处理模块、LLC协议处理模块以及GTP-U协议处理模块；
所述控制面接口增强模块包括：
NAS层协议适配模块，用于实现基站子系统NAS层协议与分组域网络或系统架构演进网络的NAS层协议之间的适配；以及
RANAP协议适配模块，用于实现基站子系统的BSSGP协议与分组域网络或系统架构演进网络的RANAP协议之间的适配。
13、如权利要求11或12所述的基站子系统，其特征在于，包括：
BSS间接口增强模块，用于实现所述基站子系统与其他基站子系统进行耦接，并在所述两个基站子系统之间进行信令或数据的传输。
14、一种基站子系统与分组域网络建立用户面单隧道的方法，其特征在于，包括：
基站子系统设置增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接；
设置增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与分组域网络的GGSN相耦接；
所述基站子系统通过所述eIuPS-U接口与所述GGSN之间建立用户面单隧道。
15、如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述设置增强的分组域网络Iu控制面接口eIuPS-C与分组域网络的SGSN相耦接的步骤进一步包括：
将基站子系统中的NAS层协议与分组域网络NAS层协议进行适配的步骤；以及
将基站子系统中的BSSGP协议与分组域网络RANAP协议进行适配的步骤；
所述设置增强的分组域网络Iu用户面接口eIuPS-U与分组域网络的GGSN相耦接的步骤进一步包括：
所述eIuPS-U进行SNDCP协议，LLC协议和GTP-U协议处理的步骤。
16、如权利要求14或者15所述的方法，其特征在于，所述基站子系统通过所述eIuPS-U接口与所述GGSN之间建立用户面单隧道的步骤进一步包括：
接收来自分组域网络中SGSN的RAB指派请求消息，所述RAB指派请求消息携带有分组域网络中GGSN的TEID和用户面地址信息；
向所述SGSN发送RAB指派响应消息，携带有所述基站子系统的TEID和用户面地址信息。
根据所述GGSN的TEID和用户面地址信息，建立与GGSN之间的用户面单隧道。
17、如权利要求14或者15所述的方法，其特征在于，进一步包括：
设置Iur接口实现所述基站子系统与其他基站子系统进行耦接的步骤，以在所述两个基站子系统之间进行信令或数据的传输。
18、如权利要求17的方法，其特征在于，进一步包括：
目标基站子系统通过所述Iur接口，获得源基站子系统所传递的BSS上下文信息；
根据所述BSS上下文信息以及来自源基站子系统的切换指示，将耦接到所述源基站子系统的用户终端切换到所述目标基站子系统上。
19、一种基站子系统与系统架构演进网络建立用户面单隧道的方法，其特征在于，包括：
基站子系统设置增强的S1控制面接口eS1-C与系统架构演进网络的移动性管理实体MME相耦接；
设置增强的用户面接口eS1-U与系统架构演进网络的服务网关S-GW相耦接；
所述基站子系统通过所述eS1-U接口与所述服务网关S-GW之间建立用户面单隧道。
20、如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述设置增强的控制面接口eS1-C与移动性管理实体MME相耦接的步骤进一步包括：
将基站子系统中的NAS层协议与分组域网络NAS层协议进行适配的步骤；以及
将基站子系统中的BSSGP协议与分组域网络RANAP协议进行适配的步骤；
所述设置增强的用户面接口eS1-U与服务网关S-GW相耦接的步骤进一步包括：
所述eIuPS-U进行SNDCP协议，LLC协议和GTP-U协议处理的步骤。
21、如权利要求19或者20所述的方法，其特征在于，所述基站子系统通过所述eS1-U接口与所述服务网关S-GW之间建立用户面单隧道的步骤进一步包括：
接收来自系统架构演进网络中移动性管理实体MME的RAB指派请求消息，所述RAB指派请求消息携带有所述系统架构演进网络中服务网关S-GW的TEID和用户面地址信息；
根据所述服务网关S-GW的TEID和用户面地址信息，建立与所述服务网关S-GW之间的用户面单隧道。
22、如权利要求19或者20所述的方法，其特征在于，进一步包括：
设置X2接口实现所述基站子系统与其他基站子系统进行耦接的步骤，以在所述两个基站子系统之间进行信令或数据的传输。
23、如权利要求22的方法，其特征在于，进一步包括：
目标基站子系统通过所述X2接口，获得源基站子系统所传递的BSS上下文信息；
根据所述BSS上下文信息以及来自源基站子系统的切换指示，将耦接到所述源基站子系统的用户终端切换到所述目标基站子系统上。
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