CN101600196A - 一种数据通道建立方法及通讯系统以及相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种数据通道建立方法及通讯系统以及相关设备，用于提高网络资源的利用率。本发明实施例提供的方法包括：接收承载上下文消息；根据所述承载上下文消息分配用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；发送所述用户面地址。本发明实施例还提供一种通讯系统以及相关设备，可以有效地提高网络资源的利用率。

Description

一种数据通道建立方法及通讯系统以及相关设备

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种数据通道建立方法及通讯系统以及相关设备。

背景技术

现有技术的通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)架构中，有一种直接隧道(Direct Tunnel)方案，该方案在传统的GPRS架构的基础上，用户面数据直接在无线接入网(RAN，Radio Access Network)和网关GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRS Supporting Node)之间传输，不再经过服务GPRS支持节点(SGSN，Serving GPRS Supporting Node)，而控制信令保持不变，仍然经过SGSN处理。

发明人在实现本发明的过程中发现：在Direct Tunnel架构的方案中，GGSN为了与其它网络的SGSN互通，用户面需要使用公网IP地址，而本地的无线接入网要和GGSN用户面直接传输数据，则无线接入网用户面也需要使用公网IP地址，由于无线接入网结点的数量很多，如果其用户面使用公网IP地址，这些无线接入网结点将占用大量公网IP地址。而随着网络的发展，空闲的公网IP地址的数量不断减少，因此上述方案浪费了大量的公网IP地址，降低了网络资源的使用效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种数据通道建立方法及通讯系统以及相关设备，能够提高网络资源的使用效率。

本发明实施例提供的数据通道建立方法，包括：接收承载上下文消息；根据所述承载上下文消息分配用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；发送所述用户面地址。

本发明实施例提供的通讯系统，包括：SGSN，用于向GGSN发送承载上下文消息，接收GGSN发送的用户面地址；GGSN，用于接收SGSN发送的承载上下文消息，根据所述承载上下文消息分配用户面地址，向SGSN发送所述用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址。

本发明实施例提供的SGSN，包括：请求发送单元，用于向GGSN发送创建承载上下文请求消息或更新承载上下文请求消息；地址接收单元，用于接收GGSN发送的用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；数据通道建立控制单元，用于根据GGSN发送的用户面地址指示无线接入网执行建立无线承载的流程，并获取无线接入网用户面地址，交互无线接入网用户面地址以及GGSN用户面地址。

本发明实施例提供的GGSN，包括：请求接收单元，用于接收创建承载上下文请求消息或更新承载上下文请求消息；地址分配单元，用于根据所述创建承载上下文请求消息或所述更新承载上下文请求消息分配对应的用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；发送单元，发送所述用户面地址。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，数据网关接收承载上下文消息，根据该消息分配与该消息对应的用户面地址，该用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址，并发送分配的用户面地址，所以数据网关可以根据需要分配不同类型的地址，而不必仅采用同一类的地址建立数据通道，因此能够提高网络资源的使用效率。

附图说明

图1为本发明实施例中Direct Tunnel架构示意图；

图2为本发明实施例中数据通道建立方法第一实施例信令流程图；

图3为本发明实施例中数据通道建立方法第二实施例信令流程图；

图4为本发明实施例中数据通道建立方法第三实施例信令流程图；

图5为本发明实施例中数据通道建立方法第四实施例信令流程图；

图6为本发明实施例中数据通道建立方法第五实施例信令流程图；

图7为本发明实施例中通讯系统实施例示意图；

图8为本发明实施例中SGSN实施例示意图；

图9为本发明实施例中GGSN实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种数据通道建立方法及通讯系统以及相关设备，用于提高网络资源的使用效率。

本发明实施例基于Direct Tunnel架构，如图1所示，在Direct Tunnel方案中，对于用户面，在非漫游的情况下，用户面数据直接在无线接入网和GGSN之间传输，不经过SGSN；在漫游情况下，为了在漫游地保持一个数据面的锚点，用户面数据仍然要经过漫游地的SGSN。

本发明实施例中的数据通道建立方法包括：

数据网关接收承载上下文消息；

数据网关根据所述承载上下文消息分配用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；

数据网关发送所述用户面地址。

上述实施例中，本发明实施例中，数据网关接收承载上下文消息，根据该消息分配与该消息对应的用户面地址，该用户面地址为私有用户面地址，或者，用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址，并发送分配的用户面地址，所以数据网关可以根据需要分配不同类型的地址，而不必仅采用同一类的地址建立数据通道，因此能够提高网络资源的使用效率。

需要说明的是，在下面各个实施例中，以GGSN作为数据网关为例进行说明，可以理解的是，同样可以是其他类型的数据网关；

在下述各实施例中，承载上下文消息可以为创建承载上下文请求消息或更新承载上下文请求消息，更进一步，创建承载上下文请求消息可以为创建PDP上下文请求消息，更新承载上下文请求消息为更新PDP上下文请求消息，可以理解的是，该承载还可以是其他类型的承载，具体实现流程类似；

本发明实施例中，确定GGSN的用户面地址类型可以采用以下两种方式：

一、由GGSN自身确定：

本方式中，GGSN可以根据从SGSN接收到的地址类型指示获知RAN的用户面地址类型，若为私有IP地址，则GGSN分配的用户面地址类型为私有IP地址，若RAN的用户面地址类型为公网IP地址，则GGSN分配的用户面地址类型为公网IP地址。

具体请参阅图2，本发明实施例中数据通道建立方法第一实施例包括：

201、移动终端向SGSN发送激活PDP上下文请求；

本实施例中，当终端附着到网络后，发送激活PDP上下文请求消息到SGSN。

202、SGSN向GGSN发送创建PDP上下文请求消息，该消息中包含地址类型指示；

SGSN接收到终端发送的激活PDP上下文请求消息之后，获取该终端所在的RAN的用户面所使用的地址类型(即公网IP地址或私有IP地址)，具体的获取手段可以为：SGSN获取终端的相关标识，根据该标识查询该终端所在的RAN，在SGSN本地存储或其他网元存储的对应关系中查询该RAN的用户面所使用的地址类型，即在系统构建时可以预先设置针对某个SGSN而言，哪些RAN的用户面所使用的地址类型为私有IP地址，哪些RAN的用户面所使用的地址类型为公网IP地址。

203、GGSN向SGSN发送创建PDP上下文响应消息，该消息中携带GGSN分配的对应的用户面地址；

GGSN接收到SGSN发送的创建PDP上下文请求消息之后，从该消息中读取RAN用户面地址的类型指示，并分配与该RAN用户面地址类型对应的GGSN用户面地址。

为便于理解，下面以五个具体实例说明GGSN分配用户面地址的情况：

1、根据创建PDP上下文请求消息中的路由区标识参数或网络号参数确定GGSN用户面地址类型：

GGSN接收到创建PDP上下文请求消息之后，从该消息中提取对应的路由区标识参数或网络号参数，具体包括网络号，位置区编码，或路由区编码，GGSN根据自身配置的信息可以获知当终端处于本网络中，或者是处于某个特定的位置或路由区域时，该终端所在的RAN的用户面的地址为私有IP地址，则GGSN分配私有IP地址作为GGSN的用户面地址，并将该地址携带于创建PDP上下文响应消息中，发送至SGSN。

2、根据SGSN用户面地址类型确定GGSN用户面地址类型：

在Direct Tunnel方式中，由于PDP上下文对应的无线承载还未建立成功时，或者是在空闲无线承载被释放时，GGSN的下行数据通道要切换至SGSN，因此SGSN同样需要分配一个SGSN用户面地址给GGSN，则SGSN根据接收到的激活PDP上下文请求消息确定该终端所在的RAN的用户面地址后，分配一个对应的SGSN用户面地址，并将该地址携带于创建PDP上下文请求消息发送至GGSN，GGSN获取到该请求消息后，读取SGSN用户面地址的类型，则分配与该地址类型对应的GGSN用户面地址类型，例如，假设RAN的用户面地址为私有IP地址，则SGSN分配的SGSN用户面地址也为私有IP地址，并将该地址携带于创建PDP上下文请求消息发送至GGSN，GGSN获取到该请求消息后，读取SGSN用户面地址的类型为私有IP地址，则分配私有IP地址作为GGSN用户面地址，并将该地址携带于创建PDP上下文响应消息中，发送至SGSN。

3、根据创建PDP上下文请求消息的源地址确定GGSN用户面地址类型：

GGSN接收到创建PDP上下文请求消息之后，获取发送该创建PDP上下文请求消息的SGSN的源地址，并判断该源地址是否属于特定的地址集合，若属于，则分配私有IP地址作为GGSN的用户面地址，并将该地址携带于创建PDP上下文响应消息中，发送至SGSN。本实施例中所描述的特定的地址集合是指某一类的SGSN的地址集合，而连接到该类SGSN的RAN用户面地址均为私有IP地址。

4、根据创建PDP上下文请求消息中的地址分配参数确定GGSN用户面地址类型：

GGSN接收到创建PDP上下文请求消息之后，从该消息中提取地址分配参数，该地址分配参数用于指示GGSN分配对应的用户面地址，该地址分配参数可以在创建PDP上下文请求消息中已有的参数中扩展，也可以在创建PDP上下文请求消息中新扩展一个参数，具体的，SGSN确定终端所在的RAN的用户面地址类型之后，会将对应的数值填入地址分配参数中，并将该地址分配参数携带于创建PDP上下文请求消息中，发送至GGSN，例如SGSN确定终端所在的RAN的用户面地址为私有IP地址，则将该数值填入地址分配参数，并将该地址分配参数携带于创建PDP上下文请求消息中，发送至GGSN，GGSN接收到创建PDP上下文请求消息后，从创建PDP上下文请求消息中读取地址分配参数为私有IP地址，则分配私有IP地址作为GGSN用户面地址，并将该地址携带于创建PDP上下文响应消息中，发送至SGSN。

5、根据接收创建PDP上下文请求消息的接口确定GGSN用户面地址类型：

本方式中，GGSN接收到创建PDP上下文请求消息之后，判断该创建PDP上下文请求消息是从哪一个接口接收到的，并记录该接口的标识，在GGSN本地保存的对应关系中判断若从该接口接收到的创建PDP上下文请求消息，则应分配何种地址类型，例如GGSN可以从两个接口接收创建PDP上下文请求消息，分别为接口A以及接口B，GGSN预先设置，若从接口A接收到创建PDP上下文请求消息，则分配公网IP地址作为GGSN用户面地址，若从接口B接收到创建PDP上下文请求消息，则分配私有IP地址作为GGSN用户面地址。

上述方案中，描述了5种确定GGSN用户面地址类型的方式，可以理解的是，实际应用过程中，SGSN还可以通过其他的方式告知GGSN需要分配何种用户面地址类型，此处不再赘述。

204、建立无线承载的流程；

SGSN向RAN发送无线承载建立请求，将经过步骤203协商后的PDP服务质量参数，以及步骤203中GGSN返回的GGSN的用户面地址通知RAN，RAN和终端交互建立无线承载，向SGSN返回无线承载建立应答，消息中携带建立无线承载实际使用的服务质量参数，以及RAN的用户面地址。

205、SGSN向GGSN发送更新PDP上下文请求；

SGSN向GGSN发送更新PDP上下文请求，在该消息中SGSN将步骤204中RAN返回的用户面地址发送至GGSN，GGSN将其作为新的下行数据通道对端地址进行保存。

206、GGSN向SGSN返回更新PDP上下文响应；

207、SGSN向终端返回激活PDP上下文接受消息。

步骤207之后，RAN获取到GGSN的用户面地址，且GGSN也获取到RAN的用户面地址，则RAN与GGSN之间可以建立用户面数据通道，具体建立的过程为现有技术，此处不再赘述。

若需要启用Direct Tunnel，则SGSN按照上述步骤204至步骤207的顺序，交换RAN的用户面地址与GGSN的用户面地址，即使得RAN与GGSN都互相知道对方的用户面地址以便建立用户面数据通道；

若不需要启用Direct Tunnel，则SGSN将分配自身的用户面地址，该用户面地址需要与RAN的用户面地址对应，且需要与GGSN的用户面地址对应，例如若RAN的用户面地址与GGSN的用户面地址均为私有IP地址，则SGSN分配自身的用户面地址也为私有IP地址，并且将该SGSN用户面地址发送至RAN，作为RAN的上行传输地址，之后SGSN将该SGSN用户面地址发送至GGSN，作为GGSN的下行传输地址，则RAN与GGSN之间通过SGSN的数据转发建立了用户面数据通道。

上述实施例中，GGSN接收SGSN发送的创建PDP上下文请求消息，根据该消息判断无线接入网地址为私有IP地址还是公网IP地址，并分配与该无线接入网地址对应的GGSN地址，所以当无线接入网使用私有IP地址时，GGSN同样可以分配私有IP地址与该无线接入网建立数据通道连接，因此能够减少公网IP地址的使用，从而提高网络资源的使用效率。

下面介绍另外一种确定GGSN的用户面地址类型的方式：

二、由SGSN确定GGSN的用户面地址类型：

本方式中，GGSN同时向SGSN发送自身分配的公网IP地址以及私有IP地址作为GGSN用户面地址，即SGSN会接收到两个GGSN用户面地址，一个为公网IP地址，另外一个为私有IP地址，在后续的流程中使用哪一个GGSN用户面地址由SGSN根据RAN的用户面地址类型确定。

具体请参阅图3，本发明实施例中数据通道建立方法第二实施例包括：

301、移动终端向SGSN发送激活PDP上下文请求；

本实施例中，当终端附着到网络后，发送激活PDP上下文请求消息到SGSN。

302、SGSN向GGSN发送创建PDP上下文请求消息；

SGSN接收到终端发送的激活PDP上下文请求消息之后，向GGSN发送创建PDP上下文请求消息，以请求GGSN创建对应的PDP上下文。

303、GGSN向SGSN发送创建PDP上下文响应消息，该消息中携带GGSN分配的用户面地址；

GGSN接收到SGSN发送的创建PDP上下文请求消息之后，分配一个私有IP地址作为GGSN用户面地址，同时分配一个公网IP地址作为GGSN用户面地址，并将这两个分配的GGSN用户面地址携带于创建PDP上下文响应消息中，将该响应消息发送至SGSN。

304、SGSN获取RAN用户面地址类型，并确定对应需要使用的GGSN用户面地址；

SGSN在接收到GGSN发送的创建PDP上下文响应消息之后，从该响应消息中读取出GGSN的用户面地址，即包括私有IP地址以及公网IP地址。

SGSN获取该终端所在的RAN的用户面所使用的地址类型(即公网IP地址或私有IP地址)，具体的获取手段可以为：SGSN获取终端的相关标识，根据该标识查询该终端所在的RAN，在SGSN本地存储或其他网元存储的对应关系中查询该RAN的用户面所使用的地址类型，即在系统构建时可以预先设置针对某个SGSN而言，哪些RAN的用户面所使用的地址类型为私有IP地址，哪些RAN的用户面所使用的地址类型为公网IP地址。

获取RAN用户面地址类型之后，即可确定后续流程中需要使用的GGSN用户面地址类型，例如RAN用户面地址类型为私有IP地址，则后续流程中需要使用的GGSN用户面地址类型为私有IP地址。

305、建立无线承载的流程；

SGSN向RAN发送无线承载建立请求，将经过步骤304协商后的PDP服务质量参数，以及步骤304中确定的GGSN的用户面地址通知RAN，RAN和终端交互建立无线承载，向SGSN返回无线承载建立应答，消息中携带建立无线承载实际使用的服务质量参数，以及RAN的用户面地址。

306、SGSN向GGSN发送更新PDP上下文请求；

SGSN向GGSN发送更新PDP上下文请求，在该消息中SGSN将步骤305中RAN返回的用户面地址发送至GGSN，GGSN将其作为新的下行数据通道对端地址进行保存。

307、GGSN向SGSN返回更新PDP上下文响应；

308、SGSN向终端返回激活PDP上下文接受消息。

步骤308之后，RAN获取到GGSN的用户面地址，且GGSN也获取到RAN的用户面地址，则RAN与GGSN之间可以建立用户面数据通道。

需要说明的是，步骤304后，即SGSN确定了后续流程需要使用的GGSN用户面地址之后，还可以判断是否需要启用Direct Tunnel，具体的判断手段可以为从创建PDP上下文响应消息中提取GGSN的Direct Tunnel标识，即该GGSN是否支持Direct Tunnel，若支持，则SGSN判断需要启用Direct Tunnel，除此之外，SGSN还可以根据系统构建时的默认参数确定是否启用DirectTunnel，可以理解的是，在此方式下，若系统构建时默认需要启用DirectTunnel，则SGSN在步骤304之后不必再进行判断。

若需要启用Direct Tunnel，则SGSN按照上述步骤305至步骤308的顺序，交换RAN的用户面地址与GGSN的用户面地址，即使得RAN与GGSN都互相知道对方的用户面地址以便建立用户面数据通道；

若不需要启用Direct Tunnel，则SGSN将分配自身的用户面地址，该用户面地址需要与RAN的用户面地址对应，且需要与GGSN的用户面地址对应，例如若RAN的用户面地址与GGSN的用户面地址均为私有IP地址，则SGSN分配自身的用户面地址也为私有IP地址，并且将该SGSN用户面地址发送至RAN，作为RAN的上行传输地址，之后SGSN将该SGSN用户面地址发送至GGSN，作为GGSN的下行传输地址，则RAN与GGSN之间通过SGSN的数据转发建立了用户面数据通道。

上述实施例中，GGSN直接分配公网IP地址以及私有IP地址作为GGSN用户面地址，并将这两个GGSN用户面地址都发送至SGSN，由SGSN判断后续流程将使用哪一个GGSN用户面地址，所以GGSN不需要判断RAN的用户面地址，因此降低了GGSN的运行负荷。

上述实施例中，在RAN与GGSN之间Direct Tunnel用户面数据通道之后，在某些情况下可能还需要重新建立数据通道，则此时GGSN的用户面地址可能还会发生变化，下面以三个具体实例进行说明：

释放无线承载的过程：

请参阅图4，本发明实施例中数据通道建立方法第三实施例包括：

步骤401：RAN请求SGSN释放PDP的无线承载；

在RAN与GGSN之间Direct Tunnel用户面数据通道之后，若PDP长时间没有发送数据，则RAN侧请求释放PDP的无线承载。

步骤402：SGSN向GGSN发送更新PDP请求消息；

RAN请求释放无线承载之后，SGSN通知GGSN将用户面数据通道切换至SGSN，即通过更新PDP请求消息完成，在该消息中指示GGSN更新后数据通道使用的用户面地址类型，具体的指示方法与前述实施例中的指示SGSN本地用户面地址类型的方法一致。

步骤403：GGSN向SGSN发送更新PDP上下文响应；

GGSN处理SGSN发来的更新PDP上下文请求消息，根据SGSN的指示判断使用公网IP地址还是私有IP地址建立用户面数据通道，并分配的对应的新用户面地址，将该新的GGSN用户面地址携带于更新PDP上下文响应消息中返回给SGSN，可以理解的是，GGSN同样可以分配新的公网IP地址和私有IP地址同时返回给SGSN。

步骤404～步骤406：SGSN通知RAN释放无线承载。

本实施例中，步骤402中，SGSN需要向GGSN告知更新后数据通道使用的用户面地址类型，可以理解的是，若在之前建立无线承载的过程中，GGSN已经向SGSN同时发送了公网IP地址以及私有IP地址，则SGSN在释放无线承载的过程中的步骤402中可以不携带更新后数据通道使用的用户面地址，而只是在更新PDP请求消息中携带一个地址类型切换消息，用于指示GGSN将当前使用的用户面地址类型切换为另外一种，假设GGSN当前使用的用户面地址类型为私有IP地址，则GGSN接收到该消息，将用户面地址切换为公网IP地址。

第一类切换过程：

请参阅图5，本发明实施例中数据通道建立方法第四实施例包括：

步骤501：用户终端发起切换流程；

终端移动至目的无线接入网区域，发起切换流程，根据当时终端上是否有业务会话以及网络能力，切换流程可能从切换源侧发起或从切换目的侧发起，例如，假设当前终端中有业务会话，则为了保持该业务会话不被中断，需要由切换源侧网元向切换目的侧网元发送切换请求，并在切换完成之前持续与终端传输数据以保持业务会话；

再如，若切换目的侧网元不具备主动发起切换的能力，则需要由切换源侧网元发起切换请求。

需要说明的是，具体的切换发起方的确定此处不做限定，可以根据实际应用进行选择。

步骤502：目的侧SGSN向GGSN发送更新PDP上下文消息；

本实施例中，由于目的侧SGSN是外地网络，可能无法采用显式指示(即在SGSN发送的消息中携带某特定标识用户指示用户面地址类型)告诉GGSN当前用户面数据通道使用哪种类型的地址，则GGSN可以理解为应使用公网IP地址建立用户面数据通道。

步骤503：GGSN向目的侧SGSN返回更新PDP上下文响应消息；

GGSN发送的更新PDP上下文响应消息中携带自身为用户面数据通道分配的公网IP地址，目的侧SGSN保存该地址。

步骤504：目的侧SGSN向终端应答切换完成。

本实施例中，当终端的移动发生切换时，从本地的源无线接入网进入外地的目的无线接入网覆盖区域(漫游)，相应的SGSN也发生了切换，由于在漫游情况下，取消Direct Tunnel，目的侧SGSN通知GGSN将用户面数据通道切换到至自己，同时使用自己分配的地址用于建立到目的侧RAN的用户面数据通道。

第二类切换过程：

请参阅图6，本发明实施例中数据通道建立方法第五实施例包括：

步骤601：终端发起切换流程；

步骤602：目的侧SGSN向源侧SGSN请求用户上下文；

步骤603：源侧SGSN向目的侧SGSN返回用户上下文；

本实施例中，源侧SGSN通过配置判断目的侧SGSN所辖无线接入网与当前GGSN不能使用Direct Tunnel，在返回的用户上下文中只携带GGSN提供的公网地址，目的侧SGSN保存该地址，后续使用该公网地址作为目的地址发送上行用户面数据。

步骤604：目的侧SGSN向源侧SGSN确认已经收到用户上下文；

步骤605：目的侧SGSN向GGSN发送更新PDP上下文请求；

步骤606：GGSN向目的侧SGSN返回更新PDP上下文响应；

GGSN接收到请求消息后，判断目的SGSN一侧不能支持Direct Tunnel，因此后续GGSN使用公网地址作为源地址发送下行用户面数据。

步骤607：目的侧SGSN向终端应答切换完成。

本实施例与第一类切换过程的区别在于：在PDP创建过程中，GGSN同时向源侧SGSN返回了公网地址和私有地址，源侧使用私有GGSN用户面地址与源侧无线接入网建立Direct Tunnel。在切换过程中，源侧SGSN判断目的侧不支持Direct Tunnel，将公网GGSN用户面地址传递给目的侧SGSN。

上述实施例中，GGSN具备分配公网IP地址以及私有IP地址的能力，在具体实现过程中，一个GGSN可能由若干个单板构成，可以将这些单板按照功能划分为两类，一类用来分配公网IP地址，另一类用来分配私有IP地址，当需要分配公网IP地址作为GGSN用户面地址时，则指示用于分配公网IP地址的单板进行分配，若需要分配私有IP地址作为GGSN用户面地址时，则指示用于分配私有IP地址的单板进行分配，可以理解的是，同样可以不对这些单板进行分类，即每一个单板都具有分配公网IP地址以及私有IP地址的能力，当需要分配GGSN用户面地址时，按照预置的处理规则选取对应的单板进行处理，该预置的处理规则可以为：选取性能最高的单板进行分配，或者是选取当前空闲的单板进行分配，或者是其他的选取机制，此处不做限定。

下面介绍本发明实施例中的通讯系统实施例，请参阅图7，本发明实施例中通讯系统实施例包括：

无线接入网701，SGSN702以及GGSN703；

为便于理解，在下面的通讯系统中，以SGSN向GGSN发送创建PDP上下文请求消息的情况为例进行说明，可以理解的是，SGSN向GGSN发送更新PDN上下文请求消息的情况在上述数据通道建立方法实施例中已经进行了详细描述，则在通讯系统实施例中不再赘述。

根据各网元处理方式的不同，可以将本发明实施例中的通讯系统实施例分为两类：

一、由GGSN确定GGSN用户面地址的情况：

本方式中，无线接入网701用于将移动终端发送的激活PDP上下文请求转发至SGSN702，并根据SGSN702的指示与移动终端以及SGSN702之间建立无线承载，向SGSN702发送无线接入网用户面地址；

SGSN702用于接收无线接入网701转发的激活PDP上下文请求，获取无线接入网701的用户面所使用的地址类型，并将该地址类型指示携带于创建PDP上下文请求中发送至GGSN703，接收GGSN703发送的包含对应的GGSN用户面地址的创建PDP上下文响应消息，根据该响应消息中的GGSN用户面地址指示无线接入网701建立无线承载，并根据无线接入网701发送的无线接入网用户面地址控制GGSN703与无线接入网701之间建立用户面数据通道；

GGSN703用于接收SGSN702发送的创建PDP上下文请求，从该请求中读取无线接入网701的用户面地址类型，并分配对应的GGSN用户面地址，将该GGSN用户面地址携带于创建PDP上下文响应消息中，将该响应消息发送至SGSN702，接收SGSN702发送的包含无线接入网701用户面地址的更新PDP上下文请求，在SGSN702的控制下与无线接入网701建立用户面数据通道。

下面描述该方式中各网元之间的执行流程：

无线接入网701向SGSN702转发激活PDP上下文请求，SGSN702向GGSN703发送创建PDP上下文请求消息，该消息中包含地址类型指示，GGSN703向SGSN702发送创建PDP上下文响应消息，该消息中携带GGSN703分配的对应的用户面地址，SGSN702根据GGSN703分配的GGSN用户面地址指示无线接入网701执行建立无线承载的流程，无线承载建立完成之后，无线接入网701向SGSN702发送无线接入网用户面地址，SGSN702向GGSN703发送更新PDP上下文请求，该请求中包含无线接入网用户面地址，GGSN703向SGSN702返回更新PDP上下文响应，SGSN702向无线接入网701返回激活PDP上下文接受消息。

二、由SGSN确定GGSN用户面地址的情况：

本方式中，无线接入网701用于将移动终端发送的激活PDP上下文请求转发至SGSN702，并根据SGSN702的指示与移动终端以及SGSN702之间建立无线承载，向SGSN702发送无线接入网用户面地址；

SGSN702用于接收无线接入网701转发的激活PDP上下文请求，并向GGSN703发送创建PDP上下文请求，接收GGSN发送的包含公网IP地址以及私有IP地址的创建PDP上下文响应消息，根据无线接入网701的用户面地址类型确定需要使用的GGSN用户面地址，根据确定的GGSN用户面地址指示无线接入网701建立无线承载，并根据无线接入网701发送的无线接入网用户面地址控制GGSN703与无线接入网701之间建立用户面数据通道；

GGSN703用于接收SGSN702发送的创建PDP上下文请求，并分配公网IP地址以及私有IP地址作为GGSN用户面地址，将该GGSN用户面地址携带于创建PDP上下文响应消息中，将该响应消息发送至SGSN702，接收SGSN702发送的包含无线接入网701用户面地址的更新PDP上下文请求，在SGSN702的控制下与无线接入网701建立用户面数据通道。

下面描述该方式中各网元之间的执行流程：

无线接入网701向SGSN702转发激活PDP上下文请求，SGSN702向GGSN703发送创建PDP上下文请求消息，GGSN703向SGSN702发送创建PDP上下文响应消息，该消息中携带GGSN分配的用户面地址(包括公网IP地址以及私有IP地址)，SGSN702获取无线接入网701用户面地址类型，并确定对应需要使用的GGSN用户面地址，根据确定的GGSN用户面地址指示无线接入网701执行建立无线承载的流程，无线承载建立完成之后，无线接入网701向SGSN702发送无线接入网用户面地址，SGSN702向GGSN703发送更新PDP上下文请求，该请求中包含无线接入网用户面地址，GGSN703向SGSN702返回更新PDP上下文响应，SGSN702向无线接入网701返回激活PDP上下文接受消息。

下面介绍本发明实施例中SGSN实施例，本发明实施例中SGSN实施例包括：

请求发送单元，用于向GGSN发送创建承载上下文请求消息或更新承载上下文请求消息；

地址接收单元，用于接收GGSN发送的用户面地址；

数据通道建立控制单元，用于根据GGSN发送的用户面地址指示无线接入网执行建立无线承载的流程，并获取无线接入网用户面地址，交互无线接入网用户面地址以及GGSN用户面地址。

本实施例中的SGSN还包括：

激活请求接收单元，用于接收激活承载上下文请求消息；

地址类型获取单元，用于根据所述激活承载上下文请求消息获取对应的终端所在的无线接入网的用户面地址类型，将所述无线接入网的用户面地址类型携带于所述创建承载上下文请求消息中。

所述对应的终端是指发送该激活承载上下文请求消息的终端。

本实施例中的SGSN还包括：

切换控制单元，用于判断目的侧SGSN的用户面地址类型，从接收到的GGSN用户面地址中选取与所述目的侧SGSN的用户面地址类型对应的GGSN用户面地址，将所述选取到的GGSN用户面地址发送至所述目的侧SGSN。

本实施例中的承载为PDP承载，所述用户面地址可以为私有用户面地址，或，用户面地址可以为公网用户面地址以及私有用户面地址。

为便于理解，下面以SGSN发送创建PDP上下文请求消息为例进行说明，请参阅图8，该方式下的SGSN包括：

激活请求接收单元801，用于接收激活PDP上下文请求消息；

地址类型获取单元802，用于根据激活请求接收单元801接收到的激活PDP上下文请求消息获取发送该请求消息的终端所在的无线接入网的用户面地址类型；

创建请求发送单元803，用于向GGSN发送包含无线接入网用户面地址类型指示的创建PDP上下文请求消息；

创建响应接收单元804，用于当创建请求发送单元803向GGSN发送创建PDP上下文请求消息之后，接收GGSN发送的包含GGSN用户面地址的创建PDP上下文响应消息；

数据通道类型校验单元805，用于根据创建响应接收单元804获取到的创建PDP上下文响应消息或根据预置的配置信息判断是否需要启用DirectTunnel，并将判断结果发送至数据通道建立控制单元806；

数据通道建立控制单元806，用于根据数据通道类型校验单元805判断的数据通道类型进行数据通道建立控制，具体为：若需要启用Direct Tunnel，则根据GGSN用户面地址指示无线接入网执行建立无线承载的流程，并获取无线接入网用户面地址，交互无线接入网用户面地址以及GGSN用户面地址，即使得无线接入网以及GGSN能够获知对方的用户面地址，即可建立无线接入网以及GGSN之间的用户面数据通道；若不需要启用Direct Tunnel，则分配SGSN用户面地址，并通过SGSN建立无线接入网与GGSN之间的用户面数据通道。

该方式下的SGSN还包括切换控制单元807，用于当用户终端从源SGSN切换到目的SGSN时，源SGSN判断SGSN的用户面地址类型，从接收到的GGSN用户面地址中选取与所述目的侧SGSN的用户面地址类型对应的GGSN用户面地址，将所述选取到的GGSN用户面地址发送至所述目的侧SGSN。

上述实施例中，创建请求发送单元803在激活请求接收单元801接收激活PDP上下文请求消息之后还可以直接向GGSN发送创建PDP上下文请求消息；

则对应地，创建响应接收单元804接收GGSN发送的包含公网IP地址以及私有IP地址的GGSN用户面地址，并访问地址类型获取单元802以获取无线接入网用户面地址类型，通过该无线接入网用户面地址类型确定需要使用的GGSN用户面地址。

上述实施例中，若在系统构建时即确定启用Direct Tunnel，则可以不需要数据通道类型校验单元805，则数据通道建立控制单元806直接按照默认启用Direct Tunnel的情况进行处理，具体过程不再赘述。

下面介绍本发明实施例中的GGSN实施例，本发明实施例中GGSN实施例包括：

请求接收单元，用于接收创建承载上下文请求消息或更新承载上下文请求消息；

地址分配单元，用于根据所述创建承载上下文请求消息或所述更新承载上下文请求消息分配对应的用户面地址，所述用户面地址可以为私有用户面地址，或，用户面地址可以为公网用户面地址以及私有用户面地址；

发送单元，发送所述用户面地址。

本实施例中GGSN还包括：

地址类型读取单元，用于从请求接收单元接收到的创建承载上下文请求消息中读取无线接入网用户面地址类型；

所述地址分配单元还用于根据所述无线接入网用户面地址类型分配对应的GGSN用户面地址。

本实施例中GGSN还包括：

无线接入网用户面地址接收单元，用于接收SGSN发送的无线接入网用户面地址；

数据通道建立单元，用于根据无线接入网用户面地址与对应的无线接入网建立用户面数据通道。

本实施例中的承载为PDP承载，所述用户面地址可以为私有用户面地址，或，用户面地址可以为公网用户面地址以及私有用户面地址。

为便于理解，下面以GGSN接收SGSN发送的创建PDP上下文请求消息为例进行说明，请参阅图9，该方式下的GGSN包括：

创建请求接收单元901，用于接收SGSN发送的创建PDP上下文请求消息，该创建PDP上下文请求消息中包含无线接入网用户面地址类型指示；

地址类型读取单元902，用于从创建请求接收单元901接收到的创建PDP上下文请求消息中读取无线接入网用户面地址类型；

地址分配单元903，用于根据地址类型读取单元902读取到的无线接入网用户面地址类型分配对应的GGSN用户面地址；

创建响应发送单元904，用于向SGSN发送包含地址分配单元903分配的GGSN用户面地址的创建PDP上下文响应消息；

更新请求接收单元905，用于在创建响应发送单元904向SGSN发送了创建PDP上下文响应消息之后，接收SGSN发送的更新PDP上下文请求消息，该更新PDP上下文请求消息中携带无线接入网用户面地址；

数据通道建立单元906，用于根据更新请求接收单元905接收到的无线接入网用户面地址与对应的无线接入网建立用户面数据通道。

上述实施例中，地址分配单元903还可以直接根据创建请求接收单元901接收到的创建PDP上下文请求消息分配包含公网IP地址以及私有IP地址的GGSN用户面地址；

则对应地，创建响应发送单元904用于向SGSN发送创建PDP上下文响应消息，在该响应消息中既包含公网IP的GGSN用户面地址，也包含私有IP的GGSN用户面地址。

上述实施例中，GGSN接收SGSN发送的创建PDP上下文请求消息，根据该消息判断无线接入网地址为私有IP地址还是公网IP地址，并分配与该无线接入网地址对应的GGSN地址，所以当无线接入网使用私有IP地址时，GGSN同样可以分配私有IP地址与该无线接入网建立数据通道连接，因此能够减少公网IP地址的使用，从而提高网络资源的使用效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：

接收承载上下文消息；

根据所述承载上下文消息分配用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；

发送所述用户面地址。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种数据通道建立方法及通讯系统以及相关设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (23)

1、一种数据通道建立方法，其特征在于，包括：

接收承载上下文消息；

根据所述承载上下文消息分配用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；

发送所述用户面地址。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载上下文消息为创建分组数据协议PDP上下文请求消息或者更新PDP上下文请求消息。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收承载上下文消息的步骤包括：

从服务通用分组无线业务支持节点SGSN接收创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息，

所述创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息中携带无线接入网用户面地址类型指示；

所述根据所述承载上下文消息分配用户面地址的步骤包括：

根据所述无线接入网用户面地址类型指示确定无线接入网用户面地址类型，若所述无线接入网用户面地址类型为公网互联网协议IP地址，则分配公网IP地址作为用户面地址；

若所述无线接入网用户面地址类型为私有IP地址，则分配私有IP地址作为用户面地址。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述无线接入网用户面地址类型指示确定无线接入网用户面地址类型的步骤包括：

获取所述创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息中的路由区标识参数或网络号参数；

根据预置的对应关系判断所述路由区标识参数或网络号参数对应的无线接入网的用户面地址是否为私有IP地址，若是，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为私有IP地址，若否，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为公网IP地址。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述无线接入网用户面地址类型指示确定无线接入网用户面地址的类型的步骤包括：

获取所述创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息中的SGSN用户面地址类型；

若所述SGSN用户面地址类型为私有IP地址，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为私有IP地址，若所述SGSN用户面地址类型为公网IP地址，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为公网IP地址。

6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述无线接入网用户面地址类型指示确定无线接入网用户面地址的类型的步骤包括：

获取所述创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息的发送方SGSN的源地址；

判断所述源地址是否在本地存储的私有IP地址集合中，若在，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为私有IP地址，若不在，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为公网IP地址。

7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述无线接入网用户面地址类型指示确定无线接入网用户面地址的类型的步骤包括：

获取所述创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息中包含的地址分配参数；

若所述地址分配参数的数值指示为私有IP地址，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为私有IP地址，若所述地址分配参数的数值指示为公网IP地址，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为公网IP地址。

8、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述无线接入网用户面地址类型指示确定无线接入网用户面地址的类型的步骤包括：

获取所述创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息的接收接口标识；

在本地存储的对应关系中查询所述接口标识对应的地址类型，若为私有IP地址，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为私有IP地址，若为公网IP地址，则确定所述无线接入网用户面地址的类型为公网IP地址。

9、根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收SGSN发送的包含无线接入网用户面地址的更新PDP上下文请求消息；

根据所述无线接入网用户面地址与对应的无线接入网建立用户面数据通道。

10、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收承载上下文消息的步骤包括：

从SGSN接收创建PDP上下文请求消息或所述更新PDP上下文请求消息；

所述根据所述承载上下文消息分配用户面地址的步骤包括：

分配公网IP地址以及私有IP地址作为用户面地址；

所述发送所述用户面地址的步骤包括：

向SGSN发送所述公网IP地址的用户面地址以及所述私有IP地址的用户面地址。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述发送所述用户面地址的步骤包括：

网关通用分组无线业务支持节点GGSN发送所述用户面地址；

所述方法还包括：

SGSN判断对应的移动终端所在的无线接入网的用户面地址类型，

若所述无线接入网的用户面地址类型为公网IP地址，则SGSN使用公网IP地址的GGSN用户面地址建立无线接入网与GGSN之间的用户面数据通道；

若所述无线接入网的用户面地址类型为私有IP地址，则SGSN使用私有IP地址的GGSN用户面地址建立无线接入网与GGSN之间的用户面数据通道。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述使用公网IP地址的GGSN用户面地址建立无线接入网与GGSN之间的用户面数据通道的步骤包括：

SGSN向无线接入网发送无线承载建立请求，该无线承载建立请求中包含所述公网IP地址的GGSN用户面地址；

SGSN接收无线接入网发送的无线接入网用户面地址；

SGSN向所述GGSN发送包含所述无线接入网用户面地址的更新PDP上下文请求消息。

13、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述使用私有IP地址的GGSN用户面地址建立无线接入网与GGSN之间的用户面数据通道的步骤包括：

SGSN向无线接入网发送无线承载建立请求，该无线承载建立请求中包含所述私有IP地址的GGSN用户面地址；

SGSN接收无线接入网发送的无线接入网用户面地址；

SGSN向所述GGSN发送包含所述无线接入网用户面地址的更新PDP上下文请求消息。

14、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

SGSN接收无线接入网发送的释放无线承载请求；

SGSN获取自身用户面地址类型；

SGSN向所述GGSN发送包含SGSN用户面地址类型的更新PDP上下文请求消息；

或

SGSN接收无线接入网发送的释放无线承载请求；

SGSN向所述GGSN发送包含地址类型切换消息的更新PDP上下文请求消息，所示地址类型切换消息用于指示所述GGSN将当前使用的GGSN用户面地址类型切换为另外一种类型。

15、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

源侧SGSN判断目的侧SGSN的用户面地址类型；

源侧SGSN从接收到的GGSN用户面地址中选取与所述目的侧SGSN的用户面地址类型对应的GGSN用户面地址；

源侧SGSN将所述选取到的GGSN用户面地址发送至所述目的侧SGSN。

16、一种通讯系统，其特征在于，包括：

SGSN，用于向GGSN发送承载上下文消息，接收GGSN发送的用户面地址；

GGSN，用于接收SGSN发送的承载上下文消息，根据所述承载上下文消息分配用户面地址，向SGSN发送所述用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址。

17、根据权利要求16所述的通讯系统，其特征在于，所述承载上下文消息为创建分组数据协议PDP上下文请求消息或者更新PDP上下文请求消息；

所述通讯系统还包括：

无线接入网，用于将移动终端发送的激活PDP上下文请求转发至SGSN，并根据SGSN的指示与移动终端以及SGSN之间建立无线承载，向SGSN发送无线接入网用户面地址；

所述SGSN还用于根据所述无线接入网的用户面地址类型确定需要使用的GGSN用户面地址，根据确定的GGSN用户面地址指示无线接入网建立无线承载，并根据无线接入网发送的无线接入网用户面地址控制GGSN与无线接入网之间建立用户面数据通道；

所述GGSN还用于在SGSN的控制下与无线接入网建立用户面数据通道。

18、一种SGSN，其特征在于，包括：

请求发送单元，用于向GGSN发送创建承载上下文请求消息或更新承载上下文请求消息；

地址接收单元，用于接收GGSN发送的用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；

数据通道建立控制单元，用于根据GGSN发送的用户面地址指示无线接入网执行建立无线承载的流程，并获取无线接入网用户面地址，交互无线接入网用户面地址以及GGSN用户面地址。

19、根据权利要求18所述的SGSN，其特征在于，所述SGSN还包括：

激活请求接收单元，用于接收激活承载上下文请求消息；

地址类型获取单元，用于根据所述激活承载上下文请求消息获取对应的终端所在的无线接入网的用户面地址类型，将所述无线接入网的用户面地址类型携带于所述创建承载上下文请求消息中。

20、根据权利要求18或19所述的SGSN，其特征在于，所述SGSN还包括：

切换控制单元，用于判断目的侧SGSN的用户面地址类型，从接收到的GGSN用户面地址中选取与所述目的侧SGSN的用户面地址类型对应的GGSN用户面地址，将所述选取到的GGSN用户面地址发送至所述目的侧SGSN。

21、一种GGSN，其特征在于，包括：

请求接收单元，用于接收创建承载上下文请求消息或更新承载上下文请求消息；

地址分配单元，用于根据所述创建承载上下文请求消息或所述更新承载上下文请求消息分配对应的用户面地址，所述用户面地址为私有用户面地址，或者，所述用户面地址为私有用户面地址和公网用户面地址；

发送单元，发送所述用户面地址。

22、根据权利要求21所述的GGSN，其特征在于，所述GGSN还包括：

地址类型读取单元，用于从请求接收单元接收到的创建承载上下文请求消息中读取无线接入网用户面地址类型；

所述地址分配单元还用于根据所述无线接入网用户面地址类型分配对应的GGSN用户面地址。

23、根据权利要求21或22所述的GGSN，其特征在于，所述GGSN还包括：

无线接入网用户面地址接收单元，用于接收SGSN发送的无线接入网用户面地址；

数据通道建立单元，用于根据无线接入网用户面地址与对应的无线接入网建立用户面数据通道。

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