CN101959175B - 本地ip访问连接建立的实现方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种本地IP访问连接建立的实现方法，会话和承载建立过程中，包括主连接建立步骤，移动性管理实体发起主连接建立并将主连接信息通知本地接入网关，所述主连接的路径是从终端至无线侧实体至本地接入网关；辅连接建立步骤，所述移动性管理实体关联发起辅连接建立，并将辅连接信息通知所述本地接入网关，所述辅连接的路径是从核心网接入网关至本地接入网关。本发明本地IP访问连接建立的实现方法和系统，有效地实现两条数据隧道的创建机制。

Description

本地IP访问连接建立的实现方法及系统
技术领域
本发明涉及移动通信领域，具体涉及本地IP访问连接建立的实现方法及系统。
背景技术
第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)演进的分组系统(Evolved Packet System，简称为EPS)由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，简称为E-UTRAN)、移动管理单元(Mobility Management Entity，简称为MME)、服务网关(Serving Gateway，S-GW)、分组数据网络网关(Packet Data Network Gateway，简称为P-GW或者PDN GW)、归属用户服务器(Home Subscriber Server，简称为HSS)、3GPP的认证授权计费(Authentication、Authorization and Accounting，简称为AAA)服务器，策略和计费规则功能(Policy and Charging Rules Function，简称为PCRF)实体及其他支撑节点组成。
图1是根据相关技术的EPS的系统架构的示意图，如图1所示，MME负责移动性管理、非接入层信令的处理和用户移动管理上下文的管理等控制面的相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN和P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存；P-GW则是EPS与分组数据网络(Packet Data Network，简称为PDN)网络的边界网关，负责PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能；PCRF是策略和计费规则功能实体，它通过接收接口Rx和运营商网络协议(Internet Protocol，简称为IP)业务网络相连，获取业务信息，此外，它通过Gx/Gxa/Gxc接口与网络中的网关设备相连，负责发起IP承载的建立，保证业务数据的服务质量(Quality of Service，简称为QoS)，并进行计费控制。
家用基站是一种小型、低功率的基站，部署在家庭及办公室等室内场所，主要作用是为了给用户提供更高的业务速率并降低使用高速率服务所需要的费用，同时弥补已有分布式蜂窝无线通信系统覆盖的不足。家用基站的优点是实惠、便捷、低功率输出、即插即用等。
家用基站可以直接连接到核心网络，也可以通过家用基站网关这个逻辑网元接入到核心网络，如图1所示，其中，家用基站网关主要功能为：验证家用基站的安全性，处理家用基站的注册，对家用基站进行运行维护管理，根据运营商要求配置和控制家用基站，负责交换核心网和家用基站的数据。接入网关可以是S-GW(服务网关，Serving Gateway)、P-GW(分组数据网网关，Packet Data Network Gateway)、SGSN(服务GPRS支持节点，ServingGPRS Support Node)、GGSN(网关GPRS支持节点，Gateway GPRS SupportNode)。本地接入网关可以是L-SGW(本地SGW，Local SGW)、本地L-PGW(本地SGW，Local SGW)、V-SGW(虚拟SGW，Virtual SGW)、V-PGW(虚拟SGW，Virtual SGW)、L-GGSN(本地GGSN，Local GGSN)。本地接入网关可以和无线侧实体合设，也可以和家用基站网关合设，还可以在无线侧实体或家用基站网关附近。
除了支持移动核心网络的接入以外，家用基站还可支持本地IP访问功能，实现终端对家用网络其他IP设备或者互联网络的本地接入。
图2是现有技术在图1家用基站系统的基础上，用户初始接入建立本地IP访问连接的过程流程图，本实施例具体步骤描述如下：
步骤201，用户在进行通信前需要建立RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)连接作为信令消息或者业务数据的承载；
步骤202，用户发送初始化NAS(Non-Access-Stratum，非接入层)消息进行附着操作；
步骤203，无线侧实体将初始的用户消息发给移动性管理实体，并转发NAS消息至移动性管理实体；
步骤204，移动性管理实体开启鉴权以及安全流程，对用户进行验证；
步骤205，移动性管理实体根据APN(Access Point Name，接入点名称)或本地访问标识(这些标识可以在步骤203消息中携带)发现需建立本地IP访问连接后，向L-SGW发送会话建立请求；
步骤206，接收到移动性管理实体发送的消息，L-SGW将会话建立请求消息发送给L-PGW；
步骤207，L-PGW向L-SGW回复会话建立响应；
步骤208，L-SGW向移动性管理实体发送会话建立响应；
步骤209，移动性管理实体向家用基站发起初始上下文建立请求；
步骤210，执行RRC连接配置过程；
步骤211，家用基站回复移动性管理实体初始上下文建立响应；
步骤212，终端向无线侧实体发送直传消息，包含附着完成信息；
步骤213，无线侧实体向移动性管理实体发送附着完成消息；
步骤214，移动性管理实体向L-SGW请求更新承载，携带无线侧实体地址和无线侧实体的隧道标识；
步骤215，该步可选。如果在214步中携带了切换指示，则L-SGW向L-PGW发送的承载更新请求。
步骤216，该步可选。L-PGW向L-SGW回应承载更新响应。
步骤217，L-SGW回应移动性管理实体承载更新响应消息。
在上述本地IP访问连接建立过程中，只存在一个数据隧道(L-PGW至L-SGW至无线侧实体)，当用户空闲时若将L-SGW切换到核心网的S-GW，则会导致SGW的频繁切换，增加系统负荷，延长用户接入时间；当用户空闲时，若L-SGW保持不变，则需要在无线侧实体缓存下行数据，增加了无线侧实体的成本和负荷，尤其是对家用基站系统；若为避免上述问题而在建立本地IP访问连接时选择核心网的S-GW为用户服务，则该本地IP访问连接需要经过核心网，因此数据的传递速度受到一定的制约。创建两个数据隧道虽然可以解决上述问题，但现有技术中还未提供明确的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种本地IP访问连接建立的实现方法和系统，有效地实现两条数据隧道的创建机制。
为实现以上方法，本发明提供一种本地IP访问连接建立的实现方法，会话和承载建立过程中，包括：
主连接建立步骤，移动性管理实体发起主连接建立并将主连接信息通知本地接入网关，所述主连接的路径是从终端至无线侧实体至本地接入网关；
辅连接建立步骤，所述移动性管理实体关联发起辅连接建立，并将辅连接信息通知所述本地接入网关，所述辅连接的路径是从核心网接入网关至本地接入网关。
进一步地，所述主连接及辅连接信息包括承载标识及承载状态，所述主连接及辅连接通过使用相同的承载标识关联或使用专用的关联标识进行关联，所述承载状态用激活或空闲表示，或者用主连接或辅连接表示。
进一步地，所述主连接建立步骤和所述辅连接建立步骤并行执行，且在所述主连接建立步骤之前，所述移动性管理实体根据接入点名称APN或本地访问标识识别需要建立本地IP访问连接。
进一步地，所述主连接建立及辅连接步骤之后，还包括下行数据转发步骤及承载维护步骤，所述下行数据转发步骤指所述本地接入网关根据所述主连接及辅连接信息为下行数据选择正确的承载并转发；所述承载维护步骤指所述本地接入网关关联修改或释放所述主连接及辅连接。
进一步地，所述无线侧实体是基站或家用基站；所述移动性管理实体为移动管理单元MME；所述本地接入网关是L-SGW及L-PGW；所述核心网接入网关S-GW，所述主连接建立步骤具体包括：
所述MME向所述L-SGW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为主连接及所述MME为该承载分配的承载标识；
接收到MME发送的消息，所述L-SGW将默认承载建立请求消息连同该承载为主连接的指示一起发送给所述L-PGW，所述L-SGW保存该承载为主连接的指示；
所述L-PGW收到消息后向所述L-SGW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为主连接；
所述L-SGW向所述MME发送默认承载建立响应；
所述辅连接建立步骤具体包括：
所述MME向所述S-GW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为辅连接及所述MME为该承载分配的承载标识，所述MME为辅连接分配的承载标识与所述MME为主连接分配的承载标识相同，或者，所述MME为辅连接分配的承载标识与所述MME为主连接分配的承载标识不同，但所述MME向所述L-SGW或S-GW发送的至少一个默认承载建立请求中携带所述MME分配的专用的关联标识；
接收到所述MME发送的消息，所述S-GW将默认承载建立请求消息连同该承载为辅连接的指示一起发送给所述L-PGW，所述S-GW保存该承载为辅连接指示；
所述L-PGW收到消息后向所述S-GW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为辅连接；
所述S-GW向所述MME发送默认承载建立响应。
进一步地，所述无线侧实体是基站、家用基站或无线网络控制器RNC；所述移动性管理实体及核心网接入网关是服务GPRS支持节点即SGSN；所述本地接入网关是L-GGSN；所述主连接建立的步骤具体包括：
所述SGSN向所述L-GGSN发送PDP上下文建立请求，同时在消息中指示该承载为主连接及对应的承载标识；
接收到所述SGSN发送的消息，所述L-GGSN向所述SGSN回应PDP上下文建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为主连接；
执行无线接入承载建立流程；
所述SGSN返回PDP上下文激活响应消息给终端；
所述辅连接建立的步骤具体包括：
所述SGSN向所述L-GGSN发送PDP上下文建立请求，同时在消息中指示该承载为辅连接及与对应的承载标识，所述辅连接对应的承载标识与所述主连接对应的承载标识相同，或者，所述辅连接对应的承载标识与所述主连接对应的承载标识不同，但所述SGSN向所述L-GGSN发送的至少一个PDP上下文建立请求中携带所述SGSN分配的专用的关联标识；
所述L-GGSN收到消息后向所述SGSN回复PDP上下文建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为辅连接。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种本地IP访问连接建立的实现系统，该系统包括移动性管理实体及本地接入网关，其中：
所述移动性管理实体，用于关联发起主连接和辅连接建立以及将主连接及辅连接信息通知所述本地接入网关，所述主连接的路径是从终端至无线侧实体至本地接入网关，所述辅连接的路径是从核心网接入网关至本地接入网关；
本地接入网关，用于创建主连接及辅连接并保存主连接及辅连接信息。
进一步地，所述主连接及辅连接信息包括承载标识及承载状态，所述主连接及辅连接通过使用相同的承载标识关联或使用专用的关联标识进行关联，所述承载状态用激活或空闲表示，或者用主连接或辅连接表示。
进一步地，所述本地接入网关还用于根据所述主连接及辅连接信息为下行数据选择正确的承载并转发，以及关联修改或释放所述主连接及辅连接，所述系统还包括核心网接入网关，用于创建辅连接并保存辅连接信息。
进一步地，所述无线侧实体是基站、家用基站、无线网络控制器RNC；所述移动性管理实体是移动管理单元MME、移动交换中心MSC或服务GPRS支持节点；所述本地接入网关是L-SGW和L-PGW，或者L-GGSN；核心网接入网关是S-GW或SGSN。
本发明方法和系统提供了一种本地IP访问中同时建立两条数据隧道的技术方案，由核心网移动性管理实体(如，MME、SGSN)在创建第一条隧道时，标识该隧道为主连接，并同时发起第二条隧道的建立，且标识为辅连接，以便本地接入网关可以同时保存两条隧道信息，并可以准确选择数据流使用的隧道，从而解决了本地IP访问同时建立多连接的问题，有效地实现了两条数据隧道的创建机制。
附图说明
图1为现有技术中移动通信网络连接示意图。
图2为现有技术中用户初始接入时建立本地IP连接的流程图。
图3a为本发明LTE移动通信系统中本地IP接入数据流示意图。
图3b为本发明UTRAN移动通信系统中本地IP接入数据流示意图。
图4为本发明本地IP访问连接建立的实现方法的示意图。
图5是本发明LTE系统用户初始接入时建立本地IP连接的流程图。
图6是本发明LTE系统多PDN连接建立过程中进行本地IP连接建立流程图。
图7是本发明LTE系统本地IP连接承载修改流程图。
图8是本发明LTE系统本地IP连接承载释放流程图。
图9是本发明提供的UTRAN系统用户进行PDP(分组数据协议，PacketData Protocol)上下文激活时建立本地IP连接的流程图。
图10是本发明提供的UTRAN系统用户对本地IP连接进行PDP上下文修改的流程图。
图11是本发明提供的UTRAN系统用户对本地IP连接进行PDP上下文删除的流程图。
具体实施方式
本发明方法和系统的主要思想是，对于支持本地IP访问的用户同时建立经过核心网的本地IP访问路径和不经过核心网的本地IP访问路径两条路径，其中，不经过核心网的本地IP访问路径，作为主连接，实现数据的快速传递，经过核心网的本地IP访问路径，作为辅连接，可实现空闲状态终端下行数据的缓存。
如图3a所示的LTE(Long Term Evolution，长期演进)移动通信网络架构中，本地IP访问的示意数据流：第一条本地IP访问数据路径从终端至无线侧实体至本地接入网关(L-SGW，L-PGW)，数据传输不经过核心网，效率较高，且不需要无线侧实体实现数据缓存；另一条本地IP访问数据路径从核心网接入网关(S-GW)至本地接入网关(L-PGW)，其中核心网S-GW可缓存空闲态终端的下行数据。终端位于连接态时可从第一条本地IP访问数据路径传送数据，而终端进入空闲态后，数据可从第二条本地IP访问数据路径进行传输。
图3b显示了在UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网络)移动通信网络架构中，本地IP访问的示意数据流。如同LTE网络中的本地IP访问的连接，在UTRAN网络架构中同样可以建立两条本地IP访问数据路径，第一条本地IP访问数据路径从终端至无线侧实体至本地接入网关(L-GGSN)，数据传输不经过核心网，效率较高，且不需要无线侧实体实现数据缓存；另一条本地IP访问数据路，从核心网SGSN至本地接入网关(L-GGSN)，其中核心网SGSN可缓存空闲态终端的下行数据。终端位于连接态时可从第一条本地IP访问数据路径传送数据，而终端进入空闲态后，数据可从第二条本地IP访问数据路径进行传输。
如图3a及3b，本地接入网关的增设可提供对本地IP访问技术的有力支持，该网关可以和无线侧实体合设，也可以和家用基站网关合设，还可以在无线侧实体或家用基站网关附近。
如图4所示，本发明本地IP访问连接建立的方法，会话和承载建立过程中，包括：
步骤401：主连接建立步骤，移动性管理实体发起主连接建立并将主连接信息通知本地接入网关，所述主连接的路径是从终端至无线侧实体至本地接入网关；
步骤402：辅连接建立步骤，所述移动性管理实体关联发起辅连接建立，并将辅连接信息通知所述本地接入网关，所述辅连接的路径是从核心网接入网关至本地接入网关。
所述主连接及辅连接信息包括承载标识及承载状态(承载状态用激活或空闲表示，或者用主连接或辅连接表示)，所述主连接及辅连接通过使用相同的承载标识关联或使用专用的关联标识进行关联。
所述主连接建立步骤和所述辅连接建立步骤可以并行执行，且在所述主连接建立步骤和所述辅连接建立步骤之前，所述移动性管理实体根据接入点名称APN或本地访问标识识别需要建立本地IP访问连接。
所述方法在主连接建立及辅连接步骤之后，还包括下行数据转发步骤及承载维护步骤，所述下行数据转发步骤指所述本地接入网关根据所述主连接及辅连接信息为下行数据选择正确的承载并转发；所述承载维护步骤指所述本地接入网关关联修改或释放所述主连接及辅连接。
本发明所说的移动性管理实体、无线侧实体、本地接入网关及核心网接入网关均为逻辑功能实体。
下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
以下实施例中，图5至图8描述了LTE架构的应用场景，其中，无线侧实体可以是基站或家用基站，移动性管理实体为MME(移动管理单元，Mobility Management Entity)，本地接入网关包括L-SGW(本地SGW，LocalSGW)及本地L-PGW(本地PGW，Local PGW)，核心网接入网关是S-GW。
图5是本发明在图1系统的基础上，LTE系统用户初始接入时建立本地IP连接的流程图，本实施例具体步骤描述如下：
步骤501，用户在进行通信前需要建立RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)连接作为信令消息或者业务数据的承载；
步骤502，用户发送初始化NAS(Non-Access-Stratum，非接入层)消息进行附着操作；
步骤503，无线侧实体将初始的用户消息发给移动性管理实体，并转发NAS消息至移动性管理实体；
步骤504，移动性管理实体开启鉴权以及安全流程，对用户进行验证；
步骤505a，移动性管理实体根据APN(Access Point Name，接入点名称)或本地访问标识(这些标识可以在步骤503消息中携带)发现需建立本地IP连接后，并选择使用位于无线侧实体/家用基站网关上的L-SGW。MME向L-SGW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为主连接或连接激活及MME为该承载分配的承载标识，同时还可以携带本地IP访问标识；
MME也可以为该连接分配一个专用的关联标识，用来关联主连接和附链接。若MME分配了专用的关联标识，则需要携带在该消息中发送给L-SGW。
步骤506a，接收到MME发送的消息，L-SGW将默认承载建立请求消息连同该承载为主连接或连接激活的指示一起发送给L-PGW，同时可以携带本地IP访问标识，L-SGW保存该承载为主连接或连接激活的指示；
步骤507a，L-PGW收到消息后向L-SGW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为主连接或连接激活；
步骤508a，L-SGW向MME发送默认承载建立响应；
步骤505b，当移动性管理实体MME在建立本地IP连接的主连接时，同时需要建立辅连接，此时MME选择使用位于核心网的S-GW，MME向S-GW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为辅连接或连接空闲，MME不再为此辅连接分配单独的承载标识，此辅连接使用MME为关联的主连接在步骤505a中分配的承载标识，同时还可以携带本地IP访问标识；
若MME在步骤505a中分配了专用的关联标识，则此辅连接可以使用该关联标识作为承载标识；
步骤506b，接收到MME发送的消息，S-GW将默认承载建立请求消息连同该承载为辅连接或连接空闲的指示一起发送给L-PGW，同时可以携带本地IP访问标识，S-GW保存该承载为辅连接或连接空闲的指示；
步骤507b，L-PGW收到消息后向S-GW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为辅连接或连接空闲；
步骤508b，S-GW向MME发送默认承载建立响应；
对于辅连接，MME不会再向无线侧实体发起无线侧连接的建立过程；
上述505a-508a和505b-508b可以是并行的步骤，当在505a中MME决定建立本地IP连接后，505b-508b步骤即可以和505a-508a步骤同时执行。当508a执行结束后即可执行509步，不需要等待508b执行完成；
步骤509，MME向无线侧实体；发起初始上下文建立请求；
步骤510，执行RRC连接配置过程；
步骤511，无线侧实体向MME回复初始上下文建立响应；
步骤512，终端向无线侧实体发送直传消息，其中包括附着完成信息；
步骤513，无线侧实体向MME发送附着完成消息；
步骤514，MME向L-SGW请求更新承载；
步骤515，L-SGW可能向L-PGW发送的承载更新请求；
步骤516，L-PGW向L-SGW回应承载更新响应。
步骤517，L-SGW回应MME承载更新响应消息。
图6是本发明在图1系统的基础上，用户初始接入后进行本地IP连接建立过程流程图。本实施例具体步骤描述如下：
步骤601，用户已经附着到网络，具有核心网PDN连接；
步骤602，终端经无线侧实体向MME发起PDN连接请求；
步骤603a，移动性管理实体根据APN(Access Point Name，接入点名称)或本地访问标识(这些标识可以在步骤602消息中携带)发现需建立本地IP连接后，并选择使用位于无线侧实体/家用基站网关上的L-SGW。MME向L-SGW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为主连接或连接激活及MME为该承载分配的承载标识，同时还可以携带本地IP访问标识；
MME也可以为该连接分配一个专用的关联标识，用来关联主连接和附链接。若MME分配了专用的关联标识，则需要携带在该消息中发送给L-SGW。
步骤604a，接收到MME发送的消息，L-SGW将默认承载建立请求消息连同该承载为主连接或连接激活的指示一起发送给L-PGW，同时可以携带本地IP访问标识，L-SGW保存该承载为主连接或连接激活的指示；
步骤605a，L-PGW收到消息后向L-SGW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为主连接或连接激活；
步骤606a，L-SGW向MME发送默认承载建立响应；
步骤603b，当移动性管理实体在建立本地IP连接的主连接时，同时需要建立辅连接，此时MME选择使用位于核心网的S-GW，MME向S-GW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为辅连接或连接空闲，MME不再为此辅连接分配单独的承载标识，此辅连接使用MME为主连接在步骤603a中分配的承载标识，同时还可以携带本地IP访问标识；若MME在步骤603a中分配了专用的关联标识，则此辅连接可以使用该关联标识作为承载标识；
步骤604b，接收到MME发送的消息，S-GW将默认承载建立请求消息连同该承载为辅连接或连接空闲的指示一起发送给L-PGW，同时可以携带本地IP访问标识。L-SGW保存该承载为辅连接或连接空闲的指示；
步骤605b，L-PGW收到消息后向S-GW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为辅连接或连接空闲；
步骤606b，S-GW向MME发送默认承载建立响应；
上述603a-606a和603b-606b可以是并行的步骤，当在603a中MME决定建立本地IP连接后，603b-606b步骤即可以和603a-606a步骤同时执行。当606a执行结束后即可执行607步，不需要等待606b执行完成。
步骤607-615同步骤509-517。
应用上述流程5和流程6，用户的本地IP访问同时建立了两条隧道。对于同一个用户L-PGW同时保存了具有相同承载标识的两条承载，及这两条承载的状态(主连接/激活或辅连接/空闲)，L-PGW根据这些信息为下行数据选择正确的承载。
图7是本发明在图1系统的基础上，用户初始接入后进行本地IP连接承载修改流程图。本实施例以终端发起承载修改为例，具体步骤描述如下：
步骤701，当用户已经附着到网络，且具有本地IP连接时，终端经无线侧实体向移动性管理实体(MME)发起本地IP连接承载修改请求，终端发送承载资源修改请求消息给MME，消息中携带需要修改的承载标识；
步骤702，MME向L-SGW发送承载资源命令消息；
步骤703，接收到MME发送的消息，L-SGW向L-PGW发送承载资源命令消息；
步骤704，L-PGW收到消息后触发本地IP连接主连接的承载修改，L-PGW向L-SGW发送承载更新请求，消息中携带需要更新的承载标识；
步骤705，L-SGW向MME转发承载更新请求；
步骤706，MME向无线侧实体发起会话管理请求和承载修改请求；
步骤707，执行RRC连接配置过程；
步骤708，无线侧实体回复MME承载修改响应；
步骤709，终端发起直传消息；
步骤710，无线侧实体向MME发送会话管理响应消息；
步骤711，MME向L-SGW发送承载更新响应；
步骤712，L-SGW向L-PGW发送承载更新响应；
步骤713，L-PGW收到承载更新响应消息后，判断此处修改的本地IP连接的承载还存在具有相同承载标识的辅连接承载，则触发辅连接的承载修改，L-PGW向S-GW发送承载更新请求，消息中携带需要更新的承载标识；
步骤714，S-GW判断出此处更新的是辅连接承载，则更新本地承载信息后直接给L-PGW返回承载更新响应。
本流程图以终端发起的承载修改为例说明。对于LTE系统中其他网元发起承载修改与上述流程相似，此处不再详述。
图8是本发明在图1系统的基础上，用户初始接入后进行本地IP连接承载删除流程图。本实施例以MME发起承载删除为例，具体步骤描述如下：
步骤801，当用户已经附着到网络，且具有本地IP连接时，由于本地原因(如异常等)，需要释放无线资源。终端删除相应的承载信息，无线侧实体向移动性管理实体(MME)发送无线资源释放指示消息，消息中携带需要释放的承载标识；
步骤802，MME向L-SGW发送承载删除命令消息；
步骤803，接收到MME发送的消息，L-SGW向L-PGW发送承载删除命令消息；
步骤804a，L-PGW收到消息后触发本地IP连接主连接的承载释放，L-PGW向L-SGW发送承载删除请求，消息中携带需要删除的承载标识；
步骤805a，L-SGW向MME转发承载删除请求；
步骤806，MME向无线侧实体发起承载去激活请求；
步骤807，执行RRC连接配置过程；
步骤808，无线侧实体回复MME承载去激活响应；
步骤809，终端发起直传消息；
步骤810，无线侧实体向MME发送EPS承载去激活响应消息；
步骤811a，MME向L-SGW发送承载删除响应；
步骤812a，L-SGW向L-PGW发送承载删除响应；
步骤804b，当L-PGW在步骤804a中触发本地IP连接主连接的承载释放后，判断此处释放的本地IP连接的承载还存在具有相同承载标识的辅连接承载，则可以同时触发辅连接的承载删除，L-PGW向S-GW发送承载删除请求，消息中携带需要删除的承载标识；
步骤805b，S-GW判断出此处删除的是辅连接承载，则删除本地承载信息后直接给L-PGW返回承载删除响应；
步骤804b、805b与步骤804a、805a可以是并行的步骤。
本流程图以MME发起的承载释放为例说明。对于LTE系统中其他网元发起承载释放与上述流程相似，此处不再详述。
图9至图11描述了基于UTRAN(Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，通用移动通信系统陆地无线接入网)系统的应用场景，其中，无线侧实体可以是基站、家用基站、RNC(无线网络控制器，Radio NetworkController)，移动性管理实体及核心网接入网关均为SGSN(服务GPRS支持节点，Serving GPRS Support Node)，本地接入网关是L-GGSN(本地GGSN，Local GGSN)。
图9是本发明在UTRAN系统的基础上，用户初始接入完成后进行PDP上下文激活时建立本地IP连接的流程图。本实施例具体步骤描述如下：
步骤901，终端通过执行附着流程，成功附着到网络；
步骤902，终端通过无线侧实体发送PDP上下文激活消息给移动性管理实体SGSN，并同时携带需要建立的承载标识NSAPI；
步骤903，SGSN根据APN(Access Point Name，接入点名称)或本地访问标识(这些标识可以在步骤902消息中携带)发现需建立本地IP连接后，并选择使用位于无线侧实体/家用基站网关上的L-GGSN，SGSN向L-GGSN发送PDP上下文建立请求，同时在消息中指示该承载为主连接或连接激活NSAPI(Network layer Service Access Point Identifier，网络层业务接入点标识)(这个标识是终端带上来的)，同时还可以携带本地IP访问标识；
SGSN也可以为该连接分配一个专用的关联标识，用来关联主连接和附链接。若SGSN分配了专用的关联标识，则需要携带在该消息中发送给L-GGSN。
步骤904，接收到SGSN发送的消息，L-GGSN向SGSN回应PDP上下文建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为主连接或连接激活；
步骤905，执行无线接入承载建立流程；
步骤906，SGSN可能向L-GGSN发送PDP上下文更新请求，通知L-GGSN修改后的QoS参数；
步骤907，L-GGSN向SGSN回应PDP上下文更新响应；
步骤908，SGSN返回PDP上下文激活响应消息给终端；
步骤909，当SGSN在建立本地IP连接的主连接时，同时需要建立辅连接，SGSN向L-GGSN发送PDP上下文建立请求，同时在消息中指示该承载为辅连接或连接空闲，在该消息中标识承载的标识仍然使用上述步骤中关联的主连接使用的NSAPI，同时还可以携带本地IP访问标识；若SGSN在步骤903中分配了专用的关联标识，则此辅连接可以使用该关联标识作为承载标识；
步骤910，L-GGSN收到消息后向SGSN回复PDP上下文建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为辅连接或连接空闲；
对于辅连接，SGSN不会再向无线侧实体发起无线侧承载的建立过程。
当SGSN在步骤905后不再需要更新L-GGSN时，上述909、910步骤，可以在步骤905后直接发起，否则步骤909、910需要在步骤907后执行。
图10是本发明在UTRAN系统的基础上，用户初始接入完成后对本地IP连接进行PDP上下文修改的流程图。本实施例以终端发起的PDP上下文修改为例，具体步骤描述如下：
步骤1001，终端通过执行附着流程，成功附着到网络；
步骤1002，终端通过无线侧实体发送PDP上下文修改请求消息给移动性管理实体SGSN，并同时携带需要修改承载标识NSAPI；
步骤1003，SGSN向L-GGSN发送PDP上下文更新请求；
步骤1004，接收到SGSN发送的消息，触发本地IP连接主连接的承载修改，L-GGSN向SGSN回应PDP上下文更新响应，消息中携带需要更新的承载标识；
步骤1005，执行无线接入承载修改流程；
步骤1006，SGSN可能向L-GGSN发送PDP上下文更新请求，通知L-GGSN修改后的QoS参数；
步骤1007，L-GGSN向SGSN回应PDP上下文更新响应；
步骤1008，SGSN返回PDP上下文修改接受消息给终端；
步骤1009，当L-GGSN在步骤1004中触发本地IP连接的主连接承载修改后，判断此处修改的本地IP连接的承载还存在具有相同承载标识NSAPI的辅连接承载，则触发辅连接的承载修改，L-GGSN向SGSN发送PDP上下文更新请求，同时在消息中携带需要更新的承载标识；
步骤1010，SGSN判断出此处更新的是辅连接承载，则更新本地承载信息后直接给L-GGSN返回PDP上下文更新响应；
当SGSN在步骤1005后需要更新L-GGSN时，上述1009、1010步骤，需要在步骤1006后再次执行；
为避免重复两执行步骤1009和1010，还可以采用另一种方法，即L-GGSN在步骤1004后启动定时器，而不是直接执行步骤1009。当定时器超时前收到步骤1006中的消息，则清除定时器，并执行步骤1009；当定时器超时后仍未收到步骤1006中的消息，则直接执行步骤1009。
本实施例以终端发起的PDP上下文修改为例，UTRAN系统中其他网元发起的PDP上下文修改与此流程类似，此处不再详述。
图11是本发明在UTRAN系统的基础上，用户初始接入完成后对本地IP连接进行PDP上下文删除的流程图。本实施例以终端发起的PDP上下文删除为例，具体步骤描述如下：
步骤1101，终端通过执行附着流程，成功附着到网络；
步骤1102，终端通过无线侧实体发送PDP上下文去激活请求消息给移动性管理实体SGSN，并同时携带需要修改承载标识NSAPI；
步骤1103a，SGSN向L-GGSN发送PDP上下文删除请求；
步骤1104a，L-GGSN接收到SGSN发送的消息，触发本地IP连接主连接的承载释放。L-GGSN向SGSN回应PDP上下文删除响应，消息中携带需要更新的承载标识；
步骤1105，SGSN向终端返回发送PDP上下文去活接受；
步骤1106，执行无线接入承载释放流程；
步骤1103b，当L-GGSN在步骤1104a中触发本地IP连接的主连接承载释放后，判断此处释放的本地IP连接的承载还存在具有相同承载标识NSAPI的辅连接承载，则触发辅连接的承载释放，L-GGSN向SGSN发送PDP上下文删除请求，同时在消息中携带需要删除的承载标识；
步骤1104b，SGSN判断出此处删除的是辅连接承载，则删除本地承载信息后直接给L-GGSN返回PDP上下文删除响应；
本实施例以终端发起的PDP上下文删除为例，UTRAN系统中其他网元发起的PDP上下文删除与此流程类似，此处不再详述。
为了简化描述，以上实施例仅以不存在家用基站网关且本地接入网关位于无线侧实体或其附近的情况为例来说明对本地IP访问建立两条数据隧道的方式。存在家用基站网关的情况与之类似。当然，存在家用基站网关，且本地接入网关位于无线侧实体或其附近时，移动性管理实体与无线侧实体之间的消息和移动性管理实体与本地接入网关之间的消息将经由家用基站网关传递。当存在家用基站网关，且本地接入网关位于家用基站网关或其附近时，移动性管理实体与无线侧实体之间的消息将经由家用基站网关传递，而移动性管理实体与与本地接入网关之间的消息不再需要家用基站网关转发。在这些情况下，本地IP访问建立两条隧道的方式与上述实施例极为相似，不会对阐述本发明造成影响，故在此不再重复描述。
以上实施例不仅可以应用与家用基站系统，也同样适用与宏基站系统。在上述实施例中无线侧实体可以是基站、家用基站、无线网络控制器RNC。本地IP访问的无线侧实体可以与本地接入网关地址相同。
为了实现以上方法，本发明还提供一种本地IP访问连接建立实现系统，该系统包括移动性管理实体及本地接入网关，其中：
所述移动性管理实体，用于关联发起主连接和辅连接建立以及将主连接及辅连接信息通知所述本地接入网关，所述主连接的路径是从终端至无线侧实体至本地接入网关，所述辅连接的路径是从核心网接入网关至本地接入网关；
所述主连接及辅连接信息包括承载标识及承载状态，所述主连接及辅连接通过使用相同的承载标识关联或使用专用的关联标识进行关联；所述承载状态用激活或空闲表示，或者用主连接或辅连接表示。
本地接入网关，用于创建主连接及辅连接并保存主连接及辅连接信息，所述本地接入网关还用于根据所述主连接及辅连接信息为下行数据选择正确的承载并转发，以及关联修改或释放所述主连接及辅连接。
所述无线侧实体是基站、家用基站、无线网络控制器RNC；移动性管理实体为移动管理单元MME、移动交换中心MSC或服务GPRS支持节点SGSN；本地接入网关是L-SGW和L-PGW，或者L-GGSN；核心网接入网关是S-GW、SGSN。
当然，为了完整的实现本地IP访问连接的建立，还应包括其他网元，如核心网接入网关及无线侧实体等，核心网接入网关用于创建辅连接并保存辅连接信息。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
综上，本发明提供了一种本地IP访问中同时建立两条数据隧道的方法，由核心网移动性管理实体(如，MME、SGSN)在创建第一条隧道时，标识该隧道为主连接，并同时发起第二条隧道的建立，且标识为辅连接，以便本地接入网关可以同时保存两条隧道信息，并可以准确选择数据流使用的隧道，从而解决了本地IP访问同时建立多连接的问题，有效地实现了两条数据隧道的创建机制。

Claims (10)

1.一种本地IP访问连接建立的实现方法，其特征在于，对长期演进LTE或通用陆地无线接入网络UTRAN移动通信网络架构，会话和承载建立过程中，包括：
主连接建立步骤，移动性管理实体发起主连接建立并将主连接信息通知本地接入网关，所述主连接的路径是从终端至无线侧实体至本地接入网关，数据传输不经过核心网；
辅连接建立步骤，所述移动性管理实体关联发起辅连接建立，并将辅连接信息通知所述本地接入网关，所述辅连接的路径是从核心网接入网关至本地接入网关。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主连接及辅连接信息包括承载标识及承载状态，所述主连接及辅连接通过使用相同的承载标识关联或使用专用的关联标识进行关联，所述承载状态用激活或空闲表示，或者用主连接或辅连接表示。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主连接建立步骤和所述辅连接建立步骤并行执行，且在所述主连接建立步骤之前，所述移动性管理实体根据接入点名称APN或本地访问标识识别需要建立本地IP访问连接。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述主连接建立及辅连接步骤之后，还包括下行数据转发步骤及承载维护步骤，所述下行数据转发步骤指所述本地接入网关根据所述主连接及辅连接信息为下行数据选择正确的承载并转发；所述承载维护步骤指所述本地接入网关关联修改或释放所述主连接及辅连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述无线侧实体是基站或家用基站；所述移动性管理实体为移动管理单元MME；所述本地接入网关是L-SGW及L-PGW；所述核心网接入网关S-GW，所述主连接建立步骤具体包括：
所述MME向所述L-SGW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为主连接及所述MME为该承载分配的承载标识；
接收到MME发送的消息，所述L-SGW将默认承载建立请求消息连同该承载为主连接的指示一起发送给所述L-PGW，所述L-SGW保存该承载为主连接的指示；
所述L-PGW收到消息后向所述L-SGW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为主连接；
所述L-SGW向所述MME发送默认承载建立响应；
所述辅连接建立步骤具体包括：
所述MME向所述S-GW发送默认承载建立请求，同时在消息中指示该承载为辅连接及所述MME为该承载分配的承载标识，所述MME为辅连接分配的承载标识与所述MME为主连接分配的承载标识相同；或者，所述MME为辅连接分配的承载标识与所述MME为主连接分配的承载标识不同，但所述MME向所述L-SGW或S-GW发送的至少一个默认承载建立请求中携带所述MME分配的专用的关联标识；
接收到所述MME发送的消息，所述S-GW将默认承载建立请求消息连同该承载为辅连接的指示一起发送给所述L-PGW，所述S-GW保存该承载为辅连接指示；
所述L-PGW收到消息后向所述S-GW回复默认承载建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为辅连接；
所述S-GW向所述MME发送默认承载建立响应。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：所述无线侧实体是基站、家用基站或无线网络控制器RNC；所述移动性管理实体及核心网接入网关是服务GPRS支持节点即SGSN；所述本地接入网关是L-GGSN；所述主连接建立的步骤具体包括：
所述SGSN向所述L-GGSN发送PDP上下文建立请求，同时在消息中指示该承载为主连接及对应的承载标识；
接收到所述SGSN发送的消息，所述L-GGSN向所述SGSN回应PDP上下文建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为主连接；
执行无线接入承载建立流程；
所述SGSN返回PDP上下文激活响应消息给终端；
所述辅连接建立的步骤具体包括：
所述SGSN向所述L-GGSN发送PDP上下文建立请求，同时在消息中指示该承载为辅连接及与对应的承载标识，所述辅连接对应的承载标识与所述主连接对应的承载标识相同；或者，所述辅连接对应的承载标识与所述主连接对应的承载标识不同，但所述SGSN向所述L-GGSN发送的至少一个PDP上下文建立请求中携带所述SGSN分配的专用的关联标识；
所述L-GGSN收到消息后向所述SGSN回复PDP上下文建立响应，并根据请求消息中的指示标识该承载为辅连接。
7.一种本地IP访问连接建立的实现系统，其特征在于，对长期演进LTE或通用陆地无线接入网络UTRAN移动通信网络架构，该系统包括移动性管理实体及本地接入网关，其中：
所述移动性管理实体，用于关联发起主连接和辅连接建立以及将主连接及辅连接信息通知所述本地接入网关，所述主连接的路径是从终端至无线侧实体至本地接入网关，数据传输不经过核心网，所述辅连接的路径是从核心网接入网关至本地接入网关；
本地接入网关，用于创建主连接及辅连接并保存主连接及辅连接信息。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述主连接及辅连接信息包括承载标识及承载状态，所述主连接及辅连接通过使用相同的承载标识关联或使用专用的关联标识进行关联，所述承载状态用激活或空闲表示，或者用主连接或辅连接表示。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述本地接入网关还用于根据所述主连接及辅连接信息为下行数据选择正确的承载并转发，以及关联修改或释放所述主连接及辅连接，所述系统还包括核心网接入网关，用于创建辅连接并保存辅连接信息。
10.如权利要求7至9中任一项所述的系统，其特征在于：所述无线侧实体是基站、家用基站、无线网络控制器RNC；所述移动性管理实体是移动管理单元MME、移动交换中心MSC或服务GPRS支持节点；所述本地接入网关是L-SGW和L-PGW，或者L-GGSN；核心网接入网关是S-GW或SGSN。
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