CN102421071A - 一种数据的传输方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据的传输方法和设备，该方法包括：移动性管理实体获取用户面数据和APN信息；所述移动性管理实体根据所述APN信息确定对应的PGW连接信息；所述移动性管理实体根据所述PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW。本发明实施例中，通过将APN信息和用户面数据发送给移动性管理实体，移动性管理实体将用户面数据添加到GTPC消息中，并根据APN信息确定PGW连接信息，从而根据该PGW连接信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送PGW，并最终发送给应用服务器。从而使得小数据量的用户面数据可以通过控制平面的GTPC消息进行传输，提高了网络传输速率，并提高了系统传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据的传输方法和设备。
背景技术
随着Internet的快速发展，为了承载各种新型数据通信业务，在接入网、核心网和传输网等层面进行了相应的演进。当前，随着MTC(Machine-typecommunication，机器类通信)业务的蓬勃发展和对其未来的良好预期，通信网络的演进又获得了重要的推动力。
MTC通信是指通信一方或双方是机器，且机器通过程序控制能自动完成整个通信过程的通信形式。其中，作为一种新型的通信理念，MTC通信的目的是将多种不同类型的通信技术有机结合，并应用于无线移动通信技术，实现机器与机器、机器与人之间进行数据通信和交互的一系列技术及技术组合的总称，因此，MTC通信又称为M2M(Machine-to-machine，机器间)通信。
在现有的3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)网络中，LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统采用了用户面与控制面分离的设计方式，如图1所示的非漫游场景下的3GPP网络架构示意图。其中，控制面信令由MME(Mobile Management Entity，移动管理实体)来管理，负责核心网信令的交互，一般不参与用户面数据的传输。但也有特例，例如，MME从NAS(Non Access Stratum，非接入层)信令消息中解析出用户面Payload(短消息)，然后通过SGs接口进行短消息的传输。
在用户面数据传输过程中，用户面数据由接入网直接与SGW(ServingGateway，服务网关)进行交互，并通过PDN(Packet Data Network，分组数据网)GW(网关)与外部PDN网络进行交互，整个流程不经过MME。如图1所示，在现有协议中，S11接口上只有信令消息传输；在S5接口上，存在与S11接口上一一对应的信令面隧道消息，且在此隧道上只有信令面消息传输。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
现有的MTC小数据量传输过程中，核心网中使用控制面信令进行数据传输的方法在现有的LTE系统中不能实现，即现有的控制面信令不支持用户面数据的传输功能。
发明内容
本发明实施例提供一种数据的传输方法和设备，以通过GTPC消息传输用户面数据，提高了网络传输速率以及传输效率。
为了达到上述目的，本发明实施例提供一种数据的传输方法，包括：
移动性管理实体获取用户面数据和APN信息；
所述移动性管理实体根据所述APN信息确定对应的PGW连接信息；
所述移动性管理实体根据所述PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW。
本发明实施例提供一种数据的传输方法，包括：
用户设备获取APN信息；
所述用户设备将所述APN信息发送给移动性管理实体。
本发明实施例提供一种移动性管理实体，包括：
获取模块，用于获取用户面数据和APN信息；
确定模块，用于根据所述获取模块获取的APN信息确定对应的PGW连接信息；
发送模块，用于根据所述确定模块确定的PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW。
本发明实施例提供一种用户设备，包括：
获取模块，用于获取APN信息；
发送模块，用于将所述获取模块获取的所述APN信息发送给移动性管理实体。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
通过将APN(Access Point Name，接入点名称)信息和用户面数据发送给移动性管理实体，移动性管理实体将用户面数据添加到GTPC消息中，并根据APN信息确定PGW连接信息，从而根据该PGW连接信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送PGW，并最终发送给应用服务器。从而使得小数据量的用户面数据可以通过控制平面的GTPC消息进行传输，提高了网络传输速率，并提高了系统传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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是现有技术中非漫游场景下的3GPP网络架构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种数据的传输方法流程示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种用户设备的结构示意图；
图4是本发明实施例三提供的一种移动性管理实体的结构示意图。
具体实施方式
现有的MTC技术中，某些MTC设备存在一种特性：每次向MTC Server(服务器)发送的数据都是小数据量的数据。在这种情况下，会对传统的3GPP网络数据传输方式将产生较大的影响，即为了发送很少量的数据，需要完成较大量的信令传输，从而导致系统效率低下。
针对上述问题，本发明实施例提供一种数据的传输方法和设备，以通过GTPC(GPRS Tunneling Protocol for Control Plane，控制平面的演进的通用无线分组业务隧道协议)消息来传输NAS消息中携带的用户面数据(小数据量数据)。其中，UE在NAS消息中捎带小数据量数据到MME，然后通过MME-SGW-PGW之间的GTPC消息来传输这些小数据量数据。
进一步的，为了将携带用户面数据的GTPC消息通过MME发送至PGW，MME可以通过查找PDN Connection(连接)或PGW地址的方式确定如何将携带用户面数据的GTPC消息发送给PGW。
下面将结合本发明中的附图，对本发明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的一部分实施例，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做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。
本发明实施例一提供一种数据的传输方法，通过对GTPC协议进行扩展，使得GTPC消息可以传递小数据量的数据(用户面数据)；并对移动性管理实体和PGW进行功能上的扩展，使得移动性管理实体和PGW可以使用GTPC消息进行用户面数据的传输。本发明实施例中，在用户面与控制面进行分离网络架构中，相应的移动性管理实体(例如，SGSN等)均可以采用本发明实施例提供的技术方案进行相应的处理，为了方便描述，本发明实施例中以MME为例进行说明。
进一步的，由于UE和MME之间的NAS消息是基于per UE传输的，MME到PGW之间的用于会话管理的控制面GTPC消息是基于Per PDN连接的，当MME接收到NAS传来的用户面数据之后，并不知道将该用户面数据发送给哪个PDN连接或PDN GW。因此，为了实现使用GTPC消息传递用户面数据的功能，需要解决无法找到对应的PDN连接或PDN GW地址的问题，即MME需要能够确定PDN连接或PDN GW地址，从而实现通过GTPC消息来传递用户面数据的功能。
如图2所示，该数据的传输方法包括以下步骤：
步骤201，用户设备获取APN信息。其中，该用户设备包括但不限于MTC设备(如MTC终端)等。
具体的，对于每个用户设备来说，可以根据实际的需要获取到APN信息，该过程本发明实施例中不再赘述。
步骤202，用户设备通过NAS消息将APN信息和用户面数据发送给MME。
其中，该用户面数据可以为小数据量的用户面数据。
实际应用中，为了将APN信息发送给MME，可以扩展现有的NAS消息，例如，扩展现有的Uplink generic NAS transport消息或者Uplink NAS transport消息来携带APN信息；也可以通过其他消息将APN信息发送给MME，本发明实施例中不再赘述，以通过NAS消息来携带APN信息为例进行说明。
另外，APN信息和用户面数据可以通过NAS消息同时发送给MME，也可以通过不同的消息分别将APN信息和用户面数据发送给MME，在此不再赘述。
步骤203，MME接收来自用户设备的NAS消息，并从NAS消息中获取APN信息和用户面数据。
具体的，当接收到NAS消息后，由于NAS消息中携带了APN信息和用户面数据，则MME可以从NAS消息中解析出用户面数据(即用户面Payload)和APN信息。
步骤204，MME根据APN信息确定对应的PGW连接信息。其中，该PGW连接信息为能够将相关信息发送给PGW的信息，本发明实施例中，该PGW连接信息包括但不限于PDN连接信息或PGW地址信息。
具体的，每个PDN连接信息对应了一个APN信息，且在MME的BearerContext上记录了APN信息与PDN连接信息的对应关系，即MME可根据Bearer Context获知APN信息与PDN连接信息的对应关系，因此，根据该对应关系以及获取的APN信息，MME可以确定对应的PDN连接信息。
另外，每个PGW地址信息对应了一个APN信息，且在MME的BearerContext上记录了APN信息与PGW地址信息的对应关系，即MME可根据Bearer Context获知APN信息与PGW地址信息的对应关系，因此，根据该对应关系以及获取的APN信息，MME可以确定对应的PGW地址信息。
步骤205，MME将用户面数据添加到GTPC消息中。
由于现有的GTPC消息用于传输控制面数据，本发明实施例中，为了对小数据量的用户面数据进行传输，可以对GTPC消息进行扩展，并将用户面数据添加到GTPC消息。
具体的，可以在现有的GTPC消息上进行扩展，以使扩展后的GTPC消息可以携带用户面Payload；也可以增加新的GTPC消息，并通过新的GTPC消息来携带用户面Payload。
本发明实施例中，当获得用户面数据之后，MME可以将用户面数据透明封装到GTPC消息中，即MME不对获得的用户面数据进行任何改动，直接将用户面数据封装到GTPC消息中。
步骤206，MME根据PGW连接信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送给PGW。
具体的，MME可根据PDN连接信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送给PGW；或者，根据PGW地址信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送给PGW。
本发明实施例中，在根据PDN连接信息进行发送时，MME通过该PDN连接将携带了用户面数据的GTPC消息发送给SGW，由SGW根据该PDN连接将携带了用户面数据的GTPC消息发送给PGW。
在根据PGW地址信息进行发送时，MME将PGW地址信息携带在GTPC消息中，并将携带了用户面数据的GTPC消息发送给SGW，由SGW根据PGW的地址信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送给PGW。
步骤207，PGW通过解析该GTPC消息获得用户面数据。
具体的，当接收到携带了用户面数据的GTPC消息后，PGW可以从GTPC消息中将用户面数据解析出来，并获得该用户面数据。
步骤208，PGW将获得的用户面数据发送给应用服务器。
其中，本发明实施例中，根据实际的需要，该应用服务器包括但不限于MTC服务器，为了方便描述，本发明实施例中以MTC服务器为例进行说明。
具体的，当获得用户面数据之后，PGW可以将用户面数据发送到SGi接口，并由SGi接口将该用户面数据发送给MTC服务器。
之后，MTC服务器需要将该用户面数据发送给具体的MTC设备，或由MTC设备到MTC服务器上获取该用户面数据，该处理过程本发明实施例中不再赘述。
综上可以看出，本发明实施例中，通过将APN信息和用户面数据发送给移动性管理实体，移动性管理实体将用户面数据添加到GTPC消息中，并根据APN信息确定PGW连接信息，从而根据该PGW连接信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送PGW，并最终发送给应用服务器。从而使得小数据量的用户面数据可以通过控制平面的GTPC消息进行传输，提高了网络传输速率，并提高了系统传输效率。
为了更加清楚的说明本发明实施例提供的技术方案，以下结合一种具体的应用场景对本发明实施例进行详细说明。本应用场景下，用户设备通过扩展现有的Uplink generic NAS transport消息来携带APN信息。如表1所示的Uplink generic NAS Transport消息的格式：
表1
基于表1所示的Uplink generic NAS transport消息，用户设备可在该Uplink generic NAS transport消息中添加APN信息，并将该Uplink generic NAStransport消息发送给MME。
当接收到该Uplink generic NAS transport消息后，MME即可以获取到APN信息，继而根据该APN信息确定PGW连接信息，并根据该PGW连接信息将携带用户面数据的GTPC消息发送给PGW。
以下结合另一种应用场景对本发明实施例进行详细说明。本应用场景下，用户设备通过扩展现有的Uplink NAS transport消息来携带APN信息。如表2所示的Uplink NAS transport消息的格式：
表2
基于表2所示的Uplink NAS transport消息，用户设备可在该Uplink NAStransport消息中添加APN信息，并将该Uplink NAS transport消息发送给MME。
当接收到该Uplink NAS transport消息后，MME即可以获取到APN信息，继而根据该APN信息确定PGW连接信息，并根据该PGW连接信息将携带用户面数据的GTPC消息发送给PGW。
基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例二中还提供了一种用户设备，如图3所示，包括：
获取模块31，用于获取APN信息。
发送模块32，用于将所述获取模块31获取的所述APN信息发送给移动性管理实体。
所述发送模块32，具体用于将所述APN信息和用户面数据发送给所述移动性管理实体。
所述发送模块32，具体用于通过NAS消息将所述APN信息和用户面数据发送给所述移动性管理实体。
所述NAS消息包括：
携带了所述APN信息的Uplink generic NAS transport消息；
携带了所述APN信息的Uplink NAS transport消息。
其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
可见，本发明实施例中，通过将APN信息和用户面数据发送给移动性管理实体，移动性管理实体将用户面数据添加到GTPC消息中，并根据APN信息确定PGW连接信息，从而根据该PGW连接信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送PGW，并最终发送给应用服务器。从而使得小数据量的用户面数据可以通过控制平面的GTPC消息进行传输，提高了网络传输速率，并提高了系统传输效率。
基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例三中还提供了一种移动性管理实体，如图4所示，包括：
获取模块41，用于获取用户面数据和APN信息；
确定模块42，用于根据所述获取模块41获取的APN信息确定对应的PGW连接信息；
发送模块43，用于根据所述确定模块42确定的PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW。
所述获取模块41，具体用于接收来自用户设备的NAS消息，所述NAS消息中携带了所述用户面数据和APN信息；并从所述NAS消息中获取所述用户面数据和APN信息。
所述PGW连接信息包括：PDN连接信息或PGW地址信息。
所述确定模块42，具体用于根据APN信息与PDN连接信息的对应关系、以及所述APN信息确定对应的PDN连接信息；或者，
根据APN信息与PGW地址信息的对应关系、以及所述APN信息确定对应的PGW地址信息。
所述发送模块43，具体用于将所述用户面数据添加到GTPC消息中，并根据所述PDN连接信息将所述GTPC消息发送给所述PGW；或者，
将所述用户面数据添加到GTPC消息中，并根据所述PGW地址信息将所述GTPC消息发送给所述PGW。
所述发送模块43，具体用于将GTPC消息发送给所述PGW，以供所述PGW通过解析所述GTPC消息获得所述用户面数据，并将所述用户面数据发送给应用服务器。
其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
可见，本发明实施例中，通过将APN信息和用户面数据发送给移动性管理实体，移动性管理实体将用户面数据添加到GTPC消息中，并根据APN信息确定PGW连接信息，从而根据该PGW连接信息将携带了用户面数据的GTPC消息发送PGW，并最终发送给应用服务器。从而使得小数据量的用户面数据可以通过控制平面的GTPC消息进行传输，提高了网络传输速率，并提高了系统传输效率。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种数据的传输方法，其特征在于，包括：
移动性管理实体获取用户面数据和APN信息；
所述移动性管理实体根据所述APN信息确定对应的PGW连接信息；
所述移动性管理实体根据所述PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体获取用户面数据和APN信息，包括：
所述移动性管理实体接收来自用户设备的NAS消息，所述NAS消息中携带了所述用户面数据和APN信息；
所述移动性管理实体从所述NAS消息中获取所述用户面数据和APN信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PGW连接信息包括：PDN连接信息或PGW地址信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体根据所述APN信息确定对应的PGW连接信息，包括：
所述移动性管理实体根据APN信息与PDN连接信息的对应关系、以及所述APN信息确定对应的PDN连接信息；或者，
所述移动性管理实体根据APN信息与PGW地址信息的对应关系、以及所述APN信息确定对应的PGW地址信息。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体根据所述PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW，包括：
所述移动性管理实体将所述用户面数据添加到GTPC消息中，并根据所述PDN连接信息将所述GTPC消息发送给所述PGW；或者，
所述移动性管理实体将所述用户面数据添加到GTPC消息中，并根据所述PGW地址信息将所述GTPC消息发送给所述PGW。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动性管理实体根据所述PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW，之后还包括：
所述PGW通过解析所述GTPC消息获得所述用户面数据，并将所述用户面数据发送给应用服务器。
7.一种数据的传输方法，其特征在于，包括：
用户设备获取APN信息；
所述用户设备将所述APN信息发送给移动性管理实体。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用户设备将所述APN信息发送给移动性管理实体，包括：
所述用户设备将所述APN信息和用户面数据发送给所述移动性管理实体。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用户设备将所述APN信息和用户面数据发送给所述移动性管理实体，包括：
所述用户设备通过NAS消息将所述APN信息和用户面数据发送给所述移动性管理实体。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述NAS消息包括：
携带了所述APN信息的Uplink generic NAS transport消息；
携带了所述APN信息的Uplink NAS transport消息。
11.一种移动性管理实体，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取用户面数据和APN信息；
确定模块，用于根据所述获取模块获取的APN信息确定对应的PGW连接信息；
发送模块，用于根据所述确定模块确定的PGW连接信息将所述用户面数据发送给PGW。
12.如权利要求11所述的移动性管理实体，其特征在于，
所述获取模块，具体用于接收来自用户设备的NAS消息，所述NAS消息中携带了所述用户面数据和APN信息；并从所述NAS消息中获取所述用户面数据和APN信息。
13.如权利要求11所述的移动性管理实体，其特征在于，所述PGW连接信息包括：PDN连接信息或PGW地址信息。
14.如权利要求13所述的移动性管理实体，其特征在于，
所述确定模块，具体用于根据APN信息与PDN连接信息的对应关系、以及所述APN信息确定对应的PDN连接信息；或者，
根据APN信息与PGW地址信息的对应关系、以及所述APN信息确定对应的PGW地址信息。
15.如权利要求13所述的移动性管理实体，其特征在于，
所述发送模块，具体用于将所述用户面数据添加到GTPC消息中，并根据所述PDN连接信息将所述GTPC消息发送给所述PGW；或者，
将所述用户面数据添加到GTPC消息中，并根据所述PGW地址信息将所述GTPC消息发送给所述PGW。
16.如权利要求11所述的移动性管理实体，其特征在于，
所述发送模块，具体用于将GTPC消息发送给所述PGW，以供所述PGW通过解析所述GTPC消息获得所述用户面数据，并将所述用户面数据发送给应用服务器。
17.一种用户设备，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取APN信息；
发送模块，用于将所述获取模块获取的所述APN信息发送给移动性管理实体。
18.如权利要求17所述的用户设备，其特征在于，
所述发送模块，具体用于将所述APN信息和用户面数据发送给所述移动性管理实体。
19.如权利要求18所述的用户设备，其特征在于，
所述发送模块，具体用于通过NAS消息将所述APN信息和用户面数据发送给所述移动性管理实体。
20.如权利要求19所述的用户设备，其特征在于，所述NAS消息包括：
携带了所述APN信息的Uplink generic NAS transport消息；
携带了所述APN信息的Uplink NAS transport消息。
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