CN102761919A - 一种网关的选择方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网关的选择方法及系统，避免需要关联到本地网关的节点在切换后无法正常工作。所述方法包括：在切换过程中，目标基站在获知当前切换终端为需要关联到本地网关的节点时，向移动性管理实体(MME)发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述MME接收到所述必要信息后，根据所述必要信息为所述终端选择本地网关。所述系统包括位于目标基站的第一装置以及位于MME的第二装置。采用本发明方法使MME能够为用户终端正确的选择GW。

Description

一种网关的选择方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种网关的选择方法及系统。

背景技术

目前，第三代伙伴组织计划(Third Generation Partnership Projects，简称为3GPP)推出高级长期演进(Long-Term Evolution advance，简称为LTE-Advanced)标准。LTE-Advanced对于长期演进(Long-Term Evolution，简称为LTE)的演进保留了LTE的核心，并在此基础上采用一系列技术对频域、空域进行了扩充，以达到提高频谱利用率、增加系统容量等目的。

基础的网络架构如图1所示，包括网元和标准化的接口。在高层，该网络是由核心网和演进全球陆地无线接入网络(Evolved Universal TerrestrialRadio Access Network，简称E-UTRAN)组成的。核心网主要包括的逻辑节点有移动性管理实体(Mobility Management Entity，简称MME，是处理UE与核心网之间信令交互的控制节点)、服务网关(Serving Gateway，简称S-GW，用于传送用户互联网协议数据包)和分组数据网网关(Packet DataNetwork Gate Way，简称P-GW，负责用户互联网协议地址分配和业务质量的保证)，核心网整体负责对UE的全面控制和有关承载的建立。

用户终端(User Equipment，简称UE)通过无线链路与E-UTRAN相连，E-UTRAN主要包含基站(E-UTRAN NodeB，简称eNB)，是UE的用户面与控制面的终点。基站通过S1接口连接到核心网，具体来讲，eNBs与MME相连的接口称为S1-MME，该接口上主要传输控制面信令；与S-GW相连的接口称为S1-U，该接口上主要传输用户面数据；S-GW与P-GW通过S5/S8接口相连。当UE接入网络或发生切换时，MME负责基于网络的拓扑结构或注册信息等为UE选择S-GW与P-GW(S-GW的选择发生在切换程序中的切换完成阶段，切换过程中P-GW不变)。具体而言，UE切换完成阶段的步骤如图2所示(此处以切换时S-GW未变更为例)，包括以下步骤：

步骤201：源基站向目标基站请求资源(切换准备)，获得允许后调度UE切换到目标基站(切换执行)；

步骤202：UE切换至目标基站后，目标基站向MME发送路径转换请求消息以向MME通知该UE已变更小区，MME决定核心网侧的S-GW可以继续为该UE服务；

步骤203：MME根据接收到的路径转换请求消息中的承载信息与S-GW间交互切换后承载变更的信息，S-GW根据MME通知的信息选择是否与P-GW间交互承载信息；

步骤204：MME向目标基站回复路径转换请求确认消息，目标基站根据其中所含的承载信息做出相应的操作。

可见，MME默认选择核心网侧的GW为UE服务。

随着网络架构的演进，当网络中部署有中继节点(Relay Node，简称RN)时。RN对接入其小区的UE提供与普通eNB类似的功能和服务，并通过无线接口以类似于普通UE的方式接入一个服务于它的eNB，服务于RN的基站称为宿主基站(Donor eNB，简称DeNB)，其内嵌入了S-GW与P-GW以缩短用户面，即DeNB为RN与核心网节点间提供了S1代理功能，也就是说，对于该RN而言，其S-GW和P-GW都位于接入网本地。具体架构如图3所示，其中，支持RN的本地GW(local GW)与RN的MME间的接口称为S11接口。

但是，现有技术中，当RN具有移动切换功能时，在其切换到另一基站后，将会出现该RN无法正常工作的情况，从而使该RN服务的UE的业务受到影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种网关的选择方法及系统，避免需要关联到本地网关的节点在切换后无法正常工作。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种网关的选择方法，包括：

在切换过程中，目标基站在获知当前切换终端为需要关联到本地网关的节点时，向移动性管理实体(MME)发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述MME接收到所述必要信息后，根据所述必要信息为所述终端选择本地网关。

进一步地，所述本地网关是指位于接入网侧的与所述目标基站关联的网关。

进一步地，所述本地网关包括服务网关(S-GW)和/或分组数据网网关(P-GW)。

进一步地，所述向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息的步骤包括：所述目标基站通过一条或多条消息向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述消息包括：路径转换请求消息，或切换过程中的其他S1消息，或新的S1消息。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及以下信息的任意一种：所述本地网关地址信息；所述目标基站的eNB身份标识；用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述本地网关地址信息时，所述MME根据所述必要信息为所述终端选择本地网关的步骤包括：所述MME根据所述本地网关地址信息，为所述身份标识指示的终端选择所述本地网关地址信息所指示的本地网关。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述目标基站的eNB身份标识时，所述MME根据所述必要信息为所述终端选择本地网关的步骤包括：所述MME根据所述目标基站的eNB身份标识，查找预存的目标基站的eNB身份标识与本地网关的关联关系表，或查找预存的与所述目标基站地理位置邻近的本地网关的列表，为所述身份标识指示的终端选择本地网关。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识时，所述MME根据所述必要信息为所述终端选择本地网关的步骤包括：所述MME根据所述指示标识，确定与所述目标基站关联的本地网关，将所述本地网关作为所述身份标识指示的终端的网关。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种网关的选择系统，包括第一装置和第二装置，其中：

所述第一装置，位于目标基站，其用于在切换过程中，在获知当前切换终端为需要关联到本地网关的节点时，向移动性管理实体(MME)发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息；

所述第二装置，位于所述MME，其用于接收到所述必要信息后，根据所述必要信息为所述终端选择本地网关。

进一步地，所述本地网关是指位于接入网侧的与所述目标基站关联的网关。

进一步地，所述本地网关包括服务网关(S-GW)和/或分组数据网网关(P-GW)。

进一步地，所述第一装置采用以下方式向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息：所述第一装置通过一条或多条消息向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述消息包括：路径转换请求消息，或切换过程中的其他S1消息，或新的S1消息。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及以下信息的任意一种：所述本地网关地址信息；所述目标基站的eNB身份标识；用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述本地网关地址信息；所述第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：所述第二装置根据所述本地网关地址信息，为所述身份标识指示的终端选择所述本地网关地址信息所指示的本地网关。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述目标基站的eNB身份标识；所述第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：所述第二装置根据所述目标基站的eNB身份标识，查找预存的目标基站的eNB身份标识与本地网关的关联关系表或查找预存的与所述目标基站地理位置邻近的本地网关的列表，为所述身份标识指示的终端选择本地网关。

进一步地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识；所述第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：所述第二装置根据所述指示标识，确定与所述目标基站关联的本地网关，将所述本地网关作为所述身份标识指示的终端的网关。

本发明实施例通过在切换过程中，由目标基站根据用户终端的架构需求，将能够使得MME为该终端正确选择本地GW的必要信息发送给MME，该MME依据目标基站发送的信息，能够为该用户终端正确的选择GW。

不论在源基站处是否关联本地GW，只要发生切换后需要为终端选择关联到本地GW，均可采用本发明实施例所述方法。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是基础的网络架构示意图；

图2是基础网络架构中的切换完成部分；

图3是中继节点的架构示意图；

图4是根据本发明优选实施例一的流程图；

图5是根据本发明优选实施例二的流程图；

图6是根据本发明优选实施例三的流程图。

具体实施方式

对现有技术进行分析，现有技术中，MME需要为RN选择关联到本地的GW，而不再选择关联到核心网侧的GW，当用户终端(RN)接入网络时，服务基站可在初始UE消息(Initial UE message)中向MME发送终端身份指示及本地的S-GW和/或P-GW地址，MME即能够基于该地址为该RN选择到正确的本地S-GW和/或P-GW。而当RN具有移动切换功能后，如果该RN切换到了另一基站(目标基站)，MME由于不知道应为该RN选择本地GW的需求以及选择所需的必要信息，也就无法为该RN正确的选择本地GW，从而造成该RN无法正常工作的缺陷，使该RN服务的UE的业务受到影响。

以上缺陷不止存在于RN，对于其他需要关联到本地网关的节点，均存在上述问题。

为克服上述缺陷，本发明提供的方案包括：

在切换过程中，目标基站在获知当前切换终端需要关联到本地网关的节点时，向MME发送为所述终端选择本地GW时需要的必要信息，所述MME接收到所述必要信息后，根据所述必要信息为所述终端选择本地GW。

本地GW是指接入网侧的与目标基站关联的GW，MME为该终端选择的本地GW可以嵌入在目标基站中、也可以在地理位置上与目标基站邻近。本地GW包括S-GW和/或P-GW，其中，S-GW与P-GW可以是独立的两个网元、也可以是合二为一体的实体；S-GW地址与P-GW地址可能相同、也可能不同。

所述目标基站向MME发送上述必要信息的消息可以是路径转换请求(PATH SWITCH REQUEST)消息或切换过程中的其他S1消息，也可能是一条新的S1消息。

所述必要信息包括用户终端的身份标识，该身份标识用于MME区分该特定终端与其他普通终端，即用于使MME获知该终端为需要关联到本地网关的节点；该必要信息还包括以下信息的任意一种：(1)能够明确指示目标基站侧本地GW的信息，该信息例如可以是本地S-GW及P-GW地址信息，MME根据该地址信息的直接选择GW；(2)目标基站的eNB身份标识(evolved NodeB Identifier，简称eNB ID)，MME可根据eNB ID选择与之相关联(如地理位置邻近或已预配置了关联信息)的本地GW；(3)一个用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识，MME可根据该指示标识获知应为该用户终端正确选择的本地GW。

实现上述方法的系统包括第一装置和第二装置，其中：

所述第一装置，位于目标基站，用于在切换过程中，在获知当前切换终端为需要关联到本地网关的节点时，向移动性管理实体(MME)发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息；

所述第二装置，位于所述MME其用于接收到所述必要信息后，根据所述必要信息为所述终端选择本地网关。

优选地，该本地网关是指位于接入网侧的与所述目标基站关联的网关。进一步地，该本地网关包括服务网关(S-GW)和/或分组数据网网关(P-GW)。

优选地，该第一装置采用以下方式向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息：第一装置通过一条或多条消息向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述消息包括：路径转换请求消息，或切换过程中的其他S1消息，或新的S1消息。

优选地，所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述本地网关地址信息；该第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：该第二装置根据所述本地网关地址信息，为所述身份标识指示的终端选择所述本地网关地址信息所指示的本地网关。

优选地，该必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述目标基站的eNB身份标识；该第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：该第二装置根据所述目标基站的eNB身份标识，查找预存的目标基站的eNB身份标识与本地网关的关联关系表或查找预存的与所述目标基站地理位置邻近的本地网关的列表，为所述身份标识指示的终端选择本地网关。

优选地，该必要信息包括所述终端的身份标识，以及用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识；该第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：该第二装置根据所述指示标识，确定与所述目标基站关联的本地网关，将所述本地网关作为所述身份标识指示的终端的网关。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

如果用户终端执行基站间的切换，根据该终端特定的架构(或其他需求例如为减小核心网负荷等)，该用户终端切换后应与目标基站侧的本地GW相关联，而非与原有基础架构中的核心网侧GW相关联，目标基站可以将终端身份标识和本地GW地址信息通过S1消息发送给MME。具体步骤如图4所示：

步骤401：用户终端由源基站切换至目标基站，且目标基站侧具有关联的本地GW，目标基站可从内部获取或预配置本地S-GW和P-GW的地址；

目标基站侧的本地GW包括本地S-GW和/或本地P-GW，S-GW和P-GW可能是单独的两个网元、也可能合为一个实体；两者的地址可能相同、也可能不同；GW可能嵌入在目标基站内、也可能位于目标基站附近。

步骤402：对于有需要关联到本地GW这种架构需求的终端(如RN)，目标基站将该用户终端的身份标识和本地GW地址信息携带在S1消息中发送给MME；

发送的消息可以是路径转换请求(PATH SWITCH REQUEST)消息，也可以是切换过程中的其他S1消息，或者是一条新的S1消息。

身份标识和GW地址可以包含在一条S1消息中，也可以分别传送。比如在切换准备或切换执行阶段，目标基站将能够说明该终端的架构类型或身份的标识通知给MME；在切换完成阶段，目标基站再发送本地GW的地址。

步骤403：MME根据接收到GW地址为该身份标识指示的用户终端(如RN)选择本地GW，以符合该终端的架构需求，使得接下来的通信传输能够正确进行；MME可通过回复对应的确认消息(如路径转换请求确认消息，PATH SWITCH REQUEST ACK)通知给基站。

实施例二

如果用户终端执行基站间的切换，根据该终端特定的架构(或其他需求)，该用户终端切换后应与目标基站侧的本地GW相关联，目标基站可以将终端的身份标识和目标基站的eNB ID通过S1消息发送给MME。具体步骤如图5所示：

步骤501：用户终端由源基站切换至目标基站，目标基站侧具有关联的本地GW；

目标基站可从内部获取或预配置与本地GW的关联关系；

目标基站侧的本地GW包括本地S-GW和/或P-GW，本地S-GW和P-GW可能是单独的两个网元、也可能合为一个实体；两者的地址可能相同、也可能不同；GW可能嵌入在目标基站内、也可能位于目标基站附近。

步骤502：对于有需要关联到本地GW这种架构需求的终端(如RN)，目标基站将该用户终端的身份标识和自身的eNB ID携带在S1消息中发送给MME；

发送的消息可以是路径转换请求(PATH SWITCH REQUEST)消息，也可以是切换过程中的其他S1消息，或者是一条新的S1消息。

身份标识和目标基站的eNB ID可以包含在一条S1消息中，也可以分别传送。比如在切换准备或切换执行阶段，目标基站将能够说明该终端的架构类型或身份的标识通知给MME；在切换完成阶段，目标基站再发送自身的eNB ID。

步骤503：MME根据接收到的eNB ID找到与该基站关联的本地GW(可以通过预配置的基站的eNB身份标识与本地GW的关联关系表、或已知的与该基站地理位置邻近的本地GW的列表)，从而为身份标识所指示的终端正确的选择本地GW，以符合该终端的架构需求，使得接下来的通信传输能够正确进行；MME可通过回复对应的确认消息(如路径转换请求确认消息，PATH SWITCH REQUEST ACK)通知给基站。

该基站eNB身份标识与本地网关的关联关系表或与该基站地理位置邻近的本地网关的列表可以是预存在MME上的。

实施例三

如果用户终端执行基站间的切换，根据该终端特定的架构(或其他需求)，该用户终端切换后应与目标基站侧的本地GW相关联，目标基站可以将终端的身份标识和指示标识通过S1消息发送给MME，该指示标识唯一指示与目标基站有关联关系的某一本地GW。具体步骤如图6所示：

步骤601：用户终端由源基站切换至目标基站，目标基站侧具有关联的本地GW；

目标基站可从内部获取或预配置与其本地GW的关联关系，并以一个指示标识来指示与目标基站有关联关系的本地GW；

目标基站侧的本地GW包括本地S-GW和/或本地P-GW，S-GW和P-GW可能是单独的两个网元、也可能合为一个实体；两者的地址可能相同、也可能不同；GW可能嵌入在目标基站内、也可能位于目标基站附近。

步骤602：对于有需要关联到本地GW这种架构需求的终端(如RN)，目标基站将该用户终端的身份标识和该用于指示与目标基站有关联关系的本地网关的指示标识携带在S1消息中发送给MME；

发送的消息可以是路径转换请求(PATH SWITCH REQUEST)消息，也可以是切换过程中的其他S1消息，或者是一条新的S1消息。

身份标识和指示标识可以包含在一条S1消息中，也可以分别传送。比如在切换准备或切换执行阶段，基站将能够说明该终端的架构类型或身份的标识通知给MME；在切换完成阶段，目标基站再发送该指示标识。

步骤603：MME通过接收到的指示标识唯一确定与目标基站关联的本地GW，将该本地GW选择为该终端的GW，以符合该终端的架构需求，使得接下来的通信传输能够正确进行；MME可通过回复对应的确认消息(如路径转换请求确认消息，PATH SWITCH REQUEST ACK)通知给基站。

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。

Claims (16)

1.一种网关的选择方法，包括：

在切换过程中，目标基站在获知当前切换终端为需要关联到本地网关的节点时，向移动性管理实体(MME)发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述MME接收到所述必要信息后，根据所述必要信息为所述终端选择本地网关。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述本地网关是指位于接入网侧的与所述目标基站关联的网关。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述本地网关包括服务网关(S-GW)和/或分组数据网网关(P-GW)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息的步骤包括：

所述目标基站通过一条或多条消息向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述消息包括：路径转换请求消息，或切换过程中的其他S1消息，或新的S1消息。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及以下信息的任意一种：所述本地网关地址信息；所述目标基站的eNB身份标识；用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述本地网关地址信息时，所述MME根据所述必要信息为所述终端选择本地网关的步骤包括：

所述MME根据所述本地网关地址信息，为所述身份标识指示的终端选择所述本地网关地址信息所指示的本地网关。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述目标基站的eNB身份标识时，所述MME根据所述必要信息为所述终端选择本地网关的步骤包括：

所述MME根据所述目标基站的eNB身份标识，查找预存的目标基站的eNB身份标识与本地网关的关联关系表，或查找预存的与所述目标基站地理位置邻近的本地网关的列表，为所述身份标识指示的终端选择本地网关。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识时，所述MME根据所述必要信息为所述终端选择本地网关的步骤包括：

所述MME根据所述指示标识，确定与所述目标基站关联的本地网关，将所述本地网关作为所述身份标识指示的终端的网关。

9.一种网关的选择系统，包括第一装置和第二装置，其中：

所述第一装置，位于目标基站，其用于在切换过程中，在获知当前切换终端为需要关联到本地网关的节点时，向移动性管理实体(MME)发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息；

所述第二装置，位于所述MME，其用于接收到所述必要信息后，根据所述必要信息为所述终端选择本地网关。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述本地网关是指位于接入网侧的与所述目标基站关联的网关。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于：

所述本地网关包括服务网关(S-GW)和/或分组数据网网关(P-GW)。

12.如权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述第一装置采用以下方式向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息：

所述第一装置通过一条或多条消息向MME发送为所述终端选择本地网关时需要的必要信息，所述消息包括：路径转换请求消息，或切换过程中的其他S1消息，或新的S1消息。

13.如权利要求9-12中任一权利要求所述的系统，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及以下信息的任意一种：所述本地网关地址信息；所述目标基站的eNB身份标识；用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述本地网关地址信息；所述第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：

所述第二装置根据所述本地网关地址信息，为所述身份标识指示的终端选择所述本地网关地址信息所指示的本地网关。

15.如权利要求13所述的系统，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及所述目标基站的eNB身份标识；所述第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：

所述第二装置根据所述目标基站的eNB身份标识，查找预存的目标基站的eNB身份标识与本地网关的关联关系表或查找预存的与所述目标基站地理位置邻近的本地网关的列表，为所述身份标识指示的终端选择本地网关。

16.如权利要求13所述的系统，其特征在于：

所述必要信息包括所述终端的身份标识，以及用于指示与所述目标基站有关联关系的某本地网关的指示标识；所述第二装置采用以下方式根据所述必要信息为所述终端选择本地网关：

所述第二装置根据所述指示标识，确定与所述目标基站关联的本地网关，将所述本地网关作为所述身份标识指示的终端的网关。

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