CN102870487A - 数据交换建立方法和装置、数据交换方法和装置、承载节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据交换建立方法和装置、数据交换方法和装置、承载节点，解决了两个终端之间频繁通信，数据交换路径复杂，资源浪费的问题。数据交换建立方法，包括：确定本地终端与对方终端的位置关系；根据所述位置关系，本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地交换路径。数据交换方法包括：本地终端将数据发送给本地承载节点；本地承载节点根据所述数据的承载信息，将数据发送到本地交换路径；数据通过本地交换路径到达对方终端。当相互通信的终端1与终端2在本地都建立有本地交换路径后，缩短了双向的通信路径，节省了通信资源。

Description

数据交换建立方法和装置、 数据交换方法和装置、 承栽节点 技术领域

本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种数据交换建立方法和装置、 数 据交换方法和装置、 承载节点。 背景技术

EPS ( Evolved Packet Sys tem, 演进分组系统） 系统中， QoS ( Qua l i ty of Service业务质量）控制的基本粒度是 EPS承载（Bearer) , 即相同承载上的 所有数据流将获得相同的 QoS保障（如调度策略， 緩冲队列管理， 链路层配 置等）， 不同的 QoS保障需要不同类型的 EPS承载来提供。

EPS承载包括默认承载和专有承载。 与默认承载不同， 专有承载的建立， 是为了满足用户特定 QoS 的需求。 专有承载建立之前， 必须存在相应的默认 承载。

现有 SAE ( Sys tem Archi tecture Evo lut ion系统架构演进） /LTE ( Long Term Evolut ion长期演进）通信方式中， 终端 （ UE或 MTC Dev ice 能够面向 机器通信的终端）接入网络后， 进行网络附着的同时， 为该用户建立一个非 固定数据速率的默认承载， 保证其基本的业务需求； 一般来说， 每个 PDN ( Packe t Da ta Ne twork 分组数据网络）连接都对应着一个默认承载和一个 IP 地址。

为了给相同 IP地址的终端提供具有不同 QoS保障的业务， 如视频通话， 语音业务， 数据业务等， 需要在终端和 PDN之间再建立一个或多个专有承载。

如图 1所示， 基站通过创建无线承载与 S1承载之间的绑定， 实现无线 承载与 S1承载之间的——映射； S-GW通过创建 S1承载与 S5/S8承载之间的 绑定， 实现 S1承载与 S5/S8承载之间的——映射。 最终， EPS承载数据通过 无线承载、 S1承载以及 S5/S8承载的级联， 实现了终端与 PDN之间连接业务 的支持。 PDN 指的是外部的数据网络 （相对于 SAE/LTE 运营商而言）， 例如 Interne t , 企业专用数据网等。 APN ( Acces s Point Name接入点名称） 的值 作为 PDN网络的标识。

当网络中的两个终端， 终端 1与另一终端 2通信时， 终端 1发送的数据 会沿承载发往本地 P-GW; 本地 P-GW根据数据携带的终端 2的 IP地址信息， 将数据发送到达终端 2的 P-GW (中间通过 IP路由）； P-GW对数据进行过滤， 将数据匹配到为终端 2建立的承载上； 然后数据延承载下发到终端 2 (如果终 端 2处于 idle状态， 其间还有触发寻呼的过程）。

终端 2到终端 1的数据发送过程类似。

现有终端 1与终端 2的数据交换路径复杂 ,如果二者在相同的 P-GW或 S-GW 甚至 eNB下频繁的通信， 复杂的数据通信路径会浪费大量的通信资源。 发明内容

本发明的实施例提供一种数据交换建立方法和装置、 数据交换方法和装 置、 承载节点。

本发明的实施例釆用如下技术方案：

数据交换建立方法， 包括：

确定本地终端与对方终端的位置关系；

根据所述位置关系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地交换 路径。

数据交换方法， 包括：

本地终端将数据延承载发送给本地承载节点；

本地承载节点根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换路径； 数据通过本地交换路径到达对方终端。

数据交换建立装置， 包括：

位置关系获取模块， 用于获取本地终端与对方终端的位置关系； 本地交换路径建立模块， 用于根据所述位置关系， 本地承载节点与对方 对应的承载节点建立本地交换路径。 数据交换装置， 包括：

数据接收模块， 用于接收本地终端发送的数据；

数据发送模块， 根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换路径； 数据传送模块， 数据通过本地交换路径到达对方终端。

承载节点， 包括： 上述数据交换建立装置和数据交换装置。

终端 1 的节点作为发起方， 与终端 2的承载节点建立本地交换路径。 终 端 1要将数据发送到终端 2时， 数据从终端 1发送到本地承载节点后， 经本 地交换路径直接到达对方对应的承载节点； 数据经该承载节点到达终端 2。避 免了本地承载节点到本地 P-GW, 本地 P-GW到终端 2的 P-GW; 终端 2的 P-GW 到终端 2的承载节点完整传输路经传输而浪费的资源。

同理， 终端 1的承载节点作为发起方， 也可以与终端 1的承载节点建立 本地交换路径。 终端 2的数据发送到终端 1时， 也会节省传输路径。

当相互通信的终端 1与终端 1在本地都建立有本地交换路径后， 缩短了 双向的通信路径， 节省了通信资源。 附图说明

图 1为终端与 PDN之间承载连接示意图；

图 2为数据交换建立方法流程图；

图 3为本地终端与对方终端在同一个 P-GW, 不同 S-GW下场景示意图； 图 4为本地终端与对方终端在同一个 S-GW, 不同 eNB下场景示意图； 图 5为本地终端与对方终端在同一个 eNB下场景示意图；

图 6为本地终端与对方终端在同一个 P-GW, 不同 S-GW下， 通过默认^载 建立本地交换路径的流程图；

图 7为本地终端与对方终端在同一个 P-GW, 不同 S-GW下， 通过专有承载 建立本地交换路径的流程图；

图 8为本地终端与对方终端在同一个 S-GW, 不同 eNB下， 通过默认 载 建立本地交换路径的流程图；

图 9为本地终端与对方终端在同一个 S-GW, 不同 eNB下， 通过专有承载 建立本地交换路径的流程图；

图 10为本地终端与对方终端在同一个 eNB下， 通过默认^载建立本地交 换路径的流程图；

图 11为本地终端与对方终端在同一个 eNB下， 通过专有承载建立本地交 换路径的流程图；

图 12为数据交换方法流程图；

图 13为数据交换建立方法另一实施例流程图；

图 14为数据交换方法另一实施例流程图；

图 15本地承载节点过滤数据的流程图；

图 16为数据交换建立装置的结构示意图；

图 17为数据交换装置的结构示意图； 图 18为承载节点的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例数据交换建立方法和数据交换方法进行详 细描述。

如图 2所示， 数据交换建立方法， 包括：

201、 确定本地终端与对方终端的位置关系；

本发明应用场景： 终端 1希望与终端 2建立通信； 终端 1到 PDN (为了便 于区分， 下面称为： 第二 PDN)的承载（为了便于区分， 下面称为： 第二承载） 已建立； 终端 1称为本地终端， 终端 2称为对方终端。

终端 1所在移动管理实体或分组数据网关确定终端 1的位置信息。终端 1 位置信息的确定方法包括： 1、 根据终端 2的 IP地址推断终端 2的位置（处 于 S-GW1下或 eNB2下等）； 2、 才艮据终端 1的 IMSI (国际移动用户识别码）或 SIP URI ( Session Initiated Protocol, 会话发起十办议, Uniform Resource Identifier, 通用资源标识）或 FQDN ( Fully Qualified Domain Name, 全称 域名 )等推断出终端 2的位置信息； 3、 根据终端 1携带终端 2的信息； 4、 或者从签约， PCRF, IMS系统，或者 MTC Server / MTC Appl ica t ion等其他实 体获得该信息或使用其他方式获知。

终端 2 的位置确定后， 移动管理实体或分组数据网关确定就可以确定终 端 1与终端 2的位置关系。 该位置关系包括： 1、 本地终端与对方终端归属同 一个分组数据网络网关 P-GW, 但归属不同的服务网关 S-GW, 如图 3所示； 1、 本地终端与对方终端归属同一个 S-GW, 但归属于不同的演进型基站 eNB, 如 图 4所示； 3、 本地终端与对方终端归属同一个演进型基站 eNB下， 如图 5所 示。

202、 根据所述位置关系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地 交换路径

终端 1 可以在建立或修改默认承载时建立本地交换路径， 也可以在建立 或修改专有承载时建立本地交换路径。 根据终端 1与终端 2的不同位置关系 建立本地交换路径的过程如下：

首先，本地终端与对方终端如果为本地终端与对方终端归属同一个 P-GW, 但归属不同的 S-GW。

第一种情况可以为终端 1在建立默认承载时建立本地交换路径。

默认承载一般由移动管理实体发起， 移动管理实体通过默认承载建立的 方式建立本地交换路径过程如下：

如图 6所示， 601、 移动管理实体 MME发送会话建立请求给本地服务网关 S-GW, 该请求携带本地交换信息， 所述本地交换信息包括： 对方终端的信息， 如对方终端的标识 /身份信息（如 IMSI或 IP地址）或位置信息等， 还可能包 括如何建立本地交换承载的信息， 如 P-GW是否分配自己的用户面， P-GW提供 对方终端的 S5/S8给 S-GW的指令等；

移动管理实体设置本地交换信息， 本地交换信息可以从签约或终端 1 的 业务请求或 PCRF或 IMS或 MTC Server或 MTC Appl ica t ion等事先获取。

602、 本地服务网关发送会话建立请求给本地分组数据网络网关， 该请求 携带本地交换信息和下行用户面信息 （即本地服务网关为终端 1 分配的 GTP 隧道信息， 如 IP和 TEID )。

本地交换信息用于建立终端 1到终端 2的本地交换路径；

本发明的方法可以应用在隧道技术。 使用隧道传递的数据可以是不同协 议的数据帧或包， 隧道协议将这些其它协议的数据帧或包重新封装在新的包 头中发送， 一旦到达网络终点， 数据将被解包并转发到最终目的地。

隧道上设置有若干个承载节点； 上层承载节点 （上、 下层承载节点是相 对的： 基站是服务网关的下层承载节点； 服务网关是分组数据网关的下层承 载节点； 分组数据网关是服务网关的上层承载节点； 服务网关是基站的上层 承载节点）根据下行用户面信息选择下层承载节点； 下层承载节点确定后， 将数据发送到上、 下层承载节点确定的隧道。 同理， 下层承载节点根据上行 用户面信息选择上层承载节点； 上层承载节点确定后， 将数据发送到上、 下 层承载节点确定的隧道。

603、本地分组数据网络网关从所述本地交换信息，得到对方终端的信息， 如标识；

根据对方终端的信息获取对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地址 和 TEID (该信息记录在分组数据网络网关中）， 还可能参考对应的 QoS信息， 以使得获取对应 QoS的承载信息 （即下行用户面 IP地址和 TEID );

本地分组数据网络网关即终端 1所在的分组数据网关；对方终端即终端 2 , 对方终端的信息即上文提到的终端 2的标识或 IP地址； 在此处是指： 终端 2 对应 S5/S8 载的下行用户面 IP地址和 TEID

604、 本地分组数据网络网关向服务网关发送建立会话响应， 该响应携带 上行用户面信息， 上行用户面信息包括 IP地址和 TEID, 具体到 604步骤 IP 地址和 TEID的值等于对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地址和 TEID, 而不必由 P-GW分配自己的上行用户面 IP地址和 TEID;

605、本地服务网关设置本地终端 S 5 / S 8承载的上行用户面 I P地址和 TE I D 等于对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地址和 TEID;

这样， 从本地服务网关发送的上行数据就可以直接到达对方终端的服务 网关， 而不需经过本地分组数据网络网关， 缩短了通信传输路径。

606、 本地服务网关向移动管理实体发送建立会话响应， 该响应携带有本 地终端 S1 载的上行用户面 IP地址和 TEID。

建立无线接入承载的过程忽略。

移动管理实体作为发起方， 通过默认承载建立的方式建立本地交换路径 的过程介绍完毕。

第二种情况可以为终端 1在建立专有承载时建立本地交换路径。

专有承载由分组数据网关发起。 分组数据网关通过专有承载建立 /修改的 方式建立本地交换路径的过程如下： （本地案也适用于修改默认承载来建立 本地交换路径 )

如图 7 所示， 分组数据网关获取本地交换信息， 所述本地交换信息包括 对方终端的信息， 如对方终端的标识 /身份信息（如 IMSI或 IP地址）或位置 信息等， 还可能包括如何建立本地交换承载的信息， 如 P-GW是否分配自己的 用户面， P-GW提供对方终端的 S5/S8给 S-GW的指令等。 该本地交换信息从签 约或终端 1的请求或 PCRF或 IMS或 MTC Server或 MTC Appl i ca t ion或预先 配置在 P-GW等事先获取。

701、 本地分组数据网络网关向服务网关发送建立或更新承载请求， 该请 求携带上行用户面信息， 上行用户面信息包括 IP地址和 TEID, 具体到 701步 骤 IP地址和 TEID的数值设置为对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地 址和 TEID, 而非本地分组数据网络网关自己的上行用户面 IP地址和 TEID; 所述对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地址和 TEID由分组数据网络 网关根据本地交换信息中的对方终端的信息查询获得。

702、本地服务网关设置本地终端 S 5 / S 8承载的上行用户面 I P地址和 TE I D 等于对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地址和 TEID;本地服务网关可 能并不清楚所述用户面信息是本地分组数据网络网关自己的还是其他的。 只 要按照正常流程设置数据即可。

其他流程不是本发明重点， 此为现有技术， 不再赘述。 第三种情况可以为本地交换路径建立后， 就可以进行本地数据交换。 如图 12所示， 数据交换方法包括：

1201、 本地终端将数据发送给本地承载节点；

终端 1将数据发送给本地服务网关；

1202、本地承载节点根据所述数据的承载信息（用户面 IP地址和 TEID ), 将数据发送到本地交换路径；

本地服务网关从所述数据中获得该数据的上行 IP与 TEID,由于隧道的一 对一关系，直接将从此隧道过来的数据交换到纪录的上行 IP与 TEID中去（即 对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地址和 TEID ), 对方服务网关收到 数据后延建立的承载发送到对方终端。

1203、 数据通过本地交换路径到达对方终端。

终端 1发往终端 2的数据到达本地服务网关后， 直接到达对方对应的服 务网关。 与现有技术相比节省了本地服务网关到本地 P-GW, 本地 P-GW到终端 2的 P-GW; 终端 2的 P-GW到终端 2的服务网关这段路经。

终端 2到终端 1的通信路径不变， 数据从终端 2发送到终端 2所在的基 站， 再发送到终端 2所在的服务网关， 从终端 2所在的服务网关发送到终端 2 所在的分组数据网关， 终端 2 所在的分组数据网关将数据发到外网， 经外网 到达终端 1所在的分组数据网关， 终端 1所在的分组数据网关将数据发到终 端 1所在的服务网关， 终端 1所在的服务网关将数据发到终端 1所在的基站， 终端 1所在的基站将数据发到终端 1。

终端 2如果想缩短通信路径， 终端 2也要按照上述数据交换建立方法建 立自己的本地交换路径。

终端 1的本地交换路径建立后， 终端 1发往终端 1的数据到达终端 1所 在的服务网关后， 直接到达终端 1 所在的服务网关。 与现有技术相比节省了 终端 2所在的服务网关到终端 2所在的 P-GW,终端 2所在的 P-GW到终端 1所 在的 P-GW; 终端 1所在的的 P-GW到终端 1所在的服务网关这段路经。

1、 本地终端与对方终端如果为本地终端与对方终端归属同一个 S-GW, 但 归属不同的 e氣

第一种情况可以为终端 1在建立默认承载时建立本地交换路径

移动管理实体通过默认承载建立方式建立本地交换路径过程如下： 如图 8所示， 805、 移动管理实体向本地基站发送初始上下文建立请求或

E-RAB建立请求， 该请求携带有上行用户面信息， 而上行用户面信息的数值设 置为对方终端对应 S1承载的下行用户面 IP地址和 TEID;

移动管理实体设置本地交换信息， 本地交换信息可以包括终端 2对应 S1 承载的下行用户面 IP地址和 TEID, 如何建立本地交换承载的信息等。

806、 本地基站设置本地终端 S1承载的上行用户面 IP地址和 TEID等于 对方终端对应 S1承载的下行用户面 IP地址和 TEID;

807、 本地基站向移动管理实体发送初始上下文建立响应或 E-RAB建立响 应， 该响应携带有本地终端无线承载的下行用户面 IP地址和 TEID。

本地终端无线承载的下行用户面 IP地址和 TEID的作用在于： 终端 2的 数据传到终端 1的服务网关后， 终端 1的服务网关根据该 TEID可以找到终端 1所使用的无线承载。

在步骤 806和 807之间还包括： 建立无线承载的流程。 此为现有技术， 不再赘述。

步骤 801和 804不是建立本地交换路径的必要步骤， 不再详述。

第二种情况可以为终端 1在建立专有承载时建立本地交换路径。

专有承载建立或修改由分组数据网关发起。 分组数据网关通过专有承载 建立或修改方式建立本地交换路径的过程如下：

如图 9所示， 901、 本地分组数据网络网关向服务网关发送建立承载请求 或更新承载请求， 该承载请求携带本地交换信息， 所述本地交换信息获取方 式或内容同上不再赘述；

902、 本地服务网关向移动管理实体发送建立 /更新承载请求， 该承载请 求携带本地交换信息；

本地服务网关与分组数据网关之间可以不建立承载， 如分组数据网关不 携带上行用户面信息给本地服务网关；

移动管理实体根据所述本地交换信息获取终端 2对应 S1承载的下行用户 面 IP地址和 TEID;

903、 移动管理实体向本地基站发送 E-RAB建立 /修改请求， 该请求携带 上行用户面信息， 上行用户面信息包括 IP地址和 TEID, 具体到 903步骤 IP 地址和 TEID的值为对方终端对应 S1 7 载的下行用户面 IP地址和 TEID;

904、 本地基站设置本地终端 S1承载的上行用户面 IP地址和 TEID等于 对方终端对应 S1承载的下行用户面 IP地址和 TEID;

907、 本地基站向移动管理实体发送 E-RAB建立 /修改响应；

908、 移动管理实体向服务网关发送建立 /更新承载响应；

909、 服务网关向分组数据网关发送建立 /更新承载响应， 该响应可不携 带服务网关的下行用户面 IP地址和 TEID。

其他步骤为现有技术， 不再赘述。

第三种情况可以为本地交换路径建立后， 就可以进行本地数据交换。 如图 12所示， 数据交换方法包括：

1201、 本地终端将数据发送给本地承载节点；

终端 1将数据发送给本地基站；

1202、 本地承载节点根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换 路径；

本地基站从所述数据中获得该数据的承载信息， 将所述数据直接发到对 端所在的基站（在步骤 806/904、 本地基站已设置本地终端 S1承载的上行用 户面 I P地址和 TE I D等于对方终端对应 S 1 载的下行用户面 I P地址和 TE I D )。

1203、 数据通过本地交换路径到达对方终端。

终端 1发往终端 2的数据到达本地基站后， 直接到达对方对应的基站。 与现有技术相比节省了本地基站到本地服务网关，本地服务网关到本地 P-GW, 本地 P-GW到终端 2的 P-GW; 终端 2的 P-GW到终端 2的 Λ良务网关， 终端 2的 服务网关到终端 2的基站这段路经。 终端 2到终端 1的通信路径不变， 数据从终端 2发送到终端 2所在的基 站， 再发送到终端 2所在的服务网关， 从终端 2所在的服务网关发送到终端 2 所在的分组数据网关， 终端 2 所在的分组数据网关将数据发到外网， 经外网 到达终端 1所在的分组数据网关， 终端 1所在的分组数据网关将数据发到终 端 1所在的服务网关， 终端 1所在的服务网关将数据发到终端 1所在的基站， 终端 1所在的基站将数据发到终端 1。

终端 2如果想缩短通信路径， 终端 2也要按照上述数据交换建立方法建 立自己的本地交换路径。

终端 1的本地交换路径建立后， 终端 1发往终端 1的数据到达终端 1所 在的基站后， 直接到达终端 1 所在的基站。 与现有技术相比可以节省终端 2 所在基站到终端 2所在的服务网关， 终端 2所在的服务网关到终端 2所在的 P-GW, 终端 2所在的 P-GW到终端 1所在的 P-GW; 终端 1所在的 P-GW到终端 1所在的服务网关， 终端 1所在的服务网关到终端 1所在的基站这段路经。

当然也不排除在同一服务网关下的两个终端建立类似图 6 ,图 7的部分本 地交换路径， 即数据从终端 1发送到终端 1所在的基站， 再发送到终端 1所 在的服务网关， 服务网关做内部交换即发送到终端 2 所在的下行承载， 然后 服务网关将数据发到发到终端 2所在的基站， 终端 2所在的基站将数据发到 终端 2。

3、 本地终端与对方终端如果为本地终端与对方终端归属同一个 eNB。 第一种情况可以为终端 1在建立默认承载时建立本地交换路径。

移动管理实体通过默认承载建立方式建立本地交换路径过程如下： 如图 10所示， 1005、 移动管理实体向本地基站发送初始上下文建立请求 或 E-RAB建立请求， 该请求携带有本地交换信息； 本地交换信息的获取和内 容同上不再赘述。 即本地终端上行 RB对应对方终端下行 RB;

1007、 本地基站向移动管理实体发送初始上下文建立响应或 E-RAB建立 响应， 该响应携带有本地终端无线承载的下行用户面 IP地址和 TEID。

步骤 1001至 1004不是建立本地交换路径的必要步骤， 不再详述。

第二种情况可以为终端 1在建立专有承载时建立本地交换路径。

专有承载建立或修改由分组数据网关发起。 分组数据网关通过专有承载 建立 /修改方式建立本地交换路径的过程如下：

如图 11 所示， 1101、 本地分组数据网络网关向服务网关发送建立 /更新 承载请求， 该承载请求携带本地交换信息；

1102、 本地服务网关向移动管理实体发送建立 /更新承载请求， 该承载请 求携带本地交换信息；

1103、 移动管理实体向本地基站发送 E-RAB建立 /修改请求， 该请求携带 有本地交换信息；

1104、 本地基站设置本地终端无线承载的上行对应对方终端的无线承载 的下行（QoS —致的情况下， 所有情况都类似）；

1107、 本地基站向移动管理实体发送 E-RAB建立 /修改响应；

1108、 移动管理实体向本地服务网关发送建立 /更新承载响应；

1109、 本地服务网关向分组数据网关发送建立 /修改承载响应。

本地交换路径建立后， 就可以进行本地数据交换。

如图 12所示， 数据交换方法包括：

1201、 本地终端将数据发送给本地承载节点；

终端 1将数据发送给本地基站；

1202、 本地承载节点根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换 路径；

本地基站从所述数据中获得该数据的承载信息， 将所述数据直接发给终 端 2对应的无线承载。

1203、 数据通过本地交换路径到达对方终端。

终端 1发往终端 2的数据到达本地基站后， 本地基站直接将数据发给对 方终端。 与现有技术相比节省了本地基站到本地服务网关， 本地服务网关到 本地 P-GW,本地 P-GW到终端 2的 P-GW;终端 2的 P-GW到终端 2的服务网关， 终端 2的服务网关到终端 2的基站， 终端 2的基站到终端 2这段路经。

终端 2到终端 1的通信路径不变， 数据从终端 2发送到终端 2所在的基 站， 再发送到终端 2所在的服务网关， 从终端 2所在的服务网关发送到终端 2 所在的分组数据网关， 终端 2 所在的分组数据网关将数据发到外网， 经外网 到达终端 1所在的分组数据网关， 终端 1所在的分组数据网关将数据发到终 端 1所在的服务网关， 终端 1所在的服务网关将数据发到终端 1所在的基站， 终端 1所在的基站将数据发到终端 1。

终端 2如果想缩短通信路径， 终端 2也要按照上述数据交换建立方法建 立自己的本地交换路径。

终端 1的本地交换路径建立后， 终端 1发往终端 1的数据到达终端 1所 在的基站后， 直接到达终端 1。 与现有技术相比可以节省终端 2所在基站到终 端 2所在的服务网关， 终端 2所在的服务网关到终端 2所在的 P-GW, 终端 2 所在的 P-GW到终端 1所在的 P-GW; 终端 1所在的 P-GW到终端 1所在的服务 网关， 终端 1所在的服务网关到终端 1所在的基站， 终端 1所在的基站到终 端 1这段路经。

以上实施例中， 到达终端 2的承载是独立承载， 尽管有其他 QoS—致的 数据， 其它数据如果是到达其他目的， 那么承载必须分开， 使用多承载。

为了节省资源， 同一 PDN连接下具有相同 Q0S参数的数据可以使用同一 个承载； 本发明对上述数据交换建立方法作了进一步的改进：

如图 3所示， 数据交换建立方法， 包括：

1 301、 确定本地终端与对方终端的位置关系；

1 302、 根据所述位置关系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本 地交换路径；

步骤 1 301、 1 302与步骤 201、 202相同， 不再赞述。

1 304、 本地承载节点设置数据转发过滤器。

当本地终端与对方终端在同一个 P-GW, 不同 S-GW下， 终端 1所在的服务 网关设置过滤器； 该过滤器设置有一个进口， 两个出口； 所述进口用于接收 具有相同 Q0S参数的数据， 所述出口一个用于将数据发送到终端 1所在的分 组数据网关（正常路径， 记录 P-GW上行用户面信息）， 另一个用于将数据发 送到终端 1所在的服务网关（本地交换路径， 记录对方终端的 S-GW下行用户 面信息）； 过滤器根据数据的五元组信息如目的地址、 目的端口号、 源地址、 或源端口号等判断将数据从哪个出口输出。

本地终端与对方终端在同一个 S-GW, 不同 eNB下， 终端 1所在的基站设 置过滤器； 该过滤器设置有一个进口， 两个出口； 所述进口用于接收具有相 同 Q0S参数的数据， 所述出口一个用于将数据发送到终端 1所在的服务网关 (正常路径）， 另一个用于将数据发送到终端 2所在的基站（本地交换路径）； 过滤器根据数据的目的地址、 目的端口号、 源地址、 或源端口号等判断将数 据从哪个出口输出。

本地终端与对方终端在同一个 eNB下， 终端 1所在的基站设置过滤器； 该过滤器设置有一个进口， 两个出口； 所述进口用于接收具有相同 Q0S参数 的数据，所述出口一个用于将数据发送到终端 1所在的服务网关 (正常路径 ), 另一个用于将数据直接发送到终端 2对应的无线承载（本地交换路径 ); 过滤 器根据数据的目的地址、 目的端口号、 源地址、 或源端口号等判断将数据从 哪个出口输出。

与该数据交换建立方法对应， 本发明还提供一种数据交换方法， 如图 14 所示， 该方法包括：

1401、 本地终端将数据发送给本地承载节点；

如图 1 5所示， 该步骤包括： 1501、 本地承载节点将数据发送给过滤器； 当本地终端与对方终端在同一个 P-GW, 不同 S-GW下， 终端 1所在的服务 网关将数据发送给过滤器；

本地终端与对方终端在同一个 S-GW, 不同 eNB下， 终端 1所在的基站将 数据发送给过滤器；

本地终端与对方终端在同一个 eNB下， 终端 1所在的基站将数据发送给 过滤器；

1502、 过滤器根据所述数据的五元组信息， 确定当前承载节点与对方承 载节点是否建立有本地交换路径；

假设： 终端 1与终端 2、 V 在同一个 P-GW, 不同 S-GW下； 终端 1与终 端 3、 V 在同一个 S-GW, 不同 eNB下； 终端 1与终端 4、 4' 在同一个 eNB下； 终端 1与终端 5、 5' 在不同 P-GW下； 他们发送的数据的 QoS—致， 建立了同 一承载。

终端 1 所在基站的过滤器接收到数据后， 根据数据的目的地址判断： 终 端 1所在的基站与终端 4、 4' 建立有本地交换路径； 终端 1所在的基站与终 端 3、 Ύ 所在的基站建立有本地交换路径；

终端 1所在服务网关的过滤器接收到数据后， 根据数据的目的地址判断： 终端 1所在的服务网关与终端 2、 1' 所在的服务网关建立有本地交换路径；

1503、 如果没有， 将所述数据发送到下一个邻近的本地承载节点； 终端 1所在基站的过滤器将终端 2、 2' 、 5和 发送的数据， 发送到终 端 1所在服务网关；

终端 1所在服务网关的过滤器将终端 5和 发送的数据， 发送到终端 1 所在分组数据网关；

1402、 本地承载节点根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换 路径；

1504、 如果有， 将所述数据发送到本地交换路径；

终端 1所在基站的过滤器将终端 3、 V 的数据发送到终端 3、 V 所在基 站； 将终端 4、 4' 的数据发送到终端 4、 4' ；

终端 1所在服务网关的过滤器将终端 2、 V 的数据发送到终端 2、 V 所 在服务网关；

1403、 数据通过本地交换路径到达对方终端。

在实际操作中， 终端 1 与成千上万个终端通信； 在现有技术中， 终端 1 要与所有终端建立承载； 使用上文所述方法， 终端 1要与所有终端建立本地 交换路径， 每个本地交换路径对应一个承载， 与现有技术相比节省了通信路 径（具体分析参见上文）； 使用如图 14所示的方法， 终端 1与成千上万个终 端建立成千上万条本地交换路径； 不同的本地交换路径可以共用同一个承载 (前提条件是： 1、 终端 1与其它终端在同一 PDN连接下的； 2、 所有终端发 送的参数具有相同 Q0S参数）， 通过过滤器来区分数据， 路由到不同的路径。 使用本发明提供的方法， 数据能够延最优化的路径传递， 节省了网络资源， 加快了数据传递速度。

如图 1 6所示， 本发明还提供了一种数据交换建立装置 1 60 , 该装置包括： 位置关系获取模块 1601 , 用于获取本地终端与对方终端的位置关系； 本地交换路径建立模块 1 603 , 用于根据所述位置关系， 本地承载节点与 对方对应的承载节点建立本地交换路径；

过滤器 1605 , 该过滤器设置有一个进口， 至少两个出口； 所述进口用于 接收具有相同 Q0S参数的数据， 所述出口一个用于将数据发送到下一个承载 节点， 其他用于将数据发送到本地交换路径。

所述本地终端与对方终端的位置关系包括：

本地终端与对方终端归属同一个分组数据网络网关 P-GW, 但归属不同的 服务网关 S-GW; 或

本地终端与对方终端归属同一个服务网关 S-GW, 但归属于不同的演进型 基站 eNB; 或

本地终端与对方终端归属同一个演进型基站 eNB。

所述本地承载节点包括： 分组数据网关、 服务网关和基站。

如图 17所示， 本发明还提供了一种数据交换装置 170 , 该装置包括： 数据接收模块 1701 , 用于接收本地终端发送的数据；

数据发送模块 1702 , 根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换 路径；

数据传送模块 Π 03 , 数据通过本地交换路径到达对方终端。

所述数据发送模块将数据发送给过滤器； 过滤器根据所述数据的目的地址， 确定当前本地承载节点与对方承载节 点是否建立有本地交换路径；

如果没有， 将所述数据发送到下一个邻近的本地承载节点；

如果有， 将所述数据发送到本地交换路径。

所述本地承载节点包括： 分组数据网关、 服务网关和基站。

如图 18所示， 本发明还提供了一种承载节点 180 , 该承载节点 180包括： 数据交换建立装置 16 G和数据交换装置 170。所述数据交换建立装置 16 G包括： 位置关系获取模块 1601 , 用于获取本地终端与对方终端的位置关系；

本地交换路径建立模块 1603 , 用于根据所述位置关系， 本地承载节点与 对方对应的承载节点建立本地交换路径；

过滤器 1605 , 该过滤器设置有一个进口， 至少两个出口； 所述进口用于 接收具有相同 Q0S参数的数据， 所述出口一个用于将数据发送到下一个承载 节点， 其他用于将数据发送到本地交换路径。

所述数据交换装置 170包括： 数据接收模块 1701 , 用于接收本地终端发 送的数据；

数据发送模块 1702 , 根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换 路径；

数据传送模块 Π 03 , 数据通过本地交换路径到达对方终端。

终端 1的承载节点作为发起方， 与终端 2的承载节点建立本地交换路径。 终端 1要将数据发送到终端 2时， 数据从终端 1发送到本地承载节点后， 经 本地交换路径直接到达对方对应的承载节点； 数据经该承载节点到达终端 2。 节省了本地承载节点到本地 P-GW,本地 P-GW到终端 2的 P-GW;终端 2的 P-GW 到终端 2的承载节点这段路经。 终端 2的承载节点作为发起方， 也可以与终 端 1的承载节点建立本地交换路径。 终端 2的数据发送到终端 1时， 也会节 省相同的路径。

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计算机可 读存储介质中， 如 ROM/RAM、 磁碟或光盘等。

Claims (1)

1. 权利要求 书

   1、 一种数据交换建立方法， 其特征在于， 包括：

   获取本地终端与对方终端的位置关系；

   根据所述位置关系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地交换路 径。

   2、 根据权利要求 1所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 所述本地终端 与对方终端的位置关系包括以下一种或多种情况：

   本地终端与对方终端归属同一个分组数据网络网关 P-GW, 但归属不同的服 务网关 S-GW; 或

   本地终端与对方终端归属同一个服务网关 S-GW, 但归属于不同的演进型基 站 eNB; 或

   本地终端与对方终端归属同一个演进型基站 eNB。

   3、 根据权利要求 2所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 当本地终端与 对方终端归属同一个分组数据网络网关 P-GW, 但归属不同的服务网关 S-GW, 根 据所述位置关系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地交换路径包括： 本地服务网关接收移动管理实体丽 E发送的会话建立请求， 该请求携带本 地交换信息， 所述本地交换信息包括： 对方终端的标识信息或对方终端的位置 信息；

   本地服务网关发送会话建立请求给本地分组数据网络网关， 该请求携带本 地交换信息和本地 S-GW为本地终端分配的隧道信息， 所述隧道信息包括本地 S-GW的下行用户面 IP地址和隧道端点标识 TEID;

   本地服务网关接收分组数据网络网关发送的建立会话请求， 该请求携带对 方终端对应服务网关到分组数据网关承载的下行用户面 IP地址和 TEID,该对方 终端对应服务网关到分组数据网关承载的下行用户面 IP地址和 TEID是分组数 据网络网关根据对方终端的身份信息获取；

   本地服务网关设置本地终端 S5/S8承载的上行用户面 IP地址和 TEID等于 对方终端对应 S5/S8 载的下行用户面 IP地址和 TEID; 本地服务网关向移动管理实体发送建立会话响应。

   4、 根据权利要求 2所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 当本地终端与 对方终端归属同一个分组数据网络网关 P-GW, 但归属不同的服务网关 S-GW, 根 据所述位置关系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地交换路径包括： 本地服务网关接收分组数据网络网关发送的建立承载请求或更新承载请 求， 该请求携带本地交换信息和对方终端对应 S5/S8承载的下行用户面 IP地址 和 TEID;

   本地服务网关设置本地终端 S5/S8承载的上行用户面 IP地址和 TEID等于 对方终端对应 S5/S8 载的下行用户面 IP地址和 TEID;

   本地服务网关向分组数据网络网关发送建立承载响应或更新承载响应。

   5、 根据权利要求 2所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 当本地终端与 对方终端归属同一个 S-GW, 但归属于不同的演进型基站 eNB, 根据所述位置关 系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地交换路径包括：

   本地基站接收移动管理实体发送的初始上下文建立请求或演进网络无线接 入承载 E-RAB建立请求或 E-RAB修改请求， 该请求携带有对方终端对应 S1承载 的下行用户面 IP地址和 TEID;

   本地基站设置本地终端 S1承载的上行用户面 IP地址和 TEID等于对方终端 对应 S1 载的下行用户面 IP地址和 TEID;

   本地基站向移动管理实体发送初始上下文建立响应或 E-RAB 建立响应或 E-RAB修改响应。

   6、 根据权利要求 2所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 当本地终端与 对方终端归属同一个服务网关 S-GW, 但归属于不同的演进型基站 eNB, 根据所 述位置关系， 本地承载节点与对方对应的承载节点建立本地交换路径包括： 本地分组数据网络网关向本地服务网关发送建立承载请求或更新承载请 求， 该请求携带本地交换信息；

   本地 S-GW向移动管理实体发送建立承载请求或更新承载请求， 该请求携带 本地交换信息； 移动管理实体根据所述本地交换信息获取对方终端对应 S1承载的下行用户 面 IP地址和 TEID;

   移动管理实体向本地基站发送 E-RAB建立请求或 E-RAB修改请求， 该请求 携带有对方终端对应 S1承载的下行用户面 IP地址和 TEID;

   本地基站设置本地终端 S1承载的上行用户面 IP地址和 TEID等于对方终端 对应 S1 载的下行用户面 IP地址和 TEID;

   本地基站向移动管理实体发送 E-RAB建立响应或 E-RAB修改响应。

   7、 根据权利要求 6所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 本地 P-GW向 本地 S-GW发送建立承载请求或更新承载请求不携带 S5/S8上行 IP和 TEID, 本 地 S-GW向本地 P-GW返回的建立承载响应或更新承载响应不携带 S5/S8下行 IP 和 TEID, 不建立对应的 S5/S8 7 载。

   8、 根据权利要求 2所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 当本地终端与 对方终端归属同一个演进型基站 eNB,本地承载节点与对方对应的承载节点建立 本地交换路径包括：

   本地基站接收移动管理实体发送的初始上下文建立请求或 E-RAB建立请求 或 E-RAB修改请求， 该请求携带有本地交换信息；

   本地基站设置本地终端无线承载的上行与对方终端无线承载的下行对应关 系；

   本地基站向移动管理实体发送初始上下文建立响应或 E-RAB 建立响应或 E-RAB修改响应。

   9、 根据权利要求 2所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 当本地终端与 对方终端归属同一个演进型基站 eNB,本地承载节点与对方对应的承载节点建立 本地交换路径包括：

   本地 P-GW向 S-GW发送建立承载请求或更新承载请求， 该承载请求携带本 地交换信息；

   本地 S-GW向移动管理实体发送建立承载请求或更新承载请求， 该请求携带 本地交换信息； 本地基站接收移动管理实体发送的 E-RAB建立请求或 E-RAB修改请求， 该 请求携带有本地交换信息；

   本地基站设置本地终端无线承载的上行与对方终端无线承载的下行对应关 系。

   10、 根据权利要求 4或 6所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 所述本 地 P-GW向本地 S-GW发送建立承载请求或更新承载请求之前还包括：

   本地 P-GW通过签约信息或 PCRF或 MTC Server获取本地交换信息， 所述本 地交换信息包括： 对方终端的标识信息或对方终端的位置信息。

   11、 根据权利要求 1所述的数据交换建立方法， 其特征在于， 还包括： 本地承载节点设置数据转发过滤器， 该过滤器设置有一个进口， 至少两个 出口； 所述进口用于接收具有相同 Q0S 参数的数据， 所述出口一个用于将数据 发送到下一个承载节点， 其他用于将数据发送到本地交换路径。

   12、 一种数据交换方法， 其特征在于， 包括：

   本地终端将数据发送给本地承载节点；

   本地承载节点根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换路径； 数据通过本地交换路径到达对方终端。

   1 3、 根据权利要求 12所述的本地数据交换交换方法， 其特征在于， 本地终 端将数据发送给本地承载节点之后还包括：

   本地承载节点将数据发送给过滤器；

   过滤器根据所述数据的五元组信息， 确定当前本地承载节点与对方承载节 点是否建立有本地交换路径；

   如果没有， 将所述数据发送到下一个邻近的本地承载节点；

   如果有， 将所述数据发送到本地交换路径。

   14、 根据权利要求 12所述的本地数据交换交换方法， 其特征在于， 所述本 地承载节点包括： 分组数据网关、 S-GW和基站。

   15、 一种数据交换建立装置， 其特征在于， 包括：

   位置关系获取模块， 用于获取本地终端与对方终端的位置关系； 本地交换路径建立模块， 用于根据所述位置关系， 本地承载节点与对方对 应的承载节点建立本地交换路径。

   16、 根据权利要求 15所述的数据交换建立装置， 其特征在于， 所述本地终 端与对方终端的位置关系包括以下一种或几种：

   本地终端与对方终端归属同一个分组数据网络网关 P-GW, 但归属不同的服 务网关 S-GW; 或

   本地终端与对方终端归属同一个服务网关 S-GW, 但归属于不同的演进型基 站 eNB; 或

   本地终端与对方终端归属同一个演进型基站 eNB。

   17、 根据权利要求 15所述的本地数据交换交换建立装置， 其特征在于， 所 述本地承载节点包括： 分组数据网关、 服务网关和基站。

   18、 根据权利要求 15所述的数据交换建立装置， 其特征在于， 还包括： 过滤器， 该过滤器设置有一个进口， 至少两个出口； 所述进口用于接收具 有相同 Q0S参数的数据， 所述出口一个用于将数据发送到下一个承载节点， 其 他用于将数据发送到本地交换路径。

   19、 一种数据交换装置， 其特征在于， 包括：

   数据接收模块， 用于接收本地终端发送的数据；

   数据发送模块， 根据所述数据的承载信息， 将数据发送到本地交换路径； 数据传送模块， 数据通过本地交换路径到达对方终端。

   20、 根据权利要求 19所述的数据交换装置， 其特征在于， 所述数据发送模 块将数据发送给过滤器；

   过滤器根据所述数据的包头信息， 确定当前本地承载节点与对方承载节点 是否建立有本地交换路径；

   如果没有， 将所述数据发送到下一个邻近的本地承载节点；

   如果有， 将所述数据发送到本地交换路径。

   21、 根据权利要求 20所述的数据交换装置， 其特征在于， 所述本地承载节 点包括： 分组数据网关、 服务网关和基站。 22、 一种承载节点， 其特征在于， 包括： 如权利要求 14至 17任一项所述 的数据交换建立装置， 以及如权利要求 18至 20任一项所述的数据交换装置。