CN102870487B - 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、承载节点

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 System，演进分组系统)系统中，QoS(Quality ofService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，缓冲队列管理，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(System Architecture Evolution系统架构演进)/LTE(LongTermEvolution长期演进)通信方式中，终端(UE或MTC Device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(Packet DataNetwork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承载之间的一一映射；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承载之间的一一映射。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Internet，企业专用数据网等。APN(Access 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。

本发明的实施例采用如下技术方案：

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，也会节省传输路径。

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。

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，通过默认承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，通过默认承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，通过默认承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2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2的位置信息。终端2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、根据终端2的IMSI(国际移动用户识别码)或SIP URI(Session Initiated Protocol，会话发起协议，Uniform ResourceIdentifier，通用资源标识)或FQDN(Fully Qualified DomainName，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 Application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；2、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 Application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承载的下行用户面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承载的上行用户面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MTCApplication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2的本地交换路径建立后，终端2发往终端1的数据到达终端2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。

2、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承载的下行用户面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)。

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的服务网关，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2的本地交换路径建立后，终端2发往终端1的数据到达终端2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2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。

1006、本地基站设置本地终端上行用户面对应对方终端的下行用户面，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一致的情况下，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2的本地交换路径建立后，终端2发往终端1的数据到达终端2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一致的数据，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QOS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：

1301、确定本地终端与对方终端的位置关系；

1302、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1301、1302与步骤201、202相同，不再赘述。

1304、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QOS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2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QOS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QOS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15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、2′在同一个P-GW，不同S-GW下；终端1与终端3、3′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一致，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、3′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、2′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5′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5′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、3′的数据发送到终端3、3′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、2′的数据发送到终端2、2′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QOS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16所示，本发明还提供了一种数据交换建立装置160，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QOS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1703，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160和数据交换装置170。所述数据交换建立装置160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QOS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1703，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 (8)

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；

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；

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MME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承载的下行用户面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；或，

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承载的下行用户面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；或，

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承载的下行用户面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；或，

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承载的下行用户面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；或，

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；或，

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。

2.根据权利要求1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承载。

3.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。

4.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QOS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。

5.一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，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；

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；

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，所述本地交换路径建立模块，具体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包括：当所述本地交换路径建立模块位于本地服务网关时，所述本地交换路径建立模块接收移动管理实体MME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；所述本地交换路径建立模块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；所述本地交换路径建立模块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；所述本地交换路径建立模块设置本地终端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承载的下行用户面IP地址和TEID；所述本地交换路径建立模块向移动管理实体发送建立会话响应；或，

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，所述本地交换路径建立模块，具体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包括：当所述本地交换路径建立模块位于本地服务网关时，所述本地交换路径建立模块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；所述本地交换路径建立模块设置本地终端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承载的下行用户面IP地址和TEID；所述本地交换路径建立模块向分组数据网络网关发送建立承载响应或更新承载响应；或，

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：当所述本地交换路径建立模块位于本地基站时，所述本地交换路径建立模块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；所述本地交换路径建立模块设置本地终端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；所述本地交换路径建立模块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；或，

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；当所述本地交换路径建立模块位于本地基站时，所述本地交换路径建立模块设置本地终端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；所述本地交换路径建立模块向移动管理实体发送E-RAB建立响应或E-RAB修改响应；或，

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：当所述本地交换路径建立模块位于本地基站时，所述本地交换路径建立模块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；所述本地交换路径建立模块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；所述本地交换路径建立模块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；或，

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向本地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；当所述本地交换路径建立模块位于本地基站时，所述本地交换路径建立模块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；所述本地交换路径建立模块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。

6.根据权利要求5所述的数据交换建立装置，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承载。

7.根据权利要求5所述的数据交换建立装置，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。

8.根据权利要求5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QOS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。