CN103220816B - 一种rn和核心网之间的接口建立和通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RN和核心网之间的接口建立和通信方法，该方法包括：基站通知中继(RN)可连接的核心网控制面节点的IP地址，RN发起和收到的IP地址对应的核心网控制面节点的接口建立过程；或者，该方法还可以为：基站通知RN可连接的核心网控制面节点的IP地址和标识；所述基站将RN的IP地址和标识发送给所述可连接的核心网控制面节点，RN和核心网控制面节点利用从所述基站接收的对方的信息进行通信。应用本发明所述的RN和核心网之间接口建立和通信方法，能够通过基站透明传输中继和核心网之间的接入层信令，减少RN移动时整个过程的复杂度，很方便的支持多种接入技术，减少网络配置的复杂度。

Description

一种RN和核心网之间的接口建立和通信方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统领域，特别涉及一种RN和核心网之间的接口建立和通信方法。

背景技术

图1为现有支持中继(RN)的LTE结构示意图，如图1所示，在LTE系统的无线接入网络中，无线资源管理实体包括宏基站(eNB)101和中继102，RN通过另外一个宏基站(DeNB)103接入核心网络。其中，eNB 101之间通过X2接口相连，每个eNB 101分别通过S1接口与核心网中的移动管理实体(MME)和服务网管(S-GW)104相连；RN 102通过Un接口接入DeNB103。DeNB 103提供了RN 102和其他eNB之间的X2代理(proxy)功能。DeNB 103提供了RN 102和MME/S-GW 104之间的S1代理(proxy)功能。S1和X2的代理功能包括在RN 102和eNB 101、RN 102和MME 104之间传输UE专用的X2和S1信令，以及在RN 102和S-GW 104之间传输。

现有的支持中继的S1接口控制平面协议栈如图2所示。在RN和它的DeNB之间有一个S1接口，在DeNB和MME池中的每个MME之间有一个S1接口。DeNB处理和转发所有在RN和MME之间UE专用的S1信令。DeNB对UE专用S1消息的处理包括修改S1应用协议UE标识S1-AP UEIDs、传输层地址和GTP TEIDs并保留消息的其它部分不变。

现有的中继是用于固定位置的，不支持在不同小区之间的移动性。现在运营商面临的问题是在高速移动的火车上，例如250-350公里移动的火车上，现有的中继所提供的服务质量无法满足运营商的需求，例如高噪声，高的穿透损耗，严重的多普勒频率偏移，低的切换成功率等。所以运营商提出了移动中继的研究课题。移动中继就是要解决上述现有中继存在的问题，提高高速火车上所能提供服务的质量，更好的满足用户的需求。

按照现有的系统架构，DeNB上保存了RN服务UE的UE上下文信息。DeNB需要为RN服务的每个UE分配UE S1 AP IDs和TEID以及传输层地址。在高速前进的火车上，有很多相对火车静止的用户，在RN从一个DeNB移动到另外一个DeNB的情况下，需要把UE的上下文从源DeNB转移到目的DeNB，并且需要目的DeNB为UE分配上述的UE S1 AP IDs和TEID以及传输层地址。给整个移动过程带来复杂度。

移动RN的另外一个需求，就是移动RN支持多种接入技术例如2G/3G/LTE，但是Un接口只支持LTE接入技术。按照上述固定RN的架构DeNB完成代理Proxy功能，如果UE接入3G技术，DeNB需要能够proxy Iu消息，需要支持Iu协议，这样对DeNB来说复杂度也很高。

一种优化的RN架构可以解决上述的问题，例如在控制平面DeNB只是透明传输RN和MME之间的S1信令以及其它接入技术的接入网和核心网之间的信令。这样DeNB不需要保存UE的上下文信息以及为UE分配资源。在RN移动的过程中，如果UE相对RN静止，并且UE服务的MME没有改变，则RN的移动对UE来说是透明的。

上述架构的问题是：如何通过DeNB透明传输RN和MME之间的S1信令，DeNB不解析S1消息，无法根据S1消息中的信息来找到目的节点。解决此问题的一种方法是通过传输层来知道怎么路由S1消息。

上述通过传输层来知道怎么路由S1消息的问题是，MME或者RN怎么获知对方的传输层信息，和/或接入层的一些信息。

上述是以UE和RN之间的接口是LTE接入技术为例来描述的。当UE通过其它接入技术接入其它类型的核心网络的时候上述问题同样存在。例如，接入3G网络时RN与SGSN间的接口建立和通信、接入2G网络时RN与MSC间的接口建立和通信均存在上述如何传输传输层及接入层信息的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种RN和核心网之间的接口建立和通信方法，能够在高速移动的环境下，减少不必要的信令流程和复杂度，减少网络拥塞，支持多种接入技术，减少配置的复杂度。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的：

一种中继和核心网之间接口建立和通信方法，步骤：

A、基站通知中继(RN)可连接的核心网控制面节点的IP地址；

B、RN发起和收到的IP地址对应的核心网控制面节点的接口建立过程。

较佳地，如果所述RN收到多个核心网控制面节点的IP地址，则RN在发起接口建立过程时，分别发起和每个核心网控制面节点的接口建立过程。

较佳地，步骤A中所述可连接的核心网控制面节点为：所述基站所连接的核心网控制面节点；

或者，支持RN或移动RN功能的、且和所述基站连接的核心网控制面节点；

或者，为移动RN配置的MME池中的、且和所述基站连接的核心网控制面节点。

较佳地，在步骤A前基站与核心网控制面节点的接口建立过程中，核心网控制面节点告知基站本核心网控制面节点是否支持移动RN功能。

较佳地，在所述步骤A前，该方法进一步包括：核心网控制面节点告知基站本核心网控制面节点是否在为移动RN配置的核心网控制面节点池中。

较佳地，在所述基站与核心网控制面节点的接口建立过程中，执行所述核心网控制面节点告知基站本核心网控制面节点是否在为移动RN配置的核心网控制面节点池中的操作。

较佳地，步骤B中所述RN发起和收到的IP地址对应的核心网控制面节点的接口建立过程包含步骤：

RN发送接口建立请求消息给所述核心网控制面节点，并在承载所述接口建立请求消息的协议层的目的地址包含所述收到的IP地址；所述基站收到所述接口建立请求消息后根据所述目的IP地址，将接口建立请求消息转发给所述收到的IP地址对应的核心网控制面节点。

较佳地，所述接口建立请求消息包含RN的标识、RN支持的TAI列表、缺省的循环非连续接收参数中的一种或任意组合。

较佳地，在所述步骤B后所述方法还包含步骤：

收到所述接口建立请求消息的核心网控制面节点发送接口建立响应消息给所述RN，将承载接口建立响应消息协议层的目的地址设置为RN的IP地址；所述接口建立响应消息包含核心网控制面节点的标识列表和相对容量；

所述基站将所述接口建立响应消息透明传输给所述RN。

较佳地，RN利用接收的核心网控制面节点标识为接入RN的UE选择核心网控制面节点，执行NNSF功能；对于初始接入的UE，RN参照接收的核心网控制面节点的相对容量来为UE选择接入的核心网控制面节点。

较佳地，在LTE系统中，所述核心网控制面节点为移动管理实体(MME)，所述基站为DeNB，步骤B中的所述接口建立过程为S1接口建立过程；

所述基站通知RN可连接核心网控制面节点的IP地址的方式为：

所述DeNB在RN连接过程中发给RN的RRC连接重配置消息中携带可连接的MME的IP地址；

或者，所述DeNB在RN连接过程中发给RN的S1建立响应消息中携带可连接的MME的IP地址。

较佳地，在3G系统中，所述核心网控制面节点为SGSN，步骤B中的所述接口建立过程为Iu接口建立过程；

在2G系统中，所述核心网控制面节点为MSC，步骤B中的所述接口建立过程为Iu接口建立过程。

一种RN和核心网之间建立和通信方法，包括步骤：

A、基站通知RN可连接的核心网控制面节点的信息；所述核心网控制面节点的信息包括核心网控制面节点的IP地址和标识；所述基站将RN的标识和IP地址发送给所述可连接的核心网控制面节点；

B、RN和核心网控制面节点利用从所述基站接收的对方的信息进行通信。

较佳地，所述基站通知RN可连接的核心网控制节点的信息还包括核心网控制面节点的相对容量。

较佳地，所述RN的信息还包括RN支持的TAI列表。

较佳地，所述可连接的核心网控制面节点为：

所述基站所连接的核心网控制面节点；

或者，支持RN或者移动RN功能的、且和所述基站连接的核心网控制面节点；

或者，为移动RN配置的核心网控制面节点池中的、且和所述基站连接的核心网控制面节点。

较佳地，在步骤A前基站与核心网控制面节点的接口建立过程中，核心网控制面节点告知所述基站本核心网控制面节点是否支持移动RN功能。

较佳地，在所述步骤A前，该方法进一步包括：核心网控制面节点告知基站本核心网控制面节点是否在为移动RN配置的核心网控制面节点池中。

较佳地，在所述基站与核心网控制面节点的接口建立过程中，执行所述核心网控制面节点告知基站本核心网控制面节点是否在为移动RN配置的核心网控制面节点池中的操作。

较佳地，RN利用收到的核心网控制面节点信息中的核心网控制面节点标识来为接入RN的UE选择核心网控制面节点，执行NNSF功能。

较佳地，在LTE系统中，所述核心网控制面节点为移动管理实体(MME)，所述基站为DeNB。

较佳地，所述基站通知RN可连接核心网控制面节点的信息的方式为：

所述DeNB在RN连接过程中发给RN的RRC连接重配置消息中携带所述可连接MME的信息；

所述基站将RN的信息发送给所述可连接的核心网控制面节点为：在所述RN连接过程中，所述DeNB向服务于所述RN的MME发送S1上下文建立响应消息，在该消息中包括所述RN的信息；对于可连接的MME中除服务于所述RN的MME之外的其他MME，所述DeNB向所述其他MME发送eNB配置更新消息，在该消息中包括所述RN的信息。

较佳地，所述基站通知RN可连接核心网控制面节点的信息的方式为：所述DeNB在RN连接过程中发给RN的S1建立响应消息中携带所述可连接MME的信息；

所述基站将RN的信息发送给所述可连接的核心网控制面节点为：所述DeNB向每个可连接的MME发送eNB配置更新消息，在该消息中包括所述RN的信息。

较佳地，在3G系统中，所述核心网控制面节点为SGSN，步骤B中的所述接口建立过程为Iu接口建立过程；

在2G系统中，所述核心网控制面节点为MSC，步骤B中的所述接口建立过程为Iu接口建立过程。

综上所述，本发明的方法能够通过基站透明传输中继和核心网之间的接入层信令，减少RN移动时整个过程的复杂度，很方便的支持多种接入技术，减少网络配置的复杂度。

附图说明

图1为现有支持中继(RN)的LTE结构示意图；

图2为现有支持RN的S1接口控制平面协议栈；

图3为本发明RN和核心网之间接口建立和通信方法一的工作流程图；

图4为本发明RN和核心网之间接口建立和通信方法二的工作流程图；

图5为本发明实施例一的具体流程图；

图6为本发明实施例二的具体流程图；

图7为本发明实施例三的具体流程图；

图8为本发明实施例四的具体流程图；

图9为UE通过RN小区接入网络的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种RN和核心网之间接口建立和通信的方法。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的方法实质上是如何建立RN和核心网之间接口以及RN如何与核心网通信的方法，即本发明中的方法同样适用于在RN和SGSN以及MSC之间的Iu建立和通信方法，并不局限于S1。

本发明的基本思想是：在RN与核心网控制平面节点(LTE中的MME，3G中的SGSN或2G中的MSC)间的接口建立前，通过基站获取对方的传输层信息。具体地，本发明给出两种获取对方传输层信息以建立接口进行通信的方式：

一、由基站向RN直接发送核心网控制面节点的传输层信息，RN接收传输层信息后，再向核心网控制面节点发起接口建立过程，从而建立接口并进行通信；

二、由基站直接向RN和核心网控制平面节点直接发送对方的传输层信息，二者利用接收的传输层信息直接进行通信。

接下来，对上述本发明给出的两种方法进行详细描述。在下面本发明的描述中，为方便起见，以LTE的核心网系统为例进行说明，即核心网控制节点为MME，建立的接口为S1接口，本领域技术人员可知，下述本发明的方法对于2G的核心网系统和3G的核心网系统同样适用，只是将其中的MME分别替换为MSC和SGSN，将其中核心网与RN间的S1接口替换为Iu接口，一般地，仍然可以利用DeNB将2G系统的SGSN的信息或3G系统中的MSC的信息通知给RN。DeNB可以不需要区分核心网的类型，只需要把核心网控制平面节点的IP地址和相应的标识信息发送给RN。不同核心网络控制平面节点的标识信息可以有相同的位数，存在一定的映射关系。用一些固定的比特位来标识不同的核心网类型。这样当RN收到从空口收到从不同接入系统来的消息后，可以发送相应的消息到对应的核心网控制平面节点。

本发明RN和核心网之间的接口建立和通信方法一的工作流程如图3所示。下面是对图3的详细说明。

步骤301，DeNB通知RN可连接的MME的IP地址；

其中，在通知RN可连接的MME的IP地址时，DeNB可以通知RN DeNB所连接的所有MME的IP地址给RN，但是这种情况下，RN就会与DeNB所连接的所有MME均建立S1接口进行通信，而RN与MME间的消息需要DeNB进行透传，这将给RN和DeNB间的空口负载带来较大的压力。

基于上述考虑，为减轻RN与DeNB间的空口负载，在通知RN可连接的MME的IP地址时，也可以通知支持RN或者移动RN功能的、且和DeNB连接的MME的IP地址给RN，或者通知RN为移动RN配置的MME池中的、且和DeNB连接的MME的IP地址给RN。

需要说明的是，如果DeNB通知RN的可连接MME的IP地址为支持RN或者移动RN功能的、且和DeNB连接的MME的IP地址，那么在本步骤之前，MME告知DeNB所述MME是否支持RN或者移动RN功能。具体可以在DeNB与MME间的S1建立过程中，MME告知DeNB所述MME是否支持RN功能或者移动RN功能。

需要说明的是，如果DeNB通知RN的可连接MME的IP地址是：为移动RN配置的MME池中的、且和DeNB连接的MME的IP地址，那么在本步骤之前，MME告知DeNB是否在为移动RN配置的MME池中。具体可以通过与DeNB间S1建立过程中的S1建立响应消息通知DeNB，或者也可以通过其它的过程通知DeNB。

步骤302，RN发起和步骤301中收到的IP地址对应的MME的S1建立过程。如果RN收到多个IP地址，RN分别发起和每个MME的S1建立过程。

具体RN发起的与MME的S1建立过程可以为：RN发送S1建立请求消息给所述的MME。在承载所述S1消息的协议层的目的地址包含所述MME的IP地址。DeNB收到所述的消息后根据所述目的IP地址，将S1建立请求消息转发给目的MME。

所述S1建立请求消息包含RN的标识、RN支持的TAI列表、缺省的循环非连续接收参数中的一种或任意组合。其中，RN支持的TAI列表和缺省的循环非连续接收参数可以用于支持移动RN的情况下的寻呼方法，MME可以发送RN支持的TAI列表给接入RN的UE。这样当UE在RN下相对静止的时候，UE不用发起上行的TAU过程。MME根据所述发送给UE的TAI列表来寻呼UE。

目的MME可以保存收到的RN的接入层信息，并可以保存源端即RN的IP地址。

MME发送S1建立响应消息给所述RN。将承载S1建立响应消息协议层的目的地址设置为RN的IP地址，这样DeNB可以透明传输所述的消息给RN。所述的S1建立响应包含MME的标识列表，MME的相对容量，还可以包含MME是否支持移动RN的指示。RN利用所述的MME标识来为接入RN的UE选择MME，执行NNSF功能。对于初始接入的UE，RN参照MME的相对容量来为UE选择接入的MME。

如果RN需要发送随后的UE S1消息给所述的MME，RN在承载所述S1消息的协议层的目的地址包含所述MME的IP地址。DeNB收到所述的消息后根据所述目的IP地址，将承载的S1消息转发给所述MME。

如果MME需要发送随后的UE S1消息给源RN，MME将所述IP地址设置为承载S1消息协议层的目的地址，这样DeNB可以透明传输所述UE的S1消息给RN。

需要说明的是，所述承载S1消息的协议可以是SCTP和IP协议。

所述在RN和MME之间的S1信令可以映射到RN的用户平面EPS承载上。

至此，本发明RN和核心网之间接口建立和通信方法一流程结束。通过上述方式，RN通过DeNB直接获取MME的IP地址，并发起与MME的S1接口建立。优选地，在该S1接口建立过程中，RN将自身的接入层信息传输给MME，MME将自身的标识和容量信息传输给RN。接下来，RN就可以为UE选择MME，并与MME进行通信，其中，基站透明转发RN与MME间的S1消息。

本发明RN和核心网之间接口建立和通信方法二的工作流程如图4所示。下面是对图4的详细说明。

步骤401，DeNB通知RN可连接的MME的标识和MME的IP地址。

为使RN能够为初始接入的UE选择合适的MME，DeNB还可以通知MME的相对容量给RN。

与图3中的步骤301类似地，DeNB可以通知DeNB所接入的所有MME的上述信息给RN；或者，为减轻RN与DeNB间的空口负载，也可以通知DeNB所接入的、支持RN或者移动RN功能的MME的上述信息给RN，或者通知为移动RN配置的MME池中的、且和DeNB连接的MME的上述信息给RN。

需要说明的是，如果DeNB通知RN的可连接MME的信息为DeNB所接入的、支持RN或者移动RN功能的MME的信息，那么在本步骤之前，MME需要告知DeNB所述MME是否支持RN或者移动RN功能。具体可以在DeNB与MME间的S1建立过程中，MME告知DeNB所述MME是否支持RN功能或者移动RN功能。

需要说明的是，如果DeNB通知RN的可连接MME的IP地址是：为移动RN配置的MME池中的、且和DeNB连接的MME的信息，那么在本步骤之前，MME告知DeNB是否在为移动RN配置的MME池中。具体可以通过与DeNB间S1建立过程中的S1建立响应消息通知DeNB，或者也可以通过其它的过程通知DeNB。

RN利用所述的MME标识来为接入RN的UE选择MME，执行NNSF功能。对于初始接入的UE，RN参照MME的相对容量来为UE选择接入的MME。如果RN需要发送随后的UE S1消息给所述的MME，RN在承载所述S1消息的协议层的目的地址包含所述MME的IP地址。DeNB收到所述的消息后根据所述目的IP地址，将承载的S1消息转发给所述MME。

步骤402，DeNB将RN的信息发送给步骤401中可连接的MME，其中，RN的信息包括RN的标识和IP地址。

为进一步支持移动RN的情况下的优选寻呼方法，DeNB发给MME的RN信息中还可以包括RN支持的TAI列表和缺省的循环非连续接收参数。

DeNB发送上述信息给MME时，对应步骤401中发给RN的那些MME的信息，本步骤就发给那些MME相应的RN信息。

具体地，如果步骤401中发送的是DeNB所接入的所有MME，那么本步骤中向DeNB所接入的所有MME发送RN的信息；如果步骤401中发送的是DeNB所接入的、支持RN或者移动RN功能的MME的信息，那么本步骤中向DeNB所接入的、支持RN或者移动RN功能的MME发送RN的信息；如果步骤401中发送的是为移动RN配置的MME池中的、且和DeNB连接的MME的信息，那么本步骤中向为移动RN配置的MME池中的、且和DeNB连接的MME发送RN的信息。

RN的标识，RN支持的TAI列表，缺省的循环非连续接收参数，可以用于支持移动RN的情况下的寻呼方法，即MME可以发送RN支持的TAI列表给接入RN的UE。这样当UE在RN下相对静止的时候，UE不用发起上行的TAU过程。MME根据所述发送给UE的TAI列表来寻呼UE。

目的MME可以保存上述收到的RN信息。

步骤403，RN和MME利用上述从DeNB得到的信息在RN和MME之间发送S1信令。

如果RN需要发送随后的UE S1消息给给所述的MME，RN在承载所述S1消息的协议层的目的地址包含所述MME的IP地址。DeNB收到所述的消息后根据所述目的IP地址，将承载的S1消息转发给所述MME。

如果MME需要发送随后的UE S1消息给源RN，MME将所述IP地址设置为承载S1消息协议层的目的地址，这样DeNB可以透明传输所述UE的S1消息给RN。

需要说明的是，所述承载S1消息的协议可以是SCTP和IP协议。

所述在RN和MME之间的S1信令可以映射到RN的用户平面EPS承载上。

至此，本发明RN和核心网之间接口建立和通信方法二流程结束。通过上述方式，RN和MME分别通过DeNB直接获取对方的IP地址和标识，并利用该IP地址和标识进行通信。这样，RN就可以为UE选择MME，在RN与MME的通信过程中，基站透明转发RN与MME间的S1消息。

接下来，通过实施例说明上述本发明两种方法的具体实现。

实施例一、

实施例一是RN连接的过程中RN获得可以接的MME的IP地址并发起S1建立过程的流程图，如图5所示。需要说明的是，在本发明的方法中RN的SGW/PGW可以是单独的实体，也可以位于DeNB或者其它实体，这不是本发明的重点，不用于对本发明进行限制。以下是对图5的具体说明。这里省略了与本发明无关的步骤的详细说明。

在RN选择DeNB的小区连接到网络之前，DeNB已经建立了和MME池中MME的S1连接。DeNB在和MME建立S1接口的过程中，通过S1建立响应消息知道哪些MME支持RN功能。

步骤501，RN发送RRC连接请求消息给DeNB。DeNB发送RRC连接建立消息给RN。RN发送RRC连接建立完成消息给DeNB。所述消息包含此连接建立是来自于RN的信息。

步骤502，执行RN到网络的NAS连接(Attach)，认证安全过程。EPC检查RN是否被认证了，只有当RN是认证的RN，EPC接受附着过程。否则，EPC拒绝附着过程。需要说明的是，DeNB根据接入的是RN为RN选择支持RN功能的MME，服务于RN的MME是MME(RN)。

步骤503，给RN创建GTP-C会话。

步骤504，MME(RN)发送S1上下文建立请求消息给DeNB。所述消息包含NAS连接接受消息。DeNB发送RRC连接重配置消息给RN。所述消息包含NAS连接接受消息。根据下行节点是RN，DeNB在所述消息包含MMEIP地址。所述MME IP地址可以是DeNB所接入的MME的IP地址，也可以是支持RN或者移动RN功能的MME的IP地址，或者是为移动RN配置的MME池中的MME的IP地址。

RN保存所述收到的信息。RN发送RRC连接重配置完成消息给DeNB。

DeNB发送S1上下文建立响应消息给MME(RN)。

步骤505，根据步骤504中收到的MME的IP地址，发起和上述MME的S1建立过程。具体方法与步骤302相同，这里不再赘述。

实施例二、

实施例二是RN连接的过程中RN获得可以连接的MME的IP地址并发起S1建立过程的流程图，如图6所示。需要说明的是，在本发明的方法中RN的SGW/PGW可以是单独的实体，也可以位于DeNB或者其它实体，这不是本发明的重点，不用于对本发明进行限制。在实施例二中，在MME看来RN就像一个基站。所有非UE的S1过程终止于DeNB，在DeNB和MME内部处理，以及在RN和DeNB内部处理。所有UE关联的S1信令于RN和MME，DeNB透明传输。

以下是对图6的具体说明。这里省略了与本发明无关的步骤的详细说明。

在RN选择DeNB的小区连接到网络之前，DeNB已经建立了和MME池中MME的S1连接。DeNB在和MME建立S1接口的过程中，通过S1建立响应消息知道哪些MME支持RN功能。

步骤601至步骤603与步骤501至步骤503相同，这里不再赘述。

步骤604，MME(RN)发送S1上下文建立请求消息给DeNB。所述消息包含NAS连接接受消息。DeNB发送RRC连接重配置消息给RN。所述消息包含NAS连接接受消息。

RN发送RRC连接重配置完成消息给DeNB。

DeNB发送S1上下文建立响应消息给MME(RN)。

步骤605，RN发送S1建立请求消息给DeNB。DeNB知道是从RN收到的消息(例如DeNB根据步骤601知道下面连接的是RN)，DeNB发送S1建立响应消息给RN。所述S1建立响应消息包含MME的信息。所述MME的信息包含MME的IP地址。

所述MME的IP地址可以是DeNB所接入的MME的IP地址，也可以是支持RN或者移动RN功能的MME的IP地址，或者是为移动RN配置的MME池中的MME的IP地址。

RN保存收到的信息。

步骤606，根据步骤605中收到的MME的IP地址，发起和上述MME的S1建立过程。具体方法与步骤302相同，这里不再赘述。

上述实施例一和实施例二是本发明中RN与核心网间接口建立和通信方法一的具体实现方式。其中，两个实施例的区别在于，实施例一中，DeNB在RRC连接重配置消息中携带MME的信息给RN，然后RN发起S1接口建立过程；实施例二中，DeNB在与RN的S1接口建立过程的S1建立响应消息中携带MME信息给RN，然后，RN发起S1接口建立过程。上述两种处理方式中，方式一不需要RN和DeNB之间支持S1过程，直接通过流程中的RRC消息通知RN。而方式二可以避免对RRC消息的修改。

实施例三、

实施例三是RN启动的过程中RN获得可以连接的MME的信息，和/或让MME获得可以接入RN信息的流程图，如图7所示。需要说明的是，在本发明的方法中RN的SGW/PGW可以是单独的实体，也可以位于DeNB或者其它实体，这不是本发明的重点，不用于对本发明进行限制。以下是对图7的具体说明。这里省略了与本发明无关的步骤的详细说明。

在RN选择DeNB的小区连接到网络之前，DeNB已经建立了和MME池中MME的S1连接。DeNB在和MME建立S1接口的过程中，通过S1建立响应消息知道哪些MME支持RN功能。

步骤701至步骤703与步骤501至步骤503相同，这里忽略详细的技术说明。

步骤704，MME(RN)发送S1上下文建立请求消息给DeNB。所述消息包含NAS连接接受消息。DeNB发送RRC连接重配置消息给RN。所述消息包含NAS连接接受消息。根据下行节点是RN，DeNB在所述消息包含MME信息。所述MME信息可以是DeNB所接入的MME的信息，也可以是支持RN或者移动RN功能的MME的信息，或者是为移动RN配置的MME池中的MME的信息。所述MME信息包含MME的标识列表，MME的IP地址，还可以包含MME的相对容量，还可以包含MME是否支持移动RN的指示。

RN保存所述收到的信息。RN如何使用上述收到的信息与图4的方法描述中相同，这里不再赘述。RN发送RRC连接重配置完成消息给DeNB。

DeNB发送S1上下文建立响应消息给MME(RN)。根据步骤701，DeNB知道是RN接入而非普通的UE接入，DeNB可以在所述的S1上下文建立响应消息中包含RN的信息。所述RN信息包含RN的标识，RN的IP地址，还可以包含RN支持的TAI列表，缺省的循环非连续接收参数。MME如何使用上述收到的信息与图4的方法描述中相同，这里不再赘述。

步骤705，对于DeNB所连接的MME池中的其它MME，或者DeNB所连接的MME池中支持RN或者移动RN功能的MME，或者为移动RN配置的MME池中的连接到DeNB的MME，DeNB发送eNB配置更新消息给所述MME。

由于在步骤704中DeNB已经通过S1上下文建立响应消息向MME(RN)发送了RN的信息，因此，本步骤中，对于服务于RN的MME(MME(RN))，DeNB可以发送或者不发送所述的eNB配置更新消息。

在DeNB发送的所述eNB配置更新消息包含RN的信息。所述RN信息包含RN的标识，RN的IP地址，还可以包含RN支持的TAI列表，缺省的循环非连续接收参数。MME如何使用上述收到的信息与图4的方法描述中相同，这里不再赘述。MME发送eNB配置更新确认消息给所述RN。

实施例四、

实施例四是RN启动的过程中RN获得可以连接的MME的信息，和/或让MME获得可以接入RN信息的流程图，如图8所示。需要说明的是，在本发明的方法中RN的SGW/PGW可以是单独的实体，也可以位于DeNB或者其它实体，这不是本发明的重点，不用于对本发明进行限制。以下是对图8的具体说明。这里省略了与本发明无关的步骤的详细说明。

在RN选择DeNB的小区连接到网络之前，DeNB已经建立了和MME池中MME的S1连接。DeNB在和MME建立S1接口的过程中，通过S1建立响应消息知道哪些MME支持RN功能。

步骤801至步骤804与步骤601至步骤604相同，这里不再赘述。

步骤805，RN发送S1建立请求消息给DeNB。DeNB知道是从RN收到的消息(例如DeNB根据步骤801知道下面连接的是RN)，DeNB发送S1建立响应消息给RN。所述S1建立响应消息包含MME的信息。所述MME的信息包含MME的标识列表，MME的IP地址，还可以包含MME的相对容量，还可以包含MME是否支持移动RN的指示。

RN保存所述收到的信息。RN如何使用上述收到的信息与图4的方法描述中相同，这里不再赘述。

所述MME的信息可以是DeNB所接入的MME的信息，也可以是DeNB所接入的支持RN或者移动RN功能的MME的信息，或者是为移动RN配置的MME池中的和DeNB有连接的MME的信息。

步骤806，对于DeNB所连接的MME池中的MME，或者DeNB所连接的MME池中支持RN或者移动RN功能的MME，或者为移动RN配置的MME池中的连接到DeNB的MME，DeNB发送eNB配置更新消息给所述MME。

所述eNB配置更新消息包含RN的信息。所述RN信息包含RN的标识，RN的IP地址，还可以包含RN支持的TAI列表，缺省的循环非连续接收参数。MME如何使用上述收到的信息与图4的方法描述中相同，这里不再赘述。MME发送eNB配置更新确认消息给所述RN。

上述实施例三和实施例四是本发明中RN与核心网间接口建立和通信方法二的具体实现方式。其中，两个实施例的区别在于，实施例一中，DeNB在RRC连接重配置消息中携带MME的信息给RN，DeNB在发给MME(RN)的上下文建立响应消息中携带RN的信息给MME(RN)，并在发给其他MME的eNB配置更新消息中携带RN的信息给其他MME；实施例二中，DeNB在与RN的S1接口建立过程的S1建立响应消息中携带MME信息给RN，并在发给可连接MME的eNB配置更新消息中携带RN的信息给可连接的MME。上述两种处理方式中，方式一不需要RN和DeNB之间支持S1过程，直接通过流程中的RRC消息通知RN。而方式二可以避免对RRC消息的修改。

实施例五、

实施例五是UE通过RN小区接入网络的流程图，如图9所示。以下是对图9的具体说明。这里省略了与本发明无关的步骤的详细说明。

步骤901：UE向RN发送NAS消息，如Attach消息或者TA更新请求消息等。本步骤中，UE可以通过上行信息传输或者RRC连接建立完成来发送上行的NAS消息给RN。

步骤902：根据本发明的方法一或方法二，或者实施例一到实施例四的任一种方法，RN知道了可以接入的MME的信息，RN为UE选择接入的MME，或者根据收到的RRC消息中的S-TMSI或者注册的MME的信息找到合适的MME。

步骤903，RN发送S1AP初始UE消息给相应的MME。所述消息包含从UE收到的NAS消息。在承载所述初始UE消息的下层协议的目的地址中包含对应MME的IP地址。源地址可以是RN的IP地址。DeNB不解析S1消息，根据目的IP地址把所述的初始UE消息发送给相应的MME。

步骤904，MME发送初始上下文建立请求消息给RN。在承载所述初始上下文建立请求消息的下层协议的目的地址中包含RN的IP地址。源地址可以是MME的IP地址。DeNB不解析S1消息，根据目的IP地址把所述的初始UE消息发送给相应的RN。

步骤905，RN发送RRC连接重配置消息给UE。

步骤906，UE接入的其他的过程与现有过程相同，区别在于：UE的S1AP消息与步骤903和步骤904一样通过DeNB透明传输，DeNB不解析S1AP消息。RN发送UE的S1AP消息的时候，根据服务于UE的MME不同，根据MME标识和MME IP地址的对应关系，把相应的MME IP地址包含在承载S1AP消息的协议目的地址中。MME在发送UE的S1AP消息的时候，根据RN标识和RNIP地址的对应关系，把相应的RN IP地址包含在承载S1AP消息的协议目的地址中。

通过上述实施例，能够在高速移动的环境下，减少不必要的信令流程和复杂度，减少网络拥塞，支持多种接入技术。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种中继和核心网之间接口建立和通信方法，其特征在于，包括步骤：

A、中继(RN)接收基站通知的可连接的核心网控制面节点的IP地址；

B、RN发起和收到的IP地址对应的核心网控制面节点的接口建立过程；

其中，步骤B中所述RN发起和收到的IP地址对应的核心网控制面节点的接口建立过程包含步骤：

RN发送接口建立请求消息给所述核心网控制面节点，并在承载所述接口建立请求消息的协议层的目的地址包含所述收到的IP地址；所述接口建立请求消息是由基站根据所述目的IP地址转发给所述收到的IP地址对应的核心网控制面节点的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述RN收到多个核心网控制面节点的IP地址，则RN在发起接口建立过程时，分别发起和每个核心网控制面节点的接口建立过程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中所述可连接的核心网控制面节点为：所述基站所连接的核心网控制面节点；

或者，支持RN或移动RN功能的、且和所述基站连接的核心网控制面节点；

或者，为移动RN配置的MME池中的、且和所述基站连接的核心网控制面节点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A前基站与核心网控制面节点的接口建立过程中，核心网控制面节点是否支持移动RN功能的信息是由核心网控制面节点告知基站的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤A前，核心网控制面节点是否在为移动RN配置的核心网控制面节点池中的信息是由核心网控制面节点告知基站的。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述核心网控制面节点是否在为移动RN配置的核心网控制面节点池中的信息是在基站与核心网控制面节点间的接口建立过程中传输的。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接口建立请求消息包含RN的标识、RN支持的TAI列表、缺省的循环非连续接收参数中的一种或任意组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤B后所述方法还包含步骤：

所述RN接收收到所述接口建立请求消息的核心网控制面节点发送的接口建立响应消息，承载接口建立响应消息协议层的目的地址设置为RN的IP地址；所述接口建立响应消息包含核心网控制面节点的标识列表和相对容量；

所述RN接收所述基站透明传输的所述接口建立响应消息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，RN利用接收的核心网控制面节点标识为接入RN的UE选择核心网控制面节点，执行NNSF功能；对于初始接入的UE，RN参照接收的核心网控制面节点的相对容量来为UE选择接入的核心网控制面节点。

10.根据权利要求1到9中任一所述的方法，其特征在于，在LTE系统中，所述核心网控制面节点为移动管理实体(MME)，所述基站为DeNB，步骤B中的所述接口建立过程为S1接口建立过程；

所述RN接收基站通知的可连接核心网控制面节点的IP地址的方式为：

所述RN在RN连接过程中接收DeNB发送的RRC连接重配置消息，其中，所述RRC连接重配置消息中携带可连接的MME的IP地址；

或者，所述RN在RN连接过程中接收DeNB发送的S1建立响应消息，其中，所述S1建立响应消息中携带可连接的MME的IP地址。

11.根据权利要求1到9中任一所述的方法，其特征在于，在3G系统中，所述核心网控制面节点为SGSN，步骤B中的所述接口建立过程为Iu接口建立过程；

在2G系统中，所述核心网控制面节点为MSC，步骤B中的所述接口建立过程为Iu接口建立过程。