CN103857004A - 处理无线网络用户接入的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种蜂窝网络控制器，包括：无线协议处理模块，用于处理来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求，并上报处理结果；控制决策模块，用于根据所述蜂窝网络控制器预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略；策略下发模块，用于将所述控制策略模块制定的所述承载转发策略下发至所述切换用户对应的策略执行主体执行，以使发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。本发明实施例还提供相关的处理无线网络用户接入的方法、装置及系统。本发明实施例通过上述方案，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。

Description

处理无线网络用户接入的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及供电领域，特别涉及一种处理无线网络用户接入的方法、装置及系统。
背景技术
传统无线蜂窝网络，如2G/3G/4G通信网络，都主要包含核心网和接入网两部分，以LTE系统为例，其网络架构如图1所示。LTE网络架构中，核心网主要包含MME，S-GW，P-GW，其中MME为移动管理单元，处理UE与CN的非接入层(NAS)信令，包括承载和链接的管理；S-GW为服务网关，是与其他3GPP制式(GSM/UMTS)的锚点；而P-GW为数据网关，负责IP地址分配，QoS，与非3GPP(如CDMA2000，WiMAX)制式的锚点。而无线接入网主要由eNodeb构成，实现了对2G/3G的2层结构的简化，eNodeB主要负责无线资源管理，IP数据报头压缩，空口加解密等。
为了应对用户终端移动，传统无线蜂窝网络中设计的用户数据路由方案，主要是tunnel的方式，如GTP tunnel等，如在LTE系统中，其用户面协议栈如图2所示。从图2可以看出，在LTE架构中，eNB与SGW，SGW与PGW之间的IP数据包都是承载在GTP之上的，这就造成了在正式数据传输之前，必须进行一个比较复杂的承载建立过程。所谓承载，可理解为打通数据包传输的通道，在数据包传输路径的中间结点上，保存一定的上下文信息，使得中间节点能够准确的找到上一跳和下一跳节点。
在传统蜂窝网络中，由于GTP隧道到达了PGW的位置，其承载通道也必须到达核心网PGW的位置，从UE到达PDN这条路径上，在active状态下，任何两个节点之间都要建立tunnel，并且两个节点的通路必须要通过信令来维护，而从active转为idle的状态时，又需要信令将tunnel拆除，这样的操作将导致比较大的信令开销，极大的浪费了网络资源。
发明内容
本发明实施例提供一种处理无线网络用户接入的方法、装置及系统，以减少多个控制实体间的信令协商，减少网络资源的浪费。
第一方面，本申请提供一种蜂窝网络控制器，包括：
无线协议处理模块，用于处理来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求，并上报处理结果；
控制决策模块，用于根据所述蜂窝网络控制器预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略；
策略下发模块，用于将所述控制策略模块制定的所述承载转发策略下发至所述切换用户对应的策略执行主体执行，以使发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述蜂窝网络控制器还包括：
第一建立模块，用于如果所述策略执行主体是边界网关路由器GR，基于OpenFlow协议与所述GR建立控制关系。
结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述蜂窝网络控制器还包括：
第二建立模块，用于如果所述策略执行主体是无线网络接入设备，基于OpenRadio协议和OpeFlow协议与所述无线网络接入设备建立控制关系。
结合第一方面或者第一方面任一种上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述控制决策模块具有IP层以IP层以上各层的控制面功能。
结合第一方面或者第一方面任一种上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中所述事件信息包括无线网络接入网的网络拓扑信息和/或无线网络用户状态信息。
第二方面，本申请提供一种边界网关路由器，包括：
策略接收模块，用于接收蜂窝网络控制器下发的切换用户的承载转发策略；所述承载转发策略是所述蜂窝网络控制器根据所述蜂窝网络控制器预先存储的事件信息以自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求制定的；
策略执行模块，用于将发送到所述切换用户的数据包根据所述策略接收模块接收到的承载转发策略进行转发.
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述策略执行模块具有IP层以及IP层以上各层的用户面处理功能。
第三方面，本申请提供一种无线网络接入设备，包括：
事件信息上报模块，用于当特定的无线网络用户产生设定事件信息时，将所述事件信息发送到蜂窝网络控制器，以使所述蜂窝网络控制器将所述行为事件信息应用在切换用户的承载转发策略的制定中；
策略接收执行模块，用于接收所述蜂窝网络控制器下发的切换用户的承载转发策略，将发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述策略接收执行模块基于OpenFlow协议接收所述承载转发策略。
结合第三方面或者第三方面的上述任一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中所述策略接收执行模块基于OpenRadio协议接收所述承载转发策略。
第四方面，本申请提供一种无线网络架构，包括第一方面或者第一方面上述可能的任一种可能的实现方式所述的蜂窝网络控制器、如第二方面或者第二方面上述可能的任一种可能的实现方式所述的边界网关路由器，以及如第三方面或者第三方面上述可能的任一种可能的实现方式所述的无线网络接入设备。
第五方面，本申请提供一种处理无线网络用户接入网络的方法应用于蜂窝网络控制器中：
接收无线网络用户的接入请求，所述接入请求中包含所述无线网络用户的标识信息和接入网的相关信息，
根据所述无线网络用户的标识信息和接入网的相关信息，鉴别所述无线网络用户的标志并识别出识别所述无线网络用户的接入位置；
对所述无线网络用户进行授权认证；
根据所述无线网络用户的标识信息以及所述无线网络用户的接入位置，结合本身存储的事件信息，为所述无线网络用户指定一个边界网关路由器，并将所述边界网关路由器的地址下发到所述无线网络用户，所述边界网关路由器用于为所述无线网络用户分配IP地址；
接收所述边界网关路由器更新的所述无线网络用户的上下文信息，根据所述上下文信息为所述无线网络用户制定承载转发策略；所述更新的所述无线网络用户的上下文信息是所述边界网关路由器通过将为所述无线网络用户分配的IP地址填入所述无线网络用户的上下文信息的相应位置后得到的；
将所述承载转发策略下发到所述边界网关路由器。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述用户的承载转发策略由所述蜂窝网络控制器与路由器协商确定，所述第一种可能的实现方式还包括：
将所述承载转发策略下发到无线接入设备。
第六方面，本申请提供一种处理无线网络用户切换的方法，包括：
接收经由目标无线接入设备发送的无线网络用户的路径切换请求；
根据所述切换请求更新所述无线网络用户的上下文信息，并向所述无线网络用户当前所属的边界网关路由器发送更新请求，以告知所述边界网关路由器更新所述用户的数据承载转发策略，将所述用户的数据承载发送到所述目标无线接入设备；
接收所述边界网关路由器发送对所述更新请求做出的更新应答消息；
经由目标无线接入设备向所述无线网络用户发送路径切换请求确认，指示所述用户的无线承载已经切换。
结合第六方面，在第一种可能的实现方式中，在所述经由目标无线接入设备向所述无线网络用户发送路径切换请求确认之后，所述方法还包括：
判断是否需要为所述无线网络用户重新分配IP地址；
若需要，则在更新请求中携带IP地址请求消息，以使所述无线网络用户当前所属的边界网关路由器收到所述更新请求后，为所述无线网络用户下发新的IP地址，并携带在所述更新应答消息中。
结合第六方面或者第六方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在所述接收经由目标无线接入设备发送的无线网络用户的路径切换请求后，还包括：
根据目标无线接入设备的地址，判断所述无线网络用户是否需要发生切换；
若需要，则为所述无线网络用户指定一个新的边界网关路由器作为目标边界网关路由器；
向所述目标边界网关路由器发送连接建立请求，所述连接建立请求中携带IP地址请求消息，以使所述目标路由器收到所述IP地址请求消息后，为所述无线网络用户下发IP地址，并携带在所述更新应答消息中。
结合第六方面或者第六方面任一种上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括：
与所述目标边界网关路由器进行用户的承载转发策略的协商，根据当前网络的拓扑状况和所述无线网络用户的状况制定新的用户的承载转发策略；
将所述新的用户的承载转发策略下发给目标边界网关路由器或者目标无线接入设备。
第七方面，本申请提供一种处理无线网络用户接入网络的方法，包括：
接收无线网络用户发起的IP地址建立请求；
为所述无线网络用户分配IP地址，并存储所述无线网络用户的上下文信息；
将为所述无线网络用户分配的IP地址填入所述无线网络用户的上下文信息的相应位置，得到更新后的无线网络用户的上下文信息；
上报更新后的无线网络用户的上下文信息到蜂窝网络控制器，以使所述蜂窝网络控制器根据所述更新后的无线网络用户的上下文信息制定针对所述无线网络用户的承载转发策略；
接收所述蜂窝网络控制器制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略。
第八方面，本申请提供一种处理无线网络用户切换的方法，包括：
用于接收蜂窝网络控制器的更新指令；所述更新指令中携带有IP地址请求消息；所述更新指令是所述蜂窝网络控制器接收到所述无线网络用户的切换请求后，对所述无线网络用户的上下文消息进行更新时发出的；
根据所述IP地址请求消息为所述无线网路用户重新分配IP地址；
接收所述蜂窝网络控制器更新的针对所述无线网络用户制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略；所述更新的针对所述无线网络用户制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略为所述蜂窝网络控制器根据当前网络的拓扑状况和所述无线网络用户的状况制定新的针对所述无线网络用户的承载转发策略。
结合第八方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据所述IP地址请求消息为所述无线网路用户重新分配IP地址后，所述方法还包括：
根据更新指令完成与所述蜂窝网络控制器新指定的路由器之间的数据切换。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明实施例提供一种LTE网络架构图；
图2本发明实施例提供一种LTE系统的协议栈示意图
图3本发明实施例提供一种新型通信网络架构图；
图4本发明实施例提供一种蜂窝网络控制器结构图；
图5本发明实施例提供一种无线网络边界网关路由器结构图；
图6本发明实施例提供一种无线网络接入设备结构图；
图7本发明实施例提供一种具体的网络架构的应用场景示意图；
图8本发明实施例提供一种用户面协议栈的示意图；
图9a本发明实施例提供一种控制面协议栈的示意图；
图9b本发明实施例提供一种控制面协议栈的示意图；
图10本发明实施例提供一种承载建立流程图；
图11本发明实施例提供一种切换流程图；
图12本发明实施例提供一种切换流程图；
图13本发明实施例提供一种切换流程图；
图14本发明实施例提供一种具体的网络架构的应用场景示意图；
图15本发明实施例提供一种C2接口协议栈示意图；
图16本发明实施例提供一种承载建立流程图；
图17本发明实施例提供一种切换流程图；
图18本发明实施例提供一种切换流程图；
图19本发明实施例提供一种具体的网络架构的应用场景示意图；
图20本发明实施例提供一种C2接口协议栈示意图；
图21本发明实施例提供一种处理无线网络用户接入网络的方法流程图；
图22本发明实施例提供一种处理无线网络用户切换的方法流程图；
图23本发明实施例提供一种处理无线网络用户接入网络的方法流程图；
图24本发明实施例还提供一种处理无线网络用户切换的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
全网络IP化已经成为主流趋势，通信网络本质在于包(Packet)的转发机制设计。无线网络与目前固定网络不同在于终端移动性，包括异构网络移动。移动性使得IP地址管理机制变得复杂，为此现有无线通信网络中已设计了MIP，GTP隧道等解决该问题。但是隧道的引入增加了协议栈和数据包处理的复杂性，并导致比较大的信令开销，较大的浪费了网络资源。
而本发明为了解决上述问题，引入了一种新型的通信网络架构，如图3所示，本发明实施例提供一种通信网络架构，包括：蜂窝网络控制器10，边界网关路由器(GR)20以及无线网络接入设备30，其中：
蜂窝网络控制器10，用于对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求进行处理，生成处理结果；根据存储的事件信息以及生成的处理结果，制定切换用户的承载转发策略；将切换用户的承载转发策略下发至切换用户对应的策略执行主体执行，以使发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发；
在本实施例中，对切换请求进行处理是指将切换请求进行蜂窝网络控制器10内部格式的转换，将切换请求转化成蜂窝网络控制器10内部模块能够识别和处理的格式。
在一个实施例中，该切换请求由用户发起或者无线网络发起，该切换请求表明带切换用户请求由一个基站切换到另一个基站。这两个基站间的切换可能是同制式的基站，也可能是异构基站间的切换。
边界网关路由器(GR)20，用于接收蜂窝网络控制器10下发的切换用户的承载转发策略；将发送到所述切换用户的数据包根据所述策略接收模块接收到的承载转发策略进行转发。
无线网络接入设备30，用于当特定的无线网络用户产生设定事件信息时，将所述事件信息发送到蜂窝网络控制器10，以使蜂窝网络控制器10将该行为事件信息应用在切换用户的承载转发策略的制定中；用于接收所述网络控制器下发的切换用户的承载转发策略，将发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。
在一个实施例中，如果所述策略执行主体是边界网关路由器GR 20，蜂窝网络控制器10基于OpenFlow协议与所述GR 20建立控制关系；
在一个实施例中，如果所述策略执行主体是无线网络接入设备30，蜂窝网络控制器10基于OpenRadio协议和OpeFlow协议与所述无线网络接入设备30建立控制关系。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
如图4所示，本发明实施例提供一种蜂窝网络控制器，该蜂窝网络控制器与无线网络边界网关路由器(GR)建立了路由控制关系；该蜂窝网络控制器包括：
无线协议处理模块110，用于处理来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求，并上报处理结果；
在一个实施例中，该切换请求由用户发起或者无线网络发起，该切换请求表明用户请求由一个基站切换到另一个基站。这两个基站间的切换可能是同制式的基站，也可能是异构基站间的切换。
控制决策模块120，用于根据所述蜂窝网络控制器预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块110上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略；
在一个实施例中，控制决策模块120具有IP层以IP层以上各层的控制面功能。
在一个实施例中，该事件信息包括无线接入网的网络拓扑信息和/或无线网络用户状态信息。
策略下发模块130，用于将所述控制策略模块120制定的所述承载转发策略下发至所述切换用户对应的策略执行主体执行，以使发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。
在一个实施例中，该蜂窝网络控制器还包括：
第一建立模块102，用于如果所述策略执行主体是边界网关路由器GR，基于OpenFlow协议与所述GR建立控制关系。
在一个实施例中，该蜂窝网络控制器还包括：
第二建立模块103，用于如果所述策略执行主体是无线网络接入设备，基于OpenRadio协议和OpeFlow协议与所述无线网络接入设备建立控制关系。
在一个实施例中，该蜂窝网络控制器还包括：
搜集存储模块101，用于搜集并存储事件信息，所述事件信息包括无线网络接入网的网络拓扑信息和/或无线网络用户状态信息。
在一个实施例中，上述无线网络可以包括：包括LTE(Long Term Evolution，长期演进)网络、3G(3rd-generation，中文称作：第三代移动通信)网络、WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access，中文称作：全球微波互联接入)网络、WiFi(Wireless Fidelity，中文称作：无线保真)网络、CDMA(Code-Division Multiple Access，中文称作：码分多址)网络等。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
如图5所示，本发明实施例提供一种无线网络边界网关路由器，包括：
策略接收模块200，用于接收蜂窝网络控制器下发的切换用户的承载转发策略；承载转发策略是所述蜂窝网络控制器根据所述网络控制器预先存储的事件信息以自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求制定的；
策略执行模块210，用于用将发送到所述切换用户的数据包根据策略接收模块200接收到的承载转发策略进行转发。
在一个实施例中，上述路由器还可以包括：
无线协议模块220，用于接收到来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求，配合无所述蜂窝网络控制器完成无线网络用户的无线切换流程。
在一个实施例中，策略执行模块210具有IP层以及IP层以上各层的用户面处理功能。
在一个实施例中，该路由器还包括：
IP请求接收模块230，用于接收无线网络用户发起的IP地址建立请求；
IP地址分配模块240，用于在接收到无线网络用户发起的IP地址建立请求后，为所述无线网络用户分配IP地址，并存储该无线网络用户的上下文信息。
在一个实施例中，所述无线协议模块220包括：
切换指令接收单元221，用于接收蜂窝网络控制器的更新指令；所述更新指令中携带有IP地址请求消息；所述更新指令是所述蜂窝网络控制器接收到所述无线网络用户的切换请求后，对所述无线网络用户的上下文消息进行更新时发出的；
切换单元222，用于在所述切换指令接收单元221接收到蜂窝网络控制器的更新指令后，根据所述IP地址请求消息为所述UE重新分配IP地址。
在一个实施例中，所述无线协议模块220包括：
切换指令接收单元223，用于接收蜂窝网络控制器的更新指令；所述更新指令是所述蜂窝网络控制器接收到所述无线网络用户的切换请求后，对所述无线网络用户的上下文消息进行更新时发出的；
切换单元224，用于在所述切换指令接收单元223接收到蜂窝网络控制器的更新指令后，根据更新指令完成与所述蜂窝网络控制器新指定的路由器之间的数据切换。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
如图6所示，本发明实施例提供一种无线网络接入设备，包括：
事件信息上报模块310，用于于当特定的无线网络用户产生设定事件信息时，将所述事件信息发送到蜂窝网络控制器，以使所述蜂窝网络控制器将所述行为事件信息应用在切换用户的承载转发策略的制定中
策略接收执行模块320，用于接收所述蜂窝网络控制器下发的切换用户的承载转发策略，将发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。
在一个实施例中，对所述无线网络用户进行管理可以是，无线协议处理模块320根据蜂窝网络控制器的响应，完成针对UE的特定动作，如UE切换时的无线网络接入设备的承载切换。
在一个实施例中，该无线网络接入设备还包括：
无线协议处理模块320，接收所述蜂窝网络控制器的指令，根据所述指令对所述无线网络用户进行管理。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
如图21所示，本发明实施例还提供一种处理无线网络用户接入网络的方法，包括：
S110，接收无线网络用户的接入请求，所述接入请求中包含所述无线网络用户的标识信息和接入网的相关信息，
S120，根据所述无线网络用户的标识信息和接入网的相关信息，鉴别所述无线网络用户的标志并识别出识别所述无线网络用户的接入位置；
S130，对所述无线网络用户进行授权认证；
S140，根据所述无线网络用户的标识信息以及所述无线网络用户的接入位置，结合本身存储的事件信息，为所述无线网络用户指定一个边界网关路由器，并将所述边界网关路由器的地址下发到所述无线网络用户，所述边界网关路由器用于为所述无线网络用户分配IP地址；
S150，接收所述边界网关路由器更新的所述无线网络用户的上下文信息，根据所述上下文信息为所述无线网络用户制定承载转发策略；所述更新的所述无线网络用户的上下文信息是所述边界网关路由器通过将为所述无线网络用户分配的IP地址填入所述无线网络用户的上下文信息的相应位置后得到的；
在一个是实例中，所述承载转发策略由所述蜂窝网络控制器与路由器协商确定。
S160，将所述承载转发策略下发到所述边界网关路由器。
在一个实施例中，所述方法还包括：
S170，将所述承载转发策略下发到无线接入设备。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
如图22所示，本发明实施例还提供一种处理无线网络用户切换的方法，包括：
S210，接收经由目标无线接入设备发送的无线网络用户的路径切换请求；
S220，根据所述切换请求更新所述无线网络用户的上下文信息，并向所述无线网络用户当前所属的边界网关路由器发送更新请求，以告知所述边界网关路由器更新所述用户的数据承载转发策略，将所述用户的数据承载发送到所述目标无线接入设备；
S230，接收所述边界网关路由器发送对所述更新请求做出的更新应答消息；
S240，经由目标无线接入设备向所述无线网络用户发送路径切换请求确认，指示所述用户的无线承载已经切换。
在一个是实例中，在步骤S210之后，所述方法还包括：
S200，判断是否需要为所述无线网络用户重新分配IP地址；
S201，若需要，则在更新请求中携带IP地址请求消息，以使无线网络用户当前所属的边界网关路由器收到所述更新请求后，为所述无线网络用户下发新的IP地址，并携带在所述更新应答消息中。
进一步，在一个实施例中，在步骤S210之后还包括：
S203，根据目标无线接入设备的地址，判断所述无线网络用户是否需要发生切换；
S204，若需要，则为所述无线网络用户指定一个新的边界网关路由器作为目标边界网关路由器；
S205，向所述目标边界网关路由器发送连接建立请求，所述连接建立请求中携带IP地址请求消息，以使所述目标边界网关路由器收到所述IP地址请求消息后，为所述无线网络用户下发IP地址，并携带在所述更新应答消息中。
在一个实施例中，所述方法还包括：
与所述目标边界网关路由器进行用户的承载转发策略的协商，根据当前网络的拓扑状况和所述无线网络用户的状况制定的用户的承载转发策略；
将所述新的用户的承载转发策略下发给目标边界网关路由器或者目标无线接入设备。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
如图23所示，本发明实施例还提供一种处理无线网络用户接入网络的方法，包括：
S310，接收无线网络用户发起的IP地址建立请求；
S320，为所述无线网络用户分配IP地址，并存储所述无线网络用户的上下文信息；
S330，将为所述无线网络用户分配的IP地址填入所述无线网络用户的上下文信息的相应位置，得到更新后的无线网络用户的上下文信息；
S340，上报更新后的无线网络用户的上下文信息到蜂窝网络控制器，以使所述蜂窝网络控制器根据所述更新后的无线网络用户的上下文信息制定针对所述无线网络用户的承载转发策略；
S350，接收所述蜂窝网络控制器制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略。
如图24所示，本发明实施例还提供一种处理无线网络用户切换的方法，包括：
S410，接收蜂窝网络控制器的更新指令；所述更新指令中携带有IP地址请求消息；所述更新指令是所述蜂窝网络控制器接收到所述无线网络用户的切换请求后，对所述无线网络用户的上下文消息进行更新时发出的；
S420，根据所述IP地址请求消息为所述无线网路用户重新分配IP地址；
S430，接收所述蜂窝网络控制器更新的针对所述无线网络用户制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略；所述更新的针对所述无线网络用户制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略为所述蜂窝网络控制器根据当前网络的拓扑状况和所述无线网络用户的状况制定新的针对所述无线网络用户的承载转发策略。
在一个实施例中，S420之后，所述方法还包括：
S421，根据更新指令完成与所述蜂窝网络控制器新指定的路由器之间的数据切换。
需要说明的是，本发明实施例所提到的蜂窝网络控制器也可以称之为Single network controller，具有有openradio控制器和openflow控制器的功能。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
应用实施例一：
在一个实施例中，具体的网络架构的应用场景可以如图7所示。下面结合图7的应用场景，对各个网络实体进行详细描述。
需要说明的是，以下实施例中，提到的控制器即为蜂窝网络控制器，该控制器具有有两个功能，即具有，openradio控制器和openflow控制器。
图7所示的网络架构共包含核心网、无线接入网(RAN)和用户终端三部分，在本实施例中，对RAN侧及其内部的网元，如控制器(controller)、AP等，并无特别需求，而对核心网进行了较大的改造。
该网络架构包括三个主要功能实体：控制器(Controller)，边界网关路由器GR(GR，Gateway Router)和策略客户端。其中，控制器和边界网关路由器位于核心网，策略客户端位于UE内。
在一个实施例中，Controller可以处理来自用户侧或网络侧的各种请求，并能根据这些请求信息做出控制决策。在一个实施例中，一个请求的实例可以为用户的切换请求；在一个实施例中一个请求的实例还可以为用户的无线承载建立请求。
在一个实施例中，Controller为主要的控制面网元，具有IP层以IP层以上各层的控制面功能。Controller可以处理来自用户或接入网(本实施例中为用户)的无线承载建立或切换请求，并将处理结果应用到用户的承载转发策略决策的制定上，做出用户的承载转发策略决策，将用户的承载转发策略下发给策略执行实体(本实施例中为GR)。
在一个实施例中，控制用户的承载转发策略的是C1接口，可理解为等同于OF Controller功能，控制无线承载建立(非IP)或者切换的是C2接口，两者间有联系，如UE的切换可能触发控制策略的更新)
可选地，在一个实施例中，Controller还用于一些一般的功能，比如：接受GR的反馈，搜集网络拓扑、用户状态等信息，IP地址分配，授权认证，会话(session)管理等。
在一个实施例中GR用于接收Controller下发的用户的承载转发策略，按照该用户的承载转发策略进行数据面包转发。GR为用户面网元，具有IP层以及IP层以上各层的用户面处理功能，位于域边缘位置。GR是域边界网关，与外网(如Internet)交互时需要经过GR。不同的接入制式可连接到不同的GR，各个GR之间互联，实现互通。可选地，GR还具有一些一般的功能，比如IP地址的管理、维护和下发等功能。
在一个实施中，GR还用于向控制器上报承载上下文信息(如用户新建的会话信息)，进行用户终端IP地址的分配、管理、维护和下发。
在一个实施例中，GR可以部署在与位置无关的网络层次上。
为了实现用户面和控制面的分离，需要终端的配合。因此，在一个实施例中，可以在终端侧设置策略客户端，该策略客户端用于与控制器进行信令交互，向控制器上报接入用户的会话实时信息，如用户终端IP地址变化，终端切换等；
在一个实施例中，如果用户使用视频业务，那么用户会建立一个会话来传递视频数据。
Controller和GR之间的接口，即C1接口，可用于传输Controller对GR的承载转发策略，包括路由转发，UE切换等策略。通过C1接口，Controller与GR之间的关系类似于OpenFlow中的OF controller和OF switch，C1接口可借鉴OF来实现，未来出现其他类似技术，也可借鉴采用，本发明实施例不做特别的限定。
Controller与策略客户端之间的接口，即C2接口，可用于传递Controller与策略客户端之间的控制信息，该控制信息主要指可能影响转发策略的制定、更新和删除相关联的控制消息，如用户状态的更新、用户位置改变导致的切换请求等信令。Controller会将对这些信息的处理结果应用到用户的承载转发策略决策上；
GR和策略客户端之间的接口，是基于IP的接口，传输的主要是数据面的数据包。
由以上所述功能实体和接口构成的通信网络架构，能实现控制面和数据面的分离，本实施例中控制面和用户面的实现原理和主要特点如下：
核心网用户面，采用ALL-IP的架构，主要包含在网络边缘部署的GR网关，GR负责IP转发，但转发策略由Controller控制；GR还负责用户终端接入的IP地址管理和分配。
核心网控制面，主要包含功能实体Controller，负责IP转发策略的生成和管理，与UE信令交互收集UE侧实时信息，应用于用户的承载转发策略的决策。这里，转发策略的对象主要指IP数据包，而转发策略的具体形式为为类似于OF中的流表形式。在一个实施例中，核心网控制面还包含策略客户端。
本实施例中的用户面协议栈和控制面协议栈分别如图8和图9(包括图9a和图9b)所示，其中AP泛指现有无线网络中数据面/控制面网元，并不局限于基站或接入点这一类接入设备。
由图8与图2的对比可以看出，本发明实施例中用户面协议栈得以简化，从经过的网元上，本发明中方案数据面中间只包括接入网、GR，数据包经过的跳数得以减少，从数据包承载的层次上来看，本发明方案不再需要GTP等复杂的隧道操作，数据包的中间网元只需具备IP包处理能力即可。本发明实施例中数据面对网元没有增加新的需求，反而简化了网元的功能。
根据图9a和图9b，本发明实施例中，控制面包含UE和Controller之间的信令交互以及GR与Controller之间的信令交互，前者由C2接口来承载，后者由C1接口承载。C2接口承载的信令主要指与可能影响到转发策略的制定、更新和删除相关连的信令，如用户状态的更新，UE的切换请求等等，而UE与核心网之间的授权认证等操作采用现有的技术即可。C2接口的信令承载在TCP/IP之上；C1接口的信令承载在IP之上，C1接口的信令承载转发策略等信息；
本发实施例明方案涉及到的一些基本流程，主要如下：
1、承载建立
承载建立的目的是打通数据路径通道，在数据包传送过程中经过的各个节点上保留有UE的上下文信息，以便根据这些上下文信息转发数据包。本实施例中，承载建立流程如图10所示：
无线接入网(RAN，Radio Access Network)是移动通信网络的一部分，它采用某种接入技术，连接移动设备和核心网。如GSM网络的接入网为GRAN，UMTS的接入网为UTRAN，LTE的接入网为E-UTRAN等。本方案中，涉及到接入网的操作，对现有无线网络接入网部分并无实质性修改，因此以下描述中，用接入网泛指相关网元，不再逐一具体说明各个接入网网元。
Step1：UE入网，与接入网之间进行随机接入和无线链路链接建立过程；
Step2：接入网向Controller发送UE入网消息，UE入网消息中可包含UE的标识信息和接入网的相关信息，以便Controller鉴别出该UE和识别该UE的接入位置；在一个实施例中，接入网的相关消息包括接入网制式、基站消息等信息。
Step3：UE与Controller之间进行授权认证过程，该过程采用现有技术即可。
Step4：Controller根据UE的标识以及入网时的位置，综合本身存储的网络拓扑信息以及转发策略等等，为该UE指定一个GR，并将GR地址下发UE。这里的GR地址可以为IP地址，也可以为其他能使UE找到该GR的其他信息。Controller将该地址携带在attach响应消息中下发到UE；之后，UE与接入网之间进行无线侧的承载建立过程，这里的无线承载建立过程可采用现有技术；
Step5-6：UE向GR发起IP地址建立请求(也就是IP地址分配请求，例如DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机设置协议)请求)，该请求由UE中的策略客户端触发，UE中其他组件可以不感知该过程。GR收到这一请求后，为该UE分配IP地址，在本地存储上下文信息；
Step7：GR向UE发送IP地址下发消息，其中携带GR为UE分配的IP地址；
Step8：UE向Controller发送attach完成消息；
Step9：GR向Controller更新UE的上下文，将IP地址等信息更新到存在Controller中该UE的上下文中；在该步骤中，Controller和GR还可针对该UE，进行承载转发策略的协商，即Controller为UE指定数据包转发策略下发给GR，例如可以直接下发一些default的承载转发策略；在一个实施例中，default的承载转发策略可以为按缺省路由的转发策略，比如从GR的缺省端口转发到互联网。
Step10：承载建立后，可进行正常的数据包传送过程；
上述步骤中，step9和step10无严格的先后顺序；
在一个实施例中，UE的IP地址还可以采用其他方式分配，如DHCP方式、或者由接入网分配IP地址等。这样，UE可采用类似Step5和Step7的方式直接向分配IP地址的服务器请求IP地址，UE得到IP地址后，需要将该IP地址更新到controller和GR中的至少一个。如果只更新到controller和GR中的其一，则由该“其一”负责将该IP地址更新到另一个。
值得说明的是，以上承载建立过程，只是承载建立的一个可能性，本实施例中，承载建立过程还有很多其他的可能性。只要能完成Controller为UE指定GR，并使得UE、GR和controller三者都获知UE的IP地址这些操作，打通控制面和数据面的通道，都可以作为本实施例中合理的承载建立过程，本发明实施例不做特别的限定。通过上述承载建立过程，打通了数据面的数据路径，为数据包的转发做好了准备。
2、移动性管理
移动性管理主要包含切换流程，而根据UE移动范围的大小，切换流程可分为以下三种情况，其切换流程分别如图11-13所示：
1)Inter-AP handover(IP地址未改变)
此种场景下，因为只是接入网侧的基站(AP)地址发生了改变，而IP地址并未改变，因此只需要在Controller和GR处更新当前基站的地址(或标识)即可，图11所示各个步骤含义如下：
Step1：初始时数据包经由源基站传输，由于UE的移动，需要进行基站的切换，因此UE、源基站和目标基站之间进行空口切换的流程。此步骤可以采用现有的技术来实现。
Step2：UE经目标基站向Controller发送路径切换请求，UE或目标基站可将目标基站的标识或地址直接携带在该消息中，如果由UE操作，则该携带的操作由UE中的策略客户端来执行；可以不直接在切换请求消息中携带目标基站地址，而由GR根据该消息的源地址，判断出目标基站的地址；
Step3-4：Controller收到消息后，更新自身处该UE的上下文，同时向该UE当前GR发送更新请求，GR作出应答；如果Controller在更新了基站地址后，决策该UE对应的转发策略需要更新，则在这两步骤中，Controller和GR之间同时更新转发策略；
Step5：Controller经目标基站向UE发送路径请求确认；
Step6：目标基站向原基站发送上下文释放请求，原基站释放该UE相关的上下文；
2)Inter-RAT handover(IP地址已改变)
某些场景下，可能发生IP地址需要更新的切换过程，如UE发送了跨接入技术的切换时，就可能需要GR为该UE重新指定IP地址(当采用其他方式分配IP地址时，则由相应的服务器重新为UE指定IP地址)，此种场景下，切换流程如图12所示：
此种场景下，因为IP地址发生了改变，所以需要Controller处更新新的基站和新的IP地址，而GR需要为UE重新指定IP地址，各个步骤含义如下：
Step1-2：同图11，唯一不同之处在于，本场景下的目标基站和源基站可能属于不同的接入技术；
Step3-4：除了完成图11中step3-4的更新和策略协商功能外，本场景下，Controller在收到UE发送到路径切换请求后，根据目标基站的地址或目标AP的地址，判断出需要为该UE重新分配IP地址，则在更新请求中携带IP地址请求消息，GR收到该消息后，为该UE下发新的IP地址，并在更新应答消息中携带给Controller；
Step5-6：同图11。
本场景下，如果IP地址不由GR分配，则Controller需要向分配IP地址的服务器，如DHCP服务器为UE请求IP地址，并将该新的IP地址和新的转发策略更新到GR，并将新的IP地址返回给UE。
3)Inter-GR handover(IP地址已改变)
当UE的移动范围进一步扩大，则可能所属的GR也发生了切换，此时的流程如图13所示：
此场景下，需要Controller判断出需要进行GR的切换，并触发目标GR分配IP地址，源GR释放上下文等操作，各个步骤含义如下：
Step1-2：同图12；
Step3-4：本场景下，Controller在收到UE发送到路径切换请求后，根据目标基站的地址或AP，判断出该UE的GR需要发生切换，则为该UE指定一个新的GR，并向该目标GR发送连接建立请求，该请求中携带IP地址请求消息，目标GR收到该消息后，为该UE下发IP地址，并在更新应答消息中携带给Controller；同时在该过程中，Controller和目标GR之间可进行转发策略的协商，Controller根据当前的拓扑状况、UE状况指定出新的转发策略下发给目标GR；
Step5：Controller与源GR之间进行上下文释放的流程，这里的上下文包含UE的信息和转发策略等，当然Controller也可以做出决策，让源GR暂时保存这些上下文，在Controller觉得必要的时刻，再触发该上下文释放过程；
Step6-7：同图12的step5-6；
本场景下，如果IP地址不由GR分配，则Controller需要向分配IP地址的服务器，如DHCP服务器为UE请求IP地址，并将该新的IP地址和新的转发策略更新到目标GR，并将新的IP地址返回给UE。
图13所示的场景中，GR之间的切换是由UE的移动触发的，而实际上GR的切换还可由用户的业务切换、网络负载均衡等其他原因触发，无论何种原因触发，GR的切换和核心流程如图13中step3-step5所示，这里不再针对各种情景一一赘述。
本实施例中流程，主要针对UE的IP地址由GR来分配的场景，实际上，UE的IP地址还可以由其他方式分配，如由DHCP方式或者由接入网来分配。UE的IP地址由接入网来分配时，其承载建立流程和切换流程将在下一个实施例中详细说明，本实施例的流程与之类似，因此不再重复说明。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
本发明实施例通过控制和承载分离提供一个新的无线网络架构，实现无线网络的SDN(Software Defined Network，软件定义网络)，完成移动性管理优化。
应用实施例二：
在一个实施例中，具体的网络架构的应用场景可以如图14所示。下面结合图14的应用场景，对各个网络实体进行详细描述。
图14所提供的网络架构的应用场景和图7所提供的场景的不同之处在于，本应用场景对于终端没有需求，而接入网需要能够接受控制面和用户面数据转发策略的控制。本实施例中，通过Controller、GR和接入网三者配合，实现通信网络的基本功能，承载管理、移动性管理。
本实施例中，Controller与GR的功能与实施例1相同。而UE是普通的UE即可，无需具备策略触发等功能，相应的，将这部分功能放入接入网内，即：为了实现用户面和控制面的分离，需要接入网的配合，因此在接入网侧设置用户面数据转发代理，负责与Controller信令交互，上报接入用户的会话实时信息，如用户终端IP地址变化，终端的切换等；
在一个实施例中，如果用户使用视频业务，那么用户会建立一个会话来传递视频数据。
因此，本实施例中，Controller处理的无线承载建立请求或切换请求主要来自于接入网。
可选的，接入网还可以接收Controller下发的用户的承载转发策略，并按照该用户的承载转发策略路由数据包。例如，当用户会话改变或切换时，Controller可能决策将该用户的某些业务offloading到其他接入制式上，此时，Controller则向接入网下发用户的承载转发策略，将该业务对应的数据包按照不同于现有路径进行路由，接入网收到下发的用户的承载转发策略后，按照该策略路由数据包。
如上，为了实现上述功能，需要对现有无线网络中接入网部分进行改进，即在接入网中需要增加功能实体。这里所述的接入网中新增功能实体，包含以下情况：
1、该功能实体的所有功能均位于接入网中某一个网元内，如位于接入点AP中；
2、该功能实体的所有功能拆分分布于接入网中的不同网元内，如一部分功能位于AP内，另一部分功能位于控制器内；
3、接入网中不同的网元都具有该功能实体的部分或全部的功能，但需要网元间相互合作，来完整的完成一项功能，如AP和控制器都具有功能一和功能二，但是要完成功能一和功能二，需要AP和控制器来配合完成；
4、其他形式，随着未来无线网络的发展，接入网中网元也可能发生演进和改变，所述功能实体可随着接入网改变，其功能所处的位置随之改变。
根据以上所述，本实施例中，接入网中新增的功能实体的表现(产品)形式，其中第2、3、4种形式，都可以将整个接入网看作是一个黑盒子，无论各种功能在接入网中分布如何，只需要接入网整体能完成所述功能即可。以上所有4种表现形式，都对本实施例方案的没有实质性影响，因此，本实施例之后的描述，都只以该新增功能实体位于AP中时为例说明，该功能实体以其他形式存在时，原理和流程都类似，不再一一赘述。
当接入网中新增的功能实体位于AP中时，AP的主要功能如下：根据Controller的指示，当特定UE发生特定事件如切换、发起新的会话等时，将事件发送到Controller，以便Controller将这些事件信息应用到控制决策的制定上；接收controller的响应，完成针对UE的特定动作，如UE切换时的AP承载切换；
可选的，AP还可以接收Controller下发的数据面控制策略，并按照该决策来路由数据包；(OF switch的功能)
本实施例中的通信网络架构，能实现控制面和数据面的分离，控制面/用户面的实现原理和主要特点基本与应用实施例一相同，不同之处在于控制面与Controller进行信令交互的是接入网侧的代理，而不是UE，而数据面中，由接入网侧接收转发的数据，UE无需感知到控制的存在。
本实施例中，数据面协议栈和控制面C1接口的协议栈同应用实施例一中的图8和图9b，而C2接口的协议栈如图15所示。C2接口承载的是OpenRadio协议，OpenRadio协议现方式类似OpenFlow协议。
本实施例中，如果UE的IP地址由GR分配，则承载建立流程和移动性管理流程与应用实施例一基本相同，不同之处在于这些流程中，在应用实施例一中需要策略客户端触发的操作，在本实施例中，则由接入网侧来触发即可，其他步骤与应用实施例1相同，此处不再赘述。
另外，本实施例中，UE的IP地址还可以由接入网侧新增的功能实体来分配，以新增功能实体位于AP中为例，其承载建立和切换流程如图16所示：
承载建立
图16实施例1承载建立流程
各个步骤含义如下：
Step1-3：同图10中step1-step3。
Step4：与图10中step4类似，不同之处在于，Controller将GR地址携带在attach响应消息中下发时，被基站侧的代理(agent)剥离出GR地址，无需下发给UE；同时基站触发为UE分配IP地址的操作，这里的触发包含触发本基站自身为该UE分配IP地址，也包含触发其他基站或其他接入网侧网元为该UE分配IP地址；
Step5-6：基站内Agent将IP地址分别下发给UE和上报到Controller，step5和step6无严格先后顺序；
Step7：UE向Controller发送attach完成消息；
Step9：Controller存储UE上下文，同时，Controller和GR还可针对该UE，进行转发策略的协商，即Controller为UE指定数据包转发策略下发给GR，例如可以直接下发一些default的转发策略；此步骤可选；
Step9：GR处存储UE的IP地址、转发策略等上下文信息；需要说明的是，此步骤可选的，在一个实施例中也可以没有此步骤。
Step10：承载建立后，可进行正常的数据包转发过程；
UE的IP地址还可以采用其他方式分配，如DHCP方式、或者由GR分配IP地址等。
值得说明的是，以上承载建立过程，只是承载建立的一个可能性，本实施例中，承载建立过程还有很多其他的可能性。只要能完成Controller为UE指定GR，并使得UE、GR和controller三者都获知UE的IP地址这些操作，打通控制面和数据面的通道，都可以作为本实施例中合理的承载建立过程。通过上述承载建立过程，打通了数据面的数据路径，为数据包的转发做好了准备。
移动性管理
根据UE移动范围的大小，切换流程可分为以下三种情况：
1)Inter-AP handover(IP地址未改变)
此种场景下，尽管AP进行了切换，但是由于某些基站不具备分配IP地址的能力，所以不涉及到UE的IP地址的改变，此时的切换流程基本与图11所示流程类似，不同之处为路径切换请求由基站中agent触发，而不由UE触发，这里不再赘述。
2)Inter-RAT/AP  handover(IP地址已改变)
某些场景下，UE跨AP/RAT的切换，引起了UE的IP地址的改变，切换流程如图17所示：
此种场景下，Target AP可自行判断出需要为UE分配新的IP地址，因此整个流程的重点是将新的IP地址更新到Controller和GR，各个步骤含义如下：
Step1：同图12；
Step2：目标AP自行判断出需要为UE分配新的IP地址，并将该IP地址下发给UE；
Step3-6：目标AP中Agent向Controller发送路径切换请求，从而触发向Controller进行IP地址更新的操作，Controller收到该消息后，向对应的GR发起更新操作，可选的，此时可同时更新数据面的控制决策，GR更新本地处上下文后，给出应答到Controller，Controller更新本地处该UE相关的上下文，同时Controller返回路径切换确认消息给目标AP；
Step7：目标AP触发源AP释放UE上下文。
本场景下，如果IP地址不由AP分配，则Controller或目标AP需要向分配IP地址的服务器，如DHCP服务器为UE请求IP地址，并将该新的IP地址和新的转发策略更新到GR，并将新的IP地址返回给UE。
3)Inter-GR handover(IP地址已改变)
当UE的移动范围进一步扩大，则可能所属的GR也发生了切换，此时的流程如图18所示：
此场景下，需要Controller判断出需要进行GR的切换，并触发目标GR存储上下文，源GR释放上下文等操作，各个步骤含义如下：
Step1-3：同图17中step1-step3；
Step4-5：Controller在收到路径切换请求后，根据目标基站的地址或UE的新IP地址，判断出该UE的GR需要发生切换，则为该UE指定一个新的GR，并向该目标GR发送连接建立请求，目标GR收到该消息后，存储该UE相关的上下文，返回应答消息给Controller；同时在该过程中，Controller和目标GR之间可进行转发策略的协商，Controller根据当前的拓扑状况、UE状况指定出新的转发策略下发给目标GR；
Step6：Controller与源GR之间进行上下文释放的流程，这里的上下文包含UE的信息和转发策略等，当然Controller也可以做出决策，让源GR暂时保存这些上下文，在Controller觉得必要的时刻，再触发该上下文释放过程；
Step7-8：同图17的step6-7；
本场景下，如果IP地址不由AP分配，则Controller或目标AP需要向分配IP地址的服务器，如DHCP服务器为UE请求IP地址，并将该新的IP地址和新的转发策略更新到GR，并将新的IP地址返回给UE。
图18所示的场景中，GR之间的切换是由UE的移动触发的，而实际上GR的切换还可由用户的业务切换、网络负载均衡等其他原因触发，无论何种原因触发，GR的切换核心流程如图18中step3-step7所示，这里不再针对各种情景一一赘述。
本实施例中流程，主要针对UE的IP地址由接入网尤其是由AP来分配的场景，实际上，UE的IP地址还可以由其他方式分配，如由GR分配(此流程应用实施例一中已经给出)、DHCP方式或者由接入网来分配。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
本发明实施例通过控制和承载分离提供一个新的无线网络架构，实现无线网络的SDN(Software Defined Network，软件定义网络)，完成移动性管理优化。
应用实施例三
本实施例网络架构应用场景实例如图19所示：
本实施例中，与前两个实施例的不同在于，由终端、接入网、GR、Controller四个实体配合，实现通信网络的基本功能，承载管理、移动性管理。本实施例中，Controller将将用户的承载转发策略下发给策略执行实体时，策略执行实体还可以包括接入网中网元，如AP等；
本实施例中，核心网在ALL IP基础上，通过在用户面网络边缘部署接受转发策略控制的GR网关，抽离出实现转发策略控制面Controller功能，并通过与终端或者接入网的信令控制，实现无线网络移动性管理和承载管理。各个功能实体功能和流程细节可参考实施例1和实施例2，需要客户端触发的环节即可由UE中的策略客户端触发，也可由接入网中代理触发。
本实施例中，C1接口是基于OpenFlow标准实现，数据面协议栈和控制面C1接口的协议栈同实施例1中的图8和图9b。C2接口的协议栈如图20所示，C2接口承载的是OpenRadio协议，OpenRadio协议现方式类似OpenFlow协议。
本发明实施例通过蜂窝网络控制器通过对来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求的处理结果和预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略，从而具有路由控制面功能。而边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体本身具有路由功能，蜂窝网络控制器将制定的切换用户的承载转发策略下发到切换用户对应的切策略执行主体执行，通过控策略执行主体的路由，实现无线移动性管理功能。而通过蜂窝网络控制器集中制定承载转发蹙额略，以及边界网关路由器和无线接入设备这两个策略执行主体保持路由功能，本发明实现了控制面和数据面的完全分离，简化了整体网络架构，减少了核心网中的网元；控制面集中于蜂窝网络控制器化，减少了多个控制实体间的信令协商，减少了网络资源的浪费。进一步，上述方案使数据面承载在IP之上，取消了现有无线通信网络中的GTP隧道，减少了由GTP隧道的引入增加的协议栈和数据包处理的复杂性。
本发明实施例通过控制和承载分离提供一个新的无线网络架构，实现无线网络的SDN(Software Defined Network，软件定义网络)，完成移动性管理优化。
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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种蜂窝网络控制器，其特征在于，包括：
无线协议处理模块，用于处理来自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求，并上报处理结果；
控制决策模块，用于根据所述蜂窝网络控制器预先存储的事件信息以及所述无线协议处理模块上报的处理结果，制定切换用户的承载转发策略；
策略下发模块，用于将所述控制策略模块制定的所述承载转发策略下发至所述切换用户对应的策略执行主体执行，以使发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。
2.如权利要求1所述的蜂窝网络控制器，其特征在于，所述蜂窝网络控制器还包括：
第一建立模块，用于如果所述策略执行主体是边界网关路由器GR，基于OpenFlow协议与所述GR建立控制关系。
3.如权利要求1所述的蜂窝网络控制器，其特征在于，所述蜂窝网络控制器还包括：
第二建立模块，用于如果所述策略执行主体是无线网络接入设备，基于OpenRadio协议和OpeFlow协议与所述无线网络接入设备建立控制关系。
4.如权利要求1所述的蜂窝网络控制器，其特征在于，所述控制决策模块具有IP层以IP层以上各层的控制面功能。
5.如权利要求1-4任一项所述的蜂窝网络控制器，其特征在于，所述事件信息包括无线网络接入网的网络拓扑信息和/或无线网络用户状态信息。
6.一种边界网关路由器，其特征在于，包括：
策略接收模块，用于接收蜂窝网络控制器下发的切换用户的承载转发策略；所述承载转发策略是所述蜂窝网络控制器根据所述蜂窝网络控制器预先存储的事件信息以自无线网络用户或无线网络接入网的无线切换请求制定的；
策略执行模块，用于将发送到所述切换用户的数据包根据所述策略接收模块接收到的承载转发策略进行转发.
7.如权利要求6所述的路由器，其特征在于，所述策略执行模块具有IP层以及IP层以上各层的用户面处理功能。
8.一种无线网络接入设备，其特征在于，包括：
事件信息上报模块，用于当特定的无线网络用户产生设定事件信息时，将所述事件信息发送到蜂窝网络控制器，以使所述蜂窝网络控制器将所述行为事件信息应用在切换用户的承载转发策略的制定中；
策略接收执行模块，用于接收所述蜂窝网络控制器下发的切换用户的承载转发策略，将发送到所述切换用户的数据包根据所述承载转发策略进行转发。
9.如权利要求8所述的无线接入设备，其特征在于，所述策略接收执行模块基于OpenFlow协议接收所述承载转发策略。
10.如权利要求9所述的无线接入设备，其特征在于，所述策略接收执行模块基于OpenRadio协议接收所述承载转发策略。
11.一种无线网络架构，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的蜂窝网络控制器、如权利要求6-7任一项所述的边界网关路由器，以及如权利要求8-10任一项所述的无线网络接入设备。
12.一种处理无线网络用户接入网络的方法应用于蜂窝网络控制器中，其特征在于，包括：
接收无线网络用户的接入请求，所述接入请求中包含所述无线网络用户的标识信息和接入网的相关信息，
根据所述无线网络用户的标识信息和接入网的相关信息，鉴别所述无线网络用户的标志并识别出识别所述无线网络用户的接入位置；
对所述无线网络用户进行授权认证；
根据所述无线网络用户的标识信息以及所述无线网络用户的接入位置，结合本身存储的事件信息，为所述无线网络用户指定一个边界网关路由器，并将所述边界网关路由器的地址下发到所述无线网络用户，所述边界网关路由器用于为所述无线网络用户分配IP地址；
接收所述边界网关路由器更新的所述无线网络用户的上下文信息，根据所述上下文信息为所述无线网络用户制定承载转发策略；所述更新的所述无线网络用户的上下文信息是所述边界网关路由器通过将为所述无线网络用户分配的IP地址填入所述无线网络用户的上下文信息的相应位置后得到的；
将所述承载转发策略下发到所述边界网关路由器。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述用户的承载转发策略由所述蜂窝网络控制器与路由器协商确定，所述方法还包括：
将所述承载转发策略下发到无线接入设备。
14.一种处理无线网络用户切换的方法，其特征在于，包括：
接收经由目标无线接入设备发送的无线网络用户的路径切换请求；
根据所述切换请求更新所述无线网络用户的上下文信息，并向所述无线网络用户当前所属的边界网关路由器发送更新请求，以告知所述边界网关路由器更新所述用户的数据承载转发策略，将所述用户的数据承载发送到所述目标无线接入设备；
接收所述边界网关路由器发送对所述更新请求做出的更新应答消息；
经由目标无线接入设备向所述无线网络用户发送路径切换请求确认，指示所述用户的无线承载已经切换。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述经由目标无线接入设备向所述无线网络用户发送路径切换请求确认之后，所述方法还包括：
判断是否需要为所述无线网络用户重新分配IP地址；
若需要，则在更新请求中携带IP地址请求消息，以使所述无线网络用户当前所属的边界网关路由器收到所述更新请求后，为所述无线网络用户下发新的IP地址，并携带在所述更新应答消息中。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述接收经由目标无线接入设备发送的无线网络用户的路径切换请求所述方法后，还包括：
根据目标无线接入设备的地址，判断所述无线网络用户是否需要发生切换；
若需要，则为所述无线网络用户指定一个新的边界网关路由器作为目标边界网关路由器；
向所述目标边界网关路由器发送连接建立请求，所述连接建立请求中携带IP地址请求消息，以使所述目标路由器收到所述IP地址请求消息后，为所述无线网络用户下发IP地址，并携带在所述更新应答消息中。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
与所述目标边界网关路由器进行用户的承载转发策略的协商，根据当前网络的拓扑状况和所述无线网络用户的状况制定新的用户的承载转发策略；
将所述新的用户的承载转发策略下发给目标边界网关路由器或者目标无线接入设备。
18.一种处理无线网络用户接入网络的方法，其特征在于，包括：
接收无线网络用户发起的IP地址建立请求；
为所述无线网络用户分配IP地址，并存储所述无线网络用户的上下文信息；
将为所述无线网络用户分配的IP地址填入所述无线网络用户的上下文信息的相应位置，得到更新后的无线网络用户的上下文信息；
上报更新后的无线网络用户的上下文信息到蜂窝网络控制器，以使所述蜂窝网络控制器根据所述更新后的无线网络用户的上下文信息制定针对所述无线网络用户的承载转发策略；
接收所述蜂窝网络控制器制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略。
19.一种处理无线网络用户切换的方法，其特征在于，包括：
用于接收蜂窝网络控制器的更新指令；所述更新指令中携带有IP地址请求消息；所述更新指令是所述蜂窝网络控制器接收到所述无线网络用户的切换请求后，对所述无线网络用户的上下文消息进行更新时发出的；
根据所述IP地址请求消息为所述无线网路用户重新分配IP地址；
接收所述蜂窝网络控制器更新的针对所述无线网络用户制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略；所述更新的针对所述无线网络用户制定的针对所述无线网络用户的承载转发策略为所述蜂窝网络控制器根据当前网络的拓扑状况和所述无线网络用户的状况制定新的针对所述无线网络用户的承载转发策略。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述根据所述IP地址请求消息为所述无线网路用户重新分配IP地址后，所述方法还包括：
根据更新指令完成与所述蜂窝网络控制器新指定的路由器之间的数据切换。
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