CN105451187B - EPC向多eNB广播集群下行数据的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种EPC向多eNB广播集群下行数据的方法，包括：EPC接收来自集群核心网的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播。本发明还提出了相应的系统。本发明中，EPC接收来自集群核心网的组呼向各eNB广播集群下行数据，降低了系统中的数据流量，提高了集群系统业务处理能力。

Description

EPC向多eNB广播集群下行数据的方法和系统

技术领域

本发明涉及无线集群通信领域，尤其涉及EPC向多eNB广播集群下行数据的方法和系统。

背景技术

目前LTE系统实现集群业务功能一般通过POC方案或者集群核心网直接广播给多eNB的方法。

POC方案中，集群核心网和每一个用户建立单呼的方式来实现集群。该方案的缺点在于：集群业务通过点呼的方式来实现，集群核心网和每一个用户都需要有一个通道。对于下行数据，集群核心网需要给每一个用户发送一个数据包，这将导致集群业务数据量过大、系统的业务处理性能大大降低。

集群核心网直接广播给多eNB的方法中，eNB模拟该基站下的用户，建立一个通道。基站从该通道接收数据，然后通过广播信道发送给用户。集群核心网直接广播给多eNB的方法存在的缺点是：集群核心网直接和eNB交付，这需要集群核心网与集群所在的各eNB都建立链路，同时，集群核心网和EPC还存在多条数据流，这势必加大系统的数据流量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种EPC向多eNB广播集群下行数据的方法，包括：EPC接收来自集群核心网的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播。

优选的，所述EPC包括MME和P\S-GW；所述MME建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述组GTPU隧道信息发送给所述P/S-GW；所述P/S-GW为所述集群组呼分配IP地址，并将所述IP地址和组GTPU隧道关联起来；所述P/S-GW还接收所述集群组呼数据包，并根据所述关联通过对应的所述组GTPU隧道广播数据包。

进一步的，为所述集群组呼分配IP地址具体包括：所述MME接收来自集群核心网的集群组呼消息，向所述P/S-GW发送集群组呼IP地址申请；所述P/S-GW收到所述IP地址申请，从集群组呼IP地址池中分配一个IP地址给所述集群组呼，并通过IP地址申请响应反馈给MME；所述MME收到分配的IP地址信息后，并通过组呼响应反馈给集群核心网。

进一步的，建立所述组GTPU隧道并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来具体包括：所述MME向集群核心网反馈组呼响应后，向集群组成员所在各eNB发送集群组呼建立消息，各eNB反馈响应消息；所述MME收到各eNB响应消息后，向P/S-GW发送组GTPU更新消息；所述P/S-GW收到组GTPU更新消息后，将所述IP地址与所述GTPU隧道关联起来。

进一步的，广播所述集群组呼数据包具体包括：所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

优选的，所述集群组呼消息中携带组呼消息类型、组号码和SDP信息；所述集群组呼IP地址申请中携带所述组号码；所述组呼建立消息中携带SDP信息，其中的IP地址是为集群组呼分配的IP地址；所述组GTPU更新消息中携带eNB的TEID和组号码。

基于相同的构思，本发明还提出一种EPC向多eNB广播集群下行数据的系统，所述系统包括EPC和集群核心网；所述EPC接收来自集群核心网的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播。

优选的，所述EPC包括MME和P\S-GW；所述MME用于建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述组GTPU隧道信息发送给所述P/S-GW；所述P/S-GW用于为所述集群组呼分配IP地址，并将所述IP地址和组GTPU隧道关联起来；所述P/S-GW还接收所述集群组呼数据包，并根据所述关联通过对应的所述组GTPU隧道广播数据包。

进一步的，为所述集群组呼分配IP地址具体包括：所述MME接收来自集群核心网的集群组呼消息，向所述P/S-GW发送集群组呼IP地址申请；所述P/S-GW收到所述IP地址申请，从集群组呼IP地址池中分配一个IP地址给所述集群组呼，并通过IP地址申请响应反馈给MME；所述MME收到分配的IP地址信息后，通过组呼响应反馈给集群核心网。

进一步的，建立所述组GTPU隧道并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来具体包括：所述MME向集群核心网反馈组呼响应后，向集群组成员所在各eNB发送集群组呼建立消息，各eNB反馈响应消息；所述MME收到各eNB响应消息后，向P/S-GW发送组GTPU更新消息；所述P/S-GW收到组GTPU更新消息后，将所述IP地址与所述GTPU隧道关联起来。

进一步的，广播所述集群组呼数据包具体包括：所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

优选的，所述集群组呼消息中携带组呼消息类型、组号码和SDP信息；所述集群组呼IP地址申请中携带所述组号码；所述组呼建立消息中携带SDP信息，其中的IP地址是为集群组呼分配的IP地址；所述组GTPU更新消息中携带eNB的TEID和组号码。

本发明提出的方法和系统中，EPC接收来自集群核心网的组呼，向各eNB广播集群下行数据，从而降低系统中的数据流量，提高集群系统业务处理能力。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出方法的信令流程图；

图2为本发明提出方法的媒体处理流程图；

图3为本发明的实施例媒体流向图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

本发明的目的在于LTE系统实现集群业务功能时P/S-GW负责集群下行数据向该EPC下的eNB广播集群下行数据的功能，从而实现集群业务功能。

本发明提出的EPC向多eNB广播集群下行数据的方法，包括：EPC接收来自集群核心网的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播。

其中EPC包括MME和P\S-GW；MME建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述组GTPU隧道信息发送给所述P/S-GW；P/S-GW为所述集群组呼分配IP地址，并将所述IP地址和组GTPU隧道关联起来；所述P/S-GW还接收所述集群组呼数据包，并根据所述关联通过对应的所述组GTPU隧道广播数据包。

进一步的，为所述集群组呼分配IP地址具体包括：所述MME接收来自集群核心网的集群组呼消息，向所述P/S-GW发送集群组呼IP地址申请；所述P/S-GW收到所述IP地址申请，从集群组呼IP地址池中分配一个IP地址给所述集群组呼，并通过IP地址申请响应反馈给MME；所述MME收到分配的IP地址信息后，并通过组呼响应反馈给集群核心网。

进一步的，建立所述组GTPU隧道并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来具体包括：所述MME向集群核心网反馈组呼响应后，向集群组成员所在各eNB发送集群组呼建立消息，各eNB反馈响应消息；所述MME收到各eNB响应消息后，向P/S-GW发送组GTPU更新消息；所述P/S-GW收到组GTPU更新消息后，将所述IP地址与所述GTPU隧道关联起来。

进一步的，广播所述集群组呼数据包具体包括：所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

上述方法中，所述集群组呼消息中携带组呼消息类型、组号码和SDP信息；所述集群组呼IP地址申请中携带所述组号码；所述组呼建立消息中携带SDP信息，其中的IP地址是为集群组呼分配的IP地址；所述组GTPU更新消息中携带eNB的TEID和组号码。

实施例：

以TD-LTE系统为例，假定：EPC同时连接eNB1和eNB2基站；其中TD-LTE有组号码为1001的组，并且组成员分布在eNB1和eNB2基站下；eNB1下的用户发起组呼。

信令流程请参照附图1，EPC包括MME和P\S-GW，EPC接收来自集群核心网TC的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；具体如下：

1、TC向MME发送组呼消息，消息中携带组呼消息类型，组号码，还有SDP信息等；

2、MME收到组呼消息后，向P/S-GW发送组IP地址申请，携带组号码；

3、P/S-GW接收到MME发送的组IP地址申请消息，从集群组呼IP地址池中分配一个IP地址，并且把IP地址填写在TEID中，给MME回组IP地址申请响应；

4、MME接收到P/S-GW的组IP地址申请响应，给TC回组呼响应，并且携带SDP信息，SDP信息中IP地址为组分配的IP地址；

5～6、MME给TC回组呼叫响应后，给集群组成员分布的各eNB发送组呼建立消息；

7～10、MME接收到各eNB的组呼建立响应消息后，给P/S-GW发送组GTPU更新消息，消息中携带eNB的TEID，组号码信息。

最后P/S-GW接收到组GTPU更新消息，根据组号码和组分配的IP地址信息关联起来，为后面的组语音信息广播。至此，信令处理完毕。

媒体流程请参照附图2，TC发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播。具体如下：

1、TC根据组呼信令流程中携带的SDP信息，往组IP地址发送集群RTP语音包；

2～3、P/S-GW通过对目的IP地址进行检测，检测到IP地址为组IP地址，就把该语音包广播到对应的GTPU隧道中，从而实现组呼语音的广播。

在上述过程中，MME负责和各eNB之间的组GTPU隧道的建立，并且建立好的GTPU通道和组号码信息发送给P/S-GW。P/S-GW负责组IP地址分配，并且把组IP地址和GTPU隧道的关系关联起来。P/S-GW实现组呼语音包给多eNB的广播。(通过组IP地址和各eNB的GTPU隧道关系)

请参照附图3，本实施例集群组呼的媒体流向如下所述：

虚线表示上行语音包，集群终端发送给eNB，eNB通过组GTPU隧道发送给P/S-GW，P/S-GW发送给TC。

实线表示集群下行语音包，TC发送语音包给组IP地址的用户，P/S-GW检测到目的IP地址为组IP地址，就通过IP地址找到对应的eNB组GTPU隧道，把该语音包广播给对应的eNB，eNB通过广播信道发送给对应的UE。

基于相同的构思，本发明还提出一种EPC向多eNB广播集群下行数据的系统，所述系统包括EPC和集群核心网；所述EPC接收来自集群核心网的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播。

优选的，所述EPC包括MME和P\S-GW；所述MME用于建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述组GTPU隧道信息发送给所述P/S-GW；所述P/S-GW用于为所述集群组呼分配IP地址，并将所述IP地址和组GTPU隧道关联起来；所述P/S-GW还接收所述集群组呼数据包，并根据所述关联通过对应的所述组GTPU隧道广播数据包。

进一步的，为所述集群组呼分配IP地址具体包括：所述MME接收来自集群核心网的集群组呼消息，向所述P/S-GW发送集群组呼IP地址申请；所述P/S-GW收到所述IP地址申请，从集群组呼IP地址池中分配一个IP地址给所述集群组呼，并通过IP地址申请响应反馈给MME；所述MME收到分配的IP地址信息后，通过组呼响应反馈给集群核心网。

进一步的，建立所述组GTPU隧道并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来具体包括：所述MME向集群核心网反馈组呼响应后，向集群组成员所在各eNB发送集群组呼建立消息，各eNB反馈响应消息；所述MME收到各eNB响应消息后，向P/S-GW发送组GTPU更新消息；所述P/S-GW收到组GTPU更新消息后，将所述IP地址与所述GTPU隧道关联起来。

进一步的，广播所述集群组呼数据包具体包括：所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

优选的，所述集群组呼消息中携带组呼消息类型、组号码和SDP信息；所述集群组呼IP地址申请中携带所述组号码；所述组呼建立消息中携带SDP信息，其中的IP地址是为集群组呼分配的IP地址；所述组GTPU更新消息中携带eNB的TEID和组号码。

通过上述实施例可以看出，本发明的方法和系统在LTE实现集群业务功能时，由EPC把TC下发的集群语音数据广播到该EPC下的eNB；其中P/S-GW负责集群组的IP地址分配，在建立组的过程中，EPC把该IP地址发送给TC，TC就向该IP地址发送集群语音包，EPC把组IP地址和eNB之间的GTPU隧道关系关联起来，当P/S-GW接收到从TC过来的语音包，就把该语音包广播到该EPC下的eNB，从而实现集群业务。该方法避免了TC与各eNB的直接交付或者TC与各集群用户的单通道通信，降低了系统设备间的数据交流，提升了集群系统的业务处理能力。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种EPC向多eNB广播集群下行数据的方法，其特征在于，包括：

EPC接收来自集群核心网的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；

集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播；

所述EPC包括MME和P\S-GW；所述MME建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述组GTPU隧道信息发送给所述P/S-GW；所述P/S-GW为所述集群组呼分配IP地址，并将所述IP地址和组GTPU隧道关联起来；所述P/S-GW还接收所述集群组呼数据包，并根据所述关联通过对应的所述组GTPU隧道广播数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为所述集群组呼分配IP地址具体包括：

所述MME接收来自集群核心网的集群组呼消息，向所述P/S-GW发送集群组呼IP地址申请；

所述P/S-GW收到所述IP地址申请，从集群组呼IP地址池中分配一个IP地址给所述集群组呼，并通过IP地址申请响应反馈给MME；

所述MME收到分配的IP地址信息后，并通过组呼响应反馈给集群核心网。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，建立所述组GTPU隧道并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来具体包括：

所述MME向集群核心网反馈组呼响应后，向集群组成员所在各eNB发送集群组呼建立消息，各eNB反馈响应消息；

所述MME收到各eNB响应消息后，向P/S-GW发送组GTPU更新消息；

所述P/S-GW收到组GTPU更新消息后，将所述IP地址与所述GTPU隧道关联起来。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，广播所述集群组呼数据包具体包括：

所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；

所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组的IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，广播所述集群组呼数据包具体包括：

所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；

所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组的IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述集群组呼消息中携带组呼消息类型、组号码和SDP信息；

所述集群组呼IP地址申请中携带所述组号码；

所述组呼建立消息中携带SDP信息，其中的IP地址是为集群组呼分配的IP地址；

所述组GTPU更新消息中携带eNB的TEID和组号码。

7.一种EPC向多eNB广播集群下行数据的系统，其特征在于，所述系统包括EPC和集群核心网；

所述EPC接收来自集群核心网的集群组呼消息，为所述集群组呼分配IP地址，建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来；

所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包，EPC接收所述数据包并通过所述组GTPU隧道进行广播；

所述EPC包括MME和P\S-GW；所述MME用于建立与集群组成员所在的各eNB之间的组GTPU隧道，并将所述组GTPU隧道信息发送给所述P/S-GW；所述P/S-GW用于为所述集群组呼分配IP地址，并将所述IP地址和组GTPU隧道关联起来；所述P/S-GW还接收所述集群组呼数据包，并根据所述关联通过对应的所述组GTPU隧道广播数据包。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，为所述集群组呼分配IP地址具体包括：

所述MME接收来自集群核心网的集群组呼消息，向所述P/S-GW发送集群组呼IP地址申请；

所述P/S-GW收到所述IP地址申请，从集群组呼IP地址池中分配一个IP地址给所述集群组呼，并通过IP地址申请响应反馈给MME；

所述MME收到分配的IP地址信息后，通过组呼响应反馈给集群核心网。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，建立所述组GTPU隧道并将所述IP地址与组GTPU隧道关联起来具体包括：

所述MME向集群核心网反馈组呼响应后，向集群组成员所在各eNB发送集群组呼建立消息，各eNB反馈响应消息；

所述MME收到各eNB响应消息后，向P/S-GW发送组GTPU更新消息；

所述P/S-GW收到组GTPU更新消息后，将所述IP地址与所述GTPU隧道关联起来。

10.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，广播所述集群组呼数据包具体包括：

所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；

所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组的IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，广播所述集群组呼数据包具体包括：

所述集群核心网向所述IP地址发送集群组呼数据包；

所述P/S-GW对数据包的目标IP地址进行检测，检测到目的IP为所述组的IP地址，将所述数据包广播到对应的组GTPU隧道。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述集群组呼消息中携带组呼消息类型、组号码和SDP信息；

所述集群组呼IP地址申请中携带所述组号码；

所述组呼建立消息中携带SDP信息，其中的IP地址是为集群组呼分配的IP地址；

所述组GTPU更新消息中携带eNB的TEID和组号码。