CN106341812B - 数据传输方法、基站、移动管理实体、终端及系统 - Google Patents

数据传输方法、基站、移动管理实体、终端及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种数据传输方法、基站、移动管理实体、终端及系统，涉及通信领域，为解决现有技术中的数据传输流程无法满足终端的数据传输要求的问题而发明。数据传输方法包括：获取触发指令；根据触发指令，为终端分配IP地址；在终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；基于所述数据连接和IP地址，在终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。本发明的方案可以将终端的业务流数据传输到外部数据网络，也可以将外部数据网络的业务流数据传输到目的终端，且可以减少业务流数据的转发路径，从而降低业务流数据传输的时延和提高业务流数据传输效率，满足海量终端的数据传输低功率损耗，低复杂度的要求。

Description

数据传输方法、基站、移动管理实体、终端及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种数据传输方法、基站、移动管理实体、终端及系统。
背景技术
SAE(系统架构演进)作为LTE(长期演进)系统的核心网，是纯分组域网络，其上承载的是数据业务。
IP作为网络层协议，已经得到了充分的发展和广泛应用，因此SAE网络也采用IP作为其底层传输网络的网络层协议。
SAE作为全IP化的网络，控制平面和用户平面的各个物理实体都支持IP传输方式。
与传统的2G/3G核心网相比，SAE网络将控制平面和用户平面进行了分离，为信令和数据的传输联络提供了不同的管理手段，这使得核心网和接入网节点都随之增加了一些新的功能。
如图1所示，为非漫游场景下的SAE的网络系统架构，其中，UE(终端)通过eNodeB(演进节点B)与MME(移动管理实体)通信连接，MME与HSS(归属用户签约服务器)以及SG(Serving Gateway，服务网关)通信连接，SG还与eNodeB以及网络侧的其它网关连接，如SG还与PDN Gateway(公用数据网网关)连接，该PDN网关还与PCRF(策略与计费规则功能单元)以及Operator’s IP Service(IP服务运营商)，且PCRF与IP服务运营商连接。
该架构基于控制平面和用户平面分离的原则，MME负责控制平面的处理，SG和PDN网关负责用户平面。
从图中可以看出，用户的数据经由基站传到SG，再由SG传到PDN网关，最后通过SGi接口连接到internet网络。
SG和PDN网关在实现时也可能合并在一个实体中，则S5接口仍然为标准接口在内部实现。
基于上述系统架构，EPS(LTE系统的核心网)会话管理过程主要是用于建立和保持UE与P-GW之间的IP连接，包括承载的激活，修改和去激活以及新的PDN连接建立过程。
SAE系统为UE提供UE到PLMN(公共陆地移动网络)外部分组数据网络之间的IP连接，这种IP连接称之为PDN连接业务。不同的PLMN外部分组数据网络通常用APN(接入点名称)来标识。P-GW为UE分配IP地址以及APN(接入点)可唯一标识一个PDN连接。
通常UE与同一个APN只建立一条PDN连接，但是如果UE和P-GW都支持IPv4v6地址，则根据为UE分配的IP地址类型，UE和APN可以建立一条iPv4地址类型的PDN连接和一条IPv6地址类型的PDN连接。
在SAE系统中，PDN连接业务通过EPS承载提供，EPS承载分为缺省承载和专用承载两种。
当UE建立PDN连接时，网络为这PDN连接首先建立一缺省承载，只有当UE到PDN之间的连接删除时，缺省承载才会被删除。
UE与某一APN建立缺省EPS承载后，还可以建立多条EPS专用承载。每一条EPS专用承载必须与这条PDN连接的缺省承载相关联，如果某一PDN连接的缺省承载被删除，那么这条PDN连接的所有专用承载都将被删除。
EPS承载标识由UE注册的MME分配，并唯一标识该EPS承载。每个EPS承载都针对一套QoS参数，不同的QoS，将采用不同的EPS承载，映射到同一承载的业务数据流都将具有相同的QoS属性。
为了将PDN连接上传输的不同QoS业务流映射到不同的承载上，SAE系统为每个EPS承载都定义了承载业务流模板。每个专用EPS承载都会包含一个TFT(对应传输流模板)，其中UL-TFT和DL-TFT分别用于对应一组用于过滤上行或下行的数据分组。UE使用UL-TFT将上行业务流映射到EPS承载上，P-GW使用DL-TFT将下行数据流映射到EPS承载上。
缺省承载的QoS参数初始值由MME根据UE的签约数据分配。在非漫游情况下，P-GW通过本地配置或者从PCEF获取修改的QoS参数，但QoS参数修改时，MME根据S11接收到的QoS参数建立或者修改缺省承载。在漫游场景下，MME可以根据漫游网络配置的本地策略修改或者重映射从HSS获取的QoS参数；P-GW也可以通过本地配置或者从PCRF获取修改后的QoS参数。对于专用承载，其建立及修改由EPC(演进包核心)决定，而且承载的QoS参数只能由EPC分配。无论是缺省承载的建立和修改过程还是专用承载的建立和修改过程，MME不能修改从S11接口传递的QoS参数，MME将接受到的参数透明的传递到E-UTRAN。
为了更好的支持物联网，3GPP蜂窝网络需要进一步优化，以便于同其他非3GPP技术竞争低数据速率，低复杂度和终端功率受限的物联网市场，物联网的架构需求包括：
1.能够高效的支持频繁和非频繁小数据传输，在不影响安全通信的前提下减小系统信令开销；支持节能优化方案；
2.评估移动性管理过程和会话管理方案的简化；
3.支持寻呼优化，以支持特定覆盖增强的终端；
4.可以不支持无缝移动性；
5.可能的新的系统架构方案，以支持极低复杂度，低数据吞吐量和功率受限的物联网设备通信。
现有的LTE系统架构和会话管理流程并不适用于具有海量终端的物联网通信需求，很大一部分物联网设备终端不需要永远在线的IP连接业务；
现有的会话管理流程和信令过程也不能满足物联网终端严苛的耗电和复杂度要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种数据传输方法、基站、移动管理实体、终端及系统，使得基站可以根据基站为终端分配的IP地址，将终端的业务流数据传输到外部数据网络，也可以将外部数据网络的业务流数据传输到目的终端，且可以减少业务流数据的转发路径，从而降低业务流数据传输的时延和提高业务流数据传输效率，满足海量终端的数据传输低功率损耗，低复杂度的要求。
为解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供一种数据传输方法，包括：
获取一触发指令；
根据所述触发指令，为终端分配IP地址；
在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
其中，获取一触发指令的步骤包括：
获取移动管理实体MME根据终端的标识发送的触发指令。
其中，获取MME根据终端的标识发送的触发指令的步骤包括：
获取MME根据终端的签约信息发送的触发指令，其中，所述签约信息包括终端的标识；或者
获取MME根据终端的业务指示信息发送的指令，其中，所述业务指示信息包括终端的标识。
其中，根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址的步骤包括：
根据所述触发指令，动态地为所述终端分配一个IP地址。
其中，所述触发指令中包括有：一静态IP地址；
根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址的步骤包括：
获取所述触发指令中的静态IP地址；
将所述静态IP地址分配给所述终端。
其中，所述触发指令是移动管理实体MME向基站发送的创建会话请求；将IP地址分配给所述终端之后还包括：
向所述MME发送创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址。
其中，在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接的步骤包括：
建立基站与所述终端之间的空口连接；
根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接。
其中，上述数据传输方法还包括：将用于标识所述下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系的基站承载标识发送给移动管理实体MME。
其中，上述数据传输方法还包括：
从所述基站所在网络中的策略与计费规则功能单元PCRF获取对业务流数据进行转发的转发策略和对业务流数据进行服务质量Qos控制的Qos参数，并依据所述转发策略对业务流数据进行转发和依据所述Qos参数对业务流数据进行Qos控制；或者
基站根据本地预先配置的对业务流数据进行转发的转发策略对业务流数据进行转发或者从MME获取Qos参数对业务流数据进行Qos控制。
其中，基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输的步骤包括：
若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者
若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
其中，将上行业务流数据转发给外部分组网络的步骤包括：
将上行业务流数据通过数据网关转发给外部分组网络；或者将上行业务流数据直接转发给外部分组网络。
其中，若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端的步骤包括：
若基站接收到下行业务流数据，且本地保存有目的终端的终端上下文，且该目的终端与基站之间有空口连接，根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，确定该下行业务流数据对应的空口承载；
通过所述下行业务流数据对应的空口承载，将下行业务流数据发送给目的终端。
其中，通过所述下行业务流数据对应的空口承载，将下行业务流数据发送给目的终端的步骤之后还包括：若基站释放了空口承载，又接收到新的下行业务流数据，且本地保存有目的终端的终端上下文，基站根据所述终端上下文寻呼所述终端，并将下行业务流数据发送给所述目的终端。
其中，通过所述下行业务流数据对应的空口承载，将下行业务流数据发送给目的终端的步骤之后还包括：
若基站又接收到新的下行业务流数据时，没有终端上下文，则基站触发MME，由所述MME寻呼所述目的终端。
其中，所述基站保存终端的终端上下文的时间超过一预设时间段后，所述基站删除所述终端上下文；其中，所述预设时间段大于终端周期性联系网络的周期。
本发明的实施例还提供一种数据传输方法，包括：
获取终端的标识信息；
根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
其中，获取终端的标识信息的步骤包括：
获取终端的签约信息，并从所述签约信息中提取所述终端的标识信息；或者
获取终端的业务指示信息，并从所述业务指示信息中获取所述终端的标识信息。
本发明的实施例还提供一种基站，包括：
获取模块，用于获取一触发指令；
分配模块，用于根据所述触发指令，为终端分配IP地址；
建立模块，用于在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
传输模块，用于基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
其中，所述分配模块具体用于根据所述触发指令，动态地为终端分配IP地址或者为终端分配一静态IP地址。
本发明的实施例还提供一种基站，包括：
收发机，用于获取一触发指令；
处理器，用于根据所述触发指令，为终端分配IP地址；并在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
所述收发机还用于基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
其中，所述处理器具体用于根据所述触发指令，动态地为终端分配IP地址或者为终端分配一静态IP地址。
本发明的实施例还提供一种移动管理实体，包括：
获取模块，用于获取终端的标识信息；
发送模块，用于根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
其中，所述移动管理实体还包括：接收模块，用于接收基站根据所述触发指令反馈的创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述物联网终端的IP地址。
本发明的实施例还提供一种移动管理实体，包括：
接收机，用于获取物联网终端的标识信息；
发射机，用于根据所述物联网终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
其中，所述接收机还用于接收基站根据所述触发指令反馈的创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址。
本发明的实施例还提供一种数据传输方法，包括：
向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
本发明的实施例还提供一种终端，包括：
发送模块，用于向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
本发明的实施例还提供一种终端，包括：
发射机，用于向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
本发明的实施例还提供一种数据传输系统，包括：基站、与所述基站通信连接的移动管理实体，所述基站为如上所述的基站，所述移动管理实体为如上所述的移动管理实体。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过获取触发指令；根据所述触发指令，为终端分配IP地址；在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。使得基站可以根据基站为终端分配的IP地址，将终端的业务流数据传输到外部数据网络，也可以将外部数据网络的业务流数据传输到目的终端，且可以减少业务流数据的转发路径，从而降低业务流数据传输的时延和提高业务流数据传输效率，满足海量终端的数据传输低功率损耗，低复杂度的要求。
附图说明
图1为现有的一种3GPP的系统架构图；
图2为本发明的终端的数据传输方法的流程示意图；
图3为本发明的终端的数据传输方法的流程交互示意图一；
图4为本发明的终端的数据传输方法的流程交互示意图二；
图5为本发明的终端与基站之间传输业务流数据的过程示意图；
图6为基站的功能模块的结构示意图；
图7为本发明的一系统架构示意图；
图8为本发明的基站的一具体实现实例结构框图一；
图9为本发明的基站的一具体实现实例的结构框图二；
图10为本发明的移动管理实体实现终端的数据传输方法的流程示意图；
图11为本发明的移动管理实体的一具体实现实例的结构框图一；
图12为本发明的移动管理实体的一具体实现实例的结构框图二。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的现有的LTE系统架构和会话管理流程并不适用于具有海量终端的物联网通信需求的问题，本发明的实施例提供一种数据传输方法。
第一实施例
如图2所示，该数据传输方法包括：
步骤21，获取一触发指令；
步骤22，根据所述触发指令，为终端分配IP地址；
步骤23，在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
步骤24，基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
该实施例使得基站可以根据基站为终端分配的IP地址，将终端的业务流数据传输到外部数据网络，也可以将外部数据网络的业务流数据传输到目的终端，且可以减少业务流数据的转发路径，从而降低业务流数据传输的时延和提高业务流数据传输效率，满足海量终端的数据传输低功率损耗，低复杂度的要求。
第二实施例
数据传输方法包括：
步骤211，获取移动管理实体MME根据终端的标识发送的触发指令；
步骤22，根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；
步骤23，在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
步骤24，基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
下面结合图3所示的流程说明上述步骤211的具体实现过程：
步骤2111，获取MME根据终端的签约信息发送的触发指令，其中，所述签约信息包括终端的标识；或者
步骤2112，获取MME根据终端的业务指示信息发送的触发指令，其中，所述业务指示信息包括终端的标识；
上述步骤2111中，终端的签约信息是：MME通过终端与其归属用户签约服务器(HSS)之间的附着流程获取的。
如图3所示，所述附着流程包括：
步骤1，MME接收终端发送的附着请求；
步骤2，所述MME根据所述附着请求，与终端和该终端的HSS进行鉴权/安全认证；
步骤3，MME在接收到终端的鉴权/安全认证响应；
步骤4，MME向所述HSS发起位置更新，并从HSS获取位置更新响应，所述位置更新响应中包括：终端的签约信息。
第三实施例
数据传输方法包括：
步骤211，获取一触发指令；
步骤222，根据所述触发指令，动态地为所述终端分配一个IP地址；或者
步骤223，所述触发指令中包括有：一静态IP地址；获取所述触发指令中的静态IP地址；将所述静态IP地址分配给所述终端；
步骤23，在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
步骤24，基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
上述实施例中的触发指令，可以是如图3中所示的步骤5：MME向基站发送的创建会话请求，当然也可以是MME向基站发送的新消息，该新消息包括了终端的标识的指示。
在基站将IP地址分配给所述终端之后还可以进一步包括：
步骤7：向所述MME发送创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址，即基站将为终端分配的IP地址，通知给MME；该创建会话请求响应还可以包括：基站承载标识和QoS等参数信息，例如，PDN(公用数据网)类型，PDN地址,承载QoS，协议配置选项(Protocol Configuration Options)，APN-AMBR等；其中，该基站承载标识用于标识下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，在建立基站与外部分组数据网络的数据连接的实现过程中，基站需要保存下行业务流过滤器(如DL-TFT，即下行链路的业务流模板)与空口承载之间的映射关系，该映射关系用基站承载标识来表示，并可以通过创建会话请求响应发送给MME。
可选的，如图3所示，如果该基站所处的网络系统中具有PCRF实体，则该基站还应该具有支持PCRF的相关功能，在进行上下行业务流数据转发时，可以进一步包括：
步骤6，基站向PCRF发起IP-CAN会话建立过程，从PCRF获取对上下行业务流进行转发的转发策略，以及对上下行业务流进行Qos控制的Qos参数；创建会话请求中还包括终端的其它信息，如创建IP连接所需要的信息，如终端的IMSI,MSISDN,PDN地址,APN,缺省承载QoS,PDN类型,APN-AMBR，协议配置选项(Protocol Configuration Options)等；
如图4所示，如果基站所处的网络中不具有PCRF实体，基站根据本地保存的上下行业务流转发策略对上下行业务流进行转发，基站还可以从MME获取Qos参数，并依据该Qos参数对上下行业务流数据进行Qos控制。
第四实施例
数据传输方法包括：
步骤21，获取一触发指令；
步骤22，根据所述触发指令，为终端分配IP地址；
步骤231，建立基站与所述终端之间的空口连接；
步骤232，根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立所述基站与外部分组数据网络的数据连接；
步骤24，基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
如图3所示，上述步骤231具体包括：
步骤2311，接收MME发送的初始上下文建立请求消息；所述初始上下文建立请求消息中包括有：所述终端的终端上下文；该初始上下文建立请求消息还可以包括有：非接入层(NAS)的附着接受消息。
此外，初始上下文建立请求消息里面还包含终端的接入安全上下文通知(ASsecurity context information)；在附着接受消息中，MME提供了在会话管理请求(session management request)中包含的承载QoS参数(Bearer QoS parameter)QCI和APN-AMBR；
步骤2312，根据所述初始上下文建立请求消息执行与终端间的无线资源控制协议(RRC)连接重配置过程；
该过程包括：基站发送RRC连接重配置请求(RRC connection reconfiguration)消息给终端，里面包含无线承载标识(radio bearer identity)，随着接受(attachaccept)消息；
UE存储QoS相关参数和其他会话管理相关参数，并发送RRC连接重配置完成(RRCconnection reconfiguration complete)消息来响应基站，该消息中携带有随着接受(attach accept)消息；
步骤2313，在RRC连接重配置过程完成后，基站向MME发送初始上下文建立响应消息，里面携带有附着完成(attach complete)消息，从而完成为终端配置空口承载，建立基站与所述终端之间的空口连接的过程。
具体的，上述步骤232中，根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立所述基站与外部分组数据网络的数据连接的实现过程中，基站需要保存下行业务流过滤器(如DL-TFT，即下行链路的业务流模板)与空口承载之间的映射关系，该映射关系用基站承载标识来表示；
进一步的，基站还可以分配一个计费标识(charging ID)，使得基站能够在外部数据网络和UE之间路由数据，并开始计费；
如果配置了动态PCC，即基站兼具PCRF功能，IP-CAN会话建立过程中，还获取UE的缺省计费规则(default PCC rule)；PCRF可能会修改APN-AMBR和其它QoS参数(QCI andARP)，并提供给基站；
下行业务流过滤器的主要内容是一个IP五元组，包括：源地址、目的地址、源端口、目的端口和IP之上的应用层协议号；该下行业务流过滤器在使用过程中，将每一条下行业务流数据包与该业务流过滤器的IP五元组进行匹配，这里的匹配可以模糊匹配，是否符合过滤器。
第五实施例
步骤21，获取一触发指令；
步骤22，根据所述触发指令，为终端分配IP地址；
步骤23，在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
步骤241，若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者
步骤242，若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
如图3所示，在执行数据传输的过程中，上述步骤241具体可以包括：
若基站接收到终端发来的上行数据，通过IP路由功能将上行数据转发给数据网关，通过数据网关将上行数据转发到外部分组网络；或者通过IP路由功能将上行数据直接转发到外部分组数据网络。
上述步骤242的实现过程中，具体可以包括：
步骤251，若基站接收到下行业务流数据，且本地保存有目的终端的终端上下文，且该目的终端与基站之间有空口连接，根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，确定该下行业务流数据对应的空口承载；
步骤252，通过所述下行业务流数据对应的空口承载，将下行业务流数据发送给目的终端。
具体的，如图5所示，若基站接收到下行业务流数据，将该下行业务流数据与本地的下行业务流过滤器DL-TFT的五元组进行匹配，若匹配通过，则根据该匹配成功的DL-TFT与空口承载之间的映射关系，确定该下行业务流数据对应的空口承载，从而将下行业务流数据通过对应的空口承载，发送给终端；
同样的，在终端向基站发送上行业务流数据时，同样将上行业务流数据与在终端保存的上行业务流过滤器UL-TFT的五元组进行匹配，若匹配通过，则根据该匹配成功的UL-TFT与空口承载之间的映射关系，确定该上行业务流数据对应的空口承载，从而将上行业务流数据通过对应的空口承载，发送给基站。
在上述业务流转发过程中，终端保存有UL-TFT与空口承载之间的映射关系，基站保存有DL-TFT与空口承载之间的映射关系。
进一步的，该步骤252之后还可以包括：
步骤253，若基站释放了空口承载，又接收到新的下行业务流数据，且本地保存有目的终端的终端上下文，基站根据所述终端上下文寻呼所述终端，并将下行业务流数据发送给所述目的终端。
进一步，该步骤252之后还可以包括：
步骤254，若基站又接收到新的下行业务流数据时，没有终端上下文，基站触发MME，由MME发起对目的终端的寻呼。
这里，基站在接收到新的下行业务流数据时，没有终端上下文的情况可以包括：
步骤2541，所述基站保存终端的终端上下文的时间超过一预设时间段后，所述基站删除所述终端上下文的情况，也可以是其它情况导致基站没有保存终端上下文；其中，所述预设时间段大于终端周期性联系网络的周期；
此时，基站在没有终端上下文后，又接收到新的下行业务流数据，基站可以触发MME，具体的，可以向MME发送一个触发信息(如下行数据通知消息，Down Link datanotification)，该下行数据通知消息携带有基站承载标识，MME根据该基站承载标识找到终端上下文，并依据终端上下文寻呼所述目的终端，并在寻呼到目的终端时，将下行业务流数据发送给所述目的终端。
本发明的上述实施例中，在终端附着完成后，终端根据UL-TFT将上行数据映射到上行无线链路上，基站根据IP路由规则将接收到的上行数据路由到外部分组数据网络，并执行计费功能；基站根据DL-TFT将下行数据映射到下行无线链路上，并执行计费功能。
当应用服务器有下行数据要发送给终端，但是终端不在连接态时，应用服务器利用现有LTE系统的触发机制，发送触发消息给终端，触发UE建立到应用服务器的IP连接后，再进行发送下行数据给终端。
本发明的实施例中，如果终端的在签约数据中标明该终端是静态终端，并需要为终端配置静态IP地址，相关信息通过提供给MME，并由MME提供给基站。
针对这种静态终端，当终端进入空闲后，基站会保留相关的终端上下文，以及对应的承载表中的记录，并在终端的上下文中设定特殊标识，标识终端处于空闲态。若接收到针对这类终端的下行数据，基站从终端的上下文中的特殊标识判断出该终端处于空闲态，基站会直接在相关小区中发起寻呼过程，触发终端发起服务请求过程进入连接态后，进行数据传输。
如图6和7所示，本发明的实施例中，基站具有网关功能，基站可以将终端的上行业务流数据直接路由到外部分组数据网络，用户面路径为终端-基站-外部分组数据网络，而现有的用户面路径为终端-基站-SGW(服务网关)-PND GW(分组数据网络网关)-外部分组数据网；可以看出本发明的实施例使得用户面的转发次数少了两跳，从而降低了数据转发的延迟，并提高了终端的数据传输效率，满足海量终端的数据传输低功率损耗，低复杂度的要求。
第六实施例
如图8所示：本发明的实施例还提供一种基站700，包括：
获取模块，用于获取一触发指令；
分配模块，用于根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；
建立模块，用于在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
传输模块，用于基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
所述分配模块具体用于根据所述触发指令，动态地为终端分配IP地址或者为终端分配一静态IP地址。
需要说明的是：上述所有方法实施例的实现流程均适用于该基站的实施例中，也能达到相同的技术效果。
第七实施例
如图9所示，本发明的实施例还提供一种基站，包括：
收发机803，用于获取一触发指令；
处理器800，用于根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；
所述收发机803还用于基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
所述处理器具体用于根据所述触发指令，动态地为终端分配IP地址或者为终端分配一静态IP地址。
其中，该基站还可以包括一存储器801，用于存储该基站与其它网元交互过程中的各种数据；
处理器800和存储器801分别通过总线接口802与收发机803连接；总线架构可以提供各种总线接口。总线架构可以是可以包括任意数量的互联的总线和桥；具体由处理器800代表的一个或者多个处理器，以及由存储器801代表的一个或者多个存储器的各种电路连接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其它电路连接在一起，这些都是本领域所公知的。因此，本文不再对其进行详细描述。
收发机803可以是多个元件，提供用于在传输介质上与各种其它装置通信的单元。处理器800负责管理总线架构和通常的处理，存储器801可以存储处理器在执行操作时使用的数据。
第八实施例
如图10所示，本发明的实施例还提供一种终端的数据传输方法，包括：
步骤91，获取终端的标识信息；
步骤92，根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
该图10所示的方法实施例应用于移动管理实体(MME)；使得基站可以根据基站分配的IP地址，将终端的业务流数据传输到外部数据网络，也可以将外部数据网络的业务流数据传输到目的终端，从而降低了数据转发的延迟，并提高了终端的数据传输效率，满足海量终端的数据传输低功率损耗，低复杂度的要求。
需要说明的是：上述所有应用于基站的方法实施例的所有实现流程均适用于该移动管理实体的方法实施例中，也能达到相同的技术效果。
第九实施例
与图10所示方法相应的，本发明的实施例还提供一种移动管理实体100，如图11所示，包括：
获取模块，用于获取终端的标识信息；
发送模块，用于根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
移动管理实体还包括：接收模块，用于接收基站根据所述触发指令反馈的创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址。
第十实施例
如图12所示，该移动管理实体同样可以具有如基站相似的结构，如该移动管理实体包括：
接收机，用于获取终端的标识信息；
发射机，用于根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令有于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
所述接收机还用于接收基站根据所述触发指令反馈的创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址。
第十一实施例
本发明的该实施例还提供一种数据传输方法，包括：
向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
第十二实施例
与上述终端的执行的方法相应的，本发明的该实施例还提供一种终端，包括：发送模块，用于向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
第十三实施例
本发明的该实施例还提供一种终端，包括：
发射机，用于向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站在所述终端与外部分组数据网络之间建立数据连接；并使所述基站基于所述数据连接和所述IP地址，在所述终端和外部分组数据网络之间进行数据传输。
本发明的实施例还提供一种数据传输系统，包括：基站、与所述基站通信连接的移动管理实体，所述基站为如上所述的基站，所述移动管理实体为如上所述的移动管理实体。
本发明的上述实施例，提供了一种适用于终端的数据传输方法及相关的设备及系统，可以使得基站为终端动态或者静态分配IP地址，使得基站可以根据该IP地址与外部分组数据网络建立的IP连接，以及IP路由规则，将终端的数据传输到外部分组数据网络，从而降低了数据转发的延迟，并提高了终端的数据传输效率，满足海量终端的数据传输低功率损耗，低复杂度的要求。
本发明的上述所有实施例中，终端可以是物联网终端，也可以包括其它各种形式的可以与基站通信的终端。本发明的上述所有实施例可以应用于具有海量的低功率损耗，低复杂度的物联网终端的应用场景。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或者部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过计算机程序来指示相关的硬件来完成，所述计算机程序包括执行上述方法的部分或者全部步骤的指令；且该计算机程序可以存储于一可读存储介质中，存储介质可以是任何形式的存储介质。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (27)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
获取一触发指令；
根据所述触发指令，为终端分配IP地址；
建立基站与所述终端之间的空口连接；
根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；
若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，获取一触发指令的步骤包括：
获取移动管理实体MME根据终端的标识发送的触发指令。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，获取MME根据终端的标识发送的触发指令的步骤包括：
获取MME根据终端的签约信息发送的触发指令，其中，所述签约信息包括终端的标识；或者
获取MME根据终端的业务指示信息发送的指令，其中，所述业务指示信息包括终端的标识。
4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，根据所述触发指令，为终端分配IP地址的步骤包括：
根据所述触发指令，动态地为终端分配一个IP地址。
5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述触发指令中包括有：一静态IP地址；
根据所述触发指令，为终端分配IP地址的步骤包括：
获取所述触发指令中的静态IP地址；
将所述静态IP地址分配给所述终端。
6.根据权利要求4或5所述的数据传输方法，其特征在于，所述触发指令是移动管理实体MME向基站发送的创建会话请求；将IP地址分配给所述终端之后还包括：
向所述MME发送创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址。
7.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：将用于标识所述下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系的基站承载标识发送给移动管理实体MME。
8.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：
从所述基站所在网络中的策略与计费规则功能单元PCRF获取对业务流数据进行转发的转发策略和对业务流数据进行服务质量Qos控制的Qos参数，并依据所述转发策略对业务流数据进行转发和依据所述Qos参数对业务流数据进行Qos控制；或者
基站根据本地预先配置的对业务流数据进行转发的转发策略对业务流数据进行转发或者从MME获取Qos参数对业务流数据进行Qos控制。
9.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，将上行业务流数据转发给外部分组网络的步骤包括：
将上行业务流数据通过数据网关转发给外部分组网络；或者
将上行业务流数据直接转发给外部分组网络。
10.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端的步骤包括：
若基站接收到下行业务流数据，且本地保存有目的终端的终端上下文，且该目的终端与基站之间有空口连接，根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，确定该下行业务流数据对应的空口承载；
通过所述下行业务流数据对应的空口承载，将下行业务流数据发送给目的终端。
11.根据权利要求10所述的数据传输方法，其特征在于，通过所述下行业务流数据对应的空口承载，将下行业务流数据发送给目的终端的步骤之后还包括：
若基站释放了空口承载，又接收到新的下行业务流数据，且本地保存有目的终端的终端上下文，基站根据所述终端上下文寻呼所述终端，并将下行业务流数据发送给所述目的终端。
12.根据权利要求10所述的数据传输方法，其特征在于，通过所述下行业务流数据对应的空口承载，将下行业务流数据发送给目的终端的步骤之后还包括：
若基站又接收到新的下行业务流数据时，没有终端上下文，则基站触发MME，由所述MME寻呼所述目的终端。
13.根据权利要求11所述的数据传输方法，其特征在于，所述基站保存终端的终端上下文的时间超过一预设时间段后，所述基站删除所述终端上下文；其中，所述预设时间段大于终端周期性联系网络的周期。
14.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
获取终端的标识信息；
根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
15.根据权利要求14所述的数据传输方法，其特征在于，获取终端的标识信息的步骤包括：
获取终端的签约信息，并从所述签约信息中提取所述终端的标识信息；或者
获取终端的业务指示信息，并从所述业务指示信息中获取所述终端的标识信息。
16.一种基站，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取一触发指令；
分配模块，用于根据所述触发指令，为终端分配IP地址；
建立模块，用于建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；
传输模块，用于若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
17.根据权利要求16所述的基站，其特征在于，所述分配模块具体用于根据所述触发指令，动态地为终端分配IP地址或者为终端分配一静态IP地址。
18.一种基站，其特征在于，包括：
收发机，用于获取为一触发指令；
处理器，用于根据所述触发指令，为终端分配IP地址；并建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；
所述收发机还用于若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
19.根据权利要求18所述的基站，其特征在于，所述处理器具体用于根据所述触发指令，动态地为终端分配IP地址或者为终端分配一静态IP地址。
20.一种移动管理实体，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取终端的标识信息；
发送模块，用于根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
21.根据权利要求20所述的移动管理实体，其特征在于，还包括：接收模块，用于接收基站根据所述触发指令反馈的创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址。
22.一种移动管理实体，其特征在于，包括：
接收机，用于获取终端的标识信息；
发射机，用于根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
23.根据权利要求22所述的移动管理实体，其特征在于，所述接收机还用于接收基站根据所述触发指令反馈的创建会话请求响应，所述创建会话请求响应中携带有所述终端的IP地址。
24.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
25.一种终端，其特征在于，包括：
发送模块，用于向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
26.一种终端，其特征在于，包括：
发射机，用于向网络侧发送终端的标识信息，使得网络侧的移动管理实体MME根据所述终端的标识信息，向基站发送一触发指令；所述触发指令用于使基站根据所述触发指令，为所述终端分配IP地址；并使所述基站建立基站与所述终端之间的空口连接；根据下行业务流过滤器与空口承载之间的映射关系，建立并维护所述基站与外部分组数据网络的数据连接；若接收到终端通过空口承载发送的上行业务流数据，根据所述上行业务流数据的目的IP地址，将上行业务流数据转发给外部分组网络；或者若基站接收到外部分组数据网发来的下行业务流数据，通过空口承载将下行业务流数据发送到终端。
27.一种数据传输系统，包括：基站、与所述基站通信连接的移动管理实体，其特征在于，所述基站为权利要求18所述的基站，所述移动管理实体为权利要求22所述的移动管理实体。
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