CN106686666A - 一种网关信息更新的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种网关信息更新方法及装置；所述方法包括：移动管理单元MME获取网关GW类型；所述MME当获知用户设备UE的演进的节点B eNodeB改变时，如果所获取的GW类型为用户面和控制面分离的GW，则发送创建会话请求或修改承载请求消息给网关控制面实体GwC，在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置信息；所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取网关用户面实体GwU地址和隧道端点标识TEID。本发明在GW控制面和用户面分离架构中能支持数据流正确可靠传输。
Description
技术领域
本发明涉及移动性管理，尤其涉及一种网关信息更新的方法及装置。
背景技术
图1为3GPP(the 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴项目)的EPS(Evolved Packet System，演进的分组系统)的结构示意图，如图1所示，EPS包括E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，演进的通用移动通信系统陆地无线接入网)、MME(MobilityManagement Entity，移动管理单元)、S-GW(Serving Gateway，服务网关)、PDN GW或P-GW(Packet Data Network Gateway，分组数据网络网关)、HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)、PCRF(Policy and ChargingRules Function，策略和计费规则功能实体)及其它支撑节点组成。
其中，MME与E-UTRAN通过S1-MME接口相连，用于移动性管理、非接入层信令的处理和用户移动管理上下文的管理等控制面相关工作；S-GW是与E-UTRAN通过S1-U接口相连的接入网关设备，在E-UTRAN与P-GW之间转发数据，并且用于对寻呼等待数据进行缓存；P-GW则是EPS与PDN(Packet Data Network Gateway，分组数据网)的边界网关，用于PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能。PCRF负责策略决策和计费规则的制定，与operator’s IP services(运营商的IP服务实体交互)，提供基于业务数据流的门控、服务质量控制及计费规则给GW(Gateway，网关)，在承载面执行PCRF所制定的策略和计费规则。在承载建立时，GW按照PCRF发送的规则进行QoS(Quality of Service，服务质量)授权和门控控制。根据PCRF发送的计费规则，执行相应的业务数据流计费操作，计费既可以是在线计费，也可以是离线计费。如果是在线计费，则需要和OCS(Online ChargingSystem，在线计费系统)一起进行信用管理。OFCS(Offline Charging System，离线计费则和离线计费系统)之间交换相关的计费信息。GW与PCRF之间的接口是Gx接口，与OCS之间的接口是Gy接口，与OFCS之间的接口是Gz接口。
3GPP中，UE(User Equipment，用户设备)通过APN(Access Point Name，接入点名称)可以找到对应PDN，为访问PDN网络会建立一个IP-CAN(IPConnectivity Access Network，IP连接接入网)会话的PDN连接。
随着需求增长，EPS网关逐步产生了一些约束。用户数据流处理集中在PDN出口网关，造成网关设备功能繁杂，可扩展性差。网关的控制面与转发面高度耦合，不利于核心网平滑演进。转发面扩容需求频度高于控制面，紧耦合导致控制面转发面同步扩容，设备更新周期短导致复合成本增加。网络层数据转发难以识别用户、业务特征，仅能根据上层传递的QoS转发，导致网络资源利用低效，难以依据用户和业务特性对数据流进行精细控制。此外，大量策略需要手工配置，导致管理复杂度增加，运营成本居高不下。因此，需要将分组域网关中的控制功能与转发功能进一步分离，以适应网络发展和市场应用的需求。
图2是本文所基于的非漫游场景下GW控制面和用户面分离的架构。该架构将原先的EPS架构中的S-GW/P-GW拆分成了GwC(Gateway Controller，网关控制面实体)和GwU(Gateway User，网关用户面实体)两类功能网元。GwC负责S/P-GW的控制面功能，包括负荷分担、GwU的选择、IP地址和隧道标识的分配、策略和计费控制等功能。GwU包括SGwU(Serving GatewayUser，服务网关用户面实体)和PGwU(Packet Data Network Gateway User，分组数据网络网关用户面实体)，分别对应S-GW和P-GW的用户面，负责S/P-GW的用户面相关功能，包括数据流识别和深度包解析、QoS处理和承载绑定，下行寻呼数据的缓存等功能。对接的用户面和控制面接口分别对应到GwC和SGwU/PGwU上，其余相应接口功能对照原EPS架构。
GW控制面和用户面分离之后，解决了现有EPS网关存在的诸多上述问题，但同时也引入了新的技术问题。例如，导致现有的切换机制在部分场景下不能支持数据流的正确可靠的传输。
现在机制中，MME根据用户位置和签约信息等进行S-GW的选择。当用户位置发生移动引发切换和跟踪区更新流程时，MME判断是否需要进行S-GW的重选，并进行S-GW选择和上下行数据传送路径的信息更新。若判断需要进行S-GW的重选，则根据更新后的位置信息和签约信息重新选择合适的S-GW，并将新选择的S-GW上行用户面地址和隧道标识等信息发送给eNodeB(Evolved Node B，演进型节点B)，更新上行数据传送路径信息，确保上行数据的正确传送。并将新的eNodeB信息，例如将eNodeB下行用户面地址和隧道标识发送给S-GW，更新下行数据传送路径信息，保证下行数据的正确传送。若不需要进行S-GW的重选，则将当前的S-GW的上行用户面地址和隧道标识等信息发送给新的eNodeB，并将新的eNodeB下行用户面地址和隧道标识传送给当前的S-GW。进行上下行数据通道的重建。切换流程中，MME是否变更可参照现有机制处理，此处不做展开描述。
当S-GW控制和用户面功能分离后，MME根据现有机制进行的GW选择实际是GwC的选择，由GwC负责在其对应的GwU组中进行GwU的选择和管理。则根据如上所述机制，在GwC不需要切换但GwU会重选的场景下则无法实现数据的正确转发。例如，基于S1接口的切换流程。MME收到原eNodeB的切换请求消息后，MME判断GwC不需要变更，将会将当前的GwU地址和隧道标识下发给新的eNodeB，则新的eNodeB获取到的不一定是最终的GwU地址和隧道标识，若GwU进行了重选，则上下行数据通道建立错误。则上行数据到达eNodeB后会往老的GwU传送，可能导致无法和GwU连接或是GwU收到后丢弃，导致无法正确上传。无法保证业务的连续性和数据的完整性。
因此，GW控制面和用户面分离之后，现有切换机制在部分场景下不能支持数据流的正确可靠的传输，无法保证业务的连续性和完整性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种GW控制面和用户面分离架构中支持数据流正确可靠传输的方法和装置。
为了解决上述问题，采用如下技术方案。
一种网关信息更新方法，包括：
移动管理单元MME获取网关GW类型；
所述MME当获知用户设备UE的演进的节点B eNodeB改变时，如果所获取的GW类型为用户面和控制面分离的GW，则发送创建会话请求或修改承载请求消息给网关控制面实体GwC，在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置信息；
所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取网关用户面实体GwU地址和隧道端点标识TEID。
可选地，所述位置信息包括跟踪区标识TAI和用户位置信息ECGI。
可选地，所述方法还包括：
在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置变更指示。
可选地，所述MME获知UE的eNodeB改变的方式包括接收到以下任一种或任几种消息：附着请求，跟踪区更新请求，业务请求，切换请求，前转重定位请求。
可选地，所述MME获取网关GW类型包括：
所述MME根据服务网关S-GW或GwC返回的创建会话响应消息或修改承载响应消息中携带的GW类型或控制面用户面分离标识，获取GW类型。
可选地，当所述创建会话响应消息或修改承载响应消息中未携带GW类型及控制面用户面分离标识时，所述MME获取的GW类型为用户面和控制面合一的GW。
可选地，所述MME获取网关GW类型前还包括：
在所述UE附着到网络的处理流程中，所述MME给S-GW或所述GwC发送创建会话请求消息或修改承载请求消息，携带GW类型请求。
可选地，所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取GwU地址和TEID后还包括：
所述MME如果未向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID，则发送所获取的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB。
可选地，所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取GwU地址和TEID后还包括：
所述MME如果已向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID，则判断所获取的GwU地址和TEID与发送给所述变更后的eNodeB的是否相同，如果不同则发送所获取的GwU地址和TEID给所述变更后的eNodeB。
可选地，所述的方法还包括：
所述MME在给变更后的eNodeB的切换请求或初始上下文请求中，携带待定事务指示，所述待定事务指示用于通知所述变更后的eNodeB在再次收到地址和TEID、或者，确认GwU不变更前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
一种网关信息更新装置，设置于移动管理单元MME，包括：
类型获取模块，用于获取网关GW类型；
请求模块，用于当获知用户设备UE的演进的节点B eNodeB改变时，如果所获取的GW类型为用户面和控制面分离的GW，则发送创建会话请求或修改承载请求消息给网关控制面实体GwC，在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置信息；
网关信息获取模块，用于从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取网关用户面实体GwU地址和隧道端点标识TEID。
可选地，所述位置信息包括跟踪区标识TAI和用户位置信息ECGI。
可选地，所述请求模块还用于在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置变更指示。
可选地，所述请求模块获知UE的eNodeB改变的方式包括接收到以下任一种或任几种消息：附着请求，跟踪区更新请求，业务请求，切换请求，前转重定位请求。
可选地，所述类型获取模块获取网关GW类型是指：
所述类型获取模块根据服务网关S-GW或GwC返回的创建会话响应消息或修改承载响应消息中携带的GW类型或控制面用户面分离标识，获取GW类型。
可选地，所述类型获取模块当所述创建会话响应消息或修改承载响应消息中未携带GW类型及控制面用户面分离标识时，获取的GW类型为用户面和控制面合一的GW。
可选地，所述类型获取模块获取网关GW类型前还用于在所述UE附着到网络的处理流程中，给S-GW或所述GwC发送创建会话请求消息或修改承载请求消息，携带GW类型请求。
可选地，任一项所述的装置还包括：
发送模块，用于在未向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID时，发送所述网关信息获取模块所获取的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB。
可选地，所述的装置还包括：
发送模块，用于在已向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID时，判断所述网关信息获取模块所获取的GwU地址和TEID与发送给所述变更后的eNodeB的是否相同，如果不同则发送所获取的GwU地址和TEID给所述变更后的eNodeB。
可选地，所述发送模块还用于在给变更后的eNodeB的切换请求或初始上下文请求中，携带待定事务指示，所述待定事务指示用于通知所述变更后的eNodeB在再次收到地址和TEID、或者，确认GwU不变更前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
本发明实施例能够在GW控制面和用户面分离的情况下，使MME获知正确的GwU地址及隧道端点标识，并进而告知eNodeB，从而保证在GwU有更改的情况下数据流还是能够正确可靠传输。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为3GPP的演进分组系统的结构示意图；
图2为非漫游场景下GW控制面和用户面分离的架构示意图；
图3为实施例一的网关信息更新方法的流程示意图；
图4为附着流程中GwC告知GW类型或GW控制用户面分离指示的示意图；
图5为基于S1接口的切换流程中，建立正确的上行数据通道示意图；
图6为业务请求流程中，建立正确的上行数据通道示意图；
图7为实施例二的网关信息更新装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一、一种网关信息更新方法，如图3所示，包括步骤S110～S120：
S110、MME获取网关GW类型；
S120、所述MME当获知UE的eNodeB改变时，如果所获取的GW类型为用户面和控制面分离的GW，则发送创建会话请求或修改承载请求消息给GwC，在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置信息；所述位置信息可以但不限于至少包括TAI(Tracking Area Identity，跟踪区标识)和ECGI(User Location Information，用户位置信息)。
S130、所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取GwU地址和TEID(Tunnel Endpoint Identifier，隧道端点标识)；其中，所述TEID可以为一个或多个。
本实施例中，所述GwC在创建会话响应或修改承载响应消息中携带的GwU地址和TEID是当前正确的GwU地址和TEID；GwC可以根据所述位置信息判断是否要进行GwU重选，如果不用重选则返回原有的GwU地址和TEID，如果要重选则选择GwU后返回变更后的GwU地址和TEID。
本实施例中，所述UE的eNodeB改变的原因可以但不限于包括：所述UE的位置发生改变。
所述UE的位置发生改变的判断标准是：所述UE当前所在的eNodeB发生改变，即所述UE前后eNodeB的ID(标识)不同。
可选地，所述方法还可以包括：
在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置变更指示。可选地，所述MME获知UE的eNodeB改变的方式可以但不限于包括接收到以下任一种或任几种消息：附着请求，跟踪区更新请求，业务请求，切换请求，前转重定位请求。
可选地，步骤S110包括：
所述MME根据S-GW或GwC返回的创建会话响应消息或修改承载响应消息中携带的GW类型或控制面用户面分离标识，获知对端的GW类型；所述GW类型包括用户面和控制面分离的GW，或，用户面和控制面合一的GW；当携带控制面用户面分离标识时，所述GW类型为用户面和控制面分离的GW。
本可选方式中，GW类型为用户面和控制面分离的GW时，则MME连接的对端为GW控制面功能实体。
本可选方式中，所述S110前还可以包括：
在所述UE附着到网络的处理流程中，所述MME给S-GW或所述GwC发送创建会话请求消息或修改承载请求消息，携带GW类型请求。
本可选方式中，当所述创建会话响应消息或修改承载响应消息中缺省GW类型标识或控制面用户面分离标识时，可以默认为GW类型是用户面和控制面合一的GW；即：当所述创建会话响应消息或修改承载响应消息中未携带GW类型及控制面用户面分离标识时，所述MME所获取的GW类型为用户面和控制面合一的GW。
可选地，所述步骤S130后还可以包括：
所述MME如果未向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID，则发送所获取的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB。
可见，若GwU发生了变更，则本可选方案中发送的GwU地址和TEID为变更后的GwU地址和TEID。
可选地，所述步骤S130后还可以包括：
所述MME如果已向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID，则判断所获取的GwU地址和TEID与发送给所述变更后的eNodeB的是否相同，如果不同则发送所获取的GwU地址和TEID给所述变更后的eNodeB。
本可选方案中，所述MME获知eNodeB改变后，先根据现有流程发送GwU地址和TEID给变更后的eNodeB；之后再发送位置信息给GwC；如果MME发现GwC返回的GwU地址和TEID与之前发送给变更后的eNodeB的不同，则MME再次发送GwU地址和TEID给变更后的eNodeB；如果相同则可以不再发送；在其它可选方案中也可以设置成无论是否相同，都发送所获取的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB。
本可选方案中，所述方法还可以包括：
所述MME在给变更后的eNodeB的切换请求或初始上下文请求中，携带Pending Transaction(待定事务指示)，所述Pending Transaction用于通知所述变更后的eNodeB在再次收到地址和TEID、或者，确认GwU不变更前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
本可选方案中，所述Pending Transaction的作用相当于通知所述变更后的eNodeB等待确认GwU是否重选，如果再次收到MME发送的GwU地址和TEID则确认GwU重选，用MME再次发送的GwU地址和TEID替代MME第一次发送的GwU地址和TEID，进行上行数据的传输；如果eNodeB在预定时长内未收到MME再次发送的GwU地址和TEID则确认GwU不变更，使用MME第一次发送的GwU地址和TEID进行上行数据的传输。
本可选方案中，eNodeB新增缓存功能。eNodeB在再次收到GwU地址和TEID、或者，确认GwU不变更之前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
在其它可选方案中，也可以采取如下方案：
MME获知eNodeB切换后，先根据现有流程发送GwU地址和TEID给变更后的eNodeB；之后再发送位置信息给GwC；无论从GwC所获取的GwU地址和TEID与发送给所述变更后的eNodeB的是否相同，都再次发送所获取的GwU地址和TEID给所述变更后的eNodeB；
所述Pending Transaction用于通知所述变更后的eNodeB在再次收到GwU地址和TEID前，对上行到GwU的数据和下行转发数据的进行缓存；
所述变更后的eNodeB缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据，直到第二次从MME收到GwU地址和TEID，采用第二次收到的GwU地址和TEID进行上行数据发送。
实施示例一
处理流程(一)
以下为在UE附着到网络的处理流程中，SGW/GwC给MME发送CreateSession Response(创建会话响应消息)时，消息中携带GW类型标识或控制面用户面分离标识，让MME感知对端连接的GW类型的具体操作。可选地，所述创建会话响应消息中缺省GW类型标识或控制面用户面分离标识时，默认GW类型为用户面和控制面合一的GW。所述GW类型包括：用户面和控制面分离的GW(即：GW分设)，或用户面和控制面合一的GW(即：GW合设)。其中，当GW类型为用户面和控制面分离的GW时，则MME连接的对端为GW控制面功能实体。可选地，MME给SGW/GwC发送的创建会话请求消息中携带GW类型请求。
如图4所示，处理流程(一)具体包括如下步骤：
步骤301、UE向EPS网络发起附着操作，网络完成对UE的认证授权。具体步骤如301-1到301-6描述：
301-1、UE发送附着请求消息给eNodeB，消息包含：用户标识，上次访问的跟踪区，UE的核心网络能力，附着类型，NAS(Non-access stratum，非接入层)序列号，PDN类型等信息。
301-2、eNodeB根据RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)参数和选择的网络，或MME选择功能，选择MME。然后eNodeB将附着消息和UE所在小区的TAI和ECGI标识一起转发给新的MME。
301-3、如果UE自从上次去附着后MME发生了变化，当前的新的MME获取旧的MME地址，并发送身份标识请求消息到旧MME请求IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number，国际移动用户识别码)和移动性上下文。
301-4、如果UE在新和旧MME中都不能被识别，则新MME发送标识请求消息给UE请求IMSI。UE使用包含IMSI的标识响应消息通知网络。
301-5a、如果网络中没有UE上下文存在，或者如果附着请求消息没有完整性保护或加密，或者如果完整性检查失败，则认证过程和NAS安全上下建立过程必须进行。如果网络中存在UE上下文、且附着请求消息有完整性保护或加密，完整性检查成功，则本步骤可选。如果NAS安全算法改变，则该步骤只执行NAS安全上下文建立过程。认证和NAS安全上下文建立过程按照安全功能章节的定义进行。在该步骤之后，所有NAS消息将受到MME指示的NAS安全功能保护。
301-5b、从UE获取移动设备标识IMEI。IMEI标识必须采用加密方式传输，除非是在紧急附着情况下且不能被认证时。为了最小化信令的迟延，移动设备标识获取可以合并在步骤301-5a的NAS安全上下文建立过程中。MME发送移动设备标识检测请求给EIR(Equipment Identity Register，设备标识寄存器)，EIR将检测的结果通过移动设备标识检测应答消息响应。MME根据结果确定是否继续附着过程或拒绝UE。
301-6、如果UE在附着请求消息中设置了加密选项传输标记，则本步骤可以从UE获取加密选项。
步骤302、MME根据现有的EPC网络选择GW的机制，进行网关选择，获取SGW和PGW控制面的IP地址。网关类型是否为现有SGW还是控制面和用户面分离的GW，对MME的GW选择无影响。本示例中，GW类型为控制面和用户面分离的GW，这里SGW控制面IP地址为GwC的IP地址。
步骤303-306为可选步骤，如果网络中有老的上下文信息(例如，MME中存在激活承载上下文)，则MME通过删除会话请求过程删除GW中老的承载上下文信息。
步骤303、MME向GwC发送Delete Session Request(删除会话请求)消息。
步骤304、GwC向PCRF发起IP-CAN会话终止操作。
步骤305、GwC向SGwU和PGwU发送删除流表请求；
步骤306、GwC向MME回复Delete Session Response(删除会话响应)消息。
步骤307、MME向GwC发送S1-MME接口的Create Session Request(创建会话请求)消息，携带用户标识，APN标识，MME控制面TEID，GwC地址，PGW地址，PDN地址，承载标识，切换指示等信息。其中，切换指示指示了当前是初始附着还是切换附着，GwC根据该指示在后续步骤中有不同的操作，详见后续步骤。其中，PGW地址即为GwC的地址(GW分设时)或者选择的P-GW的地址(GW合设时)。可选地，MME发送给S-GW或GwC的创建会话请求消息中，携带GW类型请求。
步骤308、GwC根据网关选择功能选择正确的GwU，即选择执行转发功能的GwU作为SGwU和PGwU。为GwU分配TEID，包括PGwU的默认承载TEID，SGwU默认承载的UL(Uplink，上行链路)和DL(Downlink，下行链路)的TEID。GwC为该UE的PDN连接分配IP地址或者从外部PDN获取IP地址。
步骤309、当部署了PCRF且创建会话请求消息中切换指示不存在，GwC执行IP-CAN会话建立过程，获取UE的默认PCC(Policy and ChargingControl，策略计费控制)准则。若存在切换指示，则GwC执行IP-CAN会话修改流程。向PCRF发起Gx接口上的IP-CAN会话建立或修改相关操作，触发相关承载的建立。如果没有部署动态PCC，则GwC采用本地QoS策略。
步骤310、GwC向SGwU下发流表，包括：PGwU的IP地址，TEID等信息。
步骤311、GwC向PGwU下发流表，包括：SGwU的IP地址，TEID，meter(计量)统计等信息。
步骤312、GwC回应Create Session Response(创建会话响应)消息给MME。包含SGwU的IP地址，用户面TEID，控制面TEID，PGwU的IP地址和TEID。以及，消息中携带GW类型标识或控制面用户面分离标识，让MME感知GW类型为用户面和控制面分离的GW(则MME和GwC交互)，或为用户面和控制面合一的GW(则MME和S-GW交互)。本示例中为用户面和控制面分离的GW。这里，若GwU发生了变更，则所述创建会话响应消息中携带的GwU地址和TEID为变更后的GwU地址和TEID。所述创建会话响应消息中还携带其他EPS网络S1-MME接口定义的相关参数。MME感知并保存GW类型，用于后续UE位置变更eNodB切换后，根据GW类型决策是否要发送位置变更信息给GwC，供GwC决策是否进行GwU重选。
步骤313、接入网信令交互和空口承载建立。eNodeB发送RRC连接重配置消息给UE，其包含EPS RB(Resource Block，资源块)ID和AttachAccept(附加接受)消息。UE发送RRC连接重配置完成消息给eNodeB。eNodeB发送Initial Context Response(初始上下文响应)消息给新的MME，消息包含eNode B的TEID以及eNodeB的地址，用于S1-U接口的下行数据的传送。UE发送Direct Transfer(直接转移)消息给eNodeB，该消息包含Attach Complete(附加完成)消息。eNodeB使用上行NAS传输消息转发Attach Complete消息给新的MME。
步骤314、MME将eNodeB的用户面地址和TEID通过Modify BearerRequest(修改承载请求)消息发送给GW(本示例中即发送给GwC)。
步骤315：GwC向SGwU更新流表，将eNodeB的用户面地址和TEID发送给SGwU。下行数据通道完成，数据可下发到UE。
步骤316：若是切换附着场景，GwC向PGwU更新流表，通知GwUPGwU可以从网络侧发送数据。
步骤317：GwC向MME回复Modify Bearer Response(修改承载响应)消息。
处理流程(二)
以下为源eNodeB与目标eNodeB没有X2接口连接时，发起一个基于S1接口的eNodeB间的切换的流程。MME接收到切换请求消息后，感知到UE的位置发生了变化，即eNodeB发生了切换。本示例中，当前GW类型为用户面控制面分离GW，即对端为GwC。则发送创建会话请求或修改承载请求消息给GwC，其中携带位置信息。GwC根据MME提供的位置信息，判断GwU是否需要重选并执行。将正确的GwU地址和隧道标识TEID信息返回给MME，并由MME传送给目标eNodeB，建立正确的上行数据传送通道。如图5所示，处理流程(二)具体包括如下步骤：
步骤401、源eNodeB发送一条Handover Required(切换请求消息)给源MME(若MME发生了改变)。该切换请求消息携带源到目标透明容器、target eNodeB Identity(目标eNodeB标识)、target(目标)TAI，直接转发标记。在透明容器中指示了执行数据转发的承载列表。TAI的目的是便于选择合适的目标MME。
步骤402、若MME发生了改变，则源MME选择目标MME，并发送Forward Relocation Request(前转重定位请求)消息给目标MME，消息中包括MME用户上下文，源到目标透明容器、目标eNodeB标识，目标跟踪区标识等信息。目标TAI用于MME判断是否要进行SGW/GwC重选。MME用户上下文中包括：GW类型标识或控制面用户面分离标识，指示GW类型为用户面控制面分离的GW(则MME和GwC交互)或用户面控制面合一的GW(则MME和S-GW交互)。
步骤403、MME判断是否要进行S-GW/GwC重选(源S-GW是否可以继续为UE服务)，若需要则选择新的S-GW/GwC。如果MME没有重定位则由源MME判断是否要进行S-GW/GwC的重选以及在要重选时进行选择，否则由目的MME判断是否要进行S-GW/GwC的重选以及在要重选时进行选择。
MME根据GW类型标识或控制面用户面分离标识判断对端的GW类型，本示例中GW为用户面控制面分离的GW，即对端为GwC，如果eNodeB发生了改变(根据eNodeB ID判断)，则目标MME发送创建会话请求或修改承载请求给GwC，消息中包括PGW地址和TEID，TAI，ECGI(其中包括eNodeB的标识)，Serving Network(服务网络)等位置信息，供GwC进行GwU重选的判断和执行。
步骤403a、可选地，若执行了GwU的重选，且GwU用户面地址和TEID由GwU分配，则GwC发送路由信息更新请求获取新的GwU用户面地址和TEID。
步骤404、GwC根据创建会话请求或修改承载请求消息中的位置信息，结合GwU选择功能，判断是否要进行GwU的重选，若需要则执行GwU的选择。为GwU分配用于S1-U接口上行数据传送的GwU用户面地址和TEID。GwC发送创建会话响应或修改承载响应消息给目标MME，携带所分配的GwU地址和用户面上行TEID。若GwU进行了重选，则该GwU地址为重选后的新GwU地址。
步骤405、目标MME发送Handover Request(切换请求)消息给目标eNodeB，在目标eNodeB创建UE上下文，包含承载信息，安全上下文。消息携带为每个EPS承载分配的用于用户面的GwU地址和上行TEID及EPS承载QoS。
步骤406、目标eNodeB发送一条Handover Request Acknowledge(切换请求应答)消息给目标MME，消息中包含目标eNodeB为S1-U接口上下行分组分配的地址和TEID，以及为接收转发数据分配的地址和TEID。
步骤407、若MME发生了变更，则目标MME发送前转重定位响应消息给源MME，消息中携带eNodeB为接收转发数据分配的地址和TEID，间接转发，消息包含间接转发的的GwU前转地址和TEID。
步骤408、间接转发，目标MME通过发送Create Indirect Data ForwardingTunnel Request(创建间接数据转发隧道请求)消息给GwC，消息携带用于数据转发的target eNodeB用户面地址和TEID。
步骤409、GwC向SGwU发送路由信息更新消息，携带用于数据转发的目标eNodeB的IP地址和TEID信息。
步骤409a、GwC向PGwU发送路由信息更新消息，携带用于数据转发的目标eNodeB的IP地址和TEID信息。
步骤410、GwC发送Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response(创建间接数据转发隧道响应)消息给目标MME，消息携带GwU用于S1-U接口上行数据前转的地址和TEID。如果GwC不重定位，该MME为源MME。
步骤411-415执行空口切换操作和数据包的间接转发处理：
步骤411、源MME发送一个Handover Command(切换命令)消息到源eNodeB，消息中携带GwU用于数据前转的地址和TEID。源eNodeB使用Target to Source transparent container(目标到源的透明容器)构造HandoverCommand消息发送给UE。
步骤412、源eNodeB开始从源eNodeB经过GwU到目标eNodeB，间接转发下行链路数据。
步骤413、UE成功地同步到目标小区后，发送Handover Confirm(切换确认)消息到目标eNodeB。来自源eNodeB的下行转发数据被传到UE，而上行数据由目标eNodeB发送到GwU。
步骤414、目标eNodeB发送一条Handover Notify(切换通知)消息给目标MME，消息中携带TAI和ECGI。
步骤415、如果目标MME重定位，则目标MME发送Forward RelocationComplete(转发重定位完成)消息到源MME。
步骤415a、作为响应，源MME可以发送一条Forward Relocation CompleteAcknowledge(转发重定位完成应答)消息给目标MME。
步骤416、目标MME发送Modify Bearer Request(修改承载请求)消息给GwC，携带目标eNodeB的用户面地址和TEID，可选地，还可以携带用户位置信息。
步骤417、如果步骤416中上报了用户位置信息，且PCRF签订了该事件信息，则GwC将与PCRF发起IP-CAN会话修改操作，上报事件信息。
步骤418、GwC向SGwU发送路由信息更新消息，携带目标eNodeB的IP地址和TEID信息。
步骤418a、GwC向PGwU发送路由信息更新消息，携带目标eNodeB的IP地址和TEID信息。
步骤419、GwC发送Modify Bearer Response(修改承载响应)消息给目标MME。GwC在路径转换之后立即在旧路径上发送一个或多个“end marker”分组包以辅助目标eNodeB执行重排序功能。
步骤420、下行数据跑通，源网络侧无线资源释放。
步骤421、源MME发送Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request(删除前转数据通道请求)消息给GwC，释放为间接转发所分配的临时资源。
步骤422、GwC向SGwU发送流表更新请求，删除用于数据转发的流表信息。
步骤423、GwC向源MME返回删除前转数据通道请求响应消息。
处理流程(三)
以下为业务请求流程，即UE在IDLE(空闲)状态下，为上层信令的发送或者活动的承载预留资源而建立一条信令连接的过程。MME接收到业务请求消息后，感知到UE的位置发生了变化，即eNodeB发生了切换。本示例中，GW类型为用户面控制面分离的GW，即对端为GwC。MME发送创建会话请求或修改承载请求消息给GwC，其中携带位置信息。GwC根据MME提供的位置信息，判断GwU是否需要重选并执行。将正确的GwU地址和隧道标识TEID信息返回给MME，并由MME传送给eNodeB，建立正确的上行数据传送通道。如图6所示，处理流程(三)具体包括如下步骤：
步骤501、UE通过封装在RRC消息上的NAS消息发送Service Request(业务请求)消息给MME。该消息通过eNodeB前转给MME，该消息被封装在一个S1-AP类型的Initial UE Message(初始UE消息)中发送，初始UE消息携带用户标识和用户位置相关信息，包括TAI和ECGI等。
步骤502、根据网络的需要，可能会执行NAS鉴权和安全激活过程。
步骤503、MME根据GW类型标识或控制面用户面分离标识判断对端的GW类型，本示例中GW类型为用户面控制面分离的GW，即对端是GwC，如果eNodeB发生了改变(根据eNodeB ID判断)，则MME发送创建会话请求或修改承载请求消息给GwC，消息中包括PGW地址和TEID，TAI，ECGI(其中包括eNodeB ID)，Serving Network等位置信息。供GwC进行GwU重选的判断和执行。
步骤503a、可选地，若执行了GwU的重选，且GwU用户面地址和TEID由GwU分配，则GwC发送路由信息更新请求获取新的GwU用户面地址和TEID。
步骤504、GwC根据创建会话请求或修改承载请求消息中的位置信息，结合GwU选择功能，判断是否要进行GwU的重选，若需要则执行GwU的选择。可选地，为GwU分配用于S1-U接口上行数据传送的GwU地址和TEID。GwC发送创建会话响应或修改承载响应消息给MME，将分配的GwU地址和用户面上行TEID携带给MME。若GwU进行了重选，则该GwU地址为重选后的新GwU地址。
步骤505、MME给eNodeB发送S1-AP类型消息Initial Context SetupRequest(初始上下文建立请求)，消息中携带GwU地址和用户面上行TEID，以及承载QoS，安全上下文，MME信令连接标识等信息。
步骤506、eNodeB根据收到的GwU地址和用户面上行TEID以及承载QoS等信息执行无线承载建立过程。并且建立用户面安全上下文。当用户面无线承载建立和服务请求完成并且EPS承载状态在UE与MME之间同步之后，UE将删除没有无线承载的EPS承载。如果一个缺省EPS承载的无线承载没有建立，UE本地去激活与这个缺省承载相关联的所有EPS承载。
步骤507、UE的上行数据通过eNodeB前转到GwU。eNodeB向步骤505中提供的GwU地址和TEID发送上行数据。SGwU将上行数据前转到PGwU。
步骤508、eNodeB发送S1-AP类型消息Initial Context Setup Complete(初始上下文建立完成消息)给MME，消息中携带用于下行数据传送的eNodeB用户面地址和TEID，以及其它承载相关信息。
步骤509、MME发送Modify Bearer Request(修改承载请求)消息给GwC，消息中携带用于下行数据传送的eNodeB用户面地址和TEID，以及其它承载相关信息。
步骤510、GwC向SGwU下发流表，更新路由信息，其中包含eNodeB的用户面IP地址和TEID信息。
步骤510a、GwC向PGwU下发流表，更新路由信息，其中包含eNodeB的用户面IP地址和TEID信息。至此下行数据通道建立，GwU可以通过该通道发送下行数据给UE。
步骤511、GwC向MME回应修改承载响应消息。
处理流程(四)
在处理流程(二)的场景下，相应的实施方式还可以为：
当MME感知到UE的位置发生了变化，即eNodeB发生了切换，且判断当前GW类型为用户面控制面分离类型的GW，即对端为GwC时，MME不是立刻执行例如处理流程(二)中的步骤403-404，即：通过创建会话请求或修改承载请求消息携带位置信息给GwC，获取到正确的GwU地址和TEID的处理流程。本处理流程中，MME先执行现有的业务请求流程处理，发送当前存储的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB，并发送PendingTransaction给所述变更后的eNodeB；直到步骤416，MME再在修改承载请求消息中携带eNodeB地址和TEID。
GwC在步骤419的修改承载响应消息中，携带最终的GwU地址和TEID给MME。MME根据GW类型进行GwU信息的对比，若GwU发生了变更，则触发到eNodeB的承载修改流程，下发最终的GwU地址和TEID给eNodeB。
eNodeB先缓存数据，在收到更新后的GwU地址和TEID后完成承载修改处理，更新GwU信息。并完成缓存数据的发送；或者在预定时长内收不到更新后的GwU地址和TEID，则确认GwU不变更，采用原先的承载发送缓存数据。
可选地，处理流程(四)中，eNodeB需要新增缓存功能。在收到更新的GwU地址和TEID、或者确认GwU不变更之前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
可选地，MME在步骤405的切换请求中，携带Pending Transaction(待定事务指示)给eNodeB，告知后续可能存在GwU的重选和信息更新(即：再次发送GwU地址和TEID)，。便于eNodeB在数据传送失败时对上行到GwU的数据和下行转发数据的缓存。缓存时间周期和方式，取决于具体产品实现，这里不做限定。
处理流程(四)其余的详细流程的处理同(二)中各步骤，不做重复描述。
处理流程(五)
在处理流程(三)的场景下，相应的实施方式还可以为：
当MME感知到UE的位置发生了变化，即eNodeB发生了切换，且判断当前GW类型为用户面控制面分离的GW，即对端为GwC时，MME不是立刻执行例如处理流程(三)中的步骤503-504，即：通过创建会话请求或修改承载请求消息携带位置信息给GwC，获取到正确的GwU地址和TEID的处理流程。本处理流程中，MME先执行现有的切换流程处理，发送当前存储的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB，并发送Pending Transaction给所述变更后的eNodeB；直到步骤509，MME再在修改承载请求消息中携带eNodeB地址和TEID。
GwC在步骤511的修改承载响应消息中，携带最终的GwU地址和TEID给MME。MME根据GW类型进行GwU信息的对比，若GwU发生了变更，则触发到eNodeB的承载修改流程，下发最终的GwU地址和TEID给eNodeB。
eNodeB先缓存数据，在收到更新后的GwU地址和TEID后完成承载修改处理，更新GwU信息。并完成缓存数据的发送；或者在预定时长内收不到更新后的GwU地址和TEID，则确认GwU不变更，采用原先的承载发送缓存数据。
可选地，处理流程(五)中，eNodeB需要新增缓存功能。在收到更新的GwU地址和TEID、或者确认GwU不变更之前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
可选地，MME在步骤505给eNodeB的初始上下文请求中，携带PendingTransaction给eNodeB，告知后续可能存在GwU的重选和信息更新(即：再次发送GwU地址和TEID)，便于eNodeB在数据传送失败时对上行到GwU的数据和下行转发数据的缓存。缓存时间周期和方式，取决于具体产品实现，这里不做限定。
处理流程(五)其余的详细流程的处理同(三)中各步骤，不做重复描述。
如上描述，处理流程(一)和(二)，处理流程(一)和(三)，处理流程(一)和(四)，处理流程(一)和(五)，分别构成了两个场景下的两个实施方式的四种处理流程。详细描述了一种GW控制面和用户面分离架构中用户位置发生改变场景下，能够支持数据流正确可靠传输的方法。该方法还适用于其它UE位置变更的场景处理。以及其它控制和用户面功能分离的通信架构中的数据传输的处理。
实施例二、一种网关信息更新装置，设置于MME，如图7所示，包括：
类型获取模块71，用于获取网关GW类型；
请求模块72，用于当获知用户设备UE的演进的节点B eNodeB改变时，如果所获取的GW类型为用户面和控制面分离的GW，则发送创建会话请求或修改承载请求消息给网关控制面实体GwC，在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置信息；
网关信息获取模块73，用于从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取网关用户面实体GwU地址和隧道端点标识TEID。
可选地，所述位置信息包括跟踪区标识TAI和用户位置信息ECGI。
可选地，所述请求模块还用于在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置变更指示。
可选地，所述请求模块获知UE的eNodeB改变的方式包括接收到以下任一种或任几种消息：附着请求，跟踪区更新请求，业务请求，切换请求，前转重定位请求。
可选地，所述类型获取模块获取网关GW类型是指：
所述类型获取模块根据服务网关S-GW或GwC返回的创建会话响应消息或修改承载响应消息中携带的GW类型或控制面用户面分离标识，获取GW类型。
本可选方案中，所述类型获取模块当所述创建会话响应消息或修改承载响应消息中未携带GW类型及控制面用户面分离标识时，获取的GW类型可以为用户面和控制面合一的GW。
本可选方案中，所述类型获取模块获取网关GW类型前还可以用于在所述UE附着到网络的处理流程中，给S-GW或所述GwC发送创建会话请求消息或修改承载请求消息，携带GW类型请求。
可选地，所述的装置还包括：
发送模块，用于在未向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID时，发送所述网关信息获取模块所获取的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB。
可选地，所述的装置还包括：
发送模块，用于在已向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID时，判断所述网关信息获取模块所获取的GwU地址和TEID与发送给所述变更后的eNodeB的是否相同，如果不同则发送所获取的GwU地址和TEID给所述变更后的eNodeB。
本可选方案中，所述发送模块还可以用于在给变更后的eNodeB的切换请求或初始上下文请求中，携带待定事务指示，所述待定事务指示用于通知所述变更后的eNodeB在再次收到地址和TEID、或者，确认GwU不变更前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (20)
1.一种网关信息更新方法，包括：
移动管理单元MME获取网关GW类型；
所述MME当获知用户设备UE的演进的节点B eNodeB改变时，如果所获取的GW类型为用户面和控制面分离的GW，则发送创建会话请求或修改承载请求消息给网关控制面实体GwC，在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置信息；
所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取网关用户面实体GwU地址和隧道端点标识TEID。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述位置信息包括跟踪区标识TAI和用户位置信息ECGI。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置变更指示。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MME获知UE的eNodeB改变的方式包括接收到以下任一种或任几种消息：附着请求，跟踪区更新请求，业务请求，切换请求，前转重定位请求。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MME获取网关GW类型包括：
所述MME根据服务网关S-GW或GwC返回的创建会话响应消息或修改承载响应消息中携带的GW类型或控制面用户面分离标识，获取GW类型。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
当所述创建会话响应消息或修改承载响应消息中未携带GW类型及控制面用户面分离标识时，所述MME获取的GW类型为用户面和控制面合一的GW。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述MME获取网关GW类型前还包括：
在所述UE附着到网络的处理流程中，所述MME给S-GW或所述GwC发送创建会话请求消息或修改承载请求消息，携带GW类型请求。
8.如权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取GwU地址和TEID后还包括：
所述MME如果未向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID，则发送所获取的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB。
9.如权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述MME从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取GwU地址和TEID后还包括：
所述MME如果已向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID，则判断所获取的GwU地址和TEID与发送给所述变更后的eNodeB的是否相同，如果不同则发送所获取的GwU地址和TEID给所述变更后的eNodeB。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
所述MME在给变更后的eNodeB的切换请求或初始上下文请求中，携带待定事务指示，所述待定事务指示用于通知所述变更后的eNodeB在再次收到地址和TEID、或者，确认GwU不变更前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
11.一种网关信息更新装置，设置于移动管理单元MME，其特征在于，包括：
类型获取模块，用于获取网关GW类型；
请求模块，用于当获知用户设备UE的演进的节点B eNodeB改变时，如果所获取的GW类型为用户面和控制面分离的GW，则发送创建会话请求或修改承载请求消息给网关控制面实体GwC，在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置信息；
网关信息获取模块，用于从所述GwC返回的创建会话响应或修改承载响应消息中获取网关用户面实体GwU地址和隧道端点标识TEID。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：
所述位置信息包括跟踪区标识TAI和用户位置信息ECGI。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于：
所述请求模块还用于在所述创建会话请求或修改承载请求消息中携带所述UE的位置变更指示。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述请求模块获知UE的eNodeB改变的方式包括接收到以下任一种或任几种消息：附着请求，跟踪区更新请求，业务请求，切换请求，前转重定位请求。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述类型获取模块获取网关GW类型是指：
所述类型获取模块根据服务网关S-GW或GwC返回的创建会话响应消息或修改承载响应消息中携带的GW类型或控制面用户面分离标识，获取GW类型。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于：
所述类型获取模块当所述创建会话响应消息或修改承载响应消息中未携带GW类型及控制面用户面分离标识时，获取的GW类型为用户面和控制面合一的GW。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于：
所述类型获取模块获取网关GW类型前还用于在所述UE附着到网络的处理流程中，给S-GW或所述GwC发送创建会话请求消息或修改承载请求消息，携带GW类型请求。
18.如权利要求11～17任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
发送模块，用于在未向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID时，发送所述网关信息获取模块所获取的GwU地址和TEID给变更后的eNodeB。
19.如权利要求11～17任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
发送模块，用于在已向变更后的eNodeB发送过GwU地址和TEID时，判断所述网关信息获取模块所获取的GwU地址和TEID与发送给所述变更后的eNodeB的是否相同，如果不同则发送所获取的GwU地址和TEID给所述变更后的eNodeB。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于：
所述发送模块还用于在给变更后的eNodeB的切换请求或初始上下文请求中，携带待定事务指示，所述待定事务指示用于通知所述变更后的eNodeB在再次收到地址和TEID、或者，确认GwU不变更前，缓存上行到GwU的数据和下行转发的数据。
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