CN107306391A - 一种网络地址分配方法、装置和网关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络地址分配方法、装置和网关设备，用以避免数据传输路径切换中的数据传输中断，保证UE业务访问的连续性。所述网络地址分配方法包括：在与用户设备UE建立本地公共数据网络PDN连接过程中，获得核心网网元为所述UE分配的网络地址；确定获得的网络地址为与所述UE进行本地业务数据传输的网络地址。

Description

一种网络地址分配方法、装置和网关设备

技术领域

本发明涉及无线网络通信技术，尤其涉及一种网络地址分配方法、装置和网关设备。

背景技术

传统的通过移动终端进行业务访问的流程中，所有来自移动终端的上行数据都要通过基站(eNB)传输给核心网中的业务网关(Serving Gateway，S-GW)，再由S-GW交由P-GW发送给相应的业务服务器，而针对业务服务器发送给终端的下行数据同样需要经由核心网中的P-GW和S-GW传输给移动终端所属基站，由基站发送给移动终端。

为了减少数据传输时延和核心网的负荷，现有技术提出了以下解决方案：在靠近用户设备(UE，User Equipment)附着到接入网的位置对特定的业务进行分流，即将来自UE的流量在基站进行分流，一部分直接流向运营商核心网，另一部分不经过核心网通过基站直接访问Internet或本地PDN网络，如图1所示。

如图2所示，以家用基站(HeNB)为例，其为业务流量分流的网络结构示意图，在HeNB增加一个本地网关(L-GW)，其功能与P-GW(分组数据网关)相似，需要分流到本地网络中的数据流量由基站直接通过L-GW传送到Internet(互联网)或者本地网络中的其他网络实体。同样，Internet或者本地网络中的其他网络实体需要传送数据给UE时，会经过L-GW将数据直接通过基站发送给UE。图2中，涉及的其他网络实体的功能如下：SeGW(安全网关)负责建立IPsec(Internet Protocol Security，互联网协议安全性)安全隧道，保障HeNB从IP网络接入的安全性，HeNB GW负责对HeNB和核心网之间的信令和数据进行汇聚，MME(Mobile Managenment Entity，移动性管理实体)负责移动性管理、信令处理等功能，S-GW负责媒体流处理及转发等功能，HeNB通过HeNB GW与MME、S-GW(Serving Gateway，S-GW)互通，HeNBGW通过S1接口(包括S1-U、S1-MME)与MME、S-GW互通，L-GW与S-GW之间通过S5接口通信，S-GW与MME之间通过S11接口通信。

现有技术中，UE与核心网建立初始PDN连接过程中，P-GW为UE分配IP地址，并通过Create Session Response(会话建立响应)消息告知UE，而为了区别经由L-GW的数据流量，UE与L-GW需要建立一个专用的本地PDN连接，UE与L-GW建立本地PDN连接过程中，由L-GW为UE分配IP地址，并通过Create Session Response消息告知UE。

由此可见，UE在本地网络中的IP地址由L-GW分配，当UE发生移动，更换L-GW时需要先释放原本地PDN连接，再与新L-GW建立PDN连接以传输数据，如果移动后的区域未部署L-GW，则需要将原本地PDN连接上传输的数据切换到与P-GW之间的PDN连接上传输，而由于建立初始PDN连接过程中获得的IP地址由P-GW为UE分配，而建立本地PDN连接过程中获得的IP地址由L-GW为UE分配，这将造成UE在数据传输路径切换中的数据传输中断，因此，如何避免数据传输路径切换中的数据传输中断，保证UE业务访问的连续性，成为现有技术亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明实施例提供一种网络地址分配方法、装置和网关设备，用以避免数据传输路径切换中的数据传输中断，保证UE业务访问的连续性。

本发明实施例提供一种网络地址分配方法，包括：

在与用户设备UE建立本地公共数据网络PDN连接过程中，获得核心网网元为所述UE分配的网络地址；

确定获得的网络地址为与所述UE进行本地业务数据传输的网络地址。

本发明实施例提供一种网络地址分配装置，包括：

获得单元，用于在与用户设备UE建立本地公共数据网络PDN连接过程中，获得核心网网元为所述UE分配的网络地址；

确定单元，用于确定获得的网络地址为与所述UE进行本地业务数据传输的网络地址。

本发明实施例提供一种网关设备，包括上述的网络地址分配装置。

本发明实施例提供的网络地址分配方法、装置和网关设备，在与UE建立本地PDN连接过程中，获得核心网网元为该UE分配的网络地址，作为与该UE进行本地业务数据传输的网络地址，由此，当该UE发生移动需要切换数据传输路径时，由于用于进行本地业务数据传输而分配的网络地址与核心网中分配网络地址相同，这样，可以将在本地PDN连接上传输的数据平滑的切换到核心网中建立的PDN连接上进行传输，从而避免了数据传输路径切换过程中数据传输中断，保证了UE业务访问的连续性。

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所写的说明书、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

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中，业务流量分流示意图；

图2为现有技术中，业务流量分流的网络结构示意图；

图3为本发明实施例中，网络地址分配方法的实施流程示意图；

图4为本发明实施例中，UE与核心网建立初始PDN连接的流程示意图；

图5为本发明实施例中，网络地址分配方法第一种实施例实施流程示意图；

图6为本发明实施例中，网络地址分配方法第二种实施例实施流程示意图；

图7为本发明实施例中，网络地址分配装置的结构示意图。

具体实施方式

为了避免数据传输路径切换过程中，造成数据传输路径中断，影响UE业务连续性，本发明实施例提供了一种网络地址分配方法、装置和网关设备。

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图3所示，其为本发明实施例提供的网络地址分配方法的实施流程示意图，可以包括以下步骤：

S31、在与UE建立本地PDN连接过程中，获得核心网网元为该UE分配的网络地址。

本发明实施例提供的网络地址分配方法可以由本地网关(L-GW)实施，L-GW根据UE请求，在与UE建立本地PDN连接过程中，获得核心网网元为该UE分配的网络地址，例如，该网络地址可以为IP地址。具体实施时，核心网网元可以为LTE(长期演进)系统中的P-GW。P-GW在与UE建立核心网PDN连接时为该UE分配相应的网络地址。

S32、确定获得的网络地址为与该UE进行本地业务数据传输的网络地址。

L-GW获得了核心网网元为UE分配的网络地址后，将该网络地址作为自身为UE分配的网络地址，并通过MME向UE发送核心网网元为其分配的网络地址，后续，L-GW与UE之间基于该网络地址进行本地业务数据传输。

如图4所示，其为UE与核心网建立初始PDN连接的流程示意图，可以包括以下步骤：

S41、UE向MME发送PDN连接建立请求。

具体的，UE通过eNB向MME发送PDN连接请求(PDN ConnectivityRequest)。

S42、MME向S-GW发送会话建立请求。

MME在接收到UE发送的PDN连接请求后，针对该UE向S-GW发送会话建立请求(Create Session Request)。

S43、S-GW向P-GW转发会话建立请求。

具体的，S-GW向P-GW转发接收到的会话建立请求(Create SessionRequest)。

S44、P-GW向S-GW发送会话建立响应。

具体实施时，P-GW在接收到S-GW发送的会话建立请求之后，为UE分配网络地址，并向S-GW返回会话建立响应(Create Session Response)，在返回的会话建立响应中携带有为UE分配的网络地址。

S45、S-GW向MME转发接收到的会话建立响应。

S46、MME向eNB发送承载建立请求/允许建立PDN连接的响应消息。

具体的，MME在接收到S-GW发送的会话建立响应后，向eNB发送承载建立请求(Bearer Setup Request)/允许建立PDN连接的响应消息(PDNConnectivity Accept)。

S47、eNB向UE发送RRC连接重配置消息。

具体的，eNB向UE发送RRC连接重配置消息(RRC ConnectionReconfiguration)。

S48、UE向eNB发送RRC连接重配置完成消息。

具体的，UE根据基站发送的RRC连接重配置消息进行RRC重配置，并向eNB发送RRC连接重配置完成消息(RRC Connection ReconfigurationComplete)。

S49、eNB向MME发送承载建立响应消息。

具体的，eNB向MME发送承载建立响应消息(Bearer Setup Response)。

S410、UE向eNB发送直传消息。

具体的，UE向eNB发送直传消息(Direct Transfer)，即无需基站进行处理直接转发至核心网的消息。

S411、eNB向MME发送PDN连接完成消息。

具体的，eNB向MME发送PDN连接完成消息(PDN ConnectivityComplete)。

至此，建立了UE与核心网之间的PDN连接。

其中，步骤S31中，L-GW可以按照以下任一方式获得核心网网元为UE分配的网络地址：

第一种方式、L-GW请求P-GW为UE分配网络地址。

这种实施方式下，在UE与L-GW建立初始本地PDN连接时，L-GW可以请求P-GW为UE重新分配网络地址，即L-GW在接收到MME发送的会话建立请求后，向P-GW发送网络地址分配请求，请求所述P-GW为UE分配网络地址，并接收所述P-GW返回的、所述P-GW为所述UE分配的网络地址，其中，会话建立请求为MME在接收到UE发送的本地PDN连接建立请求后发送的。

这种实施方式下，L-GW与P-GW可以直接连接，也可以通过S-GW连接。以下以L-GW与P-GW直接连接为例对具体的实施过程进行说明，如图5所示，可以包括以下步骤：

S51、UE向MME发送PDN连接建立请求。

具体的，UE通过eNB向MME发送PDN连接请求(PDN ConnectivityRequest)。

S52、MME向S-GW发送会话建立请求。

MME在接收到UE发送的PDN连接请求后，针对该UE向S-GW发送会话建立请求(Create Session Request)。

S53、S-GW向L-GW转发会话建立请求。

具体的，S-GW向L-GW转发接收到的会话建立请求(Create SessionRequest)。

S54、L-GW向P-GW发送网络地址分配请求。

具体的，L-GW在接收到S-GW发送的会话建立请求后，向P-GW发送网络地址分配请求(UE Local IP@Allocation Request)

S55、P-GW向L-GW发送网络地址分配请求响应消息。

具体的，P-GW在接收到L-GW发送的网络地址分配请求之后，为UE分配一个新的本地IP地址，并携带在网络地址分配请求响应消息(UE Local IP@Allocation Response)中发送给L-GW。

S56、L-GW向S-GW发送会话建立响应。

具体实施时，L-GW在接收到P-GW为UE分配的本地IP地址后，向S-GW返回会话建立响应(Create Session Response)，并在返回的会话建立响应中携带有P-GW为UE分配的网络地址。

S57、S-GW向MME转发接收到的会话建立响应。

S-GW向MME转发接收到的会话建立响应中携带有P-GW为UE分配的本地IP地址。

S58、MME向eNB发送承载建立请求/允许建立PDN连接的响应消息。

具体的，MME在接收到S-GW发送的会话建立响应后，向eNB发送承载建立请求(Bearer Setup Request)/允许建立PDN连接的响应消息(PDNConnectivity Accept)，其中携带有P-GW为UE分配的本地IP地址。

S59、eNB向UE发送RRC连接重配置消息。

具体的，eNB向UE发送RRC连接重配置消息(RRC ConnectionReconfiguration)，其中携带有P-GW为UE分配的本地IP地址。

S510、UE向eNB发送RRC连接重配置完成消息。

具体的，UE根据基站发送的RRC连接重配置消息进行RRC重配置，并向eNB发送RRC连接重配置完成消息(RRC Connection ReconfigurationComplete)。

S511、eNB向MME发送承载建立响应消息。

具体的，eNB向MME发送承载建立响应消息(Bearer Setup Response)。

S512、UE向eNB发送直传消息。

具体的，UE向eNB发送直传消息(Direct Transfer)，即无需基站进行处理直接转发至核心网的消息。

S513、eNB向MME发送PDN连接完成消息。

具体的，eNB向MME发送PDN连接完成消息(PDN ConnectivityComplete)。

具体实施时，UE与LGW需要建立其他本地连接时的流程与图5所示的流程类似，这里不再赘述。

第二种方式、L-GW使用UE与核心网建立PDN连接时P-GW为UE分配的网络地址。

这种实施方式下，步骤S31中可以按照以下方式实施：接收MME发送的会话建立请求，接收到的会话建立请求中携带有P-GW为UE分配的网络地址；从接收到的会话建立请求中获得P-GW为UE分配的网络地址，其中，该网络地址为MME从UE发送的PDN连接请求中获取的。

以下结合图6为第二种实施方式的具体实施流程进行说明，可以包括以下步骤：

S61、UE向MME发送PDN连接建立请求。

具体的，UE通过eNB向MME发送PDN连接请求(PDN ConnectivityRequest)，其中携带有P-GW为UE分配的网络地址(P-GW为UE分配网络地址的流程如图4所示)。

S62、MME向S-GW发送会话建立请求。

MME在接收到UE发送的PDN连接请求后，针对该UE向S-GW发送会话建立请求(Create Session Request)，其中携带有P-GW为UE分配的网络地址。

S63、S-GW向L-GW转发会话建立请求。

具体的，S-GW向L-GW转发接收到的会话建立请求(Create SessionRequest)，其中携带有P-GW为UE分配的网络地址，这样，L-GW获得了P-GW为UE分配的网络地址。

S64、L-GW向S-GW发送会话建立响应。

具体实施时，L-GW在接收到S-GW发送的会话建立请求之后，获得其中携带的P-GW为UE分配网络地址，并向S-GW返回会话建立响应(CreateSession Response)，在返回的会话建立响应中携带有获得的P-GW为UE分配的网络地址。

S65、S-GW向MME转发接收到的会话建立响应。

S66、MME向eNB发送承载建立请求/允许建立PDN连接的响应消息。

具体的，MME在接收到S-GW发送的会话建立响应后，向eNB发送承载建立请求(Bearer Setup Request)/允许建立PDN连接的响应消息(PDNConnectivity Accept)。

S67、eNB向UE发送RRC连接重配置消息。

具体的，eNB向UE发送RRC连接重配置消息(RRC ConnectionReconfiguration)。

S68、UE向eNB发送RRC连接重配置完成消息。

具体的，UE根据基站发送的RRC连接重配置消息进行RRC重配置，并向eNB发送RRC连接重配置完成消息(RRC Connection ReconfigurationComplete)。

S69、eNB向MME发送承载建立响应消息。

具体的，eNB向MME发送承载建立响应消息(Bearer Setup Response)。

S610、UE向eNB发送直传消息。

具体的，UE向eNB发送直传消息(Direct Transfer)，即无需基站进行处理直接转发至核心网的消息。

S611、eNB向MME发送PDN连接完成消息。

具体的，eNB向MME发送PDN连接完成消息(PDN ConnectivityComplete)。

需要说明的是，第二种实施方式下，当UE需要与L-GW建立其他本地连接时，可以参照图5所示的流程，即L-GW请求P-GW为UE分配IP地址。

本发明实施例提供的网络地址分配方法中，在UE与L-GW建立本地PDN连接时，由P-GW为UE分配IP地址或者使用UE与核心网建立初始PDN连接时P-GW分配的IP地址，这样，在业务数据传输过程中，如果UE发生移动，需要进行数据传输路径切换时，可以将通过本地PDN连接传输的业务数据平滑的切换至与核心网建立的PDN连接上传输，避免业务数据传输中断，保证的UE业务访问的连续性。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种网络地址分配装置和网关设备，由于上述装置及设备解决问题的原理与网络地址分配方法相似，因此上述装置及设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图7所示，为本发明实施例提供的网络地址分配装置的结构示意图，可以包括：

获得单元71，用于在与用户设备UE建立本地公共数据网络PDN连接过程中，获得核心网网元为所述UE分配的网络地址；

确定单元72，用于确定获得单元71获得的网络地址为与所述UE进行本地业务数据传输的网络地址。

较佳的，获得单元71可以包括：

发送子单元，用于向所述核心网网元发送网络地址分配请求，请求所述核心网网元为所述UE分配网络地址；

第一接收子单元，用于接收所述核心网网元返回的、为所述UE分配的网络地址。

较佳的，发送子单元可以用于在接收到体MME发送的会话建立请求后，向所述核心网网元发送网络地址分配请求。

或者，获得单元71可以包括：

接收子单元，用于接收移动性管理实体MME发送的会话建立请求，所述会话建立请求中携带有所述核心网网元为所述UE分配的网络地址，所述网络地址为所述MME从所述UE发送的PDN连接请求中获取的；

获得子单元，用于从所述会话建立请求中获得所述核心网网元为所述UE分配的网络地址。

其中，会话建立请求为所述MME在接收到所述UE发送的本地PDN连接建立请求后发送的。

可选的，本发明实施例提供的网络地址分配装置，还可以包括：

发送单元，用于通过MME向所述UE发送所述核心网网元为所述UE分配的网络地址。

较佳的，本发明实施例提供的网络地址分配装置与核心网网元之间直接连接或者与所述核心网网元之间通过业务网关S-GW连接。

为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。例如，具体实施时，上述的网络地址分配装置可以设置于网关设备中。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种网络地址分配方法，其特征在于，包括：

在与用户设备UE建立本地公共数据网络PDN连接过程中，获得核心网网元为所述UE分配的网络地址；

确定获得的网络地址为与所述UE进行本地业务数据传输的网络地址。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心网网元包括分组数据网关P-GW；以及

获得核心网网元为所述UE分配的网络地址，具体包括：

向所述P-GW发送网络地址分配请求，请求所述P-GW为所述UE分配网络地址；

接收所述P-GW返回的、为所述UE分配的网络地址。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络地址分配请求为在接收到移动性管理实体MME发送的会话建立请求后发送的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心网网元包括分组数据网关P-GW；以及

在与用户设备UE建立本地公共数据网络PDN连接过程中，获得核心网网元为所述UE分配的网络地址，具体包括：

接收移动性管理实体MME发送的会话建立请求，所述会话建立请求中携带有所述P-GW为所述UE分配的网络地址，所述网络地址为所述MME从所述UE发送的PDN连接请求中获取的；

从所述会话建立请求中获得所述P-GW为所述UE分配的网络地址。

5.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，还包括：

通过MME向所述UE发送所述P-GW为所述UE分配的网络地址。

6.如权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，所述会话建立请求为所述MME在接收到所述UE发送的本地PDN连接建立请求后发送的。

7.一种网络地址分配装置，其特征在于，包括：

获得单元，用于在与用户设备UE建立本地公共数据网络PDN连接过程中，获得核心网网元为所述UE分配的网络地址；

确定单元，用于确定获得的网络地址为与所述UE进行本地业务数据传输的网络地址。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述核心网网元包括分组数据网关P-GW；以及

所述获得单元，包括：

发送子单元，用于向所述P-GW发送网络地址分配请求，请求所述P-GW为所述UE分配网络地址；

第一接收子单元，用于接收所述P-GW返回的、为所述UE分配的网络地址。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述网络地址分配请求为在接收到移动性管理实体MME发送的会话建立请求后发送的。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述核心网网元包括分组数据网关P-GW；以及

所述获得单元，具体包括：

接收子单元，用于接收移动性管理实体MME发送的会话建立请求，所述会话建立请求中携带有所述P-GW为所述UE分配的网络地址，所述网络地址为所述MME从所述UE发送的PDN连接请求中获取的；

获得子单元，用于从所述会话建立请求中获得所述P-GW为所述UE分配的网络地址。

11.如权利要求8、9或10所述的装置，其特征在于，还包括：

发送单元，用于通过MME向所述UE发送所述P-GW为所述UE分配的网络地址。

12.如权利要求8、9或10所述的装置，其特征在于，所述会话建立请求为所述MME在接收到所述UE发送的本地PDN连接建立请求后发送的。

13.一种网关设备，其特征在于，包括权利要求7～12任一权利要求所述的装置。