CN107360565B - 网关切换方法、控制面网元、网关、基站及网络架构 - Google Patents

网关切换方法、控制面网元、网关、基站及网络架构 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种网关切换方法、控制面网元、基站及网络架构,本发明实施例提供应用于控制面网元中的网关切换方法，控制面网元接收切换请求消息；当根据所述切换请求消息判断出用户设备UE是否需要进行网关切换时，控制面网元所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；控制面网元将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；控制面网元将所述UE IP地址发送给所述目标基站；其中，所述UE IP地址还用于供所述目标基站发送给所述UE。

Description

网关切换方法、控制面网元、网关、基站及网络架构
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种网关切换方法、控制面网元、基站及网络架构。
背景技术
图1所示的为现有的分组核心网(Evolved Packet Core，EPC)的网络架构。在图1中显示有移动管理实体(Mobility Management Enity，MME)、服务网关(Serving GateWay，SGW)、演进型基站(Evolved Node Basestation，eNodeB)、分组数据网网(Packet DataNetwork-Gate Way，PGW)及策略和计费规则功能 (Policy And Charging RulesFunction，PCRF)等网元。其中，eNB与MME之间通过S1-MME接口连接，eNB与SGW之间通过s1-U接口连接，SGW与PGW 之间通过S5/S8接口连接。PGW与PCRF之间通过GX接口连接。PGW通过SGi接口连接到互联网。
在图1所示的结构中，当用户设备(User Equipment，UE)进行PGW的重选时，首先需要进行信的共用数据网络(Public Data Network，PDN)连接的建立，在完成新的PDN连接建立之后，需要释放旧的PDN连接。
在应用过程中发现，这种网络架构在进行PDN连接的建立和释放时，涉及的网元多、网元之间交互的信令多、进一步导致连接建立和释放的延时大等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供的网关切换方法、控制面网元、基站及网络架构，提供了一种新的网络架构，能够简化网关切换过程中的信令交互，减少时时延。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种网关切换方法，包括：
控制面网元接收切换请求消息；
当根据所述切换请求消息判断出用户设备UE需要进行网关切换时，所述控制面网元则为所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；
所述控制面网元将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；
所述控制面网元将所述UE IP地址发送给所述目标基站；其中，所述UE IP 地址还用于供所述目标基站发送给所述UE。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元分配上行隧道信息，其中，所述上行隧道信息至少包括上行隧道标识；
所述控制面网元将所述上行隧道信息发送给所述目标式分布网关；其中，所述上行隧道标识为所述目标分布式网关建立的上行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元为所述目标分布式网关分配用户面IP地址；其中，所述上行隧道信息还包括所述用户面IP地址。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元接收所述目标分布式网关返回的更新后的用户面IP地址。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元接收目标分布式网关返回的上行隧道标识。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元向所述目标基站发送下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括所述目标分布式网关的用户面IP地址，及上行隧道标识；其中，所述用户面IP地址及所述上行隧道标识，用于所述目标基站建立与下行隧道标识的对应关系。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元分配下行隧道标识；其中，所述下行隧道信息还包括所述下行隧道标识；其中，所述下行隧道标识为所述目标基站建立的下行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元接收所述目标基站返回的下行隧道标识。
基于上述方案，所述方法还包括：
所述控制面网元将所述下行隧道标识及所述目标基站的IP地址发送给所述目标分布式网关。
本发明实施例还提供一种网关切换方法，包括：
分布式网关接收控制面网元基于切换请求分配的用户设备UE的UE通信协议IP地址；
分布式网关建立上行隧道；
分布式网关存储上行隧道标识与所述UE IP地址之间的对应关系；其中，所述上行隧道标识为所述上行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述方法还包括：
分布式网关接收所述控制面网元发送的上行隧道标识；
或，
分布式网关为所述上行隧道分配标识。
基于上述方案，所述方法还包括：
分布式网关接收所述控制面网元分配的用户面IP地址；
或
分布式网关自行分配所述用户面IP地址。
基于上述方案，所述方法还包括：
分布式网关当从所述控制面网元接收所述用户面IP地址时，更新所述用户面IP地址；
分布式网关向所述控制面网元发送用户面IP地址的更新信息。
本发明实施例提供一种网关切换方法，包括：
基站接收控制面网元发送的下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括控制面网元分配的用户设备UE的UE网络协议IP地址、上行隧道标识及目标分布式网关的用户面IP地址；
基站建立下行隧道；
基站将所述UE IP地址发送给所述UE并与所述UE建立无线连接；
基站建立下行隧道标识、上行隧道标识及用户面IP地址的对应关系；其中，所述下行隧道标识为所述下行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述方法还包括：
基站接收所述控制面网元分配的下行隧道标识；
或
基站自行分配下行隧道标识。
本发明实施例还提供一种控制面网元，所述控制面网元包括：
第一接收单元，用于接收切换请求消息；
第一分配单元，用于当根据所述切换请求消息UE判断出需要进行网关切换时，则为所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；
第一发送单元，用于将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；
所述第一发送单元，还用于将所述UE IP地址发送给所述目标基站；其中，所述UEIP地址还用于供所述目标基站发送给所述UE。
基于上述方案，所述第一分配单元，还用于分配上行隧道信息，其中，所述上行隧道信息至少包括上行隧道标识；
所述第一发送单元，还用于将所述上行隧道信息发送给所述目标式分布网关；其中，所述上行隧道标识为所述目标分布式网关建立的上行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述第一分配单元，还用于为所述目标分布式网关分配用户面IP地址；其中，所述上行隧道信息还包括所述用户面IP地址。
基于上述方案，所述第一接收单元，用于接收所述目标分布式网关返回的更新后的用户面IP地址。
基于上述方案，所述第一接收单元，还用于接收目标分布式网关返回的上行隧道标识。
基于上述方案，所述第一发送单元，用于向所述目标基站发送下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括所述目标分布式网关的用户面IP地址，及上行隧道标识；其中，所述用户面IP地址及所述上行隧道标识，用于所述目标基站建立与下行隧道标识的对应关系。
基于上述方案，所述第一分配单元，用于分配下行隧道标识；其中，所述下行隧道信息还包括所述下行隧道标识；其中，所述下行隧道标识为所述目标基站建立的下行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述第一接收单元，用于接收所述目标基站返回的下行隧道标识。
基于上述方案，所述第一发送单元，用于将所述下行隧道标识及所述目标基站的IP地址发送给所述目标分布式网关。
本发明实施例还提供一种分布式网关，包括：
第二接收单元，用于接收控制面网元基于切换请求分配的用户设备UE的 UE通信协议IP地址；
第一建立单元，用于建立上行隧道；
存储单元，用于存储上行隧道标识与所述UE IP地址之间的对应关系；其中，所述上行隧道标识为所述上行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述网关还包括：
第二接收单元，用于接收所述控制面网元发送的上行隧道标识；
或，
第二分配单元，用于为所述上行隧道分配标识。
基于上述方案，所述网关还包括：
第二接收单元，用于接收所述控制面网元分配的用户面IP地址；
或
第二分配单元，用于自行分配所述用户面IP地址。
基于上述方案，所述网关还包括：
更新单元，用于当从所述控制面网元接收所述用户面IP地址时，更新所述用户面IP地址；
第二发送单元，用于向所述控制面网元发送用户面IP地址的更新信息。
本发明实施例还提供一种基站，包括：
第三接收单元，用于接收控制面网元发送的下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括控制面网元分配的用户设备UE的UE网络协议IP地址、上行隧道标识及目标分布式网关的用户面IP地址；
第二建立单元，用于建立下行隧道；
第三建立单元，用于将所述UE IP地址发送给所述UE并与所述UE建立无线连接；
第四建立单元，用于建立下行隧道标识、上行隧道标识及用户面IP地址的对应关系；其中，所述下行隧道标识为所述下行隧道的通信标识。
基于上述方案，所述第三接收单元，用于接收所述控制面网元分配的下行隧道标识；
或
所述基站还包括：
第三分配单元，用于自行分配下行隧道标识。
本发明实施例提供一种网络架构，包括：
基站，用于与用户设备UE建立无线连接；
分布式网关，能够与所述基站建立连接；
控制面网元，分别于所述基站及所述分布式网关建立连接，用于控制所述基站和所述分布式网关之间的连接建立和信息交互。
基于上述方案，所述分布式网关还能够用于通过所述基站与UE建立通信隧道。
基于上述方案，所述网络架构还包括：
漫游网关，用于位于非注册地的UE连接到注册地的所述分布式网关的网关。
本发明实施例提供的网关切换方法、控制面网元、基站及网络架构，在进行网关切换时，由控制面网网元来分配UE的IP地址，即所述UE IP地址，这样就可以减少因控制面网关自行分配，导致还需要由分布式网关向控制面网元告知UE IP地址所需的信息交互，减少了信令交互，减少了时延。
附图说明
图1为一种网络架构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的网络架构的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第一种网关切换方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的第二种网关切换方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的第三种网关切换方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的控制面网元的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的分布式网关的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的基站的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的第四种网关切换方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。
实施例一：
如图2所示，本实施例提供一种网络架构，包括：
基站110，用于与用户设备UE建立无线连接；
分布式网关120，能够与所述基站建立连接；
控制面网元130，分别于所述基站及所述分布式网关建立连接，用于控制所述基站和所述分布式网关之间的连接建立和信息交互。
本实施例提供一种网络架构，在本实施中控制面网元130用于进行通信控制的信息管理和交互。分布式网关120与所述基站110通过建立数据连接，能够让用户设备(UserEquipment,UE)连接到网络进行业务数据通信。
在本实施例中所述分布式网关120为与基站之间的距离在指定范围内的网元，通常与基站之间的距离较近。所述控制面网元130能够作为基站110和分布式网关120之间建立隧道等连接的中间节点，能够进行基站110与分布式网关120之间连接的信令控制。
进一步地，所述分布式网关120还能够用于通过所述基站与UE建立通信隧道。所述通信隧道能够用于UE以基站为中间节点，并且作为唯一中间节点与分布式网关120之间建立通信连接，进行数据的传输，减少进行通信需要经过的中间节点，实现更有效的进行数据传输。
所述网络架构还包括：
漫游网关，用于位于非注册地的UE连接到注册地的所述分布式网关的网关。
本实施例中所述漫游网关与所述分布式网关同为网关的一种，不过所述漫游网关能够用于位于非注册地的UE连接到注册地的分布式网关。
在具体的实现过程中所述网络架构还包括数据库，所述数据库内存储有UE 的各种信息，例如，UE的签约信息等。
总之，本实施例提供了一种网络架构，该网络架构与现有的网络结构不同，结构更加简单，实现了数据和控制面的分离，能够简化数据传输和连接建立的特点。
实施例二：
如图3所示，本实施例提供一种执行主体为控制面网元的网关切换方法，包括：
步骤S110：接收切换请求消息；
步骤S120：当根据所述切换请求消息判断用户设备UE需要进行网关切换时，所述控制面网元则为所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；
步骤S130：将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；在具体的实现过程中，所述UE IP地址可用于所述目标分布式网关与上行隧道建立对应关系；这样在传输数据时，可以将所述上行隧道的隧道标识与UE IP地址相互对应和替换。
步骤S140：将所述UE IP地址发送给所述目标基站；其中，所述UE IP地址还用于供所述目标基站发送给所述UE。
本实施例为应用于图2所示的控制面网元中的方法。在本实施例中所述切换请求消息可为从基站接收到的切换UE切换网关的请求消息。
在步骤S120中，控制面网元可将会判断出用户设备是否需要切换网元，在步骤S130中将在需要进行网关进行切换时，将由所述控制面网元为UE分配IP 地址，为UE分配的IP地址在本实施例中的UE IP地址。例如，在分配IP地址时，将从目标分布式网关对应的IP地址池中，选择出空闲的IP地址，作为所述UE在切换网关之后进行通信的IP地址。
在完成所述IP地址的分配之后，控制面网元会将所述IP地址分别发送给目标分布式网关，这样分布式网关就不用自行分配UE的IP地址，这样就减少了因目标分布式网关分配的UE IP地址分别发送控制面网元和目标基站，导致的交互信令多及交互次数多等。
当目标分布式网关接收到UE IP地址在建立上行隧道，并将对应存储好为该UE建立的上行隧道与该UE IP地址，方便后续与UE的通信。目标基站在接收到该UE的UE IP地址会将该UE IP地址发送给UE，并与UE之间建立无线连接，方便UE与目标分布式网关的通信。与此同时，所述目标基站还将会建立下行隧道，并对应存储下行隧道与UE的UE IP地址及目标分布式网关的用户面IP地址。在本实施例中用户面IP地址为用于进行用户面数据传输的IP 地址。
在具体的实现过程中，所述上行隧道的标识可以由所述控制面网元分配，也可以由目标分布式网关分配。比如，所述方法还包括：分配上行隧道信息，其中，所述上行隧道信息至少包括上行隧道标识；将所述上行隧道信息发送给所述目标式分布网关；其中，所述上行隧道标识为所述目标分布式网关建立的上行隧道的通信标识。再比如，所述方法还包括：接收目标分布式网关返回的上行隧道标识。若由所述控制面网元分配上行隧道标识，则可以将所述UE IP 地址、上行隧道标识承载在同一信息，该信息可以用于出发目标分布式网关建立UE与目标分布式网关之间的通信隧道的连接请求消息中，这样就可以减少目标分布式网关向控制面网元返回的消息次数及数据量。
所述方法还包括：为所述目标分布式网关分配用户面IP地址；其中，所述上行隧道信息还包括所述用户面IP地址。当然在具体的实现过程中，所述分布式网关的用户面IP地址也可以是由其自行分配的。在本实施例中所有的IP地址分配都可以到对应的预设IP地址池中选择目前尚未使用的IP地址作为UE IP 地址或用户面IP地址。
当所述用户面IP地址是由控制面网元分配的时候，若所述分布式网关在一定条件下，自行更新了用户面IP地址，则所述方法还包括：接收所述目标分布式网关返回的更新后的用户面IP地址。则控制面网元会接收到更新后的用户面 IP地址，在向目标基站发送下行隧道信息时，会将更新后的用户面IP地址发送给目标基站。
进一步地，所述方法还包括：
向所述目标基站发送下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括所述目标分布式网关的用户面IP地址，及上行隧道标识；其中，所述用户面IP 地址及所述上行隧道标识，用于所述目标基站建立与下行隧道标识的对应关系。在本实施例中所述下行隧道是由目标基站建立，所述目标基站在接收到所述下行隧道信息之后，至少会将用户面IP地址、上行隧道标识及下行隧道标识建立对应关系，这样后续UE在与分布式网关进行通信，方便确定出与UE通信的分布式基站及用于UE通信的通信隧道。在本实施例中所述通信隧道可包括上行隧道和下行隧道。
进一步地，所述方法还包括：
分配下行隧道标识；其中，所述下行隧道信息还包括所述下行隧道标识；其中，所述下行隧道标识为所述目标基站建立的下行隧道的通信标识。在本实施例中所述下行隧道标识也可以是由所述控制面网元确定的，这样就不用再由目标基站来分配下行隧道标识。
当然，所述下行隧道标识也可以是由所述目标基站自行分配的，此时，所述方法还包括：接收所述目标基站返回的下行隧道标识。
总之，不管控制面网元如何获取的下行隧道标识，都需要将下行隧道标识及目标基站的IP地址发送给目标分布式网关，故本实施例所述方法还包括：将所述下行隧道标识及所述目标基站的IP地址发送给所述目标分布式网关。
当所述目标分布式网关接收到所述下行隧道标识及目标基站的IP地址之后，可能会向控制面网元发送修订连接响应消息，当控制面网元接收到修订连接响应消息之后就认为已经为UE建立好了新连接，所述控制面网元可以向源基站发送连接释放消息，释放UE与源基站之间的旧连接。
总之，本实施例提供的网关切换方法，在进行UE的网关切换时，减少各个网元之间的信息交互次数及交互的数据量。
实施例三：
如图4所示，本实施例提供一种执行主体为分布式网关的网关切换方法，包括：
步骤S210：接收控制面网元基于切换请求分配的用户设备UE的UE通信协议IP地址；
步骤S220：建立上行隧道；
步骤S230：存储上行隧道标识与所述UE IP地址之间的对应关系；其中，所述上行隧道标识为所述上行隧道的通信标识。
本实施例提供的网关切换方法可为应用于目标分布式网关中的方法。步骤 S210目标分布式网关将会从控制面网元直接接收UE IP地址，这样目标分布式网关就不用在自行为UE分配IP地址了，减少了告知控制面网元和再由控制面网元转发给目标基站所需要的信息交互次数及信息交互量。
目标分布式网关会建立上行隧道。上行隧道的通信标识称为上行隧道标识。在本实施例中所述目标分布式网关将会建立上行隧道标识与UE IP地址之前的对应关系，这样方便后续与该UE进行数据通信时，利用该上行隧道标识对应的上行隧道进行数据传输。在步骤S220中上行隧道的建立，包括目标分布式网关的用户面IP地址及上行隧道标识的确定及通过信息交互，在目标基站和目标分布式网关之间完成上行隧道标识及用户面IP地址的告知。
当然，在具体实现时，所述目标分布式网关确定所述上行隧道标识的方式至少有两种：
第一种：所述方法还包括：接收所述控制面网元发送的上行隧道标识。这种方式由控制面网元分配之后，可以与UE IP地址等上行隧道信息一同发送给目标分布式网关。
第二种：所述方法还包括：目标分布式网关为所述上行隧道分配标识。在本种方式中，所述上行隧道标识是目标分布式网关自行分配的。
所述目标分布式网关与UE进行通信的用户面IP地址，可以是目标分布式网关自行分配的，也可以是从控制面网元接收的。
这样的话，所述目标分布式网关获取用户面IP地址的方式有两种：
方式一：
所述方法还包括：
接收所述控制面网元分配的用户面IP地址。
作为本方式的进一步改进，所述方法还包括：当从所述控制面网元接收所述用户面IP地址时，更新所述用户面IP地址；向所述控制面网元发送用户面 IP地址的更新信息。
方式二:
自行分配所述用户面IP地址。在本方式中所述目标分布式网关会自行分布用户面IP地址，并最终将该用户面IP地址发送给控制面网元。
总之，本实施例所述的网关切换方法，至少不用自行分配UE IP地址，可以减少在信令交互的次数，减少信令交互的数据量并能够减少因信令交互导致的延时大的问题。
实施例四：
如图5所示，本实施例提供一种执行主体为基站的网关切换方法，包括：
步骤S310：接收控制面网元发送的下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括控制面网元分配的用户设备UE的UE网络协议IP地址、上行隧道标识及目标分布式网关的用户面IP地址；
步骤S320：建立下行隧道；
步骤S330：将所述UE IP地址发送给所述UE并与所述UE建立无线连接；
步骤S340：建立下行隧道标识、上行隧道标识及用户面IP地址的对应关系；其中，所述下行隧道标识为所述下行隧道的通信标识。
本实施例提供的网关切换方法，为应用于目标基站中的网关切换方法。在本实施例中所述目标基站接收的UE IP地址为由控制面网元分配的。目标基站会建立所述下行隧道，在接收到UE IP地址之后，将会将该UE IP地址发送给对应的UE，并与该UE建立无线连接，方便后续UE利用该无线连接进行通信。此外，为了方便利用下行隧道标识对应的下行隧道及上行隧道标识对应的上行隧道，进行UE的数据下行传输和上行传输。
在步骤S320中上行隧道的建立，包括下行隧道标识的确定及通过信息交互，在目标基站和目标分布式网关之间完成下行隧道标识的相互告知。
确定所述下行隧道标识的方式有多种，在本实施例中提供以下两种可选方式：
可选方式一：所述方法还包括：接收所述控制面网元分配的下行隧道标识。在方式中，下行隧道标识是由控制面网元分配的。
可选方式二：所述方法还包括：目标基站自行分配下行隧道标识。在该种方式中，下行隧道标识是由目标基站自行分配的。
总之，本实施例网关切换方法，具有信令交互少及建立延时小的特点。
实施例五：
如图6所示，本实施例提供一种控制面网元，所述控制面网元包括：
第一接收单元210，用于接收切换请求消息；
第一分配单元220，用于当根据所述切换请求消息UE判断出需要进行网关切换时，则为所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；
第一发送单元230，用于将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；
所述第一发送单元230，还用于将所述UE IP地址发送给所述目标基站；其中，所述UE IP地址还用于供所述目标基站发送给所述UE。
本实施例控制面网元可为图2中所示的网络架构中的控制面网元，为位于网络侧的功能实体。所述第一接收单元210及第一发送单元230可对应于所述控制面网元的通信接口。这里的通信接口可为无线接口或有线接口。所述有线接口可为电缆接口或光缆接口。
第一分配单元220可对应于控制面网元内的处理器或处理电路。所述处理器可包括中央处理器、微处理器、数字信号处理器、应用处理器或可编程阵列等处理结构。所述处理电路可包括专用集成电路。所述处理器或处理电路可通过执行预定指令，可以判断出UE是否切换网关及分配UE IP地址的功能。
在一些实施例中，所述第一分配单元220，还用于分配上行隧道信息，其中，所述上行隧道信息至少包括上行隧道标识；所述第一发送单元230，还用于将所述上行隧道信息发送给所述目标式分布网关；其中，所述上行隧道标识为所述目标分布式网关建立的上行隧道的通信标识。这样的话，控制面网元不但会分配UE IP地址，还可分配上行隧道标识。当然，在具体实现时，有可能上行隧道标识可由目标分布式网关分配，此时，所述第一接收单元210，还用于接收目标分布式网关返回的上行隧道标识。
在另一些实施例种，所述第一分配单元220，还用于为所述目标分布式网关分配用户面IP地址；其中，所述上行隧道信息还包括所述用户面IP地址。在本实施例中所述用户面IP地址可以由控制面网元的第一分配单元220来分配。当然，所述控制面网元获取所述用户面IP地址，还可以是由所述第一接收单元210，用于接收所述目标分布式网关返回的更新后的用户面IP地址。
在一些实施例中，所述第一发送单元230，用于向所述目标基站发送下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括所述目标分布式网关的用户面IP 地址，及上行隧道标识；其中，所述用户面IP地址及所述上行隧道标识，用于所述目标基站建立与下行隧道标识的对应关系。
所述下行隧道标识可以由控制面网元分配的，也可以是由控制面网元从目标基站接收的。比如，所述第一分配单元220，用于分配下行隧道标识；其中，所述下行隧道信息还包括所述下行隧道标识；其中，所述下行隧道标识为所述目标基站建立的下行隧道的通信标识。再比如，所述第一接收单元210，用于接收所述目标基站返回的下行隧道标识。
所述第一发送单元230，用于将所述下行隧道标识及所述目标基站的IP地址发送给所述目标分布式网关。在本实施例中通过所述第一发送单元230向目标分布式网关发送下行隧道标识及目标基站的IP地址。
本实施例提供的控制面网元为能够实现实施例二所述网关切换方法提供实现硬件，同样具有交互的信令少及延时小的特点。
实施例六：
如图7所示，本实施例提供一种分布式网关，包括：
第二接收单元310，用于接收控制面网元基于切换请求分配的用户设备UE 的UE通信协议IP地址；
第一建立单元320，用于建立上行隧道；
存储单元330，用于存储上行隧道标识与所述UE IP地址之间的对应关系；其中，所述上行隧道标识为所述上行隧道的通信标识。
本实施例提供的一种分布式网关，能够用于实现实施例三所述的网关切换方法。
所述第二接收单元310可对应于各种类型的接收接口，例如，有线接口或无线接口。
所述第一建立单元320可对应于处理器或处理电路。所述处理器或处理电路的具体描述可参见前述实施例的对应位置，在此就不重复了。
本实施例所述存储单元330可对应于各种类型的存储介质，所述存储介质可为RAM或ROM或flash等各种类型的存储介质。
在一些实施例中，所述网关还包括：
第二接收单元，用于接收所述控制面网元发送的上行隧道标识；
在另一些实施例中，所述网关还包括：第二分配单元，用于为所述上行隧道分配标识。这里的第二分配单元可与前述的第一分配单元结构相似，但是并不限于前述的处理器或处理电路。
在一些实施例中，所述网关还包括：
第二接收单元310，用于接收所述控制面网元分配的用户面IP地址；
在一些实施例中，所述网关还包括：第二分配单元，用于自行分配所述用户面IP地址。
此外，所述网关还包括：更新单元，用于当从所述控制面网元接收所述用户面IP地址时，更新所述用户面IP地址；第二发送单元，用于向所述控制面网元发送用户面IP地址的更新信息。所述更新单元也可以对应于处理器或处理电路。所述第二发送单元同样可对应于处理器或处理电路。
总之，本实施例提供的分布式网关可用于为实施例三提供的网关切换方法，提供实现硬件，同样具有信令交互少及延时小的特点。
实施例七：
如图8所示，本实施例提供一种基站，包括：
第三接收单元410，用于接收控制面网元发送的下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括控制面网元分配的用户设备UE的UE网络协议IP地址、上行隧道标识及目标分布式网关的用户面IP地址；
第二建立单元420，用于建立下行隧道；
第三建立单元430，用于将所述UE IP地址发送给所述UE并与所述UE建立无线连接；
第四建立单元440，用于建立下行隧道标识、上行隧道标识及用户面IP地址的对应关系；其中，所述下行隧道标识为所述下行隧道的通信标识。
本实施例所述基站可对应于图2与的基站，可对应于实施例二至实施例四中对应的目标基站。
所述第三接收单元410可对应于能够与目标分布式基站和/或所述控制面网元进行通信的通信接口。
所述第二建立单元420、第三建立单元430及第四建立单元440可对应处理器或处理电路。所述处理器或处理器的详细结构可参见前述实施例对应部分，在此就不重复了。
在一些实施例中，所述第三接收单元410，用于接收所述控制面网元分配的下行隧道标识；
在另一些实施例中，所述基站还包括：第三分配单元，用于自行分配下行隧道标识。所述第三分配单元可对应于处理器或处理电路，所述处理器或处理电路的具体结构可参见前述对应部分。
总之，本实施例提供的基站，能够为实施例四提供的网关切换方法提供实现硬件，同样具有信令交互少及延时小的特点。
以下结合上述任意实施例提供几个具体示例：
示例一：
如图9所示，本示例提供一种网关切换方法，包括：
步骤S1：基站2向控制面网元发送切换请求消息。
步骤S2：控制面网元分布式网关2发送连接请求消息，具体包括控制面网元判断基站2与分布式网关1(UE现有连接所涉及的网关，简称网关1) 之间不是最优连接，则控制面根据切换请求消息中携带的连接相关信息(如 Access Pointer Name，APN)，选择新的分布式网关(对应于目标分布式网关，对简称网关2)，获取网关2的用户面IP地址。根据该用户面IP地址，控制面网元向网关2发送连接请求消息，控制面为UE分配与网关2相适应的UE IP地址(如网关2所管理的IP地址池，锚点在网关2)，并在消息中包括UE新的UE IP地址。网关2即为所述目标分布式网关。
步骤S3：网关2向控制面网元发送连接响应消息，内容包括但不限于：上行隧道连接到网关2的上行隧道标识(Tunnel Endpointer Identity，TEID)。该步骤中网关2可向控制面网元返回一个不同于步骤2的网关用户面IP地址，在这种情况下，控制面网元在后续的消息中使用网关返回的更新后的网关用户面IP地址。
步骤S4：控制面网元向基站2发送响应消息，响应消息内容包括但不限于：UE新的IP地址，网关2的TEID和IP地址。在本示例中基站2即为所述目标基站。
步骤S5：基站2与UE之间交互消息，进行无线资源分配，具体可包括：基站2向UE传递UE被分配的UE IP地址，并分配相应的无线资源。
步骤S6：基站2向控制面发送响应消息，响应消息内容包括但不限于：基站2分配的下行隧道的下行隧道标识TEID。
步骤S7：控制面网元向网关2发送修订连接请求消息，修订连接请求消息的内容包括但不限于：基站2分配的TEID和基站的IP地址。
步骤S8：网关2向控制面网元回复修订连接响应消息。
步骤S9：控制面网元向基站1发送旧连接释放消息。这里的基站1相当于前述实施例中的源基站。
步骤S10：基站1与UE之间交互信令，释放无线资源。
步骤S11：控制面网元与网关1发送旧连接释放消息，释放网关1释放旧的PDN信息。
步骤S12：基站1向控制面网元发送连接释放完成消息，完成旧连接的释放。
在本实施例中步骤S9至步骤S11可同时执行。
示例二：
本示例提供一种网关切换方法，包括：
步骤S21：基站2向控制面发送切换请求消息。
步骤S22：控制面网元判断基站2与网关1(UE现有连接所涉及的网关) 之间不是最优连接，则控制面根据切换请求消息中携带的连接相关信息(如 Access Pointer Name，APN)，选择新的网关(即网关2)，获取网关2的用户面IP地址。根据该用户面IP地址，控制面网元向网关2发送连接请求消息，控制面为UE分配与网关2相适应的UE IP地址(如网关2所管理的IP地址池，锚点在网关2)，并在消息中包括UE新的UE IP地址及上行隧道标识TEID。网关2即为所述目标分布式网关。
步骤S23：网关2向控制面网元发送连接响应消息。
步骤S24：控制面网元向基站2发送消息。内容包括但不限于：UE新的IP地址，网关2的TEID和IP地址。在本示例中基站2即为所述目标基站。
步骤S25：基站2与UE之间交互消息。基站2向UE传递UE被分配的UE IP地址，并分配相应的无线资源。
步骤S26：基站2向控制面发送响应消息，响应消息内容包括但不限于：基站2分配的下行隧道的下行隧道标识TEID。
步骤S27：控制面网元向网关2发送修订连接请求消息，修订连接请求消息的内容包括但不限于：基站2分配的TEID和基站的IP地址。
步骤S28：网关2向控制面网元回复修订连接响应消息。
步骤S29：控制面网元向基站1发送连接释放消息。这里的基站1相当于前述实施例中的源基站。
步骤S30：基站1与UE之间交互信令，释放无线资源。
步骤S31：控制面网元与网关1之间交互信令，释放旧的PDN信息。
步骤S32：基站1向控制面网元发送连接释放完成消息，完成旧连接的释放。
示例三：
本示例提供一种网关切换方法，包括：
步骤S31：基站2向控制面发送切换请求消息。
步骤S42：控制面网元判断基站2与网关1(UE现有连接所涉及的网关) 之间不是最优连接，则控制面根据切换请求消息中携带的连接相关信息(如 Access Pointer Name，APN)，选择新的网关(即网关2)，获取网关2的用户面IP地址。根据该用户面IP地址，控制面网元向网关2发送连接请求消息，控制面为UE分配与网关2相适应的UE IP地址(如网关2所管理的IP地址池，锚点在网关2)，并在消息中包括UE新的UE IP地址及下行隧道标识TEID。网关2即为所述目标分布式网关。
步骤S43：网关2向控制面网元发送连接响应消息，消息内容包括不限于上行隧道的TEID，即网关2的TEID。
步骤S44：控制面网元向基站2发送消息。内容包括但不限于：UE新的IP地址，网关2的TEID和IP地址及基站2的TEID。在本示例中基站2 即为所述目标基站。这里的基站2的TEID即为所述下行隧道的下行隧道标识。
步骤S45：基站2与UE之间交互消息。基站2向UE传递UE被分配的UE IP地址，并分配相应的无线资源。
步骤S46：基站2向控制面发送响应消息。
步骤S47：控制面网元向网关2发送修订连接请求消息，修订连接请求消息的内容包括但不限于：基站2分配的TEID和基站的IP地址。
步骤S48：网关2向控制面网元回复修订连接响应消息。
步骤S49：控制面网元向基站1发送连接释放消息。这里的基站1相当于前述实施例中的源基站。
步骤S50：基站1与UE之间交互信令，释放无线资源。
步骤S51：控制面网元与网关1之间交互信令，释放旧的公网数据网络 (PublicData Network，PDN)信息。
步骤S52：基站1向控制面网元发送连接释放完成消息，完成旧连接的释放。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
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：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (33)

1.一种网关切换方法，其特征在于，包括：
控制面网元接收切换请求消息；
当根据所述切换请求消息判断出用户设备UE需要进行网关切换时，所述控制面网元则为所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；
所述控制面网元将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；
所述控制面网元将所述UE IP地址发送给目标基站；其中，所述UE IP地址还用于供所述目标基站发送给所述UE。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元分配上行隧道信息，其中，所述上行隧道信息至少包括上行隧道标识；
所述控制面网元将所述上行隧道信息发送给目标式分布网关；其中，所述上行隧道标识为所述目标分布式网关建立的上行隧道的通信标识。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元为所述目标分布式网关分配用户面IP地址；其中，所述上行隧道信息还包括所述用户面IP地址。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元接收所述目标分布式网关返回的更新后的用户面IP地址。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元接收目标分布式网关返回的上行隧道标识。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元向所述目标基站发送下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括所述目标分布式网关的用户面IP地址，及上行隧道标识；其中，所述用户面IP地址及所述上行隧道标识，用于所述目标基站建立与下行隧道标识的对应关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元分配下行隧道标识；其中，所述下行隧道信息还包括所述下行隧道标识；其中，所述下行隧道标识为所述目标基站建立的下行隧道的通信标识。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元接收所述目标基站返回的下行隧道标识。
9.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
所述控制面网元将下行隧道标识及所述目标基站的IP地址发送给所述目标分布式网关。
10.一种网关切换方法，其特征在于，包括：
分布式网关接收控制面网元基于切换请求分配的用户设备UE的UE通信协议IP地址；
分布式网关建立上行隧道；
分布式网关存储上行隧道标识与所述UE IP地址之间的对应关系；其中，所述上行隧道标识为所述上行隧道的通信标识。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
分布式网关接收所述控制面网元发送的上行隧道标识；
或，
分布式网关为所述上行隧道分配标识。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
分布式网关接收所述控制面网元分配的用户面IP地址；
或
分布式网关自行分配所述用户面IP地址。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
分布式网关当从所述控制面网元接收用户面IP地址时，更新所述用户面IP地址；
分布式网关向所述控制面网元发送用户面IP地址的更新信息。
14.一种网关切换方法，其特征在于，包括：
基站接收控制面网元发送的下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括控制面网元分配的用户设备UE的UE网络协议IP地址、上行隧道标识及目标分布式网关的用户面IP地址；
基站建立下行隧道；
基站将所述UE IP地址发送给所述UE并与所述UE建立无线连接；
基站建立下行隧道标识、上行隧道标识及用户面IP地址的对应关系；其中，所述下行隧道标识为所述下行隧道的通信标识。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
所述方法还包括：
基站接收所述控制面网元分配的下行隧道标识；
或
基站自行分配下行隧道标识。
16.一种控制面网元，其特征在于，所述控制面网元包括：
第一接收单元，用于接收切换请求消息；
第一分配单元，用于当根据所述切换请求消息判断出UE需要进行网关切换时，则为所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；
第一发送单元，用于将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；
所述第一发送单元，还用于将所述UE IP地址发送给目标基站；其中，所述UE IP地址还用于供所述目标基站发送给所述UE。
17.根据权利要求16所述的网元，其特征在于，
所述第一分配单元，还用于分配上行隧道信息，其中，所述上行隧道信息至少包括上行隧道标识；
所述第一发送单元，还用于将所述上行隧道信息发送给目标式分布网关；其中，所述上行隧道标识为所述目标分布式网关建立的上行隧道的通信标识。
18.根据权利要求17所述的网元，其特征在于，
所述第一分配单元，还用于为所述目标分布式网关分配用户面IP地址；其中，所述上行隧道信息还包括所述用户面IP地址。
19.根据权利要求18所述的网元，其特征在于，
所述第一接收单元，用于接收所述目标分布式网关返回的更新后的用户面IP地址。
20.根据权利要求16所述的网元，其特征在于，
所述第一接收单元，还用于接收目标分布式网关返回的上行隧道标识。
21.根据权利要求17所述的网元，其特征在于，
所述第一发送单元，用于向所述目标基站发送下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括所述目标分布式网关的用户面IP地址，及上行隧道标识；其中，所述用户面IP地址及所述上行隧道标识，用于所述目标基站建立与下行隧道标识的对应关系。
22.根据权利要求21所述的网元，其特征在于，
所述第一分配单元，用于分配下行隧道标识；其中，所述下行隧道信息还包括所述下行隧道标识；其中，所述下行隧道标识为所述目标基站建立的下行隧道的通信标识。
23.根据权利要求21所述的网元，其特征在于，
所述第一接收单元，用于接收所述目标基站返回的下行隧道标识。
24.根据权利要求21、22或23所述的网元，其特征在于，
所述第一发送单元，用于将下行隧道标识及所述目标基站的IP地址发送给所述目标分布式网关。
25.一种分布式网关，其特征在于，包括：
第二接收单元，用于接收控制面网元基于切换请求分配的用户设备UE的UE通信协议IP地址；
第一建立单元，用于建立上行隧道；
存储单元，用于存储上行隧道标识与所述UE IP地址之间的对应关系；其中，所述上行隧道标识为所述上行隧道的通信标识。
26.根据权利要求25所述的网关，其特征在于，
所述网关还包括：
第二接收单元，用于接收所述控制面网元发送的上行隧道标识；
或，
第二分配单元，用于为所述上行隧道分配标识。
27.根据权利要求25所述的网关，其特征在于，
所述网关还包括：
第二接收单元，用于接收所述控制面网元分配的用户面IP地址；
或
第二分配单元，用于自行分配所述用户面IP地址。
28.根据权利要求27所述的网关，其特征在于，
所述网关还包括：
更新单元，用于当从所述控制面网元接收所述用户面IP地址时，更新所述用户面IP地址；
第二发送单元，用于向所述控制面网元发送用户面IP地址的更新信息。
29.一种基站，其特征在于，包括：
第三接收单元，用于接收控制面网元发送的下行隧道信息，其中，所述下行隧道信息至少包括控制面网元分配的用户设备UE的UE网络协议IP地址、上行隧道标识及目标分布式网关的用户面IP地址；
第二建立单元，用于建立下行隧道；
第三建立单元，用于将所述UE IP地址发送给所述UE并与所述UE建立无线连接；
第四建立单元，用于建立下行隧道标识、上行隧道标识及用户面IP地址的对应关系；其中，所述下行隧道标识为所述下行隧道的通信标识。
30.根据权利要求29所述的基站，其特征在于，
所述第三接收单元，用于接收所述控制面网元分配的下行隧道标识；
或
所述基站还包括：
第三分配单元，用于自行分配下行隧道标识。
31.一种网络架构，其特征在于，包括：
基站，用于与用户设备UE建立无线连接；所述基站，用于向控制面网元发送切换请求消息；
所述控制面网元，分别与所述基站及分布式网关建立连接，用于控制所述基站和所述分布式网关之间的连接建立和信息交互；
所述控制面网元，用于接收所述切换请求消息；当根据所述切换请求消息判断出UE需要进行网关切换时，则为所述UE分配与目标分布式网关相对应的UE网络协议IP地址；将所述UE IP地址发送给所述目标分布式网关；并将所述UE IP地址发送给目标基站；其中，所述UE IP地址还用于供所述目标基站发送给所述UE；
分布式网关，能够与所述基站建立连接；用于接收控制面网元基于切换请求分配的用户设备UE的UE通信协议IP地址。
32.根据权利要求31所述的网络架构，其特征在于，
所述分布式网关还能够用于通过所述基站与UE建立通信隧道。
33.根据权利要求31或32所述的网络架构，其特征在于，
所述网络架构还包括：
漫游网关，用于位于非注册地的UE连接到注册地的所述分布式网关的网关。
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