CN109041046B - 一种终端间端到端业务数据交换的实现方法 - Google Patents

一种终端间端到端业务数据交换的实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种终端间端到端业务数据交换的实现方法，通过对现有LTE网络中核心网数据路由机制进行改进，在现有业务数据交换交换基础上增加类型判别、快速索引、快速组包等机制，改变了现有业务数据交换中核心网先通过SGI接口将目标数据交换出局后，再由出局路由器判断目标地址再转回核心网，最后再进行空口交换的模式，对LTE网络内核心网的终端间断到端的业务数据直接通过内部路由进行交互，节省了链路带宽，同时降低了端到端业务数据交换时延，提高了端到端业务的质量。

Description

一种终端间端到端业务数据交换的实现方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种LTE网络中核心网的终端间的端到端数据交换改进机制的终端间端到端业务数据交换的实现方法。
背景技术
通用移动通信技术的LTE(Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP(The 3rdGeneration Partnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(UniversalMobile Telecommunications System，通用移动通信系统)技术标准的长期演进。LTE网络中核心网 EPC(Evolved Packet Core，核心分组网演进)网元实现了全IP承载，扁平化网络，控制和承载分离，降低了每比特承载成本并兼容了现有的多种网络接入模式，为运营商实现面向全业务、大数据和移动互联网时代的智能化网络奠定基础条件。
在现有的LTE网络中核心网EPC网元对终端间端到端数据交换的处理，必须先将GTP报文头剥离，再封装成标准TCP/UDP报文后，再通过SGI接口出局；出局后再通过SGI接口连接的路由器进行业务路由判断，判定为目标地址是LTE网络内终端用户后，再将标准TCP/UDP 报文返回给核心网EPC网元，核心网EPC网元收到报文数据后还要执行内部索引找到对应的用户面GTP隧道信息，然后将报文数据再次封装GTP报文头形成GTP报文，通过用户面GTP隧道发送给无线接入网ENB，最终通过无线空口发送给目标终端。这样带来了业务数据交换处理的开销，同时也增加了业务数据交换时延。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种终端间端到端业务数据交换的实现方法，实现LTE网络内终端间端到端的业务数据在核心网内部直接进行路由交互，减少业务数据交换处理的开销，提高业务数据交换效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种终端间端到端业务数据交换的实现方法，所述方法包括：(1)核心网在发起用户终端发起到目标用户终端的端到端数据业务时，根据接收到的用户面数据报文的源IP地址和目标IP地址获取对应的发起用户IMSI和目标用户IMSI；(2)所述核心网根据所述发起用户IMSI和所述目标用户IMSI判定所述发起用户终端与所述目标用户终端均为LTE网络内终端用户后，分别获取所述发起用户的GTP隧道实例和所述目标用户的 GTP隧道实例；(3)所述核心网将接收到的业务数据报文中所述发起用户的GTP报文头剥离，替换成所述目标用户的GTP报文，并根据所述目标用户的GTP隧道实例信息，将业务数据报文通过S1接口用户面发送给无线接入网，再通过空口发给所述目标用户。
本发明的优点在于，通过对现有LTE网络中核心网数据路由机制进行改进，在现有业务数据交换基础上增加类型判别、快速索引、快速组包等机制，改变了现有业务数据交换中核心网先通过SGI接口将目标数据交换出局后，由出局路由器判断目标地址再转回核心网，最后再进行空口交换的模式，对LTE网络内核心网的终端间的端到端的业务数据直接通过内部路由进行交互，节省了链路带宽，同时降低了端到端业务数据交换时延，提高了端到端业务的质量。
附图说明
图1，本发明所述的终端间端到端业务数据交换的实现方法的流程图；
图2，本发明所述的终端间端到端业务数据交换的实现方法一实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的终端间端到端业务数据交换的实现方法做详细说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
参考图1，本发明所述的终端间端到端业务数据交换的实现方法的流程图。所述方法包括如下步骤：S11：核心网在发起用户终端发起到目标用户终端的端到端数据业务时，根据接收到的用户面数据报文的源IP地址和目标IP地址获取对应的发起用户IMSI和目标用户IMSI；S12：所述核心网根据所述发起用户IMSI和所述目标用户IMSI判定所述发起用户终端与所述目标用户终端均为LTE网络内终端用户后，分别获取所述发起用户的GTP隧道实例和所述目标用户的 GTP隧道实例；S13：所述核心网将接收到的业务数据报文中所述发起用户的GTP报文头剥离，替换成所述目标用户的GTP报文，并根据所述目标用户的GTP隧道实例信息，将业务数据报文通过S1接口用户面发送给无线接入网，再通过空口发给所述目标用户。接下来对图1所示的步骤做详细说明。
S11：核心网在发起用户终端发起到目标用户终端的端到端数据业务时，根据接收到的用户面数据报文的源IP地址和目标IP地址获取对应的发起用户IMSI和目标用户IMSI。
优选的，在步骤S11之前进一步包括：核心网EPC根据终端的注册状态，建立用户IMSI 与用户IP地址的关联关系的第一索引表。通过采用第一索引表，核心网EPC根据接收到的用户面数据报文的源IP地址和目标IP地址查找第一索引表，即可通过快速索引查询，获取对应的发起用户IMSI和目标用户IMSI。如若查找第一索引表，未能获取对应的发起用户IMSI和/或目标用户IMSI，则说明发起用户终端与目标用户终端不是LTE网络内的终端，则需要通过现有的 SGI接口出局路由方式来进行数据交换。通过建立用户IMSI与用户IP地址的静态索引，可以实现快速索引查询。其中，IMSI(International Mobile SubscriberIdentification Number，国际移动用户识别码)是区别移动用户的标志。
S12：所述核心网根据所述发起用户IMSI和所述目标用户IMSI判定所述发起用户终端与所述目标用户终端均为LTE网络内终端用户后，分别获取所述发起用户的GTP隧道实例和所述目标用户的GTP隧道实例。
优选的，在步骤S11之前进一步包括：通过LTE网络中的网管对发起用户、目标用户和目标业务类型进行设置，建立发起用户、目标用户、目标业务类型的关系表并下发到核心网EPC，核心网EPC接收所述关系表后进行数据库更新。通过采用关系表，核心网EPC提取接收到的用户面数据报文的特征值，根据所述特征值确定当前数据业务类型，并根据所述当前业务类型查找所述关系表，确认所述关系表中存在所述当前数据业务类型后，在执行后续的分别获取所述发起用户的GTP隧道实例和所述目标用户的GTP隧道实例的操作。如若查找关系表，确认所述关系表中不存在所述当前数据业务类型，则说明发起用户终端与目标用户终端的端到端数据业务不是LTE网络内的终端间的端到端数据业务，则需要通过现有的SGI接口出局路由方式来进行数据交换。也即，可以通过LTE网络中的网管对要实现端到端数据交换的用户和业务类型进行配置。
优选的，在步骤S11之前进一步包括：核心网EPC在终端无线承载建立成功后，建立用户 IMSI与用户GTP隧道实例的关联关系，形成第二索引表。通过采用第二索引表，核心网EPC 分别根据发起用户的IMSI与目标用户的IMSI查找所述第二索引表，即可通过快速索引查询，获取发起用户的GTP隧道实例和目标用户的GTP隧道实例。
可选的，在步骤S11之前进一步包括：1)核心网EPC根据终端的注册状态，建立用户IMSI 与用户IP地址的关联关系，形成第一索引表；2)核心网EPC在终端无线承载建立成功后，新建用户IMSI与用户GTP隧道实例的关联关系，形成IMSI-IP地址-GTP隧道实例的第二索引表。从而核心网EPC根据接收到的用户面数据报文的源IP地址和目标IP地址查找第一索引表，获取对应的发起用户IMSI和目标用户IMSI；分别根据发起用户的IMSI与目标用户的IMSI查找第二索引表，获取发起用户的GTP隧道实例和目标用户的GTP隧道实例。通过建立用户IMSI 与用户GTP隧道实例的对应关系的动态索引表，可以快速拆解并重组端到端的业务报文，实现端到端业务数据快速出局。
S13：所述核心网将接收到的业务数据报文中所述发起用户的GTP报文头剥离，替换成所述目标用户的GTP报文，并根据所述目标用户的GTP隧道实例信息，将业务数据报文通过S1 接口用户面发送给无线接入网，再通过空口发给所述目标用户。
其中，S1接口是无线接入网跟核心网之间的接口。通过对空口上行数据交换进行用户判别和业务类型识别，与网关用户和业务类型配置相匹配的业务数据，将直接在核心网EPC内部直接交换，不再通过现有SGI接口出局的路由方式。
通过对现有LTE网络中核心网数据路由机制进行改进，在现有业务数据交换基础上增加类型判别、快速索引、快速组包等机制，改变了现有业务数据交换中核心网先通过SGI接口将目标数据交换出局后，再由出局路由器判断目标地址再转回核心网，最后再进行空口交换的模式，对LTE网络内核心网的终端间的端到端的业务数据直接通过内部路由进行交互，节省了链路带宽，同时降低了端到端业务数据交换时延，提高了端到端业务的质量。
参考图2，本发明所述的终端间端到端业务数据交换的实现方法一实施例的流程图。当 LTE网络系统进入工作状态后，建立一个发起用户、目标用户、目标业务类型的关系表，然后将网管的配置下发到核心网EPC，核心网EPC根据接收到的网管下发的配置进行数据库更新；根据终端的注册状态，建立用户IMSI与用户IP地址的第一索引表；根据用户承载建立情况，当终端用户无线承载建立成功后，则再新建用户IMSI与用户GTP隧道实例的关联关系，形成IMSI 号-IP地址-GTP隧道实例的第二索引表；根据业务数据报文，获取发起用户IMSI、目标用户IMSI、目标业务类型；通过获取的发起用户IMSI查找第一索引表，判断发起用户是否符合配置，若符合则执行下一操作，若不符合则执行现有的SGI接口出局路由方式来进行数据交换；通过获取的目标用户IMSI查找第一索引表，判断目标用户是否符合配置，若符合则执行下一操作，若不符合则执行现有的SGI接口出局路由方式来进行数据交换；通过获取的目标业务类型查找关系表，判断业务类型是否符合配置，若符合则执行下一操作，若不符合则执行现有的SGI接口出局路由方式来进行数据交换；获取发起用户和目标用户的GTP隧道实例信息；通过将发起用户的GTP报文头剥离直接替换成目标用户的GTP报文头，实现将发起用户的业务数据报文进行快速GTP报文头重组，根据目标用户的GTP隧道实例信息，通过S1口用户面发送给无线接入网ENB，无线接入网ENB再通过空口发给目标用户；之后LTE网络系统回复工作状态。这样的操作方式，大大降低了业务时延，有效提高了终端间端到端业务的质量。
以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种终端间端到端业务数据交换的实现方法，其特征在于，所述方法包括：
(101)核心网根据终端的注册状态，建立用户IMSI与用户IP地址的关联关系，形成第一索引表；
(102)所述核心网在终端无线承载建立成功后，建立用户IMSI与用户GTP隧道实例的关联关系，形成第二索引表；
(1)所述核心网在发起用户终端发起到目标用户终端的端到端数据业务时，根据接收到的用户面数据报文的源IP地址和目标IP地址查找所述第一索引表，获取对应的发起用户IMSI和目标用户IMSI；若查找所述第一索引表未能获取对应的发起用户IMSI和/或目标用户IMSI，则通过SGI接口出局路由方式来进行所述端到端数据业务的数据交换；
(2)所述核心网根据所述发起用户IMSI和所述目标用户IMSI判定所述发起用户终端与所述目标用户终端均为LTE网络内终端用户后，分别根据所述发起用户的IMSI与所述目标用户的IMSI查找所述第二索引表，获取所述发起用户的GTP隧道实例和所述目标用户的GTP隧道实例；
(3)所述核心网将接收到的业务数据报文中所述发起用户的GTP报文头剥离，替换成所述目标用户的GTP报文头，并根据所述目标用户的GTP隧道实例信息，将业务数据报文通过S1接口用户面发送给无线接入网，再通过空口发给所述目标用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤(1)之前进一步包括：通过LTE网络中的网管对发起用户、目标用户和目标业务类型进行设置，建立发起用户、目标用户、目标业务类型的关系表并下发到所述核心网，所述核心网接收所述关系表后进行数据库更新；
步骤(2)所述的核心网根据所述发起用户IMSI和所述目标用户IMSI判定所述发起用户终端与所述目标用户终端均为LTE网络内终端用户后进一步包括：所述核心网提取接收到的用户面数据报文的特征值，根据所述特征值确定当前数据业务类型，并根据所述当前业务数据类型查找所述关系表，确认所述关系表中存在所述当前数据业务类型后，分别获取所述发起用户的GTP隧道实例和所述目标用户的GTP隧道实例。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一索引表为IMSI与IP地址的静态索引表，所述第二索引表为IMSI-IP地址-GTP隧道实例的动态索引表。
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