WO2013174188A1 - 路由优化方法及系统、无线侧网元 - Google Patents

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WO2013174188A1
WO2013174188A1 PCT/CN2013/074537 CN2013074537W WO2013174188A1 WO 2013174188 A1 WO2013174188 A1 WO 2013174188A1 CN 2013074537 W CN2013074537 W CN 2013074537W WO 2013174188 A1 WO2013174188 A1 WO 2013174188A1
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WO
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network element
route optimization
side network
wireless side
information
Prior art date
Application number
PCT/CN2013/074537
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English (en)
French (fr)
Inventor
王静
霍玉臻
周娜
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H04W8/082—Mobility data transfer for traffic bypassing of mobility servers, e.g. location registers, home PLMNs or home agents
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding

Definitions

  • the present invention relates to a route optimization technology, and in particular, to a route optimization method and system, and a wireless side network element. Background technique
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an evolved packet domain system. As shown in FIG. 1, the entire EPS system is divided into a wireless access network and a core network.
  • the core network includes a Home Subscriber Server (HSS), a Mobility Management Entity (MME), a Serving GPRS Support Node (SGSN), and a Policy Charging Rule Function (PCRF, Policy and Charging). Rule Function), Service Gateway (S-GW, Serving Gateway), Packet Data Gateway (P-GW, PDN Gateway), and Packet Data Network (PDN).
  • HSS Home Subscriber Server
  • MME Mobility Management Entity
  • SGSN Serving GPRS Support Node
  • PCRF Policy Charging Rule Function
  • Rule Function Policy and Charging Rule Function
  • S-GW Serving Gateway
  • P-GW Packet Data Gateway
  • PDN Gateway Packet Data Network
  • PDN Gateway Packet Data Network
  • the home subscriber server is the permanent storage location of the subscriber's subscription data, and is located in the home network to which the subscriber subscribes.
  • the mobility management entity is the location where the user subscription data is stored in the current network, responsible for terminal-to-network non-access layer signaling management, terminal security verification function, terminal mobility management, user idle mode tracking and paging. Management functions and bearer management.
  • GSM Enhanced Data Rate
  • UMRAN Global System for Mobile Communications
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • UMTS Terrestrial Radio Access Network Universal Mobile Telecommunications System
  • the service gateway is a gateway of the core network to the wireless system, and is responsible for the user plane bearer of the terminal to the core network, the data buffer in the terminal idle mode, the function of initiating the service request by the network side, the lawful interception and the packet data routing and forwarding function; It is responsible for counting the situation in which the user terminal uses the wireless network, and generates the CDR of the terminal using the wireless network, and transmits it to the charging gateway.
  • the packet data gateway is a gateway of the evolved system and the external packet data network of the system, and is connected to the Internet and the packet data network, and is responsible for the Internet Protocol (IP) address allocation, the charging function, the packet filtering, and the terminal.
  • IP Internet Protocol
  • the packet data network is the operator's IP service network, which provides IP services to users through the carrier's core network.
  • the policy charging rule function entity is a server in the evolved system responsible for providing charging control, online credit control, threshold control, and QoS (Quality of Service) policy rules.
  • the radio access network is composed of an evolved base station (eNB, Evolved NodeB) and a 3G radio network controller (RNC, Radio Network Controllor), which is mainly responsible for transmitting and receiving wireless signals, and communicating with the terminal through the air interface to manage the wireless of the air interface. Resources, resource scheduling, and access control.
  • eNB evolved base station
  • RNC Radio Network Controllor
  • the service GPRS support node is an upgraded SGSN, which can support the S4 interface with the service gateway, and communicates with the mobility management unit by using GPRS Tunneling Protocol version 2 (GTPv2).
  • GTPv2 GPRS Tunneling Protocol version 2
  • the network structure of the packet switching (PS, Packet Switching) domain is different from that of Figure 1 in the SGSN supporting the 3G core network.
  • the SGSN and the MME are connected by using the Gn interface, and the interworking uses the GPRS tunneling protocol version 1 (GTPvl, GPRS Tunneling Protocol version 1).
  • the SGSN cannot be connected to the serving gateway, and is connected to the gateway GPRS support node (GGSN, Gateway GPRS Support Node) through the Gn interface to directly access the packet data network.
  • GGSN Gateway GPRS Support Node
  • the terminal When the user accesses the service, the terminal initiates a packet data network (PDN, Packet Data Network) connection establishment process, and the MME/SGSN selects the core network service gateway and the anchor gateway according to the APN corresponding to the service used by the user reported by the terminal, and establishes the slave terminal.
  • PDN Packet Data Network
  • the user accesses the services of the external/internal network through the anchor gateway.
  • the service When the user moves in the anchor gateway service area, the service is not interrupted.
  • 2 is a schematic diagram of a user plane path for receiving/sending data by a user terminal. As shown in FIG. 2, path 1 indicates that a user accesses an external Internet network, and path 2 indicates that a user communicates with a user belonging to a service gateway service area.
  • the data received/transmitted by the user terminal will pass through the core network anchor point gateway, even if the two users communicating with each other are located under the same base station.
  • This data transmission method is not optimized enough, which increases the delay of user data transmission and reduces the resource utilization of the core network.
  • the bottleneck in routing will become more prominent.
  • the main object of the present invention is to provide a route optimization method and system, and a wireless side network element, which can implement route optimization according to the access conditions of both communication parties.
  • a route optimization method including:
  • the radio side network element performs route optimization determination according to the obtained route optimization decision information, and performs routing optimization channel establishment when it is determined that route optimization is possible.
  • the route optimization decision information includes route optimization subscription information and/or route optimization. Strategy, as well as the address of the correspondent party.
  • the determining is that the route optimization can be performed, including:
  • Both the route-optimized subscription information and/or the route optimization policy of the two communication parties allow route optimization, and the two communication parties are located in the same wireless side network element, and it is determined that the communication parties can perform route optimization.
  • the obtained route optimized subscription information and/or route optimization policy includes: a route optimized subscription information and/or a route optimization policy received by the mobility management unit from the subscription data server when the session is created. Sending information to the wireless side network element;
  • the configuration network element in the network configures the route optimization information of the communication party and/or the route optimization policy information as configuration information to the wireless side network element;
  • the core network gateway initiates a session connection or network modification process (IP-CAN, IP-Connectivity Access Network) with a Policy and Charging Rules Function (IPF), from the PCRF Obtaining route-optimized contract information and/or route optimization policy information of the communication party, and forwarding the information to the mobility management unit; and the mobility management unit sends the route optimized subscription information and/or route optimization policy information to The wireless side network element;
  • IP-CAN IP-Connectivity Access Network
  • IPF Policy and Charging Rules Function
  • the route information of the communication party and the route optimization policy information are sent to the core network gateway; the core network gateway optimizes the route by using the mobility management unit.
  • the subscription information and/or route optimized policy information is forwarded to the wireless side network element.
  • the obtained communication party address information includes:
  • the PCRF specifies a transport stream template TFT used by the IP-CAN session or bearer in an IP-CAN session creation or modification initiated by the core network gateway, and notifies the core network gateway; the core network gateway uses the TFT Forwarding to the radio side network element by the core network mobility management unit; the radio side network element acquiring an IP address of the attached communication party from the TFT; Or, when the PCRF actively initiates bearer establishment or bearer modification, notifying the mobility management unit of the TFT used by the IP-CAN session or bearer specified in the IP-CAN session creation or modification process; the mobility management unit will Forwarding, by the TFT, to the wireless side network element; the wireless side network element acquiring an IP address of the attached communication party from the TFT;
  • the wireless side network element parses the IP address of the attached communication party from the received data packet header
  • the anchor gateway notifies the mobility management unit after acquiring the IP address of the attached communication party by using an IP address allocation process or monitoring a dynamic host setup protocol DHCP message process; the mobility management unit sets the IP of the attached communication party The address is sent to the wireless side network element.
  • the two communicating parties share one radio side network element.
  • the establishing of the route optimization channel includes:
  • the two communication parties establish a routing channel through the wireless side network element without going through the core network.
  • the establishing of the route optimization channel includes:
  • the radio side network element determines that the data needs to be locally routed, the data is matched to the corresponding radio bearer according to the TFT, and sent to the communication party.
  • the establishing of the route optimization channel includes:
  • the PCRF establishes a dedicated bearer for the communication parties or specifies a bearer for the transmission of the route optimization data of the two parties;
  • the radio side network element determines that the data needs a local route
  • the data that can be performed by the route optimization is matched to the dedicated bearer or the designated bearer, and the data that cannot be performed by the route optimization is matched to the bearer corresponding to the core network; or all the data matches. Go to the dedicated bearer/designated bearer.
  • the radio side network element includes: an evolved base station, a base station controller, a home base station, a family evolved base station, and a home base station gateway.
  • a radio side network element including an obtaining unit, a determining unit, and an executing unit, where: an acquiring unit, configured to obtain route optimization determining information; a determining unit, configured to perform a route optimization determination according to the route optimization determination information, and trigger an execution unit when it is determined that route optimization is possible;
  • the execution unit is set to perform the establishment of a route optimization channel.
  • the route optimization decision information includes route optimized subscription information and/or route optimization policy, and communication party address information.
  • the determining unit is further configured to: determine that the route optimization information of the communication parties and/or the route optimization policy both allow route optimization, and when the two communication parties are located in the same wireless side network element, determine that the Both communication parties can perform route optimization.
  • a route optimization system including a service gateway, a mobility management unit, a PCRF, a subscription data server, a wireless side network element, and a communication party, where the wireless side network element is configured to perform routing according to the obtained route optimization determination information.
  • the optimization is determined, and when it is determined that the route optimization can be performed, the establishment of the route optimization channel is performed.
  • the route optimization decision information includes route optimized subscription information and/or route optimization policy, and communication party address information.
  • the radio side network element is further configured to: determine that the route optimization information of the two communication parties and/or the route optimization policy allow route optimization, and when the two communication parties are located in the same radio side network element, determine Routing optimization can be performed for both communicating parties.
  • the route optimization subscription information and/or route optimization strategy obtained by the radio side network element includes:
  • the mobility management unit sends the route optimization information and the route optimization policy information received from the subscription data server to the wireless side network element when the session is created;
  • the configuration network element in the network configures the route optimization information of the communication party and/or the route optimization policy information as configuration information to the wireless side network element;
  • the core network gateway initiates an IP connection with the policy and charging rule function entity PCRF to access the network IP-CAN session creation or modification process, and obtains the communication route of the communication party from the PCRF.
  • the subscription information and/or the route optimized policy information are forwarded to the mobility management unit; the mobility management unit sends the route optimized subscription information and/or route optimization policy information to the wireless side network yuan;
  • the route information of the communication party and the route optimization policy information are sent to the core network gateway; the core network gateway optimizes the route by using the mobility management unit.
  • the subscription information and/or route optimized policy information is forwarded to the wireless side network element.
  • the communication party address information acquired by the radio side network element includes:
  • the PCRF specifies a transport stream template TFT used by the IP-CAN session or bearer in an IP-CAN session creation or modification initiated by the core network gateway, and notifies the core network gateway; the core network gateway uses the TFT Forwarding to the radio side network element by the core network mobility management unit; the radio side network element acquiring an IP address of the attached communication party from the TFT;
  • the mobility management unit when the PCRF actively initiates bearer establishment or bearer modification, notifying the mobility management unit of the TFT used by the IP-CAN session or bearer specified in the IP-CAN session creation or modification process; the mobility management unit will Forwarding, by the TFT, to the wireless side network element; the wireless side network element acquiring an IP address of the attached communication party from the TFT;
  • the wireless side network element parses the IP address of the attached communication party from the received data packet header
  • the anchor gateway notifies the mobility management unit after acquiring the IP address of the attached communication party by using an IP address allocation process or monitoring a dynamic host setup protocol DHCP message process; the mobility management unit sets the IP of the attached communication party The address is sent to the wireless side network element.
  • the radio side network element is further configured to enable the communication parties to establish a routing channel through the radio side network element without going through the core network.
  • the radio side network element is further configured to: when it is determined that the data needs a local route, the data is matched to the corresponding radio bearer according to the TFT, and sent to the communication party.
  • the PCRF is configured to establish a dedicated bearer for the communication parties or designate a bearer for the transmission of the route optimization data of the communication parties;
  • the radio side network element is further configured to: when determining that the data needs a local route, matching the data that can be performed by the route optimization to the dedicated bearer or the designated bearer, and matching the data that cannot be performed by the route optimization to the bearer corresponding to the core network; or All data is matched to the dedicated bearer/designated bearer.
  • the radio side network element performs route optimization determination according to the acquired route optimization decision information, and performs routing optimization channel establishment when it is determined that route optimization is possible.
  • the route optimization decision information includes route optimized subscription information and/or route optimization policy, and information about whether the communication parties are located in the same wireless side network element.
  • the communication parties are route optimized.
  • the technical solution of the invention can reduce the delay of data transmission and reduce the network burden of the core network.
  • 1 is a schematic structural diagram of an evolved packet domain system
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a user receiving/transmitting data path
  • FIG. 4( a ) to ( e ) are schematic diagrams of obtaining route optimization determination information by a wireless side network element according to the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart of route optimization determination according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart of a route optimization method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of a route optimization method according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a structure of a radio side network element according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • the wireless side network element optimizes the decision information according to the obtained route.
  • the route optimization decision is made, and when it is determined that the route optimization can be performed, the route optimization channel is established.
  • the route optimization method of the present invention is applicable to two users communicating with each other under the same service gateway, and two users may use the same/different anchor gateway, and the present invention is not limited by the core network element.
  • 3(a) to 3(d) are schematic diagrams of a route optimization channel according to the present invention. As shown in FIGS. 3(a) to 3(d), the route optimization method of the present invention is applied to the same radio side network element and the same core network.
  • Gateway scenario Figure 3a
  • same wireless side network element same service gateway
  • different anchor gateway scenarios Figure 3b
  • same wireless side network element different service gateways
  • different anchor gateways Case Fig. 3c
  • the anchor gateway includes: P-GW, GGSN.
  • the wireless side network element includes: a wireless device such as an evolved base station (eNB), a radio network controller (RNC), a home base station (HNB), a home evolved base station (HeNB), and a home base station gateway (H(e)NBGW).
  • a wireless device such as an evolved base station (eNB), a radio network controller (RNC), a home base station (HNB), a home evolved base station (HeNB), and a home base station gateway (H(e)NBGW).
  • eNB evolved base station
  • RNC radio network controller
  • HNB home base station
  • HeNB home evolved base station
  • H(e)NBGW home base station gateway
  • the condition that the radio side network element determines that the route optimization can be performed is mainly divided into two aspects: one is that the policy allows, and the other is whether the interworking users are in the same radio side network element such as the base station.
  • the policy refers to whether the user can perform route optimization and/or perform route optimization data strategy, which is determined by the operator.
  • the policy information may be dynamically or statically configured on the radio side network element.
  • the radio side network element needs to know whether the two destination users are in the same base station, and need to know the correspondence between the destination IP address and the attached user in the forwarded data packet. Therefore, the wireless side network element needs to know all the user IP addresses attached to the wireless side network element.
  • the radio side network element includes a macro base station (eNB, RNC), a home base station H(e)NB, and a home base. Station gateway H(e)NB GW, etc.
  • the wireless side network element can obtain the policy information in the following manner:
  • the first method includes the following steps:
  • Step 4a01 The core network mobility management unit (MME or SGSN) receives the non-access stratum mobility management message (such as attachment, location update, etc.) sent by the terminal.
  • the mobility management unit sends a location update request message to the subscription data server (HSS or HLR) to register the mobility management unit information attached by the user.
  • HSS subscription data server
  • Step 4a03 The subscription data server replies with a location update response message, where the message includes the policy information required by the wireless side network element to perform route optimization determination.
  • the policy information includes whether a route-optimized subscription can be performed, which can be per-user, per user per APN.
  • the subscription information also includes a data policy that performs route optimization. For example, specifying data on certain contracted QoS bearers can perform route optimization.
  • step 4a04 the core network mobility management unit creates a session connection.
  • the core network mobility management unit establishes a radio bearer, and sends the policy information to the radio side network element in the radio bearer setup request message or the context setup request message indicating that the radio side network element establishes the radio bearer.
  • the policy information includes whether the user can perform route optimization and the data strategy for the operator to perform route optimization.
  • the policy information is not limited in granularity, and may be per-user, per-user per APN, per-user per-bearing, per-IP flow, or network-based per-bearing policy, per-APN policy, and the like.
  • Step 4a06 The radio side network element sends a radio bearer setup response message or a context setup response message to the core network mobility management unit.
  • the second method includes the following steps:
  • the configuration network element (for example, the network management system) in the network sends the policy information to the wireless side network element when the device information (for example, the spectrum information, the location area identification information, and the like) is configured for the wireless side network element.
  • the policy information is a route optimization policy for each device, and the granularity is not limited, and may be
  • the bearer can also be per IP flow, per application.
  • step 4b02 the wireless side network element replies with a configuration response message.
  • This embodiment can be used in the process of automatically configuring parameters on the wireless side network element.
  • Mode 3 includes the following steps:
  • Step 4c01 The core network mobility management unit (MME or SGSN) sends a create session or modify a bearer request to the core network gateway (S-GW, P-GW or GGSN, where the S-GW performs message relay).
  • Step 4c02 The core network gateway interacts with the PCRF. During the establishment or modification of the IP-CAN session, the PCRF sends the policy information to the core network gateway.
  • the granularity of the policy information is not limited, and may be per bearer, per user per bearer, per IP flow, per bearer per IP flow, and the like.
  • Step 4c03 The core network gateway sends the policy information to the core network mobility management unit in response to creating a session or modifying a bearer response message.
  • Step 4c04 The core network mobility management unit sends the policy information to the radio side network element in the radio bearer setup or radio bearer modification message.
  • the radio side network element replies to the core network mobility management unit with a radio bearer setup or radio bearer modification response message.
  • the policy information may be carried in the bearer creation or modification request message initiated by the core network gateway to the core network mobility management unit, and then notified to the wireless side network element.
  • the method is similar to the foregoing method 3, and will not be described again.
  • the wireless side network element knows the IP address of the user attached to it, and can adopt the following methods:
  • the first method includes the following steps:
  • step 4d01 the core network mobility management unit (MME or SGSN) sends a create session request message or a modify bearer request message to the core network gateway (SGW, P-GW or GGSN, where the S-GW performs message relay).
  • step 4d02 an IP-CAN session establishment/modification process is performed between the core network gateway and the PCRF.
  • the PCRF specifies the TFT used by the session or bearer.
  • step 4d03 the core network gateway replies with the core network mobility management unit to create a session response message or modify the bearer response message, and the message carries the TFT specified by the PCRF.
  • step 4d04 the core network mobility management unit carries the TFT in the radio bearer setup or modification request message.
  • the wireless side network element learns the IP address of the attached user from the source address in the TFT.
  • step 4d05 the wireless side network element replies to the radio bearer setup/modification response message.
  • the TFT information may be carried to the core network mobility management unit by using the bearer setup or modification request message initiated by the core network gateway, and then notified to the wireless side network element, the wireless side network.
  • the element obtains the IP address of the attached user from the TFT information. This embodiment is similar to the method 1 and is not mentioned.
  • the wireless side network element adds a packet inspection function, and obtains a source IP address from the packet header, and records the IP address information of the attached user.
  • Method 3 includes the following steps:
  • Step 4e01 The core network anchor gateway (P-GW or GGSN) obtains the user's IP address through an IP address allocation process or a DHCP message monitoring process.
  • P-GW core network anchor gateway
  • the core network anchor gateway notifies the core network mobility management unit of the user's IP address through a GTP message or a special notification message or a special data packet.
  • Step 4e03 The core network mobility management unit notifies the wireless side network element of the user's IP address by using a Sl/Iu interface message or a special notification message or a special data packet.
  • Step 4e04 the wireless side network element replies with a response message.
  • FIG. 5 is a flowchart of a route optimization determination according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the route optimization determination process of the embodiment of the present invention includes the following steps:
  • the radio side network element can perform the route optimization determination process.
  • Step 501 The wireless side network element checks a source IP address and a destination IP address in the received data packet.
  • Step 502 The wireless side gateway determines, according to the saved attached user IP address, whether the source IP address and the destination IP address user are attached thereto. If yes, then the next step is performed, if not, then the decision process ends.
  • Step 503 The wireless side network element determines, according to the obtained subscription information, whether the user can perform route optimization. If yes, then the next step is performed, if not, then the decision process ends.
  • Step 504 The radio side network element determines, according to the obtained data policy, whether the received data packet can be route optimized, and if so, performs the subsequent steps, and if not, the decision process ends.
  • Step 505 The radio side network element starts a route optimization process.
  • steps 503 and 504 may be interchanged, and the steps may be performed.
  • FIG. 6 is a flowchart of a route optimization method according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 6, the route optimization method in this example includes the following steps:
  • Step 601 As shown in Figure 4d, the wireless side network element acquires the corresponding TFT.
  • Step 602 The terminal 1 sends uplink data.
  • Step 603 The radio side network element performs route optimization determination according to the process in FIG. 5. If the data needs local routing, it is matched to the corresponding radio bearer according to the TFT.
  • Step 604 The wireless side network element sends the locally routed data to the terminal 2 by using the radio bearer.
  • FIG. 7 is a flowchart of a route optimization method according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 7, the route optimization method in this example includes the following steps:
  • Step 701 The radio side network element receives the uplink data sent by the terminal 1.
  • the radio side network element determines that a local route needs to be performed but does not carry a matching TFT, the step of acquiring the TFT is performed.
  • Step 702 The wireless side network element sends the TFT information to the core network mobility management unit.
  • the message is obtained, and the message includes the Sl-AP UE ID to identify the user.
  • Step 703 The core network mobility management unit performs identity conversion, and maps the S1-AP UE ID to the IMSI corresponding to the user.
  • Step 704 The core network mobility management unit sends a TFT information acquisition request message to the core network gateway (S-GW, P-GW, or GGSN, where the S-GW performs message relay), and the message carries the IMSI to identify the user.
  • S-GW core network gateway
  • P-GW P-GW
  • GGSN GGSN
  • Step 705 The core network gateway returns a TFT information acquisition response message, where the message carries the user IMSI, the TFT, and the core network bearer identification information corresponding to the TFT.
  • Step 706 The core network mobility management unit performs identity conversion, and converts the core network bearer identification information corresponding to the IMSI and the TFT into the SI-AP UE ID and the wireless bearer identification information that can be identified by the wireless side network element.
  • Step 707 The core network mobility management unit returns a TFT information acquisition response message to the radio side network element, where the message carries the S1-AP UE ID, the TFT and the radio bearer identification information corresponding to the radio side, and the radio side network element according to the received TFT The data of the local route is matched to the corresponding radio bearer; the radio side network element sends the data to the terminal 2 through the corresponding radio bearer.
  • FIG. 8 is a flowchart of a route optimization method according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 8, the route optimization method in this example includes the following steps:
  • Step 801 The PCRF establishes a dedicated bearer for the two users that are interworking in the bearer establishment process. Or specify a bearer for the transmission of two user route optimization data, mark the bearer by tag, and use the same tag for interworking two user route optimizations.
  • the wireless side network element records the correspondence between the source address, the destination address, and the bearer identifier of the dedicated bearer, or records the bearer tag.
  • Step 802 When the radio side network element receives the uplink data, perform a route optimization determination.
  • the bearer matching is performed on the data that can perform route optimization, and the data that cannot perform route optimization is sent to the bearer corresponding to the core network.
  • the invention can also perform the routing optimization of the entire data on the bearer. Chemical.
  • Step 803 When the radio side network element decides to perform route optimization, the local bearer corresponding to the uplink data is found to find a dedicated bearer or a bearer with the same label, and the data is sent to the matched radio bearer.
  • Step 804 The radio side network element sends the route optimization data to the terminal by using the matched radio bearer.
  • the embodiments of the present invention are all sub-processes executed by the network element, and can be implemented in the mobility management or the session management.
  • the present invention does not implement the mobility management or the session management process. limited.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a structure of a radio side network element according to an embodiment of the present invention.
  • the radio side network element of the embodiment of the present invention includes an obtaining unit 90, a determining unit 91, and an executing unit 92, where:
  • the obtaining unit 90 is configured to obtain route optimization determination information
  • the determining unit 91 is configured to perform route optimization determination according to the route optimization determination information, and when it is determined that route optimization is possible, the execution unit 92 is triggered;
  • Execution unit 92 is set to perform the establishment of a route optimization channel.
  • the route optimization decision information includes route optimized subscription information and/or route optimization policy, and communication party address information.
  • the determining unit 91 is further configured to: determine that the route optimization information of the communication parties and/or the route optimization policy both allow route optimization, and when the two communication parties are located in the same wireless side network element, determine that the communication parties are Can perform route optimization.
  • the route optimization subscription information and/or route optimization strategy obtained by the obtaining unit 90 includes: route optimization subscription information and/or route optimization policy information received by the mobility management unit from the subscription data server when the session is created. Send to the acquisition unit 90.
  • the obtaining unit 90 obtains the route optimization contract of the communication party from the configured network element in the network. Information information for information and/or route optimization.
  • the core network gateway initiates an IP-CAN session creation or modification process with the PCRF, and obtains, from the PCRF, route-optimized subscription information and/or route optimization policy information of the communication party, and forwards the information to the mobility management unit;
  • the unit 90 obtains the route optimized subscription information and/or route optimized policy information from the mobility management unit.
  • the route information of the communication party and the route optimization policy information are sent to the core network gateway; the core network gateway optimizes the route by using the mobility management unit.
  • the subscription information and/or route optimized policy information is forwarded to the acquisition unit 90.
  • the communication party address information acquired by the obtaining unit 90 includes:
  • the PCRF specifies a transport stream template TFT used by the IP-CAN session or bearer in an IP-CAN session creation or modification initiated by the core network gateway, and notifies the core network gateway; the core network gateway uses the TFT
  • the core network mobility management unit forwards to the obtaining unit 90; the obtaining unit 90 acquires the IP address of the attached communication party from the TFT.
  • the mobility management unit when the PCRF actively initiates bearer establishment or bearer modification, notifying the mobility management unit of the TFT used by the IP-CAN session or bearer specified in the IP-CAN session creation or modification process; the mobility management unit will The TFT is forwarded to the obtaining unit 90; the obtaining unit 90 acquires the IP address of the attached communicating party from the TFT;
  • the obtaining unit 90 parses out the IP address of the attached communicating party from the received packet header;
  • the anchor gateway notifies the mobility management unit after acquiring the IP address of the attached communication party through the IP address allocation process or the monitoring dynamic host setup protocol DHCP message process; the obtaining unit 90 acquires the attached from the mobility management unit.
  • the IP address of the communicating party is notifies the mobility management unit after acquiring the IP address of the attached communication party through the IP address allocation process or the monitoring dynamic host setup protocol DHCP message process; the obtaining unit 90 acquires the attached from the mobility management unit. The IP address of the communicating party.
  • the communication parties share one radio side network element.
  • the execution unit 92 is further configured to enable the communication parties to pass through the wireless side network without going through the core network.
  • the element establishes a routing channel.
  • the present invention also describes a route optimization system, including a service gateway, a mobility management unit, a PCRF, a subscription data server, a wireless side network element, and a communication party, where the wireless side network element is set to be determined according to the obtained route optimization.
  • the information performs route optimization determination, and when it is determined that route optimization is possible, the route optimization channel is established.
  • the route optimization decision information includes route optimized subscription information and/or route optimization policy, and communication party address information.
  • the radio side network element is further configured to: determine that the route optimization information of the two communication parties and/or the route optimization policy allow route optimization, and when the two communication parties are located in the same radio side network element, determine Routing optimization can be performed for both communicating parties.
  • the routing optimized subscription information and/or route optimization strategy obtained by the wireless side network element includes:
  • the mobility management unit sends the route optimization information and the route optimization policy information received from the subscription data server to the wireless side network element when the session is created;
  • the configuration network element in the network configures the route optimization information of the communication party and/or the route optimization policy information as configuration information to the wireless side network element;
  • the core network gateway initiates an IP connection with the policy and charging rule function entity PCRF to access the network IP-CAN session creation or modification process, and obtains the route optimization information of the communication party from the PCRF and/or the route optimization strategy.
  • the information is forwarded to the mobility management unit; the mobility management unit sends the route optimized subscription information and/or route optimization policy information to the wireless side network element; Or, when the PCRF actively initiates the bearer establishment or the bearer modification, the route information of the communication party and the route optimization policy information are sent to the core network gateway; the core network gateway optimizes the route by using the mobility management unit.
  • the subscription information and/or route optimized policy information is forwarded to the wireless side network element.
  • the communication party address information acquired by the radio side network element includes:
  • the PCRF specifies a transport stream template TFT used by the IP-CAN session or bearer in an IP-CAN session creation or modification initiated by the core network gateway, and notifies the core network gateway; the core network gateway uses the TFT Forwarding to the radio side network element by the core network mobility management unit; the radio side network element acquiring an IP address of the attached communication party from the TFT;
  • the mobility management unit when the PCRF actively initiates bearer establishment or bearer modification, notifying the mobility management unit of the TFT used by the IP-CAN session or bearer specified in the IP-CAN session creation or modification process; the mobility management unit will Forwarding, by the TFT, to the wireless side network element; the wireless side network element acquiring an IP address of the attached communication party from the TFT;
  • the wireless side network element parses the IP address of the attached communication party from the received data packet header
  • the anchor gateway notifies the mobility management unit after acquiring the IP address of the attached communication party by using an IP address allocation process or monitoring a dynamic host setup protocol DHCP message process; the mobility management unit sets the IP of the attached communication party The address is sent to the wireless side network element.
  • the radio side network element is further configured to enable the communication parties to establish a routing channel through the radio side network element without going through the core network.
  • the radio side network element is further configured to: when it is determined that the data needs a local route, the data is matched to the corresponding radio bearer according to the TFT, and sent to the communication party.
  • the PCRF is configured to establish a dedicated bearer for the communication parties or specify a bearer for the transmission of the route optimization data of the communication parties;
  • the wireless side network element is further configured to perform an executable route when determining that the data needs a local route
  • the optimized data is matched to the dedicated bearer or the designated bearer, and the data that cannot perform route optimization is matched to the bearer corresponding to the core network; or all the data is matched to the dedicated bearer/designated bearer.
  • the route optimization system of the present invention is implemented on the basis of the existing network, and only the functions of some network elements are upgraded accordingly, and the network structure is not improved. Therefore, reference may be made to the foregoing route optimization method and as shown in FIG.
  • the relevant description of the wireless side network element is understood. Since the wireless side network element and the improved related network element are described in detail in the foregoing, details of related network elements and their functions in the route optimization system are not described herein.
  • the related network structure of the route optimization system of the present invention can be understood by referring to the related network structure of Figs. 1 to 4 described above.

Landscapes

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Abstract

本发明公开了一种路由优化方法，包括：无线侧网元根据所获取的路由优化判定信息执行路由优化判定，并在判定为能进行路由优化时，执行路由优化通道的建立。本发明同时公开了一种路由优化系统以及无线侧网元。本发明的技术方案可以使得数据传输的时延降低、减轻核心网的网络负担。

Description

路由优化方法及系统、 无线侧网元 技术领域
本发明涉及路由优化技术， 尤其涉及一种路由优化方法及系统、 无线 侧网元。 背景技术
为了保持第三代移动通信系统在通信领域的竟争力， 为用户提供速率 更快、 时延更低、 以及更加个性化的移动通信服务， 同时， 为降低运营商 的运营成本，第三代合作伙伴计划（ 3GPP, 3rd Generation Partnership Project ) 标准工作组正致力于演进分组系统（ EPS , Evolved Packet System )的研究。 图 1为演进分组域系统的结构示意图， 如图 1所示， 整个 EPS系统分为无 线接入网和核心网两部分。 核心网包含归属用户服务器 （ HSS , Home Subscriber Server )、 移动性管理实体（ MME , Mobility Management Entity )、 服务 GPRS支持节点（SGSN, Serving GPRS Support Node ), 策略计费规则 功能（ PCRF, Policy and Charging Rule Function ),服务网关（ S-GW, Serving Gateway )、 分组数据网关（ P-GW, PDN Gateway )和分组数据网络（ PDN, Packet Data Network )。 下面详细描述各网元的相关功能。
归属用户服务器， 是用户签约数据的永久存放地点， 位于用户签约的 归属网。
移动性管理实体， 是用户签约数据在当前网络的存放地点， 负责终端 到网络的非接入层信令管理、 终端的安全验证功能、 终端的移动性管理、 用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理。
服务 GPRS支持节点， 是全球移动通讯系统（GSM, Global System for Mobile Communications )增强数据率 GSM演进（ EDGE, Enhanced Data Rate for GSM Evolution ) 无线接入网 （ GERAN , GSM EDGE Radio Access Network )和通用移动通信系统( UMTS, Universal Mobile Telecommunications System )陆地无线接入网（ UTRAN, UMTS Terrestrial Radio Access Network ) 用户接入核心网络的业务支持点， 功能上与移动性管理实体类似， 负责用 户的位置更新、 寻呼管理和承载管理等功能。
服务网关， 是核心网到无线系统的网关， 负责终端到核心网的用户面 承载、 终端空闲模式下的数据緩存、 网络侧发起业务请求的功能、 合法监 听和分组数据路由和转发功能； 服务网关负责统计用户终端使用无线网的 情况， 并产生终端使用无线网的话单， 传送给计费网关。
分组数据网关， 是演进系统和该系统外部分组数据网络的网关， 它连 接到因特网和分组数据网络上， 负责终端的互联网协议 ( IP , Internet Protocol )地址分配、 计费功能、 分组包过滤、 以及策略控制等功能。
分组数据网络， 是运营商的 IP业务网络， 该网络通过运营商的核心网 为用户提供 IP服务。
策略计费规则功能实体， 是演进系统中负责提供计费控制、 在线信用 控制、 门限控制、 以及服务质量（QoS, Quality of Service )策略方面规则 的服务器。
无线接入网， 是由演进基站（eNB, Evolved NodeB )和 3G无线网络 控制器（ RNC , Radio Network Controllor )组成， 它主要负责无线信号的收 发， 通过空中接口和终端联系， 管理空中接口的无线资源、 资源调度、 以 及接入控制。
上述服务 GPRS支持节点是升级过的 SGSN,能够支持与服务网关之间 的 S4接口， 并与移动性管理单元之间采用 GPRS隧道协议版本 2 ( GTPv2, GPRS Tunneling Protocol version 2 )进行互通。 而^于支持 3G核心网的 SGSN来说分组交换 ( PS, Packet Switching )域网络架构与图 1有所不同。 此时 SGSN与 MME采用 Gn接口相连， 互通采用 GPRS隧道协议版本 1 ( GTPvl , GPRS Tunneling Protocol version 1 )。 SGSN不能与服务网关相连， 通过 Gn接口连接到网关 GPRS支持节点 （ GGSN, Gateway GPRS Support Node ) 直接进行分组数据网络访问。
当用户进行业务访问时， 终端会发起分组数据网络（ PDN, Packet Data Network )连接建立过程， MME/SGSN根据终端上报的用户所使用业务对 应的 APN选择核心网服务网关和锚地网关 , 建立从终端-无线基站 -核心网 网关 （服务网关和锚点网关） 间的用户面通道。 用户通过锚点网关访问外 部 /内部网络的业务， 当用户在锚点网关服务区内移动时， 业务不会中断。 图 2为用户终端接收 /发送数据的用户面路径示意图， 如图 2所示， 路径 1 表示用户访问外部 Internet网络，路径 2表示用户同属于一个服务网关服务 区内的用户进行通信。
从图 2中可以看出， 用户终端接收 /发送的数据都会通过核心网锚点网 关， 即便相互通信的两个用户位于相同的基站下。 这种数据传输方式不够 优化， 增加了用户数据传输的时延， 降低了核心网的资源利用率。 尤其是 在终端到终端（ D2D, Device to Device )业务普及发展后， 路由方面的瓶颈 会更加凸显。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种路由优化方法及系统、 无 线侧网元， 能根据通信双方的接入状况实现路由优化。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：
一种路由优化方法， 包括：
无线侧网元根据所获取的路由优化判定信息执行路由优化判定， 并在 判定为能进行路由优化时， 执行路由优化通道的建立。
其中， 所述路由优化判定信息包括路由优化的签约信息和 /或路由优化 的策略， 以及通信方地址信息。
其中， 所述判定为能进行路由优化， 包括：
所述通信双方的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略均允许路由 优化， 且所述通信双方位于相同无线侧网元内， 判定为所述通信双方能进 行路由优化。
其中， 所述获取的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 包括： 移动性管理单元在创建会话时将从签约数据服务器所接收到的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给所述无线侧网元；
或者， 网络中的配置网元将通信方的路由优化的签约信息和 /或路由优 化的策略信息作为配置信息配置到所述无线侧网元中；
或者， 核心网网关发起与策略与计费规则功能实体（PCRF, Policy and Charging Rules Function ) 的 IP 连接访问网络 ( IP-CAN, IP-Connectivity Access Network )会话创建或修改过程中， 从所述 PCRF获取通信方的路由 优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息， 并转发给移动性管理单元； 所 述移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发 送给所述无线侧网元；
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将通信方的路由优化的 签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给核心网网关； 所述核心网网关通 过移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息转 发给所述无线侧网元。
其中， 所述获取的通信方地址信息， 包括：
PCRF 在核心网网关发起的 IP-CAN会话创建或修改过程中指定所述 IP-CAN会话或承载所使用的传输流模板 TFT, 并通知所述核心网网关； 所 述核心网网关将所述 TFT通过核心网移动性管理单元转发给所述无线侧网 元； 所述无线侧网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址； 或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将在 IP-CAN会话创建 或修改过程中指定的 IP-CAN会话或承载所使用的 TFT通知移动性管理单 元； 所述移动性管理单元将所述 TFT转发给所述无线侧网元； 所述无线侧 网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， 所述无线侧网元从所接收到的数据包包头中解析出已附着通信 方的 IP地址；
或者， 锚点网关通过 IP地址分配过程或监测动态主机设置协议 DHCP 消息过程获取已附着通信方的 IP地址后， 通知移动性管理单元； 所述移动 性管理单元将所述已附着通信方的 IP地址发送给所述无线侧网元。
其中， 所述通信双方共用一个无线侧网元。
其中， 所述执行路由优化通道的建立， 包括：
通信双方不经过核心网而通过所述无线侧网元建立路由通道。
其中， 所述执行路由优化通道的建立， 包括：
所述无线侧网元确定数据需要本地路由时， 根据 TFT将数据匹配到对 应的无线承载上， 发送给通信方。
其中， 所述执行路由优化通道的建立， 包括：
PCRF 为通信双方建立专用承载或指定某条承载用于通信双方路由优 化数据的传输；
所述无线侧网元确定数据需要本地路由时， 将可执行路由优化的数据 匹配到专用承载或指定承载上， 将不可执行路由优化的数据匹配到核心网 对应的承载上； 或者所有数据均匹配到专用承载 /指定承载上。
其中， 所述无线侧网元包括： 演进基站、 基站控制器、 家庭基站、 家 庭演进基站、 家庭基站网关。
一种无线侧网元， 包括获取单元、 判定单元和执行单元， 其中： 获取单元， 设置为获取路由优化判定信息； 判定单元， 设置为根据所述路由优化判定信息执行路由优化判定， 并 在判定为能进行路由优化时， 触发执行单元；
执行单元， 设置为执行路由优化通道的建立。
其中， 所述路由优化判定信息包括路由优化的签约信息和 /或路由优化 的策略， 以及通信方地址信息。
其中， 所述判定单元还设置为， 确定所述通信双方的路由优化的签约 信息和 /或路由优化的策略均允许路由优化， 且所述通信双方位于相同无线 侧网元内时， 判定为所述通信双方能进行路由优化。
一种路由优化系统， 包括服务网关、 移动性管理单元、 PCRF、 签约数 据服务器、 无线侧网元和通信方， 其中， 所述无线侧网元设置为， 根据所 获取的路由优化判定信息执行路由优化判定， 并在判定为能进行路由优化 时， 执行路由优化通道的建立。
其中， 所述路由优化判定信息包括路由优化的签约信息和 /或路由优化 的策略， 以及通信方地址信息。
其中， 所述无线侧网元还设置为， 确定所述通信双方的路由优化的签 约信息和 /或路由优化的策略均允许路由优化， 且所述通信双方位于相同无 线侧网元内时， 判定为所述通信双方能进行路由优化。
其中， 所述无线侧网元获取的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策 略， 包括：
移动性管理单元在创建会话时将从签约数据服务器所接收到的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给所述无线侧网元；
或者， 网络中的配置网元将通信方的路由优化的签约信息和 /或路由优 化的策略信息作为配置信息配置到所述无线侧网元中；
或者， 核心网网关发起与策略与计费规则功能实体 PCRF的 IP连接访 问网络 IP-CAN会话创建或修改过程中，从所述 PCRF获取通信方的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息， 并转发给移动性管理单元； 所述 移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送 给所述无线侧网元；
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将通信方的路由优化的 签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给核心网网关； 所述核心网网关通 过移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息转 发给所述无线侧网元。
其中， 所述无线侧网元获取的通信方地址信息， 包括：
PCRF在核心网网关发起的 IP-CAN会话创建或修改过程中指定所述 IP-CAN会话或承载所使用的传输流模板 TFT, 并通知所述核心网网关； 所 述核心网网关将所述 TFT通过核心网移动性管理单元转发给所述无线侧网 元； 所述无线侧网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将在 IP-CAN会话创建 或修改过程中指定的 IP-CAN会话或承载所使用的 TFT通知移动性管理单 元； 所述移动性管理单元将所述 TFT转发给所述无线侧网元； 所述无线侧 网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， 所述无线侧网元从所接收到的数据包包头中解析出已附着通信 方的 IP地址；
或者， 锚点网关通过 IP地址分配过程或监测动态主机设置协议 DHCP 消息过程获取已附着通信方的 IP地址后， 通知移动性管理单元； 所述移动 性管理单元将所述已附着通信方的 IP地址发送给所述无线侧网元。
其中， 所述无线侧网元还设置为， 使通信双方不经过核心网而通过所 述无线侧网元建立路由通道。
其中，所述无线侧网元还设置为，确定数据需要本地路由时，根据 TFT 将数据匹配到对应的无线承载上， 发送给通信方。 或者， PCRF设置为， 为通信双方建立专用承载或指定某条承载用于通 信双方路由优化数据的传输；
所述无线侧网元还设置为， 确定数据需要本地路由时， 将可执行路由 优化的数据匹配到专用承载或指定承载上， 将不可执行路由优化的数据匹 配到核心网对应的承载上； 或者所有数据均匹配到专用承载 /指定承载上。
本发明中， 无线侧网元根据所获取的路由优化判定信息执行路由优化 判定， 并在判定为能进行路由优化时， 执行路由优化通道的建立。 其中， 路由优化判定信息包括路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 以及通 信双方是否位于相同无线侧网元内的信息。 当确定通信双方的路由优化的 签约信息和 /或路由优化的策略均允许路由优化， 且通信双方位于相同无线 侧网元内时， 对通信双方进行路由优化。 本发明的技术方案可以使得数据 传输的时延降低、 减轻核心网的网络负担。 附图说明
图 1为演进分组域系统的结构示意图；
图 2为用户接收 /发送数据路径示意图；
图 3 ( a ) 至（d )为本发明路由优化通道示意图；
图 4 ( a )至（ e )为本发明无线侧网元获取路由优化判定信息的示意图； 图 5为本发明实施方式的路由优化判定流程图；
图 6为本发明实施方式一的路由优化方法流程图；
图 7为本发明实施方式二的路由优化方法流程图；
图 8为本发明实施方式三的路由优化方法流程图；
图 9为本发明实施方式的无线侧网元的组成结构示意图。 具体实施方式
本发明的基本思想为： 无线侧网元根据所获取的路由优化判定信息执 行路由优化判定， 并在判定为能进行路由优化时， 执行路由优化通道的建 立。
本发明的路由优化方法适用于相互通信的两个用户在相同的服务网关 下， 两个用户可能使用相同 /不同的锚点网关， 本发明不作核心网网元的限 定。
图 3 (a)至（d)为本发明路由优化通道示意图， 如图 3 (a)至 3 (d) 所示， 本发明的路由优化方法适用于相同的无线侧网元、 相同的核心网网 关的情形（图 3a), 相同的无线侧网元、 相同的服务网关、 不同的锚点网关 的情形（图 3b), 相同的无线侧网元、 不同的服务网关、 不同的锚点网关的 情形（图 3c), 以及相同的无线侧网元、 不同的服务网关、 相同的锚点网关 的情形 （3d)。 锚点网关包括： P-GW、 GGSN。
对于 3G网络来说不存在服务网关， 只包括锚点网关， 本发明的路由优 化方法同样适用。
图中， 无线侧网元包括： 演进基站（eNB)、 无线网络控制器（RNC)、 家庭基站（HNB)、 家庭演进基站（HeNB)、 家庭基站网关 （H(e)NBGW) 等无线设备。
本发明中， 无线侧网元判定可以执行路由优化的条件主要分为两个方 面： 一是策略允许、 二是互通的用户是否在相同的无线侧网元如基站内。 其中， 策略指的是用户是否可以作路由优化的签约和 /或执行路由优化的数 据策略， 由运营商决定。 所述策略信息可以动态或者静态配置在无线侧网 元上。
其中无线侧网元若要判定互通的两个用户是否在相同的基站下， 需要 知道转发的数据包中目的 IP地址和已附着用户的对应关系。 因此无线侧网 元需要获知附着到该无线侧网元上的所有用户 IP地址。
无线侧网元包括宏基站（eNB、 RNC)、 家庭基站 H(e)NB以及家庭基 站网关 H(e)NB GW等。
无线侧网元获知策略信息可采用以下方式：
方式一， 如图 4a所示， 包括以下步驟：
步驟 4a01 , 核心网移动性管理单元（ MME或者 SGSN )接收到终端发 送的非接入层移动性管理消息 （如附着、 位置更新等）。
步驟 4a02, 移动性管理单元向签约数据服务器（HSS或者 HLR )发送 位置更新请求消息， 将用户所附着的移动性管理单元信息注册上去。
步驟 4a03 , 签约数据服务器回复位置更新响应消息， 消息中包括无线 侧网元进行路由优化判定所需的策略信息。 策略信息包括是否可以执行路 由优化的签约， 该可以是每用户的、 可以是每用户每 APN的。 签约信息还 包括执行路由优化的数据策略， 例如指定某些签约 QoS承载上的数据可以 执行路由优化。
步驟 4a04, 核心网移动性管理单元创建会话连接。
步驟 4a05, 核心网移动性管理单元建立无线承载， 在指示无线侧网元 建立无线承载的无线承载建立请求消息或者上下文建立请求消息中将策略 信息发送给无线侧网元。 其中的策略信息包括用户是否可以做路由优化的 签约、 运营商执行路由优化的数据策略。 策略信息粒度不限， 可以是每用 户的、 每用户每 APN的、 每用户每承载的、 每 IP flow的， 或者是网络统 一的每承载策略、 每 APN策略等。
步驟 4a06, 无线侧网元向核心网移动性管理单元发送无线承载建立响 应消息或者上下文建立响应消息。
方式二， 如图 4b所示， 包括以下步驟：
步驟 4b01 , 网络中的配置网元（例如， 网管系统）在给无线侧网元配 置每设备信息 （例如， 频谱信息、 位置区标识信息等） 时将策略信息下发 给无线侧网元。 策略信息为每设备的路由优化策略， 粒度不限， 可以是每 承载的， 也可以是每 IP flow、 每应用的。
步驟 4b02, 无线侧网元回复配置响应消息。
该实施例可用于无线侧网元上电自动配置参数过程中。
方式三， 如图 4c所示， 包括以下步驟：
步驟 4c01 , 核心网移动性管理单元（ MME或者 SGSN )向核心网网关 ( S-GW、 P-GW或者 GGSN, 其中 S-GW执行消息中转）发送创建会话或 者修改承载请求。
步驟 4c02, 核心网网关与 PCRF交互， 在 IP-CAN会话建立或者修改 过程中， PCRF将策略信息下发给核心网网关。 其中策略信息粒度不限， 可 以是每承载的、每用户每承载的、每 IP flow的、每承载每 IP flow的，等等。
步驟 4c03 , 核心网网关响应创建会话或者修改承载响应消息， 将策略 信息发送给核心网移动性管理单元。
步驟 4c04, 核心网移动性管理单元在无线承载建立或者无线承载修改 消息中将策略信息发送给无线侧网元。
步驟 4c05, 无线侧网元向核心网移动性管理单元回复无线承载建立或 者无线承载修改响应消息。
需要说明的是， 若 PCRF主动发起承载建立或者修改， 策略信息也可 以在核心网网关发起的承载创建或者修改请求消息中携带给核心网移动性 管理单元， 进而通知到无线侧网元， 此实施方式与前述方式三类似， 不做 赘述。
无线侧网元获知附着其上的用户 IP地址可采用以下方式：
方式一， 如图 4d所示， 包括以下步驟：
步驟 4d01 , 核心网移动性管理单元（ MME或者 SGSN )向核心网网关 ( SGW、 P-GW或者 GGSN, 其中 S-GW执行消息中转）发送创建会话请 求消息或者修改承载请求消息。 步驟 4d02,核心网网关和 PCRF之间执行 IP-CAN会话建立 /修改过程。 在这个过程中 PCRF指定会话或者承载所使用的 TFT。
步驟 4d03 , 核心网网关给核心网移动性管理单元回复创建会话响应消 息或者修改承载响应消息， 消息中携带 PCRF指定的 TFT。
步驟 4d04, 核心网移动性管理单元在无线承载建立或者修改请求消息 中携带 TFT。 无线侧网元从 TFT中的源地址中获知已附着用户的 IP地址。
步驟 4d05 , 无线侧网元回复无线承载建立 /修改响应消息。
需要说明的是， 若 PCRF主动发起承载建立或者修改， TFT信息也可 以通过核心网网关发起的承载建立或者修改请求消息携带给核心网移动性 管理单元， 进而通知到无线侧网元， 无线侧网元从 TFT信息中获取附着用 户的 IP地址， 此实施方式与方式一类似， 不故赞述。
方式二， 无线侧网元增加数据包检查功能， 从数据包包头中获取源 IP 地址， 记录为所附着用户的 IP地址信息。
方法三， 如图 4e所示， 包括以下步驟：
步驟 4e01 , 核心网锚点网关（ P-GW或者 GGSN )通过 IP地址分配过 程或者监测 DHCP消息过程获取用户的 IP地址。
步驟 4e02,核心网锚点网关通过 GTP消息或者专门的通知消息或者特 殊的数据包将用户的 IP地址通知给核心网移动性管理单元。
步驟 4e03 ,核心网移动性管理单元通过 Sl/Iu接口消息或者专门的通知 消息或者特殊的数据包将用户的 IP地址通知给无线侧网元。
步驟 4e04 , 无线侧网元回复响应消息。
图 5为本发明实施方式的路由优化判定流程图， 如图 5所示， 本发明 实施方式的路由优化判定流程包括以下步驟：
通过图 4所述方式获得路由优化判定信息后， 无线侧网元即可进行路 由优化的判定过程。 步驟 501 ,无线侧网元检查所接收数据包中的源 IP地址和目的 IP地址。 步驟 502, 无线侧网关根据所保存的附着用户 IP地址判定源 IP地址和 目的 IP地址用户是否在其上附着。如果是， 那么执行后续步驟， 如果不是， 那么判定过程结束。
步驟 503 ,无线侧网元根据获得的签约信息判定用户是否可以做路由优 化。 如果是， 那么执行后续步驟， 如果不是， 那么判定过程结束。
步驟 504,无线侧网元根据获得的数据策略判定接收到的数据包是否可 以做路由优化， 如果是， 那么执行后续步驟， 如果不是， 那么判定过程结 束。
步驟 505 , 无线侧网元启动路由优化处理过程。
需要说明的是， 步驟 503、 步驟 504的先后顺序可以互换， 步驟可选执 行。
图 6为本发明实施方式一的路由优化方法流程图， 如图 6所示， 本示 例的路由优化方法包括以下步驟：
步驟 601 , 如图 4d所述过程， 无线侧网元获取 载对应的 TFT。
步驟 602, 终端 1发送上行数据。
步驟 603 , 无线侧网元根据图 5所述过程进行路由优化判定， 若数据需 要本地路由， 则根据 TFT将其匹配到对应的无线承载上。
步驟 604, 无线侧网元通过无线承载将本地路由的数据发送给终端 2。 图 7为本发明实施方式二的路由优化方法流程图， 如图 7所示， 本示 例的路由优化方法包括以下步驟：
步驟 701， 无线侧网元接收到终端 1发送的上行数据；
若无线侧网元判定需要执行本地路由， 但是无承载匹配的 TFT时， 执 行后续获取 TFT的步驟。
步驟 702, 无线侧网元向核心网移动性管理单元发送 TFT信息获取请 求消息， 消息中包括 Sl-AP UE ID用来标识用户。
步驟 703 ,核心网移动性管理单元进行标识转换， 将 S1-AP UE ID映射 成用户对应的 IMSI。
步驟 704, 核心网移动性管理单元将 TFT信息获取请求消息发送给核 心网网关（S-GW、 P-GW或者 GGSN, 其中 S-GW执行消息中转）， 消息中 携带 IMSI用来标识用户。
步驟 705, 核心网网关回复 TFT信息获取响应消息， 消息中携带用户 IMSI、 TFT及该 TFT所对应的核心网承载标识信息。
步驟 706, 核心网移动性管理单元执行标识转换， 将 IMSI及 TFT对应 的核心网承载标识信息转换成无线侧网元能够识别的 SI- AP UE ID及无线 载标识信息。
步驟 707, 核心网移动性管理单元向无线侧网元回复 TFT信息获取响 应消息， 消息中携带 Sl-AP UE ID、 TFT及 TFT所对应的无线承载标识信 无线侧网元根据接收到的 TFT将需要本地路由的数据匹配到对应的无 线承载上； 无线侧网元将数据通过对应的无线承载发送到终端 2。
图 8为本发明实施方式三的路由优化方法流程图， 如图 8所示， 本示 例的路由优化方法包括以下步驟：
步驟 801 , PCRF在承载建立过程中为互通的两个用户建立专用的承载。 或者指定某条承载用于两个用户路由优化数据的传输， 通过标记标识承载， 互通两个用户路由优化所使用的 载具有相同的标记。 无线侧网元记录专 用承载的源地址、 目的地址和承载标识的对应关系， 或者记录承载的标记。
步驟 802, 无线侧网元接收到上行数据时， 执行路由优化的判定。 对于 可以执行路由优化的数据进行承载匹配， 对于不可以执行路由优化的数据 发送到核心网对应的承载上。 本发明也可以执行整条承载上数据的路由优 化。
步驟 803 , 无线侧网元决定执行路由优化时，根据上行数据所对应的承 载找到与之相匹配的专用承载或者具有相同标记的承载， 将数据发送到匹 配的无线承载上。
步驟 804,无线侧网元将路由优化数据通过匹配的无线承载发送给终端
2。
需要说明的是， 本发明所述的实施例均为网元执行的子过程， 可以嵌 套在移动性管理或者会话管理中实现， 本发明不做移动性管理或者会话管 理流程中实现顺序上的限定。
图 9为本发明实施例的无线侧网元的组成结构示意图， 如图 9所示， 本发明实施例的无线侧网元包括获取单元 90、 判定单元 91和执行单元 92, 其中：
获取单元 90, 设置为获取路由优化判定信息；
判定单元 91 , 设置为根据所述路由优化判定信息执行路由优化判定， 并在判定为能进行路由优化时， 触发执行单元 92;
执行单元 92, 设置为执行路由优化通道的建立。
其中， 所述路由优化判定信息包括路由优化的签约信息和 /或路由优化 的策略， 以及通信方地址信息。
判断单元 91 还设置为， 确定所述通信双方的路由优化的签约信息和 / 或路由优化的策略均允许路由优化， 且所述通信双方位于相同无线侧网元 内时， 判定为所述通信双方能进行路由优化。
获取单元 90获取的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 包括： 移动性管理单元在创建会话时将从签约数据服务器所接收到的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给获取单元 90。
或者， 获取单元 90从网络中的配置网元获取通信方的路由优化的签约 信息和 /或路由优化的策略信息。
或者，核心网网关发起与 PCRF的 IP-CAN会话创建或修改过程中，从 所述 PCRF获取通信方的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息， 并转发给移动性管理单元； 获取单元 90从移动性管理单元获取所述路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息。
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将通信方的路由优化的 签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给核心网网关； 所述核心网网关通 过移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息转 发给获取单元 90。
获取单元 90获取的通信方地址信息， 包括：
PCRF 在核心网网关发起的 IP-CAN会话创建或修改过程中指定所述 IP-CAN会话或承载所使用的传输流模板 TFT, 并通知所述核心网网关； 所 述核心网网关将所述 TFT通过核心网移动性管理单元转发给获取单元 90; 获取单元 90从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址。
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将在 IP-CAN会话创建 或修改过程中指定的 IP-CAN会话或承载所使用的 TFT通知移动性管理单 元； 所述移动性管理单元将所述 TFT转发给获取单元 90; 获取单元 90从 所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， 获取单元 90元从所接收到的数据包包头中解析出已附着通信方 的 IP地址；
或者， 锚点网关通过 IP地址分配过程或监测动态主机设置协议 DHCP 消息过程获取已附着通信方的 IP地址后， 通知移动性管理单元； 获取单元 90从所述移动性管理单元获取所述已附着通信方的 IP地址。
本发明中， 所述通信双方共用一个无线侧网元。
执行单元 92还设置为， 使通信双方不经过核心网而通过所述无线侧网 元建立路由通道。
本领域技术人员应当理解， 图 9 中所示的无线侧网元中的各处理单元 的实现功能可参照前述路由优化方法的相关描述而理解。 本领域技术人员 应当理解， 图 9所示的无线侧网元中各处理单元的功能可通过运行于处理 器上的程序而实现， 也可通过具体的逻辑电路而实现。
本发明还记载了一种路由优化系统， 包括服务网关、 移动性管理单元、 PCRF、 签约数据服务器、 无线侧网元和通信方， 所述无线侧网元设置为， 根据所获取的路由优化判定信息执行路由优化判定， 并在判定为能进行路 由优化时， 执行路由优化通道的建立。
其中， 所述路由优化判定信息包括路由优化的签约信息和 /或路由优化 的策略， 通信方地址信息。
其中， 所述无线侧网元还设置为， 确定所述通信双方的路由优化的签 约信息和 /或路由优化的策略均允许路由优化， 且所述通信双方位于相同无 线侧网元内时， 判定为所述通信双方能进行路由优化。
所述无线侧网元获取的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 包 括：
移动性管理单元在创建会话时将从签约数据服务器所接收到的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给所述无线侧网元；
或者， 网络中的配置网元将通信方的路由优化的签约信息和 /或路由优 化的策略信息作为配置信息配置到所述无线侧网元中；
或者， 核心网网关发起与策略与计费规则功能实体 PCRF的 IP连接访 问网络 IP-CAN会话创建或修改过程中，从所述 PCRF获取通信方的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息， 并转发给移动性管理单元； 所述 移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送 给所述无线侧网元； 或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将通信方的路由优化的 签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给核心网网关； 所述核心网网关通 过移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息转 发给所述无线侧网元。
其中， 所述无线侧网元获取的通信方地址信息， 包括：
PCRF 在核心网网关发起的 IP-CAN会话创建或修改过程中指定所述 IP-CAN会话或承载所使用的传输流模板 TFT, 并通知所述核心网网关； 所 述核心网网关将所述 TFT通过核心网移动性管理单元转发给所述无线侧网 元； 所述无线侧网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将在 IP-CAN会话创建 或修改过程中指定的 IP-CAN会话或承载所使用的 TFT通知移动性管理单 元； 所述移动性管理单元将所述 TFT转发给所述无线侧网元； 所述无线侧 网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， 所述无线侧网元从所接收到的数据包包头中解析出已附着通信 方的 IP地址；
或者， 锚点网关通过 IP地址分配过程或监测动态主机设置协议 DHCP 消息过程获取已附着通信方的 IP地址后， 通知移动性管理单元； 所述移动 性管理单元将所述已附着通信方的 IP地址发送给所述无线侧网元。
其中， 所述无线侧网元还设置为， 使通信双方不经过核心网而通过所 述无线侧网元建立路由通道。
其中，所述无线侧网元还设置为，确定数据需要本地路由时，根据 TFT 将数据匹配到对应的无线承载上， 发送给通信方。
其中， PCRF设置为， 为通信双方建立专用承载或指定某条承载用于通 信双方路由优化数据的传输；
所述无线侧网元还设置为， 确定数据需要本地路由时， 将可执行路由 优化的数据匹配到专用承载或指定承载上， 将不可执行路由优化的数据匹 配到核心网对应的承载上； 或者所有数据均匹配到专用承载 /指定承载上。
本发明的路由优化系统是在现有网络基础上实现的， 其仅对部分网元 的功能进行了相应升级， 而网络结构并无改进， 因此， 可参照前述的路由 优化方法以及图 9所示的无线侧网元的相关描述而理解。 由于前文中对无 线侧网元以及改进的相关网元进行了详细描述， 这里不再赘述路由优化系 统中相关网元及其功能的细节。 本发明的路由优化系统的相关网络结构， 可参照前述图 1至图 4的相关网络结构而理解。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围。

Claims

权利要求书
1、 一种路由优化方法， 包括：
无线侧网元根据所获取的路由优化判定信息执行路由优化判定， 并在 判定为能进行路由优化时， 执行路由优化通道的建立。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 所述路由优化判定信息包括路 由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 以及通信方地址信息。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其中， 所述判定为能进行路由优化， 包括：
所述通信双方的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略均允许路由 优化， 且所述通信双方位于相同无线侧网元内， 判定为所述通信双方能进 行路由优化。
4、 根据权利要求 2或 3所述的方法， 其中， 所述获取的路由优化的签 约信息和 /或路由优化的策略， 包括：
移动性管理单元在创建会话时将从签约数据服务器所接收到的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给所述无线侧网元；
或者， 网络中的配置网元将通信方的路由优化的签约信息和 /或路由优 化的策略信息作为配置信息配置到所述无线侧网元中；
或者， 核心网网关发起与策略与计费规则功能实体 PCRF的 IP连接访 问网络 IP-CAN会话创建或修改过程中，从所述 PCRF获取通信方的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息， 并转发给移动性管理单元； 所述 移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送 给所述无线侧网元；
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将通信方的路由优化的 签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给核心网网关； 所述核心网网关通 过移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息转 发给所述无线侧网元。
5、 根据权利要求 2或 3所述的方法， 其中， 所述获取的通信方地址信 息， 包括：
PCRF 在核心网网关发起的 IP-CAN会话创建或修改过程中指定所述 IP-CAN会话或承载所使用的传输流模板 TFT, 并通知所述核心网网关； 所 述核心网网关将所述 TFT通过核心网移动性管理单元转发给所述无线侧网 元； 所述无线侧网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将在 IP-CAN会话创建 或修改过程中指定的 IP-CAN会话或承载所使用的 TFT通知移动性管理单 元； 所述移动性管理单元将所述 TFT转发给所述无线侧网元； 所述无线侧 网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， 所述无线侧网元从所接收到的数据包包头中解析出已附着通信 方的 IP地址；
或者， 锚点网关通过 IP地址分配过程或监测动态主机设置协议 DHCP 消息过程获取已附着通信方的 IP地址后， 通知移动性管理单元； 所述移动 性管理单元将所述已附着通信方的 IP地址发送给所述无线侧网元。
6、 根据权利要求 1至 5任一项所述的方法， 其中， 所述通信双方共用 一个无线侧网元。
7、根据权利要求 6所述的方法，其中， 所述执行路由优化通道的建立， 包括：
通信双方不经过核心网而通过所述无线侧网元建立路由通道。
8、根据权利要求 6所述的方法，其中， 所述执行路由优化通道的建立， 包括：
所述无线侧网元确定数据需要本地路由时， 根据 TFT将数据匹配到对 应的无线承载上， 发送给通信方。
9、根据权利要求 6所述的方法，其中， 所述执行路由优化通道的建立， 包括：
PCRF 为通信双方建立专用承载或指定某条承载用于通信双方路由优 化数据的传输；
所述无线侧网元确定数据需要本地路由时， 将可执行路由优化的数据 匹配到专用承载或指定承载上， 将不可执行路由优化的数据匹配到核心网 对应的承载上； 或者所有数据均匹配到专用承载 /指定承载上。
10、 根据权利要求 6所述的方法， 其中， 所述无线侧网元包括： 演进 基站、 基站控制器、 家庭基站、 家庭演进基站、 家庭基站网关。
11、 一种无线侧网元， 包括获取单元、 判定单元和执行单元， 其中： 获取单元， 设置为获取路由优化判定信息；
判定单元， 设置为根据所述路由优化判定信息执行路由优化判定， 并 在判定为能进行路由优化时， 触发执行单元；
执行单元， 设置为执行路由优化通道的建立。
12、 根据权利要求 11所述的无线侧网元， 其中， 所述路由优化判定信 息包括路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 以及通信方地址信息。
13、 根据权利要求 12所述的无线侧网元， 其中， 所述判定单元还设置 为， 确定所述通信双方的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略均允许 路由优化， 且所述通信双方位于相同无线侧网元内时， 判定为所述通信双 方能进行路由优化。
14、 一种路由优化系统， 包括服务网关、 移动性管理单元、 PCRF、 签 约数据服务器、 无线侧网元和通信方， 所述无线侧网元设置为， 根据所获 取的路由优化判定信息执行路由优化判定， 并在判定为能进行路由优化时， 执行路由优化通道的建立。
15、 根据权利要求 14所述的系统， 其中， 所述路由优化判定信息包括 路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 以及通信方地址信息。
16、 根据权利要求 15所述的系统， 其中， 所述无线侧网元还设置为， 确定所述通信双方的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略均允许路由 优化， 且所述通信双方位于相同无线侧网元内时， 判定为所述通信双方能 进行路由优化。
17、 根据权利要求 15或 16所述的系统， 其中， 所述无线侧网元获取 的路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略， 包括：
移动性管理单元在创建会话时将从签约数据服务器所接收到的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给所述无线侧网元；
或者， 网络中的配置网元将通信方的路由优化的签约信息和 /或路由优 化的策略信息作为配置信息配置到所述无线侧网元中；
或者， 核心网网关发起与策略与计费规则功能实体 PCRF的 IP连接访 问网络 IP-CAN会话创建或修改过程中，从所述 PCRF获取通信方的路由优 化的签约信息和 /或路由优化的策略信息， 并转发给移动性管理单元； 所述 移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息发送 给所述无线侧网元；
或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将通信方的路由优化的 签约信息和 /或路由优化的策略信息发送给核心网网关； 所述核心网网关通 过移动性管理单元将所述路由优化的签约信息和 /或路由优化的策略信息转 发给所述无线侧网元。
18、 根据权利要求 15或 16所述的系统， 其中， 所述无线侧网元获取 的通信方地址信息， 包括：
PCRF 在核心网网关发起的 IP-CAN会话创建或修改过程中指定所述 IP-CAN会话或承载所使用的传输流模板 TFT, 并通知所述核心网网关； 所 述核心网网关将所述 TFT通过核心网移动性管理单元转发给所述无线侧网 元； 所述无线侧网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址； 或者， PCRF主动发起承载建立或承载修改时， 将在 IP-CAN会话创建 或修改过程中指定的 IP-CAN会话或承载所使用的 TFT通知移动性管理单 元； 所述移动性管理单元将所述 TFT转发给所述无线侧网元； 所述无线侧 网元从所述 TFT中获取已附着通信方的 IP地址；
或者， 所述无线侧网元从所接收到的数据包包头中解析出已附着通信 方的 IP地址；
或者， 锚点网关通过 IP地址分配过程或监测动态主机设置协议 DHCP 消息过程获取已附着通信方的 IP地址后， 通知移动性管理单元； 所述移动 性管理单元将所述已附着通信方的 IP地址发送给所述无线侧网元。
19、 根据权利要求 14至 18任一项所述的系统， 其中， 所述无线侧网 元还设置为， 使通信双方不经过核心网而通过所述无线侧网元建立路由通 道。
20、 根据权利要求 19所述的系统， 其中：
所述无线侧网元还设置为， 确定数据需要本地路由时， 根据 TFT将数 据匹配到对应的无线承载上， 发送给通信方。
21、 根据权利要求 19所述的系统， 其中：
PCRF设置为，为通信双方建立专用承载或指定某条承载用于通信双方 路由优化数据的传输；
所述无线侧网元还设置为， 确定数据需要本地路由时， 将可执行路由 优化的数据匹配到专用承载或指定承载上， 将不可执行路由优化的数据匹 配到核心网对应的承载上； 或者所有数据均匹配到专用承载 /指定承载上。
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