WO2013189348A2

WO2013189348A2 - 一种承载分配和管理的方法及设备

Info

Publication number: WO2013189348A2
Application number: PCT/CN2013/081656
Authority: WO
Inventors: 李志军; 谢宝国
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2013-12-27
Also published as: CN103687055B; WO2013189348A3; CN103687055A

Abstract

一种承载分配和管理的方法及设备，eNodeB和SGW根据MME的指示在UE进入空闲态后保存所述用户终端承载上下文信息；所述UE从空闲态发起IP数据传输时，所述eNode B根据所保存的所述UE承载上下文信息恢复与所述SGW间的数据传输隧道，并传输IP数据；和/或；所述SGW收到发送至处于空闲态的所述UE的IP数据时，根据所保存的所述UE承载上下文信息，恢复与所述eNodeB间的数据传输隧道，并传输IP数据。本发明实施例应用于大量终端接入到网络中并频繁间隙地发送小数据量的场景下，能有效降低终端从空闲态进入连接态后承载恢复所带来的信令开销，能减少网络资源的消耗，提高网络负载能力。

Description

一种承载分配和管理的方法及设备

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种承载资源分配和管理的方法及系统及设备。

背景技术

在新一代的无线通讯接入技术中，用户终端（ User Equipment , 简称为 UE ) 通过演进的通用移动通信系统陆地无线接入网（ Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network , 简称为 E-UTRAN )基站系统，接入到演进的分组服务网络（Evolved Packet System, 简称为 EPS )中，可获得永久在线的 IP服务能力。在 UE附着到网络时，网络即为 UE分配一个在附着周期内持续不变的 IP地址。在附着周期内的任意时刻，应用服务器（Application Server, 简称为 AS )所发送的数据请求可以直接使用该 IP向该 UE发送下行 IP数据。图 1是 UE通过 E-UTRAN基站系统接入到 EPS分组网络的架构示意图，由基站系统和核心网系统两部分构成。基站系统即 E-UTRAN基站系统，主要网元为演进的 NodeB基站（ Evolved NodeB , 简称为 eNodeB )。核心网系统，主要网元包括移动性管理实体 ( Mobility Management Entity, 简称为 MME ) 、服务网关（Serving Gateway, 简称为 S-GW, 或 SGW ) 、分组数据网络网关（ Packet Data Network Gateway, 简称为 PDN GW, 或 P-GW, 或 PGW)、归属用户服务器（Home Subscriber Server, 简称为 HSS ) 。其中， MME负责分配和管理用户面资源，并将该用户面载资源映射到 eNodeB上的空口资源、以及 SGW/PGW上的用户面承载上。当 UE长时间处于不活动状态时候，基站 eNodeB将发起无线资源释放过程，释放为终端分配的无线空口承载资源、以及 eNodeB和 SGW之间的 S1接口上的用户面承载资源，此后 UE进入空闲态。当 UE在空闲态想要发送数据时候， eNodeB需要和 MME交互以恢复为 UE分配的承载资源，包括 eNodeB上的空口承载资源、 eNodeB和 SGW之间的 S1接口的用户面承载资源。图 2描述了 UE附着到网络后在空闲态（RRC-IDLE态）要发起上行数据传输时的承载资源的恢复过程，当 UE处于空闲态，想要向远端（如应用服务器）发送数据时， UE必须先建立 RRC连接，恢复到连接态。图 2包括步骤 S201-209: S201 , UE向 eNodeB发送 RRC连接请求（ RRC Connection Request )消息，其中携带 UE 的标识信息，这里使用临时移动签约标识（S-Temporary Mobile Subscriber Identity, 简称为 S-TMSI ) 。在空闲态下， UE利用 #0号信令无线承载资源（ Signaling Radio Bearer , 简称为 SRB )即 SRBO发起 RRC连接请求消息。 SRB0是共享的信令无线承载资源，所设计的每 UE的消息容量非常小，一般只用于发起初始的 RRC消息，携带最必须的信元，如 UE的 ID, 在这里 UE所提供的 ID是 S-TMSI。

5202, eNodeB收到 RRC连接请求消息后，向 UE发送 RRC连接建立 ( RRC Connection Setup ) 消息。该消息用于指示 UE建立 #1号信令无线承载即 SRB1 , SRB1是每用户分配的，可以携带一定长度的 NAS信令。当分配完 SRB1后，UE可以使用 SRB1 信令无线承载来发起 NAS消息。

5203 , UE向 eNodeB发送 RRC连接建立完成（RRC Connection Setup Complete ) 消息。在该消息中， UE携带要发送的 NAS 消息。在这里， UE 所携带的 NAS消息是服务请求（ Service Request, 简称为 SR ) 消息。在该步骤中， UE使用 SRB1信令无线承载来发送 NAS消息。 SRB1信令无线承载本身也有一定的容量限制，不能使用来发送大的 NAS消息。在后续步骤中， eNodeB会指示 UE建立 #2号信令无线承载即 SRB2, 以及数据无线承载（Data Radio Bearer, 简称为 DRB ) , 这两中无线承载可以携带容量较大的 NAS消息。 DRB通常还用于传输 IP数据流。 S204, eNodeB收到 UE的 RRC连接建立完成消息后，获取其中的 NAS 消息，将 NAS消息封装在 S1接口的初始 UE传输（ Initial UE Transfer )消息中，发送给 MME。所有 UE发送的 NAS消息，均被 eNodeB透传给 MME。 S205, MME收到 UE发送的服务请求（ Service Request )消息后 , 将 UE 转入连接态（ EMM-CONNECTED )。同时， MME向 eNodeB发送初始化上下文请求（ Initial Context Request ) 消息，在该消息中包含 UE的安全密钥、 EPS承载上下文信息、 UE被分配的 SGW地址、 UE的无线能力等。 S206, eNodeB向 UE发起安全模式建立（ Security Mode Command ) 消息，要求 UE使用加密方法来传输后续信令和数据。当 eNodeB收到 S205步 MME发送的初始化 UE上下文请求（ Initial UE Context Request ) 消息后， eNodeB使用其中的安全密钥来向 UE发起安全模式建立请求。 S207, UE向 eNodeB回复安全模式建立完成（ Security Mode Complete ) 消息，表示安全模式请求已接收，安全模式已建立完成。其后， UE 和网络间使用加密方式来发送信令和数据。

5208 , eNodeB 向 UE 发送 RRC 连接重配置请求（ RRC Connection Reconfiguration Request ) 消息，其中携带具体的无线承载（Radio Access Bearer , 简称为 RAB )信息。通过该 RAB信息， eNodeB要求 UE建立所指明的无线承载，这些无线承载具体包括 #2号信令无线承载即 SRB2, 以及若干个数据无线承载 DRB, 这些 DRB和 UE的核心网承载——对应。

5209 , UE 向 eNodeB 发送 RRC 连接重配置完成（ RRC Connection Reconfiguration Complete ) 消息，表明无线载配置已经完成。在 S209步执行后， UE可以使用 SRB2来发起容量较大的 NAS消息；还可以发送上行的 IP数据流， eNodeB将该 IP数据流发送给 UE所对应的 SGW, SGW进一步发送给 PGW。

5210, 收到 UE发送的 RRC连接重配置完成消息后， eNodeB向 MME 返回初始上下文配置响应（ Initial Context Setup Response ) 消息。

5211 , MME 收到 eNodeB 发送的初始上下文配置响应消息后，向 SGW/PGW发送承载修改请求（ Modify Bearer Request ) 消息。在本步骤中， MME根据 UE/eNodeB对承载的接收情况通知 SGW/PGW 对承载进行修改。该消息同时让 SGW恢复和 eNodeB之间的 S1-U的承载资源。

5212, SGW/PGW向 MME返回承载修改响应（ Modify Bearer Response ) 消息。在步骤 S212后， SGW可接收 UE发送的上行 IP数据包，并前转给 PGW。

5213 , 在 eNodeB收到 UE的 RRC请求后， eNodeB为 UE设置一个去活定时器，在定时器超期后，如果 UE已经不活动，则触发资源释放过程。

5214, eNodeB上的 UE去活定时器到期， UE不活动，则 eNodeB向 MME 发起 S 1接口上的 UE上下文释放请求（ UE Context Release Request ) 消息。

5215, MME收到 eNodeB发起的 UE上下文释放请求（ UE Context Release Request ) 消息后，向 SGW发送释放接入承载请求（Release Access Bearer Request ) 消息。

5216, SGW释放了和 eNodeB之间的 S1-U接口的承载后，向 MME返回释放接入^载响应 ( Release Access bearer Response ) 消息。

5217, MME向 eNodeB发送 UE上下文释放命令 ( UE Context Release Command ) 消息。

5218, eNodeB收到 MME的 UE上下文释放命令 ( UE Context Release Command ) 消息后，如果 UE 当前可及则向 UE发送无线承载释放 ( RRC Connection Release ) 消息，另一方面 eNodeB释放 UE的上下文信息。

5219, eNodeB向 MME返回 UE上下文释放完成（UE Context Release Complete ) 消息；经过步骤 S214 S219, 当 UE不活动后， eNodeB将释放 UE的无线承载、 UE上下文、 S1-U接口的承载上下文， MME将释放 UE的上下文并将 UE置入空闲态， SGW将释放 S1-U接口的承载上下文。

图 2示出了 UE从空闲态进入到连接态，恢复承载资源，发起数据传输，并最终又进入空闲态的流程。在该流程中，为了能将 IP数据发送给 SGW, eNodeB需要首先寻找到 SGW并恢复和 SGW之间的数据传输隧道，而这需要 eNodeB和 MME交互并从 MME获得 SGW和 S1接口的承载相关信息。当大量终端频繁地发起小数据传输，并在发送小数据传输后又很快进入空闲态的情况下，现有流程很容易导致网络信令负荷过多，容易造成控制网元的拥塞。另一方面，这些终端所发送的数据流量远小于这些终端从空闲态进入连接态所引起的信令流量，导致了系统的效率极低。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种承载分配和管理的方法及设备，解决大量终端接入到网络中并频繁间隙地发送小数据量的场景下，网络信令负荷较多，系统数据处理效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种承载分配和管理的方法，其中，演进的无线节点 B ( eNodeB )和服务网关（SGW )根据移动性管理实体（MME ) 的指示在用户终端（UE )进入空闲态后保存所述用户终端承载上下文信息；所述 UE从空闲态发起 IP数据传输时，所述 eNodeB根据所保存的所述 UE承载上下文信息恢复与所述 SGW间的数据传输隧道，并传输 IP数据；和 /或；所述 SGW收到发送至处于空闲态的所述 UE的 IP数据时，根据所保存的所述 UE承载上下文信息，恢复与所述 eNodeB间的数据传输隧道，并传输 IP数据。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 MME指示所述 eNodeB和所述 SGW在 UE进入空闲态后保存所述 UE承载上下文信息是指：在所述 UE附着过程中或在所述 UE从连接态转入空闲态过程中，所述 MME指示所述 eNodeB和所述 SGW在 UE进入空闲态后保存所述 UE承载上下文信息。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

在所述 UE附着过程中，所述 MME收到所述 eNodeB发送的初始 UE传输消息后，向所述 SGW发送会话创建请求消息并在此消息中指示所述 SGW 保存所述 UE承载上下文信息 ,所述 MME向所述 eNodeB发送初始化上下文建立请求消息并在此消息中指示所述 SGW保存所述 UE承载上下文信息。可选地，上述方法还可以具有以下特点：

在所述 UE从连接态转入空闲态过程中 , 所述 MME收到所述 eNodeB 发送的 UE上下文释放请求后，向所述 SGW发送释放用户终端接入承载请求消息并在此消息中指示所述 SGW保存所述 UE承载上下文信息，所述 MME向所述 eNodeB发送释放用户终端接入承载命令消息并在此消息中指示所述 SGW保存所述 UE承载上下文信息。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 MME根据以下条件决定向所述 eNodeB和所述 SGW作出所述指示：

所述 UE的行为模式信息；

eNodeB和 /或 SGW对 UE承载上下文信息保留的能力。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 UE的行为模式信息是指以下一种或多种属性：单连接单承载属性，频繁小数据传输属性，频繁状态切换属性。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 UE的行为模式信息是所述 MME从 UE签约数据中获得的所述 UE 的行为模式，或者是所述 MME对所述 UE的行为进行分析出的所述 UE的行为模式。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 UE承载上下文信息是指与所述 UE在连接态的 UE承载上下文信息一致的 UE承载上下文信息，或者是指能够使所述 eNodeB和所述 SGW互相寻到并恢复两者间隧道的 UE承载上下文信息。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 eNodeB所保存的 UE承载上下文信息至少包括： SGW地址、 SGW 的隧道端标识（TEID ) 。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 SGW所保存的 UE承载上下文信息至少包括： eNodeB地址、 eNodeB 的隧道端标识（TEID ) 。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

UE承载上下文信息还包括： UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率。可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 eNodeB使用所保存的 UE承载上下文信息产生要发往 UE的无线接入承载（ RAB )信息，包括以下方式：

保存的所述 UE承载上下文信息包括完整的 RAB信息，所述 eNodeB向 UE发送该 RAB信息；

保存所述 UE承载上下文信息仅包括 SGW地址、 SGW的 TEID、 UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率（AMBR ) , 所述 eNodeB使用这些信息产生要发往 UE的 RAB信息；

保存所述 UE承载上下文信息仅包括 SGW地址、 SGW的 TEID, 所述 eNodeB根据预配置策略产生要发往 UE的 RAB信息。

可选地，上述方法还可以具有以下特点：

所述 eNodeB和所述 SGW之间恢复数据传输隧道并传输 IP数据后，所述 eNodeB在置活定时器到期后判断 UE应置入连接态，向所述 MME发送初始 UE传输消息，所述 MME将所述 UE的状态置为连接态；

或者，所述 eNodeB和所述 SGW之间恢复数据传输隧道并传输 IP数据后，所述 SGW收到所述 UE的上行数据后，通知所述 MME将所述 UE的状态置为连接态。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种演进的无线节点 B, 其中，所述演进的无线节点 B ( eNodeB ) 包括用户终端（UE )承载上下文存储模块和传输模块；

所述 UE承载上下文存储模块，设置成根据移动性管理实体（MME )的指示在用户终端（UE )进入空闲态后保存所述用户终端承载上下文信息；所述传输模块，设置成所述 UE从空闲态发起 IP数据传输时，根据所保存的所述 UE承载上下文信息恢复与所述 SGW间的数据传输隧道，并传输 IP数据。

可选地，上述演进的无线节点 B还可以具有以下特点：

所述 UE承载上下文信息至少包括： SGW地址、 SGW 的隧道端标识 ( TEID ) ；或者还包括 UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率。

可选地，上述演进的无线节点 B还可以具有以下特点：

所述传输模块，还设置成在所述 UE承载上下文存储模块保存的所述 UE 承载上下文信息包括完整的 RAB信息时，向 UE发送该 RAB信息；

还设置成在所述 UE承载上下文存储模块保存的所述 UE承载上下文信息仅包括 SGW地址、 SGW的 TEID、 UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率 ( AMBR ) 时，使用这些信息产生要发往 UE的 RAB信息；

还设置成在所述 UE承载上下文存储模块保存的所述 UE承载上下文信息仅包括 SGW地址、 SGW的 TEID时，根据预配置策略产生要发往 UE的 RAB信息。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种服务网关，其中，所述服务网关包括用户终端（UE )承载上下文存储模块和传输模块；

所述 UE承载上下文存储模块，设置成根据移动性管理实体（MME )的指示在用户终端（UE )进入空闲态后保存所述用户终端承载上下文信息；所述传输模块，设置成收到发送至处于空闲态的所述 UE的 IP数据时，根据所保存的所述 UE承载上下文信息，恢复与所述 eNodeB间的数据传输隧道，并传输 IP数据。

可选地，上述服务网关还可以具有以下特点：

所述 UE承载上下文信息至少包括： eNodeB地址、 eNodeB的隧道端标识（TEID ) ；或者还包括 UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种移动性管理实体，其中，所述移动性管理实体（MME ) 包括：用户设备（UE )承载上下文信息保存指示模块，设置成向演进的无线节点 B ( eNodeB )和服务网关 ( SGW ) 指示在用户终端（UE )进入空闲态后保存所述用户终端承载上下文信息。

可选地，上述移动性管理实体还可以具有以下特点：

所述 UE承载上下文信息保存指示模块，还设置成在所述 UE附着过程中或在所述 UE从连接态转入空闲态过程中，指示所述 eNodeB和所述 SGW 在 UE进入空闲态后保存所述 UE承载上下文信息。

可选地，上述移动性管理实体还可以具有以下特点：

所述 UE承载上下文信息保存指示模块，还设置成根据以下条件决定向所述 eNodeB和所述 SGW作出所述指示：

所述 UE的行为模式信息；

eNodeB和 /或 SGW对 UE承载上下文信息保留的能力。

可选地，上述移动性管理实体还可以具有以下特点：

本发明实施例应用于大量终端接入到网络中并频繁间隙地发送小数据量的场景下，能有效降低终端从空闲态进入连接态后承载恢复所带来的信令开销，能减少网络资源的消耗，提高网络负载能力。附图概述

图 1是相关技术 E-UTRAN接入情境下的系统架构示意图；

图 2是相关技术下， UE从空闲态进入连接态后发起数据传输，在数据传输完成后又进入空闲态的流程示意图；

图 3是本发明实施例中承载分配和管理的方法的流程示意图；

图 4是本发明实施例中 MME在 UE附着过程指示保存 UE承载上下文信息的流程示意图；

图 5是本发明实施例中 MME在 UE从连接态转入空闲态过程中指示保存 UE承载上下文信息的流程示意图；

图 6是本发明实施例中 UE在空闲态下发起上行数据传输的流程示意图；图 7是对图 6流程的改进， UE在空闲态下发起上行数据传输， eNodeB 设置定时器将 UE转入连接态流程示意图；

图 8是对图 6流程的改进， UE在空闲态下发起上行数据传输， SGW通知 MME将 UE转入连接态的流程示意图；

图 9是本发明实施例中 UE在空闲态网络将下行数据发送给 UE的流程示意图。本发明的较佳实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图 3所示，承载分配和管理的方法包括：

演进的无线节点 B ( eNodeB )和服务网关（ SGW )根据移动性管理实体 ( MME ) 的指示在用户终端（UE )进入空闲态后保存所述用户终端承载上下文信息；

所述 UE从空闲态发起 IP数据传输时，所述 eNodeB根据所保存的所述 UE承载上下文信息恢复与所述 SGW间的数据传输隧道，并传输 IP数据；和 /或；所述 SGW收到发送至处于空闲态的所述 UE的 IP数据时，根据所保存的所述 UE承载上下文信息，恢复与所述 eNodeB间的数据传输隧道，并传输 IP数据。

UE承载上下文信息是指与所述 UE在连接态的 UE承载上下文信息一致的 UE承载上下文信息，或者是指能够使所述 eNodeB和所述 SGW互相寻到并恢复两者间隧道的 UE承载上下文信息。

eNodeB所保存的 UE承载上下文信息至少包括： SGW地址、 SGW的隧道端标识（TEID ) 。

SGW所保存的 UE承载上下文信息至少包括： eNodeB地址、 eNodeB的隧道端标识（TEID ) 。

UE承载上下文信息还包括： UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率。这些信息可以让 UE的 IP数据跑在正确的承载上，并接受最大带宽控制。

所述 UE的行为模式信息；

eNodeB和 /或 SGW对 UE承载上下文信息保留的能力。

所述 UE的行为模式信息是指以下一种或多种属性：单连接单承载属性 ( Single PDN Single Bearer, 简称为 SPSB ) (指明仅对该 UE分配单个连接单个承载 (即缺省承载 ) ), 频繁的小数据传输属性 (指明 UE在超过预设频率的小数据传输），频繁的状态切换属性（指明 UE在超过预设频率的状态切换）。

MME指示 eNodeB和 SGW在 UE进入空闲态时保留 UE承载上下文信息，可以发生在 UE初始附着的流程中（如图 4所示），也可以发生在 UE进入空闲态的流程中（如图 5所示）。

图 4是 MME在 UE附着流程中指示 eNodeB和 SGW为 UE保留承载，具有包括步骤 401至 418:

5401 , UE向 eNodeB发送 RRC连接请求（ RRC Connection Request )消息，携带 IMSI作为 UE的标识。

5402 , eNodeB向 UE发送 RRC连接建立（ RRC Connection Setup )消息，以建立信令无线承载 SRB1。

5403 , UE向 eNodeB发送 RRC连接建立完成（RRC Connection Setup Complete )消息。在该消息中， UE携带 NAS消息，该 NAS消息为附着（ Attach ) 消息。

5404, eNodeB收到 UE的 RRC连接建立完成（RRC connection Setup Complete ) 消息后，取出其中的 NAS消息，这里是 Attach消息，封装在 S1 接口的初始 UE传输（ Initial UE Transfer ) 消息中，发往 MME。

5405, MME收到 eNodeB转发的 Attach消息后，向 HSS发送位置更新请求 ( Location Update Request ) 消息。

5406, HSS收到 MME发送的位置更新请求（ Location Update Request ) 消息后，执行注册验证，向 MME 返回位置更新响应（Location Update

Response ) 消息。在该消息中，同时返回 UE的签约数据。

在图 4所示的流程中，在步骤中 S406中， HSS在 UE的签约数据中携带指示，可以携带 UE行为模式指示，包括： A, 单连接单承载指示，指示了对该 UE仅分配单连接单承载（即缺省承载）； B, 频繁的小数据传输指示，指示 UE具有超过预设频率的发起 IP小数据传输行为； C, 频繁的状态切换指示，指示 UE具有超过预设频率的在空闲态和连接态间切换的行为。

其中，单连接单承载指示，具体地，可以是：在 UE的签约数据中，有一个明确的单连接单承载指示；或者，在 UE的签约数据中，仅设置一个 APN, 并且该 APN的属性被设置为仅允许缺省承载。

S407, MME判断 SGW需要保存 UE承载上下文信息时，向 SGW/PGW 发送会话创建请求（ Session Create Request )消息，要求为 UE创建承载，并携带承载保留指示（Retain Bearer Indication, 简称为 RBI ) , 要求 SGWB保存 UE承载上下文信息。 MME可以根据 UE的签约数据中的指示判定对该 UE是否启用在空闲态保存 UE承载上下文信息的方法，可根据 eNodeB/SGW的能力决定是否要指示 eNodeB/SGW在空闲态保持 UE承载上下文信息。

MME还可以对 UE进行监测后分析出的 UE的行为模式（包括 A, 单连接单承载属性， B, 频繁的小数据传输行为， C频繁的状态切换行为），根据分析得出的 UE的行为模式判定对该 UE是否启用在空闲态保存 UE承载上下文信息的方法，可根据 eNodeB/SGW的能力决定是否要指示 eNodeB/SGW在空闲态保持 UE承载上下文信息。

5408, SGW/PGW为 UE创建承载，向 MME返回会话创建响应（ Session Create Response ) 消息。

5409, MME判断 eNodeB需要保存 UE承载上下文信息时，向 eNodeB 初始上下文建立请求（ Initial Context Setup Request ) 消息，在此消息携带承载保留指示（ Retain Bearer Indication, 简称为 RBI ) , 要求 eNodeB保存 UE 承载上下文信息，并且还携带安全密钥、 UE 的无线能力、无线接入承载列表（ Radio Access Bearers , RAB )等信息。同时 MME在该消息中携带 NAS 消息 -附着接收（ Attach Accept ) 消息，表明 UE的附着请求已接收

在该步骤中， MME同时将 SGW的地址携带给 eNodeB。

5410 , eNodeB向 UE发起安全模式建立（ Security Mode Command )消息，要求 UE使用加密方法来传输后续信令和数据。

S411 , UE向 eNodeB回复安全模式建立完成（ Security Mode Complete ) 消息，表示安全模式请求已接收，安全模式已建立完成。

5412 , eNodeB 向 UE 发送 RRC 连接重配置请求（ RRC Connection Reconfiguration Request ) 消息，其中携带具体的无线承载（Radio Access Bearer, 简称为 RAB )信息。在该 RRC消息中， eNodeB同时携带 NAS消息 -附着接收（ Attach Accept ) 消息。

5413 , UE 向 eNodeB 发送 RRC 连接重配置完成（ RRC Connection Reconfiguration Complete ) 消息，表明无线载配置已经完成。

5414, 收到 UE发送的 RRC连接重配置完成消息后， eNodeB向 MME 返回初始上下文配置响应（ Initial Context Setup Response )消息。在该消息中， eNodeB携带了 eNodeB的地址、 eNodeB的隧道端点 ID( Tunnel Endpoint ID, 简称为 TEID ) 。

5415, UE向 eNodeB发送直接传输（Direct Transfer ) 消息，用以携带 NAS消息，这里 UE携带附着完成（ Attach Complete ) 消息。

5416, eNodeB向 MME发送上行 NAS传输（Uplink NAS Transfer ) 消息，其中携带 UE发送的附着完成（Attach Complete ) 消息。在本消息中，携带 eNodeB的地址、 eNodeB的 TEID。

5417, MME SGW/PGW发送承载修改请求（ Modify Bearer Request ) 消息。在本消息中 , MME同时将 eNodeB的地址、 eNodeB的 TEID携带给 SGW。

5418, SGW/PGW向 MME返回承载修改响应（ Modify Bearer Response ) 消息。

上述方法中，当 eNodeB收到 MME发送的承载保留指示后，在本地存储 UE的承载上下文，及时 UE在进入空闲态， eNodeB也不会释放该 UE的承载上下文。具体地， eNodeB在 UE进入空闲态后需要保存的 UE承载上下文信息，至少包括： SGW的地址、 SGW的 TEID。额外地，还可以包括：缺省承载 ID、 UE的平均最大带宽（ Average Maximum Bit Rate，简称为 AMBR )。

相应地， SGW在 UE进入空闲态所保存的 UE的承载上下文信息，至少包括： eNodeB的地址、 eNodeB的 TEID。额外地，还可以包括：缺省承载 ID、 UE的平均最大带宽 AMBR。

承载 ID是关联 UE承载、 eNodeB上的无线承载、 SGW/PGW上的 EPS 承载的必须手段。当 UE具有多个承载时，数据传输必须指明承载 ID。提供缺省承载 ID,表明数据仅在缺省承载上传输。在 UE仅具有单连接单承载时，即使不提供承载 ID, 也可以实现 UE承载、无线承载、 EPS承载的关联。

保存 UE的最大带宽 AMBR信息，使得 eNodeB/SGW能对数据传输进行带宽控制。

图 5是 MME在 UE转入空闲态的流程中指示 eNodeB和 SGW为 UE保留承载，具有包括步骤 501至 507:

5501 , eNodeB上的 UE不活动定时器到期，此时 UE没有任何信令和数据流传输， eNodeB决定发起 S1连接释放过程；

5502, eNodeB向 MME发送 S1接口 UE上下文释放请求（ SI UE Context Release Request ) 消息；

5503 , MME向 SGW发送释放载请求 ( Release Bearer Request )消息。在该消息中，携带保存 UE承载上下文信息的指示；

5504, SGW接收到 MME发送的释放承载请求消息后 , 向 MME返回释放承载请求响应 ( Release Bearer Response ) 消息；

在本步骤中， SGW标记 UE进入空闲态，并保存部分的 UE承载上下文信息，如： eNodeB地址、 eNodeB的 TEID。

5505 , MME向 eNodeB发送 SI接口 UE上下文释放命令（ SI UE Context Release Command )消息，在该消息中，携带保存 UE承载上下文信息的指示；

5506, 如果 UE可及，则 eNodeB 向 UE发送 RRC 连接释放 ( RRC Connection Release ) 消息，释放 UE的无线承载；

5507 , eNodeB向 MME返回 S1接口 UE上下文释放完成（ SI UE Context Release Complete ) 消息；

在本步骤中， eNodeB标记 UE进入空闲态，并保存部分的 UE承载上下文信息，如： SGW地址、 SGW的 TEID。

在图 5的流程中， MME在 UE进入空闲态的流程中，分别指示 eNodeB 和 SGW保存 UE承载上下文信息。

在本流程中， MME判断是否指示 eNodeB和 SGW保存 UE承载上下文的方法与图 4中所示的方法相同。

图 6是根据本发明的实施例， UE在空闲态发起 IP数据传输的流程图，包括 601至 607:

S601 , UE向 eNodeB发送 RRC连接请求（ RRC Connection Request )消息，其中携带 UE的 S-TMSI;

5602, eNodeB收到 RRC连接请求消息后，向 UE发送 RRC连接建立 ( RRC Connection Setup ) 消息；

5603 , UE向 eNodeB发送 RRC连接建立完成（RRC Connection Setup Complete ) 消息。在该消息中， UE携带要发送的 NAS 消息。在这里， UE 所携带的 NAS消息是服务请求（ Service Request, 简称为 SR ) 消息；

S603a, eNodeB收到 UE发送的 RRC连接建立完成（RRC Connection Setup Complete ) 消息后，根据在 eNodeB上所保存的信息： UE的状态（标记为空闲态）、 UE承载上下文信息，判断可以使用保存的 UE承载上下文来恢复 eNodeB和 SGW之间的数据传输隧道；

5604, eNodeB向 UE发起安全模式建立（ Security Mode Command ) 消息，要求 UE使用加密方法来传输后续信令和数据；

在本步骤中，如果在前述流程中 eNodeB所保存的 UE承载上下文信息中包括安全密钥参数，则 eNodeB可以直接使用该安全密钥参数向 UE发起安全模式建立请求。或者，在前述流程中 eNodeB在保存 UE承载上下文信息时没有保存安全密钥数据，则 eNodeB可以使用预配置的安全密钥参数向 UE发起安全模式建立请求。

5605, UE向 eNodeB返回安全模式建立完成（ Security Mode Complete ) 消息；

S606 , eNodeB 向 UE 发送 RRC 连接重配置请求（ RRC Connection

Reconfiguration Request ) 消息，其中携带具体的无线承载（Radio Access Bearer, 简称为 RAB )信息；

在本步骤中， eNodeB使用在前述流程中所保存的 UE承载上下文信息来产生要发往 UE的 RAB信息。 eNodeB可以根据如下方法来产生 RAB信息： - 如果 eNodeB在前述流程中保存 UE承载上下文信息时保存了完整的

RAB信息，则 eNodeB向 UE发送该 RAB信息；或者，

- 如果 eNodeB仅保存了 SGW地址、 SGW的 TEID、 UE的承载 ID、 UE 的 AMBR, 则 eNodeB使用这些信息产生要发往 UE的 RAB信息；或， - 如果 eNodeB仅保存了 SGW地址、 SGW的 TEID, 则 eNodeB根据预配置策略产生要发往 UE的 RAB信息。比如， eNodeB使用特殊值 (如将承载 ID设置为 0 )来填充承载 ID, 使用预定义的带宽来填充 AMBR信息。

S607 , UE 向 eNodeB 发送 RRC 连接重配置完成（ RRC Connection Reconfiguration Complete ) 消息，表明无线载配置已经完成；

在步骤 S607后， UE即可发起上行的 IP数据传输。当 eNodeB收到 UE 发送的 IP数据后，根据 eNodeB所保存的 UE承载上下文信息，获得 SGW 的地址和 SGW的 TEID,恢复和 SGW间的数据传输隧道，经过该隧道将 UE 发送的 IP数据发送给 SGW。 SGW在收到 IP数据后 ,将 IP数据转发给 PGW。

通过图 6的流程， eNodeB可以使用所保存的 UE承载上下文信息，来快速地恢复 IP数据传输链路，包括恢复 eNodeB和 SGW之间的数据传输隧道 ( S1用户面连接 ) 、 eNodeB和 UE的无线承载资源（ RAB ) 。

然而，图 6所示的流程，存在一个缺陷： eNodeB、 MME, SGW均没有将 UE从空闲态置入连接态。由于 eNodeB没有和 MME交互， eNodeB没有将 UE发送的服务请求（ Service Request ) 消息转发给 MEM, 从而 MME也无法将 UE从空闲态置入连接态。而 MME也没有发送任何消息给 SGW, 从而 SGW也没有将 UE置入连接态。未将 UE置入连接态有可能会给后续流程造成一些错误和不优化。

为了解决图 6流程的问题，提出了图 7、图 8所示的方法。图 7的流程中， eNodeB在 UE发起 RRC连接后一定时间后， eNodeB发起和 MME的交互，将 UE置入连接态。图 8的流程中， eNodeB向 SGW发送 IP数据时，触发 SGW和 MME的交互 , 将 MME置入连接态。

图 7是图 6流程的改进 , UE在空闲态发起 IP数据的流程图包括步骤 701 至 714:

S701-S707 ,和图 6的 S601~S607—致， UE发起 RRC连接请求， eNodeB 使用所保存的 UE承载上下文信息指示 UE建立无线接入承载 RAB; 额外地，在步骤 S703中， eNodeB需要将 UE在 RRC连接建立完成消息中携带的 NAS消息（ Service Request ) 消息緩存在本地。

S707a, eNodeB对该 UE设置一置活定时器；

在本步骤中， eNodeB设置该置活定时器的作用是，在 UE发起 RRC连接后，监视 UE的活动的持久性，从而决定是否将 UE置入连接态。比如：如果 UE发起 RRC只是为了传输少量的 IP数据，传输完后又进入静默期，则无需将 UE置入连接态，即不需要触发 eNodeB和 MME的交互。如果 UE 发起 RRC连接后，在定时器周期内具有持久性的活动，则将 UE置入连接态。

5708, 在置活定时器到期后，若 eNodeB判断应将 UE置入连接态，则 eNodeB向 MME发送初始 UE传输（ Initial UE Transfer )消息，其中携带 UE 在步骤 S703中携带的 NAS消息，即服务请求（ Service Request ) 消息；

5709, MME收到 UE发送的服务请求（ Service Request )消息后，将 UE 转入连接态。同时， MME向 eNodeB发送初始化上下文请求（ Initial Context Request )消息，在该消息中包含 UE的安全密钥、 EPS承载上下文信息、 UE 被分配的 SGW地址、 UE的无线能力等；

5710 , eNodeB 收到 MME 发送的初始化上下文请求（Initial Context Request ) 消息后，向 UE 发送 RRC 连接重配置请求（ RRC Connection Reconfiguration Request ) 消息，要求 UE重新配置无线接入载 RAB;

5711 , UE执行无线接入承载配置，向 eNodeB返回 RRC连接重配置完成 ( RRC Connection Reconfiguration Complete ) 消息；

5712, eNodeB 向 MME返回初始上下文配置响应（Initial UE Context Setup Response ) 消息；

在该步骤中， eNodeB删除所保存的 UE为空闲态的标志，即表示当前 UE为连接态。

S713 , MME 收到 eNodeB 发送的初始上下文配置响应消息后，向

SGW/PGW发送承载修改请求（ Modify Bearer Request ) 消息；

在该步骤中， SGW删除所保存的 UE为空闲态的标志，即表示当前 UE 为连接态。 S714, SGW/PGW向 MME返回承载修改响应（ Modify Bearer Response ) 消息。

图 8是图 6流程的改进 , UE在空闲态发起 IP数据的流程图包括步骤 801 至 814:

S801-S807 ,和图 6的 S601~S607—致， UE发起 RRC连接请求， eNodeB 使用所保存的 UE承载上下文信息指示 UE建立无线接入承载 RAB;

额外地，在步骤 S803中， eNodeB需要将 UE在 RRC连接建立完成消息中携带的 NAS消息（ Service Request ) 消息緩存在本地。

S808 , SGW 收到 UE 的上行 IP 数据后，向 MME 发送通知消息

( Notification ) , 通知 UE进入活动态；

5809, MME向 eNodeB发送初始化上下文请求（ Initial Context Request ) 消息，用以设置 UE上下文信息；

5810 , eNodeB 收到 MME 发送的初始化上下文请求（Initial Context Request ) 消息后，向 UE 发送 RRC 连接重配置请求（ RRC Connection

Reconfiguration Request ) 消息，要求 UE重新配置无线接入载 RAB;

5811 , UE执行无线接入承载配置，向 eNodeB返回 RRC连接重配置完成 ( RRC Connection Reconfiguration Complete ) 消息；

5812, eNodeB 向 MME返回初始上下文配置响应（Initial UE Context Setup Response ) 消息；

5813 , MME 收到 eNodeB 发送的初始上下文配置响应消息后，向 SGW/PGW发送承载修改请求（ Modify Bearer Request ) 消息；

在该步骤中， SGW删除所保存的 UE为空闲态的标志，即表示当前 UE 为连接态。

5814, SGW/PGW向 MME返回承载修改响应（ Modify Bearer Response ) 消息。

使用图 7、 8的流程， eNodeB、 SGW、 MME可将 UE从空闲态置入连接态。

图 9是根据本发明的实施例 1 , UE在空闲态时，发送 IP数据给 UE的流程图，具有如下步骤：

5901 , PGW收到下行的 IP数据，发送给 SGW;

5902 , SGW检查当前 UE的状态为空闲态，决定向 MME发起下行数据通知 ( Downlink Data Notification ) 消息；

S903 , SGW向 MME发送下行数据通知（ Downlink Data Notification ) 消息；

S904-S905 , MME向 eNodeB发送寻呼（Paging ) 消息， eNodeB寻呼

UE;

5906, UE收到寻呼后，发起服务请求（ Service Request )过程，流程如图 6、 7、 8所示；

5907, UE响应寻呼后， SGW根据保存的 UE承载上下文信息，恢复和 eNodeB间的数据传输隧道，将 IP数据发送给 UE;

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明实施例精神及其改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明实施例所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块 /单元可以釆用硬件的形式实现，也可以釆用软件功能模块的形式实现。本发明实施例不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

工业实用 4生

本发明实施例应用于大量终端接入到网络中并频繁间隙地发送小数据量的场景下，能有效降低终端从空闲态进入连接态后承载恢复所带来的信令开销，能减少网络资源的消耗，提高网络负载能力。

Claims

权利要求书

1、一种承载分配和管理的方法，包括，

2、如权利要求 1所述的方法，其中，

3、如权利要求 2所述的方法，其中，

在所述 UE附着过程中，所述 MME收到所述 eNodeB发送的初始 UE传输消息后，向所述 SGW发送会话创建请求消息并在此消息中指示所述 SGW 保存所述 UE承载上下文信息 ,所述 MME向所述 eNodeB发送初始化上下文建立请求消息并在此消息中指示所述 SGW保存所述 UE承载上下文信息。

4、如权利要求 2所述的方法，其中，

5、如权利要求 2所述的方法，其中，

所述 MME根据以下条件决定向所述 eNodeB和所述 SGW作出所述指所述 UE的行为模式信息；

eNodeB和 /或 SGW对 UE承载上下文信息保留的能力。

6、如权利要求 5所述的方法，其中，

7、如权利要求 5或 6所述的方法，其中，

8、如权利要求 1所述的方法，其中，

9、如权利要求 1所述的方法，其中，

10、如权利要求 1所述的方法，其中，

11、如权利要求 9或 10所述的方法，其中，

UE承载上下文信息还包括： UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率。

12、如权利要求 1、 8或 9所述的方法，其中，

保存的所述 UE承载上下文信息包括完整的 RAB信息，所述 eNodeB向 UE发送该 RAB信息；保存所述 UE承载上下文信息仅包括 SGW地址、 SGW的 TEID、 UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率（ AMBR ) , 所述 eNodeB使用这些信息产生要发往 UE的 RAB信息；

13、如权利要求 1所述的方法，其中，

14、一种演进的无线节点 B, 包括用户终端（UE )承载上下文存储模块和传输模块；

15、如权利要求 14所述的演进的无线节点 B, 其中，

16、如权利要求 14或 15所述的演进的无线节点 B, 其中，

所述 UE承载上下文信息至少包括： SGW地址、 SGW 的隧道端标识

( TEID ) ；或者还包括 UE的承载 ID、 UE的平均最大比特率。

17、如权利要求 16所述的演进的无线节点 B, 其中，所述传输模块，还设置成在所述 UE承载上下文存储模块保存的所述 UE 承载上下文信息包括完整的 RAB信息时，向 UE发送该 RAB信息；

18、一种服务网关，包括用户终端（UE )承载上下文存储模块和传输模块；

19、如权利要求 18所述的服务网关，其中，

20、如权利要求 18或 19所述的服务网关，其中，

21、一种移动性管理实体，包括用户设备（UE )承载上下文信息保存指示模块；所述用户设备（UE )承载上下文信息保存指示模块，设置成向演进的无线节点 B ( eNodeB )和服务网关（SGW )指示在用户终端（UE )进入空闲态后保存所述用户终端承载上下文信息。

22、如权利要求 21所述的移动性管理实体，其中，

23、如权利要求 21所述的移动性管理实体，其中，

所述 UE的行为模式信息；

eNodeB和 /或 SGW对 UE承载上下文信息保留的能力。

24、如权利要求 23所述的移动性管理实体，其中，

25、如权利要求 23或 24所述的移动性管理实体，其中，