WO2014056433A1 - 一种演进的分组核心网络实现移动性管理的方法和系统 - Google Patents

一种演进的分组核心网络实现移动性管理的方法和系统 Download PDF

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WO2014056433A1
WO2014056433A1 PCT/CN2013/084920 CN2013084920W WO2014056433A1 WO 2014056433 A1 WO2014056433 A1 WO 2014056433A1 CN 2013084920 W CN2013084920 W CN 2013084920W WO 2014056433 A1 WO2014056433 A1 WO 2014056433A1
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sgw
enb
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control network
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王静
周娜
梁爽
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to the mobility management technology of the 3rd Generation Partnership Project (3GPP), and in particular to a method and system for implementing mobility management of an EPC (Evolved Packet Core) network.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • EPC Evolved Packet Core
  • the Open Flow protocol uses a forwarding/control separation architecture.
  • the external control plane entity uses the Open Flow protocol to control the forwarding plane device to implement various forwarding logics.
  • the main function of the forwarding plane device is based on Open Flow.
  • the flow table sent by the controller performs controlled forwarding. The behavior is standardized. For example, if a packet is received, the L2/L3/L4 related field value of the packet header is retrieved, and the flow table is searched as a keyword. After an entry, the packet field is transformed according to the instruction set in the content of the entry, and then forwarded to a logical or physical port according to the indication.
  • This protocol is further evolved into Software Defined Network (SDN), which means that software can be used to implement various complex network applications on the control plane, and the forwarding plane device does not need any changes, because the control plane adopts general-purpose server + universal
  • SDN Software Defined Network
  • the operating system and can be implemented using a common software programming tool or a scripting language such as Python, which makes the support of the new network protocol very simple, and the new technology deployment cycle is greatly shortened.
  • EPC is a new packet core network introduced in the 3GPP R8 phase, which further flattens the network.
  • the forwarding plane devices are divided into a service gateway (SGW, Serving Gateway) and a public packet network gateway (PGW, PDN Gateway). Since R8, EPC has been carried out.
  • SGW service gateway
  • PGW public packet network gateway
  • R8 EPC has been carried out.
  • a series of functional enhancements, including the introduction of shunting and other technologies, these enhancements require a new protocol specification cycle of 1-2 years, then implemented by the equipment vendor, the operator to test, and then deployed, which makes the network
  • the introduction of new features is very long and costly.
  • the goal of Open Flow design can solve this problem. It only needs to modify the logic of the control network element (control network element) in the Open Flow mechanism to introduce new network characteristics. The control network element controls the forwarding plane device to complete this function.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an EPC network architecture in which the Open Flow mechanism is introduced in the prior art;
  • the network architecture includes a User Equipment (UE) 10, an evolved NodeB (eNB) 20, a Mobility Management Entity (MME) 30, an SGW 40, a PGW 50, and a Control Network Element 60.
  • the UE 10 is connected to the eNB 20, the eNB 20 is connected to the MME 30 and the SGW 40, the MME 30 is connected to the control network element 60, and the control network element 60 controls the SGW 40 and the PGW 50.
  • the SGW and PGW in Figure 1 only have the user plane function. All control plane management functions are performed by the control network element, including the establishment and modification of the user plane tunnel, and the quality of service (QoS) guarantee. All the control logics required by the SGW and the PGW are delivered by the control network element.
  • the SGW and the PGW are actually routers with the same function, and have the functions of the SGW and the PGW under the control of the control network element. This allows for a more flexible networking for the EPC core network.
  • the mobility management mechanism is the processing mechanism adopted by the EPC network to maintain user service continuity.
  • the EPC network ensures that the anchor PGW does not change.
  • the EPC network modifies the uplink and downlink tunnel path to maintain UE service data transmission.
  • the control network element needs to complete the tunnel path transfer under the control of the EPC network to ensure the service continuity of the UE.
  • the control network element serving the UE controls the forwarding device to complete the tunnel management by using the Open Flow mechanism, specifically, the tracking area update (TAU, Tracking Area Update) process is
  • the mouth Figure 2 shows.
  • Figure 2 shows the implementation process of controlling the network element unchanged and the SGW unchanged during the TAU process.
  • Step 102 The first MME serving the UE acquires a context from the second MME, and obtains a bearer context managed by the second MME for the UE and a control network element information for managing the core network tunnel for the UE.
  • the first MME is an MME that is reselected by the eNB after the UE location changes; the second MME is an original MME before the UE location changes.
  • Step 103 The first MME determines whether it is necessary to re-designate a control network element to serve the UE according to the location where the UE is located, and performs step 104 when not needed, otherwise, the process ends.
  • Step 104 The first MME initiates a Modify Bearer Request message to update the registration information of the MME to the control network element, where the bearer modification request message includes a control plane address and a tunnel identifier (TEID) of the first MME.
  • TEID tunnel identifier
  • Step 105 The control network element determines whether it is necessary to re-designate an SGW according to the location of the UE. If not, perform step 106. Otherwise, the process ends.
  • Step 106 When the UE has uplink data to be transmitted in the TAU process, the first MME initiates a radio bearer setup process; the radio bearer setup process is implemented by an initial context setup process; and the eNB allocates a downlink tunnel identifier carried by the UE. (TEID).
  • TEID downlink tunnel identifier
  • Step 107 The first MME sends a bearer modification request message to the control network element, where the message includes an address of the eNB and a TEID allocated by the eNB for the UE.
  • Step 108 The control network element updates the downlink table message such as the eNB address and the TEID to the SGW by sending the flow table message, and the SGW sends the data to the new eNB.
  • the main purpose of the embodiment of the present invention is to provide an EPC network to implement mobile
  • the method and system for managing the problem solves the coordination problem of two control network elements caused by the change of the control network element caused by the UE mobile.
  • a method for implementing mobility management in an EPC network includes:
  • the first control network element addresses the second control network element according to the identifier or the address information of the second control network element sent by the first MME, and obtains the PGW address and the PGW of the second control network element.
  • the tunnel identifies the TEID information, and sends the first service gateway SGW address and the TEID information of the first SGW to the second control network element;
  • the second control network element sends flow table information carrying the first SGW address and the TEID information of the first SGW to the PGW.
  • the method further includes: the first MME selecting the first control network element according to the current access location of the UE or the location information of the first eNB, and sending the create session request message to the selected first control network element.
  • the GPRS Tunneling Protocol (GTP) tunnel where the create session request message carries the location information of the UE and the identifier or address information of the second control network element.
  • GTP GPRS Tunneling Protocol
  • the method further includes: after the UE leaves the area range specified by the tracking area identifier list, the first MME is selected by the first eNB for the UE The UE sends a TAU request to the first MME.
  • the first MME searches for the second MME according to the temporary user identifier (GUTI), and sends a context acquisition message to the second MME.
  • the second MME sends the MME to the first MME. Responding to the context information of the UE and the second control network element information serving the UE;
  • the second e NB can not itself determine the UE according to the measurement information reported by the UE
  • the second eNB sends a handover request message to the second MME, and carries the identifier information of the first eNB that is handed over; the second MME selects the first MME according to the identifier information and the topology relationship of the first eNB, and the first eNB
  • the location information, the mobility management and bearer context of the UE, and the second control network element information serving the PGW are sent to the first MME.
  • the method further includes: when the UE has uplink data transmission in the TAU process, the first MME establishes an bearer of the air interface, and initiates an initial context establishment process, obtaining an address of the first eNB and a TEID of the first eNB; The first MME sends a bearer modification request message carrying the address of the first eNB and the TEID of the first eNB to the first control network element; the first control network element sends the address carrying the first eNB to the first SGW and The flow table of the TEID of the first eNB updates the downlink GTP tunnel information.
  • the method further includes: when the data between the base stations needs to be directly forwarded, the first control network element obtains the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and the flow table sent to the first SGW The information carries the address of the first eNB and the TEID of the first eNB, and notifies the second control network element to update the flow table information on the PGW; after receiving the notification, the second control network element obtains the first SGW.
  • the address and the TEID of the first SGW are sent to the PGW; the PGW updates the flow table information according to the address of the first SGW and the TEID of the first SGW; after the update is complete, the uplink and downlink data are in the first eNB, the first Pass between SGW and PGW.
  • the method further includes: when the uplink data between the base stations needs to be forwarded indirectly, the first control network element obtains the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and specifies the first for data forwarding.
  • the third SGW sends a flow table carrying the address of the first eNB and the TEID of the first eNB to the third SGW, where the first control network element further sends the address of the third SGW and the TEID of the third SGW to the first MME.
  • the second MME Transmitting, by the first MME, the address of the third SGW and the TEID of the third SGW to the second MME; the second MME notifying the address of the third SGW and the TEID of the third SGW to the second control network element and the second
  • the second control network element notifies the first SGW of the address of the third SGW and the TEID of the third SGW; the uplink data is in the second eNB,
  • the third SGW is transmitted between the first eNB.
  • the method further includes: when the downlink data between the base stations needs to be forwarded indirectly, the first control network element obtains the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and the flow sent to the first SGW
  • the table information carries the address of the first eNB and the TEID of the first eNB, and notifies the second control network element to update the flow table information on the PGW; after receiving the notification, the second control network element obtains the first The address of the SGW and the TEID of the first SGW are sent to the PGW; the PGW updates the flow table information according to the address of the first SGW and the TEID of the first SGW; after the update is complete, the downlink data is in the first eNB, the first Pass between SGW and PGW.
  • the method further includes: sending, by the first MME or the second MME, a delete session request message to the second control network element, where the second control network element deletes the user flow table information in the second SGW by deleting the flow table message , recycling resources.
  • the embodiment of the present invention further provides a system for implementing mobility management in an EPC network, where the system includes: a first control network element, a second control network element, a first MME, a first SGW, and a PGW;
  • the first control network element is configured to address the second control network element according to the identifier or the address information of the second control network element sent by the first MME, obtain the PGW address allocated by the second control network element, and the TEID information of the PGW, and The first SGW address and the TEID information of the first SGW are sent to the second control network element, and the flow table information carrying the TEID information of the PGW address and the PGW is sent to the first SGW;
  • the second control network element is configured to send, to the PGW, flow table information that carries the first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • the system further includes a first eNB configured to accept UE attachment;
  • the first MME is configured to select a first control network element according to the current access location of the UE or the location information of the first eNB, and send a create session request message to the selected first control network element to establish a GTP tunnel, where the The session request message carries the UE location information, and the second control ID or address information of the NE.
  • the system further includes: a second MME, configured to reply to the first MME the context information of the UE and the second control network element information serving the UE;
  • the first eNB is further configured to select a first MME for the UE;
  • the first MME is further configured to: find a second MME according to the GUTI, and send a context acquisition message to the second MME;
  • system further includes: a second eNB, a second MME, where
  • the second e NB, UE configured according Burgundy determining measurement information reported by itself can not serve the UE, the second request message to the second eNB MME sends a handover, carries the identification information of the first eNB handover;
  • the second MME is configured to select the first MME according to the identity information and the topology relationship of the first eNB, and the location information of the first eNB, the mobility management and bearer context of the UE, and the second control network serving the PGW.
  • the meta information is sent to the first MME.
  • the first MME is further configured to: when the UE has uplink data transmission in the TAU process, establish a bearer of the air interface, and initiate an initial context establishment process, to obtain an address of the first eNB and a TEID of the first eNB;
  • the first MME sends a bearer modification request message carrying the address of the first eNB and the TEID of the first eNB to the first control network element;
  • the first control network element is further configured to send a flow table carrying the address of the first eNB and the TEID of the first eNB to the first SGW, and update the downlink GTP tunnel information.
  • the first control network element is further configured to: when the data between the base stations needs to be directly forwarded, obtain the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and send the flow table to the first SGW.
  • the information carries the address of the first eNB and the TEID of the first eNB, and notifies the second control network element to update the flow table information on the PGW;
  • the second control network element is further configured to: after receiving the notification, send the obtained address of the first SGW and the TEID of the first SGW to the PGW;
  • the PGW is configured to update the flow table information according to the address of the first SGW and the TEID of the first SGW. After the update is completed, the uplink and downlink data is transferred between the first eNB, the first SGW, and the PGW.
  • the first control network element is further configured to: when the uplink data between the base stations needs to be forwarded indirectly, obtain the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and specify the first for data forwarding. a third SGW, sending, to the third SGW, a flow table carrying an address of the first eNB and a TEID of the first eNB, where the first control network element further sends an address of the third SGW and a TEID of the third SGW to the first MME ;
  • the first MME is further configured to forward the address of the third SGW and the TEID of the third SGW to the second MME;
  • the second MME is configured to notify the second control network element and the second eNB of the address of the third SGW and the TEID of the third SGW;
  • the second control network element is further configured to notify the first SGW of the address of the third SGW and the TEID of the third SGW; and the uplink data is transferred between the second eNB, the third SGW, and the first eNB.
  • the first control network element is further configured to: when the downlink data between the base stations needs to be forwarded indirectly, obtain the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and send the flow to the first SGW.
  • the table information carries the address of the first eNB and the TEID of the first eNB, and notifies the second control network element to update the flow table information on the PGW;
  • the second control network element is further configured to: after receiving the notification, send the obtained address of the first SGW and the TEID of the first SGW to the PGW;
  • the PGW is configured to update the flow table information according to the address of the first SGW and the TEID of the first SGW. After the update is complete, the downlink data is transferred between the first eNB, the first SGW, and the PGW.
  • the system further includes a second SGW, the first MME or the second MME, And configured to send a delete session request message to the second control network element;
  • the second control network element is further configured to delete the user flow table information in the second SGW by deleting the flow table message, and recover the resource.
  • An embodiment of the present invention provides a method and a system for implementing mobility management in an EPC network.
  • the first control network element changes during a UE mobile process
  • the first control network element is configured according to the identifier of the second control network element sent by the first MME.
  • the address information is addressed to the second control network element, and the PGW address of the second control network element and the TEID information of the PGW are obtained, and the first SGW address and the TEID information of the first SGW are sent to the second control network element.
  • the first control network element sends, to the first SGW, flow table information that carries the TEID information of the PGW address and the PGW; the second control network element sends the flow table information that carries the first SGW address and the TEID information of the first SGW to the PGW; In this way, the coordination problem of two control network elements caused by the control network element change caused by the UE movement can be solved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an EPC network architecture in which an Open Flow mechanism is introduced in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method for controlling mobility of a network element in a TAU process of an EPC network in the prior art
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for implementing mobility management in an EPC network according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a system for implementing mobility management in an EPC network according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an EPC according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic flowchart of a method for implementing mobility management in an EPC network according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic flowchart of a method for implementing mobility management in an EPC network according to Embodiment 4 of the present invention
  • 8 is a schematic flowchart of a method for implementing direct data forwarding between base stations on the basis of Embodiment 4 according to the present invention
  • FIG. 9 is a schematic flowchart of a method for implementing indirect data forwarding between base stations according to Embodiment 4 of the present invention. detailed description
  • the basic idea of the embodiment of the present invention is: when the control network element changes during the UE mobile process, the first control network element addresses the second control network element according to the identifier or address information of the second control network element sent by the first MME, Obtaining the PGW address of the second control network element and the TEID information of the PGW, and transmitting the first SGW address and the TEID information of the first SGW to the second control network element; the first control network element sends the information to the first SGW.
  • Flow table information carrying the PGW address and the TEID information of the PGW; the second control network element sends flow table information carrying the first SGW address and the TEID information of the first SGW to the PGW.
  • the first control network element refers to a control network element that controls the changed network element
  • the second control network element refers to the original control network element before the control network element is changed
  • the first SGW refers to the first control network.
  • the new SGW selected by the yuan.
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for implementing mobility management in an EPC network according to Embodiment 1 of the present invention; as shown in FIG. 3, the method includes the following steps: :
  • Step 201 The first control network element addresses the second control network element according to the identifier or the address information of the second control network element sent by the first MME to obtain the second control network element, when the control network element changes during the UE mobile process.
  • the assigned PGW address and the TEID information of the PGW are sent to the second control network element by the first SGW address allocated by itself and the TEID information of the first SGW.
  • the step may be: when the control network element changes during the UE mobile process, the first control network element receives a Create Session Request message that is sent by the first MME and carries the identifier or address information of the second control network element. And the second control network element is obtained according to the identifier or the address information of the second control network element, and the PGW address and the TEID information of the PGW are obtained by the second control network element; Assigning, by the first control network element, the first SGW according to the location information of the UE, and using the first SGW address and the first SGW The TEID information is sent to the second control network element.
  • the step further includes: the first MME selecting the first control network element according to the current access location of the UE or the location information of the first eNB, and sending a create session request message to the selected first control network element to establish a GTP tunnel.
  • the create session request message carries the UE location information and the identifier or address information of the second control network element.
  • the first MME selects the first control network element according to the current access location of the UE or the location information of the first eNB: when the eNB does not perform handover, the first MME according to the context information of the UE and the service for the UE Controlling the network element information, determining that the current access location of the UE changes, and the UE has exceeded the control area of the second control network element, and reselecting a first control network element; when the eNB is handed over, the first MME When it is determined that the location information of the first eNB has exceeded the control area of the second control network element, a first control network element is reselected.
  • the step further includes: after the UE leaves the area range specified by the tracking area identifier list (TAI list), the first eNB selects the first MME for the UE, The UE initiates a TAU request to the first MME; the first MME searches for the second MME according to the GUTI, and sends a context acquisition message to the second MME; the second MME returns the context information of the UE to the first MME and serves the UE.
  • the second e NB determines that it can not serve the UE according to the measurement information reported by the UE, the second request message to the second eNB MME sends a handover, carries the identification information of the first eNB handover; second MME UN The first MME selects the first MME, and sends the location information of the first eNB, the mobility management and bearer context of the UE, and the second control network element information serving the PGW to the first MME.
  • the second MME identifies that the second control network element is a PGW service
  • the first MME identifies that the first control network element is an SGW service.
  • Step 202 The first control network element sends the PGW address and the PGW to the first SGW.
  • Flow table information for TEID information The first control network element sends the PGW address and the PGW to the first SGW.
  • Step 203 The second control network element sends, to the PGW, flow table information that carries the first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • the method further includes: when the UE has uplink data transmission in the TAU, the first MME establishes an bearer of the air interface, and initiates an initial context establishment process, and obtains an address of the first eNB and a TEID of the first eNB; The MME sends a bearer modification request message carrying the address of the first eNB and the TEID of the first eNB to the first control network element; the first control network element sends the address carrying the first eNB and the first eNB to the first SGW.
  • the flow table of the TEID updates the downlink GTP tunnel information;
  • the method further includes: the first MME or the second MME sending a Delete Session Request message to the second control network element, where the second control network element deletes the user flow table in the second SGW by deleting the flow table message Information, recycling resources.
  • the method further includes: when the data between the base stations needs to be forwarded directly, the first control network element obtains the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and carries the information in the flow table information sent to the first SGW.
  • the TEID of an SGW is sent to the PGW; the PGW updates its own flow table information according to the address of the first SGW and the TEID of the first SGW; after the update is completed, the uplink and downlink data are in the first eNB, the first SGW, and the PGW. Pass between.
  • the method further includes: when the uplink data between the base stations needs to be forwarded indirectly, the first control network element obtains the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and specifies a third SGW for data forwarding, to The third SGW sends a flow table that carries the address of the first eNB and the TEID of the first eNB, where the first control network element further sends the address of the third SGW and the TEID of the third SGW to the first MME; An MME forwards the address of the third SGW and the TEID of the third SGW to the second MME; the second MME sets the address of the third SGW and the third SGW The TEID is notified to the second control network element and the second eNB; the second control network element notifies the first SGW of the address of the third SGW and the TEID of the third SGW; the uplink data is in the second eNB, the third SGW, and the first eNB. Pass between.
  • the first control network element obtains the address of the first eNB and the TEID of the first eNB from the first MME, and carries the address of the first eNB in the flow table information sent to the first SGW. And the TEID of the first eNB, and notifying the second control network element to update the flow table information on the PGW; after receiving the notification, the second control network element obtains the address of the first SGW and the TEID of the first SGW.
  • the PGW is sent to the PGW according to the address of the first SGW and the TEID of the first SGW. After the update is complete, the downlink data is transferred between the first eNB, the first SGW, and the PGW.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a system for implementing mobility management in an EPC network according to Embodiment 1 of the present invention; As shown in FIG. 4, the system includes: a first control network element 11, a second control network element 12, a first MME 13, a first SGW 14, and a PGW 15;
  • the first control network element 11 is configured to address the second control network element 12 according to the identifier or address information of the second control network element 12 sent by the first MME 13, and obtain the PGW 15 address and the PGW allocated by the second control network element 12. Sending the TEID information of the first SGW 14 address and the TEID information of the first SGW 14 to the second control network element 12; and transmitting the TEID carrying the PGW 15 address and the PGW 15 to the first SGW 14 Flow table information of information;
  • the second control network element 12 is configured to send, to the PGW 15, flow table information that carries the first SGW 14 address and the TEID information of the first SGW 14.
  • the first control network element 11 is configured to receive a create session request message that is sent by the first MME 13 and that carries the identifier or address information of the second control network element 12, according to the identifier or address information of the second control network element 12. Addressing the second control network element 12 to obtain the PGW allocated by the second control network element 12 15 address and TEID information of the PGW 15; the creation session request further carries the UE location information, and the first control network element 11 allocates the first SGW 14 according to the UE location information, and sets the first SGW 14 address and the first The TEID information of the SGW 14 is sent to the second control network element.
  • the system further includes a first eNB 16, configured to accept UE attachment;
  • the first MME 13 is configured to select the first control network element 11 according to the current access location of the UE or the location information of the first eNB 16, and send a create session request message to the selected first control network element 11 to establish a GTP tunnel.
  • the create session request message carries the UE location information and the identifier or address information of the second control network element 12.
  • the system further includes: a second MME 18 configured to reply to the first MME 13 the context information of the UE and the second control network element 12 information serving the UE;
  • the first eNB 16 is further configured to select a first MME 13 for the UE;
  • the first MME 13 is further configured to: find the second MME 18 according to the GUTI, and send a context acquisition message to the second MME 18;
  • the context information includes: a mobility management context and a session management context;
  • the system further includes: a second eNB 17 and a second MME 18, where the second eNB 17 is configured to determine that the UE is not available to serve the UE according to the measurement information reported by the UE, where the second eNB 17: Send a handover request message to the second MME 18, and carry the identifier information of the first eNB 16 that is handed over;
  • the second MME 18 is configured to select, according to the identification information and the topology relationship of the first eNB 16, the first MME 13, the location information of the first eNB 16, the mobility management and bearer context of the UE, and the first serving of the PGW 15.
  • the second control network element 12 information is sent to the first MME 13.
  • the first MME 13 is further configured to establish an air interface bearer when the UE has uplink data transmission in the TAU process, and initiate an initial context establishment process, to obtain an address of the first eNB 16 and a TEID of the first eNB 16;
  • the first MME 13 sends a bearer modification request message carrying the address of the first eNB 16 and the TEID of the first eNB 16 to the first control network element 11;
  • the first control network element 11 is further configured to send a flow table carrying the address of the first eNB 16 and the TEID of the first eNB 16 to the first SGW 14, and update the downlink GTP tunnel information.
  • the first control network element 11 is further configured to obtain, when the data between the base stations needs to be directly forwarded, the address of the first eNB 16 and the TEID of the first eNB 16 from the first MME 13, and send the information to the first SGW 14.
  • the flow table information carries the address of the first eNB 16 and the TEID of the first eNB 16, and notifies the second control network element 12 to update the flow table information on the PGW 15;
  • the second control network element 12 is further configured to send the obtained address of the first SGW 14 and the TEID of the first SGW 14 to the PGW 15 after receiving the notification;
  • the PGW 15 is configured to update the flow table information according to the address of the first SGW 14 and the TEID of the first SGW 14; after the update is completed, the uplink and downlink data are in the first eNB 16, the first SGW 14 and Pass between PGW 15.
  • the system further includes a third SGW 19, and the first control network element 11 is further configured to obtain the address of the first eNB 16 and the first eNB 16 from the first MME 13 when the uplink data between the base stations needs to be forwarded indirectly.
  • a TEID, and a third SGW 19 for data forwarding to which the flow table carrying the address of the first eNB 16 and the TEID of the first eNB 16 is sent to the third SGW 19, the first control network element 11 further Sending the address of the third SGW 19 and the TEID of the third SGW 19 to the first MME 13;
  • the first MME 13 is further configured to forward the address of the third SGW 19 and the TEID of the third SGW 19 to the second MME 18;
  • the second MME 18 is configured to address the third SGW 19 and the third SGW.
  • the TEID of 19 is notified to the second control network element 12 and the second eNB 17;
  • the second control network element 12 is further configured to notify the first SGW 14 of the address of the third SGW 19 and the TEID of the third SGW 19; the uplink data is in the second eNB 17, the third SGW 19, the first Passed between eNBs 16.
  • the first control network element 11 is further configured to: when the downlink data between the base stations needs to be forwarded indirectly, Obtaining the address of the first eNB 16 and the TEID of the first eNB 16 from the first MME 13, carrying the address of the first eNB 16 and the TEID of the first eNB 16 in the flow table information sent to the first SGW 14, and notifying the
  • the second control network element 12 updates the flow table information on the PGW 15;
  • the second control network element 12 is further configured to send the obtained address of the first SGW 14 and the TEID of the first SGW 14 to the PGW 15 after receiving the notification;
  • the PGW 15 is configured to update its own flow table information according to the address of the first SGW 14 and the TEID of the first SGW 14; after the update is completed, the downlink data is in the first eNB 16, the first SGW 14, and the PGW. Pass between 15.
  • the system further includes a second SGW 20, and the first MME 13 or the second MME 18 is further configured to send a delete session request message to the second control network element 12;
  • the second control network element 12 is further configured to delete the user flow table information in the second SGW 20 by deleting the flow table message, and recover the resource.
  • Embodiment 1
  • a method for implementing mobility management in an EPC network is implemented. As shown in FIG. 5, the method includes:
  • Step 301 The UE initiates a TAU request after leaving the area specified by the TAI list.
  • Step 302 The first MME selected by the first eNB for the UE searches for the second MME according to the GUTI, and sends a context acquisition message to the second MME, where the second MME returns the context information of the UE, including the mobility management context and the session management context, and is the UE.
  • the second control network element information of the service is the UE.
  • the second MME identifies that the second control network element is a PGW service, and the first MME identifies that the first control network element is an SGW service.
  • Step 303 The first MME determines, according to the current access location of the UE, whether to select the first control network element, where the current access location of the UE changes, and the UE has exceeded the control of the second control network element. In the area, the first MME selects a first control network element.
  • Step 304 The first MME sends a create session request message to the first control network element to establish a GTP tunnel, and the session request message carries the identifier or address information of the second control network element.
  • Step 305 The first control network element determines, according to the UE location information in the create session request message, the selected first SGW, and the first control network element sends the flow table to the first SGW.
  • Step 306 The first control network element performs addressing according to the identifier or the address information of the second control network element, and obtains the PGW address allocated by the second control network element and the TEID of the PGW, and the first SGW address and the first allocated by the first control network element.
  • the TEID of the SGW notifies the second control network element.
  • Step 307 The first control network element sends the flow table information to the first SGW, including the obtained PGW address and the TEID information of the PGW, and instructs the first SGW to cache the data when there is no downlink data path.
  • Step 308 The second control network element sends the flow table information to the PGW, including the obtained first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • Step 309 When the UE has uplink data transmission in the TAU process, the first MME establishes an bearer of the air interface, initiates an initial context establishment process, and obtains the first eNB address and the TEID of the first eNB.
  • Step 310 The first MME sends a bearer modification request message carrying the address of the first eNB and the TEID of the first eNB to the first control network element.
  • Step 311 The first control network element sends a flow table carrying the address of the first eNB and the TEID of the first eNB to the first SGW, and updates the downlink GTP tunnel information.
  • Step 312 The second MME sends a delete session request message to the second control network element.
  • Step 313 The second control network element deletes the user flow table information in the second SGW by deleting the flow table message, and recovers the resource.
  • a method for implementing mobility management in an EPC network is implemented, as shown in FIG.
  • the law includes:
  • Step 401 The second eNB determines that it is unable to serve the UE according to the measurement information reported by the UE, and the second eNB selects a suitable first eNB handover; and the radio bearer information is exchanged between the second eNB and the first eNB. Perform resource reservation to complete the handover preparation phase.
  • Step 402 After the UE attaches to the first eNB, send a Path Switch Request message to the first MME, and notify the UE to change the cell.
  • Step 403 The first MME determines, according to the location information of the first eNB that the UE is currently attached, whether to reselect the first control network element. When the location information of the first eNB has exceeded the control area of the second control network element, the first MME selects. A first control network element.
  • Step 404 The first MME sends a create session request message to the first control network element to establish a GTP tunnel, where the message carries the identifier or address information of the second control network element.
  • Step 405 The first control network element determines the first SGW according to the UE location information in the create session request message.
  • Step 406 The first control network element performs addressing according to the identifier or the address information of the second control network element, and obtains the PGW address allocated by the second control network element and the TEID of the PGW, and the first SGW address and the first allocated by the first control network element.
  • the TEID of the SGW notifies the second control network element.
  • Step 407 The first control network element sends the flow table information to the first SGW, including the obtained PGW address and the TEID information of the PGW.
  • Step 408 The second control network element sends the flow table information to the PGW, including the obtained first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • Step 409 The first control network element returns a create session response message to the first MME.
  • Step 410 The first MME returns a Path Switch Request ACK message to confirm that the handover is successful.
  • Step 411 The first eNB notifies the second eNB to release the radio resource information.
  • Step 412 The first MME sends a delete session request message to the second control network element.
  • a method for implementing mobility management in an EPC network is implemented. As shown in FIG. 7, the method includes:
  • Step 501 The uplink and downlink data of the UE are transmitted between the UE, the second eNB, and the second SGW.
  • Step 502 The second eNB determines that it is unable to serve the UE according to the measurement information reported by the UE, and the second eNB sends a handover request message to the second MME, and carries the identifier information of the first eNB that is handed over.
  • Step 503 The second MME selects the first MME according to the identifier information and the topology relationship of the first eNB, and sends the location information of the first eNB, the mobility management and bearer context of the UE, and the second control network element information serving the PGW to First MME.
  • Step 504 The first MME determines, according to the location information of the first eNB, whether to reselect the first control network element. When the location information of the first eNB has exceeded the control area of the second control network element, the first MME selects a first control. Network element.
  • Step 505 The first MME sends a create session request message to the first control network element to establish a GTP tunnel, where the message carries the identifier or address information of the second control network element.
  • Step 506 The first control network element determines the first SGW according to the UE location information in the create session request message.
  • Step 507 The first control network element performs addressing according to the identifier or the address information of the second control network element, and obtains the PGW address allocated by the second control network element and the TEID of the PGW, and the first SGW address and the first allocated by the first control network element.
  • the TEID of the SGW notifies the second control network element.
  • Step 508 The first control network element sends the flow table information to the first SGW, including the obtained PGW address and the TEID information of the PGW.
  • Step 509 The second control network element sends flow table information to the PGW, including the acquired first SGW. Address and TEID information of the first SGW.
  • Step 510 The first control network element sends a message to the first MME to create a session response (Create Session Response), where the message carries the first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • Create Session Response the message carries the first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • the embodiment further includes a direct data forwarding process between the base stations. As shown in FIG. 8, the method includes:
  • Step 511 The first MME sends a handover request message to the first eNB to request resource reservation, where the message carries the first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • Step 512 The first eNB returns a handover request acknowledgement message, and notifies the first MME of the first eNB address and the TEID information of the first eNB.
  • Step 513 The first MME returns a forward relocation response (Forward Relocation)
  • the Response message informs the second MME that the target side resource reservation is successful.
  • Step 514 The second MME sends a handover command to the second eNB, where the handover command includes address information of the first eNB, and further informs the UE to initiate handover to the first eNB.
  • Step 515 The downlink data is sent to the second eNB through the second SGW, and then sent to the first eNB for buffering through the direct forwarding channel.
  • Step 516 The UE sends a handover acknowledgement message after the UE synchronizes to the first eNB to confirm that the air interface switch is successful.
  • Step 517 After the UE switches to the first eNB, the uplink data is sent to the PGW through the first eNB and the first SGW.
  • Step 518 The first eNB sends a Handover Notify message to the first MME, where the message carries the first eNB address and the TEID of the first eNB.
  • Step 519 The first MME sends a Forward Relocation Complete Notification message to the second MME, and informs the UE that the handover is successful.
  • Step 520 The second MME returns a Forward Relocation Complete Acknowledge message, and releases the radio resource of the second eNB.
  • Steps 522a to 522b The first control network element receives the GTP-C completion notification message, and the SGW is not selected, and sends the flow table information to the first SGW, including the first eNB address and the TEID of the first eNB. .
  • Step 523 The first control network element notifies the second control network element to update the flow table information on the PGW.
  • Step 525 After the tunnel is updated, the uplink and downlink data is transmitted between the first eNB, the first SGW, and the PGW.
  • the embodiment may further include an indirect data forwarding process between the base stations. As shown in FIG. 9, the method includes:
  • Step 526 The first MME sends a handover request message to the first eNB to request resource reservation, where the handover message carries the first SGW address and the TEID of the first SGW.
  • Step 527 The first eNB returns a handover request acknowledgement message, and notifies the first MME of the first eNB address and the TEID information of the first eNB, and the target side resource reservation is successful.
  • Step 528 The first MME sends a Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the first control network element to establish an indirect forwarding GTP data channel, where the indirect data forward channel request message carries the first An eNB address and TEID information of the first eNB.
  • Step 529 The first control network element specifies a third SGW for data forwarding.
  • Step 530 The first control network element sends a flow table to the third SGW to notify the first eNB address and the TEID information of the first eNB.
  • Step 531 The first control network element replies to the first MME to create an indirect data forward channel response message, and notifies the first MME of the third SGW address and the TEID information of the third SGW.
  • Step 532 The first MME returns a Forward Relocation Response (Forward Relocation Response) message to the second MME, and notifies the second MME of the third SGW address and the TEID information of the third SGW.
  • Forward Relocation Response Forward Relocation Response
  • Step 533 The second MME establishes a forwarding channel by using the second control network element or the reselection control network element.
  • the second MME establishes a forwarding channel by using the second control network element.
  • Step 534 The second MME sends a Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the second control network element, and notifies the second control network element of the third SGW address and the TEID information of the third SGW.
  • Step 535 The third SGW address of the second control network element and the TEID information of the third SGW notify the first SGW.
  • Step 536 The second control network element returns a Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response message, and notifies the second MME of the first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • Step 537 The second MME sends a handover command to the second eNB, and notifies the first SGW address and the TEID information of the first SGW.
  • Step 538 The second eNB notifies the UE to initiate a handover to the first eNB.
  • Step 539 The uplink data is transmitted between the second eNB, the third SGW, and the first eNB.
  • Step 541 After the UE accesses the first eNB, the uplink data and the downlink data obtained by the forwarding are passed.
  • Step 542 The first eNB sends a Handover Notify to the first MME to notify the air interface that the handover is completed.
  • Step 543 The first MME sends a Forward Relocation Complete Notification message to the second MME, and informs the UE that the handover is successful.
  • Step 544 The second MME returns a Forward Relocation Complete Acknowledge message, and releases the radio resource of the second eNB.
  • Step 545 The first MME sends a modify bearer request message to the first control network element to update the downlink user plane, where the message carries the first eNB address and the TEID of the first eNB.
  • Step 546a to step 546b The first control network element receives the GTP-C notification message and does not perform the SGW selection, and sends the flow table information to the first SGW, including the first eNB address and the TEID of the first eNB.
  • Step 547 The first control network element notifies the second control network element to update the flow table information on the PGW.
  • Step 549 After the tunnel is updated, the downlink data is transmitted between the first eNB, the first SGW, and the PGW.
  • Step 550 The second MME releases the radio bearer resource.
  • Step 551 After the forwarding timer expires, the first MME sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the first control network element.
  • Step 552 The first control network element sends a flow table deletion message to the third SGW to recover the forwarding area device resource.
  • Step 553 After the forwarding timer expires, the second MME sends a delete indirect data forward channel request message to the first control network element.
  • Step 554 The second control network element sends a flow table deletion message to the first SGW for forwarding, and recovers the forwarding plane device resource.
  • the first control network element when the control network element changes during the UE mobile process, addresses the second control network element according to the identifier or address information of the second control network element sent by the first MME, and obtains the second control network. Transmitting the PGW address and the TEID information of the PGW, and transmitting the first SGW address and the TEID information of the first SGW to the second control network element; the first control network element sends the PGW address to the first SGW.
  • the second control network element sends the flow table information that carries the first SGW address and the TEID information of the first SGW to the PGW; thus, the two caused by the control network element change caused by the UE movement are solved. Coordination of control network elements.

Abstract

本发明实施例公开了一种演进的分组核心EPC网络实现移动性管理的方法，第一控制网元根据第一MME发送的第二控制网元的标识或地址信息寻址第二控制网元，获取第二控制网元分配的PGW地址和PGW的TEID信息，并将自身分配的第一SGW地址和第一SGW的TEID信息发送给第二控制网元；第一控制网元向第一SGW发送携带所述PGW地址和PGW的TEID信息的流表信息；第二控制网元向PGW发送携带第一SGW地址和第一SGW的TEID信息的流表信息；本发明实施例同时还公开了一种EPC网络实现移动性管理的系统，通过本发明实施例的方案，能够解决由于UE移动造成控制网元改变引起的两个控制网元的协调问题。

Description

一种演进的分组核心网络实现移动性管理的方法和系统 技术领域
本发明涉及第三代合作伙伴计划 （3GPP ) 的移动性管理技术， 尤其涉 及一种演进的分组核心 （EPC， Evolved Packet Core ) 网络实现移动性管理 的方法和系统。 背景技术
美国斯坦福大学于 2008年提出了 Open Flow协议， 该协议采用转发 / 控制分离架构， 外置控制面实体采用 Open Flow协议控制转发面设备实现 各种转发逻辑， 而转发面设备主要功能就是根据 Open Flow控制器下发的 流表执行受控转发， 其行为是标准化的， 如： 收到一条报文， 取出报文头 部 L2/L3/L4相关字段值， 作为关键字查找流表， 在匹配到一个表项后， 根 据表项内容中的指令集对报文字段进行变换， 完毕后根据指示转发到某一 逻辑或物理端口。 此协议进一步演进， 成为软件定义网络技术 （ SDN， Software Defined Network )， 即可以在控制面采用软件编程实现各种复杂的 网络应用， 而转发面设备无需任何改变， 由于控制面采用通用服务器 +通用 操作系统， 并且可以使用通用的软件编程工具， 也可以使用 Python这样的 脚本编程语言实现， 这使得新的网络协议的支持变得非常简单， 而且新技 术部署周期大大缩短。
EPC是 3GPP R8阶段引入的新型分组核心网，其将网络进一步扁平化， 转发面设备分为服务网关 （SGW， Serving Gateway ) 和公用分组网网关 ( PGW， PDN Gateway )， 自 R8以来， EPC进行了一系列的功能增强， 包 括引入分流等技术， 这些功能的增强都需要 1-2 年的新的协议规范制订周 期， 然后由设备供应商进行实现、 运营商进行测试， 然后部署， 这使得网 络新特性的引入周期非常漫长， 而且代价高昂。 而 Open Flow设计的目标 正好可以解决这个问题， 仅需修改 Open Flow机制中控制网元（控制网元） 的逻辑既可引入新的网络特性， 由控制网元控制转发面设备完成这一功能。 但是 Open Flow 目前的设计主要考虑用于二层交换网络中， 对于需要进行 业务控制的 EPC网络设备无法直接支持，需要一定的扩展。在网络架构上， 引入 Open Flow机制后对既有 EPC的用户面网元功能和控制方式有一定的 影响， 图 1为现有技术中引入 Open Flow机制的 EPC网络架构示意图； 如 图 1所示， 所述网络架构包括用户设备（UE， User Equipment ) 10、 演进节 点 ( eNB, evolved NodeB )20、移动性管理实体（ MME， Mobility Management Entity ) 30、 SGW 40、 PGW 50和控制网元 60; 其中， UE 10连接 eNB 20， eNB 20连接 MME 30和 SGW 40， MME 30连接控制网元 60， 控制网元 60 控制 SGW 40和 PGW 50。
图 1中的 SGW和 PGW仅具有用户面功能， 所有控制面管理功能都由 控制网元完成， 包括用户面隧道的建立、 修改、 服务质量（QoS， Quality of Service )保证等等。所有 SGW和 PGW需要的控制逻辑均由控制网元下发， SGW和 PGW实际上是具有相同功能的路由器， 在控制网元的控制下具有 SGW和 PGW的功能。 这对 EPC核心网来说可以实现更加灵活的组网。
移动性管理机制是 EPC网络为了维持用户业务连续性而采用的处理机 制。当 UE发生移动时， EPC网络保证锚点 PGW不改变，在 UE附着的 eNB 及为 UE服务的 SGW发生改变的情况下， EPC网络修改上下行隧道路径， 维持 UE业务数据传递。 当引入 Open Flow机制后，需要由控制网元在 EPC 网络的控制下完成隧道路径的转移， 保证 UE的业务连续性。 UE发生移动 时， 如果为 UE服务的控制网元没有发生变化， 那么由这个控制网元沿用 Open Flow机制控制转发设备完成隧道管理即可，具体以跟踪区更新 ( TAU， Tracking Area Update )过程为例， 口图 2所示。 图 2是 TAU过程中控制网元不变， SGW不变的实现过程。 步骤 101： UE发起 TAU请求。
步骤 102: 为 UE服务的第一 MME向第二 MME获取上下文， 获取第 二 MME为 UE管理的承载上下文以及为 UE管理核心网隧道的控制网元信 息。
所述第一 MME为 UE位置变化后 eNB重新选择的 MME; 所述第二 MME为 UE位置变化前原有的 MME。
步骤 103: 第一 MME根据 UE所处的位置确定是否需要重新指定一个 控制网元为所述 UE服务， 在不需要时执行步骤 104， 否则， 流程结束。
步骤 104: 第一 MME发起承载修改请求（Modify Bearer Request ) 消 息向控制网元更新 MME 的注册信息， 所述承载修改请求消息包括第一 MME的控制面地址和隧道标识 （ TEID )。
步骤 105: 控制网元根据 UE位置确定是否需要重新指定一个 SGW， 在不需要时， 执行步骤 106， 否则， 流程结束。
步骤 106: 在 TAU过程中 UE有上行数据要传递时， 第一 MME发起 无线承载建立过程； 所述无线承载建立过程通过初始上下文建立 （Initial context setup )过程实现； eNB分配 UE承载的下行隧道标识（ TEID )。
步骤 107: 第一 MME发送承载修改请求消息给控制网元， 消息中包括 eNB的地址和 eNB为 UE分配的 TEID。
步骤 108:控制网元通过下发流表消息将 eNB地址和 TEID等下行流表 消息更新给 SGW， SGW向新的 eNB发送数据。
但是， 由于 UE移动造成控制网元变化时， 两个控制网元如何进行功能 定位和协调处理目前尚无明确的解决方案。 发明内容
有鉴于此， 本发明实施例的主要目的在于提供一种 EPC网络实现移动 性管理的方法和系统，解决由于 UE移动造成控制网元改变引起的两个控制 网元的协调问题。
为达到上述目的， 本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供的一种 EPC网络实现移动性管理的方法， 所述方法 包括：
当发生控制网元改变时，第一控制网元根据第一 MME发送的第二控制 网元的标识或地址信息寻址第二控制网元， 获取第二控制网元分配的 PGW 地址和 PGW的隧道标识 TEID信息， 并将自身分配的第一良务网关 SGW 地址和第一 SGW的 TEID信息发送给第二控制网元；
第一控制网元向第一 SGW发送携带所述 PGW地址和 PGW的 TEID 信息的流表信息；
第二控制网元向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID 信息的流表信息。
优选地， 所述方法还包括： 所述第一 MME根据 UE当前的接入位置或 第一 eNB的位置信息选择第一控制网元， 并向选择的第一控制网元发送创 建会话请求消息建立 GPRS隧道协议（ GTP， GPRS Tunneling Protocol ) 隧 道，所述创建会话请求消息中携带 UE位置信息、以及第二控制网元的标识 或地址信息。
优选地， 所述第一 MME在选择第一控制网元之前， 所述方法还包括： UE离开跟踪区域标识列表所规定的区域范围后， 所述第一 MME由第 一 eNB为所述 UE选定， 所述 UE向第一 MME发起 TAU请求； 所述第一 MME根据临时用户标识（ GUTI )查找到第二 MME， 并向第二 MME发送 上下文获取消息； 所述第二 MME向第一 MME回复 UE的上下文信息和为 UE服务的第二控制网元信息；
或者，第二 eNB根据 UE上报的测量信息确定自身已经不能为所述 UE 服务，所述第二 eNB向第二 MME发送切换请求消息，携带切换的第一 eNB 的标识信息； 第二 MME 居第一 eNB 的标识信息和拓朴关系选择第一 MME,将第一 eNB的位置信息、 UE的移动管理和承载上下文以及为 PGW 服务的第二控制网元信息发送给第一 MME。
优选地， 所述方法还包括： 在 TAU过程中 UE有上行数据发送时， 所 述第一 MME建立空口的承载，并发起初始上下文建立过程，获得第一 eNB 的地址和第一 eNB的 TEID; 所述第一 MME发送携带第一 eNB的地址和 第一 eNB的 TEID的承载修改请求消息给第一控制网元； 所述第一控制网 元向第一 SGW下发携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的流表， 更 新下行 GTP隧道信息。
优选地， 所述方法还包括： 在基站间的数据需要直接转发时， 第一控 制网元从第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 在向第一 SGW发送的流表信息中携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID，并通知 第二控制网元更新 PGW 上的流表信息； 所述第二控制网元收到所述通知 后， 将获得的第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW; 所述 PGW根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID更新自身流表信息； 更新完成后， 上下行数据在第一 eNB、 第一 SGW和 PGW之间传递。
优选地， 所述方法还包括： 在基站间的上行数据需要间接转发时， 第 一控制网元从第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 并指 定用于数据转发的第三 SGW， 向所述第三 SGW发送携带第一 eNB的地址 和第一 eNB的 TEID的流表， 所述第一控制网元还向第一 MME发送第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID; 所述第一 MME向第二 MME转发第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID; 所述第二 MME将第三 SGW的地址和 第三 SGW的 TEID通知给第二控制网元和第二 eNB; 第二控制网元将第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID通知第一 SGW; 上行数据在第二 eNB、 第三 SGW、 第一 eNB之间传递。
优选地， 所述方法还包括： 在基站间的下行数据需要间接转发时， 第 一控制网元从第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 在向 第一 SGW发送的流表信息中携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 并通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息；所述第二控制网元收到所述 通知后， 将获得的第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW; 所 述 PGW根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID更新自身流表信 息； 更新完成后， 下行数据在第一 eNB、 第一 SGW和 PGW之间传递。
优选地， 所述方法还包括： 第一 MME或第二 MME向第二控制网元发 送删除会话请求消息， 所述第二控制网元通过删除流表消息删除第二 SGW 中的用户流表信息， 回收资源。
本发明实施例还提供一种 EPC网络实现移动性管理的系统， 所述系统 包括： 第一控制网元、 第二控制网元、 第一 MME、 第一 SGW、 PGW; 其 中，
第一控制网元，配置为根据第一 MME发送的第二控制网元的标识或地 址信息寻址第二控制网元， 获取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID信息，并将自身分配的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息发送 给第二控制网元；并向第一 SGW发送携带所述 PGW地址和 PGW的 TEID 信息的流表信息；
第二控制网元， 配置为向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW 的 TEID信息的流表信息。
优选地， 所述系统还包括第一 eNB， 配置为接受 UE附着；
所述第一 MME，配置为根据 UE当前的接入位置或第一 eNB的位置信 息选择第一控制网元， 并向选择的第一控制网元发送创建会话请求消息建 立 GTP隧道， 所述创建会话请求消息中携带 UE位置信息、 以及第二控制 网元的标识或地址信息。
优选地， 所述系统还包括： 第二 MME， 配置为向第一 MME回复 UE 的上下文信息和为 UE服务的第二控制网元信息；
所述第一 eNB， 还配置为为 UE选择第一 MME;
所述第一 MME，还配置为根据 GUTI查找到第二 MME，并向第二 MME 发送上下文获取消息；
或者， 所述系统还包括： 第二 eNB、 第二 MME， 其中，
所述第二 eNB， 配置为 艮据 UE上报的测量信息确定自身已经不能为 所述 UE服务， 所述第二 eNB向第二 MME发送切换请求消息， 携带切换 的第一 eNB的标识信息；
所述第二 MME， 配置为才艮据第一 eNB的标识信息和拓朴关系选择第 一 MME, 将第一 eNB 的位置信息、 UE 的移动管理和承载上下文以及为 PGW服务的第二控制网元信息发送给第一 MME。
优选地， 所述第一 MME， 还配置为在 TAU过程中 UE有上行数据发 送时， 建立空口的承载， 并发起初始上下文建立过程， 获得第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID; 所述第一 MME发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的承载修改请求消息给第一控制网元；
相应的， 所述第一控制网元，还配置为向第一 SGW下发携带第一 eNB 的地址和第一 eNB的 TEID的流表， 更新下行 GTP隧道信息。
优选地， 所述第一控制网元， 还配置为在基站间的数据需要直接转发 时，从第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID，在向第一 SGW 发送的流表信息中携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 并通知第二 控制网元更新 PGW上的流表信息；
相应的， 所述第二控制网元， 还配置为收到所述通知后， 将获得的第 一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW; 相应的，所述 PGW，配置为根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID更新自身流表信息； 更新完成后，上下行数据在第一 eNB、第一 SGW 和 PGW之间传递。
优选地， 所述第一控制网元， 还配置为在基站间的上行数据需要间接 转发时， 从第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 并指定 用于数据转发的第三 SGW， 向所述第三 SGW发送携带第一 eNB的地址和 第一 eNB的 TEID的流表，所述第一控制网元还向第一 MME发送第三 SGW 的地址和第三 SGW的 TEID;
相应的， 所述第一 MME， 还配置为向第二 MME转发第三 SGW的地 址和第三 SGW的 TEID;
相应的， 所述第二 MME， 配置为将第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID通知给第二控制网元和第二 eNB;
相应的，所述第二控制网元，还配置为将第三 SGW的地址和第三 SGW 的 TEID通知第一 SGW; 上行数据在第二 eNB、 第三 SGW、 第一 eNB之 间传递。
优选地， 所述第一控制网元， 还配置为在基站间的下行数据需要间接 转发时， 从第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 在向第 一 SGW发送的流表信息中携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 并 通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息；
相应的， 所述第二控制网元， 还配置为收到所述通知后， 将获得的第 一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW;
相应的，所述 PGW，配置为根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID更新自身流表信息； 更新完成后， 下行数据在第一 eNB、 第一 SGW 和 PGW之间传递。
优选地， 所述系统还包括第二 SGW， 所述第一 MME或第二 MME， 还配置为向第二控制网元发送删除会话请求消息；
相应的，所述第二控制网元，还配置为通过删除流表消息删除第二 SGW 中的用户流表信息， 回收资源。
本发明实施例提供了一种 EPC网络实现移动性管理的方法和系统， 当 UE移动过程中发生控制网元改变时， 第一控制网元根据第一 MME发送的 第二控制网元的标识或地址信息寻址第二控制网元， 获取第二控制网元分 配的 PGW地址和 PGW的 TEID信息， 并将自身分配的第一 SGW地址和 第一 SGW的 TEID信息发送给第二控制网元； 第一控制网元向第一 SGW 发送携带所述 PGW地址和 PGW的 TEID信息的流表信息； 第二控制网元 向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息的流表信息； 如此，能够解决由于 UE移动造成控制网元改变引起的两个控制网元的协调 问题。 附图说明
图 1为现有技术中引入 Open Flow机制的 EPC网络架构示意图； 图 2为现有技术中 EPC网络的 TAU过程中控制网元不变的移动性管理 的方法流程示意图；
图 3为本发明实施例一的 EPC网络实现移动性管理的方法流程示意图； 图 4为本发明实施例一的 EPC网络实现移动性管理的系统结构示意图； 图 5为本发明实施例二的 EPC网络实现移动性管理的方法流程示意图； 图 6为本发明实施例三的 EPC网络实现移动性管理的方法流程示意图； 图 7为本发明实施例四的 EPC网络实现移动性管理的方法流程示意图； 图 8 为本发明在实施例四基础上实现基站间的数据直接转发的方法流 程示意图；
图 9 为本发明在实施例四基础上实现基站间的数据间接转发的方法流 程示意图。 具体实施方式
本发明实施例的基本思想是： 当 UE移动过程中发生控制网元改变时， 第一控制网元根据第一 MME发送的第二控制网元的标识或地址信息寻址 第二控制网元，获取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID信息， 并将自身分配的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息发送给第二控制 网元；第一控制网元向第一 SGW发送携带所述 PGW地址和 PGW的 TEID 信息的流表信息； 第二控制网元向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息的流表信息。
这里， 所述第一控制网元是指控制网元改变后的控制网元； 第二控制 网元是指控制网元改变前原来的控制网元；所述第一 SGW是指第一控制网 元选择的新的 SGW。
下面通过附图及具体实施例对本发明^:进一步的详细说明。
本发明实施例实现一种 EPC网络实现移动性管理的方法， 图 3为本发 明实施例一的 EPC网络实现移动性管理的方法流程示意图； 如图 3所示， 所述方法包括以下几个步骤：
步骤 201 : 当 UE移动过程中发生控制网元改变时， 第一控制网元根据 第一 MME发送的第二控制网元的标识或地址信息寻址第二控制网元，获取 第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID信息， 并将自身分配的第 一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息发送给第二控制网元。
本步骤具体可以是： 当 UE移动过程中发生控制网元改变时，第一控制 网元接收第一 MME发送的携带第二控制网元的标识或地址信息的创建会 话请求（ Create Session Request ) 消息， 根据所述第二控制网元的标识或地 址信息寻址第二控制网元， 获取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID信息； 所述创建会话请求中还携带 UE位置信息， 所述第一控制网元 根据所述 UE位置信息分配第一 SGW， 将第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息发送给第二控制网元。
本步骤还包括： 所述第一 MME根据 UE当前的接入位置或第一 eNB 的位置信息选择第一控制网元， 并向选择的第一控制网元发送创建会话请 求消息建立 GTP隧道， 所述创建会话请求消息中携带 UE位置信息、 以及 第二控制网元的标识或地址信息。
所述第一 MME根据 UE当前的接入位置或第一 eNB的位置信息选择 第一控制网元为： 在 eNB没有发生切换时， 所述第一 MME根据 UE的上 下文信息和为 UE服务的第二控制网元信息，确定 UE当前的接入位置发生 改变、且 UE已经超出第二控制网元的控制区域时， 重新选择一个第一控制 网元； 在 eNB发生切换时， 所述第一 MME确定第一 eNB的位置信息已经 超出第二控制网元的控制区域时， 重新选择一个第一控制网元。
所述第一 MME在选择第一控制网元之前， 本步骤还包括： UE离开跟 踪区域标识列表（TAI list ) 所规定的区域范围后， 第一 eNB为所述 UE选 择第一 MME， 所述 UE向第一 MME发起 TAU请求； 所述第一 MME根据 GUTI查找到第二 MME， 并向第二 MME发送上下文获取消息； 所述第二 MME向第一 MME回复 UE的上下文信息和为 UE服务的第二控制网元信 息； 所述上下文信息包括： 移动管理上下文和会话管理上下文；
或者，第二 eNB根据 UE上报的测量信息确定自身已经不能为所述 UE 服务，所述第二 eNB向第二 MME发送切换请求消息，携带切换的第一 eNB 的标识信息； 第二 MME 居第一 eNB 的标识信息和拓朴关系选择第一 MME,将第一 eNB的位置信息、 UE的移动管理和承载上下文以及为 PGW 服务的第二控制网元信息发送给第一 MME。
进一步的， 所述第二 MME标识第二控制网元为 PGW服务； 所述第一 MME标识第一控制网元为 SGW服务。
步骤 202: 第一控制网元向第一 SGW发送携带所述 PGW地址和 PGW 的 TEID信息的流表信息。
步骤 203: 第二控制网元向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW 的 TEID信息的流表信息。
上述方法还包括： 在 TAU 过程中 UE有上行数据发送时， 所述第一 MME建立空口的承载， 并发起初始上下文建立过程， 获得第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID; 所述第一 MME发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的承载修改请求消息给第一控制网元；所述第一控制网元向第 一 SGW下发携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的流表， 更新下行 GTP隧道信息；
上述方法还包括：第一 MME或第二 MME向第二控制网元发送删除会 话请求（ Delete Session Request ) 消息， 所述第二控制网元通过删除流表消 息删除第二 SGW中的用户流表信息， 回收资源。
上述方法还包括： 在基站间的数据需要直接转发时， 第一控制网元从 第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID，在向第一 SGW发送 的流表信息中携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 并通知第二控制 网元更新 PGW上的流表信息； 所述第二控制网元收到所述通知后， 将获得 的第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW; 所述 PGW根据所 述第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID更新自身流表信息；更新完成后， 上下行数据在第一 eNB、 第一 SGW和 PGW之间传递。
上述方法还包括： 在基站间的上行数据需要间接转发时， 第一控制网 元从第一 MME获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 并指定用于数 据转发的第三 SGW，向所述第三 SGW发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB 的 TEID的流表， 所述第一控制网元还向第一 MME发送第三 SGW的地址 和第三 SGW的 TEID;所述第一 MME向第二 MME转发第三 SGW的地址 和第三 SGW的 TEID; 所述第二 MME将第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID通知给第二控制网元和第二 eNB; 第二控制网元将第三 SGW的地址 和第三 SGW的 TEID通知第一 SGW; 上行数据在第二 eNB、 第三 SGW、 第一 eNB之间传递。
在基站间的下行数据需要间接转发时，第一控制网元从第一 MME获得 第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID， 在向第一 SGW发送的流表信息中 携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID，并通知第二控制网元更新 PGW 上的流表信息； 所述第二控制网元收到所述通知后， 将获得的第一 SGW的 地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW; 所述 PGW根据所述第一 SGW的 地址和第一 SGW的 TEID更新自身流表信息； 更新完成后， 下行数据在第 一 eNB、 第一 SGW和 PGW之间传递。
为了实现上述方法， 本发明还提供一种 EPC网络实现移动性管理的系 统，图 4为本发明实施例一的 EPC网络实现移动性管理的系统结构示意图； 当 UE移动过程中发生控制网元改变时， 如图 4所示， 所述系统包括： 第一 控制网元 11、 第二控制网元 12、 第一 MME 13、 第一 SGW 14、 PGW 15; 其中，
第一控制网元 11， 配置为根据第一 MME 13发送的第二控制网元 12 的标识或地址信息寻址第二控制网元 12，获取第二控制网元 12分配的 PGW 15地址和 PGW 15的 TEID信息， 并将自身分配的第一 SGW 14地址和第 一 SGW 14的 TEID信息发送给第二控制网元 12; 并向第一 SGW 14发送 携带所述 PGW 15地址和 PGW 15的 TEID信息的流表信息；
第二控制网元 12， 配置为向 PGW 15发送携带第一 SGW 14地址和第 一 SGW 14的 TEID信息的流表信息。
所述第一控制网元 11， 配置为接收第一 MME 13发送的携带第二控制 网元 12的标识或地址信息的创建会话请求消息，根据所述第二控制网元 12 的标识或地址信息寻址第二控制网元 12，获取第二控制网元 12分配的 PGW 15地址和 PGW 15的 TEID信息；所述创建会话请求中还携带 UE位置信息， 所述第一控制网元 11根据所述 UE位置信息分配第一 SGW 14，将第一 SGW 14地址和第一 SGW 14的 TEID信息发送给第二控制网元。
所述系统还包括第一 eNB 16， 配置为接受 UE附着；
所述第一 MME 13， 配置为根据 UE当前的接入位置或第一 eNB 16的 位置信息选择第一控制网元 11，并向选择的第一控制网元 11发送创建会话 请求消息建立 GTP隧道， 所述创建会话请求消息中携带 UE位置信息、 以 及第二控制网元 12的标识或地址信息。
所述系统还包括： 第二 MME 18, 配置为向第一 MME 13回复 UE的上 下文信息和为 UE服务的第二控制网元 12信息；
所述第一 eNB 16， 还配置为为 UE选择第一 MME 13;
所述第一 MME 13， 还配置为根据 GUTI查找到第二 MME 18， 并向第 二 MME 18发送上下文获取消息； 所述上下文信息包括： 移动管理上下文 和会话管理上下文；
或者， 所述系统还包括： 第二 eNB 17、 第二 MME 18， 其中， 所述第二 eNB 17， 配置为根据 UE上报的测量信息确定自身已经不能 为所述 UE服务， 所述第二 eNB 17向第二 MME 18发送切换请求消息， 携 带切换的第一 eNB 16的标识信息；
所述第二 MME 18， 配置为 居第一 eNB 16的标识信息和拓朴关系选 择第一 MME 13， 将第一 eNB 16的位置信息、 UE的移动管理和承载上下 文以及为 PGW 15服务的第二控制网元 12信息发送给第一 MME 13。
所述第一 MME 13， 还配置为在 TAU过程中 UE有上行数据发送时， 建立空口的承载， 并发起初始上下文建立过程， 获得第一 eNB 16的地址和 第一 eNB 16的 TEID;所述第一 MME 13发送携带第一 eNB 16的地址和第 一 eNB 16的 TEID的承载修改请求消息给第一控制网元 11 ; 相应的， 所述第一控制网元 11， 还配置为向第一 SGW 14下发携带第 一 eNB 16的地址和第一 eNB 16的 TEID的流表，更新下行 GTP隧道信息。
所述第一控制网元 11， 还配置为在基站间的数据需要直接转发时， 从 第一 MME 13获得第一 eNB 16的地址和第一 eNB 16的 TEID， 在向第一 SGW 14发送的流表信息中携带第一 eNB 16的地址和第一 eNB 16的 TEID， 并通知第二控制网元 12更新 PGW 15上的流表信息；
相应的， 所述第二控制网元 12， 还配置为收到所述通知后， 将获得的 第一 SGW 14的地址和第一 SGW 14的 TEID下发给 PGW 15;
相应的， 所述 PGW 15， 配置为根据所述第一 SGW 14的地址和第一 SGW 14的 TEID更新自身流表信息； 更新完成后， 上下行数据在第一 eNB 16、 第一 SGW 14和 PGW 15之间传递。
所述系统还包括第三 SGW 19， 所述第一控制网元 11， 还配置为在基 站间的上行数据需要间接转发时，从第一 MME 13获得第一 eNB 16的地址 和第一 eNB 16的 TEID， 并指定用于数据转发的第三 SGW 19， 向所述第三 SGW 19发送携带第一 eNB 16的地址和第一 eNB 16的 TEID的流表，所述 第一控制网元 11还向第一 MME 13发送第三 SGW 19的地址和第三 SGW 19 的 TEID;
相应的， 所述第一 MME 13 , 还配置为向第二 MME 18转发第三 SGW 19的地址和第三 SGW 19的 TEID;
相应的，所述第二 MME 18，配置为将第三 SGW 19的地址和第三 SGW
19的 TEID通知给第二控制网元 12和第二 eNB 17;
相应的， 所述第二控制网元 12， 还配置为将第三 SGW 19的地址和第 三 SGW 19的 TEID通知第一 SGW 14;上行数据在第二 eNB 17、第三 SGW 19、 第一 eNB 16之间传递。
所述第一控制网元 11，还配置为在基站间的下行数据需要间接转发时， 从第一 MME 13获得第一 eNB 16的地址和第一 eNB 16的 TEID，在向第一 SGW 14发送的流表信息中携带第一 eNB 16的地址和第一 eNB 16的 TEID， 并通知第二控制网元 12更新 PGW 15上的流表信息；
相应的， 所述第二控制网元 12， 还配置为收到所述通知后， 将获得的 第一 SGW 14的地址和第一 SGW 14的 TEID下发给 PGW 15;
相应的， 所述 PGW 15， 配置为根据所述第一 SGW 14的地址和第一 SGW 14的 TEID更新自身流表信息；更新完成后，下行数据在第一 eNB 16、 第一 SGW 14和 PGW 15之间传递。
该系统还包括第二 SGW 20, 所述第一 MME 13或第二 MME 18，还配 置为向第二控制网元 12发送删除会话请求消息；
相应的， 所述第二控制网元 12， 还配置为通过删除流表消息删除第二 SGW 20中的用户流表信息， 回收资源。 实施例一
本实施例实现 EPC网络实现移动性管理的方法， 如图 5所示， 所述方 法包括：
步骤 301 : UE离开 TAI list所规定的区域范围后发起 TAU请求。
步骤 302: 第一 eNB为 UE选择的第一 MME根据 GUTI查找到第二 MME, 并向其发送上下文获取消息， 第二 MME回复 UE的上下文信息， 包括移动管理上下文和会话管理上下文，以及为 UE服务的第二控制网元信 息。
本步骤所述第二 MME标识第二控制网元为 PGW服务；所述第一 MME 标识第一控制网元为 SGW服务。
步骤 303: 第一 MME根据 UE当前接入位置判定是否选择第一控制网 元， 在 UE当前的接入位置发生改变、 且 UE已经超出第二控制网元的控制 区域时， 第一 MME选择一个第一控制网元。
步骤 304:第一 MME向第一控制网元发送创建会话请求消息建立 GTP 隧道， 创建会话请求消息中携带第二控制网元的标识或地址信息。
步骤 305: 第一控制网元根据创建会话请求消息中的 UE位置信息确定 选择的第一 SGW， 由第一控制网元向第一 SGW发送流表。
步骤 306: 第一控制网元根据第二控制网元的标识或地址信息进行寻 址， 获取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID， 并将自身分配 的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID通知第二控制网元。
步骤 307:第一控制网元向第一 SGW发送流表信息， 包括获取的 PGW 地址和 PGW的 TEID信息， 并指示第一 SGW在无下行数据路径时緩存数 据。
步骤 308:第二控制网元向 PGW发送流表信息， 包括获取的第一 SGW 地址和第一 SGW的 TEID信息。
步骤 309: 在 TAU过程中 UE有上行数据发送时， 第一 MME建立空 口的承载， 发起初始上下文建立过程， 获得第一 eNB地址和第一 eNB的 TEID。
步骤 310: 第一 MME发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID 的承载修改请求消息给第一控制网元。
步骤 311 :第一控制网元向第一 SGW下发携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的流表， 更新下行 GTP隧道信息。
步骤 312: 第二 MME向第二控制网元发送删除会话请求消息。
步骤 313: 第二控制网元通过删除流表消息删除第二 SGW中的用户流 表信息， 回收资源。
实施例二
本实施例实现 EPC网络实现移动性管理的方法， 如图 6所示， 所述方 法包括：
步骤 401 : 第二 eNB根据 UE上报的测量信息确定自身已经不能为所 述 UE服务，所述第二 eNB选择合适的第一 eNB切换； 所述第二 eNB和第 一 eNB之间交互无线承载信息进行资源预留完成切换准备阶段。
步骤 402: 当 UE附着到第一 eNB后， 向第一 MME发送路径变换请求 ( Path Switch Request ) 消息， 告知 UE改变了小区。
步骤 403:第一 MME根据 UE当前附着的第一 eNB的位置信息确定是 否重新选择第一控制网元， 在第一 eNB的位置信息已经超出第二控制网元 的控制区域时， 第一 MME选择一个第一控制网元。
步骤 404:第一 MME向第一控制网元发送创建会话请求消息建立 GTP 隧道， 消息中携带第二控制网元的标识或地址信息。
步骤 405: 第一控制网元根据创建会话请求消息中的 UE位置信息确定 第一 SGW。
步骤 406: 第一控制网元根据第二控制网元的标识或地址信息进行寻 址， 获取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID， 并将自身分配 的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID通知第二控制网元。
步骤 407:第一控制网元向第一 SGW发送流表信息， 包括获取的 PGW 地址和 PGW的 TEID信息。
步骤 408:第二控制网元向 PGW发送流表信息， 包括获取的第一 SGW 地址和第一 SGW的 TEID信息。
步骤 409: 第一控制网元向第一 MME返回创建会话响应消息。
步骤 410：第一 MME返回路径变换请求确认（ Path Switch Request ACK ) 消息确认切换成功。
步骤 411 : 第一 eNB通知第二 eNB释放无线资源信息。
步骤 412: 第一 MME向第二控制网元发送删除会话请求消息。 步骤 413: 第二控制网元通过删除流表消息删除第二 SGW中的用户流 表信息， 回收资源。
实施例三
本实施例实现 EPC网络实现移动性管理的方法， 如图 7所示， 所述方 法包括：
步骤 501 : UE、 第二 eNB、 第二 SGW之间传送 UE的上下行数据。 步骤 502: 第二 eNB根据 UE上报的测量信息确定自身已经不能为所 述 UE服务， 所述第二 eNB向第二 MME发送切换请求消息， 携带切换的 第一 eNB的标识信息。
步骤 503: 第二 MME根据第一 eNB的标识信息和拓朴关系选择第一 MME,将第一 eNB的位置信息、 UE的移动管理和承载上下文以及为 PGW 服务的第二控制网元信息发送给第一 MME。
步骤 504: 第一 MME根据第一 eNB的位置信息确定是否重新选择第 一控制网元，在第一 eNB的位置信息已经超出第二控制网元的控制区域时， 第一 MME选择一个第一控制网元。
步骤 505:第一 MME向第一控制网元发送创建会话请求消息建立 GTP 隧道， 消息中携带第二控制网元的标识或地址信息。
步骤 506: 第一控制网元根据创建会话请求消息中的 UE位置信息确定 第一 SGW。
步骤 507: 第一控制网元根据第二控制网元的标识或地址信息进行寻 址， 获取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID， 并将自身分配 的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID通知第二控制网元。
步骤 508:第一控制网元向第一 SGW发送流表信息， 包括获取的 PGW 地址和 PGW的 TEID信息。
步骤 509:第二控制网元向 PGW发送流表信息， 包括获取的第一 SGW 地址和第一 SGW的 TEID信息。
步骤 510:第一控制网元向第一 MME回复创建会话响应（ Create Session Response ) 消息， 消息中携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息。
在步骤 510之后， 本实施例还包括基站间的数据直接转发过程， 如图 8 所示， 包括：
步骤 511 : 第一 MME向第一 eNB发送切换请求消息请求资源预留， 所述消息中携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息。
步骤 512: 第一 eNB返回切换请求确认消息， 将第一 eNB地址和第一 eNB的 TEID信息通知第一 MME。
步骤 513 : 第一 MME 返回前向重定位响应 （Forward Relocation
Response ) 消息通知第二 MME目标侧资源预留成功。
步骤 514: 第二 MME向第二 eNB发送切换命令， 所述切换命令中包 括第一 eNB的地址信息， 进而通知 UE发起向第一 eNB的切换。
步骤 515:下行数据通过第二 SGW发送给第二 eNB进而通过直接转发 通道发送给第一 eNB进行緩存。
步骤 516: UE同步到第一 eNB后发送切换确认 ( Handover confirm ) 消息证实空口切换成功。
步骤 517: UE切换到第一 eNB后，上行数据通过第一 eNB、第一 SGW 发送给 PGW。
步骤 518: 第一 eNB向第一 MME发送切换通知（ Handover Notify )消 息， 所述消息中携带第一 eNB地址和第一 eNB的 TEID。
步骤 519: 第一 MME向第二 MME发送前向重定位完成通知 ( Forward Relocation Complete Notification ) 消息， 告知 UE切换成功。
步骤 520: 第二 MME返回前向重定位完成确认 ( Forward Relocation Complete Acknowledge ) 消息， 释放第二 eNB的无线资源。 步骤 521 : 第一 MME向第一控制网元发送承载修改请求消息更新下行 用户面， 所述消息中携带第一 eNB地址和第一 eNB的 TEID。
步骤 522a〜步骤 522b: 第一控制网元收到 GTP隧道完成（ GTP-C )通 知消息不再进行 SGW选择， 向第一 SGW下发流表信息， 包括第一 eNB地 址和第一 eNB的 TEID。
步骤 523: 第一控制网元通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息。 步骤 524:第二控制网元将获得的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID 信息下发给 PGW。
步骤 525: 在隧道更新后，上下行数据在第一 eNB、第一 SGW和 PGW 之间传递。
在步骤 510之后， 本实施例还可以包括基站间的数据间接转发过程， 如图 9所示， 包括：
步骤 526: 第一 MME向第一 eNB发送切换请求消息请求资源预留， 所述切换消息中携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID。
步骤 527: 第一 eNB返回切换请求确认消息， 将第一 eNB地址和第一 eNB的 TEID信息通知第一 MME， 目标侧资源预留成功。
步骤 528: 第一 MME向第一控制网元发送创建间接数据前向通道请求 ( Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request )消息建立间接转发的 GTP 数据通道， 所述创建间接数据前向通道请求消息中携带第一 eNB地址和第 一 eNB的 TEID信息。
步骤 529: 第一控制网元指定用于数据转发的第三 SGW。
步骤 530: 第一控制网元向第三 SGW下发流表，通知第一 eNB地址和 第一 eNB的 TEID信息。
步骤 531 : 第一控制网元向第一 MME回复创建间接数据前向通道响应 消息， 将第三 SGW地址和第三 SGW的 TEID信息通知第一 MME。 步骤 532: 第一 MME 向第二 MME返回前向重定位响应 （Forward Relocation Response )消息， 将第三 SGW地址和第三 SGW的 TEID信息通 知第二 MME。
步骤 533：第二 MME使用第二控制网元或重选控制网元建立转发通道， 本实施例中第二 MME使用第二控制网元建立转发通道。
步骤 534，第二 MME向第二控制网元发送创建间接数据前向通道请求 ( Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request ) 消息， 将第三 SGW地址 和第三 SGW的 TEID信息通知第二控制网元。
步骤 535: 第二控制网元第三 SGW地址和第三 SGW的 TEID信息通 知第一 SGW。
步骤 536 : 第二控制网元返回创建间接数据前向通道响应 （Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response ) 消息， 将第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息通知第二 MME。
步骤 537: 第二 MME向第二 eNB发送切换命令， 通知第一 SGW地址 和第一 SGW的 TEID信息。
步骤 538: 第二 eNB通知 UE发起向第一 eNB的切换；
步骤 539: 上行数据在第二 eNB、 第三 SGW、 第一 eNB之间传递。 步骤 540: UE同步到第一 eNB后发起切换确认 ( Handover confirm ) 消息。
步骤 541 : UE接入第一 eNB后上行数据及转发获得的下行数据通过
UE、 第一 eNB、 第一 SGW、 PGW之间单向传递。
步骤 542: 第一 eNB发送切换通知 ( Handover Notify )给第一 MME， 告知空口切换完毕。
步骤 543: 第一 MME向第二 MME发送前向重定位完成通知 ( Forward Relocation Complete Notification ) 消息， 告知 UE切换成功。 步骤 544: 第二 MME返回前向重定位完成确认 ( Forward Relocation Complete Acknowledge ) 消息， 释放第二 eNB的无线资源。
步骤 545:第一 MME向第一控制网元发送承载修改请求（ Modify bearer request ) 消息更新下行用户面， 所述消息中携带第一 eNB地址和第一 eNB 的 TEID。
步骤 546a〜步骤 546b: 第一控制网元收到 GTP-C 通知消息不再进行 SGW选择， 向第一 SGW下发流表信息， 包括第一 eNB地址和第一 eNB 的 TEID。
步骤 547: 第一控制网元通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息。 步骤 548:第二控制网元将获得的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID 信息下发给 PGW。
步骤 549: 隧道更新后， 下行数据第一 eNB、 第一 SGW和 PGW之间 传递；
步骤 550: 第二 MME释放无线承载资源。
步骤 551 : 第一 MME在转发定时器超时后， 向第一控制网元发送删除 间接数据前向通道清求消息 （Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request )。
步骤 552: 第一控制网元向第三 SGW发送流表删除消息， 回收转发面 设备资源。
步骤 553: 第二 MME在转发定时器超时后， 向第一控制网元发送删除 间接数据前向通道请求消息。
步骤 554: 第二控制网元向用于转发的第一 SGW发送流表删除消息， 回收转发面设备资源。
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。 工业实用性
本发明实施例当 UE移动过程中发生控制网元改变时，第一控制网元根 据第一 MME发送的第二控制网元的标识或地址信息寻址第二控制网元，获 取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID信息， 并将自身分配的 第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息发送给第二控制网元； 第一控制 网元向第一 SGW发送携带所述 PGW地址和 PGW的 TEID信息的流表信 息； 第二控制网元向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID 信息的流表信息； 如此，解决了由于 UE移动造成控制网元改变引起的两个 控制网元的协调问题。

Claims

权利要求书
1、一种演进的分组核心 EPC网络实现移动性管理的方法，所述方法包 括：
当发生控制网元改变时，第一控制网元根据第一移动性管理实体 MME 发送的第二控制网元的标识或地址信息寻址第二控制网元， 获取第二控制 网元分配的分组网网关 PGW地址和 PGW的隧道标识 TEID信息， 并将自 身分配的第一服务网关 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息发送给第二控 制网元；
第一控制网元向第一 SGW发送携带所述 PGW地址和 PGW的 TEID 信息的流表信息；
第二控制网元向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID 信息的流表信息。
2、 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述方法还包括： 所述第一 MME根据用户设备 UE当前的接入位置或第一演进节点 eNB的位置信息选 择第一控制网元， 并向选择的第一控制网元发送创建会话请求消息建立 GPRS隧道协议 GTP隧道， 所述创建会话请求消息中携带 UE位置信息、 以及第二控制网元的标识或地址信息。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其中， 所述第一 MME在选择第一控 制网元之前， 所述方法还包括：
UE离开跟踪区域标识列表所规定的区域范围后， 所述第一 MME由第 一 eNB为所述 UE选定， 所述 UE向第一 MME发起跟踪区域更新 TAU请 求； 所述第一 MME根据临时用户标识 GUTI查找到第二 MME， 并向第二 MME发送上下文获取消息； 所述第二 MME向第一 MME回复 UE的上下 文信息和为 UE服务的第二控制网元信息；
或者，第二 eNB根据 UE上报的测量信息确定自身已经不能为所述 UE 服务，所述第二 eNB向第二 MME发送切换请求消息，携带切换的第一 eNB 的标识信息； 第二 MME 居第一 eNB 的标识信息和拓朴关系选择第一 MME,将第一 eNB的位置信息、 UE的移动管理和承载上下文以及为 PGW 服务的第二控制网元信息发送给第一 MME。
4、 根据权利要求 3所述的方法， 其中， 所述方法还包括： 在 TAU过 程中 UE有上行数据发送时， 所述第一 MME建立空口的承载， 并发起初始 上下文建立过程，获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID；所述第一 MME 发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的承载修改请求消息给第一 控制网元； 所述第一控制网元向第一 SGW下发携带第一 eNB的地址和第 一 eNB的 TEID的流表， 更新下行 GTP隧道信息。
5、 根据权利要求 3所述的方法， 其中， 所述方法还包括： 在基站间的 数据需要直接转发时， 第一控制网元从第一 MME获得第一 eNB的地址和 第一 eNB的 TEID， 在向第一 SGW发送的流表信息中携带第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID， 并通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息； 所 述第二控制网元收到所述通知后， 将获得的第一 SGW的地址和第一 SGW 的 TEID下发给 PGW; 所述 PGW根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW 的 TEID更新自身流表信息； 更新完成后， 上下行数据在第一 eNB、 第一 SGW和 PGW之间传递。
6、 根据权利要求 3所述的方法， 其中， 所述方法还包括： 在基站间的 上行数据需要间接转发时， 第一控制网元从第一 MME获得第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID，并指定用于数据转发的第三 SGW，向所述第三 SGW 发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的流表， 所述第一控制网元 还向第一 MME发送第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID;所述第一 MME 向第二 MME转发第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID; 所述第二 MME 将第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID通知给第二控制网元和第二 eNB; 第二控制网元将第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID通知第一 SGW;上 行数据在第二 eNB、 第三 SGW、 第一 eNB之间传递。
7、 根据权利要求 3所述的方法， 其中， 所述方法还包括： 在基站间的 下行数据需要间接转发时， 第一控制网元从第一 MME获得第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID， 在向第一 SGW发送的流表信息中携带第一 eNB 的地址和第一 eNB的 TEID，并通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息； 所述第二控制网元收到所述通知后，将获得的第一 SGW的地址和第一 SGW 的 TEID下发给 PGW; 所述 PGW根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW 的 TEID更新自身流表信息；更新完成后，下行数据在第一 eNB、第一 SGW 和 PGW之间传递。
8、 根据权利要求 3所述的方法， 其中， 所述方法还包括： 第一 MME 或第二 MME向第二控制网元发送删除会话请求消息，所述第二控制网元通 过删除流表消息删除第二 SGW中的用户流表信息， 回收资源。
9、 一种 EPC网络实现移动性管理的系统， 所述系统包括： 第一控制网 元、 第二控制网元、 第一 MME、 第一 SGW、 PGW; 其中，
第一控制网元，配置为根据第一 MME发送的第二控制网元的标识或地 址信息寻址第二控制网元， 获取第二控制网元分配的 PGW地址和 PGW的 TEID信息，并将自身分配的第一 SGW地址和第一 SGW的 TEID信息发送 给第二控制网元；并向第一 SGW发送携带所述 PGW地址和 PGW的 TEID 信息的流表信息；
第二控制网元， 配置为向 PGW发送携带第一 SGW地址和第一 SGW 的 TEID信息的流表信息。
10、 根据权利要求 9所述的系统， 其中， 所述系统还包括第一 eNB， 配置为接受 UE附着；
所述第一 MME，配置为根据 UE当前的接入位置或第一 eNB的位置信 息选择第一控制网元， 并向选择的第一控制网元发送创建会话请求消息建 立 GTP隧道， 所述创建会话请求消息中携带 UE位置信息、 以及第二控制 网元的标识或地址信息。
11、根据权利要求 9所述的系统， 其中， 所述系统还包括： 第二 MME， 配置为向第一 MME回复 UE的上下文信息和为 UE服务的第二控制网元信 息；
所述第一 eNB， 还配置为为 UE选择第一 MME;
所述第一 MME，还配置为根据 GUTI查找到第二 MME，并向第二 MME 发送上下文获取消息；
或者， 所述系统还包括： 第二 eNB、 第二 MME， 其中，
所述第二 eNB， 配置为 艮据 UE上报的测量信息确定自身已经不能为 所述 UE服务， 所述第二 eNB向第二 MME发送切换请求消息， 携带切换 的第一 eNB的标识信息；
所述第二 MME， 配置为才艮据第一 eNB的标识信息和拓朴关系选择第 一 MME, 将第一 eNB 的位置信息、 UE 的移动管理和承载上下文以及为 PGW服务的第二控制网元信息发送给第一 MME。
12、 根据权利要求 11所述的系统， 其中， 所述第一 MME， 还配置为 在 TAU过程中 UE有上行数据发送时， 建立空口的承载， 并发起初始上下 文建立过程， 获得第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID; 所述第一 MME 发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的承载修改请求消息给第一 控制网元；
相应的， 所述第一控制网元，还配置为向第一 SGW下发携带第一 eNB 的地址和第一 eNB的 TEID的流表， 更新下行 GTP隧道信息。
13、 根据权利要求 11所述的系统， 其中， 所述第一控制网元， 还配置 为在基站间的数据需要直接转发时， 从第一 MME获得第一 eNB的地址和 第一 eNB的 TEID， 在向第一 SGW发送的流表信息中携带第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID， 并通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息； 相应的， 所述第二控制网元， 还配置为收到所述通知后， 将获得的第 一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW;
相应的，所述 PGW，配置为根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW的
TEID更新自身流表信息； 更新完成后，上下行数据在第一 eNB、第一 SGW 和 PGW之间传递。
14、 根据权利要求 11所述的系统， 其中， 所述第一控制网元， 还配置 为在基站间的上行数据需要间接转发时， 从第一 MME获得第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID，并指定用于数据转发的第三 SGW，向所述第三 SGW 发送携带第一 eNB的地址和第一 eNB的 TEID的流表， 所述第一控制网元 还向第一 MME发送第三 SGW的地址和第三 SGW的 TEID;
相应的， 所述第一 MME， 还配置为向第二 MME转发第三 SGW的地 址和第三 SGW的 TEID;
相应的， 所述第二 MME， 配置为将第三 SGW的地址和第三 SGW的
TEID通知给第二控制网元和第二 eNB;
相应的，所述第二控制网元，还配置为将第三 SGW的地址和第三 SGW 的 TEID通知第一 SGW; 上行数据在第二 eNB、 第三 SGW、 第一 eNB之 间传递。
15、 根据权利要求 11所述的系统， 其中， 所述第一控制网元， 还配置 为在基站间的下行数据需要间接转发时， 从第一 MME获得第一 eNB的地 址和第一 eNB的 TEID， 在向第一 SGW发送的流表信息中携带第一 eNB 的地址和第一 eNB的 TEID，并通知第二控制网元更新 PGW上的流表信息； 相应的， 所述第二控制网元， 还配置为收到所述通知后， 将获得的第 一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID下发给 PGW; 相应的，所述 PGW，配置为根据所述第一 SGW的地址和第一 SGW的 TEID更新自身流表信息； 更新完成后， 下行数据在第一 eNB、 第一 SGW 和 PGW之间传递。
16、 根据权利要求 11所述的系统， 其中， 所述系统还包括第二 SGW， 所述第一 MME或第二 MME， 还配置为向第二控制网元发送删除会话请求 消息；
相应的，所述第二控制网元，还配置为通过删除流表消息删除第二 SGW 中的用户流表信息， 回收资源。
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