专利名称：数据转发通道的建立方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种切换场景下数据转发通道的建立方法及系 统。
背景技术：
一、互联互通技术
第三代合作伙伴计划(3rdGeneration Partnership Pro ject，简称为 3GPP)演 进的系统架构(Evolved Packet System，简称为 EPS)由 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，简称为演进的 UTRAN)、移动管理单元(Mobility Management Entity，简称为MME)、服务网关Serving Gateway，简称为S-GW)、分组数据网 络网关(Packet Data Network Gateway，简称为 P-GW)、归属用户服务器(Home Subscriber Server,简称为HSQ、3GPP认证授权计费服务器(简称为AAA服务器)，及其他支撑节点组 成，见
图1的虚线上部区域。其中，E-UTRAN是EPS系统的3GPP接入网，内部包含诸多演进 的基站(Evolved NodeB，简称为 eNB)；演进的分组核心网(Evolved Packet Core Network, 简称为EPC)是核心网，包含MME，S-Gff和P-GW等网元；MME负责控制面相关工作；S-GW是 与E-UTRAN相连的接入网关设备；P-GW是EPS与分组数据网络(Packet Data Network，简 称为PDN)网络的边界网关，负责向PDN的接入、在EPS系统与PDN间转发数据。
EPS网络支持和eHRPD (evolved High Rate Packet Data，演进的高速率分组数 据，简称为eHRPD)网络的互联互通(Connectivity and Interworking)，即终端UE可以 通过eHRPD接入EPS的P-GW，并能实现终端UE在两个系统间的来回切换，eHRPD系统架构 见图1的虚线下部区域。图1所示为E-UTRAN和eHRPD系统的互联互通架构示意图。其 中，eHRPD 系统由 HSGW(HRPD Serving Gateway，简称为 HSGW)、HRPD-eAN(演进的接入网， evolved Access Network)、数据锚点P-GW(即为3GPP EPS中的P-GW，互联互通场景下，EPS 系统和eHRPD系统共用P-GW)等基本网元构成。HSGW作为终端接入eHRPD核心网的第一 跳，是与HRPD-eAN相连的接入网关设备，负责用户的移动管理、上下文管理，并在HRPD-eAN 和P-GW之间转发数据，负责对寻呼等待数据进行缓存和转发等。P-GW是终端通过3GPP接 入网(如E-UTRAN)和非3GPP接入网(如eHRPD)接入PDN的数据网关，即无论当终端UE 是通过E-UTRAN接入网接入还是通过eHRPD接入网接入，上下行数据传输必须经过数据网 关P-GW，再与外部PDN通信；当终端在3GPP接入(如E-UTRAN)和非3GPP接入(如eHRPD) 间进行切换时，P-GW作为不改变的网关，是切换过程中的锚点。为了实现多模终端通过不 同的接入系统接入，并且能够保证终端在不同接入系统中切换时业务的连续性，新增了一 些接口 S101接口、S103接口和S2a接口。Sb接口在HSGW和P-GW之间传输控制和承载 业务，采用PMIPv6协议。当用户设备(User Equipment，简称为冊)从E-UTRAN接入系统 向eHRPD接入系统的采用优化方式切换时，存在数据转发和缓存的机制，即通过SlOl接口 在MME和HRPD-eAN之间传输鉴权信息和数据转发的准备信息等，从而协助建立S103接口 的通道；S103接口用于终端由E-UTRAN系统向eHRD系统优化切换时转发下行数据，转发的下行的数据缓存在HSGW。
优化切换的具体操作可以通过图2和具体步骤分析展示的更加清晰。本文所述的 优化切换均是针对一个UE而言。详细步骤如下
201. UE通过E-UTRAN接入到EPC，并处于激活(Active)状态，UE通过测量无线 信号，检测到当前的E-UTRAN无线信号比较弱，eHRPD的无线信号却很好，首先完成UE向 eHRPD系统优化切换的预注册准备；在预注册阶段，终端在eHRPD系统中完成了 eHRPD会话 的建立、主AlO连接的建立、PPP会话(Point to Point Protocol，点对点协议)的建立等 操作；
UE从预注册完成后，只要E-UTRAN的无线信号还能支持当前的业务，UE就不会立 即切换到eHRPD系统，也就是说从预注册完成到正式切换到eHRPD之间的时间间隔是不确 定的，可能较长的时间也可能较短的时间，取决于无线信号的强弱变化。
202.当UE检测到E-UTRAN的信号不足以支持当前的业务时，UE正式发起从 E-UTRAN 向 eHRPD 的切换；
203. UE通过E-UTRAN的无线信号将eHRPD信令“HRPD连接请求”封装后通过eNB 发送给MME;
204. MME将该UE上的所有PDN连接信息以及步骤203发送来的“HRPD连接请求” 消息封装在直传信令中，发送给HRPD-eAN ；
其中UE的所有PDN连接信息包括APN(Access Point Name，接入点名称)、P-GW 的地址和 P-GW GRE (Generic Routing Encapsulation 通用路由封装)KEY ；其中，APN 标识 了 UE下的一个PDN连接，对于一个APN只能存在一个PDN连接；每一个PDN连接都会有对 应的P-GW地址，不同的PDN连接的P-GW地址可能相同也可能不同；P-GW GRE KEY标识了不 同的PDN连接的P-GW和S-GW之间的数据通道(一个P-GW GRE KEY标识一条P-GW和S-GW 之间的数据通道，一个P-GW和S-GW之间的数据通道归属于一个PDN连接)。
因为每个UE可以通过APN建立PDN连接，APN可以有多个，但每个APN只能建立 一条PDN连接，因此上述的信息，如APN、P-GW地址、P-GWGRE key可能是一组也可能是多组 的信息。
205a. HRPD-eAN发送Al I-RRQ (Al 1接口的注册请求)信令给HSGW，并携带P-GW地 址、APN、P-GW GRE key 等参数；
205b.因为数据转发的S103通道为每一个PDN连接都应该单独建立的，HSGW根据 APN,为每个PDN连接都生成S103通道的key，在此称作HSGWGRE key,因此如果当前UE有 多个(包括一个)PDN链接，HSGW GRE key也是多个的(包括一个)；
205c. HSGff发送Al I-RRP (Al 1接口的注册应答)信令给HRPD-eAN，并携带HSGW地 址、APN、HSGW GRE key 等参数；
206. HRPD-eAN通过直传信令将HRPD业务信道分配信令以及相关参数发送给 MME ；
其中相关参数即为HSGW地址、APN、HSGW GRE key等参数。
207. MME与S-GW互通“创建转发通道请求/应答”信令，MME将HSGW地址、APN、 HSGff GRE key等参数发送给S-GW，至此S-GW获得了每一个PDN连接的HSGW地址、APN、HSGW GRE key, S103数据转发通道(HSGW地址和HSGW GRE key唯一标识一条S103通道)建立完成；
208. MME通过E-UTRAN无线信号将HRPD业务信道分配信令发送给UE ；
209.数据从eNB经过S-GW转发给HSGW，由HSGW缓存；
210.切换执行阶段，主要完成空口切换和S2a隧道的切换。
在切换流程中，对每一个PDN连接都有一套参数，都建立一个S103隧道，该PDN连 接在某一个UE下是用APN来标识的。可以通过下表来阐述他们的关系
表1参数表
权利要求
1.一种数据转发通道的建立方法，适用于演进的UTRAN(E-UTRAN)与演进的高速率分 组数据网络(eHRPD)互联互通的场景下，一用户终端从E-UTRAN向eHRPD的优化切换过程， 所述方法包括移动管理单元(MME)至少将唯一标识分组数据网络(PDN)连接的标识信息发送给高 速率分组数据服务网关(HSGW)，所述唯一标识PDN连接的标识信息为接入点名称(APN)和 PDN连接标识；所述HSGW为每一个PDN连接生成一个建立数据转发通道所需的参数，将所述参数和 HSGW地址返回给所述MME，所述数据转发通道是指服务网关(SGW)和HSGW之间的数据通道 (S103数据通道)；MME将所述参数和HSGW地址发送给S-GW后，所述数据转发通道建立完成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MME将唯一标识PDN连接的标识信息发送给HSGW的步骤进一步包括MME通过直传信令将所述标识信息发送给eHRPD的接入网(HRPD_eAN)；所述HRPD-eAN接收到MME发送的标识信息后，通过All接口的注册请求(All-RRQ)信 令将所述标识信息发送给HSGW。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述PDN连接标识为默认承载标识(LBI)；所述建立数据转发通道所需的参数包括 HSGW通用路由封装码(HSGW GRE KEY)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S103数据通道建立完成后，在转发下行数据时，所述S-GW查找对应的S103通道， 将需要转发的数据从E-UTRAN转发到eHRPD系统。
5.一种数据转发通道的建立系统，适用于演进的UTRAN(E-UTRAN)与演进的高速率分 组数据网络(eHRPD)互联互通的场景，包括移动管理单元(MME)、高速率分组数据服务网关 (HSGff)和服务网关(S-GW)，其特征在于，所述MME，用于在一用户终端从E-UTRAN向eHRPD的优化切换过程中，至少将唯一标识 分组数据网络(PDN)连接的标识信息发送给HSGW，所述唯一标识PDN连接的标识信息为接 入点名称(APN)和PDN连接标识；以及用于将HSGW返回的信息转发给S-GW ；所述HSGW，用于为每一个PDN连接生成一个建立数据转发通道所需的参数，将所述参 数和HSGW地址返回给所述MME ；S-GW，用于接收MME发送的信息，S-GW接收到MME发送的信息后，所述SGW和HSGW之 间的数据通道的建立完成。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括eHRPD的接入网 (HRPD-eAN)，所述MME进一步用于将唯一标识PDN连接的标识信息通过直传信令发送给HRPD-eAN ；所述HRPD-eAN，用于在接收到MME发送的标识信息后，通过All接口的注册请求 (All-RRQ)信令将所述标识信息发送给HSGW。
7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述PDN连接标识为默认承载标识(LBI)；所述建立数据转发通道所需的参数包括 HSGW通用路由封装码(HSGW GRE KEY)。
8.一种数据转发通道的建立方法，适用于演进的UTRAN(E-UTRAN)与演进的高速率分 组数据网络(eHRPD)互联互通的场景下，一用户终端从E-UTRAN向eHRPD的优化切换过程， 所述方法包括移动管理单元(MME)将表示分组数据网络(PDN)连接个数的指示信息以及用于标识分 组数据网络(PDN)连接的标识信息发送给高速率分组数据服务网关(HSGW)，所述用于标识 PDN连接的标识信息包括接入点名称(APN)；所述HSGW根据所述指示信息确定PDN连接的个数N，对应所述APN生成N个的建立数 据转发通道所需的参数，将所述参数和HSGW地址返回给所述MME，所述数据转发通道是指 服务网关(SGW)和HSGW之间的数据通道(S103数据通道)；MME将所述参数和HSGW地址发送给S-GW后，所述数据转发通道建立完成。
9.一种数据转发通道的建立系统，适用于演进的UTRAN(E-UTRAN)与演进的高速率分 组数据网络(eHRPD)互联互通的场景，包括移动管理单元(MME)，高速率分组数据服务网关 (HSGff)和服务网关(S-GW)，其特征在于，所述MME，用于在一用户终端从E-UTRAN向eHRPD的优化切换过程中，将表示分组数据 网络(PDN)连接个数的指示信息以及用于标识分组数据网络(PDN)连接的标识信息发送给 HSGW，所述用于标识PDN连接的标识信息包括接入点名称(APN)；以及用于将HSGW返回的 信息转发给S-GW ；所述HSGW，用于根据所述MME发送的指示信息确定PDN连接的个数N，对应所述APN生 成N个的建立数据转发通道所需的参数，将所述参数和HSGW地址返回给所述MME ；S-GW，用于接收MME发送的信息，S-GW接收到MME发送的信息后，所述SGW和HSGW之 间的数据通道的建立完成。
10.一种数据转发通道的建立方法，适用于演进的UTRAN(E-UTRAN)与演进的高速率分 组数据网络(eHRPD)互联互通的场景下，一用户终端从E-UTRAN向eHRPD的优化切换过程， 所述方法包括移动管理单元(MME)向高速率分组数据服务网关(HSGW)发送用于标识分组数据网 络(PDN)连接的标识信息，所述用于标识PDN连接的标识信息包括接入点名称(APN)，所述 HSGff根据与MME约定的指示方式，统计确定PDN连接的个数N，所述HSGW对应所述APN生 成N个的建立数据转发通道所需的参数，将所述参数和HSGW地址返回给所述MME，所述数据 转发通道是指服务网关(SGW)和HSGW之间的数据通道(S103数据通道)；MME将所述参数和HSGW地址发送给S-GW后，所述数据转发通道建立完成。
11.一种数据转发通道的建立系统，适用于演进的UTRAN(E-UTRAN)与演进的高速率分 组数据网络(eHRPD)互联互通的场景，包括移动管理单元(MME)和高速率分组数据服务网 关(HSGW)，其特征在于，所述MME，用于在一用户终端从E-UTRAN向eHRPD的优化切换过程中，向HSGW发送用于 标识分组数据网络(PDN)连接的标识信息，所述用于标识PDN连接的标识信息包括接入点 名称(APN)；以及用于将HSGW返回的信息转发给S-GW ；所述HSGW，用于根据与MME约定的指示方式，统计确定PDN连接的个数N，以及用于对 应所述APN生成N个的建立数据转发通道所需的参数，将所述参数和HSGW地址返回给所述 MME ；S-GW，用于接收MME发送的信息，S-GW接收到MME发送的信息后，所述SGW和HSGW之 间的数据通道的建立完成。
全文摘要
本发明公开了一种数据转发通道的建立方法及系统，适用于E-UTRAN与eHRPD互联互通的场景下，一用户终端从E-UTRAN向eHRPD的优化切换过程，可以在终端由E-UTRAN系统向eHRPD系统优化切换切换时，为同一个APN下的多个PDN连接都建立相应的S103数据通道。所述方法包括MME将唯一标识PDN连接的标识信息发送给HSGW，所述唯一标识PDN连接的标识信息为APN和PDN连接标识；所述HSGW为每一个PDN连接生成一个建立数据转发通道所需的参数，将所述参数和HSGW地址返回给所述MME；MME将所述参数和HSGW地址发送给S-GW后，所述GW和HSGW之间数据转发通道建立完成。
文档编号H04W76/02GK102036417SQ20091020563
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者周晓云, 朱春晖, 毕以峰 申请人:中兴通讯股份有限公司