移动性管理方法、装置及系统,演进型基站、网关设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络通信系统，具体地，涉及一种移动性管理方法、装置及系统、演进型基站、网关设备。
【背景技术】
[0002]第三代合作项目(3GPP,3rd Generat1n Partnership Pro ject)中的演进分组域系统(EPS, Evolved Packet System)分为演进的公共陆地无线接入网(E-UTRAN, EvolvedUniversal Terrestrial Rad1 Access Network)和演进分组核心网(EPC,Evolved PacketCore)两部分。
[0003]如图1所示,通用分组无线服务技术(GPRS,General Packet Rad1 Service)隧道协议(GTP，GPRS Tunneling Protocol)用于通过SI接口实现EPS承载。GTP隧道用于将数据包从分组传输网(PTN, Packet Transport Network)网关(PGW, PTN Gateway)发送到正确的演进型基站(eNB,Evolved NodeB),反之亦然。服务网关(SGW, Serving Gateway)作为用户终端(UE，UserTerminator)在不同的eNB之间移动的本地锚点，也作为UE在E-UTRAN间或在E-UTRAN与其他3GPP网络(2G/GSM、3G/UMTS)间移动时的移动锚点(该种情况下，SGff以S4接口作为终点，在2G/3G网络系统和PGW之间转发数据流)。
[0004]GTP分为两部分协议=GTP-C负责隧道的建立、使用、管理和释放，主要包含转发路径管理、隧道管理、位置管理、移动性管理四大类，且用于对转发用户数据的隧道进行管理和控制；GTP-U用于对所有用户数据进行封装并进行隧道传输，其路径协议可以采用传输控制协议(TCP,Transmiss1n Control Protocol)或用户数据包协议(UDP,User DatagramProtocol),当GTP承载面向连接且可靠性要求高的用户协议时，传输路径选择TCP，当GTP承载无连接且可靠性要求不高的用户协议时，传输路径选择UDP。
[0005]GTP隧道的创建过程由移动性管理单兀(MME, Mobility Management Element)、SGW和PGW协商完成。
[0006]通过GTP隧道发送数据包的处理包括以下过程。在GTP隧道的上行方向，UE创建一个互联网协议(IP，Internet Protocol)数据包,如图2所示,该IP数据包包括应用数据、TCP/UDP包头和IP地址信息(包括作为UE的IP地址和目的IP地址)。eNB通过空口接收到该IP数据包后，将该IP数据包嵌入到GTP数据包头，GTP数据包头还包括GTP隧道标识信息(GTPvl )。eNB进一步基于UDP和IP封装GTP数据包，其中，IP地址信息包括作为源地址的eNB的IP地址和作为目的地址的SGW的IP地址)；并且，进一步基于UDP和IP，将封装好的数据包以以太网巾贞(Ethernet Frame)的形式通过S1-U接口发送给SGW。SGW进一步在S5接口上通过GTP隧道将该GTP数据包发送给PGW。PGW是GTP隧道的终点，PGW解封装接收到的GTP数据包，并将解封装后的数据包发送给合法的IP网络域(例如互联网)。
[0007]在GTP隧道的下行方向，eNB对GTP发送的数据包进行解封装，并将解封装后的数据包通过HXP层发送给UE。在解封装的过程中，eNB去掉外层的GTP-U包头、UDP包头和IP包头，保留应用数据部分。
[0008]在通过GTP隧道通信的过程中，UE的IP地址具有标识和定位的双重作用，也即UE的IP地址既作为标识UE的标识符，也作为定位UE位置的定位符。如果UE从一个eNB移动到另一个eNB，而UE的IP地址不改变的情况下，GTP隧道的终点(eNB或者PGW)将会改变，并选出新的GTP隧道终点标识(TEID, Tunneling Endpoint Identifier)。这样，旧的GTP隧道将被拆除，移动后的新的GTP隧道将建立。然而在重新建立GTP隧道的过程中，至少会由于以下两个方面导致通过GTP隧道实现移动性的开销大、效率低的问题。
[0009]第一，在数据层面上，由于封装GTP数据包时，将针对原始的IP数据包将封装额外的GTP包头，基于IPv4的IP数据包的GTP包头为36字节，基于IPv6的IP数据包的GTP包头为56字节；该额外的GTP包头将占用较大的信道开销。
[0010]第二，在信令层面上，由于UE从一个eNB移动到另一个eNB后，重建GTP隧道的过程包括拆除原来的GTP隧道和建立新的GTP隧道，在eNB的规模较小即信号覆盖范围较小时，拆除和重建GTP隧道的可能性就越高，这样就会占用较大的信令开销。
[0011]可见，目前通过GTP隧道的进行移动性管理的技术中，存在实现移动性的开销大、效率低的问题。
【发明内容】
[0012]有鉴于此，本发明实施例提供了一种移动性管理方法、装置及系统、eNB、网关设备，用以解决现有技术中通过GTP隧道实现移动性管理导致信道开销大、信令开销大、移动性实现效率低的问题。
[0013]本发明实施例技术方案如下:
[0014]一种移动性管理方法，包括:移动性管理装置接收来自演进型基站eNB的终端位置通知消息，其中，所述终端位置通知消息是所述eNB在检测到终端附着后发送的，所述终端位置通知消息中包括所述终端的互联网协议IP地址；所述移动性管理装置为所述终端确定业务路径，并保存所确定的业务路径的业务路径信息；其中，所述业务路径信息至少包括所述终端的IP地址和业务路径上各节点的标识，其中，业务路径上的节点至少包括:eNB和网关设备，所述网关设备至少包括服务网关SGW和分组传输网网关PGW ;所述移动性管理装置向所述业务路径上的各节点提供所述业务路径信息的全部或部分信息，以使所述业务路径上的各节点根据获取的所述业务路径信息和/或待转发的数据包中的终端的IP地址来转发所述数据包。
[0015]具体地，所述移动性管理装置为所述终端确定业务路径，包括:所述移动性管理装置根据所述终端的IP地址判断是否保存有为所述终端确定的业务路径；在未保存有为所述终端确定的业务路径信息的情况下，为所述终端确定业务路径；在保存有为所述终端确定的业务路径信息的情况下，为所述终端更新业务路径。
[0016]进一步地，为所述终端更新业务路径，具体包括:将所保存的业务路径信息中的eNB的标识替换为发送所述终端位置通知消息的eNB的标识；或者，为所述终端确定新的业务路径。
[0017]具体地，在一种实现方式中，所述移动性管理装置向所述业务路径上的各节点提供所述业务路径信息的全部或部分信息，以使所述业务路径上的各节点根据获取的所述业务路径信息和/或待转发的数据包中的终端的IP地址来转发所述数据包，包括:所述移动性管理装置将保存的所述业务路径信息的全部信息发送给所确定的业务路径上的各个节点，以使所述业务路径上的各节点保存所述业务路径信息，并根据待转发的数据包中的终端的IP地址查找保存的业务路径信息，确定节点在所述业务路径上的下一节点，将所述数据包发送给所确定的下一节点。
[0018]更进一步地，为所述终端更新业务路径之后，向所述终端的更新之前的原业务路径上的各节点发送路径删除消息，该路径删除消息中携带有所述终端的IP地址，以使所述原业务路径上的各节点删除所保存的包括有所述终端的IP地址的业务路径信息。
[0019]具体地，在另一种实现方式中，所述移动性管理装置向所述业务路径上的各节点提供所述业务路径信息的全部或部分信息，以使所述业务路径上的各节点根据获取的所述业务路径信息和/或待转发的数据包中的终端的IP地址来转发所述数据包，具体包括:所述移动性管理装置接收来自所确定的业务路径上的节点的查询请求，该查询请求中包括所述节点待转发的数据包中的终端的IP地址，根据所述终端的IP地址和所保存的业务路径信息确定该终端的业务路径，并根据所确定的业务路径确定所述节点的下一节点，并将所确定的所述一下节点的标识信息发送给所述节点，以使所述节点将待转发的数据包发送给所确定的下一节点。
[0020]一种移动性管理装置，包括:接收模块，用于接收来自演进型基站eNB的终端位置通知消息，其中，所述终端位置通知消息是所述eNB在检测到终端附着后发送的，所述终端位置通知消息中包括所述终端的互联网协议IP地址；路径确定模块，用于为所述终端确定业务路径；保存模块，用于保存所确定的业务路径的业务路径信息；其中，所述业务路径信息至少包括所述终端的IP地址和业务路径上各节点的标识，其中，业务路径上的节点至少包括:eNB和网关设备，所述网关设备至少包括服务网关SGW和分组传输网网关PGW;提供模块，用于向所述业务路径上的各节点提供所述业务路径信息的全部或部分信息，以使所述业务路径上的各节点根据获取的所述业务路径信息和/或待转发的数据包中的终端的IP地址来转发所述数据包。
[0021]具体地，所述路径确定模块，用于:根据所述终端的IP地址判断所述保存模块中是否保存有为所述终端确定的业务路径信息；在未保存有为所述终端确定的业务路径信息的情况下，为所述终端确定业务路径；在保存有为所述终端确定的业务路径信息的情况下，为所述终端更新业务路径。
[0022]更进一步地，所述路径确定模块为所述终端更新业务路径，具体用于:将所保存的业务路径信息中的eNB的标识替换为发送所述终端位置通知消息的eNB的标识；或者，为所述终端确定新的业务路径。
[0023]具体地，在一种实现方式中，所述提供模块，用于:将保存的所述业务路径信息的全部信息发送给所确定的业务路径上的各个节点，以使所述业务路径上的各节点保存所述业务路径信息，并根据待转发的数据包中的终端的IP地址查找保存的业务路径信息，确定节点在所述业务路径上的下一节点，将所述数据包发送给所确定的下一节点。
[0024]更进一步地，所述提供模块，还用于:向所述终端更新之前的原业务路径上的各节点发送路径删除消息，该路径删除消息中携带有所述终端的IP地址，以使所述原业务路径上的各节点删除所保存的包括有所述终端的IP地址的业务路径信息。
[0025]具体地，在另一种实现方式中，所述提供模块，具体用于:接收来自所确定的业务路径上的节点的查询请求，该查询请求中包括所述节点待转发的数据包中的终端的IP地址，根据所述终端的IP地址和所保存的业务路径信息确定该终端的业务路径，并根据所确定的业务路径确定所述节点的下一节点，并将所确定的所述一下节点的标识信息发送给所述节点，以使所述节点将待转发的报文发送给所确定的下一节点。
[0026]一种移动性管理方法，包括:演进型基站eNB在检测到终端附着后，向移动性管理装置发送终端位置通知消息，以使所述移动性管理装置为所述终端确定业务路径，并保存所述业