分组数据包传输方法、系统和网络设备的制作方法

专利名称：分组数据包传输方法、系统和网络设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种分组数据包传输方法、系统 和网络设备。
背景技术：
无论是在3GPP已经确定的网络架构中，还是正在研究的演进网络架构中， Service Request (业务请求)流程是用户终端从空闲状态到激活状态的一个重 要过程。Service Request流程分为两种MS发起的Service Request流程、及网 络发起的Service Request流禾呈。
在3GPP已经确定的网络架构中，MS发起的Service Request流程即处 于空闲状态的用户终端需要发送上行信令或数据时，首先发起Service Request 流程，以建立其和网络侧的信令连接；如果用户终端需要传数据，则还需要进 一步通过业务请求流程来完成IP承载的恢复，即重建用户终端和接入网之间的 无线承载、以及恢复接入网和核心网之间的隧道。网络发起的Service Request 流程即当核心网有数据或信令需要向处于空闲状态的用户终端发送时，首先 寻呼用户终端，接收到寻呼消息的用户终端以Service Request流程来响应网络 侧的寻呼，以通过业务请求流程建立其和网络侧的信令连接；如果核心网需要 向用户终端发送下行数据，则还需要进一步通过业务请求流程来完成IP承载的 恢复，即重建用户终端和接入网之间的无线承载、以及恢复接入网和核心网之 间的隧道。
在已确定网络架构的Service Request流程中，用户终端是才艮据RNC指示的RB ID (无线承载标识)和对应的RAB ID (无线接入承载标识)来建立其 与RNC之间的无线承载，并由RNC为新建的RAB分配资源的。在3GPP演进网络架构的Service Request流程中，接入网是根据核心网控制 面实体MME (移动性管理实体)发送的用户终端上下文信息、以及需要建立的 承载信息来和用户终端建立无线承载、并为新建的RAB分配资源的。发明人在发明过程中发现不管是在已确定的网络架构还是演进网络架构建立相应的无线接入承载资源，如在Sl-U或Iu接口中建立指定的无线接入承 载资源；而其他无线承载在Sl-U或Iu接口上不进行无线接入承载建立过程。 这样，针对后续其他无线承载的业务，网络侧仍然需要先建立无线接入承载， 然后，再由接入网节点分配无线资源，以建立无线承载。从而用户终端需要与 网络侧进行多次信息交互，浪费了网络资源、且使无线承载建立过程产生的时 延过长。发明内容本发明实施方式提供分组数据包传输方法、系统和网络设备，尽可能的避 免了后续用户终端与核心网之间通过其它无线接入承载传输数据时，由于需要 获取相关无线接入承载的隧道信息、服务质量参数等而引起的信令交互过程， 节约了网络侧资源、缩短了建立无线接入承载的时延。本发明实施方式提供的分组数据包传输方法，包括获取用户终端的至少两个会话管理上下文；为所述会话管理上下文中的各无线接入承载配置隧道；为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的 隧道分配资源，才艮据所述无线承载、分配资源后的隧道进行用户终端与核心网 之间的分组数据包传输。本发明实施方式提供的分组数据包传输系统，包括接入网侧和核心网侧， 所述接入网侧设置有第一模块、第二模块、第四模块和第七模块，所述核心网侧设置有第三模块、第五模块、第六模块和第八模块；第一模块用于获取用户终端的至少两个会话管理上下文；第二模块用于为所述第一模块获取的会话管理上下文中的各无线接入承载配置接入网侧隧道；第三模块用于为所述用户终端的各无线接入承载配置核心网侧隧道； 第四模块为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的接入网侧隧道分配资源；第五模块用于存储用户终端的会话管理上下文，并为第一模块提供用户终端的至少两个会话管理上下文；第六模块用于确定需要传输分组数据包的核心网侧隧道，并为需要传输分组数据包的核心网侧隧道分配资源；第七模块和第八模块用于根据所述建立的无线承载、隧道进行用户终端与核心网之间的分组凄t据包传输。本发明实施方式还提供一种网络设备，所述网络设备位于接入网侧，所述网络设备设置有第一模块、第二模块、第四模块和第七模块； 第一模块用于获取用户终端的至少两个会话管理上下文； 第二模块用于为所述第一模块获取的会话管理上下文中的各无线接入承载配置4妄入网侧隧道；第四模块为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的接入网侧隧道分配资源；第七4莫块用于根据所述建立的无线承载、所述接入网侧隧道进行分组数据包传输。本发明实施方式还提供一种网络设备，所述网络设备中设置有第五模块；第五模块用于存储用户终端的会话管理上下文，并将用户终端的至少两个会话管理上下文发送至接入网侧。本发明实施方式还提供一种网络设备，所述网络设备中设置有第三模块、第六模块和第八模块；第三模块用于为所述用户终端的各无线接入承载配置核心网侧隧道； 第六模块用于确定需要传输分组数据包的核心网侧隧道，并为需要传输 分组数据包的核心网侧隧道分配资源；第八模块用于根据所述核心网侧隧道进行分组数据包传输。 通过上述技术方案的描述可知，由于本发明实施方式在为用户终端提供业 务过程中，获得了该用户终端的至少两个一一如所有会话管理上下文，并为会 话管理上下文中的各无线接入承载都分配了隧道，因此，在后续需要使用处于 激活状态的用户终端的其它无线接入承载来实现业务时，可以利用以前分配的 隧道，避免了用户终端与网络侧为建立无线接入承载而进行的信令交互，从而 不但节约了宝贵的网络侧资源，还避免了由于信令交互而引起的无线接入承载 建立时延。


图1是本发明实施方式的数据传输方法流程图一； 图2是本发明实施方式的数据传输方法流程图二； 图3是本发明实施方式的数据传输方法流程图三； 图4是本发明实施方式的数据传输方法流程图四； 图5是本发明实施方式的数据传输方法流程图五; 图6是本发明实施方式的数据传输方法流程图六； 图7是本发明实施方式的数据传输方法流程图七。
具体实施方式
如果在为用户终端提供业务过程中，为该用户终端至少两个一一如所有会 话管理上下文中的各无线接入承载都分配隧道如分配隧道ID等，则在需要使 用处于激活状态的用户终端的其它无线接入承载来实现业务时，可以利用以前 分配的隧道，避免了接入网为获取相关无线接入承载的隧道信息、服务质量参 数等与核心网侧进行的信令交互，从而不但节约了宝贵的网络侧资源，还避免 了由于信令交互而引起的无线接入承载建立时延。本发明实施方式可以在用户 终端从空闲状态转换到激活状态过程中，获取该用户终端的至少两个一一如所 有会话管理上下文、并为会话管理上下文中的各无线接入承载分配隧道。本发 明实施方式也可以在其它应用场景下进行获取用户终端至少两个——如所有会话管理上下文、并分配隧道的过程；如在用户终端需要进行某种特定的业务 而由空闲状态转换到激活状态过程中，进行获取用户终端至少两个一一如所有 会话管理上下文、并分配隧道的过程。下面以用户终端从空闲状态转换到激活状态应用场景、获取用户终端所有 会话管理上下文为例，对本发明实施方式的分组数据传输方法进行说明。在处于空闲状态的用户终端需要发送上行分组数据包、或者网络侧需要向 处于空闲状态的用户发送下行分组数据包等情况下，用户终端需要从空闲状态 转换到激活状态。这里的分组数据包如PDU,且分组数据包可以包括数据，也 可以包括4言令。用户终端从空闲状态转换到激活状态过程中，接入网节点需要获取用户终 端的所有会话管理上下文。接入网节点可以从核心网侧获取用户终端的所有会 话管理上下文，如核心网节点将该用户终端的所有会话管理上下文通过上下文 建立请求消息传输至接入网节点。会话管理上下文中包含的具体内容可以为现 有技术中的会话管理上下文中包含的内容，本发明实施方式不限制会话管理上 下文包含的具体内容。接入网节点在接收到该用户终端的所有会话管理上下文后，在本地建立上下文，并为所有会话管理上下文中的各无线接入承载配置隧道，即为各无线接 入承载配置隧道标识等。用户终端从空闲状态转换到激活状态过程说明用户终端需要传输上行分 组数据包，或者用户终端需要接收下行分组数据包，所以，接入网节点还需要 确定本次状态转换需要使用的隧道。接入网节点可以根据用户终端传输来的信 息来确定需要使用的隧道，接入网节点也可以根据核心网侧传输来的信息来确 定需要使用的隧道。这里的信息可以为承载状态指示信元，也可以为无线承载 ID，还可以为无线接入承载ID等。接入网节点根据接收到的信息确定了隧道 后，为该隧道分配资源，并建立其与用户终端之间的无线承载，使上/下行分组 数据包可以在用户终端与接入网节点之间传输。同样，核心网侧也需要确定本 次业务需要使用的隧道。核心网侧可以根据需要发送的下行数据来确定需要使 用的隧道，核心网侧也可以根据用户终端传输来的信息来确定需要使用的隧 道。然后，核心网侧为该隧道分配资源，使上/下行分组数据包可以在核心网与 接入网节点之间传输。需要特别说明的是，本实施方式中的无线承载和无线接入承载仅仅是为描 述方便而采用的名称。无线承载和无线接入承载这两个名称不能够对本发明实 施方式适用的范围进行限定，即在某些系统中也许没有无线承载和无线接入承 载的名称，但是，不能由此认为本发明实施方式中的技术方案不能够适用于这 些系统。本发明实施方式中的无线承载是指接入网与用户终端之间的承载，无 线接入承载是指接入网与核心网之间的承载。无线^^载和无线接入承载都可以 具有标识信息，两者的标识可以相同，也可以不同。无线^C载和无线接入承载 可以统称为7fc载。在上述用户终端从空闲状态转换到激活状态后，接入网节点获得了该用户 终端的所有会话管理上下文，并在本地建立了所有会话管理上下文，而且还为 所有会话管理上下文中的各无线接入承载配置了隧道信息。这样，当处于激活状态的用户终端需要进行其它业务、且该业务对应的上下文为接入网节点已经 获得的上下文时，接入网节点不需要再从核心网侧获取相应的上下文，而是直 接为该业务对应的隧道分配资源、并建立与用户终端之间的无线承载即可。也 就是说，当用户终端需要进行的业务为其以前使用过的业务时，本发明实施方 式避免了接入网节点为获取相关无线接入承载的隧道信息、服务质量参数等与 核心网侧进行的信令交互。这里的其它业务可以为用户终端发送上行分组数据 包的业务，也可以为核心网侧向用户终端发送下行分组数据包的业务。而且， 用户终端在需要进行其它业务时，可以直接向接入网节点发送请求如发送无线承载建立请求，而不需要向核心网侧发送业务请求；接入网节点在接收到无线 承载建立请求后，直接建立无线承载并为相应的隧道分配资源，之后，UE即 可以通过无线承载发送上行分组数据包，该上行分组数据包可以通过无线承 载、分配了资源的隧道传输至核心网侧。核心网需要向用户终端发送下行分组 数据包时，可以直接为相应的隧道分配资源，并将下行分组数据包通过分配了 资源的隧道传输至接入网节点，接入网节点在接收到下行分组数据包后，再建 立与用户终端之间的无线承载，之后，下行分组数据包可以通过无线承载传输 至用户终端。下面结合附图对本发明实施方式中的无线接入承载建立过程、根据建立的 无线接入承载进行分组数据包传输的过程进行描述。MS发起Service Request流程时，无线接入承载建立流程、根据建立的无 线接入承载进行分组数据包传输的流程如附图1所示。图1中，步骤1、 MS (用户终端)通过建立的无线连接向核心网控制面节 点发送业务请求消息。核心网控制面节点如MME。该业务请求消息中的业务 请求类型可以为信令、也可以为数据。如果业务请求类型为数据，则MS可以 业务请求消息中携带"承载状态指示信元"，该信元可以用于指示需要传输上 行分组数据包的无线接入承载。步骤2、核心网控制面节点在接收到业务请求消息后，将与该MS相关的所有会话管理上下文、以及从MS处得到的承载状态指示信元一起发送至接入 网节点如eNB。核心网控制面节点可以通过上下文建立请求消息、或无线接入 承载建立请求消息等将上述信息发送至接入网节点。这里的所有会话管理上下 文可以包括所有承载标识、各承载标识对应的核心网侧隧道ID、各承载标识 对应的服务SAE网关节点地址、各承载标识对应的承载的QoS (服务质量) 参数等。这里的承载标识可以为无线接入承载标识。步骤3、接入网节点根据核心网控制面节点下发的上下文建立请求/接入承 载建立请求等消息中的所有会话管理上下文在本地建立该MS相关的上下文， 并根据消息中的承载状态指示信元与MS之间建立相应的无线承载。步骤3中 建立无线承载的过程也可以在步骤4或步骤5之后进行。步骤4、接入网节点根据本地建立的该MS相关的上下文，为每个无线接 入承载分配相应的接入网侧隧道ID，并根据核心网侧隧道ID和对应的核心网 用户平面节点配置上行隧道；然后，接入网节点将接入网侧的隧道ID以及接 入网节点地址通过响应消息向核心网控制面节点上^^艮。这里的响应消息如上下 文建立完成响应消息、或4妄入7 义载建立完成响应消息等。步骤5、核心网控制面节点向对应的核心网用户平面节点发送更新会话上 下文请求、或更新承载请求消息。更新会话上下文请求/更新承载请求消息中可 以携带接入网节点地址、从接入网节点处获得的所有接入网侧的隧道ID、及从 MS处获取的承载状态指示信元。对应的核心网用户平面节点根据接收到的接 入网侧的隧道ID以及4妄入网节点地址配置该MS所有无线接入承载的下行隧 道，并根据接收的承载状态指示信元为相应的无线接入承载配置资源和QoS参 数。最后，核心网用户平面节点向核心网控制面节点返回响应消息。在通过上述图1所示的方法建立了该MS的所有承载的无线接入资源后， MS在激活状态下向其他有承载上下文信息、但是没有到接入网节点的无线承载的承载上发送上行分组数据包时，上行分组数据包的传输过程包括MS利 用接入层信令如无线承载建立请求向接入网节点上报相应的承载ID或承载状 态指示信元，承载ID或承载状态指示信元可以用于指示需要传输上行分组数 据包的承载。接入网节点在接收到承载ID或承载状态指示信元后，在本地查 找相应无线接入承载的上下文信息，然后根据查找到的上下文信息中的QoS参 数等配置Sl-U接口上的无线接入承载资源，并与用户终端之间建立相应的无 线承载。用户终端通过建立的无线承载向接入节点发送上行分组数据包，接入 网节点通过配置了资源的无线接入承载将上行分组数据包传输至核心网用户 平面节点。核心网用户平面节点可以根据接收的该上行分组数据包对应的隧道 标识ID查找相应的无线接入承载标识ID和QoS参数等，并根据查找到的QoS 参数等为Sl-U接口上核心网侧的隧道配置资源。核心网用户平面节点通过配 置了资源的核心网侧隧道发送该上行分组数据包。从上述实施方式的描述可知，由于本发明实施方式在用户终端从空闲状态 转换到激活状态过程中，在接入网侧建立了各无线接入承载的上下文，并为各 无线接入承载分配了隧道ID，所以，在后续用户终端需要使用其它无线接入承 载的业务时，接入网侧不再需要与核心网侧进行建立无线接入承载的信息交互 过程，从而避免了 MS发送数据类型的业务请求消息、核心网根据业务请求消 息发起相应的无线接入承载指派、接入网节点建立相应的无线承载的过程，尽 可能的避免了信息交互、尽可能的缩短了建立无线接入承载的时延。网络侧发起Service Request流程时，无线接入承载建立流程、根据建立的 无线接入承载进行分组数据包传输的流程如附图2所示。图2中，步骤l、核心网用户平面节点在"f妄收到下^f亍分组数据包后，向核 心网控制面节点发送承载建立请求或承载重建请求或下行分组数据包到达通 知等消息。上述消息中携带有承载状态指示信元，该承载状态指示信元可以用 于指示需要传输下行分组数据包的无线接入承载。步骤2、核心网控制面节点向接入网节点发送上下文建立请求消息、或接 入承载建立请求消息。上下文建立请求消息或接入承载建立请求消息中携带有 与该MS相关的所有会话管理上下文、以及从核心网用户平面节点处获得的承载状态指示信元。这里的所有会话管理上下文包括所有承载标识ID、各承载 对应的核心网侧隧道ID，各承载对应的服务SAE网关节点地址、各承载对应 的QoS参数等。步骤3、接入网节点在接收到上下文建立请求消息或接入承载建立请求消 息后，接入网节点在本地建立该MS的相关上下文、并根据承载状态指示信元 与MS之间建立相应的无线承载。步骤3中建立无线承载的过程也可以在步骤 4或步骤5之后进行。步骤4、接入网节点根据该MS的上下文为每个无线接入承载分配相应的 接入网侧隧道ID,并根据承载状态指示信元对应的隧道ID和相应的核心网用 户平面节点地址为隧道配置资源。然后，接入网节点将接入网侧的隧道ID以 及接入网节点的地址信息通过响应消息传输至核心网控制面节点。这里的响应 消息如上下文建立完成响应消息、或接入承载建立完成响应消息。步骤5、核心网控制面节点向对应的核心网用户平面节点发送更新会话上 下文请求、或更新承载请求消息。更新会话上下文请求/更新承载请求消息中携 带有接入网节点地址、核心网控制面节点从接入网节点处获得的所有接入网侧 的隧道ID。核心网用户平面节点根据接入网侧的隧道ID以及接入网节点地址 配置该MS所有无线接入承载的下行隧道，并为接收到的下行分组数据包对应 的无线接入承载配置资源如配置QoS参数等。最后，核心网用户平面节点向核 心网控制面节点返回响应消息。在上述针对图2的流程描述中，如果用户分组数据包终结到核心网控制面 节点的话，则上述流程中的步骤1就不存在了，直接执行上述步骤2。此时， 承载状态指示信元由核心网控制面节点产生。在通过上述图2所示的方法建立了该MS的所有承载的无线接入资源后， 网络侧向激活状态下MS的其他有承载上下文信息、但是没有到接入网节点的 无线承载的承载上发送下行分组数据包时，下行分组数据包的传输过程包括 当下行分组数据包传输至核心网用户平面节点后，核心网用户平面节点会根据 下行分组数据包的无线接入承载信息查找相应的服务质量参数等，并根据查找 到的服务质量参数等为Sl-U接口上核心网侧的无线接入承载配置资源。然后， 核心网用户平面节点将下行分组数据包通过配置了资源的隧道发送至接入网 节点。接入网节点接收到下行分组数据包后，根据传输该下行分组数据包的隧 道标识ID查找相应的承载标识ID和QoS参数等，接入网节点根据查找到的 QoS参数等信息为Sl-U接口上接入网侧的无线接入承载配置资源，这里的接 入网节点为无线接入承载配置的资源可以用于上行分组数据包的传输。接入网 节点还需要建立与用户终端之间的无线承载。接入网节点将下行分组数据包通 过建立的无线承载传输至用户终端。从上述针对图2实施方式的描述可知，由于本发明实施方式在用户终端从 空闲状态转换到激活状态过程中，在接入网侧建立了各无线接入承载的上下 文，并为各无线接入承载分配了隧道ID,所以，在后续网络侧需要使用其它无 线接入承载的业务时，接入网侧不再需要与核心网侧进行建立无线接入承载的 信息交互过程，从而避免了核心网用户面节点发送承载建立请求/承载重建请求 /下行分组数据包到达通知消息、核心网控制面节点发送上下文建立请求消息、 核心网控制面节点发送更新会话上下文指示等消息、接入网节点建立相应的无 线承载的过程，尽可能的避免了信息交互、尽可能的縮短了建立无线接入承载 的时延。下面以3GPP演进网络架构为例对本发明实施方式的无线承载、无线接入 承载的建立过程进行说明。在MS发起的Service Request流程中，无线承载、无线接入承载的建立过程如附图3所示。图3中，在步骤l、处于空闲状态的用户终端与接入网之间建立无线连接。步骤2、用户终端向核心网控制面实体如MME发送业务请求消息，该业务请求消息中的业务请求类型为信令或者数据。当业务请求类型为数据时，用户 终端会将承载状态指示信元上报至核心网控制面实体，如将承载状态指示信元携带在业务请求消息中传输至MME。承载状态指示信息可以用于指示哪个无线 承载上需要传输上行分组数据包。步骤3、对于处于空闲状态的用户终端，核心网控制面实体如MME在接收 到业务请求消息后，执行安全流程，以完成对用户终端的安全认证。步骤4、核心网控制面实体如MME发起安全模式过程，将与用户终端协商 好的、用于RRC连接加密和完整性保护的密钥下发给接入网，如通过安全模式 命令下发给接入网。接入网和用户终端协商并启动加密、完整性保护的算法和 参数，如接入网和用户终端之间通过RRC安全模式命令和RRC安全模式完成消 息进行协商。在协商完成后，接入网将协商结果返回给核心网控制面实体，如 通过安全模式完成消息将协商结果返回给MME。步骤5、核心网控制面实体如MME在接收到协商结果后，向接入网发送创 建上下文请求，将接入网需要的用户上下文信息下发到接入网。创建上下文请 求消息中包含有用户终端的移动性管理上下文信息和承载相关信息。例如创建 上下文请求消息中可以包括用户永久身份标识IMSI、需要接入网使用的用户 终端的漫游限制策略和网络选择策略、用户的AMBR参数、用户终端相关的所 有会话管理上下文、及从用户终端处获得的承载状态指示信元。需要接入网使 用的用户终端的漫游限制策略和网络选择策略如允许或者限制用户终端选择 的PLMN列表等。所有会话管理上下文可以包括所有的承载标识ID、各承载 标识ID分别对应的核心网侧隧道ID、各承载标识ID分别对应的核心网用户平面 节点地址、各承载标识ID分别对应的承载的QoS参数。这里的核心网用户平面节点地址如服务SAE网关节点地址。步骤6、接入网接收并存储核心网下发的创建上下文请求消息中的信息。接入网节点eNB在本地建立该用户终端的相关上下文，并根据承载状态指示信 元与用户终端建立相应的无线承载。步骤6中建立无线承载的过程也可以在步 骤7或步骤8之后进行。步骤7、接入网节点eNB根据该用户终端相关的会话管理上下文中的所有承 载的信息为每个承载分配相应的接入网侧的隧道ID,并且为每个无线接入承载 的核心网侧隧道ID和对应的服务SAE网关节点地址配置上行隧道；然后，接入 网将上述分配的接入网侧的隧道ID及接入网节点地址信息携带在上下文建立 完成消息中，传输至核心网控制面实体MME。步骤8、核心网控制面实体MME根据接收到的上下文建立完成消息通知核 心网用户面实体UPE承载建立的情况，如通过更新会话上下文请求消息来通知 核心网用户面实体UPE承载建立的情况，这里的核心网用户面实体UPE如服务 SAE网关节点。核心网控制面实体MME通知的内容包括所有4妄入网侧的隧道 ID、接入网节点eNB地址、以及从用户终端处得到的承载状态指示信元。对应 的服务SAE网关节点根据接收到的接入网侧的隧道ID以及接入网节点eNB地址 配置该用户终端所有无线接入承载的下行隧道，并且根据接收到的承载状态指 示信元为相应的无线接入承载配置资源如配置QoS参数等。最后，服务SAE网 关节点向核心网控制面节点MME发送更新会话上下文响应消息。步骤9、用户终端通过建立的无线承载、无线接入承载向核心网发送上行 分组数据包。步骤9可以在步骤8之后，如果步骤6中建立了无线承载，则步骤9 也可以接续在步骤6之后。如果用户终端需要传输上行信令，则上述针对图3描述中的步骤1应该为建 立信令连接，则用户终端可以在安全模式过程结束后发送上行信令。网络侧发起业务请求流程中，空闲状态用户数据终结到核心网用户面实体如Serving SAE GW (服务SAR网关)应用场景下，无线承载、无线接入承载 的建立过程如附图4所示。图4中，在步骤l、核心网用户面实体UPE如服务SAR网关接收下行分组数 据包。步骤2、核心网用户面实体UPE发现该下行分组教:据包对应的无线接入承载 不可用，即UPE发现核心网与接入网之间的隧道在接入网侧的资源已经释放。 核心网用户面实体UPE向核心网控制面实体如MME发送 lc载建立请求消息，以 请求核心网控制面实体重建指定的无线接入承载。该承载建立请求消息中携带 有承载状态指示信元，该信元主要用于指示哪个无线接入承载需要传输下行分 组数据包。步骤3、核心网控制面实体MME检测到用户终端处于空闲状态，则向接入 网下发寻呼请求消息，接入网根据接收到的寻呼请求消息发起对用户终端的寻 呼过程。步骤4、用户终端响应寻呼，用户终端与接入网之间进行信息交互，以建 立空口连接，即建立无线连接。步骤5、用户终端向核心网控制面实体MME发送业务请求消息，该业务请 求消息的业务请求类型为寻呼响应。步骤6、核心网控制面实体MME接收到业务请求消息后，执行安全流程， 以完成对用户终端的安全认证。步骤7、核心网控制面实体MME发起安全模式过程，即核心网控制面实体 MME将与用户终端协商好的、用于RRC连接加密及完整性保护的密钥下发给接 入网，接入网和用户终端协商并启动加密及完整性保护的算法和参数，接入网 将协商结果返回给核心网控制面实体MME。步骤8、核心网控制面实体MME将接入网需要的用户终端上下文信息通过 上下文建立请求消息发送至接入网。上下文建立请求消息包含用户终端的移动性管理上下文信息和^c载相关信息，例如上下文建立请求消息中可以包括用 户永久身份标识IMSI、需要接入网使用的用户终端的漫游限制策略和网络选择 策略、用户终端的AMBR参数、该用户终端相关的所有会话管理上下文和承载 状态指示信元。需要接入网使用的用户终端的漫游限制策略和网络选择策略如 允许或者限制用户终端选择的PLMN列表。用户终端相关的所有会话管理上下 文可以包括所有的无线接入承载标识ID,各无线接入承载标识分别对应的核 心网侧隧道ID，各无线接入承载标识分別对应的服务SAE网关节点地址以及各 无线接入承载标识分別对应的QoS参数。步骤9 、接入网接收并保存核心网下发的上下文建立请求消息中的信息。 接入网节点如eNB在本地建立该用户终端的相关上下文，并根据承载状态指示 信元发起空口的承载建立过程，以建立其与用户终端之间的无线承载。步骤9 中建立无线承载的过程也可以在步骤IO、步骤ll、或步骤12之后进行。步骤IO、接入网节点根据接收到的该用户终端相关的会话管理上下文中所 有无线接入承载的信息给每个无线接入承载分配相应的接入网侧的隧道ID，并 根据每个无线接入承载的核心网侧隧道ID和对应的服务SAE网关节点地址配 置上行隧道。然后，将上述接入网侧的隧道ID以及接入网节点地址信息通过上 下文建立完成消息传输至核心网控制面实体MME。步骤l 1 、核心网控制面实体MME根据接收到的上下文建立完成消息通知核 心网用户面实体UPE如服务SAE网关承载建立的情况，如通过更新会话上下文 指示消息来通知服务SAE网关节点。核心网控制面实体MME通知的内容包括 所有接入网侧的隧道ID、接入网节点eNB地址、以及从用户终端处得到的承载 状态指示信元。对应的服务SAE网关节点根据接收到的接入网侧的隧道ID以及 接入网节点eNB地址配置该用户终端所有无线接入承载的下行隧道，并且为接 收到的下行分组数据包对应的隧道配置资源如配置QoS参数等。在为隧道配置 了资源后，服务SAE网关节点可以向核心网控制面节点MME发送响应消息，也可以不向核心网控制面节点MME发送响应消息。步骤12、核心网用户面实体UPE通过新建立的无线接入承载下发下行分组数据包。网络侧发起业务请求流程中，空闲状态用户数据终结到核心网控制面节点MME场景下，无线承载、无线接入承载的建立过程如附图5所示。步骤1 、核心网控制面实体MME接收下行分组数据包。步骤2、核心网控制面实体MME发现用户终端处于空闲状态，该下行分组 数据包对应的无线接入承载不可用，即核心网与接入网之间的隧道在接入网侧 的资源已经释放。核心网控制面实体MME向接入网下发寻呼请求消息，接入网 发起对用户终端的寻呼过程。步骤3、用户终端响应寻呼，用户终端与接入网之间进行信息交互，以建 立空口连接，即建立无线连接。步骤4、用户终端向核心网控制面实体MME发送业务请求消息，该业务请 求消息的业务请求类型为寻呼响应。步骤5、核心网控制面实体MME接收到业务请求消息后，执行安全流程， 以完成对用户终端的安全i人i正。步骤6、核心网控制面实体MME发起安全模式过程，即核心网控制面实体 MME将与用户终端协商好的、用于RRC连接加密及完整性保护的密钥下发给接 入网，接入网和用户终端协商并启动加密及完整性保护的算法和参数，接入网 将协商结果返回给核心网控制面实体MME。步骤7、核心网控制面实体MME将接入网需要的用户终端上下文信息通过 上下文建立请求消息发送至接入网。上下文建立请求消息包含用户终端的移动 性管理上下文信息和承载相关信息，例如上下文建立请求消息中可以包括用 户永久身份标识IMSI、需要接入网使用的用户终端的漫游限制策略和网络选择 策略、用户终端的AMBR参数、该用户终端相关的所有会话管理上下文和承载20状态指示信元。需要接入网使用的用户终端的漫游限制策略和网络选择策略如 允许或者限制用户终端选择的PLMN列表。用户终端相关的所有会话管理上下文可以包括所有的无线接入承载标识ID,各无线接入承载标识分别对应的核 心网侧隧道ID,各无线接入承载标识分别对应的服务SAE网关节点地址以及各 无线接入承载标识分别对应的QoS参数。步骤8 、接入网接收并保存核心网下发的上下文建立请求消息中的信息。 接入网节点如eNB在本地建立该用户终端的相关上下文，并才艮据承载状态指示 信元发起空口的承载建立过程，以建立其与用户终端之间的无线承载。步骤8 中建立无线承载的过程也可以在步骤9、步骤IO、步骤ll、或步骤12之后进行。步骤9、接入网节点根据接收到的该用户终端相关的会话管理上下文中所 有无线接入承载的信息给每个无线接入承载分配相应的接入网侧的隧道ID,并 根据每个无线接入承载的核心网侧隧道ID和对应的服务SAE网关节点地址配 置上行隧道。然后，将上述接入网侧的隧道ID以及接入网节点地址信息通过上 下文建立完成消息传输至核心网控制面实体MME。步骤IO、核心网控制面实体MME在接收到上下文建立完成消息后，配置临 时下行隧道，并通过所述临时下行隧道下发其緩存的下行分组数据包。步骤l 1 、核心网控制面实体MME通知核心网用户面实体UPE如服务SAE网 关承载建立的情况，如通过更新会话上下文指示消息来通知核心网用户面实体 UPE中的服务SAE网关节点。核心网控制面实体MME通知的内容包括所有接 入网侧的隧道ID、接入网节点eNB地址、以及从用户终端处得到的承载状态指 示信元。对应的服务SAE网关节点根据接收到的接入网侧的隧道ID以及接入网 节点eNB地址配置该用户终端所有无线接入承载的下4亍隧道，并且为接收到的 下行分组数据包对应的无线接入承载配置资源。最后，服务SAE网关节点向核 心网控制面节点MME发送响应消息。步骤12、核心网用户面实体UPE通过新建立的无线4妄入承载下发下行分组数据包。在利用上述如图3、图4、或图5所示的方法建立了无线接入承载和无线 承载后，用户终端在激活状态下向其他有承载上下文信息、但是没有到接入网节点eNB的无线承载的承载上发送上行分组数据包时，分组数据包传输过程如 图6所示。图6中，步骤l、用户终端向接入网节点发送无线承载建立请求，无线承 载建立请求中携带有相应的承载ID或承载状态指示信元。承载状态指示信元 可以用于指示哪个无线承载上需要传输上行分组数据包。步骤2、接入网节点接收到无线承载建立请求后，在本地查找相应无线接 入承载对应的上下文信息。接入网节点根据查找到的上下文信息中的服务质量 参数等配置Sl-U接口上的无线接入承载资源，并建立相应的无线承载。步骤3、用户终端根据建立的无线承载发送上行分组数据包。当该上述分 组数据包到达核心网用户平面节点如服务SAE网关节点时，服务SAE网关节 点根据传输该上行分组数据包的隧道标识ID查找相应的无线接入承载标识ID 和QoS参数等，并根据查找到的QoS参数等信息为Sl-U接口上的无线接入承 载配置资源。在利用上述如图3或图4或图5所示的方法建立了无线接入承载和无线承 载后，网络侧向激活状态下的用户终端的、其他有承载上下文信息、但是没有 到接入网节点eNB的无线承载的承载上发送下行分组数据包时，分组数据包传 输过程如图7所示。图7中，步骤l、下行分组数据包传输至核心网用户平面节点如服务SAE 网关节点，服务SAE网关节点根据下行分组数据包的无线接入承载信息查找服 务质量参数等信息，并根据查找到的服务质量参数等信息对Sl-U接口核心网 侧的隧道进行资源配置。然后，服务SAE网关节点将接收到的下行分组数据包 通过上述配置资源的隧道发送至接入网节点eNB。步骤2、接入网节点eNB接收到该下行分组数据包后，由于没有该下行分 组数据包对应的无线承载，因此，接入网节点eNB緩存所述分组数据包。接入 网节点eNB根据传输该下行分组数据包的隧道标识ID查找相应的无线接入承 载标识ID以及QoS参数。接入网节点eNB根据查找到的QoS参数为Sl-U接 口上的无线接入承载配置资源，并与终端建立相应的无线承载。步骤3、接入网节点eNB将緩存的下行分组数据包通过无线承载发送至用 户终端。在上述分组数据包传输方法的实施方式描述中，是以用户终端从空闲状态 转换到激活状态应用场景为例进4亍说明的。在其它应用场景下，分组数据包传 输过程与上述描述基本相同，在此不再详细说明。从上述分组数据包传输方法实施方式的描述中可以看出由于本发明实施 方式在为用户终端提供业务过程中，获得了该用户终端的所有会话管理上下 文，并为所有会话管理上下文中的各无线接入承载都分配了隧道，因此，在后 续需要使用处于激活状态的用户终端的其它无线接入承载来实现业务时，可以 利用以前分配的隧道，避免了用户终端与网络侧为建立无线4妄入承载而进行的 信令交互，从而不但节约了宝贵的网络侧资源，还避免了由于信令交互而引起 的无线接入承载建立时延。由于本发明实施方式尽可能的减小了无线接入承载 建立时延，因此，提高了用户的服务感受。下面对本发明实施方式的分组数据包传输系统进行说明。本发明实施方式中的分组数据包传输系统包括第一模块、第二模块、第 三模块、第四模块、第五模块、第六模块、第七模块和第八模块。其中，第一 模块、第二模块、第四模块和第七模块设置于接入网侧，第三模块、第五模块、 第六模块和第/^莫块设置于核心网侧。第一模块主要用于获取用户终端的至少两个一一如所有会话管理上下文。 第 一模块可以在用户终端^v空闲状态转换到激活状态过程中，获取该用户终端的至少两个——如所有会话管理上下文。第一模块可以从第五模块处获取该用 户终端的所有会话管理上下文，如第一模块接收第五模块传输来的上下文建立 请求消息，并从上下文建立请求消息中获取该用户终端的多个会话管理上下 文。第一模块可以设置于接入网节点中。第二模块主要用于为第一模块获取的会话管理上下文中的各无线接入承 载配置接入网侧隧道。如第二模块可以根据第一模块获取的会话管理上下文在 本地建立上下文，并为会话管理上下文中的各无线接入承载配置接入网侧隧道 标识等，第二模块还可以将其为各无线接入承载配置的接入网侧隧道标识、以 及接入网节点地址信息返回至核心网侧。第二模块可以设置于接入网节点中。第三模块主要用于为用户终端的会话管理上下文中的各无线接入承载配 置核心网侧隧道，如第三模块根据第二模块传输来的隧道标识以及接入网节点 地址信息等为各无线接入承载配置核心网侧隧道标识。第三模块可以设置于核 心网用户面实体中。幕四模块主要用于为需要传输的分组数据包建立无线承载，并确定需要传输分组数据包的接入网侧隧道，然后，为需要传输分组凝:据包的接入网侧隧道 分配资源。第四模块可以根据用户终端传输来的信息来确定需要使用的接入网 侧隧道，第四模块也可以根据核心网侧传输来的信息来确定需要使用的接入网 侧隧道。这里的信息可以为承载状态指示信元，也可以为无线承载ID,还可以 为无线接入承载ID等，如第四模块根据第五模块传输来的上下文建立请求消 息中的承载状态指示信元来确定需要使用的隧道。第四^^莫块可以设置于接入网节点o第五模块主要用于存储用户终端的会话管理上下文，并为第 一模块和第三 模块提供用户终端的至少两个一一如所有会话管理上下文，如第五模块在接收 到核心网侧的承载建立请求消息或者接收到下行分组数据包或者接收到用户 终端发送来的业务请求后，将用户终端的至少两个一一如所有会话管理上下文通过上下文建立请求消息传输至第 一模块。第五模块在向第 一模块发送用户终 端的会话管理上下文时，还可以将承载状态指示信元携带在上下文建立请求消 息中。第五模块可以设置于核心网控制面实体中。第六模块主要用于确定需要传输的分组数据包对应的无线接入承载，并为 该无线接入承载对应的核心网侧隧道分配资源。第六模块可以根据用户终端传 输来的信息来确定需要使用的无线接入承载。第六模块也可以根据需要传输的 下行分组数据包来确定需要使用的无线接入承载。这里的信息可以为承载状态 指示信元。第六模块可以设置于核心网用户面实体中。第七模块和第八模块主要用于根据上述建立的无线承载、隧道进行用户终 端与核心网之间的分组数据包传输。如第七模块通过无线承载接收用户终端传 输来的上行分组数据包，并将该上行分组数据包通过接入网与核心网之间的隧 道传输至第八模块；再如第八模块将接收的下行分组数据包通过接入网与核心 网之间的隧道传输至第七模块，第七模块将接收到的下行分组数据包通过无线 承载传输至用户终端。第七模块可以设置于接入网节点，第八模块可以设置于 核心网用户面实体中。本发明实施方式提供一种网络设备，该网络设备为接入网节点设备，该网 络设备中设置有第一模块、第二模块、第四模块和第七模块。第一模块、第二 模块、第四模块和第七模块分别执行的操作如上述系统实施方式和方法实施方式中的描述，在此不再详细描述。由于接入网节点i殳备在用户终端从空闲状态转换到激活状态等过程中，获取了用户终端的多个会话管理上下文、而且为上下文中的各无线接入承载分配了隧道ID等，所以，在后续需要使用用户终端 的其它无线接入承载来实现业务时，接入网节点设备不再需要与核心网侧进行 建立无线接入承载的信息交互过程，从而尽可能的避免了信息交互、尽可能的 缩短了建立无线接入承载的时延。本发明实施方式还提供一种网络设备，该网络设备为核心网控制面节点设备，如MME等。该网络设备中设置有第五模块。第五模块执行的操作如上述系统实施方式和方法实施方式中的描述，在此不再详细描述。由于核心网控制 面节点在用户终端从空闲状态转换到激活状态等过程中，将用户终端的多个会 话管理上下文传输至接入网侧，所以，在后续需要使用用户终端的其它无线接 入承载来实现业务时，避免了接入网侧从核心网侧获取相应会话管理上下文的 过程，从而尽可能的避免了信息交互、尽可能的缩短了建立无线接入承载的时 延。本发明实施方式还提供一种网络设备，该网络设备为核心网用户面节点设备，如服务SAE网关等。该网络设备中设置有第三模块、第六模块、第八模块。 第三模块、第六模块、第八模块分别执行的操作如上述系统实施方式和方法实 施方式中的描述，在此不再详细描述。由于在用户终端从空闲状态转换到激活 状态等过程中，核心网用户面节点为用户终端多个会话管理上下文中的各无线 接入承载分配了隧道ID等，所以，在后续需要使用用户终端的其它无线接入 承载来实现业务时，核心网用户面节点不再需要与核心网侧进行建立无线接入 承载的信息交互过程，从而尽可能的避免了信息交互、尽可能的缩短了建立无 线接入承载的时延。虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多 变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变 形和变化。
权利要求
1. 一种分组数据包传输方法，其特征在于，所述方法包括获取用户终端的至少两个会话管理上下文；为所述会话管理上下文中的各无线接入承载配置隧道；为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的隧道分配资源，根据所述无线承载、分配资源后的隧道进行用户终端与核心网之间的分组数据包传输。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用户终端的至少两 个会话管理上下文的步骤包括在用户终端从空闲状态转到激活状态过程中，接入网节点获取用户终端的 至少两个会话管理上下文。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为需要传输的分组数据 包建立无线承载的步骤包括接入网节点根据接收到的承载状态指示信息建立与用户终端之间的无线 承载；所述承载状态指示信息用于指示需要传输的分组数据包的承载。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于所述核心网接收用户终端传 输来的承载状态指示信息，并将所述承载状态指示信息传输至接入网节点；或 者所述核心网将其产生的承载状态指示信息传输至接入网节点。
5、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为需要传输的分组数据 包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的隧道分配资源，根据所述无 线承载、分配资源后的隧道进行用户终端与核心网之间的分组数据包传输的步 骤包括处于激活状态下的所述用户终端需要发送上行分组数据包时，接入网节点 根据所述用户终端发送来的请求查找本地建立的会话管理上下文；接入网节点根据查找到的会话管理上下文为需要传输所述上行分组数据包的接入网侧上行隧道配置资源、并建立无线承载，通过所述无线承载、上行 隧道将用户终端的上行分组数据包传输至核心网。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接入网节点根据用户终 端传输来的请求中的^^载ID和/或承载状态指示信元查找本地建立的会话管理 上下文。
7、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的隧道分配资源，根据所述无 线承载、分配资源后的隧道进行用户终端与核心网之间的分组数据包传输的步骤包括节点为需要传输所述分组数据包的核心网侧下行隧道配置资源，并将所述下行 分组数据包通过所述下行隧道传输至接入网节点；接入网节点接收所述下行分组数据包，并根据所述下行分组数据包对应的 无线接入承载查找本地建立的会话管理上下文；接入网节点根据查找到的会话管理上下文为所述下行分组数据包建立无 线承载，并为所述无线承载对应的接入网侧上行隧道配置资源；接入网节点通过所述无线承载向用户终端发送所述下行分组数据包。
8、 一种分组数据包传输系统，其特征在于，所述系统包括接入网側和 核心网侧，所述接入网侧设置有第一模块、第二模块、第四模块和第七模块， 所述核心网侧设置有第三模块、第五模块、第六模块和第八模块；第一模块用于获取用户终端的至少两个会话管理上下文； 第二模块用于为所述第一模块获取的会话管理上下文中的各无线接入承 载配置接入网侧隧道；第三^^莫块用于为所述用户终端的各无线接入承载配置核心网侧隧道； 第四模块为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的接入网侧隧道分配资源；第五才莫块用于存储用户终端的会话管理上下文，并为第一模块提供用户 终端的至少两个会话管理上下文；第六模块用于确定需要传输分组数据包的核心网侧隧道，并为需要传输 分组数据包的核心网侧隧道分配资源；第七才莫块和第爿v^莫块用于;f艮据所述建立的无线^^载、隧道进行用户终端 与核心网之间的分组数据包传输。
9、 一种网络设备，其特征在于，所述网络设备位于接入网侧，所述网络 设备设置有第一模块、第二模块、第四模块和第七模块；第一模块用于获取用户终端的至少两个会话管理上下文；第二才莫块用于为所述第一^^莫块获取的会话管理上下文中的各无线接入承 载配置接入网侧隧道；第四模块为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分 组数据包的接入网侧隧道分配资源；第七模块用于根据所述建立的无线承载、所述接入网侧隧道进行分组数 据包传输。
10、 一种网络设备，其特征在于，所述网络设备中设置有第五模块； 第五^^莫块用于存储用户终端的会话管理上下文，并将用户终端的至少两个会话管理上下文发送至接入网侧。
11、 一种网络设备，其特征在于，所述网络设备中设置有第三模块、第六 模块和第八模块；第三模块用于为所述用户终端的各无线接入承载配置核心网侧隧道； 第六模块用于确定需要传输分组数据包的核心网侧隧道，并为需要传输 分组数据包的核心网侧隧道分配资源；第八模块用于才艮据所述核心网侧隧道进行分组凄丈据包传输。
全文摘要
分组数据包传输方法、系统和网络设备。获取用户终端的至少两个会话管理上下文；为所述会话管理上下文中的各无线接入承载配置隧道；为需要传输的分组数据包建立无线承载，并为需要传输所述分组数据包的隧道分配资源，根据所述无线承载、分配资源后的隧道进行用户终端与核心网之间的分组数据包传输。通过在用户终端从空闲状态转换到激活状态等过程中，为该用户终端的各无线接入承载配置隧道信息，尽可能的避免了后续用户终端与核心网之间通过其它无线接入承载传输分组数据包时，由于需要获取相关无线接入承载的隧道信息、服务质量参数等而引起的信令交互过程，节约了网络侧资源、缩短了建立无线接入承载的时延。
文档编号H04L12/56GK101272315SQ20071006475
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者岚 刘, 胡伟华, 胡华东 申请人:华为技术有限公司