本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种本地网关（Local GateWay,简称L-GW）的IP地址分配方法、中继节点及分组数据网关。
背景技术：
家庭基站是一种小型低功率基站，主要用于家庭和办公室等小范围室内场所。家庭基站通过室内的电缆、DSL或光纤等有线接入设备连接到移动运营商核心网，为特定用户提供基于无线移动通信网络的接入业务。是对现有网络部署的有效补充，能有效提高室内语音和高速数据业务覆盖。具有很多优点，如低成本、低功率、接入简单、即插即用、节省回传、与现有终端兼容，提高网络覆盖等。第三代伙伴组织计划（Third Generation Partnership Projects，简称3GPP）标准组织定义的LTE(Long Term Evolution)系统中家庭基站被称为HeNB(home eNB)。
为了进一步减少对核心网的用户面负荷，对HeNB系统提出了LIPA（Local IP Access）需求。连接于HeNB之上的UE可以通过HeNB直接访问内部及外部的IP网络，其中用户面数据不通过核心网，而信令仍需由核心网处理。3GPP通过增加逻辑单元本地网关L-GW来实现LIPA功能，同时终端需要支持多PDN连接。L-GW具有基本的EPC PGW功能，例如：1）UE粒度的包过滤及速率约束；2）UE IP地址分配；3）与本地PDN网络的SGi接口。L-GW在目前标准中与HeNB合设，并采用S5接口和核心网网元SGW相连。并且L-GW与SGW间的S5连接需通过安全网关SeGW，而不通过HeNB GW。与L-GW合设的HeNB在携带UE请求建立PDN连接请求的S1消息中携带L-GW的地址，若UE请求建立的是LIPA PDN连接，则MME选择此L-GW做为UE的PGW并与其建立核心隧道。另外，对于LIPA连接，当UE处连接态时，HeNB与L-GW间存在直接隧道，作为LIPA业务的数据通道。
无线中继（Wireless Relay）技术是3GPP推出的高级长期演进（Long-Term Evolution advance，简称LTE-Advanced标准中的技术之一。中继节点（Relay Node，简称RN）对接入其小区的UE提供与普通eNB类似的功能和服务，又通过无线接口以类似于普通UE的方式接入一个服务于它的eNB，服务于RN的eNB称为Donor eNB，简称DeNB。DeNB与移动管理实体（Mobility Management Entity，简称MME）连接。MME为UE提供的功能包括：用户接入控制，鉴权，数据加密，业务承载控制，寻呼、切换控制等控制信令的处理。
根据中继节点是否会移动可分为固定中继(fix relay)和移动中继(mobile relay)两种。固定中继旨在扩展小区的覆盖范围、减少通信中的死角地区、平衡负载、转移热点地区的业务和节省用户设备（User Equipment，简称UE）的发射功率。另一方面，随着高速铁路大规模地建设和投入运行，在列车上通信的需求不断增大。当前高速铁路实用速度已达到了350公里/小时，受到多普勒频移，小区频繁切换、高铁车厢穿透损耗大等影响，现有网络基站的覆盖很难满足高铁的通信质量需求。因此业界提出在高铁上部署中继节点，这种中继节点通常称为移动中继。通过移动中继技术，可以使得高铁列车中的用户与相对静止的RN进行通信，而RN在随着高铁移动过程中可在不同的DeNB之间进行切换，从而避免了高铁车厢中大量用户的同时切换，保证了UE和RN之间的通信质量，此外通过增强移动RN与DeNB之间的骨干连接，能够较好的解决高铁存在的一系列问题。
为了更好的满足用户需求及进一步提升用户体验，3GPP考虑relay支持LIPA功能以为LTE UE提供高速本地业务，并节省空口backhaul link带宽资源。例如，UE可通过RN节点中合设的L-GW连接本地PDN网络获取多媒体资源，或者通过本地服务器支持多用户的社交网络应用例如文件共享，聊天，游戏等。图1为固定中继场景下，relay支持LIPA业务的场景示意图。图2和图3分别为高铁场景下mobile relay支持LIPA功能下的两种系统架构示意图。图2所示架构中，DeNB中集成了RN SGW/PGW功能实体。图3所示架构中，RN SGW/PGW功能实体独立于DeNB在核心网中。如上述图中所示，位于车厢内的RN节点中合设了L-GW功能实体，RN与DeNB间通过Un空口收发数据。L-GW通过SGi接口与PDN网络相连。对于存在LIPA连接的连接态UE，L-GW与RN之间存在直接隧道用于LIPA业务数据，并且RN中L-GW通过DeNB（和RN SGW/PGW）与UE SGW建立S5接口核心网隧道，用于IDLE态UE的寻呼及S5信令传输。
在HeNB支持LIPA的场景下，HeNB中合设的L-GW的地址在IPSec隧道建立过程中由安全网关SeGW使用IKEv2机制分配。HeNB可能将用于S1接口的IP地址重用于S5接口，以重用S1 IPSec tunnel；或者不重用S1接口地址，则需要另外重新建立IPSec tunnel。但是在relay支持LIPA情况下，relay节点不与SeGW网元相连。并且由于L-GW与RN合设，所有由核心网网元发送给RN或者RN中合设的L-GW的数据必须通过与DeNB合设的或者独立的RN PGW路由才能到达。也即S5数据的路由路径需收敛至RN PGW才能保证S5数据能发送至RN中合设的L-GW。对于在relay支持LIPA场景下，如何分配L-GW的地址问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本发明提供了一种本地网关的IP地址分配方法、中继节点及分组数据网关，以至少解决上述如何获取L-GW的地址问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种本地网关的IP地址分配方法，包括：分组数据网关为本地网关分配IP地址；分组数据网关将IP地址发送至本地网关。
优选地，本地网关与中继节点合设或分设，其中，分组数据网关是为中继节点服务的分组数据网关。
优选地，分组数据网关为本地网关分配IP地址，包括：分组数据网关在中继节点的附着过程分配本地网关的IP地址；或者，分组数据网关在中继节点的附着过程之后的DHCP过程中分配本地网关的IP地址。
优选地，分组数据网关在中继节点的附着过程分配本地网关的IP地址，包括：分组数据网关在中继节点的附着过程中为本地网关分配一个IP地址，并将分配的IP地址发送至为中继节点服务的服务网关；服务网关将接收到的IP地址发送至为中继节点服务的移动管理实体；移动管理实体通过NAS消息将IP地址发送至中继节点。
优选地，在本地网关与中继节点分设的情况下，移动管理实体通过NAS消息将IP地址发送至中继节点之后，还包括：中继节点将IP地址发送至本地网关。
优选地，分组数据网关在中继节点的附着过程分配本地网关的IP地址，包括：分组数据网关在中继节点的附着过程中为中继节点分配第一IP地址，以及为本地网关分配第二IP地址；分组数据网关将第一IP地址和第二IP地址发送至为中继节点服务的服务网关；服务网关将第一IP地址和第二IP地址发送至为中继节点服务的移动管理实体；移动管理实体通过NAS消息将第一IP地址和第二IP地址发送至中继节点。
优选地，在本地网关与中继节点分设的情况下，移动管理实体通过NAS消息将第一IP地址和第二IP地址发送至中继节点之后，还包括：中继节点将第二IP地址发送至本地网关。
优选地，分组数据网关在中继节点的附着过程中分配第一IP地址和第二IP地址之前，还包括：分组数据网关根据辅助地址分配信息分配第一IP地址和第二IP地址，其中，辅助地址分配信息包括：需分配的地址数量信息和/或本地网关地址类型确定信息。
优选地，本地网关的地址类型包括以下之一：IPv4、IPv6、IPv4v6。
优选地，分组数据网关根据辅助地址分配信息分配第一IP地址和第二IP地址之前，包括：中继节点通过其与分组数据网关间的透传信元发送辅助地址分配信息至分组数据网关；或者，中继节点通过其与移动管理实体间的透传的非接入层消息发送辅助地址分配信息至移动管理实体，移动管理实体通过S11接口消息将辅助地址分配信息发送至服务网关，然后服务网关通过S5接口消息将辅助地址分配信息发送至分组数据网关；或者，中继节点通过RRC消息发送辅助地址分配信息至施主基站，施主基站通过S1接口消息将辅助地址分配信息发送至移动管理实体，移动管理实体通过S11接口消息将辅助地址分配信息发送至服务网关，然后服务网关通过S5接口消息将辅助地址分配信息发送至分组数据网关。
优选地，分组数据网关根据辅助地址分配信息分配第一IP地址和第二IP地址，包括；若需分配的地址数量信息指示分组数据网关需要分配两个IP地址，且辅助地址分配信息中包含本地网关地址类型确定信息，则分组数据网关为中继节点分配第一IP地址，并且根据本地网关地址类型确定信息确定需要分配的本地网关地址的IP地址类型，并为本地网关分配该类型的第二IP地址。
优选地，分组数据网关在中继节点的附着过程之后的DHCP过程中分配本地网关的IP地址，包括：分组数据网关在DHCP过程中为本地网关分配一个IP地址；分组网关将分配的IP地址发送至中继节点或本地网关；
优选地，分组网关将分配的IP地址发送至中继节点或本地网关，包括：若中继节点与本地网关合设，则中继节点将分配的IP地址存储为本地网关的IP地址；若中继节点与本地网关分设，且分组网关将分配的IP地址发送至中继节点，则中继节点将分配的IP地址存储为本地网关的IP地址；若中继节点与本地网关分设，且分组网关将分配的IP地址发送至本地网关，则本地网关将分配的IP地址发送至中继节点，中继节点将分配的IP地址存储为本地网关的IP地址。
优选地，分组数据网关分配本地网关的IP地址之后，还包括：中继节点将获取的本地网关的IP地址用于建立本地网关与为UE服务的服务网关之间的S5连接。
优选地，中继节点将获取的本地网关的IP地址用于建立本地网关与为UE服务的服务网关之间的S5连接，包括：中继节点在发送至为UE服务的移动管理实体的S1消息中携带本地网关的IP地址；为UE服务的移动管理实体根据本地网关的IP地址建立本地网关与为UE服务的服务网关之间的S5连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种分组数据网关，包括：分配模块，用于为本地网关分配IP地址；收发模块，用于将分配的IP地址发送至本地网关。
优选地，分配模块包括：第一分配子模块，用于在本地网关与中继节点合设的情况下，为中继节点和本地网关分配一个共享的IP地址。
优选地，分配模块包括：第二分配子模块，用于在本地网关与中继节点分设的情况下，为中继节点分配第一IP地址，以及为本地网关分配第二IP地址。
根据本发明的又一方面，提供了一种中继节点，包括：获取模块，用于从分组数据网关获取本地网关的IP地址。
优选地，获取模块包括：第一获取子模块，用于通过所述中继节点的附着过程获取本地网关的IP地址。第二获取子模块，用于在中继节点的附着过程之后通过DHCH方式获取所述本地网关的IP地址。
优选地，中继节点还包括：建立模块，用于根据所述本地网关的IP地址建立本地网关与为UE服务的服务网关之间的S5连接。
在本发明中，通过分组数据网关为本地网关分配IP地址，从而解决了本地网关的地址分配问题，进而保证核心网发送的S5数据能成功到达本地网关。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的固定中继场景下relay支持LIPA业务的场景示意图；
图2是根据相关技术的高铁场景下移动中继支持LIPA功能下第一种系统架构示意图；
图3是根据相关技术的高铁场景下移动中继支持LIPA功能下第二种系统架构示意图；
图4是根据本发明实施例的本地网关地址分配方法流程图；
图5是根据本发明实施例的中继节点的模块结构框图；
图6是根据本发明实施例的分组数据网关的模块结构框图；
图7是根据本发明实施例的高铁场景下移动中继的第一种系统架构示意图；
图8是根据本发明实施例的高铁场景下移动中继的第二种系统架构示意图；
图9是根据本发明实施例的高铁场景下移动中继的第三种系统架构示意图；
图10是根据本发明实施例的高铁场景下移动中继的第四种系统架构示意图；
图11是根据本发明实施例的高铁场景下移动中继的第五种系统架构示意图；
图12是根据本发明实施例一的本地网关地址分配方法流程示意图；
图13是根据本发明实施例二的本地网关地址分配方法流程示意图；
图14是根据本发明实施例三的本地网关地址分配方法流程示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图4是根据本发明实施例的本地网关地址分配方法流程图。如图4所示，该方法包括：
步骤S402，分组数据网关分配本地网关的IP地址，其中，本地网关与中继节点合设，或者本地网关与中继节点分设。
步骤S404，中继节点获取该分配的IP地址并将其存储为本地网关的IP地址。
在本实施例中，通过分组数据网关为本地网关分配IP地址，从而解决了本地网关的地址分配问题，进而保证核心网发送的S5数据能成功到达本地网关。
在上述实施例的步骤S402中，分组数据网关可在中继节点的附着过程中分配本地网关的IP地址，或者在其附着过程之后的DHCP过程中分配本地网关的IP地址。
其中，分组数据网关分配的IP地址可以是一个，即中继节点和本地网关共用该分配的IP地址。分组数据网关也可以为中继节点和本地网关各分配一个IP地址。其中，所分配的IP地址的类型可以是IPv4或IPv6或IPv4v6。
其中，分组数据网关在中继节点的附着过程中分配本地网关的IP地址可采用以下两种方式：
方式一：分组数据网关为中继节点分配一个IP地址，并将该IP地址发送至服务网关；服务网关将接收到的IP地址发送至移动管理实体；移动管理实体通过NAS消息将IP地址发送至中继节点。中继节点将该IP地址存储为本地网关的IP地址。
方式二：中继节点通过其与分组数据网关间的透传信元发送辅助地址分配信息至分组数据网关；或者，中继节点通过其与移动管理实体间的透传的非接入层消息发送辅助地址分配信息至移动管理实体，移动管理实体通过S11接口消息将所述辅助地址分配信息发送至服务网关，然后服务网关通过S5接口消息将所述辅助地址分配信息发送至分组数据网关；或者，中继节点通过RRC消息发送辅助地址分配信息至施主基站，施主基站通过S1接口消息将辅助地址分配信息发送至移动管理实体，移动管理实体通过S11接口消息将辅助地址分配信息发送至服务网关，然后服务网关通过S5接口消息将辅助地址分配信息发送至分组数据网关。
其中，辅助地址分配信息包括：需分配的地址数量信息和本地网关地址类型确定信息。需分配的地址数量信息用于指示分组数据网关是否分配两个IP地址；本地网关地址类型确定信息用于分组数据网关确定需要分配的本地网关的地址类型。
若需分配的地址数量信息指示分组数据网关需要分配两个IP地址，且辅助地址分配信息中包含本地网关地址类型确定信息，则分组数据网关为UE身份的中继节点分配IP地址，并且根据本地网关地址类型确定信息确定需要分配的本地网关地址的地址类型，并为本地网关分配该类型的IP地址。分组数据网关将分配的IP地址发送至服务网关；服务网关将分配的IP地址发送至移动管理实体；移动管理实体通过NAS消息将分配的IP地址发送至中继节点。中继节点将其中一个IP地址作为本地网关的IP地址，将另一个IP地址作为其自身的IP地址。
在上述实施例中，分组数据网关、服务网关和移动管理实体是指为中继节点服务的分组数据网关、服务网关和移动管理实体。
在上述步骤S404之后，还包括：中继节点在为所服务的UE发送的S1消息中携带存储的本地网关的IP地址发送至服务中继节点所服务UE的移动管理实体；移动管理实体根据本地网关的IP地址建立本地网关与服务中继节点所服务UE的服务网关的S5连接。
图5是根据本发明实施例的中继节点的模块结构框图。如图5所示，该中继节点包括：获取模块10，用于从分组数据网关获取本地网关的IP地址，其中，本地网关与中继节点合设，或者本地网关与中继节点分设。
在本实施例中，通过分组数据网关为本地网关分配IP地址，从而解决了本地网关的地址分配问题，进而保证核心网发送的S5数据能成功到达本地网关。
其中，获取模块10包括：第一获取子模块，用于通过中继节点的附着过程获取本地网关的IP地址。第一获取子模块包括：第一接收单元，用于接收移动管理实体发送的包含一个IP地址的NAS消息；第二存储单元，用于将IP地址存储为本地网关的IP地址。第一获取子模块还可包括：第二接收单元，用于接收移动管理实体发送的包含第一IP地址和第二IP地址的NAS消息；第二存储单元，用于将第二IP地址存储为本地网关的IP地址，以及将第一IP地址存储为中继节点的IP地址。
其中，该中继节点还包括：建立模块20，用于根据本地网关的IP地址建立本地网关与为UE服务的服务网关之间的S5连接。建立模块30还可以包括：发送子模块，用于在发送至移动管理实体的S1消息中携带本地网关的IP地址，以便移动管理实体根据IP地址建立本地网关与服务网关之间的S5连接。
其中，该中继节点还包括：发送模块30，用于通过中继节点与分组数据网关间的透传信元发送辅助地址分配信息至分组数据网关；或用于通过中继节点与移动管理实体间的透传的非接入层消息发送辅助地址分配信息至移动管理实体；或用于通过RRC消息发送辅助地址分配信息至施主基站。其中，辅助地址分配信息用于分组数据网关为中继节点和本地网关分配IP地址。
其中，获取模块10包括：第二获取子模块，用于在中继节点的附着过程之后通过DHCP方式获取本地网关的IP地址。
图6是根据本发明实施例的分组数据网关的模块结构框图。如图6所示，该分组数据网关包括：分配模块40，用于为本地网关分配IP地址；收发模块50，用于将分配的IP地址发送至与本地网关合设或分设的中继节点。分配模块40和收发模块50相耦合。
在本实施例中，通过分组数据网关为本地网关分配IP地址，从而解决了本地网关的地址分配问题，进而保证核心网发送的S5数据能成功到达本地网关。
其中，分配模块40还可以包括：第一分配子模块，用于为中继节点和本地网关分配共享的IP地址。分配模块40还可以包括：第二分配子模块，用于分配第一IP地址和第二IP地址，其中，第一IP地址为中继节点的IP地址，第二IP地址为本地网关的IP地址。
图7至图11都是高铁场景下移动中继的系统架构示意图。如图7-11所示：
在图7所示架构中，RN SGW/PGW总是位于RN初始接入时为其服务的DeNB（也称为initial DeNB）中，RN切换到不同的DeNB后RN SGW/PGW不会发生改变。该架构通常称为架构Alt 2。
在图8所示架构中，RN由两个UE功能实体和两个eNB功能实体组成，一个RN中两个RN小区交替的接入高铁沿途的DeNB中。该架构也是基于架构Alt 2，通常称为架构eAlt.2-1。
在图9所示架构中，relay GW和RN PGW总是位于RN初始接入时为其服务的DeNB（也称为initial DeNB）中，而RN SGW位于当前服务RN的DeNB中，分别位于不同DeNB中的RN SGW与RN PGW间可通过S5或S8接口相连。RN切换到不同的DeNB后RN PGW不会发生改变，但RN SGW会发生改变。该架构也是基于架构Alt 2，通常称为架构eAlt.2-2。
在图10所示架构中，relay GW和RN SGW/PGW与DeNB分设，位于核心网中，RN切换到不同的DeNB后RN SGW/PGW不会发生改变。该架构也是基于架构Alt 2，通常称为架构eAlt.2-3。
在图11所示架构中，RN SGW/PGW与DeNB分设，位于核心网中，RN切换到不同的DeNB后RN SGW/PGW不会发生改变。该架构通常称为架构Alt 1。
图1为固定中继场景下，fix relay支持LIPA业务的场景示意图。图2和图3都为高铁场景下mobile relay支持LIPA功能下的两种系统架构示意图。图1场景下的系统架构为LTE R10中已标准化的架构Alt 2。图2场景下所示mobile relay支持LIPA的系统架构是基于架构Alt 2，可以采用图7所示架构Alt 2，则RN SGW/PGW与initial DeNB合设，RN切换到不同的DeNB后RN SGW/PGW不会发生改变；或者可以采用图8所示架构eAlt.2-1，则两个RN小区一旦交替接入不同的DeNB，RN SGW/PGW与当前服务的DeNB合设；或者可以采用图9所示架构eAlt.2-2，则RN PGW与initial DeNB合设，RN SGW与当前服务的DeNB合设。另外，图2场景所示mobile relay支持LIPA架构中，RN SGW/PGW还可能与DeNB分设，也即采用图10所示架构eAlt.2-3，则RN SGW/PGW总是与DeNB分设。图3场景下所示mobile relay支持LIPA的系统架构采用图11所示架构Alt 1，RN SGW/PGW总是与DeNB分设。
下面所描述的各实施例均可应用于上述的各系统架构中。
实施例一
本实施例描述的是RN PGW在RN attach过程中分配L-GW的IP地址的方法，RN PGW仅为RN分配IP地址，RN将其自身的IP地址作为L-GW的IP地址的情况，也即RN和L-GW使用相同的IP地址。图12描述了该实施例一的流程。在该实施例中服务RN的SGW和PGW（RN SGW/PGW）与DeNB合设。RN SGW/PGW还可以与DeNB分设，其信令流程与该实施例类似。在该实施例中LGW与RN合设，LGW还可以与RN分设。
步骤S1201，在RN启动的第二阶段，也即通过第一阶段获得支持RN的DeNB列表之后，作为UE身份的RN与其中一个DeNB执行同步、随机接入之后与其建立RRC连接，RN在RRC连接建立完成消息中携带NAS消息（附着请求消息）以触发NAS流程。在附着请求消息中包含PDN type，protocol configuration options（PCO）信元。其中PDN type信元用于指示作为UE身份的RN请求的IP地址类型；PCO用于RN与RN PGW间透传参数，其中包括Address Allocation Preference指示RN在RN attach中default bearer activation之后是否通过DHCPv4方式获取IPv4地址。
DeNB收到该消息后将该NAS消息携带在初始用户消息消息（initial UE message）中发送至服务RN的MME（称为RN MME）。
步骤S1202，RN MME发送S11接口建立会话请求（Create Session Request）消息给服务RN的SGW（称为RN SGW）。若该RN的PDN subscription context中包含已为其分配的IP地址，则MME将该已经分配的IP地址通过该Create Session Request消息中PDN address信元发送给SGW。该消息中还包括DualAddress Bearer Flag，由MME设置，用于指示MME是否支持dual addressing。
步骤S1203，RN SGW发送S5接口建立会话请求（Create Session Request）消息给服务RN的PGW（称为RNPGW）。该场景下，由于RN SGW/PGW都与DeNB合设，该接口为内部接口。
步骤S1204，RN PGW根据接收的Create Session Request消息中的RN请求的PDN type,Dual Address Bearer Flag及运营商策略来选择要分配的地址的PDN type，并根据选择的PDN type为RN分配IP地址。若接收的Create Session Request消息中包括MME发送的签约信息中已签约的PDN address，则将该地址发送给UE。若RN通过其与RN PGW透传的PCO中的Address Allocation Preference指示其在attach之后再通过DHCP方式获取IP地址，则RN PGW将RN的IP地址PDN Address信元设为0.0.0.0。
步骤S1205，RN PGW发送S5接口建立会话响应（Create Session Response）消息给RNSGW，其中包含PDN Address信元指示其为RN分配的IP地址。
步骤S1206，RN SGW发送S11接口建立会话响应（Create Session Response）消息给RNMME，其中包含PDN Address信元指示其为RN分配的IP地址。
步骤S1207，RN MME发送S1接口初始上下文建立请求（initial context setup request）消息给DeNB，其中包含NAS消息附着接受消息（attach accept），该NAS消息中包含PDN Address信元指示RN PGW为RN分配的IP地址。
DeNB接收initial context setup request消息后，发送RRC连接重配置消息给RN，其中包含从RN MME接收的NAS消息（attach accept）。
步骤S1208，RN接收RRC连接重配置消息后解析出其中的NAS PDU，也即attach accept消息，得到RN PGW为其分配的IP地址，并将该IP地址存储为L-GW的IP地址。
之后RN发送RRC连接重配置完成消息给DeNB，DeNB接收后发送初始上下文建立响应（initial context setup response）消息给RN MME。至此完成RN attach过程，在此过程中RN PGW为RN分配IP地址，并在DeNB处建立RN的初始上下文。RN从OAM处获取其作为基站身份的配置信息，并且与DeNB建立X2/S1接口后便可以以中继节点的基站身份为UE服务。
步骤S1209，RN所服务的UE attach之后，想要使用LIPA业务，则需要建立LIPA PDN连接。UE通过UL information transfer携带NAS PDU发送给RN，该NAS PDU包含PDN连接建立请求消息。UE在该NAS消息中包含要建立的LIPA连接的APN。
步骤S1210，RN发送UL NAS TRANSPORT消息给UE MME，该消息中的NAS PDU包含UE发送的PDN连接建立请求消息，并且RN在该S1接口消息中携带其在步骤408中存储的L-GW的IP地址。若DeNB与RN SGW/PGW合设，则该S1消息由RN经过DeNB发送至UE MME；若DeNB与RN SGW/PGW分设，则该S1消息由RN经过DeNB和RN SGW/PGW发送至UE MME。
步骤S1211，UE MME通过发起PDN连接的UE发送的APN识别需要建立的PDN连接是LIPA PDN连接。并且接收到RN在S1消息中携带的LGW地址，也即说明RN可以支持LIPA功能，然后UE MME检查UE的签约数据以确定是否允许该LIPA连接建立请求。若允许，则UE MME发送S11接口建立会话请求（Create Session Request）消息给UE SGW。UE MME使用S1消息中RN发送的L-GW的IP地址建立UE SGW与L-GW之间的S5连接，也即选择L-GW为UE在该LIPA PDN连接下的PGW。UE MME在Create Session Request消息中携带L-GW的IP地址以指示UE SGW需要建立S5连接的L-GW的地址。
步骤S1212，UE SGW发送S5接口建立会话请求（Create Session Request）消息给L-GW，由于L-GW的地址是由RN PGW分配的，该消息首先发送至RN PGW，再经过RN SGW，DeNB，然后发送至L-GW。
步骤S1213，L-GW发送S5接口建立会话响应（Create Session Response）消息给UE SGW。由于RN仅与DeNB有空口连接，该消息首先发送至DeNB，再经过RN SGW/PGW，然后发送至UE SGW。
步骤S1214，UE SGW发送S11接口建立会话响应（Create Session Response）消息给UEMME。
步骤S1215，UE MME通过S1接口承载建立请求（bearer setup request）消息发送NAS消息给RN，该NAS消息为PDN连接建立接受消息。UE MME在该消息中对于每一个E-RAB都携带L-GW分配的S5TEID或GRE key，用于RN建立直接隧道的E-RAB ID与EPS bearer ID映射关系。然后，RN再将该NAS消息透传给UE。
步骤S1216，UE发送NAS消息给UE MME,该NAS消息为PDN连接建立完成消息。至此，RN服务的UE的LIPA PDN连接建立完成，LIPA业务数据到达L-GW后可通过L-GW与RN间的直接隧道发送至RN。L-GW与核心网UE SGW间的S5连接可用于IDLE态UE的寻呼及S5信令的传输。
实施例二
本实施例描述的是RN PGW在RN attach过程中分配L-GW的IP地址的方法，并且PGW分别为RN和L-GW分配IP地址的情况，也即RN和L-GW不使用相同的IP地址。图13描述了该实施例二的流程。在该实施例中服务RN的SGW和PGW（RN SGW/PGW）与DeNB合设。RN SGW/PGW还可以与DeNB分设，其信令流程与该实施例类似。在该实施例中LGW与RN合设，LGW还可以与RN分设。
步骤S1301，在RN启动的第二阶段，也即通过第一阶段获得支持RN的DeNB列表之后，作为UE身份的RN与其中一个DeNB执行同步、随机接入之后与其建立RRC连接，RN在RRC连接建立完成消息中携带NAS消息（附着请求消息）以触发NAS流程。在附着请求消息中包含PDN type，protocol configuration options（PCO）信元。其中PDN type信元用于指示作为UE身份的RN请求的IP地址类型；PCO用于RN与RN PGW间透传参数，其中包括Address Allocation Preference指示RN在RN attach中default bearer activation之后是否通过DHCPv4方式获取IPv4地址。
另外，该附着请求消息中还包括辅助地址分配信息，该辅助地址分配信息包含需分配的地址数量信息和本地网关地址类型确定信息。其中需分配的地址数量信息用于指示分组数据网关是否分配两个IP地址;本地网关地址类型确定信息用于分组数据网关确定需要分配的本地网关的地址类型。地址类型可以为IPv4，IPv6或IPv4v6。
DeNB收到该消息后将该NAS消息携带在初始用户消息消息（initial UE message）中发送至称为RN MME。
步骤S1302，RN MME发送S11接口建立会话请求（Create Session Request）消息给称为RN SGW。若该RN的PDN subscription context中包含已为其分配的IP地址，则MME将该已经分配的IP地址通过该Create Session Request消息中PDN address信元发送给SGW。该消息中还包括Dual Address Bearer Flag，由MME设置，用于指示MME是否支持dual addressing。
步骤S1303，RN SGW发送S5接口建立会话请求（Create Session Request）消息给RN PGW。该Create Session Request消息中还包含RN SGW在步骤502中接收的辅助地址分配信息。该场景下，由于RN SGW/PGW都与DeNB合设，该接口为内部接口。
上述为RN发送辅助地址分配信息的一种方式。另外，RN还可以将辅助地址分配信息包含在用于RN与RN PGW间透传的PCO信元中。
步骤S1304，RN PGW根据接收的Create Session Request消息中的RN请求的PDN type,Dual Address Bearer Flag及运营商策略来选择要分配的RN的地址的PDN type，并根据选择的PDN type为RN分配IP地址。若接收的Create Session Request消息中包括MME发送的签约信息中已签约的PDN address，则将该地址发送给UE。若RN通过其与RN PGW透传的PCO中的Address Allocation Preference指示其在attach之后再通过DHCP方式获取IP地址，则RNPGW将RN的IP地址PDN Address信元设为0.0.0.0。
另外，若RN PGW接收的辅助地址分配信息中需分配的地址数量信息指示其分配两个IP地址，且辅助地址分配信息中包含本地网关地址类型确定信息，则RN PGW先根据本地网关地址类型确定信息确定需要分配的L-GW地址的地址类型，然后为L-GW分配该类型的IP地址。
步骤S1305，RN PGW发送S5接口建立会话响应（Create Session Response）消息给RNSGW，该消息中包含两个IP地址，即RN PGW分别为RN和L-GW分配的IP地址。
步骤S1306，RN SGW发送S11接口建立会话响应（Create Session Response）消息给RNMME，该消息中包含两个IP地址，即RN PGW分别为RN和L-GW分配的IP地址。
步骤S1307，RN MME发送S1接口初始上下文建立请求（initial context setup request）消息给DeNB，其中包含NAS消息附着接受消息（attach accept），该NAS消息中包含RN PGW分别为RN和L-GW分配的IP地址。
DeNB接收initial context setup request消息后，发送RRC连接重配置消息给RN，其中包含从RN MME接收的NAS消息（attach accept）。
RN接收RRC连接重配置消息后解析出其中的NAS PDU，也即attach accept消息，存储RN PGW分别为RN和L-GW分配的IP地址。
之后RN发送RRC连接重配置完成消息给DeNB，DeNB接收后发送初始上下文建立响应（initial context setup response）消息给RN MME。至此完成RN attach过程，在此过程中RN PGW为RN和L-GW分配IP地址，并在DeNB处建立RN的初始上下文。RN从OAM处获取其作为基站身份的配置信息，并且与DeNB建立X2/S1接口后便可以以中继节点的基站身份为UE服务。
步骤S1308，RN所服务的UE attach之后，想要使用LIPA业务，则需要建立LIPA PDN连接。UE通过UL information transfer携带NAS PDU发送给RN，该NAS PDU包含PDN连接建立请求消息。UE在该NAS消息中包含要建立的LIPA连接的APN。
步骤S1309，RN发送UL NAS TRANSPORT消息给UE MME，该消息中的NAS PDU包含UE发送的PDN连接建立请求消息，并且RN在该S1接口消息中携带其在步骤507中存储的L-GW的IP地址。若DeNB与RN SGW/PGW合设，则该S1消息由RN经过DeNB发送至UEMME；若DeNB与RN SGW/PGW分设，则该S1消息由RN经过DeNB和RN SGW/PGW发送至UE MME。
步骤S1310，UE MME通过发起PDN连接的UE发送的APN识别需要建立的PDN连接是LIPA PDN连接，并且接收到RN在S1消息中携带的LGW地址，也即说明RN可以支持LIPA功能，然后UE MME检查UE的签约数据以确定是否允许该LIPA连接建立请求。若允许，则UEMME发送S11接口建立会话请求（Create Session Request）消息给UE SGW。UE MME使用S1消息中RN发送的L-GW的IP地址建立UE SGW与L-GW之间的S5连接，也即选择L-GW为UE在该LIPA PDN连接下的PGW。UE MME在Create Session Request消息中携带L-GW的IP地址以指示UE SGW需要建立S5连接的L-GW的地址。
步骤S1311，UE SGW发送S5接口建立会话请求（Create Session Request）消息给L-GW，由于L-GW的地址是由RN PGW分配的，该消息首先发送至RN PGW，再经过RN SGW，DeNB，然后发送至与RN合设的L-GW。
步骤S1312，L-GW发送S5接口建立会话响应（Create Session Response）消息给UE SGW。由于RN仅与DeNB有空口连接，该消息首先发送至DeNB，再经过RN SGW/PGW，然后发送至UE SGW。
步骤S1313，UE SGW发送S11接口建立会话响应（Create Session Response）消息给UEMME。
步骤S1314，UE MME通过S1接口承载建立请求（bearer setup request）消息发送NAS消息给RN，该NAS消息为PDN连接建立接受消息。UE MME在该消息中对于每一个E-RAB都携带L-GW分配的S5TEID或GRE key，用于RN建立直接隧道的E-RAB ID与EPS bearer ID映射关系。然后，RN再将该NAS消息透传给UE。
步骤S1315，UE发送NAS消息给UE MME,该NAS消息为PDN连接建立完成消息。至此，RN服务的UE的LIPA PDN连接建立完成，LIPA业务数据到达与RN合设的L-GW后可通过L-GW与RN间的直接隧道发送至RN。L-GW与核心网UE SGW间的S5连接可用于IDLE态UE的寻呼及S5信令的传输。
实施例三
本实施例描述的是RN PGW在RN attach之后的DHCP过程中分配L-GW的IP地址的方法，并且PGW分别为RN和L-GW分配IP地址的情况，也即RN和L-GW不使用相同的IP地址。图14描述了该实施例的流程。在该实施例中服务RN的SGW和PGW（RN SGW/PGW）与DeNB合设。RN SGW/PGW还可以与DeNB分设，其信令流程与该实施例类似。在该实施例中LGW与RN合设，LGW还可以与RN分设。
步骤S1401，在RN启动的第二阶段，也即通过第一阶段获得支持RN的DeNB列表之后，作为UE身份的RN与其中一个DeNB执行同步、随机接入之后与其建立RRC连接，RN在RRC连接建立完成消息中携带NAS消息（附着请求消息）以触发NAS流程。在附着请求消息中包含PDN type，protocol configuration options（PCO）信元。其中PDN type信元用于指示作为UE身份的RN请求的IP地址类型；PCO用于RN与RN PGW间透传参数，其中包括Address Allocation Preference指示RN在RN attach中default bearer activation之后是否通过DHCPv4方式获取IPv4地址。
DeNB收到该消息后将该NAS消息携带在初始用户消息消息（initial UE message）中发送至RN MME。
步骤S1402，RN MME发送S11接口建立会话请求（Create Session Request）消息给称为RN SGW。若该RN的PDN subscription context中包含已为其分配的IP地址，则MME将该已经分配的IP地址通过该Create Session Request消息中PDN address信元发送给SGW。该消息中还包括Dual Address Bearer Flag，由MME设置，用于指示MME是否支持dual addressing。
步骤S1403，RN SGW发送S5接口建立会话请求（Create Session Request）消息给RN PGW。该场景下，由于RN SGW/PGW都与DeNB合设，该接口为内部接口。
步骤S1404，RN PGW根据接收的Create Session Request消息中的RN请求的PDN type,Dual Address Bearer Flag及运营商策略来选择要分配的RN的地址的PDN type，并根据选择的PDN type为RN分配IP地址。若接收的Create Session Request消息中包括MME发送的签约信息中已签约的PDN address，则将该地址发送给UE。若RN通过其与RN PGW透传的PCO中的Address Allocation Preference指示其在attach之后再通过DHCP方式获取IP地址，则RNPGW将RN的IP地址PDN Address信元设为0.0.0.0。
步骤S1405，RN PGW发送S5接口建立会话响应（Create Session Response）消息给RNSGW，该消息中包含RN PGW为RN分配的IP地址。
步骤S1406，RN SGW发送S11接口建立会话响应（Create Session Response）消息给RNMME，该消息中包含RN PGW为RN分配的IP地址。
步骤S1407，RN MME发送S1接口初始上下文建立请求（initial context setup request）消息给DeNB，其中包含NAS消息附着接受消息（attach accept），该NAS消息中包含RN PGW为RN分配的IP地址。
DeNB接收initial context setup request消息后，发送RRC连接重配置消息给RN，其中包含从RN MME接收的NAS消息（attach accept）。
RN接收RRC连接重配置消息后解析出其中的NAS PDU，也即attach accept消息，存储RN PGW为RN分配的IP地址。
之后RN发送RRC连接重配置完成消息给DeNB，DeNB接收后发送初始上下文建立响应（initial context setup response）消息给RN MME。至此完成RN attach过程，在此过程中RN PGW为RN分配IP地址，并在DeNB处建立RN的初始上下文。RN从OAM处获取其作为基站身份的配置信息，并且与DeNB建立X2/S1接口后便可以以中继节点的基站身份为UE服务。
步骤S1408，RN与LGW合设的情况下，RN（或与RN合设的L-GW功能实体）向RN PGW发起DHCP过程，在该DHCP交互过程中从RN PGW获得L-GW的IP地址。在RN与LGW分设的情况下，RN可向RN PGW发起DHCP过程，在该DHCP交互过程中从RN PGW获得L-GW的IP地址；若在RN与LGW分设的情况下，LGW向RN PGW发起DHCP过程，在该DHCP交互过程中从RN PGW获得L-GW的IP地址，则LGW将该IP地址发送给RN，RN将其存储为LGW的IP地址。
步骤S1409，RN所服务的UE attach之后，想要使用LIPA业务，则需要建立LIPA PDN连接。UE通过UL information transfer携带NAS PDU发送给RN，该NAS PDU包含PDN连接建立请求消息。UE在该NAS消息中包含要建立的LIPA连接的APN。
步骤S1410，RN发送ULNAS TRANSPORT消息给UE MME，该消息中的NAS PDU包含UE发送的PDN连接建立请求消息，并且RN在该S1接口消息中携带其在步骤608中获得的L-GW的IP地址。若DeNB与RN SGW/PGW合设，则该S1消息由RN经过DeNB发送至UEMME；若DeNB与RN SGW/PGW分设，则该S1消息由RN经过DeNB和RN SGW/PGW发送至UE MME。
步骤S1411，UE MME通过发起PDN连接的UE发送的APN识别需要建立的PDN连接是LIPA PDN连接，并且接收到RN在S1消息中携带的LGW地址，也即说明RN可以支持LIPA功能，然后UE MME检查UE的签约数据以确定是否允许该LIPA连接建立请求。若允许，则UEMME发送S11接口建立会话请求（Create Session Request）消息给UE SGW。UE MME使用S1消息中RN发送的L-GW的IP地址建立UE SGW与L-GW之间的S5连接，也即选择L-GW为UE在该LIPA PDN连接下的PGW。UE MME在Create Session Request消息中携带L-GW的IP地址以指示UE SGW需要建立S5连接的L-GW的地址。
步骤S1412，UE SGW发送S5接口建立会话请求（Create Session Request）消息给L-GW，由于L-GW的地址是由RN PGW分配的，该消息首先发送至RN PGW，再经过RN SGW，DeNB，然后发送至与RN合设的L-GW。
步骤S1413，L-GW发送S5接口建立会话响应（Create Session Response）消息给UE SGW。由于RN仅与DeNB有空口连接，该消息首先发送至DeNB，再经过RN SGW/PGW，然后发送至UE SGW。
步骤S1414，UE SGW发送S11接口建立会话响应（Create Session Response）消息给UEMME。
步骤S1415，UE MME通过S1接口承载建立请求（bearer setup request）消息发送NAS消息给RN，该NAS消息为PDN连接建立接受消息。UE MME在该消息中对于每一个E-RAB都携带L-GW分配的S5 TEID或GRE key，用于RN建立直接隧道的E-RAB ID与EPS bearer ID映射关系。然后，RN再将该NAS消息透传给UE。
步骤S1416，UE发送NAS消息给UE MME,该NAS消息为PDN连接建立完成消息。至此，RN服务的UE的LIPA PDN连接建立完成，LIPA业务数据到达与RN合设的L-GW后可通过L-GW与RN间的直接隧道发送至RN。L-GW与核心网UE SGW间的S5连接可用于IDLE态UE的寻呼及S5信令的传输。
从以上的描述中，可以看出，通过本发明，采用分组数据网关为本地网关分配IP地址，从而解决了本地网关的地址分配问题，进而保证核心网发送的S5数据能成功到达本地网关。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。