一种ip小数据包的传输方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种IP小数据包的传输方法，所述方法包括：分组数据网络网关PGW与MTC互操作功能MTC-IWF网元之间建立控制面传输通道，或者PGW与移动性管理单元MME之间建立控制面传输通道；通过PGW与MTC-IWF网元之间的控制面传输通道或者PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包。相应的，本发明公开了一种用于IP小数据包传输的系统，实现了不依赖于UE和GGSN/PGW之间的用户面连接实现UE和AS之间的IP小数据包的传输，能广泛适用于多种网络场景，并且在处理小数据量的IP数据包时能降低信令开销、提高处理效率、降低网络负荷。
【专利说明】一种IP小数据包的传输方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种IP数据传输领域，尤其涉及机器类通信(MTC，Machine TypeCommunication)领域中IP小数据包的传输方法及系统。
【背景技术】
[0002]MTC是一种终端设备之间的相互通信方式，和普通通信的两端是人与人不同，MTC通信的两端是终端或服务器，如终端和服务器间通信、终端和终端间通信等。MTC终端是一种具备MTC能力的用户设备(UE，User Equipment)。大部分的MTC基于IP接入，MTC中终端间、终端与服务器间通过IP连接方式实现通信。
[0003]MTC终端与MTC应用服务器(MTC AS,MTC Application Server)之间通信的网络架构如图1所示,其中，MTC终端接入到GERAN/UTRAN/E-UTRAN的分组(PS，Packet Service)网络作为底层承载网络。具体地，如图1所示，UE可以通过E-UTRAN接入到网络中获得IP服务，也可以通过GERAN/UTRAN接入获得IP服务。
[0004]以UE接入到E-UTRAN为例，主要网元包括:基站系统，即演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(E-UTRAN, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)基站系统、移动性管理实体(MME, Mobility Management Entity)、服务网关(S-GW或SGW,Serving Gateway)、分组数据网络网关(PDN Gff 或 P-GW 或 PGW, Packet Data NetworkGateway)、归属用户服务器(HSS,Home Subscriber Server)。其中，E-UTRAN的主要网元是演进型基站(eNodeB, Evolved NodeB)。
[0005]相应地，如果UE通过GERAN/UTRAN接入获得IP服务，则主要网元包括:基站系统，即GERAN/UTRAN基站系统、负责移动性管理的服务GPRS支持节点(SGSN，Serving GPRSSupport Node)、负责用户面管理的网关GPRS支持节点(GGSN, Gateway GPRS SupportNode)。
[0006]在图1所示的架构中，还存在一个MTC互操作功能(MTC-1WF, MTCInterworkingFunction)网元，其作用是从网络收集MTC UE的信息，提供给MTC AS。
[0007]在正常的MTC UE和MTC AS之间的IP通信中，以E-UTRAN接入为例，MTC UE通过E-UTRAN (eNodeB)接入到EPS网络中，在被分配IP地址后，MTC UE与MTC AS之间可以建立起IP通道，从而实现与MTC AS之间的上层业务通信。MTC UE与MTC AS之间所建立的IP通道为一条逻辑上的IP通道，其物理路径经过:MTC UE、eNodeB、S-GW、P-GW、MTC AS。这种基于IP的通信方式能满足正常的MTC终端和MTC AS、MTC终端之间的通信需求，但针对某些小数据量的传输情况，存在较多的系统资源浪费:比如，对于周期性的小数据量传输，UE在发送过一个小数据包后，可能会在一段时间内不发送数据，则UE将进入空闲态，下次UE再发送小数据包时，网络需要将UE从空闲态切换到连接态，并恢复IP连接，其间将导致大量的信令操作，然而其后在UE发送过小数据包后可能又很快进入空闲态。
[0008]图2是现有技术中UE在附着到网络后与AS之间的通信流程图，其中，包含UE在空闲态时向AS发起IP数据传输的处理过程，具体地，UE在附着到网络后与AS之间的通信流程可以包括如下步骤:
[0009]S201, UE向eNodeB发起RRC连接请求，eNodeB为UE建立RRC无线连接；
[0010]S202, UE向MME发起附着请求；
[0011]S203，MME向HSS发送位置更新请求；
[0012]S204, HSS向MME返回位置更新响应，其中包含UE的签约数据；
[0013]S205, MME向PGW发送承载创建请求；
[0014]S206, PGff为UE创建承载资源，返回承载创建响应；
[0015]S207，MME向UE返回附着响应；
[0016]S208，在UE成功附着后，UE与AS之间可能会进行应用层通信，处理应用层事务，如注册到AS、和AS交互数据等；
[0017]S209，若一段时间内UE和应用层无数据交互，UE进入空闲态；
[0018]具体地，系统将释放为UE分配的无线连接(RRC连接资源)、基站和核心网间连接(对E-UTRAN而言包括eNodeB和MME之间的控制面资源Sl-AP资源、eNodeB和SGW之间的用户面资源Sl-U资源)，并且MME将UE标记为空闲态，UE自身也标记为空闲态。
[0019]S210，UE希望发起上行数据，首先需要恢复无线资源，则UE向eNodeB发起RRC连接建立请求，eNodeB为UE建立RRC连接；
[0020]当UE在空闲态下要发起IP通信时，向AS传递数据，如执行保活操作、传输小数据包，必须首先请求建立RRC连接，恢复IP承载。
[0021 ] S211，UE向MME发起服务请求；
[0022]这里，响应于UE的服务请求，MME需要执行:将UE从连接态转入空闲态，建立eNodeB和MME之间的控制面连接(S1-AP连接)，建立eNodeB和SGW之间的用户面连接(S1-U 连接)。
[0023]S211, MME向eNodeB发起承载恢复消息；这里，主要用以恢复eNodeB和MME之间的控制面连接(S1-AP连接)、eNodeB和SGW之间的用户面连接(S1-U连接)。
[0024]S213, eNodeB向UE发起无线资源建立；
[0025]本步骤中，eNodeB为UE建立控制面无线承载(SRB, Signaling Radio Bearer)、无线用户面承载(DRB，Data Radio Bearer)，以满足信令、用户面数据的传输。
[0026]S214，在前述资源建立完成后，UE向AS发送IP数据包，用以完成应用层数据传输，包括小数据包的传输。
[0027]从图2的通信流程可知，对于经常性发起IP小数据包通信的终端，尤其是某些特殊的小数据传输方式，如周期性上报很小量的数据等，UE为了能发送IP小数据包，有可能会经常性地在空闲态、连接态之间切换，该切换将导致大量的信令资源的消耗，对比实际所传输的数据量，信令资源开销和IP负荷非常不成比例。尤其是当网络内此类终端数量较多时，将很容易造成网络资源尤其是基站资源的浪费，也容易造成信令拥塞，影响网络的稳定。
【发明内容】
[0028]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MTC中小数据传输的方法及系统，以解决现有MTC中IP小数据包传输中消耗大量信令资源的问题。[0029]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0030]本发明提供了一种IP小数据包的传输方法，所述方法包括:
[0031]分组数据网络网关PGW与MTC互操作功能MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道，或者PGW与移动性管理单元MME之间建立控制面传输通道；
[0032]通过PGW与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道或者PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包。
[0033]在上述方案中，在所述PGW与MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道或者PGW与MME之间建立控制面传输通道之前，所述方法还包括:MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
[0034]在上述方案中，MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的方式，为:所述MME在PDN连接属性中或在数据流模板TFT中添加控制面携带IP数据的指示并发送给UE和/或PGff0
[0035]在上述方案中，所述MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式之前，所述方法还包括=MME根据UE是否支持控制面传输IP数据的能力、网络是否支持控制面传输IP数据的能力、UE的签约数据，判断对所述UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
[0036]在上述方案中，所述通过PGW与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道传输IP小数据包，包括=MTC-1WF网元接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGff之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ；
[0037]和/或，PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元。
[0038]在上述方案中，所述MTC-1WF网元接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW，包括:
[0039]UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带IP小数据包；
[0040]MME接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元；
[0041]MTC-1ffF网元接收所述IP小数据包，通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW。
[0042]在上述方案中，所述PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元之后，所述方法还包括:MTC-1WF网元将所述IP小数据包转发给MME ；MME向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
[0043]在上述方案中，所述PGW与MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道，包括:
[0044]PGff向MTC-1WF网元发送绑定请求，在UE的上下文中记录所述UE的MTC-1WF地址；
[0045]MTC-1ffF网元接收所述绑定请求后，记录所述UE的IP地址及PGW地址，与PGW建立连接，完成PGW与MTC-1WF之间控制面传输通道的建立。
[0046]在上述方案中，所述通过PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包，包括:
[0047]MME接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ；
[0048]和/或，PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME。
[0049]在上述方案中，所述MME接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW，包括:
[0050]UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有IP小数据包；
[0051]MME接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包，并通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给所述PGW。
[0052]在上述方案中，所述PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME之后，所述方法还包括:MME向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
[0053]在上述方案中，所述PGW接收发往UE的IP小数据包之后，所述方法还包括=PGW^lJ断所接收到的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断所述UE上下文是否有控制面携带IP数据的指示或当前是否已建立有控制面传输通道。
[0054]在上述方案中，所述UE向MME发送NAS消息之前，所述方法还包括:UE判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
[0055]在上述方案中，所 述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
[0056]本发明还提供了一种用于IP小数据包传输的系统，所述系统包括=MTC-1WF网元和/或MME、以及PGW ;其中，PGff与MTC-1WF网元之间建立有控制面传输通道，或者PGW与MME之间有建立控制面传输通道；
[0057]所述PGW，用于通过自身与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道或者通过自身与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包；
[0058]MTC-1WF，用于通过自身与PGW之间的控制面传输通道传输IP小数据包；
[0059]MME，用于通过自身与PGW之间的控制面传输通道传输IP小数据包。
[0060]在上述方案中，所述系统还包括:UE，用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME或MTC-1WF，或接收MME或MTC-1WF通过控制面传输信道发送给自身的IP小数据包；
[0061]所述MME，还用于指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
[0062]在上述方案中，所述MME还用于指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式，为:所述MME在在TON连接属性中或数据流模板TFT中添加支持控制面携带用户面数据的指示并发送给UE和/或PGW。
[0063]在上述方案中，所述MME还用于在指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式之前，根据UE是否支持控制面传输IP数据的能力、网络是否支持控制面传输IP数据的能力、UE的签约数据，判断对所述UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
[0064]在上述方案中，MTC-1WF网元，用于接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ；
[0065]和/或，所述PGW，用于接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元。
[0066]在上述方案中，所述UE，用于向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；
[0067]MME，用于接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元；
[0068]MTC-1WF网元，用于接收所述IP小数据包，通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW。
[0069]在上述方案中，所述PGW，还用于向MTC-1WF网元发送绑定请求，在UE的上下文中记录所述UE的MTC-1WF地址；
[0070]所述MTC-1WF网元，用于接收所述绑定请求后，记录所述UE的IP地址及PGW地址，与PGW建立连接，完成PGW与MTC-1WF之间控制面传输通道的建立。
[0071 ] 在上述方案中，MME,用于接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ；
[0072]和/或，PGW，用于接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME。
[0073]在上述方案中，所述UE，用于向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；
[0074]所述MME，用于接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包，并通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给所述PGW。
[0075]在上述方案中，所述PGW，用于通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给MME。
[0076]在上述方案中，所述PGW，还用于接收发往UE的IP小数据包之后，判断所接收到的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断所述UE上下文是否有控制面携带IP数据的指示或当前是否已建立有控制面传输通道。
[0077]在上述方案中，所述UE，还用于向MME发送NAS消息之前，判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
[0078]在上述方案中，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
[0079]在上述方案中，所述MTC-1WF网元，还用于将所述IP小数据包转发给MME ；
[0080]MME，还用于向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
[0081 ] 本发明还提供了 一种UE，所述UE，用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME或MTC-1WF，或接收MME或MTC-1WF通过控制面传输信道发送给自身的IP小数据包。
[0082]在上述方案中，所述UE用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME，为:所述UE向所述MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；
[0083]所述UE用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MTC-1WF，为:所述UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包，由所述MME接收所述NAS消息后，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元。
[0084]在上述方案中，所述UE，还用于在发出IP小数据包之前，判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
[0085]在上述方案中，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
[0086]本发明的MTC中小数据传输的方法及系统，在PGW与MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道，或者在PGW与MME之间建立控制面传输通道，并通过所建立的控制面传输通道传输IP小数据包，实现了不依赖于IP连接通道进行MTC UE和MTC AS之间的数据传输，且能广泛适用于多种网络场景；解决了相关技术中MTC终端与MTC服务器之间可能无法通过IP连接传输数据的问题，并且在处理小数据量的IP数据包时能降低信令开销、提高处理效率、降低网络负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0087]图1为相关技术中MTC终端与MTC AS之间通信的网络架构示意图；
[0088]图2为相关技术中UE在附着到网络后与AS之间的通信流程示意图；
[0089]图3为本发明实施例一中用于IP小数据包传输的系统的组成结构示意图；
[0090]图4为本发明实施例一中MTC中小数据传输方法的实现流程图；
[0091]图5为本发明实施例一中上行IP小数据包传输的流程示意图；
[0092]图6为本发明实施例一中下行IP小数据包传输的流程示意图；
[0093]图7为本发明实施例二中用于IP小数据包传输的系统的组成结构示意图；
[0094]图8为本发明实施例二中MTC中小数据传输方法的实现流程图；
[0095]图9为本发明实施例二中上行IP小数据包传输的流程示意图；
[0096]图10为本发明实施例二中下行IP小数据包传输的流程示意图。
【具体实施方式】
[0097]本发明的一种IP小数据包的传输方法，所述方法包括:分组数据网络网关PGW与MTC互操作功能MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道，或者PGW与移动性管理单元MME之间建立控制面传输通道；通过PGW与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道或者PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包。
[0098]其中，在所述通过PGW与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道或者PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包之前，所述方法还包括:MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
[0099]这里，所述MME在PDN连接属性中或在数据流模板TFT中添加控制面携带IP数据的指示并发送给UE和/或PGW。
[0100]这里，所述MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式之前，所述方法还包括:MME根据UE是否支持控制面传输IP数据的能力、网络是否支持控制面传输IP数据的能力、UE的签约数据，判断是否对所述UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式；是则指示UE和/或PGW，否则不指示UE和/或PGW。
[0101]具体地，所述通过PGW与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道传输IP小数据包，可以包括=MTC-1WF网元接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGff之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ;和/或，PGff接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元。
[0102]这里，所述MTC-1WF网元接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW，可以包括:UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；MME接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元；MTC-1WF网元接收所述IP小数据包，通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW。
[0103]这里，所述PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元之后，所述方法还包括=MTC-1WF网元将所述IP小数据包转发给MME ；MME向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
[0104]这里，所述PGW与MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道，可以包括:PGW向MTC-1ffF网元发送绑定请求，在UE的上下文中记录所述UE的MTC-1WF地址；MTC_IWF网元接收所述绑定请求后，记录所述UE的IP地址及PGW地址，与PGW建立连接，完成PGW与MTC-1ffF之间控制面传输通道的建立。
[0105]具体地，所述通过PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包，包括:MME接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ;和/或，PGff接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME。
[0106]这里，UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有IP小数据包；MME接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包，并通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给所述PGW。
[0107]这里，所述PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME之后，所述方法还包括:MME向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
[0108]所述PGW接收发往UE的IP小数据包之后，所述方法还包括:PGW判断所接收到的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断所述UE上下文是否有控制面携带IP数据的指示或当前是否已建立有控制面传输通道。这里，如果判断为是，则PGW将通过自身与MME的控制面传输通道或通过自身与MTC-1WF之间的控制面传输通道将所述IP小数据包传输给UE，否则，PGW可以通过现有的小数据包传输方式传输所述IP小数据包，或者不传输所述IP小数据包。
[0109]所述UE向MME发送NAS消息之前，所述方法还包括:UE判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。这里，如果判断为是，则UE将通过控制面传输通道将需要发送的IP小数据包传输出去，否则，UE可以通过现有的小数据包传输方式传输IP小数据包，或者不传输所述IP小数据包。
[0110]这里，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
[0111]相应的，本发明还提供了一种用于IP小数据包传输的系统，所述系统包括:MTC-1ffF网元和/或MME、以及PGW ;其中，PGW与MTC-1WF网元之间建立有控制面传输通道，或者PGW与MME之间有建立控制面传输通道；
[0112]所述PGW，用于通过自身与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道或者通过自身与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包；
[0113]MTC-1WF，用于通过自身与PGW之间的控制面传输通道传输IP小数据包；
[0114]MME，用于通过自身与PGW之间的控制面传输通道传输IP小数据包。
[0115]这里，所述系统还包括:UE，用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME或MTC-1WF，或接收MME或MTC-1WF通过控制面传输信道发送给自身的IP小数据包；所述MME,还用于指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
[0116]这里，所述MME还用于指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式，为:所述MME在TON连接属性中或在数据流模板TFT中添加支持控制面携带用户面数据的指示并发送给UE和/或PGW。
[0117]这里，所述MME还用于在指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式之前，根据UE是否支持控制面传输IP数据的能力、网络是否支持控制面传输IP数据的能力、UE的签约数据，判断是否对所述UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式；是则指示，否则不指示。
[0118]其中，MTC-1ffF网元，用于接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ;和/或，所述PGW，用于接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元。
[0119]这里，所述UE，用于向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；MME，用于接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元；MTC-1ffF网元，用于接收所述IP小数据包，通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW。
[0120]这里,所述PGW,还用于向MTC-1WF网元发送绑定请求,在UE的上下文中记录所述UE的MTC-1WF地址；所述MTC-1WF网元，用于接收所述绑定请求后，记录所述UE的IP地址及PGW地址，与PGW建立连接，完成PGW与MTC-1WF之间控制面传输通道的建立。
[0121 ] 具体地，MME，用于接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ;和/或，PGW，用于接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME0
[0122]这里，所述UE，用于向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；所述MME，用于接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包，并通过将所述IP小数据包携带在GTP-C承载控制消息中发送给所述PGW。
[0123]这里，所述PGW，用于通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给MME。
[0124]这里，所述PGW，还用于接收所述IP小数据包，使用IP数据路由规则，将所述IP小数据包路由出去。
[0125]这里，所述MTC-1WF网元，还可以用于将所述IP小数据包转发给MME ;MME，还可以用于向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
[0126]这里，所述PGW，还用于接收发往UE的IP小数据包之后，判断所接收到的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断所述UE上下文是否有控制面携带IP数据的指示或当前是否已建立有控制面传输通道。
[0127]这里，所述UE，还用于向MME发送NAS消息之前，判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
[0128]其中，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
[0129]相应的，本发明还提供了一种UE，所述用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME或MTC-1WF，或接收MME或MTC-1WF通过控制面传输信道发送给自身的IP小数据包。
[0130]这里，所述UE用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME，为:所述UE向所述MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；
[0131]这里，所述UE用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MTC-1WF，为:所述UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包，由所述MME接收所述NAS消息后，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元。
[0132]其中，所述UE，还用于在发出IP小数据包之前，判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
[0133]这里，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
[0134]本发明提供的IP小数据包的传输方法及系统，实现了不依赖于IP连接通道实现UE和AS之间的数据传输，且能广泛适用于多种网络场景。
[0135]实际应用中，所述IP小数据包为长度小于预设设定的正常IP数据包长度的IP数据包，例如，可以是用于终端和服务器间的保活数据包等。
[0136]实施例一
[0137]本发明实施例中用于IP小数据包传输的系统的网络结构如图3所示，可以包括UE、eNodeB、MME、MTC-1WF, SGW/PGW 和 MTC AS, MME 与 MTC-1WF 之间通过 T5 接口通信，MME与SGW/PGW之间通过S11接口通信，SGW/PGW与MTC-1WF之间新增S11 sd接口实现通信。其中，PGW和MTC-1WF之间建立有绑定关系，使得同一个UE的MTC-1WF和被分配的PGW能相互获知。如此，在UE和MTC-1WF之间可以建立基于NAS的信令面数据传输通道，MTC-1ffF能将UE通过基于NAS的信令面数据传输通道发送的IP小数据包转发给PGW，而PGW也能够在接收到发往UE的IP小数据包后通过基于NAS的信令面数据传输通道传送给MTC-1WF，再由MTC-1ffF发送给UE，通过基于NAS的信令面数据传输通道实现IP小数据包的传输。
[0138]如图4所示，本实施例中传输IP小数据包的过程可以包括如下步骤:
[0139]步骤401:PGW与MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道，用以实现IP数据包的传输;
[0140]具体地，可以在UE附着到网络并创建承载的时候，PGff和MTC-1WF之间建立绑定关系，由PGW发起，通过SIIsd接口实现绑定，建立控制面传输通道。特别地，MTC-1WF还可以充当MTC-AAA，通过增强的Wd接口和PGW实现绑定和连接。
[0141]步骤402 =MTC-1ffF网元接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ;和/或，PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元。
[0142]本实施例中，由UE发起的上行IP小数据包传输的流程如图5所示，在该流程中，UE将IP小数据包封装在NAS信令中，经过MME到MTC-1WF，再通过MTC-1WF与PGW之间的控制面传输路径传输到PGW，最后由PGW使用现有IP路由机制向外发送所述IP小数据包，具体可以包括如下步骤:
[0143]S501, UE发起RRC连接请求，eNodeB为UE建立RRC连接；
[0144]S502, UE向MME发起附着请求；
[0145]在该步骤中，如果UE支持控制面携带IP数据(IPoCP, IP over Control Plane)的IP数据传输方式，则UE携带控制面携带IP数据的指示。
[0146]S503，MME向HSS发送位置更新请求；
[0147]S504, HSS向MME返回位置更新响应，携带UE的签约数据；
[0148]在该步骤中，UE的签约数据中包含MTC签约数据。在MTC签约数据中，可以包含控制面携带IP数据的指示，该控制面携带IP数据的指示表明对该UE可以应用控制面携带IP数据的方式来实现IP数据传输；进一步地，还可以包含UE的MTC-1WF的信息，如MTC-1WF的标识、域名、或地址。
[0149]这里，MME可以通过判断UE的能力(UE是否支持控制面携带IP数据的数据传输方式)、网络的能力(网络是否支持控制码携带IP数据的数据传输方式)、UE的签约指示(该UE可以使用控制面携带IP数据的数据传输方式)，判断对该UE是否使用控制面携带IP数据的数据传输方式。进一步地，可以在UE的签约数据、或者网络本地策略中指示对哪些APN可以使用控制面携带IP数据的数据传输方式，则MME根据相应的指示执行判断。MME在判断对UE能够使用控制面携带IP数据的数据传输方式时，则向UE和/或PGW发送对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式的指示。
[0150]S505, MME向PGW发送承载创建请求；
[0151]在本步骤中，如果UE所接入的网络、UE的签约数据，均指示支持控制面携带IP数据的能力，则MME可以在向PGW发送承载创建请求时携带控制面携带IP数据的指示，表明对该UE可以使用控制面携带IP数据的方式来传输IP小数据包。进一步地，如果在步骤S503中MME获得了 MTC-1WF的信息，MME还可以在承载创建请求中将所述MTC-1WF的信息携带给PGW。
[0152]S506, PGff接收所述承载创建请求，为UE创建合适的承载资源。
[0153]PGff在收到MME的指示后，在本地的UE上下文中，存储控制面携带IP数据的指示、MTC-1ffF的地址，并向MTC-1WF发起绑定请求；
[0154]这里，PGW通过所述绑定请求在所述UE的上下文中记录所述UE的MTC-1WF地址，MTC-1ffF接收PGW的绑定请求后，记录所述UE的IP地址及PGW地址，并和PGW建立连接，完成PGW与MTC-1WF之间控制面传输通道的建立。
[0155]S507, PGff向MME返回承载创建响应；
[0156]如果PGW和MTC-1WF的绑定没有成功建立，则PGW向MME返回承载创建响应中指示PGW和MTC-1WF的绑定失败。
[0157]S508，MME向UE返回附着响应，本实施例中是附着成功响应；[0158]在本步骤中，如果前述步骤中PGW和MTC-1WF的绑定成功建立，则MME向UE指示网络为该UE开启了控制面携带IP数据的数据传输通道。
[0159]S509，在UE成功附着后，UE可能处理应用层事务，如和AS之间进行应用层通信。
[0160]S510，若一段时间内UE和应用层无数据交互，则UE进入空闲态；
[0161]S511，UE需要发起上行的数据传输时，UE向eNodeB请求建立RRC连接，即发起RRC连接请求，eNodeB为UE建立RRC连接；
[0162]由于UE当前在空闲态，则UE在发起上行数据前，必须首先恢复数据传输通道，包括:建立RRC连接、恢复基站和核心网(如eNodeB和MME、eNodeB和SGW)之间的连接。
[0163]S512，UE向MME发出服务请求；
[0164]在本步骤中，UE可以在服务请求中，携带如下指示之一:始呼信令指示(MO-Singnaling)、支持控制面传输IP数据的指示。核心网收到上述指示时，可以对现有流程进行改进，不创建DRB、eNodeB和SGW间的Sl-U用户面承载资源。
[0165]S513，MME向eNodeB发起承载恢复消息，如上下文重建；
[0166]本步骤用以恢复eNodeB和MME之间的控制面连接(S1-AP连接)；
[0167]在本步骤中，响应于UE的服务请求，MME需要建立eNodeB和MME之间的控制面连接(S1-AP连接)，用以在控制面上传输IP数据包。相比较图2所示的现有技术，MME无需将UE从空闲态转入连接态，无需建立eNodeB和SGW之间的用户面连接(S1-U连接)。
[0168]S514, eNodeB向UE发起无线承载建立；
[0169]在本步骤中，eNodeB只需要为UE建立SRB，而无需建立DRB。
[0170]S515,UE向MME发送非接入层(NAS,Non Access Stratum)消息,在NAS消息中携带需要发送的IP小数据包；
[0171]在本步骤中，UE可以通过上行的NAS数据传输消息(GENERIC_UPLINK_NAS_TRANSPORT)携带需要发送的IP小数据包，并且还可以在该消息中携带合适的NAS容器类型指示，如设置为IPoCP，所述NAS容器类型指示表明所述NAS消息中所包含的是IP数据包。
[0172]S516，MME接收UE发送的NAS消息后，获得其中的IP小数据包，通过MME和MTC-1ffF之间的T5接口将所述IP小数据包转发给MTC-1WF ；
[0173]具体地，MME可以根据NAS消息中的NAS容器类型指示，识别出其中包含IP小数据包，则将该IP小数据包提取出来，封装在T5接口的数据传输消息中发往MTC-1WF。
[0174]S517，MTC-1WF接收MME通过T5接口发送的数据传输消息，获取其中的IP小数据包，并通过MTC-1WF和PGW之间的Sllsd接口，将所述IP小数据包转发给PGW ；
[0175]S518，PGW接收MTC-1WF转发的IP小数据包，使用IP数据路由规则，将所述IP小数据包路由出去，最终，所述IP小数据包将到达所述IP小数据包中指示的目的接收地址；
[0176]本实施例中，下行IP小数据包传输的流程如图6所示，在该流程中，PGW收到IP小数据包后，经过PGW、MTC-1WF, MME的控制面传输路径将IP小数据包传输到MME，最后由MME通过NAS信令将IP小数据包发送给UE，具体可以包括如下步骤:
[0177]S601, UE附着到网络；
[0178]这里，UE附着到网络的过程具体可以包含图5中S501?S508的步骤。
[0179]S602，在UE附着到网络、建立IP连接后，UE向AS发起应用层通信，如执行应用层
注册等；[0180]S603, UE和AS通信结束一段时间后，由于没有IP数据传输，网络引导UE进入空闲态，并释放无线资源；
[0181]S604，由于业务的需要，AS需要向UE发送IP数据包。在此步骤中，假定AS发送的是一个IP小数据包；
[0182]S605，PGff接收AS发送的IP小数据包，执行路由决策，决定通过控制面传输所述IP小数据包；
[0183]在本步骤中，若PGW接收到的IP数据包是IP小数据包(即该IP数据包的长度小于网络所设定的常规IP数据包长度)，并且可以使用PGW和MTC-1WF间的控制面数据传输通道，则根据策略PGW决定使用控制面传输。
[0184]S606, PGff进行数据投递，将所述IP小数据包转发给MTC-1WF ；
[0185]S607,MTC-1ffF接收所述IP小数据包，并通过自身与MME之间的T5接口进行数据投递，将所述IP小数据包转发给MME ；
[0186]S608, MME接收MTC-1WF转发的IP小数据包，判断UE当前状态为空闲态，则寻呼
UE ；
[0187]这里，在MME寻呼UE时发出的寻呼消息中寻呼指示可以设置为:终呼信令指示(MT-Signaling),或控制面携带IP数据的指示；
[0188]S609，UE接收MME发出的寻呼消息，向eNodeB发起RRC连接建立请求，响应于RRC连接建立请求，eNodeB为UE建立RRC连接；
[0189]S610, UE向MME发起服务请求；
[0190]在本步骤中，UE可以在所述服务请求中携带如下指示之一:终呼信令指示(MT-Singnaling)、控制面携带IP数据的指示；
[0191]S611，MME向eNodeB发起SI上下文重建消息，恢复eNodeB和MME之间的控制面连接(S1-AP连接)；
[0192]这里，响应于UE的服务请求，MME需要建立eNodeB和MME之间的控制面连接(S1-AP连接)，用以在控制面上传输IP数据包。相比较图2所示的现有技术，MME无需将UE从连接态转入空闲态，也无需建立eNodeB和SGW之间的用户面连接(S1-U连接)；
[0193]MME判断建立何种连接的依据可以是UE在服务请求中携带的指示。或者，虽然在服务请求中没有携带指示，但由于已在UE的上下文存储了支持控制面携带用户面数据的指示，MME在下发寻呼消息给UE时，可以获知对该UE开启了控制面携带IP数据的数据传输方式，可以通过控制面数据传输通道来传输的下行数据。
[0194]为了指示eNodeB不恢复eNodeB和SGW之间的用户面连接(S1-U连接)、不建立用户面无线承载DRB，MME还可以向eNodeB携带相应的指示信息。
[0195]S612, eNodeB向UE发起无线承载建立；
[0196]在本步骤中，eNodeB只需要为UE建立SRB，而无需建立DRB。
[0197]S613，MME向UE发起NAS下行数据传输，携带在前述步骤中获得的IP小数据包。
[0198]在图5、6的流程中，当PGW从MME收到对该UE可以使用控制面携带IP数据的指示、以及MTC-1WF的地址后，在UE的上下文中存储控制码携带IP数据的指示、以及MTC-1WF的地址，并立即和MTC-1WF执行绑定并建立连接。这里，还可以采用如下的另一种方式:PGW不立即和MTC-1W执行绑定并建立连接，而是等到PGW收到下行的IP小数据包的时候再和MTC-1ffF执行绑定并建立连接。在这种情况下，当MME收到UE通过NAS消息发送的上行的IP小数据包的时候，MME在将IP小数据包通过T5接口消息发送给MTC-1WF，需要向MTC-1WF通知为该UE分配的PGW的地址，以便让MTC-1WF主动和PGW执行绑定并建立连接。
[0199]通过图5、6所示的流程，实现了在UE和PGW之间通过控制面数据传输通道传递IP小数据包的方法，使得无论是上行(MO)和下行(MT)的IP小数据包，均可以通过NAS信令来传递，可以有效地避免UE在空闲态时发送和接收IP小数据的繁冗流程，降低网络资源的消耗。
[0200]实施例二
[0201]本发明实施例中用于IP小数据包传输的系统的网络结构如图7所示，是对现有SAE架构的增强，PGW包含SGW的功能，其组成结构与实施例一中图3所示的网络结构基本相同，所不同的是，PGff和MTC-1WF之间不存在绑定关系，而在MME与SGW/PGW之间存在绑定关系，MME与SGW/PGW之间通过增强的Sllsd接口通信，在该增强的S Ilsd接口上可实现IP小数据包的传输。
[0202]如图8所示，本实施例中传输IP小数据包的过程可以包括如下步骤:
[0203]步骤801 =PGff与MME之间建立控制面传输通道，用以实现IP数据包的传输；
[0204]步骤802:MME接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ;和/或，PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME。
[0205]本实施例中，由UE发起的上行IP小数据包传输的流程如图9所示，在该流程中，UE将IP小数据包封装在NAS信令中，经过MME通过GPRS隧道控制消息(GTP-C，GPRS TunnelProtocol-Control message)发送给PGW,再由PGW使用现有IP路由机制向外发送IP小数据包。具体可以包括如下步骤:
[0206]S901?S904，与实施例一中S501?504完全相同；
[0207]S905，与实施例一步骤S505基本相同，所不同的是，在创建承载请求中携带控制面携带IP数据的指示；
[0208]S906?S914，与实施例一中S507?515完全相同；
[0209]S915,MME接收UE发送的NAS消息，取出其中的IP小数据包，并通过将所述IP小数据包携带在GTP-C消息中发送给所述PGW。具体地，该GTP-C消息可以是承载控制消息；
[0210]S916，PGW接收MME所发送的承载控制消息，取出其中携带的IP小数据包，将所述IP小数据包按照IP数据路由规则发往目标地址；
[0211]本实施例中，下行IP小数据包传输的流程如图10所示，在该流程中，PGW收到IP小数据包后，通过GTP-C (如承载控制消息、下行数据通知(DDN，Downlink DataNotification)消息等)将IP小数据包发送给MME，再由MME通过NAS信令将IP小数据包发送给UE，具体可以包括如下步骤:
[0212]SlOOl?S1005,与实施例一中S601?605完全相同；
[0213]S1006, PGff通过GTP-C消息将IP小数据包发送给MME。
[0214]具体地，该GTP-C消息可以是:承载控制消息(S1006a)、DDN消息(S1006b)。
[0215]S1007?S1012，与实施例一中S608?613完全相同。
[0216]在图9和图10所示的流程中，PGff上集成有SGW的功能，增强MME和PGW之间通过GTP-C信令传输IP数据包。将SGW集成到PGW上，可以让PGW获知终端的状态，并根据终端的状态来决定IP数据传输方式的选择。
[0217]实施例三
[0218]在下行IP数据包传输过程中，PGW需要首先基于如下因素判断是否使用控制面携带IP数据的数据传输方式:1)收到的下行的IP数据包是否为IP小数据包；2)是否对该UE使用控制面携带IP数据的方式来传输IP小数据包。PGW是否和MTC-1WF/MME建立了控制面数据传输通道、或MME是否指示了对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式；
[0219]在PGW上，针对下行的IP数据包可以安装如下的过滤规则:当收到下行的IP数据包时，判断是否是IP小数据包，采用PGW和MTC-1WF/MME之间的控制面数据传输通道投递IP小数据包。
[0220]这里，在IP数据包的大小小于预设的正常IP数据包大小时，PGW确定所述IP数据包为IP小数据包。PGW可以根据运营商配置的本地策略、或者MME下发给PGW的IP小数据包的上限大小，来认定收到的IP数据包是否是小数据包。
[0221]当PGW认定收到的下行IP数据包是小数据包时，PGff检查是否对该UE使用控制面携带IP数据的方式来传递下行的IP数据包。
[0222]PGW判断是否对该UE使用控制码携带IP数据的方式来传输IP数据包，可以根据:在PGW上的UE上下文中存在控制面携带IP数据的指示。或者，可以根据:PGW和MTC-1WF/MME间的控制面数据传输通道已建立，此时表明对该UE是可以使用控制面携带IP数据的数据传输方式的，则PGW可以使用所述控制面数据传输通道来出传递IP小数据包。如果PGW上的UE的上下文中存在控制码携带IP数据的指示，但PGW和MTC-1WF/MME的控制面数据通道不存在，则PGW可以先建立和MTC-1WF/MME间的控制面数据传输通道，再通过所述控制面数据传输通道来传输IP小数据包。如果PGW上的UE的上下文中不存在控制面携带IP数据的指示，则表明对该UE不能使用控制面携带IP数据的数据传输方式，则PGW使用传统方式传输IP数据包，即通过用户面的数据传输通道来传输下行IP数据。
[0223]同样的，在上行IP数据包传输过程中，UE也需要首先基于如下因素判断是否使用控制面携带IP数据的数据传输方式:1)需传输的数据包是否为IP小数据包；2)是否接收到使用控制面携带IP数据的数据传输方式的指示。
[0224]在UE附着过程、PDN连接创建过程中，MME向UE下发控制面携带IP数据的指示。进一步地，MME可以向UE下发IP小数据包的大小上限。
[0225]UE根据是否从网络受到控制面携带IP数据的指示，来判断是否可以使用控制面携带IP数据的方式来传输IP小数据包。如果UE没有接收到该指示，则UE不能使用控制面携带IP数据的数据传输方式发送IP小数据包。在UE发起上行的IP数据包时，UE首先确定该IP数据包为IP小数据包，然后决定使用控制面携带IP数据的数据传输方式发送IP小数据包。
[0226]实际应用中，MME可以在为UE创建PDN连接的时候，将控制面携带IP数据的指示作为PDN连接的属性发送给PGW、UE。
[0227]或者，MME可以在判断对该UE使用控制面传输IP数据的传输方式后，针对该I3DN连接生成缺省的数据流模板(D-TFT, Default Traffic Flow Template)中，其中携带控制面携带IP数据的指示。进一步地，在该D-TFT中，指示IP小数据包的大小上限，即IP小数据包的闕值，当IP数据包的大小低于所述MME指定的IP小数据包闕值时，确认所述IP数据包为IP小数据包。
[0228]具体地，在UE附着到网络的过程中，MME收到UE签约数据后，根据UE的能力(是否支持控制面携带IP数据的数据方式)、网络的能力(是否支持控制面携带IP数据的数据传输方式)、UE的签约数据等条件，决定对所述UE可以使用控制面携带IP数据的数据传输方式，则在向SGW/PGW发送承载创建请求时,携带控制面携带IP数据的指示，该指示可以包含在发送给PGW的下行TFT (DL TFT7Downlink TFT)中。PGW获得控制面携带IP数据的指示后，在收到下行IP数据包时，判断是IP小数据包，并将所述IP小数据包通过控制面数据传输通道发送给UE，具体地如图6、10。这里，MME在发送控制面携带IP数据的指示的同时，还可以携带IP小数据包闕值。
[0229]具体地，MME在向UE返回承载创建响应、附着响应时，携带控制面携带IP数据的指示，该指示可以包含发送给UE的上行TFT(UL TFT7Uplink TFT)中。UE获得该控制面携带IP数据指示后，在发起上行的IP小数据包传输时，判断是IP小数据包，通过控制面数据传输通道将IP小数据包发送给MME，再由MME经过MTC-1WF(如图5)、或之间(如图9)转发给PGW，最终由PGW按IP数据路由规则发送到目标地址。这里，MME在发送控制面携带IP数据的指示的同时，还可以携带IP小数据包闕值。
[0230]进一步的，PGW还可以根据UE当前的状态判断是否使用控制面携带用户面数据，例如，在UE处于空闲态的时候，PGW使用控制面携带用户面数据，在UE处于非空闲态时，PGW可以不使用控制面携带用户面数据；
[0231]进一步的，UE也可以根据自身当前的状态判断是否使用控制面携带用户面数据，例如，在UE处于空闲态的时候，UE使用控制面携带用户面数据，在UE处于非空闲态时，UE可以不使用控制面携带用户面数据。
[0232]需要指出的是，本发明中所描述的方法对UTRAN、GERAN的接入同样有效，在UTRAN、GERAN的接入方式下SGSN等同于上述的MME。
[0233]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。
【权利要求】
1.一种IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述方法包括: 分组数据网络网关PGW与MTC互操作功能MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道，或者PGW与移动性管理单元MME之间建立控制面传输通道； 通过PGW与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道或者PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包。
2.根据权利要求1所述IP小数据包的传输方法，其特征在于， 在所述PGW与MTC-1WF网元之间建立控制面传输通道或者PGW与MME之间建立控制面传输通道之前，所述方法还包括:MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
3.根据权利要求2所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的方式，为:所述MME在PDN连接属性中或在数据流模板TFT中添加控制面携带IP数据的指示并发送给UE和/或PGW。
4.根据权利要求2所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述MME指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式之前，所述方法还包括:MME根据UE是否支持控制面传输IP数据的能力、网络是否支持控制面传输IP数据的能力、UE的签约数据，判断对所述UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
5.根据权利要求1至4任一项所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述通过PGW与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道传输IP小数据包，包括=MTC-1WF网元接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ； 和/或，PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元。
6.根据权利要求5所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述MTC-1WF网元接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW，包括: UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带IP小数据包； MME接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元； MTC-1ffF网元接收所述IP小数据包，通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW。
7.根据权利要求5所述IP小数据包的传输方法，其特征在于， 所述PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元之后，所述方法还包括=MTC-1WF网元将所述IP小数据包转发给MME ；MME向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
8.根据权利要求1至4任一项所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述PGW与MTC-1ffF网元之间建立控制面传输通道，包括: PGff向MTC-1WF网元发送绑定请求，在UE的上下文中记录所述UE的MTC-1WF地址； MTC-1ffF网元接收所述绑定请求后，记录所述UE的IP地址及PGW地址，与PGW建立连接，完成PGW与MTC-1WF之间控制面传输通道的建立。
9.根据权利要求1至4任一项所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述通过PGW与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包，包括: MME接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ； 和/或，PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME。
10.根据权利要求9所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述MME接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW，包括: UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有IP小数据包； MME接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包，并通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给所述PGW。
11.根据权利要求9所述IP小数据包的传输方法，其特征在于， 所述PGW接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME之后，所述方法还包括:MME向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
12.根据权利要求5或9所述IP小数据包的传输方法，其特征在于， 所述PGW接收发往UE的IP小数据包之后，所述方法还包括:PGW判断所接收到的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断所述UE上下文是否有控制面携带IP数据的指示或当前是否已建立有控制面传输通道。
13.根据权利要求6或10所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述UE向MME发送NAS消息之前，所述方法还包括:UE判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
14.根据权利要求12或13所述IP小数据包的传输方法，其特征在于，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
15.一种用于IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述系统包括=MTC-1WF网元和/或MME、以及PGW ;其中，PGW与MTC-1WF网元之间建立有控制面传输通道，或者PGW与MME之间有建立控制面传输通道； 所述PGW，用于通过自身与MTC-1WF网元之间的控制面传输通道或者通过自身与MME之间的控制面传输通道，传输IP小数据包； MTC-1WF，用于通过自身与PGW之间的控制面传输通道传输IP小数据包； MME，用于通过自身与PGW之间的控制面传输通道传输IP小数据包。
16.根据权利要求15所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述系统还包括:UE，用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME或MTC-1WF，或接收MME或MTC-1ffF通过控制面传输信道发送给自身的IP小数据包； 所述MME，还用于指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
17.根据权利要求16所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述MME还用于指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式，为:所述MME在在TON连接属性中或数据流模板TFT中添加支持控制面携带用户面数据的指示并发送给UE和/或 PGW。
18.根据权利要求16所述IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述MME还用于在指示UE和/或PGW对UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式之前，根据UE是否支持控制面传输IP数据的能力、网络是否支持控制面传输IP数据的能力、UE的签约数据，判断对所述UE使用控制面携带IP数据的数据传输方式。
19.根据权利要求15至18任一项所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于， MTC-1ffF网元，用于接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGff之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ； 和/或，所述PGW，用于接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MTC-1WF网元之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MTC-1WF网元。
20.根据权利要求19所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于， 所述UE，用于向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；MME，用于接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元；MTC-1WF网元，用于接收所述IP小数据包，通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW。
21.根据权利要求15至18任一项所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于， 所述PGW，还用于向MTC-1WF网元发送绑定请求，在UE的上下文中记录所述UE的MTC-1ffF 地址； 所述MTC-1WF网元，用于接收所述绑定请求后，记录所述UE的IP地址及PGW地址，与PGff建立连接，完成PGW与MTC-1WF之间控制面传输通道的建立。
22.根据权利要求15至18任一项所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于， MME，用于接收UE通过控制面传输通道发送的IP小数据包，并通过自身与PGW之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给PGW ； 和/或，PGW，用于接收发往UE的IP小数据包，并通过自身与所述MME之间的控制面传输通道将所述IP小数据包转发给MME。
23.根据权利要求22所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于， 所述UE，用于向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包；所述MME，用于接收所述NAS消息，获取所述IP小数据包，并通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给所述PGW。
24.根据权利要求22所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于， 所述PGW，用于通过将所述IP小数据包携带在承载控制消息中发送给MME。
25.根据权利要求19或22所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述PGW，还用于接收发往UE的IP小数据包之后，判断所接收到的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断所述UE上下文是否有控制面携带IP数据的指示或当前是否已建立有控制面传输通道。
26.根据权利要求20或23所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述UE，还用于向MME发送NAS消息之前，判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
27.根据权利要求25或26所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
28.根据权利要求19或22所述用于IP小数据包传输的系统，其特征在于，所述MTC-1ffF网元，还用于将所述IP小数据包转发给MME ； MME，还用于向UE发起NAS下行数据传输，携带在所述IP小数据包。
29.—种UE，其特征在于，所述UE，用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME或MTC-1WF，或接收MME或MTC-1WF通过控制面传输信道发送给自身的IP小数据包。
30.根据权利要求29所述的UE，其特征在于， 所述UE用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MME，为:所述UE向所述MME 发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包； 所述UE用于通过控制面传输信道发出IP小数据包给所述MTC-1WF，为:所述UE向MME发送NAS消息，所述NAS消息中携带有需发送的IP小数据包，由所述MME接收所述NAS消息后，获取所述IP小数据包并发送给所述MTC-1WF网元。
31.根据权利要求29或30所述的UE，其特征在于，所述UE，还用于在发出IP小数据包之前，判断需发送的IP数据是否满足预设的IP小数据包条件，并且判断是否已接收到控制面携带IP数据的指示。
32.根据权利要求31所述的UE，其特征在于，所述IP小数据条件为IP数据包的大小小于预设的IP小数据阈值或小于所述MME指示的IP小数据阈值。
【文档编号】H04W28/02GK103517324SQ201210218834
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】李志军, 哈瑞斯·里斯莫伯罗斯, 谢宝国 申请人:中兴通讯股份有限公司