分组数据网络网关及终端移动性管理的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分组数据网络网关及终端移动性管理的系统，包括：上下文管理单元和标识管理单元，其中：所述上下文管理单元，用于在分组数据网络网关(P-GW)被选为终端的目标P-GW时，为所述终端创建上下文，保存来自目标服务网关(S-GW)和所述终端当前附着的源P-GW的所述终端的上下文信息；所述标识管理单元，用于为所述终端分配包含所述终端的路由信息的位置标识。本发明专利技术的为终端重新选择附着的P-GW，可以消除终端在连接及使用业务的过程中的路由迂回，节约传输承载资源，减少数据包的传输时延，并且能够保证在更改附着的P-GW以后，终端仍然是可达的，终端以及对端在IP层面上感知不到终端发生了移动。

【技术实现步骤摘要】
分组数据网络网关及终端移动性管理的系统
本专利技术涉及移动通信领域中的演进的分组系统，尤其涉及一种分组数据网络网关及终端移动性管理的系统。
技术介绍
第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，简称为3GPP)演进的分组系统(EvolvedPacketSystem，简称为EPS)由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork，简称为E-UTRAN)、移动性管理实体(MobilityManagementEntity，简称为MME)、服务网关(ServingGateway，S-GW)、分组数据网络网关(PacketDataNetworkGateway，简称为P-GW或者PDNGW)、归属用户服务器(HomeSubscriberServer，简称为HSS)、3GPP的认证授权计费(Authentication、AuthorizationandAccounting，简称为AAA)服务器，策略和计费规则功能(PolicyandChargingRulesFunction，简称为PCRF)实体及其他支撑节点组成。图1是现有技术的EPS系统架构的示意图，如图1所示，MME负责移动性管理和非接入层信令的处理等控制面的相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备，在E-UTRAN和P-GW之间转发数据，并且负责对寻呼等待数据进行缓存；P-GW则是EPS与分组数据网络(PacketDataNetwork，简称为PDN)网络的边界网关，负责PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能。在3GPP中，通过接入点名称(AccessPointName，简称为APN)可以找到对应的PDN网络。通常将终端(UserEquipment，UE)到PDN网络的一个连接称为一个IP连接接入网(IPConnectivityAccessNetwork，简称为IP-CAN)会话。移动网络的一个重要特性是在UE持续移动的过程中保持业务的连续性。在EPS系统中，连续性通过系统切换的移动性管理功能来保证，主要包括切换(Handover)和跟踪区更新(TrackingAreaUpdate)等。移动性管理都是为保证终端业务的连续性而服务的，保证终端在网络中移动时，在外界看来总是可达的，并不让终端以及终端的通信对端在IP层面上感知到终端的位置发生了变化。简单的说即是让终端在移动的过程中保持有效的IP地址不发生变化。在移动性管理的过程中，终端可能会更改当前连接的S-GW，以下内容均对这种场景进行叙述。如图2a所示，终端当前连接的S-GW发生了变更，源eNodeB(基站)和目标eNodeB连接在不同的S-GW上，当终端从源S-GW的服务区域移动到目标S-GW的服务区域时，将会触发网络(或终端自身)为终端执行更改当前连接的S-GW，在变更前(左图)，终端的上下行数据传输路径为终端＜-＞源S-GW＜-＞P-GW＜-＞PDN网络；在变更后(右图)，终端的上下行数据传输路径为终端＜-＞目标S-GW＜-＞P-GW＜-＞PDN网络。可见，在S-GW变更前后，终端的上下行数据始终都要经过同一个P-GW，P-GW始终保持不变，因此在现有技术中，该P-GW被称为终端的锚点(AnchorPoint)。在现有技术中，无论终端如何移动，其锚点是不会变化的，也即终端附着的P-GW是不会发生变化的。这样不变的锚点会引发一系列的问题。比如，导致业界广泛承认的路由迂回问题，即：终端在一次连接及使用业务的过程中，终端的位置可以发生变化，当终端当前位置远离其锚点时，终端与外界交互的数据流还要通过其锚点转发，特别是当终端当前位置距离其访问的业务源较近时，路由迂回问题将会更加明显(如图2b所示)。路由迂回带来了如下几方面问题：(一)浪费运营商的传输承载资源，不利于节约成本；(二)增加了终端与通信对端收发IP数据包的时延，不利于改善用户的业务体验；(三)增大了终端的IP包在网络上传递时遭遇网络拥塞的可能性，造成终端业务受阻甚至无法实现，如，对于语音视频等实时业务。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种分组数据网络网关及终端移动性管理的系统，可以在演进的分组系统中避免路由迂回的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的一种分组数据网络网关，包括：上下文管理单元和标识管理单元，其中：所述上下文管理单元，用于在分组数据网络网关(P-GW)被选为终端的目标P-GW时，为所述终端创建上下文，保存来自目标服务网关(S-GW)和所述终端当前附着的源P-GW的所述终端的上下文信息；所述标识管理单元，用于为所述终端分配包含所述终端的路由信息的位置标识。进一步地，所述终端的上下文信息，包括：第一上下文信息，包含所述目标S-GW为所述终端分配的下行数据通道地址和/或所述目标S-GW的控制面地址；第二上下文信息，包含所述终端的分组数据网络(PDN)连接信息；第三上下文信息，包含所述终端的协议配置可选项(PCO)和/或计费相关的信息。进一步地，所述上下文管理单元通过与目标S-GW、源P-GW之间的消息交互，得到来自所述目标S-GW和源P-GW的所述终端的上下文信息，包括：所述第一上下文信息由所述目标S-GW发送给所述上下文管理单元；所述第二上下文信息由所述上下文管理单元从所述源P-GW获取；或者，所述第二上下文信息由所述目标S-GW发送给所述上下文管理单元；所述第三上下文信息由所述上下文管理单元从所述源P-GW获取。进一步地，所述标识管理单元，还用于接收由所述目标S-GW发送给所述标识管理单元的所述终端的身份标识，或者，所述标识管理单元从所述源P-GW获取所述终端的身份标识。进一步地，所述上下文管理单元还用于将所述目标P-GW的信息发送给所述目标S-GW，其中，所述目标P-GW的信息包括所述目标P-GW为所述终端分配的上行数据通道地址和/或所述目标P-GW的控制面地址。进一步地，所述上下文管理单元通过所述目标S-GW与源P-GW及源P-GW与目标P-GW之间的消息交互，得到来自所述目标S-GW和源P-GW的所述终端的上下文信息，包括：所述第一上下文信息由所述目标S-GW发送给所述源P-GW，再由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元；所述第二上下文信息由所述目标S-GW发送给所述源P-GW，再由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元；或者，所述第二上下文信息由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元；所述第三上下文信息由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元。进一步地，所述标识管理单元，还用于接收由所述源P-GW发送给所述标识管理单元的所述终端的身份标识。进一步地，所述上下文管理单元，还用于将所述目标P-GW的信息发送给所述源P-GW，所述源P-GW再将所述目标P-GW的信息发送给所述目标S-GW，其中，所述目标P-GW的信息包括所述目标P-GW为所述终端分配的上行数据通道地址和/或所述目标P-GW的控制面地址。进一步地，所述上下文管理单元与目标S-GW、源P-GW之间的消息交互包括：所述目标S-GW向所述上下文管理单元发送为所述终端创建会话的第一请求，触发所述上下文管理单元为所述终端创建上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分组数据网络网关，其特征在于，包括：上下文管理单元和标识管理单元，其中：所述上下文管理单元，用于在分组数据网络网关(P？GW)被选为终端的目标P？GW时，为所述终端创建上下文，保存来自目标服务网关(S？GW)和所述终端当前附着的源P？GW的所述终端的上下文信息；所述标识管理单元，用于为所述终端分配包含所述终端的路由信息的位置标识。

【技术特征摘要】
2011.04.07 CN 201110086745.01.一种分组数据网络网关，其特征在于，包括：上下文管理单元和标识管理单元，其中：所述上下文管理单元，用于在分组数据网络网关P-GW被选为终端的目标P-GW时，为所述终端创建上下文，保存来自目标服务网关S-GW和所述终端当前附着的源P-GW的所述终端的上下文信息；所述标识管理单元，用于为所述终端分配包含所述终端的路由信息的位置标识；所述上下文管理单元与目标S-GW、源P-GW之间的消息交互包括：所述目标S-GW向所述上下文管理单元发送为所述终端创建会话的第一请求，触发所述上下文管理单元为所述终端创建上下文，所述第一请求中携带所述源P-GW的地址信息；所述上下文管理单元收到所述第一请求后，向所述源P-GW发送对所述终端上下文信息的第二请求；所述上下文管理单元收到所述源P-GW返回的对所述终端上下文信息的第二应答后，向所述目标S-GW返回为所述终端创建会话的第一应答；或，所述目标S-GW向所述上下文管理单元发送为所述终端创建会话的第一请求，触发所述上下文管理单元为所述终端创建上下文，所述第一请求中携带所述源P-GW的地址信息；所述上下文管理单元收到第一请求后，向所述源P-GW发送对所述终端上下文信息的第二请求；所述上下文管理单元收到所述源P-GW返回的对所述终端上下文信息的第二应答后，向所述目标S-GW返回为所述终端创建会话的第一应答；所述目标S-GW向所述标识管理单元发送为所述终端修改承载的第三请求；所述标识管理单元收到第三请求后，向所述源P-GW发送用于为所述终端更新路由信息的第四请求，携带所述位置标识；所述标识管理单元收到所述源P-GW返回的为所述终端更新路由信息的第四应答后，向所述目标S-GW返回为所述终端修改承载的第三应答。2.如权利要求1所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述终端的上下文信息，包括：第一上下文信息，包含所述目标S-GW为所述终端分配的下行数据通道地址和/或所述目标S-GW的控制面地址；第二上下文信息，包含所述终端的分组数据网络PDN连接信息；第三上下文信息，包含所述终端的协议配置可选项PCO和/或计费相关的信息。3.如权利要求2所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述上下文管理单元通过与目标S-GW、源P-GW之间的消息交互，得到来自所述目标S-GW和源P-GW的所述终端的上下文信息，包括：所述第一上下文信息由所述目标S-GW发送给所述上下文管理单元；所述第二上下文信息由所述上下文管理单元从所述源P-GW获取；或者，所述第二上下文信息由所述目标S-GW发送给所述上下文管理单元；所述第三上下文信息由所述上下文管理单元从所述源P-GW获取。4.如权利要求3所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述标识管理单元，还用于接收由所述目标S-GW发送给所述标识管理单元的所述终端的身份标识，或者，所述标识管理单元从所述源P-GW获取所述终端的身份标识。5.如权利要求3所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述上下文管理单元还用于将所述目标P-GW的信息发送给所述目标S-GW，其中，所述目标P-GW的信息包括所述目标P-GW为所述终端分配的上行数据通道地址和/或所述目标P-GW的控制面地址。6.如权利要求2所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述上下文管理单元通过所述目标S-GW与源P-GW及源P-GW与目标P-GW之间的消息交互，得到来自所述目标S-GW和源P-GW的所述终端的上下文信息，包括：所述第一上下文信息由所述目标S-GW发送给所述源P-GW，再由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元；所述第二上下文信息由所述目标S-GW发送给所述源P-GW，再由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元；或者，所述第二上下文信息由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元；所述第三上下文信息由所述源P-GW发送给所述上下文管理单元。7.如权利要求6所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述标识管理单元，还用于接收由所述源P-GW发送给所述标识管理单元的所述终端的身份标识。8.如权利要求6所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述上下文管理单元，还用于将所述目标P-GW的信息发送给所述源P-GW，所述源P-GW再将所述目标P-GW的信息发送给所述目标S-GW，其中，所述目标P-GW的信息包括所述目标P-GW为所述终端分配的上行数据通道地址和/或所述目标P-GW的控制面地址。9.如权利要求1所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述标识管理单元是在所述上下文管理单元收到第一请求后为所述终端分配位置标识，所述标识管理单元还按以下方式将所述位置标识发送给所述源P-GW：所述标识管理单元在所述上下文管理单元发送的第二请求中携带所述位置标识；或者所述标识管理单元在所述上下文管理单元收到第二应答后，向所述源P-GW发送用于更新所述终端路由信息的请求，携带所述位置标识。10.如权利要求1或6或7或8所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述目标S-GW与源P-GW及源P-GW与上下文管理单元之间的消息交互包括：所述目标S-GW向所述源P-GW发送为所述终端修改承载的第一请求；所述源P-GW收到第一请求后，向所述上下文管理单元发送用于推送所述终端上下文信息的第二请求，触发所述上下文管理单元为所述终端创建上下文；所述上下文管理单元收到第二请求后，向所述源P-GW返回推送所述终端上下文信息的第二应答；所述源P-GW收到第二应答后，向所述目标S-GW返回为所述终端修改承载的第一应答。11.如权利要求10所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述标识管理单元是在所述上下文管理单元收到第二请求后为所述终端分配位置标识，并通过所述第二应答将所述位置标识发送给所述源P-GW。12.如权利要求1或9或11所述的分组数据网络网关，其特征在于，还包括位置标识更新单元，其中：所述位置标识更新单元，用于将所述位置标识通知到所述终端的通信对端和/或用于保存映射关系的身份位置寄存器。13.如权利要求1所述的分组数据网络网关，其特征在于：所述包含所述终端的路由信息的位置标识是用于定位到所述目标P-GW的位置标识。14.如权利要求2所述的分组数据网络网关，其特征在于，还包括信息配置单元，其中：所述信息配置单元，用于在所述上下文管理单元收到所述终端的上下文信息后，还在本地为所述终端配置配置信息，所述配置信息包括所述终端通过PCO与所述源P-GW交互的配置信息，或者所述源P-GW作为目标P-GW时，从另一源P-GW获取的配置信息。15.如权利要求2所述的分组数据网络网关，其特征在于，还包括终端迁移处理单元，其中：所述终端迁移处理单元，用于在分组数据网络网关P-GW作为终端的源P-GW时，为目标P-GW提供所述第三上下文信息；或者为目标P-GW提供所述第二上下文信息和第三上下文信息；或者为所述目标P-GW提供第一上下文信息、第二上下文信息和第三上下文信息。16.一种终端移动性管理的系统，其特征在于，包括：第一网络设备和目标分组数据网络网关P-GW，其中，所述第一网络设备包括P-GW选择单元，其中：所述P-GW选择单元，用于在终端移动的过程中，为所述终端选择目标P-GW；所述目标P-GW采用如权利要求1～15任意之一所述的P-GW。17.如权利要求16所述的系统，其特征在于：所述第一网络设备为目标S-GW；或者为移动性管理实体MME或为服务GPRS支持节点SGSN；所述MME或SGSN还包括地址信息发送单元，所述地址信息发送单元用于将所述目标P-GW的地址信息发送给所述目标S-GW。18.如权利要求16所述的系统，其特征在于：所述第一网络设备为源P-GW；或者为所述目标S-GW，所述目标S-GW还包括地址信息发送单元，所述地址信息发送单元用于将所述目标P-GW的地址信息发送给所述源P-GW；或者所述第一网络设备为MME或SGSN，所述MME或SGSN还包括地址信息发送单元，所述地址信息发送单元用于通过所述目标S-GW将所述目标P-GW的地址信息发送给所述源P-GW。19.一种为终端创建上下文的系统，其特征在于，包括：第一网络设备、目标服务网关S-GW和目标分组数据网络网关P-GW，其中，所述第一网络设备包括P-GW选择单元，所述目标S-GW包括会话创建单元，所述目标P-GW包括上下文管理单元，其中：所述P-GW选择单元，用于在终端移动的过程中，为所述终端选择目标P-GW；所述会话创建单元，用于向所述上下文管理单元发送第一请求，携带所述终端当前附着的源P-GW的地址信息和所述终端的第一上下文信息；所述上下文管理单元，用于在收到所述第一请求后，为所述终端创建上下文，保存所述终端的上下文信息，所述终端的上下文信息包括所述第一上下文信息以及所述上下文管理单元从源P-GW获取的第二上下文信息；所述会话创建单元向所述上下文管理单元发送为所述终端创建会话的请求...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆文，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：