[发明专利]网关系统、设备和通信方法

说明书

本发明实施例提供一种网关系统和通信方法。该网关系统包括：控制面实体，与移动性管理网元连接或与移动性管理网元集成，用于为UE分配IP地址，并根据所述IP地址配置用户面实体连接RAN、PDN或其他网关的数据路径；一个或多个用户面实体，位于PDN和RAN之间，独立于控制面实体并且与控制面实体连接，用于在控制面实体配置的数据路径上转发数据。本发明实施例的网关系统由独立的控制面实体和用户面实体构成，控制面实体负责数据路径的配置，用户面实体负责数据路径上的数据转发，从而可以独立地改变用户面实体的数目以适应网络流量的变化，而无需替换所有的网关实体，使得网络部署更加方便且成本更低。

技术领域

本发明实施例涉及无线通信领域，并且更具体地，涉及网关系统、设备和通信方法。

背景技术

通用陆地无线接入网(UTRAN，Universal Terrestrial Radio Access Network)用于实现通用移动陆地业务(UMTS，Universal Mobile Terrestrial Service)网络中无线接入功能。UTRAN通常包含多个无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)和无线传输节点NodeB。GSM/EDGE无线接入网(GERAN，GSM/EDGE Radio Access Network)，用于实现通用分组无线业务(GPRS：General Packet Radio Service)网络中无线接入功能。GERAN通常包含多个基站和基站控制器(BSC，Base Station Controller)。服务通用分组无线业务支持节点(SGSN，Serving GPRS Supporting Node)，用于实现GPRS/UMTS网络中路由转发、移动性管理、会话管理以及用户信息存储等功能。网关通用分组无线业务支持节点(GGSN，Gateway GPRS Supporting Node)用于连接外部分组数据网络(PDN，Packet DataNetwork)。这些PDN可以是互联网(Internet)、虚拟私有网络(VPN，Virtual PrivateNetwork)、互联网协议(IP，Internet Protocol)多媒体业务(IMS，IP MultimediaService)网络，或者由运营商提供的无线应用协议(WAP，Wireless ApplicationProtocol)网络。归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)用于存储用户关于网络业务的签约信息和鉴权数据。SGSN、GGSN和HLR通常作为核心网(Core Network)网元。一般核心网中通常有多个SGSN、GGSN和HLR等网元。3GPP TS 23.060标准中描述了GPRS网络的架构和流程。

用户设备(UE，User Equipment)通过无线空中接口接入UTRAN或者GERAN。UE先通过UTRAN/GERAN发起请求在SGSN上附着的过程。SGSN从HLR获取用户的签约数据和鉴权数据。SGSN对用户完成鉴权后，通知UE附着接受。当UE需要使用业务时，UE向SGSN发起建立分组数据协议上下文(PDP Context，Packet Data Protocol Context)请求。PDP Context用于管理在SGSN和GGSN之间传输用户数据的GPRS隧道协议(GTP，GPRS Tunnel Protocol)。SGSN根据用于签约信息中的接入点名(Access Point Name，APN)找到关联的GGSN，并请求GGSN创建PDP Context。GGSN接收到创建PDP Context请求后向SGSN返回为UE分配的IP地址和GTP隧道端点标识(TEID，Tunnel End Identifier)。SGSN向UE返回建立PDP Context成功消息，并通知UTRAN或者GERAN建立相应的无线空口连接，用于传输用户数据。UE的上行数据通过UTRAN/GERAN经过SGSN，由GGSN转发给相应的PDN。来自外部的PDN的下行数据由GGSN根据UE的IP地址，通过相应的GTP隧道传输给UE所在的SGSN，再由SGSN通过GERAN/UTRAN发送给UE。