[发明专利]基于S1切换的下行及上行数据包转发方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于S1切换的下行及上行数据包转发方法。 

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)系统采用扁平的无线接入网(Radio Access Network，简称RAN)结构，取消了无线网络控制器(RadioNetwork Control，简称RNC)，如图1所示，LTE无线接入网包括演进型NodeB(evolved-NodeB，以下称eNodeB)和演进型包核心(Evolved Packer Core，简称EPC)构成。eNodeB由R6阶段的NodeB、RNC主要网元演进而来，eNodeB之间通过X2接口采用网格(mesh)方式互连。eNodeB与EPC之间的接口称为S1接口。EPC包括移动控制面实体(Mobility Management Entity，简称MME)及用户面实体(SAE GateWay，简称SGW)。MME作为控制面部分，负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识等；SGW作为用户面部分，负责空闲状态下为下行数据发起寻呼，管理保存IP承载参数和网络内路由信息等。MME与SGW之间是网状连接，即一个MME可以控制好几个SGW。S1接口支持多对多的EPC和eNodeB连接关系。 

针对图1所示LET结构，通常将现有网络中的RNC的全部功能下放到eNodeB，使得eNodeB具有全部的无线接口协议栈。该种二层节点的演进架构用户面协议栈如图2所示，包括UE用户面协议栈、eNodeB用户面协议栈和SGW用户面协议栈。UE与eNodeB之间通过Uu接口进行通信，eNodeB与SGW之间通过S1接口进行通信。 

SGW用户面协议栈包括：GPRS隧道协议用户面(简称GTP-U)层、用户数据报协议/互联网协议(UDP/IP)层、L2层和L1层。 

eNodeB用户协议栈包括：无线接口协议栈和S1接口协议栈。无线接口协议栈包括：分组数据汇聚协议(简称PDCP)层、无线链路控制协议(简称RLC)层、媒体接入控制(简称MAC)层、L1层；S1接口协议栈包括：GTP-U层、UDP/IP层、L2层和L1层。 

UE用户面协议栈包括：PDCP层、RLC层、MAC层和L1层。 

以上所述的L2层是指分层协议中的层2，即数据链路层，如桢中继、ATM、或无线的数据链路层等；以上所述的L1是指分层协议中的层1，即物理层，如E1、光纤、微波传输等物理层。 

采用上面的用户面协议栈，空中协议栈全部在eNodeB，要保证数据包的无损迁移，必须转移源eNodeB中缓存的未确认的数据包以及没有来得及处理的数据包。对于下行数据包，目标eNodeB接收的数据包可以为由源eNodeB转发，也可以由目标SGW下发，由于UE是按PDCP序号有序的接收数据包，因此，目标eNodeB需要对其接收到的数据包进行PDCP SN编号，才能够防止S1切换时，避免或减少数据包丢失，以保证下行数据包的无损迁移。对于上行数据包，目标eNodeB知道了源eNodeB哪些数据包没有收到，才能通知用户终端重发，以保证上行数据包完成无损转移。 

在LTE系统中，在S1切换过程中为了减少丢包，一般采用基于S1切换的数据包转发方法。图3为基于S1切换的数据包转发方法流程图。如图3所示，包括以下步骤： 

步骤1、源enodeB根据切换算法，决定要进行S1切换“Decision totriggera relocation via S1”。 

步骤2、源enodeB向源MME发送重定位请求消息“Relocation Request”。 

步骤3、源MME选择一个目标MME发送前向重定位请求消息“ForwardRelocation Request”。 

步骤4、目标MME检查当前的目标SGW是否能够给UE继续提供服务，如果能够给UE继续提供服务，则执行步骤5；如果不能够给UE继续提供服务，则选择一个新的目标SGW，进行数据包的间接转发，即发生核心网目标SGW重定位了，执行步骤4a、步骤4b操作。 

步骤4a、目标MME向所述新的目标SGW发送创建承载请求消息“CreateBearer Request”； 

步骤4b、所述新的目标SGW向目标MME发送创建承载响应“Create BearerResponse”。