[发明专利]一种演进分组系统中的小规模核心网及典型应用的方法

说明书

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，特别涉及一种演进分组系统中小规模核心网及其典型应用的方法。

背景技术

为适应业务带宽要大、传输时延要小以及网络覆盖要广等多方面的现实应用需求，3GPP推出了一种演进技术，即演进分组系统（Evolved Packet System，EPS），该系统是3GPP标准委员会制定的3G UMTS中最新的演进标准，其内容主要包括无线接口长期演进（Long Term Evolution，LTE）和系统架构演进（System Architecture Evolution，SAE）。参见图1，EPS系统由核心网（Evolved Packet Core，EPC）、基站（eNodeB）和用户设备（UE）三部分组成，其中：EPC负责核心网部分，eNode B负责接入网部分（又称E-UTRAN）。

根据3GPP对演进分组系统相关协议的规定，EPC核心网（参见图1）由移动管理实体（Mobility Management Entity，MME）、服务网关（Serving Gate Way，S-GW）、PDN网关（PDN Gateway PDN，P-GW）、归属地签约用户服务器（Home Subscriber Server，HSS）、GPRS服务支持节点（Serving GPRS Support Node，SGSN）、策略和计费规则功能体（Policy and Charging Rules Function，PCRF）等组成，每个功能实体均以独立的设备存在，各实体有不同的功能分配，相互配合，共同完成核心网EPC的功能实现。具体而言：MME负责UE在EPC中的移动性管理，包括对空闲状态用户设备UE的移动性管理控制、EPS承载控制、安全控制、寻呼等；S-GW负责UE用户平面数据的传送、转发和路由切换等；P-GW提供到外部PDN的连接等功能；HSS用于存储用户签约信息的数据库；SGSN用于2G/3G和E-UTRAN3GPP接入网间移动时EPC节点间信令的交互，PDN和S-GW的选择等。这个功能的实现依赖于接口协议栈进行。参见图1所示，若不考虑网络间的切换则涉及的主要接口包括：MME和E-UTRAN间的S1-MME接口、MME和S-GW间的S11接口、MME和HSS间的S6a接口、MME和SGSN间的S3接口、S-GW和E-UTRAN间的S1-U接口、S-GW和P-GW间的S5接口、S-GW和SGSN间的S4接口、P-GW和PCRF间的Gx接口、P-GW和PDN间的SGi接口、PCRF和应用功能AF间的接口。不同接口之间采用的协议栈不完全相同，图2（a）～（g）示出了不同接口之间采用的协议情形。由此可见，实现核心网EPC是一个系统复杂的工程，需要大量的协议，复杂的组网操作。

然而，在某些小规模组网环境时（比如，特定的LTE测试、LTE专网），只需要使用EPC的部分或者主要功能，在该情况下，如果仍然搭建一个庞大而复杂的核心网系统，必然增加成本，降低演进分组系统核心网组建效率。同时，基于庞大而复杂的核心网系统的各种应用的效率也较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种演进分组系统中的小规模核心网及典型应用的方法，以避免在小规模场景下仍然搭建一个庞大而复杂的核心网系统，从而减少成本、提高演进分组系统中核心网的构建效率。

本申请实施例提供的演进分组系统中的小规模核心网包括：集成于一体的NAS模块、S1AP模块、SCTP模块、GTPU模块和控制模块，所述NAS模块与所述S1AP模块连接、所述S1AP模块与所述SCTP模块连接，所述NAS模块、S1AP模块、SCTP模块均分别与控制模块和GTPU模块连接，模块与模块之间采用以核心网标准通信协议消息为基础、保留有实现两模块各自功能的必要字段的自定义消息进行通信，其中：

所述NAS模块，用于实现核心网侧移动管理实体（MME）的非接入协议层（NAS）的功能；

所述S1AP模块，用于实现核心网侧移动管理实体的S1接口应用协议层（S1AP）的功能

所述SCTP模块，用于实现核心网侧移动管理实体的流控制传输协议层（SCTP）的功能；

所述GTPU模块，用于实现核心网侧服务网关（S-GW）和PDN网关（P-GW）实体的隧道协议层（GTPU）的功能；

所述控制模块，用于协调控制所述NAS模块、S1AP模块、SCTP模块和GTPU模块实现各模块的功能。