一种本地网络和实现本地网关和家庭基站建立连接的方法

摘要

本发明公开了一种本地网络以在其中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法。本发明实施例针对新提出的家庭基站网络架构一，移动性管理网元通过接收家庭基站的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW，然后通过S-GW通知该L-GW建立与家庭基站之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。针对新提出的家庭基站网络架构二，L-GW与S-GW之间没有直接的接口相连，移动性管理网元直接选择对应的L-GW为该UE建立PDN连接，为该UE提供本地IP接入。本发明实施例可以实现为UE建立家庭基站和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到家庭基站，而不是从运营商核心网进行迂回传输。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种本地网络，以及实现本地网关与家庭基站建立连接的方法。

背景技术

2004 年12 月，3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）启动了面向全IP 的分组域核心网的演进项目( System Architecture Evolution , SAE)，现在更名为EPS（Evolved Packet System，演进的分组域系统）。EPS的目标是“制定一个具有高数据率、低延迟、数据分组化、支持多种无线接入技术为特征的具有可移植性的3GPP系统框架结构”。EPS系统分为E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的通用陆地无线接入网络）和EPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心网）。

图1是现有技术中EPS系统架构的示意图。

E-UTRAN包含eNB（E-UTRAN NodeB，基站），eNB主要负责无线信号的收发，通过空中接口和终端进行通信。

EPC中包含：HSS（Home Subscriber Server，归属用户数据服务器）、MME（Mobility Management Entity，移动性管理模块）、S-GW（Serving Gateway，服务网关）和P-GW（Packet Data Networks Gateway，分组数据网络网关）；其中

HSS是用户签约数据的永久存放地点，位于用户签约的归属网络。

MME是用户签约数据在当前网络的存放地点，负责终端到网络的NAS（Non-Access Stratum，非接入层）信令管理，以及用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能。

S-GW是核心网到无线系统的网关，负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求、合法窃听和分组数据路由和转发。

P-GW是EPS和该系统外部网络的网关，负责终端的IP地址分配、计费功能、分组报过滤、策略应用等功能。

如图2所示，在上述EPS架构中，当UE需要到一个新的P-GW进行业务传输时，需要发起一个新的PDN连接，流程如下：

介绍在EPS架构中建立新的PDN之前，首先将在以下流程中用到的技术术语做一个说明：

PDN：Packet Data Networks，分组数据网络

APN：Access Point Name，接入点名

initial attach：初始附着

Bearer ID：承载ID

EPS Bearer：EPS承载

PCC：Policy and charging control，策略与计费控制

IP-CAN：IP-connectivity access network，IP连接接入网

PCRF：Policy and Charging Rules Function，策略与计费规则功能

dedicated bearer：专用承载

PCEF：Policy and Charging Enforcement Function，策略及功能执行功能

QoS：Quality of Service，服务质量

CGI：Cell Global Identification，小区全球标识

RAI：Routing Area Identity，路由区标识

SAI：Serving Area Identity，服务区标识

APN Restriction：接入点名限制

TEID：Tunnel Endpoint Identifier，隧道点标识

RRC：Radio Resource Control，无线资源控制

在EPS架构中建立PDN连接的流程如下：

1.UE发送PDN连接请求（PDN Connectivity Request）消息，其中携带APN，MME通过其存放的用户签约信息，验证UE提供的APN是否允许使用。

2. 如果 PDN Connectivity Request 消息的Request Type 为“handover（切换）”，则MME将使用其存储的用户签约信息中的P-GW建立PDN连接，如果Request Type为“initial attach（初始附着）”，则MME根据标准的P-GW选择原则选择一个P-GW，并为UE分配Bearer ID，发送创建会话请求到S-GW，该创建会话请求中携带有MME选择的P-GW地址。

3. S-GW在其存储的EPS Bearer表中建立一个新的条目，同时发送创建会话请求（Create Session Request）消息给P-GW。该P-GW为步骤2中MME发送的创建会话请求中携带的P-GW地址对应的P-GW，之后S-GW缓存来自P-GW的下行报文，直到建立起到eNodeB的数据通道为止。

4. 如果 PDN Connectivity Request 消息的Request Type 不是“handover（切换）”，并且P-GW上部署了动态PCC，则P-GW发起IP-CAN Session Establishment过程，通过与PCRF实体之间进行通信，获取默认的PCC规则，这种情况下可能导致多条dedicated bearer的建立。如果P-GW被配置为激活预定义的默认承载的PCC规则，则P-GW这时不需要与PCRF进行通信交互。如果Handover指示存在，则P-GW发起PCEF-Initiated IP-CAN Session Modification过程。如果P-GW上没有部署动态PCC，P-GW激活本地QoS策略。

5. P-GW在它的EPS Bearer表中建立一个新的表项并产生一个Charging ID。这个新的表项允许P-GW在PDN网络和S-GW直接进行数据转发并开始计费。P-GW返回创建会话响应（Create Session Response）给S-GW，P-GW为UE分配地址。如果P-GW为UE选择了不同的PDN Type，则需要将具体的改变原因值（network preference, single address bearers only）发送给UE。对于带有Handover指示的请求，P-GW需要分配与非3GPP接入时相同的IP地址给UE。

6. 对于建立的承载，如果要求上报CGI/SAI/RAI到P-GW，则S-GW存储这些上报请求，并在这些信息变化时上报给P-GW。S-GW返回创建会话响应（Create Session Response）消息给MME。

7．如果MME收到了APN Restriction参数，则MME存储这个信息并依据Maximum APN Restriction检查是否存在冲突。如果PDN连接请求（PDN Connectivity Request）被接受，MME发送PDN连接接受（PDN Connectivity Accept）消息到eNodeB. 这个消息包含在S1_MME 控制消息承载建立请求（Bearer Setup Request）消息中。S1_MME控制消息中包含S-GW侧的用户面的地址和TEID。

8．eNodeB发送RRC连接重配置（RRC Connection Reconfiguration）消息给UE并包含PDN Connectivity Accept消息。

9．UE发送RRC重配置完成（RRC Connection Reconfiguration Complete）消息给eNodeB。

10．eNodeB发送S1-AP 承载建立响应（Bearer Setup Response）消息给MME，该消息中包含用于建立S1-U的eNodeB的地址和TEID。

11．UE向eNodeB发送Direct Transfer（直传）消息，指示PDN连接已经建立；

12．eNodeB发送Uplink NAS Transport (PDN Connectivity Complete)（上行NAS传输PDN连接完成）消息给MME。当UE收到了PDN连接接受（PDN Connectivity Accept）消息并且得到了PDN 地址，则UE便可以发送上行数据报文。如果UE要求IPv4v6类型，而只获取了IPv6或者IPv4类型，并且原因值为“single address bearers only”，则UE可能会建立另外的PDN连接到相同的APN并要求单一的IP地址，要求的IP地址的类型将不同于曾获取的IP地址类型。如果UE要求获取IPv4v6地址而只获取了IPv6地址前缀和接口标识，并且没有获取到原因值，则UE可以认为对于Dual Address PDN地址的请求是成功的。

13. 在接收到承载建立响应（Bearer Setup Response）和PDN连接完成（PDN Connectivity Complete）消息后，MME发送改变承载请求（Modify Bearer Request ）消息给S-GW。

13a. 如果步骤13的承载建立响应（Bearer Setup Response）和PDN连接完成（PDN Connectivity Complete）消息中包含Handover指示，则S-GW发送改变承载请求（Modify Bearer Request ）消息给P-GW。P-GW将发送后续的下行报文到S-GW。

13b. P-GW发送改变承载响应（Modify Bearer Response）消息给S-GW。

14．S-GW发送改变承载响应（Modify Bearer Response）给MME。S-GW将开始发送缓存的下行数据报文。

15． MME收到改变承载响应（Modify Bearer Response）消息后，如果Request Type不是“handover”，并且UE允许硬切换到非3GPP，同时UE是第一次建立到某个PDN（APN）的连接时选择了一个新的PDN-GW，MME需要更新PDN-GW的地址到HSS。

16. HSS 保存 PDN-GW identity 和相关的APN, 发送通知响应（Notify Response）到MME。

以上就是在EPS架构中，建立一个新的PDN的过程。

随着技术的发展，3GPP在NB（Node B，基站）和eNB的基础上提出了H(e)NB（Home (e)NodeB，家庭基站）的概念，H(e)NB主要应用于家庭与企业环境下，在H(e)N（Home Network，家庭网络）覆盖范围内进行一般有优惠的资费或免费的业务服务，如在机场内，终端可以享受免费的网络服务，但是终端在移动过程中如果进入宏网络覆盖范围内就需要支付更多的资费。在H(e)NB中提出了CSG（Closed Subscriber Group，闭合用户群）的概念，CSG标识了一个用户群，该用户群允许接入一个或多个PLMN（Public Land Mobile Network，公共陆地移动网络）中限制接入的小区（CSG小区）。所谓CSG小区就是PLMN下的一个小区，广播一个特定的CSG ID，该小区只有属于该CSG ID的成员才能接入，所有的共享同样ID的CSG小区作为一个单独的群，目的为进行移动性管理和计费。

上述的H(e)NB主要应用于家庭与企业环境下，在H(e)NB的业务需求中，包含了一类LIPA业务。对LIPA业务的定义如下：

LIPA（Local IP Access，本地IP接入）是指具有IP能力的UE通过H(e)NB无线接入到相同家庭/企业IP网络的其他IP能力的实体中。如下图3所示，本地IP接入中业务数据的执行，不通过运营商的核心网。

图4是现有技术中本地家庭基站普通架构的示意图。

L-GW（Local Gateway，本地网关）架构下，UE建立两个PDN（Packet Data Networks，分组数据网络）连接，一个PDN连接用于运营商核心网业务，一个PDN连接用于LIPA业务，LIPA PDN可以有一个明确的APN（Access Point Name，接入点名）标识。为了建立独立的PDN连接，H(e)NB本地需要配置一个本地网关，该网关可为UE分配LIPA业务所使用的IP地址。该架构使得支持多个PDN连接的UE可以同时使用LIPA和移动运营商核心网，因此该UE具有多个IP地址。UE和网络之间的移动性管理信令，以及在LIPA的PDN连接建立之前，对于UE授权、鉴权、注册都在移动运营商核心网进行。

在图4所示的本地家庭基站网络（Local H(e)NB Network，LHN）定义了一系列的家庭基站，同时这些基站与一个或多个L-GW有IP连接，这些L-GW可通过本地PDN(s)进行LIPA，同时一个H(e)NB只属于一个单独的本地家庭基站网络，一个L-GW只属于一个单独的LHN， 一个L-GW可接入一个或多个PDNs，并且可通过多个LHNs接入一个PDN，本地家庭基站网络又可以简称为本地网络。同时该本地网络可以有本地网络标识（LHN ID）或本地网络名（LHN Name）。

 LHN在具体实现过程中，有两种新型的网络架构，图5所示为本地家庭基站网络新型架构一，其包括L-GW、HeNB、UE、SGW、MME等网元，其中的L-GW是一个本地网络中新的单独的逻辑实体，它通过S5接口连接到S-GW，同时通过一个新的Sxx接口连接到家庭基站（Home eNodeB或Home NodeB），UE通过接口Uu与HeNB连接，HeNB与MME之间通过接口S1-MME连接，SGW与MME之间通过S11连接；可选的，该架构中还包括SeGW和HeNB GW网元，HeNB GW与SGW之间通过S1-U接口连接，而与MME之间通过S1接口连接。

本地家庭基站网络新型架构二如图6所示，该网络架构中包括的有L-GW、MME、HeNB、UE、S-GW、P-GW等网元。其中L-GW作为一个本地网络中新的单独的逻辑实体，与MME通过S11接口连接，与家庭基站通过Sxx接口连接，L-GW的地址包含两层含义，一个是L-GW核心网地址（L-GW CN Address），用于与核心网进行通信使用，另一个是L-GW本地网络地址或L-GW本地地址（L-GW LN Address），用于与家庭基站通信使用。同时HeNB 也有两个地址一个是HeNB核心网地址（HeNB CN Address），用于与核心网进行通信使用，另一个是HeNB本地网络地址或HeNB本地地址（HeNB LN Address），用于与L-GW建立直接隧道通信使用。MME与S-GW之间通过S1-MME接口连接，S-GW与P-GW之间通过S5/8连接；UE与HeNB之间通过Uu接口连接，MME与HeNB之间通过S1-MME连接，可选的，该架构中还包括SeGW和HeNBGW网元，HeNBGW与SGW之间通过S1-U接口连接，而与MME之间通过S1接口连接。

发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术至少具有如下缺点：

在本地家庭基站网络架构一及架构二中，现有技术中建立PDN连接的流程无法适用于架构一和架构二，无法为UE建立 H(e)NB与L-GW之间的本地IP接入以及隧道连接。 

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供在新提出的本地家庭基站网络架构一架构二中实现本地网关与家庭基站建立连接的技术，同时解决LIPA业务数据不通过核心网直接从L-GW路由，现有技术需要建立基站与S-GW及S-GW与L-GW间承载，解决该两段承载的承载优化问题。

具体地，本发明实施例提供、一种实现本地网关与家庭基站建立连接的方法，所述本地网关L-GW与服务网关S-GW连接，所述S-GW与移动性管理网元连接，所述方法包括：

所述移动性管理网元接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；

所述移动性管理网元通过所述S-GW向其选择的L-GW发送创建会话请求，并接收所述选择的L-GW返回的创建会话响应；

所述移动性管理网元将其选择的L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中，所述家庭基站使用接收的L-GW的本地地址建立家庭基站与L-GW间的连接。

本发明实施例还提供一种实现本地网关与家庭基站建立连接的方法，所述本地网关L-GW与移动性管理网元之间连接，所述方法包括：

所述移动性管理网元接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；

所述移动性管理网元向其选择的L-GW发送创建会话请求并接收所述选择的L-GW返回的携带L-GW本地地址的创建会话响应；

所述移动性管理网元将所述L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中，与所述家庭基站之间建立承载。

本发明实施例还提供了一种本地网络，包括本地网关L-GW、家庭基站、移动性管理网元、服务网关S-GW，所述L-GW与S-GW连接，所述S-GW与移动性管理网元连接，所述L-GW与家庭基站连接，所述家庭基站与所述移动性管理网元连接； 

所述移动性管理网元，用于接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；并通过所述S-GW向其选择的L-GW发送创建会话请求；

所述S-GW，用于向所述移动性管理网元返回创建会话响应；

所述移动性管理网元，还用于将其选择的L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中；

所述家庭基站，用于使用接收的L-GW的本地地址建立家庭基站与L-GW间的连接。

相应地，本发明实施例还提供了一种本地网络，包括本地网关L-GW、家庭基站、移动性管理网元，所述L-GW与所述移动性管理网元连接，所述L-GW与家庭基站连接； 

所述家庭基站，用于向所述移动性管理网元发送L-GW信息；

所述移动性管理网元，用于接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；

所述移动性管理网元还用于向其选择的L-GW发送创建会话请求；

所述选择的L-GW，用于向所述移动性管理网元发送创建会话响应，所述创建会话响应中携带该L-GW的本地地址；

所述移动性管理网元还用于接收所述选择的L-GW返回创建会话响应后，将所述L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中，与所述家庭基站之间建立承载。

实施本发明，具有以下有益效果：

针对新提出的本地家庭基站网络架构一，在UE向家庭基站发送了PDN连接建立请求后，移动性管理网元通过接收家庭基站发送的L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW；然后通过S-GW通知该L-GW建立与家庭基站之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。

针对新提出的本地家庭基站网络架构二，L-GW与S-GW之间没有直接的接口相连，在UE向家庭基站发送了PDN连接建立请求后，需要移动性管理网元直接选择对应的L-GW为该UE建立PDN连接，为该UE提供本地IP接入，因此移动性管理网元通过接收家庭基站发送的L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW并通知该L-GW建立与HeNB之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。

另外，无论是针对本地家庭基站网络架构一还是架构二，本发明实施例都可以为UE建立家庭基站和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到家庭基站，而不是从运营商核心网进行迂回传输。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中EPS系统架构的示意图；

图2是现有技术中EPS系统中建立新的PDN连接的流程示意图；

图3是现有技术中本地IP接入网络的示意图；

图4是现有技术中家庭基站网络普通架构的示意图；

图5是家庭基站网络架构一的示意图；

图6是家庭基站网络架构二的示意图；

图7是本发明中本地网络架构一中家庭基站的结构示意图；

图8是本发明中本地网络架构一中移动性管理网元的结构示意图；

图9是本发明中本地网络架构一中S-GW的结构示意图；

图10是本发明中本地网络架构一中L-GW的结构示意图；

图11是本发明中本地网络架构二中家庭基站的结构示意图；

图12是本发明中本地网络架构二中移动性管理网元的结构示意图；

图13是本发明中本地网络架构二中L-GW的结构示意图；

图14是本发明中在如图5所示的实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例一的流程示意图；

图15是本发明中在如图5所示的实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例二的流程示意图；

图16是本发明中在如图5所示的实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例三的流程示意图；

图17是本发明中在如图5所示的实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例四的流程示意图；

图18是本发明中在如图6所示的实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例一的流程示意图；

图19是本发明中在如图6所示的实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例二的流程示意图；

图20是本发明中在如图6所示的实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例三的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供在新提出的本地家庭基站网络架构一架构二中实现本地网关与家庭基站建立连接的技术，同时解决LIPA业务数据不通过核心网直接从L-GW路由，现有技术需要建立基站与S-GW及S-GW与L-GW间承载，解决该两段承载的承载优化问题。

本发明实施例提供的实现本地网关与家庭基站建立连接的技术的核心在于：

针对新提出的本地家庭基站网络架构一，在UE向家庭基站（本发明实施例中，可以是HeNB或者HNB）发送了PDN连接建立请求后，移动性管理网元（本发明实施例中，可以是MME或SGSN）通过接收家庭基站接收到的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW，然后通过S-GW通知该L-GW建立与家庭基站之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。

针对新提出的本地家庭基站网络架构二，L-GW与S-GW之间没有直接的接口相连，在UE向家庭基站发送了PDN连接建立请求后，需要移动性管理网元直接选择对应的L-GW为该UE建立PDN连接，为该UE提供本地IP接入，因此移动性管理网元接收家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW，并通知该L-GW建立与家庭基站之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。

需要说明的是，在本申请中，本地家庭基站网络架构一和架构二统一简称为本地网络。

无论是架构一还是架构二中，移动性管理网元的L-GW信息来源是家庭基站，家庭基站有三种方式将L-GW信息发送给移动性管理网元；第一种是将其本地配置的L-GW地址或本地网络标识携带在发送给移动性管理网元的上行NAS传输消息或S1应用协议消息中；第二种是在所述家庭基站与所述移动性管理网元之间的接口建立流程中，所述家庭基站将其本地配置的L-GW地址、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表携带在接口建立请求消息中或基站配置更新消息中发送给所述移动性管理网元；第三种是将本地网络标识和/或本地网络名携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元。 

需要说明的是，上述上行非接入层NAS传输消息指的是从家庭基站向移动性管理网元的上行方向上的传输消息，这里的上行方向是指终端通过基站向移动管理网元发送请求的方向，而非接入层包括移动性管理层和连接管理层。相应地，下行方向是指基站向终端下发数据的方向。

S1应用协议消息是家庭基站发送给移动性管理网元的消息，S1应用协议是一种信令协议，在3GPP TS 36.413中有相应说明，在此不再赘述。

另外，无论是针对家庭基站网络架构一还是架构二，本发明实施例都可以为UE建立家庭基站和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到家庭基站，而不是从运营商核心网进行迂回传输。

参见图5，为本地家庭基站网络（本地网络）架构一的示意图。

需要说明的是，本发明提供的本地网络实施例一在设备组成方面，与现有技术中提供的本地家庭基站网络架构一相同，只是在功能和作用方面有所区别，因此参见图5所示的本地家庭基站网络架构一说明本发明实施例。

本实施例提供的本地网络，包括本地网关L-GW、家庭基站（可以是HeNB或者HNB，图示中为HeNB）、移动性管理网元（可以是MME或者SGSN，图示中为MME）、服务网关S-GW，所述L-GW与S-GW连接，所述S-GW与移动性管理网元连接，所述L-GW与家庭基站连接，所述家庭基站与所述移动性管理网元连接；

所述移动性管理网元，用于接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；并通过所述S-GW向其选择的L-GW发送创建会话请求；

所述S-GW，用于向所述移动性管理网元返回创建会话响应；

所述移动性管理网元，还用于将其选择的L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中；

所述家庭基站，用于使用接收的L-GW的本地地址建立家庭基站与L-GW间的连接。

可选的，本实施例提供的本地网络还可以包括：终端UE、SeGW （Serving Evolved Gateway，演进服务网关）、HeNB GW（Home (e) NodeB Gateway ，家庭演进基站网关）本发明中不涉及SeGW和HeNB GW的功能和作用，故省略描述。

需要说明的是，L-GW与HeNB之间的接口称为Sxx接口，HeNB与S-GW之间的接口为S1-U接口，与MME之间的接口为S1-MME接口；MME与S-GW之间的接口为S11接口，S-GW与L-GW之间的接口为S5接口，UE与HeNB之间的接口为Uu接口。

参见图7，是本发明中本地网络架构一中家庭基站的结构示意图；

本发明实施例提供的家庭基站在具体实现过程中，可以是HeNB或者HNB。本实施例提供的家庭基站10，包括：

L-GW信息发送模块101，用于将其本地配置的L-GW地址或本地网络标识、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或本地网络标识携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；或将其本地配置的L-GW地址、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表携带在接口建立请求消息中或基站配置更新消息中发送给所述移动性管理网元；或将多个本地网络标识和/或本地网络名携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；这里的L-GW的地址包含两层含义，一个是L-GW核心网地址（L-GW CN Address），用于与核心网进行通信使用，另一个是L-GW本地网络地址或L-GW本地地址（L-GW LN Address），用于与家庭基站通信使用。

承载建立请求接收模块102，用于接收移动性管理网元向其发送的承载建立请求；所述承载建立请求中携带L-GW本地地址；

创建会话请求发送模块102，用于直接向L-GW本地地址对应的L-GW或者通过所述移动性管理网元向所述L-GW发送创建会话请求，该创建会话请求中携带家庭基站本地地址和/或隧道点标识TEID；需要说明的是，家庭基站也有两个地址一个是HeNB核心网地址（HeNB CN Address），用于与核心网进行通信使用，另一个是HeNB本地网络地址或HeNB本地地址（HeNB LN Address），用于与L-GW建立直接隧道通信使用。

创建会话响应接收模块104，用于直接或者通过所述移动性管理网元接收所述L-GW返回的创建会话响应，该创建会话响应中携带有L-GW本地地址和/或隧道点标识TEID；

承载建立响应发送模块105，用于向所述移动性管理网元发送承载建立响应。

可选的，所述家庭基站10还包括PDN连接建立请求接收模块100，用于接收UE的PDN连接建立请求，该PDN连接建立请求中携带至少根据用户签约许可的本地IP接入的接入点名APN。

参见图8，是本发明中本地网络架构一中移动性管理网元的结构示意图；

本发明实施例提供的移动性管理网元可以是MME也可以是SGSN，其具体包括：

L-GW信息接收模块110，用于接收所述家庭基站的L-GW信息发送模块发送的携带L-GW地址或本地网络标识的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息；或在与家庭基站接口建立流程中，接收所述家庭基站的L-GW信息发送模块发送的本地配置的L-GW地址、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表的接口建立请求或基站配置更新消息；或接收所述家庭基站的L-GW信息发送模块发送的携带本地网络标识和/或本地网络名的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息；

L-GW选择模块111，用于至少根据所述L-GW信息接收模块110接收到的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中携带的L-GW地址或本地网络标识，选择与该L-GW地址或本地网络标识对应的L-GW为发起PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；或者至少根据所述L-GW信息接收模块110接收到的接口建立请求消息或基站配置更新消息中携带的L-GW地址、或L-GW地址和L-GW优先级列表，选择与所述家庭基站在同一个本地网络中的L-GW为发起PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；或者在所述L-GW信息接收模块110接收到上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中携带的本地网络标识和/或本地网络名时，至少根据其本地存储的L-GW地址与所述本地网络标识和/或本地网络名的对应关系，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；

创建会话请求发送模块112，用于向所述S-GW发送创建会话请求，所述创建会话请求中携带其选择的L-GW的L-GW核心网地址，以及本地IP接入指示或直接隧道指示；该L-GW核心网地址用于指示S-GW与L-GW核心网地址对应的L-GW之间建立隧道，该本地IP接入指示或直接隧道指示用于指示S-GW建立非保证比特率non-GBR隧道；

创建会话响应接收模块113，用于接收所述S-GW返回的创建会话响应，该创建会话响应中携带建立non-GBR隧道的QoS参数；或该创建会话响应中携带用户面信息；

承载建立请求发送模块114，用于在所述创建会话响应接收模块113接收所述S-GW返回创建会话响应后，将所述L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中；

承载建立响应接收模块115，用于接收所述家庭基站返回的承载建立响应。

参见图9，是本发明中本地网络架构一中S-GW的结构示意图；

本发明实施例提供的S-GW12包括：

创建会话请求接收模块120，用于接收所述移动性管理网元发送的创建会话请求，所述创建会话请求中携带其选择的L-GW的L-GW核心网地址，以及本地IP接入指示或直接隧道指示；该L-GW核心网地址用于指示S-GW与L-GW核心网地址对应的L-GW之间建立隧道，该本地IP接入指示或直接隧道指示用于指示S-GW建立非保证比特率non-GBR隧道；

创建会话请求发送模块121，用于向所述L-GW核心网地址对应的L-GW发送创建会话请求，所述创建会话请求中携带建立non-GBR隧道的指示；

创建会话响应接收模块122，用于接收所述L-GW返回的创建会话响应，该创建会话响应中携带建立non-GBR隧道的QoS参数；

创建会话响应发送模块123，用于将所述携带有建立non-GBR隧道的QoS参数或只携带控制面信息的创建会话响应发送给所述移动性管理网元。

参见图10，是本发明中本地网络架构一中L-GW的结构示意图；

本发明实施例提供的L-GW13包括：

创建会话请求接收模块130，用于接收所述S-GW的创建会话请求发送模块发送的创建会话请求，所述创建会话请求中携带建立non-GBR隧道的指示；

创建会话响应发送模块131，用于向所述S-GW返回创建会话响应，该创建会话响应中携带建立non-GBR隧道的QoS参数或者只携带控制面信息。

以上实施例针对新提出的本地家庭基站网络架构一，在UE向家庭基站发送了PDN连接建立请求后，移动性管理网元通过接收家庭基站发送的L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW；然后通过S-GW通知该L-GW建立与家庭基站之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。实施本发明实施例，还可以为UE建立家庭基站和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到家庭基站，而不是从运营商核心网进行迂回传输。

参见图6，是本地网络架构二的示意图。

需要说明的是，本发明提供的本网络架构二在设备组成方面，与现有技术中提供的本地家庭基站网络架构二相同，只是在功能和作用方面有所区别，因此参见图6所示的本地家庭基站网络架构一说明本发明实施例。

本实施例提供的家庭基站网络，包括本地网关L-GW、家庭基站（可以是HeNB或者HNB，图示中为HeNB）、移动性管理网元（可以是MME或者SGSN，图示中为MME），所述L-GW与所述移动性管理网元之间连接，所述L-GW与家庭基站连接。需要说明的是，本实施例中，在家庭基站网络中建立L-GW和HeNB之间的本地IP接入，不需要S-GW的参与。

所述家庭基站，用于向所述移动性管理网元发送L-GW信息；

所述移动性管理网元，用于接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；

所述移动性管理网元还用于向其选择的L-GW发送创建会话请求；

所述选择的L-GW，用于向所述移动性管理网元发送创建会话响应，所述创建会话响应中携带该L-GW的本地地址；

所述移动性管理网元还用于接收所述选择的L-GW返回创建会话响应后，将所述L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中，与所述家庭基站之间建立承载。

可选的，本实施例提供的家庭基站网络还可以包括：终端UE、S-GW、SeGW、HeNB GW，本发明中不涉及SeGW和HeNB GW的功能和作用，故省略描述。

需要说明的是，L-GW与HeNB之间的接口称为Sxx接口，HeNB与S-GW之间的接口为S1-U接口，MME与S-GW之间的接口为S11接口，MME与L-GW之间的接口为S11接口，UE与HeNB之间的接口为Uu接口。

参见图11，是本发明中本地网络架构二中家庭基站的结构示意图。

本发明实施例提供的家庭基站可以是HNB或者HeNB，包括：

L-GW信息发送模块201，用于将其本地配置的L-GW地址或本地网络标识、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或本地网络标识携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；或将其本地配置的L-GW地址、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表携带在接口建立请求消息中或基站配置更新消息中发送给所述移动性管理网元；或将多个本地网络标识和/或本地网络名携带在上行非接入层非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；

承载建立请求接收模块202，用于接收移动性管理网元向其发送的承载建立请求，所述承载建立请求中携带有所述L-GW本地地址和本地IP接入指示；

承载建立响应发送模块203，用于向所述移动性管理网元发送承载建立响应，所述承载建立响应中携带有所述家庭基站本地地址和/或隧道点标识TEID。

可选地，家庭基站还包括：

PDN连接建立请求接收模块200，用于接收UE发送的PDN连接建立请求，该PDN连接建立请求中携带至少根据用户签约许可的本地IP接入的接入点名APN；

参见图12，是本发明中本地网络架构二中移动性管理网元的结构示意图。

本发明实施例提供的移动性管理网元可以是MME或者是SGSN，包括：

L-GW信息接收模块210，用于接收所述家庭基站的L-GW信息发送模块发送的携带L-GW地址或本地网络标识的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息；或在与家庭基站接口建立流程中，接收所述家庭基站的L-GW信息发送模块发送的本地配置的L-GW地址、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表的接口建立请求或基站配置更新消息；或接收所述家庭基站的L-GW信息发送模块发送的携带本地网络标识和/或本地网络名的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息；

L-GW选择模块211，用于至少根据所述L-GW信息接收模块210接收到的上行NAS传输消息中携带的L-GW地址或本地网络标识，选择与该L-GW地址或本地网络标识对应的L-GW为发起PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；或者至少根据所述L-GW信息接收模块210接收到的接口建立请求消息或基站配置更新消息中携带的L-GW地址、或L-GW地址和L-GW优先级列表，选择与所述家庭基站在同一个本地网络中的L-GW为发起PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；或者在所述L-GW信息接收模块210接收到上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中携带的本地网络标识和/或本地网络名时，至少根据其本地存储的L-GW地址与所述本地网络标识和/或本地网络名的对应关系，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；

创建会话请求发送模块212，用于向所述L-GW选择模块选择的L-GW发送创建会话请求；

创建会话响应接收模块213，用于接收所述选择的L-GW返回的创建会话响应，所述创建会话响应中携带该L-GW的本地地址和/或隧道点标识TEID；

承载建立请求发送模块214，用于在所述创建会话响应接收模块接收所述选择的L-GW返回创建会话响应后，将所述家庭基站发送承载建立请求，所述承载建立请求中携带L-GW的本地地址和本地IP接入指示；

承载建立响应接收模块215，用于接收所述家庭基站返回的承载建立响应，所述承载建立响应中携带有所述家庭基站本地地址和/或隧道点标识TEID。

参见图13，是本发明中本地网络架构二中L-GW的结构示意图。

本发明实施例提供的L-GW22包括：

创建会话请求接收模块220，用于接收所述移动性管理网元的创建会话请求发送模块发送的创建会话请求；

创建会话响应发送模块221，用于向所述移动性管理网元返回创建会话响应，所述创建会话响应中携带该L-GW的本地地址和/或TEID。

以上实施例针对新提出的本地家庭基站网络架构二，L-GW与S-GW之间没有直接的接口相连，在UE向家庭基站发送了PDN连接建立请求后，需要移动性管理网元直接选择对应的L-GW为该UE建立PDN连接，为该UE提供本地IP接入，因此移动性管理网元通过接收家庭基站发送的L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW并通知该L-GW建立与HeNB之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。本发明实施例还可以为UE建立家庭基站和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到家庭基站，而不是从运营商核心网进行迂回传输。

以下将描述在家庭基站网络中实现本地网关与家庭基站建立本地IP接入的方法流程。

参见图14，是本发明中在如图5所示的本地网络中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例一的流程示意图。

本发明实施例提供一种实现本地网关与家庭基站建立本地IP接入的方法，所述本地网关L-GW与服务网关S-GW连接，所述S-GW与移动性管理网元连接，该方法包括：

步骤100，移动性管理网元接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入；

步骤101，移动性管理网元通过S-GW向其选择的L-GW发送创建会话请求；

步骤102，移动性管理网元通过S-GW接收选择的L-GW返回创建会话响应；

步骤103，移动性管理网元将其选择的L-GW的地址携带在向家庭基站发送的承载建立请求中，指示所述家庭基站使用接收的L-GW的本地地址建立家庭基站与L-GW间的连接。

需要说明的是上述步骤100，移动性管理网元接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入，在具体实现中，有三种实现方式：

第一种：所述家庭基站将至少根据其本地配置的L-GW地址或本地网络标识、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或本地网络标识携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；所述L-GW地址是L-GW本地地址和/或L-GW核心网地址；

所述移动性管理网元至少根据家庭基站发送的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息，选择与家庭基站在同一本地网络里的，与所述L-GW地址或本地网络标识对应的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入。

第二种：在所述家庭基站与所述移动性管理网元之间的接口建立流程中，所述家庭基站将其本地配置的L-GW地址、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表携带在接口建立请求消息中或基站配置更新消息中发送给所述移动性管理网元；所述L-GW地址是L-GW本地地址和/或L-GW核心网地址；

在所述家庭基站在接收到UE的PDN连接建立请求并转发给所述移动性管理网元后，所述移动性管理网元至少根据其接收到的接口建立请求消息或基站配置更新消息中携带的L-GW的地址、或L-GW的地址和L-GW优先级列表，选择与所述家庭基站在同一个本地网络中的L-GW为发起PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入。

第三种：所述家庭基站将本地网络标识和/或本地网络名携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；

所述移动性管理网元接收所述携带本地网络标识（LHN ID ，Local H(e)NB Network ID）和/或本地网络名的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息后，至少根据其本地存储的L-GW地址与本地网络标识和/或本地网络名的对应关系，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入。

上述步骤101和102，所述移动性管理网元通过所述S-GW向其选择的L-GW发送创建会话请求，并接收所述选择的L-GW返回的创建会话响应，在具体实现过程中，也可以有两种实现方式：

第一种：所述移动性管理网元向所述S-GW发送创建会话请求，所述创建会话请求中携带其选择的L-GW的L-GW核心网地址，以及本地IP接入指示或直接隧道指示；该L-GW核心网地址用于指示S-GW与L-GW核心网地址对应的L-GW之间建立隧道，该本地IP接入指示或直接隧道指示用于指示S-GW建立非保证比特率non-GBR隧道；

所述S-GW向所述L-GW核心网地址对应的L-GW发送创建会话请求，所述创建会话请求中携带建立non-GBR隧道的指示；

所述L-GW通过所述S-GW向所述移动性管理网元返回创建会话响应，该创建会话响应中携带建立non-GBR隧道的QoS参数。

第二种：所述移动性管理网元向所述S-GW发送创建会话请求，所述创建会话请求中携带其选择的L-GW的L-GW核心网地址，以及本地IP接入指示或直接隧道指示；该L-GW核心网地址用于指示S-GW与L-GW核心网地址对应的L-GW之间建立隧道，该本地IP接入指示或直接隧道指示用于指示S-GW建立非保证比特率non-GBR隧道；

所述S-GW向所述L-GW核心网地址对应的L-GW发送创建会话请求，所述创建会话请求中携带本地IP接入指示和建立non-GBR隧道的QoS参数，并只携带控制面信息；

所述L-GW向所述S-GW返回创建会话响应，该创建会话响应中携带建立non-GBR隧道的QoS参数；

所述S-GW向所述移动性管理网元返回创建会话响应，该创建会话响应中只携带控制面信息。

上述步骤步骤103，移动性管理网元将其选择的L-GW的地址携带在向家庭基站发送的承载建立请求中，指示所述家庭基站使用接收的L-GW的本地地址建立家庭基站与L-GW间的连接，在具体实现过程中，也有两种方式，具体如下：

第一种：所述家庭基站接收到所述移动性管理网元的承载建立请求后，向L-GW本地地址对应的L-GW发送创建会话请求，该创建会话请求中携带家庭基站本地地址和/或隧道点标识TEID；

所述家庭基站接收L-GW的创建会话响应，该创建会话响应中携带有L-GW本地地址和/或隧道点标识TEID。

第二种：所述家庭基站接收到所述移动性管理网元的承载建立请求后，向移动性管理网元返回家庭基站本地地址和/或家庭基站本地地址与TEID；

所述移动性管理网元接收到家庭基站返回的家庭基站本地地址和/或家庭基TEID后，将其发送给其选择的L-GW；

所述家庭基站接收L-GW的创建会话响应，该创建会话响应中携带有L-GW本地地址和/或隧道点标识TEID。

以下实施例将详细说明本发明实现流程。

图15是本发明中在如图5所示的本地网络中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例二的流程示意图。

本实施例提供的方法中，家庭基站具体为HeNB，移动性管理网元具体为MME，该方法包括：

步骤201，UE发送PDN连接建立请求消息给HeNB，其中携带LIPA APN，表明其要求建立的是LIPA承载。

步骤202，HeNB接收到UE发送的PDN连接建立请求消息后至少根据其与L-GW的连接关系和/或位置和/或本地配置，选择一个L-GW地址或本地网络标识。

步骤203，HeNB将其选择的L-GW地址或本地网络标识携带到发送给MME的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中。该L-GW地址包括L-GW本地地址和/或L-GW核心网地址。

步骤204，MME接收到上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息后，发送创建会话请求消息给S-GW，其中携带LIPA 指示或直接隧道指示，指示MME需要建立直接隧道，同时携带L-GW核心网地址给S-GW，指示S-GW需要建立到该L-GW建立会话，携带的承载QoS为Non-GBR。

步骤205，S-GW向L-GW发送创建会话请求，其中携带LIPA指示，并且在该会话请求中不携带用户面信息。

步骤206，L-GW向S-GW返回创建会话响应，其中携带的承载QoS表示该承载为Non-GBR。

步骤207，S-GW向MME发送创建会话响应消息，其中不携带用户面信息即不建立S1-MME承载。

步骤208，MME向HeNB发送承载建立请求，其中携带L-GW本地地址，基站在后续步骤建立与该L-GW的连接；

步骤209-213，MME，L-GW和HeNB为UE与建立无线侧承载；此为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。

步骤214，在需要改变承载时，S-GW向L-GW发送改变承载请求。

步骤215，L-GW向S-GW发送改变承载响应。

步骤216，HeNB向L-GW发送创建会话请求，其中携带HeNB本地地址和TEID；

步骤217，L-GW向HeNB返回创建会话响应，其中携带L-GW本地地址和 TEID。

步骤218，UE向HeNB发送上行数据。

步骤219，HeNB向UE发送下行数据。

本实施例中，HeNB在收到UE向其发送PDN连接建立请求之后，是由HeNB至少根据其本地配置的L-GW信息或存储的L-GW优先级列表，将L-GW的本地地址或本地网络标识发送给MME，由MME通过S-GW，创建与L-GW之间的会话，并建立L-GW与HeNB之间的承载。本实施例还介绍了无线承载建立过程以及承载改变流程。

图16是本发明中在如图5所示的本地网络中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例三的流程示意图。

本实施例提供的方法中，家庭基站具体为HeNB，移动性管理网元具体为MME，该方法包括：

步骤301，在HeNB与MME之间的S1-MME接口建立流程中，HeNB发送S1-MME 建立请求（S1 Setup Request）消息给MME，在该消息中携带L-GW地址或还包括L-GW优先级列表，其中L-GW优先级列表可至少根据L-GW与HeNB的位置关系或其负载情况或由本地网络配置。所述L-GW地址是L-GW本地地址和/或L-GW核心网地址。

需要说明的是，HeNB还可以通过基站配置更新消息向MME发送L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表。

步骤302，MME接收到L-GW地址或L-GW地址和L-GW优先级列表后将其以HeNB ID作为索引进行记录，记录与HeNB连接的L-GW地址及其L-GW优先级列表，返回S1-MME建立响应（S1-MME Setup Response）消息给HeNB。

步骤303，UE向HeNB发送PDN连接建立消息，该消息中携带APN，该APN为至少根据用户签约许可的LIPA业务的APN。

步骤304，MME接收到UE发送PDN连接建立请求后，基于其记录的L-GW地址和L-GW优先级列表信息及当前该L-GW的负载情况进行选择，选择一个L-GW为UE建立PDN连接。

步骤305，MME发送创建会话请求（Create Session Request）给S-GW，其中携带L-GW核心网地址，用于指示S-GW进行隧道建立使用，同时携带LIPA 指示或直接隧道指示，用于指示该隧道将是non-GBR的隧道。

步骤306，L-GW向S-GW返回创建会话请求，其中携带的承载QoS表示该承载为Non-GBR。

步骤307，S-GW向MME发送创建会话响应消息，其中携带的承载QoS表示该承载为Non-GBR的QoS参数。

步骤308，S-GW向MME返回创建会话响应。

步骤309，MME向HeNB发送承载建立请求，其中携带L-GW本地地址，基站在后面步骤建立与该L-GW的连接；

步骤310-314，MME，L-GW和HeNB为UE与建立无线侧承载；此为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。

步骤315，在需要改变承载时，S-GW向L-GW发送改变承载请求。

步骤316，L-GW向S-GW发送改变承载响应。

步骤317，HeNB向L-GW发送创建会话请求（Create session request），其中携带HeNB本地地址和/或TEID；

步骤318，L-GW向HeNB返回创建会话响应（Create session response），其中携带L-GW本地地址和/或TEID。

步骤319，UE向HeNB发送上行数据。

步骤320，HeNB向UE发送下行数据。

上述实施例针对新提出的家庭基站网络架构一，在UE向HeNB发送了PDN连接建立请求后，MME通过接收HeNB接收到的L-GW相关的信息，选择一个L-GW，然后通过S-GW通知该L-GW建立与HeNB之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。本发明实施例还可以为UE建立HeNB和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到HeNB，而不是从运营商核心网进行迂回传输。

图17是本发明中在如图5所示的本地网络中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例四的流程示意图。

本实施例提供的方法，包括：

步骤401，在HeNB与MME之间的S1-MME接口建立流程中，HeNB发送S1-MME 建立请求（S1 Setup Request）消息给MME，在该消息中携带L-GW地址及优先级列表，其中其优先级列表可至少根据L-GW与HeNB的位置关系或其负载情况或由本地网络配置。

步骤402，MME接收到L-GW地址及优先级列表后将其以HeNB ID作为索引进行记录，记录与HeNB连接的L-GW地址及其优先级，返回S1-MME建立响应（S1-MME Setup Response）消息给HeNB。

步骤403，UE向HeNB发送PDN连接建立消息，该消息中携带APN，该APN为至少根据用户签约许可的LIPA业务的APN。

步骤404，MME接收到UE发送PDN连接建立请求后，基于其记录的L-GW相关信息及当前该L-GW的负载情况进行选择，选择一个L-GW为UE建立PDN连接。

步骤405，MME发送创建会话请求（Create Session Request）给S-GW，其中携带L-GW地址，用于指示S-GW进行隧道建立使用，同时携带LIPA 指示或直接隧道指示，用于指示该隧道将是non-GBR的隧道。

步骤406，S-GW向L-GW发送创建会话请求，其中携带的承载QoS表示该承载为Non-GBR。

步骤407，L-GW向S-GW返回创建会话响应，其中携带的承载QoS表示该承载为Non-GBR，也可携带L-GW本地地址及TEID。

步骤408，S-GW向MME发送创建会话响应消息，其中不携带用户面信息即不建立S1-MME承载，也可携带L-GW本地地址及TEID。

步骤409，MME向HeNB发送承载建立请求，其中携带L-GW本地网络地址，基站在后面步骤建立与该L-GW的连接；

步骤410-411， HeNB为UE与建立无线侧承载；此为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。

步骤412，HeNB向MME返回承载建立响应，其中携带HeNB本地地址及TEID。

步骤413，UE向基站发送直接传输消息。

步骤414，基站向MME发送PDN连接建立完成消息。

步骤415， MME向S-GW返回改变承载响应，其中携带HeNB本地地址及TEID。

步骤416，L-GW向S-GW发送改变承载响应。

步骤417，UE向HeNB发送上行数据。

步骤418，HeNB向UE发送下行数据。

上述实施例针对新提出的本地家庭基站网络架构一，在UE向HeNB发送了PDN连接建立请求后，MME通过HeNB接收到的L-GW相关的信息，选择一个L-GW，然后通过S-GW通知该L-GW建立与HeNB之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。本发明实施例还可以为UE建立HeNB和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到HeNB，而不是从运营商核心网进行迂回传输。

上述实施例二、实施例三和实施例四详细描述了在如图5所示的本地家庭基站网络（本地网络）中实现本地网关和家庭基站之间建立连接的方法，其中，在实施例二中，移动性管理网元是通过上述的第一种根据HeNB发送的L-GW信息，选择L-GW的，在实施例三和实施例四中，移动性管理网元是通过上述的第三种根据HeNB发送的L-GW信息，选择L-GW的。对于第三种方式，也即家庭基站将L-GW ID和/或L-GW名上报给移动性管理网元，由移动性管理网元去选择对应的L-GW的实现方式没有详细描述，可以参见后续如图20所示的在本地网络架构二中实现本地网关和家庭基站之间建立连接的方法的实施例三。

对于MME选择L-GW的第三种方式，在此不再细述，将在以下的实施例中说明。

参见图18，是本发明中在如图6所示的本地网络中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例一的流程示意图。

本实施例提供一种实现本地网关与家庭基站建立连接的方法，本地网关L-GW与移动性管理网元之间连接，方法包括：

步骤500，所述移动性管理网元接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入。

步骤501，所述移动性管理网元向其选择的L-GW发送创建会话请求。

步骤502，移动性管理网元接收所述选择的L-GW返回的携带L-GW本地地址的创建会话响应。

步骤503，所述移动性管理网元将所述L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中，与所述家庭基站之间建立承载。

需要说明的是上述步骤500，移动性管理网元接收所述家庭基站发送的L-GW信息，至少根据接收的所述L-GW信息，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入，在具体实现中，有三种实现方式：

第一种：所述家庭基站将至少根据其本地配置的L-GW地址或本地网络标识、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或本地网络标识携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；所述L-GW地址是L-GW本地地址和/或L-GW核心网地址；

所述移动性管理网元至少根据家庭基站发送的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息，选择与家庭基站在同一本地网络里的，与所述L-GW地址或本地网络标识对应的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入。

第二种：在所述家庭基站与所述移动性管理网元之间的接口建立流程中，所述家庭基站将其本地配置的L-GW地址、或与L-GW交互过程中获取的L-GW地址或L-GW的地址和L-GW优先级列表携带在接口建立请求消息中或基站配置更新消息中发送给所述移动性管理网元；所述L-GW地址是L-GW本地地址和/或L-GW核心网地址；

在所述家庭基站在接收到UE的PDN连接建立请求并转发给所述移动性管理网元后，所述移动性管理网元至少根据其接收到的接口建立请求消息或基站配置更新消息中携带的L-GW的地址、或L-GW的地址和L-GW优先级列表，选择与所述家庭基站在同一个本地网络中的L-GW为发起PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入。

第三种：所述家庭基站将本地网络标识和/或本地网络名携带在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中发送给所述移动性管理网元；

所述移动性管理网元接收所述携带本地网络标识（LHN ID Local H(e)NB Network ID）和/或本地网络名的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息后，至少根据其本地存储的L-GW地址与本地网络标识和/或本地网络名的对应关系，选择与家庭基站在同一本地网络里的L-GW为发起分组数据网络PDN连接建立请求的UE建立本地IP接入。

上述步骤503，所述移动性管理网元将所述L-GW的本地地址携带在向所述家庭基站发送的承载建立请求中，与所述家庭基站之间建立承载，在具体实现过程中，包括：

所述移动性管理网元将所述家庭基站发送承载建立请求，所述承载建立请求中携带L-GW的本地地址和本地IP接入指示；

所述家庭基站向所述移动性管理网元返回承载建立响应，所述承载建立响应中携带有所述家庭基站本地地址和/或隧道点标识TEID。

参见图19，是本发明中在如图6所示的本地网络中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例二的流程示意图。

本发明实施例提供的方法中，移动性管理网元具体为MME，家庭基站具体为HeNB，该方法包括：

步骤601，UE发送PDN连接建立消息发起PDN建立过程，其中携带APN，该APN为至少根据用户签约许可的LIPA业务的APN。

步骤602，H(e)NB可至少至少根据本地配置的L-GW地址或L-GW优先级列表选择一个L-GW。需要说明的是，本地配置可以由运营商和拥有者配置，在UE发起PDN连接建立请求前完成。

步骤603， H(e)NB在向MME发送的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中携带其选择的L-GW的地址；该L-GW地址为L-GW本地地址和/或L-GW核心网地址。

步骤604，MME至少根据签约数据认可UE提供的APN是LIPA，当HeNB向其发送的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中包含L-GW地址时，选择该L-GW地址对应的L-GW；MME发送创建会话请求给L-GW，其中携带LIPA 指示指示L-GW建立的是LIPA承载，需要L-GW返回本地地址。 

步骤605，L-GW返回创建会话响应消息给MME，该消息中包含L-GW本地地址（L-GW LN Address）及下行方向的隧道点标识TEID。

步骤606，MME发送承载建立请求消息到HeNB，该消息包含L-GW本地地址及LIPA指示；

步骤607，HeNB发送RRC连接重置（RRC Connection Reconfiguration）消息给UE并包含PDN连接建立接受（PDN Connectivity Accept）消息。

步骤608，UE发送RRC重置完成（RRC Connection Reconfiguration Complete）消息给HeNB。

步骤609，HeNB发送S1-AP 承载建立响应（Bearer Setup Response）消息给MME。该消息中包含用于建立S1-U的HeNB的本地地址（HeNB LN Address）和TEID。

步骤610，UE发送直接传输（Direct Transfer）消息给HeNB。

步骤611，HeNB发送PDN连接建立完成消息给MME。

步骤612，在接收到承载建立响应（Bearer Setup Response）和PDN连接完成（PDN Connectivity Complete）消息后，MME发送改变承载请求（Modify Bearer Request ）消息给S-GW。该消息中包含基站本地网络地址（LN Address）及TEID

步骤613，S-GW发送改变承载响应（Modify Bearer Response）给MME。

步骤614，UE向HeNB以及MME发起上行数据传输。

步骤615， HeNB以及MME向UE发起上行数据传输。

参见图20，是本发明中在如图6所示的本地网络中实现本地网关与家庭基站建立连接的方法实施例三的流程示意图。

本发明实施例提供的方法中，移动性管理网元具体为MME，家庭基站具体为HeNB，该方法包括：

步骤701，UE发送PDN连接建立消息发起PDN建立过程，其中携带APN，该APN为至少根据用户签约许可的LIPA业务的APN。

步骤702，H(e)NB在上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息中包含L-GW ID（Local Network Identity）和/或L-GW名（Local Network name）给MME，辅助MME进行L-GW的选择。

步骤703， MME至少根据签约数据认可UE提供的APN是LIPA，MME至少根据HeNB向其发送的携带L-GW ID以及L-GW名的上行非接入层NAS传输消息或S1应用协议消息进行L-GW的选择，在MME中存储有L-GW地址与L-GW 名和/或L-GW ID的对应关系，MME至少至少根据本地网络名和/或本地网络ID和/或当前网络条件如负荷负载均衡、地理位置关系等选择L-GW。

步骤704，MME发送创建会话请求给其选择的L-GW，其中携带LIPA 指示指示L-GW建立的是LIPA承载，需要L-GW返回其本地地址。 

步骤705，L-GW返回创建会话响应消息给MME，该消息中包含L-GW本地地址（L-GW LN Address）及下行方向TEID。

步骤706，MME发送承载建立请求消息到HeNB，该消息包含L-GW本地地址及LIPA指示；

步骤707，HeNB发送RRC连接重置（RRC Connection Reconfiguration）消息给UE并包含PDN连接建立接受（PDN Connectivity Accept）消息。

步骤708，UE发送RRC重置完成（RRC Connection Reconfiguration Complete）消息给HeNB。

步骤709，HeNB发送S1-AP 承载建立响应（Bearer Setup Response）消息给MME。该消息中包含用于建立S1-U的HeNB本地地址（HeNB LN Address）和TEID。

步骤710，UE发送直接传输（Direct Transfer）消息给HeNB。

步骤711，HeNB发送PDN连接建立完成消息给MME。

步骤712，在接收到承载建立响应（Bearer Setup Response）和PDN连接完成（PDN Connectivity Complete）消息后，MME发送改变承载请求（Modify Bearer Request ）消息给S-GW。该消息中包含HeNB本地地址（HeNB LN Address）及TEID

步骤713，S-GW发送改变承载响应（Modify Bearer Response）给MME。

步骤714，UE向HeNB以及MME发起上行数据传输。

步骤715， HeNB以及MME向UE发起上行数据传输。

上述实施例二和实施例三详细描述了在如图6所示的本地家庭基站网络（本地网络）中实现本地网关和家庭基站之间建立连接的方法，其中，在实施例二和实施例三中，移动性管理网元分别通过上述的第一种和第三种方式根据家庭基站发送的L-GW信息，选择L-GW的；对于第二种方式，也即在家庭基站与所述移动性管理网元之间的接口建立流程中，家庭基站将L-GW信息上报给移动性管理网元，由移动性管理网元去选择对应的L-GW的实现方式没有详细描述，可以参见如图16所示的本地网络架构一中实现本地网关和家庭基站之间建立连接的方法的实施例三。

针对新提出的本地家庭基站网络架构二，L-GW与S-GW之间没有直接的接口相连，在UE向HeNB发送了PDN连接建立请求后，需要MME直接选择对应的L-GW为该UE建立PDN连接，为该UE提供本地IP接入，因此MME通过接收HeNB接收到的L-GW相关的信息，选择一个L-GW并通知该L-GW建立与HeNB之间的PDN连接和承载隧道，从而为UE提供本地IP接入。本发明实施例还可以为UE建立HeNB和L-GW之间的隧道连接，从而使数据从L-GW路由到HeNB，而不是从运营商核心网进行迂回传输。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。