CN101998657A - 支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法 - Google Patents

支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101998657A
CN101998657A CN2009101626897A CN200910162689A CN101998657A CN 101998657 A CN101998657 A CN 101998657A CN 2009101626897 A CN2009101626897 A CN 2009101626897A CN 200910162689 A CN200910162689 A CN 200910162689A CN 101998657 A CN101998657 A CN 101998657A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
host
core net
gateway
relay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009101626897A
Other languages
English (en)
Inventor
黄亚达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN2009101626897A priority Critical patent/CN101998657A/zh
Priority to US13/389,523 priority patent/US9380637B2/en
Priority to EP10809537.3A priority patent/EP2453590A4/en
Priority to PCT/CN2010/075606 priority patent/WO2011020404A1/zh
Publication of CN101998657A publication Critical patent/CN101998657A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/12—Setup of transport tunnels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/26—Network addressing or numbering for mobility support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种支持多跳的中继通信系统，包括宿主节点、至少一个寄主节点和核心网，所述宿主节点向至少一个寄主节点提供无线接入连接，并作为网关提供所述至少一个寄主节点和核心网之间的通讯。本发明同时公开了一种支持多跳的中继通信系统的接入方法，包括：寄主节点驻留于宿主节点并与宿主节点建立空口连接；寄主节点通过宿主节点与核心网建立连接；宿主节点作为网关转发寄主节点与核心网之间的数据；宿主节点同时作为服务于寄主节点的核心网网关；作为核心网网关时，受控于移动管理实体MME建立与寄主节点的连接及并分配地址；宿主节点向服务于宿主节点的核心网网元申请建立通道并申请地址。本发明数据传输速率较迅捷，传输方式比较灵活。

Description

支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法
技术领域
本发明涉及长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中继链路中的业务传输技术，尤其涉及一种支持多跳的中继通信系统，以及支持多跳的中继通信系统的接入方法。
背景技术
图1为蜂窝无线通讯系统的结构示意图，如图1所示，蜂窝无线通讯系统主要由用户终端(UE，User Equipment)、无线接入网和核心网组成。基站、或基站及基站控制器组成的网络称为无线接入网(RAN，Radio Access Network)，负责接入层事务如无线资源的管理。基站之间可以根据实际情况存在物理或者逻辑上的连接，每个基站可以和一个以上的核心网(CN，Core Network)节点连接。核心网负责非接入层事务如位置更新等，核心网是用户面的锚点。UE是指可以和蜂窝无线通讯网络通讯的各种设备，比如移动电话或者笔记本电脑等。
在蜂窝无线通讯系统中，固定基站网络的无线覆盖由于各种各样的原因受到限制，比如各种建筑结构对无线信号的阻挡等会造成在无线网络的覆盖中存在覆盖漏洞。另外一方面在小区的边缘地区，由于无线信号强度的减弱，以及相邻小区的干扰，导致UE在小区边缘时，通讯质量较差，无线传输的错误率增高。为了提高数据率的覆盖率、群组移动性、临时网络部署、小区边缘地区的吞吐量以及新区域的覆盖，有一种解决方案是在蜂窝无线通讯系统引入一种无线网络节点，称为中继(Relay)。
Relay是具有在其他网络节点之间通过无线链路中继数据以及可能控制信息功能的站点，也叫中继节点/中继站(Relay Node/Relay Station)，图2为包含Relay的蜂窝无线通讯系统的结构示意图，如图2所示，其中基站直接服务的UE叫宏UE(Macro UE)，Relay服务的UE叫中继UE(Relay UE)。各网元间的接口定义如下：直传链路(direct link)：基站与UE之间的无线链路，包含上下行(DL/UL downlink/uplink)直传链路。接入链路(access link)：Relay与UE之间的链路，包含DL/UL接入链路。回程链路(backhaul link)：基站与Relay之间的无线链路，包含DL/UL中继链路。
Relay可以通过多种方法中继数据，比如直接放大接收到的基站发送无线信号，或者将基站发送的数据接收后进行对应的处理，可以是解调或者解码后，再转发给终端，或者基站和中继合作向终端发送数据，相反Relay也会中继从终端向基站发送的数据。
在众多的中继类型中，有一种中继的特点如下：UE无法区分中继和固定基站下的小区，即中继本身从在UE看来，就是一个小区，跟基站下的小区没有区别，此类小区可以称为中继小区。中继小区有自己的物理小区标识(PCI，Physical Cell Identity)，和普通小区一样发送广播，当UE驻留在中继小区中时，中继小区可以单独分配调度无线资源给UE使用，可以独立于参与中继的基站的无线资源调度。Relay通过backhaul link连接的基站称为赠与基站(DNB/DeNB，Donor NodeB/eNodeB)。中继小区和Relay UE之间的接口及协议栈，与普通基站小区和UE之间相同。
图3为基于LTE的蜂窝无线通讯系统的结构示意图，如图3所示，LTE系统采用基于IP(互联网协议，Internet Protocol)的扁平化架构，由演进的通用地面无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio AccessNetwork)、演进型数据核心网(EPC，Evolved Packet Core)节点包括及其他支撑节点组成，其中EPC节点包括：移动管理单元(MME，Mobility ManagementEntity)、服务网关(S-GW，Serving Gateway)、分组数据网络网关(P-GW，PDNGateway)。MME负责控制面信令，包括移动性管理、非接入层信令的处理、用户的移动管理上下文的管理等控制面相关工作；S-GW负责UE用户面数据的传送、转发和路由切换等；eNB之间在逻辑上通过X2接口互相连接，用于支持UE在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换；P-GW是连接EPC和包数据网如互联网的节点，负责如UE IP地址的分配、IP数据包按业务类型过滤成业务数据流(Service Data Flow)并绑定到对应的传输承载等。
每个eNB通过S1接口，连接到系统架构演进(SAE，System ArchitectureEvolution)核心网，即通过控制平面S1-MME接口与MME相连，通过用户平面S1-U接口与S-GW相连，S1接口支持eNB与MME和S-GW之间的多点连接。MME和S-GW之间由S11接口相连，S-GW和P-GW之间由S5接口相连，也可以合并到一个网元，此时S5接口不存在。eNB之间通过X2口相连。每个eNB通过Uu接口(最初定义为UTRAN与UE之间的无线接口)与UE进行信令和数据的传输。引入Relay后，Relay和eNB之间的无线接口为Un接口，Relay和UE之间和eNB和UE之间的接口相同，所以也是Uu口。
运营商通常会有几种原因，如地面传输资源稀缺的原因部署Relay，或者在灾难发生时地面传输都无法工作，或者是短时间内的快速部署移动蜂窝网络时，单个Relay无法满足广泛或者长距离布网的需求，单个Relay只能部署在有地面传输资源的基站周围。所以为了解决部署范围的问题，引入多跳Relay的概念，即Relay接入eNB后，还能继续作为后续Relay的接入节点，从而形成一个多跳的结构。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种支持多跳的中继通信系统，以及支持多跳的中继通信系统的接入方法，能在多跳中继的通信系统中实现数据传输，传输方式比较灵活。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种支持多跳的中继通信系统，包括宿主节点、至少一个寄主节点和核心网，所述宿主节点向至少一个寄主节点提供无线接入连接，并作为网关提供所述至少一个寄主节点和核心网之间的通讯。
优选地，所述的宿主节点包括中继或者基站；所述寄主节点为中继。
所述宿主节点作为代理时，对于寄主节点，宿主节点视作核心网，对于核心网，宿主节点视作寄主节点；所述宿主节点接收代理的消息，转发至代理的目标网元。
优选地，所述宿主节点作为网关将接收到协议/协议栈的消息转换成待发送协议/协议栈的消息，并发送。
优选地，所述协议的转换过程中，所述接收到协议/协议栈及待发送协议/协议栈承载部分不作协议转换。
优选地，所述宿主节点为连接到寄主节点的用户终端提供无线接入连接。
优选地，所述无线接入连接为基于无线蜂窝技术是无线接入连接，所述无线蜂窝技术包括全球移动通讯系统GSM、通用移动通信系统UMTS、长期演进LTE。
一种支持多跳的中继通信系统的接入方法，包括：
寄主节点驻留于宿主节点并与宿主节点建立空口连接；
寄主节点通过宿主节点与核心网建立连接；
宿主节点作为网关转发寄主节点与核心网之间的数据；宿主节点同时作为服务于寄主节点的核心网网关；作为核心网网关时，受控于移动管理实体MME建立与寄主节点的连接及并分配地址；以及
宿主节点向服务于宿主节点的核心网网元申请建立通道并申请地址。
优选地，所述的宿主节点包括中继或者基站；所述寄主节点为中继。
优选地，所述的空口连接建立过程为RRC连接建立过程；所述的核心网连接建立过程为附着过程。
优选地，所述核心网网关包括服务网关SGW或/和分组数据网络网关PGW。
优选地，宿主节点向服务于宿主节点的核心网网元建立通道并申请地址是被宿主节点作为核心网网关时受控于MME要求和寄主建立连接并分配地址触发的。
一种支持多跳的中继通信系统的接入方法，包括：
寄主节点驻留于宿主节点并与宿主节点建立空口连接；
寄主节点通过宿主节点与核心网建立连接；以及
宿主节点作为代理，对于寄主节点，宿主节点被视为核心网，对于核心网，宿主节点被视为寄主节点；宿主节点作为核心网网关，服务于寄主节点。
优选地，宿主节点被视为核心网，具体为：
宿主节点作为核心网MME的代理和核心网网关的代理；作为MME代理时，对于寄主节点，宿主节点被视为MME，对于MME，宿主节点被视为寄主节点。作为核心网网关的代理时，对于MME，宿主节点被视为核心网网关。
优选地，宿主节点作为核心网网关时，受控于移动管理实体MME建立与所述寄主节点的连接及并分配地址。
优选地，所述核心网网关包括SGW或/和PGW。
本发明的支持多跳的通信系统中，中继之间、中继与宿主基站之间通过各种无线子网连接，可以将宿主中继(多跳)或宿主基站(单跳或多跳)设置为用户数据的中转网关，以此将用户数据与EPC之间的交互数据通过这些设定的网关(宿主中继或宿主基站)转发，从而达到支持UE接入而实现相应业务。或者，在中继、宿主中继及宿主基站上设置用户数据直接转发到EPC的数据转发方式，通过在上述网元上设置底层的转发配置实现用户数据与EPC的直接交互(逻辑上)。本发明中继之间、中继与宿主基站之间的无线子网配置灵活，数据传输速率较迅捷，所支持带宽较宽，能在多跳中继的通信系统中实现数据传输，传输方式比较灵活。
附图说明
图1为蜂窝无线通讯系统的结构示意图；
图2为包含Relay的蜂窝无线通讯系统的结构示意图；
图3为基于LTE的蜂窝无线通讯系统的结构示意图；
图4为本发明无线中继多跳通信系统之一的结构示意图；
图5为本发明单Relay系统的协议栈示意图；
图6为本发明无线中继多跳通信系统之二的结构示意图；
图7为本发明支持多跳的Relay系统的协议栈示意图；
图8为本发明无线中继多跳通信系统之三的结构示意图；
图9为本发明多跳Relay系统中Relay接入DonorRelay以及UE接入经过Donor Relay连接的Relay的流程图；
图10所示的是另一种单Relay系统的协议栈示意图；
图11是图10所示协议栈的通信系统的结构示意图；
图12是另一种多跳Relay系统的协议栈示意图；
图13为本发明无线中继多跳通信系统之四的结构示意图；
图14为本发明多跳Relay通信系统中Relay接入Donor Relay以及UE接入经过Donor Relay连接的Relay的流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：本发明的支持多跳的通信系统中，中继之间、中继与宿主基站之间通过各种无线子网连接，可以将宿主中继(多跳)或宿主基站(单跳或多跳)设置为用户数据的中转网关，以此将用户数据与EPC之间的交互数据通过这些设定的网关(宿主中继或宿主基站)转发，从而达到支持UE接入而实现相应业务。或者，在中继、宿主中继及宿主基站上设置用户数据直接转发到EPC的数据转发方式，通过在上述网元上设置底层的转发配置实现用户数据与EPC的直接交互(逻辑上)。本发明中继之间、中继与宿主基站之间的无线子网配置灵活，数据传输速率较迅捷，所支持带宽较宽，能在多跳中继的通信系统中实现数据传输，传输方式比较灵活。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图4为本发明无线中继多跳通信系统之一的结构示意图，如图4所示，本示例的通信系统包括Relay1(无线节点RN1)和Relay2(RN2)，Relay1为通过无线接口连接eNB的Relay，该eNB又称为宿主eNB(Donor eNB)，Relay2通过无线接口连接Relay1，此时Relay1作为一个宿主，可以称之为宿主中继(Donor Relay)。
多跳Relay系统中，Donor Relay节点作为协议转换节点，将其下的Relay和其所在的宿主网元的通讯协议进行转换。在现有的网络架构中，这一类的协议转换网元被称为网关(Gateway)。在单Relay系统中，DeNB就是一个网关，连接Relay和核心网的MME或SGW/PGW。
图5为本发明单Relay系统的协议栈示意图，如图5所示，Relay对于UE来说是单独的基站，所以Relay就像普通的eNB所做的一样会将UE的业务协议(APP)数据封装到传输网(DeNB与EPC之间的传输网)的协议Protocol1中去，其中，Protocol1是基于IP的协议，例如对于控制面来说Protocol1的协议栈结构由下至上是IP/SCTP/S1-AP，对于用户面来说Protocol1的协议栈由下至上是IP/UDP/GTP-U。Protocol1通过Un接口的无线承载来传输，所以无线承载的协议所完成的基本是物理层和链路层的工作。当数据包到达网关时，也就是DeNB时，DeNB将链路层以下的协议做了一次转换，即Un接口的无线承载和地面侧的L1/L2做转换。协议转换时，上层协议栈不发生变化，网关根据内部转换关系，将源协议栈转化为目标协议栈。
图6为本发明无线中继单跳通信系统之二的结构示意图，如图6所示，Relay直接与DeNB之间通过无线子网连接，无线子网包括基于无线蜂窝技术的网络如全球移动通讯系统(GSM，Global System for Mobile Communication)、通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)及其演进网络等，或者是长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统等通讯网络。DeNB与EPC(MM，或SGW/PGW)之间通过有线传输网连接，例如基于IP的互联网等。UE到达Relay的APP数据，被打包进Protocol1，例如是隧道协议，在Un接口的数据包按协议栈来看由下至上分别是Un无线承载、IP、UDP、GTP-U和APP，数据包到达DeNB后，链路层以下会被转换为L1/L2协议，其它部分保持不变。转换时，网关可以利用保存的路由信息，比如当IP的目的地址是Relay时，DeNB才会将传输网的数据包转换为Un的数据包。
图7为本发明支持多跳的Relay系统的协议栈示意图，如图7所示，该协议栈是两跳的示意图，Relay2与Relay1连接，Relay1作为Donor Relay节点，与DeNB连接。其中，Relay1提供链路层以下的协议转换，将Relay2和Relay1之间的Un无线承载转换为Relay1和DeNB之间的Un无线承载。Relay1可以根据自身保存的路由关系来决定是否要对数据包进行协议转换。图8为本发明无线中继多跳通信系统之三的结构示意图，如图8所示，从DeNB与EPC之间的传输网来看，图中所示网元之间是基于IP网而连接的，Relay2、Relay1以及DeNB上均配置了将UE的APP数据直接转发至EPC的转发机制，各网元在进行APP数据包转发时，所经的转发路径不同，各网元之间的转发实现方式也可能不同。例如，如果Relay1收到目的地址是10.10.10.7的数据包则转发，收到10.10.10.5的数据包则自己处理。在这种架构下，所有的网元都处于同一个IP传输网络内，根据IP的路由关系，任何两个网元可以使用任何基于IP的协议进行通讯。而Protocol1是EPC使用的传输协议，如控制面的IP/SCTP/S1-AP，IP/UDP/GTP-C或用户面的IP/UDP/GTP-U。
图9为本发明多跳Relay系统中Relay接入Donor Relay以及UE接入经过Donor Relay连接的Relay的流程图，如图9所示，本示例并没有将所有的信令一一示出，大部分流程与现有LTE系统的接入流程相同，本示例将不再对每一流程作出详细描述，仅对与现有流程不同的步骤进行特别说明。图9中所示的Relay MME和UE MME可能是同一个网元，在此只是为了描述方便而将其分开示意。在Relay2接入Donor Relay即Relay1前，Relay1已经接入DeNB，可参见图6所示多跳Relay通信系统，R elay2作为UE在Relay1下驻留，读取系统广播后，发起图中步骤1所示的RRC连接过程，建立RRC连接。建立RRC连接完成后，Relay1和Relay2之间已经建立了信令通道，可以传输RRC信令。Relay2接着发起附着(Attch)过程(图中步骤2所示)。Attch是非接入层(NAS，Non Access Stratum)层协议，在Un接口先有RRC信令的携带给Relay1，由Relay1通过用户面传输通道，无线承载(A1)，发送S1初始直传消息给RelayMME。此时Relay2是作为UE接入的，NAS消息可以认为是APP，无线承载为空口的信令协议，即RRC，而Protocol1是IP/SCTP/S1-AP。Relay1作为eNB的角色，将NAS的承载由RRC信令转换层IP/SCTP/S 1-AP，并转发给和它对应的MME。如图8所示，要建立该多跳Relay通信系统，需要分配给Relay2一个IP地址，并且更新Relay1和DeNB的路由关系。为了减少对现有协议的影响，使用现有的协议流程去完成这个过程，而非定义新的协议流程。所以在Attch过程中，Relay2在信令中会通知MME，希望选择的SGW/PGW是其接入的eNB，在本场景中即是Relay2的Donor Relay，也就是Relay1。MME可以通过S1-AP连接的另一端来确认Relay1。MME把Relay1当作SGW/PGW，发送GTP-C消息，要求步骤3建立默认承载(create default bearer)，其中就包括分配一个IP地址。Relay1自身只有一个IP地址，并且也需要DeNB路由才行。Relay1要求支持Multi-PDN，即可以激活多个PDN连接。作为UE的角色，发起给其对应的MME，发起步骤4的PDN(Packet Data Network)连接请求，请求建立另一个PDN连接，分配另一个IP，并且要求其对应的eNB作为SGW/PGW。MME通过步骤5建立默认承载，通过把DeNB作为SGW/PGW，分配对应IP。DeNB自身分配或者通过本地的动态主机配置协议(DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol)等方式分配IP地址，并保存路由关系。步骤5结束后，MME通过步骤6的S1-AP的E-RAB指派消息通知UE即Relay1对应的eNB，即DeNB，其中携带Attach的应答消息，并要求建立新的EPSbearer，DeNB收到后根据需要的配置的步骤7中的配置信息重配Un接口，建立新的EPS bearer的无线承载(A2)，并将NAS的Attach应答消息通过步骤7中的消息发送给Relay1。至此DeNB的路由表里有Relay1的IP和这个新分配的IP，并且Relay1有IP可以分配了。Relay1作为SGW/PGW的角色给Relay2对应的MME发送的步骤3中的回复应答消息(步骤8)，将新分配的IP地址带回，并建立路由关系。Relay2的MME收到后，向Relay2对应的eNB即Relay1发送UE上下文建立(步骤10)。Relay1收到S1的UE上下文建立后，在空口重配置Un连接，建立无线承载(B1)，其中携带Relay2的attach响应消息，建立Relay1和Relay2的空口用户面传输通道。至此Relay2拥有新分配的IP，并且Relay1和DeNB都有IP的路由关系，如图8所示，Relay2拥有传输网的独立IP，可以通过IP协议，连接网路中任何一个网元。当UE接入Relay2时，通过步骤14至步骤21的UE接入过程，可以建立起和UE SGW/PGW的传输通道，而通过UE SGW/PGW，UE可以进入APP使用的业务网络，例如互联网。
图10所示的是另一种单Relay系统的协议栈，与图5所述协议栈的区别在于DeNB协议转换的程度扩展到传输层，传输层以下的协议做转换，即Un接口的Protocol2和无线承载与Protocol1和地面侧的L1/L2做转换。这里的传输层是指在网络侧用于传输业务数据的传输协议。协议转换时，上层协议栈不发生变化，网关根据的内部转换关系，将源协议栈转化为目标协议栈。Protocol2表示Relay与DeNB之间子网所支持的协议。
图11是图10所示协议栈的通信系统的结构示意图，UE到达Relay的APP数据，被打包进Protocol2，例如是隧道协议，在Un接口的数据包按协议栈来看由下至上分别是Un无线承载、IP、UDP、GTP-U和APP，数据包到达DeNB后，APP以下会被转换为L1/L2协议和Protocol1，APP部分保持不变。假设Protocol1也是隧道协议。转换时，网关可以利用保存的映射信息，比如根据协议栈的IP+GTP-U TEID对的映射关系，将网管两侧的数据进行转换。例如，DeNB从Relay收到目标IP1＝192.168.1.1，目标TEID1＝10的数据包，根据保存的映射关系，发现有匹配项，将其转换成匹配项为，目标IP2＝10.10.10.112，目标TEID2＝20的数据包，转发给核心网的SGW/PGW。当然上述Protocol1和Protocol2不一定要相同的。对于异构网络的网关，比如Protocol2是一个简化的隧道协议，不需要承载在IP上，其隧道号TID＝128。那么在网管内部的映射表就是TID＝128对应目标IP＝10.10.10.112，目标TEID＝20，那么数据包的转发，在DeNB和SGW/PGW之间将会按照映射关系构造Protocol1的IP/UDP/GTP-U数据包。
图12是另一种多跳Relay系统的协议栈示意图，如图12所示，Relay1作为Donor Relay节点，提供的传输层以下的协议转换，将Relay2和Relay1之间的Un无线承载和Protocol3转换为Relay1和DeNB之间的Un无线承载和Protocol2。Relay1可以根据是否在自身保存的转换关系表中有匹配项来决定是否对数据包进行协议转换。如上所述，Donor Relay支持同构协议的转换和异构协议的转换。图13为本发明无线中继多跳通信系统之四的结构示意图，如图13所示，可以认为图中所示的各网元之间的连接接口组成自己的子网，比如Relay1和Relay2之间的子网1，Relay2和UE之间的子网2。子网所用的协议可以是基于IP的路由协议，因为子网中只有两个网元，也可以是基于点对点的协议，比如用简单的隧道标识或者流标识来表示点对点之间的不同数据流即可。两个子网间的节点做同构或者异构协议的翻译工作。
图14为本发明多跳Relay通信系统中Relay接入Donor Relay以及UE接入经过Donor Relay连接的Relay的流程图，如图14所示，本示例并没有将所有的信令一一示出，大部分流程的现有LTE系统的中的流程。图中所示的RelayMME和UE MME可能是同一个网元，在此只是为了明确表示将其分开。在Relay2接入Donor Relay即Relay1前，Relay1已经接入DeNB，结构如图11所示。Relay2作为UE先在Relay1下驻留，读取系统广播后，发起步骤1的RRC连接过程，建立RRC连接。步骤1完成后，Relay1和Relay2之间已经建立了信令通道，可以传输RRC信令。Relay2接着发起步骤2的Attch过程。Attch是NAS层协议，在Un接口先有RRC信令的携带给Relay1，由Relay1通过用户面传输通道，无线承载(A1)，发送S1初始直传消息给DeNB。此时Relay2是UE，NAS消息可以认为是APP，无线承载为空口的信令协议，即RRC，而Protocol2是IP/SCTP/S1-AP或者S1-AP。Relay1作为eNB的角色，将NAS的承载由RRC信令转换成IP/SCTP/S1-AP信令承载(目标IP＝192.168.1.1，源IP＝192.168.1.2，公共S1消息)，并在信令中携带下行目的eNB S1-AP ID＝22，并转发给DeNB。如图13所示，要建立该多跳Relay架构，需要在每个子网间的网管建立对应协议的映射关系，在本例中即需要在Relay1和DeNB上添加新的对应关系。这种跨子网的协议映射关系，通常来说，需要对一对协议转换维护对应关系表，不同类别的协议需要分开，例如IP/UDP/GTP-U的对应关系和IP/SCTP/S1-AP的对应关系要分开维护。本实施例以Protocol1/2/3都采用同构网络为例，在本例中需要对三组协议对进行转换，分别是用户面的IP/UDP/GTP-U，控制面的IP/SCTP/S1-AP，和控制面的IP/UDP/GTP-C协议。所述的协议转换对于异构网络时仅在对应关系的标识有所区别，所以在传递标识的信令稍作修改即可。例如上述图11的过程中所描述。DeNB收到该信令后，转换IP/SCTP/S1-AP为新的协议包(目标IP＝10.10.10.111，源IP＝10.10.10.1，公共S1消息)，并在信令中携带下行目的eNB S1-AP ID＝12，转发给MME，并在本地保存(IP＝192.168.1.2，eNB S1-AP ID＝22)和(IP＝10.10.10.1，eNBS1-AP ID＝12)的对应关系，用于下行IP/SCTP/S1-AP协议转换。MME收到的S1-AP的信令中携带的NAS层的attach请求，要求建立本地承载，所以MME选对应的eNB，即DeNB，作为SGW/PGW建立承载，发送步骤3的建立默认bearer(目标IP＝10.10.10.1，源IP＝10.10.10.111，公共GTP-C消息)，并携带上行TEID-C＝111，以及可能的源UE相关信息，例如UE初始直传的DeNB带给核心网的S1-AP ID＝12，表明该UE是通过子网方式上来，要求目标网元已代理方式工作，或者携带对应端口映射关系。DeNB收到该GTP-C消息后，发现UE是子网方式，作为SGW/PGW的代理，或者根据对应端口映射关系，将协议转化为子网1的GTP-C数据包(目标IP＝192.168.1.2，源IP＝192.168.1.1，公共GTP-C消息)，并携带上行TEID-C＝121，发送给Relay1，并保存上行GTP-C的对应关系(IP＝10.10.10.111，TEID-C＝111)与(IP＝192.168.1.2，TEID-C＝121)。Relay1收到该数据包后，步骤4建立默认bearer，并反馈分配的IP地址是192.168.1.2，携带下行TEID-C＝122，发送(目标IP＝192.168.1.1，源IP＝192.168.1.1，TEID-C＝121)给DeNB，DeNB收到后，根据之前建立的上行GTP-C转换关系，将数据包转化为(目标IP＝10.10.10.111，源IP＝10.10.10.1，TEID-C＝111)，将并建立下行GTP-C的对应关系(IP＝192.168.1.2，TEID-C＝122)与(IP＝10.10.10.1，TEID-C＝112)，MME收到应答消息后，发送S1消息在步骤5建立UE上下文(目标IP＝10.10.10.1，源IP＝10.10.10.111，eNB S1-APID＝22)，其中携带上行MME S1-AP ID＝11。DeNB收到该消息后，根据之前的下行S1AP转换关系，将数据包转换为(目标IP＝192.168.1.2，源IP＝192.168.1.1，eNB S1-AP ID＝12)，其中携带上行MME S1-AP ID＝11，并本地保存下行S1-AP对应关系(IP＝10.10.10.1，S1-AP＝11)与(IP＝192.168.1.2，S1-AP＝11)。Relay1，收到步骤6的UE上下文建立消息后，则在步骤7的空口重配置Relay2，建立无线承载(B1)。至此Relay2作为UE角色完成接入。通过Attach相应消息，Relay2的IP是192.168.1.2。子网2也建立起来了。网络拓扑如图15所示。
之后Relay2作为eNB的角色，开始S1Setup流程，建立eNB。在子网2内，Relay2认为Relay1就是MME和SGW/PGW和相邻eNB的代理，将步骤8的S1Setup消息发送给Relay1，Relay1进行协议转换后在子网1中发送给DeNB，再由DeNB转换后发到真实的UE MME。
通过步骤11至步骤17的UE接入过程，建立C11，B11，A11，D11的传输通道，在其中两个网关的协议转换关系可以如下表所示，其中IP在表中省略，在匹配表项过程中IP匹配可能也是需要的。如表1所示：
  DeNB   Relay1
  下行IP/SCTP/S1 AP ID   1011-＞1021   1021-＞1031
  上行IP/SCTP/S1 AP ID   1022-＞1012   1032-＞1022
  上行IP/UDP/GTP-C TEID   1121-＞1111   1131-＞1121
  下行IP/UDP/GTP-C TEID   1112-＞1122   1122-＞1132
  上行IP/UDP/GTP-U TEID   1221-＞1211   1231-＞1221
  下行IP/UDP/GTP-U TEID   1212-＞1222   1222-＞1232
表1
可以建立起和UE SGW/PGW的传输通道，而通过UE SGW/PGW，UE可以进入APP使用的业务网络，例如互联网。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种支持多跳的中继通信系统，包括宿主节点、至少一个寄主节点和核心网，其特征在于，所述宿主节点向至少一个寄主节点提供无线接入连接，并作为网关或代理提供所述至少一个寄主节点和核心网之间的通讯。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的宿主节点包括中继或者基站；所述寄主节点为中继。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述宿主节点作为代理时，对于寄主节点，宿主节点视作核心网，对于核心网，宿主节点视作寄主节点；所述宿主节点接收代理的消息，转发至代理的目标网元。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述宿主节点作为网关将接收到协议/协议栈的消息转换成待发送协议/协议栈的消息，并发送。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述协议的转换过程中，所述接收到协议/协议栈及待发送协议/协议栈承载部分不作协议转换。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述宿主节点为连接到寄主节点的用户终端提供无线接入连接。
7.根据权利要求1或6所述的系统，其特征在于，所述无线接入连接为基于无线蜂窝技术是无线接入连接，所述无线蜂窝技术包括全球移动通讯系统GSM、通用移动通信系统UMTS、长期演进LTE。
8.一种支持多跳的中继通信系统的接入方法，其特征在于，包括：
寄主节点驻留于宿主节点并与宿主节点建立空口连接；
寄主节点通过宿主节点与核心网建立连接；
宿主节点作为网关转发寄主节点与核心网之间的数据；宿主节点同时作为服务于寄主节点的核心网网关；作为核心网网关时，受控于移动管理实体MME建立与寄主节点的连接及并分配地址；以及
宿主节点向服务于宿主节点的核心网网元申请建立通道并申请地址。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的宿主节点包括中继或者基站；所述寄主节点为中继。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的空口连接建立过程为RRC连接建立过程；所述的核心网连接建立过程为附着过程。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述核心网网关包括服务网关SGW或/和分组数据网络网关PGW。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，宿主节点向服务于宿主节点的核心网网元建立通道并申请地址是被宿主节点作为核心网网关时受控于MME要求和寄主建立连接并分配地址触发的。
13.一种支持多跳的中继通信系统的接入方法，其特征在于，包括：
寄主节点驻留于宿主节点并与宿主节点建立空口连接；
寄主节点通过宿主节点与核心网建立连接；以及
宿主节点作为代理，对于寄主节点，宿主节点被视为核心网，对于核心网，宿主节点被视为寄主节点；宿主节点作为核心网网关，服务于寄主节点。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，宿主节点被视为核心网，具体为：
宿主节点作为核心网MME的代理和核心网网关的代理；作为MME代理时，对于寄主节点，宿主节点被视为MME，对于MME，宿主节点被视为寄主节点。作为核心网网关的代理时，对于MME，宿主节点被视为核心网网关。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，宿主节点作为核心网网关时，受控于移动管理实体MME建立与所述寄主节点的连接及并分配地址。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述核心网网关包括SGW或/和PGW。
CN2009101626897A 2009-08-18 2009-08-18 支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法 Pending CN101998657A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101626897A CN101998657A (zh) 2009-08-18 2009-08-18 支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法
US13/389,523 US9380637B2 (en) 2009-08-18 2010-07-30 Relay communication system supporting multiple hops and access method thereof
EP10809537.3A EP2453590A4 (en) 2009-08-18 2010-07-30 Relay communication system supporting multiple hops and access method thereof
PCT/CN2010/075606 WO2011020404A1 (zh) 2009-08-18 2010-07-30 支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101626897A CN101998657A (zh) 2009-08-18 2009-08-18 支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101998657A true CN101998657A (zh) 2011-03-30

Family

ID=43606634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101626897A Pending CN101998657A (zh) 2009-08-18 2009-08-18 支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9380637B2 (zh)
EP (1) EP2453590A4 (zh)
CN (1) CN101998657A (zh)
WO (1) WO2011020404A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016037324A1 (zh) * 2014-09-10 2016-03-17 华为技术有限公司 数据传输链路建立装置、方法及通信系统
CN109005562A (zh) * 2013-09-04 2018-12-14 华为技术有限公司 传输数据的方法、装置和系统
CN110475368A (zh) * 2018-05-10 2019-11-19 中兴通讯股份有限公司 信息传输方法及装置
CN111557121A (zh) * 2018-01-11 2020-08-18 瑞典爱立信有限公司 集成接入回程(iab)网络中的分组转发
CN111727661A (zh) * 2018-02-14 2020-09-29 株式会社Kt 中继节点中rrc消息的处理方法及设备
CN112040565A (zh) * 2018-02-11 2020-12-04 Oppo广东移动通信有限公司 移动通信系统、方法及装置
CN112399513A (zh) * 2018-05-22 2021-02-23 Oppo广东移动通信有限公司 接入方法及传输点

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010028974A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Vodafone Holding Gmbh Bereitstellung einer Ende-zu-Ende-Verbindung von einer Endeinheit in ein Netz
CN102724102B (zh) 2011-03-29 2015-04-08 华为技术有限公司 与网管系统建立连接的方法、设备及通信系统
CN103477665B (zh) * 2011-04-12 2018-06-29 瑞典爱立信有限公司 在移动通信网络中发送用户面业务的方法和装置
CN105163398B (zh) * 2011-11-22 2019-01-18 华为技术有限公司 连接建立方法和用户设备
US8924581B1 (en) * 2012-03-14 2014-12-30 Amazon Technologies, Inc. Managing data transfer using streaming protocols
US9119184B2 (en) * 2012-03-31 2015-08-25 Tejas Networks Limited Method and system of transmitting a bearer resource request message from a UE to a MME for setting up an EPS bearer in a LTE network
US10051686B2 (en) 2012-05-04 2018-08-14 Qualcomm Incorporated Charging over a user-deployed relay
US9100255B2 (en) 2013-02-19 2015-08-04 Futurewei Technologies, Inc. Frame structure for filter bank multi-carrier (FBMC) waveforms
EP3107342B1 (en) * 2014-03-07 2020-12-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Relay node (rn), donor enodeb (denb) and communication method
WO2016082184A1 (zh) * 2014-11-28 2016-06-02 华为技术有限公司 控制信令的传输方法及设备
US10772145B2 (en) * 2017-03-29 2020-09-08 Qualcomm Incorporated Autonomous formation for backhaul networks
US11233722B2 (en) * 2017-12-12 2022-01-25 Futurewei Technologies, Inc. System and method for network topology management
WO2019121497A1 (en) 2017-12-18 2019-06-27 Koninklijke Kpn N.V. A method of, and devices for, establishing a signalling connection between a remote user equipment, ue, and a telecommunication network via a relay capable ue
US10595354B1 (en) * 2018-02-22 2020-03-17 Sprint Spectrum L.P. Communicating with a wireless device via at least two access nodes

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI108326B (fi) * 1999-04-19 2001-12-31 Nokia Corp Wireless Application Protocol -protokollan käyttäminen pakettikytkentäisessä radiotietoliikennejärjestelmässä
TW200733774A (en) * 2006-01-30 2007-09-01 Interdigital Tech Corp Wireless communication method and system for performing dual mode paging
CN101188800B (zh) 2006-06-14 2012-06-13 中兴通讯圣迭戈有限公司 无线通信中的有效消息应答
CN103369698B (zh) * 2007-07-06 2016-06-15 中兴通讯美国公司 无线多跳中继网络中的资源分配
US8855138B2 (en) * 2008-08-25 2014-10-07 Qualcomm Incorporated Relay architecture framework
US8902805B2 (en) * 2008-10-24 2014-12-02 Qualcomm Incorporated Cell relay packet routing
US8964781B2 (en) * 2008-11-05 2015-02-24 Qualcomm Incorporated Relays in a multihop heterogeneous UMTS wireless communication system
KR20150074216A (ko) * 2009-06-17 2015-07-01 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크 중계기 노드로 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치
JP4932933B2 (ja) * 2010-10-06 2012-05-16 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 無線通信を中継する中継局及び中継方法
WO2012089269A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Nokia Siemens Networks Oy Relay-to-relay interference coordination in a wireless communication network

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109005562A (zh) * 2013-09-04 2018-12-14 华为技术有限公司 传输数据的方法、装置和系统
WO2016037324A1 (zh) * 2014-09-10 2016-03-17 华为技术有限公司 数据传输链路建立装置、方法及通信系统
CN105594283A (zh) * 2014-09-10 2016-05-18 华为技术有限公司 数据传输链路建立装置、方法及通信系统
CN105594283B (zh) * 2014-09-10 2019-07-23 华为技术有限公司 数据传输链路建立装置、方法及通信系统
US10455627B2 (en) 2014-09-10 2019-10-22 Huawei Technologies Co., Ltd. Data transmission link establishment apparatus and method, and communications system
CN111557121B (zh) * 2018-01-11 2023-11-03 瑞典爱立信有限公司 集成接入回程(iab)网络中的分组转发
CN111557121A (zh) * 2018-01-11 2020-08-18 瑞典爱立信有限公司 集成接入回程(iab)网络中的分组转发
CN112040565A (zh) * 2018-02-11 2020-12-04 Oppo广东移动通信有限公司 移动通信系统、方法及装置
CN112040565B (zh) * 2018-02-11 2022-04-12 Oppo广东移动通信有限公司 移动通信系统、方法及装置
US11805464B2 (en) 2018-02-11 2023-10-31 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Mobile communication system, method and device
CN111727661A (zh) * 2018-02-14 2020-09-29 株式会社Kt 中继节点中rrc消息的处理方法及设备
CN111727661B (zh) * 2018-02-14 2023-12-26 株式会社Kt 中继节点中rrc消息的处理方法及设备
CN110475368B (zh) * 2018-05-10 2022-12-20 中兴通讯股份有限公司 信息传输方法及装置
US11621916B2 (en) 2018-05-10 2023-04-04 Zte Corporation Information transmission method and device in IAB architecture
CN110475368A (zh) * 2018-05-10 2019-11-19 中兴通讯股份有限公司 信息传输方法及装置
CN112399513A (zh) * 2018-05-22 2021-02-23 Oppo广东移动通信有限公司 接入方法及传输点
US11706698B2 (en) 2018-05-22 2023-07-18 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Access method and transmission point
CN112399513B (zh) * 2018-05-22 2023-10-17 Oppo广东移动通信有限公司 中继方法及相关设备

Also Published As

Publication number Publication date
US9380637B2 (en) 2016-06-28
US20120140701A1 (en) 2012-06-07
WO2011020404A1 (zh) 2011-02-24
EP2453590A1 (en) 2012-05-16
EP2453590A4 (en) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101998657A (zh) 支持多跳的中继通信系统及该系统的接入方法
CN101877860B (zh) 中继节点、服务网关、中继数据的传输方法及系统
US11864085B2 (en) Method and apparatus for transmitting data to a network node in a wireless communication system
CN104185209B (zh) 一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法
US8730918B2 (en) Handover method based on mobile relay and mobile wireless relay system
KR100968037B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 무선 베어러를 관리하는 방법 및 장치
EP2605588B1 (en) Method for obtaining interface information of neighbor evolved nodeb/relay node, and wireless relay system
CN101998668A (zh) 一种无线连接的gtp-u实体间传输数据的方法和装置
WO2017054661A1 (zh) 一种无线中继方法、无线中继站及无线中继系统
CN101730032A (zh) 一种实现数据前转的方法和一种施主基站
CN101998449B (zh) 一种应用于无线中继的传输系统及传输方法
CN103458398B (zh) 一种数据的传输方法和设备
CN101932037B (zh) 保证业务承载传输时延的方法与装置
CN101932038B (zh) 一种无线接入承载的传输方法和系统
CN101998549A (zh) 中继接入系统为用户数据配置数据承载通道的方法及系统
WO2020042986A1 (zh) 一种多跳数据传输方法及装置
CN102387542A (zh) 一种演进无线接入系统小区全球标识的配置方法和系统
CN103957567B (zh) 保证业务承载传输时延的方法与装置
CN102026293B (zh) 一种核心网获知中继节点接入方式的系统及方法
US10149194B2 (en) Method, apparatus, and system for establishing bearer
KR101665934B1 (ko) 다중 무선전송기술이 적용된 무선 백홀 시스템에서의 데이터 라우팅 방법
CN115190558A (zh) 一种通信方法以及通信设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110330