CN102077523B - 无线回程ip地址配置方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种无线回程IP地址配置方法及装置，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，方法包括如下步骤：主基站代替从基站向运营商内部网元发起地址申请；所述主基站接收所述运营商内部网元返回的为从基站分配的IP地址，并从基站主基站建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系。由此，保证了从基站与运营商内部网元的互联互通。

Description

无线回程IP地址配置方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无线回程IP地址配置方法及装置。
背景技术
随着第三代移动通信技术(3rd Generation，3G)宽带无线接入的大规模部署，如高速分组接入(High-Speed Packet Access，HSPA)、微波接入全球互操作性接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)的大规模部署，使得移动数据业务获得了长足的发展。同时，未来第四代移动通信技术(4rd Generation，4G)网络技术的长期演进(Long Term Evolved，LTE)/802.16m标准化进展很快，预计数据速率可达到100Mbps以上。但是，不管3G还是未来的4G，移动网络都会面临一些问题，包括蜂窝小区覆盖边缘的移动终端(User Equipment，UE)接入质量很差，存在覆盖空洞与覆盖盲区，室内覆盖较差等问题。而对运营商而言，要达到无线覆盖部署需要增加大量成本。另外，随着无线接入速率的大幅提高，对现有无线接入传输网络也提出了低成本的要求，特别是无线传输网络成本占1/3左右的国家与地区尤为重要。
寻找相对低成本、可扩展性的回程链路(backhaul)解决方案，是移动运营商需要考虑的关键问题之一。其中，回程链路(backhaul)是指基站(NodeB，NB)到网关(Gateway)的连接，它位于接入网络和骨干网之间。所谓回程链路(backhaul)是指接入网络或者小区站点(cell site)到交换中心的连接。交换中心连接至骨干网络，而骨干网络连接至核心网络。因而，回程链路网络是任何电信网络结构的中间层，它位于接入网络和骨干网络之间，为这两个网络提供了重要连接。举例来说，用户在网吧用无线保真设备(Wireless Fidelity，Wi-Fi)上网时，Wi-Fi设备必须连回网络服务提供商(Internet Service Provider，ISP)端，而此链接任务便可由WiMAX担任。这项功能有助于服务提供商降低回程传输的成本。无线回程(Wireless Backhaul)传输相对有线回程，施工复杂度很小，不需要挖沟布线，成本很低。
无线回程的传输方式是通过UE作为基站的传输承载，通过两级无线接入链路的级联，可以解决部分小基站的传输问题。参见图1，为无线回程网络结构示意图，其中，基站1一般对应微微蜂窝(Picocell)基站或毫微微蜂窝(Femtocell)基站，也可以是宏基站，一般用于部署到家庭、企业网等室内或农村地区。普通终端1、2和回程终端是相同制式的终端，只是回程终端可以为基站1提供回程传输能力，也可以认为，基站1的上下行数据是回程终端的上层业务数据。基站2一般对应宏基站，除了为直接接入的终端(例如普通终端2)提供接入能力，还可以为基站1提供回程传输能力。基站1和基站2是相同制式或不相同制式的基站，只是体积、接入能力、覆盖面积等可能不同，采用的频点可以相同也可以不同。
需要注意的是，回程链路受限于回程终端与基站2的带宽限制，因此无线回程比较适合于补充覆盖，特别是覆盖空洞场景、室内覆盖场景、家庭覆盖场景以及农村覆盖场景等基站要求速率不太高、而且有线网络部署比较困难或者成本太高的应用场景。可见，无线回程方案优势在于通过现有设备的简单组合来实现，无论是针对宽带码分多址分组数据传输(Wideband Code DivisionMultiple Access，WCDMA)还是LTE(包括频分双工模式(FDD)与时分双工模式(TDD))或者WiMAX系统而言，不需要定义额外的标准协议，可降低产品开发周期和成本。
本文关注点在于：以图1中的基站1为例，虽然部署在用户侧(例如家庭、企业内部)，但是属于运营商设备，必须和基站2一样由运营商的网管服务器管理，同时基站1也需要和运营商内部的信令网关、业务网关连接，因此对于基站1的IP地址分配，必须由运营商内部的网管服务器或者动态主机分配协议服务器(Dynamic Host Configuration Protocol Server，DHCP Server)分配，才能使用该IP与运营商内部网元互联互通。
在下文中，对于信令网关、业务网关以及网管服务器，以下统一简称为运营商内部网元；对于连接运营商内部网络与外部公网的网元，以下简称为公网连接网元；对于完成基站1功能的基站简称为从基站，对于完成基站2功能的基站简称为主基站。
本文涉及的无线回程网络包括LTE、WiMAX、WCDMA以及时分同步的码分多址技术(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)等网络，下面以LTE为例说明。
由于本文以LTE无线回程应用情况为例，下面首先简单介绍一下LTE的技术背景。
参见图2，为UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)的网络结构示意图。LTE整体架构及接口中，涉及的逻辑网元有演进型基站(evolved Node B，eNB)、移动管理网元(Mobility Management Entity，MME)、服务网关(ServingGateway，S-GW)以及分组数据网络网关(PEN-Gateway，P-GW)，接口有S1接口和X2接口。其中，LTE用户面协议栈及接口定义：涉及的逻辑网元有UE、eNB、S-GW和P-GW；可以看出，UE的IP数据包，在LTE-Uu接口上由PDCP承载，在S1-U、S5/S8接口上由分组隧道协议(GPRS TunnelingProtocol，GTP)隧道承载。其中，LTE控制面协议栈及接口定义：涉及的逻辑网元有UE、eNB和MME；可以看出，UE的NAS信令，在LTE-Uu接口上由无线资源控制协议(Radio Resource Control，RRC)/分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)承载，在S1-MME接口上由S1接入点(S1 Access Point，S1-AP)/流控传输协议(Stream Control TransmissionProtocol，SCTP)隧道承载。eNB与MME的信令层在S1-MME接口上由SCTP隧道承载。如果在Pico/Femtocell应用场景，上述将eNB取代为Pico/FemtocellNB即可；相应地，接口和协议栈基本不变。在3GPP中，统一将Pico/FemtocellNB定义为LTE家庭基站(eHomeNodeB，eHB)。
下面以LTE为例，介绍与本发明最相关的为基站分配IP地址的两种方案。
第一种方案是，基站处于运营商内部网络的基站地址分配。
参见图3，为LTE系统中现有宏基站网络架构示意图。图3中网元包括宏基站(对应LTE eNB)、信令网关(对应LTE MME)、业务网关(对应LTES-GW/P-GW)以及网管服务器(对应OM Server)。
运营商内部网络用于运营商网络侧设备的互联互通，每个设备均配置了一个或者多个内部网络IP地址用于通信，这个内网IP对于Internet网络而言是个私网IP，在运营商内部网络，这个内网IP是唯一的，并可以路由。
外部公网一般是Internet网，用于各种Internet业务的互联互通。通常，UE的IP地址是由业务网关分配，可以是外部公网IP，也可以是私网IP，同时这个私网IP只需要在业务网关内唯一即可，因此可以认为UE和业务网关又构成一个私网，这个新私网与运营商内部网络是隔离的；如果是公网IP，UE的业务包到达业务网关后可以直接进入外部公网，这时业务网关承担路由器的角色。
对于宏基站的IP地址配置介绍：
●IP地址分配方法之一：宏基站上电启动后，通过与网管服务器的连接，由网管服务器下发IP地址给宏基站；
●IP地址分配方法之二：宏基站上电启动后，通过发起DHCP流程，由DHCP Server负责分配IP地址给宏基站。
其中，宏基站的地址可以是多个，例如分为网管IP、业务IP、信令IP，分别与网管服务器、业务网管、信令网管通信，便于管理；地址也可以是一个，即网管IP、业务IP、信令IP相同，宏基站用一个IP地址同时与网管服务器、业务网关和信令网关通信。
本发明的发明人在研究过程中发现，如果采用类似上述网管服务器或者DHCP Server为宏基站分配IP地址的方法，对应于图1中，即利用为无线回程网络中的网管服务器或者DHCP Server为基站1分配IP地址，相应的交互消息会通过回程终端、基站2，但是现有的流程，回程终端的数据包会直接通过基站2送往业务网关，无法保证基站1与网管服务器/DHCP Server的消息交互。
第二种方案是，基站处于运营商外部网络的基站地址分配。
基于基站处于运营商外部网络的情况，一般可以参考现有的微基站的部署情况，参见图4，为LTE系统中微基站网络架构示意图。
微基站一般处于某个私有网络，例如企业网、家庭网等；微基站归属于运营商，必须被运营商进行管理，并可以与运营商内部网络的各种网络侧网元进行互联互通，因此需要为微基站分配一个运营商内部的IP地址。
需要为微基站分配两个IP地址，分别用于私有网络和运营商内部网络，具体过程介绍如下：
●微基站上电启动后，通过DHCP流程，通过私有网络中的DHCPServer获得一个私有网络的IP地址；
●微基站发起与运营商网络的安全网关的连接建立后，在私有网络会有一个网络地址转换(Network Address Translation，NAT)服务器将微基站的私有IP映射为一个公网IP，顺利在公网上与安全网关建立连接，协商完成安全隧道的建立；
●通过这个安全隧道，微基站再次发起一个网管流程或者DHCP流程，由于运营商内部网络的网管服务器或者DHCP Server分配一个运营商内部网路的IP地址。
与第一种方案类似，微基站的内网地址可以是多个，例如分为网管IP、业务IP、信令IP，分别与网管服务器、业务网管、信令网管通信，便于管理；地址也可以是一个，即网管IP、业务IP、信令IP相同，微基站用一个IP地址同时与网管服务器、业务网关和信令网关通信。
本发明的发明人在研究过程中发现，如果采用类似上述通过安全网关控制、由网管服务器或者DHCP Server为微基站分配IP地址的方法，对应于图1中则无法实现，原因在于图1的无线回程网络中没有安全网关设备，无法实现IP地址的分配。
发明内容
本发明实施例提供了一种无线回程IP地址配置方法及装置，以解决现有第一种方案基站与运营商网络中的网元无法实现互联互通的问题，以及解决现有第二种方案无法实现无线回程IP地址分配的问题。
本发明提供的方案包括：
一种无线回程IP地址配置方法，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，包括：
主基站代替从基站向运营商内部网元发起地址申请；
所述主基站从所述运营商内部网元接收为从基站申请到的IP地址，并建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系。
一种无线回程IP地址配置方法，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，包括：
回程终端通过主基站向公网连接网元发起地址申请流程，申请IP地址；
所述回程终端经过所述主基站从所述公网连接网元接收申请到的IP地址；
在所述地址申请流程中，所述主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
一种无线回程IP地址配置方法，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为桥接模式，包括：
从基站经过回程终端以及主基站向运营商内部网元发起地址申请流程，申请IP地址；
运营商内部网元将IP地址经过主基站以及回程终端发送给从基站；
在所述地址申请流程中，主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
一种无线回程IP地址配置的主基站，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，包括：
代替地址申请单元，用于代替从基站向运营商内部网元发起地址申请；
地址接收单元，用于接收所述运营商内部网元返回的为从基站分配的IP地址；
映射关系建立单元，用于建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系。
一种无线回程IP地址配置的主基站，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，包括：
地址申请转发单元，用于将回程终端发起的地址申请流程转达给公网连接网元，申请IP地址；
映射关系建立单元，用于在所述地址申请流程中，所述主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
一种无线回程IP地址配置的主基站，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为桥接模式，包括：
地址申请转发单元，用于将从基站发起的经回程终端发来的地址申请流程转达给运营商内部网元，申请IP地址；
映射关系建立单元，用于在所述地址申请流程中建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
可见，本发明实施例提供了在无线回程应用场景下，为从基站配置IP地址的方法，通过在主基站上保存从基站IP地址与回程终端IP地址/空口承载的映射关系对应表，保证了如图1所示的基站1能够正常地与运营商内部网元(例如网管服务器、业务网关以及信令网关等)进行互联互通。
附图说明
图1为现有技术中无线回程网络结构示意图；
图2为现有技术中E-UTRAN网络结构示意图；
图3为现有技术中LTE系统宏基站网络架构示意图；
图4为现有技术中LTE系统中微基站网络架构示意图；
图5为本发明LTE系统无线回程网络结构示意图；
图6为本发明无线回程IP地址配置方法实施例一流程图；
图7为本发明实施例以LTE系统为例的实施例一流程图；
图8为Attach申请IP地址流程图；
图9为DHCP申请IP地址流程图；
图10为本发明无线回程IP地址配置方法实施例二流程图；
图11为本发明实施例以LTE系统为例的实施例二流程图；
图12为本发明无线回程IP地址配置方法实施例三流程图；
图13为本发明实施例以LTE系统为例的实施例三流程图；
图14为本发明无线回程IP地址配置装置实施例一的主基站结构示意图；
图15为本发明无线回程IP地址配置装置实施例二的主基站结构示意图；
图16为本发明无线回程IP地址配置装置实施例三的主基站结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
参见图5，为LTE系统无线回程网络结构示意图，其中，eNB501对应回程网络的主基站，eHB502对应回程网络的从基站，通过回程终端(BackhaulUE，B-UE)503、eNB501将eHB502的网管数据、信令数据和业务数据回程传输给eHB502对应的网管服务器(OM Server或DHCP Server)504、MME505和S-GW506。可见，就图5而言，本发明实施例目的在于对eHB502的IP地址的分配和使用，从而保证eHB502与对应的网管服务器504、MME505和S-GW506的互联互通。
在具体实施本发明时，可根据B-UE工作模式的不同而有区别。
B-UE工作模式包括以下两种：
非桥接模式：B-UE的典型工作模式，工作在IP层，有IP地址；所有来自eHB的包都作为B-UE的IP层应用数据包来统一处理；B-UE内置DHCPServer功能和NAT地址转换功能；
桥接模式：B-UE工作在L2层，所有来自eHB的包，直接放入空口承载发送给eNB，或者从空口承载收到的包，直接转发给eHB。
下面分别以B-UE的不同工作模式介绍本发明实施例。
首先介绍实施例一，B-UE工作模式为非桥接模式时，为从基站配置IP地址的方案。
参见图6，为实施例一流程图，包括：
S601：主基站代替从基站向运营商内部网元发起地址申请；
S602：主基站从运营商内部网元接收为从基站申请到的IP地址，并建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系。
如果具体到LTE系统的回程网络中，上述主基站是指eNB，从基站是指eHB，运营商内部网元包括MME、S-GW以及网管服务器(OM Server或DHCPServer)等。
下面以LTE系统为例对实施例一进行详细阐述。
参见图7，为以LTE系统为例的实施例一流程图，包括：
S701：B-UE发起入网流程，获得一个用于Internet业务的公网或私网IP地址；
其中，B-UE发起的入网流程为现有技术，此处不作详细讨论。在B-UE经过eNB发起入网流程过程中，eNB保存下该B-UE IP地址。
S702：eNB代替步骤S701发起入网流程的B-UE对应的eHB向OMServer/DHCP Server发起地址申请流程，得到为eHB分配的一个或多个运营商内部网络的IP地址并保存，并且，建立这个/些IP地址与B-UE IP地址的映射关系表；
其中，eNB需要配置B-UE与eHB的对应关系，例如配置B-UE标识与eHB标识对应关系，这样，在S701的B-UE入网后，eNB可以获知为该B-UE对应的eHB代为申请IP地址。
其中，eNB代替eHB申请的IP地址包括网管IP地址、信令IP地址和业务IP地址的一个或多个。
另外，优选地，在地址申请流程中，eNB携带预先获知的eHB的标识。eNB代替eHB发起地址申请流程中携带eHB的标识的目的是，使OMServer/DHCP Server获知是为了eHB进行的地址分配、并作记录。其中，eNB需要事先获知eHB的标识，例如直接在eNB上配置eHB的标识。该标识可以是eHB的设备号、介质访问控制(MediaAccess Control，MAC)地址或者国际移动用户识别码(International Mobile Subscriber Identification Number，IMSI)等eHB的唯一标识。
优选地，eNB向OM Server/DHCP Server发起地址申请流程中携带自身的IP地址，这样，OM Server/DHCP Server即可获知要为eHB分配和eNB的IP地址属于相同网段的IP地址，由此，即可利用该eHB IP地址实现eHB与运营商内部网元的通信。在OM Server/DHCP Server为eHB分配的IP地址和eNB的IP地址不属于相同网段的IP地址时，可通过现有的组网技术将IP地址进行转换，实现eHB与运营商内部网元的通信。
S703：eHB设备启动后，发起DHCP流程请求IP地址分配，B-UE作为DCCP Server为其分配一个私网IP地址，例如192.168.X.X；
S704：eHB与运营商内部网元通信时(例如与MME/S-GE/OM Server通信时)，对上行IP数据包的处理过程为：
B-UE从eHB获取上行IP包后，进行一次NAT地址转换，即将源地址eHB的私网IP地址转换为B-UE的IP地址，在进行NAT地址转换后，B-UE将IP包发给eNB；
eNB接收到上行IP包后，进行一次地址映射，即按照S702建立的映射关系表，将源地址B-UE的IP地址修改为相应的eHB的内网IP地址(S702获得的网管IP地址、信令IP地址和业务IP地址之一)，在进行地址映射然后，eNB将IP包发往运营商内部网元；
由此，通过步骤S704，运营商内部网元即可获知是和该eHB通信。
S705：eHB与运营商内部网元通信时(例如与MME/S-GE/OM Server通信时)，对下行IP数据包的处理过程为：
eNB从运营商内部网元接收到下行IP包后，进行一次地址映射，即按照S702建立的映射关系表，将目的地址是eHB的内网IP地址(S702获得的网管IP地址、信令IP地址和业务IP地址之一)修改为相应的B-UE的IP地址，在进行地址映射后，eNB将IP数据包发给B-UE；
B-UE从eHB获取下行IP包后，进行一次NAT地址转换，即将目的地址B-UE的IP地址转换为eHB的私网IP地址，在进行NAT地址转换后，B-UE将IP包发往eHB。
由此，通过步骤S705，eNB后续模块即可获知将该IP数据包通过B-UE的空口承载发往B-UE，进而发给eHB。
综上，实施例一之所以在eNB上要将B-UE的IP地址与eHB的内网IP地址进行映射，主要一个原因是，按照现有技术中的流程，B-UE得到的IP地址是用于Internet业务的公网或私网IP地址，这个IP地址不能够用于运营商内部网络进行通信。
在下面介绍的实施例二中，是B-UE工作模式为非桥接模式时，为eHB配置IP地址的另一个方案。该方案中，将B-UE和eHB进行绑定：在B-UE入网后直接给B-UE分配的是运营商内部网络的IP地址，同时这个IP地址也是eHB与运营商内部网元通信时使用的IP地址。
概括而言，实施例二中，B-UE通过现有LTE的IP地址申请流程获得IP地址，关键在于，运营商内部网元需要识别出B-UE是回程终端，而不是普通终端。B-UE可以预先得到或配置eHB的标识，并在地址请求相关消息中需要携带该eHB标识，由此，网络侧网元获知是为该eHB分配一个运营商内部可寻址的IP地址，同时，这个IP地址必须和对应的eNB设备的IP地址属于相同网段。
现有LTE系统中，UE申请IP地址有两种方案，一种是附着(Attach)流程，另一种是DHCP流程，为了对实施例二的理解更加顺畅，首先简要介绍这两种现有方案。
参见图8，为UE通过Attach申请分配IP地址的流程：
通过S801，UE经eNB向MME发起附着请求(Attach Request)消息，请求获得IP地址；
在S802中，MME经S-GW向P-GW发送创建缺省承载请求(Create DefaultBearer Request)消息，
可选地，通过S803，在P-GW和外部PDN(External PDN)之间进行远程认证拔号用户服务(Remote Authentication Dial-In User Service，RADIUS/直径协议(RADIUS协议的升级协议，Diameter)/DHCP)流程；其中，Radius或者Diameter协议是承载DHCP的承载协议。
在S804中，P-GW通过S-GW向MME返回创建缺省承载请求(CreateDefault Bearer Response)消息，携带为UE分配的IP地址或地址前缀；
通过S805，MME经eNB向UE返回附着接受(Attach Accept)消息，携带为UE分配的IP地址或地址前缀；
通过Attach流程，由P-GW为UE分配IP地址，并通过Attach Accept消息通知UE分配结果，此时，由IPv6仅带回地址前缀，还需要在S806和S807中完成地址配置：
S806～S807：UE向P-GW发起路由请求(Router Solicitation)，P-GW向UE返回路由发布(Router Advertisement)，完成对UE的IP地址分配。
参见图9，为UE通过DHCP申请分配IP地址的流程：
通过S901，UE与eNB、S-GW和P-GW之间发起Attach流程，完成缺省承载建立；
如果Attach流程没有分配成功IP地址，则UE触发DHCP流程申请分配地址：
在S902～S903中，完成DHCP发现过程：UE经eNB、S-GW、P-GW向企业内部互联网(Intranet)或者ISP(Internet服务提供者)发送DHCP发现(DHCP Discover)消息；Intranet或者ISP向UE返回DHCP允许(DHCP Offer)消息；
其中，S903可能会重复多次。
在S904～S905中，完成DHCP响应过程：UE经eNB、S-GW、P-GW向Intranet或者ISP发送DHCP发现(DHCP Request)消息，请求地址分配；Intranet或者ISP向UE返回DHCP响应(DHCP ACK)消息，完成为UE的IP地址分配。
其中，需要说明的是，由P-GW为UE分配地址，可以是直接由P-GW的地址池为其分配地址，也可以由P-GW向外部P-GW申请分配，也可以通过P-GW向DHCP Sever申请分配，具体这些分配方式对于UE是透明的，统一可以认为是由P-GW分配。本文对此不作限定。
在介绍完现有Attach和DHCP流程为UE分配地址的方案之后，再详细描述实施例二的方案。
参见图10，为实施例二流程图，包括：
S1001：回程终端经主基站向公网连接网元发起地址申请流程，申请IP地址；
S1002：所述回程终端经所述主基站从所述公网连接网元接收申请到的IP地址；其中，在所述地址申请流程中，所述主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
优选地，回程终端申请与主基站IP地址属于相同网段的IP地址，由此，利用该IP地址即可直接实现从基站与运营商内部网元通信；当申请的IP地址与主基站IP地址不属于相同网段时，可通过现有的组网技术对地址进行转换，也可实现从基站与运营商内部网元通信。
如果具体到LTE系统的回程网络中，上述主基站是指eNB，从基站是指eHB，回程终端是指B-UE，公网连接网元是指P-GW。另外，在LTE系统中，运营商内部网元包括MME、S-GW以及网管服务器(OM Server或DHCPServer)等。
下面以LTE系统为例对优选的实施例二进行详细阐述。
参见图11，为以LTE系统为例的实施例二的流程，包括：
S1101：通过Attach或DHCP流程，由P-GW为B-UE分配一个与eNB地址属于相同网段内的IP地址；在Attach或DHCP流程中，eNB记录下P-GW为B-UE分配的该IP地址，并建立该IP地址与B-UE空口承载的映射关系表；同时，B-UE将申请到的该IP地址保存下来；
这里有两个问题需要解决：
一是运营商内部网元需要识别出B-UE是回程终端，而不是普通终端。该问题通过在Attach或DHCP流程中向P-GW携带eHB标识来解决。
具体地，在B-UE地址请求消息中可以携带eHB标识，例如，可以在eNB到MME的Attach Request消息、MME到S-GW/P-GW的Create Default BearerRequest消息中分别携带eHB标识；或者，在DHCP消息的“client identifier”或“chadder(client hardware address)”属性中携带eHB标识。该eHB标识可以在B-UE预先获得或配置，该标识具体形式不限，可以是eHB设备号、MAC地址或者IMSI等eHB唯一标识。
二是运营商内部网元需要获知eNB地址，由此才可以为B-UE分配一个与eNB属于相同网段的地址。该问题通过在Attach或DHCP流程中向P-GW携带eNB地址来解决。
具体地，可任选a或b来实现：
a、在B-UE入网经e-NB发起Attach流程建立缺省承载(default bearer)时，eNB将自身的IP地址填入到交互消息中通知P-GW，具体到LTE消息，可以在Create Default Bearer Request消息中携带eNB的IP地址，这样P-GW才能为B-UE分配一个和eNB地址属于相同网段的IP地址。
b、如果Attach流程没有为B-UE分配地址，则可触发DHCP流程分配地址，此时，eNB将自身的IP地址填入到DHCP消息中，例如，填入到DHCP消息的“giaddr”字段，这样P-GW才能为B-UE分配一个和eNB地址属于相同网段的IP地址。
其中，由P-GW为UE分配地址，可以是直接由P-GW的地址池为其分配地址，也可以由P-GW向外部P-GW申请分配，也可以通过P-GW向DHCPSever申请分配，具体这些分配方式对于UE是透明的，统一可以认为是由P-GW分配。本文对此不作限定。
需要说明的是，在地址申请流程中可携带eHB标识与eNB IP地址任意一项，或者都不携带。当仅携带eHB标识时，P-GW通过该标识获知是为eHB分配IP地址，可分配任意的IP地址，后续通过组网技术将该IP地址进行转换后可实现与运营商内部网元的通信；当仅携带eNB IP地址时，P-GW分配与eNB IP地址属于相同网段的IP地址，以实现直接利用该IP地址即可实现eHB与运营商内部网元的通信；当携带eHB标识和eNB IP地址时，P-GW保存该标识，并分配与eNB IP地址属于相同网段的IP地址。
S1102：eHB设备启动后，发起DHCP流程请求IP地址分配，B-UE作为DCCP Server为其分配一个私网IP地址，例如192.168.X.X；
S1103：eHB与运营商内部网元通信时(例如与MME/S-GE/OM Server通信时)，对上行IP数据包的处理过程：
B-UE从eHB获取上行IP包后，进行一次NAT地址转换，即将源地址eHB的私网IP地址转换为在S1101步骤中获得的B-UE的IP地址，在进行NAT地址转换后，B-UE将IP包发给eNB，eNB不作特殊处理，将数据包转发给网元；
S1104：eHB与运营商内部网元通信时(例如与MME/S-GE/OM Server通信时)，对下行IP数据包的处理过程：
eNB从运营商内部网元接收到下行IP包后，进行一次地址映射，即按照S1101中eNB建立的映射关系表，将数据包放入到B-UE的无线承载中进行传输；
数据包到达B-UE后，由B-UE进行一次地址转换，即将目的地址为B-UE的IP地址转换为eHB的私网地址，在完成地址转换后，将数据包转发给eHB。
最后介绍实施例三，B-UE工作模式为桥接模式时，为从基站配置IP地址的方案。
参见图12，为实施例三流程图，包括：
S1201：从基站经过回程终端以及主基站向运营商内部网元发起地址申请流程，申请IP地址；
S1202：运营商内部网元将IP地址经过主基站以及回程终端发送给从基站；其中，在所述地址申请流程中，主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
优选地，从基站申请与主基站IP地址属于相同网段的IP地址，由此，利用该IP地址即可直接实现从基站与运营商内部网元通信；当申请的IP地址与主基站IP地址不属于相同网段时，可通过现有的组网技术对地址进行转换，也可实现从基站与运营商内部网元通信。
如果具体到LTE系统的回程网络中，上述主基站是指eNB，从基站是指eHB，运营商内部网元包括MME、S-GW以及网管服务器(OM Server或DHCPServer)等。
下面以LTE系统为例对实施例三进行详细阐述。
在B-UE为桥接模式时，由于桥接模式的特点(B-UE工作在L2层，所有来自eHB的包，直接放入空口承载发送给eNB，或者从空口承载收到的包，直接转发给eHB)，eHB的DHCP请求消息可以通过B-UE透传到eNB，具体流程参见图13，包括：
S1301：eHB设备启动后，发起地址申请流程，例如DHCP流程，请求包经过B-UE透传到达eNB时，eNB将自身的IP地址填入到消息中，例如填入到DHCP消息的“giaddr”字段中，然后转发最终到达OM Server/DHCP Sever；
这样，OM Server/DHCP Sever根据收到的消息中的giaddr”字段就可以确定需要分配和eNB相同子网的IP地址给eHB；
另外，也可以不携带eNB IP地址，此时，OM Server/DHCP Sever可为eHB分配任意的IP地址，后续通过现有的组网技术对IP地址进行转换后也可实现eHB与运营商内部网元的通信。
S1302：OM Server/DHCP Sever经eNB返回DHCP响应，该响应又传给B-UE，由B-UE透传给eHB；
在DHCP响应到eNB时，eNB将申请到的eHB IP地址(包括网管IP地址、信令IP地址和业务IP地址)保存下来，并建立这个/些IP地址与B-UE无线承载的映射关系表；
S1303：在eHB与运营商内部网元(例如MME/S-GE/OM Server)通信时，上行不作特殊处理，下行时，当目的地址是eHB的IP地址时，在eNB进行地址映射：即根据S1302建立的映射关系表，将数据包放入到B-UE的无线承载中进行传输，继而传给eHB。
另外，在实施例三中，除了通过图13为例的DHCP流程，eHB还可通过其他地址申请流程获得与eNB属于相同网段的IP地址。另外，这里DHCP，包括DHCPv4、DHCPv6以及其他地址申请流程。同时，需要说明DHCP流程可以承载在其他协议之上，例如前面提到的Radius/Diameter/DHCP流程。
另外，本发明实施例还提供一种无线回程IP地址配置的装置，具体而言，是指主基站，对应于LTE无线回程网络，是指eNB设备。
参见图14，为装置实施例一的主基站内部结构示意图。
该主基站用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，该主基站内部包括：
代替地址申请单元1401，用于代替从基站向运营商内部网元发起地址申请；
地址接收单元1402，用于接收所述运营商内部网元返回的为从基站分配的IP地址；
映射关系建立单元1403，用于建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系。
优选地，该主基站还包括：
上行数据包处理单元1404，用于根据映射关系建立单元1403建立的映射关系，将从回程终端接收的上行数据包的源地址修改成为从基站申请的IP地址，所述源地址为回程终端IP地址，然后将所述上行数据包发往运营商内部网元；
下行数据包处理单元1405，用于根据映射关系建立单元1403建立的映射关系，将从运营商内部网元接收的下行数据包的目的地址修改为回程终端的IP地址，所述目的地址为从基站IP地址，然后将所述下行数据包发给回程终端。
优选地，该主基站还包括：
地址申请控制单元1406，用于控制代替地址申请单元1401在地址申请流程中，向运营商内部网元携带从基站标识或/和所述主基站IP地址。
参见图15，为装置实施例二的主基站内部结构示意图。
该主基站用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，该主基站内部包括：
地址申请转发单元1501，用于将回程终端发起的地址申请流程转达给公网连接网元，申请IP地址；
映射关系建立单元1502，用于在所述地址申请流程中，所述主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
优选地，实施例二的主基站还包括：
地址申请转发控制单元1503，用于控制将从基站标识或/和主基站IP地址通过地址申请流程传送给所述公网连接网元。
由此，公网连接网元接收到主基站IP地址时，即可分配与主基站IP地址属于相同网段的IP地址，由此，利用该IP地址即可直接实现从基站与运营商内部网元通信；当申请的IP地址与主基站IP地址不属于相同网段时，可通过现有的组网技术对地址进行转换，也可实现从基站与运营商内部网元通信。公网连接网元接收到主基站IP地址时，即可获知是为从基站分配地址，此时，公网连接网元可保存该标识。
优选地，实施例二的主基站还包括：
上行数据包转发单元1504，用于将回程终端发来的上行数据包转发给运营商内部网元；
下行数据包处理单元1505，用于根据所述映射关系，将运营商内部网元发来的下行数据包放入到回程终端的无线承载中进行传输给回程终端。
参见图16，为装置实施例三的主基站内部结构示意图。
该主基站用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为桥接模式，该主基站内部包括：
地址申请转发单元1601，用于将从基站发起的经回程终端发来的地址申请流程转达给运营商内部网元，申请IP地址；
映射关系建立单元1602，用于在所述地址申请流程中建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
优选地，实施例三的主基站还包括：
地址申请转发控制单元1603，用于控制将所述主基站IP地址通过地址申请流程传送给所述运营商内部网元。
由此，可实现地址申请转发单元1601申请与主基站IP地址属于相同网段的IP地址，此时，利用该IP地址即可直接实现从基站与运营商内部网元通信；当申请的IP地址与主基站IP地址不属于相同网段时，可通过现有的组网技术对地址进行转换，也可实现从基站与运营商内部网元通信。
优选地，实施例三的主基站还包括：
上行数据包转发单元1604，用于将回程终端发来的上行数据包转发给运营商内部网元；
下行数据包处理单元1605，用于根据所述映射关系，将运营商内部网元发来的下行数据包放入到回程终端的无线承载中进行传输给回程终端。
综上所述，本发明实施例提供了在无线回程应用场景下，为从基站配置IP地址的方法，通过在主基站上保存从基站IP地址与回程终端IP地址/空口承载的映射关系对应表，保证了如图1所示的基站1能够正常地与同一个运营商网络中的各种网元(例如网管服务器、业务网关以及信令网关等)进行互联互通。
另外，需要说明的是，本发明实施例是以LTE系统为例进行说明，但是本发明实施例同样适用于其他类似的无线回程网络，例如WiMAX、WCDMA以及TD-SCDMA网络等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (25)

1.一种无线回程IP地址配置方法，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，其特征在于，包括：
主基站代替从基站向运营商内部网元发起地址申请；
所述主基站从所述运营商内部网元接收为从基站申请到的IP地址，并建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，
在主基站代替从基站向运营商内部网元发起地址申请之前，还包括：回程终端向主基站发起入网流程，获得回程终端IP地址；
所述主基站代替从基站向运营商内部网元发起地址申请，是指所述主基站通过查找预置的从基站与回程终端的对应关系，代替发起入网流程的回程终端对应的从基站向运营商内部网元发起地址申请。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：
在所述主基站代替从基站向运营商内部网元发起地址申请过程中，所述主基站携带所述从基站标识或/和所述主基站IP地址；
所述运营商内部网元从所述主基站接收并记录所述从基站标识，或/和，所述运营商内部网元为从基站分配与所述主基站IP地址属于相同网段的IP地址。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述从基站该标识包括从基站的设备号、从基站的介质访问控制地址，或者，从基站的国际移动用户识别码。
5.根据权利要求1至4任一项所述方法，其特征在于，为从基站分配的IP地址包括网管IP地址、信令IP地址和业务IP地址的一个或多个。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在主基站建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系之后，还包括：
回程终端从从基站获取上行数据包后，将源地址为从基站的私网IP地址转换为回程终端的IP地址，然后将数据包发给主基站；
主基站根据所述映射关系表，将源地址为回程终端IP地址修改成为从基站申请的IP地址，然后将数据包发往运营商内部网元。
7.根据权利要求1或6所述方法，其特征在于，在主基站建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系之后，还包括：
主基站从运营商内部网元接收到下行数据包后，根据所述映射关系表，将目的地址是从基站申请的IP地址修改为回程终端的IP地址，然后将数据包发给回程终端；
回程终端将目的地址为自身IP地址转换为从基站的私网IP地址，然后将数据包发往从基站。
8.一种无线回程IP地址配置方法，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，其特征在于，包括：
回程终端通过主基站向公网连接网元发起地址申请流程，为所述从基站申请IP地址；
所述回程终端经过所述主基站从所述公网连接网元接收申请到的IP地址；
在所述地址申请流程中，所述主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述地址申请流程是指附着流程；
所述回程终端向公网连接网元发起地址申请流程，为所述从基站申请IP地址包括：
在附着流程的发给公网连接网元的缺省承载建立请求消息中携带从基站标识或/和主基站IP地址；
如果所述缺省承载建立请求消息中仅包括从基站标识，所述公网连接网元保存所述从基站标识，为所述回程终端分配任意的IP地址；
如果所述缺省承载建立请求消息中仅包括主基站IP地址，所述公网连接网元为所述回程终端分配与所述主基站IP地址属于相同网段的IP地址；
如果所述缺省承载建立请求消息中包括从基站标识和主基站IP地址时，所述公网连接网元保存所述从基站标识，为所述回程终端分配与所述主基站IP地址属于相同网段的IP地址。
10.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述地址申请流程是指动态主机分配协议DHCP流程；
所述回程终端向公网连接网元发起地址申请流程，为所述从基站申请IP地址包括：
在DHCP消息中携带从基站标识或/和主基站IP地址；
如果所述DHCP消息仅包括从基站标识，所述公网连接网元保存所述从基站标识后，为所述回程终端分配任意的IP地址；
如果所述DHCP消息仅包括主基站IP地址，所述公网连接网元为所述回程终端分配与所述主基站IP地址属于相同网段的IP地址；
如果所述DHCP消息包括从基站标识和主基站IP地址，所述公网连接网元保存所述从基站标识后，为所述回程终端分配与所述主基站IP地址属于相同网段的IP地址。
11.根据权利要求8所述方法，其特征在于，在主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系之后，还包括：
回程终端从从基站获取上行数据包后，将源地址为从基站私网IP地址转换为所述申请到的IP地址，然后，数据经主基站转发给运营商内部网元。
12.根据权利要求8或11所述方法，其特征在于，在主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系之后，还包括：
主基站从运营商内部网元接收到下行数据包后，根据所述映射关系表，将数据包放入到回程终端的无线承载中进行传输；
回程终端将下行数据包的目的地址为回程终端的IP地址转换为从基站的私网IP地址，然后将数据包转发给从基站。
13.一种无线回程IP地址配置方法，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为桥接模式，其特征在于，包括：
从基站经过回程终端以及主基站向运营商内部网元发起地址申请流程，申请IP地址；
运营商内部网元将IP地址经过主基站以及回程终端发送给从基站；
在所述地址申请流程中，主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
14.根据权利要求13所述方法，其特征在于，所述地址申请流程为DHCP流程；
所述从基站经过回程终端以及主基站向运营商内部网元发起地址申请流程，申请IP地址包括：
回程终端将DHCP请求透传给主基站；
所述运营商内部网元接收到DHCP请求后，为从基站分配IP地址，并通过DHCP响应到从基站。
15.根据权利要求14所述方法，其特征在于，所述DHCP请求中携带有主基站IP地址；所述运营商内部网元为从基站分配的IP地址与所述主基站IP地址属于相同网段。
16.根据权利要求13、14或15所述方法，其特征在于，在所述运营商内部网元将IP地址经过主基站以及回程终端发送给从基站之后，还包括：
主基站从运营商内部网元接收下行数据包，当该下行数据包目的地址是为从基站申请的IP地址时，根据所述映射关系表，将所述下行数据包放入到回程终端的无线承载中传输，继而传给从基站。
17.一种无线回程IP地址配置的主基站，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，其特征在于，包括：
代替地址申请单元，用于代替从基站向运营商内部网元发起地址申请；
地址接收单元，用于接收所述运营商内部网元返回的为从基站分配的IP地址；
映射关系建立单元，用于建立申请到的IP地址与预获得的回程终端IP地址的映射关系。
18.根据权利要求17所述主基站，其特征在于，还包括：
上行数据包处理单元，用于根据所述映射关系，将从回程终端接收的上行数据包的源地址修改成为从基站申请的IP地址，所述源地址为回程终端IP地址，然后将所述上行数据包发往运营商内部网元；
下行数据包处理单元，用于根据所述映射关系，将从运营商内部网元接收的下行数据包的目的地址修改为回程终端的IP地址，所述目的地址是为从基站申请的IP地址，然后将所述下行数据包发给回程终端。
19.根据权利要求17或18所述主基站，其特征在于，还包括：
地址申请控制单元，用于控制所述代替地址申请单元在地址申请流程中，向运营商内部网元携带从基站标识或/和所述主基站IP地址
20.一种无线回程IP地址配置的主基站，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为非桥接模式，其特征在于，包括：
地址申请转发单元，用于将回程终端发起的地址申请流程转达给公网连接网元，为所述从基站申请IP地址；
映射关系建立单元，用于在所述地址申请流程中，所述主基站建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
21.根据权利要求20所述主基站，其特征在于，还包括：
地址申请转发控制单元，用于控制将从基站标识或/和主基站IP地址通过地址申请流程传送给所述公网连接网元。
22.根据权利要求20或21所述主基站，其特征在于，还包括：
上行数据包转发单元，用于将回程终端发来的上行数据包转发给运营商内部网元；
下行数据包处理单元，用于根据所述映射关系，将运营商内部网元发来的下行数据包放入到回程终端的无线承载中进行传输给回程终端。
23.一种无线回程IP地址配置的主基站，用于为从基站配置运营商内部网络的IP地址，其中，与所述从基站通信的回程终端为桥接模式，其特征在于，包括：
地址申请转发单元，用于将从基站发起的经回程终端发来的地址申请流程转达给运营商内部网元，申请IP地址；
映射关系建立单元，用于在所述地址申请流程中建立申请到的IP地址与回程终端空口承载的映射关系。
24.根据权利要求23所述主基站，其特征在于，还包括：
地址申请转发控制单元，用于控制将主基站IP地址通过地址申请流程传送给所述运营商内部网元。
25.根据权利要求23或24所述主基站，其特征在于，还包括：
上行数据包转发单元，用于将回程终端发来的上行数据包转发给运营商内部网元；
下行数据包处理单元，用于根据所述映射关系，将运营商内部网元发来的下行数据包放入到回程终端的无线承载中进行传输给回程终端。
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