CN103220828A - 一种基于扁平化网络结构的多模基站系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于扁平化网络结构的多模基站系统，包括用户终端、与用户终端通过无线空口连接的基站层网元、与基站层网元连接的多个支持不同通信制式的核心网元设备，所述基站层网元包括至少两个多模基站，各多模基站之间相互连接，且各多模基站均与所有不同制式的核心网元设备相连接。与传统的无线网络结构相比，扁平化的无线网络结构只有一层网元，即基站层网元。基站层网元的多模基站除与核心网元设备（MSC/SGSN）相连外，各多模基站彼此之间也有连接，多模基站间可以通过相互的连接实现部分信息交互。

Description

一种基于扁平化网络结构的多模基站系统
技术领域
本发明涉及通信技术及设备领域，特别是涉及一种基于扁平化网络结构的多模基站系统。
背景技术
以下是本领域中的一些名词解释，其使用范围仅限于本发明：
多模基站：指的是能同时支持多种无线通信制式的基站，常见的能同时支持GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）和UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）制式，随着LTE（Long Term Evolution，长期演进系统）的逐步规模商用及WIFI系统的不断普及，预计以后会有支持GSM、3GUMTS及LTE多种制式的基站。
UE:在本技术领域表示用户终端。
Uu：在本技术领域表示无线空口的连接方式。
BSC：全称为Base Station Controller，即基站控制器，其是移动通信中2G的基站控制器。
RNC：全称为Radio Network Controller，即无线网络控制器，是新兴3G网络的一个关键网元，是接入网的组成部分，用于提供移动性管理、呼叫处理、链接管理和切换机制。
EPC：全称为Evolved Packet Core，即演进核心网，是4G的核心网。EPC架构3大特点：基于扁平化网络、控制与承载分离和全IP承载。
AC：全称为Access Controller，即接入控制器，负责把来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet，同时完成AP（Access Point，接入点）设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问、安全等控制功能。
扁平化网络结构：是指将无线网络扁平化后的网络结构。
MSC：全称为Main Switching Center，即主交换中心。
SGSN：全称为Serving GPRS Support Node，即是服务GPRS/WCDMA支持节点。
多模基站实现上一般是将多种制式的基站单元集成为一个设备，通常是采用在单模基站基础上简单集成而成的。硬件资源上，多模基站的各种通信制式之间可部分共享（例如机柜、风扇、电源、传输等），而其余部分保持独立；而软件功能及协议栈结构基本沿用公网宏基站的架构，其拓扑图如图1所示。
如拓扑图所示，现有多模基站与终端通过无线空口实现通信，与BSC/RNC/EPC/AC等通过有线传输网（一般使用ATM或IP传输技术）进行连接。对于GSM/UMTS制式而言，多模基站处于终端和无线控制器（BSC/RNC）之间；对于LTE模式而言，多模基站位于终端和演进核心网之间；对于WIFI模式而言，多模基站位于终端和AC之间。下面以GSM/UMTS制式为例，进一步阐述多模基站的结构。
如图2所示，现有的GSM/UMTS网络结构为中无线网络由两层网元结构组成：第一层网元为基站（BS），第二层网元为无线网络控制器（RNC或BSC）。基站之间没有直接的连接，多台基站连接到一台RNC/BSC，多台RNC/BSC连接到集中的核心网元设备（MSC/SGSN）；一台RNC/BSC可控制多台基站，负责多台基站管理，基站间的协作都通过RNC/BSC来完成，所有基站间的交互都必须通过RNC/BSC。
可知，对于室内场景而言，若采用以上多模基站进行部署，将遇到由于基站数量太多，需要的BSC、RNC较多，不仅由于网络结构庞大复杂导致施工困难，且BSC、RNC的设备成本高导致网络建设成本偏高，结构复杂同时会增加数据包的传输时延及增加网络故障的概率。
为解决以上问题，借鉴LTE中的扁平网络结构概念，本发明提出了对GSM/UMTS制式的网络和其他相应网络进行扁平化的新型多模基站。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于扁平化网络结构的多模基站系统，用于解决现有多模基站安装方案中在在的结构复杂等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于扁平化网络结构的多模基站系统，包括用户终端、与用户终端通过无线空口连接的基站层网元、与基站层网元连接的多个支持不同通信制式的核心网元设备，所述基站层网元包括至少两个多模基站，各多模基站之间相互连接，且各多模基站均与所有不同制式的核心网元设备相连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述核心网元设备包括主交换中心设备MSC、服务GPRS/WCDMA支持节点设备SGSN、演进核心网设备EPC和/或接入控制器AC。
进一步，所述核心网元设备支持的通信制式包括：GSM制式、UMTS制式、LTE制式和WIFI制式。
进一步，所述基站层网元通过传输网与所述核心网元设备连接，且所述各多模基站均通过传输网与所述核心网元设备连接。
进一步，所述各多模基站均包括不同的通信制式，且各多模基站的各种通信制式均通过共用的一根物理传输线与传输网连接。
进一步，所述各多模基站均为能进行自主控制和自主管理的多模基站，即每个多模基站通过能实现对其自身的控制与管理。
进一步，所述各多模基站之间通过互相交互信息来完成相互间的协议控制。
本发明的有益效果是：与传统的无线网络结构相比，扁平化的无线网络结构只有一层网元，即基站层网元。基站除与核心网元设备（MSC/SGSN）相连外，基站彼此之间也有连接，基站间可以通过相互的连接实现部分信息交互。基站的控制和管理由自身网元完成，相互间的协议通过互相交互信息完成。具体地，本发明有三个方面的特点：
一、新型多模基站系统具有RNC和BSC的功能，因此有新型多模基站构成的网络中没有RNC和BSC，直接将基站控制器网元层省略，实现了网络的扁平化。
二．新型多模基站系统能够实现空口资源的管理及基站自身的管理，因此无需基站控制器来控制基站。
三、多模基站之间新增相互间的连接，能够交互信息，可以实现相互间的协作，共同完成切换、干扰抑制等功能。
附图说明
图1为现有技术中所述的多模基站系统的结构示意图；
图2为现有技术中GSM/UMTS网络结构示意图；
图3为本发明实施例中扁平化后的GSM/UMTS网络结构示意图；
图4为本发明实施例中所述多模基站系统的结构示意图；
图5为本发明实施例中GSM制式简化后的协议栈示意图；
图6为本发明实施例中UMTS制式简化后的协议栈示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图3所示，本实施例借鉴LTE中的扁平网络结构概念，将GSM/UMTS网络结构扁平化，扁平化后的结构只有一层基站层网元。各基站除通过路由器与核心网元设备（MSC/SGSN）相连外，基站彼此之间也有连接，基站间可以通过相互的连接实现部分信息交互（如，切换信息等）。基站的控制和管理都由自身网元完成，相互间的协议通过互相交互信息完成。
如图4所示，基于上述扁平化的GSM/UMTS网络结构，本实施例将多模基站中的GSM/UMTS/LTE/WIFI均进行结构扁平化，其网络拓扑见图4，包括用户终端、与用户终端通过无线空口连接的基站层网元、与基站层网元连接的多个支持不同通信制式的核心网元设备，所述基站层网元包括至少两个多模基站（本图中以三个多模基站为例，但并不局限于三个多模基站），各多模基站之间相互连接，且各多模基站均与所有不同制式的核心网元设备相连接。
所述核心网元设备包括MSC、SGSN、EPC和/或AC，且所述核心网元设备支持的通信制式包括GSM制式、UMTS制式、LTE制式和WIFI制式。
所述各多模基站均包括不同的通信制式，且各多模基站的各种通信制式均通过共用的一根物理传输线与传输网连接。
所有的多模基站均通过共用的一根物理传输线与传输网或路由器连接。
所述各多模基站均为能进行自主控制和自主管理的多模基站，且各多模基站之间通过互相交互信息来完成相互间的协议控制。
本实施例通过增加功能及增加相互间的连接实现网络结构的扁平化。
实施后的多模基站因为新增BSC和RNC的功能，新型多模基站的协议栈也会随之简化，GSM和UMTS制式简化后的协议栈分别如图5和图6所示，简化后的多模基站协议栈可以实现网络结构的扁平化。
基于以上简化后的网络结构及协议栈，新型多模基站增加了以下功能：
（1）GSM无线资源控制及管理功能；
（2）GSM无线网络与核心网络的接口（A口）的有线物理层、链路层、应用层功能；
（3）UMTS无线链路、无线资源控制、无线资源管理；
（4）UMTS无线网络与核心网的接口（Iu口）的有线物理层、链路层、应用层功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于扁平化网络结构的多模基站系统，其特征在于，包括用户终端、与用户终端通过无线空口连接的基站层网元、与基站层网元连接的多个支持不同通信制式的核心网元设备，所述基站层网元包括至少两个多模基站，各多模基站之间相互连接，且各多模基站均与所有不同制式的核心网元设备相连接。
2.根据权利要求1所述的多模基站系统，其特征在于，所述核心网元设备包括主交换中心设备MSC、服务GPRS/WCDMA支持节点设备SGSN、演进核心网设备EPC和/或接入控制器AC。
3.根据权利要求1所述的多模基站系统，其特征在于，所述核心网元设备支持的通信制式包括：GSM制式、UMTS制式、LTE制式和WIFI制式。
4.根据权利要求1所述的多模基站系统，其特征在于，所述基站层网元通过传输网与所述核心网元设备连接，且所述各多模基站均通过传输网与所述核心网元设备连接。
5.根据权利要求4所述的多模基站系统，其特征在于，所述各多模基站均包括不同的通信制式，且各多模基站的各种通信制式均通过共用的一根物理传输线与传输网连接。
6.根据权利要求1至5中任一所述的多模基站系统，其特征在于，所述各多模基站均为能进行自主控制和自主管理的多模基站。
7.根据权利要求1至5中任一所述的多模基站系统，其特征在于，所述各多模基站之间通过互相交互信息来完成相互间的协议控制。
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