CN104185209A - 一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法 - Google Patents

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Abstract

一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法，包括分别建立控制面链路和用户面链路，小蜂窝基站接入系统通过建立的控制面链路对接入终端的控制面数据进行处理，通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理。本发明通过控制面与数据面的分离，使得终端与两个不同的基站如宏蜂窝(基站)和小蜂窝(基站)同时存在数据收发，增加了用户吞吐量和增强了移动性能，并解决了用户在小区间切换使得节点间信息交互频繁、对核心网造成冲击的问题，避免了对核心网的信令冲击，进而实现了无线侧的大量小蜂窝基站的引入。

Description

一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术，尤指一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法。
背景技术
图1为现有技术中长期演进系统(LTE，Long Term Evolution)的总体架构示意图，如图1所示，LTE架构包括：移动管理实体(MME，MobilityManagement Entity)，服务网关(SGW，Serving GetWay)，用户设备或称为终端(UE，User Equipment)和基站(eNodeB，简称为eNB)之间是UU接口，eNB和MME之间是S1-MME(S1 for the control plane)接口，eNB和SGW之间是S1-U接口，eNB之间是X2-U(X2-User plane)和X2-C(X2-Controlplane)接口。
图2(a)～图2(d)为现有技术中LTE的UE和eNB、核心网(MME和SGW)间控制面及用户面的协议架构，以及eNB和eNB之间控制面和用户面的协议架构示意图，如图2(a)～图2(d)所示，
在LTE中，UE和eNB间接口从下往上分为以下几个协议层：物理层(PHY，Physical layer)、媒体接入控制层(MAC，Media Access Control)、无线链路控制层(RLC，Radio Link Control)、分组数据汇聚层(PDCP，PacketData Convergence Protocol)、无线资源控制层(RRC，Radio Resource Control)。在LTE中，UE和eNB间接口的用户面协议栈从下往上分为以下几个协议层：PHY、MAC、RLC、PDCP。其中，PHY层主要用于通过传输信道向MAC或更高层传送信息；MAC层主要用于通过逻辑信道提供数据传输和负责无线资源分配，完成混合自动重传请求(HARQ，Hybrid ARQ)、调度(SCH，Scheduling)、优先级处理和复用解复用(MUX，Multiplexing)等功能；RLC层主要用于提供用户和控制数据的分段和重传服务；PDCP层主要用于给RRC或用户面上层完成用户数据的传递；RRC层主要用于完成广播(Broadcast)、寻呼(Paging)、无线资源控制连接管理、无线承载控制、移动性功能、终端测量报告和控制等。在LTE系统中，终端只能与一个基站间存在数据收发，无疑限制了用户吞吐量和终端的移动性能。
在LTE中，S1-MME接口的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，因特网协议(IP，Internet Protocol)，流控制传输协议(SCTP，Stream Control Transmission Protocol)，S1应用协议(S1-AP，S1-ApplicationProtocol)。
在LTE中，S1-U接口的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，用户数据协议/因特网协议(UDP/IP)，GPRS隧道协议-用户面(GTP-U，GPRS Tunneling Protocol-User plane)。
在LTE中，X2-C接口的的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，IP，SCTP，X2应用协议(X2-AP，X2-Application Protocol)。
在LTE中，X2-U接口的的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，UDP/IP，GTP-U。
图3(a)～图3(c)分别为现有S1接口，X2接口和增强型无线接入承载(E-RAB)的建立流程示意图，其中，S1接口建立过程大致包括：eNB向MME发送S1建立请求(S1 SETUP REQUEST)消息，MME向eNB返回S1建立响应(S1 SETUP RESPONSE)消息。X2接口的建立过程大致包括：eNB1向eNB2发送X2建立请求(X2 SETUP REQUEST)消息，eNB2向eNB1返回X2建立响应(X2 SETUP RESPONSE)消息。无线接入承载建立过程大致包括：MME向eNB发送无线承载建立请求(E-RAB SETUP REQUEST)消息，eNB向MME返回无线承载建立响应(E-RAB SETUP REQUEST)消息。
目前，由于频谱资源的匮乏，以及移动用户的大流量业务的激增，为了增加用户吞吐量和增强移动性能，采用高频点如3.5GHz进行热点覆盖的需求日益明显，采用低功率的节点成为新的应用场景。但是，由于高频点的信号衰减比较厉害，新小区的覆盖范围比较小，并且与现有的小区不共站点，因此，如果用户在这些新小区之间进行移动，或者在新小区和现有小区间移动，必定会引起频繁的切换过程，使得基站间频繁传递用户信息，从而对核心网造成了很大的信令冲击，进而遏制了无线侧的大量小蜂窝基站的引入。
发明内容
本发明提供一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法，能够增加用户吞吐量、增强终端移动性能；同时，在终端发生移动时，能够避免对核心网的信令冲击，从而实现无线侧的大量小蜂窝基站的引入。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种小蜂窝基站接入系统，在小蜂窝基站接入系统中设置有，
控制面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的控制面链路；控制面网关作为控制面信令的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点；管理协调一个或者多个无线接入网节点；
用户面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的用户面链路；用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。
所述控制面网关与用户面网关之间建立有连接链路；
所述控制面网关，还用于通过建立的连接链路，实现对用户面网关的控制与管理。
所述对用户面网关的控制与管理包括：控制所述用户面网关与核心网之间，以及所述用户面网关与无线接入网节点之间的连接的建立、删除和修改。
所述控制面网关为一个或一个以上；
所述用户面网关为一个或一个以上。
该系统还包括移动管理实体MME、服务网关SGW、宏基站、小蜂窝基站，以及用户设备UE。
所述用户面网关和控制面网关分别为独立的物理节点；
所述MME，与所述控制面网关之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述用户面网关之间通过S1-U1接口连接；用于支持与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述控制面网关，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述宏基站或小蜂窝基站间通过S1-MM2接口连接，与所述用户面网关之间通过X-1接口连接；用于支持与MME之间管理控制面链路，以及与基站之间管理控制面链路的功能，管理用户面网关与SGW之间建立的S1-U1接口连接，以及用户面网关与基站之间建立的S1-U1接口连接；
所述用户面网关，与所述SGW之间通过S1-U1接口连接，与宏基站或小蜂窝基站之间通过S1-U2接口连接，与控制面网关之间通过X-1接口连接；用于在所述控制面网关的控制下，支持与所述SGW之间管理S1-U1接口连接，以及与基站之间管理S1-U1接口连接；
所述宏基站，与所述控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路，与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述小蜂窝基站，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与所述控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路，与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接。
所述控制面网关，还用于与其它控制面网关之间通过X-C接口连接，用于跨控制面网关移动时的节点间协商。
所述用户面网关，还用于与其它用户面基站之间通过X-U接口连接，用于跨用户面网关移动时传输节点间的数据。
所述控制面网关与用户面网关合设在同一物理实体中，此时，所述控制面网关与用户面网关之间的X-1接口为内部接口。
所述控制面网关与用户面网关合设并设置在宏基站中；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述宏基站之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的用户面网关之间管理S1-U1连接；
所述宏基站，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述小蜂窝基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与小蜂窝基站之间管理控制面链路，支持与所述小蜂窝基站之间管理S1-U2连接；
所述小蜂窝基站，与所述宏基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述宏基站之间管理控制面链路和S1-U2连接。
在所述宏基站和小蜂窝基站之间设置有一个网关，同时负责小蜂窝基站的控制面和用户面管理；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述宏基站之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的用户面网关之间管理S1-U1连接；
所述宏基站，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述小蜂窝基站之间经由网关建立S1-U2接口、S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述网关之间管理控制面链路；
所述网关，用于支持与基站之间的管理控制面链路和用户面链路；
所述小蜂窝基站，与所述宏基站之间经由所述网关建立S1-U2接口、S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；用于支持与终端之间建立LTE系统的数据无线承载并具备在DRB上进行通讯，以及支持与网关之间管理控制面链路和S1-U2接口连接。
所述宏基站与小蜂窝基站之间，还进一步经由所述网关建立X-3接口连接。
所述控制面网关设置在宏基站中，所述用户面网关为独立实体；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与SGW之间通过S11接口连接；
所述SGW，与所述用户面网关之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述宏基站，其中设置有控制面网关；与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与小蜂窝基站间通过S1-MM2接口连接，与所述用户面网关之间的接口包括X-1接口、S1-U2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与用户面网关之间管理S1-U2接口连接，支持与基站之间管理控制面链路；控制所述用户面网关管理用户面网关与SGW之间的S1-U1接口连接，以及用户面网关与基站之间的S1-U2接口连接；
所述用户面网关，与所述SGW之间通过S1-U1接口连接，与所述宏基站之间通过S1-U2接口、X-1接口连接，与小蜂窝基站之间通过S1-U2接口连接；用于支持与SGW之间管理S1-U1接口连接，以及与基站之间管理S1-U2接口连接；
所述小蜂窝基站，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与所述宏基站之间通过S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；用于支持与终端之间建立LTE系统的数据无线承载并在DRB上进行通讯，以及支持与控制面网关之间管理控制面链路，与用户面网关之间管理S1-U2接口连接。
所述宏基站与小蜂窝基站之间还进一步通过X-3接口连接。
所述用户面网关设置在SGW中；所述控制面网关设置在MME中；
所述MME，其中设置有控制面网关；与所述SGW之间通过S11接口、X-1接口连接，通过S1-MME2接口分别与宏基站和小蜂窝基站就连接；还用于支持针对同一个用户管理两个S1-MME2接口并分别连连接至不同的基站；
所述SGW，其中设置有用户面网关；与所述MME之间通过S11接口、X-1接口连接，通过S1-U2接口分别与宏基站和小蜂窝基站就连接；还用于支持针对同一个用户管理两个S1-U2接口并分别连连接至不同的基站。
本发明还提供一种小蜂窝基站接入系统实现网络接入的方法，在小蜂窝基站接入系统中设置有，
控制面网关，连接无线接入网和核心网的，用于构建核心网与无线接入网之间的控制面链路；
用户面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的用户面链路；
该方法包括：
分别建立控制面链路和用户面链路；
通过建立的控制面板链路对接入终端的控制面数据进行处理，通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理。
该方法还包括：建立所述控制面网关和用户面网关之间的连接链路；
通过建立的连接链路，所述控制面网关对用户面网关的控制与管理。
所述控制面网关对用户面网关的控制与管理包括：
建立、删除和修改所述控制用户面网关与核心网之间的连接，以及，
建立、删除和修改所述用户面网关与无线接入网节点之间的连接。
所述用户面网关为两个或两个以上；该方法还包括：
建立所述用户面网关之间的连接链路；通过建立的连接链路，实现终端跨用户面网关移动时传输节点间的数据。
该方法还包括：
所述控制面网关通过所述连接链路，完成终端跨控制面网关移动时的节点间协商。
所述通过建立的控制面板链路对接入终端的控制面数据进行处理包括：
通过所述建立的控制面链路，所述控制面网关处理控制面数据，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点。
所述汇聚或分发包括：
管理核心网与所述控制面网关之间，以及所述控制面网关与无线接入网节点间的信令连接；
维护与终端相关的上下文信息，包括核心网与控制面网关之间，以及控制面网关与无线接入网节点间的信令连接的映射关系；
根据核心网或者无线接入网节点的信令，对信令连接进行管理。
当终端支持多流时，所述终端保存所述控制面网关与多个无线接入网节点间的信令连接。
所述控制面网关与用户面网关之间建立连接链路；
该方法还包括：指示用户面网关对相应的数据连接进行管理。
所述映射关系是一对一的映射关系；根据映射关系转发所述信令；或者，
所述映射关系是一对多的映射关系，根据指定法则代理转发所述信令。
当存在跨控制面网关时，在所述控制面网关之间，该方法还包括：迁移对应终端相关或者空口连接相关的上下文配置信息。
所述通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理包括：
通过建立的用户面链路，用户面网关处理用户面数据，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。
所述汇聚或分发包括：
管理核心网与所述用户面网关之间，以及用户面网关与无线接入网之间的数据通道；
维护包括核心网与用户面网关之间，以及用户面网关与无线接入网节点间的数据通道的映射关系；按照映射关系进行数据的转发，并对该映射关系进行管理。
所述映射关系是一对一的映射关系；或者，
所述映射关系是一对多的映射关系，此时，
所述用户面网关维护一个终端的上下文信息中一对多的关系：在上行方向，所述用户面网关将多条数据通道汇聚到一条数据通道中发送；在下行方向，所述用户面网关根据预先设置的规则进行数据分流。
当存在跨用户面网关时，所述管理用户面网关之间的数据通道包括建立，删除和修改；以及，
维护接入网节点或核心网，与所述用户面网关之间的数据通道映射关系，按照映射关系进行数据的转发，并支持该映射关系的管理。
本申请技术方案提供包括分别建立控制面链路和用户面链路，小蜂窝基站接入系统通过建立的控制面链路对接入终端的控制面数据进行处理，通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理。本发明通过控制面与数据面的分离，使得终端与两个不同的基站如宏蜂窝(基站)和小蜂窝(基站)同时存在数据收发，增加了用户吞吐量和增强了移动性能，并解决了用户在小区间切换使得节点间信息交互频繁、对核心网造成冲击的问题，避免了对核心网的信令冲击，进而实现了无线侧的大量小蜂窝基站的引入。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中LTE总体架构示意图；
图2(a)～图2(d)为现有技术LTE架构中控制面及用户面的协议架构示意图；
图3(a)～图3(c)分别为现有S1接口，X2接口和E-RAB的建立流程示意图；
图4为本发明小蜂窝基站接入系统实现网络接入的方法的流程图；
图5为本发明小蜂窝基站接入系统的第一实施例的逻辑功能结构示意图；
图6为本发明小蜂窝基站接入系统第一实施例的GTP-U通道建立的流程示意图；
图7为本发明小蜂窝基站接入系统第一实施例的GTP-U通道删除的流程示意图；
图8为本发明小蜂窝基站接入系统第一实施例的GTP-U通道更换的流程示意图；
图9为本发明小蜂窝基站接入系统的第二实施例的逻辑功能结构示意图；
图10为本发明小蜂窝基站接入系统的第三实施例的逻辑功能结构示意图；
图11为本发明小蜂窝基站接入系统第三实施例的GTP-U通道建立的流程示意图；
图12为本发明小蜂窝基站接入系统第三实施例的GTP-U通道删除的流程示意图；
图13为本发明小蜂窝基站接入系统第三实施例的GTP-U通道更换的流程示意图；
图14为本发明小蜂窝基站接入系统的第四实施例的逻辑功能结构示意图；
图15为本发明小蜂窝基站接入系统第四实施例的GTP-U通道建立的流程示意图；
图16为本发明小蜂窝基站接入系统第四实施例的GTP-U通道删除的流程示意图；
图17为本发明小蜂窝基站接入系统第四实施例的GTP-U通道更换的流程示意图；
图18为本发明小蜂窝基站接入系统的第五实施例的逻辑功能结构示意图；
图19为本发明小蜂窝基站接入系统第五实施例的GTP-U通道建立的流程示意图；
图20为本发明小蜂窝基站接入系统第五实施例的GTP-U通道删除的流程示意图；
图21为本发明小蜂窝基站接入系统第五实施例的GTP-U通道更换的流程示意图；
图22为本发明小蜂窝基站接入系统的第六实施例的逻辑功能结构示意图。
具体实施方式
图4为本发明小蜂窝基站接入系统实现网络接入的方法的流程图，如图4所示，包括以下步骤：
步骤400：分别建立控制面链路和用户面链路。
本发明的小蜂窝基站接入系统中，新增设用于连接无线接入网和核心网的控制面网关，通过控制面网关构建的核心网与无线接入网之间的链路就是控制面链路。通过控制面网关，实现了连接大量的无线接入网节点到核心网，同时，控制面网关作为控制面信令的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点。同时，控制面网关作为无线接入网节点的管理网元，还包括管理协调一个或者多个无线接入网节点。以LTE网络架构为例，用户面网关通过接口S1-MME1连接一个或多个MME，通过S1-MME2接口连接一个或多个eNB。
本发明的小蜂窝基站接入系统中，新增设用于连接无线接入网和核心网的用户面网关，通过用户面网关构建的核心网与无线接入网之间的链路就是用户面链路。通过用户面网关，实现了连接大量的无线接入网节点到核心网，同时，用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。以LTE网络架构为例(其它系统，比如3G、LTE+、WIFI等也可以应用本发明结构)，用户面网关通过接口S1-U1连接一个或多个SGW，通过S1-U2接口连接一个或多个eNB。
本发明方法还包括：建立S11接口，连接于MME和SGW之间，用于MME对SGW的控制与管理，是现有技术的接口；
其中，S1-MME1接口，连接于控制面网关与MME之间。可以是现有的S1-MME接口。
S1-MME2接口，连接于控制面网关与基站之间。可以是现有的S1-MME接口，或者在其基础上可以新增接入网反馈信息，用于更好的分流决策。
S1-U1接口，连接于用户面网关与SGW之间，用于传输数据。例如可以是现有的S1-U接口，使用协议栈IP/UDP/GTP-U。
S1-U2接口，连接于用户面网关与基站之间，用于传输数据。例如可以是现有的S1-U接口类似，使用协议栈IP/UDP/GTP-U.
进一步地，本发明方法还包括：建立控制面网关和用户面网关之间的连接链路。通过该连接链路，控制面网关实现对用户面网关的控制与管理，具体包括：控制用户面网关与核心网之间的通道，以及用户面网关与无线接入网节点之间的连接的建立、删除和修改。其中的修改包括属性的修改和转发关系的修改。
控制面网关可以控制一个或一个以上用户面网关，而用户面网关可以连接到一个或一个以上控制面网关，有利于进行系统扩展和负荷分担。
进一步地，本发明方法还包括：建立用户面网关之间的连接链路，通过该连接链路，实现了终端跨用户面网关移动时传输节点间的数据；同时，控制面网关也可以通过该连接链路，实现终端跨控制面网关移动时的节点间协商。
步骤401：通过建立的控制面板链路对接入终端的控制面数据进行处理，通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理。
一方面，本步骤通过建立的控制面链路，控制面网关处理控制面数据，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点。具体包括：管理核心网与控制面网关之间，以及控制面网关与无线接入网节点间的信令连接，包括建立、删除和修改；
维护与终端相关的上下文信息，其中包括核心网与控制面网关之间，以及控制面网关与无线接入网节点间的信令连接的映射关系，当终端支持多流即终端与两个不同的基站，比如宏蜂窝(基站)和小蜂窝(基站)同时存在数据收发时，以下以宏蜂窝和小蜂窝或eNB为代表来描述不同的基站，一个终端可以保存控制面网关与多个无线接入网节点间的信令连接；
根据核心网或者无线接入网节点的信令，对信令连接进行管理。进一步地，当建立有控制面网关和用户面网关之间的连接链路时，还包括通过X-1接口指示用户面网关对相应的数据连接，即通过该用户面网关的用户面链路进行管理。
进一步地，如果接收到的来自核心网或者无线接入网节点的信令显示，无需修改控制面网关或用户面网关和核心网之间连接时，信令终结在控制面网关。
当所述映射关系是一对一的映射关系时，根据映射关系转发信令；如果是所述映射关系是一对多的映射关系时，根据指定法则代理转发信令。其中，指定法则可以是预先设置的，也可以是配置的。指定法则可以是核心网通过控制面网关与多个无线接入网节点的一对多映射关系等。
当存在跨控制面网关时，在控制面网关之间，还包括迁移对应终端相关或者空口连接相关的上下文配置信息。特别地，当S1-MME1接口和S1-MME2接口使用相同的协议栈时，控制面网关对于核心网来说，是无线接入网节点，而对于无线接入网节点来说则是核心网。
另一方面，本步骤通过建立的用户面链路，用户面网关处理用户面数据，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。具体包括：管理核心网与用户面网关之间，以及用户面网关与无线接入网之间的数据通道，包括建立、删除、修改；维护包括核心网与用户面网关之间，以及用户面网关与无线接入网节点间的数据通道的映射关系；按照映射关系进行数据的转发，并对该映射关系进行管理，包括新建，删除和修改。
所述映射关系可以是一对一的映射关系，也可以是一对多的映射关系。当为一对多的映射关系时，多条数据通道属于同一个终端，如终端与不同的基站连接，此时，用户面网关维护一个终端的上下文信息中一对多的关系：在上行方向，用户面网关将多条数据通道汇聚到一条数据通道中发送；在下行方向，用户面网关根据预先设置的规则如分流算法比如按照负荷来进行分流等，进行数据分流。
当存在跨用户面网关时，管理用户面网关之间的数据通道，包括建立，删除和修改，并维护接入网节点与用户面网关之间的数据通道映射关系，以及核心网用户面网关之间的数据通道映射关系，按照映射关系进行数据的转发，并支持该映射关系的管理，包括新建，删除和修改。特别地，当S1-U1接口和S1-U2接口使用相同的协议栈时，用户面网关对于核心网来说，是无线接入网节点，而对于无线接入网节点来说则是核心网。
本发明中的用户面网关和控制面网关都是逻辑功能节点，可以根据实际情况，分别部署成独立的物理节点，或者设置在原有的物理节点中。下面结合本发明小蜂窝基站接入系统的具体组成方式，对其实现在网络接入的方法进行详细描述。
图5为本发明小蜂窝基站接入系统的第一实施例的逻辑功能结构示意图，如图5所示，UP-GW和CP-GW分别为独立的物理节点，此时，各个网络节点的功能分别为：
MME，与控制面网关之间通过S1-MME1接口连接，与SGW之间通过S11接口连接。除具有LTE系统Release11的MME现有的功能外，还用于支持与控制面网关之间管理(包含建立，删除和修改)控制面链路。
SGW，与用户面网关之间通过S1-U1接口连接。除具有LTE系统Release11的SGW现有的功能外，还用于支持与用户面网关之间管理S1-U1接口连接，该功能类似Release11中SGW和基站之间GTP-U通道的功能即S1-U接口的功能。
控制面网关，与MME之间通过S1-MME1接口连接，与宏基站或小蜂窝基站间通过S1-MM2接口连接，与用户面网关之间通过X-1接口连接，与其它控制面网关之间通过X-C接口连接，用于跨控制面网关移动时的节点间协商。用于支持与MME之间管理(包含建立，删除和修改)控制面链路，以及与基站之间管理控制面链路的功能。还用于管理相关GTP-U通道，相关GTP-U通道包括用户面网关和SGW之间建立的S1-U1接口连接，以及用户面网关和基站之间建立的S1-U1接口连接；
当某个终端的某个E-RAB在小蜂窝基站之间发生转移时，控制面网关通过保持从控制面网关到MME之间的控制面链路的方式，即控制面网关和MME之间的控制面链路不需要改变，即可完成终端的E-RAB在小蜂窝之间移动。因此，避免了终端在小蜂窝基站之间转移可能导致的对MME的影响；
控制面网关对宏蜂窝来说是透明存在的。控制面网关可以具备接入控制的功能。
用户面网关，与SGW之间通过S1-U1接口连接，与宏基站或小蜂窝基站之间通过S1-U2接口连接，与控制面网关之间通过X-1接口连接，与其它用户面基站之间通过X-U接口连接，用于跨用户面网关移动时传输节点间的数据。用于在控制面网关的控制下，支持与SGW之间管理S1-U1接口连接，以及与基站之间管理S1-U1接口连接；
当某个终端的某个E-RAB在小蜂窝基站之间发生转移时，用户面网关通过保持从用户面网关到SGW之间的GTP-U通道的方式，避免了终端在小蜂窝基站之间转移可能导致的对SGW的影响；
用户面网关对宏蜂窝来说是透明存在的。
宏蜂窝，与控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接，与小蜂窝基站之间通过X-3接口连接。除具有LTE系统Release11的基站所具备的功能外，还用于支持与控制面网关之间管理控制面链路，与用户面网关之间管理S1-U1接口连接。宏蜂窝进行移动性管理。
小蜂窝，与用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接，与宏基站之间通过X-3接口连接。除具有支持和终端之间建立LTE系统的数据无线承载(DRB)，并且具备在DRB上进行通讯的所有功能外，还用于支持与控制面网关之间管理控制面链路，与用户面网关之间管理S1-U1接口连接。
如图5所示第一实施例，本发明优选实施例的Uu接口的协议堆栈与现有技术相同；本发明优选实施例的S1-MME1接口、S1-MME2接口的协议堆栈与现有技术S1-MME接口的相同，建立过程也相同；本发明优选实施例的S1-U1接口、S1-U2接口的协议堆栈与现有技术S1-U接口的相同，建立过程也相同；本发明优选实施例的X-1接口的协议堆栈与现有技术S1-C接口的相同，建立过程也相同。
如图5所示的第一实施例中，根据控制面链路对控制面数据进行处理包括：在上行方向：终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，一个或多个基站通过S1-MME2接口将数据发送到控制面网关，控制面网关通过S1-MME1接口将数据发送到MME，此时控制面网关完成汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网；在下行方向：MME通过S1-MME1接口将数据发送到控制面网关，控制面网关通过S1-MME2接口将数据发送到一个或多个基站，基站通过无线接口将数据发送给终端，此时，控制面网关分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点。其中，终端到小蜂窝基站的控制面链路可以存在，也可以不存在，如果不存在，那么，终端和小蜂窝基站之间的控制面数据通过宏基站(即X-3接口)进行转发。
根据用户面链路对用户面数据进行处理包括：在上行方向：终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，一个或多个基站通过S1-U2接口将数据发送到用户面网关，用户面网关通过S1-U1接口将数据发送到SGW，此时用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网；在下行方向：SGW通过S1-U1接口将数据发送到用户面网关，用户面网关通过S1-U2接口将数据发送到一个或多个基站，基站通过无线接口将数据发送给终端，此时，用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。
图6为本发明小蜂窝基站接入系统第一实施例的GTP-U通道建立的流程示意图，此时，控制面网关CP-GW负责GTP-U通道管理，如图6所示，假设终端和宏基站已建立空口链接，宏基站已为终端配置了测量任务，终端已向宏基站上报测量结果，包括：
步骤600～步骤601：宏基站(宏蜂窝)收到测量报告。MME通过S1-MME接口向控制面网关发送无线接入承载管理消息。在无线接入承载管理消息中至少包括有：与某个无线接入承载(E-RAB)对应的GTP-U通道在核心网的传输层地址(TNL address-CN)、GTP-U通道的虚连接标识GTP-TEID-CN，以及E-RAB相关的信息。
步骤602：控制面网关与宏基站协商，宏基站向控制面网关返回小蜂窝基站(小蜂窝)的相关信息，比如小蜂窝基站的小区标识，测量结果等。
步骤603：控制面网关向蜂窝基站发送请求建立GTP-U通道的无线承载配置请求消息。在无线承载配置请求消息中至少包括有：TNL address-CN、GTP-TEID-CN，以及E-RAB相关的信息。
步骤604：建立小蜂窝基站和用户面网关之间，以及用户面网关和SGW之间的GTP-U通道。
步骤605：小蜂窝基站向控制面网关发送无线承载配置确认消息，以确认到核心网的GTP-U通道建立。在无线承载配置确认消息中至少包括有：与当前E-RAB对应的GTP-U通道在小蜂窝上的传输层地址(TNLaddress-SGW-SC)、GTP-U通道的虚连接标识GTP-TEID-SGW-SC，以及E-RAB相关的信息，
图7为本发明小蜂窝基站接入系统第一实施例的GTP-U通道删除的流程示意图，如图7所示，包括：
步骤700：控制面网关向小蜂窝发送请求删除GTP-U通道的无线承载配置请求，在该消息中至少包含有需要删除的GTP-U通道对应的E-RAB的信息。
步骤701：小蜂窝和用户面网关分别删除小蜂窝和用户面网关之间，以及用户面网关和SGW分别删除用户面网关和SGW之间的GTP-U通道。
步骤702：小蜂窝向控制面网关发送表示GTP-U通道已删除的无线承载配置确认。
图8为本发明小蜂窝基站接入系统第一实施例的GTP-U通道更换的流程示意图，假设终端从小蜂窝1移动到小蜂窝2，如图8所示，包括：
控制面网关按照图6所示的过程，选择并建立小蜂窝2到SGW的GTP-U通道，该GTP-U通道由SGW与用户面网关之间，以及用户面网关与小蜂窝2之间的两段GTP-U通道组成；
按照图7所示的过程，删除小蜂窝1上GTP-U通道。
在本发明图8所示的终端在小蜂窝之间发生移动时，GTP-U通道的管理不会影响到核心网，从而使得在无线侧引入大量的小蜂窝成为了可能。
图9为本发明小蜂窝基站接入系统的第二实施例的逻辑功能结构示意图，如图9所示，第二实施例的小蜂窝基站的逻辑功能结构中，各个网络节点实现与第一实施例中的相比，不同的是，控制面网关与用户面网关合设在同一物理实体中，二者之间的X-1接口为网关内部接口，CP-GW和UP-GW之间的通讯通过GW内部实现完成。对于图9所示的小蜂窝基站接入系统的逻辑功能结构，其网络接入方法与实施例一中的一致，这里不再赘述。GTP-U通道的建立、删除、更换的具体实现与第一实施例中的一致，这里不再赘述。
图10为本发明小蜂窝基站接入系统的第三实施例的逻辑功能结构示意图，如图10所示，控制面网关与用户面网关合设并设置在宏基站中，此时，S1-MME1接口是MME和M-eNB之间的接口，S1-U1接口是SGW和M-eNB之间的接口，S1-MME2、S1-U2是M-eNB和S-eNB之间的接口。各个网络节点的功能分别为：
MME、SGW的实现与图5所示的第一实施中的一致，这里不再赘述。
控制面网关与用户面网关的功能与图5所示的第一实施例中的一致，不同的只是，控制面网关与用户面网关之间的接口是内部接口。
宏蜂窝，与MME之间通过S1-MME1接口连接，与小蜂窝基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口、X-3接口，与UE之间通过Uu接口连接。除具有LTE系统Release11的基站所具备的功能外，还用于支持与小基站之间管理控制面链路，类似Release11中MME和基站之间管理控制面链路的功能，即S1-MME接口的功能；支持与小基站之间管理S1-U2接口连接，类似Release11中MME控制SGW管理相关GTP-U通道的功能，即S1-U接口的功能。
当某个终端的某个E-RAB在小蜂窝之间发生转移时，宏基站通过保持从宏基站到MME之间的控制面链路，以及保持从宏基站到SGW之间的GTP-U通道的方式，避免了这种转移可能导致的对MME和SGW的影响。宏蜂窝，还用于进行接入控制和移动性管理。
小蜂窝，与宏蜂窝基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口、X-3接口，与UE之间通过Uu接口连接。除具有支持和终端之间建立LTE系统的数据无线承载(DRB)，并且具备在DRB上进行通讯的所有功能外，还用于支持与宏基站之间管理控制面链路和GTP-U通道。
如图10所示第三实施例，本发明优选实施例的Uu接口的协议堆栈与现有技术相同；本发明优选实施例的S1-MME1接口、S1-MME2接口的协议堆栈与现有技术S1-MME接口的相同，建立过程也相同；本发明优选实施例的S1-U1接口，S1-U2接口的协议堆栈与现有技术S1-U的相同，建立过程也相同。
如图10所示第三实施例中，根据控制面链路对控制面数据进行处理包括：在上行方向：终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，对于小基站，再通过S1-MME2接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-MME1接口将数据发送到MME；在下行方向：MME通过S1-MME1接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-MME2接口将数据发送到小基站或通过无线接口发送给终端，小基站通过无线接口将数据发送给终端。其中，终端到小基站的控制面链路可以存在，也可以不存在，如果不存在，那么，终端和小基站之间控制面需要通过宏基站(即X-3接口)进行转发。
根据用户面链路对用户面数据进行处理包括：在上行方向，终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，小基站需要再通过S1-U2接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-U1接口将数据发送到SGW；在下行方向：SGW通过S1-U1接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-U2接口将数据发送到小基站或通过无线接口发送给终端，小基站通过无线接口将数据发送给终端。
图11为本发明小蜂窝基站接入系统第三实施例的GTP-U通道建立的流程示意图，如图11所示，包括：
步骤1100：MME通过S1-MME1接口向宏蜂窝发送无线接入承载管理消息。
步骤1101：宏蜂窝向小蜂窝发送请求建立GTP-U通道的无线承载配置请求消息。
步骤1102：在宏蜂窝与小蜂窝之间建立GTP-U通道。
步骤1103：小蜂窝向宏蜂窝发送无线承载配置确认消息，以确认自身到宏蜂窝的GTP-U通道建立。
图12为本发明小蜂窝基站接入系统第三实施例的GTP-U通道删除的流程示意图，如图12所示，包括：
步骤1200：宏蜂窝向小蜂窝发送请求删除GTP-U通道的无线承载配置请求。
步骤1201：删除小蜂窝与宏蜂窝之间的GTP-U通道。
步骤1202：小蜂窝向宏蜂窝发送GTP-U通道删除确认消息。
图13为本发明小蜂窝基站接入系统第三实施例的GTP-U通道更换的流程示意图，假设终端从小蜂窝1移动到小蜂窝2，如图13所示，包括：
终端在从小蜂窝1移动到小蜂窝2时，宏蜂窝执行图11所示的过程，建立小蜂窝2到宏蜂窝的GTP-U通道。并按照图12所示的过程删除小蜂窝1上GTP-U通道。
在本发明图13所示的终端在小蜂窝之间发生移动时，GTP-U通道的管理不会影响到核心网，从而使得在无线侧引入大量的小蜂窝成为了可能。
图14为本发明小蜂窝基站接入系统的第四实施例的逻辑功能结构示意图，如图14所示，第四实施例中，在宏基站和小蜂窝基站之间设置有一个网关(GW2)，GW2同时负责小蜂窝的控制面和用户面管理，与图10所示的第三实施例的结构相比，区别在于：X-3接口，S1-MME2接口(或将X-1接口和S1-MME2接口一起称为S1-MME2+接口)，以及S1-U2接口，既是GW2与小蜂窝基站之间的接口，也是GW2与宏基站之间的接口。各个网络节点的功能分别为：
MME，SGW的实现与图5所示的第一实施中的一致，这里不再赘述
宏蜂窝，与MME之间通过S1-MME1接口连接，与小蜂窝基站之间经由网关GW2建立S1-U2接口、S1-MME2接口(进一步包括X-3接口)连接，与UE之间通过Uu接口连接。除具有LTE系统Release11的基站所具备的功能外，还用于支持与网关GW2之间管理控制面链路的功能。宏蜂窝用于进行接入控制和移动性管理。
网关GW2，支持与基站之间的管理控制面链路和用户面链路的功能，类似Release11中MME和基站之间管理控制面链路的功能即S1-MME接口的功能，以及Release11中SGW和基站之间管理用户面链路的功能即S1-U接口的功能。
当某个终端的某个E-RAB在同一个网关下的小蜂窝之间发生转移时，网关GW2通过保持到宏基站之间的控制面链路和用户面链路的方式，屏蔽这种转移可能导致的对MME和SGW的影响。网关对宏蜂窝来说是透明存在的。
小蜂窝，与宏蜂窝之间经由网关GW2建立S1-U2接口、S1-MME2接口(进一步包括X-3接口)连接，与UE之间通过Uu接口连接。用于支持与终端之间建立LTE系统的数据无线承载(DRB)，并且具备在DRB上进行通讯的所有功能，还用于支持与网关之间管理控制面链路和S1-U2接口连接。
如图14所示第四实施例，本发明优选实施例的Uu接口的协议堆栈与现有技术相同；本发明优选实施例的S1-MME1接口、S1-MME2接口的协议堆栈与现有技术S1-MME接口的相同，建立过程也相同；本发明优选实施例的S1-U1接口、S1-U2接口的协议堆栈与现有技术S1-U接口的相同，建立过程也相同。
如图14所示第四实施例中，根据控制面链路对控制面数据进行处理包括：在上行方向，终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，小基站通过S1-MME2接口将数据发送到GW2，GW2通过S1-MME2接口将数据发送到宏基站，宏基站再通过S1-MME1接口将数据发送到MME；在下行方向：MME通过S1-MME1接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-MME2接口将数据发送到GW2或者通过无线接口发送给终端，GW2通过S1-MME2接口将数据发送给小基站，小基站通过无线接口将数据发送给终端。终端到小基站的控制面链路可以存在，也可以不存在，如果不存在，那么，终端和小基站之间控制面需要通过宏基站(即X-3接口)进行转发。
根据用户面链路对用户面数据进行处理包括：在上行方向，终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，对于小基站，还需要通过S1-U2接口将数据发送到GW2，GW2再通过S1-U2接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-U1接口将数据发送给SGW；在下行方向：SGW通过S1-U1接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-U2接口将数据发送到小基站或直接通过无线接口发送给终端，小基站通过无线接口将数据发送给终端。
图15为本发明小蜂窝基站接入系统第四实施例的GTP-U通道建立的流程示意图，本实施例中，网关即是图14所示的GW2，如图15所示，包括：
步骤1500：MME通过S1-MME接口向宏蜂窝发送无线接入承载管理消息。
步骤1501：宏蜂窝经由网关向小蜂窝发送请求建立GTP-U通道的无线承载配置请求消息。
步骤1502：在宏蜂窝与小蜂窝之间，以及网关与宏蜂窝之间建立GTP-U通道。
步骤1503：小蜂窝经由网关向宏蜂窝发送无线承载配置确认消息。
图16为本发明小蜂窝基站接入系统第四实施例的GTP-U通道删除的流程示意图，如图16所示，包括：
步骤1600：宏蜂窝经由网关向小蜂窝发送请求删除GTP-U通道的无线承载配置请求消息。
步骤1601：删除小蜂窝与网关之间，以及网关与宏蜂窝之间的GTP-U通道。
步骤1602：小蜂窝经由网关向宏蜂窝发送GTP-U通道删除确认消息。
图17为本发明小蜂窝基站接入系统第四实施例的GTP-U通道更换的流程示意图，假设终端从小蜂窝1移动到小蜂窝2，如图17所示，包括：
终端在从小蜂窝1移动到小蜂窝2时，宏蜂窝参考图15所示的过程，但是，此时只需要建立小蜂窝2到网关的GTP-U通道即可。并参考图16所示的过程，删除小蜂窝1与网关之间的GTP-U通道。
图14所示的第四实施例中，GTP-U通道包括宏蜂窝与网关之间，以及网关与小蜂窝1之间的两段GTP-U通道组成。在本发明图17所示的终端在小蜂窝之间发生移动时，GTP-U通道的管理不会影响到核心网，从而使得在无线侧引入大量的小蜂窝成为了可能。
图18为本发明小蜂窝基站接入系统的第五实施例的逻辑功能结构示意图，如图18所示，第五实施例中，控制面网关设置在宏基站中，用户面网关为独立实体，各个网络节点的功能分别为：
MME，与宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与SGW之间通过S11接口连接。支持LTE系统Release11的MME现有的功能。
SGW，与用户面网关之间通过S1-U1接口连接。除具有LTE系统Release11的SGW现有功能外，还用于支持与用户面网关之间管理S1-U1接口连接。
宏蜂窝，其中设置有控制面网关。与MME之间通过S1-MME1接口连接，与小蜂窝基站间通过S1-MM2接口(进一步包括X-3接口)连接，与用户面网关之间的接口包括X-1接口、S1-U2接口，，与UE之间通过Uu接口连接。除具有LTE系统Release11的基站所具备的功能外，还用于支持与用户面网关之间管理S1-U2接口连接，支持与基站之间管理控制面链路的功能，类似Release11中MME和基站之间管理控制面链路的功能即S1-MME接口的功能；另外，还用于控制用户面网关管理S1-U2接口连接，类似Release11中MME控制SGW管理相关GTP-U通道的功能即S1-U接口的功能，其中，相关GTP-U通道包括用户面网关与SGW之间的S1-U1接口连接，以及用户面网关与基站之间的S1-U2接口连接。宏蜂窝进行接入控制和移动性管理。
当某个终端的某个E-RAB在小蜂窝之间发生转移时，宏蜂窝通过保持从控制面网关到MME之间的控制面链路的方式，屏蔽这种转移可能导致的对MME的影响。
用户面网关，与SGW之间通过S1-U1接口连接，与宏基站之间通过S1-U2接口、X-1接口连接，与小蜂窝基站之间通过S1-U2接口连接。用于支持与SGW之间管理S1-U1接口连接，以及与基站之间管理S1-U2接口连接的功能，类似Release11中SGW和基站之间管理GTP-U通道的功能即S1-U接口的功能，这些管理过程受控制面网关控制。
当某个终端的某个E-RAB在小蜂窝之间发生转移时，用户面网关通过保持从用户面网关到SGW之间的GTP-U通道的方式，屏蔽这种转移可能导致的对SGW的影响。用户面网关对宏蜂窝来说是透明存在的。
小蜂窝，与用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与宏基站之间通过S1-MME2接口(进一步包括X-3接口)连接，与UE之间通过Uu接口连接。用于支持与终端之间建立LTE系统的数据无线承载(DRB)，并且在DRB上进行通讯的所有功能，还进一步用于支持与控制面网关之间管理控制面链路，与用户面网关之间管理S1-U2接口连接。
如图18所示第五实施例，本发明优选实施例的Uu接口的协议堆栈与现有技术相同；本发明优选实施例的S1-MME1接口、S1-MME2接口的协议堆栈与现有技术S1-MME的相同，建立过程也相同；本发明优选实施例的S1-U1接口、S1-U2接口的协议堆栈与现有技术S1-U的相同，建立过程也相同；本发明优选实施例的X-1接口的协议堆栈与现有技术S1-C的相同，建立过程也相同。
如图18所示的第五实施例中，根据控制面链路对控制面数据进行处理包括：在上行方向，终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，对于小基站，还需要通过S1-MME2接口将数据发送到宏基站，宏基站通过S1-MME1接口将数据发送到MME；在下行方向：MME通过S1-MME1接口将数据发送到宏基站，宏基站再通过S1-MME2接口将数据发送到小基站或直接通过无线接口发送给终端，小基站通过无线接口将数据发送给终端。其中，小基站与终端之间的控制面链路可以存在，也可以不存在，如果不存在，那么，终端与小基站之间的控制面需要通过宏基站转(即X-3接口)进行转发。
根据用户面链路对用户面数据进行处理包括：在上行方向，终端通过一个或多个无线接口发送数据到一个或多个基站，一个或多个基站通过S1-U2接口将数据发送到用户面网关，用户面网关再通过S1-U1接口将数据发送到SGW；在下行方向：SGW通过S1-U1接口将数据发送到用户面网关，用户面网关通过S1-U2接口将数据发送到一个或多个基站，基站再通过无线接口将数据发送给终端。
图19为本发明小蜂窝基站接入系统第五实施例的GTP-U通道建立的流程示意图，如图19所示，包括：
步骤1900：MME通过S1-MME接口向宏蜂窝发送无线接入承载管理消息。
步骤1901：宏蜂窝向小蜂窝发送请求建立GTP-U通道的无线承载配置请求消息。
步骤1902：建立小蜂窝与用户面网关之间，以及用户面网关和SGW之间的GTP-U通道。
步骤1903：小蜂窝向宏蜂窝发送无线承载配置确认消息，以确认到核心网的GTP-U通道建立。
图20为本发明小蜂窝基站接入系统第五实施例的GTP-U通道删除的流程示意图，如图20所示，包括：
步骤2000：宏蜂窝向小蜂窝发送请求删除GTP-U通道的无线承载配置请求消息。
步骤2001：删除小蜂窝与用户面网关之间，以及用户面网关与SGW之间的GTP-U通道。
步骤2002：小蜂窝向宏蜂窝发送GTP-U通道删除确认消息。
图21为本发明小蜂窝基站接入系统第五实施例的GTP-U通道更换的流程示意图，假设终端从小蜂窝1移动到小蜂窝2，如图21所示，包括：
终端在从小蜂窝1移动到小蜂窝2时，宏蜂窝执行图19所示的过程，建立小蜂窝2到SGW的GTP-U通道，这个GTP-U通道包括SGW与用户面网关之间，以及用户面网关与小蜂窝2之间的两段GTP-U通道。并按照图20所述的过程，删除小蜂窝1上GTP-U通道。
本发明图21所示的终端在小蜂窝之间发生移动时，GTP-U通道的管理不会影响到核心网，从而使得在无线侧引入大量的小蜂窝称为可能。
图22为本发明小蜂窝基站接入系统的第六实施例的逻辑功能结构示意图，本实施例中，用户面网关设置在SGW中成为SGW+，控制面网关设置在MME中成为MME+，如图22所示，与图5所示的第一实施例的结构的区别在于，S1-MME1接口成为MME网元的内部接口，S1-U1接口成为SGW网元的内部接口，S1-MME2接口成为MME与宏基站之间、MME与小基站之间的接口，S1-U2接口成为SGW与宏基站之间、SGW与S-eNB之间的接口，X-1接口成为MME与SGW之间的接口之一。具体地，如图22所示，宏蜂窝、小蜂窝的功能与现有技术一致，其它各个网络节点的功能分别为：
MME，其中设置有控制面网关。与SGW之间通过S11接口、X-1接口连接，通过S1-MME2接口分别与宏基站和小蜂窝基站就连接。除具有LTE系统Release11的MME现有功能外，还用于支持针对同一个用户管理两个S1-MME2接口并分别连连接至不同的基站。
SGW，其中设置有用户面网关。与MME之间通过S11接口、X-1接口连接，通过S1-U2接口分别与宏基站和小蜂窝基站就连接。除具有LTE系统Release11的SGW现有功能外，还用于支持针对同一个用户管理两个S1-U2接口并分别连连接至不同的基站。
图22所示的本发明第六实施例中，其网络接入方法与现有技术一致；GTP-U通道的建立、删除、更换实现方法与现有技术一致。但是，可以i看出，在本实施例中，由于控制面与数据面的分离，终端与两个不同的基站如宏蜂窝(基站)和小蜂窝(基站)同时存在数据收发，从而增加了用户吞吐量和增强了移动性能，并解决了用户在小区间切换使得节点间信息交互频繁，对核心网造成冲击的问题，避免了对核心网的信令冲击，进而实现了无线侧的大量小蜂窝基站的引入。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (30)

1.一种小蜂窝基站接入系统，其特征在于，在小蜂窝基站接入系统中设置有，
控制面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的控制面链路；控制面网关作为控制面信令的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点；管理协调一个或者多个无线接入网节点；
用户面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的用户面链路；用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。
2.根据权利要求1所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关与用户面网关之间建立有连接链路；
所述控制面网关，还用于通过建立的连接链路，实现对用户面网关的控制与管理。
3.根据权利要求2所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述对用户面网关的控制与管理包括：控制所述用户面网关与核心网之间，以及所述用户面网关与无线接入网节点之间的连接的建立、删除和修改。
4.根据权利要求1或2所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关为一个或一个以上；
所述用户面网关为一个或一个以上。
5.根据权利要求4所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，该系统还包括移动管理实体MME、服务网关SGW、宏基站、小蜂窝基站，以及用户设备UE。
6.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述用户面网关和控制面网关分别为独立的物理节点；
所述MME，与所述控制面网关之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述用户面网关之间通过S1-U1接口连接；用于支持与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述控制面网关，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述宏基站或小蜂窝基站间通过S1-MM2接口连接，与所述用户面网关之间通过X-1接口连接；用于支持与MME之间管理控制面链路，以及与基站之间管理控制面链路的功能，管理用户面网关与SGW之间建立的S1-U1接口连接，以及用户面网关与基站之间建立的S1-U1接口连接；
所述用户面网关，与所述SGW之间通过S1-U1接口连接，与宏基站或小蜂窝基站之间通过S1-U2接口连接，与控制面网关之间通过X-1接口连接；用于在所述控制面网关的控制下，支持与所述SGW之间管理S1-U1接口连接，以及与基站之间管理S1-U1接口连接；
所述宏基站，与所述控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路，与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述小蜂窝基站，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与所述控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路，与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接。
7.根据权利要求6所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关，还用于与其它控制面网关之间通过X-C接口连接，用于跨控制面网关移动时的节点间协商。
8.根据权利要求6所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述用户面网关，还用于与其它用户面基站之间通过X-U接口连接，用于跨用户面网关移动时传输节点间的数据。
9.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关与用户面网关合设在同一物理实体中，此时，所述控制面网关与用户面网关之间的X-1接口为内部接口。
10.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关与用户面网关合设并设置在宏基站中；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述宏基站之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的用户面网关之间管理S1-U1连接；
所述宏基站，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述小蜂窝基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与小蜂窝基站之间管理控制面链路，支持与所述小蜂窝基站之间管理S1-U2连接；
所述小蜂窝基站，与所述宏基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述宏基站之间管理控制面链路和S1-U2连接。
11.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，在所述宏基站和小蜂窝基站之间设置有一个网关，同时负责小蜂窝基站的控制面和用户面管理；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述宏基站之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的用户面网关之间管理S1-U1连接；
所述宏基站，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述小蜂窝基站之间经由网关建立S1-U2接口、S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述网关之间管理控制面链路；
所述网关，用于支持与基站之间的管理控制面链路和用户面链路；
所述小蜂窝基站，与所述宏基站之间经由所述网关建立S1-U2接口、S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；用于支持与终端之间建立LTE系统的数据无线承载并具备在DRB上进行通讯，以及支持与网关之间管理控制面链路和S1-U2接口连接。
12.根据权利要求11所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述宏基站与小蜂窝基站之间，还进一步经由所述网关建立X-3接口连接。
13.根据权利要求6所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关设置在宏基站中，所述用户面网关为独立实体；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与SGW之间通过S11接口连接；
所述SGW，与所述用户面网关之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述宏基站，其中设置有控制面网关；与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与小蜂窝基站间通过S1-MM2接口连接，与所述用户面网关之间的接口包括X-1接口、S1-U2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与用户面网关之间管理S1-U2接口连接，支持与基站之间管理控制面链路；控制所述用户面网关管理用户面网关与SGW之间的S1-U1接口连接，以及用户面网关与基站之间的S1-U2接口连接；
所述用户面网关，与所述SGW之间通过S1-U1接口连接，与所述宏基站之间通过S1-U2接口、X-1接口连接，与小蜂窝基站之间通过S1-U2接口连接；用于支持与SGW之间管理S1-U1接口连接，以及与基站之间管理S1-U2接口连接；
所述小蜂窝基站，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与所述宏基站之间通过S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；用于支持与终端之间建立LTE系统的数据无线承载并在DRB上进行通讯，以及支持与控制面网关之间管理控制面链路，与用户面网关之间管理S1-U2接口连接。
14.根据权利要求6、10或13所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述宏基站与小蜂窝基站之间还进一步通过X-3接口连接。
15.根据权利要求6所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述用户面网关设置在SGW中；所述控制面网关设置在MME中；
所述MME，其中设置有控制面网关；与所述SGW之间通过S11接口、X-1接口连接，通过S1-MME2接口分别与宏基站和小蜂窝基站就连接；还用于支持针对同一个用户管理两个S1-MME2接口并分别连连接至不同的基站；
所述SGW，其中设置有用户面网关；与所述MME之间通过S11接口、X-1接口连接，通过S1-U2接口分别与宏基站和小蜂窝基站就连接；还用于支持针对同一个用户管理两个S1-U2接口并分别连连接至不同的基站。
16.一种小蜂窝基站接入系统实现网络接入的方法，其特征在于，在小蜂窝基站接入系统中设置有，
控制面网关，连接无线接入网和核心网的，用于构建核心网与无线接入网之间的控制面链路；
用户面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的用户面链路；
该方法包括：
分别建立控制面链路和用户面链路；
通过建立的控制面板链路对接入终端的控制面数据进行处理，通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，该方法还包括：建立所述控制面网关和用户面网关之间的连接链路；
通过建立的连接链路，所述控制面网关对用户面网关的控制与管理。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制面网关对用户面网关的控制与管理包括：
建立、删除和修改所述控制用户面网关与核心网之间的连接，以及，
建立、删除和修改所述用户面网关与无线接入网节点之间的连接。
19.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述用户面网关为两个或两个以上；该方法还包括：
建立所述用户面网关之间的连接链路；通过建立的连接链路，实现终端跨用户面网关移动时传输节点间的数据。
20.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述控制面网关通过所述连接链路，完成终端跨控制面网关移动时的节点间协商。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述通过建立的控制面板链路对接入终端的控制面数据进行处理包括：
通过所述建立的控制面链路，所述控制面网关处理控制面数据，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述汇聚或分发包括：
管理核心网与所述控制面网关之间，以及所述控制面网关与无线接入网节点间的信令连接；
维护与终端相关的上下文信息，包括核心网与控制面网关之间，以及控制面网关与无线接入网节点间的信令连接的映射关系；
根据核心网或者无线接入网节点的信令，对信令连接进行管理。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，当终端支持多流时，所述终端保存所述控制面网关与多个无线接入网节点间的信令连接。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述控制面网关与用户面网关之间建立连接链路；
该方法还包括：指示用户面网关对相应的数据连接进行管理。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述映射关系是一对一的映射关系；根据映射关系转发所述信令；或者，
所述映射关系是一对多的映射关系，根据指定法则代理转发所述信令。
26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，当存在跨控制面网关时，在所述控制面网关之间，该方法还包括：迁移对应终端相关或者空口连接相关的上下文配置信息。
27.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理包括：
通过建立的用户面链路，用户面网关处理用户面数据，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述汇聚或分发包括：
管理核心网与所述用户面网关之间，以及用户面网关与无线接入网之间的数据通道；
维护包括核心网与用户面网关之间，以及用户面网关与无线接入网节点间的数据通道的映射关系；按照映射关系进行数据的转发，并对该映射关系进行管理。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述映射关系是一对一的映射关系；或者，
所述映射关系是一对多的映射关系，此时，
所述用户面网关维护一个终端的上下文信息中一对多的关系：在上行方向，所述用户面网关将多条数据通道汇聚到一条数据通道中发送；在下行方向，所述用户面网关根据预先设置的规则进行数据分流。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，当存在跨用户面网关时，所述管理用户面网关之间的数据通道包括建立，删除和修改；以及，
维护接入网节点或核心网，与所述用户面网关之间的数据通道映射关系，按照映射关系进行数据的转发，并支持该映射关系的管理。
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