发明内容
本发明实施例提供一种基站管理控制方法和装置,用以解决现有技术中接入核心网的基站数量过多而造成网络资源不足的问题。
本发明实施例提供的消息发送方法包括:
基站控制器与需要进行管理的至少一个基站之间建立连接;
所述基站控制器对连接到所述基站控制器的基站进行管理以及对基站进行信令和/或数据中转。
可选的,所述基站控制器对连接到所述基站控制器的基站进行管理,包括:
所述基站控制器为所述基站配置初始参数,并且在所述基站周围的其他基站的位置或数量发生变化后,根据变化后的周围的其他基站的位置,更新所述基站的邻区列表。
可选的,所述基站控制器对基站进行信令中转,包括:
所述基站控制器在收到需要发送给所述基站的信令后,根据信令中的基站标识,确定对应的基站,并将收到的所述数据发送给确定的基站。
可选的,所述基站控制器对基站进行信令中转,包括:
所述基站控制器接收来自所述基站的信令;
所述基站控制器丢弃错误的信令和/或向发送错误的信令的基站发送错误指示信息。
可选的,所述基站控制器对基站进行信令中转,包括:
在基站与宏基站共跟踪区TA场景下,所述基站控制器对收到的寻呼消息进行过滤,丢弃宏基站对应的用户设备的寻呼消息。
可选的,所述基站控制器对基站进行信令中转之前,还包括:
所述基站控制器分别与基站和核心网建立SCTP(流控制传输协议)链路;
所述基站控制器对基站进行信令中转,包括:
所述基站控制器根据基站控制器、基站和核心网之间的路由映射表,通过所述SCTP链路在基站和核心网之间中转信令。
可选的,所述基站控制器对基站进行数据中转之前,还包括:
所述基站控制器分别与基站和核心网建立GTP-U(通用分组无线系统用户面隧道协议)链路;
所述基站控制器对基站进行数据中转,包括:
所述基站控制器根据基站控制器、基站和核心网之间的路由映射表,通过所述GTP-U链路在基站和核心网之间中转数据。
可选的,所述基站控制器与需要进行管理的至少一个基站之间建立连接之后,还包括:
所述基站控制器通过基站,对连接到所述基站的用户终端进行流量控制。
一种基站管理控制装置,包括:
基站接入单元,用于与需要进行管理的至少一个基站之间建立连接;
基站管理单元,用于对连接到所述基站控制器的基站进行管理以及对基站进行信令和/或数据中转。
可选的,所述基站管理单元具体用于:
为所述基站配置初始参数,并且在所述基站周围的其他基站的位置或数量发生变化后,根据变化后的周围的其他基站的位置,更新所述基站的邻区列表。
可选的,所述基站管理单元具体用于:
在收到需要发送给所述基站的信令后,根据信令中的基站标识,确定对应的基站,并将收到的所述数据发送给确定的基站。
可选的,所述基站管理单元具体用于:
接收来自所述基站的信令;丢弃错误的信令和/或向发送错误的信令的基站发送错误指示信息。
可选的,所述基站管理单元具体用于:
在基站与宏基站共跟踪区TA场景下,对收到的寻呼消息进行过滤,丢弃宏基站对应的用户设备的寻呼消息。
可选的,还包括核心网接入单元,用于与核心网建立SCTP链路;
所述基站接入单元,还用于与基站建立SCTP链路;
所述基站管理单元,还用于根据基站控制器、基站和核心网之间的路由映射表,通过所述SCTP链路在基站和核心网之间中转信令。
可选的,所述核心网接入单元,还用于与核心网建立GTP-U链路;
所述基站接入单元,还用于与基站建立GTP-U链路;
所述基站管理单元,还用于根据基站控制器、基站和核心网之间的路由映射表,通过所述GTP-U链路在基站和核心网之间中转数据。
可选的,所述基站管理单元,还用于通过基站,对连接到所述基站的用户终端进行流量控制。
本发明实施例中,在基站与核心网之间加入基站控制器,利用基站控制器对基站进行管理和控制。可以将基站控制器与多个基站建立连接,对基站发送给基站、基站发送给核心网以及核心网发送给基站的数据进行中转,同时,基站控制器对接入的基站进行管理。在现有技术中,直接接入到核心网的多个基站均需占用一定的网络资源,而本发明实施例中,核心网只需为管理控制多个基站的一个基站控制器分配网络资源,减轻了核心网的工作量,节省了网络资源。
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,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
现有网络中,引入了家庭基站的LTE(长期演进,LongTermEvolution)系统,相较于只有宏基站的LTE系统,在整体的网络结构上基本一致。由于家庭基站主要用于家庭以及中小企业等室内覆盖场景,需要具备体积小、安装灵活性高的特点。家庭基站与核心网直接连接,核心网需要为每个家庭基站分配独立的资源,且由于家庭基站数量较多,核心网需投入大量的网络资源,需要对家庭基站进行集中管理。
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种基站管理控制方法,该方法的流程如图1所示,方法可以包括如下步骤:
S101、基站控制器与需要进行管理的至少一个基站之间建立连接;
S102、所述基站控制器对连接到所述基站控制器的基站进行管理以及对基站进行信令和/或数据中转。
其中,本发明实施例中的基站控制器不仅适用于FemtoCell,还适用于任何制式的NanoCell(一体化皮基站)、SmallCell(小基站)等密集布署微型基站,本发明实施例对此不做限制,仅以家庭基站为例进行介绍。
本发明实施例中,利用基站控制器对多个基站进行集中管理控制,进行基站与核心网、基站与基站之间的数据中转,减轻了基站和核心网的开销,节约了网络资源。
根据安全需要,基站一般放置在安全的位置,即一般认为基站是可信任且不易被攻击的。但是对于家庭基站,其可作为热点覆盖,被放置在公共场所,如商场、机场等地,或作为家庭网关直接放置在居民家中,以上场景中,家庭基站不归属于运营商,其安全成为问题。为了防止非法家庭基站的接入,在步骤S101中,本发明实施例可以根据不同环境对网络安全的部署不同要求,选择性的对接入的家庭基站进行鉴权认证。本发明实施例对家庭基站接入进行鉴权认证可以采用共享密钥的认证方式。
具体为,当家庭基站首次接入基站控制器时,基站控制器与家庭基站间建立安全隧道,基站控制器对家庭基站进行认证生成密钥,基站控制器通过安全隧道将密钥发送给家庭基站。其中,基站控制器和家庭基站间传递的数据均可在上述安全隧道中加密传输。然后,家庭基站发起到基站控制器的注册,基站控制器根据家庭基站的密钥信息,为基站控制器和家庭基站之间的安全隧道生成的安全算法、安全模式、加密范围等,将以上安全信息组成基站侧安全协议,并将基站侧安全协议发送给相应的家庭基站。之后,该家庭基站接入基站控制器时,需根据基站侧安全协议进行鉴权认证,认证合法后,基站控制器允许该家庭基站接入并进行正常的数据交互,对于认证不成功的家庭基站,基站控制器限制其接入。
进一步地,根据基站控制器部署的网络环境,当基站控制器接入核心网,可选择性开启是否进行网络侧鉴权认证功能。当开启该功能时,基站控制器将在接入网络时,与核心网设备进行鉴权和认证功能,认证通过后,基站控制器发送的数据将被加密后再发送,基站控制器接收到的数据需先解密再进行处理。
较佳地,步骤S102中,基站控制器对基站进行管理,包括:所述基站控制器为所述基站配置初始参数,并且在所述基站周围的其他基站的位置或数量发生变化后,根据变化后的周围的其他基站的位置,更新所述基站的邻区列表。
其中,为家庭基站配置的初始参数可以包括基站标识、邻区关系、频点、PCI(物理小区标识,PhysicalCellIdentifier)、ICIC(小区干扰协调,Inter-CellInterferenceCoordination)主子载波位置等。本发明实施例通过外接的网元导入家庭基站背景图,网络侧在现网基础上通过话务数据分析、现场测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段,找出影响网络质量的原因,在此基础上对网络进行优化,并根据建网目标、用户需求、当地实际情况等对网络建设进行规划邻区,并将网络拓扑表通过外接网元下发给基站控制器。基站控制器为家庭基站配置初始参数,建立家庭基站唯一标识、基站IP地址与MME(移动管理实体,MobilityManagementEntity)信息的映射表。
由于家庭基站的位置易改变,因此,当某个家庭基站周围的其他家庭基站的位置发生改变,或接入基站控制器的家庭基站的数量发生变化后,基站控制器可根据变化后该家庭基站的周围的其他家庭基站的位置,更新该家庭基站的邻区列表。此外,基站控制器在数据交互过程中,可收集所有接入的家庭基站的信息,通过优化算法,维护家庭基站邻区信息的有效性,提高家庭基站间切换的成功率。
本发明实施例中,基站控制器对信令和/或数据进行中转,其中,信令包括X2接口信令和S1接口信令,是在控制面上的汇聚转发;数据指的是与用户相关的数据,是在用户面上的汇聚转发。基站控制器在家庭基站与家庭基站之间进行X2接口信令数据的中转,在家庭基站与核心网之间进行S1接口信令数据的中转。
首先介绍X2接口信令的中转。较佳地,所述基站控制器在收到需要发送给所述基站的信令后,根据信令中的基站标识,确定对应的基站,并将收到的所述信令发送给确定的基站。
在现有技术中,X2接口是基站之间的接口,支持基站之间信令的直接传输,用于UE(用户设备,UserExperience)在基站间进行X2切换,基站和基站通过X2接口互相连接,形成了网状网络。本发明实施例如图2所示,家庭基站通过基站控制器连接到另一个家庭基站,基站控制器在其与每一个家庭基站之间建立一个X2接口,用于基站之间的数据和信令的交互,可以避免家庭基站直接建立X2接口形成网状组网,将家庭基站的数据开销转移到基站控制器,降低家庭基站的工作量。具体来说,家庭基站A需发送信令到家庭基站B时,家庭基站A将该信令发送给基站控制器,信令中携带家庭基站B的标识。基站控制器接收到该信令后,根据信令中的家庭基站B的标识,查找到对应的家庭基站B,并将该信令发送给家庭基站B。若基站控制器接收到家庭基站B的回应消息,同样根据回应消息中携带的家庭基站A的标识,将该回应消息转发给家庭基站A。
其次,关于S1接口信令的汇聚和转发,在基站控制器进行S1接口信令汇聚转发之前,还包括:所述基站控制器分别与基站和核心网建立SCTP(StreamControlTransportProtocol,流控制传输协议)链路。
所述基站控制器对基站进行信令中转,包括:所述基站控制器根据基站控制器、家庭基站和核心网之间的路由映射表,通过所述SCTP链路在基站和核心网之间中转信令。
具体来说,可以通过以下步骤实现家庭基站与核心网之间S1接口信令中转:
第一步:基站控制器初始化。
基站控制器与核心网之间建立SCTP连接,基站控制器将与核心网的S1接口建立请求发送给核心网,核心网接受到该S1接口建立请求,向该基站控制器回应S1建立回应。
第二步:家庭基站初始化。
家庭基站与基站控制器建立SCTP连接,并且发送与基站控制器的S1接口建立请求给基站控制器,该S1接口建立请求携带家庭基站的唯一标识,基站控制器用S1接口建立回应信令进行应答,并记录偶联号与家庭基站唯一标识的对应关系。若基站控制器无法接受该请求或者基站控制器与核心网的S1链接建立失败时,则向家庭基站回复S1接口建立失败消息,并携带相应的失败原因参数。此过程相当于家庭基站的注册。
第三步:UE初始化。
由于UE的数据经过家庭基站、基站控制器再发送到核心网,首先,UE通过家庭基站向基站控制器发起S1定义初始化信令,S1定义初始化信令中只携带了UE相对于家庭基站的唯一标识,记为N1。基站控制器接收到S1定义初始化信令后,为该UE分配相当于基站控制器的唯一标识,记为N2,并且将S1定义初始化信令中的标识N1更换为N2,然后将携带N2标识的S1定义初始化信令转发给核心网。核心网接收到该S1定义初始化信令后,会向基站控制器下发UE相对与核心网的唯一标识,记为N3。基站控制器记录N1、N2、N3这三个标识及其对应关系,并记录该UE相对应的家庭基站。此过程相当于UE的注册。
第四步:UE与核心网之间信令交互。
基站控制器通过家庭基站接收到UE发送的信令,首先将信令中的N1标识更换为N2标识,然后将该信令转发到核心网。核心网向基站控制器发送回应信令,回应信令中携带N3和N2标识。基站控制器根据N2标识,找到对应的N1标识,再找到对应的家庭基站,将N3标识更换为N1标识,然后将回应信令转发给对应的家庭基站。最后家庭基站将回应信令转发给UE。
第五步:转发核心网侧的多UE相关信令。
若基站控制器接收到核心网发来的对应于多个UE的信令,则根据信令中携带的多个标识,一一查找到多个UE分别相应的多个家庭基站,一一发送到相应的多个家庭基站,最后各个家庭基站将信令发送给相应的UE。
在上述进行信令中转的过程中,还包括:所述基站控制器接收来自所述基站的信令;所述基站控制器丢弃错误的信令和/或向发送错误的信令的基站发送错误指示信息。即基站控制器接收到基站发来的错误信令后,将该错误信令丢弃,且向该基站发送错误指示信息。同理,若基站控制器接收到核心网发送的错误信令后,也将错误信令丢弃,且向核心网发送错误指示信息。
关于数据的汇聚和转发,在基站控制器进行数据中转之前,基站控制器分别与基站和核心网建立GTP-U(GPRSTunnelingProtocol,通用分组无线系统用户面隧道协议)链路。
所述基站控制器对家庭基站进行数据中转,包括:所述基站控制器根据基站控制器、家庭基站和核心网之间的路由映射表,通过所述GTP-U链路在家庭基站和核心网之间中转数据。
具体来说,基站控制器与家庭基站和核心网建立GTP-U链路的过程如下。在UE附着的过程中,核心网向基站控制器发送第一信令,第一信令中携带为核心网的网关分配的IP地址和TEID(TunnelEndpointIdentifier,隧道端点标识)。基站控制器接收到第一信令后,记录下核心网网关的IP地址和TEID,并重新分配基站控制器的IP1地址和TEID1,替换第一信令中的IP地址和TEID,并发送给家庭基站。家庭基站接收到第一信令,向基站控制器回应第二信令,第二信令中携带家庭基站的IP地址和TEID。然后基站控制器记录下家庭基站的IP地址和TEID,并重新分配基站控制器的IP2地址和TEID2,替换接收到家庭基站发送的第二信令中的IP地址和TEID,并将替换后的第二信令发送给核心网。至此,基站控制器与核心之间,基站控制器与家庭基站之间都建立了GTP-U链路。GTP-U链路可以在基站控制器与核心网之间、基站控制器与家庭基站之间传送数据。此外,基站控制器还可以进行GTP-U链路重建。
进一步地,在基站与宏基站共TA(跟踪区,TrackingArea)场景下,所述基站控制器对收到的寻呼消息进行过滤,丢弃宏基站对应的用户设备的寻呼消息,减轻基站的寻呼压力。
在TD-LTE(分时长期演进,TimeDivision-LongTermEvolution)系统中,为了减少UE在位置发生变化时频繁地发起位置更新过程,引入了跟踪区列表(TAList,TrackingAreaList)的概念。当UE注册到网络时,核心网为UE分配一个TAList,当UE在TAList所包含的TA内移动时,无需执行跟踪区更新过程,从而减少了UE在TA边界移动时产生大量的TAU信令。
目前,在对UE进行寻呼时,由于宏基站的跟踪区与家庭基站的跟踪区可能相同,核心网会同时向宏基站和基站控制器同时发送包含被寻呼UE的TAList的寻呼消息。基站控制器在接收到寻呼消息后直接根据寻呼消息中包含的TAList将寻呼消息转发给家庭基站,如果被寻呼UE并不驻留在基站控制器管理控制下的家庭基站,则家庭基站接收到寻呼消息后无法找到被寻呼UE,因此,基站控制器将无效的寻呼消息转发给家庭基站,导致家庭基站的寻呼压力过大。
本发明实施例中,将收到的寻呼消息进行过滤,过滤掉对宏基站下面UE的寻呼消息,将仅包含家庭基站的寻呼消息发送给家庭基站,从而减少了对寻呼消息的转发,从而减轻了基站控制器和家庭基站的寻呼压力。
具体来说,基站控制器接收到核心网下发的寻呼消息后,可从预先存储的UE的标识中查询是否存储了该寻呼消息包含的UE的标识。如果能够查找到,表示被寻呼UE是基站控制器管理控制的家庭基站下的UE;如果没有查找到,表示被寻呼UE不是基站控制器管理控制的家庭基站下的UE,即为宏基站或其它基站下的UE。因此,若基站控制器判断出自身存储了该寻呼消息中包含的UE的标识时,则将该寻呼消息转发给该UE相应的家庭基站;若基站控制器判断出自身没有存储该寻呼消息中包含的UE的标识时,则丢弃该寻呼消息。
较佳地,所述基站控制器与需要进行管理的至少一个基站之间建立连接之后,还包括:所述基站控制器通过基站,对连接到所述基站的用户终端进行流量控制。
具体来说,在S1接口信令交互过程中,基站控制器分别获取家庭基站和核心网对于每个用户承载的IP地址和TEID,记录家庭基站和核心网之间的路由表,基站控制器分别与家庭基站和核心网建立GTP-U隧道。当核心网有数据下发时,基站控制器可根据用户的标识,从预先配置的流量控制策略列表中查找到对应于该用户IP地址的流量控制策略。然后,基站控制器采用流量控制此类对用户的网络流量进行控制。从而能够达到灵活方便地进行网络流量控制的效果。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供一种基站管理控制装置,如图3所示,包括:
基站接入单元1,用于与需要进行管理的至少一个基站之间建立连接;
基站管理单元2,用于对连接到所述基站控制器的基站进行管理以及对基站进行信令和数据中转。
所述基站管理单元2包括参数配置模块21,用于为所述基站配置初始参数,并且在所述基站周围的其他基站的位置或数量发生变化后,根据变化后的周围的其他基站的位置,更新所述基站的邻区列表。
所述基站管理单元2包括数据处理模块22,用于在收到需要发送给所述基站的数据后,根据数据中路由表信息,确定对应的基站,并将收到的所述数据发送给确定的基站。
所述基站管理单元2包括信令处理模块23,用于接收来自所述基站的信令;并丢弃错误的信令和/或向发送错误的信令的基站发送错误指示信息。
信令处理模块23,还用于在基站与宏基站共跟踪区TA场景下,对收到的寻呼消息进行过滤,过滤掉对宏基站对应的UE的寻呼消息。
该装置还包括核心网接入单元3,用于与核心网建立SCTP链路和GTP-U链路;
基站接入单元1,还用于与基站建立SCTP链路和GTP-U链路;
数据处理模块22,还用于根据基站控制器、基站和核心网之间的路由映射表,通过所述SCTP链路在基站和核心网之间中转信令;并根据基站控制器、基站和核心网之间的路由映射表,通过所述GTP-U链路在基站和核心网之间中转数据。
数据处理模块22,还用于通过基站,对连接到所述基站的用户终端进行流量控制。
进一步地,如图4所示,该装置还包括:控制器控制单元4和控制器管理单元5。
控制器控制单元4,用于对整个基站控制器进行控制,监控整个基站控制器系统的运行状态,保证基站控制器的可靠运行。
控制器管理单元5,用于管理基站控制器的配置、告警、性能统计等。
进一步地,数据处理模块22还包括承载信令处理子模块221、承载信息交换管理子模块222、数据模块通讯客户端223和UE管理子模块224。其中,承载信令处理子模块221提取与承载相关的信息,并通过承载信息交换管理子模块222与数据模块通讯客户端223交互,承载信息交换管理子模块222还用于更新UE管理子模块224中的UE上下文和承载信息列表。子模块之间的交互用于对用户进行流量控制,各子模块之间的交互如图5所示。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。