CN106131974A - Lte专网基于无线回传的组网方法及其系统 - Google Patents

Lte专网基于无线回传的组网方法及其系统 Download PDF

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CN106131974A CN201610560384.1A CN201610560384A CN106131974A CN 106131974 A CN106131974 A CN 106131974A CN 201610560384 A CN201610560384 A CN 201610560384A CN 106131974 A CN106131974 A CN 106131974A
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Abstract

本发明提供LTE专网基于无线回传的组网方法及其系统，方法包括基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接；下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP‑U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP‑U隧道传输协议内部；核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP‑U隧道传输协议；若是，则进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。本发明利用上一级基站的LTE无线空口数据传输能力作为下一级基站的回传网络，同时能够有效控制组网建设成本；进一步的还能提高LTE专网建设的可拓展性。

Description

LTE专网基于无线回传的组网方法及其系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体说的是LTE专网基于无线回传的组网方法及其系统。
背景技术
移动通信技术经过几代的发展，成为人们日常应用最广的通信方式。以LTE网络为代表的全球4G商用网络进入到迅速发展期。随着社会经济的发展和信息技术的进步，信息获取需求快速增长，各行业企业团体对集群多媒体业务、互联网业务、高速数据业务的需求日益迫切，其中又以高清视频监控和海量物联数据传输的需求尤为突出。集群和宽带接入的共网化、宽带化成为市场需求的主流。但因网络带宽的瓶颈问题，这些需求很大程度上是传统的窄带专网系统无法满足的，而以大带宽、高速率、全IP为突出特点的LTE宽带专网则非常符合市场需求，正引领通信行业进入崭新的时代。
目前在各个行业和各个城市已经有较多的行业LTE专网应用，在接下来的几年内LTE专网应用预计会加速发展。LTE专网系统架构以LTE系统架构为基础，系统分为终端、接入网、核心网、调度控制中心四个部分；技术特点包括正交频分多址(OFDMA)技术、多入多出(MIMO)技术、智能天线、同频组网、TDD时分双工、全IP网络架构、动态资源分配、自适应调制等。这些技术有效提升了企业行业专网的容量、性能，降低了运行成本。但是，LTE专网系统一般需要在接入网和核心网之间建立光纤回传网络用于传输终端和基站产生的业务流量，但实际上有较多的场合要部署光纤回传网络非常困难。系统采用模块化、可配置、可裁剪的设计思想，可实现灵活配置和部署。
随着LTE专网应用的普及推广，发现有较多的地方要部署光纤回传网络非常困难。为了避免在LTE专网进行光纤回传网络的部署，目前通信行业中常见的做法有下面几种：
(1)利用特定LTE专网应用具体场合现有的有线局域网作为eNB和EPC之间的回传链路；但却存在方案不通用，具体的施工场合不一定有局域网，另外增加对现有的有线局域网的流量负载会产生潜在的带宽不足的局限性问题；
(2)使用包含EPC核心网功能的一体化基站结合空口网关进行卫星微波回传，但存在方案建设成本太高，卫星微波回传带宽资源非常宝贵无法做大量推广的局限性问题；
(3)使用包含EPC核心网功能的一体化基站结合专用的回传式用户设备进行LTE无线回传，但存在每一个一体化基站需要集成有核心网功能，方案建设成本比较高的局限性问题。
为了能够克服上述问题，在一些部署光纤回传网络困难的场合可以继续应用LTE专网的便利性并有效控制网络建设成本，本发明提供了一种方便实用的LTE专网基于无线回传的组网方法及其系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种LTE专网基于无线回传的组网方法及其系统，具有建设成本低、实用性高、易于推广使用等优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
LTE专网基于无线回传的组网方法，包括：
一级基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
下一级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与核心网EPC基于S1接口协议建立连接；
下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；
将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；
核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。
本发明提供的另一个技术方案为：
LTE专网基于无线回传的组网系统，包括：
第一连接模块，用于一级基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
第二连接模块，用于下一级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与核心网EPC基于S1接口协议建立连接；
第一封装模块，用于将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；
对应模块，用于将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
接收获取模块，用于核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；
第一判断模块，用于核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；
解封装模块，用于进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。
本发明的有益效果在于：本发明的LTE专网基于无线回传的组网方法及其系统，基站与核心网EPC之间采用标准的S1接口协议建立连接，不仅适用性广，而且能够充分利用S1接口协议中通过GTP-U隧道传输协议承载终端UE产生的数据业务IP网络流量的特性，基站与无线终端UE之间的LTE无线空口数据以及回传式用户设备具备的网络地址转换能力，实现利用上一级基站的LTE无线空口通道和对应的GTP-U隧道传输通道的传输能力作为下一级基站的回传网络，使得在一些部署光纤回传网络困难的场合可以继续应用LTE专网；同时，本发明的实现只需在核心网EPC作适应性的少量修改，以支持多层GTP-U隧道传输协议报头封装和识别，能够有效控制组网建设成本；进一步的，本发明支持多级基站级联组网，适用于较大规模的LTE专网建设，可拓展性好。
附图说明
图1为本发明构建的LTE专网结构连接关系示意图；
图2为本发明LTE专网基于无线回传的组网方法中S1接口协议的封装示意图；
图3为本发明LTE专网基于无线回传的组网方法中S1接口协议报文格式；
图4为本发明LTE专网基于无线回传的组网方法的流程示意图；
图5为本发明中上行方向报文的处理流程示意图；
图6为本发明中下行方向报文的处理流程示意图；
图7为本发明LTE专网基于无线回传的组网系统的结构组成示意图；
图8为本发明实施例四的LTE专网基于无线回传的组网系统的结构组成示意图。
标号说明：
1、第一连接模块；2、第二连接模块；3、第一封装模块；4、对应模块；
5、接收获取模块；6、第一判断模块；7、解封装模块；8、第二判断模块；
9、第一获取模块；10、第二获取模块；11、级联模块；12、接收模块；
13、第三获取模块；14、第四获取模块；15、第二封装模块；
16、第五获取模块。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：基站与核心网之间基于S1接口协议连接，利用上一级基站的LTE无线空口链路的数据传输能力作为下一级基站的回传链路。
请参照图1至图4，本发明提供LTE专网基于无线回传的组网方法，包括：
一级基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
下一级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与核心网EPC基于S1接口协议建立连接；
下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；
将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；
核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。
需要说明的是，所述将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议即，将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输链路的封装协议，即下一级基站的回传链路的封装协议。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的LTE专网基于无线回传的组网系统，一级基站以外的基站通过通用的回传式用户设备与上一级基站连接，建立基站与核心网EPC的连接关系，回传式用户设备开启网络地址转换功能，在LTE无线空口数据传输链路封装过程实现IP地址的转换，确保基于无线回传的组网系统的实现提供可能；这种组网下整个LTE专网组网不需要长距离的有线光纤网络布线施工，只需要在核心网EPC和一级基站之间以及回传式用户设备和其它基站之间用极短电缆线直接连接即可，实现了多级基站连接组网，构建大规模的LTE专网。
进一步的，所述获取被封装在最内层的传输协议，之后进一步包括：
判断所述被封装在最内层的传输协议是SCTP传输协议还是GTP-U隧道传输协议；
若是SCTP传输协议，则获取SCTP传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理；
若是GTP-U隧道传输协议，则获取GTP-U隧道传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块。
由上述描述可知，基于SCTP传输协议构建信令面控制通道，在信令面通过SCTP传输协议承载S1-AP信令消息，信令消息的作用主要包括基站连接、用户关联、小区网络切换、寻呼定位等；基于GTP-U隧道传输协议构建用户面数据通道，在用户面通过GTP-U隧道传输协议承载终端UE产生的数据业务IP网络流量；当核心网EPC解封装获取最里层传输协议后，依据协议的类型实现相应的功能，从而实现基站与核心网EPC之间回传网络的构建。
进一步的，进一步包括：
基站之间通过回传式用户设备级联；
核心网EPC接收服务器发送过来的业务数据报文；
核心网EPC获取所述业务数据报文的目的IP地址，所述目的IP地址指向与某一级基站关联的目的终端UE；
依据所述目的IP地址，获取与所述目的IP地址对应的基站与一级基站之间的级联关系；
核心网EPC依据所述级联关系，对所述业务数据报文从一级基站开始进行逐级嵌套封装；
获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议。
由上述描述可知，本发明实现多级基站连接组网，实现较大规模LET专网建设；同时提供核心网EPC对下行方向(核心网EPC发往基站)的报文处理过程，通过核心网EPC对业务数据报文进行封装，然后基站逐一解封装转发至目的基站，实现与基站关联的终端UE上送请求业务数据，然后经核心网EPC逐级转发业务数据至目的基站的响应过程。
进一步的，所述获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议，之后进一步包括：
核心网EPC获取所述指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议中被封装在最内层的IP报头；
核心网EPC依据所述IP报头中的目的IP和路由表信息，转发所述GTP-U隧道传输协议至所述目的IP指向的基站；
所述基站获取所述指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议中指向所述基站自身的IP报头再外一层的IP报头；
所述基站依据所获取的IP报头中的目的IP和路由表信息，转发所述GTP-U隧道传输协议至所述目的IP指向的下一级基站；
下一级基站继续进行转发处理，直至将所述GTP-U隧道传输协议转发至最外层IP报头中的目的IP指向的目的终端UE所关联的基站；
所述关联的基站发送所述GTP-U隧道传输协议至目的终端UE。
由上述描述可知，提供了核心网EPC逐级转发经过封装处理的传输协议至目的基站的过程，途径的每一级基站依据IP报头中目的IP的指向，转发传输协议至下一级基站，最终转发至最外层IP报头指向的目的终端。
进一步的，所述核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议，具体为：
S01：核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则执行S02；若否，则执行S03；
S02：核心网EPC进行解封装去报头处理，获取被封装的传输协议，返回继续执行S01；
S03：核心网EPC判断所述传输协议是否为SCTP传输协议，若否，则获取所述传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块；若是，则获取所述传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理。
由上述描述可知，本发明还提供核心网EPC逐级解封装过程中，依据每次解封装所获取的传输协议类型进行相应处理的过程。
进一步的，一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、SCTP报头和S1-AP信令面消息元素；GTP-U隧道传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、UDP报头、GTP-U报头和终端UE的IP业务数据报文；
所述下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部，具体为：
将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议中的终端UE的IP业务数据报文位置。
由上述描述可知，一级基站与核心网EPC之间的S1接口协议不进行封装，而二级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议则分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部，实现下一级基站利用上一级基站的LTE无线空口数据传输能力实现回传网络的构建。
请参阅图7，本发明提供的另一个技术方案为：
LTE专网基于无线回传的组网系统，包括：
第一连接模块，用于一级基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
第二连接模块，用于下一级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与核心网EPC基于S1接口协议建立连接；
第一封装模块，用于将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；
对应模块，用于将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
接收获取模块，用于核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；
第一判断模块，用于核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；
解封装模块，用于进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。
进一步的，还包括：
第二判断模块，用于判断所述被封装在最内层的传输协议是SCTP传输协议还是GTP-U隧道传输协议；
第一获取模块，用于若是SCTP传输协议，则获取SCTP传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理；
第二获取模块，用于若是GTP-U隧道传输协议，则获取GTP-U隧道传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块。
进一步的，进一步包括：
级联模块，用于基站之间通过回传式用户设备级联；
接收模块，用于核心网EPC接收服务器发送过来的业务数据报文；
第三获取模块，用于核心网EPC获取所述业务数据报文的目的IP地址，所述目的IP地址指向与某一级基站关联的目的终端UE；
第四获取模块，用于依据所述目的IP地址，获取与所述目的IP地址对应的基站与一级基站之间的级联关系；
第二封装模块，用于核心网EPC依据所述级联关系，对所述业务数据报文从一级基站开始进行逐级嵌套封装；
第五获取模块，用于获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议。
进一步的，一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、SCTP报头和S1-AP信令面消息元素；GTP-U隧道传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、UDP报头、GTP-U报头和终端UE的IP业务数据报文；
所述第一封装模块，具体用于将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议中的终端UE的IP业务数据报文位置。
实施例一
请参照图1-图5，本实施例提供LTE专网基于无线回传的组网方法。如图1所示，LTE专网系统中包括核心网EPC、接入网、终端UE和调度控制中心四大部分，每个终端UE都与一个基站关联，接入网连接服务器；与核心网EPC直接连接的一级基站紧靠核心网EPC设备，二级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与一级基站连接，回传式用户设备作为二级基站连接核心网EPC的出口网关，由回传式用户设备为二级基站分片IP地址，并在回传式用户设备上开启网络地址转换(NAT)功能，构建二级基站与核心网EPC之间的连接关系，回传式用户设备在网元逻辑上相对于一个终端UE设备，他的IP地址由核心网EPC分配；三级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与二级基站连接，下一基站以此类推创建连接，实现基站之间的级联。
具体的，所述网络地址转换(NAT)功能在本实施例中的运用为：回传式用户设备通过无线空口通道接入LTE网络的过程获取到核心网EPC为它分配的IP地址A，下一级基站(基站N)通过回传式用户设备的有线端口接入LTE网络的过程获取到回传式用户设备为它分配的IP地址B。下一级基站(基站N)和核心网EPC通信的过程中，它所使用的IP地址B会被回传式用户设备用IP地址A替换和伪装；
基站与核心网EPC之间均运行标准的S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议，两者均运行在IP层网络协议之上。所述S1接口协议基于SCTP传输协议构建信令面控制通道，在信令面通过SCTP传输协议承载S1-AP信令消息，信令消息的作用主要包括基站连接、用户关联、小区网络切换、寻呼定位等；核心网EPC获取信令消息后，发往调度控制中心的控制模块进行信令处理。基于GTP-U隧道传输协议构建用户面数据通道，在用户面通过GTP-U隧道传输协议承载终端UE产生的数据业务IP网络流量；核心网EPC获取业务数据后，通过路由转发至对应的业务模块。
如图2和图3所示，LTE专网基于无线回传的组网方法主要通过将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议，即具体的S1接口协议将根据基站所在的级联层次关系被封装在不同层次的GTP-U隧道传输协议内部，而一级基站的S1接口协议按照正常的报文协议结构发送和接收，从而实现利用上一级基站的LTE无线空口通道的传输能力作为下一级基站的回传链路。
具体的，LTE无线空口通道是基站和无线终端UE建立的基于电磁波无线信号和LTE协议的逻辑通道；GTP-U隧道传输通道(用户面数据通道)是基站基于对应的回传链路和GTP-U隧道传输协议建立的与核心网EPC之间的逻辑通道。
具体的，请参阅图5，核心网EPC对上行方向(基站发往核心网EPC)的报文处理包括以下：
核心网EPC通过上行端口接收某一级基站发送过来的协议报文后，根据报文类型进行IP协议栈的各种协议进行处理，在处理到报文的传输层协议时，核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议，然后依据传输协议的类型执行相应的动作，具体的判断和执行过程包括以下步骤：
S01：判断该传输协议的类型；判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则执行S02；若否，则执行S03；
S02：核心网EPC进行解封装去报头处理，获取被封装的传输协议，返回继续执行S01；
S03：核心网EPC判断所述传输协议是否为SCTP传输协议，若否，则获取所述传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块；若是，则获取所述传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理；然后继续处理下一个报文。
上述通过对GTP-U隧道传输协议是否经过封装处理进行循环多次判断，确保传输协议经过彻底的解封装处理，从而保证传输协议指向目的地的正确性；进而实现无线回传网络的构建。
实施例二
请参照图3，本实施例在实施例一的基础上，对S1接口协议的封装方式进行进一步限定，相同之处不再累述，具体的封装方式为：
将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议中的终端UE的IP业务数据报文位置；
如图3所示，一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议的格式为：以太网MAC报头+IP报头+SCTP报头+S1-AP信令面消息元素；GTP-U隧道传输协议的格式为：以太网MAC报头+IP报头+UDP报头+GTP-U报头和终端UE的IP业务数据报文；
二级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议的格式如图所示；二级基站的S1接口协议报文将经过一次封装，级联在二级基站之后的其他基站将经过多级封装。核心网EPC设备能够识别出这种多级封装的S1协议报文；核心网EPC的内部网元主要包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)、数据分组网关(P-GW)；其中移动性管理实体(MME)主要处理信令面的控制报文，其中服务网关(S-GW)和数据分组网关(P-GW)主要处理用户面的数据业务报文。
实施例三
本实施例为上述实施例的基础上的进一步延伸，提供了核心网EPC对下行方向(核心网EPC发往基站)的报文处理过程，相同之处不再累述。在LTE专网中，上行过程和下行过程是同步进行的过程，且二者之前没有必然的关联。
下行过程为某一终端UE通过与之关联的基站上送业务数据获取请求至服务器，服务器对请求进行处理，获取业务数据报文后通过核心网EPC转发至目的终端UE关联的基站的过程；
请参阅图6，具体过程包括以下：
(1)核心网EPC封装加报头
核心网EPC接收服务器发送过来的业务数据报文；根据报文类型进行IP协议栈的各种协议进行处理，在处理到报文的IP层时，获取所述业务数据报文的目的IP地址，所述目的IP地址指向与某一级基站关联的目的终端UE；并依据所述目的IP地址，获取与所述目的IP地址对应的基站与一级基站之间的级联关系，假设目的IP指向三级基站，则获取三级基站-二级基站-一级基站的级联关系；
核心网EPC依据所获取的级联关系，对所述业务数据报文从一级基站开始进行逐级嵌套封装，在一级基站的GTP-U隧道传输协议外部先封装加上二级基站的报头结构，再封装加上三级基站的报头结构，直至获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议。
(2)核心网EPC发送GTP-U隧道传输协议
核心网EPC获取所述指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议中被封装在最内层的IP报头；
核心网EPC按照路由表信息，转发所述GTP-U隧道传输协议至最内层IP报头中目的IP指向的基站，即一级基站；
一级基站接收到上述GTP-U隧道传输协议后，获取协议中指向一级基站自身的IP报头再外一层的IP报头；然后依据所获取的IP报头中的目的IP和路由表信息，转发所述GTP-U隧道传输协议至所述目的IP指向的下一级基站，即二级基站；
二级基站继续获取再外一层的IP报头，然后进行转发至三级基站，直至将所述GTP-U隧道传输协议转发至最外层IP报头中的目的IP指向的目的终端UE所关联的基站；
所述关联的基站再发送所述GTP-U隧道传输协议至目的终端UE，实现目的终端UE请求的响应。
下行过程中通过对GTP-U隧道传输协议中IP报头的目的IP是否指向终端UE进行循环多次的判断，从而确保能够将封装有业务数据报文的GTP-U隧道传输协议准确无误的发送至目的终端UE关联的基站。
实施例四
请参阅图8，本实施例提供一种LTE专网基于无线回传的组网系统，包括：
第一连接模块，1用于一级基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、SCTP报头和S1-AP信令面消息元素；GTP-U隧道传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、UDP报头、GTP-U报头和终端UE的IP业务数据报文；
第二连接模块2，用于下一级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与核心网EPC基于S1接口协议建立连接；
第一封装模块3，用于将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；具体的，将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议中的终端UE的IP业务数据报文位置。
对应模块4，用于将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
接收获取模块5，用于核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；
第一判断模块6，用于核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；
解封装模块7，用于进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。
进一步的，还包括：
第二判断模块8，用于判断所述被封装在最内层的传输协议是SCTP传输协议还是GTP-U隧道传输协议；
第一获取模块9，用于若是SCTP传输协议，则获取SCTP传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理；
第二获取模块10，用于若是GTP-U隧道传输协议，则获取GTP-U隧道传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块。
再进一步的，还包括级联模块11，用于基站之间通过回传式用户设备级联；
接收模块12，用于核心网EPC接收服务器发送过来的业务数据报文；
第三获取模块13，用于核心网EPC获取所述业务数据报文的目的IP地址，所述目的IP地址指向与某一级基站关联的目的终端UE；
第四获取模块14，用于依据所述目的IP地址，获取与所述目的IP地址对应的基站与一级基站之间的级联关系；
第二封装模块15，用于核心网EPC依据所述级联关系，对所述业务数据报文从一级基站开始进行逐级嵌套封装；
第五获取模块16，用于获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议。
综上所述，本发明提供的LTE专网基于无线回传的组网方法及其系统，不仅能够实现在一些部署光纤回传网络困难的场合可以继续应用LTE专网；而且利用LTE自身的无线链路进行基站级联回传可以有效控制LTE专网的建设成本；进一步的，所用到的基站设备和回传式用户设备均运行标准的S1接口协议，可以跨厂商采购相应设备集成基于无线回传的LTE专网系统，使LTE专网的建设工程实施更加灵活方便；再进一步的，支持多级基站级联组网，适用于较大规模的LTE专网建设，可扩展性好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.LTE专网基于无线回传的组网方法，其特征在于，包括：
一级基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
下一级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与核心网EPC基于S1接口协议建立连接；
下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；
将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；
核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。
2.如权利要求1所述的LTE专网基于无线回传的组网方法，其特征在于，所述获取被封装在最内层的传输协议，之后进一步包括：
判断所述被封装在最内层的传输协议是SCTP传输协议还是GTP-U隧道传输协议；
若是SCTP传输协议，则获取SCTP传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理；
若是GTP-U隧道传输协议，则获取GTP-U隧道传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块。
3.如权利要求1所述的LTE专网基于无线回传的组网方法，其特征在于，进一步包括：
基站之间通过回传式用户设备级联；
核心网EPC接收服务器发送过来的业务数据报文；
核心网EPC获取所述业务数据报文的目的IP地址，所述目的IP地址指向与某一级基站关联的目的终端UE；
依据所述目的IP地址，获取与所述目的IP地址对应的基站与一级基站之间的级联关系；
核心网EPC依据所述级联关系，对所述业务数据报文从一级基站开始进行逐级嵌套封装；
获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议。
4.如权利要求3所述的LTE专网基于无线回传的组网方法，其特征在于，所述获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议，之后进一步包括：
核心网EPC获取所述指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议中被封装在最内层的IP报头；
核心网EPC依据所述IP报头中的目的IP和路由表信息，转发所述GTP-U隧道传输协议至所述目的IP指向的基站；
所述基站获取所述指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议中指向所述基站自身的IP报头再外一层的IP报头；
所述基站依据所获取的IP报头中的目的IP和路由表信息，转发所述GTP-U隧道传输协议至所述目的IP指向的下一级基站；
下一级基站继续进行转发处理，直至将所述GTP-U隧道传输协议转发至最外层IP报头中的目的IP指向的目的终端UE所关联的基站；
所述关联的基站发送所述GTP-U隧道传输协议至目的终端UE。
5.如权利要求1所述的LTE专网基于无线回传的组网方法，其特征在于，所述核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议，具体为：
S01：核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；若是，则执行S02；若否，则执行S03；
S02：核心网EPC进行解封装去报头处理，获取被封装的传输协议，返回继续执行S01；
S03：核心网EPC判断所述传输协议是否为SCTP传输协议，若否，则获取所述传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块；若是，则获取所述传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理。
6.如权利要求1所述的LTE专网基于无线回传的组网方法，其特征在于，一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、SCTP报头和S1-AP信令面消息元素；GTP-U隧道传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、UDP报头、GTP-U报头和终端UE的IP业务数据报文；
所述下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部，具体为：
将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议中的终端UE的IP业务数据报文位置。
7.LTE专网基于无线回传的组网系统，其特征在于，包括：
第一连接模块，用于一级基站与核心网EPC之间基于S1接口协议建立连接，所述S1接口协议包括SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
第二连接模块，用于下一级基站通过与其紧靠的回传式用户设备与核心网EPC基于S1接口协议建立连接；
第一封装模块，用于将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议内部；
对应模块，用于将分别封装有SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议的GTP-U隧道传输协议对应作为下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议；
接收获取模块，用于核心网EPC接收基站发送过来的协议报文后，获取协议报文中的传输协议；
第一判断模块，用于核心网EPC判断所述传输协议是否为经过封装处理的GTP-U隧道传输协议；
解封装模块，用于进行解封装去报头处理，获取被封装在最内层的传输协议。
8.如权利要求7所述的LTE专网基于无线回传的组网系统，其特征在于，还包括：
第二判断模块，用于判断所述被封装在最内层的传输协议是SCTP传输协议还是GTP-U隧道传输协议；
第一获取模块，用于若是SCTP传输协议，则获取SCTP传输协议内的信令面控制消息元素，然后发送至控制模块进行相应的信令处理；
第二获取模块，用于若是GTP-U隧道传输协议，则获取GTP-U隧道传输协议内的业务数据报文，然后通过路由转发至对应的业务模块。
9.如权利要求7所述的LTE专网基于无线回传的组网系统，其特征在于，进一步包括：
级联模块，用于基站之间通过回传式用户设备级联；
接收模块，用于核心网EPC接收服务器发送过来的业务数据报文；
第三获取模块，用于核心网EPC获取所述业务数据报文的目的IP地址，所述目的IP地址指向与某一级基站关联的目的终端UE；
第四获取模块，用于依据所述目的IP地址，获取与所述目的IP地址对应的基站与一级基站之间的级联关系；
第二封装模块，用于核心网EPC依据所述级联关系，对所述业务数据报文从一级基站开始进行逐级嵌套封装；
第五获取模块，用于获取最外层IP报头中的目的IP指向目的终端UE的GTP-U隧道传输协议。
10.如权利要求9所述的LTE专网基于无线回传的组网系统，其特征在于，一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、SCTP报头和S1-AP信令面消息元素；GTP-U隧道传输协议的格式为以太网MAC报头、IP报头、UDP报头、GTP-U报头和终端UE的IP业务数据报文；
所述第一封装模块，具体用于将下一级基站与核心网EPC之间的SCTP传输协议和GTP-U隧道传输协议分别封装在上一级基站与核心网EPC之间的GTP-U隧道传输协议中的终端UE的IP业务数据报文位置。
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