CN106454754B - 数据传输方法及宽带集群系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种数据传输方法及宽带集群系统，该方法包括：数据传输过程中，采用包括LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、VPN服务器与调度服务器等，其中，LTE基站与LTE无线路由器连接，LTE无线路由器动态接入至少一个中继基站中的其中之一LTE基站与LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同。该宽带集群系统中，LTE基站可以移动，其可通过具有VPN功能的LTE无线路由器的多频段接入功能与动态信号检测功能接入到不同的中继基站，从而构建回传网络将LTE基站与核心网互联起来，最终实现在LTE基站与核心网之间没有部署传输资源构建回传网络的情况下，传输数据的目的。

Description

数据传输方法及宽带集群系统

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种数据传输方法及宽带集群系统。

背景技术

宽带集群系统包括多媒体调度服务器、核心网、长期演进(Long Term Evolution，LTE)基站、LTE无线路由器、终端等设备，该些设备依次连接形成回传网络，用于回传业务数据，如点呼数据、集群语音数据、视频数据、上网数据、短彩信数据等，以及操作管理(Operations Manager，OM)数据等。

一般来说，上述回传网络中，LTE基站与核心网之间通过外置微波、卫星、网线、有线光纤等传输资源互联，从而使得数据在回传网络上回传。

由上述可知，LTE宽带集群系统严重依赖传输资源。然而，在各种应急场景或动态部署场景中，来不及部署传输资源以建立回传网络，进而无法传输数据。因此，在没有部署传输资源构建回传网络的情况下，如何传输数据实为业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种数据传输方法及宽带集群系统，实现在LTE基站与核心网之间没有部署传输资源构建回传网络的情况下，传输数据的目的。

第一个方面，本发明实施例提供一种宽带集群系统，包括：

长期演进LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、虚拟专用网VPN服务器、调度服务器，其中，所述LTE基站与所述LTE无线路由器连接，所述LTE无线路由器动态接入至所述至少一个中继基站中的其中之一，所述至少一个中继基站与所述核心网连接，所述核心网、所述VPN服务器与所述调度服务器依次相连，所述LTE基站与所述LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同；

所述LTE无线路由器与所述VPN服务器具有下述VPN功能中的一种功能：第二次隧道协议L2TP功能、通用路由封装协议GRE功能、互联网安全协议IPSEC功能、安全套接层SSL功能、L2TP融合IPSEC功能、GRE融合IPSEC功能。

第二个方面，本发明实施例提供一种数据传输方法，适用于如上第一个方面所述的宽带集群系统，该方法包括：

所述LTE基站对上行数据封装第一通用分组无线服务技术隧道协议用户面GPTU、第一用户数据报协议UDP和第一互联网协议IP，得到第一数据，并将所述第一数据发送至所述LTE无线路由器，其中，所述第一GPTU为所述LTE基站的GTPU，所述第一UDP为所述LTE基站的UDP，所述第一IP为所述LTE基站的IP；

所述LTE无线路由器根据所述VPN功能，对所述第一数据封装所述VPN功能对应的VPN隧道信息，得到第一VPN数据，并将所述第一数据通过隧道发送至接入基站，所述接入基站为所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定并接入的，所述接入基站与所述LTE基站的工作频率不同，所述隧道为所述VPN隧道信息对应的隧道；

所述接入基站对所述第一VPN数据封装第二GPTU、第二UDP和第二IP，得到第二VPN数据，并将所述第二VPN数据发送至所述核心网，其中，所述第二GPTU为所述接入基站的GTPU，所述第二UDP为所述接入基站的UDP，所述第二IP为所述接入基站的IP；

所述核心网对所述第二VPN数据解封装，得到所述第一VPN数据，并向所述VPN服务器发送所述第一VPN数据；

所述VPN服务器向所述调度服务器发送所述第一VPN数据包括的所述上行数据。

在第二个方面的第一种可能的实现方式中，所述VPN服务器向所述调度服务器发送所述第一VPN数据包括的所述上行数据，包括：

所述VPN服务器将所述第一VPN数据发送至所述核心网，使得所述核心网从所述第一VPN数据中解析出所述上行数据并发送至所述调度服务器；或者，所述VPN服务器从所述第一VPN数据中解析出所述上行数据并发送至所述调度服务器。

结合第二个方面或第二个方面的第一种可能的实现方式，在第二个方面的第二种可能的实现方式中，所述LTE无线路由器将所述第一数据通过隧道发送至接入基站之前，还包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站；

所述LTE无线路由器接入所述接入基站。

结合第二个方面的第二种可能的实现方式，在第二个方面的第三种可能的实现方式中，所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站，包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中，确定出信号最强的中继基站，将所述信号最强的中继基站作为所述接入基站。

第三个方面，本发明实施例提供一种数据传输方法，适用于如上第一个方面所述的宽带集群系统，该方法包括：

所述VPN服务器根据所述VPN功能，对第二数据封装虚拟专用网VPN隧道信息，得到第三VPN数据，并将所述第三VPN数据发送至所述核心网，所述第二数据包括下行数据；

所述核心网对所述第三VPN数据封装第三GPTU、第三UDP和第三IP，得到第四VPN数据，并将所述第四VPN数据发送至接入基站，所述接入基站为所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定并接入的，所述接入基站与所述LTE基站的工作频率不同，所述第三GPTU为所述核心网的GTPU，所述第三UDP为所述核心网的UDP，所述第三IP为所述核心网的IP；

所述接入基站对所述第四VPN数据解封装，得到所述第三VPN数据，并通过隧道将所述第三VPN数据发送至所述LTE无线路由器，所述隧道为所述VPN隧道信息对应的隧道；

所述LTE无线路由器对所述第三VPN数据解封装，得到所述第二数据，并将所述第二数据发送至LTE基站；

所述LTE基站从所述第二数据中解析出所述下行数据，并将所述下行数据发送给终端，所述终端为所述LTE基站下的终端。

在第三个方面的第一种可能的实现方式中，所述接入基站将所述第三VPN数据发送至所述LTE无线路由器之前，还包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站；

所述LTE无线路由器接入所述接入基站。

结合第三个方面的第一种可能的实现方式，在第三个方面的第二种可能的实现方式中，所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站，包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中，确定出信号最强的中继基站，将所述信号最强的中继基站作为所述接入基站。

结合第三个方面、第三个方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三个方面的第三种可能的实现方式中，所述第二数据为所述VPN服务器对接收到的下行数据封装第四GPTU、第四UDP和第四IP得到的，其中，所述第四GPTU为所述VPN服务器的GTPU，所述第四UDP为所述VPN服务器的UDP，所述第四IP为所述VPN服务器的IP；或者，

所述第二数据为所述核心网对下行数据封装第五GPTU、第五UDP和第五IP后并发送给所述VPN服务器的，其中，所述第五GPTU为所述核心网的GTPU，所述第五UDP为所述核心网的UDP，所述第五IP为所述核心网的IP。

本发明实施例提供的数据传输方法及宽带集群系统，数据传输过程中，采用包括LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、VPN服务器与调度服务器等，其中，LTE基站与LTE无线路由器连接，LTE无线路由器动态接入至至少一个中继基站中的其中之一LTE基站与LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同。该宽带集群系统中，LTE基站可以移动，其可通过具有VPN功能的LTE无线路由器的多频段接入功能与动态信号检测功能接入到不同的中继基站，从而构建回传网络将LTE基站与核心网互联起来，最终实现在LTE基站与核心网之间没有部署传输资源构建回传网络的情况下，传输数据的目的。

附图说明

图1为本发明宽带集群系统的星型组网架构图；

图2为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器接入中继基站的示意图；

图3为本发明宽带集群系统中数据传输的示意图；

图4为本发明数据传输方法实施例一的流程图；

图5为本发明数据传输方法实施例二的流程图；

图6为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持L2TP功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；

图7为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持GRE功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；

图8为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持IPSEC功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；

图9为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持SSL功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；

图10为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持L2TP over IPSEC功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；

图11为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持GRE over IPSEC功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图。

具体实施方式

为实现在LTE基站与核心网之间没有部署传输资源构建回传网络的情况下，传输数据的目的，本发明实施例中，通过在LTE基站与核心网之间部署具有VPN功能的LTE无线路由器与至少一个中继基站，利用具有VPN功能的LTE无线路由器的多频段接入技术与信号检测技术，将具有VPN功能的LTE无线路由器动态接入至至少一个中继基站中的一个或多个，从而构建回传网络将LTE基站与核心网互联起来，该回传网络例如可以是星组网或链型组网等，并发明并不以此为限制。

具体的，本发明是实施例提供的宽带集群系统，包括：长期演进LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、虚拟专用网VPN服务器、调度服务器，其中，所述LTE基站与所述LTE无线路由器连接，所述LTE无线路由器动态接入至所述至少一个中继基站中的其中之一，所述至少一个中继基站与所述核心网连接，所述核心网、所述VPN服务器与所述调度服务器依次相连，所述LTE基站与所述LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同；所述LTE无线路由器与所述VPN服务器具有下述VPN功能中的一种功能：第二次隧道协议L2TP功能、通用路由封装协议GRE功能、互联网安全协议IPSEC功能、安全套接层SSL功能、L2TP融合IPSEC(L2TP over IPSEC)功能、GRE融合IPSEC(GRE over IPSEC)功能。

下面，以回传网络为星型结构为例对本发明进行详细阐述，具体的，可参见图1，图1为本发明宽带集群系统的星型组网架构图。

请参照图1，LTE基站例如是eNB等，其可固定或移动；LTE无线路由器例如可以是客户终端设备(Customer Premise Equipment，CPE)、终端接入单元(Terminal Access Unit，TAU)、LTE宽带集群系统终端等，支持多频段接入功能；虚拟专用网络(Virtual PrivateNetwork，VPN)服务器例如可以为交换机或者路由器。

本发明实施例中，LTE无线路由器与VPN服务器具有VPN功能，如第二层隧道协议(Layer Two Protocol，L2TP)功能、通用路由封装协议(Generic Routing Encapsulation，GRE)功能、互联网安全协议(Internet Protocol Security，IPSec)、安全套接层(，SecureSockets Layer，SSL)功能、L2TP融合IPSEC(L2TP over IPSEC)功能、GRE融合IPSEC(GREover IPSEC)功能。

由上述可知，该组网架构中，利用LTE无线路由器的多频段接入功能，将连接LTE基站的LTE无线路由器接入一个中继基站，由于LTE基站与LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同，因此，可避免LTE基站的信号与中继基站的信号相互干扰。另外，为正常传输数据，宽带集群系统的组网架构不能是环形组网。通过该组网架构，即可回传多种业务，如点呼业务、集群语音业务、视频业务、上网业务、短信彩信业务、地理信息系统(GeographicInformation System，GIS)业务、即按即说(Push to Talk over Cellular，PoC)业务等。

本发明实施例提供的宽带集群系统，包括LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、VPN服务器与调度服务器等，其中，LTE基站与LTE无线路由器连接，LTE无线路由器动态接入至至少一个中继基站中的其中之一，该些至少一个中继基站与核心网连接，核心网、VPN服务器与调度服务器依次相连，LTE基站与LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同。该宽带集群系统中，LTE基站可以移动，其可通过具有VPN功能的LTE无线路由器的多频段接入功能与动态信号检测功能接入到不同的中继基站，从而构建回传网络将LTE基站与核心网互联起来，最终实现在LTE基站与核心网之间没有部署传输资源构建回传网络的情况下，传输数据的目的。

图2为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器接入中继基站的示意图。如图2所示，为使得核心网与各LTE基站(图中仅示出一个LTE基站)传输可达，即为使得核心网与各LTE基站互联，VPN服务器与LTE无线路由器需要启用对应的VPN功能，支持语音点呼业务、集群语音业务、视频业务等各种数据业务。具有VPN功能的LTE无线路由器根据各中继基站的频段与信号强弱选择接入到不同的中继基站，以实现LTE基站与核心网的互联。

终端向调度服务器发送上行数据时，LTE无线路由器对各中继基站的信号进行检测，假设检测出中继基站3、中继基站4的信号较弱，但中继基站2的信号较强时，LTE无线路由器接入至中继基站2的小区。然后，终端发送的上行数据，到达LTE基站后，由LTE基站经过LTE无线路由器转发给中继基站2，再依次经过核心网、VPN服务器与调度服务器，最后到达控制中。该过程中，若中继基站2、中继基站4的信号变弱，中继基站3的信号变强，则LTE无线路由器切换到中继基站3的小区，此时，LTE基站接收到的终端发送的上行数据，经由LTE无线路由器转发给中继基站3，再到达核心网与调度服务器，最终到达控制中心。需要说明的是，该上行数据发送过程中，每个网络节点，如LTE基站、LTE无线路由器、中继基站、核心网、VPN服务器与调度服务器都会对上行数据进行一定的处理，处理过程将在后续说明。

调度服务器向终端发送下行数据时，LTE无线路由器对各中继基站的信号进行检测，假设检测出中继基站3、中继基站4的信号较弱，但中继基站2的信号较强时，LTE无线路由器接入至中继基站2的小区。然后，调度服务器发送的下行数据，经由VPN服务器到达核心网，由核心网直接发送至中继基站2，再由中继基站2发送至LTE无线路由器，由LTE无线路由器将下行数据发送至LTE基站，最终发送给LTE基站下的终端。该过程中，若中继基站2、中继基站4的信号变弱，中继基站3的信号变强，则LTE无线路由器切换到中继基站3的小区，此时，核心网将接收到的下行数据发送至中继基站3，由中继基站3发送至LTE无线路由器，再由LTE无线路由器将下行数据发送至LTE基站，最终发送给LTE基站下的终端。需要说明的是，该下行数据发送过程中，每个网络节点，如LTE基站、LTE无线路由器、中继基站、核心网、VPN服务器与调度服务器同样会对下行数据进行一定的处理，处理过程将在后续说明。

图3为本发明宽带集群系统中数据传输的示意图。如图3所示，LTE基站，如LTE基站10、LTE基站1X的工作频率为频率1，中继基站2的工作频率为频率2，LTE基站10通过LTE无线路由器1接入至中继基站2，从而将LTE基站10与核心网互联起来；LTE基站1X通过LTE无线路由器2接入至中继基站2，从而将LTE基站1X与核心网互联起来。下面，结合图3对本发明宽带集群系统中上行数据与下行数据的传输进行详细说明，具体，可参见图4与图5。

图4为本发明数据传输方法实施例一的流程图。本实施例适用于宽带集群系统中，终端向调度服务器发送上行数据的场景。具体的，本实施例包括如下步骤：

101、所述LTE基站对上行数据封装第一通用分组无线服务技术隧道协议用户面GPTU、第一用户数据报协议UDP和第一互联网协议IP，得到第一数据，并将所述第一数据发送至所述LTE无线路由器，其中，所述第一GPTU为所述LTE基站的GTPU，所述第一UDP为所述LTE基站的UDP，所述第一IP为所述LTE基站的IP。

102、所述LTE无线路由器根据所述VPN功能，对所述第一数据封装所述VPN功能对应的VPN隧道信息，得到第一VPN数据，并将所述第一数据通过隧道发送至接入基站，所述接入基站为所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定并接入的，所述接入基站与所述LTE基站的工作频率不同，所述隧道为所述VPN隧道信息对应的隧道。

本步骤中，LTE无线路由器根据自身支持的VPN功能，对接收到的第一数据封装VPN隧道信息从而得到第一VPN数据。例如，若该LTE无线路由器支持L2TP功能，则对第一数据封装L2TP信息，从而得到第一VPN数据；再如，若该LTE无线路由器支持GRE功能，则对第一数据封装GRE信息，从而得到第一VPN数据。然后，LTE无线路由器通过该VPN隧道信息指示的隧道将第一VPN数据发送至中继基站。

103、所述接入基站对所述第一VPN数据封装第二GPTU、第二UDP和第二IP，得到第二VPN数据，并将所述第二VPN数据发送至所述核心网，其中，所述第二GPTU为所述接入基站的GTPU，所述第二UDP为所述接入基站的UDP，所述第二IP为所述接入基站的IP。

本步骤中，中继基站接收到第一VPN数据后，对该第一VPN数据封装自身的GTPU、UDP与IP，得到第二VPN数据并向核心网发送。

104、所述核心网对所述第二VPN数据解封装，得到所述第一VPN数据，并向所述VPN服务器发送所述第一VPN数据。

本步骤中，核心网对第二VPN数据解封装，解除中继基站的第二GPTU、第二UDP和第二IP，即解除中继基站的GTPU、UDP与IP，得到第一VPN数据。

105、所述VPN服务器向所述调度服务器发送所述第一VPN数据包括的所述上行数据。

本步骤中，VPN服务器将第一VPN数据包括的上行数据进行发送。例如，VPN服务器从第一VPN数据中解析出上行数据，并将上行数据直接发送给调度服务器，或者，VPN服务器将第一VPN数据发送给核心网，由核心网从第一VPN服务器中解析出上行数据并发送给调度服务器。

一般来说，宽带集群系统中传输的数据包括业务数据和操作管理(OperationsManager，OM)数据，其中，业务数据也称之为S1数据，其包括点呼业务数据、集群呼叫业务数据、视频业务数据等。请结合图3，上述步骤101～105中，当上行数据具体为S1数据时，终端向LTE基站发送S1数据；LTE基站对S1数据封装第一GPTU、第一UDP与第一IP，得到第一数据并发送至LTE无线路由器；LTE无线路由器对第一VPN数据封装VPN隧道信息，得到第一VPN数据并发送至中继基站；中继基站继续对第一VPN数据封装第二GPTU、第二UDP和第二IP，得到第二VPN数据并发送至核心网；核心网对第二VPN数据解封装，得到第一VPN数据并发送至VPN服务器；由VPN服务器向调度服务器发送第一VPN数据包括的上行数据。其中，VPN服务器向调度服务器发送第一VPN数据包括的上行数据，可以理解为：若上行数据具体为S1数据，则VPN服务器将第一VPN数据发送至核心网，使得核心网从该第一VPN数据中解析出上行数据并发送至调度服务器；若上行数据具体为OM数据，则VPN服务器从第一数据中解析出上行数据后，直接将上行数据发送至调度服务器。

本发明实施例提供的数据传输方法，在传输上行数据的过程中，采用包括LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、VPN服务器与调度服务器等，其中，LTE基站与LTE无线路由器连接，LTE无线路由器动态接入至至少一个中继基站中的其中之一，该些至少一个中继基站与核心网连接，核心网、VPN服务器与调度服务器依次相连，LTE基站与LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同。该宽带集群系统中，LTE基站可以移动，其可通过具有VPN功能的LTE无线路由器的多频段接入功能与动态信号检测功能接入到不同的中继基站，从而构建回传网络将LTE基站与核心网互联起来，最终实现在LTE基站与核心网之间没有部署传输资源构建回传网络的情况下，传输上行数据的目的。

图5为本发明数据传输方法实施例二的流程图。本实施例适用于宽带集群系统中，调度服务器向终端发送下行数据的场景。具体的，本实施例包括如下步骤：

201、所述VPN服务器根据所述VPN功能，对第二数据封装虚拟专用网VPN隧道信息，得到第三VPN数据，并将所述第三VPN数据发送至所述核心网，所述第二数据包括下行数据。

本步骤中，VPN服务器开启VPN功能，对包括下行数据的第二数据封装VPN隧道信息，得到第三VPN数据并发送。

202、所述核心网对所述第三VPN数据封装第三GPTU、第三UDP和第三IP，得到第四VPN数据，并将所述第四VPN数据发送至接入基站，所述接入基站为所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定并接入的，所述接入基站与所述LTE基站的工作频率不同，所述第三GPTU为所述核心网的GTPU，所述第三UDP为所述核心网的UDP，所述第三IP为所述核心网的IP。

本步骤中，核心网接收到第三VPN数据后，对该第三VPN数据封装自身的GTPU、DUP与IP，得到第四VPN数据并向接入基站发送。

203、所述接入基站对所述第四VPN数据解封装，得到所述第三VPN数据，并通过隧道将所述第三VPN数据发送至所述LTE无线路由器，所述隧道为所述VPN隧道信息对应的隧道。

本步骤中，接入基站对第四VPN数据解封装，解除第三GPTU、第三UDP和第三IP，即解除核心网的GTPU、UDP与IP，得到第三VPN数据。

204、所述LTE无线路由器对所述第三VPN数据解封装，得到所述第二数据，并将所述第二数据发送至LTE基站。

本步骤中，LTE无线路由器对接入基站解封装得到的第三VPN数据继续解封装，解除第三VPN数据中的VPN隧道信息，得到第二数据。

205、所述LTE基站从所述第二数据中解析出所述下行数据，并将所述下行数据发送给终端，所述终端为所述LTE基站下的终端。

具体的，当第二数据为所述VPN服务器对接收到的下行数据封装第四GPTU、第四UDP和第四IP得到的时，LTE基站对第二VPN数据解除第四GPTU、第四UDP和第四IP，即解除VPN服务器的GPTU、UDP与IP，得到下行数据；或者，当第二数据为所述核心网对下行数据封装第五GPTU、第五UDP和第五IP后并发送给所述VPN服务器的时，LTE基站对第二VPN数据解除第五GPTU、第五UDP和第五IP，即解除VPN核心网的GPTU、UDP与IP，得到下行数据。

一般来说，宽带集群系统中传输的数据包括业务数据和操作管理(OperationsManager，OM)数据，其中，业务数据也称之为S1数据，其包括点呼业务数据、集群呼叫业务数据、视频业务数据等。请结合图3，上述步骤201～205中，当下行数据具体为下行OM数据时，调度服务器向VPN服务器发送下行OM数据，VPN服务器对下行S1数据封装第四GPTU、第四UDP和第四IP，即封装VPN服务器的GPTU、UDP与IP，得到第二数据；当下行数据具体为下行S1数据时，调度服务器向核心网发送下行S1数据，核心网对下行S1数据封装第五GPTU、第五UDP和第五IP，即封装核心网的GPTU、UDP与IP，得到第二数据并向VPN服务器发送。VPN服务器根据自身的VPN功能，对第二数据封装VPN隧道信息，得到第三VPN数据并向核心网发送；核心网继续对第三VPN数据封装第三GPTU、第三UDP和第三IP，即核心网的GPTU、UDP和IP，得到第四VPN数据并向接入基站发送；接入基站，即中继基站对第四VPN数据解除封装，得到第二VPN数据并向LTE无线路由器发送；LTE无线路由器对第二VPN数据解封装，得到第二数据并向LTE基站发送；LTE基站从第二数据中解析出下行数据，发送至LTE基站下的终端。

本发明实施例提供的数据传输方法，在传输下行数据的过程中，采用包括LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、VPN服务器与调度服务器等，其中，LTE基站与LTE无线路由器连接，LTE无线路由器动态接入至至少一个中继基站中的其中之一，该些至少一个中继基站与核心网连接，核心网、VPN服务器与调度服务器依次相连，LTE基站与LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同。该宽带集群系统中，LTE基站可以移动，其可通过具有VPN功能的LTE无线路由器的多频段接入功能与动态信号检测功能接入到不同的中继基站，从而构建回传网络将LTE基站与核心网互联起来，最终实现在LTE基站与核心网之间没有部署传输资源构建回传网络的情况下，传输下行数据的目的。

由上述图1可知，本发明实施例提供的宽带集群系统中，LTE无线路由器与VPN服务器具有下述VPN功能中的一种功能：第二次隧道协议L2TP功能、通用路由封装协议GRE功能、互联网安全协议IPSEC功能、安全套接层SSL功能、L2TP over IPSEC功能、GRE over IPSEC功能。下面，以LTE无线路由器与VPN服务器具体支持上述VPN功能为例，对本发明数据传输过程中，各网络节点的报文协议栈格式进行详细说明。具体的，可参见图6～图11。

图6为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持L2TP功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图。

如图所示，终端发送的上行数据的报文协议栈包括：数据层、传输层、IP层、分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)层、无线链路控制(Radio LinkControl，RLC)层、介质访问控制(Media Access Control，MAC)层、物理(Physical，PHY)层，当LTE无线路由器支持L2TP功能时，VPN隧道信息具体为L2TP信息。

假设上行数据具体为S1数据，LTE基站接收到上行数据后，将该上行数据的PDP、RLC层去除，封装第一GTPU、第一UDP与第一IP，得到第一数据并向LTE无线路由器发送。

LTE无线路由器接收到第一数据后，对该第一数据封装L2TP信息，得到第一VPN数据并向中继基站发送。

中继基站接收到第一VPN数据后，对该第一VPN数据封装第二GTPU、第二UDP与第二IP，得到第二VPN数据并向核心网发送。

核心网接收到第二VPN数据后，对该第二VPN数据解封装，解除其中的第二GTPU、第二UDP与第二IP，得到第一VPN数据并向VPN服务器发送。

VPN服务器接收到第一VPN数据后，对该第一VPN数据解封装，解除其中的第一GTPU、第一UDP与第一IP，得到第一数据并向核心网发送。

核心网接收到第一数据后，从第一数据中解析出上行数据并发送至调度服务器。

图7为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持GRE功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；图8为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持IPSEC功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；图9为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持SSL功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；图10为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持L2TP over IPSEC功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图；图11为本发明宽带集群系统中LTE无线路由器支持GRE over IPSEC功能时，各网络节点的报文协议栈的格式示意图，发送上行数据的过程与图6类似，具体可参见上述图6实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，上述图6～图11均为终端向调度服务器发送上行数据，具体为S1数据时，各网络节点的协议栈格式。当上行数据具体为OM数据时，核心网向VPN控制器发送第一VPN数据，VPN服务器直接从第一VPN数据中解析出上行数据并发送给调度服务器。

另外，还需要说明的是，上述图6～图11均为终端向调度服务器发送上行数据，具体为S1数据时，各网络节点的协议栈格式。当调度服务器向终端发送下行数据，且下行数据具体为S1数据时，过程是相反的，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种宽带集群系统，其特征在于，包括：

长期演进LTE基站、LTE无线路由器、至少一个中继基站、核心网、虚拟专用网VPN服务器、调度服务器，其中，所述LTE基站与所述LTE无线路由器连接，所述LTE无线路由器动态接入至所述至少一个中继基站中的其中之一，从而构建所述LTE基站与所述核心网之间的回传网络，所述至少一个中继基站与所述核心网连接，所述核心网、所述VPN服务器与所述调度服务器依次相连，所述LTE基站与所述LTE无线路由器接入的中继基站的工作频率不同；

所述LTE无线路由器与所述VPN服务器具有下述VPN功能中的一种功能：第二次隧道协议L2TP功能、通用路由封装协议GRE功能、互联网安全协议IPSEC功能、安全套接层SSL功能、L2TP融合IPSEC功能、GRE融合IPSEC功能。

2.一种数据传输方法，其特征在于，适用于如上权利要求1所述的宽带集群系统，该方法包括：

所述LTE基站对上行数据封装第一通用分组无线服务技术隧道协议用户面GPTU、第一用户数据报协议UDP和第一互联网协议IP，得到第一数据，并将所述第一数据发送至所述LTE无线路由器，其中，所述第一GPTU为所述LTE基站的GTPU，所述第一UDP为所述LTE基站的UDP，所述第一IP为所述LTE基站的IP；

所述LTE无线路由器根据所述VPN功能，对所述第一数据封装所述VPN功能对应的VPN隧道信息，得到第一VPN数据，并将所述第一数据通过隧道发送至接入基站，所述接入基站为所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定并接入的，所述接入基站与所述LTE基站的工作频率不同，所述隧道为所述VPN隧道信息对应的隧道；

所述接入基站对所述第一VPN数据封装第二GPTU、第二UDP和第二IP，得到第二VPN数据，并将所述第二VPN数据发送至所述核心网，其中，所述第二GPTU为所述接入基站的GTPU，所述第二UDP为所述接入基站的UDP，所述第二IP为所述接入基站的IP；

所述核心网对所述第二VPN数据解封装，得到所述第一VPN数据，并向所述VPN服务器发送所述第一VPN数据；

所述VPN服务器向所述调度服务器发送所述第一VPN数据包括的所述上行数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述VPN服务器向所述调度服务器发送所述第一VPN数据包括的所述上行数据，包括：

所述VPN服务器将所述第一VPN数据发送至所述核心网，使得所述核心网从所述第一VPN数据中解析出所述上行数据并发送至所述调度服务器；或者，所述VPN服务器从所述第一VPN数据中解析出所述上行数据并发送至所述调度服务器。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述LTE无线路由器将所述第一数据通过隧道发送至接入基站之前，还包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站；

所述LTE无线路由器接入所述接入基站。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站，包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中，确定出信号最强的中继基站，将所述信号最强的中继基站作为所述接入基站。

6.一种数据传输方法，其特征在于，适用于如上权利要求1所述的宽带集群系统，该方法包括：

所述VPN服务器根据所述VPN功能，对第二数据封装虚拟专用网VPN隧道信息，得到第三VPN数据，并将所述第三VPN数据发送至所述核心网，所述第二数据包括下行数据；

所述核心网对所述第三VPN数据封装第三GPTU、第三UDP和第三IP，得到第四VPN数据，并将所述第四VPN数据发送至接入基站，所述接入基站为所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定并接入的，所述接入基站与所述LTE基站的工作频率不同，所述第三GPTU为所述核心网的GTPU，所述第三UDP为所述核心网的UDP，所述第三IP为所述核心网的IP；

所述接入基站对所述第四VPN数据解封装，得到所述第三VPN数据，并通过隧道将所述第三VPN数据发送至所述LTE无线路由器，所述隧道为所述VPN隧道信息对应的隧道；

所述LTE无线路由器对所述第三VPN数据解封装，得到所述第二数据，并将所述第二数据发送至LTE基站；

所述LTE基站从所述第二数据中解析出所述下行数据，并将所述下行数据发送给终端，所述终端为所述LTE基站下的终端。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接入基站将所述第三VPN数据发送至所述LTE无线路由器之前，还包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站；

所述LTE无线路由器接入所述接入基站。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中确定所述接入基站，包括：

所述LTE无线路由器从所述至少一个中继基站中，确定出信号最强的中继基站，将所述信号最强的中继基站作为所述接入基站。

9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，所述第二数据为所述VPN服务器对接收到的下行数据封装第四GPTU、第四UDP和第四IP得到的，其中，所述第四GPTU为所述VPN服务器的GTPU，所述第四UDP为所述VPN服务器的UDP，所述第四IP为所述VPN服务器的IP；或者，

所述第二数据为所述核心网对下行数据封装第五GPTU、第五UDP和第五IP后并发送给所述VPN服务器的，其中，所述第五GPTU为所述核心网的GTPU，所述第五UDP为所述核心网的UDP，所述第五IP为所述核心网的IP。

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