CN106789539A - 一种无线回传方法及装置 - Google Patents

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李春
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Abstract

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种无线回传方法及装置；通过以下步骤实现数据传输：第一基站获取移动终端的请求报文；无线终端接入设备通过L2TP协议封装所述请求报文，得到第一报文；第二基站通过GTP协议封装所述第一报文，得到第二报文；核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文；网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文；发送所述第四报文至服务器。本发明中第二基站与第一基站通过无线终端接入设备连接，能够实现深度覆盖，对无法覆盖到网络的盲区进行无缝覆盖，降低了使用成本。

Description

一种无线回传方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种无线回传方法及装置。
背景技术
现有的移动通信系统中，核心网EPC与接入网eNodeB之间的信号传输网络称之为移动回传网络。同LTE一样，移动回传网络也分两大阵营，分别是中国移动主导使用的PTN移动回传网络和中国电信、中国联通主导使用IP RAN移动回传网络。无论哪种回传网络，其显著的特点是高性能、高稳定性。
现网中若想部署一台基站，需要将PTN设备的一个接口和基站的接口通过有线传输媒介进行相连。随着移动通信的宽带化，未来基站只会越来越多，众多的基站与PTN接口的有限性无法相适应(PTN设备平均接口价格甚至超过了一台基站的价格)。从另一个方面考虑，宏基站覆盖信号被建筑物遮挡的区域，留下大量的盲区，3GPP倡导的方案是直接在盲区中部署覆盖范围较小的小基站(HeNB)，HeNB部署依赖有线传输媒介，在一些有线光纤无法到达的区域就对这种无线回传方案有着迫切的需求。
申请号为：201610560384.1的中国专利公开了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GTPU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。该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。但该发明同时存在以下不足之处，该方法只适用于LTE专网，需要对核心网的结构做出适应性改变才能使用，成本较高，同时无法兼容现网移动基站。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够兼容现网的无线回传方法及装置，节约了使用成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线回传方法，包括以下步骤：
S1：第一基站获取移动终端的请求报文；
S2：无线终端接入设备通过L2TP协议封装所述请求报文，得到第一报文；
S3：第二基站通过GTP协议封装所述第一报文，得到第二报文；
S4：核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文；
S5：网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文；
S6：发送所述第四报文至服务器。
本发明还提供了一种无线回传装置，包括：移动终端、第一基站、无线终端接入设备、第二基站、网关、核心网和服务器；
所述移动终端与所述第一基站建立双向通讯连接；所述第一基站与所述无线终端接入设备建立双向通讯连接；
所述第二基站与所述无线终端接入设备建立双向通讯连接；所述第一基站与所述核心网建立双向通讯连接；
所述网关与所述核心网建立双向通讯连接；所述服务器与所述核心网建立双向通讯连接。
本发明的有益效果：
相对现有技术中第二基站和第一基站以及第二基站和核心网之间通过GTP协议进行数据传输，需要对核心网的结构做出适应性改进，才能对接收到的数据进行两次解封装，成本较高；本发明通过无线终端接入设备利用L2TP协议封装请求报文，得到第一报文，并发送至第二基站；第二基站与核心网之间仍使用GTP协议进行数据传输，核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文，此时核心网并不能对第三报文解封装，故在核心网的网络侧设有网关，所述网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文，即请求报文；服务器响应请求报文，得到响应报文；第二基站与第一基站通过无线终端接入设备级联，能够实现深度覆盖，对无法覆盖到网络的盲区进行无缝覆盖；第二基站与核心网通过光纤连接，增加的第一基站通过无线终端接入设备与第二基站无线连接，相对于有线连接降低了使用成本；本发明不需要修改核心网的结构，只需要通过网关利用L2TP协议解封装第三报文，即能得到请求报文，节约了成本，同时不需要修改现有的移动基站，能够兼容LTE现网，方便设备维修。
附图说明
图1为本发明实施例的一种无线回传方法的主要步骤示意图；
图2为本发明实施例一种无线回传装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的一种无线回传装置的效果示意图；
图4为本发明实施例的一种无线回传方法的数据传输示意图；
图5为本发明实施例的一种无线回传方法中L2TP报文格式；
标号说明：
1、移动终端；2、第一基站；3、无线终端接入设备；4、第二基站；5、核心网；6、网关；7、服务器。
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详予说明。
本发明最关键的构思在于：无线终端接入设备和第二基站之间通过L2TP协议传输数据，第二基站与核心网之间使用GTP协议进行数据传输；通过增设网关，能够获取封装在最内层的请求报文，无需修改核心网结构，节约了成本。
请参照图1，本发明提供的一种无线回传方法，包括以下步骤：
S1：第一基站获取移动终端的请求报文；
S2：无线终端接入设备通过L2TP协议封装所述请求报文，得到第一报文；
S3：第二基站通过GTP协议封装所述第一报文，得到第二报文；
S4：核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文；
S5：网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文；
S6：发送所述第四报文至服务器。
从上述描述可知，本发明通过无线终端接入设备利用L2TP协议封装请求报文，得到第一报文，并发送至第二基站；第二基站与核心网之间仍使用GTP协议进行数据传输，核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文，此时核心网并不能对第三报文解封装，故在核心网的网络侧设有网关，所述网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文，即请求报文；服务器响应请求报文，得到响应报文；第二基站与第一基站通过无线终端接入设备级联，能够实现深度覆盖，对无法覆盖到网络的盲区进行无缝覆盖；第二基站与核心网通过光纤连接，增加的第一基站通过无线终端接入设备与第二基站无线连接，相对于有线连接降低了使用成本；本发明不需要修改核心网的结构，只需要通过网关利用L2TP协议解封装第三报文，即能得到请求报文，节约了成本，同时不需要修改现有的移动基站，能够兼容LTE现网，方便设备维修。
进一步的，所述S4具体为：
所述核心网接收所述第二基站发送的所述第二报文；
判断所述第二报文是否符合GTP协议；
若是，则通过核心网的服务网关发送所述第二报文至所述核心网的PDN网关；
所述PDN网关通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文；
发送所述第三报文至所述网关。
从上述描述可知，所述第二报文符合GTP协议，则所述第二报文为用户面数据，通过解封装处理得到报文正文，发送至服务器，能够得到服务器的响应报文，通过上述方法能够通过PDN网关处理用户面数据，并及时接收响应报文。
进一步的，所述S6具体为：
若所述第四报文属于信令面数据，则发送所述第四报文至核心网的移动性管理设备；所述移动性管理设备对所述第四报文进行相应的信令处理；
若所述第四报文属于用户面数据，则发送所述第四报文至所述核心网的PDN网关；所述PDN网关通过路由器发送所述第四报文至所述服务器。
从上述描述可知，信令面数据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，通过移动性管理设备对所述第四报文进行相应的信令处理，能够实现基站连接、用户关联、小区网络切换、寻呼定位等功能。
进一步的，所述S6之后还包括：
所述核心网接收服务器发送过来的响应报文；
所述网关通过L2TP协议封装所述响应报文，得到第五报文；
所述核心网通过GTP协议封装所述第五报文，得到第六报文；
所述第二基站通过GTP协议解封装所述第六报文，得到第七报文；
所述无线终端接入设备通过L2TP协议解封装所述第七报文，得到第八报文；
发送所述第八报文至所述移动终端。
从上述描述可知，通过上述方法，移动终端能够得到发送的请求报文所对应的响应报文，在无网络区域布置第一基站和无线终端接入设备，移动终端能够获取响应报文，使其能够访问网络，提高了网络覆盖率。
进一步的，所述S2具体为：
获取请求报文的源IP地址和目的IP地址；所述源IP地址为所述移动终端的地址，所述目的IP地址为所述网关的地址；
无线终端接入设备通过L2TP协议将所述请求报文封装在报文正文部位，将所述IP地址和所述目的IP地址封装在报头部位，得到所述第一报文。
从上述描述可知，通过目的IP地址，能够准确无误的发送响应报文至移动终端，保证了数据传输的准确性，使所述移动终端在第二基站的覆盖范围内均能访问网络。
请参照图2，本发明提供的一种无线回传装置，包括：移动终端1、第一基站2、无线终端接入设备3、第二基站4、网关6、核心网5和服务器7；
所述移动终端1与所述第一基站2建立双向通讯连接；所述第一基站2与所述无线终端接入设备3建立双向通讯连接；
所述第二基站4与所述无线终端接入设备3建立双向通讯连接；所述第一基站2与所述核心网5建立双向通讯连接；
所述网关6与所述核心网5建立双向通讯连接；所述服务器7与所述核心网5建立双向通讯连接。
从上述描述可知本发明通过无线终端接入设备利用L2TP协议封装请求报文，得到第一报文，并发送至第二基站；第二基站与核心网之间仍使用GTP协议进行数据传输，核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文，此时核心网并不能对第三报文解封装，故在核心网的网络侧设有网关，所述网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文，即请求报文；服务器响应请求报文，得到响应报文；第二基站与第一基站通过无线终端接入设备级联，能够实现深度覆盖，对无法覆盖到网络的盲区进行无缝覆盖；第二基站与核心网通过光纤连接，增加的第一基站通过无线终端接入设备与第二基站无线连接，相对于有线连接降低了使用成本；本发明不需要修改核心网的结构，只需要通过网关利用L2TP协议解封装第三报文，即能得到请求报文，节约了成本，同时不需要修改现有的移动基站，能够兼容LTE现网，方便设备维修。
进一步的，所述核心网包括：服务网关、PDN网关、移动性管理设备；
所述网关与所述服务网关连接；所述服务网关与所述PDN网关连接；所述网关与所述移动性管理设备连接；
所述PDN网关连接与所述网关连接；所述PDN网关与所述服务器连接。
从上述描述可知，移动性管理设备(MME)，它的主要功能是支持NAS(非接入层)信令及其安全、跟踪区域(TA)列表的管理、在向2G/3G接入系统切换过程中进行SGSN的选择、用户的鉴权、漫游控制以及承载管理、3GPP不同接入网络的核心网络节点之间的移动性管理，以及移动终端的寻呼重发的控制和执行等功能；若上述的网关解封装后的报文符合GTP协议，则后续通过PDN网关发送至服务器；若网关解封装后的报文符合SCTP协议，则发送至移动性管理设备进行相应的信令处理，能够实现用户面和信令面数据的及时有效处理。
进一步的，所述核心网包括网络接口；
所述网络接口与所述第二基站有线连接；
所述服务网关与所述网络接口连接；所述移动性管理设备与网络接口连接。
从上述描述可知，所述网络接口与所述第二基站通过光纤有线连接，能够快速从第二基站获取传输的数据，并传输给相应的网关。
进一步的，所述无线终端设备包括无线网卡、中央处理装置和存储器；
所述无线网卡包括第一网卡和第二网卡；
所述第一网卡与所述第一基站无线连接；
所述第一网卡与所述中央处理装置连接；所述中央处理装置与所述存储器连接；所述中央处理装置与所述第二网卡连接；
所述第二网卡与所述第二基站无线连接。
从上述描述可知，第一基站通过无线终端设备与所述第二基站无线连接，相对于现有技术中第一基站与核心网通过光纤光线布置，节约了使用成本，同时通过无线方式布置第一基站，方便快捷。
进一步的，所述的一种无线回传装置，还包括电源适配器；所述电源适配器与所述中央处理装置连接；所述存储器为FLASH闪存。
从上述描述可知，电源适配器为无线终端接入设备供电，同时通过存储器能够将发送的报文存储，避免传输过程出现问题而造成数据丢失。
请参照图1，本发明提供的实施例一为：
本发明提供的一种无线回传方法，包括以下步骤：
第一基站获取移动终端的请求报文；获取请求报文的源IP地址和目的IP地址；所述源IP地址为移动终端的地址，所述目的IP地址为网关的地址；无线终端接入设备通过L2TP协议将所述请求报文封装在报文正文部位，将所述IP地址和所述目的IP地址封装在报头部位，得到第一报文；第二基站通过GTP协议封装所述第一报文，得到第二报文；核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文；网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文；若所述第四报文属于信令面数据，则发送所述第四报文至核心网的移动性管理设备；所述移动性管理设备对所述第四报文进行相应的信令处理；若所述第四报文属于用户面数据，则发送所述第四报文至所述核心网的PDN网关；所述PDN网关通过路由器发送所述第四报文至所述服务器；
所述核心网接收服务器发送过来的响应报文；所述网关通过L2TP协议封装所述响应报文，得到第五报文；所述核心网通过GTP协议封装所述第五报文，得到第六报文；所述第二基站通过GTP协议解封装所述第六报文，得到第七报文；所述无线终端接入设备通过L2TP协议解封装所述第七报文，得到第八报文；发送所述第八报文至所述移动终端。
请参照图2，本发明的实施例二为：
本发明提供的一种无线回传装置，包括：移动终端1、第一基站2、无线终端接入设备3、第二基站4、网关6、核心网5和服务器7；
所述移动终端1与所述第一基站2建立双向通讯连接；所述第一基站2与所述无线终端接入设备3建立双向通讯连接；所述第二基站4与所述无线终端接入设备3建立双向通讯连接；所述第一基站2与所述核心网5建立双向通讯连接；所述网关6与所述核心网5建立双向通讯连接；所述服务器7与所述核心网5建立双向通讯连接；
所述核心网包括：服务网关、PDN网关、移动性管理设备；所述网关与所述服务网关连接；所述服务网关与所述PDN网关连接；所述网关与所述移动性管理设备连接；所述PDN网关连接与所述网关连接；所述PDN网关与所述服务器连接；所述核心网包括网络接口；所述网络接口与所述第二基站有线连接；所述服务网关与所述网络接口连接；所述移动性管理设备与网络接口连接。
请参照图3至图5，本发明的实施例三为：
在网络覆盖盲区设置基站HeNB，基站HeNB接收移动终端发送的请求报文，通过GTP协议封装所述请求报文，并将数据发送至无线CPE；无线CPE将接收到的数据封装在L2TP传输协议的净荷部位，并传输数据至宿主基站eNodeB；宿主基站eNodeB对接收到的数据通过GTP协议再次封装，并发送处理后的数据至核心网；核心网的PDN网关对接收到的数据进行GTP协议解封装，并发送数据至汇聚网关；回传汇聚网关对接收到的数据通过L2TP协议进行解封装，判断处理后的数据为信令面数据还是用户面数据，若为信令面数据，则传输至核心网的移动性管理设备；所述移动性管理设备进行相应的信令处理；若为用户面数据，则发送用户面数据至核心网的PDN网关，通过GTP协议解封装，并将解封装后的数据发送至对应的服务器；
服务器响应请求报文，得到响应报文，并发送响应报文至核心网的PDN网关；PDN网关对接收到的数据通过GTP协议进行封装，并发送至回传汇聚网关，回传汇聚网关对接收到的数据通过L2TP协议进行封装，并发送至PDN网关；PDN网关对接收到的数据通过GTP协议再次封装，并发送至宿主基站eNodeB；宿主基站eNodeB对接收到的数据通过GTP协议解封装，并发送至无线CPE；无线CPE对接收到的数据通过L2TP协议进行解封装，并发送至基站HeNB，基站对接收到的数据通过GTP协议进行封装，将处理后的数据发送至移动终端。
综上所述，本发明通过无线终端接入设备利用L2TP协议封装请求报文，得到第一报文，并发送至第二基站；第二基站与核心网之间仍使用GTP协议进行数据传输，核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文，此时核心网并不能对第三报文解封装，故在核心网的网络侧设有网关，所述网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文，即请求报文；服务器响应请求报文，得到响应报文；第二基站与第一基站通过无线终端接入设备级联，能够实现深度覆盖，对无法覆盖到网络的盲区进行无缝覆盖；第二基站与核心网通过光纤连接，增加的第一基站通过无线终端接入设备与第二基站无线连接，相对于有线连接降低了使用成本；本发明不需要修改核心网的结构，只需要通过网关利用L2TP协议解封装第三报文，即能得到请求报文，节约了成本，同时不需要修改现有的移动基站，能够兼容LTE现网，方便设备维修。
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其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线回传方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：第一基站获取移动终端的请求报文；
S2：无线终端接入设备通过L2TP协议封装所述请求报文，得到第一报文；
S3：第二基站通过GTP协议封装所述第一报文，得到第二报文；
S4：核心网通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文；
S5：网关通过L2TP协议解封装所述第三报文，得到第四报文；
S6：发送所述第四报文至服务器。
2.根据权利要求1所述的一种无线回传方法，其特征在于，所述S4具体为：
所述核心网接收所述第二基站发送的所述第二报文；
判断所述第二报文是否符合GTP协议；
若是，则通过核心网的服务网关发送所述第二报文至所述核心网的PDN网关；
所述PDN网关通过GTP协议解封装所述第二报文，得到第三报文；
发送所述第三报文至所述网关。
3.根据权利要求1所述的一种无线回传方法，其特征在于，所述S6具体为：
若所述第四报文属于信令面数据，则发送所述第四报文至核心网的移动性管理设备；所述移动性管理设备对所述第四报文进行相应的信令处理；
若所述第四报文属于用户面数据，则发送所述第四报文至所述核心网的PDN网关；所述PDN网关通过路由器发送所述第四报文至所述服务器。
4.根据权利要求1所述的一种无线回传方法，其特征在于，所述S6之后还包括：
所述核心网接收服务器发送过来的响应报文；
所述网关通过L2TP协议封装所述响应报文，得到第五报文；
所述核心网通过GTP协议封装所述第五报文，得到第六报文；
所述第二基站通过GTP协议解封装所述第六报文，得到第七报文；
所述无线终端接入设备通过L2TP协议解封装所述第七报文，得到第八报文；
发送所述第八报文至所述移动终端。
5.根据权利要求1所述的一种无线回传方法，其特征在于，所述S2具体为：
获取请求报文的源IP地址和目的IP地址；所述源IP地址为所述移动终端的地址，所述目的IP地址为所述网关的地址；
无线终端接入设备通过L2TP协议将所述请求报文封装在报文正文部位，将所述IP地址和所述目的IP地址封装在报头部位，得到所述第一报文。
6.一种无线回传装置，其特征在于，包括：移动终端、第一基站、无线终端接入设备、第二基站、网关、核心网和服务器；
所述移动终端与所述第一基站建立双向通讯连接；所述第一基站与所述无线终端接入设备建立双向通讯连接；
所述第二基站与所述无线终端接入设备建立双向通讯连接；所述第一基站与所述核心网建立双向通讯连接；
所述网关与所述核心网建立双向通讯连接；所述服务器与所述核心网建立双向通讯连接。
7.根据权利要求6所述的一种无线回传装置，其特征在于，所述核心网包括：服务网关、PDN网关、移动性管理设备；
所述网关与所述服务网关连接；所述服务网关与所述PDN网关连接；所述网关与所述移动性管理设备连接；
所述PDN网关连接与所述网关连接；所述PDN网关与所述服务器连接。
8.根据权利要求7所述的一种无线回传装置，其特征在于，所述核心网包括网络接口；
所述网络接口与所述第二基站有线连接；
所述服务网关与所述网络接口连接；所述移动性管理设备与所述网络接口连接。
9.根据权利要求6所述的一种无线回传装置，其特征在于，所述无线终端设备包括无线网卡、中央处理装置和存储器；
所述无线网卡包括第一网卡和第二网卡；
所述第一网卡与所述第一基站无线连接；
所述第一网卡与所述中央处理装置连接；所述中央处理装置与所述存储器连接；所述中央处理装置与所述第二网卡连接；
所述第二网卡与所述第二基站无线连接。
10.根据权利要求9所述的一种无线回传装置，其特征在于，还包括电源适配器；所述电源适配器与所述中央处理装置连接；所述存储器为FLASH闪存。
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