CN108617011B - 一种基于长期演进系统中继节点的数据传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于LTE系统中继节点的数据传输方法和系统，RN与eNB之间通过空口Uu接口连接；在下接UE接入时，RN通过为其建立的RN bear GTP隧道获取该下接UE的签约信息及鉴权参数，为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道；MME/SGW向RN的下接UE发送业务数据时，通过为该RN建立的RN bear GTP隧道将所述业务数据发送给eNB；eNB通过与RN连接的Uu接口发送给RN；RN通过为UE建立的UE bear GTP隧道发送给对应的UE。该技术方案减少了网络升级维护的工作量，并且减少了出错的概率。

Description

一种基于长期演进系统中继节点的数据传输方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于长期演进系统中继节点的数据传输方法和系统。

背景技术

3GPP在长期演进(LTE)R10版本中引入了固定中继节点(RN)，主要目的是用于扩展小区覆盖范围及扩大小区容量。在RN网络中，用户终端(UE)通过接入链路与RN通信，RN通过回传链路与宿主基站(DeNB)通信，从而通过两跳传输的方式为UE提供移动通信服务。

参见图1，图1为LTE R10中的RN系统架构示意图。图1中RN通过包括S1接口和X2接口的Un接口与DeNB交互信息；基站(eNB)通过X2接口与DeNB交互信息；移动管理中心/信令网关(MME/SGW)通过S1接口与S11接口与DeNB交互信息；eNB通过S1接口与移动管理中心/信令网关(MME/SGW)交互信息。

图1中的RN除了具有eNB的功能外，还具备UE的特性。需要支持UE的相关过程，如小区选择、attach/detach过程、随机接入等。DeNB既具备eNB的功能，同时又具备DeNB的特性。由于在LTE Rel-10中的中继网络的协议栈架构采用代理的方式。在这种架构中，DeNB在RN与其他网元如：MME、SGW和其他eNB之间执行代理的功能，即将S1接口与X2接口的控制面与用户面数据代理给RN。

RN的引入在网络中新增加了两个接口，RN和UE之间的空口(Uu)接口、RN和eNB之间的Un口。Uu接口沿用LTE中的Uu接口，Un接口除了支持PHY、MAC/RLC/PDCP无线口协议栈，还需要支持S1或X2接口协议。

由于增加了S1/X2接口的代理，DeNB既需要支持UE同时又要支持RN这类特殊的UE。因此DeNB除了具备eNB的功能外，还需要实现代理功能，从而能够支持RN和核心网的连接。这不仅增加了DeNB的实现复杂性，而且由于在网络中除了终端以外，基站的数量往往是最多的，在用RN做补盲、增强覆盖时，必须升级基站为DeNB，增加了升级维护的工作量，也增加了出错的概率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于长期演进系统中继节点的数据传输方法和系统，减少了网络升级维护的工作量，并且减少了出错的概率。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种基于长期演进LTE系统中继节点的数据传输方法，中继节点RN与基站eNB之间通过空口Uu接口连接；在RN接入时，移动管理中心/信令网关MME/SGW将该RN作为用户终端UE进行附着，鉴权，并为该RN建立RN承载bear通用数据传输平台GTP隧道；在下接UE接入时，RN通过为其建立的RN bear GTP隧道获取该下接UE的签约信息及鉴权参数，为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道；该方法包括：

MME/SGW向RN的下接UE发送业务数据时，通过为该RN建立的RN bear GTP隧道将所述业务数据发送给eNB；

eNB接收到所述业务数据时，通过与RN连接的Uu接口发送给RN；

RN接收到所述业务数据时，通过为UE建立的UE bear GTP隧道发送给对应的UE。

一种基于长期演进LTE系统中继节点的数据传输系统，该系统包括：移动管理中心/信令网关MME/SGW、基站eNB和中继节点RN；

MME/SGW，在RN接入时，将RN作为用户终端UE进行附着，鉴权，并为该RN建立RN承载bear通用数据传输平台GTP隧道；向RN的下接UE发送业务数据时，通过为该RN建立的RNbear GTP隧道将所述业务数据发送给eNB；

eNB，与RN通过空口Uu接口连接，接收到所述业务数据时，通过与RN连接的Uu接口发送给RN；

RN，与eNB之间通过Uu接口连接；在下接UE接入时，RN通过为其建立的RN bear GTP隧道获取该下接UE的签约信息及鉴权参数，为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UEbear GTP隧道；接收到所述业务数据时，通过为UE建立的UE bear GTP隧道发送给对应的UE。

由上面的技术方案可知，本申请中eNB保持原有功能不变，RN除了支持eNB、UE的功能外，还支持简化的核心网功能，RN与eNB接口沿用Uu接口，无需增加Un口；MME/SGW增加管理RN及其下接入的UE的功能。本申请提供的技术方案无需修改网元间的接口协议栈，减少了网络升级维护的工作量，并且减少了出错的概率。

附图说明

图1为LTE R10中的RN系统架构示意图；

图2为本申请实施例中支持RN的无线中继系统示意图；

图3为本申请实施例中支持RN的无线中继系统控制面协议栈示意图；

图4为本申请实施例中基于LTE系统中继节点的下行数据传输流程示意图；

图5为本申请实施例中支持RN的无线中继系统用户面协议栈示意图；

图6为本申请实施例中基于LTE系统中继节点的上行数据传输流程示意图；

图7为本申请实施例中应用于上述技术的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本申请提供一种基于LTE系统中继节点的数据传输方法，其中eNB保持原有功能不变，RN除了支持eNB、UE的功能外，还支持简化的核心网功能，RN与eNB接口沿用Uu接口，无需增加Un口；MME/SGW增加管理RN及其下接入的UE的功能。本申请提供的技术方案无需修改网元间的接口协议栈，减少了网络升级维护的工作量，同时也减少了出错的概率。

参见图2，图2为本申请实施例中支持RN的无线中继系统示意图。图2中，RN与eNB之间通过Uu接口连接，即eNB与RN之间的接口沿用LTE的Uu接口。RN除了具有eNB、UE的功能外，还具有简化的核心网功能，如为下接UE附着、鉴权，以及汇聚UE上传数据并发送给MME/SGW；即支持移动性管理之外的核心网功能。eNB保持原有功能不变。

参见图3，图3为本申请实施例中支持RN的无线中继系统控制面协议栈示意图。在RN接入时，MME/SGW将该RN作为UE进行附着，鉴权，并为该RN建立RN bear GTP隧道，即S1用户面通道；在RN的下接UE接入时，RN通过为其建立的RN bear GTP隧道获取该下接UE的签约信息及鉴权参数，为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道。

下面结合附图详细说明本申请实施例中实现基于LTE系统中继节点的数据传输的过程。

参见图4，图4为本申请实施例中基于LTE系统中继节点的下行数据传输流程示意图。具体步骤为：

步骤401，MME/SGW向RN的下接UE发送业务数据时，通过为该RN建立的RN bear GTP隧道将所述业务数据发送给eNB。

步骤402，eNB接收到所述业务数据时，通过与RN连接的Uu接口发送给RN。

步骤403，RN接收到所述业务数据时，通过为UE建立的UE bear GTP隧道发送给对应的UE。

参见图5，图5为本申请实施例中支持RN的无线中继系统用户面协议栈示意图。

在RN向MME/SGW获取下接UE的签约信息及鉴权参数时，MME/SGW存储该下接UE的IP地址和为该RN建立的RN bear GTP隧道的映射关系。

MME/SGW在向RN下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的RN bear GTP隧道。

RN为下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道时，存储该下接UE的IP地址与UE bear GTP隧道的映射关系。

RN在向下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的UE bear GTP隧道。

参见图6，图6为本申请实施例中基于LTE系统中继节点的上行数据传输流程示意图。具体步骤为：

步骤601，RN接收到UE发送的业务数据时，通过Uu接口发送给eNB。

当RN接收到多个UE发送的数据时，将每一个UE发送的业务数据，即每条UE bearGTP隧道承载的数据汇聚到RN无线承载(RN radio bear)，通过Uu接口发送给eNB。

步骤602，eNB接收到RN发送的业务数据时，通过MME/SGW为RN建立的RN bear GTP隧道发送给MME/SGW。

基于同样的发明构思，本申请还提出一种基于长期演进系统中继节点的数据传输系统。参见图7，图7为本申请实施例中应用于上述技术的系统结构示意图。该系统包括：MME/SGW、eNB和RN；

MME/SGW，在RN接入时，将RN作为用户终端UE进行附着，鉴权，并为该RN建立RNbear GTP隧道；向RN的下接UE发送业务数据时，通过为该RN建立的RN bear GTP隧道将所述业务数据发送给eNB；

eNB，与RN通过空口Uu接口连接，接收到所述业务数据时，通过与RN连接的Uu接口发送给RN；

RN，与eNB之间通过Uu接口连接；在下接UE接入时，RN通过为其建立的RN bear GTP隧道获取该下接UE的签约信息及鉴权参数，为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UEbear GTP隧道；接收到所述业务数据时，通过为UE建立的UE bear GTP隧道发送给对应的UE。

较佳地，

RN，在接收到UE发送的业务数据时，通过Uu接口发送给eNB；

eNB，在接收到RN发送的业务数据时，通过MME/SGW为RN建立的RN bear GTP隧道发送给MME/SGW。

较佳地，

MME/SGW，在RN向MME/SGW获取下接UE的签约信息及鉴权参数时，存储该下接UE的IP地址和为该RN建立的RN bear GTP隧道的映射关系；在向RN下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的RN bear GTP隧道。

较佳地，

RN，为下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道时，存储该下接UE的IP地址与UE bear GTP隧道的映射关系；在向下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的UE bear GTP隧道。

综上所述，本申请通过eNB保持原有功能不变，RN除了支持eNB、UE的功能外，还支持简化的核心网功能，RN与eNB接口沿用Uu接口，无需增加Un口；MME/SGW增加管理RN及其下接入的UE的功能。本申请提供的技术方案无需修改网元间的接口协议栈，减少了网络升级维护的工作量，并且减少了出错的概率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种基于长期演进LTE系统中继节点的数据传输方法，其特征在于，中继节点RN与基站eNB之间通过空口Uu接口连接；在RN接入时，移动管理中心/信令网关MME/SGW将该RN作为用户终端UE进行附着，鉴权，并为该RN建立RN承载bear通用数据传输平台GTP隧道；在下接UE接入时，RN通过为其建立的RN bear GTP隧道获取该下接UE的签约信息及鉴权参数，为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道；该方法包括：

MME/SGW向RN的下接UE发送业务数据时，通过为该RN建立的RN bear GTP隧道将所述业务数据发送给eNB；

eNB接收到所述业务数据时，通过与RN连接的Uu接口发送给RN；

RN接收到所述业务数据时，通过为UE建立的UE bear GTP隧道发送给对应的UE；

其中，所述方法进一步包括：

在RN向MME/SGW获取下接UE的签约信息及鉴权参数时，MME/SGW存储该下接UE的IP地址和为该RN建立的RN bear GTP隧道的映射关系；

MME/SGW在向RN下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的RN bear GTP隧道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

RN接收到UE发送的业务数据时，通过Uu接口发送给eNB；

eNB接收到RN发送的业务数据时，通过MME/SGW为RN建立的RN bear GTP隧道发送给MME/SGW。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

RN为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道时，存储该下接UE的IP地址与UE bear GTP隧道的映射关系；

RN在向下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的UE bear GTP隧道。

4.一种基于长期演进LTE系统中继节点的数据传输系统，其特征在于，该系统包括：移动管理中心/信令网关MME/SGW、基站eNB和中继节点RN；

MME/SGW，在RN接入时，将RN作为用户终端UE进行附着，鉴权，并为该RN建立RN承载bear通用数据传输平台GTP隧道；向RN的下接UE发送业务数据时，通过为该RN建立的RN bearGTP隧道将所述业务数据发送给eNB；

eNB，与RN通过空口Uu接口连接，接收到所述业务数据时，通过与RN连接的Uu接口发送给RN；

RN，与eNB之间通过Uu接口连接；在下接UE接入时，RN通过为其建立的RN bear GTP隧道获取该下接UE的签约信息及鉴权参数，为该下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bearGTP隧道；接收到所述业务数据时，通过为UE建立的UE bear GTP隧道发送给对应的UE；

其中，

MME/SGW，在RN向MME/SGW获取下接UE的签约信息及鉴权参数时，存储该下接UE的IP地址和为该RN建立的RN bear GTP隧道的映射关系；在向RN下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的RN bear GTP隧道。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

RN，在接收到UE发送的业务数据时，通过Uu接口发送给eNB；

eNB，在接收到RN发送的业务数据时，通过MME/SGW为RN建立的RN bear GTP隧道发送给MME/SGW。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，

RN，为下接UE进行附着和鉴权过程；并建立UE bear GTP隧道时，存储该下接UE的IP地址与UE bear GTP隧道的映射关系；在向下接UE发送业务数据时，根据业务数据中的目的IP地址在存储的映射关系中查找到对应的UE bear GTP隧道。

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