CN109905884B - 室内覆盖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内覆盖系统，涉及移动通信技术领域。其包括：室内接入设备，室内接入设备包括室内小基站、无线局域网接入点以及蜂窝回传单元，蜂窝回传单元分别与室内小基站以及无线局域网接入点相连接，以便将室内小基站以及无线局域网接入点发送的移动业务数据传输至无源光网络；无源光网络，无源光网络包括光线路终端，光线路终端通过上联端口连接至移动回传网络设备，以便将移动业务数据回传至移动网络。本发明提供了一种低成本、高效率的室内覆盖方案，能够为室内用户提供高质量的无线信号传输业务。

Description

室内覆盖系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种室内覆盖系统。

背景技术

由于小基站的入户难度大、传输网络的建设成本高，住宅区的室内覆盖一直是运营商的网络痛点。而考虑到5G将会应用更高频段，室内覆盖的挑战也会更加艰巨。

5G高频段全网覆盖难度大。根据测试结果，3.5GHz频段下测试保持100Mbps下载速率的环境中，5G基站的覆盖距离超过2km，达到与2.6GHz频段4G基站相近的覆盖能力，与1.8GHz频段4G基站的覆盖能力尚有差距。进一步地，考虑到高频段下无线信号的穿透损耗更大，5G时代利用室外宏站覆盖室内用户的方案基本不行。而传统室内覆盖方案的成本高，很难大规模部署实施。

小基站作为备受期待的室内覆盖技术，制定标准后产业链却一直没有发展成熟，主要问题包括：(1)家庭小基站入户难度大、传输建设成本高；(2)家庭小基站的网络结构较复杂，大大增加了运营商的运维工作量；(3)商业模式不清晰，家庭小基站的成本较高、且需要用户付费购买，用户的积极性不高；(4)竞争对手强大，无线网络Wifi的大规模普及，使得室内无线数据服务需求得到了很大程度的满足。

发明内容

发明人研究认为，我国光纤覆盖率高、FTTH(Fiber To The Home，光纤到家)资源丰富。其中，目前运营商百兆光纤入户覆盖家庭数目以及FTTH用户数量庞大，运营商骨干互联网带宽丰富。因此，可以构建固移融合的室内覆盖系统，以实现低成本、高效率的室内覆盖方案

本发明解决的一个技术问题是，如何提供低成本、高效率的室内覆盖方案，为室内用户提供高质量的无线信号传输业务。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种室内覆盖系统，包括：室内接入设备，室内接入设备包括室内小基站、无线局域网接入点以及蜂窝回传单元，蜂窝回传单元分别与室内小基站以及无线局域网接入点相连接，以便将室内小基站以及无线局域网接入点发送的移动业务数据传输至无源光网络；无源光网络，无源光网络包括光线路终端，光线路终端通过上联端口连接至移动回传网络设备，以便将移动业务数据回传至移动网络。

在一些实施例中，室内覆盖系统还包括：业务分流设备，业务分流设备通过上联端口与光线路终端相连接，且业务分流设备分别与移动回传网络设备以及宽带网络网关相连接，用于根据预设的规则将移动业务数据分流至宽带网络网关所在的固定网络。

在一些实施例中，业务分流设备用于：解析移动业务数据的IP数据包得到地址信息，地址信息包括目的IP地址及目的端口号、源IP地址及源端口号；将地址信息与预设的分流规则字段进行匹配；若匹配成功，则将IP数据包分流至固定网络，若匹配不成功，则将IP数据包回传至移动网络。

在一些实施例中，业务分流设备用于：解析移动业务数据的IP数据包得到目的IP地址；将目的IP地址为预设域名所对应IP地址的IP数据包分流至固定网络。

在一些实施例中，业务分流设备用于：在移动业务数据的数据量超过预设值时，将移动业务数据分流至固定网络。

在一些实施例中，业务分流设备通过以太网上点到点协议与宽带网络网关相连接，以形成固定网络传输通道。

在一些实施例中，业务分流设备用于：根据预设的规则将上行用户面移动业务数据分流至固定网络。

在一些实施例中，业务分流设备还用于：根据预设的规则将下行用户面移动业务数据封装成用户面GPRS隧道协议格式的数据分组，并通过无源光网络发送至室内小基站。

在一些实施例中，业务分流设备还用于：将控制面移动业务数据直接透传至移动网络的移动核心网。

在一些实施例中，无源光网络还用于：为移动业务数据配置专用虚拟局域网，以实现移动业务与无源光网络承载的固定网络带宽业务之间的逻辑隔离。

在一些实施例中，室内覆盖系统还包括中心单元，室内小基站为分布式单元，分布式单元通过无源光网络与中心单元相连接，中心单元与移动回传网络设备相连接。

在一些实施例中，室内小基站通过长期演进以及无线局域网聚合技术与无线局域网接入点进行资源聚合，以聚合无线局域网带宽资源。

本发明能够提供一种低成本、高效率的室内覆盖方案，为室内用户提供高质量的无线信号传输业务。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一个实施例的室内覆盖系统的结构示意图。

图2示出了本发明一个应用例的室内覆盖系统的结构示意图。

图3示出了本发明另一个应用例的室内覆盖系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

首先结合图1介绍本发明一个实施例的室内覆盖系统。

图1示出了本发明一个实施例的室内覆盖系统的结构示意图。如图1所示，本实施例中的室内覆盖系统10包括室内接入设备102以及无源光网络104。

室内接入设备包括室内小基站1022、无线局域网接入点1024以及蜂窝回传单元1026，蜂窝回传单元1026分别与室内小基站1022以及无线局域网接入点1024相连接，以便将室内小基站1022以及无线局域网接入点1024发送的移动业务数据传输至无源光网络。

室内接入设备102集成了CBU(cellular backhaul unit，蜂窝回传单元)、室内小基站和WLAN-AP(Wireless Local Area Networks Access Point，无线局域网接入点)，通过替换用户家庭已有光猫进行部署。其中，CBU为具有蜂窝网络回传功能的光网络单元，室内小基站使用CBU传输移动回传业务。

无源光网络104包括光线路终端1042以及功率分配器1044。光线路终端1042通过上联端口连接至移动回传网络设备，以便将移动业务数据回传至移动网络。

基站接收到的用户业务数据需要回传至移动核心网。对于室外宏站，需要为其建设回传网络，即移动回传网络。在室内场景中，由于传输建设成本高、难度大，我们考虑使用室内以部署好、为固定网络宽带接入服务的PON网络来传输移动业务数据。PON网络是以点到多点为特征的单纤双向无源光网络，主要由局端的OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、ODN(Optical Distribution Network，包含无源光器件的光分配网)、ONU(OpticalNetwork Unit，用户端的光网络单元)组成。PON网络可以用户传输移动业务数据，此时需要使用专门用于传输移动业务数据的ONU，即蜂窝回传单元CBU。小基站移动业务使用室内已有的PON(Passive Optical Network：无源光纤网络)资源承载，通过OLT(optical lineterminal，光线路终端)上联或经汇聚交换机收敛后上联到移动回传网络设备。也就是说，室内小基站通过PON网络连接到移动核心网；从而实现FTTH传输资源共享。

上述实施例中，室内接入设备集成了蜂窝回传单元、小基站和无线局域网接入点，用于传输用户终端的无线信号，室内小基站与CBU集成、小基站移动业务使用已有PON网络承载。基于固移融合的室内覆盖系统，利用已部署至室内的丰富的FTTH资源来进行移动业务的接入与传输，协同利用运营商的固定网络和移动网络资源，利用FTTH资源实现了移动业务和固定网络宽带业务的传输资源共享，降低了室内蜂窝网络建设、部署的复杂度和成本，提升了室内用户的移动业务体验。同时，室内小基站与CBU集成，极大降低了设备入户的难度；且该设备是运营商的资产，运营商能够更加主动、有效地进行管理与运维。因此，移动业务使用PON网络进行传输，是一种低成本、高效率的室内覆盖方案，特别适合FTTH资源丰富的电信运营商为室内用户提供高质量的无线信号传输业务。

可选的，室内覆盖系统10还包括：业务分流设备106，业务分流设备106通过上联端口与光线路终端1042相连接，且业务分流设备106分别与移动回传网络设备以及宽带网络网关相连接。其中，业务分流设备106可以通过以太网上点到点协议PPPoE与宽带网络网关相连接，以形成固定网络传输通道。例如，业务分流设备可以使用家庭用户的账号和密码进行拨号，从而建立业务分流设备与固定网络网关BNG之间的连接。

PON网络与移动网络之间部署业务分流设备，用于移动业务在固定网络和移动网络之间的灵活路径选择。新增的业务分流设备可以具备包解析的能力，利用设备的协议解析能力将途经的数据包根据移动网络接口协议进行拆包、解包，从而根据移动业务的目标IP地址或用户进行分流。OLT配置了移动业务虚拟局域网络的上联口直接连接业务分流设备，该设备根据移动网络和固定网络的负载情况、运营商预设的分流规则等将全部或部分移动业务分流至固定网络。

业务分流设备106用于预设的规则将移动业务数据分流至宽带网络网关所在的固定网络，具体可以包括如下三种情形：

(1)解析移动业务数据的IP数据包得到地址信息，地址信息包括目的IP地址及目的端口号、源IP地址及源端口号；将地址信息与预设的分流规则字段进行匹配；若匹配成功，则将IP数据包分流至固定网络，若匹配不成功，则将IP数据包回传至移动网络的核心网。

(2)解析移动业务数据的IP数据包得到目的IP地址；将目的IP地址为预设域名所对应IP地址的IP数据包分流至固定网络。例如，将所有访问某一特定域名的移动业务均分流至固定网络。终端通过URL访问某一个特定域名时(如视频网站)，业务分流设备记录该域名对应的IP地址，并将IP地址加入到需要分流的IP段，后续数据包即可实现基于IP的业务分流。

(3)在移动业务数据的数据量超过预设值时，将移动业务数据分流至固定网络，从而减轻移动网络的传输压力。

由于用户面数据的传输层协议是用户数据报协议，控制面数据的传输层协议是流控制传输协议，业务分流设备接受上行数据和下行数据使用的是不同的物理端口，因此可以对上行用户面数据、下行用户面数据以及控制面数据采取不同的处理方式。

对于符合分流规则的上行用户面数据，业务分流设备可以将其拆解为IP数据包后分流至固定网络。室内小基站服务的用户分为两类：一是安装了室内小基站的家庭用户，二是没有安装室内小基站、但是被其他家庭的室内小基站覆盖了的用户。对于第一类用户，由于其家庭已部署有宽带接入，用户已经为宽带接入服务付费，因此这部分用户的移动业务不适宜再行计费，为了避免对移动核心网计费功能进行改造，可将该类用户的移动业务数据分流至固定网络，从而避免了移动业务计费的难题。业务分流设备能够将用户数据选择性的分配到两个网络，从而能够提高网络资源的利用率、提升室内用户的网络体验。

对于符合分流规则的下行用户面数据，业务分流设备需要将其重新封装成用户面GPRS隧道协议的数据分组发送给室内小基站。分流至固定网络的移动业务，其从固定网络传输而来的下行数据包是IP包。业务分流设备需要将其重新封装为基站能够识别的GTP-U数据包。

对于终端用户的控制面数据，业务分流设备采用直接透传的方式发送给核心网。业务分流设备对于终端用户的控制面数据(例如LTE系统中的S1-C接口数据)，采用直接透传的方式发送给移动核心网，完成终端正常的鉴权、注册、业务发起、切换等流程，与传统的移动网络无区别。即无论用户面数据是否进行分流，终端用户的控制依然在移动核心网。

上述实施例中，通过新增业务分流设备，根据一定的分流规则来决定移动业务的传输路径，实现了移动业务的固定网络分流，并实现固移网络资源协同和负载均衡，提升了网络资源利用率。此外，室内小基站移动业务端到端都使用固定网络资源传输，为室内移动业务的资费策略提供了更多的灵活性。

可选的，无源光网络104还用于：为移动业务数据配置专用虚拟局域网，以实现移动业务与无源光网络承载的固定网络带宽业务之间的逻辑隔离。

例如，在PON网络设备具备VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)配置的能力的情况下，运营商可以根据自己的VLAN配置规范，为移动业务配置专用的VLAN号即可。

上述实施例中，在固定业务和移动业务共享使用PON网络物理资源、提高了网络资源利用率的同时，还能够实现两种业务的传输逻辑隔离，保证了业务质量和数据安全。

可选的，室内覆盖系统还包括中心单元，室内小基站为分布式单元，分布式单元通过无源光网络与中心单元相连接，中心单元与移动回传网络设备相连接。

5G网络中，基站将被拆分为两个逻辑网元，中心单元和分布式单元。未来网络中，室内小基站可能有两种形态，一种是一体化基站，即中心单元和分布式单元合设，如图2所示；另外一种是室内小基站为分布式单元，中心单元集中部署，此时室内小基站为分布式单元10242，OLT上联端口连接中心单元10244，中心单元再连接至移动回传网络设备，如图3所示。

可选的，室内小基站可以通过长期演进以及无线局域网聚合技术与无线局域网接入点进行资源聚合，以聚合无线局域网带宽资源。

LWA(LTE and WLAN Aggregation，长期演进以及无线局域网聚合)是3GPP中已标准化的网络功能，在实际网络中，如果要使用LWA技术，要求具备LWA功能的基站和WLAN-AP是同一个运营商运营，而且部署在相近位置、还需要将两者连接起来。室内接入设备集成了室内小基站和WLAN-AP，为运营商发挥LWA技术优势提供了可行的基础平台和合适的应用场景。室内小基站具备LWA功能，可以与无线局域网接入点使用LWA进行资源聚合。通过聚合WLAN带宽资源能够提升室内网络的传输速率，从而提升了室内网络的性能。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种室内覆盖系统，包括：

室内接入设备，所述室内接入设备包括室内小基站、无线局域网接入点以及蜂窝回传单元，所述蜂窝回传单元分别与所述室内小基站以及所述无线局域网接入点相连接，以便将所述室内小基站以及所述无线局域网接入点发送的移动业务数据传输至无源光网络；

无源光网络，所述无源光网络包括光线路终端，所述光线路终端通过上联端口连接至移动回传网络设备，以便将移动业务数据回传至移动网络；

业务分流设备，所述业务分流设备通过所述上联端口与所述光线路终端相连接，且所述业务分流设备分别与所述移动回传网络设备以及宽带网络网关相连接，用于将安装所述室内接入设备的家庭用户的上行用户面移动业务数据分流至所述宽带网络网关所在的固定网络。

2.如权利要求1所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备还用于根据预设的规则将移动业务数据分流至所述宽带网络网关所在的固定网络。

3.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备用于：

解析移动业务数据的IP数据包得到地址信息，所述地址信息包括目的IP地址及目的端口号、源IP地址及源端口号；

将所述地址信息与预设的分流规则字段进行匹配；

若匹配成功，则将所述IP数据包分流至所述固定网络，若匹配不成功，则将所述IP数据包回传至移动网络。

4.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备用于：

解析移动业务数据的IP数据包得到目的IP地址；

将目的IP地址为预设域名所对应IP地址的IP数据包分流至所述固定网络。

5.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备用于：

在移动业务数据的数据量超过预设值时，将移动业务数据分流至所述固定网络。

6.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备通过以太网上点到点协议与所述宽带网络网关相连接，以形成固定网络传输通道。

7.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备用于：

根据预设的规则将上行用户面移动业务数据分流至所述固定网络。

8.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备还用于：

根据预设的规则将下行用户面移动业务数据封装成用户面GPRS隧道协议格式的数据分组，并通过所述无源光网络发送至所述室内小基站。

9.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述业务分流设备还用于：

将控制面移动业务数据直接透传至移动网络的移动核心网。

10.如权利要求1所述的室内覆盖系统，其中，所述无源光网络还用于：

为移动业务数据配置专用虚拟局域网，以实现移动业务与所述无源光网络承载的固定网络带宽业务之间的逻辑隔离。

11.如权利要求2所述的室内覆盖系统，其中，所述室内覆盖系统还包括中心单元，所述室内小基站为分布式单元，所述分布式单元通过所述无源光网络与所述中心单元相连接，所述中心单元与所述移动回传网络设备相连接。

12.如权利要求1所述的室内覆盖系统，其中，所述室内小基站通过长期演进以及无线局域网聚合技术与所述无线局域网接入点进行资源聚合，以聚合无线局域网带宽资源。

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