CN112333721A - 一种基站快速部署方法、基站设备及进行ue和核心网通信的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基站快速部署方法、基站设备及进行UE和核心网通信的方法,本发明通过在主站上集成轻量级网关，并设置若干从站，从站通过主站与核心网进行通信，这样既可在只有一套开站参数的情况下，将从站汇聚到主站上，通过主站接入核心网。解决了快速部署情况下，多套基站和网关/核心网对接问题，在只有一套基站部署参数的情况下，实现了基站的快速扩容，满足了紧急情况的快速部署要求。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体是指一种基站快速部署方法、基站设备及进行UE和核心网通信的方法。
背景技术
基站在部署时，需要网关/核心网分配一套开站参数，包括但不限于Global EnbID，IP地址，安全网关接入参数等等。
同网关/核心网的对接，需要一定的调试时间，在有快速部署要求的情况下，无法短时间部署基站。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了种基站快速部署方法、基站设备及进行UE和核心网通信的方法，其可以在只有一套开站参数的情况下，将从站汇聚到主站上，通过主站接入核心网。解决了快速部署情况下，多套基站和网关/核心网对接问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
技术方案一：
一种基站快速部署方法，其特征在于，包括：
S1、配置主站：所述主站包括外网IP，所述主站上集成有轻量级网关程序，所述轻量级网管程序包括局域网IP，外部SGW/PGW，和内部SGW/PGW；
S2、配置从站：所述从站为多个，每个从站均使用局域网IP；
S3、主站与核心网对接：主站使用外网IP资源，外部SGW/PGW端口按照3GPP协议规定为S136412和GTP-U 2152，用于主站与核心网的对接；
S4、主站和从站的对接：主站配置一个局域网IP，SGW/PGW端口按照3GPP协议规定为S136412和GTP-U 2152，作为内部网关使用，用于连接主站eNB和从站eNB；
从站使用局域网IP，S1可以使用36412外的任意端口，GTP-U可以使用2152外的任意端口，分别连接到主站的内部SGW/PGW。
技术方案二：
一种利用上述的基站快速部署方法部署的基站设备。
技术方案三：
一种利用上述基站设备进行UE和核心网通信的方法，
当主站不使用轻量级网关时，UE-主站-核心网的连接和工作方式为：
核心网和主站通过主站的外网IP进行通信连接，MME UE S1AP ID和TEID直接使用核心网分配的ID即可；
当主站使用轻量级网关时，UE-主站-核心网的连接和工作方式为：
轻量级网关使用主站的外网IP，将核心网分配的ID记为外部ID,所述ID包括MMEUE S1AP ID和TEID，同时分配一套内部ID映射到外部ID，所述ID包括MME UE S1AP ID和TEID。内部ID作为轻量级网关和主站内部使用。
进一步的，主站的外部SGW和内部SGW维护MME UE S1AP ID的映射，用于UE的查找；
主站的外部PGW和内部PGW，负责数据包TEID的转换；
主站外部PGW维护核心网侧通信的真实TEID，主站内部PGW维护内部分配的TEID；
数据包在eNB和核心网传递过程中，外部PGW和内部PGW完成对应的TEID替换。
进一步的，在初始上下文消息的处理过程中，
向主站eNB和从站发送消息时，将息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；
向核心网发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成外部eNB GTP-UIP，然后发送给核心网。
进一步的，在ERAB setup过程中，
向主站eNB和从站发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；
向核心网发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成外部eNB GTP-UIP，然后发送给核心网。
进一步的，对于其他包含Transport Layer Address的过程的处理，也是用上述处理方式。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
本发明通过在主站上集成轻量级网关，并设置若干从站，从站通过主站与核心网进行通信，这样既可在只有一套开站参数的情况下，将从站汇聚到主站上，通过主站接入核心网。解决了快速部署情况下，多套基站和网关/核心网对接问题，在只有一套基站部署参数的情况下，实现了基站的快速扩容，满足了紧急情况的快速部署要求。
附图说明
图1为本发明一个实施例的基站设备的系统结构图；
图2为本发明一个实施例中不使用轻量网关时，UE-主站-核心网的连接示意图；
图3为本发明一个实施例中使用轻量网关时，UE-主站-核心网的连接示意图；
图4为本发明一个实施例中TS23.401协议中Figure5.3.2.1-1的附图；
图5为本发明一个实施例中TS36.413协议中的Figure8.2.1.2-1的附图；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明示出了一种基站快速部署方法，包括：
S1、配置主站：所述主站包括外网IP，所述主站上集成有轻量级网关程序，所述轻量级网管程序包括局域网IP，外部SGW/PGW，和内部SGW/PGW；
S2、配置从站：所述从站为多个，每个从站均使用局域网IP；
S3、主站与核心网对接：主站使用外网IP资源，比如10.10.100.1，外部SGW/PGW端口按照协议规定为S136412和GTP-U 2152，用于主站与核心网的对接；
S4、主站和从站的对接：主站配置一个局域网IP，举例为192.168.100.1，SGW/PGW端口按照协议规定为S136412和GTP-U 2152，作为内部网关使用，用于连接主站eNB和从站eNB；
从站使用局域网IP，举例为192.168.100.2和192.168.100.3，S1端口60000，GTP-U端口60001，分别连接到主站的内部SGW/PGW。
一种利用上述的基站快速部署方法部署的基站设备，如图1所示，包括主站和多个从站，
所述主站包括外网IP，所述主站上集成有轻量级网关程序，所述轻量级网管程序使用局域网IP，外部SGW/PGW，和内部SGW/PGW；
所述从站均使用局域网IP。
一种利用上述基站设备进行UE和核心网通信的方法，，
当主站不使用轻量级网关时，如图2所示，UE-主站-核心网的连接和工作方式为：
核心网和主站通过主站的外网IP进行通信连接，MME UE S1AP ID和TEID直接使用核心网分配的ID即可；
当主站使用轻量级网关时，如图3所示，UE-主站-核心网的连接和工作方式为：
轻量级网关，将核心网分配的ID记为外部ID，所述ID包括MME UE S1AP ID和TEID，同时分配一套内部ID映射到外部ID，所述ID包括MME UE S1AP ID和TEID。内部ID作为轻量级网关和主站内部使用。
进一步的，主站的外部SGW和内部SGW维护MME UE S1AP ID的映射，用于UE的查找；
主站的外部PGW和内部PGW，负责数据包TEID的转换；
主站外部PGW维护核心网侧通信的真实TEID，主站内部PGW维护内部分配的TEID；
数据包在eNB和核心网传递过程中，外部PGW和内部PGW完成对应的TEID替换。
进一步的，在初始上下文消息的处理过程中，
向主站eNB和从站发送消息时，将息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；
向核心网发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成外部eNB GTP-UIP，然后发送给核心网。
进一步的，在ERAB setup过程中，
向主站eNB和从站发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；
向核心网发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成外部eNB GTP-UIP，然后发送给核心网。
进一步的，对于其他包含Transport Layer Address的过程的处理，也是用相同的处理方式。
下面以具体的实例进行举例说明，
如图1所示的，基站设备的主站外部网关使用现有的IP资源，举例为10.10.100.1，SGW/PGW端口按照协议规定为S136412和GTP-U 2152，这套资源用于连接核心网使用。同时主站配置一个局域网IP，举例为192.168.100.1，SGW/PGW端口按照协议规定为S136412和GTP-U 2152，作为内部网关使用，用于连接主站eNB和从站eNB。
从站使用局域网IP，举例为192.168.100.2和192.168.100.3，S1端口60000，GTP-U端口60001，分别连接到主站的内部SGW/PGW；
主站网关SGW和PGW在UE和核心网通信的过程中，起到的作用为：
步骤1、外部SGW和内部SGW维护MME UE S1AP ID的映射，便于UE的查找。
步骤2、外部PGW和内部PGW，负责数据包TEID的转换。外部PGW维护核心网侧通信的真实TEID，内部PGW维护内部分配的TEID。数据包在eNB和核心网传递过程中，外部PGW和内部PGW完成对应的TEID替换。
步骤3、S1AP信令中TEID和传输层IP的处理。
其中，步骤1和步骤2的工作示意图和说明如下：
(1)、在不使用轻量网关时，如图2所示，UE-主站-核心网的连接和工作方式如下，
核心网和主站通过主站的外网IP进行通信连接，MME UE S1AP ID和TEID直接使用核心网分配的ID即可，不需要做其他处理。
(2)在使用轻量网关时，如图3所示，UE-主站-核心网的连接和工作方式如下：
此时，轻量级网关，将核心网分配的ID记为外部ID，同时分配一套内部ID映射到外部ID，内部ID作为轻量级网关和主站内部使用。UE感知不到这个过程，从UE看来和没有轻量级网关时，和核心网的通信过程是一样的。
对于从站，处理相同。
对步骤3的说明如下：
S1AP信令和处理过程，详见TS36.413。UE的工作过程，详见TS23.401。
TS23.401中描述的一个典型的UE注册过程，如图4所示，在图4中，MME可以理解为核心网：
在图4中的步骤17，初始上下文消息的处理时，
依据TS36.413协议中的9.1.4.1所示，向主站eNB和从站发送消息时，将息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；其中，TS36.413协议中的9.1.4.1的内容如下：
9.1.4.1INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST
This messageis sent by the MME to request the setup of a UE context.
Direction：MME→eNB
Transport Layer Address的格式如TS36.413协议中的9.2.2.1所示，内容是IP地址。此时轻量级网关的作用是替换这个IP地址，将eNB GTP-U IP和PGW的IP，做相关替换。即外部使用eNB GTP-U IP，内部使用PGW IP；其中，TS36.413协议中的9.2.2.1的内容如下：
9.2.2.1 Transport Layer Address
This information element is an IP address.
在图4中的步骤20，
依据TS36.413协议中的9.1.4.3所示，向核心网发送消息时，将消息中TransportLayer Address替换成外部eNB GTP-U IP，然后发送给核心网，其中，TS36.413协议中的9.1.4.3的内容如下：
9.1.4.3 INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE
This message is sent by the eNB to confirm the setup of a UE context.
Direction：eNB→MME
另外在ERAB setup过程中，也需要对相应的消息进行处理。一个典型的ERABsetup过程参见图5中TS36.413协议的Figure8.2.1.2-1所示，消息的处理如下：
依据TS36.413协议中的9.1.3.1所示，向主站eNB和从站发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；
其中，TS36.413协议中的9.1.3.1的内容如下：
9.1.3.1 E-RAB SETUP REQUEST
This message is sent by the MME and is used to request the eNB toassign resources on Uu and S1 for one or several E-RABs.
Direction：MME→eNB
依据TS36.413协议中的9.1.3.2所示，向核心网发送消息时，将消息中TransportLayer Address替换成外部eNB GTP-U IP，然后发送给核心网。其中，TS36.413协议中的9.1.3.2的内容如下：
9.1.3.2 E-RAB SETUP RESPONSE
This message is sent by the eNB and is used to report the outcome ofthe request from the E-RAB SETUP REQUESTmessage.
Direction：eNB→MME
参见TS36.413，其他涉及传输层IP映射的消息，即包含如下结构的S1AP消息和对应过程的处理，同上述初始上下文消息和ERAB SETUP过程的处理。
典型的处理过程请参见TS36.413的描述。本方法不修改处理过程，只将具体消息中Transport Layer Address替换成外部eNB GTP-U IP。
本发明通过在主站上集成轻量级网关，并设置若干从站，从站通过主站与核心网进行通信，这样既可在只有一套开站参数(包括但不限于Global Enb ID，IP地址，安全网关接入参数等等)的情况下，将从站汇聚到主站上，通过主站接入核心网。解决了快速部署情况下，多套基站和网关/核心网对接问题，在只有一套基站部署参数的情况下，实现了基站的快速扩容，满足了紧急情况的快速部署要求。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基站快速部署方法，其特征在于，包括：
S1、配置主站：所述主站包括外网IP，所述主站上集成有轻量级网关程序，所述轻量级网管程序使用局域网IP，包括外部SGW/PGW和内部SGW/PGW；
S2、配置从站：所述从站为多个，每个从站均使用局域网IP；
S3、主站与核心网对接：主站使用外网IP资源，外部SGW/PGW端口按照3GPP协议规定为S136412和GTP-U 2152，用于主站与核心网的对接；
S4、主站和从站的对接：主站配置一个局域网IP，SGW/PGW端口按照3GPP协议规定为S136412和GTP-U 2152，作为内部网关使用，用于连接主站eNB和从站eNB；
从站使用局域网IP，S1可以使用36412外的任意端口，GTP-U可以使用2152外的任意端口，分别连接到主站的内部SGW/PGW。
2.一种利用如权利要求1所述的基站快速部署方法部署的基站设备。
3.一种利用权利要求2所述基站设备进行UE和核心网通信的方法，其特征在于，
当主站不使用轻量级网关时，UE-主站-核心网的连接和工作方式为：
核心网和主站通过主站的外网IP进行通信连接，MME UE S1AP ID和TEID直接使用核心网分配的ID即可；
当主站使用轻量级网关时，UE-主站-核心网的连接和工作方式为：
轻量级网关使用主站的外网IP，将核心网分配的ID记为外部ID，所述ID包括MME UES1AP ID和TEID，同时分配一套内部ID映射到外部ID，所述ID包括MME UE S1AP ID和TEID；内部ID作为轻量级网关和主站内部使用。
4.根据权利要求3所述的利用基站设备进行UE和核心网通信的方法，其特征在于，
主站的外部SGW和内部SGW维护MME UE S1AP ID的映射，用于UE的查找；
主站的外部PGW和内部PGW，负责数据包TEID的转换；
主站外部PGW维护核心网侧通信的真实TEID，主站内部PGW维护内部分配的TEID；
数据包在eNB和核心网传递过程中，外部PGW和内部PGW完成对应的TEID替换。
5.根据权利要求3所述的利用基站设备进行UE和核心网通信的方法，其特征在于，
在初始上下文消息的处理过程中，
处理核心网向主站eNB和从站发送消息时，将息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；
向核心网发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成外部eNB GTP-U IP，然后发送给核心网。
6.根据权利要求3所述的利用基站设备进行UE和核心网通信的方法，其特征在于，
在ERAB setup过程中，
处理核心网向主站eNB和从站发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成内部PGW地址，然后发送给主站eNB和从站；
向核心网发送消息时，将消息中Transport Layer Address替换成外部eNB GTP-U IP，然后发送给核心网。
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