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用戶面數據傳輸方法、移動管理網元、演進型基站及系統(tǒng)與制造工藝

文檔序號:11057174閱讀:665來源:國知局
用戶面數據傳輸方法、移動管理網元、演進型基站及系統(tǒng)與制造工藝
本發(fā)明涉及無線通信技術領域,尤其涉及一種用戶面數據傳輸方法、移動管理網元、演進型基站及系統(tǒng)。

背景技術:
無線通信技術中,用戶設備(UserEquipment,UE)通過無線接入網(RadioAccessNetwork,RAN)接入到核心網,RAN與核心網之間的通路稱為IP回傳網絡(IPBackhaul)。在無線通信過程中,用戶數據(userdata)通過傳輸網絡發(fā)送到核心網,基站(evolvedNodeB,eNB)通過S1口與移動管理網關(MobilityManagementEntity,MME)/業(yè)務網關(ServingGateway,SGW)相連,基站eNB通過X2口與其他基站eNB相連。S1和X2口用戶數據在IP傳輸通路中用GTP-U協議承載,用戶面(Userplane)協議棧的格式如圖1所示,包括物理層(L1層)、數據鏈路層(L2層)、網絡層(IP層)、用戶數據報協議(UserDatagramProtocol,UDP)、GPRS隧道用戶面協議(GPRSTunnelingProtocol–User,GTP-U)和用戶數據(userdata)。在無線信令交互過程中,系統(tǒng)控制面會為用戶分配一個隧道端點標識(TunnelEndpointIdentifier,TEID),在用戶數據報文轉發(fā)過程中,這個分配的TEID攜帶于GTP-U頭部中的TEID字段,用作在無線接入系統(tǒng)中唯一標識用戶隧道。隨著互聯網協議第四版(InternetProtocolVersion4,IPv4)地址的枯竭,在無線接入網中,互聯網協議第六版(InternetProtocolVersion6,IPv6)將逐步替代IPv4,以IPv6網絡作為基站的IP回傳網絡的節(jié)點將越來越多。在IPv6回傳網絡中,無線用戶數據報文的傳輸結構如下:L1L2IPv6UDPGTP-UUserdata可以看出,與IPv4相比,IPv6的傳輸報文結構并沒有本質變化,只是以IPv6頭部替換IPv4頭部。然而,與IPv4回傳網絡相比,采用IPv6回傳網絡,增加了網絡傳輸開銷,用戶有效負載比例下降,影響業(yè)務數據的平均傳輸效率。

技術實現要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的是提供一種用戶面數據傳輸方法、移動管理網元、演進型基站及系統(tǒng),簡化無線接入的網絡層次,能夠減少網絡傳輸開銷,提升用戶有效負載比例,降低用戶數據處理設備的復雜度,提升無線接入的數據傳輸效率。第一方面,提供了一種用戶面數據傳輸方法,所述方法包括:建立與無線接入網節(jié)點之間的無線接入承載連接;利用用戶面協議棧與所述無線接入網節(jié)點進行用戶面數據傳輸;所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層和網絡層,所述網絡層包括IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶有用戶面隧道端點標識TEID;或者,所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層、網絡層和GPRS隧道用戶面協議層GTP-U,所述網絡層包括IPv6首部或IPv4首部,所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識。結合第一方面,在第一方面的第一種可能的實現方式中,當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,所述建立與無線接入網節(jié)點之間的無線接入承載連接,包括:建立并發(fā)送無線接入承載E-RAB建立請求至所述無線接入網節(jié)點,所述E-RAB建立請求包括接口流標簽S1_FL,所述接口流標簽攜帶為所述E-RAB的用戶面TEID分配第一承載標識;接收所述無線接入網節(jié)點針對所述E-RAB建立請求返回的E-RAB建立響應,提取所述E-RAB建立響應中所述無線接入網節(jié)點為所述E-RAB的用戶面TEID分配的第二承載標識,記錄所述第一承載標識與第二承載標識之間的映射關系。結合第一方面,在第一方面的第二種可能的實現方式中,所述利用用戶面協議棧與所述無線接入網節(jié)點進行用戶面數據傳輸,包括:接收業(yè)務網關SGW的第一用戶面數據,為所述第一用戶面數據封裝IPv6首部或IPv4首部,將封裝后的所述第一用戶面數據發(fā)送給所述無線接入網節(jié)點;或者,接收所述無線接入網節(jié)點發(fā)送的第二用戶面數據,對所述第二用戶面數據的IPv6首部或IPv4首部進行解封裝,并轉發(fā)解封裝后的所述第二用戶面數據至所述SGW。結合第一方面的第二種可能的實現方式,在第一方面的第三種可能的實現方式中,所述為第一用戶面數據封裝IPv6首部或IPv4首部,包括:當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,為所述第一用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶所述第二承載標識;當所述用戶面協議棧采用下一跳首部攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,為所述第一用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的下一跳首部攜帶GTP-U首部的類型標識;當所述用戶面協議棧采用協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,為所述第一用戶面數據封裝IPv4首部,所述IPv4首部的協議類型攜帶GTP-U首部的類型標識。第二方面,還提供了一種用戶面數據傳輸方法,所述方法包括:建立與核心網節(jié)點之間的無線接入承載連接;利用用戶面協議棧與所述核心網節(jié)點進行用戶面數據傳輸;所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層和網絡層,所述網絡層包括IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶有用戶面隧道端點標識TEID;或者,所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層、網絡層和GPRS隧道用戶面協議層,所述網絡層包括IPv6首部或IPv4首部,所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識。結合第二方面,在第二方面的第一種可能的實現方式中,當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,所述建立與無線接入網節(jié)點之間的無線接入承載連接,包括:接收所述核心網節(jié)點發(fā)送的無線接入承載E-RAB建立請求,所述E-RAB建立請求包括接口流標簽S1_FL,所述接口流標簽攜帶為所述E-RAB的用戶面TEID分配第一承載標識;為所述E-RAB的用戶面TEID分配第二承載標識,記錄所述第一承載標識與第二承載標識之間的映射關系,利用所述第二承載標識構建并發(fā)送E-RAB建立響應給所述核心網節(jié)點。結合第二方面,在第二方面的第二種可能的實現方式中,所述利用用戶面協議棧與所述無線接入網節(jié)點進行用戶面數據傳輸,包括:接收所述核心網節(jié)點發(fā)送的第一用戶面數據,對所述第一用戶面數據的IPv6首部或IPv4首部進行解封裝,并轉發(fā)解封裝后的所述第一用戶面數據至用戶終端UE;或者,接收用戶終端UE的第二用戶面數據,為所述第二用戶面數據封裝IPv6首部或IPv4首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶所述第二承載標識,將封裝后的所述第二用戶面數據發(fā)送給所述核心網節(jié)點。結合第二方面的第二種可能的實現方式,在第二方面的第三種可能的實現方式中,所述為第二用戶面數據封裝IPv6首部或IPv4首部,包括:當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,為所述第二用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶所述第一承載標識;當所述用戶面協議棧采用下一跳首部攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,為所述第二用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的下一跳首部攜帶GTP-U首部的類型標識;當所述用戶面協議棧采用協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,為所述第二用戶面數據封裝IPv4首部,所述IPv4首部的協議類型攜帶GTP-U首部的類型標識。第三方面,還提供了一種移動管理網元,所述移動管理網元包括:第一通信連接模塊,用于建立與無線接入網節(jié)點之間的無線接入承載連接;第一數據傳輸模塊,用于利用用戶面協議棧與所述無線接入網節(jié)點進行用戶面數據傳輸;所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層和網絡層,所述網絡層包括IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶有用戶面隧道端點標識TEID;或者,所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層、網絡層和GPRS隧道用戶面協議層,所述網絡層包括IPv6首部或IPv4首部,所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識。結合第三方面,在第三方面的第一種可能的實現方式中,第一通信連接模塊包括:請求發(fā)送單元,用于當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,建立并發(fā)送無線接入承載E-RAB建立請求至所述無線接入網節(jié)點,所述E-RAB建立請求包括接口流標簽S1_FL,所述接口流標簽攜帶為所述E-RAB的用戶面TEID分配第一承載標識;第一接收單元,用于接收所述無線接入網節(jié)點針對所述E-RAB建立請求返回的E-RAB建立響應;第一處理單元,用于根據所述E-RAB建立響應,提取所述無線接入網節(jié)點為所述E-RAB的用戶面TEID分配的第二承載標識,記錄所述第一承載標識與第二承載標識之間的映射關系。結合第三方面,在第三方面的第二種可能的實現方式中,所述第一數據傳輸模塊包括:第二接收單元,用于接收業(yè)務網關SGW的第一用戶面數據;第二處理單元,用于為所述第一用戶面數據封裝IPv6首部或IPv4首部,將封裝后的所述第一用戶面數據發(fā)送給所述無線接入網節(jié)點;或者,所述第二接收單元用于接收所述無線接入網節(jié)點發(fā)送的第二用戶面數據;所述第二處理單元用于對所述第二用戶面數據的IPv6首部或IPv4首部進行解封裝,并轉發(fā)解封裝后的所述第二用戶面數據至所述SGW。結合第三方面的第二種可能的實現方式,在第三方面的第三種可能的實現方式中,當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,所述第二處理單元為所述第一用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶所述第一承載標識;當所述用戶面協議棧采用下一跳首部攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,所述第二處理單元為所述第一用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的下一跳首部攜帶GTP-U首部的類型標識;當所述用戶面協議棧采用協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,所述第二處理單元為所述第一用戶面數據封裝IPv4首部,所述IPv4首部的協議類型攜帶GTP-U首部的類型標識。第四方面,提供了一種演進型基站,所述演進型基站包括:第二通信連接模塊,用于建立與核心網節(jié)點之間的無線接入承載連接;第二數據傳輸模塊,用于利用用戶面協議棧與所述核心網節(jié)點進行用戶面數據傳輸;所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層和網絡層,所述網絡層包括IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶有用戶面隧道端點標識TEID;或者,所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層、網絡層和GPRS隧道用戶面協議層,所述網絡層包括IPv6首部或IPv4首部,所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識。結合第四方面,在第四方面的第一種可能的實現方式中,所述第二通信連接模塊包括:第三接收單元,用于接收所述核心網節(jié)點發(fā)送的無線接入承載E-RAB建立請求,當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,所述E-RAB建立請求包括接口流標簽S1_FL,所述接口流標簽攜帶為所述E-RAB的用戶面TEID分配第一承載標識;第三處理單元,用于為所述E-RAB的用戶面TEID分配第二承載標識,記錄所述第一承載標識與第二承載標識之間的映射關系,利用所述第二承載標識構建并發(fā)送E-RAB建立響應給所述核心網節(jié)點。結合第四方面,在第四方面的第二種可能的實現方式中,所述第二數據傳輸模塊包括:第四接收單元,用于接收所述核心網節(jié)點發(fā)送的第一用戶面數據;第四處理單元,用于對所述第一用戶面數據的IPv6首部或IPv4首部進行解封裝,并轉發(fā)解封裝后的所述第一用戶面數據至用戶終端UE;或者,所述第四接收單元用于接收用戶終端UE的第二用戶面數據;所述第四處理單元用于為所述第二用戶面數據封裝IPv6首部或IPv4首部,將封裝后的所述第二用戶面數據發(fā)送給所述核心網節(jié)點。結合第四方面的第二種可能的實現方式,在第四方面的第三種可能的實現方式中,當所述用戶面協議棧采用流標簽攜帶用戶面TEID時,所述第四處理單元為所述第二用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶所述第二承載標識;當所述用戶面協議棧采用下一跳首部攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,所述第四處理單元為所述第二用戶面數據封裝IPv6首部,所述IPv6首部的下一跳首部攜帶GTP-U首部的類型標識;當所述用戶面協議棧采用協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識時,所述第四處理單元為所述第二用戶面數據封裝IPv4首部,所述IPv4首部的協議類型攜帶GTP-U首部的類型標識。第五方面,還提供了一種網絡系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:移動管理網元和演進型基站;所述移動管理網元與演進型基站在建立無線接入承載連接后,采用用戶面協議棧進行用戶面數據傳輸;所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層和網絡層,所述網絡層包括IPv6首部,所述IPv6首部的流標簽攜帶有用戶面隧道端點標識TEID;或者,所述用戶面協議棧包括:物理層、數據鏈路層、網絡層和GPRS隧道用戶面協議層,所述網絡層包括IPv6首部或IPv4首部,所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的協議類型攜帶所述GTP-U首部的類型標識。本發(fā)明提供的用戶面數據傳輸方法、移動管理網元、演進型基站及系統(tǒng),利用IPv6基本首部的流標簽(FlowLabel,FL)字段標識隧道標識TEID信息,省去無線用戶數據報文中的UDP首部和GTP-U首部,或者在IPv6基本首部的下一跳首部增加新的類型標識GTP-U首部,減少了UDP層和/或GTP-U隧道協議的處理,從而減少網絡傳輸開銷,提升用戶有效負載比例,節(jié)省用戶面數據業(yè)務接口帶寬,提升無線接入的業(yè)務面?zhèn)鬏斝?,降低用戶數據處理設備的復雜度,提升處理效率。附圖說明圖1為現有的用戶面協議棧格式的示意圖;圖2為本發(fā)明實施例一提供的一種用戶面數據傳輸方法流程圖;圖3a為本發(fā)明實施例一提供的一種用戶面協議棧格式的示意圖;圖3b為本發(fā)明實施例一提供的在MME與eNB之間進行E-RAB建立時采用的一種信令數據格式;圖4為本發(fā)明實施例一提供的又一種用戶面數據傳輸方法流程圖;圖5為本發(fā)明實施例一提供的MME與eNB之間的E-RAB建立過程的信令圖;圖6為本發(fā)明實施例一提供的MME與eNB之間進行用戶面數據傳輸的信令圖;圖7a為本發(fā)明實施例二提供的一種用戶面協議棧格式的示意圖;圖7b為本發(fā)明實施例二提供的在MME與eNB之間進行E-RAB建立時采用的一種信令數據格式;圖8為本發(fā)明實施例二提供的MME與eNB之間進行用戶面數據傳輸的信令圖;圖9為本發(fā)明實施例三提供的無線接入網絡系統(tǒng)的示意圖;圖10為本發(fā)明實施例四提供的無線接入網絡系統(tǒng)的示意圖;圖11為本發(fā)明實施例四提供的移動管理網元的示意圖;圖12為本發(fā)明實施例四提供的演進型基站的示意圖。具體實施方式下面通過附圖和實施例,對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。系統(tǒng)架構演進(S...
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