一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法技术方案

一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法，包括分别建立控制面链路和用户面链路，小蜂窝基站接入系统通过建立的控制面链路对接入终端的控制面数据进行处理，通过建立的用户面链路对接入终端的用户面数据进行处理。本发明专利技术通过控制面与数据面的分离，使得终端与两个不同的基站如宏蜂窝(基站)和小蜂窝(基站)同时存在数据收发，增加了用户吞吐量和增强了移动性能，并解决了用户在小区间切换使得节点间信息交互频繁、对核心网造成冲击的问题，避免了对核心网的信令冲击，进而实现了无线侧的大量小蜂窝基站的引入。

【技术实现步骤摘要】
一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法
本专利技术涉及移动通信技术，尤指一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法。
技术介绍
图1为现有技术中长期演进系统(LTE，LongTermEvolution)的总体架构示意图，如图1所示，LTE架构包括：移动管理实体(MME，MobilityManagementEntity)，服务网关(SGW，ServingGetWay)，用户设备或称为终端(UE，UserEquipment)和基站(eNodeB，简称为eNB)之间是UU接口，eNB和MME之间是S1-MME(S1forthecontrolplane)接口，eNB和SGW之间是S1-U接口，eNB之间是X2-U(X2-Userplane)和X2-C(X2-Controlplane)接口。图2(a)～图2(d)为现有技术中LTE的UE和eNB、核心网(MME和SGW)间控制面及用户面的协议架构，以及eNB和eNB之间控制面和用户面的协议架构示意图，如图2(a)～图2(d)所示，在LTE中，UE和eNB间接口从下往上分为以下几个协议层：物理层(PHY，Physicallayer)、媒体接入控制层(MAC，MediaAccessControl)、无线链路控制层(RLC，RadioLinkControl)、分组数据汇聚层(PDCP，PacketDataConvergenceProtocol)、无线资源控制层(RRC，RadioResourceControl)。在LTE中，UE和eNB间接口的用户面协议栈从下往上分为以下几个协议层：PHY、MAC、RLC、PDCP。其中，PHY层主要用于通过传输信道向MAC或更高层传送信息；MAC层主要用于通过逻辑信道提供数据传输和负责无线资源分配，完成混合自动重传请求(HARQ，HybridARQ)、调度(SCH，Scheduling)、优先级处理和复用解复用(MUX，Multiplexing)等功能；RLC层主要用于提供用户和控制数据的分段和重传服务；PDCP层主要用于给RRC或用户面上层完成用户数据的传递；RRC层主要用于完成广播(Broadcast)、寻呼(Paging)、无线资源控制连接管理、无线承载控制、移动性功能、终端测量报告和控制等。在LTE系统中，终端只能与一个基站间存在数据收发，无疑限制了用户吞吐量和终端的移动性能。在LTE中，S1-MME接口的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，因特网协议(IP，InternetProtocol)，流控制传输协议(SCTP，StreamControlTransmissionProtocol)，S1应用协议(S1-AP，S1-ApplicationProtocol)。在LTE中，S1-U接口的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，用户数据协议/因特网协议(UDP/IP)，GPRS隧道协议-用户面(GTP-U，GPRSTunnelingProtocol-Userplane)。在LTE中，X2-C接口的的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，IP，SCTP，X2应用协议(X2-AP，X2-ApplicationProtocol)。在LTE中，X2-U接口的的协议栈从下往上分为以下几个协议层：L1协议，L2协议，UDP/IP，GTP-U。图3(a)～图3(c)分别为现有S1接口，X2接口和增强型无线接入承载(E-RAB)的建立流程示意图，其中，S1接口建立过程大致包括：eNB向MME发送S1建立请求(S1SETUPREQUEST)消息，MME向eNB返回S1建立响应(S1SETUPRESPONSE)消息。X2接口的建立过程大致包括：eNB1向eNB2发送X2建立请求(X2SETUPREQUEST)消息，eNB2向eNB1返回X2建立响应(X2SETUPRESPONSE)消息。无线接入承载建立过程大致包括：MME向eNB发送无线承载建立请求(E-RABSETUPREQUEST)消息，eNB向MME返回无线承载建立响应(E-RABSETUPREQUEST)消息。目前，由于频谱资源的匮乏，以及移动用户的大流量业务的激增，为了增加用户吞吐量和增强移动性能，采用高频点如3.5GHz进行热点覆盖的需求日益明显，采用低功率的节点成为新的应用场景。但是，由于高频点的信号衰减比较厉害，新小区的覆盖范围比较小，并且与现有的小区不共站点，因此，如果用户在这些新小区之间进行移动，或者在新小区和现有小区间移动，必定会引起频繁的切换过程，使得基站间频繁传递用户信息，从而对核心网造成了很大的信令冲击，进而遏制了无线侧的大量小蜂窝基站的引入。
技术实现思路
本专利技术提供一种小蜂窝基站接入系统及其实现网络接入的方法，能够增加用户吞吐量、增强终端移动性能；同时，在终端发生移动时，能够避免对核心网的信令冲击，从而实现无线侧的大量小蜂窝基站的引入。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种小蜂窝基站接入系统，在小蜂窝基站接入系统中设置有，控制面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的控制面链路；控制面网关作为控制面信令的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点；管理协调一个或者多个无线接入网节点；用户面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的用户面链路；用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。所述控制面网关与用户面网关之间建立有连接链路；所述控制面网关，还用于通过建立的连接链路，实现对用户面网关的控制与管理。所述对用户面网关的控制与管理包括：控制所述用户面网关与核心网之间，以及所述用户面网关与无线接入网节点之间的连接的建立、删除和修改。所述控制面网关为一个或一个以上；所述用户面网关为一个或一个以上。该系统还包括移动管理实体MME、服务网关SGW、宏基站、小蜂窝基站，以及用户设备UE。所述用户面网关和控制面网关分别为独立的物理节点；所述MME，与所述控制面网关之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路；所述SGW，与所述用户面网关之间通过S1-U1接口连接；用于支持与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；所述控制面网关，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述宏基站或小蜂窝基站间通过S1-MM2接口连接，与所述用户面网关之间通过X-1接口连接；用于支持与MME之间管理控制面链路，以及与基站之间管理控制面链路的功能，管理用户面网关与SGW之间建立的S1-U1接口连接，以及用户面网关与基站之间建立的S1-U1接口连接；所述用户面网关，与所述SGW之间通过S1-U1接口连接，与宏基站或小蜂窝基站之间通过S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小蜂窝基站接入系统，其特征在于，在小蜂窝基站接入系统中设置有，控制面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的控制面链路；控制面网关作为控制面信令的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点；管理协调一个或者多个无线接入网节点；用户面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的用户面链路；用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。

【技术特征摘要】
1.一种小蜂窝基站接入系统，其特征在于，在小蜂窝基站接入系统中设置有，
控制面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的控制面链路；控制面网关作为控制面信令的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的信令并发送到核心网，或者分发来自核心网的信令至不同的无线接入网节点；管理协调一个或者多个无线接入网节点；
用户面网关，连接无线接入网和核心网，用于构建核心网与无线接入网之间的用户面链路；用户面网关作为用户面数据的汇聚分发节点，汇聚来自不同无线接入网节点的数据并发送到核心网，或者分发来自核心网的数据到不同的无线接入网节点。


2.根据权利要求1所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关与用户面网关之间建立有连接链路；
所述控制面网关，还用于通过建立的连接链路，实现对用户面网关的控制与管理。


3.根据权利要求2所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述对用户面网关的控制与管理包括：控制所述用户面网关与核心网之间，以及所述用户面网关与无线接入网节点之间的连接的建立、删除和修改。


4.根据权利要求1或2所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关为一个或两个以上；
所述用户面网关为一个或两个以上。


5.根据权利要求4所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，该系统还包括移动管理实体MME、服务网关SGW、宏基站、小蜂窝基站，以及用户设备UE。


6.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述用户面网关和控制面网关分别为独立的物理节点；
所述MME，与所述控制面网关之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述用户面网关之间通过S1-U1接口连接；用于支持与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述控制面网关，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述宏基站或小蜂窝基站间通过S1-MM2接口连接，与所述用户面网关之间通过X-1接口连接；用于支持与MME之间管理控制面链路，以及与基站之间管理控制面链路的功能，管理用户面网关与SGW之间建立的S1-U1接口连接，以及用户面网关与基站之间建立的S1-U1接口连接；
所述用户面网关，与所述SGW之间通过S1-U1接口连接，与宏基站或小蜂窝基站之间通过S1-U2接口连接，与控制面网关之间通过X-1接口连接；用于在所述控制面网关的控制下，支持与所述SGW之间管理S1-U1接口连接，以及与基站之间管理S1-U1接口连接；
所述宏基站，与所述控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路，与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述小蜂窝基站，与所述用户面网关之间通过S1-U2接口连接，与所述控制面网关之间通过S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述控制面网关之间管理控制面链路，与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接。


7.根据权利要求6所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关，还用于与其它控制面网关之间通过X-C接口连接，用于跨控制面网关移动时的节点间协商。


8.根据权利要求6所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述用户面网关，还用于与其它用户面基站之间通过X-U接口连接，用于跨用户面网关移动时传输节点间的数据。


9.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关与用户面网关合设在同一物理实体中，此时，所述控制面网关与用户面网关之间的X-1接口为内部接口。


10.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关与用户面网关合设并设置在宏基站中；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述宏基站之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的用户面网关之间管理S1-U1连接；
所述宏基站，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述小蜂窝基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与小蜂窝基站之间管理控制面链路，支持与所述小蜂窝基站之间管理S1-U2连接；
所述小蜂窝基站，与所述宏基站之间有S1-U2接口、S1-MME2接口，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述宏基站之间管理控制面链路和S1-U2连接。


11.根据权利要求5所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，在所述宏基站和小蜂窝基站之间设置有一个网关，同时负责小蜂窝基站的控制面和用户面管理；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与所述SGW之间通过S11接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的控制面网关之间管理控制面链路；
所述SGW，与所述宏基站之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述设置在宏基站中的用户面网关之间管理S1-U1连接；
所述宏基站，与所述MME之间通过S1-MME1接口连接，与所述小蜂窝基站之间经由网关建立S1-U2接口、S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；还用于支持与所述网关之间管理控制面链路；
所述网关，用于支持与基站之间的管理控制面链路和用户面链路；
所述小蜂窝基站，与所述宏基站之间经由所述网关建立S1-U2接口、S1-MME2接口连接，与UE之间通过Uu接口连接；用于支持与终端之间建立LTE系统的数据无线承载并具备在DRB上进行通讯，以及支持与网关之间管理控制面链路和S1-U2接口连接。


12.根据权利要求11所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述宏基站与小蜂窝基站之间，还进一步经由所述网关建立X-3接口连接。


13.根据权利要求6所述的小蜂窝基站接入系统，其特征在于，所述控制面网关设置在宏基站中，所述用户面网关为独立实体；
所述MME，与所述宏基站之间通过S1-MME1接口连接，与SGW之间通过S11接口连接；
所述SGW，与所述用户面网关之间通过S1-U1接口连接；还用于支持与所述用户面网关之间管理S1-U1接口连接；
所述宏基站，其中设置有控制面网关；与所述MME之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈中明，黄亚达，施小娟，杜忠达，李大鹏，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44