一种LTE多下位机系统的双向通信方法技术方案

本发明专利技术公开了一种LTE多下位机系统的双向通信方法，首先通过核心网和LTE终端预先设置主设备的IP地址以及多个下位机的IP地址，并构建LTE终端的IMSI、主设备的IP地址、下位机的IP地址之间的映射关系表；然后通过核心网读取映射关系表，并将映射关系表存储至核心网的PGW侧的数据结构中；接着核心网通过LTE终端的附着流程，向LTE终端发送对应的主设备的IP地址、下位机的IP地址；最后核心网根据数据的类型，通过查询数据库中的映射关系关系表，匹配出下位机IP地址对应的主设备IP地址，并在其隧道上下发。本发明专利技术实现了提高IP地址分配的灵活性以及系统的可扩展性的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种LTE多下位机系统的双向通信方法
本专利技术属于通信领域，涉及一种LTE(LongTermEvolution)多下位机系统的双向通信方法。
技术介绍
随着LTE技术的不断应用，需求也越来越多样。为了给终端提供灵活多变的组网方式，市场上应运而生LTE下位机系统的通信需求，即在LTE终端的下方再下挂一个或者多个设备(统称为下挂机)，且下位机可通过终端与核心网后的网络侧数据进行通信。在传统LTE系统下，PGW(PDN网关PackDataNetworkGateway)侧为接入终端分配一个公网IP地址，来实现终端与网络侧数据的通信。而在上述的LTE多下位机系统中，一个LTE终端下面挂载了多个下位机，多个下位机如何与LTE网络侧后面的服务器通信是一个需要解决的问题。经过对现有技术LTE终端下挂多个下位机与网络通信方式分析，现有技术中，主要包括两类，一类是核心网只为单个LTE终端分配一个IP地址，终端的下位机则通过NAT(NetworkAddressTranslation网络地址转换)方式或者桥接的方式连接到终端上，从而实现网络通信，该方案的缺点是下位机需要处于同一网段；另一类是LTE核心网和终端预先约定配置静态的IP地址段，配合实现。该方案的缺点是IP地址段必须分段固定，地址分配不灵活不通用，且需要修改消息信元。为了更灵活简单的解决下位机通信问题，仍是移动通信的一个发展方向。
技术实现思路
本专利技术提供了一种LTE多下位机系统的双向通信方法。核心网通过配置和存储终端的IMSI、主设备IP地址以及其所有下位机设备IP地址的映射关系，当有数据包到达时，核心网通过查询存储结构中的映射关系，匹配出下位机设备IP地址对应的终端主设备IP地址，并在其隧道上进行下发，从而实现LTE多下位机系统的双向通信，解决现有技术中LTE多下位机系统中，地址分配不灵活的技术问题。本专利技术提供了一种LTE多下位机系统的双向通信方法，所述LTE多下位机系统包括LTE终端、核心网和网络服务器，其中，所述LTE终端下方下挂有多个下位机，所述方法包括：步骤S1：所述核心网和所述LTE终端预先设置主设备的IP地址以及多个下位机的IP地址，所述核心网获得所述LTE终端的IMSI，并构建所述LTE终端的IMSI、所述主设备的IP地址、所述下位机的IP地址之间的映射关系表；步骤S2：所述核心网读取所述映射关系表，并将所述映射关系表存储至所述核心网的PGW侧的数据结构中；步骤S3：所述核心网通过所述LTE终端的附着流程，向所述LTE终端发送对应的主设备的IP地址、下位机的IP地址；步骤S4：当上行业务数据包达到所述核心网时，所述核心网根据所述上行业务数据包中的IP报文的目的地址，将所述上行业务数据包路由至相应的网络服务器；当下行业务数据包达到所述核心网时，若所述下行业务数据包中的IP报文的目的地址为LTE终端的主设备IP地址，所述核心网将所述下行业务数据包下发至所述主设备，若所述下行业务数据包中的IP报文的目的地址为LTE终端的下位机IP地址，所述核心网查询所述映射关系表，匹配出与所述下位机IP地址对应的主设备IP地址，并通过所述主设备的隧道下发所述下行业务数据包。进一步地，在步骤S2之后，所述方法还包括：所述PGW对所述映射关系表进行配置，将所述映射关系表转换为哈希表。进一步地，步骤S3具体包括：在所述附着流程中，所述核心网向所述LTE终端下发默认EPS承载上下文请求消息；通过所述请求消息将与所述LTE终端对应的主设备IP地址发送至所述LTE终端。进一步地，所述映射关系表通过哈希结构进行存储，步骤S4中，所述核心网通过哈希查询算法从所述映射关系表中，查询与所述下位机IP地址对应的主设备IP地址。进一步地，步骤S4中，所述核心网通过所述主设备的隧道下发所述下行业务数据包，包括：在匹配出与所述下位机IP地址对应的主设备IP地址后，所述核心网的PGW获取与所述主设备IP地址对应的LTE终端；获取与所述LTE终端对应的隧道，通过所述隧道下发所述下行业务数据包。本专利技术提供的技术方案的主要特点是：LTE终端的主设备IP地址与下挂的下位机设备的IP地址及网段没有限制，配置灵活，适用场景广；对核心网的现有实现稍作修改，终端无需做任何改变，即可实现LTE多下位机系统的双向通信，大大增加了现网终端设备下挂下位机场景扩展功能实施的可行性，降低了系统的复杂度。本专利技术提供的技术方案相对于现有技术中的方案，具有如下优点或者有益技术效果：第一，相对于下位机通过NAT方式或者桥接的方式连接终端上实现网络通信而言，本专利技术提供的方法可以支持IP网段属于不同网段，场景更灵活。第二，相对于核心网和终端预先约定配置静态的IP地址段而言，本专利技术提供的方法支持下位机的IP地址互不约束，地址分配灵活，且不用修改信令信元，实现更简单。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种LTE多下位机系统的双向通信方法的流程图；图2是图1中所示方法的原理框图。具体实施方式本专利技术通过一种LTE多下位机系统的双向通信方法，用以解决现有技术中存在的通信方法中地址分配不灵活、扩展性较差的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的总体思路如下：首先通过核心网和LTE终端预先设置主设备的IP地址以及多个下位机的IP地址，并构建LTE终端的IMSI、主设备的IP地址、下位机的IP地址之间的映射关系表；然后通过核心网读取映射关系表，并将映射关系表存储至核心网的PGW侧的数据结构中；接着核心网通过LTE终端的附着流程，向LTE终端发送对应的主设备的IP地址、下位机的IP地址；最后核心网根据数据的类型，通过查询数据库中的映射关系关系表，匹配出下位机IP地址对应的主设备IP地址，并在其隧道上下发，从而实现LTE多下位机系统双向通信。并且接入核心网的所有LTE终端以及其下位机设备IP是全网唯一的，下位机的IP地址可以同属一个网段也可以分布在不同网段，故而可以实现IP地址的灵活分配，适用场景更为灵活。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的实现主要涉及核心网内的PGW和LTE终端。参见图2，核心网和LTE终端预先规划主设备IP以及该终端的下位机IP，然后进行对应的配置和存储。对于下行业务数据包，将网络发送给下位机的下行业务数据包转交给LTE终端，再由LTE终端转发给下位机。对于终端及下位机发送的上行业务数据包，核心网直接转发网络服务器即可，实现了LTE多下位机系统的双向通信。本专利技术实施例提供了一种LTE多下位机系统的双向通信方法，LTE多下位机系统包括LTE终端、核心网和网络服务器，其中，LTE终端下方下挂有多个下位机，请参见图1，该方法包括：首先执行步骤S1：核心网和LTE终端预先设置主设备的IP地址以及多个下位机的IP地址，核心网获得LTE终端的IMSI，并构建LTE终端的IMSI、主设备的IP地址、下位机的IP地址之间的映射关系表。具体来说，LTE(LongTermEvolution，长期演进)是由3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)组织制定的UM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LTE多下位机系统的双向通信方法，其特征在于，所述LTE多下位机系统包括LTE终端、核心网和网络服务器，其中，所述LTE终端下方下挂有多个下位机，所述方法包括：步骤S1：所述核心网和所述LTE终端预先设置主设备的IP地址以及多个下位机的IP地址，所述核心网获得所述LTE终端的IMSI，并构建所述LTE终端的IMSI、所述主设备的IP地址、所述下位机的IP地址之间的映射关系表；步骤S2：所述核心网读取所述映射关系表，并将所述映射关系表存储至所述核心网的PGW侧的数据结构中；步骤S3：所述核心网通过所述LTE终端的附着流程，向所述LTE终端发送对应的主设备的IP地址、下位机的IP地址；步骤S4：当上行业务数据包达到所述核心网时，所述核心网根据所述上行业务数据包中的IP报文的目的地址，将所述上行业务数据包路由至相应的网络服务器；当下行业务数据包达到所述核心网时，若所述下行业务数据包中的IP报文的目的地址为LTE终端的主设备IP地址，所述核心网将所述下行业务数据包下发至所述主设备，若所述下行业务数据包中的IP报文的目的地址为LTE终端的下位机IP地址，所述核心网查询所述映射关系表，匹配出与所述下位机IP地址对应的主设备IP地址，并通过所述主设备的隧道下发所述下行业务数据包。...

【技术特征摘要】
1.一种LTE多下位机系统的双向通信方法，其特征在于，所述LTE多下位机系统包括LTE终端、核心网和网络服务器，其中，所述LTE终端下方下挂有多个下位机，所述方法包括：步骤S1：所述核心网和所述LTE终端预先设置主设备的IP地址以及多个下位机的IP地址，所述核心网获得所述LTE终端的IMSI，并构建所述LTE终端的IMSI、所述主设备的IP地址、所述下位机的IP地址之间的映射关系表；步骤S2：所述核心网读取所述映射关系表，并将所述映射关系表存储至所述核心网的PGW侧的数据结构中；步骤S3：所述核心网通过所述LTE终端的附着流程，向所述LTE终端发送对应的主设备的IP地址、下位机的IP地址；步骤S4：当上行业务数据包达到所述核心网时，所述核心网根据所述上行业务数据包中的IP报文的目的地址，将所述上行业务数据包路由至相应的网络服务器；当下行业务数据包达到所述核心网时，若所述下行业务数据包中的IP报文的目的地址为LTE终端的主设备IP地址，所述核心网将所述下行业务数据包下发至所述主设备，若所述下行业务数据包中的IP报文的目的地址为LTE终端的下位机...

【专利技术属性】
技术研发人员：马婷，颜志凌，邵鹄，
申请(专利权)人：武汉虹信通信技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42