一种高铁场景下的5G组网系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种高铁场景下的5G组网系统及组网方法，属于通信领域，所述方法包括：配置5G小站和统一管理平台的IP地址；启动客户端和第一网关，在5G通信网关和统一管理平台之间建立专用VPN隧道；通过所述专用VPN隧道，完成5G小站的注册；通过所述专用VPN隧道，传输所述5G小站和5G用户的数据。本发明专利技术的实施例中，列车在运行过程中经过沿线的各省份核心网，均无需为了5G小站合法入网再进行相关配置，不增加运维成本和改动工作。车内5G用户在列车移动过程中，始终注册到统一管理平台，业务连续性好。车内5G小站配置简化，同时可以拉大沿线宏站部署间距，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高铁场景下的5G组网系统及方法


[0001]本专利技术属于通信领域，尤其涉及一种高铁场景下的5G组网系统及方法。

技术介绍

[0002]5G网络对高速铁路的营运生态尚缺少全面的覆盖支撑，5G网络覆盖解决方案需要重点关注站点规划与布局、系统切换重叠区域设计、频率纠偏等方面，才能实现更好的网络性能。
[0003]如图1所示，按照传统的覆盖方式，高铁线路覆盖站址建议以“之”字形布站，以最大限度保证列车两边座位都有比较好的覆盖，尤其是在列车会车的时候能保证车内通信质量最佳。
[0004]现有的高铁组网方案存在以下问题：
[0005]1.无法避免车体穿损，穿透损耗大。由于5G主流的3.5GHz频段频率高于4G的频段频率，5G时代高铁覆盖更加困难，导致用户体验差。
[0006]2.成本高，将是4G建网成本的3
‑
4倍。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高铁场景下的5G组网系统及方法，通过在每节车厢部署一体化5G小站、在列车中心车厢部署5G通信网关、以及在地面部署统一管理平台，建立5G通信网关与统一管理平台之间的专用VPN(虚拟专用网络)隧道，由统一管理平台通过专用VPN隧道对5G小站和5G用户进行统一管理。列车在运行过程中经过沿线的各省份核心网，均无需为了5G小站合法入网再进行相关配置，不增加运维成本和改动工作。车内5G用户在列车移动过程中，始终注册到统一管理平台，业务连续性好。车内5G小站配置简化，同时可以拉大沿线宏站部署间距，降低成本。
[0008]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种高铁场景下的5G组网系统，所述系统包括列车网络和统一管理平台；
[0009]所述列车网络包括5G小站和5G通信网关，所述5G小站被部署在每节车厢内，所述5G通信网关被部署在列车中心车厢内，所述5G通信网关部署有客户端；
[0010]所述统一管理平台部署有第一网关，通过所述第一网关和所述客户端，所述统一管理平台与所述5G通信网关建立专用VPN隧道，对5G小站和车内5G用户进行统一管理；
[0011]所述5G小站通过所述5G通信网关和所述专用VPN隧道将5G用户的数据传输至统一管理平台。
[0012]优选地，所述统一管理平台为5G融合核心网，部署的网元包括：接入和管理功能网元、会话管理功能网元、用户面功能网元；
[0013]所述对5G小站进行统一管理包括：对5G小站进行参数配置和状态监控；
[0014]所述对5G用户进行统一管理包括：对5G用户进行用户信息管理、注册管理、接入管理、会话管理、用户网络策略管理、以及用户面数据路由管理。
[0015]优选地，所述5G通信网关对所述5G小站和所述5G用户的数据进行封装得到加密报文，将所述加密报文经所述专用VPN隧道传输至所述第一网关，所述第一网关对所述加密报文进行解封装，得到所述5G小站和所述5G用户的数据。
[0016]优选地，配置所述5G小站和所述统一管理平台的IP地址；所述统一管理平台与运营商的5G核心网对接，完成用户的认证鉴权。
[0017]优选地，所述5G小站与所述统一管理平台之间的第一、第二和第三接口报文通过所述5G通信网关进入专用VPN隧道传输至所述第一网关，所述第一网关对信令面和控制面数据进行处理，完成用户的接入和鉴权。
[0018]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种应用于5G组网系统的5G组网方法，所述方法包括：
[0019]配置5G小站和统一管理平台的IP地址；
[0020]启动客户端和第一网关，在5G通信网关和统一管理平台之间建立专用VPN隧道；
[0021]通过所述专用VPN隧道，完成5G小站的注册；
[0022]通过所述专用VPN隧道，传输所述5G小站和5G用户的数据。
[0023]优选地，所述第一网关为IPSEC网关，所述建立专用VPN隧道包括：
[0024]所述5G通信网关向所述第一网关发送IKE安全提议，所述第一网关向所述5G通信网关返回确认的IKE安全提议；
[0025]所述5G通信网关与所述第一网关之间相互交换密钥生成信息以及身份和验证数据。
[0026]优选地，所述5G小站的注册包括：
[0027]所述5G小站向所述5G通信网关发送第二接口连接建立请求消息；
[0028]所述5G通信网关对所述第二接口连接建立请求消息进行封装，通过专用VPN隧道发送至所述第一网关；
[0029]所述第一网关对消息进行解封装，向所述统一管理平台发送连接建立请求消息。
[0030]优选地，所述5G小站的注册包括：
[0031]所述第一网关接收所述统一管理平台发送的接受连接建立请求消息，并通过专用VPN隧道向所述5G通信网关返回应答消息，所述5G通信网关向所述5G小站发送第二接口连接应答消息。
[0032]优选地，所述通过所述专用VPN隧道，传输所述5G小站和5G用户的数据，包括：
[0033]所述5G通信网关对车内5G用户的数据进行封装，添加消息报头后经核心网转发至所述第一网关，所述第一网关对所述数据进行解封装后发送至所述统一管理平台，所述5G用户的数据包括用户面数据和控制面数据。
[0034]本专利技术具有以下有益效果：
[0035]1.列车在运行过程中经过沿线的各省份核心网，均无需为了车载小站合法入网再进行相关配置，不增加运维成本和改动工作。
[0036]2.车内UE在列车移动过程中，始终注册到统一管理平台，业务连续性好。
[0037]3.车内5G小站配置简化，无需考虑沿线宏站配置。
[0038]4.可拉大沿线宏站部署间距，降低成本。
[0039]通过参照以下附图及对本专利技术的具体实施方式的详细描述，本专利技术的特征及优点
将会变得清楚。
附图说明
[0040]图1是现有技术中列车组网示意图；
[0041]图2是本专利技术的高铁5G组网系统示意图；
[0042]图3是本专利技术的高铁5G组网方法流程示意图；
[0043]图4是本专利技术的建立专用VPN隧道的方法示意图；
[0044]图5是本专利技术的5G小站注册流程示意图；
[0045]图6是本专利技术的报文封装、解封装流程示意图；
[0046]图7是本专利技术的核心网内通过专用VPN隧道转发数据的流程示意图；
[0047]图8是本专利技术的跨核心网通过专用VPN隧道转发数据的流程示意图。
具体实施方式
[0048]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0049]实施例1
[0050]图2是本专利技术的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高铁场景下的5G组网系统，其特征在于，所述系统包括列车网络和统一管理平台；所述列车网络包括5G小站和5G通信网关，所述5G小站被部署在每节车厢内，所述5G通信网关被部署在列车中心车厢内，所述5G通信网关部署有客户端；所述统一管理平台部署有第一网关，通过所述第一网关和所述客户端，所述统一管理平台与所述5G通信网关建立专用VPN隧道，对5G小站和车内5G用户进行统一管理；所述5G小站通过所述5G通信网关和所述专用VPN隧道将5G用户的数据传输至统一管理平台。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述统一管理平台为5G融合核心网，部署的网元包括：接入和管理功能网元、会话管理功能网元、用户面功能网元；所述对5G小站进行统一管理包括：对5G小站进行参数配置和状态监控；所述对5G用户进行统一管理包括：对5G用户进行用户信息管理、注册管理、接入管理、会话管理、用户网络策略管理、以及用户面数据路由管理。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述5G通信网关对所述5G小站和所述5G用户的数据进行封装得到加密报文，将所述加密报文经所述专用VPN隧道传输至所述第一网关，所述第一网关对所述加密报文进行解封装，得到所述5G小站和所述5G用户的数据。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，配置所述5G小站和所述统一管理平台的IP地址；所述统一管理平台与运营商的5G核心网对接，完成用户的认证鉴权。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述5G小站与所述统一管理平台之间的第一、第二和第三接口报文通过所述5G通信网关进入专用VPN隧道传输至所述第一网关，所述第一网关对信令面和控制面数据进行处理，完成用户的接入和鉴权。6.一种应用于如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪波，李军，张伟辉，王忠峰，申佳胤，李旭楠，张轩，项智强，
申请(专利权)人：国铁吉讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：