本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)，尤其涉及基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))網(wǎng)絡(luò)提供了高于3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)十倍的接入帶寬，但是，由于LTE網(wǎng)絡(luò)較高的工作頻段和密集的空分復(fù)用，導(dǎo)致其基站系統(tǒng)的部署密度通常需達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的1.5倍以上。同時(shí)，LTE的無(wú)線接入網(wǎng)采用了全I(xiàn)P的扁平化結(jié)構(gòu)，基站不僅需要通過S₁接口將本地的上百兆的無(wú)線流量匯入核心網(wǎng)，而且還需要通過X₂接口與鄰近基站間形成高速切換通道。因此，如何以較低的成本將數(shù)量龐大、地域分散的基站接入到核心網(wǎng)中，是LTE網(wǎng)絡(luò)部署運(yùn)營(yíng)中的重難點(diǎn)問題。

當(dāng)前主流運(yùn)營(yíng)商通過構(gòu)建PTN(Packet Transport Network，分組傳送網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)，以基于光纖的包數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)提供基站回傳鏈路，3GPP試圖通過帶內(nèi)中繼模式利用宿主基站的接入帶寬連接下級(jí)中繼基站，但仍存在以下幾個(gè)難以突破的技術(shù)制約點(diǎn)：

1.無(wú)規(guī)則分布的小基站數(shù)量眾多，對(duì)PTN末端接入纖芯需求巨大，組網(wǎng)拓?fù)鋸?fù)雜且難以快速動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，回傳系統(tǒng)部署的經(jīng)濟(jì)效益低下。

2.在3GPP的帶內(nèi)中繼模式下，中繼基站以時(shí)分方式占用宿主基站的接入帶寬，給下級(jí)基站帶來(lái)明顯的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，并且，會(huì)導(dǎo)致小區(qū)內(nèi)及鄰近小區(qū)間干擾狀況的惡化。

3.帶內(nèi)中繼模式的使用，要求將基站系統(tǒng)升級(jí)到LTE Release10，無(wú)法適用于已大量部署的LTE Release9基站。同時(shí)，為兼容LTE Release8終端，中繼回 傳占用了基站多播業(yè)務(wù)的時(shí)頻資源，導(dǎo)致現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中多媒體多播業(yè)務(wù)的損傷。

4.在3G網(wǎng)絡(luò)部署中大量使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或多點(diǎn)微波無(wú)線回傳技術(shù)，均難以滿足LTE下級(jí)基站的密集分布和接入帶寬要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署時(shí)成本高、且需要對(duì)已有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造的問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)，包括宿主基站、回傳CPE終端、回傳匯接路由器和EPC網(wǎng)絡(luò)；

所述回傳CPE終端利用所述宿主基站提供的用戶通道，為目標(biāo)基站提供接入所述EPC網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線回傳鏈路；

所述回傳匯接路由器在外部IP網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)回傳CPE終端的無(wú)線回傳鏈路進(jìn)行匯聚后，為各個(gè)回傳CPE終端和所述目標(biāo)基站分配接入所述EPC網(wǎng)絡(luò)的IP地址，并根據(jù)所述IP地址將所述無(wú)線回傳鏈路接入所述EPC網(wǎng)絡(luò)。

進(jìn)一步地，所述回傳CPE終端與所述目標(biāo)基站之間進(jìn)行同址部署。

進(jìn)一步地，所述回傳CPE終端與所述目標(biāo)基站進(jìn)行有線連接，所述回傳CPE終端與所述宿主基站進(jìn)行無(wú)線連接。

進(jìn)一步地，所述宿主基站與所述目標(biāo)基站進(jìn)行異頻配置。

進(jìn)一步地，所述回傳CPE終端為若干個(gè)，每一所述回傳CPE終端與一所述目標(biāo)基站相對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述回傳CPE終端向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供IPSEC封裝。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：所述的基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)使用回傳CPE終端構(gòu)建目標(biāo)基站接入EPC網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線回傳鏈路，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需對(duì)已部署運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行任何改造，即可應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)、無(wú)規(guī)則分布的小基站回傳需求，以極低的設(shè)備維護(hù)及管理成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市熱點(diǎn)或覆蓋 盲區(qū)的快速補(bǔ)點(diǎn)，以及對(duì)近郊及農(nóng)村等業(yè)務(wù)稀疏地區(qū)的快速延伸覆蓋。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LTE基站回傳系統(tǒng)中回傳鏈路的控制平面協(xié)議棧示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的LTE基站回傳系統(tǒng)中回傳鏈路的用戶平面協(xié)議棧示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)主要是針對(duì)當(dāng)前LTE網(wǎng)絡(luò)中基站回傳系統(tǒng)部署困難的問題，借助了LTE的CPE(Customer Premise Equipment，客戶終端設(shè)備)終端的用戶通道，構(gòu)建出簡(jiǎn)單、靈活及經(jīng)濟(jì)的無(wú)線方式的LTE基站回傳系統(tǒng)，滿足了動(dòng)態(tài)無(wú)規(guī)則分布的LTE小基站的回傳需求，形成對(duì)光纖方式的PTN基站回傳系統(tǒng)的良好補(bǔ)充。本實(shí)用新型不需要對(duì)現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)中的基站系統(tǒng)及終端進(jìn)行任何改造，能夠推進(jìn)LTE網(wǎng)絡(luò)的快速部署。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)，包括宿主基站11、回傳CPE終端13、回傳匯接路由器16和EPC(Evolved Packet Core，演進(jìn)分組核心網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)15。

回傳CPE終端13利用宿主基站11提供的用戶(User Experience，UE)通道，為目標(biāo)基站12提供接入EPC網(wǎng)絡(luò)15的無(wú)線回傳鏈路?；貍鰿PE終端13 具有方向性天線和功率儲(chǔ)備能力，能夠在小區(qū)邊緣保持較高的信噪比條件，獲得較充分的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。

目標(biāo)基站12為服務(wù)對(duì)象，通常為靈活部署的小基站。布設(shè)時(shí)，需要考慮用戶的需求、地形情況、設(shè)立成本等因素。

在外部IP網(wǎng)絡(luò)17將各個(gè)回傳CPE終端13的無(wú)線回傳鏈路進(jìn)行匯聚后，回傳匯接路由器16為各個(gè)回傳CPE終端13和目標(biāo)基站12分配接入EPC網(wǎng)絡(luò)15的IP地址，并根據(jù)IP地址將無(wú)線回傳鏈路接入EPC網(wǎng)絡(luò)15。

具體的，回傳匯接路由器16用于將配對(duì)好的無(wú)線回傳鏈路通過外部IP網(wǎng)絡(luò)17與目標(biāo)基站12進(jìn)行聯(lián)通，并將聯(lián)通好的目標(biāo)基站12匯聚至EPC網(wǎng)絡(luò)15。回傳匯接路由器16通過穿越PDN外部IP域的IP隧道，匯聚各分散部署的回傳CPE終端13，為需要回傳的基站分配EPC網(wǎng)絡(luò)15的內(nèi)部IP地址，提供S₁接口和X₂接口的完整通聯(lián)能力保證。

LTE終端14是指能夠接入LTE網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，比如，智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等。宿主基站11為現(xiàn)有的基站，接入帶寬充足，且基于PTN來(lái)實(shí)現(xiàn)基站數(shù)據(jù)的回傳。

EPC網(wǎng)絡(luò)15主要由MME(Mobility Management Entity，移動(dòng)管理節(jié)點(diǎn)功能)153、SGW(Serving Gateway，服務(wù)網(wǎng)關(guān))151、PGW(PDN Gateway，PDN網(wǎng)關(guān))152、PCRF(Policy and Charging Rules Function，策略與計(jì)費(fèi)規(guī)則功能單元)等網(wǎng)元構(gòu)成。

在LTE的核心網(wǎng)側(cè)，無(wú)線回傳鏈路經(jīng)過EPC網(wǎng)絡(luò)15與宿主基站11對(duì)應(yīng)的SGW151和PGW152配對(duì)后進(jìn)入外部IP網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線回傳鏈路經(jīng)過回傳匯接路由器16中轉(zhuǎn)后回到EPC網(wǎng)絡(luò)15，進(jìn)而聯(lián)通目標(biāo)基站13對(duì)應(yīng)的SGW151和MME153(S₁接口)，及其臨近的目標(biāo)基站12(X₂接口)。回傳CPE終端13和回傳匯接路由器16在部署時(shí)，無(wú)需修改原有LTE網(wǎng)絡(luò)的任何設(shè)備及其運(yùn)行方式，各LTE終端14可根據(jù)無(wú)線信號(hào)質(zhì)量自由地接入到任何一個(gè)目標(biāo)基站12或者宿主基站11，接入時(shí)，無(wú)需區(qū)分宿主基站11和目標(biāo)基站12的差異。

本實(shí)用新型的基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)構(gòu)成了疊加于LTE網(wǎng)絡(luò)上的邏輯子網(wǎng)，通過多層協(xié)議封裝將用戶通道回落到系統(tǒng)內(nèi)部，提供目標(biāo)基站12處透明的S₁和X₂接口聯(lián)通能力，如圖2和圖3所示，圖2為從控制平面給出的系統(tǒng)的協(xié)議棧參考模型，圖3為從用戶平面給出的系統(tǒng)的協(xié)議棧參考模型。

具體的，在回傳通道方面，回傳CPE終端13和回傳匯接路由器16之間，通過宿主基站11及其對(duì)應(yīng)的PGW152獲得外部IP網(wǎng)絡(luò)17的IP地址，并以此建立兩者間的IPSEC(Internet Protocol Security，Internet協(xié)議安全性)隧道，以阻止來(lái)自外部IP網(wǎng)的安全攻擊。回傳匯接路由器16跨接于外部IP網(wǎng)絡(luò)17和EPC網(wǎng)絡(luò)15之間，在IPSEC隧道上為各個(gè)回傳CPE終端13及目標(biāo)基站12分配EPC網(wǎng)絡(luò)15內(nèi)的IP地址，從而將目標(biāo)基站12接入到與各MME 153、SGW 151和PGW 152相同的IP域中，建立目標(biāo)基站12到EPC網(wǎng)絡(luò)15內(nèi)各核心網(wǎng)設(shè)備的基本聯(lián)通環(huán)境。實(shí)際上，目標(biāo)基站12無(wú)需認(rèn)識(shí)回傳CPE終端13的存在，目標(biāo)基站12到EPC網(wǎng)絡(luò)15的接入完全等同于PTN回傳方式，通過GTP-U協(xié)議承載到對(duì)應(yīng)SGW 151和鄰近的目標(biāo)基站12的用戶平面數(shù)據(jù)，通過SCTP協(xié)議承載到對(duì)應(yīng)MME和鄰近目標(biāo)基站12的控制平面數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的S₁和X₂接口。

在上述各個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，回傳CPE終端13與目標(biāo)基站12之間進(jìn)行同址部署，直接采用目標(biāo)基站12的相關(guān)設(shè)施確保持續(xù)地為回傳CPE終端13供電能，并且，借助較高的架設(shè)位置和方向性天線，保持與宿主基站11間良好的傳輸質(zhì)量，在其覆蓋區(qū)邊緣亦可獲得充分的接入帶寬。回傳CPE終端13與目標(biāo)基站12同址部署，確保了回傳設(shè)備的物理設(shè)備安全；同時(shí)，在回傳CPE終端13提供IPSEC封裝功能，構(gòu)建到回傳匯接路由器16的IPSEC隧道，確?；貍魍ǖ来┰絇DN外部IP域時(shí)的信息及網(wǎng)絡(luò)安全。

目標(biāo)基站12與宿主基站11進(jìn)行異頻配置連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定區(qū)域的覆蓋，以避免在回傳CPE終端13處出現(xiàn)同頻干擾。同時(shí)，回傳CPE終端13采用特定的上下行用戶流量?；顧C(jī)制，確保在無(wú)線接入網(wǎng)內(nèi)始終處于RRC_CONNECTED狀態(tài)，避免在任何時(shí)候出現(xiàn)100ms的空閑態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)延和終端尋呼過程。

回傳CPE終端13為若干個(gè)，每一回傳CPE終端13與一目標(biāo)基站12相對(duì)應(yīng)。LTE終端14可以與目標(biāo)基站12連接，目標(biāo)基站12通過回傳CPE終端13與宿主基站11進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送?；蛘撸琇TE終端14也可以直接與宿主基站11連接。

回傳匯接路由器16不僅收斂了網(wǎng)內(nèi)所有回傳CPE終端13的數(shù)據(jù)流量，而且實(shí)現(xiàn)對(duì)回傳CPE終端13的配置、性能、故障和安全管理，控制各無(wú)線回傳鏈路的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)，維護(hù)獨(dú)立的LTE基站無(wú)線回傳系統(tǒng)。同時(shí)，回傳匯接路由器16可轉(zhuǎn)發(fā)EPC網(wǎng)絡(luò)15到各個(gè)目標(biāo)基站12的網(wǎng)管數(shù)據(jù)，保持LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)基站維護(hù)管理的方式不變。

本實(shí)用新型基于CPE終端的LTE基站回傳系統(tǒng)，可以有效解決彌補(bǔ)PTN基站回傳系統(tǒng)的短板，利用運(yùn)營(yíng)商自身已有的LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，無(wú)需對(duì)已部署運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行任何改造，即可應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)、無(wú)規(guī)則分布的小基站回傳需求，以極低的設(shè)備維護(hù)及管理成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市熱點(diǎn)或覆蓋盲區(qū)的快速補(bǔ)點(diǎn)，以及對(duì)近郊及農(nóng)村等業(yè)務(wù)稀疏地區(qū)的快速延伸覆蓋，特別能適應(yīng)LTE網(wǎng)絡(luò)快速成長(zhǎng)期的建設(shè)需求，具有較顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

本實(shí)用新型不僅可作為L(zhǎng)TE Release10中繼技術(shù)的實(shí)用性替代，滿足LTE公眾網(wǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)的小基站及家庭基站回傳需求，同時(shí)也可平滑應(yīng)用于LTE行業(yè)專網(wǎng)的建設(shè)，并可部分拓展LTE的業(yè)務(wù)能力，具體可體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.非同頻組網(wǎng)模式下可有效替代LTE Release10中繼技術(shù)。現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)通常采用非同頻組網(wǎng)方式部署，以降低鄰近小區(qū)間的干擾水平，白頻譜資源的出現(xiàn)更減輕了LTE的時(shí)頻資源限制瓶頸，在LTE Release10中繼技術(shù)中具有明顯的簡(jiǎn)潔、平滑、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用優(yōu)勢(shì)。

2.適應(yīng)LTE行業(yè)專網(wǎng)的覆蓋特性。LTE行業(yè)專網(wǎng)通常具有對(duì)特定地域的連續(xù)覆蓋需求，但整體用戶數(shù)量不多且分布稀疏，同時(shí)管理維護(hù)力量不夠充分，但是本實(shí)用新型的LTE基站回傳系統(tǒng)可以低成本、低維護(hù)量地滿足專網(wǎng)基站部署運(yùn)行中的回傳要求。

3.可平滑演變?yōu)橐环N高質(zhì)量的LTE專線接入服務(wù)。本實(shí)用新型在現(xiàn)有LTE網(wǎng)中構(gòu)建出一個(gè)安全獨(dú)立的邏輯網(wǎng)絡(luò)，可通過對(duì)回傳匯接路由器16上管理及計(jì)費(fèi)功能的擴(kuò)充，形成新型的無(wú)線專線接入服務(wù)，滿足LTE行業(yè)專網(wǎng)甚至其他LTE運(yùn)營(yíng)商在特定地域的臨時(shí)補(bǔ)點(diǎn)需求，以及LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)下其他快速IP聯(lián)通業(yè)務(wù)的應(yīng)用場(chǎng)景。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。