基于云端核心网EPC的用户面传输系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于云端核心网EPC的用户面传输系统和方法，系统包括：终端UE、LTE基站、因特网\私有网络和云化核心网EPC；方法包括核心网设备虚拟化，架设于云端，实现控制面和用户面分离；终端UE发送用户面数据经由无线链路到达LTE基站，LTE基站将用户面数据发送到因特网\私有网络；LTE基站将因特网\私有网络发送的用户面数据发送给终端UE；终端UE发送控制面数据经由无线链路到达LTE基站，LTE基站将控制面数据经由因特网\私有网络发送到核心网EPC；LTE基站将云端的核心网EPC发送的控制面数据发送给终端UE。本发明专利技术通过基站控制用户面数据的流向，实现了基于云端核心网的控制面和用户面分离，丰富了LTE网络的架构方法和应用场景。

User interface transmission system and method based on cloud core network EPC

【技术实现步骤摘要】
基于云端核心网EPC的用户面传输系统和方法
本专利技术涉及无线通信
，具体地说是一种基于云端核心网EPC的用户面传输的系统和方法。
技术介绍
传统网络布局中，核心网是专用设备，存在物理实体，核心网与基站之间是一对多的关系，核心网与基站之间需要专用网络连接，例如在骨干光纤网络中设置专用传输通道VLAN(虚拟局域网)或者通过网线直接连接。根据3GPP规定，LTE系统组网必须按照固定的模式进行，所有数据(控制面数据和用户面数据)必须通过指定的路径进行传输，即：上行数据从终端UE经过空中接口到达基站eNodeB，然后经过专用网络连接到达核心网EPC，其中用户面数据，再从EPC发往因特网；下行数据从因特网到达核心网EPC，这部分为用户面数据，汇同控制面数据，通过专用网络连接到达基站eNodeB，然后通过空中接口到达终端UE。网络架构单一，导致面对不同的网络需求时会产生大量的资源浪费。当前业界核心网在向5G中定义的基于服务的架构进化，最终实现控制面和用户面彻底分离。目前4GLTE的核心网仍然是实体模式，业界正在推进核心网云化进程，并且已经取得一定的成绩，但是限于核心网功能的定义，无法实现控制面和用户面的分离。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于云端核心网EPC的用户面传输的系统和方法，目标是实现控制面和用户面分离。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于云端核心网EPC的用户面传输系统，包括：核心网虚拟化设备，架设于云端，为终端分配IPEPC_UE，在X2切换中将终端UE的用户面地址IPEPC_UE从源基站传递到目标基站，支持由基站控制的用户面传输；终端UE，发送用户面数据和控制面数据经由无线链路到达LTE基站；接收LTE基站回传的用户面数据和控制面数据；LTE基站，接收终端UE发送的用户面数据和控制面数据，进行路径选择，将控制面数据经由因特网\私有网络连接发送到云端核心网EPC，将用户面数据发送到因特网\私有网络；并从因特网\私有网络接收控制面数据和用户面数据，发送给终端UE；因特网\私有网络，发送用户面数据到LTE基站，并接收LTE基站发送的用户面数据；云端核心网EPC，为设置在云端的虚拟化设备，经由因特网\私有网络连接并发送控制面数据到LTE基站，并接收LTE基站发送的控制面数据。所述LTE基站识别专用信令中的无限承载E-RAB，并解析其中的NAS-PDU信令，获取核心网EPC为终端UE分配的IP地址IPEPC_UE，记录C-RNTI、IPEPC_UE以及C-RNTI与IPEPC_UE之间的对应关系。在所述基站中设置IP地址池，从IP地址池中选取LTE基站为终端UE分配的IP地址IPeNB_UE，并在基站内部建立C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系。LTE基站将用户面数据发送到因特网\私有网络包括：LTE基站解析终端UE发送的用户面数据中IP数据报中的源IP地址，并根据C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系将源IP地址修改为LTE基站为终端UE分配的IP地址IPeNB_UE，目标IP地址不变，则该用户面数据直接从基站网卡发送到因特网\私有网络。LTE基站接收因特网\私有网络发送的用户面数据包括：LTE基站解析因特网\私有网络发送的用户面数据中IP数据报中的目标IP地址，并根据C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系，将目标IP地址修改为核心网EPC为终端UE分配的IP地址IPEPC_UE，源IP地址不变，则该因特网\私有网络发送的用户面数据被LTE基站接收处理后可以通过空中接口发往终端UE。所述核心网EPC为实体设备或设置在云端的虚拟化设备，通过因特网\私有网络与LTE基站进行控制面数据的收发。所述基于核心网EPC为终端分配IPEPC_UE，在X2切换中基站通过协议软件借用消息HandoverRequest消息IE中的TraceActivation->TraceCollectionEntityIPAddress来传送核心网为终端分配的IP地址IPEPC_UE，将终端UE的用户面地址IPEPC_UE从源基站传递到目标基站。一种基于云端核心网EPC的用户面传输方法，终端UE发送用户面数据经由无线链路到达LTE基站，LTE基站将用户面数据发送到因特网\私有网络；LTE基站将因特网\私有网络发送的用户面数据发送给终端UE；终端UE发送控制面数据经由无线链路到达LTE基站，LTE基站将控制面数据经由因特网\私有网络发送到核心网EPC；LTE基站将云端的核心网EPC发送的控制面数据发送给终端UE。所述LTE基站识别专用信令中的无限承载E-RAB，并解析其中的NAS-PDU，获取核心网EPC为终端UE分配的IP地址IPEPC_UE，记录C-RNTI、IPEPC_UE以及C-RNTI与IPEPC_UE之间的对应关系；在所述基站中设置IP地址池，从IP地址池中选取LTE基站为终端UE分配的IP地址IPeNB_UE，并在基站内部建立C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系。所述LTE基站将用户面数据发送到因特网\私有网络包括：LTE基站解析终端UE发送的用户面数据中IP数据报获得源IP地址，并根据C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系将源IP地址修改为LTE基站为终端UE分配的IP地址IPeNB_UE，目标IP地址不变，则该用户面数据直接从基站网卡发送到因特网\私有网络。所述LTE基站接收因特网\私有网络发送的用户面数据包括：LTE基站解析因特网\私有网络发送的用户面数据中IP数据报中的目标IP地址，并根据C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系，将目标IP地址修改为核心网EPC为终端UE分配的IP地址IPEPC_UE，源IP地址不变，则该因特网\私有网络发送的用户面数据被LTE基站接收处理后可以通过空中接口发往终端UE。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.核心网虚拟化设置于云端，可以跨地理区域提供服务。2.本专利技术通过基站控制用户面数据的流向，降低了骨干网络的传输压力。3.拓展了LTE网络的网络拓扑能力。4.增加了基站侧对于用户数据的监控能力支持基础，提供了相应的手段。5.增加了基站侧对于用户数据的计费能力支持基础，提供了相应的手段。附图说明图1是本专利技术的系统结构图；图2是本专利技术的方法流程图；图3是本专利技术遵循的3GPP协议sevicerequest过程信令流程图；图4是本专利技术遵循的3GPP协议X2切换过程信令流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云端核心网EPC的用户面传输系统，其特征在于，包括：/n核心网虚拟化设备，架设于云端，为终端分配IP

【技术特征摘要】
1.一种基于云端核心网EPC的用户面传输系统，其特征在于，包括：
核心网虚拟化设备，架设于云端，为终端分配IPEPC_UE，在X2切换中将终端UE的用户面地址IPEPC_UE从源基站传递到目标基站，支持由基站控制的用户面传输；
终端UE，发送用户面数据和控制面数据经由无线链路到达LTE基站；接收LTE基站回传的用户面数据和控制面数据；
LTE基站，接收终端UE发送的用户面数据和控制面数据，进行路径选择，将控制面数据经由因特网\私有网络连接发送到云端核心网EPC，将用户面数据发送到因特网\私有网络；并从因特网\私有网络接收控制面数据和用户面数据，发送给终端UE；
因特网\私有网络，发送用户面数据到LTE基站，并接收LTE基站发送的用户面数据；
云端核心网EPC，为设置在云端的虚拟化设备，经由因特网\私有网络连接并发送控制面数据到LTE基站，并接收LTE基站发送的控制面数据。


2.根据权利要求1所述的基于云端核心网EPC的用户面传输系统，其特征在于：所述LTE基站识别专用信令中的无限承载E-RAB，并解析其中的NAS-PDU信令，获取核心网EPC为终端UE分配的IP地址IPEPC_UE，记录C-RNTI、IPEPC_UE以及C-RNTI与IPEPC_UE之间的对应关系。


3.根据权利要求2所述的基于云端核心网EPC的用户面传输系统，其特征在于：在所述基站中设置IP地址池，从IP地址池中选取LTE基站为终端UE分配的IP地址IPeNB_UE，并在基站内部建立C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系。


4.根据权利要求1所述的基于云端核心网EPC的用户面传输系统，其特征在于：LTE基站将用户面数据发送到因特网\私有网络包括：
LTE基站解析终端UE发送的用户面数据中IP数据报中的源IP地址，并根据C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系将源IP地址修改为LTE基站为终端UE分配的IP地址IPeNB_UE，目标IP地址不变，则该用户面数据直接从基站网卡发送到因特网\私有网络。


5.根据权利要求1所述的基于云端核心网EPC的用户面传输系统，其特征在于：LTE基站接收因特网\私有网络发送的用户面数据包括：
LTE基站解析因特网\私有网络发送的用户面数据中IP数据报中的目标IP地址，并根据C-RNTI、IPEPC_UE、IPeNB_UE之间的对应关系，将目标IP地址修改为核心网EPC为终端UE分配的IP地址IPEPC_UE，源IP地址不变，则该因特网\私有网络发送的用户面数据被LTE基站接收处理后可以通过空中接口发往终端UE。


6.根据权利要求1、2或5任一项所述的基于云端核心网EPC的用户面传输系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶林，王焱冰，田越，马晓华，闫明明，姚红，于泽源，杨少华，陈菲，胡士杰，
申请(专利权)人：奥维飞越通信有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21