本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及寬帶部署LTE(Long Term Evolution，長期演進)基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在LTE移動通信技術(shù)領(lǐng)域，通過寬帶網(wǎng)絡(luò)來提升運營商核心網(wǎng)絡(luò)的接入點覆蓋面已經(jīng)越來越普遍，微型蜂窩的推廣也得到國家的政策支持。

然而寬帶的覆蓋體量之大，也加劇了核心網(wǎng)絡(luò)的匯聚壓力。尤其寬帶部署考慮到保護核心網(wǎng)絡(luò)的安全，常配備網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)加密等設(shè)備，龐大的數(shù)據(jù)流量所帶來的壓力也會隨著嵌入設(shè)備數(shù)量的增加而成倍增加。

傳統(tǒng)LTE基站系統(tǒng)在緩解核心側(cè)流量壓力的技術(shù)主要是LIPA(Local IP Access，本地IP存取)與SIPTO(Selected IP Traffic Offload，選擇IP流量卸除)，上述技術(shù)雖然可以一定程度上緩解LTE基站系統(tǒng)在緩解核心側(cè)流量壓力，但是這些技術(shù)的實現(xiàn)難度大、關(guān)聯(lián)網(wǎng)元多并且改造成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對一般寬帶部署LTE基站核心側(cè)流量壓力巨大，且傳統(tǒng)優(yōu)化方法實現(xiàn)難度大的問題，提供一種實現(xiàn)難度小的寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法與系統(tǒng)。

一種寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法，應(yīng)用于上行傳輸，包括步驟：

通過PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議)模塊接收終端上行IP數(shù)據(jù)報文；

篩選上行IP數(shù)據(jù)報文中非Volte數(shù)據(jù)報文；

記錄終端IP至UE(User Equipment，用戶設(shè)備)實體表；

對篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文進行NAT(Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)處理，將篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文源IP轉(zhuǎn)換為基站IP地址；

將NAT處理之后的數(shù)據(jù)報文推送至基站網(wǎng)卡，以輸出至寬帶網(wǎng)絡(luò)。

一種寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法，應(yīng)用于下行傳輸，包括步驟：

從基站網(wǎng)卡接收終端的下行IP數(shù)據(jù)報文；

篩選下行IP數(shù)據(jù)報文中非基站隧道數(shù)據(jù)報文；

對篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文進行反NAT處理，將篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文目標(biāo)IP轉(zhuǎn)換為終端各自IP；

根據(jù)終端各自IP查找UE控制實體；

基于UE控制實體，將反NAT處理后的數(shù)據(jù)報文推送至PDCP模塊。

一種寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于上行傳輸，包括：

第一接收模塊，用于通過PDCP模塊接收終端上行IP數(shù)據(jù)報文；

第一篩選模塊，用于篩選上行IP數(shù)據(jù)報文中非Volte數(shù)據(jù)報文；

記錄模塊，用于記錄終端IP至UE實體表；

NAT模塊，用于對篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文進行NAT處理，將篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文源IP轉(zhuǎn)換為基站IP地址；

第一推送模塊，用于將NAT處理之后的數(shù)據(jù)報文推送至基站網(wǎng)卡，以輸出至寬帶網(wǎng)絡(luò)。

一種寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于下行傳輸，包括：

第二接收模塊，用于從基站網(wǎng)卡接收終端的下行IP數(shù)據(jù)報文；

第二篩選模塊，用于篩選下行IP數(shù)據(jù)報文中非基站隧道數(shù)據(jù)報文；

反NAT模塊，用于對篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文進行反NAT處理，將篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文目標(biāo)IP轉(zhuǎn)換為終端各自IP；

查找模塊，用于根據(jù)終端各自IP查找UE控制實體；

第二推送模塊，用于基于UE控制實體，將反NAT處理后的數(shù)據(jù)報文推送至PDCP模塊。

本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法與系統(tǒng)，針對終端上行IP數(shù)據(jù)報文中非Volte數(shù)據(jù)報文進行NAT處理，針對下發(fā)至終端下行IP數(shù)據(jù)報文中非基站隧道數(shù)據(jù)報文進行反NAT處理，在LTE寬帶部署的場景下，將終端數(shù)據(jù)直接在基站內(nèi)部卸載分流，并通過NAT技術(shù)直接轉(zhuǎn)為寬帶上網(wǎng)數(shù)據(jù)流，改進效果為大大降低LTE寬帶部署的核心網(wǎng)絡(luò)壓力，實現(xiàn)對寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法，應(yīng)用于上行傳輸其中一個實施例的流程示意圖；

圖2為寬帶部署LTE基站內(nèi)部模塊與外部設(shè)備數(shù)據(jù)交互示意圖；

圖3為本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法，應(yīng)用于下行傳輸其中一個實施例的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于上行傳輸其中一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于下行傳輸其中一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法，應(yīng)用于上行傳輸，包括步驟：

S110：通過PDCP模塊接收終端上行IP數(shù)據(jù)報文。

PDCP(Packet Data Convergence Protocol)是對分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議的一個簡稱。它是一個無線傳輸協(xié)議棧，它負(fù)責(zé)將IP頭壓縮和解壓、傳輸用戶數(shù)據(jù)并維護為無損的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)子系統(tǒng)(SRNS，Serving Radio Network Subsystem)設(shè)置的無線承載的序列號。如圖2所示，PDCP層屬于無線接口協(xié)議棧的第二層，處理控制平面上的無線資源管理(RRC，Radio Resource Control)消息以及用戶平面上的因特網(wǎng)協(xié)議(IP，Internet Protocol)包。在用戶平面上，PDCP子層得到來自上層的IP數(shù)據(jù)分組后，可以對IP數(shù)據(jù)分組進行頭壓縮和加密，然后遞交到RLC(Radio Link Control，無線鏈路控制層協(xié)議)子層。PDCP子層還向上層提供按序提交和重復(fù)分組檢測功能。在控制平面，PDCP子層為上層RRC提供信令傳輸服務(wù)，并實現(xiàn)RRC信令的加密和一致性保護，以及在反方向上實現(xiàn)RRC信令的解密和一致性檢查。通過PDCP模塊接收終端發(fā)送至基站的IP數(shù)據(jù)報文，在該IP數(shù)據(jù)報文中攜帶有報文內(nèi)容、報文源地址(源IP，即終端自身的IP)與報文目的地址等內(nèi)容。

S120：篩選上行IP數(shù)據(jù)報文中非Volte數(shù)據(jù)報文。

Volte是基于IMS(Information Management System，信息管理系統(tǒng))的語音業(yè)務(wù)。針對篩選出的上行IP數(shù)據(jù)報文中非Volte數(shù)據(jù)報文進行下述步驟的處理。非必要的，針對篩選出的上行IP數(shù)據(jù)報文中Volte數(shù)據(jù)報文可以執(zhí)行基站原有的常規(guī)處理，具體來說，可以通過GTP(GPRSTunnellingProtocol，GPRS隧道協(xié)議)模塊處理后轉(zhuǎn)發(fā)至基站的寬帶網(wǎng)絡(luò)側(cè)。GTP是一組基于IP的，用于在GSM(Global System for Mobile Communication，全球移動通信系統(tǒng))和UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)中支持通用分組無線服務(wù)(General Packet Radio Service，GPRS)的通訊協(xié)議?；诠媒K端的GTP隧道信息封裝NAT(Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)處理后的上行IP數(shù)據(jù)報文(源IP變?yōu)楣媒K端IP的數(shù)據(jù)報文)，封裝之后的數(shù)據(jù)報文可以進入下一層處理，準(zhǔn)備發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。

S130：記錄終端IP至UE實體表。

記錄終端的IP至UE實體表，這樣便于后續(xù)操作中需要基于終端IP查找到對應(yīng)的UE控制實體，以使最后能夠?qū)?shù)據(jù)準(zhǔn)確分發(fā)到終端。這里的終端為發(fā)送上行IP數(shù)據(jù)報文的終端。

S140：對篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文進行NAT處理，將篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文源IP轉(zhuǎn)換為基站IP地址。

NAT屬接入WAN(Wide Area Network，廣域網(wǎng))技術(shù)，是一種將私有(保留)地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。這是因為NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，隱藏并保護網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計算機。引入NAT的數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)圖如圖2所示。在這里針對篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文進行NAT處理，以將篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文源IP轉(zhuǎn)換為基站IP地址。更具體來說，這個步驟可以理解為基于基站W(wǎng)AN口IP做NAT轉(zhuǎn)換。

S150：將NAT處理之后的數(shù)據(jù)報文推送至基站網(wǎng)卡，以輸出至寬帶網(wǎng)絡(luò)。

將步驟S140NAT處理之后的數(shù)據(jù)報文推送至基站網(wǎng)卡，以輸出至寬帶網(wǎng)絡(luò)。

另外，如圖3所示，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于下行傳輸?shù)膶拵Р渴餖TE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法，包括步驟：

S310：從基站網(wǎng)卡接收終端的下行IP數(shù)據(jù)報文。

從基站網(wǎng)卡接收由寬帶網(wǎng)絡(luò)下發(fā)至終端的下行IP數(shù)據(jù)報文。

S320：篩選下行IP數(shù)據(jù)報文中非基站隧道數(shù)據(jù)報文。

針對步驟S310的下行IP數(shù)據(jù)報文，篩選其中非基站隧道數(shù)據(jù)報文。具體來說，由于基站一般的網(wǎng)絡(luò)報文為隧道報文，其傳輸是基于隧道或加密隧道的，區(qū)分是否為基站隧道數(shù)據(jù)報文，只需區(qū)分報文的地址是否含有隧道設(shè)備地址，比如LTE網(wǎng)關(guān)或者核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址。而經(jīng)由分流/卸載/NAT處理的數(shù)據(jù)流報文屬于非隧道報文，其訪問互聯(lián)網(wǎng)的方式是直截了當(dāng)?shù)模瑘笪牡刂范螏в薪K端客戶正在訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器地址。

更具體來說，在其中一個實施例中，步驟S320包括：

步驟一：獲取下行IP數(shù)據(jù)報文的地址。

步驟二：篩選下行IP數(shù)據(jù)報文中地址不含有隧道設(shè)備地址的數(shù)據(jù)報文作為非基站隧道數(shù)據(jù)報文，隧道設(shè)備地址包括LTE網(wǎng)關(guān)或核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址。

非必要的，針對篩選出的下行IP數(shù)據(jù)報文中基站隧道數(shù)據(jù)報文可以通過GTP模塊或信令模塊對下行IP數(shù)據(jù)報文中基站隧道數(shù)據(jù)報文進行基站下行數(shù)據(jù)報文常規(guī)處理。

S330：對篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文進行反NAT處理，將篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文目標(biāo)IP轉(zhuǎn)換為終端各自IP。

對篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文進行反NAT處理，以將篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文目標(biāo)IP轉(zhuǎn)換為終端各自IP。具體來說，反NAT處理可以理解為NAT處理的逆過程，在這里將隧道數(shù)據(jù)報文目標(biāo)IP轉(zhuǎn)換為終端各自IP，以便數(shù)據(jù)報文能夠準(zhǔn)確發(fā)送至對應(yīng)的終端。具體來說，這個步驟可以理解為基于基站W(wǎng)AN口IP做反向NAT轉(zhuǎn)換。

S340：根據(jù)終端各自IP查找UE控制實體。

不同目標(biāo)IP地址的報文，經(jīng)查找并利用不同的UE控制實體控制、分發(fā)至終端。

S350：基于UE控制實體，將反NAT處理后的數(shù)據(jù)報文推送至PDCP模塊。

依托UE控制實體，將還原后的IP報文發(fā)至PDCP模塊。

本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法，針對終端上行IP數(shù)據(jù)報文中非Volte數(shù)據(jù)報文進行NAT處理，針對下發(fā)至終端下行IP數(shù)據(jù)報文中非基站隧道數(shù)據(jù)報文進行反NAT處理，在LTE寬帶部署的場景下，將終端數(shù)據(jù)直接在基站內(nèi)部卸載分流，并通過NAT技術(shù)直接轉(zhuǎn)為寬帶上網(wǎng)數(shù)據(jù)流，改進效果為大大降低LTE寬帶部署的核心網(wǎng)絡(luò)壓力，實現(xiàn)對寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化，優(yōu)化效果為大大降低LTE寬帶部署的核心網(wǎng)絡(luò)壓力、有利于微型LTE基站的推廣和普及，在充分利用寬帶資源的同時，極大的降低了客戶的流量資費損耗，直連直通的上網(wǎng)模式也更具有扁平化特征。

如圖4所示，一種寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于上行傳輸，包括：

第一接收模塊410，用于通過PDCP模塊接收終端上行IP數(shù)據(jù)報文。

第一篩選模塊420，用于篩選上行IP數(shù)據(jù)報文中非Volte數(shù)據(jù)報文。

記錄模塊430，用于記錄終端IP至UE實體表。

NAT模塊440，用于對篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文進行NAT處理，將篩選出的非Volte數(shù)據(jù)報文源IP轉(zhuǎn)換為基站IP地址。

第一推送模塊450，用于將NAT處理之后的數(shù)據(jù)報文推送至基站網(wǎng)卡，以輸出至寬帶網(wǎng)絡(luò)。

在其中一個實施例中，應(yīng)用于上行傳輸?shù)膶拵Р渴餖TE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)，還包括：

第一常規(guī)處理模塊，用于通過GTP模塊對上行IP數(shù)據(jù)報文中Volte數(shù)據(jù)報文進行基站上行數(shù)據(jù)報文常規(guī)處理，并將處理之后的數(shù)據(jù)推送至寬帶網(wǎng)絡(luò)。

如圖5所示，一種寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)用于下行傳輸，包括：

第二接收模塊510，用于從基站網(wǎng)卡接收終端的下行IP數(shù)據(jù)報文。

第二篩選模塊520，用于篩選下行IP數(shù)據(jù)報文中非基站隧道數(shù)據(jù)報文。

反NAT模塊530，用于對篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文進行反NAT處理，將篩選出的非基站隧道數(shù)據(jù)報文目標(biāo)IP轉(zhuǎn)換為終端各自IP。

查找模塊540，用于根據(jù)終端各自IP查找UE控制實體。

第二推送模塊550，用于基于UE控制實體，將反NAT處理后的數(shù)據(jù)報文推送至PDCP模塊。

在其中一種實施例中，應(yīng)用于下行傳輸?shù)膶拵Р渴餖TE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)中第二篩選模塊520包括：

地址獲取單元，用于獲取下行IP數(shù)據(jù)報文的地址。

篩選單元，用于篩選下行IP數(shù)據(jù)報文中地址不含有隧道設(shè)備地址的數(shù)據(jù)報文作為非基站隧道數(shù)據(jù)報文，隧道設(shè)備地址包括LTE網(wǎng)關(guān)或核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址。

在其中一種實施例中，應(yīng)用于下行傳輸?shù)膶拵Р渴餖TE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化系統(tǒng)還包括：

第二常規(guī)處理模塊，用于通過GTP模塊或信令模塊對下行IP數(shù)據(jù)報文中基站隧道數(shù)據(jù)報文進行基站下行數(shù)據(jù)報文常規(guī)處理。

為更進一步詳細(xì)解釋本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法與系統(tǒng)的技術(shù)方案以及其效果，下面將針對整個上行傳輸以及下行傳輸同時進行描述。

上行傳輸：

步驟A，接收來自PDCP模塊的上行IP數(shù)據(jù)報文，轉(zhuǎn)步驟B。

步驟B，篩選非Volte數(shù)據(jù)報文，Volte報文執(zhí)行基站原有的常規(guī)處理(經(jīng)GTP模塊處理后轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡(luò)側(cè))，轉(zhuǎn)步驟C。

步驟C，記錄終端IP至UE實體表，以備后續(xù)查找，轉(zhuǎn)步驟D。

步驟D，將報文源IP轉(zhuǎn)換為基站IP地址，即NAT，轉(zhuǎn)步驟E。

步驟E，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)報文發(fā)到基站網(wǎng)卡輸出至寬帶網(wǎng)絡(luò)。

下行傳輸：

步驟a，從基站網(wǎng)卡接收終端下行IP數(shù)據(jù)報文，轉(zhuǎn)步驟b。

步驟b，篩選非基站隧道數(shù)據(jù)報文，基站隧道數(shù)據(jù)執(zhí)行原有的常規(guī)處理(經(jīng)GTP模塊或者信令模塊處理)，轉(zhuǎn)步驟c。由于基站傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)報文都為隧道報文，其傳輸是基于隧道或加密隧道的，區(qū)分是否為基站隧道數(shù)據(jù)報文，只需區(qū)分報文的地址是否含有隧道設(shè)備地址，比如LTE網(wǎng)關(guān)或者核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址。而經(jīng)由分流/卸載/NAT處理的數(shù)據(jù)流報文屬于非隧道報文，其訪問互聯(lián)網(wǎng)的方式是直截了當(dāng)?shù)?，報文地址段帶有終端客戶正在訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器地址，比如騰訊、新浪、百度等。

步驟c，將報文目標(biāo)IP轉(zhuǎn)換為終端各自IP，即反向NAT，轉(zhuǎn)步驟d。

步驟d，根據(jù)終端各自IP查找UE控制實體，轉(zhuǎn)步驟e。

步驟e，依托UE控制實體，將還原后的IP報文發(fā)至PDCP模塊。

本發(fā)明寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化方法與系統(tǒng)，結(jié)合LTE基站的寬帶部署，將手機終端數(shù)據(jù)流，合理地執(zhí)行本地分流對接，上行數(shù)據(jù)報文基于基站地址的NAT轉(zhuǎn)換后發(fā)至寬帶網(wǎng)絡(luò)、下行數(shù)據(jù)報文基于基站地址的反向NAT轉(zhuǎn)換后發(fā)至PDCP模塊及后續(xù)空口側(cè)終端，最終實現(xiàn)寬帶部署LTE基站的數(shù)據(jù)流優(yōu)化。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。