用户面数据传输方法、移动管理网元、演进型基站及系统与制造工艺

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用户面数据传输方法、移动管理网元、演进型基站及系统。

背景技术：
无线通信技术中，用户设备（UserEquipment，UE）通过无线接入网（RadioAccessNetwork，RAN）接入到核心网，RAN与核心网之间的通路称为IP回传网络(IPBackhaul)。在无线通信过程中，用户数据（userdata）通过传输网络发送到核心网，基站（evolvedNodeB，eNB）通过S1口与移动管理网关（MobilityManagementEntity，MME）/业务网关（ServingGateway，SGW）相连，基站eNB通过X2口与其他基站eNB相连。S1和X2口用户数据在IP传输通路中用GTP-U协议承载，用户面（Userplane）协议栈的格式如图1所示，包括物理层（L1层）、数据链路层（L2层）、网络层（IP层）、用户数据报协议（UserDatagramProtocol，UDP）、GPRS隧道用户面协议（GPRSTunnelingProtocol–User，GTP-U）和用户数据（userdata）。在无线信令交互过程中，系统控制面会为用户分配一个隧道端点标识（TunnelEndpointIdentifier，TEID），在用户数据报文转发过程中，这个分配的TEID携带于GTP-U头部中的TEID字段，用作在无线接入系统中唯一标识用户隧道。随着互联网协议第四版（InternetProtocolVersion4，IPv4）地址的枯竭，在无线接入网中，互联网协议第六版（InternetProtocolVersion6，IPv6）将逐步替代IPv4，以IPv6网络作为基站的IP回传网络的节点将越来越多。在IPv6回传网络中，无线用户数据报文的传输结构如下：L1L2IPv6UDPGTP-UUserdata可以看出，与IPv4相比，IPv6的传输报文结构并没有本质变化，只是以IPv6头部替换IPv4头部。然而，与IPv4回传网络相比，采用IPv6回传网络，增加了网络传输开销，用户有效负载比例下降，影响业务数据的平均传输效率。

技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用户面数据传输方法、移动管理网元、演进型基站及系统，简化无线接入的网络层次，能够减少网络传输开销，提升用户有效负载比例，降低用户数据处理设备的复杂度，提升无线接入的数据传输效率。第一方面，提供了一种用户面数据传输方法，所述方法包括：建立与无线接入网节点之间的无线接入承载连接；利用用户面协议栈与所述无线接入网节点进行用户面数据传输；所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层和网络层，所述网络层包括IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带有用户面隧道端点标识TEID；或者，所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层、网络层和GPRS隧道用户面协议层GTP-U，所述网络层包括IPv6首部或IPv4首部，所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，所述建立与无线接入网节点之间的无线接入承载连接，包括：建立并发送无线接入承载E-RAB建立请求至所述无线接入网节点，所述E-RAB建立请求包括接口流标签S1_FL，所述接口流标签携带为所述E-RAB的用户面TEID分配第一承载标识；接收所述无线接入网节点针对所述E-RAB建立请求返回的E-RAB建立响应，提取所述E-RAB建立响应中所述无线接入网节点为所述E-RAB的用户面TEID分配的第二承载标识，记录所述第一承载标识与第二承载标识之间的映射关系。结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述利用用户面协议栈与所述无线接入网节点进行用户面数据传输，包括：接收业务网关SGW的第一用户面数据，为所述第一用户面数据封装IPv6首部或IPv4首部，将封装后的所述第一用户面数据发送给所述无线接入网节点；或者，接收所述无线接入网节点发送的第二用户面数据，对所述第二用户面数据的IPv6首部或IPv4首部进行解封装，并转发解封装后的所述第二用户面数据至所述SGW。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述为第一用户面数据封装IPv6首部或IPv4首部，包括：当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，为所述第一用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带所述第二承载标识；当所述用户面协议栈采用下一跳首部携带所述GTP-U首部的类型标识时，为所述第一用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的下一跳首部携带GTP-U首部的类型标识；当所述用户面协议栈采用协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识时，为所述第一用户面数据封装IPv4首部，所述IPv4首部的协议类型携带GTP-U首部的类型标识。第二方面，还提供了一种用户面数据传输方法，所述方法包括：建立与核心网节点之间的无线接入承载连接；利用用户面协议栈与所述核心网节点进行用户面数据传输；所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层和网络层，所述网络层包括IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带有用户面隧道端点标识TEID；或者，所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层、网络层和GPRS隧道用户面协议层，所述网络层包括IPv6首部或IPv4首部，所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识。结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，所述建立与无线接入网节点之间的无线接入承载连接，包括：接收所述核心网节点发送的无线接入承载E-RAB建立请求，所述E-RAB建立请求包括接口流标签S1_FL，所述接口流标签携带为所述E-RAB的用户面TEID分配第一承载标识；为所述E-RAB的用户面TEID分配第二承载标识，记录所述第一承载标识与第二承载标识之间的映射关系，利用所述第二承载标识构建并发送E-RAB建立响应给所述核心网节点。结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述利用用户面协议栈与所述无线接入网节点进行用户面数据传输，包括：接收所述核心网节点发送的第一用户面数据，对所述第一用户面数据的IPv6首部或IPv4首部进行解封装，并转发解封装后的所述第一用户面数据至用户终端UE；或者，接收用户终端UE的第二用户面数据，为所述第二用户面数据封装IPv6首部或IPv4首部，所述IPv6首部的流标签携带所述第二承载标识，将封装后的所述第二用户面数据发送给所述核心网节点。结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述为第二用户面数据封装IPv6首部或IPv4首部，包括：当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，为所述第二用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带所述第一承载标识；当所述用户面协议栈采用下一跳首部携带所述GTP-U首部的类型标识时，为所述第二用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的下一跳首部携带GTP-U首部的类型标识；当所述用户面协议栈采用协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识时，为所述第二用户面数据封装IPv4首部，所述IPv4首部的协议类型携带GTP-U首部的类型标识。第三方面，还提供了一种移动管理网元，所述移动管理网元包括：第一通信连接模块，用于建立与无线接入网节点之间的无线接入承载连接；第一数据传输模块，用于利用用户面协议栈与所述无线接入网节点进行用户面数据传输；所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层和网络层，所述网络层包括IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带有用户面隧道端点标识TEID；或者，所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层、网络层和GPRS隧道用户面协议层，所述网络层包括IPv6首部或IPv4首部，所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识。结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，第一通信连接模块包括：请求发送单元，用于当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，建立并发送无线接入承载E-RAB建立请求至所述无线接入网节点，所述E-RAB建立请求包括接口流标签S1_FL，所述接口流标签携带为所述E-RAB的用户面TEID分配第一承载标识；第一接收单元，用于接收所述无线接入网节点针对所述E-RAB建立请求返回的E-RAB建立响应；第一处理单元，用于根据所述E-RAB建立响应，提取所述无线接入网节点为所述E-RAB的用户面TEID分配的第二承载标识，记录所述第一承载标识与第二承载标识之间的映射关系。结合第三方面，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述第一数据传输模块包括：第二接收单元，用于接收业务网关SGW的第一用户面数据；第二处理单元，用于为所述第一用户面数据封装IPv6首部或IPv4首部，将封装后的所述第一用户面数据发送给所述无线接入网节点；或者，所述第二接收单元用于接收所述无线接入网节点发送的第二用户面数据；所述第二处理单元用于对所述第二用户面数据的IPv6首部或IPv4首部进行解封装，并转发解封装后的所述第二用户面数据至所述SGW。结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，所述第二处理单元为所述第一用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带所述第一承载标识；当所述用户面协议栈采用下一跳首部携带所述GTP-U首部的类型标识时，所述第二处理单元为所述第一用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的下一跳首部携带GTP-U首部的类型标识；当所述用户面协议栈采用协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识时，所述第二处理单元为所述第一用户面数据封装IPv4首部，所述IPv4首部的协议类型携带GTP-U首部的类型标识。第四方面，提供了一种演进型基站，所述演进型基站包括：第二通信连接模块，用于建立与核心网节点之间的无线接入承载连接；第二数据传输模块，用于利用用户面协议栈与所述核心网节点进行用户面数据传输；所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层和网络层，所述网络层包括IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带有用户面隧道端点标识TEID；或者，所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层、网络层和GPRS隧道用户面协议层，所述网络层包括IPv6首部或IPv4首部，所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识。结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述第二通信连接模块包括：第三接收单元，用于接收所述核心网节点发送的无线接入承载E-RAB建立请求，当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，所述E-RAB建立请求包括接口流标签S1_FL，所述接口流标签携带为所述E-RAB的用户面TEID分配第一承载标识；第三处理单元，用于为所述E-RAB的用户面TEID分配第二承载标识，记录所述第一承载标识与第二承载标识之间的映射关系，利用所述第二承载标识构建并发送E-RAB建立响应给所述核心网节点。结合第四方面，在第四方面的第二种可能的实现方式中，所述第二数据传输模块包括：第四接收单元，用于接收所述核心网节点发送的第一用户面数据；第四处理单元，用于对所述第一用户面数据的IPv6首部或IPv4首部进行解封装，并转发解封装后的所述第一用户面数据至用户终端UE；或者，所述第四接收单元用于接收用户终端UE的第二用户面数据；所述第四处理单元用于为所述第二用户面数据封装IPv6首部或IPv4首部，将封装后的所述第二用户面数据发送给所述核心网节点。结合第四方面的第二种可能的实现方式，在第四方面的第三种可能的实现方式中，当所述用户面协议栈采用流标签携带用户面TEID时，所述第四处理单元为所述第二用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带所述第二承载标识；当所述用户面协议栈采用下一跳首部携带所述GTP-U首部的类型标识时，所述第四处理单元为所述第二用户面数据封装IPv6首部，所述IPv6首部的下一跳首部携带GTP-U首部的类型标识；当所述用户面协议栈采用协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识时，所述第四处理单元为所述第二用户面数据封装IPv4首部，所述IPv4首部的协议类型携带GTP-U首部的类型标识。第五方面，还提供了一种网络系统，所述系统包括：移动管理网元和演进型基站；所述移动管理网元与演进型基站在建立无线接入承载连接后，采用用户面协议栈进行用户面数据传输；所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层和网络层，所述网络层包括IPv6首部，所述IPv6首部的流标签携带有用户面隧道端点标识TEID；或者，所述用户面协议栈包括：物理层、数据链路层、网络层和GPRS隧道用户面协议层，所述网络层包括IPv6首部或IPv4首部，所述IPv6基本首部的下一跳首部或者IPv4首部的协议类型携带所述GTP-U首部的类型标识。本发明提供的用户面数据传输方法、移动管理网元、演进型基站及系统，利用IPv6基本首部的流标签（FlowLabel，FL）字段标识隧道标识TEID信息，省去无线用户数据报文中的UDP首部和GTP-U首部，或者在IPv6基本首部的下一跳首部增加新的类型标识GTP-U首部，减少了UDP层和/或GTP-U隧道协议的处理，从而减少网络传输开销，提升用户有效负载比例，节省用户面数据业务接口带宽，提升无线接入的业务面传输效率，降低用户数据处理设备的复杂度，提升处理效率。附图说明图1为现有的用户面协议栈格式的示意图；图2为本发明实施例一提供的一种用户面数据传输方法流程图；图3a为本发明实施例一提供的一种用户面协议栈格式的示意图；图3b为本发明实施例一提供的在MME与eNB之间进行E-RAB建立时采用的一种信令数据格式；图4为本发明实施例一提供的又一种用户面数据传输方法流程图；图5为本发明实施例一提供的MME与eNB之间的E-RAB建立过程的信令图；图6为本发明实施例一提供的MME与eNB之间进行用户面数据传输的信令图；图7a为本发明实施例二提供的一种用户面协议栈格式的示意图；图7b为本发明实施例二提供的在MME与eNB之间进行E-RAB建立时采用的一种信令数据格式；图8为本发明实施例二提供的MME与eNB之间进行用户面数据传输的信令图；图9为本发明实施例三提供的无线接入网络系统的示意图；图10为本发明实施例四提供的无线接入网络系统的示意图；图11为本发明实施例四提供的移动管理网元的示意图；图12为本发明实施例四提供的演进型基站的示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。系统架构演进（S...