专利名称：基于公用移动数据通信网的无线透明d2d系统传输方法
技术领域：
本发明涉及公用移动通信领域、数据网络领域和信息安全领域，具体涉及基于公用移动数据通信网的无线透明D2D系统传输方法。
背景技术：
端对端数据传输D2D技术系统智能平台在现在各行各业都有着十分广泛的应用领域，如远程遥感监控领域远程自动抄表(电，气，水)，环保监测，气象监测，水文监测，油井监测，自动照明控制，安全监控及报警。移动信息服务与移动商务领域智能出租车调度，智能交通，导航，车队管理，物流管理。以及其它一些领域移动POS，远程医疗，彩票机，ATM机，LBS定位终端等。在这些领域内，D2D系统技术的通信协议能为用户提供可靠的端到端数据透明传输，同时由于分组无线业务GPRS/码分多址CDMA2000 1X网络提速，可使数据传输速率更快，性能更稳定，D2D终端永远在线等优点，提高了远程监控的实时性，数据传输的安全性。同时也为企业提供了一个低成本的通信解决方案，对企业效率的提高，产品成本的降低，客户服务水平的提高都能起到显著的作用。同时在保持现有的GPRS/CDMA2000 1X网络增值业务的同时也提供强大的操作与维护及网络智能管理等支持功能。D2D技术系统具有广泛的适应性，扩展性和灵活性，方便为用户在短期内制定一种透明的数据传输解决方案。无需安装其它软件和对企业内部网络及其各种应用程序做任何改动。
同时，现有技术也存在一些缺陷和不足，如上行数据传输速率有限，不适合对数率和实时性要求比较高的远程数据传输，这与内部系统硬件性能和外部无线平台带宽有关。当选用数据传输速率优先方式时为保持数据传输的高速实时性数据在传输过程中会有少许丢包现象，这也是现有技术无法避免的，但是总体不影响其性能的稳定性和可靠性。在保持数据高可靠和高稳定性的时候就必须以降低数据传输速率为代价，这些不足还需在技术上做进一步改进。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于公用移动数据通信网的无线透明D2D系统传输方法，该方法为用户提供一种基于GPRS/CDMA2000 1X无线数据传输网络的可靠、高速、低成本、透明，永远实时在线通信解决方案及内部智能的网络管理。
无线透明D2D技术系统实现了远程异地用户设备以目前移动通信运营商提供的2.5G公用无线包数据传输交换平台GPRS/CDMA2000 1X为传输基础，进行异地设备到设备稳定可靠的数据传输功能。采用该方法的无线透明D2D技术系统由无线D2D终端和D2D网关组成，前者工作在通用无线GPRS/CDMA2000 1X分组网络上，后者工作在以太网网络层，本无线D2D系统技术对用户异地终端设备和原有以太网IP网络具有应用透明性，利用该系统组网不需要额外开发软件或安装客户端软件，用户所有上层应用系统均为企业原有软件。而且该系统对数据的传输具有高度加密和鉴权机制，与在互联网Internet上建立的有线DTU数据传输类似，是在无线公网平台上建立的企业端到端通用透明无线应用数据传输系统。
无线透明D2D技术运用以太网包数据处理机制、2.5G公用无线通信系统GPRS或CDMA2000 1X的包数据通道技术，将异地用户设备及系统需要传输到本地中心或是其它异地设备系统的数据包通过串口发给D2D终端，再通过公用无线通信系统的包数据传输业务，无线传输到本地机构以太网；D2D网关同时在本地以太网获得需要传输到异地用户设备的数据包，通过公用无线通信系统的包数据传输业务，无线传输到异地的D2D终端上，D2D终端再通过串口传给远程的用户系统设备。实现异地远程端到端透明无线可靠传输与实时交互。数据的传输形式分为有序交互式和无序流量式两种，保证了数据的完整性，适用于不同应用领域和解决方案。
无线透明D2D技术通信系统由无线D2D终端和D2D网关组成，无线D2D终端工作在异地的GPRS/CDMA2000 1X无线接入网上。终端通过RS232/422/485串口从异地用户系统设备中获得需要发送到总部中心网络或是其它异地设备终端的数据，转换成GPRS/CDMA2000 1X传输形式通过上行链路无线发射出去；同时接收GPRS/CDMA2000 1X无线下行数据，分析该信息是否是D2D网关发送的信息，如果该信息是D2D网关发送的信息，则将其转换并通过串口输出给异地用户系统设备，否则将该信息丢弃。D2D终端自动登陆GPRS/CDMA2000 1X无线网络，实时响应无线接入网的呼叫处理，保证终端永远在线。无线D2D网关工作在本地以太网和GPRS/CDMA20001X数据分组网，对于接收到的合法无线D2D终端发送的网络数据包将进行相应的寻径管理，保证异地终端到本地监控中心以及各个终端之间的相互实时通信，同时通过网络层获得中心或是其它D2D终端需要发送到异地D2D终端的数据，通过GPRS/CDMA2000 1X数据分组网，发送到与D2D终端相连的异地用户系统设备。D2D网关对所有上线的无线D2D终端实施远程跟踪，实时了解DTU数据终端的在线状态，上线和下线时间。D2D网关能够进行大量无线D2D终端数据的并发处理。
无线透明D2D技术系统对数据的传输具有高度加密和鉴权机制，与在Internet上建立的有线数据通信类似，是在2.5G无线公网平台上建立的企业通用透明无线可靠端到端数据传输系统。无线D2D终端和D2D网关对需要发送的数据用分组加密算法进行高强度加密处理，对接收的数据作相应的解密处理，在GPRS/CDMA2000 1X网络中传输的数据是加密后的数据。无线D2D终端的国际移动用户识别码和链路地址必须在中心网关注册后终端方能使用。D2D终端需要由D2D网关的认证服务进行终端身份认证，未通过认证的设备，不允许其接入企业内部网；而且可将一个D2D终端与一台计算机器绑定，防止D2D终端被他人盗用进入企业内网。同时在无线D2D终端的在线过程中，由D2D网关控制D2D终端密钥的实时更新，实现了系统高强度安全性。
通用无线D2D技术通信系统不需要移动公司或联通公司的企业专用无线组网，就可轻松实现远程异地端到端可靠，高速，稳定，低成本的数据传输，通过无线透明D2D技术，使用普通开通包数据业务的GSM用户识别模块SIM卡或CDMA用户识别模块UIM卡以及企业总部的一个公网IP地址就可以实现无线远程系统设备到系统设备之间的透明实时性可靠数据交互。如对移动公司而言，则不需要将SIM卡与移动某个内部IP及移动的某个专用接入点APN绑定，也不需要接入点APN到企业总部的专线。
本发明是实现企业远程设备实时监控，端到端中小有序或是无序数据量高速透明无线传输以及智能网络管理的低费用理想选择。本系统对数据的传输具有高度加密和鉴权机制，具有很高的数据安全性，完整性，稳定性，实时性，可靠性，其与在Internet上建立的有线数据通信类似，是在无线公网平台上建立起的企业通用透明无线传输D2D系统。该系统由无线D2D终端和D2D网关组成，适用于远程遥感监控，移动信息服务，移动商务计算等领域，如远程自动抄表，环保监测，油井监控，智能交通，商务手持PDA，彩票机，移动POS，LBS定位终端系统等方面。
图1为无线透明D2D技术的协议栈示意图。
图2为无线D2D网关通信处理结构图。
图3为无线D2D终端数据处理流程图。
图4为无线透明D2D技术通信系统结构图。
具体实施例方式
结合附图对本发明作进一步的描述说明。
图1说明无线透明D2D技术的协议栈结构。欧洲电联ETSI的通用分组无线业务GPRS规范将GPRS支撑节点网关的协议栈规定为IP通用传输承载所有上层应用协议的方式，充分利用一切基于IP的灵活性，同时加载在GPRS支撑节点上的通用传输承载功能完成真正独立于数据内容的数据传输；而根据互操作规范IOS V4.1的规定，CDMA2000 1X的A8接口对用户各类业务数据采用通用数据封装，然后通过IP网络进行传输，同样也实现了独立于用户业务数据的传输；因此采取GPRS/CDMA2000 1X对各种类型业务数据进行无内容解析的传输处理。无线D2D终端通过串口通信机制获得异地用户系统设备的数据包后，由2.5G公用无线通信系统GPRS或CDMA20001X的包数据传输通道进行数据包传输，在接收到传输到本地机构的数据包后，将其发送到本地机构的以太网的网络层，从而实现异地远程设备到设备透明无线传输与实时交互。
图2说明D2D技术通信系统中的无线D2D网关数据处理逻辑。D2D网关接收移动终端通过GPRS支撑节点网关GGSN或CDMA2000 1X包数据服务接点PDSN发送来的数据包，经过解密、分解和鉴权等处理后，获得通过无线D2D终端发来的远端设备数据包，进行寻径处理后，发送到总部局域网网络层或回送到GGSN/PDSN以发送到目的D2D终端；总部局域网主机回应的数据包，经过加密等处理后通过D2D网关向GGSN或PDSN发送。
图3说明D2D技术通信系统中的无线D2D终端数据处理流程图。无线D2D终端首先进行内部以太网口和串口及其它各模块的初始化，然后再通过串口在中心服务器获得配置参数注册，如果接收到的是从串口发送过来的设备需要发送到总部机构的数据，则将其加密后发送到GPRS/CDMA20001X网络；如果接收到监控中心服务器由GPRS/CDMA2000 1X网络发来的数据，则对数据进行解密处理后进行分析处理，如果是合理数据则通过串口发送到用户系统设备上去，如果是传输密钥更新则进行相应传输密钥更新。同时定时对网络进行智能化优化处理和向中心发送链路激活数据保持永远在线。D2D终端收到的每个从中心发送过来的数据无论合理与否都必须对中心服务器进行回复。
图4说明D2D技术通信系统的具体网络组织结构。D2D技术通信系统由无线D2D终端和D2D网关组成，由于采用透明端到端数据传输技术，利用D2D设备组网，用户不需要额外开发软件接口或安装客户端软件，所有上层应用系统均为企业原有系统应用软件，而且对企业原有软件、系统或网络不需要作任何改动。异地远程用户的系统设备只需通过RS232串口与无线D2D终端相连，就可实现与企业监控中心服务器进行无线透明数据通信，或是与其它远程D2D终端设备进行端到端的可靠数据传输。D2D终端在使用前必须在D2D网关上进行注册方可使用。本地企业监控中心只需与D2D网关相连就可实现对远程设备系统的监控与通信，还可提供智能化网络管理。
权利要求
1.基于公用移动数据通信网的无线透明端对端数据传输D2D系统传输方法，以目前移动通信运营商提供的2.5G公用无线包数据传输交换平台GPRS/CDMA2000 1X为传输基础，该无线透明D2D系统主要由无线D2D终端和D2D网关组成，D2D终端与异地远程移动或固定用户系统设备相连，工作在GPRS/CDMA2000 1X通用无线分组网络上，D2D网关则工作在企业单位控制中心的以太网网络层，通用无线透明D2D通信系统采用以太网包数据处理机制、2.5G公用无线通信系统GPRS/CDMA2000 1X的包数据传输通道，异地的用户设备系统通过串口将所需传输的业务数据包发给无线D2D终端，终端再通过公用无线通信系统的包数据传输业务，无线传输到本地监控中心的以太网上的D2D网关；D2D网关再将数据传给监控中心或其他远程D2D终端；同时D2D网关在本地以太网获得监控中心或通过公用无线通信系统的包数据传输业务获得其它D2D终端所需传输的业务数据包，通过公用无线通信系统的包数据传输业务，无线传输到异地的D2D终端上，D2D终端再通过串口将数据传给用户设备系统，实现异地设备系统到设备系统的远程透明无线数据传输与通信交互。
2.根据权利要求1所述的无线透明D2D系统传输方法，其特征在于无线D2D终端工作在异地的GPRS/CDMA2000 1X无线接入网上，无线D2D终端通过RS232/4222/485串口从异地用户设备系统接收需要发送到监控中心或其他用户设备系统的数据，并转换成GPRS/CDMA2000 1X传输形式以PPP链路连接方式无线发射出去；无线D2D终端同时接收GPRS/CDMA2000 1X无线下行的数据，并分析该信息是否是D2D网关发送的信息，如果是则将其转换并通过串口发给异地的用户设备系统，否则串口数据传输终端DTU移动终端将该信息丢弃，并同时对中心进行回复。
3.根据权利要求2所述的无线透明D2D系统传输方法，其特征在于无线D2D终端自动登陆GPRS/CDMA2000 1X无线网络，实时响应无线接入网业务呼叫处理，保证无线D2D终端真正永远在线。
4.根据权利要求1所述的无线透明D2D系统传输方法，其特征在于无线DTU网关工作在以太网和GPRS/CDMA2000 1X数据分组网，对于接收到的无线D2D终端发送过来的网络数据包将其进行相应的解密和鉴权，合法的数据再通过智能寻径管理发送到监控中心或其它D2D终端上去，不合法的数据将丢弃同时报告给中心和D2D终端，保证了端到端的可靠数据传输和监控中心对异地用户设备系统的智能管理；同时对于通过截获本地以太网链路层的监控中心或异地通用无线接入网的其它D2D终端需要发送的业务数据，通过GPRS/CDMA2000 1X数据分组网，发送到无线D2D终端所连接的异地用户设备系统上。
5.根据权利要求4所述的无线透明D2D系统传输方法，其特征在于D2D网关对所有上线的无线D2D终端实施远程跟踪，实时了解DTU数据终端的在线状态、上线和下线的时间。
6.根据权利要求1所述无线透明D2D系统传输方法，其特征在于无线透明D2D技术系统对数据的传输具有高度加密和鉴权机制，在2.5G无线公网平台上建立的端到端可靠数据传输及智能网络管理系统，无线D2D终端和D2D网关对需要发送的数据用分组加密算法进行高强度加密处理，对接收的数据作相应的鉴权解密处理，无线D2D终端不需要中国移动公司专用授权用户识别模块SIM卡或中国联通公司专用授权用户识别模块UIM卡就可接入D2D系统，D2D终端的国际移动用户识别码和链路地址必须在中心D2D网关注册后终端方能使用，实际使用中的D2D终端需要由D2D网关的认证服务进行终端身份认证，未通过注册认证的D2D设备终端是不允许使用的；而且还可将一个D2D终端与一台远端设备绑定，防止D2D终端被他人盗用进入企业内部设备控制网与监控中心通信或破坏其它D2D终端设备。
7.根据权利要求6所述无线透明D2D系统传输方法，其特征在于在无线D2D终端的在线过程中，由D2D网关控制D2D终端密钥的实时更新。
全文摘要
本发明涉及基于公用移动数据通信网的无线透明D2D系统传输方法，以目前移动通信运营商提供的2.5G公用移动数据通信网的包数据传输交换平台GPRS/CDMA2000 1X为传输基础，由无线D2D终端和D2D网关组成，两设备分别工作在GPRS/CDMA2000 1X通用无线网络和中心以太网链路层，可实现异地端到端远程透明无线数据传输与机对机交互通信功能。利用D2D技术组成的高智能网络管理系统，可为用户实现一种可靠、高速、低成本、透明的无线数据通信机制。本发明对数据的传输具有高度加密和鉴权机制。同时中心网关可提供强大的操作与维护及网络管理支持功能。该系统广泛的适应性，扩展性和灵活性可方便各行业用户适用于各种不同的应用解决方案。
文档编号H04L12/56GK1703023SQ200510018878
公开日2005年11月30日 申请日期2005年6月8日 优先权日2005年6月8日
发明者吴玲琦, 许锦容, 赵勋, 胡士毅 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司