一种无线接入网中的第三方应用平台及其通讯方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线接入网中的第三方应用平台及其通讯方法，所述通信方法包括：在无线接入网中设置用于处理用户设备UE的第三方应用请求的第三方应用平台；第三方应用平台监听来自UE的上行报文，解析并判断所述报文是否是上行第三方应用报文；当判断所述报文是上行第三方应用报文时，第三方应用平台利用其第三方应用程序对所述报文进行本地处理。本发明能够减少数据流量在网络中传送的距离和节点数，减少基站出口的上下行流量，提升用户体验和网络效率。
【专利说明】一种无线接入网中的第三方应用平台及其通讯方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信和基站技术，特别涉及无线接入网的第三方应用技术。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的发展以及智能手机的逐渐普及，无线通信系统中的数据流量正在呈现快速增长的趋势。现有的基站实际上是一个数据哑管道，其作为一个单纯的数据转发节点，既不能区分用户类型、用户设备类型、业务类型，也不具备本地化存储和数据优化能力。而数据流量的快速增长、游戏数据的实时要求、视频数据的大规模应用、M2M的大规模应用等对基站backhaul和核心网造成了重大的冲击。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供无线接入网中的第三方应用平台及其通讯方法，通过在无线接入网中驻留第三方应用软件，使无线接入设备能够处理UE的上下文数据，减少无线接入设备出口的上下行流量。
[0004]根据本发明的一个方面，本发明提供的一种无线接入网中第三方应用平台的通讯方法包括:
[0005]在无线接入网中设置用于处理用户设备UE的第三方应用请求的第三方应用平台；
[0006]第三方应用平台监听来自UE的上行报文，解析并判断所述报文是否是上行第三方应用报文；
[0007]当判断所述报文是上行第三方应用报文时，第三方应用平台利用其第三方应用程序对所述报文进行本地处理。
[0008]优选地，第三方应用平台根据所述上行报文的目的IP地址和目的端口号查找其第三方应用信息结构表，并根据查找结果，判断所述报文是否是上行第三方应用报文。
[0009]优选地，所述方法还包括:
[0010]第三方应用平台经由设置在无线接入网中的第三方应用代理服务器将上行第三方应用域名系统DNS报文发送至DNS服务器，并接收DNS服务器响应的下行第三方应用DNS回应报文，以便第三方应用平台利用所述下行第三方应用DNS回应报文，找到需要进行交互的第三方应用服务器。
[0011]优选地，所述方法还包括:
[0012]第三方应用平台经由第三方应用代理服务器将上行第三方应用Tcp/Udp报文发送至第三方应用服务器，并接收和保存第三方应用服务器响应的下行第三方应用Tcp/Udp报文。
[0013]优选地，第三方应用平台通过为所述上行第三方应用Tcp/Udp报文封装外层IP头，将所述报文发送至第三方应用代理服务器，所述第三方应用代理服务器将所述报文的外层IP头剥离，并通过修改其内层IP地址，将所述报文发送至第三方应用服务器。[0014]优选地，第三方应用代理服务器通过为所述下行第三方应用Tcp/Udp报文封装外层IP头，将所述报文发送至第三方应用平台，以供所述第三方应用平台将所述报文的外层IP头剥离后，发送至其第三方应用程序。
[0015]根据本发明的另一方面，本发明提供的一种无线接入网中的第三方应用平台包括:
[0016]报文解析模块，用于监听来自UE的上行报文，解析并判断所述报文是否是上行第三方应用报文，并当判断所述报文是上行第三方应用报文时，将所述报文传递至第三方应用程序模块；
[0017]第三方应用程序模块，用于利用其第三方应用程序，对所述上行第三方应用报文进行本地处理。
[0018]优选地，所述第三方应用平台还包括:
[0019]报文预处理模块，用于将所述上行第三方应用报文经由第三方应用框架发送至所述第三方应用程序模块，并经由第三方应用框架接收所述第三方应用程序模块响应的下行第三方应用报文；
[0020]第三方应用框架，用于将上行第三方应用报文转发至第三方应用程序模块，并将所述下行第三方应用报文转发至报文预处理模块。
[0021 ] 优选地，所述第三方应用程序模块还用于经由设置在无线接入网中的第三方应用代理服务器将上行第三方应用Tcp/Udp报文发送至第三方应用服务器，并接收和保存第三方应用服务器响应所述报文的下行第三方应用Tcp/Udp报文。
[0022]优选地，所述报文预处理模块还用于经由所述第三方应用框架接收所述上行第三方应用Tcp/Udp报文，通过为所述报文封装外层IP头，将其发送至第三方应用代理服务器，并将所述下行第三方应用Tcp/Udp报文的外层IP头剥离，经由第三方应用框架发送至第三方应用程序膜块。
[0023]与现有技术相比较，本发明的有益效果在于:
[0024]1、本发明通过在基站侧设置第三方应用平台，使第三方应用服务器可以把数据推送到驻留在各个基站的第三方应用平台；
[0025]2、本发明通过驻留在基站的第三方应用平台，使基站侧能够处理UE的上下文数据，减少了数据流量在网络中传送的距离和节点数，减少了基站出口的上下行流量，提升了不断增长的数据业务的用户体验和网络效率；
[0026]3、本发明中，UE上的应用和公网服务器与现有架构一致，不需要对现有无线网络架构进行修改和重新设计，极大的保护了运营商的投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明第一实施例提供的基于第三方应用的基站架构图；
[0028]图2是本发明第二实施例提供的基于第三方应用的基站架构图；
[0029]图3是本发明第一实施例和第二实施例中所述第三方应用平台的结构图；
[0030]图4是本发明第一实施例提供的基站侧第三方应用的上下行数据的处理流程图；
[0031]图5是本发明第一实施例和第二实施例提供的第三方应用信息结构表示图；
[0032]图6是本发明第一实施例提供的UE的上行数据处理流程图；[0033]图7是本发明第一实施例提供的UE的下行数据处理流程图。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]基于第三方应用的基站支持2G/3G/LTE，图1是本发明第一实施例提供的基于第三方应用的基站架构图，即LTE的基站架构图，图2是本发明第二实施例提供的基于第三方应用的基站架构图，即2G/3G的基站架构图。基于第三方应用的基站与传统的基站一样，只需要在基站侧增加第三方应用平台，对于2G/3G的基站来说，PDCP协议层在RNC上处理，RNC的功能下移到基站。
[0036]如图1和图2所示，本发明在基站内部增加了第三方应用平台，用于实现UE的第三方应用软件客户端上下行用户面数据的本地基站处理，并通过所述第三方应用平台，完成UE与公网的第三方应用服务器的上下文数据交互。同时，在无线接入网中增加了第三方应用代理服务器，用于实现驻留基站侧的第三方应用平台与公网的第三方应用服务器之间的通信。
[0037]进一步地，所述第三方应用平台包括第三方应用程序模块(第三方应用软件可执行文件)、第三方应用框架、报文预处理模块、报文解析模块。其中，所述报文解析模块负责报文的解析、分类和识别；所述报文预处理模块负责GTPU解析处理、IPINIP报文的处理、第三方应用报文上下行统计和报文识别。
[0038]下面以LTE基站为例对本发明进行进一步解释和说明，其原理也可以用于2G/3G制式的基站。
[0039]图3是本发明第一实施例和第二实施例中所述第三方应用平台的结构图，第三方应用平台设置在基站侧，包括第三方应用程序模块、第三方应用框架、报文解析模块和报文预处理模块。其中:
[0040]所述第三方应用程序模块用于利用其第三方应用程序，对所述上行第三方应用报文进行本地处理；还用于经由设置在无线接入网中的第三方应用代理服务器将上行第三方应用Tcp/Udp报文发送至第三方应用服务器，并接收和保存第三方应用服务器响应所述报文的下行第三方应用Tcp/Udp报文。也就是说，所述第三方应用程序模块主要处理UE上的第三方应用软件客户端的上下行数据，根据本地基站的存储情况，集中上传数据到第三方应用服务器，并根据本地基站的需求从第三方应用服务器预先下载数据，并对第三方应用软件进行统一管理，包括配置管理、版本管理、告警管理、实时监控等功能。
[0041]所述第三方应用框架用于将上行第三方应用报文转发至第三方应用程序模块，并将所述下行第三方应用报文转发至报文预处理模块；还用于将来自第三方应用程序模块的上行第三方应用Tcp/Udp报文转发至所述报文预处理模块，并将剥离了外层IP头的下行第三方应用Tcp/Udp报文转发至所述第三方应用程序模块。具体地说，所述第三方应用框架为第三方应用软件提供各类函数接口以及回调函数，实现第三方应用程序模块与报文预处理模块之间的交互功能。
[0042]所述报文预处理模块用于将所述上行第三方应用报文经由第三方应用框架发送至所述第三方应用程序模块，并经由第三方应用框架接收所述第三方应用程序模块响应的下行第三方应用报文，发送至报文解析模块；还用于经由所述第三方应用框架接收所述上行第三方应用Tcp/Udp报文，通过为所述报文封装外层IP头，将其发送至第三方应用代理服务器，并将所述下行第三方应用Tcp/Udp报文的外层IP头剥离，经由第三方应用框架发送至第三方应用程序膜块。进一步说，所述报文预处理模块识别和统计UE与第三方应用程序模块之间的上下行报文、第三方应用程序模块与第三方应用服务器之间上下行报文。其中，对于UE与第三方应用程序模块之间的上行报文，根据IP五元组信息存储GTPU头，将报文净荷送给第三方应用程序模块；对于UE与第三方应用程序模块之间的下行报文，根据IP五元组信息查找GTPU头后，将找到的GTPU头添加到报文后发送至UE。
[0043]所述报文解析模块用于监听来自UE的上行报文，解析并判断所述报文是否是上行第三方应用报文，当判断所述报文是上行第三方应用报文时，将所述报文传递至第三方应用程序模块。进一步说，所述报文解析模块主要区分UE与第三方应用程序模块之间的上下行报文、UE与第三方应用程序模块之间的上下行DNS报文、UE其他的媒体流上下行报文，并完成UE与第三方应用程序模块之间的上下行报文统计。对于UE与第三方应用程序模块之间的上下行报文，传送给报文预处理模块处理，对于其他报文，按照现有的流程发送到核心网。
[0044]所述第三方应用平台的工作流程如下:
[0045]对于第三方应用的上行报文，第三方应用程序模块通过第三方应用框架发送上行第三方应用DNS报文或Tcp/Udp报文；第三方应用框架将所述报文发送到报文预处理模块；报文预处理模块构造IpInIp报文，其中外层Ip头的源IP地址等于第三方应用平台内网IP地址，目的IP地址为第三方应用代理服务器内网IP地址；当基站判断目的IP地址等于第三方应用代理服务器内网IP地址时，将IpInIp报文发送至第三方应用代理服务器；第三方应用代理服务器剥离IpInIp报文的外层IP头后将报文发送至DNS服务器或第三方应用服务器。
[0046]对于第三方应用的下行报文，DNS服务器或第三方应用服务器将下行第三方应用DNS回应报文或Tcp/Udp报文发送至第三方应用代理服务器；第三方应用代理服务器将所述报文封装外层IP头后形成IpInIp报文，并发送至基站；当基站收到的IpInIp报文的目的IP地址是第三方应用平台的内网IP地址时，将所述报文转发给第三方应用平台；所述第三方应用平台的报文预处理模块将IpInIp报文的外层IP头去掉后发送给第三方应用框架；第三方应用框架再将报文发送给第三方应用程序模块。
[0047]图4是本发明第一实施例提供的基站侧第三方应用的上下行数据的处理流程图，即第三方应用平台与公网的第三方应用服务器通讯的上下行数据的处理流程图，其中描述了各个模块所处位置，以及它们之间的数据交互流程。图中，UE、第三方应用服务器、DNS服务器具有外网IP地址(公网IP地址)，第三方应用模块具有内网IP地址，第三方应用代理服务器具有外网IP地址和内网IP地址。第三方应用代理服务器负责第三方应用平台与公网DNS服务器、第三方应用服务器的通信。
[0048]第三方应用的上行报文发送流程如下:
[0049]1.1、第三方应用程序模块将上行第三方应用DNS报文或Tcp/Udp报文发送至第三方应用框架。
[0050]DNS报文:第三方应用程序模块建立socket的同时首先通过第三方应用框架发送DNS报文。
[0051]数据报文:第三方应用程序模块通过第三方应用框架发送Tcp/Udp报文。
[0052]1.2、第三方应用框架将上行第三方应用DNS报文或Tcp/Udp报文发送到报文预处理模块。
[0053]1.3、报文预处理模块识别上行第三方应用DNS报文、Tcp/Udp报文。
[0054]对于上行第三方应用Tcp/Udp报文，根据所述报文的目的IP地址查找如图5所示的第三方应用信息结构表，更新上行第三方应用与服务器流量信息；构造IpInIp报文，使其外层Ip头的源IP地址是第三方应用模块内网IP地址，目的IP地址是第三方应用代理服务器内网IP。
[0055]1.4、若基站判断所述IpInIp报文的目的IP地址是第三方应用代理服务器内网IP,则将所述报文发送至第三方应用代理服务器。
[0056]1.5、第三方应用代理服务器剥离IpInIp报文的外层IP头；将内层源IP地址替换为第三方应用代理服务器外网IP地址，上行第三方应用DNS报文的内层目的IP地址替换为DNS服务器外网IP地址、上行第三方应用Tcp/Udp报文的内层目的IP地址替换为第三方应用服务器外网IP地址；将报文送往DNS服务器或第三方应用服务器。
[0057]第三方应用的下行报文接收流程如下:
[0058]2.1、DNS服务器或第三方应用服务器将下行第三方应用DNS回应报文或Tcp/Udp报文发送给第三方应用代理服务器。
[0059]2.2、第三方应用代理服务器为所述报文封装外层IP头后形成IpInIp报文，发送至基站，所述外层IP头的源IP地址是第三方应用代理服务器内网IP地址，目的IP地址是第三方应用平台内网IP地址。
[0060]2.3、基站收到所述报文后，当判断其目的IP地址是第三方应用平台内网IP地址时发送至第三方应用平台。
[0061]2.4、第三方应用平台的报文预处理模块将IpInIp报文的外层IP头去掉，并识别所述IpInIp报文是下行第三方DNS报文还是下行第三方Tcp/Udp报文。对于下行第三方DNS报文，根据报文的内容查找第三方应用服务器Url和第三方应用服务器公网IP地址，根据URL信息查找图5所示第三方应用信息结构表，将第三方应用服务器公网IP更新至所述结构表中；对于下行第三方应用Tcp/Udp报文，提取报文的源IP地址作为第三方应用服务器公网IP索引，查找第三方应用信息结构表，并更新下行第三方应用与服务器流量，然后将报文发送至第三方应用框架；
[0062]2.5、第三方应用框架把报文发送给第三方应用程序模块。
[0063]图6是本发明第一实施例提供的UE的上行数据处理流程图，步骤如下:
[0064]3.UUE根据不同的上行报文类型准备报文并发送给基站。
[0065]3.2、基站将收到的报文转发给第三方应用平台。
[0066]第三方应用平台的报文解析模块首先判断所述报文是上行控制流报文还是上行媒体流报文，并提取报文中的五元组数据。如果所述报文是上行控制流报文，则将报文直接传送给主控接入模块，并执行步骤3.5和3.6 ;如果所述报文是上行媒体流报文，则根据报文目的Ip地址和目的端口号查找如图5所示的第三方应用信息结构表，判断所述报文是否是上行媒体流第三方应用报文，当所述报文是上行媒体流第三方应用报文时，将其发送至报文预处理模块，否则，完成报文流分类、流识别和流统计后，将报文直接传送给主控接入模块，并执行步骤3.5和3.6。
[0067]3.3、报文预处理模块将所述上行媒体流第三方应用报文的GTPU头去掉，根据净荷中的五元组信息存储GTPU头信息，并将去除GTPU头的报文发送给第三方应用框架。
[0068]3.4、第三方应用框架将所述报文发送给第三方应用程序模块。
[0069]3.5、基站按照现有流程处理，将报文转发至核心网。
[0070]3.6、核心网按照现有流程处理，将报文转发至公网上的DNS服务器和其他应用服务器。
[0071]图7是本发明第一实施例提供的UE的下行数据处理流程图，服务器应答报文的接收流程包括:
[0072]4.1、公网上的DNS服务器和其他应用服务器按照现有流程处理发送下行媒体流其他报文和DNS报文。
[0073]4.2、核心网对于下行媒体流其他报文按照现有流程处理，转发给基站。
[0074]4.3、基站将下行媒体流其他报文转发给第三方应用平台的报文解析模块。
[0075]4.4、第三方应用程序模块将下行媒体流第三方应用报文发送给第三方应用框架。
[0076]4.5、第三方应用框架将所述下行媒体流第三方应用报文发送给报文预处理模块。
[0077]4.6、报文预处理模块根据所述下行媒体流第三方应用报文的净荷中的五元组信息查找GTPU头，并在封装GTPU头后发送至报文解析模块。
[0078]4.7、报文解析模块首先判断收到的报文是控制流报文还是媒体流报文。
[0079]对于下行控制流报文，直接发送给基站；
[0080]对于下行媒体流报文，根据报文源IP地址和源端口号查找如图5所示的第三方信息结构表，判断是否是下行媒体流第三方应用报文，如果是下行媒体流第三方应用报文，则统计下行第三方应用与UE流量，然后将所述报文发送至UE ；
[0081]对于下行媒体流其他报文，完成报文流分类、流识别和流统计后，将所述报文送到
基站O
[0082]4.8、基站把下行媒体流其它报文发送到UE。
[0083]综上所述，本发明具有以下技术效果:
[0084]本发明利用基站侧驻留的第三方应用平台，处理UE的第三方应用软件客户端的数据，保存第三方应用服务器推送的数据，极大的降低了基站的出口流量，减少了数据流量在网络中传送的距离和节点数，提升了现有业务的用户体验和网络效率。
[0085]尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本【技术领域】技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种无线接入网中第三方应用平台的通讯方法，其特征在于，包括: 在无线接入网中设置用于处理用户设备UE的第三方应用请求的第三方应用平台； 第三方应用平台监听来自UE的上行报文，解析并判断所述报文是否是上行第三方应用报文； 当判断所述报文是上行第三方应用报文时，第三方应用平台利用其第三方应用程序对所述报文进行本地处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三方应用平台根据所述上行报文的目的IP地址和目的端口号查找其第三方应用信息结构表，并根据查找结果，判断所述报文是否是上行第三方应用报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:第三方应用平台经由设置在无线接入网中的第三方应用代理服务器将上行第三方应用域名系统DNS报文发送至DNS服务器，并接收DNS服务器响应的下行第三方应用DNS回应报文，以便第三方应用平台利用所述下行第三方应用DNS回应报文，找到需要进行交互的第三方应用服务器。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括: 第三方应用平台经由第三方应用代理服务器将上行第三方应用Tcp/Udp报文发送至第三方应用服务器，并接收和保存第三方应用服务器响应的下行第三方应用Tcp/Udp报文。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第三方应用平台通过为所述上行第三方应用Tcp/Udp报文封装外层IP头，将所述报文发送至第三方应用代理服务器，所述第三方应用代理服务器将所述报文的外层IP头剥离，并通过修改其内层IP地址，将所述报文发送至第三方应用服务器。`
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第三方应用代理服务器通过为所述下行第三方应用Tcp/Udp报文封装外层IP头，将所述报文发送至第三方应用平台，以供所述第三方应用平台将所述报文的外层IP头剥离后，发送至其第三方应用程序。
7.一种无线接入网中的第三方应用平台，其特征在于，包括: 报文解析模块，用于监听来自UE的上行报文，解析并判断所述报文是否是上行第三方应用报文，并当判断所述报文是上行第三方应用报文时，将所述报文传递至第三方应用程序模块； 第三方应用程序模块，用于利用其第三方应用程序，对所述上行第三方应用报文进行本地处理。
8.根据权利要求7所述第三方应用平台，其特征在于，还包括: 报文预处理模块，用于将所述上行第三方应用报文经由第三方应用框架发送至所述第三方应用程序模块，并经由第三方应用框架接收所述第三方应用程序模块响应的下行第三方应用报文，发送至报文解析模块； 第三方应用框架，用于将上行第三方应用报文转发至第三方应用程序模块，并将所述下行第三方应用报文转发至报文预处理模块。
9.根据权利要求7或8所述的第三方应用平台，其特征在于，所述第三方应用程序模块还用于经由设置在无线接入网中的第三方应用代理服务器将上行第三方应用Tcp/Udp报文发送至第三方应用服务器，并接收和保存第三方应用服务器响应所述报文的下行第三方应用Tcp/Udp报文。
10.根据权利要求9所述的第三方应用平台，其特征在于，所述报文预处理模块还用于经由所述第三方应用框架接收所述上行第三方应用Tcp/Udp报文，通过为所述报文封装外层IP头，将其发送至第三方应用代理服务器，并将所述下行第三方应用Tcp/Udp报文的外层IP头剥离，经由第三方应用框架发送至第三方应用程序膜块。
【文档编号】H04L29/12GK103634365SQ201210312311
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】赖红, 周志雄, 黄钧, 崔卓 申请人:中兴通讯股份有限公司