移动互联网访问系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种移动互联网访问系统，具体包括：至少一个部署在接入网的第一基站，以及多个部署在接入网和/或核心网中的数据传输节点，每个第一基站通过至少一个数据传输节点与核心网上与网关连接的第一数据传输节点连接，各第一基站和数据传输节点具有符合移动通信网设备互联协议的网内协议地址，从而通过第一基站对移动台发送的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将数据包发送到核心网，核心网对接收到的数据包进行解封装处理发送给互联网。从而保证多个数据传输节点与现有移动通信设备的兼容性，实现了以较低的建设和运行维护成本，提高了通过移动通信网进行互联网访问的数据吞吐量和效率。
【专利说明】移动互联网访问系统
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种移动互联网访问系统。
【背景技术】
[0002]在最近几年里，移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务。迄今，中国移动通信用户总数超过3.6亿，互联网用户总数则超过I亿，这一现象反映了人们对移动性和信息的需求急剧上升，越来越多的人希望在移动的过程中高速地接入互联网，获取需要的信息，因此，移动与互联网相结合的趋势是历史的必然，移动互联网正逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域。
[0003]为了使用户通过移动通信网访问互联网，运营商对现有的移动通信网的基础架构做了多次升级和业务扩展，例如:网关GPRS支持节点GGSN和GPRS服务支持节点SGSN，GGSN可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和LAN等，GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络，GGSN具有PDP上下文激活、PDP上下文修改、PDP上下文去激活的功能；GGSN具有地址翻译和映射功能，包括查找DNS，实现域名解析功能，GGSN具有封装和隧道传输功能，可以将来自外部数据网的PDP PDU用GTP字头和TCP/IP或UDP/IP字头进行分装的功能，并以这些字头中的恶相关地址信息作为标识；SGSN主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出等功能。
[0004]然而，现有的移动通信网中的网络设备的负载量是有限的，对于运营商而言，必须重新调整他们的网络接入策略，以适应日益增长的移动设备上网需求，具体包括:更高数据吞吐量，并且低时延；更低的建设和运行维护成本；与现有网络的可兼容性。因此，亟需一种针对上述需求的移动互联网访问系统。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种移动互联网访问系统。
[0006]本发明一方面提供一种移动互联网访问系统，包括:
[0007]接入网、核心网和互联网，其中，所述核心网和所述互联网通过网关相连接，其特征在于，还包括:
[0008]至少一个部署在所述接入网的第一基站，以及多个部署在所述接入网和/或所述核心网中的数据传输节点，其中，部署在所述核心网中与所述网关相连接的数据传输节点为第一数据传输节点，每个第一基站根据预先部署的路由信息通过至少一个数据传输节点与所述第一数据传输节点连接，其中，每个第一基站和每个数据传输节点具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址；
[0009]所述第一基站，用于对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到所述核心网上的第一数据传输节点；
[0010]所述上的第一数据传输节点，用于对采用网内协议地址标识的数据包进行解封装处理，并通过所述网关发送给所述互联网。
[0011]本发明实施例提供的移动互联网访问系统，该系统包括:至少一个部署在接入网的第一基站，以及多个部署在接入网和/或核心网中的数据传输节点，每个第一基站通过至少一个数据传输节点与核心网上与网关相连的第一数据传输节点连接，其中，每个第一基站和每个数据传输节点具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址，从而通过第一基站对移动台发送的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到第一数据传输节点，第一数据传输节点对接收到的数据包进行解封装处理，并通过网关发送给互联网。从而保证了多个数据传输节点与现有的移动通信网设备的兼容性，实现了以较低的建设和运行维护成本，提高了通过移动通信网进行互联网访问的数据吞吐量和效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例提供的一个移动互联网访问系统的结构示意图；
[0013]图2为应用图1所示的移动互联网访问系统进行的移动互联网访问方法流程图；
[0014]图3为本发明实施例提供的另一个移动互联网访问系统的结构示意图；
[0015]图4为应用图3所示的移动互联网访问系统进行的移动互联网访问方法流程图。
【具体实施方式】
[0016]图1为本发明实施例提供的一个移动互联网访问系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括:接入网1、核心网2和互联网3，其中，核心网2和互联网3通过网关4相连接，该系统还包括:至少一个部署在接入网I的第一基站5，以及多个部署在接入网I和/或核心网2中的数据传输节点6，需要说明的是，根据具体的系统规模和实施需要可以只在核心网中部署数据传输节点6 (未示出)，或者在接入网I和核心网2中同时部署数据传输节点6(如图所示)，数据传输节点6的数量由本领域技术人员根据具体的应用需要进行选择，本实施例对此不做限制，需要注意的是，部署在核心网2中与网关4相连接的数据传输节点为第一数据传输节点9，所述第一数据传输节点9为一个或者多个，每个第一基站5根据预先部署的路由信息通过至少一个数据传输节点6与核心网2上的第一数据传输节点9连接，其中，每个第一基站5和每个数据传输节点6具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址。其中，第一基站5，用于对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点6发送给部署在核心网2上、且与网关4相连接的第一数据传输节点9 ;第一数据传输节点9，用于对采用网内协议地址标识的数据包进行解封装处理，并通过网关4发送给互联网3。
[0017]图2为应用图1所示的移动互联网访问系统进行的移动互联网访问方法流程图，结合图2所示的方法，具体说明通过图1所示的移动互联网访问系统各个设备是如何工作完成移动互联网访问的，如图2所示，该方法包括:
[0018]步骤100，第一基站对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送给部署在核心网中、且与网关相连接的第一数据传输节点；
[0019]当移动台需要进行互联网访问时，向自身所归属的第一基站发送用于进行互联网访问的数据包，从而第一基站接收归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包。需要说明的是，第一基站可以通过具体的业务类型标识或者要访问的目的地址信息来判断该数据包是用于进行互联网访问的。第一基站需要将该数据包通过接入网发送至核心网，以使核心网通过与互联网之间的网关将数据包发送至互联网，但是，与现有技术相比，第一基站不再通过现有的移动通信网设备比如网关GPRS支持节点GGSN和GPRS服务支持节点SGSN将用于进行互联网访问的数据包发送到核心网，因为这些设备在满足传统的移动通信业务之外，还要负荷海量的互联网数据业务，导致设备资源紧张，处理效率较低。
[0020]本实施例在接入网和/或核心网中部署了多个数据传输节点，需要注意的是，部署在核心网中与网关相连接的数据传输节点为第一数据传输节点，第一数据传输节点为一个或者多个，每个第一基站根据预先部署的路由信息通过至少一个数据传输节点与核心网上的第一数据传输节点连接，其中，每个第一基站和每个数据传输节点都具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址，即意味着第一基站和数据传输节点之间可以使用网内协议地址基于预先部署的路由信息进行信息传递。需要注意的是，网内协议地址不同于移动台进行互联网访问所用的IP地址，移动台发送的用于进行互联网访问的数据包包括自身的IP地址和待访问的互联网内的目标设备的目标IP地址，各个移动台发起互联网访问所用的IP地址和互联网内的节点所拥有的IP地址是符合TCP/IP协议的地址信息，与本实施例中接入网中的第一基站和接入网和/或核心网中部署的多个数据传输节点所具有的符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址不同，网内协议地址由本领域技术人员根据系统规模和所部属的数据传输节点的数量和层次进行分配，因此，多个数据传输节点不能识别IP地址。因此，第一基站需要采用自身具有的网内协议地址对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包发到对应的数据传输节点，从而通过至少一个数据传输节点发送到部署在核心网上，且与网关相连接的第一数据传输节点。举例说明如下:移动台A要访问互联网中的B设备，移动台A将包含自身的IP地址192.0.0.1和互联网中的B设备的IP地址192.0.1.3的报文发送给所归属的第一基站，第一基站用自身具有的网内协议地址10.0.0.2进行封装处理，以根据预先部署的与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包发送给对应的数据传输节点，数据传输节点所具有的网内协议地址都属于10.0.0.X地址体系，从而通过路由寻址将该数据包发送给该路由信息指定的第一数据传输节点。
[0021]需要说明的是，数据传输节点用于完成数据的转发和传递，比如可以包括:路由器和/或交换机，就路由器与交换机来说，交换机工作在数据链路层，路由器工作在网络层，交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址，而路由器则是利用不同网络协议号来确定数据转发的地址，本领域技术人员可以根据具体的应用场景的规模和需要进行配置。与现有工作的移动通信网设备比如GGSN和SGSN，大量的数据传输节点建设和运行维护成本非常低，并且通过网内协议地址可以和现有的基站兼容工作。
[0022]需要说明的是，每个第一基站和每个数据传输节点所具有的网内协议地址，以及与每个第一基站对应的、从第一基站经过多个数据传输节点到核心网的路由信息可以是移动管理实体所分配和部署的。另外，移动台发送互联网访问业务所用的IP地址可以是第一基站通过核心网从互联网获取动态主机配置协议服务器分配的、与第一基站的标识信息对应的IP地址池，以根据IP地址池为归属于自身且进行互联网访问的移动台分配的IP地址。
[0023]步骤101，第一数据传输节点对采用网内协议地址标识的数据包进行解封装处理，并通过所述网关发送给所述互联网。
[0024]第一数据传输节点通过至少一个数据传输节点接收第一基站发送的用于互联网访问的数据包后，对采用网内协议地址标识的数据包进行解封装处理，以使并将处理后的数据包通过网关发送给互联网。
[0025]本实施例提供的移动互联网访问系统，具体包括:至少一个部署在接入网的第一基站，以及多个部署在接入网和/或核心网中的数据传输节点，每个第一基站通过至少一个数据传输节点与核心网上与网关相连的第一数据传输节点连接，其中，每个第一基站和每个数据传输节点具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址，从而通过第一基站对移动台发送的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到第一数据传输节点，第一数据传输节点对接收到的数据包进行解封装处理，并通过网关发送给互联网。从而保证了多个数据传输节点与现有的移动通信网设备的兼容性，实现了以较低的建设和运行维护成本，提高了通过移动通信网进行互联网访问的数据吞吐量和效率。
[0026]由于基站的负载量是有限的，若在人口密集的商业街区或者大型的运动盛会等情况下，可能出现基站负荷不了的情况，或者有些地理位置，不适合施工铺设管道或线缆，例如文物古迹等周遍区域。因此，通过图3所示系统作为对第一基站的补充，使移动互联网访问系统更加灵活的满足用户需求，具体如图3所示。
[0027]图3为本发明实施例提供的另一个移动互联网访问系统的结构示意图，基于图1所示实施例，该系统还包括:至少一个部署在接入网I的第二基站7，每个第二基站7与至少一个第一基站5无线连接，每个第二基站7具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址；其中，第二基站7，用于对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并发送给至少一个第一基站5，以使接收到的第一基站7根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点6发送到核心网上与网关4相连接的第一数据传输节点9。
[0028]进一步地，所述系统还包括:基站登记服务器8，
[0029]第二基站7还用于:向相邻的基站广播包括自身基站标识信息的无线连接请求，对发送反馈信息的、并确定待连接的第一基站5发送密钥信息；
[0030]所述第一基站5还用于:将第二基站7的基站标识信息和对应的密钥信息发送给基站登记服务器8 ;
[0031]所述登记服务器8，用于根据所述第二基站7的基站标识信息和对应的密钥信息查询预存的注册信息，以对第二基站7进行合法性鉴权，若鉴权通过，则向第一基站5发送鉴权通过响应，以使第一基站5与第二基站7建立无线连接。
[0032]进一步地，第二基站7还用于，通过第一基站5向移动管理实体获取自身的网内协议地址。
[0033]图4为应用图3所示的移动互联网访问系统进行的移动互联网访问方法流程图，结合图4所示的方法，具体说明通过图3所示的移动互联网访问系统各个设备是如何工作完成移动互联网访问的，如图4所示，该方法包括:
[0034]步骤200，第二基站向相邻基站广播包括自身基站标识信息的无线连接请求，对发送反馈信息的、并确定待连接的第一基站发送密钥信息；
[0035]第二基站上电启动后，通过无线检测到多个相邻基站，并向相邻基站广播包括自身基站标识信息的无线连接请求，接收到无线连接请求的第一基站向第二基站发送反馈信息，当第二基站确定待连接的第一基站后，向该待连接的第一基站发送密钥信息，其中，该密钥信息是第二基站所归属的运营商对其合法性所配置的、在其工作前用于进行合法性验证的信息。
[0036]步骤201，第一基站将第二基站的基站标识信息和对应的密钥信息发送给基站登记服务器；
[0037]第一基站接收第二基站发送的密钥信息之后，将第二基站的基站标识信息和对应的密钥信息发送给基站登记服务器，以使基站登记服务器对第二基站的合法性进行验证。
[0038]步骤202，登记服务器根据所述第二基站的基站标识信息和对应的密钥信息查询预存的注册信息，以对第二基站进行合法性鉴权，若鉴权通过，则向所述第一基站发送鉴权通过响应，以使所述第一基站与所述第二基站建立无线连接；
[0039]登记服务器接收第一基站发送的第二基站的基站标识信息和对应的密钥信息之后，查询预存的注册信息，若判断获知该注册信息包括第二基站的基站标识信息和对应的密钥信息，则确定第二基站鉴权通过，并向该第一基站发送鉴权通过响应，从而第一基站根据鉴权通过响应与第二基站建立无线连接。
[0040]步骤203，第二基站通过连接的第一基站向移动管理实体获取自身的网内协议地址；
[0041]第二基站在与至少一个第一基站建立无线连接以后，通过连接的任一第一基站向移动管理实体获取自身的网内协议地址。
[0042]步骤204，第二基站对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并发送给至少一个第一基站，以使接收到的第一基站根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到所述核心网上与网关连接的第一数据传输节点；
[0043]当归属于第二基站的移动台需要进行互联网访问时，向第二基站发送用于进行互联网访问的数据包，从而第二基站接收归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包。本实施例在接入网和核心网中部署了多个数据传输节点，每个第二基站与至少一个第一基站无线连接，每个第一基站都通过多个数据传输节点与核心网连接，其中，每个第一基站、第二基站和每个数据传输节点都具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址，即意味着第二基站与第一基站之间，第一基站和数据传输节点之间可以使用网内协议地址基于预先部署的路由信息进行信息传递。需要注意的是，网内协议地址不同于移动台进行互联网访问所用的IP地址，移动台发送的用于进行互联网访问的数据包包括自身的IP地址和待访问的互联网内的目标设备的目标IP地址，各个移动台发起互联网访问所用的IP地址和互联网内的节点所拥有的IP地址是符合TCP/IP协议的地址信息，与本实施例中接入网中的第二基站、第一基站和接入网和核心网中部署的多个数据传输节点多具有的符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址不同，多个数据传输节点不能识别IP地址。因此，第二基站需要采用自身具有的网内协议地址对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包进行封装处理，并发送给至少一个第一基站，以使接收到的第一基站根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到所述核心网上与网关连接的第一数据传输节点。需要说明的是，若第二基站与N个第一基站无线连接，其中，N大于I，则第二基站，还可以向N个第一基站发送测试信号，以根据N个第一基站的所返回的测试响应信号确定路径优先级，从而根据通过路径优先级确定N个第一基站的数据包分配比例，实现负载均衡。
[0044]步骤205，第一数据传输节点对采用网内协议地址标识的数据包进行解封装处理，并通过所述网关发送给所述互联网。
[0045]第一数据传输节点通过至少一个数据传输节点接收第一基站发送的用于互联网访问的数据包后，对采用网内协议地址标识的数据包进行解封装处理，并将处理后的数据包通过网关发送给互联网。
[0046]本实施例提供的移动互联网访问系统，该系统包括:部署在接入网的至少一个第一基站和至少一个第二基站，以及多个部署在接入网和核心网中的数据传输节点，第二基站与至少一个第一基站无线连接，每个第一基站通过多个数据传输节点与核心网连接，其中，每个第一基站、第二基站和每个数据传输节点具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址，从而通过第二基站对归属于自身的移动台发送的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并发送给至少一个第一基站，以使接收到的第一基站根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到核心网上的第一数据传输节点，第一数据传输节点对接收到的数据包进行解封装处理，并通过网关发送给互联网。从而保证了多个数据传输节点与现有的移动通信网设备的兼容性，实现了以较低的建设和运行维护成本，提高了通过移动通信网进行互联网访问的数据吞吐量和效率，并且进一步地提高了系统部署的灵活性。
[0047]本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0048]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种移动互联网访问系统，包括:接入网、核心网和互联网，其中，所述核心网和所述互联网通过网关相连接，其特征在于，还包括: 至少一个部署在所述接入网的第一基站，以及多个部署在所述接入网和/或所述核心网中的数据传输节点，其中，部署在所述核心网中与所述网关相连接的数据传输节点为第一数据传输节点，每个第一基站根据预先部署的路由信息通过至少一个数据传输节点与所述第一数据传输节点连接，其中，每个第一基站和每个数据传输节点具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址； 所述第一基站，用于对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到所述核心网上的第一数据传输节点； 所述第一数据传输节点，用于对采用网内协议地址标识的数据包进行解封装处理，并通过所述网关发送给所述互联网。
2.根据权利要求1所述的移动互联网访问系统，其特征在于，还包括: 移动管理实体，用于为每个第一基站和每个数据传输节点分配网内协议地址，并部署与每个第一基站对应的、从第一基站经过多个数据传输节点到所述核心网的路由信息。
3.根据权利要求1所述的移动互联网访问系统，其特征在于， 所述第一基站，还用于通过所述核心网从互联网获取动态主机配置协议服务器分配的、与所述第一基站的标识信息对应的IP地址池，以根据所述IP地址池为归属于自身且进行互联网访问的移动台分配IP地址。
4.根据权利要求1所述的移动互联网访问系统，其特征在于，所述数据传输节点包括: 路由器和/或交换机。
5.根据权利要求1-4任一所述的移动互联网访问系统，其特征在于，还包括:至少一个部署在所述接入网的第二基站，所述第二基站与至少一个第一基站无线连接，每个第二基站具有符合移动通信网设备互联协议、用于移动通信网设备之间相互传递信息的网内协议地址； 所述第二基站，用于对归属于自身的移动台发送的、用于进行互联网访问的数据包，采用自身具有的网内协议地址进行封装处理，并发送给至少一个第一基站，以使接收到的第一基站根据与自身对应的路由信息将封装处理后的数据包通过至少一个数据传输节点发送到所述核心网的第一数据传输节点。
6.根据权利要求5所述的移动互联网访问系统，其特征在于，所述系统还包括:基站登记服务器， 所述第二基站还用于:向相邻的基站广播包括自身基站标识信息的无线连接请求，对发送反馈信息的、并确定待连接的第一基站发送密钥信息； 所述第一基站还用于:将第二基站的基站标识信息和对应的密钥信息发送给基站登记服务器； 所述登记服务器，用于根据所述第二基站的基站标识信息和对应的密钥信息查询预存的注册信息，以对第二基站进行合法性鉴权，若鉴权通过，则向所述第一基站发送鉴权通过响应，以使所述第一基站与所述第二基站建立无线连接。
7.根据权利要求6所述的移动互联网访问系统，其特征在于， 所述第二基站还用于，通过所述第一基站向移动管理实体获取自身的网内协议地址。
8.根据权利要求6或7所述的移动互联网访问系统，其特征在于，若所述第二基站与N个第一基站无线连接，其中，N大于1， 所述第二基站，还用于向N个第一基站发送测试信号，以根据N个第一基站的所返回的测试响应信号确定路径优先级，从而根据通过路径优先级确定N个第一基站的数据包分配比例，实现负载均衡。
【文档编号】H04L29/12GK104468559SQ201410719807
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】田新雪, 张成岩 申请人:中国联合网络通信集团有限公司