LTE Femto接入網系統(tǒng)及提高實時性業(yè)務質量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術領域，具體來講是LTEFemto接入網系統(tǒng)及提高實時性業(yè)務質量方法。
【背景技術】
[0002]隨著無線移動數(shù)據(jù)業(yè)務不斷發(fā)展，用戶對于優(yōu)質的語音、視頻質量與高速實時數(shù)據(jù)業(yè)務的需求日益強烈。但是由于LTE(Long Term Evolut1n，長期演進)宏基站在室內覆蓋的不足，以及用戶對吞吐量需求不斷提高，因此需要用LTE Femto(家庭基站)來進行補充
JVi 口 O
[0003]LTE Femto是一種小型、低功耗的毫微微蜂窩技術，以標準的空中接口將移動終端通過固定寬帶線路接入到運營商的核心網絡，主要用于家庭及中小企業(yè)等室內場所，作為蜂窩網在室內覆蓋的有效補充，為用戶提供語音、視頻、高速實時數(shù)據(jù)及其他新型業(yè)務。
[0004]然而，不同于宏基站在EPC(EPC即Evolved Packet Core，進化包交換核心網)側高可靠的專有網絡，LTE Femto依托于公網寬帶連接核心網。所以，其QoS(業(yè)務質量，主要是傳輸延遲和丟包率)不僅僅依賴于無線空中接口與核心網絡的處理能力，還在很大程度上取決于傳輸側寬帶網絡的QoS狀況。由于公網寬帶為各種接入方式提供數(shù)據(jù)傳輸服務，各種接入和業(yè)務共享帶寬資源，所以LTE Femto的EPC側網絡帶寬得不到保證。目前LTE Femto的EPC側網絡已成為其性能的瓶頸，嚴重影響到用戶的業(yè)務體驗，特別是對語音呼叫等高速實時數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS，當網絡丟包和延時比較大時，用戶的體驗就會比較差。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種LTEFemto接入網系統(tǒng)及提高實時性業(yè)務質量方法，有效改善公網寬帶對LTE Femto的用戶服務，提高實時性QoS。
[0006]為達到以上目的，本發(fā)明采取一種LTE Femto接入網系統(tǒng)，包括LTE Femto、移動性管理實體、公網路由器和EPC網關，移動性管理實體分別與LTE Femto和EPC網關交互，為實時性業(yè)務建立和釋放相關承載，公網路由器用于LTE Femto和EPC網關之間的數(shù)據(jù)傳輸，所述LTE Femto和EPC網關均包括用戶業(yè)務管理模塊、GTP協(xié)議模塊、GTP承載管理模塊、DSCP管理模塊和帶寬管理模塊，用戶業(yè)務管理模塊用于為用戶建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路承載，GTP協(xié)議模塊用于GTP報文的生成和解析;GTP承載管理模塊用于提供數(shù)據(jù)鏈路的管理功能;DSCP管理模塊用于根據(jù)用戶的業(yè)務類型記錄相應承載的DSCP取值，并提供給GTP協(xié)議模塊使用;帶寬管理模塊用于根據(jù)用戶建立的業(yè)務類型進行帶寬的預留申請和維護。
[0007]在上述技術方案的基礎上，所述DSCP管理模塊根據(jù)實時性業(yè)務建立過程中的業(yè)務質量分類標識屬性，決定對承載該實時性業(yè)務的IP數(shù)據(jù)包中DSCP的取值。
[0008]本發(fā)明還提供一種所述LTEFemto接入網系統(tǒng)的提高實時性業(yè)務質量方法，包括:S1.EPC網關和LTE Femto分別與移動性管理實體交互，為實時性業(yè)務建立相關承載，并確定該承載對應的DSCP取值;S2.當所述承載是EPC網關和LTE Femto之間的首條實時性業(yè)務承載時，EPC網關經過公網路由器向LTE Femto預留下行帶寬，并且LTE Femto經過公網路由器向EPC網關預留上行帶寬；S3.LTE Femto和EPC網關之間基于DSCP，為實時性業(yè)務傳輸IP數(shù)據(jù)包;S4.EPC網關和LTE Femto與移動性管理實體交互，分別為實時性業(yè)務釋放下行和上行相關承載，然后停止帶寬預留維護，釋放對應的帶寬。
[0009]在上述技術方案的基礎上，步驟SI中，LTE Femto與EPC網關分別和移動性管理實體交互建立相應的GTP隧道，LTE Femto和EPC網關在收到移動性管理實體發(fā)來的GTP隧道建立的確認后，分別向各自的DSCP管理模塊查詢GTP隧道相關業(yè)務質量分類標識對應的DSCP，并保存所建GTP隧道的GTP承載號與DSCP的對應關系。
[0010]在上述技術方案的基礎上，步驟S2中，如果實時性業(yè)務建立時，連接上原來沒有通過EPC網關和LTE Femto的實時性業(yè)務，則EPC網關的帶寬管理模塊使用RSVP協(xié)議，經過公網路由器向LTE Femto發(fā)送下行帶寬預留的請求，LTE Femto進行響應，EPC網關收到響應后完成帶寬預留。
[0011 ]在上述技術方案的基礎上，步驟S2中，如果實時性業(yè)務建立時，連接上原來沒有通過EPC網關和LTE Femto的實時性業(yè)務，則LTE Femto的帶寬管理模塊使用RSVP協(xié)議，經過公網路由器向EPC網關發(fā)送上行帶寬預留的請求，EPC進行響應，LTE Femto收到響應后完成帶寬預留。
[0012]在上述技術方案的基礎上，步驟S3中，LTEFemto的GTP協(xié)議模塊或者EPC網關的GTP協(xié)議模塊，將要發(fā)送實時業(yè)務的用戶IP數(shù)據(jù)包加上GTP包頭，并交給本端的DSCP管理模塊，本端的DSCP管理模塊根據(jù)GTP包頭中攜帶的GTP承載號找到對應的DSCP;所述DSCP管理模塊將對應的DSCP設置到本端的TCP/IP協(xié)議模塊，并由所述TCP/IP協(xié)議模塊將GTP報文加上UDP和IP包頭，然后發(fā)送到GTP隧道的對端。
[0013]在上述技術方案的基礎上，步驟S4具體包括，
[0014]S401.LTE Femto的用戶業(yè)務管理模塊和EPC網關的用戶業(yè)務管理模塊釋放實時性業(yè)務成功，并通知本端的帶寬管理模塊；
[0015]S402.本端的帶寬管理模塊判斷LTE Femto和EPC網關之間是否還有實時性業(yè)務承載，如果是，進入S403，如果否，進入S404;
[0016]S40 3.本端的帶寬管理模塊使用RSVP協(xié)議向公網路由器繼續(xù)保持維護實時性業(yè)務帶寬資源，進入S405;
[0017]S404.本端的帶寬管理模塊停止使用RSVP協(xié)議向公網路由器維護實時性業(yè)務帶寬資源;實時性業(yè)務帶寬資源在停止維護后自動釋放；
[0018]S405.帶寬管理模塊處理完成。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020 ]將多種Qo S優(yōu)化手段應用于LTE實時性服務，在寬帶傳輸網的網絡帶寬一定、接入設備較多的情況下，使用RSVP協(xié)議能為實時性業(yè)務預留帶寬，并且TCP/IP協(xié)議棧能根據(jù)DSCP劃分優(yōu)先級，在預留的帶寬上優(yōu)先調度實時性業(yè)務的IP數(shù)據(jù)包。而實時性業(yè)務停止時，RSVP協(xié)議能釋放為實時性業(yè)務預留的帶寬資源，因此采用本方法的LTE Femto接入網系統(tǒng)的實時性業(yè)務服務質量普遍高于其他方案時的質量。本發(fā)明保證了LTE Femto實時性業(yè)務在網絡帶寬競爭激烈的情況下的優(yōu)先級，提升了用戶對實時性業(yè)務的體驗，并且動態(tài)的資源預留方式在保證實時性業(yè)務質量的同時可提高帶寬利用率。
[0021]本發(fā)明優(yōu)化QoS方案利用了公網根據(jù)DSCP智能調度公網路由的能力，根據(jù)LTE業(yè)務，來指定LTE Femto和EPC網關之間IP數(shù)據(jù)包的DSCP來優(yōu)化QoS，并且根據(jù)語音業(yè)務的使用情況，利用RSVP功能來保證帶寬。相比于其他方案，有效改善公網寬帶對LTE Femto的用戶服務，提高實時性QoS。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明LTE Femto接入網系統(tǒng)中LTE Femto的結構示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明LTEFemto接入網系統(tǒng)提高實時性業(yè)務質量的方法的流程圖；
[0024]圖3為本發(fā)明LTE Femto和EPC網關確定承載相關DSCP的流程圖；
[0025]圖4為LTE Femto和EPC網關之間的IP數(shù)據(jù)包設置DSCP的流程圖；
[0026]圖5為LTEFemto和EPC網關內部為實時性業(yè)務釋放帶寬的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0028]如圖2所示，本發(fā)明LTE Femto接入網系統(tǒng)，包括LTE Femto、MME (Mobi I i tyManagement Entity，移動性管理實體)、公網路由器和EPC網關。MME分別與LTE Femto和EPC網關交互，為實時性業(yè)務建立和釋放相關承載;公網路由器用于LTE Femto和EPC網關之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0029]所述LTE Femto和EPC網關均包括用戶業(yè)務管理模塊、GTP協(xié)議模塊、GTP承載管理模塊、DSCP管理模塊和帶寬管理模塊，如圖1所示為LTE Femto的結構示意圖，戶業(yè)務管理模塊用于為用戶建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路承載;GTP協(xié)議模塊用于GTP報文的生成和解析;GTP承載管理模塊用于提供數(shù)據(jù)鏈路的管理功能;DSCP管理模塊用于根據(jù)用戶的業(yè)務類型記錄相應承載的DSCP取值，并提供給GTP協(xié)議模塊使用；帶寬管理模塊用于根據(jù)用戶建立的業(yè)務類型進行帶寬的預留申請和維護。其中，DSCP管理模塊根據(jù)實時性業(yè)務建立過程中的QCI(業(yè)務質量分類標識)屬性，決定對承載該實時性業(yè)務的IP數(shù)據(jù)包中DSCP的取值。GTP協(xié)議模塊在對用戶數(shù)據(jù)打包后，通過DSCP管理模塊將相應的DSCP值設置到IP報文頭，GTP報文由IP報文承載。
[0030]如圖2所示，本發(fā)明LTEFemto接入網系統(tǒng)中提高實時性業(yè)務質量的方法，具體包括步驟:
[0031]S1.EPC網關和L