[发明专利]一种网关设备及数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及一种网关设备及数据传输方法。

背景技术

众所周知，随着人们需求的提高和网络的演进，丰富多彩的数据业务和多媒体业务已经呈现出快速的增长。根据用户的生活习惯和数据业务的行为分析，绝大多数的数据和多媒体业务将会发生在室内。由目前2G/2.5G网络的运营经验可知，移动用户的60％也分布在室内。NTTDoCoMo(一家日本运营商)的统计数据也表明，3G室内业务量占到网络总业务量的69.7％，主要原因在于室内提供舒适的环境，用户的等候时间也大多在室内消磨，他们也更喜欢在室内使用视频电话、游戏等高速数据业务。因此，提高室内覆盖能力，不仅可以给用户带来更好的业务使用体验，还可以分散用户过于密集地区的网络压力，更可以与其他运营商的网络争夺室内话务量。可以肯定的是，室内覆盖的完善是3G取得成功的关键因素之一。

所以就以上几方面而言，室内覆盖对无线通信系统来说是非常重要的。但是，在室内环境，由于墙壁引起的损耗使室内信号覆盖较差；移动网中基站覆盖半径和用户容量及每用户可用带宽一直是一对矛盾；新基站的建设面临站址选择、机房、电源、环保等诸多困难等现有的方案都实用性都存在一定的问题。特别是对于3G，在国内从商用至今，从用户投诉情况来看，非常大的一部分比例都是反映在室内的问题，如通话连通不畅、掉话、视频效果差、上网速度未达预期以及终端功耗较大、待机时间短等。

另外，由于目前国内国际上很多的运营商都是全业务运营商，在全业务竞争环境下，“个人，家庭和集团”为运营商的三大市场，对于很多运营商，家庭和集团业务还是非常贫乏，所以急需进一步开拓家庭和集团市场。由于家庭和集团用户应用场景主要是室内，所以运营商需要开拓主要是拓展室内应用或者室内业务。

在2G时代，解决室内覆盖的方式主要有两种：

方式1：用室外宏站穿透覆盖室内；

方式2：室内覆盖系统；

随着3G和LTE技术的出现，解决室内覆盖，出现了第3种方式：

方式3：Femtocell方式；

家庭基站在3G中称为HNB，在LTE系统中称为HeNB，在产业界又称为femtocell，在中国又被称为“飞蜂窝”和“毫微微小区”，是近年来根据3G发展和移动宽带化趋势推出的超小型化移动基站，主要用来解决家庭以及中小企业等场景下的室内覆盖问题。图1为3G HNB网络系统架构示意图，3G HNB的系统如图1所示。其功能主要如下：

一个HNB GW(Gateway，网关)可以与多个HNB连接，一个HNB服务于一个小区。

HNB的接入网部分由HNB、SeGW(Secure Gateway，安全网关)和HNBGW组成。在HNB和CN(Core Network，核心网)之间增加了SeGW和HNBGW。

SeGW可以集成在HNB GW也可以作为独立网元存在。SeGW负责建立IPsec安全隧道，保障HNB从IP(Internet Protocol，因特网协议)网接入的安全性；HNB GW负责对HNB和CN之间的信令和数据进行汇聚和分发，同时HNB GW负责对HNB和UE(User Equipment，用户设备)的注册和接入控制；

在HNB和HNB GW之间是Iuh接口。传输网络由IP承载。

HNB的管理由HMS(HNB Management System，家庭基站的管理系统)进行管理，采用的协议为TR069。

在Iuh接口还有S-GW(Serving Gateway，服务网关)功能实体，主要完成HNB的鉴权以及HMS和HNB GW的接入。

上述3种方案具有如下缺点：

尽管方式1是一种简单明了的方式，但是由于室内环境还是非常复杂的，很难做规划；另外更显著的一个问题是成本非常高，据调查：覆盖室内进深1米，需要多花费30.8万欧元(语自Femto Forum主席Simon在2009Femto高峰会的演讲)。

方式2也是目前比较常用的一种方式。但是也存在一些显著问题，如建设周期长，在一些老式建筑物和特殊场景，如老式居民楼、名胜古迹等很难铺设，另外随着大家环保意识的提高，也存在物业限制、居民反对等问题。所以这种方式目前实施也变得越来越困难。