中繼架構(gòu)A
架構(gòu)A的特征為:S1接口的用戶平面和控制平面都終結(jié)于RN。在架構(gòu)A中,Alt1是其中最基礎(chǔ)的架構(gòu)選項(xiàng),Alt2和Alt3是對(duì)Alt1進(jìn)行優(yōu)化得到的。 圖10-19 RN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖—架構(gòu)A
如圖10-19所示,RN由兩部分邏輯功能組成:eNode B功能和UE功能(又稱為Relay-UE)。其中,eNode B功能用于為User-UE(在RN下工作的UE)提供接入服務(wù);Relay-uE功能用于在回程連接上收發(fā)數(shù)據(jù)。為使RN的UE功能可以正常工作,LTE-Advanced系統(tǒng)中引入了Relay-UE的MME和Relay-UE的SGW/PGW功能。從圖10-19可以看出,架構(gòu)選項(xiàng)Alt1、Alt2和Alt3的差異對(duì)于RN而言是透明的,它們屬于同一種架構(gòu)體系,之間的區(qū)別體現(xiàn)在將不同的功能實(shí)體集成到DeNode B中。在Alt1中,DeNode B功能和RN的Relay-UE對(duì)應(yīng)的SGW/PGW功能分別位于不同的物理節(jié)點(diǎn);而在Alt2和Alt3中,DeNode B功能和RN的Relay-UE對(duì)應(yīng)的SGW/PGW功能被集成到DeNode B中。
需要注意的是,圖10-19中的中繼GW功能是可選的,其只存在于架構(gòu)選項(xiàng)Alt2中。中繼網(wǎng)關(guān)用于完成Home eNode B GW的功能,集成在DeNode B實(shí)體中,其使得DeNode B可以以代理的方式查看并中轉(zhuǎn)經(jīng)過其傳輸?shù)腟1接口和X2接口消息。中繼網(wǎng)關(guān)功能對(duì)于RN、UE的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)以及其他eNode B而言都是不可見的。 對(duì)于上述3種架構(gòu)選項(xiàng),現(xiàn)有的S1接口協(xié)議無需做任何改動(dòng)。在Alt1和Alt3下,DeNode B只是將被封裝入隧道的S1接口消息映射到一條Un接口承載上進(jìn)行傳輸,DeNode B無法獲悉其中轉(zhuǎn)的S1接口消息的具體內(nèi)容。在Alt2中,DeNode B可以獲悉經(jīng)其中轉(zhuǎn)的S1接口消息。Alt2中DeNode B的中繼GW功能帶來的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是降低了DeNode B下RN的數(shù)量擴(kuò)展對(duì)UE核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的影響。DeNode B將為UE服務(wù)的RN與UE的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)屏蔽開,在UE的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)看來RN控制的小區(qū)就是DeNode B所控制的小區(qū);同時(shí)DeNode B對(duì)RN屏蔽了UE的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn),在RN看來DeNode B就是UE的核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。
與S1接口協(xié)議類似,對(duì)于上述3種架構(gòu)選項(xiàng),X2接口協(xié)議也無需做任何改動(dòng)。在Alt2下,DeNode B能夠獲悉經(jīng)其中轉(zhuǎn)的X2接口消息。在Alt2下,DeNode B對(duì)鄰eNode B屏蔽了其服務(wù)的RN,在鄰eNode B看來RN控制的小區(qū)就是DeNode B所控制的小區(qū);DeNode B對(duì)RN屏蔽了鄰eNode B,在RN看來其鄰小區(qū)都是DeNode B控制的小區(qū)。 1.Alt1/3中的數(shù)據(jù)傳輸過程
對(duì)于Alt1和Alt3,UE和RN承載以及下行數(shù)據(jù)包傳輸過程如圖10-20所示。
(1)發(fā)往UE的數(shù)據(jù)包由UE的PGW根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)包過濾規(guī)則(通常根據(jù)數(shù)據(jù)包所屬業(yè)務(wù)的QoS進(jìn)行分類)確定其所屬的UE EPS承載,并通過對(duì)應(yīng)的GTP隧道(位于UE的SGW/PGW和RN之間)進(jìn)行傳輸。 (2)對(duì)于上述數(shù)據(jù)包,UE SGW/PGW根據(jù)包過濾規(guī)則分類(通常根據(jù)數(shù)據(jù)包所屬業(yè)務(wù)的QoS進(jìn)行分類)確定其所屬的RN EPS承載類型,并在IP包頭中的DS域中進(jìn)行指示。
(3)RN的PGW接收到目的地址為RN的GTP隧道數(shù)據(jù)包,根據(jù)數(shù)據(jù)包過濾規(guī)則(基于IP包頭中的DS域)將其分類為不同的RN承載,并根據(jù)分類結(jié)果將該數(shù)據(jù)包通過第二層GTP隧道(位于RN的SGW/PGW和DeNode B之間)進(jìn)行傳輸。對(duì)于由同一個(gè)RN服務(wù)的多個(gè)UE,具有相似QoS需求的多條UE EPS承載被映射到同一條RN EPS承載上。
圖10-20 用戶數(shù)據(jù)傳輸過程—Alt1/3
(4)DeNode B維護(hù)RN GTP隧道與RN無線承載之間的一一映射關(guān)系,根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包所屬的RN GTP隧道確定對(duì)應(yīng)的RN無線承載,并在Un接口將數(shù)據(jù)包發(fā)往RN。(5)RN維護(hù)UE GTP隧道與UE無線承載之間的一一映射關(guān)系,根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包所屬的UE GTP隧道確定對(duì)應(yīng)的UE無線承載,并在Uu接口將數(shù)據(jù)包發(fā)往UE。
在上行,RN基于UE承載的QCI來完成UE承載到RN承載的映射。
2.Alt2中的數(shù)據(jù)傳輸過程
圖10-21 用戶數(shù)據(jù)傳輸過程—Alt2
對(duì)于Alt2,在UE的SGW/PGW和DeNode B之間,每個(gè)UE承載對(duì)應(yīng)一條GTP隧道,這條隧道在DeNode B被轉(zhuǎn)化為另一條GTP隧道,用于從DeNode B到RN的傳輸,兩條GTP隧道一一映射,下行數(shù)據(jù)包的傳輸過程如圖10-21所示,Alt2與Alt1/3的不同主要體現(xiàn)在以下兩方面。(1)DeNode B可以通過解析S1消息知道每一條UE EPS承載的QoS信息,所以,由DeNode B基于收到的數(shù)據(jù)包所屬的UE EPS承載的QCI(通過承載設(shè)置時(shí)建立起的GTP TEID與之的關(guān)系進(jìn)行過濾)確定該數(shù)據(jù)包所屬的RN無線承載。
(2)DeNode B將從SGW/PGW來的UE承載的GTP隧道轉(zhuǎn)化為另一條指向RN的UE承載GTP隧道,二者為一對(duì)一映射。這種將UE承載GTP隧道截?cái)嗟淖龇ㄊ沟肦N和核心網(wǎng)相互之間不可見,提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。
對(duì)于上行,RN基于UE承載的QCI完成UE承載到RN承載的映射。
對(duì)比圖10-20和圖10-21,可以看出一個(gè)顯著的區(qū)別是:在Alt1/3下,UE承載GTP隧道對(duì)DeNode B是不可見的;而在Alt2下,UE承載GTP隧道對(duì)DeNode B是可見的。
需要說明的是,EPS承載由GTP隧道和對(duì)應(yīng)的無線承載組成。在Alt2和Alt3中,由于DeNode B中集成了RN的SGW/PGW功能,RN承載的GTP隧道在邏輯上仍然是存在的,所以RN的EPS承載也是客觀存在的。這形成了架構(gòu)A的另一個(gè)特征:UE EPS承載與RN EPS承載之間存在嵌套關(guān)系。
架構(gòu)A中的3種選項(xiàng)中各具優(yōu)勢(shì):Alt1對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)具有最好的兼容性;Alt3將RN的SGW/PGW功能并入DeNode B后,減少了數(shù)據(jù)傳輸途徑的節(jié)點(diǎn)數(shù),相比Alt1降低了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延;Alt2下,RN所服務(wù)的UE的信息對(duì)DeNode B可見,為進(jìn)一步進(jìn)行流程優(yōu)化提供了可能。
架構(gòu)A的3種子選項(xiàng)采用了相同的Un接口。這意味著,同一種RN可以適用于架構(gòu)A的所有子選項(xiàng),在標(biāo)準(zhǔn)上無需對(duì)架構(gòu)A下的3種RN架構(gòu)再做區(qū)分,這也為網(wǎng)絡(luò)部署帶來了實(shí)現(xiàn)的靈活度。運(yùn)營商可以選擇Alt1,對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)單升級(jí)后快速部署RN;也可以選擇Alt2和Alt3,對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)雜升級(jí)后部署RN,以獲得更好的網(wǎng)絡(luò)性能。