[發明專利]WCDMA系統中HomeNodeB穿越NAT的方法

無效

• 申請號: 200810092252.6
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101562601A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 賈紅升
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社;北京三星通信技術研究有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/12;H04L12/56
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 戎志敏

技術領域

本發明涉及寬帶碼分多址系統，具體地，涉及一種寬帶碼分多址(以下簡稱為WCDMA)系統中通過在HomeNodeB和RNC(無線網絡控制器)中集成STUN(Simple?Traversal?of?UDP?over?NATs，NAT的UDP簡單穿越)客戶端和服務器來實現穿越NAT(Network?AddressTranslation)的方法。

背景技術

HomeNodeB又被稱為FemtoCell，即家庭商用基站，是3G領域的前沿技術和熱門話題。HomeNodeB可以與運營商的原有網絡設備無縫連接，從而充分利用用戶已有的寬帶接入資源，為最終用戶提供了移動和固網融合業務。通過HomeNodeB，大量的移動業務被HomeNodeB所吸收，可以大大降低運營商宏蜂窩的數量，為運營商節約大量的設備投資費用和維護費用，是最為經濟的室內信號覆蓋技術。

針對室內家庭通信需求兼顧固網接入和移動接入兩方面的需求，HomeNodeB通過放置在用戶家中來實現以家庭為單位的室內覆蓋。通過xDSL?Modem接入ISP網絡，并通過基于IP承載的標準Iub接口接入到WCDMA網絡。

當家庭用戶主機數目超過一臺時，需要通過NAT路由器建立家庭私有網絡環境。多臺主機通過NAPT方案進行地址映射，從而共享公網IP地址，實現Internet訪問。

WCDMA?HomeNodeB主要實現基于IP承載的Iub接口。如圖1所示，控制平面實現NBAP/SCTP/IP/Data?Link/PHY，用戶平面實現FP/UDP/IP/Data?Link/PHY。本發明主要涉及Iub接口用戶平面。

Iub接口用戶平面DCH(專用信道)、FACH(前向接入信道)、RACH(后向接入信道)、PCH(尋呼信道)將分別承載于DCH?FP(幀協議)，FACH?FP、RACH?FP、PCH?FP。(參見3GPP?TS?25.434，TS?25.435，TS?25.426)。

HomeNodeB和RNC之間將通過UDP數據報的方式進行通信，互相發送和接收FP報文。

UDP數據報的端口號協商由Iub接口控制平面的協議NBAP完成。

通過將HomeNodeB設置在用戶家中來實現以家庭為單位的室內覆蓋。通過xDSL?Modem接入ISP網絡，并通過基于IP承載的標準Iub接口，接入到WCDMA網絡。在此過程中，不可避免需要解決NAT穿越的問題(NAT穿越涉及TCP/IP網絡中的一個常見問題，即在處于使用了NAT設備的私有TCP/IP網絡中的主機之間建立連接的問題)。

NAPT(Network?Address?Port?Translation，一種常見NAT類型)能夠有效地解決地址短缺的問題。但是也存在三個缺點：

1.當應用層協議包含IP層地址信息時，如NAP路由器無法解析并轉換應用層協議報文中的IP層地址信息，則應用層協議將無法穿越NAT網絡；

2.NAPT方案要求私網一側必須首先發起連接，NAT路由器記錄建立連接過程中交互的報文并形成地址映射表。因此，公網一側首先發起連接的應用層協議也無法有效穿越NAT網絡；

3.NAPT方案必須將唯一的公網IP地址共享給多個私網IP地址，通過TCP、UDP等上層協議的端口號進行映射。因此端口號資源(0-65535)是有限的。長期沒有使用的端口號將被NAT路由器老化而回收。某些運行期間可能長時間沒有流量的上層應用也可能因此無法穿越NAT網絡；

而在現有HomeNodeB實現方案中，也存在以上三個缺陷。

在現有技術中，HomeNodeB和RNC之間將通過UDP數據報的方式進行通信，互相發送和接收FP報文。由FP數據幀承載用戶數據等信息。

UDP數據報的端口號協商由Iub接口控制平面的協議NBAP(NodeBApplication?Part)完成。

如圖2所示，在WCDMA呼叫建立和釋放流程中，當NodeB?NBAP和RNC的NBAP協議通過RADIO?LINK?SETUP?REQUEST、RADIOLINK?SETUP?RESPONSE消息交換“Binding?ID”和“Transport?LayerAddress”IE時，RNC解析“Binding?ID”和“Transport?Layer?Address”IE，從中獲取NodeB?IP地址和UDP端口號，并且據此發送下行同步消息。