基于软件定义的4G小基站侧数据传输方法及4G小基站与流程

本发明实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于软件定义的4G小基站侧数据传输方法及4G小基站。

背景技术：

随着第四代(4G)无线通信技术的发展，对于4G信号的覆盖要求越来越高，特别是一些人流量不多，但是带宽要求大，比如室内覆盖，油田覆盖，城市盲区覆盖，地下车库，地下室覆盖，隧道覆盖，以及不同频段的专网覆盖。其中，可以通过微蜂窝小基站覆盖的方式来解决上述覆盖需求，射频和功放以及基带在一个机箱中，部署灵活方便。

发明人在具体实施过程中发现：针对不同的覆盖需求，UE(User Equipment，用户终端)与小基站通信时，或是小基站与小基站通信时，所使用无线通信标准中的协议有所不同，协议的相关参数也不相同，然而，目前UE、小基站使用的均是无线通信标准(LTE)中的通用协议。基于目前的LTE协议栈设计模式，如果根据用户场景需求临时对协议进行裁剪的话，涉及到的代码重构的工作量比较大而且容易出错。比如，仅仅把RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)层的移动性管理功能去掉时，需要对应地改动空闲状态下的移动性管理、链接状态下的移动性管理，以及对应的小区选择和小区重选，由此将原来的设计和代码进行重构，工作量比重新开发还要大，而且出现bug的概率高，稳定性差。简单来讲，修改一点协议，都要涉及对其他协议的改动。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种基于软件定义的4G小基站侧数据传输方法及4G小基站，目的在于使采用此种数据传输方法的4G小基站灵活地适用于各种应用场景，实现根据应用场景的需求灵活、简单、便捷地对协议栈进行配置和/或裁剪。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于软件定义的4G小基站侧数据传输方法，包括：

通过适配层中根据应用需求和/或应用场景从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口，接收经通信运营商或通信设备厂商的核心网设备发送的第一信息，并将所述第一信息发送至协议控制层；

通过协议控制层中根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支对所述第一信息进行处理，得到第一处理信息，并将所述第一处理信息发送至物理层；

通过物理层对所述第一处理信息进行处理后，经空中接口向外发送。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于软件定义的4G小基站侧数据传输方法，包括：

通过物理层的空中接口接收用户终端发送的第二信息，并将所述第二信息发送至协议控制层；

通过协议控制层中根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支，对所述第二信息进行处理，得到第二处理信息，并将所述第二处理信息发送至适配层；

通过适配层中根据应用需求和/或应用场景从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口，将所述第二处理信息发送至通信运营商或通信设备厂商的核心网设备。

第三方面，本发明实施例提供了一种4G小基站，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任意实施例所述的基于软件定义的4G小基站侧数据传输方法。

本发明实施例提供的技术方案中，4G小基站的协议框架按照功能不同分为适配层、协议控制层和物理层，协议控制层中预先加载有至少一个协议栈分支以使维护人员根据应用需要和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取一个目标协议栈分支进行部署。在4G小基站正式投入使用进行数据上行和下行数据传输之前，首先根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式为协议控制层从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署目标协议栈分支，以使4G小基站能够灵活地适用于各种应用场景，通过选配部署匹配的协议栈分支，实现了根据应用场景的需求灵活、简单、便捷地对协议控制层协议栈进行配置和/或裁剪的有益效果，节省了4G小基站应用场景更换时维护人员为了裁剪通用协议而进行代码重构的操作，代码重构工作量不仅比较大而且容易出现错误。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种基于软件定义的4G小基站的协议框架示意图；

图2是本发明实施例二中的一种基于软件定义的4G小基站侧的数据传输方法的流程图；

图3是本发明实施例三中的一种基于软件定义的4G小基站侧的数据传输方法的流程图；

图4是本发明实施例四中的一种基于软件定义的4G小基站室内覆盖示意图；

图5是本发明实施例四中的一种基于软件定义的4G小基站城市盲区覆盖示意图；

图6是本发明实施例四中的一种基于软件定义的4G小基站专网传输示意图；

图7是本发明实施例四中的一种基于软件定义的4G小基站应急通信示意图；

图8是本发明实施例五中的一种基于软件定义的4G小基站的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种基于软件定义的4G小基站的协议框架示意图，可适用于不同信号覆盖应用场景下的4G小基站。如图1所示，本实施例提供的基于软件定义的4G小基站的协议框架按照功能和计算量不同划分为三个功能层，分别是依次相连的适配层、协议控制层和物理层。其中，

适配层，包括与通信运营商或通信设备厂商的核心网设备适配的至少一个对接接口，用于通过从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口将从所述核心网设备处接收的信息传递至协议控制层，或者将从所述协议控制层接收的信息传递至所述核心网设备；

协议控制层，根据利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支对流转至所述协议控制层的信息进行解析，并将解析结果传输至所述物理层或者所述适配层，其中，所述目标协议栈分支是根据应用需求和/或应用场景确定的；

物理层，包括空中接口，用于根据所述协议控制层部署的目标协议栈分支，将从所述空中接口接收的信息进行处理后传输至所述协议控制层，或者将从所述协议控制层接收的信息进行处理后通过所述空中接口向外传输。

具体的，适配层提供与不同通信运营商或者通信设备厂商的核心网设备进行对接的对接接口，由于不同的通信运营商或者通信设备厂商的核心网设备的对接接口有差异，特别是对基站的控制对接接口，因此适配层提供的对接接口应当具有适配功能。

物理层用于支持物理层的基本算法，包括信道编解码，FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏变换)，信道估计，同步检测，CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer，坐标旋转数字计算方法)旋转，调制解调，跳频控制和逻辑，DFE(Digital Front-End，数字前端)。

协议控制层用于对物理层的控制和数据解析，包括RRC(Radio Resource Control，无线链路控制)，MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)协议等，需要的时候，也可以包括通信运营商的核心网。

协议控制层具体包括控制平面的RRC、PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)、RLC(Radio Link Control，无线链路控制)和MAC，以及用户平面的PDCP、RLC、和MAC；在专用应急通信应用场景中，协议控制层还需要支持通信运营商的核心网，进而协议控制层还包括NAS(Non-access stratum，非接入层)以及其他核心网协议。

进一步的，适配层和协议控制层部署在DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)或者ARM核上，可以通过软件灵活配置或者更新；物理层通过FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者ASIC(Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)实现，是由多个基本模块组成。

根据上述协议框架，用户可以根据实际需求利用软件配置方式为4G小基站在预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支，以使4G小基站根据目标协议栈分支进行信息处理，实现了软件定义4G小基站的目的，实现了根据应用场景的需求灵活、简单、便捷地对协议控制层协议栈进行配置和/或裁剪的有益效果，节省了4G小基站应用场景更换时维护人员为了裁剪通用协议而进行代码重构的操作。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种基于软件定义的4G小基站侧的数据传输方法的流程图，可适用于4G小基站在各种不同的信号覆盖应用场景下进行数据下行传输的情况，其中，不同信号覆盖应用场景下4G小基站的协议栈部署不同，该方法由采用本发明实施例提供的4G小基站协议框架的4G小基站来执行。

如图2所示，本实施例的方法具体包括：

S210、通过适配层中根据应用需求和/或应用场景从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口，接收经通信运营商或通信设备厂商的核心网设备发送的第一信息，并将所述第一信息发送至协议控制层。

适配层提供的是与通信运营商或通信设备厂商的通信信号传输方式的适配功能，可以使4G小基站灵活地与不同的通信运营商或通信设备厂商的核心网设备对接，例如是根据不同通信运营商、不同通信设备厂商或是专网用户的核心网接口要求，通过软件对适配层的对接接口进行配置以完成与通信运营商或设备厂商核心网的对接，对接成功后接收通信运营商或通信设备厂商的核心网设备发送的第一信息。

其中，第一信息指的是下行传输过程中传输的数据和信令，同样的，下述提到的第二信息指的上行传输过程中传输的数据和信令。值得指出的是，“第一信息”和“第二信息”中“第一”、“第二”是用于区别不同的对象，也即区分下行传输过程和上行传输过程，而不是用于描述特定顺序。

对接接口是4G小基站上与核心网连接的接口，4G小基站通过该接口与核心网设备通信。本实施例中的4G小基站设置有多种接口，例如，光纤接口、微波接口、卫星接口和网口等。通过适配层提供的控制参数接口，可以根据应用需求和/或应用场景，从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口，例如，可以根据与适配层对接的实际接口的类型进行选配，适配层的对接接口的接口类型、接口速率和接口地址都是可以被配置的，例如，微波接口、光纤接口、和卫星接口，接口速率和接口地址都不同。

S220、通过协议控制层中根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支，对所述第二信息进行处理，得到第二处理信息，并将所述第二处理信息发送至适配层。

软件配置方式，可以是利用软件操作进行配置的方式，例如是软件编程配置方式和软件指令配置方式等。

协议栈分支是预先根据不同的应用需求和/或应用场景对通用协议进行裁剪和合并而形成的。在确定了4G小基站的应用需求和/或应用场景之后，利用软件配置的方式为协议控制层选取并部署目标协议栈分支，例如是通过软件指令的方式进行选取并部署。

作为本实施例一种具体的实施方式，协议栈分支可以包括：协议栈A分支、协议栈B分支、协议栈C分支、协议栈D分支、协议栈E1分支、协议栈E2分支以及协议栈F分支。其中，

协议栈A分支为通用基站协议栈；

协议栈B分支为在通用基站协议栈基础上将RRC移动性管理功能删减掉的协议栈分支；

协议栈C分支为在通用基站协议栈基础上简化了基站X2接口协议的协议栈分支；

协议栈D分支为在通用基站协议栈基础上将MAC层与RLC层合并的协议栈分支；

协议栈E1分支为在通用基站协议栈基础上将NAS中移动性管理相关内容删除的协议栈分支；

协议栈E2分支为在通用基站协议栈基础上将NAS中鉴权内容删除的协议栈分支；

协议栈F分支为在通用基站协议栈基础上将简化核心网合并在eNB(Evolved Node B，演进型Node B)中的协议栈分支。

其中，协议栈A分支适用于普通基站的应用场景，协议栈B分支、协议栈C分支、协议栈D分支和协议栈E1分支适用于终端位置固定的无线通信传输应用场景，协议栈D分支、协议栈E2分支和协议栈F分支适用于应急抢险无线通信传输应用场景。

典型的，可以将所有的协议栈分支预先全部加载在4G小基站中，在4G小基站正式投入使用之前，根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式在预先加载的多个协议栈分支中选择一个目标协议栈分支进行部署，以使协议控制层能够根据部署的目标协议栈分支对接受到的数据和信令进行处理。

典型的，还可以根据应用需求和/或应用场景，只为4G小基站加载目标协议栈分支，将该目标协议栈分支部署后，4G小基站即可在相应的应用场景中进行正常使用。

作为本实施例一种具体的实施方式，在S210之前，还可以包括：根据所述适配层的协议配置选择指令，为所述协议控制层从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署与所述适配层的协议配置选择指令匹配的目标协议栈分支。

其中，适配层的协议配置选择指令主要指的是协议分支选择指令。

根据应用需求和/或应用场景，通过适配层的协议分支选择指令为协议控制层从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署目标协议栈分支，其中，此种部署方式可以为远程部署，例如，远程通过适配层的协议分支选择指令在4G小基站中预先加载的多个协议栈分支中选择一个目标协议栈分支并为协议控制层进行部署，如果4G小基站的应用需求和/或应用场景有调整，可以随时通过适配层的协议选择指令进行重新选配部署(前提为4G小基站中预先加载了多个协议栈分支)。值得指出的是，当根据应用需求和/或应用场景只为4G小基站加载匹配的协议栈分支时，部署后不能通过远程重新选配部署，也可以是仅能通过远程做出有限的选配调整。

作为本实施例另一种具体的实施方式，在S210之前，还可以包括：根据通过所述4G小基站的控制参数配置接口接收的所述协议控制层的控制参数指令，为所述协议控制层从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署与所述控制参数指令匹配的目标协议栈分支或预先配置控制参数。

为协议控制层部署协议栈分支时，还可以经控制参数配置接口，通过控制参数指令发送给协议控制层，以为协议控制层直接选配部署匹配的目标协议栈分支，同时，还可以通过控制参数指令为协议控制层配置其他控制参数。

具体的，协议控制层的控制参数指令可以包括协议分支选择指令，还可以包括空口防互干扰参数指令、空口帧结构配置指令和调度控制指令，其中，空口防互干扰参数指令和空口帧结构配置指令用于专用网络或应急抢险网络的应用场景，调度控制指令用于应急抢险网络的应用场景。通过协议控制层的控制参数配置接口向协议控制层发送空口防互干扰参数指令、空口帧结构配置指令和调度控制指令，即可配置防互干扰参数、空口帧结构以及业务调度控制。

值得指出的是，当根据应用需求和/或应用场景只为4G小基站加载匹配的协议栈分支时，部署后如果需要进行比较大的更新，可以在4G小基站近端经控制参数配置接口或者其他调试接口加载其他的协议栈分支，然后根据需求重新部署匹配的目标协议栈分支。

在本步骤中，协议控制层是根据预先部署的目标协议栈分支对数据和信令进行处理的，而预先部署的目标协议栈分支是与应用需求和/或应用需求匹配的，是根据应用需要/或应用场景对通用协议进行裁剪或合并后的协议，因此，实施本实施例提供的数据传输方法的4G小基站可以灵活地适用于各种应用场景。

S230、通过物理层对所述第一处理信息进行处理后，经空中接口向外发送。

物理层可以通过芯片来实现，以此可以减小4G小基站的体积，例如将4G小基站的体积由现有的双肩包大小或者是拉杆箱大小缩小到笔记本大小。

其中，物理层具体实现信道编解码，FFT，信道估计，同步检测，cordic旋转，调制解调，跳频控制和逻辑，DFE(数字前端)。由于物理层的功能是通过芯片实现的，不能随意修改其功能，但是，可以通过协议控制层的控制参数配置接口完成物理层的参数或者通路的选择，例如，通过控制参数配置接口配置物理层是否需要支持DC(Direct Current，直流电)消除功能，或者是否支持IQ-Mismatch(IQ失衡)功能，或者根据用户的带宽资源配置多级滤波器的数量，从而控制有效带宽。

物理层将第一处理信息进行处理后，经空中接口向外发送，以使UE(User Equipment，用户终端)接收，至此，4G小基站完成数据下行传输。

其中，值得指出是，本实施例涉及的对通用协议进行裁剪和合并，涉及UE与eNB之间的接口协议栈，以及eNB与eNB之间接口协议栈的裁剪和配置。如果采用上述协议框架的4G小基站选择的是普通基站模式(例如部署协议栈A分支)，则普通UE不需要做任何改动就可以与4G小基站通信；如果采用上述协议框架的4G小基站选择的是应急抢险无线通信模式(例如部署协议栈D分支、协议栈E2分支和协议栈F分支之一)，则需要更换普通UE的SIM卡或者使用协议裁剪后的专用终端与4G小基站通信；如果采用上述协议框架的4G小基站选择的是终端位置固定的无线通信模式(例如部署协议栈B分支、协议栈C分支、协议栈D分支和协议栈E1分支之一)，则需要使用协议裁剪后的终端与4G小基站通信。

本发明实施例提供的技术方案，4G小基站的协议框架按照功能不同分为适配层、协议控制层和物理层。其中，协议控制层中预先加载有至少一个协议栈分支以使维护人员根据应用需要和/或应用场景进行选择性部署。

在4G小基站正式投入使用之前，首先，根据用户使用场景，在适配层配置或选择对应的接口，可以是网口、光纤接口、微波接口，以及卫星接口，如果是应用场景为通用无线通信网络，则根据4G小基站对接的通信运营商或者通信设备厂商核心网的接口，更新或调整接口定义，与核心网完成对接，如果是专用无线通信网络，则根据用户对4G小基站的要求，自定义适配层的接口；然后，根据应用需求和/或应用场景预先为协议控制层在预先加载的多个协议栈分支中选取并部署目标协议栈分支。其中，目标协议栈分支是根据应用场景预先配置的，例如，如果是通用无线通信网络，则协议栈分支中只需要配置控制平面的RRC，PDCP，RLC，MAC协议，以及用户平面的PDCP，RLC，MAC协议；如果是专网无线通信网络，则协议栈分支中除了需要配置控制平面的RRC，PDCP，RLC，MAC协议，以及用户平面的PDCP，RLC，MAC协议之外，还要配置控制平面的NAS协议，而且这些协议是可以裁剪的。如果是专网无线通信网络，还可经控制参数配置接口，通过控制参数指令配置专网的空口帧结构、以及路由调度控制。

在4G小基站正式使用时，首先进行网络频段扫描，选择驻留在与周围不冲突的频段，或者驻留在周围频段干扰功率比较小的频段。选择好频段后，4G小基站建立小区，即开始发送同步序列，以及对应的广播信息，建立微微蜂窝覆盖。

上述技术方案使4G小基站能够灵活地适用于各种应用场景，通过从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署目标协议栈分支，实现了根据应用场景的需求灵活、简单、便捷地对协议控制层协议栈进行配置和/或裁剪的有益效果，节省了4G小基站应用场景更换时维护人员为了裁剪通用协议而进行代码重构的操作，代码重构工作量不仅比较大而且容易出现错误。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种基于软件定义的4G小基站侧的数据传输方法的流程图，可适用于4G小基站在各种不同的信号覆盖应用场景下进行数据上行传输的情况，其中，不同信号覆盖应用场景下4G小基站的协议栈部署不同，该方法由采用本发明实施例提供的4G小基站协议框架的4G小基站来执行。

本实施例与实施例二的区别仅在于数据的传输方向不同，实施例二是数据下行传输过程，本实施例是数据上行传输过程。

如图3所示，本实施例提供的方法具体包括：

S310、通过物理层的空中接口接收用户终端发送的第二信息，并将所述第二信息发送至协议控制层。

其中，物理层具体实现信道编解码，FFT，信道估计，同步检测，cordic旋转，调制解调，跳频控制和逻辑，DFE(数字前端)。

物理层可以通过芯片来实现，以此可以减小4G小基站的体积，例如将4G小基站的体积由现有的双肩包大小或者是拉杆箱大小缩小到笔记本大小。

S320、通过协议控制层中根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支，对所述第二信息进行处理，得到第二处理信息，并将所述第二处理信息发送至适配层。

协议栈分支是预先根据不同的应用需求和/或应用场景对通用协议进行裁剪和合并而形成的。

作为本实施例一种具体的实施方式，协议栈分支可以包括：协议栈A分支、协议栈B分支、协议栈C分支、协议栈D分支、协议栈E1分支、协议栈E2分支以及协议栈F分支。其中，

协议栈A分支为通用基站协议栈；

协议栈B分支为在通用基站协议栈基础上将RRC移动性管理功能删减掉的协议栈分支；

协议栈C分支为在通用基站协议栈基础上简化了基站X2接口协议的协议栈分支；

协议栈D分支为在通用基站协议栈基础上将MAC层与RLC层合并的协议栈分支；

协议栈E1分支为在通用基站协议栈基础上将NAS中移动性管理相关内容删除的协议栈分支；

协议栈E2分支为在通用基站协议栈基础上将NAS中鉴权内容删除的协议栈分支；

协议栈F分支为在通用基站协议栈基础上将简化核心网合并在eNB(Evolved Node B，演进型Node B)中的协议栈分支。

其中，协议栈A分支适用于普通基站的应用场景，协议栈B分支、协议栈C分支、协议栈D分支和协议栈E1分支适用于终端位置固定的无线通信传输应用场景，协议栈D分支、协议栈E2分支和协议栈F分支适用于应急抢险无线通信传输应用场景。

作为本实施例一种具体的实施方式，在S310之前，还可以包括：根据所述适配层的协议配置选择指令，为所述协议控制层从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署与所述适配层的协议配置选择指令匹配的目标协议栈分支。

作为本实施例另一种具体的实施方式，在S310之前，还可以包括：根据通过所述4G小基站的控制参数配置接口接收的所述协议控制层的控制参数指令，为所述协议控制层从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署与所述控制参数指令匹配的目标协议栈分支或预先配置控制参数。

具体的，协议控制层的控制参数指令可以包括协议分支选择指令，还可以包括空口防互干扰参数指令、空口帧结构配置指令和调度控制指令，其中，空口防互干扰参数指令和空口帧结构配置指令用于专用网络或应急抢险网络的应用场景，调度控制指令用于应急抢险网络的应用场景。通过协议控制层的控制参数配置接口向协议控制层发送空口防互干扰参数指令、空口帧结构配置指令和调度控制指令，即可配置防互干扰参数、空口帧结构以及业务调度控制。

S330、通过适配层中根据应用需求和/或应用场景从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口，将所述第二处理信息发送至通信运营商或通信设备厂商的核心网设备。

具体的，适配层的对接接口的接口类型可以是光纤接口、微波接口、卫星接口或者网口，可以根据与适配层对接的实际接口的类型进行选配，适配层的对接接口的接口类型、接口速率和接口地址都是可以被配置的，例如，微波接口、光纤接口、和卫星接口，接口速率和接口地址都不同。

本实施例未尽详细解释之处，请参见前述实施例，在此不再赘述。

上述技术方案使4G小基站能够灵活地适用于各种应用场景，通过从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署目标协议栈分支，实现了根据应用场景的需求灵活、简单、便捷地对协议控制层协议栈进行配置和/或裁剪的有益效果，节省了4G小基站应用场景更换时维护人员为了裁剪通用协议而进行代码重构的操作，代码重构工作量不仅比较大而且容易出现错误。

实施例四

在上述实施例的基础上，本实施例中将以几种常见的4G小基站的应用场景为例对部署4G小基站进行解释说明。

(一)4G小基站室内覆盖应用场景

如图4所示，由于4G小基站401体积小，重量轻，可以采用挂壁或者吸顶的方式进行安装。此应用场景下，适配层的对接接口可以选用光纤接口，通过光纤403与通信运营商或通信设备厂商的核心网相连。由于现有楼宇中都有光纤接口通道，因此安装4G小基站401时无需单独进行光纤布线，简单便捷。

而且，由于4G小基站401的功耗低，采用普通民用供电即可，为了防止突然停电导致4G小基站401掉电，在4G小基站401的附属设备中可以配置可充电蓄电池，同时，也无需考虑4G小基站401的散热问题(功耗低)，对安装环境要求不高，正常的室温即可。

4G小基站401可通过北斗或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)获得1PPS(Pulse Per Second，每秒脉冲数)的同步时钟信号，北斗或者GPS天线402可以配置在室外，或者室内靠近窗子的地方。

4G小基站401的协议框架按照功能不同分为适配层、协议控制层和物理层。其中，协议控制层中预先加载有至少一个协议栈分支以使维护人员根据应用需要和/或应用场景进行选择性部署。其中，前述协议栈A分支，适用于本应用场景。

在4G小基站401正式投入本应用场景使用之前，首先，根据本应用场景，在适配层配置或选择对应的接口为光纤接口，通过控制参数配置接口配置光纤接口速率，并根据与4G小基站401对接的通信运营商或者通信设备厂商核心网的接口信息，通过控制参数配置接口配置通信运营商或者通信设备厂商信息，以及对应的核心网IP地址，更新或调整对接接口定义，完成与核心网的对接。

然后，根据本应用场景预先为协议控制层预先部署匹配的协议栈A分支。其中，协议栈A分支是根据本应用场景预先配置的，例如，如果是通用无线通信网络，则协议栈A分支中只需要配置控制平面的RRC，PDCP，RLC，MAC协议，以及用户平面的PDCP，RLC，MAC协议；如果是专网无线通信网络，则协议栈A分支中除了需要配置控制平面的RRC，PDCP，RLC，MAC协议，以及用户平面的PDCP，RLC，MAC协议之外，还要配置控制平面的NAS协议。

在4G小基站401正式应用于本应用场景时，首先进行网络频段扫描，选择驻留在与周围不冲突的频段，或者驻留在周围频段干扰功率比较小的频段。选择好频段后，4G小基站401建立小区，即开始发送同步序列，以及对应的广播信息，建立微微蜂窝覆盖。

(二)4G小基站城市盲区覆盖应用场景

如图5所示，由于在城区有很多建筑404，导致出现很多盲区405，而且这些盲区405的周围不方便部署光纤，因此，采用微波406的方式将4G小基站401与通信运营商或通信设备厂商的核心网407建立连接。

本应用场景与4G小基站室内覆盖应用场景基本类似，前述协议栈A分支适用于本应用场景，区别在于：本应用场景中适配层的对接接口选取的是微波接口，通过控制参数配置接口配置微波接口速率，使适配层能够与通信运营商或通信设备厂商的核心网建立连接，而不是通过光纤接口。

(三)4G小基站专网传输应用场景

如图6所示，以高速公路监控应用场景为例，4G小基站401可以很方便地安装在高速公路两边的路灯上，可以采用太阳能+路灯+蓄电池为其供电。4G小基站401与安装在高速路上的摄像头408通过空口连接，接收到摄像头408拍摄的数据后，通过光纤403传输到后端监控平台。

由于摄像头408安装位置是半静态的，不会实时移动，故可以对4G小基站401中的协议栈进行裁剪，例如将RRC层的移动性管理功能去掉，把NAS的鉴权、空闲状态下的移动性处理删掉，将基站X2接口协议中用户小区切换的相关信令和协议删掉；而且由于业务单一，还可以将RLC层与MAC层合并，降低数据传输时延，发挥专网的优势。因此，前述协议栈B分支、协议栈C分支、协议栈D分支以及协议栈E1分支适用于本应用场景。

本应用场景与4G小基站室内覆盖应用场景区别在于，协议控制层部署的协议栈分支不同，原因在于应用场景的特殊性，摄像头408与4G小基站401是长链接方式，可以将协议栈中NAS的鉴权、空闲状态下的移动性处理裁剪掉；摄像头安装位置是半静态的，不会实时移动，可以将RRC层的移动性管理功能裁剪掉；摄像头业务单一，可以将RLC层与MAC层合并。

也即，根据本应用场景为4G小基站协议控制层部署匹配的协议栈分支，例如，前述协议栈B分支、协议栈C分支、协议栈D分支以及协议栈E1分支，不仅确保了实施的灵活性以及传输的可靠性，而且发挥了专网的优势，通过裁剪协议栈，降低了传输时延。同时，裁剪协议栈的方式简单便捷，通过协议分支选择指令选配部署即可。

(四)4G小基站应急通信应用场景

如图7所示，本应用场景用于应急通信。由于本发明实施例提供的4G小基站401采用多层架构，核心芯片实现，而不是采用多个电路板的方式实现，其体积比现有的4G应急小基站小很多。现有最小的4G专网应急小基站的体积是一个双肩包大小，而采用本发明实施例提出的技术架构，并通过核心芯片实现的4G小基站401，其体积只有半个双肩包大小，其余空间可以留给蓄电池供电，有效地提高了4G小基站401的续航能力。

在本应用场景下，4G小基站401用于应急通信时，可以在协议控制层中配置通信运营商的核心网，同时对应的应急通信终端可以通过如下两种方式实现：(1)在不改变频点的情况下，普通终端409更换SIM卡后，就可以接入4G小基站401，在4G小基站401进行数据存储和处理转发，优点是应急终端成本低，缺点是普通终端换卡流程不能缺少；(2)在专网频点下，配置专用应急终端409(专用终端中对应的鉴权等流程可裁剪)与4G小基站401进行通信，在4G小基站401进行数据存储和处理转发，优点是裁剪流程后降低了通信时延，缺点是增加了应急终端成本。

在本应用场景中，适配层对接接口的接口类型为卫星接口，协议控制层中根据应用需求和/或应用场景(例如是应急抢险应用场景)预先部署通信运营商的核心网协议，前述协议栈D分支、协议栈E2分支和协议栈F分支适用于本应用场景，协议栈分支的选配部署方式简单便捷，通过协议分支选择指令选配部署即可。

由于4G小基站401是与通信卫星410进行通信，考虑到通信成本，4G小基站401在数据上行传输的过程中，可以通过4G小基站401的卫星接口，将重要的信息进行转发，而不重要的信息则在小基站本地保存。

具体的，可以将实施例二中4G小基站将数据上行传输过程中的S220具体为：通过协议控制层中根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支以及所述核心网协议对所述第二信息进而处理，得到第二预处理信息；根据预设的信息筛选规则对所述第二预处理信息进行筛选，得到第二处理信息，并将所述第二处理信息发送至适配层。

在数据上行传输过程中，首先，通过物理层的空中接口接收用户终端发送的第二信息，并将所述第二信息发送至协议控制层，然后，通过协议控制层根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支以及部署的核心网协议对第二信息进行处理后，得到可以向适配层发送的第二预处理信息，鉴于卫星通信的高额费用问题，此时，还可以根据预设的信息筛选规则对第二预处理信息进行筛选，过滤掉不重要的第二预处理信息，筛选出重要的第二预处理信息作为第二处理信息，进而，将第二处理信息发送至适配层，最后，通过适配层中预先选取并配置的卫星接口，将第二处理信息发送至通信卫星进行转发。

典型的，如图7所示，可以设置现场应急指挥子平台411执行对第二预处理信息的筛选操作，由应急终端经过4G小基站以及现场应急指挥子平台411根据预设的信息筛选规则，筛选出重要的信息以及不重要的信息，将重要的信息通过卫星通信410，转发到应急指挥中心412，将不重要的信息则保存在4G小基站401携带的存储设备中，便于后续进行现场分析。

而应急指挥中心412发出的信息，则通过卫星通信410发给4G小基站401，由4G小基站401向应急终端409广播或者发送给指定的应急终端409。

本应用场景与前述三个应用场景的差别在于：协议控制层部署的目标协议栈分支不同，通信运营商的核心网也部署在4G小基站内部，适配层的对接接口为卫星接口，并将通信信息有筛选地通过卫星通信向指挥中心发送；由于核心网部署在4G小基站内部，普通移动终端更新SIM卡后就可以作为应急移动终端使用，方便救灾应急，调整频点后专用移动终端也可以方便的接入4G小基站，并且协议栈裁剪可以降低接入时延；同时，4G小基站可以外接大容量的存储设备以及现场应急指挥子平台。

本实施例未尽详细解释之处，请参见前述实施例，在此不再赘述。

实施例五

图8为本发明实施例四提供的一种4G小基站的硬件结构示意图，如图8所示，该设备包括：

一个或多个处理器510，图8中以一个处理器510为例；

存储器520；

物理层处理模块530；

以及射频模块540。

其中，处理器510可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或者是DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)；物理层处理模块530可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，或者是ASIC(Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)。

所述设备中的处理器510和存储器520可以通过总线或者其他方式连接。数据经过处理器510，到达物理层处理模块530(FPGA或者ASIC)进行物理层处理，然后送到射频模块540发送出去，接收则反之。

存储器520作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本发明实施例中的一种基于软件定义的4G小基站侧的数据传输方法，包括：

通过适配层中根据应用需求和/或应用场景从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口，接收经通信运营商或通信设备厂商的核心网设备发送的第一信息，并将所述第一信息发送至协议控制层；

通过协议控制层中根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支对所述第一信息进行处理，得到第一处理信息，并将所述第一处理信息发送至物理层；

通过物理层对所述第一处理信息进行处理后，经空中接口向外发送。

再如本发明实施例中的一种基于软件定义的4G小基站侧的数据传输方法对应的程序指令，包括：

通过物理层的空中接口接收用户终端发送的第二信息，并将所述第二信息发送至协议控制层；

通过协议控制层中根据应用需求和/或应用场景，利用软件配置方式从预先加载的多个协议栈分支中选取并部署的目标协议栈分支，对所述第二信息进行处理，得到第二处理信息，并将所述第二处理信息发送至适配层；

通过适配层中根据应用需求和/或应用场景从4G小基站设置的多个对接接口中预先选取并配置的一个对接接口，将所述第二处理信息发送至通信运营商或通信设备厂商的核心网设备。

处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序指令，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的一种4G小基站侧的数据传输方法。

存储器520可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。