基于4G Small Cell的商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬敏

摘 要：隨著電子商務(wù)、移動(dòng)電子商務(wù)的興起，商場(chǎng)等傳統(tǒng)零售業(yè)面臨著前所未有的沖擊，利用通信系統(tǒng)、軟件平臺(tái)以及互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)建立智能化的商場(chǎng)本地服務(wù)系統(tǒng)，是商場(chǎng)提升用戶(hù)購(gòu)物體驗(yàn)、增強(qiáng)用戶(hù)粘度、發(fā)揮線(xiàn)下優(yōu)勢(shì)的重要途徑。4G Small Cell無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)可以很好地滿(mǎn)足智能化商場(chǎng)對(duì)于本地信息推送流量大、信息傳送實(shí)時(shí)性強(qiáng)、室內(nèi)定位精度要求高的應(yīng)用需求。基于此，文中提出了基于4G Small Cell的無(wú)線(xiàn)智能化商場(chǎng)方案。分析了4G Small Cell的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景以及4G Small Cell小基站實(shí)現(xiàn)本地增值業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)LIPA，進(jìn)而給出了采用4G Small Cell構(gòu)建商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)的具體方案設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信網(wǎng)；Small Cell；本地IP接入；商場(chǎng)智能導(dǎo)購(gòu)；內(nèi)容精準(zhǔn)推送；目標(biāo)點(diǎn)智能導(dǎo)引

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39；TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）08-00-05

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，電子商務(wù)、移動(dòng)電子商務(wù)進(jìn)入了爆發(fā)式增長(zhǎng)階段，電子商務(wù)/移動(dòng)電子商務(wù)已成為人們消費(fèi)行為的重要組成部分，但這無(wú)疑給超市、商場(chǎng)等傳統(tǒng)零售業(yè)帶來(lái)了前所未有的沖擊[1]。由于傳統(tǒng)商場(chǎng)實(shí)體店存在商品價(jià)格高、可選商品有限、用戶(hù)購(gòu)物體驗(yàn)差、缺乏客戶(hù)粘性以及商場(chǎng)自身經(jīng)營(yíng)成本高、運(yùn)營(yíng)效率低等問(wèn)題，因此面臨著經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)型的嚴(yán)峻考驗(yàn)。傳統(tǒng)商場(chǎng)百貨業(yè)在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代應(yīng)當(dāng)如何轉(zhuǎn)型升級(jí)、保持良性發(fā)展是當(dāng)前業(yè)界廣為關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

目前，很多商場(chǎng)通過(guò)開(kāi)發(fā)手機(jī)App、注冊(cè)微信公眾號(hào)等方式宣傳其優(yōu)惠活動(dòng)，吸引關(guān)注，一些大型商場(chǎng)、購(gòu)物中心還嘗試引入線(xiàn)上線(xiàn)下電子商務(wù)（Online To Offline，O2O）模式，希望借助O2O來(lái)實(shí)現(xiàn)其經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)型。然而，傳統(tǒng)商場(chǎng)最大的優(yōu)勢(shì)還是在線(xiàn)下，其轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵也應(yīng)是將線(xiàn)下優(yōu)勢(shì)最大化，使線(xiàn)上成為線(xiàn)下的有利補(bǔ)充[2]，為客戶(hù)提供更高效、更完美的購(gòu)物體驗(yàn)。利用通信系統(tǒng)、軟件平臺(tái)以及互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)建立智能化的商場(chǎng)本地服務(wù)系統(tǒng)，為用戶(hù)提供購(gòu)物分類(lèi)信息查詢(xún)、店鋪/品牌定位查詢(xún)、商品/店鋪/區(qū)域促銷(xiāo)信息實(shí)時(shí)精準(zhǔn)推送以及購(gòu)物導(dǎo)航等服務(wù)，是商場(chǎng)提升用戶(hù)購(gòu)物體驗(yàn)、增強(qiáng)用戶(hù)粘度、發(fā)揮線(xiàn)下優(yōu)勢(shì)的重要途徑。

4G Small Cell是目前4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)深度覆蓋、增加用戶(hù)容量、進(jìn)行數(shù)據(jù)流量分流，提供增值業(yè)務(wù)的重要技術(shù)手段。由于4G Small Cell具有高速、安全可靠、部署靈活以及定位精度高等特點(diǎn)，因此是智能化商場(chǎng)本地服務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)部署方案。

目前業(yè)界對(duì)于傳統(tǒng)商場(chǎng)的電商業(yè)務(wù)發(fā)展以及商場(chǎng)的O2O轉(zhuǎn)型等方面研究較多[3，4]，而對(duì)于商場(chǎng)本地服務(wù)的智能化研究較少，有一些前期的智慧商場(chǎng)方案采用WiFi技術(shù)，但由于WiFi網(wǎng)絡(luò)存在干擾嚴(yán)重、傳送可靠性無(wú)法保證、不能滿(mǎn)足大量用戶(hù)同時(shí)在線(xiàn)使用等要求，很大程度上影響了用戶(hù)體驗(yàn)?；诖耍疚奶岢隽嘶?G Small Cell的無(wú)線(xiàn)智能化商場(chǎng)方案，首先分析了4G Small Cell的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及4G Small Cell小基站實(shí)現(xiàn)本地增值業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)——本地IP接入（Local IP Access，LIPA），進(jìn)而給出了采用4G Small Cell構(gòu)建商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)的具體方案設(shè)計(jì)。

1 4G Small Cell及其本地IP接入技術(shù)

1.1 4G Small Cell技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景

Small Cell是一種低發(fā)射功率、小范圍覆蓋的小型基站設(shè)備，其最初源于為家庭場(chǎng)景設(shè)計(jì)的Femtocell（毫微蜂窩，又稱(chēng)為家庭基站），隨著LTE技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)emtocell應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)生變化，設(shè)備形態(tài)更加豐富和多樣化，其概念也隨之?dāng)U大，在Femtocell基礎(chǔ)上擴(kuò)充了Picocell（毫微蜂窩）、Microcell（微蜂窩）、Metrocell（城域蜂窩）等，被業(yè)界統(tǒng)一稱(chēng)為Small Cell。4G Small Cell用于室內(nèi)覆蓋，主要采用Femtocell和Picocell，F(xiàn)emtocell一般用于家庭、SOHO場(chǎng)景等；Picocell一般用于中小企業(yè)、商鋪場(chǎng)景等。

Small Cell小基站具有小型化、低成本、部署快速、可控性好、智能化以及與宏網(wǎng)用戶(hù)統(tǒng)一認(rèn)證和管控等優(yōu)勢(shì)，通過(guò)Small Cell能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以下4個(gè)方面的改善[5]：

（1）Hotspot and Indoor：解決熱點(diǎn)和室內(nèi)的覆蓋和容量；

（2）Higher frequency：利用高頻段改善局部弱覆蓋；

（3）Higher bandwidth：更大帶寬，更高容量；

（4）Higher performance：更好的網(wǎng)絡(luò)性能和用戶(hù)體驗(yàn)。

4G Small Cell目前主要用于4G室內(nèi)覆蓋補(bǔ)盲、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分流、提升網(wǎng)絡(luò)容量，未來(lái)將進(jìn)一步應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及5G網(wǎng)絡(luò)中，催生出更多新型應(yīng)用。Small Cell的典型應(yīng)用場(chǎng)景可以歸納為以下幾類(lèi)：

（1）生活場(chǎng)景：如居民樓，城中村，地下停車(chē)場(chǎng)，學(xué)生宿舍等；

（2）商用場(chǎng)景：如寫(xiě)字樓、賓館酒樓，超市商場(chǎng)，營(yíng)業(yè)廳，臨街商鋪等；

（3）特色場(chǎng)景：如基于位置推送的信息服務(wù)，小基站定位服務(wù)，智能家居，視頻監(jiān)控等。

1.2 4G Small Cell網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

4G Small Cell小基站，即演進(jìn)型家庭基站（Home Evolved NodeB，HeNB），其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示[6]。小基站與4G 核心網(wǎng)的移動(dòng)性管理實(shí)體（Mobility Management Equipment，MME）及服務(wù)網(wǎng)關(guān)（Service Gateway，S-GW）之間通過(guò)S1接口連接，小基站之間通過(guò)X2接口連接，具備LIPA功能的小基站與核心網(wǎng)S-GW通過(guò)S5接口連接。endprint

以上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)同時(shí)還給出了部署小基站網(wǎng)關(guān)（HeNBGateWay，HeNB GW）的組網(wǎng)方案。小基站網(wǎng)關(guān)用于小基站大規(guī)模部署的場(chǎng)景，小基站網(wǎng)關(guān)作為多個(gè)小基站的匯聚點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各小基站與核心網(wǎng)之間的信令匯聚，降低了核心網(wǎng)MME的信令開(kāi)銷(xiāo)。小基站網(wǎng)關(guān)與4G 核心網(wǎng)MME及S-GW之間，以及小基站網(wǎng)關(guān)與小基站之間均采用S1接口，且小基站同時(shí)只能與1個(gè)小基站網(wǎng)關(guān)或MME連接。

1.3 4G LIPA技術(shù)

LIPA是4G Small Cell小基站的增強(qiáng)功能，它具備IP能力的用戶(hù)終端（User Equipment，UE），可以通過(guò)HeNB直接接入家庭/企業(yè)網(wǎng)中，可與家庭/企業(yè)網(wǎng)中的其他具備IP能力的實(shí)體互聯(lián)互通[7]。

4G LIPA技術(shù)使4G Small Cell小基站系統(tǒng)在上述優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，具有本地?cái)?shù)據(jù)接入更優(yōu)的性能，為基于4G Small Cell小基站開(kāi)發(fā)更多的家庭/企業(yè)特色應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

3GPP在R10的TR 23.829[8]中確定了LIPA的基本方案，包括架構(gòu)、本地網(wǎng)關(guān)選擇、訪問(wèn)控制、連接建立流程、連接釋放流程以及業(yè)務(wù)請(qǐng)求流程等，此方案架構(gòu)提出在HeNB中增設(shè)本地網(wǎng)關(guān)（Local Gateway，L-GW），L-GW與移動(dòng)核心網(wǎng)S-GW之間通過(guò)L-S5接口相連，該接口是在現(xiàn)有S5接口功能基礎(chǔ)上進(jìn)行增強(qiáng)，HeNB與MME、S-GW之間通過(guò)現(xiàn)有的S1接口相連。3GPP在后續(xù)R11的TR 23.859[9]中又提出了L-GW與HeNB分設(shè)的架構(gòu)以及L-GW獨(dú)立設(shè)立情況下LIPA的移動(dòng)性，但對(duì)于HeNB和L-GW之間的接口細(xì)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)尚未確定。

2 基于4G Small Cell的商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 方案說(shuō)明及系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)，采用增強(qiáng)型4G Small Cell小基站（小基站具備LIPA功能）部署方案，為顧客提供一種智能化的快捷、便利的商場(chǎng)購(gòu)物體驗(yàn)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）本地信息推送功能是基于用戶(hù)精確位置的商場(chǎng)店鋪信息、區(qū)域促銷(xiāo)信息等的實(shí)時(shí)推送；

（2）用戶(hù)購(gòu)物智能導(dǎo)航功能能夠快速、準(zhǔn)確地導(dǎo)引用戶(hù)到達(dá)購(gòu)物點(diǎn)，如某品牌店鋪，并在導(dǎo)引過(guò)程中，用戶(hù)可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)推送附近店鋪的商品信息，隨時(shí)調(diào)整購(gòu)物目標(biāo)點(diǎn)；

（3）商場(chǎng)店鋪信息實(shí)時(shí)更新功能。商場(chǎng)店鋪可以利用該無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)將店鋪商品信息、折扣信息等實(shí)時(shí)傳送給商場(chǎng)后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器，使得應(yīng)用服務(wù)器信息與店鋪信息迅速同步。

4G Small Cell無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用于商場(chǎng)的智能導(dǎo)購(gòu)，可以很好地滿(mǎn)足以下需求：

（1） 大流量要求：商場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)器需要向移動(dòng)智能終端（UE）推送大量本地信息，采用4G Small Cell的LIPA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)UE與本地服務(wù)器之間的高速數(shù)據(jù)通信；

（2） 實(shí)時(shí)性要求：商場(chǎng)店鋪信息等內(nèi)容需要根據(jù)用戶(hù)位置實(shí)時(shí)推送，4G Small Cell是4G網(wǎng)絡(luò)的一部分，無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，保證了信息傳送的實(shí)時(shí)性；

（3） 室內(nèi)精準(zhǔn)定位要求：基于位置的信息推送及購(gòu)物導(dǎo)航等都需室內(nèi)精準(zhǔn)定位，Small Cell覆蓋范圍小，因此其定位精度較高，特別適合于室內(nèi)無(wú)GPS信號(hào)的基于位置的應(yīng)用。

（4） 高密集并發(fā)用戶(hù)要求：商場(chǎng)是人員相對(duì)密集的場(chǎng)所，尤其在節(jié)假日或有促銷(xiāo)活動(dòng)等情況下，故要求商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)能滿(mǎn)足高并發(fā)用戶(hù)數(shù)需求，4G Small Cell則用于4G覆蓋的補(bǔ)盲補(bǔ)弱以及提升網(wǎng)絡(luò)容量，特別適合高密集并發(fā)用戶(hù)的應(yīng)用場(chǎng)景。

圖2所示是本文設(shè)計(jì)的商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，系統(tǒng)主要包括智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用服務(wù)器、增強(qiáng)型4G Small Cell小基站（即HeNB，包含L-GW）、移動(dòng)通信網(wǎng)、本地局域網(wǎng)、移動(dòng)智能終端（UE）等。智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用服務(wù)器設(shè)置在本地，如商場(chǎng)的設(shè)備管理室。商場(chǎng)內(nèi)布放多個(gè)小基站（≥3），小基站增加本地網(wǎng)關(guān)L-GW功能后，通過(guò)本地局域網(wǎng)與應(yīng)用服務(wù)器連通，移動(dòng)智能終端通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口與小基站連通，小基站通過(guò)4G核心網(wǎng)接口與4G核心網(wǎng)連通。

2.2 系統(tǒng)流程

商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)流程主要為室內(nèi)定位流程、4G LIPA流程、智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用流程及商場(chǎng)店鋪信息實(shí)時(shí)更新流程。

2.2.1 室內(nèi)定位流程

商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)中基于用戶(hù)位置的本地信息精準(zhǔn)推送以及用戶(hù)購(gòu)物智能導(dǎo)引等都需要室內(nèi)精準(zhǔn)定位。本系統(tǒng)的室內(nèi)定位流程如下所示：

（1）UE選擇一個(gè)小基站（HeNB）向其發(fā)送Random Access Preamble，通知HeNB有一個(gè)隨機(jī)接入請(qǐng)求；

（2）HeNB向UE返回隨機(jī)接入應(yīng)答（Random Access Response），在該應(yīng)答消息中包含了HeNB估計(jì)的其與UE之間的傳輸時(shí)延；

（3）UE根據(jù)該收發(fā)時(shí)間差可以計(jì)算出UE與該小基站之間的距離；

（4）UE隨機(jī)接入過(guò)程完成后，UE立即發(fā)起釋放無(wú)線(xiàn)資源控制（Radio Resource Control，RRC）連接過(guò)程，不通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)則主動(dòng)進(jìn)入空閑狀態(tài)；

（5）UE重新選擇一個(gè)小基站，重復(fù)上述（1）～（4）的步驟，以此類(lèi)推，至少選擇3個(gè)以上小基站接入；

（6）每個(gè)小基站都有一個(gè)固定經(jīng)緯度坐標(biāo)值，通過(guò)3個(gè)以上小基站坐標(biāo)信息以及UE與各小基站的距離，根據(jù)三點(diǎn)定位原理計(jì)算出UE的經(jīng)緯度坐標(biāo)。

以上流程采用UE根據(jù)收發(fā)時(shí)間差進(jìn)行三點(diǎn)定位，具有精度高，誤差小的優(yōu)點(diǎn)，但為獲取時(shí)間差，要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行3個(gè)以上小基站的隨機(jī)接入過(guò)程。如果商場(chǎng)內(nèi)小基站信號(hào)比較好，UE也可以根據(jù)小基站信號(hào)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行三點(diǎn)定位，UE無(wú)需與基站進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的交互過(guò)程，但定位精度會(huì)低于時(shí)間差方式。endprint

2.2.2 4G LIPA流程

LIPA技術(shù)是UE通過(guò)4G Small Cell小基站直接接入本地局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大量本地信息交互應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。4G LIPA流程主要分為分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（Packet Data Network，LIPA PDN）連接建立過(guò)程、UE觸發(fā)的服務(wù)請(qǐng)求過(guò)程、L-GW觸發(fā)的服務(wù)請(qǐng)求過(guò)程以及連接釋放過(guò)程[8]。

2.2.2.1 LIPA PDN連接建立過(guò)程

LIPA PDN連接建立過(guò)程如下所示：

（1）UE通過(guò)HeNB向MME發(fā)起PDN連接請(qǐng)求，消息中包含了LIPA的存取點(diǎn)名稱(chēng)（Access Point Name，APN）標(biāo)識(shí)、HeNB支持LIPA的能力、L-GW的IP地址。

（2）MME在歸屬簽約用戶(hù)服務(wù)器（Home Subscriber Server，HSS）中檢查UE的訂閱信息，以確定UE是否被允許訪問(wèn)所請(qǐng)求的LIPA APN。如果允許，MME將該L-GW的IP地址告知S-GW。

（3）S-GW通過(guò)L-GW的IP地址向L-GW請(qǐng)求創(chuàng)建連接，L-GW進(jìn)行創(chuàng)建連接響應(yīng)，響應(yīng)中包含了S5 PGW（PDN GateWay，PDN網(wǎng)關(guān)），隧道端點(diǎn)ID（Tunnel Endpoint ID，TEID），即L-GW用戶(hù)面TEID。S-GW向MME發(fā)送L-GW的創(chuàng)建連接響應(yīng)，從而創(chuàng)建了一條L-GW---S-GW---MME之間的信令和數(shù)據(jù)通路。

（4）MME向HeNB發(fā)送承載建立請(qǐng)求，該請(qǐng)求中包含了S5 PGWTEID，HeNB為UE建立無(wú)線(xiàn)承載，HeNB建立與L-GW之間用于LIPA數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹苯铀淼馈?/p>

（5）HeNB與UE之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)資源控制（Radio Resource Control，RRC）空口連接的重配置；

（6）HeNB向MME發(fā)送PDN連接完成消息，LIPA PDN連接建立。

2.2.2.2 服務(wù)請(qǐng)求過(guò)程

LIPA PDN連接建立后，當(dāng)UE請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，UE通過(guò)NAS Service Request消息發(fā)起用戶(hù)面的上行數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求，MME發(fā)送S1-AP：Initial Context Setup Request給HeNB，該初始上下文建立的請(qǐng)求中包含了S5 PGW TEID，HeNB使用該 TEID建立同L-GW的數(shù)據(jù)鏈路。

L-GW觸發(fā)的服務(wù)請(qǐng)求過(guò)程：對(duì)于下行數(shù)據(jù)，L-GW收到第一個(gè)下行數(shù)據(jù)包會(huì)發(fā)送一個(gè)偽包給S-GW，并緩存下行包，S-GW發(fā)送下行數(shù)據(jù)提醒消息給MME，MME對(duì)UE尋呼，UE通過(guò)Service Request消息發(fā)起用戶(hù)面的連接請(qǐng)求，數(shù)據(jù)鏈路建立后，L-GW將緩存的數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)線(xiàn)承載轉(zhuǎn)發(fā)給UE。

2.2.2.3 連接釋放過(guò)程

（1）當(dāng)UE處于空閑模式時(shí)，HeNB向MME發(fā)送S1-AP：S1 UE Context Release Request，提出釋放連接請(qǐng)求；

（2）MME向S-GW發(fā)送釋放接入承載請(qǐng)求；

（3）S-GW向MME返回釋放接入承載響應(yīng)；

（4）MME向HeNB發(fā)送S1-AP：S1 UE Context Release Command，告知HeNB，MME和S-GW之間的承載連接已釋放，HeNB通知L-GW釋放L-GW與UE之間的用戶(hù)面信道；

（5）HeNB釋放與UE之間的RRC空口連接；

（6）HeNB向MME發(fā)送S1-AP：S1 UE Context Release Complete，整個(gè)連接釋放完成。

2.2.3 智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用流程

商場(chǎng)智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用流程示意圖如圖3所示。

具體說(shuō)明如下：

（1）用戶(hù)持移動(dòng)智能終端（UE）進(jìn)入商場(chǎng)，下載、安裝、打開(kāi)定制的商場(chǎng)智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用客戶(hù)端，而UE會(huì)關(guān)聯(lián)一個(gè)小基站。

（2）通過(guò)調(diào)用LIPAPDN連接建立過(guò)程，建立起UE到商場(chǎng)本地局域網(wǎng)的IP接入連接。

（3）通過(guò)調(diào)用定位流程，UE可獲得其當(dāng)前的精確位置信息，調(diào)用UE觸發(fā)服務(wù)請(qǐng)求過(guò)程，UE通過(guò)小基站將其當(dāng)前位置發(fā)送給商場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)器。

（4）應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)小基站向UE推送商場(chǎng)店鋪信息。應(yīng)用服務(wù)器中存放商場(chǎng)店鋪信息表，包括店鋪名稱(chēng)、店鋪位置信息、店鋪商品信息、促銷(xiāo)信息等。

（5）用戶(hù)在UE上瀏覽商場(chǎng)店鋪概覽，選擇一個(gè)或多個(gè)購(gòu)物目標(biāo)店鋪，如幾個(gè)品牌專(zhuān)賣(mài)店，UE將用戶(hù)選定的目標(biāo)店鋪發(fā)送給應(yīng)用服務(wù)器。

（6）應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)UE發(fā)來(lái)的店鋪名稱(chēng)檢索出目標(biāo)店鋪的位置信息，發(fā)送給UE。

（7）UE智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用客戶(hù)端根據(jù)UE當(dāng)前位置以及目標(biāo)店鋪的位置，規(guī)劃出顧客的最佳購(gòu)物導(dǎo)引路線(xiàn)，用戶(hù)依照顯示的最優(yōu)購(gòu)物路線(xiàn)可以依次到達(dá)各目標(biāo)店鋪。在此過(guò)程中，UE啟動(dòng)位置更新定時(shí)器，定時(shí)計(jì)算其最新位置信息，以便智能導(dǎo)購(gòu)應(yīng)用客戶(hù)端能夠?qū)崟r(shí)追蹤用戶(hù)的位置，進(jìn)行導(dǎo)引路徑提示。同時(shí)服務(wù)器根據(jù)UE最新位置，實(shí)時(shí)向UE推送用戶(hù)路線(xiàn)途經(jīng)位置附近的商鋪信息，顯示給用戶(hù)，用戶(hù)可以返回步驟（5），重新選擇新的目標(biāo)店鋪。

2.2.4 店鋪信息實(shí)時(shí)更新流程

利用商場(chǎng)4G Small Cell無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，商場(chǎng)各店鋪可以非常方便的將其店鋪?zhàn)钚碌纳唐沸畔?、促銷(xiāo)信息等發(fā)送給商場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)器。店鋪信息實(shí)時(shí)更新流程如下：

（1）商場(chǎng)店鋪UE安裝并打開(kāi)定制的應(yīng)用客戶(hù)端；

（2）UE關(guān)聯(lián)小基站，調(diào)用UE請(qǐng)求LIPA PDN連接建立過(guò)程；

（3）調(diào)用UE觸發(fā)服務(wù)請(qǐng)求過(guò)程（LIPA PDN連接已存在）；

（4）UE通過(guò)小基站向商場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送其最新的店鋪信息，包括商品信息、促銷(xiāo)信息等；

（5）應(yīng)用服務(wù)器更新其存放的相關(guān)店鋪信息表。endprint

2.3 4G Small Cell小基站系統(tǒng)構(gòu)成

2.3.1 硬件系統(tǒng)

4G Small Cell小基站硬件系統(tǒng)主要由基帶子系統(tǒng)、LTE射頻子系統(tǒng)、以太網(wǎng)子系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)等構(gòu)成，如圖4所示。

基帶子系統(tǒng)主要包括LTE基帶處理器（含多核CPU以及DSP處理模塊）、內(nèi)存、Flash等；LTE射頻子系統(tǒng)包括AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、功放模塊、收發(fā)天線(xiàn)等；以太網(wǎng)子系統(tǒng)包括千兆以太網(wǎng)PHY（物理接口收發(fā)器）、隔離變壓器、SFP光口及RJ45電口等；電源子系統(tǒng)提供交直流轉(zhuǎn)換、PoE供電等。

2.3.2 軟件系統(tǒng)

4G Small Cell小基站（含L-GW功能）的軟件系統(tǒng)主要包括基本通信處理子系統(tǒng)、核心網(wǎng)接口協(xié)議處理子系統(tǒng)、LTE無(wú)線(xiàn)接口轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)以及配置維護(hù)管理子系統(tǒng)等，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖5所示。

基本通信處理子系統(tǒng)主要提供基本的網(wǎng)絡(luò)通信功能；LTE無(wú)線(xiàn)接口轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)主要處理LTE無(wú)線(xiàn)網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換；配置維護(hù)管理子系統(tǒng)完成OAM&P、SNMP、TR-069等功能；核心網(wǎng)接口協(xié)議處理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與LTE核心網(wǎng)的接口協(xié)議，而LIPA功能主要在該子系統(tǒng)中完成。

核心網(wǎng)接口協(xié)議處理子系統(tǒng)包括S1-AP模塊、GTP-U模塊以及LIPA功能模塊等。S1-AP模塊完成信令面S1-MME接口功能，通過(guò)S1-AP協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)信令信息；GTP-U模塊完成用戶(hù)面S1-U接口功能，通過(guò)GTP-U協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)用戶(hù)面IP數(shù)據(jù)包；LIPA功能模塊完成L-GW功能，根據(jù)3GPP LIPA規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[8]對(duì)用戶(hù)面數(shù)據(jù)進(jìn)行分流，并通過(guò)GTP-U模塊轉(zhuǎn)發(fā)。

來(lái)自UE的本地流量經(jīng)過(guò)小基站處的L-GW被分流出去，用專(zhuān)用的存取點(diǎn)名稱(chēng)（Access Point Name，APN）來(lái)標(biāo)識(shí)需要進(jìn)行業(yè)務(wù)分流的PDN，運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)中的業(yè)務(wù)則用與該P(yáng)DN不同的PDN連接進(jìn)行傳遞。以下偽代碼說(shuō)明了4G Small Cell小基站基于PDN連接的LIPA分流邏輯判斷和轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程：

for each PDN connection， do：

if APN equals（“l(fā)ocal”）

traffic in bearers of this connection GOTO LocalNetwork-IO；

else

traffic in this connection GOTO CoreNetwork-IO；

end if

end for

3 結(jié) 語(yǔ)

4G Small Cell能夠提升LTE網(wǎng)絡(luò)容量，解決4G室內(nèi)深度覆蓋不足的問(wèn)題，并且可以利用其大流量、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、有OoS保證等特點(diǎn)以及LIPA等增強(qiáng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出更多有吸引力的特色應(yīng)用，商場(chǎng)的智能導(dǎo)購(gòu)就是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的特色應(yīng)用之一，本文詳細(xì)說(shuō)明了基于4G Small Cell的商場(chǎng)無(wú)線(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。

目前4G Small Cell小基站產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但基于4G Small Cell的各種行業(yè)應(yīng)用還遠(yuǎn)未展開(kāi)，相信Small Cell在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用中會(huì)發(fā)揮更大的作用，Small Cell技術(shù)和產(chǎn)品也將在實(shí)際應(yīng)用中得到進(jìn)一步完善和發(fā)展。

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