СПОСОБ СОКРАЩЕНИЯ СИГНАЛИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ В СИТУАЦИЯХ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК H04W4/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение имеет отношение к решению для управления мобильностью в сети передачи данных и, в частности, к решению для сокращения сигнализации управления в сети в отношении ситуаций передачи обслуживания. Настоящее изобретение касается области управления мобильностью и обработки пользовательских данных для мобильных устройств в активном режиме в сети мобильной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Управление мобильностью в такой системе, как система технологии LTE (сеть E-UTRAN), включает в себя управление пользователями в режиме бездействия и в активном режиме. В режиме бездействия мобильное устройство перемещается в сети мобильной связи, не отправляя и не принимая данные, его позиция известна сети в приблизительной степени, например, может быть известно, в какой области отслеживания/маршрутизации располагается мобильное устройство, но не его точная сота.

В активном режиме пользовательское оборудование перемещается и в то же самое время отправляет и принимает данные (непрерывно или периодически). Местоположение пользовательского оборудования должно быть известно сети вплоть до самой соты и базовой станции. В системе, особенно в системе с маленькими сотами, такой как система технологии LTE, для пользовательского оборудования (UE) в активном режиме может существовать проблема, при которой в сети будет выполняться очень много сигнализации для уведомления сети о текущем местоположении пользовательского оборудования. В иерархической системе сети, например, в системе GPRS или Mobitex, будет выполняться сигнализация вверх по дереву распределения сети для обновления информации маршрутизации лишь в нижнем узле, общем для новой и старой соты. Поэтому сигнализация в сети будет ограничена. Технология SAE/LTE, с другой стороны, определяется как система с плоской архитектурой протокола IP, и первый общий узел одновременно является верхним узлом. Туннелирование и связанная сигнализация будут очень частыми в верхних узлах опорной сети.

Поэтому имеется потребность определить решение, которое выполняет более эффективную сигнализацию для обеспечения мобильности для пользовательского оборудования в активном режиме для систем с плоской архитектурой, таких как системы технологии SAE/LTE.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении более эффективного управления мобильностью для активных мобильных устройств.

Это обеспечивается в нескольких аспектах настоящего изобретения, в первом из которых обеспечивается способ управления мобильностью в сети беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащий этапы, на которых:

используют групповую передачу по протоколу IP для транспортировки данных сеанса одноадресной передачи для пользовательского оборудования, входящего в активный режим и соединенного со шлюзом передачи данных;

выделяют IP-адрес групповой передачи в сетевом шлюзе между внешней сетью IP и сетью передачи данных (шлюзе SAE GW);

сообщают объекту управления мобильностью (MME) IP-адрес групповой передачи;

сообщают шлюзу передачи данных между пользовательским оборудованием и инфраструктурной сетью IP-адрес групповой передачи;

отправляют управляющее сообщения от шлюза передачи данных к маршрутизаторам в инфраструктурной сети, чтобы уведомить их о том, что шлюз передачи данных должен принять данные групповой передачи для выделенного IP-адреса групповой передачи;

используют в сетевом шлюзе IP-адрес групповой передачи для отправки данных плоскости пользователя по нисходящей линии связи к пользовательскому оборудованию;

используют маршрутизаторы с поддержкой протокола IP в инфраструктурной сети для транспортировки данных плоскости пользователя в шлюз передачи данных.

Способ может дополнительно содержать этап, на котором разрешают по меньшей мере еще одному шлюзу передачи данных принимать данные для того же самого IP-адреса групповой передачи.

Способ может дополнительно содержать этапы, на которых:

принимают сигнал от пользовательского оборудования в объекте MME о том, что пользовательское оборудование изменило соединение на второй шлюз передачи данных;

сообщают от объекта MME новому шлюзу передачи данных IP-адрес групповой передачи.

Способ может дополнительно содержать этапы, на которых:

принимают во втором шлюзе передачи данных IP-адрес групповой передачи от пользовательского оборудования;

отправляют от второго шлюза передачи данных управляющее сообщение маршрутизаторам в инфраструктурной сети, чтобы уведомить их о том, что шлюз передачи данных должен принять данные групповой передачи для выделенного IP-адреса групповой передачи.

Способ может дополнительно содержать этапы, на которых:

получают информацию по меньшей мере об одном шлюзе передачи данных, смежном со шлюзом передачи данных, с которым пользовательское оборудование соединено в текущий момент;

включают смежный шлюз передачи данных в прием данных для выделенного адреса групповой передачи.

Способ может дополнительно содержать этап, на котором:

используют и IP-адрес групповой передачи, и IP-адрес источника сетевого шлюза для идентификации сеанса и данных групповой передачи, которые следует принимать.

В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается устройство шлюза инфраструктурной сети в сети беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащее:

процессорный блок для выполнения наборов команд;

память для хранения наборов команд и данных;

интерфейс восходящей линии связи;

интерфейс нисходящей линии связи;

причем процессорный блок выполнен с возможностью

использовать групповую передачу по протоколу IP для транспортировки данных сеанса одноадресной передачи для пользовательского оборудования, входящего в активный режим и соединенного со шлюзом передачи данных;

выделять IP-адрес групповой передачи;

сообщать объекту управления подвижностью (MME) IP-адрес групповой передачи;

сообщать шлюзу передачи данных между пользовательским оборудованием и инфраструктурной сетью IP-адрес групповой передачи;

использовать IP-адрес групповой передачи для отправки данных плоскости пользователя по нисходящей линии связи пользовательскому оборудованию.

В еще одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается мобильный терминал в сети беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащий:

процессорный блок;

память;

интерфейс связи, выполненный с возможностью взаимодействовать со шлюзом передачи данных;

причем мобильный терминал выполнен с возможностью приобретать IP-адрес групповой передачи и сообщать этот адрес шлюзу передачи данных при изменении соединения от первого шлюза передачи данных на второй шлюз передачи данных.

В еще одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается сеть беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащая:

по меньшей мере один сетевой шлюз;

по меньшей мере один объект управления мобильностью;

по меньшей мере один шлюз передачи данных между мобильным терминалом и сетью передачи данных;

причем сеть выполнена с возможностью выполнять способ по п.1 формулы изобретения.

В настоящем изобретении обеспечивается компьютерная программа, используемая в устройстве инфраструктурной сети передачи данных, содержащая наборы команд для:

использования групповой передачи по протоколу IP для транспортировки данных сеанса одноадресной передачи для пользовательского оборудования, входящего в активный режим и соединенного со шлюзом передачи данных;

выделения IP-адреса групповой передачи;

сообщения объекту управления мобильностью (MME) IP-адреса групповой передачи;

сообщения шлюзу передачи данных между пользовательским оборудованием и инфраструктурной сетью IP-адреса групповой передачи;

использования в сетевом шлюзе IP-адреса групповой передачи для отправки данных плоскости пользователя по нисходящей линии связи к пользовательскому оборудованию.

Кроме того, в другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается инфраструктурное устройство управления мобильностью в сети беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола, содержащее:

процессорный блок для выполнения наборов команд;

память для хранения наборов команд и данных;

интерфейс связи;

причем процессорный блок выполнен с возможностью

получать информацию об IP-адресе групповой передачи, используемом для мобильного терминала, соединенного со шлюзом передачи данных;

сообщать шлюзу передачи данных между пользовательским оборудованием и инфраструктурной сетью IP-адрес групповой передачи.

Решение в настоящем изобретении в общем случае применимо к управлению мобильностью для систем проекта партнерства по созданию сетей третьего поколения (3GPP), а также для систем, не являющихся системами проекта 3GPP. Преимущества главным образом ощутимы для системы с плоской архитектурой протокола IP. Оно применяется здесь к технологии SAE/LTE, как представляющей собой плоскую архитектуру протокола IP; однако оно может быть применено к другой плоской архитектуре протокола IP.

Дополнительные преимущества заключаются в единообразной обработке информационных потоков одноадресной, двухадресной и групповой (MBMS) передач.

Настоящее изобретение также предусматривает режим двухадресной передачи, дающий возможность мягкой передачи обслуживания.

Изобретение обеспечивает эффект освобождения сетевых шлюзов, например, шлюзов SAE, от потока управляющей информации и уменьшает риск возникновения "узких мест" в инфраструктурной сети.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее изобретение будет описано не ограничивающим образом и более подробно со ссылкой на иллюстративные варианты воплощения, проиллюстрированные на приложенных чертежах.

Фиг.1 схематично иллюстрирует сеть в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 схематично иллюстрирует инфраструктурное устройство в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 схематично иллюстрирует мобильный терминал в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.4 схематично иллюстрирует способ во время активации сеанса в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.5 схематично иллюстрирует способ во время передачи обслуживания в соответствии с настоящим изобретением; и

фиг.6 иллюстрирует сеть в соответствии с настоящим изобретением в ситуации передачи обслуживания.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг.1 ссылочная позиция 10 показывает сеть в соответствии с настоящим изобретением. Сеть содержит по меньшей мере один узел 1 eNodeB или любое другое подходящее коммутирующее устройство для соединения беспроводного терминала 6 с инфраструктурной сетью, инфраструктурной магистральной IP-сетью 2 по меньшей мере с одним маршрутизатором или переключателем 3. Шлюз 4 (GW) технологии проекта развития системной архитектуры (SAE) соединен с магистральной IP-сетью 2 через интерфейс S1-U. Объект 5 управления мобильностью (MME) соединен с возможностью взаимодействия со шлюзом 4 SAE GW, но также соединен с возможностью взаимодействия с магистральной IP-сетью 2 через интерфейс 9 S1-MME. IP-сеть соединена со шлюзом SAE GW. Узлы 1 eNodeB выполнены с возможностью взаимодействовать с помощью беспроводной связи с использованием любого подходящего протокола связи с мобильными терминалами 6 (пользовательским оборудованием (UE)), такими как мобильные телефоны, переносные компьютеры, смартфоны с карманным компьютером (PDA) и другое оборудование с интерфейсом беспроводной связи, подходящим для текущего протокола связи, используемого коммутирующим устройством 1.

Изобретение может быть реализовано как программное обеспечение в одном или нескольких инфраструктурных устройствах 200 (как проиллюстрировано на фиг.2), содержащих процессорный блок 201, по меньшей мере одну память 202 и интерфейс 203 для других компонентов для работы устройства 200. Однако эти другие компоненты известны специалисту и не включены в это описание. Кроме того, устройство 200 может иметь по меньшей мере один интерфейс нисходящей линии 204 связи и интерфейс восходящей линии 205 связи (следует отметить, что они могут быть включены в один и тот же физический интерфейс связи, такой как соединение Ethernet и т.п.). Память может содержать память энергозависимого и/или энергонезависимого типа, в том числе, но без ограничения, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ; RAM), динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ; ROM), электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM; ЭСППЗУ), жесткий диск, флэш-память и т.п. Процессорный блок 201 может содержать любое подходящее вычислительное устройство для выполнения наборов программных команд, в том числе, но без ограничения, микропроцессор, программируемую вентильную матрицу (FPGA), специализированные интегральные схемы (ASIC), процессор цифровых сигналов и т.д.

Аналогичным образом, фиг.3 показывает мобильный терминал 6, 300 в соответствии с настоящим изобретением, который работает аналогично инфраструктурному устройству 200 с процессорным блоком 301, памятью 302, интерфейсом 303 с другими компонентами терминала 6, 300 и интерфейсом 304 для беспроводной связи с инфраструктурной сетью 2 (и далее), например, через узел 1 eNodeB. Память и процессор могут иметь аналогичные типы, как упомянуто в отношении инфраструктурного устройства 200.

Интерфейсы 304 и 204 связи между терминалом 300 и инфраструктурным устройством 200 выполнены как беспроводные интерфейсы (прямо или косвенно использующие дополнительные инфраструктурные устройства (не показаны)) любого подходящего типа, например, с поддержкой технологий 2,5G, 3G и выше.

В режиме бездействия пользовательское оборудование 6 перемещается, и его позиция известна объекту 5 MME посредством области отслеживания/маршрутизации. В активном режиме пользовательское оборудование принимает и отправляет данные конечной точке во внешней сети передачи пакетных данных (PDN), например, в сети Интернет. Шлюз 4 SAE GW представляет собой шлюз во внешнюю сеть 7 PDN, и путь плоскости пользователя устанавливается между сетью PDN и пользовательским оборудованием через шлюз SAE GW и текущий узел 1 eNodeB. Когда пользовательское оборудование перемещается в новую соту, путь должен быть переключен в шлюзе SAE GW, чтобы иметь возможность отправлять данные по нисходящей линии связи пользовательскому оборудованию, соединенному с новым узлом eNodeB. Традиционно (например, в технологии GPRS) это делается при управлении сеансом через поддержание контекста по протоколу пакетных данных (PDP) и туннеля по туннельному протоколу GPRS (GTP) через сеть (NW). Однако в этом решении имеется проблема; когда соты являются маленькими и архитектура является плоской, будет выполняться обширная сигнализация к шлюзу SAE GW, чтобы обновить все туннели для каждого пользовательского оборудования на нужный узел eNodeB.

В настоящем решении групповая передача по протоколу IP используется в качестве транспортного механизма между шлюзом 4 SAE GW и узлом 1 eNodeB для транспорта плоскости пользователя для пользовательского оборудования 6 в активном режиме, то есть групповая передача по протоколу IP используется в качестве транспортного протокола для данных одноадресной передачи. Пользовательские пакеты в режиме одноадресной передачи будут инкапсулированы и транспортированы в магистральной сети с использованием транспорта групповой передачи по протоколу IP. Протокол плоскости пользователя GTP использоваться не будет. Процедура будет состоять в том, что когда пользовательское оборудование входит в активный режим, оно сообщает шлюзу 4 SAE GW или объекту 5 MME, чтобы они активизировали плоскость пользователя. Объект MME или шлюз SAE GW выделят IP-адрес групповой передачи; в качестве альтернативы IP-адрес групповой передачи запрашивается и принимается от выбранного шлюза SAE GW. При использовании групповой передачи с заданным источником (SSM) при сигнализации для установления канала также будет предоставлен адрес источника шлюза SAE GW, и он будет использоваться узлом eNodeB в сообщении Join протокола IGMP. При использовании расширения SSM для групповой передачи по протоколу IP (документ RFC 4607) будет возможно получить более быстрое установление пути групповой передачи по протоколу IP между шлюзом SAE GW и узлом eNodeB, что важно для мобильности при перемещении между сотами. Сообщение активации, включающее в себя IP-адрес групповой передачи, отправляется шлюзу SAE GW (или известно шлюзу SAE GW, если он является объектом, предоставляющим IP-адрес групповой передачи) и узлу eNodeB (в качестве альтернативы - пользовательскому оборудованию). Шлюз SAE GW отправит данные нисходящей линии связи пользовательского оборудования по назначенному IP-адресу групповой передачи. Узел eNodeB должен принять данные, отправленные по IP-адресу групповой передачи, и поэтому отправляет сообщение Join протокола IGMP (или аналогичное управляющее сообщение, чтобы уведомить сеть о желании принадлежать заданной группе групповой передачи, например, сообщение отчета о членстве, используемое в протоколе IGMPv3) магистральной сети. Магистральная сеть 2 протокола IP поддерживает групповую передачу, поскольку маршрутизаторы 3 совместимы с групповой передачей по протоколу IP. Маршрутизаторы примут сообщение Join протокола IGMP и перенаправят его таким образом, что все пакеты, отправленные на заданный IP-адрес групповой передачи в магистральную сеть, будут доставлены узлу eNodeB, который присоединен. Шлюз SAE GW отправит данные нисходящей линии связи на IP-адрес групповой передачи, фактически не зная местоположение пользовательского оборудования и в каком узле eNodeB заканчивается плоскость пользователя.

Когда пользовательское оборудование перемещается в новый узел eNodeB, пользовательское оборудование сообщает сети, например, объекту MME, новое местоположение (узел eNodeB), и объект MME отправляет IP-адрес групповой передачи плоскости пользователя сеанса пользовательского оборудования новому узлу eNodeB, который теперь присоединяется к сеансу групповой передачи по протоколу IP посредством отправки сообщения Join протокола IGMP в магистральную сеть. Магистральная сеть создает новый путь передачи, с тем чтобы информационный поток теперь отправлялся новому узлу eNodeB, и пользовательское оборудование может принять данные сеанса. Следует отметить, что нет никакой сигнализации к шлюзу SAE GW, который не знает о местоположении пользовательского оборудования, но должен только выдать информационный поток в магистральную сеть, поддерживающую групповую передачу по протоколу IP. Альтернативный способ будет заключаться в том, что объект MME сообщает пользовательскому оборудованию IP-адрес групповой передачи при активации. В этом случае, когда пользовательское оборудование перемещается в новый узел eNodeB, пользовательское оборудование может инициировать выполнение новым узлом eNodeB присоединения (Join) по протоколу IGMP. Пользовательское оборудование сообщает новому узлу eNodeB IP-адрес групповой передачи, и новый узел eNodeB выполняет присоединение (Join) по протоколу IGMP к магистральной сети. Объект MME может быть проинформирован или может не быть проинформирован об изменении соты.

Дополнительная возможность при применении предложенного способа состоит в том, чтобы способствовать эффективной передаче обслуживания (HO) посредством сообщения сотам, окружающим соту, в которой в настоящее время расположено пользовательское оборудование, чтобы они также присоединились к транспорту групповой передачи по протоколу IP. Тогда, если пользовательское оборудование перемещается в смежную соту, новый узел eNodeB уже имеет информационный поток нисходящей линии связи, и он может быть доставлен пользовательскому оборудованию без прерывания. Это будет рассмотрено более подробно в отношении фиг.6 позже в этом документе.

Следует отметить, что с применением расширения (документы IETF RFC 4607, 4604, 4608) для групповой передачи с заданным источником (SSM) к групповой передаче по протоколу IP-адрес источника используется для маршрутизации групповой передачи по протоколу IP. В этом случае маршрутизация и создание таблиц маршрутизации являются более эффективными. Также адрес источника всегда будет доступен в адресате, то есть в узле eNodeB, и узел eNodeB также будет использовать адрес источника для отправки информационного потока восходящей линии связи для рассматриваемого сеанса таким образом, чтобы восходящая линия связи пошла в нужный шлюз SAE GW, который будет действовать в качестве точки привязки для информационного потока нисходящей и восходящей линий связи.

Изложенная здесь поддержка мобильности является весьма общей и также может быть использована для мобильности вне проекта 3GPP, а также вообще в любой сети, которая поддерживает групповую передачу по протоколу IP в соответствии с документами RFC для групповой передачи с заданным источником (SSM) по протоколу IP.

Для шлюза SAE GW обработка информационного потока нисходящей линии связи одноадресной передачи и информационного потока нисходящей линии связи групповой передачи (MBMS) будет одной и той же и будет главным образом отличаться источником информационного потока (центр BM-SC для информационного потока MBMS через интерфейсы SGmb и SGi и внешняя/внутренняя сеть PDN через интерфейс SGi для одноадресного информационного потока). Протокол GTP не используется, и IP-адрес групповой передачи используется вместо идентификаторов конечной точки туннеля (TEID) протокола GTP.

Ниже со ссылкой на фиг.4 будет описан иллюстративный способ активации сеанса:

401. Пользовательское оборудование присоединяется к сети (регистрируется в объекте MME1 и аутентифицируется и т.д.). Пользовательское оборудование хочет активизировать сеанс передачи данных (эквивалентно выполнению активизации контекста PDP в системе GPRS) и отправляет сообщение активации объекту MME.

402. Объект MME выделяет канал с правильными характеристиками канала, такими как качество обслуживания (QoS), режим и т.д. (с использованием некоторого способа, который не представляет интереса в рассматриваемом здесь контексте). Объект MME выбирает шлюз SAE GW (например, с использованием APN), а также назначает транспортный канал между шлюзом SAE GW и узлом eNodeB (эквивалентный туннелю по протоколу GTP, используемому в системе GPRS), то есть объект MME назначает IP-адрес групповой передачи, который шлюз SAE GW должен использовать для отправки данных плоскости пользователя нисходящей линии связи узлу eNodeB для этого транспортного канала плоскости пользователя. Назначение IP-адреса групповой передачи может альтернативно быть выполнено в шлюзе SAE GW в качестве части процедуры или по запросу от объекта MME.

403. Объект MME отправляет шлюзу SAE GW параметры канала, в том числе IP-адрес групповой передачи. Шлюз SAE GW создает контекст для сеанса для пользовательского оборудования.

404. Объект MME отправляет узлу eNodeB параметры канала, в том числе IP-адрес групповой передачи. Узел eNodeB создает контекст для сеанса для пользовательского оборудования.

405. Узел eNodeB отправляет сообщение Join протокола IGMP магистральной сети, поддерживающей групповую передачу по протоколу IP, которая создает транспортный путь между шлюзом SAE GW и узлом eNodeB.

406. Пользовательское оборудование может начать отправку и прием данных по пути плоскости пользователя через узел eNodeB и шлюз SAE GW во внешнюю сеть PDN, например Интернет, и из нее. Шлюз SAE GW не должен заботиться о местоположении пользовательского оборудования, а должен только отправлять данные нисходящей линии связи в магистральную сеть, поддерживающую групповую передачу по протоколу IP, которая будет обеспечивать доставку данных к нужному узлу eNodeB.

Ниже со ссылкой на фиг.5 описан иллюстративный способ обработки передачи обслуживания к новой соте в активном режиме:

501. Пользовательское оборудование находится в активном режиме, имеет текущий сеанс плоскости пользователя, перемещается в новую соту и является доступным через новый узел eNodeB.

502. Пользовательское оборудование сообщает об изменении соты объекту MME.

503. Объект MME указывает для нового узла eNodeB IP-адрес групповой передачи, который используется шлюзом SAE GW для транспортировки информационного потока данных плоскости пользователя нисходящей линии связи. Также указывается IP-адрес источника, который узел eNodeB будет использовать при присоединении (Join) по протоколу IGMP, если используется групповая передача с заданным источником (SSM), и для отправки информационного потока плоскости пользователя восходящей линии связи для сеанса для этого пользовательского оборудования.

504. Новый узел eNodeB отправляет сообщение Join протокола IGMP в магистральную сеть, чтобы присоединиться к транспорту сеанса и начать прием информационного потока для этого пользовательского оборудования.

505. Сеть, поддерживающая групповую передачу по протоколу IP, создает дерево распределения для пути передачи данных нисходящей линии связи для этого сеанса (то есть для IP-адреса групповой передачи).

506. Новый узел eNodeB начинает прием данных нисходящей линии связи, которые отправляются пользовательскому оборудованию.

507. Старый узел eNodeB уведомляется (или истекает время сеанса), и старый узел eNodeB отправляет сообщение Leave протокола IGMP, чтобы прекратить доставку полезной нагрузки старому узлу eNodeB.

Следует отметить, что при процедуре передачи обслуживания нет никакой сигнализации к шлюзу SAE GW. Шлюз SAE GW не знает местоположение пользовательского оборудования, а только будет отправлять данные нисходящей линии связи в магистральную сеть, поддерживающую групповую передачу по протоколу IP, которая будет выполнять маршрутизацию пакетов нужному узлу eNodeB.

Следует отметить, что если используется альтернативный способ, в котором информация транспортного канала (то есть адрес транспорта групповой передачи по протоколу IP) отправляется к пользовательскому оборудованию, представленная выше диаграмма упрощается таким образом, что объект MME не используется, а новый узел eNodeB непосредственно информируется пользовательским оборудованием об IP-адресе групповой передачи.

Фиг.6 иллюстрирует случай передачи обслуживания в сети в соответствии с настоящим изобретением, в котором данные от сервера 601 приложений должны быть переданы по нисходящей линии связи к пользовательскому оборудованию 6. Однако во время этого процесса пользовательское оборудование 6 перемещается в новое местоположение и, таким образом, соединяется с другим узлом 1' eNodeB. Тогда данные должны быть переадресованы новому узлу 1' eNodeB. Данные передаются в шлюз 4 SAE GW и там направляются по адресу групповой передачи, указанному для пользовательского оборудования 1. В этом случае они будут направлены в направлении 602 последнего известного узла 1 eNodeB через маршрутизаторы 606 и 607 с конечным соединением 603 с узлом 1 eNodeB. Однако маршрутизатор 606 был проинформирован о том, что данные по адресу групповой передачи теперь должны направляться (также) к новому узлу 1' eNodeB, с которым теперь соединено пользовательское оборудование. Когда пользовательское оборудование переместилось, новый узел 1' eNodeB проинформировал (с использованием подходящих управляющих сообщений групповой передачи) расположенные выше по линии связи маршрутизаторы 608 и 606 о новой ситуации, и поэтому маршрутизатор 606 может направить данные также по новому пути 604. Когда пользовательское оборудование покинуло старый узел eNodeB и полностью отсоединилось от него, старый узел eNodeB информирует (с использованием подходящих управляющих сообщений групповой передачи) расположенные выше по линии связи маршрутизаторы 607 и 606 о новой ситуации, и поэтому маршрутизатор 606 может прекратить направлять данные по пути 603.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения расположенный выше по линии связи маршрутизатор 606 на подходящем уровне может быть проинформирован о том, что имеется некоторая вероятность, что пользовательское оборудование 1 в ближайшем будущем изменит узел eNodeB, а также о том, какой узел (узлы) eNodeB вероятно будет соединен(ы) с пользовательским оборудованием. В этом случае возможно отправить данные в двух (или более) направлениях одновременно, так называемое решение с двухадресной передачей: в направлении, в котором пользовательское оборудование находится в настоящее время, и в направлении к узлу 1' eNodeB, с которым пользовательское оборудование вероятно соединится в ближайшем будущем. Таким образом, перемещение пользовательского оборудования 6 прогнозируется, и риск потери данных уменьшается. То же самое решение с двухадресной передачей может использоваться, когда фактически известно, что пользовательское оборудование находится в процессе перехода от одного узла 1 eNodeB к другому узлу 1' eNodeB, чтобы обеспечить эффективную мягкую передачу обслуживания с использованием решения с групповой передачей настоящего изобретения.

IP-адреса групповой передачи в общем случае могут быть выделены в диапазоне от 224.0.0.0 до 239.255.255.255, и поддиапазон, распределяемый для использования групповой передачи с заданным источником, представляет собой диапазон от 232.0.0.0 до 232.255.255.255 (232/8). Для протокола IPv6 это соответствует диапазону FF3x::/32. Некоторые адреса в диапазоне могут быть зарезервированы, но вплоть до 16 миллионов адресов могут быть доступны для каждого адреса источника, когда используется групповая передача с заданным источником согласно документам RFC 4607, 4604 и 4608. Диапазон IP-адресов групповой передачи с заданным источником (SSM) может быть повторно использован для каждого шлюза SAE GW. Это означает, что решение является масштабируемым, и любое количество сеансов может быть поддержано лишь посредством добавления дополнительных шлюзов SAE GW, когда у каждого шлюза SAE GW есть свой собственный уникальный IP-адрес (то есть адрес источника для передачи SSM).

Некоторые из эффектов этого изобретения заключаются в эффективной сигнализации и упрощенном управлении мобильностью при плоской архитектуре сети мобильной связи, которая поддерживает групповую передачу по протоколу IP.

Следует отметить, что слово "содержит", "содержащий" не исключает наличия других элементов или этапов, кроме перечисленных, и употребление названия элемента в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. Также следует отметить, что любые знаки для ссылок не ограничивают объем заявленной формулы изобретения, что изобретение может быть по меньшей мере частично реализовано как посредством аппаратного оборудования, так и посредством программного обеспечения, и что несколько "средств" могут быть представлены одним и тем же элементом аппаратного оборудования.

Упомянутые и описанные выше варианты воплощения даны лишь в качестве примеров и не должны ограничивать настоящее изобретение. Другие решения, использования, цели и функции в рамках объема изобретения, изложенного ниже в формуле изобретения, должны быть очевидны для специалиста в области техники.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

BS Базовая станция

DL Нисходящая линия связи

eNodeB Узел B сети E-UTRAN

E-UTRAN Улучшенная наземная сеть беспроводного доступа системы UMTS

GPRS Система беспроводной пакетной связи общего пользования

GTP Протокол туннелирования системы GPRS

GW Межсетевой шлюз

IP Протокол маршрутизации в сети Интернет

LTE Проект долгосрочного развития беспроводной передачи данных

MAC Управление доступом к среде передачи

MBMS Служба широковещательной и групповой передачи мультимедиа

MC Групповая передача

MCCH Канал управления групповой передачей

MCH Канал групповой передачи

MME Объект управления мобильностью

MS Мобильная станция

NodeB Базовая станция сети UTRAN

PDN Сети передачи пакетных данных

PDU Протокольный блок данных

RNC Контроллер беспроводной сети

SAE Проект развития системной архитектуры

SSM Групповая передача с заданным источником

TEID Идентификатор конечной точки туннеля

UE Пользовательское оборудование

UL Восходящая линия связи

UL-SCH Совместно используемый канал восходящей линии связи

UMTS Универсальная система мобильной связи

UP Плоскость пользователя

UPE Объект плоскости пользователя

U-plane Плоскость пользователя

UTRA Наземный беспроводной доступ системы UMTS

UTRAN Наземная сеть беспроводного доступа системы UMTS

VoIP Передача голоса по протоколу IP

WCDMA Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением

WLAN Беспроводная локальная сеть

Изобретение относится к управлению мобильностью в беспроводных сетях передачи данных. Технический результат заключается в сокращении сигнализации управления при передаче обслуживания. Сущность настоящего изобретения заключается в способе, устройстве и программе для использования IP-адресов групповой передачи для мобильных терминалов (6) (пользовательского оборудования), соединенных со шлюзом (1) передачи данных в сети (2) беспроводной связи. IP-адрес групповой передачи используется для уведомления маршрутизаторов (3) в инфраструктурной сети о том, куда следует транспортировать данные для пользовательского оборудования, когда пользовательское оборудование соединяется с другим шлюзом (V) передачи данных, это уведомление может быть выполнено от нового шлюза передачи данных или от объекта (5) управления мобильностью, что освобождает сетевой шлюз (4) (например, шлюз SAE) от потока управляющей информации и уменьшает риск возникновения "узких мест" в инфраструктурной сети (2). 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ управления мобильностью в сети беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащий этапы, на которых:
используют групповую передачу по протоколу IP для транспортировки данных сеанса одноадресной передачи для пользовательского оборудования (6) (UE), входящего в активный режим и соединенного со шлюзом (1) передачи данных;
выделяют IP-адрес групповой передачи в сетевом шлюзе (4) (SAE GW) между внешней сетью IP и сетью передачи данных;
сообщают объекту (5) управления мобильностью (ММЕ) IP-адрес групповой передачи;
сообщают шлюзу (1) передачи данных между пользовательским оборудованием и инфраструктурной сетью (2) IP-адрес групповой передачи;
отправляют управляющее сообщение от шлюза передачи данных маршрутизаторам (3) в инфраструктурной сети, чтобы уведомить их о том, что шлюз передачи данных должен принять данные групповой передачи для выделенного IP-адреса групповой передачи;
используют в сетевом шлюзе IP-адрес групповой передачи для отправки данных плоскости пользователя по нисходящей линии связи пользовательскому оборудованию;
используют маршрутизаторы с поддержкой протокола IP в инфраструктурной сети для транспортировки данных плоскости пользователя в шлюз передачи данных.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором разрешают по меньшей мере еще одному шлюзу передачи данных принимать данные для того же самого IP-адреса групповой передачи.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают сигнал от пользовательского оборудования в объекте ММЕ о
том, что пользовательское оборудование изменило соединение на второй шлюз (1') передачи данных;
сообщают от объекта ММЕ новому шлюзу передачи данных IP-адрес групповой передачи.

4. Способ по п.2, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают во втором шлюзе передачи данных IP-адрес групповой передачи от пользовательского оборудования;
отправляют от второго шлюза передачи данных управляющее сообщение маршрутизаторам в инфраструктурной сети, чтобы уведомить их о том, что шлюз передачи данных должен принять данные групповой передачи для выделенного IP-адреса групповой передачи.

5. Способ по п.2, дополнительно содержащий этапы, на которых:
получают информацию по меньшей мере об одном шлюзе передачи данных, смежном со шлюзом передачи данных, с которым пользовательское оборудование соединено в настоящее время;
включают смежный шлюз передачи данных в прием данных для выделенного адреса групповой передачи.

6. Способ по любому из пп.2-5, дополнительно содержащий этап, на котором:
используют и IP-адрес групповой передачи, и IP-адрес источника сетевого шлюза для идентификации сеанса и данных групповой передачи, которые следует принимать.

7. Устройство (4) инфраструктурного сетевого шлюза в сети (2) беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащее:
процессорный блок (201) для выполнения наборов команд;
память (202) для хранения наборов команд и данных;
интерфейс (205) восходящей линии связи;
интерфейс (204) нисходящей линии связи;
причем процессорный блок выполнен с возможностью
использовать групповую передачу по протоколу IP для транспортировки данных сеанса одноадресной передачи для пользовательского оборудования (6) (UE), входящего в активный режим и соединенного со шлюзом (1) передачи данных;
выделять IP-адрес групповой передачи;
сообщать объекту (5) управления мобильностью (ММЕ) IP-адрес групповой передачи;
сообщать шлюзу передачи данных между пользовательским оборудованием и инфраструктурной сетью IP-адрес групповой передачи;
использовать IP-адрес групповой передачи для отправки данных плоскости пользователя по нисходящей линии связи пользовательскому оборудованию.

8. Мобильный терминал (6) в сети беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащий:
процессорный блок (301);
память (302);
интерфейс (304) связи, выполненный с возможностью взаимодействовать со шлюзом (1) передачи данных;
причем мобильный терминал выполнен с возможностью приобретать IP-адрес групповой передачи и сообщать этот адрес шлюзу передачи данных при изменении соединения от первого шлюза (1) передачи данных на второй шлюз (1') передачи данных.

9. Сеть (2) беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащая:
по меньшей мере один сетевой шлюз (4);
по меньшей мере один объект (5) управления мобильностью;
по меньшей мере один шлюз (1) передачи данных между мобильным терминалом (6) и сетью (2) передачи данных;
причем сеть выполнена с возможностью выполнять способ в соответствии с п.1.

10. Инфраструктурное устройство (5) управления мобильностью в сети (2) беспроводной связи с поддержкой Интернет-протокола (IP), содержащее:
процессорный блок для выполнения наборов команд;
память для хранения наборов команд и данных;
интерфейс связи;
причем процессорный блок выполнен с возможностью
получать информацию об IP-адресе групповой передачи, используемом для мобильного терминала, соединенного со шлюзом передачи данных;
сообщать шлюзу передачи данных между пользовательским оборудованием и инфраструктурной сетью IP-адрес групповой передачи.