СПОСОБ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ ФЕМТОЯЧЕЕК Российский патент 2015 года по МПК H04W16/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к сетям радиосвязи, в частности к использованию сетей радиосвязи, включающих фемтоячейки, иногда именуемые базовыми станциями точек доступа или «домашними» базовыми станциями.

Уровень техники

Фемтоячейка представляет собой ячейку с относительно низкой мощностью передач и относительно небольшой дальностью связи, часто соединенную с сетью провайдера посредством широкополосного соединения, такого как цифровая абонентская линия (DSL) или кабель. Такая ячейка может быть организована пользователем мобильной станции в сети оператора. Одним из преимуществ фемтоячейки является расширение зоны охвата услуг радиосвязи в помещении.

Хотя фемтоточки доступа могут быть инициализированы клиентом, в общем случае невозможно инициализировать такие точки доступа в сети оператора, такой как сеть WiMAX.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет конфигурацию системы в одном из вариантов.

Фиг.2 представляет описание последовательности операции при инициализации фемтоячейки в одном из вариантов.

Фиг.3 представляет логическую схему для одного из вариантов.

Фиг.4 представляет схему конфигурации фемтоячейки в одном из вариантов.

Подробное описание изобретения

В некоторых вариантах фемтоячейка может быть инициализирована в сети оператора радиосвязи, такой как сеть WiMAX (стандарт IEEE Std. 802.16-2004, Стандарт IEEE для местных и городских сетей связи, часть 16: Интерфейс для сопряжения со стационарными сетями широкополосного радиодоступа, (IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks, Part 16: Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, IEEE New York, New York 10016)) или сеть WiFi (стандарт IEEE Std. 802.11 (1999-07-015) Спецификации уровня управления доступом к среде (MAC) и физического уровня в локальных сетях связи (Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer Specifications)). Это позволяет мобильной станции работать в фемтоячейке таким образом, чтобы провайдер радиосвязи мог распознавать точку доступа фемтоячейки.

Фемтоячейка может быть заранее снабжена некоторыми паролями, чтобы точка доступа фемтоячейки могла аутентифицировать себя в сети оператора и установить соединение с этой сетью. Совокупность таких предварительно предоставленных параметров может включать неспецифичные для оператора параметры, такие как специальные пароли для конкретного протокола радиосвязи, например протокола WiMAX. Эта совокупность может также включать специфичные для оператора пароли, содержащие полное уточненное имя домена (fully qualified domain name (FQDN)) сервера инициализации у сетевого провайдера (network service provider (NSP)) фемтоячейки.

Точка доступа находит сервер инициализации, чтобы загрузить первоначальную конфигурацию, и начинает процесс соединения с сетью оператора. Если доменное имя FQDN сервера инициализации задано заранее, тогда адрес сервера инициализации может быть легко найден путем просмотра системы доменных имен (domain name system (DNS)). Однако, если доменное имя FQDN сервера инициализации заранее не задано, тогда IP-адрес сервера инициализации может быть обнаружен с использованием вариантов протокола динамического выбора конфигурации хост-машины (dynamic host configuration protocol (DHCP)).

Как показано на Фиг.1, система 10 радиосвязи согласно одному из вариантов может включать сеть 12 связи общего пользования, имеющую DHCP-сервер 24 и DNS-сервер 26. Сеть 14 доступа для фемтоячеек (ASN) может включать сервер 28 самоорганизующейся сети (SON), шлюз 40 безопасности (security gateway (SeGW)) и шлюз 42 фемтоячейки или домашний шлюз (femtocell gateway (FeGW)). Провайдер 18 NSP фемтоячеек может иметь DNS-сервер 44, систему или сервер 46 управления и сервер 48 аутентификации, авторизации и учета (ААА) для фемтоячеек, равно как и сервер 50 инициализации. Этот сервер инициализации осуществляет инициализацию фемтоячейки в сети оператора.

Фемтоячейка 16 может включать точку 52 доступа, а также одну или несколько мобильных станций 54. Фемтоячейка 16 может быть частью макроячейки 20, включающей базовую станцию 22. В одном из вариантов эта макроячейка является частью сети WiMAX.

Как показано на Фиг.2, на этапе 31 происходит загрузка точки доступа. На этапе 32 точка доступа получает внешний адрес Интернет протокола (IP-адрес) от транзитной сети связи общего пользования, такой как сеть стандарта DSL (цифровая абонентская линия) или кабельная сеть, по протоколу DHCP. Если точка доступа не имеет предварительно заданного доменного имени FQDN сервера инициализации, IP-адрес этого сервера инициализации может быть получен в качестве опции по протоколу DHCP.

Затем, на этапе 33 в альтернативном варианте точке доступа сообщают доменное имя FQDN сервера 50 инициализации. Точка доступа может сделать DNS-запрос на получение IP-адреса сервера инициализации у провайдера NSP фемтоячеек. На этапе 34, когда точка доступа уже определила IP-адрес сервера инициализации на этапе 32 или 33, эта точка доступа может установить защищенное соединение с сервером инициализации. В одном из вариантов это защищенное соединение может быть инициализировано с использованием предварительно заданных паролей.

На этапе 35 точка доступа устанавливает соединение с сервером инициализации и запрашивает информацию первоначальной конфигурации. Точка доступа передает информацию о своем местонахождении, например, информацию системы глобального местоопределения (GPS) или почтовый (zip) индекс, зарегистрированный в процессе синхронизации точки доступа по времени с провайдером NSP, для выбора шлюза 40 SeGW безопасности. Точка доступа загружает адрес шлюза SeGW от сервера 50 инициализации. Эта точка доступа получает также доменное имя FQDN системы 46 управления.

На этапе 36 точка доступа может установить защищенный «туннель» по IP-протоколу (IPsec) со шлюзом SeGW безопасности, а на этапе 36b осуществляется аутентификация точки доступа в одном из вариантов. Шлюз SeGW безопасности ретранслирует сообщения расширяемого протокола аутентификации (ЕАР) ААА-серверу фемтоячеек для аутентификации точки доступа. Шлюз SeGW безопасности по умолчанию назначает точке доступа также внутренний IP-адрес.

На этапе 37 точка доступа делает DNS-запрос для получения IP-адреса сервера управления в соответствии с доменным именем FQDN, полученным на этапе 35. На этапе 38 точка доступа устанавливает связь с системой управления. Точка доступа передает в систему управления информацию о себе, включая IP-адрес точки доступа, серийный номер оборудования, версию программного обеспечения, номер местонахождения и т.п. Система 46 управления на основе информации, предоставленной точкой доступа, передает параметры конфигурации более высокого уровня этой точке доступа. В одном из вариантов вместе с этими параметрами точке доступа могут быть возвращены доменное имя FQDN или IP-адрес сервера самоорганизующейся сети SON.

Если на этапе 38 получено доменное имя FQDN сервера SON, на этапе 39 выполняют DNS-запрос для получения IP-адреса этого сервера SON. Этот этап можно не выполнять, если IP-адрес сервера SON был непосредственно возвращен на этапе 38.

На этапе 40 точка доступа устанавливает связь с сервером SON и передает информацию о себе этому серверу SON. Эта информация может включать, например, частоту и преамбулу. Сервер SON авторизует местонахождение точки доступа. На основе информации, предоставленной точкой доступа, сервер SON передает этой точке доступа параметры конфигурации физического уровня и МАС-уровня, а также авторизует точку доступа, чтобы она могла начать радиопередачи.

На этапе 41 точка доступа устанавливает канал передачи данных типа R6-F со шлюзом 42 фемтоячейки.

На Фиг.3 показана последовательность операций, которая может быть реализована программным, аппаратным или программно-аппаратным способом в точке 52 доступа. В программном варианте соответствующее программное обеспечение может быть построено в виде последовательности команд, выполняемых процессором или контроллером. Команды могут быть записаны на компьютерном носителе записи, таком как оптическая, магнитная или полупроводниковая память.

Сначала происходит загрузка точки доступа фемтоячейки, как показывает блок 62. Затем, в ромбе 63 точка доступа определяет, получила ли она заранее пароли. В этом случае точка получает IP-адрес в блоке 66 с использованием системы DNS. В противном случае точка использует протокол DHCP для обнаружения сервера инициализации в блоке 64. После установления защищенного соединения с сервером инициализации в блоке 68 загружают параметры первоначальной конфигурации в блоке 70. За этим может последовать аутентификация совместно со шлюзом SeGW безопасности в блоке 72.

Далее, происходит определение местонахождения системы или сервера 46 управления, как показывает блок 74. Другую конфигурацию загружают в блоке 76.

В блоке 78 определяют местонахождение сервера SON и загружают конфигурацию для осуществления радиосвязи в блоке 80. Наконец, в блоке 82 устанавливают канал передачи данных со шлюзом фемтоячейки.

Как показано на Фиг.4, фемтоячейка 16 может быть организована в доме пользователя. Она может поддерживать связь с различными объектами в этой фемтоячейке, такими как сотовый телефон 84 или портативный компьютер 86 с использованием протокола радиосвязи на малой дальности. Она может также поддерживать связь с домашним шлюзом или шлюзом 42 фемтоячейки, который может работать с соединением DSL или кабельным соединением 88. Это соединение 88 связывает фемтоячейку 16 с сетевым провайдером 18 для фемтоячеек.

Точка 52 доступа фемтоячейки может включать контроллер 92, соединенный с энергонезависимой памятью 94, такой как флэш-память. В одном из вариантов энергозависимая память 95 может представлять собой статическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (СЗУПВ (SRAM)). Радио приемопередатчик 96 может передавать радиосигналы близлежащим устройствам. Физический уровень 98 Этернет связывает контроллер 92 со шлюзом 42 фемтоячеек.

В программном варианте реализации память 94 может сохранять команды, выполняемые контроллером 92. Однако могут быть применены и другие сочетания память/контроллер.

Ссылки в настоящем описании на «один вариант» или «некоторый вариант» означают, что конкретный признак, структура или характеристика, описанный в связи с этим вариантом, включен по меньшей мере в одну из реализации, охватываемых настоящим изобретением. Таким образом, появление слов «один вариант» или «в некотором варианте» не обязательно относится к одному и тому же варианту. Более того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть воплощены в других подходящих формах, отличных от конкретных описанных здесь вариантов, так что все такие формы могут быть охвачены объемом Формулы настоящего изобретения.

Хотя настоящее изобретение было описано на примерах ограниченного числа вариантов, специалисты в этой области могут оценить различные модификации и вариации этого изобретения. Предполагается, что прилагаемая Формула изобретения должна охватывать все такие модификации и вариации, соответствующие истинному духу и объему настоящего изобретения.

Изобретение относится к области передачи данных. Технический результат заключается в усовершенствовании способа инициализации фемтоячейки. В соответствии с изобретением предоставляют возможность точке доступа фемтоячейки автоматически устанавливать связь с провайдером сети связи; представляют возможность этой точке доступа автоматически загружать первоначальную конфигурацию от сервера инициализации, принадлежащего указанному провайдеру сети связи, и автоматическое используют сервер системы доменных имен для получения адреса сервера инициализации. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ инициализации фемтоячейки, содержащий:
предоставление возможности точке доступа фемтоячейки автоматически устанавливать связь с провайдером сети связи;
представление возможности этой точке доступа автоматически загружать первоначальную конфигурацию от сервера инициализации, принадлежащего указанному провайдеру сети связи, и
автоматическое использование сервера системы доменных имен для получения адреса сервера инициализации.

2. Способ по п.1, включающий автоматическое определение после первоначальной загрузки, имеет ли точка доступа фемтоячейки предварительно заданные пароли для аутентификации этой фемтоячейки с провайдером сети связи.

3. Способ по п.2, включающий, если точка доступа не имеет предварительно заданных параметров, для определения IP-адреса сервера инициализации используется протокол динамического выбора конфигурации хост-машины.

4. Способ по п.1, включающий предварительное задание точке доступа фемтоячейки паролей для конкретного протокола радиосвязи.

5. Способ по п.1, включающий предварительное задание точке доступа фемтоячейки доменного имени сервера инициализации у провайдера сети связи для фемтоячейки.

6. Способ по п.1, включающий запрос информации первоначальной конфигурации от сервера инициализации у провайдера сети связи.

7. Способ по п.1, включающий автоматическую передачу провайдеру сети связи информации о местонахождении точки доступа в сеть связи.

8. Способ по п.1, включающий предоставление возможности точке доступа автоматически загружать адрес шлюза безопасности от сервера инициализации.

9. Способ по п.1, включающий предоставление возможности точке доступа автоматически регистрироваться у провайдера сети связи.

10. Компьютерный носитель записи, сохраняющий команды, в соответствии с которыми точка доступа фемтоячейки:
автоматически устанавливает связь с провайдером сети связи; и
автоматически загружает первоначальную конфигурацию от сервера инициализации, принадлежащего провайдеру сети связи; и
автоматическое использование сервера системы доменных имен для получения адреса сервера инициализации.

11. Носитель по п.10, дополнительно сохраняющий команды для автоматического определения после первоначальной загрузки, имеет ли точка доступа фемтоячейки предварительно заданные пароли для аутентификации этой фемтоячейки с провайдером сети связи.

12. Носитель по п.10, дополнительно сохраняющий команды для автоматического использования сервера системы доменных имен для получения адреса сервера инициализации, если точка доступа имеет предварительно заданные параметры.

13. Носитель по п.11, дополнительно сохраняющий команды для использования протокола динамического выбора конфигурации хост-машины для определения IP-адреса сервера инициализации, если точка доступа не имеет предварительно заданных параметров.

14. Носитель по п.10, дополнительно сохраняющий команды для запроса информации первоначальной конфигурации от сервера инициализации у провайдера сети связи.

15. Точка доступа фемтоячейки, содержащая:
контроллер для автоматического установления связи с провайдером сети связи и автоматической загрузки первоначальной конфигурации от сервера инициализации, принадлежащего провайдеру сети связи и для автоматического использования сервера системы доменных имен для получения адреса сервера инициализации; и
радио приемопередатчик, соединенный с контроллером.

16. Точка доступа по п.15, автоматически определяющая после первоначальной загрузки, имеет ли эта точка доступа фемтоячейки предварительно заданные пароли для аутентификации этой фемтоячейки с провайдером сети связи.

17. Точка доступа по п.16, автоматически использующая сервер системы доменных имен для получения адреса сервера инициализации.

18. Точка доступа по п.16, использующая протокол динамического выбора конфигурации хост-машины для определения IP-адреса сервера инициализации, если точка доступа не имеет предварительно заданных параметров.

19. Точка доступа по п.15, включающая память для сохранения паролей для конкретного протокола радиосвязи.