СИСТЕМА И СПОСОБ СВЯЗИ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ С РЕТРАНСЛЯЦИОННЫМИ УЗЛАМИ Российский патент 2017 года по МПК H04W88/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к беспроводной связи, а более конкретно - к системе и способу связи в системах связи с ретрансляционными узлами.

Уровень техники

Ретрансляционный узел (RN) обычно рассматривается как инструмент для улучшения, например, охвата высоких скоростей передачи данных, мобильности групп, развертывания временной сети, пропускной способности на границе соты и/или для обеспечения охвата в новых зонах и характеристик системы связи. RN подсоединяется беспроводным способом к системе связи через донорную соту (которая также называется донорным усовершенствованным Узлом В (донорным eNB или DeNB)). RN может служить в качестве eNB для одного или более пользовательского оборудования (UE). В общем, eNB можно также рассматривать как базовую станцию, точку доступа, контроллер и т.п., и UE можно также рассматривать как мобильную станцию, терминал доступа, абонента, пользователя, устройство связи и т.п.

В UE, которое обслуживает RN, RN может появляться идентично eNB, планируя при этом передачи по восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) в UE поверх линии связи доступа, которая находится между RN и UE. При обслуживании UE более чем одним RN, кооперативная многоточечная передача/прием (СоМР) или другие усовершенствованные технологии передачи могут использоваться многочисленными RN для того, чтобы содействовать обеспечению преимуществ кооперативной связи и улучшению характеристик UE.

Сущность изобретения

Эти и другие проблемы решаются или устраняются, и технические преимущества достигаются посредством предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, которые предусматривают систему и способ связи в системах связи с ретрансляционными узлами.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, выполнен контроллер связи. Контроллер связи включает в себя блок управления связью, блок управления каналом, связанный с блоком управления связью, и блок отображения, связанный с блоком управления каналом. Блок управления связью управляет ресурсами, и для того, чтобы планировать возможности передачи, блок управления каналом управляет радиоканалами для ретрансляционных узлов, связанных с контроллером связи, и блок отображения обеспечивает отображение пользовательских каналов в радиоканалы.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, выполнена сеть связи. Сеть связи включает в себя, по меньшей мере, один контроллер связи и базовую сеть, связанную, по меньшей мере, с одним контроллером связи. По меньшей мере, один контроллер связи управляет ресурсами, планирует возможности передачи, управляет радиоканалами для ретрансляционных узлов, связанных, по меньшей мере, с одним контроллером связи, и обеспечивает отображение пользовательских каналов в радиоканалы. Базовая сеть управляет устройствами связи, связанными с базовой сетью, и управляет ретрансляционными узлами, связанными с базовой сетью.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, выполнен способ конфигурирования соединения. Способ включает в себя этапы, на которых определяют класс качества обслуживания (QoS) соединения, определяют уровень безопасности соединения и устанавливают окончание для интерфейса соединений между базовой сетью и пользователем системы связи. Установка основана на классе QoS и уровне безопасности, и интерфейс содержит интерфейс для базовой сети системы связи.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, выполнен способ управления ресурсами системы связи. Способ включает в себя этапы, на которых определяют тип качества обслуживания (QoS) соединения и устанавливают отображение пользовательских каналов в радиоканалы для ретрансляционных узлов системы связи, основанной на типе QoS соединения.

Преимущество варианта осуществления заключается в том, что выполнена гибкая архитектура, которая дает возможность оператору системы связи различать уровни функционирования системы связи. Например, можно обеспечить высокие уровни безопасности. С другой стороны, можно обеспечить высокую эффективность или удовлетворить строгим ограничениям на качество обслуживания (QoS). Кроме того, можно обеспечить объединение одного или более из вышеупомянутого.

Другое преимущество варианта осуществления заключается в том, что простые модификации для существующих объектов систем связи используются для того, чтобы упростить реализацию объектов систем связи и применение вариантов осуществления без значительных затрат.

Вышеизложенное определяет, в общем, особенности и технические преимущества настоящего изобретения для лучшего понимания приведенного ниже подробного описания вариантов осуществления. Ниже будут описаны дополнительные особенности и преимущества вариантов осуществления, которые составляют предмет формулы изобретения. Специалисты в данной области техники могут оценить, что концепцию и раскрытые специфические варианты осуществления можно без труда использовать в качестве основы для модификации или построения других структур и процессов для выполнения тех же самых целей настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники также должны понимать, что такие эквивалентные построения не отступают от сущности и объема изобретения, как изложено в прилагаемой формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ следующее ниже описание приводится со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фигура 1 - схема системы связи;

фигура 2а - схема соединений между базовой сетью и UE, где безопасность может быть решающим критерием;

фигура 2b - схема соединений между базовой сетью и UE, где характеристики могут представлять собой решающий критерий;

фигура 3 - схема системы связи с усовершенствованиями в различных сетевых компонентах для улучшения характеристик при низкой стоимости;

фигура 4 - схема системы связи с усовершенствованиями в различных сетевых компонентах для усиления безопасности;

фигура 5 - схема системы связи с усовершенствованиями в различных сетевых компонентах для усиления характеристик QoS;

фигура 6 - схема системы связи с усовершенствованиями в различных сетевых компонентах, которые позволяют усилить безопасность и/или характеристики QoS для удовлетворения требований;

фигура 7 - схема последовательности операций для управления RB Un; и

фигура 8 - схема последовательности операций для определения окончания S1.

Подробное описание изобретения

Ниже подробно рассмотрены выполнение и использование предпочтительных вариантов осуществления. Однако следует понимать, что настоящее изобретение предусматривает многочисленные применимые идеи изобретения, которые можно осуществить в широком разнообразии специфических контекстов. Рассматриваемые специфические варианты осуществления являются только иллюстрацией специфических способов выполнения и использования изобретения и не ограничивают объем изобретения.

Настоящее изобретение будет описано по отношению к предпочтительным вариантам осуществления в специфическом контексте, а именно в сети связи, совместимой со стандартами долгосрочного развития (LTE) проекта "Партнерство третьего поколения" (3GPP). Однако настоящее изобретение можно также применить в других системах связи, например, совместимых с техническими стандартами WiMAX. Кроме того, настоящее изобретение можно также применить в любом из множества разнородных систем связи.

На фигуре 1 изображена система 100 связи. Систему 100 связи можно выполнить в виде беспроводной ретрансляционной системы, и она включает в себя базовую сеть 105, которая может служить в качестве центральной части сети связи, и предоставляет различные услуги потребителям, подсоединенным к системе 100 связи. Элементы базовой сети 105 могут включать в себя объект управления мобильностью (MME), обслуживающий шлюз (SGW), шлюз сети пакетной передачи данных (PGW) и т.д. Система 100 связи также включает в себя один или более eNB, такое как eNB 110, подсоединенный к базовой сети 105 по проводной линии(ям). Как обсуждено выше, eNB может служить в качестве контроллера связи для UE, работающего в пределах своей зоны охвата. eNB можно рассматривать как DeNB, если она предоставляет часть своей полосы пропускания (то есть ресурсы радиосети или ресурсные блоки) для обеспечения беспроводной транзитной линии связи для RN, работающих в своей зоне охвата.

Система 100 связи может также включать в себя один или более RN, таких как RN 115 и RN 120. RN может ретранслировать связь в другой RN, такой как RN 115, или RN может ретранслировать связь в UE, такое как RN 120. RN, которое ретранслирует связь в UE, можно называть служебным RN. Система 100 связи может также включать в себя один или более UE, такие как UE 125. eNB, RN и UE могут быть частью сети расширенного универсального наземного радиодоступа (E-UTRAN), причем eNB служит в качестве интерфейса между базовой сетью 105 и E-UTRAN.

Обычно беспроводная ретрансляционная система (такая как система 100 связи) может иметь множество сценариев применения и/или развертывания, причем с потенциально различными требованиями к безопасности, QoS и характеристикам. Например, в простом сценарии расширения зоны охвата, затраты и технические характеристики могут представлять собой решающие требования, но безопасность может быть также важной. Хотя в сценарии повышения пропускной способности внутри помещения технические характеристики (например, сниженные затраты) могут быть решающими, но безопасность может быть не такой важной, поскольку RN можно применять в относительно безопасных местоположениях.

На фигуре 2а изображено соединение 205 между базовой сетью 210 и UE 215, где безопасность может представлять собой решающий критерий. Для того чтобы обеспечить высокие уровни безопасности, следует использовать по возможности долго протокол сильной безопасности, такой как IPsec. В соединении 205, между базовой сетью 210 и служебным RN 200 устанавливается туннель протокола туннелирования (GTP) пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS), который охватывает RN 225 и eNB 230. Окончательный беспроводный скачок между служебной RN 220 и UE 215 можно выполнить поверх протокола безопасности, основанного на сети радиодоступа (RAN). При окончании туннеля GTP в служебном RN 220, по меньшей мере, значительная часть (беспроводного) участка E-UTRAN системы связи может быть безопасной за счет IPsec, например, без посторонней помощи или на высоком уровне безопасности Уровня 2

На фигуре 2b изображено соединение 250 между базовой сетью 255 и UE 260, где характеристики могут представлять собой решающий критерий. Обычно для того, чтобы обеспечить высокие характеристики в соединении с беспроводным компонентом, потери (особенно на беспроводном участке) должны быть снижены. В соединении 250 туннель GTP заканчивается в eNB 265, поэтому потери, обычно связанные с протоколами GTP/IP можно снизить на беспроводном участке системы связи, где полоса пропускания может быть ограниченной. Связь, возникающая выше участка соединения 250 выше беспроводного участка (E-UTRAN) системы связи, может, следовательно, продолжаться без возникновения потери протокола безопасности IP. Для защиты безопасности, использование IPsec или безопасности Уровня 2 должно быть сконфигурировано на основании сценария развертывания и для каждого UE и требования к приложению.

На фигуре 3 изображена система 300 связи с усовершенствованиями различных сетевых компонентов для улучшения характеристик при низкой стоимости. Как показано на фигуре 3, система 300 связи включает в себя модификации в базовой сети (показанной на фигуре 3 в виде развитого пакетного ядра (ЕРС)) и компонентах E-UTRAN для улучшения характеристик при минимизации воздействия на стоимость. Для того чтобы минимизировать стоимость, можно усилить ограничения на систему 300 связи. Примеры ограничений могут включать в себя двухскачковую связь (один RN в одном соединении), установку фиксированного RN и т.д. Система 300 связи позволяет обеспечить связь с низкими потерями хэндовера, простую поддержку QoS и типичные требования к безопасности. Критерии для разработки системы 300 связи включают в себя расширение охвата и пропускную способность с потерями при обратной передаче, которые также являются критерием.

Описание системы 300 связи основано на описании одного соединения от UE до ЕРС. Соединения между другими UE с ЕРС могут или не могут совместно использовать некоторые из компонентов, которые обсуждены здесь. Система 300 связи включает в себя UE 305, подсоединенный беспроводным способом к RN 310 (беспроводный интерфейс между UE 305 и RN 310 можно назвать как интерфейс Uu), который беспроводным способом подсоединяется к DeNB 315 (беспроводный интерфейс между RN 310 и DeNB 315 можно называть как интерфейс Un). Если при одном соединении поддерживаются многочисленные RN, то беспроводные интерфейсы между отдельными RN можно также называть как интерфейсы Un.

DeNB 315 могут соединяться поверх проводной линии к ЕРС. В частности, DeNB 315 может подсоединяться к объекту (RN-MME) 320 управления мобильностью RN, UE-ММЕ 325, UE-SGW 330 (который в дальнейшем подсоединяется к UE-PGW 340) и объекту (RN-OAM) 335 функционирования, администрирования и технического обслуживания RN. UE-MME 325 можно использовать для управления мобильностью UE 305, например, для целей хэндовера. UE-SGW 330 можно использовать при маршрутизации и переадресации пакетов в и из UE 305. UE-SGW 330 может также служить в качестве точки привязки для плоскости пользователя во время хэндоверов. UE-PGW 340 можно использовать для подсоединения UE 305 к внешним сетям пакетной передачи (сети пакетной передачи, которые не являются частью системы 300 связи). UE-MME 325, UE-SGW 330 и UE-PGW 340 могут быть такими, как специфицировано в технических стандартах в 3GPP LTE без модификаций.

Однако может быть необходимым добавление RN-MME 320 и RN-OAM 335. RN-MME 320 можно использовать для выполнения аутентификации RN, и он может управлять по умолчанию каналом RN для плоскости управления RN, тогда как RN-OAM 335 может выполнять управление адресом Интернет-протокола (IP) RN, а также другими функциями ОAM. Однако добавление RN-MME 320 и RN-OAM 335 не может влиять на существующие компоненты ЕРС, и поэтому поддерживается совместимость с более ранним UE.

DeNB 315 может также потребовать модификаций помимо обеспечения функциональности eNB (блок 345 eNB). Функциональность eNB может включать в себя управление ресурсами сети, планирование возможностями передачи, обработку потока данных, маршрутизацию, обработку запроса на передачу и т.д. DeNB 315 может также обеспечить управление радиоканалом (RB) Un (блок 346 управления RB Un), который дает возможность установления/восстановления/отмены RB Un для каждого RN, а также, при необходимости, установления/восстановления/отмены канала RN в развивающейся системе передачи пакетов (ЕРС) для установления/восстановления/отмены канала UE 305. DeNB 315 может полностью управлять моделью RB Un, RB Un можно определить для RN 310 с восемью RB, которое является предпочтительным числом. Кроме того, DeNB 315 может обеспечить присоединение UE к RN или DeNB путем отображения связи между идентификатором конечной точки туннеля S1 (TEID) и идентификатором радиоканала Un (RBID)/идентификатором потока локального обслуживания (SFID), где S1 представляет собой интерфейс для соединения устройств к ЕРС; отображение EPS-канала UE (блок 347 отображения канала N-1) для обеспечения отображения N-1 для целей QoS (на основе QoS с многочисленными EPS-каналами UE с подобным QoS, где N является целочисленным значением и представляет собой число соединений (например, идентификатор класса QoS или некоторый другой идентификатор класса), которые отображаются в один RB Un или в ID EPS UE на канал Un с более коротким/локальным SFID UE, вставленным в блок пакетных данных (PDU) протокола сходимости пакетных данных (PDCP)); и домашний eNB (HeNB) GW, выполняющий (HeNB-GW 348) для сосредоточения трафика S1/X2. Если требуется HeNB-GW 348 можно разместить снаружи DeNB 315.

Согласно альтернативному варианту осуществления, HeNB-GW 348 может представлять собой альтернативную сеть GW, которая может служить в качестве концентратора трафика для альтернативной сети, такой как пикосотовая сеть, домашняя фемтосотовая сеть, другая ретрансляционная сеть, гетерогенная сеть, сеть малой мощности или т.п.

Безопасность можно обеспечить с помощью аутентификации RN, использующей тот же самый механизм, который используется для аутентификации UE, аутентификации универсального модуля идентичности абонента (USIM), тогда как безопасность данных UE можно обеспечить с использованием PDCP для контроля безопасности Un. QoS можно обеспечить путем объединения приоритета выделения и удержания (ARP) и QCI. В типичной конфигурации, пять данных RB (DRB) Un может быть достаточно помимо трех радиоканалов передачи сигналов (SRB), один из которых может быть специально выделен для использования RN-OAM.

На фигуре 4 изображена система 400 связи с усовершенствованиями в различных сетевых компонентах для усиления безопасности. Как показано на фигуре 4, система 400 связи включает в себя модификации в компонентах ЕРС и E-UTRAN для обеспечения повышенной безопасности. Для того, чтобы повысить безопасность, можно усилить ограничения для системы 400 связи. Примеры ограничений могут включать в себя двухскачковую связь, установку фиксированного RN и т.д. Система 400 связи позволяет обеспечить связь с хорошим охватом (низкие потери хэндовера не представляют интереса) с низкими требованиями к QoS. Однако требования к безопасности могут быть высокими, например, RN могут находиться в небезопасном месте или RN могут подсоединяться к ЕРС через небезопасную сеть третьей стороны.

Система 400 связи включает в себя UE 405, подсоединенный беспроводным способом к RN 410, которое беспроводным способом подсоединяется к DeNB 415. DeNB 415 можно подсоединить поверх проводной линии к ЕРС. В частности, DeNB 415 можно подсоединить к RN-MME 420, UE-MME 425, UE-SGW 430 (который в дальнейшем подсоединяется к UE-PGW 440) и RN-OAM 435. UE-MME 425 можно использовать для управления мобильностью UE 405, например, для целей хэндовера. UE 405UE-SGW 430 можно использовать для маршрутизации и переадресации пакетов в и из UE 405. UE-SGW 430 может также служить в качестве точки привязки для плоскости пользователя во время хэндоверов. UE-PGW 440 можно использовать для подсоединения UE 405 к внешним сетям передачи пакетов (сетям передачи пакетов, которые не являются частью системы 400 связи). UE-MME 425, UE-SGW 430 и UE-PGW 440 могут быть такими, как специфицировано в технических стандартах 3GPP-LTE без модификации.

Однако может быть обязательным добавление RN-MME 420 и RN-OAM 435. RN-MME 420 можно использовать для выполнения аутентификации RN (если необходимо USIM), тогда как RN-OAM 435 может выполнять управление адресом IP RN (если он локально не назначен DeNB 415), а также другие функции ОАМ. Однако добавление RN-MME 420 и RN-OAM 435 не может влиять на существующие компоненты ЕРС, и поэтому поддерживается совместимость с более ранним UE.

DeNB 415 может также потребовать модификаций. Кроме обеспечения функциональности eNB (блок eNB 445), DeNB 415 может также обеспечить управление RB Un (блок 446 управления RB Un), которые дают возможность установления/восстановления/отмены RB Un для каждого RN. DeNB 415 может полностью управлять моделью RB Un, и RB Un можно определить для RN 410 с восемью RB, которое является предпочтительным числом. Кроме того, DeNB 415 может обеспечить присоединение UE к RN 410 или DeNB 415 путем отображения связи между TEID S1 и RBID UN/локальным SFID; отображение EPS-канала UE (блок 447 отображения канала N-1) для обеспечения отображения N-1 для целей QoS (на основе QoS с многочисленными EPS-каналами UE с подобным QoS (например, идентификатор класса QoS или некоторый другой идентификатор класса), отображенным в один RB Un или в ID EPS UE на канале Un с более коротким/локальным SFID UE, который вставляется в PDU PDCP, если интерфейс S1 заканчивается в DeNB 415, и с TEID в туннеле GTP, если интерфейс S1 заканчивается в RN 410); управление туннелем GTP для обеспечения локального туннеля GTP (от DeNB 415 до RN 410 UE 405), если интерфейс S1 заканчивается в RN 410; шлюз безопасности RN-SeGW 448 можно использовать для обеспечения безопасности для RN; и управление (HeNB-GW 449) протоколом передачи управления потоком (SCTP) для интерфейсов UE S1-C и RN Х2-С. HeNB-GW 449 может управлять моментом (ами) SCTP для каждого RN для интерфейса UE S1-C и для каждого RN для интерфейса RN Х2-С.

Согласно альтернативному варианту осуществления, HeNB-GW 449 может представлять собой альтернативную сеть GW, которая может служить, в качестве концентратора трафика для альтернативной сети, такой как пикосотовая сеть, домашняя фемтосотовая сеть, другая ретрансляционная сеть, гетерогенная сеть, сеть малой мощности или т.п.

Безопасность в системе 500 связи можно усилить с помощью аутентификации RN, использующей ту же самую технологию, которая используется для аутентификации eNB (например, основанная на сертификации взаимной аутентификации), к тому же можно реализовать шлюз безопасности (например, RN-SeGW 448). Безопасность для данных UE 405 можно обеспечить путем повторного использования технологий безопасности IPsec или уровня 2.

Завершение интерфейса S1 может иметь место в DeNB 415, если не требуется IPsec, тогда как завершение интерфейса S1 может иметь место в RN 410, если требуется IPsec. Кроме того, если интерфейс S1 заканчивается в RN 410, то локальный туннель GTP UE может быть установлен от DeNB 415 до RN 410, и им можно управлять с помощью DeNB 415.

QoS можно обеспечить путем объединения ARP и QCI. В типичной конфигурации может быть достаточно пять DRB Un помимо трех SRB.

На фигуре 5 изображена система 500 связи с усовершенствованиями в различных сетевых компонентах для усиления характеристик QoS. Как показано на фигуре 5, система 500 связи включает в себя модификации в компонентах ЕРС и E-UTRAN для обеспечения усиленных характеристик QoS. Для того, чтобы усилить характеристики QoS, можно усилить ограничения для системы 500 связи. Примеры ограничений могут включать в себя двухскачковую связь, установку фиксированного RN и т.д. Система 500 связи позволяет обеспечить связь с низкими потерями хэндовера UE и с нормальными требованиями к безопасности, такими как RN, которые расположены в безопасных местах. Охват может оставаться темой, представляющей большой интерес, с потерями при обратной передаче, которые представляют собой другую тему, представляющую интерес. Требования к QoS могут быть высокими с высокой степенью детализации класса QoS.

Система 500 связи включает в себя UE 505, подсоединенное беспроводным способом к RN 510, который беспроводным способом подсоединен к DeNB 515. DeNB 515 можно подсоединить поверх проводной линии к ЕРС. В частности, DeNB 515 можно подсоединить к RN-MME 520, UE-MME 525, UE-SGW 530 (который в дальнейшем подсоединяется к UE-PGW 540) и RN-OAM 535. UE-MME 525 можно использовать для управления мобильностью UE 505, например, для целей хэндовера. UE-SGW 530 можно использовать для маршрутизации и переадресации пакетов в и из UE 505. UE-SGW 530 может также служить в качестве точки привязки для плоскости пользователя во время хэндоверов. UE-PGW 540 можно использовать для подсоединения UE 505 к внешним сетям передачи пакетов (сетям передачи пакетов, которые не являются частью системы 500 связи). UE-MME 525, UE-SGW 530 и UE-PGW 540 могут быть такими, как специфицировано в технических стандартах 3GPP LTE без модификаций.

Однако может быть необходимым добавление RN-MME 520 и RN-OAM 535. RN-MME 520 можно использовать для выполнения аутентификации RN (с использованием USIM), тогда как RN-OAM 535 может выполнять управление адресом IP RN (если он локально не назначен DeNB 515), а также другие функции ОАМ. Однако добавление RN-MME 520 и RN-OAM 535 не может влиять на существующие компоненты ЕРС, и поэтому поддерживается совместимость с более ранним UE.

DeNB 515 может также потребовать модификаций. Помимо обеспечения функциональности eNB (блок 545 eNB), DeNB 515 может также обеспечить управление RB Un (блок 546 RB в Un), которые дают возможность установления/восстановления/отмены RB Un для каждого RN, а также установления/восстановления/отмены RB Un для выбранных EPS-каналов UE. DeNB 515 может полностью управлять моделью RB Un, и назначение RB Un можно выполнить для каждого RN и/или для каждого EPS-канала UE. Кроме того, DeNB 515 может обеспечить присоединение UE к RN 410 или DeNB 415 за счет отображения связи между S1 TEID и Un RBID/локальным SFID, если интерфейс S1 заканчивается в DeNB 515, или отображения связи между S1 TEID и Un RBID/локальным TEID, если интерфейс S1 заканчивается в RN 510; отображения EPS-канала UE (блок 547 отображения канала N(1)-1) для обеспечения отображения N-1 (то есть, N-в-1) или 1-1 (то есть 1-в-1) для целей QoS (посредством отображения QoS или посредством отображения EPS UE для выбранных EPS-каналов UE); и HeNB-GW 548 (который при необходимости можно разместить снаружи DeNB 515).

Согласно альтернативному варианту осуществления, HeNB-GW 548 может представлять собой альтернативную сеть GW, которая может служить в качестве концентратора трафика для альтернативной сети, такой как пикосеть, домашняя сеть, другая ретрансляционная сеть, гетерогенная сеть, сеть малой мощности или т.п.

Степень детализации класса QoS можно повысить путем увеличения количества битов идентификатора логического канала (LCID) управлению доступом к среде (MAC) (например, от пяти битов до 13 битов). EPS-канал UE, который отображается в канал Un, можно сконфигурировать в виде отображения N-1 или 1-1 и можно выполнить на основе QoS с многочисленными EPS-каналами UE с подобным QoS (QCI), который отображается в одну идентификацию RB Un или EPS UE на канале Un с более коротким/локальным SFID UE, который вставляется в PDU PDCP или TEID в туннеле GTP. Отображения можно также выполнить на отображении EPS-канала для каждого UE.

Управление туннелем GTP и SCTP может быть таким, как описано для системы 400 связи, тогда как безопасность может быть такой, как описано для системы 300 связи или системы 400 связи.

На фигуре 6 изображена система 600 связи с усовершенствованиями для различных сетевых компонентов, которые позволяют усилить безопасность или характеристики QoS для того, чтобы удовлетворить требованиям. Как показано на фиг. 6, система 600 связи включает в себя модификации в компонентах ЕРС и E-UTRAN для обеспечения гибкости развертывания (например, усиленной безопасности и/или характеристик QoS) для того, чтобы удовлетворить требованиям. Для того чтобы обеспечить гибкость развертывания, можно усилить ограничения на систему 600 связи. Примеры ограничений могут включать в себя двускачковую или более связь (то есть соединение может включать в себя один или более RN), фиксированные или мобильные RN (то есть динамическую топологию) и т.д. Система 600 связи позволяет обеспечить связь с любым уровнем (низким, средним или высоким) потери хэндовера UE с высокими требованиями к безопасности и/или высокими к QoS. Охват и/или пропускная способность системы может представлять собой главные темы, представляющие интерес, с потерями при обратной передаче, которые также является другой темой, представляющей интерес. Кроме того, в системе 600 связи, DeNB могут быть точкой привязки хэндоверов UE или точкой привязки одноранговой связи.

Система 600 связи включает в себя UE 605, подсоединенный беспроводным способом к RN 610 (служебному RN), который беспроводным способом подсоединяется к RN 611, который беспроводным способом подсоединяется к DeNB 615. Хотя на фигуре 6 изображено соединение с двумя RN, система 600 связи позволяет поддерживать соединение с любым количеством RN, включая ноль, один, два, три и т.д. DeNB 615 можно подсоединить поверх беспроводной линии к ЕРС. В частности, DeNB 615 можно подсоединить к RN-MME 620, UE-MME 625, UE-SGW 630 (которые в дальнейшем подсоединяются к UE-PGW 645), мобильному RN (MRN)-S/PGW 635 и RN-OAM 640. UE-MME 625 можно использовать для управления мобильностью UE 605, например, для целей хэндовера. UE-SGW 630 можно использовать для маршрутизации и переадресации пакетов в и из UE 605. UE-SGW 630 может также служить в качестве точки привязки для плоскости пользователя во время хэндоверов. UE-PGW 640 можно использовать для подсоединения UE 605 к внешним сетям передачи пакетов (сетям передачи пакетов, которые не являются частью системы 600 связи). UE-MME 625, UE-SGW 630 и UE-PGW 640 могут быть такими, как точно определено в технических стандартах 3GPP LTE без модификации.

Однако добавление RN-MME 620, MRN-S/PGW 635 и RN-OAM 640 может быть обязательным. RN-MME 620 можно использовать для выполнения управления мобильностью RN по всем субсетям, которыми управляет DeNB 615, MRN-S/PGW 635 можно использовать для выполнения в качестве вспомогательного концентратора трафика (например, в туннеле GTP или в дополнительном туннеле) мобильного RN, тогда как RN-OAM 640 позволяет выполнить управление адресом IP RN, а также другими функциями ОАМ. Однако добавление RN-MME 620, MRN-S/PGW 635 и RN-OAM 640 не может влиять на существующие компоненты ЕРС, и поэтому поддерживается совместимость с более ранним UE.

DeNB 615 может также нуждаться в модификациях. Помимо обеспечения функциональности eNB (блок 650 eNB) DeNB 615 может также обеспечить управление топологией RN (блок 651 управления топологией RN), а также управление каналом UN, управление переадресацией для соединений, основанных как на сориентированном соединении, так и без установления соединения (блок 652 управления переадресацией), функциональность SeG (RN-SEG 653), функциональность шаблона потока трафика (TFT) (функция 654 TFT), вспомогательная HeNB GW как функциональность (вспомогательная), статическое переключение и/или динамическую маршрутизацию, управление потоком и т.д. В основном DeNB 615 может обеспечить функциональность DeNB в системах 300, 400 и 500 связи помимо управления топологией RN.

Как обсуждено выше, DeNB 615 может динамически выполнять управление топологией RN. В случае присоединения UE к RN или DeNB 615, DeNB 615 может выполнять управление мобильностью интраподсетью RN и/или управление мобильностью интерподсетью RN в зависимости от конфигурации подсети, аналогично в случае присоединения RN к RN или DeNB 615, DeNB 615 может выполнять управление мобильностью интраподсетью RN и/или управление мобильностью интерподсетью RN в зависимости от конфигурации подсети.

Для целей QoS, как класс QoS (например, QCI), так и информация о тракте (например, местоназначение RN для соединений по нисходящей линии связи) можно использовать для планирования в DeNB и RN. Кроме того, как класс QoS, так и информацию о тракте можно использовать для отображения N-1.

Система 600 связи позволяет обеспечить как соединение, ориентированное на соединение для фиксированной сети, так и/или фиксированные конфигурации UE, а также возможность соединения без установления соединения для сетей с динамической топологией. Для системы с фиксированной топологией (например, с фиксированным RN и с низкой мобильностью UE) переадресацию данных, сориентированных на соединение, можно реализовать с помощью переключения RBID Un/Uu. Для системы с динамической топологией (например, с мобильностью RN и UE с высокой мобильностью) переадресацию данных, сориентированных на отсутствие соединения, можно реализовать с помощью маршрутизации IP. Можно также реализовать гибридную систему, где для перемещения RN и UE с высокой мобильностью, можно использовать переадресацию данных, сориентированных на отсутствие установления соединения, тогда как для фиксированных RN и UE с низкой мобильностью, можно использовать переадресацию данных, сориентированных на соединение.

Преимущества обеспечения переадресации данных, сориентированных на соединение и/или сориентированных на отсутствие соединения, могут включать в себя эффективное использование радиоресурсов за счет уменьшения возможных потерь, вызванных туннелями GTP, когда это не нужно, и снижены потери сигнализации, вызванные управлением соединением (установление/отключение RB линии связи из расчета на скачок) в случае, когда это можно избежать.

Кроме того, управление и/или назначение RB Un можно также выполнить на основании требований к безопасности, требуемых характеристик и т.д. В общем, RB Un могут включать в себя многочисленные RB RN, каждый из которых связан с определенным классом QoS оператора. Возможны многочисленные служебные RB для каждого UE. Для услуги с гарантированной скоростью передачи битов (GBR), для того чтобы лучше управлять характеристиками QoS, уникальный канал Un можно назначить каждой услуге GBR для каждого служебного канала UE, таким образом, обеспечивая услугу отображения 1-1. Для услуги с негарантированным GBR, в потоке услуг с подобным классом QoS можно отобразить соответствующие RB Un RN, таким образом, обеспечивая услугу отображения N-1.

Преимущества динамического управления и/или назначения RB Un могут включать в себя: отображение 1-1 Un EPS-каналов GBR UE (или эквивалентной услуги, требующей надежное управление QoS), позволяет лучше управлять характеристиками QoS; для EPS-каналов негарантированного GBR (или эквивалентной услуги, требующей относительно свободного управления QoS), установление/обновление радиоканала на всех многочисленных скачках можно избежать во время хэндовера UE, и требуется только установление/отмены сквожного туннеля GTP; и для каналов GBR, радиоканалы на всех многочисленных скачках необходимо обновлять по требованию, поэтому отображение 1-1 не подвергается каким-либо потерям.

На фигуре 7 изображена блок-схема операций 700 для управления RB Un. Операции 700 относятся к операциям, которые выполняются в DeNB, таком как DeNB 615, когда DeNB управляет RB для беспроводных интерфейсов Un для соединений, которые выполняет DeNB. Операции 700 могут выполняться, когда DeNB находится в нормальном рабочем режиме. Согласно варианту вычисления, операции 700 могут выполняться в DeNB, соединением которого управляют RB Un. Согласно альтернативному варианту осуществления, операции 700 выполняются в определенном DeNB (или в некотором другом объекте), предназначенном для управления RB Un для всех соединений в системе связи.

Операции 700 могут начинаться с DeNB (или определенного DeNB или другого объекта), определяющего тип QoS соединения (этап 705). В качестве примера, тип QoS соединения может представлять собой GBR или негарантированным GBR. Однако соединение может иметь другие типы, включая различные уровни GBR и т.д. DeNB может затем выбрать отображение RB Un на основании типа QoS соединения.

В качестве примера, DeNB может выполнить проверку для того, чтобы определить, является ли тип QoS соединения GBR (этап 710). Если типом QoS соединения является GBR, то DeNB может назначить уникальный канал Un для соединения, то есть конфигурируют соединение в виде отображения 1-1 (этап 715). Как обсуждено ранее, назначение уникального навигатора Un соединению на основе служебного канала для каждого UE позволяет обеспечить лучшее управление QoS. Согласно варианту осуществления, если существуют многочисленные уровни GBR, то каждый из различных уровней GBR можно назначить различным каналам Un. Если типом QoS соединения является негарантированным GBR, то DeNB может назначить потоки услуг с подобным классом (ами) QoS, которые будут отображаться в соответствующие RB Un RN, то есть конфигурировать соединение в виде отображения N-1 (этап 720). Далее операции 700 могут затем завершиться.

Как обсуждено ранее, завершение интерфейса S1 (например, в DeNB или RN) соединение может изменяться в зависимости от требований к безопасности, требуемых характеристик и т.д. Можно определить, где завершить интерфейс S1 соединения на основе соединения за соединением. Например, в приложении с маленькими пакетами и без требования к безопасности IPsec (то есть с низкими требованиями к безопасности), интерфейс S1 может заканчиваться в DeNB. Если интерфейс S1 заканчивается в DeNB, то для отображения QoS Un, EPS-канал UE можно идентифицировать с помощью локального SFID (назначенного связанным с ним DeNB), который вставляется в PDU PDCP, и безопасность можно обеспечить, используя функции безопасности Уровня 2. В приложениях с большими пакетами и с требованием к безопасности IPsec, интерфейс S1 может заканчиваться к RN (желательно в служебном RN), и используется туннель GTP к IPsec.

Динамический выбор завершения интерфейса S1 на основании характеристик и требований к соединению может быть преимущественным при снижении потерь для соединений, которые не требуют дополнительной безопасности, или когда пакеты в соединении являются маленькими, и потери могут иметь значительное влияние на характеристики. Например, для услуги с низким требованием к безопасности или, если сама сеть является безопасной, IPsec может быть вовсе не нужен для RN, и завершение интерфейса S1 в DeNB может обеспечить высокую эффективность обратной передачи, особенно если используются маленькие пакеты.

На фигуре 8 изображена схема последовательности операций 800 для определения завершения S1. Операции 800 могут быть иллюстрацией операций выполняемый в DeNB, таком как DeNB 615, когда DeNB управляет соединениями, которые используются в DeNB. Операции 800 могут выполняться тогда, когда DeNB находится в нормальном рабочем режиме. Согласно варианту осуществления, операции можно выполнять в DeNB соединения, включающим в себя DeNB. Согласно альтернативному варианту осуществления, операции 800 могут выполняться в определенном DeNB (или некотором другом объекте), предназначенном для управления соединениями в системе связи.

Операции 800 могут начинаться с определения DeNB класса QoS соединения (этап 805). Согласно варианту осуществления, класс QoS соединения может точно определить информацию, такую как ограничения QoS (если это имеет место) и т.д. Кроме того, DeNB может определить безопасность соединения (этап 810). В качестве примера, безопасность соединения позволяет точно определить требуемый уровень безопасности, протоколы безопасности, предназначенные для использования и т.д. DeNB может затем определить завершение интерфейса S1 на основании класса QoS соединения и его безопасности.

DeNB может выполнить проверку для того, чтобы определить, является ли класс QoS высоким (что означает, что соединение имеет строгие требования QoS), и является ли ее безопасность низкой (что означает, что можно использовать нестрогие меры безопасности) (этап 815). Если класс QoS является высоким, затем DeNB может установить по возможности раньше завершение интерфейса S1, например, в DeNB или в конце соединения по проводной линии для того, чтобы обеспечить низкие потери и низкую безопасность (этап 820). При завершении интерфейса S1, по возможности раннем, потери протокола безопасности на беспроводных участках соединения могут быть снижены. Снижение потерь на беспроводных участках соединения может способствовать улучшению характеристик, поскольку полосу пропускания можно обычно ограничить на беспроводных соединениях, в отличие от соединений по проводным линиям связи. Кроме того, использование низкой безопасности также способствует уменьшению потерь протокола безопасности.

Если класс QoS не является высоким, или если безопасность является высокой, то DeNB может установить завершение интерфейса S1 как можно позже, например, в служебном RN соединения (этап 825). При установлении завершения интерфейса S1 как можно позже, можно обеспечить по возможности максимальную безопасность соединения, таким образом, достигая максимальную безопасность соединения. После этого операции 800 завершаются.

Хотя настоящее изобретение и его преимущества были описаны подробно, следует понимать, что различные изменения, замены и исправления можно выполнить здесь без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, как определено с помощью прилагаемой формулы изобретения.

Более того, объем настоящего в заявке на изобретение не предназначен для ограничения конкретных вариантов осуществления процесса, машины, производства, состава материалов, средств, способов и этапов, описанных в этом описании. Так как специалисты в данной области могут легко оценить из раскрытия настоящего изобретения процессов, машин, производства, составов материалов, средств, способов или этапов, которые существуют в настоящее время, или которые будут разработаны позже, выполнение, по существу, одинаковой функции или достижение, по существу, одинакового результата в качестве соответствующих вариантов осуществления, описанных здесь, можно использовать, согласно настоящему изобретению. Соответственно, прилагаемая формула изобретения предназначена для включения в себя, в пределах своего объема, таких процессов, машин, производства, составов материалов, средств, способов и этапов.

Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в повышении гибкости системы. Предложены система и способ связи в системах связи с ретрансляционными узлами. Контроллер связи включает в себя блок управления связью, блок управления каналом, связанный с блоком управления связью, и блок отображения, связанный с блоком управления каналом. Блок управления связью управляет ресурсами и планирует возможности передачи, блок управления каналом управляет радиоканалами для ретрансляционных узлов, связанных с контроллером связи, и блок отображения обеспечивает отображение пользовательских каналов в радиоканалы. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ конфигурирования соединения между базовой сетью и пользовательским оборудованием в системе связи, содержащий этапы, на которых:

конфигурируют по меньшей мере один радиоканал для по меньшей мере одного ретрансляционного узла, связанный с контроллером связи, находящимся в соединении, при этом конфигурирование включает отображение по меньшей мере одного канала обратной передачи в по меньшей мере один радиоканал; и

динамически изменяют завершение для интерфейса соединения между базовой сетью и пользовательским оборудованием в системе связи в соответствии с требованием соединения.

2. Способ по п. 1, в котором требование соединения включает требование по меньшей мере одного из: класс качества обслуживания (QoS), уровень безопасности или характеристики.

3. Способ по п. 2, в котором установка завершения для интерфейса включает установку завершения для интерфейса в контроллере связи, когда требование для уровня безопасности низкое, или установку завершения для интерфейса в контроллере связи, когда требование для уровня безопасности высокое.

4. Способ по п. 3, в котором уровень безопасности определяется как низкий, когда соединение не требует безопасности IPsec, и уровень безопасности определяется как высокий, когда соединение требует безопасности IPsec.

5. Способ по п. 1, в котором отображение по меньшей мере одного канала обратной передачи в по меньшей мере один радиоканал включает отображение канала обратной передачи в радиоканал в соответствии с QoS канала обратной передачи и радиоканала.

6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий авторизацию ретрансляционного узла с помощью шлюза безопасности ретрансляционного узла или совместно с объектом управления мобильностью.

7. Способ по п. 1, в котором отображение включает отображение множества каналов обратной передачи в один радиоканал или отображение одного канала обратной передачи в один радиоканал.

8. Способ по п. 1, в котором отображение осуществляется на основе QoS с множеством каналов обратной передачи с подобным QoS, отображающихся в один радиоканал.

9. Контроллер связи для конфигурирования соединения между базовой сетью и пользовательским оборудованием в системе связи, содержащий:

энергонезависимую память;

аппаратный процессор, выполненный с возможностью

конфигурирования по меньшей мере одного радиоканала для по меньшей мере одного ретрансляционного узла, связанного с контроллером связи, находящимся в соединении, при этом конфигурирование включает отображение по меньшей мере одного канала обратной передачи в по меньшей мере один радиоканал; и

динамического изменения завершения для интерфейса соединения между базовой сетью и пользовательским оборудованием в системе связи в соответствии с требованием соединения.

10. Контроллер связи по п. 9, в котором контролер связи осуществляет авторизацию ретрансляционного узла с помощью шлюза безопасности ретрансляционного узла или совместно с объектом управления мобильностью.

11. Контроллер связи по п. 9, в котором контролер связи включает блок отображения канала для отображения множества каналов обратной передачи в один радиоканал или отображения одного канала обратной передачи в один радиоканал.

12. Контроллер связи по п. 11, в котором блок отображения канала выполнен с возможностью осуществления на основе QoS с множеством каналов обратной передачи с подобным QoS отображения в один радиоканал.

13. Контроллер связи по п. 9, в котором контролер связи дополнительно включает блок управления топологией ретрансляционного узла для динамического управления топологией ретрансляционного узла.

14. Контроллер связи по п. 9, в котором требование соединения включает требование по меньшей мере одного из: класс качества обслуживания (QoS), уровень безопасности или характеристики.

15. Контроллер связи по п. 14, в котором установка процессором завершения для интерфейса включает установку процессором завершения для интерфейса в контроллере связи, когда требование для уровня безопасности низкое, или установку процессором завершения для интерфейса в контроллере связи, когда требование для уровня безопасности высокое.

16. Контроллер связи по п. 9, в котором уровень безопасности определяется как низкий, когда соединение не требует безопасности IPsec, и уровень безопасности определяется как высокий, когда соединение требует безопасности IPsec.

17. Сеть связи, содержащая:

по меньшей мере один контроллер связи по любому из пп. 9-16 и

базовую сеть, связанную по меньшей мере с одним контроллером связи, причем базовая сеть выполнена с возможностью управления устройствами связи, связанными с базовой сетью, и управления ретрансляционными узлами, связанными с базовой сетью.

18. Сеть связи по п. 17, в которой базовая сеть содержит:

блок управления мобильностью пользователей, выполненный с возможностью управления мобильностью пользователей;

блок шлюза для обслуживания пользователя, выполненный с возможностью маршрутизации и переадресации пакетов в (из) устройство(а) связи;

блок сетевого шлюза для пакетной передачи пользовательских данных, связанный с блоком шлюза для обслуживания пользователя, причем блок сетевого шлюза для пакетной передачи пользовательских данных выполнен с возможностью связи пользователей с внешними сетями связи;

ретрансляционный блок для управления мобильностью, выполненный с возможностью выполнения аутентификации ретрансляционного узла; и

ретрансляционный блок функционирования, администрирования и технического обслуживания, выполненный с возможностью выполнения управления адресом ретрансляционного узла.

19. Сеть связи по п. 18, в которой базовая сеть дополнительно содержит концентратор трафика, выполненный с возможностью уплотнения трафика от ретрансляционных узлов.

20. Сеть связи по п. 18, в которой блок управления ретрансляционной мобильностью дополнительно выполнен с возможность управления по умолчанию радиоканалами ретрансляционного узла.