АРХИТЕКТУРА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ НА ОСНОВЕ 3GPP ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ МАЛЫХ СОТ Российский патент 2018 года по МПК H04W84/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к транспортной сети малых сот, которая выполнена с возможностью взаимодействия с ядром 3GPP и дополнительно выполнена с возможностью предоставления мобильным терминалам 3GPP широкополосных услуг мобильной связи. Кроме того, настоящее изобретение относится к компонентам транспортной сети малых сот, а именно к базовой радиостанции малых сот, концентратору малых сот, контроллеру транспортной сети малых сот и блоку памяти транспортной сети малых сот.

Уровень техники

В данном документе используются следующие сокращения, некоторые из которых по меньшей мере упоминаются в рамках приведенного ниже описания настоящего изобретения.

Third Generation Partnership Project (3GPP) - проект партнерства третьего поколения

Access Grant Channel (AGCH) - канал разрешения доступа

Emulated Core (ЕС) - эмулированное ядро

Enhanced Power Control (ЕРС) - усовершенствованное управление мощностью

Frequency Division Duplex (FDD) - дуплексная связь с частотным разделением

GPRS Tunneling Protocol (GTP) - протокол туннелирования GPRS

Home Location Register (HLR) - регистр исходного местоположения

Higher Order Provisioning (HOP) - обеспечение более высокого уровня

High Speed Packet Access (HSPA) - высокоскоростной пакетный доступ

Home Subscriber Register (HSS) - сервер собственных абонентов

Information Element (IE) - информационный элемент

IP Multi-Media Subsystem (IMS) - мультимедийная подсистема на базе IP

International Mobile Telecommunication (IMT) - международная мобильная связь

Long Term Evolution (LTE) - проект долгосрочного развития

Medium Access Control (MAC) - управление доступом к среде передачи

Mobile Broadband (МВБ) - мобильная широкополосная сеть

Mobile Backhaul (MBH) - мобильная транспортная сеть

Mobility Management (MM) - управление мобильностью

Mobility Management Entity (MME) - узел управления мобильностью

Multi-Protocol Lable Switching (MPLS) - многопротокольная коммутация с использованием меток

Mobile Virtual Network Operator (MVNO) - оператор виртуальной сети мобильной связи

Microwave (MW) - микроволновое излучение

Hon-Access Stratum (NAS) - уровень, не связанный с предоставлением доступа

Next Generation (NG) - сеть следущего поколения

Next Generation Mobile Networks (NGMN) - мобильные сети следующего поколения

Non/Near Line of Sight (NLOS) - участок распространения радиоволн в пределах / за пределами прямой видимости

Operations Support System (OSS) - система поддержки операций

Packet Data Convergence Protocol (PDCP) - протокол слияния пакетных данных

Protocol Data Unit (PDU) - блок данных протокола

Quality of Service (QoS) - качество обслуживания

Radio Access (RA) - радиодоступ

Radio Access Network (RAN) - сеть радиодоступа

Radio Base Station (RBS) - базовая радиостанция

Radio Link Control (RLC) - управление линией радиосвязи

Radio Resource Control (RRC) - управление радиоресурсами

S1 Application Protocol (S1AP) - прикладной протокол для интерфейса S1

Small Cell Backhaul (SCBH) - транспортная сеть малых сот

Stream Control Transmission Protocol (SCTP) - протокол передачи управления потоками

Service Gateway (SGw) - обслуживающий шлюз

Self-Organized Networking (SON) - самоорганизованная сеть

Time Division Duplex (TDD) - дуплексная связь с временным разделением каналов

User Entity/Equipment (Mobile Terminal) (UE) - пользовательский объект / пользовательское оборудование (мобильный терминал)

User Datagram Protocol (UDP) - протокол пользовательских дейтаграмм

User Subscriber Identity Module (USIM) - универсальный абонентский идентификационный модуль

В области телекоммуникаций транспортная сеть малых сот играет важную роль в транспортной сети мобильной связи и приобретает возрастающее значение за счет внедрения гетерогенных сетей, которые иногда упоминаются как HetNet (hetnet). В основном транспортные сети малых сот предполагают развертывание многочисленных базовых радиостанций малых сот, которые дополняют базовые радиостанции макросот. Развертывание базовых радиостанций малых сот требует в высокой степени масштабируемого и гибкого транспортного решения для малых сот. Преимущественный подход, используемый сегодня для осуществления транспортного решения для малых сот, состоит в том, чтобы уменьшить масштаб существующего транспортного решения для макросот.

На фиг. 1 (уровень техники) изображена схема примерной системы 100 беспроводной связи, на которой показаны основные особенности преимущественного подхода для осуществления транспортного решения для малых сот. В этом подходе малые RBS 102 соединены через сеть 104 МВН с ядром 106 3GPP. Обычно между малыми RBS 102 и ядром 106 3GPP предварительно конфигурируется МВН-связность с использованием OSS 108 или некоторого другого решения по управлению сетями. Эта МВН-связность образует основу, на которой можно динамически устанавливать связность мобильной широкополосной сети (МВВ) с мобильными терминалами 110 по воздушным интерфейсам 112 3GPP.

В этом подходе ядро 106 3GPP взаимодействует с малыми RBS 102 для установления однонаправленных каналов 114 3GPP, через которые может осуществляться передача данных МВВ между мобильными терминалами 110 и, например, Интернет 114. Участки этих однонаправленных каналов 114 3GPP проходят через МВН-соединения 116 обычно в виде туннелей через пакетную сеть (например, GTP-туннели через сеть на основе MPLS). В этой ситуации можно уже наблюдать различие в механизмах управления связностью между традиционной областью МВН и областью 3GPP:

- МВН-соединения 116 являются полустатическими и контролируются OSS 108.

- Однонаправленные каналы 314 3GPP являются динамическими и устанавливаются с помощью ядра 106 3GPP и малых RBS 102 всякий раз, когда мобильные терминалы 110 3GPP осуществляют запрос ресурсов МВВ.

В результате этого различия возникает растущий интерес к "продвижению" МВН-соединения 116 в направлении более динамичного предоставления услуг по требованию, то есть в направлении подхода, который имеет больше сходства с МВВ-связностью, по сравнению с традиционной МВН-связностью. В связи с этим операторы и поставщики систем обращают свое внимание на альтернативное транспортное решение для малых сот, которое описано ниже со ссылкой на фиг. 2 (уровень техники).

На фиг. 2 (уровень техники) изображена схема примерной системы 200 беспроводной связи, которая показывает основные особенности этого альтернативного транспортного решения для малых сот. В этом подходе первая линия 202 связи транспортной сети МВН между малыми RBS 204 и остальной частью МВН-сети 206 (МВН-облака 206) выполнено с помощью беспроводной линии 208 связи TDD LTE, в частности, поддерживающей веерную структуру. Беспроводная линия 208 связи TDD LTE имеет лучи, которые заканчиваются в малых RBS 204. Беспроводная линия 208 связи TDD LTE имеет концентратор, который заканчивается в RBS 210 TDD LTE. Обычно для RBS 210 TDD LTE используется беспроводная линия 208 связи TDD LTE в виде линии 208 радиосвязи "точка-многоточка" NLOS для соединения с малыми RBS 204. Малые RBS 204 обеспечивают линии 212 связи FDD LTE с их соответствующими мобильными станциями 214 (UE 214).

Использование "LTE" в транспортной сети, например, в данном случае TDD 208 LTE, означает, что необходимо обеспечить установление связности, для которой требуется ядро LTE (3GPP). В современных решениях, выполненных в виде различных испытаний и уведомлений, это ядро 216 3GPP LTE эмулируется в узле, тип которого упоминался ранее в данном документе как RBS 210 TDD LTE. Кроме того, первую линию 202 связи транспортной сети МВН (например, скачок 202 в транспортной сети TDD LTE) можно выполнить путем размещения эквивалента 218 UE TDD LTE на каждой из оригинальных RBS 204 FDD LTE, которые затем взаимодействуют с RBS 210 TDD LTE и, в частности, с эмулированным узлом 216 ядра 3GPP LTE узла (например, с эмулированным ядром 216) для установления первой линии 202 связи транспортной сети МВН. Ниже приводится поэтапное обсуждение данного вопроса для того, чтобы объяснить, как можно установить связность между мобильными станциями 214 и ядром 222 3GPP из расчета этого транспортного решения для малых сот. Ниже приведены следующие этапы:

1. OSS 220 МВН устанавливает связность между ядром 222 3GPP и RBS 210 TDD LTE.

2. Эмулированное ядро 216 RBS TDD LTE обеспечивает необходимые функции ядра 3GPP для того, чтобы между RBS 210 TDD LTE и малыми RBS 204 устанавливалась беспроводная линия 208 связи TDD LTE. Теперь малые RBS 204 имеют полную МВН-связность с ядром 222 3GPP.

а. Таким образом, МВН-связность для сот малых RBS 204 представляет собой комбинацию МВН 224 и беспроводной линии 208 связи TDD LTE.

Теперь малые RBS 204 используют для сопряжения с ядром 222 3GPP и установления однонаправленных каналов 226 радиосвязи 3GPP для услуг МВВ, предоставляемых в их соответствующих мобильных станциях 214.

На фиг. 3 (уровень техники) изображена схема примерной системы 300 беспроводной связи, которая показывает основные особенности еще одного альтернативного транспортного решения для малых сот, которая имеет структуру, аналогичную решению фиг. 2 за исключением того, что RBS 210 TDD LTE больше не имеет эмулированного 216, расположенного в ней, но вместо этого имеет отдельное ядро 302 3GPP (показанное как ядро 2 3GPP), которое расположено в сети 206 МВН (в облаке 206 МВН). Обсуждение этого конкретного решения приведено в работе 3GPP TR 36.806 "Relay Architectures for E-UTRA (LTE-Advanced)" V.9.0.0, March 2010 (содержание которой включено сюда путем ссылки). Далее следует поэтапное обсуждение того, каким образом можно установить связность между мобильными станциями 214 и ядром 222 3GPP, исходя из этого транспортного решения для малых сот.

1. OSS 220 устанавливает МВН-соединение 304 ("МВН 1") между ядрами 222 и 302 3GPP.

2. OSS 220 также устанавливает другой отрезок 306 ("МВН 2") МВН-соединение между ядром 302 3GPP и RBS 210 TDD LTE.

3. Ядро 302 3GPP используется для управления однонаправленными каналами 308 транспортной сети малых сот ("ретрансляционные однонаправленные каналы 3GPP") и для установления соединения с малыми RBS 204.

а. Таким образом, МВН-соединение малых RBS 204 представляет собой комбинацию однонаправленных каналов 308 транспортной сети (частично передаваемых по МВН 2) и МВН 1.

4. Теперь малые RBS 204 имеют связность на всем отрезке до ядра 222 3GPP для установления однонаправленных каналов 310 3GPP для услуг МВБ для их соответствующих мобильных станций 214.

Хотя эти транспортные решения для малых сот хорошо работают в большинстве приложений, по-прежнему существует потребность в их улучшении для обеспечения более гибкого транспортного решения для малых сот. Одно такое новое и улучшенное транспортное решение для малых сот является предметом настоящего изобретения.

Раскрытие изобретения

Транспортная сеть малых сот, которая представляет собой дальнейшее развитие традиционных транспортных сетей малых сот, описана в зависимом пункте формулы изобретения настоящей заявки. В дополнение к этому, компоненты транспортной сети малых сот, а именно базовая радиостанция малых сот, концентратор малых сот, контроллер транспортной сети малых сот, блок памяти транспортной сети малых сот и связанные с ними способы также описаны в зависимых пунктах формулы изобретения настоящей заявки. Преимущественные варианты осуществления транспортной сети малых сот, включающей в себя компоненты транспортной сети малых сот, а именно базовую радиостанцию малых сот, концентратор малых сот, контроллер транспортной сети малых сот, блок памяти транспортной сети малых сот и связанные с ними способы, были описаны в зависимых пунктах формулы изобретения настоящей заявки.

В одном аспекте настоящего изобретения выполнена транспортная сеть малых сот, которая выполнена с возможностью взаимодействия с ядром 3GPP и дополнительно выполнена с возможностью обеспечения мобильных широкополосных услуг, которые будут предоставляться ядром 3GPP для мобильных терминалов 3GPP. Транспортная сеть малых сот содержит многочисленные базовые радиостанции малых сот, концентратор малых сот, контроллер транспортной сети малых сот и блок памяти транспортной сети малых сот. Каждая базовая радиостанция малых сот имеет линию связи с соответствующими мобильными терминалами 3GPP. Концентратор малых сот обеспечивает по меньшей мере одну беспроводную линию связи с множеством базовых радиостанций малых сот. По меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи, которая фактически используется для выполнения по меньшей мере одной беспроводной линии связи. Контроллер транспортной сети малых сот управляет по меньшей мере одной беспроводной линией связи между концентратором малых сот и базовыми радиостанциями малых сот. Контроллер транспортной сети малых сот взаимодействует как с концентратором малых сот, так и с ядром 3GPP. Блок памяти транспортной сети малых сот хранит данные, которые относятся по меньшей мере к одной беспроводной линии связи между концентратором малых сот и базовыми радиостанциями малых сот. Блок памяти транспортной сети малых сот связан с контроллером транспортной сети малых сот. Преимущество транспортной сети малых сот состоит в том, что она эффективно "повторно использует" технологию 3GPP для управления большим количеством динамических линий связи малых сот.

В другом аспекте настоящего изобретения выполнена базовая радиостанция малых сот (и способ, выполняемый с ее помощью), которая обеспечивает мобильные широковещательные услуги, которые будут предоставляться мобильному терминалу 3GPP. Базовая радиостанция малых сот содержит процессор и память, которая хранит исполняемые процессором инструкции, где процессор обеспечивает сопряжение с памятью и исполняет исполняемые процессором инструкции для обеспечения следующих операций: (а) предоставление линии связи (например, линия связи FDD LTE) для мобильных терминалов 3GPP; и (b) сопряжение с концентратором малых сот через беспроводную линию связи. Беспроводная линия связи эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот, не задействованных IMT, WiFi), которая фактически используются для осуществления беспроводной линии связи. Кроме того, базовая радиостанция малых сот эмулируется как унаследованное пользовательское оборудование с точки зрения ядра 3GPP. Преимущество базовой радиостанции малых сот состоит в том, что она эффективным образом "повторно использует" технологию 3GPP для управления большим количеством динамических линий связи малых сот.

В другом аспекте настоящего изобретения выполнен концентратор малых сот (и способ, выполняемый им), который позволяет предоставлять мобильные широкополосные услуги мобильным терминалам 3GPP. Концентратор малых сот содержит процессор и память, которая хранит исполняемые процессором инструкции, где процессор обеспечивает сопряжение с памятью и исполняет исполняемые процессором инструкции, которые позволяют выполнить следующей операцию: (а) обеспечивают по меньшей мере одну беспроводную линию связи с базовыми радиостанциями малых сот. По меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот, не задействованных IMT, WiFi), которая фактически используется для осуществления по меньшей мере одной беспроводной линии связи. Кроме того, концентратор малых сот эмулируется как унаследованная базовая радиостанция с точки зрения ядра 3GPP. Преимущество концентратора малых сот состоит в том, что он эффективно "повторно использует" технологию 3GPP для управления большим количеством динамических линий связи малых сот.

В другом аспекте настоящего изобретения выполнен концентратор транспортной сети малых сот (и способ, выполняемый им), который предоставляет мобильным терминалам 3GPP мобильные широкополосные услуги. Блок памяти транспортной сети малых сот содержит процессор и память, которая хранит исполняемые процессором инструкции, где процессор обеспечивает сопряжение с памятью и исполняет исполняемые процессором инструкции, которые позволяют выполнить следующую операцию: (а) управляют по меньшей мере одной беспроводной линией связи между концентратором малых сот и базовыми радиостанциями малых сот. По меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот, не задействованных IMT, WiFi), которая фактически используется для осуществления по меньшей мере одной беспроводной линии связи. Преимущество концентратора транспортной сети малых сот состоит в том, что он эффективным образом "повторно использует" технологию 3GPP для управления большим количеством динамических линий связи малых сот.

В другом аспекте настоящего изобретения выполнен блок памяти транспортной сети малых сот (и способ, выполняемый им), который позволяет предоставлять мобильные широкополосные услуги мобильным терминалам 3GPP. Блок памяти транспортной сети малых сот содержит процессор и память, которая хранит исполняемые процессором инструкции, где процессор обеспечивает сопряжение с памятью и исполняет исполняемые процессором инструкции, которые позволяют выполнить следующую операцию: (а) сохраняют данные, имеющие отношение по меньшей мере к одной беспроводной линий связи между концентратором малых сот и базовыми радиостанциями малых сот. По меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот, не задействованных IMT, WiFi), которая фактически используется для осуществления по меньшей мере одной беспроводной линии связи. Преимущество блока памяти транспортной сети малых сот состоит в том, что он эффективным образом "повторно использует" технологию 3GPP для управления большим количеством динамических линий связи малых сот.

Дополнительные аспекты изобретения будут изложены, в частности, в подробном описании фигур и любых пунктов формулы изобретения, которая приведена ниже, и, в частности, будут получены из подробного описания, или их можно изучить при практическом применении изобретения. Следует понимать, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание являются только примерными и пояснительными, и не ограничивают изобретение так, как это раскрыто в данном документе.

Краткое описание чертежей

Более полное понимание настоящего изобретения можно получить посредством ссылки на последующее подробное описание при совместном рассмотрении с сопроводительными чертежами, на которых:

фиг. 1 (уровень техники) - схема примерной системы беспроводной связи, которая используется для описания основных особенностей традиционного транспортного решения для малых сот;

фиг. 2 (уровень техники) - схема примерной системы беспроводной связи, которая используется для описания основных особенностей другого традиционного транспортного решения для малых сот;

фиг. 3 (уровень техники) - схема примерной системы беспроводной связи, которая используется для описания основных особенностей еще одного традиционного транспортного решения для малых сот;

фиг. 4 - схема примерной системы беспроводной связи, которая включает в себя транспортную сеть малых сот, выполненную согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 - схема, иллюстрирующая примерные стеки протоколов, взаимодействующие с компонентами транспортной сети малых сот, а именно с базовой радиостанцией малых сот, концентратором малых сот и контроллером транспортной сети малых сот, которые показаны на фиг. 4 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 - блок схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерные этапы способа обеспечения транспортного решения для малых сот, которые выполняются с помощью базовой радиостанции малых сот согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 - блок-схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерный этап способа обеспечения транспортного решения для малых сот, который выполняется концентратором малых сот согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 8 - блок-схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерный этап способа обеспечения транспортного решения для малых сот, который выполняется контроллером транспортной сети малых сот согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 - блок-схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерный этап способа обеспечения транспортного решения для малых сот, который выполняется блоком памяти транспортной сети малых сот согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 10 - основная схема, иллюстрирующая архитектуру управления транспортной сетью малых сот, которая приведена для сравнения двух транспортных решений для малых сот предыдущего уровня техники и новой транспортной сети малых сот, каждая из которых обеспечивает сопряжение с базовой сетью 3GPP для обеспечения сопряжения мобильного терминала 3GPP с Интернет.

Осуществление изобретения

На фиг. 4 показана схема примерной системы 400 беспроводной связи, которая включает в себя транспортную сеть 402 малых сот, выполненную согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Транспортная сеть 402 малых сот выполнена с возможностью взаимодействия с ядром 3GPP 404 и дополнительно выполнена с возможностью предоставления мобильных широкополосных услуг 406 с помощью ядра 404 3GPP мобильным терминалом 408а и 408b 3GPP (например, UE, мобильным телефоном, смартфоном, портативным компьютером типа "лэптоп", персональным цифровым помощником). Как показано, транспортная сеть 402 малых сот содержит множество базовых радиостанций 410а и 410b малых сот (показаны только две), концентратор 412 малых сот, контроллер 414 транспортной сети малых сот и блок 416 памяти транспортной сети малых сот. Базовые радиостанции 410а и 410b малых сот предоставляют беспроводные линии 418а и 418b связи FDD LTE (или другую радиосвязь 3GPP) их соответствующим мобильным терминалам 408а и 408b 3GPP. Концентратор 412 малых сот предоставляет по меньшей мере одну беспроводную линию 420 связи базовым радиостанциям 410а и 410b малых сот. Контроллер 414 транспортной сети малых сот взаимодействует как с концентратором 412 малых сот, так и с ядром 404 3GPP. В частности, контроллер 414 транспортной сети малых сот управляет по меньшей мере одной беспроводной линией 420 связи между концентратором 412 малых сот и базовыми радиостанциям 410а и 410b малых сот. Концентратор 412 малых сот и контроллер 414 транспортной сети малых сот расположены в мобильной транспортной сети 413. Блок 416 памяти транспортной сети малых сот хранит данные 422, которые относятся по меньшей мере к одной беспроводной линия 420 связи между концентратором 412 малых сот и базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот. Подробное обсуждение каждого из компонентов 410а, 410b, 412, 414 и 416 приведено ниже после поэтапного обсуждения, приведенного для объяснения того, как можно установить связность между мобильными терминалами 408а и 408b 3GPP и ядром 404 3GPP с помощью этой новой и улучшенной транспортной сетью 402 малых сот.

1. OSS 424 устанавливает МВН-соединение 426 ("МВН 1") между ядром 404 3GPP и контроллером 414 транспортной сети малых сот. Это будет сделано до развертывания базовых радиостанций 410а и 410b малых сот.

2. Контроллер 414 транспортной сети малых сот и базовые радиостанции 410а и 410b малых сот устанавливают другой отрезок 428 ("МВН 2") без вмешательства OSS 424 (следует отметить, что OSS 424 может альтернативным образом установить отрезок 428 ("МВН 2") только в случае, если OSS 424 используется для управления по меньшей мере одной беспроводной линии 420 связи). Каждая базовая радиостанция 410а и 410b малых сот обеспечивает покрытие для соответствующих малых сот 411а и 411b, которые находятся в зоне, которая меньше, чем макросота 413 3GPP. Базовая радиостанция 415 макросот обеспечивает покрытие макросоты 413 3GPP, охватывающее обычно зоны покрытия малых сот 411а и 411b.

3-4. Контроллер 414 транспортной сети малых сот, который эмулирует части управления ядра 3GPP (например, MME) устанавливает эмулированные однонаправленные радиоканалы 430 3GPP (между концентратором 412 малых сот и базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот) и устанавливает эмулированные однонаправленные каналы 432 3GPP (между контроллером 414 транспортной сети малых сот и базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот). Это сделано совместно с базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот, которые эмулируют поведение UE 3GPP. Следует отметить, что контроллер 414 транспортной сети малых сот представляет собой пример ядра 3GPP, который можно выполнить в отдельном новом узле или в существующем узле, таком как ядро 404 3GPP. Эти этапы отмечены как улучшенные по сравнению с транспортными решениями для малых сот уровня техники, и ниже приведено более подробное описание того, как транспортная сеть 402 малых сот сконфигурирована для выполнения этапов 3-4.

5. Теперь базовые радиостанции 410а и 410b малых сот имеют связность на всем отрезке ядра 404 3GPP для установления однонаправленных каналов 434 3GPP для МВВ-услуг 406 в их соответствующих мобильных терминалах 408а и 408b 3GPP.

Следует отметить, что по меньшей мере одну беспроводную линию 420 связи, которая осуществляется через воздушный интерфейс, можно выполнить как беспроводную линию связи "точка-многоточка" (которая будет обсуждена ниже в данном описании), по меньшей мере одна беспроводная линия связи "точка-точка", комбинация из беспроводной линии связи "точка-многоточка" и по меньшей мере одной беспроводной линии связи "точка-точка", участок распространения радиоволн в пределах / за пределами прямой видимости (NLOS) в полосах частот, не задействованных международной мобильной связи (IMT), или WiFi, но по меньшей мере одна беспроводная линия 420 связи эмулируется как беспроводная линия связи "точка-многоточка" с точки зрения ядра 3GPP. Другими словами, действующая беспроводная линия 420 связи (воздушный интерфейс) между концентратором 412 малых сот и базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот может базироваться на некоторой технологии "точка-точка", но с точки зрения перспективы транспортных сетей концентратор 412 малых сот непосредственно действует так, как следует из его названия, то есть как точка, с которой устанавливают соединение многочисленные базовые радиостанции 410а и 410b малых сот с целью их соединения с оставшейся частью беспроводной/мобильной системы (например, с ядром 404 3GPP).

Компоненты транспортной сети малых сот, а именно базовые радиостанции 410а и 410b малых сот, концентратор 412 малых сот, контроллер 414 транспортной сети малых сот и блок 416 памяти транспортной сети малых сот имеют следующие особенности и функциональные возможности:

1. Каждая базовая радиостанция 410а и 410b малых сот поддерживает связь с остальной частью сети через беспроводную линию связи 420 "точка-многоточка".

1.1. С точки зрения ядра 404 3GPP каждая базовая радиостанция 410а и 410b малых сот моделируется как регулярное UE 3GPP.

1.2. Части NAS 3GPP каждой базовой радиостанции 410а и 410b малых сот не нужно выполнять непосредственно в базовых радиостанциях 410а и 410b малых сот, но можно эмулировать в концентраторе 412 малых сот. Как обсуждено ниже, этот признак является особенно преимущественным в случае унаследованных однонаправленные радиоканалов, которые нельзя изменить на NAS по различным причинам.

Замечание: воздушный интерфейс, подсоединенный между концентратором 412 малых сот и базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот, может базироваться на технологии воздушного интерфейса для радиосвязи "точка-точка", поскольку даже в этом случае концентратор 412 малых сот по-прежнему действует как точка, где многочисленные базовые радиостанции 410а и 410b малых сот соединены с остальной частью сети, а именно с ядром 404 3GPP. Как обсуждено выше, ядро 404 3GPP с точки зрения топологии транспортной сети интерпретирует эту беспроводную линию 420 связи (воздушный интерфейс) как беспроводную линию связи "точка-многоточка".

2. Концентратор 412 малых сот образует точку агрегации или линию связи между базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот и остальной частью мобильной сети.

2.1. С точки зрения ядра 404 3GPP концентратор 412 малых сот моделируется как регулярная базовая радиостанция.

2.2. Концентратор 412 малых сот может эмулировать часть функциональных возможностей 3GPP (например, NAS), которые обычно предполагается осуществлять в дальнейшем для базовых радиостанций 410а и 410b малых сот (которые моделируются как UE 3GPP с точки зрения ядра 404 3GPP). Например, концентратор 412 малых сот содержит мост 440 NAS, который скрывает от базовых радиостанций 410а и 410b малых сот по меньшей мере часть сигнализации NAS, которая берет начало из контроллера 414 транспортной сети малых сот (смотри фиг. 5). В частности, мост 440 NAS может эмулировать узел UE NAS в направлении контроллера 414 транспортной сети малых сот. Кроме того, мост 440 NAS выполнен с возможностью создания и завершения IE PDU NAS.

3. Беспроводная линия 420 связи "точка-многоточка" соединяет базовые радиостанции 410а и 410b малых сот с концентратором 412 малых сот.

3.1. С точки зрения ядра 404 3GPP беспроводная линия 420 связи "точка-многоточка" эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP (однонаправленные каналы для регулярной LTE) независимо от технологии радиосвязи, фактически используемой для осуществления беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка". Например, другая технология радиосвязи, которую можно использовать для осуществления этой линии связи, включает в себя NLOS в полосах частот IMT, WiFi и т.д.

3.1.1. Способ, в котором базовые радиостанции 410а и 410b малых сот и концентратор 412 малых сот обнаруживают, устанавливают связь и соединение друг с другом, аналогичен способу, в котором UE 3GPP и соответствующая базовая радиостанция 3GPP, соответственно, обнаруживают, устанавливают связь и соединение друг с другом. Например, повторный выбор соты 3GPP соответствует изменению своей связности базовых радиостанций 410а и 410b малых сот от одного концентратора 412 малых сот до другого концентратора малых сот (не показан).

3.1.2. Части немодулированной передачи LTE и стеки протоколов более низкого уровня 3GPP (например, PDCP, RLC, MAC, RRC) могут повторно использоваться в базовых радиостанциях 410а и 410b малых сот и в концентраторе 412 малых сот для управления беспроводной линией 420 связи "точка-многоточка". Альтернативно, управление и/или протоколы плоскости данных могут быть не 3GPP.

4. Контроллер 414 транспортной сети малых сот управляет беспроводной линией 420 связи "точка-многоточка" посредством взаимодействий с базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот и концентратора 412 малых сот.

4.1. Контроллер 414 транспортной сети малых сот содержит узел 436 плоскости данных (узел 436 плоскости пользователя) и узел 438 плоскости управления. Контроллер 414 транспортной сети малых сот осуществляется с использованием технологий базовой сети 3GPP, таких как, например, MME, SGw и т.д. Как и в случае технологий 3GPP, узлы 436 и 438 плоскости данных и плоскости управления контроллера транспортной сети малых сот не должны располагаться в одном и том же физическом узле.

4.2. Контроллер 414 транспортной сети малых сот может использовать стандарт S1AP (протокол приложения S1 (S1AP), 3GPP 36.413, V10.6.0, июнь 2012 - содержание которого включено сюда путем ссылки) при взаимодействиях в плоскости управления с концентратором 412 малых сот и при управлении ресурсами (однонаправленными радиоканалами), связанными с беспроводной линией 420 связи "точка-многоточка".

4.3. Аналогичным образом контроллер 414 транспортной сети малых сот может использовать стандарт сигнализации NAS для взаимодействия с базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот в плоскости управления.

4.3.1. Это не исключает адаптации существующего NAS 3GPP или определения любого нового NAS с целью управления однонаправленными радиоканалами в полосах частот, не задействованных IMT.

4.3.2. Завершение сигнализации NAS может иметь место в непосредственно в концентраторе 412 малых сот (смотри объяснение в пункте 2.2).

4.4. Контроллер 414 транспортной сети малых сот и блок 416 памяти транспортной сети малых сот можно осуществить в виде узла MVNO в существующей базовой сети 3GPP (смотри фиг. 10).

5. Блок 416 памяти транспортной сети малых сот содержит данные 422 для выделения ресурсов и прочего, которые относятся к базовым радиостанциям 410а и 410b малых сот и к характеристикам (например, QoS, полоса пропускания и другое) беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка", при этом базовые радиостанции 410а и 410b малых сот используются с концентратором 412 малых сот.

5.1. Блок 416 памяти транспортной сети малых сот осуществляется с использованием технологий базовой сети 3GPP, например HSS, HLR.

5.1.1. Следовательно, в блоке 416 памяти транспортной сети малых сот базовые радиостанции 410а и 410b малых сот моделируются как регулярные UE 3GPP.

На фиг. 5 показана схема, иллюстрирующая пример стека 502 протоколов плоскости пользователя базовой радиостанции малых сот и стека 504 протоколов плоскости управления, стека 506 протоколов плоскости пользователя концентратора малых сот, и стека 508 протоколов плоскости управления, и стека 510 протоколов плоскости пользователя контроллера транспортной сети малых сот и стека 512 протоколов плоскости управления согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере базовая радиостанция 410а малых сот, которая реализует сторону UE беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка" (например, линия 420 связи Р2МР NLOS), показана с использованием опций различных протоколов, отмеченных как PDCP', RLC', MAC' и Phy'. В частности, базовая радиостанция 410а малых сот показана как включающая в себя стек 502 протоколов плоскости пользователя, который содержит уровень 502а IP, уровень 502b PDCP, уровень 502 с RLC, уровень 502d MAC и физический уровень 502е. Кроме того, базовая радиостанция 410а/410b малых сот включает в себя стек 504 протоколов плоскости управления, включающий в себя уровень 504а NAS, уровень 504b RRC, уровень 504 с PDCP, уровень 504d RLC, уровень 504e MAC и физический уровень 504f. Базовая радиостанция 410b малых сот (и другие базовые радиостанции малых сот) будут также включать в себя тот же самый стек 502 протоколов плоскости пользователя и тот же самый стек 504 протоколов плоскости управления.

В этом примере концентратор 412 малых сот включает в себя стек 506 протоколов плоскости пользователя, который имеет участок 506', который обеспечивает сопряжение со стеком 502 протоколов плоскости пользователя базовых радиостанций 410а и 410b малых сот и содержит уровень 506а' PDCP, уровень 506b' RLC, уровень 506 с' MAC и физический уровень 506d'. Стек 506 протоколов плоскости пользователя концентратора 412 малых сот имеет другой участок 506'', который обеспечивает сопряжение со стеком 510 протоколов плоскости пользователя контроллера 414 транспортной сети малых сот и содержит уровень 506а'' GTP, уровень 506b'' UDP, уровень 506с'' IP, уровень 506d'' L2 и уровень 506e'' L1. Кроме того, концентратор 412 малых сот включает в себя стек 508 протоколов плоскости управления, который имеет участок 508', который обеспечивает сопряжение со стеком 504 протоколов плоскости управления базовых радиостанций 410а и 410b малых сот и содержит прокси-уровень 508а' NAS, уровень 508b' RRC, уровень 508с' PDCP, уровень 508d' RLC, уровень 508e' MAC и физический уровень 508f'. Стек 508 протоколов плоскости управления концентратора 412 малых сот имеет другой участок 508'', который обеспечивает сопряжение со стеком 512 протоколов плоскости управления контроллера 414 транспортной сети малых сот и содержит уровень 508а'' S1AP, уровень 508b'' SCTP, уровень 508с'' IP, уровень 508d'' L2 и уровень 508e'' L1. Беспроводная линия 420 связи "точка-многоточка" (например, Р2МР 420 NLOS) образована между физическими уровнями 502е и 504f базовых радиостанций 410а и 410b малых сот и физическими уровнями 506d' и 508f концентратора 412 малых сот. Альтернативно, базовые радиостанции 410а и 410b малых сот и концентратор 412 малых сот при необходимости могут реализовывать свои собственные версии протоколов, соответствующие отмеченным PDCP', RLC', MAC', Phy' и т.д.

Контроллер 414 транспортной сети малых сот включает в себя стек 510 протоколов плоскости пользователя, который обеспечивает сопряжение со стеком 506 протоколов плоскости пользователя концентратора 412' малых сот и содержит первый уровень 510а IP, уровень 510b GTP, уровень 510с UDP, второй уровень 510d IP, уровень 510e L2 и уровень 510f L1. Кроме того, контроллер 414 транспортной сети малых сот включает в себя стек 512 протоколов плоскости управления, который обеспечивает сопряжение со стеком 508 протоколов плоскости управления концентратора 412 малых сот и содержит уровень 512а NAS, уровень 512b S1AP, уровень 512с SCTP, уровень 512d IP, уровень 512е L2 и уровень 512f L1.

Как показано на фиг. 5, роль NAS эмулируется с помощью узла 508 плоскости управления концентратора 412 малых сот, который действует как мост 440 NAS со следующими функциональными возможностями:

- мост 440 NAS эмулирует узел UE NAS в направлении ядра сети, то есть в направлении контроллера 414 транспортной сети малых сот.

- мост 440 NAS скрывает, в базовых радиостанциях 410а и 410b малых сот, полностью или частично сигнализацию NAS, возникающую нормальным образом между UE 3GPP и MME 3GPP. Следует напомнить, что каждая базовая радиостанция 410а и 410b малых сот моделируется как регулярное UE 3GPP с точки зрения ядра 404 3GPP. Кроме того, контроллер 414 транспортной сети малых сот можно реализовать с использованием технологий MME 3GPP.

- мост 440 NAS возникает и завершается, например, IE PDU NAS, которые обычно используются в 3GPP для обмена сообщениями между MME 3GPP и UE 3GPP.

- на том основании, что концентратор 412 малых сот знает или обнаруживает возможности базовых радиостанций 410а и 410b малых сот, он может активизировать функцию моста 440 NAS для этих базовых радиостанций 410а и 410b малых сот и беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка" между базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот и концентратором 412 малых сот.

На фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерные этапы способа 600 обеспечения транспортного решения для малых сот, которые выполняются с помощью базовой радиостанция 410а малых сот (например) согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Базовая радиостанция 410а малых сот содержит процессор 450 и память 452, которая хранит исполняемые процессором инструкции, где процессор 450 обеспечивает сопряжение с памятью 452 и исполняет исполняемые процессором инструкции, которые позволяют выполнить следующие операции: (а) предоставляют линию 418а связи (линию 418а связи FDD LTE) мобильным терминалам 408а 3GPP (этап 602); и (b) обеспечивают сопряжение с концентратором 412 малых сот через беспроводную линию 420 связи "точка-многоточка" (этап 604). Следует напомнить, что беспроводная линия 420 связи "точка-многоточка" эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP, как видно из ядра 404 3GPP, независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот IМТ, WiFi), которая фактически используется для осуществления беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка". Кроме того, базовая радиостанция 410а малых сот эмулируется как унаследованное пользовательское оборудование с точки зрения ядра 404 3GPP.

На фиг. 7 показана блок-схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерный этап способа 700 обеспечения транспортного решения для малых сот, который выполняется с помощью концентратора 412 малых сот согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Концентратор 412 малых сот содержит процессор 454 и память 456, которая хранит исполняемые процессором инструкции, где процессор 454 обеспечивает сопряжение с памятью 456 и исполняет исполняемые процессором инструкции, которые позволяют выполнить следующую операцию: (а) предоставляют беспроводную линию 420 связи "точка-многоточка" базовым радиостанциям 410а и 410b малых сот (этап 702). Следует напомнить, что беспроводная линия 420 связи "точка-многоточка" эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP с точки зрения ядра 404 3GPP независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот IMT, WiFi), которая фактически используется для осуществления беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка". Кроме того, концентратор 412 малых сот эмулируется как унаследованная базовая радиостанция с точки зрения ядра 404 3GPP.

На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерный этап способа 800 обеспечения транспортного решения для малых сот, который выполняется с помощью контроллера 414 транспортной сети малых сот согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Контроллер 414 транспортной сети малых сот содержит процессор 458 и память 460, которая хранит исполняемые процессором инструкции, где процессор 458 обеспечивает сопряжение с память 460 и исполняет исполняемые процессором инструкции, которые позволяют выполнить следующую операцию: (а) управляют беспроводной линией 420 связи "точка-многоточка" между концентратором 412 малых сот и базовыми радиостанции 410а и 410b малых сот (этап 802). Следует напомнить, что беспроводная линия 420 связи "точка-многоточка" эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP с точки зрения ядра 404 3GPP независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот IMT, WiFi), которая фактически используется для осуществления беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка".

На фиг. 9 показана блок-схема последовательности операций, которая иллюстрирует примерный этап способа 900 обеспечения транспортного решения для малых сот, который выполняется с помощью блока 416 памяти транспортной сети малых сот согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Блок 416 памяти транспортной сети малых сот содержит процессор 462 и память 464, которая хранит исполняемые процессором инструкции где процессор 462 обеспечивает сопряжение с память 464 и исполняет исполняемые процессором инструкции, которые позволяют выполнить следующую операцию: (а) сохраняют данные 422, которые относятся к беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка" между концентратором 412 малых сот и базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот (этап 902). Следует напомнить, что беспроводная линия 420 связи "точка-многоточка" эмулируется как однонаправленные радиоканалы 3GPP, как это видно из ядра 404 3GPP независимо от технологии радиосвязи (например, NLOS в полосах частот IМТ, WiFi), которая фактически используется для осуществления беспроводной линии 420 связи "точка-многоточка".

На фиг. 10 показана основная схема, иллюстрирующая архитектуру управления транспортной сетью малых сот, которая позволяет сравнить два транспортных решения 1002 и 1004 для малых сот уровня техники и новую транспортную сеть 402 малых сот, каждая из которых обеспечивает сопряжение с базовой сетью 1006 3GPP, давая возможность мобильному терминалу 1007 3GPP (не показан) обеспечивать сопряжение с Интернет 1009. Как показано, базовая сеть 1006 3GPP включает в себя MME 1008, SGW 1010, HLR/HSS 1012, ММ/ММА 1014, RA 1016 и OSS/BSS 1018 - специалистам в данной области техники будет понятно, что базовая сеть 1006 3GPP будет также включать в себя другие известные компоненты. Первое транспортное решение 1002 для малых сот уровня техники включает в себя MW 1020, фиксированную сеть OSS 1022, мобильную OSS 1024 и MW 1026 базовой радиостанции малых сот, и специалисты в данной области техники легко поймут эту архитектуру. Второе транспортное решение 1004 для малых сот согласно уровню техники включает в себя LTE TDD RBS/малое ЕРС 1028 и TDD 1030 LTE базовой радиостанции малых сот, и специалисты в данной области техники легко поймут эту архитектуру. Как описано выше, новая транспортная сеть 402 малых сот включает в себя базовую радиостанцию 410а малых сот (которая моделируется как LTE не IMT/3GGP UE в базовой сети 1006 3GPP), концентратор 412 малых сот, контроллер 414 транспортной сети малых сот и блок 416 памяти транспортной сети малых сот.

Ниже приведено обсуждение того, как оператор может развернуть транспортную сеть 402 малых сот:

1. Оператор развертывает базовые радиостанции 410а и 410b малых сот. Базовые радиостанции 410а и 410b малых сот соединены через NLOS или другие беспроводные соединения 421 с концентратором 412 малых сот, который соединен с контроллером 414 транспортной сети малых сот, который соединяет базовые радиостанции 410а и 410b малых сот с ядром 404 3GPP.

2. Оператор устанавливает фиксированные, или другие, соединения между концентратором 412 малых сот, контроллером 414 транспортной сети малых сот и ядром 404 3GPP. Это можно сделать, например, через управление связностью OSS 424.

3. Беспроводные соединения 420 NLOS от базовых радиостанций 410а и 410b малых сот до концентратора 412 малых сот устанавливаются с помощью соответствующей эмуляции ролей 3GPP UE и RBS.

4. Чтобы поддерживать это, контроллер 414 транспортной сети малых сот эмулирует ядро 3GPP, которое в данном документе упоминается также как 3GPP-PRIM, сокращение от "3GPP Core prim" (то есть второе логическое ядро 3GPP, которое используется только с целью управления транспортными линиями 420 связи). Контроллер 414 транспортной сети малых сот логически отличается от обычного ядра 404 3GPP, которое развернуто для осуществления мобильных широкополосных услуг для постоянных конечных пользователей.

5. Каждая реализация базовых радиостанций 410а и 410b малых сот упоминается в данном документе как роль UE-PRTM. Следует напомнить, что базовые радиостанции 410а и 410b малых сот эмулируются как UE 3GPP с точки зрения ядра 404 3GPP.

6. Концентратор 412 малых сот осуществляет роль RBS-PRIM. Следует напомнить, что концентратор 412 малых сот эмулируется как регулярные RBS 3GPP с точки зрения ядра 404 3GPP.

7. Используемые беспроводные соединения 420 NLOS необязательно должны иметь полосы частот IMT, например они могут находиться в полосах частот выше 10 ГГц или других частот.

8. Альтернативно, фиксированные линии 420 связи можно также выполнить как и единое целое или использовать между базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот и концентратором 412 малых сот посредством технологий IMS.

9. Транспортные линии 420 связи малых сот можно активировать таким же способом, как и любую обычную беспроводную услугу 3GPP по RAN/радио воздушному интерфейсу, используя 3GPP-PRIM 414. 3GPP-PRIM 414 логически отличается от ядра 404 3GPP. 3GPP-PRIM 414 используется для осуществления транспортных линий 420 связи малых сот. Ядро 404 3GPP используется для выполнения мобильных (широкополосных) услуг, предоставляемых базовыми радиостанциями 410а и 410b малых сот терминалам 408a и 408b3GPP.

10. 3GPP-PRIM 414 можно осуществить в виде поднабора, или другого, или ядра 3GPP, например, в виде MVNO. Это MVNO может быть внутренним или внешним.

11. 3GPP-PRTM 414 может повторно использовать те же самые механизмы, функции и особенности, как и ядро 404 3GPP. Например, механизмы USIM и идентификационные данные можно использовать для обеспечения транспортных линий 420 связи малых сот в системе. Блок памяти 416 малых сот (который относится к HSS/HLR) можно использовать для определения линий 420 связи и их QoS и других свойств. Кроме того, систему 424 OSS можно повторно использовать для увеличения безопасности, гарантии обслуживания и безопасности в транспортных линиях 420 связи малых сот.

12. 3GPP-PRTM 414 соединяется с ядром 404 3GPP обычно посредством систем управления. Таким образом, 3GPP-PRIM 414 действует как в виде управления и иногда агрегатора трафика для транспортных линий 420 связи малых сот.

13. Когда 3GPP-PRIM 414 и связанные с ним узлы, а именно базовые радиостанции 410а и 410b малых сот и концентратор 412 малых сот, имеют совместно установленные транспортные линии 420 связи малых сот, они могут также гарантировать, что базовые радиостанции 410а и 410b малых сот, обслуживаемые транспортными линиями 420 связи малых сот, могут достигать ядра 404 3GPP.

14. 3GPP-PRIM 414 может работать прозрачно в узлах ядра 404 3GPP.

В свете вышеизложенного следует понимать, что важным признаком настоящего изобретения является то, что транспортная сеть 402 малых сот эмулирует, в направлении ядра 404 3GPP, беспроводную линию 420 связи "точка-многоточка" (например), в виде однонаправленного радиоканала LTE даже в том случае, если беспроводная линия 402 связи "точка-многоточка" фактически осуществляется с использованием технологии радиосвязи, которая не является частью стандарта LTE/3GPP. Поскольку предложенное решение эмулирует взаимосвязь "точка-многоточка" RBS-UE с точки зрения транспортной сети, механизмы базовой сети 3GPP, которые используются для управления установленными транспортными линиями связи, можно применять с помощью концентратора 412 малых сот, например, посредством радиосвязи "точка-многоточка", а также радиосвязи "точка-точка" или любой их комбинации. Как описано выше, беспроводная линия (беспроводные линии) связи 420 малых сот могут представлять собой NLOS и "точка-многоточка", например, на частотах, не задействованных IMT, так как это происходит там, где преимущество предложенного подхода извлекает свою наибольшую выгоду. Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение в полной мере использует тот факт, что эмулированная линия связи 3GPP для транспортной сети (LTE на частотах, не задействованных IMT) можно моделировать и рассматривать как линию связи 3GPP. В частности, настоящее изобретение предусматривает контроллер 414 транспортной сети малых сот, который управляет этими беспроводными линиями 420 связи "точка-многоточка" как логически и физически отдельное ядро 3GPP, который образует часть сегмента МВН, осуществляющего последний беспроводный скачок, который приводит к базовым радиостанциям 410а и 410b малых сот. Основное назначение контроллера 414 транспортной сети малых сот состоит в том, чтобы управлять этими скачками. Транспортная сеть 402 малых сот имеет многочисленные преимущества, такие как (например):

- В большинстве проектов транспортных решений для малых сот, предусмотрено избыточное количество линий связи малых сот для управления. Если эти линии связи малых сот рассматриваются как традиционные, например, микроволновые линии связи, то их нельзя достаточно хорошо масштабировать, так как это потребует более совершенных решений управления OSS/сетью для обеспечения работы многочисленных и динамических линий связи малых сот. Наиболее подходящей технологией, которая доказала свою способность управлять большим количеством беспроводных соединений, является непосредственно 3GPP, и поэтому транспортная сеть 402 малых сот была выполнена с возможностью эффективного "повторного использования" технологии 3GPP для управления этими многочисленными и динамическими линиями связи малых сот.

- Транспортная сеть 402 малых сот может эффективным образом "повторно использовать" инструменты 3GPP для поддержки беспроводных транспортных сетей для малых сот за пределами ретрансляции LTE. В качестве примера, транспортная сеть 402 малых сот может "повторно использовать" ядро 3GPP и решения OSS без изменения их внутренней работы, так как беспроводные линии 420 связи "точка-многоточка" интерпретируются-эмулируются как любая нормальная линия связи UE 3GPP. По существу, транспортная сеть 402 малых сот может "повторно использовать" инструменты 3GPP, такие как HLR/HSS, MME, SGw, мульти-активация, инструменты управления производительностью, инструменты, гарантирующие доходы и т.д. для контроля транспортных линий 420 связи малых сот.

- Транспортная сеть 402 малых сот позволяет использовать новые бизнес-модели для преуспевания за счет технологии "повторного использования" 3GPP, например, за счет осуществления управления транспортной сетью малых сот и управления подобным или аналогичным образом, как при поддержке MVNO (оператора виртуальной сети мобильной связи). Например, оператору не нужно разрабатывать или приобретать новую комплексную систему для поддержки своего транспортного решения для малых сот, а вместо этого можно осуществить транспортную сеть 402 малых сот в виде виртуального решения в существующих системах 3GPP. Следовательно, оператор может выступать в качестве розничных продавцов для транспортных решений для малых сот других операторов, но без изменения компетенции, необходимой для осуществления этой новой перспективы ведения бизнеса, которая становится возможной благодаря транспортной сети 402 малых сот.

- Транспортная сеть 402 малых сот эмулирует линия 420 связи транспортной сети малых сот "точка-многоточка" не 3GPP как однонаправленные каналы 3GPP таким образом, чтобы они могли обеспечить работу с помощью RAN и ядра в качестве ресурсов 3GPP.

- Транспортная сеть 402 малых сот использует интерфейсы S1 и NAS на стороне RAN через прокси-блоки для эмуляции транспортных линий 420 связи малых сот "точка-многоточка" не 3GPP как однонаправленные радиоканалы 3GPP таким образом, чтобы они могли обеспечить работу с помощью RAN и ядра в качестве ресурсов 3GPP.

- Транспортная сеть 402 малых сот эмулирует беспроводные транспортные линии 420 связи малых сот NLOS как однонаправленные каналы 3GPP таким образом, чтобы они могли обеспечивать работу с помощью RAN и ядра в качестве ресурсов 3GPP.

- Транспортная сеть 402 малых сот эмулирует роли RBS и UE 3GPP по беспроводной или иной линии связи для обеспечения возможности полного или частичного использования технических средств 3GPP для управления транспортными линиями 420 связи малых сот.

- Транспортная сеть 402 малых сот эффективно разбивает транспортное решение на две структуры, которые оснащаются инструментальными средствами посредством логически отличных решений 3GPP. Во-первых, управление транспортной сетью малых сот выполняется таким образом, как если бы она была регулярной сетью 3GPP, которая устанавливает соединение между ролью UE, которую берут на себя базовые радиостанции 410а и 410b малых сот ради транспортного решения, и ролью RBS/ретрансляции, которую берет на себя концентратор 412 малых сот ради транспортного решения для малых сот. Во-вторых, "регулярная" транспортная сеть устанавливает соединение концентратора 412 малых сот с устройствами ядра 3GPP. Концентратор 412 малых сот действует в точке разграничения между малой сотой и сетью 3GPP.

- Транспортная сеть 402 малых сот позволяет, если требуется, эффективно объединить блок 416 памяти малых сот и HSS/HLR 3GPP в один основной блок памяти и затем использовать соглашения о присвоении интеллектуальных имен, например, USIM и других идентификационных данных для моделирования транспортных линий связи малых сот таким образом, чтобы система могла по-разному воздействовать на представленные узлы логическим способом, который обеспечивает упорядоченное установление линий связи малых сот перед установлением связности 3GPP, обслуживаемой этими линиями связи малых сот. Например:

- Основной блок памяти может содержать регулярные записи данных абонента, также записи данных линии связи малых сот. Они рассматриваются идентичным образом, но система обеспечения более высокого порядка (НОР) сможет отличить один тип узла от другого посредством различных схем нумерации. В частности, НОР сможет сделать вывод, исходя из схемы, действительно ли "UE" HSS/HLR представляет собой реальное UE или линию связи для транспортной сети малых сот.

- Порядок, в котором рассматриваются моделированные UE, может изменяться в зависимости от того, какой тип "UE" он представляет (реальное UE или UE транспортной сети малых сот).

- Различные схемы нумерации можно также использовать для установления более сложных сценариев, например, иерархий решений, основанных на 3GPP. Это позволит системе, например, сначала устанавливать самые внутренние линии связи малых сот и затем повторить это в отношении самых отдаленных линий связи с тем, чтобы все малые соты установили соединение с ядром 3GPP, которое обслуживает все реальные UE конечных пользователей.

Топологию "концентратор и луч" малых сот можно расширить таким образом, чтобы один луч действовал как ретранслятор для другого луча, расположенного дальше от концентратора. Это можно достичь за счет повторного использования стандартных способов ретрансляции LTE.

Хотя многочисленные варианты осуществления настоящего изобретения были проиллюстрированы сопроводительными чертежами и описаны в вышеприведенном подробном описании, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, но предусматривает возможность многочисленных перекомпоновок, модификаций и подстановок без изменения сущности изобретения, которая изложена и определена в нижеследующей формуле изобретения.

Изобретение относится к транспортной сети малых сот, которая выполнена с возможностью взаимодействия с ядром 3GPP и дополнительно выполнена с возможностью предоставления мобильных широкополосных услуг мобильным терминалам 3GPP. Технический результат заключается в обеспечении реализации транспортной сети малых сот независимо от используемой технологии радиосвязи. Транспортная сеть малых сот содержит: множество базовых радиостанций малых сот, концентратор малых сот, контроллер транспортной сети малых сот и блок памяти транспортной сети малых сот. При этом контроллер транспортной сети малых сот выполнен с возможностью эмулировать части управления ядра 3GPP для установления эмулированных однонаправленных радиоканалов 3GPP между концентратором малых сот и множеством базовых радиостанций малых сот и установления эмулированных однонаправленных каналов 3GPP между контроллером транспортной сети малых сот и множеством базовых радиостанций малых сот, так что указанная по меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулирована в виде однонаправленных радиоканалов 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи, фактически используемой транспортной сетью малых сот для реализации указанной по меньшей мере одной беспроводной линии связи. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Транспортная сеть (402) малых сот, выполненная с возможностью взаимодействия с ядром (404) проекта партнерства третьего поколения (3GPP) и дополнительно выполненная с возможностью предоставления мобильных широкополосных услуг (406) с помощью ядра 3GPP множеству мобильных терминалов (408a, 408b) 3GPP, причем транспортная сеть малых сот содержит:

множество базовых радиостанций (410a, 410b) малых сот, причем каждая базовая радиостанция малых сот связана по меньшей мере с частью из множества мобильных терминалов 3GPP;

концентратор (412) малых сот, обеспечивающий по меньшей мере одну беспроводную линию (420) связи для множества базовых радиостанций малых сот;

контроллер (414) транспортной сети малых сот, выполненный с возможностью управления указанной по меньшей мере одной беспроводной линией связи между концентратором малых сот и множеством базовых радиостанций малых сот, причем контроллер транспортной сети малых сот выполнен с возможностью взаимодействия как с концентратором малых сот, так и с ядром 3GPP; и

блок (416) памяти транспортной сети малых сот, связанный с контроллером транспортной сети малых сот, причем блок памяти транспортной сети малых сот хранит данные, относящиеся к указанной по меньшей мере одной беспроводной линии связи между концентратором малых сот и множеством базовых радиостанций малых сот,

при этом указанный контроллер транспортной сети малых сот выполнен с возможностью эмулировать части управления ядра 3GPP для установления эмулированных однонаправленных радиоканалов (430) 3GPP между концентратором малых сот и указанным множеством базовых радиостанций малых сот и установления эмулированных однонаправленных каналов (432) 3GPP между контроллером транспортной сети малых сот и указанным множеством базовых радиостанций малых сот, так что указанная по меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулирована в виде однонаправленных радиоканалов 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи, фактически используемой транспортной сетью малых сот для реализации указанной по меньшей мере одной беспроводной линии связи.

2. Транспортная сеть малых сот по п. 1, в которой указанная по меньшей мере одна беспроводная линия связи по воздушному интерфейсу выполнена в виде беспроводной линии связи "точка-многоточка", по меньшей мере одной беспроводной линии связи "точка-точка", комбинации беспроводной линии связи "точка-многоточка" и по меньшей мере одной беспроводной линии связи "точка-точка", участка распространения радиоволн за пределами/вблизи прямой видимости (NLOS) в полосах частот, не задействованных международной мобильной связью (IMT), или WiFi.

3. Транспортная сеть малых сот по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулирована в виде беспроводной линии связи "точка-многоточка" с точки зрения ядра 3GPP.

4. Транспортная сеть малых сот по п. 1 или 2, в которой концентратор малых сот содержит мост (440) уровня, не связанного с предоставлением доступа (NAS), который выполнен с возможностью скрывать от множества базовых радиостанций малых сот по меньшей мере часть сигналов NAS, исходящих от контроллера транспортной сети малых сот.

5. Транспортная сеть малых сот по п. 1 или 2, в которой контроллер транспортной сети малых сот содержит объект (438) плоскости управления и объект (436) плоскости данных.

6. Транспортная сеть малых сот по п. 1 или 2, в которой контроллер транспортной сети малых сот выполнен с возможностью использовать стандартный прикладной протокол для интерфейса S1 (S1AP) при взаимодействиях плоскости управления с концентратором малых сот.

7. Транспортная сеть малых сот по п. 1 или 2, в которой контроллер транспортной сети малых сот выполнен с возможностью использовать стандартные сигналы уровня, не связанного с предоставлением доступа (NAS), для взаимодействия с концентратором малых сот.

8. Транспортная сеть малых сот по п. 1 или 2, в которой контроллер транспортной сети малых сот выполнен в виде объекта оператора виртуальной сети мобильной связи (MVNO) в ядре 3GPP.

9. Транспортная сеть малых сот по п. 1 или 2, в которой:

базовая радиостанция малых сот содержит:

стек (502) протоколов плоскости пользователя, включающий в себя уровень (502a) Интернет-протокола (IP), уровень (502b) протокола слияния пакетных данных (PDCP), уровень (502c) управления линией радиосвязи (RLC), уровень (502d) управления доступом к среде передачи (MAC) и физический уровень (502e); и

стек (504) протоколов плоскости управления, включающий в себя уровень (504a) NAS, уровень (504b) управления радиоресурсами (RRC), уровень (504c) PDCP, уровень (504d) RLC, уровень (504e) MAC и физический уровень (504f);

концентратор малых сот содержит:

стек (506) протоколов плоскости пользователя, имеющий участок (506'), обеспечивающий сопряжение c базовой радиостанцией малых сот и содержащий уровень (506a') PDCP, уровень (506b') RLC, уровень (506c') MAC и физический уровень (506d');

при этом стек протоколов плоскости пользователя имеет другой участок (506''), обеспечивающий сопряжение c контроллером транспортной сети малых сот, содержащим уровень (506a'') протокола туннелирования GPRS (GTP), уровень (506b'') протокола пользовательских дейтаграмм (UDP), уровень (506c'') Интернет-протокола (IP), уровень (506d'') L2 и уровень (506e'') L1;

стек (508) протоколов плоскости управления, имеющий участок (508'), обеспечивающий сопряжение c базовой радиостанцией малых сот и содержащий уровень-посредник (508a''), не связанный с предоставлением доступа (NAS), уровень (508b'') RRC, уровень (508c'') PDCP, уровень (508d'') RLC, уровень (508e'') MAC и физический уровень (508f'');

при этом стек (508'') протоколов плоскости управления имеет другой участок, обеспечивающий сопряжение c контроллером транспортной сети малых сот и содержащий уровень (508a'') прикладного протокола для интерфейса S1 (S1AP), уровень (508b'') протокола передачи управления потоками (SCTP), уровень (508c'') IP, уровень (508d'') L2 и уровень (508e'') L1;

а контроллер транспортной сети малых сот содержит:

стек (510) протоколов плоскости пользователя, обеспечивающий сопряжение с концентратором малых сот и содержащий первый уровень (510a) IP, уровень (510b) GTP, уровень (510c) UDP, второй уровень (510d) IP, уровень (510e) L2 и уровень (510f) L1; и

стек протоколов плоскости управления (512), обеспечивающий сопряжение с концентратором малых сот и содержащий уровень (512a) NAS, уровень (512b) S1AP, уровень (512c) SCTP, уровень (512d) IP, уровень (512e) L2 и уровень (512f) L1.

10. Контроллер (414) транспортной сети малых сот, являющийся частью транспортной сети (402) малых сот, также содержащей множество базовых радиостанций (410a, 410b) малых сот, концентратор (412) малых сот и блок (416) памяти транспортной сети малых сот, причем транспортная сеть малых сот выполнена с возможностью взаимодействия с ядром (404) проекта партнерства третьего поколения (3GPP) и дополнительно выполнена с возможностью предоставления мобильных широкополосных услуг (406) с помощью ядра 3GPP множеству мобильных терминалов (408a, 408b) 3GPP, при этом контроллер транспортной сети малых сот содержит:

процессор (458); и

память (460), хранящую исполняемые процессором команды, причем процессор обеспечивает сопряжение с памятью и выполнен с возможностью исполнения исполняемых процессором команд для обеспечения:

управления (800) по меньшей мере одной беспроводной линией (420) связи между концентратором малых сот и множеством базовых радиостанций малых сот;

причем указанный контроллер транспортной сети малых сот выполнен с возможностью эмулировать части управления ядра 3GPP для установления эмулированных однонаправленных радиоканалов (430) 3GPP между концентратором малых сот и указанным множеством базовых радиостанций малых сот и установления эмулированных однонаправленных каналов (432) 3GPP между контроллером транспортной сети малых сот и указанным множеством базовых радиостанций малых сот, так что указанная по меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулирована в виде однонаправленных радиоканалов 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи, фактически используемой указанной транспортной сетью малых сот для реализации указанной по меньшей мере одной беспроводной линии связи.

11. Контроллер транспортной сети малых сот по п. 10, в котором указанная по меньшей мере одна беспроводная линия связи выполнена через воздушный интерфейс в виде беспроводной линии связи "точка-многоточка", по меньшей мере одной беспроводной линии связи "точка-точка", комбинации из беспроводной линии связи "точка-многоточка" и по меньшей мере одной беспроводной линии связи "точка-точка", участка распространения радиоволн за пределами/вблизи прямой видимости (NLOS) в полосах частот, не задействованных международной мобильной связью (IMT), или WiFi.

12. Контроллер транспортной сети малых сот по п. 10 или 11, дополнительно содержащий:

стек протоколов (510) плоскости пользователя, обеспечивающий сопряжение с концентратором малых сот и содержащий первый уровень (510a) Интернет-протокола (IP), уровень (510b) протокола туннелирования GPRS (GTP), уровень (510c) протокола пользовательских дейтаграмм (UDP), второй уровень (510d) IP, уровень (510e) L2 и уровень (510f) L1; и

стек протоколов плоскости управления (512), обеспечивающий сопряжение с концентратором малых сот и содержащий уровень (512a), не связанный с предоставлением доступа (NAS), уровень (512b) прикладного протокола для интерфейса S1 (S1AP), уровень (512c) протокола передачи управления потоками (SCTP), уровень (512d) IP, уровень (512e) L2 и уровень (512f) L1.

13. Способ (800) обеспечения транспортного решения для малых сот, выполняемый с помощью контроллера (414) транспортной сети малых сот, являющегося частью транспортной сети (402) малых сот, также содержащей множество базовых радиостанций (410a, 410b) малых сот, концентратор (412) малых сот и блок (416) памяти транспортной сети малых сот, причем транспортная сеть малых сот выполнена с возможностью взаимодействия с ядром (404) проекта партнерства третьего поколения (3GPP) и дополнительно выполнена с возможностью предоставления мобильных широкополосных услуг (406) с помощью ядра 3GPP множеству мобильных терминалов (408a, 408b) 3GPP, при этом способ содержит этапы, на которых:

управляют (802) по меньшей мере одной беспроводной линией (420) связи между концентратором малых сот и множеством базовых радиостанций малых сот; и

эмулируют, при помощи указанного контроллера транспортной сети малых сот, части управления ядра 3GPP для установления эмулированных однонаправленных радиоканалов (430) 3GPP между концентратором малых сот и указанным множеством базовых радиостанций малых сот и установления эмулированных однонаправленных каналов (432) 3GPP между контроллером транспортной сети малых сот и указанным множеством базовых радиостанций малых сот, так что указанная по меньшей мере одна беспроводная линия связи эмулирована в виде однонаправленных радиоканалов 3GPP с точки зрения ядра 3GPP независимо от технологии радиосвязи, фактически используемой транспортной сетью малых сот для реализации указанной по меньшей мере одной беспроводной линии связи.

14. Способ по п. 13, в котором указанная по меньшей мере одна беспроводная линия связи выполнена через воздушный интерфейс в виде беспроводной линии связи "точка-многоточка", по меньшей мере одной беспроводной линии связи "точка-точка", комбинации из беспроводной линии связи "точка-многоточка" и по меньшей мере одной беспроводной линии связи "точка-точка", участка распространения радиоволн за пределами/вблизи прямой видимости (NLOS) в полосах частот, не задействованных международной мобильной связью (IMT), или WiFi.

15. Способ по п. 13 или 14, в котором контроллер транспортной сети малых сот дополнительно содержит:

стек протоколов (510) плоскости пользователя, обеспечивающий сопряжение с концентратором малых сот и содержащий первый уровень (510a) Интернет-протокола (IP), уровень (510b) протокола туннелирования GPRS (GTP), уровень (510c) протокола пользовательских дейтаграмм, второй уровень (510d) IP, уровень (510e) L2 и уровень (510f) L1; и

стек протоколов плоскости управления (512), обеспечивающий сопряжение с концентратором малых сот и содержащий уровень (512a), не связанный с предоставлением доступа (NAS), уровень (512b) прикладного протокола для интерфейса S1 (S1AP), уровень (512c) протокола передачи управления потоками (SCTP), уровень (512d) IP, уровень (512e) L2 и уровень (512f) L1.