支持多供应方4G/5G网络的多空中接口聚合的制作方法

文档序号:20167796发布日期:2020-03-24 22:04阅读:633来源:国知局
支持多供应方4G/5G网络的多空中接口聚合的制作方法

本发明总体上涉及无线蜂窝网络,并且更具体地涉及蜂窝网络中的空中接口上的聚合。



背景技术:

该部分旨在提供以下公开的发明的背景或上下文。本文中的描述可以包括可以追求的概念,但是不一定是先前已经构思、实现或描述的概念。因此,除非本文中另外明确指出,否则本部分中所描述的内容不是本申请中的描述的现有技术,并且不能由于被包括在本部分中而被承认是现有技术。在具体实施方式部分的主要部分之后,以下定义了可以在说明书和/或附图中找到的缩写。

典型的无线蜂窝网络使用通常称为宏小区的大型小区。这些小区通常很大,并且由高功率创建。在拥挤的区域或某些区域需要覆盖的区域中,宏小区可以使用小型小区来增加容量。这些小型小区有多种名称,诸如宏小区、微小区、微微小区和毫微微小区(从最大、最强大到最小、最不强大)。也可以使用术语“城域小区”,因为这些小型小区在需要较高容量的大城域情况下很有用。宏小区的覆盖区域大于城域小区的覆盖区域,并且城域小区的覆盖区域通常在宏小区的覆盖区域之下(即,在其内)。同一网络中宏小区和城域小区的组合可以称为异构网络(hetnet)。

hetnet的一个问题是宏小区和城域小区可以由两个不同的供应方(本文中也称为运营方)来操作。例如,可以将城域小区作为城域小区覆盖解决方案引入4g/5g宏市场。然而,当前,这是困难的,除非宏小区(由通常被称为4g的enb或5g的gnb的基站形成)的供应方与城域小区例如在优化整个系统容量方面合作和协调。宏小区的供应方几乎没有动力以减小宏容量为代价来最大化整个系统容量。也就是说,城域小区使用与宏小区相同的频率载波,因此任务是决定哪些ue由宏小区服务,哪些ue由城域小区服务。将ue卸载到城域小区表示宏小区为较少的ue服务,从而减小了宏容量。从运营方的角度来看,这会减少宏小区的市场份额,因此,如果运营方不能同时控制宏小区和城域小区,则这是不希望的。



技术实现要素:

本部分旨在包括示例,而非旨在是限制性的。

在实施例的示例中,公开了一种方法,该方法包括:在网络元件处,确定与用户设备和第一接入点名称之间的默认承载相关联的第一隧道端点标识符,该网络元件在无线网络中提供基站与核心网络之间的接口;在网络元件处,确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符,虚拟承载与用户设备和第二接入点名称相关联,其中默认承载和虚拟承载不同;在网络元件处,响应于确定隧道发现过程应当被执行而执行隧道发现过程,以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符;在网络元件处建立网络元件与用户设备之间的虚拟承载;由网络元件通过以下中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据:使用第一隧道端点标识符的默认承载、或者使用第二隧道端点标识符的虚拟承载;以及由网络元件仅通过默认承载来路由从用户设备到达网络元件并去往核心网络的数据。

一个实施例的另一示例包括一种计算机程序,该计算机程序包括当计算机程序在处理器上被运行时用于执行先前段落的方法的代码。根据该段落的计算机程序,其中计算机程序是计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机可读介质,该计算机可读介质承载实施在其中以供与计算机一起使用的计算机程序代码。

一种装置的示例包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,该一个或多个存储器包括计算机程序代码。一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为利用一个或多个处理器使该装置至少执行以下操作:在网络元件处确定与用户设备和第一接入点名称之间的默认承载相关联的第一隧道端点标识符,该网络元件在无线网络中提供基站与核心网络之间的接口;在网络元件处确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符,虚拟承载与用户设备和第二接入点名称相关联,其中默认承载和虚拟承载不同;在网络元件处响应于确定隧道发现过程应当被执行而执行隧道发现过程,以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符;在网络元件处建立网络元件与用户设备之间的虚拟承载;由网络元件通过以下中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据:使用第一隧道端点标识符的默认承载、或者使用第二隧道端点标识符的虚拟承载;以及由网络元件仅通过默认承载来路由从用户设备到达网络元件并去往核心网络的数据。

一种计算机程序产品的示例包括计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质承载被实施在计算机可读存储介质中的用于与计算机一起使用的计算机程序代码。该计算机程序代码包括:用于在网络元件处确定与用户设备和第一接入点名称之间的默认承载相关联的第一隧道端点标识符的代码,该网络元件在无线网络中提供基站与核心网络之间的接口;用于在网络元件处确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的代码,虚拟承载与用户设备和第二接入点名称相关联,其中默认承载和虚拟承载不同;用于在网络元件处响应于确定隧道发现过程应当被执行而执行隧道发现过程,以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的代码;用于在网络元件处建立网络元件与用户设备之间的虚拟承载的代码;用于由网络元件通过以下中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据:使用第一隧道端点标识符的默认承载、或者使用第二隧道端点标识符的虚拟承载;以及用于由网络元件仅通过默认承载来路由从用户设备到达网络元件并去往核心网络的数据的代码。

在实施例的另一示例中,一种装置包括:用于在网络元件处确定与用户设备和第一接入点名称之间的默认承载相关联的第一隧道端点标识符的部件,该网络元件在无线网络中提供基站与核心网络之间的接口;用于在网络元件处确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的部件,虚拟承载与用户设备和第二接入点名称相关联,其中默认承载和虚拟承载不同;用于在网络元件处响应于确定隧道发现过程应当被执行而执行隧道发现过程,以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的部件;用于在网络元件处建立网络元件与用户设备之间的虚拟承载的部件;用于由网络元件通过以下中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据的部件:使用第一隧道端点标识符的默认承载、或者使用第二隧道端点标识符的虚拟承载;以及用于由网络元件仅通过默认承载来路由从用户设备到达网络元件并去往核心网络的数据的部件。

附图说明

在附图中:

图1是其中可以实践示例性实施例的一种可能且非限制性的示例性系统的框图;

图2示出了根据示例性实施例的具有基于mptcp的聚合的在图1的网络中实现的城域覆盖;

图3是示出根据示例性实施例的每ue分配两个不同ip地址的信令图;

图4是根据示例性实施例的在没有menb辅助的情况下的用于宏覆盖的呼叫流的信令图;

图5是其中可以实践示例性实施例的另一可能且非限制性的示例性系统的框图;以及

图6是用于支持多供应方4g/5g网络的多空中接口聚合的逻辑流程图,并且示出了根据示例性实施例的一种或多种示例性方法的操作、被实施在计算机可读存储器上的计算机程序指令的执行结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件。

具体实施方式

词语“示例性”在本文中用来表示“用作示例、实例、或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为比其他实施例优选或有利。在该“具体实施方式”中描述的所有实施例都是示例性实施例,提供这些示例性实施例是为了使得本领域技术人员能够制造或使用本发明,而不是限制由权利要求书限定的本发明的范围。

注意,本文中存在可以使用大写字母和小写字母的首字母缩写词。例如,ip1(例如,用于ue的ip地址)也可以称为ip1。teid和teid也可以这样说。大写字母与小写字母之间的这种差异不应当被解释为两个版本之间的实际差异。

如上所述,当前难以将来自一个供应方的城域小区作为城域小区覆盖解决方案引入到由第二供应方操作的4g/5g宏市场中。除非竞争者宏小区(enb)在优化整个系统容量方面与城域小区合作和协调,否则最终的整个系统容量将小于可能的容量。对于控制宏小区的供应方没有动力以减小宏容量为代价来最大化整个系统容量。本文中的示例性实施例在没有来自宏enb的辅助的情况下利用城域小区覆盖解决方案实现了最大hetnet容量的益处。

为了最大化其中宏小区和城域小区由两个不同的供应方来操作的整个组合的宏小区和城域小区容量,有两个选项,如下所述。这些选项都不允许以有益的整个系统容量来集成宏小区和城域小区,除非存在来自宏enb的供应方的支持,而这通常并不是他们所兴趣的。已有的选项如下。

第一选项是双连接(dc-3c),其在多供应方环境(即,来自不同供应方的宏小区和城域小区)中支持hetnet操作。尽管在标准中对此进行了描述,但实际上,宏供应方几乎没有动力与城域供应方合作以宏容量为代价来最大化整个系统容量。用于管理hetnet容量的控制逻辑驻留在宏enb中,这可能不利于最大地利用城域容量。在很多情况下,宏供应方可能不支持dc-3c,因为它们将被迫支持其市场中的其他城域供应方。

第二选项是双连接(dc-1a),其不支持跨宏小区和城域小区两者的峰值聚合吞吐量。它仅允许将某些流转移到宏小区,而将其他流转移到城域小区。它不允许来自单个流的分组跨宏小区和一个或多个城域小区分布。基于静态pcc规则,由epc决定将哪个流转向哪个承载。更具体地,epc使用在pgw(分组网关)处配置的或由af(应用功能)动态地设置的pcc(策略和计费控制)规则来做出决策。该决策过程不允许动态流以较好的条件重新绑定到承载或者在承载之间分割流。具有复杂pcc规则的多承载模型由于其复杂性而在运营方中不受欢迎。

多路径tcp可以用于跨属于相同enb的多个空中接口聚合,和/或包括wifi或其他非蜂窝接口。但是,多路径tcp不允许跨属于不同小区的蜂窝接口(例如,lte)聚合。这里的问题是,通过ran边缘(在pdcp层以上)操作的mptcp代理不知道通过mcg(主小区组)和scg(辅小区组)承载向ue传送流的隧道。ran边缘表示某个功能实体在业务到达一个或若干宏小区和若干城域小区的集群的点上进行操作。该功能实体(本文中称为mptcp代理)拦截发送到集群的业务,并且决定如何管理业务。pdcp层是指作用于ip层上的功能实体(例如,业务转向),它独立于移动网络的细节。例如,该级别的mptcp并未考虑lte的细节;相反,它基于tcp流控制算法做出决策。另一问题是,运营方通常使用具有分配给ue的单个ip地址的单个apn模型,而ue上的mptcp客户端应当具有两个ip地址以将tcp子流正确地映射到两个ip地址中的每个。接入点名称(apn)是移动网络与另一计算机网络(通常是互联网)之间的网关。特别地,apn与由pgw(分组数据网关)提供给相同或各种分组网络的独特pdn(分组数据网络)连接的属性相关联。每个apn与ip地址池相关联,将从该ip地址池向ue分配策略和计费规则等。

当今不存在用于优化整个系统(例如,hetnet)容量的有效解决方案,该解决方案允许城域小区供应方覆盖宏enb并且控制整个系统容量的联合优化。如果运营方是现有的宏供应方,则运营方可以将其城域小区引入其宏环境中,并且有效地进行这项工作。但是,事实并非如此:运营方引入城域小区以覆盖现有和不同供应方的宏小区目前将无法优化整个系统容量。也就是说,lte技术的目的是假设所有业务决策都是由宏小区做出的。特别地,当使用双连接3c时,宏小区(menb)负责决定如何在宏小区与城域小区之间分割业务。从rrm的角度来看,如果宏小区和城域小区来自两个不同的供应方,则宏小区的运营方很少或没有动力通过将ue转移到城域小区来优化系统容量,因为这表示运营方可能会拥有较少的市场份额和/或收入。rrm任务决定哪个enb将服务于哪个ue。从业务转向的角度来看,任务是要有多少业务链路通过不同的无线电分支并且以同时的方式指向连接到宏小区的ue。关于宏覆盖,任务(对于微蜂窝供应方)是在ue连接到宏小区和微小区两者的情况下,通过宏小区和微小区两者发送多少个业务链路,从而有益于微小区供应方。因此,这不是在rrm级别上做出的卸载决策,而是在ip层上做出的转向决策,与在宏小区中实现的dc算法无关。

在示例性实施例中,一个目标是将来自一个供应方的城域小区引入到由其他供应方控制的宏市场中,作为城域小区覆盖解决方案。本文中的示例性实施例旨在在没有来自宏enb辅助的情况下利用城域覆盖解决方案来实现最大hetnet容量的益处。

这可以在诸如支持以下的网络中实现:

1)支持双连接(例如,dc-1a),使得ue可以经由无线电接口从两个不同的小区(例如,宏小区和城域小区)到达;以及

2)引入多路径tcp(mptcp)作为跨宏小区和城域小区(以及可选地wifi接入点)的聚合层。

具体地,如图1所示,可以使用具有基于mptcp的(例如,根据由ietf发布的rfc6824)聚合解决方案的城域覆盖系统。该图是其中可以实践示例性实施例的一个可能的且非限制性的示例性系统100的框图。mptcp聚合层116可以跨宏小区140(示出了其中的宏小区140-1和140-2)、城域小区(示出了其中的一个5g城域小区150)和独立wifi热点(例如,接入点160)聚合,包括5g新无线电(nr)接口(参见5g新波形宏小区140-2)。mptcp聚合层116允许例如由流路由策略引擎120驱动来有效地聚合和利用所有频带。另外,假设mptcp聚合层116从epc198获取ip业务(例如,通过s1-u接口)。

在图1中,ue110(或诸如家庭网关110的其他类似设备)与5g城域小区150并且通常与lte宏小区140-1或5g新波形宏小区140-2中的一个通信。众所周知,用于ran的家庭网关在蜂窝系统中起与ue类似的作用。代替消耗由ran自身传送的业务的ue,家庭网关改为将由ran传送的业务路由到诸如tv等的家庭设备。为了便于参考,附图标记110将被称为ue,并且术语“用户设备”旨在涵盖可以从如本文中描述的多种空中接口聚合技术中受益的家庭网关或其他元件。如宏lteca112所指示的,ue110使用载波聚合(ca)与lte宏小区140-1或5g宏小区140-2中的一个通信。如城域lteca114所指示的,ue110经由ca与5g城域小区通信。这两个都经过pdcp层聚合122并且到达ip层聚合118。ue110还可以与非lwawifi接入点(ap)160通信。ap160和5g城域通信小区150两者可以使用ip-sec安全链路190与ue110通信。ue客户端198是ue110处的ip层实体,其将接入两个apn(例如,图4所示)。

在该示例中,5g城域小区150包括以下:5g(@)28ghz下基带feu156和对应的28ghz无线电155;lwawi-fi或let-u/laa或multefire基带157和对应的5.8ghz无线电154;lte@3.5ghz~3x载波下基带feu、带有载波聚合(聚合)157的5.8ghzlte-u,其可同时连接到5.8ghz无线电154和3.5ghz无线电153。附图标记151指示用于载波聚合的lte-u。附图标记158指示来自低频带的反馈链路,用于28ghz控制(即,波束选择)。附图标记159指示用于lte-u的链路(例如,载波聚合)。附图标记180指示lwa的可能链路。

lte宏小区140-1包括具有(w/)载波聚合142和多个无线电/载波144的lte(@)低频带下基带feu。5g宏小区140-2包括5gfeu132和5g无线电。用于5g宏小区140-2的附图标记131指示载波聚合。

还示出了云ransu115,它可以通过防火墙170-1与ap160通信并且可以通过防火墙170-2与5g城域小区150通信。云ansu115还可以与lte宏小区140-1和5g宏小区140-2通信。云ransu115包括mptcp聚合层116和上基带lte/5g(pdcp层聚合)层117,并且层116和117可以被形成为虚拟enb118的一部分。云ransu115可以实现流路由策略引擎120,例如作为mptcp聚合层116的一部分。云ransu115在示例中是边缘实体,其在业务流向小区140和150的集群的点处操作。mptcp聚合层116及其功能也可以被称为mptcp代理,它在边缘实体(在这种情况下为云ransu115)上运行。根据术语,云ransu115也可以被称为mptcp代理。边缘实体在小区140、150的集群的边缘上运行,并且拦截s1-u接口(例如,gtp)业务,并且需要将tcp会话的对等体和对应的s1-u隧道(teid)相关联。执行mptcp聚合的实体不限于云ransu,并且可以是其他合适的实体。在以下附图中,该实体被描述为mptcp代理。云ransu与epc195通信,如下面更详细地描述的。

在继续对示例性实施例的另外描述之前,回顾本文中使用的一些术语是有帮助的。本说明书指示“小区”执行功能,但是应当清楚的是,形成小区的enb(或gnb)将执行功能。该小区构成enb的一部分。即,每enb可以有多个小区。例如,对于单个enb载波频率和相关联的带宽,可能存在三个小区,每个小区覆盖360度区域的三分之一,使得单个enb的覆盖区域覆盖大约椭圆形或圆形。此外,每个小区可以对应于单个载波,并且enb可以使用多个载波。因此,如果每载波有三个120度小区并且有两个载波,则enb共有六个小区。另外,宏小区140也将称为menb140或宏enb140,并且城域小区150也将称为senb150或城域enb150。

对于示例性实施例,这些描述了将来自一个供应方的城域小区引入到由另一供应方控制的宏网络中的技术。使用这些技术,mptcp聚合层116(或其他mptcp代理)能够打开到相同ueip地址(ip-addr)的两个tcp子流(一个通过menb,一个通过senb)。mptcp能够在没有来自menb150的任何辅助的情况下检测隧道idteid,因此允许在没有来自宏enb150的辅助或与宏enb150协作的情况下实现跨宏和城域具有峰值聚合吞吐量的城域覆盖解决方案。

特别地,可以在城域覆盖解决方案中传送峰值hetnet容量,其中业务和无线电资源管理在由另一供应方控制的宏网络中的城域供应方的控制下。峰值hetnet容量的特征可以在于将宏小区和城域小区的容量同时用于单个流的峰值聚合吞吐量。

以下是操作(a)、(b)和(c)的广泛概述,可以执行这些操作以提供支持多供应方4g/5g网络的多空中接口聚合。将mptcp层的teid发现机制(参见下面的操作(c))与操作(a)和(b)以及双重连接(例如,dc-1a)相结合,得出一种独特的解决方案,该解决方案利用城域覆盖网络100提供峰值聚合吞吐量。这些示例性操作如下。

(a)每分支分配不同的ueip地址以允许客户端区分分支。这是通过ue连接到两个apn来完成的,因此mptcp代理可以打开两个子流:一个子流流向宏小区140;并且一子流流向城域小区150。两个子流到达相同的ue110。与这些子流相关联的每个无线电承载具有不同的teid。

(b)定义了虚拟承载以分配由mptcp代理使用并且未被核心网络使用的隧道。这使mptcp代理可以将两个分支分开,而与epc逻辑没有冲突。

(c)引入teid发现过程以及相关联的信令(不需要标准化),以分配要分配给隧道的流ip-addr。网络处的mptcp代理应当知道与通过menb140和senb150的承载相关联的各个teid,以便能够分割通过单个erab(apn1)到达的业务。当承载(apn2)移向senb时,mptcp需要检测teid变化。在没有由menb140提供的任何信息的情况下,mptcp处的唯一的teid发现机制允许示例性实施例提供所描述的益处。

本文中的技术将mptcp的操作和优点与例如dc-1a相结合以提供通过类似于dc-3c的解决方案可以实现的峰值聚合吞吐量,但是在分配无线电资源并且因此最大化整体网络容量方面不需要来自宏网络的支持。如前所述,本文中使用的技术涉及为ue获取两个ip地址。承载被分配给每个ip地址。在创建与两个ip-addr(ip1、ip2)相关联的两个承载并且支持dc-1a特征的情况下,menb140处的dc-1a逻辑将在enb之间移动承载(例如,从menb140到senb150)。在这种情况下,承载的teid被改变,但ip地址不会受到影响。ue客户端198看不到承载是否被移动,因为客户端仍然看到ip1、ip2(被分配给并且对应于ue的ip地址),而与携带ip2的承载在enb之间移动的事实无关。随着隧道在menb与senb之间移动,与每个承载相关联的隧道id(teid)会发生变化,并且必须使特定teid对于mptcp代理可见。下面的算法解决了完成这项工作所需要的上述原理的所有方面。为了便于参考,本公开的其余部分被分成不同的部分。

示例性算法

多个附图用于说明一种示例性算法,该算法用于实现支持多供应方4g/5g网络的多空中接口聚合。图2示出了在具有基于mptcp的聚合的网络中实现的城域覆盖的图示,其中聚合层在充当mptcp代理的云ran服务器单元(su)上被支持。聚合层也可以驻留在云ran之外(例如,移动边缘计算mec平台)。图3是示出每ue分配两个不同ip地址的信令图。图3的相关联的文本描述了示例性ip分配机制。图4和与该图相关联的文本示出了用于城域覆盖操作的示例性呼叫流程。该算法描述了利用dc-1a和mptcp进行宏覆盖的操作,以实现单个流的峰值聚合吞吐量。

在图2中,在具有基于mptcp的聚合的图1的网络100中实现城域覆盖。图2示出了图1的网络100的另一视图。在该示例中,示出了分组网关(pgw)220和服务网关(230)(作为epc195的一部分)、以及将这些网关与现有的宏enb140互连的接口。s1-u是用于互连sgw230和宏enb140的接口,并且s5/s8接口用于互连sgw230和pgw220。左侧示出了这些连接的简单视图,并且没有宏覆盖,而右侧示出了这些连接的较复杂视图,包括经由宏覆盖使用这些接口的多个设备。

在右侧,云ransu115使用回程接口(i/f)210连接到sgw230,回程接口(i/f)210从sgw230终止s1-u接口,并且开始去往宏enb140的另一s1-u接口。参见参考文献240。云ransu115的mptcp聚合层116聚合5g城域feu150与独立wifiap160之间的多个tcp会话290-1、290-2、和290-3。tcp会话290-1也通过pdcp聚合层117。mptcp聚合层116也聚合来自宏enb140的信息。聚合通过交换的ip/以太网中程245进行。mptcp聚合层116在ip层中操作。mptcp聚合层116拦截s1-u(gtp)业务,解封装gtp业务,执行mptcp动作,并且将ip分组封装到gtp以传送到pdcp层正在其中运行的enb。

在该示例中,5g城域小区150包括lte-u基带157-1、laa基带157-2和multefire基带157-3、lte250、wifi260、和mmw270。这些是城域网中可以使用的不同rat(无线电接入技术)。这些仅是示例性的,并且可以使用较少、较多、或不同的rat。

关于向ue110分配两个ip地址的背景

ue到两个apn的连接是标准特征,并且该连接以与dc-1a特征是否存在无关的相同方式工作。这是运营方向用户提供特定于运营方的服务的传统方式。例如,对于volte服务,可以使用单独的apn,该apn将来自ims子网的ip-addr分配给ue并且将在互联网中可路由的ip地址分配给所有其他业务。在这种情况下,gbrqci1承载用于ims与ue之间的rtp业务(例如,使用ip1),并且默认qci5用于ue(例如,使用ip2)与互联网之间的所有其他业务。另一示例是视频服务,其中存在从视频服务器子网分配ueip-addr的单独的apn,而所有其他业务来自互联网,其中另一ip-add可以使ue可见。

向ue分配两个ip地址

图3中示出了用于向ue分配两个ip地址的示例性步骤。图3是示出根据示例性实施例的每ue110分配两个不同ip地址的信令图。图3示出了控制平面过程附接和pdp连接,并且该图示出了如何分配ip地址。在该示例中,示出了ue110、m-rrm310(作为宏小区140的一部分)、m-rrm320(作为城域小区150的一部分)、mme350、和sgw230。m-rrm是宏小区140中的无线电资源管理(rrm)。m-rrm310是5g城域小区150中的rrm。

两个apn的原因是,运营方除了默认apn(apn1)之外还定义了附加apn(apn2)以支持宏覆盖特征。当ue执行pdp连接请求时,每个apn配置有其自己的ip地址范围以分配给ue。apn在图4中示出。

在步骤a1中,在初始附接(参见步骤1)时,ue连接到apn1,并且在该pdn连接中被分配ip1(ip地址)。在附接之后,创建单个默认承载(例如,erab1(teid1))以将分组转移到ip地址ip1。更完整地,步骤a1包括步骤1-7。在步骤1中,存在从ue110到apn1的初始附接消息。在步骤2中存在从m-rrm310发送到mme350的附接(apn1)消息。在步骤3中,mmm350至少经由创建会话(apn1)消息与sgw230通信。在步骤4中,mme350利用具有(erab1(默认))指示的初始上下文请求(req)消息响应于apn1350。在步骤5中,在ue110与apn1360之间发生rrc重新配置(reconfig)消息传递。在步骤6中,m-rrm310向mme350发送具有(erab1(默认-teid1))的初始上下文响应(rsp)。在附接时创建的每个承载通过teid来标识。teid与指向enb的gtp分组一起被发送以传递给ue。teid允许enb将分组与ue上下文相关联并且适当地管理分组。在步骤7中,m-rrm向mme350发送附接完成()消息。注意,该步骤序列还允许mme350和apn1360具有第一隧道端点标识符(teid1)。

然后,ue110在步骤a2中发起与另一apn=apn2的连接。为此,ue110应当发出pdn_连接请求(req)。也就是说,为了使ue连接到另一apn并且被分配第二ip-add,ue使用pdp连接请求(而不是附接)。pdp连接请求消息由mptcp客户端198在ue上发起,或者将由用户手动完成。此时,将创建专用(虚拟)承载(erab(teid2))并且将其与另一ueip2地址相关联。步骤a2中的步骤序列包括步骤8-11。在步骤8中,ue110向mme350发出pdn连接请求(req)消息。在步骤9中,在mme350与sgw230之间发生创建会话(apn2)消息。在步骤10中发生另一rrc重新配置(reconfig)消息传递,在该消息传递中为ue分配ip2地址。在步骤11中,通过指示(虚拟,teid2)发生承载建立erab2通信。apn1360和mme350还具有分配给ue110的另一tied(teid2)。

在步骤a3中,在这些元件之间发生其他通信。

注意,分配给ue的ip地址被系统中的其他元件用来连接和联系ue。下面将这两个ip地址用于两个承载,其中每个ip地址与一个承载相关联。

建立虚拟承载

除了别的之外,图4还用于说明建立虚拟承载。图4示出了控制平面和用户平面。所采取的主要步骤如下:步骤a涉及ip分配;步骤e涉及通过单个ap的业务流;步骤f-h涉及ue移动到城域小区的控制平面中;并且步骤i涉及在宏用户平面与城域用户平面之间的业务分割。直到步骤f,两个承载都通过宏enb,并且在m-rrm处被服务。在步骤f,ue进入微覆盖,并且“虚拟”承载被移动到微小区。从这一点出发,宏小区支持去往ue的一个承载,而微小区支持一个承载。mptcp代理430决定如何在承载与地址分组之间分割到宏小区和微小区的业务。mptcp代理430包括mptcp聚合层116,并且还可以包括其他功能。例如,mptcp代理430可以是完整的业务转向引擎。这样的业务转向可以表示为较复杂的实体,其中业务转向可以是hetnet调度器引擎的一部分,该引擎负责分支连接和各个层上的业务转向。hetnet调度器引擎可以包括以下:hn-lm——链路管理,以维持朝向ue连接的无线电分支;te-swi——业务交换——在ip层上操作的业务转向引擎;以及tr_spi——业务分割——在pdcp层上操作的业务转向引擎。在该示例中,假设mptcp代理430至少具有业务交换能力。云ransu115是实现mptcp代理430的一种可能方式。

运营方模型定义“虚拟”承载,其用于例如在ue和enb处支持dc-1a逻辑。在初始附接时,并且如前所述,ue被提供有两个承载:默认承载和专用(虚拟)承载。epc195始终通过单个默认承载来引导业务。在epc195处,tft将不选择任何流来绑定到“虚拟”承载,因此epc195不向“虚拟”承载发送任何分组。众所周知,tft分配业务过滤器(例如,source=ipaddress),并且pgw将与过滤器相匹配的分组引导到对应的承载(经由gtp隧道)。

ue附接到menb(apn1360),并且通过连接到两个不同的apn(apn1360和apn2370)来创建两个承载。到两个apn的连接表示ue110连接到两个不同的网络,并且在每个网络中通过针对每个网络向ue分配的唯一ip地址(ip-addr)而可到达。在方案dc-1a中使用附加apn允许使承载1(ip1)和承载2(ip2)具有不同的ip地址。如前所述,apn2上的承载2的配置方式是epc不通过该承载发送业务(这就是为什么它被称为“虚拟承载”的原因)。

在步骤a中指示了其中的大部分,其中在步骤a1中执行附接和pdp连接请求(req)过程。具体地,ue执行到apn1的附接并且被分配默认承载。ue执行到apn2的pdn连接_req(连接请求)并且被分配虚拟承载。在框410中,将ip地址ip1和ip2分别分配给默认承载和虚拟承载。{ip1,ip2}对于ue110中的mptcp客户端都是可见的。参见框405。在框410中,为dl的默认承载(bearer1)分配teid1,并且为dl的虚拟承载(bearer2)分配teid2。m-rrm310托管teid1(ip1)和teid2(ip2)两者。框415指示teidepc1被分配给ul的默认承载。框420指示teidepc2被分配给ul的虚拟承载。apn1360托管teidepc1,并且apn2370托管teidepc2。注意,该图的右侧被认为是epc195的其他部分,此处图示为s1-u接口410。

在步骤a之后,用于两个承载的隧道在相同enb(menb140)处终止,并且gtp分组具有相同的目的地=ip-addr-menb,但是具有不同的teid。

在步骤b中,在tcp建立时,mptcp代理(例如,mptcp聚合层116)从ul分组ip1中学习teidepc1,并且从tcp建立ack(确认)中获取teid1。

在步骤c中,向ue分配ip2并且ue发出add_子流(ip2)。此时,ip2对于mptcp代理(例如,mptcp聚合层116)是已知的。

当ue110将要与网络应用建立任何tcp会话时,触发步骤b。此时,将使用mptcp过程,如下:执行建立和add_子流(步骤b和c)。这些过程由ran边缘的mptcp代理430支持。mptcp代理430与内部gtp分组(例如,由ue发送到其应用的分组)一起工作,并且最初不知道哪个enbip-addr和gtpteid对应于哪个内部分组ip-addr。根据过程消息,mptcp代理确定关于相同ue的ip1、ip2以及ip1的teid的信息。

在步骤d中,mptcp代理430开始ip2的隧道发现过程以确定虚拟承载的teid2。mptcp代理430是独立功能,其不知晓lte控制平面过程上的任何信息。相反,mptcp代理430拦截用户平面接口并且使用一些ott(在顶部)过程创建所需要的ue关联。应当由mptcp使用tcp触发器和发现过程来发现与相同ue的ip1-ip2对应关系以及到enb1的ip1和teid1(和默认承载)、以及到enb2的ip2和teid2(和虚拟承载)。例如,mptcp代理430在ul默认承载(teidepc1)上发送特殊的udp分组,其具有ip2的目的地ip地址(dest_ip=ip2)并且具有唯一的端口(唯一的端口=xxx)。该端口是为虚拟承载上的dl配置的唯一端口。端口是通过为该apn设置静态pcc规则来配置的。当在pgw上建立apn时(例如,在系统配置时),所有的apn参数都将被配置,包括ip池地址、用于对业务进行分类和计费的pcc规则等。分组在gi接口上从apn1路由到apn2,并且通过虚拟隧道返回到mptcp代理430。此时,mptcp代理430知道teid2(以及,如所指示的,ip1、ip2、和teid1)。

更详细地,与ue传送相关的所有数据通常是元组,诸如以下:{ip1,teid1,ip2,teid2}。注意,前一元组用于简化元组表示。具体地,用于向ue发送消息的隧道是enb-ip+承载teid的组合。要为这样的隧道而维护的更完整的属性集是6元组:{ue_ip1,enb_ip1,teid1;ue_ip2,enb_ip2,teid2}。为了向ue_ip1发送消息,需要向enb_ip1发送分组。应当将要发送的用户分组封装到gtp中,并且在gtp报头中设置teid。

为了使teid2已知,mptcp代理430通过网络向ip2发送分组(步骤d)。分组以以下方式路由:mptcp代理430朝向apn1360朝向数据网络(互联网,例如,通过s1-u410)朝向apn2370朝向mptcp代理430。当分组返回到mptcp代理时,内部分组将被封装到gtp,其中报头中的teid2以及以senbip-addr作为目的地地址。因此,因为mptcp代理430现在知道teid2,所以mptcp代理430将完成元组创建。此时,mptcp代理知道所有传送属性,并且知道两个隧道都在相同enb处终止。应当使用单个tcp子流还是两个子流取决于mptcp代理430(因为在相同enb上使用两个子流可能没有益处)。

传入流的分组到达

在ue侧,在ip层(例如,在ue客户端198和/或ip层聚合118处),将有两个ip地址(ip1和ip2)被分配给ue110。在前的ip地址与承载1相关联,并且在后的ip地址与承载2相关联。在初始时,两个承载(隧道)都通过m-enb140并且具有对应的teid(teid1和teid2)。关于承载和隧道,承载是一个概念。换言之,承载与参数集合相关联,包括用于处理要传送的分组的qos。隧道(通常使用gtp(通用隧道协议))是一种用于转移具有相同qos处理方式的分组的方法。在会话建立时,在enb和pgw处创建并且维护ue上下文。对于该ue的每个承载,创建承载上下文并且将其与ue上下文相关联。承载上下文包括以下中的一项或多项:分类规则(用于将到达的分组与不同的承载相关联的规则)、qos参数、和隧道参数。隧道参数可以包括以下:enbip_addr;以及teid。enbip_addr——是在给定时间服务于ue的enb的ip地址。teid是由enb分配的唯一标识符,以使enb将通过隧道到达的分组与ue上下文和承载上下文相关联。换言之,当分组到达时,enb将必须基于在ue承载上下文中保持的规则来在空中为分组服务。隧道协议(gtp)用于转移内部用户分组,其中“内部”用户分组被封装到gtp中:内部分组利用gtp报头(带有teid)被扩展并且被发送到dest-addr=enb_ip-addr。

mptcp代理430通过承载1440-1从epc195接收dltcp分组,并且决定将其分割为直接指向承载1440-2和承载2450的两个子流。

例如,具有智能业务控制(itc)的mptcp代理430使用两个子tcp分支去往朝向宏小区140和微小区150的已知teid。此外,mptcp代理430可以使用业务的可选的第三分支(wifi)并且在3gpp与非3gpp分支之间分割业务。在本公开中,没有描述具有wifi的mptcp操作。

由mptcp代理430用来在lte分支上分割tcp的策略将与关于哪个承载用于哪个服务的epc策略相冲突。为了避免这种冲突,定义了“虚拟”承载,其中没有业务被映射到epc侧的虚拟承载。因此,创建了两个隧道(例如,通过承载1440-2和450)以将业务传送给ue110,但是epc仅使用一个隧道来将dlue业务传送给ran。因此,服务到分支绑定决策是由单个实体(mptcp代理430)做出的。

更详细地,对于步骤e,由于两个隧道仍然在menb140处,所以来自承载1440-1的业务被mptcp代理430被分割到两个隧道并且经过menb(宏小区140)。步骤e指示隧道440-2(对应于默认承载,承载1)和隧道450(对应于虚拟承载,承载2)都从mptcp代理430被路由到menb140。业务始终相对于核心网络440经过默认承载行进,因为第二承载450的策略不在核心网络中选择任何流。

在进行其他步骤的描述之前,简短的回顾是有益的。如上所述,ip2是当ue执行去往apn2的pdp_连接时分配给ue的ip地址。参见步骤c。ip1和ip2是分配给ue的两个ip地址,并且在ue内部,这些地址被中继到两个ip接口。当具有mptcp能力的ue客户端像在步骤b中一样朝向网络应用(tcp_建立)发起tcp会话时,mptcp代理将改为拦截该tcp会话并且组织三个tcp会话:(1)去往和来自mptcp代理的ue_ip1;(2)去往和来自mptcp代理的ue_ip2;以及通过apn1朝向网络的去往和来自网络app_ip的mptcp代理。ue客户端应用198不知道这些多个会话并且“认为”存在单个客户端到网络应用会话。

从网络应用到客户端应用198的分组被发送到被分配ip-addr的mptcp代理。该会话在mptcp代理处终止(参见步骤e)。mptcp代理430通过以下两个tcp_子流(子会话)中的一个将通过apn1接收的分组发送给ue:mptcp->ip1(440-1)或mptcp->ip2(450)。mptcp代理430基于控制每个子流的tcp流控制来决定应当在哪个子流上发送分组。因此,如果子流1上的tcp-窗口指示被确认的分组多于子流2的窗口,则mptcp通过子流1发送分组,反之亦然。如果通过子流2(ip2)发送的分组在不同的时间未得到响应,则这将触发mptcp代理430检查ip2是否仍然可访问,并且还尝试重新发现ip2分组现在正在被中继到的隧道。后者将在下面紧接着描述。

在没有来自menb的辅助的情况下由mptcp代理发现teid

在步骤e,标准dc过程将承载中的一个承载移动到senb150,因此隧道属性如下改变:使用新的enb(menb)ip-addr和新的teid3。ran不会向mptcp代理430通知这些改变,并且mptcp代理430必须使用其自然机制来发现这些改变:在承载移动之后,旧enb不会发送任何tcpack。由于未检测到ack(步骤g,框467),所以mptcp代理430重复teid发现以利用新的senbip-addr和新的teid3重新创建ue传送元组。该过程也在senb切换的情况下运行。

随着元组的创建,mptcp代理430知道使用哪个隧道在子流1(ip1)上发送分组以及哪个用于ip2。mptcp代理将使用流控制机制来转向通过分支的业务,并且一些额外的策略将用于使mptcp代理430决定通过哪个子流发送哪个tcp分组。这允许在mptcp代理430内实现关于宏小区与微小区之间的业务分配的各种策略。

为了跨tcp子流分割业务,mptcp应当知道与个体承载(一个默认承载、和一个专用承载)相关联的teid。默认承载始终通过menb并且维护相同的teid1。专用承载在通过menb时具有teid2,并且当专用承载被移动到senb时获取新的teid,即teid3。

当tcp连接到达mptcp代理430时,例如通过teid1,mptcp代理430应当知道承载2是否存在并且知道其teid2,以做出任何决策。每次触发添加/删除tcp子流操作时,和/或每次由于去往/来自senb的承载移动而改变不同分支的teid时,都应当运行teid发现过程(参见步骤d)。teid发现的细节在图4的步骤d中并且也在以上关于步骤d的文本中进行描述。步骤h是另一teid发现过程。

ue在步骤f中经由rrm报告来报告良好小区。该报告指示senb150的外观。这表示ue也可以从senb150接收信息。当ue移动到具有menb140和senb150两者覆盖的区域时,menb(rrm)(dc-1a机制)将承载2(ip2)移动到senb。具体地,menbrrm(使用标准x2app过程)将“虚拟”承载移动到senb。

这由步骤f示出,其中dc-1a(通过menb140中的m-rrm)将虚拟承载移动到m-rrm320。在步骤f中使用标准的dc过程,因为它基本上是一个相对简单的消息集合。但是,该过程更为复杂,如下所示。

1)ue已经测量了城域小区150并且经由rrm报告向m-rrc报告。

2)宏小区140向ue发出rrc命令以加入城域小区150。

3)宏rrc(m-rrc)与城域rrc(m-rrc)通信以决定m-rrc将要进行的工作(即,m-rrc将添加-senb消息发送给m-rrc,mgc=默认并且scg=虚拟变量)。

4)senb150基于可用资源来决定senb如何帮助menb。有两个选项可用:“分割dc-3c”和“移动dc-1a”。在该示例中,senb150被配置为挑选dc-1a。dc-1a在senb中创建新的teid,并且通过添加-senb-响应(通过经由该消息传递新的teid)来响应于menb。

5)menb利用包括由senb分配的新teid的“修改承载”消息与mme通信。mme通信继续朝向pgw(apn2)。

6)pgw(apn2)如下改变承载上下文:{新的enbip=senbip;新的teid=senb分配的teid}。

7)从这一点开始,与承载2条件相匹配的所有分组将通过pgw转移到senb-ip、teid。

在该过程之后,m-rrm310上的teid2停止工作,并且分配给m-rrm的teid3现在是虚拟承载的终止。在apn2370中进行适当的改变。teid3在虚拟承载上下文中替换teid2。具体地,ue110将rrm报告发送到宏小区140。宏小区140与城域小区150通信,并且城域小区150与apn2通信。这些通信的最终结果如下所示。在框455中,teid1对于默认承载是活动的,并且用于虚拟承载的teid2被移除。在框460中,城域小区150现在具有用于虚拟承载的teid3。在框465中,teid3在虚拟承载上下文中替换teid。

在senb150处,为承载2分配新的teid=teid3。mptcp代理430如步骤h中所描述的那样自动检测与已经移动到senb的虚拟承载相关联的teid3(还参见上面的步骤d的描述)。因此,mptcp代理430能够打开两个tcp子流(一个到宏小区140,一个到城域小区150)。之后,mptcp代理430将tcp子流封装到适当的gtp隧道teid3中。

步骤h中的第二teid发现过程由步骤g触发,其中mptcp代理430未检测到来自子流ip2(teid2)的ack(确认)。参见参考文献467。注意,可能存在与此相关联的时间段,例如,使得在该时间段内没有接收到的ack会触发步骤h动作。作为响应,如上所述,在步骤h中,开始teid发现过程。发送特殊的udp消息,其中dest_ip=ip2(目的地ip地址为ip2)。当分组返回到mptcp代理420时,该分组被嵌入到具有teid3的gtp中。目前,已经知道ip2的新隧道id。同样如图所示,ip1、ip2、teid1、和teid3是已知的。

由于以下原因,特殊的udp消息以这种方式被标记。mptcp代理430将消息发送到ip2,并且该消息将通过apn1去往网络并且将通过apn2返回(路由)。在这种情况下,pgw(apn2)将消息发送到senbip-addr,并且将teid-senb放入gtp报头中。由于apn2用于“虚拟”承载,这表示apn2处的分类规则以dl分组与规则不匹配的方式进行配置。但是,这些规则应当处理由mptcp代理430发送的用于teid发现的分组。因此,“特殊”是指apn2被配置为通过apn2隧道进行传递的分组。例如,src_addr=apn1子网的所有分组都将匹配apn2规则。

当业务通过menbs1u(默认承载)到达mptcp代理时,mptcp代理通过两个tcp分支向两个teid(teid1,teid3)发送分组,一个通过menb并且一个通过senb。因此,mptcp将业务流的分组或流本身分割为两个teid。此时,两个tcp子流(子流1和子流2)将经过两个分支(宏和城域)。

在步骤i中,tcp子流(ip2)去往m-rrm320拥有的隧道teid3(隧道470,对应于虚拟承载),并且tcp子流(ip1)去往m-rrm310拥有的隧道teid1(隧道440,对应于默认承载)。因此,子流1和子流2分别转到宏小区140和微小区150。

通过这种方法,以较高的智能性(与dc-3c相比)并且以引入策略决策以引导业务分割的能力在比pdcp较高的上层进行聚合。

转向图5,该图是其中可以实践示例性实施例的一个可能且非限制性的示例性系统的框图。在图5中,用户设备(ue)110与无线网络500进行无线通信。网络500是网络100的一个视图。ue110是可以接入无线网络的无线的、通常是移动设备。ue110包括通过一个或多个总线527互连的一个或多个处理器520、一个或多个存储器525、和一个或多个收发器530。一个或多个收发器530中的每个包括接收器rx532和传输器tx533。一个或多个总线527可以是地址、数据、或控制总线,并且可以包括任何互连机制,诸如母板或集成电路上的一系列线路、光纤或其他光通信设备等。一个或多个收发器530连接到一个或多个天线528。一个或多个存储器525包括计算机程序代码523。一个或多个存储器525和计算机程序代码523可以被配置为与一个或多个处理器520一起使用户设备510执行本文中描述的一个或多个操作。ue110经由无线链路511与enb570通信。

enb(演进的nodeb)570(诸如menb140或senb150中的一个)是提供诸如ue110的无线设备对无线网络500的接入的基站(例如,用于长期演进lte)。enb570包括通过一个或多个总线557互连的一个或多个处理器552、一个或多个存储器555、一个或多个网络接口(n/wi/f)561、以及一个或多个收发器560。一个或多个收发器560中的每个包括接收器rx562和发射器tx563。一个或多个收发器560连接到一个或多个天线558。一个或多个存储器555包括计算机程序代码553。一个或多个存储器555和计算机程序代码553被配置为与一个或多个处理器552一起使enb570执行本文中描述的一个或多个操作。一个或多个网络接口561诸如经由链路576和531通过网络通信。两个或更多个enb570使用例如链路576通信。链路576可以是有线的或无线的或两者,并且可以实现例如x2接口。

一个或多个总线557可以是地址、数据、或控制总线,并且可以包括任何互连机制,诸如母板或集成电路上的一系列线路、光纤或其他光通信设备、无线信道等。例如,一个或多个收发器560可以被实现为远程无线电头端(rrh)195,其中enb570的其他元件在物理上与rrh位于不同的位置,并且一个或多个总线557可以被部分实现为光纤电缆,以将enb570的其他元件连接到rrh595。

无线网络500包括由元件590表示的多个附加实体。元件590用于表示多个其他元件。在一个示例中,元件590是mptcp代理430。在其他示例中,元件590是mme350、sgw230、或pgw220中的一个。根据所描述的元件,该元件可以提供与另一网络的连接,诸如电话网络和/或数据通信网络(例如,互联网)。enb570可以经由链路531耦合到元件590。链路531可以被实现为例如s1或其他适当的接口。元件590包括通过一个或多个总线585互连的一个或多个处理器575、一个或多个存储器571、以及一个或多个网络接口(n/wi/f)580。一个或多个存储器571包括计算机程序代码573。一个或多个存储器571和计算机程序代码573被配置为与一个或多个处理器575一起使nce590执行一个或多个操作。

在元件590是mptcp代理430的示例中,mptcp代理430/590包括聚合模块550,该聚合模块550包括部分550-1和/或550-2中的一者或两者,部分550-1和/或550-2可以以多种方式来实现。聚合模块550可以以硬件实现为聚合模块550-1,诸如被实现为一个或多个处理器575的一部分。聚合模块550-1还可以被实现为集成电路,或者通过诸如可编程门阵列的其他硬件来实现。在另一示例中,聚合模块550可以被实现为聚合模块550-2,聚合模块550-2被实现为计算机程序代码573并且由一个或多个处理器575执行。

在元件590是mme350、sgw230、或pgw220中的一个的示例中,将不使用聚合模块550,但是这些设备将具有其他程序或硬件以执行本文中描述的功能。

无线网络500可以实现网络虚拟化,网络虚拟化是将硬件和软件网络资源以及网络功能组合成单个基于软件的管理实体(虚拟网络)的过程。网络虚拟化涉及平台虚拟化,平台虚拟化通常与资源虚拟化相组合。网络虚拟化分为外部(将很多网络或网络的部分组合成虚拟单元)或内部(将类似网络的功能提供给单个系统上的软件容器)。注意,由网络虚拟化产生的虚拟化实体仍然在某种程度上使用诸如处理器552或575以及存储器555和571的硬件来实现,并且这种虚拟化实体也产生了技术效果。图1中的云ransu115是可以由网络虚拟化形成的一种可能的实体。

计算机可读存储器525、555和571可以是适合于本地技术环境的任何类型,并且可以使用任何适当的数据存储技术来实现,诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。计算机可读存储器525、555、和571可以是用于执行存储功能的弩箭。处理器520、552、和575可以是适合本地技术环境的任何类型,并且作为非限制性的示例,可以包括以下中的一项或多项:通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(dsp)和基于多核处理器架构的处理器。处理器520、552、和575可以是用于执行诸如控制ue110、enb570、和元件590的功能以及用于执行本文中描述的其他功能的部件。

转向图6,示出了用于支持多供应方4g/5g网络的多空中接口聚合的逻辑流程图。图6示出了根据示例性实施例的示例性方法的操作、被实施在计算机可读存储器上的计算机程序指令的执行结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能、和/或用于执行功能的互连部件。假设图6的框在聚合模块550的控制下由诸如mptcp代理430的网络元件执行。然而,其他网络元件也是可能的。

网络元件在无线网络中提供基站与核心网络之间的接口。在框610中,网络元件确定与用户设备和第一接入点名称之间的默认承载相关联的第一隧道端点标识符。在框620中,网络元件确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符。虚拟承载与用户设备和第二接入点名称相关联,并且默认承载和虚拟承载不同。

在框630中,网络元件响应于确定隧道发现过程应当被执行而执行隧道发现过程,以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符。在框640中,网络元件建立网络元件与用户设备之间的虚拟承载。在框650中,网络元件通过以下中的一项来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据:使用第一隧道端点标识符的默认承载、或者使用第二隧道端点标识符的虚拟承载。在框660中,网络元件仅通过默认承载来路由从用户设备到达网络元件并去往核心网络的数据。

注意,从网络(例如,核心网络epc)向ue发送的所有数据被发送到ip_addr=ip1,并且当数据到达pgw(例如,apn1)时,pgw通过具有menb_ip-addr和teid1的隧道发送数据。mptcp代理430拦截隧道,获取具有信息{menb-ip,teid1}{ip1,tcp}的分组,并且决定应当使用去往ue的哪个隧道来路由该分组。如果决定是将分组路由到tcp_子流1,则mptcp代理430通过默认承载将分组发送到{menb-ip,teid1}{ip1,tcp}。如果决定是将该分组路由到tcp_子流2,则mptcp代理430形成分组:{senb_ip,teid2}{ip2,tcp},以通过虚拟承载路由用户tcp分组。

也就是说,mptcp代理430做出路由决策并且基于该决策在源分组中替代{enb-ip;teid}{ue_ip}。

注意,以上示例用于menb和senb两者。当默认承载和虚拟承载都仅与menb相关联时,则如果决策是将分组路由到tcp_子流2,则mptcp代理430形成分组:{menb_ip,teid2}{ip2,tcp}以通过虚拟承载来路由用户tcp分组。

图6中的示例在以下示例中称为示例1。

示例2.根据示例1所述的方法,其中:

默认承载与被分配给用户设备的第一互联网协议地址相关联;

确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符为:响应于用户设备的、用以添加与被分配给该用户设备的第二互联网协议地址相对应的子流的请求而确定隧道发现过程应当被执行;并且

该方法还包括将第二互联网协议地址与虚拟承载相关联。

示例3.根据示例1至2中任一项所述的方法,其中:

通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据为:通过默认承载向单个基站路由数据,并且通过虚拟承载向单个基站路由数据。

示例4.根据示例3所述的方法,其中基站是宏基站。

示例5.根据示例1至4中任一项所述的方法,其中:

从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据具有第一互联网协议地址,该第一互联网协议地址被分配给用户设备并且与默认承载相关联;

第二互联网协议地址被分配给用户设备并且与虚拟承载相关联;

该方法还包括:网络元件做出是通过默认承载还是通过虚拟承载来路由数据的路由决策;

通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据是响应于路由决策而被执行的;

网络元件至少使用被分配给单个基站的互联网协议地址、第一隧道端点标识符、和第一互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据;以及

网络元件至少使用被分配给单个基站的互联网协议地址、第二隧道端点标识符、和第二互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据。

示例6.根据示例1所述的方法,其中:

默认承载与被分配给用户设备的第一互联网协议地址相关联;

在确定隧道发现过程是否应当被执行之前,用户设备与网络元件之间的数据正在使用原始隧道端点标识符通过默认承载被路由到核心网络并且从核心网络被路由以及通过原始虚拟承载被路由到网络元件并且从网络元件被路由,其中原始虚拟承载不同于默认承载和虚拟承载,并且其中原始承载与被分配给用户设备的第二互联网协议地址相关联;

该方法还包括:在确定隧道发现过程是否应当被执行之前,确定传输控制协议确认尚未从第二互联网协议地址被接收;

确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符为:响应于确定传输控制协议确认尚未从所述第二互联网协议地址被接收而确定隧道发现过程是否应当被执行;以及

执行隧道发现过程被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符,并且将所发现的第二隧道端点标识符与虚拟承载相关联;并且

该方法包括:将虚拟承载与被分配给用户设备的第二互联网协议地址相关联。

示例7.根据示例6中任一项所述的方法,其中:

通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据为:通过默认承载向第一基站路由数据并且通过虚拟承载向第二基站路由数据。

示例8.根据示例7所述的方法,其中第一基站是宏基站,并且第二基站是城域基站。

示例9.根据示例6至8中任一项所述的方法,其中:

从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据具有第一互联网协议地址,该第一互联网协议地址被分配给用户设备并且与默认承载相关联,并且默认承载与第一基站相关联;

第二互联网协议地址被分配给用户设备并且与虚拟承载相关联,并且虚拟承载与第二基站相关联;

该方法还包括网络元件做出是通过默认承载还是通过虚拟承载来路由数据的路由决策;

通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据是响应于路由决策而被执行的;

网络元件至少使用被分配给第一基站的互联网协议地址、第一隧道端点标识符、和第一互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据;以及

网络元件至少使用被分配给第二基站的互联网协议地址、第二隧道端点标识符、和第二互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据。

示例10.根据示例1至8中任一项所述的方法,其中:

默认承载与被分配给用户设备的第一互联网协议地址相关联;

虚拟承载与被分配给用户设备的第二互联网协议地址相关联;

隧道发现过程包括:

向核心网络发送消息,该消息指示第二互联网协议地址和对于虚拟承载唯一的端口地址;以及

从所述核心网络接收响应,该响应指示第二隧道端点标识符。

示例11,根据示例10所述的方法,其中向核心网络发送的消息包括用户数据报协议消息。

示例12.根据示例1至11中任一项所述的方法,其中网络元件包括多路径传输控制代理。

示例13.一种装置,包括:

用于在网络元件处确定与用户设备和第一接入点名称之间的默认承载相关联的第一隧道端点标识符的部件,该网络元件在无线网络中提供基站与核心网络之间的接口;

用于在网络元件处确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的部件,虚拟承载与用户设备和第二接入点名称相关联,其中默认承载和虚拟承载不同;

用于在网络元件处响应于确定隧道发现过程应当被执行而执行隧道发现过程,以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的部件;

用于在网络元件处建立网络元件与用户设备之间的虚拟承载的部件;

用于由网络元件通过以下中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据的部件:使用第一隧道端点标识符的默认承载、或者使用第二隧道端点标识符的虚拟承载;以及

用于由网络元件仅通过默认承载来路由从用户设备到达网络元件并去往核心网络的数据的部件。

示例14.根据示例13所述的装置,其中:

默认承载与被分配给用户设备的第一互联网协议地址相关联;

用于确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的部件包括:用于响应于用户设备的、用以添加与被分配给用户设备的第二互联网协议地址相对应的子流的请求而确定隧道发现过程应当被执行的部件;并且

所述装置还包括:用于将第二互联网协议地址与虚拟承载相关联的部件。

示例15.根据示例13至14中任一项所述的装置,其中:

用于通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据的部件包括:用于通过默认承载向单个基站路由数据的部件以及用于通过虚拟承载向该单个基站路由数据的部件。

示例16.根据示例15所述的装置,其中基站是宏基站。

示例17.根据示例13至16中任一项所述的装置,其中:

从核心网络到达网络元件并且去往用户设备的数据具有第一互联网协议地址,该第一互联网协议地址被分配给用户设备并且与默认承载相关联;

第二互联网协议地址被分配给用户设备并且与虚拟承载相关联;

该装置还包括:所述网络元件中的、用于做出是通过默认承载还是通过虚拟承载来路由数据的路由决策的部件;

用于通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据的部件响应于路由决策;

所述装置包括:所述网络元件中的、用于至少使用被分配给单个基站的互联网协议地址、第一隧道端点标识符、和第一互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据的部件;以及

该装置包括:所述网络元件中的、用于至少使用被分配给单个基站的互联网协议地址、第二隧道端点标识符、和第二互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据的部件。

示例18.根据示例13所述的装置,其中:

默认承载与被分配给用户设备的第一互联网协议地址相关联;

在确定隧道发现过程是否应当被执行之前,用户设备与网络元件之间的数据正在使用原始隧道端点标识符通过默认承载被路由到核心网络并且从核心网络被路由,以及通过原始虚拟承载被路由到网络元件并且从网络元件被路由,其中原始虚拟承载不同于默认承载和虚拟承载,并且其中原始承载与被分配给用户设备的第二互联网协议地址相关联;

该装置还包括:在确定隧道发现过程是否应当被执行之前被执行的,用于确定传输控制协议确认尚未从第二互联网协议地址被接收的部件;

用于确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符的部件包括:用于响应于确定传输控制协议确认尚未从第二互联网协议地址被接收而确定隧道发现过程应当被执行的部件;以及

用于执行隧道发现过程的部件被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符,并且将所发现的第二隧道端点标识符与虚拟承载相关联;并且

该装置包括:用于将虚拟承载与被分配给用户设备的第二互联网协议地址相关联的部件。

示例19.根据示例18所述的装置,其中:

用于通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据的部件包括:用于通过默认承载向第一基站路由数据的部件以及用于通过虚拟承载向第二基站路由数据的部件。

示例20.根据示例19所述的装置,其中第一基站是宏基站,并且第二基站是城域基站。

示例21.根据示例18至20中任一项所述的装置,其中:

从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据具有第一互联网协议地址,该第一互联网协议地址被分配给用户设备并且与默认承载相关联,并且默认承载与第一基站相关联;

第二互联网协议地址被分配给用户设备并且与虚拟承载相关联,并且虚拟承载与第二基站相关联;

该装置还包括:所述网络元件中的、用于做出是通过默认承载还是通过虚拟承载来路由数据的路由决策的部件;

用于通过默认承载或虚拟承载中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据的部件响应于路由决策而被执行;

该装置包括:网络元件中的、用于至少使用被分配给第一基站的互联网协议地址、第一隧道端点标识符、和第一互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据的部件;以及

该装置包括:网络元件中的、用于至少使用被分配给第二基站的互联网协议地址、第二隧道端点标识符、和第二互联网协议地址来寻址通过默认承载向用户设备路由的数据的部件。

示例22.根据示例13至21中任一项所述的装置,其中:

默认承载与被分配给用户设备的第一互联网协议地址相关联;

虚拟承载与被分配给用户设备的第二互联网协议地址相关联;

隧道发现过程包括:

用于向核心网络发送消息的部件,该消息指示第二互联网协议地址和对于虚拟承载唯一的端口地址;以及

用于从核心网络接收响应的部件,该响应指示第二隧道端点标识符。

示例23.根据示例22所述的装置,其中向核心网络发送的消息包括用户数据报协议消息。

示例24.根据示例13至24中任一项所述的装置,其中网络元件包括多路径传输控制代理。

示例25.一种通信系统,包括根据示例13至24中的任一项。

示例26.一种装置,包括:

一个或多个处理器;以及

一个或多个存储器,包括计算机程序代码,

一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为利用一个或多个处理器使装置至少执行以下操作:

在网络元件处确定与用户设备和第一接入点名称之间的默认承载相关联的第一隧道端点标识符,该网络元件在无线网络中提供基站与核心网络之间的接口;

在网络元件处确定隧道发现过程是否应当被执行以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符,虚拟承载与用户设备和第二接入点名称相关联,其中默认承载和虚拟承载不同;

在网络元件处响应于确定隧道发现过程应当被执行而执行隧道发现过程,以发现与虚拟承载相关联的第二隧道端点标识符;

在网络元件处建立网络元件与用户设备之间的虚拟承载;

由网络元件通过以下中的一个来路由从核心网络到达网络元件并去往用户设备的数据:使用第一隧道端点标识符的默认承载、或者使用第二隧道端点标识符的虚拟承载;以及

由网络元件仅通过默认承载来路由从用户设备到达网络元件并去往核心网络的数据。

示例27.根据示例26所述的装置,其中一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为利用一个或多个处理器使装置执行根据权利要求2至12中的方法的任一项。

示例28.一种计算机程序,其包括用于执行根据示例1至12中任一项所述的方法的程序代码。

示例29.根据示例28的计算机程序,其中计算机程序是计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机可读介质,该计算机可读介质承载被实施在其中以供与计算机一起使用的计算机程序代码。

在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释、或应用的情况下,本文中公开的一个或多个示例实施例的技术效果是能够将来自一个供应方的城域小区添加到由通过另一供应方控制的宏小区控制的区域中的能力。本文中公开的一个或多个示例实施例的另一技术效果是总体系统容量的提高,从而可以提高总体系统容量。本文中公开的一个或多个示例实施例的另一技术效果是在没有来自宏enb的辅助的情况下利用城域覆盖解决方案提供最大hetnet容量。

本文中的实施例可以以软件(由一个或多个处理器执行)、硬件(例如,专用集成电路)、或软件和硬件的组合来实现。在示例实施例中,软件(例如,应用逻辑、指令集)被保持在各种常规计算机可读介质中的任何一种上。在本文档的上下文中,“计算机可读介质”可以是可以包含、存储、传送、传播或传送由诸如计算机的指令执行系统、装置、或设备使用或与其相结合使用的指令的任何介质或部件,其中例如在图5中描述和描绘的计算机的一个示例。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质(例如,存储器525、555、571或其他设备),该计算机可读存储介质可以是可以包含、存储、和/或传送由诸如计算机的指令执行系统、装置、或设备使用或与其相结合使用的指令的任何介质或部件。计算机可读存储介质不包括传播信号。

如果需要,本文中讨论的不同功能可以以不同的顺序和/或彼此同时地执行。此外,如果需要,上述功能中的一个或多个可以是可选的或者可以被组合。

尽管在独立权利要求中陈述了本发明的各个方面,但是本发明的其他方面包括来自所描述的实施例和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其他组合,而不仅仅是在权利要求中明确列出的组合。

本文中还应当注意,尽管以上描述了本发明的示例实施例,但是这些描述不应当以限制性的意义来理解。而是,在不脱离在所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下,可以进行多种变型和修改。

在说明书和/或附图中可以找到的以下缩写定义如下:

3gpp第三代合作伙伴计划

4g第四代

5g第五代

af应用功能

ap接入点

apn接入点名称

ca载波聚合

dc双连接

dl下行链路(从基站到用户设备)

epc演进分组核心

enb(或enodeb)演进的节点b(例如,lte基站)

e-rabe-utran无线电接入承载,它是s1承载和对

应的无线电承载的串联

e-utran演进的通用地面无线电接入网络

feu前端单元

gbr保证的比特率

ghz千兆赫兹

gprs通用分组无线电服务

gnb用于5g/新无线电的基站

gtpgprs隧道协议

hetnet异构网络

hn-lmhetnet负载管理器

id标识

ietf互联网工程任务组

i/f接口

ims互联网协议多媒体子系统

ip互联网协议

ip-addrip地址

laa许可辅助接入

lte长期演进

lte-u未经许可的lte

lwaltewi-fi聚合

mcg主小区组

menb宏enb

mme移动性管理实体

mmw毫米波

mptcp多路径tcp

multefire基于lte的技术,适用于仅在未许可频谱中操

作的小型小区(也称为:multefire)

nce网络控制元件

nr新无线电

n/w网络

ofdm正交频分复用

pcc策略计费控制

pdcp分组数据汇聚协议

pdn分组数据网络

pgw分组网关(或分组数据网络网关)

qos服务质量

rab无线电接入承载

ran无线接入网络

rat无线电接入技术

rfc征求意见

rrh远程无线电头

rrm无线电资源管理

rtp实时传输协议

rx接收器

scg辅小区组

senb辅enb

sgw服务网关

su服务器单元

tcp传输控制协议

teid隧道端点标识符(也称为隧道端点身份),其唯

一地标识隧道端点

tft业务流模板

tr-swi业务交换

tx传输器

udp用户数据报协议

ue用户设备(例如,无线设备,通常是移动设备)

ul上行链路(从用户设备到基站)

voltelte上的语音

wifi或wi-fi无线保真度,允许设备进行通信的无线网络协议

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