用于通过接入节点托管应用的方法和设备与流程

本公开涉及一种无线通信系统，并且更具体地，涉及一种用于在无线通信系统中通过接入节点托管应用服务的方法和装置。

背景技术：

随着诸如智能电话、平板计算机等等的便携式计算设备的使用的迅速增长，已经通过蜂窝移动通信网络提供多种因特网应用服务。在蜂窝移动通信系统中，负责与移动终端的无线连接的普通接入节点被配置为用作简单的比特管道，当从终端接收因特网服务请求时该比特管道向因特网的应用服务器(as)传递因特网服务请求，并且向终端传递来自as的响应。

如上所述的现有平台在托管多个应用以及提供应用区分和不同级别的服务质量(qos)方面存在困难。此外，对于那些平台，不容易添加相应于技术中的改变的新的附加服务以及不容易在提供多种应用服务时使用接入网络的资源。

技术实现要素：

技术问题

本公开提供在蜂窝移动通信网络中通过接入节点托管应用的方法和设备。

本公开还提供一种用于通过接入节点托管多种应用并且使用接入网络的信息的方法和设备。

本公开还提供一种用于必要时利用基站应用来过滤用户的服务请求的方法和设备。

本公开还提供一种基于在接入网络和基站应用之间的交互来通过基站直接向终端提供因特网服务的方法和设备。

技术方案

根据本公开的一方面，提供一种在移动通信系统中通过向终端提供网络接入的接入节点来托管应用的方法，所述方法包括：从移动终端的用户应用接收对于服务请求的请求分组；如果请求分组的目的地相应于接入节点的应用则向接入节点中包括的应用传递请求分组；通过应用向移动终端的用户应用提供服务；以及如果相应于请求分组的目的地的应用不存在于接入节点中则向外部网络上的相应的公共应用传递请求分组。

根据本公开的另一方面，提供一种在移动通信系统中向终端提供网络接入并且提供应用托管的接入节点设备，所述接入节点设备包括：转发单元，其被配置为当从移动终端的用户应用接收对于服务请求的请求分组时识别请求分组的目的地，如果请求分组的目的地相应于接入节点的应用则向接入节点中包括的应用传递请求分组，如果相应于请求分组的目的地的应用不存在于接入节点中则向外部网络上的相应的公共应用传递请求分组；以及应用运行单元，其被配置为通过应用向移动终端的用户应用提供服务。

附图说明

图1示意地示出用于通过接入网络提供因特网服务的系统的结构；

图2示意地示出根据本公开的实施例的包括基站系统的系统的结构；

图3示出根据本公开的实施例的接入节点的结构；

图4示出根据本公开的实施例的、终端从边缘应用或公共应用接收服务的情景的呼叫流；

图5示出根据本公开的实施例的、终端接收接入网络信息的情景的呼叫流；

图6示出根据本公开的实施例的过滤和转发单元的详细结构；以及

图7到图9示出根据本公开的实施例的相应于服务情景的操作。

具体实施方式

下文中，将相对于附图描述本公开的多种实施例。在以下描述中，当合并在此处的公知功能可能模糊本公开的主题时，将省略其详细描述。本文使用的术语基于本公开中的功能定义并且可以根据用户、操作者的意图或惯例而变化。因此，遍及说明书将基于内容而做出术语的定义。

具有安装在其上的通信模块的移动站(ms)、用户设备(ue)、智能电话或诸如平板计算机的移动设备被配置为通过诸如第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)的蜂窝无线通信系统的接入网络而连接到因特网。

图1示意地示出用于通过接入网络提供因特网服务的系统的结构。

参照图1，移动终端100可以包括能够进行蜂窝式无线通信的通信模块，并且还可以包括需要与运行在诸如因特网或提供与无线网络的连接的另一网络的公共网络120上的应用服务器(as)124中的应用122的连接一个或多个应用102。此处，为了解释方便，运行在移动终端上的应用102将被称为“用户应用”，并且运行在因特网或外部的另一网络(或as)120上的应用122将被称为“公共应用”。

移动终端100通过包括接入网络(an)112和核心网络(cn)118的运营商网络110连接到因特网或外部网络120。an112包括提供用于移动终端100的网络接入点的接入节点114，诸如基站(bs)、节点b或演进节点b(enb)，并且包括提供与诸如因特网120的外部网络的连接的至少一个数据服务节点。

接入节点114包括负责用于移动通信网络的数据和信令信号处理的基带单元(bbu)116。来自用户应用102的服务请求通过运营商网络110传递到因特网或外部网络120的公共应用122，并且然后公共应用122响应于接收到的服务请求向移动终端100提供内容或信息。运营商网络110的an112和cn118基于订户信息，根据策略和规则处理对于移动终端100的服务请求和用户业务(traffic)。

如下所述的本公开的实施例涉及通过an中的接入节点直接向移动终端提供基于应用的服务，而不是在因特网或外部网络上的服务。

图2示意地示出根据本公开的实施例的包括bs系统的系统的结构。

参照图2，运行用户应用202的移动终端200通过接入节点210连接到运营商网络的an，该接入节点210通过cn220连接到包括在因特网或外部网络230的as234中的公共应用232。接入节点210指的是向移动终端200提供到移动通信网络的连接的bs，并且可以是3g网络中的节点b和lte网络中的演进节点b(enb)。

an210包括负责用于移动通信网络的一般数据和信令信号处理的bbu212，并且根据需要还可以包括用于识别和处理特定应用分组的数据的过滤器单元214，以及用于获得关于an的信息(下文中，称为“接入网络信息”)的网络信息操纵器216。接入节点210托管用于用户服务的应用218，并且此处，运行在接入节点210中的应用218将被称为“边缘(edge)应用”。边缘应用218可以通过使用动态改变的an信息向用户提供服务，并且，必要时，可以经由cn通过与因特网或外部网络230的公共应用232的交互来提供服务。

移动终端200的用户应用202向接入节点210发送对于特定an信息的请求，或者向边缘应用218或公共应用232发送服务请求。如果用户应用202直接请求an信息，则相应的服务请求被bbu212的过滤器单元214过滤，并且传递到网络信息操纵器216，该网络信息操纵器216然后响应于服务请求向移动终端200的用户应用202传送an信息。如果移动终端200的用户应用202向边缘应用218或特定的公共应用232发送服务请求，则服务请求被bbu212的过滤器单元214过滤，并且传递到边缘应用218，该边缘应用218然后响应于服务请求直接提供服务，或者使用来自公共应用232的信息或内容。

可以通过托管在接入节点210中的边缘应用218提供各种类型的服务，并且以下示例是可能的服务情景。

在第一服务情景中，终端的用户应用向接入节点的边缘应用发送服务请求，并且边缘应用响应于接收到的服务请求直接向移动终端传递内容或信息。此种类型的服务可以用于服务诸如本地天气的本地信息，或用于向授权的移动终端提供an的业务(traffic)信息。此服务造成对于运营商网络的cn没有服务业务，降低回程的使用。

在第二情景中，用户应用向边缘应用发送服务请求，该边缘应用然后直接或通过与公共应用的通信来操纵服务处理。在这种情况下，边缘应用可以直接向用户应用发送对于服务请求的响应，但是必要时，可以与公共应用通信以获得期望的信息或内容。此种类型的情景的示例是实时游戏，其中边缘应用直接向用户传递可以由边缘应用直接答复的信息而不与公共应用通信，并且通过与因特网或外部网络的公共应用通信来获得未包括在边缘应用中的附加信息，并且通过使用获得的信息向用户提供服务。

在第三服务情景中，边缘应用在用户应用和公共应用之间透明地操作，并且用户应用被认为是通过与公共应用通信而接收服务，而不通知边缘应用存在于用户应用和公共应用之间。此种类型的服务的示例是透明地操作的边缘高速缓存，其中，边缘应用作为边缘高速缓存操作以降低对于用户请求的反应时间和内容传输时间。

虽然此处已经作为示例描述上述服务情景，但是还可以在本公开的其他实施例中通过边缘应用提供其他类型的服务。

现在将对与服务情景相关联的接入节点的结构进行描述，在该服务情景中，处理对于an信息和服务请求的请求。

图3示出根据本公开的实施例的接入节点的结构。在图3，示出ltebs的示例。

参照图3，运行用户应用302(或用户应用运行块)的移动终端300通过接入节点310连接到运营商网络的an，该接入节点310通过cn340连接到因特网或外部网络350上的公共应用352。

接入节点310可以包括通信单元312和应用托管单元330，其中通信单元312可以包括负责用于移动通信网络的一般数据和信令信号处理的bbu314，以及用于管理关于an的信息的网络信息操纵器332，并且应用托管单元330被配置为驱动至少一个边缘应用(或边缘应用运行块)334和336。此处，示出了在bbu314的协议栈中的分组数据汇聚协议(pdcp)处理器316和通用分组无线服务(gprs)隧道协议(gtp)处理器320，并且为了解释方便而未示出pdcp处理器316、无线电链路控制(rlc)、媒体访问控制(mac)和物理层(phy)的下层。

pdcp处理器316负责移动终端300和接入节点310之间的分组通信，并且处理网际协议(ip)分组的转换和解释。gtp处理器320通过cn340将来自pdcp处理器316的ip信息分组传递到因特网或外部网络350，或者通过cn340将来自因特网或外部网络350的ip信息分组传递到pdcp处理器316。

过滤和转发单元(fafu)318逻辑上定位在pdcp处理器316和gtp处理器320之间，并且根据预定规则识别在移动终端300、边缘应用334和336、公共应用352以及应用程序接口(api)模块324当中传送或接收到的ip信息分组以向相应目的地传递ip信息分组。更具体地，fafu318根据预置规则识别用于从用户应用302传递的网络信息请求和/或服务请求的分组，并且向处理相应请求的实体传递分组。用于从用户应用302接收到的网络信息请求的分组通过fafu318被传递到网络信息操纵器322，并且用于从用户应用302接收到的服务请求的分组被传递到相应的边缘应用334和336。当从公共应用352或边缘应用334和336接收目的地为移动终端300的分组时，fafu318通过pdcp处理器316向移动终端300传递分组。fafu318向网络信息操纵器322的api模块324传递从终端传递的特定分组或从边缘应用334和336传递的特定分组，并且通过pdcp处理器316向移动终端300或相应边缘应用334和336传递从api模块324传递的响应分组。

虽然此处fafu318已经被描述为逻辑上定位在pdcp处理器316和gtp处理器320之间的独立块，但是fafu318还可以实现在pdcp处理器316或gtp处理器320中。

网络信息操纵器322通过api模块324接收通过信息检索单元326的网络信息请求。

在本公开的实施例中，通过使用被包括在包括网络信息请求或服务请求的请求分组的报头中的目的地ip地址，或者被包括在请求分组的头中的统一资源定位符(url)，fafu318可以确定用于传递请求分组的实体。在本公开的实施例中，当边缘应用334被配置在接入节点310中时，目的地ip地址以及目的地为边缘应用334的url可以设置为fafu318中的过滤规则。当接收包括被设置为过滤规则的目的地ip地址和/或url的请求分组时，fafu318向边缘应用334而不是向cn340传递请求分组。

fafu318以及边缘应用334和336通过ip-in-ip隧道或进程间通信(ipc)连接。类似地，网络信息操纵器322的fafu318和api模块324之间的分组传递可以通过ip-in-ip隧道或ipc执行。

当接收关于网络信息的请求分组时，网络信息操纵器322的api模块324识别请求分组并且向信息检索单元326传递请求分组。信息检索单元326从接入节点310的bbu314、操作维护(oam)单元、或另一功能块收集关于接入节点310的信息，或者周期性或非周期性地收集关于an的网络信息，并且存储和管理收集的信息或网络信息，并且应api模块324的请求配置期望的网络信息并且向api模块324传递配置的网络信息。由信息检索单元326管理的网络信息的示例可以包括bs标识符(id)(或小区id)、bs负载(小区负载或容量指示符)、资源块(rb)使用、带宽(bw)使用、接入订户的信道信息等等。

api模块324以ip信息分组格式来配置从信息检索单元326获得的网络信息，并且向用户应用302传送配置的网络信息。更具体地，ip分组的网络信息从api模块324传递到bbu314的fafu318，然后通过bbu314的相应协议栈被传送到相应的用户应用302。至少一个边缘应用334和336可以向从信息检索单元326获得请求的网络信息的api模块324发送关于an信息的请求分组，并且向相应的边缘应用334和336发送获得的网络信息。

api模块324提供用于在用户应用302以及边缘应用334和336之间传递与网络信息相联系的请求和响应的接口，以使得接入节点310的信息被查询和提供到移动终端300或边缘应用334和336。例如，api模块324以及边缘应用334和336之间的接口可以实现为诸如表述性状态转移(rest)的网络api，并且还可以实现为诸如软件开发工具包(sdk)、程序库等等的其他形式。

托管在接入节点310中的边缘应用334和336是可以在一般it服务器上运行的应用，并且可以运行在一个操作系统(os)上，或者如果接入节点310逻辑上分成若干虚拟机则可以运行在一个或多个虚拟机上。图3中示出的边缘应用334和336托管在一个虚拟机上，并且通过虚拟开关332连接到bbu314。

参照图4和图5中示出的呼叫流，以下描述是关于处理对于终端的应用服务请求和an信息请求的服务情景。

图4示出根据本公开的实施例的、终端从边缘应用或公共应用接收服务的情景的呼叫流。

参照图4，在操作402中，会话通过对话建立而建立在移动终端300和cn340中的分组数据节点(未示出)之间，该会话然后向移动终端300分配ip地址。在操作404中，移动终端300向接入节点310发送对于由用户应用302生成的服务请求的请求分组。例如，由移动终端300的用户应用302生成的服务请求可以配置为类似于通用超级文本传输协议(http)网络内容请求的格式。

在操作406中，从移动终端300发送的请求分组根据预定规则由接入节点310中的bbu312的fafu318过滤，并且在操作408中被发送到通过过滤识别的相应边缘应用。在实施例中，可以基于包括在请求分组的报头中的目的地ip地址执行过滤。即，当接收具有预置目的地ip地址的请求分组时，fafu318向相应的边缘应用传递请求分组。在另一实施例中，fafu318可以通过使用被包括在请求分组的报头中的目的地url执行过滤。在操作408中，过滤的请求分组通过ip-in-ip隧道被发送到相应的边缘应用334。

在操作410中，边缘应用334响应于请求分组的服务请求向网络信息操纵器322发送对于预置可用的网络信息的请求，并且通过与网络信息操纵器322的api通信来接收网络信息。在实施例中，通过以网络api或sdk的形式的接口来执行用于在边缘应用334和网络信息操纵器322之间传递网络信息请求和请求结果的通信。在操作412中，边缘应用334通过bbu312向移动终端300提供相应于请求分组的网络信息。例如，可以利用一个或多个ip分组来配置网络信息。如有必要，边缘应用334可以发送对于移动终端300需要的信息或内容的请求，以向公共应用352提供期望的服务，并且获得信息或内容。

如果边缘应用334不能接受请求分组的服务请求，即，未提供由移动终端300请求的服务，则在操作416中边缘应用334向bbu312的fafu318转发请求分组。在操作418中，bbu312的fafu318通过cn340向因特网350的相应公共应用352发送请求分组，并且在操作420中，公共应用352通过cn340和接入节点的bbu312向移动终端300提供所请求的服务。如果在详细服务的实施例中，边缘应用334提供用于公共应用352的高速缓存服务，则来自公共应用352的服务内容被高速缓存(即，存储)在随后向移动终端300提供服务内容的边缘应用334中。

图5示出根据本公开的实施例的、终端接收接入网络信息的情景的呼叫流。

参照图5，在操作502中，会话通过对话建立而建立在移动终端300和cn340中的分组数据节点(未示出)之间，并且cn340向移动终端300分配ip地址。在操作504中，移动终端300向接入节点310发送用于请求由用户应用302生成的an信息的请求分组。例如，对于an信息的请求可以以类似于通用http网络内容请求的格式来配置。

在操作506中，移动终端300的请求分组根据预定规则通过接入节点310中的bbu312的fafu318被过滤，并且在操作508中，通过过滤而被传递到网络信息操纵器322。在实施例中，如果被包括在请求分组的报头中的目的地ip地址或目的地url是被预定用于网络信息请求的ip地址或url，则fafu318向网络信息操纵器322而不是向cn340传递请求分组。通过开放接口(诸如类似rest的网络api或sdk)来执行在移动终端300的用户应用302和网络信息操纵器322之间传递网络信息请求和请求结果的通信。

在操作510中，网络信息操纵器322通过bbu312向移动终端300的用户应用302提供网络信息。例如，网络信息可以包括an定位在的区域的天气、an和/或接入节点的负载、回程带宽、以及应移动终端300的请求的位置信息中的至少一个，并且可以利用一个或多个ip信息分组而被配置。

图6示出根据本公开的实施例的fafu的详细结构。

参照图6，fafu318定位在gtp处理器320和pdcp处理器316之间，并且可以包括规则存储单元602、过滤单元604、和映射单元606。

过滤规则600包括ip的5元组(5-tuple)，即，源ip地址、源端口号、目的地ip地址、目的地端口号、以及协议类型，并且可以通过命令行由bs运营商直接输入或者可以通过运营商网络的系统管理器(未示出)来设置。系统管理器是提供具有运营商匹配功能的接口以允许运营商执行相对于接入节点的操作和维护的、并且还提供软件管理、结构管理、性能管理和失败管理的管理节点。每个过滤规则相应于每个边缘应用，并且可以在每个边缘应用在接入节点中或从接入节点被安装/更新/删除时被设置/改变/删除。系统管理器在边缘应用被安装在接入节点中时获得关于相应过滤规则的信息，并且向fafu318传递信息，该fafu318然后在规则存储单元602中存储相应于信息的过滤规则并且生成相应于边缘应用的过滤规则和元组。

过滤单元604根据存储在规则存储单元602中的过滤规则过滤从gtp处理器320、pdcp处理器316、边缘应用334或网络信息操纵器322接收到的分组，并且映射单元606根据过滤确定相应的目的地并且向作为确定的目的地的实体发送分组。基于目的地的分组过滤的示例如下所述。

例如，通过gtp处理器320接收到的下行链路(dl)分组可以直接发送到pdcp处理器316，或者通过映射单元606传递到相应的边缘应用334。在另一示例中，通过pdcp处理器316接收到的上行链路(ul)分组可以直接发送到gtp处理器320，或者通过映射单元606传递到相应的边缘应用334或网络信息操纵器322。在另一示例中，从边缘应用334接收到的分组可以发送到gtp处理器320或传递到pdcp处理器316。在另一示例中，从网络信息操纵器322接收到的分组可以发送到gtp处理器320或传递到pdcp相应的边缘应用334。

映射单元606在分组从fafu318传递到边缘应用334时确定相应于边缘应用334的元组，并且基于接收到的分组的元组来确定是否向pdcp处理器316或gtp处理器320传递从边缘应用334接收到的分组。为此，映射单元606可以使用在接入节点和移动终端之间的分组传递中使用的无线承载的承载id、用于gtp隧道的隧道的隧道终点id(teid)、源p地址/端口号、目的地ip地址/端口号、以及用于隧道的ip信息中的至少一个。

图7到图9示出根据本公开的实施例的相应于服务情景的操作。

参照图7，公共应用704安装在位于因特网或外部网络上的as702中。用户设备(ue)716包括至少一个用户应用718，并且通过使用无线接入技术连接到接入节点710。根据本公开的实施例，接入节点710包括利用修改过的现有bs平台来配置的enb块712以及至少一个边缘应用714，并且可以通过cn706连接到as702的公共应用704。根据本公开的实施例，enb块712包括根据现有的bs平台的协议栈，例如，phy、mac、rlc、pdcp、gtp等等，并且还可以包括fafu。例如，可以利用lte系统的演进分组核(epc)来配置cn706。

用户应用718直接连接到与期望服务(例如，本地天气或广告)相关联的接入节点710的特定边缘应用714，并且从边缘应用714接收关于期望服务的内容或信息，如通过720指示的。关于边缘应用714的接入信息，例如，目的地ip地址或目的地url可以通过离线广告传单、电视(tv)、媒体等等被提供给用户，并且用户可以通过使用ue716的输入装置直接输入目的地ip地址或目的地url。在另一实施例中，接入节点710通过无线信道向ue716提供关于可以通过边缘应用714提供的服务的先前信息(诸如广告等等)，并且ue716在显示屏幕上显示边缘应用714可以通过其而被连接的软按钮或菜单键，并且感测用户选择(触摸)软按钮或菜单键，从而触发对于边缘应用714的服务请求。在另一实施例中，安装在用户或ue中的特定应用可以通过使用预置ip地址或url请求并获得关于边缘应用704的接入信息，并且用户可以通过使用获得的接入信息向边缘应用发送服务请求。

参照图8，公共应用804被安装在位于因特网或外部网络上的as802中。ue816包括至少一个用户应用818并且通过使用无线接入技术而连接到接入节点810。根据本公开的实施例，接入节点810包括利用修改过的现有bs平台而配置的enb块812以及至少一个边缘应用814，并且可以通过cn806连接到as802的公共应用804。

如果用户应用818向接入节点810发送对于期望服务的服务请求，例如，实时游戏或在线编辑，并且接入节点810包括能够处理服务请求的边缘应用814，则接入节点810过滤服务请求并且向边缘应用814传递服务请求。边缘应用814根据服务请求向用户应用818提供关于期望服务的内容或信息，如通过822指示的。必要时，边缘应用814可以连接到公共应用804以请求和接收为提供服务所需的附加信息，如通过820指示的。

参照图9，公共应用904安装在位于因特网或外部网络上的as902中。ue916包括至少一个用户应用918，并且通过使用无线接入技术连接到接入节点910。根据本公开的实施例，接入节点910包括利用修改过的现有bs平台而配置的enb块912以及至少一个边缘应用914，并且可以通过cn906连接到as902的公共应用904。

例如，如果边缘应用914提供透明的高速缓存服务，则用户应用918向随后过滤服务请求的接入节点910发送对于期望内容的服务请求，而不是向公共应用904传递服务请求，以用于向边缘应用914传递服务请求。如果边缘应用914没有在其中存储相应于服务请求的期望内容，则边缘应用914向公共应用904发送对于内容的服务请求，通过cn906从公共应用904接收内容，并且存储(高速缓存)该内容，以及向用户应用918提供存储的内容，如通过920指示的。如果边缘应用914已经在其中存储该内容，则边缘应用914可以向用户应用918直接提供存储的内容，而不接入公共应用904。

根据如上所述操作的本公开的实施例，诸如bs负载、回程带宽、位置信息等等的an信息被提供给移动终端，从而基于an信息识别应用服务并且容易地支持不同级别的qos。此外，本公开的实施例便利于值添加服务的添加或便利于扩展到值添加服务，同时提高移动通信网络的特性和技术。

虽然已经参照本公开的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是可以对其进行形式上和细节上的各种改变而不会脱离权利要求所限定的本公开的精神和范围。因此，将通过所附权利要求及其等效物定义本公开的范围。