动态lte网络的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明总体上涉及远程通信网络，并且更具体地，涉及无线通信网络。
【背景技术】
[0002]LTE (长期演进)技术表示被称为第四代的无线通信标准，被设计为允许非常高比特率的分组模式的数据传输。
[0003]基于LTE技术的4G网络凭借在用户体验上的主要提升以及单一世界标准的存在使高移动比特率更接近世界大众市场成为可能。
[0004]LTE 4G/3GPP是一种移动通信技术标准，并且对应于GSM/UMTS (全球移动通信系统/通用移动通信系统)标准的演进。LTE标准已经发展为使用新的信号处理技术和新的调制技术来增加移动网络的能力。LTE标准也被设计为着眼于将网络的架构简化和修改为基于IP(互联网协议)的系统，同时与3G架构相比显著地减少传输时间。
[0005]根据LTE技术的通信网络的架构是通过由3GPP组织所创建的一组技术规范来定义的。标题为 “Evolved Universal Terrestrial Rad1 Access (E-UTRA) and EvolvedUniversal Terrestrial Rad1 Access Network (E-UTRAN) ；OveralI descript1n ；Stage2”的规范TS 36.300定义了接入网的架构。
[0006]图1示出了常规的LTE网络的架构。如图1所示，LTE通信网络以基于IP的网络架构100为基础，包括称为EPC(演进的分组核心)的分组核心网20。
[0007]常规地，LTE网络包括:
[0008]-多个在LTE中称为“eNodeB”或eNB的天线中继或节点10；
[0009]-在LTE中称为“移动性管理实体”或MME的移动性管理实体11;
[0010]-在LTE中称为“服务网关”或S-GW的服务网关12；
[0011]-在LTE中称为“分组数据网络网关”或TONGW的到外部网络18的网关13 ;
[0012]-在LTE中称为“归属订户服务器”或HSS的中央订户数据库14;
[0013]-在LTE中称为“策略与计费规则功能”或PCRF的计费规则模块15。
[0014]每个节点eNB 10负责与用户设备项16 (通常由缩写“UE”所指示)的无线发送和接收。每个节点eNB是与用户设备项通信的唯一节点。用户设备16可以移动。移动性管理实体MME 11是接入到LTE网络的主管理元件。其负责与用户设备16相关的所有程序(身份验证、加密、发信号、移动性等)。
[0015]服务网关S-GW 12将数据分组路由并本地传输给用户，并且允许LTE网络和其他3GPP网络之间的连接。
[0016]当发生自然灾难或紧急情况时，远程通信基础设施的故障是常见的。这些故障可能与以下项有关:
[0017]-网络组件的物理性破坏:最近的灾难中该类型的故障被广泛地报告和记录。跟与网络中断和拥塞相关的问题相比，由这样的物理性破坏导致的问题常常更严重并且更持续。该类型的故障的发生通常要求对网络中损坏的系统的修理或更换，在灾难情况下这可能是冗长并且特别困难的过程，由于这个原因，到故障设备的接入可能被由所述灾难导致的其他因素搞得非常复杂；
[0018]-网络支持基础设施的中断:远程通信网络依赖于很多其他本地和区域性的技术系统以便于保证其正确操作。例如，在蜂窝网络的情况下，eNB的使用很大程度上取决于分组核心网EPC的使用。另一重要因素与配电系统相关，配电系统代表了远程通信网络的最重要的支持基础设施。如果配电系统遭受毁坏，备份电力机制(当其存在时)能够仅在有限的时间内给网络供电；
[0019]-由于网络拥塞的中断:目前，社交网络是广泛使用的媒介。在灾难情况下，由此产生的危机产生了对通信和协调响应行为的强烈需要以及用于传达关于受影响的群组和个体的信息的大量交换。因此，在灾难和紧急情况下远程通信量显著增加。其结果是网络的过载，导致通话被拒绝和阻塞，以及消息丢失；
[0020]-在远程区域的特定情况:当灾难和紧急情况在不存在远程通信基础设施的远程区域发生时，由于不同群组之间的通信困难，救援行为可能变成挑战。
[0021]这些事件通常引发显著的通信量。在这样的事件发生之后，现有的解决方案不能使部署LTE网络以允许到紧急通信单元的接入成为可能，其也不能使以可靠的方式临时增加针对LTE网络的能力成为可能。
【发明内容】
[0022]为此，本发明提出了包括分组核心网和至少一个无线接入节点的通信网络，被布置为提供经由接入节点与核心网的网络元件之间建立的第一接口来接入用户设备的核心网。有利地，网络包括至少一个管理实体，其被配置为建立通过它并且链接接入节点和网络元件的虚拟第二接口，并且第一接口被封装在其中。
[0023]因此，本发明凭借另外的硬件元件使识别接入节点eNB的移动性成为可能，所述另外的硬件元件涉及对在eNB和核心网EPC之间的相关联的设备中的新的通信接口以及软件元件的支持。所提出的新的软件实体特别地基于虚拟化方法，其构成满足针对LTE通信网络的动态模型的需求的有效的解决方案，同时具有对LTE标准所支持的现有架构的相对较小的影响。
[0024]在本发明的一个实施例中，通信网络包括核心网中的管理实体和每个接入节点中的客户端管理实体。因此，接入节点的客户端管理实体能够接管该过程以使从LTE技术到用于接入节点与核心网EPC之间通信的任意技术的切换成为可能，而核心网的管理实体以中心化的方式接管接入节点的能力。
[0025]特别地，虚拟的第二接口的激活包括:接入节点的管理实体将消息封装在分组中，以及根据确定的路由将分组传送到核心网的管理实体，分组由路由上中间接入节点的每个管理实体拦截并返回，这使得在紧急情况下在接入节点eNB之间路由信息成为可能以及使得若干eNB通过接口连接成为可能。
[0026]另外，管理实体可以包括度量库，适用于存储网络中每个接入节点的度量以及借助于接入节点之间的交换将其更新。因此，针对管理实体的操作的网络信息能够得以保持。
[0027]根据本发明的一个特征，管理实体可以包括路由管理实体，被配置为对在接入节点与网络元件之间交换的每个消息的路由进行确定，其使得对接入节点eNB的网络的路由和跟踪进行控制成为可能。
[0028]管理实体还可以包括拓扑管理实体，被布置为控制网络的拓扑。管理实体或(多个)实体对网络拓扑的识别保证了接入节点的移动性以及对动态并且协调的接入节点的拓扑的管理。
[0029]根据本发明的另一特征，管理实体可以包括链路管理实体，被配置为对所支持的与核心网通信的接口的MAC和物理层(PHY)进行控制，并且对在接入节点与网络元件之间交换的消息进行封装/解封装。链路管理实体显著地使得保持接入节点eNB与核心网EPC之间的直接动态链路、虚拟化第一接口 SI以及保持虚拟第二接口成为可能。
[0030]有利地，链路管理实体可以包括控制服务中断和断开的中断管理代理，中断管理代理被配置为将进入到接入节点的、根据预定的规则选择的分组存储在存储器中，中断管理代理还适于响应于网络服务中断或断开之后的接入节点与网络元件之间的所述链路的重建，而将存储在存储器中的所述分组中的一些发送到所述网络元件。因此，本发明使得支持DTN(延迟/中断容忍网络)机制和自主机制以避免信息的损失和服务的中断成为可能。
[0031]链路管理实体还可以包括核心网代理，适于在中断或断开之后核心网的元件不可用的情况下至少部分地代替核心网的元件。该核心网代理使得对可以影响虚拟第二接口的临时中断进行控制成为可能。
[0032]本发明还提出了具有给定覆盖区域的无线接入节点，被布置为提供对位于在该覆盖区域中的用户设备的接入。该接入节点能够移动并且包括管理实体，该管理实体被配置为经由接入节点和网络元件之间所建立的第一接口来建立移动接入节点与通信网络的元件之间的链路。FME管理实体还被配置为建立通过它并且链接接入节点和网络元件的虚拟第二接口，并且第一接口被封装在其中。这样的接入节点适于多接口以及到核心网200的动态连接。
[0033]网络元件可以是通信网络的分组核心网的元件，诸如实体MME或网关S-GW。
[0034]在本发明的一个实施例中，接入节点可以是孤立的节点，而网络元件是与通信网络孤立的另一接入节点，这使得在如下的场景中保持部分服务成为可能:其中由于网络的分片所以接入节点与核心网隔离一段不确定时间。
[0035]接入节点可以包括多接口模块，被配置为允许根据适当技术的通信网络的接入节点与核心网之间的通信。
[0036]每个接入节点还可以包括移动性模块，被配置为根据适当的定位技术提供移动节点的位置。因此，接入节点可以是移动的并且在紧急情况下被动态地部署。
[0037]本发明也提出了一种在给定覆盖区域内对通信网络进行部署的方法，包括分组核心网和至少一个无线接入节点，被布置为经由建立在接入节点和核心网的网络元件之间的第一接口来为核心网提供到该覆盖区域的用户设备的接入。所述方法包括的步骤在于:
[0038]-提供网络中的至少一个管理实体；
[0039]-根据网络的拓扑激活核心网与无线接入节点之间的链路；
[0040]-创建通过该管理实体、链接接入节点与网络元件的虚拟第二接口，并且第一接口封装在其中。
[0041]这样的方法使得在紧急情况下实现动态部署接入节点的场景成为可能。
【附图说明】
[0042]通过阅读下面的【具体实施方式】以及附图中的图，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中:
[0043]-图1是示例性常规LTE架构；
[0044]-图2是常规LTE网络的主要元件的结构视图；
[0045]-图3表不了根据本发明的一个实施例的不例性动态LTE架构；
[0046]-图4示出了根据本发明的一个实施例