用于灵活网络架构的方法和装置的制作方法

专利名称：用于灵活网络架构的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及无线通信，更具体地涉及灵活网络架构。
背景技术：
广泛地部署无线通信系统，以提供各种类型的通信内容，例如语音、 数据等等。这些系统可以是多址系统，其能够通过共享可用的系统资源(例 如带宽和传输功率)来支持与多个用户的通信。这种多址系统的实例包括 码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分地址(FDMA) 系统、3GPP长期演进(LTE)系统和正交频分多址(OFDMA)系统。
一般，无线多址通信系统可以同时支持多个无线通信终端的通信。每 个终端经由前向和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(下 行链路)是指从基站到终端的通信链路，而反向链路(上行链路)是指从 终端到基站的通信链路。可以经由单输入单输出、多输入单输出或多输入 多输出(MIMO)系统来建立该通信链路。
一般迫切希望简化网络架构，并向单节点配置发展，尤其对于用户平 面处理来说。然而，在漫游的情况下，拜访网络和归属地网络两者都必须 能够处理用户数据(用于策略控制、计算计费、合法监听、过滤等等)。这 导致了一种在拜访网络有一个用户平面并且在归属地网络有另一个用户平 面的架构。在非漫游的情况下，这两个节点仍然存在，并且它们的功能重 叠。此外，必须创建从系统的其余部分到这两个用户平面节点的接口，导 致特性非常相近的节点的数量翻倍。因此，需要简化该网络架构。

发明内容
以下给出了一个或多个方面的简化概要，以便提供对于这些方面的基 本理解。该概要并非所有能想到的方面的详尽概述，并且既不是意图标识 所有方面的关键或至关重要的元素，也不是想界定任意或所有方面的范围。
根据一个方面，可运行于通信系统中的装置包括一个或多个逻辑实体， 用于提供与通过通信系统的连接有关的功能集合，其中所述逻辑实体是串 联连接的，并且所述逻辑实体中的每次使用均提供所述功能集合的子集。
为了实现前述及相关目的， 一个或多个方面包括下文所详述并且在权 利要求书中具体指出的特征。以下的描述和附图详细阐述了一个或多个方 面的某些示例性方面。然而，这些方面仅指示了可以采用各种方案的原理 的各种方式中的一些，并且所述方面意图包括所有这些方面和它们的等效 替换。


图l示出了通用3GPP架构的实施例；
图2示出了应用于非漫游用户的架构的示例性实施例；
图3示出了应用于漫游用户的架构的示例性实施例；
图4示出了应用于漫游用户的架构的另一个示例性实施例；
图5示出了应用于具有本地中断(local breakout)的漫游用户的架构的 示例性实施例；
图6示出了应用于具有与两个PDN连接的漫游用户的架构的示例性实 施例；
图7a和7b示出了具有两个不同的逻辑节点(节点1和节点2)的示例 性SAE架构；并且
图8a和8b示出了具有单个逻辑节点(节点A)的示例性SAE架构。
具体实施例方式
现在参考附图来描述各种实施例，其中相同的附图标记始终指示相同 的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节，以提供对于一个或多个实施例的透彻理解。然而，没有这些具体细节显然也可以 实施这些实施例。在其它实例中，以框图的形式示出公知的结构和设备， 以便于描述一个或多个实施例。
本文所述的技术可用于各种无线通信网络，例如码分多址(CDMA) 网络、时分多址(TDMA)网络、频分地址(FDMA)网络、正交OFDM (OFDMA)网络、单载波FDMA (SC-FDMA)网络等等。术语"网络" 和"系统"通常可以互换使用。CDMA网络可以实现诸如通用地面无线电 接入(UTRA)、 cdma2000等等的无线电技术。UTRA包括宽带CDMA (W-CDMA)和低码片速率(LCR)。 cdma2000涵盖IS-2000、 IS-95和IS-856 标准。TDMA网络可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)的无线电技术。 OFDMA网络可以实现诸如演进的UTRA (E-UTRA)、正EE 802.11、 IEEE 802.16、正EE 802.20、 Flash-OFDM⑧等等的无线电技术。UTRA、 E-UTRA 和GSM是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。长期演进(LTE)是UMTS 的即将发布的使用E-UTRA的版本。在名为"第三代合作伙伴计划"(3GPP) 的组织的文献中描述了 UTRA、 E-UTRA、 GSM、 UMTS和LTE。在名为"第 三代合作伙伴计划2" (3GPP2)的组织的文献中描述了 cdma2000。这些种 无线电技术和标准是本领域所公知的。
为了清楚起见，以下针对LTE来描述这些技术的特定方面，并且在以 下大部分描述中都使用LTE技术。
本文所述的实施例涉及3GPP系统架构演进(SAE)，但是还可以涉及 需要灵活配置的任意网络架构。 一般迫切希望简化网络架构并且向单节点 配置发展，尤其对于用户平面处理而言。另一方面，在漫游情况下，拜访 网络和归属地网络两者都必须能够处理用户数据(用于策略控制、计算计 费、合法监听、过滤等等)。这导致了一种在拜访网络有一个用户平面并且 在归属地网络有另一个用户平面的架构。在非漫游情况下，这两个节点仍 然存在，并且它们的功能重叠。此外，必须创建从系统的其它部分到这两 个用户平面节点的接口，导致特性非常相近的节点的数量翻倍。
本文所述的实施例创建单个用户平面节点，对于普通的非漫游连接来 说，该单个用户平面节点是所需的唯一节点，但是对于一些给定的连接(例 如，漫游情况下)，诸如拜访网络中的一个节点和归属地网络中的一个节点
7的这些节点可以串联连接。这极大地简化了架构，因为仅需要从系统的 其它部分创建一组接口——当不需要多于一个节点时(例如，本地连接)， 可以使用一个用户平面节点——当需要多于一个节点时(例如，漫游连接)， 可以使用两个用户平面节点。
在典型的系统中，为系统架构创建两个不同的逻辑节点。 一个节点用 于拜访网络，另一个节点用于归属地网络。即使在这种情况下，这些逻辑 节点也可以实现在单个机箱中，但是从规范的角度来看，仍然存在两个节 点并且过于复杂。
对于3GPP系统架构演进，仅创建一个核心网络用户平面节点，称为
"SAE锚点"。在通常情况下(非漫游、单个业务接入)，仅有一个SAE锚 点用于连接，但是对于一些连接，可以将两个SAE锚点串联连接。这在(例 如)当拜访网络和归属地网络两者都需要接入用户数据的漫游情况下是必 需的。并且，在漫游情况下，串联连接的节点可以将本地移动性局限在一 个节点之内，并且只有全球漫游的时候才涉及其它节点。该方法简化了规 范的工作和架构。该方法还从简单的非漫游连接中去除了复杂性，同时允 许漫游连接受益于两个节点的配置。
在本文所述的实施例中，仅需要定义一个用户平面节点。这简化了系 统架构。通过将这些单节点的其中两个串联连接，可以选择性地应用双节 点配置的益处。对于大多数连接，无需将两个节点串联连接， 一个节点就 足够了。所以该实施例实现了单节点配置和双节点配置两者的益处，而没 有任意一个的缺点。
现在参考图l，在通用架构中，在增强型分组核心(EPC)网络中仅存 在一个用户平面节点。本文将其称为SAE锚点，但是它可以是GGSN、增 强型GGSN等等。去向/来自连接的移动设备(又称为用户设备、UE、手持 机、移动节点、AT等等)的用户数据横穿用户平面节点"SAE锚点"。
在SAE锚点之中实现将要针对横穿EPC的用户数据所执行的必要的和 希望的功能。这些功能可以包括，例如
策略控制SAE锚点接收策略，该策略描述将要应用于横穿的用户数 据的策略。这些策略一般来自外部源，例如PCRF (策略控制功能、策略和 计费规则功能等等)、HSS或其它控制元件。SAE锚点通过允许、拒绝、修
8改或/和过滤横穿的用户数据，向用户平面强制执行接收到的策略。SAE锚 点还可以将该策略转换成可应用于用户数据路径之中的另一个节点的策 略，并且向另一个策略强制执行点传递该策略。
用户文档处理SAE锚点可以从外部源接收用户文档，用户文档可以 定义对于连接的用户，哪种类型的连接是允许的，例如允许其连接到哪个 分组数据网络。用户文档还可以包括存储的用户命和密码，其中需要从UE 获得该用户名和密码以接入特定的分组数据网络(PDN)。用户文档还可以 包括用于影响通过SAE锚点的用户数据的处理或/和路由的某些其它信息。
计费SAE锚点基于横穿的用户数据的特性，向计费实体报告计费信 息，例如，报告横穿的用户数据量。基于横穿的用户数据的内容和它的源 或/和目的地地址，可以将报告划分成不同的类别。
用户数据切换和路由SAE锚点负责将横穿的用户数据向用户数据路 径中的下一个节点进行转发、切换或/和路由。为此目的，它具有特定的移 动性和/或传输协议。
还可以存在由SAE锚点处理的其它功能。
现在参考图2，在该非漫游情况下，仅有一个SAE锚点用于横穿的用 户数据。这意味着用户数据处理集中在单个节点中。这简化了架构，因为 支持SAE功能的接口仅需要在该单个SAE锚节点中终止。在EPC中不需 要具有重复的用户数据处理功能或重复的接口。
现在参考图3，在该漫游情况下，可以看见两个SAE锚点的实例。这
意味着如一般所要求的那样，用户平面处理功能可以处在两个位置，例如 拜访网络和归属地网络两者中。当用户平面处理功能需要两个节点时，该 方案允许这种分配。图2描述了非漫游的情况，如图2所示，当不需要这 两个节点进行操作的时候，就不要求两个节点进行操作。此外，针对漫游 的情况，改为使用相同的逻辑节点两次，而非定义两个不同的用户平面节 点，这减少了 EPC节点和系统的其余部分之间的接口数量。例如，到PCRF、 HSS、计费系统等等的接口无需连接到两个逻辑节点。 一个逻辑节点就足够 了，其中在数据路径中可以多次使用该单节点。
可以将多个(多于两个)SAE锚点串联连接。在非漫游的情况中，例 如移动设备与SAE锚点的典型位置之间的物理距离很长的情况，或者单个移动设备接入多个分组数据网络的情况，也可以使用串联的多个用户平面 节点。
现在参考图4，除了在SAE锚点之间对于移动、传输和切换使用不同 的协议之外，在此示出的实例类似于图3中所述的实例。串联连接的SAE 锚点之间的连接协议可以是(例如)GTP、移动IP、 GRE、 IP、 PMIP、增 强型GTP或任意其它合适的协议。还可以是从上述那些协议中衍生的任意 协议。
现在参考图5，该实例示出对于用户数据中的不同数据流，SAE锚点的 出现可以不同。在该实例中，其中一些用户数据从第一SAE锚点远离EPC 系统进行路由。通常，进行该步骤以连接本地业务或者可以从本地网络更 好地接入的业务。这些业务可以是(例如)本地业务、IMS业务、紧急呼 叫、互联网连接等等。
现在参考图6，该实例示出了串联连接出现的两个不同的SAE锚点。 该串联连接机制还可用于将用户数据流的一部分连接到多个SAE锚点。在 一个位置将一个流从一个SAE锚点路由/切换/转发到第二 SAE锚点。与此 同时，将来自同一用户设备的另一个流从一个SAE锚点路由到第三SAE锚 点。这使得在第二或/和第三SAE锚点能够进行用户数据流的业务或PDN 特有的处理。这还能实现到单个或多个PDN、企业网络或/和特有的业务的 连接，它们中的每一个都具有它们专用的SAE锚节点。
现在参考图7a和7b，其示出了具有两个不同的逻辑节点即节点1和节 点2的SAE架构(方法1)，对于与EPC之中的用户平面处理有关的信令 功能，在EPC和该系统的其它部分之间必须定义两组逻辑接口。必须有到 节点1的策略控制接口，使得能够在拜访网络中强制执行策略，并且必须 有到节点2的策略控制接口 ，使得能够在归属地PLMN中强制执行策略。
在非漫游情况下，自然可以在单个物理机箱中实现节点1和节点2。然 而，该逻辑架构假设这两个节点是分隔开的，由此，即使到这两个节点的 逻辑接口连接到单个物理实体，这些逻辑接口也彼此独立地进行操作。
节点1和节点2之间的用户数据接口用于在两个节点之间路由/切换/ 转发用户数据。在该方法中，对于单个用户，可以在归属地网络具有多个 节点2，以便(例如)支持对多个PDN的接入。在该方法中，从拜访EPC(节点1)直接接入PDN (例如，本地中断以用于紧急业务)需要特殊的 设置，因为在节点l没有Gi类型的接口。
在该方法中，节点1可以具有一些与接入有关的在节点2中未出现的 功能。
现在参考图8a和8b，其示出了具有单个逻辑节点A的SAE架构(方 法2)，对于漫游的情况，该系统的运行方式与方法1的两个节点的系统完 全相同。然而对于非漫游的情况，极大简化了逻辑架构。
对于与EPC之中的用户平面处理有关的信令功能，在EPC和该系统的 其余部分之间仅需要一组接口 。
在需要两个不同的位置来进行用户平面处理的情况下，可以将同一节 点A的两次使用插入到用户数据路径中。然后，在节点的每一次使用时待 应用的可能SAE用户平面处理过程的子集可以取决于载波策略和连接类 型。
第一次使用的节点A和第二次使用的节点A之间的用户数据接口用于 在两个节点之间路由/切换/转发用户数据业务。关于节点间的用户数据接 口 ，方法1和方法2之间没有任何差别。
在该方法中，对于单个用户，可以在归属地网络中具有多个节点A， 以便(例如)支持对多个PDN的接入。在这方面，方法1和方法2之间没 有任何差别。在该方法中，由于节点A已具有Gi类型的接口，所以默认支 持来自拜访网络处的节点A对PDN的直接接入。
在该方法中，关于通过节点A的特定连接，仅在拜访网络处的节点A 中使用节点A的与可能的接入有关的功能。
本领域的技术人员将会理解，可以使用各种任意不同的技术和技艺来 表示信息和信号。例如，可以将以上描述中所随处提及的数据、指令、命 令、信息、信号、比特、符号和码片表示为电压、电流、电磁波、磁场或 磁粒、光场或光粒，或它们的任意组合。
本领域的技术人员将进一步认识到，结合本文公开的实施例所述的各 种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机 软件或这两者的组合。为了清楚地示出硬件和软件的可互换性，以上根据 各种示例性的组件、块、模块、电路和步骤的功能来概述了各种示例性的组件、块、模块、电路和步骤。这些功能是实现为硬件还是软件取决于特 定的应用和加在整个系统上的设计限制。对于每个特定的应用，熟练的技 术人员可以用各种不同的方法来实现所述功能，但是不应将这种实现的决 定解释为导致脱离了本发明的范围。
可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、 现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、 离散硬件组件、或它们的用于执行本文所述的功能的任意组合，实现或执 行结合本文公开的实施例所述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。通用 处理器可以是微处理器，但是可替换地，该处理器可以是任意常规处理器、 控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算器件的组合，例如 DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、 一个或多个微处理器与一 个DSP内核的组合，或任意其它的这种配置。
结合本文公开的实施例所述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬 件、处理器所执行的软件模块或这两者的组合中。该软件模块可以位于 RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存 储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM，或本领域己知的任意其它形 式的存储介质中。示例性的存储介质耦合到存储器，使得处理器可以从该 存储介质读出信息并且向该存储介质写入信息。可替换地，存储介质可以 集成到处理器中。处理器和存储介质可以位于ASIC中。ASIC可以位于用 户终端中。可替换地，处理器和存储介质可以作为离散的组件位于用户终 端中。
提供了所公开实施例的前述描述，以使得本领域的任意技术人员能够 做出或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员是显 而易见的，并且在不脱离本发明的精神和范围的前提下本文所定义的通用 原理可以应用于其它实施例。因此，本发明并非意图限于本文所公开的实 施例，而是与符合本文所公开的原理和新颖性特征的最广的范围相一致。
1权利要求
1、一种运行在通信系统中的装置，包括一个或多个逻辑实体，用于提供与通过所述通信系统的连接有关的功能集合；其中，所述逻辑实体是串联连接的，并且所述逻辑实体的每次使用均提供所述功能集合的子集。
2、 如权利要求1所述的装置，其中，所述通信系统是系统架构演进 (SAE)通信系统。
3、 如权利要求l所述的装置，其中，所述逻辑实体是SAE锚点。
4、 如权利要求l所述的装置，其中，所述连接是网间漫游连接。
5、 如权利要求l所述的装置，其中，所述功能集合的所述子集包括以 下其中之一策略强制执行、数据路由和切换、在线计费、流监视和合法 监听。
6、 一种在通信系统中使用的方法，包括提供一个或多个逻辑实体，所述逻辑实体用于提供与通过所述通信系统的连接有关的功能集合；其中，所述逻辑实体是串联连接的，并且 所述逻辑实体的每次使用均提供所述功能集合的子集。
7、 如权利要求6所述的方法，其中，所述通信系统是系统架构演进 (SAE)通信系统。
8、 如权利要求6所述的方法，其中，所述逻辑实体是SAE锚点。
9、 如权利要求6所述的方法，其中，所述连接是网间漫游连接。
10、 如权利要求6所述的方法，其中，所述功能集合的所述子集包括 以下其中之一策略强制执行、数据路由和切换、在线计费、流监视和合 法监听。
11、 一种包括指令的机器可读介质，当机器执行所述指令时，所述指令促使所述机器执行以下操作提供一个或多个逻辑实体，所述逻辑实体用于提供与通过所述通信系 统的连接有关的功能集合；其中，所述逻辑实体是串联连接的，并且所述逻辑实体的每次使用均提供所述功能集合的子集。
12、 如权利要求ll所述的机器可读介质，其中，所述通信系统是系统 架构演进(SAE)通信系统。
13、 如权利要求ll所述的机器可读介质，其中，所述逻辑实体是SAE 锚点。
14、 如权利要求ll所述的机器可读介质，其中，所述连接是网间漫游 连接。
15、 如权利要求ll所述的机器可读介质，其中，所述功能集合的所述 子集包括以下其中之一策略强制执行、数据路由和切换、在线计费、流 监视和合法监听。
16、 一种运行在无线通信系统中的装置，所述装置包括；处理器，用于提供一个或多个逻辑实体，所述逻辑实体用于提供与通 过所述通信系统的连接有关的功能集合，其中，所述逻辑实体是串联连接的，并且所述逻辑实体的每次使用均提供所述功能集合的子集；以及存储器，其耦合到所述处理器，用于存储数据。
17、 如权利要求16所述的装置，其中，所述通信系统是系统架构演进 (SAE)通信系统。
18、 如权利要求16所述的装置，其中，所述逻辑实体是SAE锚点。
19、 如权利要求16所述的装置，其中，所述连接是网间漫游连接。
20、 如权利要求16所述的装置，其中，所述功能集合的所述子集包括 以下其中之一策略强制执行、数据路由和切换、在线计费、流监视和合 法监听。
全文摘要
在用于提供灵活网络架构的方法和装置中，可运行在通信系统中的装置包括一个或多个逻辑实体，用于提供与通过通信系统的连接有关的功能集合，其中所述逻辑实体是串联连接的，并且所述逻辑实体的每次使用均提供所述功能集合的子集。
文档编号H04W16/18GK101518117SQ200780033813
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月14日 优先权日2006年9月14日
发明者K·I·阿赫马瓦拉, L·卡萨恰 申请人:高通股份有限公司