在移动通信网络中发送用户面业务的制作方法
【专利摘要】一种在移动电信网络中用于通过位于基站和服务网关之间的节点来发送用户面业务的方法和设备。基站接收包含标识服务网关的隧道协议信息的消息。基站朝节点发送第二消息，第二消息包括标识基站和服务网关的隧道协议信息。基站接收来自节点的第三消息，第三消息包括供基站向节点使用的隧道协议信息，以及供服务网关向节点使用的隧道协议信息。发送第四消息，其包括供服务网关向节点使用的隧道协议信息。然后可通过节点来在基站和服务网关之间发送用户面业务。
【专利说明】在移动通信网络中发送用户面业务
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在移动通信网络中发送用户面业务的领域。
【背景技术】
[0002]在移动网络中提供缓冲是已知的。缓冲基于这样的思想:大部分的互联网业务是重复的，而且消除从其起源的重复的内容的发送可在需要的带宽方面提供节约可能。在移动网络中进行缓冲的主要原理是例如在互联网中的重复内容的副本移动得较接近移动用户。例如,这种内容可缓冲在无线电接入网络(RAN)的不同的部分中、在核心网络(CN)中或只是“通过” CN。
[0003]可通过在移动网络中进行缓冲来实现的主要好处如下:
a.移动网络中的输送成本和互联网对等互联成本降低。“通过高速缓冲存储器”实现这一点，因为缓冲信息主要仅通过高速缓冲存储器在传输链路中传送一次。
[0004]b.移动终端用户体验的质量得到改进。这主要是由于延迟减少而实现的，因为缓冲信息可从高速缓冲存储器更快速地返回到移动用户(与特地从原始位置获得信息的情况相比)。
[0005]c.提供新服务，诸如运营商的内容寄宿和存储/备份。移动运营商可同意内容提供商确保来自特定的内容提供商的内容以更好的方式输送给在移动运营商的网络中的移动用户。
[0006]缓冲也可用于向移动用户的媒体分发。不是从媒体服务器或其它用户中取得可下载的媒体，而是可从高速缓冲存储器中取得媒体。图1显示来自可访问若干媒体源Ia的媒体服务器I的媒体信息在移动网络3中如何被推送到高速缓冲存储器2中，然后移动用户
4、5可直接从高速缓冲存储器2中而从非媒体服务器I中接收媒体信息。注意，缓冲可用于几乎任何类型的互联网内容，所以图1中显示的媒体内容的示例可由几乎任何其它类型的内容代替。
[0007]公共RAN缓冲是关于在RAN中包括用于所有不同的无线电接入技术(例如GSM、WCDMA和LTE)的高速缓冲存储器2。RAN高速缓冲存储器的良好位置是在公共RAN控制器，例如包括基站控制器(BSC)或无线电网络控制器(RNC)或它们两者的节点。关于缓冲的挑战在于确保用户面穿过RAN高速缓冲存储器。如果RAN中包括高速缓冲存储器，则WCDMA/HSPA用户面自动地穿过RAN高速缓冲存储器。这同样适用于其中在BSC包括RAN高速缓冲存储器的GPRS/EDGE用户面业务。但是，在后一种情况下，存在额外的挑战，因为GPRS/EDGE用户面业务通常在MS/UE和服务GPRS支持节点(SGSN)之间加密，并且因此在穿过BSC时，业务被加密。
[0008]那么使用长期演进(LTE)架构会引起问题。LTE是目前在第三代合作伙伴项目(3GPP)的开发下的通信网络技术。LTE需要被称为演进通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)的新式无线电接入技术，其设计成改进网络容量，减少网络中的等待时间，以及因此改进终端用户的体验。系统架构演进(SAE)是用于LTE通信网络的核心网络架构。[0009]如图2中显示的那样，LTE是没有任何RAN控制器的所谓的“扁平RAN架构”。控制面接口(Sl-MME)直接安放eNodeB (eNB) 6和移动性管理实体(MME) 7之间，并且用户面接口(Sl-U)直接安放eNB 6和服务GW(SGW) 8之间。注意，SGW 8可与TON GW集成在一起，但为了简单起见，术语SGW在本文用来表示核心网络中的用户面网关。为了使得能够缓冲，需要通过RAN控制器9来对用户面接口进行路由，其显示为eNB 6、高速缓冲存储器2和SGW8和文本框“如何？”之间的粗黑线。
[0010]由于LTE是扁平RAN架构，所以目前没有确保用户面业务可穿过RAN控制器9，并且因此可访问RAN高速缓冲存储器2的方法。
[0011]此外，同样的问题对于用户面业务穿过特定的节点是合乎需要的其它情形也存在。例如，不是上面描述的缓冲问题，而是可能需要业务穿过提供“云”应用和/或软件寄宿的特定节点。类似地，在节点中可能需要用户面业务优化或分组检查。在这些示例性情况中的任一种情况下，目前没有确保用户面业务路由通过位于eNB 6和SGW 8之间的特定节点的方法。
【发明内容】
[0012]本发明的目标是允许用户面业务穿过位于移动通信网络(诸如LTE网络)中的基站和服务网关(诸如RAN控制器中的高速缓冲存储器)之间的节点。根据第一方面，提供一种在移动电信网络中通过位于基站和服务网关之间的节点来发送用户面业务的方法。基站接收包含标识服务网关的隧道协议信息的消息。然后朝节点发送第二消息，第二消息包括标识基站和服务网关的隧道协议信息。然后基站接收来自节点的第三消息，第三消息包括供基站向节点使用的隧道协议信息，以及供服务网关向节点使用的隧道协议信息。发送第四消息，第四消息包括供服务网关向节点使用的隧道协议信息。这允许在基站和节点之间，以及在节点和服务网关之间建立隧道。然后可通过节点来在基站和服务网关之间发送用户面业务。
[0013]作为选择，创建关于与用户面业务相关联的用户设备以及关于使用的本地载体(local bearer)的本地标识符。选择标识基站的隧道协议信息，并且标识基站的隧道协议信息和本地标识符包括在第二消息中。
[0014]本地标识符和隧道终点标识符可选地存储在存储器中。
[0015]作为选择，做出确定无法再联系节点。在这种情况下，将路径切换请求发送到移动性管理实体，以便在基站和服务网关之间建立新隧道，以代替之前建立的第一隧道和第二隧道，路径切换请求消息包括标识基站的隧道协议信息和地址。
[0016]方法可选地包括从节点池中选择节点，以及在与选择的节点失去连接的情况下，从节点池中选择另一个节点。
[0017]基站可选地选自eNodeB和家庭eNodeB网关，并且节点可选地包括高速缓冲存储器、数据宿主机、分组分析功能和用户面业务优化功能中的任一个。
[0018]根据第二方面，提供一种在移动电信网络中通过位于基站和服务网关之间的节点来发送用户面业务的方法。节点接收来自位于无线电接入网络中的基站的消息。消息包括标识基站和服务网关的隧道协议信息。节点在节点和基站之间建立第一隧道，以及在节点和服务网关之间建立第二隧道。将另一个消息发送到基站，另一个消息包括供基站向节点使用的隧道协议信息，以及供服务网关向节点使用的隧道协议信息。然后节点可接收通过节点在基站和服务网关之间发送的用户面业务。
[0019]作为选择，节点包括高速缓冲存储器、数据宿主机、分组分析功能和用户面业务优化节点中的任一个。
[0020]根据第三方面，提供一种用于在移动通信网络中使用的基站。基站设有用于接收包括标识服务网关的隧道协议信息的消息的第一接收器。提供用于朝位于无线电接入网络中的节点发送第二消息的发射器，第二消息包括标识基站的隧道协议信息和标识服务网关的隧道协议信息。提供用于接收来自节点的第三消息的第二接收器，第三消息包括供基站向节点使用的隧道协议信息，以及供服务网关向节点使用的隧道协议信息。发射器布置成发送第四消息，第四消息包括供服务网关向节点使用的隧道协议信息。提供处理器，其用于通过节点来向服务网关发送和/或接收用户面业务。
[0021]作为选择，处理器进一步布置成创建关于与用户面业务相关联的用户设备以及关于使用的本地载体的本地标识符，并且处理器进一步布置成选择标识基站的隧道协议信息，其中，标识基站的隧道协议信息和本地标识符包括在第二消息中。作为另一个选择，基站提供有呈存储器的形式的计算机可读介质，存储器可用于存储本地标识符和隧道终点标识符。
[0022]处理器可选地布置成确定无法再联系节点。在这种情况下，基站进一步包括用于将路径切换请求发送到移动性管理实体的第二发射器，以便在基站和服务网关之间建立新隧道，以代替之前建立的第一隧道和第二隧道，路径切换请求消息包括标识基站的隧道协议信息和地址。
[0023]基站可选地选自eNodeB和家庭eNodeB网关。
[0024]根据第四方面，提供一种用于在移动通信网络中的基站和服务网关之间使用的节点。节点设有用于接收来自基站的消息的接收器。消息包括标识基站和服务网关的隧道协议信息。提供用于布置节点和基站之间的第一隧道以及节点和服务网关之间的第二隧道的建立的处理器。提供用于将另一个消息发送到基站的第一发射器，另一个消息包括供基站向高速缓冲存储器使用的隧道协议信息，以及供服务网关向高速缓冲存储器使用的隧道协议信息。处理器布置成使用第一隧道和第二隧道，通过节点来在基站和服务网关之间发送用户面业务。
[0025]这种节点的示例是无线电接入网络控制器。
[0026]根据第五方面，提供一种计算机程序，其包括计算机可读代码，该计算机可读代码当在基站上运行时，使基站表现为如上面在第三方面中描述的那样的基站。
[0027]根据第六方面，提供一种计算机程序，其包括计算机可读代码，计算机可读代码当在用于在移动通信网络中提供缓冲的数据的节点上运行时，使节点表现为如上面在第四方面中描述的那样的节点。
[0028]根据第七方面，提供一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质和如上面在第五或第六方面中的任一方面中描述的那样的计算机程序，其中，计算机程序存储在计算机可读介质上。
【专利附图】
【附图说明】[0029]图1在框图中示意性地示出用于对移动通信网络中的媒体内容提供缓冲的网络架构；
图2在框图中示意性地示出LTE网络架构，其显示用户面业务未穿过高速缓冲存储器的问题；
图3在框图中示意性地示出eNodeB和服务网关之间的GTP-隧道的原理；
图4在框图中示意性地示出eNodeB和高速缓冲存储器之间以及高速缓冲存储器和服务网关之间的两个GTP-隧道的原理；
图5在框图中示意性地示出eNodeB和高速缓冲存储器之间的Sl-RAN接口 ；
图6是根据本发明的实施例的显示Sl-RAN接口的信令流的信令图；
图7是根据本发明的实施例的显示步骤的流程图；
图8是根据本发明的实施例的显示回退机制的步骤的流程图；
图9在框图中示意性地示出根据本发明的实施例的IPSec隧道；
图10在框图中示意性地示出根据本发明的实施例的RAN控制器中的SeGW的功能；
图11在框图中示意性地示出根据本发明的实施例的eNodeB ;以及 图12在框图中示意性地示出根据本发明的实施例的无线电接入网络控制器节点。
【具体实施方式】
[0030]以下描述了一种允许LTE用户面业务由RAN控制器9中的RAN高速缓冲存储器2穿过的技术。此外，对当RAN控制器9故障时的情况提供回退机制。但是，这不意于为限制性示例，并且以下描述适应于节点需要访问基站(诸如eNB)6和SGW 8之间的用户面业务的任何情况。这样的节点的示例包括提供云应用和软件寄宿的节点。在这种情况下，节点必须访问eNB 6和SGW 8之间的LTE用户面业务。另一个示例是提供用户面业务优化的节点，诸如TCP优化、视频优化或视频加强。另一个示例是对用户面业务执行分组检查的节点，诸如报头检查、浅度分组检查、深度分组检查和启发式业务分析。再次，节点需要访问基站6和SGW 8之间的用户面业务。以下描述基于其中用户面业务通过位于基站6和SGW8之间的高速缓冲存储器而发送的示例，但将理解的是，高速缓冲存储器可代替需要访问用户面业务的任何其它类型的节点。
[0031]下面使用的术语“隧道协议信息”指的是用来在节点之间设立隧道的信息，并且包括诸如源或目的地IP地址和隧道终点标识符(TEID)的信息。
[0032]在以下描述中，高速缓冲存储器在RAN中位于基站6和SGW 8之间。但是，对于一些网络架构，RAN和核心网络之间的边界难以定义，所以本领域技术人员将理解，高速缓冲存储器(或其它节点)未必位于RAN中；它可位于RAN或核心网络中在基站和SGW之间的任何点处。
[0033]如果Sl-MME接口不变，则它将直接安放eNB 6和MME (—个或多个)7之间。换句话说，eNB 6和MME 7之间的控制面不穿过需要访问用户面业务的节点(诸如高速缓冲存储器、分组检查节点等)。
[0034]Sl-U接口因此而改变，使得需要访问用户面业务(诸如RAN控制器9和RAN控制器9中的高速缓冲存储器逻辑)的节点成为eNB 6和SGW 8之间的用户面的一部分。新逻辑路径为eNB - RAN控制器? SGW。[0035]以下描述了对于Sl-U接口可如何实现以上布置。
[0036]在Sl-U接口上使用GPRS隧道协议(GTP)，或者至少其用户面部分，即，GTP-U协议。通常，GTP-隧道位于eNB 6和SGW 8之间，如图3中显示的那样。但是，图4显示当高速缓冲存储器2已被包括为eNB 6和SGW 8之间的Sl-U接口的一部分时的原理。穿过eNB6和SGW 8之间的GTP-隧道现在被分成两个不同的部分，一个部分在eNB 6和高速缓冲存储器2之间，而另一个部分在高速缓冲存储器2和SGW 8之间。这个解决办法的优点在于可引入它，其中改变仅在RAN中需要。这意味着SGW 8将高速缓冲存储器2 “看作”eNB 6，而对SGW 8隐藏了真正的eNB 6。
[0037]为了使能图4中示出的解决办法，在eNB 6和RAN控制器9中的高速缓冲存储器2之间创建新控制面接口 S1-RAN，如图5中显示的那样。
[0038]对于Sl-RAN接口的建立，假设有益的是，eNB 6建立朝RAN控制器9的连接，并且因此需要存在eNB 6选择最适当的RAN控制器9 (适当的，例如，因为RAN控制器9的位置非常接近Sl-U接口的正常传输路径)的机制。
[0039]用于Sl-RAN接口建立的、避免eNB 6中有不必要的配置的一种方法是应用基于域名系统(DNS)的解决办法。在这种情况下，eNB 6构造由字符串“RAN”、公共陆地移动网络(PLMN)标识符移动网络代码(MNC)和移动国家代码(MCC)以及eNB 6 (例如eNB_ID或其一部分)的标识符的一部分组成的完全合格域名(FQDN)，然后执行DNS查询。返回的IP地址是在DNS中配置的RAN控制器的IP地址。这种用于MCC 345和MNC 12的FQDN的示例可编码成:“RAN.eNB9876.mnc012.mcc345.pub.3gppnetwork.0rg，，。
[0040]在下面未描述Sl-RAN接口建立和协议架构的另外的细节。但是，作为示例，建议这个接口可基于SCTP，因为这是例如对eNB中的Sl-MME使用的。
[0041]在图6中显示Sl-RAN接口的用法。此图显示了在eNB 6处接收的初始上下文设置请求(INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST)消息。还有当Sl-RAN接口信令触发时的其它情况，例如:
1.专用载体启动过程；
2.载体修改过程；
3.上下文管理过程；以及
4.与移交(Handover)有关的过程。
[0042]以下标号对应于图6和7的标号:
S1.eNB 6接收消息，消息包含包括SGW IP地址和TEID的GTP-U隧道协议信息。
[0043]S2.eNB 6创建两个本地标识符:UE ID和载体ID，并且将它们存储在这个载体的本地UE上下文中。UE ID例如可为eNB UE SlAP ID，而载体ID可为例如ERAB-1D。
[0044]S3.eNB 6选择本地GTP-U隧道协议信息来标识eNB 6，该本地GTP-U隧道协议信息包括eNB IP地址和TEID (在图6中显示为RBS IP和RBS TEID)。
[0045]S4.eNB 6创建新的Sl-RAN消息新上下文，其包括UE ID和载体ID。对于上行链路业务，包括SGW IP地址和TEID，而对于下行链路业务，则包括eNB IP地址和TEID。
[0046]S5.将消息发送到RAN控制器9中的高速缓冲存储器2。
[0047]S6.另外，eNB 6可在本地存储所有的以上隧道协议信息，这是因为以后如果需要回退解决办法的话可能需要它。[0048]S7.高速缓冲存储器2接收消息。
[0049]S8.高速缓冲存储器2使用接收到的隧道协议信息来创建两个不同的GTP-U隧道，一个在eNB 6和高速缓冲存储器2之间，而另一个在高速缓冲存储器2和SGW 8之间。
[0050]对于高速缓冲存储器2和SGW 8之间的GTP-U隧道:高速缓冲存储器2开始使用接收到的SGW IP地址和TEID作为朝SGW 8的GTP-U隧道的目的地信息。高速缓冲存储器2还选择本地GTP-U隧道标识符，即，高速缓冲存储器IP地址-2和TEID-2，以供SGW 8向高速缓冲存储器2使用。
[0051]对于高速缓冲存储器2和eNB 6之间的GTP-U隧道:高速缓冲存储器2开始使用接收到的eNB IP地址和TEID作为朝eNB 6的GTP-U隧道的目的地信息。高速缓冲存储器2还选择本地GTP-U隧道标识符，即，高速缓冲存储器IP地址-1和TEID-1，以供eNB 6向高速缓冲存储器2使用。
[0052]S9.高速缓冲存储器2创建新的Sl-RAN消息作为对消息的回复，并且包括:UEID和载体ID，高速缓冲存储器IP地址-1和TEID-1，以及高速缓冲存储器IP地址_2和TEID-2。
[0053]S10.将消息发送回eNB 6。
[0054]Sll.当eNB 6接收来自高速缓冲存储器2的回复消息时，其执行以下行动:
S12.eNB 6使用关于高速缓冲存储器2 IP地址-2和TEID-2的接收到的隧道协议信
息作为RAN中的目的地GTP-U隧道信息来对核心网络进行回复。在这种情况下，IP-地址朝向RAN控制器9中的高速缓冲存储器2。照这样，eNB 6和核心网络之间的用户面业务通过高速缓冲存储器2而发送。eNB 6响应于步骤SI中接收到的消息来将响应消息发送给MME
7。响应消息包括供SGW 8向高速缓冲存储器2使用的、如接收自高速缓冲存储器2的隧道协议信息。
[0055]S13.eNB 6针对朝向RAN控制器9中的高速缓冲存储器2的GTP-U隧道使用关于高速缓冲存储器2 IP地址-1和TEID-1的接收到的隧道协议信息。
[0056]注意，任何上面描述的消息和隧道协议信息都可通过一个或多个居间节点而发送。
[0057]上面描述的提出的解决办法在LTE用户面业务路径中引入了集中式RAN节点，RAN控制器9。RAN控制器9成为LTE业务的可能的单故障点。因此，对当RAN控制器9故障时的情况需要一种解决办法。
[0058]处理这个问题的一种方式是池RAN控制器9和/或高速缓冲存储器(如果高速缓冲存储器不位于RAN控制器9处)，这允许有可能通过新的RAN控制器和高速缓冲存储器来重新建立GTP-U隧道。备选地，可对初始业务路径执行回退，即，GTP-U隧道重新路由，以再次直接安放eNB 6和SGW 8之间，而不穿过任何RAN控制器9或高速缓冲存储器2。
[0059]注意，如果UE和(旧)高速缓冲存储器2之间的会话终止，则UE需要重新建立之前在UE和旧的高速缓冲存储器2之间建立的会话。如果高速缓冲存储器共享(pooling)就位，则新会话可在UE和新的高速缓冲存储器之间，而如果对初始业务路径的回退就位，则新会话将在UE和移动网络外部的服务器之间(即，不涉及缓冲)。
[0060]更详细地考虑第二种情况，其中，对初始业务路径执行回退，在图8中示出主要原理。以下标号对应于图8的标号: S14.初始情形是UE会话的GTP-U隧道分成两步:i)在eNB 6和RAN控制器/高速缓冲存储器2之间的GTP-U隧道，以及ii)在RAN控制器/高速缓冲存储器2和SGW 8之间的GTP-U隧道。
[0061]S15.RAN控制器9和高速缓冲存储器2停止使用，并且UE会话的GTP-U隧道中断。在这种情况下，GTP-U隧道重新路由，使得其再一次直接安放eNB 6和SGW 8之间。
[0062]S16.存在不同的方式用于eNB 6检测RAN控制器9已经失去。检测可基于这个RAN控制器9缺乏任何业务。另一个可能性是，实施可用来检查另一边是否仍然活动的GTP-U路径管理过程回声(Echo)请求和回声回复。
[0063]当eNB 6检测到RAN控制器9有故障，则eNB 6知道了关于SGW 8的隧道协议信息，诸如SGW IP-地址和TEID，这是因为这些包括在来自MME 7的、用以建立GTP-U隧道的初始消息中。SGW 8仅知道RAN IP地址和TEID (实际上是如上面描述的高速缓冲存储器IP地址-2和高速缓冲存储器TEID-2)。因此，主要是GTP-U隧道的下行链路侧需要重新路由，并且这个信息需要提供给SGW 8。
[0064]S17.为了重新路由SGW中的GTP-U隧道的下行链路，eNB 6选择呈GTP-U隧道标识符(即，eNB IP地址和TEID)的形式的本地隧道协议信息。这些可与最初提供给RAN控制器9的eNB 6相同，或者这些可为新的。
[0065]S18.eNB 6将路径切换请求(PATH SWITCH REQUEST)消息发送到MME 7。这个消息中的仅新信息是设定到eNB IP地址的“传输层地址”域，以及设定到eNB TEID的GTP-TEID。
[0066]S19.核心网络在eNB 6和MME 7之间执行路径切换，这使得MME 7和SGW 8之间的载体被修改。将新的下行链路GTP-U隧道信息提供给SGW 8。
[0067]关于这个解决办法的一方面在于，MME 7将这种情况看作相同eNB 6内的基于X2的移交。但是，假设这在MME 7中不引起任何问题，因为这种情况与当部署了 HeNB-GW时的HeNB (家庭eNB，也被称为LTE毫微微基站)的情况非常相似。在这种情况下，HeNB-GW对从HeNB向不同的MME的多个S1-接口进行多路复用。在相同HeNB-GW下面的两个HeNB之间的基于X2的移交的情况下，情况是相同的。
[0068]注意，使用IPsec来保护eNB 6和SGW 8之间的GTP-U隧道的部分是可选的。这在图9中有进一步显示，其中图9显示了使用IPsec来保护eNB 6和MME 7之间的Sl-MME接口。图9显示了其中使用朝向一个安全网关(SEGW)IO的相同IPsec隧道来保护Sl-MME和Sl-U两者的情况。但是，将理解，其它部署也是可行的，例如用于不同的MME和SGW的朝向不同SEGW的不同IPsec隧道。
[0069]与在RAN控制器910中缓冲LTE业务有关的问题主要是由于SEGW 10可与高速缓冲存储器2和RAN控制器9位于不同的位点(site)上的可能性。一种可能性是高速缓冲存储器2和RAN控制器9在所谓的本地切换位点上，与其中MME和SGW很可能与SEGW —起居中布置的主切换位点相比，该本地切换位点在网络中的更外部。有关方面在于，SGW(和PDN-GW)在网络中位于例如本地切换位点的更外部是可行的。这还将意味着SEGW 10,SGff/PDN-Gff 8和RAN控制器9可最终在同一位点上。但是，这里假设解决办法还需要支持当SGW8仍然与其它核心网络节点一起居中位于主切换位点上时的情况，如图9中显示的那样。
[0070]这个问题的解决办法是使SEGW 10位于RAN控制器9中，如图10中显示的那样。
[0071]IPsec中的正常功能性(在互联网密钥交换版本2 (IKEv2)协议中)可用来协商用于不同的IPsec隧道的不同的业务选择器(TS)。IPsec隧道的TS规定哪部分业务在特定的IPsec隧道中发送。例如，TS可基于目的地IP地址，而且例如这使得能够通过使用这些IPsec隧道的TSJf RAN控制器IP地址和SGW IP地址分成不同的IPsec隧道。
[0072]重要的方面还在于:如果IPsec隧道在RAN控制器9中终止，则所有S1_U GTP-U隧道无论如何都将穿过高速缓冲存储器2，而且将不需要上面描述的基于Sl-RAN的解决办法。但是，对GTP-U使用IPsec是可选的，并且因此解决办法也需要支持当未使用IPsec时的情况。
[0073]如上面提到的那样，eNB 6可具有朝向不同的SEGW 8的多个IPsec隧道，例如一个通往RAN控制器IP子网，以及一个朝向SGW IP子网。这意味着在描述的路径切换过程之前，在需要建立朝向SGW子网的新IPsec隧道方面将没有延迟。
[0074]转到图11，示出了根据本发明的实施例的eNodeB 6。eNodeB 6设有用于接收包含隧道协议信息的消息的第一接收器11。提供用于朝高速缓冲存储器2发送第二消息的发射器12，第二消息包括关于eNodeB 6的隧道协议信息和关于SGW 8的隧道协议信息。提供用于接收来自RAN控制器9的第三消息的第二接收器13，第三消息包括供eNodeB 6向高速缓冲存储器2使用的隧道协议信息，以及供服务网关8向高速缓冲存储器2使用的隧道协议信息。发射器12 (或另一个发射器)用来朝SGW 8发送第四消息。第四消息包括SGW 8向高速缓冲存储器2使用所需的隧道协议信息。提供用于控制通过高速缓冲存储器2来在eNodeB 6和SGW 8之间发送用户面业务的处理器14。
[0075]处理器14可布置成如上面描述的那样创建本地标识符。此外，eNodeB 6可设有呈存储器15的形式的计算机可读介质，存储器15用于将本地标识符和隧道终点标识符存储在存储器中。存储器15也可用来存储计算机程序17，计算机程序17当由处理器14执行时,使eNodeB 6表现为上面描述的那样。
[0076]对于回退机制，处理器14可进一步布置成确定无法再联系高速缓冲存储器2位置所在的RAN控制器9。在这种情况下，提供用于将路径切换请求发送到MME 7的第二发射器16，以便在eNodeB 6和SGW 8之间建立新隧道，以代替之前建立的第一隧道和第二隧道，路径切换请求消息包括eNodeB 6的隧道终点标识符和地址。
[0077]现在转到图12，显示了 RAN控制器9。如上面描述的那样，RAN控制器9设有用于存储缓冲数据的高速缓冲存储器2。提供用于接收来自eNodeB 6的消息的第一接收器18，该消息包括关于eNodeB 6和SGW 8的隧道协议信息。提供用于在高速缓冲存储器2和eNodeB 6之间建立第一隧道，以及在高速缓冲存储器2和SGW 8之间建立第二隧道的处理器19。提供用于将另一个消息发送到eNodeB 6的第一发射器20，该另一个消息包括供eNodeB 6向高速缓冲存储器2使用的隧道协议信息，以及供SGW 8向高速缓冲存储器2使用的隧道协议信息。处理器19布置成通过高速缓冲存储器2来在eNodeB 6和SGW 8之间发送用户面业务。
[0078]如上面描述的那样，RAN控制器9还可包括SeGW功能10。RAN控制器9还可设有呈存储器21的形式的计算机可读介质。这可用来存储计算机程序22，该计算机程序22当由处理器执行时，使RAN控制器9表现为上面描述的那样。注意，图形显示了高速缓冲存储器2存储在存储器21中，但将理解的是，高速缓冲存储器2可存储在不同的存储器中，或者位于远处但可由RAN控制器9访问。[0079]本领域技术人员将理解，可对上面描述的实施例作出各种修改，而不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范围。例如，虽然以上描述引用的是LTE的网络，但将理解的是，本发明可适合其它类型的无线电网络，以及除了 eNodeB之外的基站，诸如HeNB-G也可利用本发明。此外，在高速缓冲存储器位于RAN控制器9处的情况下描述本发明，但本发明也适合高速缓冲存储器位于RAN控制器和PGW/GGSN之间的单独的节点处的情况。
[0080]在本发明的各种实施例的以上描述中，要理解的是，本文使用的用语仅是为了描述特定的实施例，而不意于限制本发明。除非另有规定，本文使用的所有用语(包括科学和技术用语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如常用字典中定义的那些的用语应解释为具有与它们在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，而且将不可以本文明确限定地理想化或过于正式的意义来解释用语。
[0081]将理解的是，虽然用语第一、第二等在本文可用来描述各种元件，但这些元件不应由这些用语限制。这些用语仅用来区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可被称为第二元件，而且类似地，第二元件也可被称为第一元件，而不偏离本发明的范围。如本文所用，用语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项中的任一个和它们的所有组合。
[0082]如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另有明确的说明。为了简洁和/或清楚，可不详细描述众所周知的功能或结构。用语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项中的任一个和它们的全部组合。
[0083]如本文所用，用语“包括”、“包含”、“具有”或其变型是开放式的，并且包括一个或多个所陈述的特征、整体、元件、步骤、构件或功能，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、元件、步骤、构件、功能或其组合。此外，如本文所用，源自拉丁语短语“exempligratia”的常用缩写“例如”可用来介绍或指定前面提到的项的一般示例或多个示例，而不意于限制此类项。源自拉丁语短语“id est”的常用缩写“S卩”可用来指定来自更一般的叙述的特定项。
[0084]本文参照计算机实现的方法、设备(系统和/或装置)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图说明来描述示例实施例。要理解的是，框图和/或流程图说明的框，以及框图和/或流程图说明中的框的组合，可由计算机程序指令实现，计算机程序指令由一个或多个计算机电路执行。可将这些计算机程序指令提供给通用计算机电路、专用计算机电路和/或其它可编程数据处理电路的处理器电路以产生机器，使得通过计算机的处理器和/或其它可编程数据处理设备执行的指令变换和控制晶体管、存储在存储器位置上的值以及这种电路内的其它硬件构件以实现框图和/或流程图框或多个框中规定的功能/动作，以及从而创建用于实现框图和/或流程图框(一个或多个)中规定的功能/动作的装置(功能性)和/或结构。
[0085]这些计算机程序指令也可存储在有形的计算机可读介质中，计算机可读介质可指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定的方式工作，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现框图和/或流程图框或多个框中规定的功能/动作的指令的制造品。
[0086]有形的非暂时性计算机可读介质可包括电子、磁、光、电磁或半导体数据存储系统、设备或装置。计算机可读介质的更特别的示例将包括以下:便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)电路、只读存储器(ROM)电路、电可擦除可编程只读存储器(EPR0M或闪速存储器)电路、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)，以及便携式数字视频盘只读存储器(DVD/BluRay)。
[0087]计算机程序指令还可加载到计算机和/或其它可编程数据处理设备上，以使待在计算机和/或其它可编程设备上执行的一系列操作步骤产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现框图和/或流程图框或多个框中规定的功能/动作的步骤。因此，本发明的实施例可具体体现为硬件和/或可在处理器(诸如数字信号处理器)上运行的软件(包括，固件、常驻软件、微代码等)，它们可统称为“电路”、“模块”或其变型。
[0088]还应当注意的是，在一些备选实现中，框中提到的功能/动作可不按流程图中记录的顺序进行。例如，连续显示的两个框实际上可基本同时执行，或者框有时可按相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能性/动作。此外，流程图/或框图的给定框的功能性可分成多个框，并且/或者流程图和/或框图的两个或更多个框的功能性可至少部分地结合。最后，在示出的框之间可添加或插入其它框。此外，虽然一些示意图包括通信路径上的箭头，以显示通信的主要方向，但要理解的是，通信可按与描绘的箭头相反的方向进行。
[0089]已经在本文中结合以上描述和附图来公开不同的实施例。将理解的是，逐字地描述和示出这些实施例的每个组合和子组合将是过度重复和混乱的。因此，包括附图的本说明书应解释为构成实施例以及制作和使用实施例的方式和过程的各种示例组合和子组合的完整书面描述，而且本说明书应支持对任何这种组合或子组合的权利要求。
[0090]在本说明书中使用了下面的缩写词:
3GPP 第三代合作伙伴项目
BSC基站控制器 CN核心网络 DNS域 名系统
E-UTRAN演进通用陆地无线电接入网络
eNB eNodeB
FQDN完全合格域名
GTPGPRS隧道协议
HeNB 家庭 eNB
IP网际协议
LTE长期演进
MCC移动国家代码
MME移动性管理实体
MNC移动网络代码
PLMN公共陆地移动网络
RNC无线电网络控制器
RAN无线电接入网络
SAE系统架构演进
SEGW安全网关
SGSN服务GPRS支持节点SGff 服务网关TEID隧道终点标识符TS业务选择器UE用户设备
【权利要求】
1.一种在移动电信网络中通过位于基站(6)和服务网关⑶之间的节点(2)来发送用户面业务的方法，所述方法包括:在位于无线电接入网络中的所述基站(6)处: 接收(SI)包含标识所述服务网关(8)的隧道协议信息的消息； 朝所述节点(2)发送(S5)第二消息，所述第二消息包括标识所述基站(6)和所述服务网关(8)的隧道协议信息； 接收(Sll)来自所述节点(2)的第三消息，所述第三消息包括供所述基站(6)向所述节点(2)使用的隧道协议信息，以及供所述服务网关(8)向所述节点(2)使用的隧道协议信息； 在第四消息中发送(S12)供所述服务网关(8)向所述节点(2)使用的隧道协议信息；以及 通过所述节点(2)来在所述基站(6)和所述服务网关(8)之间发送和/或接收(S13)用户面业务。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括，在所述基站(6)处: 创建(S2)关于与所述用户面业务相关联的用户设备和关于使用的本地载体的本地标识符；以及 选择(S3)标识所述基站的隧道协议信息，其中，标识所述基站的所述隧道协议信息和本地标识符包括在所述第二消息中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法进一步包括将所述本地标识符和隧道终点标识符存储(S6)在存储器中 。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，所述方法进一步包括: 确定(S16)无法再联系所述节点(2); 将路径切换请求发送(S18)到移动性管理实体(7)，以便在所述基站(6)和所述服务网关(8)之间建立新隧道，以代替之前建立的第一隧道和第二隧道，所述路径切换请求消息包括标识所述基站(6)的隧道协议信息和地址。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，所述方法进一步包括: 从节点池中选择节点(2); 在与所选择的节点(2)失去连接的情况下，从所述节点池中选择另一个节点。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法,其中，所述基站(6)选自eNodeB和家庭eNodeB网关，并且所述节点包括高速缓冲存储器、数据宿主机、分组分析功能和用户面业务优化功能中的任一个。
7.一种在移动电信网络中通过位于基站(6)和服务网关⑶之间的节点(2)来发送用户面业务的方法，所述方法包括，在所述节点处: 接收(S5)来自位于无线电接入网络中的所述基站(6)的消息，所述消息包括标识所述基站(6)和所述服务网关(8)的隧道协议信息； 在所述节点(S8)处，在所述节点(2)和所述基站(6)之间建立第一隧道，以及在所述节点(2)和所述服务网关(8)之间建立第二隧道； 将另一个消息发送(SlO)到所述基站(6)，所述另一个消息包括供所述基站(6)向所述节点(2)使用的隧道协议信息，以及供所述服务网关(8)向所述节点(2)使用的隧道协议信息；接收(S13)通过所述节点(2)来在所述基站(6)和所述服务网关⑶之间发送的用户面业务。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述节点(2)包括高速缓冲存储器、数据宿主机、分组分析功能和用户面业务优化节点中的任一个。
9.一种用于在移动通信网络中使用的基站(6)，所述基站包括:第一接收器(11)，其用于接收(SI)包括标识服务网关(8)的隧道协议信息的消息；发射器(12)，其用于朝位于无线电接入网络中的节点(2)发送(S5)第二消息，所述第二消息包括标识所述基站(6)的隧道协议信息和标识所述服务网关(8)的隧道协议信息；第二接收器(13)，其用于接收(Sll)来自所述节点(2)的第三消息，所述第三消息包括供所述基站出)向所述节点(2)使用的隧道协议信息，以及供所述服务网关(8)向所述节点(2)使用的隧道协议信息； 其中，所述发射器(12)布置成在第四消息中发送(S12)供所述服务网关(8)向所述节点使用的隧道协议信息；以及 处理器(14)，其用于通过所述节点(2)来向所述服务网关(8)发送和/或接收(S13)用户面业务。
10.根据权利要求9所述的基站(6)，其中，所述处理器(14)进一步布置成创建关于与所述用户面业务相关联的用户设备和关于使用的本地载体的本地标识符，并且所述处理器(14)进一步布置成选择标识所述基站的隧道协议信息，其中，标识所述基站的所述隧道协议信息和本地标识符包括在所述第二消息中。
11.根据权利要求10所述的基站(6)，进一步包括呈存储器(15)的形式的计算机可读介质，所述存储器(15)可用于存储所述本地标识符和隧道终点标识符。
12.根据权利要求9、10或11所述的基站(6)，其中，所述处理器(14)进一步布置成确定(S16)无法再联系所述节点(2)，所述基站(6)进一步包括用于将路径切换请求发送(S18)到移动性管理实体(7)的第二发射器(16)，以便在所述基站(6)和所述服务网关(8)之间建立新隧道，以代替之前建立的第一隧道和第二隧道，所述路径切换请求消息包括标识所述基站(6)的隧道协议信息和地址。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的基站(6)，其中，所述基站(6)选自eNodeB和家庭eNodeB网关。
14.一种用于在移动通信网络中基站(6)和服务网关⑶之间使用的节点(2)，所述节点包括: 接收器(18)，其用于接收(S5)来自所述基站(6)的消息，所述消息包括标识所述基站(6)和所述服务网关⑶的隧道协议信息； 处理器(19)，其用于布置所述节点(2)和所述基站(6)之间的第一隧道以及所述节点(2)和所述服务网关(8)之间的第二隧道的建立(S8)； 第一发射器(20)，其用于将另一个消息发送(SlO)到所述基站(6)，所述另一个消息包括供所述基站(6)向高速缓冲存储器(2)使用的隧道协议信息，以及供所述服务网关(8)向所述高速缓冲存储器(2)使用的隧道协议信息；以及 其中，所述处理器(19)布置成使用所述第一隧道和所述第二隧道，通过所述节点(2)来在所述基站(6)和所述服务网关⑶之间发送(S13)用户面业务。
15.根据权利要求14所述的节点(2)，其中，所述节点(2)包括无线电接入网络控制器。
16.一种计算机程序(17)，其包括计算机可读代码，所述计算机可读代码当在基站(6)上运行时，使所述基站(6)表现为根据权利要求9至13中的任一项所述的基站(6)。
17.一种计算机程序(22)，其包括计算机可读代码，所述计算机可读代码当在用于在移动通信网络中提供缓冲数据的节点(9)上运行时，使节点(9)表现为根据权利要求14或15中的任一项所述的节点(9)。
18.一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质(15 ；21)和根据权利要求16或17中的任一项所述的计算机程序(17 ;22)，其中，所述计算机程序(17 ；22)存储在所述计算机可读介质(15 ；21 )上。
【文档编号】H04W4/18GK103477665SQ201280017873
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年4月12日 优先权日:2011年4月12日
【发明者】E.弗里曼, H.埃里可森, J.维克伯格, L.维斯特伯格 申请人:瑞典爱立信有限公司