电信核心网的跨功能虚拟化的制作方法
【专利摘要】根据本公开内容，与演进分组核心网络中心局相关联的功能通过虚拟化的功能实例而共置于计算机平台或子组件之上。这样减少了和/或消除了设备之间的物理接口，并且允许演进分组核心的功能性操作在网络边缘进行。
【专利说明】电信核心网的跨功能虚拟化
[0001]本申请根据35 USC 119(e)，要求2012年10月16日提交的美国临时专利申请序列号N0.61/714，518的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
【背景技术】
[0002]目前对于无线网络上数据的需求大幅增长。无线网络服务供应商通过扩大其无线电覆盖范围及提高效率来努力应对这一需求。运营商较少为人所知的努力是增加容量，这需要在网络核心进行，通过网络核心，所有的无线接入互联。
[0003]无线接入技术的进步使得频谱的使用日益高效，即无线电频谱特定带宽的承载信道数量增加。这使得无线网络运营商以很好的粒度扩大其网络，以查明并应对数据需求。然而，网络核心的技术改进不允许相同粒度的扩展，即核心的容量增大的步调可能比无线接入网络要大得多。这使得无线网络运营商在网络核心基础设施上的资本支出(CAPEX)投资在财务上变得低效。为解决该问题，核心网络设备技术在专有路径上持续进步，而不会受到数据中心技术巨大进步的影响。这加重了无线网络运营商的运营开支(OPEX)，使其太高而不能灵活的扩展网络核心以满足各细分市场(流量类型)的需求。
[0004]迄今为止，各种方法均集中在提高网络核心基础设施中各设备的性能。大多数需对设备的数据平面栈进行性能调整。尽管这以几乎相同的成本实现性能更佳的硬件单元，但其不能解决无线网络运营商在扩展其网络时所面临的CAPEX/0PEX问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]根据以下与其一致的实施例的详细描述，提出权利要求的主题的特点和优点将会显而易见，应参照以下附图进行描述，其中:
[0006]图1示出了一种传统电信网络架构；并且
[0007]图2示出了根据本公开内容的一种可扩展硬件平台；并且
[0008]图3示出了根据本公开内容多个实施例的一种电信网络架构。
[0009]尽管如下【具体实施方式】参照示意性实施例，但是其多种替代、修改和变化对所属领域的技术人员而言是显而易见的。
【具体实施方式】
[0010]根据本公开内容，与EPC网络的中心局相关联的功能通过虚拟化功能实例而共置于计算机平台或多个子组件之上。这样减少了和/或消除了设备之间的物理接口，从而允许了目前不可实现的、带来性能改进和可扩展性的某种集成度。
[0011]图1示出了一种传统的无线电信网络系统100。该系统100通常包括无线接入网络(RAN) 102和中心局104。该系统100包括通常可符合或兼容基于第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)和/或先进的长期演进(LTE-A)的无线网络标准(包括该标准的当前、以前及未来版本)的多个硬件设备、硬件平台和相关联的信令、功能及定义。这些可包括例如 3GPP TS 36.212:“Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)；Multiplexing and channel coding，，、3GPP TS 36.211 ,Evolved Universal TerrestrialRadio Access (E-UTRA) ；Physical channels and modulation”、3GPP TS 23.221、3GPP TS
24.30U3GPP TS 36.413、3GPP TS 33.401 等。参考硬件平台(如 UE、eNodeB、MME、SGW、HSS、PGW.PCRF等)以及这里所使用的相关联信令和功能通常可由上述3GPP标准和/或其衍生
品规定。
[0012]该系统100被配置成用于与其它服务器/系统/设备通过网络106交换命令和/或数据，以及与中心局104和/或RAN 102中的各平台交换命令和/或数据。该系统100可通过交换结构通信协议(如以太网通信协议等)进行通信。以太网通信协议可通过传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)提供通信。以太网协议可符合或兼容电气与电子工程师协会(IEEE)于2002年3月发布的标题为“IEEE 802.3”的以太网标准，和/或该标准的以后版本，例如2012年发布的IEEE 802.3以太网标准。当然，交换结构通信协议可包括自定义和/或专有交换结构通信协议。对于RAN 102和中心局104中的各设备，图1中还描述了用户平面协议栈118和控制平面协议栈120。栈118和/或120通常兼容上述3GPP标准和/或以太网协议。
[0013]RAN 102通常包括共同构成无线局域网一部分的多个末端使用设备(UE)、小区塔、本地节点(eNodeB)。这些UE可包括例如无线手持设备(如iPad?等)、智能手机(如
iPhone?、Galaxy?等)。如图所示，各塔均被配置成用于与eNodeB系统通信。各塔和/
或eNodeB设备可构成网络系统100的边缘。RAN 102中设备的集合被配置成用于与中心局104通信。中心局104 (在此还称为“演进分组核心(EPC) ”)通常被配置成用于执行各种与无线系统和无线设备的部署及管理相关联的功能。就此而言，传统系统中的中心局104包括多个独立的硬件系统，以便提供网络所需的功能。例如，典型的中心局104可包括MME(移动管理实体)平台108，其被配置成用于中心局104的信令、承载和状态管理功能，其可包括例如连接至网络100的设备(RAN 102中的设备)数量管理、与各设备所连接的小区塔的识另O、管理来自一个或多个设备的特定服务请求、管理设备的空闲和活动连接、管理设备在塔/eNodeB间的移动等，和/或由上述3GPP标准定义的其它功能。
[0014]中心局104通常还包括服务网关(SGW)平台110，其被配置成用于服务(承载)协商，且通常用作主要设计用于高数据吞吐量的高性能服务聚合路由器。例如，SGWllO被配置成用于当设备连接至eNodeB，根据特定服务请求、在远程设备切换等时，与MME 108交换命令和数据。SGff 110还被配置成用于向各eNodeB设备提供用户平面端点，与分组网关(PGW，如下所述)114交换命令和数据为合格的承载设置用户平面以及路由eNodeB与PGW 114间的用户平面命令流等，和/或执行由上述3GPP标准定义的其它功能。
[0015]中心局104通常还包括归属用户服务器(HSS)112，该服务器为用于存储各UE(和/或用户)等的简档和凭证信息，和/或执行由上述3GPP标准定义的其它功能的数据库。中心局104通常还包括PGW 114，其被配置成用于提供系统100与网络106 (如因特网)之间的网关。PGW 114通常被配置成用于向网络路由器(未示出)提供eNodeB数据(如GTP-U有效负荷)解码，以向一个或多个外部网络106传输数据，通过编码目的eNodeB地址信息将来自网络106的入局流量编码为GTP-U有效负荷，并且将GTP-U数据流路由到合适的SGW110接口等，和/或执行可由上述3GPP标准定义的其它功能。中心局104通常还包括策略和计费规则功能(PCRF)设备116，其被配置成用于管理各UE(和/或用户)的策略和/或特定规则等，和/或执行可由上述3GPP标准定义的其它功能。通过设计，传统电信架构100的各平台部署在独立的硬件系统之上，通常如图1所示，而且这些平台通常通过上述以太网通信协议(和/或专有分组交换通信协议)相互通信。
[0016]图1还描述了典型的端到端演进分组系统(EPS)无线网络配置的详情。在该配置中，eNodeB (即无线接入网络塔或小型无线接入点)为与其连接的设备(UE)建立起至因特网的承载或路径。承载特定于其所携带的流量的性质。例如，浏览和电子邮件通常需要默认承载，而音频或视频流需要专门的承载。连接至eNodeB的UE可建立起多个与在UE上被执行的一个或多个应用会话相关联的承载。UE建立的承载的类型及数量需要通过中心局104进行协商。承载协商成功时，PGW 114通过UE上运行的应用程序提供外部互联网接入。
[0017]承载协商通常在应用程序启动时发生，并持续应用程序执行的整个过程。这使得a)UE穿过eNodeB(即切换)，及b)应用程序丰富性，如启动音频或视频流的浏览应用程序。在该系统100中，承载协商通常由IP所携带的信令消息提供，如上述3GPP标准中所定义。这些信令消息通常很短，如50到100字节，但通常数量庞大，这取决于运行的应用程序的数量以及系统100上UE的数量。在任何给定的网络配置中，来自eNodeB/UE的信令消息通常以10到50us的间隔被发送至中心局104 (通常被发送至MME108和SGW 110)。中心局104的设备均通过网络供应商或运营商骨干网连接，并且所有信令以及应用程序流量从城域以太网上的eNodeB进行回传。只有在运营商骨干网上的中心局104满足所有信令检查时，才将应用程序有效负荷传输至因特网的骨干网。
[0018]如上所述，承载协商分布在各物理分隔的元件中，因此限制了 EPC 104的功能可扩展性和性能。例如，由于增加了小型小区以解决本地数据需求的热点，因此MME 108可处理的用户(或设备)的数量受到严重影响，并且SGW 110是主要设计用于高数据吞吐量(例如，SOTbps)的高性能服务聚合路由器。其接收到的信令流量通常将显著降低其容量。EPC104缺乏功能和性能可扩展性是网络运营商高OPEX(在某些情况下高于80% )的原因。
[0019]图2示出了根据本公开内容的一种可扩展硬件平台200。根据本公开内容，该硬件平台200被配置成用于托管(host)中心局104的各硬件系统的虚拟化实例。因此，单个硬件平台可用于中心局104的所有或部分功能，而无需多个硬件平台。通过对中心局104的各种功能进行虚拟化，本公开内容提供了基于特定于应用的特性的可扩展性，并且降低或消除了与物理接口相关联的损失(如常规方式所需要的)。
[0020]该平台200包括系统处理器202 (例如多核通用处理器，如Intel公司等提供的)、系统存储器204、RAN接口电路206和网络接口电路208。RAN接口 206被配置成用于提供托管在存储器204中的多个虚拟机(VM)实例与无线网络102之间的接口。RAN 102与平台200之间的RAN接口 206和信令可符合上述3GPP标准。网络接口电路208被配置成用于提供网络106与平台200之间的接口。网络接口电路208以及网络接口电路208与平台200之间的信令可符合上述IEEE以太网标准。存储器204被配置成用于存储多个虚拟机(VM)模块，将在下文更加详细地描述。
[0021]存储在存储器204中的VM模块包括VM设定模块222，其被配置成用于设定与平台200相关联的硬件资源并将硬件资源分配给多个VM模块210到220中的一个或多个。硬件资源可包括例如与处理器202相关联的一个或多个核、RAN接口 206、网络接口 208、存储器204的容量等。虚拟化管理程序224被配置成用于对VM模块210到220要使用的平台200的硬件资源进行抽象化。
[0022]为了提供对中心局104的功能的虚拟化，本公开内容的平台200包括信令VM模块210，后者通常被配置成用于提供如上图1所示MME 108的功能的至少一部分以及SGW110的功能的至少一部分。例如，信令VM模块210可包括被配置成用于提供用户数据库VM220 (如下所述)和/或策略决定VM 218 (如下所述)的询问的一个或多个应用程序(运行在信令VM 210的虚拟环境中)，以便验证设备(UE)以用于分配承载和/或确定有多少UE连接至系统100。信令VM模块210还可被配置成用于确定每个UE连接至系统100的小区塔的身份。信令VM模块210还可被配置成用于解析来自一个或多个UE的特定服务请求。信令VM模块210还可被配置成用于确定系统100中一个或多个UE的活动或空闲状态。信令VM模块210还可被配置成用于决定UE从一个eNodeB/塔至另一个eNodeB/塔的移动。信令VM模块210还可被配置成用于缓存UE设备活动状态信息，以提供更加快速的对UE设备状态信息的访问(与数据库查找相反)。信令VM模块210还可被配置成用于更新设备状态数据库管理VM 216 (如下所述)等，和/或可由上述3GPP标准定义的用于中心局信令和状态管理功能的其它功能。
[0023]本公开内容的平台200还包括承载管理VM模块212，后者通常被配置成用于提供SGff 110的功能的至少一部分以及MME 108的功能的至少一部分，如上所述。例如，承载管理VM模块212可包括一个或多个应用程序(运行在承载管理VM 212的虚拟环境中)，后者被配置成用于针对来自UE (用户平面)的数据流量，和/或eNodeB和网络/路由管理VM模块114(如下所述)之间的路由用户平面数据流，为eNodeB提供端点。承载管理VM模块212还可被配置成用于在一个或多个UE连接至eNodeB时，在UE传输特定服务请求，和/或UE在塔/eNodeB之间移动(如切换操作)时，与信令VM模块210通信以便进行UE管理。承载管理W模块212还可被配置成用于与网络/路由管理VM模块114 (如下所述)通信，从而为一个或多个被接受的承载等建立用户平面，和/或执行可由上述3GPP标准定义的用于中心局的服务(承载)协商和/或路由功能的其它功能。
[0024]此外，并且与传统的MME 108和SGW 110相比，该承载管理VM模块212可包括一个或多个应用程序(运行在承载管理VM 212的虚拟环境中)，后者被配置成用于提供将eNodeB数据(如GTP-U有效负荷)解码至网络路由器(未示出)上从而向一个或多个外部网络106传输数据、通过编码目的eNodeB地址信息将来自网络106的入局流量编码为GTP-U有效负荷、并且将GTP-U数据流路由到合适的RAN接口 206，提供设备状态数据库管理VM 216 (如下所述)和/或策略决定VM 218 (如下所述)的询问以响应于特定承载请求(例如QoS请求、特定承载请求、其它承载请求等)，和/或执行可由上述3GPP标准定义的其它功能。
[0025]本公开内容的平台200还包括网络/路由管理VM模块214，后者通常被配置成用于提供PGW 114的功能的至少一部分，如上图1所示。例如，承载管理VM模块214可包括一个或多个应用程序(运行在网络/路由管理VM模块214的虚拟环境中)，后者被配置成用于提供将eNodeB数据(如GTP-U有效负荷)解码至网路路由器(未示出)上从而向一个或多个外部网络106传输数据、通过编码目的eNodeB地址信息将来自网络106的入局流量编码为GTP-U有效负荷、并且将GTP-U数据流路由到SGW 110的合适接口。网络/路由管理VM模块212还可被配置成用于提供设备状态数据库管理VM 216 (如下所述)等的询问，和/或可由上述3GPP标准定义的其它功能。
[0026]本公开内容的平台200还包括设备状态数据库管理VM模块216，后者通常被配置成用于提供如上所述图1的SGW 110以及HSS 112的功能的至少一部分。此外，并且与传统的SGW 110和HSS 112相比，设备状态数据库管理VM模块216可包括一个或多个应用程序(运行在设备状态数据库管理VM模块216的虚拟环境中)，后者被配置成用于提供网络上活动和不活动UE的状态的数据库存储。设备状态数据库管理VM模块216还可被配置成用于与信令VM模块210通信以更新活动设备状态信息，与承载管理VM模块212通信以提供设备状态信息以用于许可来自一个或多个UE的其它服务请求，以及与预订数据库VM模块220(如下所述)通信以判断对于许可到网络而言一个或多个UE是否进行了适当预订，和/或执行可由上述3GPP标准定义的其它功能。
[0027]本公开内容的平台200还包括策略决定VM模块218，后者通常被配置成用于提供PCRF 116的功能的至少一部分，如上图1所示。例如，策略决定VM模块218可包括一个或多个应用程序(运行在策略决定VM模块218的虚拟环境中)，后者被配置成用于管理每个UE(和/或用户)等的策略和/或特定规则，和/或执行可由上述3GPP标准定义的其它功能。本公开内容的平台200还包括预订数据库VM模块220，后者通常被配置成用于提供HSS 112的功能的至少一部分，如上图1所示。例如，预订数据库VM模块220可包括一个或多个应用程序(运行在预订数据库VM模块220的虚拟环境中)，其被配置成用于存储每个UE(和/或用户)等的简档(profile)和凭证信息，和/或执行可由上述3GPP标准定义的其它功能。
[0028]有利的是，本公开内容提供虚拟化实例以提供此处所述的各种功能，可通过使用软件过程调用(如信号量(建立在两个线程或过程间的用于同步访问共享资源的同步机制)等)来建立两个或多个VM模块之间的通信，而无需必定需要栈协议(如用户平面栈、控制平面栈等)的以太网(或其它)通信。因此，与传统中心局104的平台之间的传统的通信系统相比而言，本公开内容的VM模块之间的通信发生的速率(如存储器速度而非网络速度)可能更快，并且开销显著降低。
[0029]在某些实施例中，VM实例通过VM设定模块而具有对于资源池的共享访问。运行中，信令以及应用流量通过网络接口 208和/或RAN接口 206进入运营商骨干网。然而，通过在一个或多个VM模块210到220处发起的软件进程来解析信令消息，而不是在不同的物理元件之间来回传送信令消息。VM模块210到220可同时运行。由一组软件信号量进行承载协商信令。成功关闭所有信令信号量和/或远程过程调用(如RAPI等)允许应用程序有效负荷退出到因特网骨干网上去。将信令消息处理降低至软件信号量消除了与常规EPC架构的IP传输设立相关联的巨大处理开销。网络管道的各元件之间的数据传送的发生可能是按照存储器速度传送，而不是按照网络速度传送。VM设定模块222可被配置成用于与应用程序服务供应商(如Youtube、Fox、ESPN等)通信，以提供与VM模块210到220相关联的虚拟化功能的可扩展设定。这可使得迄今为止使用受限功能和物理接口不可能的、对于中心局基础设施进行的特定于应用的定制成为可能。
[0030]此外，对VM模块210到220中的功能进行实例化为VM模块210到220中的每个
模块提供了硬件资源的可扩展设定。根据需要，可调整每个VM模块的性能以满足具有被实例化的其它VM的功能要求，从而基于RAN102、网络106的负荷要求和/或平台200的可用硬件资源来扩展容量。在每个相应的VM模块210-220中，通过阴影条226-236示出了可扩
展设定。
[0031]还有利的是，响应于网络需求，在此所述的VM模块的虚拟化实例可部署在不同位置。因此，虽然图2描述了具有VM模块210-222的平台200，但在某些实施例中，响应于负荷需求，这些模块的子集可部署在网络系统中的任何位置，从而提供各功能有利的本地部署。这些特点可使得所选VM模块的虚拟化实例对于指定位置处的流量/负荷条件提供更高的响应能力。此外，此处所述的基于虚拟机的功能设定可提供对于核心网络104的去中心化(de-centralization),从而允许实例直接在目标边缘(如企业或机器到机器(M2M)边缘节点)运行。例如，响应于高流量需求等，信令VM模块210、承载管理VM模块212和/或网络/路由管理VM模块214可在eNodeB/塔位置处实例化(如部署在网络边缘处)。
[0032]图3示出了根据本公开内容多个实施例的一种电信网络架构300。虽然图3中传统的电信网络100和某些项目与图1所示相同，但该电信网络架构300包括各种硬件和网络拓扑组件(如eNodeB、小区塔、网络、UE等)，因此前述项目在图3中的定义/描述应与图1中相同。电信网络架构300通常符合或兼容上述3GPP标准。继续参考图1和图2，网络300包括VM设定平台302、核心骨干网304、RAN306和多个应用/内容服务器308。VM设定平台202被配置成用于与应用/内容服务器308 (如Google、YouTube、ESPN、FOX等)通信，以及在RAN 306的所选位置生成一个或多个VM模块实例，例如如RAN 306中所选平台上部署的参考号为200’所示的。在这种情况下，参考号200’用于表明可部署图2中所述的VM实例的子集。核心骨干网304可包括一个或多个平台系统，后者被配置成用于托管集中功能的实例，例如策略决定VM模块218和/或预订数据库VM模块220。
[0033]在某些实施例中，VM设定平台302可被配置成用于向事件需求的区域(例如在所述200’处)设定VM模块的实例。因此，例如，可基于例如本地负荷需求，在网络边缘位置200’处实例化信令VM模块210、承载管理VM模块212、网络/路由管理VM模块214和/或设备状态数据库管理VM模块218。集中功能可在骨干网平台304上实例化。因此，在本公开内容中，功能可被分配和/或共置于网络边缘位置(或其它负荷需求日益增长的位置)，其它功能可保持较为集中地设置。可基于例如负荷条件、可用硬件资源等对这些功能进行实例化。
[0034]对所选VM模块进行实例化还可使网络运营商或网络供应商基于网络分析在网络中动态地移动这些VM模块和改变其位置，即移动在特定时间(如美国东部标准时间上午8点相对于太平洋标准时间上午5点)时流量最高的信令VM，以降低回程流量，节约能源并提高实时响应等。在某些实施例中，VM设定平台302可被配置成用于通过分析网络统计来优化VM模块的布置，使得VM模块更靠近数据源，即特定节点上的大多数调用程序。
[0035]上述基于示例系统架构和方法，然而可以对本公开内容进行修改。例如，平台200可包括芯片组电路、各种总线电路、1/0电路等。主处理器202可包括一个或多个处理器内核，并可被配置成用于执行系统软件。系统软件可包括例如操作系统代码(如OS内核码)和局域网(LAN)驱动源码。LAN驱动源码可被配置成用于至少部分地控制网络接口 208的运行。系统存储器可包括1/0存储缓冲器，其被配置成用于存储将被网络控制器104发送或接收的一个或多个数据分组。芯片组电路通常可包括“北桥”电路(未示出)，以控制处理器202、网络接口 208、RAN接口 206和系统存储器204之间的通信。
[0036]在某些实施例中，网络接口 208可以是通过总线(未示出)耦合到平台200的网络接口卡(NIC)。总线可包括符合2002年7月22日发布的外围部件互连(PCI)高速?基本规范(第1.0版)的总线，该规范可从位于美国俄勒冈州波特兰市的PCI特别兴趣小组(以下简称“PCI Express?总线”)获取。作为替代方案，总线可包括符合2000年7月24日发布的PC1-X规范(第1.0a版)的总线，该规范可从位于美国俄勒冈州波特兰市的PCI特别兴趣小组(以下简称“PC1-X总线”)获取。而且作为替代方案，总线可包括其它类型或配置的总线系统，而不背离本实施例。
[0037]平台200可包括操作系统(OS，未示出)以管理系统资源并控制运行在如平台200上的任务。例如，OS可通过使用Microsoft Windows、HP-UX、Linux或UNIX执行，然而也可以使用其它操作系统。在某些实施例中，OS可被虚拟机监视程序(或管理程序)替代，该程序可为运行在一个或多个处理器上的各种操作系统(虚拟机)提供底层硬件的抽象层。操作系统和/或虚拟机可实施一个或多个协议栈。协议栈可执行一个或多个程序以处理数据分组。协议栈的一个示例为TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)协议栈，其包括一个或多个用于处置(如处理或生成)数据分组以通过网络传输和/或接收的程序。作为替代方案，协议栈可包括在专用子系统上，如TCP卸载引擎和/或网络接口 208。TCP卸载引擎电路可被配置成用于提供例如数据分组传输、数据分组分割、数据分组重组、错误校验、传输确认、传输重试等，无需主CPU和/或软件参与。
[0038]系统存储器可包括一个或多个如下类型的存储器:半导体固件存储器、可编程序存储器、非易失性存储器、只读存储器、电可编程存储器、随机存取存储器、闪速存储器、磁盘存储器、和/或光盘存储器。另外地或可替代地，系统存储器可包括其它类型和/或后期开发的计算机可读存储器。
[0039]此处所述操作的实施例可在包括一个或多个存储设备的系统中实施，在被一个或多个处理器执行时进行操作的指令单独或组合地存储在存储设备上。处理器可包括例如网络平台200中的处理单元和/或可编程电路，和/或其它处理单元或可编程电路。因此，根据此处所述方法的操作将可被分配给多个物理设备，例如位于多个不同物理位置处的处理结构。存储设备可包括任何类型的有形、非临时性存储设备，例如任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、只读型光盘存储器(⑶-ROM)、可擦写光盘存储器(⑶-RW)、磁光盘、只读存储器(ROM)等半导体器件、动态和静态RAM等随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁卡或光卡，或任何类型的适合存储电子指令的存储设备。
[0040]此处所用的“模块”可包括被配置成用于被处理设备执行和运行的单一或任何组合的代码和/或指令集(如软件、固件等)。
[0041]因此，本公开内容提供了一种用于无线电信网络系统的平台。该平台包括执行与多个虚拟机(VM)模块相关联的指令的处理器；存储所述多个虚拟机(VM)模块的存储器；在与平台通信的至少一个VM模块和至少一个用户设备(UE)之间交换命令和数据的第一接口 ；以及在与平台通信的至少一个VM模块和网络之间交换命令和数据的第二接口。VM模块包括至少部分地用于对至少一个UE进行状态管理的信令VM模块；以及至少部分地用于在至少一个UE与网络之间路由数据分组的网络路由管理VM模块。[0042]本公开内容还提供了一种用于托管虚拟机(VM)环境的计算机平台，其中所述虚拟机(VM)环境用于交换与和计算机平台进行通信的至少一个用户设备(UE)相关联的命令和数据以及用于交换与和计算机平台进行通信的网络相关联的命令和数据。该计算机平台包括至少部分地用于至少对至少一个UE进行状态管理的信令VM模块；至少部分地用于对至少一个UE与网络之间的数据分组进行路由的网络路由管理VM模块；以及至少部分地用于设定与计算机平台相关联的硬件资源并将硬件资源分配给信令VM模块或网络路由管理VM模块中至少一个的VM设定模块。VM设定模块进一步用于至少部分地基于至少一个UE或网络的负荷需求来对提供给信令VM模块或网络路由管理VM模块的硬件资源进行扩展。
[0043]本公开内容还提供了一种用于将无线电信网络的演进分组核心(EPC)虚拟化到计算机平台上的方法，该计算机平台用于交换与和所述计算机平台进行通信的至少一个用户设备(UE)相关联的命令和数据以及用于交换与和所述计算机平台进行通信的网络相关联的命令和数据。该方法包括生成至少部分地用于对至少一个UE进行状态管理的信令VM模块；生成至少部分地用于对至少一个UE和网络之间的数据分组进行路由的网络路由管理VM模块；以及生成至少部分地用于设定与计算机平台相关联的硬件资源并将硬件资源分配给信令VM模块或网络路由管理VM模块中至少一个的VM设定模块。VM设定模块进一步用于至少部分地基于至少一个UE或网络的负荷需求来对提供给信令VM模块或网络路由管理W模块的硬件资源进行扩展。
[0044]本公开内容还提供了一种示例系统，其包括用于将无线电信网络的演进分组核心(EPC)虚拟化计算机平台上的计算机平台系统，该计算机平台用于交换与和所述计算机平台进行通信的所述至少一个用户设备(UE)相关联的命令和数据以及用于交换与和计算机平台进行通信的网络相关联的命令和数据。所述计算机平台系统包括其上单独地或组合地存储有指令的一个或多个存储设备，当一个或多个处理器执行所述指令时产生包括如下操作在内的操作:生成至少部分地用于对至少一个UE进行状态管理的信令VM模块；生成至少部分地用于对至少一个UE与网络之间的数据分组进行路由的网络路由管理VM模块；以及生成至少部分地用于设定与计算机平台相关联的硬件资源并将硬件资源分配给信令VM模块或网络路由管理VM模块中至少一个的VM设定模块。VM设定模块进一步用于至少部分地基于至少一个UE或网络的负荷需求来对提供给信令VM模块或网络路由管理VM模块的硬件资源进行扩展。
[0045]此处所采用的术语和表述用于描述之目的，而非限制，在使用这些术语和表述时，并不打算排除所示或所述特点(或其部分)的任何等效物，可以认识到各种修改均可能会落入权利要求的范围内。因此，权利要求旨在包括所有这些等效物。
[0046]已在此描述了各种特点、方面和实施例。本领域的技术人员应该理解所述特点、方面和实施例易于相互组合，以及发生变化和修改。因此，本公开内容应被认为包含这些组合、变化和修改。
【权利要求】
1.一种用于无线电信网络系统的平台，包括: 处理器，其用于执行与多个虚拟机(VM)模块相关联的指令； 存储器，其用于存储所述多个虚拟机模块； 第一接口，其用于在至少一个VM模块与和所述平台进行通信的至少一个用户设备(UE)之间交换命令和数据；以及 第二接口，其用于在至少一个VM模块与和所述平台进行通信的网络之间交换命令和数据；并且 其中，所述VM模块包括: 信令VM模块，其至少部分地用于对所述至少一个UE进行状态管理；以及 网络路由管理VM模块，其至少部分地用于对所述至少一个UE与所述网络之间的数据分组进行路由。
2.根据权利要求1所述的平台，其中所述VM模块进一步包括: 承载管理VM模块，其至少部分地用于对所述至少一个UE进行承载管理。
3.根据权利要求1所述的平台，其中所述VM模块进一步包括: 设备状态数据库管理 VM模块，其至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的设备状态数据进行管理。
4.根据权利要求1所述的平台，其中所述VM模块进一步包括: 策略决定VM模块，其至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的服务策略和规则进行管理。
5.根据权利要求1所述的平台，其中所述VM模块进一步包括: 用户数据库VM模块，其至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的简档和凭证数据进行管理。
6.根据权利要求1所述的平台，其中所述VM模块进一步包括: VM设定模块，其至少部分地用于设定与所述平台相关联的硬件资源以及将所述硬件资源分配给所述多个VM模块中的一个或多个模块。
7.根据权利要求7所述的平台，其中所述VM设定模块进一步用于至少部分地基于所述至少一个UE或所述网络的负荷需求来对提供给所述至少一个VM模块的所述硬件资源进行扩展。
8.根据权利要求1所述的平台，其中所述平台是单个计算机系统。
9.一种计算机平台，其用于托管虚拟机(VM)环境，其中所述虚拟机(VM)环境用于交换与和所述计算机平台进行通信的至少一个用户设备(UE)相关联的命令和数据以及用于交换与和所述计算机平台进行通信的网络相关联的命令和数据，所述计算机平台包括: 信令VM模块，其至少部分地用于对至少一个UE进行状态管理； 网络路由管理VM模块，其至少部分地用于对所述至少一个UE与所述网络之间的数据分组进行路由；以及 VM设定模块，其至少部分地用于设定与所述计算机平台相关联的硬件资源以及将所述硬件资源分配给所述信令VM模块或所述网络路由管理VM模块中的至少一个，其中所述VM设定模块进一步用于至少部分地基于所述至少一个UE或所述网络的负荷需求来对提供给所述信令VM模块或所述网络路由管理VM模块的所述硬件资源进行扩展。
10.根据权利要求9所述的计算机平台，进一步包括: 承载管理VM模块，其至少部分地用于对所述至少一个UE进行承载管理。
11.根据权利要求9所述的计算机平台，进一步包括: 设备状态数据库管理VM模块，其至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的设备状态数据进行管理。
12.根据权利要求9所述的计算机平台，进一步包括: 策略决定VM模块，其至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的服务策略和规则进行管理。
13.根据权利要求9所述的计算机平台，进一步包括: 用户数据库VM模块，其至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的简档和凭证数据进行管理。
14.一种用于将无线电信网络的演进分组核心(EPC)虚拟化到计算机平台上的方法，所述计算机平台用于交换与和所述计算机平台进行通信的至少一个用户设备(UE)相关联的命令和数据以及用于交换与和所述计算机平台进行通信的网络相关联的命令和数据，所述方法包括: 生成信令VM模块，所述信令VM模块至少部分地用于对至少一个UE进行状态管理； 生成网络路由管理VM模块，所述网络路由管理VM模块至少部分地用于对所述至少一个UE与所述网络之间的数据分组进行路由；以及 生成VM设定模块，所述VM设定模块至少部分地用于设定与所述计算机平台相关联的硬件资源以及将所述硬件资源分配给所述信令VM模块或所述网络路由管理VM模块中的至少一个；其中所述VM设定模块进一步用于至少部分地基于所述至少一个UE或所述网络的负荷需求来对提供给所述信令VM模块或所述网络路由管理VM模块的所述硬件资源进行扩展。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括生成至少部分地用于对所述至少一个UE进行承载管理的承载管理VM模块。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括生成至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的设备状态数据进行管理的设备状态数据库管理VM模块。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括生成至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的服务策略和规则进行管理的策略决定VM模块。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括生成至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的简档和凭证数据进行管理的用户数据库VM模块。
19.一种用于将无线电信网络的演进分组核心(EPC)虚拟化到计算机平台上的计算机平台系统，所述计算机平台用于交换与和所述计算机平台进行通信的至少一个用户设备(UE)相关联的命令和数据以及用于交换与和所述计算机平台进行通信的网络相关联的命令和数据，所述计算机平台系统包括其上单独地或组合地存储有指令的一个或多个存储设备，当一个或多个处理器执行所述指令时产生包括如下操作在内的操作: 生成信令VM模块，所述信令VM模块至少部分地用于对至少一个UE进行状态管理； 生成网络路由管理VM模块，所述网络路由管理VM模块至少部分地用于对所述至少一个UE与所述网络之间的数据分组进行路由；以及生成VM设定模块，所述VM设定模块至少部分地用于设定与所述计算机平台系统相关联的硬件资源以及将所述硬件资源分配给所述信令VM模块或所述网络路由管理VM模块中的至少一个；其中所述VM设定模块进一步用于至少部分地基于所述至少一个UE或所述网络的负荷需求来对提供给所述信令VM模块或所述网络路由管理VM模块的所述硬件资源进行扩展。
20.根据权利要求19所述的计算机平台系统，其中当一个或多个处理器执行所述指令时产生包括如下操作在内的其它操作: 生成至少部分地用于对所述至少一个UE进行承载管理的承载管理VM模块。
21.根据权利要求19所述的计算机平台系统，其中当一个或多个处理器执行所述指令时产生包括如下操作在内的其它操作: 生成至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的设备状态数据进行管理的管理VM模块。
22.根据权利要求19所述的计算机平台系统，其中当一个或多个处理器执行所述指令时产生包括如下操作在内的其它操作: 生成至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的服务策略和规则进行管理的策略决定VM模块。
23.根据权利要求19所述的计算机平台系统，其中当一个或多个处理器执行所述指令时产生包括如下操作在内的其它操作: 生成至少部分地用于对与所述至少一个UE相关联的简档和凭证数据进行管理的用户数据库VM模块。
【文档编号】H04L29/02GK104012066SQ201380004512
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】A·S·拉詹, R·A·乌利希, R·S·亚瓦特卡尔, T-Y·C·泰, C·马乔科, J·R·杰克逊, D·J·达勒 申请人:英特尔公司