專利名稱：無線電接入網(wǎng)(ran)中的內(nèi)容高速緩存的制作方法
無線電接入網(wǎng)(RAN)中的內(nèi)容高速緩存本申請(qǐng)要求2008年8月6日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/086，521的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過參考全部結(jié)合于本文中。
背景技術(shù)：
因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)的指數(shù)增長(zhǎng)需要用于不斷增加的電纜、DSL和其它有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的基本上可縮放的數(shù)據(jù)傳遞解決方案。在不同地理位置鏡像或復(fù)制某些站點(diǎn)不足以滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的指數(shù)增長(zhǎng)。內(nèi)容傳遞網(wǎng)絡(luò)(CDN)涌現(xiàn)出以解決由不斷增加的寬帶訂戶和業(yè)務(wù)所提出的可縮放性和性能問題。CDN使用包含web高速緩存的各種技術(shù)來減少帶寬要求、減少服務(wù)器載荷并改進(jìn)存儲(chǔ)在高速緩存中的內(nèi)容的用戶響應(yīng)時(shí)間。具體地說，web高速緩存是指將web文檔諸如HTML頁(yè)面、視頻、圖像和其它多媒體對(duì)象的拷貝存儲(chǔ)在分布式高速緩存中；如果滿足了某些條件，則可以從高速緩存滿足對(duì)web內(nèi)容的隨后請(qǐng)求。CDN通過將內(nèi)容帶到更靠近用戶而實(shí)現(xiàn)了減少交互web瀏覽會(huì)話的往返時(shí)間。CDN還可預(yù)取內(nèi)容并將其存儲(chǔ)在它們的高速緩存中，之后進(jìn)行實(shí)際請(qǐng)求，以便增加高速緩存命中率。一些有線提供商還在他們的網(wǎng)絡(luò)中部署web高速緩存，以便減少他們的因特網(wǎng)帶寬需要并增強(qiáng)他們訂戶的web瀏覽體驗(yàn)，如在圖Ia中所示出的。對(duì)頻繁查看的網(wǎng)頁(yè)、圖片和多媒體內(nèi)容進(jìn)行高速緩存的內(nèi)容高速緩存裝置或web 高速緩存?zhèn)鹘y(tǒng)上部署在因特網(wǎng)中，以減少傳輸?shù)却龝r(shí)間并減少因特網(wǎng)上大量訪問的內(nèi)容的下載時(shí)間。同樣，web代理/高速緩存還部署在企業(yè)站點(diǎn)處以高速緩存在企業(yè)網(wǎng)內(nèi)頻繁使用的因特網(wǎng)web內(nèi)容。這種裝置當(dāng)前用在移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，有某些局限。圖Ia示出了示例性有線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)單元，這是當(dāng)今一般見到的。多用戶裝置7 附連到本地網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)諸如DSL、電纜或其它因特網(wǎng)連接。本地DSL或電路回程8諸如通過 DSLAM(DSL接入多路復(fù)用器)或CMTS (電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng))11連接到城域網(wǎng)9。路由器2用于根據(jù)它們的源和目的地址通過因特網(wǎng)12移動(dòng)分組。服務(wù)器14托管包含那些網(wǎng)站的原始內(nèi)容的網(wǎng)站。然而，在節(jié)省時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的努力中，web高速緩存1或其它類似裝置用于存儲(chǔ)這個(gè)原始內(nèi)容的復(fù)制品。由此，在整個(gè)因特網(wǎng)上，可能存在提供請(qǐng)求的數(shù)據(jù)而不必加重服務(wù)器14負(fù)擔(dān)的一個(gè)或多個(gè)web高速緩存1。在大城市區(qū)域中，一般也在城域網(wǎng) 9中引入高速緩存服務(wù)器1。在移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)例如3G/UMTS網(wǎng)絡(luò)20中也可以使用高速緩存裝置。無線網(wǎng)絡(luò)包含無線電接入網(wǎng)(RAN)和核心網(wǎng)絡(luò)(CN)。在圖Ib中示出了典型的無線網(wǎng)絡(luò)。GGSN 3 (網(wǎng)關(guān)GPRS服務(wù)節(jié)點(diǎn))將移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)連接到IP核心網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN) 3是GPRS (通用分組無線電服務(wù))網(wǎng)絡(luò)的主要部件。GGSN 3負(fù)責(zé)GPRS網(wǎng)絡(luò)和外部分組交換網(wǎng)絡(luò)諸如因特網(wǎng)和X. 25網(wǎng)絡(luò)之間的兼容性。當(dāng)從外部網(wǎng)絡(luò)來看時(shí)，GGSN 3表現(xiàn)為到子網(wǎng)的路由器，因?yàn)镚GSN 3對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)隱藏GPRS基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)GGSN 3接收到尋址到特定用戶的數(shù)據(jù)時(shí)，它檢查該用戶是否是活動(dòng)的。如果是，則GGSN 3向服務(wù)于移動(dòng)用戶的SGSN 4轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。然而，如果移動(dòng)用戶是不活動(dòng)的，則丟棄數(shù)據(jù)，或者發(fā)起尋呼過程以定位和通知移動(dòng)裝置。對(duì)于在GPRS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)始發(fā)的數(shù)據(jù)，GGSN 3將這些移動(dòng)臺(tái)始發(fā)的分組路由到正確的外部網(wǎng)絡(luò)。GGSN 3將來自SGSN 4的GPRS分組轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)姆纸M數(shù)據(jù)協(xié)議(PDP)格式(例如 IP或X. 25)，并在對(duì)應(yīng)的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上將它們發(fā)送出去。對(duì)于入局分組，PDP地址被轉(zhuǎn)換成目的地用戶的GSM地址。改寫地址的分組然后被發(fā)送到負(fù)責(zé)的SGSN 4。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，GGSN 3將用戶的當(dāng)前SGSN地址及其相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔存儲(chǔ)在其位置寄存器中。GGSN 3負(fù)責(zé)IP地址分配，并且是所連接用戶設(shè)備(UE) 7的默認(rèn)路由器。GGSN 3還執(zhí)行認(rèn)證功能。服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN) 4負(fù)責(zé)從和向其地理服務(wù)區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)站傳遞數(shù)據(jù)分組。它的任務(wù)包含分組路由和傳送、移動(dòng)性管理(附連/分開和位置管理)、邏輯鏈路管理以及認(rèn)證和計(jì)費(fèi)功能。SGSN 4的位置寄存器存儲(chǔ)向這個(gè)SGSN 4注冊(cè)的所有GPRS用戶的位置信息和用戶簡(jiǎn)檔。無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(或RNC) 5是無線電接入網(wǎng)中的掌控單元，并且負(fù)責(zé)控制連接到它的Node B 6。RNC 5執(zhí)行無線電資源管理、一些移動(dòng)性管理功能，并且是在向和從移動(dòng)臺(tái)發(fā)送用戶數(shù)據(jù)之前進(jìn)行加密的點(diǎn)。RNC 5連接到分組交換核心網(wǎng)絡(luò)中的SGSN(服務(wù)GPRS 支持節(jié)點(diǎn))4。Node B 6是用于表示UMTS/3GPP體系結(jié)構(gòu)中的基站收發(fā)器站(BTS)的術(shù)語(yǔ)。與在所有蜂窩系統(tǒng)諸如GSM中一樣，Node B (或BTS) 6包含用于直接與在它周圍自由移動(dòng)的用戶設(shè)備通信的(一個(gè)或多個(gè))射頻發(fā)射器和(一個(gè)或多個(gè))接收器。用戶設(shè)備(UE) 7包括所有用戶設(shè)備，包含手機(jī)、智能電話和計(jì)算設(shè)備。無線電接入網(wǎng)(RAN)諸如在GSM/GPRS、3G/UMTS/HSDPA/HSUPA、LTE、CDMA 網(wǎng)絡(luò)等中具有它們自己的專用網(wǎng)絡(luò)(PLMN)并通過網(wǎng)關(guān)裝置(在GSM/GPRS、3G/UMTS/HSDPA/HSUPA中是GGSN，而在CDMA中是PDSN)互連到因特網(wǎng)/IP網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)容高速緩存通常部署在RAN外， 如圖Ib中所示出的。然而，在無線基站6與GGSN 3或PDSN(在⑶MA網(wǎng)絡(luò)中)之間的RAN 中不部署內(nèi)容高速緩存。這個(gè)的一個(gè)原因是，雖然用戶應(yīng)用程序有效載荷是TCP/IP，但是那些有效載荷嵌入在對(duì)特定RAN特定的無線電接入網(wǎng)協(xié)議內(nèi)。由此，在RAN內(nèi)，應(yīng)用程序有效載荷對(duì)執(zhí)行內(nèi)容感知(content-aware)高速緩存和其它優(yōu)化不直接可見。RAN網(wǎng)絡(luò)20部署為使用ATM 或IP傳輸來傳輸用戶IP業(yè)務(wù)(載體IP業(yè)務(wù))的傳輸網(wǎng)絡(luò)。不管傳輸類型如何，RAN網(wǎng)絡(luò)在每個(gè)用戶/每個(gè)服務(wù)隧道中傳輸用戶有效載荷。這種隧道終止在PDSN或GGSN 3內(nèi)，該 PDSN或GGSN 3使用IP轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則將載體IP業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)到公共IP網(wǎng)絡(luò)。由此，在現(xiàn)有技術(shù)部署中，RAN網(wǎng)絡(luò)是內(nèi)容未感知的。因此，如果高速緩存裝置可以制造成在RAN內(nèi)操作將是有利的。這將允許更高效地訪問內(nèi)容，最小化因特網(wǎng)業(yè)務(wù)和傳送時(shí)間。而且，RAN中的網(wǎng)絡(luò)單元更本地化，容量(吞吐量以及同時(shí)的用戶)更低。這便于插入較低容量的高速緩存和內(nèi)容感知優(yōu)化裝置。這種網(wǎng)絡(luò)將更好縮放，因?yàn)樗阌诜植际讲渴?。一種允許在RAN內(nèi)高速緩存的方法和系統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明定義了在由蜂窩/ 無線網(wǎng)絡(luò)(GSM/GPRS、3G/UMTS/HSDPA/HSUPA、CDMA、 UMAX, LTE)所定義的標(biāo)準(zhǔn)接口點(diǎn)處攔截業(yè)務(wù)、仿真在攔截點(diǎn)任一側(cè)的相應(yīng)協(xié)議、提取所攔截分組內(nèi)的用戶/應(yīng)用程序有效載荷、執(zhí)行優(yōu)化并用相同協(xié)議重新封裝以及透明地傳遞內(nèi)容的方法。優(yōu)化包含但不限于內(nèi)容高速緩存、預(yù)測(cè)和預(yù)取頻繁使用的內(nèi)容、執(zhí)行用于減少回程帶寬的內(nèi)容感知傳輸優(yōu)化(TCP、UDP、RTP、HTTP、HTML等)以及改進(jìn)用戶體驗(yàn)。當(dāng)前發(fā)明的附加實(shí)施例包含基于在監(jiān)控控制平面協(xié)議時(shí)導(dǎo)出的信息來注入機(jī)會(huì)內(nèi)容(基于位置的、 基于簡(jiǎn)檔的、基于過去歷史的或廣告內(nèi)容)。所概括的方法在攔截的接口上移除接口協(xié)議層以便于高速緩存和內(nèi)容傳遞優(yōu)化，諸如用戶應(yīng)用程序分組的深層分組檢查、商業(yè)智能的收集、運(yùn)營(yíng)商定義的策略控制加強(qiáng)以保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的RAN網(wǎng)絡(luò)、驗(yàn)證用戶的訪問權(quán)限以及阻止訪問未授權(quán)的內(nèi)容(例如父母的控制)。


為了便于更全面地理解本公開，現(xiàn)在參考附圖，在附圖中相似的特征用相似的數(shù)字來參考。這些圖不應(yīng)該解釋為限制本公開，而旨在只是示例性的。圖Ia和Ib分別例證了現(xiàn)有技術(shù)中有線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容高速緩存的部署；
圖2示出了示例蜂窩運(yùn)營(yíng)商的3G/UMTS網(wǎng)絡(luò)，示出了 3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的網(wǎng)絡(luò)單元以及這些網(wǎng)絡(luò)單元之間的對(duì)應(yīng)接口；
圖3是示出3GPP/UMTS網(wǎng)絡(luò)中Node B與RNC之間的IuB接口上的RAN高速緩存(RANC) 的部署的示例配置；
圖4是示出3GPP/UMTS網(wǎng)絡(luò)中RNC與SGSN之間的IuPS接口上的RAN高速緩存(RANC) 的部署的示例配置；
圖5是示出3GPP/UMTS網(wǎng)絡(luò)中SGSN與GGSN之間的Gn接口上的RAN高速緩存(RANC) 的部署的示例配置；
圖6是示出LTE/E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)中eNodeB與MME/服務(wù)網(wǎng)關(guān)之間的Sl接口上的RAN高速緩存(RANC)的部署的示例配置；
圖7例證了當(dāng)操作為RNC與SGSN之間的雙代理時(shí)RANC內(nèi)的控制協(xié)議層； 圖8例證了當(dāng)RANC被放在3GPP/UMTS網(wǎng)絡(luò)中的IuPS接口上時(shí)它攔截并提取每個(gè)用戶業(yè)務(wù)的用戶平面協(xié)議；
圖9例證了在圖4中的部署配置中攔截IuPS控制平面業(yè)務(wù)時(shí)在控制平面中的RAN高速緩存操作；
圖10例證了在RANC連接到的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間另一個(gè)RAB活動(dòng)時(shí)操作的、RANC發(fā)起的UE會(huì)話；
圖11例證了在傳遞RANC中高速緩存的內(nèi)容和通過SGSN的高速緩存未中 (cache-missed)內(nèi)容時(shí)作為用戶平面中的雙代理的RANC操作；
圖12例證了其中RANC被放在IuPS接口上以處理UE從一個(gè)RNC到另一個(gè)RNC的范圍的移動(dòng)性的環(huán)境；以及
圖13示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的RANC的框圖。
具體實(shí)施例方式圖2示出了傳統(tǒng)的3G/UMTS網(wǎng)絡(luò)，包含UE(用戶設(shè)備)107、NodeB(或基站收發(fā)器站)106、RNC(無線電網(wǎng)絡(luò)控制器或基站控制器)105、SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))104和 GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))103。在圖2中還示出了用于在這些各種裝置之間通信的協(xié)議。 例如，IuB 108是在Node B 106與RNC 105之間使用的協(xié)議。類似地，IuPS是在RNC 105 與SGSN 104之間使用的協(xié)議。在SGSN 104與GGSN 103之間使用Gn 110。最后，Gi 111 是GGSN 103與因特網(wǎng)之間基于IP的接口。圖3至5各例證了在3G/UMTS網(wǎng)絡(luò)中可插入RAN高速緩存(RANC)裝置的可能攔截點(diǎn)。在圖3中，RANC 112位于Node B 106與RNC 105之間。在圖4中，RANC 112位于 RNC 105與SGSN 104之間。在圖5中，RANC 112位于SGSN 104與GGSN 103之間。這些圖是3G/UMTS網(wǎng)絡(luò)中的示例部署情形；雖然未示出其它RAN網(wǎng)絡(luò)中諸如CDMA網(wǎng)絡(luò)中的示例部署，但是在此描述的方法同樣也可應(yīng)用于這種網(wǎng)絡(luò)。圖13示出了 RANC的代表性框圖。RANC 112具有兩個(gè)接口模塊201，每個(gè)模塊適合于實(shí)現(xiàn)針對(duì)選擇接口所需的硬件信令以及相關(guān)聯(lián)的軟件協(xié)議。這個(gè)接口協(xié)議可為IuB、 IuPS或&1，如在圖3-5中所示出的。每個(gè)接口模塊201適合于在所選的接口上接收和發(fā)射。附加地，接收的數(shù)據(jù)被放在存儲(chǔ)單元202中，通常是半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元，諸如RAM、DRAM或等效技術(shù)?？墒褂脤Ｓ糜布T如DMA控制器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從接口模塊到存儲(chǔ)器202的移動(dòng)， 反之亦然。備選地，專用數(shù)據(jù)移動(dòng)處理器可用于處理數(shù)據(jù)通過RANC 112的實(shí)際移動(dòng)。一旦存儲(chǔ)在RANC 112內(nèi)，就根據(jù)RAN規(guī)范來處理信息。這可使用專用控制邏輯或處理單元203 進(jìn)行?？刂七壿?處理單元203可具有其自己的本地存儲(chǔ)單元204，其包含要執(zhí)行的指令和本地狀態(tài)。這個(gè)存儲(chǔ)單元可為RAM或DRAM。此外，這個(gè)存儲(chǔ)單元204的至少一部分可為非易失性的，諸如ROM、FLASH ROM、硬盤、固態(tài)盤等等。使用已知的規(guī)范和協(xié)議，控制邏輯/ 處理單元203解析接收的信息以理解在每個(gè)協(xié)議層處的分組。還可包含適合于保存高速緩存信息的大存儲(chǔ)單元205。在一些實(shí)施例中，這個(gè)高速緩存存儲(chǔ)器可為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，諸如 RAM或DRAM。在其它實(shí)施例中，這個(gè)高速緩存存儲(chǔ)器可為旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，諸如盤驅(qū)動(dòng)器或其它大存儲(chǔ)裝置。可用各種技術(shù)在物理上實(shí)現(xiàn)控制邏輯/處理單元。例如，它可為執(zhí)行來自內(nèi)部或外部存儲(chǔ)裝置的指令集的通用處理器。在另一個(gè)實(shí)施例中，具有嵌入式指令或狀態(tài)機(jī)的專用硬件裝置可用于執(zhí)行所描述的功能。在整個(gè)本公開中，術(shù)語(yǔ)“控制邏輯“和“處理單元“可互換地用于指定適合于執(zhí)行所描述的功能集的實(shí)體。RANC還包含能夠執(zhí)行本文描述的功能的軟件?？捎萌魏芜m當(dāng)?shù)木幊陶Z(yǔ)言來編寫軟件，并且該選擇不受本公開的限制。附加地，本文描述的所有應(yīng)用程序和軟件都是包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。例如，軟件和應(yīng)用程序可存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器、可重寫存儲(chǔ)器中或在嵌入式處理單元內(nèi)。這個(gè)軟件在其上執(zhí)行的具體計(jì)算機(jī)是應(yīng)用程序相關(guān)的， 并且不受本發(fā)明的限制。圖6示出了 4G/LTE網(wǎng)絡(luò)中RANC裝置的可能攔截點(diǎn)。在LTE網(wǎng)絡(luò)中，SGSN和GGSN 由移動(dòng)管理實(shí)體(MME)/服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SG) 113和PDN網(wǎng)關(guān)(PDN-GW) 114替代。盡管未示出， 但是在另一個(gè)實(shí)施例中，MME和服務(wù)網(wǎng)關(guān)是分開的裝置。兩個(gè)實(shí)施例都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 MME 113是LTE接入網(wǎng)的關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)。它負(fù)責(zé)包含重傳的空閑模式UE(用戶設(shè)備)107 跟蹤和尋呼過程。它涉及在載體激活/去激活過程中，并且還負(fù)責(zé)在初始附連和在涉及核心網(wǎng)絡(luò)(CN)節(jié)點(diǎn)重新定位的LTE內(nèi)切換時(shí)選擇UE 107的服務(wù)網(wǎng)關(guān)。它負(fù)責(zé)認(rèn)證用戶。它檢查UE 107的授權(quán)以預(yù)占服務(wù)提供商的公共陸地移動(dòng)網(wǎng)(PLMN)并加強(qiáng)UE漫游限制。MME 113是網(wǎng)絡(luò)中用于對(duì)NAS信令進(jìn)行加密/完整性保護(hù)的終止點(diǎn)，并處理安全密鑰管理。MME 113還支持信令的合法攔截。服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SG)路由并轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)分組，同時(shí)還充當(dāng)在eNode B間切換期間用戶平面的移動(dòng)性錨并且充當(dāng)在LTE與其它3GPP技術(shù)之間的移動(dòng)性錨(終止S4接口并在2G/3G 系統(tǒng)和PDN-GW之間中繼業(yè)務(wù))。它管理和存儲(chǔ)UE上下文，例如IP載體服務(wù)的參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)
部路由信息。由此，MME充當(dāng)控制平面裝置，而SG是用戶平面裝置。雖然這些實(shí)體是物理分開的，但是到MME的接口是Sl控制平面，而到SG的接口是Sl用戶平面。在其中它們?cè)谖锢砩显谝黄鸬膶?shí)施例中，接口只是S1。PDN網(wǎng)關(guān)(PDN-GW) 114通過作為UE 107的業(yè)務(wù)的出口和入口點(diǎn)而提供從UE 107 到外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連接性。UE 107可具有與多于一個(gè)PDN-GW 114的同時(shí)連接性以訪問多個(gè)PDN。PDN-Gff 114執(zhí)行策略加強(qiáng)、每個(gè)用戶的分組過濾、計(jì)費(fèi)支持、合法攔截和分組篩選。PDN-GW的另一個(gè)關(guān)鍵角色是充當(dāng)3GPP與非3GPP技術(shù)諸如WiMax和3GPP2 (⑶MA IX 和EvDO)之間的移動(dòng)性錨。在這種環(huán)境中，可以在兩端使用Sl接口 115在eNode B 106與MME 113之間插入 RANC 112。備選地，可使用S5接口在MME/服務(wù)網(wǎng)關(guān)與PDN-GW 114之間插入RANC 112。在其中MME和SG分開的情況下，RANC可使用Sl協(xié)議，在邏輯上在控制平面中在 eNodeB與MME之間而在用戶平面中在eNodeB與SG之間。描述了其中可以放置RANC的RAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種位置，現(xiàn)在接著是描述其操作。雖然圖7-11中所示出的協(xié)議圖例證了其中RANC放在3G/UMTS網(wǎng)絡(luò)中的RNC與SGSN之間的 IuPS接口上的情形，但是當(dāng)前發(fā)明的方法可應(yīng)用于它放在3G/UMTS網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的其它接口上時(shí)。圖7例證了當(dāng)RAN高速緩存(RANC)操作為雙代理時(shí)其內(nèi)的控制協(xié)議層?？刂破矫嬗糜趥鬟f有關(guān)用戶和各種連接的信息，諸如服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求、使用策略、重新定位請(qǐng)求等。在這個(gè)實(shí)施例中，RANC在朝向RNC 105的攔截點(diǎn)處表現(xiàn)為SGSN代理而在朝向SGSN 104的攔截點(diǎn)處表現(xiàn)為RNC代理。圖7的上部分示出了 ATM傳輸協(xié)議層，而下部分示出了 IP傳輸協(xié)議層，如在3GPP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中所定義的。在這個(gè)示例中，RANC在RANAP(無線電接入網(wǎng)應(yīng)用程序部分)層處保存IuPS控制分組，并使用這些分組來提取每個(gè)用戶會(huì)話信息以關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)平面隧道(GPRS隧道傳送協(xié)議用戶(或GTP-U)隧道)。GTP-U是允許在每組端點(diǎn)之間的許多隧道的相對(duì)簡(jiǎn)單的基于IP的隧道傳送協(xié)議?？蔀樗鼈兙哂械拿總€(gè)PDP上下文創(chuàng)建隧道。附加地，每個(gè)隧道可以規(guī)定不同的QoS參數(shù)集。在操作中，軟件在每個(gè)級(jí)處操作以解析在該級(jí)處所需的信息。在剝離了該層的協(xié)議信息之后，分組的其余部分被轉(zhuǎn)發(fā)到下一更高協(xié)議層。這個(gè)過程繼續(xù)，直到完全分解了分組為止。在通過業(yè)務(wù)的情況下，然后通過隨著分組沿著這些層傳送時(shí)附加協(xié)議信息來重新構(gòu)造分組。換句話說，以移除它們所用的相反順序重新附連分組標(biāo)題，使得Ll信息是第一個(gè)要在入局分組上移除的，并且是最后一個(gè)要在出局分組上附加的。圖8例證了當(dāng)如在圖4中所示出的，RAN高速緩存(RANC)被放在3GPP/UMTS網(wǎng)絡(luò)中的IuPS接口上時(shí)它攔截并使用其來提取每個(gè)用戶業(yè)務(wù)的用戶平面協(xié)議。顧名思義，用戶平面用于傳遞由用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，諸如網(wǎng)頁(yè)等等。該圖示出了在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的IP 和ATM傳輸選項(xiàng)。圖中所示出的協(xié)議名稱(L1、MAC、RLC、RRC、GTP-U、AAL5、ATM等)是如在 3GPP TS25. 401 UTRAN Overall Description (總體描述)中所規(guī)定的，其通過參考全部結(jié)合于本文中。圖8示出了在RNC 105和SGSN 104接口上的IuPS棧內(nèi)的用戶IP層下面終止傳輸協(xié)議的RANC 112。RANC 112還提取用戶有效載荷，并執(zhí)行傳輸級(jí)或應(yīng)用級(jí)代理+高速緩存操作。這些操作發(fā)生在用戶IP級(jí)上面的級(jí)處。傳輸級(jí)代理操作包含但不限于終止傳輸級(jí)連接諸如TCP連接，提取應(yīng)用程序有效載荷，并且在其它接口上的新TCP連接上轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用程序有效載荷。當(dāng)在新連接上轉(zhuǎn)發(fā)有效載荷時(shí)，在第二接口上使用相同的IuPS協(xié)議來重新封裝有效載荷。應(yīng)用程序代理和高速緩存操作包含但不限于理解應(yīng)用程序協(xié)議諸如HTTP、 RTMP, FTP等，理解對(duì)象類型諸如HTML、視頻對(duì)象等，執(zhí)行應(yīng)用程序優(yōu)化、內(nèi)容高速緩存操作或二者。在高速緩存操作中，高速緩存識(shí)別出由用戶請(qǐng)求的對(duì)象，并服務(wù)來自本地內(nèi)容高速緩存的內(nèi)容而不是在第二接口上轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求。圖9例證了在圖4中的部署配置中攔截IuPS控制平面業(yè)務(wù)時(shí)在控制平面中的RAN 高速緩存(RANC)操作。圖中所示出的協(xié)議層是如在3GPP/UMTS標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的。該圖示出了 RANC提取每個(gè)用戶會(huì)話的GTP-U隧道信息121 (每個(gè)UE用于特定服務(wù)類型)。RANC 然后標(biāo)識(shí)信息121，其可包含但不限于用戶服務(wù)類型、裝置類型、無線電載體、GTP-U/ID和 GTP-U封裝類型。這個(gè)信息121與用戶平面中的對(duì)應(yīng)每個(gè)用戶會(huì)話GTP-U業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)(見圖9和11)。每個(gè)GTP-U隧道承載用戶平面中UE的具體服務(wù)流的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如在圖8中所示出的)。圖9中的控制平面監(jiān)控便于標(biāo)識(shí)無線電接入網(wǎng)中用戶會(huì)話的對(duì)應(yīng)用戶、用戶裝置和QOS屬性。圖9和11示出了為改進(jìn)RANC的性能而可以執(zhí)行的優(yōu)化。在這個(gè)實(shí)施例中， 在每個(gè)接口上接收AAL5 (ATM自適應(yīng)層幻分組。在接收到之后，保存分組的本地拷貝。然后將這個(gè)本地拷貝呈現(xiàn)給較高層以解碼和提取UE會(huì)話信息。同時(shí)，經(jīng)由路徑127向第二接口傳送所接收的AAL5分組，在該第二接口中發(fā)射它們。圖10例證了 RANC發(fā)起的UE會(huì)話。除了監(jiān)控控制平面業(yè)務(wù)之外，如參考圖9所描述的，本發(fā)明允許修改控制協(xié)議中的信息單元并插入?yún)f(xié)議分組以從攔截點(diǎn)發(fā)起附加會(huì)話。 這些操作由在控制和用戶平面中的攔截點(diǎn)處用作雙代理的RANC執(zhí)行，如在圖10和11中所例證的。圖10示出了用于向UE發(fā)起新會(huì)話以對(duì)于不同服務(wù)流從本地高速緩存?zhèn)鬟f內(nèi)容的控制協(xié)議操作。在這種情形下，RANC多路復(fù)用從SGSN接收的送往RNC的控制分組，其中本地發(fā)起的會(huì)話(次級(jí)PDP)建立過程在用戶平面中建立新GTP-U隧道。類似地，當(dāng)從RNC接收到控制分組時(shí)，充當(dāng)控制平面SGSN代理的RANC從RNC接收控制分組，并標(biāo)識(shí)對(duì)本地發(fā)起的操作的響應(yīng)，并向SGSN轉(zhuǎn)發(fā)其余分組。RANC可以發(fā)起用于預(yù)加載UE(例如用于傳遞頻繁查看的或用戶配置的內(nèi)容)或用于改進(jìn)QOS以傳遞高價(jià)值內(nèi)容(例如需要不同QOS屬性的多媒體內(nèi)容)的新會(huì)話。換句話說，RANC能夠在SGSN與RNC之間通過分組，同時(shí)還注入和從RNC接收在RANC處終止的分組。圖10示出了在另一個(gè)RAB在RANC連接到的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間活動(dòng)時(shí)RANC發(fā)起用于傳遞存儲(chǔ)在RANC中的內(nèi)容的第二 RAB(無線電接入載體)。該圖示出了本地發(fā)起的用戶平面會(huì)話業(yè)務(wù)122與在SM&MM接口處特定UE的轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)多路復(fù)用/多路解復(fù)用。
圖11例證了在傳遞RANC中高速緩存的內(nèi)容以及來自SGSN的高速緩存未中內(nèi)容和通過內(nèi)容時(shí)作為用戶平面中的雙代理的RAN高速緩存(RANC)操作。使用控制平面中的對(duì)應(yīng)會(huì)話信息來獲得這個(gè)UE 121的用戶平面GTP-U業(yè)務(wù)，如圖9中所示出的。在一些事務(wù)處理中，在封裝到UE的有效載荷GTP-U協(xié)議之后，從RANC高速緩存?zhèn)鬟f本地高速緩存的數(shù)據(jù)123。從SGSN接口向RNC接口轉(zhuǎn)發(fā)不可高速緩存的業(yè)務(wù)124。還例證了高速緩存未中操作。在這種情況下，RANC從SGSN取應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，填充本地高速緩存，并在用對(duì)應(yīng)的用戶平面協(xié)議重新封裝之后轉(zhuǎn)發(fā)給RNC。除了向RNC傳送數(shù)據(jù)之外，RANC還將返回的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)125存儲(chǔ)在其內(nèi)容高速緩存中。涉及高速緩存的數(shù)據(jù)123、未高速緩存的數(shù)據(jù)IM和要高速緩存的數(shù)據(jù)125的操作涉及在用戶IP層(IP1、IP2、IP3)上面的附加協(xié)議(TCP、UDP、 HTTP、FTP等)特定處理。圖11還示出了轉(zhuǎn)發(fā)其它IP業(yè)務(wù)126，諸如不是GTP-U的分組。這些由RANC在它連接到的兩個(gè)接口之間轉(zhuǎn)發(fā)。由此，該圖示出了每個(gè)用戶GTP-U隧道，其轉(zhuǎn)發(fā)載體平面IP 層(IP1、IP2、IP3)上面的業(yè)務(wù)的部分以及在傳輸IP層1 處正在通過的業(yè)務(wù)的其它部分。 在轉(zhuǎn)發(fā)載體平面IP分組時(shí)，RANC用作多協(xié)議代理。例如，它從RNC提取TCP端口 80分組并執(zhí)行web高速緩存和代理操作。對(duì)于其它協(xié)議諸如FTP、RTP，它執(zhí)行協(xié)議特定高速緩存、 傳輸級(jí)(TCP/UDP)或應(yīng)用層優(yōu)化，之后用對(duì)應(yīng)的接口協(xié)議來重新封裝用戶有效載荷分組?，F(xiàn)在提供對(duì)RANC操作的更詳細(xì)描述。視情況而定參考圖7-11。首先，為了正確地操作，RANC必須在邏輯上對(duì)周圍裝置不可見。這通過充當(dāng)代理裝置來實(shí)現(xiàn)。RANC攔截控制協(xié)議諸如IuB、IuPS或&1，并用作代理。換句話說，在圖4所示出的實(shí)施例中，RANC 112當(dāng)它從RNC 105接收到控制分組時(shí)仿真SGSN 104的行為。類似地，RANC 112表現(xiàn)為RNC 105，同時(shí)向SGSN 104發(fā)送分組。為了仿真代理功能，它探聽來自 RNC 105和SGSN 104 二者的分組，并將這些分組轉(zhuǎn)發(fā)到其它裝置。圖7示出了針對(duì)IP傳輸和ATM傳輸實(shí)施例二者的在RNC 105、RANC 112和SGSN 104之間的對(duì)應(yīng)協(xié)議層。通過探聽分組，RANC 112標(biāo)識(shí)何時(shí)建立數(shù)據(jù)路徑隧道(即，附連PDP上下文)并確定相關(guān)聯(lián)的訂戶身份。RANC 112可解析RANAP協(xié)議內(nèi)的無線電接入載體(RAB)建立消息以標(biāo)識(shí)GTU隧道ID以及對(duì)應(yīng)的UE會(huì)話。這個(gè)過程建立數(shù)據(jù)路徑隧道(GTP-U隧道)與相關(guān)聯(lián)的用戶之間的上下文。備選地，不是從IuPS控制路徑獲知上下文，RANC 112監(jiān)控新用戶平面隧道(GTP-U 隧道)以及對(duì)應(yīng)的IP地址(在GTP-U隧道內(nèi))。當(dāng)識(shí)別出新GTP-U隧道時(shí)，它提取隧道內(nèi)的用戶IP地址，并查詢外部服務(wù)平面網(wǎng)絡(luò)單元諸如RADIUS (半徑)服務(wù)器以將IP地址映射到用戶標(biāo)識(shí)和對(duì)應(yīng)的用戶簡(jiǎn)檔?？梢赃@種方式獲得諸如用戶是預(yù)付費(fèi)還是后付費(fèi)的信息以及速率計(jì)劃(無限的或有限的計(jì)劃、授權(quán)的數(shù)據(jù)服務(wù)類型等)。盡管這需要訪問RADIUS服務(wù)器，但是它最小化了 RANC 112必須從發(fā)射的分組中解析的上下文量。還可以許多方式使用UE信息，諸如如上所述通過探聽RAB建立消息或通過使用 RADIUS服務(wù)器所解析的UE信息。例如，使用這些技術(shù)，RANC可獲得用戶簡(jiǎn)檔信息，諸如速率計(jì)劃、用戶優(yōu)先級(jí)、授權(quán)級(jí)別(通用因特網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商特定的準(zhǔn)備齊全的內(nèi)容)。知道這個(gè)信息，RANC然后可優(yōu)先化業(yè)務(wù)，同時(shí)向RNC傳遞數(shù)據(jù)。例如，用戶的速率計(jì)劃可包含每個(gè)月的額度限制(兆字節(jié)/千兆字節(jié)每個(gè)月)以及超過額度限制的合理使用或盡力服務(wù)等。當(dāng)通過監(jiān)控控制平面協(xié)議來建立用戶會(huì)話時(shí)，RANC確定特定UE服從合理使用策略。此后，當(dāng)檢測(cè)到擁塞時(shí)，或者到RNC的數(shù)據(jù)容量增大并且接近峰值時(shí)，RANC限制到服從合理使用策略的UE的業(yè)務(wù)。限制業(yè)務(wù)的方法包括不從本地高速緩存?zhèn)鬟f和/或關(guān)閉對(duì)這些用戶會(huì)話的優(yōu)化。在另一個(gè)示例中，運(yùn)營(yíng)商將準(zhǔn)備齊全的內(nèi)容作為附加服務(wù)/速率計(jì)劃提供。在會(huì)話建立期間，RANC確定特定UE是否預(yù)訂了準(zhǔn)備齊全的內(nèi)容，并且只有用戶預(yù)訂了這種速率計(jì)劃時(shí)才從準(zhǔn)備齊全的站點(diǎn)傳遞任何高速緩存的內(nèi)容。通過監(jiān)控RANAP協(xié)議而解析的信息也可以用于其它目的。例如，通過監(jiān)控IuPS接口上的RANAP協(xié)議(見圖7)，RANC可標(biāo)識(shí)每個(gè)用戶會(huì)話的用戶平面分組封裝類型。它然后可使用這個(gè)分組封裝類型來解碼每個(gè)會(huì)話的用戶平面協(xié)議。備選地，RANC可解碼每個(gè)用戶 GTP-U隧道的隧道分組類型以完全解碼用戶平面分組。 通過監(jiān)控RANAP消息，RANC還可標(biāo)識(shí)唯一國(guó)際移動(dòng)設(shè)備標(biāo)識(shí)符(IMEI)或移動(dòng)設(shè)備標(biāo)識(shí)符(MEI)以及裝置類型(諸如iPhone 、BlackBerry 、膝上型電腦等)。此外或備選地，RANC可根據(jù)從RNC接收的用戶平面GTP-U分組內(nèi)的HTTP請(qǐng)求，標(biāo)識(shí)用戶代理類型，諸如 web 瀏覽器類型 Qnternet Explorer、Safari、FireFox 等)、OS 類型(Windows XP, MAC OS 等)。上面確定的裝置類型可以用于格式化或處理分組。例如，在傳遞從因特網(wǎng)服務(wù)器檢索的高速緩存或未高速緩存(高速緩存未中)的內(nèi)容時(shí)，RANC可使用UE類型信息來執(zhí)行裝置特定的內(nèi)容改編。這種改編包含但不限于格式化至屏幕大小并選擇具有不同分辨率的備選文件。在一個(gè)具體實(shí)施例中，網(wǎng)站可以兩個(gè)或更多分辨率提供視頻?；赗ANC通過拆封和解碼RANAP消息所確定的UE類型信息，RANC可通過選擇由UE裝置最支持的分辨率來優(yōu)化用戶體驗(yàn)。如上所述，RANC可以解析RANAP消息。通過監(jiān)控RANAP消息內(nèi)的無線電接入載體(RAB)分配請(qǐng)求，RANC可標(biāo)識(shí)要用于特定UE的QOS參數(shù)。示例QOS參數(shù)包含但不限于服務(wù)類型、最大比特率(MBR)、保證的比特率(GBR)和業(yè)務(wù)處理優(yōu)先級(jí)。通過知道這些QOS 參數(shù)，RANC可執(zhí)行內(nèi)容優(yōu)化，諸如優(yōu)先化音頻流同時(shí)傳遞多媒體內(nèi)容。接著是示出由RANC 施加QOS參數(shù)的一個(gè)示例。假設(shè)用戶建立RAB，并且RAB分配請(qǐng)求消息中的MBR參數(shù)規(guī)定lOOlcbps，并且用戶選擇需要3001ibpS的高清晰度流視頻。RANC通過對(duì)應(yīng)于特定RAB的 GTP-U隧道來接收用戶的選擇請(qǐng)求。RANC首先確定多媒體對(duì)象是否在其高速緩存中或者是否需要從遠(yuǎn)程服務(wù)器取它。在任一情況下，RANC都處理協(xié)議標(biāo)題以及應(yīng)用特定內(nèi)容標(biāo)題 (諸如FLV標(biāo)題)，識(shí)別出所選內(nèi)容需要300Kbps速率。由于RANC知道用戶裝置只能夠支持199Kbps，因此RANC只傳遞流的音頻部分，由此附上MBR參數(shù)。監(jiān)控控制平面信息的附加應(yīng)用是對(duì)UE附連到的位置區(qū)域的標(biāo)識(shí)。在一些無線電網(wǎng)絡(luò)部署中，位置區(qū)域?qū)?yīng)于特定無線扇區(qū)。由于RANC正在攔截接口上的具有控制平面相關(guān)性的所有用戶平面業(yè)務(wù)，因此它可以標(biāo)識(shí)針對(duì)具體扇區(qū)的總業(yè)務(wù)?；谒鶚?biāo)識(shí)的總業(yè)務(wù)， RANC可確定扇區(qū)何時(shí)正接近擁塞。當(dāng)檢測(cè)到扇區(qū)擁塞時(shí)，RANC可嘗試通過限制發(fā)送峰值用戶的業(yè)務(wù)、限制多媒體流或控制到特定類型裝置(例如到PC接口卡)的業(yè)務(wù)來減少擁塞。使用如上所述的UE數(shù)據(jù)結(jié)合QOS信息，RANC可優(yōu)先化每個(gè)用戶GTP-U業(yè)務(wù)以便改進(jìn)若干用戶的體驗(yàn)質(zhì)量。這種優(yōu)先化包含但不限于扼制峰值用戶以及在擁塞時(shí)段期間的合理使用策略。例如，RANC可檢測(cè)到一個(gè)或多個(gè)裝置正在創(chuàng)建絕大部分業(yè)務(wù)并扼制到其它裝置的業(yè)務(wù)。RANC可使用某種算法對(duì)攻擊型裝置進(jìn)行反向扼制(throttling back)。在每個(gè)GTP-U隧道內(nèi)，RANC可進(jìn)一步解碼IP分組類型、IP協(xié)議類型(TCP、UDP) 和SRC/DST端口號(hào)，以標(biāo)識(shí)應(yīng)用程序協(xié)議類型(例如Wfeb/HTTP業(yè)務(wù))、RTP業(yè)務(wù)、FTP業(yè)務(wù)、 RTMP、對(duì)象類型(例如html、flv、. mp4、. mp3文件類型)等。對(duì)于每個(gè)協(xié)議類型，RANC可執(zhí)行應(yīng)用程序特定解碼和優(yōu)化。如上面說明的，對(duì)于HTTP業(yè)務(wù)，這可包括創(chuàng)建高速緩存。對(duì)于其它協(xié)議，例如對(duì)于FTP業(yè)務(wù)，RANC可通過將RANC到UE的TPC連接與RANC到因特網(wǎng)服務(wù)器的TCP連接分開來執(zhí)行分離TCP操作。RANC還可通過對(duì)FTP對(duì)象使用高速緩存和替代策略來高速緩存FTP對(duì)象。在另一個(gè)示例中，對(duì)于用RTP的實(shí)況流傳送，RANC維持本地轉(zhuǎn)接緩沖器并滿足來自其本地緩沖器的UE重傳請(qǐng)求而不是向因特網(wǎng)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)重傳請(qǐng)求。對(duì)于每個(gè)訂戶/GTP隧道，RANC標(biāo)識(shí)TCP分組并執(zhí)行TCP代理操作。TCP代理操作包含但不限于在根據(jù)需要朝向核心網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器建立TCP連接時(shí)維持到UE的分開TCP 連接，維持轉(zhuǎn)接緩沖器并向UE進(jìn)行本地重傳。雖然一些TCP代理操作可能在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，但是RANC是唯一的，因?yàn)闉榱颂峁┻@些服務(wù)，它必須拆封并移除其它接口協(xié)議。執(zhí)行TCP分離或代理操作的其它裝置這樣做，同時(shí)發(fā)射IP分組。然而，如在圖3-6中所見的， RANC可以使用將用戶TCP/IP有效載荷嵌入在IP或非IP傳輸中的各種接口協(xié)議進(jìn)行操作， 并仍執(zhí)行這些TCP功能。如可以由上面示例所見的，監(jiān)控RANAP協(xié)議允許RANC確定由在RANC任一側(cè)的裝置請(qǐng)求的特定動(dòng)作?；谶@個(gè)知識(shí)，RANC可以放大或修改正在發(fā)射的分組以便更好地為特定UE定制它們。在另一個(gè)實(shí)施例中，RANC通過高速緩存某些頻繁使用的內(nèi)容來改進(jìn)響應(yīng)時(shí)間并降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。RANC可維持頻繁訪問的網(wǎng)頁(yè)、視頻剪輯、FTP文件等的高速緩存。這種內(nèi)容高速緩存可在所有用戶上都是共用的一由此高速緩存替代和重新填充與用戶數(shù)量無關(guān)。由此，這減少了等待時(shí)間并改進(jìn)了訪問熱門內(nèi)容的用戶的體驗(yàn)質(zhì)量。備選地，高速緩存可以分段成使得每個(gè)用戶的內(nèi)容占據(jù)整個(gè)高速緩存的某一百分比。當(dāng)前存在確定哪些內(nèi)容應(yīng)該存儲(chǔ)在 RANC中的高速緩存中并如何分段高速緩存的機(jī)制并且這些機(jī)制對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是已知的。RANC還可維持每個(gè)用戶的頻繁訪問的內(nèi)容的歷史。在高速緩存并替代內(nèi)容時(shí)， RANC可為每個(gè)用戶保留最小百分比的內(nèi)容。由此，高速緩存可改進(jìn)大用戶集的總體驗(yàn)質(zhì)量。
在從RNC接收的用戶平面業(yè)務(wù)中，RANC可提取每個(gè)用戶GTP-U隧道內(nèi)的載體IP分組，標(biāo)識(shí)協(xié)議類型、所請(qǐng)求的信息類型(例如HTTP業(yè)務(wù)的URL信息)，并對(duì)照本地高速緩存的內(nèi)容進(jìn)行比較。如果在高速緩存中發(fā)現(xiàn)了所請(qǐng)求的URL，則RANC返回響應(yīng)，由此傳遞所請(qǐng)求的信息。在返回這些響應(yīng)時(shí)，RANC仿真SGSN和GGSN以便對(duì)RNC是不可區(qū)分的。由此， RANC創(chuàng)建載體IP分組并在對(duì)應(yīng)的GTP-U隧道中發(fā)送它們。類似地，對(duì)于FTP業(yè)務(wù)，RANC仿真FTP服務(wù)器，同時(shí)從本地高速緩存返回所請(qǐng)求的文件。如果在高速緩存中未發(fā)現(xiàn)用戶請(qǐng)求的信息，則它重新構(gòu)造仿真RNC/IuPS處理的請(qǐng)求并轉(zhuǎn)發(fā)到核心網(wǎng)絡(luò)(SGSN/GGSN)。
如果在IuPS接口上使用序列號(hào)選項(xiàng)，則RANC可調(diào)整每個(gè)用戶服務(wù)流(GTP-U)分組內(nèi)的序列號(hào)。例如，假設(shè)RANC從其本地高速緩存?zhèn)鬟f高速緩存的對(duì)象，其需要向RNC傳送100個(gè)GTP-U分組。每個(gè)GTP-U分組必須具有唯一序列號(hào)，并且因此，GTP-U標(biāo)題中的對(duì)應(yīng)序列號(hào)將遞增。由于不通過SGSN取這個(gè)對(duì)象，因此在RANC-RNC與SGSN-RNC之間使用的序列號(hào)現(xiàn)在相差100。為了補(bǔ)償這個(gè)差異，RANC可調(diào)整針對(duì)特定GTP-U隧道從SGSN轉(zhuǎn)發(fā)到 RNC的隨后分組的GTP-U序列號(hào)。對(duì)于RANC不提供性能幫助或高速緩存的載體IP平面中的協(xié)議，它從一個(gè)接口 (RNC或SGSN)接收分組并(如果需要的話)在重新調(diào)整GTP-U序列號(hào)之后轉(zhuǎn)發(fā)到另一接口 (SGSN 或 RNC)。當(dāng)前發(fā)明的另一方面是基于從控制平面的信息(諸如早前描述的位置區(qū)域、裝置類型等)和用戶平面中的內(nèi)容感知應(yīng)用程序處理，看機(jī)會(huì)將用戶平面中的內(nèi)容注入到特定 UE。這種機(jī)會(huì)內(nèi)容可以基于用戶的訪問歷史、位置區(qū)域、廣告內(nèi)容等而為上下文相關(guān)的。例如，在處理http請(qǐng)求時(shí)，RANC處理http請(qǐng)求和http響應(yīng)二者。在處理http響應(yīng)時(shí)，RANC 標(biāo)識(shí)內(nèi)容類型(諸如html頁(yè)面)。為了注入機(jī)會(huì)內(nèi)容，RANC可將html頁(yè)面修改成包含附加URL鏈接、附加html內(nèi)容或Java腳本等。由此，當(dāng)UE客戶端接收到頁(yè)面時(shí)，頁(yè)面包含來自原始服務(wù)器的原始頁(yè)面以及RANC確定的內(nèi)容。雖然修改網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的方法在本領(lǐng)域中是已知的，但是本發(fā)明能夠在拆封接口協(xié)議之后基于從控制和用戶平面導(dǎo)出的信息來確定這個(gè)附加內(nèi)容。在網(wǎng)絡(luò)中放置RANC可實(shí)現(xiàn)附加功能性。在一個(gè)實(shí)施例中，RANC部署在小區(qū)站 (NodeB、BTS)與小區(qū)站控制器(RNC、BSC或WiMax中的ASN網(wǎng)關(guān))之間，如圖3中所示出的。 一個(gè)示例部署是3G網(wǎng)絡(luò)中IuB接口上的RANC部署。在這個(gè)配置中，RANC監(jiān)控在NodeB與 RNC之間交換的無線電鏈路控制協(xié)議。以這種方式，RANC知道每個(gè)訂戶無線電鏈路質(zhì)量。 基于到移動(dòng)裝置的無線電鏈路，RANC修改內(nèi)容。例如，RANC響應(yīng)于鏈路質(zhì)量可以只譯碼、優(yōu)先化特定類型的內(nèi)容幀諸如音頻流，只傳遞MPEG I幀或丟棄到差質(zhì)量鏈路的幀。還可以執(zhí)行基于鏈路質(zhì)量影響內(nèi)容的其它動(dòng)作。在特定實(shí)施例中，RANC可配置成攔截BTSORNC協(xié)議(IuB接口協(xié)議)，如在圖3中所示出的。在這個(gè)實(shí)施例中，它可通過探聽在BTS與RNC之間交換的CQI (信道質(zhì)量指數(shù)) 來監(jiān)控“空中帶寬(OTA-BW) “。RANC然后可使用CQI來優(yōu)先化并選擇到UE的最優(yōu)內(nèi)容。例如，在傳遞多媒體流內(nèi)容時(shí)，它可使音頻優(yōu)先于視頻或使web業(yè)務(wù)優(yōu)先于FTP業(yè)務(wù)。在傳遞網(wǎng)頁(yè)時(shí)，它可基于內(nèi)容類型來優(yōu)先化業(yè)務(wù)，例如使文本對(duì)象優(yōu)先于圖像對(duì)象。由此，RANC可以實(shí)現(xiàn)使用CQI來優(yōu)先化或重新優(yōu)先化業(yè)務(wù)流。有關(guān)這種業(yè)務(wù)優(yōu)先化的判定是應(yīng)用程序特定的，并且不受本發(fā)明的限制。上面給出的示例不打算進(jìn)行限制；相反它們只是例證可以執(zhí)行的可能優(yōu)先化。在如上所述監(jiān)控CQI時(shí)，RANC可調(diào)整到UE的特定TCP會(huì)話的TCP擁塞窗口。TCP 擁塞窗口是在具體時(shí)間可能顯著的字節(jié)數(shù)量的測(cè)量。這個(gè)調(diào)整可為實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)，諸如但不限于實(shí)現(xiàn)到UE的最大吞吐量(在到特定UE的所有流的業(yè)務(wù)上)、減少到UE的所有流上的流動(dòng)(in flight)分組由此減少新用戶輸入的響應(yīng)時(shí)間、減少在RNC處的擁塞以及到所有用戶的最佳吞吐量同時(shí)維持對(duì)活動(dòng)用戶的合理性。當(dāng)前發(fā)明的另一方面是基于RANC與UE之間的TCP連接的空中帶寬(OTA-BW)和往返時(shí)間(RTT)對(duì)每個(gè)UE的用戶IP業(yè)務(wù)的TCP優(yōu)化。在上面的實(shí)施例中，RANC當(dāng)放在BTS 與RNC之間時(shí)從CQI獲得0TA-BW。備選地，RANC可通過明確地向UE或RNC請(qǐng)求這種信息來獲得OTA-BW信息。在另一個(gè)實(shí)施例中，RANC通過監(jiān)控到UE的最近業(yè)務(wù)或通過明確地向 UE發(fā)送協(xié)議級(jí)或應(yīng)用級(jí)PING來確定OTA-BW和RTT信息。基于RTT和OTA-BW的估計(jì)，RANC調(diào)整最大系統(tǒng)吞吐量的初始TCP擁塞窗口。在現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行了基于吞吐量和RTT調(diào)整 TCP擁塞窗口，然而，RANC在它獲取OTA-BW和RTT信息的方式上是唯一的。移動(dòng)性是無線接入網(wǎng)諸如3G、LTE、⑶MA和WIMAX的一個(gè)重要方面。由于訂戶手機(jī)或膝上型電腦可以從由一個(gè)小區(qū)站點(diǎn)(BTS或NodeB)服務(wù)的小區(qū)覆蓋區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)域，因此RANC必須根據(jù)它在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置(即，它正在攔截哪個(gè)接口)來解決移動(dòng)性問題。由此，如果從一個(gè)位置中的RANC傳遞到特定移動(dòng)裝置的內(nèi)容，則當(dāng)移動(dòng)裝置移動(dòng)到不同位置時(shí)，先前內(nèi)容傳遞的上下文和任何相關(guān)聯(lián)的傳送狀態(tài)將必須從先前訪問的 RANC傳送到新覆蓋區(qū)域中的RANC。本發(fā)明概括了通過新覆蓋區(qū)域中的RANC繼續(xù)活動(dòng)業(yè)務(wù)并在移動(dòng)無線環(huán)境中的2個(gè)RANC之間傳送上下文的方法。圖12例證了 RAN高速緩存當(dāng)放在IuPS接口上時(shí)用于處理UE從一個(gè)RNC到另一個(gè)RNC的范圍的移動(dòng)性的環(huán)境。3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義用于處理在一個(gè)SGSN內(nèi)或在2個(gè)不同SGSN 上UE從一個(gè)RNC 105(源RNC)到另一個(gè)RNC 105a (目標(biāo)RNC)的移動(dòng)性的移動(dòng)性和切換操作。通過參考全部結(jié)合在本文中的3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并且具體地說是3GPP TS25.410，定義了源RNC 105將UE的活動(dòng)會(huì)話移動(dòng)到另一個(gè)RNC 10 所用的重新定位過程。當(dāng)RANC 112 放在IuPS接口上的RNC 105與SGSN 104之間時(shí)，如在圖12中所示出的，源RANC 112識(shí)別出特定UE重新定位并發(fā)起它正在從其本地高速緩存服務(wù)或提供TCP/UDP級(jí)應(yīng)用程序轉(zhuǎn)發(fā)的內(nèi)容的上下文切換。源RANC正在通過的任何業(yè)務(wù)繼續(xù)在目標(biāo)RANC中通過。為了支持移動(dòng)性，每個(gè)RANC與其相鄰RANC通信。每個(gè)RANC維持它連接到的RNC 的標(biāo)識(shí)、以及RANC和它們連接到的RNC的列表。當(dāng)如早前描述的，監(jiān)控IuPS控制協(xié)議時(shí)， 連接到源RNC 105的源RANC 112識(shí)別出目標(biāo)RNC的標(biāo)識(shí)和重新定位請(qǐng)求。它確定連接到目標(biāo)RNC 10 的目標(biāo)RANC 112a，并發(fā)起與目標(biāo)RANC的上下文傳送。源RANC處理它正在通過兩個(gè)基本操作來執(zhí)行到目標(biāo)RANC的內(nèi)容感知操作的UE的重新定位。首先，如在圖12 中所示出的，當(dāng)前RNC 112向目標(biāo)RANC 11 傳送UE上下文，包括用戶預(yù)訂、GTP-U隧道信息和其它信息。其次，對(duì)于正在進(jìn)行的傳送(例如活動(dòng)TCP業(yè)務(wù))，源RANC 112使用RANC 間鏈路118繼續(xù)發(fā)送和接收來自UE的通過其新覆蓋區(qū)域(即，通過新BTS 106a、目標(biāo)RNC 105a)通過目標(biāo)RANC 112a的業(yè)務(wù)。在上行鏈路方向(從UE接收的業(yè)務(wù))，目標(biāo)RANC標(biāo)識(shí)與先前活動(dòng)流(諸如TCP ACK、RTP重傳請(qǐng)求等)的業(yè)務(wù)相反的新流(新TCP連接、DNS請(qǐng)求、UDP請(qǐng)求)的業(yè)務(wù)。它將已活動(dòng)流的分組轉(zhuǎn)發(fā)到源RANC，并本地處理新流的業(yè)務(wù)。在下行鏈路方向(到UE的業(yè)務(wù))，目標(biāo)RANC從源RANC接收已活動(dòng)流的下行鏈路分組，并本地處理新流的業(yè)務(wù)。由此，源RANC 112繼續(xù)提供活動(dòng)流的高速緩存內(nèi)容或任何其它TCP/UDP數(shù)據(jù)。這個(gè)步驟還包括目標(biāo)RANC 11 識(shí)別來自UE的新流并錨定它們同時(shí)通過源RANC 112 轉(zhuǎn)發(fā)已活動(dòng)流。
權(quán)利要求
1.一種在無線無線電接入網(wǎng)(RAN)中傳遞高速緩存的信息的方法，其中所述RAN服務(wù)多個(gè)用戶并且包括多個(gè)部件，其中所述方法包括a.邏輯上在所述RAN中的第一與第二部件之間插入裝置，所述裝置包括存儲(chǔ)單元、控制邏輯和兩個(gè)接口模塊，使得所述裝置與所述第一和所述第二部件二者通信；b.使用第一所述接口模塊來向所述第二部件仿真所述第一部件；c.使用第二所述接口模塊來向所述第一部件仿真所述第二部件；d.使用所述裝置中的所述控制邏輯來解釋從所述第一到所述第二部件的通信，以便確定所述通信的用戶和內(nèi)容，其中所述通信包括多個(gè)協(xié)議層；e.將內(nèi)容存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中；f.使用所述控制邏輯來確定所述通信是否是對(duì)內(nèi)容的請(qǐng)求，并且如果是，則確定所述請(qǐng)求的內(nèi)容是否存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中；以及g.使用所述第二接口模塊向所述第一部件發(fā)射所述存儲(chǔ)的內(nèi)容。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RAN包括NodeB、RNC、SGSN和GGSN，并且其中所述裝置與所述RNC和所述SGSN通信。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RAN包括NodeB、RNC、SGSN和GGSN，并且其中所述裝置與所述GGSN和所述SGSN通信。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RAN包括NodeB、RNC、SGSN和GGSN，并且其中所述裝置與所述RNC和所述NodeB通信。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)層包括RANAP協(xié)議層，并且所述控制邏輯解釋所述RANAP協(xié)議。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RAN包括在LTE網(wǎng)絡(luò)中操作的eNodeB、SG、MME 和PDN-GW，其中所述裝置與所述eNodeB、所述SG和所述MME通信。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RAN包括在LTE網(wǎng)絡(luò)中操作的eNodeB、SG、MME 和PDN-GW，其中所述裝置與所述SG、所述MME和所述PDN-GW通信。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中如果所述通信不是對(duì)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容的請(qǐng)求，則所述裝置使用所述第一接口模塊發(fā)射所述通信。
9.一種在無線無線電接入網(wǎng)(RAN)中傳遞用戶特定信息的方法，其中所述RAN服務(wù)多個(gè)用戶，并且其中所述RAN包括多個(gè)部件，所述方法包括a.邏輯上在所述RAN中的第一與第二部件之間插入裝置，所述裝置包括存儲(chǔ)單元、控制邏輯和兩個(gè)接口模塊，使得所述裝置與所述第一和所述第二部件二者通信；b.使用第一所述接口模塊來向所述第二部件仿真所述第一部件；c.使用第二所述接口模塊來向所述第一部件仿真所述第二部件；d.使用所述裝置中的所述控制邏輯來解釋從所述第一到所述第二部件的通信，以便確定所述通信的用戶以及與所述用戶相關(guān)聯(lián)的特定參數(shù)，其中所述通信包括多個(gè)協(xié)議層；e.使用所述控制邏輯來確定是否應(yīng)該基于所述特定參數(shù)來修改對(duì)所述通信的響應(yīng)；f.使用所述第一接口模塊向所述第二部件發(fā)射所述通信；g.使用所述第一接口模塊從所述第二部件接收響應(yīng)；并基于所述確定來修改所述響應(yīng)；以及h.使用所述第二接口模塊向所述第一部件發(fā)射所述響應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述RAN包括NodeB、RNC、SGSN和GGSN，并且其中所述裝置與所述RNC和所述SGSN通信。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述RAN包括NodeB、RNC、SGSN和GGSN，并且其中所述裝置與所述GGSN和所述SGSN通信。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述RAN包括NodeB、RNC、SGSN和GGSN，并且其中所述裝置與所述RNC和所述NodeB通信。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述多個(gè)層包括RANAP協(xié)議層，并且所述控制邏輯解釋所述RANAP協(xié)議。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述RAN包括在LTE網(wǎng)絡(luò)中的eNodeB、SG,MME和 PDN-GW，其中所述裝置與所述eNodeB、所述SG和所述MME通信。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述RAN包括在LTE網(wǎng)絡(luò)中的eNodeB、SG,MME和 PDN-GW，其中所述裝置與所述SG、所述MME和所述PDN-GW通信。
16.一種網(wǎng)絡(luò)裝置，適合于在RAN網(wǎng)絡(luò)上操作，其中所述RAN網(wǎng)絡(luò)中的部件使用多個(gè)協(xié)議進(jìn)行通信，所述裝置包括第一和第二接口模塊，適合于與所述RAN網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)第一和第二部件通信，使得第一所述接口模塊向所述第二部件仿真所述第一部件并且第二所述接口模塊向所述第一部件仿真所述第二部件； 存儲(chǔ)裝置；以及控制邏輯，其中所述控制邏輯適合于解釋在所述第一與第二部件之間的通信中的所述多個(gè)協(xié)議。
17.如權(quán)利要求16所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中所述控制邏輯解釋所述通信是從所述第一部件到所述第二部件的http請(qǐng)求，并且其中所述控制邏輯將對(duì)來自所述第二部件的所述通信的響應(yīng)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中。
18.如權(quán)利要求16所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中所述控制邏輯適合于解釋從所述第一部件到所述第二部件的通信，以便確定所述通信的用戶和內(nèi)容； 確定所述通信是否是對(duì)內(nèi)容的請(qǐng)求，并且如果是，則確定所述請(qǐng)求的內(nèi)容是否存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中；以及使用所述第二接口模塊向所述第一部件發(fā)射所述存儲(chǔ)的內(nèi)容。
19.如權(quán)利要求16所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中所述控制邏輯適合于解釋從所述第一到所述第二部件的通信，以便確定所述通信的用戶以及與所述用戶相關(guān)聯(lián)的特定參數(shù)；確定是否應(yīng)該基于所述特定參數(shù)來修改對(duì)所述通信的響應(yīng)； 使用所述第一接口模塊向所述第二部件發(fā)射所述通信； 使用所述第一接口模塊從所述第二部件接收響應(yīng)； 基于所述確定來修改所述響應(yīng)；以及使用所述第二接口模塊向所述第一部件發(fā)射所述響應(yīng)。
20.如權(quán)利要求16所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中所述多個(gè)協(xié)議定義控制平面和用戶平面，并且其中所述控制邏輯適合于解釋所述第一與第二部件之間的通信，以便確定控制平面參數(shù)；以及在所述用戶平面中利用所述控制平面參數(shù)。
21.如權(quán)利要求20所述的網(wǎng)絡(luò)裝置，其中所述控制平面參數(shù)選自由RAN擁塞、用戶裝置信息、用戶預(yù)訂計(jì)劃、QOS屬性和位置信息組成的組。
22.一種基于用戶特定信息來修改到RAN網(wǎng)絡(luò)上用戶的通信的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)部件，所述方法包括邏輯上在所述RAN中的第一與第二部件之間插入裝置，所述裝置包括存儲(chǔ)單元、控制邏輯和兩個(gè)接口模塊，使得所述裝置與所述第一和所述第二部件二者通信； 使用第一所述接口模塊來向所述第二部件仿真所述第一部件； 使用第二所述接口模塊來向所述第一部件仿真所述第二部件； 使用所述裝置中的所述控制邏輯來解釋從所述第一到所述第二部件的通信，其中所述通信包括多個(gè)協(xié)議層并且所述協(xié)議定義控制平面和用戶平面； 保存來自所述控制平面的信息并將它與所述用戶相關(guān)聯(lián)； 基于所述保存的控制平面信息，在所述用戶平面處修改送往所述用戶的通信；以及朝向所述用戶發(fā)射所述修改的信息。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述控制平面信息選自由RAN擁塞、用戶裝置信息、用戶預(yù)訂計(jì)劃、QOS屬性和位置信息組成的組。
24.—種在無線電接入網(wǎng)(RAN)中向移動(dòng)用戶傳遞內(nèi)容的方法，其中所述RAN網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)和與每個(gè)所述RNC相關(guān)聯(lián)的高速緩存裝置，所述方法包括使用第一高速緩存裝置來解釋從所述RNC到因特網(wǎng)的通信，其中所述通信包括多個(gè)協(xié)議層并且所述協(xié)議定義控制平面和用戶平面；使用所述第一高速緩存裝置通過監(jiān)控所述控制平面來檢測(cè)所述用戶的移動(dòng)； 使用所述第一高速緩存裝置來維持RNC與對(duì)應(yīng)高速緩存裝置的關(guān)聯(lián)，以便當(dāng)在所述控制平面中檢測(cè)到重新定位請(qǐng)求時(shí)確定所述目標(biāo)高速緩存裝置；以及在檢測(cè)到所述重新定位請(qǐng)求之后，執(zhí)行從所述第一高速緩存裝置到所述目標(biāo)高速緩存裝置的會(huì)話切換。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，還包括使用所述目標(biāo)高速緩存裝置來區(qū)分正在進(jìn)行的用戶平面業(yè)務(wù)和新用戶平面業(yè)務(wù)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括使用所述目標(biāo)高速緩存裝置向所述第一高速緩存裝置傳遞所述正在進(jìn)行的用戶平面業(yè)務(wù)。
27.如權(quán)利要求沈所述的方法，還包括 將所述目標(biāo)高速緩存裝置用于新用戶平面業(yè)務(wù)。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述用戶平面業(yè)務(wù)包括TCP連接。
全文摘要
公開了一種在由蜂窩/無線網(wǎng)絡(luò)(GSM/GPRS、3G/UMTS/HSDPA/HSUPA、CDMA、WIMAX、LTE)所定義的標(biāo)準(zhǔn)接口點(diǎn)處攔截業(yè)務(wù)、仿真在攔截點(diǎn)任一側(cè)的相應(yīng)協(xié)議、提取所攔截分組內(nèi)的用戶/應(yīng)用程序有效載荷、執(zhí)行優(yōu)化并用相同協(xié)議重新封裝以及透明地傳遞內(nèi)容的系統(tǒng)和方法。這些優(yōu)化包含但不限于內(nèi)容高速緩存、預(yù)測(cè)和預(yù)取頻繁使用的內(nèi)容、執(zhí)行用于減少回程帶寬的內(nèi)容感知傳輸優(yōu)化(TCP、UDP、RTP等)以及改進(jìn)用戶體驗(yàn)。當(dāng)前發(fā)明的附加實(shí)施例包含基于在監(jiān)控控制平面協(xié)議時(shí)導(dǎo)出的信息來注入機(jī)會(huì)內(nèi)容(基于位置的、基于簡(jiǎn)檔的或廣告內(nèi)容)。
文檔編號(hào)G06F13/00GK102171664SQ200980139488
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者拉馬克里什南 K., 拉哈文 R., K. 科瓦爾 S. 申請(qǐng)人:莫維克網(wǎng)絡(luò)公司