專利名稱：具有用戶群支持的靈活網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信網(wǎng)絡(luò)，特別涉及一種用于移動通信網(wǎng)絡(luò)的具有用戶 群支持的靈活網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
背景技術(shù)：
正在進行的對未來移動通信系統(tǒng)的概念工作揭示了對移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的 顯著改變。為了使網(wǎng)絡(luò)變得更加高效，提供更高的數(shù)據(jù)速率和吞吐量，并降
低網(wǎng)絡(luò)中的等待時間，要研究新的無線電接入4支術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如在UMTS LTE (通用移動通信系統(tǒng)長期演進)的背景中。
如圖1所示，目前，UMTS網(wǎng)絡(luò)由三個相互作用的域組成核心網(wǎng)CN， UMTS地面無線電接入網(wǎng)UTRAN和用戶設(shè)備(UE )。
核心網(wǎng)的主要功能在于為用戶流量提供交換、路由和轉(zhuǎn)接。核心網(wǎng)還包 括數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)管理功能。目前，UMTS的核心網(wǎng)是以具有GPRS的GSM 網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的。
UTRAN為用戶設(shè)備提供空中接口接入方法。它被細(xì)分為多個單獨的無 線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)RNS，每個RNS都由無線電網(wǎng)絡(luò)控制器RNC控制。RNC與 一組基站(Node-B)相連，每個基站可以服務(wù)于一個或多個小區(qū)。RNC的 功能為無線電資源控制、準(zhǔn)入控制、信道分配、功率控制設(shè)置、切換控制、 宏分集、譯為密碼、分段/重組、廣播信令和開環(huán)功率控制。
基站Node-B的功能為空中接口發(fā)送/接收、調(diào)制/解調(diào)、CDMA物理 信道編碼、宏分集、差錯處理和閉環(huán)功率控制。
關(guān)于UMTS LTE (長期演進)中的演進后的架構(gòu)，圖2為UMTS LTE 中重新劃分任務(wù)的示意圖。eNodeB處理無線電資源管理無線電岸義載控制、無線電準(zhǔn)入控制、連接移動性控制、動態(tài)資源分配(調(diào)度)。移動性管理實
體(MME)處理將尋呼消息分發(fā)到eNB，而用戶面實體(UPE)處理對用 戶數(shù)據(jù)流進行加密和IP頭壓縮、針對尋呼理由終止U-面分組和為了支持UE 移動性而交換U-面。
在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化文獻(xiàn)中可以找到對UMTS標(biāo)準(zhǔn)及其演進的更加具體的 描述，特別是在技術(shù)報告3GPP TS 23.002 V7.1.0(2006-03)、 3GPP TSTS 25.401 V3.0.0(1999-10)和3GPP TR 25.912 V7.0.0(2006-06)，它們通過引用以 其全部合并于此。
UMTS網(wǎng)絡(luò)的長期演進中的一個方向是越來越多地將附加協(xié)議功能性 的指派到基站Node-B上，所述附加協(xié)議功能性如無線電資源調(diào)度、用戶設(shè) 備(UE)分配、測量結(jié)果評估、無線電承載控制、準(zhǔn)入控制和連接移動性 控制。
另一方面，網(wǎng)絡(luò)的運行成本仍然4艮大程度上由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的，例如基站和 其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的，傳輸成本來確定。因此，由于基站存在瓶頸，對于給 定空中接口設(shè)計而言的可能數(shù)據(jù)速率實際上不能達(dá)到。
在這方面，GSM的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、UMTS和對UMTS的計劃中的擴展目前 只預(yù)見到一種運行模式，該模式通過核心網(wǎng)的連接來傳送數(shù)據(jù)。
由于網(wǎng)絡(luò)中的回程/傳輸成本高，因此對于運營商來說，當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò) 中的高數(shù)據(jù)速率傳送的成本可能很高。如果運營商希望利用空中接口上的可 用容量(在LTE中計劃為100Mbps，在4G系統(tǒng)中甚至更高)，他需要在他 的網(wǎng)絡(luò)中提供相符的容量。
作為另一個缺點，通過多個網(wǎng)元對信息進行路由可能會引入延遲，該延 遲會增加用戶感受到的等待時間。但是，低等待時間是未來數(shù)據(jù)服務(wù)(如游 戲，VOIP)的最重要的標(biāo)準(zhǔn)之一。當(dāng)前幾乎沒有手段能夠使運營商以一種
更加靈活的方式來使用他的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。
發(fā)明目的
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種運行移動通信系統(tǒng)的方法和一種對應(yīng) 的能夠降低由高網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷引起的等待時間的網(wǎng)元。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)獨立權(quán)利要求1所述的方法和根據(jù)獨立權(quán)利要求10所述的基站解
決了以上目標(biāo)。有益的實施例在從屬權(quán)利要求中予以限定。
建議引入"直接通信，，模式，該模式允許由同一個基站控制的用戶設(shè)備 之間進行直接通信。不需要將他們的流量路由到核心網(wǎng)。
根據(jù)本發(fā)明第 一 實施例所述的 一 種由移動通信網(wǎng)絡(luò)中的基站(NodeB) 執(zhí)行的方法，所述基站與核心網(wǎng)相連，并且可以以正常模式和直接才莫式運行， 該方法可以包括探測(510)由第一用戶設(shè)備(UE1 )發(fā)起的與第二用戶 設(shè)備(UE2 )通信的請求，所述第 一用戶設(shè)備(UE1)在所述基站(NodeB ) 的直接可達(dá)范圍內(nèi)，建立(520)所述第一用戶設(shè)備(UE1)和所述第二用 戶設(shè)備(UE2 )之間的通信鏈路，檢查(530 )所述第二用戶設(shè)備(UE2 )是 否也在所述基站NodeB直接的可達(dá)范圍內(nèi)，如果是，則以直接模式運行所 述通信鏈路(550)，否則，以正常模式運行所述通信鏈路(540)。可以在 不接入核心網(wǎng)的情況下執(zhí)行所述以直接模式運行通信鏈路的步驟。
在另一個實施例中，該方法之前可以包括使得所述第一用戶設(shè)備(UE1) 和所述第二用戶設(shè)備(UE2)之間的通信鏈路能夠以直接模式運行的使能步驟。 所述使能步驟可以由網(wǎng)絡(luò)運營商執(zhí)行。進一步可以應(yīng)用戶請求而執(zhí)行所述使能 步驟。還可以基于核心網(wǎng)中的負(fù)載條件執(zhí)行所述^f吏能步驟。
在有一個實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載條件可以通過測量下列參數(shù)中的一個 或多個來確定空中接口負(fù)載；傳輸接口負(fù)載；不同用戶的移動性；和無線電 鏈路質(zhì)量。
該方法之前還可以包括提供所述用戶設(shè)備(UE1、 UE2)可接收的信號 并指示所述基站(NodeB)可以以直接模式運行。該方法之前還可以包括用信號告知用戶設(shè)備(UE1、 UE2)在所述基站(NodeB)的可達(dá)范圍內(nèi)存在 其他用戶設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明實施例的一種用于移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站(NodeB),可以包括 用于探測由第一用戶設(shè)備(UE1)發(fā)起的與第二用戶設(shè)備(UE2)進4亍通信的 請求的裝置(610)，所述第一用戶設(shè)備(UE1)在所述基站(NodeB)的直接 可達(dá)范圍內(nèi)，用于建立所述第一用戶設(shè)備(UE1 )和所述第二用戶設(shè)備(UE2) 之間的通信鏈路的裝置(620)，用于檢查所述第二用戶設(shè)備(UE2)是否也在 所述基站(NodeB)的直接可達(dá)范圍內(nèi)的裝置(630);用于如果所述第二用戶 設(shè)備(UE2)在所述基站(NodeB)的直接可達(dá)范圍內(nèi)則以直接模式運行所述 通信鏈路的裝置(650 );和用于如果所述第二用戶設(shè)備(UE2)不在所述基站 (NodeB )的直接可達(dá)范圍內(nèi)則以正常模式運行所述通信鏈路的裝置(640 )。
根據(jù)本發(fā)明實施例的用戶設(shè)備(UE)，可以包括信號接收裝置，用 于接收指示基站可以以直接模式運行的信號；和顯示裝置，用于向用戶顯示 該信息。
當(dāng)引入如獨立權(quán)利要求1所限定的直接通信模式時，可以獲得很短的等 待時間。用戶可以直接充分利用全部的空中接口容量而不需要運營商為他們 提供回程容量。同時，可以重復(fù)利用基站的現(xiàn)有功能，如用于調(diào)度和無線電 接入控制，因此要支持這種模式，基站或用戶設(shè)備幾乎不需要新的功能。另 外，總是可以再次使用正常模式下的運行并且再次利用整個網(wǎng)絡(luò)，包括漫游、 全移動性等等。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮以下具體說明時，本發(fā)明的這些以及其它優(yōu)點、特征和 方面將變得更加明顯。在附圖中，
圖1是普通的UMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖2是UMTS LTE中重新劃分任務(wù)的示意示例；
圖3是示出正常模式中的呼叫/連接處理的示意圖4是示出直接模式中的呼叫/連接處理的示意圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的方法的流程圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的基站的方框圖。
具體實施例方式
本方法和網(wǎng)元運行在兩種不同的模式下正常模式和直接模式。 圖3示出根據(jù)技術(shù)狀態(tài)在正常模式下的呼叫/連接處理的示意圖。由第 一用戶設(shè)備(UE1 )發(fā)起的呼叫經(jīng)過基站(Node B )和無線電網(wǎng)絡(luò)控制(RNC ) 路由到核心網(wǎng)(CORE)，然后從核心網(wǎng)經(jīng)過相同的無線電網(wǎng)絡(luò)控制(RNC) 和基站(NODEB)返回，到達(dá)第二用戶設(shè)備(UE2)。
基站(NODEB)知道或者可以自動發(fā)現(xiàn)，該呼叫將要路由到的第二用 戶設(shè)備(UE2)在基站可以達(dá)到的距離內(nèi)，兩個用戶設(shè)備可能在相同的小區(qū) 內(nèi)或者兩個邏輯上分離的小區(qū)內(nèi)。但是，不管這個事實，在正常才莫式下，基 站將呼叫發(fā)送到核心網(wǎng)。
接模式。與圖3不同，由第一用戶設(shè)備(UEl )發(fā)起的呼叫現(xiàn)在直接從基站 路由到第二用戶設(shè)備(UE2)。
該模式的前提是兩個用戶設(shè)備(UE1、 UE2)都在相同基站(NODEB) 可以達(dá)到的距離內(nèi)。
為了允許使用這種模式，建議在用戶設(shè)備之間的通信中和在用戶設(shè)備與 基站之間的通信中使用特定的信令單元，這些信令單元可以從基站中已知的 現(xiàn)有標(biāo)識符中得到，大多數(shù)標(biāo)識符可直接從GSM規(guī)范中獲得
-國際移動用戶標(biāo)識(IMSI)
-臨時移動用戶標(biāo)識(TMSI)
-分組臨時移動用戶標(biāo)識(P-TMSI)
-臨時邏輯鏈路標(biāo)識(TLLI)
-移動臺ISDN (MSISDN)-國際移動臺設(shè)備標(biāo)識(IMEI )
-國際移動臺設(shè)備標(biāo)識及軟件號(IMEISV )
作為替換地，可使用IP地址。而且，在基站中用于向用戶傳達(dá)調(diào)度決 策的標(biāo)識符可以重新利用。
另外，可以有用信號告知用戶設(shè)備(UE)是否使用該模式、或該模式 是否可用的手段。這允許用戶設(shè)備(UE)向基站指示用戶設(shè)備是否想要使 用這種模式。另外，用戶設(shè)備(UE)可以向基站指示用戶設(shè)備想要以這種 方式與之通信的用戶列表。作為替換地，網(wǎng)絡(luò)可以向用戶設(shè)備(UE)提供 用戶列表來指示目前該模式對于哪些用戶可用。
圖5是示出一種用于在直接模式下運行移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站的方法的 實施例的流程圖。假設(shè)基站如上所述地與核心網(wǎng)相連。
在步驟510，基站探測到由第一用戶設(shè)備(UE1)發(fā)起的與第二用戶設(shè) 備(UE2)通信的請求，其中第一用戶設(shè)備在基站(NODE B)的可達(dá)范圍 內(nèi)。
在步驟520，基站在第一和第二用戶設(shè)備(UE1, UE2)之間建立通信 鏈路。這里，核心網(wǎng)需要建立上下文，而且直接模式的啟動應(yīng)當(dāng)在基站與核 心網(wǎng)之間的協(xié)商中完成。換句話說，核心網(wǎng)參與常規(guī)連接程序和呼叫建立， 但是不參與隨后的數(shù)據(jù)傳送。
在步驟530，基站檢查第二用戶設(shè)備(UE2)是否也在基站的可達(dá)范圍 內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，可以在與核心網(wǎng)的協(xié)商中完成所述4全查。 根據(jù)又一個實施例，在為一個用戶建立承載時，核心網(wǎng)可以向基站指示針對 該用戶的數(shù)據(jù)傳送是否在該基站的職責(zé)范圍之內(nèi)。根據(jù)再一個實施例，基站 可以具有向核心網(wǎng)建議使用直接模式的能力。
如果是，則在步驟550中，基站以直接模式運行通信鏈路。否則，在步 驟540,基站以正常模式運行通信鏈路。
在本發(fā)明的進一步實施例中，運營商可以基于網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀況，來決定 對于一些由同 一個基站控制的用戶是否應(yīng)當(dāng)使用直接模式。這個決定可以在
網(wǎng)絡(luò)的不同部分作出，并且可以是靜態(tài)的或動態(tài)的。為了實施這個決定，可 以使用對傳輸和空中接口的負(fù)載測量結(jié)果，或?qū)Σ煌脩舻囊苿有院蜔o線電 鏈路質(zhì)量評估。在通信量繁忙的條件下，例如在大型體育場中，這個方案有 利于轉(zhuǎn)移核心網(wǎng)的負(fù)載。
對于用戶來說，是否使用這種模式可能是顯而易見的。在一些情況下， 用戶可能想要知道該模式是否可用，所述用戶例如一群游戲參與者，它們希 望依賴于各個用戶之間的具有公平條件的低等待時間狀況。類似地，用戶可 以直接向網(wǎng)絡(luò)請求使用這種模式。另夕卜，可能一些用戶知道他們不會要求使 用這種模式(只是"外部"通信)，那么他們可以將此指示給網(wǎng)絡(luò)。
可以向某個用戶群，例如辦公室，提供支持直接模式通信的基站，用戶 之間可以以直接模式通信，而與外部用戶以正常模式通信。
這個特征可以與特定的群體資費結(jié)合起來，以便一個群體中的所有用戶 都以 一個群體收費。這樣就解決了在核心網(wǎng)中不能跟蹤直4妄^^莫式下的基站流 量這一問題。
這個特征可以與位置/存在服務(wù)結(jié)合起來，以便用戶可以知道還有誰在 附近，并且正在使用/可能使用這個特征。這樣，用戶可以例如決定向另一 個用戶發(fā)送游戲或聊天邀請。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基站(NODEB)的方框圖。 本發(fā)明的前提是，用于處理從第一用戶設(shè)備UE1到第二用戶設(shè)備UE2
的數(shù)據(jù)傳送所必需的所有功能，也就是基站在直接模式下的運行，都位于基
站(NODEB)內(nèi)。
因此，基站安裝了裝置610,用于探測由第一用戶設(shè)備UE1發(fā)起的與第
二用戶設(shè)備UE2進行通信的請求，第一用戶設(shè)備UE1在基站NodeB的直接
可達(dá)范圍內(nèi)。
基站進一步包含裝置620,用于建立第一用戶設(shè)備UE1和第二用戶設(shè)備 UE2之間的通信鏈路。
基站進一步包含裝置630,用于檢查第二用戶設(shè)備(UE2)是否也在
基站NodeB的直接可達(dá)范圍內(nèi)；裝置650,用于在第二用戶設(shè)備(UE2 )也 在基站NodeB的直接可達(dá)范圍內(nèi)時以直接模式運行通信鏈路；和裝置640， 用于在第二用戶設(shè)備(UE2 )不在基站NodeB的直接可達(dá)范圍內(nèi)時以正常模
式運^于通信《連^各。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，基站可以進一步包含用于與核心網(wǎng)協(xié)商建 立直接模式的裝置、用于維護處于直接模式的用戶及其上下文的列表的裝 置、用于基于特定的標(biāo)識符在這些用戶之間傳送用戶數(shù)據(jù)的裝置、用于基于 與核心網(wǎng)的協(xié)商將用戶在直接模式和正常模式之間進行交換的裝置。此外， 基站可以包含信令協(xié)議元件，例如用于指示在一個小區(qū)內(nèi)直接模式是可用 的。
權(quán)利要求
1、一種由移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站(NodeB)執(zhí)行的方法，所述基站與核心網(wǎng)相連，并且可以以正常模式和直接模式運行，該方法包括探測(510)由第一用戶設(shè)備(UE1)發(fā)起的與第二用戶設(shè)備(UE2)通信的請求，所述第一用戶設(shè)備(UE1)在所述基站(NodeB)的直接可達(dá)范圍內(nèi)，建立(520)所述第一用戶設(shè)備(UE1)和所述第二用戶設(shè)備(UE2)之間的通信鏈路，檢查(530)所述第二用戶設(shè)備(UE2)是否也在所述基站(NodeB)的直接可達(dá)范圍內(nèi)，如果是，則以直接模式運行所述通信鏈路(550)；否則，以正常模式運行所述通信鏈路(540)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在不接入核心網(wǎng)的情況下，執(zhí)行所述 以直接模式運行通信鏈路的步驟。
3、 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，之前包括使得所述第一用戶設(shè)備 (UE1)和所述第二用戶設(shè)備(UE2)之間的通信鏈路能夠以直接模式運行的使能步驟。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述使能步驟由網(wǎng)絡(luò)運營商執(zhí)行。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中應(yīng)用戶的請求執(zhí)行所述使能步驟。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中基于核心網(wǎng)中的負(fù)載條件執(zhí)行所 述使能步驟。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載條件通過測量下列參 數(shù)中的一個或多個來確定空中接口負(fù)載； 傳輸接口負(fù)載； 不同用戶的移動性；和 無線電鏈路質(zhì)量。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，之前包括提供用戶設(shè)備(UE1、 UE2)可 接收的信號并指示所述基站(NodeB)可以以直接沖莫式運行。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，之前包括用信號告知用戶設(shè)備(UE1、 UE2 ) 在所述基站(NodeB)的可達(dá)范圍內(nèi)存在其他用戶設(shè)備。
10、 一種用于移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站(NodeB)，包括 用于探測由第一用戶設(shè)備(UE1)發(fā)起的與第二用戶設(shè)備(UE2)進行通信的請求的裝置(610)，所述第一用戶設(shè)備(UE1)在所述基站(NodeB) 的直接可達(dá)范圍內(nèi)，用于在所述第一用戶設(shè)備(UE1)和所述第二用戶設(shè)備(UE2)之間建 立通信鏈路的裝置(620),用于檢查所述第二用戶設(shè)備(UE2)是否也在所述基站(NodeB)的直 接可達(dá)范圍內(nèi)的裝置(630),用于如果所述第二用戶設(shè)備(UE2)在所述基站(NodeB)的直接可達(dá) 范圍內(nèi)則以直接模式運行所述通信鏈路的裝置(650);用于如果所述第二用戶設(shè)備(UE2)不在所述基站(NodeB)的直接可 達(dá)范圍內(nèi)則以正常模式運行所述通信鏈路的裝置(640)。
11、 用戶設(shè)備(UE),包括信號接收裝置，用于接收指示基站可以以直接模式運行的信號，和 顯示裝置，用于向用戶顯示該信息。
全文摘要
具有用戶群支持的靈活網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。一種由移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站(NodeB)執(zhí)行的方法，所述基站與核心網(wǎng)相連，并且可以以正常模式和直接模式運行，該方法包含探測由第一用戶設(shè)備(UE1)發(fā)起的與第二用戶設(shè)備(UE2)通信的請求，所述第一用戶設(shè)備(UE1)在所述基站(NodeB)的直接可達(dá)范圍內(nèi)，建立所述第一用戶設(shè)備(UE1)和所述第二用戶設(shè)備(UE2)之間的通信鏈路，檢查所述第二用戶設(shè)備(UE2)是否也在所述基站NodeB的直接可達(dá)范圍內(nèi)，如果是，則以直接模式運行所述通信鏈路；否則，以正常模式運行所述通信鏈路。
文檔編號H04L12/56GK101170819SQ20071014019
公開日2008年4月30日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者亞歷山大·帕布斯特, 克里斯蒂娜·格斯納, 卡斯滕·莫爾, 杰拉爾德·提徹爾 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司