本申請(qǐng)要求于2015年2月20日提交的名稱為“Method of and System for Femto Cell Implementation in Evolved Packet Core”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.14/627,272的優(yōu)先權(quán)，并且要求于2014年4月17日提交的名稱為“Method of and System for Femto Cell Implementation in Evolved Packet Core”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.61/981,028的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及演進(jìn)分組核心中的毫微微小區(qū)(femtocell)的實(shí)現(xiàn)，更具體地，涉及在涉及使用蜂窩接入作為回程機(jī)制的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)中提高性能和減少延遲。

背景技術(shù)：

演進(jìn)分組核心(EPC)首先由3GPP在標(biāo)準(zhǔn)版本8中引入，并且是長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)。決定了具有“平面建筑”。該方法是從性能和成本角度高效地處理有效載荷(數(shù)據(jù)流量)。在流量的處理中涉及很少的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并且避免協(xié)議轉(zhuǎn)換。還決定了分離用戶數(shù)據(jù)(也稱為用戶平面)和信令(也稱為控制平面)，以使得縮放比例是獨(dú)立的。

圖1示出了演進(jìn)分組系統(tǒng)(EPS)架構(gòu)100的示例。系統(tǒng)架構(gòu)100示出了通過演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)(E-UTRAN)連接到EPC的用戶設(shè)備(UE)105，該E-UTRAN是用于LTE實(shí)現(xiàn)的空中接口。演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B(eNodeB)110是用于LTE無線電的基站。在圖1中，EPC由三個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元組成：服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)115、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(PDN GW或PGW)120和移動(dòng)性管理實(shí)體(MME)125。EPC連接到外部網(wǎng)絡(luò)(其可以包括互聯(lián)網(wǎng)或IMS或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò))。

MME 125處理控制平面。它經(jīng)由S1-MME 130和S1-C 135接口處理與E-UTRAN接入的移動(dòng)性和安全性相關(guān)的信令。MME 125負(fù)責(zé)在空閑模式下對(duì)UE 105進(jìn)行跟蹤和尋呼。它是非接入層(NAS)的終止點(diǎn)。

網(wǎng)關(guān)(SGW 115和PGW 120)處理用戶平面。它們經(jīng)由S1-U接口140在UE 105和外部網(wǎng)絡(luò)之間傳輸IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。SGW 115是無線電側(cè)和EPC之間的互連點(diǎn)。如其名稱所指示的，該網(wǎng)關(guān)通過路由進(jìn)入和輸出的IP分組來服務(wù)UE 105。它是LTE內(nèi)移動(dòng)性(即，在eNodeB之間的切換的情況下)以及LTE和其他3GPP接入之間的錨點(diǎn)。它邏輯上連接到另一個(gè)網(wǎng)關(guān)PGW 120。

PGW 120是EPC和外部IP網(wǎng)絡(luò)之間的互連點(diǎn)。這些網(wǎng)絡(luò)稱為PDN(分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))，因此稱為網(wǎng)關(guān)。PGW 120路由去往和來自PDN的分組。PGW 120還執(zhí)行各種功能，諸如IP地址/IP前綴分配或策略控制和計(jì)費(fèi)。即使3GPP單獨(dú)指定SGW 115和PGW 120邏輯單元，但實(shí)際上它們可以在相同的單個(gè)物理實(shí)體中實(shí)現(xiàn)。

毫微微小區(qū)是小型的、相對(duì)低功率的蜂窩基站，通常被設(shè)計(jì)用于在家庭或小型企業(yè)中使用，并且是所謂的小型小區(qū)實(shí)現(xiàn)的子集。它通常經(jīng)由寬帶(例如DSL或電纜)連接到服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)。它通常在住宅環(huán)境中支持兩到四個(gè)活動(dòng)手機(jī)，在企業(yè)環(huán)境中支持八到十六個(gè)活動(dòng)手機(jī)。毫微微小區(qū)在宏小區(qū)和微小區(qū)中使用的相同的許可頻譜上操作，但是僅具有幾十米的范圍，以覆蓋家庭或企業(yè)內(nèi)的區(qū)域。毫微微小區(qū)允許移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商(MNO)在室內(nèi)或在小區(qū)邊緣擴(kuò)展服務(wù)覆蓋，特別是在其中接入另外被限制或不可用的情況下。對(duì)于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來說，毫微微小區(qū)的吸引力是對(duì)覆蓋和容量的改進(jìn)。消費(fèi)者受益于改進(jìn)的覆蓋和潛在的更好的語音質(zhì)量和電池壽命。

圖2示出了毫微微小區(qū)200的示例性實(shí)現(xiàn)。在3GPP術(shù)語中，家庭節(jié)點(diǎn)B(HNB)是3G毫微微小區(qū)。家庭eNode B(HeNB)是LTE毫微微小區(qū)。UE 210通過其通信的HeNB 205與網(wǎng)絡(luò)HeNB/毫微微網(wǎng)關(guān)(FemtoGW)215(當(dāng)存在時(shí))之間的或到MME 220的通信由強(qiáng)制性安全網(wǎng)關(guān)(SeGW)功能/邏輯實(shí)體225保護(hù)。由于在大多數(shù)部署中，HeNB 205通過寬帶(電纜/xDSL)230經(jīng)由回程提供對(duì)MNO的接入，所以SeGW 225提供安全性以使環(huán)境受信任。SeGW 225可以實(shí)現(xiàn)為單獨(dú)的物理實(shí)體或與FemtoGW 215共處。HeNB 205和FemtoGW 215之間的接口是S1，并且承載用于控制業(yè)務(wù)的S1-MME業(yè)務(wù)和用于承載業(yè)務(wù)的S1-U業(yè)務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的實(shí)施例中，公開了在演進(jìn)分組核心中的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)的方法和系統(tǒng)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于移動(dòng)無線設(shè)備的使用蜂窩回程經(jīng)由小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)，包括：用于與演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B(eNodeB)單元通信的第一數(shù)字通信接口；用于與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的第二數(shù)字通信接口，以及經(jīng)由所述第一數(shù)字通信接口與所述eNodeB單元通信的混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，并且所述混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)經(jīng)由第二數(shù)字接口與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信。混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括處理器和存儲(chǔ)器，其被配置為提供回程服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能，提供回程分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)功能，向移動(dòng)設(shè)備提供服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能，以及向移動(dòng)設(shè)備提供分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)功能。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括與混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通信的移動(dòng)性管理實(shí)體(MME)。

在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，MME是混合MME，其包括處理器和存儲(chǔ)器，其被配置為向移動(dòng)設(shè)備提供回程MME功能和MME功能。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，混合MME的處理器和存儲(chǔ)器被配置為縮放流控制傳輸協(xié)議關(guān)聯(lián)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括毫微微網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其存在于小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備業(yè)務(wù)路徑之外，同時(shí)保持在小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)的管理控制路徑中。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種使用蜂窩回程經(jīng)由小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)的方法包括：在混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處從小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B(eNodeB)單元接收數(shù)據(jù)。該方法還包括由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)回程服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能處理數(shù)據(jù)，由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)回程分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)功能處理數(shù)據(jù)，由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)用于移動(dòng)設(shè)備與eNodeB通信的服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能處理數(shù)據(jù)，由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)移動(dòng)設(shè)備與eNodeB通信的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)功能來處理數(shù)據(jù)，以及將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，一種使用蜂窩回程經(jīng)由小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)的方法包括：從分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。該方法還包括由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)用于與小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B(eNodeB)單元通信的移動(dòng)設(shè)備的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)功能來處理數(shù)據(jù)，由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)移動(dòng)設(shè)備與小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)的eNodeB單元通信的服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能處理數(shù)據(jù)，由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)回程分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)功能處理數(shù)據(jù)，由混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)回程服務(wù)網(wǎng)關(guān)功能處理數(shù)據(jù)，并且在混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到小型小區(qū)無線電接入網(wǎng)絡(luò)的eNodeB單元。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)性管理實(shí)體(MME)節(jié)點(diǎn)之間交換控制數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，MME是混合MME，其中混合MME根據(jù)回程MME功能來處理控制數(shù)據(jù)，并且根據(jù)用于移動(dòng)設(shè)備與eNodeB通信的MME功能來處理控制數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，混合MME縮放流控制傳輸協(xié)議關(guān)聯(lián)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括：在用戶設(shè)備業(yè)務(wù)旁路毫微微網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的同時(shí)將管理控制業(yè)務(wù)路由到毫微微網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)以進(jìn)行處理。

本文所闡述的任何方面和實(shí)施例可以與本文所闡述的實(shí)施例的任何其它方面組合。

附圖說明

為了更完整地理解本發(fā)明的各種實(shí)施例，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖進(jìn)行以下描述，其中：

圖1示出了演進(jìn)分組系統(tǒng)(EPS)架構(gòu)的示例。

圖2示出了毫微微小區(qū)的示例性實(shí)現(xiàn)。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的具有蜂窩回程部署的毫微微小區(qū)。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面集成到毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)中的蜂窩回程。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的使用蜂窩回程的改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的使用蜂窩回程的進(jìn)一步改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的使用蜂窩回程的改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)實(shí)施例。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的使用蜂窩回程的進(jìn)一步改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了使用蜂窩回程而不是傳統(tǒng)的固定寬帶回程的改進(jìn)的小型小區(qū)(這里稱為“毫微微小區(qū)”)實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)。相對(duì)于已知的蜂窩回程實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的示例性實(shí)現(xiàn)具有改進(jìn)的分組延遲和增加的分組核心容量。使用蜂窩回程而不是固定寬帶(xDSL、電纜)回程更加理想的情況包括(1)當(dāng)HeNB的放置導(dǎo)致毫微微小區(qū)的覆蓋變化和容量增加時(shí)的這些時(shí)刻，諸如在家庭或其他結(jié)構(gòu)之外，以及(2)在固定寬帶覆蓋不可用的移動(dòng)環(huán)境(例如，出租車、公共汽車或其他公共/公共交通)中使用毫微微小區(qū)。

圖3示出了具有蜂窩回程部署300的毫微微小區(qū)，其中HeNB 305通過蜂窩接入315連接到SeGW/FemtoGW 310。如圖所示，HeNB 305和SeGW/FemtoGW 310之間的固定寬帶回程320由蜂窩接入315取代。在這種情況下，HeNB 305還將充當(dāng)LTE-UE(“UE-f”將用于表示在毫微微小區(qū)中充當(dāng)UE的實(shí)體)，其用于路由來自UE 325的分組(連接到被表示為“UE-c”的HeNB 305)。在替代實(shí)現(xiàn)中，HeNB 305可以充當(dāng)Wifi-AP(集成在HeNB 305內(nèi))并且允許附接到Wifi-AP的設(shè)備能夠連接到PDN網(wǎng)絡(luò)330。在這種情況下，相同的一般連接和路由概念應(yīng)用。

圖4示出了集成到毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)400中的蜂窩回程。如上所述，HeNB 405還用作LTE-UE，并且由UE-f表示。HeNB 405和SeGW/FemtoGW 410之間的所有通信都經(jīng)過由eNB(i)415、MME(j)420、SGW(k)425和PGW(1)430表示的該蜂窩回程。eNB(i)415、MME(j)420、SGW(k)425和PGW(1)430具有訂戶UE-f的狀態(tài)上下文。對(duì)于附接到HeNB 405的UE 435(還由UE-c表示)、MME(e)440、SGW(f)445、PGW(g)450、HeNB(b)405、SeGW(c)/FemtoGW(d)410具有訂戶UE-c的狀態(tài)上下文。為了獲得訂戶UE-c的PDN接入，分組核心處理必須首先通過eNB(j)415、MME(j)420、SGW(k)425和PGW(1)430以到達(dá)SeGW(c)/FemtoGW(d)410，然后再次通過SeGW(c)/FemtoGW(d)410、SGW(f)445和PGW(g)450以到達(dá)期望的PDN網(wǎng)絡(luò)455。

參考圖4所示的實(shí)現(xiàn)，申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通常UE-c 435和UE-f 405屬于相同的MNO(因?yàn)楹廖⑽⑿^(qū)由相同的MNO提供)。因此，MME(j)420是與MME(e)440相同的實(shí)體，SGW(k)425是與SGW(f)445相同的實(shí)體，并且PGW(1)430是與PGW(g)450相同的實(shí)體。因此，分組(尤其是UE-c的數(shù)據(jù)平面分組)穿過分組核心單元(由SGW(k)和SGW(f)表示的SGW和由PGW(j)和PGW(g)兩次表示的PGW)。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這樣的架構(gòu)對(duì)穿過網(wǎng)絡(luò)的分組增加了延遲，并且降低了分組核心容量。假定承載分組(包括IMS信令)將必須被向前處理多次以通過SeGW(c)/FemtoGW(d)410，則引入了用于UE-c業(yè)務(wù)的相當(dāng)大的信令和數(shù)據(jù)路徑延遲。

圖5示出了使用蜂窩回程500的改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)現(xiàn)中，在FemtoGW或MME實(shí)體上不需要改變，并且核心分組單元SGW和PGW上的改變被最小化。在該實(shí)施例中，消除了圖4所示的SeGW。SeGW的作用是使HeNB 505和FemtoGW 510之間的通信安全。在該實(shí)現(xiàn)中，整個(gè)HeNB業(yè)務(wù)(對(duì)于連接到HeNB 505的所有UE)正在經(jīng)過UE-f的數(shù)據(jù)平面，其按照定義是安全的。為了實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)，在HeNB 505和FemtoGW 510之間的IPSec隧道被禁用，如圖5所示。

圖6示出了使用蜂窩回程600的進(jìn)一步改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)現(xiàn)中，到FemtoGW的HeNB通信可以用于控制、管理和數(shù)據(jù)目的。在這種情況下，F(xiàn)emtoGW用作HeNB的集中器，用于控制業(yè)務(wù)(以虛線示出的S1-MME)和UE業(yè)務(wù)(以實(shí)線示出的S1-U)。S1-MME業(yè)務(wù)是基于流控制傳輸協(xié)議(SCTP)的，而S1-U業(yè)務(wù)是基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)的。即使在從信令規(guī)模的角度使用這種部署模式(例如，減少M(fèi)ME上的SCTP關(guān)聯(lián)的數(shù)量，改進(jìn)的尋呼優(yōu)化以及表示單個(gè)eNB而不管網(wǎng)絡(luò)中的HeNB的數(shù)量)中存在優(yōu)點(diǎn)，但是從數(shù)據(jù)角度出發(fā)的優(yōu)化的增益可以進(jìn)一步提高。

在圖6所示的實(shí)施例中，UE業(yè)務(wù)旁路了FemtoGW 605，而是轉(zhuǎn)到SGW 610。以這種方式，SGW 610可以提供(home)HeNB 615的全部或子集?？蛇x地，在SGW 610中進(jìn)行附加增強(qiáng)以增加UDP/IP上下文以及GPRS隧道協(xié)議用戶數(shù)據(jù)(GTP-U)回波消息的縮放比例以使得能夠增加提供的HeNB的數(shù)量。同時(shí)，F(xiàn)emtoGW 605繼續(xù)保持在到MME620的控制路徑中。

可以設(shè)想的是，在某些實(shí)現(xiàn)中，可以通過使MME 620縮放SCTP關(guān)聯(lián)，以從控制路徑中移除FemtoGW 605。然而，如果FemtoGW 605具有與HeNB通信以控制那些HeNB的管理和安裝的專有機(jī)制，則某些實(shí)施例在管理路徑中保留FemtoGW 605。清楚的是，在控制路徑中具有和不具有FemtoGW的實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖7示出了使用蜂窩回程700的改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)實(shí)施例。在實(shí)現(xiàn)700中，新的SGW(k'，f)705對(duì)來自UE 710的上行鏈路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)執(zhí)行所有分組處理，其否則將在圖6的單獨(dú)的SGW(k)630、PGW(1)625和SGW(f)610中執(zhí)行。類似地，新的PGW(1'，g)715對(duì)到UE-c 710的下行鏈路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)執(zhí)行所有分組處理(圖1)，其否則將在圖6的單獨(dú)的PGW(g)635、SGW(f)610和PGW(1)625中執(zhí)行。在替代實(shí)施方式中，單獨(dú)的SGW(k)630可以被維持與聚合的PGW(1)625和SGW(f)610分離。上述設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)可以可選地包括執(zhí)行圖6的MME(e)620和MME(j)640的功能的MME(j，e)745。

上述設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)通過在SGW和PGW實(shí)體之間在GTP-C上交換專有IE交換/擴(kuò)展，咨詢SAE-GW中的GTP回波表(用于SGW和PGW操作兩者)和設(shè)置適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表以使能在PGW上可能進(jìn)行這樣的處理來完成。盡管為了清楚起見，在圖7中將SGW(k'，f)705和PGW(1'，g)715示為兩個(gè)實(shí)例，但是從數(shù)據(jù)平面的角度來看，整個(gè)分組處理被優(yōu)化并且每當(dāng)涉及任何的SGW(k'，f)或PGW(1'，g)時(shí)僅在一個(gè)實(shí)例720處發(fā)生。

實(shí)施方式700的優(yōu)選實(shí)施例具有以下特征。HeNB 725主要專用于為例如LTE UE(UE-f)服務(wù)毫微微業(yè)務(wù)，并且能夠?yàn)槠渲С?個(gè)唯一的接入點(diǎn)名稱(APN)(例如，apn中繼)，以便向核心網(wǎng)絡(luò)標(biāo)明這個(gè)業(yè)務(wù)流是用于LTE中繼功能。如果HeNB 725還用作用于瀏覽業(yè)務(wù)的客戶端設(shè)備(CPE)，則附加APN可以是可用的。源自HeNB 725的所有業(yè)務(wù)(包括管理業(yè)務(wù)和控制業(yè)務(wù))或通過蜂窩回程連接到HeNB 725的UE 710的業(yè)務(wù)將使用唯一的中繼APN。同時(shí)，使用唯一APN的業(yè)務(wù)將使用通用路由封裝(GRE)來隧道化，使得上行鏈路業(yè)務(wù)使用“apn中繼”IP地址作為源地址，并將目的地地址復(fù)制到GRE目的地地址中。所有下行鏈路業(yè)務(wù)由HeNB 725以相反的方式處理，例如，如果目的地IP地址與“apn中繼”IP地址匹配，則IP報(bào)頭被剝離，并且處理GTP分組。

同時(shí)，通過HeNB 725的上行鏈路業(yè)務(wù)(例如，信令、管理和/或數(shù)據(jù))被用于經(jīng)由HeNB 725將Femto-UE 710IP地址映射到毫微微網(wǎng)絡(luò)。直到這發(fā)生，SGW(k)上的上行鏈路分組處理路徑(作為705的一部分)可以以典型的方式進(jìn)行。由于網(wǎng)絡(luò)實(shí)體知道PGW(1)(作為715的一部分)是否在SGW(k)處(作為705的一部分)的相同群集中，將發(fā)生PGW(1)(作為715的一部分)的分組處理當(dāng)能夠時(shí)馬上發(fā)生。

在實(shí)現(xiàn)700的實(shí)施例中，可以通過優(yōu)化PGW(1)(作為715的一部分)上的上行鏈路分組處理路徑來進(jìn)行進(jìn)一步的可選增強(qiáng)，如下所述。首先，輸入分組的GTP報(bào)頭被解包。以典型的方式處理到達(dá)非apn中繼(non-apn-relay)APN的分組。相比之下，到達(dá)apn中繼(apn-relay)APN的分組其IP報(bào)頭被剝離，并且保存了源IP地址(這是UE-f)。如果內(nèi)部分組是非GTP-U的分組，則以典型的方式轉(zhuǎn)發(fā)分組。例如，分組可以是來自HeNB的SCTP或管理業(yè)務(wù)，以被轉(zhuǎn)發(fā)到FemtoGW(如果存在)或直接轉(zhuǎn)發(fā)到MME。這樣的分組被正常地轉(zhuǎn)發(fā)。如果內(nèi)部分組是GTP-U分組，則檢查源IP地址以確認(rèn)該地址是用于SGW(例如，SGW(f))的有效GTP-U對(duì)等點(diǎn)(peer)，并且如果是，則UE-f IP地址被更新為HeNB映射，并且隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(TEID)被驗(yàn)證。在這一點(diǎn)上，典型的SGW分組處理如在圖6的SGW(f)610上發(fā)生的那樣發(fā)生，并且分組被轉(zhuǎn)發(fā)到PGW(g)的內(nèi)部實(shí)例(作為715的一部分)以用于如由標(biāo)準(zhǔn)定義的典型處理。最后，檢查源IP地址以確認(rèn)其是有效分配的PDN會(huì)話。

類似地，在實(shí)現(xiàn)700的實(shí)施例中，可以通過優(yōu)化在PGW(g)(作為715的一部分)上的下行鏈路分組處理路徑來做出其它可選的增強(qiáng)，如下所述。到達(dá)i14 730或i8 735的分組將是IP分組，如果由HeNB(b)725服務(wù)，則其需要在其經(jīng)過i15 740時(shí)被GTP報(bào)頭封裝兩次。這種IP分組將提供適當(dāng)?shù)姆?wù)處理(例如，QoS、計(jì)費(fèi)等)并且PGW(g)將用GTP-U報(bào)頭封裝輸入分組。接下來，將檢查GTP-U分組憑證以確認(rèn)SGW(f)(作為705的一部分)上的GTP-U驗(yàn)證，其中HeNB(b)725作為其GTP對(duì)等點(diǎn)。然后，GTP-U報(bào)頭將用更新的GTP-U報(bào)頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換以進(jìn)行處理。在向下游轉(zhuǎn)發(fā)分組之前，SGW(f)(作為705的一部分)檢查GTP-U分組中的目的地IP地址是否是有效的GTP對(duì)等點(diǎn)。例如，為了確認(rèn)HeNB 725是SGW(f)(作為705的一部分)的對(duì)等點(diǎn)，SGW(f)(作為705的一部分)檢查是否存在與GTP對(duì)等點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的UE-f。如果是，則提供具有被設(shè)置為目的地地址的UE-f IP地址和從GTP報(bào)頭設(shè)置的源地址的空密鑰GRE報(bào)頭，并且將分組轉(zhuǎn)發(fā)到用于典型處理的PGW(1)(作為715的一部分)。在SGW(k)(作為705的一部分)處的分組處理也是典型的分組處理。

如本文所示和所描述的，示例性實(shí)現(xiàn)700包括通過執(zhí)行PGW和/或SGW中的一個(gè)或多個(gè)的功能和處理而充當(dāng)混合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)705、715和/或720中的一個(gè)或多個(gè)。此外，由混合節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的PGW和/或SGW功能可以是(i)另外將被包括在蜂窩回程中的PGW和/或SGW(即，其中為用作UE的毫微微小區(qū)提供PGW和SGW功能)和/或(ii)在架構(gòu)的回程部分之外的PGW和/或SGW(即，其中為附著到毫微微小區(qū)的終端用戶UE提供PGW和SGW功能)。這些節(jié)點(diǎn)經(jīng)由數(shù)字通信接口與其他系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)單元(例如，eNodeB、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等)通信。例如，已知的網(wǎng)絡(luò)接口硬件用于互連所需單元。

圖8示出了使用蜂窩回程800的進(jìn)一步改進(jìn)的毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)。在上述的一些實(shí)現(xiàn)中，SGW和PGW(包括這些實(shí)體的多個(gè)實(shí)例)使用如通過S11/S5-S8接口由3GPP定義的標(biāo)準(zhǔn)信令消息進(jìn)行交互。換句話說，當(dāng)SGW和/或PGW在控制路徑或數(shù)據(jù)路徑中交互時(shí)，對(duì)任何消息沒有修改。然而，在實(shí)現(xiàn)800中，當(dāng)SGW(k)805和/或SGW(f)810在控制路徑上與PGW(1)815和/或PGW(g)820交互時(shí)，附加信息元素被交換以轉(zhuǎn)移關(guān)于給定訂戶的狀態(tài)的知識(shí)。這種信息交換便于各種表的維護(hù)，以優(yōu)化分組處理，從而避免多跳問題以及減少用戶路徑中的總延遲。

此外，在具有多于一個(gè)SAE-GW(例如，SGW+PGW)的某些實(shí)現(xiàn)中，UE-f上下文可以被托管在除了UE-c上下文之外的單獨(dú)的SAE-GW上。例如，SGW(k)805和PGW(l)815可以在除了SGW(f)810和PGW(g)820之外的單獨(dú)SAE-GW上。通過在UE 825連接到HeNB 830的持續(xù)時(shí)間內(nèi)將會(huì)話從SGW(f)810和PGW(g)820遷移到PGW(1)815，上述實(shí)施例可以進(jìn)一步增強(qiáng)以減少雙跳問題的負(fù)面影響。在該進(jìn)一步的可選方面中，PGW(g)820和PGW(1)815具有用于S5/S8接口、認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)(AAA)消息傳送以及SGi側(cè)接口的等效網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性(即，相同的外部連接)。此外，在各種SAE-GW單元之間存在特殊的AN-GTP連接，以交換各種GTP變體消息。

該可選方面通過特殊AN-GTP接口能夠在所有SAE-GW處了解所有HeNB實(shí)體知識(shí)和UE-f上下文知識(shí)，使得所有SGW和PGW具有關(guān)于可達(dá)性信息的彼此的知識(shí)。在這種特殊的AN-GTP接口上，存在至少兩種信息交換：(1)鏈路信息交換，其在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的所有SAE-GW上通告GTP對(duì)等信息，以及(2)訂戶信息交換，其通告訂戶信息以幫助促進(jìn)會(huì)話轉(zhuǎn)移以避免雙跳問題。

如上面更詳細(xì)地闡述的，本發(fā)明的實(shí)施例包括具有蜂窩回程的毫微微小區(qū)(例如，3G或LTE毫微微小區(qū))的實(shí)現(xiàn)，其中去除了在現(xiàn)有技術(shù)毫微微小區(qū)實(shí)現(xiàn)中通常存在的SeGW節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的實(shí)施例還包括其中從UE業(yè)務(wù)路徑中移除現(xiàn)有技術(shù)毫微微小區(qū)中通常存在的FemtoGW的實(shí)現(xiàn)。此外，實(shí)施例包括其中消除現(xiàn)有技術(shù)毫微微小區(qū)的回程中存在的SGW和/或PGW節(jié)點(diǎn)并且由存在于回程之外的SGW和/或PGW執(zhí)行所消除節(jié)點(diǎn)的功能的實(shí)現(xiàn)。

本文所公開的技術(shù)和系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)為用于與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)化電子設(shè)備一起使用的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這樣的實(shí)現(xiàn)可以包括固定在諸如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，軟盤、CD-ROM、ROM、閃存或其它存儲(chǔ)器或固定盤)的有形介質(zhì)上或經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器或其他接口設(shè)備(諸如通過介質(zhì)連接到網(wǎng)絡(luò)的通信適配器)可傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備的一系列計(jì)算機(jī)指令或邏輯。

介質(zhì)可以是有形介質(zhì)(例如，光學(xué)或模擬通信線路)或用無線技術(shù)(例如，Wi-Fi、蜂窩、微波、紅外或其他傳輸技術(shù))實(shí)現(xiàn)的介質(zhì)。該系列計(jì)算機(jī)指令體現(xiàn)本文關(guān)于系統(tǒng)描述的功能的至少一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這樣的計(jì)算機(jī)指令可以用多種編程語言編寫以與許多計(jì)算機(jī)架構(gòu)或操作系統(tǒng)一起使用。

此外，這樣的指令可以存儲(chǔ)在任何有形存儲(chǔ)器設(shè)備中，諸如半導(dǎo)體、磁性、光學(xué)或其他存儲(chǔ)器設(shè)備，并且可以使用任何通信技術(shù)(諸如光學(xué)、紅外、微波或其他傳輸技術(shù))來傳輸。

預(yù)期的是這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以作為具有隨計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如，在系統(tǒng)ROM或固定磁盤上)預(yù)加載的印刷或電子文檔(例如，收縮包裝軟件)的可移除介質(zhì)來分發(fā)，或者通過網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)或萬維網(wǎng))從服務(wù)器或電子公告板分發(fā)。當(dāng)然，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以被實(shí)現(xiàn)為軟件(例如，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)和硬件的組合。本發(fā)明的其它實(shí)施例被實(shí)現(xiàn)為完全硬件或完全軟件(例如，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。

此外，本文公開的技術(shù)和系統(tǒng)可以與各種移動(dòng)設(shè)備一起使用。例如，能夠接收本文所討論的信號(hào)的移動(dòng)電話、智能電話、個(gè)人數(shù)字助理和/或移動(dòng)計(jì)算設(shè)備可以用于本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)中。

通過閱讀本公開內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見的是，本公開可以以不同于上面具體公開的形式來實(shí)施。因此，上述具體實(shí)施例被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將僅使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)或能夠確定本文所述的具體實(shí)施方案的許多等同物。本發(fā)明的范圍如所附權(quán)利要求及其等同物所述，而不限于前面描述中包含的示例。