CN102186206A - 用于无线网络的中继数据路径架构 - Google Patents
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Abstract
公开用于在无线网络中形成中继数据路径架构的系统和方法。该方法包括在无线网络中在中继站、基站和接入服务网络网关(ASN-GW)之间形成分开的层-3数据链路。将每个分开的层-3数据链路从ASN-GW映射到无线网络中的下一个单元，以便形成从ASN-GW到中继站的数据路径。可使用隧道协议通过每个层-3数据链路在移动台与ASN-GW之间发送数据分组，使得每个层-3数据链路形成分开的隧道。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络，更具体地说，涉及用于无线网络的中继数据路径架构。
背景技术
移动计算装置的速度和处理能力在逐步增强。移动计算装置的增加的能力已经使这些装置能够从文本显示转变到图形显示，并且最近转变到显示多媒体，诸如流播视频和移动电视。在移动通信装置上下载和显示多媒体的能力需要移动计算装置的无线通信速度显著增加。
增加无线通信速度的一种方式是通过使用通常大于2千兆赫(GHz)的更高的频带。更高的频带允许使用具有更宽的带宽的信号，从而实现更快的无线通信速度。但是，在更高频带中传送的信号相对于较低频率信号在大气中也衰减得更快。无线通信网络通常由在通常称作小区的所选区域之上进行传送的基站组成。使用更高频率的结果是更小的小区大小以及需要更多基站。但是，基站的构建、操作和维护费用较高。
降低操作附加基站的成本的一种方式是引入中继站的使用。中继站可接收来自用户的移动台的无线信号，升高信号的功率，并且将信号传送给附加的中继站或基站。中继站能以相对于基站降低的价格来构建和操作。中继站和基站的使用形成“多跳”无线通信网络，其中来自移动台的信号在中继站与基站之间无线跳跃。但是，为在移动台与基站之间直接发生的标准无线通信中的数据传输设计的架构对于在多跳无线通信基础设施中使用并不是最佳的。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种用于在无线网络中形成中继数据路径架构的方法，包括：
在无线网络中，在中继站、基站和接入服务网络网关(ASN-GW)中的每一个之间形成分开的层-3数据链路；
将每个分开的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元，以便形成从所述ASN-GW到所述中继站的数据路径；以及
使用隧道协议通过每个层-3数据链路在移动台与所述ASN-GW之间发送数据分组，使得每个层-3数据链路形成分开的隧道。
在本发明的方法的一个实施例中，还包括：从由通用路由选择封装(GRE)协议和通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)组成的组中选择所述隧道协议。
在本发明的方法的一个实施例中，形成分开的层-3数据链路的步骤还包括：为每个服务流在至少一个中继站、所述基站和所述ASN-GW中的每一个之间形成分开的层-3数据链路。
在本发明的方法的一个实施例中，映射每个分开的层-3数据链路的步骤还包括：将隧道标识值分配给每个分开的隧道。
在本发明的方法的一个实施例中，将每个分开的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元的步骤还包括：
将第一层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述基站；以及
将第二层-3数据链路从所述基站映射到所述中继站。
在本发明的方法的一个实施例中，还包括：在每个中继站与下一个中继站之间映射附加的层-3数据链路。
在本发明的方法的一个实施例中，映射每个隧道的步骤还包括：
将服务建立请求消息从所述移动台发送给所述中继站，用于新服务流建立；
经由R8参考连接将datapath_reg消息从所述中继站发送给所述基站；
经由R6参考连接将datapath_reg消息从所述基站发送给所述ASN-GW；
对于送往所述移动台的新服务流执行服务质量规定和许可控制；
经由所述R6参考连接把来自所述ASN-GW的datapath_ACK消息发送给所述基站，以便建立第一隧道；
把来自所述基站的datapath_ACK消息发送给所述中继站，以便建立第二隧道；以及
将服务建立响应，例如DSA响应消息，从所述中继站发送给所述移动台，以便将成功连接和服务流建立通知所述移动台。
在本发明的方法的一个实施例中，还包括：将所述datapath_reg消息从所述中继站发送给所述无线网络中的附加中继站，其中，中继中的最后一个中继站将所述datapath_reg消息发送给所述基站。
在本发明的方法的一个实施例中，还包括：
在所述中继站与所述基站之间建立外部净荷信头抑制(PHS)或其它信头压缩方案，以便抑制用于所述第二隧道的信头；以及
在所述ASN-GW与所述移动台之间建立内部PHS或其它信头压缩方案，以便抑制净荷因特网协议(IP)信头。
在本发明的方法的一个实施例中，还包括：在从与所述基站进行通信的第一中继站到与所述基站进行通信的第二中继站切换期间，再用所选隧道。
在本发明的方法的一个实施例中，还包括：当在基站与连接到所述基站的中继站之间执行切换时，再用在所述ASN-GW与所述基站之间形成的隧道。
在本发明的方法的一个实施例中，还包括：在切换发生之后，再用在所述ASN-GW与中继站之间形成的处于从所述移动台到所述ASN-GW的所述数据分组的流中的各隧道。
按照本发明的另一方面，提供一种用于无线中继网络的用户平面数据路径系统，包括：
接入服务网络网关(ASN-GW)数据路径模块，配置成与基站进行通信，以便在所述ASN-GW与所述基站之间建立第一层-3数据链路；
基站数据路径模块，配置成与中继站进行通信，以便在所述基站与所述中继站之间建立第二层-3数据链路；以及
中继站数据路径模块，配置成与所述基站进行通信，以便建立所述第二层-3数据链路，其中用于所选服务流的数据经由第一和第二层-3数据链路在移动台、所述中继站和所述ASN-GW之间传送。
在本发明的系统的一个实施例中，所述中继无线网络系统包括多个中继站，其中每个中继站包含中继站数据路径模块，所述中继站数据路径模块配置成与下一个中继站进行通信，以便在所述中继站与所述下一个中继站之间建立中继站层-3数据链路。
在本发明的系统的一个实施例中，所述中继无线网络系统由包含多个中继站的网状网络组成。
在本发明的系统的一个实施例中，所述中继无线网络系统由包含多个中继站的非网状网络组成。
在本发明的系统的一个实施例中，所述ASN-GW数据路径模块、所述基站数据路径模块和所述中继站数据路径模块各配置成在切换发生并且对应的层-3数据链路仍然处于从所述移动台到所述ASN-GW的数据路径内时，再用所述对应的层-3数据链路。
按照本发明的另一方面，提供一种包含计算机可用介质的计算机程序产品，所述计算机可用介质中包含计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码适合被执行以实现用于在无线网络中形成中继数据路径架构的方法，所述方法包括：
在无线网络中，在至少一个中继站、基站和接入服务网络网关(ASN-GW)中的每一个之间形成单独的层-3数据链路；
将每个单独的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元，以便形成从所述ASN-GW到所述至少一个中继站的数据路径；以及
使用隧道协议通过每个层-3数据链路在移动台与所述ASN-GW之间发送数据分组，使得每个层-3数据链路形成分开的隧道。
在本发明的计算机程序产品的一个实施例中，将每个分开的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元的步骤还包括：
将第一层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述基站；以及
将第二层-3数据链路从所述基站映射到在所述至少一个中继站中的第一中继站。
在本发明的计算机程序产品的一个实施例中，还包括：在所述至少一个中继站中的所述第一中继站与下一个中继站之间映射附加的层-3数据链路。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，本发明的特征和优点将会显而易见，所述附图通过举例来共同说明本发明的特征；其中：
图1示出通用非网状中继网络的框图；
图2示出通用网状中继网络的框图；
图3示出无中继无线网络的框图；
图4示出根据本发明的一个实施例、用于无线中继网络的用户平面数据路径系统的框图；
图5示出根据本发明的一个实施例、具有用户平面数据路径系统的中继无线网络的框图；
图6示出根据本发明的一个实施例、用于通过图5的系统中的分开的隧道来建立数据路径的示例过程；
图7示出根据本发明的一个实施例的用户平面数据路径系统中的隧道的再用的示例；以及
图8提供描绘根据本发明的一个实施例、用于在无线网络中形成中继数据路径的方法的流程图。
现在参照举例说明的示范实施例，并且本文中将使用具体语言对其进行描述。但是要理解，并非想要由此限制本发明的范围。
具体实施方式
在公开和描述本发明的一个或多个实施例之前，应当理解，所公开的一个或多个实施例并不局限于本文所公开的具体结构、过程步骤或材料，而是扩展到其等效物，这是相关领域的普通技术人员会知道的。还应当理解，本文所采用的术语仅用于描述具体实施例，而不是要进行限定。
定义
本文所使用的术语“实质上”指的是动作、特性、属性、状态、结构、项目或结果的完全或几乎完全的广度或程度。例如，“实质上”封闭的对象表示该对象是完全封闭的或者几乎完全封闭的。在一些情况下，偏离绝对完全性的准确可允许程度可取决于具体上下文。但是，一般来说，完全性的接近度将使得具有好象得到了绝对和总的完全性那样的相同整体结果。当用于否定含义中以指完全或者接近完全没有某个动作、特性、属性、状态、结构、项目或结果时，“实质上”的用法同样可适用。
本文所使用的术语“大约”用于通过规定给定值可“略高于”或“略低于”数值范围端点来对所述端点提供灵活性。
本文所使用的术语“层-2”数据链路指的是基于计算机组网的7层OSI模型的Layer 2规范形成的数据链路。
本文所使用的术语“层-3”数据链路指的是基于计算机组网的7层OSI模型的Layer 3规范形成的数据链路。
示例实施例
下面提供技术实施例的初始概况，然后，稍后更详细地描述具体技术实施例。这个初始概述意在帮助读者更快地理解该技术，而不是要标明该技术的关键特征或必要特征，也不是要限制要求保护的主题的范围。为了下面描述的概况和实施例的清楚起见，提供下列定义。
升高信号带宽的更高频率载波信号的使用固有地减小信号可通过大气传播的距离。更高频率信号更易于被大气中的水蒸汽吸收。在一种典型的蜂窝结构中，本文中称作移动台(MS)的每个移动电话直接与基站(BS)通信。当频率增加、由此减小信号可传播的距离时，基站可进行通信的距离减小，由此引起对于在所选地理区域之上提供充分无线通信的附加基站的需要。但是，基站的构建、安装和维护的费用会相对较高。
中继站的使用可降低对安装同样多基站的需要。中继站可在无线通信基础设施中实现，以便增加基站的小区大小，并且减少在所选区域之上提供充分覆盖所需的基站的数量。
例如，图1示出通用非网状中继网络100。在这个中继网络中，把来自移动台102的信号传送给中继站104。然后，中继站104将移动台的信号传送给基站108。当移动台的信号通过单个中继站转发给基站时，这通常称作单跳传输。当来自移动台124的信号通过多个中继站116、118转发给基站108时，则这称作多跳传输120。当仅存在用于把来自移动台102、124的信号转发给基站108的单个可能路径时，这称作非网状网络，如图1所示。
图2示出通用网状中继网络200。在网状中继网络中，来自移动台的信号可通过多个路径传递给基站208。例如，移动台202的信号可通过中继站210沿单跳路由传播。备选地，移动台202的信号可通过中继站210、214和218沿更长路由传播到基站208。在网状网络中，通常需要附加逻辑来根据诸如距离、信号拥塞、信号功率等变量使信号能够通过最佳路径路由到基站。
在一种已知的无中继无线网络中，在基站与接入服务网络(ASN)网关之间形成用户平面数据路径。例如，图3示出一种典型的无中继无线网络300。通过在移动台301与基站304之间形成的无线通信信道303传播的信息基于流ID值来识别。映射功能在基站304用于送往或来自与无线通信信道303的空中链路连接的下行链路或上行链路数据。当移动台301和基站304经由端对端协议在310上建立与用于移动台的服务流对应的新连接时，建立在基站304的流ID在无线通信信道303和数据信道310上的映射。
端对端协议连接通过在移动台301与基站304之间以及在基站304与ASN网关306之间分别形成层-2数据链路303、302来创建。因特网协议(IP)数据经由移动台301与基站304之间的层-2数据链路303直接传送。然后，数据由外部隧道310“包装”，使得数据可在基站304与ASN网关306之间传递，而无需基站304对于从移动台301发送的IP数据执行分类。分类通常由ASN网关306执行。
ASN网关306基于移动台的IP地址和端口对来自因特网连接(未示出)的入局IP分组进行分类。然后，将IP分组映射到服务于移动台301的对应隧道310。然后，基站304可执行解除隧道化(de-tunneling)，并且使用无线通信信道303上的层-2媒体接入控制(MAC)传输将IP分组传递给移动台301。在出局方向(从移动台到因特网)的分组处理是相似的。
在将中继站引入无线通信系统时，数据传播所通过的附加跳常常使用各分组的信头中所发送的附加路由选择信息和其它信头信息。信头信息可包括详细描述分组预计通过其中传播的路径的信息、净荷信息、连接建立信息等等。
分组传播所通过的数据链路的类型也可确定信头信息量。例如，在层-2数据连接中，基站通常为数据链路中的各连接维护单独MAC状态机，而无论数据连接直接与基站关联还是与另一个中继站关联。这会使用可能对中继网络添加增加的复杂度的许多中继特定设计。
为了减小通过中继网络传递的分组的信头中的开销量和复杂度，公开一种用于无线中继网络的用户平面数据路径系统。用户平面数据路径系统的示例框图400如图4所示。该系统包括接入服务网络网关(ASN-GW)数据路径模块402，模块402配置成与基站进行通信，以便建立第一层-3(L-3)数据链路，并且在ASN-GW与基站之间运行隧道协议、如通用路由选择封装(GRE)。基站数据路径模块404可配置成与中继站进行通信，以便建立基站与中继站之间的第二层-3数据链路，它通常也运行与基站和ASN-GW之间的协议相同的隧道协议。中继站数据路径模块406可配置成与基站进行通信，以便建立第二层-3数据链路。用于所选服务流的数据在移动台、中继站、基站和ASN-GW之间经由第一和第二层-3数据链路传送。下面更全面地论述层-3数据链路的形成。
虽然使用在WiMAX论坛NWG规范版本1.5和电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准、如2009年5月29日发布的802.16-2009标准中反映的术语来提供示例，但是这不是要进行限定。多个分开的层-3数据链路的使用可适用于使用中继的任何类型的无线数字通信网络，诸如在3GPP 2010-06规范或者该规范的关联版本中反映的架构。本文所使用的术语可映射到3GPP规范，诸如：移动台(MS)→用户设备(UE)，基站(BS)→演进节点B(eNB)，接入服务网络(ASN)→在服务网关和分组数据网络网关，通用路由选择封装(GRE)→通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)等等，这是大家会理解的。
图5中提供中继数据网络500的一个示例图示。可为各服务流在ASN-GW 502与中继站506之间有效地建立数据隧道。数据隧道由采用所选隧道协议在第一层-3数据链路512上形成的第一隧道510组成。所使用的隧道协议的类型可取决于用于实现网络的无线通信网络标准的类型。
例如，当网络基于全球微波接入互通(Wimax)网络工作组(NWG)规范、如Wimax NWG版本1.5规范来构建时，则通用路由选择封装(GRE)可用作隧道协议来封装IP分组，以便从ASN-GW 502传递给中继站506。当网络基于3GPP架构来构建时，则可使用通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)。也可使用其它类型的隧道协议。
回到图5的示例图示，第二隧道514可采用所选隧道协议在第二层-3数据链路516上形成。数据隧道端接在中继站，使得不存在通过中继站到中继站链路或者中继站到基站链路上的数据隧道所传送的各分组的信头中所需的用于移动台(508)的层-2MAC身份。各数据隧道与其它数据隧道分离。可向各隧道分配独立的隧道密钥。隧道化(tunneling)沿用如现代无线网络中所使用的相同逐跳设计，其中各数据隧道没有超出一跳。
用于所选服务流的数据可经由第一数据隧道510和第二数据隧道514从移动台508传送给中继站506、基站504和ASN-GW 502。服务流是网络可控制服务质量(QoS)的所提供粒度等级。当形成隧道、如第一和第二数据隧道510、514时，可将单个服务流分配给各隧道。备选地，多个服务流、例如用于所选移动台的各服务流可被映射到每个分开的隧道。
基站504可把数据从一跳映射到另一跳。诸如中继站506、基站504或ASN-GW 502之类的中间节点可执行从一个隧道到另一个隧道的唯一映射。如果需要，则可对各无线跳执行附加的外部信头压缩，以便减小隧道化开销。例如，外部信头压缩可对中继链路上的第二数据隧道514执行。对于在有线链路上形成的隧道、如位于基站504与ASN网关502之间的第一数据隧道510，可以不需要附加的压缩。
以上描述的使用分开的层-3数据链路的数据路径设计保持一种简单、平坦的架构，而与中继跳数或者无线网络的拓扑无关。例如，数据路径设计可用于网状中继网络、如图2所示的示例中。由于各隧道是独立的，所以将信号从移动台202传递给基站208的三个中继站210、214、218的使用没有增加信头信息量。可位于各中继站中的中继站数据路径模块406(图4)反而可与相邻中继站或移动台进行通信，从而建立包括可操作以传送已封装数据分组的层-3数据链路的数据隧道。
Wimax网络参考模型包括8个参考点，它们是连接网络中的两个功能实体的概念链路。参考点表示对等实体之间的协议包，与IP网络接口相似。互通性通过参考点得到增强，而无需规定厂家如何实现那些参考点的边缘。这些参考在Wimax规范中有许多文件介绍。为了方便起见，下面提供本申请中论述的参考点的概述。
R6由用于基站与ASN GW之间的通信的一组控制和承载平面协议组成。
R8由一组控制平面消息流、以及在一些情况下在基站之间转发的承载平面数据流组成。
形成图5所示的数据隧道510、514的初始数据路径建立可按照逐跳方式来完成。用于通过从一个或多个中继站到ASN-GW的分开的隧道建立数据路径的一个示范过程如图6所示。数据路径的建立可通过下列步骤来完成：
(1)移动台602可向移动台的在服务中继站604发送如动态服务添加请求(DSA_REQ)消息之类的请求消息，请求新的连接/服务流建立。
(2)基于所接收的请求，中继站604设法为网络中的这个服务流创建和建立新隧道。中继站604可经由R8参考连接向父基站608发送Datapath_Reg消息。应当注意，Datapath_Reg消息可通过若干中继站转发给父基站。
(3)在接收到来自中继站604的消息时，基站608经由R6参考连接向在服务ASN-GW 610发送Datapath_Reg消息。假定在服务ASN-GW是锚ASN。否则，可将消息转发给锚ASN_GW。
(4)ASN-GW 610可执行适当的服务质量(QoS)规定和许可控制，这是大家会理解的。在成功完成时，ASN-GW可经由R8参考连接采用数据路径确认(Datapath_Ack)消息来应答来自基站608的Datapath_Reg消息，从而建立第一隧道614。
(5)基站608可经由R8参考连接采用Datapath_Ack消息来应答中继站的Datapath-Reg消息，从而建立第二隧道618。
(6)中继站604可采用动态服务添加响应(DSA_RSP)消息来应答移动台602，以便通知移动台经由第一和第二隧道614、618在移动台602与ASN-GW 610之间的成功连接和服务流建立。
虽然在上述示例中标识了特定类型的消息、如DSA格式化消息，但是应当注意，各种不同类型的消息可用于建立数据路径，这是大家会理解的。
在一个实施例中，净荷信头抑制(PHS)可用于减小信头的大小。在步骤(2)和(5)，外部PHS可在中继站604与基站608之间建立，以便抑制用于通过第二隧道618传送的数据分组的隧道信头。内部PHS可在ASN-GW 610与移动台602之间建立，以便抑制净荷IP信头。
在移动信号从一个中继站到另一个中继站的切换期间，数据路径被交换，使得新隧道将端接在新的在服务中继站。一般来说，当前网络框架可易于支持其特征。以前，每次在切换期间，经由旧的在服务站在移动台之间建立的旧数据路径被拆除，并且采用经由新的在服务站的新数据路径来替换。
根据本发明的一个实施例，可对基站内切换情况进一步优化数据路径交换。当从移动台到一个中继站的信号通信被交换到另一个中继站，或者从一个中继站交换到位于相同在服务基站小区内的基站时，发生基站内切换。
例如，图7提供示范切换过程的图示，其中移动台702执行从第一中继站704到处于相同基站708的小区内的第二中继站706的切换。不是从ASN-GW 710到第二中继站706始终建立新隧道来替换第一和第二隧道714、718这两者，而是在切换之后可再用第一隧道714。基站708可在移动台的小区内切换期间经由第二中继站706与基站708之间的参考R8连接来建立第三隧道720。第三隧道720的建立可对于ASN-GW 710实质上透明。安全性更新可通过c平面传递给ASN-GW中的锚认证器。在切换发生时，隧道再用可节省网络开销和建立等待时间。
相同的方式可推广到其它切换情况。如果从第一中继站704到基站708发生切换，则基站可再用第一隧道714，并且简单地拆除第二隧道718。如果从基站到第一中继站发生切换，则基站可再用第一隧道，并且建立第二隧道718，如前面所述。更一般来说，当数据路径在中继网络中因切换而改变时，可再用保持在数据路径中的单跳隧道段。
当使用安全隧道协议、如因特网协议安全(IPSec)时，安全性关联也可逐跳地端接。更具体来说，安全的隧道分别保持在ASN-GW与基站以及基站与中继站之间。如GRE密钥之类的加密信息仍然可以是中间节点和基站已知的。然后，基站可执行适当的QoS映射，并且建立信头压缩方案，以便减小隧道开销。
在另一个实施例中，公开一种用于在无线网络中形成中继数据路径架构的方法800，如图8的流程图所示。该方法包括在无线网络中在中继站、基站和接入服务网络网关(ASN-GW)中的每一个之间形成810分开的层-3数据链路。例如，图5示出两个分开的层-3数据链路512和516。各层-3数据链路是单独的数据链路，它不从属于或连接到其它的层-3数据链路。
方法800包括将每个分开的层-3数据链路从ASN-GW映射820到无线网络中的下一个单元，以便形成从ASN-GW到中继站的数据路径。下一个单元可以是附加的ASN-GW、基站或中继站。针对图6所述的过程可用于映射每个分开的层-3数据链路。可向每个层-3数据链路分配分开的标识值。可为每个服务流形成分开的数据路径。备选地，多个服务流、例如来自所选移动台的所有服务流可通过每个分开的层-3数据链路来传递。
方法800包括如下附加操作：使用隧道协议通过每个层-3数据链路在移动台与ASN-GW之间发送830数据分组，使得每个层-3数据链路形成分开的隧道。例如，可使用诸如通用路由选择封装(GRE)协议或通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)之类的隧道协议。也可使用附加的隧道协议，它们使IP分组能够与必要的信头信息一起通过层-3数据链路被传送。
如前面所述，当切换发生时，可再用隧道。例如，当发生小区内切换时，可使用基站与ASN-GW之间的隧道，同时在新中继站与基站之间形成一个或多个新隧道。在其中发生多跳通信的中继网络中，可再用不止一个隧道，这是大家会理解的。例如，当多跳通信中只有单个中继站在切换期间改变时，在切换期间可再用诸如在中继站之间形成的隧道之类的所选隧道。如果在ASN-GW与正服务于移动台的中继站之间形成的各隧道在切换之后保持在移动台与ASN-GW之间的数据路径中，则它可被再用。隧道的再用可显著减小开销和建立等待时间。
经由逐跳隧道化的数据路径管理的灵活性和效率提供了相对于端对端隧道化方式的显著改进。对于数据路径建立，在端对端隧道化方式中的建立信令仍然来回地经由移动台传播到中继站、基站和ASN。但是，基站不知道该事务。因此，需要附加的信令开销，因为需要通知中继站和基站关于连接建立，以便在R8参考连接上以及在R6参考连接上在中继站与基站之间适当地规定资源。
在切换期间，端对端隧道化方式可要求第一中继站与ASN之间的整个隧道被拆除，并且建立在新中继站与ASN之间设置的新隧道。对于端对端隧道化方式，再用是不可能的。
此外，当使用安全的隧道、如IPSec时，在RS-ASN之间将保持密钥上下文。这意味着对中间的节点、如基站隐藏如GRE密钥之类的信息。因此，基站无法识别GRE隧道或净荷信息。因此，基站无法执行适当的QoS映射或信头压缩功能。
应当理解，本说明书中所描述的功能单元中的一些已经被标记为模块，以便更特别强调其实现独立性。例如，模块可实现为硬件电路，其中包括定制的VLSI电路或门阵列，诸如逻辑芯片、晶体管或其它分立元件之类的现货销售的半导体。模块也可通过诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件之类的可编程硬件器件来实现。
模块也可通过供各种类型的处理器执行的软件来实现。可执行代码的所标识模块例如可包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，它们例如可组织为对象、过程或函数。然而，所标识模块的可执行代码不需要在物理上定位在一起，而是可包括存储在不同位置中的完全不同的指令，它们在逻辑上结合到一起时包括模块并且实现该模块的所述目的。
实际上，可执行代码的模块可以是单个指令或者许多指令，并且甚至可分布于若干不同的代码段、在不同的程序之中、以及在若干存储装置上。类似地，操作数据在本文中可在模块内被标识和说明，并且可以任何适当的形式来体现，并且被组织在任何适当类型的数据结构中。操作数据可作为单个数据集来收集，或者可分布于不同的位置，包括分布于不同的存储装置上。模块可以是无源的或有源的，包括可操作以执行预期功能的代理。
各种技术或其某些方面或部分可采取包含在有形介质中的程序代码(即指令)的形式，所述有形介质包括例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或者任何其它机器可读存储介质，其中，当程序代码加载到例如计算机等机器中并由其执行时，该机器成为用于实施各种技术的设备。在可编程计算机上程序代码执行的情况下，计算装置可包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储单元)、至少一个输入装置以及至少一个输出装置。可实现或者利用本文所述的各种技术的一个或多个程序可使用应用编程接口(API)、可再用控件等等。这类程序可通过高级程序或面向对象的编程语言来实现，以便与计算机系统进行通信。但是，如果需要，则程序可通过汇编或机器语言来实现。在任何情况下，语言可以是编译或解释语言，并且与硬件实现相结合。
本说明书全文中提到“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施例所述的具体特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在本说明书全文中的各个位置的出现不一定都指的是同一个实施例。
为了方便起见，本文所使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可在共同列表中提供。但是，这些列表应当被理解为好象该列表的各成员被单独地标识为分开的和唯一的成员。因此，没有相反指示的话，这种列表的单独成员不应当仅基于它们在共同组中提出而被理解为同一个列表的任何其它成员的实际等效物。另外，本发明的各种实施例和示例在本文中可连同其各种元件的备选方案一起来引用。要理解，这类实施例、示例和备选方案不是要被理解为彼此的实际等效物，而是要被视为本发明的分开和自主的表示。
此外，所述特征、结构或特性可按照任何适当方式结合在一个或多个实施例中。在以下描述中，提供诸如布局、距离、网络示例等的示例之类的许多具体细节，以便提供对本发明的实施例的透彻理解。但是，本领域的技术人员会知道，即使没有所述具体细节中的一个或多个或者采用其它方法、元件、布局等，也可实施本发明。在其它情况下，没有详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作，以免使本发明的各方面变得模糊。
虽然上述示例是在一个或多个具体应用中的本发明的原理的举例说明，但是本领域的技术人员会清楚地知道，在不运用创造力的情况下可进行实现的形式、用法和细节方面的许多修改，而没有背离本发明的原理和概念。因此，并不是要限制本发明，除了由下面提出的权利要求来限定之外。
Claims (20)
1.一种用于在无线网络中形成中继数据路径架构的方法，包括：
在无线网络中，在中继站、基站和接入服务网络网关(ASN-GW)中的每一个之间形成分开的层-3数据链路；
将每个分开的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元，以便形成从所述ASN-GW到所述中继站的数据路径；以及
使用隧道协议通过每个层-3数据链路在移动台与所述ASN-GW之间发送数据分组，使得每个层-3数据链路形成分开的隧道。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：从由通用路由选择封装(GRE)协议和通用分组无线电服务(GPRS)隧道协议(GTP)组成的组中选择所述隧道协议。
3.如权利要求1所述的方法，其中，形成分开的层-3数据链路的步骤还包括：为每个服务流在至少一个中继站、所述基站和所述ASN-GW中的每一个之间形成分开的层-3数据链路。
4.如权利要求1所述的方法，其中，映射每个分开的层-3数据链路的步骤还包括：将隧道标识值分配给每个分开的隧道。
5.如权利要求1所述的方法，其中，将每个分开的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元的步骤还包括：
将第一层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述基站；以及
将第二层-3数据链路从所述基站映射到所述中继站。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：在每个中继站与下一个中继站之间映射附加的层-3数据链路。
7.如权利要求1所述的方法，其中，映射每个隧道的步骤还包括：
将服务建立请求消息从所述移动台发送给所述中继站，用于新服务流建立；
经由R8参考连接将datapath_reg消息从所述中继站发送给所述基站；
经由R6参考连接将datapath_reg消息从所述基站发送给所述ASN-GW；
对于送往所述移动台的新服务流执行服务质量规定和许可控制；
经由所述R6参考连接把来自所述ASN-GW的datapath_ACK消息发送给所述基站，以便建立第一隧道；
把来自所述基站的datapath_ACK消息发送给所述中继站，以便建立第二隧道；以及
将服务建立响应，例如DSA响应消息，从所述中继站发送给所述移动台，以便将成功连接和服务流建立通知所述移动台。
8.如权利要求7所述的方法，还包括：将所述datapath_reg消息从所述中继站发送给所述无线网络中的附加中继站，其中，中继中的最后一个中继站将所述datapath_reg消息发送给所述基站。
9.如权利要求7所述的方法，还包括：
在所述中继站与所述基站之间建立外部净荷信头抑制(PHS)或其它信头压缩方案，以便抑制用于所述第二隧道的信头；以及
在所述ASN-GW与所述移动台之间建立内部PHS或其它信头压缩方案，以便抑制净荷因特网协议(IP)信头。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：在从与所述基站进行通信的第一中继站到与所述基站进行通信的第二中继站切换期间，再用所选隧道。
11.如权利要求1所述的方法，还包括：当在基站与连接到所述基站的中继站之间执行切换时，再用在所述ASN-GW与所述基站之间形成的隧道。
12.如权利要求1所述的方法，还包括：在切换发生之后，再用在所述ASN-GW与中继站之间形成的处于从所述移动台到所述ASN-GW的所述数据分组的流中的各隧道。
13.一种用于无线中继网络的用户平面数据路径系统，包括：
接入服务网络网关(ASN-GW)数据路径模块，配置成与基站进行通信，以便在所述ASN-GW与所述基站之间建立第一层-3数据链路；
基站数据路径模块，配置成与中继站进行通信，以便在所述基站与所述中继站之间建立第二层-3数据链路；以及
中继站数据路径模块，配置成与所述基站进行通信，以便建立所述第二层-3数据链路，其中用于所选服务流的数据经由第一和第二层-3数据链路在移动台、所述中继站和所述ASN-GW之间传送。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述中继无线网络系统包括多个中继站，其中每个中继站包含中继站数据路径模块，所述中继站数据路径模块配置成与下一个中继站进行通信，以便在所述中继站与所述下一个中继站之间建立中继站层-3数据链路。
15.如权利要求13所述的系统，其中，所述中继无线网络系统由包含多个中继站的网状网络组成。
16.如权利要求13所述的系统，其中，所述中继无线网络系统由包含多个中继站的非网状网络组成。
17.如权利要求13所述的系统，其中，所述ASN-GW数据路径模块、所述基站数据路径模块和所述中继站数据路径模块各配置成在切换发生并且对应的层-3数据链路仍然处于从所述移动台到所述ASN-GW的数据路径内时，再用所述对应的层-3数据链路。
18.一种包含计算机可用介质的计算机程序产品，所述计算机可用介质中包含计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码适合被执行以实现用于在无线网络中形成中继数据路径架构的方法，所述方法包括：
在无线网络中，在至少一个中继站、基站和接入服务网络网关(ASN-GW)中的每一个之间形成单独的层-3数据链路；
将每个单独的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元，以便形成从所述ASN-GW到所述至少一个中继站的数据路径；以及
使用隧道协议通过每个层-3数据链路在移动台与所述ASN-GW之间发送数据分组，使得每个层-3数据链路形成分开的隧道。
19.如权利要求18所述的方法，其中，将每个分开的层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述无线网络中的下一个单元的步骤还包括：
将第一层-3数据链路从所述ASN-GW映射到所述基站；以及
将第二层-3数据链路从所述基站映射到在所述至少一个中继站中的第一中继站。
20.如权利要求19所述的方法，还包括：在所述至少一个中继站中的所述第一中继站与下一个中继站之间映射附加的层-3数据链路。
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