CN103609190B - 移动通信系统、基础设施设备、基站及方法 - Google Patents

移动通信系统、基础设施设备、基站及方法 Download PDF

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Abstract

一种移动通信系统，包括一个或多个移动通信装置和移动通信网络，移动通信网络包括无线网络部分和核心网部分，并且被配置为向和/或从移动通信装置传递数据包。无线网络部分包括用于经由无线接入接口向移动通信装置传递数据包或从移动通信装置接收数据包的一个或多个基站，并且核心网部分包括用于向无线网络部分的基站传递数据包或从该基站接收数据包的一个或多个基础设施设备。核心网部分和无线网络部分被配置为提供被适配为根据相对高的带宽向或从移动通信装置传递数据包的宽带分组网络，并且同时提供被适配为根据相对低的带宽向移动通信装置传递数据包或从移动通信装置接收数据包的专用消息网络；以及移动通信装置、基站或基础设施设备中的一个或多个被配置为根据预定标准确定经由宽带分组网络还是专用消息网络传递每个数据包。因此使用宽带分组网络或专用消息网络将数据包传递至移动通信装置或从移动通信装置接收数据包。专用消息网络被布置为相比较大数据通信更有效地传递短数据报。因此，通过根据数据包内容来选择专用消息网络或宽带网络，提供了对可用通信资源和硬件资源的更有效的使用。

Description

移动通信系统、基础设施设备、基站及方法
技术领域
本发明涉及向和/或从移动通信装置传递数据包的移动通信系统、基础设施设备、基站、移动通信装置以及用于传递数据包的方法。
背景技术
在过去的十年左右间，移动通信系统已经从GSM系统（全球移动系统）演变到3G系统，并且现在包括分组数据通信以及电路交换通信。第三代合作伙伴计划（3GPP）现已经开始研发被称为长期演进（LTE）的第四代移动通信系统，在第四代移动通信系统中，基于早期的移动通信网络架构的部件与基于下行链路上的正交频分复用（OFDM）和上行链路上的单载波频分复用接入（SC-FDMA）的无线接入接口的融合，核心网部分已演进为形成更简化的架构。核心网部件被布置为根据增强分组通信系统传递数据包。
相比于由前几代移动通信系统提供的简单语音和短信服务，第三和第四代移动电信系统（诸如基于3GPP定义的UMTS和长期演进（LTE）架构的那些）能够支持更高端的服务。
例如，借助于LTE系统提供的改进的无线接口和增强的数据速率，用户能够享受诸如移动视频流和移动视频会议的高数据速率应用，而这在以前仅经由固定线路数据连接才可使用。因此，第三和第四代移动通信网络通常对无线接口采用先进的数据调制技术，这可能需要更复杂和昂贵的无线电收发器来实现。然而，并不是所有通信都有要求例如LTE系统的全带宽能力的性质。因此，采用更有效地传递某些类型的数据的技术比使用移动通信系统的全带宽能力可能更合适。
发明内容
根据本发明，提供了一种包括一个或多个移动通信装置和用于向和/或从移动通信装置传递数据包的移动通信网络的移动通信系统。移动通信网络包括无线网络部分和核心网部分。无线网络部分包括用于经由无线接入接口向移动通信装置传递数据包或从移动通信装置接收数据包的一个或多个基站，并且核心网部分包括用于向无线网络部分的基站传递数据包或从该基站接收数据包的一个或多个基础设施部件。核心网部分和无线网络部分被配置为提供宽带分组网络，该宽带分组网络被适配为根据相对高的带宽向移动通信装置传递数据包或从移动通信装置接收数据包，以及同时提供专用消息网络，该专用消息网络被适配为根据相较低的带宽向移动通信装置传递数据包或从移动通信装置接收数据包，并且移动通信装置、基站或基础设施设备中的一个或多个被配置为根据预定标准确定经由宽带分组网络还是专用消息网络传递每个数据包。因此使用宽带分组网络或专用消息网络将数据包传递到移动通信装置或从移动通信装置接收数据包。在一个实例中，宽带分组网络被提供有移动通信网络的全带宽能力，并且专用消息网络可以由移动通信网络的减小的带宽提供。
在一个实例中，移动通信装置和基站中的一个或两者都被配置为解析用于通信的数据包，以根据预定标准确定数据包包含信令数据还是用户数据，并且若数据包包含信令数据，则使用专用消息网络传递数据包，以及若数据包包含用户数据，则经由宽带网络传递数据包。预定标准可包括数据包的协议类型、应用类型、域名、套接字或端口号中的一个或多个。
专用消息网络被布置为相比较大数据通信更有效地传递短数据报。专用消息网络相比广播分组网络更好地被布置为传递短的数据报。因此，通过根据数据包内容来选择专用消息网络或宽带网络，提供了对可用通信资源、基础设施设备以及移动通信装置的更有效使用。例如，若数据包传递信令数据，则由于该数据的量和发生频率相对低，所以可以经由专用消息网络更有效地传递信令数据。
诸如智能电话和便携式计算机的移动通信装置在移动通信网络上传输许多应用级信令消息，诸如数据请求、保持激活和轮询类型消息。这些信令型消息与运行在智能电话或便携式计算机上的某些机器类应用有关。发明人已经认识到，可以通过专用消息网络（DMN）更有效地传递这些消息和数据报。相比传统宽带无线通信网络，DMN的特征在于可以被适配为更有效地传递相对较小的消息。例如，可以通过减小传统PDCCH的大小，DMN的每个子帧例如可以支持更多的物理下行链路控制信道（PDCCH）。在另一实例中，DMN可以被适配为支持更大量的随机接入信道（RACH）资源，这对于不是永久连接至DMN而是以无连接方式通信的移动装置而言可以是有用的。在一个实例中，DMN可以是位于主机载波（carrier，载体）或宽带分组网络的带宽中的虚拟载波。因此，宽带分组网络可以由可以是LTE网络的移动通信网络形成，从而使用例如LTE网络的基本全部的带宽能力，而DMN可以由LTE网络的减小的带宽形成，其小于可用的总带宽。
因此，宽带分组网络适于高速传递较大量的数据。宽带分组网络可以是例如由UMTS或LTE网络支持的高速分组接入通信网络。与DMN相反，相比用户数据资源的量，宽带分组网络可以具有有限量的可用信令资源。由于这种宽带分组网络可能被来自智能电话应用的应用信令消息过载，且因此在完全分配用户数据部分之前，可能使用已被分配以用于传送宽带分组网络的控制信息的全部网络资源。
在一个实例中，移动通信装置中的单独应用根据应用程序的类型被连接至DMN或宽带分组网络。
在一个实例性实施方式中，基站或基础设施设备中的一个被配置为监测对信令型数据的需求量，并且一旦对信令型数据的需求超过预定量，则建立专用消息网络。这样，可以仅经由宽带分组网络传递数据包，直至对信令型数据包的需求已达到预定水平。在另一实例中，移动通信装置可以提供它们正在从一个或多个应用程序传递信令型消息的指示，并且一旦对该指示的计数已到达预定阈值，则移动通信网络可以建立专用消息网络。这是因为，当网络中具有少量信令型应用时，建立DMN以特定地支持这些移动通信装置可能是低效的。可能会由于为DMN预留的固定资源未被信令型消息充分使用而引起这种低效率。当有较大量的信令型流量时，具有DMN（其被配置为支持信令型流量）的优点可以超过与划分DMN和宽带分组网络之间的资源的不灵活性相关的缺点。在这种情况下，可以更好地在DMN上支持这些应用。
术语“信令”可以指应用级信令或网络信令。应用级信令的实例包括轮询来自电子邮件应用的消息、来自即时消息应用的呈现消息、关于游戏流量的短更新等。网络信令的实例包括无线资源连接（RRC）信令和非接入层（NAS）信令。诸如短消息服务（SMS）传送的一些流量相对于用户数据具有高比例的网络信令，并因此可以被认为是信令型流量。
在所附权利要求中限定了本发明的其他方面和特征，并且这些方面和特征包括基础结构元件、基站、移动通信装置和方法。
附图说明
现将参照附图描述本发明的实例性实施方式，在附图中，相同的部分具有相同的附图标记，且其中：
图1是根据LTE标准的移动通信网络的示意性框图；
图2是图1中示出的移动无线网络的一部分的示意性框图，其示出了与专用消息网络同步的宽带分组网络的操作；
图3是示出与宽带分组网络同步运行的专用消息网络的示意性框图；
图4是诸如智能电话的移动通信装置经由专用消息网络和宽带分组网络传递不同类型的数据包的操作的实例；
图5是根据本技术配置以包括鉴别功能的移动通信装置的示意性框图；
图6是出现在图5中示出的移动通信装置的示意性框图中的鉴别功能的更详细的实例性框图；
图7是运行在根据本技术的移动通信网络中的基站的示意性框图；
图8是示出建立专用消息网络的实例性过程的部分信令图；
图9是示出在当前经由宽带分组网络传递应用程序的同时建立专用消息网络的过程的部分示意性信令图；
图10是示出由网络元件中的鉴别功能执行以确定是否应建立专用消息网络的过程的流程图；
图11a是示出支持在无线接入接口中根据LTE标准运行的专用消息网络的虚拟载波的操作的示意性图形表示；并且图11b是独立载波的相应的示意性图形表示；以及
图12是使用虚拟载波布置实现的专用消息网络的相应的更详细的信道结构实例。
具体实施方式
现将参照使用根据3GPP长期演进（LTE）标准运行的移动通信网络的实施例来描述本发明的实施方式。图1提供了LTE网络的实例性架构。如图1所示且如同传统移动通信网络，移动通信装置（也称为UE或终端）1被布置为向和从在LTE中称为增强的节点B（eNodeB）的基站2传递数据以便经由与通信装置1的无线或有线接入接口传送和接收数据。
基站或eNodeB2被连接至服务网关S-GW6，服务网关S-GW6被布置为在通信装置1遍及整个移动通信网络漫游时执行移动通信服务到通信装置1的路由和管理。为了维持移动性管理和连接性，移动性管理实体（MME）8使用存储在家庭用户服务器（HSS）10中的用户信息管理与通信装置1的增强的分组服务（EPS）连接。其他核心网部件包括策略计费和资源功能（PCRF）12、连接至互联网网络16并最终连接至外部服务器20的PDN（分组数据网络）网关（P-GW）14。可以从Holma H与Toskala A的题为“LTE for UMTS OFDM and SC-FDMA basedradio access”的书籍第25页及其之后收集关于LTE架构的更多信息。
在以下的描述中，使用LTE/SAE术语和名称。然而，本技术的实施方式可以被应用于诸如具有GSM/GPRS核心网的UMTS和GERAN的其他移动通信网络。
图2提供了示出在图1中示出的移动通信网络的选择部件的示意图，以便说明从与图1所示相同的移动通信网络中的专用消息网络和宽带网络的形成。在图2中，示出了从如图1中示出的移动通信装置1到eNodeB2、服务网关6和PDN网关14的通信链路。在图2中，服务网关和PDN网关6、14形成移动无线网络20的核心网部分，而eNodeB2形成无线网络部分22。
根据本技术，图1和图2中示出的移动通信网络被布置为提供宽带分组网络和与宽带分组网络并存且同步的专用消息网络。因此，根据本技术，宽带分组网络可以利用由无线网络部分提供的无线接入接口的整个带宽和核心网部分的协议，但是可以并行地建立专用消息网络26。专用消息网络25可以仅使用无线网络部分的部分带宽以及核心网部分20的一些精简的功能或适配的处理。这是因为，专用消息网络被优化为用于作为典型信令型应用的小量数据的通信。如上所述，本技术利用专用消息网络以传递例如由应用程序产生的信令型数据。因此，专用消息网络被优化为用于短消息的通信（诸如与信令数据相关的那些）。
在一个实例中，可以从虚拟载波创建专用消息网络（DMN），虚拟载波是存在于由移动通信网络的无线网络部分提供的完整带宽中的载波。因此，在一个实例中，可以使用我们的共同未决的英国专利申请号1101970.0、1101981.7、1101966.8、1101983.3、1101853.8、1101982.5、1101980.9和1101972.6中公开的技术来形成专用消息网络，将其内容结合于此以供参考。以下提供了专用消息网络的该实例的简短概要。然而，DMN的特征在于可以被适配于传递小消息或数据报，相比于宽带分组网络，其可以更有效地使用硬件和通信资源，并且可以支持更大量的控制信令。例如，DMN的每一子帧可以支持更多PDCCH（可以通过减小PDCCH的大小）。DMN可被配置为支持更大量的RACH资源（其对于不是永久连接至DMN而是以无连接的方式通信的机器可以是有用的）。宽带分组网络的特征在于被优化为用于高速传输大消息。宽带分组网络可以是HSPA或（优选地）LTE网络。相比用户数据资源的量，这些网络可具有限量的可用信令资源（因此，这些网络可能被来自智能电话应用的应用信令消息过载：在完全分配用户数据部分之前，可能使用了宽带分组网络的基本全部的控制部分）。
因此，根据本技术，如图3所示，专用消息网络26可被布置为传递数据请求、保持激活和轮询类型消息。相反，宽带分组网络24可用于传递较大消息，诸如完整的电子邮件、Jpeg、视频剪辑等。可以通过不同的应用来产生不同类型的数据包，且因此，在一个实例中，专用消息网络和宽带分组网络可服务不同的应用，其中，一个应用与通过专用消息网络路由的小信令型消息通信（例如，股票更新应用），并且另一应用与通过宽带网络的较大的数据包大小通信（例如，视频下载应用）。
如上所述，智能电话和便携式计算机例如在移动通信网络上传送许多应用级信令消息，包括数据请求、保持激活和轮询类型消息。这些信令型消息与运行在移动通信装置上的某些机器类应用相关。机器类应用的实例为：
●电子邮件客户端，定期轮询电子邮件服务器以检查更新，并且电子邮件服务器可以寻呼（page）电子邮件客户端，以通知其在服务器有待处理的电子邮件消息。这些信令寻呼和轮训消息通常很短（可以是几百比特）。
●社交网络应用，轮询互联网服务器，并且可被互联网服务器“寻呼”以指示有可以下载的用户社交网络的更新。
●基于云的产能应用，可以在云中向服务器发送更新，从而指示是否有对移动通信装置上的文件的更新。如果有更新，则可以向或从移动通信装置传送该更新。
在一个实例应用中，智能电话可以运行可能要求不同类型数据的通信的不同的应用程序，该不同类型的数据包括可以要求宽带通信的用户数据（例如，视频下载等）以及在其要求中可以是自发的和零星的并且需要小带宽的信令型数据。因此，根据本技术，如图4所示，可以是智能电话的移动通信装置100可经由专用消息网络26传递信令型数据并且经由无线网络部分22的宽带分组网络24传递用户数据。数据包可被传递到不同的应用服务器40、42（尽管在其他实例中，它们实际上可以是相同的服务器），该数据包被导向至相同的目的地但是属于不同的类型。为了实现对经由专用消息网络26或宽带分组网络24来传递数据包的鉴别，智能电话100设置有图5和图6中示出的鉴别功能。
在图5中，更详细地示出了图4中示出的移动通信装置100。如同传统移动通信装置，移动通信装置100包括用于经由由网络的移动通信部分的无线网络部分提供的无线接入接口来通信的发送器和接收器单元102。天线101被用于经由无线接入接口发送和接收信号。通信处理器104控制经由发送器和接收器单元102的数据的通信。通信处理器104根据所要求的通信类型建立不同的无线接入承载体。根据本技术的不同的无线接入承载体分别经由专用消息网络和宽带分组网络。通过鉴别功能106（在适当的情况下结合数据存储器108）分别识别用于经由专用消息网络和宽带分组网络传递的数据包。
处理器110运行在移动通信装置上以执行为用户提供功能的应用程序112。应用程序112可以是不同的种类并且具有不同的要求。根据不同要求经由不同的网络传递数据包。因此，在处理器执行随后例如根据互联网协议产生待传递的数据的应用程序时，鉴别功能随后分析数据包并确定数据包是经由专用消息网络还是宽带网络能被更好地传递。相应地，处理器110和鉴别功能106之间的接口114提供将由通信处理器传递至鉴别功能106的协议数据包。
如下面所述，在一些实例中，运行在处理器110上的应用程序接口（API）可以提供指示数据包是用于信令的额外的信息。接收到数据包以及为鉴别功能提供该数据包是用于信令的指示的任何额外信息后，鉴别功能可以经由接口116中的一个将数据包导向至通信处理器104，从而为通信处理器提供数据包将经由专用消息网络而不是宽带分组网络传递的指示。相反，也可通过API为鉴别功能提供数据包是用于经由宽带分组网络传递的指示，且因此，通信处理器在接口116上从鉴别功能106接收该数据包将经由宽带分组网络被传递的导向。
提出了用于在将经由专用消息网络传递的数据包和将通过宽带分组网络传递的数据包之间进行鉴别的各种其他技术。将在以下附图中说明这些技术。图6中示出了鉴别功能106的更详细的实例。在图6中，鉴别功能106被示出为包括分析处理器120，该分析处理器120从接口114接收来自处理器110的数据包。分析处理器根据从数据包提取的信息解析数据包，并且将该信息与存储在数据存储器108中的预定信息相比较。例如，如下面所说明，该信息可包括域名、应用类型、端口套接字号或协议类型。基于该信息，分析处理器随后将该数据包路由至交换机122，交换机122经由用于经由专用消息网络124通信的第一输出或用于经由宽带分组网络通信的第二输出126路由数据包。
在另一实例中，分析处理器接收来自由目的地址或源地址标示的特定应用的数据包，并且分析数据包的传递要求的性质。例如，在预定时间段内分析从给定来源至给定目的地的数据包，并且确定用于传递的数据包数量。若要求少量数据包从特定目的地传递至特定源，则分析处理器可推断出将经由专用消息网络传递数据包。相应地，分析处理器将数据包路由至第一输出124。相反，若在预定时间段内数据包的数量相对大，则经由宽带分组网络来路由更合适，并且因此分析处理器使用交换机122经由第二输出126路由数据包。
用于鉴别的技术
如上所述，鉴别功能被配置为鉴别来自应用的数据包是信令型还是宽带型。以下的列表描述了一些实例方法，通过这些方法可以进行该鉴别：
●协议类型：例如，若根据特定协议的RFC传送来自应用的数据包，则它们可被归类为信令型。实例性协议有SIMPLE协议（SIP=会话初始化协议，SIMPLE=用于即时消息和呈现杠杆化扩展的SIP）以及开放移动联盟的即时消息和呈现服务。通信系统可以将特定协议类型的所有消息映射为信令型。
●应用：通信系统具有允许应用在系统上进行通信的API（应用程序接口）。API可以具有允许应用定义其是产生信令型消息还是宽带型消息的参数。
●域名：传送至某些域名的消息有可能包含信令型消息。例如，发送至和来自twitter.com的消息可能是长度为140个字符或更少的小信令型消息，而从bbc.co.uk发送的数据可能由属于宽带型的网页、音频或视频内容组成。
●所生成的消息的套接字或端口号。许多端口号与特定的应用相关。例如，互联网端口号5190对应于AOL即时通讯（Instant Messenger）并且端口号21对应于FTP。在该实例中，在端口号5190上的任何消息都可归类为信令型，并且使用端口号21的任何消息均可归类为宽带型：基于对流量类型的知晓，UE可以确定信令型或宽带型应用是否是激活的。请求打开端口号5190的任意应用可以归类为信令型应用（且对于打开端口号21的应用，情况相反）。在以下的URL中列出了用于应用的实例性端口号：
○http://kb.netgear.com/app/answers/detail/a_id/1166/～/port-numbers-for-port-forwarding
●如上所述，可以测量来自装置的流量特征，并因此可以将流量归类为信令型或宽带型。可以测量的流量的合适的特征有：
○数据包大小
○数据包的发生频率
○数据包的到达时间之间的方差（统计的）
●小的、很少发生的、并且看起来在类似随机时间发生的数据包可被认为属于信令型应用。
鉴别功能的位置
在移动通信装置中有利地作出应用是信令型还是宽带型应用的决定。移动通信装置是具有对应用和通信系统的访问权的独立装置。相反，网络（例如，E-UTRAN）形成通信系统，并且该通信系统更松散地连接至应用，其中，例如，应用可以位于应用服务器上。若在网络中做出决定点，则可能需要有在应用服务器（例如，基于在互联网上的）和通信系统之间的信令：实施该信令可能是繁琐的。
当在移动通信装置中作出信令型和宽带型通信之间的决定时，移动通信装置可以明确地向网络发送“信令型”/“宽带型”的指示，或者可以简单地选择/请求具有合适的QoS参数的无线承载体。在任一情况下，通信系统都可以确定移动通信装置是否会产生信令型或宽带型流量并且适当地建立/释放DMN资源（基于接收到的具体的“信令型”/“宽带型”指示或者基于无线承载体的类型）。
在其他实例中，可以在移动通信网络的另一基础设施设备中执行鉴别功能，诸如，例如在eNodeB中。图7提供了本技术的进一步的实例的实例性说明。在图7中，eNodeB2被示出为包括发送器接收器单元202、调度器204、通信处理器206以及鉴别功能208和通信接口210。通信接口210形成到服务网关6的接口。因此，通信接口210根据LTE网络的常规操作接收来自服务网关6的数据包并且将数据包发送至服务网关6。对于移动通信装置的实例，eNodeB2利用收发器单元202来操作，并且进一步包括调度器204和通信处理器206，该调度器204和通信处理器206以常规方式与收发器单元202一起运行以形成无线接入接口。然而，如上所述，eNodeB2被布置为并行地提供专用消息网络和宽带分组网络。因此相应地，鉴别功能208被布置为与数据存储器212一起运行，以根据预定标准（例如，上述的那些）使用宽带分组网络或专用消息网络将数据包传递至移动通信装置。因此相应地，数据存储器212包括例如域名、套接字或端口号、协议类型或应用类型与根据这些标准传递的数据包是信令数据包还是用户数据包之间的对应关系的存储器。因此，根据本技术，鉴别功能经由第一输出214或第二输出216将数据包路由至通信处理器206以分别经由专用消息网络和宽带分组网络传递数据包。
建立专用消息网络
当在网络中具有少量的信令型应用时，为了特定地支持这些移动通信装置而建立专用消息网络可能是低效的。可能会由于为专用消息网络预留的固定资源未被信令型消息充分使用而引起这种低效率。当有较大量的信令型流量时，具有DMN（其很好地适于支持该信令型流量）的优点可能超过与划分DMN和BPN之间的资源的不灵活性相关的缺点。在这种情况下，可最好在DMN上支持这些应用。
根据本技术的一些实例，移动通信网络可以基于在单元中激活的信令型应用数量的计数，决定是否实例化DMN（例如，在主机载波内的虚拟载波）。网络可以基于对网络上的流量的认识或基于从终端通知到网络的计数来确定信令型应用的数量。
当网络确定了信令型应用的数量时，对于计数这种应用的数量，存在各种可行性：
●eNodeB对数据包执行数据包检查（其中，eNodeB解析数据包以确定传输中的数据的性质）以确定数据包类型：信令或数据承载。
●核心网执行数据包检查。由于数据包可能在较低层被加密（eNodeB处理该数据包）-这使得难以在eNodeB处执行数据包检查，所以该方法可以是有利的。核心网随后将通知eNodeB需要实例化DMN。
●机器类型通信（MTC）应用服务器指示核心网其连接的终端将要产生的流量的性质（例如，MTC应用服务器可以指示网络终端正在从即时消息应用（信令型）中产生流量并且另一终端正在从照片上传应用（数据承载型）中产生流量）。
当终端确定了信令型应用的数量时，其可以基于以下来做出该确定：
●在电信协议栈级的数据包检查，或者
●来自运行在终端上的应用的关于其正产生的流量类型（信令型或数据承载型）的指示。
随后移动装置可以经由网络信令（RRC信令或NAS信令）向网络指示流量的类型。流量类型可以作为以下参照图8说明的RRC连接建立过程的一部分被信号传输和/或可以在如以下参照图9说明的当新应用变为激活时被更新（其中，来自应用的较早传送中的一个可以包括关于流量类型的信息，可以在消息的单独部分中）。
在图8中，在移动通信装置中用于为用户提供通信服务的应用300传递无线资源连接（RRC）建立完成消息，该消息包括信号告知数据承载类型。相应地，eNodeB304对网络中的信令型应用的数量进行计数。在鉴别功能208中，确定网络中的信令型应用的计数，并将其与存储在数据存储器212中的阈值相比较。若信令型应用的计数的数量超过特定的预定阈值，则此时向eNodeB提供对于它来说具有足够流量而值得建立专用消息网络的指示。相应地，建立专用消息网络。
图9中示出了发起专用消息网络的进一步说明。在图9中，示出了用于建立专用消息网络的替代性布置。在图9中，移动通信装置302当前使用宽带分组网络将所有类型的数据传递至eNodeB304。因此，宽带分组网络（BPN）306传递照片、文件下载以及其他类型的通信。在进一步的时间点处，宽带分组网络306也传递来自应用的包括流量类型（例如，信令或数据）的指示的消息。然后在处理点308，eNodeB304对网络中的信令型应用的数量进行计数。若网络中的信令型应用的数量超过预定数量，则鉴别功能208在处理点310处发起专用消息网络。然后eNodeB304经由消息312信号告知移动通信装置应当在专用消息网络上发送信令型流量。
该网络可以对网络中的信令型应用的数量进行计数，该数量可以与在网络中激活的移动通信装置的数量不同（例如，一个移动通信装置可以包括多个激活的信令型应用，例如，股票更新、即时消息、社交网络等应用），并且将应用的该数量与阈值相比较。若信令型应用的数量大于阈值，则网络随后可以实例化DMN。
注意，若在网络中有低性能MTC型移动装置，则eNodeB可能已经发起了DMN。随后可以应用网络算法来确定：
●低性能MTC装置和信令型智能电话应用的数量的和大到足以实例化主机载波中的第二DMN；和/或
●期望将信令型智能电话应用卸载到DMN上。
可以将生成短消息服务（SMS）型消息的应用识别为应便于被映射到专用消息网络的应用。这种应用的数据承载消息很短。还可以在DMN上有利地支持与SMS消息传输相关的网络信令。
图10提供了示出eNodeB中的鉴别功能的操作的实例性示意图。经由图10的流程图表示的鉴别功能的操作总结如下：
S1：移动通信装置与发送来自应用程序或运行在移动通信装置上的其他源的数据包的网络通信。
S2：网络实体中的鉴别功能确定传递数据包的装置是否是低性能MTC装置（其是机器类型通信装置）。可替代地，为了将应用归类为信令型或数据承载型，可以分析数据包以确定它们是否包含信令型数据（如上所述）。若传递数据包的装置是MTC装置或数据包是通过信令型应用来传递的，则处理进行到步骤S4。否则，处理进行到步骤S1。
S4：若数据包是经由MTC移动通信装置传递的，或者数据包是通过信令型应用传递的，则对传递信令的移动通信装置的相应计数或信令型应用的计数增加，从而这些计数中的一个或两个都增大。
S6：然后将传递信令数据的被计数的移动通信装置的数量或被传递的数据信令数据包的数量与阈值相比较。阈值可以存储在鉴别功能可以访问的相关数据存储器中。
S8：若传递信令数据的移动通信装置的数量超过阈值，则处理进行到步骤S10。可替代地，若属于信令型的数据包的数量超过相应的阈值，则处理也进行到步骤S10。否则，处理进行到步骤S12，并且所有的数据包的传递都由宽带分组网络来支持。
S10：若超过了阈值，则通过网络使用例如虚拟载波来建立专用消息网络。然后处理在S14处结束。
S12：若没有超过阈值，则来自所有移动通信装置的所有数据包的传递都由宽带分组网络或常规运行的移动通信网络来支持。
在本发明的替代性实施方式中，当在网络中存在至少一个低性能MTC装置或信令型应用的数量超过阈值时，将建立DMN。在图10示出的实施方式中，当低复杂度MTC装置的数量没有超过阈值时，这些装置可以等待直到建立DMN，或者可以尝试选择支持DMN的不同载波。
专用消息网络的其他实例
专用消息网络的实例包括使用虚拟载波创建的那些，虚拟载波使用其中可以配置DMN的主机载波中的一些频率资源。可以在虚拟载波中或使用独立载波来运行专用于支持消息流量的DMN。不管是作为虚拟载波的一部分运行还是在独立的载波上运行，DMN的结构都可以是相似的。图11a示出了虚拟载波中的DMN的操作，其中，主机载波中的物理广播信道（PBCH）指向虚拟载波，而图11b示出了独立载波中的DMN的操作，除了物理广播信道PBCH指向独立载波以及周围没有主机载波之外，独立载波与虚拟载波的情况几乎相同。
在信令型消息的通信方面，DMN解决了LTE的当前版本的不足。专用消息网络可以基于LTE技术并且解决了以下方面：
●通过提高控制信道信令（PDCCH、PUCCH、PHICH等）的效率，DMN可以被适配为支持传递大量信令型数据的移动通信装置。
●在DMN中的PDSCH上有效地支持小消息。
●DMN允许在远单元边缘处的移动装置使用专用于DMN网络的技术进行通信。
●DMN可以优选地以半双工模式运行。以半双工模式（TDD或FDD）的运行免除了对一组双工器的需求。双工器的免除能够降低装置成本，并且改善链路预算（当交换机具有比双工器更少的损耗或更低的噪声系数时）。
●相比于宽带分组网络（BPN），DMN可以运行在不同的频率范围内。这对于虚拟载波和独立载波的情况都是如此。在虚拟载波的情况下，DMN被限于（例如）主机载波带宽中的1.4MHz。在独立载波的情况下，DMN占用了与BPN完全不同的一组频率。
●DMN可以利用独立于BPN的控制区来运行。存在DMN支持主机控制区（由于向后兼容的原因）和DMN控制区两者的一些情况，例如，在虚拟载波为主机控制区分配一些符号并且为虚拟载波控制区分配一些符号的虚拟载波的情况下。
●DMN使用与BPN上所使用的那些不同的分配格式（即，不同PDCCH结构）。分配消息可以不同的实例性方法有：
○如在共同未决的英国专利申请号1016986.0中所公开，DMN使用会话分配消息，将该专利申请的内容结合于此以供参考。
○DMN和BPN是不同的通信技术，但是使用相同的参考符号和同步信号。
其他实例性实施方式
根据上述实施方式，移动通信装置能够同时连接至两个网络（其中，DMN通常是主机BPN中的虚拟载波）。尽管在当前网络中，不同的流量类型可以被向下发送至不同的无线承载体（例如，具有不同的服务质量），但是每个装置仅具有到网络的单个连接（它不是与两个不同类型的网络连接）。在当前网络中，移动装置可以具有到同一网络的两个连接。例如，装置可以经由专用信道（例如，用于支持语音流量的DCH）以及经由共享信道（例如，用于支持分组交换服务的HSPA信道）连接至网络。然而，这两个连接经由同一底层通信技术（在DCH&HSPA的情况下，WCDMA是底层通信技术）。相比之下，本技术的实施方式具有两个连接，每个都经由不同网络（即使一个网络可以是另一载波的频谱中的虚拟载波）。DMN被认为是与BPN不同的网络，原因是：
●DMN所占用的资源空间与BPN所占用的资源空间不同（在某些OFDM/SC-FDMA符号期间，DMN仅占用某些OFDM/SC-FDMA子载波）；以及
●DMN控制信令（用于资源分配，ACK/NACK和CQI信令）独立于BPN的控制信令。无需解码BPN，便能够解码该控制信令；以及
●为了能够在DMN上通信，装置仅需要具有DMN的带宽的接收器和发送器（这将DMN与要求装置在主机载波带宽中运行以将其解码的诸如HSPA信道的一些其他信道相区分）。
在不偏离在所附权利要求中所表达的本发明的范围的情况下，可以对以上参照附图描述的本发明的实施方式进行各种修改。其他实例也被认为在所附权利要求的范围内，诸如主机移动通信网络根据LTE之外的标准运行的情况。将理解，负责建立专用消息网络的装置或者确定是否应当传递每个数据报的功能的位置可以位于网络中的任何方便的点。

Claims (39)

1.一种移动通信系统，包括一个或多个移动通信装置和一个移动通信网络，所述移动通信网络被配置为向和/或从所述移动通信装置传递数据包，所述移动通信网络包括：
无线网络部分，包括用于经由无线接入接口向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包的一个或多个基站；以及
核心网部分，包括用于向所述无线网络部分的所述基站传递所述数据包或从所述基站接收所述数据包的一个或多个基础设施设备，其中，所述核心网部分和所述无线网络部分被配置为：
提供宽带分组网络，所述宽带分组网络被适配为根据相对高的带宽向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包，以及
同时提供专用消息网络，所述专用消息网络被适配为根据相对低的带宽向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包，并且所述移动通信装置、所述基站或所述基础设施设备中的至少一个被配置为根据预定标准确定经由所述宽带分组网络还是经由所述专用消息网络从或向所述移动通信装置传递每个所述数据包；
其中，所述移动通信装置、所述基站或所述基础设施设备中的至少一个被配置为：
解析用于传递的所述数据包，以根据所述预定标准确定所述数据包用于信令数据还是用于用户数据，以及
若所述数据包用于信令数据，则使用所述专用消息网络传递所述数据包，以及若所述数据包用于用户数据，则经由所述宽带网络传递所述数据包。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述预定标准包括所述数据包的协议类型、应用类型、域名、套接字或端口号中的一个或多个。
3.根据权利要求2所述的通信系统，其中，所述移动通信装置包括处理器，所述处理器被配置为提供应用程序接口，所述应用程序接口提供运行在所述处理器上的应用程序之间的接口；以及鉴别功能，被配置为从所述应用程序接口接收每个所述应用程序的所述应用类型的指示，并且基于所述应用类型确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
4.根据权利要求3所述的通信系统，其中，所述移动通信装置、所述基站或所述基础设施设备中的至少一个包括鉴别功能和数据存储器，并且所述鉴别功能被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的域名与预存在所述数据存储器中的一个或多个预定域名相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
5.根据权利要求3所述的通信系统，其中，所述移动通信装置、所述基站或所述基础设施设备中的至少一个包括鉴别功能和数据存储器，并且所述鉴别功能被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的套接字或端口号与预存在所述数据存储器中的一个或多个预定套接字或端口号相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
6.根据上述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，所述基站或所述基础设施设备中的一个被配置为：
监测对信令型数据的需求量，以及
一旦对信令型数据的需求超过预定量，则建立所述专用消息网络。
7.根据权利要求6所述的通信系统，其中，所述基站或所述基础设施设备中的一个被配置为：
对传递用于信令数据的所述数据包的应用程序的数量或传递用于信令型应用程序的数据包的移动通信装置的数量中的至少一个进行计数，并且在将信令应用程序的数量或移动通信装置的数量与相应的预定阈值相比较后，发起所述专用消息网络。
8.根据上述权利要求1-5和7中任一项所述的通信系统，其中，所述专用消息网络由所述无线网络部分的带宽的减小的带宽版本形成，并且所述宽带网络由所述无线网络部分的较大部分形成。
9.一种用于向和/或从移动通信网络传递数据包的移动通信装置，所述移动通信网络包括：无线网络部分，包括用于经由无线接入接口向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包的一个或多个基站；以及核心网部分，包括用于向所述无线网络部分的所述基站传递所述数据包或从所述基站接收所述数据包的一个或多个基础设施设备，所述移动通信装置包括处理器，所述处理器被配置为：
根据预定标准确定使用宽带分组网络还是使用专用消息网络传递每个所述数据包，所述宽带分组网络由所述移动通信网络提供并且被适配为根据相对高的带宽传递所述数据包，以及所述专用消息网络与所述宽带分组网络同时由所述移动通信网络提供并且被适配为根据相对低的带宽传递所述数据包；
其中，所述移动通信装置可操作为解析用于传递至所述移动通信网络的所述数据包以根据所述预定标准确定所述数据包包含信令数据还是用户数据，并且若所述数据包用于信令数据，则使用所述专用消息网络传递所述数据包，以及若所述数据包用于用户数据，则经由所述宽带网络传递所述数据包。
10.根据权利要求9所述的移动通信装置，其中，所述预定标准包括所述数据包的协议类型、应用类型、域名、套接字或端口号中的一个或多个。
11.根据权利要求10所述的移动通信装置，其中，所述移动通信装置包括处理器，所述处理器被配置为提供应用程序接口，所述应用程序接口提供运行在所述处理器上的应用程序之间的接口；以及鉴别功能，被配置为从所述应用程序接口接收每个所述应用程序的所述应用类型的指示，并且基于所述应用类型来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
12.根据权利要求10所述的移动通信装置，其中，所述移动通信装置包括鉴别功能，所述鉴别功能被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的域名与预存在数据存储器中的一个或多个预定域名相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
13.根据权利要求10所述的移动通信装置，所述移动通信装置包括鉴别功能，所述鉴别功能被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的套接字或端口号与预存在数据存储器中的一个或多个预定套接字或端口号相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的移动通信装置，其中，所述移动通信装置被配置为：
向所述移动通信网络传递一个或多个所述数据包用于信令数据的指示。
15.根据权利要求14所述的移动通信装置，其中，所述移动通信装置被配置为：
对用于传递用于信令数据的所述数据包的应用程序的数量进行计数，并且基于传递用于信令数据的数据包的应用程序的数量传递所述指示。
16.根据权利要求9至13中任一项所述的移动通信装置，其中，所述专用消息网络由所述无线网络部分的带宽的减小的带宽版本形成，并且所述宽带网络由所述无线网络部分的较大部分形成。
17.一种用于形成移动通信网络的基站，所述移动通信网络包括：无线网络部分，包括用于经由无线接入接口向移动通信装置传递数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包的所述基站；以及核心网部分，包括用于向所述基站传递所述数据包或从所述基站接收所述数据包的一个或多个基础设施设备，所述基站包括处理器，所述处理器被配置为：
根据预定标准确定使用宽带分组网络还是专用消息网络向所述移动通信装置传递每个所述数据包，所述宽带分组网络由所述移动通信网络提供并且被配置为根据相对高的带宽传递所述数据包，以及所述专用消息网络与所述宽带通信网络同时由所述移动通信网络提供并且被适配为根据相对低的带宽传递所述数据包；
其中，所述基站可操作为解析用于传递至所述移动通信装置的所述数据包以根据所述预定标准确定所述数据包包含信令数据还是用户数据，并且若所述数据包用于信令数据，则使用所述专用消息网络传递所述数据包，以及若所述数据包用于用户数据，则经由所述宽带网络传递所述数据包。
18.根据权利要求17所述的基站，其中，所述预定标准包括所述数据包的协议类型、应用类型、域名、套接字或端口号中的一个或多个。
19.根据权利要求18所述的基站，其中，所述基站被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的域名与预存在数据存储器中的一个或多个预定域名相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
20.根据权利要求18所述的基站，其中，所述基站包括鉴别功能，所述鉴别功能被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的套接字或端口号与预存在数据存储器中的一个或多个预定套接字或端口号相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的基站，其中，所述基站被配置为：
监测对信令型数据的需求量，以及
一旦对信令型数据的需求超过预定量，则建立所述专用消息网络。
22.根据权利要求21所述的基站，其中，所述基站中的一个被配置为：
对传递用于信令数据的所述数据包的应用程序的数量或传递用于信令型应用的数据包的移动通信装置的数量中的至少一个进行计数，并且在将信令应用程序的数量或移动通信装置的数量与相应的预定阈值相比较后，启动所述专用消息网络。
23.根据权利要求17至20中任一项所述的基站，其中，所述专用消息网络由所述无线网络部分的带宽的减小的带宽版本形成，并且所述宽带网络由所述无线网络部分的较大部分形成。
24.一种用于形成移动通信网络的基础设施设备，所述移动通信网络包括：无线网络部分，包括用于经由无线接入接口向所述移动通信装置传递数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包的一个或多个基站；以及核心网部分，包括用于向所述一个或多个基站传递所述数据包或从所述一个或多个基站接收所述数据包的所述基础设施设备，所述基础设施设备包括处理器，所述处理器被配置为：
根据预定标准确定使用宽带分组网络还是专用消息网络经由所述一个或多个基站向所述移动通信装置传递每个所述数据包，所述宽带分组网络由所述移动通信网络提供并且被适配为根据相对高的带宽传递所述数据包，以及所述专用消息网络与所述宽带分组网络同时由所述移动通信网络提供并且被适配为根据相对低的带宽传递所述数据包；
所述基础设施设备可操作为解析用于传递至所述移动通信装置的所述数据包以根据所述预定标准确定所述数据包用于信令数据还是用户数据，并且若所述数据包用于信令数据，则使用所述专用消息网络传递所述数据包，以及若所述数据包用于用户数据，则经由所述宽带网络传递所述数据包。
25.根据权利要求24所述的基础设施设备，其中，所述预定标准包括所述数据包的协议类型、应用类型、域名、套接字或端口号中的一个或多个。
26.根据权利要求25所述的基础设施设备，其中，所述基础设施设备包括鉴别功能，所述鉴别功能被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的域名与预存在数据存储器中的一个或多个预定域名相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
27.根据权利要求25所述的基础设施设备，其中，所述基础设施设备包括鉴别功能，所述鉴别功能被配置为利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，通过将所述数据包的套接字或端口号与预存在数据存储器中的一个或多个预定套接字或端口号相比较来确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的基础设施设备，其中，所述基础设施设备被配置为：
监测对信令型数据的需求量，以及
一旦对信令型数据的需求超过预定量，则建立所述专用消息网络。
29.根据权利要求28所述的基础设施设备，其中，所述基础设施设备被配置为：
对传递用于信令数据的所述数据包的应用程序的数量或传递用于信令型应用的数据包的移动通信装置的数量中的至少一个进行计数，并且在将信令应用程序的数量或移动通信装置的数量与相应的预定阈值相比较后，启动所述专用消息网络。
30.根据权利要求24至27中任一项所述的基础设施设备，其中，所述专用消息网络由所述无线网络部分的带宽的减小的带宽版本形成，并且所述宽带网络由所述无线网络部分的较大部分形成。
31.一种从移动通信网络向移动通信装置传递数据包和/或从所述移动通信装置接收数据包的方法，所述移动通信网络包括：无线网络部分，包括用于经由无线接入接口向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包的一个或多个基站；以及核心网部分，包括用于向所述无线网络部分的所述基站传递所述数据包或从所述基站接收所述数据包的一个或多个基础设施设备，所述方法包括：
提供宽带通信网络，所述宽带通信网络被适配为根据相对高的带宽向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包，
同时提供专用消息网络，所述专用消息网络被适配为根据相对低的带宽向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包，以及
根据预定标准确定使用用于从或向所述移动通信装置传递所述数据包的所述宽带分组网络还是所述专用消息网络来传递每个所述数据包；
其中，确定使用所述宽带通信网络还是所述专用消息网络来传递所述数据包包括：
解析用于传递至或接收自所述移动终端的所述数据包以根据所述预定标准确定所述数据包用于信令数据还是用户数据，并且若所述数据包用于信令数据，则使用所述专用消息网络传递所述数据包，以及若所述数据包用于用户数据，则经由所述宽带网络传递所述数据包。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述预定标准包括所述数据包的协议类型、应用类型、域名、套接字或端口号中的一个或多个。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，确定使用所述宽带分组网络还是所述专用消息网络来传递所述数据包包括：
为所述移动通信装置提供处理器，所述处理器被配置为提供应用程序接口，所述应用程序接口为运行在所述处理器上的应用程序提供接口，
提供鉴别功能，
在所述鉴别功能处，从所述应用程序接口接收每个所述应用程序的所述应用类型的指示，以及
使用所述鉴别功能，基于所述应用类型确定所述数据包用于经由所述专用消息网络还是经由所述宽带网络来传递。
34.根据权利要求32所述的方法，其中，确定使用所述宽带分组网络还是所述专用消息网络来传递所述数据包包括：
利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，将所述数据包的域名与预存在数据存储器中的一个或多个预定域名相比较。
35.根据权利要求32所述的方法，其中，确定使用所述宽带分组网络还是所述专用消息网络来传递所述数据包包括：
利用所述域名与信令数据还是用户数据相关的指示，将所述数据包的套接字或端口号与预存在数据存储器中的一个或多个预定套接字或端口号相比较。
36.根据权利要求31至35中任一项所述的方法，其中，确定使用所述宽带分组网络还是所述专用消息网络来传递所述数据包包括：
监测对信令型数据的需求量，以及
一旦对信令型数据的需求超过预定量，则建立所述专用消息网络。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，确定使用所述宽带分组网络还是所述专用消息网络来传递所述数据包包括：
对传递用于信令数据的所述数据包的应用的数量或传递用于信令型应用的数据包的移动通信装置的数量中的至少一个进行计数，并且
在将信令应用的数量或移动终端的数量的计数数量与相应的阈值相比较后，启动所述专用消息网络。
38.根据权利要求31至35中任一项所述的方法，其中，所述专用消息网络由所述无线网络部分的带宽的减小的带宽版本形成，并且所述宽带网络由所述无线网络部分的较大部分形成。
39.一种用于从移动通信网络向移动通信装置传递数据包和/或从所述移动通信装置接收数据包的设备，所述移动通信网络包括：无线网络部分，包括用于经由无线接入接口向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包的一个或多个基站；以及核心网部分，包括用于向所述无线网络部分的所述基站传递所述数据包或从所述基站接收所述数据包的一个或多个基础设施设备，所述用于从所述移动通信网络向所述移动通信装置传递数据包和/或从所述移动通信装置接收数据包的设备包括：
用于提供宽带通信网络的装置，所述宽带通信网络被适配为根据相对高的带宽向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包，
用于同时提供专用消息网络的装置，所述专用消息网络被适配为根据相对低的带宽向所述移动通信装置传递所述数据包或从所述移动通信装置接收所述数据包，以及
用于根据预定标准确定使用用于从或向所述移动通信装置传递所述数据包的所述宽带通信网络还是所述专用消息网络传递每个所述数据包的装置；
其中，所述用于从所述移动通信网络向所述移动通信装置传递数据包和/或从所述移动通信装置接收数据包的设备可操作为解析用于传递至所述移动通信装置的所述数据包以根据所述预定标准确定所述数据包包含信令数据还是用户数据，并且若所述数据包用于信令数据，则使用所述专用消息网络传递所述数据包，以及若所述数据包用于用户数据，则经由所述宽带网络传递所述数据包。
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