CN105531961B - 虚拟用户特定服务网关的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

方法实施例包括由处理器上的虚拟用户特定服务网关(virtual user‑specific service gateway，v‑u‑SGW)接收数据包，处理所述数据包，以及将所述数据包转发给用户设备(user equipment，UE)。根据所述UE在网络中的注册创建所述v‑u‑SGW。所述方法进一步包括根据所述UE的配置和/或所述网络的配置，处理所述数据包。

Description

虚拟用户特定服务网关的系统和方法
本申请要求2013年09月12日提交的、申请号为61/877,119、名称为“虚拟用户特定服务网关的系统和方法”的美国临时申请的权益，以及要求2014年08月20日提交的、申请号为14/464,571、名称为“虚拟用户特定服务网关的系统和方法”的美国非临时申请的权益，这两篇申请通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及无线通信系统和方法，在具体实施例中，涉及一种虚拟用户特定服务网关的系统和方法。
背景技术
当前的网络架构对于分组数据网络网关(packet data network gateway，PGW)、服务网关(service gateway，SGW)、基站(base station，BS)等应用一种尺寸嵌合所有的方法。当前的网络SGW充当一定地理区域内的所有用户设备(user equipment，UE)的锚点(anchor point)。即，该地理区域内的任何UE均由控制该区域的该网络SGW提供服务。典型的网络SGW可以具有固定的位置，且可仅基于地理网络部署和UE在网络中的位置选择网络SGW，而不考虑UE的移动特性。此外，SGW的功能可以被限制为移动锚点。因此，传统的网络SGW缺乏适应于用户特定的移动行为和/或应用特定的体验质量(quality of experience，QoE)/服务质量(quality of service，QoS)需求的灵活性。固定的网络架构还缺乏适应动态无线接入网络(radio access network，RAN)拓扑变化的灵活性。
发明内容
本发明的优选实施例提供了一种虚拟用户特定服务网关的系统和方法，解决或避免了这些问题或其它问题，且普遍实现了技术优势。
根据一实施例，一种方法包括：由处理器上的虚拟用户特定服务网关(virtualuser-specific service gateway，v-u-SGW)接收数据包，处理所述数据包，以及转发所述数据包至用户设备(user equipment，UE)。根据所述UE在网络中的注册创建所述v-u-SGW。所述方法进一步包括根据所述UE的配置和/或所述网络的配置处理所述数据包。
根据另一实施例，一种网络实体包括；处理器以及存储有由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质。所述程序包括指令，用于根据用户设备(user equipment，UE)在网络中的注册创建虚拟用户特定服务网关(virtual user-specific service gateway，v-u-SGW)以及操作所述v-u-SGW。所述用于操作所述v-u-SGW的指令进一步包括用于接收数据包、处理所述数据包、以及转发所述数据包至所述UE的指令。根据所述UE的配置和/或所述网络的配置处理所述数据包。
根据另一实施例，一种方法包括；网络控制器根据UE在网络中的注册，管理虚拟用户特定服务网关(virtual user-specific service gateway，v-u-SGW)在第一物理位置的创建。所述方法进一步包括根据所述UE的配置和/或所述网络的配置，配置由所述v-u-SGW提供的一个或多个功能。
根据又一实施例，一种网络控制器包括处理器以及存储有由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质。所述程序包括指令，用于根据UE在网络中的注册，管理虚拟用户特定服务网关(virtual user-specific service gateway，v-u-SGW)在第一物理位置的创建，以及根据所述UE的配置和/或所述网络的配置，配置由所述v-u-SGW提供的一个或多个功能。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现结合附图并参照以下描述，其中：
图1A至图1C是根据多个实施例的具有虚拟用户特定服务网关的网络100的框图；
图2是根据多个实施例的与多个网络实体交互的虚拟用户特定服务网关的框图；
图3示出了根据多个实施例的提供层3(layer 3)功能的虚拟用户特定服务网关的框图；
图4示出了根据多个实施例的提供层2(layer 2)功能的虚拟用户特定服务网关的框图；
图5示出了根据多个实施例的提供层1(layer 1)功能的虚拟用户特定服务网关的框图；
图6示出了根据多个实施例的网络控制器操作的流程图；
图7A和7B示出了根据多个实施例的在下行链路和上行链路期间的虚拟用户特定服务网关操作的流程图；以及
图8示出了根据多个实施例的可用于实现，例如本文所描述的设备和方法的计算平台。
具体实施例
下面将对当前优选实施例的形成和使用进行详细地讨论。然而，应当理解的是，本发明提供了可以在多种特定背景下体现的诸多适用性发明构思。所讨论的具体实施例仅用于说明形成和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。
在特定背景下描述各种实施例，即用于云无线接入网络(cloud radio accessnetwork，CRAN)的虚拟用户特定服务网关。然而，各种实施例还可应用于各种不同的网络和网络节点。
各种实施例提供了一个或多个用于网络中用户设备(user equipment，UE)的虚拟用户特定服务网关(virtual user-specific service gateway，v-u-SGW)。V-u-SGW是虚拟软件实体，其可特定于具体的UE或UE组。每个v-u-SGW可为被服务的UE提供层3、层2和/或层1锚点功能。例如，对于下行链路传输，可将被服务UE的数据包从传输源转发至v-u-SGW。类似地，对于上行链路传输，UE可将数据包传递至提供服务的v-u-SGW，其随后转发上行数据包至数据包的目的地。因此，v-u-SGW可作为网络中UE的锚点。V-u-SGW可进一步跟踪任何用户特定配置(例如，体验质量(QoE)需求、服务质量需求等)和/或网络配置(例如，网络拓扑、网络传输机制、网络架构等)。基于UE和/或网络配置，v-u-SGW可提供层3至层1的锚点功能，例如，应用层处理(例如，根据UE 102的服务质量(QoS)需求)、选通功能、QoE控制、虚拟链路激活、翻译功能、联合传输融合功能和/或其他功能。网络控制器可管理v-u-SGW的创建、物理位置选择、删除、配置。从网络的角度来看，v-u-SGW表现为虚拟UE或其它虚拟设备，可根据需要基于服务UE的网络状态对其重新定位和重新配置。因此，各种实施例提供了机制，使自定义的数据面网络拓扑和数据处理是用户特定的和动态可配置的。
图1示出了根据各种实施例的网络100。网络100包括户设备(UE)102和多个CRAN集群104，其可包括多个密集部署的运营商无线节点104’。例如，在网络100中，每个CRAN集群104中每平方千米可能有一百个或更多的低功率无线节点。CRAN集群104中的无线节点可以是接入网络(access network，AN)，例如，长期演进(long term evolution，LTE)基站(basestation，BS)、通用移动通信系统(universal mobile telecommunication system，UMTS)节点B/无线网络控制器(radio network controller，RNC)、WiFi接入点(access point，AP)、未来的AN、以及它们的组合等，其为终端用户终端，例如UE102提供接入链路功能。此外，CRAN集群104中的无线节点可支持按照多种通信标准的通信，例如，码分多址(codedivisional multiple access，CDMA)、LTE、全球移动通信系统(Global Systems forMobile Communications，GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、未来的通信标准、以及它们的组合等。每个无线节点可以或不可以有能力按照多于一种标准进行通信。
CRAN集群104中的无线节点可用于根据例如UE 102的地理、接收的信道条件等为特定的UE 102提供接入链路。在网络100的下行链路传输期间，可将数据流的数据包从传输源110(例如，UE、数据中心等)传输至服务目的地UE 102的虚拟用户特定SGW(v-u-SGW)108。从传输源传输至v-u-SGW108的数据包可通过网络SGW 106、与传输源110关联的v-u-SGW108等进行传输。V-u-SGW 108根据需求处理数据包，例如，提供层3、层2和/或层1功能。随后，目的地UE 102的v-u-SGW 108可转发处理后的数据包至CRAN集群104中适用的无线节点，用于传输至目的地UE 102。从UE 102至网络的上行链路传输可以相反的类似方式来进行。因此，v-u-SGW 108可作为对于UE 102的移动性及数据面锚点。对于每个UE 102的网络流量可在被转发至(下行链路中的)UE 102或(上行链路中的)数据包的目的地之前，首先通过与其对应的v-u-SGW 108。
包含v-u-SGW 108允许网络被逻辑地分成至少两个域：核心网络域101和本地网络域103。核心网络域101包括网络资源(例如，网络SGW 106和/或无线节点104’)，其可用来在网络(例如，网络SGW 106和/或其它网络实体)和v-u-SGW 108之间传输数据分组。本地网络域103包括网络资源(例如，无线节点104’)，其可用于在v-u-SGW 108与被服务UE 102之间传输数据分组。例如，本地网络域103可包括一组地理上位于UE 102一定范围内的无线节点，其可用来进行至/来自UE 102的传输。
网络100中的资源管理可包括既在(例如，网络SGW 106与v-u-SGW 108之间的)核心网络域101又在(例如，v-u-SGW 108与UE 102之间的)本地网络域103分配网络资源。为具体服务(例如，在UE和一个或多个其它UE之间传输)分配的资源(例如，接入链路、回程链路等)组可被称为虚拟网络。可将转发路径(例如，从虚拟网络的角度看)划分为多段。例如，可将网络100中的传输分成至少两个转发段。第一转发段112包括虚拟网络链路(例如，回程链路)，用于向/从网络(例如，网络SGW 106和/或其它网络实体)和核心网络域101中的v-u-SGW 108传输数据包。第二转发段114包括虚拟网络链路(例如，回程/接入链路)，用于向/从v-u-SGW 108及本地网络域103中的目的地UE 102(例如，通过CRAN集群104中一个或多个无线接点)传输数据包。
每个v-u-SGW 108是软件实体，其可在网络100中的UE 102注册时创建。因此，每个v-u-SGW 108可是用户特定的，并对应于单个UE 102。或者，v-u-SGW 108可对应于一组UE的。例如，v-u-SGW 108可对应于一组共同发送/接收数据的UE、总线上的一组UE、特定区域内的一组UE等。从网络点的角度来看，v-u-SGW 108可被视为虚拟UE或相似的虚拟设备。从关联的UE 102(或一组UE 102)的角度来看，v-u-SGW 108是服务网关，其提供层3、层2和/或层1功能及锚定。
V-u-SGW 108的功能(例如，层3至1的功能)可由网络控制面基于UE配置(例如，QoE需求、QoS需求、操作模式、能力等)和/或网络配置(例如，网络拓扑、网络传输机制、网络架构等)动态地配置。此外，一旦UE 102取消注册/下电，也可将相应的v-u-SGW 108从网络100中移除/去激活。网络100可包括网络控制面中的一个或多个控制器，例如，软件定义的拓扑(software defined topology，SDT)控制器120，用于根据UE 102配置(例如，相邻关系、移动模式、QoE/QoS需求等)和/或网络配置(例如，网络拓扑、网络传输机制等)管理v-u-SGW108的创建、配置(例如，配置提供的功能)、迁移、及删除。
V-u-SGW 108可物理地位于网络100中的无线节点104’、网络SGW 106、或另一网络设备。为v-u-SGW 108选择物理位置可取决于与其相对应的UE 102的相邻关系(例如、CRAN集群104的位置、配置等)、移动性、QoE需求等。例如，对于相对静止的或缓慢移动的UE(标记为UE 102a)，相应的v-u-SGW 108a的物理地址可位于更接近网络边缘处。即，v-u-SGW 108a可位于相对靠近UE 102a处，以使本地网络域中v-u-SGW 108a与UE 102a之间的传输路径相对较短。相反，对于快速移动的UE(标记为UE 102b)，相应的v-u-SGW 108b的物理地址可位于更接近网络中心处(例如，在网络SGW 106或位于中心的无线节点104’)。虽然快速移动的UE 102b在网络100中移动(如路径116所示)，但是由于v-u-SGW 108b的位置为中心位置，可不需要频繁更新。
V-u-SGW 108充当锚点，能够例如由软件定义的无线接入网络-流量工程(software defined radio access network-traffic engineering，SDRAN-TE)控制器实现更简单的资源管理。在网络100中，UE 102移动性(尤其是快速移动的UE 102)的主要影响可受限于本地网络域103，因为v-u-SGW 108的位置可相对恒定。因此，核心网络域101中的转发段112可不需要频繁更新，且UE的动态移动性可与核心网络域101相对独立。即，用于转发段112的资源的分配可以以比本地网络域103中的资源分配更小的频率更新。作为移动性锚点，v-u-SGW 108可为分组传输提供融合点，可实现更稳定的回程/核心网络。此外，因为v-u-SGW 108降低了UE移动性的影响(以及相应转发段112的更新频率)，可提供改善的QoE，以及基于UE 102运动的虚拟网络迁移的更简单的管理。
例如，图1B示出了快速移动的UE 102b移动至网络100中不同的物理位置，(例如，由于UE 102b的相邻关系的改变)其可要求网络资源的再分配。由于v-u-SGW 108b的位置，核心网络域101中的转发段112可不需要再分配。相反，仅更新本地网络域103中的转发段114，例如，基于UE 102b的新位置在本地网络域103中再分配资源。因此，在网络100中，由于核心网络域101中的转发段112可保持相对恒定，所以UE的移动性可不触发网络100中转发路径的完全再配置。
随着UE 102的配置在网络100中改变，v-u-SGW 108的位置也可以相应地更新。例如，当UE 102移动出v-u-SGW 108控制的区域时，v-u-SGW 108的位置也可以相应地更新，如图1C所示。V-u-SGW 108的新位置也可触发核心网络域101中网络资源的再分配，并且可相应地更新转发段112。然而，v-u-SGW 108的物理位置更新通常可以以与本地网络域103中资源再分配相比较小的频率发生。
图2示出了根据各种实施例的与网络100中各种网络实体交互的v-u-SGW 108的框图。V-u-SGW 108可与网络100的网络控制面中的各种实体相连接。SDT控制器120基于UE102的状态(例如，注册/注销)管理v-u-SGW 108的创建/删除。SDT控制器120还可基于UE配置(例如，QoE需求、QoS需求、操作模式、能力等)和/或网络配置(例如，网络拓扑、网络传输机制、网络架构等)配置由v-u-SGW 108提供的功能(例如，层3至层1功能)。网络100中的所有v-u-SGW 108的功能可不同。作为功能配置的一部分，SDT控制器120可提供任何相关的安全密钥、对应的UE 102网络配置文件等。此外，当UE 102的配置改变时(例如，位置、移动模式、QoE需求等的改变)，SDT控制器120可基于配置改变再定位和/或再配置v-u-SGW 108。
V-u-SGW 108可从SDRAN-TE控制器122和/或软件定义的协议(software definedprotocol，SDP)控制器124接收配置。例如，v-u-SGW 108可从SDRAN-TE控制器122接收转发信息库(forwarding information base，FIB)条目，以及从SDP控制器124接收协议信息库(protocol information base，PIB)条目。FIB条目允许v-u-SGW 108为UE 102确定转发路径(上行链路以及下行链路转发路径)。为UE 102分配网络资源可由v-u-SGW 108触发，例如，通过发信号告知SDT控制器120。
V-u-SGW 108可进一步与网络100的网络数据面相连接。UE 102的数据包可从网络SGW 106(或其它网络实体)经由转发段112转发至v-u-SGW 108。v-u-SGW 108可处理数据包，例如，根据来自网络控制面的配置。基于这些配置，v-u-SGW 108可相应地处理UE 102的数据包。例如，v-u-SGW 108可基于来自SDP控制器124的PIB条目对数据包应用协议。V-u-SGW 108可进一步提供其它与数据包相关的功能(例如，层3至层1的功能)，将在随后的段落中进行更详细的解释。随后，v-u-SGW 108可基于FIB条目利用转发段114将数据包转发至UE102。上行链路传输可以类似的方式反向执行。
v-u-SGW 108还可与图2中未示出的另外的网络实体连接。例如，当v-u-SGW 108不知道被服务的UE 102的位置时(例如，当UE 102处于节能模式时)，v-u-SGW 108可触发其它的网络实体(例如，连接管理器、无线节点104’等)寻呼UE 102，用于确定其位置信息。V-u-SGW 108可依靠网络和/或UE配置与其它网络实体连接。
图3示出了根据各种实施例的作为层3移动锚点并提供层3其它功能的v-u-SGW108的框图。V-u-SGW 108可与UE 102(或一组UEs 102)相关联。可根据UE 102在网络中的注册/注销来创建/删除v-u-SGW 108，并且可基于关联的UE 102的配置(例如，相邻关系、移动性、QoS需求等)选择/动态地更新v-u-SGW 108的物理位置。
在各种实施例中，UE 102可工作在一种或多种操作模式，例如，激活模式、节能模式等。例如，当UE 102处于节能模式时，SDRAN-TE管理器122可不给UE 102分配任何专用资源。在节能中，网络100可不包括用于UE 102的任何虚拟网络。或者对于UE 102的虚拟网络分配可以是不完全的(例如，可以在核心网络域101而非本地网络域103分配专用资源)。在节能模式期间，UE 102的任何数据包可从网络SGW106(或其它网络实体)传输至v-u-SGW108，其可直接将数据包传输至UE 102。在节能模式期间，v-u-SGW 108还可监控至UE 102的流量，且触发另外的专用资源的分配，例如，当网络流量超出特定阈值时。例如，对于小分组的传输(例如，文本消息等)，v-u-SGW 108可直接将数据包传输至UE 102，而不分配专用资源。相反，如果v-u-SGW 108检测到较大的传输(例如，视频传输)，v-u-SGW 108可为UE 102触发虚拟网络的建立(例如，专用资源分配)。
数据流的数据包可通过v-u-SGW 108传输至UE 102和/或由UE 102接收。例如，在下行链路传输，网络SGW 106(或其它网络设备)可经由核心网络域101中的转发段112将UE102的数据包传输至v-u-SGW 108。可基于UE 102的配置选择v-u-SGW 108的位置。例如，对于高移动性的UE 102，v-u-SGW 108可位于更加靠近网络100中心的位置。作为另一个示例，对于低移动性的UE 102，v-u-SGW 108可位于更靠近UE 102处，以提供本地网络域103中较短的转发路径(例如，转发段114)。V-u-SGW 108可利用本地网络域103中的转发段114将数据包转发至一个或多个与UE 102关联的无线节点104’。由于UE 102在网络100中移动(如箭头116所示)，UE 102可在不同的传输时间间隔(transmission time interval，TTI)与各种不同的无线节点104’关联。V-u-SGW 108可基于由网络控制面(例如，SDRAN-TE控制器122)配置的FIB中的条目确定由哪个无线节点104’传输数据包。必要时V-u-SGW 108可通过发信号告知网络控制面(例如，SDT控制器120)来进一步触发用于UE 102的虚拟网络的创建(例如，在核心网络域101和本地网络域103中的资源分配)。
在上行链路传输，v-u-SGW 108可(例如通过转发段114)接收来自UE 102的传输，并且利用转发段112将上行链路数据包转发至网络SGW 106(或者另一网络设备)。V-u-SGW108可基于由SDRAN-TE控制器122配置的FIB中的条目确定使用段112中的哪条传输转发路径。V-u-SGW 108可进一步触发虚拟网络的创建，必要时通过发信号告知SDT控制器120。
一旦(例如，无论在上行链路或下行链路期间)接收到数据包，v-u-SGW108可在将数据包传送至数据包的目的地之前，处理该数据包以提供层3功能。可根据UE 102的配置和/或网络配置由网络控制面(例如，由SDT控制器120/SDP控制器124)配置提供的功能。提供的功能可包括任何上层处理。例如，依照SDP控制器124配置的，v-u-SGW 108可对数据包应用协议。在转发段112和转发段114的网络ID(例如，数据流ID/服务ID/虚拟网络ID)、命名约定等不同的网络中，v-u-SGW 108可对数据包进行处理处理以具有正确的网络ID/命名约定。V-u-SGW 108还可提供其它上层处理，例如QoE控制(例如，通过丢弃未通过QoE阈值的数据包)、选通功能(例如，通过丢弃例如广告、受阻内容等不需要的数据包)，提供应用层处理(例如，基于QoS需求为应用服务进行数据包编码转换/层编码)、安全功能(例如，丢弃没有通过各种安全检查、UE 102的接入/安全密钥维护等的数据包)、数据包分类、触发寻呼、经常访问的域的用户域名映射、传输协议转换(例如，当虚拟网络的本地域与核心域中的传输协议不同时)等。
除了上层功能，v-u-SGW 108还可提供层2的功能。例如，图4示出了作为层2锚点的v-u-SGW 108的框图。如先前所讨论的，CRAN集群104中的无线节点104’可根据多种通信标准进行通信。在这种实施例中，SDT控制器120可配置v-u-SGW 108，以提供层2转换功能。例如，CRAN集群104中的无线节点可包括多个接入网络，例如，WiFi接入点、LTE的eNodeB、UMTS节点B/RNC、未来的5G无线节点等。数据包的格式和协议可取决于UE 102与哪个(些)无线节点104’关联而不同。因此，UE 102的上行链路/下行链路传输的配置可变化，且通过在网络SGW与无线节点104’之间转换数据包，v-u-SGW 108可充当层2锚点。例如，对于下行链路传输，v-u-SGW108可处理来自网络SGW的数据包，并将数据包从(例如，由网络100使用的)融合数据包格式转换为适于与目的地UE 102关联的无线节点的格式。所述融合数据包格式可以依照任何合适的标准(例如，LTE、WiFi、UMTS等)或是网络100采用的专有格式。上行链路传输期间，v-u-SGW 108可在数据包传递至网络SGW 106之前，将从CRAN集群104(例如，LTE、WiFi、UMTS等)中的无线节点接收的数据包转换为融合数据包格式。因此，在一些实施例中，v-u-SGW 108可充当用于各种通信标准的融合点，且为UE 102提供转换/处理功能。
除了上层功能和层2功能，v-u-SGW 108还可提供层1功能。例如，图5示出了作为层1锚点的v-u-SGW 108的框图。在网络100中，CRAN集群104中的无线节点104’可以采用联合传输/接收机制联合地与UE 102通信。此外，UEs 102还可联合地与一个或多个无线节点104’通信。例如，无线节点104’可形成虚拟收发机，其与无线节点104’协作通信。还可使用多个无线节点104’与UE 102之间的其它形式的联合传输/接收。在这种实施例中，SDT控制器120可配置v-u-SGW 108，以提供用于联合传输/接收机制的层1锚定。例如，对于下行链路传输，v-u-SGW 108可在转发数据包至无线节点104’之前，根据联合传输模式对数据包进行预编码，用于联合传输。在上行链路传输中，v-u-SGW 108可在转发数据包至网络SGW 106(或数据包的目的地、另一v-u-SGW等)之前，为联合接收到的上行链路数据包执行数据包选择(例如，在接收到重复的数据包的情况下)、联合处理/干扰消除等。因此，v-u-SGW 108可为包含多个无线节点104’的联合通信机制的下行链路传输/上行链路接收提供层1锚点功能。
图6示出了根据各种实施例的用于网络控制器操作的流程200。在步骤202中，SDT控制器120或类似的网络设备在选定的第一物理位置(例如，无线节点104’等)创建v-u-SGW108，例如，基于UE 102在网络中的注册。可基于UE 102的相邻关系、移动性、QoE需求等选择v-u-SGW 108的第一位置。例如，对于相对静止的/缓慢移动的UE 102，SDT控制器120可在网络边缘位置(例如，靠近UE 102)定位V-U-SGW 108。作为另一个示例，对于相对快速移动的UE 102，SDT控制器可为v-u-SGW 108选择网络中心位置。接下来，在步骤204中，SDT控制器120可配置由v-u-SGW 108所提供的功能(例如，层3、层2和/或层1功能)。配置的功能可基于UE配置(例如，QoE需求、QoS需求、能力、操作模式等)和/或网络配置(例如，网络拓扑、网络架构、网络传输机制等)。
在步骤206中，SDT控制器120确定UE位置/移动性/QoE等的变化。例如，SDT控制器120可从监控UE 102位置、移动方式等的连接管理器(例如，虚拟用户特定连接管理器、网络连接管理器、或类似的网络实体)接收UE 102位置/移动性的更新。基于这种变化，SDT控制器120可决定相应地移动v-u-SGW 108。例如，SDT控制器120可为v-u-SGW 108确定第二物理位置，其可更好地适应于UE 102的新位置、移动方式等。
在步骤208中，SDT控制器120在所选的第二物理位置为UE 102创建新的v-u-SGW108。在步骤210中，SDT控制器120指示v-u-SGW 108在第一物理位置将任何业务数据、UE102状态信息等转移至新的位置。接下来，在步骤212中，SDT控制器120可在第一物理位置删除v-u-SGW 108。因此，基于UE 102位置、移动性等的改变，与UE 102关联的v-u-SGW的位置被移动到第二物理位置。
图7A示出了下行链路传输期间v-u-SGW 108活动的流程300。在步骤302中，v-u-SGW 108从传输源接收数据流的数据包。数据包可从传输源发送，通过网络SGW 106、与传输源关联的v-u-SGW 108，或另一网络实体。网络SGW可利用转发路径传递数据流的数据包，该转发路径为核心网络域101的一部分(例如，转发段112)。忽略UE的移动方式，核心网络域可以是相对静态的。在步骤304中，v-u-SGW可处理数据包，例如，提供层3，层2和/或层1功能。例如，v-u-SGW可执行选通功能、安全控制功能、验证数据包的QoE、数据包ID转换、数据包命名约定转换、数据包格式变换(例如，从融合数据包格式转换为与UE关联的无线节点兼容的格式)，对数据包施用适应的协议(例如，由SDP控制器124配置的PIB所指示的)，施用应用层处理、联合传输的数据包预编码、协议转换等。V-u-SGW 108可提供上述功能的全部或这些功能的子集。由v-u-SGW 108提供的功能可由网络控制面配置，例如，基于网络配置和/或UE102配置。
处理之后，在步骤308中，v-u-SGW 108转发数据包至目的地UE 102，例如，利用本地网络域103(例如，转发段114)。转发数据包可包括转发数据包通过一个或多个无线节点104’至目的地UE 102。V-u-SGW 108可基于由SDRAN-TE控制器122配置的FIB中的条目确定数据包的转发路径。此外，v-u-SGW 108可触发虚拟网络的创建(例如，通过配置回程和/或接入链路)，在必要时在核心网络域101(例如，网络SGW 106与v-u-SGW 108之间)和/或本地网络域103(例如，v-u-SGW 108与UE 102之间)中创建。因此，网络中的转发段可动态地更新，例如，基于UE的移动、位置、网络状态等。
图7B示出了在上行链路传输期间v-u-SGW 108活动的流程400。在步骤402中，v-u-SGW 108从相关联的UE 102接收数据流的数据包。网络SGW可利用转发路径传输数据流的数据包，该转发路径为本地网络域103的一部分(例如，转发段114)。可基于UE 102的移动等动态地更新本地网络域中的转发路径。在步骤404中，v-u-SGW可处理数据包，例如，提供层3、层2和/或层1功能。例如，v-u-SGW可以执行数据包格式变换(例如，将从融合数据包格式转换为与UE关联的无线节点兼容的格式)、QoE检查、对数据包施用适应的协议(例如，由SDP控制器124配置的PIB所指示的)、用于联合传输的数据包联合处理/干扰消除、验证数据包的QoS、协议转换等。V-u-SGW 108可提供上述功能的全部或这些功能的子集。由v-u-SGW 108提供的功能可基于网络配置和/或UE 102配置，由网络控制面(例如，SDT控制器12)配置。
处理之后，在步骤408中，v-u-SGW 108转发数据包至数据包的目的地。V-u-SGW108可转发数据包至其目的地，通过网络SGW 106，例如，利用核心网络域(例如，转发段112)。可替代地，v-u-SGW 108可通过与目的地UE关联的v-u-SGW等直接转发数据包至数据包的目的地(例如，目的地UE)。V-u-SGW 108可基于由网络控制面(例如，SDRAN-TE控制器122)配置的FIB中的条目确定数据包的转发路径。此外，必要时v-u-SGW 108可通过发信号告知网络控制面(例如，SDT控制器120)来触发虚拟网络的创建(例如，既在核心网络域101中又在本地网络域103中)。
因此，v-u-SGW可基于关联的UE的QoE需求、网络需求等定制地提供功能。可基于UE位置、QoE需求等创建且动态地更新v-u-SGW。此外，v-u-SGW可作为对于层3、层2和/或层1功能的锚点。可选择v-u-SGW的位置，以使得关于UE 102的至少部分转发路径是忽略UE的移动性特征而相对静态的，例如，通过将网络资源分为核心网络域及本地网络域。本地网络域中的接入/回程链路(例如，分配的虚拟网络的网络资源)可以比核心网络域中的网络链路更频繁地更新。V-u-SGW能提高QoE、简化资源管理、实现更稳定的虚拟网络、实现动态的用户特定数据面网络拓扑和/或用户特定数据处理等。
图8示出了处理系统600的框图，处理系统600可用于实现本文所公开的设备和方法。具体设备可采用示出的所有组件或仅一部分组件，并且各个设备的集成度可能有所不同。此外，设备可包含组件的多个示例，例如，多个处理单元、处理器、存储器、发射机、接收机等。处理系统可以包括处理单元，其配备有一个或多个输入/输出设备，例如，扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、小键盘、键盘、打印机、显示器等。该处理单元可以包括连接到总线的中央处理单元(CPU)、存储器、大容量存储器、视频适配器以及I/O接口。
所述总线可以是一个或多个总线体系结构的任何类型，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、视频总线等。CPU可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器可以包括任何类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(ROM)以及它们的组合等。在一个实施例中，存储器可包括在启动时使用的ROM，以及在执行程序时用于存储程序及数据的DRAM。
大容量存储器可包括任何类型的用于存储数据、程序以及其它信息并且能够使得数据、程序以及其它信息可通过总线被访问的存储设备。大容量存储器可以包括，例如，一个或多个固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等。
视频适配器以及I/O接口提供将外部输入输出设备耦合至处理单元的接口。如上所述，输入输出设备的示例包括耦合到视频适配器的显示器以及耦合到I/O接口的鼠标/键盘/打印机。其它设备可耦合到处理单元，并且可以使用另外的或者更少的接口卡。例如，可使用诸如通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)的串行接口(未示出)为打印机提供串行接口。
处理单元还包括一个或多个网络接口，网络接口可以包括有线链路，例如以太网电缆等，和/或无线链路以访问节点或不同网络。网络接口允许处理单元通过网络与远程单元通信。例如，网络接口可以经由一个或多个发射机/发射天线以及一个或多个接收机/接收天线提供无线通信。在一个实施例中，处理单元耦合到局域网或广域网，用于数据处理以及与远程设备通信，例如与其它处理单元、互联网、远程存储设备等通信。
尽管结合说明性实施例对本发明进行了描述，但是本说明书不应用限制的含义来解释。根据对说明书的参考，这些说明性实施例的各种修改及组合，以及本发明的其他实施例对于本领域技术人员来说都是明显的。

Claims (26)

1.一种用于在网络中通信的方法，包括：
由处理器上的虚拟用户特定服务网关v-u-SGW接收第一数据包，其中，所述v-u-SGW是特定于具体的用户设备UE的虚拟软件实体，并且响应于所述UE在网络中的注册创建所述v-u-SGW，所述v-u-SGW位于基于所述UE的配置所选的位置；
根据所述UE的配置处理所述第一数据包；
转发所述第一数据包至所述UE；以及
其中响应于所述UE的取消注册去激活所述v-u-SGW。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
由所述v-u-SGW从所述UE接收第二数据包；
根据所述UE的所述配置处理所述第二数据包；以及
转发所述第二数据包至所述第二数据包的目的地。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，转发所述第二数据包，包括：触发在所述v-u-SGW与所述第二数据包的目的地之间的第一虚拟网络的创建。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，处理所述第二数据包，包括：提供层2功能，其中，提供层2功能包括根据核心网络数据包格式转换所述第二数据包。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，转发所述第一数据包，包括：触发在所述v-u-SGW与所述UE之间的第二虚拟网络的创建。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE的所述配置，包括：体验质量QoE需求、服务质量QoS需求、所述UE的操作模式、UE的能力或其组合。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述第一数据包是根据来自网络控制面的一个或多个指示进行的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述第一数据包，包括：提供层3功能。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，提供层3功能，包括：网络ID转换、选通功能、应用层处理、QoE认证、安全认证、接入密钥维护、一个或多个应用的客户端功能、应用代码转换、协议转换、或其组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述第一数据包，包括：提供层2功能，其中，所述层2功能包括根据与所述UE关联的无线节点的通信标准转换所述第一数据包。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述第一数据包，包括提供层1功能，其中，所述层1功能包括充当多个无线节点与所述UE之间的联合传输或接收机制的融合点。
12.一种网络实体，包括：
处理器；以及
存储有由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令，用于：
响应于用户设备UE在网络中的注册创建虚拟用户特定服务网关v-u-SGW，其中所述v-u-SGW是特定于具体的所述UE的虚拟软件实体，并且所述v-u-SGW位于基于所述UE的配置所选的位置；操作所述v-u-SGW，其中，用于操作所述v-u-SGW的指令进一步包括指令，用于：
接收第一数据包；
根据来自网络控制面的一个或多个指令处理所述第一数据包；
转发所述第一数据包至所述UE；以及
响应于所述UE的取消注册去激活所述v-u-SGW。
13.根据权利要求12所述的网络实体，其中，所述用于操作所述v-u-SGW的指令进一步包括指令，用于：
从所述UE接收第二数据包；
根据来自所述网络控制面的一个或多个指令处理所述第二数据包；以及
转发所述第二数据包至所述第二数据包的目的地。
14.根据权利要求12所述的网络实体，其中，经由核心网络域中的一个或多个第一链路接收所述第一数据包，并且经由本地网络域中的一个或多个第二链路转发所述第一数据包。
15.一种用于网络控制器操作的方法，包括：
由所述网络控制器响应于用户设备UE在网络中的注册，管理虚拟用户特定服务网关v-u-SGW在第一物理位置的创建，其中所述v-u-SGW是特定于所述UE的虚拟软件实体，并且所述v-u-SGW位于基于所述UE的配置所选的位置；
根据所述UE的配置，配置由所述v-u-SGW提供的一个或多个功能；以及
响应于所述UE的取消注册删除所述v-u-SGW。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：由所述网络控制器根据所述UE的相邻关系、所述UE的移动特性、所述UE的体验质量QoE需求、或其组合，选择所述第一物理位置。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，进一步根据所述网络的配置来配置所述一个或多个功能。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述网络的配置包括：网络拓扑、网络传输机制、网络架构、或其组合。
19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：根据所述UE的相邻关系、移动特性、QoE需求、或其组合的变化，转移所述v-u-SGW至第二物理位置。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：根据所述UE从所述网络注销，移除所述v-u-SGW。
21.一种网络控制器，包括：
处理器；以及
存储有由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令，用于：
响应于用户设备UE在网络中的注册，管理虚拟用户特定服务网关v-u-SGW在物理位置的创建，其中所述v-u-SGW是特定于所述UE的虚拟软件实体，并且所述v-u-SGW位于基于所述UE的配置所选的位置；根据所述UE的配置，配置由所述v-u-SGW提供的一个或多个功能；以及
响应于所述UE的取消注册删除所述v-u-SGW。
22.根据权利要求21所述的网络控制器，其中，用于配置由所述v-u-SGW提供的所述一个或多个功能的指令，进一步包括根据所述网络的配置，配置所述一个或多个功能的指令。
23.根据权利要求21所述的网络控制器，其中，所述一个或多个功能包括：充当用于层1、层2、层3、或其组合的锚点的功能。
24.根据权利要求21所述的网络控制器，其中，根据所述UE的相邻关系、所述UE的移动特性、所述UE的体验质量QoE需求、或其组合，选择所述物理位置。
25.根据权利要求24所述的网络控制器，其中，当所述UE为缓慢移动的UE时，所述物理位置是在网络边缘。
26.根据权利要求24所述的网络控制器，其中，当所述UE为快速移动的UE时，所述物理位置在中央位置。
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