CN106792773B - 基于虚拟锚点的数据传输方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本公开的各种实施例提供了一种基于虚拟锚点的数据传输方法及设备，所述方法包括：针对多个小区来创建虚拟锚点；以及将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备。所述方法可以降低由用户设备在小区(或基站)间的频繁切换所导致的大的信令开销。
Description
技术领域
本公开的各种实施例总体上涉及移动通信领域，并更为具体地涉及基于虚拟锚点的数据传输方法及设备。
背景技术
移动网络的流量需求在未来几年中可能迅速增加，这既包含了用户对大的总流量的需求，也包括了用户对高的传输速率的需求。为了满足上述需求，目前已基本达成共识的解决方案是部署非常密集并且多样化(heterogeneous)的无线网络，这样的无线网络也被称为超密集网络(UDN)。
图1示出了密集部署网络的示意图。如图1所示的密集部署网络系统包括：小小区基站(SeNB)、宏小区基站(MeNB)、通过SI-U接口连接到SeNB和MeNB的服务网关(SGW)、以及通过SI-MME接口连接到SeNB和MeNB的移动管理实体(MME)。
然而，在超密集的网络中，随着用户设备(UE)(诸如移动设备)的移动变得非常频繁，将导致用户在不同小区(或基站)之间的切换变得频繁。频繁的切换将导致不好的用户体验(EoS)。另一方面，频繁的切换可能导致涉及移动管理的(尤其在回程网络上)更大的信令开销，并且可能会致使网络崩溃。现有网络协议仅被设计为能够针对当前的网络密度水平而高效地操作，然而，当网络密度水平变得更加密集时(例如，超密集网络)，当前的这些协议很容易成为网络性能上的瓶颈，例如，可能会进行过于频繁的移动管理消息的交换，而这很可能是不必要的。
因此，需要针对超密集网络的部署来建立新的移动管理机制。
发明内容
为了解决上述问题，本公开的实施例提供了一种基于虚拟锚点的数据传输方法及设备，其可以降低由用户设备在小区(或基站)中的频繁切换所导致的信令开销。
本公开的第一方面涉及一种基于虚拟锚点的数据传输方法，该方法包括：针对多个小区来创建虚拟锚点；以及将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备，以减少小区切换的开销。
根据本公开的实施例，将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备包括：通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，将所述数据传输到所述用户设备。
根据本公开的实施例，通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，将所述数据传输到所述用户设备包括：响应于所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中，
-将数据经由固定数据路径发送到所述虚拟锚点；
-建立在所述虚拟锚点和所述第一小区之间的第一数据隧道；
-将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第一数据隧道发送到所述第一小区；以及
-将所述数据从所述第一小区发送到所述用户设备。
根据本公开的实施例，所述固定数据路径被配置为能够重复使用的数据路径。
根据本公开的实施例，在所述第一数据隧道中传输的数据包的包头包括第一地址和第二地址。
根据本公开的实施例，其中所述第一地址包括所述虚拟锚点的媒体访问控制(MAC)地址
根据本公开的实施例，其中所述第二地址包括所述第一小区的媒体访问控制(MAC)地址。
根据本公开的实施例，所述将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备还包括：
响应于所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中，
-建立在所述虚拟锚点和所述第二小区之间的第二数据隧道；
-将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第二数据隧道发送到所述第二小区；以及
-将所述数据从所述第二小区发送到所述用户设备。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之内的基站中的逻辑项。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之外的基站中的逻辑项。
根据本公开的实施例，该方法还包括：通过移动性管理实体发出的信令来激活和/或去激活所述虚拟锚点的功能。
根据本公开的实施例，该方法还包括：在从当前所述虚拟锚点变更到新的虚拟锚点之前，接收来自当前所述虚拟锚点发出的变更申请；以及响应于接收到所述变更申请，创建所述新的虚拟锚点。
本公开的第二方面涉及一种基于虚拟锚点的数据传输设备，该设备包括：虚拟锚点创建装置，用于针对多个小区来创建虚拟锚点；以及数据传输装置，用于将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备，以减少小区切换的开销。
根据本公开的实施例，传输装置包括：链接建立装置，通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，将所述数据传输到所述用户设备。
根据本公开的实施例，所述链接建立装置包括：第一检测单元，用于检测所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中；以及第一链接建立单元，用于响应于检测到所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中，来执行如下操作：
-将数据经由固定数据路径发送到所述虚拟锚点；
-建立在所述虚拟锚点和所述第一小区之间的第一数据隧道；
-将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第一数据隧道发送到所述第一小区；以及
-将所述数据从所述第一小区发送到所述用户设备。
根据本公开的实施例，其中所述固定数据路径被配置为能够重复使用的数据路径。
根据本公开的实施例，在所述第一数据隧道中传输的数据包的包头包括第一地址和第二地址。
根据本公开的实施例，其中所述第一地址包括所述虚拟锚点的媒体访问控制(MAC)地址。
根据本公开的实施例，其中所述第二地址包括所述第一小区的媒体访问控制(MAC)地址。
根据本公开的实施例，链接建立装置还包括：第二检测单元，用于检测所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中；以及第二链接建立单元，用于响应于检测到所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中，来执行如下操作：
-建立在所述虚拟锚点和所述第二小区之间的第二数据隧道；
-将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第二数据隧道发送到所述第二小区；以及
-将所述数据从所述第二小区发送到所述用户设备。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之内的基站中的逻辑项。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之外的基站中的逻辑项。
根据本公开的实施例，该设备还包括：激活装置，用于通过移动性管理实体发出的信令来激活和/或去激活所述虚拟锚点的功能。
根据本公开的实施例，该设备还包括：锚点变更装置，用于在从当前所述虚拟锚点变更到新的虚拟锚点之前，接收来自当前所述虚拟锚点发出的变更申请；以及响应于接收到所述变更申请，创建所述新的虚拟锚点。
附图说明
图1示出了密集部署网络的示意图。
图2示出了用于图1的密集部署网络中的根据本公开的实施例的虚拟锚点的示意图。
图3示出了根据本公开实施例的基于虚拟锚点的数据传输方法的流程图。
图4示出了根据本公开实施例的基于虚拟锚点的数据传输方法的过程中的信号流程图。
图5示出了根据本公开实施例的在数据隧道中传输的数据包的包头。
图6示出了根据本公开实施例的基于虚拟锚点的数据传输设备的框图。
具体实施方式
下面将参考附图中示出的若干示例实施例来描述本公开的原理。虽然附图中显示了本公开的可选实施例，但应当理解，描述这些实施例仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。
图2示出了用于图1的密集部署网络中的根据本公开的实施例的虚拟锚点的示意图。
如图2所示并结合图1，在SGW与多个小区之间引入了虚拟锚点。这样，SGW和MME首先通过SI-U和SI-MME接口分别连接到该虚拟锚点，然后再由该虚拟锚点连接到各个小区中的基站。因此，来自SGW的数据也将首先被发送到虚拟锚点，然后再发送到目标小区中的用户设备上。如图1和图2所示，一个虚拟锚点常常对应于多个小区，所述多个小区共同构成了所谓的虚拟小区(如图1所示)。应当指出，图1仅为示意性示图，因此虚拟锚点的概念并不应仅仅局限于小小区的覆盖范围，而是可以应用到更大或更小范围的小区中。
图3示出了一种基于虚拟锚点的数据传输方法300，该方法包括步骤310-320。结合图1、图2并如图3所示，
在步骤310，针对多个小区来创建虚拟锚点；以及
在步骤320，将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备，以减少小区切换的开销。
根据本公开的实施例，步骤320进一步包括：通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，将所述数据传输到所述用户设备。
图4示出了根据本公开实施例的基于虚拟锚点的数据传输方法300的过程中的信号流程图。
现参考图4，根据本公开的一个具体示例，在完成创建虚拟锚点的步骤310之后，步骤320可以进一步包括如下的子步骤：
响应于所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中(子步骤1)，
-将数据经由固定数据路径发送到所述虚拟锚点(子步骤2)；
-建立在所述虚拟锚点和所述第一小区之间的第一数据隧道，并且将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第一数据隧道发送到所述第一小区(子步骤3)；以及
-将所述数据从所述第一小区发送到所述用户设备(子步骤4)。
可选地，虚拟锚点和SGW之间的所述固定数据路径可以被保留因而是能够重复使用的数据路径，即，当用户设备在不同的小区之间移动(或切换)时不必重新建立新的该数据路径，这可以大幅降低由于频繁切换所可能造成的不必要的开销。
可选地，在所述虚拟锚点和所述第一小区之间的第一数据隧道是GPRS隧道协议的隧道(在下文中也被称作GTP隧道)，该数据隧道是增强的双向隧道。为了在SGW与目标小区之间建立增强的双向GTP隧道，仅仅添加了一个新的增强的数据包的包头。
图5示出了根据本公开实施例的在数据隧道中传输的数据包的包头结构。如图5(a)所示，在所述第一数据隧道中传输的数据包的包头(即，切换之前)包括了所述虚拟锚点的媒体访问控制(MAC)地址和所述第一小区的媒体访问控制(MAC)地址；如图5(b)所示，在所述第二数据隧道中传输的数据包的包头(即，切换之后，其将在随后详细说明的)包括了所述虚拟锚点的媒体访问控制(MAC)地址和所述第二小区的媒体访问控制(MAC)地址。
现继续参考图4的具体示例，步骤320可以进一步地包括如下的子步骤：
响应于所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中(子步骤5)，
-建立在所述虚拟锚点和所述第二小区之间的第二数据隧道，并且将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第二数据隧道发送到所述第二小区(子步骤6)；以及
-将所述数据从所述第二小区发送到所述用户设备(子步骤7)。
如上文中提及的，由于在SGW与虚拟锚点之间的固定数据路径可以被重复使用，因此，当用户设备从例如第一小区移动(或切换)到第二小区时，无需重新建立新的该数据路径，而是仅仅需要建立虚拟锚点和所述第二小区之间的第二数据隧道，即，增强的双向GTP隧道。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点可以包括位于所述多个小区之内的基站中的逻辑项。例如，虚拟锚点可以被定位在小小区基站(SeNB)中。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点同样可以包括位于所述多个小区之外的基站中的逻辑项。例如，虚拟锚点可以被定位在宏小区基站(MeNB)中。
应当注意到，“虚拟”意味着锚点的实现具有灵活性，换言之，任何具有计算和存储资源的节点都有可能被设置为虚拟锚点。可选地，通过MME发出的信令来激活和/或去激活所述虚拟锚点的功能。
根据本公开的实施例，方法300还包括：在从当前所述虚拟锚点变更到新的虚拟锚点之前，接收来自当前所述虚拟锚点发出的变更申请；以及响应于接收到所述变更申请，创建所述新的虚拟锚点。
具体来说，在需要从当前虚拟锚点变更到新的虚拟锚点的情况下，现有的虚拟锚点首先向MME发出变更申请，MME随后会为SGW提供新的虚拟锚点的地址，同时，MME会通知新的虚拟锚点，承担数据接收工作。
图6示出了根据本公开实施例的基于虚拟锚点的数据传输设备的框图600。
如图6所示，设备600包括：虚拟锚点创建装置610，用于针对多个小区来创建虚拟锚点；以及数据传输装置620，用于将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备，以减少小区切换的开销。
根据本公开的实施例，数据传输装置620包括：链接建立装置，通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，来将所述数据传输到所述用户设备。
根据本公开的实施例，所述链接建立装置包括：第一检测单元，用于检测所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中；以及第一链接建立单元，用于响应于检测到所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中，来执行如下操作：
-将数据经由固定数据路径发送到所述虚拟锚点；
-建立在所述虚拟锚点和所述第一小区之间的第一数据隧道；
-将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第一数据隧道发送到所述第一小区；以及
-将所述数据从所述第一小区发送到所述用户设备。
根据本公开的实施例，其中所述固定数据路径被配置为能够重复使用的数据路径。
根据本公开的实施例，在所述第一数据隧道中传输的数据包的包头包括所述虚拟锚点的媒体访问控制(MAC)地址和所述第一小区的媒体访问控制(MAC)地址。
根据本公开的实施例，所述链接建立装置还包括：第二检测单元，用于检测所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中；以及第二链接建立单元，用于响应于检测到所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中，来执行如下操作：
-建立在所述虚拟锚点和所述第二小区之间的第二数据隧道；
-将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第二数据隧道发送到所述第二小区；以及
-将所述数据从所述第二小区发送到所述用户设备。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之内的基站中的逻辑项。
根据本公开的实施例，所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之外的基站中的逻辑项。
根据本公开的实施例，该设备600还包括：激活装置，用于通过移动性管理实体发出的信令来激活和/或去激活所述虚拟锚点的功能。
根据本公开的实施例，该设备600还包括：锚点变更装置，用于在从当前所述虚拟锚点变更到新的虚拟锚点之前，接收来自当前所述虚拟锚点发出的变更申请；以及响应于接收到所述变更申请，创建所述新的虚拟锚点。
综上所示，本公开的各种实施例提供了一种基于虚拟锚点的数据传输方法及设备，该方法包括针对多个小区来创建虚拟锚点；以及将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备。该方法可以降低由用户设备在小区(或基站)中的频繁切换所导致的信令开销。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种基于虚拟锚点的数据传输方法，包括：
针对多个小区来创建虚拟锚点；
将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备，以减少小区切换的开销；以及
通过移动管理实体发出的信令来激活和/或去激活所述虚拟锚点的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备包括：
通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，将所述数据传输到所述用户设备。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，将所述数据传输到所述用户设备包括：
响应于所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中，
将数据经由固定数据路径发送到所述虚拟锚点；
建立在所述虚拟锚点和所述第一小区之间的第一数据隧道；
将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第一数据隧道发送到所述第一小区；以及
将所述数据从所述第一小区发送到所述用户设备。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述固定数据路径被配置为能够重复使用的数据路径。
5.根据权利要求3所述的方法，其中在所述第一数据隧道中传输的数据包的包头包括第一地址和第二地址。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一地址包括所述虚拟锚点的媒体访问控制(MAC)地址。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二地址包括所述第一小区的媒体访问控制(MAC)地址。
8.根据权利要求3所述的方法，其中将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备还包括：
响应于所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中，
建立在所述虚拟锚点和所述第二小区之间的第二数据隧道；
将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第二数据隧道发送到所述第二小区；以及
将所述数据从所述第二小区发送到所述用户设备。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之内的基站中的逻辑项。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之外的基站中的逻辑项。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在从当前所述虚拟锚点变更到新的虚拟锚点之前，
接收来自当前所述虚拟锚点发出的变更申请；以及
响应于接收到所述变更申请，创建所述新的虚拟锚点。
12.一种基于虚拟锚点的数据传输设备，包括：
虚拟锚点创建装置，用于针对多个小区来创建虚拟锚点；
数据传输装置，用于将数据经由所述虚拟锚点发送到位于所述多个小区的一个小区中的用户设备，以减少小区切换的开销；以及
激活装置，用于通过移动性管理实体发出的信令来激活和/或去激活所述虚拟锚点的功能。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述数据传输装置包括：
链接建立装置，用于通过在所述虚拟锚点与所述用户设备所处的多个小区的对应小区之间建立链接，将所述数据传输到所述用户设备。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述链接建立装置包括：
第一检测单元，用于检测所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中；以及
第一链接建立单元，用于响应于检测到所述用户设备从所述多个小区之外进入到所述多个小区的第一小区中，将数据经由固定数据路径发送到所述虚拟锚点；建立在所述虚拟锚点和所述第一小区之间的第一数据隧道；将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第一数据隧道发送到所述第一小区；以及将所述数据从所述第一小区发送到所述用户设备。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述固定数据路径被配置为能够重复使用的数据路径。
16.根据权利要求14所述的设备，其中在所述第一数据隧道中传输的数据包的包头包括第一地址和第二地址。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述第一地址包括所述虚拟锚点的媒体访问控制(MAC)地址。
18.根据权利要求16所述的设备，其中所述第二地址包括所述第一小区的媒体访问控制(MAC)地址。
19.根据权利要求14所述的设备，其中所述链接建立装置还包括：
第二检测单元，用于检测所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中；以及
第二链接建立单元，用于响应于检测到所述用户设备在所述多个小区之内从所述第一小区移动到第二小区中，建立在所述虚拟锚点和所述第二小区之间的第二数据隧道；将所述数据从所述虚拟锚点通过所述第二数据隧道发送到所述第二小区；以及将所述数据从所述第二小区发送到所述用户设备。
20.根据权利要求12所述的设备，其中所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之内的基站中的逻辑项。
21.根据权利要求12所述的设备，其中所述虚拟锚点被配置为包括位于所述多个小区之外的基站中的逻辑项。
22.根据权利要求12所述的设备，还包括：
锚点变更装置，用于在从当前所述虚拟锚点变更到新的虚拟锚点之前，接收来自当前所述虚拟锚点发出的变更申请；以及响应于接收到所述变更申请，创建所述新的虚拟锚点。
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