CN107710800A - 基于用户设备的中继站的快速且灵活部署 - Google Patents

Abstract

基于用户设备的中继站的快速且灵活部署。许多通信系统可以受益于中继站的适当使用。例如，某些无线通信系统可以受益于基于用户设备的中继站的快速且灵活部署。方法可以包括确定将要针对至少一个用户设备设置中继站。该方法还可以包括在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称。接入点名称可以被配置为访问第二核心网络元件的地址。

Description

基于用户设备的中继站的快速且灵活部署

技术领域

许多通信系统可以受益于中继站的适当使用。例如，某些无线通信系统可以受益于基于用户设备的中继站的快速且灵活部署。

背景技术

在长期演进（LTE）/LTE高级（LTE-A）的规范和启动之前和之后，在无线通信中讨论各种种类的中继站。一般，中继站可以分类为：L1中继站、L2中继站和L3中继站，对应于中继节点中的不同协议架构。L3中继站在第三代合作伙伴计划（3GPP）中针对频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两者进行了讨论和定义。

近年来，LTE和LTE-A已经遍及全世界地且迅速地启动，其中宏基站作为主要的户外部署解决方案。3GPP定义了所谓的带内中继站，其意味着施主eNB和中继站之间的链路以及中继站和UE之间的链路共享相同的频率资源。这样的共享可能使得空中接口协议非常复杂，并且可能涉及核心中的协议更新。由于中继站不是客户网络中的主要场景，所以更新整个区域网络以便支持少量中继站可能是不可行的。针对这样的情况的更新可能涉及核心网络（CN）更新和无线电接入网络（RAN）更新，包括对演进节点B（eNB）、移动性管理实体（MME）、归属订户服务器（HSS）和操作支持系统（OSS）的更新。此外，可能需要更新任何两个更新的网络元件之间的物联网（IoT），这在多供应商情况下可能是复杂的。

一个选项是使用一起工作的组合的小小区和中继用户驻地设备（customerpremises equipment）（CPE）作为中继站。用户驻地设备可以是客户提供的设备。使用组合的小小区和CPE的该方法可能对演进分组核心（EPC）没有任何影响，但可能需要eNB更新。在这样的方法中，从MME/S-GW角度来看，可能不存在中继站相关的S1链路，其已被解析并聚合到eNB的S1链路中。因此，EPC和eNB之间可能存在非常密切的相互依赖。

发明内容

根据某些实施例，方法可以包括确定将要针对至少一个用户设备设置中继站。该方法还可以包括在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称。接入点名称可以被配置为访问第二核心网络元件的地址。

在某些实施例中，方法可以包括确定已经在第一核心网络元件上针对至少一个用户设备设置了中继站。该方法还可以包括在第二核心网络元件处针对中继站中的用户驻地设备分配至少一个静态网际协议地址和接入点名称。网际协议地址可以被选择为属于与在第一核心网络元件上设置的中继站的地址相同的范围。

根据某些实施例，装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为利用至少一个处理器使得装置至少确定将要针对至少一个用户设备设置中继站。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为利用至少一个处理器使得装置至少在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称。接入点名称可以被配置为访问第二核心网络元件的地址。

在某些实施例中，装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为利用至少一个处理器使得装置至少确定已经在第一核心网络元件上针对至少一个用户设备设置了中继站。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为利用至少一个处理器使得装置至少在第二核心网络元件处针对中继站中的用户驻地设备分配至少一个静态网际协议地址和接入点名称。网际协议地址可以被选择为属于与在第一核心网络元件上设置的中继站的地址相同的范围。

根据某些实施例，装置可以包括用于确定将要针对至少一个用户设备设置中继站的部件。该装置还可以包括用于在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称的部件，其中接入点名称被配置为访问第二核心网络元件的地址。

在某些实施例中，装置可以包括用于确定已经在第一核心网络元件上针对至少一个用户设备设置了中继站的部件。该装置还可以包括用于在第二核心网络元件处针对中继站中的用户驻地设备分配至少一个静态网际协议地址和接入点名称的部件，其中网际协议地址被选择为属于与在第一核心网络元件上设置的中继站的地址相同的范围。

根据某些实施例，非暂时性计算机可读介质可以被编码有指令，所述指令当在硬件中执行时执行过程。过程可以是上述方法中的任何一个。

在某些实施例中，计算机程序产品可以编码用于执行过程的指令。过程可以是上述方法中的任何一个。

附图说明

为了正确理解本发明，应当参考附图，其中：

图1图示了根据某些实施例的系统架构。

图2图示了根据某些实施例的核心网络中的实现。

图3图示了根据某些实施例的支持中继的通信路径。

图4图示了根据某些实施例的操作和维护配置。

图5图示了根据某些实施例的方法。

图6图示了根据某些实施例的系统。

具体实施方式

某些实施例可以允许中继站系统的灵活部署。这样的灵活部署可以提供附加的覆盖和容量提升，其中对现有网络和服务中订户具有最小影响。

另外的实施例可以解决当前未由3GPP定义的移动中继站。移动中继站可以用于例如其中存在针对额外网络容量的需要的任何事件，诸如群体性事件，比如音乐节/体育比赛，在大门或停车场处以用于临时覆盖。此外，移动中继站可以用于紧急通信或用于其他场景中。

如上所述，3GPP定义的带内中继站。该带内中继站可以被配置为基于全缓冲流量模型的假设来有效且高效地管理干扰。然而，在实际中，网络并不总是被高流量负载堵塞。因此，次优中继站解决方案可能尝试提供短期覆盖。

各种实施例可以提供用于基于用户设备（UE）的中继站的系统和方法。图1图示了根据某些实施例的系统架构。

如图1所示，所服务的用户设备UE＃2可以由包括小小区和中继用户驻地设备（CPE）的中继站来支持，以中继来自演进节点B（eNB）的信号。无论是频分双工（FDD）还是时分双工（TDD），图1中的eNB可以是一般长期演进（LTE）基站，并且可以由任何期望的供应商提供。

可以经由eNB在中继CPE和服务和/或分组数据网络（PDN）网关（S-GW/P-GW或S/PGW）之间提供接口S1-U。可以在移动性管理实体（MME）和S/P GW之间提供接口S1-C。此外，可以提供转回到S/P GW的S1-U。这些接口（S1-U、S1-C等）是示例接口。相同的原理也可以应用于其他接口。

中继CPE可以是商用CPE，并且小小区可以是商用小小区基站，无论是TDD还是FDD，以及来自任何供应商。中继CPE可以向/从eNB提供回程，并且小小区可以向/从用户设备提供前传。中继CPE和小小区一起可以用作基于UE的中继站。中继CPE、eNB和小小区可以诸如通过以太网、光纤、无线或其任何组合以各种方式连接。

MME和服务网关可以是演进分组核心（EPC）核心网络元件。在该示例中，UE＃1可以由eNB服务，而UE2可以由中继站服务。小小区和商用CPE可以一起提供中继功能。

某些实施例可以提供用于配置EPC核心网络使得在中继站的覆盖之下的UE可以成功地设置S1链路的方法。该方法可以包括在EPC P-GW上设置一个附加的接入点名称（APN），其专用于中继站。该APN可以访问EPC核心节点的网际协议（IP）地址。对于由中继站服务的UE，IP地址可以遵循与正常UE相同的过程，其可以由正常的APN分配。

归属订户服务器（HSS）可以针对中继站中的CPE IMSI分配静态IP地址和APN，并且该IP地址属于与在P-GW上定义的中继站APN的IP地址相同的IP地址范围。由HSS分配的该IP地址可以从CPE桥接到小小区，并且小小区可以使用该IP地址作为S1-C/S1-U/S1-M或者这些接口的任何组合的IP地址。

可以存在实现某些实施例的各种方式。一般，实现可以在EPC核心网络中的实现、操作和维护（O＆M）配置中的实现、以及无线电接入网络（RAN）中的实现方面描述。

图2图示了根据某些实施例的核心网络中的实现。对于中继站，端到端（e2e）连接可以包括以下链路：小小区经由以太网线缆（例如，类别5（Cat5）线缆）连接到中继CPE；中继CPE通过接口Uu连接到LTE eNB；LTE eNB通过光缆连接到分组传送网络（PTN）的接入点；以及接入PTN的聚合可以进一步连接到核心站点PTN，其可以连接到MME02/SAEGW02可以驻留在其上的演进分组核心（EPC）。这些是示例并且其他连接是可能的，例如，小小区也可以使用光纤或无线连接。

某些实施例可以帮助在中继站的覆盖之下设置用于订户的S1链路。该过程可能具有各种挑战。

如图1所示，由eNB服务的UE＃1可能能够直接地且正常地设置到MME和S-GW的S1链路，包括对应于S1控制平面消息和S1用户平面消息的S1-C和S1-U两者。因此，可以容易地处理这样的用户设备。

然而，对于由中继站服务的图1中的UE＃2，UE＃2的S1-U和S1-C两者可以在Uu/Un接口上从小小区发送到中继CPE，这意味着中继CPE和eNB将把UE＃1的S1-U和S1-C两者视为原始数据，并将它们发送到S-GW。因此，从ECP角度来看，只有UE＃2的S1-U可以被S-GW解析，但UE＃2的S1-C信息在移动性管理实体（MME）处根本不可用。因此UE＃2 S1链路设置可能失败。

因此，EPC侧处的实现方法可以包括以下内容。对于EPC核心侧处的中继S1实现，系统可以在SAEGW02处增加中继站APN IP池，其可以将静态IP地址分配给中继CPE。中继站IP路由可以从SAEGW02的接口Sgi出来到SW 17/18（EPC核心交换机7609），将SW 17/18与核心PTN连接，并且可以将7609上的IP路由（rout）添加到MME02和SAEGW02 S1端口。

此外，对于X2 IP路由实现，系统可以将用于中继CPE IP地址的核心PTN上的IP路由添加到MME02以将中继站小小区与其他LTE eNB连接。

此外，可以在用于具有中继站专用APN（例如，Relay.HQ）的中继站SIM的HSS上添加专用用户简档。HSS也可以配置静态IP地址。IP地址可以在SAEGW02中的中继站IP池中。虽然静态IP可以使得真正小小区的维护更容易，但相同的方法可以利用动态IP来应用，例如从固定池中选择的一个。系统还可以在DNS服务器中将Relay.HQ的域名服务（DNS）解析添加到SEAGW02。

图3图示了根据某些实施例的支持中继的通信路径。如图3所示，SW17 Sgi接口可以在vrfcmnet VPN域中，而SW17上的其他接口可以在默认路由域中。因此，为了实现从Sgi到MME02和SEAGW02的中继S1c和S1u，可以将SW17上的子接口或新光纤连接添加到MME/SAEGW和分段（banding）vrfcmnet。

如上所述，实现还可以涉及O＆M配置。图4图示了根据某些实施例的操作和维护配置。

如图4所示，为了将中继站服务IP用于维护，可以添加从SW17/18到LTE操作系统支持（OSS）的路由。如图4所示，路由可以到特定的LTE OSS交换机（LTE OSS SW1、LTE OSSSW2），并且OSS网络可以进一步实现到LTE或其他系统的通信。

此外，如上所述，某些实施例还可以涉及在无线电接入网络（RAN）中的实现。如从前面的图和描述中可以看出的，小小区和中继CPE的组合可以用作基于UE的中继站。中继CPE可以通过桥接模式提供用于小小区的S1 IP地址。

小小区和施主eNB可以使用不同的绝对射频信道号（ARFCN）来避免干扰。虽然如此，但是不同ARFCN的该使用可能不会被强制执行，并且因此可能在一些情况下不被应用。因此，可以可能的是，小小区和施主eNB可以使用相同的ARFCN。这可以通过例如以其他方式避免干扰来实现，诸如用于避免干扰的RF规划，例如定向天线、倾斜调整等。

图5图示了根据某些实施例的方法。如图5所示，方法可以包括在510处确定将要针对至少一个用户设备设置中继站。该确定可以基于从例如无线电接入网络元件提供的信息在核心网络元件中进行。

该方法还可以包括在520处在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称，其中接入点名称被配置为访问第二核心网络元件的地址。

第一核心网络元件可以是分组数据网络网关、服务网关或其任何组合。例如，在某些实施例中，第一核心网络元件可以是系统架构演进（SAE）网关。其他实施例是可能的。

接入点名称可以被分配与用于至少一个用户设备的中继站的用户驻地设备相同范围内的地址。如上所述，这样的选择可以简化管理。

第二核心网络元件可以是移动性管理实体、分组数据网络网关、服务网关或其他核心网络元件。

该方法还可以包括在530处确定已经在第一核心网络元件上针对至少一个用户设备设置了中继站。这可以是已经开始设置中继站的确定，而不需要中继站被完全地设置。中继站的该设置可以对应于在520处的接入点名称的设置。

此外，该方法可以包括在540处在第二核心网络元件处针对中继站中的用户驻地设备分配至少一个静态网际协议地址和接入点名称。网际协议地址可以被选择为属于与在第一核心网络元件上设置的中继站的地址相同的范围。

如上所述，第一核心网络元件可以是例如分组数据网络网关或服务网关。相比之下，第二网络元件可以是例如移动性管理实体或归属订户服务器。

用于用户驻地设备的静态网际协议地址可以被配置为桥接到中继站的小小区。此外，用于用户驻地设备的静态网际协议地址可以被配置为用作用于S1-C、S1-U、S1-M、或者S1-C、S1-U和S1-M的任何组合的地址。因此，例如，核心网络可能能够识别并正确地处理到被中继的用户设备的S1接口。

上面提到的IP地址的范围可以是针对中继站预留的预定义的网际协议地址池。其他可能的范围也是允许的。

图6图示了根据本发明的某些实施例的系统。在一个实施例中，系统可以包括多个设备，诸如例如至少一个UE 610、至少一个无线电接入网络元件620（其可以是eNB或其他基站或接入点）、以及至少一个核心网络元件630（其可以是分组数据网络（PDN）网关（P-GW）、服务网关（S-GW）、HSS、MME或本文示出或描述的任何其他核心网络元件（参见例如图1-4））。

这些设备中的每个可以包括分别被指示为614、624和634的至少一个处理器。至少一个存储器可以在每个设备中提供，并且分别被指示为615、625和635。存储器可以包括其中包含的计算机程序指令或计算机代码。处理器614、624和634以及存储器615、625和635或其子集可以被配置为提供对应于图5的各个块的部件。

如图6所示，可以提供收发器616、626和636，并且每个设备还可以包括天线，其分别指示为617、627和637。例如可以提供这些设备的其他配置。例如，核心网络元件630可以被配置为仅用于有线通信而不是无线通信，并且在这样的情况下，天线637可以图示任何形式的通信硬件，诸如网络接口卡，而不需要常规的天线。

收发器616、626和636可以各自独立地是发送器、接收器、或发送器和接收器两者、或者被配置用于发送和接收两者的单元或设备。

处理器614、624和634可以通过诸如中央处理单元（CPU）、专用集成电路（ASIC）或类似设备的任何计算或数据处理设备来体现。处理器可以被实现为单个控制器或多个控制器或处理器。

存储器615、625和635可以独立地是任何合适的存储设备，诸如非暂时性计算机可读介质。可以使用硬盘驱动器（HDD）、随机存取存储器（RAM）、闪速存储器或其他合适的存储器。存储器可以在与处理器单个集成电路上组合，或者可以与一个或多个处理器分离。此外，存储在存储器中并且可以由处理器处理的计算机程序指令可以是计算机程序代码的任何合适形式，例如以任何合适的编程语言编写的编译或解释的计算机程序。

存储器和计算机程序指令可以利用用于特定设备的处理器被配置为使得诸如UE610、无线电接入网络元件620和核心网络元件630之类的硬件装置执行本文描述的任何过程（参见例如图5）。因此，在某些实施例中，非暂时性计算机可读介质可以编码有计算机指令，所述计算机指令当在硬件中执行时执行诸如本文描述的过程之一的过程。替代地，本发明的某些实施例可以完全在硬件中执行。

此外，虽然图6图示了包括UE、无线电接入网络元件和核心网络元件的系统，但是本发明的实施例可以适用于其他配置、以及包含附加元件的配置。例如，可以存在未示出的附加的UE，并且可以存在附加的无线电接入网络元件和核心网络元件，如图1-4中所图示的。

某些实施例可以具有各种益处和/或优点。例如，某些实施例可以支持供应商间配置，这意味着EPC、eNB、CPE和小小区都可以来自不同的供应商，并且配置可以是高度灵活的。此外，某些实施例可以支持带内配置（针对eNB-中继站和中继站-UE为相同频率）和带外（针对eNB-中继站和中继站-UE为不同频率）配置两者。

此外，某些实施例可以支持不同的FDD LTE和TDD LTE作为eNB-中继站和中继站-UE链路。此外，某些实施例可以支持无线电接入技术（RAT）间中继站系统，条件为以太网作为小小区与CPE之间的接口，例如全球移动通信系统（GSM）/时分同步码分多址（TD-SCDMA）/宽带码分多址（WCDMA）作为用于中继站-UE的RAT、LTE作为用于eNB-中继站的RAT。

本领域普通技术人员将容易理解的是，如上所述的本发明可以利用采用不同次序的步骤和/或利用采用与所公开的那些配置不同的配置的硬件元件来实施。因此，虽然已经基于这些优选实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，某些修改、变化和替代构造将是显而易见的，同时保持在本发明的精神和范围内。因此，为了确定本发明的范围和边界，应当参考所附权利要求。

Claims (32)

1.一种方法，包括：

确定将要针对至少一个用户设备设置中继站；和

在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称，其中接入点名称被配置为访问第二核心网络元件的地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其中第一核心网络元件包括分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中接入点名称被分配与用于至少一个用户设备的中继站的用户驻地设备相同范围内的地址。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中第二核心网络元件包括移动性管理实体、分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

5.一种方法，包括：

确定已经在第一核心网络元件上针对至少一个用户设备设置了中继站；和

在第二核心网络元件处针对中继站中的用户驻地设备分配至少一个静态网际协议地址和接入点名称，其中网际协议地址被选择为属于与在第一核心网络元件上设置的中继站的地址相同的范围。

6.根据权利要求5所述的方法，其中第一核心网络元件包括分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中第二网络元件包括移动性管理实体或归属订户服务器中的至少一个。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其中用于用户驻地设备的静态网际协议地址被配置为桥接到中继站的小小区。

9.根据权利要求8所述的方法，其中用于用户驻地设备的静态网际协议地址被配置为用作用于S1-C、S1-U、S1-M、或者S1-C、S1-U和S1-M的任何组合的地址。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的方法，其中所述范围包括针对中继站预留的预定义的网际协议地址池。

11.一种装置，包括：

至少一个处理器；和

包括计算机程序代码的至少一个存储器，

其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：

确定将要针对至少一个用户设备设置中继站；和

在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称，其中接入点名称被配置为访问第二核心网络元件的地址。

12.根据权利要求11所述的装置，其中第一核心网络元件包括分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的装置，其中接入点名称被分配与用于至少一个用户设备的中继站的用户驻地设备相同范围内的地址。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的装置，其中第二核心网络元件包括移动性管理实体、分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

15.一种装置，包括：

至少一个处理器；和

包括计算机程序代码的至少一个存储器，

其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：

确定已经在第一核心网络元件上针对至少一个用户设备设置了中继站；和

在第二核心网络元件处针对中继站中的用户驻地设备分配至少一个静态网际协议地址和接入点名称，其中网际协议地址被选择为属于与在第一核心网络元件上设置的中继站的地址相同的范围。

16.根据权利要求15所述的装置，其中第一核心网络元件包括分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的装置，其中第二网络元件包括移动性管理实体或归属订户服务器中的至少一个。

18.根据权利要求15-17中任一项所述的装置，其中用于用户驻地设备的静态网际协议地址被配置为桥接到中继站的小小区。

19.根据权利要求18所述的装置，其中用于用户驻地设备的静态网际协议地址被配置为用作用于S1-C、S1-U、S1-M、或者S1-C、S1-U和S1-M的任何组合的地址。

20.根据权利要求15-19中任一项所述的装置，其中所述范围包括针对中继站预留的预定义的网际协议地址池。

21.一种装置，包括：

用于确定将要针对至少一个用户设备设置中继站的部件；和

用于在第一核心网络元件上针对中继站设置接入点名称的部件，其中接入点名称被配置为访问第二核心网络元件的地址。

22.根据权利要求21所述的装置，其中第一核心网络元件包括分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

23.根据权利要求21或权利要求22所述的装置，其中接入点名称被分配与用于至少一个用户设备的中继站的用户驻地设备相同范围内的地址。

24.根据权利要求21-23中任一项所述的装置，其中第二核心网络元件包括移动性管理实体、分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

25.一种装置，包括：

用于确定已经在第一核心网络元件上针对至少一个用户设备设置了中继站的部件；和

用于在第二核心网络元件处针对中继站中的用户驻地设备分配至少一个静态网际协议地址和接入点名称的部件，其中网际协议地址被选择为属于与在第一核心网络元件上设置的中继站的地址相同的范围。

26.根据权利要求25所述的装置，其中第一核心网络元件包括分组数据网络网关或服务网关中的至少一个。

27.根据权利要求25或权利要求26所述的装置，其中第二网络元件包括移动性管理实体或归属订户服务器中的至少一个。

28.根据权利要求25-27中任一项所述的装置，其中用于用户驻地设备的静态网际协议地址被配置为桥接到中继站的小小区。

29.根据权利要求28所述的装置，其中用于用户驻地设备的静态网际协议地址被配置为用作用于S1-C、S1-U、S1-M、或者S1-C、S1-U和S1-M的任何组合的地址。

30.根据权利要求25-29中任一项所述的装置，其中所述范围包括针对中继站预留的预定义的网际协议地址池。

31.一种编码有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当在硬件中执行时执行过程，所述过程包括根据权利要求1-10中任一项的方法。

32.一种编码用于执行过程的指令的计算机程序产品，所述过程包括根据权利要求1-10中任一项的方法。