CN108353327A - X2协议可编程性 - Google Patents

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Abstract

公开了用于X2接口通信的网关，包括：X2内部接口，用于与第一无线电接入网(RAN)及第二无线电接入网通信和耦合；X2语言处理模块，用于根据第一X2协议从第一RAN接收消息以及将所接收消息映射到第二X2协议以用于传输到第二RAN；以及X2外部接口，用于与无线电信核心网中的网关通信和耦合。所述网关还可以包括：用于存储用于在X2语言处理模块进行映射的多个规则的数据库，以及用于维护第一RAN和第二RAN中之一的状态的状态机，以及用于执行作为所接收消息的一部分接收的可执行代码并且基于所执行的可执行代码而改变状态机的解释器，以及正则表达式模式匹配器，用于标识在第一X2协议中具有但在第二X2协议中没有的所接收消息中的模式。

Description

X2协议可编程性
相关申请的交叉引用
本申请要求享有基于标题为“X2Protocol Programmability”的美国临时专利申请No.62/244,127的根据35U.S.C.§119(e)规定的优先权，出于所有目的，其全部内容通过引用并入本文。
另外，出于所有目的将以下参考文献以其全部内容通过引用并入：[1]3GPP TS36.423X2 application protocol(X2AP)；[2]Small Cell Forum X2 Interoperabilityfor Hetnet co-ordination-document 059.05.01；[3][SCF085]‘The value of SmallCell Forum Plugfests’http://scf.io/document/085；[4]36.902,‘Self-configuringand self-optimizing network(SON)use cases and solutions’；[5]3GPP 36.314‘Evolved Universal Terrestrial Radio Access’(EUTRA)；Layer 2-Measurements'；[6]http://www.lua.org/home.html；http://www.lua.org/manual/5.3/；http://www.lua.org/pil/contents.html；[7]美国专利申请公布No.US-2015-0257051-A1,“Federated X2Gateway”；[8]美国专利No.6,594,685,“Universal ApplicationProgramming Interface Having Generic Message Format”。
背景技术
在当今的无线电接入网中，各种供应商提供无线电接入硬件。不幸的是，硬件往往只能与来自同一制造商的产品完全互操作。
通用标准(包括3GPP标准)的使用已有助于实现互操作性。但是，标准并不总是完全清楚或完全明确。而且，由于标准变化缓慢，制造商通常会添加竞争对手产品不支持的新特征。
即使是允许在节点之间交换任意信息的通用标准(诸如X2)，也并非如它们可能达到的那样有用，因为供应商不愿意公开超出最低要求的功能性。
发明内容
可以公开用于为X2接口通信提供可编程协议代理和中介(broker)的系统和方法。
在一个实施方式中，公开了一种用于X2接口通信的网关，包括：X2内部接口，用于与第一无线电接入网(RAN)及第二无线电接入网通信和耦合；X2语言处理模块，用于根据第一X2协议从第一RAN接收消息以及将所接收消息映射到第二X2协议以用于传输到第二RAN；以及X2外部接口，用于与无线电信核心网中的网关通信和耦合。
网关还可以包括用于存储用于在X2语言处理模块进行映射的多个规则的数据库。网关还可以包括用于维护第一RAN和第二RAN中之一的状态的状态机，以及用于执行作为所接收消息的一部分接收的可执行代码并且基于所执行的可执行代码而改变状态机的解释器。X2语言处理模块还可以包括正则表达式模式匹配器，用于标识在第一X2协议中具有但在第二X2协议中没有的所接收消息中的模式。
附图说明
图1是根据一些实施方式的长期演进(LTE)体系结构的示意图。
图2是根据一些实施方式的长期演进(LTE)体系结构中的可编程虚拟化服务器的示意图。
图3是根据一些实施方式的耦合到长期演进(LTE)体系结构中的增强型基站的可编程虚拟化服务器的示意图。
图4是根据一些实施方式的代表性可编程互通消息流的流程图。
图5是根据一些实施方式的网格网络基站的示意图。
具体实施方式
我们已经开发了允许在多个供应商和技术版本之间实现可扩展性和互通的解决方案。除了仅仅互通之外，所描述的解决方案允许部署新的协议版本/参数，直到并且包括在发送到基站或从基站发送的消息中部署可执行代码。同样，基站处或网络中的状态机在处理过程中可以通过消息来修改或影响。
与无线电接入网络和分组核心网通信的网络中的控制器提供用于参数和逻辑可编程性的互通模块。控制器布置在辐射式体系结构中，使得控制器接收消息并根据需要将消息转发给其它基站，而不是例如基站彼此发送X2消息和/或将控制器用作信息聚合器。
这些目标是通过将代码执行钩子添加到当前消息处理体系结构来实现的。在一些实施方式中，代码执行钩子可以调用脚本语言，脚本语言可以使用轻量级脚本来执行互通。在一些实施方式中，代码执行钩子可以允许可执行代码的传入，由主机保存和/或立即执行。这些钩子可以添加到基站、网关节点或两者。
例如，具有负载信息阈值的X2消息可以从一个销售商的eNodeB发送到网关节点，在那里对X2消息进行解析。X2消息可以例如使用另一个供应商的特定负载信息阈值而与另一个供应商的X2格式互通，并发送到另一个供应商品牌的eNodeB。
作为另一个例子，核心网可以发出X2协议更新，该X2协议更新添加新的X2消息。可以将X2消息作为特定信息元素中的可执行净荷被发送到eNodeB，以及发送到兼容的eNodeB。对于不兼容的eNodeB，网关可以完全阻止该消息。这可以实现动态代码执行、代码的动态修改以及代码的动态可升级性/可部署性。这也实现协议的动态可扩展性。
在一些实施方式中，用于提供消息操纵的模块可以使用预先配置的信息来知道每个特定基站或网关支持什么协议版本、信息元素(IE)等。模块可以包括从一个IE到另一个IE的映射。模块可以包括用于存储这种映射的数据库。模块可以在数据库中包括执行映射的脚本片段。在一些实施方式中，多个片段可以被组装或执行以形成最终消息，非常像多个过滤器可以被堆叠以提供输出。在一些实施方式中，新代码的部署可以从具有映射或表格的网关执行，该映射或表格标识哪些设备已经接收到新代码以及哪些设备还没有接收到新代码。在一些实施方式中，可以存储网络上每个设备上的协议的版本化。在一些实施方式中，存储的版本信息和存储的映射可以在网络节点之间共享。例如，如果核心网中有多于一个网关服务器正在使用，那么它们可以彼此通信以共享映射和RAN中关于所支持协议版本的信息。
这些系统和方法可以被称为协议可编程性。设想至少两种类型的可编程性：参数可编程性(其中利用消息来传递参数)和逻辑可编程性(其中在节点处传递逻辑或处理逻辑)。
这在执行小区间干扰消除(ICIC)、增强的ICIC(eICIC)、移动鲁棒性优化(MRO)、负载平衡(无线电内和无线电间接入技术，或称RAT)和自组织网络(SON)时能够尤其有帮助。这些方法需要使用用于测量信号质量的无单位阈值。然而，一个供应商的设备的阈值“1000”不一定与另一个供应商的设备的阈值“100”不同。可以使用规则数据库和/或基于脚本语言的即时消息处理器而使这些不同的阈值轻松互通。
由于多供应商RAN和多供应商HetNet的愿景具体是通过在真正具有竞争力的多供应商市场上通过获得全球范围的创新来改善运营成本和资本支出并提高网络性能，所以这种方法可以帮助以规模化和低成本来提供互操作性，并且无需针对每个供应商而专有实现每个互通。
如果我们具有X2消息操纵器特性(完全可配置的)以及互通框架，而不是在代码中实施不同供应商的专有实现，则将是非常有益的。使用此功能，我们将能够与任何供应商合作，而无需针对每个供应商的实现而更改代码。这将为我们节省开发时间，并且在将来也不担心代码流中的不同实现。
消息处理器或消息操纵器可以使基站或网关中的状态机改变状态。例如，负载可以在消息中从RAN中的一个eNodeB报告给网关。因此，网关可能会进入负载缓解状态，即使此消息未发送到网络中的其他eNodeB。
消息处理器可以获取一个进入的消息并且在其出现之前对其应用任意变换，包括将消息发送到一个或多个不同的或相同的目的地、重写消息、对消息进行增减等。
在处理消息时，消息处理器可以考虑关于网络状态的不同可用信息。例如，如果基站向核心网发送消息，则消息处理器可以知道许多基站已连接，并且还可知道核心网仅知道单个基站已连接，并且消息处理器可以相应地调整例如协议消息的消息发送方。
在一些情况下，基站可能不支持特定的信息元素(IE)。网关可以通过将特定的IE重写为更加兼容的IE、或者通过使IE沉默以使基站不发生故障，从而为从其他基站或其他主机到达的消息提供该基站的兼容性。避免由于此类互操作性故障导致的崩溃是该技术的重要应用。
X2AP支持
X2AP协议实现以下功能，其中的每一个可以由如本文所述的消息处理器来处理和操纵，其中的每一个还可以使用这样的消息处理器来增强或标准化。
移动性管理-该功能允许eNB将某个UE的职责移动到另一个eNB，或请求另一个eNB为某个UE提供无线电资源而同时保持对该UE的职责。用户平面数据的转发、状态转移和UE上下文释放功能是移动性管理的一部分。
负载管理-该功能由eNB使用以向彼此指示资源状态、过载和业务负载。但是，这些负载测量通常在供应商之间并不相同。
一般错误情况报告-该功能允许报告尚未为其定义功能特定的错误消息的一般错误情况。在一些实施方式中，消息处理器的使用可以允许网络支持任何数量的错误消息，而不仅仅是一般错误。
重置X2-该功能用于重置X2接口。在一些实施方式中，可以将特殊参数传递给。
设置X2-该功能用于交换eNB用于建立X2接口的必要数据并隐含地执行X2重置。
eNB配置更新-该功能允许更新两个eNB在X2接口上正确地互操作所需的应用级数据。在一些实施例中，当网关接收到该消息时，它可以在将该消息未经修改地传递到目标X2节点之前，更新其内部状态机以及与eNodeB X2协议版本的映射等。
移动性参数管理-该功能允许eNB协调移动性参数设置与对等eNB的适配。但是，这些参数在供应商之间往往不相同。
移动鲁棒性优化-该功能允许报告与移动性故障事件相关的信息。但是，这些信息在供应商之间往往不相同。
节能-该功能允许通过在X2接口上启用小区激活/去激活指示来减少能量消耗。
X2释放-该功能允许eNB知道到对等eNB的信令连接不可用。
消息传送-该功能允许将X2AP消息间接传送到对等eNB。
注册–该功能允许在支持X2AP消息间接传送的情况下允许注册eNB。
去除X2-该功能允许以受控方式去除两个eNB之间的信令连接。
以上功能与X2EP之间的映射如下表所示。
尽管在规范中定义了上述X2过程，但是本文描述的方法的使用允许特定供应商创建专有扩展，该专有扩展即使在不被另一个供应商的基站支持时也会平静地失效，例如通过使用消息处理器来抑制专有IE。
下面的X2程序(用于SON)在规范中没有很好地定义，并且每个供应商以专有的方式将其实现[2]：ICIC(小区间干扰协调)；eICIC(增强的小区间干扰协调)；MRO(移动鲁棒性优化)；MLB(移动性负载平衡)。
X2应用部分(X2-AP)[1]定义了一系列结构化程序，其中以下内容与本文相关：
负载指示：用于传递频内邻居之间的负载和干扰协调信息。负载信息用于ICIC和eICIC中。
资源状态报告/启动：报告从一个小区到另一个小区的资源加载；资源报告用于MLB中；还用于elCIC中提供ABS状态的反馈。
移动性设置更改：请求更新以切换设置；用于MRO中。
无线电链路故障指示：报告无线电链路故障原因；用于MRO中。
切换报告：报告切换故障原因；用于MRO中。
关于X2互操作性挑战的更多细节请参见[2]。
通过使X2消息操纵器特征提供可编程性，可以加快与多个供应商的X2互操作性。
在一些实施方式中，可能存在一些以下特征。X2可编程性网关可以提供即时操纵X2消息的能力。X2可编程性网关可以提供配置以修改入口接口的X2消息(来自eNodeB的消息)和出口接口的X2消息(发送给eNodeB的消息)。X2可编程性网关可允许在X2消息中添加、修改和删除多个IE。X2可编程性网关可以允许在X2消息中修改IE的值。X2可编程性网关可以允许系统或运营商根据条件(诸如特定IE的存在、IE中是否存在特定值等)来添加/修改/删除IE。
X2可编程性网关可以使用Lua、Python、Ruby、Perl、Javascript、或任何其他脚本语言来提供这种功能，参见[6]。这将允许我们添加脚本来提供X2消息操作。即使由于失效转移到备份网关后，X2消息操纵特征可以继续工作。X2可编程性网关可以提供一种验证通过配置/脚本执行的X2消息操纵的方法，以确保它不会使消息无效(由于编码错误)。在正在进行多供应商部署的情况下，X2可编程性网关可以使得运营商能够为不同的供应商配置不同的规则/操纵。X2可编程性网关可以就每个消息类型提供对X2消息执行的操纵的统计。
使用情况
小区间干扰协调(ICIC)。通过X2实现的ICIC包括：在X2:LoadIndication(X2:负载指示)消息中携带的三个指示，如下所述。
RNTP-相对窄带传输功率。从发射机在X2上向其所有X2伙伴发送主动信号，对于特定子载波为“0”则指示发送方将不会在该子载波中以相对于最大值高出某个功率进行传输；对于特定子载波为“1”则“没有承诺”，所以它可能、或者它可能不会在阈值以上进行传输。它一直有效，直到被相同类型的另一信号更新。
OI-UL干扰过载指示。从接收器在X2上向其所有X2伙伴发送的无功信号可以取低值、中值、高值。这些阈值/值是未定义的并且因供应商而异。指示发送方在给定的PRB上观察到了这样的干扰等级。在紧接着其接收之前的一段时间内有效，但不清楚确切的测量周期。以最小周期为20ms、最大周期为∞发送。
HII-高干扰指示。从接收器在X2上发送到其所有X2伙伴的主动信号携带目标小区id然后是比特串，以指示源小区即将调度上行链路功率给小区边缘用户。对于“不远的将来”有效。以最小周期为20ms、最大周期为∞发送。
对于小区中心用户，这些消息中的任一者没有任何价值。它们只对小区边缘区域的用户有意义。因此，当前在X2上定义的ICIC的关键点在于，它假定传统的单层的、小区边缘到小区边缘的部署，而没有小小区底层或覆盖。
然而，与宏网络中使用的传统单层/单供应商方法相比，HetNet部署将经常以不明确的小区边缘边界为特征。尽管大多数小小区可以向宏小区的边缘部署，但是一些部署可以包括远离传统宏小区边缘的小小区。
在单层(非HetNet)应用中，其中小区边缘到小区边缘是主导的相互作用，所定义的ICIC可以高度互操作。在这种情况下，以及小小区仅部署在传统宏小区边缘的其他角落情况下，需要定义RNTP阈值以匹配IOT边界的每一侧。
在与供应商的X2IOT期间，由于一些IE的值/阈值没有被很好地定义，所以我们可能不得不即时操纵这些以与这些供应商互通。
示例：操纵在负载指示过程–负载信息(Load Indication Procedure-LoadInformation)消息中的RNTP IE；更改阈值；更改PDCCH干扰影响值；在负载指示过程–负载信息消息中的UL干扰过载指示和UL高干扰指示IE之间的相互作用；根据UL干扰过载指示更改UL高干扰指示的值。
移动性负载平衡。当负载在可用资源中尽可能均匀平衡时，RAN的容量和性能得到最大化。需要解决的根本问题是：在给定输入随机需求的情况下，无论是呼叫还是数据方面，每当该需求出现时，必须使网络用尽服务该需求所需资源的可能性最小化。正如其名称所暗示，MLB通过调整小区之间的移动性设置来实现这一目标，使得正常的切换机制向着平衡状态而在小区之间移动负载。特征的次要目标是使负载平衡相关切换的次数最小化。特征分为两部分。首先，通过调整LTE内的移动性设置来实现平衡，使得仅在LTE层内平衡负载。其次，可以通过调整RAT间的设置以在LTE与另一层(很可能是3G)之间平衡负载来实现平衡。对RAT间MLB特征的规定很少，并且其基本上使用RAN信息管理(RIM)特征来实现专有机制用于技术间的负载平衡。因此，现今指明的RAT间MLB是不可互操作的。
用于PRB(物理资源块)状态报告的IOT间隙。关于他们如何计算总可用PRB，不同的eNB实施可能不同。这可能会导致以下情况：导致不同的PRB使用值并引起多供应商HetNet混淆；以及影响负载平衡性能。请注意，规范本身允许将其留给供应商来决定如何处理不可用于正常流量的PRB。
TNL(传输网络负载)和HW负载状态报告的IOT间隙。没有定义应如何计算HW负载或TNL负载或如何将其分类为负载枚举(低、中、高、超负荷)、或者定义对于就预期的行动或反应而言这些计算对于网络性能的重要性以及所报告枚举的重要性。
而且，取决于IOT屏障两侧的这些项目的绝对值，可能会遇到不期望的影响。例如，具有非常高绝对容量的eNB1可能处于高负载，例如，具有低绝对容量的宏小区eNB2可能处于低负载，例如小小区。考虑到消息的语义，尝试将负载从高负载设备移动到低负载设备似乎是合理的。然而，由于绝对容量不同，因此需要从eNB1移去以从高负载移到中负载的负载可能完全淹没eNB2，立即使其过载。要在这种情况下实现有效的负载平衡，可能需要比消息传递中的可用信息更多的信息。
用于复合可用容量状态报告的IOT间隙。该消息的主要问题是缺乏对于IE以及如何计算它们的定义，这是建议中试图解决的。特别地，上述的抽象量小区容量等级IE对于HetNet的层之间负载平衡的目的是不足的，其中在小小区和宏层之间，小区容量的实际绝对值可以差别很大。
用于移动性设置变化消息的IOT间隙。有多个切换参数来控制切换触发，并且不同的供应商可能对其理解和实现不同。如果两个小区不协调地调整不同的参数，则移动性设置更改过程可导致切换性能下降、或者影响负载平衡有效性。
示例：操纵资源状态更新(Resource Status update)消息中的无线电资源状态IE。操纵资源状态更新消息中的S1TNL负载指示IE。操纵资源状态更新消息中的HW负载指示IE。操纵移动性的切换参数、移动性设置更改过程(移动性参数修改范围IE、移动性参数信息IE)。
无线电链路故障指示过程。无线电链路故障指示过程的目的是在eNB之间传送关于RRC重建尝试或接收到的RLF报告的信息。从进行重建尝试或者接收到RLF报告的eNB到在连接故障之前相关UE可能先前已经附接到的eNB进行信令。示例：删除RLF指示消息中的任何可选IE。修改RLF指示消息中任何IE的值。
网络体系结构
图1是根据一些实施方式的长期演进(LTE)体系结构的示意图。小区101由宏eNodeB 108服务。小区102由宏eNodeB 109服务。小区103由小小区eNodeB 105服务，小小区eNodeB 105是多无线电接入技术(RAT)网格eNodeB。小区104由小小区eNodeB 106服务，小小区eNodeB 106是多无线电接入技术(RAT)网格eNodeB。小小区eNodeB 105、106由无线回程网关eNodeB 107提供回程服务。小小区eNodeB 105、106和网关eNodeB 107联接到LTE接入控制器110，LTE接入控制器110是虚拟化服务器和网关；这些节点被认为是在网关内。在网关外部，宏eNodeB 108、109还联接到LTE接入控制器(LAC)110。宏eNodeB 108、109和LAC110联接到移动性管理实体(MME)112。MME 112和LAC 110驻留在核心网111中。虚线表示X2连接，并且实线是SI连接。在本公开的一些部分中，网关内的eNodeB可以被称为网格eNodeB、小小区、或融合无线系统(CWS)。根据一些实施方式，LTE接入控制器110是处理X2消息的可编程消息处理器。
在图1描绘的网络中，小小区103与宏小区101相邻。可以在从网格eNodeB 105或宏eNodeB 108到LAC 110在X2设置请求或响应消息中标识该关系。不论从网格eNodeB 105还是从宏eNodeB 108接收X2消息，如果一个eNodeB将另一个eNodeB标识为相邻，则意味着该关系是相关联的，即，另一个eNodeB具有相同的相邻关系。
所有相邻的eNodeB在彼此之间建立X2连接。在有很多小小区覆盖特定区域的情况下，它们将需要在它们之间的X2连接，如上所示。另外，附近的宏eNodeB将与许多附近的小小区建立X2连接。S1连接是点对点的，即一个eNodeB必须与EPC(MME 112，如图1所示)仅建立一个S1连接。然而，X2连接是多点的，使得每个eNodeB 105、106、108、109可以与每个其他eNodeB形成X2连接。而且，X2连接需要两个eNodeB之间的IP路径。在现有技术的一种常见的部署场景中，每个eNodeB具有点到点回程，其行进到掌控安全网关/EPC的中心数据中心。这意味着X2IP路径也通过中央数据中心。由于小小区部署的切换速率增加，X2IP路径将对现有回程带来巨大的带宽需求。这在图3描绘的配置中不会发生，因为在节点103、108和104、109之间没有建立X2连接。
图2是根据一些实施方式的长期演进(LTE)体系结构中的可编程虚拟化服务器的示意图。虚拟化服务器201向网络的RAN侧(即，网关内部)的eNodeB1 202和eNodeB 2 203提供服务并与其联接。虚拟化服务器201向网络的核心网侧(网关外部)的MME 204、宏eNodeB205和宏eNodeB 206提供服务并与其联接。在一些实施方式中，虚拟化服务器201对应于LAC110。根据一些实施方式，可编程虚拟化服务器执行X2消息的可编程处理。
eNodeB 202使用X2协议的第一版本(标记为X2')，并且eNodeB 203使用X2协议的第二版本(标记为X2”)。这些协议可以在一定程度上相似但在某种程度上不同。如图所示，虚拟化服务器201被配置为互通X2'和X2”消息，使得eNodeB 202和203两者能够使用它们自己的X2的不同方言，如本文所述。
在虚拟化服务器201内的是自组织网络(SON)模块211，包含相邻关系表(NRT)212和UE测量报告处理模块213；演进分组核心(EPC)模块221，包含EPC有限状态机模块222和宏eNodeB表223；无线电接入网络(RAN)模块231，包含eNodeB有限状态机模块/解释模块232和eNodeB表234；以及用户设备(UE)模块241，包含UE有限状态机模块242和S1/X2切换映射表243。模块211、221、231、和241中的每一个在虚拟化服务器201内彼此联接，并且可以在与存储器(未示出)联接的一个或多个共享处理器(未示出)上执行。根据一些实施方式，解释模块和有限状态机模块232执行X2和其他消息处理，其利用特定于与服务器201联接的每个eNodeB 202、203的X2协议版本信息，以提供一个协议到另一协议(例如，X2'到X2”)的映射、或一个协议到另一个协议的编程转换、或用于实现一个协议到另一个协议的转换的脚本钩子。
在一些实施方式中，SON模块211可以执行NRT维护、负载信息处理和分数频率重用(FFR)处理；RAN模块231可以执行与eNodeB 202、203的X2关联管理；EPC模块221可以执行与宏eNodeB 205、206的X2关联管理；并且UE模块可以在eNodeB 202、203和宏eNodeB 205、206之间执行X2切换和S1/X2转换。所有上述管理器/模块彼此相互作用以完成分配的功能。
在一些实施方式中，EPC模块221可以包含EPC有限状态机模块222和宏eNodeB表223。EPC有限状态机模块222可以追踪用宏eNodeB(诸如宏eNodeB 205、206)发送或接收的任何消息或呼叫流的状态。EPC FSM模块222可以例如确定切换以及其他功能是否已经由宏eNodeB 205、206启动。EPC FSM模块222还可以追踪网络内哪个eNodeB参与与宏eNodeB的通信，并且可以通过使用eNodeB表223将输入请求和消息从网关201外部的eNodeB地址映射到网关201内部的地址来执行网络地址转换。在一些实施方式中，追踪和网络地址转换功能可以在RAN模块或另一个模块中执行。宏eNodeB表223可以追踪所有宏eNodeB以及在网关内部的eNodeB(诸如eNodeB 202和203)之间打开的任何连接、承载、隧道或呼叫。
在一些实施方式中，RAN模块231可以包含RAN有限状态机模块232和eNodeB表234。RAN模块231是网关内网络侧的EPC模块221的对应部分。RAN FSM模块232可以跟踪和接收消息和请求，并且可以在任何消息交换中追踪RAN节点的状态。eNodeB表234可以包括从eNodeB ID或小区ID到专用网络外使用的ECGI ID的映射。在一些实施方式中，RAN模块231可以使用eNodeB表234来对由RAN模块从eNodeB 202、203接收到的消息执行网络地址转换(如果适用的话)，使得消息可以向上游发送到EPC和/或核心网。在一些实施方式中，在RAN模块231和EPC模块221两者处分别为在RAN和EPC处启动的连接使用网络地址转换。
在一些实施方式中，RAN模块231可以确定X2连接可以在本地终止，而发送到网关外，或者甚至根本不发送到网关。在那些情况下，RAN模块231可以指示eNodeB 202、203执行直接X2通信。
在一些实施方式中，由于RAN模块231在到核心网的用于所有S1通信的数据路径中，包括到MME 204的通信，所以RAN模块231除了支持X2连接之外还可以为S1连接执行代理和网络地址转换。RAN模块231还可以将从UE接收到的任何UE测量报告传递给UE模块241和SON模块211中的任一个或两者。
在一些实施方式中，UE模块241可以包含UE有限状态机模块242和S1/X2切换映射表243。UE有限状态机模块242可以追踪在连接到一个或多个eNodeB的UE与核心网节点或目标eNodeB之间正在进行的呼叫流的状态。例如，UE FSFM 242可以追踪何时X2切换请求消息尚未被响应并且应当到期失效。UE FSFM 242还可以追踪X2/S1切换，结合S1/X2切换映射表243。当接收到X2切换请求时，在一些实施方式中，UE FSFM 242可以确定在切换继续之前是否应该将切换从S1转换到X2，或者反过来。UE模块241处理来自RAN模块231(来自网关201的内部节点)和来自EPC模块221(来自网关201外部的节点)两者的与UE相关的请求。
网关
图3是根据一些实施方式的联接到长期演进(LTE)体系结构中的增强型基站的可编程虚拟化服务器的示意图。基站301、304经由X2连接，并且基站301、304的每个包含参数可编程性模块302、305和逻辑可编程性模块303、306。参数可编程性模块允许更改基站处的参数。逻辑可编程模块允许更改基站的逻辑。可以两者均存在，或仅一个存在，如仅具有参数可编程性模块308的基站307处所示，或者一个都不存在，如基站313处所示。每个基站经由X2、S1-AP、Iuh、Iurh与网关315接口中的一个或多个来通信309、310、311、312。网关315如图2中所描述，并包括北向管理接口314、命令行和其他管理接口316、数据库317、以及用于参数和逻辑可编程性318的互通模块，如本文其他地方所述，以及其他部件和模块，如图2所示。网关315位于RAN和核心网319之间。核心网319包括取决于核心网类型的不同节点；对于LTE核心网，节点将包括服务网关(SGW，未示出)和分组网关(PGW，未示出)。
在操作中，基站301、304可以经由X2直接通信，并且可以在它们自身之间使用它们的参数和逻辑可编程性功能(它们可以允许映射，如在网关314上所允许的，如本文其他地方所述)。然而，在一些情况下，它们可能尝试与基站313或甚至基站307通信。网关315可以在模块318处变换它们的X2消息以允许无缝互操作，即使并非所有的基站都支持相同的命令。由于网关315也仍是代理，在一些情况下，它可以终止或参与X2连接以通知基站301或304某些功能不可用。
图4是根据一些实施方式的代表性可编程互通消息流的流程图。在步骤401处，消息处理器接收并解码来自基站的X2消息。在步骤402处，消息处理器查找接收到的消息中的特定字符串，例如，通过执行二进制匹配、通过检查消息的前几个字节、或者优选地通过对一个或多个规则数据库中的规则集合执行正则表达式匹配。如果标识出一个或多个匹配，则在步骤403处，检索所存储的规则或脚本。规则数据库可以包括以正则表达式存储的简单转换。规则数据库可以包括脚本，脚本可以采取如本文所述的各种形式。在步骤404处，执行变换或规则或脚本，可选地将所接收消息作为输入参数。取决于步骤404的输出，执行一个或多个以下步骤405、406、407。
在步骤405处，发送消息以更新基站，诸如源基站。更新消息可以是X2消息并且可以是用于更新状态机、更新配置、运行脚本或程序、或其他消息的命令。目标基站(这里描述为eNodeB)执行所请求的重新配置。在步骤406处，消息处理器更新其自己的本地状态机。本地状态机可以位于协调网关处。在一些情况下，这可能是因为在eNodeB和协调网关处更新了状态，或者在一些情况下，这可能只需要在网关处进行更新。在步骤407处，基于原始X2消息生成消息，其为原始消息、变换后的原始消息、或全新消息，并将其发送到网络中的一个或多个其他基站，诸如发送eNodeB的紧邻邻居。一个实施例是从始发的eNodeB收到的X2消息以协调ICIC。消息可以被转换以更正或更改ICIC信号，并发送到始发eNodeB的已知邻居以协调噪声。
基站
图5是根据一些实施方式的多无线电接入技术(RAT)基站的示意图。多RAT基站500可以包括处理器502、与处理器通信的处理器存储器504、基带处理器506、以及与基带处理器通信的基带处理器存储器508。基站500还可以包括第一无线电收发器510和第二无线电收发器512、内部通用串行总线(USB)端口516、以及联接到USB端口514的订户信息模块卡(SIM卡)518。在一些实施方式中，第二无线电收发器512自身可以联接到USB端口516，并且来自基带处理器的通信可以通过USB端口516传送。
还可以包括X2模块530用于以点对点的方式或通过X2代理服务器与其它基站进行通信。X2模块可以包括参照图3描述的参数可编程性模块和逻辑可编程性模块中的一个或多个。X2模块可以启用对基站处的状态机、本地状态、逻辑、算法、配置文件、或存储代码的远程更改。在一些实施方式中，可以在X2模块处启用脚本和远程处理，并且从远程服务器接收到的X2消息可以触发这样的脚本和远程处理。在一些实施方式中，在该X2模块处也可以提供映射和数据库，类似于图3所示的网关315处存在的模块。
当没有回程链路可用时，本地EPC 520可用于认证用户并执行其他依赖EPC的功能。本地EPC 520可以包括本地HSS 522、本地MME 524、本地SGW 526、和本地PGW 528，以及其他模块。本地EPC 520可以将这些模块作为软件模块、过程、或容器并入。可替代地，本地EPC 520可以将这些模块作为少量的单片软件过程来并入。虚拟化层530和本地EPC 520可以分别在处理器502上或另一个处理器上运行，或者可以位于另一个设备内。
处理器502和基带处理器506彼此通信。处理器502可以执行路由功能，并且可以确定是否/何时需要网络配置中的交换机。基带处理器506可基于来自处理器502的指令产生和接收无线电收发器510和512的无线电信号。在一些实施方式中，处理器502和506可以在同一物理逻辑板上。在其他实施方式中，它们可以在分开的逻辑板上。
第一无线电收发机510可以是能够提供LTE eNodeB功能的无线电收发机，并且可以具有更高功率和多信道OFDMA。第二无线电收发器512可以是能够提供LTE UE功能的无线电收发器。收发机510和512都能够在一个或多个LTE带上接收和传输。在一些实施方式中，收发器510和512中的任一者或两者可以能够提供LTE eNodeB和LTE UE功能。收发器510可经由外围组件互连-快速(PCI-E)总线和/或经由子卡联接到处理器502。由于收发器512用于提供LTE UE功能，实际上仿真用户设备，所以它可以经由相同或不同的PCI-E总线或通过USB总线连接，并且还可以联接到SIM卡518。
SIM卡518可以向演进分组核心(EPC)提供验证仿真的UE所需的信息。当没有对运营商EPC的接入可用时，可以使用本地EPC 520、或者可以使用网络上的另一个本地EPC。该信息可以存储在SIM卡内，并且可以包括国际移动设备身份(IMEI)、国际移动订户身份(IMSI)、或标识UE所需的其他参数中的一个或多个。特殊参数也可存储在SIM卡中或由处理器在处理期间提供以向目标eNodeB标识设备500不是普通UE，而是用于向设备500提供回程的特殊UE。
可以使用有线回程或无线回程。在一些实施方式中，有线回程可以是基于以太网的回程(包括千兆以太网)、或光纤回程连接、或基于电缆的回程连接。另外，除了无线收发器510和512之外，还可以提供无线回程，其中可以是Wi-Fi802.11a/b/g/n/ac/ad/ah、蓝牙、ZigBee、微波(包括视距微波)、或其他无线回程连接。根据所标识的网络条件和需求，可以将任何有线和无线连接用于接入或回程，并且可以在处理器502的控制下用于重新配置。
还可以包括其他元件和/或模块，诸如家庭eNodeB、本地网关(LGW)、自组织网络(SON)模块、或另一个模块。额外的无线电放大器、无线电收发器和/或有线网络连接也可以包括在内。
处理器502可以标识适当的网络配置，并且可以相应地执行从一个网络接口到另一个网络接口的分组的路由。处理器502可以使用存储器504，特别是用于存储要用于路由分组的路由表。基带处理器506可以执行操作以生成用于由收发器510和512进行传输或重传的射频信号。基带处理器506还可以执行操作以解码由收发器510和512接收的信号。基带处理器506可以使用存储器508来执行这些任务。
其他实施方式
在一些实施方式中，提供了规则供应系统。中央数据库可以提供新规则的供应。命令行或脚本可用于启动规则的供应。
基站可以通过使用公共密钥加密方法或者通过对可信散列进行认证来认证授权规则。
这种方法可以用于X2、S1-AP、Iuh、Iurh、或其他协议，以在多种无线电技术(诸如3G、2G和WiFi)中获得类似的益处。
在一些实施方式中，描述了包括协议操纵模块的多RAT基站。在一些实施方式中，描述了协调服务器，其包括协议操纵模块，并在某些情况下充当多个基站的网关。
在一些实施方式中，可以使用文本过滤器在网关处执行处理。
在一些实施方式中，X2网关可以充当eNB(作为B2B代理)；
在一些实施方式中，X2资源管理可以补充用于资源管理的额外的IE，例如调度、资源块、负载；
在一些实施方式中，我们使用Python或Lua脚本来更改X2协议、读取文件以改变参数。
这实现了即时的远程更新，并且实现随着协议进和出对其进行动态更改；
例如，我们可以读出X2消息；应用文本匹配/正则表达式来标识秘钥；从数据库中选择脚本；在消息上运行脚本；如果需要的话更新eNB状态机；发送过滤后的消息到X2上的其他节点；
私有IE可以用于操纵S1、Iuh、Iurh。这可以在控制Iuh、LPP、LPPA、S1的情况下工作，不仅仅是X2，而且可以是CLI或脚本驱动。
在一些实施方式中，可能掩盖或替换某些IE或IE的部分，即，掩盖问题以保持特定的eNB满意；在X2的风味之间进行交互作用；抑制闯入者IE；并且不需要更改状态机。
在一些实施方式中，可能RAN模式、添加自定义IE。eNB对其采取行动。而且，eNB状态机的逻辑本身可以在定制的X2消息(例如动态代码部署和SIP动态代码执行；使用RAN中的密钥进行安全保护等)中有线发送。相对于我们工作所在的第4层，SIP是更高层、应用层。评估特定规则的影响，您可以稍后更改。并允许状态机更改。并且回退；
在一个示例中，我们可以创建私有IE、发送到RAN，这改变了eNB状态机中的逻辑。
在另一个实施例中，这允许操纵非PW eNB、第三方eNB；接收来自华为eNB的X2消息，即负载指示过程，HNG对其进行修改，发送更新后的消息到核心或其他eNB；报告，例如，“如果您不支持这个IE，我们会为您将它加入。”
示例-RNTP；RNTP是资源；低于一定阈值或在一定阈值之下；我们可以做的是：供应商A正在使用阈值X(0.6)；供应商B正在使用阈值Y(0.7)；我们知道哪个供应商使用哪个阈值；我们需要了解两者；当有人问起，我们可以检查；在3种情况下，我们根本不需要编辑这个限制；在实际测量值在0.6到0.7之间的情况下，我们必须做出选择；存在信息不足；-我们可以要求更多信息；除非我们知道实际收到的值在0.6到0.7之间，否则我们不需要将0更改到1，反之亦然；换句话说，除非我们在这里添加额外的信息，否则我们不知道我们是否需要操纵；或者我们可以覆盖。我们的信息比您的更好。强制使用我们的值；
基站可以包括：动态可扩展的X2协议；通过EMS向运营商暴露当前的X2版本；eNB处的Rsrc管理使用来自HNG的信息；已经给出了关于这是什么的足够信息；HNG处的每个CWS的状态机，根据消息更改状态机。
协调网关可以包括：HNG处的脚本语言逻辑；触发器，在特定的处理路径中的钩子，可以由某些X2、S1等消息触发；这些导致脚本执行；HNG处的每个CWS的状态机，根据消息更改状态机；提供支持以实现eNB从HNG推送检索文件；HNG知道节点支持新版本；新的X2rsrc管理模块；RAN模块的一部分；与例如SON模块、rsrc管理模块集成；不向分组核心暴露；提供RNC类型功能；卷入ICIC；X2与SON协调；eNB处的Rsrc管理使用来自HNG的信息；HNG处的上帝俯瞰；我们的SON不仅仅是RF SON和RF计划；它包括网络SON，例如：绕过堵塞的路由、慢速链路、回程问题和网络中的其他问题；根据需要跨RAT移动用户；包括基于呼叫类型的处理。
在一些实施方式中，可以执行通用表示(通用形式或内部形式)；将输入标准化为内部表单；直接使用内部表示说话。
正则表达式匹配可以包括搜索、替换、修改其替代。
X2GW BROKERING BETWEEN ENODEBS(eNodeB之间的X2GW中介)和X2GW BRIDGINGACROSS MULTIPLE PROTOCOLS(跨多个协议的X2GW桥接)，例如，2G、3G、4G，是可能的并且被允许，以及一般化的互通网关；专有网络管理；snmp；SS7协议。基于文本；可以转换为基于文本；网关应该在路径中；-所以我们可以在G之间进行桥接，有时我们可以在X2节点之间进行桥接；-如果我们将它们配置为使用GW作为代理，我们可以在2个X2节点之间进行桥接；-如果作为网关使用，我们可以进行桥接；-优选IP；尤其从1G到另一G的干扰信息。
在一些实施方式中，可以为网关构建API；许可查询；允许客户端/服务器；允许同步；为控制器构建API；类型长度值(TLV)；基于文本的字段值对；可扩展标记语言(XML)；诸如打包编码(例如，ASN.1PER)的基于非文本的编码可以在执行本文描述的匹配步骤之前被转换成基于文本的编码；
替代方案
在本公开中，词语“eNodeB”或“eNodeB”用于指代蜂窝基站。然而，本领域普通技术人员将认识到，可以向其他类型的基站，特别是家庭eNodeB(HeNodeB)以及任何等同提供相同的功能和服务。
在本公开中，可以将词语“联合”、“虚拟化”、“代理”或“代理的”看作同一概念的方面。例如，应该理解，联合的X2网关提供X2虚拟化，因为它联合来自多个eNodeB的X2消息并且虚拟化多个eNodeB以提供单个虚拟化的eNodeB。X2网关至少部分地通过提供代理功能来提供这种联合或虚拟化，使得来自多个eNodeB的每一个的X2消息可以由X2网关从EPC或核心网节点代理或代理到EPC或核心网节点。其他含义对于相关技术领域的普通技术人员来说是显而易见的。X2网关可以是LTE接入控制器或核心网节点的一部分、eNodeB的一部分、与另一个设备共同定位(co-locate)、或者在其自己的独立设备上。
虽然本公开使用术语“小小区”，但该术语仅用于说明本文中的概念，并且关于可用于所公开的系统和方法的任何小区的大小、功率等级等没有暗示，即“小小区”可以被解释为包括宏小区、毫微微小区、多无线电接入技术(RAT)接入节点、室内小区、室外小区等。
发明人也设想了各种替代实施方式。例如，某些功能可以在eNodeB处或者在多无线电接入技术(多RAT)节点处而不是在虚拟化服务器处执行。虚拟化服务器可以被称为LTE接入控制器。虚拟化服务器的功能可以被分解并且跨多个网络节点分布、或跨同一网络节点内的多个软件或硬件模块分布，并且可以物理地位于单个位置或多个位置。在一些实施方式中，网络节点可以在位于无线电接入网络(RAN)和核心网之间的数据路径中，或者可以位于网络中的另一位置处。高带宽有线连接可以用于回程(诸如同轴电缆、光纤电缆、或以太网)、或者可以用于减少带宽的无线连接(诸如微波、视距)、或其他可用作回程的物理连接。
本文描述的协议可以为更多或更少延迟、更多或更多网格节点、更多或更少数据流、以及其他替代进行优化。在一些实施方式中，这些优化可以在eNodeB处、虚拟化服务器处、在执行无线电资源分配和代码选择的功能内、或在其他位置处执行。在一些实施方式中，虚拟化服务器可以标识和启动功率调整以改善信道质量。
在一些实施方式中，网格网络节点可以提供在特定时间间隔期间哪些路径是最优或最佳路径的完整或部分猜测，并且可以使得能够将消息发送回虚拟化服务器以传送这些完整或部分猜测。
在一些实施方式中，本文描述的基站可以与长期演进(LTE)无线电传输协议或空中接口兼容。LTE兼容的基站可以是eNodeB。除了支持LTE协议，基站还可以支持其他空中接口，诸如UMTS/HSPA、CDMA/CDMA2000、GSM/EDGE、GPRS、EVDO、其他3G/2G、传统TDD、或用于移动电话的其他空中接口。在一些实施方式中，本文描述的基站可以支持Wi-Fi空中接口，其可以包括802.11a/b/g/n/ac/ad/af/ah中的一个。在一些实施方式中，本文描述的基站可以支持802.16(WiMAX)或其他空中接口。在一些实施方式中，本文描述的基站可以提供到陆地移动无线电(LMR)相关的无线电频带的接入。在一些实施方式中，本文描述的基站还可以支持多于一种的以上的射频协议，并且还可以支持针对所支持的一些或全部射频协议的传输功率调整。
前面的讨论仅公开和描述了本发明的示例性实施方式。在一些实施方式中，当被执行时导致设备执行本文描述的方法的软件可以被存储在计算机可读介质上，诸如计算机存储器贮存设备、硬盘、闪存驱动器、光盘等。如本领域技术人员将理解的，本发明可以以其他具体形式实施而不背离其精神或本质特征。例如，无线网络拓扑也可以应用于有线网络、光网络等。这些方法可适用于LTE兼容网络、适用于UMTS兼容网络、或适用于使用射频数据传输的附加协议的网络。本文描述的设备中的各种部件可以被添加、去除、或被具有相同或相似功能的那些部件替代。附图和说明书中描述的各种步骤可以添加到本文描述的过程或从中去除，并且所描述的步骤可以以不同的顺序执行，而与本发明的精神相一致。因此，本发明的公开旨在说明但不限制本发明的范围，本发明的范围在以下权利要求中详细说明。

Claims (4)

1.一种用于X2接口通信的网关，包括：
X2内部接口，用于与第一无线电接入网(RAN)及第二无线电接入网通信和耦合；
X2语言处理模块，用于根据第一X2协议从所述第一无线电接入网接收消息以及将所接收消息映射到第二X2协议以用于传输到所述第二无线电接入网；以及
X2外部接口，用于与无线电信核心网中的网关通信和耦合。
2.根据权利要求1所述的网关，还包括用于存储用于在所述X2语言处理模块进行映射的多个规则的数据库。
3.根据权利要求1所述的网关，还包括用于维护所述第一无线电接入网和所述第二无线电接入网中之一的状态的状态机，以及用于执行作为所接收消息的一部分接收的可执行代码并且基于所执行的可执行代码而改变所述状态机的解释器。
4.根据权利要求1所述的网关，其中所述X2语言处理模块还包括正则表达式模式匹配器，用于标识在所述第一X2协议中具有但在所述第二X2协议中没有的所接收消息中的模式。
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