CN109982316A - X2网关设备及其执行的方法、以及基站及其执行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种X2网关设备及其执行的方法、以及基站及其执行的方法。所述网关保存用于将各个基站的地址数据映射到用于标识由该基站操作的各个小区的信息的信息。所述基站获得用于标识由相邻基站操作的小区的信息并且将该信息提供给所述网关。所述网关基于用于标识由所述相邻基站操作的所述小区的信息，从所保存的信息获得所述相邻基站的地址数据。所述网关生成包括地址数据的消息并且将该消息发送至所述基站。所述基站接收到所述消息，并且使用所述地址数据来建立与所述相邻基站的连接。

Description

X2网关设备及其执行的方法、以及基站及其执行的方法
本申请是申请号为201480019708.X、申请日为2014年3月28日、发明名称为“利用X2网关的传输网络层地址发现”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及通信系统及其用于向移动或固定通信装置提供通信服务的组件。本发明尤其但不仅仅与如相关联的第三代合作伙伴计划(3GPP)标准文件中当前定义的高级长期演进(LTE)系统中的基站所使用的传输网络层(TNL)地址的发现相关。
背景技术
在蜂窝通信网络中，用户设备(UE)(诸如移动电话、移动装置和移动终端等)可以经由基站与其它用户设备和/或远程服务器通信。LTE系统包括演进型通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)和演进型分组核心(EPC)网络(或简称为“核心网”)。E-UTRAN包括用于向UE提供用户面(例如，分组数据汇聚协议(PDCP)、无线链路控制(RLC)、介质访问控制(MAC)和物理(PHY)层)和控制面(例如，无线资源控制(RRC))两者的协议终端的若干基站(“eNB”)。
为了针对移动装置提供无缝连接性，基站配置有其相邻基站的列表以使得必要时(例如，由于移动装置的移动和/或信号条件和/或负荷平衡的改变等)可以将移动装置切换至由其它基站操作的小区之一。因此，要求各个基站存储包括与其邻居相关的信息，该信息尤其包括由各个(已知)相邻基站操作的小区的标识符、与各个相邻基站相关联的唯一标识符(例如，eNB Id)、以及与各个相邻基站相关联的各个传输网络层(TNL)地址。TNL地址便于经由各个相邻基站对之间所设置的所谓的X2接口在基站之间进行通信。X2接口使用流控制传输协议(SCTP)在基站之间传输数据。
通过遵循3GPP TS 36.300的第22.3.6节所规定的所谓TNL地址发现过程，各个基站可以获得与其它基站相关联的TNL地址，其中3GPP TS 36.300的第22.3.6节的全部内容通过引用包含于此。概括地说，每当特定基站发现“候选”相邻基站时，该特定基站可以请求核心网中的所谓的移动性管理实体(MME)经由(设置在各个基站与核心网之间的)S1接口在两个基站之间传输配置信息。每当其中一个基站的配置发生改变和/或每当基站或小区被添加至网络(或从网络移除)时需要遵循该过程，以防止这些小区附近的移动装置发生切换问题(例如，切换目标小区的选择不正确，可能导致连接丢失)。由于常规(宏)基站在始终开启的模式中工作并且常规(宏)基站的配置不经常发生改变，因此该过程不会对eNB与MME之间的核心网元件和S1接口造成不必要的负荷。
3GPP标准主体采用了官方架构并且定义了针对家庭基站(“HNB”)的标准。在家庭基站根据LTE标准来工作的情况下，家庭基站有时被称为HeNB。类似的架构也可适用于WiMAX网络。在这种情况下，家庭基站通常称为毫微微小区。为了简单起见，本申请将使用术语HeNB来指代任何这种家庭基站，并且将使用术语eNB来泛指其它基站(诸如针对HeNB工作的宏小区的基站)。HeNB可以经由多个小区之一在家庭、中小型企业环境、和/或公共场所(诸如购物中心等)内提供无线覆盖(例如，3G/4G/WiMAX)。HeNB经由合适的公共网络(例如，经由指向因特网的ADSL链路)或运营商网络连接至核心网，以及在3GPP标准的情况下经由通常集合来自若干HeNB的通信量的所谓的小小区网关(例如包括所谓的HeNB-GW的功能)连接至核心网。
网络运营商正面临由HeNB的部署而引起的各种挑战。例如，HeNB通常受到客户而非网络运营商的操作控制。不像eNB，家庭基站可以(例如，出于节能原因而平缓的或者出于其他原因而突然的)频繁地接通和断开电源，由此引起相邻(家庭)基站的频繁配置改变(即，添加/移除由这些家庭基站操作的小区和/或更新相应的X2连接)。在最糟的情况下，在电源接通/断开循环之后，HeNB的TNL地址可能(由于地址分配可能是其它供应商(例如网络服务供应商，ISP)的责任)发生改变。因此，例如在典型家庭环境变得活跃的早上/晚上，每个HeNB都触发发现各自的各个邻居的TNL地址发现过程，这些邻居很可能与以前的邻居相同。尽管各个HeNB仅发现少数邻居，但根据操作自己的HeNB的家庭的数量，邻居的数量在全国层面上可以达到百万量级。
由HeNB的高数量引起的另一挑战是各个基站(即，eNB/HeNB)需要维持大量X2连接(即，与基站的每个相邻eNB/HeNB维持一个X2连接)。为了减少要在eNB中维持的X2连接的数量，可以在eNB和预定的HeNB组之间设置所谓的X2网关(X2-GW)实体(可以形成小小区网关的一部分或者从小小区网关分离)。特别地，X2-GW可以使eNB针对同样连接至该X2-GW的多个HeNB分别建立与X2-GW的单一X2连接。在这种情况下，网络中当前所部署(或正开启)的HeNB的数量可以在不要求eNB与X2-GW之间的X2连接的重新配置的情况下发生改变，由此减少与MME的信令的量。每当开启和/或重新配置HeNB时，该HeNB联络其相关联的X2-GW，其中该X2-GW可以在(如将建立指向该eNB的直接X2连接的情况那样)不要求联络MME的情况下对也连接至该X2-GW的任一eNB提供接入。存在两种类型的X2-GW，第一种是“全代理”网关(终止非UE通信量并且存储(H)eNB地址之间的X2关联的网关)并且另一种是“路由代理”网关(基于消息本身所表示的地址，仅对两端点之间的信令消息进行路由、但不维持两端点之间的任何关联的网关)。
为了针对其它重要通信量确保足够的带宽和处理时间可用性，需要使去往CN的信令通信量最少。然而，即使在使用X2-GW的情况下，仍由于至少以下原因而无法完全避免TNL地址发现：
·在建立X2之前，两个对等体(即，源(H)eNB和目标(H)eNB)之间需要存在SCTP关联。
·针对SCTP关联，源(和/或用作代理的X2-GW)必须知道目标的TNL地址。
·源(H)eNB当前使用TNL地址发现过程来获得目标(H)eNB的TNL地址。
·这要求源通过S1-MME接口发送“eNB配置传输”并且等待应答。
·去往MME的通信量是指去往核心网的信令通信量，鉴于网络中可能设置有大量HeNB及其采用电源接通/断开循环的趋势，该信令通信量在未被控制的情况下可能导致饱和。
此外，随着X2-GW的引入，需要发现两个TNL地址而非一个TNL地址，即，对等(H)eNB的地址以及X2-GW的地址。
因此可以看出，当前系统中可能存在与HeNB的频繁配置改变以及与TNL地址发现过程相关联的去往核心网实体的高信令负荷。
尽管为了使本领域技术人员有效率地理解，将在LTE系统的上下文中详细说明本发明，但本发明的原理也可以适用于(诸如WiMAX等的)其它系统，其中在该系统中(家庭)基站经由信令网关与根据要求而改变的系统的相应元件进行通信。
发明内容
因此，本发明的优选实施例旨在提供克服或至少缓解以上问题的方法和设备。
在一个方面，本发明提供一种系统，其包括网关设备、多个基站以及被配置为与所述多个基站中的至少一个基站通信的移动装置，其中，所述网关设备包括：存储部件，用于保存用于将所述多个基站中的所述至少一个基站的地址数据映射到用于标识由所述多个基站中的该至少一个基站操作的各个小区的信息的信息，所述至少一个基站包括：用于获得用于标识由相邻基站操作的小区的信息的部件；以及用于将所述信息提供给所述网关设备的部件，所述网关设备还包括：用于从基站接收用于标识由相邻基站操作的小区的信息的部件；用于基于用于标识由所述相邻基站操作的所述小区的信息、从所保存的信息获得操作所述小区的所述相邻基站的地址数据的部件；用于生成包括所述地址数据的消息的部件；以及用于将包括所述地址数据的消息发送至所述至少一个基站的部件，所述至少一个基站还包括：用于基于提供给所述网关设备的所述信息来接收所述网关设备所生成的消息的部件，其中所述消息包括操作所述小区的所述相邻基站的地址数据；以及用于使用所述地址数据来建立与所述相邻基站的连接的部件。
本发明还提供一种通信系统中的网关设备，其中所述通信系统包括多个基站，所述网关设备包括：存储部件，用于保存用于将所述多个基站中的至少一个基站的地址数据映射到用于标识由所述多个基站中的该至少一个基站操作的各个小区的信息的信息；接收部件，用于从基站接收用于标识由相邻基站操作的小区的信息；获得部件，用于基于用于标识由所述相邻基站操作的所述小区的信息，从所保存的信息获得操作所述小区的所述相邻基站的地址数据；生成部件，用于生成包括所述地址数据的消息；以及用于将包括所述地址数据的消息发送至所述至少一个基站的部件。
所保存的信息可以包括用于标识所述多个基站中的所述至少一个基站的地址数据与由所述多个基站中的所述至少一个基站各自操作的至少一个小区之间的各关系的数据。
所述网关设备还可以包括用于使用第一通信协议来创建与所述多个基站中的至少一个基站的关联的部件。所述网关设备还可以包括用于在第一通信协议上使用第二通信协议来注册所述至少一个基站的部件。在这种情况下，所述第一通信协议是SCTP即流控制传输协议并且所述第二通信协议是X2协议。
所述接收部件可以被配置为从所述基站接收至少一个消息。在这种情况下，所述至少一个消息可以包括注册请求或邻域通知消息，所述注册请求例如是X2注册请求，所述邻域通知消息例如是X2邻居通知消息。用于标识由所述相邻基站操作的所述小区的信息可以包括在所述至少一个消息中的至少一个信息元素中。用于标识所述小区的信息可以包括E-UTRAN小区全局标识符即ECGI，并且所述地址数据包括传输网络层即TNL地址。
所述生成部件可以被配置为生成指示要在基站与相邻基站之间建立直接连接或者经由所述网关或经由不同的网关建立间接连接的消息。所述获得部件可以被配置为在没有保存操作所述小区的所述相邻基站的地址数据的情况下获得用于辅助所述基站使用后退机制而获得所述地址数据的指示，其中所述后退机制例如是自动邻区关系即ANR机制。
所述网关设备还包括用于维护所保存的信息的部件。
所述网关设备包括X2协议网关。
在另一方面，本发明提供一种通信系统中使用的基站，其中所述通信系统包括网关设备和多个基站，所述基站包括：获得部件，用于获得用于标识由相邻基站操作的小区的信息；提供部件，用于将所述信息提供给所述网关设备；接收部件，用于基于提供给所述网关设备的所述信息来接收所述网关设备所生成的消息，所述消息包括操作所述小区的所述相邻基站的地址数据；以及建立部件，用于使用所述地址数据建立与所述相邻基站的连接。
所述建立部件可以被配置为在不接触核心网的情况下建立所述连接。
所述获得部件可以被配置为发现由所述相邻基站操作的所述小区，并且所述提供部件被配置为提供响应于所述获得部件发现由所述相邻基站操作的所述小区的通知。所述获得部件还可以被配置为通过与移动装置进行通信来发现由所述相邻基站操作的所述小区。例如，所述获得部件可以被配置为使用自动邻区关系即ANR功能来发现由所述相邻基站操作的所述小区。
所述提供部件可以被配置为将至少一个消息发送至所述网关设备。在这种情况下，所述至少一个消息可以包括注册请求或邻域通知消息，所述注册请求例如是X2注册请求，所述邻域通知消息例如是X2邻居通知消息。用于标识由所述相邻基站操作的所述小区的信息可以包括在所述至少一个消息中的至少一个信息元素中。用于标识所述小区的信息可以包括E-UTRAN小区全局标识符即ECGI，并且所述地址数据包括传输网络层即TNL地址。
所述基站还可以包括用于使用第一通信协议创建与所述网关设备的关联的部件。所述基站还可以包括注册部件，所述注册部件用于在第一通信协议上使用第二通信协议来向所述网关设备注册所述基站。在这种情况下，所述第一通信协议可以是流控制传输协议即SCTP，以及所述第二通信协议可以是X2协议。
所述注册部件可以被配置为向多个网关设备注册所述基站。在这种情况下，所述提供部件可以被配置为将所述信息提供给所述多个网关设备，并且所述建立部件被配置为经由提供所述地址数据的所述网关设备来使用所述地址数据建立与所述相邻基站的连接。所述注册部件可以被配置为向所述网关设备提供所述基站的无线网络层即RNL标识和所述基站的传输网络层即TNL地址。所述相邻基站的所述地址数据包括TNL地址。
所述基站可以包括根据长期演进即LTE标准集来工作的宏基站或家庭基站。
所述基站还可以包括用于根据所述网关设备所生成的消息来识别是直接还是经由所述网关设备或经由不同的网关设备间接地与所述相邻基站建立连接的部件。从所述网关设备接收到的消息可以包括用于辅助所述基站使用后退机制而获得所述地址数据的指示，其中所述后退机制例如是自动邻区关系即ANR机制。
在另一方面，本发明提供一种通信系统中的网关设备，其中所述通信系统包括多个基站，所述网关设备包括存储器、处理器和收发电路，其中，所述存储器被配置为保存用于将所述多个基站中的至少一个基站的地址数据映射到用于标识由所述多个基站中的该至少一个基站操作的各个小区的信息的信息；所述收发电路被配置为从基站接收用于标识由相邻基站操作的小区的信息；所述处理器被配置为：i)基于用于标识由所述相邻基站操作的所述小区的信息，从所述存储器中所保存的信息获得操作所述小区的所述相邻基站的地址数据；以及ii)生成包括所述地址数据的消息，其中，所述收发电路被配置为将包括所述地址数据的消息发送至所述至少一个基站。
在另一方面，本发明提供一种通信系统中使用的基站，其中所述通信系统包括网关设备和多个基站，所述基站包括处理器和收发电路，其中，所述处理器被配置为获得用于标识由相邻基站操作的小区的信息；以及所述收发电路被配置为：i)将所述信息提供给所述网关设备；ii)基于提供给所述网关设备的所述信息来从所述网关设备接收所述网关设备所生成的消息，所述消息包括操作所述小区的所述相邻基站的地址数据；以及iii)使用所述地址数据来建立与所述相邻基站的连接。
本发明还提供一种移动装置，用在上述通信系统中。
在另一方面，本发明提供一种由网关设备执行的方法，所述方法包括以下步骤：保存用于将多个基站中的至少一个基站的地址数据映射到用于标识由所述多个基站中的该至少一个基站操作的各个小区的信息的信息；从基站接收用于标识由相邻基站操作的小区的信息；基于用于标识由所述相邻基站操作的所述小区的信息，从所保存的信息获得操作所述小区的所述相邻基站的地址数据；生成包括所述地址数据的消息；以及将包括所述地址数据的消息发送至所述至少一个基站。
在另一方面，本发明提供一种由通信系统中的基站执行的方法，其中所述通信系统包括网关设备和多个基站，所述方法包括以下步骤：获得用于标识由相邻基站操作的小区的信息；将所述信息提供给所述网关设备；基于提供给所述网关设备的所述信息来接收所述网关设备所生成的消息，所述消息包括操作所述小区的所述相邻基站的地址数据；以及使用所述地址数据来建立与所述相邻基站的连接。
本发明的各方面可扩展至诸如存储有指令的计算机可读存储介质等的计算机程序产品，可通过执行所述指令来对可编程处理器进行编程，以执行如上各方面所述或如权利要求书所记载的方法，以及/或者对适当配置的计算机进行编程以提供任一权利要求所记载的设备。
附图说明
现在将参考以下附图以示例的方式来说明本发明的实施例，其中：
图1示意性地示出本发明可适用的类型的移动电信系统；
图2是示出形成图1所示的系统的一部分的基站的主要组件的框图；
图3是示出形成图1所示的系统的一部分的家庭基站的主要组件的框图；
图4是示出形成图1所示的系统的一部分的网关的主要组件的框图；
图5是示出图1的移动电信系统的组件在实施本发明的实施例时进行的方法的典型时序图。
图6是示出图1的移动电信系统的组件在实施本发明的实施例时所进行的其它方法的典型时序图。
具体实施方式
概述
图1示意性地示出包括经由基站5(eNB)的宏小区和/或多个家庭基站7(HeNB)的家庭小区所服务的移动电话3(或其它兼容的用户设备)的移动(蜂窝)电信系统1。该电信系统1还包括核心网9。
基站5和家庭基站7各自经由S1接口连接至核心网9。除了别的之外，核心网9还包括移动性管理实体(MME)11。基站5和7还经由所谓的X2接口彼此连接，该X2接口通常直接设置在各个成对的(家庭)基站之间。然而，在该实施例中，将X2网关(X2-GW)13实体设置在基站5和家庭基站7之间。X2-GW 13例如还经由指向MME 11的接口连接至核心网9。
如本领域技术人员应当理解的那样，eNB 5/HeNB 7各自操作一个或多个小区，其中在这些小区中可以在eNB 5/HeNB 7与移动电话3之间进行通信。移动电话3的用户可以经由eNB5/HeNB7和核心网9与其它用户和/或远程服务器通信。如本领域技术人员应当领会的那样，尽管出于说明的目的在图1中示出一个移动电话3、一个基站5以及三个家庭基站7-1、7-2和7-3，但是系统在实现时通常包括其它移动电话和(家庭)基站。
在该实施例中，X2-GW 13被配置为使用针对各个基站5和7的相关联的TNL地址来维持与X2-GW 13的域中的各个基站(即，eNB 5和HeNB 7)的SCTP关联。例如，与X2-GW 13的SCTP关联可以由eNB 5/HeNB 7基于非易失性存储器中所存储的(涉及X2-GW 13的)预配置的TNL地址信息来发起。通过使用各个基站之间的SCTP关联，活动(H)eNB分别使用其自身的无线网络层标识符(RNL ID)向X2-GW 13注册。有益地，作为HeNB 7在接通电源之后的初始化过程的一部分，各个HeNB 7将X2-GW 13的地址存储在非易失性存储器中并且因此能够向X2-GW 13注册。同样地，(由于宏基站预期在其正常工作的过程期间不会断开电源并且再接通电源)eNB5也可以至少在初期向X2-GW 13注册。X2-GW 13维持表示RNL标识符和与向X2-GW 13注册的各个基站相关联的TNL地址之间的关系的映射表。
如果X2-GW 13(例如，在注册期间或在后续通信中)从所注册的基站中的任何基站接收到新发现邻居的指示(例如，邻居的小区的标识符)，则X2-GW13在其映射表中查找针对这些邻居的相应条目并且检索这些邻居的相关联的TNL地址(如果可用的话)。如果可以找到相关联的TNL地址，则X2-GW 13应答该指示并且在应答中包括所指示的各邻居的各TNL地址。
有益地，通过使用从X2-GW 13获得的TNL地址，eNB 5和HeNB 7能够在不要求与核心网9进行任何通信以发现TNL地址的情况下建立彼此的X2连接。
另一方面，如果无法在X2-GW 13的映射表中找到相关联的TNL地址，则X2-GW 13通过向发现了该邻居的基站指示没有找到相应的TNL地址来进行应答。有益地，这种指示可以使基站使用常规TNL发现机制(即，涉及MME9)或从不同的X2-GW获得TNL地址。例如在所发现的邻居满足以下条件中的至少之一的情况下可能发生该状况：i)该邻居是pre-Rel-12HeNB因而不兼容X2-GW 13；ii)该邻居是没有被配置为适配任何X2-GW的Rel-12/post-Rel-12HeNB；以及iii)该邻居没有被配置为向该X2-GW 13注册(尽管该邻居可能被配置为向不同的X2-GW注册)。
基站
图2是示出图1所示的基站(eNB)5之一的主要组件的框图。如图所示，eNB 5包括收发电路51，该收发电路51可以被配置为经由一个或多个天线53将信号发送至移动电话3或从移动电话3接收信号并且可以被配置为经由网络接口55将信号发送至其它基站5、HeNB7、X2-GW 13和MME 11或者从其它基站5、HeNB 7、X2-GW 13和MME 11接收信号。控制器57根据存储器59中所存储的软件来控制收发电路51的工作。除了别的之外，该软件还包括操作系统61、通信控制模块63、X2网关通知模块65、邻居发现模块67和SCTP关联模块69。
通信控制模块63可以被配置为处理(例如，生成、发送和接收)用于控制基站5与诸如移动电话3、其它基站、移动性管理实体11、和/或X2网关13等的其它实体之间的连接的控制信号。
X2网关通知模块65可以被配置为向X2-GW 13告知邻居发现模块67所发现的任何相邻小区。X2网关通知模块65还可以被配置为利用诸如根据针对相关3GPP标准来工作的小区的E-UTRAN小区全局标识符(ECGI)等的适当的唯一标识符来识别任何所发现的小区。
为了发现基站5附近的邻居，邻居发现模块67可以被配置为(在不发送任何数据的情况下)扫描基站5的邻域。邻居发现模块67还可以被配置为经由例如使用其自动邻区关系(Automatic Neighbour Relation,ANR)功能和/或网络监视模式(NMM)模块的其它方法来发现邻居。每当发现邻居时，邻居发现模块67可以被配置为使用表示所发现的(H)eNB的ID的适当的X2消息来通知X2-GW 13。可以将邻居的ID与eNB 5自身的RNL ID一起包括在适当的X2消息中。
SCTP关联模块69可以被配置为使用对等实体的TNL地址在作为源的eNB 5与作为目标的对等实体之间创建SCTP通信链路。与目标实体(例如，其它基站5、家庭基站7、和/或X2网关13)的通信链路可以直接创建，或经由其它实体(例如，经由X2-GW 13)间接创建。
家庭基站
图3是示出图1所示的家庭基站(HeNB)7之一的主要组件的框图。如图所示，HeNB 7包括收发电路71，该收发电路71可以被配置为经由一个或多个天线73将信号发送至移动电话3并且从移动电话3接收信号并且可以被配置为经由网络接口75将信号发送至eNB 5、其它HeNB 7、X2-GW 13和MME 11或者从eNB 5、其它HeNB 7、X2-GW 13和MME 11接收信号。控制器77根据存储器79中所存储的软件来控制收发电路71的工作。除了别的之外，该软件还包括操作系统81、通信控制模块83、X2网关通知模块85、邻居发现模块87和SCTP关联模块89。
通信控制模块83可以被配置为处理(例如，生成、发送和接收)用于控制家庭基站7与诸如移动电话3、其它基站、移动性管理实体11、和/或X2网关13等的其它实体之间的连接的控制信号。
X2网关通知模块85可以被配置为向X2-GW 13告知邻居发现模块87所发现的任何相邻小区。X2网关通知模块85还可以被配置为利用诸如针对根据相关3GPP标准来工作的小区的E-UTRAN小区全局标识符(ECGI)等的适当的唯一标识符来识别任何所发现的小区。
为了发现家庭基站7附近的邻居，邻居发现模块87可以被配置为(在不发送任何数据的情况下)扫描家庭基站7的邻域。邻居发现模块87还可以被配置为经由例如使用ANR和/或NMM的其它方法来发现邻居。每当发现邻居时，邻居发现模块87可以被配置为使用表示所发现的(H)eNB的ID的适当的X2消息来通知(与该HeNB 7相关联的)X2-GW 13。可以将邻居的ID与HeNB 7自身的RNL ID一起包括在适当的X2消息中。
SCTP关联模块89可以被配置为使用对等实体的TNL地址在作为源的HeNB 7与作为目标的对等实体之间创建SCTP通信链路。与目标实体(例如，基站5、其它家庭基站7、和/或X2网关13)的通信链路可以直接创建，或经由其它实体(例如，经由X2-GW 13)间接创建。SCTP关联模块89可以被配置为创建与一个或多个预定义X2-GW 13的默认SCTP通信链路。
X2网关
图4是示出图1所示的X2网关13的主要组件的框图。如图所示，X2-GW 13包括经由网络接口135将信号发送至eNB 5、其它HeNB 7和MME 11以及从eNB 5、其它HeNB 7和MME 11接收信号的收发电路131。控制器137根据存储器139中所存储的软件来控制收发电路131的工作。除了别的之外，该软件还包括操作系统141、通信控制模块143、基站注册模块145和SCTP模块147等。
通信控制模块143可以被配置为处理(例如，生成、发送和接收)用于控制X2网关13与诸如基站和/或移动性管理实体11等的其它实体之间的连接的控制信号。
基站注册模块145可以被配置为对当前电源接通并且具有与X2-GW 13的SCTP关联的基站(包括eNB 5和HeNB 7)进行注册并且储存和维护指示RNL标识符和与向X2-GW注册的各个基站相关联的TNL地址之间的关系的映射表。
SCTP模块147可以被配置为使用SCTP协议与其它实体通信。SCTP模块147还可以被配置为在作为源的对等实体与作为目标的X2网关13之间创建SCTP通信链路。源可以是基站5或家庭基站7。
在以上说明中，为了便于理解将基站5、家庭基站7和X2网关13描述为具有若干离散的模块(诸如通信控制模块、X2-GW通知模块和SCTP关联模块等)。在可以针对某些应用(例如修改现有系统以实现本发明)以该方式提供这些模块的同时，在其它应用(例如从开始就考虑使用本发明的思想来设计的系统)中，可以将这些模块内置于整个操作系统或者代码中，所以这些模块可能不像离散的实体那样可识别。也可以在软件、硬件、固件或者它们的组合中实现这些模块。
操作
现在将(参考图5和6)更详细地说明在根据本发明的典型实施例的对等(家庭)基站之间建立X2连接。
图5是示出图1的移动电信系统1的组件在实施本发明的实施例时进行的方法的典型时序图。
在这种情况下，假定各个HeNB 7都知道至少其(默认)X2-GW 13的TNL地址，该TNL地址例如可以存储在非易失性存储器79中作为HeNB 7的配置数据的一部分。因此，各个HeNB 7分别被配置为在开启时(或每当其TNL地址改变时)立即向一个或多个X2-GW 13(例如，在X2层上)注册。为此，HeNB 7可以配置有用于创建与X2-GW的SCTP关联的X2-GW 13的TNL地址并且使用该SCTP关联与X2-GW 13交换X2层信令消息。这样，X2-GW 13就能够收集各个TNL地址以及X2-GW 13的域中的每个活动HeNB 7的关联RNL ID。
同样地，假定各个eNB 5识别各自的域中的任何X2-GW 13并且向各自的邻域中的一个或多个X2-GW 13(例如，在X2层上)注册。例如，eNB 5可以根据响应于“eNB配置传输(eNB configuration transfer)”消息而接收到的消息来从MME 11获得X2-GW 13的TNL地址。eNB 5还可以(例如，经由MME 11)从连接至移动电信系统1的操作和维护(OAM)实体获得各个TNL地址。
因此，如图5的步骤S501大致所示，各个eNB 5和HeNB 7在接通电源时(或每当其配置改变时)立即识别各自的X2-GW 13并且开始发起与X2-GW 13的SCTP关联。步骤S503a～S503d分别表示各个eNB 5/(H)eNB 7与X2-GW 13之间(使用各自的SCTP模块67、89和147)所进行的各个SCTP关联过程。在该阶段之后，X2-GW将建立与当前电源接通的各个(H)eNB的SCTP通信链路并且因而能够(使用SCTP协议)与当前开机的各个(H)eNB中的任一(H)eNB交换X2协议消息。在完成了SCTP关联之后，可以使用对等体之间的相应SCTP关联所使用的TNL地址来唯一识别(由发送方的RNL ID所标识的)任一X2消息的发送方。
接着，在步骤S505中，第三HeNB 7-3(使用其X2-GW注册模块85)生成并且(经由其收发电路71)发送格式适当的注册请求(例如“X2注册请求(X2Registration Request)”消息)，以向X2-GW 13注册。HeNB 7-3将其自身的唯一识别由该HeNB 7-3操作的小区的ECGI(在这种情况下为“ECGI3”)包括在该消息中。例如可以将该信息包括在诸如“源IE”等的格式合适的信息元素中。如果HeNB 7-3操作多个小区，则该HeNB 7-3使用一个或多个格式合适的信息元素将各个相应的ECGI包括在该消息中(即，每个ECGI对应一个IE或多个/全部ECGI对应一个IE)。可选地，HeNB 7-3可以针对各个ECGI或针对与其相关联的ECGI的预定集合生成单独的“X2注册请求(X2Registration Request)”消息并且将该消息发送至X2-GW13。
在接收到注册请求时，X2-GW 13在步骤S507中通过包括该请求中所接收到的任何信息(例如，与发送该请求的HeNB 7-3相关联的ECGI、RNL ID、RNL地址、TNL地址等)来(使用该X2-GW 13的HeNB注册模块145)更新该X2-GW 13的映射表。
特别地，X2-GW 13被配置为在接收到注册请求时进行以下动作：
1)将与“X2注册请求”消息的发起方(源)相关联的相应条目添加在该X2-GW 13的与发起方的RNL ID和TNL地址相关的映射表中；以及
2)如果“X2注册请求”消息包含关于任何邻居的信息(例如，涉及发起方的邻居的任何RNL ID)，则X2-GW 13针对相应条目检查其映射表，并且如果找到任何相应条目，则X2-GW 13将利用所指示的邻居的TNL地址来应答。
接着，在步骤S509中，X2-GW 13(使用其HeNB注册模块145)生成并且(经由其收发电路131)发送格式适当的响应(例如，“X2注册请求确认(X2Registration Request Ack)”消息)，以确认第三HeNB 7-3向X2-GW 13的注册。从这一刻起，第三HeNB 7-3能够经由该X2-GW 13建立与eNB 5以及其它HeNB 7-1和HeNB 7-2的X2连接。
如步骤S511中大致所示，第二HeNB 7-2(使用其邻居发现模块87)发现由该HeNB7-2的新邻居HeNB 7-3所操作的一个或多个小区。为了能够建立与第二HeNB 7-2的新发现的邻居的X2连接，该第二HeNB 7-2也(使用其X2-GW注册模块85和收发电路71)生成并且发送格式适当的注册请求(例如，“X2注册请求”消息)，以向X2-GW 13注册第二HeNB 7-2的小区。HeNB 7-2将其自身的用以唯一识别由该HeNB 7-2所操作的小区的ECGI(在这种情况下为“ECGI2”)包括在该消息中(例如，在“源IE”中)。然而，HeNB 7-2还将已经由该HeNB 7-2所发现的任何相邻小区的ECGI(在这种情况下为标识由HeNB 703所操作的小区的“ECGI3”)包括在该消息中(例如，在“邻居IE”中)。
如步骤S514中大致所示，在从第二HeNB 7-2接收到注册请求时，X2-GW13(使用其HeNB注册模块145)查找与(如利用所接收到的注册请求的“邻居IE”中的各个ECGI所标识的)任何所指示的相邻小区相关联的TNL地址。如果ECGI是指之前已经包括在X2-GW 13的映射表中的小区(例如，步骤S507中的“ECGI3”)，则X2-GW 13检索操作该小区的HeNB的TNL地址。
在这种情况下，如步骤S515所示，X2-GW 13(例如使用其HeNB注册模块145和收发电路131)生成并且发送格式适当的响应(例如，“X2注册请求确认(X2RegistrationRequest Ack)”消息)，以确认第二HeNB 7-2向X2-GW 13的注册并且提供与操作前一注册请求中所指示的相邻小区(即，“ECGI3”)的HeNB 7-3相关联的TNL地址。
最后，如S517中大致所示，第二HeNB 7-2和第三HeNB 7-3能够使用前一步骤中(由HeNB 7-2)从X2-GW 13获得的(HeNB 7-3的)TNL地址来建立彼此的X2连接。
该实施例相比涉及MME 11的常规TNL地址发现过程提供了若干优点。特别地，源HeNB 7能够(使用典型“X2注册请求”消息)通知该HeNB 7所发现的相邻小区的ID并且X2-GW13能够利用邻居的TNL地址(如果包括在该X2-GW 13的映射表中)来立即应答。这使得任一源HeNB 7能够判断是否可以在不需要去往核心网9的任何通信量的情况下建立直接X2连接或经由X2-GW 13的X2连接。
图6是示出图1的移动电信系统1的组件在实施本发明的实施例时进行的其它方法的典型时序图。在该可能接着(和/或基本并行和/或代替)参考图5所述的过程来实施的实施例中，发现相邻小区的HeNB 7-2被配置为使用“X2邻居通知(X2Neighbour Notify)”消息来代替注册请求。
在图6中，步骤S601大致对应于图5的步骤S501和S507。在该步骤中，在各个eNB 5和HeNB 7进行了与X2-GW 13的适当的SCTP关联之后，各个eNB5和HeNB 7在接通电源时(或每当其配置改变时)立即识别各自的X2-GW 13并且(例如，如以上参考步骤S505～S509所述的那样在X2层上)向X2-GW 13注册。因此，X2-GW能够维持包括各个RNL标识符与针对各个注册(H)eNB的TNL地址之间的关系的映射表。步骤S603a～S603d分别与步骤S503a～S503d相对应，同时步骤S611与S511相对应，因此将不再详细描述这些步骤。
在该实施例中，发现相邻小区的HeNB 7-2需要与操作该小区的(H)eNB建立X2连接。为此，第二HeNB 7-2(使用其X2-GW注册模块85和收发电路71)生成并且发送格式适当的通知(例如，“X2邻居通知”消息)，以向X2-GW 13指示所发现的相邻小区(步骤S613)。HeNB7-2将已经由该HeNB 7-2发现的任何相邻小区的ECGI(在这种情况下为标识由HeNB7-3操作的小区的“ECGI3”)包括在该消息中。
如步骤S614中大致所示，在从第二HeNB 7-2接收到邻居通知时，X2-GW13(使用其HeNB注册模块145)查找与(如利用所接收到的消息中的各个ECGI所标识的)任何所指示的相邻小区相关联的TNL地址。如果ECGI是指之前已经包括在X2-GW 13的映射表中的小区(例如，步骤S507或S601中的“ECGI3”)，则X2-GW 13检索操作该小区的HeNB的TNL地址。
在这种情况下，如步骤S615所示，X2-GW 13(例如，使用其HeNB注册模型145和收发电路131)生成和发送格式适当的响应(例如，“X2邻居通知确认(X2Neighbour NotifyAck)”消息)，以确认接收到步骤S613中的通知并且提供与操作所发现的相邻小区(即，“ECGI3”)的HeNB 7-3相关联的TNL地址(即，“addr3”)。该消息还(例如使用适当的标志和/或信息元素来隐式或显式地)向第二HeNB 7-2确认第三HeNB 7-3也根据兼容标准(例如，Rel-12或以后的版本)工作。
最后，如步骤S617大致所示，第二HeNB 7-2和第三HeNB 7-3能够使用前一步骤中(由HeNB 7-2)从X2-GW 13获得的(HeNB 7-3的)TNL地址“addr3”来建立彼此的X2连接。
尽管图5和6未示出，如果无法在X2-GW 13的映射表中找到相关联的TNL地址，则X2-GW 13通过向发现了该邻居的家庭基站指示相应TNL地址不可用来进行应答。该消息还(例如使用适当的标志和/或信息元素来隐式或显式地)向第二HeNB 7-2告知第三HeNB 7-3不根据兼容标准工作(例如，第三HeNB 7-3根据早于Rel-12标准的标准工作)。有益地，这种指示可以使基站依赖于常规TNL发现机制(即，涉及MME 9)和/或忽略将来动作的小区(例如，不考虑移动电话3的切换)。应当领会，X2-GW 13所提供的应答还可以包括针对(操作所发现的相邻小区的)HeNB 7-3的相应TNL地址要用于建立与该HeNB 7-3的直接X2通信路径还是间接X2通信路径(即，是经由该X2-GW 13还是经由不同的X2网关)的指示。
本发明的实施例提供具有至少以下益处的稳健的TNL地址发现方法：
可扩展性：在减少去往核心网9(即，EPC)的信令通信量的同时，所提出的利用(H)eNB的对等节点的TNL地址发现是轻量的；
弹性：所提出的TNL地址发现对于(出于节能原因而平缓的或者突然的)HeNB频繁接通/断开电源是弹性的；
后向兼容性：所提出的X2-GW不要求修改任何现有S1消息(例如，eNB/MME配置传输消息)；
状况意识：源(H)eNB能够在不要求任何核心网信令的情况下识别出要使用哪一个X2-GW来达到(任何X2-GW构架中的)给定目标，并且识别出混合版本的状况，即，目标(H)eNB是根据pre-Rel-12、Rel-12还是其它标准工作。
修改和替代
以上说明了若干详细实施例。本领域技术人员应当领会的是，可以对以上实施例作各种修改和替代，并且使其仍然受益于这里所实施的本发明。
在以上实施例中，说明了基于移动电话的电信系统。本领域技术人员应当领会的是，本申请所述的信令技术也可以在其它通信系统中使用。其它通信节点或装置例如可以包括诸如个人数字助理、膝上型计算机和网页等的用户装置。
在以上实施例中，将(家庭)基站和X2网关描述为使用其各自的TNL地址来寻址。本领域技术人员应当领会的是，还可以使用其它类型的地址(例如，因特网协议(IP)地址)来代替。
在以上步骤S513的说明中，第二HeNB 7-2将与其小区相关联的任何ECGI包括在“源IE”中。然而，还应当领会的是，如果第二HeNB 7-2之前已经向该X2-GW 13注册了该第二HeNB 7-2的小区，则步骤S513中的所发送消息本质上是重新注册请求，该重新注册请求发起用于获得新邻居的TNL地址的过程而不发起注册过程。因此在这种情况下，可以省略源ECGI。
在以上实施例中，将家庭基站描述为用以在发现其它家庭基站时(在步骤S513和/或S613中)向X2-GW提供通知。然而，还应当领会的是，家庭基站中的任何一个(或二者)都可以是宏基站。
如果eNB连接至一个以上X2-GW，应当领会的是，eNB可以向各个X2-GW通知新发现的邻居并且从具有该信息的X2-GW接收相应的TNL地址。
还可以使用(步骤S515或S615中)针对邻域指示的响应来向源(H)eNB指示目标(H)eNB是否根据pre-Rel-12标准工作。在这种情况下，除所发现的邻居的TNL地址外，X2-GW 13还可以包括所发现的邻居的能力的(显式或隐式的)指示。
以同样的方式，还可以指示是否要在不涉及X2-GW 13的情况下或者使用不同的X2-GW配置来接入目标(H)eNB。
基于以上指示，源(H)eNB能够以常规方式(在TNL发现之后)选择直接X2连接(该选项适用于pre-Rel-12(H)eNB以及/或者不具有X2-GW配置或具有不同的X2-GW配置的HeNB)。源(H)eNB还可以考虑使用S1建立过程作为后退选项。
此外，应当领会的是，源(H)eNB可以选择是否要建立以下连接：i)经由X2-GW 13的X2连接；或ii)接着与目标(H)eNB的端到端SCTP关联的直接(端到端)X2连接。
在以上实施例中，各个基站都向单个X2网关注册。然而，还应当领会的是，基站(尤其例如，宏基站)可以向一个以上网关注册。在这种情况下，在发现相邻基站小区时，基站可以向已经注册过的任何X2网关(一个或多个，也可能全部X2网关)提供邻居的指示。接着基站可以经由提供该相邻基站的TNL地址的X2网关建立与该基站的相邻基站的X2连接(即，除非该X2网关指示要建立直接X2连接或经由其它X2网关的X2连接)。
还应当领会的是，如果(H)eNB断开电源，则也停用映射表中与该(H)eNB相关联的条目。这可以通过以下方式来实施：(H)eNB发送格式适当的注销请求(即，以与上述步骤S505～S509中的初始注册相同的方式)并且X2-GW 13根据注销请求所包括的信息来更新其映射表。注销所使用的实际消息例如可以是指示要注销的ECGI的“X2注销请求(X2De-registration Request)”。还应当领会的是，也可以使用与注册用的消息相同的消息(即，“X2注册请求”)来指示注销，在这种情况下，空的源字段可以指示要从X2-GW 13中所维持的映射表移除的针对发送方(H)eNB的任何之前注册的小区。最后，例如在计时器(默认计时器或由(H)eNB在相应注册请求中所定义的计时器)过期时，可以自动从映射表停用/移除任何小区。
应当领会的是，在X2注册不成功(例如，由于通信问题、缺少授权或过负荷状况等)的情况下，X2-GW 13可以(在步骤S509或S515)中将否定确认(例如，“X2注册请求否定确认(X2Registration Request Nack)”消息)返回至请求注册的(H)eNB。同样地，还可以针对出于任何原因使X2-GW 13不能处理的任何“X2邻居通知”消息(在步骤S615中)给出否定确认。这种否定确认可以使(H)eNB例如在经过了预定时间段之后重新发送失败的注册/邻居通知消息。
应当领会的是，可以以端到端或逐跳为基础建立两个(家庭)基站之间的X2通信链路。然而在任一情况下，如果经由X2-GW对X2信令进行路由，则该路由在两个不相交的SCTP通信链路的顶层在两个(家庭)基站之间执行(即，使用X2-GW与两个基站之间的各个SCTP关联)。
在上述实施例中，基站和家庭基站各自包括收发电路。通常，该电路将通过专用的硬件电路来形成。然而，在某些实施例中，该收发电路的一部分可以作为由相应控制器运行的软件来实现。
在以上实施例中，说明了若干软件模型。本领域技术人员应当领会的是，软件模型可以以编译或未编译的形式来提供并且可以作为计算机网络中或者记录介质上的信号供给至HeNB或移动电话。此外，由该软件的一部分或者全部所执行的功能可以使用一个或多个的专用硬件电路来执行。然而，由于软件模块便于更新基站、网关和移动电话以更新它们的功能，因而优选使用软件模块。
各种其它修改对于本领域技术人员来说显而易见并且这里不再进一步详细说明。
本申请基于并要求2013年4月5日提交的英国专利申请1306203.9的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (4)

1.一种由X2网关设备执行的方法，所述方法包括以下步骤：
形成与连接至所述X2网关设备的多个基站中的各个基站的分离的各个流控制传输协议关联即SCTP关联；
针对连接至所述X2网关设备的各个基站，维护用于指示将针对该基站的标识符映射到针对该基站的至少一个传输网络层地址即TNL地址的各个关联信息；
在源基站的TNL地址发生改变的情况下，从所述源基站接收用以向所述X2网关设备发起注册的消息，该消息包括所述源基站的标识符；以及
基于用以发起注册的所述消息所包括的信息来更新所述关联信息，以反映与用以发起注册的所述消息所源自的基站的至少一个TNL地址的映射关系。
2.一种由通信系统中的基站执行的方法，其中所述通信系统包括X2网关设备和多个基站，所述方法包括以下步骤：
形成与所述X2网关设备的流控制传输协议关联即SCTP关联；以及
在源基站的TNL地址发生改变的情况下，向所述X2网关设备发送用以向所述X2网关设备发起注册的消息，该消息包括针对至少一个基站的标识符。
3.一种通信系统中的X2网关设备，其中所述通信系统包括多个基站，所述X2网关设备包括：
收发电路和用于控制所述收发电路的控制器，其中所述控制器用于控制所述X2网关设备以进行如下处理：
形成与连接至所述X2网关设备的多个基站中的各个基站的分离的各个流控制传输协议关联即SCTP关联；
针对连接至所述X2网关设备的各个基站，维护用于指示将针对该基站的标识符映射到针对该基站的至少一个传输网络层地址即TNL地址的各个关联信息；
在源基站的TNL地址发生改变的情况下，从所述源基站接收用以向所述X2网关设备发起注册的消息，该消息包括所述源基站的标识符；以及
基于用以发起注册的所述消息所包括的信息来更新所述关联信息，以反映与用以发起注册的所述消息所源自的基站的至少一个TNL地址的映射关系。
4.一种通信系统中使用的基站，其中所述通信系统包括X2网关设备和多个基站，所述基站包括：
收发电路和用于控制所述收发电路的控制器，其中所述控制器用于控制所述基站以进行如下处理：
形成与所述X2网关设备的流控制传输协议关联即SCTP关联；以及
在源基站的TNL地址发生改变的情况下，向所述X2网关设备发送用以向所述X2网关设备发起注册的消息，该消息包括针对至少一个基站的标识符。
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