JP2016522634A - 小セルラー基地局アクセスシステム及びそのネットワークアクセスを実現する方法 - Google Patents

小セルラー基地局アクセスシステム及びそのネットワークアクセスを実現する方法 Download PDF

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Abstract

小セルラー基地局アクセスシステム及びそのネットワークアクセスを実現する方法であって、それぞれコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを確立して、小セルラー基地局アクセスシステムは確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理し、確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理することを含む。本発明の実施例はコントロールプレーンとデータプレーンとの分離によって、端末と2つの異なる基地局、例えばマクロセルラー(基地局)と小セルラー(基地局)に同時にデータの送受信が存在し、ユーザースループットを増加して移動性能を強化し、且つユーザーがセルの間に切り替えることによりノードの間の情報を頻繁に交換させ、コアネットワークを衝撃する問題を解決し、更に、無線側における大量の小セルラー基地局の取り入れを実現する。【選択図】図4

Description

本発明は移動通信技術に関し、特に小セルラー基地局アクセスシステム及びそのネットワークアクセスを実現する方法に関する。
図1は関連技術におけるロングタームエボリューションシステム(LTE、Long Term Evolution)の全体アーキテクチャ模式図であり、図1に示すように、LTEアーキテクチャは、移動性管理エンティティ(MME、Mobility Management Entity)、サービスゲートウェイ(SGW、Serving GetWay)、端末とも呼ばれるユーザー装置(UE、User Equipment)及び基地局(eNodeB、eNBと略称する)を含み、UEとeNBの間にはUUインターフェイスであり、eNBとMMEの間にはS1-MME(S1 for the control plane)インターフェイスであり、eNBとSGWの間にはS1-Uインターフェイスであり、eNBの間にはX2-U(X2-User plane)及びX2-C(X2-Control plane)インターフェイスである。
図2(a)〜図2(d)は関連技術におけるLTEのUE、eNB及びコアネットワーク(MME又はSGW)の間のコントロールプレーン及びユーザプレーンのプロトコルアーキテクチャ、及びeNBとeNBの間のコントロールプレーン及びユーザプレーンのプロトコルアーキテクチャ模式図であり、図2(a)〜図2(d)に示すように、
LTEにおいて、UEとeNBの間のインターフェイスは下から上まで、物理層(PHY、Physical layer)、メディアアクセス制御層(MAC、Media Access Control)、無線リンク制御層(RLC、Radio Link Control)、パケットデータコンバージェンス層(PDCP、Packet Data Convergence Protocol)、無線リソース制御層(RRC、Radio Resource Control)というプロトコル層に分けられる。LTEにおいて、UEとeNBの間のインターフェイスのユーザプレーンプロトコルスタックは下から上まで、PHY、MAC、RLC、PDCPというプロトコル層に分けられる。PHY層は主に、伝送チャネルによってMAC又はより高い層に情報を伝送するように設定され、MAC層は主に、論理チャネルによってデータ伝送を提供して無線リソースの分配を担当し、ハイブリッド自動再送要求(HARQ、Hybrid ARQ)、スケジューリング(SCH、Scheduling)、優先順位処理及び多重化および逆多重化(MUX、Multiplexing)等の機能を完成するように設定され、RLC層は主に、ユーザーと制御データのセグメント及び再送サービスを提供するように設定され、PDCP層は主にRRC又はユーザプレーンの上層のためにユーザーデータの伝達を完成するように設定され、RRC層は主にブロードキャスト(Broadcast)、ページング(Paging)、無線リソース制御接続管理、無線ベアラ制御、移動性機能、端末測定レポート及び制御等を完成するように設定される。LTEシステムにおいて、端末は1つの基地局だけとの間にデータ送受信が存在し、ユーザースループットと端末の移動性能を制限することが言うまでもない。
LTEにおいて、S1-MMEインターフェイスのプロトコルスタックは下から上まで、L1プロトコル、L2プロトコル、インターネットプロトコル(IP、Internet Protocol)、ストリーム制御伝送プロトコル(SCTP、Stream Control Transmission Protocol)、S1アプリケーションプロトコル(S1-AP、S1-Application Protocol)というプロトコル層に分けられる。
LTEにおいて、S1-Uインターフェイスのプロトコルスタックは下から上まで、L1プロトコル、L2プロトコル、ユーザーデータプロトコル/インターネットプロトコル(UDP/IP)、GPRSトンネリングプロトコル-ユーザプレーン(GTP-U、GPRS Tunneling Protocol-User plane)というプロトコル層に分けられる。
LTEにおいて、X2-Cインターフェイスのプロトコルスタックは下から上まで、L1プロトコル、L2プロトコル、IP、SCTP、X2アプリケーションプロトコル(X2-AP、X2-Application Protocol)というプロトコル層に分けられる。
LTEにおいて、X2-Uインターフェイスのプロトコルスタックは下から上まで、L1プロトコル、L2プロトコル、UDP/IP、GTP-Uというプロトコル層に分けられる。
図3(a)〜図3(c)はそれぞれ従来のS1インターフェイス、X2インターフェイス及び強化型無線アクセスベアラ(E-RAB)の確立フローチャートであり、S1インターフェイス確立過程は大体に、eNBがMMEにS1確立要求(S1 SETUP REQUEST)メッセージを送信し、MMEがeNBにS1確立応答(S1 SETUP RESPONSE)メッセージを返信することを含む。X2インターフェイスの確立過程は大体に、eNB1がeNB2にX2確立要求(X2 SETUP REQUEST)メッセージを送信し、eNB2がeNB1にX2確立応答(X2 SETUP RESPONSE)メッセージを返信することを含む。無線アクセスベアラの確立過程は大体に、MMEがeNBに無線ベアラ確立要求(E-RAB SETUP REQUEST)メッセージを送信し、eNBがMMEに無線ベアラ確立応答(E-RAB SETUP REQUEST)メッセージを返信することを含む。
従来、スペクトルリソースが乏しく、及び移動ユーザーの大流量ビジネスが急激に増加するため、ユーザースループットを増加して移動性能を強化するために、高周波ポイント、例えば3.5GHzを用いてホットスポットカバレッジを行う需要が日々に顕著になり、低消費電力のノードを用いるのは新しいアプリケーションシーンとなる。しかしながら、高周波ポイントの信号減衰が深刻であり、新しいセルのカバレッジ範囲が小さく、且つ従来のセルと異なるサイトにあるため、ユーザーがこれらの新しいセルの間に移動し、或いは新しいセルと従来のセルの間に移動すると、きっと頻繁的な切り替え過程を引き起こし、基地局の間に頻繁的にユーザー情報を伝達することにより、コアネットワークに大きなシグナリング衝撃を発生し、更に無線側における大量の小セルラー基地局の取り入れを封じ込める。
本発明の実施例は、ユーザースループットを増加して、端末移動性能を強化し、同時に、端末が移動する際に、コアネットワークへのシグナリング衝撃を回避することができ、無線側における大量の小セルラー基地局の取り入れを実現する小セルラー基地局アクセスシステム及びそのネットワークアクセスを実現する方法を提供する。
上記の技術問題を解決するために、本発明の実施例は小セルラー基地局アクセスシステムを開示し、小セルラー基地局アクセスシステムには、
無線アクセスネットワーク及びコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークの間のコントロールプレーンリンクを構築し、コントロールプレーンシグナリングのアグリゲーション配信ノードとして、異なる無線アクセスネットワークノードからのシグナリングをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのシグナリングを異なる無線アクセスネットワークノードに配信し、1つ或いは複数の無線アクセスネットワークノードを管理協調するように設定されるコントロールプレーンゲートウェイ、
無線アクセスネットワーク及びコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークの間のユーザプレーンリンクを構築し、ユーザプレーンデータのアグリゲーション配信ノードとして、異なる無線アクセスネットワークノードからのデータをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのデータを異なる無線アクセスネットワークノードに配信するように設定されるユーザプレーンゲートウェイが設定される。
前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイの間に接続リンクが確立され、
前記コントロールプレーンゲートウェイは更に、確立した接続リンクによって、ユーザプレーンゲートウェイに対する制御及び管理を実現するように設定される。
前記ユーザプレーンゲートウェイに対する制御及び管理は、前記ユーザプレーンゲートウェイとコアネットワークの間、及び前記ユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間の接続の確立、削除及び修正を制御することを含む。
前記コントロールプレーンゲートウェイは1つ又は1つ以上であり、
前記ユーザプレーンゲートウェイは1つ又は1つ以上である。
該システムは更に、コントロールプレーンゲートウェイに接続される移動性管理エンティティMME、ユーザプレーンゲートウェイ及びMMEに接続されるサービスゲートウェイSGW、コントロールプレーンゲートウェイ及びユーザプレーンゲートウェイにそれぞれ接続されるマクロ基地局、コントロールプレーンゲートウェイ及びユーザプレーンゲートウェイにそれぞれ接続される小セルラー基地局を含む。
前記ユーザプレーンゲートウェイ及びコントロールプレーンゲートウェイはそれぞれ独立な物理ノードであり、
前記MMEは、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
前記SGWは、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定され、
前記コントロールプレーンゲートウェイは、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記マクロ基地局又は/及び小セルラー基地局との間にS1-MM2インターフェイスによって接続され、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にX-1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、MMEとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、及び基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理する機能をサポートし、ユーザプレーンゲートウェイとSGWの間に確立したS1-U1インターフェイス接続を管理し、及びユーザプレーンゲートウェイと基地局の間に確立したS1-U2インターフェイス接続を管理するように設定され、
前記ユーザプレーンゲートウェイは、前記SGWとの間にS1-U1インターフェイスによって接続され、マクロ基地局又は小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイスによって接続され、コントロールプレーンゲートウェイとの間にX-1インターフェイスによって接続されるように設定され、前記コントロールプレーンゲートウェイの制御で、前記SGWとの間にS1-U1インターフェイスの接続を管理し、及び基地局との間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定され、
前記マクロ基地局は、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME2インターフェイスによって接続され、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定され、
前記小セルラー基地局は、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続され、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME2インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定される。
前記コントロールプレーンゲートウェイは更に、その他のコントロールプレーンゲートウェイとの間にX-Cインターフェイスによって接続され、コントロールプレーンゲートウェイをまたがって移動する時のノード間の協議に使用されるように設定される。
前記ユーザプレーンゲートウェイは更に、その他のユーザプレーン基地局との間にX-Uインターフェイスによって接続され、ユーザプレーンゲートウェイをまたがって移動する時にノード間のデータを伝送するように設定される。
前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイは同一の物理エンティティに共同設定され、この時、前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイとの間のX-1インターフェイスは内部インターフェイスである。
前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイは共同設定され且つマクロ基地局に設定され、
前記MMEは、前記マクロ基地局との間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるコントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
前記SGWは、前記マクロ基地局との間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1接続を管理することをサポートするように設定され、
前記マクロ基地局は、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイスがあるように設定され、更に、小セルラー基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートし、前記小セルラー基地局との間にS1-U2接続を管理することをサポートするように設定され、
前記小セルラー基地局は、前記マクロ基地局との間にS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイスがあり、UEとの間にUuインターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局との間にコントロールプレーンリンクとS1-U2接続を管理することをサポートするように設定される。
前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイは共同設定され且つマクロ基地局に設定され、前記マクロ基地局と小セルラー基地局との間に更に1つのゲートウェイが設定され、同時に小セルラー基地局のコントロールプレーンとユーザプレーンの管理を担当し、
前記MMEは、前記マクロ基地局との間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるコントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
前記SGWは、前記マクロ基地局との間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1接続を管理することをサポートするように設定され、
前記マクロ基地局は、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記小セルラー基地局との間にゲートウェイを介してS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス接続を確立するように設定され、更に、前記ゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
前記ゲートウェイは、基地局との間にコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
前記小セルラー基地局は、前記マクロ基地局との間に前記ゲートウェイを介してS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス接続を確立するように設定され、更に、端末との間にLTEシステムのデータ無線ベアラを確立してDRBに通信できることをサポートし、及びゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクとS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定される。
前記マクロ基地局と小セルラー基地局の間に、更に前記ゲートウェイを介してX-3インターフェイスの接続を確立する。
前記コントロールプレーンゲートウェイはマクロ基地局に設定され、前記ユーザプレーンゲートウェイは独立な実体であり、
前記MMEは、前記マクロ基地局との間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、
前記SGWは、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定され、
前記マクロ基地局は、コントロールプレーンゲートウェイが設定され、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にS1-MM2インターフェイスによって接続され、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間のインターフェイスがX-1インターフェイス、S1-U2インターフェイスを含むように設定され、更に、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートし、小セルラー基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートし、ユーザプレーンゲートウェイとSGWの間のS1-U1インターフェイスの接続、及びユーザプレーンゲートウェイと基地局の間のS1-U2インターフェイスの接続を管理するように前記ユーザプレーンゲートウェイを制御するように設定され、
前記ユーザプレーンゲートウェイは、前記SGWとの間にS1-U1インターフェイスによって接続され、前記マクロ基地局との間にS1-U2インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、SGWとの間にS1-U1インターフェイスの接続を管理し、及び基地局との間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定され、
前記小セルラー基地局は、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続され、前記マクロ基地局との間にS1-MME2インターフェイスによって接続され、端末との間にLTEシステムのデータ無線ベアラを確立してDRBに通信することをサポートし、及びコントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定される。
前記マクロ基地局と小セルラー基地局との間に更にX-3インターフェイスによって接続される。
前記ユーザプレーンゲートウェイはSGWに設定され、前記コントロールプレーンゲートウェイはMMEに設定され、
前記MMEは、コントロールプレーンゲートウェイが設定され、前記SGWとの間にS11インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、S1-MME2インターフェイスによってそれぞれマクロ基地局と小セルラー基地局に接続されるように設定され、更に、同一のユーザーに対して2つのS1-MME2インターフェイスを管理してそれぞれ異なる基地局に接続されることをサポートするように設定され、
前記SGWは、ユーザプレーンゲートウェイが設定され、前記MMEとの間にS11インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、S1-U2インターフェイスによってそれぞれマクロ基地局と小セルラー基地局に接続されるように設定され、更に、同一のユーザーに対して2つのS1-U2インターフェイスを管理してそれぞれ異なる基地局に接続されることをサポートするように設定される。
本発明の実施例は、小セルラー基地局アクセスシステムがネットワークアクセスを実現する方法を更に提供し、小セルラー基地局アクセスシステムには、
無線アクセスネットワークとコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークとの間のコントロールプレーンリンクを構築するように設定されるコントロールプレーンゲートウェイ、
無線アクセスネットワークとコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークとの間のユーザプレーンリンクを構築するように設定されるユーザプレーンゲートウェイが設定され、
該方法は、
それぞれコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを確立することと、
確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理し、確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理することと、を含む。
該方法は、前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイとの間の接続リンクを確立することと、
確立した接続リンクによって、前記コントロールプレーンゲートウェイがユーザプレーンゲートウェイに対する制御及び管理と、を更に含む。
前記コントロールプレーンゲートウェイがユーザプレーンゲートウェイに対する制御及び管理は、
前記コントロールユーザプレーンゲートウェイとコアネットワークとの間の接続を確立、削除及び修正することと、
前記ユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードとの間の接続を確立、削除及び修正することと、を含む。
前記ユーザプレーンゲートウェイは2つ又は2つ以上であり、該方法は更に、
前記ユーザプレーンゲートウェイの間の接続リンクを確立することと、確立した接続リンクによって、端末がユーザプレーンゲートウェイをまたがって移動する時のノード間のデータの伝送を実現することと、を含む。
該方法は、
前記コントロールプレーンゲートウェイが前記接続リンクによって、端末がコントロールプレーンゲートウェイをまたがって移動する時のノード間の協議を完成することを更に含む。
前記確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理するのは、
前記確立したコントロールプレーンリンクによって、前記コントロールプレーンゲートウェイがコントロールプレーンデータを処理して、異なる無線アクセスネットワークノードからのシグナリングをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのシグナリングを異なる無線アクセスネットワークノードに配信することを含む。
前記アグリゲーション又は配信は、
コアネットワークと前記コントロールプレーンゲートウェイとの間、及び前記コントロールプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のシグナリング接続を管理することと、
端末に関連するコンテキスト情報を維持し、コアネットワークとコントロールプレーンゲートウェイの間、及びコントロールプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のシグナリング接続のマッピング関係を含むことと、
コアネットワーク或いは無線アクセスネットワークノードのシグナリングに基づき、シグナリング接続を管理することと、を含む。
端末がマルチストリームをサポートする際に、前記端末は前記コントロールプレーンゲートウェイと複数の無線アクセスネットワークノードとの間のシグナリング接続を保存する。
前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイの間に接続リンクを確立し、
該方法は、対応するデータ接続を管理するようにユーザプレーンゲートウェイに指示することを更に含む。
前記マッピング関係は一対一のマッピング関係であり、マッピング関係に基づき前記シグナリングを転送し、或いは、
前記マッピング関係は一対複数のマッピング関係であり、指定ルールに基づき前記シグナリングの転送を代理する。
コントロールプレーンをまたがるゲートウェイが存在する際に、前記コントロールプレーンゲートウェイの間に、該方法は、対応する端末に関連する或いはエアインターフェイス接続に関連するコンテキスト設定情報をマイグレイトすることを更に含む。
前記確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理するのは、
確立したユーザプレーンリンクによって、ユーザプレーンゲートウェイがユーザプレーンデータを処理して、異なる無線アクセスネットワークノードからのデータをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのデータを異なる無線アクセスネットワークノードに配信することを含む。
前記アグリゲーション又は配信は、
コアネットワークと前記ユーザプレーンゲートウェイとの間、及びユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークの間のデータチャンネルを管理することと、
コアネットワークとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のデータチャンネルを含むマッピング関係を維持し、マッピング関係にしたがってデータの転送を行い、且つ該マッピング関係を管理することと、を含む。
前記マッピング関係は一対一のマッピング関係であり、或いは、
前記マッピング関係は一対複数のマッピング関係であり、この時、
前記ユーザプレーンゲートウェイは1つの端末のコンテキスト情報のうちの一対複数の関係を維持し、アップリンク方向において、前記ユーザプレーンゲートウェイは複数のデータチャンネルを1つのデータチャンネルにアグリゲーションして送信し、ダウンリンク方向において、前記ユーザプレーンゲートウェイは予め設定されたルールに基づきデータ配信を行う。
ユーザプレーンをまたがるゲートウェイが存在する際に、ユーザプレーンゲートウェイの間のデータチャンネルの管理は確立、削除及び修正を含み、及び、
アクセスネットワークノード又はコアネットワークと、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間のデータチャンネルマッピング関係を維持し、マッピング関係に応じてデータの転送を行い、且つ該マッピング関係の管理をサポートする。
本発明の実施例により、それぞれコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを確立し、小セルラー基地局アクセスシステムは確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理し、確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理することを含む。本発明の実施例はコントロールプレーンとデータプレーンとの分離によって、端末と2つの異なる基地局、例えばマクロセルラー(基地局)と小セルラー(基地局)に同時にデータの送受信が存在し、ユーザースループットを増加して移動性能を強化し、且つユーザーがセルの間に切り替えることによりノードの間の情報を頻繁に交換させ、コアネットワークを衝撃する問題を解決し、更に、無線側における大量の小セルラー基地局の取り入れを実現する。
図1は関連技術におけるLTEの全体アーキテクチャ模式図である。 関連技術のLTEアーキテクチャにおけるコントロールプレーン及びユーザプレーンのプロトコルアーキテクチャ模式図である。 関連技術のLTEアーキテクチャにおけるコントロールプレーン及びユーザプレーンのプロトコルアーキテクチャ模式図である。 関連技術のLTEアーキテクチャにおけるコントロールプレーン及びユーザプレーンのプロトコルアーキテクチャ模式図である。 関連技術のLTEアーキテクチャにおけるコントロールプレーン及びユーザプレーンのプロトコルアーキテクチャ模式図である。 従来のS1インターフェイス、X2インターフェイス及びE-RABの確立フローチャートである。 従来のS1インターフェイス、X2インターフェイス及びE-RABの確立フローチャートである。 従来のS1インターフェイス、X2インターフェイス及びE-RABの確立フローチャートである。 図4は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムがネットワークアクセスを実現する方法のフローチャートである。 図5は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例の論理機能構造模式図である。 図6は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートである。 図7は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートである。 図8は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートである。 図9は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第2実施例の論理機能構造模式図である。 図10は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例の論理機能構造模式図である。 図11は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートである。 図12は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートである。 図13は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートである。 図14は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例の論理機能構造模式図である。 図15は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートである。 図16は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートである。 図17は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートである。 図18は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例の論理機能構造模式図である。 図19は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートである。 図20は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートである。 図21は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートである。 図22は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第6実施例の論理機能構造模式図である。
図4は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムがネットワークアクセスを実現する方法のフローチャート、図4に示すように、以下のステップ400〜ステップ401を含む。
ステップ400、小セルラー基地局アクセスシステムはそれぞれコントロールプレーンリンク及びユーザプレーンリンクを確立する。
本発明の実施例の小セルラー基地局アクセスシステムにおいて、無線アクセスネットワークとコアネットワークを接続するためのコントロールプレーンゲートウェイを新しく増設し、コントロールプレーンゲートウェイによって構築したコアネットワークと無線アクセスネットワークの間のリンクはコントロールプレーンリンクである。コントロールプレーンゲートウェイによって、大量の無線アクセスネットワークノードをコアネットワークに接続することを実現し、同時に、コントロールプレーンゲートウェイはコントロールプレーンシグナリングのアグリゲーション配信ノードとして、異なる無線アクセスネットワークノードからのシグナリングをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのシグナリングを異なる無線アクセスネットワークノードに配信する。同時に、コントロールプレーンゲートウェイは無線アクセスネットワークノードの管理ネット要素として、1つ或いは複数の無線アクセスネットワークノードを協調管理することを更に含む。LTEネットワークアーキテクチャを例とし、コントロールプレーンゲートウェイはインターフェイスS1-MME1によって1つ又は複数のMMEを接続し、S1-MME2インターフェイスによって1つ又は複数のeNBを接続する。
本発明の実施例の小セルラー基地局アクセスシステムにおいて、無線アクセスネットワークとコアネットワークを接続するためのユーザプレーンゲートウェイを新しく増設し、ユーザプレーンゲートウェイによって構築したコアネットワークと無線アクセスネットワークとの間のリンクはユーザプレーンリンクである。ユーザプレーンゲートウェイによって、大量の無線アクセスネットワークノードをコアネットワークに接続することを実現し、同時に、ユーザプレーンゲートウェイはユーザプレーンデータのアグリゲーション配信ノードとして、異なる無線アクセスネットワークノードからのデータをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのデータを異なる無線アクセスネットワークノードに配信する。LTEネットワークアーキテクチャを例として(その他のシステム、例えば3G、LTE+、WIFI等も本発明の実施例の構造に適用できる)、ユーザプレーンゲートウェイはインターフェイスS1-U1によって1つ又は複数のSGWを接続し、S1-U2インターフェイスによって1つ又は複数のeNBを接続する。
本発明の実施例の方法は、S11インターフェイスを確立して、MMEとSGWの間に接続され、MMEがSGWを制御及び管理するように設定され、関連技術のインターフェイスであることを更に含み、
S1-MME1インターフェイスは、コントロールプレーンゲートウェイとMMEの間に接続され、従来のS1-MMEインターフェイスであってよい。
S1-MME2インターフェイスは、コントロールプレーンゲートウェイと基地局の間に接続され、従来のS1-MMEインターフェイスであってよく、或いはその上でアクセスネットワークを新しく増設して情報をフィードバックし、よりよい配信決断に用いられる。
S1-U1インターフェイスは、ユーザプレーンゲートウェイとSGWの間に接続され、データを伝送するように設定される。例えば従来のS1-Uインターフェイスであってよく、プロトコルスタックIP/UDP/GTP-Uを使用する。
S1-U2インターフェイスは、ユーザプレーンゲートウェイと基地局の間に接続され、データを伝送するように設定される。例えば従来のS1-Uインターフェイスと類似するものであってよく、プロトコルスタックIP/UDP/GTP-Uを使用する。
更に、本発明の実施例の方法は、小セルラー基地局アクセスシステムがコントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイの間の接続リンクを確立することを更に含む。該接続リンクによって、コントロールプレーンゲートウェイはユーザプレーンゲートウェイへの制御と管理を実現し、具体的に、ユーザプレーンゲートウェイとコアネットワークの間のチャンネル、及びユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間の接続の確立、削除及び修正を制御することを含む。そのうちの修正は属性の修正と転送関係の修正を含む。
コントロールプレーンゲートウェイは1つ又は1つ以上のユーザプレーンゲートウェイを制御でき、ユーザプレーンゲートウェイは1つ又は1つ以上のコントロールプレーンゲートウェイに接続でき、システムの拡張と負荷分散に有利である。
更に、本発明の実施例の方法は、小セルラー基地局アクセスシステムがユーザプレーンゲートウェイの間の接続リンクを確立することを含み、該接続リンクによって、端末がユーザプレーンゲートウェイをまたがって移動する時にノード間のデータを伝送することを実現し、同時に、コントロールプレーンゲートウェイも該接続リンクによって、端末がコントロールプレーンゲートウェイをまたがって移動する時のノード間の協議を実現できる。
ステップ401、小セルラー基地局アクセスシステムは確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理し、確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理する。
一方、該ステップは確立したコントロールプレーンリンク、コントロールプレーンゲートウェイによってコントロールプレーンデータを処理して、異なる無線アクセスネットワークノードからのシグナリングをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのシグナリングを異なる無線アクセスネットワークノードに配信する。具体的に、コアネットワークとコントロールプレーンゲートウェイの間、及びコントロールプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のシグナリング接続を管理し、確立、削除及び修正を含むことと、
端末に関連するコンテキスト情報を維持し、コアネットワークとコントロールプレーンゲートウェイの間、及びコントロールプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のシグナリング接続のマッピング関係を含み、端末がマルチストリーム即ち端末と2つ異なる基地局、例えばマクロセルラー(基地局)と小セルラー(基地局)に同時にデータの送受信が存在することをサポートする際に、以下、マクロセルラーと小セルラー又はeNBを代表として異なる基地局を説明し、1つの端末がコントロールプレーンゲートウェイと複数の無線アクセスネットワークノードの間のシグナリング接続を保存できることと、
コアネットワーク或いは無線アクセスネットワークノードのシグナリングに基づき、シグナリング接続を管理することと、を含む。更に、コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイの間の接続リンクを確立した際に、X-1インターフェイスによってユーザプレーンゲートウェイに対応するデータ接続を指示し、即ち該ユーザプレーンゲートウェイのユーザプレーンリンクによって管理することを更に含む。
更に、受信したコアネットワーク或いは無線アクセスネットワークノードからのシグナリングは、コントロールプレーンゲートウェイ又はユーザプレーンゲートウェイとコアネットワークの間の接続を修正する必要がないと表示すると、シグナリングはコントロールプレーンゲートウェイに終わる。
前記マッピング関係は一対一のマッピング関係である際に、マッピング関係に基づきシグナリングを転送し、前記マッピング関係は一対複数のマッピング関係である際に、指定ルールに基づきシグナリングの転送を代理する。指定ルールは予め設定されたものであってよく、設定されたものであってもよい。指定ルールはコアネットワークがコントロールプレーンゲートウェイによって複数の無線アクセスネットワークノードとの一対複数のマッピング関係等であってよい。
コントロールプレーンをまたがるゲートウェイが存在する際に、コントロールプレーンゲートウェイの間に、対応する端末に関連する或いはエアインターフェイス接続に関連するコンテキスト設定情報をマイグレイトすることを更に含む。特に、S1-MME1インターフェイスとS1-MME2インターフェイスは同じプロトコルスタックを使用する際に、コントロールプレーンゲートウェイはコアネットワークにとって、無線アクセスネットワークノードであり、無線アクセスネットワークノードにとってコアネットワークである。
一方で、該ステップは確立したユーザプレーンリンク、ユーザプレーンゲートウェイによってユーザプレーンデータを処理し、異なる無線アクセスネットワークノードからのデータをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのデータを異なる無線アクセスネットワークノードに配信する。具体的に、コアネットワークとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークの間のデータチャンネルを管理し、確立、削除、修正を含むことと、コアネットワークとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノード間のデータチャンネルを含むマッピング関係を維持することと、マッピング関係にしたがってデータの転送を行い、且つ該マッピング関係を管理し、新規作成、削除及び修正を含むことと、を含む。
前記マッピング関係は一対一のマッピング関係であってよく、一対複数のマッピング関係であってもよい。一対複数のマッピング関係である際に、複数のデータチャンネルは同一の端末に属し、例えば端末が異なる基地局に接続され、この時、ユーザプレーンゲートウェイは1つの端末のコンテキスト情報のうちの一対複数の関係を維持し、アップリンク方向において、ユーザプレーンゲートウェイは複数のデータチャンネルを1つのデータチャンネルにアグリゲーションして送信し、ダウンリンク方向において、ユーザプレーンゲートウェイは予め設定されたルール、例えば配信アルゴリズム、例えば負荷による配信等に基づき、データ配信を行う。
ユーザプレーンをまたがるゲートウェイが存在する際に、ユーザプレーンゲートウェイの間のデータチャンネルを管理し、確立、削除及び修正を含み、且つアクセスネットワークノードとユーザプレーンゲートウェイの間のデータチャンネルマッピング関係、及びコアネットワークユーザプレーンゲートウェイの間のデータチャンネルマッピング関係を維持し、マッピング関係にしたがってデータの転送を行い、該マッピング関係の管理をサポートし、新規作成、削除及び修正を含む。特に、S1-U1インターフェイスとS1-U2インターフェイスは同じプロトコルスタックを使用する際に、ユーザプレーンゲートウェイはコアネットワークにとって、無線アクセスネットワークノードであり、無線アクセスネットワークノードにとってコアネットワークである。
本発明の実施例におけるユーザプレーンゲートウェイとコントロールプレーンゲートウェイはいずれも論理機能ノードであり、実際の状況に応じて、それぞれ独立な物理ノードとして部署し、或いは既存の物理ノードに設定されることができる。以下、本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの具体的な構成方式を参照して、そのネットワークアクセスを実現する方法を詳細的に説明する。
図5は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例の論理機能構造模式図であり、図5に示すように、UP-GWとCP-GWはそれぞれ独立な物理ノードであり、この時、各ネットワークノードの機能は、それぞれ以下のとおりである。
MMEは、コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、SGWとの間にS11インターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11のMMEの従来の機能を有する以外、更に、コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理(確立、削除及び修正を含む)することをサポートするように設定される。
SGWは、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11のSGWの従来の機能を有する以外、更に、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定され、該機能はRelease11におけるSGWと基地局の間のGTP-Uチャンネルの機能、即ちS1-Uインターフェイスの機能と類似する。
コントロールプレーンゲートウェイは、MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、マクロ基地局又は小セルラー基地局との間にS1-MM2インターフェイスによって接続され、ユーザプレーンゲートウェイとの間にX-1インターフェイスによって接続され、その他のコントロールプレーンゲートウェイとの間にX-Cインターフェイスによって接続され、コントロールプレーンゲートウェイをまたがって移動する時のノード間の協議に設定され、MMEとの間にコントロールプレーンリンクを管理(確立、削除及び修正を含む)し、及び基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理する機能をサポートするように設定され、更に、ユーザプレーンゲートウェイとSGWの間に確立したS1-U1インターフェイス接続、及びユーザプレーンゲートウェイと基地局の間に確立したS1-U2インターフェイス接続を含む関連GTP-Uチャンネルを管理するように設定され、
ある端末のあるE-RABは小セルラー基地局の間に転移する際に、コントロールプレーンゲートウェイはコントロールプレーンゲートウェイからMMEまでのコントロールプレーンリンクを保持する方式、即ちコントロールプレーンゲートウェイとMMEの間のコントロールプレーンリンクを変える必要がない方式によって、端末のE-RABが小セルラーの間に移動することを完成できる。したがって、端末が小セルラー基地局の間に転移することによりMMEに与える影響を回避する。
コントロールプレーンゲートウェイはマクロセルラーにとって無視されるものである。コントロールプレーンゲートウェイはアクセス制御の機能を備えることができる。
ユーザプレーンゲートウェイは、SGWとの間にS1-U1インターフェイスによって接続され、マクロ基地局又は小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイスによって接続され、コントロールプレーンゲートウェイとの間にX-1インターフェイスによって接続され、その他のユーザプレーン基地局との間にX-Uインターフェイスによって接続され、ユーザプレーンゲートウェイをまたがって移動する時にノード間のデータを伝送するように設定される。コントロールプレーンゲートウェイの制御で、SGWとの間にS1-U1インターフェイスの接続を管理し、及び基地局との間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定され、
ある端末のあるE-RABは小セルラー基地局の間に転移する際に、ユーザプレーンゲートウェイはユーザプレーンゲートウェイからSGWまでのGTP-Uチャンネルを保持する方式によって、端末が小セルラー基地局の間に転移することによりSGWに与える影響を回避し、
ユーザプレーンゲートウェイはマクロセルラーにとって無視されるものである。
マクロセルラーは、コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME2インターフェイスによって接続され、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続され、UEとの間にUuインターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にX-3インターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11の基地局が備えた機能を有する以外、更に、コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定される。マクロセルラーは移動性管理を行う。
小セルラーは、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続され、コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME2インターフェイスによって接続され、UEとの間にUuインターフェイスによって接続され、マクロ基地局との間にX-3インターフェイスによって接続される。端末との間にLTEシステムを確立することをサポートするデータ無線ベアラ(DRB)を有し、DRBに通信するすべての機能を有する以外、更に、コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定される。
図5に示すような第1実施例において、本発明の好ましい実施例のUuインターフェイスのプロトコルスタックは関連技術と同様で、本発明の好ましい実施例のS1-MME1インターフェイス、S1-MME2インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-MMEインターフェイスと同様で、確立過程も同様であり、本発明の好ましい実施例のS1-U1インターフェイス、S1-U2インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-Uインターフェイスと同様で、確立過程も同様であり、本発明の好ましい実施例のX-1インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-Cインターフェイスと同様で、確立過程も同様である。
図5に示すような第1実施例において、コントロールプレーンリンクに基づきコントロールプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、1つ又は複数の基地局がS1-MME2インターフェイスによってデータをコントロールプレーンゲートウェイに送信し、コントロールプレーンゲートウェイがS1-MME1インターフェイスによってデータをMMEに送信し、この時、コントロールプレーンゲートウェイが、異なる無線アクセスネットワークノードからのシグナリングをアグリゲーションしてコアネットワークに送信することを完成することと、ダウンリンク方向において、MMEがS1-MME1インターフェイスによってデータをコントロールプレーンゲートウェイに送信し、コントロールプレーンゲートウェイがS1-MME2インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、基地局が無線インターフェイスによってデータを端末に送信し、この時、コントロールプレーンゲートウェイがコアネットワークからのシグナリングを異なる無線アクセスネットワークノードに配信することと、を含む。端末から小セルラー基地局までのコントロールプレーンリンクが存在してよく、存在しなくてもよく、存在しないと、端末と小セルラー基地局の間のコントロールプレーンデータはマクロ基地局(即ちX-3インターフェイス)によって転送される。
ユーザプレーンリンクに基づきユーザプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、1つ又は複数の基地局がS1-U2インターフェイスによってデータをユーザプレーンゲートウェイに送信し、ユーザプレーンゲートウェイがS1-U1インターフェイスによってデータをSGWに送信し、この時、ユーザプレーンゲートウェイがユーザプレーンデータのアグリゲーション配信ノードとして、異なる無線アクセスネットワークノードからのデータをアグリゲーションしてコアネットワークに送信することと、ダウンリンク方向において、SGWがS1-U1インターフェイスによってデータをユーザプレーンゲートウェイに送信し、ユーザプレーンゲートウェイがS1-U2インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、基地局が無線インターフェイスによってデータを端末に送信し、この時、ユーザプレーンゲートウェイがユーザプレーンデータのアグリゲーション配信ノードとして、コアネットワークからのデータを異なる無線アクセスネットワークノードに配信することと、を含む。
図6は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートであり、この時、コントロールプレーンゲートウェイCP-GWはGTP-Uチャンネルの管理を担当し、図6に示すように、仮に端末とマクロ基地局は既にエアインターフェイスリンクを確立し、マクロ基地局は既に端末のために測定タスクを設定し、端末は既にマクロ基地局に測定結果を報告したと、以下のステップ600〜ステップ605を含む。
ステップ600〜ステップ601、マクロ基地局(マクロセルラー)は測定レポートを受信する。MMEはS1-MMEインターフェイスによってコントロールプレーンゲートウェイに無線アクセスベアラ管理メッセージを送信する。無線アクセスベアラ管理メッセージには、ある無線アクセスベアラ(E-RAB)に対応するGTP-Uチャンネルのコアネットワークでのトランスポート層アドレス(TNL address-CN)、GTP-Uチャンネルの仮想接続識別子GTP-TEID-CN、及びE-RAB関連の情報が少なくとも含まれる。
ステップ602、コントロールプレーンゲートウェイはマクロ基地局と協議し、マクロ基地局はコントロールプレーンゲートウェイに小セルラー基地局(小セルラー)の関連情報、例えば小セルラー基地局のセルアイデンティティ、測定結果等を返信する。
ステップ603、コントロールプレーンゲートウェイはセルラー基地局にGTP-Uチャンネルの確立を要求する無線ベアラ設定要求メッセージを送信する。無線ベアラ設定要求メッセージには、TNL address-CN、GTP-TEID-CN、及びE-RAB関連の情報が少なくとも含まれる。
ステップ604、小セルラー基地局とユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイとSGWの間のGTP-Uチャンネルを確立する。
ステップ605、小セルラー基地局はコントロールプレーンゲートウェイへ無線ベアラ設定確認メッセージを送信し、コアネットワークまでのGTP-Uチャンネルの確立を確認するようにする。無線ベアラ設定確認メッセージには、現在のE-RABに対応するGTP-Uチャンネルの小セルラーでのトランスポート層アドレス(TNL address-SGW-SC)、GTP-Uチャンネルの仮想接続識別子GTP-TEID-SGW-SC、及びE-RAB関連の情報が少なくとも含まれる。
図7は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートであり、図7に示すように、以下のステップ700〜ステップ702を含む。
ステップ700、コントロールプレーンゲートウェイは小セルラーにGTP-Uチャンネルの削除を要求する無線ベアラ設定要求を送信し、該メッセージには、削除する必要があるGTP-Uチャンネルに対応するE-RABの情報が少なくとも含まれる。
ステップ701、小セルラーとユーザプレーンゲートウェイはそれぞれ小セルラーとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイとSGWはそれぞれユーザプレーンゲートウェイとSGWの間のGTP-Uチャンネルを削除する。
ステップ702、小セルラーはコントロールプレーンゲートウェイにGTP-Uチャンネルが削除されたと表示する無線ベアラ設定確認を送信する。
図8は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第1実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートであり、仮に端末は小セルラー1から小セルラー2まで移動すると、図8に示すように、
コントロールプレーンゲートウェイが図6に示すような過程にしたがって、小セルラー2からSGWまでのGTP-Uチャンネルを選択して確立し、該GTP-UチャンネルがSGWとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイと小セルラー2の間の2つのGTP-Uチャンネルからなることと、
図7に示すような過程にしたがって、小セルラー1におけるGTP-Uチャンネルを削除することと、を含む。
本発明の実施例における図8に示すような端末が小セルラーの間に移動する際に、GTP-Uチャンネルの管理はコアネットワークに影響を及ばなく、無線側に大量の小セルラーを取り入れるのは可能となる。
図9は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第2実施例の論理機能構造模式図であり、図9に示すように、第2実施例の小セルラー基地局の論理機能構造において、各ネットワークノードの実現は第1実施例と比べて、異なるのは、コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイが同一の物理エンティティに共同設定され、両者の間のX-1インターフェイスがゲートウェイ内部インターフェイスであり、CP-GWとUP-GWの間の通信がGW内部の実現によって完成されることである。図9に示すような小セルラー基地局アクセスシステムの論理機能構造に対して、そのネットワークアクセス方法は実施例1と一致し、ここで説明しない。GTP-Uチャンネルの確立、削除、切り替えの具体的な実現は第1実施例と一致し、ここで説明しない。
図10は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例の論理機能構造模式図であり、図10に示すように、コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイは共同設定されてマクロ基地局に設定され、この時、S1-MME1インターフェイスはMMEとM-eNBの間のインターフェイスであり、S1-U1インターフェイスはSGWとM-eNBの間のインターフェイスであり、S1-MME2、S1-U2はM-eNBとS-eNBの間のインターフェイスである。各ネットワークノードの機能はそれぞれ以下のとおりである。
MMEは、SGWの実現は図5に示すような第1実施例と一致し、ここで説明しない。
コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイの機能は図5に示すような第1実施例と一致し、異なるのは、コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイとの間のインターフェイスは内部インターフェイスであることである。
マクロセルラーは、MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス、X-3インターフェイスがあり、UEとの間にUuインターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11の基地局が備えた機能を有する以外、更に、小基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートし、Release11におけるMMEと基地局の間にコントロールプレーンリンクを管理する機能、即ちS1-MMEインターフェイスの機能と類似し、小基地局との間にS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートし、Release11におけるMMEが関連GTP-Uチャンネルを管理するようにSGWを制御する機能、即ちS1-Uインターフェイスの機能と類似するように設定される。
ある端末のあるE-RABは小セルラーの間に転移する際に、マクロ基地局はマクロ基地局からMMEまでのコントロールプレーンリンクを保持し、及びマクロ基地局からSGWまでのGTP-Uチャンネルを保持する方式によって、このような転移によりMMEとSGWに与える影響を回避する。マクロセルラーは更に、アクセス制御と移動性管理を行うように設定される。
小セルラーは、マクロセルラー基地局との間にS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス、X-3インターフェイスがあり、UEとの間にUuインターフェイスによって接続される。端末との間にLTEシステムのデータ無線ベアラ(DRB)を確立することをサポートし、且つDRBに通信するすべての機能を有する以外、更に、マクロ基地局との間にコントロールプレーンリンクとGTP-Uチャンネルを管理することをサポートするように設定される。
図10に示すような第3実施例において、本発明の好ましい実施例のUuインターフェイスのプロトコルスタックは関連技術と同じで、本発明の好ましい実施例のS1-MME1インターフェイス、S1-MME2インターフェイスのプロトコルスタックは従来技術のS1-MMEインターフェイスと同じで、確立過程も同じであり、本発明の好ましい実施例のS1-U1インターフェイス、S1-U2インターフェイスのプロトコルスタックは従来技術のS1-Uと同じであり、確立過程も同じである。
図10に示すような第3実施例において、コントロールプレーンリンクに基づきコントロールプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、小基地局に対して、更にS1-MME2インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局はS1-MME1インターフェイスによってデータをMMEに送信することと、ダウンリンク方向において、MMEがS1-MME1インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局がS1-MME2インターフェイスによってデータを小基地局に送信し又は無線インターフェイスによって端末に送信し、小基地局が無線インターフェイスによってデータを端末に送信することと、を含む。端末から小基地局までのコントロールプレーンリンクが存在してよく、存在しなくてもよく、存在しないと、端末と小基地局の間のコントロールプレーンはマクロ基地局(即ちX-3インターフェイス)によって転送される必要がある。
ユーザプレーンリンクに基づきユーザプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、小基地局が再びS1-U2インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信する必要があり、マクロ基地局がS1-U1インターフェイスによってデータをSGWに送信することと、ダウンリンク方向において、SGWがS1-U1インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局がS1-U2インターフェイスによってデータを小基地局に送信し又は無線インターフェイスによって端末に送信し、小基地局は無線インターフェイスによってデータを端末に送信することと、を含む。
図11は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートであり、図11に示すように、以下のステップ1100〜ステップ1103を含む。
ステップ1100、MMEはS1-MME1インターフェイスによってマクロセルラーに無線アクセスベアラ管理メッセージを送信する。
ステップ1101、マクロセルラーは小セルラーにGTP-Uチャンネルの確立を要求する無線ベアラ設定要求メッセージを送信する。
ステップ1102、マクロセルラーと小セルラーの間にGTP-Uチャンネルを確立する。
ステップ1103、小セルラーはマクロセルラーへ無線ベアラ設定確認メッセージを送信して、自分からマクロセルラーまでのGTP-Uチャンネルの確立を確認する。
図12は本発明における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートであり、図12に示すように、以下のステップ1200〜ステップ1202を含む。
ステップ1200、マクロセルラーは小セルラーへGTP-Uチャンネルの削除を要求する無線ベアラ設定要求を送信する。
ステップ1201、小セルラーとマクロセルラーの間のGTP-Uチャンネルを削除する。
ステップ1202、小セルラーはマクロセルラーへGTP-Uチャンネルの削除確認メッセージを送信する。
図13は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第3実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートであり、仮に端末は小セルラー1から小セルラー2に移動すると、図13に示すように、
端末が小セルラー1から小セルラー2に移動する際に、マクロセルラーが図11に示すような過程を実行し、小セルラー2からマクロセルラーまでのGTP-Uチャンネルを確立し、且つ図12に示すような過程にしたがって小セルラー1におけるGTP-Uチャンネルを削除することを含む。
本発明の実施例における図13に示すような端末は小セルラーの間に移動する際に、GTP-Uチャンネルの管理はコアネットワークに影響を及ばず、無線側に大量の小セルラーを取り入れるのは可能となる。
図14は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例の論理機能構造模式図であり、図14に示すように、第4実施例において、マクロ基地局と小セルラー基地局の間に1つのゲートウェイ(GW2)が設定され、GW2は同時に小セルラーのコントロールプレーンとユーザプレーンの管理を担当し、図10に示すような第3実施例の構造と比べて、異なるのは、X-3インターフェイス、S1-MME2インターフェイス(又はX-1インターフェイスとS1-MME2インターフェイスが一緒にS1-MME2+インターフェイスと呼ばれる)、及びS1-U2インターフェイスが、GW2と小セルラー基地局との間のインターフェイスであり、GW2とマクロ基地局の間のインターフェイスでもあることである。各ネットワークノードの機能はそれぞれ以下の通りである。
MMEについて、SGWの実現は図5に示すような第1実施例と一致し、ここで説明しない。
マクロセルラーは、MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にゲートウェイGW2を介してS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス(更にX-3インターフェイスを含む)接続を確立し、UEとの間にUuインターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11の基地局が備えた機能を有する以外、更に、ゲートウェイGW2との間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートする機能を有するように設定される。マクロセルラーはアクセス制御と移動性管理を行うように設定される。
ゲートウェイGW2は、基地局との間にコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを管理する機能をサポートし、Release11におけるMMEと基地局の間にコントロールプレーンリンクを管理する機能、即ちS1-MMEインターフェイスの機能、及びRelease11におけるSGWと基地局の間にユーザプレーンリンクを管理する機能、即ちS1-Uインターフェイスの機能と類似する。
ある端末のあるE-RABは同一のゲートウェイでの小セルラーの間に転移する際に、ゲートウェイGW2はマクロ基地局までのコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを保持する方式によって、このような転移によりMMEとSGWに与える影響を回避する。ゲートウェイはマクロセルラーにとって無視されるものである。
小セルラーは、マクロセルラーとの間にゲートウェイGW2を介してS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス(更にX-3インターフェイスを含む)接続を確立し、UEとの間にUuインターフェイスによって接続される。端末との間にLTEシステムのデータ無線ベアラ(DRB)を確立することをサポートし、且つDRBに通信するすべての機能を備えるように設定され、更に、ゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクとS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定される。
図14に示すような第4実施例において、本発明の好ましい実施例のUuインターフェイスのプロトコルスタックは関連技術と同じで、本発明の好ましい実施例のS1-MME1インターフェイス、S1-MME2インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-MMEインターフェイスと同じで、確立過程も同じであり、本発明の好ましい実施例のS1-U1インターフェイス、S1-U2インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-Uインターフェイスと同じで、確立過程も同じである。
図14に示すように第4実施例において、コントロールプレーンリンクに基づきコントロールプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、小基地局はS1-MME2インターフェイスによってデータをGW2に送信し、GW2がS1-MME2インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局が再びS1-MME1インターフェイスによってデータをMMEに送信することと、ダウンリンク方向において、MMEがS1-MME1インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局がS1-MME2インターフェイスによってデータをGW2に送信し或いは無線インターフェイスによって端末に送信し、GW2はS1-MME2インターフェイスによってデータを小基地局に送信し、小基地局が無線インターフェイスによってデータを端末に送信することと、を含む。端末から小基地局までのコントロールプレーンリンクは存在してよく、存在しなくてもよく、存在しないと、端末と小基地局の間のコントロールプレーンをマクロ基地局(即ちX-3インターフェイス)によって転送する必要がある。
ユーザプレーンリンクに基づきユーザプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、小基地局に対して、更に、S1-U2インターフェイスによってデータをGW2に送信する必要があり、GW2が再びS1-U2インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局がS1-U1インターフェイスによってデータをSGWに送信することと、ダウンリンク方向において、SGWがS1-U1インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局がS1-U2インターフェイスによってデータを小基地局に送信し又は直接に無線インターフェイスによって端末に送信し、小基地局が無線インターフェイスによってデータを端末に送信することと、を含む。
図15は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートであり、本実施例において、ゲートウェイは図14に示すようなGW2であり、図15に示すように、以下のステップ1500〜ステップ1503を含む。
ステップ1500、MMEはS1-MMEインターフェイスによってマクロセルラーに無線アクセスベアラ管理メッセージを送信する。
ステップ1501、マクロセルラーはゲートウェイを介して小セルラーにGTP-Uチャンネルの確立を要求する無線ベアラ設定要求メッセージを送信する。
ステップ1502、マクロセルラーと小セルラーの間、及びゲートウェイとマクロセルラーの間にGTP-Uチャンネルを確立する。
ステップ1503、小セルラーはゲートウェイを介してマクロセルラーに無線ベアラ設定確認メッセージを送信する。
図16は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートであり、図16に示すように、以下のステップ1600〜ステップ1602を含む。
ステップ1600、マクロセルラーはゲートウェイを介して小セルラーにGTP-Uチャンネルの削除を要求する無線ベアラ設定要求メッセージを送信する。
ステップ1601、小セルラーとゲートウェイの間、及びゲートウェイとマクロセルラーの間のGTP-Uチャンネルを削除する。
ステップ1602、小セルラーはゲートウェイを介してマクロセルラーにGTP-Uチャンネル削除確認メッセージを送信する。
図17は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第4実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートであり、仮に端末は小セルラー1から小セルラー2に移動すると、図17に示すように、
端末が小セルラー1から小セルラー2に移動する際に、マクロセルラーが図15に示すような過程を参照するが、この時、小セルラー2からゲートウェイまでのGTP-Uチャンネルを確立すればよく、且つ図16に示すような過程を参照して、小セルラー1とゲートウェイの間のGTP-Uチャンネルを削除することを含む。
図14に示すような第4実施例において、GTP-Uチャンネルはマクロセルラーとゲートウェイの間、及びゲートウェイと小セルラー1の間の2つのGTP-Uチャンネルからなる。本発明の実施例における図17に示すような端末は小セルラーの間に移動する際に、GTP-Uチャンネルの管理はコアネットワークに影響を及ばず、無線側に大量の小セルラーを取り入れるのは可能となる。
図18は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例の論理機能構造模式図であり、図18に示すように、第5実施例において、コントロールプレーンゲートウェイはマクロ基地局に設定され、ユーザプレーンゲートウェイは独立な実体であり、各ネットワークノードの機能はそれぞれ以下のとおりである。
MMEは、マクロ基地局との間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、SGWとの間にS11インターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11のMMEの従来の機能をサポートする。
SGWは、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11のSGWの従来の機能を有する以外、更に、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定される。
マクロセルラーは、コントロールプレーンゲートウェイが設定される。MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にS1-MM2インターフェイス(更にX-3インターフェイスを含む)によって接続され、ユーザプレーンゲートウェイとの間のインターフェイスはX-1インターフェイス、S1-U2インターフェイスを含み、UEとの間にUuインターフェイスによって接続される。LTEシステムRelease11の基地局が備えた機能を有する以外、更に、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートし、小セルラー基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理する機能をサポートするように設定され、Release11におけるMMEと基地局の間にコントロールプレーンリンクを管理する機能、即ちS1-MMEインターフェイスの機能と類似し、また、更に、S1-U2インターフェイス接続を管理するようにユーザプレーンゲートウェイを制御するように設定され、Release11におけるMMEが関連GTP-Uチャンネルを管理するようにSGWを制御する機能、即ちS1-Uインターフェイスの機能と類似し、関連GTP-UチャンネルはユーザプレーンゲートウェイとSGWの間のS1-U1インターフェイス接続、及びユーザプレーンゲートウェイと基地局の間のS1-U2インターフェイス接続を含む。マクロセルラーはアクセス制御と移動性管理を行う。
ある端末のあるE-RABは小セルラーの間に転移する際に、マクロセルラーはコントロールプレーンゲートウェイからMMEまでのコントロールプレーンリンクを保持する方式によって、このような転移によりMMEに与える影響を回避する。
ユーザプレーンゲートウェイは、SGWとの間にS1-U1インターフェイスによって接続され、マクロ基地局との間にS1-U2インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイスによって接続される。SGWとの間にS1-U1インターフェイスの接続を管理し、及び基地局との間にS1-U2インターフェイス接続を管理する機能をサポートするように設定され、Release11におけるSGWと基地局の間にGTP-Uチャンネルを管理する機能、即ちS1-Uインターフェイスの機能と類似し、これらの管理過程はコントロールプレーンゲートウェイによって制御される。
ある端末のあるE-RABは小セルラーの間に転移する際に、ユーザプレーンゲートウェイはユーザプレーンゲートウェイからSGWまでのGTP-Uチャンネルを保持する方式によって、このような転移によりSGWに与える影響を回避する。ユーザプレーンゲートウェイはマクロセルラーにとって無視されるものである。
小セルラーは、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続され、マクロ基地局との間にS1-MME2インターフェイス(更にX-3インターフェイスを含む)によって接続され、UEとの間にUuインターフェイスによって接続される。端末との間にLTEシステムのデータ無線ベアラ(DRB)を確立すること、及びDRBに通信するすべての機能をサポートするように設定され、更に、コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスの接続を管理することをサポートするように設定される。
図18に示すような第5実施例において、本発明の好ましい実施例のUuインターフェイスのプロトコルスタックは関連技術と同じであり、本発明の好ましい実施例のS1-MME1インターフェイス、S1-MME2インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-MMEと同じで、確立過程も同じであり、本発明の好ましい実施例のS1-U1インターフェイス、S1-U2インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-Uと同じで、確立過程も同じであり、本発明の好ましい実施例のX-1インターフェイスのプロトコルスタックは関連技術のS1-Cと同じで、確立過程も同じである。
図18に示すような第5実施例において、コントロールプレーンリンクに基づきコントロールプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、小基地局に対して、S1-MME2インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信する必要があり、マクロ基地局がS1-MME1インターフェイスによってデータをMMEに送信することと、ダウンリンク方向において、MMEがS1-MME1インターフェイスによってデータをマクロ基地局に送信し、マクロ基地局が再びS1-MME2インターフェイスによってデータを小基地局に送信し又は直接に無線インターフェイスによって端末に送信し、小基地局が無線インターフェイスによってデータを端末に送信することと、を含む。小基地局と端末の間のコントロールプレーンリンクは存在してよく、存在しなくてもよく、存在しないと、端末と小基地局の間のコントロールプレーンはマクロ基地局(即ちX-3インターフェイス)によって転送される必要がある。
ユーザプレーンリンクに基づきユーザプレーンデータを処理するのは、アップリンク方向において、端末が1つ又は複数の無線インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、1つ又は複数の基地局がS1-U2インターフェイスによってデータをユーザプレーンゲートウェイに送信し、ユーザプレーンゲートウェイが再びS1-U1インターフェイスによってデータをSGWに送信することと、ダウンリンク方向において、SGWがS1-U1インターフェイスによってデータをユーザプレーンゲートウェイに送信し、ユーザプレーンゲートウェイがS1-U2インターフェイスによってデータを1つ又は複数の基地局に送信し、基地局が再び無線インターフェイスによってデータを端末に送信することと、を含む。
図19は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例のGTP-Uチャンネル確立のフローチャートであり、図19に示すように、以下のステップ1900〜ステップ1903を含む。
ステップ1900、MMEはS1-MMEインターフェイスによってマクロセルラーに無線アクセスベアラ管理メッセージを送信する。
ステップ1901、マクロセルラーは小セルラーにGTP-Uチャンネルの確立を要求する無線ベアラ設定要求メッセージを送信する。
ステップ1902、小セルラーとユーザプレーンゲートウェイとの間、及びユーザプレーンゲートウェイとSGWの間のGTP-Uチャンネルを確立する。
ステップ1903、小セルラーはマクロセルラーに無線ベアラ設定確認メッセージを送信して、コアネットワークのGTP-Uチャンネル確立を確認する。
図20は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例のGTP-Uチャンネル削除のフローチャートであり、図20に示すように、以下のステップ2000〜ステップ2002を含む。
ステップ2000、マクロセルラーは小セルラーにGTP-Uチャンネルの削除を要求する無線ベアラ設定要求メッセージを送信する。
ステップ2001、小セルラーとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイとSGWの間のGTP-Uチャンネルを削除する。
ステップ2002、小セルラーはマクロセルラーにGTP-Uチャンネル削除確認メッセージを送信する。
図21は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第5実施例のGTP-Uチャンネル切り替えのフローチャートであり、仮に端末は小セルラー1から小セルラー2に移動すると、図21に示すように、
端末が小セルラー1から小セルラー2に移動する際に、マクロセルラーが図19に示すような過程を実行し、小セルラー2からSGWまでのGTP-Uチャンネルを確立し、このGTP-UチャンネルがSGWとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイと小セルラー2の間の2つのGTP-Uチャンネルを含み、且つ図20に示す過程にしたがって、小セルラー1におけるGTP-Uチャンネルを削除することを含む。
本発明の実施例における図21に示すような端末は小セルラーの間に移動する際に、GTP-Uチャンネルの管理はコアネットワークに影響を及ばず、無線側に大量の小セルラーを取り入れるのは可能となる。
図22は本発明の実施例における小セルラー基地局アクセスシステムの第6実施例の論理機能構造模式図であり、本実施例において、ユーザプレーンゲートウェイはSGWに設定されてSGW+となり、コントロールプレーンゲートウェイはMMEに設定されてMME+となり、図22に示すように、図5に示すような第1実施例の構造との区別は、S1-MME1インターフェイスがMMEネット要素の内部インターフェイスとなり、S1-U1インターフェイスがSGWネット要素の内部インターフェイスとなり、S1-MME2インターフェイスがMMEとマクロ基地局の間、MMEと小基地局の間のインターフェイスとなり、S1-U2インターフェイスがSGWとマクロ基地局の間、SGWとS-eNBの間のインターフェイスとなり、X-1インターフェイスがMMEとSGWの間のインターフェイスの1つとなることである。具体的に、図22に示すように、マクロセルラー、小セルラーの機能は関連技術と一致し、その他の各ネットワークノードの機能はそれぞれ以下のとおりである。
MMEは、コントロールプレーンゲートウェイが設定される。SGWとの間にS11インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、S1-MME2インターフェイスによってそれぞれマクロ基地局と小セルラー基地局に接続される。LTEシステムRelease11のMMEの従来の機能を有する以外、更に、同一のユーザーに対して2つのS1-MME2インターフェイスを管理することをサポートしてそれぞれ異なる基地局に接続されるように設定される。
SGWは、ユーザプレーンゲートウェイが設定される。MMEとの間にS11インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、S1-U2インターフェイスによってそれぞれマクロ基地局と小セルラー基地局に接続される。LTEシステムRelease11のSGWの従来の機能を有する以外、更に、同一のユーザーに対して2つのS1-U2インターフェイスを管理することをサポートしてそれぞれ異なる基地局に接続されるように設定される。
図22に示すような本発明の第6実施例において、そのネットワークアクセス方法は関連技術と一致し、GTP-Uチャンネルの確立、削除、切り替えの実現方法は関連技術と一致する。しかしながら、本実施例において、コントロールプレーンがデータプレーンと分離し、端末と2つの異なる基地局、例えばマクロセルラー(基地局)と小セルラー(基地局)に同時にデータの送受信が存在するため、ユーザースループットを増加して移動性能を強化し、ユーザーがセルの間に切り替えることによりノード間の情報を頻繁に交換させ、コアネットワークを衝撃する問題を解決し、コアネットワークに対するシグナリング衝撃を回避し、更に、無線側における大量の小セルラー基地局の取り入れを実現する。
上記のものは、本発明の好ましい実例だけであり、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の精神と原則にある限り、行ったいずれの修正、等価置き換え、改善等は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
本発明の実施例はそれぞれコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを確立し、小セルラー基地局アクセスシステムは確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理し、確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理する。本発明の実施例はコントロールプレーンとデータプレーンとの分離によって、端末と2つの異なる基地局、例えばマクロセルラー(基地局)と小セルラー(基地局)に同時にデータの送受信が存在し、ユーザースループットを増加して移動性能を強化し、且つユーザーがセルの間に切り替えることによりノードの間の情報を頻繁に交換させ、コアネットワークを衝撃する問題を解決し、更に、無線側における大量の小セルラー基地局の取り入れを実現する。

Claims (30)

  1. 無線アクセスネットワーク及びコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークの間のコントロールプレーンリンクを構築し、コントロールプレーンシグナリングのアグリゲーション配信ノードとして、異なる無線アクセスネットワークノードからのシグナリングをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのシグナリングを異なる無線アクセスネットワークノードに配信し、1つ或いは複数の無線アクセスネットワークノードを管理協調するように設定されるコントロールプレーンゲートウェイ、
    無線アクセスネットワーク及びコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークの間のユーザプレーンリンクを構築し、ユーザプレーンデータのアグリゲーション配信ノードとして、異なる無線アクセスネットワークノードからのデータをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのデータを異なる無線アクセスネットワークノードに配信するように設定されるユーザプレーンゲートウェイを含み、
    前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイとの間に接続リンクが確立される小セルラー基地局アクセスシステム。
  2. 前記コントロールプレーンゲートウェイは更に、確立した接続リンクによって、ユーザプレーンゲートウェイに対する制御及び管理を実現するように設定される請求項1に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  3. 前記ユーザプレーンゲートウェイに対する制御及び管理は、前記ユーザプレーンゲートウェイとコアネットワークの間、及び前記ユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間の接続の確立、削除及び修正を制御することを含む請求項2に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  4. 前記コントロールプレーンゲートウェイは1つ又は1つ以上であり、
    前記ユーザプレーンゲートウェイは1つ又は1つ以上である請求項1又は2に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  5. コントロールプレーンゲートウェイに接続される移動性管理エンティティMME、ユーザプレーンゲートウェイ及びMMEに接続されるサービスゲートウェイSGW、コントロールプレーンゲートウェイ及びユーザプレーンゲートウェイにそれぞれ接続されるマクロ基地局、コントロールプレーンゲートウェイ及びユーザプレーンゲートウェイにそれぞれ接続される小セルラー基地局を更に含む請求項4に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  6. 前記ユーザプレーンゲートウェイ及びコントロールプレーンゲートウェイはそれぞれ独立な物理ノードであり、
    前記MMEは、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
    前記SGWは、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記コントロールプレーンゲートウェイは、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記マクロ基地局又は/及び小セルラー基地局との間にS1-MM2インターフェイスによって接続され、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にX-1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、MMEとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、及び基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理する機能をサポートし、ユーザプレーンゲートウェイとSGWの間に確立したS1-U1インターフェイス接続を管理し、及びユーザプレーンゲートウェイと基地局の間に確立したS1-U2インターフェイス接続を管理するように設定され、
    前記ユーザプレーンゲートウェイは、前記SGWとの間にS1-U1インターフェイスによって接続され、マクロ基地局又は小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイスによって接続され、コントロールプレーンゲートウェイとの間にX-1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記コントロールプレーンゲートウェイの制御で、前記SGWとの間にS1-U1インターフェイス接続を管理し、及び基地局との間にS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記マクロ基地局は、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME2インターフェイスによって接続され、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記小セルラー基地局は、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続され、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にS1-MME2インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記コントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定される請求項5に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  7. 前記コントロールプレーンゲートウェイは更に、その他のコントロールプレーンゲートウェイとの間にX-Cインターフェイスによって接続され、コントロールプレーンゲートウェイをまたがって移動する時のノード間の協議に使用されるように設定される請求項6に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  8. 前記ユーザプレーンゲートウェイは更に、その他のユーザプレーン基地局との間にX-Uインターフェイスによって接続され、ユーザプレーンゲートウェイをまたがって移動する時にノード間のデータを伝送することに使用されるように設定される請求項6に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  9. 前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイは同一の物理エンティティに共同設定され、この時、前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイとの間のX-1インターフェイスは内部インターフェイスである請求項5に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  10. 前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイは共同設定されてマクロ基地局に設定され、
    前記MMEは、前記マクロ基地局との間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるコントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
    前記SGWは、前記マクロ基地局との間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記マクロ基地局は、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイスがあるように設定され、更に、小セルラー基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートし、前記小セルラー基地局との間にS1-U2接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記小セルラー基地局は、前記マクロ基地局との間にS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイスがあるように設定され、更に、前記マクロ基地局との間にコントロールプレーンリンクとS1-U2接続を管理することをサポートするように設定される請求項5に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  11. 前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイは共同設定されてマクロ基地局に設定され、
    前記マクロ基地局と小セルラー基地局との間に更に1つのゲートウェイが設定され、同時に小セルラー基地局のコントロールプレーンとユーザプレーンの管理を担当し、
    前記MMEは、前記マクロ基地局との間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるコントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
    前記SGWは、前記マクロ基地局との間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記マクロ基地局に設定されるユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記マクロ基地局は、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、前記小セルラー基地局との間にゲートウェイを介してS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス接続を確立するように設定され、更に、前記ゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
    前記ゲートウェイは、基地局との間にコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを管理することをサポートするように設定され、
    前記小セルラー基地局は、前記マクロ基地局との間に前記ゲートウェイを介してS1-U2インターフェイス、S1-MME2インターフェイス接続を確立するように設定され、更に、端末との間にLTEシステムのデータ無線ベアラを確立してDRBに通信できることをサポートし、及びゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクとS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定される請求項5に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  12. 前記マクロ基地局と小セルラー基地局の間に、前記ゲートウェイを介してX-3インターフェイス接続を確立することを更に含む請求項11に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  13. 前記コントロールプレーンゲートウェイはマクロ基地局に設定され、前記ユーザプレーンゲートウェイは独立な実体であり、
    前記MMEは、前記マクロ基地局との間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、SGWとの間にS11インターフェイスによって接続されるように設定され、
    前記SGWは、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U1インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記マクロ基地局は、コントロールプレーンゲートウェイが設定され、前記MMEとの間にS1-MME1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にS1-MM2インターフェイスによって接続され、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間のインターフェイスがX-1インターフェイス、S1-U2インターフェイスを含むように設定され、更に、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートし、小セルラー基地局との間にコントロールプレーンリンクを管理することをサポートし、ユーザプレーンゲートウェイとSGWの間のS1-U1インターフェイス接続、及びユーザプレーンゲートウェイと基地局の間のS1-U2インターフェイス接続を管理するように前記ユーザプレーンゲートウェイを制御するように設定され、
    前記ユーザプレーンゲートウェイは、前記SGWとの間にS1-U1インターフェイスによって接続され、前記マクロ基地局との間にS1-U2インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、小セルラー基地局との間にS1-U2インターフェイスによって接続されるように設定され、更に、SGWとの間にS1-U1インターフェイス接続を管理し、及び基地局との間にS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定され、
    前記小セルラー基地局は、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイスによって接続され、前記マクロ基地局との間にS1-MME2インターフェイスによって接続され、端末との間にLTEシステムのデータ無線ベアラを確立してDRBに通信することをサポートし、及びコントロールプレーンゲートウェイとの間にコントロールプレーンリンクを管理し、ユーザプレーンゲートウェイとの間にS1-U2インターフェイス接続を管理することをサポートするように設定される請求項6に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  14. 前記マクロ基地局と小セルラー基地局との間にX-3インターフェイスによって接続されることを更に含む請求項6、10又は13に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  15. 前記ユーザプレーンゲートウェイはSGWに設定され、前記コントロールプレーンゲートウェイはMMEに設定され、
    前記MMEは、コントロールプレーンゲートウェイが設定され、前記SGWとの間にS11インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、S1-MME2インターフェイスによってそれぞれマクロ基地局と小セルラー基地局に接続されるように設定され、更に、同一のユーザーに対して2つのS1-MME2インターフェイスを管理してそれぞれ異なる基地局に接続されることをサポートするように設定され、
    前記SGWは、ユーザプレーンゲートウェイが設定され、前記MMEとの間にS11インターフェイス、X-1インターフェイスによって接続され、S1-U2インターフェイスによってそれぞれマクロ基地局と小セルラー基地局に接続されるように設定され、更に、同一のユーザーに対して2つのS1-U2インターフェイスを管理してそれぞれ異なる基地局に接続されることをサポートするように設定される請求項6に記載の小セルラー基地局アクセスシステム。
  16. 小セルラー基地局アクセスシステムに、
    無線アクセスネットワークとコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークとの間のコントロールプレーンリンクを構築するように設定されるコントロールプレーンゲートウェイ、
    無線アクセスネットワークとコアネットワークを接続し、コアネットワークと無線アクセスネットワークとの間のユーザプレーンリンクを構築するように設定されるユーザプレーンゲートウェイが設定され、
    前記コントロールプレーンゲートウェイとユーザプレーンゲートウェイの間に接続リンクが確立され、
    それぞれコントロールプレーンリンクとユーザプレーンリンクを確立することと、
    確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理し、確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理することと、を含むことを特徴とする小セルラー基地局アクセスシステムがネットワークアクセスを実現する方法。
  17. 確立した接続リンクによって、前記コントロールプレーンゲートウェイがユーザプレーンゲートウェイを制御及び管理することを更に含む請求項16に記載の方法。
  18. 前記コントロールプレーンゲートウェイがユーザプレーンゲートウェイに対する制御及び管理は、
    前記コントロールプレーンゲートウェイとコアネットワークとの間の接続を確立、削除及び修正することと、
    前記ユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードとの間の接続を確立、削除及び修正することと、を含む請求項17に記載の方法。
  19. 前記ユーザプレーンゲートウェイは2つ又は2つ以上であり、
    前記ユーザプレーンゲートウェイの間の接続リンクを確立し、確立した接続リンクによって、端末がユーザプレーンゲートウェイをまたがって移動する時にノード間のデータを伝送することを実現することを含む請求項16又は17に記載の方法。
  20. 前記コントロールプレーンゲートウェイは前記接続リンクによって、端末がコントロールプレーンゲートウェイをまたがって移動する時のノード間の協議を完成することを更に含む請求項16又は17に記載の方法。
  21. 前記確立したコントロールプレーンリンクによって端末にアクセスしたコントロールプレーンデータを処理するのは、
    前記確立したコントロールプレーンリンクによって、前記コントロールプレーンゲートウェイがコントロールプレーンデータを処理して、異なる無線アクセスネットワークノードからのシグナリングをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのシグナリングを異なる無線アクセスネットワークノードに配信することを含む請求項16に記載の方法。
  22. 前記アグリゲーション又は配信は、
    コアネットワークと前記コントロールプレーンゲートウェイの間、及び前記コントロールプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のシグナリング接続を管理することと、
    端末に関連するコンテキスト情報を維持し、コアネットワークとコントロールプレーンゲートウェイの間、及びコントロールプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のシグナリング接続のマッピング関係を含むことと、
    コアネットワーク或いは無線アクセスネットワークノードのシグナリングに基づき、シグナリング接続を管理することと、を含む請求項21に記載の方法。
  23. 端末がマルチストリームをサポートする際に、前記端末が前記コントロールプレーンゲートウェイと複数の無線アクセスネットワークノードとの間のシグナリング接続を保存することを更に含む請求項22に記載の方法。
  24. 対応なデータ接続を管理するようにユーザプレーンゲートウェイに指示することを更に含む請求項22又は23に記載の方法。
  25. 前記マッピング関係は一対一のマッピング関係であり、マッピング関係に基づき前記シグナリングを転送し、或いは、
    前記マッピング関係は一対複数のマッピング関係であり、指定ルールに基づき前記シグナリングの転送を代理する請求項22に記載の方法。
  26. コントロールプレーンをまたがるゲートウェイが存在する際に、前記コントロールプレーンゲートウェイの間に、
    対応な端末に関連する或いはエアインターフェイス接続に関連するコンテキスト設定情報をマイグレイトすることを更に含む請求項22に記載の方法。
  27. 前記確立したユーザプレーンリンクによって端末にアクセスしたユーザプレーンデータを処理するのは、
    確立したユーザプレーンリンクによって、ユーザプレーンゲートウェイがユーザプレーンデータを処理して、異なる無線アクセスネットワークノードからのデータをアグリゲーションしてコアネットワークに送信し、或いはコアネットワークからのデータを異なる無線アクセスネットワークノードに配信することを含む請求項16に記載の方法。
  28. 前記アグリゲーション又は配信は、
    コアネットワークと前記ユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークの間のデータチャンネルを管理することと、
    コアネットワークとユーザプレーンゲートウェイの間、及びユーザプレーンゲートウェイと無線アクセスネットワークノードの間のデータチャンネルを含むマッピング関係を維持し、マッピング関係にしたがってデータの転送を行い、且つ該マッピング関係を管理することと、を含む請求項27に記載の方法。
  29. 前記マッピング関係は一対一のマッピング関係であり、或いは、
    前記マッピング関係は一対複数のマッピング関係であり、この時、
    前記ユーザプレーンゲートウェイは1つの端末のコンテキスト情報のうちの一対複数の関係を維持し、アップリンク方向において、前記ユーザプレーンゲートウェイは複数のデータチャンネルを1つのデータチャンネルにアグリゲーションして送信し、ダウンリンク方向において、前記ユーザプレーンゲートウェイは予め設定されたルールに基づきデータ配信を行う請求項28に記載の方法。
  30. ユーザプレーンをまたがるゲートウェイが存在する際に、ユーザプレーンゲートウェイの間のデータチャンネルの管理が確立、削除及び修正を含むことと、
    アクセスネットワークノード又はコアネットワークと、前記ユーザプレーンゲートウェイとの間のデータチャンネルマッピング関係を維持し、マッピング関係に応じてデータの転送を行い、且つ該マッピング関係の管理をサポートすることと、を含む請求項29に記載の方法。
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