專利名稱：具有用戶群支持的靈活網絡架構的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信網絡，特別涉及一種用于移動通信網絡的具有用戶 群支持的靈活網絡架構。
背景技術：
正在進行的對未來移動通信系統的概念工作揭示了對移動網絡架構的 顯著改變。為了使網絡變得更加高效，提供更高的數據速率和吞吐量，并降
低網絡中的等待時間，要研究新的無線電接入4支術和網絡架構，如在UMTS LTE (通用移動通信系統長期演進)的背景中。
如圖1所示，目前，UMTS網絡由三個相互作用的域組成核心網CN， UMTS地面無線電接入網UTRAN和用戶設備(UE )。
核心網的主要功能在于為用戶流量提供交換、路由和轉接。核心網還包 括數據庫和網絡管理功能。目前，UMTS的核心網是以具有GPRS的GSM 網絡為基礎的。
UTRAN為用戶設備提供空中接口接入方法。它被細分為多個單獨的無 線電網絡系統RNS，每個RNS都由無線電網絡控制器RNC控制。RNC與 一組基站(Node-B)相連，每個基站可以服務于一個或多個小區。RNC的 功能為無線電資源控制、準入控制、信道分配、功率控制設置、切換控制、 宏分集、譯為密碼、分段/重組、廣播信令和開環功率控制。
基站Node-B的功能為空中接口發送/接收、調制/解調、CDMA物理 信道編碼、宏分集、差錯處理和閉環功率控制。
關于UMTS LTE (長期演進)中的演進后的架構，圖2為UMTS LTE 中重新劃分任務的示意圖。eNodeB處理無線電資源管理無線電岸義載控制、無線電準入控制、連接移動性控制、動態資源分配(調度)。移動性管理實
體(MME)處理將尋呼消息分發到eNB，而用戶面實體(UPE)處理對用 戶數據流進行加密和IP頭壓縮、針對尋呼理由終止U-面分組和為了支持UE 移動性而交換U-面。
在3GPP的標準化文獻中可以找到對UMTS標準及其演進的更加具體的 描述，特別是在技術報告3GPP TS 23.002 V7.1.0(2006-03)、 3GPP TSTS 25.401 V3.0.0(1999-10)和3GPP TR 25.912 V7.0.0(2006-06)，它們通過引用以 其全部合并于此。
UMTS網絡的長期演進中的一個方向是越來越多地將附加協議功能性 的指派到基站Node-B上，所述附加協議功能性如無線電資源調度、用戶設 備(UE)分配、測量結果評估、無線電承載控制、準入控制和連接移動性 控制。
另一方面，網絡的運行成本仍然4艮大程度上由網絡內部的，例如基站和 其它網絡節點之間的，傳輸成本來確定。因此，由于基站存在瓶頸，對于給 定空中接口設計而言的可能數據速率實際上不能達到。
在這方面，GSM的現有網絡、UMTS和對UMTS的計劃中的擴展目前 只預見到一種運行模式，該模式通過核心網的連接來傳送數據。
由于網絡中的回程/傳輸成本高，因此對于運營商來說，當前移動網絡 中的高數據速率傳送的成本可能很高。如果運營商希望利用空中接口上的可 用容量(在LTE中計劃為100Mbps，在4G系統中甚至更高)，他需要在他 的網絡中提供相符的容量。
作為另一個缺點，通過多個網元對信息進行路由可能會引入延遲，該延 遲會增加用戶感受到的等待時間。但是，低等待時間是未來數據服務(如游 戲，VOIP)的最重要的標準之一。當前幾乎沒有手段能夠使運營商以一種
更加靈活的方式來使用他的現有網絡。
發明目的
因此，本發明的目的在于提供一種運行移動通信系統的方法和一種對應 的能夠降低由高網絡負荷引起的等待時間的網元。

發明內容
根據獨立權利要求1所述的方法和根據獨立權利要求10所述的基站解
決了以上目標。有益的實施例在從屬權利要求中予以限定。
建議引入"直接通信，，模式，該模式允許由同一個基站控制的用戶設備 之間進行直接通信。不需要將他們的流量路由到核心網。
根據本發明第 一 實施例所述的 一 種由移動通信網絡中的基站(NodeB) 執行的方法，所述基站與核心網相連，并且可以以正常模式和直接才莫式運行， 該方法可以包括探測(510)由第一用戶設備(UE1 )發起的與第二用戶 設備(UE2 )通信的請求，所述第 一用戶設備(UE1)在所述基站(NodeB ) 的直接可達范圍內，建立(520)所述第一用戶設備(UE1)和所述第二用 戶設備(UE2 )之間的通信鏈路，檢查(530 )所述第二用戶設備(UE2 )是 否也在所述基站NodeB直接的可達范圍內，如果是，則以直接模式運行所 述通信鏈路(550)，否則，以正常模式運行所述通信鏈路(540)。可以在 不接入核心網的情況下執行所述以直接模式運行通信鏈路的步驟。
在另一個實施例中，該方法之前可以包括使得所述第一用戶設備(UE1) 和所述第二用戶設備(UE2)之間的通信鏈路能夠以直接模式運行的使能步驟。 所述使能步驟可以由網絡運營商執行。進一步可以應用戶請求而執行所述使能 步驟。還可以基于核心網中的負載條件執行所述^f吏能步驟。
在有一個實施例中，所述網絡的負載條件可以通過測量下列參數中的一個 或多個來確定空中接口負載；傳輸接口負載；不同用戶的移動性；和無線電 鏈路質量。
該方法之前還可以包括提供所述用戶設備(UE1、 UE2)可接收的信號 并指示所述基站(NodeB)可以以直接模式運行。該方法之前還可以包括用信號告知用戶設備(UE1、 UE2)在所述基站(NodeB)的可達范圍內存在 其他用戶設備。
根據本發明實施例的一種用于移動通信網絡的基站(NodeB),可以包括 用于探測由第一用戶設備(UE1)發起的與第二用戶設備(UE2)進4亍通信的 請求的裝置(610)，所述第一用戶設備(UE1)在所述基站(NodeB)的直接 可達范圍內，用于建立所述第一用戶設備(UE1 )和所述第二用戶設備(UE2) 之間的通信鏈路的裝置(620)，用于檢查所述第二用戶設備(UE2)是否也在 所述基站(NodeB)的直接可達范圍內的裝置(630);用于如果所述第二用戶 設備(UE2)在所述基站(NodeB)的直接可達范圍內則以直接模式運行所述 通信鏈路的裝置(650 );和用于如果所述第二用戶設備(UE2)不在所述基站 (NodeB )的直接可達范圍內則以正常模式運行所述通信鏈路的裝置(640 )。
根據本發明實施例的用戶設備(UE)，可以包括信號接收裝置，用 于接收指示基站可以以直接模式運行的信號；和顯示裝置，用于向用戶顯示 該信息。
當引入如獨立權利要求1所限定的直接通信模式時，可以獲得很短的等 待時間。用戶可以直接充分利用全部的空中接口容量而不需要運營商為他們 提供回程容量。同時，可以重復利用基站的現有功能，如用于調度和無線電 接入控制，因此要支持這種模式，基站或用戶設備幾乎不需要新的功能。另 外，總是可以再次使用正常模式下的運行并且再次利用整個網絡，包括漫游、 全移動性等等。


當結合附圖考慮以下具體說明時，本發明的這些以及其它優點、特征和 方面將變得更加明顯。在附圖中，
圖1是普通的UMTS網絡架構的示意圖2是UMTS LTE中重新劃分任務的示意示例；
圖3是示出正常模式中的呼叫/連接處理的示意圖4是示出直接模式中的呼叫/連接處理的示意圖； 圖5是根據本發明實施例的方法的流程圖； 圖6是根據本發明的基站的方框圖。
具體實施例方式
本方法和網元運行在兩種不同的模式下正常模式和直接模式。 圖3示出根據技術狀態在正常模式下的呼叫/連接處理的示意圖。由第 一用戶設備(UE1 )發起的呼叫經過基站(Node B )和無線電網絡控制(RNC ) 路由到核心網(CORE)，然后從核心網經過相同的無線電網絡控制(RNC) 和基站(NODEB)返回，到達第二用戶設備(UE2)。
基站(NODEB)知道或者可以自動發現，該呼叫將要路由到的第二用 戶設備(UE2)在基站可以達到的距離內，兩個用戶設備可能在相同的小區 內或者兩個邏輯上分離的小區內。但是，不管這個事實，在正常才莫式下，基 站將呼叫發送到核心網。
接模式。與圖3不同，由第一用戶設備(UEl )發起的呼叫現在直接從基站 路由到第二用戶設備(UE2)。
該模式的前提是兩個用戶設備(UE1、 UE2)都在相同基站(NODEB) 可以達到的距離內。
為了允許使用這種模式，建議在用戶設備之間的通信中和在用戶設備與 基站之間的通信中使用特定的信令單元，這些信令單元可以從基站中已知的 現有標識符中得到，大多數標識符可直接從GSM規范中獲得
-國際移動用戶標識(IMSI)
-臨時移動用戶標識(TMSI)
-分組臨時移動用戶標識(P-TMSI)
-臨時邏輯鏈路標識(TLLI)
-移動臺ISDN (MSISDN)-國際移動臺設備標識(IMEI )
-國際移動臺設備標識及軟件號(IMEISV )
作為替換地，可使用IP地址。而且，在基站中用于向用戶傳達調度決 策的標識符可以重新利用。
另外，可以有用信號告知用戶設備(UE)是否使用該模式、或該模式 是否可用的手段。這允許用戶設備(UE)向基站指示用戶設備是否想要使 用這種模式。另外，用戶設備(UE)可以向基站指示用戶設備想要以這種 方式與之通信的用戶列表。作為替換地，網絡可以向用戶設備(UE)提供 用戶列表來指示目前該模式對于哪些用戶可用。
圖5是示出一種用于在直接模式下運行移動通信網絡的基站的方法的 實施例的流程圖。假設基站如上所述地與核心網相連。
在步驟510，基站探測到由第一用戶設備(UE1)發起的與第二用戶設 備(UE2)通信的請求，其中第一用戶設備在基站(NODE B)的可達范圍 內。
在步驟520，基站在第一和第二用戶設備(UE1, UE2)之間建立通信 鏈路。這里，核心網需要建立上下文，而且直接模式的啟動應當在基站與核 心網之間的協商中完成。換句話說，核心網參與常規連接程序和呼叫建立， 但是不參與隨后的數據傳送。
在步驟530，基站檢查第二用戶設備(UE2)是否也在基站的可達范圍 內。根據本發明的另一個實施例，可以在與核心網的協商中完成所述4全查。 根據又一個實施例，在為一個用戶建立承載時，核心網可以向基站指示針對 該用戶的數據傳送是否在該基站的職責范圍之內。根據再一個實施例，基站 可以具有向核心網建議使用直接模式的能力。
如果是，則在步驟550中，基站以直接模式運行通信鏈路。否則，在步 驟540,基站以正常模式運行通信鏈路。
在本發明的進一步實施例中，運營商可以基于網絡的負載狀況，來決定 對于一些由同 一個基站控制的用戶是否應當使用直接模式。這個決定可以在
網絡的不同部分作出，并且可以是靜態的或動態的。為了實施這個決定，可 以使用對傳輸和空中接口的負載測量結果，或對不同用戶的移動性和無線電 鏈路質量評估。在通信量繁忙的條件下，例如在大型體育場中，這個方案有 利于轉移核心網的負載。
對于用戶來說，是否使用這種模式可能是顯而易見的。在一些情況下， 用戶可能想要知道該模式是否可用，所述用戶例如一群游戲參與者，它們希 望依賴于各個用戶之間的具有公平條件的低等待時間狀況。類似地，用戶可 以直接向網絡請求使用這種模式。另夕卜，可能一些用戶知道他們不會要求使 用這種模式(只是"外部"通信)，那么他們可以將此指示給網絡。
可以向某個用戶群，例如辦公室，提供支持直接模式通信的基站，用戶 之間可以以直接模式通信，而與外部用戶以正常模式通信。
這個特征可以與特定的群體資費結合起來，以便一個群體中的所有用戶 都以 一個群體收費。這樣就解決了在核心網中不能跟蹤直4妄^^莫式下的基站流 量這一問題。
這個特征可以與位置/存在服務結合起來，以便用戶可以知道還有誰在 附近，并且正在使用/可能使用這個特征。這樣，用戶可以例如決定向另一 個用戶發送游戲或聊天邀請。
圖6是根據本發明一個實施例的基站(NODEB)的方框圖。 本發明的前提是，用于處理從第一用戶設備UE1到第二用戶設備UE2
的數據傳送所必需的所有功能，也就是基站在直接模式下的運行，都位于基
站(NODEB)內。
因此，基站安裝了裝置610,用于探測由第一用戶設備UE1發起的與第
二用戶設備UE2進行通信的請求，第一用戶設備UE1在基站NodeB的直接
可達范圍內。
基站進一步包含裝置620,用于建立第一用戶設備UE1和第二用戶設備 UE2之間的通信鏈路。
基站進一步包含裝置630,用于檢查第二用戶設備(UE2)是否也在
基站NodeB的直接可達范圍內；裝置650,用于在第二用戶設備(UE2 )也 在基站NodeB的直接可達范圍內時以直接模式運行通信鏈路；和裝置640， 用于在第二用戶設備(UE2 )不在基站NodeB的直接可達范圍內時以正常模
式運^于通信《連^各。
根據本發明的另一個實施例，基站可以進一步包含用于與核心網協商建 立直接模式的裝置、用于維護處于直接模式的用戶及其上下文的列表的裝 置、用于基于特定的標識符在這些用戶之間傳送用戶數據的裝置、用于基于 與核心網的協商將用戶在直接模式和正常模式之間進行交換的裝置。此外， 基站可以包含信令協議元件，例如用于指示在一個小區內直接模式是可用 的。
權利要求
1、一種由移動通信網絡的基站(NodeB)執行的方法，所述基站與核心網相連，并且可以以正常模式和直接模式運行，該方法包括探測(510)由第一用戶設備(UE1)發起的與第二用戶設備(UE2)通信的請求，所述第一用戶設備(UE1)在所述基站(NodeB)的直接可達范圍內，建立(520)所述第一用戶設備(UE1)和所述第二用戶設備(UE2)之間的通信鏈路，檢查(530)所述第二用戶設備(UE2)是否也在所述基站(NodeB)的直接可達范圍內，如果是，則以直接模式運行所述通信鏈路(550)；否則，以正常模式運行所述通信鏈路(540)。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中在不接入核心網的情況下，執行所述 以直接模式運行通信鏈路的步驟。
3、 根據前述權利要求之一所述的方法，之前包括使得所述第一用戶設備 (UE1)和所述第二用戶設備(UE2)之間的通信鏈路能夠以直接模式運行的使能步驟。
4、 根據權利要求3所述的方法，其中所述使能步驟由網絡運營商執行。
5、 根據權利要求4所述的方法，其中應用戶的請求執行所述使能步驟。
6、 根據權利要求4或5所述的方法，其中基于核心網中的負載條件執行所 述使能步驟。
7、 根據權利要求6所述的方法，其中所述網絡的負載條件通過測量下列參 數中的一個或多個來確定空中接口負載； 傳輸接口負載； 不同用戶的移動性；和 無線電鏈路質量。
8、 根據權利要求1所述的方法，之前包括提供用戶設備(UE1、 UE2)可 接收的信號并指示所述基站(NodeB)可以以直接沖莫式運行。
9、 根據權利要求1所述的方法，之前包括用信號告知用戶設備(UE1、 UE2 ) 在所述基站(NodeB)的可達范圍內存在其他用戶設備。
10、 一種用于移動通信網絡的基站(NodeB)，包括 用于探測由第一用戶設備(UE1)發起的與第二用戶設備(UE2)進行通信的請求的裝置(610)，所述第一用戶設備(UE1)在所述基站(NodeB) 的直接可達范圍內，用于在所述第一用戶設備(UE1)和所述第二用戶設備(UE2)之間建 立通信鏈路的裝置(620),用于檢查所述第二用戶設備(UE2)是否也在所述基站(NodeB)的直 接可達范圍內的裝置(630),用于如果所述第二用戶設備(UE2)在所述基站(NodeB)的直接可達 范圍內則以直接模式運行所述通信鏈路的裝置(650);用于如果所述第二用戶設備(UE2)不在所述基站(NodeB)的直接可 達范圍內則以正常模式運行所述通信鏈路的裝置(640)。
11、 用戶設備(UE),包括信號接收裝置，用于接收指示基站可以以直接模式運行的信號，和 顯示裝置，用于向用戶顯示該信息。
全文摘要
具有用戶群支持的靈活網絡架構。一種由移動通信網絡的基站(NodeB)執行的方法，所述基站與核心網相連，并且可以以正常模式和直接模式運行，該方法包含探測由第一用戶設備(UE1)發起的與第二用戶設備(UE2)通信的請求，所述第一用戶設備(UE1)在所述基站(NodeB)的直接可達范圍內，建立所述第一用戶設備(UE1)和所述第二用戶設備(UE2)之間的通信鏈路，檢查所述第二用戶設備(UE2)是否也在所述基站NodeB的直接可達范圍內，如果是，則以直接模式運行所述通信鏈路；否則，以正常模式運行所述通信鏈路。
文檔編號H04L12/56GK101170819SQ20071014019
公開日2008年4月30日 申請日期2007年8月13日 優先權日2006年10月27日
發明者亞歷山大·帕布斯特, 克里斯蒂娜·格斯納, 卡斯滕·莫爾, 杰拉爾德·提徹爾 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司