用于移动中继系统的网关功能 |
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| 申请号 | CN201180072615.X | 申请日 | 2011-06-17 | 公开(公告)号 | CN103947235B | 公开(公告)日 | 2017-11-28 |
| 申请人 | 诺基亚通信公司; | 发明人 | V·范潘; K·V·奥尔纳曼; S·雷达纳; B·拉夫; H·J·施瓦茨鲍尔; M·E·莱蒂拉; S·I·韦斯特里南; A·维塞利; | ||||
| 摘要 | 一种方法包括在移动网关控制用于与移动中继系统关联的至少一个站的一个或者多个无线电接入连接，移动中继系统提供多个接入技术并且由一个或者多个施主蜂窝系统服务。该方法还包括控制至少一个站和与一个或者多个施主蜂窝系统关联的一个或者多个核心网络单元之间在一个或者多个无线电接入连接上的通信的地址信息。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种通信方法，包括： |
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| 说明书全文 | 用于移动中继系统的网关功能技术领域[0001] 本发明涉及用于移动中继系统的移动网关功能，并且具体地、但是非排他性地限于控制一个或者多个无线电接入连接并且控制在一个或者多个无线电接入连接上与移动网关的通信。 背景技术[0002] 尝试满足增加的容量需求的通信系统的示例是第3代合作伙伴项目（3GPP）正在标准化的架构。第3代合作伙伴项目（3GPP）正在标准化被称为通用移动电信系统（UMT）无线电接入技术的长期演进（LTE）的架构。目的是实现减少的延时、更高用户数据速率、提高的系统容量和覆盖以及对于运营商的减少的成本以及其它方面。LTE的进一步发展这里称为LTE-高级（LTE-A）。LTE-高级以借助甚至更高数据速率和更低延时以及减少的成本提供进一步增强的服务为目标。3GPP LTE规范的各种开发阶段称为版本。 [0003] 控制移动设备的通信的一个方面称为移动性管理。移动性管理提供对在某个区域内移动的处于空闲状态或者与服务网络的连接状态中的移动设备的控制。在蜂窝系统中，移动性管理由特定控制实体提供。例如在LTE中，每个接入系统具有移动性管理实体（MME）。MME控制节点参与在3GPP接入网络之间移动的情况下核心网络节点之间的信号发送、包括重传的空闲和活动模式用户设备跟踪和寻呼过程、承载激活/去激活过程以及在初始附着时和在涉及到核心网络（CN）节点重新定位的LTE内切换时为用户设备选择服务网关（SGW）以及其它方面。 [0004] 由于用于国际移动电信（IMT）的新频谱频带包含更高频带并且LTE-高级以更高数据速率为目标，所以一个基站的覆盖可能由于高传播损耗和每比特有限能量而有限。已经提出中继作为用于扩大覆盖的可行方案。除了这一覆盖延伸目标之外，引入中继概念也可以帮助在高阴影环境中提供高比特率覆盖从而减少在用户设备的平均无线电传输功率。这可以提供改善的电池寿命、增强的小区容量和有效吞吐量。中继还可以减少无线电接入网络（RAN）的部署成本。 [0005] 中继可以由称为中继站（RS）或者中继节点（RN）的实体提供。中继节点可以固定或者移动、例如装配到交通工具、比如高速火车、公共汽车、渡船等。在一些系统中，中继站可以是网络本身未拥有的机会性可用的用户设备/移动设备。可以将中继节点组织成组、例如协作小区组（CCG）。已经例如在IEEE802.16标准中考虑移动中继。 [0006] 固定中继节点可以具有与基站、比如施主增强节点B（DeNB）的无线带内或者带外回程链路。可以在安装期间优化固定中继节点的回程无线电链路，并且在中继节点的覆盖区域中的通信设备可以经历与在基站的小区区域中的连接质量相似的连接质量。例如通信设备到中继节点的无线电链路的质量可能受通信设备在中继节点覆盖区域中的通信设备移动性和通信设备的位置影响。可以在个体基础上实现对通信设备从一个施主eNB/RN到另一施主eNB/RN的移动性的处理。 [0007] 移动的中继节点也可以具有与基站的无线带内或者带外回程链路。然而在这一情况下，在中继节点与基站之间的回程链路可能受制于受移动性影响的问题。例如回程链路可以是以全面的移动性为特征的无线电链路。在移动的小区中的通信设备可以具有相似信道分布图和与移动的中继节点的静止关系，只要通信设备随着移动的中继节点移动。例如通信设备可以相对于在交通工具上安装的移动的中继节点基本上静止，只要通信设备未离开交通工具。 [0008] 移动中继系统的一个问题是解决对于支持移动的交通工具内的所有移动用户的需求、无论他们的关联归属网络运营商如何。这有时称为“多运营商”问题。实际上，在一些境况中，交通工具、比如火车可以承载数以百计或者甚至数以千计的乘客而每个乘客具有一个或者多个蜂窝设备。这意味着问题可能在与移动的中继系统关联的许多蜂窝设备跨越一个或者多个不同运营商的一个或者多个不同蜂窝网络的许多服务区域行进时出现。 [0009] 注意以上讨论的问题不限于任何特定通信环境，而是可以在任何适当通信系统中出现。 发明内容[0010] 本发明的实施例以解决以上问题中的一个或者若干问题为目标。 [0011] 根据一个实施例，提供一种方法，该方法包括：在移动网关控制用于与移动中继系统关联的至少一个站的一个或者多个无线电接入连接，移动中继系统提供多个接入技术并且由一个或者多个施主蜂窝系统服务；以及控制至少一个站和与一个或者多个施主蜂窝系统关联的一个或者多个核心网络单元之间在一个或者多个无线电接入连接上的通信的地址信息。 [0012] 在一个更具体实施例中，至少一个站可以在与一个或者多个核心网络单元通信时逻辑上连接到移动网关。 [0013] 控制地址信息可以包括向至少一个站指配地址信息。具体而言，指配可以包括指配被配置用于在移动中继系统内对至少一个站寻址并且用于保持静止的本地地址部分。指配可以包括指配被配置用于根据移动中继系统连接到的当前核心网络网关而改变的全局地址部分。另外，控制地址信息可以包括将从一个或者多个核心网络单元接收的地址信息映射到移动中继系统的被指配的本地地址信息。至少一个站可以由于地址信息的映射而不知道与不同核心网络单元的连接改变。附加地或者备选地，一个或者多个核心网络单元可以由于地址信息的映射而不知道移动中继系统的移动性。在一个更具体实施例中，地址信息可以是IPv4地址或者IPv6地址。 [0014] 该方法可以包括指示和维护至少一个站的IP地址。该方法可以包括翻译至少一个站的IP连接。 [0015] 在另一实施例中，移动网关可以被配置用于充当代理移动接入网关并且通报来自至少一个站的归属网络的、至少一个站的地址前缀。 [0016] 地址信息可以用于移动中继系统中的本地寻址和施主蜂窝系统中的广域寻址。地址信息可以改变而至少一个站不知道该改变。 [0017] 在一个实施例中，地址信息可以包括用于移动中继系统的第一IP地址和用于广域的第二IP地址。 [0018] 控制通信的地址信息可以包括确定数据从至少一个站到核心网络单元/从核心网络单元到至少一个站的路由。确定数据的路由可以基于与至少一个站关联的预存信息。确定数据的路由可以包括确定将向至少一个站提供的服务质量的水平。将向至少一个站提供的服务质量的水平可以由与至少一个站关联的票务信息确定。确定数据的路由可以包括基于与至少一个站关联的票务信息经由回程连接路由数据。确定路由可以包括基于票务信息为至少一个站分配回程容量。 [0019] 控制连接可以包括控制至少一个站到移动中继系统的准入。控制连接可以包括向移动中继系统的无线电接入技术中的一个或者多个无线电接入技术认证至少一个站。认证和准入可以基于与票务信息关联的所存储的与至少一个站关联的标识符。存储的标识符可以是至少一个站的移动号码。 [0020] 控制一个或者多个无线电接入连接可以包括向至少一个站发送蜂窝呼叫建立信息。蜂窝呼叫建立信息可以包括以下信息中的一项或者多项信息：寻呼信息、用于蜂窝接入的初始资源分配信息、蜂窝承载配置信息和任何其它适合的蜂窝呼叫建立信息。 [0021] 该方法可以包括确定施主蜂窝系统的系统信息并且基于该系统信息确定自组织网络配置。 [0022] 该方法可以包括建立用于复用去往/来自至少一个站的数据的隧道，其中隧道的第一端点在移动中继系统内，并且隧道的第二端点在移动中继系统与一个或者多个核心网络单元之间。 [0023] 至少一个站可以是移动站。 [0024] 控制一个或者多个无线电接入连接可以包括控制与移动中继系统关联的移动中继节点的用户平面和/或控制平面的移动性管理。 [0025] 多个接入技术可以包括不同或者相同接入技术，并且一个或者多个施主蜂窝系统由不同或者相同运营商提供。 [0026] 移动中继系统可以同时连接到多个核心网络单元，并且核心网络单元是以下各项中的一项或者多项：S-GW和P-GW。 [0027] 控制连接可以包括在移动中继系统内启用IP连接而不向核心网络单元发送业务。 [0028] 该方法可以包括收集和更新以下各项中的一项或者多项：一个或者多个施主蜂窝系统的系统信息、策略和规则。 [0029] 可以在集中式移动网关实体执行或者在每个都包括移动网关功能的多个分布式实体执行该方法。 [0030] 移动网关可以与被配置用于提供内容服务的机载服务器共置。 [0031] 在一个更具体实施例中，移动中继系统可以包括单个层2网络。 [0032] 根据又一实施例，提供一种装置，该装置包括：用于控制用于与移动中继系统关联的至少一个站的一个或者多个无线电接入连接的装置，移动中继系统提供多个接入技术并且由一个或者多个施主蜂窝系统服务；以及用于控制至少一个站和与一个或者多个施主蜂窝系统关联的一个或者多个核心网络单元之间在一个或者多个无线电接入连接上的通信的地址信息的装置。 [0033] 该装置可以是移动中继网关。 [0034] 根据又一实施例，提供一种装置，该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，至少一个存储器和计算机程序代码被配置用于与至少一个处理器一起使该装置至少控制用于与移动中继系统关联的至少一个站的一个或者多个无线电接入连接，移动中继系统提供多个接入技术并且由一个或者多个施主蜂窝系统服务；并且控制至少一个站和与一个或者多个施主蜂窝系统关联的一个或者多个核心网络单元之间在一个或者多个无线电接入连接上的通信的地址信息。 [0035] 还可以提供一种包括适于执行方法的程序代码装置的计算机程序。 [0037] 现在将参照以下示例和附图仅通过示例更具体描述本发明，在附图中： [0038] 图1示出根据一些实施例的移动中继系统的示意表示； [0039] 图2示出根据一些实施例的移动站的示意表示； [0040] 图3示出根据一些实施例的包括移动中继系统的通信系统的示意表示； [0041] 图4示出根据一些实施例的包括移动中继系统的通信系统的示意表示； [0042] 图5示出根据一些实施例的移动网关的示意表示； [0043] 图6示出根据一些实施例的方法的流程图；并且 [0044] 图7示出根据一些实施例的包括移动中继系统的通信系统的示意表示。 具体实施方式[0045] 在下文中，参照服务于移动通信设备的无线或者移动通信系统说明某些示例实施例。在具体说明示例实施例之前，参照图1至图4简要说明无线通信系统、其接入系统和移动通信设备的某些一般原理以辅助理解作为描述的示例的基础的技术。 [0046] 图1示出移动接入系统或者移动中继系统110和包括基站130的无线电接入网络（RAN）的一部分的示意表示。可以经由移动中继系统110的至少一个中继节点120或者中继站或者类似的无线发送器和/或接收器节点向移动站100、移动通信设备或者用户设备（为了简化，下文将使用移动站）提供无线接入。在图1中，与基站130通信的中继节点120向用户设备110提供无线接入。术语基站将在下文中被使用并且旨在于包括对这些网络接入节点中的任何网络接入节点或者任何其它适当接入节点的使用。在一些实施例中，移动中继系统110位于交通工具140、比如火车、公共汽车、渡船等内。 [0047] 移动中继系统110安装于移动的交通工具140中并且被配置用于中继在固定的基础设施与移动站100之间的通信链路。移动中继系统110被配置用于向在移动的交通工具140中的移动站100提供网络接入。以这一方式，移动中继系统110提供到移动的小区的接入。移动中继系统110可以与更广的蜂窝通信系统通信。 [0048] 蜂窝接入和非蜂窝接入可以由蜂窝系统的小区或者另一系统提供从而使移动中继系统的中继节点等能够接入通信系统。基站站点130可以提供一个或者多个小区。基站130也可以提供多个扇区、例如三个无线电扇区，每个扇区提供小区或者小区的子区域。在小区内的所有扇区可以由相同基站服务。在扇区内的无线电链路可以由属于该扇区的单个逻辑标识来标识。因此，基站可以提供一个或者多个无线电服务区域。移动中继系统110和基站130可以让一个或者多个无线电信道同时开放并且可以向多于一个源发送信号和/或从多于一个源接收信号。基站130提供与其它基站重叠的小区层，并且在一些实施例中，可以有不同大小和特性的多个小区层。 [0049] 基站130和/或中继节点120通常可以由至少一个适当控制器装置（未示出）控制以便实现其操作以及管理与基站130和/或中继节点120通信的移动站100。控制装置通常可以具有存储器容量和至少一个数据处理器。控制装置可以被配置用于执行适当软件代码以提供控制功能。在一些实施例中，每个基站130和中继节点120可以包括控制装置。 [0050] 现在将参照图2更具体描述移动站100。图2示出用户可以用于通信的移动站的示意部分截面图。在一些实施例中，移动站100可以基于各种接入技术、比如码分多址（CDMA）或者宽带CDMA（WCDMA）接入通信系统。其它示例包括时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）及其各种方案、比如交织频分多址（IFDMA）、单载波频分多址（SC-FDMA）和正交频分多址（OFDMA）、空分多址（SDMA）等。 [0051] 在通信系统中的新近发展的非限制示例是第3代合作伙伴项目（3GPP）正在标准化的通用移动电信系统（UMTS）的长期演进（LTE）。如以上说明的那样，LTE的进一步发展称为LTE-高级。适当接入节点的非限制示例是蜂窝系统的基站、例如在3GPP规范的词汇表中称为节点B（NB）的基站。LTE运用称为演进通用陆地无线电接入网络（E-UTRAN）的移动架构。这样的系统的基站称为演进节点B（eNB）并且可以提供E-UTRAN特征、比如对于用户设备的用户平面无线电链路控制/媒体接入控制/物理层协议（RLC/MAC/PHY）和控制平面无线电资源控制（RRC）协议终止。无线电接入系统的其它示例包括基于比如无线局域网（WLAN）和/或WiMAX（全球微波接入互操作性）的技术的系统的基站提供的无线电接入系统。 [0052] 适当移动站100可以由能够发送和接收无线电信号的任何设备提供。非限制示例包括移动站（MS）、比如移动电话或者称为“智能电话”的移动站、具有无线接口卡或者其它无线接口设施的便携计算机、具有无线通信能力的个人数据助理（PDA）或者这些的任何组合等。移动站可以例如提供数据的通信，以用于携带比如语音、电子邮件（email）、文字消息、多媒体等的通信。因此可以经由用户的通信设备向他们供应和提供许多服务。这些服务的非限制示例包括双向或者多向呼叫、数据通信或者多媒体服务或者简单地是对数据通信网络系统、比如因特网的接入。也可以向用户提供广播或者多播数据。内容的非限制示例包括下载、电视和电台节目、视频、广告、各种提醒和其它信息。 [0053] 移动站100可以经由用于接收的适当装置通过空中接口207接收信号并且可以经由用于传输无线电信号的适当装置传输信号。在图2中，块206示意地标示收发器装置。可以例如借助无线电部分和关联天线布置来提供收发器装置206。可以在移动站100内部或者外部布置天线布置。 [0054] 移动站100还可以具有至少一个数据处理实体201、至少一个存储器202以及用于在软件和硬件辅助执行它被设计用于执行的任务时使用的其它可能部件203，这些任务包括控制对接入系统和其它通信设备的接入以及与接入系统和其它通信设备的通信。可以在适当电路板上和/或在芯片组中提供数据处理、存储和其它相关控制装置。标号204表示这一特征。稍后将在本说明书中描述根据本发明的某些实施例的就配置移动通信设备用于与传输模式关联地接收和处理信息以及用于借助数据处理设施屏蔽信号而言的可能控制功能。 [0055] 用户可以借助适合用户接口、比如键区205、语音命令、触敏屏幕或者板、其组合等控制移动站100的操作。还可以提供显示器208、扬声器和麦克风。另外，移动站100可以包括到其它设备的适当连接器（有线或者无线）和/或另外用于连接外部附件、例如免提设备的适当连接器。 [0056] 可以借助一个或者多个数据处理器提供基站装置、中继节点、通信设备和任何其它适当站的所需数据处理装置和功能。描述的功能在每端可以由单独处理器或者由集成处理器提供。数据处理器可以是适合于本地技术环境的任何类型并且可以包括作为非限制示例的通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、门级电路和基于多核处理器架构的处理器中的一项或者多项。数据处理可以跨越若干数据处理模块而分布。可以例如借助至少一个芯片提供数据处理器。也可以在相关设备中提供适当存储器容量。一个或者多个存储器可以是适合于本地技术环境的任何类型并且可以使用任何适合数据存储技术、比如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可去除存储器来实施。 [0057] 现在将在图3和图4的背景下进一步描述移动中继系统110，这些图示出通信系统200中的移动中继系统110的示意表示。 [0058] 移动中继系统110可以包括中继节点120、121（RN），可以在交通工具140上部署这些中继节点，从而移动站10相对于中继节点120、121保持相对静止。移动中继系统110可以包括任何数目的中继节点。通常在交通工具140是火车的示例中每个车厢320、330可以有一个中继节点。当然，移动中继系统110的中继节点可以布置和位于任何配置中。对照而言，在移动中继系统与施主蜂窝系统之间的无线链路可能遭受移动中继系统110的尤其高速的移动性。在中继节点120、121与DeNB之间的链路可以称为“中继链路”或者“回程链路”，而从中继节点120、121到移动站100的链路可以称为“接入链路”。这意味着在交通工具140上的移动站100可以从宏施主系统视角被视为共享与移动中继系统110相同的移动性特性并且在移动中继系统110的中继节点的本地小区内基本上静止。 [0059] 常见的是交通工具、比如高速火车的速度可以是每小时数百公里。这导致与提供和保证用于无线回程连接的足够高的数据速率有关的问题。这也受制于与其他普通移动用户公平共享施主蜂窝系统的有限无线电资源。 [0060] 另外有对于支持移动的交通工具140上的所有移动用户的需求、无论他们的关联归属运营商如何。这也称为“多运营商”问题。火车140可以承载数以百计或者甚至数以千计的乘客，所有乘客都是潜在蜂窝用户。在火车140跨越相同或者不同运营商的相同或者不同蜂窝网络的许多位置跟踪区域或者服务区域行进时，那么可能由于信号发送要求而使通信系统上有很大负担。 [0061] 另外，在一些境况中，可能希望一种鲁棒的小区配置方案，该方案应对施主蜂窝系统和自动相邻小区关系（ANR）沿着行进道路的所有可能改变。这是因为基本小区配置、比如载波频谱分配或者物理小区标识（PCID）由于与目标施主小区及其ANR的可能冲突所致的任何改变可能造成对小区中的所有UE有影响的小区重置。 [0062] 一些实施例管理可以参与服务于移动中继系统110的多RAT、多载波和/或多运营商网络系统的协作能力。以这一方式，一些实施例提供对移动中继系统110内的可以规律地空闲和/或活动的移动站的高效支持以及支持移动中继系统110的消耗资源的无线回程连接的移动性。 [0063] 可能需要LTE-A为LTE提供后向兼容性，这意味着LTE用户应当能够接入LTE-A网络。在LTE和LTE-A网络中，可以有在E-UTRAN和服务CN单元、比如MME、服务网关（S-GW）和分组数据网络网关（P-GW）之间的功能划分。由于前述问题，如果仍然如具有固定中继的当前E-UTRAN中那样，从CN视角来看，与移动中继系统110关联的移动站的连接被分别处理，则可能在为这些移动站提供IP连接和移动性管理时在MME、S-GW和P-GW上有明显负担。这是因为服务MME、S-GW或者P-GW沿着承载MR系统的火车的行进路线可能有许多改变，这在具有可能多运营商多RAT施主系统时进一步变复杂。 [0064] 一些实施例的移动中继系统110可以经由一个或者多个基站130、131、132与更广通信系统300通信。更广通信系统可以包括多个网络。图3和图4示出代表不同运营商的网络的第一和第二网络301、302。实际上，一些基站130和131与第一运营商的第一网络301关联，并且另一基站132与第二运营商的第二网络302关联。在一些实施例中，第一运营商的第一网络301包括多个无线电接入技术，下文描述这些无线电接入技术的示例。第一和第二网络301、302可以经由通信链路324相互通信。 [0065] 在一些实施例中，中继节点120、121可以包括为在中继节点120、121的覆盖区域中的终端提供带外无线接入的无线收发器。带外无线接入也可以称为非蜂窝无线电接入，因为带外无线接入利用的频带与蜂窝服务相比是不同的。非蜂窝或者带外接入类型的非限制示例是无线局域网（WLAN）或者WiFi。 [0066] 在一个实施例中，中继节点120、121可以附加地或者备选地包括为在移动中继的覆盖区域中的终端提供蜂窝无线接入的蜂窝收发器。接入技术可以例如是LTE或者LTE-A。无线电接入技术可以在其它实施例中是任何其它适合无线电接入技术、比如3G。中继节点 120、121对于移动站可以具有例如LTE-A节点B的全部功能，但是它使用移动无线回程来附着到网络侧。 [0067] 这在一些实施例中意味着移动站100可以具有带外无线网络和带内无线蜂窝网络提供的双重带内/带外无线电接入。 [0068] 图3用实线示出在移动中继系统110的中继节点120、121与第一和第二网络301、302之间的蜂窝连接。用虚线示出在中继节点120、121与第一和第二网络301、302之间的非蜂窝连接。图3为了清楚而示出简化的实施例。在其它实施例中，该布置可以包括更多网络、更多运营商、更多中继节点、更多基站和更多小区等。（在图3中尚未示出的）小区的形状和大小可以变化和重叠。另外将理解可以提供不同无线电接入技术。 [0069] 在一些实施例中，第一网络301包括3G和LTE-A无线电接入技术。在一些实施例中，第一和第二网络均可以包括一种或者多种无线电接入技术。图3描绘包括3G无线电接入技术的第一网络301，该第一网络包括连接到无线电网络控制器（RNC）316的节点B基站131。图3还示出第一网络201包括LTE-A或者LTE无线电接入技术，这包括连接到移动性管理实体MME310的eNodeB基站130。 [0070] 第一和第二运营商的核心网络301、302可以包括以下单元：MME（移动性管理实体）310、SAE GW（SAE网关）312、ANDSF（接入网络发现和选择功能）314以及服务GPRS支持节点SGSN318。应当理解通信系统除了所示单元之外也可以包括其它核心网络单元、比如网关移动服务交换中心GMSC和OAM（操作、监管和管理系统）。另外，并非所有系统都必需包括所有以上所示单元。 [0071] 通信系统的也可以称为eNodeB（增强节点B）的基站130、132可以主控用于无线电资源管理的功能：无线电承载控制、无线电准入控制、连接移动性控制、动态资源分配（调度）。这适用于基于LTE或者LTE-A的系统。对于基于3G的系统，无线电网络控制器316可以包括以上提到的功能中的一些功能。MME310负责向eNodeB130、132分发寻呼消息。SAE GW312是如下实体，该实体被配置用于充当在第一和/或第二网络301、302与通信网络的其它部分、如比如因特网之间的网关。SAE GW312可以是服务网关（S-GW）和分组数据网络网关（P-GW）这两个网关的组合。 [0072] ANDSF316可以是网络协议功能，该网络协议功能被配置用于辅助网络的用户设备基于网络运营商策略做出在3GPP与非3GPP接入技术之间的移动性判决。例如ANDSF使支持多接入技术的用户设备能够在不同接入技术、比如WLAN或者WiMAX可用的区域中选择最适合的接入网络。 [0073] 在一些实施例中，交通工具140包括一个或者多个段320、330。每个段可以包括中继节点120、121。中继节点120、121可以是提供LTE/LTE-A和非蜂窝无线接入二者的双功能中继。备选地，在一些其它实施例中，中继节点120、121可以仅为交通工具140的乘客供应非蜂窝接入。中继节点120、121可以与crX2接口322一起连接。 [0074] 在一些实施例中，移动中继系统110的中继节点120、121被配置用于配合操作。对于中继节点120、121提供的无线接入服务和中继节点120、121的回程连接，中继节点可以使用接口322来相互通信。 [0075] 在一些实施例中，可以提供网关实体350，该网关实体连接到移动中继系统110的中继节点120、121。网关实体或者移动中继网关（MR-GW）350被配置用于协调和控制移动中继系统110的能力和与核心网络300的连通。 [0076] 将参照图4描述在移动中继网关350与核心网络301之间的连通。图4与图3相同，但是为了清楚，已经省略基站130、131、32以及在它们与中继节点120、121和网络301、302之间的通信链路。图4示出在移动中继网关350与MME310、SSGN318、GGSN/P-GW312和ANDSF314之间的通信链路。应当理解通信系统除了所示之外还可以包括其它核心网络单元、比如网关移动服务交换中心GMSC和OAM（操作、监管和管理系统）。另外，并非所有系统都必需包括所有以上所示单元。 [0077] 现在将参照图5讨论移动中继网关350，该图示出移动中继网关350的示意表示。移动中继网关350通常可以包括如图5中所示至少一个适当控制器装置以便实现其操作以及对与第一和第二网络301、302通信的移动站100和移动中继系统110的管理。移动中继网关350可以与其它控制实体互连。例如在一些实施例中，移动中继网关的功能可以由移动中继系统110中的多个中继节点120、121执行。备选地，在其它实施例中，移动中继网关350可以是位于移动的交通工具上的独立实体。在一些实施例中，移动中继网关350与可以向移动中继系统110提供本地服务的机载服务器位于一起。例如移动中继网关350可以控制对于从机载服务器向移动站100提供交通工具内服务的提供、例如诸如视频的流媒体内容。 [0078] 移动中继网关350可以通常具有存储器容量501和至少一个数据处理器502、503以及输入/输出接口504。移动中继网关350和功能可以分布于多个控制单元之间。控制装置300可以被配置用于执行适当软件代码以提供控制功能。在一些实施例中，每个中继节点 120、121可以包括用于执行移动中继网关350的功能中的一些或者所有功能的控制装置 300。移动中继网关350可以被配置用于根据这里描述的某些实施例借助数据处理设施、与对移动站100和/或中继节点120、121与网络301、302之间的通信的控制和协调关联地提供控制功能。 [0079] 现在将参照图6讨论移动中继网关350的功能。图6示出移动中继网关根据一些实施例操作的流程图。 [0080] 移动中继网关350被配置用于如在块602中所示在移动网关控制用于与移动中继系统关联的至少一个站的一个或者多个无线电接入连接，移动中继系统提供多个接入技术并且由一个或者多个施主蜂窝系统服务。在一些实施例中，移动中继网关350可以包括适合于控制一个或者多个无线电接入连接的任何装置。至少一个站可以是经由中继节点120、121连接到移动中继系统110的移动站100。如先前提到的那样，移动中继系统110提供多个无线电接入技术、比如LTE-A、3G和WiFi。在一些实施例中，移动中继网关350可以协调在移动站100与固定网络之间的通信，在该固定网络中有以下各项中的一项或者多项：多个运营商、多个接入技术和多个施主基站。这意味着移动中继网关350镜像先前已经由核心网络执行的功能。以这一方式，移动中继网关350可以做出判决并且执行管理操作而不联系核心网络。这意味着移动中继系统350无需经常联系核心网络并且可以节省无线电资源。 [0081] 移动中继网关350还被配置用于如在块604中所示控制在至少一个站和与一个或者多个施主蜂窝系统关联的一个或者多个核心网络单元之间的在一个或者多个无线电接入连接上的通信的地址信息。在一些实施例中，移动中继网关350可以包括适合于控制在一个或者多个无线电接入连接上的通信的任何装置。在一些实施例中，移动站100保持逻辑上连接到移动中继网关350。以这一方式，移动中继网关350向核心网络301、302和移动站100隐藏移动中继系统110的移动性。这减少在核心网络中对于相似或者相同移动性需要的过多的移动性处理。实际上，移动中继网关350被配置用于控制用于移动中继节点120、121的用户和控制平面二者的移动性管理。另外，移动中继网关350可以提供对交通工具内本地服务的支持、向中继节点的分发功能、IP地址分配、准入和控制、涉及自组织网络（SON）和空闲移动性管理的过程以及向归属/受访网络的位置更新。另外，可以提供移动中继网关350作为蜂窝网络的集成移动中继部分。 [0082] 以这一方式，可以在为交通工具上的用户提供移动性管理时在核心网络节点上有较少负担。也可以减少每个个体UE对于控制和管理的需求。另外，可以没有对当前LTE网络架构的显著改变，并且这为LTE的先前版本提供后向兼容。 [0083] 现在将更具体讨论移动中继网关350所控制的上述功能。 [0084] 在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于通过指配和维护用于移动站100的地址信息来控制连接。在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于将从核心网络301、302接收的移动站100的地址信息和与移动中继系统110关联的移动站100的地址信息相映射。以这一方式，移动中继网关350被配置用于映射和翻译移动站100的地址信息以向移动站100隐藏由于改变核心网络301、302中的网关、比如S-GW或者P-GW而产生的移动性问题。 在一些实施例中，移动中继网关350可以被配置用于将与移动中继系统110关联的移动站 100的地址信息映射到核心网络301、302提供或者使用的移动站100的地址信息。在一些实施例中，在移动站100活动并且在交通工具上而且已经由移动中继网关350指配了地址之后，地址可以由移动站100保持和使用，只要移动站保持在交通工具140上。移动站100可以使用指配的地址、无论核心网络中的网关在交通工具140沿着路线行进时如何改变。在一些实施例中，地址信息是互联网协议（IP）地址信息。 [0085] 在一些实施例中，移动中继系统110可以连接到相同或者不同运营商的相同或者不同无线电接入技术的多个施主蜂窝系统并且由这些施主蜂窝系统服务。以这一方式，移动中继系统110可以同时连接到多个S-GW和P-GW。连接到移动中继系统的S-GW和P-GW可以由于移动中继系统110的移动而随时间改变。 [0086] 在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于向一个或者多个可改变S-GW和P-GW路由移动站100的IP业务。这意味着与移动中继网关350和核心网络相关的IP地址信息，移动站100可以具有一个或者多个可改变IP地址。移动中继网关350被配置用于保持在移动中继系统110与核心网络301、302之间对移动站的IP地址的任何改变。这意味着从移动站100的视角来看，移动站100的地址信息保持相同、无论在移动中继系统110与核心网络301、 302之间的路由改变如何。 [0087] 在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于基于不同标准指配地址信息的一个或者多个部分。例如移动中继网关350可以指配地址信息的提供本地地址信息的第一部分。也就是说，地址信息的本地部分提供移动站100在移动中继系统100中的地址信息。移动中继网关350还可以指配地址信息的提供核心网络路由信息的另一部分。以这一方式，地址信息的至少部分保持恒定，并且移动中继网关350可以指配、指示和维护地址信息的用于移动站100和核心网络301、32的地址信息的本地部分。备选地或者附加地，移动中继网关350被配置用于指配、指示和维护用于移动站100的IP地址。另外，移动中继网关350被配置用于映射和翻译用于移动站100的IP连接。 [0088] 另外，移动中继网关350可以使用地址的本地部分来提供也称为本地IP中断（breakout）的本地IP连接。这意味着可以产生本地IP连接而无需发信号给核心网络节点。 [0090] 在移动中继网关350指配地址信息、例如IP寻址时，在一些实施例中，可以有为这样的拥挤的公共运输系统（火车、船舶、渡船）分配的某个特殊寻址空间。这可以提供可以从正使用的地址信息看见的某些隐含指示。另外，根据谁是运输系统的实际运营者、例如是交通公司还是蜂窝运营商还是第三方还是在某个情况下为先前选项的混合，移动中继网关350应当能够将适合的IP寻址空间用于IP地址指配并且如果需要则向涉及到的各方传达/指示它。这也可以用于全局地址部分。 [0091] 在一些实施例中，移动中继网关350可以向移动站100提供IP地址的指示。移动站100可以在获得接入和注册到移动中继系统110时遵循标准过程。 [0092] 另外，在一些实施例中，可以使用IPv6或者IPv4寻址来实现本地IP连通。移动中继系统的中继节点120、121可以被配置为用于交通工具内无线局域网（LAN）并且也用于LTE无线电接入接口的L2交换机设备。这意味着在可以在移动中继系统110内执行在相同交通工具内的移动站之间的通信。在一些实施例中，可以配置内部交通工具网络为单个L2网络。这意味着可以在L2层上处理用户平面切换，从而可以避免Sxx隧道交换。以这一方式，交通工具移动中继系统110的运营商可以无需与拥有Sxx功能的另一运营商交互。在一些实施例中，主机与本地服务之间在交通工具140内的直接通信可以使用来自相同IP地址库的IP地址。在一些实施例中，可以使用专用IPv4和本地链路IPv6地址。 [0093] 然而如果移动站100需要广域连接，则需要公共接入。在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于充当代理IPv6移动接入网关（MAG）并且向移动站100通报来自归属网络P-GW的前缀。充当MAG的移动中继网关350然后隐藏该网关和由于移动中继系统110移动而对IP地址的其它改变。这意味着移动站100无需具有移动IP（MIP）栈。然而在归属网络中的P-GW必须具有本地移动性锚（LMA）功能。在这一情况下，如果移动中继网关350将本地链路IPv6地址指配至与移动中继系统100中的移动站100连接的无线电资源控制（RRC），则本地链路IPv6地址可以具有与小区专属无线电网络临时标识符（C-RNTI）的1：1映射。在一些实施例中，可以将C-RNTI和本地链路IPv6地址信息配置用于可能可互换地在移动站侧和网络侧对移动站空中寻址时使用。 [0094] 如以上提到的那样，地址信息的本地部分或者链路本地地址用于在交通工具140上的移动站100和/或用户之中唯一标识它们。在一些实施例中，提供2字节本地链路地址，该本地链路地址可以用于对在无线电接入网络和本地系统上的移动站100/用户寻址，无论何时需要并且可选地如果未损害安全性则与C-RNTI可互换。在这一情况下，eNB130或者中继节点120需要知道交通工具上的用户的本地链路地址。移动中继网关350向eNB130和中继节点120转发本地链路地址信息。在C-RNTI和本地链路地址不相同的情况下，移动中继网关350将这些转发给中继节点120和eNB130。本地链路地址信息在一些实施例中应当在与移动中继系统110关联的交通工具上的用户之中唯一。 [0095] 在一些实施例中，可以使用IPv4寻址信息，并且移动中继网关350可以被配置用于执行网络地址翻译（NAT）。具体而言，如果相同IPv4地址用于局域和广域接入二者，则可能需要NAT。附加地或者备选地，移动中继网关350可以被配置用于向移动站100指配2个IP地址。第一地址可以用于专有本地接入，并且第二地址用于公共移动广域接入。在一些实施例中，移动中继网关350可以为移动中继系统110中的每个移动站100指配两个IP地址。移动中继网关350在一些实施例中可以被配置用于执行用于每个无线电接入技术（WiFi、3G等）的具体NAT操作。在一些实施例中，IP地址从移动站100的视角来看在移动期间不变。附加地或者备选地，用于移动站100的IP地址可以可改变而移动站100不知道该改变。例如移动中继网关350可以被配置用于提供地址信息的适合的映射和翻译以维护在移动站100与核心网络之间的连接、无论对移动站100的地址信息的任何改变如何或者对在移动站100与核心网络节点之间的连接的改变如何。 [0096] 在移动站100可以支持用于广域和本地接入的两个IP地址时，移动站100和移动中继网关350被配置用于确定何时采用两个IP地址中的哪个IP地址以用于使用。在一些实施例中，可以经由移动中继网关350路由至少所有WiFi业务。附加地或者备选地，WiFi中继节点132可以被配置为IP地址“可知”并且被配置用于在某个程度上执行IP路由。在其它实施例中，可以有具有针对每个承载服务建立的隧道输送的蜂窝接入业务，其中基于隧道输送ID映射的路由控制足以在移动中继系统110中路由业务。 [0097] 在一些其它实施例中，移动中继网关350被配置用于为所有机载本地无线电接入服务提供准入控制。在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于控制对带外无线电接入技术的接入，但是在其它实施例中，移动中继网关350可以备选地或者附加地被配置用于控制对在交通工具140中提供的带内无线电接入技术的接入。 [0098] 移动中继网关350也可以辅助用于按需付费的带内蜂窝接入服务的认证和准入控制。在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于基于乘客信息来快速认证至少使用带外无线电接入技术接入本地移动中继系统110的移动站100。例如移动中继网关350可以基于票务信息确定认证。在一些实施例中，移动中继网关350可以将票号和/或坐席号与预存的标识符、比如真实移动号码相关。可以例如在订票时存储预存的标识符。在移动站100已经使用移动中继系统110的带外和/或带内无线电接入技术来逻辑上接入移动中继系统110之后，移动中继网关350可以辅助加速蜂窝认证。在一些实施例中，移动中继网关350可以与用于移动站100的蜂窝网络通信。响应于与用于移动站的蜂窝网络通信，移动中继网关350可以判决预先分配回程容量以服务于移动站100。在一些实施例中，在移动站10与移动中继系统110交互之后，但是在移动站要求回程容量之前，移动中继网关350可以分配回程容量。 [0099] 在另一实施例中，移动中继网关350可以检测和服务于交通工具上的移动站100的任何端到端呼叫。以这一方式，移动中继网关350可以在本地系统内保持在移动中继系统110内开始和终止的呼叫。移动中继网关350可以被配置用于充当用于服务于MME/S-GW的多运营商本地代理代理器/服务器以及用于交通工具上的移动站100的注册服务器。在一些实施例中，移动中继网关350可以与移动站100通信以用于通过将移动站100的带外无线电接入技术至少用于本地机载服务而建立的蜂窝呼叫。具体而言，移动中继网关350可以与移动站100执行以下各项中的一项或者多项以用于建立呼叫：寻呼、用于蜂窝接入的初始资源分配、蜂窝承载配置等。 [0100] 移动中继网关350还可以根据一个或者多个标准控制移动中继系统内的本地业务。例如移动中继网关350可以被配置用于根据乘客细节、比如票务信息来应对、分布或者路由移动中继系统110中的业务。在一些实施例中，移动中继网关350可以执行在移动中继系统110内和在移动中继系统110的建立的回程链路之上的服务质量差别化。移动中继网关350可以执行对于本地服务和全局服务的服务差别化。在一些实施例中，移动中继网关350可以基于乘客的票务信息对于不同移动站100执行服务质量的差别化。这例如意味着移动中继网关350可以根据移动站100是否与一等票或者经济票关联来确定将向移动站提供的服务质量。移动中继网关350可以标记移动站100的IP业务的差别化服务代码点DSCP，并且如果移动站100与特定票类型或者特定乘客信息关联则经由可靠回程连接路由移动站的IP业务。 [0101] 在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于执行与自组织网络（SON）和OAM关联的功能。移动中继网关350被配置用于从与灵活频谱使用（FSU）和SON耦合的策略收费和规则功能（PCRF）角度收集和更新施主蜂窝系统的系统信息、策略和规则。移动中继网关350还可以被配置用于存储本地火车公司的等效PCRF和OAM信息。移动中继网关350然后可以确定用于移动中继系统110的SON配置并且向沿着行进路线的施主蜂窝系统指示它。这可以帮助减少对于做出的判决和从核心网络到移动中继系统110用信号传送的配置的需求。 [0102] 另外，在一些实施例中，移动中继网关350被配置用于通过协调和控制移动中继系统的一个或者多个中继节点120、121来建立和维护去往适合的蜂窝网络的一个或者多个聚合的回程连接或者连接组。移动中继网关350还可以控制本地小区的配置、操作和配合并且向选择的施主网络发出与回程连接管理有关的请求、比如回程链路添加/释放请求、切换请求、容量请求。 [0103] 在另一实施例中，可以在移动中继系统110与核心网络300之间划分移动中继网关350功能。将参照图7进一步讨论这一概念，该图示出通信网络中的移动中继系统的示意表示。图7示出与图3和图4中所示布置相似的布置。具体而言，示出两个中继节点。第一中继节点是LTE-A中继节点120，并且第二中继节点121是3G中继节点。 [0104] 在LTE系统内，火车140在来自一个或者多个运营商的MME看来留在相同跟踪区域中。在3G系统内，火车140留在用于MSC/SGSN的相同位置/路由区域内。 [0105] 拆分移动中继网关350的功能，从而与参照图3和图4讨论的实施例相似地有位于移动中继系统110内的第一部分。另外，第二部分702、704位于LTE系统或者3G系统中的网络侧上。在一些实施例中，移动中继网关的第二部分702、704位于3G或者LTE系统的基站130、131与核心网络300之间。LTE第二部分702经由S1链路（DeNB-MR-GW）连接到DeNB130并且用S1-flex链路（MOCN）连接到核心网络。3G第二部分704经由Iu链路（DNB-MR-GW）连接到DNB131并且用Iu flex链路（MOCN）连接到核心网络。 [0106] 在一些实施例中，移动中继网关350的第一部分和第二部分建立它们之间的UE隧道机制。以这一方式，移动中继网关350、702、704是UE隧道的端点。移动中继网关功能可以向核心网络隐藏移动性，并且移动站100从核心网络的视角来看留在相同TAI、LAI或者RAI中。在一些实施例中，在网关第一和第二部分350、702、704之间的单个隧道内复用来自移动站100的数据。在一些实施例中，移动中继网关第一和第二部分350、702、704被配置用于建立多个隧道。在一些实施例中，可以基于服务质量来差别化在不同隧道内的数据。 [0107] 注意尽管已经与LTE-高级相关地描述了实施例，但是相似原理可以应用于任何其它通信系统。还取代基站提供的载波，包括分量载波的载波可以由比如移动用户设备的通信设备提供。例如这可以是如下应用中的情况，在该应用中例如在自组织网络中未提供固定设备，但是借助多个用户设备提供通信系统。因此，虽然以上参照用于无线网络、技术和标准的某些示例架构通过示例描述某些实施例，但是实施例可以应用于除了这里图示和描述的通信系统之外的任何其它适合形式的通信系统。 [0108] 另外，尽管已经与中继节点相关地描述了实施例，但是相似原理可以应用于在其它站之间切换的任何站。例如有一些实施例，在这些实施例中，前述原理可以应用于移动站、比如用户设备或者通信设备或者任何接入节点、比如基站。 [0109] 此处还要注意尽管以上描述本发明的示例实施例，但是有可以在未脱离本发明的范围时对公开的解决方案做出的若干变型和修改。 [0110] 一般而言，可以在硬件或者专用电路、软件、逻辑或者其任何组合中实施各种实施例。可以在硬件中实施本发明的一些方面，而可以在控制器、微处理器或者其它计算设备可以执行的固件或者软件中实施其它方面，但是本发明不限于此。尽管可以将本发明的各种方面图示和描述为框图、流程图或者使用某个其它图解表示来图示和描述本发明的各种方面，但是要很好理解可以在作为非限制示例的硬件、软件、固件、专用电路或者逻辑、通用硬件或者控制器或者其它计算设备或者其某个组合中实施这里描述的这些块、装置、系统、技术或者方法。 [0111] 本发明的实施例可以由移动设备的数据处理器比如在处理器中可执行的计算机软件或者由硬件或者由软件和硬件的组合实施。 [0112] 另外，就这一点而言，应当注意如在图中的逻辑流程的任何块可以代表程序步骤或者互连的逻辑电路、块和功能或者程序步骤以及逻辑电路、块和功能的组合。可以在比如存储器芯片或者在处理器内实施的存储器块这样的物理介质、比如硬盘或者软盘这样的磁介质以及如例如DVD及其数据变体CD这样的光学介质上存储软件。 [0113] 存储器可以是适合于本地技术环境的任何类型并且可以使用任何适合数据存储技术、比如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可拆卸存储器来实施。 [0114] 前文描述已经通过示例性和非限制示例提供本发明的示例实施例的全面和翔实的描述。然而在结合附图和所附权利要求阅读时各种修改和调整可以鉴于前文描述而对于本领域技术人员变得显而易见。然而本发明的教导的所有这样和相似的修改仍将落入如在所附权利要求中限定的本发明的范围内。实际上，有更多如下实施例，该实施例包括先前讨论的其它实施例中的任何实施例中的一个或者多个实施例的组合。 |
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