Обработка трафика локального непосредственного соединенения в домашней базовой станции

Обработка трафика локального непосредственного соединенения в домашней базовой станции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится в целом к способам и устройствам в телекоммуникационной системе с наличием домашней базовой станции, и конкретно - к способам и устройствам для обработки трафика в связи с домашней базовой станцией.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В системах UMTS (универсальная система мобильной связи, УСМС) третьего поколения (см. техническое описание (TS) 23.002 Проекта партнерства систем связи 3-го поколения (3GPP), "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and Systems Aspects; Network architecture (Release 8)" (Проект партнерства систем связи 3-го поколения; Техническое описание группового обслуживания и системных аспектов; Сетевая архитектура (Редакция 8)), декабрь 2007) и, в частности, в его усовершенствованной версии SAE/LTE (развитие архитектуры системы/«долговременное» развитие) (сравните 3GPP TS 23.401 версия 1.0 (также называемая Усовершенствованной системой пакетной передачи, EPS), "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access (Release 8)" (Проект партнерства систем связи 3-го поколения; Техническое описание группового обслуживания и системных аспектов; расширения Обобщенных услуг пакетной радиосвязи (GPRS) для доступа Усовершенствованной универсальной наземной сети радиодоступа (E-UTRAN) (Редакция 8)), март 2008 и 3GPP TS 36.401 версия 8.1.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Architecture description (Release 8)" (Проект партнерства систем связи 3-го поколения; Техническое описание сети группового радиодоступа; Усовершенствованная универсальная наземная сеть радиодоступа (E-UTRAN); описание архитектуры (Редакция 8), март 2008), представлена концепция домашних базовых станций. В 3G домашняя базовая станция именуется домашним Node B (HNB), тогда как в EPS она именуется домашним eNode B (HeNB). Предполагается, что домашняя базовая станция, которая должна помещаться в частном доме, использует фиксированное широкополосное соединение владельца дома, чтобы осуществлять доступ к базовой сети системы мобильной телекоммуникации. Также предполагается, что владелец дома ведет фактическую физическую установку домашней базовой станции. Следовательно, развертывание домашних базовых станций не может планироваться, поскольку она в значительной степени находится вне управления оператором системы мобильной телекоммуникации. Другой важной характеристикой концепции домашней базовой станции является потенциально очень большое число домашних базовых станций.

Домашняя базовая станция (такая как домашний NodeB или домашний eNodeB) соединяется с базовой сетью оператора через защищенный туннель (предположительно защищенный по протоколу IPsec) со шлюзом защиты на границе сети оператора. Через этот туннель домашняя базовая станция соединяется с узлами базовой сети в базовой сети оператора (например, модулем управления мобильностью (MME) и обслуживающим шлюзом (S-GW) через интерфейс S1 в EPS или обслуживающим узлом поддержки GPRS (SGSN) и центром коммутации мобильной связи (MSC) (или медиашлюзом (MGW) и сервером MSC) через интерфейс Iu или интерфейс Iuh в 3G UMTS). Оператор сети 3GPP может также развертывать узел-концентратор в своей сети между домашними базовыми станциями и обычными узлами базовой сети. В стандарте EPS такой узел-концентратор обычно именуется шлюзом HeNB, который может быть дополнительным узлом в технических решениях HeNB в EPS. Соответствующим названием узла в стандарте 3G UMTS является «шлюз HNB», и этот узел является обязательным в системах HNB 3G.

И для EPS, и для 3G систем UMTS домашняя базовая станция использует сеть широкополосного доступа в качестве (части) транспортной сети. Возможные трансляторы сетевых адресов (NAT) между домашней базовой станцией и базовой сетью не составляют трудность для защищенного туннеля при использовании, например, протокола IKE (Internet Key Exchange), (такого как протокол IKEv2), который может обрабатывать прохождение NAT (то есть активировать инкапсуляцию пакета по протоколу дейтаграмм пользователя (UDP) для трафика EPS в случае необходимости), и полагается, что он будет использоваться для установления защищенного туннеля.

Кроме того, протокол RLC (управления линией радиосвязи) безопасности плоскости пользователя и протокол PDCP завершаются в контроллере радиосети (RNC) в 3G и в eNode B в LTE. Если используется домашняя базовая станция, эти протоколы завершаются в домашней базовой станции (в HNB, поскольку функциональность RNC находится в HNB в архитектуре 3G HNB, или в HeNB в архитектуре LTE), что делает IP-пакеты плоскости пользователя легко видимыми в домашней базовой станции.

Вследствие такой установки оборудование пользователя (UE, также именуемое мобильным терминалом) может осуществлять связь через домашнюю базовую станцию и базовую сеть подобно любому другому UE. Однако, поскольку домашняя базовая станция соединяется со средством широкополосного доступа (например, широкополосным модемом) ее владельца, она является потенциально частью домашней локальной сети (ЛВС, LAN) (известной также как локальная сеть оборудования, расположенного в помещении клиента (CPE). UE может, таким образом, потенциально осуществлять связь с другими устройствами, соединенными с домашней LAN, например, с принтером или компьютером. Как следствие, относящиеся к домашней базовой станции механизмы (управления) должны давать возможность UE осуществлять связь и локально (с устройствами в домашней LAN), и удаленно (с устройствами вне домашней LAN), и предпочтительно должно быть возможным смешение этих двух типов трафика и наличие и локальных, и удаленных сеансов связи, ведущихся одновременно.

Однако, согласно техническим решениям предшествующего уровня техники, домашняя базовая станция является неспособной различать и обеспечивать специальную обработку для трафика, относящегося к локальным сеансам связи, в сравнении с трафиком, относящимся к удаленным сеансам связи. Таким образом, не имеется способа в существующих технических решениях домашней базовой станции для обработки локального и удаленного трафика различным образом, чтобы достигать более эффективной обработки трафика, адаптированный для конкретного типа трафика.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способов и устройств, которые дают возможность эффективного транспортирования трафика в телекоммуникационной системе с домашней базовой станцией.

Вышеизложенная задача достигается посредством способов и узлов в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения.

Основная идея вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, чтобы допускать различные типы транспортирования для различных типов трафика восходящей линии связи от мобильного терминала через домашнюю базовую станцию. Варианты осуществления настоящего изобретения дают возможность транспортирования трафика посредством локального непосредственного соединения через домашнюю базовую станцию, что означает, что трафик может транспортироваться без прохождения базовой сети мобильной телекоммуникационной системы. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, отдельный выделенный канал-носитель устанавливается между мобильным терминалом и домашней базовой станцией для трафика, подлежащего транспортированию посредством локального непосредственного соединения.

Первый пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ в мобильном терминале для пересылки трафика. Мобильный терминал соединен по радиосвязи с домашней базовой станцией. Домашняя базовая станция имеет соединение с локальной сетью с наличием ряда локальных узлов, соединение с базовой сетью системы мобильной телекоммуникации (связи) через сеть доступа и соединение с сетью Internet через сеть доступа. Способ включает в себя этап идентификации трафика восходящей линии связи, который должен подлежать транспортированию посредством локального непосредственного соединения. Транспортирование посредством локального непосредственного соединения подразумевает пересылку трафика восходящей линии связи на локальный узел и/или сеть Internet без прохождения базовой сети. Способ также включает в себя этап осуществления связи с домашней базовой станцией с использованием сигнализации для установления выделенного канала-носителя локального непосредственного соединения для трафика, подлежащего непосредственно транспортированию посредством локального непосредственного соединения. Канал-носитель локального непосредственного соединения является радиоканалом, который проходит между мобильным терминалом и домашней базовой станцией. В соответствии со способом, идентифицированный трафик восходящей линии связи отправляют на домашнюю базовую станцию на установленном канале-носителе локального непосредственного соединения.

Второй пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ в домашней базовой станции для пересылки трафика. Домашняя базовая станция имеет соединение с мобильным терминалом поверх радиоинтерфейса, соединение с локальной сетью с наличием ряда локальных узлов, соединение с базовой сетью системы мобильной телекоммуникации через сеть доступа и соединение с сетью Internet через сеть доступа. Способ включает в себя этап осуществления связи с мобильным терминалом с использованием сигнализации для установления канала-носителя локального непосредственного соединения для трафика, подлежащего транспортированию посредством локального непосредственного соединения. Как упомянуто выше, транспортирование посредством локального непосредственного соединения подразумевает пересылку трафика восходящей линии связи на локальный узел и/или в сеть Internet без прохождения базовой сети. Канал-носитель локального непосредственного соединения является радиоканалом, который проходит между мобильным терминалом и домашней базовой станцией. В соответствии со способом, домашняя базовая станция принимает трафик восходящей линии связи от мобильного терминала на установленном канале-носителе локального непосредственного соединения и пересылает трафик восходящей линии связи, принятый на канале-носителе локального непосредственного соединения, в соответствии с транспортированием посредством локального непосредственного соединения.

Третий пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает мобильный терминал для использования в системе мобильной телекоммуникации. Мобильный терминал имеет радиоинтерфейс, конфигурированный для соединения с домашней базовой станцией, соединенной с локальной сетью с множеством локальных узлов, с базовой сетью системы мобильной телекоммуникации через сеть доступа, с сетью Internet через сеть доступа. Мобильный терминал также содержит блок обработки, который выполнен с возможностью идентифицировать трафик восходящей линии связи, который должен подлежать транспортированию посредством локального непосредственного соединения. Как упомянуто выше, транспортирование посредством локального непосредственного соединения подразумевает пересылку трафика восходящей линии связи на локальный узел и/или в сеть Internet без прохождения базовой сети. Блок обработки, кроме того, выполнен с возможностью осуществлять связь с домашней базовой станцией, используя сигнализацию для установления канала-носителя локального непосредственного соединения для трафика, подлежащего транспортированию посредством локального непосредственного соединения. Канал-носитель локального непосредственного соединения является радиоканалом, который проходит между мобильным терминалом и домашней базовой станцией. Мобильный терминал дополнительно содержит блок вывода, выполненный с возможностью отправлять трафик восходящей линии связи, идентифицированный модулем обработки для транспортирования посредством локального непосредственного соединения, на домашнюю базовую станцию на установленном канале-носителе локального непосредственного соединения.

Четвертый пример осуществления настоящего изобретения представляет домашнюю базовую станцию для использования в системе мобильной телекоммуникации. Домашняя базовая станция содержит радиоинтерфейс, конфигурированный для соединения по меньшей мере с одним мобильным терминалом, а также один или несколько интерфейсов, конфигурированных для соединения с локальной сетью, содержащей множество локальных узлов, для соединения с базовой сетью системы мобильной телекоммуникации через сеть доступа и для соединения с сетью Internet через сеть доступа. Домашняя базовая станция дополнительно содержит блок обработки, выполненный с возможностью осуществлять связь с мобильным терминалом, используя сигнализацию для установления канала-носителя локального непосредственного соединения для трафика, подлежащего транспортированию посредством локального непосредственного соединения. Как упомянуто выше, транспортирование посредством локального непосредственного соединения подразумевает пересылку трафика восходящей линии связи на локальный узел и/или сеть Internet без прохождения базовой сети. Канал-носитель локального непосредственного соединения является радиоканалом, который проходит между мобильным терминалом и домашней базовой станцией. Домашняя базовая станция также содержит блок ввода, чтобы принимать трафик восходящей линии связи от мобильного терминала на установленном канале-носителе локального непосредственного соединения, и модуль вывода, выполненный с возможностью пересылать трафик восходящей линии связи, принятый на канале-носителе локального непосредственного соединения, в соответствии с транспортированием посредством локального непосредственного соединения.

Пятый пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает узел управления и обслуживания для использования в системе управления и обслуживания в телекоммуникационной системе. Узел содержит блок управления, который выполнен с возможностью осуществлять связь с домашней базовой станцией, чтобы разрешать или запрещать домашнюю базовую станцию для транспортирования посредством локального непосредственного соединения. Транспортирование посредством локального непосредственного соединения подразумевает пересылку трафика на локальный узел и/или сеть Internet без прохождения базовой сети мобильной телекоммуникационной системы.

Шестой пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ в узле управления и обслуживания в системе управления и обслуживания телекоммуникационной системы. Способ включает в себя этап отправки управляющей информации на домашнюю базовую станцию, чтобы разрешать или запрещать домашней базовой станции транспортирование посредством локального непосредственного соединения. Транспортирование посредством локального непосредственного соединения подразумевает пересылку трафика на локальный узел и/или сеть Internet без прохождения базовой сети мобильной телекоммуникационной системы.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что они могут обеспечивать мобильный терминал (UE), соединенный с домашней базовой станцией, с возможностью осуществления связи локально с другими узлами, соединенными с локальной сетью (например, домашней LAN), с которой домашняя базовая станция соединена. В течение локальной связи трафик транспортируется посредством локального непосредственного соединения, которое подразумевает, что трафик не проходит базовую сеть мобильной телекоммуникационной системы (например, базовую сеть 3GPP).

Другое преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что при использовании транспортирования посредством локального непосредственного соединения значительно снижается задержка, имеющаяся на практике в течение локальной связи.

Еще одно преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что при использовании транспортирования посредством локального непосредственного соединения практика работы пользователя в течение локальной связи улучшается, и устраняется неприятность мириться с необходимостью оплаты трафика и длительными задержками локальной связи.

Дополнительное преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что при использовании локального транспортирования для некоторого трафика базовая сеть мобильной телекоммуникационной системы разгружается (и если используется простой тариф за абонирование мобильной связи, такая разгрузка не снижает доход оператора).

Еще одно дополнительное преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, что они дают возможность мобильному терминалу, соединенному с домашней базовой станцией, осуществлять связь с сетью Internet или через нее без прохождения через базовую сеть системы мобильной телекоммуникации, то есть транспортирование трафика сети Internet посредством локального непосредственного соединения. Таким образом, обеспечивается возможность осуществлять доступ к сети Internet через домашнюю базовую станцию без абонентских плат за трафик 3GPP. Этот тип доступа к Internet также может восприниматься пользователем как более быстрый вследствие сниженных издержек. Базовая сеть мобильной телекоммуникационной системы разгружается, если используется транспортирование трафика сети Internet посредством локального непосредственного соединения. Если используется простой тариф для абонирования мобильной связи, такая разгрузка не снижает доход оператора.

Дополнительные преимущества и признаки вариантов осуществления настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении нижеследующего подробного описания вместе с фигурами чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематичная структурная схема, которая иллюстрирует первый прикладной сценарий, в котором осуществлен пример осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - схематичная структурная схема, которая иллюстрирует третий прикладной сценарий, в котором осуществлен пример осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - схематичная структурная схема, которая иллюстрирует пятый прикладной сценарий, в котором осуществлен пример осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 и 5 - схематичные структурные схемы, иллюстрирующие стеки протоколов плоскости управления для HeNB, соединенного с базовой сетью EPS 3GPP через шлюз HeNB и без шлюза HeNB соответственно.

Фиг.6 - схематичное представление сигнализации, иллюстрирующее процедуру для установления канала-носителя локального непосредственного соединения, включая различные варианты распределения IP-адреса, согласно первому типу примеров осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 - схематичное представление сигнализации, иллюстрирующее альтернативную процедуру для установления канала-носителя локального непосредственного соединения, включая различные варианты распределения IP-адреса, согласно первому типу примеров осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 - схематичное представление сигнализации, иллюстрирующее процедуру для установления канала-носителя локального непосредственного соединения, включающее в себя различные варианты распределения IP-адреса, согласно второму типу примеров осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 - схематичное представление сигнализации, иллюстрирующее альтернативную процедуру для установления канала-носителя локального непосредственного соединения, включающее в себя различные варианты распределения IP-адреса, согласно второму типу примеров осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10 - схематичное представление сигнализации, иллюстрирующее ликвидацию установления канала-носителя локального непосредственного соединения согласно второму типу примеров осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 и 12 - схематичные представления сигнализации, иллюстрирующие также альтернативную процедуру для установления канала-носителя локального непосредственного соединения, включающие в себя различные варианты распределения IP-адреса, согласно второму типу примеров осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 - схематичное представление сигнализации, иллюстрирующее процедуру для установления канала-носителя локального непосредственного соединения, включающее в себя различные варианты распределения IP-адреса, согласно примеру осуществления режима автономного локального непосредственного соединения по настоящему изобретению.

Фиг.14 - схема последовательности операций, иллюстрирующая способ в мобильном терминале для пересылки трафика согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

Фиг.15 - схема последовательности операций, иллюстрирующая способ в домашней базовой станции для пересылки трафика согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

Фиг.16 - схематичная структурная схема мобильного терминала согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17 - схематичная структурная схема узла управления и обслуживания (O&M) согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

Фиг.18 - схематичная структурная схема домашней базовой станции согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение теперь будет описано более полно ниже в документе со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. Это изобретение, однако, может быть осуществлено во многих различных формах и не должно рассматриваться ограниченным примерами осуществления, изложенными в документе; предпочтительнее, эти примеры осуществления представлены с тем, чтобы это раскрытие было всесторонним и полным и полностью выражало объем изобретения для специалистов в данной области техники. На фигурах чертежей сходные ссылочные символы ссылаются на сходные элементы. Перечень, обобщающий сокращения, используемые по всему данному описанию, представлен в конце данного раздела.

Как упомянуто выше, согласно техническим решениям предшествующего уровня техники, домашняя базовая станция будет обрабатывать весь трафик одинаково независимо от того, относится ли трафик к локальному сеансу (связи между UE и устройствами в локальной сети CPE), или к удаленному сеансу (связи между UE и устройствами вне локальной сети CPE). В результате может иметь место ряд частично оптимальных ситуаций. Если UE, соединенный с домашней базовой станцией, желает осуществлять связь с локальным узлом, то есть другим узлом в локальной сети CPE, например, с сетевым принтером или оборудованием пользователя для игры нескольких игроков, IP-пакеты будут маршрутизоваться через интерфейс GGSN (шлюзового узла с поддержкой GPRS) и Gi (для случая HNB) или интерфейс шлюза PDN (сеть пакетной передачи данных и SGi (для случая HeNB) в базовой сети 3GPP. Домашняя базовая станция не является способной отличать трафик локальной сети CPE от глобального трафика. Это является строго частично оптимальным в терминах и рабочей характеристики, и использовании ресурсов, и пользователь может испытывать необоснованные задержки. Кроме того, если оператор 3GPP взимает плату с пользователя за трафик между UE и другим узлом, соединенным с локальной сетью CPE (поскольку трафик был маршрутизован через базовую сеть 3GPP), весьма вероятно, что пользователь будет недоволен. Кроме того, если узлы локальной сети CPE соединяются с сетью широкополосного доступа через транслятор сетевых адресов (NAT) (каковое является обычным и вероятным сценарием), они не являются достижимыми извне NAT, и, следовательно, UE, осуществляющий связь через базовую сеть 3GPP (и интерфейс Gi или SGi), не будет способным инициировать сеанс связи с другим узлом, соединенным с той же локальной сетью CPE. Если UE также принимает персональный (немаршрутизируемый) адрес от базовой сети 3GPP (каковое иногда имеет место в развертываемых в настоящее время сетях GPRS/UMTS), то устройства в локальной сети CPE не будут способными инициировать сеансы связи в направлении UE, что означало бы, что UE не сможет осуществлять связь с другими узлами в локальной сети CPE полностью (без помощи сервера рандеву прикладного уровня).

Такие же причины, которые препятствуют непосредственному соединению для трафика локальной сети CPE, также препятствуют непосредственному соединению для трафика сети Internet через сеть широкополосного доступа. Будет полезным, если пользователь будет способным осуществлять выбор доступа к сети Internet через широкополосную сеть доступа (а не через базовую сеть 3GPP) в то время, как соединен с домашней базовой станцией и домашней LAN подобно любому другому поддерживающему IP устройству, соединенному с домашней LAN. Стимулом для этого выбора может быть более низкая стоимость, поскольку нет потенциальной платы от оператора 3GPP, которая будет взиматься за этот трафик. Другим стимулом может быть более быстрый доступ, вследствие более низких издержек (служебных сигналов) в доступе к сети Internet, которые, например, будут достигаться тем, что туннель IPsec и базовая сеть не проходятся прежде достижения сети Internet. С другой стороны, пользователь может не ожидать принимать какую-либо поддержку мобильности на основе 3GPP для такого трафика локального непосредственного соединения сети Internet.

По этим причинам будет выгодным поддерживать локальное непосредственное соединение для соответственно выбранного трафика в домашних базовых станциях, таким образом, ограничивая локальный трафик сети CPE локальной сетью CPE и разрешая трафик сети Internet непосредственно поверх сети широкополосного доступа без прохождения базовой сети 3GPP.

Варианты осуществления настоящего изобретения делают возможным для UE, соединенного с домашней базовой станцией (например, домашний Node B или домашний eNode B), осуществлять связь локально с другими узлами, соединенными с локальной сетью CPE (например, домашней LAN). Трафик между UE и узлом, соединенным с локальной сетью CPE, таким образом, маршрутизуется локально, а не через базовую сеть 3GPP, посредством чего задержка, имеющаяся на практике в течение локальной связи, может быть уменьшена, и практика работы пользователя в течение локальной связи может быть улучшена. Также посредством вариантов осуществления настоящего изобретения делается возможным позволять UE, соединенному с домашней базовой станцией, осуществлять связь с сетью Internet или через нее без участия базовой сети 3GPP в транспортировании трафика сети Internet. Если трафик транспортируется локально или на сеть Internet через домашнюю базовую станцию без прохождения базовой сети системы мобильной связи (например, базовой сети 3GPP), это будет именоваться в документе транспортированием посредством локального непосредственного соединения или локальным непосредственным соединением (Local Breakout).

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, явная сигнализация между UE и домашней базовой станцией используется для установления отдельного канала-носителя для трафика, который должен транспортироваться посредством локального непосредственного соединения (то есть без прохождения базовой сети). Этот отдельный канал-носитель называется в документе каналом-носителем локального непосредственного соединения. Канал-носитель локального непосредственного соединения несет трафик, транспортируемый посредством локального непосредственного соединения, между UE и домашней базовой станцией и не имеет продолжения в базовую сеть. Таким образом, для домашней базовой станции является довольно простой задачей отделить трафик, транспортируемый посредством локального непосредственного соединения, от трафика, который должен транспортироваться в базовую сеть. Фактическая работа по отделению трафика локального непосредственного соединения от трафика, не относящегося к локальному непосредственному соединению, выполняется в UE, что является наиболее благоприятным местом, поскольку UE представляет источник трафика восходящей линии связи, где намерения пользователя отражаются наиболее простым образом.

Различные примеры осуществления, описанные в настоящем документе, представляют несколько различных необязательных возможностей того, каким образом канал-носитель локального непосредственного соединения может устанавливаться с использованием различных типов сигнализации, а также нескольких различных необязательных возможностей того, каким образом трафик, транспортируемый посредством локального непосредственного соединения, транспортируется с использованием различных возможных вариантов адресов и различных сценариев. Многие из различных необязательных возможностей, представленных в документе, являются независимыми между собой и, следовательно, могут объединяться в большое число различных примеров осуществления. Согласно первому альтернативному типу примеров осуществления, канал-носитель локального непосредственного соединения устанавливается интегрированным в сигнализацию протокола управления радиоресурсами (RRC), и согласно другому типу примеров осуществления канал-носитель локального непосредственного соединения устанавливается интегрированным в сигнализацию слоя «без доступа» (NAS). UE может, например, использовать IP-адрес, который базовая сеть 3GPP распределила ему для трафика локального непосредственного соединения, или использовать отдельный IP-адрес для трафика локального непосредственного соединения, как будет описано более подробно ниже. Домашняя базовая станция и UE могут использоваться в нескольких различных сценариях, каковое устанавливает различные требования к обработке трафика в домашней базовой станции на основе, например, функциональности NAT (трансляция сетевых адресов) и ALG (шлюз прикладного уровня/слоя).

Ниже описаны на примерах некоторые сценарии, в рамках которых может применяться настоящее изобретение.

В первом сценарии, проиллюстрированном на фиг.1, домашняя базовая станция (HN) 1 соединяется с (домашним) маршрутизатором 9 (сети) CPE с наличием NAT 16 через соединение 5 Ethernet/WLAN, и множество локальных узлов 4 (только один локальный узел проиллюстрирован для простоты, но может быть любое число), соединяются с маршрутизатором 9 CPE через соединение 8 Ethernet/WLAN. Локальным узлам 4 назначаются персональные (немаршрутизируемые) IP-адреса от маршрутизатора 9 CPE. Маршрутизатор 9 CPE соединяется с сетью 14 широкополосного доступа через широкополосное CPE 10 уровня L2, такое как широкополосный модем. В этом первом сценарии сеть 14 широкополосного доступа распределяет один общедоступный (глобально маршрутизуемый) IP-адрес (в этом примере IP-адрес по протоколу IPv4) для каждого абонента широкополосного доступа, что означает, что широкополосному CPE 10 уровня L2 назначен отдельный общедоступный IP-адрес. Домашняя базовая станция соединяется с базовой сетью 15 (здесь базовой сетью 3GPP) посредством соответствующего протоколу IPsec туннеля 13. Сеть широкополосного доступа может обеспечивать доступ к сети 21 Internet, а также доступ к базовой сети 15. UE 2 может соединяться с домашней базовой станцией поверх радиоинтерфейса 3, которым является радиоинтерфейс 3GPP в этом случае. Единицы оборудования, предполагаемые, что будут находиться в доме, являются частью локальной сети 20 CPE (также именуемой локальной сетью в документе).

Во втором сценарии, подобном первому сценарию по фиг.1, локальные узлы 4 соединяются с домашней базовой станцией через 3GPP радиоинтерфейс 3 вместо соединения с маршрутизатором CPE через соединения Ethernet/WLAN. В других отношениях первый и второй сценарии являются подобными. Однако этот второй сценарий рассматривается маловероятным и менее интересным для решений согласно настоящему изобретению, поскольку вероятно будет разумным в этом сценарии позволять UE 1 и локальному узлу 4 осуществлять связь через базовую сеть 15 3GPP, подобно связи между любыми другими двумя терминалами 3GPP.

На фиг.2 иллюстрируется третий сценарий, в котором домашняя базовая станция 1 соединяется с широкополосным CPE 10 уровня 2, например, кабельным модемом или модемом по технологии xDSL (например, асимметричной цифровой абонентской линией (ADSL)), или интегрирована с широкополосным CPE уровня 2. Домашняя базовая станция 1 содержит интегрированный маршрутизатор 31 с возможностью NAT. Локальные узлы соединяются с маршрутизатором 31 домашней базовой станции через соединения 33 Ethernet/WLAN. Сеть 14 широкополосного доступа распределяет один общедоступный (глобально маршрутизуемый) IP-адрес каждому абоненту широкополосного доступа. Локальным узлам 4 выделяются персональные (немаршрутизируемые) IP-адреса от маршрутизатора 31 домашней базовой станции.

В четвертом сценарии домашняя базовая станция соединяется с широкополосным CPE 10 уровня 2, например, кабельным модемом или модемом xDSL (например, ADSL), или интегрируется с широкополосным CPE уровня 2, как в третьем сценарии. Однако локальные узлы 4 соединяются с домашней базовой станцией через 3GPP радиоинтерфейс 3. В других отношениях третий и четвертый сценарий являются подобными. Подобно вышеупомянутому второму сценарию, этот четвертый сценарий также рассматривается маловероятным и менее интересным для решений согласно настоящему изобретению, поскольку вероятно будет разумным в этом сценарии позволять UE 1 и локальному узлу 4 осуществлять связь через базовую сеть 15 3GPP, подобно связи между любыми другими двумя терминалами 3GPP.

В пятом сценарии, проиллюстрированном на фиг.3, сеть 14 широкополосного доступа может распределять множество общедоступных, глобально маршрутизуемых IP-адресов множеству устройств в локальной сети 20 CPE. (Этот сценарий отходит от предположения об отдельном адресе, выделенном от сети широкополосного доступа, что является действительным для сценариев 1-4). Широкополосным CPE является широкополосное CPE 51 уровня 2, действующее в качестве коммутатора между устройствами локальной сети 20. Домашняя базовая станция 1 соединяется с широкополосным CPE 51 уровня 2 через соединение 52 Ethernet/WLAN. Локальные узлы 4 соединяются с широкополосным CPE 51 уровня 2 через соединения 53 Ethernet/WLAN.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных подробно в документе, полагается, что домашней базовой станцией 1 является HeNBs, например, в системе LTE. Однако изобретение также может быть конфигурировано для HNB 3G, использующим подобную сигнализацию, но с конкретными сообщениями, выбранными из протоколов 3G, или к другим типам домашних базовых станций. Это конкретизируется далее.

Используется специфический для UE-HeNB протокол, чтобы давать возможность UE и HeNB явно договариваться об условиях для трафика локального непосредственного соединения. Это предоставляет гибкость UE/пользователю и простые механизмы для HeNB, тогда как базовая сеть 15 3GPP может поддерживаться полностью не участвующей и не осведомленной о наличии трафика локального непосредственного соединения. Используется специальный (радио) канал-носитель 22 для локального непосредственного соединения, но этот (радио) канал-носитель не имеет продолжения в базовой сети 15 3GPP.

Для обеспечения лучшего понимания вариантов осуществления настоящего изобретения, описанного подробно в документе, некоторые подходящие стеки протоколов для HeNB, соединенного с базовой сетью EPS 3GPP, проиллюстрированы на фиг.4 и 5. На фиг.4 иллюстрируются стеки протоколов плоскости управления для HeNB, соединяемого с базовой сетью EPS 3GPP через шлюз HeNB (GW HeNB). На фиг.5 иллюстрируются стеки протоколов плоскости управления для HeNB, соединяемого с базовой сетью EPS 3GPP без GW HeNB. Теперь будут описаны два различных типа примеров осуществления настоящего изобретения, которые отличаются на основе типа сигнализации, используемой для установления канала-носителя 22 непосредственного соединения. Согласно первому типу примеров осуществления сигнализация уровня RRC (управления радиоресурсами) используется для установления канала-носителя 22 локального непосредственного соединения. Согласно второму типу примеров осуществления сигнализация уровня NAS (слоя без доступа) используется для установления канала-носителя 22 локального непосредственного соединения. Часть канала-носителя, которая проходит радиоинтерфейс, зачастую именуется «радиоканал». Следовательно, термин «радиоканал» зачастую используется вместе с протоколом RRC, который используется между UE 2 и HeNB