Способ и устройство для поддержки локального доступа по ip-протоколу в фемтосоте беспроводной системы связи

Способ и устройство для поддержки локального доступа по ip-протоколу в фемтосоте беспроводной системы связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом имеет отношение к беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для эффективного предоставления обслуживания локального доступа по интернет-протоколу (IP) Пользовательскому Оборудованию (UE), присоединенному к фемтосоте, посредством расширения возможностей фемтосоты функцией шлюза сети передачи пакетных данных (PDN) в беспроводной системе связи.

Уровень техники

Фемтосота представляет собой малую сотовую базовую станцию, разработанную для обеспечения ближней зоны покрытия около 10 метров, для использования в доме или на малом предприятии, наряду с широкополосным соединением с базовой сетью. Фемтосота расширяет зону покрытия сотовой сети связи, предоставляя пользователю услуги более высокого качества и конвергенции стационарной и мобильной связи внутри помещения.

Система долгосрочного развития (LTE) проекта партнерства третьего поколения (3GPP), включает в себя развитый Узел B (eNB) и домашний eNB (HeNB). eNB представляет собой макробазовую станцию, а HeNB представляет собой фемто базовую станцию.

3GPP LTE поддерживает развертывание фемто базовых станций вместе с существующими макро базовыми станциями. Фемто базовая станция может быть установлена опорной сетью или пользователем, чтобы расширить зону покрытия и пропускную способность или для предоставления определенного обслуживания. Как правило, фемтосота обеспечивает зону покрытия обслуживанием от нескольких метров до размеров макро.

В традиционной беспроводной системе связи, UE, соединенное с фемто базовой станцией, получает доступ к PDN через обслуживающий шлюз и шлюз PDN, хотя фемто базовая станция может соединяться с PDN и напрямую.

Соответственно, есть новое требование обслуживания локального IP-доступа, обеспечить прямую связь с локальной IP-сетью без привлечения опорной сети. Чтобы выполнить это требование, было предложено интегрирование функциональных возможностей шлюза PDN в фемто базовую станцию.

Раскрытие изобретения

Техническая Задача

Однако, в этой предлагаемой архитектуре системы, в которой фемто базовая станция объединяет функциональные возможности шлюза фемто базовой станции и локального шлюза (шлюза PDN и/или обслуживающего шлюза), когда внутренний обслуживающий шлюз и шлюз PDN фемто базовой станции обмениваются управляющими сообщениями с Узлом Управления Мобильностью (MME), обмен управляющими сообщениями между макро обслуживающим шлюзом и макро шлюзом PDN и MME невозможен по ряду причин.

Во-первых, поскольку может быть такое большое количество фемто базовых станций, т.е., в несколько тысяч или в десятки тысяч раз больше, чем макро обслуживающих шлюзов, неэффективно и фактически невозможно получать информацию о доступе посредством регистрации информации локального обслуживающего шлюза и локального шлюза PDN фемто базовой станции вместе с информацией макро обслуживающего шлюза и последующего поиска соответствующей информации о регистрации.

Во-вторых, при использовании шлюза фемто базовой станции для управления большим числом фемто базовых станций, поскольку шлюз фемто базовой станции работает таким образом, что все фемто базовые станции под управлением шлюза фемто базовой станции наблюдаются как единственная фемто базовая станция для MME, MME не способен провести различие среди фемто базовых станций.

В-третьих, поскольку управляющие сообщения, обмен которыми происходит между обслуживающим шлюзом и MME, используют Международный Идентификатор Абонента Мобильной Связи (IMSI) для идентификации информации каждого UE, а управляющие сообщения, обмен которыми происходит между базовой станцией и MME, используют Обслуживающий Временный Идентификатор Абонента Мобильной Связи (S-TMSI) для идентификации информации каждого UE, локальный обслуживающий шлюз или локальный шлюз PDN на базовой станции не может идентифицировать базовую станцию, обслуживающую UE, принимая только IMSI, входящий в сообщение, передаваемое от MME.

Решение задачи

Для того чтобы решить, по меньшей мере, вышеописанные проблемы предшествующего уровня техники, настоящее изобретение предоставляет способ и устройство для поддержки локального IP-доступа для UE, соединенного с фемто базовой станцией в беспроводной системе связи.

В беспроводной системе связи, выполненной с возможностью поддержки локального IP-доступа, причем беспроводная система связи включает в себя фемто базовую станцию с функциональными возможностями шлюза PDN, тракт данных от UE до локальной сети IP-доступа определяется в зависимости от расположения обслуживающей базовой станции. Если UE входит в режим ожидания в то время, как устанавливается тракт данных UE-фемто базовая станция-локальный шлюз PDN фемто базовой станции, UE не может принимать данные до переключения своего режима работы в активный режим, так как тракт данных UE-фемто-локальный шлюз PDN фемто базовой станции разрывается. А также потому, что на тракте данных нет прямого соединения в промежутках управляющей сигнализации между локальным шлюзом PDN фемто базовой станции и MME, и нет локального обслуживающего шлюза внутри фемто базовой станции для уведомления MME о данных, предназначенных для UE, чтобы инициировать переход UE в активный режим.

Если UE входит в режим ожидания в то время, как устанавливается тракт данных UE-фемто базовая станция-локальный шлюз PDN фемто базовой станции, фемто базовая станция освобождает ресурс для UE и, следовательно, только локальный шлюз PDN фемто базовой станции остается в пределах фемто базовой станции. Следовательно, для уведомления MME о данных, предназначенных для UE, локальный шлюз PDN должен иметь прямое соединение с MME, и локальный шлюз PDN должен уведомлять о том, что есть буферизированные данные в локальном шлюзе PDN, используя это соединение. Однако, поскольку имеется много фемто базовых станций, для MME является большой нагрузкой иметь два управляющих соединения для всех фемто базовых станций, одно для фемто базовой станции и другое для локального шлюза PDN фемто базовой станции.

Чтобы снизить нагрузку для MME, локальный шлюз PDN фемто может соединяться с MME через макро S-GW. В этом случае, MME имеет только одно управляющее соединение с фемто базовой станцией. Потому, и тракт данных, и тракт управления устанавливаются через макро обслуживающий шлюз. Для незанятого (неактивного) UE, трактом данных является соединение макро обслуживающий шлюз-локальный шлюз PDN фемто базовой станции, а трактом управления является соединение MME-макро обслуживающий шлюз-локальный шлюз PDN фемто базовой станции. Для активного UE, трактом данных является соединение UE-фемто базовая станция-макро обслуживающий шлюз-локальный шлюз PDN фемто базовой станции, а трактом управления является соединение UE-фемто базовая станция-MME-макро обслуживающий шлюз-локальный шлюз PDN фемто базовой станции. Следовательно, существует потребность повысить эффективность тракта данных для активного UE, используя прямое туннельное соединение UE-фемто базовая станция-локальный шлюз PDN фемто базовой станции, а также эффективность тракта управления для активного UE, разрешая передачу управляющего сообщения по протоколу туннелирования Системы пакетной радиосвязи общего пользования (GTP (GPRS)) на локальный шлюз PDN через существующее управляющее соединение между фемто базовой станцией и MME.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, способ для поддержки локального доступа по Интернет-протоколу (IP) для фемтосоты в беспроводной системе связи включает в себя этапы, на которых принимают запрос на обслуживание от Пользовательского Оборудования (UE), передают первоначальное сообщение UE, включающее в себя информацию о локальном шлюзе, на Узел Управления Мобильностью (MME), сохраняют информацию однонаправленного канала, которая переносится в запросе на установление первоначального контекста, передаваемом MME, принимают запрос возможности соединения с Сетью Передачи Пакетных Данных (PDN) от UE, пересылают запрос возможности соединения с PDN на MME, принимают запрос создания сеанса от MME и устанавливают однонаправленный радиоканал с локальным шлюзом, причем локальный шлюз совмещен с фемтосотой.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, устройство для поддержки локального доступа по протоколу межсетевого взаимодействия (IP) в беспроводной системе связи включает в себя фемтосоту, которая принимает запрос на обслуживание от Пользовательского Оборудования (UE), передает первоначальное сообщение UE, включающее в себя информацию о локальном шлюзе, на Узел Управления Мобильностью (MME), сохраняет информацию однонаправленного канала, передаваемую в запросе на установление первоначального контекста, передаваемом MME, принимает запрос возможности соединения с Сетью Передачи Пакетных Данных (PDN) от UE и пересылает запрос возможности соединения с PDN на MME; локальный обслуживающий шлюз, который принимает запрос создания сеанса от MME, и устанавливает однонаправленный радиоканал; и локальный шлюз PDN, который соединяется с PDN с помощью базовой сети и устанавливает однонаправленный радиоканал с обслуживающим шлюзом.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, способ конфигурирования тракта данных в беспроводной системе связи, включающей в себя фемто базовую станцию, включает в себя этапы, на которых устанавливают, когда Пользовательское Оборудование (UE) находится в активном состоянии, первый тракт данных, соединяющий локальный шлюз Сети Передачи Пакетных Данных (PDN), поддерживающий функцию локального доступа по протоколу межсетевого взаимодействия (IP) и совмещенный с фемто базовой станцией, фемто базовую станцию и UE, для активного UE; устанавливают второй тракт данных, соединяющий локальный шлюз PDN, фемто базовую станцию, обслуживающий шлюз, для незанятого UE; переключают эти два тракта данных в зависимости от состояния UE, т.е. незанятое (неактивное) или активное, когда UE переходит из активного состояния в состояние "незанятости" (бездействия) и наоборот.

Выгодные эффекты изобретения

Как описано выше, когда UE запрашивает Локальный IP-доступ, HeNB/HeNB GW активизирует функцию локального шлюза (L-PGW с L-SGW или без него) для обмена данными с IP-сетью, минуя базовую сеть, что приводит к повышению эффективности передачи данных. Через использование функции ретрансляции и функции безопасности локального шлюза в HeNB/HeNB GW, можно повысить безопасность связи между HeNB/HeNB GW и MME, принадлежащим базовой сети. HeNB/HeNB GW уведомляет MME об активизации функции локального IP-доступа, так что MME поддерживает возможность UE в активном режиме использовать прямой туннель LIPA UE-HeNB/HeNB GW-L-PGW в HeNB/HeNB GW, что приводит к оптимизации трактов данных и управления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеупомянутые и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из последующего подробного описания при прочтении в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для поддержки услуги локального IP-доступа в системах, которые проиллюстрированы на Фиг. 1 и 2;

Фиг. 8 и 9 являются схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для конфигурирования соединения с PDN, чтобы предоставить услугу локального IP-доступа в беспроводной системе связи, которая проиллюстрирована на Фиг. 3;

Фиг. 10 и 11 являются схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для конфигурирования соединения с PDN, чтобы предоставить услугу локального IP-доступа в беспроводной системе связи, которая проиллюстрирована на Фиг. 4;

Фиг. 12 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для конфигурирования соединения с PDN, чтобы предоставить услугу локального IP-доступа в беспроводной системе связи, которая проиллюстрирована на Фиг. 5;

Фиг. 13 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для конфигурирования соединения с PDN, чтобы предоставить услугу локального IP-доступа в беспроводной системе связи, которая проиллюстрирована на Фиг. 6;

Фиг. 14 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи, включающей в себя HeNB, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 15 является схемой, иллюстрирующей тракт данных, организованный для UE в активном режиме для доступа к IP-сети в системе, которая проиллюстрирована на Фиг. 14;

Фиг. 16 является схемой, иллюстрирующей тракт управления, организованный для UE в активном режиме для доступа к IP-сети в системе, которая проиллюстрирована на Фиг. 14, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 17 является схемой, иллюстрирующей тракты данных и управления, организованные для UE в режиме ожидания для доступа к IP-сети в системе, которая проиллюстрирована на Фиг. 14, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 18 является схемой, иллюстрирующей тракт данных, организованный для UE в активном режиме для доступа к IP-сети в системе согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 19 является схемой, иллюстрирующей тракт управления, организованный для UE в активном режиме для доступа к IP-сети в системе согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 20 является схемой, иллюстрирующей сетевую архитектуру беспроводной системы связи, включающей в себя HeNB, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 21 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для устанавливания тракта данных для UE, работающего в активном режиме в системе, которая проиллюстрирована на Фиг. 20;

Фиг. 22 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов при изменении конфигурации тракта данных, чтобы UE могло принимать сообщение поискового вызова, после перехода в режим ожидания, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 23 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых объектов, когда UE принимает сообщение поискового вызова, после перехода в режим ожидания, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 24 является схемой, иллюстрирующей беспроводную систему связи, включающую в себя фемто базовую станцию (т.е. HeNB) с расширенными функциональными возможностями за счет включения в состав шлюза PDN (т.е. L-PGW) и обслуживающего шлюза (т.е. L-SGW) согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 25 является схемой, иллюстрирующей беспроводную систему связи, включающую в себя HeNB с расширенными функциональными возможностями за счет включения в состав шлюза PDN (т.е. L-PGW) согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 26 является схемой, иллюстрирующей беспроводную систему связи, включающую в себя Шлюз (GW-GateWay) HeNB с расширенными функциональными возможностями за счет включения в состав шлюза PDN (т.е. L-PGW) и обслуживающего шлюза (т.е. L-SGW) согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 27 является схемой, иллюстрирующей беспроводную систему связи, включающую в себя HeNB GW с расширенными функциональными возможностями за счет включения в состав шлюза PDN (т.е. L-PGW) согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 28 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия HeNB/HeNB GW с расширенными функциональными возможностями за счет включения в состав L-PGW и L-SGW, а также MME для управления информацией в беспроводной системе связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 29 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для выбора шлюза, на который передаются данные, с использованием сохраненной информации локального шлюза, в беспроводной системе связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 30 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия HeNB/HeNB GW и сервера DNS для получения информации о фемто базовой станции в беспроводной системе связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 31 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для выбора HeNB/HeNB GW в беспроводной системе связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее в данном документе подробно описываются различные варианты осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи. Повсюду на чертежах используются одинаковые ссылочные позиции для указания на одинаковые или подобные части. Описываемые признаки и преимущества настоящего изобретения могут быть объединены любым приемлемым способом в одном или более вариантах осуществления, и специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без одного или более специфичных признаков или преимуществ конкретного варианта осуществления. Подробные описания известных функций и структур, включенных в данный документ, могут быть опущены, чтобы не затруднять понимание предмета настоящего изобретения.

Дополнительно, хотя настоящее изобретение и описывается ниже со ссылкой на стандарт 3GPP LTE, настоящее изобретение не ограничивается системами 3GPP LTE.

В последующем описании, услуга Локального IP-Доступа (LIPA) является услугой, в которой данные UE доставляются непосредственно в локальную сеть (т.е. сеть локального IP-доступа), минуя базовую сеть.

В последующем описании, сеть локального IP-доступа может быть сетью любого типа (например, сетью Интернет и домашней сетью для обслуживания домашней сети), неоднородной в отношении базовой сети.

Фиг. 1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей архитектуру беспроводной системы связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Согласно Фиг. 1, беспроводная система связи включает в себя UE 100, фемто базовую станцию 103, включающую в себя Локальный Шлюз 101 PDN (L-PGW) и Локальный Обслуживающий Шлюз (L-SGW) 102, макро базовую станцию (или eNB) 108, шлюз 104 фемто базовой станции (или HeNB GW), MME 105, макро обслуживающий шлюз (S-GW) 106, и шлюз 107 PDN (P-GW). S-GW 106 и P-GW 107 входят в базовую сеть.

UE 100 может получать доступ к базовой сети через eNB 108 или HeNB 103.

L-PGW 101 является локальным шлюзом PDN, реализованным в HeNB 103, а L-SGW 102 является локальным обслуживающим шлюзом, реализованным в HeNB 103.

HeNB 103 соединяется с базовой сетью через посредство MME 105, чтобы предоставлять UE 101 услугу мобильной связи. HeNB 103 может упоминаться как сота Закрытой Группы Абонентов (CSG), которая разрешает доступ определенной группе UE. Сота CSG может быть домашней сотой, установленной в небольшой области, например, в пределах дома, или Сотой коммерческой/локальной сети для покрытия относительно большой области. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, HeNB 103 разрешает доступ зарегистрированных UE к услуге мобильной связи, и транслирует идентификатор CSG в сообщении Блока Системной Информации (SIB).

HeNB GW 104 соединяет HeNB 103 с MME 105.

MME 105 управляет UE в режиме ожидания и осуществляет выбор из S-GW 106 и P-GW 107. Кроме того, MME 105 отвечает за функции, связанные с автоматическим подключением к местной сети связи и удостоверением подлинности. Дополнительно, MME 105 обрабатывает сигнализацию однонаправленного канала, сгенерированную UE 100.

S-GW 106 действует в качестве точки привязки мобильности при передаче обслуживания UE 100 между базовыми станциями (в том числе eNB 108 и HeNB 103) или между сетями радиодоступа 3GPP.

P-GW 107 назначает IP-адрес для UE 100, выполняет функции базовой сети, связанные с пакетными данными, и действует в качестве точки привязки для подвижности между сетью радиодоступа 3GPP и сетью радиодоступа, отличной от 3GPP. P-GW 107 также отвечает за определение ширины полосы пропускания однонаправленного канала и за функции пересылки и маршрутизации.

eNB 108 является базовой станцией, отвечающей за макроячейку. eNB 108 устанавливает радиоканал с UE 100 и управляет радиоресурсами. Например, eNB 108 транслирует системную информацию, в том числе информацию управления, необходимую в макроячейке, и выделяет радиоресурсы для установления связи с UE 100. eNB 108 также может определять передачу обслуживания, на основании отчета об измерениях, возвращаемого UE 100, и отправлять команду передачи обслуживания на UE 100. eNB 108 включает в себя протокол управления, такой, как Протокол Радиоресурсов (RRP) для управления радиоресурсами.

Фиг. 1 и 2 являются схемами, иллюстрирующими сетевые архитектуры беспроводных систем связи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, а Фиг. 7 является схемой сигнализации, иллюстрирующей действия сетевых узлов для поддержки локального IP-доступа в системах, которые проиллюстрированы на Фиг. 1 и 2.

Согласно Фиг. 1 и 7, HeNB 103 или HeNB GW 104 получает выделенный IP-адрес согласно Протоколу Динамического Конфигурирования Узла (DHCP) или статической конфигурации, и устанавливает соединение с MME 105. Конкретнее, HeNB GW 104 передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ (SETUP REQUEST) S1, включающее в себя его собственный Идентификатор (ID), на MME 105 на этапе 201 и принимает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ (SETUP RESPONSE) S1 от MME 105 на этапе 202. На этапе 203 HeNB 103 передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1, включающее в себя его ID, на HeNB GW 104, и принимает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1 от HeNB GW 104 на этапе 204.

После установления соединения между HeNB 103 и HeNB GW 104 и соединения между HeNB GW 104 и MME 105, UE 100 передает сообщение ЗАПРОС НА ОБСЛУЖИВАНИЕ (SERVICE REQUEST) на MME 105 через HeNB 103 на этапе 205. Для доставки сообщения UE на MME 105, HeNB 103 передает сообщение ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE (INITIAL UE), включающее в себя сообщение ЗАПРОС НА ОБСЛУЖИВАНИЕ от UE, на HeNB GW 104 на этапе 206. В дополнение к сообщению ЗАПРОС НА ОБСЛУЖИВАНИЕ от UE, сообщение (SERVICE REQUEST) UE может включать в себя информацию локального шлюза, в том числе информацию для обмена управляющими сообщениями, такую, как адреса IPv4 и/или IPv6 и порты L-PGW 101 и L-SGW 103.

На этапе 207 HeNB GW 104 сохраняет S-TMSI для использования между HeNB GW 104 и MME 105, а также информацию локального шлюза, передаваемую в сообщении ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE, и пересылает сообщение ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ UE на MME 105.

На этапе 208, MME 105 передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА (INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST), включающее в себя информацию об устанавливании однонаправленного радиоканала для UE, на HeNB GW 104. HeNB GW 104 пересылает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА на HeNB 103 на этапе 209.

На этапе 210 HeNB 103 сохраняет информацию, связанную с устанавливанием однонаправленного радиоканала для UE 100, и передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА (INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE) на MME 105 через HeNB GW 104. HeNB GW 104 пересылает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА на MME 105 на этапе 211.

После передачи на HeNB 103 информации об устанавливании однонаправленного радиоканала, UE 100 передает сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN (PDN CONNECTIVITY REQUEST) для локального IP-доступа на HeNB 103 на этапе 212. HeNB 103 пересылает сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на HeNB GW 104 на этапе 213, и HeNB GW 104 пересылает сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на MME 105 на этапе 214.

На этапе 215 MME 105 проверяет, является ли это запросом на локальный IP-доступ. Если определяется, что это запрос на локальный IP-доступ, на этапе 216 MME 105 передает сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА (CREATE SESSION REQUEST) непосредственно на L-SGW 102, используя информацию локального шлюза, полученную из сообщения ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE.

После принятия сообщения ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, L-SGW 102 устанавливает требуемый однонаправленный радиоканал с L-PGW 101, т.е. однонаправленный канал, напрямую соединяющий L-SGW 102 и L-PGW 101, на этапе 217. На этапе 218 L-SGW 102 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА (CREATE SESSION RESPONSE) на MME 105, чтобы оповестить о результате устанавливания однонаправленного канала.

На этапе 219 MME 105 проверяет однонаправленный канал, установленный между L-SGW 102 и L-PGW 101, сравнивая с образцом сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, и передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА (BEARER SETUP REQUEST), чтобы установить однонаправленный радиоканал, и сообщение ОДОБРЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN (PDN CONNECTIVITY ACCEPT), чтобы одобрить соединение PDN с UE через HeNB 103. После принятия сообщения ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА и сообщения ОДОБРЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN, HeNB 103 устанавливает однонаправленный радиоканал с UE 100 на этапе 220 и пересылает сообщение ОДОБРЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на UE 100.

После устанавливания однонаправленного радиоканала, HeNB 103 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА (BEARER SETUP RESPONSE) на MME 105 на этапе 221, и UE 100 передает сообщение ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN (PDN CONNECTIVITY COMPLETE) на HeNB 103 на этапе 222. HeNB 103 пересылает сообщение ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на MME 105 на этапе 223.

После принятия сообщения ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN, MME 105 определяет, требуется ли обновление информации, связанной с однонаправленным радиоканалом в L-SGW 102 или L-PGW 101. Если определяется, что требуется обновление информации однонаправленного радиоканала в L-SGW 102 или L-PGW 101, MME 105 передает сообщение ЗАПРОС КОРРЕКЦИИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА, включающее в себя информацию обновления однонаправленного канала, на L-SGW 102 в HeNB 103 на этапе 224. В ответ на сообщение ЗАПРОС КОРРЕКЦИИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА, L-SGW 102 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС КОРРЕКЦИИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА на MME 105 на этапе 225. Если принимается сообщение ЗАПРОС КОРРЕКЦИИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА, MME заканчивает процедуру устанавливания локального соединения с PDN.

Дополнительно, информация локального шлюза, передаваемая в сообщении ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE на этапе 203, может передаваться сообщением ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА на этапе 210.

Способ, изображенный на Фиг. 7, может также применяться и к системе, проиллюстрированной на Фиг. 2, в которой только L-PGW 1010 входит в состав HeNB 1030, с привлечением S-GW 1060. При использовании архитектуры системы, изображенной на Фиг. 2, сообщения, передаваемые в варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 1, от MME 105 на L-SGW 102 и L-PGW 101, вместо этого передаются от MME 1050 на L-PGW 1010 через SGW 1060.

Фиг. 3 и 4 являются схемами, иллюстрирующими сетевые архитектуры беспроводных систем связи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, а Фиг. 8-11 являются схемами сигнализации, иллюстрирующими действия сетевых узлов для поддержки локального IP-доступа в системах, которые проиллюстрированы на Фиг. 3 и 4.

Согласно Фиг. 3 и 8, HeNB 4103 или HeNB GW 4104 получает выделенный IP-адрес согласно DHCP или статической конфигурации, и устанавливает соединение с MME 4105. Конкретнее, HeNB GW 4104 передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1, включающее в себя его ID, на MME 4105 на этапе 401. На этапе 402 MME 4105 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1 на HeNB GW 4104.

На этапе 403 HeNB 4103 также передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1, включающее в себя его ID, на HeNB GW 4104. После принятия сообщения ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1, HeNB GW 4104 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1 на HeNB 4103 на этапе 404, таким образом, устанавливая соединение между HeNB 4103 и HeNB GW 4104.

После устанавливания соединений между HeNB 4103 и HeNB GW 4104 и между HeNB GW 4104 и MME 4105, UE передает сообщение ЗАПРОС НА ОБСЛУЖИВАНИЕ на HeNB 4103 на этапе 405. На этапе 406 HeNB 4103 передает сообщение ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE, указывающее на принятие сообщения ЗАПРОС НА ОБСЛУЖИВАНИЕ от UE на HeNB GW 4104. Сообщение ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE передает информацию локального шлюза, включающую в себя информацию, необходимую для обмена управляющими сообщениями, такую, как адреса IPv4 и/или IPv6 и порты L-PGW 4101 и L-SGW 4102.

HeNB GW 4104 сохраняет S-TMSI в качестве идентификатора UE для использования между MME 4105 и HeNB 4103, а также информацию локального шлюза, передаваемую сообщением ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ UE, и назначает посреднический SGW для обработки информации, передаваемой от MME 4105 на L-SGW 4102, на этапе 407. На этапе 408, HeNB GW 4104 пересылает сообщение ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE на MME 405.

После принятия сообщения ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE, MME 4105 передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЬНОГО КОНТЕКСТА, включающее в себя информацию, связанную с установлением однонаправленного радиоканала для UE, на HeNB GW 4104 на этапе 409. HeNB GW 4104 пересылает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА на HeNB 4103 на этапе 410.

После принятия сообщения ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА, HeNB 4103 сохраняет информацию, связанную с устанавливанием однонаправленного радиоканала для UE 4100, и передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА на HeNB GW 4104 на этапе 411. HeNB GW 4104 пересылает ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА на MME 4105 на этапе 412.

На этапе 413, после того, как HeNB 4103 получил информацию, связанную с организацией однонаправленного радиоканала для UE, UE 4100 передает сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на HeNB 4103. Сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN передается, чтобы запросить устанавливание соединения с PDN для локального IP-доступа. HeNB 4103 пересылает сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на MME 4105 через HeNB GW 4104 на этапах 414 и 415.

После принятия сообщения ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN, MME 4105 определяет, передается ли сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN с целью получения локального IP-доступа, на этапе 416.

Если определяется, что сообщение ЗАПРОС ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN передается с целью получения локального IP-доступа, MME 4105 передает сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, включающее в себя информацию локального шлюза, которая получена из сообщения ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE на этапе 408, на HeNB GW 4104 на этапе 417. Сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА может включать в себя тот же IMSI, что и идентификатор (ID) UE, для использования между обслуживающим шлюзом и MME 4104, тот же S-TMSI, что и идентификатор (ID) UE, для использования между HeNB и MME 4105, и информацию L-PGW, полученную из сообщения ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE на этапе 408.

Сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА также может включать в себя информацию о L-SGW 4102, полученную из сообщения ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE на этапе 408. Информация о L-SGW 4102 может включать в себя информацию о посредническом SGW 4110, который назначается HeNB GW 4104, так что сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА доставляется на посреднический SGW 4110 в HeNB GW 4104.

После принятия сообщения ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, HeNB GW 4104 записывает IMSI и S-TMSI, извлеченные из сообщения ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, и назначает посреднический MME 4109 на этапе 418. После этого, HeNB GW 4104 проводит поиск L-SGW для приема сообщения ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА с учетом S-TMSI и информации Локального Шлюза, полученной из сообщения ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE на этапе 406.

Согласно Фиг. 3 и 9, HeNB GW 4104 пересылает сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА на найденный L-SGW 4102 в HeNB 4103 на этапе 419. Перед пересылкой сообщения ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, HeNB GW 4104 назначает посреднический MME 4109, так что управляющие сообщения, предназначенные для MME 4105, ретранслируются через посреднический MME 4109. Сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА включает в себя информацию об адресе и порте посреднического MME 4109 и Идентификатор Конечной Точки Полного Туннеля (F-TEID) Отправителя для Плоскости Управления, который аналогичен TEID Посреднического MME, назначенного HeNB GW 4104.

После принятия сообщения ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, L-SGW 4102 запрашивает L-PGW 4101 о создании сеанса связи между L-SGW 4102 и L-PGW 4101 на этапе 420. На этапе 421 L-SGW 4102 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА на посреднический MME 4109 в HeNB GW 4104. HeNB GW 4104 переустанавливает F-TEID Отправителя, входящий в сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, на идентификатор посреднического SGW 4110, и пересылает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА на MME 4105 на этапе 422.

На этапе 423 MME 4105 передает сообщение ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА, чтобы запросить устанавливание однонаправленного радиоканала от HeNB GW 4104, вместе с сообщением ОДОБРЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN, указывающее, что соединение с PDN одобряется. После принятия сообщений ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА и ОДОБРЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN, HeNB GW 4104 пересылает сообщения ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА и ОДОБРЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на HeNB 4103 на этапе 424. На этапе 425 HeNB 4103 устанавливает однонаправленный радиоканал (RRC-соединение) с UE 4100.

После устанавливания RRC-соединения между UE 4100 и HeNB 4103, HeNB 4103 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА, указывающее на устанавливание RRC-соединения, на HeNB GW 4104 на этапе 426. HeNB GW 4104 пересылает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА на MME 4105 на этапе 427.

После передачи сообщения ОТВЕТ НА ЗАПРОС УСТАНОВКИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА от HeNB 4103 на MME 4105, UE 4100 передает сообщение ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN, указывающее на осуществление устанавливания соединения с PDN для локального IP-доступа, на HeNB 4103 на этапе 428. HeNB 4103 пересылает сообщение ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на HeNB GW 4104 на этапе 429, и HeNB GW 4104 пересылает сообщение ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАПРОСА ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С PDN на MME 4105 на этапе 430.

Если информация, связанная с однонаправленным радиоканалом, должна быть обновлена, MME 4105 передает сообщение ЗАПРОС КОРРЕКЦИИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА на L-SGW 4102 через посреднический SGW 4110 на этапах 431 и 432. На этапе 433 L-SGW 4102 обновляет связанную с однонаправленным радиоканалом информацию вместе с L-PGW 4101 в HeNB 4103. После этого, на этапах 434 и 435, L-SGW 4102 передает сообщение ОТВЕТ НА ЗАПРОС КОРРЕКЦИИ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КАНАЛА на MME 4105 через посреднический MME 4109, таким образом, осуществляя устанавливание локального соединения с PDN.

В вышеописанной процедуре, информация локального шлюза переносится сообщением ЗАПРОС УСТАНОВКИ S1 на этапе 403 и сообщением ЗАПРОС УСТАНОВКИ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО КОНТЕКСТА на этапе 410. Если нет необходимости обновления соответствующей информации в L-SGW 4102 и L-PGW 4101, после устанавливания однонаправленного радиоканала, то этапы 431-435 не выполняются.

Процедура, описанная со ссылкой на Фиг. 3, 8 и 9, также может применяться в сетевой архитектуре, проиллюстрированной на Фиг. 4, которая включает в себя L-PGW 5105, реализованный в HeNB 5103, и использует макро SGW 5106. В этом случае, тракт данных может быть организован согласно процедуре, которая проиллюстрирована на Фиг. 10 и 11.

Процедура устанавливания тракта данных, проиллюстрированная на Фиг. 10 и 11 для сетевой архитектуры, которая проиллюстрирована на Фиг. 4, отличается от такой процедуры, проиллюстрированной на Фиг. 8 и 9 для сетевой архитектуры, которая проиллюстрирована на Фиг. 3, тем, что посреднический PGW 5112 назначается в HeNB GW 5104 на этапе 507 на Фиг. 10, в отличие от случая, когда посреднический SGW 4110 назначается в HeNB GW 4104 на этапе 407 на Фиг. 8. Соответственно, сообщение ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE, передаваемое на этапе 508 на Фиг. 10, передает только информацию о доступе посреднического PGW 5112, в отличие от сообщения ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ UE, передаваемого на этапе 408. Кроме того, сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА передается от MME 5105 на посреднический PGW 5112 через макро SGW 5106 на этапе 517 на Фиг. 10, в отличие от случая, когда такое же сообщение передается от MME 4105 на посреднический SGW 4110 на этапе 417 на Фиг. 8. Сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, передаваемое макро SGW 5106 на этапе 518, включает в себя те же IMSI и S-TMSI, что и сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, передаваемое MME 5105 на этапе 517.

В отличие от этапа 418 на Фиг. 8, посреднический SGW 5111 назначается на этапе 519 на Фиг. 11, и сообщение ЗАПРОС СОЗДАНИЯ СЕАНСА, передаваемое от HeNB GW 5104 на HeNB 5103 на этапе 520, включает в се