Способ и система для передачи без подключения во время передачи пакетов данных по восходящей линии связи и нисходящей линии связи

Способ и система для передачи без подключения во время передачи пакетов данных по восходящей линии связи и нисходящей линии связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[1] Настоящее изобретение относится к передаче данных в сети с коммутацией пакетов (PS), а более конкретно, относится к нечастой или частой передаче небольшого объема данных с использованием подхода без подключения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] На сегодняшнем быстро растущем рынке мобильной связи, устройства пользовательского оборудования (UE) высокого класса являются целью большей части покупателей. В UE загружается множество разнообразных приложений. Многие из этих приложений на UE выполняются в фоновом режиме и нечасто выполняют обмен небольшим объемом данных в/из беспроводной сотовой сети. Это меняет фундаментальное представление в отношении сети с коммутацией пакетов по стандарту долгосрочного развития (LTE), что всегда должна выполняться передача больших объемов данных. Открытые приложения в UE, такие как синхронизация электронной почты, обновления фондового рынка, обновления прогноза погоды, сообщения поддержания активности на сервер, проверка досягаемости для обновлений с сервером (серверами чатов/социальных сетей) являются несколькими примерами приложений, когда UE обмениваются данными с сервером без вмешательства пользователя. Эта связь по беспроводной сотовой сети с обменом небольшим объемом данных в/из сервера является нечастой по своему характеру.

[3] Существующие способы требуют от UE переходить из состояния бездействия в подключенное состояние даже для такой нечастой связи, которая заключает в себе обмен небольшим объемом данных. Существующие способы в LTE требуют от UE устанавливать унаследованные выделенные однонаправленные каналы по стандарту усовершенствованной системы с пакетной коммутацией (EPS) (однонаправленный радиоканал, однонаправленный S1-канал и однонаправленный S5/S8-канал) между UE, узлом сети радиодоступа (RAN) и объектами базовой сети. Выделенный однонаправленный канал означает логическое или виртуальное подключение между UE, RAN-узлом и объектами базовой сети. Установленный унаследованный выделенный однонаправленный канал для UE может представлять собой однонаправленный канал по умолчанию или выделенный однонаправленный канал. Однонаправленный радиоканал транспортирует пакеты данных однонаправленного EPS-канала между UE и RAN-узлом. Однонаправленный S1-канал транспортирует пакеты данных однонаправленного EPS-канала между RAN-узлом и объектом обслуживающего шлюза (SGW) в базовой сети. Однонаправленный S5/S8-канал транспортирует пакеты данных однонаправленного EPS-канала между SGW и объектом шлюза сети пакетной передачи данных (PGW) в базовой сети. Предусмотрено преобразование "один-к-одному" между однонаправленными радиоканалами, однонаправленными S1-каналами и однонаправленными S5/S8-каналами для каждого однонаправленного EPS-канала, установленного посредством UE. Этот сквозной однонаправленный EPS-канал реализует согласованное качество обслуживания (QoS) для услуг.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

[4] Объем служебной информации для установления выделенного однонаправленного канала является очень высоким по сравнению с объемом передаваемых данных (небольшим объемом нечастых данных), влияя на эффективность передачи данных беспроводной сотовой сети. Кроме того, рост числа устройств машинной связи (MTC), таких как измерители мощности, которые формируют небольшой объем данных, которыми нечасто обмениваются с беспроводной сотовой сетью, приводит к перегрузке по передаче служебных сигналов.

[5] Множество таких MTC-устройств пытается переключаться в подключенное состояние для установления выделенных однонаправленных EPS-каналов для обмена небольшим объемом данных. Это может приводить к перегрузке по передаче служебных сигналов и увеличивать потребление ресурсов беспроводной сотовой сети. В существующих способах, частое переключение в подключенное состояние также истощает аккумулятор UE.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

[6] Основная цель вариантов осуществления в данном документе заключается в том, чтобы предоставлять способ и систему для установления общих однонаправленных каналов между узлом сети радиодоступа (RAN) и обслуживающим шлюзом (SGW) и дополнительно между SGW и шлюзом сети пакетной передачи данных (PGW) беспроводной сотовой сети для передачи по восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) пакетов данных с использованием режима передачи без подключения во время состояния бездействия пользовательского оборудования (UE).

[7] Другая цель изобретения в данном документе заключается в том, чтобы предоставлять способ для того, чтобы добавлять информацию маршрутизации к пакетам данных, с тем чтобы маршрутизировать пакеты данных по установленным общим однонаправленным каналам сбалансированным способом.

[8] Другая цель изобретения заключается в том, чтобы предоставлять способ для того, чтобы использовать модифицированный Uu-интерфейс между UE и RAN-узлом во время режима передачи без подключения.

[9] Другая цель изобретения заключается в том, чтобы предоставлять индикатор режима без подключения (CL-индикатор), который предоставляет возможность UE переключаться из унаследованного режима передачи с подключением на режим передачи без подключения.

[10] Другая цель изобретения заключается в том, чтобы предоставлять способ защиты пакетов данных с защитой целостности и/или защитой с помощью шифрования для передачи по восходяще-нисходящей линии связи (UL-DL) во время режима передачи без подключения.

[11] Соответственно, изобретение предоставляет способ передачи по восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) пакетов данных с использованием режима передачи без подключения в беспроводной сотовой сети посредством, по меньшей мере, одного пользовательского оборудования (UE), при этом способ содержит установление общих однонаправленных каналов в беспроводной сотовой сети для режима передачи без подключения. Дополнительно, способ содержит предоставление индикатора режима без подключения (CL-индикатора) для обработки пакетов данных в режиме передачи без подключения. Кроме того, способ содержит добавление, по меньшей мере, одного из: информации маршрутизации, идентификатора UE (ID UE), идентификатора контекста безопасности - к пакетам данных в качестве информации заголовков пакетов, чтобы независимо маршрутизировать пакеты данных через беспроводную сотовую сеть сбалансированным способом. Далее способ содержит использование модифицированного Uu-интерфейса, по меньшей мере, между одним UE и, по меньшей мере, одним узлом сети радиодоступа (RAN) беспроводной сотовой сети для передачи по UL и передачи по DL пакетов данных для режима передачи без подключения.

[12] Соответственно, изобретение предоставляет беспроводную сотовую сеть для передачи по восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) пакетов данных, по меньшей мере, одного пользовательского оборудования (UE) с использованием режима передачи без подключения, при этом беспроводная сотовая сеть содержит множество узлов сети радиодоступа (RAN), объектов управления мобильностью (MME), по меньшей мере, один из обслуживающих шлюзов (SGW), по меньшей мере, один из шлюзов сети пакетной передачи данных (PGW). Дополнительно, беспроводная сотовая сеть выполнена с возможностью устанавливать общие однонаправленные каналы в беспроводной сотовой сети для режима передачи без подключения. Дополнительно, беспроводная сотовая сеть выполнена с возможностью предоставлять индикатор режима без подключения (CL-индикатор) для обработки пакетов данных в режиме передачи без подключения. Кроме того, беспроводная сотовая сеть выполнена с возможностью добавлять, по меньшей мере, одно из: информации маршрутизации, идентификатора UE (ID UE), идентификатора контекста безопасности - к пакетам данных в качестве информации заголовков пакетов, чтобы независимо маршрутизировать пакеты данных сбалансированным способом. Кроме того, беспроводная сотовая сеть выполнена с возможностью использовать модифицированный Uu-интерфейс, по меньшей мере, между одним UE и, по меньшей мере, одним узлом сети радиодоступа (RAN) для передачи по UL и передачи по DL пакетов данных для режима передачи без подключения.

[13] Соответственно, изобретение предоставляет пользовательское оборудование (UE) для передачи по восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) пакетов данных с использованием режима передачи без подключения, при этом UE содержит интегральную схему. Дополнительно, интегральная схема содержит, по меньшей мере, один процессор и, по меньшей мере, одно запоминающее устройство. Дополнительно, запоминающее устройство содержит компьютерный программный код в схеме. По меньшей мере, одно запоминающее устройство и компьютерный программный код, по меньшей мере, с одним процессором инструктируют UE отправлять индикатор режима без подключения (CL-индикатор), чтобы указывать обслуживающему RAN-узлу обрабатывать пакеты данных в режиме передачи без подключения. Дополнительно, UE выполнено с возможностью добавлять, по меньшей мере, одно из: идентификатора шлюза (ID GW), идентификатора контекста безопасности, идентификатора UE (ID UE) - к пакетам данных в качестве информации заголовков пакетов, чтобы независимо маршрутизировать пакеты данных сбалансированным способом. UE дополнительно выполнено с возможностью обмениваться данными с обслуживающим RAN-узлом с использованием модифицированного Uu-интерфейса для передачи по UL и передачи по DL пакетов данных для режима передачи без подключения.

[14] Эти и другие аспекты вариантов осуществления в данном документе должны лучше приниматься во внимание и пониматься при рассмотрении в сочетании с нижеприведенным описанием и прилагаемыми чертежами. Тем не менее, следует понимать, что нижеприведенное описание, при указании предпочтительных вариантов осуществления и множества их конкретных подробностей, приводится в качестве способа иллюстрации, а не ограничения. Множество изменений и модификаций могут вноситься в пределах объема вариантов осуществления в данном документе без отступления от их сущности, и варианты осуществления в данном документе включают в себя все такие модификации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[15] Это изобретение проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, на которых аналогичные ссылки с номерами указывают соответствующие части на различных чертежах. Варианты осуществления в данном документе должны лучше пониматься из нижеприведенного описания со ссылкой на чертежи, на которых:

[16] Фиг. 1 иллюстрирует установление общего однонаправленного канала в беспроводной сотовой сети для передачи по восходящей линии связи (UL) и передачи по нисходящей линии связи (DL) пакетов данных в режиме передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[17] Фиг. 2 иллюстрирует схему последовательности операций для установления общих однонаправленных каналов для передачи по UL пакетов данных в режиме передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[18] Фиг. 3 иллюстрирует схему последовательности операций для установления общих однонаправленных каналов для передачи по DL пакетов данных в режиме передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[19] Фиг. 4 иллюстрирует схему последовательности операций, поясняющую новый Uu-интерфейс для передачи по восходящей линии связи (UL) в режиме передачи без подключения на основе существующей процедуры на основе канала с произвольным доступом (RACH) с использованием временного индикатора радиосети с произвольным доступом (RA-RNTI) и временного RNTI соты (C-RNTI), согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[20] Фиг. 5 иллюстрирует RACH-сообщение 3 (RA-сообщение), содержащее отчет о состоянии буфера (BSR) и CL-индикатор для режима передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[21] Фиг. 6a, 6b и 6c иллюстрируют пакет данных режима без подключения с добавленной информацией заголовков пакетов, содержащей идентификатор UE и идентификатор GW в различных позициях битов в добавленном пакете данных, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[22] Фиг. 7 иллюстрирует примерную сегментацию на последовательности RACH-преамбул с новыми последовательностями преамбул, зарезервированными для режима передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[23] Фиг. 8 иллюстрирует схему последовательности операций, поясняющую новый Uu-интерфейс для передачи по UL в режиме передачи без подключения на основе модифицированной RACH-процедуры с использованием RNTI режима без подключения (CL-RNTI) и C-RNTI, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[24] Фиг. 9 иллюстрирует схему последовательности операций, поясняющую новый Uu-интерфейс для передачи по UL в режиме передачи без подключения на основе модифицированной RACH-процедуры с использованием RA-RNTI и CL-RNTI, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[25] Фиг. 10 иллюстрирует схему последовательности операций, поясняющую новый Uu-интерфейс для передачи по UL в режиме передачи без подключения на основе оптимизированной RACH-процедуры с уникальной последовательностью преамбул, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[26] Фиг. 11a и 11b иллюстрируют схему последовательности операций, поясняющую передачу служебных сигналов связанного с предоставлением доступа к сети уровня (NAS) между объектами беспроводной сотовой сети для передачи по UL в режиме передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[27] Фиг. 12 иллюстрирует схему последовательности операций, поясняющую передачу служебных сигналов между объектами беспроводной сотовой сети для передачи по DL в режиме передачи без подключения с контекстом UE, обновленным в обслуживающем шлюзе (SGW) согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[28] Фиг. 13 иллюстрирует схему последовательности операций, поясняющую передачу служебных сигналов между объектами беспроводной сотовой сети для передачи по DL в режиме передачи без подключения с контекстом UE, обновленным в SGW, согласно альтернативным вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[29] Фиг. 14a и 14b иллюстрируют извлечение нового ключа (K_CLT) с использованием одноразового номера UE и основного ключа (K_ASME) согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[30] Фиг. 15a и 15b иллюстрируют извлечение нового ключа (K_CLT) с использованием идентификатора CLT-алгоритма и K_ASME, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[31] Фиг. 16a и 16b иллюстрируют извлечение нового ключа (K_CLT) с использованием одноразового номера MME и K_ASME, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[32] Фиг. 17a и 17b иллюстрируют извлечение нового ключа (K_CLT) с использованием ключа базовой станции (K_eNB), следующего перескока (NH) и K_ASME, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[33] Фиг. 18 иллюстрирует извлечение ключа для пакетов данных, защищенных между UE и eNB, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[34] Фиг. 19 иллюстрирует механизм шифрования/дешифрования с алгоритмом шифрования, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[35] Фиг. 20 иллюстрирует пакеты данных, принятые во время передачи по DL в режиме передачи без подключения с информацией DL-назначения, включенной в поисковый вызов, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе;

[36] Фиг. 21 иллюстрирует пакеты данных, принятые во время передачи по DL в режиме передачи без подключения с CL-RNTI, включенным в поисковый вызов, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе; и

[37] Фиг. 22 иллюстрирует пакеты данных, принятые для общего RNTI во время передачи по DL в режиме передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе.

ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[38] Варианты осуществления в данном документе, а также их различные признаки и преимущественные подробности поясняются более полно в отношении неограничивающих вариантов осуществления, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах и подробно описаны в нижеприведенном описании. Описание известных компонентов и технологий обработки опускается с тем, чтобы не затруднять понимание вариантов осуществления в данном документе лишними подробностями. Примеры, используемые в данном документе, предназначены просто упрощать понимание способов, которыми могут осуществляться на практике варианты осуществления в данном документе, и дополнительно предоставлять возможность специалистам в данной области техники осуществлять на практике варианты осуществления в данном документе. Соответственно, примеры не должны истолковываться в качестве ограничения объема вариантов осуществления в данном документе.

[39] Варианты осуществления в данном документе осуществляют способ и систему для передачи по восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) пакетов данных в беспроводной сотовой сети, во время состояния бездействия пользовательского оборудования (UE) с использованием режима передачи без подключения. Согласно способу, устанавливают общий однонаправленный S1-канал между узлом сети радиодоступа (RAN) и обслуживающим шлюзом (SGW) и общий однонаправленный S5/S8-канал между SGW и шлюзом сети пакетной передачи данных (PGW). Согласно способу, задают новый Uu-интерфейс на основе процедуры на основе канала с произвольным доступом (RACH) между UE и RAN-узлом, таким как базовая станция, усовершенствованный узел B (eNB) и т.п. RACH-процедура может представлять собой существующую (конкурентную) RACH-процедуру, модифицированную RACH-процедуру или оптимизированную RACH-процедуру и т.п. Общий однонаправленный S1-канал и общий однонаправленный S5/S8-канал предоставляют одно логическое подключение в беспроводной сотовой сети для транспортировки (маршрутизации) пакетов данных из всех UE в состоянии бездействия, обслуживаемых посредством RAN-узла, по общему транспортному каналу. В варианте осуществления, UE указывает поддержку передачи без подключения с использованием NAS-сообщения в беспроводную сотовую сеть. В варианте осуществления, NAS-сообщение, которое переносит поддержку режима передачи без подключения UE, включает в себя, но не только, запрос на прикрепление, запрос на обновление зоны отслеживания. В другом варианте осуществления, UE указывает поддержку передачи без подключения явно с использованием процедуры обмена характеристиками UE.

[40] В варианте осуществления, MME указывает поддержку передачи без подключения с использованием NAS-сообщения в UE. В варианте осуществления, NAS-сообщение, которое переносит поддержку сети для режима передачи без подключения, представляет собой, по меньшей мере, одно из: разрешения на прикрепление, разрешения на обновление зоны отслеживания.

[41] В варианте осуществления, однонаправленный S5/S8-канал может представлять собой существующий однонаправленный канал, установленный для UE во время подключенного состояния. Согласно способу, добавляют в пакеты данных идентификатор UE и/или информацию маршрутизации и/или идентификатор контекста безопасности в качестве информации заголовков пакетов, чтобы независимо маршрутизировать пакеты данных через беспроводную сотовую сеть сбалансированным способом с использованием установленных общих однонаправленных каналов и/или существующих установленных однонаправленных UE-каналов и нового Uu-интерфейса. Идентификатор UE представляет собой временный идентификатор абонента, к примеру, (S-TMSI) и т.п., используемый по радиоинтерфейсу, поскольку использование постоянного идентификатора UE, такого как внутренний идентификатор абонента мобильной связи (IMSI), может приводить к угрозе нарушения безопасности. Идентификатор UE используется для того, чтобы уникально идентифицировать UE посредством RAN-узла и/или SGW и/или PGW в беспроводной сотовой сети во время передачи по UL и передачи по DL в режиме передачи без подключения. Согласно способу, защищают пакеты данных посредством предоставления защиты целостности и/или защиты с помощью шифрования посредством использования нового ключа K_CLT или с использованием сохраняемого контекста безопасности на связанном с предоставлением доступа уровне (AS), установленного в подключенном состоянии для режима передачи без подключения. K_CLT является ключом, используемым для защиты трафика в режиме без подключения. Согласно способу, защищают пакеты данных между UE и eNB. В другом варианте осуществления, согласно способу, защищают пакеты данных между UE и SGW. В варианте осуществления, идентификатор контекста безопасности включается в режим передачи без подключения пакета данных, чтобы подтверждать то, что используемый контекст безопасности является идентичным между UE и беспроводной сотовой сетью. В варианте осуществления, идентификатор контекста безопасности включает в себя, но не только, улучшенный идентификатор набора ключей (eKSI), NCC, новый идентификатор, назначаемый посредством сети для идентификации контекста безопасности режима без подключения, заголовок системы безопасности для идентификации контекста безопасности режима без подключения.

[42] Шаблон потоков трафика восходящей линии связи (UL-TFT) в UE определяет то, должно или нет UE переключаться из унаследованного режима передачи с подключением на режим передачи без подключения для UL, на основе одного или более фильтров. Индикатор режима без подключения (CL-индикатор) в уведомлении в виде поискового вызова из базовой сети (CN) сообщает UE о необходимости подключаться к RAN-узлу с использованием режима передачи без подключения для передачи по нисходящей линии связи пакетов данных. Как для передачи по UL, так и для передачи по DL, UE указывает выбор режима передачи без подключения для обслуживающего RAN-узла с использованием CL-индикатора во время RACH-процедуры. Обслуживающий RAN-узел представляет собой RAN-узел, в котором в данный момент закрепляется UE.

[43] Установленные общие однонаправленные каналы и новый Uu-интерфейс предоставляют возможность передачи пакетов данных из UE без необходимости для UE переключаться в подключенное состояние посредством установления подключения по протоколу управления радиоресурсами (RRC), за счет этого исключая ассоциированную передачу служебных сигналов. Режим передачи без подключения, используемый для обмена (передачи) небольшим объемом данных, уменьшает объем служебной информации при передаче служебных RRC-сигналов, уменьшает перегрузку сети, обеспечивает лучшее использование сети и увеличивает время работы от аккумулятора UE посредством уменьшения частого переключения в подключенное состояние.

[44] В описании, термины "RAN-узел" и "усовершенствованный узел B (eNB)" используются взаимозаменяемо. В описании, "идентификатор контекста безопасности" и "улучшенный идентификатор набора ключей (eKSI)" используются взаимозаменяемо.

[45] В описании, термины "беспроводная сотовая сеть" и "LTE-сеть" используются взаимозаменяемо.

[46] В описании, термины "пакет данных (IP-пакет)" и "пакет данных режима без подключения" используются взаимозаменяемо.

[47] Объекты LTE-сети включают в себя, но не только, множество eNB и базовой сети, при этом базовая сеть включает в себя, но не только, MME, множество SGW и множество PGW.

[48] Раскрытые способ и система для режима передачи без подключения являются применимыми к любому пользовательскому оборудованию (UE). UE может представлять собой смартфон, планшетный компьютер, персональное цифровое устройство (PDA), MTC-устройство, имеющее LTE-радиомодуль, и т.п.

[49] В варианте осуществления, режим передачи без подключения для обмена небольшим объемом данных применяется к беспроводной сотовой сети по стандарту Партнерского проекта третьего поколения (3GPP) на основе универсальной системы мобильной связи (UMTS). В случае UMTS общий однонаправленный S1-канал устанавливается между контроллером радиосети (RNC) и обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN), и общий однонаправленный S5/S8-канал устанавливается между SGSN и шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN).

[50] Ссылаясь теперь на чертежи, а более конкретно, на фиг. 1-22, на которых аналогичные ссылки с номерами обозначают соответствующие признаки согласованно на всех чертежах, показаны предпочтительные варианты осуществления.

[51] Фиг. 1 иллюстрирует установление общего однонаправленного канала в беспроводной сотовой сети для передачи по восходящей линии связи (UL) и передачи по нисходящей линии связи (DL) пакетов данных в режиме передачи без подключения, согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе. Чертеж иллюстрирует UE 100a, UE 100b и UE 100c, которые закрепляются в eNB 101a, и UE 100d, UE 100e и UE 100f закрепляются в eNB 101b. Чертеж также иллюстрирует объект 102 управления мобильностью (MME), SGW 103 и PGW 104 и IP-сеть 105.

[52] Чертеж иллюстрирует сетевое LTE-окружение для режима передачи без подключения для передачи по UL-DL. Новый Uu-интерфейс задается между UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f и их соответствующими обслуживающими eNB 101a и eNB 101b. MME 102 выбирает SGW 103 и PGW 104 и устанавливает общий однонаправленный S1-канал между eNB 101a, eNB 101b и SGW 103, а также устанавливает общий однонаправленный S5/S8-канал между SGW 103 и PGW 104.

[53] В варианте осуществления, эти общие однонаправленные каналы устанавливаются статически и/или вручную посредством сети (например, с использованием способов на основе произвольно организующихся сетей (SON)).

[54] Модифицированный Uu-интерфейс 106 и общие однонаправленные каналы между объектами LTE-сети предоставляют общее логическое (виртуальное) подключение для маршрутизации пакетов данных. В пакеты данных добавляется информация маршрутизации и/или идентификатор UE (ID UE) и/или идентификаторы контекстов безопасности, в качестве информации заголовков пакетов, чтобы независимо маршрутизировать пакеты данных через LTE-сеть сбалансированным способом.

[55] Раскрытый способ предоставляет сквозной режим обслуживания для передачи небольшого объема данных в/из UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f, когда UE находятся в состоянии бездействия. Раскрытый способ исключает необходимость для UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f устанавливать унаследованные выделенные однонаправленные EPS-каналы (однонаправленный радиоканал и выделенный однонаправленный S1-канал) посредством переключения в подключенное состояние на уровне управления радиоресурсами (RRC).

[56] Каждый раз, когда любое UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f намечает передачу по UL пакетов данных, шаблон потоков UL-трафика (TFT) в UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f определяет то, следует приспосабливать унаследованный режим передачи с подключением или режим передачи без подключения на основе фильтров. Если UL-TFT определяет режим передачи без подключения, то он предоставляет индикатор для связанного с предоставлением доступа уровня (AS) т.е. RRC-уровня UE, так что RRC UE не устанавливает RRC-подключение для передачи по UL данных.

[57] В варианте осуществления, PDCP-уровень в любом из UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f выполняет глубокий анализ пакетов, чтобы идентифицировать то, представляют собой или нет данные устойчивый к задержке небольшой объем данных, и определять то, следует приспосабливать унаследованный режим передачи с подключением или режим передачи без подключения.

[58] RRC использует стандартное значение для идентификатора однонаправленного канала радиодоступа (RAB-ID) для режима передачи без подключения и запрашивает протокол конвергенции пакетных данных (PDCP) UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f, чтобы защищать пакеты данных. PDCP-уровень в UE защищает пакеты данных и запрашивает нижние уровни, чтобы отправлять данные, если механизм обеспечения безопасности применяется между UE и eNB. Данные передаются в eNB 101a и eNB 101b с использованием модифицированного Uu-интерфейса 106 на основе RACH-процедуры. В варианте осуществления, PDCP защищает данные от угроз нарушения безопасности, если механизм обеспечения безопасности применяется между UE 100a и eNB 101a. В другом варианте осуществления, механизм обеспечения безопасности применяется между UE 100a и SGW 103. В этом сценарии, уровень выше PDCP-уровня в UE и уровень выше уровня протокола туннелирования по стандарту общей службы пакетной радиопередачи (GPRS) (GTP) в SGW должны защищать передачу без подключения. Способ предоставляет новый общий уровень между SGW и UE 100a, чтобы применять механизм обеспечения безопасности, например, общий IP-уровень и защита по протоколу IPsec применяются с использованием ключей защиты и выбранного алгоритма для режима передачи без подключения. SGW принимает ключ (K_CLT) защиты и выбранные идентификаторы криптографических алгоритмов из MME для защиты и верификации пакетов данных, передаваемых в режиме без подключения. Оконечный узел системы безопасности в eNB 101a или в SGW 103 является конкретным для базовой сети, и базовая сеть и UE 100a знают его заранее. В варианте осуществления, пакеты данных, передаваемые через режим передачи без подключения, шифруются, но не обязательно должны подвергаться защите целостности на основе политики оператора. Сеть инициирует механизм обеспечения безопасности с использованием SMC-процедуры и указывает то, применяются или нет как шифрование, так и защита целостности.

[59] В варианте осуществления, защита применяется к пакетам данных в режиме передачи без подключения и не должна применяться к режиму передачи с подключением или наоборот. В варианте осуществления, защита применяется к пакетам данных с использованием различных алгоритмов для подходов на основе режима передачи без подключения и режима передачи с подключением. AS или NAS SMC-процедура используется для того, чтобы также согласовывать и выбирать алгоритмы для режима передачи без подключения. В варианте осуществления, отдельная SMC-процедура выполняется между eNB и UE или между MME и UE для выбора алгоритмов обеспечения безопасности для режима передачи без подключения. Дополнительно в варианте осуществления, алгоритмы, которые должны быть использованы для режима передачи без подключения, предварительно конфигурируются в UE и в беспроводной сотовой сети.

[60] Модифицированный Uu-интерфейс 106 для режима передачи без подключения основан на существующей процедуре конкурентного RACH с индикатором режима без подключения (CL-индикатором), отправленным в eNB 101a и eNB 101b через RA-сообщение (сообщение 3) RACH-процедуры. Общий однонаправленный S1-канал устанавливается для режима передачи без подключения между eNB 101a и SGW 103. Аналогично, другой общий однонаправленный S1-канал устанавливается между eNB 101b и SGW 103. Общий однонаправленный S5/S8-канал устанавливается для режима передачи без подключения между SGW 103 и PGW 104. Общий однонаправленный S1-канал и общий однонаправленный S5/S8-канал устанавливаются в объектах базовой сети SGW 103 и PGW 104 посредством MME 102. Пакеты данных из UE 100a, UE 100b, UE 100c и UE 100d, UE 100e, UE 100f перенаправляется посредством eNB 101a и eNB 101b, соответственно, в SGW 103 по соответствующему общему однонаправленному S1-каналу с использованием информации маршрутизации в заголовке пакета каждого пакета данных. Информация маршрутизации предоставляется посредством MME 102 в UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f во время процедуры начального прикрепления в сообщении не связанного с предоставлением доступа уровня (NAS), и информация маршрутизации обновляется во время TAU-процедуры. Информация маршрутизации содержит идентификатор шлюза (ID GW), который добавляется в качестве информации заголовков пакетов посредством UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f, когда пакет данных передается в UL в eNB 101a и eNB 101b, соответственно, с использованием модифицированного Uu-интерфейса 106 для режима передачи без подключения. Идентификатор GW предоставляет возможность eNB 101a и eNB 101b разрешать идентификатор GW в адрес по Интернет-протоколу (IP) SGW 103 с использованием таблицы преобразования, предварительно сконфигурированной в eNB 101a и eNB 101b или предоставленной в eNB 101a и eNB 101b посредством объекта MME 102 базовой сети. В варианте осуществления, eNB 101a и eNB 101b запрашивают объект базовой сети, чтобы разрешать идентификатор GW и предоставлять разрешенные параметры. Только объект RAN-сети или объект базовой сети может разрешать идентификатор GW. В варианте осуществления, eNB 101a и eNB 101b перенаправляют принимаемый пакет UL-данных в качестве пакетной единицы данных по U-протоколу GPRS-туннелирования (GTP-U PDU) в SGW 103 по соответствующему общему однонаправленному S1-каналу на основе разрешенного IP-адреса SGW с использованием идентификатора GW.

[61] В варианте осуществления, eNB перенаправляет (маршрутизирует) пакеты данных в SGW для передачи по UL посредством добавления идентификатора UE, UL TEID, IP-адреса SGW, IP-адреса PGW - в качестве информации заголовков пакетов. Информация заголовков пакетов отправляется в заголовке пользовательского протокола GPRS-туннелирования (GTP-U).

[62] В варианте осуществления, eNB 101a и eNB 101b также разрешают IP-адрес PGW 104 с использованием идентификатора GW и добавляют IP-адрес PGW 104 к информации заголовков пакетов GTP-U PDU, перенаправляемой в SGW 103 по соответствующему общему однонаправленному S1-каналу, когда используется общий однонаправленный S5/S8-канал. SGW 103 перенаправляет пакет данных в качестве GTP-U PDU в PGW 104 по установленному общему однонаправленному S5/S8-каналу посредством идентификации PGW 104 посредством разрешения идентификатора GW на основе идентификатора UE или на основе IP-адреса PGW 104, принимаемого в информации заголовков пакетов для пакетов данных.

[63] В варианте осуществления, SGW 103 перенаправляет пакет данных по существующему унаследованному выделенному однонаправленному S5/S8-каналу, созданному во время подключения по сети пакетной передачи данных (PDN) для UE 100a, UE 100b, UE 100c, UE 100d, UE 100e и UE 100f. Когда используется существующий унаследованный выделенный однонаправленный S5/S8-канал, eNB 101a и eNB 101b разрешают идентификатор GW в IP-адрес SGW 103 и S5/S8 TEID PGW 104 и необязательно его IP-адрес.

[64] В варианте осуществления, если SGW 103 подключается ко множеству PGW, или PGW 104 имеет множество PDN-портов, SGW 103 разрешает принимаемый идентификатор GW посредством преобразования идентификатора GW в соответствующий PGW или соответствующий PDN-порт (идентификатор конечной точки туннеля (TEID)).

[65] Пакеты данных затем перенаправляются посредством PGW 104 в IP-сеть 105 и достигают своего назначения. Например, назначение может представлять собой любой сервер приложений.

[66] Пакеты данных, перенаправляемые посредством IP-сети 105, поступают в PGW 104 для передачи по DL в одно или более UE. Например, пакеты данных должны доставляться в UE 100a. DL-TFT преобразует агрегирование потоков трафика в однонаправленный EPS-канал в направлении нисходящей линии связи. Аналогично UE UL-TFT, PGW TFT определяет то, следует приспосабливать режим передачи с подключением или режим передачи без подключения на основе фильтров. PGW 104 или SGW 103 может использовать такой механизм, как глубокий анализ пакетов (DPI) пакетов данных, чтобы идентифицировать то, следует обрабатывать доставку по DL пакета данных или через режим передачи с подключением или через режим передачи без подключения. Такие механизмы, как индикатор прикладного уровня и т.п. (не на основе DPI), могут быть использованы посредством PGW 104 или SGW 103 для того, чтобы идентифицировать обработку DL-данных через режим передачи без подключения. PGW 104 затем перенаправляет пакеты данных с добавленным CL-индикатором (если PGW 104 идентифицирует пакет данных, который должен быть передан в режиме передачи без подключения), IMSI UE 100a и IP-адрес UE 100a в SGW 103 с использованием установленного общего однонаправленного S5/S8-канала или существующего выделенного однонаправленного S5/S8-канала. Если общий однонаправленный S1-канал не устанавливается, или контекст UE в SGW 103 не является допустимым, то SGW 103 отправляет уведомление относительно данных нисходящей линии связи (DDN) в MME 102, чтобы осуществлять поисковый вызов UE 100a, для которого пакеты данных поступают для передачи по DL, с CL-индикатором, чтобы указывать поступающие пакеты данных, которые должны доставляться в режиме передачи без подключения. Уведомление в MME 102 посредством SGW 103 служит либо для установления общего однонаправленного S1-канала, либо для обновления контекста UE в SGW 103. MME 102 хранит контекст UE каждый раз, когда любое UE переключается из подключенного состояния в состояние бездействия. MME 102 использует этот допустимый контекст UE