基於本地交換來改善數據傳輸的方法、裝置與基站的製作方法
2023-06-12 03:59:41 1
基於本地交換來改善數據傳輸的方法、裝置與基站的製作方法
【專利摘要】本發明的目的是提供一種用於基於本地交換來改善數據傳輸的方法、裝置與基站。其中，基站自移動管理設備接收關於對兩個用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息；分別對第一用戶設備與第二用戶設備進行RRC連接重配置，其中，分別向其指示下行交換數據的編碼方式；接收自所述第一用戶設備發送的第一數據，以及自所述第二用戶設備發送的第二數據；對所述第一數據與所述第二數據進行網絡編碼處理，並將處理獲得的下行交換數據發送至所述第一用戶設備與所述第二用戶設備，以供其分別根據所述指示信息，自所述下行交換數據中提取所述第二數據與所述第一數據。本發明節省時頻資源的同時，顯著提升了頻譜效率，並降低了爆發式流量的影響。
【專利說明】基於本地交換來改善數據傳輸的方法、裝置與基站
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動通信【技術領域】，尤其涉及一種用於基於本地交換來改善數據傳輸的技術。
【背景技術】
[0002]已進行的研究表明，在GSM網絡中，由基站控制器(base stationcontroller,BSC)處理的通話中，平均有30%的通話為本地通話。通過對一些運營商的帳單進行分析，該數字甚至達到60%。儘管沒有對LTE網絡進行具體分析，但其情形應與GSM網絡類似。
[0003]在一些人口密集區域，以及農村或偏遠地區，大部分的通話(包括主叫方和被叫方)都發生在同一個基站(eNodeB)中，或一組基站中。
[0004]另外，對於一些突然爆發大流量的應用或大流量會持續一段時間的應用，例如Emule, BT等，其將增加網絡的負荷，同時對其他使用正常流量或固定比特率(GuaranteedBit Rate, GBR)的服務造成影響。
[0005]因此，運營商不得不為本地通話花費昂貴的傳輸費用，還可能面臨用戶滿意度較低的風險。在新興市場中，傳輸成本已佔據了運營商總成本中的大部分，而用戶滿意度卻直接影響運營商的市場份額。
[0006]在當前LTE網絡中，尚無與GSM類似的節點來判斷通信雙方，如主叫方和被叫方，是否屬於同一個基站的覆蓋範圍。基於現有LTE協議的傳統解決方案中，本地通話會產生回程傳輸。移動傳輸數據自基站發送至最鄰近的交換節點，再被返回至該基站。圖1及圖2示出了傳統解決方案中，屬於同一基站範圍的用戶設備I和用戶設備2進行數據傳輸的過程。其中，用戶設備I為主叫方，用戶設備2為被叫方。圖1從用戶設備I的角度描述了其數據傳輸過程，圖2從用戶設備2的角度描述了其數據傳輸過程。
[0007]圖1中，用戶設備I通過隨機接入過程接入基站，並與基站建立連接，基站將用戶設備I的初始用戶設備消息(initial UE message)發送至移動管理設備(MobilityManagement Entity, MME),在接收到MME發送的初始上下文建立請求(initial contextsetup request)消息後,基站通過對用戶設備I的RRC連接重配置,完成初始上下文的建立，隨後，在接收到MME發送的無線接入承載建立請求(E-RABsetup request)消息後,基站再次通過對用戶設備I的RRC連接重配置，完成用戶設備I的無線接入承載(Evolved RadioAccess Bear, E-RAB)的建立。至此，用戶設備I即可與MME進行數據傳輸。
[0008]圖2中,MME根據用戶設備I通過非接入層(Non-Access Stratum,NAS)傳遞的其擬進行通話的用戶設備2的相關信息,通過向歸屬用戶伺服器(Home Subscriber Server,HSS)查詢獲得用戶設備2的信息，並通過基站尋呼該用戶設備2，隨後，用戶設備2通過與用戶設備I相同的方式，來完成自與基站建立連接至與MME進行數據的上下行傳輸。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種用於基於本地交換來改善數據傳輸的方法、裝置與基站。
[0010]根據本發明的一個方面，提供了 一種用於在基站端基於本地交換來改善數據傳輸的方法，其中，該方法包括:
[0011]a自移動管理設備接收關於對兩個用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息，其中，擬進行數據傳輸的第一用戶設備與第二用戶設備均屬於該基站的覆蓋範圍，所述通知消息包括所述第一用戶設備與所述第二用戶設備的信息及其各自的無線接入承載的信息；
[0012]b分別對所述第一用戶設備與所述第二用戶設備進行RRC連接重配置，其中，分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送的RRC連接重配置消息包括用於指示下行交換數據的編碼方式的指示信息；
[0013]c接收自所述第一用戶設備發送的第一數據以及自所述第二用戶設備發送的第二數據，其中，所述第一數據待傳輸至所述第二用戶設備，所述第二數據待傳輸至所述第一用戶設備；
[0014]d對所述第一數據與所述第二數據進行網絡編碼處理，並將處理獲得的下行交換數據發送至所述第一用戶設備與所述第二用戶設備，以供其分別根據所述指示信息，自所述下行交換數據中提取所述第二數據與所述第一數據。
[0015]根據本發明的另一個方面，還提供了 一種用於在基站端基於本地交換來改善數據傳輸的裝置，其中，該裝置包括:
[0016]通知接收裝置，用於自移動管理設備接收關於對兩個用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息，其中，擬進行數據傳輸的第一用戶設備與第二用戶設備均屬於該基站的覆蓋範圍，所述通知消息包括所述第一用戶設備與所述第二用戶設備的信息及其各種的無線接入承載的信息；
[0017]RRC重配置裝置，用於分別對所述第一用戶設備與所述第二用戶設備進行RRC連接重配置，其中，分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送的RRC連接重配置消息包括用於指示下行交換數據的編碼方式的指示信息；
[0018]數據接收裝置，用於接收自所述第一用戶設備發送的第一數據以及自所述第二用戶設備發送的第二數據，其中，所述第一數據待傳輸至所述第二用戶設備，所述第二數據待傳輸至所述第一用戶設備；
[0019]數據編碼裝置，用於對所述第一數據與所述第二數據進行網絡編碼處理，並將處理獲得的下行交換數據發送至所述第一用戶設備與所述第二用戶設備，以供其分別根據所述指示信息，自所述下行交換數據中提取所述第二數據與所述第一數據。
[0020]根據本發明的再一個方面，還提供了一種用於基於本地交換來改善數據傳輸的基站，其中，該基站包括如前述根據本發明另一個方面的用於在基站端基於本地交換來改善數據傳輸的裝置。
[0021]本發明基於網絡編碼技術，通過對本地交換信息進行充分利用，在節省時頻資源的同時，顯著提升了頻譜效率，並降低了爆發式流量的影響，以及運營商的傳輸成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯:
[0023]圖1從用戶設備I角度示出傳統解決方案中屬於同一基站範圍的用戶設備I和用戶設備2進行數據傳輸的流程圖；
[0024]圖2從用戶設備2角度示出傳統解決方案中屬於同一基站範圍的用戶設備I和用戶設備2進行數據傳輸的流程圖；
[0025]圖3示出本地交換情形下用戶設備I和用戶設備2經由基站交換數據包A和數據包B的示意圖；
[0026]圖4示出本地交換情形下數據包A和數據包B在傳輸過程中所佔用的時頻資源單元的示意圖；
[0027]圖5示出根據本發明一個實施例的基於本地交換來改善用戶設備I與用戶設備2之間數據傳輸的流程圖；
[0028]圖6示出根據本發明的用戶設備I和用戶設備2經由基站基於本地交換來傳輸數據包A和數據包B的示意圖；
[0029]圖7示出根據本發明的數據包A和數據包B在傳輸過程中所佔用的時頻資源單元的不意圖；
[0030]圖8示出根據本發明一個實施例的在基站端基於本地交換來改善用戶設備I與用戶設備2之間數據傳輸的裝置的示意圖。
[0031 ] 附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
[0033]為減少本地通話中的回程傳輸，考慮引入本地交換功能。核心網，典型地，如移動管理設備(Mobility Management Entity,MME),基於其已知的用戶設備信息來判斷通信雙方，如主叫方和被叫方，是否屬於同一基站的覆蓋範圍。如果此次通話為本地通話，MME向基站發送關於本地交換的通知消息，基站據此為通信雙方的相關無線接入承載(EvolvedRadio Access Bear, E-RAB)建立本地交換數據路徑，並允許本地通話的發起和結束自同一個基站來進行本地交換。
[0034]但是，即使在本地交換的情形下，用戶設備I和用戶設備2如希望相互交換數據包A和數據包B，需通過以下4個步驟來實現，並需佔用4個時頻資源單元。參閱圖3和圖4，圖3示出用戶設備I和用戶設備2經由基站交換數據包A和數據包B的過程，圖4示出數據包A和數據包B在傳輸過程中所佔用的時頻資源單元。
[0035]I)用戶設備I發送數據包A至基站，需要佔用I個上行的時頻資源單元；
[0036]2)用戶設備2發送數據包B至基站，需要佔用I個上行的時頻資源單元；
[0037]3)基站將數據包A轉發至用戶設備2，需要佔用I個下行的時頻資源單元；
[0038]4)基站將數據包B轉發至用戶設備1，需要佔用I個下行的時頻資源單元。
[0039]對於那些致力於提供更高的系統吞吐量和更高的峰值數據速率的運營商，其將爭取對頻譜資源的更有效利用以及對不同應用的兼容，包括那些具有爆發流量要求的應用。但是，由於基站僅能根據集合最大比特率(Aggregate Maximum Bit Rate, AMBR)來處理此種爆發式流量傳輸，這將降低使用正常傳輸的用戶的滿意度。[0040]本發明提供了一種基於本地交換來改善用戶設備I與用戶設備2之間數據傳輸的方案。其中，當一個新的連接建立時，當MME發現擬進行通信的用戶設備I與用戶設備2同屬一個基站的覆蓋範圍，MME向該基站發送關於本地交換的指示信息，基站據此為用戶設備I及用戶設備2的相關無線接入承載建立本地交換的數據路徑。隨後，基站對用戶設備I及用戶設備2分別向其發送的數據包A和數據包B進行網絡編碼處理，並將處理獲得數據包C廣播給用戶設備I及用戶設備2，用戶設備I及用戶設備2分別根據其各自的數據包A和數據B來解碼該數據包C，以從中提取對方發送給自己的數據包B和數據包A。
[0041]在此，作為本發明的一個示例，基站可以通過安裝並運行其中的特定裝置來實現上述本地交換數據路徑的建立以及對數據包A和數據包B的網絡編碼處理。
[0042]圖5為根據本發明一個實施例的方法流程圖，示出基站基於本地交換來改善用戶設備I與用戶設備2之間數據傳輸的過程。
[0043]具體地，在步驟SI中，基站3自移動管理設備(MME)4接收關於對兩個用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息，其中，擬進行數據傳輸的用戶設備I與用戶設備2均屬於該基站3的覆蓋範圍，該通知消息包括用戶設備I與用戶設備2的信息及其各自的無線接入承載的信息。
[0044]在隨機接入過程中，基站3與用戶設備I建立連接後，基站3將用戶設備I的初始用戶設備消息發送給MME4，並且用戶設備I通過NAS將用戶設備2的相關信息也傳遞給MME4, MME4向HSS請求獲得用戶設備2的信息，包括用戶設備2的標識信息及其所屬的基站，當MME4發現用戶設備I與用戶設備2均屬於同一個基站3的覆蓋範圍時，MME4向該基站3發送關於本地交換的通知消息，其中包括用戶設備I與用戶設備2的信息及其各自的無線接入承載的信息，以供基站3隨後為用戶設備I與用戶設備2的無線接入承載建立本地交換數據路徑，從而實現對兩個設備之間傳輸的數據進行本地交換，而無需再經過核心網。
[0045]在步驟SI中，基站3分別對用戶設備I與用戶設備2進行RRC連接重配置，其中，分別向用戶設備I與用戶設備2發送的RRC連接重配置消息包括用於指示下行交換數據的編碼方式的指不/[目息。
[0046]在此，基站3分別向用戶設備I與用戶設備2發送RRC連接重配置消息，在所發送的RRC連接重配置消息中加入用於指示下行交換數據的編碼方式的指示信息；其中，該下行交換數據意指基站3對用戶設備I及用戶設備2所發送至其處的數據進行網絡編碼處理後獲得的數據，該數據之後將被基站3廣播至用戶設備I及用戶設備2。當用戶設備I與用戶設備2根據該RRC連接重配置消息進行RRC重配置完成後，其會向基站3發送RRC連接重配置完成信息；相應地，基站3的RRC重配置裝置32接收用戶設備I與用戶設備2所發送的其RRC連接重配置完成信息。
[0047]優選地，基站3分別向用戶設備I與用戶設備2發送的RRC連接重配置消息包括RRC重配置專有信息(Radio Resource Config Dedicatedinfo)，在該RRC重配置專有信息中加入網絡編碼指示信息，如用於指示下行交換數據的編碼方式的指示信息，以向用戶設備I及用戶設備2指示本地交換數據包通過網絡編碼方式進行編碼。
[0048]以下為包括網絡編碼指示信息的RRC重配置專有信息的一個示例:
[0049]
【權利要求】
1.一種用於在基站端基於本地交換來改善數據傳輸的方法，其中，該方法包括: a自移動管理設備接收關於對兩個用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息，其中，擬進行數據傳輸的第一用戶設備與第二用戶設備均屬於該基站的覆蓋範圍，所述通知消息包括所述第一用戶設備與所述第二用戶設備的信息及其各自的無線接入承載的信息； b分別對所述第一用戶設備與所述第二用戶設備進行RRC連接重配置，其中，分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送的RRC連接重配置消息包括用於指示下行交換數據的編碼方式的指示信息； c接收自所述第一用戶設備發送的第一數據以及自所述第二用戶設備發送的第二數據，其中，所述第一數據待傳輸至所述第二用戶設備，所述第二數據待傳輸至所述第一用戶設備； d對所述第一數據與所述第二數據進行網絡編碼處理，並將處理獲得的下行交換數據發送至所述第一用戶設備與所述第二用戶設備，以供其分別根據所述指示信息，自所述下行交換數據中提取所述第二數據與所述第一數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述網絡編碼處理包括異或運算，其中，所述步驟d包括: -對所述第一數據與所述第二數據進行異或運算，並將運算獲得的下行交換數據發送至所述第一用戶設備與所述第二用戶設備，以供其分別根據所述指示信息以及各自發送的所述第一數據與所述第二數據，自所述下行交換數據中提取所述第二數據與所述第一數據。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，在所述步驟b之後，該方法還包括: X向所述移動管理設備發送關於完成對所述數據傳輸進行本地交換的通知消息。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述步驟a包括: -自所述移動管理設備接收無線接入承載建立請求消息，所述無線接入承載建立請求消息包括所述關於對所述第一用戶設備與所述第二用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息； 其中，所述步驟X包括: -向所述移動管理設備發送無線接入承載建立響應消息，所述無線接入承載建立響應消息包括所述關於完成對所述數據傳輸進行本地交換的通知消息。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送的RRC連接重配置消息包括RRC重配置專有信息，所述RRC重配置專有信息中包括所述用於指示待傳輸數據的編碼方式的指示信息。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述步驟b包括: -分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送所述RRC連接重配置消息； -分別自所述第一用戶設備與所述第二用戶設備接收其相應的關於RRC連接重配置完成的通知消息。
7.一種用於在基站端基於本地交換來改善數據傳輸的裝置，其中，該裝置包括: 通知接收裝置，用於自移動管理設備接收關於對兩個用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息，其中，擬進行數據傳輸的第一用戶設備與第二用戶設備均屬於該基站的覆蓋範圍，所述通知消息包括所述第一用戶設備與所述第二用戶設備的信息及其各種的無線接入承載的信息； RRC重配置裝置，用於分別對所述第一用戶設備與所述第二用戶設備進行RRC連接重配置，其中，分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送的RRC連接重配置消息包括用於指示下行交換數據的編碼方式的指示信息； 數據接收裝置，用於接收自所述第一用戶設備發送的第一數據以及自所述第二用戶設備發送的第二數據，其中，所述第一數據待傳輸至所述第二用戶設備，所述第二數據待傳輸至所述第一用戶設備； 數據編碼裝置，用於對所述第一數據與所述第二數據進行網絡編碼處理，並將處理獲得的下行交換數據發送至所述第一用戶設備與所述第二用戶設備，以供其分別根據所述指示信息，自所述下行交換數據中提取所述第二數據與所述第一數據。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述網絡編碼處理包括異或運算，其中，所述數據編碼裝置用於: -對所述第一數據與所述第二數據進行異或運算，並將運算獲得的下行交換數據發送至所述第一用戶設備與所述第二用戶設備，以供其分別根據所述指示信息以及各自發送的所述第一數據與所述第二數據，自所述下行交換數據中提取所述第二數據與所述第一數據。
9.根據權利要求7或8所述的裝置，其中，該裝置還包括: 通知反饋裝置，用於向所述移動管理設備發送關於完成對所述數據傳輸進行本地交換的通知消息。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述通知接收裝置用於: -自所述移動管理設備接收無線接入承載建立請求消息，所述無線接入承載建立請求消息包括所述關於對兩個用戶設備之間的數據傳輸進行本地交換的通知消息； 其中，所述通知反饋裝置用於: -向所述移動管理設備發送無線接入承載建立響應消息，所述無線接入承載建立響應消息包括所述關於完成對所述數據傳輸進行本地交換的通知消息。
11.根據權利要求7至10中任一項所述的裝置，其中，分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送的RRC連接重配置消息包括RRC重配置專有信息，所述RRC重配置專有信息中包括所述用於指示下行交換數據的編碼方式的指示信息。
12.根據權利要求 7至11中任一項所述的裝置，其中，所述RRC重配置裝置用於: -分別向所述第一用戶設備與所述第二用戶設備發送所述RRC連接重配置消息； -分別自所述第一用戶設備與所述第二用戶設備接收其相應的關於RRC連接重配置完成的通知消息。
13.一種用於基於本地交換來改善數據傳輸的基站，其中，該基站包括如權利要求7至12中任一項所述的用於在基站端基於本地交換來改善數據傳輸的裝置。
【文檔編號】H04W88/08GK103813413SQ201210451175
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月12日 優先權日:2012年11月12日
【發明者】尚瑜, 錢榮福, 彭曦 申請人:上海貝爾股份有限公司