用于在切换情景中减少控制信令的方法

具体实施方式

在图1中，标号10大体上指示根据本发明的网络。网络包括至少一个eNodeB 1或任何其他用于连接无线终端6与基础结构网络、基础结构骨干IP网络2与至少一个路由器或开关3的适合的互连装置。SAE(系统架构演进)网关4(GW)通过S1U接口连接到骨干IP网络2。移动性管理实体5(MME)通信地连接到SAE GW4，并且通过S1MME接口9通信地连接到骨干IP网络2。IP网络连接到SAE GW。eNodeB 1设置成使用任何适合的通信协议与移动终端6(UE，用户设备)无线通信，移动终端6例如移动电话、便携式电脑、PDA(个人数字助理)智能电话和其他具有适合于互连装置1使用的当前通信协议的无线通信接口的设备。

本发明可实现为在一个或若干基础结构装置200(如在图2中图示的)中的软件，基础结构装置200包括处理单元201、至少一个存储器202和到其他用于运行装置200的部件的接口203。然而，这些其他部件对于技术人员是已知的并且不包括在本说明中。此外，装置200可具有至少一个下行204通信接口和上行205通信接口(应该注意到这些可并入相同的物理通信接口中，物理通信接口例如以太网连接或类似的)。存储器可包括易失的和/或非易失的存储器类型，其包括但不局限于RAM、DRAM、ROM、EEPROM、硬盘、闪存或类似的。处理单元201可包括任何适合的用于运行程序指令集的计算装置，其包括但不局限于微处理器、FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)、数字信号处理器，等等。

类似地，图3示出根据本发明的移动终端6，300，其与基础结构装置200类似地运行，其具有处理单元301、存储器302、到终端6，300的其他的部件的接口303和用于与基础结构网络2(并且此外)通过例如eNodeB 1无线通信的通信接口304。存储器和处理器可以是与关于基础结构装置200提到的类似的类型。

在终端300和基础结构装置200之间的通信接口304和204设置为任何适合的类型(例如2.5G、3G及以上)的无线接口(直接或间接地使用另外的基础结构装置(没有示出))。

在空闲模式中，UE 6到处移动并且它的位置通过追踪/路由区域被MME 5所知。在活动模式中，UE正接收并且向在外部PDN(分组数据网络)(例如互联网)上的端点发送数据。SAE GW 4是到外部PDN 7的GW，并且用户平面路径通过SAE GW和当前的eNodeB1在PDN和UE之间建立。当UE移动到新的小区时，路径必须在SAEGW中转换成能够向连接到新的eNodeB的UE发送DL(下行)数据。传统上(例如在GPRS中)，这通过保持PDP(分组数据协议)上下文和通过NW(网络)的GTP(GPRS隧道协议)隧道而在会话管理中完成。然而，在该技术方案中存在问题；当小区是很小的并且架构是平的时，为了更新每个UE的所有隧道到正确的eNodeB，将存在大量到SAE GW的信令。

在本技术方案中，IP组播用作SAE GW 4和eNodeB 1之间的传送机制，其用于处于活动模式的UE 6的用户平面传送，即IP组播用作对于单播数据的传送协议。在单播模式中的用户数据包将被封装并且在骨干中使用IP组播传送来传送。GTP用户平面协议将不被使用。过程将是当UE进入活动模式时，它将向SAE GW 4或MME 5发送信号以激活UP(用户平面)。MME或SAE GW将分配IP组播地址；备选地IP多播地址从选择的SAE GW请求并且从选择的SAE GW接收。利用SSM(源特定组播)的使用，SAE GW源地址也将在载体建立信令中提供并且在IGMP Join中由eNodeB使用。利用IP组播的SMM扩展(RFC 4607)的使用，获得在SAE GW和eNodeB之间的IP组播路径的更快的建立将是可能的，当在小区之间移动时这在移动性方面是重要的。包括IP MC地址的激活消息被发送到SAE GW(或如果SAE GW是提供IP组播地址的实体则被SAE GW已知)以及发送到eNodeB(备选地到UE)。SAE GW将向分配的IP MC地址发送UE DL数据。eNode B将接收发送到IP MC地址的数据，并且因此向骨干NW发送IGMP Join(或类似的控制信息以使网络知道属于特定的组播组的期望，例如，如在IGMPv3中使用的成员资格报告消息)。骨干IP NW 2是启用组播的，其中路由器3与IP组播兼容。路由器将接收IGMP Join并且转发该消息使得发送到骨干的特定的IP MC地址的所有数据包将传递到加入的eNode B。SAE GW将向IP MC地址发送DL UP数据而实际上不知道UE的位置以及该UP在哪个eNode B结束。

当UE移动到新的eNode B时，UE向NW发送信号，例如，向MME发送信号，指示新的位置(eNode B)并且MME向新的eNode B发送UE会话的用户平面的IP MC地址，该新的eNode B现在通过向骨干发送IGMP Join而加入IP MC会话。骨干建立新的传输路径使得业务量现在被发送到新的eNode B并且UE可以接收会话数据。注意，没有到不知道UE的位置的SAE GW的信令，但仅需要将UP业务量在启用IP MC的骨干上发送出。备选方法将是在激活情况下由MME告知UE关于IP MC地址。在这种情况下，当UE移动到新的eNode B时，UE可以启动新的eNode B进行IGMP Join。UE告知新的eNode B关于IP MC地址并且新的eNode B进行IGMP Join到骨干网。MME可以或可以不被告知关于小区改变。

提出的方法的另外的可能性将使有效的HO(切换)更容易，其通过告知围绕UE当前位于的小区的多个小区也加入IP MC传送。然后，如果UE移动进入相邻小区，新的eNode B已经具有DL业务流(traffic stream)并且它可以传递到UE而没有中断。这将稍后在本文中关于图6更详细地论述。

注意利用到IP组播的源特定组播(SMM)扩展(IETF RFC 4607，4604，4608)，源地址用于IP MC路由。在这种情况下，路由和路由表的构建更加有效。并且源地址将在目的地、即在eNode B中总是可用的，并且eNode B将还使用源地址用于为讨论的会话发送UL(上行)业务量，使得UL将转向正确的SAE GW，其将用作UL和DL业务量的锚定点。

本文概括的移动性是十分普遍的并且还可以用于非3GPP移动性以及一般可用于根据SMM IP MC RFC是启用IP组播的任意NW中。

对于SAE GW，单播DL业务量和MBMS组播DL业务量的处理将是相同的并且将主要在业务量的源方面不同(BM-SC用于SGmb&SGi上的MBMS业务量而SGi上的外部/内部PDN用于单播业务量)。GTP不被使用，并且IP MC地址代替GTP TEIDs而被使用。

现在将给出参照图4的会话激活的示例方法：

401.UE连到网络(在MME中注册并且验证等等)。UE希望激活数据会话(等同于在GPRS中进行激活PDP上下文)，并且向MME发送激活消息。

402.MME分配载体，这利用例如QoS、模式等等正确载体特性(使用在本文论述的上下文中不令人感兴趣的一些方法)。MME选择SAE GW(例如使用APN)并且还在SAE GW和eNode B之间分配传送载体(等同于在GPRS中使用的GTP隧道)，即MME分配IP组播地址，SAE GW将使用该IP组播地址用于向eNode B发送该UP传送通道的UP数据DL。IP组播地址的分配可备选地在SAE GW中作为过程的部分或当从MME请求时完成。

403.MME向SAE GW发送载体参数(包括IP MC地址)。SAEGW为UE的会话创建上下文。

404.MME向eNode B发送载体参数(包括IP MC地址)。eNodeB为UE的会话创建上下文。

405.eNode B向启用IP MC的骨干NW发送IGMP Join，该骨干NW在SAE GW和eNode B之间创建传送路径。

406.UE可以在UP路径上通过eNode B和SAE GW开始向和从外部PDN(例如互联网)发送和接收数据。SAE GW不必关心UE的位置而将仅向IP MC骨干发送出DL数据，该骨干将管理传递该数据到正确的eNode B。

现在将给出参照图5在活动模式中用于处理到新小区的切换的示例方法：

501.UE处于活动模式并且具有进行中的用户平面会话并且移动进入新小区并且通过新eNode B是可达的。

502.UE用信号通知MME小区改变。

503.MME向新eNode B指示IP MC地址(由SAE GW使用以传送DL UP数据业务量)。同样指示源IP地址(如果SSM被使用则eNodeB将在IGMP Join中使用该源IP地址)以发送UL用户平面业务量用于该UE的会话。

504.新eNode B向骨干发送IGMP Join以加入会话的传送并且开始接收该UE的UP业务量。

505.启用IP MC的NW为该会话(即为IP MC地址)的DL数据路径构建分布树。

506.新eNode B开始接收发送到UE的DL数据。

507.通知旧eNode B(或会话超时)并且旧eNode B发送IGMPLeave，以便停止向旧eNode B的有用负荷的传递。

注意在HO过程中没有到SAE GW的信令。SAE GW不知道UE的位置，但将仅向IP MC骨干发送出DL数据，该IP MC骨干将数据包路由到正确的eNode B。

注意如果其中载体传送信息(即IP MC传送地址)发送到UE(上面的图表)的备选方法被简化，使得不涉及MME，但由UE直接告知新eNode B关于IP MC地址。

图6图示根据本发明的在网络中的切换实例，其中来自应用服务器601的数据将被传送下行到UE 6。然而，在该进程期间UE 6移动到新位置并且因而连接到另一个eNode B 1’。数据然后需要重新定向到新的eNode B 1’。数据传送到SAE GW 4并且在那里转发到为UE1记下的MC地址。在这种情况下它将被转发向(602)最后已知的eNode B 1而经过路由器606和607最终连接(603)到eNode B 1。然而，路由器606已经被告知到MC地址的数据现在(也)将向现在反而连接UE的新eNode B 1’转发。当UE移动时新eNode B 1’将新情况告知(使用适合的MC控制消息收发)上游路由器608和606，从而路由器606也可以通过新的路径604转发数据。当UE已经离开旧eNode B并且完全与它断开连接时，旧eNode B将新情况告知(使用适合的MC控制消息收发)上游路由器607和606从而路由器606可停止在603路径上转发数据。

在本发明的一个实施例中，在适当等级的上游路由器606可被告知存在在不久的将来UE 1将改变eNode B的某些可能性并且还可被告知关于哪个eNode B可能连接到该UE。在该情况下向两个(或更多)方向同时发送数据是可能的，所谓的双播技术方案：UE当前位于的方向和向不久将来UE将可能连接到的eNode B 1’的方向。这样预期UE 6的移动并且减小释放数据的风险。当实际上知道UE在进行从一个eNode B 1转移到另一个eNode B 1’的进程中以便使用本发明的组播技术方案提供有效软切换时可使用相同的双播技术方案。

总的来说IP组播地址可分配给224.0.0.0至239.255.255.255并且分配给源特定组播使用的子范围是232.0.0.0至232.255.255.255(232/8)。对应于IPv6的是FF3x::/32。在该范围中的一些地址可被保留，但当源特定组播根据RFC4607、4604和4608而使用时多达1600万个地址对于每个源地址是可用的。对于每个SAE GW，SSM特定IP组播地址范围可以再次使用。这意味技术方案是可缩放的并且任意数量的会话可以仅通过增加另外的SAE GW而支持，其中每个SAE GW具有它自己唯一的IP地址(即SSM源地址)。

本发明的优势中的一些是在启用IP组播的平架构移动NW中的高效信令和简化的移动性管理。

应该注意单词“包括”不排除除那些列出的之外其他元素或步骤的存在并且在元素前面的单词“一”或“一个”不排除多个这样的元素的存在。还应该注意任何参考符号不限制权利要求的范围，本发明可至少部分利用硬件和软件实现，并且若干“装置”可用同一项硬件表示。

上文提到的和描述的实施例仅给作示例并且不应该限制于本发明。在如下文描述的专利权利要求中要求权利的本发明的范围内的其他技术方案、使用、目的和功能应该对于本领域内技术人员是明显的。

定义和缩写

BS         基站              PDU        协议数据单元

DL         下行              RNC        无线电网络控制器

eNodeB     E-UTRAN节点B      SAE        系统架构演进

GPRS       通用分组无线业务  SSM        源特定组播

GTP        GPRS隧道贯穿协议  TEID       隧道端点标识

GW         网关              UE         用户设备

IP         互联网协议        UL         上行

LTE        长期演进          UL-SCH     上行共享通道

MAC      媒体访问控制          UMTS       通用移动电信系统

MBMS     多媒体广播组播服务    UP         用户平面

MC       组播                  UPE        用户平面实体

MCCH     组播控制通道          U-plane    用户平面

MCH      组播通道              VoIP       经由IP的话音

MME      移动性管理实体        WCDMA      宽带码分多址

MS       移动站                WLAN       无线局域网

NodeB    UTRAN基站             PDN        分组数据网络

E-UTRAN  演进                  UMTS       地面无线电接入网络

UTRA     UMTS地面无线电接入

UTRAN    UMTS地面无线电接入网络