СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И МАШИНОЧИТАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ ДЛЯ УКАЗАНИЯ ДОСТУПНОСТИ ЛОКАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ
METHOD, DEVICE AND MACHINE-READABLE MEDIA FOR INDICATING ACCESSIBILITY OF LOCAL SERVICE

Область техники
Примеры осуществления изобретения относятся в целом к беспроводным системам связи, способам, устройствам и компьютерным программным продуктам, а более конкретно - к способам обеспечения доступа пользовательского оборудования к локальной сети.
Уровень техники
Ниже используются следующие сокращения:
3GPP third generation partnership project, Проект содружества третьего поколения
CSG closed subscriber group, закрытая группа абонентов
CN core network, базовая сеть
eNB EUTRAN Node В (evolved Node В), узел В в сети EUTRAN (усовершенствованный узел В)
ЕРС evolved packet core, усовершенствованное пакетное ядро
EUTRAN усовершенствованная сеть UTRAN
FDD frequency division duplex, дуплексная связь с частотным разделением каналов
FDMA frequency division multiple access, многостанционный доступ с частотным разделением каналов
GW gateway, шлюз
HSS home subscriber system, домашняя система абонента
IMS IP multimedia system, мультимедийная система с протоколом IP
IP internet protocol, протокол Интернет
LAN local area network, локальная сеть
LTE long term evolution, долгосрочное усовершенствование
LTE-ALTE-advanced, улучшенное долгосрочное усовершенствование
MAC medium access control, управление доступом к среде передачи
MM mobility management, управление мобильностью
MME mobility management entity, объект управления мобильностью
NAS non-access stratum, уровень с отсутствием доступа
Node В базовая станция, узел В
OFDMA orthogonal frequency division multiple access,
многостанционный доступ с ортогональным частотным разделением
PDCP packet data convergence protocol, протокол конвергенции пакетных данных
PDN packet data network, сеть пакетной передачи данных
PLMN public mobile network, мобильная сеть общего пользования
RLC radio link control, управление радиолинией
RRC radio resource control, управление радиоресурсами
RRM radio resource management, администрирование радиоресурсов
RSC retail sponsored communications, связь, спонсируемая розничным торговцем
SAE system architecture evolution, развитие системной архитектуры
SC-FDMA single carrier, frequency division multiple access, многостанционный доступ с частотным разделением каналов на одной частоте
ТА tracking area, область слежения
UE user equipment, пользовательское оборудование
UTRAN universal terrestrial radio access network, универсальная наземная сеть радиодоступа
В настоящее время группой 3GPP разрабатывается предложенная система связи, известная как усовершенствованная UTRAN (EUTRAN, также называемая UTRAN-LTE или EUTRA). В настоящее время разработка основана на рабочем предположении о том, что техникой доступа по нисходящей линии (DL) будет OFDMA, а техникой доступа по восходящей линии (UL) будет SC-FDMA.
Представляющие интерес технические требования, относящиеся к сети EUTRAN, следующие: 3GPP TS 36.300, V8.2.0 (2007-09), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8). Для описания различных вариантов осуществления изобретения особый интерес представляет Приложение F к этому документу "Требования к управлению мобильностью и доступом, относящиеся к сотам закрытой группы абонентов (CSG)".
На фиг.1 воспроизводится фиг.4 документа 3GPP TS 36.300 и показана полная архитектура системы E-UTRAN. Система E-UTRAN включает усовершенствованные базовые станции (усовершенствованные узлы В, eNB), образующие конечные устройства для протокола плоскости пользователей E-UTRA (PDCP/RLC/MAC/PHY) и плоскости управления RRC в направлении пользовательского оборудования. Усовершенствованные базовые станции связаны друг с другом посредством интерфейса. Кроме того, усовершенствованные базовые станции посредством интерфейса S1 связаны с ядром ЕРС, а более конкретно - с объектом ММЕ посредством интерфейса SL-MME и с обслуживающим шлюзом (S-GW) посредством интерфейса S1-U. Интерфейс S1 поддерживает связь в режиме «множество-множество» между ММЕ / обслуживающими шлюзами и усовершенствованными базовыми станциями.
Группа 3GPP выбрала архитектуру LTE/SAE, которая основана на развитии пакетного ядра 3G и оптимизирована для использования услуг системы IMS, которая расположена вблизи централизованного шлюза SAE в домене оператора. В настоящее время возможность соединения с конкурентоспособными открытыми службами Интернета из локальных или внешних сетей с пакетной коммутацией рассматривается как вторичная и неоптимальная.
Радиосвязь LTE является весьма конкурентоспособной, и ее высокая пропускная способность и низкое время задержки позволяет предоставить пользователю функциональные возможности по сквозной (е2е, end-to-end) передаче на уровнях, аналогичных достигаемому при доступе с фиксированной шириной полосы. Однако, когда радиосвязь LTE объединена с выбранной «моделью несущей для больших расстояний» в архитектуре SAE, в которой все запросы/услуги рассматриваются как «дальние», характеристики е2е могут быть ограничены из-за расстояния (впервые в сотовой сети связи).
Предполагается, что локализованные услуги/доступ должны быть предоставлены путем формирования локальных зон обслуживания в сети оператора сотовой связи (мобильной сети общего пользования, PLMN), то есть предполагается, что эти зоны являются частью общедоступной мобильной сети, в частности благодаря использованию лицензированного радиодиапазона.
В настоящее время в документе 3GPP RAN WG2 определены концепции домашней базовой станции (HNB) и закрытой группы абонентов (CSG), при этом соты/базовые станции CSG принадлежат абонентам или арендованы ими (владельцами CSG). Считается, что сети CSG строятся из домашних базовых станций (например, базовых станций "фемтоуровня"), и обслуживание ограничено только абонентами, имеющими домашнюю базовую станцию (станции), или теми, которым предоставил доступ владелец.
В рамках подхода "локального IP-подключения" (Local IP Breakout) предполагается, что локальные зоны обслуживания могут быть сформированы где-либо в мобильной сети общего пользования с использованием всех доступных сетевых ресурсов. Например, муниципальная служба связи с полным охватом услугами в дополнение к частным базовым станциям фемтоуровня потребовала бы использования общедоступных сот/базовых станций макроуровня. Осуществление этого подхода потребовало бы, однако, исключения некоторых современных ограничений в рамках 3GPP, относящихся к управлению доступом к сценариям для локальных областей, определенных для концепции CSG.
В этом отношении можно сослаться на заявку на патент США №60/993291, поданную 10.09.2007, "Управление доступом для закрытых групп абонентов", авторы Ivan Ore и Markus Dillinger. В этом документе описан «открытый режим» сети CSG, в котором оператор/администратор CSG при необходимости разрешает доступ гостям. Раскрытое использование возврата частной соты в общедоступную соту с использованием нового флага «доступ закрыт/открыт» в информации системы сотовой трансляции позволяет пользователям соединиться с сотой CSG, например, с домашней базовой станцией или с сетью сообщества, построенной из множества базовых станций, которые обычно использовались бы только для частного доступа.
Такой тип «открытого доступа» к сотам CSG позволяет создавать покрытие для сетей 3G/LTE с использованием относительно недорогих домашних базовых станций и без какого-либо планирования управляемой радиосети. Во избежание взаимных помех с общедоступными сотами сети CSG могут быть размещены на другом частотном уровне, который в случае сетей 3G/LTE относится к лицензируемой полосе, принадлежащей оператору.
Другим представляющим интерес документом является заявка на патент Финляндии №20075252, поданная 13 апреля 2007 и озаглавленная "Способ, система радиосвязи, мобильный терминал и базовая станция". В этом документе описана концепция «служб локального подключения» (local breakout services), в которой пользовательское оборудование обнаруживает доступность службы подключения в шлюзе с Интернет-протоколом, запускает вход в сеть и формирует свой протокольный стек на основе данных о конфигурации, принятых из службы локального подключения. Эту службу локального подключения можно считать в некотором отношении аналогичной усовершенствованной домашней станции и сотам CSG, описанным в упомянутом выше документе 3GPP TS 36.300.
Зарегистрированный владелец домашней усовершенствованной базовой станции добавляет абонентов к своей пользовательской группе, и именно этим членам пользовательской группы разрешен доступ к соте CSG. Поскольку одна или более домашних усовершенствованных базовых станций могут быть связаны между собой, с формированием более чем одной соты CSG, соседствующих друг с другом, удобно назвать их сетью CSG. Сеть CSG - это сеть, составленная из одной или более сот, доступом к которым управляют, по меньшей мере частично, конечные потребители. Эти абоненты регистрируются в качестве членов пользовательской группы и являются членами CSG. Член CSG - это (сотовый) пользователь беспроводной службы, зарегистрированный в сети CSG администратором CSG и после регистрации имеющий доступ к сети CSG. Тем пользователям или устройствам, которые не зарегистрированы в сети CSG, не разрешен доступ к ней, и, следовательно, в этом смысле эта группа является закрытой группой абонентов. В сетях CSG только устройства (пользовательское оборудование или UE), которым разрешен доступ к сети CSG, могут осуществлять временное соединение или входить в эту сеть. Примеры сот CSG включают домашние усовершенствованные базовые станции (соты LTE, которые куплены потребителем), корпоративные соты (соты, которые арендованы или принадлежат компании) и «коммерческие» соты (соты, которые принадлежат торговым компаниям, супермаркетам и т.д.). За регистрацию пользователя в качестве члена CSG отвечает администратор CSG.
Хотя сеть CSG может быстро управлять абонентами, которые образуют ее пользовательскую группу, и производить ее модификацию, доступ ограничен зарегистрированными абонентами и закрыт для других пользователей. Процедура, в рамках которой пользователя добавляют в качестве члена CSG сети CSG, в общем случае является следующей. Администратор CSG добавляет идентификатор IMSI/IMEI или телефонный номер в базу данных оператора; оператор посылает список с одним или более идентификаторами сети CSG пользователю посредством сигнализации NAS; и как только пользователь принимает информацию NAS, он становится членом CSG и поэтому имеет доступ ко всем сотам, которые относятся к этому идентификатору сети CSG.
Мобильность членов пользовательской группы между сетью CSG и другими сотами, которые «открыты» (соты не-CSG, хотя они могут относиться к сетям E-UTRAN, UTRAN, GERAN или другим) также описана в Приложении F к вышеописанному документу, причем члены пользовательской группы назначают приоритет своей сети CSG по сравнению с другими сотами, когда те находятся в пределах области покрытия сети CSG. Таким образом, концепция CSG позволяет полностью охватить общедоступные незакрытые сети, хотя лишь для членов пользовательской группы.
Концепцию сетей CSG можно считать полезной в контексте корпорации, университетского городка или торгового предприятия. Корпорация или университет обеспечивают своим служащим/студентам свободный или дешевый доступ к группе CSG путем регистрации их в соответствующей пользовательской группе, при этом отсекая других от свободного пользования этими услугами. Оперативное добавление членов к таким группам, например приглашенных лекторов или профессоров, не представляет затруднений, поскольку такие добавления имеют место от случая к случаю.
С другой стороны, компании могут пожелать обеспечить своих клиентов свободным или дешевым доступом, поощряя их задержаться подольше и, возможно, купить больше продуктов или услуг, предоставляемых этой компанией. Например, ресторан или кафе могут предоставить своим клиентам свободный или дешевый доступ в Интернет, чтобы те предпочли это предприятие конкурентам и проводили в нем больше времени.
Сущность изобретения
Первый вариант осуществления изобретения относится к способу, включающему работу базовой станции сотовой сети с индикатором закрытой группы абонентов, указывающим на состояние «выключено», и передачу в пользовательское оборудование информации, указывающей на доступность локальной сети обслуживания в том месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование.
Другой вариант осуществления изобретения относится к машиночитаемому носителю, на котором имеется компьютерная программа, выполняемая процессором с целью выполнения действий, включающих работу базовой станции сотовой сети с индикатором закрытой группы абонентов, указывающим на состояние «выключено», и передачу в пользовательское оборудование информации, указывающей на доступность локальной сети обслуживания в том месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к устройству, содержащему контроллер, сконфигурированный для управления базовой станцией сотовой сети с индикатором закрытой группы абонентов, указывающим на состояние «выключено», и передатчик, сконфигурированный для передачи в пользовательское оборудование информации, указывающей на доступность локальной сети обслуживания в том месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к способу, включающему прием пользовательским оборудованием информации от базовой станции сотовой сети, при этом базовая станция имеет индикатор закрытой группы абонентов, указывающий на состояние «выключено», а информация указывает на доступность локальной сети обслуживания в том месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование, и передачу оператору локальной сети обслуживания информации, которая указывает, что пользовательское оборудование желает зарегистрироваться у оператора локальной сети обслуживания.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к машиночитаемому носителю, на котором имеется компьютерная программа, выполняемая процессором с целью выполнения действий, включающих прием пользовательским оборудованием информации от базовой станции сотовой сети, при этом базовая станция имеет индикатор закрытой группы абонентов, указывающий на состояние «выключено», а информация указывает на доступность локальной сети обслуживания в том месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование, и передачу оператору локальной сети обслуживания информации, которая указывает, что пользовательское оборудование желает зарегистрироваться у оператора локальной сети обслуживания.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к устройству, содержащему приемник, сконфигурированный для приема пользовательским оборудованием от базовой станции сотовой сети информации, при этом базовая станция имеет индикатор закрытой группы абонентов, указывающий на состояние «выключено», а информация указывает на доступность локальной сети обслуживания в том месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование, и передатчик, сконфигурированный для передачи оператору локальной сети обслуживания информации, которая указывает, что пользовательское оборудование желает зарегистрироваться у оператора локальной сети обслуживания.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к способу, включающему прием в локальной сети обслуживания в сообщении от пользовательского оборудования запроса на регистрацию пользовательского оборудования в локальной сети обслуживания, при этом пользовательское оборудование принимает информацию от базовой станции, в которой индикатор сигнализации закрытой группы абонентов указывает на состояние «выключено», а принятая информация указывает на доступность сети, и аутентификацию пользовательского оборудования с использованием локальной базы данных и базы данных оператора сотовой сети, связь с которой осуществляется через портал.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к машиночитаемому носителю, на котором имеется компьютерная программа, выполняемая процессором с целью выполнения действий, включающих прием в локальной сети обслуживания в сообщении от пользовательского оборудования запроса на регистрацию пользовательского оборудования в локальной сети обслуживания, при этом пользовательское оборудование принимает информацию от базовой станции, в которой индикатор сигнализации закрытой группы абонентов указывает на состояние «выключено», а принятая информация указывает на доступность сети, и аутентификацию пользовательского оборудования с использованием локальной базы данных и базы данных оператора сотовой сети, связь с которой осуществляется через портал.
Еще один вариант осуществления изобретения относится к устройству, содержащему приемник, сконфигурированный для приема в локальной сети обслуживания в сообщении от пользовательского оборудования запроса на регистрацию пользовательского оборудования в этой локальной сети обслуживания, при этом пользовательское оборудование принимает информацию от базовой станции, в которой индикатор сигнализации закрытой группы абонентов указывает на состояние «выключено», а принятая информация указывает на доступность сети, и контроллер, сконфигурированный для аутентификации пользовательского оборудования с использованием локальной базы данных и базы данных оператора сотовой сети, связь с которой осуществляется через портал.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 воспроизведена фиг.4 из документа 3GPP TS 36.300 и показана полная архитектура системы E-UTRAN.
На фиг.2 показан пример среды для системы радиосвязи Е-UTRAN/LTE, в которой могут быть использованы варианты осуществления изобретения.
На фиг.3 упрощенно показана блок-схема различных электронных устройств, которые подходят для использования при практическом осуществлении изобретения.
На фиг.4 показаны типы сот, применяемых в различных локальных сценариях LTE.
На фиг.5 показана схема сценария развертывания сети, предоставляемой торговцем (например, в пределах торгового центра), с пико/микросотами LTE.
На фиг.6 показана схема сценария развертывания сети в университетском городке с пико/микросотами LTE.
На фиг.7, 8 и 9 показаны последовательности операций, относящиеся к способу, и результаты выполнения инструкций компьютерной программы, выполняемых сотовой сетью, пользовательским оборудованием и контроллером локальной сети соответственно.
Подробное описание
Приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения по меньшей мере частично основаны на понимании того, что распределенное решение локального подключения с использованием Интернет-протокола является оптимальным техническим решением для того, чтобы радиосвязь LTE и производительность сети были согласованы друг с другом и, таким образом, конкурентоспособность LTE повысилась по сравнению с альтернативными технологиями широкополосного беспроводного доступа.
Приведенные для примера варианты осуществления изобретения по меньшей мере частично сосредоточены на развертывании локализованных услуг с возможностью прямого IP-соединения пользователя в локальных сетях пакетной коммутации, например в галерее магазинов, ярмарочном центре, университетском городке и/или предприятии, в которых используются общедоступные соты мобильной сети общего пользования.
Для развертывания решения локального подключения с использованием Интернет-протокола можно использовать принцип CSG для определенных ситуаций, но в первую очередь оно должен обеспечить способность вырваться за рамки модели несущей для дальней связи и разрешить локальные вызовы/услуги для всех абонентов мобильной сети общего пользования. Это открывает новые возможности для широкого диапазона ситуаций, что позволяет использовать множество деловых моделей. Таким образом, желательно, чтобы были разработаны локальные сценарии для модели «открытой сети», в которой доступ к локализованным услугам обеспечивает гибкость как для общедоступных, так и для закрытых групп пользователей, в зависимости от ситуации использования.
В настоящее время предполагается, что соты/сети CSG являются частью некоторой мобильной сети общего пользования, даже если они не являются частью макроуровня. В результате вход пользователя в соту CSG путем ручного выбора нельзя непосредственно сравнивать со случаем, когда пользователь соединяется с нерегулируемой точкой доступа беспроводной локальной сети. В первом случае следует рассмотреть несколько моментов, перечисленных ниже.
(A) Безопасность, например, пользователь должен быть аутентифицирован, авторизован и должно иметься соглашение о роуминге. Например, у домашнего оператора пользователя может не иметься соглашения о роуминге с локальным оператором, который обеспечивает доступ 3G/LTE. Осуществляющий соединение пользователь может быть иностранным пользователем; таким образом, обеспечение любому свободных вызовов при наихудшем сценарии может привести к потери доходов от международного роуминга.
(Б) Должны поддерживаться регулятивные моменты, такие как экстренные вызовы, определение местоположения и прослушивание на законных основаниях.
(B) При соединении с локальной сетью пользователи должны быть доступны для вызовов/услуг, идущих из обычной сети (например, необходима регистрация местоположения в домашней системе абонента, а также пейджинг в режиме ожидания).
Основываясь на известном уровне техники, изобретатели приняли за основу то, что сети CSG являются по своей природе частными сетями и не должны разрабатываться для общественного/открытого доступа. Вместо этого варианты осуществления изобретения предлагают технические решения для эффективного (и простого) управления членами CSG, например, путем добавления временного гостя группы CSG. В качестве примеров групп CSG используются такие, которые обеспечивают преимущества в вариантах осуществления изобретения и включают, но этим не ограничиваются, соту по месту жительства (домашняя базовая станция) и корпоративные сети (например, корпоративная сеть, построенная с использованием множества базовых станций фемтоуровня).
На фиг.2 показан пример среды для практического использования вариантов осуществления изобретения. В этом примере система радиосвязи основана на элементах сети LTE/SAE. Однако изобретение, описанное в этих примерах, не ограничено системами LTE/SAE радиосвязи, но может также быть применено в других системах радиосвязи, таких как HSDPA (high speed downlink packet access, пакетный доступ по высокоскоростной нисходящей линии связи), HSUPA (high speed uplink packet access, пакетный доступ по высокоскоростной нисходящей линии связи), WIMAX (Worldwide Interoperability for Microware Access, общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа), Интернет-HSPA (пакетный доступ по высокоскоростной линии связи к Интернету), или в других подходящих системах радиосвязи, в которых имеется закрытый доступ к определенным группам. Кроме того, настоящее изобретение может быть применено в архитектуре без локального подключения (например, в современной архитектуре SAE, описанной в документе 3GPP TS 23.401, VI. 1.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; GPRS enhancements for E-UTRAN access," July 2007) или с локальным подключением.
Приведенная на фиг.2 в качестве примера система радиосвязи содержит обслуживающую базовую сеть 100 оператора, включающую следующие элементы: блок 102 управления обслуживанием, IMS (мультимедийная подсистема IP) 104, ММЕ (Объект управления мобильностью) 106 и шлюз 108 SAE.
Трафик между мобильными терминалами 150, 151 (обычно называемыми пользовательским оборудованием или UE) и базовой сетью 100 происходит через национальную магистральную сеть 120 IP, региональную транспортную сеть 130 и локальную агрегированную сеть 140. Усовершенствованные базовые станции (eNB) 160-165 системы радиосвязи обеспечивают функции для управления радиоресурсами: управление радионесущей, управление допуском к радиоресурсам, управление мобильной коммутацией и динамическое распределение ресурсов (планирование). Ниже в примерах систем радиосвязи, вместо или в сочетании с базовыми станциями, может использоваться любой узел радиодоступа LTE. В качестве примеров такие узлы радиодоступа LTE могут включать фемто-СРЕ LTE (например, фемто-оборудование для зданий пользователей, Femto Cust omer Pre mises Equipm ent) и/или пикосоты L ТЕ. Объект 106 управления мобильностью отвечает за распределение пейджинговых сообщений между усовершенствованными базовыми станциями 160-165.
Современные радиосети основаны на модели с одной коммутационной станцией. Она реализуется в сети LTE/SAE шлюзом 108 SAE. Все запросы/услуги направляются через шлюз SAE 108. Например, соединение мобильного терминала 150 с внешними IP-сетями 110, такими как Интернет 110, обычно направляется по маршруту, обозначенному штриховой линией 191. Вариации этого случая показаны в патенте Финляндии №20075252, на который выше делалась ссылка и в котором описано соединение с обыкновенным IP-шлюзом 170-172 (маршрутизатором доступа) в корпоративной сети 144 связи или специфической локальной области 142 для локального подключения с использованием Интернет-протокола от базовой станции LTE 160-165, при этом сохраняется пользовательское управление доступом и шлюз SAE 108 в пакетной базовой сети 100 оператора LTE/SAE (это может относиться к приведенным для примера вариациям архитектуры, описанным, в частности, в настоящем документе). В патенте Финляндии №20075252 предполагается, что регистрация для служб канала SAE (SAE Bearer) с использованием IP-адреса из шлюза 108 SAE доступна по умолчанию, даже если она не обязательно используется для активных сеансов связи.
Мобильный терминал 150, 151 сконфигурирован для обнаружения доступности закрытой сети 144 абонента, для которой этот терминал не является членом соответствующей пользовательской группы, и для запуска входа в закрытую сеть абонента, если эта сеть имеет режим "открытого доступа".
На фиг.3 показаны упрощенные блок-схемы различных электронных устройств, которые подходят для использования в вариантах осуществления изобретения. На фиг.3 беспроводная сеть 200 способна осуществлять связь между пользовательским оборудованием/мобильным терминалом 210 и домашней базовой станцией 220. Сеть 200 может включать узел 230 сети более высокого уровня, например обслуживающий объект/элемент 106 управления мобильностью (ММЕ), шлюз 108 SAE, контроллер радиосети (RNC, radio network controller) или блок, выполняющий функцию радиоконтроллера и известный под различными названиями в разных системах радиосвязи. Пользовательское оборудование 210 содержит процессор 210А данных (DP, data processor), память (MEM) 210B, в которой хранится программа (PROG) 210C и приемопередатчик 210D соответствующей радиочастоты, соединенный с одной или несколькими антеннами 210Е (показана одна) для двунаправленной радиосвязи по одной или нескольким беспроводным линиям 240 с домашней базовой станцией 220. Кроме того, пользовательское оборудование 210 содержит интерфейс 210F графического дисплея, например компьютерный экран, предназначенный для отображения информации пользователю устройства 210, как подробно описано ниже.
Усовершенствованная базовая станция 220 также содержит процессор 220А данных, память 220В, в которой хранится программа 220С, и приемопередатчик 220D соответствующей радиочастоты, соединенный с одной или несколькими антеннами 220Е. Усовершенствованная базовая станция 220 может быть соединена посредством тракта 250 передачи данных (например, интерфейса S1A) с обслуживающим или другим элементом 230 GW/MME/RNC. Этот элемент 230 GW/MME/RNC включает процессор 230А данных, память 230В, в которой хранится программа 230С, и соответствующий модем и/или приемопередатчик (не показаны) для связи с домашней базовой станцией 230 по линии 250 связи.
Предполагается, что по меньшей мере одна из программ 210С, 220С и 230С включает программные инструкции, которые при выполнении их соответствующим процессором данных позволяют электронному устройству работать согласно вариантам осуществления изобретения, как подробно описано ниже.
Очевидно, что, в зависимости от обстоятельств, программы 210С, 220С, 230С могут быть выполнены в виде программного обеспечения, встроенных программ и/или оборудования. В общем случае приведенные в качестве примеров варианты осуществления изобретения могут быть выполнены в виде компьютерного программного обеспечения, хранящегося в памяти 210В и выполняемого процессором 210А данных пользовательского оборудования 210, - сказанное справедливо и в отношении другой памяти 220В и процессора 220А данных усовершенствованной базовой станции 12, или в виде оборудования, или в виде комбинации программного обеспечения и/или встроенных программ и аппаратных средств в любых из показанных устройств.
В общем случае, различные варианты пользовательского оборудования 210 могут включать, но этим не ограничиваются, мобильные станции/мобильные терминалы, сотовые телефоны, персональные цифровые секретари (PDA) с возможностью беспроводной связи, портативные компьютеры с возможностью беспроводной связи, устройства для захвата изображения, например цифровые камеры, с возможностью беспроводной связи, игровые устройства с возможностью беспроводной связи, устройства для хранения и воспроизведения музыки с возможностью беспроводной связи, Интернет-устройства, обеспечивающие беспроводной доступ и навигацию в Интернете, а также портативные блоки или терминалы, включающие комбинации таких функций.
Память 210В, 220В и 230В MEM может иметь любой тип, подходящий для локальной технической среды, и может быть выполнена с использованием любой подходящей технологии хранения данных, например, она может представлять собой полупроводниковые запоминающие устройства, магнитные запоминающие устройства и системы, оптические запоминающие устройства и системы, постоянную память и сменную память. Процессоры 210А, 220А и 230А данных могут представлять собой контроллеры и могут быть любого типа, подходящего для локальной технической среды, и, в качестве примеров, могут включать один или несколько компьютеров общего назначения, компьютеров специального назначения, микропроцессоров, процессоров для цифровой обработки сигналов (DPS) и процессоров, основанных на многоядерной архитектуре.
Концепция сети CSG и трансляция бита CSG, указывающего тип соты, были согласованы в рамках проекта 3GPP, что обеспечивает различные варианты применения для частных сетей, доступных для закрытой группы абонентов. Однако было бы предпочтительно, если бы доступ LTE поддерживал различные ситуации использования для локальных сценариев, которые делают доступными сетевым операторам новые и улучшенные деловые модели. Желательно использовать локализованные услуги также при использовании сетевых ресурсов, принадлежащих оператору и управляемых им, включая общедоступные макро-, микро- и пикосоты с гибкой поддержкой их конфигурации.
Приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения по меньшей мере частично базируются на предпосылке, что в пользовательское оборудование 210 для управления мобильностью в дополнение к вышеупомянутому биту CSG в информации сотовой системы (CSI, Cell System Information) не должны передаваться никакие новые биты. Бит CCG, указывающий тип соты, можно рассматривать как индикатор, который содержит множество битов.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, на фиг.4 показаны типы сот, применимых к различным локальным сценариям LTE, и показаны различия между ситуациями, когда CSG = выключено и CSG = включено. Примеры даны в контексте сценария локализованного обслуживания, спонсируемого розничным торговцем (например, в торговом центре), но очевидно, что они относятся не только к этому конкретному случаю CSG. В этом примере имеется общедоступная сота (CSG = выключено), локальные услуги = включено и доступ = открыт для пользователей входного уровня связи, спонсируемой розничным торговцем (RSC, Retail Sponsored Communications), которые посещают, например, торговый центр, а также общедоступная сота (CSG = выключено), локальные услуги = включено и доступ = закрыт для тех специфических абонентов, которые удовлетворяют одному или нескольким предварительным условиям получения доступа к бесплатным услугам RSC. Ветвь CSG = включено подходит для частных сетей, например домашних сетей, корпоративных сетей.
В тех случаях, когда соты должны поддерживать как общедоступный/открытый доступ, так и ограниченный доступ, желательно, чтобы соты могли быть сконфигурированы для общедоступного/открытого доступа (CSG = выключено) по умолчанию, но при этом могли, кроме того, предоставлять некоторые локализованные услуги для открытого или ограниченного доступа, например услугу "локальное подключение с использованием Интернет-протокола", основанную на подписке и текущем местоположении пользовательского оборудования 210.
Для поддержки общедоступных локализованных услуг сеть имеет способность ассистировать пользовательскому оборудованию 210 сигнализацией NAS базовой сети для указания пользовательскому оборудованию 210, что оно переместилось в зону покрытия для локализованной услуги. Это можно выполнить, например, как часть процедуры обновления области слежения (Tracking Area Update), или как часть процедуры перехода из состояния ожидания в активное состояние, или как часть процедуры хэндовера между базовыми станциями (приведены лишь три не ограничивающих изобретение примера). Этот признак для удобства можно называть "переключение услуг на основе местоположения для усовершенствованного пакетного ядра".
В качестве примера отметим, что этот признак может быть осуществлен в сценарии локализованного обслуживания, спонсируемого розничным торговцем (например, в торговом центре) следующим образом:
(А) Любой абонент, обладающий пользовательским оборудованием 210 с возможностями LTE и имеющий подписку у оператора сотовой связи, поддерживающего услуги LTE, или у его партнера по роумингу, после перемещения в зону локального обслуживания может продолжить пользование общедоступными услугами сотовой связи как обычно.
(Б) При перемещении посетителя в зону локального обслуживания (например, путем выбора соты или хэндовера) сеть 200 посылает по нисходящему каналу сигнал с указанием доступных местных услуг в пользовательское оборудование 210. Посетитель, оказавшийся в этой зоне впервые, может вручную принять предложение на получение, например, услуги связи, спонсируемой розничным торговцем, и получить рекламные объявления. Пользователь может осуществить автоматический вход в эту службу в установочном меню пользовательского оборудования, когда посетит сеть, спонсируемую розничным торговцем, в будущем. Если пользователь не производит никакого действия (не отвечает на предложение относительно использования местной услуги), он продолжает пользоваться общедоступными услугами сотовой связи по обычному тарифу.
Для поддержки премиальных услуг, например локального подключения с использованием Интернет-протокола, для тех абонентов, которые удовлетворяют определенным условиям, можно следовать следующим процедурам сети, спонсируемой розничным торговцем (например, в торговом центре). См также фиг.5.
(А) Абоненту, который удовлетворяет одному или нескольким определенным условиям (например, он купил некоторые товары или услуги на сумму свыше некоторого порогового значения), разрешают (или его приглашают посредством базовой станции макроуровня) войти в качестве зарегистрированного пользователя для локальных услуг LTE в область сети, спонсируемую розничным торговцем. Администратор 270 сети (NA, network administrator), спонсируемой розничным торговцем, имеет локальный сервер и поддерживает спонсируемую базу 280 данных (DB, database) пользователей (см. фиг.3), которая обменивается информацией с базой 300 данных абонентов для сетевого оператора 200 с использованием портала 290 - или сам пользователь присылает информацию в сообщении, например коротком сообщении (SMS) - в этой базе 280 данных хранятся заданные инструкции для получения прав локального доступа для пользовательского оборудования 210 в области сети, спонсируемой розничным торговцем.
(Б) Имея указанные заданные инструкции и/или приняв конфигурационные данные в коротком сообщении, пользователь может сконфигурировать пользовательское оборудование 210 для автоматического (или ручного) сетевого входа в службы локального подключения с использованием Интернет-протокола (например, такие как недорогие внутригородские вызовы и/или прямой доступ к данным услуг локальных серверов/локальных сетей с помощью администратора сети, спонсируемой розничным торговцем). Кроме того, во время посещения области сети, спонсируемой розничным торговцем, могут стать доступными более дешевые междугородные вызовы с использованием обычных услуг канала от сетевого оператора SAE.
Ниже более подробно описана локальная сеть, спонсируемая розничным торговцем, а именно описан сценарий развертывания сети, спонсируемой розничным торговцем, с использованием пико/микросот LTE (см. фиг.5).
Определение сети, спонсируемой розничным торговцем
Сеть, спонсируемая розничным торговцем, - это автономная сеть под управлением одного объекта, который находится в торговом центре или, в более обобщенном смысле, в пределах локальной географической зоны, такой как коммерческий центр, аэропорт или городской центр. Хотя такой сетью может управлять один объект, она может спонсироваться множеством розничных торговцев или локальных сообществ. Сеть, спонсируемая розничным торговцем, позволяет розничным торговцам с целью улучшения торговли осуществлять предложение локализованных услуг связи. В этом случае локальная сеть, спонсируемая розничным торговцем, интегрируется в общедоступную сотовую мобильную сеть связи.
Вариант использования
Администратор (администраторы) сети, спонсируемой розничным торговцем, и оператор (операторы) сотовой связи договариваются развернуть LTE с использованием пико/микросот в пределах локальной географической зоны с целью предоставления доступа к общедоступной сотовой мобильной сети связи и к сети, спонсируемой розничным торговцем, на основе локализованных (например, при нахождении в зоне, в магазине) услуг, ориентированных на всех, случайных или частых посетителей.
Соты LTE в пределах сети, спонсируемой розничным торговцем, находятся в открытом доступе, поскольку они представляют собой часть мобильной сети общего пользования оператора (операторов). Обычными услугами сотовой связи и усовершенствованной мультимедийной системы с протоколом IP может пользоваться в зоне покрытия локальной сети любой пользователь, который является абонентом услуг оператора сотовой связи или абонентом услуг партнера оператора сотовой связи по роумингу.
Для привлечения большего числа или новых клиентов в конкретный магазин и/или для побуждения посетителей провести в этом магазине больше времени можно предложить основанный на местоположении (в магазине) тариф услуг. Кроме того, тем абонентам, которые удовлетворяют определенным условиям, позволяют пользоваться менее дорогими/бесплатными местными вызовами (связь между равноправными устройствами, peer-to-peer) и получить высококачественный доступ к локально администрируемым услугам и к Интернету с использованием их терминалов LTE, в то время как эти абоненты находятся в зоне покрытия сети, спонсируемой розничным торговцем.
Предварительные условия
Локальная радиосеть, в которой в области, спонсируемой розничным торговцем, используются пико/микросоты LTE, может быть спланирована оператором сотовой связи так, чтобы обеспечить надлежащее покрытие, пропускную способность и минимизировать взаимные помехи. Если желательно, локальная сеть может использовать частоту, которая отличается от макроперекрытия с соседними сотами. Кроме того, существующие соты макроперекрытия могут использоваться для локального доступа. Отметим, что множество операторов сотовой связи, работающих с несколькими сотами, может совместно использовать частоту, которая используется для локальной сети, спонсируемой розничным торговцем.
Поскольку доступ к пико/микросотам LTE в локальной сети, спонсируемой розничным торговцем, является открытым по умолчанию, оператор центра по эксплуатации и сопровождению (ОАМ, operations and maintenance) может создавать общедоступные соты, сгруппированные относительно их собственной области слежения. В этом случае обычные абоненты сотовой связи в пределах зоны охвата сети, спонсированной розничным торговцем, имеют право находиться в сотах локальной сети. Отметим, что радиопокрытие области слежения предпочтительно ограничено областью, спонсируемой розничным торговцем, поэтому большинство обычных пользователей представляет собой зарегистрированных членов сообщества, а остальные являются случайными или регулярными посетителями.
Администраторы и операторы сети, спонсируемой розничным торговцем, используют портал 290 для обмена пользовательской информацией относительно тех абонентов, которые имеют право на стимулирующие и другие бенефиции, например на менее дорогие услуги оператора и/или получение локального доступа к сети, спонсируемой розничным торговцем (локальное подключение с использованием Интернет-протокола).
Оператор может установить средство для получения временных локальных прав доступа определенными посетителями, которые соглашаются принять рекламные объявления, например, с использованием короткого сообщения (SMS). Предоставленные права доступа могут отличаться для временных посетителей, например они могут обеспечивать только локальный доступ в Интернет или локальные вызовы в режиме связи между равноправными устройствами (а также видео) для членов семьи.
Описание
Любой абонент, который имеет терминал LTE (например, пользовательское оборудование 210) и подписку у оператора сотовой связи, отвечающего за предоставление услуг LTE в сети, спонсируемой розничным торговцем, или у его партнера по роумингу, и который перемещается в область, спонсируемую розничным торговцем, может продолжать пользоваться сотовой связью общего пользования как обычно.
После входа в сеть, спонсируемую розничным торговцем (например, путем выбора соты или путем хэндовера), сеть посылает в пользовательское оборудование 210 указание о доступных услугах связи, спонсируемых розничным торговцем. В первый раз посетитель может вручную принять предложение на получение услуг связи, спонсируемых розничным торговцем, и может согласиться принять рекламные объявления. Пользователь может осуществить автоматический вход в эту службу в установках пользовательского оборудования при будущем посещении сети, спонсируемой розничным торговцем. Если пользователь не предпринимает никаких действий, он в действительности просто продолжает пользоваться услугами сотовой связи общего пользования по обычным тарифам.
Абоненту, который отвечает некоторому определенному критерию или критериям (например, совершил покупку на сумму, превышающую некоторое значение), разрешают подключиться в качестве зарегистрированного пользователя для локальных услуг LTE в области сети, спонсируемой розничным торговцем. Администратор сети, спонсируемой розничным торговцем, поддерживает спонсируемую пользовательскую базу данных 280 и обменивается информацией с базой 300 данных абонентов оператора с использованием портала 290, или же пользователь посылает сообщение, например короткое сообщение (SMS), с помощью инструкций, которые предназначены для получения локальных прав доступа для пользовательского оборудования 210 к области сети, спонсируемой розничным торговцем.
При наличии таких инструкций и/или принятых конфигурационных данных (например, с помощью короткого сообщения (SMS)) пользователь может сконфигурировать пользовательское оборудование 210 для осуществления автоматического (или ручного) входа в услугу локального подключения с использованием Интернет-протокола (например, для получения возможности совершать недорогие местные звонки и для прямого доступа к данным в сети, спонсируемой розничным торговцем). Кроме того, могут оказаться доступными менее дорогие междугородные вызовы с использованием обычных услуг канала SAE.
Пост-условия
Как только пользователь аутентифицировался, получил локальный IP-адрес и осуществил связь с сетью, спонсируемой розничным торговцем, посредством пользовательского терминала LTE (например, совместимого с LTE пользовательского оборудования 210), пользователь получает возможность воспользоваться услугами, предоставляемыми администратором (администраторами) и операторами сотовой связи в сети, спонсируемой розничным торговцем.
Отметим, что аутентификация и авторизация в сети, спонсируемой розничным торговцем, должны быть выполнены в виде части процедуры входа в сеть для локального подключения с использованием Интернет-протокола в направлении локального сервера ААА в сети, спонсируемой розничным торговцем. Если локальная аутентификация не проходит, пользователь оказывается заблокирован от получения услуги локального подключения с использованием Интернет-протокола посредством базовой станции 220. Хэндовер на макроуровень может быть выполнен, когда пользовательское оборудование 210 покидает сеть, спонсируемую розничным торговцем, а кроме того, пользователь может вручную отключиться от сети, спонсируемой розничным торговцем.
Кроме того, отметим, что поддерживаются регулятивные моменты, такие как экстренные вызовы, определение местоположения и прослушивание на законных основаниях, как в обычной сети, поскольку в области сети, спонсируемой розничным торговцем, обычные службы канала SAE всегда оказываются доступны параллельно с локализованным обслуживанием.
Посетители области сети, спонсируемой розничным торговцем, доступны для вызовов/служб обычной сети с использованием службы канала SAE также и тогда, когда осуществляют связь с сетью, спонсируемой розничным торговцем (поскольку регистрация местоположения в домашней системе абонента и базовой сети оператора всегда соответствует текущему временному моменту). Кроме того, пользователь может применять оптимально маршрутизированные и бесплатные услуги связи типа «пользовательское оборудование - пользовательское оборудование» (например, VoIP/данные) локально в пределах сети, спонсируемой розничным торговцем.
Следует отметить, что использование общедоступных сот обеспечивает более гибкое решение, чем создание сети CSG в пределах области сети, спонсируемой розничным торговцем (например, в пределах торгового центра). Кроме того, если соты CSG должны работать на той же несущей, что и в «открытой» сети, они могут в зоне покрытия CSG предотвратить использование службы открытой сети для другого пользовательского оборудования 210, которому не разрешен доступ к сотам CSG, без физического вмешательства (предположим, например, что имеется обширная внутренняя среда с сильным покрытием сотами CSG и более слабым покрытием обычной открытой сотой (сотами)).
Использование пико/микросот обеспечивает решение для категоризации носителей без ограничения пропускной способности.
База 300 данных абонентов для сетевого оператора может стать своего рода рычагом, помогающим розничным торговцам в продвижении торговых точек и увеличении объема продаж. Например, если некоторый абонент принадлежит группе членов семьи и имеет право на сотовые вызовы по более низкому тарифу, то локальные права доступа к услугам связи, спонсируемым розничным торговцем, могут быть автоматически даны всем членам его семьи.
Кроме того, использование услуг, оказываемых операторами, может быть стимулом для использования сетевых услуг, спонсируемых розничным торговцем.
В сценарии работы сети, спонсируемой розничным торговцем, имеется множество (не ограничивающих изобретение) примеров высококачественного локального доступа к данным (локальное подключение с использованием Интернет-протокола).
В качестве одного из примеров, для получения распечаток из локального фотомагазина можно организовать быструю передачу цифровых изображений из терминала LTE (пользовательское оборудование 210). Это может произойти в любом месте в пределах области сети, спонсируемой розничным торговцем, а не только в определенных точках подключения.
В качестве другого примера, пользователь, приняв решение купить компакт-диск, может прослушать музыку (например, в виде потока, ограниченного, например, фрагментом песни) из локальной базы данных торговца музыкальными записями.
В качестве еще одного примера, пользователю может быть разрешено быстро принять (загрузить) музыкальные данные купленной песни из локальной базы данных торговца музыкальными записями. Пользователь/клиент может или загрузить в пользовательское оборудование 210 содержание купленного компакт-диска в формате МР3, или в некотором другом формате, или же пользователь/клиент может просто купить одно или несколько произведений в формате МР3 (фактически не приобретая весь компакт-диск).
В качестве еще одного примера, пользователю, прежде, чем он примет решение о покупке DVD или кинофильма для просмотра с использованием терминала LTE (в формате МР4 и т.д.), может быть разрешено просмотреть видеоклип (например, трейлер в виде потока) из базы данных местного магазина.
В качестве дополнительных примеров, пользователю может быть разрешено подключиться к игре с малым временем задержки (например, к серверу и одному или нескольким противникам в той же самой локальной сети), и/или просматривать веб-страницы местного магазина для поиска нужных товаров и сравнения цен, и/или использовать свободный и быстрый локальный доступ в Интернет для различных целей, и/или участвовать по минимальной стоимости в разговоре или видеосвязи в режиме «нажми и говори» с членами семьи в области сети, спонсируемой розничным торговцем (локально оптимизированная прямая маршрутизация).
Отметим, что применение этих вариантов осуществления изобретения в контексте LTE/SAE может включать усовершенствование программного обеспечения для домашней системы абонента HSS, объекта 230 управления мобильностью, усовершенствованной базовой станции 220 и пользовательского оборудования 210. Кроме того, может иметься портал 290 для обмена информацией между базой 300 данных абонентов оператора, мультимедийной системой с протоколом IP и пользовательской базой 280 данных с локальным администрированием, а также могут иметься локальные служебные функциональные возможности.
Ниже варианты осуществления изобретения описаны более подробно для двух примеров использования, в которых локальный доступ достигается с использованием общедоступных сот в мобильной сети общего пользования.
Вариант использования: сценарий развертывания сети в университетском городке с использованием пико/микросот LTE (фиг.6)
Определение сети университетского городка
В настоящем описании для удобства, а не ограничения, сеть университетского городка определена как автономная сеть под управлением единственного объекта, которая имеется в университетском городке или в пределах локальной географической зоны, такой как бизнес-парк, правительственный центр, исследовательский центр или медицинский центр. Хотя сетью может управлять единственный объект, она может использоваться различными устройствами. Сеть университетского городка может обеспечивать тракт доступа в большую сеть, такую как общегородская сеть или Интернет. Этот случай использования демонстрирует интеграцию сети университетского городка в общедоступную сотовую мобильную сеть.
Вариант использования
Предположим, что администратор (администраторы) сети университетского городка и оператор (операторы) сотовой связи соглашаются развернуть оборудование LTE для обеспечения доступа к общедоступной сотовой мобильной сети и сети университетского городка при недорогих/бесплатных вызовах и высококачественном доступе к локальным данным для членов сообщества с использованием пико/микросот LTE в пределах локальной географической зоны.
Соты LTE в пределах области университетского городка открыты для общего доступа, поскольку представляют собой часть мобильной сети общего пользования оператора (операторов). Обычные службы канала SAE могут использоваться в области университетского городка любым пользователем, который является абонентом для действующего оператора сотовой связи или абонентом его партнера по роумингу. Зарегистрированные члены сообщества с помощью своих терминалов LTE могут пользоваться менее дорогими междугородными вызовами, бесплатными внутригородскими вызовами и высококачественным доступом к данным в сети университетского городка и Интернете.
Предварительные условия
Локальная радиосеть, в которой в зоне университетского городка используются пико/микросоты LTE, может быть спланирована оператором 200 сотовой связи так, чтобы обеспечить надлежащее покрытие, пропускную способность и минимизировать взаимные помехи. Если желательно, локальная сеть университетского городка может использовать частоту, которая отличается от макроперекрытия с соседними сотами. Кроме того, существующие соты макроперекрытия могут использоваться для локального доступа. Именно в рамках этих вариантов осуществления изобретения множество операторов сотовой связи, работающих с несколькими сотами, может совместно использовать частоту, которая используется для локальной сети.
Поскольку доступ к пико/микросотам в локальной сети университетского городка является открытым по умолчанию, оператор центра по эксплуатации и сопровождению (ОАМ, operations and maintenance) может создавать общедоступные соты, сгруппированные относительно их собственной области слежения. В этом случае обычные абоненты сотовой связи в пределах зоны охвата сети университетского городка имеют право находиться в сотах локальной сети. Отметим, что радиопокрытие области слежения предпочтительно ограничено зоной университетского городка, поэтому большинство обычных пользователей представляет собой зарегистрированных членов сообщества, а остальные являются случайными или регулярными посетителями.
Администратор (администраторы) и оператор (операторы) сети университетского городка используют портал 290 для обмена пользовательской информацией относительно членов сообщества и посетителей сообщества, которым разрешено получить локальный доступ к сети университетского городка и пользоваться, например, менее дорогими междугородными разговорами с использованием локального доступа LTE.
Оператор может установить средства для получения временных локальных прав доступа для пользовательского оборудования 210, принадлежащего посетителям, с использованием, например, коротких сообщений (SMS). Предоставленные права доступа могут отличаться для временных посетителей, например они могут обеспечивать только локальный доступ в Интернет (но не более дешевые междугородные вызовы).
Описание
Члену сообщества, имеющему терминал LTE (например, LTE-совместимое пользовательское оборудование 210) и подписку на услуги оператора сотовой связи, оказывающего услуги LTE в сети университетского городка или партнера оператора сотовой связи по роумингу, разрешено войти в качестве зарегистрированного пользователя для получения локальных услуг LTE в зоне университетского городка. Администратор сети университетского городка заносит пользователя в базу 280 данных и в базу 300 данных абонентов оператора с использованием портала 290, - или сам пользователь посылает сообщение, например короткое сообщение (SMS), с помощью предоставленных инструкций по получению локальных прав доступа для пользовательского оборудования 210 в зоне университетского городка.
При наличии таких инструкций и/или принятых конфигурационных данных (например, с помощью короткого сообщения (SMS)) пользователь может сконфигурировать пользовательское оборудование 210 для осуществления автоматического (или ручного) входа в службы локального подключения с использованием Интернет-протокола (например, для получения возможности совершать недорогие локальные звонки и прямого доступа к данным в сети университетского городка). Кроме того, могут оказаться доступными менее дорогие междугородные вызовы с использованием обычных услуг канала SAE.
Пост-условия
Как только пользователь аутентифицировался, получил локальный IP-адрес и осуществил связь с сетью университетского городка посредством пользовательского терминала LTE (например, совместимого с LTE пользовательского оборудования 210), пользователь имеет возможность получить услуги, предоставляемые администратором (администраторами) и операторами сотовой связи в сети университетского городка.
Отметим, что аутентификация и авторизация в сети университетского городка должны быть выполнены в виде части процедуры входа в сеть для локального подключения с использованием Интернет-протокола в направлении локального сервера ААА в сети университетского городка. Если локальная аутентификация не проходит, пользователь оказывается заблокирован от получения услуги локального подключения с использованием Интернет-протокола посредством базовой станции 220. Хэндовер на макроуровень может быть выполнен, когда пользовательское оборудование 210 покидает зону университетского городка, а кроме того, пользователь может вручную отключиться от сети университетского городка.
Кроме того, отметим, что поддерживаются регулятивные моменты, такие как экстренные вызовы, определение местоположения и прослушивание на законных основаниях, как в обычной сети, поскольку обычные службы канала SAE всегда оказываются доступны параллельно с локализованным обслуживанием в зоне сети университетского городка.
Члены сообщества доступны для вызовов/служб обычной сети с использованием службы канала SAE также и тогда, когда осуществляют связь с сетью университетского городка (поскольку регистрация местоположения в домашней системе абонента и базовой сети оператора всегда соответствует текущему временному моменту). Кроме того, пользователь может применять оптимально маршрутизированные и бесплатные услуги связи типа «пользовательское оборудование - пользовательское оборудование» (например, VoIP/данные) локально в пределах зоны университетского городка.
Поскольку большинство пользователей в зоне университетского городка являются зарегистрированными членами сообщества, они могут получить преимущества от использования функциональных возможностей высококачественной сквозной (е2е) передачи при локальном доступе, даже если соты LTE совместно используются обычными абонентами в качестве части мобильной сети общего пользования.
Вариант использования: сценарий развертывания сети в ярмарочном центре с использованием пикосот LTE
Описание варианта
Организатор ярмарочного центра и сетевой оператор соглашаются развернуть оборудование LTE для предоставления Интернет-услуг и недорогих/бесплатных вызовов для посетителей, использующих пикосоты/базовые станции LTE в зоне ярмарочного центра. Услуги, оказываемые посредством этих пикосот LTE, могут отличаться от услуг, оказываемых посредством сетей с макропокрытием, и, соответственно, цены также могут отличаться. Вследствие этого и для обеспечения улучшенных рабочих характеристик, пикосоты LTE в сети ярмарочной торговли могут работать с ограниченным доступом, при этом обычные абоненты сети около зоны ярмарочного центра и в пределах покрытия ярмарочной зоны не могут соединиться с закрытой локальной сетью без разрешения организатора ярмарки/оператора LTE и некоторых действий пользователя. Неавторизованные пользователи или пользователи, которые имеют разрешение, но не вошли в соединение или не желают войти в соединение с локальным обслуживанием в ярмарочной зоне, могут продолжить пользоваться общедоступными услугами обычным образом с использованием макроперекрытия (например, с сотовой сетью LTE). Только тем посетителям, которые получили разрешение и которые желают подключиться, позволено воспользоваться локальными услугами в зоне ярмарочного центра. Отметим, что ярмарочный центр может ассоциироваться с любым типом массового мероприятия, включая конференции, семинары, мероприятия по продвижению товара, встречи пользовательских групп и т.п.
Предварительные условия
Локальная радиосеть, в которой в зоне ярмарочного центра используются пикосоты LTE, спланирована так, чтобы обеспечить надлежащее покрытие и пропускную способность, не допуская макроперекрытия, и, если желательно, может использовать частоту, которая отличается от макроперекрытия. Локальная сеть может быть развернута постоянно или временно в зависимости от ситуации.
Поскольку доступ к пикосотам LTE в локальной сети ярмарочного центра ограничен по умолчанию, оператор центра по эксплуатации и сопровождению может создать сеть CSG или общедоступные соты, сгруппированные в собственные области слежения. В последнем случае, во избежание посещения обычными абонентами сот локальной сети, устанавливают закрытое состояние сот. В этом отношении отметим, что радиопокрытие локальной сетью обычно ограничено помещениями ярмарки или совокупностью мест, которые не открыты для широкой публики, что ограничивает количество обычных абонентов, которые могут попытаться войти в локальные соты.
Предполагается, что организатор/оператор ярмарки создает для посетителей заданное количество временных пользовательских идентификаторов, позволяющих войти в сеть ярмарочного центра. Информация для получения временного пользовательского идентификатора может быть напечатана на входном билете или других материалах, раздаваемых посетителям. Оператор может организовать средство для получения временных прав на локальный доступ для пользовательского оборудования 210 так же, как при управлении обменом короткими сообщениями (SMS).
Описание
Когда ярмарка открыта, те посетители, которые согласны пользоваться локальными услугами LTE, предоставляемыми организатором ярмарки и сетевым оператором, посылают сообщение, например короткое сообщение (SMS), через макросоту в соответствии с инструкциями, предоставляемыми для получения временных прав на локальный доступ для пользовательского оборудования 210 посетителя. В этот момент пользователь становится или членом группы CSG или добавляется к списку разрешенного пользовательского оборудования в закрытых сотах. После этого пользователь может вручную выбрать локальную сеть ярмарочного центра, чтобы воспользоваться локализованными услугами LTE в зоне ярмарочного центра. Различные проблемы, рассмотренные выше в связи с обеспечением безопасности, хэндовером и т.п., в равной степени применимы и к этому конкретному случаю использования.
Отметим, что локальная сеть ярмарочного центра может работать на той же частоте, что и сеть макроперекрытия, или на другой частоте. Отметим также, что этот вариант использования может быть поддержан без введения концепции CSG или подобной ей, поскольку единственной проблемой, которую нужно решить, это - как лучше всего добавлять временных пользователей в группу CSG или разрешенное пользовательское оборудование в закрытые соты.
Очевидно, что преимущество, достигаемое при использовании этих вариантов осуществления изобретения, состоит в том, что для различных новых вариантов использования для личных и деловых целей с минимальным усилием по стандартизации в 3GPP можно применить ранее существующие механизмы управления мобильностью.
Из вышеизложенного очевидно, что в вариантах осуществления изобретения предложены способ, устройство и компьютерная программа (программы), позволяющие обеспечить пользовательское оборудование 210 доступом к сотам в пределах локализованной географической зоны, находящейся в пределах области, обслуживаемой макросотами оператора сотовой сети.
На фиг.7 показано, что способ включает (блок 7А) работу базовой станции сотовой сети с выключенным битом сигнализации закрытой группы абонентов, и (блок 7В) передачу в пользовательское оборудование информации, указывающей на доступность локальной сети обслуживания в том месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование.
В способе, раскрытом в предыдущем абзаце, передача информации в пользовательское оборудование происходит с использованием одной из следующих процедур: процедуры обновления области слежения, как часть процедуры перехода из состояния ожидания в активное состояние или как часть процедуры хэндовера между базовыми станциями.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет по меньшей мере услугу подключения с использованием Интернет-протокола для пользовательского оборудования с целью получения данных из локального сервера локальной сети или посылки данных в него.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет по меньшей мере услугу подключения с использованием Интернет-протокола для пользовательского оборудования с целью получения данных из удаленного сервера, доступного через Интернет, или посылки данных в него.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет пользовательскому оборудованию по меньшей мере услугу вызова по сниженному тарифу.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, базовые станции локальной сети обслуживания используют ту же самую несущую частоту, что и частота базовой станции сотовой сети.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, базовые станции локальной сети обслуживания используют несущую частоту, отличающуюся от частоты базовой станции сотовой сети.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, оператор локальной сети обслуживания принимает от пользовательского оборудования сообщение с указанием, что пользовательское оборудование желает зарегистрироваться у оператора локальной сети обслуживания.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, оператор локальной сети обслуживания в ответ на прием указанного сообщения аутентифицирует пользовательское оборудование с использованием локальной базы данных и базы данных оператора сотовой сети, связь с которыми осуществляется через портал.
Кроме того, согласно этим вариантам осуществления изобретения, как показано на фиг.8, способ включает (блок 8А) прием пользовательским оборудованием информации от базовой станции сотовой сети, у которой бит сигнализации закрытой группы абонентов выключен, а информация указывает на доступность локальной сети обслуживания в месте, в котором в настоящее время находится пользовательское оборудование, и передачу (блок 8В) оператору локальной сети обслуживания информации, которая указывает, что пользовательское оборудование желает зарегистрироваться у оператора локальной сети обслуживания.
В способе, раскрытом в предыдущем абзаце, прием информации в пользовательское оборудование происходит с использованием одной из следующих процедур: процедуры обновления области слежения, как часть процедуры перехода из состояния ожидания в активное состояние или как часть процедуры хэндовера между базовыми станциями.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет по меньшей мере услугу подключения с использованием Интернет-протокола для пользовательского оборудования с целью получения данных из локального сервера локальной сети или посылки данных в него.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет по меньшей мере услугу подключения с использованием Интернет-протокола для пользовательского оборудования с целью получения данных из удаленного сервера, доступного через Интернет, или посылки данных в него.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет пользовательскому оборудованию по меньшей мере услугу вызова по сниженному тарифу.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, пользовательское оборудование работает с базовыми станциями локальной сети обслуживания с использованием той же самой несущей частоты, что и частота базовой станции сотовой сети.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, пользовательское оборудование работает с базовыми станциями локальной сети обслуживания с использованием несущей частоты, которая отличается от частоты базовой станции сотовой сети.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, информацию передают оператору локальной сети обслуживания с использованием коротких сообщений (SMS).
В способе, раскрытом в предыдущем абзаце, оператор локальной сети обслуживания в ответ на прием указанного сообщения аутентифицирует пользовательское оборудование с использованием локальной базы данных и базы данных оператора сотовой сети, связь с которыми осуществляется через портал.
Кроме того, согласно этим вариантам осуществления изобретения, как показано на фиг.9, способ включает (блок 9А) прием в сообщении от пользовательского оборудования в локальной сети обслуживания запроса на регистрацию пользовательского оборудования в локальной сети обслуживания и аутентификацию (блок 9В) пользовательского оборудования с использованием локальной базы данных и базы данных оператора сотовой сети, связь с которой осуществляется через портал.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет по меньшей мере услугу подключения с использованием Интернет-протокола для пользовательского оборудования с целью получения данных из локального сервера локальной сети или посылки данных в него.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет по меньшей мере услугу подключения с использованием Интернет-протокола для пользовательского оборудования с целью получения данных из удаленного сервера, доступного через Интернет, или посылки данных в него.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, локальная сеть обслуживания предоставляет пользовательскому оборудованию по меньшей мере услугу вызова по сниженному тарифу.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, базовые станции локальной сети обслуживания используют ту же самую несущую частоту, что и частота базовой станции сотовой сети.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, базовые станции локальной сети обслуживания используют несущую частоту, отличающуюся от частоты базовой станции сотовой сети.
В способе, раскрытом в предыдущих абзацах, запрос принимают в коротком сообщении (SMS).
Различные блоки, показанные на фиг.7, 8 и 9, можно рассматривать в качестве шагов способа и/или операций, которые следуют из операций, производимых в результате выполнения компьютерной программы, и/или как множество связанных логических элементов, предназначенных для выполнения соответствующей функции (функций). Таким образом, возможны различные средства для выполнения различных шагов способа.
В общем случае, различные приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения могут быть осуществлены в оборудовании или схемах специального назначения, программном обеспечении, логических схемах или любой их комбинации. Например, некоторые аспекты могут быть осуществлены в оборудовании, в то время как другие аспекты могут быть осуществлены во встроенных программах или программном обеспечении, которое может выполняться контроллером, микропроцессором или другим вычислительным устройством, хотя изобретение не ограничено только этим. Хотя различные аспекты рассмотренных вариантов осуществления изобретения могли быть проиллюстрированы и описаны в виде блок-схем, последовательностей операций или с использованием другого иллюстративного представления, очевидно, что описанные здесь блоки, устройство, системы, технические решения или способы могут быть осуществлены, в качестве неограничивающих примеров, в виде оборудования, программного обеспечения, встроенных программ, схем или логических схем специального назначения, оборудования общего назначения, контроллеров или других вычислительных устройств или некоторой их комбинации.
Кроме того, очевидно, что по меньшей мере некоторые аспекты рассмотренных вариантов осуществления изобретения могут быть осуществлены в различных компонентах, таких как интегральные схемы и модули.
Различные изменения и адаптация рассмотренных выше вариантов осуществления изобретения очевидны специалистам в данной области техники из вышеприведенного описания и сопровождающих чертежей. Однако любые такие изменения находятся в объеме неограничивающих и приведенных в качестве примера вариантов осуществления изобретения.
Например, хотя рассмотренные варианты осуществления изобретения были описаны в значительной степени в контексте системы E-UTRAN (UTRAN-LTE), очевидно, что эти варианты осуществления изобретения не ограничены использованием только в таких конкретных типах систем беспроводной связи и что они могут с выгодой использоваться в других системах беспроводной связи.
Следует отметить, что термины «связанный», «соединенный» или любой их вариант подразумевает любое соединение или связь, как непосредственно, так и опосредованно, между двумя или большим количеством элементов и могут охватывать наличие одного или нескольких промежуточных элементов между двумя элементами, которые «связаны» или «соединены». Связь или соединение между элементами могут быть физическими, логическими или их комбинацией. В контексте настоящего описания два элемента могут считаться «связанными» или «соединенными» при помощи одного или нескольких проводов, кабелей и/или печатных соединений, а также при помощи электромагнитной энергии, а именно в качестве не ограничивающих изобретение и неисчерпывающих примеров, электромагнитной энергии с длиной волны в области радиочастот, микроволновом диапазоне и оптическом (как видимом, так и невидимом) диапазоне.
Кроме того, некоторые из признаков различных приведенных в качестве примера вариантов осуществления изобретения могут использоваться с выгодой без соответствующего использования других признаков. Кроме того, приведенное выше описание следует считать просто иллюстрацией принципов и примеров осуществления изобретения, а не ограничениями настоящего изобретения.