ЧАСТНАЯ БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И ОБЪЕКТ РАДИОСЕТИ
PRIVATE BASE STATION AND RADIO NETWORK ENTITY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к частной базовой станции, объекту радиосети, системе радиосвязи, способу и носителю распределения компьютерной программы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Нижеследующее описание уровня техники может включать в себя понимания, открытия, представления или раскрытия или ассоциации вместе с раскрытиями, не известными до настоящего изобретения в релевантном уровне техники, но предоставленные в соответствии с настоящим изобретением. Некоторые такие вклады изобретения могут быть конкретно указаны ниже, тогда как другие такие вклады изобретения будут очевидны из их контекста.
Существующие системы радиосвязи (GSM, Глобальная система связи с мобильными объектами; WCDMA/HSDPA, Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением/Высокоскоростной пакетный доступ нисходящей линии связи) оптимально не подходят, например, к загрузке кинофильмов из Интернета, так как они были разработаны и определены согласно предположению о скоординированном развертывании сети.
Чтобы облегчить эту проблему, пользователь может приобрести частную базовую станцию в свое собственное распоряжение. Частные базовые станции обычно ассоциируются с нескоординированным и крупномасштабным развертыванием. Частную базовую станцию можно назвать многими названиями, такими как домашняя базовая станция, домашний Узел В (NodeB), фемто-узлы В (eNodeBs) или просто Домашний Доступ (Home Access), и это стало популярной темой в сообществе производителей и операторов.
Можно предположить, что конечный пользователь покупает экономичную частную базовую станцию и устанавливает этот физический объект в своем доме. Частная базовая станция затем обеспечивает охват и обслуживание пользовательского оборудования, зарегистрированного владельцем частной базовой станции. Однако частная базовая станция может использовать тот же самый спектр, что и система радиосвязи. Частная базовая станция может быть связана через DSL (цифровую абонентскую линию) и через базовую сеть оператора с Интернет. Некоторые сценарии локального отвода, обходящие базовую сеть оператора, могут также иметь место. В любом случае потребляемые услуги владельца частной базовой станции не съедают емкость макроячеек системы радиосвязи.
Цель операторов состоит в том, чтобы управлять использованием 3G (3-го поколения) и частными базовыми станциями, например HNBs LTE (домашними узлами В, Home NodeB, проекта долгосрочного развития LTE) в различных аспектах, например:
- узел HNB LTE может быть только использован абонентами, имеющими его, или абонентами, которым владелец предоставил доступ,
- узлы HNB LTE могут быть способны только соединиться с сетью, если они в состоянии идентифицировать себя к сети и доказать, что оператор продал их, или розничный продавец, авторизованный оператором, что может предоставить оператору некоторый уровень конфиденциальности, что оборудование, которое работает в его лицензированном спектре, работает должным образом. Можно даже подумать, что глобально действующие операторы могут позволить узлам HNB LTE соединяться с сетями, принадлежавшими одному из вспомогательных операторов (например, во время курортного сезона в приморской квартире),
- оператор может разрешить принимать "внешних абонентов-гостей" для получения доступа к HNB LTE владельца, но не оказывает поддержку мобильности в своей собственной сети, если никакое национальное соглашение о роуминге не доступно с внешним оператором, на которого подписан гость.
Дополнительное требование для домашних узлов HNB LTE и узлов 3G (кратко - "HNB" для обоих) заключается в том, что административная работа, накладываемая массовым развертыванием HNB, уменьшается до абсолютного минимума и, следовательно, обеспечивает возможности, чтобы уменьшить стоимость ОРЕХ. Другим требованием является поддержка мобильности для мобильных телефонов, являющихся активным к (и вероятно от) макроуровню, что создает дополнительное административное бремя для основания отношений соседства.
В настоящее время предложение обсуждается на этапе 3GPP TSG RAN WG3, где узлы (макро) eNB подсоединяется автоматически к базовой сети, будучи хорошо предварительно сконфигурированными посредством RAN O&M (техническая эксплуатация и обслуживание) с идентификационной информацией области (области отслеживания) и основным IP-адресом. Однако, RAN 0&M не существует для узлов HNB и не поможет, когда клиент в состоянии свободно выбрать местоположение HNB.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно аспекту настоящего изобретения обеспечивается частная базовая станция, которая определена в пункте 1 формулы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется объект радиосети, который определен в пункте 5 формулы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется система радиосвязи, которая определена в пункте 10 формулы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ, который определен в пункте 15 формулы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется способ, который определен в пункте 20 формулы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется частная базовая станция, которая определена в пункте 24 формулы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется объект радиосети, который определен в пункте формулы 25.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется носитель распределения компьютерной программы, который определен в пункте 26 формулы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется носитель распределения компьютерной программы, который определен в пункте 28 формулы.
Способ и компоновка согласно изобретению обеспечивают несколько преимуществ. Предоставляется автоконфигурация частных базовых станций в общественной базовой сети.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты настоящего изобретения описаны ниже только в качестве примера со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует пример радиосистемы,
Фиг.2 иллюстрирует другой пример радиосистемы,
Фиг.3 иллюстрирует способ согласно варианту осуществления,
Фиг.4 иллюстрирует диаграмму последовательности сигналов, иллюстрирующую вариант осуществления,
Фиг.5 иллюстрирует пример структуры сети для аутентификации частной базовой станции.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующие варианты осуществления являются примерными. Хотя описание может ссылаться на "один" или "несколько" вариант(ов) осуществления в нескольких местоположениях, это не обязательно означает, что каждая такая ссылка относится к одним и тем же вариантам осуществления, или что этот признак относится только к единственному варианту осуществления. Отдельные признаки различных вариантов осуществления могут также быть объединены, чтобы обеспечить другие варианты осуществления.
Со ссылкой на Фиг.1 исследуется пример системы радиосвязи, к которой могут быть применены варианты осуществления изобретения. Система радиосвязи может быть основана на GERAN (GSM/EDGE RAN, где EDGE поддерживает повышенные скорости передачи данных для проекта Глобального Развития (Global Evolution), и RAN поддерживает сеть радио доступа), UTRAN (наземной RAN UMTS), или элементах сети LTE, не ограничиваясь ими. Система радиосвязи может также использовать HSDPA, HSUPA (высокоскоростной пакетный доступ восходящей линии связи), WiFi (известный как «беспроводная точность воспроизведения») и WiMAX (протокол широкополосной радиосвязи).
В то время как GSM и UTRAN являются известными технологиями как таковыми, LTE является новой технологией и основана на формате модуляции OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением), антенной технологии МIМО (множество входов - множество входов) и признаках SAE, которые по существу известны.
Фиг.1 - упрощенная структурная схема системы, показывающая только некоторые элементы и функциональные объекты, все являющиеся логическими модулями, реализация которых может отличаться от того, что показано. Соединения, показанные на Фиг.1, являются логическими соединениями; реальные физические подключения могут быть отличными. Для специалиста очевидно, что эти системы также содержат другие функции и структуры. Нужно понимать, что функции, структуры, элементы и протоколы, используемые в или для групповой связи, не являются релевантными для реализации изобретения. Поэтому они не должны быть описаны ниже более подробно.
Примерная система радиосвязи согласно Фиг.1 может содержать пользовательское оборудование (ОП) 150-154, по меньшей мере одну базовую станцию (БС) 160-162, и контроллер базовых станций (КБС) 110, который можно также назвать как контроллер радиосети. Пользовательское оборудование 150-154, которое можно также назвать пользовательскими терминалами, может обмениваться информацией с базовыми станциями 160-162 с использованием сигналов 112-116. Общественная (публичная) базовая станция 162 может иметь соединение с контроллером базовых станций 110 посредством цифровой передающей линии связи 118. Частная базовая станция 160 может не обязательно быть частью этой системы радиосвязи, хотя она может иметь соединение с базовой сетью, например контроллером базовых станций 110. Частная базовая станция 160 может быть связана, например, с WLAN (беспроводной локальной сетью) и использовать Интернет. Сигналы 112-116 между пользовательскими терминалами 150-154 и базовыми станциями 160-162 несут оцифрованную информацию, которая является, например, данными трафика или данными управления.
Каждая базовая станция 160-162, и частная и общественная, вещает сигнал 112-116, который может быть пилот-сигналом, так что пользовательский терминал 150-154 может наблюдать потенциальную базовую станцию для обслуживания пользовательского терминала 150-154. На основании пилот-сигналов пользовательский терминал выбирает базовую станцию, чтобы начать обмен информацией при включении, или чтобы выполнить передачу обслуживания во время нормальной работы. Все общественные базовые станции 162 обычно предназначаются для обслуживания и обмена информацией с пользовательскими терминалами 150-154, но не все частные базовые станции 160 предназначаются для обслуживания и обмена информацией со всеми пользовательскими терминалами 150-154. Несколько скремблирующих кодов пилот-сигналов зарезервированы для возможно большого количества частных базовых станций. Следовательно, некоторый код скремблирования должным образом не идентифицирует частную базовую станцию.
Каждая общественная базовая станция 162 вещает сигнал 112-116 с информацией, зависящей от местоположения базовой станции. Следовательно, когда пользовательский терминал 150-154 перемещается от одного местоположения к другому в системе радиосвязи, пользовательский терминал 150, принимающий сигналы вещания, все время будет наблюдать изменение в информации в зависимости от своего местоположения. То есть информация, зависящая от местоположения общественной базовой станции 162, может быть использована для определения местоположения пользовательского терминала 150, так как пользовательский терминал 150 должен быть достаточно близко от общественной базовой станции, чтобы принять упомянутое вещание.
Фиг.2 иллюстрирует пример пользовательского терминала 150, частной базовой станции 160 и радиосети. Пользовательский терминал 150 содержит устройство связи 222, сконфигурированное, чтобы обмениваться информацией с одной или более базовыми станциями 160, и блок 220 обработки для управления функциями мобильного терминала. Блок 220 обработки обычно реализуется с помощью микропроцессора, процессора сигналов или отдельных компонентов и ассоциированного программного обеспечения.
Частная базовая станция 160 содержит: устройство 224 связи, сконфигурированное для обмена информацией с по меньшей мере одним мобильным терминалом 150, и с фиксированной IP-сетью, такой как Интернет 170, например, через соединение DSL. Частная базовая станция 160 дополнительно содержит: блок обработки, сконфигурированный, чтобы сканировать данные перекрывающихся макроячеек общественной радиосети, чтобы сообщать о местоположении частной базовой станции; устройство связи, конфигурированное, чтобы запрашивать службу связности от общественной радиосети посредством использования данных идентификации частной базовой станции и определенного местоположения частной базовой станции; и устройство связи, конфигурированное, чтобы принимать предоставление, чтобы использовать запрошенную службу связности, как только данные идентификации были верифицированы общественной радиосетью. Блок 226 обработки обычно реализуется с помощью микропроцессора, процессора сигналов или отдельных компонентов и ассоциированного программного обеспечения. Базовая станция 160 может также включать в себя память и другие элементы.
Трафик между пользовательским терминалом 150 и общественной базовой сетью 190 может быть осуществлен через внешнюю сеть, не принадлежащую оператору сети мобильной связи, например, через фиксированную IP-сеть 170, например Интернет, предоставленную оператором стационарной сети. Сетевое соединение от пользовательского терминала 150 к базовой сети 190 может быть авторизовано через сетевой объект 180, предоставленный оператором сети мобильной связи, например.
Сетевой объект 180 содержит: блок обработки, сконфигурированный выдавать данные перекрывающихся макроячеек общественной радиосети к частной базовой станции, чтобы разрешить частной базовой станции сообщить об этом местоположении частной базовой станции; устройство связи, конфигурированное, чтобы принимать запрос службы связности, включающий в себя данные идентификации и местоположение частной базовой станции, от этой частной базовой станции; блок обработки, сконфигурированный верифицировать данные идентификации, принятые от частной базовой станции, посредством обмена информацией с регистром идентификации для частных базовых станций; и блок обработки, сконфигурированный, чтобы предоставлять запрошенную службу связности частной базовой станции, как только данные идентификации были верифицированы.
В варианте осуществления частной базовой станции разрешено считывать коды области (например, область отслеживания для LTE доступа, область местоположения/маршрутизации для UTRAN доступа) и данные идентификационной информации ячейки перекрывающихся макроячеек (например, UTRAN или GERAN), чтобы сообщать эти данные к соответствующему узлу и сообщать расстояния до этих макроячеек всеми доступными средствами.
В варианте осуществления частная базовая станция в состоянии идентифицировать себя к сети общего пользования соответствующими средствами, когда пользовательский терминал идентифицирует себя к сети с помощью данных, сохраненных на SIM (модуль идентификации абонента)/USIM (модуль идентификации абонента UMTS). Соответствующие данные могут быть надежно сохранены в частной базовой станции и/или предоставлены через HNB-SIM (в этом случае это скорее представляет собой подписку (операцию HNB), чем данные, относящиеся к оборудованию).
В варианте осуществления частная базовая станция может быть в состоянии контактировать с заданным по умолчанию IP-адресом, чтобы узнать больше о возможностях региональной связности.
В варианте осуществления регистры местоположения могут быть предоставлены для частных базовых станций. Такие регистры местоположения могут соответствовать регистрам местоположения, которые известны от пользовательских терминалов, то есть регистру местоположения посетителя (гостя) (VLR) и регистру домашнего местоположения (HLR).
В варианте осуществления частной базовой станцией можно управлять удаленно через ПК (персональный компьютер) или даже через специальное приложение на мобильном терминале.
В варианте осуществления оператор может требовать, чтобы пользовательский терминал владельца и пользовательский терминал любого «гостя» был в пределах зоны охвата (обслуживания) частной базовой станции, чтобы верифицировать пользовательский терминал и подписку частной базовой станции и данные оборудования.
В варианте осуществления частная базовая станция может быть в состоянии сохранить связность и права доступа, как только она была подсоединена к сети общего пользования в конкретном месте ("место" означает, что частная базовая станция сообщила о некоторых перекрывающихся макроячейках, и эти данные существенно не изменились). Сеть общего пользования, с другой стороны, может быть в состоянии запрашивать повторную аутентификацию частной базовой станции (вместе с, по меньшей мере, этим владельцем), если требуется.
Этапы/элементы, сообщения сигнализации и связанные функции, описанные в нижеследующих фиг.3-5, могут быть представлены не в абсолютном хронологическом порядке, и некоторые из этапов/элементов могут быть выполнены одновременно или в порядке, отличающемся от данного. Другие функции также могут быть выполнены между этапами/элементами или на(в) этапах/элементах и других сообщениях сигнализации, посланных между проиллюстрированными сообщениями. Некоторые из этапов/элементов или часть этапов/элементов могут также быть не учтены или заменены соответствующим этапом/элементом или частью этапа/элемента. Операции сервера иллюстрируют процедуру, которая может быть реализована в одном или более физических или логических объектах. Сообщения сигнализации являются только примерными и могут даже содержать несколько отдельных сообщений для передачи одной и той же информации. Кроме того, сообщения могут также содержать другую информацию.
Фиг.3 показывает пример способа согласно варианту осуществления изобретения. Способ начинается на этапе 300. На этапе 302 данные перекрывающихся макроячеек общественной радиосети сканируются частной базовой станцией, чтобы сообщить о местоположении частной базовой станции.
На этапе 304 служба связности запрашивается от общественной радиосети посредством использования данных идентификации частной базовой станции и местоположения частной базовой станции. На этапе 306 принимается предоставление на использование запрошенной службы связности, как только данные идентификации были верифицированы общественной радиосетью. Способ заканчивается на этапе 308.
Фиг.4 показывает диаграмму последовательности сигналов, иллюстрирующую общий автоматизм при связи между частной базовой станцией 160 и радиосетью 180. Частная базовая станция 160 знает заданный по умолчанию IP-адрес/Интернет сайт, чтобы контактировать с сетью 180 при начальной установке. На этапе 401 и 402 частная базовая станция 160 пытается контактировать с сетью под известным IP-адресом или web-сайтом (пользователь может действовать посредством удаленного управления), выдавая основную идентификационную информацию частной базовой станции, которая может быть неизвестна даже владельцу и сохранена в частной базовой станции безопасным способом, и может быть передана к сети через защищенную линию, например через IPsec (протокол безопасности IP).
На этапе 403 первый узел сети, с которым контактирует частная базовая станция 160, может выдать окончательный сетевой адрес, к которому частная базовая станция должна подсоединиться, или переадресовывает непосредственно. На этапе 404 сеть 180 запрашивает частную базовую станцию 160 аутентифицировать себя и/или обеспечить дополнительные данные, например о перекрывающихся макроячейках.
На этапе 405 в соответствии с 2/3G частная базовая станция может быть заново запрошена ответить на опознавательный вызов (который может включать в себя пользовательский терминал также). Процесс аутентификации может потребовать, чтобы пользовательский терминал сгенерировал ответ на вызов, посланный сетью. Сеть может также запрашивать пользовательский терминал владельца идентифицировать себя.
На этапе 406 частная базовая станция может быть запрошена сообщить данные макроячейки, то есть идентификаторы id области, идентификаторы id ячейки, расстояние. Если сеть запрашивает частную базовую станцию предоставить данные уровня макроячейки, частной базовой станции может потребоваться считать ВСН (каналы радиовещания) и выполнить измерения PHY (физического уровня).
На этапе 407 сети 180 может потребоваться обменяться информацией с центральным хранилищем данных для частных базовых станций 460 в течение нескольких раз (как диалог HLR и VLR в 2/3G). Связь с центральным хранилищем данных 460 может потребоваться в зависимости от параметров установки сети оператора.
На этапе 408 частная базовая станция отвечает на запрос о конфигурации аутентификации/дополнительных данных посредством передачи всех данных, запрошенных сетью.
На этапе 409 сеть наконец предоставляет службу и окончательное предоставление, чтобы использовать спектр операторов и от сети принимается подтверждение окончательной установки соединения.
Фиг.5 показывает пример HLR/VLR-подобной структуры сети для аутентификации частной базовой станции. Идентификация LTE частных базовых станций требует развертывания аналогичного понятия, что и VLR/HLR для пользовательских терминалов. При настройке частная базовая станция LTE получает уникальную идентификационную информацию, ключи, сертификацию или подобное, чтобы быть в состоянии идентифицировать себя к базовой сети. Эти идентификационные данные "активизируются", как только частная базовая станция LTE продается абоненту.
Двухфазная аутентификация (однократно для HNB LTE, однократно для оборудования пользователя (ОП) UE) может быть предусмотрена для начального развертывания в некотором месте. Должен ли позже абонент быть в пределах охвата домашней зоны, то есть обменивающимся с сетью, регистрация частной базовой станции LTE может быть обсуждено. Однако это требование может быть вероятно опущено, поскольку кажется маловероятным, что владелец должен быть доступным в случае проблем пропадания электропитания, и его/ее друг не будет в состоянии использовать права доступа гостя, пока он или она не возвратится домой.
Частная базовая станция 160 LTE может быть внедрена в полную систему следующим образом. На этапе 501 во время процесса покупки идентификатор HNB будет введен в регистр для станций LTE HNB 460 и запись будет активизирована. На этапе 502 при первом присоединении к сети (предполагается, что ММЕ, объект управления мобильностью, обменивается информацией с соответствующим узлом С-плоскости), частная базовая станция 160 LTE запрашивает предоставление для осуществления работы.
На этапе 503 сеть 520 верифицирует идентификационную информацию, предоставленную частной базовой станцией, и получает идентификатор владельца. На этапе 504 сеть 520 может проверить, находится ли пользовательский терминал 150, 152 в пределах зоны охвата частной базовой станции LTE (но только, если это возможно для первого присоединения, подлежащего верификации).
На этапе 505 сеть 520 предоставляет работу частной базовой станции 160, если все верификации были успешны.
Ниже описывается пример генерирования соседских отношений между макро- и домашним уровнем. Зная с весьма высокой вероятностью, к какой макроячейке пользовательский терминал, выходящий из домашней ячейки, в состоянии выполнить переключение обслуживания, может быть разрешено частной базовой станции адресоваться к адресату, к которому может быть выполнена передача обслуживания.
С другой стороны, данные, предоставленные от частной базовой станции к сети, могут быть распространены макроузлам, чтобы адресовать должным образом домашний узел. Необходимое условие для этого состоит в том, чтобы пользовательский терминал был в состоянии выбрать домашние ячейки, к которым разрешено подсоединиться автономно, также будучи в активном режиме, и предоставить соответствующую информацию к узлу-источнику (макроуровня).
Варианты осуществления изобретения могут быть реализованы в электронном устройстве, содержащем контроллер. Контроллер может быть конфигурирован, чтобы выполнять по меньшей мере некоторые из этапов, описанных со ссылками на последовательность операций согласно Фиг.3 и со ссылками на фиг.4-5. Варианты осуществления могут быть реализованы как компьютерные команды, содержащие инструкции для выполнения компьютерной обработки. Компьютерная обработка содержит: выдачу данных перекрывающихся макроячеек общественной радиосети к частной базовой станции, чтобы разрешить частной базовой станции сообщить о местоположении частной базовой станции; прием запроса на службу связности, включающего в себя идентификационные данные и местоположение частной базовой станции, от частной базовой станции; верификацию данных идентификации, принятых от частной базовой станции, посредством обмена информацией с регистром идентификации для частных базовых станций; и предоставление запрошенной службы связности частной базовой станции, как только данные идентификации были верифицированы.
Компьютерная программа может быть сохранена на носителе для распространения компьютерной программы, считываемом компьютером или процессором. Носитель компьютерной программы может быть, например, но не ограничен, электрической, магнитной, оптической, инфракрасной или полупроводниковой системой, устройством или носителем передачи. Носитель компьютерной программы может включать в себя по меньшей мере один из следующих носителей: считываемый компьютером носитель, запоминающий носитель программы, носитель записи, считываемая компьютером память, память с произвольным доступом, стираемое программируемое ПЗУ, считываемый компьютером пакет распространения программного обеспечения, считываемый компьютером сигнал, считываемый компьютером телекоммуникационный сигнал, считываемый компьютером печатный материал и считываемый компьютером пакет сжатого программного обеспечения.
Настоящее изобретение применимо к любому пользовательскому терминалу, серверу, соответствующему компоненту, и/или к любой коммуникационной системе или любой комбинации различных систем связи с частными базовыми станциями. Система связи может быть системой стационарной связи или системой беспроводной связи или системой связи, использующей как стационарные сети так и беспроводные сети. Используемые протоколы, технические требования систем связи, серверов и пользовательских терминалов, особенно в беспроводной связи, развиваются быстро. Такая разработка может потребовать больших изменений в варианте осуществления. Поэтому все слова и выражения должны быть интерпретированы широко, и они предназначаются, чтобы иллюстрировать, а не ограничивать, вариант осуществления.
Для специалиста очевидно, что когда технологии развиваются, изобретательная концепция может быть реализована различными способами. Изобретение и его варианты осуществления не ограничиваются примерами, описанными выше, но могут изменяться в рамках формулы изобретения.