專利名稱：無線網(wǎng)絡的虛擬化方法和設備的制作方法
無線網(wǎng)絡的虛擬化方法和設備
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，移動蜂窩運營商獲取昂貴的頻譜許可并且部署他們自己的無線電接入網(wǎng)絡(RAN)和核心網(wǎng)絡(CN)。新網(wǎng)絡部署要花費很長的時間并且要求很大的資本支出。在一些國家，就用戶而言，由不同運營商所提供的覆蓋相當類似。RAN基本上為數(shù)據(jù)分配預定頻譜帶寬，并且運營商的差異可能是在分配給最終用戶的這些頻譜帶寬之上所提供的服務。無線寬帶和移動因特網(wǎng)的需求還將推進下一代RAN、即第四代(4G)的部署。新興的4G寬帶技術(shù)(例如，WiMAX和/或長期演進(LTE)無線電系統(tǒng))可能要求大塊的頻譜。4G的有用的全局可用頻譜在大多數(shù)國家都很有限并且稀少。此外，這些頻譜的拍賣可能會導致每個運營商具有甚至更小的頻譜片。因此，需要更加有效地利用頻率系統(tǒng)。


說明書的結(jié)論部分中特別指出視為本發(fā)明的主題并明確要求其權(quán)利。但是，在結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明時參照以下詳細描述可以最好地了解本發(fā)明的組織和操作方法及其目的、特征和優(yōu)點，附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明一些示范實施例的無線通信系統(tǒng)的圖示；
圖2是根據(jù)本發(fā)明一些示范實施例的無線通信系統(tǒng)的組件之間的協(xié)議流的圖示；
圖3是描繪根據(jù)本發(fā)明示范實施例由不同運營商的多個移動裝置共享無線頻譜的方法的流程圖；以及
圖4是根據(jù)本發(fā)明示范實施例的基站的框圖的圖示。將明白，為了簡單且清楚地說明，圖中示出的單元不一定按比例繪制。例如，為清楚起見，其中一些單元的尺寸可能相對于其它單元有所放大。此外，在認為合適之處，附圖中重復附圖標記來指示對應或類似的單元。
具體實施例方式在以下詳細描述中，闡述了眾多具體細節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹了解。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，沒有這些具體細節(jié)也可實踐本發(fā)明。在其它情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法、過程、組件和電路，以免使本發(fā)明晦澀難懂。以下詳細描述的一些部分用對數(shù)據(jù)位或二進制數(shù)字信號的操作的算法和符號表示加以介紹。這些算法描述和表示可以是供信號處理領(lǐng)域或/和無線通信領(lǐng)域的技術(shù)人員用來向本領(lǐng)域其他技術(shù)人員傳達他們的工作實質(zhì)的技術(shù)。除非另外特別指出，否則從以下論述顯而易見，將明白，在整篇說明書論述中，利用諸如“處理”、“計算”、“運算”、“確定”等術(shù)語的論述是指操縱表示為計算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器內(nèi)的物理(如電子)量的數(shù)據(jù)和/或?qū)⑦@些數(shù)據(jù)變換為類似地表示為計算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或其它這樣的信息存儲裝置、傳送等內(nèi)的物理量的其它數(shù)據(jù)的計算機和/或計算系統(tǒng)和/或介質(zhì)訪問控制器(MAC)和/或通信處理器或類似電子計算裝置的動作和/或過程。另外，在整篇說明書中，術(shù)語“多個”可用于描述兩個或更多組件、裝置、單元、參數(shù)等。例如，“多個移動臺”描述兩個或更多移動臺。應了解，本發(fā)明的實施例可以在各種應用中使用。本文公開的電路和技術(shù)可以在諸如無線電系統(tǒng)的通信裝置的許多設備中使用，但是本發(fā)明在這方面不受限制。預計要包含在本發(fā)明范圍內(nèi)的通信裝置包括(只是舉例)無線電系統(tǒng)(又可稱為WiFi的無線局域網(wǎng)(WLAN)，又可稱為WiMAX的無線城域網(wǎng)(WMAN)，利用例如Bluetooth 協(xié)議的無線個域網(wǎng)(WPAN))的移動臺、基站和接入點、雙向無線電發(fā)射器、數(shù)字系統(tǒng)發(fā)射器、模擬系統(tǒng)發(fā)射器、蜂窩無線電話發(fā)射器、數(shù)字訂戶線、LTE蜂窩系統(tǒng)。本發(fā)明的一些實施例可以利用例如可存儲指令或指令集的機器可讀介質(zhì)或物品來實現(xiàn)，該指令或指令集在由處理器或機器執(zhí)行時使處理器或機器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法和/或操作。這樣的機器可以包括例如任何合適的處理平臺、計算平臺、計算裝置、處理裝置、計算系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、計算機、處理器等，并且可以利用硬件和/或軟件的任何合適的組合來實現(xiàn)。機器可讀介質(zhì)或物品可以包括例如任何合適類型的存儲器單元、存儲器裝置、存儲器物品、存儲器介質(zhì)、存儲裝置、存儲物品、存儲介質(zhì)和/或存儲單元等。指令可以包括任何合適類型的代碼，例如源代碼、編譯代碼、解釋代碼、可執(zhí)行代碼、靜態(tài)代碼、動態(tài)代碼等，并且可以利用諸如C、c++、Java、匯編語言、機器代碼等的任何合適的高級、低級、面向?qū)ο?、可視、編譯和/或解釋編程語言來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，信道可以是物理傳遞介質(zhì)。物理傳遞介質(zhì)可用于傳遞可通過一個或多個調(diào)制方案進行調(diào)制的信號，例如信息數(shù)據(jù)信號、訓練信號、導頻信號、子載波信號、前導信號等。此外，信道可以是物理傳遞介質(zhì)、發(fā)射器和/或接收器的組件(例如，路徑損耗、噪聲、干擾等)的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當了解，本發(fā)明的實施例可以利用上文部分提到的許多類型的信號操作，并且本發(fā)明決不限于上面提到的信號。首先轉(zhuǎn)到圖1，示出根據(jù)本發(fā)明一些示范實施例的無線通信系統(tǒng)100的圖示。無線通信系統(tǒng)100可以包括但不限于由第一運營商110或服務提供商操作的第一核心網(wǎng)絡110、由第二運營商120或服務提供商操作的第二核心網(wǎng)絡120、虛擬專用網(wǎng)絡(VPN)云130、多虛擬路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)(VRF)客戶邊緣(CE)140以及基站150。對于本發(fā)明的實施例，運營商可以是例如與包括設備在內(nèi)的網(wǎng)絡相關(guān)聯(lián)或操作該網(wǎng)絡的組織或公司。根據(jù)本發(fā)明的一個示范實施例，核心網(wǎng)絡110可以包括但不限于:服務網(wǎng)關(guān)(S-Gff) 111，移動管理實體(MME) 112，分組網(wǎng)關(guān)(P-GW) 113，歸屬訂戶服務器(HSS) 114，操作、經(jīng)營、管理(OAM) 115，策略收費規(guī)則功能(PCRF) 116，運營商核心網(wǎng)絡云117，以及因特網(wǎng)和/或其它服務118。核心網(wǎng)絡120可以包括但不限于S-GW 121、MME 122、P-Gff 123、HSS 124、OAM 125、PCRF 126以及因特網(wǎng)和/或其它服務128。根據(jù)該示例，核心網(wǎng)絡110可以經(jīng)由客戶端邊緣(CE) 138和提供商邊緣(PE) 134在操作上耦合到VPN云130。核心網(wǎng)絡120可以經(jīng)由CE 138和PE 132在操作上耦合到VPN云 130。根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例，無線通信系統(tǒng)100包括長期演進(LTE)蜂窩系統(tǒng)和演進分組核心(EPC)。根據(jù)該示例，VPN云130可以包括多協(xié)議標簽交換(MPLS)核心135。根據(jù)本發(fā)明的實施例，MPLS 135是這樣一種機制，它可在諸如LTE和WiMAX的4G蜂窩通信系統(tǒng)中使用，以便將來自一個網(wǎng)絡節(jié)點(例如，CE 139和PE 134,CE 138和PE 132)的數(shù)據(jù)引導并攜帶至諸如PE 136的下一個網(wǎng)絡節(jié)點。MPLS 135機制可用于在遠距離無線通信系統(tǒng)100節(jié)點之間創(chuàng)建虛擬鏈路。例如，VPN云130的MPLS機制135可以經(jīng)由多虛擬路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)(VRF)CE 140在核心網(wǎng)絡110和120與基站150之間創(chuàng)建虛擬鏈路，但應了解，本發(fā)明的范圍不限于本發(fā)明的該示范實施例。基站150可以包括LTE蜂窩系統(tǒng)的eNB 153。eNB可以定義為演進型節(jié)點B。eNB是處理與小區(qū)中的多個裝置的無線電通信的復雜基站，并且可以進行無線電資源管理和切換決定。基站150可以包括與核心網(wǎng)絡110 —起使用的虛擬eNB 153和與核心網(wǎng)絡120 —起使用的虛擬eNB 157，但本發(fā)明的范圍在這方面不受限制。轉(zhuǎn)到圖2，示出根據(jù)本發(fā)明實施例的無線通信系統(tǒng)的組件之間的協(xié)議流的圖示。在所示實施例中，協(xié)議流包括用于共享由基站(BS)虛擬化(例如，eNB 220)生成的無線電接入網(wǎng)絡(RAN)的協(xié)議命令流。BS虛擬化使得BS (例如，eNB 220)能夠操作在邏輯上位于單個物理BS (例如，BS 150)中的兩個或更多BS實例。每個虛擬化的實例可以代表一個運營商或者與一個運營商相關(guān)聯(lián)，以使得那些運營商的訂戶看不到虛擬化BS和/或未虛擬化BS之間的任何差異。協(xié)議命令流可以在移動臺(例如，用戶設備(UE)210)與基站(例如，eNB 220，它可包括例如BS 150)之間。根據(jù)本發(fā)明的一個示范實施例，MME 230、HSS 240和S-GW/P-GW 250可用于建立基站虛擬化連接。根據(jù)該示范實施例，eNB 220可以通過向UE 210傳送例如主信息塊(MIB)和多個系統(tǒng)信息塊(SIB)來廣播系統(tǒng)信息。在LTE系統(tǒng)的一個示例中，MIB可以包括關(guān)于小區(qū)帶寬、PHICH (物理HARQ指示符信道)和系統(tǒng)幀號(SFN)、發(fā)射天線數(shù)等的信息。如果需要，可以用小區(qū)id來對MIB加擾。SIB可以在I3DSCH中攜帶，其信息可從由控制格式指示符(CFI)字段所指示的HXXH中獲得。UE 210可以提取MIB和SIB (文本框215)，并且可以將無線電資源控制(RRC)連接請求發(fā)送到基站(例如，eNB 220)。例如，RRC連接請求可以包括非接入層(NAS)請求。根據(jù)本發(fā)明的實施例，NAS是在核心網(wǎng)絡(CN)與UE之間的UMTS協(xié)議堆中的功能層。該層分別支持每個運營商的CN到每個運營商的UE之間的信令和業(yè)務。eNB 220可以從NAS請求中提取移動國家碼(MCC)和國際移動訂戶身份(MSI)，但本發(fā)明的范圍不限于該示范實施例。eNB 220可以識別UE 220的MPLS虛擬路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)(VRF)(文本框224)，并且可以識別諸如MME地址的網(wǎng)絡管理器地址(文本框226)。在下一個協(xié)議步驟中，eNB 220可以將NAS請求發(fā)送到諸如MME 230的網(wǎng)絡管理器。MME 230可以控制UE 210與HSS 240之間的數(shù)據(jù)流上的認證和安全性，并且可以在HSS 240更新UE210的位置。最后，eNB 220可以向UE 210提供數(shù)據(jù)承載過程以便經(jīng)由S-GW和P-GW 250提供服務，但本發(fā)明的范圍在這方面不受限制。如果需要，本發(fā)明的實施例可以通過eNB虛擬化來共享RAN基礎(chǔ)設施。例如，服務提供商與無線電接入網(wǎng)絡(RAN)運營商之間的關(guān)聯(lián)可以變成虛擬。業(yè)務和信令路由選擇可以通過諸如MPLS、L2TP、IPSec等的各種虛擬專用網(wǎng)絡(VPN)技術(shù)來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)到圖3，示出描繪根據(jù)本發(fā)明示范實施例由不同運營商的多個移動裝置共享無線頻譜的方法的流程圖。根據(jù)該實施例，歸屬網(wǎng)絡基站(例如，eNB 150)可以從另一個運營商(例如，CN 110)的移動臺(例如，MS 119)接收與歸屬網(wǎng)絡基站建立連接的連接請求(文本框300)。例如,該消息可以是或者包括NAS請求。如果需要,NAS請求可以包括移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼。在本文中使用時，運營商或服務提供商“的(of)”可以表示，設備或服務與運營商相關(guān)聯(lián)、由運營商控制或操作。例如，蜂窩服務運營商可以經(jīng)由基站向移動裝置提供服務。在接收連接請求之后或者響應于接收連接請求，歸屬網(wǎng)絡基站可以基于移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼來識別請求移動臺的歸屬網(wǎng)絡，并且可以在歸屬網(wǎng)絡基站生成另一運營商的虛擬基站(例如，虛擬eNB-1 155和虛擬eNB-2 157)(文本框310)。在該階段，可以建立移動臺與虛擬基站之間的連接(文本框320)。在本發(fā)明的一些實施例中，如果需要，可以通過識別網(wǎng)絡管理器地址(例如，MME地址)并向網(wǎng)絡管理器(例如，MME 230)發(fā)送連接請求來建立連接。此外,可以將站點臨時和永久身份(例如,移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼)鏈接到對應的虛擬基站上下文數(shù)據(jù)庫，但本發(fā)明的范圍在這方面不受限制。轉(zhuǎn)到圖4,示出根據(jù)本發(fā)明示范實施例的基站400的框圖的圖示?；?00可以包括可生成虛擬基站(BS) 430和虛擬BS 440的虛擬BS生成器410。虛擬BS 430和440可以連接到發(fā)射器(TX) 450和接收器(RX) 460 (用虛線示出)。應了解，TX 450和RX 460可以供物理BS 400以及虛擬基站430和440使用。此外，BS 400可以包括處理器420、存儲器470、數(shù)據(jù)庫475以及天線480和490。例如，處理器420可以控制虛擬BS生成器460，并且為此可以利用或執(zhí)行可存儲在存儲器470和數(shù)據(jù)庫475中的軟件應用、指令和數(shù)據(jù)，但本發(fā)明的范圍在這方面不受限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例，天線480和490可以是用于無線通信的任何天線，例如偶極天線、天線陣列等。存儲器470和數(shù)據(jù)庫475可以是與基站一起使用的任何存儲介質(zhì)，例如硬盤、閃速存儲器等。處理器420可以是和/或包括例如介質(zhì)訪問控制器(MAC)、物理層(PHY)控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)等。根據(jù)本發(fā)明的一個示范實施例，BS 400可以是歸屬網(wǎng)絡基站，并且可以通過天線490和RX 460從另一個運營商和/或另一個網(wǎng)絡的移動臺接收與BS 400建立連接的連接請求。如果需要，連接請求可以包括這樣的消息，該消息包括移動臺的臨時和永久身份，例如移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼以及其它參數(shù)。如果需要，可以將移動臺的臨時和永久身份鏈接到對應的虛擬基站上下文數(shù)據(jù)庫，例如數(shù)據(jù)庫475，其可供虛擬基站430和440各自和同時使用。處理器420可以基于移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼來識別所述移動臺的歸屬網(wǎng)絡。處理器420可以識別網(wǎng)絡管理器地址，并且可以向網(wǎng)絡管理器(例如，MME 230)發(fā)送連接請求。如果需要，處理器420可以命令虛擬BS生成器410在歸屬BS(例如，BS 400 )生成虛擬BS (例如，虛擬BS 440 )，虛擬BS可以模仿移動臺歸屬網(wǎng)絡的歸屬BS。虛擬BS 440可以在操作上連接到TX 450和RX 460以便在移動臺與虛擬BS 440之間建立連接，但本發(fā)明的范圍不限于該示例。盡管以結(jié)構(gòu)特征和/或方法動作所特有的語言描述了主題，但是應了解，隨附權(quán)利要求中所定義的主題不一定局限于上文描述的特定特征或動作。而是，上文描述的特定特征和動作只是作為實現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式而公開。
權(quán)利要求
1.一種由不同核心網(wǎng)絡的多個移動裝置共享無線頻譜的方法，所述方法包括: 在由第一運營商操作的第一核心網(wǎng)絡的基站生成由第二運營商操作的第二核心網(wǎng)絡的虛擬基站；以及 在所述第二核心網(wǎng)絡的移動臺與所述第一核心網(wǎng)絡的所述虛擬基站之間建立連接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生成包括: 從所述移動臺接收與歸屬網(wǎng)絡基站建立連接的連接請求； 生成所述移動臺的虛擬歸屬網(wǎng)絡基站；以及 與所述移動臺的所述虛擬歸屬基站建立連接。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中接收包括: 接收包括移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼的消息；以及基于所述移動國家碼、所述移動網(wǎng)絡碼和所述移動訂戶識別(ID)碼識別所述移動臺的歸屬網(wǎng)絡。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，包括: 識別網(wǎng)絡管理器地址；以及 將所述連接請求發(fā)送到網(wǎng)絡管理器。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，包括: 基于所述連接請求建立連接；以及 將所述移動臺的臨時和永久身份鏈接到對應的虛擬基站上下文數(shù)據(jù)庫。
6.一種用于供不同運營商的多個移動裝置共享無線頻譜的無線通信系統(tǒng)的基站，所述基站包括: 第一運營商的第一虛擬基站；以及 第二運營商的第二虛擬基站，其中所述基站能夠在第一運營商的第一移動臺與所述第一虛擬基站之間建立連接，并在所述第二虛擬基站與所述第二運營商的第二移動臺之間建立連接。
7.如權(quán)利要求6所述的基站，包括: 接收器，用于從所述第一或第二移動臺的至少其中之一接收與歸屬網(wǎng)絡基站的連接請求；以及 虛擬基站生成器，用于根據(jù)所述連接請求生成虛擬歸屬網(wǎng)絡基站。
8.如權(quán)利要求7所述的基站，包括: 處理器，用于基于從所述第一或所述第二移動臺接收的消息根據(jù)移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼識別所述第一或第二移動臺的歸屬網(wǎng)絡，其中所述消息包括移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別 (ID)碼以及訂戶識別(ID)碼。
9.如權(quán)利要求8所述的基站，其中所述處理器能夠識別網(wǎng)絡管理器地址，并將所述連接請求發(fā)送到網(wǎng)絡管理器。
10.如權(quán)利要求8所述的基站，其中所述處理器能夠在所述第一移動臺與所述第一虛擬基站之間建立連接，以及在所述第二移動臺與所述第二虛擬基站之間建立連接，并將移動臺臨時和永久身份鏈接到對應的虛擬基站上下文數(shù)據(jù)庫。
11.一種無線通信系統(tǒng)，包括: 基站，用于供不同運營商的多個移動裝置共享無線頻譜，所述基站包括:第一運營商的第一虛擬基站；以及 第二運營商的第二虛擬基站，其中所述基站能夠在第一運營商的第一移動臺與所述第一虛擬基站之間建立連接，并在所述第二虛擬基站與所述第二運營商的第二移動臺之間建立連接。
12.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，包括: 接收器，用于從所述第一或第二移動臺的至少其中之一接收與歸屬網(wǎng)絡基站的連接請求；以及 虛擬基站生成器，用于根據(jù)所述連接請求生成虛擬歸屬網(wǎng)絡基站。
13.如權(quán)利要求12所述的無線通信系統(tǒng)，其中所述接收器能夠從所述第一或所述第二移動臺接收包括移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼的消息，并根據(jù)所述移動國家碼、所述移動網(wǎng)絡碼和所述移動訂戶識別(ID)碼識別所述第一或第二移動臺的歸屬網(wǎng)絡。
14.如權(quán)利要求12所述的無線通信系統(tǒng)，其中所述基站能夠識別網(wǎng)絡管理器地址，并將所述連接請求發(fā)送到網(wǎng)絡管理器。
15.如權(quán)利要求12所述的無線通信系統(tǒng)，其中所述基站能夠分別在所述第一和第二移動臺與所述第一和第二虛擬基站之間建立連接，并將移動臺臨時和永久身份鏈接到對應的虛擬基站上下文數(shù)據(jù)庫。
16.一種用于供不同運營商的多個移動裝置共享無線頻譜的無線通信系統(tǒng)的基站，所述基站包括: 第一運營商的第一虛擬基站；` 第二運營商的第二虛擬基站，其中所述基站能夠在第一運營商的第一移動臺與所述第一虛擬基站之間建立連接，并在所述第二虛擬基站與所述第二運營商的第二移動臺之間建立連接；以及 兩個或更多偶極天線，在操作上耦合到所述基站以便向不同運營商的所述多個移動臺傳送信號和從不同運營商的所述多個移動臺接收信號。
17.如權(quán)利要求16所述的基站，包括: 接收器，用于從所述第一或第二移動臺的至少其中之一接收與歸屬網(wǎng)絡基站的連接請求；以及 虛擬基站生成器，用于根據(jù)所述連接請求生成虛擬歸屬網(wǎng)絡基站。
18.如權(quán)利要求17所述的基站，包括: 處理器，用于基于從所述第一或所述第二移動臺接收的消息根據(jù)移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID)碼識別所述第一或第二移動臺的歸屬網(wǎng)絡，其中所述消息包括移動國家碼、移動網(wǎng)絡碼和移動訂戶識別(ID )碼以及訂戶識別(ID )碼。
19.如權(quán)利要求18所述的基站，其中所述處理器能夠識別網(wǎng)絡管理器地址，并將所述連接請求發(fā)送到網(wǎng)絡管理器。
20.如權(quán)利要求18所述的基站，其中所述處理器能夠分別在所述第一和第二移動臺與所述第一和第二虛擬基站之間建立連接，并將移動臺臨時和永久身份鏈接到對應的虛擬基站上下文數(shù)據(jù)庫。
全文摘要
公開用于供不同運營商的移動裝置共享無線頻譜的方法、設備和系統(tǒng)。無線頻譜的共享通過提供與第一運營商的移動裝置通信的第一虛擬基站以及提供與第二運營商的移動裝置通信的第二虛擬基站來進行。
文檔編號H04L12/28GK103168447SQ201180046756
公開日2013年6月19日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者P.塔霍爾 申請人:英特爾公司