專利名稱：用于提供對移動通信網(wǎng)絡(luò)進行接入的方法和基站系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信，并且更具體地涉及用于提供接入移動通信網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)，其中在該移動通信網(wǎng)絡(luò)中，多個服務(wù)提供商能夠共享虛擬的基站。
背景技術(shù)：
對基站進行虛擬化被理解為意味著開放基站、基站進行操作所處的相關(guān)聯(lián)頻帶、放大器和無線電，或者通常是用于其它各方使用的基站的任意物理特性。
在對基站進行虛擬化的已知提議中，存在對模擬層進行虛擬化、在云計算機系統(tǒng)中對多數(shù)基站進行操作、以及經(jīng)由移動虛擬網(wǎng)絡(luò)運營商(MVNO)等結(jié)構(gòu)對基站和相關(guān)聯(lián)的無線電接入網(wǎng)進行虛擬化。這些傳統(tǒng)的方案中沒有一個提供這樣的解決方案，所述解決方案技術(shù)上簡單，又有足夠的靈活以允許在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中的簡單集成，并且能夠為開發(fā)不同的商機提供可能性。
目前，已經(jīng)提出在基站內(nèi)運行多個虛擬機的概念，所述多個虛擬機代表不同的虛擬運營商。然而，仍然沒有解決有效地為用戶設(shè)備通知這些虛擬運營商的存在和能力的問題。發(fā)明內(nèi)容
最佳地虛擬化基站以及臨時地或通過長期關(guān)系地向第三方提供基站資產(chǎn)，使得使用(虛擬化)基站的那些第三方好像通過虛擬提供商來擁有該資產(chǎn)，仍然是迄今未解決的問題。這一問題將通過獨立權(quán)利要求1和8中記載的特征的組合來解決。本發(fā)明的實施例通過使多個虛擬運營商在蜂窩基站內(nèi)部的物理信道層提供它們的服務(wù)來對基站進行虛擬化。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于提供對移動通信網(wǎng)絡(luò)進行接入的方法，所述移動通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個基站收發(fā)臺，具有歸屬網(wǎng)絡(luò)中的歸屬運營商的用戶設(shè)備訪問所述通信網(wǎng)絡(luò)，該方法包括在所述至少一個基站收發(fā)臺:接收來自所述用戶設(shè)備的信道請求；創(chuàng)建與所述用戶設(shè)備的所述歸屬運營商相關(guān)聯(lián)的虛擬機；使用所述虛擬機建立信道；以及，分配所述至少一個基站的信道資源以容納所述信道。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于能夠在多個虛擬運營商之間共享基站，從而更好地利用稀缺的頻譜資源而無需借助漫游。虛擬運營商服務(wù)提供商保留對通過虛擬信道傳送的數(shù)據(jù)的控制，且獲得通過基站收發(fā)臺所有者所提供的無線電傳輸相關(guān)服務(wù)最大優(yōu)勢。
該實施例的另一優(yōu)勢在于能夠避免物理層的虛擬化，這遵從物理層虛擬化不會導(dǎo)致效率的增長的觀察。對基站所維護的邏輯層進行虛擬化，這包括所有的邏輯信道結(jié)構(gòu)。邏輯廣播信道可以被虛擬化或保持不變。
在一個實施例中，本發(fā)明的方法進一步包括在所述至少一個基站處:通過廣播控制信道廣播由相應(yīng)的虛擬運營商服務(wù)提供商所提供的虛擬運營商服務(wù)的多個標識和與所述虛擬運營商服務(wù)相關(guān)的連接指令；其中所述信道請求涉及所述虛擬運營商服務(wù)提供商中所選擇的與所述用戶設(shè)備的所述歸屬運營商相對應(yīng)的一個虛擬運營商服務(wù)提供商。
該實施例的優(yōu)勢在于合適的用戶設(shè)備可用于從共享相同物理資源(例如，頻率子帶)的各種運營商之中選擇歸屬運營商的服務(wù)。在本發(fā)明方法的實施例中，分配信道資源包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處:向歸屬運營商轉(zhuǎn)達(relay)所述信道請求；以及從所述歸屬運營商接收資源請求。本實施例的優(yōu)勢在于虛擬運營商服務(wù)提供商(S卩，歸屬運營商)能夠控制資源的分配，從而為其訂戶提供不同的服務(wù)。虛擬運營商服務(wù)提供商和控制頻譜的基站收發(fā)臺所有者因此可以協(xié)商例如價格、持續(xù)時間、用于要被建立的信道的所允許的功率等級。在本發(fā)明方法的特定實施例中，所述分配信道資源包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處:驗證在所述至少一個基站收發(fā)臺處是否可獲得充足的資源以適應(yīng)所述資源請求；以及如果可獲得所述充足的資源，則根據(jù)所述資源請求來分配資源。該實施例的優(yōu)勢在于可以根據(jù)資源的可用性，在基站收發(fā)臺的所有者和虛擬服務(wù)提供商之間協(xié)商不同的服務(wù)等級。在一個實施例中，本發(fā)明的方法進一步包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處:廣播主(primary)公共導(dǎo)頻信道和輔助(secondary)公共導(dǎo)頻信道、主公共控制物理信道和同步信道。該實施例的優(yōu)勢在于基站收發(fā)臺提供基礎(chǔ)信道以使用戶設(shè)備進行同步，對廣播傳輸信道進行解碼以及對其上調(diào)制的邏輯信道進行解碼，且允許對可應(yīng)用協(xié)議所需要的所有其它通信信道進行虛擬化。在本發(fā)明方法的實施例中，所述請求包括通過反向接入信道接收的上行鏈路專用控制信道消息。在本發(fā)明方法的實施例中，所述至少一個基站收發(fā)臺包括計算平臺，其適于托管(host)多個虛擬機，每個虛擬機專用于虛擬的歸屬運營商，所述虛擬機可操作地連接到所述至少一個基站收發(fā)臺所提供的通信功能；該方法進一步包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處:驗證在所述計算平臺上是否存在與所選擇的虛擬運營商服務(wù)相對應(yīng)的虛擬機實例；如果所述驗證的結(jié)果為否，則對虛擬機實例進行實例化；為所述虛擬機實例分配基站資源；以及與所述歸屬運營商交換通信數(shù)據(jù)并且與所述用戶設(shè)備交換包括所述通信數(shù)據(jù)的無線傳輸；其中使用來自所述分配的基站資源，通過所述虛擬機實例來進行所述分配信道資源和所述交換通信數(shù)據(jù)。本發(fā)明進一步涉及用于提供對移動通信網(wǎng)絡(luò)進行接入的基站系統(tǒng)，所述基站系統(tǒng)包括:接收單元，適用于接收來自用戶設(shè)備的信道請求以建立信道；資源分配模塊，適用于將所述基站的信道資源分配給所選擇的虛擬運營商服務(wù)以適應(yīng)所述信道；服務(wù)提供商接口，適用于與所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)交換通信數(shù)據(jù)；空中接口，適用于與所述用戶設(shè)備交換無線傳輸，該無線傳輸包括所述通信數(shù)據(jù)；以及計算平臺，適用于對多個虛擬機進行實例化；其中所述資源包括，在所述計算平臺中實例化的虛擬機實例的資源，所述虛擬機實例與所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)相關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明的基站系統(tǒng)的實施例中，所述信道請求包括用戶設(shè)備標識，并且所述基站系統(tǒng)適用于，基于所述用戶設(shè)備標識選擇所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)。在一個實施例中，本發(fā)明的基站系統(tǒng)進一步包括廣播控制信道傳輸單元，適用于廣播由相應(yīng)的虛擬運營商服務(wù)提供商所提供的虛擬運營商服務(wù)的多個標識，以及廣播與所述虛擬運營商服務(wù)相關(guān)的連接指令；其中所述信道請求包括來自所述多個虛擬運營商服務(wù)的所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)的標識符。
在一個實施例中，本發(fā)明的基站系統(tǒng)進一步包括資源協(xié)商代理，適用于向與所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)相對應(yīng)的虛擬運營商服務(wù)提供商轉(zhuǎn)達所述信道請求以及從所述虛擬運營商服務(wù)提供商之中接收資源請求。
依照本發(fā)明的基站系統(tǒng)的各種實施例的優(yōu)勢通常對應(yīng)于依照本發(fā)明的方法的相應(yīng)實施例的優(yōu)勢。


現(xiàn)在，將僅通過實例的方式并且通過參照附圖來介紹根據(jù)本發(fā)明的實施例的裝置和/或方法的一些實施例，其中:
圖1示出了具有提供傳統(tǒng)漫游功能的基站的移動網(wǎng)絡(luò)；
圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的提供虛擬服務(wù)的移動網(wǎng)絡(luò)；
圖3是表示本發(fā)明方法的實施例的流程圖4是表示本發(fā)明方法的實施例的消息圖5是本發(fā)明的基站系統(tǒng)的實施例的框圖；以及
圖6是表示本發(fā)明方法的另一實施例的流程圖。
在這些圖中，由相同的附圖標記指示相同的元件。
具體實施方式
在下文中，將定義蜂窩通信協(xié)議中四個基本角色如下:(a)無線接入網(wǎng)(RAN)所有者，擁有基站收發(fā)臺、無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)和許可頻譜，(b)歸屬運營商，感興趣于提供虛擬服務(wù)的而不管歸屬運營商的(漫游)用戶駐留在何處，(c)漫游用戶，本身具有漫游到RAN擁有者的網(wǎng)絡(luò)的其用戶終端(UE)，并請求來自歸屬運營商的服務(wù)，以及(d)來自歸屬運營商的虛擬協(xié)議棧，其需要被部署在RAN擁有者的基礎(chǔ)設(shè)施中。在為訂戶、運營商、設(shè)備擁有者等貢獻特定操作的說明中，應(yīng)當將這些操作理解為在技術(shù)上能夠由合適設(shè)備的通過經(jīng)由合適的網(wǎng)絡(luò)連接來執(zhí)行。
圖1示例性地示出了移動網(wǎng)絡(luò)，其包括基站100，其由公共無線電控制器110來控制，從而與核心路由器120相連接，為訪問網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。在不損失一般性的情況下，僅示出兩個用戶設(shè)備31，32，與兩個基站100進行通信。在圖1示出的場景中，假設(shè)屬于漫游用戶的不同用戶設(shè)備31，32正在訪問由基站100提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，并且經(jīng)由漫游來使用它們各自的歸屬運營商網(wǎng)絡(luò)131，132的服務(wù)，從而接入電路交換域通信服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)、或其他適合的網(wǎng)絡(luò)。這種漫游接入表明基站100提供由所訪問網(wǎng)絡(luò)的擁有者所運營的信道，其中經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)隧道將所述接入從所訪問的核心路由器120路由到適當?shù)臍w屬核心路由器131，132。
用戶設(shè)備31,32中的一個將通過檢查頻帶中的各種子帶(sub-band)來試圖接入由基站100所表示的無線電網(wǎng)絡(luò)，其中在所述頻帶的各種子帶中，用戶設(shè)備31，32能夠在廣播信道的存在時進行操作，該廣播信道將其自身識別為屬于他們的特定歸屬運營商131，132。在缺少專用于目標歸屬運營商131，132的子帶時，合適的漫游運營商將被選擇以作為替代，例如基于存儲在用戶設(shè)備的SIM卡中的符合條件的漫游網(wǎng)絡(luò)的列表。在下文中，基站100將被假設(shè)為廣播被識別為屬于網(wǎng)絡(luò)提供商的至少一個廣播信道，所述網(wǎng)絡(luò)提供商為歸屬運營商131，132中的每一個的訂戶提供漫游服務(wù)。相應(yīng)的漫游用戶31，32的歸屬運營商131，132和所訪問網(wǎng)絡(luò)中基站100之間的鏈路，實質(zhì)上是相應(yīng)的歸屬運營商和RAN所有者之間的商業(yè)協(xié)議，即，該RAN所有者是所訪問網(wǎng)絡(luò)的所有者。從技術(shù)角度來看，相應(yīng)的歸屬運營商131，132不具有在所訪問網(wǎng)絡(luò)的無線電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的任何具體存在,并且因此當他們處于這樣所訪問網(wǎng)絡(luò)中時,不能向他們的訂戶31，32提供不同的服務(wù)。所訪問網(wǎng)絡(luò)和歸屬網(wǎng)絡(luò)之間實際的數(shù)據(jù)交換經(jīng)由適當?shù)乃淼纴磉M行，所述隧道例如是GTP或GRE隧道，可選地由GTP路由交換來提供所述隧道。本發(fā)明基于這樣的認識:在邏輯信道層對基站進行虛擬化是有利的。以W-CDMA(寬帶碼分多址)作為示例性移動技術(shù)，在不損失一般性的情況下，可以在基站BCCH (廣播控制信道)邏輯信道中描述虛擬基站，使得每個虛擬運營商都在BCCH數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中具有特定的字段，并且描述為(a)提供該虛擬業(yè)務(wù)以及(b)如何通過虛擬提供商來獲得(虛擬)接入?，F(xiàn)在將通過參照圖2-4更為詳細地介紹本發(fā)明方法的實施例。在不損失一般性的情況下，圖2-4涉及三個用戶設(shè)備31，32，33和它們的三個相關(guān)聯(lián)的歸屬運營商，分別作為虛擬運營商131，132，133。用戶和運營商的數(shù)量可以任意選擇并且僅用作實例。圖2示出與圖1中的移動網(wǎng)絡(luò)相類似的移動網(wǎng)絡(luò)，其中，仍在不損失一般性的情況下，將三個用戶設(shè)備31，32，33示為由基站500提供服務(wù)的移動網(wǎng)絡(luò)中的訪問訂戶。基站500依照本發(fā)明的原理進行操作，從而以虛擬方式，在基站500提供服務(wù)的區(qū)域內(nèi)為各自的訂戶歸屬網(wǎng)絡(luò)提供商提供本地服務(wù)。作為虛擬提供商131，132，133的歸屬運營商的相應(yīng)核心網(wǎng)路由器使用基站500的物理層服務(wù)，從而將來自位于該網(wǎng)絡(luò)中的虛擬核心120的通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)達至漫游用戶的用戶設(shè)備31，32，33。圖2并不希望限制有關(guān)虛擬核心120和基站500所提供的資源之間精確劃分，或者限制虛擬核心120的位置。特別地，將在下面進行具體描述的本發(fā)明的實施例，提供由虛擬提供商進行操作且位于基站500處的，接入各種基站功能的完全虛擬機的存在。本發(fā)明其他實施例提供基站500，其獨自負責將提供商信息和同步信息廣播給用戶設(shè)備31，32，33，以及用于為虛擬運用商131，132，133提供虛擬化物理層功能，即降低的虛擬機。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，還可以應(yīng)用不同的責任劃分?；?00的所有者最少僅提供主公共導(dǎo)頻信道和輔助公共導(dǎo)頻信道(CPICH)、主公共控制物理信道(CPCCH)和同步信道(SCH)。存在這樣的基礎(chǔ)信道，其能夠使用戶設(shè)備31，32，33與基站500進行同步，以對在BCH上解調(diào)的廣播傳輸信道BCH和邏輯信道BCCH進行解碼。所有其他的信道也能為虛擬提供商所操作，包括輔助CPCCH、專用物理信道DPCH、專用共享信道DSCH，和來自用戶設(shè)備31，32，33的所有上行鏈路信道。依照本發(fā)明的虛擬化表明通過RNA所有者的基站解碼器對虛擬信道進行解碼，但通過歸屬提供商131，132，133來控制虛擬信道。在多個虛擬運營商之間進行共享的意義上，基站收發(fā)臺500進行的BCCH廣播310是虛擬的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，BCCH為每個虛擬運營商131，132，133識別用于FACH和PCH的輔助CPCCH，從而支持前向隨機接入和尋呼，并且描述用于反向隨機接入的虛擬PRACH。
對于獲取對虛擬基站500的接入的每個用戶設(shè)備31，32，33來說，其首先解碼共享廣播信道BCCH，并且然后選擇自己的虛擬業(yè)務(wù)提供商。這種選擇通常發(fā)生在掃描多個頻帶的情況中，從而確定攜帶適當運營商信道的頻帶，并且這與今天的網(wǎng)絡(luò)選擇沒有不同，雖然在本發(fā)明的實施例中，目前在由基站500托管的虛擬服務(wù)提供商131，132，133之間共享廣播信道，以此取代具有其自身的廣播信道的每個載波扇區(qū)；然后其選擇(虛擬)歸屬運營商的附加信道。
在有利的替換實施例中，可使用寬帶無線電，其允許基站在不考慮所使用的子帶的情況下從用戶設(shè)備31，32，33接收網(wǎng)絡(luò)選擇消息。虛擬基站500查找用于所選擇的歸屬運營商的合適頻段，并將其無線電調(diào)諧到該頻段，從而提供所選擇的歸屬運營商的虛擬業(yè)務(wù)。用戶設(shè)備31，32，33通過頻帶間切換被重定向到合適的頻段。
虛擬基站500的第二個潛在功能是在用戶終端31，32，33需要接入時協(xié)商資源請求。例如，當用戶設(shè)備31，32，33在RACH或上行鏈路專用控制信道(UL DCCH)上傳送控制消息320，以建立新的DPCH (專用物理信道)來托管常規(guī)DCH (專用信道)時，虛擬運營商131，132，133需要與RAN所有者500進行協(xié)商321-330。
本發(fā)明的實施例中，作為虛擬業(yè)務(wù)提供商131，132，133的歸屬運營商向物理資源所有者或RAN所有者500 (S卩，基站500和頻譜的所有者)提交對DPCH的請求322并協(xié)商該特定信道的價格、持續(xù)時間和所允許的功率級別。RAN所有者500可選地對足夠資源的可用性進行驗證323，并將可應(yīng)用的資源或與此有關(guān)的信息330，諸如OVSF擴頻碼，返回給虛擬提供商131，132，133以用于與用戶設(shè)備31，32，33進行通信，并且配置它的物理層以托管新的信道340。托管信道340包括適當?shù)貙奶摂M提供商131，132，133處接收的通信數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，以滿足所選擇的物理層協(xié)議的要求，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)由空口傳送給用戶設(shè)備31，32，33 ;并且將經(jīng)由空口從用戶設(shè)備31，32，33接收的無線傳輸轉(zhuǎn)換為被傳送給虛擬提供商131，132，133的通信數(shù)據(jù)，以滿足所選物理層協(xié)議的要求。在圖4中通過340a和340b分別進行指定，一方面，用戶設(shè)備31，32，33和基站收發(fā)臺500之間的轉(zhuǎn)換，以及另一方面，基站收發(fā)臺500和虛擬提供商131，132，133之間的轉(zhuǎn)換。在本發(fā)明的上下文中，通信數(shù)據(jù)可以涉及移動話音電話呼叫和/或移動分組交換數(shù)據(jù)傳輸。
在呼叫期間，虛擬提供商可以協(xié)商345,322-330附加資源，諸如功率或更短(更長)OVSF擴頻碼。當不再需要該信道時，將向物理基站500返回擴頻碼350。
在連接到虛擬基站時，虛擬服務(wù)提供商需要提供大部分的蜂窩協(xié)議棧(無線接入網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)絡(luò))。除了廣播信道的管理之外的任何東西都能夠被虛擬化，并且可以在物理基站處實例化的虛擬機(由此產(chǎn)生虛擬基站)中執(zhí)行，或在虛擬基站路由中執(zhí)行，更傳統(tǒng)的具有物理無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，SGSN和MSC的更傳統(tǒng)部署處執(zhí)行，甚至還可以在虛擬無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)和虛擬核心網(wǎng)絡(luò)(CN)處執(zhí)行。
特別是后者，當與可虛擬的基站合并后，允許完全虛擬的運營商網(wǎng)絡(luò)，由此(虛擬)蜂窩服務(wù)提供商不需要任何物理元件來提供蜂窩服務(wù)。vBSR方式具有不同優(yōu)勢，用于擴頻碼和功率的所有協(xié)商可以在基站中進行處理，并且無需進一步的標準化來設(shè)計虛擬基站原貝U，除非是在本發(fā)明的某些特定實施例中對廣播信道的改變。
圖5示例性表示了期望在具有無線接口(或空中接口)550和服務(wù)提供商接口 540的無線網(wǎng)絡(luò)上進行操作的基站收發(fā)臺500，該接口用來與用戶設(shè)備交換無線傳輸，以及所述服務(wù)提供商接口 540用來與虛擬提供商設(shè)備交換通信數(shù)據(jù)。該實施例的基站收發(fā)臺500進一步包括BCCH傳輸單元510，適用于廣播由相應(yīng)的虛擬運營商服務(wù)提供商提供的虛擬運營商服務(wù)的多個標識，以及與所述虛擬運營商服務(wù)相關(guān)的連接指令。BCCH傳輸單元510經(jīng)由前述空中接口 550實現(xiàn)了所述傳輸。基站收發(fā)臺500進一步包括接收單元520，適用于接收來自用戶設(shè)備的信道請求以使用所選擇的虛擬運營商服務(wù)來建立信道。其經(jīng)由前述空中接口 550接收該請求。由接收單元520接收的請求應(yīng)當導(dǎo)致資源分配器530在與服務(wù)提供商的可選協(xié)商之后對資源的分配，該協(xié)商發(fā)生可應(yīng)用的服務(wù)提供商接口 540處。資源分配器530適用于分配所述信道資源以適應(yīng)所請求的信道。當信道建立時，編碼器560和解碼器570對涉及服務(wù)提供商接口 540和空中接口550之間信道的信息進行交換。特別地，編碼器560和解碼器570合作以提供根據(jù)所選擇的物理層協(xié)議的物理層功能，以用于在虛擬運營商與其訂戶之間交換的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的一些實施例提供無需改變相關(guān)空中標準(如3GPP，Uu接口)的基站虛擬化。這些實施例的優(yōu)勢在于它們可以通過僅改變基站和蜂窩核心網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，并且現(xiàn)有的終端(用戶設(shè)備)可以繼續(xù)無需改變地使用。現(xiàn)在，將通過參照圖6來更為詳細地介紹這些實施例。本發(fā)明的這些實施例的優(yōu)勢在于，RAN所有者可以對其主要資產(chǎn)、基站、頻譜、無線網(wǎng)絡(luò)控制器進行虛擬化，并且允許歸屬運營商通過RAN所有者來提供其自己的虛擬蜂窩服務(wù)。再者，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是這樣的:當漫游用戶發(fā)送他的具有與歸屬提供商相關(guān)聯(lián)的標識符的初始控制消息以登陸到RAN所有者網(wǎng)絡(luò)時，RAN所有者使用公知的處理器虛擬化技術(shù)為歸屬運營商創(chuàng)建虛擬處理域，并且使歸屬運營商在RAN所有者設(shè)備內(nèi)部以其所擁有的最小協(xié)議棧上進行操作。依照本發(fā)明的實施例，歸屬運營商提供接口，該接口能夠使歸屬運營商直接與基礎(chǔ)物理資源進行交互，這些資源諸如基帶編碼器和解碼器，回程網(wǎng)絡(luò)接口，以及潛在地甚至是虛擬的處理和存儲資源。這種方案的主要好處是其能夠允許歸屬運營商向基站提供不同的服務(wù)的權(quán)利。例如，如果歸屬運營商通過其擁有的調(diào)度技術(shù)、對它的客戶的特定群組的優(yōu)選處理、向它的客戶遞送的服務(wù)等來辨識自身，它能夠向虛擬的RAN提供這種差別化權(quán)利。此外，虛擬的歸屬運營商能夠提供它所擁有的核心網(wǎng)絡(luò)接口，包括但不限于完全虛擬的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，該蜂窩網(wǎng)絡(luò)與它的漫游用戶一起行進。因此，本發(fā)明提供了一種機制，通過該機制，公共事業(yè)蜂窩提供商可以為傳統(tǒng)服務(wù)提供商供應(yīng)許可頻譜，從而在非常規(guī)位置提供覆蓋，所述非常規(guī)位置諸如超市、百貨商店、鄉(xiāng)村、體育場等傳統(tǒng)服務(wù)提供商不想或者無法在這些區(qū)域提供服務(wù)時，這是因為:(a)它們可能不擁有該位置的頻譜許可，(b)在所述區(qū)域中提供覆蓋成本昂貴，或者(C)僅需要提供臨時的服務(wù)。下面，我們描述示例性方法，通過方法可以實現(xiàn)上述虛擬化:在第一步驟610中，RAN所有者廣播它的廣播控制信道(BCCH)，并且漫游者(roamer)通過尋找和解碼該BCCH并且通過反向接入信道(RACH)將UL-DCCH-Request(UL-DCCH-請求)(上行鏈路專用控制信道)發(fā)送到RAN所有者來連接到基站/RNC。
漫游者將在UL-DCCH-Request內(nèi)嵌入的其歸屬網(wǎng)絡(luò)參數(shù)發(fā)送到RAN所有者并且RAN所有者基于這些歸屬網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來識別歸屬運營商。這些參數(shù)可以是用戶設(shè)備的臨時標識或完整標識(TMSI和/或IMSI)。因此，在本實施例中，不需要對用戶設(shè)備進行特別的改編就能夠使其選擇符合本發(fā)明的虛擬網(wǎng)絡(luò)提供商。在第二步驟620中，由RAN所有者接收UL-DCCH-Request。
現(xiàn)在，RAN所有者驗證用戶設(shè)備的“歸屬”運營商是否已經(jīng)出現(xiàn)在RAN所有者的網(wǎng)絡(luò)中，步驟625。
如果沒有出現(xiàn)，RAN所有者在第三步驟630中與歸屬運營商進行協(xié)商，以開始讓它出現(xiàn)在RAN所有者的基礎(chǔ)設(shè)施中。如果雙方達成服務(wù)協(xié)定，則RAN所有者在基站/RNC上(SPRAN基礎(chǔ)設(shè)施)為歸屬運營商啟動新的處理域。域可以是虛擬機(Xen，KVM等)，安全虛擬機(SVM,例如本申請人的名字申請的專利申請EP09165682.7中所公開的，為此目的通過弓I用的方式將該申請的內(nèi)容并入)，Solaris多租戶區(qū)域，或者甚至是Java虛擬機(JVM)。用最小環(huán)境啟動該虛擬域以連接到歸屬運營商，以及連接到基站的基礎(chǔ)基帶硬件(例如，直接通過經(jīng)由基站上的設(shè)備驅(qū)動器接入，或間接通過現(xiàn)有的去往無線信道的Iub接口)。應(yīng)當注意的是，該域通過適當?shù)膶崟r調(diào)度參數(shù)進行控制以保護已經(jīng)執(zhí)行域不受服務(wù)中斷。
在第四步驟640中，基站/RNC (即RAN)通知歸屬運營商，已經(jīng)為運營商創(chuàng)建了虛擬域并將網(wǎng)絡(luò)路徑提供給歸屬運營商，例如通過向歸屬運營商通知該域的引導(dǎo)程序的IP地址。
在步驟645中，RAN所有者于是將允許歸屬運營商在基站/RNC (即RAN)中的虛擬域上填充其RAN協(xié)議處理器(對于UMTS至少是RRC，PDCP, RLC和MAC，但也可以是SGSN和GGSN)。注意的是，歸屬運營商可以根據(jù)其喜歡的任意形式對其進行填充并且在此進行定制是很關(guān)鍵的-除了虛擬協(xié)議棧，服務(wù)可能包括PBX，SIP，CDN，或者通常任意服務(wù)提供商所提供的服務(wù)，其中為漫游用戶設(shè)備提供虛擬服務(wù)需要所述服務(wù)。
在第五步驟650中，將初始UL-DCCH-Request從用于RAN所有者基礎(chǔ)設(shè)施中歸屬運營商的虛擬域轉(zhuǎn)達到新創(chuàng)建的或已經(jīng)存在的虛擬協(xié)議棧。如果較早前的驗證625揭示運營商已經(jīng)出現(xiàn)在RAN基礎(chǔ)設(shè)施之中，則在所述第五步驟650處恢復(fù)處理。
虛擬協(xié)議棧處理UL-DCCH-Request消息，并且與歸屬運營商協(xié)商下行鏈路無線電信道。假設(shè)雙方達成協(xié)定，則RAN所有者通過以下方式向虛擬域提供無線電信道:(a)控制其基站的資源并提供信道，以及(b)向虛擬域提供對所述信道的接入。RAN所有者在第六步驟660接收對UL-DCCH-Request消息的響應(yīng)，其中在第7步驟670中轉(zhuǎn)發(fā)所述響應(yīng)，即，其允許虛擬運營商在RAN所有者的FACH信道上發(fā)送UL-DCCH消息(下行鏈路專用控制信道)以用于在終端上進行傳遞。
在步驟675中，在終端接受FACH消息時，用戶設(shè)備將它的邏輯信道轉(zhuǎn)移到新創(chuàng)建的以及虛擬的信道上，其中通過基站內(nèi)部的虛擬運營商對所述信道進行操作。在步驟680，信道自身的基帶編碼通過RAN所有者來執(zhí)行。反之，如果FACH消息被終端拒絕，在步驟690不建立信道。
在終端放棄它的信道的情況下，所分配的信道被返回給RAN所有者。如果信道需要更多功率，這可以與RAN所有者進行協(xié)商。如果虛擬運營商不再管理任何信道，它可以從RAN所有者移除其出現(xiàn)，這可以通過取消虛擬出現(xiàn)的操作來完成。
隨著用戶設(shè)備在相同RAN所有者操作的基站之間進行移動，歸屬(以及虛擬的)運營商蜂窩網(wǎng)絡(luò)還可以在基站之間進行重定位，包括它的所有業(yè)務(wù)。當對比當前的解決方案，虛擬的基站需要對IP地址管理進行區(qū)別處理。而在此之前，對于在基站、RAN和核心網(wǎng)功能之間建立的具有虛擬基站的明確GTP或其他類型隧道，歸屬運營商可決定將協(xié)議棧的虛擬實例與它的歸屬網(wǎng)絡(luò)連接，再通過隧道，其中歸屬運營商能夠運行所有的功能，這些功能包括一些核心功能諸如虛擬基站內(nèi)的SGSN。歸屬運營商還可以在接近虛擬基站附近的(微型)數(shù)據(jù)中心上啟動HA/GGSN/TON并且明確本地業(yè)務(wù)仍然保持在本地。歸屬運營商可進一步包括虛擬RAN自身內(nèi)部的HA/GGSN/TON功能。上述方法按向后兼容的方式提供本發(fā)明的優(yōu)勢。換句話說，在不對用戶設(shè)備的操作進行任何改變的情況下，現(xiàn)有用戶設(shè)備可以連接到虛擬基站中出現(xiàn)的歸屬運營商。用戶設(shè)備將進行操作如同它正在進行漫游，即，連接到已不屬于它的歸屬運營商的無線電網(wǎng)絡(luò)，且它將體驗到這樣的服務(wù)等級，所述服務(wù)等級取決于在基站處歸屬運營商的虛擬呈現(xiàn)的能力，并且不取決于訪問的網(wǎng)絡(luò)的能力。典型地，當用戶設(shè)備在家鄉(xiāng)運營商的無線網(wǎng)絡(luò)中以物理形式出現(xiàn)時，所述服務(wù)等級與所提供的服務(wù)等級是相同的或者是相近的。為了進一步增強“如同在家”的體驗效果，適當?shù)目刂葡⒖蓮臍w屬運營商虛擬機傳送給用戶設(shè)備，從而改變從訪問網(wǎng)絡(luò)(通常會正常顯示)到歸屬網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備處顯示的運營商標識字符串。盡管本發(fā)明在以上的描述關(guān)于特定于W-CDMA標準的實施例，但這樣僅僅是為了達到示例的目的并且不是為了對本發(fā)明的范圍進行任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解本發(fā)明的原理，包含廣播信道描述了通過虛擬基站支持的哪些虛擬運營商的概念，通過對上述所列舉的過程進行適當?shù)奶鎿Q，也可以應(yīng)用在其他移動技術(shù)，特別是CDMA2000，GSM/GPRS，WiMAX 以及 LTE。實施本發(fā)明的各種方法以步驟的順序方式被描述和/或示出，但它們的先后順序完全僅是示例性的，除非說明書中清楚地說明特定的步驟在另一步驟結(jié)束之前無法進行。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠輕易地認識到以上描述的各種方法的步驟都能通過編程計算機來執(zhí)行。這里，一些實施方式還意在覆蓋程序存儲裝置，例如數(shù)字數(shù)據(jù)存儲媒介，其是機器或計算機可讀的，并對指令的機器可執(zhí)行或計算機可執(zhí)行程序進行編碼，其中所述指令執(zhí)行上述方法的所有或部分步驟。程序存儲裝置可以是，例如數(shù)字存儲器、磁存儲媒介(比如磁盤和磁帶)、硬盤、或光可讀取數(shù)字數(shù)據(jù)存儲媒介。實施例還意在覆蓋被編程以執(zhí)行上述方法的所述步驟的計算機。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解到，此處示出的任何框圖都表示體現(xiàn)本發(fā)明的原理的示例性電路的概念性視圖。類似的，應(yīng)該理解的是，任何流程圖、作業(yè)圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖、偽碼等都表示能實質(zhì)上在計算機可讀介質(zhì)中表示并因此可由計算機或處理器執(zhí)行的各種過程，而不管這種計算機或處理器是否在文中明確的示出。
權(quán)利要求
1.一種用于提供對移動通信網(wǎng)絡(luò)的接入的方法，所述移動通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個基站收發(fā)臺，由具有歸屬網(wǎng)絡(luò)中的歸屬運營商的用戶設(shè)備訪問所述通信網(wǎng)絡(luò)，所述方法包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處: 一接收來自所述用戶設(shè)備的信道請求； 一創(chuàng)建與所述用戶設(shè)備的所述歸屬運營商相關(guān)聯(lián)的虛擬機； 一使用所述虛擬機來建立信道；以及 一分配所述至少一個基站的信道資源以適應(yīng)所述信道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述至少一個基站處:通過廣播控制信道廣播由相應(yīng)虛擬運營商服務(wù)提供商所提供的虛擬運營商服務(wù)的多個標識和與所述虛擬運營商服務(wù)相關(guān)的連接指令；其中所述信道請求涉及所述虛擬運營商服務(wù)提供商中所選擇的一個，所述虛擬運營商服務(wù)提供商對應(yīng)于所述用戶設(shè)備的所述歸屬運營商。
3.根據(jù)前述任意權(quán)利要求所述的方法，其中所述分配信道資源包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處: 一向所述歸屬運營商轉(zhuǎn)達所述信道請求；以及 一從所述歸屬運營商接收資源請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述分配信道資源包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處: 一驗證在所述至少一個基站收發(fā)臺處是否能夠獲得的充足資源以適應(yīng)所述資源請求；以及 一如果能夠獲得所述充足資源，則根據(jù)所述資源請求來分配資源。
5.根據(jù)前述任意權(quán)利要求所述的方法，進一步包括在所述至少一個基站處: 廣播主公共導(dǎo)頻信道和輔助公共導(dǎo)頻信道、主公共控制物理信道和同步信道。
6.根據(jù)前述任意權(quán)利要求所述的方法，其中所述請求包括通過反向接入信道接收的上行鏈路專用控制信道消息。
7.根據(jù)前述任意權(quán)利要求所述的方法，其中所述至少一個基站收發(fā)臺包括:計算平臺，其適用于托管多個虛擬機，每個虛擬機專用于虛擬的歸屬運營商，并且所述虛擬機可操作地連接到由所述至少一個基站收發(fā)臺所提供的通信功能；該方法進一步包括在所述至少一個基站收發(fā)臺處: 一驗證與所選擇的虛擬運營商服務(wù)相對應(yīng)的虛擬機實例是否存在于所述計算平臺上； 一如果所述驗證的結(jié)果為否，則對虛擬機實例進行實例化； 一為所述虛擬機實例分配基站資源；以及 與所述歸屬運營商交換通信數(shù)據(jù)，并且與所述用戶設(shè)備交換包括所述所述通信數(shù)據(jù)的無線傳輸； 其中使用來自所述分配的基站資源的資源，通過所述虛擬機實例來進行所述分配信道資源分配和所述交換通信數(shù)據(jù)。
8.一種用于提供對移動通信網(wǎng)絡(luò)的接入的基站系統(tǒng)，所述基站系統(tǒng)包括: 一接收單元，適用于接收來自用戶設(shè)備的信道請求以建立信道； 一資源分配模塊，適用于將所述基站的信道資源分配給所選擇的虛擬運營商服務(wù)以適應(yīng)所述信道； 一服務(wù)提供商接口，適用于與所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)交換通信數(shù)據(jù)； 一空中接口，適用于交換無線傳輸，該無線傳輸包括與所述用戶設(shè)備的所述通信數(shù)據(jù)；以及 一計算平臺，適用于對多個虛擬機進行實例化； 其中所述資源包括:在所述計算平臺中實例化的虛擬機實例的資源，與所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)相關(guān)聯(lián)的所述虛擬機實例。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基站系統(tǒng)，其中所述信道請求包括用戶設(shè)備標識，以及其中所述基站系統(tǒng)適用于基于所述用戶設(shè)備標識選擇所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基站系統(tǒng)，進一步包括廣播控制信道傳輸單元，適用于廣播由相應(yīng)的虛擬運營商服務(wù)提供商提供的虛擬運營商服務(wù)的多個標識以及與所述虛擬運營商服務(wù)相關(guān)的連接指令； 其中所述信道請求包括來自所述虛擬運營商服務(wù)的所述所選擇的虛擬運營商服務(wù)的標識。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10任一項所述的基站系統(tǒng)，進一步包括資源協(xié)商代理，適用于向與所述所選擇的虛擬運營商業(yè)務(wù)相對應(yīng)的虛擬運營商服務(wù)提供商轉(zhuǎn)達所述信道請求以及從所述虛擬運營商服務(wù)提供商接收 資源請求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提供接入移動通信網(wǎng)絡(luò)的方法，該移動通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個基站收發(fā)臺，其中由用戶設(shè)備訪問該通信網(wǎng)絡(luò)，所述用戶設(shè)備具有歸屬網(wǎng)絡(luò)中的歸屬運營商。該方法包括在基站收發(fā)臺處接收來自所述用戶設(shè)備的信道請求，創(chuàng)建與所述用戶設(shè)備的所述歸屬運營商相關(guān)聯(lián)的虛擬機，利用所述虛擬機建立信道，以及分配所述至少一個基站的信道資源以適應(yīng)所述信道。本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的基站系統(tǒng)。
文檔編號H04W72/04GK103155667SQ201180046241
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者P·博施, S·穆林德爾 申請人:阿爾卡特朗訊公司