用于路径优化的移动中继分组网关重定位的系统及方法

摘要

可在移动中继节点(MRN)切换之后优化承载路径，以便直接将所述承载路径从用户设备(UE)核心网络重新路由到目标施主基站(DeNB)。承载路径优化信令包含分组数据网络网关(PGW)重定位信息元素(IE)，所述PGW重定位信息元素指示将MRN的PGW从初始DeNB重定位到目标DeNB。可在路径切换请求消息中载送所述PGW重定位IE。承载路径优化信令还包含用于启动所述优化承载路径的非接入层(NAS)启动默认增强型分组交换(EPS)承载上下文请求/接受消息。可经由所述目标DeNB在移动中继节点移动性管理实体(MME)与所述MRN之间传达所述NAS启动默认EPS承载请求/接受消息。

说明书

本申请案要求2012年8月3日递交的发明名称为“用于路径优 化的移动中继分组网关重定位的系统及方法(System and Method for  Mobile Relay Packet Gateway Relocation for Path Optimization)” 的第61/679,638号美国临时申请案及2013年8月2日递交的发明名称为 “用于路径优化的移动中继分组网关重定位的系统及方法(System and  Method for Mobile Relay Packet Gateway Relocation for Path  Optimization)”的第13/958,380号美国非临时申请案的在先申请优先权， 所述在先申请的内容如同全文复制一样以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于无线通信的系统及方法，且在特定实施例 中，涉及一种用于提供用于路径优化的移动中继分组网关重定位的系统及 方法。

背景技术

在下一代长期演进(LTE)网络中，移动中继节点(MRN)将在 例如公共汽车、火车等公共运输车辆上提供对用户设备(UE)的无线覆盖。 MRN的部署可允许多个UE的合并切换，以及掉话的较低发生率及对周围移 动装置的降低的干扰。因此，需要用于将MRN整合到通信协议中的技术及 机制。

发明内容

通常由本发明的实施例实现技术优势，所述实施例描述了用于 提供用于路径优化的移动中继分组网关重定位的系统及方法。

根据实施例，提供一种用于移动中继节点架构中的路径优化的 方法。在此实例中，所述方法包括经由延伸于移动中继节点与用户设备 (UE)的核心网络之间的第一承载路径传达业务流。所述第一承载路径延 伸穿过初始施主增强型基站(DeNB)及目标DeNB两者。所述移动中继节 点提供对所述UE的无线接入。所述方法进一步包含协调所述业务流从所 述第一承载路径到从所述核心网络延伸到所述移动中继节点的第二承载 路径的传递。所述第二承载路径经过所述目标DeNB而不经过所述初始 DeNB。还提供用于执行此方法的设备。

根据另一实施例，提供一种用于移动中继节点架构中的路径优 化的方法。在此实例中，所述方法包含接收路径切换请求消息，所述路径 切换请求消息用于开始在核心网络与用户设备(UE)之间载送业务的承载 信道的路径优化。移动中继节点提供对所述UE的无线接入。所述承载信 道在优化之前延伸经过第一承载路径，其中所述第一承载路径经过初始施 主增强型基站(DeNB)及目标DeNB两者。所述方法进一步包含将创建会 话路径请求发送到所述目标DeNB。所述创建会话路径请求开始经过所述目 标DeNB而不经过所述初始DeNB的第二承载路径的建立。所述方法进一步 包含将启动默认增强型分组交换(EPS)承载上下文请求消息发送到所述 目标DeNB，以协调从所述第一承载路径到所述第二承载路径的所述承载信 道的传递。还提供用于执行此方法的设备。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进 行的描述，其中：

图1图示用于传达数据的无线网络的图；

图2图示移动中继网络架构中的承载路径的图；

图3A到3E图示在路径优化的各个阶段期间的移动中继网络架 构中的承载接口及路径的图；

图4图示另一移动中继网络架构中的承载路径的图；

图5A到5B图示又一移动中继网络架构中的承载路径的图；

图6A到6B图示移动中继架构中的实施例路径优化消息传递序 列的协议图；

图7图示用于执行路径优化的实施例方法的流程图；

图8图示用于执行路径优化的另一实施例方法的流程图；

图9图示用于执行路径优化的又一实施例方法的流程图；

图10A到10E图示用于PGW重定位的实施例消息传递序列的协 议图；

图11图示实施例通信装置的框图；以及

图12图示实施例处理系统的框图。

除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应 部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例 绘制的。

具体实施方式

下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解， 本发明提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述 的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发 明的范围。如本文所用，术语“UE承载”是指在通信会话期间在UE与为 所述UE服务的核心网络CN之间载送分组数据的承载信道，而术语“承载 路径”将用于指UE承载在CN与MRN之间横越的路径。因此，在切换或优 化的情况下，将会将UE承载从一个承载路径传递到另一承载路径。

在移动中继架构中，承载路径通常横越多个回程接口，包含在 UE的核心网络与移动中继分组数据网络网关(MRN PGW)之间的UE S1接 口、在MRN PGW与移动中继服务网关(MRN SGW)之间的S5/S8承载接口 及在MRN SGW与为MRN服务的eNB之间的S1承载接口、在eNB与MRN之 间的网络侧无线电接口(Un接口)。MRN PGW、MRN SGW及eNB通常为施主 基站(DeNB)的组件，所述DeNB可位于小区塔或一些其它无线接入点(AP) 处。MRN的移动性可需要移动性管理实体(MRN MME)来管理及处理在切换 事件期间在初始DeNB与目标DeNB之间的信令。在常规MRN切换期间，通 过将S5/S8承载(或S1承载)从初始DeNB中的MRN PGW(或MRN SGW) 重新路由到目标DeNB中的MRN SGW(或eNB)来修改承载路径。因此，承 载路径在完成常规MRN切换之后继续延伸穿过初始/源DeNB。在若干此类 MRN切换之后，初始DeNB与目标DeNB之间的物理路径的长度可变得极大。 举例来说，如果MRN安装于例如火车等车辆中，那么在火车旅行的过程期 间，MRN可游遍全国，或甚至横越国际边界。可需要将数据路由到可能在 另一城市或地理区域的初始DeNB，且接着又返回到目标DeNB。此非最优 路由可引入显著延迟，这可能不利地影响服务质量QoS。此外，对于目标 DeNB，初始DeNB在其位于另一运营商的网络或相同运营商的网络的另一 区段中的情况下可能不再为可到达的。因此，需要用于移动中继架构中的 承载路径优化的技术。

本发明的方面提供用于在MRN切换之后将承载路径直接从UE的 核心网络重新路由到目标DeNB的承载路径优化技术。更确切地说，承载 路径优化技术提供用于创建优化承载路径的信令，以及用以协调UE承载 从先前承载路径到优化承载路径的传递的信令。在一个实例中，信令包含 PGW重定位信息元素(IE)，其指示将MRN的PGW从初始DeNB重定位到目 标DeNB。可在路径切换请求消息中载送PGW重定位IE。在另一实例中， 信令包含用于启动优化承载路径的非接入层(NAS)启动默认增强型分组 交换(EPS)承载上下文请求/接受消息。可经由目标DeNB在MRN MME与 MRN之间传达NAS启动默认EPS承载请求/接受消息。可通过例如RRC连接 重新配置消息等在无线电资源控制(RRC)信令内的封装，经由Un接口在 MRN与目标DeNB之间传达启动默认EPS承载请求/接受消息。

图1图示用于传达数据的网络100。网络100包括具有覆盖区域 112的接入点(AP)110、多个用户设备(UE)120及回程网络130。AP 110 可包括能够通过尤其建立与例如基站、增强型基站(eNB)、毫微微小区及 其它无线启用装置等UE 120的上行链路(虚线)及/或下行链路(点线) 连接而提供无线接入的任何组件。UE 120可包括能够建立与AP 110的无 线连接的任何组件。回程网络130可为允许在AP 110与远端(未图示) 之间交换数据的任何组件或组件集合。在一些实施例中，网络100可包括 各种其它无线装置，例如中继器、毫微微小区等。

本发明的方面提供用于移动中继网络中的路径优化的技术。图2 图示在切换之前、在切换之后及在路径优化之后的移动中继网络200中的 各种承载路径。移动中继网络200包含UE核心网络(UE CN)210、初始 DeNB 220、目标DeNB 240、MRN 270及多个UE 280。移动中继网络200 还可包含移动中继节点移动性管理实体(MRN MME)290，所述MRN MME可 经由控制平面耦合到DeNB 220、240。UE核心网络可包括移动性管理实体 (UE MME)、服务网关(UE SGW)、分组网关(UE PGW)。DeNB 220、240可 为无线接入点(AP)，其中初始DeNB 220包含PGW 222、SGW 224及eNB 226， 且目标DeNB 240包含PGW 242、SGW 244及eNB 246。如图所示，UE承载 可在MRN 270附接到初始DeNB 220时横越初始路径(路径I)201。其后 可在将MRN 270从初始DeNB 220切换到目标DeNB 240时将UE承载传递 到切换后路径(路径H)202。随后可将UE承载传递到依据本发明中描述 的实施例路径优化技术的优化后路径(路径O)203。

图3A到3E图示移动中继网络300中的切换及后续路径优化的 各个阶段。移动中继网络300可类似于移动中继网络200，且可包含UE CN 310、初始DeNB 320、目标DeNB 340、MRN 370及多个UE 380。移动中继 网络300还可包含移动中继节点移动性管理实体(MRN MME)390，所述MRN MME 390可经由控制平面耦合到DeNB 320、340。DeNB 320、340可(分别) 类似于DeNB 220、240，其中初始DeNB 320包含初始MRN PGW 322、初始 MRN SGW 324及初始eNB 326，且目标DeNB 340包含目标MRN PGW 342、 目标MRN SGW 344及目标eNB 346。将数据载送到UE 380的UE承载由虚 线、点划线及点划虚线表示。

如图3A中所示，经由从UE CN 310延伸到MRN 370的初始承载 路径以及经由延伸于MRN 370与UE 380之间的多个Uu无线电接口378路 由UE承载。初始承载包含UE S1承载接口321、MRN S5/S8承载接口323、 MRN S1承载接口325及Un无线电接口327。UE S1承载接口延伸于UE CN 310与初始MRN PGW 321之间，MRN S5/S8承载接口323延伸于初始MRN PGW 322与初始MRN SGW 324之间，MRN S1承载接口325延伸于初始MRN SGW 324 与初始eNB 326之间，且Un无线电接口327延伸于初始eNB 326与MRN 370 之间。

在MRN 370迁移到目标DeNB 340的覆盖区域中时出现切换。图 3B到3C图示切换的不同阶段，所述阶段包含建立MRN 370与目标eNB 346 之间的Un无线电接口347，将MRN S1承载接口的路径从旧路径325切换 到目标eNB 346与初始MRN SGW 324之间的新路径335，及释放Un承载接 口327承载。如图所示，切换后承载路径包含外部承载接口321、MRN S5/S8 承载接口323、MRN S1承载接口335及Un无线电接口347。UE承载是通 过MRN S1接口封装的，且因此沿着新路径335。

在完成切换之后，执行路径优化以建立UE CN 310与目标DeNB 340之间的直接承载路径。图3D到3E图示路径优化的不同阶段，所述阶 段包含建构用于优化后路径的新接口，将UE承载从切换后承载路径传递 到优化后承载路径，及拆除初始DeNB的未使用的接口。更确切地说，路 径优化包含建立目标eNB 356与目标MRN SGW 344之间的MRN S1承载接 口345，建立目标MRN SGW 344与目标MRN PGW 342之间的MRN S5/S8承 载接口343。其后，将UE承载从经过初始DeNB及目标DeNB的切换后承载 路径传递到仅经过目标DeNB的优化后承载路径。最后，拆除MRN S1接口 335及MRN S5/S8承载接口323。

上文所描述的路径优化技术是在其中将MRN S1承载接口从初始 SGW重新路由到目标eNB的切换之后。然而，在其中将MRN S5/S8承载接 口从初始PGW重新路由到目标SGW的切换之后，这些路径优化技术可同样 适用。图4图示由在其中重新路由MRN S5/S8接口(而非MRN S1接口) 的切换之后的路径优化产生的在移动中继网络400中的各种承载路径。如 图所示，移动中继网络400可类似于移动中继网络200，且可包含UE CN 410、初始DeNB 420、目标DeNB 440、MRN 470及多个UE 480。移动中继 网络400还可包含MRN MME 490，所述MRN MME 490可经由控制平面耦合 到DeNB 420、440。DeNB 420、440可(分别)类似于DeNB 220、240，其 中初始DeNB 420包含初始MRN PGW 422、初始MRN SGW 424及初始eNB 426， 且目标DeNB 440包含目标MRN PGW 442、目标MRN SGW 444及目标eNB 446。 如图所示，UE承载横越在切换之前的初始路径(路径I)401、在切换之 后的切换后路径(路径H)402及在路径优化之后的优化后路径(路径O) 403。

上文所描述的路径优化技术是在初始DeNB与目标DeNB之间的 单个切换之后。然而，在其中MRN在执行目标DeNB处的路径优化之前接 入一或多个中间DeNB的多个切换之后，这些路径优化技术可同样适用。 图5A图示由在多个切换之后的路径优化产生的在移动中继网络500中的 各种承载路径。如图所示，移动中继网络500包含UE CN 510、初始DeNB 520、源DeNB 540、目标DeNB 560、MRN 570及多个UE 580。移动中继网 络500还可包含MRN MME 590，所述MRN MME 590可经由控制平面耦合到 DeNB 520、540、560。DeNB 520、540、560可为无线APS。初始DeNB 520 包含MRN PGW 522、MRN SGW 524及eNB 526，源DeNB 540包含MRN PGW 542、 MRN SGW 544及eNB 546，及目标DeNB 560包含MRN PGW 562、MRN SGW 564 及eNB 566。如图所示，UE承载横越在第一切换之前的初始路径(路径I) 501、在第一切换与第二切换之间的第一切换后路径(路径H1)502、在第 二切换之后的第二切换后路径(路径H2)503及在路径优化之后的优化后 路径(路径O)504。在其中将MRN S5/S8承载接口从初始DeNB中的MRN PGW 重新路由到源及目标DeNB中的MRN SGW的多个切换之后，本文中所描述 的路径优化技术也可适用。图5B图示由在其中重新路由MRN S5/S8接口 (而非S1接口)的两个切换之后的路径优化产生的在移动中继网络500中 的各种承载路径。如图所示，UE承载横越在第一切换之前的初始路径(路 径I)501、在第一切换与第二切换之间的第一切换后路径(路径H1)505、 在第二切换之后的第二切换后路径(路径H2)506及在路径优化之后的优 化后路径(路径O)504。如图所示，第一切换后路径(路径H1)505延伸 穿过源MRN SGW 544(而非初始MRN SGW 524)，而第二切换后路径(路径 H2)506延伸穿过目标MRN SGW 564(而非初始MRN SGW 524)。

本发明的方面提供在移动中继架构的网络装置之间的路径优化 信令。图6A到6B图示用于达成可在MRN从源DeNB到目标DeNB的切换之 后执行的在移动中继架构中的路径优化的实施例消息传递序列600、601。 实施例消息传递序列600经配置以在切换期间重新路由MRN S1接口时执 行路径优化，而实施例消息传递序列601经配置以在切换期间重新路由 MRN S5/S8接口时执行路径优化。如图所示，实施例消息传递序列600、 601在目标DeNB将路径切换请求610发送到MRN MME时开始。路径切换请 求610包含PGW重定位信息元素(IE)，所述PGW重定位信息元素(IE) 指示在目标DeNB处实例化用于第二承载路径的新中继网关功能。中继网 关功能可包括MRN PGW功能及MRN SGW功能。响应于接收到路径切换请求 610，MRN MME将创建会话路径请求615传回到目标DeNB。创建会话路径 请求615包含PGW重定位信息元素(IE)，所述PGW重定位信息元素(IE) 指定用于目标DeNB中的目标移动中继节点PGW(MRN PGW)及初始DeNB 中的初始MRN PGW的因特网协议(IP)地址。路径切换请求610及创建会 话请求615用来开始路径优化程序。

在实施例消息传递序列600中，初始DeNB中的MRN MME及MRN SGW 功能交换修改承载请求及响应消息620、622。在切换包含如在图5A中重 新路由MRN S1接口时使用实施例消息传递序列600。修改承载请求及响应 消息620、622切换发端于初始DeNB中的MRN SGW功能处的MRN S1接口 的路径。在路径切换之后，MRN S1接口将在目标DeNB的eNB功能处终止。

或者，在实施例消息传递序列601中，目标DeNB中的目标MRN SGW 功能及MME(MRN)可交换修改承载请求及响应消息625、627。在切换包 含如在图5B中重新路由MRN S5/S8接口时使用实施例消息传递序列601。 修改承载请求及响应消息625、627切换发端于初始DeNB中的MRN PGW功 能处的MRN S5/S8接口的路径。在路径切换之后，MRN S5/S8接口将在目 标DeNB中的新实例化的目标MRN SGW功能处终止。

接下来，目标DeNB中的MRN SGW功能及MRN PGW功能交换创建 会话请求及响应消息630、635，所述消息设置在目标DeNB内部的新MRN S5/S8接口。另外，目标DeNB中的MRN PGW功能将为MRN分配新IP地址， 以支持从MRN PGW功能到MRN的优化承载路径。

其后，目标eNB中的MRN SGW功能将创建会话响应消息640发 送到MRN MME，所述消息通知MRN MME创建优化承载路径及新RN-UE IP 地址。其后，MME将S1UE上下文修改请求650发送到目标DeNB。S1UE 上下文修改请求650指示目标DeNB中的eNB功能将优化承载路径信息添 加到目标DeNB中的MRN上下文。在此情况下，目标DeNB已知将新MRN S1 承载与Un接口之间的任何分组映射到MRN，且因此将新MRN S1承载绑定 到现有Un接口无线电承载。

S1UE上下文修改请求650封装NAS启动默认EPS承载上下文 请求消息，所述消息指示MRN启动优化承载路径。目标DeNB使用RRC连 接配置消息655将NAS启动默认EPS承载上下文请求消息清楚地转发到 MRN。MRN使用RRC重新配置完成消息656将NAS启动默认EPS承载上下文 接受消息传回到目标DeNB。NAS启动默认EPS承载上下文接受消息指示已 由MRN启动优化承载路径。目标DeNB接着将NAS启动默认EPS承载上下 文接受消息清楚地转发到封装于S1UE上下文修改响应657中的MME。

图7图示用于达成如可由MRN执行的路径优化的方法700。如图 所示，方法700以步骤710开始，其中执行无线切换以将MRN从源DeNB 切换到目标DeNB。接下来，方法700前进到步骤730，其中移动中继码从 目标DeNB接收无线电资源控制(RRC)连接重新配置消息。RRC连接重新 配置消息包含启动优化承载路径的(NAS)启动默认增强型分组交换(EPS) 承载上下文请求消息。随后，方法前进到步骤740，其中MRN开始经由优 化承载路径接收业务。

图8图示用于达成如可由目标DeNB执行的路径优化的方法800。 如图所示，方法800开始于步骤810，其中目标DeNB执行无线切换以将 MRN从源DeNB传递到目标DeNB。其后，方法800前进到步骤820，其中目 标DeNB将路径切换请求发送到MME。路径切换请求包含指示将MRN的PGW 从源DeNB重定位到目标DeNB的PGW重定位IE。接下来，方法800前进到 步骤830，其中目标DeNB从MME接收创建会话路径请求。创建会话路径请 求包含指定用于目标DeNB中的目标中继节点PGW(RN PGW)的因特网协议 (IP)地址的PGW重定位信息元素(IE)。其后，方法800任选地前进到步 骤840，其中目标DeNB与初始eNB交换修改承载请求/响应消息。随后， 方法800前进到步骤860，其中目标DeNB接收封装于S1UE上下文修改请 求消息中的NAS启动默认EPS承载上下文请求消息，所述两个消息皆来自 MME。S1UE上下文修改请求消息提示DeNB将优化承载路径绑定到MRN的 Un接口。接下来，方法800前进到步骤870，其中目标DeNB将NAS启动 默认EPS承载上下文请求消息转发到封装于RRC连接重新配置消息中的 MRN。NAS启动默认EPS承载上下文请求消息提示MRN启动优化承载路径。

图9图示用于达成如可由被分配给MRN的移动管理实体(MME) 执行的路径优化的方法900。如图所示，方法900开始于步骤910，其中 MME促进无线切换以将MRN从源DeNB传递到目标DeNB。其后，方法900 前进到步骤920，其中MME从目标DeNB接收路径切换请求。路径切换请求 包含指示将MRN的PGW从源DeNB重定位到目标DeNB的PGW重定位IE。接 下来，方法900前进到步骤930，其中MME将创建会话路径请求发送到目 标DeNB。创建会话路径请求包含指定用于目标DeNB中的目标中继节点PGW (MRN PGW)的因特网协议(IP)地址的PGW重定位信息元素(IE)。其后， 方法900前进到步骤940，其中MME从目标DeNB接收创建会话路径响应。 创建会话路径响应通知MRN MME已在目标DeNB中的MRN SGW与MRN PGW 功能之间创建用于优化承载路径的会话，且包含新RN_UE IP地址。随后， 方法900前进到步骤950，其中MME将S1UE上下文修改请求发送到目标 DeNB，且经由目标DeNB将NAS启动默认EPS承载上下文请求消息发送到 MRN。S1UE上下文修改请求提示目标DeNB将优化承载路径绑定到MRN的 Un接口。EPS承载上下文请求消息提示MRN启动优化承载路径。

本发明的方面提供在Alt.2架构的状况下对RN的PGW的重定位 的支持。在RN已移动到极远离初始DeNB的位置处时，到RN的PGW的数 据路径极长。接着在RN到新DeNB的下一切换中，用于RN的新SGW功能 实例化于新目标DeNB中，或使用SGW重定位程序将RN的SGW从初始DeNB 重定位到新目标DeNB。接着，新SGW产生到目标DeNB中的本地IP网关的 用于RN的新IP会话。另外，如果从初始DeNB重定位SGW，那么SGW功能 修改用于RN的现有IP会话，以使得将对应IP承载从旧RN PGW连接到新 SGW。因此，两个IP会话将经配置以用于RN；到位于初始DeNB中的远程 PGW的原始IP会话，及到位于目标DeNB中的本地PGW的新IP会话。然后， 经过旧IP会话的IP数据流可移动到新IP会话，且可释放旧IP会话。本 发明的方面阐述用于使得MRN的SGW/PGW能够从初始DeNB重定位到目标 DeNB以及用于使得能够创建从目标DeNB中的新PGW到RN的新IP会话的 协议及信令增强。

本发明的方面提供在Alt.2架构的状况下对RN的PGW的重定位 的支持。在此架构中，RN的PGW位于初始DeNB中，在RN移动到新DeNB 时，用于RN的PGW及服务网关SGW保持锚定于初始DeNB处。在RN的后 续切换一直保持此情形。

在RN的状况下，RN的PGW可位于增强型分组核心(EPC)中， 或在DeNB中。前一方法被称为替代1RN架构，而后一方法被称为替代2RN 架构。当前LTE标准不支持在不扰乱所述UE的所有IP流的情况下进行UE 的PGW的重定位。在考虑固定中继节点时此情形并非限制，因为PGW不需 要重定位。然而，在MRN的情况下，需要支持RN的PGW的重定位以便使 到中继节点的数据路径的长度最佳化。确切地说，在部署例如火车等车辆 中的中继节点的状况下，中继可行进到极远离初始PGW的位置处。此情形 将导致RN的回程中的大发射延迟及非最优数据转发。在一些状况下，RN 可能根本不再能够连接到远处的PGW(例如归因于漫游到另一国家或运营 商的网络中)。因此需要用于移动RN的PGW的无缝重定位程序。

在某一时刻，RN已移动到极远离初始DeNB的位置处，且到PGW 的数据路径极长。接着，在RN到新DeNB的下一切换中，对于新目标DeNB 中的RN，可将新SGW功能实例化，或将RN的SGW从初始DeNB重定位到新 目标DeNB。RN的SGW的重定位在实施的情况下利用用于SGW重定位的现 有标准程序。通常，作为SGW重定位程序的部分，新SGW将会将修改承载 请求消息发送到UE的PGW，以使得可建立从PGW到新SGW的数据路径。在 一个解决方案中，除了从当前(远程)PGW到新SGW的数据路径的此重定 向之外，SGW还将创建到目标DeNB中的PGW功能性的新IP会话。因此， 两个IP会话将经配置以用于RN；到位于初始DeNB中的远程PGW的原始 IP会话，及到位于目标DeNB中的本地PGW的新IP会话。

在此之后，可使用如承载路径切换的现有标准程序将经由旧IP 会话的承载到RN的IP流传递到新IP会话的承载。一旦已将来自旧IP会 话的所有承载传递到新IP会话，RN可释放到旧PGW的IP会话。或者，一 旦相关IP流不再使用时，RN便可简单地等待经过待释放的旧IP会话的承 载，且接着释放旧IP会话。使用此方法，获得对RN PGW重定位的无缝支 持。

本发明的方面阐述需要使得能够实例化目标DeNB中的新SGW功 能或从初始DeNB到目标DeNB的SGW重定位及从目标DeNB中的新PGW到 RN的新IP会话的创建的所需协议及信令增强。

R3-120610描述从经重定位的SGW创建到本地PGW的新IP会话 的概念。然而，R3-120610并未提供完整解决方案，因为R3-120610并未 解决以下要素：如何以及在何处作出PGW重定位决策：如何向RN的移动 性管理实体MME通知PGW重定位。如何向RN MME通知目标SGW及PGW的 IP地址(对于MME，将创建会话请求导引到目标DeNB中的特定S/PGW功 能是必要的)。如何向目标DeNB通知除了现有RN IP会话(RN上下文的更 新)之外的新IP会话及对应RN承载，如何将新IP会话信息及新RN IP 地址传达到RN。

本发明的方面解决了上文的所有细节以实现用于RN PGW重定位 的真正无缝解决方案，且包含以下特征：由到新DeNB的RN HO触发PGW 重定位。新DeNB辨识出当前RN的SGW的IP地址为远程的，且需要PGW 重定位；目标DeNB将路径切换请求发送到RN的MME。此消息中包含新PGW 重定位IE。此IE通知MME需要PGW重定位程序，且其提供用于在目标DeNB 本地的SGW与PGW功能性的IP地址；RN MME将创建会话请求发送回到在 目标DeNB本地的SGW功能性。此消息还含有PGW重定位IE，所述PGW重 定位IE通知SGW此并非正常会话创建，而是用于PGW重定位的会话创建。 在此状况下，PGW重定位IE仅含有用于本地PGW功能性的IP地址；本地 SGW产生用于RN的新会话。其可修改到初始DeNB中的当前PGW的现有会 话，且其产生与本地PGW的另一会话。其确认回到具有适当会话寻址信息 及用于RN的本地分配的IP地址的RN MME；RN MME将启动默认EPS承载 上下文请求发送到RN，以向其通知新IP会话及IP地址。增强此消息以向 RN通知此额外IP会话是归因于PGW重定位；及另外，RN MME将UE上下 文修改请求发送到目标DeNB，以使得目标DeNB可更新用于RN的上下文， 且将新数据会话绑定到目标DeNB与RN之间的Un接口。增强此消息以向 DeNB通知新IP会话是归因于PGW重定位。

用于路径优化的PGW重定位的问题已被抬升为用于移动中继架 构的选项。如果PGW在火车行进时保持不变，那么用于UE的S1用户平面 及控制平面的发射延迟将变得更长。因此，应考虑路径优化。本发明分析 候选移动中继选项(Alt.1、Alt.2及基于Alt.2的解决方案)的路径优化， 且给出了适合于Alt.2及基于Alt.2的解决方案的PGW重定位机制。候选 移动中继选项描述于第三代合作伙伴计划(3GPP)技术报告(TR)36.836 (2013-10)中，所述技术报告如同全文复制一样以引用的方式并入本文中。 Alt.2-1具有进行PGW重定位的天然优势。P/SGW与DeNB位于相同位置， 且每当出现HO时与DeNB一起改变。在MRN行进到源DeNB及目标DeNB的 重叠区中时，RN-UE2将附接到目标DeNB，且在RN-UE1仍与源DeNB连接 时获得由目标PGW分配的新IP地址。在RN-UE2已与目标DeNB建立连接 之后，其将触发路径切换过程，从而改变UE数据到目标DeNB的DL路径。 源DeNB继续将经缓冲的用户数据转发到RN-UE1，其中将这些数据直接传 递到RN-小区。在此HO过程期间，良好地维护用户服务，且优化数据路径。

但对于类似Alt.1/Alt.2/Alt.2-2/Alt.2-3的其它架构，在重 定位PGW之前，数据路径的长度将随着火车的行进而变长。因此，观测到 两个单独情形。首先是在火车刚好从始发站行进或刚好重定位PGW的情况 下。在此情形下，PGW接近于目标DeNB，因此可能不需要PGW重定位或重 定向。但在另一情形下，PGW可能来自目标DeNB，且发射延迟很大，或目 标DeNB可能不再具有与RN PGW的IP连通性。接着，需要用于路径优化 的PGW重定位。以下文本连续分析了这两个情形。

在移动中继切换期间不改变PGW，不管P/SGW是位于用于Alt.1 及Alt.2-3的DeNB之外，还是与用于Alt.2及Alt.2-2的DeNB位于相同 位置。在UE的MME/SGW将数据发送到移动RN时，必须将数据发送到移动 RN的初始PGW，且接着将其发送回到DeNB。如果PGW已经接近于目标DeNB， 那么不需要重定位P/SGW。接着，此数据发射方式相当良好地起作用，且 对于四个架构，业务路径的长度将为类似的。在一些实施例中，对于移动 中继架构Alt.1/Alt.2/Alt.2-2/Alt.2-3，在无PGW重定位的情况下的数 据发射可为等效的。

如果PGW远离DeNB，那么可需要移动中继的PGW及中继GW的重 定位或重定向。随着火车沿着其路径行进，出于路由优化目的，中继-GW/ 移动中继的PGW可改变一次以上。在需要进行PGW重定位时，无论RN架 构如何，情形及解决方案可为类似的。

基本理念是可将服务移动RN的SGW/PGW从初始DeNB传递到目 标DeNB。在HO过程期间，移动RN可暂时保留由初始PGW分配的会话及承 载，且目标PGW可为移动RN分配新会话及IP地址。在完成切换，且UE 的MME/SGW已将DL路径改变到目标DeNB时，初始PGW可撤销启动旧PDN 连接中的承载，且释放旧IP地址。

用于达成移动中继架构中的路径优化的实施例消息传递序列可 经实施为较大切换程序的部分。图10A到10E图示用于PGW重定位的呼叫 流程的实施例消息序列。此程序为用于具有SGW重定位的标准HO的呼叫 流程的扩展，不同之处在于步骤17到18及20到23中的新会话设置，及 步骤27到31中的UE路径切换过程。

增强型路径切换请求：P/SGW重定位决策由目标DeNB作出，且 将指示将重定位PGW的新PGW重定位IE添加到路径切换请求消息。此新 IE包含用于目标RN SGW及PGW两者的IP地址。还将新PGW重定位IE添 加到由MME发送到SGW的创建会话请求消息，且在创建会话请求消息内还 包含目标PGW的IP地址。

经由目标DeNB中的PGW分配新会话及IP地址：目标SGW将会 将创建会话请求消息发送到目标PGW(在目标DeNB中)，接着将由目标PGW 分配新RN IP地址，且通知创建会话响应消息中的SGW。SGW接着向MME 通知新会话信息，所述新会话信息包含创建会话响应消息中的新RN IP地 址。在接收到此消息之后，MME将S1UE上下文修改请求消息发送到目标 DeNB，以向DeNB通知添加用于移动RN的新PDN会话。连同S1UE上下文 修改请求一起发送NAS启动默认EPS承载上下文请求消息，接着将所述S1 UE上下文修改请求清楚地传递到RRC连接重新配置消息中的RN-UE。启动 默认EPS承载上下文请求启动从新PGW到RN的承载，且分配新RN IP地 址。在此过程之后，已设置新PDN会话，同时暂时维持旧RN IP地址及旧 PDN会话。

用于UE承载的路径优化：使来自UE的SGW的UE的S1用户平 面(S1_U)的路径改变到目标DeNB，及经由优化承载路径到MRN。同样，从 UE的MME的UE的S1控制平面(S1_MME)的路径改变到目标DeNB，且经由优 化承载路径改变到MRN。移动RN可经由目标DeNB开始路径切换请求程序， 以通知UE的MME/SGW改变DL端点。在UE的MME/SGW切换DL路径之后， 将会将DL控制及用户平面数据从UE的MME/SGW传递到目标DeNB。其后， 将不存在经由与旧RN-IP地址的旧PDN连接发送到初始DeNB的数据，因 此初始DeNB可撤销启动旧PDN连接中的承载，且释放旧IP地址。

数据转发：在UE承载的路径切换之前，将会将来自初始DeNB 的DL数据及在源DeNB中经缓冲的数据全部转发到目标DeNB。同时，将经 由移动RN将上行链路中的用户数据发送到目标DeNB。在此周期期间，使 用旧移动RN IP来封装被传递到移动RN或从移动RN接收的所有数据。将 不使用新的移动RN IP，直到目标DeNB已接收由MME(UE)发送的路径切 换请求ACK消息为止。

移动RN的PGW重定位频率是一种实施问题，且可由运营商确定。 其可经HO触发，且每当出现切换时执行。或者，运营商刚好可将RN的PGW 重定位于沿着火车路径(例如主要城市)的一些位置中，尤其是在无法忍 受数据路径的长度时。

以下参考涉及本申请案的标的物。这些参考中的每一者以全文 引用的方式并入本文中：R3-120610：“用于移动中继的路径优化(Path  optimization for mobile relay)”，诺基亚西门子网络，ZTE，NEC，3GPP  TSG RAN WG3#75bis；R3-121118：“关于用于移动中继替代的路径优化的 论述及比较(Discussion and Comparison on Path optimization for  Mobi le Relay Alternatives)”，New Postcom，信息工业策进会(III)， 3GPP TSG RAN WG3#76。

图11图示可等效于上文所论述的一或多个装置(例如，UE、NB 等)的通信装置1100的实施例的框图。通信装置1100可包含如图11中 所示的可能(或可能未)经配置的处理器1104、存储器1106、蜂窝式接 口1110、补充接口1112及回程接口1114。处理器1104可为能够执行计 算及/或其它处理相关任务的任何组件，且存储器1106可为能够存储用于 处理器1104的程序设计及/或指令的任何组件。蜂窝式接口1110可为允 许通信装置1100使用蜂窝式信号进行通信的任何组件或组件的集合，且 可用以经由蜂窝式网络的蜂窝式连接接收及/或发射信息。补充接口1112 可为允许通信装置1100经由补充协议传达数据或控制信息的任何组件或 组件的集合。举例来说，补充接口1112可为用于根据无线保真(Wi-Fi) 或蓝牙协议进行通信的非蜂窝式无线接口。或者，补充接口1112可为有 线接口。回程接口1114可任选地包含于通信装置1100中，且可包括允许 通信装置1100经由回程网络与另一装置通信的任何组件或组件的集合。

图12为可用于实施本文中所揭示的装置及方法的处理系统的框 图。特定装置可利用所展示的所有组件或仅所述组件的子集，且各种装置 的集成的程度可不同。此外，装置可含有组件的多个实例，例如多个处理 单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。处理系统可包括配备有例如 扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、小键盘、键盘、打印机、显示器及其类 似者等一或多个输入/输出装置的处理单元。处理单元可包含中央处理单 元(CPU)、存储器、大容量存储装置、显示卡及连接到总线的I/O接口。

总线可为任何类型的若干总线架构中的一或多者，包含存储器 总线或存储器控制器、外围总线、视频总线或其类似者。CPU可包括任何 类型的电子数据处理器。存储器可包括任何类型的系统存储器，例如静态 随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、 只读存储器(ROM)、其组合或其类似者。在实施例中，存储器可包含在开 机时使用的ROM及用于在执行程序时使用的程序及数据存储的DRAM。

大容量存储装置可以包括任何类型的存储装置，所述存储装置 经配置以存储数据、程序以及其它信息，并且使得数据、程序以及其它信 息是经由总线可存取的。大容量存储装置可以包括，例如，固态驱动器、 硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器或其类似者中的一或多者。

显示卡以及I/O接口提供接口以将外部输入以及输出装置耦合 到处理单元上。如所图示，输入以及输出装置的实例包含耦合到显示卡上 的显示器以及耦合到I/O接口上的鼠标/键盘/打印机。其它装置可以耦合 到处理单元上，并且可以利用额外的或较少的接口卡。举例来说，串行接 口卡(未图示)可以用于为打印机提供串行接口。

处理单元还包含一个或多个网络接口，所述网络接口可以包括 例如以太网电缆或其类似者等有线链路，和/或用以接入节点或不同网络 的无线链路。网络接口允许处理单元经由网络与远程单元通信。举例来说， 网络接口可以经由一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/ 接收天线提供无线通信。在一个实施例中，处理单元耦合到局域网或广域 网上以用于数据处理以及与远程装置通信，所述远程装置例如其它处理单 元、因特网、远程存储设施或其类似者。

虽然已参考说明性实施例描述了本发明，但此描述并不意图限 制本发明。所属领域的技术人员在参考该描述后，将会明白说明性实施例 的各种修改和组合，以及本发明其他实施例。因此，所附权利要求书意图 涵盖任何此类修改或实施例。