X2路由代理与eNB之间的SCTP关联断开的通知

摘要

本申请涉及的问题是在HeNB经由如3GPP TR 37.802Release 11所述的代理(PR)连接至对端X2AP实体时，当所述HeNB(HeNB1-3)关闭，所述HeNB中的X2AP实体无法通知其对端(eNB1)其不再可达。该问题的解决为：当所述代理检测所述HeNB与其之间的SCTP连接(SCTP1-3)断开时，其传送X2AP STOP消息至所述eNB(eNB1)，借助该消息表明所述SCTP连接(SCTP1-3)的终止并标识所述HeNB。

说明书

技术领域

本发明涉及LTE电信网络领域，包括在不影响网络服务质量的情况下 可被轻易地关闭或断开的节点B。特别地，本发明涉及一种方法，所述方 法允许警告从E-UTRAN网络断开的家庭演进节点B附近的设备，例如演 进节点B(eNB)，家庭演进节点B被称为HeNB，并且还被称为毫微微 基站。

背景技术

移动通信网络使得用户设备(UE)的用户能够经由多个节点B中的 一个以及核心网络与其他用户通信。

在移动网络基础设备的最近发展中，为了支持电信设备的密集部署和 越来越多的用户数量，新的协议是必要的。

在这样的背景下，LTE为用于移动电话和数据终端的高速数据的无线 通信的标准。其基于GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术，使用新的调 制技术增加能力和速度。所述标准被3GPP(第3代合作伙伴项目)开发 并且在其发布的Release 8文档系列中被简要地规定。

e-UTRAN为3GPP长期演进移动网络的无线接入网络。其为“演进 的UMTS陆地无线接入网络”的缩写，并且还被称为长期演进技术——称 作LTE——的3GPP工作项目，又称为“演进的通用陆地无线接入”，其 首字母缩写为E-UTRA。

在3GPP标准下，UTRAN基站被称为节点B并且E-UTRAN基站被 称为e节点B或eNB。

“节点B”对应于基站收发信台，所述基站收发信台公知地为GSM 网络中使用的BTS。节点B可以在后续描述中被注为NB。

图1描述了e-UTRAN架构，其中eNB允许经由交换机SW，通过下 游和上游链路1从用户设备汇聚数据通信至核心网络。所述交换机可为记 为MME的移动性管理实体，并且特别是当其用来做核心网络的网关时， 为MME/S-GW。

图1示出了一种架构，其中eNB允许彼此之间的水平链路。

所述eNB借助于X2接口彼此相互连接。所述eNB还借助于S1接口 连接至EPC(演进的分组核心网)，更具体地说，借助于S1-MME接口 连接至所述MME(移动性管理实体)，并借助于S1-U接口连接至服务网 关(S-GW)。所述S1接口支持MME/服务网关与eNB之间的多对多关 系。

最近，3GPP标准组织已经采用正式的架构并且已经开始用于家庭基 站的新标准的工作。其中所述家庭基站在依照LTE标准运行时，所述家庭 基站有时被称为HeNB。相似的架构也被应用在WiMAX网络中。在这种 的情况下，所述家庭演进节点B通常被称为毫微微基站。

为简单起见，本发明在涉及到任意此类家庭基站时使用术语HeNB。 典型地，所述HeNB通常在家庭内部提供无线覆盖(例如，3G/4G/WiMAX)， 但还可以在企业、商场或户外使用。所述HeNB可经由适当的公共网络(例 如经由ADSL链路至因特网)连接到核心网络，并且在3GPP标准的情况 下，经由可选的典型地从多个HeNB汇聚流量的HeNB网关(HNB-GW) 连接到核心网络。

在下面的描述中，将讨论不同的eNB类型：

●宏eNB被用作运营商基于其自身需要而部署和维护的任何eNB的 代名词。

●家庭eNB，被称为HeNB，其最好的描述为仅有一个小区的微eNB， 当在家中时，其典型地被终端用户安装并具有较低的发射功率。所 述HeNB可能仅需要宏eNB所需要的操作和维护的功能的子集。 所述家庭eNB可被部署在和宏所述小区相同的频率层，也可以在 不同层，还可被限制为仅仅是封闭的用户组。

图2示出了典型的E-UTRAN架构，包括：

●被称为MME/S-GW的接入核心网络的交换机；

●eNB允许：

○经由S1接口与所述交换机连接；

○经由X2接口与其他eNB连接；

●HeNB允许移动接入网络的本地部署，所述HeNB包括：

○经由S1接口与所述交换机连接，例如，与特定的被标注为HeNB GW的交换机连接，以便接入所述核心网络；

○经由X2接口与其他HeNB连接。

在HeNB密集部署的场景中，宏eNB的HeNB邻居数量可变多，例 如几百个。

所述X2AP协议被用来处理e-UTRAN内的UE(用户设备)的移动性， 并且特别地提供了如下功能：

●移动性管理；

●负载管理；

●一般错误情况的报告；

●重置X2；

●设置X2；

●eNB配置更新。

X2AP缩写指的是“X2应用协议”。所述X2AP协议在X2接口上实 现。X2接口层1的主要功能如下：

●至物理介质的接口；

●帧描述；

●线路时钟提取能力；

●传输质量控制；

●层1警告提取和生成。

描绘和维护如此数量的X2连接对于宏eNB来说可成为挑战，尤其是 考虑到描绘和维护与其邻居的如此高数量的SCTP关联。在后续说明中， SCTP缩写指的是“流控制传输协议”。其为传输层协议，其服务类似于 其他传输层协议的角色。

这个问题当前被3GPP增强的H(e)NB移动性研究项目Release 11的 一部分所解决。

作为该工作的一部分，提出了三种代理解决方案。

第一解决方案的优势在于其仅在SCTP路由协议中工作，并且其不妨 碍所述X2AP解决方案。所述代理路由器不需要终止X2AP协议。在另一 方面，eNB、HeNB和代理商必须使用非标准化的SCTP，所述SCTP现 在尚不存在。所有节点都必须被修改以符合该解决方案。

第二解决方案在所述代理中完全地终止所述X2AP协议，但优势在于 重新使用现成的标准SCTP。该解决方案的不便在于代理表现出高复杂度 以及代理维护所有X2AP上下文和节点行为。

被称为“X2路由代理”解决方案的第三解决方案，其优势在于在现有 的SCTP之上工作，并且同时依靠X2AP协议的终止保持无状态，即没有 X2AP上下文被存储在所述代理之中并且没有X2AP节点行为被实施。

然而在HeNB被关闭时，发现了使用该解决方案的障碍。事实上，没 有方法来通知宏eNB中的对等X2AP实体该HeNB不再可达。这就意味着 所述宏eNB将持续发送期待着应答的X2AP消息和请求，而所述应答将永 远无法到来。

迄今还没有实际的解决方案被提出以有效地处理该问题。因此缺省的 现有最佳解决方案为在无应答的X2AP类1流程——即请求节点期待应答 的流程——的多次触发后，所述宏eNB可检测对等X2AP HeNB上有故障。

一个不便在于所述eNB的实现依赖于所述宏eNB实现中作出的选择， 所述宏eNB实现可能没有实施这样的监测机制。此外其不能覆盖类2流程 的情况，即对其来说所述请求节点不期望应答的X2AP流程。

当前解决方案的主要缺陷是由充满网络并增长的不受欢迎的消息所造 成的。

发明内容

本发明的一个目的为克服现有技术的不便中的至少一些。本发明的一 些实施例通过抑制不受欢迎的消息，允许改进以减少网络混乱和网络拥塞 并且改进数据速率优化。

本发明的目的在于提供一种至少由LTE电信网络的代理路由器执行 的方法，所述LTE电信网络至少包括第一演进节点B和演进节点B集合 中的第二演进节点B，所述第一演进节点B经由第一SCTP连接被连接至 所述代理路由器，并且所述演进节点B集合中至少所述第二演进节点B经 由第二SCTP连接被连接至所述代理路由器，所述代理路由器允许所述第 一和所述第二演进节点B之间的X2AP关联。

所述方法包括：

●在所述代理路由器检测所述第一演进节点B的第一SCTP连接与 所述代理路由器之间的任何断开；

●通过所述代理路由器传送表明所述第一SCTP连接的断开的至少 X2AP STOP消息至所述第二节点B，所述X2AP STOP消息包括 数据：

○表明X2AP关联的终止；

○标识所述第一演进节点B。

有利地，所述代理路由器传送所述X2AP STOP消息至所述演进节点 B集合中的每一个经由SCTP连接与所述代理路由器连接的演进节点B。

有利地，经由SCTP连接与所述代理路由器连接的所述演进节点B集 合中所述每一个演进节点B在从所述代理路由器接收到X2AP STOP消息 时，执行所述方法的最后步骤，包括：

●停止触发至所述断开的第一演进节点B的任何X2AP消息。

有利地，所述代理路由器存储所述第一演进节点B的IP地址——该 IP地址通过所述第一SCTP连接已得知——与所述演进节点B集合的演进 节点B的IP地址列表之间的对应表，经由所述代理路由器所述演进节点B 集合具有与所述第一演进节点B的X2AP关联。

有利地，当所述第一演进节点B与第二演进节点B之间的X2AP关联 被发起时，所述第一演进节点B传送包括在X2设立序列(setup sequence) 的第一容器中的X2AP STOP消息。

有利地，所述第一容器被存储于所述代理路由器的存储器中并且在转 发所述设立序列至所述第二演进节点B时，所述第一容器以所述第一演进 节点B的IP地址做索引被编入所述对应表。

有利地，当检测到与所述第一演进节点B的所述SCTP连接断开时， 所述代理路由器自动地传送所述第一容器至所述演进节点B集合的至少第 二演进节点B。

有利地，所述第一演进节点B为具有一个小区的低功率蜂窝基站。

有利地，所述第一演进节点B为演进节点B，包括：

-仅一个小区；

-受限的功率消耗，即功率消耗实质上小于1000毫瓦特的设备。

所述第一演进节点B为家庭演进节点B，标注为HeNB，还被称为毫 微微基站。

有利地，所述演进节点B集合中的每一个演进节点B均为包括至少两 个小区的演进节点B。在优选的实施例中，所述节点B集合中的每一个演 进节点B为演进宏节点，标注为eNB。

此外，本发明的另一个目的涉及代理路由器，所述代理路由器包括存 储器并在LTE电信网络中被连接，所述LTE电信网络至少包括第一演进 节点B和演进节点B集合中的第二演进节点B，所述第一演进节点B经由 第一SCTP连接被连接至所述代理路由器，以及所述演进节点B集合中的 至少所述第二演进节点B经由第二SCTP连接被连接至所述代理路由器， 所述代理路由器允许所述第一和所述第二演进节点B之间的X2AP关联， 其中所述路由器允许：

●检测与所述第一演进节点B的所述第一SCTP连接的任何断开；

●传送被标注为X2AP STOP消息的表明所述第一SCTP连接的断开 的X2AP消息至所述第二演进节点B，所述X2AP STOP消息包括 数据：

○表明X2AP关联的终止；

○标识所述第一演进节点B。

有利地，所述X2AP STOP消息包括标识所述第二演进节点B的数据， 所述第二演进节点B与所述第一与第二演进节点B的X2AP关联中的所述 第一演进节点B相关联。

有利地，当检测到与所述第一演进节点B的所述第一SCTP连接断开 时，所述代理路由器自动地传送所述第一演进节点B的相应IP地址至所 述演进节点B集合中的至少第二演进节点B。

此外，本发明的另一个目的涉及第一演进节点B，所述第一演进节点 B允许生成和传送包括在容器之中的X2AP STOP消息，当所述第一演进 节点B与至少第二演进节点B之间的X2AP关联被发起时，所述容器被包 括在X2设立序列中。

有利地，所述第一演进节点B为家庭演进节点，标注为HeNB。

附图说明

参阅下文描述的实施例并参考附图，对本发明的这些以及其他方面进 行阐述并使其显而易见，其中：

图1示出了LTE网络的e-UTRAN架构的一个示例；

图2示出了展示了X2和S1接口的LTE网络的e-UTRAN架构；

图3示出了e-UTRAN架构，其中本发明的代理路由器允许eNB与 HeNB之间的X2AP关联；

图4示出了e-UTRAN架构，其中本发明的代理路由器允许管理与其 他设备有关的HeNB的关闭；

图5示出了HeNB、代理路由器与eNB之间用于HeNB开/关状态的 动态管理的交换消息序列；

图6示出了代理与多个eNB之间用于HeNB开/关状态的动态管理的 交换信息序列。

具体实施方式

图3描绘了eNB与HeNB之间的e-UTRAN接口网络。图3的网络架 构与图2的架构相似，但是代理路由器允许eNB集合与HeNB集合之间的 X2关联。所述代理路由器PR能够与每一个演进节点——即eNB和HeNB 两者——建立SCTP连接。

图4关注与eNB和HeNB的PR接口。

所述代理路由器PR允许与多个HeNB建立不同的SCTP连接。在图 4中，这些连接被注为：

-SCTP1，当被标注为HeNB1的第一HeNB与所述代理路由器PR之 间建立了连接时；

-SCTP2，当被标注为HeNB2的第二HeNB与所述代理路由器PR之 间建立了连接时；

-SCTP3，当被标注为HeNB3的第三HeNB与所述代理路由器PR之 间建立了连接时。

所述代理路由器PR还允许与至少一个eNB建立不同的SCTP连接。 在图4中，这类连接被注为：

-SCTP4，当被标注为eNB1的第一eNB与所述代理路由器PR之间 建立连接时。

如在上面所描述的，所述代理路由器可与与演进节点B集合的不同 eNB具有多个连接。图4目的仅在于关注eNB与所述代理路由器的一个 SCTP连接。

在该配置中，所述代理路由器PR在每个HeNB与eNB之间能够支持 至少一个X2AP关联。

图4中，这类关联被注为：

-X2AP11，当HeNB1与所述eNB1之间建立关联时；

-X2AP12，当HeNB2与所述eNB1之间建立关联时；

-X2AP13，当HeNB3与所述eNB1之间建立关联时；

本发明的方法允许检测所述代理路由器与一个HeNB之间的SCTP断 开以便生成X2AP STOP消息至至少与所述断开的HeNB具有X2AP关联 的所有eNB。

因为所述eNB不能检测所述PR与所述HeNB之间的SCTP断开，本 发明的方法提供了通知所述eNB该断开的方法。

该流程能够使得所述相关联的eNB停止在所述网络中触发X2AP消息， 特别地，被称为X2AP类1和类2流程的消息。

在HeNB断开的背景中，例如HeNB1的断开，本发明的方法的第一 步为生成新的X2AP消息，所述X2AP消息向网络的一些eNB表明X2AP 关联已终止，以便停止触发至所述HeNB的X2AP消息，其中所述网络中 具有与所述断开的HeNB1的X2AP关联。

关于所述X2AP STOP消息的生成，本发明包括第一和第二实施例。

在本发明的方法的第一实施例中，所述代理路由器能够自己生成该 X2AP STOP消息。这表示所述代理路由器能够检测与所述断开的HeNB1 的SCTP断开，并生成至所有相关eNB的X2AP STOP消息，所述相关eNB 具有与所述HeNB1的至少一个X2AP关联。上述消息包含至少所述源 HeNB标识符。

在本发明的方法中的第二实施例中，所述X2AP STOP消息通过所述 HeNB生成并且被传送至代理路由器，所述代理路由器能够存储所述X2AP 消息供随后使用，即当所述SCTP连接断开时。该解决方案的一个优势在 于所述HeNB具有全部的X2AP栈和流程以生成这样的消息。所述HeNB 完全终结X2AP协议并且该解决方案受益于所述终结。

在上述实施例中，所述X2AP STOP消息仍包括所述源HeNB ID。

所述X2AP STOP消息可被包括在透明容器的形式中，所述透明容器 为包括在X2设立请求/响应中的新的信息元素，所述X2设立请求/响应由 HeNB作为第一X2AP消息发送。

对于由所述HeNB发送的每个X2AP设立请求/响应消息，所述代理路 由器可存储所述接收到的容器，加上所述HeNB的源IP地址。

在备选的实施例中，所述代理路由器可存储与所述接收到的X2设立 请求/响应对应的目标eNB的IP地址和所述HeNB的源IP地址，以便建 立目标eNB的IP地址列表，所述源HeNB与所述目标eNB具有X2AP关 联。

与所述HeNB有X2AP关联的eNB，如图4或图5中的eNB1，可忽 略所述容器。事实上，所述生成的容器目的仅在于稍后在所述HeNB1与 所述路由代理器之间的SCTP断开发生时被传送。

本发明的方法的第二步为向与所述代理路由器具有至少一个SCTP连 接的网络的eNB集合发送表明HeNB1断开的X2AP STOP消息。

关于向一些eNB的X2AP STOP消息的传输，本发明包括第一和第二 实施例，所述第一和第二实施例可与先前描述的实施例相结合。

在第一实施例中，因此所述代理存储有每一个HeNB IP地址，在任意 给定的时间点，IP地址的第一列表对应于所述HeNB与之建立了X2AP关 联的eNB。

在第二实施例中，所述代理路由器存储有每一个HeNB IP地址，IP 地址的第二列表对应于与所述代理路由器具有SCTP连接的eNB。一个优 势为所述列表对于所有HeNB来说在所述代理路由器中可为唯一的。所述 列表可通过分析在所述路由中活跃的所有SCTP连接而建立。该解决方案 在优势在于创建的列表为了另一个目的已经被构建出来。

在上述备选中，从所述代理路由器的视角来看，所述X2AP关联的概 念是完全未知的。这是一个优势，因为其在所述代理路由器上避免了任何 的X2AP认识。在这种情况下，当SCTP1断开时，所述代理路由器仅传 送没有任何关于X2AP协议认识的容器。所述容器包括X2AP STOP消息， 所述X2AP STOP消息可由目标eNB分析。

每当所述代理检测到已连接的HeNB断开时，例如，通过丢失所述 SCTP连接，所述代理向所有已连接的eNB发送先前——即在所述X2设 立序列中——从所述HeNB接收到的容器，所述所有已连接的eNB具有包 含在如上定义的所述第一或第二列表中的IP地址。

在接收包括HeNB ID的X2AP STOP消息之后，eNB开始意识到该特 定的HeNB现在已关闭。该信息允许eNB停止再触发与所述HeNB任何 X2AP活动。

依据本发明，所述代理仅需要为每个HeNB存储一个列表，即依赖所 选择的实施例的第一或第二列表。所述列表可包括eNB集合的目标IP地 址加一个容器，以便仅发送至感兴趣的eNB，即与所述断开的HeNB有 X2AP关联的eNB。

因此虽然维持所述代理没有完全地终止X2AP协议，所述问题被解决， 没有生成X2AP消息。一个优势在于所述代理路由器并不存储和维护X2AP 上下文。此优势还允许在一个现有的网络中部署更加可互操作的代理路由 器。

图5示出了实施例，其中在当穿过代理路由器PR与eNB1建立X2AP 关联时，HeNB1在X2设立序列23中发送容器24。所述X2AP关联经由 第一SCTP连接20和第二SCTP连接21被支持。由于所述SCTP协议的 特性，所述第一和所述第二SCTP连接是独立的。

所述设立序列为X2设立请求/响应，并且其一般包含源HeNB1ID、 目标eNB1ID和涉及设立配置的其他信息。在该实施例中，其还包括包括 有X2AP STOP消息的容器。

如图5所示，所述设立请求/响应23由所述PR经由X2AP关联转发 至所述eNB1。

在一个实施例中，所述被转发的设立请求/响应23可包括容器24。在 该实施例中，从HeNB1接收设立信息的eNB1可忽略在该上下文中的容器。

在另一实施例中，所述被转发的设立请求/响应23不包括所述容器24。 在该实施例中，从HeNB1接收所示设立信息的eNB1不接收所述容器。在 这样的情况下，所述代理路由器能够存储所述容器并且从所述设立请求/ 响应数据23中将其移除。

在上述两个实施例中，来自所述HeNB1的被生成的X2STOP消息的 目的仅在于被所述代理路由器PR存储以供以后使用——在当所述HeNB1 被断开时将其发送。

所述代理路由器PR为该HeNB IP地址存储所述容器。在具体的实施 例中，目标eNB1的目标IP地址与来自X2AP关联的HeNB IP地址对应 地存储。这些信息可被存储为如上所述的列表。

当所述HeNB1被关闭或从所述网络断开时，所述HeNB1与所述PR 之间的SCTP连接20被断开，参阅图5中的上下文20。

在这种情况下，所述代理路由器检测所述HeNB1的缺失，并穿过 SCTP连接21仅传送没有设立序列23的容器24至所述eNB1。

一个优势在于所述代理路由器不需要知道eNB1和HeNB1两者的 X2AP上下文。

图6示出了一种情况，其中多个eNB，参阅图6中的eNB1和eNB2， 经由SCTP连接被连接至所述代理路由器。

当所述代理路由器PR检测到HeNB1的断开时，其在存储的列表中检 索所述HeNB1容器，并且发送该容器至所述列表中的所有eNB IP地址。

在上述的一个实施例中，所述列表对应于与所述代理路由器具有 SCTP连接的所有eNB。这意味着如果eNB1与eNB2具有分别为21和22 的SCTP连接，当HeNB1的断开发生时，所述代理路由器将发送所述容 器24至他们中的每一个。

本发明的实施方案的一个优势为借助减小拥塞后果和数据速率优化来 来改进网络特性。