性并且為后續(xù)控制協(xié)議和數(shù)據(jù)加密建立鍵控。未在圖4中描繪MME 與服S之間的交互。
[0059] 在步驟2處，EPC控制器在成功認(rèn)證之后請(qǐng)求交換機(jī)控制器32為PDN連接在L3錯(cuò)定 器中建立轉(zhuǎn)發(fā)表。交換機(jī)控制器32建立該轉(zhuǎn)發(fā)表并且用本地標(biāo)識(shí)符來響應(yīng)。
[0060] 在步驟3處，EPC控制器還請(qǐng)求交換機(jī)控制器32為PDN連接在L2錯(cuò)定器中建立轉(zhuǎn)發(fā) 表。交換機(jī)控制器32建立該轉(zhuǎn)發(fā)表并且用本地標(biāo)識(shí)符來響應(yīng)。
[0061] 在步驟4處，當(dāng)L3錯(cuò)定器和L2錯(cuò)定器中的轉(zhuǎn)發(fā)表被配置時(shí)，交換機(jī)控制器32為EPC 控制器提供用于標(biāo)識(shí)PDN連接段的本地標(biāo)識(shí)符。EPC控制器創(chuàng)建TEID來與L2錯(cuò)定器和L3錯(cuò)定 器的PDN連接的本地標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)。MME18用附著接受/初始上下文建立來響應(yīng)，并且包括與 其他連接參數(shù)一起生成的TEID。交換機(jī)控制器32還對(duì)與該連接的回程/W太網(wǎng)側(cè)對(duì)應(yīng)的eNB 36中的流表進(jìn)行修改。運(yùn)由流表修改請(qǐng)求中的TEID來標(biāo)識(shí)。因此，eNB 36能夠?qū)⑸鲜稣?qǐng)求與 同一 TEID相關(guān)聯(lián)。
[0062] 當(dāng)上述步驟被完成時(shí)，在肥與L3錯(cuò)定器之間建立起用于承載IP數(shù)據(jù)流量的承載。
[0063] 切換
[0064] 3GPP有多個(gè)用于PDN連接的切換過程來支持通過該P(yáng)DN連接的承載而建立的IP會(huì) 話的連續(xù)性。本公開內(nèi)容的方面提供切換技術(shù)，W用于將PDN連接從一個(gè)基站移動(dòng)至另一個(gè) 基站。切換會(huì)因肥24移動(dòng)至另外的eNB 36或新的L2錯(cuò)定器(3GPP中的SGW)而發(fā)生。圖5示出 了當(dāng)PDN連接被移動(dòng)至新的eNB 36W及潛在地被移動(dòng)至L2錯(cuò)定器的新端口時(shí)PDN連接的切 換序列。在此情況下，基于測(cè)量報(bào)告，eNBl (初始節(jié)點(diǎn)）發(fā)起向目標(biāo)eNB2的移動(dòng)。該切換是由 eNBl向eNB2發(fā)送請(qǐng)求而發(fā)起。MME(在EPC控制器中）利用接收到的來自eNB2的路徑交換請(qǐng)求 中的PDN承載列表來修改傳輸路徑上的流表。當(dāng)接收到來自eNBl的切換請(qǐng)求時(shí)，目標(biāo)eNB2將 具有需要交換的承載的路徑交換請(qǐng)求發(fā)送至MME。圖5描繪了一個(gè)承載，并且處理與其他承 載類似。MME (在EPC控制器中）識(shí)別需要更改的L2錯(cuò)定器和eNB2中的連接端點(diǎn)。EPC控制器基 于該連接的TEID來檢索本地連接標(biāo)識(shí)符，W及請(qǐng)求交換機(jī)控制器刪除舊條目并且插入與至 eNB2的移動(dòng)對(duì)應(yīng)的新流表?xiàng)l目。結(jié)束標(biāo)記從L2錯(cuò)定器被發(fā)送至源eNB,源eNB將結(jié)束標(biāo)記轉(zhuǎn) 發(fā)至目標(biāo)eNB2"MME化PC控制器)還向目標(biāo)eNB2發(fā)送路徑交換響應(yīng)。然后eNB2準(zhǔn)備轉(zhuǎn)發(fā)所建 立的承載的數(shù)據(jù)流量。eNB2向eNBl發(fā)送釋放請(qǐng)求W清除本地資源并且完成傳輸。在一些實(shí) 施方式中，連接標(biāo)識(shí)符是指轉(zhuǎn)發(fā)表中的流表?xiàng)l目，例如虛擬媒體接入地址(Media Access AcMress ,MAC)、IP地址等(參見圖6)。
[0065] 類似于該過程，會(huì)存在W下移動(dòng)性，該移動(dòng)性包括L2錯(cuò)定器(SGW)的變化或由于L2 錯(cuò)定器的故障而導(dǎo)致的運(yùn)樣的傳輸。在此情況下，EPC控制器必須將承載資源移動(dòng)至新的L2 錯(cuò)定器。運(yùn)可W用包括集中式EPC控制器的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榻粨Q機(jī)控制器具有網(wǎng)絡(luò)映 像和可用資源的視圖。
[0066] 本公開內(nèi)容的實(shí)施方式提供了用于直接在W太網(wǎng)上建立PDN連接的連接模型和機(jī) 審IJ。在PDN連接的路徑上有中央交換機(jī)控制器的運(yùn)樣的虛擬網(wǎng)絡(luò)中，W太網(wǎng)OAM連同交換機(jī) 控制器的全網(wǎng)視圖可能足W提供GTP路徑管理中的服務(wù)（回波消息）。由于利用了 W太網(wǎng)的 能力，管理所述路徑的重復(fù)工作減少。用戶的IP分組不像在GTP中一樣經(jīng)由隧道發(fā)送，因此 對(duì)帶寬的需求也沒有增加，例如取決于流量混合，帶寬減少了大約5%或6%。
[0067] 在建立和管理PDN連接方面，集中式交換機(jī)控制器可W通過并行地執(zhí)行動(dòng)作來優(yōu) 化建立，而用于建立的GTP控制消息順序地從一個(gè)節(jié)點(diǎn)行進(jìn)至另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。交換機(jī)控制器還 具有該路徑上的多個(gè)實(shí)體的定位信息、用途和負(fù)載度量的視圖。運(yùn)使得能夠用簡(jiǎn)單的傳輸 模型來處理故障和管理切換。
[006引當(dāng)GTP要求在3GPP中實(shí)現(xiàn)核屯、網(wǎng)過載擴(kuò)展時(shí)，集中式交換機(jī)控制器可W向EPC會(huì)話 控制提供該反饋W重新均衡。運(yùn)使得傳輸協(xié)議保持簡(jiǎn)單。關(guān)于利用此處所描述的集中式交 換機(jī)控制器的一個(gè)選項(xiàng)是通過W太網(wǎng)運(yùn)行GTP(GTP-U)的用戶面。運(yùn)是可行的替代性并且本 質(zhì)上類似的傳輸模型，然而由于存在集中式交換機(jī)控制器，所W會(huì)引入部分額外帶寬且會(huì) 使用冗余的路徑管理/回波消息。直接通過W太網(wǎng)來傳輸PDN分組有很多益處。實(shí)施方式可 W被部署在單個(gè)提供商網(wǎng)絡(luò)W及被部署在多個(gè)提供商網(wǎng)絡(luò)中?？蒞在運(yùn)營(yíng)商場(chǎng)景、租戶場(chǎng) 景、小基站場(chǎng)景W及企業(yè)部署場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式。
[0069] 在本公開內(nèi)容的一種實(shí)施方式中，因?yàn)镋PC控制器和交換機(jī)控制器32為集中式，所 W此情況下的用于切換執(zhí)行的信令與3GPP 23.401中基于Sl的切換類似。如果L2錯(cuò)定器上 的端口被改變，貝化PC控制器可W分配新的TEID。EPC傳輸面34需要響應(yīng)來自源eNB 36的切 換觸發(fā)，并且進(jìn)行至目標(biāo)eNB 36的切換執(zhí)行。在運(yùn)個(gè)處理中，需要管理至傳輸面34的流綁定 集。Sl切換中的切換消息和3GPP序列(參見3GPP TS 23.401，5.5.1.2節(jié))不變。然而，分布式 傳輸面34使用化en Flow來建立。傳輸面34上的切換觸發(fā)、切換執(zhí)行W及路徑交換的細(xì)節(jié)如 下。
[0070] 切換觸發(fā)
[0071] 源eNB 36所獲得的肥24的RRC(無線資源控制）現(xiàn)慢結(jié)果用于確定切換是必須的。 源eNB 36聯(lián)系所述EPC控制器(MME 18)W觸發(fā)至目標(biāo)eNB36的切換。
[0072] 切換執(zhí)行
[0073] 執(zhí)行EPC控制器功能（包括移動(dòng)性管理、網(wǎng)關(guān)控制和策略）W通過EPC站點(diǎn)30與eNB 36之間的Sl控制接口來發(fā)送切換消息，如在3GPP TS 23.401，5.5.1.2中一樣。如果附著端 口（至L2錯(cuò)定器）需要改變，貝化PC控制器可W計(jì)算新的TEID。然后eNB 36向新的端口發(fā)送 PDN分組。因?yàn)镋PC控制器被虛擬化并且基于軟件，所W簡(jiǎn)化了用于處理切換的多個(gè)信令交 互。然而，無需改變協(xié)議，并且利用當(dāng)前協(xié)議來處理與eNB 36的交互，包括至目標(biāo)eNB36的切 換命令、確認(rèn)和通知W及至源eNB 36的肥上下文釋放。
[0074] 路徑交換
[0075] 與Sl接口上的切換消息相關(guān)聯(lián)(如上面在切換執(zhí)行中所描述的），由于PDN連接被 切換，所W該連接的路徑也應(yīng)當(dāng)被移動(dòng)。當(dāng)切換請(qǐng)求被發(fā)送至目標(biāo)eNB 36時(shí)，交換機(jī)控制器 32被指示建立新的路徑（與圖5中的VM-S2端口的路徑）。在切換完成之后，移除源eNB 36中 的肥上下文并且交換機(jī)控制器32被指示釋放PDN連接路徑(至圖5中的VM-Sl端口的PDN連接 路徑）。
[0076] 本節(jié)對(duì)如圖3B所示的根據(jù)本公開內(nèi)容的用于直接在回傳網(wǎng)絡(luò)中的W太網(wǎng)上建立 PDN連接的連接模型和機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了分析。圖2所示的虛擬分布式PDN傳輸網(wǎng)絡(luò)具有集 中式交換機(jī)控制器32并且具有全網(wǎng)拓?fù)鋀及狀態(tài)知識(shí)，足W提供原本需要GTP路徑管理（回 波消息）W及每個(gè)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)處理的服務(wù)。相比之下，在本公開內(nèi)容中利用原生的W太網(wǎng)機(jī) 制而使得不需要額外的工作來管理傳輸路徑。
[0077] 用戶的IP分組不像在GTP中一樣需要經(jīng)由隧道來傳輸，因此分組的大小不會(huì)增加。 分組的大小比較可W如下表1中計(jì)算。在GTP隧道傳輸?shù)那闆r下，如上面圖3A所示的經(jīng)由 GTP/UDP/IP隧道傳輸?shù)腎P凈負(fù)荷在IPv6中可W增加至56個(gè)字節(jié)。
[007引 表1
[00巧]表1:數(shù)據(jù)面的比較 分組史小-GTP轉(zhuǎn)輸并直直接 凈気蔣（孕節(jié)) 小 64 申 淵:0 太 1464 切技網(wǎng)傳輸GTP輪輸開錯(cuò)的..(巧太巧Mr). (,GTP/UDP/UVE出）減?。ǎ?.
[0080] 小分組 沿 1化 31% 中分組 818; 8対 4% 大分組 14抵 1518 2〇/u '_流量混合__ 巧動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（基于IPv4): 50/10/40 (小鐘/大％:) 17%
[0081 ] 移就網(wǎng)絡(luò)（基于IPv6) 22%
[0082] IPv4網(wǎng)絡(luò)的分組大小分布顯示大約50%的分組約64字節(jié)，40%的大的1500字節(jié)分 組，只有約10%的分組的大小在W上兩者之間的范圍。通過運(yùn)些估算，可W從表1中看出直 接通過W太網(wǎng)傳輸PDN連接比通過GTP隧道傳輸需要的帶寬降低17%。
[0083] 結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)虛擬化的PDN直接W太網(wǎng)傳輸降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，簡(jiǎn)化了 0AM，也因 此降低了總成本。
[0084] 集中式交換機(jī)控制器32還通過并行地執(zhí)行動(dòng)作來優(yōu)化連接處理，而GTP控制消息 順序地從一個(gè)節(jié)點(diǎn)行進(jìn)至另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。交換機(jī)控制器32具有該路徑上多個(gè)交換實(shí)體中可用 資源W及用途和負(fù)載度量的綜合視圖。該視圖使得能夠用共用的過程來處理故障、管理切 換和均衡負(fù)荷。
[0085] GTP要求在3GPP中實(shí)現(xiàn)核屯、網(wǎng)過載擴(kuò)展，W獲得所述SGW和PDN GW的動(dòng)態(tài)負(fù)荷信 息，而所述集中式交換機(jī)控制器32僅僅利用它的網(wǎng)絡(luò)資源視圖就能夠選擇負(fù)荷較小的傳輸 路徑或者甚至重新均衡現(xiàn)有連接。
[0086] 利用運(yùn)里所描述的集中式交換機(jī)控制器32的另一種實(shí)施方式通過W太網(wǎng)運(yùn)行GTP (GTP-U)的用戶面。運(yùn)是一個(gè)可行的替代方案并且基本上利用相似的傳輸模型，但是因?yàn)橛?集中式交換機(jī)控制器32,會(huì)引入部分額外帶寬并且會(huì)使用該模型中冗余的路徑管理/回波 消息。GTP協(xié)議僅利用帶有其他控制機(jī)制的GTP-U分別規(guī)定控制面操作和用戶面操作。
[0087] 盡管直接通過W太網(wǎng)傳輸PDN分組有很多益處，但是應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)回程路徑遍歷多 個(gè)供應(yīng)商或者網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，運(yùn)可能不是替換方案。然而，利用集中式交換機(jī)控制器W及電信 級(jí)路由的W太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)來虛擬化PDN連接的優(yōu)點(diǎn)在小小區(qū)和未來密集型小區(qū)的無線部署中特 別明顯。
[0088] 圖6示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的連接模型（和架構(gòu)）。該連接模型在肥1、eNB2和EPC控 制器的EPC/SDN轉(zhuǎn)發(fā)平面（相當(dāng)于SGW、PGW)之間提供PDN承載?？刂泼鎱f(xié)議和機(jī)制（如NAS、 S1US5)無變化。
[0089] 如圖所示，肥1與eNB2之間存在無線承載。從eNB接口至SGi接口，W太網(wǎng)傳輸面通 過W太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)來使用。（注意：可W每服務(wù)類別來建立化AN用于具有QoS的轉(zhuǎn)發(fā)一一但是 VLAN并不按每個(gè)用戶來建立。）虛擬MAC用于為私有IP地址等提供支持。每個(gè)交換機(jī)(eNB、 EPC入口，EPC出口）處的連接表使用控制協(xié)議信令(S1-C、0F)來生成。來自肥化u、Sl-C)的控 制協(xié)議無變化。
[0090] 圖7示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的利用W太網(wǎng)傳輸進(jìn)行UE附著和切換的一般配置。當(dāng) UE發(fā)送信號(hào)來附著到網(wǎng)絡(luò)時(shí)（附著請(qǐng)求），EPC控制器處理連接控制、移動(dòng)性方面、策略授權(quán) 等，并且為EPC(GW-U)中的流建立路徑。然后EPC控制器通知eNB(附著接受/初始上下文建 立）。由于從eNB至SGi接口的路徑是W太網(wǎng)，增強(qiáng)初始上下文建立W在控制信道中發(fā)送與 PDN連接對(duì)應(yīng)的（W太網(wǎng)）連接標(biāo)識(shí)符（包括虛擬MAC)。對(duì)于漫游用戶而言，E