用于基于SDN的蜂窝网络架构的服务质量配置框架制造技术

本文描述了用于蜂窝通信系统的SDN架构，其包括用于配置和管理蜂窝通信系统中的流量流的服务质量(QoS)配置框架。所描述的架构将控制平面和用户平面分离以用于用户平面流量的传输。SDN架构中的网络实体(例如，网络控制器)可以检测网络状态变化(例如，负载状况)并对其作出反应，以在网络中路由或重新路由流量流。即使在多个流与单个服务请求相关联的情况下，也可以在每个流的基础上确定网络流量的QoS和路由参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于SDN的蜂窝网络架构的服务质量配置框架相关申请本申请要求于2015年10月28日递交的美国临时专利申请No.62/247,681的权益，其内容通过引用合并于此，就如同完全在本文中提出的一样。
技术介绍
LTE(长期演进)是用于移动电话和数据终端(移动设备)的高速数据的无线通信的标准。LTE蜂窝通信系统可以包括无线电接入网络(RAN)部分和“核心”网络部分。RAN部分通常处理与移动设备的无线(无线电)通信。“核心”部分通常可以处理与向移动设备提供数据服务相关的控制、切换和路由功能。核心部分可以包括将蜂窝通信系统的用户连接到外部网络(例如，互联网)的网关设备。对于用户平面的流量传输，诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)演进分组核心(EPC)之类的现有移动核心网络可以在相应的网关(例如，服务网关(SGW)或者分组数据网络网关(PGW))之间维护控制平面和数据平面隧道。当从网络添加或移除网关时，系统运营商可能需要重新配置网络架构以整合被添加/移除的网关。另外，在现有的EPC架构中，对于由移动设备建立的服务，可以形成分组数据网络(PDN)连接。可以通过S5/S8接口使用通用分组无线业务(GPRS)隧道协议(GTP)隧道来承载PDN连接。在相同的GTP隧道中，通过S5/S8接口，可以通过SGW和PGW之间的相同路由传输所有流量流。由于控制平面和数据平面之间缺乏分离，所以动态实施QoS可能很困难，因为修改隧道并不简单。因此，以这种方式使用固定路由路径从QoS角度来看并不是最佳的。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本文描述的实施例。为便于描述，相似的附图标记可以表示相似的结构要素。在附图的各幅图中通过示例而非限制的方式示出了实施例。图1是可以在其中实现本文描述的系统和/或方法的示例环境的图示；图2是示出处理由移动设备发送的服务请求的过程的流程图；图3是示出更新用于流量流的路由策略的过程的流程图；图4是示出在RAN节点处转发流量流的过程的流程图；图5是概念性地示出在数据网关之间实施基于流的路由策略的图示；图6是示出无线网络中的各种设备之间进行的示例消息交换的信号流程图；图7是示出软件定义的网络(SDN)蜂窝通信架构的另一实施例的示例环境的图示；图8示出了电子设备的示例组件；以及图9是另一电子设备的示例组件的框图。具体实施方式以下详细描述参考了附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且实施例的范围由所附权利要求及其等同物来限定。本文描述了用于蜂窝通信系统的SDN架构，其包括用于配置(provision)和管理蜂窝通信系统中的流量流的服务质量(QoS)配置框架。所描述的架构将控制平面和用户平面分离以用于用户平面流量的传输。SDN架构中的网络实体(例如网络控制器)可以检测网络状态(例如，负载状况、故障路由信息)的变化并对其作出反应，以对网络中的流量流进行路由或重新路由。即使在多个流与单个服务请求相关联时，也可以在每个流的基础上为网络流量确定QoS和路由参数。图1是可以在其中实现本文描述的系统和/或方法的示例环境100的图示。环境100通常可以提供分离控制平面信令消息和用户平面数据流量的基于软件定义的网络(SDN)的架构。在图1中，用实线表示控制平面接口，并且用虚线表示用户平面接口。如图所示，环境100可以包括移动设备105、无线网络110和外部网络160。无线网络110可以表示无线蜂窝通信网络，比如，基于第三代合作伙伴计划(3GPP)标准的网络。无线网络110可以包括无线电接入网络部分和核心部分。无线电接入部分通常可以提供与移动设备105的无线(例如，无线电)接口。核心部分可以提供后端控制平面和用户平面传输路径、用户控制和认证、切换协调以及其他特征。无线电接入部分可以包括至少一个RAN节点120。核心部分可以包括至少一个网络控制器130、订阅储存库140和数据网关150-1至150-N。为简单起见，示出了单个RAN节点120和单个网络控制器130。核心部分可以基于基于互联网协议(IP)的网络架构。可以通过无线连接或有线连接来实现核心部分中的链路。移动设备105可以包括便携式计算和通信设备，比如，个人数字助理(PDA)、智能电话、蜂窝电话、具有到蜂窝无线网络的连通性的膝上型计算机、平板电脑等。在一些3GPP网络的情境下，移动设备105可以被称为用户设备(UE)。移动设备105还可以包括具有无线连接到网络110的能力的非便携式计算设备，比如，台式计算机、消费者或商业器具或其他设备。为简单起见，示出了单个移动设备105。实际上，多个移动设备105可以在无线网络的情境中操作。为获得服务授权，移动设备105可以经由RAN节点120向网络控制器130发送服务请求消息。如果网络控制器130授权了服务，则移动设备105可以将用户平面数据流量发送到RAN节点120。在一些实现方式中，对于被无线网络110批准的服务请求，移动设备105可以接收针对与服务请求相关联的每个流量流的流标识符。流标识符可以潜在地被移动设备105包括在发送给RAN节点120的每个分组的头部字段中。可替换地或另外地，在一些实现方式中，RAN节点120(而不是移动设备105)可以将从移动设备105接收到的分组标识为与特定流或流标识符相对应(例如，基于每个分组头部中所包含的源和目的地地址、端口号、以及流量类型信息)。本文所使用的“流量流”可以指与源地址、目的地地址和分组QoS参数相关联的分组数据的逻辑群组。RAN节点120可以实现能够实现与移动设备105的无线接口的基站。RAN节点120可以包括例如天线和相关联的天线收发器电路。因此，RAN节点120可以为移动设备105提供无线电资源。在一些实现方式中，RAN节点120可以被称为演进节点B(eNB)。RAN节点120可以包括宏小区节点，宏小区节点可以是能够在相对大的区域中提供无线网络连通性的节点。可替换地或另外地，RAN节点120可以包括小小区，小小区可以被部署来通过包括宏小区内的覆盖区域来增加系统容量。小小区可以包括例如微微小区、毫微微小区、和/或家庭节点B。为简单起见，图1中示出了单个RAN节点120。实际上，多个RAN节点120可以在无线网络的情境中操作。与本文描述的方面一致，RAN节点120还可以操作来从网络控制器130接收针对移动设备105所请求的服务的流配置文件(profile)和路由策略。流量流的流配置文件可以例如包括将被应用于流量流的服务质量(QoS)参数。QoS参数可以指示例如所需的分组数据速率、所需的延迟、流优先级、分组抖动要求等。路由策略可以例如通过标识RAN节点120要将特定流量流的分组转发至的数据网关150来指示如何在无线网络110中路由流量流。RAN节点120可以从移动设备105接收用户平面流量并且实施由网络控制器130提供的流量参数(其与流配置文件相关联)和路由策略。根据服务的路由策略和流配置文件，当从移动设备105接收用户平面流量时，RAN节点120可以通过与不同数据网关(例如，数据网关150-1和数据网关150-2)的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蜂窝通信网络的网络控制器，所述网络控制器包括用于执行以下操作的电路：处理来自移动设备的服务请求，所述服务请求与多个流量流相对应；确定所述多个流量流中的每个流量流的流配置文件，每个流配置文件包括与相应的流量流有关的流标识符和服务质量(QoS)参数；针对所述多个流量流中的至少一些流量流并且在每个流量流的基础上，确定与所述蜂窝通信网络中的所述多个流量流的路由有关的路由策略；以及将所述路由策略提供给多个数据网关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.28 US 62/247,6811.一种用于蜂窝通信网络的网络控制器，所述网络控制器包括用于执行以下操作的电路：处理来自移动设备的服务请求，所述服务请求与多个流量流相对应；确定所述多个流量流中的每个流量流的流配置文件，每个流配置文件包括与相应的流量流有关的流标识符和服务质量(QoS)参数；针对所述多个流量流中的至少一些流量流并且在每个流量流的基础上，确定与所述蜂窝通信网络中的所述多个流量流的路由有关的路由策略；以及将所述路由策略提供给多个数据网关。2.根据权利要求1所述的网络控制器，其中，所述网络控制器还包括用于执行以下操作的电路：基于从所述移动设备接收的所述服务请求，查询订阅储存库以获得针对所述服务请求的服务授权以及与所述QoS参数相关的信息。3.根据权利要求1所述的网络控制器，其中，所述网络控制器还包括用于执行以下操作的电路：基于从所述移动设备接收的所述服务请求，在所述网络控制器处检查所存储的订阅储存库以确定针对所述服务请求的服务授权以及与所述QoS参数相关的信息。4.根据权利要求1所述的网络控制器，其中，所述流配置文件还包括以下各项中的至少一项：对所述流的流量类型的指示、所述流的可允许的分组错误率、所述流的最大延迟、或所述流的优先级指标。5.根据权利要求4所述的网络控制器，其中，所述网络控制器还包括用于执行以下操作的电路：向无线电接入网络(RAN)节点提供与所述流配置文件有关的信息以识别所述流量流以及与所述路由策略有关的信息，以使得所述RAN节点将从所述移动设备接收的流量流转发到所述多个数据网关中的相应的数据网关。6.根据权利要求1所述的网络控制器，其中，所述网络控制器还包括用于执行以下操作的电路：接收与所述多个数据网关中的一个或多个数据网关的拥塞或故障有关的信息；以及基于接收到的与拥塞或故障有关的信息来重新配置与所述数据网关中的至少一个数据网关相对应的路由策略。7.根据权利要求1所述的网络控制器，其中，所述多个数据网关至少包括第一网关和第二网关，并且其中，所述路由策略使得所述流量流中的至少一个流量流被路由到所述第一数据网关，并且所述流量流中的另一流量流被路由到所述第二数据网关。8.根据权利要求7所述的网络控制器，其中，所述网络控制器还包括用于执行以下操作的电路：使得在所述第一数据网关和所述第二数据网关处配置所述路由策略，从而将所述多个流量流中的至少一个流量流被从无线电接入节点(RAN)节点转发到所述第一数据网关，并且被从所述第一数据网关转发到所述第二数据网关。9.一种包含程序指令的计算机可读介质，所述程序指令使得与蜂窝通信网络的网络设备相关联的一个或多个处理器执行以下操作：处理来自移动设备的服务请求；基于所述服务请求，确定与所述服务请求相对应的多个流量流；确定所述多个流量流中的每个流量流的流配置文件，每个流配置文件包括与相应的流量流有关的流标识符和服务质量(QoS)参数；针对所述多个流量流中的至少一些流量流并且在每个流量流的基础上，确定与所述蜂窝通信网络中的所述多个流量流的路由有关的路由策略；以及将所述路由策略提供给多个数据网关。10.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中，所述程序指令还使得所述一个或多个处理器执行以下操作：基于从所述移动设备接收的所述服务请求，查询订阅储存库以获得针对所述移动设备所请求的所述服务的服务授权以及与所述QoS参数有关的信息。11.根据权利要求9所述的计算机可读介质，其中，所述程序指令还使得所述一个或多个处理器执行以下操作：基于从所述移动设备接收的所述服务请求，在所述网络控制器处检查所存储的订阅储存库以确定针对所述服务请求的服务授权以及与所述QoS参数有关的信息。12.根据权利要求1所述的网络控...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖青毓，穆罕默德·拉希德，S·M·伊夫特哈鲁·阿拉姆，拉思·范尼萨姆拜，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US