[发明专利]用于在通信网络中耦合多个用户实体的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在通信网络中耦合多个用户实体的设备。另外，本发明涉及用于在通信网络中耦合多个用户实体的方法和计算机程序产品。

背景技术

自动化应用要求例如一定的服务质量（QoS）。当经由4G蜂窝网络实现自动化时，需要自动化设备之间的数据通信，例如起重机和用于起重机的远程控制之间的数据通信。常规部署预见到自动化设备之间的数据通信经过4G运营商的核心移动网络。通过经过核心移动网络，可能会引入额外的延迟和抖动。此外，要越过更多的节点，这增加了受到攻击的可能。因此，总体通信系统的可靠性和可用性降低。这可能会阻碍在要求高QoS的自动化应用中使用常规的4G网络。

特别地，在当前LTE部署中，没有启用用户设备（UE）之间的直接通信。LTE标准将允许本地IP访问（LIPA），其使得UE能够经由基站（eNodeB）和通过本地网关实现局域网（LAN）访问。这样的设置支持要求高QoS的应用（例如自动化和远程控制），因为所有通信可以在本地处置而不经过4G运营商的网络。然而，在许多情况下，LAN不存在，并且由3GPP标准提出的解决方案不起作用。因此，LTE通常用于尽力而为式通信应用，而不是用于要求高QoS的自动化应用。

本发明的一个目的是改进通信网络中的用户实体的耦合。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于在通信网络中耦合多个用户实体的设备。设备包括用于提供所述用户实体中的每一个和通信网络的核心移动网络之间的通信链路的第一单元和用于提供多个虚拟网络的第二单元。所提供的虚拟网络中的每一个被配置为连接所述用户实体中的至少两个，以使得提供所连接的至少两个用户实体之间的直接通信。

有利地，本设备提供了用于在不经过核心移动网络的情况下的用户实体之间的直接通信的捷径。直接用户实体通信保持在本设备内。所提供的虚拟网络可以是虚拟LAN。所述设备可以并入基站和本地网关。例如，基站可以集成第一单元，并且本地网关可以集成第二单元。

特别地，本设备提供了虚拟地存在于本地网关内的专用LAN。因此，必须将本地网关扩展为托管这样的虚拟LAN的至少一个实例。对于LTE的示例，现有的eNodeB可以使用与为LIPA定义的相同的本地网关接口来向用户实体或用户设备（例如，自动化设备）提供对此虚拟LAN的访问。在此虚拟LAN内提供用户设备之间的直接通信。因此，本设备使得能够实现要求高QoS的自动化通信。可以只有信令和计费数据经过核心移动网络或4G运营商的网络，而用户设备之间的所有数据通信仍然在该虚拟LAN内。

因此，本设备减少了攻击面，提高了安全性，并且允许全面的安全措施。此外，由于用户设备之间的数据通信保持在虚拟LAN内，可以提高性能。数据业务量不经过核心移动网络，并且因此来自核心网络的抖动和延迟不影响数据通信。这允许进行工业领域中QoS更严格的应用。此外，通过将数据本地地保持在虚拟LAN内，可以减少通信成本。保持在由本设备提供的虚拟LAN内进行直接用户设备通信也减少了经受核心移动网络中的链路和节点故障和拥塞的风险。

例如，用户实体可以是用户设备（UE）。UE的示例是自动化设备，比如起重机和用于起重机的远程控制。UE可以是具有LTE收发器的设备和具有LTE收发器的接口。

根据实施例，核心移动网络是蜂窝网络。特别地，蜂窝网络是4G网络，例如LTE网络、UMTS网络或5G网络。

根据另一实施例，通信网络包括核心移动网络和至少一个无线移动网络。另外，通信网络可以包括互联网服务提供商网络。

根据另一实施例，所述设备包括基站，其中所述基站集成第一单元。

根据另一实施例，基站是NodeB（节点B）。

根据另一实施例，基站是eNodeB。

根据另一实施例，设备包括本地网关，其中本地网关集成第二单元。

根据另一实施例，设备包括具有处理能力和存储容量的处理单元，其中处理单元集成第二单元。

根据另一实施例，直接通信是由所提供的虚拟网络中的一个连接的至少两个用户实体之间的直接数据通信。

特别地，直接数据通信意指该数据通信不经过核心移动网络。

根据另一实施例，设备被配置为直接与核心移动网络传送信令数据和计费数据。

根据另一实施例，设备包括用于向多个用户实体提供虚拟化网络功能的虚拟化单元。