CN102812748B - 移动宽带分组交换流量优化 - Google Patents

Abstract

描述了在电子装置（230）中的方法和在包括核心网（110）和至少一个接入网（200）的通信网络中使用的系统。在接入网中的中间服务平台处理从基站（260）向核心网的数据，并且反之亦然。第一数据信道（212）或流被中间服务平台（220）处理。示例性实施例通过截获去往中间服务平台的第二数据信道（214）或流来绕过中间服务平台。在第二数据信道或流中的数据被处理和插入中间服务平台的下游的数据信道或流内。

Description

移动宽带分组交换流量优化

相关申请

本申请要求在2010年1月8日提交的美国专利申请No.12/684,427的权益，其内容通过引用被包含在此。

背景技术

通信网络通常包括核心网和至少一个接入网。核心网是通信网络的中心部分，并且充当通信网络的主干作用。核心网通常包括大容量交换器和传输设备。

每一个接入网作为用户与通信网络的联系点。接入网将订户与服务提供商连接。通信网络可以具有与单个核心网进行通信的、服务于不同组的用户的多个接入网。

通常，用户装置从网络请求诸如网页等的特定的内容。该内容可以位于电子装置上，诸如可以是位于本地接入网中的文件服务器、核心网或不同的接入网。通常通过接入网向核心网转发对于内容的请求。在接入网内，多个装置可以便利请求和信息从用户向核心网的转发或传递。用户通常通过从用户装置接收信息和请求的基站与接入网交互。基站通过接入网向核心网转发信息和请求。基站通常通过诸如网络控制器或交换器的中间服务平台在到核心网的路线上路由数据。该中间服务平台可以向网关转发请求。该网关将接入网连接到核心网。

核心服务平台位于核心网内。该核心服务平台是执行多种服务的装置。例如，核心服务平台可以识别存储所请求的内容的位置。核心服务平台协调所请求的内容的检索和所请求的内容向用户装置的传递。

通过网关通过接入网向中间服务平台然后向用户装置提供内容的基站发回内容。

当更多的用户连接到接入网并且当请求更多的内容时，用户体验和在网络中的内容传递的速度变差。在接入网中的现有装置不能有效地处理较大数量的流量。由于核心网也提供诸如多媒体内容的更复杂的内容，这个问题将加重。将在接入网中的装置升级可能代价很高。也可能困难和昂贵的是，将在接入网中的装置重新编程、升级和/或扩展以适应于可能有助于减轻在现有装置上的负担的额外装置。

发明内容

鉴于上面的情况，所需的是一种系统和方法，用于在接入网中提供更快、更有效的服务，而不需要升级现有装置，并且优选地不需要对于现有装置进行改变。

本申请描述了用于在仍然利用中间服务平台的现有能力的同时绕过在通信网络的接入网中的中间服务平台的方法和装置。旁路装置可以位于接入网中。旁路装置可以接收来自核心网向接入网的数据流量，并且基于所接收的数据的类型来分离数据流量。例如，旁路装置可以将数据划分为要由绕过的中间服务平台处理的第一组数据和要由旁路装置处理的第二组数据。

所述旁路装置可以在所述绕过的中间装置可以处理所述第一组数据的同时处理所述第二组数据。所述旁路装置也可以监控指定应如何处理所述数据的控制流量，并且可以使用在所述控制流量中的信息来便利所述第二组数据的处理。所述旁路装置也可以执行便利数据组的分离的其他控制功能，并且可以提供对于所述第二组数据特定的额外功能。

所述旁路装置可以向所述绕过的中间服务平台的装置下游转发所述处理的第二组数据。可以在所述绕过的中间服务平台的下游设置远程节点，以进一步处理所述第二组数据，并且将所述第二组数据与所述第一组数据重新组合。所述远程节点可以将所述组合的数据组向基站转发。

根据一个实施例，提供在电子装置中执行的一种方法。所述方法向在通信网络中的用户装置提供内容。所述通信网络包括接入网和核心网。在所述接入网中设置中间服务平台，并且，旁路装置在允许所述中间服务平台处理第一组数据的同时绕过所述中间服务平台。

而且，提供了用于绕过中间服务平台的电子装置。所述电子装置包括：存储器，用于存储用于执行用于绕过所述中间服务平台的方法的指令；以及，处理器，用于执行指令。

根据其他实施例，也提供了一种电子装置可读存储介质，用于存储用于绕过中间服务平台的可执行指令。

附图说明

图1A描述了适合于在示例性实施例中使用的通信网络；

图1B更详细地描述了图1A的移动接入网150；

图2描述了根据示例性实施例的在移动接入网中的示例性数据流；

图3是描述用于绕过在接入网中的中间服务平台的示例性过程的流程图；

图4以图形描述了根据示例性实施例的对于旁路装置400的上游侧执行的功能；

图5是描述通过中间服务平台在内容提供期间管理在网络中的多个信道来防止信道转换的过程的流程图；

图6以图形描述了根据示例性实施例的对于旁路装置600的下游侧执行的功能；

图7是描述根据示例性实施例的由从旁路装置接收数据的远程节点执行的示例性过程的流程图；

图8描述了适合于在示例性实施例中使用的电子装置800；

图9A是描述根据在此所述的示例性实施例的通过部署旁路装置在一周中节省的Mbps的数量的图形；

图9B是描述将由示例性旁路装置压缩的数据流的压缩率与一周中节省的Bps的数量作比较的图形；

图10描述了在峰值使用时间期间使用的在网络中的示例性旁路装置在一个小时中节省的Mbps的数量。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施例，提供了一种旁路装置，用于绕过在接入网中的一个或多个中间服务平台。接入网可以提供一组或多组的数据。例如，电信网络可以向用户提供语音和数据业务。语音业务可以例如涉及采用语音格式的第一组数字化的语音数据，并且，数据业务可以例如涉及采用简单数据格式的第二组简单数据和采用多媒体数据格式的第三组多媒体数据。旁路装置可以在网关和绕过的中间服务平台之间的位置处接收数据。例如，旁路装置可以接收数字化的语音数据、简单数据和多媒体数据。旁路装置可以处理一种类型的数据（例如，多媒体数据）并且同时向中间服务平台传送其他类型的数据（例如，语音数据和简单数据）。旁路装置可以基于数据格式（例如，语音格式、简单数据格式和多媒体数据格式）的标识符或基于诸如下面更详细描述的识别首标（identifyingheader）、标记或特定数据信道的使用的其他因素来识别数据的类型。一旦旁路装置处理第二组数据，则旁路装置可以向基站转发第二组数据以向用户传递。

旁路装置可以处理第二组数据，使得不向中间服务装置增加负担。使用在此所述的示例性方法和装置，网络提供商可以向接入网增加功能，而无需对于中间服务平台或基站执行昂贵的升级。因此，网络提供商可以在利用现有基础架构的同时增大带宽、吞吐量、速度和网络的效率。使用在此所述的示例性实施例，网络管理员不必对于他们现有的中间服务平台或基站进行改变。

而且，旁路装置可以优化数据流量。例如，旁路装置可以压缩第二组数据，或者可以加密第二组数据。以这种方式，可以向网络增加额外的功能，而不对于现有的网络结构进行改变。如果例如对于多媒体数据开发新的压缩算法，则旁路装置可以被部署来压缩多媒体数据，因此改善了接入网的速度、带宽和吞吐量，而无需进行昂贵的升级或重新配置网络装置。

可以与位于旁路装置的下游的远程节点组合地部署旁路装置。通过使用远程节点，旁路装置不限于与其他网络装置兼容的数据格式和算法。例如，如果旁路装置用于绕过中间服务平台并且压缩第二组数据，则远程节点的使用允许旁路装置使用任何期望的压缩算法。在不使用远程节点的情况下，由于旁路装置向下游向基站转发第二组数据，旁路装置可以限于使用由基站可读懂的压缩算法。这可能将旁路装置限制到在部署基站时存在的压缩算法。可以与旁路装置同时部署位于基站和旁路装置之间或与基站处于相同位置的远程节点，以使用更新的解压缩算法来解压缩第二数据组。

图1A描述了适合于在示例性实施例中使用的通信网络100。通信网络100可以是无线网络或有线网络或无线和有线网络的组合。通信网络100可以例如是通用移动通信系统（UMTS）网络。为了清楚，在此参考UMTS网络来说明一些示例性实施例。然而，本领域内的技术人员可以认识到，在此所述的功能等同地适用于不同类型的通信网络，诸如使用WiFi框架、WCDMA框架、CDMA框架、WiMax框架、LTE框架或UMB框架的网络等。

该通信网络可以包括核心网110与接入网150、152和154。本领域内的技术人员可以明白，在图1A中的通信网络100的描述意欲仅是说明性的而不是限定性的。在实施本发明中，其他网络配置是可能的。例如，通信网络可以是完全分布式的使得没有核心网，或者可以具有多于一个核心网。通信网络也可以具有比在图1A中描述的通信网络100更多或更少的接入网。在本附图中的通信网络中描述的一些装置可以不存在于其他通信网络中，而在附图中未描述的其他装置可能存在。

核心网110可以包括一个或多个核心服务平台112。核心服务平台112可以在核心网内提供服务，诸如（但是不限于）从存储库获取数据或通过通信网络100来路由数据。核心服务平台112可以根据要提供的服务而采用多种形式。例如，核心服务平台112可以是在核心网110内的服务器。替代地，核心服务平台112可以是交换器、路由器、服务器（诸如文件服务器或邮件服务器）、网桥、网络集线器或中继器。

每一个接入网150、152和154作为用户与通信网络100的联系点，并且将订户与服务提供商连接。接入网的示例包括但是不限于UMTS陆地无线电接入网（UTRAN）、GSM无线电接入网（GRAN）和GSMEdge无线电接入网（GERAN）。

图1B更详细地描述了示例性接入网150。使用用户装置160的用户158可以经由诸如调制解调器、光纤连接或用于无线电通信的发送器和接收器的通信装置来与接入网150交互。用户装置160可以例如是，但是不限于计算装置、个人数字助理、蜂窝电话或全球定位系统装置。用户装置160可以通过位于接入网150中的基站170来发送和接收数据。基站170可以例如是网关、基地台、节点B或增强节点B。

在网络100中的装置的任何装置可以发送或接收数据。数据包括以任何格式从一个装置向另一个发送的信息，该任何格式的数据包括模拟数据、数字数据或模拟和数字数据的组合。可以以离散的数据分组或以诸如连续系列的字节、字符或比特的非分组化的格式来发送数据。

可以使用一个或多个数据信道通过接入网来发送数据。有时称为数据载体的数据信道是从一个点向另一个承载数据的传输介质。数据信道包括在网络中配置的离散逻辑固定信道。数据信道可以是物理的和有形的，诸如有线或光纤链路，或者可以是无形的，诸如在光的特定频率和波长的无线电波。数据信道也包括虚拟或逻辑信道，诸如在计算机上的软件端口。

在数据信道内的数据可以通过通信网络在一个或多个数据流上传播。数据流是用于发送和接收在传输中的信息的相干信号的序列。数据流包括在数据信道中承载的信息。在此使用的在接入网中的“下游”指的是向在接入网中的基站（或如果存在，则向用户装置）的在数据流中的数据流动的方向。在此使用的在接入网中的“上游”指的是向核心网的数据流的方向。除非另外说明，在此被描述为对于在一个方向上传播的数据执行的过程也可以用在在另一个方向上传播的数据上。

取代使用多个数据信道，单个数据流可以包括以第一和第二格式发送的数据。可以在单个传输介质或多个传输介质上设置数据流。例如，可以在不同的传输介质上设置每一个信道。

在此使用的术语数据信道包括将一组数据与另一组数据区分的任何方式。数据信道可以包括但是不限于：物理数据信道，诸如导线；无形数据信道，诸如无线电波；采用特定格式的数据；或具有将数据与其他数据区分的特定特性的数据。

在接入网150中的一个或多个数据信道可以例如在用户装置160或基站170处始发。可以将在数据信道中的数据流从基站170向核心网110引导。基站170可以与位于接入网150中的一个或多个中间服务平台180交互，或者可以直接地与核心网110交互。

中间服务平台180可以执行任务，诸如资源管理（以允许有效使用网络资源的方式来引导网络的控制）、滤波（查看进入和流出的数据以便去除外来的、有害的或侵扰的数据）和路由（将网络流量向其适当的目的地引导并且提供用户移动性管理）。中间服务平台180的示例包括但是不限于无线电网络控制器、桥接器、路由器和虚拟专用网（VPN）服务器。

一个或多个数据信道可以通过中间服务平台180，每一个数据信道承载一个或多个数据流。旁路装置190允许数据信道的一个或多个绕过中间服务平台180。旁路装置190可以例如是服务器、路由器、交换器、计算机系统或定制设计的装置。可以与远程节点192组合地部署旁路装置，该远程节点192便利或使能由旁路装置190提供的特定功能。

可以通过一个或多个接口来控制在网络中的数据信道或数据流。在数据流的上下文中的接口指的是描述在两个设施之间的连接和/或控制在数据流中的数据的传输的一组协议或技术特性。在网络中的两个装置之间设置的数据流的每一个可以被不同的接口控制。例如，在UMTS网络中，在中间服务平台180（在一个示例中，无线电网络控制器或RNC）和位于核心网110之前的网关装置之间的数据流可以被IuPS接口控制，并且中间服务平台180的下游的数据流可以被IuB接口控制（虽然IuB接口包括上游和下游流量两者）。在UMTS框架中的接口的其他示例包括IuR接口，用于在两个不同的RNC之间传输信号。本领域内的普通技术人员可以认识到，上面的接口仅作为示例被提供，并且本发明可以被应用到使用任何类型的接口的网络。

在示例性实施例中，旁路装置190在一个或多个接口上接收数据，并且向一个或多个接口上发送数据。例如，如果旁路装置190在作为中间服务平台180的上游的接口184上接收数据，则旁路装置190可以从上游接口184提取分组数据，并且向上游接口184上注入回数据的一些或全部。旁路装置190也可以向旁路装置190能够达到的另一个接口（例如，作为中间服务平台180的下游的接口182）上注入数据。以这种方式，旁路装置190可以绕过中间服务平台180。

用户装置160可以向网络发送对于数据内容的请求，这样做，可以导致基站170开始使用接口182来与中间服务平台180发送信号。类似地，核心网可以向接入网转发数据，接入网可以使得诸如在接入网和核心网之间的网关装置的装置开始使用接口184来向中间服务平台180发送信号。

旁路装置190可以在接口182和接口184上监控这个信号发送以识别活动的数据会话，例如，代表中间服务平台180、代表用户装置160或代表在核心网110或接入网150中的一个或多个装置启动的活动数据会话。为了监控该信号发送，旁路装置190可以在接口182和/或接口184上截获、监控或接收数据或流量。例如，旁路装置190可以包括在数据流中的位置处的输入，使得在数据流通过中间服务平台180前数据流必须通过旁路装置190的输入。旁路装置190也可以包括输出，使得可以向数据流内插入数据。该输出可以位于中间服务平台180的输入相对侧上。旁路装置190可以监控流量以指示：数据会话正在被启动、结束、修改或移动，已经被启动、结束、修改或移动，或者即将被启动、结束、修改或移动。

旁路装置190也可以位于使得数据流通过中间服务平台180和旁路装置190两者的位置处。旁路装置190可以监控和/或截获通过两个接口182、184的流量。

一旦识别活动的数据会话，则旁路装置190可以接手在数据会话中的数据的处理。例如，旁路装置190可以结束和/或模仿在活动数据会话中涉及的协议层。旁路装置190可以基于在旁路装置190接收的数据来发出确认或网络命令。在其中在现有的网络结构中使用旁路装置190而不对于现有的网络装置进行改变的示例性实施例中，旁路装置190可以模仿现有的网络装置来使得看起来网络流量正在被路由到由其他网络装置意欲的目的地。例如，如果核心网110将数据引导到中间服务平台180，并且旁路装置190在中间服务平台180前接收数据，则旁路装置可以通过使用与中间服务平台180相关联的标识符向核心网110发送确认和其他协议消息来模仿中间服务平台180。旁路装置190可以通知数据已被中间服务平台180接收，使得核心网相信数据已经被适当地处理。在下游方向上，旁路装置190可以例如通过下述方式来向基站170模仿中间服务平台180：使用与中间服务平台180相关联的标识符向基站170发送适当的消息。

图2描述了根据示例性实施例的接入网200中的示例性数据流。图2描述了数据使用具有四个不同信道的数据流来传播通过接入网200，该四个不同信道是第一数据信道、第二数据信道、控制信道和旁路信道。虽然以“数据信道”和“数据流”的形式描述了示例性实施例，但是本领域内的普通技术人员可以认识到本发明不限于此。当在此引用“数据信道”时，可以使用数据流或其他组织系统，并且反之亦然。

在核心网110中始发的数据可以首先通过网关210进入接入网200。网关210作为在接入网200和核心网110之间的联系点。网关210在组合例如三个数据信道212、214、216的数据流上发送和接收数据。网关210可以例如是交换器、路由器、计算机或定制设计的装置。网关210可以对于服务提供商例如提供路由功能、防火墙功能、滤波功能、数据收集和/或计费功能。网关210可以例如是网关GPRS支持节点（GGSN），其提供接入网的边缘路由功能。

在一些实施例中，第一数据信道212承载可以被中间服务平台220有效或迅速地处理的传统数据，而第二数据信道214承载可以被旁路装置230更有效或迅速地处理的数据。可以“更快地”处理数据，使得更快的装置花费更少的时间来处理数据。可以“更有效地”处理数据，使得更有效的装置需要更少的资源（诸如处理功率或存储器）来处理数据。

在一些实施例中，中间服务平台220不能处理在第二数据信道214中的数据，因为中间装置不包括用于处理在第二数据信道214中的数据所需的硬件或软件。在其他实施例中，中间服务平台220能够处理在第二数据信道214中的数据，但是中间服务平台220具有有限的硬件和软件能力，这使得期望绕过中间服务平台220。

在一些实施例中，数据信道212、214每一个承载可以被中间服务平台220迅速和有效地处理的数据，但是为了从中间服务平台220减轻处理数据的一些负担，将数据信道212、214的一个或多个转移到旁路装置230。

在一些实施例中，未提供第一数据信道212，使得仅在单个数据信道承载数据。因此，为了数据处理的目的，可以完全绕过中间服务平台220。

虽然以传统数据和非传统数据的形式描述了在此给出的一些示例，但是本发明不限于这些类型的数据。第一数据信道212和第二数据信道214可以以任何数据格式来承载任何类型的信息。

本发明不限于处理刚好两个数据信道。在一些实施例中，中间服务平台220处理多于一个的信道，并且在一些实施例中，旁路装置230处理多于一个信道。替代地，旁路装置230可以完全绕过中间服务平台220使得通过旁路装置230而不是中间服务平台220来路由数据流的所有数据信道。包括用于处理数据流的指令的控制信道216可以存在或可以不存在。

如果例如通信网络是高速分组接入（HSPA）网络，则数据流可以包括：第一数据信道212，用于承载语音数据和非高速下行链路分组接入（HSDPA）数据；以及，第二数据信道214，用于承载HSDPA数据。数据流也可以包括控制信道216。在这个示例中，中间服务平台220可以是无线电网络控制器（RNC），其管理多个数据信道。RNC能够处理语音数据、非HSDPA数据和HSDPA数据，但是可能例如受到在网络使用的峰值时间段期间处理密集的HSDPA数据的有限吞吐量的影响。本领域内的普通技术人员可以认识到本发明不限于HSPA网络，但是可以用在任何类型的通信网络中，该通信网络包括但是不限于码分多址（CDMA）网络和WiMax网络。

在传统网络中，网关210直接地向在下游方向上的中间服务平台发送三个数据信道212、214、216。与传统网络相反，在此所述的示例性实施例在接入网200中设置旁路装置230，以相对于在数据流中的一个或多个数据信道绕过中间服务平台220。在一些实施例中，旁路装置230接收在数据流中的数据信道212、214、216的每一个，然后选择哪些数据要向中间服务平台220转发和哪些数据要保留在旁路装置230中以用于进一步的处理。在图2中描述的实施例中，中间服务平台220接收和处理第一数据信道212，而旁路装置230截获第二数据信道214。旁路装置230可以截获从网关210向中间服务平台220的下游穿过的第二数据信道214，并且也可以截获从中间服务平台220向网关210的上游穿过的第二数据信道222。

为了本申请的目的，认为旁路装置在与在数据流中的绕过的中间服务平台相同的位置。旁路装置可以在旁路装置绕过的中间服务平台的上游或下游处从数据流接收或截获数据且向数据流内插入或注入数据。旁路装置的物理位置可以与中间服务平台相同或不同。

在一些实施例中，旁路装置230可以截获第二数据信道214，使得第二数据信道214不被提供到中间服务平台220。例如，旁路装置230可以通过下述方式结束与第二数据信道214相关联的一个或多个协议或协议层：从网关210接收在第二数据信道214中的数据，并且通过向网关210发送数据或其他协议消息的接收的确认来向网关210模仿中间服务平台220。可以反过来如此进行（即，旁路装置230可以接收去往网关210的来自中间服务平台220的数据，并且通过向中间服务平台220发送消息来模仿网关210）。以这种方式，不向中间服务平台提供第二数据信道214，但是对于网关210看起来中间服务平台220已经适当地接收到数据。以这种方式，第二数据信道214不消耗中间服务平台220的资源。

除了第一数据信道212和第二数据信道214之外，控制信道216可以被提供来指令在接入网中的装置任何处理进入和流出的数据分组、数据信道和/或数据流。旁路装置230可以例如在数据流中的网关210和中间服务平台220之间的点217处和在中间服务平台220和基站260之间的点219处监控218控制信道216。

旁路装置230可以处理第二数据信道214。例如，旁路装置230可以执行压缩和/或加密，如下参考图4更详细地描述。一旦旁路装置230已经处理了第二数据信道214，则旁路装置可以在数据流中建立旁路信道232，并且将所处理的数据通过旁路信道232向远程节点250转发。

在示例性实施例中，旁路装置230确定数据业务流的哪个部分绕过中间服务平台220。例如，旁路装置230可以截获和处理在第二数据信道214中的所有数据，或者可以确定仅在第二数据信道214中的数据的一部分应当绕过中间服务平台220。旁路装置230可以根据该确定被预编程，或者可以基于中间服务平台220的状态或在网络中的其他装置或流量的状态来动态地确定绕过中间服务平台220的数据流量的部分。

在一些实施例中，旁路装置230仅绕过数据流量的一部分。例如，旁路装置230可以在依赖于中间服务平台220来处理与功率管理、无线电资源管理、特定类型的数据等相关的流量的同时绕过数据流量的一部分。

旁路信道232可以包括采用旁路格式的数据。旁路格式可以或可以不与中间服务平台220和/或基站260兼容。旁路格式可以被压缩和/或加密。旁路格式可以与诸如信道212、214、216的在网络中的其他信道中的数据的格式相同，或者可以与其他格式不同。

也可以在接入网200中设置交换器240。交换器240可以便利从基站260向网关210向上游传播的第二数据信道214的截获。

远程节点250从数据流的上游方向接收数据信道。远程节点250可以与基站260共置，使得远程节点250位于与基站260相同的物理位置，并且可以与基站260一体地被提供。在其他实施例中，远程节点250不位于与基站260相同的物理位置。与远程节点250的物理位置无关，远程节点250可以位于使得数据流必须在到基站260或交换器240的路线上通过远程节点250的在数据流中的位置。在一些实施例中，不设置远程节点250。

远程节点250可以将数据信道重新封装到组合的数据信道252中用以发送到基站260。组合的数据信道252可以包括具有与从核心网110进入接入网的数据相同的基本组织的数据。例如，组合的数据信道252可以包括一个或多个单独的数据信道或一个或多个单独的数据流。在UMTS网络中的另一个示例中，可以将不同的数据流复用到IuB接口上。远程节点250可以接受旁路信道232并且处理旁路数据信道232使得在旁路数据信道中的数据被返回到其原始格式。该原始格式可以是与中间服务平台220和/或基站260兼容的格式。以这种方式，可以在现有的网络中实现示例性实施例，而无需改变中间服务平台220或基站260。远程节点250可以执行错误校验、解压缩、解密和其他功能，如下参考图7将更详细描述。

如在图2中的双向箭头所示，也可以对于从基站260向网关210向上游传播的数据在相反的方向上应用上面的过程。

图3是描述从包括在从核心网向基站的下游方向上传播的三个数据信道的数据流的视点看的、用于在接入网中绕过中间服务平台的示例性过程的流程图。

在步骤310，第一数据信道向中间服务平台传送数据。第一数据信道可以在核心网处始发，或者可以在核心网和接入网之间的网关处始发。也可以在接入网中设置网关。第一数据信道可以包括可以被中间服务平台有效地处理的传统数据。在一些实施例中，不设置第一数据信道，并且整个地绕过中间服务平台。

可以以多种方式将第一数据信道传送到中间服务平台。例如，第一数据信道可以首先从网关通过旁路装置，然后旁路装置可以将第一数据信道向中间服务平台转发。替代地，可以向中间服务平台提供第一数据信道，而无需首先通过旁路装置。

在步骤320，旁路装置监控在控制信道中的控制流量，并且截获中间服务平台的上游的第二数据信道。旁路装置可以监控多个控制信道。在一些实施例中，旁路装置监控在网络的IuPS接口上的控制信道和在IuB接口上的控制信道。控制信道可以包括例如根据无线电接入网应用部分（RANAP）协议提供的信息。第二数据信道可以包括不能被中间服务平台有效地处理或者根本不能被中间服务平台处理的非传统数据。替代地，第二数据信道可以简单地承载与第一数据信道不同的数据。旁路装置可以使用在控制信道中的信息来处理或路由在第二数据信道中的数据。旁路装置可以结束在网关和中间服务平台之间的第二数据信道，使得第二数据信道不能到达中间服务平台。

在步骤330，旁路装置可以获取和分发一个或多个加密密钥。如果旁路装置用于加密在第二数据信道中的数据，则旁路装置可以向位于旁路装置下游的远程节点提供加密密钥，以便允许远程节点解密该数据。旁路装置可以在控制信道上获取例如使用RANAP协议的加密密钥。

在步骤340，旁路装置可以压缩和加密在第二旁路装置中的数据流量，以便形成用于承载采用旁路格式的数据的旁路数据信道。加密是用于加密信息的过程。压缩是获取原始数据并且使用比原始数据少的信息单位（例如，比特）来编码数据的过程。压缩的使用可以便利在网络中的数据传输的优化。应当明白，术语“优化”包括改善在网络中的数据传输的速度或效率或允许使用较少的资源来完成数据传输的元素，然而“优化”不必实现最佳或最大的数据传输。旁路装置也可以对于在网络中的数据传输执行其他优化，诸如检错和防错、滤波、绕过一个或多个较慢的装置、自适应或动态拥塞控制、基于流量来选择性地调用网络策略的动态策略实施、分布式监控和移动分析。

如果已经在旁路装置外部的接入网中使用压缩，则在步骤340处使用的压缩算法可以与在接入网中使用的压缩相同或不同。如果已经旁路装置外部的接入网中使用加密，则在步骤340使用的加密算法可以与在接入网中使用的加密相同或不同。可以基于在第二数据信道中的数据的一个或多个属性来选择压缩和加密算法。例如，一些压缩算法相对于可以在第一数据信道中承载的非HSDPA数据更好地适合于可以在第二数据信道中承载的HSDPA数据。旁路数据信道的旁路格式可以与在网关和中间服务平台之间的数据流中使用的格式或在中间服务平台和基站之间的数据流中使用的格式相同或不同。旁路格式可以或可以不与中间服务平台兼容，并且旁路格式可以或可以不与基站兼容。

在步骤350，旁路装置向中间服务平台的下游的数据流内注入压缩和加密的数据。注入的数据可以具有旁路格式并且被注入到旁路数据信道内。旁路装置可以将旁路数据流引导到交换器或远程节点或另一个中间装置。

在步骤360，旁路装置的下游的远程节点解压缩和解密注入的流量（可以以任何顺序来执行该过程，使得远程节点可以首先解密然后解压缩进入的业务）。远程节点可以使用在步骤330处分发的加密密钥。远程节点也可以接收诸如第一数据信道和/或控制信道的由中间服务平台提供的数据信道。远程节点的另外的功能将结合图7进行详细描述。

在步骤370处，远程节点可以将接收的流量信道组合，并且重新加密组合的流量信道。例如，远程节点可以从中间服务平台接收第一数据信道和控制信道，并且可以从旁路装置接收旁路数据信道。远程节点可以复用信号，并且转发复用的信号。当远程节点接收到这些数据信道，远程节点可以将旁路数据信道转换回与中间服务平台和/或基站兼容的格式。远程节点可以将接收的数据信道重新封装到单个数据流内，并且在步骤380将该数据流向基站转发。

前面的描述整体地提供了在网络中的装置和在接入网中执行的示例性过程的高层次概观。下面更详细地单独描述旁路装置和远程节点。具体地说，图4-6以图形描述了旁路装置与数据流和在网络中的其他装置交互的方式。图7描述了由与旁路装置相结合地工作的远程节点执行优化网络流量的示例性过程。

图4以图形描述了根据示例性实施例的在旁路装置400的上游侧上执行的功能。旁路装置400可以监控控制信道412。例如，控制信道412可以是使用RANAP协议的控制信道，并且旁路装置400可以监控414控制信道412，以便接收和向其他网络装置分发加密密钥420。

旁路装置400可以接收用户流量416，该用户流量416包括从网关410向中间服务平台470的第一数据信道和第二数据信道。替代地，旁路装置400可以在允许第一数据信道直接地到达中间服务平台470的同时截获第二数据信道。可以在对于承载用户流量416的数据信道的类型适合的旁路装置400的输入上接收用户流量416。例如，如果在特定的无线电频率上承载用户流量416，则旁路装置400可以使用无线电接收器来接收用户流量416。其他类型的输入包括但是不限于光纤接收器、同轴接收器和用于标准插座的端口。

为了向其他装置发送流量，旁路装置400可以进一步包括输出。旁路装置400的输出可以是能够在要被连接到数据信道的接收装置的输入接收的特定的数据信道上进行通信的类型。例如，如果数据信道包含无线电信道，则该输出可以是无线电发送器。其他类型的输出包括但是不限于在光纤网络中使用的激光器、调制器和用于标准插座的端口。旁路装置400的输入和输出可以是相同或不同的部件。

为了向和从网关410或中间服务平台470发送和接收数据，旁路装置400可以使用隧道协议430、450。隧道协议是其中传递协议封装有效负荷协议的网络协议。利用隧道化，可以在不兼容的网络协议上传递有效负荷。例如，如果接入网使用通用分组无线电业务（GPRS）系统，则旁路装置400可以在将旁路装置400连接到远程节点（直接地或间接地）或中间装置470的隧道430上模仿GTP-U隧道协议。

如果用户流量416包括用于中间服务平台430进行处理的第一数据流，则旁路装置400可以包括选择器440，用于在第一数据信道中的数据流量和在第二数据信道中的数据流量之间区分。可以以硬件或软件来实现选择器440。选择器440可以基于数据信道或数据本身的任何区别特性在第一数据信道中的数据流量和在第二数据信道中的数据流量之间区分。例如，如果在特定的无线电频率上发送第一数据信道并且在不同的无线电频率上发送第二数据信道，则选择器440可以基于频率在数据信道之间区分。如果第一和第二数据信道包含不同格式的数据分组但是不同格式的数据分组被承载在同一无线电频率上，则选择器440可以基于数据分组的格式来区分数据信道。本领域内的普通技术人员可以认识到，其他区分数据的方式也是可能的，并且上面的说明意味着仅是示例性的。

选择器440例如通过下述方式将数据流量从第一数据信道向中间服务平台470转发：使用隧道450来向中间服务平台470提供第一数据流。隧道450可以利用与隧道430相同的隧道协议，或者可以使用不同的隧道协议。

选择器440进一步将数据流量从第二数据信道向旁路装置400的其他部件转发以进行优化，或者替代地，可以使用旁路数据信道432向在接入网中的其他装置发送该数据。在旁路数据信道中的数据可以首先被压缩和加密，如参考图6在下面更详细地所述，图6描述了旁路装置400的下游侧。

在旁路装置400在路由数据的同时，中间服务平台470可以负责管理在接入网中的活动信道。中间服务平台470可以指令在网络中的装置利用公共信道而不是专用信道以便节省网络资源。然而，这可能当绕过中间服务平台470时引起问题，因为虽然网络业务继续被旁路装置400路由（可能依赖于一个或多个专用信道），但是被绕过的中间服务平台470可能不知道专用数据的存在，并且可能因此指令在网络中的其他装置不使用专用信道。

因此，在旁路装置400上的流量产生器440可以产生要通过隧道450向中间服务平台470提供的保持活动的业务。流量产生器440可以通过软件或硬件实现。流量产生器440产生足够的专用流量，使得中间服务平台470继续将一个或多个专用信道保持打开。流量产生器440可以被配置来产生用于中间服务平台470的最小数量的业务，使得所产生的流量满足或仅最低限度地超过在中间服务平台470确定专用信道不空闲并且因此将该专用信道保持在开放的配置中的阈值。

例如，中间服务平台470可以是网络控制器，该网络控制器可以在不同的网络信道之间转换，以用于多种目的。例如，无线电网络控制器（RNC）可以当HSDPA信道空闲时将HSDPA呼叫从HS-DSCH和DCH转换到FACH/RACH公共信道。这允许RNC在不活动的时间段期间节省网络资源。为了确定HSDPA信道是否空闲，RNC拥有被称为下转换定时器的系统配置的不活动定时器。可以以秒来表达的下转换定时器的值表示时间量。如果特定数量的网络流量在由下转换定时器表示的时间量中未使用HSDPA信道，则RNC转换到公共信道。用于将RNC保持在HS-DSCH和DCH信道上所需的最小数量的网络流量被称为上转换阈值，并且可以例如以字节来表达它。

为了防止通过中间服务平台470的信道转换，必须使用与在图5中描述的过程类似的过程强制中间服务平台470保持在当前活动的信道上。

图5描述了用于通过电子装置在本地内容提供期间管理在网络中的多个信道来防止信道转换的过程。在图5中描述的示例性实施例中，中间服务平台可以是无线电网络控制器（RNC），并且旁路装置可以是RNC旁路装置。虽然参考RNC和RNC旁路装置描述了图5，但是在图5中执行的方法不限于此，并且可以容易地用于任何中间服务平台和旁路装置。

RNC保有下转换定时器和上转换阈值，如上所述。在步骤510，RNC旁路装置保有具有小于网络控制器的下转换定时器的值的第二下转换定时器。RNC旁路装置也保有具有大于RNC的上转换阈值的值的第二上转换阈值。

在步骤520，RNC旁路装置监控其上RNC在提供数据的信道。如果RNC旁路装置在步骤525确定RNC在提供数据，则RNC旁路装置在步骤530启动下转换定时器。在由下转换定时器指定的时间量已经过去前，RNC旁路装置向RNC发送至少等于上转换阈值的大小的数据。

替代地，RNC旁路装置可以向核心网发送ping。“ping”是在计算机网络中用于测试在网络中的多个参数的工具。ping可以例如是从一个装置向另一个的数据分组。第一装置可以向第二装置发送诸如ICMP回声请求分组的ping。第二装置可以当它接收到初始ping时以ICMP回声响应回答来响应。当第一装置接收到ping回答时，第一装置可以使用该回答来计算网络参数，诸如从当发送第一ping时到当接收到回答ping时的往返行程时间。第一装置也可以使用ping来测量在网络中的数据丢失的数量，或者确定是否可达到另一个装置，或者确定数据流当在两个装置之间进行通信时将使用哪个路由通过网络。

当如上所述RNC旁路装置向核心网发送ping时，核心网向RNC旁路装置所位于的接入网发回回答ping。该ping回答通过RNC。

当RNC接收到数据或ping时，因为由RNC旁路装置保有的下转换定时器小于由RNC保有的下转换定时器，所以数据或ping回答在RNC的下转换定时器已经过去前到达RNC。而且，因为由RNC旁路装置保有的上转换阈值大于由RNC保有的上转换阈值，所以数据或ping回答超过RNC的上转换阈值。这使得数据或ping回答在步骤550填充RNC的下行链路传输缓冲器，这使得RNC保持在活动信道上。

另一方面，如果RNC旁路装置未积极地提供数据（步骤525），则RNC在步骤550停止下转换定时器。这允许RNC当活动信道实际上空闲时返回到公共信道，以节省网络资源。

图6以图形描述了根据示例性实施例的对于绕过中间装置602的旁路装置600的下游侧执行的功能。

为了向和从在网络中的装置发送和接收数据，旁路装置600可以模仿由在网络中的其他装置使用的协议栈或协议栈的一部分。例如，如果中间服务平台602在OSI模型的层2和3执行功能，则模仿的协议栈640可以执行中间服务平台602的层2（L2）和层3（L3）功能。替代地，模仿的协议栈可以仅包含L2功能。因此，模仿的协议栈可以包括在网络中的另一个装置的整个协议栈或仅用于允许模仿装置处理在网络中的数据所需的协议栈的部分。更具体地，如果旁路装置模仿中间服务平台602的协议栈640的一些或全部并且其中中间服务平台602是RNC，则模仿的栈可以包含模仿各种无线电协议，包括无线电链路控制（RLC）协议、介质访问控制（MAC）协议，并且管理在基站608和中间服务平台602之间的FP传输。

通过模仿在网络中的装置，旁路装置600对于在网络中的其他装置看起来是模仿装置。因此，旁路装置600可以与在网络中的装置进行通信，而不必重新配置其他装置。

第二数据信道622可以被模仿由中间服务平台602使用的协议栈640的旁路装置600截获。类似地，旁路装置600可以模仿基站608的协议栈660，以便在第一数据信道中发送和接收数据。模仿的协议栈660可以允许旁路装置600模仿基站608的流控制机制。

旁路装置600可以从上游接口604提取加密密钥614，如上所述。加密密钥614可以被加密工具620使用来解密在数据流中的任何加密数据，并且加密任何流出数据。

旁路装置600也可以包括压缩器650，用于压缩从第二数据流接收的数据。可以以硬件或软件来实现压缩器650。压缩器可以利用任何适当的压缩算法，并且可以基于在第二数据流中存在的数据的类型来选择压缩算法。旁路装置600也可以执行其他维护功能，诸如在必要时丢弃保持活动的消息、调整流量信息以考虑绕过的数据流量和对于在旁路信道上发出的数据提供错误保护。

图7是描述根据示例性实施例的由从旁路装置接收数据的远程节点执行的示例性过程的流程图。

在步骤710，远程节点对于在旁路装置和远程节点之间传播的流量执行错误校验和错误保护。可以使用任何适当的诸如校验和的错误校验过程，来进行错误校验和错误保护。

在步骤720处，远程节点解密来自旁路装置的流量。远程节点可以使用由旁路装置提供的加密密钥来解密来自旁路装置的业务。在步骤730，远程节点解压缩来自旁路装置的流量。远程节点可以使用适合于用于由旁路装置使用的压缩算法的任何解压缩算法。在必要时，可以倒转步骤720和730。

在步骤740，远程节点重新产生由网关或核心网提供的原始分组。步骤740可以包含将在远程节点接收的流量转换为与中间服务平台和/或基站兼容的格式。

在步骤750，以基站能够解读的方式来加密在步骤740重新产生的原始分组。选用地，在步骤750，可以压缩重新产生的分组。在步骤760，将加密的原始分组从远程节点向基站转发。

图8描述了适合于在示例性实施例中使用的电子装置800。电子装置800可以包含存储器810，用于存储要由诸如微处理器、ASIC、FPGA或控制器的一个或多个处理器820执行的指令812。指令812可以被存储在一个或多个电子装置可读存储介质上。电子装置可读存储介质的示例包括但是不限于RAM、ROM、磁存储介质或诸如CD或DVD的光存储介质。指令812可以使得处理器820执行在此详细描述的一系列步骤。指令812可以是满足如何执行这些步骤的任何形式。例如，指令可以是采用任何适当的编程语言的未编译的代码、编译的代码、汇编语言指令或任何其他类型的指令。

存储器810也可以存储用于操作电子装置800的操作系统814。存储器810可以存储用于提供额外功能的额外应用816以及用于由电子装置800或另一个装置使用的数据818。

电子装置800可以具有通信装置830，用于与通信网络850进行通信。通信装置830可以例如是调制解调器、以太网连接、光纤连接、无线电天线或用于与网络进行通信的任何适当装置。

电子装置800可以代理在接入网中的传输协议。例如，如果网络是UMTS网络，则电子装置800可以代理Iu-B或Iu-PS协议。然而，本公开不限于在UMTS网络中的实现方式，并且可以被部署在任何适当的通信网络中。所部署的传输协议基于所利用的通信网络的类型而改变。

图9A是描述根据在此所述的示例性实施例的通过部署旁路装置而在一星期的过程中节省的Mbps的数量。图9B是将由示例性旁路装置压缩的数据流的压缩率与在一星期的过程中节省的Bps的数量作比较的图形。时间段910指示一个峰值时期，在其上，使用在此所述的方法和装置大大地减少了网络的回程利用。时间段910对应于在图9A和9B中的相同时间段。在时间段910期间，本系统比传统系统展现了超过40%的压缩优点，节省了接近700,000Bps并且将数据压缩超过90%。

在由图9A和9B描述的测试中，与其中未绕过RNC的传统接入网作比较，当前描述的系统能够将在峰值时间段期间在网络中的回程利用降低超过40%。

图10描述了在峰值使用时间段期间使用在网络中的示例性旁路装置在一个小时的过程中节省的Mbps的数量。如图10中所示，在峰值使用的时间段期间获益最多。例如，在峰值使用时间段1010期间，在图10中的一个五分钟时间段的过程中的峰值节省1020大于2.5Mbps。

如在图9A-10中所示，本系统有效地减少移动宽带服务传递的成本，而不需要对于现有装置的昂贵的升级或改变。

虽然以上描述根据来自移动网络的具体示例给出，但是本领域内的普通技术人员可以认识到，本发明不限于此，并且可以被应用到任何类型的网络中。

本发明的多种修改和替代实施例对于基于上述说明的本领域内的技术人员是显而易见的。因此，本说明书应当被解释为仅是说明性的，并且用于向本领域内的技术人员教导用于执行本发明的最佳方式的目的。结构的细节可以在实质上不偏离本发明的精神的情况下不同，并且保留在所附的权利要求的范围内的所有修改的唯一使用。意欲本发明仅限于由所附的权利要求和适用法律规则要求的程度。

Claims (15)

1.一种在具有接入网的通信网络中的电子装置中执行的方法，所述接入网是通用移动通信系统(UMTS)接入网，所述方法绕过在通信网络中接收和发送数据流的无线电网络控制器，所述数据流包括第一数据信道和第二数据信道，所述方法包括：

在所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的上游的位置处接收至少一个第二数据信道，使得所述第二数据信道没有被提供到所述无线电网络控制器，所述第二数据信道包括采用与所述无线电网络控制器兼容的格式的数据；

使用所述电子装置的至少一个来处理所述第二数据信道以建立旁路数据信道，所述旁路数据信道包括采用旁路格式的数据；并且

向在所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的下游的位置转发所述旁路数据信道。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述第二数据信道包括将所述第二数据信道加密。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述第二数据信道包括压缩所述第二数据信道。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括模拟RNC协议栈。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的上游处的所述位置设置在IuPS接口上，并且，所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的下游处的所述位置设置在IuB接口上。

6.一种在具有接入网的通信网络中的电子装置中执行的方法，所述接入网是通用移动通信系统(UMTS)接入网，所述方法绕过在通信网络中接收和发送数据流的无线电网络控制器，所述数据流包括第一数据信道和第二数据信道，所述方法包括：

在所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的上游的位置处接收所述第一数据信道和所述第二数据信道，所述第二数据信道包括采用与所述无线电网络控制器兼容的格式的数据；

在所述第一数据信道中选择数据，并且向所述无线电网络控制器提供在所述第一数据信道中的所述数据；

处理所述第二数据信道以建立旁路数据信道，所述旁路数据信道包括采用旁路格式的数据；并且

向在所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的下游处的位置转发所述旁路数据信道。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，处理所述第二数据信道包括加密所述第二数据信道。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，处理所述第二数据信道包括压缩所述第二数据信道。

9.根据权利要求6所述的方法，还包括模拟RNC协议栈以放置采用所述旁路格式的所述数据。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的上游处的所述位置设置在IuPS接口上，并且，所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的下游处的所述位置设置在IuB接口上。

11.一种在具有通用移动通信系统(UMTS)接入网的通信网络中使用的系统，所述系统绕过在所述UMTS接入网中接收和发送数据流的无线电网络控制器，所述数据流包括第一数据信道和第二数据信道，所述系统包括：

用于在所述接入网中的所述无线电网络控制器的上游的位置处截获至少第二数据信道，使得不向所述无线电网络控制器提供所述第二数据信道的装置，所述第二数据信道包括采用与所述无线电网络控制器兼容的格式的数据，

用于处理所述第二数据信道以建立旁路数据信道的装置，所述旁路数据信道包括采用旁路格式的数据，并且

用于将所述旁路数据信道向在所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的下游处的位置转发的装置。

12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括：

用于在所述无线电网络控制器的下游的所述位置处接收所述旁路数据信道，并且处理所述旁路数据信道以建立采用与在所述UMTS接入网中的基站兼容的格式的数据的装置，以及

用于将采用与所述基站兼容的所述格式的所述数据向所述基站转发的装置。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，处理所述第二数据信道包括加密所述第二数据信道并且压缩所述第二数据信道的组之一。

14.根据权利要求11所述的系统，还包括用于模拟RNC协议栈以放置采用所述旁路格式的所述数据的装置。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述UMTS接入网中的所述无线电网络控制器的上游处的所述位置设置在IuPS接口上，并且，所述UMTS接入网中的无线电网络控制器的下游处的所述位置设置在IuB接口上。