BR112013030072B1

BR112013030072B1 - Sistema de transmissão convergente, nó de descarregamento e convergência de dados e equipamento de usuário

Info

Publication number: BR112013030072B1
Application number: BR112013030072-8A
Authority: BR
Inventors: Sheng Liu
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2021-11-23
Also published as: RU2553663C1; BR112013030072A2; US9161264B2; WO2011157152A3; CN102918925B; EP2688363A2; WO2011157152A2; US20140071925A1; CN102918925A; EP2688363A4; EP2688363B1

Abstract

sistema de transmissão convergente e aparelho, método de descarregamento e convergência de dados. um sistema de transmissão convergente inclui um nó de descarregamento e convergência de dados, um ponto de acesso celular e um ap de wlan. o nó de descarregamento e convergência de dados é configurado para: negociar com um ue para determinar uma política de descarregamento de dados; de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o ue, o uso de uma portadora de rádio de wlan para a transmissão de uma parte dos dados de usuário, e o ponto de acesso celular é configurado para trabalhar com o ue e o nó de descarregamento e convergência de dados para a transmissão da parte remanescente dos dados de usuário.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere ao campo de comunicações e, em particular, a um sistema de transmissão convergente e aparelho e a um método de descarregamento e convergência de dados.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Com o rápido desenvolvimento de smartphones, os módulos de comunicação de WLAN (rede de acesso local sem fio, também conhecida como WiFi, fidelidade sem fio) são integrados em cada vez mais terminais de comunicação; enquanto isso, com o aumento contínuo de exigências pessoais em banda larga móvel, o sistema de comunicação celular existente suporta cada vez mais pressão de tráfego de dados.

Uma solução praticável é integrar a tecnologia celular com a tecnologia de WLAN e usar a WLAN para descarregar o tráfego de dados do sistema de comunicação celular móvel, de modo a melhorar a experiência do usuário do sistema celular. Contudo, todas as formas existentes de formação de rede de WLAN têm uma característica comum de a WLAN ser uma rede completamente independente. Portanto, as operadoras móveis que não têm recursos de rede fixos precisam construir uma nova rede de transmissão para a WLAN, o que aumenta o período e o custo de construção de rede. A WLAN é independente da rede celular, e o atraso de transmissão varia agudamente entre pacotes de IP e é incontrolável. Com o mesmo fluxo de dados de IP sendo transmitido nessas duas redes, uma desordem séria ocorrerá, e a QoS (qualidade de serviço) deteriorar-se-á.

Portanto, a forma de integração mútua existente aumenta o período e o custo de construção de rede grandemente, e deteriora a qualidade de serviço da rede de comunicação móvel.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

As modalidades da presente invenção proveem um sistema de transmissão convergente e um aparelho, e um método de descarregamento e convergência de dados para redução do período e do custo de construção de rede e para melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel.

Em um aspecto, uma modalidade da presente invenção provê um sistema de transmissão convergente, que inclui um nó de descarregamento e convergência de dados, um ponto de acesso celular e um ponto de acesso de WLAN, em que:o nó de descarregamento e convergência de dados é configurado para: negociar com um equipamento de usuário (UE) para determinar uma política de descarregamento de dados; de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), usar uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, em que a portadora de rádio de WLAN é um resultado de configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN; e usar uma portadora de rádio remanescente do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente de dados de usuário, em que as portadoras de rádio são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular; o ponto de acesso de WLAN é configurado para trabalhar com o equipamento de usuário (UE) e o nó de descarregamento e convergência de dados para a transmissão da parte dos dados de usuário; eo ponto de acesso celular é configurado para trabalhar com o equipamento de usuário (UE) e o nó de descarregamento e convergência de dados para a transmissão da parte remanescente dos dados de usuário.

Em um outro aspecto, uma modalidade da presente invenção provê um método de descarregamento e convergência de dados, que inclui:a negociação com um equipamento de usuário (UE) para determinar uma política de descarregamento de dados;de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), usar uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, em que a portadora de rádio de WLAN é um resultado de configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN; e usar uma portadora de rádio remanescente do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente de dados de usuário, em que as portadoras de rádio são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular.

Em um outro aspecto, uma modalidade da presente invenção provê um nó de descarregamento e convergência de dados, que inclui: um módulo de negociação de política de descarregamento, configurado para negociar com um equipamento de usuário (UE) para determinar uma política de descarregamento de dados; e,um módulo de decisão de descarregamento, configurado para: de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), usar uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, em que a portadora de rádio de WLAN é um resultado de configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN; e usar uma portadora de rádio remanescente do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente de dados de usuário, em que as portadoras de rádio são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular.

Em um outro aspecto, uma modalidade da presente invenção provê um método de descarregamento de dados de enlace ascendente, que inclui:a obtenção, por um equipamento de usuário (UE), de dados de usuário de enlace ascendente; ede acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), usar a portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, e usar canais do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente de dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, mediante o que o nó de descarregamento e convergência de dados converge a parte dos dados de usuário de enlaceascendente e a parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente para os dados de usuário de enlace ascendente.

Em um outro aspecto, uma modalidade da presente invenção provê um equipamento de usuário (UE), que inclui:um módulo de obtenção de dados de usuário de enlace ascendente, configurado para a obtenção de dados de usuário de enlace ascendente; e um módulo de descarregamento de dados de enlace ascendente, configurado para: de acordo com a política de descarregamento de dados, a determinação pela negociação com um nó de descarregamento e convergência de dados, o uso de uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, e o uso de canais de um sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, mediante o que o nó de descarregamento e convergência de dados converge a parte dos dados de usuário de enlace ascendente e a parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente em dados de usuário de enlace ascendente.

De acordo com as soluções técnicas precedentes das modalidades da presente invenção, a portadora de rádio de WLAN é um resultado de configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN. Portanto, o nó de descarregamento e convergência de dados substitui as portadoras de rádio do sistema celular parcial ou completamente com a portadora de rádio de WLAN, em que o nó de descarregamento e convergência de dados é plenamente transparente para a rede de núcleo; e o acesso de WLAN é implementado sem a necessidade de modificação da rede celular, o que reduz o período e o custo de construção de rede. A portadora de rádio de WLAN pode servir como uma tecnologia de melhoria de interfaces aéreas de rádio para melhoria de taxas de transmissão de dados grandemente, melhoria da experiência de usuário, e melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para a descrição das soluções técnicas das modalidades da presente invenção mais claramente, o que vem a seguir introduz brevemente os desenhos associados usados na descrição das modalidades da presente invenção. Evidentemente, os desenhos associados abaixo ilustram apenas algumas modalidades de exemplo da presente invenção, e as pessoas versadas na técnica podem derivar outros desenhos a partir dos desenhos, sem que se façam esforços criativos.

A figura 1 mostra uma solução para a integração de uma rede celular com uma WLAN de acordo com a técnica anterior; a figura 2 mostra uma solução para integração de uma rede celular com uma WLAN de acordo com a técnica anterior; a figura 3 mostra uma solução de formação de rede de I-WLAN de acordo com a técnica anterior; a figura 4 mostra uma solução de formação de rede de I-WLAN de acordo com a técnica anterior; a figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema de transmissão convergente de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 6 é um diagrama de arquitetura de um sistema de transmissão convergente de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 7 é um diagrama de arquitetura de um sistema de transmissão convergente de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 8 é um diagrama esquemático de uma transmissão de dados de usuário de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 9A e a figura 9B mostram um método de descarregamento e convergência de dados de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 10 é um fluxograma de um método de descarregamento de dados de enlace ascendente de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 11 é um diagrama esquemático de uma portadora de UMTS em um domínio de PS, de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 12 é um diagrama esquemático de uma forma de tunelamento de extremidade a extremidade para um equipamento de usuário (UE) e um RNC de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 13 é um diagrama esquemático de uma forma de tunelamento de extremidade a extremidade para um equipamento de usuário (UE) e um RNC de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 14 é um diagrama esquemático de uma pilha de protocolo de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 15 é um diagrama de arquitetura de aplicação de um sistema de transmissão convergente aplicado em um sistema de HNB de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 16 é um diagrama de arquitetura de aplicação de um sistema de transmissão convergente aplicado em um sistema de HNB de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 17 é um diagrama esquemático de transmissão de dados, de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 18 é um diagrama esquemático de transmissão de dados, de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 19 é um diagrama esquemático de um sistema de transmissão convergente, de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 20 é um diagrama de arquitetura de aplicação detalhado de um sistema de transmissão convergente, de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 21 é um diagrama de arquitetura de aplicação detalhado de um sistema de transmissão convergente, de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 22 é um diagrama esquemático de um nó de descarregamento e convergência de dados de acordo com uma modalidade da presente invenção; a figura 23 é um diagrama esquemático de um equipamento de usuário (UE) de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

As soluções técnicas das modalidades da presente invenção são descritas, a partir deste ponto, claramente e com referência a modalidades e desenhos associados. Evidentemente, as modalidades são apenas algumas modalidades de exemplo da presente invenção, e a presente invenção não está limitada a essas modalidades. Todas as outras modalidades, as quais podem ser derivadas por pessoas versadas na técnica a partir das modalidades da presente invenção, sem que se façam esforços criativos, devem cair no escopo de proteção da presente invenção.

Para ajudar as pessoas versadas na técnica a entenderem melhor as soluções técnicas das modalidades da presente invenção, o que vem a seguir descreve tecnologias relevantes.

A experiência de usuário de um sistema celular pode ser melhorada grandemente pela integração da tecnologia celular sem fio com a tecnologia de WLAN e usando uma WLAN para o descarregamento do tráfego de dados do sistema de comunicação celular móvel.

Muitas soluções são tornadas disponíveis para integração de uma rede celular com uma WLAN, e a mais simples é uma solução de formação de rede WLAN independente caracterizada por AP (ponto de acesso) + AC (controlador de AP), conforme mostrado na figura 1 e na figura 2.

Conforme mostrado na figura 1, um AP é um ponto de acesso de uma WLAN; após passar por um procedimento de associação e autenticação, um terminal de WLAN, tal como um equipamento de usuário (UE), pode se comunicar com o AP; as funções de um AC são roteamento e comutação e gerenciamento de AP, e a interface externa do AC é uma interface de IP. Portanto, um pacote de dados de IP de usuário a partir do AP pode entrar em uma rede de pacote de IP externa através do AC, tipicamente a Internet. Para a execução de autenticação, autorização e contabilidade de usuários, o AC é conectado a um servidor de AAA (autenticação, autorização e contabilidade). Geralmente, um usuário acessa uma rede de WLAN ao entrar em um nome de conta e uma senha que são providos por uma operadora.

Em uma WLAN mostrada na figura 2, um servidor de AAA de 3GPP em uma rede de comunicação móvel, tal como GPRS (serviço de rádio de pacote geral), UMTS (sistema universal de telecomunicações móveis) ou LTE (evolução de longo prazo, evolução de longo prazo) de uma operadora móvel porta autenticação, autorização e contabilidade. O servidor de AAA de 3GPP é conectado a um HLR (registrador de localização doméstica, registrador de localização doméstica). Desta forma, o usuário não precisa introduzir o nome de conta ou a senha manualmente, e o telefone móvel pode autenticar o usuário automaticamente, de acordo com os dados de assinatura armazenados em um SIM (módulo de identidade de assinante, módulo de identidade de assinante) ou USIM (módulo de identidade de assinante universal, módulo de identidade de assinante universal), desse modo simplificando e facilitando o uso da WLAN grandemente.

Embora a solução de formação de rede de uma WLAN independente seja simples, a solução de formação de rede não suporta um intertrabalho com a rede de comunicação móvel, nem uma reutilização de um dispositivo existente na rede de comunicação móvel, tal como GPRS, UMTS ou LTE. O intertrabalho não suportado inclui: comutação entre a WLAN e a rede de comunicação móvel, e acesso a um serviço de PS (domínio de pacote comutado, domínio de pacote comutado) da rede de comunicação móvel através da WLAN, tal como um serviço de IMS (subsistema de multimídia de IP, subsistema de multimídia de IP). O espectro não licenciado usado pela WLAN é vulnerável para diferentes tipos de interferência, e o AP (ponto de acesso) de WLAN geralmente é estabelecido em áreas de ponto ativo, ao invés de ser ligado em rede para a provisão de cobertura contínua. Portanto, quando a WLAN não está disponível, devido a uma interferência, ou quando o equipamento de usuário (UE) deixa a área de cobertura do AP, é muito importante fazer a transferência de ponto a ponto do equipamento de usuário (UE) para uma rede de comunicação móvel, tal como GPRS, UMTS ou LTE. Portanto, em uma modalidade, uma forma de formação de rede de I-WLAN (WLAN de intertrabalho, WLAN de intertrabalho) do 3GPP pode ser aplicada, conforme mostrado na figura 3 e na figura 4.

Tomando o sistema GPRS e UMTS como exemplos, conforme mostrado na figura 3, um AC é conectado a um GGSN (nó de suporte de GPRS de gateway, nó de suporte de GPRS de gateway) através de um TTG (gateway de terminação de túnel, gateway de terminação de túnel). O GGSN é um gateway entre o sistema GPRS/UMTS e a rede de IP externa. O TTG serve à função de conexão com o GGSN através de uma interface Gn de 3GPP. Desta forma, a WLAN é conectada ao GGSN através do TTG para a implementação de intertrabalho com a rede de comunicação móvel, tal como GPRS, UMTS ou LTE e uma reutilização das funções existentes da rede de comunicação móvel, tais como autenticação, autorização, contabilidade, controle de política e policiamento de tráfego. A forma de formação de rede de I-WLAN mostrada na figura 4 é a mesma que a forma de formação de rede de I-WLAN mostrada na figura 3, exceto pelo fato de a função de TTG ser integrada com a função de GGSN em um PDG (gateway de pacotes de dadospacotes de dados, gateway de pacotes de dadospacotes de dados). O HA na figura 3 é integrado no GGSN.

Com base na forma de I-WLAN, o 3GPP ainda propõe IFOM (mobilidade de fluxo de IP e descarregamento de WLAN sem emendas, mobilidade de fluxo de IP e descarregamento de WLAN sem emendas) em uma Versão 10 de 3GPP para melhoria da experiência de usuário. A IFOM permite que um equipamento de usuário (UE) (equipamento de usuário, equipamento de usuário) use a rede de comunicação móvel, tal como GPRS, UMTS ou LTE para a transmissão de alguns fluxos de dados de IP do equipamento de usuário (UE), e use a rede de I-WLAN para a transmissão de outros fluxos de dados de IP diferentes, desse modo se implementando um descarregamento de dados mais flexível e melhoria de uma taxa de pico de usuário.

Para WLAN e I-WLAN independentes, as formas de formação de rede de WLAN existentes têm uma característica comum de a WLAN ser uma rede completamente independente. Portanto, as operadoras móveis que não têm recursos de rede fixos precisam construir uma nova rede de transmissão para a WLAN, o que aumenta o período e o custo de construção de rede.

Para redução do período e do custo de construção de rede da operadora e melhoria da taxa de transmissão dos usuários de rede de comunicação móvel, uma modalidade da presente invenção provê um sistema de transmissão convergente. Conforme mostrado na figura 5, o sistema inclui um nó de descarregamento e convergência de dados 110, um ponto de acesso celular 120 e um AP de WLAN 130.

O nó de descarregamento e convergência de dados 110 é configurado para: negociar com um equipamento de usuário (UE) para determinar uma política de descarregamento de dados; de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), configurar uma parte de portadoras de rádio existentes de um sistema celular como portadoras de rádio de WLAN, e usar as portadoras de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário; e usar uma portadora de rádio remanescente do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente dos dados de usuário, em que as portadoras de rádio são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular.

Através das funções precedentes, o nó de descarregamento e convergência de dados usa as portadoras de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte dos dados de usuário, e usa os canais do sistema celular para a transmissão da parte remanescente dos dados de usuário.

Em uma modalidade, o nó de descarregamento e convergência de dados é adicionalmente configurado para usar canais de um sistema celular universal para a transmissão de mensagens de plano de controle.

O AP celular 120 é configurado para trabalhar com o equipamento de usuário (UE) e o nó de descarregamento e convergência de dados para a transmissão da parte dos dados de usuário.

O AP de WLAN 130 é configurado para trabalhar com o equipamento de usuário (UE) e o nó de descarregamento e convergência de dados para a transmissão da parte remanescente dos dados de usuário.

Opcionalmente, quando o sistema celular é um sistema de UMTS, em uma modalidade, o nó de descarregamento e convergência de dados 110 negocia com o equipamento de usuário (UE) para determinar a política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação. A sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação é transmitida por pelo menos uma portadora de UMTS pelo nó de descarregamento e convergência de dados, e pelo menos uma portadora de UMTS é criada para o equipamento de usuário (UE) através do plano de controle da interface aérea de UMTS.

Especificamente, em uma modalidade, o nó de descarregamento e convergência de dados 110 é configurado para: em uma direção de enlace descendente, o descarregamento dos dados de usuário de enlace descendente obtidos do equipamento de usuário (UE) para separação da primeira parte de dados a serem transmitidos através do AP celular 120 a partir da segunda parte de dados a serem transmitidos através do AP de WLAN 130, e a transmissão da primeira parte de dados e da segunda parte de dados para o AP celular 120 e o AP de WLAN 130, respectivamente; e, em uma direção de enlace ascendente, o recebimento da primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e da segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) a partir do APcelular 120 e do AP de WLAN 130, respectivamente, a convergência da primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e da segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente para dados de usuário de enlace ascendente, e o envio dos dados de usuário de enlace ascendente para uma rede celular.

Em uma modalidade, o nó de descarregamento e convergência de dados 110 é configurado para receber a segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) a partir do AP de WLAN 130; e convergência da primeira parte de equipamento de usuário (UE) de dados de usuário de enlace ascendente recebidos a partir do AP celular 120 e da segunda parte de equipamento de usuário (UE) de dados de usuário de enlace ascendente recebidos a partir do AP de WLAN 130 para dados de usuário de enlace ascendente, e o envio dos dados de usuário de enlace ascendente para a rede celular.

O AP celular 120 é configurado para: na direção de enlace descendente, receber a primeira parte de dados transmitidos pelo nó de descarregamento e convergência de dados 110 e enviar a primeira parte de dados através de uma interface aérea; e, na direção de enlace ascendente, receber a primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente enviada pelo equipamento de usuário (UE) e transmiti-la para o nó de descarregamento e convergência de dados 110.

O AP de WLAN 130 é configurado para: na direção de enlace descendente, receber a segunda parte de dados transmitidos pelo nó de descarregamento e convergência de dados 110 e enviar a segunda parte de dados através da interface aérea; e, na direção de enlace ascendente, receber a segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente enviada pelo equipamento de usuário (UE) e transmiti-la para o nó de descarregamento e convergência de dados 110.

Em uma modalidade, o canal de portadora do sistema celular pode ser um canal de UMTS. Na modalidade a seguir, o canal de UMTS é descrito como um exemplo do canal de portadora do sistema celular.

De acordo com a solução técnica precedente da modalidade da presente invenção, a portadora de rádio de WLAN é um resultado de configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN. Portanto, o nó de descarregamento e convergência de dados substitui as portadoras de rádio do sistema celular parcial ou completamente pela portadora de rádio de WLAN, em que o nó de descarregamento e convergência de dados é plenamente transparente para a rede de núcleo; e o acesso de WLAN é implementado sem a necessidade de modificação da rede celular, o que reduz o período e o custo de construção de rede. A portadora de rádio de WLAN pode servir como uma tecnologia de melhoria de interfaces aéreas de rádio para melhoria das taxas de transmissão de dados grandemente, melhoria da experiência de usuário e melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel.

Deve ser notado que o sistema de transmissão convergente mostrado na figura 5 pode ser aplicado em múltiplas arquiteturas diferentes. Por exemplo, pode ser aplicado em um sistema de UMTS, um sistema de HNB de UMTS, um sistema GPRS, um sistema de EDGE (taxas de dados melhoradas para evolução de GSM), um sistema CDMA2000, ou um sistema EvDO (dados de evolução otimizados ou dados de evolução apenas). O nó de descarregamento e convergência de dados 110 varia em diferentes redes celulares. Por exemplo, o nó e um RNC em um sistema UMTS, ou um GW de HNB ou um HNB em um sistema de HNB de UMTS, ou um BSC em um sistema GPRS, ou um BSC em um sistema de EDGE, ou um BSC em um sistema CDMA2000, ou um BSC em um sistema EvDO.

Conforme mostrado na figura 9A e na figura 9B, uma modalidade da presente invenção provê um método de descarregamento e convergência de dados, que inclui as etapas a seguir:S120: negociação com um equipamento de usuário (UE) para a determinação de uma política de descarregamento de dados.

Opcionalmente, os detalhes da etapa S120 podem ser: negociação com o equipamento de usuário (UE) para a determinação de uma política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento, em que a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de camada de aplicação transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), ou a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de RRC (controle de recurso de rádio, controle de recurso de rádio) transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE).S130: de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), o uso de uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, em que a portadora de rádio de WLAN é um resultado de configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN; e o uso de uma portadora de rádio remanescente do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente dos dados de usuário, em que as portadoras de rádio são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle.

Opcionalmente, a etapa S130 pode incluir:na direção de enlace descendente, o descarregamento dos dados de usuário de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) para a separação da primeira parte de dados a serem transmitidos através do ponto de acesso celular da segunda parte de dados a serem transmitidos através do ponto de acesso de WLAN, e a transmissão da primeira parte de dados e da segunda parte de dados para o ponto de acesso celular e o ponto de acesso de WLAN, respectivamente; ena direção de enlace ascendente, o recebimento da primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e da segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) a partir do ponto de acesso celular e do ponto de acesso de WLAN, respectivamente, a convergência da primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e da segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente nos dados de usuário de enlace ascendente, e o envio dos dados de usuário de enlace ascendente para a rede celular.

Opcionalmente, em uma modalidade, o método ainda pode incluir as etapas a seguir:S101: criação de uma interface lógica com o ponto de acesso de WLAN e envio de uma informação de gerenciamento e de controle através do plano de controle da interface lógica para gerenciamento e controle do ponto de acesso de WLAN.S103: criação de uma primeira relação de mapeamento, em que a primeira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC (controle de acesso a meio) do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP (protocolo de datagrama de usuário) da interface de plano de usuário que está entre o nó de descarregamentoe convergência de dados e o AP de WLAN.S105: criação de uma segunda relação de mapeamento, em que a segunda relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

Opcionalmente, em uma modalidade, a etapa S105 pode incluir:o recebimento da identidade de assinante móvel internacional (IMSI) do equipamento de usuário (UE) e endereço de MAC que são enviados pelo equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento; e a criação de uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE) de acordo com uma relação de mapeamento armazenada entre a IMSI e o equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

Em uma modalidade, o método ainda pode incluir as etapas a seguir:S107: criação de pelo menos um túnel de extremidade a extremidade entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), se os dados de usuário forem transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN, onde cada túnel de extremidade a extremidade transmite um dos fluxos de dados de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN.S109: criação de uma terceira relação de mapeamento, em que a terceira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o túnel de extremidade a extremidade e o canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

O número de túnel de túnel de extremidade a extremidade pode ser um número de porta de UDP em um pacote de UDP/IP externo que encapsula o pacote de IP de usuário, ou um identificador (ID) de portadora de acesso por rádio (RAB), correspondente ao túnel de extremidade a extremidade.S111: resolução dos dados de usuário transmitidos através da interface aérea do sistema celular para a obtenção do endereço de IP da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE); e criação de uma quarta relação de mapeamento, onde a quarta relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e o canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

Em uma modalidade, cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) corresponde a um canal de portadora.

Neste caso, opcionalmente, em uma modalidade, a etapa S130 pode incluir:na direção de enlace ascendente, o recebimento do fluxo de dados de enlace ascendente que precisa ser transmitido pela portadora de rádio de WLAN, em que o fluxo de dados de enlace ascendente que precisa ser transmitido pela portadora de rádio de WLAN é enviado pelo ponto de acesso de WLAN para o nó de descarregamento e convergência de dados através de uma porta de UDP correspondente;a obtenção do endereço de MAC correspondente à porta de UDP de acordo com a primeira relação de mapeamento;o encontro de todos os canais de portadora do equipamento de usuário (UE) tendo o endereço de MAC de acordo com a segunda relação de mapeamento;de acordo com a terceira relação de mapeamento, encontrar o canal de portadora do equipamento de usuário (UE) correspondente a cada túnel de extremidade a extremidade que transmite a parte de ou todos os fluxos de dados de enlace ascendente; e o encaminhamento da parte de ou de todos os fluxos de dados para os canais de portadora correspondentes do equipamento de usuário (UE), respectivamente; na direção de enlace descendente, o recebimento de diferentes fluxos de dados de enlace descendente transmitidos pelos canais de portadora de enlace descendente correspondentes do equipamento de usuário (UE), em que os fluxos de dados de enlace descendente diferentes são obtidos por um GGSN pela separação dos dados de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) através de uma função de DL-TFT (modelo de fluxo de tráfego de enlace descendente); e de acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o equipamento de usuário (UE), a determinação pelo nó de descarregamento e convergência de dados, de uma parte de ou de todos os fluxos de dados de enlace descendente transmitidos pela portadora de rádio de WLAN; e, de acordo com a terceira relação de mapeamento, o mapeamento da parte ou de todos os fluxos de dados de enlace descendente para um túnel de extremidade a extremidade correspondente a cada canal de portadora de equipamento de usuário (UE) que transmite a parte de ou todos os fluxos de dados de enlace descendente, respectivamente; e o envio da parte de ou de todos os fluxos de dados de enlace descendente para o ponto de acesso de WLAN através da porta de UDP correspondente, mediante o que, de acordo com a primeira relação de mapeamento, o ponto de acesso de WLAN usa o número de porta de UDP para enviar todos os pacotes de dados de enlace descendente de equipamento de usuário (UE) a partir da porta de UDP através de uma interface aérea de WLAN para o equipamento de usuário (UE) que tem o endereço de MAC correspondente ao número de porta de UDP. Neste caso, opcionalmente, em uma modalidade, a etapa S130 pode incluir: na direção de enlace ascendente, o recebimento de todos os pacotes de dados de enlace ascendente de equipamento de usuário (UE) que são enviados pelo ponto de acesso de WLAN para o nó de descarregamento e convergência de dados através da porta de UDP correspondente; a obtenção do endereço de MAC correspondente à porta de UDP de acordo com a primeira relação de mapeamento; o encontro de todos os canais de portadora do equipamento de usuário (UE) tendo o endereço de MAC de acordo com a segunda relação de mapeamento; a separação de todos os pacotes de dados de enlace ascendente de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN em pelo menos um fluxo de dados de acordo com os endereços de IP de equipamento de usuário (UE) em conexões diferentes de rede de pacotes de dados (PDN), e usando a quarta relação de mapeamento para encaminhamento de pelo menos um fluxo de dados para o canal de portadora correspondente do equipamento de usuário (UE); na direção de enlace descendente, a separação dos fluxos de dados de enlace descendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) em diferentes fluxos de dados de enlace descendente através de um filtro de pacote embutido; e o envio de uma parte de todos os fluxos de dados de enlace descendente para o ponto de acesso de WLAN através da porta de UDP correspondente de acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o equipamento de usuário (UE), mediante o que, de acordo com a primeira relação de mapeamento, o ponto de acesso de WLAN usa o número de porta de UDP para enviar todos os pacotes de dados de enlace descendente de equipamento de usuário (UE) a partir da porta de UDP através de uma interface aérea de WLAN para o equipamento de usuário (UE) que tem o endereço de MAC correspondente ao número de porta de UDP. Em uma modalidade, o método ainda pode incluir as etapas a seguir: S113: usar a sinalização de controle de descarregamento para notificar ao equipamento de usuário (UE) que um ponto de acesso de WLAN acessível existe na localização atual, de modo que o equipamento de usuário (UE) permita que a WLAN descarregue dados; ou usar a sinalização de controle de descarregamento para notificar ao equipamento de usuário (UE) que nenhum ponto de acesso de WLAN acessível existe na localização atual, de modo que o equipamento de usuário (UE) pare o descarregamento de dados da WLAN. S115: através da sinalização de controle de descarregamento, o recebimento de um identificador de conjunto de serviço básico (BSSID) do ponto de acesso de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar; e a combinação do BSSID com uma lista armazenada localmente de BSSIDs de pontos de acesso de WLAN conectados, e, se a combinação for bem sucedida, permitir que o equipamento de usuário (UE) estabeleça uma associação entre o equipamento de usuário (UE) e o ponto de acesso de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar. S117: quando o equipamento de usuário (UE) o deixa, a reconfiguração da parte de dados de usuário, a qual é previamente descarregada pelo canal de WLAN para transmissão, conforme sendo transmitido pelo canal do sistema celular; e, através da sinalização de controle de descarregamento, instruir o equipamento de usuário (UE) para cancelar a associação ao ponto de acesso de WLAN atualmente associado. Em uma modalidade, o método ainda pode incluir a inclusão do procedimento de autenticação a seguir: o envio do endereço de MAC de equipamento de usuário (UE) para o ponto de acesso de WLAN, ou o recebimento do endereço de IP do equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento, e o envio do endereço de MAC e do endereço de IP do equipamento de usuário (UE) para o ponto de acesso de WLAN; e a negociação com o equipamento de usuário (UE) sobre o algoritmo de encriptação da interface aérea de WLAN e a chave do algoritmo de encriptação através da sinalização de controle de descarregamento, e o envio do algoritmo de encriptação e da chave do algoritmo de encriptação para o ponto de acesso de WLAN, de modo que o ponto de acesso de WLAN estabeleça uma relação de ligação entre o endereço de MAC e a chave do algoritmo de encriptação ou estabeleça uma relação de ligação entre o endereço de MAC e o endereço de IP e a chave do algoritmo de encriptação e considera o equipamento de usuário (UE) atendendo à relação de ligação como um terminal legal autenticado. De acordo com a solução técnica precedente da modalidade da presente invenção, o nó de descarregamento e convergência de dados substitui as portadoras de rádio do sistema celular parcial ou completamente pela portadora de rádio de WLAN, em que o nó de descarregamento e convergência de dados é plenamente transparente para a rede de núcleo; e o acesso de WLAN é implementado sem a necessidade de modificação da rede celular, o que reduz o período e o custo de construção de rede. A portadora de rádio de WLAN pode servir como uma tecnologia de melhoria de interfaces aéreas de rádio para melhoria de taxas de transmissão de dados grandemente, melhoria da experiência de usuário, e melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel. Conforme mostrado na figura 10, uma modalidade da presente invenção ainda provê um método de descarregamento de dados de enlace ascendente. O método inclui as etapas a seguir: S220: o equipamento de usuário (UE) obtém dados de usuário de enlace ascendente. S230: de acordo com uma política de descarregamento de dados negociada com um nó de descarregamento e convergência de dados, o uso de uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, e o uso de canais de um sistema celular para transmissão de uma parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, mediante o que o nó de descarregamento e convergência de dados converge a parte dos dados de usuário de enlace ascendente e a parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente para os dados de usuário de enlace ascendente. Opcionalmente, o método ainda pode incluir as etapas a seguir: S201: negociar com o equipamento de usuário (UE) para a determinação de uma política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento, em que a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de camada de aplicação transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), ou a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de RRC transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE). S203: através da sinalização de controle de descarregamento, o equipamento de usuário (UE) envia sua própria IMSI e o endereço de MAC para o nó de descarregamento e convergência de dados, de modo que, de acordo com a relação de mapeamento armazenada localmente entre a IMSI do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE), o nó de descarregamento e convergência de dados estabeleça uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE). S205: criação de pelo menos um túnel de extremidade a extremidade entre o eu e o nó de descarregamento e convergência de dados, se os dados de usuário forem transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN, em que cada túnel de extremidade a extremidade transmite um dos fluxos de dados de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN. O número de túnel de um túnel de extremidade a extremidade pode ser um número de porta de UDP em um pacote de UDP/IP externo que encapsula o pacote de IP de usuário, ou um identificador (ID) de portadora de acesso por rádio (RAB), correspondente ao túnel de extremidade a extremidade. S207: criação de uma conexão de predeterminado com uma ou mais redes de pacotes de dados (PDNs) através do plano de controle da interface aérea do sistema celular, em que cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) corresponde a um canal de portadora, e um endereço de IP é alocado a cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN). S209: requisição de uma segunda rede de pacotes de dados (PDN) para alocação de um novo endereço de IP ao equipamento de usuário (UE), se o endereço de IP alocado pela segunda rede de pacotes de dados (PDN) for o mesmo que o endereço de IP previamente alocado pela primeira rede de pacotes de dados (PDN). S211: estabelecimento de uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) a camada de aplicação. Neste caso, em uma modalidade, a etapa S230 pode incluir: a separação dos dados de usuário de enlace ascendente nos fluxos de dados de enlace ascendente através de um modelo de fluxo de tráfego de enlace ascendente (UL-TFT); e o envio de uma parte ou de todos os fluxos de dados para o nó de descarregamento e convergência de dados através do túnel de extremidade a extremidade, em que a parte de ou todos os fluxos de dados de enlace ascendente portam o número de túnel do túnel de extremidade a extremidade. Neste caso, em uma modalidade, a etapa S230 pode incluir: a separação dos dados de usuário de enlace ascendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) da camada de aplicação para fluxos de dados de enlace ascendente através de um filtro de pacote localizado fora de um módulo de transcepção do sistema celular; e o envio de parte de ou de todos os fluxos de dados de usuário através de uma interface aérea de WLAN de acordo com a política de descarregamento de dados, em que a parte de ou todos os fluxos de dados de usuário portam o endereço de IP correspondente à camada de aplicação. Em uma modalidade, o método ainda pode incluir as etapas a seguir: S213: recebimento do fluxo de dados de enlace descendente de usuário enviado através da interface aérea de WLAN. S215: recuperação de um endereço de IP de destino portado no fluxo de dados de enlace descendente. S217: encaminhamento do fluxo de dados de enlace descendente para a camada de aplicação correspondente ao endereço de IP de destino.

Em uma modalidade, se o equipamento de usuário (UE) quiser se associar a um AP de WLAN, o método poderá incluir, adicionalmente, a etapa a seguir:

Através de uma sinalização de controle de descarregamento, o equipamento de usuário (UE) envia para o nó de descarregamento e convergência de dados um BSSID do AP de WLAN com o qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar, de modo que o nó de descarregamento e convergência de dados combine o BSSID com uma lista localmente armazenada de BSSIDs de pontos de acesso de WLAN conectados, e, se a combinação for bem sucedida, permitirá que o equipamento de usuário (UE) estabeleça uma associação entre o equipamento de usuário (UE) e o ponto de acesso de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar.

De acordo com a solução técnica precedente da modalidade da presente invenção, o nó de descarregamento e convergência de dados substitui as portadoras de rádio do sistema celular parcial ou completamente pela portadora de rádio de WLAN, em que o nó de descarregamento e convergência de dados é plenamente transparente para a rede de núcleo; e o acesso de WLAN é implementado sem a necessidade de modificação da rede celular, o que reduz o período e o custo de construção de rede. A portadora de rádio de WLAN pode servir como uma tecnologia de melhoria de interfaces aéreas de rádio para melhoria de taxas de transmissão de dados grandemente, melhoria da experiência de usuário, e melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel.

Os princípios de cada sistema acima são similares, e as modalidades da presente invenção fazem uma introdução específica pela tomada de um sistema UMTS como um exemplo. A figura 6 e a figura 7 mostram a arquitetura de dois tipos de sistemas de transmissão convergente, de acordo com as modalidades da presente invenção. Nos sistemas de transmissão convergente providos na figura 6 e na figura 7, a rede de UMTS é proximamente acoplada à rede WLAN. Conforme mostrado na figura 6, o SGSN (nó de suporte de GPRS de serviço, nó de suporte de GPRS de serviço), GGSN, PCRF (função de política e regras de cobrança), HLR e servidor de AAA de 3GPP são elementos de rede de núcleo (rede de núcleo) de domínio de PS definidos no sistema de protocolo de 3GPP existente.

A interface entre o SGSN e o GGSN é uma interface Gn, a interface entre o GGSN e uma rede de pacotes de dados (PDN) externa (tal como uma rede de IP) é uma interface Gi, e a interface entre o GGSN e a PCRF é uma interface Gx. Um RNC (controlador de rede de rádio, controlador de rede de rádio) e um Nó B são elementos de rede em uma rede de acesso por rádio de UMTS. O Nó B (uma forma específica do AP celular 120) é uma estação base a qual é comum no sistema de comunicação móvel. O Nó B é conectado ao RNC através de uma interface Iub, e o RNC é conectado ao SGSN através de uma interface Iu.

Conforme mostrado na figura 6, na arquitetura de um sistema de transmissão convergente em uma modalidade da presente invenção, o RNC é o nó de descarregamento e convergência de dados 110 descrito nas modalidades acima.

O AP de WLAN é logicamente conectado ao RNC, e o método específico é: em uma modalidade, o AP de WLAN pode compartilhar um local com o Nó B e é conectado ao RNC, ou, em uma modalidade, o AP de WLAN não compartilha um local com o Nó B, mas é conectado ao RNC através do Nó B, ou, em uma modalidade, o AP de WLAN não compartilha um local com o Nó B e é conectado ao RNC diretamente. Quando o AP de WLAN compartilha um local com o Nó B, o AP de WLAN e o Nó B podem ser o mesmo dispositivo físico, isto é, as funções do AP de WLAN são integradas no Nó B; ou eles podem ser dois dispositivos físicos independentes. Quando o AP de WLAN não compartilha um local com o Nó B, se o AP de WLAN for conectado ao RNC através do Nó B, uma linha de IP será geralmente aplicada entre o Nó B e o AP de WLAN. A propósito, o RNC é conectado a um servidor de AAA, de modo que uma autenticação de acesso possa ser implementada para usuários de WLAN. A forma de conexão entre o RNC e o servidor de AAA é o mesmo que a forma de conexão mencionada anteriormente entre o AC ou TTG e o servidor de AAA na rede WLAN existente. Conforme mostrado na figura 6, em uma modalidade, o servidor de AAA pode ser um servidor de AAA de 3GPP. Na arquitetura de sistema mostrada na figura 6, o servidor de AAA de 3GPP é conectado ao HLR. Desta forma, o usuário não precisa introduzir o nome de conta ou a senha manualmente, e o telefone móvel pode autenticar o usuário automaticamente, de acordo com os dados de assinatura armazenados em um SIM ou USIM, desse modo simplificando e facilitando o uso da WLAN grandemente. Na arquitetura do sistema de transmissão convergente mostrado na figura 6, o RNC não apenas tem as funções relacionadas a UMTS definidas no sistema de protocolo de 3GPP existente, mas também tem a função de descarregar os fluxos de dados de usuário entre o UMTS e a WLAN. Isto é, o RNC usa uma portadora de rádio de WLAN e/ou canais de UMTS para a transmissão de dados de usuário, e ainda usa os canais de UMTS para a transmissão das mensagens de plano de controle do UMTS. Além disso, na modalidade mostrada na figura 6, o RNC ainda inclui a função de controle e gerenciamento do AC na rede WLAN existente. Isto é, o RNC cria uma interface lógica com o AP de WLAN, e envia a informação de gerenciamento e de controle através do plano de controle da interface lógica para o gerenciamento e controle do AP de WLAN. Em uma modalidade, o gerenciamento e o controle exercidos pelo RNC sobre o AP de WLAN podem incluir funções tais como a autenticação do AP de WLAN conectado ao RNC, a execução de gerenciamento de rede, e a coordenação e o gerenciamento da interferência entre APs de WLAN.

A figura 7 mostra a arquitetura de um outro sistema de transmissão convergente de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na arquitetura de sistema mostrada na figura 7, o UMTS é proximamente acoplado ao WLAN. A arquitetura de sistema na figura 7 difere da arquitetura de sistema mostrada na figura 6 pelo fato de: as funções do AC não serem integradas no RNC que serve como um nó de descarregamento e convergência de dados nesta modalidade. Isto é, nesta modalidade, o AC serve como um dispositivo independente conectado ao RNC.

Nesta modalidade, o RNC não apenas tem as funções relacionadas a UMTS definidas no sistema de protocolo de 3GPP existente, mas também tem a função de descarregamento dos fluxos de dados de usuário entre o UMTS e a WLAN. Isto é, o RNC usa um uma portadora de rádio de WLAN e/ou canais de UMTS para a transmissão de dados de usuário, mas usa os canais de UMTS para a transmissão das mensagens de plano de controle.

Nesta modalidade, o AC cria uma interface lógica com o AP de WLAN, e envia uma informação de gerenciamento e de controle através do plano de controle da interface lógica para gerenciamento e controle do AP de WLAN. Em uma modalidade, o gerenciamento e o controle exercidos pelo AC sobre o AP de WLAN podem incluir as funções de gerenciamento e controle de WLAN, tais como a autenticação do AP de WLAN conectado ao RNC, a execução de gerenciamento de rede e a coordenação e o gerenciamento da interferência entre os APs de WLAN.

Isto é, nesta modalidade, as funções de controle e de gerenciamento (incluindo as funções de gerenciamento e de controle relacionadas, tais como a autenticação do AP de WLAN conectado ao RNC, a execução de gerenciamento de rede e a coordenação e o gerenciamento da interferência entre os APs de WLAN) do AC na rede WLAN existente não são integrados no RNC. Ao invés disso, essas funções são implementadas por um AC de dispositivo independente (controlador de AP, controlador de AP). O AC é conectado ao RNC e ao servidor de AAA, e a camada de transporte entre o AC e o RNC pode ser uma linha de IP.

Conforme mostrado na figura 6 e na figura 7, o RNC é conectado ao servidor de AAA (o qual pode ser um servidor de AAA de 3GPP) diretamente ou através do AC. Portanto, o RNC pode coletar estatísticas sobre a informação, tais como o tráfego e a duração dos dados de usuário que passam através da interface aérea de UMTS e da interface aérea de WLAN, respectivamente, e enviar a informação para o servidor de AAA. O servidor de AAA gera uma informação de registro de dados de cobrança relevante de acordo com essa informação, e submete a ingrediente de registro de dados de cobrança a um sistema de cobrança offline ou online. Portanto, o sistema pode implementar uma função de cobrança requerida.

Conforme mostrado na figura 6 e na figura 7, a interface Iu entre o SGSN e o RNC é dividida em um plano de controle e um plano de usuário que são transmitidos através de diferentes protocolos de transporte, respectivamente. O protocolo de plano de controle é denominado RANAP (parte de aplicação de rede de acesso por rádio, parte de aplicação de rede de acesso por rádio), o qual implementa uma transmissão através de um protocolo de transporte de sinalização (SIGTRAN). O protocolo de plano de usuário no domínio de PS é transparente. Isto é, os dados de usuário são portados por um túnel de GTP-U (protocolo de tunelamento de GPRS - plano de usuário, protocolo de tunelamento de GPRS - plano de usuário). O túnel de GTP-U é unicamente identificado por uma combinação de um TEID (identificador de ponto final de túnel, identificador de ponto final de túnel) no cabeçalho do GTP-U, um número de porta de UDP da camada de UDP/IP, e um endereço de IP. Na descrição a seguir, a combinação do TEID, de número de porta de UDP e de endereço de IP, a qual identifica de forma única um túnel de GTP-U, é denominada um identificador de túnel de GTP-U.

A interface Iub também é dividia em um plano de controle e um plano de usuário. Quando a interface Iub implementa uma transmissão através de ATM (modo de transferência assíncrono), o protocolo de plano de usuário Iub-FP (protocolo de quadro, protocolo de quadro) da interface Iub é portado por AAL2 (camada de adaptação de ATM de tipo 2). Quando a interface Iub implementa uma transmissão através de IP, o protocolo de plano de usuário Iub-FP da interface Iub é portado por UDP. Especificamente, cada canal comum usa um canal de transmissão para transmissão, e cada canal dedicado usa um canal de transmissão dedicado para transmissão; os canais dedicados incluem DCH (canal dedicado, canal dedicado) e E-DCH (DCH melhorado, canal dedicado melhorado); e os canais de transmissão incluem AAL2/ATM ou UDP/IP. Os canais de transmissão diferentes são distinguidos por um endereço de transmissão (número de conexão de AAL2 ou número de porta de UDP).

Conforme mencionado acima, na arquitetura de sistema mostrada na figura 6, o RNC não apenas tem as funções relacionadas a UMTS definidas no sistema de protocolo de 3GPP existente, mas também cria um canal de gerenciamento para o AP de WLAN. Através do canal de gerenciamento, o RNC envia uma informação de gerenciamento e de controle para gerenciamento e controle do AP de WLAN. Os dados de usuário são transmitidos através de uma portadora de rádio de WLAN e/ou de um canal de UMTS, e as mensagens de plano de controle da interface aérea de WLAN são transmitidas através de um canal de UMTS.

Na arquitetura de sistema mostrada na figura 6, existe uma interface lógica entre o RNC e o AP de WLAN. A interface lógica é dividida em um plano de controle e um plano de usuário. O plano de controle da interface lógica serve para a transmissão de informação de gerenciamento e de controle relacionada a WLAN para gerenciamento e controle do AP de WLAN; e o plano de controle também serve para a transmissão de uma informação relacionada ao gerenciamento e ao controle de plano de usuário para gerenciamento dos canais de transmissão de plano de usuário entre o RNC e o AP de WLAN. O plano de usuário serve para a transmissão de fluxos de dados de usuário que são descarregados para o AP de WLAN e transmitidos através da rede WLAN. O plano de usuário implementa uma transmissão através da forma de UDP por IP, e o plano de controle implementa uma transmissão através da forma de TCP por IP ou SCTP por IP.

Conforme mencionado acima, na arquitetura de sistema mostrada na figura 7, o RNC não apenas tem as funções relacionadas a UMTS definidas no sistema de protocolo de 3GPP existente, mas também transmite dados de usuário através de uma portadora de rádio de WLAN e/ou de um canal de UMTS, e também transmite mensagens de plano de controle da interface aérea de UMTS através de um canal de UMTS. O AC serve para a criação de um canal de gerenciamento para o AP de WLAN, e enviar uma sinalização de gerenciamento através do canal de gerenciamento para gerenciamento e controle do AP de WLAN.

Na arquitetura de sistema mostrada na figura 7, também existe uma interface lógica entre o AC e o AP de WLAN. O plano de controle da interface lógica pode implementar uma transmissão através da forma de TCP por IP ou SCTP por IP, e servir para a transmissão de uma informação de gerenciamento e de controle relacionada a WLAN para gerenciamento e controle do AP de WLAN. A interface lógica entre o RNC e o AP de WLAN também é dividida em um plano de controle e um plano de usuário. O plano de controle serve para a transmissão de uma informação relacionada ao gerenciamento e ao controle de plano de usuário para gerenciamento dos canais de transmissão de plano de usuário entre o RNC e o AP de WLAN. O plano de usuário serve para a transmissão dos fluxos de dados de usuário que são descarregados para o AP de WLAN e transmitidos através da rede WLAN.

Especialmente, em uma modalidade, a interface lógica entre o RNC e o AP de WLAN na figura 6 inclui uma seção entre o RNC e o Nó B, e a interface lógica entre o AC e o AP de WLAN na figura 6 também inclui uma seção entre o RNC e o Nó B (isto ocorre se o RNC e o Nó B compartilharem um local, ou se o RNC e o Nó B não compartilharem um local, mas o AP de WLAN for conectado ao RNC através do Nó B), e as seções entre o RNC e o Nó B implementam uma cotransmissão com uma interface Iub por meio de túneis, isto é, quando a interface Iub implementa uma transmissão através de ATM, o túnel é um túnel de AAL2/ATM, quando a interface Iub implementa uma transmissão através de IP, o túnel é um túnel de UDP/IP.

A figura 8 é um diagrama esquemático de uma transmissão de dados de usuário de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na direção de enlace descendente, por exemplo, os dados de usuário passam através da interface Gi para chegarem ao GGSN, e, então, passam através do túnel de GTP-U e do SGSN para chegarem ao RNC. Os dados de usuário chegando ao RNC são separados pelo descarregamento de dados de usuário em duas partes para serem transmitidos através da interface aérea do UMTS e da interface aérea da WLAN, respectivamente.

Para a parte transmitida através do UMTS, o procedimento de transmissão é o mesmo que o procedimento de transmissão sob o protocolo de UMTS padrão. Isto é, o procedimento de transmissão é: os dados são processados pela pilha de protocolo PDCP/RLC/MAC, enviados pelo protocolo de plano de usuário Iub-FP da interface Iub para o Nó B (não ilustrado no diagrama de Iub-FP), e, então, passam através da MAC-hs (camada de MAC de HSDPA) e da camada física (PHY), para a formação de sinais de rádio de enlace descendente, os quais são finalmente modulados para a frequência de rádio e enviados.

A parte transmitida através da interface aérea de WLAN é diretamente transmitida para o AP de WLAN ou encaminhada pelo Nó B para o AP de WLAN (isto ocorre quando o AP de WLAN e o Nó B não compartilham um local, ou o AP de WLAN é conectado ao RNC através do Nó B), e, então, passa através da camada de MAC e da camada física da WLAN, e, então, é transmitida através da interface aérea de WLAN.

Conforme mostrado na figura 8, em uma modalidade, uma operação de multiplexação / demultiplexação ocorre no RNC e no Nó B. Quando o AP de WLAN e o AP de WLAN não compartilham um local, a operação de multiplexação / demultiplexação é pretendida para a implementação de uma cotransmissão dos dados de usuário transmitidos através da interface aérea de WLAN com a interface Iub.

Especificamente, a operação de multiplexação / demultiplexação do RNC usa canais de transmissão diferentes para portar os dados de Iub-FP e os dados de usuário transmitidos pela interface aérea de WLAN separadamente, e, então, multiplexa as duas partes de dados em uma linha física da interface Iub, isto é, as duas partes de dados podem ser cotransmitidas na interface Iub. Para os canais diferentes acima, em uma modalidade, quando a Iub transmite os dados de usuário através de ATM, os dados de usuário podem ser portados em um canal de AAL2; em uma modalidade, quando a Iub transmite os dados de usuário através de IP, os dados de usuário podem ser portados em um canal de UDP.

Portanto, a operação de multiplexação / demultiplexação no Nó B é para a demultiplexação de dados multiplexados em dois fluxos. Para os dados de usuário transmitidos através da WLAN, quando o AP de WLAN e o Nó B não compartilham um local, APs de WLAN diferentes são diferenciados pelo número de porta de UDP, e os dados de usuário são enviados para um AP de WLAN correspondente através da forma de UDP por IP. Em uma modalidade, a operação de multiplexação / demultiplexação pode ser implementada pelo RNC e pelo Nó B; em uma modalidade, a operação de multiplexação / demultiplexação também pode ser implementada por um dispositivo externo. O procedimento na direção de enlace ascendente é contrário aquele na direção de enlace descendente, e não é descrito aqui.

De acordo com a solução técnica precedente da modalidade da presente invenção, o nó de descarregamento e convergência de dados substitui as portadoras de rádio de UMTS parcial ou completamente pela portadora de rádio de WLAN, em que o nó de descarregamento e convergência de dados é plenamente transparente para a rede de núcleo; e o acesso de WLAN é implementado sem a necessidade de modificação da rede celular, o que reduz o período e o custo de construção de rede. A portadora de rádio de WLAN pode servir como uma tecnologia de melhoria de interfaces aéreas de rádio para melhoria de taxas de transmissão de dados grandemente, melhoria da experiência de usuário, e melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel.

O que vem a seguir usa as arquiteturas de sistema na figura 6 e na figura 7 como um exemplo para a descrição especificamente da solução de descarregamento e convergência de dados provida em uma modalidade da presente invenção, e as funções de cada dispositivo no sistema. Para facilidade de descrição da solução na modalidade da presente invenção, o que vem a seguir descreve um mecanismo de portadora de UMTS brevemente:

Um equipamento de usuário (UE) pode ser conectado a múltiplas redes de pacotes de dados (PDNs) pacotes de dados (isto é, múltiplas conexões de rede de pacotes de dados (PDN) podem ser criadas). Uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) inclui pelo menos uma portadora de UMTS. Uma portadora de UMTS é uma unidade básica para a rede de UMTS para controle de QoS (qualidade de serviço). Para diferenciação dos pacotes em uma portadora de UMTS dos pacotes de dados na camada de aplicação de usuário, cada portadora de UMTS corresponde a um TFT (modelo de fluxo de tráfego, modelo de fluxo de tráfego). O TFT é um conjunto de filtros de pacote. Cada filtro de pacote tipicamente inclui as categorias, tais como endereço de IP de um servidor remoto acessado, tipo de protocolo e alcance de porta, e serve para combinação e separação de pacotes de IP das mesmas características. Portanto, através de TFT, os fluxos de dados de usuário são separados em múltiplos fluxos de dados de IP (um fluxo de dados de IP inclui múltiplos pacotes de IP). Os múltiplos fluxos de dados de IP passam através de portadoras de UMTS diferentes e são transmitidos na rede de UMTS.

A figura 11 é um diagrama esquemático de uma portadora de UMTS em um domínio de PS, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Conforme mostrado na figura 11, a portadora de UMTS na direção de enlace ascendente ou na direção de enlace descendente é composta pela portadora de rádio do equipamento de usuário (UE) para a RAN (rede de acesso por rádio, rede de acesso por rádio, incluindo o Nó B e o RNC), a portadora Iu a partir da RAN para o SGSN, e a portadora Gn a partir do SGSN para o GGSN, e é conectada à rede de pacotes de dados (PDN) externa (tipicamente, uma rede de IP) através da GGSN e chega à camada de aplicação oposta. A portadora de rádio (portadora de rádio, RB) a partir do equipamento de usuário (UE) para a RAN e a portadora Iu a partir da RAN para o SGSN são coletivamente denominadas uma portadora de acesso por rádio (portadora de acesso por rádio, RAB), e a portadora Iu a partir da RAN para o SGSN e a portadora Gn a partir do SGSN para o GGSN são coletivamente denominadas um contexto de PDP (contexto de protocolo de pacotes de dados).

Na direção de enlace ascendente, o equipamento de usuário (UE) usa um TFT de enlace ascendente (UL-TFT) para combinação de cada pacote a partir da camada de aplicação, e, portanto, os dados são separados em fluxos de IP de enlace ascendente diferentes, os quais então são enviados através de portadoras de UMTS de enlace ascendente correspondentes. Portanto, o equipamento de usuário (UE) salva um identificador que corresponde unicamente a cada portadora de UMTS de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE), especificamente, um ID de RAB de enlace ascendente. O RNC também corresponde a uma portadora de UMTS de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) pelo uso do ID de RAB de enlace ascendente, e armazena o identificador de túnel de GTP-U da interface Iu que corresponde de forma única ao ID de RAB de enlace ascendente. Portanto, quando o equipamento de usuário (UE) é conectado a múltiplas redes de pacotes de dados (PDNs) simultaneamente, um ID de RAB de enlace ascendente unicamente corresponde a um fluxo de dados de IP de enlace ascendente de uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN).

Na direção de enlace descendente, os pacotes de enlace descendente da camada de aplicação oposta passam através da rede de pacotes de dados (PDN) externa e chegam ao GGSN. Então, o GGSN usa um TFT de enlace descendente (DL-TFT) para combinação de cada pacote de enlace descendente e, portanto, os dados são separados em fluxos de IP de enlace descendente diferentes, os quais então são enviados através das portadoras de UMTS de enlace descendente correspondentes. De modo similar, o RNC e o equipamento de usuário (UE) correspondem à portadora de UMTS de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) pelo uso do ID de RAB de enlace descendente, e o RNC também armazena o identificador de túnel de GTP-U da interface Iu que corresponde de forma única ao ID de RAB de enlace descendente. Portanto, quando o equipamento de usuário (UE) é conectado a múltiplas redes de pacotes de dados (PDNs) simultaneamente, um ID de RAB de enlace descendente unicamente corresponde a um fluxo de dados de IP de enlace descendente de uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN).

Em uma modalidade, a portadora de UMTS no domínio de PS é criada em um procedimento de ativação de contexto de PDP, e pode ser modificada em um procedimento de modificação de contexto de PDP, e pode ser apagada em um procedimento de desativação de contexto de PDP. A mesma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) de um equipamento de usuário (UE) inclui pelo menos uma portadora de UMTS. Isto é, múltiplos contextos de PDP podem ser criados para a mesma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) de um equipamento de usuário (UE). Em uma modalidade, o contexto de PDP armazena toda a informação sobre encaminhamento de túnel dos dados de usuário entre o GGSN, o SGSN e o RNC. A informação inclui os endereços de IP de plano de usuário do GGSN, do SGSN e do RNC, e também o identificador de túnel de GTP-U. Apenas quando o contexto de PDP está ativo, o túnel de GTP-U da interface Iu e da interface Gn está aberto e os pacotes de dados de usuário podem ser transmitidos entre o RNC e o GGSN. Deve ser notado que o estado ativo ou inativo do contexto de PDP é controlado por um NAS (extrato não de acesso), e é independente do estado da interface aérea de rádio, não importando se a interface aérea de rádio é uma interface aérea de UMTS ou não.

Se o equipamento de usuário (UE) não tiver um endereço de IP estático, o endereço de IP do equipamento de usuário (UE) será alocado pela rede no momento da criação do primeiro contexto de PDP. Diferentes contextos de PDP da mesma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) têm o mesmo endereço de IP. Isto é, o endereço de IP do equipamento de usuário (UE) se refere ao endereço de IP do equipamento de usuário (UE) na conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente (isto é, o endereço de IP do equipamento de usuário (UE) da rede de pacotes de dados (PDN) correspondente). Por exemplo, se o equipamento de usuário (UE) for conectado a duas redes de pacotes de dados (PDNs), o endereço de IP do equipamento de usuário (UE) referir-se- á ao endereço de IP do eu nas duas redes de pacotes de dados (PDNs), respectivamente. Nas modalidades a seguir, o endereço de IP do equipamento de usuário (UE) tem o mesmo significado. Os endereços de IP em redes de pacotes de dados (PDNs) diferentes são independentes de cada outro. Portanto, quando um equipamento de usuário (UE) é conectado a múltiplas redes de pacotes de dados (PDNs) simultaneamente, é possível que os endereços de IP do mesmo equipamento de usuário (UE) em redes de pacotes de dados (PDNs) diferentes sejam os mesmos.

Portanto, no método de descarregamento e convergência de dados provido na modalidade da presente invenção, a função de plano de controle (plano de controle) da rede de UMTS cria um ou mais contextos de PDP do plano de usuário (plano de usuário) de acordo com um protocolo de UMTS padrão. Na direção de enlace descendente, o RNC mapeia cada contexto de PDP para o enlace de rádio do UMTS, ou o enlace de rádio da WLAN, ou ambos o enlace de rádio da UMTS e o enlace de rádio da WLAN; na direção de enlace ascendente, o equipamento de usuário (UE) mapeia cada contexto de PDP para o enlace de rádio da UMTS, ou o enlace de rádio da WLAN, ou ambos o enlace de rádio da UMTS e o enlace de rádio da WLAN. Portanto, as mensagens de plano de controle (incluindo mensagens de NAS (estrato não de acesso) e AS (estrato de acesso)) ainda são transmitidas por um canal de UMTS, mas os dados de usuário podem ser parcial ou completamente transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN. Isto é, os dados de usuário podem ser transmitidos através de uma portadora de rádio de WLAN e/ou de um canal de UMTS.

O que vem a seguir descreve duas soluções para descarregamento e convergência de dados de acordo com uma modalidade da presente invenção. Solução 1: Em uma modalidade de solução 1, o GGSN/equipamento de usuário (UE) separa os fluxos de IP com base em um TFT, e reusa o mecanismo de portar fluxo de IP existente do UMTS: Na direção de enlace descendente: 1. O GGSN usa a função de DL-TFT existente para a separação dos fluxos de dados de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) em diferentes fluxos de IP de enlace descendente, e cada fluxo de IP de enlace descendente passa através do túnel de GTP-U de enlace descendente correspondente na rede de núcleo para chegar ao RNC. 2. O RNC conecta uma parte ou todos os túneis de GTP-U de enlace descendente que portam os fluxos de IP de enlace descendente para as portadoras de rádio de WLAN de enlace descendente correspondentes, e conecta a parte remanescente dos túneis de GTP-U de enlace descendente às portadoras de rádio de UMTS de enlace descendente correspondentes.

Desta forma, uma parte ou todos os fluxos de IP de enlace descendente são descarregados para a interface aérea de WLAN, e os dados de usuário de enlace descendente são descarregados e convergidos nas interfaces aéreas do UMTS e da WLAN para transmissão. Na direção de enlace ascendente: 1. O equipamento de usuário (UE) usa a função de UL- TFT existente para a separação dos fluxos de dados de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) em diferentes fluxos de IP de enlace ascendente. 2. O equipamento de usuário (UE) envia uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace ascendente através das portadoras de rádio de WLAN de enlace ascendente correspondentes, e envia a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace ascendente através das portadoras de rádio de UMTS de enlace ascendente correspondentes. 3. O RNC conecta uma parte ou todos os túneis de GTP-U de enlace ascendente que portam os fluxos de IP de enlace ascendente para as portadoras de rádio de WLAN de enlace ascendente correspondentes, e conecta a parte remanescente dos túneis de GTP-U de enlace ascendente que portam os fluxos de IP de enlace ascendente às portadoras de rádio de UMTS de enlace ascendente correspondentes. 4. O RNC encaminha uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace ascendente passando através das portadoras de rádio de WLAN de enlace ascendente para os túneis de GTP-U de enlace ascendente correspondentes, e encaminha a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace ascendente passando através das portadoras de rádio de UMTS de enlace ascendente para os túneis de GTP-U de enlace ascendente correspondentes. Desta forma, os dados de usuário de enlace ascendente são descarregados e convergidos nas interfaces aéreas do UMTS e da WLAN para transmissão.

Para resumir, o RNC precisa conectar a uma parte de ou a todos os túneis de GTP-U do equipamento de usuário (UE) às portadoras de rádio de WLAN do equipamento de usuário (UE), e a conexão inclui: na direção de enlace ascendente, a conexão de uma parte ou de todos os túneis de GTP-U que portam os fluxos de IP de enlace ascendente para as portadoras de rádio de WLAN correspondentes, e a conexão da parte remanescente dos túneis de GTP-U que portam os fluxos de IP de enlace ascendente às portadoras de rádio de UMTS de enlace ascendente correspondentes; e, na direção de enlace descendente, a conexão de uma parte de ou de todos os túneis de GTP-U que portam os fluxos de IP de enlace descendente às portadoras de rádio de WLAN de enlace descendente correspondentes, e a conexão da parte remanescente dos túneis de GTP-U que portam os fluxos de IP de enlace descendente às portadoras de rádio de UMTS de enlace descendente correspondentes.

Em uma modalidade, o AP de WLAN usa o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) para a identificação de forma única de um equipamento de usuário (UE), e a interface de plano de usuário entre o RNC e o AP de WLAN pode usar o número de porta de UDP para diferenciação entre equipamentos de usuário (UEs). Portanto, o RNC e o AP de WLAN podem criar uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN.

Desta forma, todos os pacotes de dados de enlace ascendente de equipamento de usuário (UE) a partir deste endereço de MAC são recebidos pelo AP de WLAN e enviados para o RNC através da porta de UDP correspondente; de acordo com a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN, o RNC mapeia os pacotes de dados de enlace ascendente para o canal de portadora correspondente do equipamento de usuário (UE) (especificamente, um túnel de GTP-U) pelo uso do número de porta de UDP.

Em uma modalidade, de acordo com a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN, o RNC envia os pacotes de dados de enlace descendente de equipamento de usuário (UE), os quais precisam ser transmitidos através da interface aérea de WLAN, para o AP de WLAN através da porta de UDP; e o AP de WLAN recebe os pacotes de dados de enlace descendente que são a partir do RNC e transmitidos através de uma porta de UDP específica, encontra o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) de acordo com o número de porta de UDP, e, então, envia os pacotes de dados de enlace descendente para o equipamento de usuário (UE) tendo o endereço de MAC correspondente através da interface aérea de WLAN.

Em uma modalidade, o RNC cria a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE): Conforme descrito acima, o RNC pode obter apenas o número de porta de UDP ou o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) a partir da interface entre o RNC e o AP de WLAN. Para mapeamento do canal de portadora correspondente (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE), o RNC precisa criar a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora (especificamente, um túnel de GTP- U) do equipamento de usuário (UE).

Portanto, através de uma sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) envia sua IMSI (identidade de assinante móvel internacional, identidade de assinante móvel internacional) e o endereço de MAC para o RNC.

A IMSI é um identificador único de um equipamento de usuário (UE) na rede celular, e o RNC armazena a relação de mapeamento entre a IMSI de cada equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE).

Portanto, após o recebimento da IMSI e do endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o RNC cria a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE) pelo uso da IMSI e do endereço de MAC do equipamento de usuário (UE).

Em uma modalidade, quando da transmissão de dados através da interface aérea de WLAN, o RNC também precisa criar uma relação de mapeamento entre o túnel de extremidade a extremidade e a portadora do equipamento de usuário (UE):

Em uma modalidade, a interface aérea de WLAN não diferencia uma parte de ou todos os fluxos de IP de equipamento de usuário (UE) transmitidos através da interface aérea de WLAN. Portanto, para se permitir que o equipamento de usuário (UE) distinga entre os fluxos de IP diferentes de equipamento de usuário (UE) transmitidos através da interface aérea de WLAN na direção de enlace descendente e permitir que o RNC distinga entre diferentes fluxos de IP do equipamento de usuário (UE) na direção de enlace ascendente e envie os fluxos de IP para os túneis de GTP-U correspondentes, o RNC e o equipamento de usuário (UE) precisam criar relações de mapeamento consistentes entre uma parte de ou todos os fluxos de IP através da interface aérea de WLAN e das portadoras correspondentes.

Portanto, em uma modalidade da presente invenção, múltiplos túneis de extremidade a extremidade são estabelecidos entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. Um túnel de extremidade a extremidade porta um dos fluxos de IP de equipamento de usuário (UE) transmitidos através da interface aérea de WLAN. De acordo com o número de túnel do túnel de extremidade a extremidade entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o RNC e o equipamento de usuário (UE) podem determinar as relações de mapeamento entre uma parte de ou todos os fluxos de IP transmitidos através da interface aérea de WLAN e das portadoras correspondentes.

No sistema UMTS existente, o equipamento de usuário (UE) e o RNC armazenam um identificador da portadora de UMTS de cada equipamento de usuário (UE), especificamente, um ID de RAB e um ID de RB. O ID de RAB corresponde ao ID de RB em uma base de um para um, e corresponde à portadora de UMTS. Isto é, o RNC e o equipamento de usuário (UE) podem determinar as relações de mapeamento entre uma parte de ou todos os fluxos de IP transmitidos através da interface aérea de WLAN e as portadoras correspondentes apenas se o equipamento de usuário (UE) e o RNC tiverem negociado a relação de mapeamento a seguir através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC: a relação de mapeamento entre os números de túnel de túneis de extremidade a extremidade e os IDs de RAB ou os IDs de RB das portadoras correspondentes, em que o túnel de extremidade a extremidade existe entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC e porta uma parte de ou todos os fluxos de IP transmitidos através da interface aérea de WLAN.

Desta forma, na direção de enlace ascendente, o RNC pode distinguir entre conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes do mesmo equipamento de usuário (UE) e distinguir entre fluxos de IP de enlace ascendente de contextos de PDP diferentes da mesma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) de acordo com o número de túnel, de modo que os fluxos possam ser enviados para o SGSN através do túnel de GTP-U correspondente da interface Iu; na direção de enlace descendente, o RNC envia os fluxos de IP de enlace descendente de equipamento de usuário (UE) a partir de túneis de GTP-U diferentes para o equipamento de usuário (UE) através da interface aérea de WLAN, e os fluxos de IP passam através dos túneis de extremidade a extremidade correspondentes entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. Desta forma, o equipamento de usuário (UE) pode distinguir entre diferentes conexões de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) de acordo com o número de túnel do túnel de extremidade a extremidade entre o eu e o RNC.

Conforme mostrado na figura 12, uma modalidade provê uma forma de túnel de extremidade a extremidade entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. De acordo com a figura 12, um pacote de IP de usuário (especificamente, um pacote de IP interno) é encapsulado em um pacote de UDP/IP externo. Para o pacote de IP na direção de enlace ascendente, o endereço de fonte do cabeçalho do pacote de IP de usuário (especificamente, o cabeçalho do pacote de IP interno na figura 12) é o endereço de IP do equipamento de usuário (UE), e o endereçamento de destino é o endereço de IP de um servidor remoto. O endereço de fonte do cabeçalho do pacote de IP externo é o endereço de IP do equipamento de usuário (UE), o endereço de destino é o endereço de IP do RNC de serviço do equipamento de usuário (UE), e o número de porta de UDP do cabeçalho de UDP do pacote de IP externo é o número de túnel do túnel de extremidade a extremidade.

Conforme mostrado na figura 13, uma modalidade da presente invenção provê uma outra forma de tunelamento de extremidade a extremidade entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, a qual é diferente da forma de tunelamento de extremidade a extremidade entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC na figura 12 pelo fato de: nesta modalidade, o pacote de IP de usuário é precedido por um campo de camada de túnel para indicação do ID de RAB da portadora correspondente ao túnel de extremidade a extremidade.

Opcionalmente, em uma modalidade, um protocolo de IPSec (segurança de protocolo de internet, segurança de protocolo de internet) é usado para a encriptação do túnel de extremidade a extremidade entre o equipamento de usuário (UE) e RNC, para garantir a segurança dos dados.

Contudo, em outras modalidades, o túnel de extremidade a extremidade entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC pode ser implementado de outras formas além daquelas mostradas na figura 12 e na figura 13. Por exemplo, o tunelamento é implementado através de protocolos, tais como IPSec e IEEE 802.2 LLC (controle de enlace lógico, controle de enlace lógico), os quais não são restritos na modalidade da presente invenção.

Em uma modalidade, conforme mostrado na figura 14, uma pilha de protocolo relacionada à presente invenção e projetada para o equipamento de usuário (UE), o AP de WLAN e o RNC é provida. Evidentemente, uma parte de dados de usuário (“dados de usuário A” mostrados na figura 14) é transmitida através da interface aérea de UMTS. A propósito, a interface aérea de UMTS é responsável pela transmissão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. A sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação pode ser transmitida através do protocolo TCP. A interface aérea de WLAN transmite a parte remanescente dos dados de usuário (“dados de usuário B” mostrados na figura 14). Conforme descrito acima, a parte de dados de usuário é transmitida através do túnel de extremidade a extremidade entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. A interface de plano de dados entre o RNC e o AP de WLAN implementa uma transmissão através de UDP/IP, e a interface de plano de controle implementa uma transmissão através de TCP/IP ou SCTP/IP.

O AP de WLAN usa o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) para a identificação de forma única do equipamento de usuário (UE), e o número de porta de UDP da interface de plano de dados entre o RNC e o AP de WLAN distingue entre diferentes equipamentos de usuário (UEs). Portanto, ambos o AP de WLAN e o RNC armazenam a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de dados que conecta o RNC ao AP de WLAN. Desta forma, todos os pacotes de dados de enlace ascendente a partir deste endereço de MAC são recebidos pelo AP de WLAN e enviados para o RNC através da porta de UDP correspondente; a propósito, o AP de WLAN recebe os pacotes de dados de enlace descendente que são a partir do RNC e transmitidos através de uma porta de UDP específica, e encontra o endereço de MAC correspondente do equipamento de usuário (UE) de acordo com a porta de UDP, desse modo enviando os pacotes de dados de enlace descendente para o equipamento de usuário (UE) tendo este endereço de MAC.

Finalmente, todos os dados de usuário (“dados de usuário A + B” na figura 14) são transmitidos através do RNC e do SGSN através do túnel de GTP-U de plano de usuário da interface Iu.

De acordo com a figura 14, a interface aérea de UMTS também serve para a transmissão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. Esta sinalização pode ser transmitida através do protocolo TCP.

O equipamento de usuário (UE) e o RNC podem identificar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação da primeira forma: o sistema aloca um canal de portadora dedicado à sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação e, portanto, para qualquer informação transmitida por esta portadora dedicada, o equipamento de usuário (UE) e o RNC podem lidar com a informação como a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação.

O equipamento de usuário (UE) e o RNC podem identificar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação da segunda forma: identificação da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação pelo uso do endereço de lado de equipamento de usuário (UE) ou do endereço de IP de lado de RNC a partir do que a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação é transmitida.

Em uma modalidade, o endereço de lado de equipamento de usuário (UE) pode ser o endereço de IP obtido pelo equipamento de usuário (UE) no momento da criação de um contexto de PDP; e o endereço de IP de lado de RNC pode ser um endereço de IP específico configurado pelo sistema (o equipamento de usuário (UE) pode obter o endereço de IP do RNC de serviço através do DNS (servidor de nome de domínio)).

Neste caso, quando o RNC recebe um pacote de IP cujo endereço de destino é o endereço de IP específico, o pacote de IP é considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do equipamento de usuário (UE); também, quando o equipamento de usuário (UE) recebe um pacote de IP cujo endereço de fonte é o endereço de IP específico, o pacote de IP é considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do RNC. O endereço de IP específico está localizado no espaço de endereço de IP da rede de pacotes de dados (PDN) externa. Para se evitar a confusão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação e do pacote de dados do equipamento de usuário (UE), o endereço de IP específico pode ser um endereço de IP reservado. Tomando IPv4 como um exemplo, o endereço de IP específico pode ser um endereço entre 192.168.0.0 e 192.168.255.255.

O equipamento de usuário (UE) e o RNC podem identificar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação da terceira forma: a identificação da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação pelo uso do endereço de lado de equipamento de usuário (UE) ou do endereço de IP de lado de RNC a partir do que a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação é transmitida, ou através do protocolo TCP que usa a porta de TCP específica para a transmissão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação.

Em uma modalidade, o endereço de lado de equipamento de usuário (UE) pode ser o endereço de IP obtido pelo equipamento de usuário (UE) no momento da criação de um contexto de PDP; e o endereço de IP de lado de RNC pode ser um endereço de IP específico configurado pelo sistema (o equipamento de usuário (UE) pode obter o endereço de IP do RNC de serviço através do DNS).

Quando o RNC recebe um pacote de IP cujo endereço de destino é o endereço de IP específico, e se o número de porta de TCP for o número da porta de TCP específica, este pacote de TCP por IP será considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do equipamento de usuário (UE); também, quando o equipamento de usuário (UE) recebe um pacote de IP cujo endereço de fonte é o endereço de IP específico, e se o número de porta de TCP for o número de porta de TCP específica, o pacote de TCP por IP será considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do RNC. O endereço de IP específico está localizado no espaço de endereço de IP da rede de pacotes de dados (PDN) externa. Para se evitar a confusão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação e do pacote de dados do equipamento de usuário (UE), o endereço de IP específico pode ser um endereço de IP reservado. Tomando IPv4 como um exemplo, o endereço de IP específico pode ser um endereço entre 192.168.0.0 e 192.168.255.255, e a porta de TCP específica é uma porta de TCP não usada frequentemente (por exemplo, 0-1024 são números de porta de TCP usados frequentemente). 1. A modalidade a seguir descreve o procedimento para o estabelecimento de uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN. 2. Em primeiro lugar, se o equipamento de usuário (UE) tiver dados de enlace ascendente que precisem ser transmitidos, mas o contexto de PDP estiver inativo, o equipamento de usuário (UE) iniciará um procedimento de ativação de contexto de PDP através de uma interface aérea de UMTS, obterá o endereço de IP da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente, e criará pelo menos uma portadora de UMTS. Se o usuário permitir a função de descarregamento de WLAN, o equipamento de usuário (UE) e o RNC poderão usar a portadora de UMTS para iniciação de um procedimento de sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, desse modo estabelecendo uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN. 3. O RNC pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que um AP de WLAN acessível existe na localização atual, desse modo começando o módulo de função de WLAN e ficando pronto para iniciar o descarregamento da WLAN. O RNC também pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar o equipamento de usuário (UE) que nenhum AP de WLAN acessível existe na localização atual, e, portanto, o módulo de função de WLAN é parado, para redução do consumo de potência do equipamento de usuário (UE). Os APs de WLAN geralmente são distribuídos em áreas de ponto ativo e proveem uma cobertura descontínua. Portanto, se o equipamento de usuário (UE) ficar começando o módulo de transcepção de WLAN, ele poderá causar um consumo de potência desnecessário. Ainda, o RNC pode obter a informação de localização de equipamento de usuário (UE). Por exemplo, o RNC pode saber a célula na qual equipamento de usuário (UE) está localizado e saber, através de medição de rádio na interface aérea de UMTS, se o equipamento de usuário (UE) está localizado no centro da célula ou nas bordas de várias células vizinhas. Portanto, o RNC pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que um AP de WLAN acessível existe na localização atual, desse modo começando o módulo de função de WLAN e ficando pronto para iniciar o descarregamento de WLAN. O RNC também pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que nenhum AP de WLAN acessível existe na localização atual (por exemplo, o equipamento de usuário (UE) deixa a área de ponto ativo da WLAN, o a WLAN restringe o acesso de usuário, devido a uma séria interferência ou sobrecarga), desse modo se parando o módulo de função de WLAN para redução do consumo de potência do equipamento de usuário (UE). 4. Após a detecção de um AP de WLAN acessível, o equipamento de usuário (UE) pode obter o BSSID (identificador de conjunto de serviço básico) do AP de WLAN. O BSSID serve para a identificação do AP de WLAN de forma única. 5. Pelo uso da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) envia para o RNC o BSSID do AP de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar; ainda, o equipamento de usuário (UE) pode enviar seu endereço de MAC para o RNC através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC.

Geralmente, o BSSID de um AP de WLAN é o endereço de MAC do AP de WLAN. O RNC armazena uma lista de BSSIDs de todos os APs de WLAN conectados ao RNC. Desta forma, pelo uso da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) pode enviar para o RNC o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o BSSID do AP de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar. 6. O RNC combina o BSSID com uma lista armazenada localmente de BSSIDs de APs de WLAN conectados; se a combinação falhar, o RNC instruirá o equipamento de usuário (UE) para não iniciar uma associação com o AP de WLAN; se a combinação for bem sucedida, o RNC instruirá o equipamento de usuário (UE) para iniciar uma associação com o AP de WLAN e iniciará um procedimento de autenticação de WLAN.

Em uma modalidade, o procedimento de autenticação de WLAN pode aplicar uma forma de autenticação baseada em SIM e baseada em USIM. O procedimento detalhado é definido nas especificações da IETF, tais como RFC4186 e RFC4187.

Em uma modalidade, o procedimento de autenticação de WLAN pode ser uma forma de autenticação automática com base no endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) ou com base no endereço de MAC de WLAN e no endereço de IP do equipamento de usuário (UE). Especificamente, o equipamento de usuário (UE) envia uma sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para o RNC, onde a sinalização porta o endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) e, opcionalmente, o endereço de IP do equipamento de usuário (UE). O RNC envia o endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) e, opcionalmente, o endereço de IP do RNC para o AP de WLAN associado, cujo BSSID é combinado de forma bem sucedida. Além disso, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) negocia com o RNC sobre o algoritmo de encriptação da interface aérea de WLAN e a chave do algoritmo de encriptação. O RNC envia o algoritmo de encriptação negociado e a chave do algoritmo de encriptação da interface aérea de WLAN para o AP de WLAN associado, cujo BSSID é combinado de forma bem sucedida. Desta forma, o AP de WLAN regula uma relação de ligação entre o endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) e a chave do algoritmo de encriptação, ou uma relação de ligação entre o endereço de MAC de WLAN e o endereço de IP do equipamento de usuário (UE) e a chave do algoritmo de encriptação. Como resultado, o AP de WLAN considera o equipamento de usuário (UE) como legal e permite o acesso do equipamento de usuário (UE) apenas se o equipamento de usuário (UE) atender à relação de ligação. 7. Após o equipamento de usuário (UE) ser associado ao AP de WLAN e autenticado de forma bem sucedida, o equipamento de usuário (UE) notifica o RNC, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, ou através de uma interface de plano de controle entre o AP de WLAN e o RNC, que o equipamento de usuário (UE) (identificado por um endereço de MAC) acessou o AP de WLAN. Portanto, o RNC armazena a relação de mapeamento entre o equipamento de usuário (UE) e o BSSID do AP de WLAN acessado.

Em uma modalidade, quando o equipamento de usuário (UE) está associado a um outro AP de WLAN conectado ao RNC devido ao movimento do equipamento de usuário (UE), o RNC atualiza a relação de mapeamento entre o equipamento de usuário (UE) e o BSSID do novo AP de WLAN acessado pelo equipamento de usuário (UE). Pelo uso desta relação de mapeamento, o RNC sempre pode enviar os dados de usuário de enlace descendente descarregados para a WLAN para o AP de WLAN atualmente acessado pelo equipamento de usuário (UE), e, então, o AP de WLAN envia os dados de usuário para o equipamento de usuário (UE). 11. Através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) e o RNC fazem as preparações a seguir para o estabelecimento de uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN: (1) O equipamento de usuário (UE) envia sua IMSI e o endereço de MAC para o RNC através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, e o RNC cria a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE) pelo uso da IMSI e do endereço de MAC do equipamento de usuário (UE). (2) Ainda, o equipamento de usuário (UE) negocia e determina uma política de descarregamento de dados do equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC.

Em uma modalidade, a política de descarregamento de dados pode ser: para a direção de enlace ascendente e a direção de enlace descendente, respectivamente, a determinação de quais fluxos de IP (quais correspondem a ID de RAB, ID de RB e identificador de túnel de GTP-U em uma base de um para um, respectivamente) devem ser transmitidos através da interface aérea de WLAN (e a parte remanescente é transmitida através da interface aérea de UMTS). Por exemplo, se quatro contextos de PDP forem criados para uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) de um equipamento de usuário (UE) e corresponderem a quatro fluxos de IP, respectivamente, a negociação concluirá que os primeiro e quarto fluxos de IP são transmitidos através da interface aérea de WLAN, e os segundo e terceiro fluxos de IP são transmitidos através da interface aérea de UMTS.

Ainda, em uma modalidade, a política de descarregamento de dados pode incluir uma percentagem ou um nível de prioridade do tráfego de dados transmitido através da interface aérea de UMTS contra o tráfego de dados transmitido através da interface aérea de WLAN. Por exemplo, se a política de tarifa da operadora especificar que o acesso de WLAN é livre de encargos ou a tarifa do tráfego de WLAN é mais baixa do que aquela do tráfego de UMTS, o usuário preferirá a WLAN como um meio de transmissão de dados; quando a bateria está baixa, o usuário prefere a interface aérea eficiente em termos de energia do terminal. O sistema faz uma seleção adicional de acordo com certos princípios, com base em uma seleção de usuário. Por exemplo, o sistema pode fazer uma seleção de acordo com o congestionamento das duas interfaces aéreas.

Quando a interferência de WLAN é grande, o que leva a uma diminuição aguda da taxa de transmissão, o sistema descarrega o tráfego para a interface aérea de UMTS com base na seleção de usuário. (3) O equipamento de usuário (UE) e o RNC podem negociar, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, a relação de mapeamento entre os números de túnel de túneis de extremidade a extremidade e os IDs de RAB ou IDs de RB das portadoras correspondentes, onde os túneis de extremidade a extremidade existem entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC e portam uma parte de ou todos os fluxos de IP transmitidos através da interface aérea de WLAN. Conforme descrito acima, de acordo com esta relação de mapeamento, o RNC e o equipamento de usuário (UE) podem determinar as relações de mapeamento entre uma parte de ou todos os fluxos de IP transmitidos através da interface aérea de WLAN e as portadoras correspondentes. (4) Através da interface de plano de controle entre o RNC e o AP de WLAN, o RNC e o AP de WLAN acessado pelo equipamento de usuário (UE) negociam um número de porta de UDP usado pela interface de plano de usuário entre o RNC e o AP de WLAN para a transmissão dos dados de enlace ascendente e/ou dos dados de enlace descendente do equipamento de usuário (UE). O AP de WLAN e o RNC podem criar uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN.

Após as operações precedentes terem terminado, uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN pode começar.

Conforme descrito acima, na direção de enlace ascendente, o equipamento de usuário (UE) usa a função de UL-TFT para a separação dos fluxos de dados de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) em fluxos de IP de enlace ascendente diferentes.

De acordo om a política de descarregamento de dados negociada com o RNC, o equipamento de usuário (UE) mapeia uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace ascendente, os quais precisam ser transmitidos através da interface aérea de WLAN, para túneis de extremidade a extremidade correspondentes entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, respectivamente, e, então, os fluxos de IP são enviados para o AP de WLAN através da interface aérea de WLAN.

O AP de WLAN envia todos os pacotes de dados de enlace ascendente a partir do equipamento de usuário (UE) tendo este endereço de MAC para o RNC através da porta de UDP correspondente.

O RNC usa o número de porta de UDP para encontrar o canal de portadora correspondente (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE), de acordo com a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN e, de acordo com a relação de mapeamento entre o túnel de GTP-U da parte ou de todos os fluxos de IP e o número de túnel do túnel de extremidade a extremidade que conecta o equipamento de usuário (UE) ao RNC, encaminha a parte de ou todos os fluxos de IP para os túneis de GTP-U de enlace ascendente correspondentes, respectivamente. A propósito, o equipamento de usuário (UE) envia a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace ascendente para o RNC através das portadoras de rádio de UMTS de enlace ascendente correspondentes, de acordo com os padrões de UMTS existentes, e, então, o RNC encaminha os fluxos de IP para os túneis de GTP-U de enlace ascendente correspondentes, respectivamente. Desta forma, uma transmissão convergente dos dados de usuário de enlace ascendente é implementada nas interfaces aéreas do UMTS e da WLAN.

Na direção de enlace descendente, o GGSN usa uma função de DL-TFT para separação dos fluxos de dados de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) para diferentes fluxos de IP de enlace descendente, e os fluxos de IP de enlace descendente passam através dos túneis de GTP-U de enlace descendente correspondentes para chegarem ao RNC.

De acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o equipamento de usuário (UE), o RNC mapeia uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace descendente para os túneis de extremidade a extremidade correspondentes entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, respectivamente, e, então, os fluxos de IP são enviados para o AP de WLAN através da porta de UDP correspondente. Pelo uso do número de porta de UDP, o AP de WLAN envia todos os pacotes de dados de enlace descendente de equipamento de usuário (UE) a partir da porta de UDP para o equipamento de usuário (UE) tendo o endereço de MAC através da interface aérea de WLAN de acordo com a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN.

O equipamento de usuário (UE) diferencia os fluxos de IP de conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes do equipamento de usuário (UE) de acordo com a relação de mapeamento entre a parte de ou todos os fluxos de IP e o número de túnel do túnel de extremidade a extremidade que conecta o equipamento de usuário (UE) ao RNC. A propósito, de acordo com os padrões de UMTS existentes, o RNC envia a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace descendente para o equipamento de usuário (UE) através das portadoras de rádio de UMTS de enlace descendente correspondentes. Desta forma, uma transmissão convergente dos dados de usuário de enlace descendente é implementada nas interfaces aéreas do UMTS e da WLAN.

Além disso, quando o equipamento de usuário (UE) está para deixar o RNC de serviço atual devido ao movimento do equipamento de usuário (UE), o RNC recebe uma requisição de realocação de RNC (realocação de RNC) a partir do equipamento de usuário (UE). Antes de decidir começar uma realocação de RNC, o RNC reconfigura o descarregamento, isto é, reconfigura os fluxos de dados de usuário previamente descarregados para a WLAN como sendo transmitidos pelo UMTS; e, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o RNC instrui o equipamento de usuário (UE) para cancelar a associação com AP de WLAN atualmente acessado, ou, através da interface de plano de controle entre o RNC e o AP de WLAN, o RNC instrui o AP de WLAN atualmente acessado pelo equipamento de usuário (UE) para cancelar a associação ao equipamento de usuário (UE). Após a associação ser cancelada de forma bem sucedida, o RNC começa um procedimento de realocação de RNC. Após a realocação de RNC ser completada e o equipamento de usuário (UE) fazer uma transferência de ponto a ponto para um novo RNC, se um AP de WLAN estiver atualmente acessível, o equipamento de usuário (UE) repetirá o procedimento precedente para acessar o AP de WLAN conectado ao RNC de serviço atual, desse modo estabelecendo uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN de novo.

Deve ser notado que, além do controle de descarregamento entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC com base em uma sinalização de camada de aplicação portada no plano de usuário conforme descrito acima, um controle de descarregamento pode ser implementado pela extensão direta do protocolo de RRC (controle de recurso de rádio) entre o equipamento de usuário (UE) e o S-GW (gateway de serviço) nos padrões existentes para adição de funções da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o S-GW de acordo com a presente invenção. Isto é, a sinalização de RRC é usada para a transmissão da informação relacionada a um controle de descarregamento entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC em uma modalidade da presente invenção. Neste caso, a sinalização de RRC que transmite a informação relacionada ao controle de descarregamento entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC é conhecida como a sinalização de controle de descarregamento de RRC.

De acordo com a solução técnica precedente da modalidade da presente invenção, o nó de descarregamento e convergência de dados substitui as portadoras de rádio de UMTS parcial ou completamente pela portadora de rádio de WLAN, em que o nó de descarregamento e convergência de dados é plenamente transparente para a rede de núcleo; e o acesso de WLAN é implementado sem a necessidade de modificação da rede celular, o que reduz o período e o custo de construção de rede. A portadora de rádio de WLAN pode servir como uma tecnologia de melhoria de interfaces aéreas de rádio para melhoria de taxas de transmissão de dados grandemente, melhoria da experiência de usuário, e melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel. Solução 2:

Em uma modalidade da solução 2, os fluxos de IP são separados por um filtro de pacote embutido do RNC ou por um filtro de pacote externo do equipamento de usuário (UE):

Nesta modalidade, apenas um contexto de PDP é criado para a conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE), isto é, apenas um túnel de GTP-U existe entre o GGSN e o RNC.

Na direção de enlace descendente, a função de DL-TFT do GGSN não é usada para a separação dos fluxos de dados de enlace descendente do equipamento de usuário (UE). 1. O filtro de pacote embutido no RNC separa os fluxos de dados de enlace descendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) em fluxos de IP de enlace descendente diferentes (fluxo de IP). 2. De acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o equipamento de usuário (UE), o RNC envia uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace descendente para o AP de WLAN, e, portanto, esta parte de fluxos de IP de enlace descendente é transmitida para o equipamento de usuário (UE) através da interface aérea de WLAN, e a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace descendente são transmitidos para o equipamento de usuário (UE) através da interface aérea de UMTS. Desta forma, os dados de usuário de enlace descendente são descarregados e convergidos na interface aérea de UMTS e na interface aérea de WLAN para transmissão.

Na direção de enlace ascendente: 1. O equipamento de usuário (UE) usa um filtro de pacote externo de um módulo de transcepção de UMTS (geralmente um chip de ASIC (circuito integrado específico de aplicação) independente) para a separação dos fluxos de IP de enlace ascendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) da camada de aplicação em fluxos de IP de enlace ascendente diferentes. 2. De acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o RNC, o equipamento de usuário (UE) envia uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace ascendente para um AP de WLAN através de uma interface aérea de WLAN. 3. O AP de WLAN ainda transmite a parte de ou todos os fluxos de IP de enlace ascendente para o RNC, e transmite a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace ascendente para o RNC através de uma interface aérea de UMTS. 4. O RNC encaminha todos os fluxos de IP de enlace ascendente da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) a partir da interface aérea de WLAN e da interface aérea de UMTS para o túnel de GTP-U de enlace ascendente correspondente à conexão de rede de pacotes de dados (PDN). Desta forma, os dados de usuário de enlace ascendente são descarregados e convergidos na interface aérea do UMTS e da WLAN para transmissão.

Em uma modalidade, o RNC e o AP de WLAN criam uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN.

Em uma modalidade, o RNC cria a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o canal de portadora do equipamento de usuário (UE):

Conforme descrito acima, o RNC pode obter apenas o número de porta de UDP ou o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) a partir da interface entre o RNC e o AP de WLAN. Para mapeamento do canal de portadora correspondente (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE), o RNC precisa criar a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora (especificamente, um túnel de GTP- U) do equipamento de usuário (UE). Nesta modalidade, apenas um contexto de PDP é criado para uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE), isto é, embora apenas um túnel de GTP-U exista entre o GGSN e o RNC, devido ao fato de o equipamento de usuário (UE) poder ser conectado a múltiplas redes de pacotes de dados (PDNs) simultaneamente, um equipamento de usuário (UE) no RNC ainda pode corresponder a múltiplos túneis de GTP-U.

Portanto, através de uma sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) envia sua IMSI e o endereço de MAC para o RNC.

Em uma modalidade, conexões diferentes de rede de pacotes de dados (PDN) do mesmo equipamento de usuário (UE) precisam ser distinguidas:

Conforme mencionado acima, embora apenas um contexto de PDP seja criado para uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE), isto é, apenas um túnel de GTP-U exista entre o GGSN e o RNC, devido ao fato de o equipamento de usuário (UE) poder ser conectado a múltiplas redes de pacotes de dados (PDNs) simultaneamente, um equipamento de usuário (UE) no RNC ainda pode corresponder a múltiplos túneis de GTP-U e, no lado de equipamento de usuário (UE), conexões diferentes do mesmo equipamento de usuário (UE) precisam ser distinguidas, de modo que os dados de enlace ascendente da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente possam ser enviados para uma camada de aplicação correspondente. Para os fluxos de IP enviados a partir do equipamento de usuário (UE) e transmitidos através da interface aérea de WLAN, o AP de WLAN é incapaz de distinguir os fluxos de IP por conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes do mesmo equipamento de usuário (UE) e, portanto, o RNC e o equipamento de usuário (UE) requerem um método para distinção dos fluxos de IP por conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes do mesmo equipamento de usuário (UE).

Portanto, em uma modalidade, o endereço de IP é usado para distinção dos fluxos de IP por conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes do mesmo equipamento de usuário (UE). Especificamente, os endereços de IP em redes de pacotes de dados (PDNs) diferentes são independentes de cada outro; portanto, quando um equipamento de usuário (UE) é conectado a múltiplas redes de pacotes de dados (PDNs) simultaneamente, é possível que os endereços de IP alocados ao mesmo equipamento de usuário (UE) para uso em conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes sejam os mesmos. Portanto, o endereço de IP alocado para uso em conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes não deve ser o mesmo, de modo que o endereço de IP possa ser usado para distinção entre conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes do mesmo equipamento de usuário (UE). Em um sistema prático, devido ao fato de o espaço de endereço de IP ser enorme, dificilmente é possível que duas ou mais redes de pacotes de dados (PDNs) aloquem o mesmo endereço de IP ao mesmo equipamento de usuário (UE); se o endereço de IP alocado para a segunda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) for o mesmo que o endereço de IP alocado para a primeira conexão de rede de pacotes de dados (PDN), o equipamento de usuário (UE) poderá requerer que a rede aloque um outro endereço de IP para a segunda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) para evitar essas circunstâncias especiais.

Desta forma, os dados podem ser transmitidos através da interface aérea de UMTS primeiramente, e o equipamento de usuário (UE) resolve o pacote de IP de usuário em cada portadora de UMTS de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) para a obtenção do endereço de destino (especificamente, o endereço de IP da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE)), e cria uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e a capacidade correspondente; o RNC resolve o pacote de IP de usuário em cada portadora de UMTS de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) para a obtenção do endereço de fonte (especificamente, o endereço de IP da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE)), e cria uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e o túnel de GTP-U correspondente. Após o RNC e o equipamento de usuário (UE) terminarem o estabelecimento das relações de mapeamento, pelo uso da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace ascendente e/ou de enlace descendente são transmitidos através da interface aérea de WLAN e, assim, uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN é estabelecida.

A figura 14 é um diagrama esquemático de uma pilha de protocolo relacionada à presente invenção e projetada para o equipamento de usuário (UE), o AP de WLAN e o RNC, o que também é aplicável à solução 2.

Conforme mostrado na figura 14, uma parte de dados de usuário (“dados de usuário A” mostrados na figura) é transmitida através de uma interface aérea de UMTS, e a parte remanescente de dados de usuário (“dados de usuário B” mostrados na figura) são transmitidos através de uma interface aérea de WLAN. A interface de plano de dados entre o RNC e o AP de WLAN implementa uma transmissão através de UDP por IP, e a interface de plano de controle implementa uma transmissão através de TCP por IP ou SCTP por IP. Finalmente, todos os dados de usuário (“dados de usuário A + B” mostrados na figura) são transmitidos através do RNC e do SGSN através do túnel de GTP-U de plano de usuário da interface Iu.

A interface aérea de UMTS também serve para a transmissão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. Esta sinalização pode ser transmitida através do protocolo TCP.

O equipamento de usuário (UE) e o RNC podem identificar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação da primeira forma: identificação da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação pelo uso do endereço de lado de equipamento de usuário (UE) ou do endereço de IP de lado de RNC a partir do que a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação é transmitida.

Neste caso, quando o RNC recebe o pacote de IP cujo endereço de destino é o endereço de IP específico, o pacote de IP é considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do equipamento de usuário (UE); também, quando o equipamento de usuário (UE) recebe o pacote de IP cujo endereço de fonte é o endereço de IP específico, o pacote de IP é considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do RNC. O endereço de IP específico está localizado no espaço de endereço de IP da rede de pacotes de dados (PDN) externa. Para evitar confundir a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação e o pacote de dados

do equipamento de usuário (UE), o endereço de IP específico pode ser um endereço de IP reservado. Tomando IPv4 como um exemplo, o endereço de IP específico pode ser um endereço entre 192.168.0.0 e 192.168.255.255.

O equipamento de usuário (UE) e o RNC podem identificar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação da segunda forma: a identificação da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação pelo uso do endereço de lado de equipamento de usuário (UE) ou do endereço de IP de lado de RNC a partir do que a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação é transmitida, ou através do protocolo TCP que usa a porta de TCP específica para a transmissão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação.

Quando o RNC recebe um pacote de IP cujo endereço de destino é o endereço de IP específico, e se o número de porta de TCP for o número da porta de TCP específica, este pacote de TCP por IP será considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do equipamento de usuário (UE); também, quando o equipamento de usuário (UE) recebe um pacote de IP cujo endereço de fonte é o endereço de IP específico, e se o número de porta de TCP for o número de porta de TCP específica, o pacote de TCP por IP será considerado como portando a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação a partir do RNC. O endereço de IP específico está localizado no espaço de endereço de IP da rede de pacotes de dados (PDN) externa. Para se evitar a confusão da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação e do pacote de dados do equipamento de usuário (UE), o endereço de IP específico pode ser um endereço de IP reservado. Tomando IPv4 como um exemplo, o endereço de IP específico pode ser um endereço entre 192.168.0.0 e 192.168.255.255, e a porta de TCP específica é uma porta de TCP não usada frequentemente (por exemplo, 0-1024 são números de porta de TCP usados frequentemente). 1. O que vem a seguir descreve o procedimento para o estabelecimento de uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN. 2. Em primeiro lugar, se o equipamento de usuário (UE) tiver dados de enlace ascendente que precisem ser transmitidos, mas o contexto de PDP estiver inativo, o equipamento de usuário (UE) iniciará um procedimento de ativação de contexto de PDP através de uma interface aérea de UMTS, obterá o endereço de IP da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente, e criará pelo menos uma portadora de UMTS. Se o usuário permitir a função de descarregamento de WLAN, o equipamento de usuário (UE) e o RNC poderão usar a portadora de UMTS para iniciação de um procedimento de sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, desse modo estabelecendo uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN. 3. O RNC pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que um AP de WLAN acessível existe na localização atual, desse modo começando o módulo de função de WLAN e ficando pronto para iniciar o descarregamento da WLAN. O RNC também pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar o equipamento de usuário (UE) que nenhum AP de WLAN acessível existe na localização atual, e, portanto, o módulo de função de WLAN é parado, para redução do consumo de potência do equipamento de usuário (UE). Os APs de WLAN geralmente são distribuídos em áreas de ponto ativo e proveem uma cobertura descontínua. Portanto, se o equipamento de usuário (UE) ficar começando o módulo de transcepção de WLAN, ele poderá causar um consumo de potência desnecessário. Ainda, o RNC pode obter a informação de localização de equipamento de usuário (UE). Por exemplo, o RNC pode saber a célula na qual equipamento de usuário (UE) está localizado e saber, através de medição de rádio na interface aérea de UMTS, se o equipamento de usuário (UE) está localizado no centro da célula ou nas bordas de várias células vizinhas. Portanto, o RNC pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que um AP de WLAN acessível existe na localização atual, desse modo começando o módulo de função de WLAN e ficando pronto para iniciar o descarregamento de WLAN. O RNC também pode usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que nenhum AP de WLAN acessível existe na localização atual (por exemplo, o equipamento de usuário (UE) deixa a área de ponto ativo da WLAN, o a WLAN restringe o acesso de usuário, devido a uma séria interferência ou sobrecarga), desse modo se parando o módulo de função de WLAN para redução do consumo de potência do equipamento de usuário (UE). 4. Após a detecção de um AP de WLAN acessível, o equipamento de usuário (UE) pode obter o BSSID (identificador de conjunto de serviço básico) do AP de WLAN. O BSSID serve para a identificação do AP de WLAN de forma única. 5. Pelo uso da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) envia para o RNC o BSSID do AP de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar; ainda, o equipamento de usuário (UE) pode enviar seu endereço de MAC para o RNC através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. Geralmente, o BSSID de um AP de WLAN é o endereço de MAC do AP de WLAN. O RNC armazena uma lista de BSSIDs de todos os APs de WLAN conectados ao RNC. Desta forma, pelo uso da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) pode enviar para o RNC o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o BSSID do AP de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar. 6. O RNC combina o BSSID com uma lista armazenada localmente de BSSIDs de APs de WLAN conectados; se a combinação falhar, o RNC instruirá o equipamento de usuário (UE) para não iniciar uma associação com o AP de WLAN; se a combinação for bem sucedida, o RNC instruirá o equipamento de usuário (UE) para iniciar uma associação com o AP de WLAN e iniciará um procedimento de autenticação de WLAN. Em uma modalidade, o procedimento de autenticação de WLAN pode aplicar uma forma de autenticação baseada em SIM e baseada em USIM. O procedimento detalhado é definido nas especificações da IETF, tais como RFC4186 e RFC4187. Em uma modalidade, o procedimento de autenticação de WLAN pode ser uma forma de autenticação automática com base no endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) ou com base no endereço de MAC de WLAN e no endereço de IP do equipamento de usuário (UE). Especificamente, o equipamento de usuário (UE) envia uma sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para o RNC, onde a sinalização porta o endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) e, opcionalmente, o endereço de IP do equipamento de usuário (UE). O RNC envia o endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) e, opcionalmente, o endereço de IP do RNC para o AP de WLAN associado, cujo BSSID é combinado de forma bem sucedida. Além disso, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) negocia com o RNC sobre o algoritmo de encriptação da interface aérea de WLAN e a chave do algoritmo de encriptação. O RNC envia o algoritmo de encriptação negociado e a chave do algoritmo de encriptação da interface aérea de WLAN para o AP de WLAN associado, cujo BSSID é combinado de forma bem sucedida. Desta forma, o AP de WLAN regula uma relação de ligação entre o endereço de MAC de WLAN do equipamento de usuário (UE) e a chave do algoritmo de encriptação, ou uma relação de ligação entre o endereço de MAC de WLAN e o endereço de IP do equipamento de usuário (UE) e a chave do algoritmo de encriptação. Como resultado, o AP de WLAN considera o equipamento de usuário (UE) como legal e permite o acesso do equipamento de usuário (UE) apenas se o equipamento de usuário (UE) atender à relação de ligação. 7. Após o equipamento de usuário (UE) ser associado ao AP de WLAN e autenticado de forma bem sucedida, o equipamento de usuário (UE) notifica o RNC, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, ou através de uma interface de plano de controle entre o AP de WLAN e o RNC, que o equipamento de usuário (UE) (identificado por um endereço de MAC) acessou o AP de WLAN. Portanto, o RNC armazena a relação de mapeamento entre o equipamento de usuário (UE) e o BSSID do AP de WLAN acessado.

Em uma modalidade, quando o equipamento de usuário (UE) está associado a um outro AP de WLAN conectado ao RNC devido ao movimento do equipamento de usuário (UE), o RNC atualiza a relação de mapeamento entre o equipamento de usuário (UE) e o BSSID do novo AP de WLAN acessado pelo equipamento de usuário (UE). Pelo uso desta relação de mapeamento, o RNC sempre pode enviar os dados de usuário de enlace descendente descarregados para a WLAN para o AP de WLAN atualmente acessado pelo equipamento de usuário (UE), e, então, o AP de WLAN envia os dados de usuário para o equipamento de usuário (UE). 11. A propósito, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o equipamento de usuário (UE) e o RNC fazem as preparações a seguir para o estabelecimento de uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN: (1) O equipamento de usuário (UE) envia sua IMSI e o endereço de MAC para o RNC através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, e o RNC cria a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE) pelo uso da IMSI e do endereço de MAC do equipamento de usuário (UE). (2) Ainda, o equipamento de usuário (UE) negocia e determina uma política de descarregamento de dados do equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC. Em uma modalidade, a política de descarregamento de dados pode ser: como separar os fluxos de dados de enlace ascendente e de enlace descendente do usuário, isto é, as formas de estabelecimento o filtro de pacote de lado de equipamento de usuário (UE) de enlace ascendente e o filtro de pacote de lado de RNC de enlace descendente; ainda, em uma modalidade, a política de descarregamento de dados pode incluir uma percentagem ou um nível de prioridade do tráfego de dados transmitido através da interface aérea de UMTS contra o tráfego de dados transmitido através da interface aérea de WLAN. Por exemplo, se a política de tarifa da operadora especificar que o acesso de WLAN é livre de encargos ou a tarifa do tráfego de WLAN é mais baixa do que aquela do tráfego de UMTS, o usuário preferirá a WLAN como um meio de transmissão de dados; quando a bateria está baixa, o usuário prefere a interface aérea eficiente em termos de energia do terminal. O sistema geralmente faz uma seleção otimizada de acordo com o estado de recurso de rádio (tais como interferência e congestionamento) das interfaces aéreas do UMTS e da WLAN. Por exemplo, quando a interferência de WLAN é grande, o que leva a uma diminuição aguda da taxa de transmissão, o sistema tende a descarregar o tráfego para a interface aérea de UMTS. (3) Os dados de enlace ascendente e de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) são transmitidos através da interface aérea de UMTS, e o equipamento de usuário (UE) pode resolver o pacote de IP de usuário em cada portadora de UMTS de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) para a obtenção do endereço de destino (especificamente, o endereço de IP da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE)) e criar uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e a camada de aplicação correspondente; o RNC resolve o pacote de IP de usuário em cada portadora de UMTS de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) para a obtenção do endereço de fonte (especificamente, o endereço de IP da conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE)), e cria uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e o túnel de GTP-U correspondente. (4) Através da interface de plano de controle entre o RNC e o AP de WLAN, o RNC e o AP de WLAN acessado pelo equipamento de usuário (UE) negociam um número de porta de UDP usado pela interface de plano de usuário entre o RNC e o AP de WLAN para a transmissão dos dados de enlace ascendente e/ou dos dados de enlace descendente do equipamento de usuário (UE). O AP de WLAN e o RNC podem criar uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN.

Conforme descrito acima, na direção de enlace ascendente, o equipamento de usuário (UE) usa um filtro de pacote externo de um módulo de transcepção de UMTS (geralmente um chip de ASIC independente) para separação dos fluxos de dados de enlace ascendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) a partir da camada de aplicação para fluxos de IP de enlace ascendente diferentes.

Então, de acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o RNC, o equipamento de usuário (UE) envia uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace ascendente para um AP de WLAN através de uma interface aérea de WLAN. O AP de WLAN envia todos os pacotes de dados de enlace ascendente a partir do equipamento de usuário (UE) tendo este endereço de MAC para o RNC através da porta de UDP correspondente. O RNC usa o número de porta de UDP para encontrar o canal de portadora correspondente (especificamente, um túnel de GTP-U) do equipamento de usuário (UE), de acordo com a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN; e, de acordo com diferentes endereços de IP de fonte (correspondentes às diferentes conexões de rede de pacotes de dados (PDN)), o RNC separa todos os pacotes de dados de dados de enlace ascendente de equipamento de usuário (UE) transmitidos através da WLAN em pelo menos um fluxo de dados, e encaminha pelo menos um fluxo de dados para o túnel de GTP-U correspondente, respectivamente, de acordo com a relação de mapeamento criada entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e o túnel de GTP-U correspondente. A propósito, o equipamento de usuário (UE) envia a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace ascendente para o RNC através das portadoras de rádio de UMTS de enlace ascendente correspondentes, de acordo com os padrões de UMTS existentes, e, então, o RNC encaminha os fluxos de IP para os túneis de GTP-U de enlace ascendente correspondentes, respectivamente. Desta forma, uma transmissão convergente dos dados de usuário de enlace ascendente é implementada nas interfaces aéreas do UMTS e da WLAN.

Na direção de enlace descendente, o RNC separa os fluxos de dados de enlace descendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) em fluxos de IP de enlace descendente diferentes através de um filtro de pacote embutido.

Então, de acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o equipamento de usuário (UE), o RNC envia uma parte de ou todos os fluxos de IP de enlace descendente para um AP de WLAN através da porta de UDP correspondente.

Pelo uso do número de porta de UDP, o AP de WLAN envia todos os pacotes de dados de enlace descendente de equipamento de usuário (UE) a partir da porta de UDP para o equipamento de usuário (UE) tendo o endereço de MAC através da interface aérea de WLAN de acordo com a relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e o número de porta de UDP da interface de plano de usuário que está entre o RNC e o AP de WLAN.

De acordo com o endereço de IP de destino (correspondente a conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes), o equipamento de usuário (UE) separa todos os pacotes de dados de enlace ascendente da interface aérea de WLAN em pelo menos um fluxo de dados, e encaminha pelo menos um fluxo de dados para a camada de aplicação correspondente respectivamente de acordo com a relação de mapeamento criada entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e a camada de aplicação correspondente. A propósito, de acordo com os padrões de UMTS existentes, o RNC envia a parte remanescente dos fluxos de IP de enlace descendente para o equipamento de usuário (UE) através das portadoras de rádio de UMTS de enlace descendente correspondentes. Desta forma, uma transmissão convergente dos dados de usuário de enlace descendente é implementada nas interfaces aéreas do UMTS e da WLAN. Além disso, quando o equipamento de usuário (UE) está para deixar o RNC de serviço atual devido ao movimento do equipamento de usuário (UE), o RNC recebe uma requisição de realocação de RNC (realocação de RNC) a partir do equipamento de usuário (UE). Antes de decidir começar uma realocação de RNC, o RNC reconfigura o descarregamento, isto é, reconfigura os fluxos de dados de usuário previamente descarregados para a WLAN como sendo transmitidos pelo UMTS; e, através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC, o RNC instrui o equipamento de usuário (UE) para cancelar a associação com AP de WLAN atualmente acessado, ou, através da interface de plano de controle entre o RNC e o AP de WLAN, o RNC instrui o AP de WLAN atualmente acessado pelo equipamento de usuário (UE) para cancelar a associação ao equipamento de usuário (UE). Após a associação ser cancelada de forma bem sucedida, o RNC começa um procedimento de realocação de RNC. Após a realocação de RNC ser completada e o equipamento de usuário (UE) fazer uma transferência de ponto a ponto para um novo RNC, se um AP de WLAN estiver atualmente acessível, o equipamento de usuário (UE) repetirá o procedimento precedente para acessar o AP de WLAN conectado ao RNC de serviço atual, desse modo estabelecendo uma transmissão convergente do UMTS e da WLAN de novo.

Deve ser notado que, além do controle de descarregamento entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC com base em uma sinalização de camada de aplicação portada no plano de usuário conforme descrito acima, um controle de descarregamento pode ser implementado pela extensão direta do protocolo de RRC (controle de recurso de rádio) entre o equipamento de usuário (UE) e o S-GW nos padrões existentes para adição de funções da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação entre o equipamento de usuário (UE) e o S-GW de acordo com a presente invenção. Isto é, a sinalização de RRC é usada para a transmissão da informação relacionada a um controle de descarregamento entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC em uma modalidade da presente invenção. Neste caso, a sinalização de RRC que transmite a informação relacionada ao controle de descarregamento entre o equipamento de usuário (UE) e o RNC é conhecida como a sinalização de controle de descarregamento de RRC.

De acordo com a descrição acima, se comparada com a solução 1, que usa TFT do UMTS, a solução 2 pode programar os fluxos de IP entre o UMTS e a WLAN dinamicamente, e exercer um controle de forma flexível. A propósito, a solução 2 evita o problema de o equipamento de usuário (UE) precisar obter o identificador de portadora de estrato de acesso, tal como um ID de RAB ou um ID de RB, e o problema de o módulo de transcepção do UMTS ser requerido para a extração dos fluxos de IP que são extraídos pela UL-TFT e descarregados para a WLAN (esses problemas requerem modificações do ASIC de modem de UMTS), e a solução 2 é mais fácil de implementar.

Em uma modalidade, o sistema de transmissão convergente mostrado na figura 5 também é aplicável a um sistema de HNB (Nó B doméstico). Neste caso, o nó de descarregamento e convergência de dados 110 é um GW de HNB (gateway de Nó B doméstico, gateway de Nó B doméstico). O sistema de transmissão convergente também é aplicável a um sistema de HNB, e as funções dos nós no sistema são similares às funções ilustradas na figura 6 e na figura 7. No sistema de HNB, o método de descarregamento de dados e o procedimento de transmissão convergente de dados são similares àqueles na solução 1 e na solução 2. Contudo, neste caso, o nó de descarregamento e convergência de dados 110 é um GW de HNB, e o nó celular é um HNB. O procedimento de descarregamento e o procedimento de transmissão convergente de dados não são detalhados aqui. O que vem a seguir descreve brevemente apenas as funções de alguns dispositivos e a transmissão de dados de usuário.

A figura 15 é um diagrama de arquitetura de aplicação de um sistema de transmissão convergente aplicado em um sistema de HNB. Na figura 15, o HNB de UMTS é acoplado de forma próxima à WLAN. O GW de HNB e o HNB mostrados na figura 15 são elementos de rede em uma rede de acesso de Nó B doméstico de UMTS definida no sistema de protocolo de 3GPP.

O HNB é conectado ao GW de HNB através de uma interface Iuh, e o GW de HNB é conectado ao SGSN através de uma interface Iu. A interface Iu é dividida em um plano de controle e um plano de usuário, e a transmissão é implementada nos dois planos através de diferentes protocolos de transporte, respectivamente. O protocolo de camada de transporte da RUA (adaptação de usuário de RANAP (parte de aplicação de rede de acesso por rádio)) é um SCTP (protocolo de transmissão de controle de fluxo), e o protocolo de camada de transporte do plano de usuário é GTP-U por UDP. Isto é, os dados de usuário são portados no túnel de GTP-U. O túnel de GTP-U é identificado de forma única por uma combinação do TEID do cabeçalho de GTP-U, do número de porta de UDP da camada de UDP/IP, e do endereço de IP. Para facilidade de descrição, a combinação do TEID do cabeçalho de GTP-U, do número de porta de UDP da camada de UDP/IP e do endereço de IP, o que serve como um identificador do túnel de GTP-U, é referida a partir deste ponto como um “identificador de túnel de GTP-U”.

A figura 16 mostra um diagrama de arquitetura de aplicação de um outro sistema de transmissão convergente aplicado em um sistema de HNB, o que é diferente da arquitetura mostrada na figura 15 pelo fato de: nesta modalidade, as funções de controle e de gerenciamento do AC na rede WLAN existente, incluindo as funções de gravação e de controle relacionadas à WLAN, tais como autenticação do AP de WLAN conectado ao GW de HNB, execução de gerenciamento de rede, e coordenação e gerenciamento da interferência entre APs de WLAN, não são integradas no GW de HNB. Ao invés disso, o AC é um dispositivo independente conectado ao gateway e ao servidor de AAA. Uma interface de IP pode ser aplicada entre o AC e o RNC, e o GW de HNB serve apenas para encaminhamento dos pacotes de IP de gerenciamento e de controle relacionados à WLAN, os quais são portados entre o AC e o AP de WLAN.

Na arquitetura mostrada na figura 15, existe uma interface lógica entre o GW de HNB e o AP de WLAN. A interface lógica é dividida em um plano de controle e um plano de usuário. O plano de controle serve para a transmissão de informação de gerenciamento e de controle de WLAN e informação de gerenciamento de mobilidade; e o plano de usuário serve para a transmissão dos fluxos de dados de usuário que são descarregados para o AP de WLAN e transmitidos através da WLAN. O plano de usuário implementa uma transmissão através da forma de UDP por IP, e o plano de controle implementa uma transmissão através da forma de TCP por IP ou SCTP por IP.

Na arquitetura mostrada na figura 16, também existe uma interface lógica entre o AC e o AP de WLAN, com a forma de transmissão de TCP por IP ou SCTP polímero relação de inserção de preto. A interface lógica serve para a transmissão de uma informação de gerenciamento e de controle relacionada à WLAN, e o plano de controle da interface entre o GW de HNB e o AP de WLAN serve para a transmissão de uma informação de gerenciamento de mobilidade.

A função de descarregamento de dados de usuário de transmissão convergente do UMTS e da WLAN pode ser implementada em um HNB (apenas quando o HNB for integrado com o AP de WLAN), ou implementada em um GW de HNB. A figura 17 é um diagrama esquemático de transmissão de dados de usuário, quando a função de descarregamento de dados de usuário for implementada em um HNB. Na direção de enlace descendente, por exemplo, os dados de usuário passam através de uma interface Gi para chegarem ao GGSN, passam através do túnel de GTP-U da interface Gn e do SGSN para chegarem ao GW de HNB, e, então, passam através do túnel de GTP-U de uma interface Iu, para chegarem ao HNB (o HNB é integrado com o AP de WLAN). Os dados de usuário chegando ao HNB são separados por uma unidade de descarregamento de dados de usuário em duas partes a serem transmitidas através da interface aérea do UMTS e da interface aérea da WLAN, respectivamente.

A figura 18 é um diagrama esquemático de uma transmissão de dados de usuário quando a função de descarregamento de dados de usuário é implementada em um GW de HNB, o que é aplicável quando o HNB é integrado ao AP de WLAN, e aplicável quando o HNB é independente do AP de WLAN. Após serem processados pelo GW de HNB, os dados de usuário são separados pela unidade de descarregamento de dados de usuário em duas partes: os dados de usuário transmitidos através do UMTS são enviados para o HNB através do canal de transmissão de plano de usuário da interface Iuh, especificamente, GTP-U/UDP/IP; e os dados de usuário transmitidos através da WLAN são enviados através de UDP/IP para o AP de WLAN. Desta forma, os dados de usuário são transmitidos através da interface aérea do UMTS e da interface aérea da WLAN, respectivamente. O procedimento na direção de enlace ascendente é ao contrário daquele na direção de enlace descendente, e não é descrito aqui. Ainda, para se permitir que o equipamento de usuário (UE) simultaneamente execute uma transmissão convergente com o macroNó B e o Nó B doméstico como um AP de WLAN (por exemplo, o AP de WLAN é integrado com o HNB) mostrada na figura 15 e na figura 16, se um enlace de IP existir entre o AP de WLAN e o SGSN conectado ao Nó B macroNó B, a função de descarregamento de dados de usuário poderá ser implementada no SGSN. Desta forma, após serem separados pelo SGSN em duas partes, os dados de usuário podem ser transmitidos através do macroNó B e do AP de WLAN, respectivamente. Conforme mostrado na figura 19, uma modalidade da presente invenção provê um outro sistema de transmissão convergente. Se comparado com a arquitetura de sistema provida na figura 5, o sistema na modalidade da presente invenção ainda inclui: um dispositivo de gateway local 140, configurado para o descarregamento dos dados transmitidos através da WLAN a partir de um nó de descarregamento e convergência de dados para uma rede de IP externa.

A solução provida nesta modalidade permite que um terminal apenas de WLAN, o qual é capaz de acessar apenas a WLAN, acesse a rede convergente mencionada anteriormente do UMTS e da WLAN. Os exemplos do terminal apenas de WLAN incluem: computadores tablet e notebook capazes de acessarem apenas a WLAN, e terminais que não têm permissão para acessarem o sistema celular, porque os usuários não são usuários da operadora de rede atual, embora eles sejam capazes de acessarem o sistema celular e a WLAN.

Em primeiro lugar, os terminais apenas de WLAN carecem da capacidade de acessarem a rede celular. Portanto, diferentemente dos terminais de modo duplo capazes de acessarem o sistema celular e a WLAN, os terminais apenas de WLAN não precisam comutar entre o sistema celular e a WLAN. Mais ainda, a WLAN geralmente é aplicada em áreas de ponto ativo e provê uma cobertura descontínua, e não é capaz de suportar uma mobilidade através de áreas ativas diferentes. Portanto, os terminais apenas de WLAN podem se adequar às exigências apenas se os terminais comutarem entre APs de WLAN em uma área ativa específica.

A figura 20 e a figura 21 mostram duas arquiteturas de aplicação detalhadas do sistema de transmissão convergente mostrado na figura 19. Nas arquiteturas de rede mostradas na figura 20 e na figura 21, um nó de descarregamento e convergência de dados (tal como um RNC e um GW de HNB) pode ser conectado aos APs de WLAN em múltiplas áreas ativas (as múltiplas áreas ativas podem prover uma cobertura contínua ou descontínua). A WLAN entre os nós de descarregamento e convergência de dados não provê uma cobertura de WLAN contínua, e é uma área de serviço de WLAN relativamente independente.

Com base na análise acima, a WLAN que cruza os nós de descarregamento e convergência de dados (tais como RNCs e GWs de HNB) não requer mobilidade. Portanto, para terminais apenas de WLAN, os dados não precisam passar através da reprodução de UMTS, e podem ser descarregados por um nó de descarregamento e convergência de dados para uma rede de IP externa. Conforme mostrado na figura 20 e na figura 21, o nó de descarregamento e convergência de dados (tal como um RNC e um GW de HNB) é conectado a um LGW (gateway local, gateway local). Existe uma interface de IP entre o LGW e o nó de descarregamento e convergência de dados, o plano de controle pode implementar uma transmissão através da forma de TCP por IP ou SCTP por IP, e o plano de usuário pode implementar uma transmissão através da forma de UDP por IP. Em uma modalidade, o LGW pode ser integrado com o nó de descarregamento e convergência de dados, e o nó de descarregamento e convergência de dados é conectado à rede de IP externa diretamente.

Em uma modalidade, o LGW pode ser um GGSN simplificado de capacidade pequena. A interface entre o LGW e o RNC pode usar o protocolo de GTP (protocolo de tunelamento de GPRS) do sistema celular no domínio de pacote comutado como um protocolo de transporte. Isto é, o plano de controle usa GTP-C e o plano de usuário usa GTP-U. Ambos GTP-C e GTP-UI são portados por UDP/IP. Alternativamente, uma interface pode ser configurada entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o GGSN. Desta forma, o nó de descarregamento e convergência de dados pode transmitir os dados do terminal apenas de WLAN para o GGSN através desta interface diretamente.

As funções principais do LGW são para a transmissão dos dados de usuário a partir do nó de descarregamento e convergência de dados para uma rede externa através de UDP por IP, e incluem, mas não estão limitadas às funções gerais de um gateway de pacotes de dados: funções de um servidor de DHCP (protocolo de configuração principal dinâmico, protocolo de configuração principal dinâmico), que aloca endereços de IP para os terminais automaticamente, uma função de firewall ou uma função de tradução de endereço de rede, uma função de inspeção profunda de pacote (inspeção profunda de pacote, DPI), uma função de política (política) de fluxo de dados, e uma função de roteamento de pacote (envio dos pacotes de IP de usuário para a rede de pacotes de dados (PDN) correspondente).

Diferentemente de um terminal de modo dual cuja autenticação geralmente é baseada em SIM/USIM, um terminal apenas de WLAN geralmente carece de um dispositivo celular, e, portanto, a autenticação de usuário ainda é com base em nome de usuário e senha, isto é, o usuário é autenticado ao introduzir de forma automática ou manual o nome de usuário e a senha que são alocados pelo sistema.

Desta forma, quando uma cobertura contínua existe entre os APs de WLAN segundo o mesmo nó de descarregamento e convergência de dados, o terminal apenas de WLAN pode comutar entre APs através do protocolo de WLAN existente. Conforme mostrado na figura 20, após descobrir que um AP de WLAN é acessível, um terminal apenas de WLAN se associa ao

AP. O AP executa uma autenticação de WLAN de acordo com o nome de usuário e a senha que são alocados pelo sistema. A mensagem de requisição de autenticação é enviada para o RNC através de uma interface de plano de controle entre o AP de WLAN e o RNC, e o RNC consulta um servidor de AAA para determinar se o usuário é legal. Após a autenticação ser bem sucedida, o sistema usa a função de DHCP no LGW para alocar um endereço de IP ao terminal, e, portanto, o terminal pode transmitir dados através do AP de WLAN.

A propósito, o RNC grava o endereço de MAC e o endereço de IP do terminal, e o BSSID de um AP de WLAN atualmente associado. O BSSID geralmente é configurado como um endereço de MAC do AP de WLAN. O RNC também armazena uma lista de BSSIDs de todos os APs de WLAN conectados. Desta forma, o RNC armazena a relação de mapeamento entre o endereço de MAC/IP do terminal e o BSSID do AP de WLAN associado. Quando o equipamento de usuário (UE) está associado a um outro AP de WLAN conectado ao RNC, devido ao movimento do equipamento de usuário (UE), o RNC atualiza a relação de mapeamento entre o endereço de MAC/IP do terminal e o BSSID do AP de WLAN associado. De acordo com esta relação de mapeamento, o RNC pode enviar os dados de enlace descendente do terminal para o AP de WLAN associado.

A rede de núcleo de pacote no domínio de pacote (tais como GPRS e EDGE) do GSM emprega uma arquitetura de rede de núcleo de GPRS similar àquela do UMTS, e a arquitetura da rede de acesso por rádio também é similar àquela do UMTS, isto é, inclui uma BTS (estação transceptora base) e um BSC (controlador de estação base). Portanto, a arquitetura de sistema e a solução que são propostas na modalidade da presente invenção também são aplicáveis a uma transmissão convergente do GPRS/EDGE e da WLAN, exceto pelo fato de os detalhes de protocolo serem diferentes. Para uma transmissão convergente de qualquer outro sistema 3G (tais como CDMA2000 e EvDO) e a WLAN, os princípios básicos propostos na modalidade da presente invenção também são aplicáveis.

Isto é, o sistema de transmissão convergente mostrado na figura 5 pode ser aplicado em múltiplas arquiteturas diferentes. Por exemplo, ele pode ser aplicado em um sistema UMTS, um sistema de HNB de UMTS, um sistema GPRS, um sistema de EDGE, um sistema de CDMA2000, ou um sistema de EvDO. O nó de descarregamento e convergência de dados 110 varia em redes celulares diferentes. Por exemplo, o nó é um RNC em um sistema UMTS, ou um GW de HNB em um sistema de HNB de UMTS, ou um BSC em um sistema de GPRS, ou um BSC em um sistema de EDGE, ou um BSC em um sistema de CDMA2000, ou um BSC em um sistema de EvDO.

Conforme mostrado na figura 22, em resumo, uma modalidade da presente invenção provê um nó de descarregamento e convergência de dados de acordo com as modalidades de várias arquiteturas de sistema acima e funções de cada dispositivo nas arquiteturas de sistema. O nó de descarregamento e convergência de dados inclui: um módulo de negociação de política de descarregamento 2608 e um módulo de decisão de descarregamento 2630.

O módulo de negociação de política de descarregamento 2608 é configurado para negociação com um equipamento de usuário (UE) para a determinação de uma política de descarregamento de dados.

Especificamente, o módulo de negociação de política de descarregamento 2608 pode negociar com o equipamento de usuário (UE) para a determinação de uma política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento, em que a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de camada de aplicação transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), ou a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de RRC transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE).

O módulo de decisão de descarregamento 2630 é configurado para: de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), usar uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, em que a portadora de rádio de WLAN é um resultado de configuração de uma parte de portadoras de rádio no sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente dos dados de usuário, em que as portadoras de rádio são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular.

Isto é, a portadora de rádio de WLAN é usada para a transmissão de uma parte dos dados de usuário, e os canais do sistema celular são usados para a transmissão da parte remanescente dos dados de usuário.

Em uma modalidade, o módulo de decisão de descarregamento 2640 pode incluir: uma unidade de descarregamento de dados de enlace descendente, configurada para o descarregamento de dados de usuário de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) em uma primeira parte de dados a serem transmitidos através de um ponto de acesso celular e uma segunda parte de dados a serem transmitidos através do ponto de acesso de WLAN; e uma unidade de transmissão de enlace descendente, configurada para a transmissão da primeira parte de dados para o ponto de acesso celular e da segunda parte de dados para o ponto de acesso de WLAN, respectivamente. Em uma modalidade, o módulo de decisão de descarregamento 2612 pode incluir, ainda: uma unidade de recebimento de enlace ascendente, configurada para o recebimento de uma primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e o recebimento de uma segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente a partir do ponto de acesso de WLAN; uma unidade de convergência de enlace ascendente, configurada para a convergência da primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e da segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente para os dados de usuário de enlace ascendente; e uma unidade de transmissão de enlace ascendente, configurada para o envio dos dados de usuário de enlace ascendente para uma rede celular. Opcionalmente, conforme indicado pelas caixas tracejadas na figura 22, o nó de descarregamento e convergência de dados ainda pode incluir: um módulo de gerenciamento e de controle 2609, um primeiro módulo de criação 2610, um segundo módulo de criação 2611, um módulo de criação de túnel 2612, um terceiro módulo de criação 2613, um quarto módulo de criação 2614, um módulo de notificação de ponto de acesso de WLAN 2614, um módulo de recebimento de BSSID 2615, um módulo de combinação 2616, um módulo de associação 2617, um módulo de reconfiguração 2618, um módulo de cancelamento de associação 2619, e um módulo de transcepção de endereço 2620. O módulo de gerenciamento e de controle 2609 é configurado para a criação de uma interface lógica com um ponto de acesso de WLAN, e o envio da informação de gerenciamento e de controle através de um plano de controle da interface lógica para gerenciamento e controle do ponto de acesso de WLAN.

Em uma modalidade, o ponto de acesso de WLAN é configurado para o recebimento da parte dos dados de usuário transmitida pelo nó de descarregamento e convergência de dados através de uma portadora de rádio de WLAN, e envio da parte de dados de usuário através do plano de controle da interface lógica para gerenciamento e controle do ponto de acesso de WLAN.

O primeiro módulo de criação 2610 é configurado para a criação de uma primeira relação de mapeamento, em que a primeira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre um endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e um número de porta UDP de uma interface de plano de usuário que está entre o nó de descarregamento e convergência de dados e um AP de WLAN.

O segundo módulo de criação 2611 é configurado para a criação de uma segunda relação de mapeamento, em que a segunda relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

Em uma modalidade, o segundo módulo de criação 2611 pode incluir: uma unidade de recepção, configurada para o recebimento da identidade de assinante móvel internacional (IMSI) de equipamento de usuário (UE) e endereço de MAC que são enviados pelo equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento; e uma unidade de criação de relação de mapeamento, configurada para a criação de uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE) de acordo com uma relação de mapeamento localmente armazenada entre a IMSI do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

O módulo de criação de túnel 2612 é configurado para a criação de pelo menos um túnel de extremidade a extremidade entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), se os dados de usuário forem transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN, em que cada túnel de extremidade a extremidade transmite um dos fluxos de dados de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN.

O terceiro módulo de criação 2613 é configurado para a criação de uma terceira relação de mapeamento, em que a terceira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o túnel de extremidade a extremidade e uma portadora de canal do equipamento de usuário (UE).

O quarto módulo de criação 2614 é configurado para a resolução de dados de usuário transmitidos através de uma interface aérea do sistema celular para a obtenção de um endereço de IP de uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE); e a criação de uma quarta relação de mapeamento, em que a quarta relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) conhecida do equipamento de usuário (UE) e o canal de portadora do equipamento de usuário (UE), e cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) corresponde a um canal de portadora.

O módulo de notificação de ponto de acesso de WLAN 2614 é configurado para: usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que um ponto de acesso de WLAN acessível existe na localização atual, de modo que o equipamento de usuário (UE) permita que a WLAN descarregue dados; ou, usar a sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para notificar ao equipamento de usuário (UE) que nenhum ponto de acesso de WLAN acessível existe na localização atual, de modo que o equipamento de usuário (UE) pare o descarregamento de dados de WLAN.

O módulo de recebimento de BSSID 2615 é configurado para: através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação, receber um identificador de conjunto de serviço básico (BSSID) do ponto de acesso de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar.

O módulo de combinação 2616 é configurado para combinação do BSSID com uma lista armazenada localmente de BSSIDs de pontos de acesso de WLAN conectados.

O módulo de associação 2617 é configurado para: se a combinação for bem sucedida, permitir que o equipamento de usuário (UE) estabeleça uma associação entre o equipamento de usuário (UE) e o ponto de acesso de WLAN com o qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar.

O módulo de reconfiguração 2618 é configurado para: quando o equipamento de usuário (UE) o deixa, reconfigurar a parte de dados de usuário, o que é carregado previamente pelo canal de WLAN para transmissão, como sendo transmitido pelo canal do sistema celular.

O módulo de cancelamento de associação 2619 é configurado para o envio da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação para o equipamento de usuário (UE) para instruir ao equipamento de usuário (UE) para cancelar a associação com o AP de WLAN atualmente associado.

O módulo de transcepção de endereço 2620 é configurado para receber um endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento de camada de aplicação, e enviar o endereço de MAC para o ponto de acesso de WLAN, de modo que o ponto de acesso de WLAN autentique o equipamento de usuário (UE) de acordo com o endereço de MAC. Opcionalmente, o nó de descarregamento e convergência ainda é configurado para: o envio de um endereço de MAC de equipamento de usuário (UE) para o ponto de acesso de WLAN, ou o recebimento do endereço de IP do equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento, e envio do endereço de MAC e do endereço de IP do equipamento de usuário (UE) para o ponto de acesso de WLAN; e a negociação com o equipamento de usuário (UE) sobre o algoritmo de encriptação da interface aérea de WLAN e a chave do algoritmo de encriptação através da sinalização de controle de descarregamento, e o envio do algoritmo de encriptação e da chave do algoritmo de encriptação para o ponto de acesso de WLAN, de modo que o ponto de acesso de WLAN estabeleça uma relação de ligação entre o endereço de MAC e a chave do algoritmo de encriptação ou estabeleça uma relação de ligação entre o endereço de MAC e o endereço de IP e a chave do algoritmo de encriptação e considere o equipamento de usuário (UE) atendendo à relação de ligação como um terminal legal autenticado. De acordo com a solução técnica precedente da modalidade da presente invenção, o nó de descarregamento e convergência de dados substitui as portadoras de rádio de UMTS parcial ou completamente pela portadora de rádio de WLAN, em que o nó de descarregamento e convergência de dados é plenamente transparente para a rede de núcleo; e o acesso de WLAN é implementado sem a necessidade de modificação da rede celular, o que reduz o período e o custo de construção de rede. A portadora de rádio de WLAN pode servir como uma tecnologia de melhoria de interfaces aéreas de rádio para melhoria de taxas de transmissão de dados grandemente, melhoria da experiência de usuário, e melhoria da qualidade de serviço da rede de comunicação móvel.

Conforme mostrado na figura 23, em resumo, uma modalidade da presente invenção provê um equipamento de usuário (UE) de acordo com as modalidades de várias arquiteturas de sistema acima e funções de cada dispositivo nas arquiteturas de sistema. O equipamento de usuário (UE) inclui: um módulo de obtenção de dados de usuário de enlace ascendente 2720, configurado para a obtenção de dados de usuário de enlace ascendente; e um módulo de descarregamento de dados de enlace ascendente 2730, configurado para: de acordo com a política de descarregamento de dados, a determinação pela negociação com um nó de descarregamento e convergência de dados, o uso de uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, e o uso de canais de um sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, mediante o que o nó de descarregamento e convergência de dados converge a parte dos dados de usuário de enlace ascendente e a parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente em dados de usuário de enlace ascendente.

Opcionalmente, em uma modalidade, conforme indicado pelas caixas tracejadas na figura 23, o equipamento de usuário (UE) ainda pode incluir: um módulo de negociação de descarregamento de enlace ascendente 2701, configurado para a negociação com o nó de descarregamento e convergência de dados para a determinação de uma política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento, em que a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de camada de aplicação transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), ou a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de RRC transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE); um módulo de criação de túnel 2703, configurado para a criação de pelo menos um túnel de extremidade a extremidade no nó de descarregamento e convergência de dados, se os dados de usuário forem transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN, em que cada túnel de extremidade a extremidade transmite um dos fluxos de dados de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN; um módulo de criação de conexão de rede de pacotes de dados (PDN) 2705, configurado para a criação de uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) com uma ou mais redes de pacotes de dados (PDNs) através de um plano de controle de uma interface aérea do sistema celular, em que cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) corresponde a um canal de portadora, e um endereço de IP é alocado a cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN); um módulo de criação de relação de mapeamento de rede de pacotes de dados (PDN) 2707, configurado para a criação de uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e uma camada de aplicação; um filtro de pacote 2709 localizado fora de um módulo de transcepção do sistema celular, configurado para a separação dos dados de usuário de enlace ascendente em fluxos de dados de enlace ascendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) da camada de aplicação em fluxo de dados de enlace ascendente; um módulo de envio de WLAN 2710, configurado para o envio de uma parte de ou de todos os fluxos de dados através de uma interface aérea de WLAN de acordo com a política de descarregamento de dados, em que a parte ou todos os fluxos de dados de usuário portam um endereço de IP correspondente à camada de aplicação; e um módulo de iniciação de associação 2712, configurado para: através da sinalização de controle de descarregamento, o envio para o nó de descarregamento e convergência de dados, de um BSSID de AP de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar, de modo que o nó de descarregamento e convergência de dados combine o BSSID com uma lista localmente armazenada de BSSIDs de pontos de acesso de WLAN conectados, e, se a combinação for bem sucedida, permita que o equipamento de usuário (UE) estabeleça uma associação entre o equipamento de usuário (UE) e o ponto de acesso de WLAN ao qual o equipamento de usuário (UE) tenta se associar.

As pessoas versadas na técnica entendem que uma parte de ou todas as etapas do método providas nas modalidades acima podem ser implementadas por um programa de computador instruindo um hardware relevante. O programa pode ser armazenado em um meio de armazenamento que pode ser lido em computador. Quando o programa roda, o programa executa as etapas do método especificadas em qualquer modalidade acima. O meio de armazenamento pode ser um disco magnético, um CD-ROM, uma memória apenas de leitura (memória apenas de leitura, ROM) ou uma memória de acesso randômico (memória de acesso randômico, RAM).

As descrições acima são meramente modalidades de exemplo da presente invenção. Quaisquer modificações e variações que possam ser facilmente derivadas por aqueles versados na técnica de acordo com a exposição do documento de pedido não se desviam da ideia da presente invenção e devem cair no escopo de proteção da presente invenção.

Claims

1. Sistema de transmissão convergente, que compreende um nó de descarregamento e convergência de dados (110), um ponto de acesso celular (120) e um ponto de acesso de rede de área local sem fio (WLAN) (130), caracterizado pelo fato de:o nó de descarregamento e convergência de dados (110) é configurado para: negociar com um equipamento de usuário (UE) para determinar uma política de descarregamento de dados; de acordo com a política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), usar uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, em que a portadora de rádio de WLAN é obtida pela configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN; e usar uma portadora de rádio remanescente do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente de dados de usuário, em que as portadoras de rádio do sistema celular são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular; o ponto de acesso de WLAN (130) é configurado para trabalhar com o equipamento de usuário (UE) e o nó de descarregamento e convergência de dados para a transmissão da parte dos dados de usuário; eo ponto de acesso celular (120) é configurado para trabalhar com o equipamento de usuário (UE) e o nó de descarregamento e convergência de dados para a transmissão da parte remanescente dos dados de usuário.

2. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de:o nó de descarregamento e convergência de dados ser especificamente configurado para negociação com o equipamento de usuário (UE) para a determinação de uma política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento; ea sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de camada de aplicação transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE); ou a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de controle de recurso de rádio (RRC) transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE).

3. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de o nó de descarregamento e convergência de dados ser especificamente configurado para:em uma direção de enlace descendente, o descarregamento de dados de usuário de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) para separação de uma primeira parte de dados a serem transmitidos através do ponto de acesso celular de uma segunda parte de dados a serem transmitidos através do ponto de acesso de WLAN, e a transmissão da primeira parte de dados e da segunda parte de dados para o ponto de acesso celular e o ponto de acesso de WLAN, respectivamente; eem uma direção de enlace ascendente, o recebimento de uma primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e uma segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente do equipamento de usuário (UE) a partir do ponto de acesso celular e do ponto de acesso de WLAN, respectivamente, a convergência da primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e da segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente nos dados de usuário de enlace ascendente, e o envio dos dados de usuário de enlace ascendente para uma rede celular.

4. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de:o nó de descarregamento e convergência de dados ser adicionalmente configurado para:a criação de uma primeira relação de mapeamento, em que a primeira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre um endereço de controle de acesso a meio (MAC) do equipamento de usuário (UE) e um número de porta UDP de uma interface de plano de usuário que está entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o AP (ponto de acesso) de WLAN.

5. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 2 ou 4, caracterizadopelo fato de o nó de descarregamento e convergência de dados ser adicionalmente configurado para:a criação de uma segunda relação de mapeamento, em que a segunda relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

6. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de o nó de descarregamento e convergência de dados ser especificamente configurado para:o recebimento da identidade de assinante móvel internacional (IMSI) de equipamento de usuário (UE) e endereço de MAC que são enviados pelo equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento; e a criação de uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE) de acordo com uma relação de mapeamento localmente armazenada entre a IMSI do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

7. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 2, 4, 5 ou 6, caracterizadopelo fato de o nó de descarregamento e convergência de dados ser adicionalmente configurado para:a criação de pelo menos um túnel de extremidade a extremidade entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), se os dados de usuário forem transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN, em que cada túnel de extremidade a extremidade transmite um dos fluxos de dados de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN.

8. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de o nó de descarregamento e convergência de dados ser adicionalmente configurado para:a criação de uma terceira relação de mapeamento, em que a terceira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o túnel de extremidade a extremidade e uma portadora de canal do equipamento de usuário (UE).

9. Sistema de transmissão convergente, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de:um número de túnel do túnel de extremidade a extremidade ser um número de porta de UDP em um pacote de UDP/IP externo que encapsula um pacote de IP de usuário, ou um identificador (ID) de portadora de acesso por rádio (RAB), correspondente ao túnel de extremidade a extremidade.

10. Sistema de transmissão convergente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de:cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) corresponder a um canal de portadora, e o nó de descarregamento e convergência de dados ser adicionalmente configurado para:resolução de dados de usuário transmitidos através de uma interface aérea do sistema celular para a obtenção de um endereço de IP de uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE); ecriação de uma quarta relação de mapeamento, em que a quarta relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) conhecida do equipamento de usuário (UE) e o canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

11. Sistema de transmissão convergente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de o nó de descarregamento e convergência de dados ser especificamente configurado para: na direção de enlace ascendente, o recebimento de um fluxo de dados de enlace ascendente que precisa ser transmitido por uma portadora de rádio de WLAN, em que o fluxo de dados de enlace ascendente que precisa ser transmitido pela portadora de rádio de WLAN é enviado pelo ponto de acesso de WLAN para o nó de descarregamento e convergência de dados através de uma porta de UDP correspondente;a obtenção de um endereço de MAC correspondente à porta de UDP de acordo com a primeira relação de mapeamento;o encontro de todos os canais de portadora correspondentes ao equipamento de usuário (UE) tendo o endereço de MAC de acordo com a segunda relação de mapeamento;de acordo com a terceira relação de mapeamento, o encontro de um canal de portadora do equipamento de usuário (UE) correspondente a cada túnel de extremidade a extremidade que transmite a parte de ou todos os fluxos de dados de enlace ascendente; e o encaminhamento da parte ou de todos os fluxos de dados para canais de portadora correspondentes do equipamento de usuário (UE) respectivamente;na direção de enlace descendente, o recebimento de fluxos de dados de enlace descendente diferentes transmitidos pelos canais de portadora de enlace descendente correspondentes do equipamento de usuário (UE), em que os fluxos de dados de enlace descendente diferentes são obtidos por um GGSN pela separação de dados de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) através de uma função DL-TFT; ede acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o equipamento de usuário (UE), a determinação de uma parte ou de todos os fluxos de dados de enlace descendente transmitidos pela portadora de rádio de WLAN; e o mapeamento da parte ou de todos os fluxos de dados de enlace descendente para um túnel de extremidade a extremidade respectivamente, de acordo com a terceira relação de mapeamento, em que o túnel de extremidade a extremidade corresponde a cada canal de portadora de equipamento de usuário (UE) que transmite a parte ou todos os fluxos de dados de enlace descendente; e o envio da parte ou de todos os fluxos de dados de enlace descendente para o ponto de acesso de WLAN através da porta de UDP correspondente, mediante o que, de acordo com a primeira relação de mapeamento, o ponto de acesso de WLAN usa o número de porta de UDP para enviar todos os pacotes de dados de enlace descendente de equipamento de usuário (UE) a partir da porta de UDP através de uma interface aérea de WLAN para o equipamento de usuário (UE) que tem o endereço de MAC correspondente ao número de porta de UDP.

12. Sistema de transmissão convergente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizadopelo fato de o nó de descarregamento e convergência de dados ser especificamente configurado para:na direção de enlace ascendente, o recebimento de todos os pacotes de dados de enlace ascendente de equipamento de usuário (UE) que são enviados pelo ponto de acesso de WLAN para o nó de descarregamento e convergência de dados através da porta de UDP correspondente; a obtenção do endereço de MAC correspondente à porta de UDP de acordo com a primeira relação de mapeamento;o encontro de todos os canais de portadora correspondentes ao equipamento de usuário (UE) tendoo endereço de MAC de acordo com a segunda relação de mapeamento;a separação, de acordo com os endereços de IP de equipamento de usuário (UE) em conexões de rede de pacotes de dados (PDN) diferentes, de todos os pacotes de dados de enlace ascendente de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN em pelo menos um fluxo de dados, e o uso da quarta relação de mapeamento para encaminhamento de pelo menos um fluxo de dados para o canal de portadora correspondente do equipamento de usuário (UE);na direção de enlace descendente, a separação dos pacotes de dados de enlace descendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) para os fluxos de dados de enlace descendente diferentes através de um filtro de pacote embutido; eo envio de uma parte de ou de todos os fluxos de dados de enlace descendente para o ponto de acesso de WLAN através da porta de UDP correspondente de acordo com a política de descarregamento de dados negociada com o equipamento de usuário (UE), mediante o que, de acordo com a primeira relação de mapeamento, o ponto de acesso de WLAN usa o número de porta de UDP para enviar todos os pacotes de dados de enlace descendente de usuário a partir da porta de UDP através de uma interface aérea de WLAN para o equipamento de usuário (UE) que tem o endereço de MAC correspondente ao número de porta de UDP.

13. Nó de descarregamento e convergência de dados, caracterizado pelo fato de compreender: um módulo de negociação de política de descarregamento (2608), configurado para negociar com um equipamento de usuário (UE) para determinar uma política de descarregamento de dados; e,um módulo de decisão de descarregamento (2630), configurado para: de acordo com a política dedescarregamento de dados determinada pela negociação com o equipamento de usuário (UE), usar uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte de dados de usuário, em que a portadora de rádio de WLAN é obtida pela configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN; e usar uma portadora de rádio remanescente do sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente de dados de usuário, em que as portadoras de rádio do sistema celular são uma parte de rádio de canais de portadora do sistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular.

14. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o módulo de negociação de política de descarregamento ser especificamente configurado para:para negociação com o equipamento de usuário (UE) para a determinação de uma política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento, em que a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de camada de aplicação transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE); ou a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de RRC transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE).

15. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o módulo de decisão de descarregamento compreender:uma unidade de descarregamento de dados de enlace descendente, configurada para o descarregamento de dados de usuário de enlace descendente do equipamento de usuário (UE) em uma primeira parte de dados a serem transmitidos através de um ponto de acesso celular e uma segunda parte de dados a serem transmitidos através do ponto de acesso de WLAN; euma unidade de transmissão de enlace descendente, configurada para a transmissão da primeira parte de dados para o ponto de acesso celular e da segunda parte de dados para o ponto de acesso de WLAN, respectivamente.

16. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de o módulo de decisão de descarregamento ainda compreender:uma unidade de recebimento de enlace ascendente, configurada para o recebimento de uma primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e o recebimento de uma segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente a partir do ponto de acesso de WLAN;uma unidade de convergência de enlace ascendente, configurada para a convergência da primeira parte de dados de usuário de enlace ascendente e da segunda parte de dados de usuário de enlace ascendente para os dados de usuário de enlace ascendente; euma unidade de transmissão de enlace ascendente, configurada para o envio dos dados de usuário de enlace ascendente para uma rede celular.

17. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender:um módulo de gerenciamento e de controle (2609), configurado para a criação de uma interface lógica com um ponto de acesso de WLAN, e o envio da informação de gerenciamento e de controle através de um plano de controle da interface lógica para gerenciamento e controle do ponto de acesso de WLAN.

18. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender:um primeiro módulo de criação (2610), configurado para a criação de uma primeira relação de mapeamento, em que a primeira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre um endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e um número de porta UDP de uma interface de plano de usuário que está entre o nó de descarregamento e convergência de dados e um AP de WLAN.

19. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender:um segundo módulo de criação (2611), configurado para a criação de uma segunda relação de mapeamento, em que a segunda relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

20. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de o segundo módulo de criação especificamente compreender:uma unidade de recepção, configurada para o recebimento da identidade de assinante móvel internacional (IMSI) de equipamento de usuário (UE) e endereço de MAC que são enviados pelo equipamento de usuário (UE) através da sinalização de controle de descarregamento; euma unidade de criação de relação de mapeamento, configurada para a criação de uma relação de mapeamento entre o endereço de MAC do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE) de acordo com uma relação de mapeamento localmente armazenada entre a IMSI do equipamento de usuário (UE) e todo canal de portadora do equipamento de usuário (UE).

21. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender:um módulo de criação de túnel (2612), configurado para a criação de pelo menos um túnel de extremidade a extremidade entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), se os dados de usuário forem transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN, em que cada túnel de extremidade a extremidade transmite um dos fluxos de dados de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN.

22. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ainda compreender:um terceiro módulo de criação (2613), configurado para a criação de uma terceira relação de mapeamento, em que a terceira relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o túnel de extremidade a extremidade e uma portadora de canal do equipamento de usuário (UE).

23. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de:um número de túnel do túnel de extremidade a extremidade ser um número de porta de UDP em um pacote de UDP/IP externo que encapsula um pacote de IP de usuário, ou um identificador (ID) de portadora de acesso por rádio (RAB), correspondente ao túnel de extremidade a extremidade.

24. Nó de descarregamento e convergência de dados, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ainda compreender:um quarto módulo de criação (2614), configurado para: a resolução de dados de usuário transmitidos através de uma interface aérea do sistema celular para a obtenção de um endereço de IP de uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) correspondente do equipamento de usuário (UE); e a criação de uma quarta relação de mapeamento, em que a quarta relação de mapeamento é uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) conhecida do equipamento de usuário (UE) e o canal de portadora do equipamento de usuário (UE), e cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) corresponde a um canal de portadora.

25. Equipamento de usuário (UE), caracterizadopelo fato de compreender:um módulo de obtenção de dados de usuário de enlace ascendente (2720), configurado para a obtenção de dados de usuário de enlace ascendente; eum módulo de descarregamento de dados de enlace ascendente (2730), configurado para:negociar com um nó de descarregamento e convergência de dados para determinar uma política de descarregamento de dados;de acordo com uma política de descarregamento de dados determinada pela negociação com o nó de descarregamento e convergência de dados, o uso de uma portadora de rádio de WLAN para a transmissão de uma parte dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, em que a portadora de rádio de WLAN é obtida pela configuração de uma parte de portadoras de rádio de um sistema celular como enlaces de rádio de WLAN; eo uso de canais de um sistema celular para a transmissão de uma parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente para o nó de descarregamento e convergência de dados, mediante o que o nó de descarregamento e convergência de dados converge a parte dos dados de usuário de enlace ascendente e a parte remanescente dos dados de usuário de enlace ascendente em dados de usuário de enlace ascendente,em que as portadoras de rádio do sistema celular são uma parte de rádio de canais de portadora dosistema celular, e os canais de portadora do sistema celular são criados através de uma sinalização de plano de controle do sistema celular.

26. Equipamento de usuário (UE), de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato de ainda compreender:um módulo de negociação de descarregamento de enlace ascendente (2701), configurado para a negociação com o nó de descarregamento e convergência de dados para a determinação de uma política de descarregamento de dados através de uma sinalização de controle de descarregamento, em que a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de camada de aplicação transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE), ou a sinalização de controle de descarregamento é portada em uma mensagem de RRC transferida entre o nó de descarregamento e convergência de dados e o equipamento de usuário (UE).

27. Equipamento de usuário (UE), de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de ainda compreender:um módulo de criação de túnel, configurado para a criação de pelo menos um túnel de extremidade a extremidade no nó de descarregamento e convergência de dados, se os dados de usuário forem transmitidos por uma portadora de rádio de WLAN, em que cada túnel de extremidade a extremidade transmite um dos fluxos de dados de equipamento de usuário (UE) transmitidos pela portadora de rádio de WLAN.

28. Equipamento de usuário (UE), de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de ainda compreender:um módulo de criação de conexão de rede de pacotes de dados (PDN) (2705), configurado para a criação de uma conexão de rede de pacotes de dados (PDN) com uma ou mais redes de pacotes de dados (PDNs) através de um plano de controle de uma interface aérea do sistema celular, em que cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) corresponde a um canal de portadora, e um endereço de IP é alocado a cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN).

29. Equipamento de usuário (UE), de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de ainda compreender:um módulo de criação de relação de mapeamento de rede de pacotes de dados (PDN) (2707), configurado para a criação de uma relação de mapeamento entre o endereço de IP de toda conexão de rede de pacotes de dados (PDN) do equipamento de usuário (UE) e uma camada de aplicação.

30. Equipamento de usuário (UE), de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato de ainda compreender: um filtro de pacote localizado fora de um módulo de transcepção do sistema celular e configurado para a separação dos dados de usuário de enlace ascendente em fluxos de dados de enlace ascendente de cada conexão de rede de pacotes de dados (PDN) da camada de aplicação em fluxo de dados de enlace ascendente; eum módulo de envio de WLAN (2710), configurado para o envio de uma parte de ou de todos os fluxos de dados através de uma interface aérea de WLAN de acordo com a política de descarregamento de dados, em que a parte ou todos os fluxos de dados de usuário portam um endereço de IP correspondente à camada de aplicação.