CN100442747C - 一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的系统与方法 - Google Patents

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    • H04L12/46—Interconnection of networks

Abstract

本发明公开了一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的系统及方法，包括UMTS网络和演进网络，UMTS网络中的UTRAN与演进网络中的演进分组核心网络相连，双模UE通过UMTS网络中的UTRAN接入演进分组核心网络。根据本发明，只要UTRAN与演进分组核心网络互连，当双模UE在UMTS网络与演进网络之间进行切换和漫游时，双模UE的移动性管理和会话管理等功能就可由演进分组核心网络来执行，大大提高了移动性管理和会话管理的效率；并且，当双模UE从演进接入网络移动到只有UMTS网络覆盖的区域时，只需要建立演进分组核心网络与UTRAN之间的一段数据链路，减少了数据链路上所需节点设备的数量，缩短了演进网络与UMTS网络之间进行切换的时间，更容易满足3GPP对系统间切换时间的苛刻要求。

Description

一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的系统与方法
技术领域
本发明涉及网络互连技术，特别是指一种通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)网络与演进网络互连的系统与方法。
背景技术
UMTS网络是第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation PartnershipProject)组织定义的无线通信网络技术标准，已经发布了R99、R4、R5和R6四个版本。
图1示出了现有UMTS网络的组网示意图，如图1所示，UMTS网络由核心网络(CN，Core Network)和UMTS陆地无线接入网络(UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network)组成。CN包括电路域和分组域两部分，其中，电路域包括移动交换中心(MSC，Mobile Switch Center)/拜访位置寄存器(VLR，Visiting Location Register)和归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)，分组域包括服务通用分组无线业务(GPRS，GeneralPacket Radio Service)支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)和网关GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRS Support Node)。UTRAN包括一个以上的无线网络子系统(RNS，Radio Network Subsystem)，每个RNS由一个无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)和一个以上基站(Node B)组成。UTRAN与电路域CN的接口为电路交换(CS，CircuitSwitch)的Iu接口，简称为Iu-CS接口；与分组域CN的接口为分组交换(PS，Packet Switch)的Iu接口，简称为Iu-PS接口。
Iu接口是无线接入网络(RAN，Radio Access Network)与CN的关键接口，通过Iu接口将无线资源的管理和控制隔离在UTRAN内，使得CN只需关注业务的提供，而无需再考虑接入技术。R99和R4两个版本的UMTS网络是基于异步传输模式(ATM，Asynchronous Transfer Mode)进行传输的，主要体现在RAN与CN之间的Iu接口、RNS之间的Iur接口、RNC与Node B之间的Iub接口的传输协议采用ATM技术。R5版本及R5版本后，UMTS网络支持网际协议(IP，Internet Protocol)传输，主要体现在RAN与CN之间的Iu接口、RNS之间的Iur接口、RNC与Node B之间的Iub接口的传输协议采用IP技术。
用户设备(UE，User Equipment)与UTRAN之间的接口为空中接口Uu，Uu接口的控制面由无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)层、无线链路控制(RLC，Radio Link Control)层、媒体接入控制(MAC，MediumAccess Control)层和L1层组成，用户面由分组数据会聚协议(PDCP，PacketData Convergence Protocol)层、RLC层、MAC层和L1层，RRC层、PDCP层、RLC层和MAC层位于UTRAN的RNC中，L1层位于UTRAN中的NodeB中。L1即为通常所说的物理层，主要指无线信道。
图2A示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的控制面协议示意图，如图2A所示，RRC协议、RLC协议、MAC协议和L1协议是同时存在于UE和UTRAN的对等协议；而无线接入网络应用部分(RANAP，Radio Access Network Application Part)协议、信令连接控制部分(SCCP，Signalling Connection Application Control Part)协议、信息传输部分(MTP，Message Transfer Part)第三级用户适配层(M3UA，MTP3-User AdaptationLayer)协议/流控制传输协议(SCTP，Stream Control Transmission Protocol)/IP、L2协议和L1协议是同时存在于UTRAN和SGSN的对等协议；GPRS移动性管理(GMM，GPRS Mobility Management)协议/会话管理(SM，SessionManagement)协议/短消息业务(SMS，Short Message Service)协议是同时存在于UE和SGSN的对等协议。对等协议是指位于两端的协议需要进行消息交互来完成整个通信过程。其中，Iu接口的RANAP协议为上行数据和下行数据提供了透明的传输通道，用于承载在UE和SGSN的上层GMM/SM/SMS之间交互的信令消息，中继(Relay)层在UTRAN内部实现RRC协议与RANAP协议相互映射的功能。
图2B示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的用户面协议示意图，如图2B所示，PDCP、RLC协议、MAC协议、L1协议是同时存在于UE和UTRAN的对等协议；而GPRS用户面隧道协议(GTP-U，GPRSTunnelling Protocol-User)、用户数据报协议(UDP，User Data Protocol)、IP、L2协议和L1协议是同时存在于UTRAN和SGSN的对等协议；IP/端对端协议(PPP，Peer-Peer Protocol)是同时存在于UE与SGSN的对等协议。其中，GTP-U可建立数据隧道，用于承载上层协议IP/PPP的数据包，Relay层在UTRAN内部实现PDCP与GTP-U相互映射的功能。
当前，3GPP正在研究UMTS网络向后演进的下一代网络，本文中将该网络称为演进网络(Evolved Network)，并制定演进网络的相关技术标准。演进网络将具有很多新的特点，例如，只提供分组型业务，语音、视频电话等实时业务也将以分组的方式来提供；实现全IP网络，即网络中各节点设备通过IP网络互连，每个用户终端设备也分配有IP地址；支持与UMTS网络之间的切换和漫游；对于实时业务，系统间切换的时间不超过300毫秒，对于非实时业务，系统间切换的时间不超过500毫秒。
为实现演进网络与UMTS网络之间的切换和漫游，3GPP提出如图3所示的解决方法，图3中右边为UMTS网络，左边是演进网络，由于演进网络只提供分组型业务，因此，图3中仅对UMTS网络的分组域与演进网络之间的互连关系进行描述。演进网络由演进后的无线接入网络(EvolvedRAN)和演进后的分组核心网络(Evolved Packet Core Network)组成。演进后的分组核心网络及GGSN到互联网(Internet)的接口都是Gi接口，R1接口是演进网络中接入网络与核心网络之间的接口，采用GPRS隧道协议(GTP，GPRS Tunnelling Protocol)；Iu接口是UMTS网络中UTRAN与CN之间的接口；Gn接口是UMTS网络中SGSN与GGSN之间的接口。为实现演进网络与UMTS网络之间的切换和漫游，SGSN与演进分组核心网络互连，二者之间的接口仍然采用Gn接口，能够减小对SGSN的影响。双模UE(Hybrid UE)是指既能够在UMTS网络中使用、也能够在演进网络中使用的用户终端设备。
当双模UE接入UMTS网络、且该UMTS网络中的SGSN与演进网络互连时，双模UE将被SGSN通过Gn接口注册到演进网络。双模UE的上行业务数据首先通过Uu接口由双模UE到达UTRAN，从UTRAN通过Iu接口到达SGSN，然后从SGSN通过Gn接口到达演进分组核心网络，最后从演进分组核心网络通过Gi接口到达Internet；双模UE的下行业务数据从Internet通过Gi接口到达演进分组核心网络，从演进分组核心网络通过Gn接口到达SGSN，然后从SGSN通过Iu接口到达UTRAN，最后从UTRAN通过Uu接口到达双模UE。
为了减小对UMTS网络的影响，SGSN将保持不变且仍然执行移动性管理功能。为使双模UE能够在UTRAN和演进网络之间进行切换和漫游，演进分组核心网络也需要执行移动性管理功能。Gn接口的切换流程将被用于实现双模UE在两个网络之间的切换。
根据以上描述可见，为保证双模UE能够在UMTS网络内、以及UMTS网络与演进网络之间进行切换和漫游，SGSN和演进分组核心网络都需要执行移动性管理，而且相互之间需要协作，这不仅增加了Gn接口的信令，而且降低了移动性管理的效率。另外，当双模UE从演进接入网络移动到只有UMTS网络覆盖的区域时，将执行系统间切换以保证业务的连续性，此时，需要建立演进分组核心网络与SGSN之间的Gn接口和UTRAN与SGSN之间的Iu接口两段数据链路，这无疑会导致切换时间的增加，而3GPP对系统间切换的时间作了苛刻的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的系统，本发明的另一目的在于提供一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的方法，提高移动性管理的效率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的系统，包括UMTS网络和演进网络，UMTS网络至少包括通用移动通信系统陆地无线接入网络UTRAN，演进网络至少包括演进分组核心网络，所述UTRAN用于通过R3接口接入演进分组核心网络；所述演进分组核心网络用于向用户提供分组业务；
其中，所述R3接口的控制面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、流控制传输协议SCTP、信息传输部分第三级用户适配层协议M3UA、信令连接控制部分SCCP协议和增强的无线接入网络应用部分RANAP协议；所述R3接口的用户面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、用户数据报协议UDP和服务通用分组无线业务用户面隧道协议GTP-U。
所述UTRAN与演进分组核心网络中的网际互连功能IWF单元相连。
所述UTRAN中的无线网络控制器RNC与演进分组核心网络相连。
该系统进一步包括：双模用户设备UE，用于在演进网络或UMTS网络中供用户使用，所述双模UE内包括用于UMTS网络的协议栈和用于演进网络的协议栈。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的方法，UMTS网络中的UTRAN通过R3接口与演进分组核心网络相连，所述R3接口的控制面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、流控制传输协议SCTP、信息传输部分第三级用户适配层协议M3UA、信令连接控制部分SCCP协议和增强的无线接入网络应用部分RANAP协议；所述R3接口的用户面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、用户数据报协议UDP和服务通用分组无线业务用户面隧道协议GTP-U；该方法包含步骤A：双模UE通过UMTS网络中的UTRAN接入演进分组核心网络。
所述步骤A为：双模UE的注册请求通过UMTS网络中的UTRAN路由至演进分组核心网络；或，UMTS网络中的服务通用分组无线业务支持节点SGSN与演进分组核心网络相连，所述步骤A为：双模UE的注册请求通过UMTS网络中的UTRAN路由SGSN，然后SGSN将该注册请求路由至演进分组核心网络。
双模UE通过Uu接口与UTRAN进行通信，演进分组核心网络通过Gi接口与互联网进行通信，所述步骤A之后进一步包括：双模UE的上行业务数据通过Uu接口由双模UE到达UTRAN，然后从UTRAN通过R3接口到达演进分组核心网络，最后从演进分组核心网络通过Gi接口到达互联网。
演进分组核心网络通过Gi接口与互联网进行通信，双模UE通过Uu接口与UTRAN进行通信，所述步骤A之后进一步包括：双模UE的下行业务数据通过Gi接口由互联网到达演进分组核心网络，然后从演进分组核心网络通过R3接口到达UTRAN，最后从UTRAN通过Uu接口到达双模UE。
所述双模UE包括：用于UMTS网络的协议栈和用于演进网络的协议栈。
所述用于UMTS网络的协议栈的控制面协议包括：L1协议、媒体接入控制MAC协议、无线链路控制RLC协议、无线资源控制RRC协议和通用分组无线业务移动性管理协议/会话管理协议/短消息业务协议；所述用于演进网络的协议栈的控制面协议包括：演进控制面Uu接口协议和用于进行移动性管理及会话管理的演进上层协议。
所述步骤A之前进一步包括：所述UTRAN广播的系统消息中指明UTRAN与演进分组核心网络存在互连关系，双模UE根据来自UTRAN的系统消息，设置L1协议、MAC协议、RLC协议、RRC协议和演进上层协议有效。
所述用于UMTS网络的协议栈的用户面协议包括：L1协议、MAC协议、RLC协议、分组数据汇聚协议PDCP和IP/端对端协议PPP；所述用于演进网络的协议栈的用户面协议包括：演进用户面Uu接口协议和IP/PPP。
所述UTRAN广播的系统消息中指明UTRAN与演进分组核心网络存在互连关系，双模UE根据来自UTRAN的系统消息，设置L1协议、MAC协议、RLC协议、PDCP和IP/PPP有效。
根据本发明提出的方案，只要UMTS网络与演进网络存在互连关系，即UMTS网络中的UTRAN与演进网络中的演进分组核心网络互连，当双模UE在UMTS网络与演进网络之间进行切换和漫游时，双模UE的移动性管理和会话管理等功能就可由演进分组核心网络来执行，大大提高了移动性管理和会话管理的效率；并且，当双模UE从演进接入网络移动到只有UMTS网络覆盖的区域时，只需要建立演进分组核心网络与UTRAN之间的一段数据链路，减少了数据链路上所需节点设备的数量，缩短了演进网络与UMTS网络之间进行切换的时间，更容易满足3GPP对系统间切换时间的苛刻要求。
由于双模UE的注册请求可由UTRAN通过R3接口直接路由至演进分组核心网络，无需通过SGSN向演进分组核心网络转发，同样缩短了双模UE到演进分组核心网络的注册时间。
将UTRAN与演进分组核心网络连接在一起的R3接口可采用与Iu接口相同的接口协议，最大程度地降低了对现有UTRAN的影响。R3接口与R1接口的用户面协议均采用GTP，对于演进分组核心网络而言，能够极大地降低设备的复杂度和开发成本。
附图说明
图1示出了现有UMTS网络的组网示意图；
图2A示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的控制面协议示意图；
图2B示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的用户面协议示意图；
图3示出了现有UMTS网络与演进网络互连结构示意图；
图4示出了本发明中UMTS网络与演进网络互连结构示意图；
图5示出了本发明中R3接口协议栈示意图；
图6A示出了本发明中双模UE、UTRAN和演进分组核心网络的控制面协议示意图；
图6B示出了本发明中双模UE、UTRAN和演进分组核心网络的用户面协议示意图；
图7A示出了本发明中双模UE通过UTRAN接入演进分组核心网络所使用的协议栈示意图；
图7B示出了本发明中双模UE通过UTRAN接入演进分组核心网络的业务数据路径示意图；
图8A示出了本发明中双模UE通过演进接入网络接入演进分组核心网络所使用的协议栈示意图；
图8B示出了本发明中本发明中双模UE通过演进接入网络接入演进分组核心网络的业务数据路径示意图；
图9A示出了本发明中双模UE通过UTRAN接入SGSN所使用的协议栈示意图；
图9B示出了本发明中本发明中双模UE通过UTRAN接入SGSN的业务数据路径示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明中，将UMTS网络中的UTRAN与演进网络中的分组核心网络相连，从而当双模UE在UMTS网络与演进网络之间进行切换和漫游时，仅由演进分组核心网络执行移动性管理，提高移动性管理的效率；并且，当双模UE从演进接入网络移动到只有UMTS网络覆盖的区域时，只需要建立演进分组核心网络与UTRAN之间的一段数据链路，节省了切换时间，更容易满足3GPP对系统间切换时间的苛刻要求。
进一步地，UTRAN与演进分组核心网络之间可通过R3接口相连，该R3接口采用与Iu接口基本相同的协议，以减小对现有UTRAN的影响；并且，在Iu接口协议的基础上进行功能增强以满足特殊需求。
另外，可通过演进分组核心网络中的功能实体网际互连功能(IWF，Interworking Function)单元实现与UTRAN进行通信的接口协议，并完成演进网络与UTRAN的互连。
图4示出了本发明中UMTS网络与演进网络互连结构示意图，如图4所示，UMTS网络中的UTRAN直接通过R3接口接入演进分组核心网络。双模UE接入UTRAN时，UTRAN通过R3接口将双模UE注册到演进分子核心网络。双模UE在UTRAN中的移动性管理由演进分组核心网络来集中完成。双模UE的上行业务数据首先通过Uu接口由双模UE到达UTRAN，然后从UTRAN通过R3接口到达演进分组核心网络，最后从演进分组核心网络通过Gi接口到达Internet；双模UE的下行业务数据从Internet通过Gi接口到达演进分组核心网络，然后从演进分组核心网络通过R3接口到达UTRAN，最后从UTRAN通过Uu接口到达双模UE。具体可由演进分组核心网络中的IWF来实现与Iu-PS接口基本相同的R3接口的协议，参见图5所示，能够减小对现有UTRAN的影响，IWF同时完成R3接口协议与演进上层协议(Evolved Uplayer Protocol)之间的相互映射。UTRAN与演进分组核心网络相连，具体可为UTRAN中的RNC与演进分组核心网络中的IWF单元相连。
图5示出了本发明中R3接口协议栈示意图，如图5所示，为减小对现有UTRAN的影响，R3接口采用与Iu接口基本相同的接口协议，传输层采用IP技术，用户面由GTP-U/UDP来承载，控制面包括RANAP协议、SCCP、M3UA协议和SCTP。所述RANAP协议可为增强的RANAP协议，增强RANAP协议是指在现有RANAP协议的基础上，增加一些新特性以满足R3接口的特殊需求，例如，为实现双模UE在演进网络与UMTS网络之间的切换，对RANAP协议的一些流程进行改动，或增加具有新的含义的信息参数等，至于具体如何增强RANAP协议并非本发明的重点，因此，在此不再赘述。
图6A示出了本发明中双模UE、UTRAN和演进分组核心网络的控制面协议示意图，如图6A所示，R3接口与Iu接口采用基本相同的控制面接口协议，增强RANAP协议、SCCP协议、M3UA协议/SCTP/IP、L2协议和L1协议是同时存在于UTRAN和演进分组核心网络的对等协议，Relay层在UTRAN内部实现RRC协议与增强RANAP协议相互映射的功能；UTRAN中，除RANAP协议需要增强外，其余协议均无需修改，因此，对现有的UTRAN的影响被降到最低。双模UE内有两个协议栈的控制面协议，一个是用于UMTS网络的协议栈的控制面协议，即双模UE与UTRAN和SGSN进行通信的控制面协议，RRC协议、RLC协议、MAC协议和L1协议是同时存在于双模UE和UTRAN的对等协议，GMM协议/SM协议/SMS协议是同时存在于双模UE和SGSN的对等协议；另一个是用于演进网络的协议栈的控制面协议，即双模UE与演进接入网络和演进分组核心网络进行通信的控制面协议，由于双模UE与演进接入网络进行通信的控制面接口协议正在制定，因此，本发明中将双模UE与演进接入网络进行通信的空中接口控制面协议描述为演进控制面Uu接口协议(Evolved Uu Protocol)，演进上层协议是同时存在于双模UE和演进分组核心网络的对等协议。双模UE的上层协议包括UMTS网络的GMM协议/SM协议/SMS协议和演进网络的演进上层协议，演进上层协议执行与GMM协议/SM协议/SMS协议基本相同的功能。演进上层协议是演进分组核心网络中实现移动性管理和会话管理等功能的协议，由于相关协议正在制定，因此，本发明中将演进网络中实现移动性管理和会话管理等功能的协议统称为演进上层协议。
图6B示出了本发明中双模UE、UTRAN和演进分组核心网络的用户面协议示意图，如图6B所示，R3接口与Iu接口采用相同的用户面接口协议，GTP-U、UDP/IP、L2协议和L1协议是同时存在于UTRAN和演进分组核心网络的对等协议，Relay层在UTRAN内部实现PDCP与GTP-U相互映射的功能；无需改变UTRAN内的用户面协议，因此，现有的UTRAN的用户面协议不受任何影响。双模UE内有两个用户面协议栈，一个是用于UMTS网络的协议栈的用户面协议，即双模UE与UTRAN进行通信的用户面协议，PDCP、RLC协议、MAC协议、L1协议是同时存在于UE和UTRAN的对等协议，IP/PPP是同时存在于双模UE和SGSN的对等协议；另一个是用于演进网络的协议栈的控制面协议，即双模UE与演进接入网络进行通信的用户面协议，由于双模UE与演进接入网络进行通信的用户面接口协议正在制定，因此，本发明中将双模UE与演进接入网络进行通信的空中接口协议描述为演进用户面Uu接口协议(Evolved Uu Protocol)。IP/PPP是同时存在于双模UE和演进分组核心网络的对等协议。由于UMTS网络和演进网络的上层协议都是IP，因此，双模UE在UMTS网络和演进网络中的上层协议都是IP/PPP。
由于演进网络中的接入网络与分组核心网络之间的R1接口采用GTP，GTP包括GTP-U和GPRS控制面隧道协议(GTP-C，GPRS TunnellingProtocol-Control)，由此可见，R3接口和R1接口的用户面都采用GTP-U，能够降低R3接口的开发难度和成本，有利于实现UTRAN与演进分组核心网络之间的互连。
由于UMTS网络与演进网络互连，这样，双模UE使用的协议以及双模UE与Internet之间的数据路径，将随着双模UE接入不同的接入网络而不同，下面将对双模UE接入不同接入网络的情况进行详细描述。
UMTS网络与演进网络互连，即UMTS网络中的UTRAN与演进网络中的演进分组核心网络互连，UTRAN可在广播的系统消息中指明UTRAN与演进分组核心网络存在互连关系。UMTS网络与演进网络存在互连关系时，双模UE无论是接入演进接入网络、还是接入UTRAN，都需要注册到演进分组核心网络。当双模UE位于UTRAN时，会通过UTRAN接入演进分组核心网络。
双模UE通过UTRAN接入演进分组核心网络时，双模UE可根据收到的系统消息确定当前是通过UTRAN接入演进分组核心网络的，因此，双模UE将协议层RRC、RLC、MAC和L1设置为有效，将演进控制面Uu接口协议设置为无效，将上层协议演进上层协议设置为有效，将GMM协议/SM协议/SMS协议设置为无效，如图7A所示，图中灰色字体表示相应协议层无效，黑色字体表示相应协议层有效。双模UE的注册请求通过UTRAN路由至演进分组核心网络；如果仍然保留SGSN与演进分组核心网络之间互连的Gn接口，则双模UE的注册请求也可由UTRAN通过Iu接口发送至SGSN，然后由SGSN通过Gn接口路由至演进分组核心网络。
相应地，对于用户面协议栈而言，双模UE将协议层PDCP、RLC、MAC和L1设置为有效，将演进用户面Uu接口协议设置为无效，上层协议IP/PPP始终有效。
双模UE通过UTRAN接入演进分组核心网络时，如图7B所示，双模UE的上行业务数据首先通过Uu接口由双模UE到达UTRAN，然后从UTRAN通过R3接口到达演进分组核心网络，最后从演进分组核心网络通过Gi接口到达Internet；双模UE的下行业务数据从Internet通过Gi接口到达演进分组核心网络，然后从演进分组核心网络通过R3接口到达UTRAN，最后从UTRAN通过Uu接口到达双模UE。
双模UE通过演进接入网络接入演进分组核心网络时，此时的双模UE相当于一个仅支持演进网络的单模UE。双模UE能够根据当前使用的频率或来自演进网络的系统消息，确定当前是通过演进接入网络接入演进分组核心网络的，因此，双模UE将演进控制面Uu接口协议设置为有效，将协议层RRC、RLC、MAC和L1设置为无效，将上层协议演进上层协议设置为有效，将GMM协议/SM协议/SMS协议设置为无效，如图8A所示，图中灰色字体表示相应协议层无效，黑色字体表示相应协议层有效。双模UE的注册请求通过演进接入网络路由至演进分组核心网络。
相应地，对于用户面协议栈而言，双模UE将演进用户面Uu接口协议设置为有效，将协议层PDCP、RLC、MAC和L1设置为无效，上层协议IP/PPP始终有效。
双模UE通过演进接入网络接入演进分组核心网络时，如图8B所示，双模UE的上行业务数据首先通过演进用户面Uu接口由双模UE到达演进接入网络，然后从演进接入网络通过R1接口到达演进分组核心网络，最后从演进分组核心网络通过Gi接口到达Internet；双模UE的下行业务数据从Internet通过Gi接口到达演进分组核心网络，然后从演进分组核心网络通过R1接口到达演进接入网络，最后从演进接入网络通过演进用户面Uu接口到达双模UE。
UMTS网络与演进网络不存在互连关系，即UMTS网络中的UTRAN与演进网络中的演进分组核心网络不互连，UTRAN可在广播的系统消息中指明UTRAN与演进分组核心网络不存在互连关系。双模UE通过UTRAN接入SGSN时，此时的双模UE相当于一个仅支持UMTS网络的单模UE。UMTS网络与演进网络存在互连关系时，如果双模UE位于UTRAN中，既可以通过UTRAN接入演进分组核心网络，也可以通过UTRAN接入SGSN，则双模UE通过UTRAN接入SGSN时，也可视为仅支持UMTS网络的单模UE。
双模UE通过UTRAN接入SGSN时，双模UE可根据收到的系统消息确定当前是通过UTRAN接入SGSN的，因此，双模UE将协议层RRC、RLC、MAC和L1设置为有效，将演进控制面Uu接口协议设置为无效，将GMM协议/SM协议/SMS协议设置为有效，将上层协议演进上层协议设置为无效，如图9A所示，图中灰色字体表示相应协议层无效，黑色字体表示相应协议层有效。双模UE的注册请求通过UTRAN路由至SGSN。
相应地，对于用户面协议栈而言，双模UE将协议层PDCP、RLC、MAC和L1设置为有效，将演进用户面Uu接口协议设置为无效，上层协议IP/PPP始终有效。
双模UE通过UTRAN接入SGSN时，如图9B所示，双模UE的上行业务数据首先通过Uu接口由双模UE到达UTRAN，然后从UTRAN通过Iu接口到达SGSN，再从SGSN通过Gn接口到达GGSN，最后从GGSN通过Gi接口到达Internet；双模UE的下行业务数据从Internet通过Gi接口到达GGSN，然后通过Gn接口到达SGSN，再从SGSN通过Iu接口到达UTRAN，最后从UTRAN通过Uu接口到达双模UE。
以上所述各协议层对业务数据的处理与现有制定的规则基本相同，因此，在此不再赘述。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1、一种通用移动通信系统UMTS网络与演进网络互连的系统，包括UMTS网络和演进网络，UMTS网络至少包括通用移动通信系统陆地无线接入网络UTRAN，演进网络至少包括演进分组核心网络，其特征在于：
所述UTRAN用于通过R3接口接入演进分组核心网络；所述演进分组核心网络用于向用户提供分组业务；
其中，所述R3接口的控制面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、流控制传输协议SCTP、信息传输部分第三级用户适配层协议M3UA、信令连接控制部分SCCP协议和增强的无线接入网络应用部分RANAP协议；所述R3接口的用户面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、用户数据报协议UDP和服务通用分组无线业务用户面隧道协议GTP-U。
2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述UTRAN与演进分组核心网络中的网际互连功能IWF单元相连。
3、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述UTRAN中的无线网络控制器RNC与演进分组核心网络相连。
4、根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：双模用户设备UE，用于在演进网络或UMTS网络中供用户使用，所述双模UE内包括用于UMTS网络的协议栈和用于演进网络的协议栈。
5、一种通用移动通信系统网络与演进网络互连的方法，其特征在于，UMTS网络中的UTRAN通过R3接口与演进分组核心网络相连，所述R3接口的控制面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、流控制传输协议SCTP、信息传输部分第三级用户适配层协议M3UA、信令连接控制部分SCCP协议和增强的无线接入网络应用部分RANAP协议；所述R3接口的用户面接口协议包括：L1协议、L2协议、网际协议IP、用户数据报协议UDP和服务通用分组无线业务用户面隧道协议GTP-U；该方法包含：
A、双模UE通过UMTS网络中的UTRAN接入演进分组核心网络。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤A为：双模UE的注册请求通过UMTS网络中的UTRAN路由至演进分组核心网络；
或，UMTS网络中的服务通用分组无线业务支持节点SGSN与演进分组核心网络相连，所述步骤A为：双模UE的注册请求通过UMTS网络中的UTRAN路由SGSN，然后SGSN将该注册请求路由至演进分组核心网络。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，双模UE通过Uu接口与UTRAN进行通信，演进分组核心网络通过Gi接口与互联网进行通信，所述步骤A之后进一步包括：双模UE的上行业务数据通过Uu接口由双模UE到达UTRAN，然后从UTRAN通过R3接口到达演进分组核心网络，最后从演进分组核心网络通过Gi接口到达互联网。
8、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，演进分组核心网络通过Gi接口与互联网进行通信，双模UE通过Uu接口与UTRAN进行通信，所述步骤A之后进一步包括：双模UE的下行业务数据通过Gi接口由互联网到达演进分组核心网络，然后从演进分组核心网络通过R3接口到达UTRAN，最后从UTRAN通过Uu接口到达双模UE。
9、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述双模UE包括：用于UMTS网络的协议栈和用于演进网络的协议栈。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述用于UMTS网络的协议栈的控制面协议包括：L1协议、媒体接入控制MAC协议、无线链路控制RLC协议、无线资源控制RRC协议和通用分组无线业务移动性管理协议/会话管理协议/短消息业务协议；所述用于演进网络的协议栈的控制面协议包括：演进控制面Uu接口协议和用于进行移动性管理及会话管理的演进上层协议。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前进一步包括：所述UTRAN广播的系统消息中指明UTRAN与演进分组核心网络存在互连关系，双模UE根据来自UTRAN的系统消息，设置L1协议、MAC协议、RLC协议、RRC协议和演进上层协议有效。
12、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述用于UMTS网络的协议栈的用户面协议包括：L1协议、MAC协议、RLC协议、分组数据汇聚协议PDCP和IP/端对端协议PPP；所述用于演进网络的协议栈的用户面协议包括：演进用户面Uu接口协议和IP/PPP。
13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述UTRAN广播的系统消息中指明UTRAN与演进分组核心网络存在互连关系，双模UE根据来自UTRAN的系统消息，设置L1协议、MAC协议、RLC协议、PDCP和IP/PPP有效。
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