CN101010974A - 将移动台指定到非许可无线电接入网络中的非许可移动接入网络控制器的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方法和体系结构，该方法和体系结构有关如何向移动台(MS 132)提供有关非许可移动接入(UMA)网络控制器(UNC 142)的信息。根据本发明的UNC(142)提供三个不同的逻辑角色(即指配(300)、默认(302)和服务(304))。更确切地来说，本发明提供一种方法，用于将移动台(MS 132)指定到非许可移动接入网络(UMAN 102)中的非许可移动接入(UMA)网络控制器(UNC 142)。MS(132)连接到指配UNC(402)并发现默认UNC(404)。然后确定要将该MS(132)指定到的服务UNC(406)，并将该MS(132)指定到该服务UNC(408)。该服务UNC(620)可以是默认UNC(612)、指配UNC(604)或另一个UNC。

Description

将移动台指定到非许可无线电接入网络中的非许可移动接入网络控制器的方法和系统

技术领域

本发明一般涉及移动通信领域，更具体来说涉及将移动台指定到非许可无线电接入网络中的非许可移动接入网络控制器的方法和系统。

背景技术

在任何移动通信系统、如全球移动通信系统(GSM)网络中，当移动台(MS)在不同覆盖区域或小区之间移动时，需要将移动台(MS)与基站之间进行的活动呼叫切换到不同的基站。根据定义每个小区的方式，切换可能需要仅仅通过不同基站(BTS)、通过不同基站控制器(BSC)或通过不同移动服务交换中心(MSC)来重新路由活动呼叫。当任何一个小区中遇到容量问题时，也可能需要切换。

切换需要在系统安装时进行某个量的操作和维护活动，例如定义相邻小区以及控制小区的BSC和MSC，定义应该测量哪些小区频率和要使用什么阈值来启动切换。在常规GSM网络中，BSC向MS发送要测量的预定频率列表。可能发送两个列表，第一个列表用于空闲模式，例如当MS正在漫游时，以及第二个列表用于正在进行呼叫时的活动模式。此第二个列表定义MS应该测量并报告返回的哪些频率。这些列表包含涉及相邻小区的绝对无线电频率信道编号(ARFCN)的一组值。除了这些频率信道编号外，BSC还知道所有相邻小区的基站身份码(BSIC)。MS测量这些信道编号定义的频率，并将这些测量值报告给BSC。实际上，MS将仅报告六个最好的测量值以及仅对该MS可以与之同步并由此接收BSIC的那些小区频率进行报告。MS发送回BSC的测量报告包括对ARFCN的引用、BSIC和接收到的下行信号强度的指示。实际上，该报告未指定确切的ARFCN，而是引用此编号在测量列表中占据的位置。基于此报告，BSC确定是否需要切换以及切换到哪个小区。根据每个供应商的标准GSM机制执行切换的启动。确切地来说，由基站控制器向连接到BSC的MSC发送消息，以指示需要切换。该消息包含含在小区全局身份(CGI)中的小区标识符，该消息定义请求切换到的小区的移动国家码、移动网码、位置区域码和小区标识符。BSC使用为小区获取的BSIC和ARFCN从列表提取CGI。利用此CGI，MSC能够确定其他哪个MSC处理CGI值定义的小区。

最近有提议，通过包括利用低功率非许可无线电接口与MS通信的接入网来扩充常规蜂窝网络。非许可移动接入(UMA)网络(UMAN)是为了与标准公众移动网的核心部件一起使用而设计的，实质上由插件式(plug-in)低功率非许可无线电收发器或接入点(AP)组成，这些非许可无线电收发器或接入点均设计为与MS和控制器或接口节点建立非许可无线电链路，其中该控制器或接口节点将非许可无线电收发器与移动核心网络连接。适合的非许可无线电格式包括数字增强无线通信(DECT)，无线局域网(WLAN)和蓝牙。调整为能够在标准空中接口(例如Um接口)和非许可无线电接口上工作的移动手持机意味着预订用户对于所有环境只需要一个电话。UMA网络构造为公众移动网的核心部件(例如MSC)将接口节点视为常规BSC。欧洲专利申请号EP-A-1207708中描述了此类UMA网络和结合此UMA网络使用的MS。该申请的内容通过引用结合于本文。

非许可无线电接口的低功率以及所产生的低范围意味着可以在相对紧密的范围中提供多个此类UMA网络，例如办公楼或私人住宅的每层楼一个接入网。非许可无线电收发器与关联的非许可网控制器(UNC)之间的连接由固定的广播网络来提供。优选地，此网络上的通信使用因特网协议(IP)，这大大地利于UMA网络的安装，使预订用户能够在自己家里插入非许可无线电收发器，由此自己安装非许可无线电接入点(AP)。但是，此类UMA网络的灵活性也存在困难。因为预订用户可以自由地将接入点安装和移动到分开的城市、州甚至国家，仍连接到它原来的UNC，核心网络无法跟踪AP的确切位置。这意味着需要大量切换到和切换出UMA网络所需的操作和维护活动，因为相邻小区可能频繁变更。一些区域的计费约束可能要求将重新分配的AP重新分配给更适合的UNC，尤其是在某个国家的特定地区中必须考虑来自始发于特定AP的呼叫的收入。因此，MS在移入和移出AP和UMA网络时的配置和重新定位导致将服务扩展到UMA网络方面的显著困难。

发明内容

本发明提供一种方法和体系结构，该方法和体系结构有关如何向移动台(MS)指配有关非许可移动接入(UMA)网络控制器(UNC)的信息。根据本发明的UNC提供三个不同的逻辑角色(即指配、默认和服务)。UMA网络中的这种逻辑角色划分能提高网络性能、提高稳定性、提供改善的负载均衡、将延迟最小化、提供紧急呼叫服务以及确定MS的位置。例如，这些过程提供故障回退机制，这使MS能够在服务UNC发生故障时回退到默认UNC或作为最后的办法甚至回退到指配UNC。因此，本发明提供由MS和彼此不同的UNC执行的多种过程。此外，本发明提供一种方法，用于MS联络指配UNC以发现默认UNC，默认UNC将用于查找正确的服务UNC。

因为多种原因，MS和这些UNC执行以将MS指定到UNC的过程是重要的。首先，通知UNC现在通过特定接入点(AP)连接MS，以及MS在特定的传输控制协议(TCP)上可用。该信息允许UNC向MS提供多种服务，例如移动终结呼叫等。其次，UNC向MS提供与UMA服务关联的操作参数。例如，在UMA注册进程期间将可在UMA模式中应用的“GSM系统信息”消息内容传送到MS。第三，MS在注册期间提供适合的信息以支持基于多种操作策略的UNC重定向。

更具体地来说，本发明提供一种方法，用于将移动台(MS)指定到非许可移动接入网络(UMAN)中的非许可移动接入(UMA)网络控制器(UNC)。MS连接到指配UNC并发现默认UNC。然后确定要将该MS指定到的服务UNC，并将该MS指定到该服务UNC。该服务UNC可以是默认UNC、指配UNC或另一个UNC。

此外，本发明提供一种方法，用于通过如下步骤将MS指定到UMAN中的UNC：经AP将MS加入到UMAN并尝试一个或多个UNC的发现/注册进程，并且只要发现/注册进程成功，便将该MS指定到UNC之一。可以尝试一个或多个先前连接的且其位置存储在该MS上的UNC的注册进程，并且只要注册进程成功，便将MS指定到先前连接的UNC。只要查找/注册进程不成功，便实施一个或多个拒绝过程。上文描述的方法可以使用包含在计算机可读介质上的计算机程序来实施，其中每个步骤由一个或多个代码段来执行。

再者，本发明提供一种UMA网络内的设备，该设备有助于在UMA网络内一个或多个MS的指定。该设备包括被赋予从指配、默认或服务构成的组中选择的一个或多个逻辑角色的UNC。逻辑角色即指配、默认和服务分布在一个或多个UNC上。UNC相对于第一组MS来说是指配UNC；相对于第二组MS来说是默认UNC；以及相对于第三组MS来说是服务UNC。

而且，本发明提供一种连接到许可移动网络的核心网络部分的非许可无线电接入系统。非许可无线电接入系统包括一个或多个适于通过非许可无线电接口与MS通信的AP、一个或多个连接到许可移动网络的核心网络部分的UNC和连接到AP和UNC二者的固定宽带网络，其中UNC提供指配、默认和服务的逻辑角色，以便有助于在UMA网络内MS的指定。

附图说明

图1是说明根据本发明具有UMA网络的GSM网络的各部分的框图；

图2是UMA高级功能体系结构的框图；

图3是说明根据本发明的UNC的逻辑角色的框图；

图4是说明根据本发明一个实施例用于将MS指定到UNC的基本方法的流程图；

图5是说明根据本发明用于将MS指定到UNC的更详细方法的流程图；

图6A和图6B说明根据本发明的代表性信令序列；

图7是说明根据本发明一个实施例的存储在MS中的UNC项的注册进程的流程图；

图8、图9和图10是说明根据本发明一个实施例的MS的UNC发现/注册进程的流程图；

图11是说明根据本发明一个实施例的拒绝和无响应过程的流程图。

具体实施方式

虽然下文详细论述了本发明的多种实施例的实施和使用，但是应该认识到本发明提供可以在范围广泛的特定场合中实施的许多可应用发明概念。本文论述的这些特定实施例仅仅是对实施和使用本发明的特定方式的说明，而并不限制本发明的范围。

为了便于理解本发明，下文定义许多术语。本文定义的术语具有本发明相关领域的技术人员所通常理解的含义。诸如“一个”和“该”的术语不意味仅指单数实体，而是包括其特定示例可以用于说明的一般类。本文的术语用于描述本发明的特定实施例，但是除了权利要求书中概述的那些外，其使用并不限制本发明。

本发明提供一种方法和体系结构，该方法和体系结构有关如何向移动台(MS)指配有关非许可移动接入(UMA)网络控制器(UNC)的信息。根据本发明的UNC提供三个不同的逻辑角色(即指配、默认和服务)。UMA网络中的这种逻辑角色划分能提高网络性能、提高稳定性、提供改善的负载均衡、将延迟最小化、提供紧急呼叫业务以及确定MS的位置。例如，这些过程提供故障回退机制，这使MS能够在服务UNC发生故障时回退到默认UNC或者作为最后的办法甚至回退到指配UNC。因此，本发明提供MS和彼此不同的UNC执行的多种过程。此外，本发明提供一种方法，用于MS联络指配UNC以发现默认UNC，默认UNC将用于查找正确的服务UNC。

因为多种原因，MS和这些UNC执行以将MS指定到UNC的过程是重要的。首先，向UNC通知现在通过特定接入点(AP)连接MS，该MS经由特定传输控制协议(TCP)连接可用。只要该MS在UNC上注册，则在该MS与UNC之间保持TCP连接。该信息允许UNC向MS提供多种服务，例如移动终结呼叫等。其次，UNC向MS提供与UMA服务关联的操作参数。例如，在UMA注册进程期间将可在UMA模式中应用的“GSM系统信息”消息内容传送到MS。第三，MS在注册期间提供适合的信息以支持基于多种操作策略的UNC重定向。

现在参考图1，示出说明根据本发明具有UMA网络102的GSM网络100的各部分的框图。GSM网络100实质上分成核心网络部分104和接入部分106。核心网络104的部件包括移动交换中心(MSC)108和110、关联的归属位置寄存器(HLR)112和来访位置寄存器(VLR)114和116。这些常规GSM体系结构部件的功能和结构对于本领域的技术人员是已知的，对此本文将不作进一步的详细描述。核心网络104还支持通用分组无线电业务(GPRS)，并为此图示了服务GPRS支持节点(SGSN)118和120。虽然附图中未示出，但是本领域技术人员将理解，核心网络104可以包括通过一个或多个网关节点接入其他移动和固定线路网络(例如ISDN和PSTN网络)、分组和电路交换分组数据网络(例如内联网、外联网和因特网)。

接入部分106实质上由多个基站子系统(BSS)122组成，附图中仅示出一个。BSS122包括一个或多个基站控制器(BSC)124和一个或多个基站收发信台(BTS)126、128和130。BSS 122或BSC124经由定义的固定标准A和Gb接口分别与核心网络部分104中的MSC110和SGSN120通信。BSC124经由定义的Abis空中接口与一个或多个BTS126、128和130通信。BTS130通过GSM标准Um无线电空中接口与移动台或终端(MS或MT132)通信。注意BSC124常常与BTS126、128和130分开，甚至可以位于MSC110处。图1中示出的物理划分用于在构成接入网络部分106的网络部分与形成核心网络部分104的网络部分之间进行区分。

除了BSS122提供的标准接入网络部分外，图1所示的网络还包括非许可无线电接入网络(UMAN102)。构成该UMAN102的组件还使MS132能够接入GSM核心网络104，并由此经由非许可无线电接口X接入其他通信网络。本文所用的非许可无线电是指不要求运行移动网络的运营商已从相应的监管机构获得许可的任何无线电协议。一般，此类非许可无线电技术必须是低功率，并因此与许可移动无线电业务相比具有有限范围。这意味着移动终端的电池使用时间将更长。再者，因为范围小，所以非许可无线电可以是宽带无线电，由此提供提高的语音质量。无线电接口可以利用任何合适的非许可无线电协议，例如无线LAN协议、蓝牙无线电或增强数字无线电信(DECT)。这些无线电具有比常规公共移动网络无线电更高的带宽和更低的功耗。

蓝牙标准规定用于不同装置之间的短距离连接的双向数字无线电链路。装置配备有在约2.45GHz的频带中发射和接收的收发信机。该频带全球可用，根据国家不同带宽有所变化。可提供数据和语音信道。每个装置具有源于IEEE802标准的唯一的48位地址。还可提供内置加密和验证。

将适于跨非许可无线电接口通信的UMAN102的部件称为接入点(AP)134、136、138和140(也称为本地或家用基站(HBS))。AP134处理与MS132的无线电链路协议，并包含以与常规GSM BTS 130的操作相似的方式定义小区的无线电收发信机。非许可网络控制器(UNC)142、144或146(也称为家用基站控制器(HBSC))控制AP134，并且通过GSM标准A接口与MSC110通信并且还通过标准Gb接口(若在核心网络104中可用)与服务GPRS支持节点SGSN120通信。AP134和UNC142的结合功能模仿BSS122对SGSN120和MSC110的操作。换言之，当从核心网络104的部件、例如MSC110和服务GPRS支持节点(SGSN)120来看时，由AP 134、136、138和140和UNC142构成的UMAN102看上去就像常规接入网络106。

接入点134等与UNC142之间的接口优选地由固定链路来提供。家用基站(未示出，但是可以集成在AP中)往往是用户能够购买并安装在期望位置(例如住宅或办公室环境)以实现至UMA网络的固定接入的小型装置。但是，运营商也可以将它们安装在业务热点中。为了降低运营商方面的安装成本，家用基站(未示出)与UNC142之间的接口优选地利用由固定网络148提供的已经现有的连接。优选地，该网络148是宽带分组交换网络。合适的网络可以包括基于ADSL、以太网、LMDS或诸如此类的那些网络。至此类网络的家用连接越来越多地可供用户使用。

现在参考图2，示出UMA高级功能体系结构的框图。UMAN102包括通过宽带IP网络148互连的一个或多个AP134和一个或多个UNC142(均具有安全网关150(UNC SGW))。UNC SGW150端接来自MS132的安全远程接入隧道，并为信令、语音和数据业务提供互鉴权、加密和数据完整性。注意每个UNC142可以具有多个UNCSGW，或者UNC SGW池可以为多个UNC服务。UMAN102与GSM/GPRS无线电接入网络共存，并经由如下标准GERAN BSS网络部件使用的相同接口与GSM核心网络104互连：用于电路交换业务的GSM A接口；用于分组业务的GPRS Gb接口；以及用于鉴权、授权和记账的Wm接口。UNC142对于GSM/GPRS核心网络104如同是GERAN BSS。事务控制(例如呼叫处理)和用户业务的主要部件由核心网络104中的网络部件来提供，即由MSC110、SGSN/GGSN120、鉴权、授权和记账代理/服务器152(AAA代理/服务器)和VLR/HLR116来提供。AAA代理/服务器152经由D′/Gr′接口与VLR/HLR116相连接。只要MS132在漫游，GSM/GPRS核心网络104就会与MS的归属公共陆地移动网络154(HPLMN)通过接口相连接。具体地，AAA代理/服务器152将经由Wd接口与AAA服务器156相连接。AAA服务器156将经由D′/Gr′接口与HLR158相连接。

宽带IP网络148提供用户住宅与UNC142之间的连接。用户住宅中的AP134使用非许可频谱提供至MS132的无线电链路。IP传输网络通过AP134一直从UNC142延伸到MS132。在UNC142和MS132之间定义单个接口Ut。Mt接口是UNC142和AP134之间的接口。在一些实现中该接口可以用于专门的功能。Ut和Mt接口统称为Up接口。

MS132提供双重模式(许可和非许可)无线电以及在它们之间进行切换的能力。MS132支持至AP134的IP接口。换言之，IP网络从UNC142一直延伸到MS132。MS132被定义用于蓝牙(使用蓝牙PAN应用规范)以及用于802.11。AP134使用非许可频谱提供至MS132的无线电链路，并通过宽带IP网络148连接到UNC142。AP134提供蓝牙(PAN应用规范)或802.11接入点功能。AP134还可以使用其他无线电接入技术，例如802.16或802.20等。可以使用任何“标准”AP来将MS132与宽带IP网络148互连。

UNC142分别经由A接口和Gb接口连接到唯一的MSC110和SGSN120。这不排除对A-flex和Gb-flex特性的支持。UNC 142提供相当于GSM/GPRS BSC的功能的功能。UNC142经由IP传输网络148连接到AP134。UNC142使用Ut接口与MS132相连接，并维持与MS132的端到端通信，并将GSM/GPRS信令中继到至核心网络104的A/Gb接口。UNC142执行如下功能：当不利用TFO/TrFO特性时，将从MSC110到MS132/从MS132到MSC110的语音转码为PCM语音；以及如下Ut功能性：用于UMA业务接入的注册；用于CS和PS业务的UMA承载路径的建立，包括参与MS132与UNC142之间的安全信令和用户平面承载的建立、管理和拆除；用于寻呼和切换的UMA等效功能性；以及MS132与核心网络104之间的L3消息的透明传送。

现在参考图3，示出说明根据本发明的UNC142的逻辑角色的框图。如上所述，本发明提供一种UNC142，能够执行一个、两个或所有三个逻辑功能(例如指配300、默认302和服务304)。UMA网络中的这种逻辑角色划分提高网络性能、提高可靠性并提供改善的负载均衡。因此，本发明提供由MS和彼此不同的UNC执行的多种过程。此外，本发明提供一种方法，供MS联络指配UNC以发现默认UNC，默认UNC将用于查找正确的服务UNC。

现在参考图4，示出说明根据本发明一个实施例用于将MS指定到UNC的基本方法400的流程图。当支持UMA的MS首先基于UMA预订尝试连接到UNC时，它需要识别默认UNC。为此，它首先连接到指配UNC，然后发现默认UNC，默认UNC然后可以将MS重定向到服务UNC。更具体地，在框402中，MS连接到指配UNC，并在框404中，发现默认UNC。只要默认UNC可用，此操作便只进行一次。在发现默认UNC之后，在框404中，MS与指配UNC断开连接，连接到默认UNC，并注册到默认UNC。然后在框406中，确定将MS指定到的服务UNC，并在框408中，将MS指定到(注册到)服务UNC。服务UNC可以是默认UNC、指配UNC或另一个UNC。如果服务UNC是默认UNC，则在框408中的注册步骤已经在框404中执行。但是如果服务UNC不是默认UNC，则在框408中，将MS重定向到服务UNC，并与默认UNC断开连接，连接到服务UNC，并注册到服务UNC。

现在参考图5，示出说明根据本发明用于将MS指定到UNC的更详细方法500的流程图。在框502中，MS首先加入AP。如果如在判断框504中确定的，MS具有存储的UNC数据，则在框506中，执行存储的UNC项的注册进程。下面参考图7对该进程作进一步描述。如果如在判断框508中确定的，注册被接受，则在框510中，建立服务。但是如果如在判断框506中确定的，MS没有对应于加入的AP的存储的UNC数据，则在框512中，执行UNC的发现/注册进程。下面参考图8对该进程作进一步描述。如果如在判断框514中确定的，注册被接受，则在框510中，建立服务。但是如果如在判断框514中确定的，注册未被接受，则在框516中执行一个或多个拒绝规则。下面参考图11对该进程作进一步描述。

现在参考图6A和图6B，说明根据本发明的代表性信令序列。下文描述假定MS已经加入提供非许可无线电接入的AP。应该将什么信号电平视为足以触发UMAN发现和注册过程，这具体取决于实施。当首次尝试获取UMA服务时，发现过程由MS来执行，以便确定还可以作为该连接的服务UNC的默认UNC的身份。

支持UMA的MS可以(例如在SIM上)指配有指配UNC和关联的安全网关(SGW)的全限定域名(FQDN)或IP地址。如果SIM未指配有FQDN或IP地址，则MS将基于它的IMSI导出指配UNC和安全网关的FQDN。例如，FQDN可以符合如下格式：

指配的UNC-SGW：sgw.uma.mncnnn.mccmmm.uma.3gppnetwork.org

指配的UNC：punc.uma.mncnnn.mccmmm.uma.3gppnetwork.org

其中将“nnn”和“mmm”替代为在SIM中的IMSI MCC和MNC信息。

MS将使用指配的或导出的地址建立安全隧道，并连接到指配UNC。然后它通过发现过程将获取默认UNC和关联的SGW的FQDN或IP地址。当MS在备选服务UNC上注册失败时，默认UNC作为该MS的主注册目的地址。当MS处于GSM覆盖中时，在GSM CGI级别上将这些备选服务UNC地址存储在MS中，或者当没有GSM覆盖时，在AP级别上将这些备选服务UNC地址存储在MS中。在发现过程之后，MS将建立与默认UNC的安全网关的安全隧道，并尝试注册到默认UNC。默认UNC网络还可以作为该连接的服务UNC。该过程可能导致MS被重定向到不同的服务UNC。

UNC重定向是指UNC能够基于MS提供的信息和运营商选择的策略将MS重定向到与它最初请求接入的UNC不同的UNC。例如，“适合的”服务UNC是其UMA服务区“重叠”MS的伞形GSM覆盖的UNC。可以将正确的服务UNC附着到与伞形GSM小区所属的GSM BSC相同的MSC。可以将正确的服务UNC附着到不同的MSC，该不同的MSC可切换到向MS提供伞形GSM覆盖的MSC。

如果当MS连接到UNC以获取UMA服务时没有GSM覆盖可用，则对于将该MS指定到正确的服务UNC(以启用切换和基于位置的业务)的目的来说，UNC无法可靠地确定该MS的位置。UNC将允许运营商确定此情况中的服务策略；例如，运营商可以附带某些限制地向用户提供服务(可能在MS上有用户界面指示)。

通过经由接入点(AP)将MS加入到UMAN并经由AP将MS连接到指配UNC来将MS连接到指配UNC。每个UNC被赋予从指配、默认或服务构成的组中选择的一个或多个逻辑角色。此外，本发明提供一种方法，用于通过如下步骤将MS指定到UMAN中的UNC：经由AP将MS加入到UMAN并尝试一个或多个UNC的发现/注册进程，并且只要发现/注册进程成功，便将MS指定到UNC之一。该进程还尝试一个或多个先前连接的且其位置存储在MS上的UNC的注册进程，并且只要注册进程成功，便将MS指定到先前连接的UNC。只要发现/注册进程不成功，便可以执行一个或多个拒绝过程。上文描述的方法可以使用包含在计算机可读介质上的计算机程序来实施，其中每个步骤由一个或多个代码段来执行。

再者，本发明提供一种UMA网络内的设备，该设备有助于在UMA网络内一个或多个MS的指定。该设备包括被赋予从指配、默认或服务构成的组中选择的的一个或多个逻辑角色的UNC。逻辑角色即指配、默认和服务分布在一个或多个UNC上。

UNC相对于第一组MS来说是指配UNC；相对于第二组MS来说是默认UNC；以及相对于第三组MS来说是服务UNC。而且，本发明提供一种连接到许可移动网络的核心网络部分的非许可无线电接入系统。非许可无线电接入系统包括一个或多个适于通过非许可无线电接口与MS通信的AP、一个或多个连接到许可移动网络的核心网络部分的UNC和连接到AP和UNC二者的固定宽带网络，其中UNC提供指配、默认和服务的逻辑角色，以便有助于在UMA网络内MS的指定。

651：如果MS600具有指配SGW606的指配的或导出的FQDN，则它执行DNS查询651(经由提供非许可无线电接入的AP)以将FQDN解析为IP地址。如果MS600具有指配SGW606的指配的IP地址，则将省略DNS步骤651和652。

652：DNS服务器602返回响应。

653：MS600建立至指配SGW606的安全隧道。

654：如果MS 600具有指配UNC 608的指配的或导出的FQDN，则它执行DNS查询654(经由安全隧道)以将FQDN解析为IP地址。如果MS600具有指配UNC608的指配的IP地址，则将省略DNS步骤。

655：DNS服务器610返回响应655。

656：MS600建立至指配UNC608的明确定义的端口的TCP会话。

657：MS600使用URR发现请求657查询指配UNC608以获取默认UNC615。该消息包含：

GSM小区信息；

当前驻留的(camping)GSM CGI或成功注册MS的上一个CGI，连同指示它是哪一个的指示符；

AP身份；

MS正在使用的AP的广播空中接口MAC地址；

-MS身份；

-IMSI。

658：指配UNC608使用由MS600提供的位置信息(例如CGI)返回URR发现接受消息658，以提供默认UNC615及其关联的默认SGW614的FQDN或IP地址。该消息还可以包含针对默认UNC615使用的TCP端口号。此外，完成此操作使得MS600被引导到“本地”默认UNC以优化网络操作。

659：或者，指配UNC608可以返回指示拒绝原因的URR发现拒绝659。多种原因可能触发拒绝，包括：

网络拥塞：在此情况中，无法立即为请求服务。MS600应该等待随机时间之后才启动第二次尝试。对于相继每次的失败尝试，MS600应该将等待时间加倍。在5次失败的尝试之后，MS600应该重新启动发现过程。

位置未被允许：MS600正在尝试连接到与MS600的归属运营商没有漫游协议的运营商。MS600将不再从该被禁止的位置(即URR发现拒绝消息659中指示的国家、PLMN或位置)尝试发现过程。当MS600不再位于被禁止的位置时，MS600可以利用(例如SIM中)存储的指配UNC608重试发现过程。

UMA服务未被允许：运营商策略确定没有UMA服务可用。MS600将不在该UMA网络上重新尝试发现。该状况将维持到MS关机为止。

IMSI未被允许：运营商策略确定不允许IMSI。MS600将不在该UMA网络上重新尝试发现。该状况将维持到MS关机为止。

未指定：不返回任何原因。MS600将不在该UMA网络上重新尝试发现。该状况将维持到MS关机为止。

AP未被允许：运营商策略确定此AP上没有UMA服务可用。MS600可以从另一个AP重试发现过程。

如果MS600无法从指配UNC608接收到任何响应，则MS600将表现为如同它接收到附带有网络拥塞原因的URR发现拒绝659。

660：然后释放660第一个TCP连接656。

661：如果指配UNC608和默认UNC616支持相同的SGW(在此情况中会为指配SGW606)，则可以使用相同的安全隧道653。否则，释放660第一个安全隧道653，并建立662新的安全隧道。

662：如果只向MS600提供默认SGW614的FQDN，则MS600将首先通过DNS查询解析IP地址(经由WLAN接口)。MS600然后将建立至默认SGW614的安全隧道662。如果只向MS600提供默认UNC616的FQDN，则MS600然后将通过DNS查询解析IP地址(经由安全隧道662)。

663：MS600然后建立至默认UNC616上的明确定义的端口或URR发现接受658中返回的端口的TCP会话663。

664：MS600将通过发送URR注册请求664来尝试在默认UNC616上注册。该消息包含：

GSM小区信息；

当前驻留的GSM CGI或成功注册MS600的上一个CGI，连同指示它是哪一个的指示符；

AP身份；

MS600正在使用的AP的广播空中接口MAC地址；

MS身份；

IMSI。

665：如果默认UNC616希望将MS600重定向到另一个服务UNC624，则它将以URR注册重定向665来响应，URR注册重定向665提供目标服务UNC624和关联的SGW622的FQDN或IP地址。或者，默认UNC616可以拒绝注册，以及在此情况中默认UNC616将以指示拒绝原因的URR注册拒绝(未示出)来响应。这可能因为多种原因被触发，例如：

因负载均衡的重定向：特定UNC过载并且将MS600重定向到另一个UNC。

网络拥塞：无法立即为MS600服务。MS600将等待随机时间之后才启动第二次尝试。对于相继每次的失败尝试，MS600将等待时间加倍。在5次失败的尝试之后，MS600将重新启动注册过程。

在指配UNC608处重新启动发现：MS600将通过联络(例如在SIM中)存储的指配UNC604来重新启动发现过程。

位置未被允许：MS600将不尝试注册到该UNC。MS600可以利用(例如在SIM中)存储的指配UNC608来重试发现过程。

UMA服务未被允许：运营商策略确定没有UMA服务可用。MS600将不在该UMA网络上重新尝试注册。该状况将维持到MS600关机为止。

AP未被允许：运营商策略确定此AP上没有UMA服务可用。MS600可以从另一个AP重试注册过程。

或者，按步骤668，默认UNC616可以返回URR注册接受664来接受注册。

666：然后释放666第二个TCP连接663。

667：如果默认UNC616和服务UNC624支持相同的SGW(在此情况中会为指配SGW614)，则可以使用相同的安全隧道662。否则，释放667第一个安全隧道662，并建立668新的安全隧道。

668：如果重定向MS600，并只向MS600提供服务SGW622的FQDN，则MS600将首先通过DNS查询解析IP地址(经由WLAN接口)。MS600然后将建立至服务SGW622的安全隧道。如果只向MS600提供服务UNC624的FQDN，则MS600然后将通过DNS查询解析IP地址(经由安全隧道)。MS600然后建立至服务UNC624上的明确定义的端口的TCP会话。

669：MS600将通过发送URR注册请求669来尝试在服务UNC624上注册。该消息包含：

GSM小区信息：当前驻留的GSM CGI或成功注册MS600的上一个CGI，连同指示它是哪一个的指示符。

AP身份：MS600正在使用的AP的广播空中接口MAC地址。

MS身份：IMSI。

670：如果服务UNC624接受注册尝试，则它将以URR注册接受670来响应。该消息包含：

包括BCCH ARFCN、PLMN色码和基站色码的小区描述；

包括对应于UNC小区的移动国家码、移动网络码以及位置区域码的位置区域标识。

标识位置区域内的小区的小区身份。

671：或者，服务UNC624可以拒绝请求或将MS600重定向到另一个服务UNC624。

现在参考图7，示出说明根据本发明一个实施例的存储在MS中的UNC项的注册进程506的流程图。MS将(例如在SIM上)存储指配UNC和默认UNC(连同关联的SGW)的地址。当MS处于GSM覆盖中时MS还将在GSM CGI级别上或者当没有GSM覆盖时还将在AP级别上(例如在SIM上)存储有关MS先前能够完成成功注册过程的每个UNC的如下信息。这些备选服务UNC地址被存储在MS中。

注册之前MS所在的GSM小区的小区全球身份(CGI)；

成功注册后接收到的服务SGW身份地址；

成功注册后接收到的服务UNC IP地址。

要存储在MS中的此类项的数量可以是一个或若干。对于某个特殊AP，将仅存储上次成功注册的UNC关联。MS可以优先地加入WLAN AP，该WLAN AP与服务UNC的关联已存储在存储器中。

在加入WLAN时，如果如在判断框700中确定的，MS处于GSM覆盖中，并且如在判断框702中确定的，MS存储了当前GSM CGI的服务UNC信息，则在框706中，MS将通过建立至服务SGW的安全隧道来尝试注册到服务UNC。但是，如果如在判断框700中确定的，MS未处于GSM覆盖中，并且如在判断框704中确定的，MS存储了当前AP ID的服务UNC信息，则在框706中，MS将通过建立至服务SGW的安全隧道来尝试注册到服务UNC。

在框706中建立安全隧道之后，在框708中，MS建立至服务UNC上的端口的TCP会话，并在框710中请求在服务UNC上注册。如果UNC接受MS，则在框712中，完成注册并建立服务。如果UNC将MS重定向到另一个UNC，则在框706中，建立安全隧道，并重复如本文描述的进程。UNC仍可能因任何原因拒绝MS，即使它可能之前为该MS服务过。在此类情况中，在框714中，MS将在接收到注册拒绝时从它存储的列表中删除该服务UNC的地址。

如果MS没有接收到对发往服务UNC的注册请求的响应，则在框714中删除该项。此后，或如果如在判断框702中确定的，MS尚未存储当前GSM CGI的服务UNC信息，或如在判断框704中确定的，MS尚未存储当前AP ID的服务UNC信息，则如在判断框716中确定的，MS将检查是否有默认UNC的存储项。如果MS没有默认UNC的存储项，则在框718中，它将利用指配UNC来尝试发现/注册过程以便获取新的默认UNC。下面参考图8对该进程作更详细的描述。

但是，如果如在判断框716中确定的，MS没有默认UNC的存储项，则MS将通过在框720中建立至默认SGW的安全隧道、在框722中建立至默认UNC上的端口的TCP会话和在框724中请求在默认UNC上注册来尝试注册到默认UNC以便获取加入的AP的新服务UNC。如果请求被接受，则在框712中，完成注册，并建立服务。如果UNC将MS重定向到另一个UNC，则在框706中，建立安全隧道，并重复如本文描述的进程。如果请求被拒绝或一段时间内MS没有接收到对发往默认UNC的注册请求的响应，则在框726中从存储的列表中删除该默认UNC。在框718中，MS然后将利用指配UNC来尝试发现/注册过程以便获取新的默认UNC。下面参考图8对该进程作更详细的描述。

现在参考图8、图9和图10，示出说明根据本发明一个实施例的MS的UNC发现/注册进程512(图5)和718(图7)的流程图。当MS加入WLAN(对于该WLAN，MS在其存储器中没有存储的服务UNC)时，它将尝试注册到默认UNC。发现和注册过程由如下步骤组成：

加入WLAN；

通过指配UNC发现默认UNC；

注册到默认UNC；

可能重定向到服务UNC或拒绝；

注册到服务UNC。

通过注册过程，MS可以被重定向到另一个服务UNC。除其他原因外，这可能基于如下原因：

通过重叠GERAN小区全球身份或其他位置属性所指示的当前位置；

加入的AP的指示；

NW中的负载均衡；

运营商策略；

漫游MS情况中的漫游协议。

成功的注册过程导致UNC建立MS的上下文。MS获取它已在其上注册的UMAN的必要系统信息，并可以触发与CN的正常位置/路由区域更新过程。

更具体地，如果在800，MS具有指配SGW的指配的或导出的FQDN，则在框802中，MS将执行DNS查询以将指配SGW的FQDN解析为IP地址。此后，或如果在804，MS具有指配SGW的指配的IP地址，则在框806中建立至指配SGW的安全隧道。此后，如果在808，MS具有指配UNC的指配的或导出的FQDN，则在框810中，MS将执行DNS查询以将指配UNC的FQDN解析为IP地址。此后，或如果在812，MS具有指配UNC的指配的IP地址，则在框814中建立至指配UNC的TCP连接，并且在框816中查询指配UNC以获取默认UNC。如果没有响应，则在框810中，执行无响应过程。如果查询被拒绝，则在框820中，执行拒绝过程。下面参考图11更详细地描述无响应过程810和拒绝过程820。

如果在822，查询被接受且基于MS位置信息接收到默认UNC的IP地址，则在框826中建立至默认SGW的安全隧道。另一方面，如果在824，查询被接受且基于MS位置信息接收到默认UNC和关联的默认SGW的FQDN，则在框828中，执行DNS查询以将默认SGW的FQDN解析为IP地址，并且在框830中，建立至默认SGW的安全隧道。如果在832，MS具有默认UNC的FQDN，则在框834中，执行DNS查询以将默认UNC的FQDN解析为IP地址。此后，或如果在836，MS具有默认UNC的IP地址，或者在框826中已建立了安全隧道，在框838中建立至默认UNC上的端口的TCP会话。在框840中，MS然后请求在默认UNC上注册。

如果请求被接受，则在框842中，完成注册，并建立服务。如果没有响应，则在框844中，执行无响应过程。如果请求被拒绝，则在框846中，执行拒绝过程。下面参考图11更详细地描述无响应过程844和拒绝过程846。如果在848，接收重定向连同服务UNC和关联的服务SGW的IP地址，则在框852中建立至服务SGW的安全隧道。另一方面，如果在850，接收到重定向连同服务UNC和关联的服务SGW的FQDN，则在框854中，执行DNS查询以将服务SGW的FQDN解析为IP地址，并且在框856中，建立至服务SGW的安全隧道。如果在858，MS具有服务UNC的FQDN，则在框860中，执行DNS查询以将服务UNC的FQDN解析为IP地址。此后，或如果在862，MS具有服务UNC的IP地址或在框852中建立了安全隧道，则在框864中建立至服务UNC上的端口的TCP会话。在框866中，MS然后请求在服务UNC上注册。

如果请求被接受，则在框868中，完成注册，并建立服务。如果没有响应，则在框870中，执行无响应过程。如果请求被拒绝，则在框872中，执行拒绝过程。下面参考图11更详细地描述无响应过程870和拒绝过程872。如果接收到重定向，则该进程在874至848和876至850处重复。

现在参考图11，示出说明根据本发明一个实施例的拒绝过程516(图5)、820(图8)、846(图9)以及872(图10)和无响应过程818(图8)、844(图9)和870(图10)的流程图。如果拒绝是网络拥塞或没有响应，而且如在判断框900中确定的，没有先前的尝试失败，则在框902中，MS将在等待之后才启动下一次发现或注册尝试。但是如果如在判断框900中确定的，先前的尝试失败，以及如在判断框904中确定的，已经有少于5次失败的尝试，则在框906中，将等待时间加倍，并且在框902中，MS将在等待之后才启动下一次发现或注册尝试。但是如果如在判断框904中确定的，已经有5次失败的尝试，则在框908中，重新启动发现或注册进程。

如果拒绝是位置未被允许，则在框910中，MS将不从该被禁止的位置(即URR发现拒绝消息中指示的国家、PLMN或位置)尝试发现或注册，并且在框912中，当MS不再处于被禁止的位置时，MS可以利用存储的指配UNC重试发现或注册过程。如果拒绝是AP未被允许，则在框914中，加入的AP上没有服务可用，并在框916中，MS可以在另一个AP上重试发现或注册过程。如果拒绝是因负载均衡的重定向，则在框918中，将MS重定向到另一个UNC。如果拒绝是在指配UNC处重新启动发现，则在框920中，MS通过联络存储的指配UNC来重新启动发现过程。如果拒绝是UMA服务未被允许或IMSI未被允许或拒绝是非指定的，则在框922中，没有服务可用，而且不允许重新尝试注册。

虽然详细描述了本发明及其优点，但是应该理解，在不背离所附权利要求定义的本发明精神和范围的前提下可以在其中进行多种更改、替换和变更。而且，本发明的范围不应局限于本说明书中描述的过程、机器、制造、物的组合、部件、方法和步骤的具体实施例。

Claims (20)

1.一种用于将移动台(600)指定到非许可移动接入网络(102)中的非许可移动接入网络控制器(620)的方法，所述方法包括如下步骤：

将所述移动台(600)连接(402)到指配非许可移动接入网络控制器(604)；

发现(404)默认非许可移动接入网络控制器(612)；

确定(406)要将所述移动台(600)指定到的服务非许可移动接入网络控制器(620)；以及

将所述移动台(600)指定(408)到服务移动接入网络控制器(620)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务非许可移动接入网络控制器(620)是所述默认非许可移动接入网络控制器(612)、所述指配非许可移动接入网络控制器(604)或另一个非许可移动接入网络控制器。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经由注册进程将所述移动台(600)指定到所述服务移动接入网络控制器(620)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述移动台(600)连接到所述指配非许可移动接入网络控制器(604)的步骤包括如下步骤：

经由接入点(134)将所述移动台(600)加入(502)所述非许可无线电接入网络(102)；以及

经由所述接入点(134)将所述移动台(600)连接到所述指配非许可移动接入网络控制器(604)。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为每个非许可移动接入网络控制器(142)赋予从指配(300)、默认(302)或服务(304)构成的组中选择的一个或多个逻辑角色。

6.一种用于将移动台(600)指定到非许可无线电接入网络(102)中的非许可移动接入网络控制器(604、612或620)的方法，所述方法包括如下步骤：

经由接入点(134)将所述移动台(600)加入(502)所述非许可无线电接入网络(102)；以及

尝试一个或多个非许可移动接入网络控制器(604、612或620)的发现/注册进程(512)，并且只要所述发现/注册进程成功，便将所述移动台(600)指定到所述非许可移动接入网络控制器(604、612或620)的其中之一。

7.如权利要求6所述的方法，还包括如下步骤：尝试一个或多个先前连接的且其位置存储在所述移动台(600)上的非许可移动接入网络控制器的注册进程(506)，并且只要所述注册进程成功，便将所述移动台(600)指定到所述先前连接的非许可移动接入网络控制器。

8.如权利要求6所述的方法，还包括如下步骤：只要所述发现/注册进程(512)不成功，便执行一个或多个拒绝过程(516)。

9.一种包含在计算机可读媒体上的计算机程序，用于将移动台(600)指定到非许可无线电接入网络(102)中的非许可移动接入网络控制器(620)，所述程序包括：

用于将所述移动台(600)连接(402)到指配非许可移动接入网络控制器(604)的代码段；

用于发现(404)默认非许可移动接入网络控制器(612)的代码段；

用于确定(406)将所述移动台(600)指定到的服务非许可移动接入网络控制器(620)的代码段；以及

用于将所述移动台(600)指定到(408)所述服务移动接入网络控制器(620)的代码段。

10.如权利要求9所述的计算机程序，其特征在于，所述服务非许可移动接入网络控制器(620)是所述默认非许可移动接入网络控制器(612)、所述指配非许可移动接入网络控制器(604)或另一个非许可移动接入网络控制器。

11.如权利要求9所述的计算机程序，其特征在于，经由注册进程将所述移动台(600)指定(408)到所述服务移动接入网络控制器(620)。

12.如权利要求9所述的计算机程序，其特征在于，用于将所述移动台(600)连接到所述指配非许可移动接入网络控制器(604)的代码段包括：

经由接入点(134)将所述移动台(600)加入所述非许可无线电接入网络(102)的代码段；以及

经由所述接入点(134)将所述移动台(600)连接到所述指配非许可移动接入网络控制器(604)的代码段。

13.如权利要求9所述的计算机程序，其特征在于，为每个非许可移动接入网络控制器(142)赋予从指配(300)、默认(302)或服务(304)构成的组中选择的一个或多个逻辑角色。

14.一种包含在计算机可读媒体上的计算机程序，用于将移动台(600)指定到非许可无线电接入网络(102)中的非许可移动接入网络控制器(604、612或620)，所述程序包括：

用于经由接入点(134)将所述移动台(600)加入所述非许可无线电接入网络(102)的代码段；以及

用于尝试一个或多个非许可移动接入网络控制器(604、612或620)的发现/注册进程(512)并且只要所述发现/注册进程成功便将所述移动台(600)指定到所述非许可移动接入网络控制器(604、612或620)的其中之一的代码段，。

15.如权利要求14所述的计算机程序，还包括尝试一个或多个先前连接的且其位置存储在所述移动台(600)上的非许可移动接入网络控制器的注册进程(506)并且只要所述注册进程成功便将所述移动台(600)指定到所述先前连接的非许可移动接入网络控制器的代码段，。

16.如权利要求14所述的计算机程序，还包括用于只要发现/注册进程(512)不成功便执行一个或多个拒绝过程(516)的代码段。

17.一种在非许可无线电接入网络(102)内有助于所述非许可无线电接入网络(102)内的一个或多个移动台(600)的指定的设备，所述设备包括非许可移动接入网络控制器(142)，所述非许可移动接入网络控制器(142)被赋予从指配(300)、默认(302)或服务(304)构成的组中选择的一个或多个逻辑角色。

18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，逻辑角色即指配(300)、默认(302)和服务(304)分布在一个或多个非许可移动接入网络控制器(604或612或620)上。

19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述非许可移动接入网络控制器：相对于第一组移动台是指配非许可移动接入网络控制器(604)；相对于第二组移动台是默认非许可移动接入网络控制器(612)；以及相对于第三组移动台是服务非许可移动接入网络控制器(620)。

20.一种连接到许可移动网络的核心网络(104)部分的非许可无线电接入系统(102)，所述非许可无线电接入系统(102)包括一个或多个适于通过非许可无线电接口与移动台(132)通信的接入点(134)，一个或多个连接到所述许可移动网络的核心网络(104)部分的非许可移动接入点控制器(142)以及连接到所述接入点(134)和所述非许可移动接入点控制器(142)二者的固定宽带网络(148)，其中所述非许可移动接入点控制器(142)提供指配(300)、默认(302)和服务(304)的逻辑角色，以便有助于在所述非许可无线电接入网络(102)内所述移动台(132)的指定。

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