CN101257426B - 有利于移动站与通信网络之间的通信连接的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于形成移动站与通信网络之间的通信连接的设备及相关方法。该通信网络具有两种协议版本之一，例如遵从UMA的网络和遵从GAN的网络。在移动站处形成网络接入标识符，该网络接入标识符具有使得该网络接入标识符能够被该通信网络接受的格式。如果第一网络接入标识符被形成为具有与该通信网络的协议版本不兼容的格式，则后续的网络接入标识符被形成为具有协议版本中的另一协议版本的格式。在该移动站处保存列表，该列表标识了所确定的通信网络的协议版本。

Description

有利于移动站与通信网络之间的通信连接的设备及方法

技术领域

本发明总体上涉及一种用于提供移动站与通信网络之间的通信连接的形成的方法，其中该通信网络可按照两个协议版本之一来操作，例如UMA(非授权移动接入)技术或后继的GAN(通用接入网)技术。更具体地，本发明涉及一种用于产生信令消息的设备及相关的方法，该信令消息用于在该通信网络按照协议版本中的任一协议版本来操作时允许形成通信连接。

首先发送具有第一语法的第一网络地址标识符或其它接入消息。如果该消息未导致通信连接，则发送具有第二语法的消息。保存为该通信连接提供的语法的列表。并且，随后根据当前的通信会话以及在后续的通信会话期间，按照后续的过程来利用该列表中存储的信息。

背景技术

通信和处理技术的进步导致了允许以较高且可变的通信速率进行数据通信的无线电通信系统的发展和部署。对于许多人而言，准备对这种无线电通信系统的访问是日常所必需的。

蜂窝通信系统是这种无线电通信系统的示例，这种进步使得蜂窝通信系统变得可能，并且蜂窝通信系统利用了这种进步。已经开发和部署了连续几代蜂窝通信系统，每个新一代均提供了附加的通信能力。例如，较早一代的蜂窝通信系统主要提供语音通信服务并仅仅提供有限的数据服务。后续一代的蜂窝通信系统除了语音通信服务之外还提供了更高速的数据通信服务。

此外，通信和处理技术的进步正在提供异构系统和技术的融合。例如，固定的(即有线的)通信系统和服务正与蜂窝及其它移动无线电系统和服务进行融合。标准设定机构已经发布了标准化的协议，例如，关于蜂窝/Wi Fi融合的协议。UMA技术组规定了UMA(非授权移动接入)协议。其中，UMA技术定义了用于通过与分组数据网络的Wi Fi连接来提供GSM/GPRS(全球移动通信系统/通用分组无线电服务)通信服务的方法。随后该UMA协议被3GPP(第三代合作伙伴项目)标准设定机构所采用。并且在3GPP标准设定机构中将该协议重命名为GAN(通用接入网)协议。已经对GAN协议进行了修订和其它改变。一般地，通过使用WLAN(无线局域网)接入点以及与具有UMA/GAN能力的移动站进行通信的定点收发机来提供UMA/GAN功能。例如，该接入点通过分组数据网络(如因特网)而与UMA网络控制器(UNC)等相连。UMA/GAN移动站的较低的逻辑层与GSM网络的相应层相对应，并且允许在GSM基站和WLAN接入点之间进行切换。在蜂窝通信系统和UMA/GAN系统中，需要执行安全过程来确保移动站被授权与该蜂窝或UMA/GAN网络进行通信。

UMA/GAN协议定义了与移动站之间的通信连接所需要的接入过程和信令。虽然UMA协议和GAN协议呈现了显著的共性，但是也存在差别，包括如上文所述由GAN协议的后续变化所导致的差别。该差别导致了各种不兼容性。例如，可按照UMA协议来操作的移动站有时不能获得对GAN网络的接入和形成与GAN网络之间的通信连接。反之亦然，兼容GAN的移动站不能获得对UMA网络的接入和形成与UMA网络之间的通信连接。

然而，如果可以提供一种用于克服接入不兼容性及其它不兼容性的方法，则移动站将能够通过UMA/GAN网络来进行通信，而不管该移动站的协议版本为何。

根据与移动通信系统相关的该背景技术而发展了本发明的显著改进。

发明内容

因此，本发明有益地提供了用于提供在移动站与通信网络之间形成通信连接的的设备及相关的方法，该通信网络可按照两个协议版本中的任一协议版本来操作，例如UMA网络或其后继的GAN网络，这两个网络按照其各自的信令协议来操作。

通过本发明的实施例的操作，提供了一种用于在该通信网络按照协议版本中的任一协议版本来操作时产生允许形成通信连接的信令消息的方法。

在本发明的一个方面中，首先由移动站发送具有第一语法的NAI(网络接入标识符)或其它接入消息。如果该消息未能导致通信连接，则发送具有第二语法的消息。

在本发明的另一方面中，保存允许形成通信连接的接入消息及其相关的语法格式的列表。在当前或后续的通信会话期间访问该列表并使用该列表中列出的信息。并且，根据需要来更新该列表的内容。

在本发明的另一方面中，提供了网络接入标识符，根据通信连接过程来产生网络接入标识符。遵从UMA的系统中的网络接入标识符的语法与遵从GAN的系统中的网络接入标识符的语法不同。UMA网络需要接收具有遵从UMA的语法的网络接入标识符，用于与移动站进行通信连接。而如果UMA网络接收到GAN格式的NAI，则通信连接失败。类似地，遵从GAN的网络需要接收具有遵从GAN的语法的网络接入标识符，用于与移动站进行通信连接。而如果遵从GAN的网络接收到UMA格式的网络接入标识符，则通信连接也会失败。

网络接入标识符产生器能够产生包括遵从UMA的语法的网络接入标识符以及包括遵从GAN的语法的网络接入标识符。

在本发明的另一方面中，形成UMA格式的网络接入标识符和GAN格式的网络接入标识符中所选择的第一个网络接入标识符，并且由移动站根据通信连接过程来传递所选择的第一网络接入标识符。如果该网络接入标识符被接受，则知道通信网络遵从与该网络所接受的已发送的网络接入标识符的语法格式相对应的协议。相反地，如果通信连接失败，则该网络接入标识符产生器形成根据语法格式中的另一种语法格式而格式化的另一网络接入标识符消息。并且，由于推测该通信网络可按照该另一协议版本来操作，因此随后可形成通信连接。

从该移动站处包括的SIM卡(订户身份模块)或者其它存储设备中检索用于填充该网络接入标识符的一部分的信息。

在本发明的另一方面中，创建列表，并在该移动站的存储元件处保存该列表。该列表将通信网络的身份以及相关的通信网络被确定为可按照其来进行操作的相应协议版本一起作为索引。在该移动站的操作期间填充该列表。例如，该移动站通过该通信网络的元件所广播的网络标识符来识别该通信网络。并且，当在通信连接的形成中成功地利用了使用协议版本中所选择的一个协议版本的语法来格式化的网络接入标识符时，由此确定了该通信网络可按照其来进行操作的协议版本。并且使用该协议版本来填充该列表的字段。随后可访问该列表，从而提供了该通信网络可按照其来操作的协议版本的指示。并且，可根据需要来更新该列表。

在本发明的另一方面中，访问该列表以确定将用在也由移动站产生的发现请求或注册请求中的协议鉴别器的值。发现请求和注册请求的语法格式取决于协议版本，即，UMA网络或GAN网络。通过根据网络接入标识符的产生来确定协议版本，可以立即得到后续请求消息的正确语法。

因此，提供了一种用于允许移动站形成与任一协议版本的通信网络之间的通信连接的方法，该通信网络即遵从UMA的网络或遵从GAN的网络。避免了将以别的方式而妨碍通信连接的形成的不兼容性。

因此，在这些和其它方面中，提供了有利于通信连接的形成的设备及相关的方法。接入消息产生器被配置用于产生可选择地具有第一内容和第二内容的接入消息。产生该接入消息以发起通信连接的形成。内容重选器可响应于通信连接的形成的失败而操作，该通信连接的形成的失败是响应于该接入消息产生器产生的具有该第一内容和第二内容中的所选择的第一个内容的接入消息的。该内容重选器被配置用于选择该第一内容和第二内容中的所选择的第二个内容，以及用于指示该接入消息产生器产生具有第一内容和第二内容中的所选择的第二个内容的接入消息，以重新尝试发起通信连接的形成。

附图说明

图1示出了本发明的实施例可在其中操作的无线电通信系统的功能框图；

图2示出了表示本发明的实施例的操作过程的过程图；

图3示出了本发明的实施例的操作方法的方法流程图。

具体实施方式

因此，首先参照图1，总体上在10处示出的无线电通信系统提供了与移动站之间的无线电通信，其中移动站12是示意性的移动站。这里移动站12形成了能够在GSM(全球移动通信系统)和UMA/GAN(非授权移动接入/通用接入网)系统中操作的集成设备。并且，将该通信系统的网络部分示出为包括GSM网络18、UMA/GAN网络22以及核心网24。UMA/GAN网络表示可按照UMA或GAN协议来操作的Wi Fi或其它网络。如上文所述，UMA和GAN协议在很大程度上是相同的基础协议方案的不同协议版本。然而，这些协议的不同会妨碍移动站形成与网络22的通信连接。如果移动站产生的信令符合不同于网络22可按照其来操作的协议版本的协议版本，则将不能允许传统构造的集成移动站形成与网络22的通信连接。本发明的实施例的操作提供了一种方法，移动站通过该方法来操作以提供通信连接的形成，而不管网络22可按照哪个协议版本来操作。

将GSM示出为包括基站收发机(BTS)28和基站控制器(BSC)32。并且，将网络22示出为包括这里通过因特网连接42经由安全网关(SEGW)43而互连的接入点(AP)36和控制器38。

在传统的方法中，在移动站与GSM网络的基站收发机之间执行通信。允许在GSM网络的基站收发机之间的、以及此外在网络18和网络22之间的通信切换。移动站12包括这里由发射(TX)部分44和接收(RX)部分45表示的收发机电路。收发机电路提供了与GSM网络之间以及与UMA/GAN网络22之间的通信。

移动站还包括本发明的实施例的设备46，当网络属于UMA协议版本或GAN协议版本时，该设备46有利于在移动站与网络22之间形成通信连接。与能够以其它方式形成与UMA协议版本或者可选的GAN协议版本的网络的通信连接的现有的集成移动站相反，移动站12包括设备46，该设备46允许该移动站与网络22连接，而不管该网络可按照两种协议版本中的哪个协议版本来操作。功能性地示出了设备46，可以以任何期望的方式来实现该设备46，例如，包括处理电路可执行的算法。

这里将该设备示出了包括接入消息产生器52、发现和注册请求产生器54、控制器56、其中保存了列表62的存储元件58、检测器64、以及SIM(订户身份模块)卡66或其它存储位置。

在操作中，首先产生形成接入消息的NAI(网络接入标识符)，并通过移动站的发射部分来传输该NAI。网络接入标识符具有两种语法格式中的任一格式，即遵从UMA的格式或者遵从GAN的格式。如果NAI具有与网络22的协议版本相对应的语法格式，则该NAI信令过程将获得成功。相反地，如果NAI具有与网络22的协议版本不同的语法格式，则该信令过程失败。在使用第一格式的网络接入符的第一次尝试失败的情况下，重新产生并传输由语法格式中的另一语法格式形成的NAI。在UMA/GAN中通常提供了三种类型的控制：规定的、缺省的和服务的。当与规定的或缺省的UNC/GANC进行通信时，NAI是基于在制造时存储在该设备中的信息来形成的，该NAI与特定的运营商相关。在这种方案中，如果该NAI被拒绝，则不再尝试具有不同格式的NAI的重试。然而，当与服务的UNC/GANC进行通信时，两个运营商网络的协议版本可能是不同的。在这种方案中，尝试使用新格式的NAI的重试。控制器56控制接入消息产生器的操作，首先使得该接入消息产生器访问存储元件58的列表62，以确定该列表是否标识了该移动站将要尝试与其通信的通信网络具有UMA协议版本或GAN协议版本。如果该列表包括标识，则使得该接入消息产生器产生的NAI具有与该列表中所访问到的协议版本相对应的格式。否则，如果该列表未提供这种标识，则在未获知网络22可按照何种协议版本来操作的情况下，随机地任意选择或者以其它方式选择该网络接入标识符。此外，在网络接入标识符的形成中，访问存储在SIM卡66处的内容，并且使用存储在该处的值来填充该网络接入标识符的字段。

当该网络接入标识符使用UMA格式时，该网络接入标识符形成了以下形式的串：

“1<IMSI>@uma.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org”从SIM卡66中检索IMSI(国际移动订户身份)、MNC(移动网络代码)以及MCC(移动国家代码)的值。例如，在文档UMA Stage 3 r1.0.4的第5.2.1节中可以找到与该NAI相关的附加细节。类似地，当该网络接入标识符符合GAN格式时，该网络接入标识符是以下形式的字符串：

“1<IMSI>@gan.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org”例如，在3GPP文档23.003第17.2.1节中可以找到与该NAI相关的附加细节。

将具有任一语法的网络接入标识符传递至安全网关，并由该安全网关对该网络接入标识符进行检测。该安全网关按照IPSec认证过程来分析该消息的内容。如果该网络接入标识符具有与由该安全网关可兼容的协议版本所定义的格式不同的语法格式，则该认证失败或者超时，并且该移动站与该网络的通信连接被拒绝。相反地，如果该消息的语法格式与该网络可按照其来操作的协议版本的语法格式相对应，则该通信连接被允许。

向移动站返回指示，在接收部分45处接收该指示，并由检测器64对该指示进行检测。如果该通信连接被允许，则向存储元件58提供指示，并以网络身份作为索引来记录该通信网络的协议版本。通过记录该通信网络的协议版本，在后续的信令以及后续的通信连接尝试中，不需要对用于形成后续的NAI或其它消息的语法格式进行猜测或任意的选择。取而代之地，访问该列表的内容，并且立即确定该网络的协议版本的身份。

例如，网络22的不同协议版本在发现请求和注册请求消息的格式中也存在不同。这些消息中的每个消息包括4比特的PD值。例如，在3GPP文档44.318的第11.1.1.2节以及UMA Stage 3 R1.0.3的第11.1.1.2节中提出了与该PD值相关的细节。

在利用UMA协议版本时，PD值的值为1。然而，使用GAN协议版本时，PD值为0。根据本发明的实施例的另外的操作，还使发现和请求消息产生器54按照与该移动站形成通信连接的网络的协议版本来形成相应的消息。在成功传递网络接入标识符以及在列表处存储该通信网络的协议版本之后，产生发现消息和注册请求消息。当将要产生发现或注册请求消息时，例如，通过控制器56的操作来访问该列表，以访问内容并将该访问内容提供给消息产生器54。响应于对该通信网络所遵从的协议版本的获知，适当地填充由消息产生器54形成的消息的PD值。也就是说，如果该列表指示该通信网络是遵从UMA的网络，则由消息产生器54形成的消息的PD值的值为1。并且，如果该通信网络被标识为遵从GAN的网络，则向该PD填充的值为0。当发现或请求消息按照该通信网络所遵从的协议版本来格式化时，则接受由该移动站的发射部分所发送的该消息，并对该消息进行操作。也就是说，取决于哪个NAI是成功的，该移动站将其自身配置为在与该网络及其控制器38之间的所有其它信令中使用GAN或UMA的PD值。

列表62在存储元件58处形成。然而，无论被包括在何处，该列表都形成了标识尝试与之进行通信连接的网络使用UMA/NAI或GAN/NAI中的哪个来工作的表。该移动站的允许的移动使得形成和保存可在任何时间访问的多个条目的列表，其中将产生网络接入标识符、发现消息、请求消息或协议版本特定的其它消息。通过形成和后续地访问该列表，不需要发生与错误的接入标识符的使用以及后续的缺乏由安全网关准许的访问相关的延迟。并且，在成功地连接到安全网关时，更新该通信网络的协议版本以记录哪种网络接入标识符格式能够成功地工作。在将来连接到相同的通信网络中，由列表所形成的表指示出首先使用哪个网络接入标识符。在一个实施方式中，通过该网络的安全网关的IP地址来索引该表。在其它实施例中，以其它方式来提供索引，例如通过形成目标网络的通信网络的MNC/MCC(移动网络代码/移动国家代码)或者类似的标识符来提供索引。

然后转到图2，总体上在82处示出的过程图表示本发明的实施例的操作过程。这里该过程与关于服务的UNC/GANC方案的操作相关。该过程在开始框84处开始。然后，如同判决框86处所指示的，确定是否要形成网络接入标识符(NAI)。如果否，则采用返回判决框的否分支。否则，采用是分支到达框88。

在框88处，对形成了将通信网络以及与该通信网络相关的协议版本索引到一起的表的列表的内容进行访问。在判决框92处确定是否列出了将继续进行与其通信的网络的协议版本。如果列出了该网络以及该网络的协议版本，则采用是分支到达框94。如果未包括在该列表中，则采用否分支到达框96。在框94处，使用从该列表中检索的信息来形成网络接入标识符。相反地，在框96处，在未获知该通信网络的协议版本的情况下形成网络接入标识符。然后到达框98，并且将该网络接入标识符发送至该通信网络。

在判决框102处，确定该网络接入标识符是否被接受。如果否，则采用否分支到达框104，并且形成新的接入标识符。在该通信网络具有两种协议版本(即遵从UMA的版本和遵从GAN的版本)中的一个协议版本的示意性实施方式中，在框104处形成的NAI具有的格式是先前未形成的另一种格式。返回到框98，并且发送新形成的接入标识符。

如果在判决框102处确定网络接入标识符被接受，则采用是分支到达框108。在框108处，如果还未存储与所接受的网络接入标识符相关的协议版本的话，则将该协议版本存储在该存储元件的列表中。然后到达判决框112，在框112处，确定是否要产生附加的消息，如发现请求消息或注册请求消息。如果否，则采用返回到该判决框的否分支。否则，如果要产生后续的消息，则采用是分支到达框114，并且访问该列表以获得将要向其发送后续的消息的通信网络的协议版本。在框116处使用所访问到的协议版本来形成后续的消息。

图3示出了总体上在122处示出的方法流程图，该方法流程图表示本发明的实施例的操作方法。该方法有利于移动站形成通信连接。

首先，如框124所示，产生接入消息。该接入消息可选择地具有第一内容和第二内容中的第一个选择的一个内容。该接入消息用于发起通信连接的形成。然后，如框126所示，响应于在产生该第一接入消息之后的通信连接的形成的失败，选择第一内容和第二内容中的第二个选择的一个内容。然后，如框128所示，产生具有第一内容和第二内容中的第二个选择的一个内容的接入消息，以由此重新尝试发起通信连接的形成。

由此，移动站产生了允许形成与遵从UMA或遵从GAN的通信网络之间的通信连接的接入消息。不会发生由该移动站与该通信网络之间缺乏兼容性而导致的通信失败。此外，由于该通信网络的协议版本的存储，网络接入标识符可形成为具有可以在少量延迟的情况下形成通信连接的语法格式。

Claims (14)

1.一种用于移动站(12)以有利于形成与网络的通信连接的设备(46)，所述移动站(12)可操作用于根据不同的第一通信协议和第二通信协议来进行通信，所述设备包括：

存储元件(58)，适用于存储与移动站(12)的先前成功的通信连接相关联的网络标识符以及在进行每个先前的连接时使用的协议的列表(62)；

接入消息产生器(52)，被配置用于在访问所述列表(62)以确定在所述列表(62)中是否列出了与网络标识符相关的协议之后，产生可选择地具有第一内容或第二内容的接入消息，所述接入消息被产生用于发起与所述网络标识符相对应的网络的通信连接的形成；以及

内容重选器，可响应于所述通信连接的形成的失败而操作，用于指示所述接入消息产生器(52)产生具有第二内容的接入消息，以重新尝试发起所述通信连接的形成，所述第二内容是根据第一通信协议和第二通信协议中备选的一个而形成的。

2.根据权利要求1所述的设备(46)，其中所述接入消息产生器(52)产生的所述接入消息包括网络接入标识符。

3.根据权利要求1所述的设备(46)，其中所述接入消息产生器产生的所述接入消息的第一内容包括非授权移动接入UMA语法串。

4.根据权利要求1所述的设备(46)，其中所述接入消息产生器产生的所述接入消息的第二内容包括通用接入网GAN语法串。

5.根据权利要求1所述的设备(46)，其中所述第二内容与所述第一内容不同。

6.根据权利要求1所述的设备(46)，还包括连接成功确定器，被配置用于响应于接入消息的产生而确定通信连接的形成的成功。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述存储元件(58)被配置用于标识所述接入消息中包含的所述第一内容和所述第二内容中的哪个内容导致了所述通信连接的形成的成功。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述接入消息产生器产生的所述接入消息中可选择地包含的所述第一内容与遵从非授权移动接入UMA的网络协议相关联，以及所述第二内容与遵从通用接入网GAN的网络协议相关联。

9.根据权利要求6所述的设备，其中所述连接成功确定器被配置用于响应于所述通信连接的形成的成功而更新在所述存储元件处保存的列表。

10.一种有利于移动站形成与网络的通信连接的方法，所述移动站可操作用于根据不同的第一通信协议和第二通信协议进行通信，所述方法包括以下步骤：

访问存储在所述移动站的存储器中的表，所述表列出了先前与所述移动站相连接的网络以及在进行每个先前的连接时使用的协议；

产生具有第一内容的第一接入消息以发起所述通信连接的形成，如果在所述表中找到所述网络，则所述第一内容是根据与所述网络相关联的协议而形成的；

确定是否形成了所述通信连接；

响应于在产生所述第一接入消息之后的所述通信连接的形成的失败，产生具有第二内容的第二接入消息，以重新尝试发起所述通信连接的形成，所述第二内容是根据第一通信协议和第二通信协议中备选的一个而形成的。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述协议记录在所述表中，以用于形成与所述网络相关联的成功接入消息的步骤。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二内容与所述第一内容不同。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括确定是否要产生附加的消息的步骤。

14.根据权利要求10所述的方法，其中在产生所述接入消息的步骤期间产生的所述接入消息包括网络接入指示符NAI。

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