CN101385316B - 将无线资源管理与接入网关解耦 - Google Patents

Abstract

具体实施例提供了一种接入网关，所述接入网关辅助多种接入技术之间的通信。所述接入网关通过承载路径辅助与接入终端的数据通信。无线资源管理器被配置为提供用于通信的无线资源管理功能。所述无线资源管理器是与所述承载路径解耦的并且提供用于到所述网关的所述承载路径的无线传输特性。由于所述无线资源管理器不在所述承载路径中，因此所述接入网关可以是接入技术不可知的。因此，所述接入网关不必具有基于用于每一条承载路径的无线技术的接入专用模块。

Description

将无线资源管理与接入网关解耦

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年2月16日申请的题为“将无线资源管理与接入网关解耦”(DECOUPLING RADIO RESOURCE MANAGEMENT FROMAN ACCESS GATEWAY)的美国专利申请第[待定]号的优先权，该申请要求2006年2月17日申请的美国临时专利申请第60/774,493号和2006年3月6日申请的美国临时专利申请第60/780,176号两者的优先权，出于所有目的通过对所有上述申请的全部引用将其结合在本申请中。

技术领域

具体实施例一般涉及网络技术。

背景技术

在网际协议(IP)网络体系结构中，大量接入技术通过接入网关进行通信。例如，诸如蜂窝(cellular)、无线保真(WiFi)、WiMAX、网际协议(IP)等的移动技术可以通过接入网关一起进行通信。

在蜂窝通信中，无线网络控制器(RNC)包括无线资源管理器和无线承载(radio bearer)。无线承载控制介质的承载路径(bearer path)，所述介质经过基站收发台(BTS)自接入终端流至接入网关。而且，无线资源管理器在所述控制路径中提供无线资源管理功能。不同的接入技术可能需要不同的无线资源管理功能。例如，码分多址(CDMA)、WiFi、全球移动通信系统(GSM)，每一个可能都需要由无线资源管理器管理的不同的无线传输特性的配置。对每一种接入技术，组合控制路径和承载路径。因此，接入网关需要具有应对每一种不同接入技术的无线资源功能的独立模块。因此，当需要对网络作出改变时，例如包括了不同的无线类型，需要在接入网关中安装新的模块或者需要改变现存的模块。这无法使接入网关轻便(portable)并且需要必须做出的不希望的改变。

附图说明

图1图示了示出解耦的无线资源管理器的系统的示例。

图2图示了使用解耦的无线资源管理器提供通信的方法的示例

图3图示了提供会话移动性(session mobility)的系统的示例。

具体实施方式

综述

具体实施例提供辅助多种接入技术之间的通信的接入网关。所述接入网关通过承载路径来辅助与接入终端进行的数据通信。配置无线资源管理器以提供对所述通信的无线资源管理功能。无线资源管理器与承载路径解耦并且提供对到所述网关的承载路径的无线传输特性的控制。由于无线资源管理器不在承载路径中，所以，接入网关可以是接入技术不可知的。因此，接入网关不必具有基于每一个承载路径的无线技术的接入专用(access-specific)模块。

实施例示例

图1图示了示出解耦的无线资源管理器的系统的示例。如图所示，接入网关102被耦合到各种接入技术。例如，WiFi网络104-1、CDMA网络104-2、IP网络104-3、蜂窝网络104-4被耦合到接入网关102。设有接入终端106、基站收发台108和无线承载110并且它们可经过承载路径与接入网关102进行通信。无线资源管理器112为接入网关102和/或基站收发台108提供无线资源管理功能。

接入终端106可以是任何端点(endpoint)。例如，接入终端106可以是移动台或移动节点，例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、黑莓(Blackberry)类设备、膝上型电脑、个人计算机、机顶盒，或者任何其它无线接入设备。接入终端106被配置为通过接入技术参与任何通信，例如语音通信、视频通信等。所述接入技术包括无线技术和有线技术，例如CDMA、WiMAX、WiFi、GSM、IP等。

基站收发台108辅助接入终端106和蜂窝网络104-4之间的无线通信。基站收发台108端接(terminate)层2(layer 2)。例如，基站收发台108端接介质接入控制(MAC)/物理(PHY)层并且负责无线专用(radio-specific)功能，所述无线专用功能例如是反向链路帧选择和无线链路协议端接。IP协议将基站收发台108与接入网关102互连。因此，基站收发台108可通过IP网络向接入网关102发送数据。

无线承载110提供承载路径，所述承载路径用于接入终端106和接入网关102之间的通信。承载路径是介质在其中从接入终端106流到接入网关102的路径。

为了提供无线通信，无线资源管理器还需要提供无线资源管理控制。这提供对无线传输特性的控制。被控制的某些特性包括：发送功率、信道分配、切换准则(handover criteria)、调制方案、纠错编码方案(errorcoding scheme)、无线链路监控(占用OTA信道和空闲OTA信道两者)、无线信道配置管理、无线信道分配/解除分配(用于正常操作和突发流量两者)，信道功率控制、信道编码/解码、交织和无线资源优先接入等。

接入网关102可以不包括用来提供无线资源管理控制的无线专用模块。然而，接入网关102可以与使用无线资源管理器112的各种无线技术交互，所述无线资源管理器112是与接入网关102解耦的。接入网关102不必具有用于每一种无线技术的专用模块。例如，在CDMA中，需要进行某些无线测量，所述无线测量与例如GSM的另一种接入技术不同。CDMA可能有不同的参数，所述参数与GSM不同地被控制。如果用于CDMA的无线资源管理包含在接入网关102中，则需要用于仅CDMA的无线专用模块。然而，由于不同的无线技术是使用解耦的无线资源管理器112来管理的，因此接入网关102不必设计为应对每一种无线技术的无线功能。当添加不同的无线技术以与接入网关102一起使用时，这提供可扩展性。

无线资源管理器112也是与无线承载110解耦的。在这种情况下，承载路径是与控制路径解耦的。当从接入终端106与接入网关102建立承载路径时，控制信息经由从基站收发台108到无线资源管理器112的路径由无线资源管理器112处理。例如，存在从基站收发台108和无线资源管理器112经过接入网关102的不透明信道(opaque channel)。因此，从基站收发台108到无线资源管理器112的通信可以通过接入网关102进行隧道传送。然而，接入网关102不解释和提供任何控制信息。更确切地说，信息是在无线资源管理器112和基站收发台108之间发送。在另一实施例中，基站收发台108可与无线资源管理器112通信而不通过接入网关102。

因此，将无线资源管理器112与承载路径解耦，这允许接入网关102是接入技术不可知的。如果承载路径与无线资源管理功能解耦，则IP分组被发送给接入网关102。可以通过网络将IP分组隧道传送至接入网关102。例如，数据通过基站收发台108从无线协议中移除，并且在IP分组中被隧道传送至接入网关102。因此，IP分组可被处理而无需考虑产生它们的无线专用技术。因此，接入网关102是用于接入网络和传输网络端接的IP功能的汇聚点。

具体实施例在层2和层3之间提供清晰的分隔。分隔层2和层3允许无线专用功能在无线资源管理器112中实现而其他网络功能在接入网关102处的层3中。例如，在接入网关102中提供关于移动性、安全性、QoS等的完整的一套IP能力。这允许用户在新的分组无线技术变得可用时转移到这些新的分组无线技术，这是因为用户只需将接入/无线相关的元件加入到无线资源管理器112中。因此，接入网关不必被根本地改变以支持新的无线技术。然而，如果无线专用模块包括在接入网关102中，则对无线资源功能的改变必须包括在接入网关102中。这可能需要对接入网关102做主要修改。

而且，由于无线性能随着每一代新技术而持续提高，将无线资源管理器112与承载路径解耦是有用的。其考虑到了来自不同供应商的承载路径和控制路径可能以不同的方式演进。所述分隔还允许经销商集中于单独的功能。例如，接入网关经销商可以集中于承载路径，而另一经销商可以集中于无线资源管理功能。因此，控制路径和承载路径可以独立开发。这也为用户提供更多选择。

使无线资源管理器112与接入网关102松耦合(loosely-coupled)，这可导致用于支持无缝技术间处理的系统升级花费较少(即，大部分网络元件正在被使用)。而且，提供了用于在异构环境(3gpp/2、WiFi、WiMAX等)中提供全球服务的对当前网络基础设施的升级。在这种情况下，当需要对无线资源管理功能作出升级时，可更改无线资源管理器112。然而，接入网关102并不必被改变。更确切地说，当需要无线资源管理功能时，与无线资源管理器112通信来确定需要的参数。因此，提供了关于提供对不同接入技术的接入的接入网关102的可扩展性。此外，接入网关102还可在不同环境中被再使用，在所述不同环境中，支持不同的接入技术。

图2图示了使用解耦的无线资源管理器112提供通信的方法的示例。步骤202从基站收发台108接收控制消息。所述消息可能是用于控制路径中任何信令(signaling)的。例如，基站收发台108可能想要建立与接入终端106的无线链路。

步骤204给无线资源管理器112发送请求消息来确定无线控制特性。例如，所述控制消息可从基站收发台108隧道传送至接入网关102。接入网关102提供到无线资源管理器112的信道，在所述信道中可发送所述控制消息。

步骤206接收来自无线资源管理器112的响应消息，所述响应消息包括无线控制特性。例如，接收用于建立无线链路的信息。在其他实施例中，无线资源管理器112可发送无线控制特性给基站收发台108而不经过接入网关102。

步骤208发送无线控制特性给基站收发台108。基站收发台108被配置为使用无线控制特性来建立与接入终端106的无线链路。

在步骤210中，在所述无线链路被建立之后，接入网关102在承载路径中从基站收发台108接收数据。所述数据可在IP分组中被发送，所述IP分组经过IP网络发送。在IP分组中发送的数据可以从数据中删除了无线特性，所述数据是在空中从接入终端106被发送到基站收发台108的。

现在描述无线资源管理器112如何被使用的示例。接入终端106首先附接到基站收发台。例如，接入终端106可被接通并且附接到基站收发台。然后，需要建立无线链路以允许接入终端106进行呼叫。与无线资源管理器112联系以提供无线资源管理功能。例如，基站收发台可联系无线资源管理器112。可以存在接入终端106可与之建立无线链路的基站收发台的列表(未示出)。无线资源管理器112选择所述基站收发台中的一个。例如，可选择基站收发台108。

无线资源管理器112联系基站收发台108来指示其获取(acquire)接入终端106。其它参数也可被交换来配置无线链路。然后，基站收发台108可与接入终端106建立无线链路。可以建立所述无线链路而不涉及接入网关102。例如，无线资源管理器112可与基站收发台108进行通信而消息不经过接入网关102。而且，所述消息也可经过接入网关102被发送。而且，所述消息可以以不需要接入网关102的解释的方式经接入网关102被发送(经接入网关102被路由)。

基站收发台108也可与接入网关102建立链路。所述链路可以是基于IP的。这就是所述承载路径，在该承载路径中，数据分组可经无线承载110流到接入网关102。所述承载路径分组是那些被用于终端用户服务的分组并且所述承载路径分组自己携带数据。用于建立无线链路的信令交换是由无线资源管理器112处理的。接入网关102不需要执行这些功能。然而，信令消息可能通过信道流经接入网关102到基站收发台108。但是，所述信道是基于IP的，并且与无线专用技术无关。而且，无线资源管理器112可以不经过接入网关102而联系基站收发台108。

因此，所述无线链路是通过控制路径由无线资源管理器112建立的。接入网关102单独建立基于IP的链路。控制路径是与承载路径解耦的。这允许接入网关102容易地转向其他技术。例如，如果用户正在使用CDMA接入终端106并且之后购买GSM接入终端106，则如果无线资源管理功能与接入网关102紧密耦合，则必须作出关于接入网关102如何处理与GSM相关的无线专用功能的修改。然而，在无线资源管理器112与接入网关102解耦的情况下，几乎不用对接入网关102做改变。这是因为接入网关仍然在从基站收发台108接收IP分组。然而，不同的无线功能是由无线资源管理器112在处理的。

图3图示了提供会话移动性的系统的示例。关于预测性切换和硬切换的移交控制(hand-off control)需要在会话移动性和无线资源管理功能之间进行协调。基站收发台108和无线资源管理器112可以通过接入网关102协调所述切换。会话移动性功能和承载路径在相同的功能元件中而无线资源管理由不同的功能元件处理。在一个实施例中，接入网关102可处理会话移动性功能和承载路径功能，而无线资源管理器112处理无线资源管理。

如图所示，设有接入网关102-1和接入网关102-2。接入终端106被附接到基站收发台108-1。在一种情况下，接入网关102-1可能想要移动接入终端106至不同的基站收发台。在这种情况下，接入网关102-1可从无线资源管理器112获得蜂窝站点(例如，基站收发台106)的列表。这些站点被发送至接入网关102-2。

然后，接入网关102-2可基于所述蜂窝站点确定承载路径资源是否可用。例如，可能确定基站收发台108可用。然后，接入网关102-2可向接入网关102-1发回消息，通知：基站收发台108-2有可用资源。然后，联系无线资源管理器112，并发起到基站收发台108-2的切换。然后，接入终端106可被转换到基站收发台108-2。例如，无线资源管理器112可以给基站收发台108-2发信号以获取接入终端106。

在一个实施例中，可以在接入终端106被附接到基站收发台108-2后就使得网络准备好开始分组流。例如，可能需要一些时间来建立用于接入终端106的分组流。在这种情况下，无线资源管理器112可发信号通知建立到接入网关102的流所需要的信息。然后，接入网关102-2可在接入终端106被转换到基站收发台108-2之前建立流。

在流被建立后，接入终端106可被转换到基站收发台108-2。可在转换后立即开始在承载路径中的用于接入终端106的分组流。因此，在转换中减少了等待时间。

虽然已经针对具体实施例进行了描述，但这些具体实施例只是示例性的，而不是限制性的。例如，无线资源管理器112可与基站位于同一位置。

任何合适的编程语言都可用来实现具体实施例的例程，所述编程语言包括：C、C++、Java、汇编语言等。可以采用不同的编程技术，例如面向过程的或者面向对象的。所述例程可以在单个处理设备上或者在多处理器上执行。虽然以特定的顺序给出了步骤、操作或者计算，但是所述顺序在不同的具体实施例中是可以改变的。在一些具体实施例中，在本说明书中被示为顺序的多个步骤可以被同时执行。这里描述的操作顺序可以被另一进程中断、挂起或者以其他方式控制，所述另一个进程例如是操作系统、内核等。所述例程可以在操作系统环境中运行，或者作为占有系统处理的全部或者主要部分的独立例程运行。可以在硬件、软件或两者的组合中执行功能。除非另有说明，功能也可以全部或者部分手动执行。

在本申请的描述中，提供了大量特定细节，例如组件和/或方法的示例，以提供对具体实施例的全面理解。然而，本领域技术人员将认识到，在没有这些特定细节中的一个或者多个的情况，或者用其他装置、系统、配件、方法、组件、材料、部件和/或类似物，具体实施例也可以实现。在其他情况下，已知的结构、材料或者操作没有特别示出或者详细描述以避免混淆具体实施例多个方面。

为了具体实施例的目的，“机器可读介质”可以是包含、存储、传输、传播、或者传送程序，以由指令执行系统、装置、系统或者设备使用，或者结合指令执行系统、装置、系统或者设备使用的任何介质。仅作为示例而非限制，机器可读介质可以包括电子、磁、光、电磁、红外或者半导体系统、装置、系统、设备、传播介质或计算机存储器。

具体实施例可以是在软件或者硬件或者两者的组合中以控制逻辑的形式实现。当由一个或者多个处理器执行时，所述控制逻辑可以是可运行来执行具体实施例中所描述的操作的。

“处理器”或“处理”包括处理数据、信号或者其他信息的任何人、硬件和/或软件系统、机构或者组件。处理器可以包括具有通用中央处理单元、多处理单元、用于实现功能的专用电路的系统或者其他系统。处理无需受限于地理位置或者具有时间限制。例如，处理器可以以“实时”、“离线”、“批处理”等方式执行其功能。处理的多个部分可以在不同的时刻和不同的位置由不同的(或相同的)处理系统执行。

在整个说明书中，提到“一个实施例”、“实施例”、“特定实施例”或者“具体实施例”是指本发明的至少一个实施例而不必是所有实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特性。因此，在整个本说明书中的多个位置处出现短语“在具体实施例中”、“在实施例中”或“在特定实施例中”不一定是指相同的实施例。此外，任何特定实施例的具体的特征、结构或者特性可以与一个或多个其他具体实施例以任何合适的方式组合。应当理解，考虑本申请的教导，在本申请描述并示出的具体实施例的其他变动和修改也是可以的，并且应当被认为是本发明的精神和范围的一部分。

具体实施例可以通过使用编程的通用数字计算机，通过使用专用集成电路、可编程逻辑器件、现场可编程逻辑门阵列、光、化学、生物、量子或者纳米工程系统、组件和机构，等等来实现。一般而言，具体实施例的功能可以用本领域已知的任意装置来实现。可以使用分布式的联网系统、组件和/或电路。数据的通信或者传送可以是有线的、无线的或者通过其他手段的。

将意识到，当按照具体应用有用时，附图中示出的一个或多个元件也可以用更加分离或者更加集成的方式实现，或者在某些情况下甚至被删除或者使得不可工作。实现可以被存储到机器可读介质中以允许计算机执行上述任何方法的程序或者代码也在本发明的精神和范围内。

另外，附图中的任何信号箭头应当仅被认为是示例性的，而非限制性的，除非另外专门说明。此外，除非另外说明，这里使用的术语“或”一般意思是“和/或”。组件或者步骤的组合也被认为是已提到的，其中，术语被预见为是提供了分离或者组合的能力。

说明书和权利要求书中使用的“一”、“一个”和“所述”包括复数引用，除非上下文清楚地另外表明。此外，说明书和权利要求书中使用的“在……中”的意思包括“在……中”和“在……上”，除非上下文清楚地另外表明。

前面对说明性具体实施例的描述(包括在摘要中所描述的)，不是要穷举或者将本发明限制为这里所公开的准确的形式。尽管这里仅仅是为了说明目的描述本发明的特定具体实施例和示例，但是本领域技术人员将认识到并意识到，在本发明的精神和范围内可以有各种等同修改。如上所述，对本发明的这些修改可以根据前面对说明性具体实施例的描述作出，并且要被包括在本发明的精神和范围内。

因此，尽管在本申请中已参考具体实施例描述了本发明，但是各种修改、改变和替换也在前面的公开中，并且将意识到，在某些情况下，具体实施例的某些特征将被采用，而没有对其他特征的相应使用，也不脱离之前所阐述的本发明的范围和精神。因此，可以做出许多修改来使特定情况或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明不受限于在所附权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想来实现本发明的最佳模式公开的具体实施例，而是本发明将包括任意的和所有具体实施例以及落在所附权利要求书的范围内的等同物。

Claims (20)

1.一种使用无线资源管理器和接入网关来提供通信的装置，包括：

接入网关，所述接入网关被配置为辅助多种接入技术之间的通信，其中，所述接入网关通过承载路径辅助与接入终端的通信，其中，无线资源管理器是与所述接入网关和所述承载路径解耦的并且提供对所述承载路径的无线资源管理控制，所述无线资源管理器被配置为提供对所述通信的无线资源管理控制，所述无线资源管理控制提供对无线传输特性的控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接入网关被配置为通过所述承载路径处理用于所述接入终端的数据，所述数据是通过基于IP的网络发送的。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述数据不包括无线专用特性。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置提供从所述无线资源管理器发送到基站收发台的信息来提供用于所述接入终端的无线控制。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接入网关使用所述无线资源管理器与不同的接入技术进行通信，而不使用用于特定接入技术的接入专用模块。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述承载路径是与控制路径解耦的。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接入网关不与所述无线资源管理器位于同一位置。

8.一种使用无线资源管理器来提供通信的方法，包括：

在接入网关处接收来自基站收发台的控制消息；

发送请求消息给所述无线资源管理器来确定无线控制特性；

从所述无线资源管理器接收包括所述无线控制特性的响应消息；

发送所述无线控制特性给所述基站收发台，其中，所述基站收发台被配置为将所述无线控制特性用于与接入终端的承载路径，其中，所述无线资源管理器是与所述接入网关和承载路径解耦的。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述无线控制特性能用来建立用于所述接入终端的无线链路。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述承载路径包括与所述基站收发台的IP链路。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：通过所述IP链路从所述基站收发台接收数据分组，其中，所述数据分组将无线专用信息删除，所述无线专用信息被用来将所述数据分组中的数据从所述接入终端发送到所述基站收发台。

12.一种使用无线资源管理器和接入网关来提供通信的装置，包括：无线资源管理器，被配置为提供用于通信的无线资源管理功能，其中，所述无线资源管理器是与所述接入网关和承载路径解耦的并且提供用于所述承载路径的无线资源管理控制，所述无线资源管理控制提供对无线传输特性的控制，其中，所述接入网关被配置为辅助多种接入技术之间的通信，其中，所述接入网关通过所述承载路径辅助与接入终端的通信。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接入网关被配置为通过所述承载路径处理用于所述接入终端的数据，所述数据通过基于IP的网络发送。

14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述无线资源管理器和所述接入网关在所述多种接入技术之间共享。

15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述无线资源管理器被配置为与基站收发台通信来提供用于所述接入终端的无线控制。

16.根据权利要求14所述的装置，其中，所述无线资源管理器被配置为通过所述接入网关通过信道与所述基站收发台通信。

17.根据权利要求12所述的装置，其中，所述接入网关与不同的接入技术通信而不使用用于特定接入技术的接入专用模块。

18.根据权利要求12所述的装置，其中，所述承载路径是与控制路径解耦的。

19.根据权利要求12所述的装置，其中，所述无线资源管理器不与所述网关位于同一位置。

20.一种使用无线资源管理器来提供通信的装置，包括：

用于在接入网关处接收来自基站收发台的控制消息的装置；

用于发送请求消息给所述无线资源管理器来确定无线控制特性的装置；

用于从所述无线资源管理器接收包括所述无线控制特性的响应消息的装置；

用于发送所述无线控制特性给所述基站收发台的装置，其中，所述基站收发台被配置为将所述无线控制特性用于与接入终端的承载路径，其中，所述无线资源管理器是与所述接入网关和承载路径解耦的。

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