CN101431807B - 移动台代理、基站子系统和网络适配方法 - Google Patents

移动台代理、基站子系统和网络适配方法 Download PDF

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Abstract

一种移动台代理、基站子系统和网络适配方法。所述移动台代理连接第一网络的空口协议栈的接入层和第二网络的核心网接口协议栈的接入层，对第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息和数据进行适配和转发。在网络演进过程中，所述移动台代理可以使移动台、网络后向兼容，并且能够实现平滑演进。

Description

移动台代理、基站子系统和网络适配方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别是涉及移动台代理、基站子系统和网络适配方法。
背景技术
移动通信的发展形成了多种无线通信系统，如第二代移动通信系统(2G)：全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile Communication)、通用分组无线系统(GPRS，General Packet Radio System)、增强数据速率GSM业务(EDGE，Enhanced Data rates for GSM service)、码分多址(CDMA，CodeDivision Multiple Access)，第三代移动通信系统(3G)：统一移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System，也称为宽带码分多址(WCDMA，Wideband CDMA))、时分-同步码分多址(TD-SCDMA，TimeDivision-Synchronous CDMA)，下一代移动通信系统：长期演进(LTE，LongTerm Evolution)。各种无线通信系统标准的最大区别一般在无线空口(空中接口)技术，网络与无线空口技术有标准体系配套关系，不同系统的无线接入网(RAN，Radio Access Network)和核心网(CN，Core Network)在网络结构、协议栈上也有一定差别。
GPRS叠加在现有的GSM系统上，在GSM网络中引入分组交换的功能实体，支持移动用户分组业务，GPRS传输协议栈结构如图1所示：
移动台(MS，Mobile Station)是向用户提供应用接口和服务的功能单元，负责无线接口中与网络端对应的另一实体的通信功能，其功能和总体协议结构都是遵循标准的。MS(例如手机、车载台)与基站子系统(BSS，Base StationSystem)之间通过Um接口(空口)进行消息传输，BSS与核心网的GPRS服务支持节点(SGSN，Serving GPRS Supporting Node)之间的核心网接口为Gb接口。Gb接口采用帧中继(FR，Frame Relay)作为底层传输，采用基站子系统GPRS协议(BSSGP，BSS GPRS protocol)进行信令管理，信令控制在逻辑链路控制(LLC，Logical Link Control)层以下与数据传输共用协议栈，即Gb接口的控制面(控制信令平面)和用户面(用户传输平面)没有分离，传输资源在控制面和用户面共享。在用户面，MS和SGSN之间采用子网相关汇聚协议(SNDCP，Sub-network dependent convergence protocol)进行数据传输，在控制面，MS和SGSN之间采用GPRS移动性管理协议/会话管理(GMM/SM，GPRS Mobility Management/Session Management，图中未示出)实现移动性管理及网络接入的相关控制。
EDGE是GPRS的增强，提供新的调制方式和信道编码，以提高分组域业务带宽。EDGE对GPRS的改动限于空口的无线链路控制(RLC，Radio LinkControl)、媒体接入控制(MAC，Media Access Control)协议层和物理层，没有更改GPRS的网络体系结构。GPRS从理论上每MS数据速率最大为160kbit/s，EDGE空口使用8个时隙时，从理论上数据速率最大为473kbit/s。
WCDMA和TD-SCDMA是第三代移动通信系统，最大数据速率可达到2000kbit/s，二者采用的核心网规范基本相同，只是空口技术的不同，高速分组接入(HSPA，High-Speed Packet Access)是WCDMA的空口技术的进一步改进，提高了分组业务的数据速率。UMTS的基站子系统为陆地无线接入网(UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network)，其与核心网的接口是Iu接口，分组域接口为Iu PS(Iu for Packet Switched Domain)接口，UMTS的Iu PS接口的协议栈结构如图2所示：
Iu接口是一个开放的标准接口，Iu PS接口控制面协议包括：无线接入网络应用协议(RANAP，Radio Access Network Application Protocol)、7号信令系统(SS7，Signaling System Number 7)、流控制传输协议(SCTP，StreamControl Transmission Protocol)；Iu PS接口用户面协议包括：GPRS隧道协议用户面(GTPU，GPRS Tunneling Protocol for User Plane)，用户数据报协议(UDP，User Datagram Protocol)。
LTE是第三代合作伙伴项目(3GPP，the 3rd Generation Partnership Project)的长期演进项目，核心是全IP、无线宽带和扁平架构。LTE采用两层扁平化网络结构，核心网接口是S1接口，其协议栈结构如图3所示，S1接口是基于Iu接口的RANAP修改，在控制面，S1接口应用协议(S1-AP)替代Iu-PS接口的RANAP；在用户面，采用增强的GTPU，即GTPU′。目前LTE正处于标准制定过程中。
移动通信网络要向下一代通信系统演进，以支持新业务需求，满足数据业务快速发展的需要。按照标准体系之间的关系，网络演进过程有多种路线：2G向3G、下一代移动通信系统演进，如GPRS(EDGE)→WCDMA(HSPA)→LTE；或者跨过3G，2G直接演进到下一代移动通信系统，如GPRS(EDGE)→LTE；或者在同一代移动通信系统中对某些技术进行改进，提高性能，如GPRS→EDGE、GPRS(EDGE)→GERAN(GSM EDGE无线接入网)。
如前所述，采用标准体系进行网络升级时，空口技术一般都有修改，由于与空口技术的配套，不同系统的接入网和核心网在网络结构、协议栈上也有一定差别，不同系统的移动台不能直接接入异系统的核心网。请同时参考图1、图2和图3，不同系统的核心网接口，即Gb接口(2G)、Iu PS接口(3G)、S1接口(下一代移动通信系统)之间的差别主要有：接入层(信令及过程和接入有关)协议处理不同，特别是Gb接口的差别较大；由于协议栈演化与空口技术相关，三种系统的非接入层(NAS，Non Access Stratum)消息及处理流程等也有一些差别。
因此，现有GPRS(EDGE)进行网络演进，会存在以下缺点：
由于GPRS网络的Gb接口的控制面和用户面没有分离，资源对所有用户共享，其与控制面和用户面分离的3G网络的核心网接口差别大，网络演进困难；
GPRS(EDGE)网络在空口技术改进后，而Gb接口带宽、时延构成瓶颈，Gb接口切换质量差，不能完全满足分组数据业务发展，由于Gb接口协议栈与3G、下一代移动通信系统的核心网接口协议栈的差别大，因而不能直接采用更优化的核心网接口(如Iu PS接口、S1接口)；
标准体系的网络升级是一种设备的替换，一般不能保证后向兼容，GPRS(EDGE)网络的MS不能在新网络中使用，如GPRS(EDGE)手机不能接入Iu PS接口的核心网，对网络的改进形成制约；
实际的网络升级需要考虑后向兼容、平滑演进来节省成本，考虑的重点依次是移动台、其次是基站、最后是核心网，当运营商已有大量的存量网络时，如果不能做到后向兼容移动台或网络，网络升级成本大，已有的投资无法保护，因而会带来巨大的投资浪费。
同样地，3G网络也有向统一的LTE核心网演进的需要，但不同网络体系的核心网不统一，使网络演进时不能单独的改进核心网，核心网接口不统一造成网络互通和统一管理的困难，阻碍了网络的平滑演进。
请继续参考图4，3GPP提出了Rel’5版本GERAN作为GSM/EDGE的演进版本，即GPRS(EDGE)向GERAN的演进，其是同一代移动通信系统中的演进，使2G网络可以连接到3G核心网。GERAN包括用户面协议栈和控制面协议栈，其对空口和核心网接口协议都有改动。GERAN采用Iu接口，将UTRAN和GSM结合起来，通过接口融合(Gb接口、Iu接口)使GERAN连接到3G核心网，Iu接口修改很小，基本符合标准。GERAN主要的修改在空口协议：用户面的SNDCP、LLC被UTRAN的分组数据汇聚协议(PDCP，Packet Data ConvergenceProtocol)取代，控制面引入无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)并重新定义，对RLC和MAC协议进行修改，通过空口协议的改进，GERAN提供与UTRAN类似的业务。
但是，请同时参考图1和图4，GERAN与GPRS(EDGE)相比，对无线协议进行了巨大的改动，增加了空口协议的复杂性；GERAN无线接口的改动对基站子系统和移动台的影响很大，需要对基站子系统和移动台进行相应的改动，已存在的GPRS(EDGE)移动台不能在GERAN网络中使用。因此，GPRS(EDGE)向GERAN的演进同样也不能保证平滑演进、后向兼容，造成已有投资的巨大浪费。
发明内容
本发明实施例提供了一种移动台代理、基站子系统和网络适配方法，可以使移动台、网络在网络演进过程中后向兼容，并能够实现网络平滑演进。
本发明实施例提供一种移动台代理，连接第一网络的空口协议栈的接入层和第二网络的核心网接口协议栈的接入层，对第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息和数据进行适配和转发。
本发明实施例还提供一种基站子系统，包括：第一网络的空口协议栈的接入层；第二网络的核心网协议栈的接入层；移动台代理，连接所述第一网络的空口协议栈的接入层和第二网络的核心网接口协议栈的接入层，对第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息和数据进行适配和转发。
本发明实施例还提供一种网络适配方法，包括下述步骤：将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息；将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息；将所述转换得到的第一网络的移动台的信令消息、第二网络的核心网接口协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口协议栈的接入层；将所述转换得到的第二网络的核心网的信令消息、第一网络的空口协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口协议栈的接入层。
本发明的实施例中，通过在基站子系统中使用移动台代理，可以在保留空口的基础上，改进接入网和核心网结构，使第一网络(现有网络)的移动台可以后向兼容，极大保护已有投资；采用核心网接口替换，与第二网络(新网络)达到共核心网，提高了网络性能，提升了演进能力；在网络改进时，核心网接口基本符合标准，系统间的互通和兼容能力得到提高；使用移动台代理，对现有网络的改动较小，易于实施。
附图说明
图1是GPRS(2G)的传输协议栈结构；
图2是UMTS(3G)的核心网接口(Iu PS接口)的协议栈结构；
图3是LTE的核心网接口(S1接口)的协议栈结构；
图4是GERAN的用户面和控制面的协议栈结构；
图5是本发明实施方式的包括有移动台代理的网络体系的协议栈结构示意图；
图6是本发明实施例GPRS(EDGE)+Iu PS接口的网络体系的协议栈结构；
图7A至7I是图6所示网络体系的业务流程的消息处理方法的流程图；
图8是本发明实施例GPRS(EDGE)+S1接口的网络体系的协议栈结构；
图9A至9E是图8所示网络体系的业务流程的消息处理方法的流程图；
图10是本发明实施例UMTS+S1接口的网络体系的协议栈结构；
图11A至11D是图10所示网络体系的业务流程的消息处理方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例通过基站子系统中的移动台代理(MSA，Mobile StationAgent)实现移动台和核心网的适配，对原网络的移动台发送的消息进行处理，转换为新网络的核心网可接收的消息，即模拟新网络的移动台；对新网络的核心网发送的消息进行处理，转换为原网络的移动台可接收的消息，即模拟原网络的核心网。因此，在系统演进时，只需在基站子系统中实现移动台代理的适配，核心网的演进不会影响到原有移动台，无线接口(空口)可以保持不变。
所述移动台代理连接第一网络(即原网络)的空口协议栈的接入层和第二网络(即新网络)的核心网接口协议栈的接入层，对第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息和数据进行适配和转发。
所述移动台代理包括：控制面移动台代理，连接第一网络的空口控制面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层，对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息进行适配和转发；用户面移动台代理，连接第一网络的空口用户面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层，对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的数据进行适配和转发。
所述控制面移动台代理包括：
移动性管理适配单元，将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息，将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息，保持第一网络的移动台、第二网络的核心网的移动性管理状态一致；
会话管理适配单元，将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息，将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息，建立或释放用户面承载；
信令转发单元，将所述转换的第一网络的移动台的信令消息转发到第一网络的空口控制面协议栈的接入层，将所述转换的第二网络的核心网的信令消息转发到第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层。
所述用户面移动台代理包括数据转发单元，将所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层，将所述第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口用户面协议栈的接入层。
所述用户面移动台代理还包括标识映射单元，对所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层或第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据进行标识映射。
图5是本发明实施方式的包括有移动台代理的网络体系的协议栈结构示意图。如图5所示，所述的网络体系包括移动台、基站子系统和核心网。其中，所述移动台是第一网络的移动台，其和基站子系统通过空口传输信令消息和数据；所述核心网是第二网络的核心网，其和基站子系统通过核心网接口传输信令消息和数据。
第一网络的移动台的空口协议栈结构包括物理层、接入层和非接入层。
第二网络的核心网的核心网协议栈结构包括物理层、接入层和非接入层。
基站子系统包括：
第一网络的空口协议栈的物理层、接入层，分别与所述第一网络的移动台的空口协议栈的物理层、接入层对应；
第二网络的核心网协议栈的物理层、接入层，分别与所述第二网络的核心网的核心网协议栈的物理层、接入层对应；
移动台代理，位于基站子系统中，在第一网络的空口和第二网络的核心网接口之间，连接所述第一网络的空口协议栈的接入层和第二网络的核心网接口协议栈的接入层，对第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息和数据进行适配和转发。
在上述基站子系统中，所述第一网络的空口协议栈的接入层包括第一网络的空口控制面协议栈的接入层和第一网络的空口用户面协议栈的接入层；
所述第二网络的核心网协议栈的接入层包括第二网络的核心网控制面协议栈的接入层和第二网络的核心网用户面协议栈的接入层；
所述移动台代理包括：
控制面移动台代理、连接所述第一网络的空口控制面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层、对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息进行适配和转发，
用户面移动台代理、连接所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层、对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的数据进行适配和转发。
本发明实施例还提供一种网络适配方法，包括：
将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息；
将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息；
将所述转换得到的第一网络的移动台的信令消息、第二网络的核心网接口协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口协议栈的接入层；
将所述转换得到的第二网络的核心网的信令消息、第一网络的空口协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口协议栈的接入层。
上述将所述转换得到的第一网络的移动台的信令消息、第二网络的核心网接口协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口协议栈的接入层是指：将所述转换的第一网络的移动台的信令消息转发到第一网络的空口控制面协议栈的接入层，将第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口用户面协议栈的接入层。
上述将所述转换得到的第二网络的核心网的信令消息、第一网络的空口协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口协议栈的接入层是指：将所述转换的第二网络的核心网的信令消息转发到第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层，第一网络的空口用户面协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层。
上述网络适配方法还包括：保持第一网络的移动台、第二网络的核心网的移动性管理状态一致。
上述网络适配方法还包括：对所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层或第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据进行标识映射。
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细说明。
图6是本发明实施例GPRS(EDGE)+Iu PS接口的网络体系的协议栈结构，即原网络为GPRS(EDGE)，新网络中核心网为UMTS核心网。核心网接口采用Iu PS接口替换Gb接口，在BSS中采用MSA，实现2G的移动台、BSS和3G的核心网的适配。
本实施例的MSA包括控制面MSA和用户面MSA，其中，控制面MSA，连接GPRS(EDGE)的空口控制面协议栈的接入层和UMTS的Iu-PS接口控制面协议栈的接入层，对GPRS(EDGE)的MS和UMTS的核心网的信令消息进行适配和转发；用户面MSA，连接GPRS(EDGE)的空口用户面协议栈的接入层和UMTS的Iu-PS接口用户面协议栈的接入层，对GPRS(EDGE)的MS和UMTS的核心网的数据进行适配和转发。
GPRS(EDGE)的BSS通过Iu PS接口与3G的SGSN直接相连。Gb接口的SNDCP，LLC协议与空口有关，因此从SGSN下移到BSS，Gb接口的其他协议被Iu PS接口的协议替换。其中，在控制面，Iu PS接口的RANAP替代Gb接口的BSSGP的信令管理功能，传输层采用7号信令系统(SCCP、M3UA)作为承载；在用户面，GTPU协议承担Gb接口的原用户面功能。
在控制面，控制面MSA位于BSS协议栈的LLC，RANAP协议之上；在用户面，用户面MSA位于SNDCP和GTPU之上。MSA分别对信令流程和用户面数据传输进行适配，包括移动性和切换的适配，对NAS信令的适配，LLC与RANAP之间信令转发，3G与GPRS的服务质量(Qos，Quality ofservice)参数映射，安全认证，用户面寻址和映射等。
本实施例的控制面MSA包括移动性管理适配单元、会话管理适配单元和信令转发单元。
所述移动性管理适配单元对移动性流程的适配如下所述：
(1)MSA在LLC和RANAP之间，MSA的适配使3G SGSN与MS保持移动性管理(MM，Mobility Management)状态的一致，即UMTS PS域的MM/GPRS的MM(PMM/GMM)状态的一致。其中，MS执行GPRS的GMM状态过程，GMM的状态含义向Iu接口模式调整；3G SGSN执行Iu PS接口的PMM状态过程，PMM的状态含义与Iu接口模式相同。
(2)在附着、小区更新、路由区/位置区更新、寻呼等流程中，MSA触发或控制RANAP流程进行适配，必要时可以构造NAS消息。
(3)MSA对NAS层或RANAP层消息进行参数转换：如安全认证参数，Qos参数等。
所述会话管理适配单元对会话流程的适配如下所述：Iu PS接口取代Gb口后，在会话流程中，通过RANAP的无线接入承载(RAB，Radio Access Bearer)指派流程来建立/释放用户面承载(包括GTPU隧道和空口资源)。
所述信令转发单元，互相转发GPRS(EDGE)的空口控制面协议栈的LLC层、UMTS的Iu-PS接口控制面协议栈的RANAP层的信令消息。
本实施例的用户面MSA包括标识映射单元和数据转发单元。所述标识映射单元对用户面数据传输的适配如下所述：在SNDCP，LLC协议下移到BSS后，临时逻辑链路标识(TLLI，Temporary Logical Link Identity)的维护到BSS终止，MSA需要负责TLLI和Iu接口的GTPU隧道标识之间的映射。所述数据转发单元，在数据传输时，互相转发GPRS(EDGE)的空口用户面协议栈的SNDCP层、UMTS的Iu-PS接口用户面协议栈的GTPU层的数据。
下面以图7A至7I为例，结合图6说明本实施例GPRS(EDGE)+Iu PS接口的网络体系的业务流程。
图7A是图6所示网络体系的附着(Attach)流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤，LLC-PDU是指MS通过LLC协议发送的上层消息，为NAS消息。
步骤S11，GPRS(EDGE)的MS发起Attach流程，将包含有附着请求(AttachReq)的LLC-PDU消息发送到BSS。
步骤S12，BSS的MSA收到LLC-PDU消息后，对MS的NAS消息进行适配，包括从LLC-PDU消息中解析Attach Req消息，对Attach Req消息进行GPRS(EDGE)与UMTS之间的参数转换。然后，MSA将Attach Req消息转发到RANAP，构造包含Attach Req的RANAP初始用户(Initial UE)消息。
步骤S13，BSS发起Initial UE流程，通过BSS的Iu接口向SGSN发送包含Initial UE消息的连接请求(CR，Connect Request)消息。
步骤S14，SGSN收到CR消息后，通过BSS的Iu接口向BSS回传连接证实(CC，Connect Confirm)消息，建立Iu连接。
步骤S15，由SGSN发起的移动台标识(Identity Function)过程，为可选的步骤。
步骤S16，由SGSN发起的鉴权(安全认证，Security Function)过程，为可选的步骤。
步骤S17和S18，由SGSN发起的位置更新(Update Location)过程，为可选的步骤。步骤S17，SGSN向归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)发送位置更新请求(Update Location Req)消息；步骤S18，HLR向SGSN回传位置更新应答(Update Location Ack)消息。
步骤S19，SGSN通过直传消息，向MS回应附着接受(Attach Accept)消息。
步骤S20，如果临时移动用户标识(TMSI，Temporary Mobile SubscriberIdentity)有更新，MS通过直传消息，向SGSN回送附着完成(Attach Complete)消息。SGSN收到Attach Complete消息后，释放Iu连接。
图7B是图6所示网络体系的去附着(Detach)流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S21，GPRS(EDGE)的MS发起Detach流程，将包含有去附着请求(Detach Req)的LLC-PDU消息发送到BSS。
步骤S22，BSS的MSA收到LLC-PDU消息后，对NAS消息进行适配，包括从LLC-PDU消息中解析Detach Req消息，对Detach Req消息进行GPRS(EDGE)与UMTS之间的参数转换。然后将Detach Req消息转发到RANAP，构造包含有Detach Req的RANAP Initial UE消息。
步骤S23，BSS发起Initial UE流程，通过BSS的Iu接口向SGSN发送包含Initial UE消息的CR消息。
步骤S24，SGSN收到CR消息后，通过BSS的Iu接口向BSS回传CC消息，建立Iu连接。
步骤S25，SGSN发起释放分组数据协议上下文(PDP Context，Packet DataProtocol Context)流程，SGSN向GGSN发送释放PDP上下文请求(Delete PDPContext Req)消息。
步骤S26，GGSN向SGSN回传释放PDP上下文响应(Delete PDP ContextRsp)消息。
步骤S27，SGSN通过直传消息，向MS回应去附着接受(Detach Accept)消息，并释放Iu连接。
图7C是图6所示网络体系的小区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。图7C所示的小区更新流程使用路由区更新请求(RAUReq，Routing Area Update Request)，是在PDP未激活，未进行业务，内部SGSN(即SGSN未改变)进行的。
步骤S31，GPRS(EDGE)的MS进入相同路由区(RA，Routing area)的新小区，向新的BSS发送LLC-PDU消息，MS的GMM状态迁入准备状态(READY)。
步骤S32，BSS的MSA收到LLC-PDU消息，根据LLC-PDU类型，构造RAUReq消息(因为RA没有变化，TYPE填成periodic RA update)，并向Iu接口转发RAU Req消息。
步骤S33，BSS的Iu接口构造包含有RAU Req和新的全球小区标识(newCGI，new Cell Global Identity)的RANAP Initial UE消息，并将Initial UE消息发送给SGSN。
步骤S34，SGSN收到包含Initial UE消息的CR消息后，通过BSS的Iu接口向BSS回传CC消息，建立Iu连接。
步骤S35，由SGSN发起的Security Function过程。
步骤S36，SGSN判断PMM状态为已连接(Connected)，PDP未激活，没有分配RAB，SGSN释放与原BSS的Iu连接。然后，SGSN通过直传消息，向BSS的MSA回应路由区更新接受(RAU Accept)消息。BSS的MSA启动定时器，超时后由MSA发起Iu释放请求(Iu Release Req)，触发Iu连接释放，MS的GMM状态从READY迁入待命状态(STANDBY)，SGSN的PMM状态从CONNECTED迁入空闲状态(IDLE)，即保持MS与SGSN中GMM/PMM状态的一致。
图7D是图6所示网络体系的小区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。图7D所示的小区更新流程使用RAU Req，是在PDP激活，进行业务，内部SGSN进行的。
步骤S41，GPRS(EDGE)的MS进入相同RA的新小区，向新的BSS发送LLC-PDU消息，MS的GMM状态迁入准备状态(READY)。
步骤S42，BSS的MSA收到LLC-PDU消息，根据LLC-PDU类型，构造RAUReq消息(因为RA没有变化，TYPE填成periodic RA update)，并向Iu接口转发RAU Req消息。
步骤S43，BSS的Iu接口构造包含有RAU Req和new CGI的RANAP InitialUE消息，并将Initial UE消息发送给SGSN。
步骤S44，SGSN收到包含有Initial UE的CR消息后，通过BSS的Iu接口向BSS回传CC消息，建立Iu连接。
步骤S45，由SGSN发起的Security Function过程。
步骤S46，SGSN判断PMM状态为Connected，PDP激活，已分配RAB，SGSN向原BSS发送包含有RAB ID的服务无线网络子系统(SRNS，Serving RadioNetwork Subsystem)数据前向指令(Data Forward Command)，向原BSS请求数据。
步骤S47，原BSS向SGSN发送前向数据包(Forward Packets)，然后，SGSN释放与原BSS的Iu连接。
步骤S48，SGSN通过直传消息，向BSS的Iu接口回应RAU Accept消息。
步骤S49，SGSN发起RAB指派(此处可能需要PMM针对GPRS用户作修改)，SGSN向BSS的Iu接口发送RAB指派请求(Rab Assign Req)消息。
步骤S50，BSS的Iu接口向SGSN回送RAB指派响应(Rab Assign Rsp)消息，SGSN更新PDP上下文，通知GTPU恢复数据传输。
图7E是图6所示网络体系的小区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。图7E所示的小区更新流程采用RANAP重定位(relocation)流程。
步骤S51，GPRS(EDGE)的MS进入相同RA的新小区，向新的BSS发送LLC-PDU消息，MS的GMM状态迁入准备状态(READY)。
步骤S52，新的BSS的MSA收到LLC-PDU消息，根据LLC-PDU类型，触发重定位，构造重定位需求(Relocation Required)消息，并转发到BSS的Iu接口。
步骤S53，BSS的Iu接口构造包含有Relocation Required和new CGI的CR消息，并发送给SGSN。由于在协议中Relocation Required消息是原BSS发送的，而本步骤Relocation Required消息由新的BSS发送，因此需要3G SGSN作相应的修改。
步骤S54，SGSN收到CR消息后，通过BSS的Iu接口向BSS回传CC消息，建立Iu连接，并发送重定位请求(Relocation Request)消息。
步骤S55，SGSN判断PMM状态为Connected，如果PDP未激活，则SGSN释放与新的BSS的Iu连接；如果PDP激活，已分配RAB，则在新的BSS上建立承载，SGSN发起RAB指派，向BSS的Iu接口发送Rab Assign Req消息，执行下面的流程。
步骤S56，BSS的Iu接口向SGSN回送Rab Assign Rsp消息。
步骤S57，BSS的Iu接口向SGSN回应重定位应答(Relocation Ack)消息。
步骤S58，SGSN向原BSS发送包含有RAB ID的SRNS Data ForwardCommand，向原BSS请求数据。
步骤S59，原BSS向SGSN发送前向SRNS上下文(Forward SRNS Context)消息。
步骤S60，SGSN接收到原BSS发送的Forward SRNS Context消息后，转发给BSS的Iu接口。
步骤S61，BSS的Iu接口回送重定位完成(Relocation Compete)消息，SGSN释放与原BSS的Iu连接。SGSN更新PDP上下文，恢复数据传输。
图7F是图6所示网络体系的路由区/位置区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。图7F所示的路由区/位置区更新流程是在PDP未激活，业务未进行，SGSN内部进行的。
步骤S71，GPRS(EDGE)的MS在附着之后(即Attached状态)，进入新路由区，向新的BSS发送RAU Req消息，MS的状态迁入GMM-READY。
步骤S72，BSS的MSA收到RAU Req消息，向Iu接口转发RAU Req消息。
步骤S73，BSS的Iu接口构造包含有RAU Req的RANAP Initial UE消息，并将Initial UE消息发送给SGSN。
步骤S74，SGSN收到包含Initial UE消息的CR消息后，通过BSS的Iu接口向BSS回传CC消息，建立Iu连接。
步骤S75，由SGSN发起的Security Function过程。
步骤S76，SGSN判断PMM状态为CONNECTED或空闲(IDLE)，PDP未激活，没有分配RAB，SGSN释放与原BSS的Iu连接。然后，SGSN通过直传消息，向BSS的MSA回应RAU Accept消息。
步骤S77，MS通过直传消息，向SGSN回送路由区更新完成(RAUComplete)消息。SGSN收到RAU Complete消息后，释放Iu连接。
图7G是图6所示网络体系的路由区/位置区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。图7G所示的路由区/位置区更新流程是在PDP激活，业务进行，SGSN内部进行的。
步骤S81，GPRS(EDGE)的MS在附着之后(即Attached状态)，进入新路由区，向新的BSS发送RAU Req消息，MS的状态迁入GMM-READY。
步骤S82，BSS的MSA收到RAU Req消息，向Iu接口转发RAU Req消息。
步骤S83，BSS的Iu接口构造包含有RAU Req的RANAP Initial UE消息，并将Initial UE消息发送给SGSN。
步骤S84，SGSN收到包含Initial UE消息的CR消息后，通过BSS的Iu接口向BSS回传CC消息，建立Iu连接。
步骤S85，由SGSN发起的Security Function过程。
步骤S86，SGSN判断PMM状态为CONNECTED，PDP激活，已分配RAB，SGSN向原BSS发送包含有RAB ID的SRNS Data Forward Command，向原BSS请求数据。
步骤S87，原BSS向SGSN发送前向数据包(Forward Packets)，然后，SGSN释放与原BSS的Iu连接。
步骤S88，SGSN通过直传消息，向BSS的Iu接口回应RAU Accept消息。
步骤S89，SGSN发起RAB指派，即SGSN向BSS的Iu接口发送Rab AssignReq消息。
步骤S90，BSS的Iu接口向SGSN回送Rab Assign Rsp消息，SGSN更新PDP上下文，通知GTPU恢复数据传输。
图7H是图6所示网络体系的寻呼流程的消息处理方法的流程图。
步骤S91，3G SGSN需要发送下行数据时，PMM状态处于IDLE，向BSS的Iu接口发送寻呼(Paging)消息。
步骤S92，BSS的Iu接口将Paging消息转发给BSS的MSA。
步骤S93，BSS的MSA接收到Paging消息后，构造GPRS寻呼请求(GPRSPaging Request)消息，并发送给GPRS的MS。
步骤S94，MS收到GPRS Paging Request消息后，GMM状态从Standby迁入Ready，向BSS的MSA返回一个非空(not NULL)的LLC帧(frame)作为寻呼应答。
步骤S95，BSS的MSA收到LLC帧后，判断MM状态，构造服务请求(ServiceReq)消息，发起服务请求流程，将Service Req消息发送到BSS的Iu接口。
步骤S96，BSS的Iu接口构造包含有Service Req的Initial UE消息并发送给SGSN，向SGSN请求连接。
图7I是图6所示网络体系的PDP上下文激活(MS发起)流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S100，GPRS(EDGE)的MS在附着后，发送包含激活请求(Active Req)消息的LLC_PDU消息到BSS。
步骤S101，BSS的MSA对LLC_PDU消息进行适配，将Active Req消息转发到BSS的Iu接口。
步骤S102，BSS的Iu接口构造包含Active Req的RANAP直传消息，并发送到SGSN。
步骤S103，由SGSN发起的Security Function过程。
步骤S104，SGSN向GGSN发送创建PDP请求(Create PDP Req)消息，请求创建PDP上下文。
步骤S105，GGSN向SGSN回应创建PDP响应(Create PDP Rsp)消息。
步骤S106，SGSN发起RAB指派，向BSS的Iu接口发送Rab Assign Req消息。
步骤S107，BSS的Iu接口向SGSN回送Rab Assign Rsp消息。
步骤S108，承载建立后，SGSN向GGSN发送更新PDP请求(Update PDPReq)消息，通知GGSN更新PDP上下文。
步骤S109，GGSN向SGSN回应更新PDP响应(Update PDP Rsp)消息。
步骤S110，SGSN通过直传消息，向MS发送激活接受(Active Accept)消息。
综合上述说明，本实施例的MSA对业务流程的适配方法和GPRS(EDGE)的MS的GMM状态、3G SGSN的PMM状态变化如下表所述：
GPRS(EDGE)+Iu PS GPRS(EDGE)MS BSS(MSA适配) 3G SGSN
GMM/PMM状态含义 GMM状态含义向Iu模式调整 - PMM状态含义同Iu模式
IDLE→READY状态迁移 发送ATTACH REQ消息 BSS收到NAS层消息，触发RANAP初始直传流程，建立Iu信令连接。 PMM DETACHED→PMM CONNECTED
READY→STANDBY状态迁移 Timer-Ready超时 在MS进入READY状态时，BSS启动定时器(与Timer-Ready时长相同)，超时后BSS触发Iu连接释放请求。 处理BSS的Iu释放请求，进行Iu释放。PMM CONNECTED→PMM IDLE
STANDBY→READY状态迁移 STANDBY状态下，MS发送LLC帧 BSS收到LLC帧，判断LLC帧类型(用户数据，LLC控制帧，信令等)，如果无Iu连接，触发RANAP初始直传；否则发送直传消息。 如果初始直传，PMM IDLE→PMM CONNECTED；如果直传，PMM CONNECTED状态不变。
READY状态，发生小区重选 MS在新的小区发送LLC帧 新的BSS收到LLC帧后，构造RAU Req消息，触发RANAP初始直传；或者，触发RANAP重定位过程。 判断PDP状态激活，向新BSS发起RAB指派，完成后回送RAU Accept消息；或者，发起重定位过程。PMM CONNECTED状态不变。
READY状态，发生路由区更新 MS发送RAU Req消息 新的BSS收到RAU Req后，触发RANAP初始直传，建立Iu连接。 判断PDP状态激活，向新BSS发起RAB指派，完成后回送RAU Accept消息。PMM CONNECTED状态不变。
图6所示的GPRS(EDGE)+Iu PS接口的网络体系，通过基站子系统的移动台代理对2G的移动台、BSS和3G的核心网进行适配，提供了2G网络演进到3G网络的技术方案，本实施例具有以下优点：
在保留GPRS(EDGE)的空口基础上，改进接入网和核心网结构，在EDGE基础上提供3G服务，使GPRS(EDGE)的MS可以后向兼容，极大保护已有投资，还适用于没有3G频谱牌照情况下网络的演进；
采用Iu PS接口替换Gb接口，与3G达到共核心网，提高了网络性能，消除了Gb接口的不足，提升了演进能力；
网络改进时，Iu PS接口基本符合标准(可能针对某个流程需要改动核心网，但改动很小)，系统间的互通和兼容能力得到提高；
使用移动台代理，对GPRS(EDGE)现网的改动较小，易于实施。
图8是本发明实施例GPRS(EDGE)+S1接口的网络体系的协议栈结构，即原网络为GPRS(EDGE)，新网络中核心网为LTE核心网。核心网接口采用S1接口替换Gb接口，在BSS中采用MSA，实现2G的移动台、BSS和LTE的核心网的适配。
本实施例的MSA包括控制面MSA和用户面MSA，其中，控制面MSA，连接GPRS(EDGE)的空口控制面协议栈的接入层和LTE的S1接口控制面协议栈的接入层，对GPRS(EDGE)的MS和UMTS的核心网的信令消息进行适配和转发；用户面MSA，连接GPRS(EDGE)的空口用户面协议栈的接入层和LTE的S1接口用户面协议栈的接入层，对所述GPRS(EDGE)的MS和LTE的核心网的数据进行适配和转发。
GPRS(EDGE)的BSS通过S1接口与LTE的移动性管理实体(MME，Mobility Management Entity)和服务网关(SGW，Serving Gateway)直接相连。Gb接口协议SNDCP，LLC协议与空口有关，因此从SGSN下移到BSS，Gb接口的其他协议被S1接口的协议替换。其中，在控制面，S1接口的S1-AP替代Gb接口的BSSGP信令管理功能，传输层采用SCTP作为信令承载；在用户面，GTPU’协议承担Gb接口的原用户面功能。
在控制面，MSA位于BSS协议栈的LLC，S1-AP协议之上；在用户面，MSA位于SNDCP和GTPU’之上。MSA分别对信令流程和用户面数据传输进行适配，包括移动性和切换的适配，对NAS层信令的适配，LLC与S1-AP之间信令转发，LTE与GPRS的Qos参数映射，安全认证，用户面寻址和映射等。
本实施例的控制面MSA包括移动性管理适配单元、会话管理适配单元和信令转发单元。
所述移动性管理适配单元对移动性流程的适配如下所述：
(1)MSA在LLC和S1-AP之间，MSA的适配使MME与MS保持MM状态的一致。其中，MS执行GPRS的GMM状态过程，MME执行S1接口的MM状态过程。
(2)在附着、小区更新、路由区/位置区更新、寻呼等流程中，MSA触发或控制S1-AP流程进行适配，必要时可以构造NAS层消息。
(3)MSA对NAS层或S1-AP层消息进行参数转换：如安全认证参数，Qos参数等。
所述会话管理适配单元对会话流程的适配如下所述：S1接口取代Gb接口后，在会话流程中，通过S1-AP的会话管理流程来建立/释放用户面承载(包括GTPU隧道和空口资源)。
所述信令转发单元，互相转发GPRS(EDGE)的空口控制面协议栈的LLC层、LTE的S1接口控制面协议栈的S1-AP层的信令消息。
本实施例的用户面MSA包括标识映射单元和数据转发单元。所述标识映射单元对用户面数据传输的适配如下所述：在SNDCP，LLC协议下移到BSS后，TLLI的维护到BSS终止，MSA需要负责TLLI和S1接口的GTPU隧道标识之间的映射。所述数据转发单元，在数据传输时，互相转发GPRS(EDGE)的空口用户面协议栈的SNDCP层、LTE的S1接口用户面协议栈的GTPU’层的数据。
下面以图9A至9E为例，结合图8说明本实施例GPRS(EDGE)+S1接口的网络体系的业务流程。
图9A是图8所示网络体系的附着流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S111，GPRS(EDGE)的MS发起Attach流程，将包含有Attach Req的LLC-PDU消息发送到BSS。
步骤S112，BSS的MSA收到LLC-PDU消息后，对NAS消息进行适配，包括从LLC-PDU消息中解析Attach Req消息，对Attach Req消息进行GPRS(EDGE)与LTE之间的参数转换。然后将Attach Req消息转发到S1-AP，构造S1 Initial UE消息。
步骤S113，BSS发起Initial UE流程，通过BSS的S1接口向MME发送包含有Attach Req的S1 Initial UE消息。
步骤S114，由MME发起的Identity Function过程。
步骤S115，由MME发起的Security Function过程。
步骤S116和S117，由MME发起的Update Location过程，步骤S116，MME向HLR发送Update Location Req消息；步骤S117，HLR向MME回传UpdateLocation Ack消息。
步骤S118，MME通过直传消息，向MS回应Attach Accept消息。
步骤S119，如果TMSI有更新，MS通过直传消息，向MME回送AttachComplete消息。
图9B是图8所示网络体系的路由区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S121，GPRS(EDGE)的MS在附着之后，进入新路由区，向新的BSS发送RAU Req消息，MS的状态迁入GMM-READY。
步骤S122，BSS的MSA收到RAU Req消息，构造跟踪区更新请求(TAUReq，Tracing Area Update Req)消息，并发送到S1接口。
步骤S123，BSS的S1接口构造包含有TAU Req的S1 Initial UE消息，并将S1 Initial UE消息发送给MME。
步骤S124，由MME发起的Security Function过程。
步骤S125和S126，由MME发起的Update Location过程，步骤S125，MME向HLR发送Update Location Req消息；步骤S126，HLR向MME回传UpdateLocation Ack消息。
步骤S127，MME通过直传消息，向BSS的MSA跟踪区更新接受(TAUAccept)消息。
步骤S128，BSS的MSA收到TAU Accept消息后，构造RAU Accept消息，并发送给MS。
步骤S129，如果重新分配了TMSI，MSA构造跟踪区更新完成(TAUComplete)消息，并通过直传消息，向MME返回TAU Complete消息。
图9C是图8所示网络体系的小区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。图9C所示的小区更新流程使用TAU Req，是在PDP未激活，未进行业务，MME内部的情况下进行的。
步骤S131，GPRS(EDGE)的MS进入相同RA的新小区，向新的BSS发送LLC-PDU消息，MS的GMM状态迁入准备状态GMM READY。
步骤S132，BSS的MSA收到LLC-PDU消息，根据LLC-PDU类型，构造TAUReq消息(因为RA没有变化，TYPE填成periodic TA update)，并向S1接口发送TAU Req消息。
步骤S133，BSS的S1接口构造包含有TAU Req和new CGI的S1 Initial UE消息，并将S1 Initial UE消息发送给MME。
步骤S134，由MME发起的Security Function过程。
步骤S135，MME判断MM状态为LTE激活状态(ACTIVE)，但PDP上下文没有分配承载，MME释放与原BSS的连接资源。然后，MME通过直传消息，向BSS的MSA回应TAU Accept消息。
步骤S136，如果重新分配了TMSI，MSA构造并向MME返回直传消息，即TAU Complete消息。
图9D是图8所示网络体系的小区更新流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。图9D所示的小区更新流程使用TAU Req消息，是在PDP激活，进行业务，MME内部进行的。
步骤S141，GPRS(EDGE)的MS进入相同RA的新小区，向新的BSS发送LLC-PDU消息，MS的GMM状态迁入准备状态GMM READY。
步骤S142，BSS的MSA收到LLC-PDU消息，根据LLC-PDU类型，构造TAUReq消息(因为RA没有变化，TYPE填成periodic TA update)，并向S1接口发送TAU Req消息。
步骤S143，BSS的S1接口构造包含有TAU Req和new CGI的S1 Initial UE消息，并将S1 Initial UE消息发送给MME。
步骤S144，由MME发起的Security Function过程。
步骤S145，MME判断其MM状态为LTE ACTIVE，PDP上下文已分配承载，MME向原BSS发送包含有RAB ID的SRNS Data Forward Command，向原BSS请求数据。
步骤S146，原BSS向MME发送Forward Packets。
步骤S147，MME通过直传消息，向BSS的MSA回应TAU Accept消息。
步骤S148，MME发起初始上下文建立流程(此处可能需要MME针对GPRS用户作修改)，MME向BSS的S1接口发送初始用户上下文建立(Initial UEContext Semp)消息，BSS建立BSS分组流上下文(承载建立流程)。
步骤S149，建立BSS分组流上下文完成后，BSS向MME发送初始用户上下文建立完成(Initial UE Context Setup Complete)消息，MME更新PDP上下文，通知GTPU恢复数据传输，然后MME释放与原BSS的连接资源。
图9E是图8所示网络体系的会话管流(MS发起的PDP激活)流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S151，GPRS(EDGE)的MS在附着后，发送包含激活请求(Active Req)的LLC_PDU消息到BSS。
步骤S152，BSS的MSA构造服务请求(Service Request)消息，并发送到BSS的S1接口。
步骤S153，BSS的S1接口构造Service Req消息，并通过直传消息发送到MME。
步骤S154，由MME发起的Security Function过程。
步骤S155，MME发起初始上下文建立流程，MME向BSS的S1接口发送Initial UE Context Setup消息。
步骤S156，建立BSS分组流上下文(承载建立流程)。
步骤S157，BSS向MME发送初始用户上下文建立完成(Initial UE ContextSetup Complete)消息。
步骤S158，MME发送更新承载请求(Update Bearer Req)消息给SGW。
步骤S159，更新承载后，SGW返回更新承载响应答(Update Bearer Rsp)消息。
步骤S160，BSS的MSA构造NAS消息，即Active Accept消息，返回给MS。
图8所示的GPRS(EDGE)+S1接口的网络体系，通过基站子系统的移动台代理对2G的移动台、BSS和LTE的核心网进行适配，提供了2G网络演进到下一代移动通信网络的可行方案，本实施例具有以下优点：
在保留GPRS(EDGE)的空口基础上，改进接入网和核心网结构，在EDGE基础上提供LTE服务，使GPRS(EDGE)的MS可以后向兼容，极大保护已有投资；
采用S1接口替换Gb接口，与LTE达到共核心网，提高了网络性能，消除了Gb接口的不足，提升了演进能力；
使用移动台代理，对GPRS(EDGE)现网的改动较小，易于实施。
图10是本发明实施例UMTS+S1接口的网络体系的协议栈结构，即原网络为UMTS，新网络中核心网为LTE核心网。核心网接口采用S1接口替换原来的Iu PS接口，在UTRAN中采用MSA，实现3G的移动台、UTRAN和LTE的核心网的适配。
本实施例的MSA包括控制面MSA和用户面MSA，其中，控制面MSA，连接UMTS的空口控制面协议栈的接入层和LTE的S1接口控制面协议栈的接入层，对UMTS的MS和UMTS的核心网的信令消息进行适配和转发；用户面MSA，连接UMTS的空口用户面协议栈的接入层和LTE的S1接口用户面协议栈的接入层，对所述UMTS的MS和LTE的核心网的数据进行适配和转发。
UMTS的UTRAN通过S1接口与LTE的MME和SGW直接相连。Iu PS接口协议被S1接口协议替换。其中，在控制面，S1接口的S1-AP替代Iu PS接口的RANAP的信令管理功能，传输层采用SCTP作为信令承载；在用户面，采用增强的GTPU’协议承担用户面功能。
在控制面，MSA位于UTRAN协议栈的RRC，S1-AP协议之上；在用户面，MSA位于PDCP和GTPU’之上。MSA分别对信令流程和用户面数据传输进行适配，包括移动性和切换的适配，对NAS层信令的适配，RRC与S1-AP之间信令转发，LTE与3G的Qos参数映射，安全认证，用户面寻址等。
本实施例的控制面MSA包括移动性管理适配单元、会话管理适配单元和信令转发单元。
所述移动性管理适配单元对移动性流程的适配如下所述：
(1)MSA在RRC和S1-AP之间，MSA的适配使MME与MS保持MM状态的一致。其中，MS执行UMTS的GMM状态过程，MME执行S1接口的MM状态过程。
(2)在附着、去附着、小区更新、路由区/位置区更新、寻呼等流程中，MSA触发或控制S1-AP流程进行适配，必要时可以构造NAS层消息。
(3)MSA对NAS层或S1-AP层消息进行参数转换：如安全认证参数，Qos参数等。
所述会话管理适配单元对会话流程的适配如下所述：S1接口取代Iu PS接口后，在会话流程中，通过S1-AP的会话管理流程来建立/释放用户面承载(包括GTPU隧道和空口资源)。
所述信令转发单元，互相转发UMTS的空口控制面协议栈的RRC层、LTE的S1接口控制面协议栈的S1-AP层的信令消息。
本实施例的MSA包括数据转发单元，在数据传输时，互相转发UMTS的空口用户面协议栈的PDCP层、LTE的S1接口用户面协议栈的GTPU’层的数据。
下面以图11A至11D为例，结合图10说明本实施例UMTS+S1接口的网络体系的业务流程。
图11A是图10所示网络体系的附着流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S211，UTRAN的MS发起Attach流程，将Attach Req消息发送到UTRAN的MSA。
步骤S212，UTRAN的MSA收到Attach Req消息后，对NAS消息进行适配，包括解析Attach Req消息，对Attach Req消息进行UMTS与LTE之间的参数转换。然后将Attach Req消息转发到S1-AP。
步骤S213，UTRAN的S1接口的S1-AP构造S1 Initial UE消息，UTRAN发起Initial UE流程，通过UTRAN的S1接口向MME发送包含有Attach Req的S1Initial UE消息。
步骤S214，由MME发起的Identity Function过程。
步骤S215，由MME发起的Security Function过程。
步骤S216和S217，由MME发起的Update Location过程，步骤S216，MME向HLR发送Update Location Req消息；步骤S117，HLR向MME回传UpdateLocation Ack消息。
步骤S218，MME通过直传消息，向MS回应Attach Accept消息。
步骤S219，如果TMSI有更新，MS通过直传消息，向MME回送AttachComplete消息。
图11B是图10所示网络体系的路由区更新(MME内部，跨UTRAN)流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S221，UMTS的MS在附着之后，进入新路由区，向新的UTRAN发送RAU Req消息。
步骤S222，UTRAN的MSA收到RAU Req消息，构造TAU Req消息，并发送到S1接口。
步骤S223，UTRAN的S1接口构造包含有TAU Req的S1 Initial UE消息，并将S1 Initial UE消息发送给MME。
步骤S224，由MME发起的Security Function过程。
步骤S225和S226，由MME发起的Update Location过程，步骤S225，MME向HLR发送Update Location Req消息；步骤S226，HLR向MME回传UpdateLocation Ack消息。
步骤S227，MME通过直传消息，向UTRAN的MSA回应TAU Accept消息。
步骤S228，UTRAN的MSA收到TAU Accept消息后，构造RAU Accept消息，并发送给MS。
步骤S229，如果重新分配了TMSI，MSA构造TAU Complete消息，并通过直传消息，向MME返回TAU Complete消息。
图11C是图10所示网络体系的小区更新和重定位(MME内部)流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S231，UTRAN的MS进入新的小区后，发送小区更新(Cell/URAUpdate)消息到新UTRAN的MSA。
步骤S232，原UTRAN发送Relocation Required消息给MME。
步骤S233，MME通过UTRAN S1接口向新UTRAN发送Relocation Request消息。
步骤S234，新UTRAN的MSA建立RAB承载(Establishment of Rabs)，给MME回送Relocation Request Ack消息。
步骤S235，MME向原UTRAN发送重定位指令(Relocation Command)消息。
步骤S236，原UTRAN与新UTRAN通过Iur接口转发数据(ForwardingData)。
步骤S237，原UTRAN向新UTRAN发送重定位提交(Relocation Commit)消息。
步骤S238，新UTRAN的MSA向MME发送重定位侦测(Relocation Detect)消息。
步骤S239，新UTRAN的MSA向MS发送小区更新证实(Cell/URA UpdateConfirm)消息。
步骤S240，MS回应UTRAN移动性信息证实(UTRAN Mobility InformationConfirm)消息给新UTRAN的MSA。
步骤S241，新UTRAN的MSA向MME发送Relocation Complete消息。
步骤S242，MME向原UTRAN发送释放S1 UE上下文指令(S1 UE ContextRelease Command)。
步骤S243，原UTRAN回应S1 UE Context Release Complete消息给MME。
图11D是图10所示网络体系的会话管流(MS发起的PDP激活)流程的消息处理方法的流程图，其中，虚线表示可选步骤。
步骤S251，UTRAN的MS在附着后，发送Active Req消息到UTRAN。
步骤S252，UTRAN的MSA构造服务请求(Service Request)消息，并发送到UTRAN的S1接口。
步骤S253，UTRAN的S1接口构造Service Req消息，并通过直传消息发送到MME。
步骤S254，由MME发起的Security Function过程。
步骤S255，MME发起初始上下文建立流程，MME向UTRAN的S1接口发送Initial UE Context Setup消息。
步骤S256，UTRAN进行承载建立流程。
步骤S257，UTRAN向MME发送Initial UE Context Setup Complete消息。
步骤S258，MME发送Update Bearer Req消息给SGW。
步骤S259，SGW更新承载后，返回Update Bearer Rsp消息。
步骤S260，MSA构造NAS消息，即Active Accept消息，返回给MS。
图10所示的UMTS+S1接口的网络体系，通过UTRAN的移动台代理对3G的移动台、UTRAN和LTE的核心网进行适配，提供了3G网络演进到下一代移动通信网络的可行方案，本实施例具有以下优点：
在保留UMTS的空口基础上，改进接入网和核心网结构，在UMTS基础上提供LTE服务，使UMTS的MS可以后向兼容，极大保护已有投资；
与LTE达到共核心网，提高了网络性能，提升了演进能力；
使用移动台代理，对UMTS现网的改动较小，易于实施。
综上所述，本发明的实施例中，通过在基站子系统中使用移动台代理，可以使现有网络和移动台在网络演进过程中后向兼容，并能够实现网络平滑演进。
需要说明的是，本发明实施例是在核心网演进，要利用原有空口时，通过基站子系统中的移动台代理适配，实现网络平滑演进而不影响原有空口。实际上，在空口改进后，要利用原来的核心网，也可以采用同样的思想，通过基站子系统中的移动台代理适配，实现空口改进而不影响原有的核心网。
另外，本发明实施例是在移动通信系统中采用移动台代理，对于其它无线通信系统、固定电话通信系统等技术领域，也可以采用终端代理，来保证对已有系统的后向兼容，实现网络演进或终端改进。
此外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (22)

1.一种移动台代理，其特征在于，所述移动台代理连接第一网络的空口协议栈的接入层和第二网络的核心网接口协议栈的接入层，对第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息和数据进行适配和转发，
其中，所述移动台代理包括：
控制面移动台代理，连接第一网络的空口控制面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层，对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息进行适配和转发；
用户面移动台代理，连接第一网络的空口用户面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层，对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的数据进行适配和转发。
2.根据权利要求1所述的移动台代理，其特征在于，所述控制面移动台代理包括：
移动性管理适配单元，在移动性管理流程中，将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息，将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息，保持第一网络的移动台、第二网络的核心网的移动性管理状态一致；
会话管理适配单元，在会话管理流程中，将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息，将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息，建立或释放用户面承载；
信令转发单元，将所述转换得到的第一网络的移动台的信令消息转发到第一网络的空口控制面协议栈的接入层，将所述转换得到的第二网络的核心网的信令消息转发到第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层。
3.根据权利要求1所述的移动台代理，其特征在于，所述用户面移动台代理包括数据转发单元，将所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层的数据 转发到第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层，将所述第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口用户面协议栈的接入层。
4.根据权利要求3所述的移动台代理，其特征在于，所述用户面移动台代理还包括标识映射单元，对所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层或第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据进行标识映射。
5.一种基站子系统，其特征在于，包括：
第一网络的空口协议栈的接入层；
第二网络的核心网协议栈的接入层；
移动台代理，连接所述第一网络的空口协议栈的接入层和第二网络的核心网接口协议栈的接入层，对第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息和数据进行适配和转发。
6.根据权利要求5所述的基站子系统，其特征在于，
所述第一网络的空口协议栈的接入层包括第一网络的空口控制面协议栈的接入层和第一网络的空口用户面协议栈的接入层；
所述第二网络的核心网协议栈的接入层包括第二网络的核心网控制面协议栈的接入层和第二网络的核心网用户面协议栈的接入层；
所述移动台代理包括：
控制面移动台代理、连接所述第一网络的空口控制面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层、对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的信令消息进行适配和转发，
用户面移动台代理、连接所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层和第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层、对所述第一网络的移动台和第二网络的核心网的数据进行适配和转发。
7.根据权利要求6所述的基站子系统，其特征在于， 
所述第一网络的空口控制面协议栈的接入层包括：媒体接入控制层(MAC)，与所述媒体接入控制层连接的无线链路控制层(RLC)，与所述无线链路控制层连接的逻辑链路控制层(LLC)；
所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层包括：媒体接入控制层，与所述媒体接入控制层连接的无线链路控制层，与所述无线链路控制层连接的逻辑链路控制层，与所述逻辑链路控制层连接的子网相关汇聚协议层(SNDCP)。
8.根据权利要求7所述的基站子系统，其特征在于，
所述第二网络的核心网控制面协议栈的接入层包括：流控制传输协议层(SCTP)，与所述流控制传输协议层连接的7号信令系统层(SS7)，与所述7号信令系统层连接的无线接入网应用协议层(RANAP)；
所述第二网络的核心网用户面协议栈的接入层包括：用户数据报协议层(UDP)，与所述用户数据报协议层连接的通用分组无线系统隧道协议用户面层(GTPU)；
所述控制面移动台代理，连接所述第一网络的空口控制面协议栈的逻辑链路控制层和第二网络的核心网接口控制面协议栈的无线接入网应用协议层；
所述用户面移动台代理，连接所述第一网络的空口用户面协议栈的子网相关汇聚协议层和第二网络的核心网接口用户面协议栈的通用分组无线系统隧道协议用户面层。
9.根据权利要求7所述的基站子系统，其特征在于，
所述第二网络的核心网控制面协议栈的接入层包括：流控制传输协议层，与所述流控制传输协议层连接的S1接口应用协议层(S1-AP)；
所述第二网络的核心网用户面协议栈的接入层包括：用户数据报协议层，与所述用户数据报协议层连接的通用分组无线系统隧道协议用户面层； 
所述控制面移动台代理，连接所述第一网络的空口控制面协议栈的逻辑链路控制层和第二网络的核心网接口控制面协议栈的S1接口应用协议层；
所述用户面移动台代理，连接所述第一网络的空口用户面协议栈的子网相关汇聚协议层和第二网络的核心网接口用户面协议栈的通用分组无线系统隧道协议用户面层。
10.根据权利要求6所述的基站子系统，其特征在于，
所述第一网络的空口控制面协议栈的接入层包括：媒体接入控制层，与所述媒体接入控制层连接的无线链路控制层，与所述无线链路控制层连接的无线资源控制层(RRC)；
所述第一网络的空口用户面协议栈的接入层包括：媒体接入控制层，与所述媒体接入控制层连接的无线链路控制层，与所述无线链路控制层连接的分组数据汇聚协议层(PDCP)。
11.根据权利要求10所述的基站子系统，其特征在于，
所述第二网络的核心网控制面协议栈的接入层包括：流控制传输协议层，与所述流控制传输协议层连接的S1接口应用协议层；
所述第二网络的核心网用户面协议栈的接入层包括：用户数据报协议层，与所述用户数据报协议层连接的通用分组无线系统隧道协议用户面层；
所述控制面移动台代理，连接所述第一网络的空口控制面协议栈的无线资源控制层和第二网络的核心网接口控制面协议栈的S1接口应用协议层；
所述用户面移动台代理，连接所述第一网络的空口用户面协议栈的分组数据汇聚协议层和第二网络的核心网接口用户面协议栈的通用分组无线系统隧道协议用户面层。
12.一种网络适配方法，其特征在于，包括下述步骤：
将第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息； 
将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息；
将所述转换得到的第一网络的移动台的信令消息、第二网络的核心网接口协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口协议栈的接入层；
将所述转换得到的第二网络的核心网的信令消息、第一网络的空口协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口协议栈的接入层。
13.根据权利要求12所述的网络适配方法，其特征在于，
将所述转换得到的第一网络的移动台的信令消息、第二网络的核心网接口协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口协议栈的接入层是指：将所述转换得到的第一网络的移动台的信令消息转发到第一网络的空口控制面协议栈的接入层，将第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据转发到第一网络的空口用户面协议栈的接入层；
将所述转换得到的第二网络的核心网的信令消息、第一网络的空口协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口协议栈的接入层是指：将所述转换得到的第二网络的核心网的信令消息转发到第二网络的核心网接口控制面协议栈的接入层，将第一网络的空口用户面协议栈的接入层的数据转发到第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层。
14.根据权利要求12所述的网络适配方法，其特征在于，还包括：保持第一网络的移动台、第二网络的核心网的移动性管理状态一致。
15.根据权利要求12所述的网络适配方法，其特征在于，还包括：对第一网络的空口用户面协议栈的接入层或第二网络的核心网接口用户面协议栈的接入层的数据进行标识映射。
16.根据权利要求12所述的网络适配方法，其特征在于，将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息是指对第一网络的移动台的信令消息进行解析和参数转换，构造对应的第二网络的核心网 的信令消息。
17.根据权利要求12所述的网络适配方法，其特征在于，将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息是指根据第一网络的移动台的信令消息类型，构造对应的第二网络的核心网的信令消息。
18.根据权利要求16或17所述的网络适配方法，其特征在于，还包括在核心网接收到所述对应的第二网络的核心网的信令消息后，通过承载指派消息建立用户面承载。
19.根据权利要求16所述的网络适配方法，其特征在于，还包括在核心网接收到所述对应的第二网络的核心网的信令消息后，通过初始用户上下文建立消息建立用户面承载。
20.根据权利要求19所述的网络适配方法，其特征在于，还包括在建立用户面承载后，构造对应的第一网络的移动台的信令消息。
21.根据权利要求12所述的网络适配方法，其特征在于，将所述第二网络的核心网的信令消息转换为对应的第一网络的移动台的信令消息是指对第二网络的核心网的信令消息进行解析和参数转换，构造对应的第一网络的移动台的信令消息。
22.根据权利要求21所述的网络适配方法，其特征在于，将所述第一网络的移动台的信令消息转换为对应的第二网络的核心网的信令消息是指根据第一网络的移动台的信令消息和移动性管理状态，构造对应的第二网络的核心网的信令消息。 
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