CN101617508A - Femtocell向宏网络中的集成 - Google Patents

Abstract

本发明的一些实施例提供了一种包括第一通信网、第二通信网和核心网的通信系统。第二通信网包括网络控制器和通过网络控制器可通信地耦合到核心网的一组两个或更多个接入区域。一些实施例通过向每个第二网络接入区域提供接入区域标识符来为第二网络接入区域服务，同时使用分配给网络控制器的单个区域标识符来与第一网络或核心网通信。一些实施例通过向未被授权接入第二网络的服务的用户设备(UE)发送一串无效消息以拒绝UE，来提供接入控制。一些实施例通过发送消息以禁止UE接入具有特定接入区域标识符的区域来拒绝UE。

Description

Femtocell向宏网络中的集成

相关申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的优先权：2007年2月26日提交的题为“Methods for Unauthorized User Equipment Rejection as a Component of theGeneric Access to the Iu Interface for Femtocells”的美国临时专利申请60/891,583；2007年3月2日提交的题为“Methods For Cell Planning as aComponent of the Generic Access to the IU Interface for Femtocells”的美国临时专利申请60/892,800；2007年7月13日提交的题为“Generic Access to theIu Interface”的美国临时专利申请60/949,826；和2007年8月17日提交的题为“Femtocell Integration Into the Macro Network”的美国临时专利申请60/956,669。这四个临时专利申请的内容均通过引用结合在本文中。

技术领域

本发明涉及电信。更具体而言，本发明涉及用于在授权无线系统(licensedwireless system)、非授权无线系统(unlicensed wireless system)和诸如因特网的通用接入网中无缝地集成语音和数据电信服务的技术。

背景技术

授权无线系统为使用无线收发器的个体提供移动无线通信。授权无线系统指的是公共蜂窝式电话系统和/或个人通信服务(PCS)电话系统。无线收发器包括蜂窝式电话、PCS电话、具有无线功能的个人数字助理、无线调制解调器等。

授权无线系统利用政府许可的无线信号频率。为了取得使用这些频率的权利要支付高额费用。为支持在授权频率上进行的通信，要利用昂贵的基站(BS)设备。基站(例如，蜂窝网络中的蜂窝塔)通常被安装成彼此间隔约一英里。典型的授权无线系统所采用的无线传输机制和频率限制了数据传送速率和范围。结果是，授权无线系统中的服务质量(语音质量和数据传送速度)远不如陆上线路(有线)连接所提供的服务质量。这样，授权无线系统的用户为质量相对较低的服务支付相对较高的费用。

陆上线路(有线)连接的部署范围广并且通常以较低的成本提供较高质量的语音和较高速度的数据业务。陆上线路连接存在的问题是，其限制了用户的移动性。传统上，需要有连到陆上线路的物理连接。

近几年来，使用非授权无线通信系统来促成对基于陆上线路的网络的移动接入的技术已经得到了快速的发展。例如，这种非授权无线系统可支持基于IEEE 802.11a、b或g标准(WiFi)或者蓝牙标准的无线通信。与这种系统相关联的移动范围通常约为100米或者更少。典型的非授权无线通信系统包括基站，基站包括无线接入点(AP)，这种无线接入点具有到达基于陆上线路的网络的物理连接(例如，同轴电缆、双绞线或光缆)。AP具有RF收发信机，以便与在距离AP适度距离的范围内工作的无线手持机通信，其中WiFi和蓝牙

标准支持的数据传输速率远远高于上述授权无线系统所支持的数据传输速率。因此，这种做法以较低的成本提供了质量较高的服务，但这种服务仅仅扩展到距基站适度距离的范围。

然而，为了在非授权系统和授权系统中都能无缝地进行通信，这种非授权无线通信系统需要改进的用户设备或双模式用户设备。因此，需要在不改变用户设备的情况下提供非授权无线系统的低成本和服务质量的好处。因此，正在开发以无缝方式将仿真授权无线系统的部件的短距离授权无线基站与授权无线系统集成起来的技术。这种无缝集成应当使用户在位于这种系统的范围以内时经由单个手持机(即，用户设备)能够接入短距离授权无线系统(即，femtocell系统)，而用户在短距离授权无线系统以外时经由单个手持机能够接入授权无线系统。

为了执行这种集成，需要分享与授权无线系统进行通信所需的有限的授权无线系统资源和一些多种消息传递功能。因此，需要一种能克服可用资源有限的问题的解决方案。此外，在实施这种解决方案时应不需改变用于接入网络的用户设备，也不需要改变网络自身的各组成部分，以便提供一种完全透明的集成通信系统。

发明内容

本发明的一些实施例提供了包括第一通信网、第二通信网和核心网的通信系统，其中核心网可通信地耦合到第一和第二通信网。第二通信网包括网络控制器和一组两个或更多个接入区域，这些接入区域由网络控制器可通信地耦合到核心网。一些实施例提供了一种用于从第二通信网的特定接入区域中的用户设备(UE)接收与第一通信网的第一接入区域相关联的第一区域标识符的方法。在UE与核心网之间形成连接以前，第二区域标识符被发送到核心网。第二区域标识符代表第二通信网的那组两个或更多个接入区域的一组两个或更多个区域标识符。

一些实施例还包括用于建立第二通信网的接入区域的接入点。在一些这样的实施例中，接入点接收具有第一区域标识符的消息，该第一区域标识符标识由接入点建立的接入区域。接入点用第二区域标识符替换第一区域标识符，并将消息传递给网络控制器，以便进行到达核心网的路由操作。

在通信系统内，一些实施例提供了用于从UE接收请求的方法。该请求用于通过第二网络的特定接入区域接入到第二网络。一些这样的实施例判断UE是否被授权通过该特定接入区域接入第二网络。如果UE没被授权通过该特定接入区域接入第二网络，一些实施例重复地向UE传递一组消息，以使UE停止请求接入第二网络的服务。

一些实施例提供了用于从UE接收关于通过第二网络的特定接入区域接入第二网络的请求的方法。该特定接入区域具有相关联的区域标识符。一些实施例判断UE是否被授权通过该特定接入区域接入第二网络。如果UE没被授权通过该特定接入区域接入第二网络，则一些实施例传递消息以限制UE使其不能接入指定了与该特定接入区域相关联的区域标识符的任何接入区域。

附图说明

在所附权利要求中阐明了本发明的新颖性特征。然而，为了解释，在以下附图中示出了本发明的若干实施例。

图1示出了根据本发明的一些实施例的集成的通信系统(ICS)的结构和femtocell系统的基本元件。

图2示出了在执行移动管理时涉及的宏网络的各个组成部分。

图3示出了在宏网络与核心网之间进行通信时所使用的标识符。

图4示出了在宏网络的位置区域(LA)内的femtocell系统的多个FAP的透明操作。

图5的处理概念性地示出了在UE漫游到FAP的覆盖区域中时，为实现本地LAC到超级LAC的转换而由FAP执行的若干操作。

图6的处理概念性地示出了为了与图5中的处理相结合地实现本地LAC到超级LAC的翻译而由GANC执行的若干操作。

图7示出了将图5和图6组合起来的本地LAC到超级LAC的转换处理。

图8示出了在UE已经成功预占(camp on)femtocell系统的FAP后，通过femtocell系统在多个UE与多个核心网之间进行的后续消息交换。

图9的处理概念性地示出了由GANC的INC执行的用于对超级LAC进行逻辑分配的若干操作。

图10示出了根据本发明一些实施例的开放接入模式FAP。

图11示出了根据本发明一些实施例的封闭接入模式FAP。

图12示出了允许接入试图建立紧急服务请求的非授权用户的封闭接入模式FAP。

图13的处理概念性地示出了为了拒绝非授权UE同时确保这种拒绝不会对任何其它授权FAP的UE服务带来影响所执行的若干操作。

图14的处理概念性地示出了为了拒绝非授权UE和防止该UE在将来试图重连到特定FAP而由GANC执行的若干操作。

图15的处理概念性地示出了为了使用基于认证的UE拒绝来拒绝非授权UE而由GANC执行的若干处理。

图16概念性地示出了用来实施一些实施例所使用的计算机系统。

具体实施方式

在以下对本发明的具体描述中，提出并描述了本发明的许多细节、例子和实施例。然而，对于本领域技术人员来说，清楚且显而易见的是，本发明的实施并不局限于本文所描述的实施例，并且在不采用所讨论的某些具体细节和例子的情况下，也可以实现本发明。

本发明的一些实施例提供了一种通信系统，该通信系统包括第一通信网络、第二通信网络，以及与第一和第二通信网络可通信地耦合的核心网。第二通信网络包括网络控制器和一组两个或更多个接入区域，这些接入区域通过网络控制器可通信地耦合到核心网。一些实施例提供了一种用于从第二通信网络的特定接入区域中的用户设备(UE)接收与第一通信网络的第一接入区域相关联的第一区域标识符的方法。在UE与核心网之间形成连接之前，第二区域标识符被发送到核心网。第二区域标识符表示第二通信网络的那组两个或更多个接入区域的一组两个或更多个区域标识符。

一些实施例进一步包括用于建立第二通信网络的接入区域的接入点。在一些这样的实施例中，接入点接收具有第一区域标识符的消息，该第一区域标识符标识由接入点建立的接入区域。接入点用第二区域标识符替换第一区域标识符，并传递该消息给网络控制以用于寻路到核心网。

在通信系统内，一些实施例提供了一种用于接收来自UE的请求的方法。该请求是关于通过第二网络的特定接入区域接入第二网络的请求。一些这样的实施例判断UE是否被授权通过该特定接入区域接入第二网络。如果UE没被授权通过该特定接入区域接入第二网络，一些实施例重复地向UE传递一组消息，以使UE停止请求接入第二网络的服务。

一些实施例提供了一种用于从UE接收对通过第二网络的特定接入区域接入第二网络的请求的方法。该特定接入区域具有相关联的区域标识符。一些实施例判断UE是否被授权通过该特定接入区域接入第二网络。如果UE没被授权通过该特定接入区域接入第二网络，一些实施例传递消息以限制UE使其不能接入指定了与该特定接入区域相关联的区域标识符的任何接入区域。

在以下章节中描述了本发明的若干更具体的实施例。章节I描述了结合了一些实施例的整个集成的通信系统(ICS)，并包括对femtocell系统的系统结构的论述。接下来，章节II描述了在一些实施例中femtocell的移动管理功能。在章节III中论述了femtocell服务接入控制。之后，章节IV描述了在实施本发明的一些实施例时所使用的计算机系统。最后，附录I示出了本文使用的缩写的列表。

I.系统的体系结构

A.系统的体系结构概述

图1示出了根据本发明的一些实施例的集成的通信系统(ICS)的体系结构100。ICS体系结构100使用户设备(UE)105能够通过(1)授权空中接口106或通过(2)ICS接入接口107接入语音和数据网络125。ICS接入接口107将UE 105连接到无线femtocell系统117，无线femtocell系统117包括低功率femtocell 160，低功率femtocell 160继而通过通用IP接入网络115将UE 105可通信地耦合到GANC 110。可替代地，UE 105通过femtocell系统117接入核心网(CN)125的各组成部分。更具体而言，UE 105与端点之间的通信会话是由CN 125的各组成部分建立起来的。在一些实施例中，通过任一个接口进行的通信会话包括语音服务、数据服务，或同时包括这两种服务。

核心网125包括用于用户认证和授权的一个或多个归属位置寄存器(HLR)和数据库175。一旦被授权，UE 105就可以接入核心网125的语音和数据服务。为了提供这种服务，核心网125包括用于提供对语音服务的接入的移动交换中心(MSC)130。数据服务是通过服务GPRS(通用分组无线电业务)支持节点(SGSN)135与诸如网关GPRS支持节点(GGSN)(未示出)的网关相结合而提供的。

SGSN 135通常负责传递来自SGSN 135的地理服务区域内的GGSN和用户设备的数据分组，和向SGSN 135的地理服务区域内的GGSN和用户设备传递数据分组。此外，SGSN 135可执行例如移动管理、存储用户简档和存储位置信息等功能。然而，从核心网125到各种外部数据分组服务网络(例如，公共因特网)的实际接口是由GGSN实现的。因为源自用户设备的数据分组通常并没有构造成接入外部数据网络时所用的格式，GGSN的任务是充当进入这种分组服务网络的网关。

在图示的实施例中，授权无线网络表示基于UMTS地面无线电接入网络(UTRAN)的蜂窝网络普遍具有的组成部分，这种蜂窝网络包括多个被称为节点B180(为简明起见，图中仅示出了一个节点B)的基站，节点B经由各个用户设备105各自的授权无线电链路106(例如，利用授权带宽内的无线电频率的无线电链路)为各个用户设备105实现无线通信服务。然而，本领域普通技术人员将认识到，在一些实施例中，授权无线网络可包括其它授权无线网络，诸如，GSM/GPRS和GERAN等(仅举几个例子)。

授权无线信道106可包括任意具有用于语音/数据网络的规定UTRAN或基站子系统(BSS)接口协议(例如，用于UTRAN的Iu-cs和Iu-ps接口，或用于GSM的A和Gb接口)的授权无线服务。UTRAN 190通常包括至少一个节点B 180和用于管理节点B 180的集合的无线电网络控制器(RNC)185。通常，多个节点B 180被配置成覆盖广阔服务区域的蜂窝式配置(每个小区一个节点B)。无线电接入网络(RAN)的这些组成部分也可称为宏网络(MN)，并为UE提供接入核心网(CN)的通信接口。对于本领域普通技术人员来说，显然，根据这些组成部分的范围，可以将这些组成部分称为微网络或微微网络(pico network)。

每个RNC 185通过诸如图1中所示的Iu-cs接口和Iu-ps接口这样的标准无线电网络控制器接口与核心网125的各组成部分通信。例如，RNC 185通过用于电路交换语音服务的UTRAN Iu-cs接口与MSC 130通信。此外，RNC 185通过用于分组数据服务的UTRAN Iu-ps接口与SGSN 135通信。此外，本领域普通技术人员将认识到，在一些实施例中，可应用具有其它标准接口的其它网络。例如，用基站控制器(BSC)取代GSM/GPRS网络中的RNC 185，该BSC经由A接口向MSC 130传送语音，并且该BSC经由GSM/GPRS网络的Gb接口向SGSN 135传送数据。

在ICS体系结构100的一些实施例中，用户设备105经由第二通信网络连接到核心网(CN)125，该第二通信网络是由femtocell系统117的ICS接入接口107和通用接入网络控制器(GANC)110(也称为全球网络控制器或UNC)实现的。在一些实施例中，通过ICS接入接口107的语音和数据服务是经由可通信地耦合到宽带IP网络115的femtocell接入点(FAP)160实现的。FAP 160创建用于实现短距离授权无线通信会话的femtocell系统接入区域，这种短距离授权无线通信会话的工作过程独立于授权通信会话106。在femtocell系统117的情况下，UE 105通过由FAP 160创建的短距离授权无线网络接入区域连接到femtocell系统117。然后通过诸如宽带网络连接的通用接入IP网络115发送来自FAP 160的信号。

来自UE 105的信令通过ICS接入接口107和通用IP接入网络115被传递到GANC 110。在GANC 110利用授权、认证和计费(AAA)服务器140对用户进行认证和授权后，GANC110利用无线电网络控制器接口与核心网125的各组成部分通信，该无线电网络控制器接口与上述的UTRAN的无线电网络控制器接口相同或相似。例如，一些实施例的GANC 110包括用于电路交换语音服务的Iu-cs接口和用于分组数据服务(例如，GPRS)的UTRANIu-ps接口。

在一些实施例中，GANC 110通过若干其它接口中的一个或多个接口与ICS系统100的其它系统组成部分通信，该若干其它接口为：(1)“Up”、(2)“Wm”、(3)“D’/Gr’”、(4)“Gn’”和(5)“S1”。“Up”接口是用于对UE 105与GANC 110之间的会话进行管理的标准接口。“Wm”接口是GANC 110与AAA服务器140之间的标准化接口，该AAA服务器140用于对进入femtocell系统117中的UE 105进行认证和授权。“D’/Gr’”接口是通向HLR的标准接口。可选的，一些实施例利用“Gn’”接口，“Gn”接口是用于与核心网的数据服务网关(例如，GGSN)直接通信的改进型接口。

一些实施例可选地包括“S1”接口。在这些实施例中，“S1”接口提供从GANC 110到AAA server 140的授权和认证接口。在一些实施例中，支持S1接口的AAA服务器140和支持Wm接口的AAA服务器140可以是同一个服务器。在2006年2月6日提交的题为“Service Access Control Interface foran Unlicensed Wireless Communication System”的美国专利申请11/349,025中描述了S1接口的更多细节。此外，在一些实施例中，GANC 110通过lu-pc接口和小区广播中心(CBC)155与用于支持定位服务的服务移动位置中心(SMLC)150通信，其中小区广播中心(CBC)155用于支持通过接口lu-bc接口的小区广播服务。

在一些实施例中，UE 105在接入femtocell系统117以前必须向GANC110登记。一些实施例的登记信息包括用户的国际移动用户身份(IMSI)、媒体接入控制(MAC)地址和服务接入点的服务集标识符(SSID)，以及来自UE 105已经预占(camp on)的GSM或UTRAN小区的小区身份。在一些实施例中，GANC 110可将此信息传递给AAA服务器140，以便对用户进行认证和确定用户可用的服务(例如，语音和数据)。如果AAA 140同意接入，GANC110将允许UE 105接入femtocell系统117的语音和数据服务。这些语音和数据服务由femtocell系统117经由上述的各种接口无缝地提供给UE105。在美国临时专利申请60/949,826中进一步描述了ICS体系结构100，该临时专利申请通过引用结合到本文中。

B.无线Femtocell通信系统

如图1所示，一些实施例的femtocell系统包括Femtocell接入点(FAP)160，该FAP 160将UE 105通过通用IP接入网络115可通信地耦合到GANC110。在图1中，UE 105与FAP 160之间的接口被称为Uu接口。UE 105与FAP 160利用授权无线频率通过短距离无线空中接口通信。起始于FAP 160的安全远程接入隧道终止于GANC 110的安全网关(SeGW)120部件，该SeGW 120部件为信令、语音和数据业务提供交互认证、加密和数据完整性。

Femtocell接入点(FAP)管理系统(AMS)170被用于管理大量FAP。AMS 170的功能包括配置、故障管理、诊断、监视和软件升级。AMS 170与SeGW 120之间的接口被称为S3接口。S3接口为FAP提供对femtocell接入点管理服务的安全接入。FAP与AMS之间的所有通信都是经由在FAP与SeGW 120之间建立的femtocell安全隧道进行交换的。如图所示，AMS 170接入AP/用户数据库(femtocell DB)175，该AP/用户数据库(femtocell DB)175为FAP和用户信息提供了集中化数据存储设施。多个femtocell系统元件可经由AAA服务器接入femtocell DB。

GANC110的IP网络控制器(INC)165部件通过S1接口与AAA/代理服务器140相连，该S1接口用于提供FAP相关信息和服务接入控制。如图1所示，AAA/代理服务器140也与AP/用户数据库175通过接口相连。

1.功能性实体

i.用户设备(UE)

UE 105具有接入femtocell系统117所需的功能。UE 105可支持蓝牙

或IEEE 802.11协议。在一些实施例中，UE 105支持连接到接入点的IP接口。在这些实施例中，源自GANC 110的IP连接一直延伸到UE 105。

在一些实施例中，UE 105是在提供商的授权频谱上工作的标准3G手持机设备。在一些实施例中，UE 105包括蜂窝式电话、智能电话、个人数字助理，或配备了用于通过授权和非授权无线网络进行通信的用户身份模块(SIM)卡的计算机。此外，在一些实施例中，配备有SIM卡的计算机通过有线通信网络进行通信。

可替代地，在一些实施例中，UE 105包括固定无线设备，该固定无线设备提供一组终端适配器功能，用于将综合服务数字网络(ISDN)、会话启动协议(SIP)、或普通老式电话服务(POTS)终端连到ICS。将本发明应用到这种类型的设备，可以使无线服务提供商即使在使用者位置并没有被授权无线网络充分覆盖的情况下也能够为使用者提供所谓的陆上线路代替服务。此外，尽管终端适配器的替换实施例提供了用于通过非授权无线网络或授权无线网络进行连接的等同功能，但终端适配器的一些实施例是用于将ISDN、SIP或POTS终端连到不同通信网络(例如，IP网络)的固定有线设备。

ii.Femtocell接入点(FAP)

FAP 160是为UE的连接性提供标准无线电接口(Uu)的授权接入点。FAP 160利用标准GAN接口的改进版本(Up)为UE 105提供无线电接入网络连接性。FAP 160产生在UE 105位于FAP 160所产生的信号范围内时UE105能够检测到的短距离授权无线信号。通常，此范围跨越几十米的范围，而宏网络的宏小区跨越几十千米。换言之，由FAP产生的覆盖区域是微型小区，这种微型小区的范围比宏网络的宏小区小100倍、1000倍或更多倍。对于UE 105来说，FAP 160的信号显示为来自宏网络的新小区的信号。因此，UE 105不能将FAP 160与宏网络的其它节点B 180或基站区分开。在一些实施例中，FAP 160配备了标准3G USIM或2G SIM。

根据一些实施例，FAP 160将被放置在固定建筑物中，诸如家中或办公楼中。在一些实施例中，FAP 160的服务区域包括建筑物的室内部分，但可理解，服务区域可包括建筑物或校园的室外部分。在这样的区域中，一些宏网络可能不提供足够好的信号强度或服务质量。然而，通过在这样的区域中放置FAP 160，FAP 160能够扩展UE 105可获得的可服务覆盖区域，而不会对宏网络或核心网造成影响。

iii.通用接入网络控制器(GANC)

GANC 110是在3GPP TS 43.318文档“Generic access to the A/Gb interface；Stage 2”中定义的GANC的增强版本。对于核心网，GANC 110表现得像UTRAN无线电网络控制器(RNC)一样。GANC110包括安全网关(SeGW)120和IP网络控制器(INC)165。在一些实施例中，GANC还包括GANC信令网关、GANC媒体网关(MGW)和/或ATM网关(未示出)。

SeGW 120提供在题为“Generic access to the A/Gb interface；Stage 2”的3GPP文档中和在题为“Generic access to theA/Gb interface；Stage 3”的3GPPTS 44.318文档中定义的功能。起始于FAP的安全接入隧道终止于SeGW120，SeGW 120为信令、语音和数据业务提供交互认证、加密和数据完整性。要求SeGW 120支持FAP 160的EAP-SIM和EAP-AKA认证。

INC 165是核心GANC元件。在一些实施例中，INC 165的前端与负载平衡路由器/交换子系统相连，该负载平衡路由器/交换子系统将INC 165连到其它GAN系统；例如，GANC安全网关，本地或远程管理系统等。

iv.通用IP接入网络

通用IP接入网络115代表共同支持GANC安全网关(SeGW)120功能与FAP 160之间的IP连接性的所有元件。这包括：(1)其它消费者前提设备(例如，DSL/电缆调制解调器、WLAN交换机、住宅网关/路由器、交换机、集线器、WLAN接入点)，(2)宽带接入技术专用的网络系统(例如，DSLAM或CMTS)，(3)ISP IP网络系统(边缘路由器、核心路由器、防火墙)，(4)无线服务提供商(WSP)IP网络系统(边缘路由器、核心路由器、防火墙)，和(5)网络地址翻译(NAT)功能，该功能或者独立于上述系统，或者集成到上述系统中的一个或多个系统中。

V.AP管理系统(AMS)

AMS 170被用于管理大量的FAP 160，包括配置、故障管理、诊断、监视和软件升级。对AMS功能的接入是经由GANC SeGW 120通过安全接口来提供的。

以上提到的装置的一些实施例，诸如用户设备105、FAP 160或GANC110，包括诸如微处理器和存储器(未示出)的电子部件，该电子部件将执行管理语音和数据服务的无线协议的计算机程序指令存储在机器可读介质或计算机可读介质中，在下面的题为“计算机系统”的章节中将做进一步的描述。机器可读介质或计算机可读介质的例子包括，但并不限于，诸如硬盘、存储器模块、磁带等的磁介质，诸如CD-ROM和全息照相装置等的光介质，诸如光盘等的磁光介质，和专门配置成存储和执行程序代码的硬件装置，诸如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、ROM和RAM装置等。计算机程序或计算机代码的例子包括诸如由编译器产生的机器代码，和包含由计算机、电子部件或微处理器利用翻译程序执行的高级代码的文件。

II.FEMTOCELL移动管理

在一些实施例中，FAP使UE能够以对于UE来说透明的方式通过femtocell系统接入操作员核心网。换言之，UE在通过femtocell系统通信以到达操作员核心网时，并不需要区分通信会话是通过femtocell系统进行的还是直接通过UTRAN进行的。此外，为了使UE能够通过femtocell系统接入操作员核心网，并不需改变UE。因此，FAP以与节点B或各种宏网络的其它基站相同或相似的方式透明地进行工作。

透明的工作允许femtocell系统利用核心网的部件为被授权直接与授权网络通信的用户设备建立和路由通信会话。核心网的MSC为femtocell系统建立和路由电路交换服务，并创建到达和源自femtocell系统的服务区域和位于服务区域以外的目的地端点的物理连接。核心网的SGSN为femtocell系统建立和路由分组交换服务，并创建到达和源自femtocell系统的服务区域以及目的地端点的物理连接。

在本发明的一些实施例中，从宏网络的服务区域漫游到femtocell系统的服务区域中的UE，将利用与该UE位于仅为宏网络的服务区域内时相同的核心网的MSC或SGSN来路由UE通信。以下将详细描述当UE位于femtocell系统服务区域内时用于判断由核心网的MSC还是SGSN来路由UE的通信的处理。

GANC的任务是充当网络控制器，以帮助建立将femtocell系统的服务区域可通信耦合到核心网部件的通信会话。具体而言，GANC将通信会话路由到MSC或SGSN，然后MSC或SGSN通过已建立的连接将该通信会话转发到终点。通过这种方式，femtocell系统的服务区域在核心网以外继续工作，并且独立于核心网工作，但由核心网提供实际的电路交换或分组交换服务建立，并且核心网提供通向目的地的连接。对于本领域普通技术人员来说，显然，即使电路交换和分组交换服务是由核心网建立和提供的，UE用来建立这种通信会话的各种控制信令也可改为由femtocell系统的FAP或GANC来处理。

A.位置区域、路由区域和服务区域标识

一些实施例通过采用宏网络的各种移动管理特征并将这些移动管理特征集成到femtocell系统的FAP和其它部件中(诸如GANC中)，来建立这种透明性。通过将宏网络的覆盖区域划分成叫做位置区域(用于电路交换域，即，CS域)和路由区域(用于分组交换域，即，PS域)的逻辑登记区域，以便于在UMTS宏网络内实现移动管理。当UE漫游到任意一个这种位置区域(LA)或路由区域(RA)中时，UE执行一系列预期动作，诸如执行位置更新以将其位置通知给网络。

图2示出了在UE和核心网的情况下执行移动管理时涉及到的宏网络的各组成部分。在图2中，LA或RA 220通常包括一组节点B(诸如230)，或者代表LA或RA 220内的一组小区的其它基站。LA或RA 220内的小区与单个RNC 240或其它基站收发信台(BTS)通信。如参考图1所描述的那样，RNC或BTS将来自小区的通信或服务请求转发给用于电路交换服务的适当的MSC 250，或者转发给用于分组交换服务的SGSN 260。因此，单个MSC 250服务于一个或多个LA，并且单个SGSN 260服务于一个或多个RA。

通过利用UE 210最后得知的LA(对于CS域)或RA(对于PS域)，不论UE 210是否处于空闲模式，或者UE 210是否不具有任何有效的RRC连接，宏网络都可在UE 210穿过LA或RA 220内的不同小区时识别出UE210的位置。当没有有效的无线电连接可用时，宏网络将利用最后得知的LA和RA来对UE 210进行寻呼。然而，如果UE 210穿越到新的LA或RA中，则移动管理要求UE 210发起位置更新消息，以将其移动通知宏网络。

宏网络的移动管理特征通过将位置区域标识符(LAI)与LA关联起来，来识别每个LA。核心网的MSC/VLR利用LAI来识别和路由从特定LA到核心网的通信以及返回到特定LA的通信。类似地，将每个RA与路由区域标识符(RAI)关联起来。核心网的SGSN利用RAI来识别和路由从特定RA到核心网的数据以及返回到特定RA的数据。

LAI包括移动国家代码(MCC)、移动网络代码(MNC)和位置区域代码(LAC)。MCC标识宏网络所处的国家，并且通常是在UE SIM的国际移动用户身份(IMSI)内找到的相同的三位数字值。MNC标识MCC指定的国家内的宏网络。MNC也采用与UE SIM的IMSI内找到的两位或三位MNC相同的值。LAC是LAI内的专用字段，用于唯一地标识LA，以将LA与MSC服务的其它LA区分开。LAC典型地包括用于标识LA的两个八位字节的固定长度代码。根据LAC参数，MSC确定UE在宏网络内的当前位置或先前位置。

RAI包括以上关于LAI描述的MCC、MNC和LAC参数，但RAI还包括用于指定路由区域代码(RAC)的附加字段。RAC通常包括用于识别特定LA内的RA的单个八位字节的固定长度代码。

如上所述，LA或RA代表RNC或其它基站收发信台用于与MSC或SGSN通信所使用的标识。然而，当LA内的特定小区直接与UE通信时，每个小区被分配一个小区身份(CI)。当与RNC或其它基站收发信台通信时，小区使用该参数。CI是在小区所在的LA内唯一地标识小区的标识符。

此外，一些宏网络规定了服务区域标识符(SAI)，来标识包括属于同一个LA的一个或多个小区的区域。SAI是位置区域的子集，并且可用于向宏网络指示UE的位置。SAI也可被用于紧急呼叫路由和收费目的。SAI包括公用陆地移动网络标识符(PLMN-Id)、LAC和服务区域代码(SAC)。PLMN-Id唯一地标识宏网络。PLMN-Id通常是MCC和MNC的拼接，因此SAI包括LAI和16位的SAC。

图2和图3示出了宏网络利用部分或全部这种标识符来执行移动管理和将通信(例如，语音呼叫)、数据请求(例如，SMS消息传递、文本消息传递、接入因特网等)和其它服务传递给UE。在图2中，UE 210可穿越宏网络的LA 220内的不同小区。当相邻小区的信号强度增大而当前小区的信号强度减小时，UE 210将启动小区重选。小区重选允许UE 210经由信号最强的小区工作。在题为“User Equipment(UE)procedures in idle mode andprocedures for cell reselection in connected mode”的3GPP TS 25.304文档中提供了小区重选的程序。因此，在图2中，UE 210连接到具有最强可用信号的LA 220的小区，诸如节点B 230。节点B 230将服务请求传递给为节点B230所在的特定LA 220服务的RNC 240。然后RNC 240将服务请求传递给核心网内用于进行进一步处理的相关联的MSC 250或SGSN 260。

图3示出了宏网络与核心网之间的通信中所用的标识符。在RNC 240与MSC 250之间的通信中，MSC 250用来标识始发RNC 240的特定标识符是LAC参数。LAC为MSC 250标识发出请求的特定LA，以及LA的相应RNC 240。类似地，SGSN 260利用RAC参数来标识始发RA，因此在与SGSN260通信时，RAC参数是连同LAC一起提供的。附加标识符通常与LAC和RAC一起传递。例如，RNC 240将服务区域标识符(SAI)传递给MSC 250。SAI包括MCC、MNC、LAC和两个八位字节的服务区域代码(SAC)。SAI标识LA内的包括属于同一LA的一个或多个小区的区域。SAC由服务操作员定义，并且是在RNC内设置的。

因此，为了使femtocell系统能够透明地为UE提供功能，一些实施例的FAP利用与宏网络相似的移动管理和标识方案。结果，UE将不能区分开femtocell系统的FAP和宏网络的基站。因此，无需对UE作出任何改变并且无需对宏网络或核心网的各组成部分做任何改变，就能通过femtocell系统为UE提供服务。以下章节B详细地描述了femtocell移动管理。

B.Femtocell系统移动管理

图4示出了宏网络的位置区域(LA)内的femtocell系统的多个FAP的透明操作。图4示出了宏网络和核心网的部件，诸如节点B、RNC、MSC和SGSN。图4中还包括femtocell系统的部件，诸如FAP 420-440和GANC470，它们被无缝集成到核心网中。

进入无缝集成femtocell系统中的接口是经由FAP 420-440提供的。FAP420-440通过与LA 410内的节点B的那些信号相同或类似的信号，来产生短距离授权无线覆盖区域。当UE 450穿过LA 410时，UE 450检测由FAP420-440创建的femtocell覆盖区域。当UE 450接近FAP 430的覆盖区域时，信号强度增大。

在图4中，UE 450与FAP 430足够接近，在FAP 430处，UE 450能够通过femtocell系统而不是宏网络继续进行通信和数据服务。为了连接到femtocell系统，UE的小区重选触发FAP 430与UE 450之间的一系列移动管理操作。在一些实施例中，这种小区重选使宏网络执行服务转交。在转交之后，通信和数据从UE 450传播到FAP 430，并经由GANC 470传播到核心网中，而不是通过宏网络的节点B 460传播。

在一些实施例中，可通过以下两种可行机制来改善UE FAP选择(即，漫游到FAP覆盖区域中)：(1)FAP小区可处于不同的HPLMN(等效PLMN列表)中，并将通过优选的等效PLMN选择来选择FAP小区。该机制假设UE当前预占的宏小区并没有在等效PLMN列表中，以及(2)宏网络将广播系统信息，使得只要FAP满足某些最小参数，则与宏网络的其它小区相比，UE将优选FAP。来自宏网络的广播信息可包括使UE 450选择FAP 430而不选择宏网络的其它基站的各种偏置参数(biasing parameter)。

在一些实施例中，femtocell移动管理发生在UE以空闲模式工作的时候。如果没有这种空闲模式移动管理，则工作在空闲模式下的那些UE可以在不了解FAP的情况下，通过它们的内部小区选择逻辑漫游到特定FAP中并预占该特定FAP。当UE返回运行模式以执行各种功能时，FAP仅仅变成知道UE的存在。结果是，UE可预占其没被授权接入的FAP(即，UE不在FAP的服务接入控制内)，而直至UE返回运行模式并试图向该FAP登记或启动对FAP的服务请求才会发生对UE的拒绝。对于本领域普通技术人员来说，显然，这种UE空闲模式预占可能发生在UE从宏网络的小区切换到femtocell系统的FAP的时候和在UE从一个FAP切换到相邻FAP的时候。

为了触发来自空闲模式的UE的初始消息，一些实施例的FAP被分配到与相邻宏小区和其它相邻FAP的位置区域不同的位置区域。通过为FAP分配不同的LA，每当UE预占FAP时UE都将启动与FAP之间的消息交换。这种消息交换是因为UE由于认为它已经进入新的LA所以必须向核心网更新它的位置而发生的。

然而，可用LAC的数目有限。这是因为在3GPP TS 23.003文档“Numbering，addressing and identification”中规定可用LAC的最大数目为65,536(即，16位LAC属性)。结果，femtocell系统的一些实施例提供一种LAC分配方案，这种LAC分配方案最大化可分配给femtocell系统的LAC的数目，同时最小化在将femtocell系统与核心网集成时使用的LAC的数目。由此，femtocell系统的一些实施例能够提供一种仅仅对宏网络和/或核心网的可用资源带来最小影响的透明而可升级的解决方案。

i.超级LA/RA移动管理

femtocell系统的一些实施例利用分成两层的(two-tiered)LAC分配方案，以最大化不同LA支持的femtocell的数目，同时使整个femtocell系统对于UE、宏网络和核心网来说是透明的。一些实施例的分两层的LAC分配方案规定：(1)第一层，是关于与UE通信时使用的FAP/AMS所管理的一大组本地LAC的，和(2)第二层，是关于与核心网各组成部分(例如，MSC和SGSN)通信时使用的INC所管理的一小组超级LAC(例如：每个“Iu”接口一个超级LAC)。一些实施例在向核心网发送通信或数据前执行本地LAC到超级LAC的翻译。通过这种方式，宏网络和/核心网不知道分配给FAP的本地LAC。相反，宏网络和/或核心网看到在通过单个GANC操作的若干FAP之间共用的翻译出的超级LAC。

在一些实施例中，第一组本地LAC被FAP/AMC用来为每个FAP分配唯一的LAC，使其至少满足以下要求：(1)相对于相邻宏小区以及其它FAP来说是唯一的，以便确保UE在进行femtocell选择和漫游到小区中后能发送初始消息，以及(2)在共用同一个LAC的多个FAP并不相邻但这多个FAP被同一个UE接入的情况下，解决被共用的LAC的冲突，以便允许为了进行UE拒绝操作而利用“LA not allowed(LA不被允许)”拒绝代码或使用LOCATION UPDATING REJECT消息的其它适当拒绝代码，如以下在章节IV中描述的那样。由于这些本地LAC永远不会暴露给核心网，并且多个不相邻的FAP之间可共用这些本地LAC，所以为FAP服务的GANC可支持非常多的FAP(因为本地LAC的共用，可支持多于65K个FAP)。femtocell系统可用的本地LAC和超级LAC的实际数目将取决于各种配置(可能需要考虑若干因素，诸如操作员的现存宏覆盖区域正在使用的LAC、为了宏覆盖区域将来的扩张而保留的LAC、将被使用的FAP的数目，等等)。

在一些实施例中，对不同本地LAC的选择发生在FAP向femtocell系统登记的时刻。在登记过程中，FAP从FAP AMS接收一组未被使用并且可用的本地LAC。FAP AMS维持该集中式列表，并且每当添加FAP或从femtocell系统中去除FAP时对该列表进行更新。具体而言，在FAP尝试连接到femtocell系统的特定GANC或从femtocell系统的特定GANC断开的时候。

一些实施例的FAP从接收到的组中选择不会与分配给其它相邻FAP或宏网络小区的本地LAC相冲突的唯一的本地LAC。例如，一些实施例的FAP检测由宏网络小区和其它相邻FAP通告的LAC，从而基于检测到的相邻LAC选择不冲突的本地LAC。如果发现本地LAC不与任何通告的LAC相冲突，那么FAP将本地LAC分配给自己，并将该分配报告给FAP AMS。

然而，对于本领域普通技术人员来说，显然，为FAP选择本地LAC可由femtocell系统的不同的其它部件来执行。例如，在一些实施例中，femtocell系统的GANC或AAA服务器执行本地LAC选择。此外，在一些实施例中，为每个FAP分配不同的LAC还规定为每个FAP分配不同的RAC。在一些实施例中，当成功登记了FAP时，就将一组可用LAC和RAC作为“系统信息”的一部分发送给FAP。

在一些实施例中，在每个INC内对第二组超级LAC(小得多的一组)进行管理，关键要求如下：(1)最小化对现有宏网络和核心网部件的影响(例如，最少的配置、最少的操作影响或最少的资源利用)，(2)将用于路由紧急呼叫的现有功能无缝集成到适当的PSAP，以及(3)无缝地集成用于产生适当的呼叫细节记录(CDR)的现有功能，以便执行收费服务。

为了满足以上对第二组超级LAC的要求，一些实施例的INC对于给定Iu接口(即，MSC+SGSN接口)来说代表“超级LA”。这意味着，可以为该INC用单独的超级LAI/超级RAI信息来配置MSC/SGSN。更具体而言，可以为特定INC所服务的所有FAP使用单个超级LAI/超级RAI信息来配置MSC/SGSN。然而，对于本领域普通技术人员来说，显然，在一些实施例中，如果需要可分配多个超级LAI/超级RAI，以便进一步将单个INC所服务的区域进一步细分成多个地理区域。

超级LAI/RAI信息由INC提供给每个相连的FAP。在一些实施例中，INC在FAP登记的时候(即，FAP通电并试图连接到femtocell系统)向FAP提供超级LAI/RAI信息。在一些实施例中，希望FAP在从femtocell网络传送到UE的消息中提供超级LAC/RAC替换。例如，FAP必须用发送给预占FAP的UE的消息中的在本地适当分配的LAC/RAC信息，来替换来自网络的相关消息中包含的“超级LAC/RAC”。此外，在UE已经预占了FAP并且在UE和femtocell系统之间完成初始消息交换(即，位置更新)之后，一些实施例的FAP为UE与核心网之间的所有后续消息交换执行本地LAC/RAC到超级LAC/RAC的转换。例如，FAP用从通过该FAP并路由到核心网内的目的地的UE接收到的消息中的超级LAC/RAC信息替换本地LAC/RAC信息，并且FAP用通过该FAP并路由到UE的从核心网接收到的消息中的本地LAC/RAC信息替换超级LAC/RAC信息。

通过利用本地LAC到超级LAC的转换，给定GANC的FAP在分配本地LAC时不再必须与MSC服务的整个区域竞争。相反，GANC是多数FAP到核心网的接口。GANC分配的超级LAC必须保持不同于与MSC通信的其它部件(即，其它GANC)。由于MSC不会知道本地LAC，FAP仅需与相邻FAP和宏网络的相邻小区竞争。通过这种方式，可分配给FAP的本地LAC的可用池大大地增加了。此外，由于由单个GANC服务的所有这种FAP在与核心网的MSC通信时使用GANC的单个共用超级LAC，对宏网络和/或核心网的资源的利用(例如，LAC分配)大大地减少了。

对于本领域普通技术人员来说，显然，GANC与核心网之间的消息传递可包括附加标识符或参数。具体而言，在一些实施例中，INC在其与核心网之间的消息传递中分配SAI(即，LAI和服务区域代码(SAC))。一些这样的实施例利用附加参数，以用于将紧急呼叫路由到适当的PSAP，并且还用于收费目的。在一些这样的实施例中，SAI被INC放在“初始UE消息”(用于从UE向CN传递初始L3消息)中中继给CN。

图5示出了处理500，该处理500概念性地示出当UE漫游到FAP的覆盖区域中时，FAP为了实现从本地LAC到超级LAC的翻译而执行的若干操作。当FAP最初建立起(510处)IPSec隧道并向femtocell系统的GANC登记时，处理500开始。FAP登记是为了满足以下目的：(1)向GANC的INC通知现在已经连接FAP，并且该FAP在特定的IP地址处是可用的，(2)允许femtocell系统提供服务接入控制和计费功能(例如，FAP限制和重新定向(redirection))，以及(3)为FAP提供与当前位置处的femtocell服务相关联的操作参数(诸如，分配给INC的超级LAC、Cell-Id等)。这种操作参数可在“REGISTRATION ACCEPT(登记接受)”消息中经由“系统信息”被传递给FAP。一些实施例的FAP利用该信息通过广播控制信道(BCCH)将系统参数发送给UE。

处理(在520处)为FAP确定与相邻FAP或宏网络的相邻小区不相冲突的本地LAC。如上所述，FAP接收可用的本地LAC的池，并从该池中选出与其它检测到的相邻宏小区的LAC和当前FAP范围内的其它FAP的本地LAC不同的本地LAC。FAP向FAP覆盖区域内的所有UE广播本地LAC(在530处)。如果UE漫游到FAP的覆盖区域中，则UE将识别FAP广播的本地LAC。通过执行位置更新，UE将广播的本地LAC记录下来，并确认它现在在新的位置区域内工作。从UE发出的位置更新消息包括先前的LAI(即，MCC、MNC和LAC)。该处理接收位置更新消息(在540处)并将该消息转发给GANC。

在GANC进行了处理之后，该处理(在550处)接收来自GANC的位置更新接受响应。该响应包括GANC用来与核心网通信所使用的超级LAC。该接受响应除了UE的IMSI外还包括临时移动用户身份(TMSI)，或者包括临时移动用户身份(TMSI)而不包括UE的IMSI。该处理在向UE传递位置更新接受响应之前，将在响应消息内找到的超级LAC转换成FAP的本地LAC(在560处)。在一些实施例中，在FAP登记时，GANC将已经为FAP提供了超级LAC标识符。

当接收到响应消息时，UE将内部更新其当前的位置区域，并且随后的通信和消息交换将一直通过femtocell继续进行，直至UE漫游出FAP的覆盖区域为止。因此，本发明的一些实施例所用的femtocell移动管理方案允许UE通过femtocell系统透明地连接到核心网，同时使这种连接与其它宏网络连接无法区别。UE使用与它通常用来连接宏网络小区的同样的消息传递和标识方案来连接到femtocell系统。

图6示出了处理600，该处理概念性地示出了为了与图5的处理相结合地实现本地LAC到超级LAC的翻译而由GANC执行的若干操作。与图5中的510相类似，处理600开始于建立FAP与GANC之间的IPSec隧道(在610处)。该处理(在615处)向FAP发送超级LAC，以供FAP在随后的消息交换中进行本地LAC到超级LAC的转换处理时使用，如以下在图8中描述的那样。然后，该处理(在620处)通过特定TCP端口接收来自FAP的服务请求，该特定TCP端口被分配用于具体的UE与特定FAP的通信。如上所述，当UE最初漫游到FAP的覆盖区域中时，初始的服务请求是位置更新请求消息。UE的位置更新请求消息将包含UE最后访问的LA的标识符(即，LAC)。

当接收到该消息时，该处理(在630处)识别与发起服务请求的UE相关联的IMSI。该处理将IMSI映射到特定的FAP和服务请求所源自的TCP端口，使得指定特定IMSI的来自核心网的响应可被路由回为UE服务的正确FAP。在将服务请求转发给核心网的MSC/SGSN以前，GANC(在640处)将超级LAC附加到服务请求，使得核心网将能够把响应路由回GANC。通过这种方式，在对去往和来自核心网的通信和数据进行路由时，超级LAC有效地替换本地LAC，因为核心网只使用超级LAC。如上所述，GANC的超级LAC不同于核心网的MSC/SGSN服务的其它位置区域。此外，超级LAC允许GANC与核心网之间的消息路由能够透明地进行，因为核心网不能将GANC与核心网自己的RNC或基站收发信台区分开(即，对于核心网，GANC表现得像另一个RNC一样)。

该处理将附加有超级LAC的服务请求转发给核心网，以便进行处理。该处理(在650处)接收来自核心网的响应。然后，该处理(在660处)识别响应内的IMSI，并确定为具有相关联IMSI的UE提供服务的特定FAP。该处理将响应映射到与FAP和IMSI相关联的特定TCP端口，并向特定FAP转发该响应(在670处)。

图7示出了将图5和图6中的处理组合起来的本地LAC到超级LAC的转换处理。具体而言，图7示出了在与UE 710和750、FAP 720和760、GANC730，以及核心网的MSC 740通信时使用的各个标识符。在图7中，UE 710预占FAP 720。FAP 720向UE 710通告本地LAC_X。UE 710检测到本地LAC_X，而注意到它现在正在新的位置区域内工作。因此，UE 710发出位置更新请求，该位置更新请求包括UE 710最后访问的LA的LAI(即，MCC、MNC和LAC)。FAP 720将该消息转发给GANC 730，GANC 730在将该消息传递给核心网的部件(即，MSC 740)以前，将超级LAC_Z附加到位置更新消息。核心网用包括超级LAC_Z的位置更新接受消息作出响应，该超级LAC_Z用于标识femtocell系统的GANC 730，并用于将消息路由回GANC730。

GANC 730将具有超级LAC_Z的响应转发给FAP 720。然后，FAP 720将超级LAC_Z转换成广播给UE 710的本地LAC_X。FAP 720利用本地LAC_X来将本地更新接受响应传递回UE 710。UE 710接收消息，并在内部将其位置区域改变为FAP 720的本地LAC_X。通过这种方式，不需对UE 710或核心网的部件(即，MSC或SGSN)作出任何改变，UE 710和核心网就能与femtocell系统无缝地进行通信。例如，UE 710以与仅同宏网络一起工作的方式相同或相似的方式进行工作，因为femtocell系统中的每个FAP都表现得像宏网络的不同位置区域一样。类似地，核心网的MSC以与同单个RNC或其它基站收发信台一起工作的方式相同或类似的方式进行工作，因为由单个GANC服务的femtocell系统的所有FAP都表现得像核心网的单个位置区域一样。

为了进一步说明对超级LAC的重复使用，在图7中示出了连到第二FAP760的第二UE 750，其中第二FAP 760由为FAP 720服务的同一GANC 730提供服务。FAP 760广播与FAP 720广播的本地LAC不同的本地LAC_Y。UE 750在接收到该本地LAC_Y时，发出位置更新请求，以通知核心网UE750已进入到新的位置区域中。如前所述，FAP 760将位置更新传递给GANC730，该GANC 730在将位置更新消息传递给核心网的部件(即，MSC 740)前，将共用的超级LAC_Z附加到该消息。GANC 730从核心网接收到带有超级LAC_Z的位置更新接受消息。如参考图6所述，GANC 730通过识别在该消息内找到的IMSI来判断该消息要发往UE 750。GANC 730通过为UE750服务的FAP 760所使用的TCP端口传递该消息。在一些实施例中，IMSI路由方案允许GANC 730识别为独立的UE 710和UE 750服务的独立的FAP720和FAP 760，还允许GANC 730在与核心网通信时共用单个超级LAC。FAP 760在将消息转发给UE 750以前，将超级LAC_Z转换成它自己的本地LAC_Y。因此，如图7所示，即使UE 710和750通过被分配以不同LAC的不同FAP 720和760工作，核心网也认为来自UE 710和750的服务请求均源自于同一LA。

图5-7描述了在UE最初漫游到FAP的覆盖区域中时进行的本地LAC到超级LAC的转换处理。图8示出了在UE已经成功预占femtocell系统的FAP之后，通过femtocell系统在多个UE与多个核心网之间进行的后续的消息交换。因此，在图8中，假设UE 870和880已经完成了以上参考图7描述的位置更新程序。

如图8所示，femtocell系统的单个GANC 810与在两个独立的核心网820和830内工作的两个MSC通过接口相连。在与独立的核心网820和830通信时，使用不同的超级LAC。这样，由GANC 810提供服务的FAP 840-860可分布在整个femtocell系统中，以经由核心网820或830提供femtocell服务。

在最初向femtocell系统进行FAP登记期间，或者当UE最初漫游进覆盖范围(rove-in)并触发参考图7所描述的位置更新程序时，通过femtocell系统提供对核心网820的接入的FAP 840将已经识别出与核心网820相关联的超级LAC。FAP 840利用被分配的用于与核心网820进行通信的超级LAC来执行超级LAC向本地LAC的转换。因此，在将从UE 870接收到的后续消息传递给GANC 810之前，FAP 840将用被分配的用于与核心网820通信的超级LAC替换在这些消息中找到的本地LAC。类似地，在将从核心网820接收到的后续消息传递给UE 870之前，FAP 840将用本地LAC替换在这些消息中找到的超级LAC。

通过femtocell系统提供对核心网830的接入的FAP 860，也将已经识别出与核心网830相关联的超级LAC。FAP 860利用被分配的用于与核心网830通信的超级LAC来执行超级LAC到本地LAC的转换。与FAP 840一样，在将从UE 880接收到的后续消息传递给GANC 810之前，FAP 860将用被分配的用于与核心网830通信的超级LAC来替换在这些消息中找到的本地LAC。类似地，在将从核心网830接收到的后续消息传递给UE 880之前，FAP 860将用本地LAC替换在这些消息中找到的超级LAC。

由于GANC 810连接到两个核心网，FAP 840和860可选择进行配置或重新配置以接入一个核心网820或另一个核心网830。通过在FAP的LAC转换时切换它们所用的超级LAC，这两个FAP可无缝地转换并提供到任一个核心网的接入。本领域普通技术人员应认识到，一些实施例中的这种转换需要附加的配置步骤。例如，当从提供到核心网820的接入转换为提供到核心网830的接入时，FAP可能必须搜索不与核心网830分配到的LAC相冲突的新的本地LAC。

ii.超级LA/RA的分配

在一些实施例中，为了与核心网通信而对超级LA/RA编址(addressing)的逻辑分配是通过权衡(leverage)附近的宏网络提供的信息来进行的。一些实施例利用这种信息来确保超级LA/RA编址(即，超级LAC/RAC)是唯一的。此外，一些实施例利用这种信息来分配可用于通过核心网最优地路由业务的超级LAC/RAC。图9示出了处理900，该处理概念性地示出为了执行对超级LAC的逻辑分配而由GANC的INC执行的若干操作。

当INC从FAP接收到关于在FAP的覆盖区域中的宏覆盖区域是否可用的报告时(在910处)，处理900开始。如果宏覆盖区域可用，则INC(在915处)将报告的宏覆盖区域信息(即，宏LAI，宏3G小区身份)映射到超级LAI。在一些实施例中，这种映射进一步允许基于服务提供商的所需的间隔尺寸，将多个宏LAI/3G-CI映射到同一超级LAI或不同超级LAI。然后，该处理(在920处)将被映射的超级LAI提供给FAP，以便在FAP执行本地LAC与超级LAC之间的翻译时使用。

在一些实施例中，处理900还能够为被报告的宏覆盖区域的特定LA识别服务MSC。在一些实施例中，MSC是由FAP利用宏网络所广播的信息识别的，或者经由之前在宏网络中工作但已经漫游到FAP覆盖区中的UE识别的。识别出的信息被传递给GANC，以便使GANC能够将带有超级LAC的服务请求转发给核心网的特定MSC，该特定MSC是为宏网络的最近的位置区域服务的MSC。通过这种方式，路由被优化，因为服务请求到达最近的可用MSC，并且减少了延迟和MSC间的业务量，因为在将服务请求路由到它们的目的地时仅需经过最少数量的跳跃(hop)。可替代地，被报告的宏覆盖区可用于识别用于与最近的可用MSC通信的最近的GANC。例如，在初始的FAP登记期间，FAP的位置可能是未知的，因此，可分配默认GANC来为FAP服务。然而，默认GANC可能位于为FAP服务的次优位置(例如，在FAP与GANC之间要经过额外的跳跃)。因此，当接收到被报告的宏覆盖区时，femtocell系统能够识别FAP的位置，并将FAP重新定向(redirect)以由更近的且位置更优的GANC来为其服务。在以下这样的实施例中，GANC被预先配置成同最接近的MSC或SGSN一起工作，因此通过识别最近的GANC，femtocell系统自动识别出最近的MSC或SGSN。

然而，如果FAP不能检测宏覆盖区，该处理就必须包括用于分配默认超级LAC的逻辑。这种对相邻宏网络缺乏了解的情况和对分配的默认超级LAC的使用可能会导致次优路由，因为GANC可能会将服务请求转发到核心网的更远的默认MSC。要到达更远的MSC，需要服务请求沿核心网经过额外的跳跃才能达到其目的地。这种额外跳跃经历会在处理服务请求的过程中产生延迟，还会在这种跳跃时产生额外的业务量，在另外的情况下，这种跳跃可通过上述的优化的路由方案来避免。还会导致其它所需的服务不可用。例如，当UE发出紧急服务请求时，MSC不能将该紧急服务请求路由到最近的MSC。结果，核心网将不能确定用于响应紧急服务请求的适当公共安全应答点(PSAP)。

因此，一些实施例包括附加逻辑，该附加逻辑用于执行到达宏网络的最优路由，同时分配用于与核心网部件通信的非冲突超级LAC。为了实现该目的，处理(在930处)通过S1接口向AAA服务器查询关于给定FAP IMSI的“规定宏覆盖区”的信息。利用存储在用户数据库内的信息来判断这种规定宏覆盖区信息是否可用。如果处理(在935处)判断该信息可用，那么处理利用该信息来(在940处)映射超级LAC和识别附近的MSC，以便将服务请求路由到核心网中，如以上920处所述。

然而，如果处理(在935处)通过930处对AAA服务器的查询判断没有信息可用，那么一些实施例(在950处)映射默认的超级LAC，但要执行附加步骤955-970，以避免由于分配默认的超级LAC而导致次优路由。在955处，该处理确定UE是否已经漫游到“无覆盖区的”FAP的覆盖区域中。在没有UE漫游进入的情况下，处理继续(在980处)分配默认LAC，以将FAP映射到超级LAC。然而，在有UE漫游进入的情况下，FAP可从UE的消息传递中搜集关于相邻宏网络的信息。例如，该处理(在960处)从UE的最初LU请求接收UE最后预占的LAI。

然后，该处理利用接收到的信息(在965处)构造“导出”的宏覆盖信息。FAP将该导出的宏覆盖放在“REGISTER UPDATE UPLINK”消息中报告给GANC。根据导出的宏覆盖信息，该处理为FAP确定到超级LAC的映射(在970处)。该处理在GA-RC登记更新下行链路消息中向FAP报告分配到的超级LAC(在920处)。此外，在一些实施例中，INC还报告3G小区ID，该3G小区ID包含静态分配给每个INC的12位RNC-id和将被FAP使用的16位虚拟(dummy)小区身份。

III.FEMTOCELL服务接入控制

结合上述的移动管理功能，本发明的一些实施例能够为femtocell系统提供完整的一组服务接入控制。在一些实施例中，利用服务接入控制来限制没被授权得到该特定FAP的femtocell服务的未经授权的UE对femtocell系统的接入。此外，在一些实施例中，femtocell服务接入控制包括发现、登记和重新定向功能，以及增强的服务接入控制功能，诸如，基于所报告的FAPMAC地址或相邻宏网络UMTS小区信息来限制femtocell服务接入。

一些实施例通过以下操作执行femtocell服务接入控制：(1)由FAP执行的本地服务接入控制，(2)由FAP和INC进行的基本服务接入控制，或(3)增强的服务接入控制，其利用S1接口向AAA服务器分布服务接入控制功能。对于本领域普通技术人员来说，显然，可将一种接入控制方法的一些特征或新特征结合到另一种服务接入控制设计方法中，同时可将其它特征从其它服务接入控制设计方法中省略。

在最易接入的状态中，FAP以开放接入模式工作，在这种开放接入模式中，UE可通过特定FAP接入femtocell功能。图10示出了根据本发明的一些实施例的开放接入模式FAP。在图10中，一组UE 1010-1050处于FAP 1060的覆盖区域内。UE 1010-1050预占FAP 1060，并利用FAP 1060来与ICS交换服务请求。通过利用上述各种位置更新消息的一些以及其它重新登记消息传递，该组UE 1010-1050通过femtocell系统的FAP和GANC获得对核心网的接入。

然而，在一些实施例中，FAP仅限制那些已经预定了femtocell服务的UE的接入。这种FAP被称为封闭(closed)接入模式FAP。图11示出了根据本发明的一些实施例的封闭接入模式FAP。在图11中，一组UE1010-1050试图通过FAP 1160接入femtocell服务。作为其服务接入控制的一部分，FAP1160包括被授权或被允许接入femtocell服务的UE的允许IMSI列表。在一些实施例中，在中心管理的AP/用户数据库内存储和维护该允许UE IMSI列表，femtocell系统的各个部件都能访问该中心管理的AP/用户数据库。例如，FAP 1160的一些实施例经由AMS访问AP/用户数据库中存储的允许UE IMSI列表。在其它实施例中，AAA服务器或INC经由AAA访问允许UE IMSI列表，以代表FAP执行基于网络的服务接入控制。

允许IMSI列表规定UE 1010-1030是用户并被允许用特定的FAP 1160接入。因为UE 1040和1050没被授权利用FAP 1160获得服务，所以它们将被拒绝。然而，对于本领域普通技术人员来说，显然，这样的UE可被允许接入某些其它FAP，诸如位于UE的归属位置(home location)内的FAP。因此，该拒绝使UE 1040和1050经由替代装置来确定服务的位置。在图11中，UE1050能够通过连到宏网络1180接收服务。然而，UE 1040可能既不是femtocell服务的用户也不是特定宏网络1180的用户，因此UE 1040不能接收服务。

一些实施例包括FAP的附加工作接入模式。例如，在一些实施例中，FAP以半开放或半封闭的接入模式工作，由此，未经授权的UE能够接收输入的(incoming)服务请求，但它们被禁止作出输出的(outgoing)服务请求。对于本领域普通技术人员来说，显然，服务提供商可通过半开放或半封闭工作接入模式而为多种不同服务创造条件。

除了服务提供商规定的需求外，无论UE是否是femtocell服务的用户，femtocell服务的一些实施例都必须提供最低限度的功能。一种这样的需求是允许任何UE在处于FAP的覆盖区域内时都能够发出紧急服务请求。图12示出了封闭接入模式FAP，这种FAP允许接入尝试建立紧急服务请求的未经授权的使用者。

在图12中，UE 1040和1050都没在FAP 1260的允许IMSI列表内。因此，FAP 1260向UE 1040发出拒绝。然而，FAP 1260允许接通UE 1050，因为UE 1050正在尝试发出紧急服务请求。在一些实施例中，紧急服务请求是通过RRC消息的建立原因字段指示的。在题为“Radio Resource Control(RRC)protocol specification”的3GPP TS 25.331文档中描述了RRC消息传递。因此，一些实施例提供了考虑到在没有宏覆盖的情况下允许通过FAP进行紧急服务请求的多种UE拒绝机制。然而，对于本领域普通技术人员来说，显然，可能需要与提供关于紧急服务请求的服务不同的各种其它需求，作为FAP的服务接入控制的一部分。

此外，一些实施例提供了确保在一个FAP上进行的UE拒绝不会影响在任何其它授权FAP上的UE的服务的多种UE拒绝机制。如上所述，部分femtocell移动管理需要每个FAP都被分配到LAC/RAC。作为LAC/RAC分配需求的一部分，任何相邻的FAP或宏网络的小区都不应具有相同的LAC/RAC。然而，两个不相邻的FAP或不相邻的宏网络小区和FAP可共用同一个LAC。因此，当UE试图通过未经授权的FAP或小区接入服务时，UE将会被拒绝，并且UE将把被拒绝的FAP的LAC/RAC存储到SIM上的LAC/RAC禁止列表内。如果UE进入指定了禁止列表中的任何LAC/RAC那些标识符的覆盖区域内，UE将不再试图接入禁止列表中的任何LAC/RAC。UE可返回其应被允许接入的经授权的FAP，但若因为不同的非相邻FAP或小区包含类似的被禁止的LAC/RAC，则UE将不再试图接入这种FAP。因此，一些实施例的UE拒绝机制包含安全措施，以确保有效的LAC/RAC标识符不会被不正确地禁止。

图13示出了处理1300，该处理1300概念性地示出为了拒绝未经授权的UE同时确保这种拒绝不会影响任何其它授权FAP上的UE的服务而执行的若干操作。在一些实施例中，处理1300全部由femtocell系统的FAP执行，但在其它实施例中，FAP与GANC或AAA服务器一起执行图13中的处理。当UE进入FAP的覆盖区域并发起指定原因代码的RRC连接时(在1305处)，处理1300开始。该处理(在1307处)确定指定的原因代码是否指定紧急服务请求。如果原因代码指定紧急服务请求，则不论UE是否被授权接入femtocell系统，该处理都将(在1315处)允许UE接入该femtocell系统，以便建立紧急服务请求。在这种情况下，服务接入控制过程被绕过。对于本领域普通技术人员来说，显然，如果该处理判断UE没被授权接入，并进一步判断宏系统覆盖的可用性，那么在一些这样的情况下，处理1300执行UE的拒绝操作，以便通过核心网建立紧急服务请求。此外，处理1300的一些实施例，不论UE是否被授权接入，允许UE基于紧急服务请求以外的指定原因代码接入femtocell系统。

如果该处理(在1307处)确定原因代码并没有指定紧急服务请求，那么处理等待UE(在1310处)向FAP发起服务请求消息，诸如，位置更新消息。当接收到处理服务请求消息时，该处理(在1320处)通过搜索FAP的服务接入控制来判断UE是否被允许接入该FAP。在一些实施例中，1320处的判断是基于UE IMSI是否在UE IMSI的允许列表内来执行的。然而，如上面所讨论的，一些实施例提供了基于网络的服务接入控制，其中UEIMSI认证是与femtocell系统的AAA服务器或INC一起执行的。

如果该处理判断UE被授权接入(在1320处)，那么允许UE继续以发出位置更新请求(在1330处)，并且UE可向FAP和femtocell系统登记并利用FAP和femtocell系统提供的服务。然而，如果处理基于FAP的服务接入控制，判断UE没被授权接入(在1320处)，那么处理(在1340处)判断UE是否已经被拒绝了指定次数。在一些实施例中，1340处的判断被用于判断什么类型的拒绝适合于UE。此外，处理包括进行判断以识别宏覆盖是否可用(在1350处)。在一些情况下，需要用更持久的拒绝来防止UE不断地尝试重新接入FAP。这种拒绝适于防止UE不断地在一个网络和femtocell系统之间来回移动(即，如果宏覆盖可用)。在其它情况下，对UE的更为临时性的拒绝就足以满足要求。例如，如果UE短暂地移动通过FAP的覆盖区，并且在UE不会返回，也不会不断地向femtocell系统的特定FAP请求服务的情况下，那么临时性的拒绝足以使UE尝试其它可选接入点或网络以获得服务。

如果UE已经达到允许被拒绝的阈值次数，则处理(在1360处)将执行基于网络的拒绝(即，比较持久的拒绝)，以防止UE的进一步接入尝试。以下参考图14更详细地描述了基于网络的拒绝。如果UE还没有达到允许被拒绝的阈值次数，则处理(在1370处)执行基于认证的UE拒绝。然后，该处理(在1380处)判断基于认证的UE拒绝是否成功。如果成功，则处理结束，并且UE不会尝试再次连接到FAP。然而，不成功的基于认证的UE拒绝可能指示可能需要额外的或替换形式的拒绝。在一些实施例中，当一些UE没有正确地响应基于认证的UE拒绝时，需要替换形式的拒绝，因为基于认证的UE拒绝需要在UE与FAP之间进行双向认证。但含有2G SIM的UE仅执行单向通信，因此在应用于具有2G SIM的UE时，基于认证的UE拒绝不会成功。以下参考图15更详细地描述基于认证的UE拒绝。

在图13中，处理1300还包括用于为带有2G SIM(即，不存在全球SIM(USIM))的UE执行替换类型的UE拒绝的操作1390和1395。在1390处，处理触发具有重新定向消息(REL-6)的“RRC CONNECTION RELEASE(RRC连接释放)”消息，以将UE重新指引向被识别的宏网络。可替代地，在1390处，处理可发出“RRC CONNECTION RELEASE”消息，之后发出带有重新定向信息的“RRC CONNECTION REJECT(RRC连接拒绝)”消息，以将未经授权的UE重新指引向宏小区。然后，接收到释放消息的UE(在1395处)尝试以重新定向的频率预占合适的小区。在一些实施例中，重新定向的频率是与向femtocell系统传递数据和从femtocell系统传递数据时所用的频率不同的频率。然而，如果处理不能定位用于重新定向UE的合适的宏网络，则可替代地，处理释放RRC连接，随后在最大等待时间之内拒绝UE。

对于本领域普通技术人员来说，显然，由于FAP通告的某些偏置参数，或者由于重新定向的宏网络不可用而可能使UE重新连接到FAP，可能会导致对UE的重新定向不成功。这种情况下，1340处的判断允许在执行1360处的比较持久的基于网络的拒绝之前，进行指定次数的重新连接尝试。

图14示出了处理1400，该处理1400概念性地示出了为了拒绝未经授权的UE和防止UE进一步尝试再次连接到特定FAP而由GANC执行的若干操作。当GANC从FAP接收到对指定UE IMSI进行基于网络的拒绝的请求时(在1410处)，处理1400开始。然后，该处理(在1420处)从AAA服务器检索与指定UE IMSI相关联的FAP的列表。在一些实施例中，检索到的列表指定了UE被授权接收服务所通过的FAP。

如果处理(在1430处)判断检索到的FAP列表是空的，则认为UE不是特定femtocell服务提供商的用户。因此，在1440处，该处理通过“LOCATION UPDATING REJECT(位置更新拒绝)”消息向UE返回位置区域不允许拒绝代码。对于本领域普通技术人员来说，显然，一些实施例的拒绝代码指定导致LA被禁止的一些其它适当的原因代码。当接收到LA不允许拒绝代码时，UE将会把与该FAP相关联的LAC存储到其SIM内的禁止列表中，并且UE将尝试预占不同LA内的不同小区。由于该FAP的LAC目前处于UE的LA禁止列表内，只要FAP被分配到被禁止的LAC并且UE没被重新启动，UE就不再尝试再次与FAP连接。如果UE位于宏网络的覆盖区域内，那么有可能UE将通过宏网络的位置区域进行定位和连接。

然而，如果处理判断检索到的FAP列表不为空(在1430处)，则处理执行附加检查，以确保发出LA不允许拒绝代码的操作不会妨碍UE接入该UE被授权接入的其它FAP。因此，该处理(在1450处)执行检查，以判断UE被授权接入的任意FAP是否没有被分配到与尝试拒绝UE的特定FAP相同的LAC。如果处理(在1460处)没有识别出任何冲突，那么(在1480处)发出LA不允许拒绝代码或导致LA被禁止的其它适当的理由代码是安全的。当接收到LA不允许拒绝代码时，UE将与LA相关联的LAC存储到它的禁止列表内，并且UE将终止对具有禁止LAC的任何特定FAP的再次连接的任何后续尝试。如果处理(在1460处)识别出冲突的LAC，或处理不能检索到FAP列表，那么处理(在1470处)为UE没被授权接入的FAP分配新的无冲突LAC。通过这种方式，UE可返回它被授权接入的任何其它FAP，并仍通过这样的FAP获得连接。

在一些实施例中，新分配的无冲突LAC是从为这种冲突保留的LAC保留池中分配的。被重新分配的FAP通过GA-RC REGISTER UPDATEDOWNLINK(GA-RC登记更新下行链路)消息中携带的修正的“系统信息”，接收新分配到的LAC。新分配的LAC保持有效一段固定长的时间段，这段时间之后，FAP将被重新分配以其原始的LAC，或来自可用LAC池的不同LAC。

尽管已经相对于LAC描述了处理1400内指定的拒绝机制，但对于本领域普通技术人员来说，显然，当未经授权的RAI(因为LAC是LAI的一部分，而LAI是RAI的一部分)被用于通过FAP接入femtocell系统时，一些实施例执行类似形式的UE拒绝。

如关于图13的1350和1370所描述的，一些实施例可执行UE拒绝，而不是必须禁止与拒绝FAP相关联的LAC。在一些这样的实施例中，使用基于认证的UE拒绝。图15示出了处理1500，处理1500概念性地示出FAP使用基于认证的UE拒绝来拒绝未经授权的UE而执行的若干操作。处理1500开始于(在1510处)向UE发送诸如“AUTHENTICATION REQUEST(认证请求)”等的UMTS AKA询问(challenge)消息。然而，该消息将省略AUTN参数。被拒绝的UE将接收到该询问消息，并将识别出缺少AUTN参数。作为响应，UE将发出“AUTHENTICATION FAILURE(认证失败)”消息，该消息被处理1500(在1520处)接收到。该处理(在1530处)向UE发送第二个类似的UMTS AICA询问消息。如前所述，因为省略了AUTN参数，处理将从UE接收到“AUTHENTICATION FAILURE”消息(在1540处)。第三次这种交换发生(在1550和1560处)。

当UE接收到失败的第三个“AUTHENTICATION REQUEST(认证请求)”并对该认证请求作出响应时，UE的移动管理层将禁止当前的小区，并释放与FAP之间的RRC连接。而且，UE执行小区重选，并将尝试预占宏网络的小区。对于本领域普通技术人员来说，显然，不同UE的移动管理层可能要求数量更少的无效的“AUTHENTICATION REQUEST”消息。此外，如果UE含有2G SIM，那么UE将不使用“AUTHENTICATION FAILURE”消息来响应无效的“AUTHENTICATION REQUEST”，这种拒绝机制将不起作用。因此，该处理(在1570处)核对UE是否已经禁止了FAP小区。如果没有，那么处理判断UE含有2G SIM，并(在1580处)如参考图13的1390和1390所描述的那样来执行UE拒绝。

IV.计算机系统

图16概念性地示出了实施本发明的一些实施例时所用的计算机系统。计算机系统1600包括总线1605、处理器1610、系统存储器1615、只读存储器1620、永久存储装置1625、输入装置1630和输出装置1635。

总线1605总地代表支持计算机系统1600内部装置之间的通信的所有系统总线、外围总线和芯片组(chipset)总线。例如，总线1605将处理器1610与只读存储器1620、系统存储器1615和永久存储装置1625可通信地连接起来。

处理器1610从这些多种存储单元取得要执行的指令和要处理的数据，以执行本发明的处理。在一些实施例中，处理器包括现场可编程门阵列(FPGA)、ASIC或用于执行指令的各种其它电子部件。只读存储器(ROM)1620存储处理器1610和计算机系统的其它模块所需的静态数据和指令。另一方面，永久存储装置1625是读写存储装置。此装置是即使在计算机系统1600断电时也存储指令和数据的非易失性存储单元。本发明的一些实施例使用大容量存储装置(诸如，磁盘或光盘及其相应的驱动器)作为永久存储装置1625。一些实施例使用一个或多个可移动存储装置(闪存卡或记忆棒)作为永久存储装置。

与永久存储装置1625相似，系统存储器1615是读写存储装置。然而，不同于存储装置1625，系统存储器是易失性读写存储器，诸如，随机存取存储器。系统存储器存储处理器在运行时需要的指令和数据的一部分。

执行一些实施例的处理所需的指令和/或数据被存储在系统存储器1615、永久存储装置1625、只读存储器1620，或这三者的任意组合中。例如，各种存储器单元包含用于根据一些实施例处理多媒体项目(multimediaitem)的指令。处理器1610从这些多种存储单元取得要执行的指令和要处理的数据，以便执行一些实施例的处理。

总线1605还连接到输入装置1630和输出装置1635。输入装置使使用者能够向计算机系统传送信息和选择命令。输入装置1630包括字母数字键盘和光标控制器。输出装置1635显示计算机系统产生的图像。输出装置包括打印机和显示装置，诸如，阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)。最后，如图16所示，总线1605还通过网络适配器(未示出)将计算机1600耦合到网络1665。通过这种方式，计算机可以是计算机网络(诸如，局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)或内联网)的一部分，或是多个网络中的一个网络(诸如因特网)。

本领域普通技术人员应认识到，计算机系统1600的任何部件或所有部件都可以结合本发明来使用。例如，参考图16描述的计算机系统的一部分部件或所有部件包括上述UE、FAP、GANC和GGSN的一些实施例。此外，本领域普通技术人员将理解，任何其它系统配置也可以与本发明或本发明的组成部分一起使用。

为了解释的目的，以上描述利用具体术语来提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说，显然，并不是必须满足那些具体细节才能实现本发明。因此，上述对本发明具体实施例的描述是为了说明和描述的目的提供的。它们并不是穷举的，也不是要将本发明限制成所公开的准确形式；很明显，根据以上教导，可做出许多修改和变形。各个实施例是为了最好地解释本发明的原理和其实际应用来选择和描述的，因此它们使本领域其它技术人员能够以适合于特定应用设想的各种变形形式来最好地利用本发明和各个实施例。此外，尽管通过参考众多具体细节描述了本发明，但本领域普通技术人员将认识到，本发明可以其它具体形式实现，而不会脱离本发明的精神。

在一些例子和附图中，两个部件可能被描述或显示为彼此相连。这种连接可以是直接的导线连接，也可以是通过其它部件或通过无线或宽带链路将两个部件可通信地彼此耦合。因此，本领域普通技术人员将会理解，本发明并不会受上述说明的细节的限制，而是由所附权利要求限定的。

附录I-缩写

AAA    授权、认证和计费(Authorization，Authentication and

       Accounting)

AMS    FAP管理系统(FAP Management System)

AP     接入点(Access Point)

ASIC   专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit)

ATM    异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode)

BSC    基站控制器(Base Station Controller)

BSS    基站子系统(Base Station Subsystem)

BTS    基站收发信台(Base Transceiver Station)

CBC    小区广播中心(Cell Broadcast Center)

CGI    小区全球标识(Cell Global Identification)

CI     小区标识符(Cell Identifier)

CMTS   线缆调制解调器终端服务(Cable Modem Termination Services)

CN     核心网(Core Network)

CS     电路交换(Circuit Switched)

DB     数据库(Database)

DSL    数字用户线(Digital Subscriber Line)

DSLAM  数字用户线接入复用器(Digital Subscriber Line Access

       Multiplexer)

EAP    可扩展认证协议(Extensible Authentication Protocol)

EDGE   增强型数据速率GSM演进技术(Enhanced Data Rates for GSM

       Evolution)

FAP    Femtocell接入点(Femtocell Access Point)

GAN    通用接入网络(Generic Access Network)

GANC   GAN网络控制器(GAN Network Controller)

GERAN  GSM EDGE无线电接入网(GSM EDGE Radio Access Network)

GGSN   网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node)

GMLC   网关移动位置中心(Gateway Mobile Location Center)

GMM/SM GPRS移动管理和会话管理

       (GPRS Mobility Management and Session Management)

GPRS   通用分组无线电业务(General Packet Radio Service)

GSM    全球移动通信系统(Global System for Mobile communications)

HPLMN  归属PLMN(Home PLMN)

HLR    归属位置寄存器(Home Location Register)

ICS    集成通信系统(Integrated Communication System)

IMSI      国际移动用户身份(International Mobile Subscriber Identity)

INC       IP网络控制器(IP Network Controller)

IP        因特网协议(Internet Protocol)

IPSec     网际协议安全(IP Security)

ISDN      综合服务数字网(Integrated Services Digital Network)

ISP       因特网服务提供商(Internet Service Provider)

LA        位置区域(Location Area)

LAC       位置区域代码(Location Area Code)

LAI       位置区域标识符(Location Area Identifier)

LU        位置更新(Location Update)

MAC       媒体接入控制或消息认证码(Medium Access Control or Message

          Authentication Code)

MCC       移动国家代码(Mobile Country Code)

MG或MGW   媒体网关(Media Gateway)

MM        移动性管理(Mobility Management)

MN        宏网络(Macro Network)

MNC       移动网络代码(Mobile Network Code)

MS        移动台(Mobile Station)

MSC       移动交换中心(Mobile Switching Center)

NAT       网络地址转换(Network Address Translation)

PCS       个人通信业务(Personal Communications Services)

PLD       可编程逻辑器件(Programmable Logic Device)

PLMN      公用陆地移动网(Public Land Mobile Network)

POTS      普通老式电话业务(Plain Old Telephone Service)

PS        分组交换(Packet Switched)

PSAP      公用安全应答点(Public Safety Answering Point)

PSTN      公用交换电话网(Public Switched Telephone Network)

RA        路由区域(Routing Area)

RAC       路由区域代码(Routing Area Code)

RAI       路由区域身份(Routing Area Identity)

RAM       随机存取存储器(Random Access Memory)

RNC      无线电网络控制器(Radio Network Controller)

ROM      只读存储器(Read Only Memory)

RRC      无线电资源控制(Radio Resource Control)

SAC      服务区域代码(Service Area Code)

SAI      服务区域标识符(Service Area Identifier)

SEGW     GANC安全网关(GANC Security Gateway)

SGSN     服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node)

SIM      用户身份模块(Subscriber Identity Module)

SIP      会话启动协议(Session Initiation Protocol)

SMLC     服务移动定位中心(Serving Mobile Location Center)

SMS      短消息服务(Short Message Service)

SSID     服务集标识符(Service Set Identifier)

         (也称为“网络名(Network Name)”)

TCP      传输控制协议(Transmission Control Protocol)

UE       用户设备(User Equipment)

UMTS     全球移动电信系统(Universal Mobile Telecommunication System)

UNC      全球网络控制器(Universal网络控制器)

UTRAN    UMTS地面无线电接入网(UMTS Terrestrial Radio Access

         Network)

VLR      被访问位置寄存器(Visited Location Register)

WLAN     无线局域网(Wireless Local Area Network)

Claims (25)

1.一种用于通信系统的方法，该通信系统包括具有多个接入区域的第一通信网、具有多个接入区域的第二通信网和可通信地耦合到所述第一通信网和所述第二通信网的核心网，所述第二通信网包括用于将多个第二通信网接入区域可通信地耦合到所述核心网的网络控制器，所述方法包括：

a)在所述网络控制器处，从所述第二通信网的特定接入区域中的用户设备(UE)接收第一区域标识符，所述第一区域标识符用于标识所述第一通信网的接入区域；和

b)在将所述UE可通信地耦合到所述核心网之前，从所述网络控制器向所述核心网发送第二区域标识符，其中所述第二区域标识符用于在与所述核心网通信时标识所述第二通信网的多个接入区域中的每一个。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二区域标识符包括所述第一区域标识符和第三区域标识符，其中所述第三区域标识符被所述核心网用来向所述网络控制器路由消息和路由来自所述网络控制器的消息。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一区域标识符和所述第三区域标识符包括UMTS或GSM网络的位置区域的位置区域代码(LAC)。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二通信网接入区域包括用于将所述UE可通信地耦合到所述网络控制器的接入点，所述方法还包括向所述第二通信网接入区域中的UE发送包括所述第二区域标识符的响应，其中所述接入点从所述网络控制器接收响应，并在将所述响应发送给所述UE之前，用第三区域标识符替换所述响应中的所述第二区域标识符。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一区域标识符标识由所述UE最后访问的所述第一通信网的接入区域。

6.一种用于通信系统的方法，该通信系统包括核心网和通信网，该通信网包括用于建立多个接入区域的多个接入点和用于将所述多个接入区域可通信地耦合到所述核心网的网络控制器，所述方法包括：

a)在特定接入点处，接收包括第一区域标识符的消息，所述第一区域标识符用于标识所述特定接入点的接入区域；

b)在所述特定接入点处，用第二区域标识符替换所述第一区域标识符；和

c)将带有所述第二区域标识符的消息传递给所述网络控制器，以用于路由到所述核心网。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述第一区域标识符和第二区域标识符包括UMTS或GSM网络的位置区域的位置区域代码(LAC)，其中所述第一区域标识符相对于与通信网的其它相邻接入区域相关联的区域标识符来说是唯一的。

8.如权利要求6所述的方法，还包括：在所述特定接入点处，从所述网络控制器接收包括所述第二区域标识符的响应。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：在所述特定接入点处，用所述第一区域标识符来替换所述第二区域标识符，然后将具有所述第一区域标识符的所述响应发送给所述接入区域中的用户设备。

10.如权利要求8所述的方法，其中，基于与用于接收所述响应的特定接入点的接入区域中的用户设备相关联的国际移动用户身份(IMSI)，将所述响应从所述网络控制器路由到所述特定接入点。

11.如权利要求6所述的方法，其中所述第二区域标识符用于将所述多个第二通信网接入区域标识为接入所述核心网的单个接入区域。

12.一种用于通信系统的方法，该通信系统包括核心网和通信网，该通信网包括用于建立一组接入区域的一组接入点和用于将所述一组接入区域可通信地耦合到所述核心网的网络控制器，所述方法包括：

a)在接入点处，从与该接入点相关联的接入区域中的用户设备(UE)接收消息，该消息用于请求从所述接入区域接入所述通信网的服务；

b)在所述接入点处，根据所述消息判断所述UE未被授权从所述接入区域接入所述通信网的服务；和

c)从所述接入点向所述UE重复传递一组消息，其中，该重复传递的消息使所述UE停止请求从所述接入点的接入区域接入所述通信网的服务。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述重复传递一组消息的步骤包括，从所述接入点向所述UE传递至少两个消息，其中所述消息之中的每个消息中包括至少一个无效参数。

14.如权利要求12所述的方法，还包括：监视来自所述UE的请求接入所述通信网的服务的请求的次数。

15.如权利要求14所述的方法，还包括：当拒绝的次数超过指定阈值时，从所述网络控制器传递消息，以限制所述UE使其不能再次尝试从与所述接入点相关联的接入区域接入所述通信网的服务。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述接入区域具有相关联的区域标识符，其中用于限制所述UE的消息限制所述UE使其不能接入具有所述特定接入区域的区域标识符的任何接入区域。

17.如权利要求12所述的方法，其中判断所述UE未被授权的步骤包括：

a)在所述接入点处，识别来自接收到的消息中的所述UE的国际用户移动身份(IMSI)；和

b)在所述接入点处，将从所述消息中识别出的IMSI与允许的IMSI列表相比较，以判断所述UE是否被授权接入所述通信网的服务，其中所述允许的IMSI列表指定了被授权从所述接入点的接入区域接入所述通信网的服务的UE的IMSI的列表。

18.一种用于包括一组接入区域的通信网的控制对所述接入区域的接入的方法，其中每个接入区域与一个区域标识符相关联，所述方法包括：

a)从特定接入区域中的用户设备(UE)接收请求接入所述通信网的服务的消息，所述请求包括与所述特定接入区域相关联的区域标识符；

b)判断所述UE未被授权从所述特定接入区域接入所述通信网的服务；和

c)发送消息，以限制所述UE使其不能从指定了与所述特定接入区域相关联的区域标识符的任何接入区域接入所述通信网的服务。

19.如权利要求18所述的方法，还包括：在发送所述消息以限制所述UE使其不能从所述特定接入区域接入所述通信网的服务之前，判断第二网络的其它接入区域没有指定所述区域标识符。

20.如权利要求19所述的方法，还包括：在发送所述消息以限制所述UE使其不能从所述特定接入区域接入所述通信网的服务之前，当至少一个其它接入区域指定了相同的所述区域标识符时，为所述特定接入区域分配不同的区域标识符，其中发送所述消息以限制所述UE包括发送被分配的不同的区域标识符。

21.如权利要求18所述的方法，其中判断所述UE未被授权接入所述通信网的服务的步骤包括，确定来自所述UE的请求接入所述通信网的服务的请求的次数。

22.如权利要求21所述的方法，其中，发送所述消息以限制所述UE的步骤发生的时机是，当来自所述UE的请求的次数超过预定阈值时。

23.如权利要求18所述的方法，还包括：在发送所述消息以限制所述UE之前，判断来自所述UE的消息是否指定紧急服务请求，并且(i)在所述消息指定紧急服务请求时，为所述UE提供对所述通信网的服务的接入，和(ii)当所述消息没有指定紧急服务请求时，发送所述消息以限制所述UE。

24.如权利要求18所述的方法，其中所述通信网包括用于建立所述接入区域的一组接入点和用于将所述接入区域可通信地耦合到核心网的网络控制器，其中所述特定接入区域的特定接入点从所述UE接收消息，并且所述特定接入点判断所述UE未被授权接入。

25.如权利要求24所述的方法，还包括：从所述特定接入点向所述网络控制器发送请求，使所述网络控制器传递所述消息以限制所述UE使其不能请求接入所述通信网的服务。

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