CN101983524A - 在不同技术类型的无线电信网络中进行通信的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了在不同技术类型的无线电信网络间进行切换，在第一技术类型的网络中所包括的第一节点4和第二不同技术类型的网络中所包括的第二节点10之间设立空中接口。依据第二技术类型，信令消息与移动终端从第一技术类型的网络到第二技术类型的网络的切换相关。信令消息封装在通过信令接口进行传送的容器中。标识符与容器相关联以指示其封装了信令消息。当在第一节点处检测到该标识符，将容器通过接口发送到第二节点。在根据本发明的一种方法中，第一技术类型是WiMAX，并且标识符是专用服务流标识符。例如，这可以在接入服务网络网关(ASN GW)处进行检测。根据本发明的一种方法因此允许逻辑无线信道的使用以封装技术之间的信令。

Description

在不同技术类型的无线电信网络中进行通信的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于在不同技术类型的无线电信网络中进行通信的方法和装置，并且更特别地，但不是排他地，其中不同的技术类型是被称为“第4代”，或者“4G”的技术。
背景技术
当前，移动电信发展的努力是朝向提供宽带数据通信，即3.5G和4G，其使用各种竞争的旨在实现高带宽并结合低延迟、高的效率和灵活性的无线接入技术(RAT)。高速率分组数据(HRPD)，也被称为1xEV-DO或者高数据速率(HDR)，是基于高速CDMA的无线数据技术。WiMAX是移动技术的IEEE标准802.16e。长期演进(LTE)是用于增强UMTS的第三代合作伙伴计划(3GPP)。超移动宽带(UMB)是3GPP2计划。
移动终端(MS)可以具有与不同技术类型的网络进行通信的能力。例如，当移动终端与一个网络中的节点连接时，如果条件恶化，可以期望将其转移到新的连接，其中所述新的连接可以是相同网络中的另一个节点，或者是不同网络中的节点。在移动终端和潜在的新的目标网络节点的元件之间要求信令消息以完成切换准备，例如，通过传送与移动终端的上下文有关的信息，并且一旦完成了必要的步骤，就执行从原节点到目标节点的切换。如果切换涉及在不同技术类型的网络之间进行转移，那么必须提供一些机制以允许将用于在移动终端和目标节点之间建立连接的信令消息发送给目标节点以在它们之间建立通信。
在技术间切换(HO)时的一个问题是用于实时服务的时机选择。期望的是将在这种HO时的业务中断保持在300ms以内，以构造无缝的HO并减少实时服务退化的概率。
每个无线接入技术(RAT)使用不同的协议和体系结构以建立用于MS的IP(国际互联网协议)服务。它们中的许多涉及用于MS的无线接入网络会话的建立和L3连接性的建立。例如：WiMax要求WiMax RAN接入、WiMax会话和IP会话的建立。HRPD要求HRPD会话、PPP会话和MIP会话的建立。这些建立中的每一个可以花费1-5秒之间的任何时间。因此，也就是说，在实际的HO执行之前，这些会话的建立和资源的保留必须以“断开之前建立”的方式进行。这是通过在当前的服务技术上建立目标技术消息的“隧道”来实现的。
一个可能的隧道机制是直接依赖于服务技术的IP网络，其可以被称为IP封装，并通过隧道将“预登记”直接从服务技术经由家乡代理(HA)到达目标技术的无线接入网络(RAN)。
发明内容
根据本发明的第一方面，一种在不同技术类型的无线电信网络之间进行通信的方法，包括以下步骤：
在移动终端和第一技术类型的网络中所包括的第一节点之间建立空中接口；
在第一技术类型的网络中所包括的第一节点和第二不同技术类型的网络中所包括的第二节点之间建立信令接口；
通过与移动终端从第一技术类型的网络到第二技术类型的网络的切换相关的空中接口提供消息；
根据第二技术类型通过信令接口提供信令消息，该信令消息与该切换相关；
通过信令接口在用于传输的容器中封装信令消息；
将来自空中接口所提供的消息的标识符与容器相关联，以指示该容器封装了所述信令消息；
以及，当在第一节点处检测到所述标识符时，通过信令接口将容器发送给第二节点。
在根据本发明的一种方法中，第一技术类型是WiMAX，并且标识符是专用服务流标识符。例如，这可以在接入服务网络网关(ASN GW)处被检测。因此，根据本发明的方法允许逻辑无线信道的使用以封装技术之间的信令。
通过使用根据本发明的方法，没有必要依赖IP隧道技术并且因此在切换过程中，可以避免与IP通信相关联的安全问题，例如拒绝服务攻击，会话的窃取和RAN设备暴露给攻击者。因此，通过使用该发明，源节点可以意识到移动终端给第二技术发送信令以准备切换，而如果使用IP封装来替代时，这对于源节点是不可见的。并且，通过使用根据本发明的方法，由于没有必要依赖已存在的L3协议，因此延迟减小了，这对于诸如语音的实时应用特别有优势。
在根据本发明的一种方法中，例如，第一技术类型是WiMAX，并且第二技术类型可以是HRPD。该方法也以可应用于第一技术类型是HRPD，而第二技术类型是WiMAX的情况。
根据本发明的一种方法，可以使用第一和第二技术类型，其中第一和第二技术类型分别是下列技术类型中的一个：高速率分组数据(HRPD)，WiMAX；长期演进(LTE)；以及超移动宽带(UMB)。也可以使用这些或者其它类型的技术的进一步演化。
尽管可以采用另外的公共接口标准来替代，但是在根据本发明的一种方法中，接口是S101接口。已经提出将S101接口用于在LTE和HRPD网络之间进行通信的RAT之间的通信中。通过为技术类型的其它组合采用S101接口，降低了兼容性问题，并且不需要去修改用于每个专用组合的不同类型之间的接口，有助于反向兼容，便于后续系统的升级，并且提供了可伸缩的方案。
在一种方法中，当第一技术类型是HRPD，标识符可以是信令链路协议(SLP)标识符的形式。
在根据本发明的一种方法中，接口可以是S101接口。这是为了在LTE网络和HRPD网络之间使用而最初定义的接口。本发明已经意识到这样的接口可以更普遍地应用作为与其它技术类型组合的网络之间的接口。
根据本发明的第二方面，一种用于第一技术类型的无线电信网络的节点，该节点包括：用于检测与消息容器相关联的标识符的检测器，根据不同于第一技术类型的第二技术类型，该标识符指示该容器封装切换信令消息；以及用于将具有所检测的标识符的容器通过信令接口发送给第二技术类型的无线电信网络中所包括的另一节点的发送器。第一和第二技术类型可以分别是下列技术类型中的一个：高速率分组数据(HRPD)，WiMAX；长期演进(LTE)；以及超移动宽带(UMB)。可以使用技术的其它类型或这些技术的演进。
根据本发明的第三方面，一种具有与至少两个各自不同技术类型的网络进行通信的能力并可操作的移动终端，在从第一技术类型的第一网络切换到第二技术类型的第二网络的切换准备过程中，为在第二网络中使用的信令消息添加标识符，以指示在接口上将信令消息通过隧道从第一网络传送到第二网络。第一和第二技术类型可以分别是下列技术类型中的一个：高速率分组数据(HRPD)，WiMAX；长期演进(LTE)；以及超移动宽带(UMB)。可以使用技术的其它类型或这些技术的演进。
附图说明
现在仅以示例的方式，并参照相应的附图，描述根据本发明的一些实施方式和方法，其中：
图1示意性地说明了具有各自不同的技术类型的两个网络的无线电信系统。
具体实施方式
参照图1，连接到基站3的接入终端(或移动终端)(AT/MS)1，与WiMAX网络2进行通信。基站3通过ASN GW 4与公共核心网络元件相连接，其表示为5并包括认证、授权和计费服务器(AAA)6，策略和收费规则功能(PCRF)7，家乡代理/位置管理器(HA/LMA)8和IP多媒体子系统(IMS)9的实体。
另一个第二技术类型的网络，HRPD，包括通过A10/A11接口12连接到分组数据服务节点(PDSN)11的HRPD接入网络和策略控制功能(AN＊/PCF)第二节点10。PDSN 11连接到表示为5的公共核心网络元件。
在WiMAX网络中，经WiMAX空中接口从MS 1接收的所有业务从作为ASN-GW 4一部分的外地代理(FA)发送到家乡代理(HA)。ASN-GW4是执行RAN控制和路由的网络节点。在将业务发送到HA后，接着使用标准的IP路由将业务路由到其目的地。
通过WiMAX空中接口，MS可以同时具有多个业务流(SF)，并且每个SF具有唯一的标识符，SFID。WiMAX ASN-GW 4是执行IP分类并将IP流映射到WiMAX SF的网络元件，反之亦然。为了利用HRPD RAN创建S101接口的等价物，相似于在LTE和HRPD网络之间，ASN-GW 4检测所有经隧道传送的信令消息，截取它们以执行到HRPD RAN的专用路由，而不是通过标准的WiMAX‘从FA到HA’的隧道机制进行路由。
在根据本发明的方法中，创建专用的服务流。这是能够由其在RAN中的唯一ID所识别的、而不是由它的诸如源/目的地址、源/目的端口号、协议ID等的IP分类器所识别的业务流。
在从WiMAX到HRPD的切换中，ASN-GW 4在其自己和HRPD RAN之间创建安全隧道(为了分担负荷的目的可以有多于一个的隧道)以在ASN-GW 4和HRPD AN＊/PCF节点10之间支持S101接口13。MS使用从AT/MS 1到ASN-GW 4的专用流以发送其可以检测的任意HO触发，例如信号长度的变化。ASN-GW 4还使用从ASN-GW 4到AT/MS 1的专用流以将任意网络信息，例如协同定位的HPRD BS和/或通知给AT/MS的边界小区的相邻列表，发送给协助HO。对于所有由AT/MS产生的用于HRPD会话建立的HRPD RAN的消息，ASN-GW 4识别出已知为SF ID的全局唯一的专用服务流ID，并使用之前建立的安全隧道如S101来传送消息，其中封装信令消息的容器还包括其内容的标识符。
从ASN-GW 4的角度，接收来自HRPD RAN的所有经隧道传输的信令消息，就好像它们经WiMAX BS(例如，用户站(SS)联合)直接来自于WiMAX终端，其中WiMAX BS支持在WiMAX R6接口之上的WiMAX空中接口，就好像AT/MS已经成功的执行了安排、认证交换、初始化SF创建、IP连接建立等。
因此，将由ASN-GW 4和/或AT/MS 1发起的作为WiMAX有效载荷发送的专用服务流用于在AT/MS和HRPD RAN之间截取和发送HRPD会话建立消息。这样避免了在WiMAX空中接口上需要建立专用隧道的能力。
例如，对于从HRPD切换到LTE、WiMAX或UMB网络中的一个，可应用相同的机制。HRPD空中接口具有无线链路协议(RLP)流和信令链路协议(SLP)流的概念。RLP流对应于PDSN的A10连接(R-P)。SLP流用于HRPD信令消息，并在HRPD无线网络控制器(RNC)中终止。类似于WiMAX中的服务流，每个MS可支持多个RLP流。通过应用与使用专用的类似于SLP的流ID来识别HO隧道消息相同的技术，HRPD RNC能够创建从HRPD到可使用的LTE、WiMAX或UMB的相同的S101接口。
因此，可以在提供切换的网络控制时使所部署的网络的变化最小，从而保持HRPD RAN的安全性，并使用从HRPD到诸如WiMAX、LTE和UMB的多个新兴技术的单一接口。
可以在不修改HRPD或者WiMAX无线接口的情况下部署根据本发明的方法和实施方式，从而避免了对现有无线接口的影响。可以将改变与诸如RNC的专用设备相隔离。这样潜在地导致在无线接口进行变化和增加诸如防火墙的安全机制上节省大量的开销。
无线切换与载体路径切换的协调是关键的，并且不能由移动装置单独进行有效的管理。必须要包括网络。相比于常规的IP连接，该基于专用流的隧道技术给运营商提供优化的安全性和灵活性。
从LTE到HRPD切换的特定方式的重新使用允许运营商灵活地作出与技术相关的商业决定。
在不偏离本发明的精神和基本特征的情况下，可以按其它特定形式实施本发明。所描述的要考虑所有方面的实施方式仅仅是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求所指示，而并非是由前述的说明所指示。来自权利要求的等价物的意义和范围之内的所有变化都被包括在它们的范围内。

Claims (15)

1.一种在不同技术类型的无线电信网络之间进行通信的方法，包括以下步骤：
在移动终端和第一技术类型的网络中所包括的第一节点之间建立空中接口；
在第一技术类型的网络中所包括的第一节点和第二不同技术类型的网络中所包括的第二节点之间建立信令接口；
通过与移动终端从第一技术类型的网络到第二技术类型的网络的切换相关的空中接口提供消息；
根据第二技术类型通过信令接口提供信令消息，该信令消息与该切换相关；
通过信令接口在用于传输的容器中封装信令消息；
将来自空中接口所提供的消息的标识符与容器相关联，以指示该容器封装了所述的信令消息；
以及，当在第一节点处检测到所述标识符时，通过信令接口将容器发送给第二节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一技术类型是WiMAX，并且标识符是专用服务流标识符。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在接入服务网络网关(ASN GW)处检测所述标识符。
4.根据权利要求1，2或3所述的方法，其中第二技术类型是HRPD。
5.根据权利要求1所述的方法，其中第一技术类型是HRPD。
6.根据权利要求5所述的方法，其中标识符是在HRPD RNC处终止的一个。
7.根据权利要求6所述的方法，其中标识符是信令链路协议(SLP)标识符。
8.根据权利要求1所述的方法，其中第一和第二技术类型分别是下列技术类型中的一个：高速率分组数据(HRPD)；WiMAX；长期演进(LTE)；和超移动宽带(UMB)。
9.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其中信令接口是S101接口。
10.一种用于第一技术类型的无线电信网络的节点，该节点包括：用于检测与消息容器相关联的标识符的检测器，根据不同于第一技术类型的第二技术类型，该标识符指示该容器封装切换信令消息；以及用于将具有所检测的标识符的容器通过信令接口发送给第二技术类型的无线电信网络中所包括的另一节点的发送器。
11.根据权利要求10所述的节点，其中第一和第二技术类型分别是下列技术类型中的一个：高速率分组数据(HRPD)；WiMAX；长期演进(LTE)；以及超移动宽带(UMB)。
12.根据权利要求10或11所述的节点，其中信令接口是S101接口。
13.一种具有与至少两个各自不同技术类型的网络进行通信的能力并可操作的移动终端，在从第一技术类型的第一网络切换到第二技术类型的第二网络的切换准备过程中，为在第二网络中使用的信令消息添加标识符，以指示在接口上将信令消息通过隧道从第一网络传送到第二网络。
14.根据权利要求13所述的移动终端，其中第一和第二技术类型分别是下列技术类型中的一个：高速率分组数据(HRPD)；WiMAX；长期演进(LTE)；以及超移动宽带(UMB)。
15.根据权利要求13或14所述的移动终端，其中信令接口是S101接口。
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