CN1096810C - 在基站系统和移动交换机之间的接口上对无线接口多样性的支持 - Google Patents
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Abstract
移动无线系统中，在单个移动无线网络内可能需要支持多种无线接口(1，2)。在支持不同无线接口的基站(BTS1，BTS2)通过一个通用基站控制器(BSC)连接到移动交换机(10)时，为了支持这些多种无线接口，甚至可能需要在基站控制器(BSC)和移动交换机(10)之间的单个接口(A接口)内支持多种信令协议。该移动交换机(10)和基站控制器(BSC)必须能识别在单个接口中传送的消息属于何种信令协议。根据本发明，在该单个接口(A接口)中传送的消息带有一个鉴别参数，用于鉴别属于不同无线接口(1，2)和信令协议的消息。
Description
本发明涉及移动无线系统，尤其涉及一种支持多种无线接口和信令协议的移动无线系统。
传统的移动无线系统一般在整个移动网中支持基站和移动站间的单一无线接口。类似地，在移动交换机和基站系统，即基站控制器和基站之间采用支持该无线接口的单一信令接口。然而在未来的移动无线系统中，可能需要在单个移动无线网络中支持多种无线接口。为了支持这些多种无线接口，必须在基站控制器和移动交换机之间的单个信令接口中支持多种信令协议。当支持不同无线接口的基站通过一个通用的基站控制器连接到一个移动交换机时，正是这种情况。如果这些不同的无线接口使用不同的信令协议，该移动交换机必须能够识别所接收的消息属于哪种信令协议。为了有利于移动交换机选择未来的网之间通信所用的正确的信令协议，这是必需的。从该移动交换机发向基站系统的信令消息自然也需要类似的区分。
传统移动无线系统的一个例子是泛欧数字移动无线系统GSM(全球移动通信系统)。在GSM系统中，基站控制器和移动交换机之间的接口称为A接口。显然，将标准化非常类似于GSM A接口的接口用于个人通信系统(PCS)。可以预见，在PCS中也需要支持多种无线接口。
这样，本发明的一个目的是提供一种在基站系统和移动交换机之间的单个信令接口上支持多种无线接口的移动无线系统。
本发明的另一个目的是改进GSM特有的A接口以支持多种无线接口以及它们的信令协议。
为了支持一种无线接口，基站系统和移动交换机之间的单个接口必须包括一种信令协议，该信令协议包含多个信令消息，此处称为一个消息组。如果单个移动无线系统仅支持一种无线接口，基站系统和移动交换机之间的单个信令接口仅包括一个消息组，不需要区分不同的消息组。当移动无线系统支持多种无线接口，并且单个信令接口包括几个消息组，每一种无线接口对应一个消息组时，情况就不同了。根据本发明，单个信令接口中的消息带有一个鉴别参数，用于区分该消息属于何种信令协议和无线接口。为每一种无线接口分配一个专用的鉴别参数值。换句话说，与每一个消息相关的鉴别参数值是与无线接口相关的。例如，在产生发送给移动交换机的消息时，基站系统为该消息分配一个适当的鉴别参数值。然后，移动交换机检查从基站系统接收到的消息的鉴别参数值，以识别该消息所属的信令协议，无线接口和消息组。在从移动交换机发给基站系统的信令中可以使用相同的机制。
基站控制器和移动交换机之间基于GSM的A接口包括一个位于传输层和承载信令消息的较高层之间的中间分配子层。该子层的协议由包括一个鉴别参数域(field)的分配数据单元组成。该分配子层和鉴别参数域一般用于将消息分配到DTAP(直接传送应用子部分)和GSM规范中定义的BSSMAP(基站系统管理应用子部分)消息或PCS系统中的RSMAP(无线系统管理应用部分)。根据本发明，在支持多种无线接口和相关信令协议的移动无线系统中，通过利用鉴别参数域中一个或多个剩余比特来标识并区分消息组和无线接口，从而改善了GSM特有的A接口。鉴别参数域的创造性使用有利于在支持多种无线接口时使A接口的协议结构灵活。单个消息组进一步发展而不影响其它消息组是可能的。并且，可以通过分配新的DP值增加对新的无线接口和新的消息组的支持。在GSM特有的A接口上对多种无线接口的支持不一定比支持单个无线接口更复杂，因为对所有无线接口而言，消息的主要部分是相同的，这样就可以以一种相似的方式对消息进行管理。
现在将描述本发明的优选实施例和附图，其中
图1根据本发明，示出了一种包括基站系统和移动交换机之间的单个接口，并支持多种无线接口的移动无线通信系统；
图2示出了根据GSM规范的A接口的信令协议参考模型；
图3示出了用于承载BSSMAP/RSMAP消息的SCCP单元数据消息的用户数据域；
图4示出了用于承载DTAP消息的SCCP单元数据消息的用户数据域的一种结构；
图5说明了支持多种无线接口的A接口的多个消息组；
图6根据本发明，示出了支持多种无线接口的A接口的信令协议参考模型；
图7，8和9分别说明了为图6中无线接口1，无线接口2和无线接口3分配的鉴别参数域的值。
本发明可以应用于不同的移动无线通信系统以在移动交换机和基站系统间提供支持两种或更多种无线协议的单个接口。本发明特别适用于改进GSM特有的A接口，或者任何实质上与A接口类似的其它接口以支持多种无线接口和它们的信令协议。在美国正开发一种符合标准草案PN-3343的个人通信系统PCS。根据PN-3343，PCS中的A接口将实质上类似于GSM特有的A接口。以下将描述本发明的优选实施例应用于GSM特有的A接口，PN＝3343 A接口或一种类似的接口的情况。然而，本发明并不受限于这种特定类型的接口。
下面将使用GSM专用术语。GSM系统和PCS系统的术语之间的主要不同将被提及。
GSM移动无线系统的基本结构和基本操作是本领域中技术人员所熟知的，并且详细定义在GSM系统的规范中。可以参看ETSI GSM规范和书本“The GSM System for Mobile Communications”，M.Mouly& M.Pautet，Palaiseau，France以获取GSM系统的详细描述。
图1中示出了具有多种无线接口的一种移动无线系统。移动交换机10(在GSM系统中是移动业务交换中心MSC，在PCS系统中是个L业务交换中心PCSC)交换来话和去话。它的功能部分类似于固定电话网中交换机的功能。此外，移动交换机10具有一般仅用于移动通信的功能，例如用户位置管理，寻呼，鉴权等等。移动无线站MS(PCS系统中是个人站PS)通过基站系统BSS(在PCS系统中是无线系统RS)连接到移动交换机10。基站系统BSS包括一个基站控制器BSC和基站BTS。单个基站控制器BSC用于控制多个基站BTS。在图1中示出了一个基站系统BSS，其中BSC连接到两个基站BTS1和BTS2。基站BTS1和BTS2分别支持不同的无线接口1和2。无线接口的类型和确切实现对本发明并不重要。不同无线接口的例子包括PCS 1900无线接口，基于IS-95的无线接口PN-3384，和PCS 2000无线接口。第一组移动站MS，例如MS1，能够使用无线接口1，因而使用基站BTS1通信。第二组移动站MS，例如MS2，能够使用无线接口2，因而使用基站BTS2通信。这两个基站BTS1和BTS2通过一个通用基站控制器BSC连接到移动交换机10。该BSC和移动交换机10之间的单个接口是一个基于GSM的A接口或PCS特有的A接口PN-3343。如果不同的无线接口1和2使用不同的信令协议，移动交换机10必须能够识别通过A接口接收到的消息属于何种信令协议。为了有利于移动交换机10选择未来的网之间通信所用的正确的信令协议，这是必需的。
为了实现这个目的，提供了一个根据本发明的鉴别参数域，它与通过BSC和移动交换机10之间的接口传送的每一个消息相关联。换句话说，基站控制器BSC为每一个消息分配一个专用的鉴别参数域值(与无线接口相关)。然后移动交换机10检查这个鉴别参数域值，以识别所接收的消息属于何种信令协议和消息组(即无线接口)。
为了使本发明易于理解，将首先参照图2，3和4描述支持单个无线接口的传统GSM特有的A接口。PCS特有的A接口PN-3343是以GSM特有的A接口为基础的。
图2说明了移动交换机10和基站系统BSS(或无线系统RS)之间的A接口的信令协议参考模型。
A接口以ANS1/CCITT 7号信令系统(SS7)为基础，7号信令系统具有多个层面：SCCP，MTP和物理层。图2中的底层是物理层。在BSC和移动交换机10之间使用数字链路时，物理层的信令将在一个56或64kbit/s的时隙中传送。在A接口中下一个较高层是消息传送部分(MTP)和信令连接和控制部分(SCCP)。MTP和SCCP用于支持移动交换机10和BSS之间的信令消息。
定义了SCCP的一个用户功能，称为BSS应用部分(BSSAP)(在PCS系统中是无线系统应用部分)。对每一个具有一个或多个活跃事务处理的活跃移动站MS，BSSAP(或RSAP)使用一个信令连接来传送第3层消息。BSSAP(RSAP)用户功能进一步细分成两个不同的功能：
-直接传送应用子部分DTAP用于传送移动交换机10和MS之间的呼叫控制和移动管理消息。BSS不解释在这些消息中的DTAP信息。技术规范GSM 08.06包含了更多涉及在BSS中对DTAP消息的处理，无线接口的相关信令信道上消息的复用以及SCCP服务的使用的细节。用于MS-MSC信息交换的第3层协议的描述包含在04系列GSM技术规范中。
-BSS管理应用子部分BSSMAP(在PCS中是无线系统管理应用部分)支持移动交换机10和BSS之间涉及该MS(资源管理，移交控制)，或涉及该BSS(或无线系统RS)内的一个蜂窝，或涉及整个BSS的其它过程。换句话说，BSSMAP(RSMAP)支持移动交换机10和BSS(RS)之间需要解释和处理涉及单个呼叫的信息，以及资源管理的所有过程。
对涉及这两个子部分DTAP和BSSMAP(RSMAP)的消息的鉴别在SCCP和第3层之间的一个中间层上执行。这个中间层被称为分配子层或分配功能。
移动交换机10和BSS(RS)之间的DTAP和BSSMAP(RSMAP)第3层消息包含在被交换的SCCP消息的用户数据域中。用于承载BSSMAP(RSMAP)和DTAP消息的SCCP单元数据消息的用户数据域的结构分别在图3和4中示出。如图3和4所示，在这两种情况下，用户数据域都包含一个分配数据单元，一个长度指示器，以及实际的第3层消息。每一个SCCP用户数据域进一步包含一个分配数据单元作为消息头。在BSSMAP(RSMAP)消息中该分配数据单元仅包含鉴别参数，如图3所示。在DTAP消息中该分配单元包含两个参数，鉴别参数和数据链路连接指示(DLCI)参数。后一个参数对本发明并不重要，将不进行更具体的描述。
在这两种情况下，鉴别参数被编码成一个八位字节，如图7所示。鉴别参数的一个比特，称为鉴别比特D，指示在SCCP用户数据域中的第3层消息是一个DTAP消息(D＝1)还是BSSMAP(RSMAP)消息(D＝0)。鉴别比特D通常是最小的比特位。在GSM特有的鉴别参数值中其余的比特都置为0。
SCCP和第3层之间的分配子层利用该分配数据单元在BSSMAP(RSMAP)和DTAP功能之间分配消息，并向不同的无线链路第2层接入点分配DTAP消息和复用来自不同的无线链路第2层接入点的DTAP消息。
如前所述，传统的GSM特有的A接口仅支持一种无线接口和信令协议。
根据本发明的优选实施例，改进基于GSM的A接口，例如PCS特有的A接口以支持两种或更多种无线接口和它们的信令协议。这通过利用鉴别参数域DP中剩余的比特来指示该第3层消息所属的无线接口和相关信令协议来实现。
为了支持一种无线接口，A接口必须包括一种信令协议，它包含多个消息，此处称为一个消息组。消息组是与无线接口相关的。每一组包括该无线接口的DTAP和BSSMAP(RSMAP)消息。如果A接口仅必须支持一种无线接口，则仅需要一个消息组。在这种情况下，该A接口的实现和鉴别参数的值可以类似于传统的A接口。
如果该移动无线系统和A接口支持多种无线接口，那么还需要多种信令协议和多个消息组。图5说明了支持多种无线接口的A接口的多个消息组。一些消息MSG对所有消息组是通用的。除了这些消息之外，每一组可以包括其它消息组不支持的必选或可选的消息和信元。对所有无线接口和消息组而言，消息的主要部分是通用的，这样可以以相似的方式对消息进行管理。信令协议和消息组可以容易地加入到A接口和从A接口中去除。这样，单个网络可以包含支持无线接口和它们的信令协议的不同组合的不同版本的A接口。
根据本发明，为每一个消息组(无线接口)指派一个专用的鉴别域值。例如，如图7，8和9中所示，可以为无线接口1的消息指派鉴别域值0000000D，为无线接口2的消息指派鉴别域值1000000D，为无线接口3的消息指派鉴别域值0100000D。换句话说，利用鉴别域的比特位7和8标识无线接口。鉴别参数域中的任何自由比特自然都可以用于此目的，例如比特2和3。鉴别比特D根据通常方式用于鉴别DTAP(D＝1)和BSSMAP/RSMAP(D＝0)消息。
现在参照图6描述根据本发明的优选实施例的A接口的结构和操作。图6示出了根据本发明的A接口的一种信令协议参考模型。物理层以及第二层协议MTP和SCCP类似于图2中的相同层面，对本发明的实现而言不需要作任何改动。在图6中，BSS应用部分BSSAP(或BSAP)支持三种不同的无线接口，即无线接口1，2和3。为了实现此目的，BSSAP/RSAP包括用于每一种无线接口的一对专用的DTAP和BSSMAP功能。因此在图6的BSSAP/RSAP中有三对DTAP和BSSMAP/RSMAP功能。
中间分配子层，或分配功能位于SCCP和第3层功能DTAP和BSSMAP/RSMAP之间。分配子层的基本功能与图2中相同：在BSSMAP和DTAP功能之间分配SCCP消息。移动交换机10和BSS之间的DTAP和BSSMAP/RSMAP第3层消息再次包含在被交换的SCCP消息的用户数据域中。用于BSSMAP/RSMAP和DTAP消息的根据本发明的A接口中所用的用户数据域分别类似于图3和4中所示的用户数据域。每一个用户数据域再次包含分配数据单元，它包括指示用户数据域中的第3层消息是一个DTAP消息(鉴别比特D＝1)还是一个BSSMAP/RSMAP消息(D＝0)的鉴别参数。
然而，因为该A接口支持三种接口1，2和3，并且每一种无线接口有一对专用的DTAP和BSSMAP/RSMAP功能，所以为每一种无线接口指派一个专用的鉴别参数值。更特殊的，为无线接口1指派一个分配参数值0000000D(图7)，为无线接口2指派1000000D(图8)，为无线接口3指派0100000D(图9)。鉴别参数的值用于在不同无线接口的DTAP和BSSMAP/RSMAP对之间鉴别该消息，而分配比特D根据传统方式用于在每一对中的DTAP和BSSMAP/RSMAP功能中鉴别该消息。
在该A接口的两端，即在基站控制器BSC和移动交换机10中都能发现类似于图6所示的参考模型。
现在将通过一个说明性的例子来描述根据本发明的A接口的操作，在该例中，一个属于无线接口3的DTAP消息从基站控制器BSC经过根据本发明的A接口传送到移动交换机10。首先，适当的DTAP功能从无线接口3接收到一个DTAP消息，并借助分配子层将该消息插入到一个SCCP消息的用户数据域中。该分配子层知道在用户数据域中的消息是一个来自无线接口3的DTAP消息，因而将用户数据域中的鉴别参数设置成值01000000(参看图9)。然后该SCCP消息从该BSC通过A接口传送给移动交换机10。在移动交换机10中分配子层检查所接收的SCCP消息中鉴别参数域的值。值01000000指示该第3层消息是一个来自无线接口3的DTAP消息，该分配子层将该消息传递给无线接口3的DTAP功能。类似地，利用分配给特定消息类型和无线接口的适当的鉴别参数域值，可以在BSS和移动交换机10之间双向传送属于无线接口1，2和3的消息组的任意DTAP和BSSMAP消息。
前面的描述仅示出了本发明的优选实施例。在不偏离所附 书中定义的本发明的精神和范围的前提下，不同的修改对本领域的技术人员是显然的。
Claims (10)
1.一种移动无线系统，包括：
多个移动站，
一个移动交换机，
支持用于所述基站系统和所述移动站之间通信的两个或多个无线接口的一个基站系统，
与每一个所述多种无线接口相关联的专用信令协议，每种专用信令协议具有一组信令消息，
所述移动交换机和所述基站系统之间的单个信令接口，所述单个信令协议支持每一种所述专用信令协议，
一个用于区分属于不同信令协议的信令消息的鉴别参数，所述鉴别参数与通过所述单个信令接口传送的每一个信令消息相关联，用于指示所述消息所属的信令协议。
2.根据权利要求1的移动无线系统，其中：
所述基站系统支持用于与第一组所述移动站通信的第一无线接口，以及并且支持用于与第二组所述移动站通信的第二无线接口，
所述第一无线接口与第一信令协议和第一组信令消息相关联，
所述第二无线接口与第二信令协议和第二组消息相关联。
3.一种移动无线系统，包括：
多个移动站，
一个移动交换机，
一个基站系统，支持用于与第一组所述移动站通信的第一无线接口，以及用于与第二组所述移动站通信的第二无线接口，
在所述移动交换机和所述基站系统之间的单个信令接口，所述单个信令接口包括：
一个较高信令层，包括第一组信令消息，对应于用于通过所述单个信令接口传送所述移动交换机和所述基站系统间的信令的所述第一无线接口，以及第二组信令消息，对应于用于通过所述单个信令接口传送所述移动交换机和所述基站系统间的信令的所述第二无线接口，
一个较低信令层，用于通过所述单个信令接口在一个较低层消息的用户数据域中承载所述较高信令层消息，
所述传输层消息的所述用户数据域进一步包含一个鉴别参数，所述鉴别参数的一个或多个比特指示在所述较低层协议消息的所述用户数据域中的所述消息属于所述第一组消息还是所述第二组消息，
一个位于所述较低层和所述较高层之间的中间层，用于管理所述鉴别参数，以及鉴别属于第一组和第二组消息的所述较高层消息。
4.一种移动无线系统，包括：
多个移动站，
一个移动交换机，
一个基站系统，支持用于与第一组所述移动站通信的第一无线接口，以及支持用于与第二组所述移动站通信的第二无线接口，
在所述移动交换机和所述基站系统间的单个信令接口，
第一组信令消息，对应于用于通过所述单个信令接口传送所述移动交换机和所述基站系统间信令的所述第一无线接口，
第二组信令消息，对应于用于通过所述单个信令接口传送所述移动交换机和所述基站系统间信令的所述第二无线接口，
所述单个信令接口包括：
第一直接传送应用子部分DTAP，用于通过所述单个信令接口和基站系统，在所述移动交换机和所述第一组所述移动站间的所述第一组消息中传送DTAP消息，
第一基站系统管理应用子部分BSSMAP，用于在所述移动交换机和所述基站系统间的所述第一组消息中传送BSSMAP消息，
第二直接传送应用子部分DTAP，用于通过所述单个信令接口和基站系统，在所述移动交换机和所述第二组所述移动站间的所述第二组消息中传送DTAP消息，
第二基站系统管理应用子部分BSSMAP，用于在所述移动交换机和所述基站系统间的所述第二组消息中传送BSSMAP消息，
单个信令连接和控制部分SCCP，用于通过所述单个信令接口在SCCP消息的用户数据域中传送所述DTAP和BSSMAP消息，
所述SCCP消息的所述用户数据域包含一个分配数据单元，一个长度指示器和待传送的所述DTAP或BSSMAP消息，
所述分配数据单元包含一个鉴别参数，所述鉴别参数的至少一个比特指示在所述SCCP消息的所述用户数据域中的消息是一个BSSMAP消息还是一个DTAP消息，并且所述鉴别参数的一个或多个剩余比特指示在所述SCCP消息的所述用户数据域中的所述消息属于所述第一组消息还是所述第二组消息，
一个位于SCCP和DTAP和BSSMAP之间的中间层，用于管理所述鉴别参数，以及鉴别属于所述第一和第二组消息的所述DTAP和BSSMAP消息。
5.根据权利要求4中所述的移动无线系统，其中所述中间层响应于接收到的SCCP消息中的所述鉴别参数，将该SCCP消息的用户数据域中的消息分配给
所述第一DTAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据域中的消息是一个属于所述第一组消息的DTAP消息，
所述第二DTAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据域中的消息是一个属于所述第二组消息的DTAP消息，
所述第一BSSMAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据域中的消息是一个属于所述第一组消息的BSSMAP消息，
所述第二BSSMAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据域中的消息是一个属于所述第二组消息的BSSMAP消息。
6.根据权利要求4中所述的移动无线系统，其中所述单个信令接口基于GSM特有的A接口。
7.一种移动无线系统，包括：
多个个人站，
一个移动交换机，
一个无线系统，支持用于与第一组所述个人站通信的第一无线接口，以及用于与第二组所述个人站通信的第二无线接口，
在所述移动交换机和所述无线系统间的单个信令接口，
第一组信令消息，对应于用于通过所述单个信令接口传送所述移动交换机和所述无线系统间信令的所述第一无线接口，
第二组信令消息，对应于用于通过所述单个信令接口传送所述移动交换机和所述无线系统间信令的所述第二无线接口，
所述单个信令接口包括：
第一直接传送应用子部分DTAP，用于通过所述单个信令接口和所述无线系统，在所述移动交换机和所述第一组所述个人站间的所述第一组消息中传送DTAP消息，
第一无线系统管理应用子部分RSMAP，用于在所述移动交换机和所述无线系统间的所述第一组消息中传送RSMAP消息，
第二直接传送应用子部分DTAP，用于通过所述单个信令系统和所述无线系统，在所述移动交换机和所述第二组所述个人站间的所述第二组消息中传送DTAP消息，
第二无线系统管理应用子部分RSMAP，用于在所述移动交换机和所述无线系统间的所述第二组消息中传送RSMAP消息，
单个信令连接和控制部分SCCP，用于通过所述单个信令接口在SCCP消息的用户数据域中传送所述DTAP和RSMAP消息，
所述SCCP消息的所述用户数据域包含一个分配数据单元，一个长度指示器和待传送的所述DTAP或RSMAP消息，
所述分配数据单元包含一个鉴别参数，所述鉴别参数的至少一个比特指示在所述SCCP消息的所述用户数据域中的消息是一个RSMAP消息还是一个DTAP消息，并且所述鉴别参数的一个或多个剩余比特指示在所述SCCP消息的所述用户数据域中的所述消息属于所述第一组消息还是所述第二组消息，
一个位于SCCP和DTAP和RSMAP之间的中间层，用于管理所述鉴别参数，以及鉴别属于所述第一和第二组消息的所述DTAP和RSMAP消息。
8.根据权利要求7中所述的移动无线系统，其中所述中间层响应于接收到的SCCP消息中的所述鉴别参数，将该SCCP消息的用户数据域中的消息分配给，
所述第一DTAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据中的消息是一个属于所述第一组消息的DTAP消息，
所述第二DTAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据域中的消息是一个属于所述第二组消息的DTAP消息，
所述第一RSMAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据域中的消息是一个属于所述第一组消息的RSMAP消息，
所述第二RSMAP，如果所述鉴别参数指示在所述用户数据域中的消息是一个属于所述第二组消息的RSMAP消息。
9.根据权利要求7中所述的移动无线系统，其中所述单个信令接口是基于7号信令系统(SS7)的A接口PN-3343。
10.一种移动无线系统中的信令传送方法，包括步骤：
在基站系统和多个系统站间的通信中使用至少两种不同的无线接口，
为所述至少两种不同无线接口中的每一种使用一种专用的信令协议，
使用单个信令接口传送所述基站系统和移动交换机间的信令，所述单个信令接口支持每一种所述专用信令协议，
使一个鉴别参数与通过所述单个信令接口传送的每一个信令消息相关联，用于在所述单个信令接口中区分属于不同信令协议的信令消息，分配给所述多种无线接口中的每一种所述鉴别参数的一个专用值。
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