CN1160914C - Umts线路交换的数据用户平面 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使线路交换的数据通信设备能够以有效的方式在如UTMS那样的接入网络中使用的方法。解决方案是基于使用来自GSM的上层以及用于UTMS语音的传送层。

Description

UMTS线路交换的数据用户平面

技术领域

本发明涉及移动电信，特别是将较老的线路交换的数据通信设备使用到开发中的新的接入网络中。

背景技术

问题

GSM和其他的数字移动系统具有特有的解决方案，用于通过它们的接入网络向固定网络传送线路交换的数据。

构造一种新的陆地无线电接入网络用于由3GPP称为UMTS的第三代移动通信。这种接入网络并不具有任何被规定的处理线路交换数据的方法。

然而，仍然有大量的线路交换的数据通信设备安装在固定网络中，并且人们希望能够通过新的接入网络技术进行连接。

已知的解决方案

图1示出通过UMTS向安装在PSTN/ISDN中的线路交换数据通信设备进行移动终端通信的网络方案。在当前的技术状态下，线路交换的呼叫可在接入网络中或者通过利用分组数据接入的解决方案或者通过语音传送机制得到支持。

分组数据接入

新的移动系统的主要意图之一是数据接入。当开发改进的空中接口解决方案时，最佳化的IP接入(分组接入)一直是关键的驱动设备之一。已经建立一种保证传输的用户平面协议堆栈。

分组接入用户平面协议堆栈对于具有恒定位速的全双工链路并不是真正最佳的。它有大量的管理开销，这对于线路交换的连接是不需要的或者是没有好处的。该分组接入堆栈对于处理脉冲串式的通信业务也是最佳的，尽管自然具有较多的恒定的有效载荷用于移动线路交换数据接入。

也可将该分组接入堆栈用于线路交换连接，但除了以上提到的缺点外，对于支持转移(hand over)到GSM线路交换数据呼叫将是复杂的。

语音

语音也是一种重要的服务并且是一种用于保证对于规定典型的低延时和恒定的位速率所需要的传送能力的解决方案。

该语音解决方案对于线路交换呼叫具有良好的传送能力，但对数据传送不可靠。这种传送具有尽可能小的延时并且正使用对于支持低于64Kbit/s的固定位速率连接是最佳的ATMAAL2。

如果将数据以与语音相同的方式传送，可通过空中接口在位差错固定的端对端上中继。固定网络设备中支持的协议是为物理电缆设计的，并且当在与有线相比较具有大量干扰和非常不稳定性质的空中接口上使用时不是非常有效的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在新的接入网络中通信的方法，允许使用较老的线路交换通信设备而没有与上述的已知方法有关的缺点。

特别地，本发明涉及一种用于在UTRAN中通信的方法，包括利用互通功能(IWF)对移动交换中心工作的移动终端。依据所述的方法，在上层中从在用于UMTS语音的传送层上使用协议RLP和L2R的GSM中传送线路交换的数据。

本发明也涉及一种用于使用所述的方法在无线接入网络中的终端与固定网之间通信的系统。

将从所附的专利权利要求书中展现本发明的其它实施方案。

附图说明

现在将参考附图详细地描述本发明，其中：

图1提供一种系统的概貌，

图2指明应用在依据本发明的系统中的主要协议和数据传送的技术规格，

图3示出依据本发明的堆栈，使用类似GSM的上层协议和UMTS的语音下层协议。

具体实施方式

图1给出一种系统的概貌，在左手侧示出一种移动终端。UTRAN(UMTS陆地无线电接入网络)表示移动终端正通过Uu接口在其中通信的无线电网络。UTRAN是UMTS系统的无线电部分，而PLMN(公共陆地移动网)是在UMTS系统后面的核心网，也就是支持UTRAN的硬件交换结构等。UTRAN正通过Iu接口与PLMN“谈话”。UMTS网络被利用在右手侧上所示的终端连到普通的公共交换电话网。

本发明的基础是利用来自GSM的上层以及用于UMTS语音的传送层。

在进一步的讨论中参考图2，在其中示出主要协议和数据传送的机制以及它们如何被安排在依据本发明的系统中。下层被更多的服务使用，而上层被规定用于线路交换数据通信。

本系统包含解决方案中四个主要的部分，以下将进行详细的讨论。

用户设备

这是末端用户将用来在无线电接口上通信的物理设备。它或许可能是大量的不同类型的设备。被连接到UMTS移动电话的物理的传真机之中的两个综合设备用于视频传输。对于这种解决方案，是否用户设备包含一个或几个物理方框是不重要的。用户设备将需要在RLC上运行RLP(见用于进一步描述的协议篇章)。

UTRAN

这是UMTS陆地无线电接入网络的缩写形式。UTRAN具有许多用于处理无线电接入的功能。它关注物理的空中接口，也关注一个UTRAN内不同基站之间的转移。与本发明有关的UTRAN的一个重要任务是将实际的无线电协议(L1，MAC和RLC)转换成Iu协议(AAL2和ATM)。这种转换是为语音规定的，本发明就利用它。在Iu成帧中添加的任何语音特有的头段信息应该是可选的和不被传送的，只有少量头段信息需要包含如当前传送状态那样的信息。

UMTS MSC

对于所有线路交换的呼叫，这个节点将处理呼叫控制和移动性管理。对于线路交换的数据呼叫，当然也需要这种功能。用于本发明的UMTS MSC的重要任务是互通功能，这被称为IWF。IWF在Iu协议和朝向固定网络的协议之间进行转换(见图1)。在GSM中，这是一种在层1上的GSM V.110和GSM ATRAU协议以及在用于非透明呼叫的顶部上的RLP对在固定网络一侧上的ISDNV.110和调制解调器协议(LAPM，V.34等)的转换。

服务器

在固定网络内的另一端是服务器。这并不一定需要是服务器，该术语是指你通常想连到类似接入服务器，协作服务器和本地的调制解调器的所有设备。在GSM中，这也可能是另一个移动设备，因为IWF功能使这点不为用户设备见到。本发明的一个重要方面是服务器并不注意到UMTS内发生的任何事情。这与GSM的线路交换数据呼叫类似。

协议堆栈

图3示出使解决方案形象化的一种协议堆栈：

这种解决方案利用GSM的非透明协议RLP和L2R，以保证所发送的用户数据无差错。RLP帧使用GSM 14.4 RLP格式，因为它引入较少的管理开销。

该解决方案利用UMTS语音协议(ATM AAL2)进行下层非保密传送。

用户设备将RLP帧映象到RLC层和从RLC层映象到RLP帧。

在UTRAN中将语音从RLC映象到在AAL2上成帧的Iu的功能，需要某些小的调节，以便按相同的方式传送线路交换数据。这种调节是处理Iu成帧头段，使其也用于数据呼叫。

IWF需要将RLP帧放入Iu成帧中。对于传送不需要速率适置。这是由于AAL2[I.363.2]的能力。

所包含的协议

再次参考图2，它给出不同协议和技术规格应用的概貌。现在我们将给出包含在本发明的方法中的每种协议/层的更详尽的讨论。

层2中继协议(L2R)

L2R的主要目的是提供一种流量控制机制。这对于支持非透明的承载服务是需要的。用于不同的非透明承载服务的特定的L2R功能的详情被包含在适当的GSM 07系列的技术说明中。参见参考文献[1]、[2]和[3]。

该层2中继协议(L2R)功能通过GSM PLMN的无线电接口对于已知的(即，非透明的)用户协议提供可靠的传输。L2R功能被放在移动终端(MT)和与移动交换中心(MSC)相关联的互通功能(IWF)中。L2R利用由无线电链路协议(RLP)提供的服务，在MS和IWF之间传送非透明的协议信息。

无线电链路协议(RLP)

RLP的主要目的是提供一种移动站和IWF之间安全的和无差错的数据传送。

无线电链路协议(RLP)被规定用于在GSM PLMN(参见参考文献[4])上的数据传输。这是基于来自其他的技术规格如X.25和Q.92x(分别为CCITT的LAP-B和LAP-D)的思路。

它包括在有效载荷有错时调用重发的几种可能性。RLP已被修改成适合数字无线电传输的特定需要并被指望用于非透明的数据传送。

无线电链路控制协议(RLC)

RLC被规定用于UMTS中的无线电接口(Uu)。它的主要目的是保证用户数据在这个接口上的传送。RLC功能被放在移动站(MS)和无线电接入网(UTRAN)中。它具有以下的不同模式：

·透明模式

·非确认模式

·确认模式

这些模式对以上各层提供具有不同特性的服务。透明模式提供低的延时但相当高的差错率。非确认模式类似于透明模式但具有某些附加的功能，然而并不包括支持重发。

而该确认模式支持重发并提供无差错服务。它比其他的模式具有较高的延时。实际延时将取决于无线电状况。

至于更多的详情，请参见[5]。

ATM适配层类型2(AAL2)

AAL2是在ATM上传送数据的一种方法。与其他的ATM适配层相比，它对于相当小的分组最有效。如从图可见，它运行在UTRAN和核心网之间。

AAL2由两部分组成，公共部分和服务特有的部分。

公共部分由建议I.363.2(见参考文献[6])规定。AAL类型2对在延时敏感的应用中的低速率，短的和可变长度的分组提供带宽效率高的传输。可在单一的ATM连接上支持一个以上的AAL类型2的用户信息流。

建议I.366.1(见参考文献[7])，规定了ATM适配层(AAL)类型2的分段和重组服务特有的收敛子层。分段和重组服务特有的收敛子层可被部署在一个或多个AAL类型2的用户信息流上。还深入地规定了子层结构，分段和重组过程的步骤，以及可选的传输差错检测和被保证的数据传送。

优点

·可容易地处理向第二代GSM的转移，因为这已被规定在RLP层中。

·利用大量现有的，证明可行的功能。既有较高层的功能，如压缩和流控制，又有较低层的功能，如ATM VC。

·末端用户可在未被修改的服务器(固定网络)侧保留他的线路交换数据通信设备和应用。

·无线电网络传送能力非常适合于线路交换的连接。

缩写

如最现代的领域那样，电信世界利用大量的缩写。以下是本文件中所用的缩写的描述：

          AAL2        ATM适配层2

          ATM         异步传送模式

          ETSI        欧洲电信标准学会

          GSM         全球移动通信系统

IP        因特网协议

ISDN      综合业务数字网

Iu        UTRAN和核心网之间的接口

IWF       互通功能(用于CS数据服务)

L1        层1

L2R       层2中继协议

MAC       媒体接入控制

MSC       移动交换中心

PLMN      公共陆地移动网

PSTN      公共交换电话网

RAB       无线电接入载体

RLC       无线电链路控制

RLP       无线电链路协议

UE        用户设备

UMSC      UMTS移动交换中心

UMTS      通用移动电信系统

UTRAN     UMTS陆地无线电接入网络

Uu        UTRAN和移动设备之间的接口

3GPP      为规定第三代移动系统建立的

          第三代合作项目。从以下网址

          可得到更多的信息：

          http：∥www.3gpp.org/

参考文献

[1]用于移动站(MS)的终端适配功能(TAF)通则(ETSI GSM07.01)。

[2]用于利用异步承载能力的服务的终端适配功能(TAF)(ETSI GSM 07.02)。

[3]用于利用同步承载能力的服务的终端适配功能(TAF)(ETSI GSM 07.03)。

[4]用于数据和远程信息处理服务的无线电链路协议(RLP)(ETSI GSM 04.22)。

[5]ETSI T.doc SMG2 095/99；RLC的UMTS YY.22描述。

[6]B-ISDN ATM适配层类型2技术说明。

ITU-T建议I.363.2

[7]用于AAL类型2的分段和重组服务特有的收敛子层。ITU-T建议I.366.1。

Claims (5)

1.一种用于在通用移动电信系统陆地无线电接入网络(UTRAN)中通信的方法，包括利用互通功能(IWF)对移动交换中心(MSC)工作的移动终端，其特征在于：

在上层中从在用于通用移动电信系统(UMTS)语音的传送层上使用无线电链路协议(RLP)和层2中继协议(L2R)的全球移动通信系统(GSM)中传送线路交换的数据。

2.依据权利要求1的方法，其特征在于：

依据全球移动通信系统(GSM)14.4格式执行无线电链路协议(RLP)传送。

3.一种用于在无线接入网中的终端与固定网之间通信的系统，其特征在于：

·移动终端，通过无线电链路控制(RLC)来运行无线电链路协议(RLP)；

·通用移动电信系统陆地无线电接入网络(UTRAN)，被适配成将实际的无线电协议转换成通用移动电信系统陆地无线电接入网络(UTRAN)和核心网之间的接口(Iu)协议；

·通用移动电信系统移动交换中心(UMTS MSC)，包括被适配成将通用移动电信系统陆地无线电接入网络(UTRAN)和核心网之间的接口(Iu)协议转换成对固定网使用的协议的互通功能(IWF)；

·固定网中的终端设备，在用于通用移动电信系统(UMTS)语音的标准协议上使用全球移动通信系统(GSM)上层无线电链路协议(RLP)和层2中继协议(L2R)来进行下层传送。

4.依据权利要求3的系统，其特征在于：

所述通用移动电信系统陆地无线电接入网络(UTRAN)被适配成通过通用移动电信系统陆地无线电接入网络(UTRAN)和核心网之间的接口(Iu)将下层(L1)、媒体接入控制(MAC)和无线电链路控制(RLC)协议转换成异步传送模式适配层2(AAL2)和异步传送模式(ATM)协议。

5.依据权利要求4的系统，其特征在于：

所述互通功能(IWF)被适配成从全球移动通信系统(GSM)V.110、全球移动通信网(GSM)ATRAU和无线电链路协议(RLP)转换到固定网一侧上的综合业务数字网(ISDN)V.110和/或调制解调器协议(LAMPM，V.34)。

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