CN1211365A - 在一个移动通信网络中的分组与电路交换通信 - Google Patents

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Abstract

一种用于在一个第一通信系统(NSS)以及一个第二通信系统(WAN)之间建立一分组交换和一电路交换连接的装置,包括:1)一个分组交换转换器(PSDC),用于建立一通往该第一通信系统(NSS)的分组交换连接以及2)一个电路交换转换器(CSDC),用于建立一通往该第一通信系统(NSS)的电路交换连接。根据本发明,本装置还包括一个共用的数据通信控制器(CDCC),用于在所述诸转换器(PSDC,CSDC)以及所述第二通信系统(WAN)之间建立一连接。该共用控制器(CDCC)通往该第二通信系统(WAN)的接口独立于通往该第一通信系统(NSS)的接口。为了消除互相重叠的功能,让该共用控制器(CDCC)去执行本装置所执行的尽可能多的功能是有利的。

Description

在一个移动通信网络中的分组与电 路交换通信
本发明涉及一种用于在一个移动通信网络中实现分组与电路交换通信的装置。
图1表示一个与本发明有关的蜂窝移动通信系统的各部分。诸移动台MS通过一个空中接口Um跟诸基站收发信台BTS进行通信。诸基站收发信台受到连接于移动业务交换中心MSC的诸基站控制器BSC的控制。一个由一个基站控制器BSC管理的子系统-包括它所控制的基站收发信台BTS-通常被称为一个基站子系统BSS。介于一个移动业务交换中心MSC以及一个基站子系统BSS之间的接口被称为一个A-接口。该移动通信系统位于该A-接口的MSC一侧的部分被称为一个网络子系统NSS。相应地，介于一个基站控制器BSC以及一个基站收发信台BTS之间的该接口被称为一个Abis-接口。一个移动业务交换中心MSC负责交换诸呼入和诸呼出。它执行类似于在一个公共交换电话网络PSTN中的交换机那样的功能。此外，它还执行仅在移动通信中特有的各种功能，例如用户位置管理，与网络用户诸寄存器(在图1中没有单独示出)协同工作等。
在数字移动通信系统中所使用的一种常见的无线电连接就是电路交换，即：在该呼叫的全部持续时间内，分配给一个用户的各种无线电资源都被保留用于该连接。通用分组无线电业务(GPRS)就是一种为数字移动通信系统，例如GSM系统，而设计的一种新的业务。在欧洲电信标准协会(ETSI)建议书TC-TR-GSM 01.60中，就叙述了分组无线电业务。借助于分组无线电业务，可以向一个移动台MS的用户提供一种以有效方式利用各种无线电资源的分组交换无线电连接。在一分组交换的连接中，仅当有语音或数据待发送时，才使用无线电资源。语音或数据都被组合成具有预定长度诸分组。当这样一个分组已经通过该空中接口Um被发送出去，并且该发送一方没有立即要发送的下一个分组时，该无线电资源可以被释放以便被其他诸用户所使用。因此，这种资源分享方式不同于时分多址(TDMA)，在TDMA中，相同的物理信道被处于预定的诸时隙中的若干个用户所分享。
常规的蜂窝移动通信系统，例如GSM系统，或者它的派生品种DCS，仅支持电路交换连接。如图1所示，一分组交换连接可以这样来实现，例如，通过将一个专门的终端服务器连接到一个MSC的直接数据访问(DDA)接口。
图1还示出一个支持GPRS的节点GSN，它控制位于该网络一侧的分组无线电业务的工作。该控制包括，例如，通过一个移动台将该系统接入网络或退出网络(接入与退出分开进行)，一个移动台的路由区域更新，以及按路由将诸数据分组传送到正确的目的地。一个GSN节点可以跟一个基站控制器BSC或者一个移动交换中心MSC安装在一起，也可以将GSN节点安装在远离它们的地方。介于该GSN节点以及该基站控制器BSC之间的接口被称为一个Gb-接口。
一个适配器，或者一个GSM-LAN互连单元(GLIU)是，例如，一个终端服务器，例如一个路由器，它具有若干个遵循串行线路接口协议(SLIP)或点到点协议(PPP)的通往该MSC的V.24串行接口，以及一个通往该运营者的LAN的局域网(LAN)连接，例如以太网。
该支持GPRS的节点GSN以及该适配器GLIU包括若干个相似的部分，并且它们执行许多相似的功能。它们二者都含有一个通往该局域网的接口，并且它们的各种功能都包括实质上相似的不同协议之间的转换。同样地，它们二者都执行不同的安全检查和/或数据压缩与解压缩。
在根据图1的装置中，在上行方向，该适配器GLIU将一个电路交换数据流转换或调适为诸数据分组，并且在下行方向，它将诸数据分组转换为一个电路交换数据流。有时，独立于该通信机制之外的诸功能，例如数据解压缩、解密和/或确定分组路由，必须在诸数据分组之上进行。在该特定的节点中对诸控制分组进行本地的处理。在下行方向，该适配器GLIU进行相反的操作，例如加密和压缩等。
该支持GPRS的节点GSN执行跟该适配器GLIU差不多相似的各种功能。所不同的是，数据以分组的方式到达，而不是以单个字符的方式到达。一个分组可以是一个完整的帧或者是其中的一部分。在一分组交换连接中，一种资源不会永久地被保留(被占用)。当一个完整的数据分组已经被接收，其后的过程实质上类似于该GLIU所执行的过程。
同样，在一电路交换连接中，即，经由该GLIU，数据在该空中接口Um上，以分组的方式传播，但该发送方独立地发送每一个字符。该移动台包括一个协议层，它将连续的诸字符加以组合并以诸分组的形式将它们发送出去。对于GSM系统来说，待发送的诸字符是否属于相同的帧是没有关系的。
一个电路交换网络以及一个分组交换网络的主要目的是从一个终端设备向一个广域网WAN发送诸数据分组，例如诸TCP/IP分组。在一个GSM/GPRS系统中，在一个电路交换网络中的资源保留不同于一个分组交换网络中的情形。
典型地，被分配到该支持GPRS的节点GSN以及该适配器GLIU的功能如下：
    表1
1．分组的组合与拆分
2．诸控制分组的本地处理
3．加密和解密
4．数据的压缩和解压缩
5．诸分组的路由选择
6．必要的各种安全检查
7．访问控制
8．维护统计(maintaining statistics)
9．组合计费数据并将其传送到一个计费系统。
在上述的现有技术实施方案中，存在的一个问题是，由于在该系统的两个点上执行相似的诸功能，增加了系统的造价与复杂性。还有，现有技术的实施方案维护困难，因为要在两个不同的网络中同时地更换诸部件。
本发明的一个目标就是提供一种能解决上述与重叠的和复杂的网络部件有关的问题的装置。采用包括所附的各项独立权利要求的特征的诸系统，就能达到本发明的目标。在各项从属权利要求中，将公开本发明的诸优选实施例。
本发明基于下列理念，即：本系统包括一个共用的通信控制器，以电路交换连接方式和以分组交换连接方式待发送的诸数据分组都经过它来传送。在一个共用的通信控制器中，通过将各种重叠的功能加以集中，就能得到一种比较简单的结构。该系统的造价也将降低，并且它的维护将更为简便。跟两个单独的适配器的情形相比，一个共用的通信控制器需要较少的软件和硬件接口。在增加新的线路和网络协议时也将比较简单，因为这样的增加仅涉及更改一个单独的网络部件。而且，这种创造性的装置简化了在不同的网络部件及其供应商之间的责任的划分。
现在，参照由诸附图所说明的诸优选实施例，对本发明进行更详细的叙述，其中：
图1表示一个与本发明有关的移动通信系统的各部分；以及
图2表示一种根据本发明的装置。
现在参看图2，一个共用的(数据)通信控制器CDCC实质上控制着基于电路交换和分组交换连接的全部通信。在一种根据本发明的装置中，该控制器CDCC执行着如图1所示的在现有技术解决方案中由该支持GPRS的节点GSN以及该适配器GLIU所执行的大多数功能。
表1中的功能1和2是电路与分组交换通信二者所特有的。此外，例如在GSM系统中，功能3已经在介于一个移动台MS以及一个基站收发信台BTS之间的连接中实现。另一方面，借助于该共用的数据通信控制器CDCC，可以执行表1中的功能4至9。
除了共用的数据通信控制器CDCC以外，仅需要两个简单的协议转换器。一个电路交换数据转换器CSDC执行介于局域网LAN以及该电路交换网络之间的必要的协议转换，后者在图2中被表示为一个MSC以及一种网间连接功能IWF。相应地，一个分组交换数据转换器PSDC执行介于该局域网LAN以及该分组交换网络之间的必要的协议转换。在根据图2的实施方案中，一个分组交换网络从该运营者的局域网LAN直接地被连接到一个基站控制器BSC。
诸转换器PSDC和CSDC实质上包括分组的组合与拆分，并且在PSDC的情况下，还包括表1中的功能2和3。在表1中所说明的其他功能可以被集中到该共用的控制器CDCC。
这样一来，在一个第一通信系统NSS以及一个第二通信系统WAN之间建立一分组与电路交换连接的装置包括：1)一个用于建立一通往该第一通信系统NSS的分组交换连接的分组交换数据转换器PSDC以及2)一个用于建立一通往该第一通信系统NSS的电路交换连接的电路交换数据转换器CSDC。根据本发明，这种装置还包括一个用于建立一介于该转换器PSDC、CSDC以及该第二通信系统WAN的连接的用的数据通信控制器CDCC。该共用通信控制器CDCC通往该第二通信系统WAN的接口独立于它的通往该第一通信系统NSS的接口。通过说明诸转换器PSDC和CSDC都独立于该第二通信系统WAN，也能表达这种思想。只有该共用通信控制器CDCC应当能够解释在该WAN中使用的协议，这就意味着，在增加新的网络协议和/或业务时，只有该控制器CDCC是唯一需要更新的网络部件。
为了消除互相重叠的诸功能，让该共用通信控制器CDCC来执行这种装置中尽可能多的功能是有利的。若将除了简单的协议转换以外的需要逻辑处理的大多数-最好是实质上的全部-功能都集中到该共用通信控制器CDCC，则这是特别有利的。需要这种逻辑处理的诸功能包括：
-数据的压缩与解压缩
-分组的路由选择
-各种安全检查
-访问控制
-维护统计
-组合计费数据并将其传送到一个计费系统。
图2借助于实例说明，通过该运营者的局域网LAN被连接到该共用通信控制器CDCC的诸转换器PSDC以及CSDC。局域网技术是众所周知的，并且完整的硬件部件以及接口软件都可在业界内购得。另一方面，该共用通信控制器CDCC以及诸转换器PSDC和CSDC都可以集成到一块实质上执行表1所列的全部功能的实体中去。这个实体中的CDCC、PSDC和CSDC诸部件可以借助于一种广泛地使用的，或者，变通地，一种专有的并行或串行接口实现互连。同样可以理解，在该控制器CDCC中，为诸转换器PSDC和CSDC安装两种不同的接口。
从物理上来说，该共用通信控制器CDCC可以被制成一个上市销售的路由器，其软件适用于每一种通信系统，因此，该路由器及其软件至少能执行表1中的功能4至9。该共用通信控制器CDCC也可以是一部通用的或一部定制的、包括必要的接口和软件的计算机。
随着技术的进步，本发明的基本理念可以用多种不同方法来实现，这对专业人士来说是显而易见的。因此，本发明及其诸实施例并不局限于上述的诸实例，它们可以在权利要求书的范围内被改变。

Claims (7)

1．一种用于在一个第一通信系统(NSS)以及一个第二通信系统(WAN)之间建立一分组交换连接以及一电路交换连接的装置，所述装置包括：
一种用于建立一通往该第一通信系统(NSS)的分组交换连接的分组交换转换器(PSDC)；
一种用于建立一通往该第一通信系统(NSS)的电路交换连接的电路交换转换器(CSDC)；
其特征在于：
所述装置还包括一个用于在所述诸转换器(PSDC、CSDC)以及所述第二通信系统(WAN)之间建立一连接的共用通信控制器(CDCC)，所述共用通信控制器包括一个分别通往所述第一和第二通信系统(NSS、WAN)的一个第一和一个第二接口；以及
该共用通信控制器(CDCC)的第一接口独立于它的第二接口。
2．一种根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
该分组交换转换器(PSDC)以及该电路交换转换器(CSDC)实质上仅适于分别将在所述分组交换连接以及所述电路交换连接中所使用的诸协议，转换为一种在该特定的转换器(PSDC、CSDC)以及该共用通信控制器(CDCC)之间的连接中所使用的协议；以及
该共用通信控制器(CDCC)适于实质上执行准备在所述装置中执行的其余所有功能。
3．一种根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述共用通信控制器(CDCC)适于执行从包括下列各项的一个集合中选出的诸功能：数据压缩与解压缩，分组的路由选择，各种安全检查，访问控制，维护统计，组合计费数据并将其传送到一个计费系统。
4．一种根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于：所述共用通信控制器(CDCC)经过一个局域网(LAN)被连接到所述分组交换转换器(PSDC)以及所述电路交换转换器(CSDC)。
5．一种根据权利要求1至4中任何一项所述的装置，其特征在于：所述分组交换转换器(PSDC)运行上被连接到一个移动通信系统的一个基站控制器(BSC)。
6．一种根据权利要求1至5中任何一项所述的装置，其特征在于：所述电路交换转换器(CSDC)运行上被连接到一个移动通信系统的一个移动交换中心(MSC)。
7．一种用于在一个第一通信系统(NSS)以及一个第二通信系统(WAN)之间建立诸连接的共用通信控制器(CDCC)，
其特征在于，所述共用通信控制器(CDCC)包括：
第一组接口装置，至一个电路交换转换器(CSDC)以及至一个分组交换转换器(PSDC)，用于分别建立至所述第一通信系统(NSS)的一电路交换连接和一分组交换连接，(其另一侧)；
一个至所述第二通信系统(WAN)的第二组接口装置；其中
所述第一组接口装置独立于所述第二组接口装置。
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