CN1273473A - 异步传输模式分组网络及在其中传送分组数据的方法 - Google Patents

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Abstract

一种蜂窝异步传输模式分组网络和用于在其中传送分组数据的方法。在一服务中的无线网络控制器与一目标无线网络控制器之间,或在该服务中的无线网络控制器与一目标分组数据节点之间,建立一虚拟电路。同样,在上述二者之一中通过一移动分组路由器建立单独的分组路径。根据特定业务会聚子层协议,在虚拟电路上对分组数据或分组会话的单独数据块进行路复用/去多路复用。根据鉴别后的目的地标识符对所得数据块进行路由选择。

Description

异步传输模式分组网络及在其中传送分组数据的方法
本发明涉及一种分组数据网和分组数据传送方法，更具体地讲，涉及一种适用于无线通信网的异步传输模式(ATM)分组网络，和在该网中传送分组数据的方法。
现在把ATM交换引入商业可用的蜂窝/个人通信业务(PCS)移动通信系统的研究已经取得了进展。提出的一个实例是一种使用从蜂窝移动终端向接收机传送数据的ATM交换的移动通信网，图1以方框图的形式示出了这个实例。
在图1中，从移动终端11发送的用户分组数据通过有关基站21传递到一个无线网络控制器(RNC)31。然后，无线网络控制器31把传递的用户分组数据沿移动交换中心(MSC)41确定的路径传送到目的地无线网络控制器或目的地分组数据节点(PDN)。
如图2中所示，在使用ATM交换的情况下，为了选择和确定移动终端1 1的数据路径，无线网络控制器31与移动交换中心41之间的信号发送以及移动交换中心41与分组数据节点61之间的信号发送是通过分别提供在无线网络控制器31、移动交换中心41和分组数据节点61中的信令ATM适配层(SAAL)执行的。此时，给每个移动终端呼叫分配一个虚拟电路以传送用户数据。
但是，当无线网络控制器31和分组数据节点61用作使用ATM交换的通信网的节点时，从无线网络控制器或分组数据节点发出的数据必须以基于ATM交换的电路转换方式通过一虚拟电路传送，如图3中所示。为此原因，无线网络控制器或分组数据节点必须在有关移动终端建立了数据或话音呼叫连接的条件下分配这种虚拟电路。相对于每个单元物理连接端口建立一个用于ATM交换的虚拟电路是有限的，并且建立虚拟电路需要额外的信令处理时间。
也就是说，当一个源移动终端建立一个对目的地移动终端或因特网主机的分组路径以接收分组数据业务时，相关的无线网络控制器、ATM交换机和分组数据节点相互作用以向建立的分组路径分配一个虚拟电路。在传送用户分组数据的同时，分配的虚拟电路保持活动状态。然后，如果它在一给定时间周期中没有使用，则进入休止状态。
此后，如果在一规定时间周期中重新使用虚拟电路，它再次进入活动状态。但是，除非在该规定时间周期内再次使用虚拟电路，否则其将被释放。结果，如果在一时间或具有大量业务的区域许多移动终端把它们的路径保持在休止状态，那么与用户的数量相比，用于分组数据业务的虚拟电路的数量可能不足。
为了避免上述虚拟电路不足，除非在规定的时间周期中传送数据，否则可以释放休止虚拟电路。当释放了虚拟电路时，有关移动终端必须重新建立释放的分组数据路径以恢复分组传送，这导致了不便。
结果，在业务量增加到高于一阈值时，图1中所示的现有移动通信网要分配的虚拟电路的数量受到限制。这使它难于有效地执行分组数据通信。
上述参考实例结合于此，作为额外或替代细节、特征和/或说明背景的适当说明。
本发明的一个目的是要提供一种实际上至少消除了由现有技术缺点造成的上述问题的ATM网。
本发明的另一个目的是要提供一种ATM分组网络和在该网络中传送分组数据的方法，其中当使用ATM交换机从一端接在一无线网控制器的移动终端如蜂窝设备之类向一有线网络接入节点或另一个无线网络控制器传送无线分组数据，或以相反的方向传送无线分组数据时，在分组网络节点与无线网络控制器之间建立一个虚拟电路。
本发明的再一个目的是要提供一种ATM分组网络和在该ATM分组网络中传送分组数据的方法，其中多路复用/去多路复用来自多个移动终端的分组数据或分组会话，并在一分组网络接入节点与一无线网络控制器之间建立的虚拟电路上传送之。
为了至少整体或分成各部分地完成上述目的，提供一种蜂窝异步传输模式分组网络，包括：多个无线网络控制器，每个无线网络控制器用于根据一个源移动站的业务选择执行信道分配功能，以在与一个核心网连接时使分组数据和电路数据业务路径相互隔离；一个共同连接到其无线业务区中的多个无线网络控制器、用于支持话音通信交换功能，和源移动站的位置登记和移动性，并且管理源移动站位置信息和分组连接节点的信息的分组呼叫控制器；一个与多个无线网络控制器共同连接、用于把来自无线网络控制器的分组数据或分组会话分别送到建立的传送路径的移动分组路由器；和多个共同连接到移动分组路由器的分组数据节点，每个分组数据节点根据目的地标识符路由选择一个移动分组路由器路由选择的对应分组数据或分组会话；因而在一个服务中的无线网络控制器与一个目标无线网络控制器之间，或服务中的无线网络控制器与一个目标分组数据节点之间建立了一个虚拟电路，并且在虚拟电路上多路复用/去多路复用分组数据或分组会话的数据块，和经过移动分组路由器，服务中的无线网络控制器的分组连接节点，和目标无线网络控制器或目标分组数据节点分别传送到对应的目的地。
根据本发明的另一个实施例，提供了用于在具有一个或更多的无线网络控制器、分组呼叫控制器、一个或更多的分组数据节点和移动分组路由器的蜂窝异步传输模式分组网络中传送分组数据的方法，该方法包括：第一步骤，在服务中的无线网络控制器与一个目标无线网络控制器之间，或服务中的无线网络控制器与目标分组数据节点之间建立一个虚拟电路；第二步骤，通过移动分组路由器在服务中的无线网络控制器与目标无线网络控制器之间，或服务中的无线网络控制器与目标分组数据节点之间建立独立的分组路径；第三步骤，根据特定业务会聚子层协议(service specific convergence sub-layer protocol)在虚拟电路上多路复用/去多路复用分组数据或分组会话的各个数据块；和第四步骤，根据鉴别的目的地标识符路由选择多路复用/去多路复用的数据块。
在本发明的一个优选实施例中，不需要把虚拟电路分别分配给用于来自各个移动终端的分组呼叫或分组会话的分组路径。在来自一个有关移动终端的分组数据终止的每个无线网络控制器与另一个无线网络控制器之间，或每个无线网络控制器与每个分组数据节点之间建立一个虚拟电路。此外，在建立的虚拟电路上分配几乎无限数量的分组路径。即，在连接一服务中的无线网络控制器与一个目标无线网络控制器的虚拟电路上，或在连接服务中的无线网络控制器与一个目标分组数据节点的虚拟电路上多路复用/去多路复用来自有关移动终端的各个分组呼叫或分组会话。另外，不必执行信令处理来建立移动终端的各分组路径。
在下面的说明中将部分地提出本发明的附加优点、目的和特征，并且熟悉本领域的人员通过查阅下面的说明将会部分地了解这些附加优点、目的和特征，或通过实践本发明了解它们。按照后附的权利要求中具体指出的方案可实现和得到本发明的这些目的和优点。
以下参考附图对本发明进行详细说明，在附图中相同的元件用相同的参考号表示，其中：
图1是显示利用ATM交换的现有移动通信网的方框图；
图2显示用于在图1网络中建立移动终端的分组呼叫的ATM信令协议栈的示意图；
图3是显示基于用于在图1网络中传送来自移动终端的分组数据的ATM交换的数据协议栈的示意图；
图4是说明根据本发明的一个优选实施例的蜂窝ATM分组网络的方框图；
图5是显示用于在图4网络中多路复用一个移动站与分组数据节点之间的分组数据的分组数据通信协议栈的示意图；
图6是显示用于在图4的网络中多路复用移动站与另一个移动站之间的分组数据的分组数据通信协议栈的示意图；
图7是显示应用于图5和6中所示ATM适配层的一个共用部分聚合子层的协议数据单元块的格式的示意图；
图8和9是显示应用于图5和6中所示ATM适配层的一个特定业务会聚子层的协议数据单元块中的一个有效负荷字段的不同格式的示意图。
图10a和10b是分别显示图8和9中所示有效负荷字段的控制数据块和点对点协议数据块的格式的示意图；和
图11是显示图10中一个控制消息的类型和请求方向的示意图。
图4示出了根据本发明的一个优选实施例的蜂窝ATM分组网络结构的方框图。如图所示，蜂窝ATM分组网络包括多个移动终端101和103，每个移动终端与多个基站111-114中的一个建立无线通信。可以把一个用户数据终端102连接到一个特定移动终端，例如103，以执行数据通信。每个基站111-114最好通过一无线电信道连接到移动终端101和103中特定的一个。
蜂窝ATM分组网络还包括多个无线网络控制器121-123，每个无线网络控制器连接到基站111-114中特定的一个。每个无线网络控制器121-123适合于根据移动终端101和103中相关一个的业务选项执行信道分配功能。在与一核心网络连接时这种功能使分组数据和电路数据业务路径相互隔离。一个分组呼叫控制器131共同连接到多个无线网络控制器121-123，以支持话音通信交换功能和移动终端101和103的位置登记和移动性。分组呼叫控制器131也适用于管理移动终端101和103分组业务中的一个的位置信息和分组连接节点的信息(即，无线网络控制器和分组数据节点)。
分组呼叫控制器131包括移动交换中心(MSC)和访问位置寄存器(VLR)，用于交互作用以支持话音通信交换功能和移动终端101和103的位置登记和移动性，以及用于管理分组业务移动终端的位置信息和分组连接节点信息的位置管理功能(LMF)实体。
最好把一个本地位置寄存器(HLR)141耦合到分组呼叫控制器131，以管理移动终端101和103的移动性。也可以把由一个公众交换电话网(PSTN)和综合业务数字网络(ISDN)构成的通信网络161耦合到分组呼叫控制器131。
把一个移动分组路由器132共同连接到无线网络控制器121-123，以把从无线网络控制器121-123中特定的一个的出局分组数据或其中接收的入局分组数据路由选择到一个以ATM交换方式建立的传送路径。最好移动分组路由器132可以是ATM交换机、帧中继交换机和网际协议(IP)路由器中的任何一种。
蜂窝ATM分组网络进一步包括多个共同连接到移动分组路由器132的分组数据节点(PDN)151-153。每个分组数据节点151-153适用于根据有关标识符路由选择移动分组路由器132提供的出局分组数据或其中接收的入局分组数据。最好也把因特网171共同连接到分组数据节点151-153。
在上述实施例的蜂窝ATM分组网络中，可以给每个移动终端的分组呼叫或分组会话分配一个虚拟电路，以提供分组数据业务的分组路径。但是，这样一来，根据使用国际电信联盟的Q.2931标准公布中规定的B-ISDN信令的ATM交换模式，在移动分组路由器132的两个节点之间分配一虚拟电路需要占用许多时间。
例如，当需要在属于无线网络控制器121的移动终端101和属于无线网络控制器122的数据终端102之间分组通信时，在无线网络控制器121与移动分组路由器132之间，和移动分组路由器132与无线网络控制器122之间分别执行节点间虚拟电路分配。当需要通过分组数据节点151-153中特定的一个，例如，151，在属于无线网络控制器121的移动终端101与因特网171之间进行分组通信时，在无线网络控制器121与移动分组路由器132之间，和移动分组路由器132与分组数据节点151之间分别执行节点间虚拟电路分配。
为了避免上述问题，即使在移动站分组业务不在活动状态时没有传送数据，也可以允许有关虚拟电路进入休止状态，从而使得它能够保持现状。但是，这样一来，在业务量突然超过规定阈值的不良通信环境下，将会失去经过移动分组路由器相互连接的服务中的无线网络控制器与一目标无线网络控制器之间的、或服务中的无线网络控制器与一目标分组数据节点之间的虚拟电路。
因此，根据本发明的一个优选实施例，为了改进系统和减少上述问题，最好在每个无线网络控制器与另一个无线网络控制器之间、或每个无线网络控制器与每个分组数据节点之间以永久虚拟电路(PVC)模式或交换虚拟电路(SVC)模式建立一个虚拟电路。
此外，可以在一服务中的无线网络控制器与一目标无线网络控制器之间，或服务中的无线网络控制器与一目标分组数据节点之间分配大量分组路径。例如，来自相关移动终端的各个分组呼叫或分组会话可以在一个连接服务中的无线网络控制器与目标无线网络控制器或连接服务中的无线网络控制器与目标分组数据节点的虚拟电路上多路复用/去多路复用。结果，可以把足够数量的分组路径分配给一个虚拟电路。
本发明的上述实施例最好可以用具有用于适合于基于蜂窝移动电话通信网的分组业务的移动站分组会话数据的多路复用/去多路复用的特定业务会聚子层(以后称为SSCS)协议的ATM适配层(以后称为AAL)来实现。
AAL的功能是在互联在一具有ATM交换机的网络中的ATM终端节点或移动终端之间建立虚拟电路。根据要传送的数据的业务特征，这种AAL分类成五种类型，或AAL1，AAL2，AAL3，AAL4和AAL5。在本发明的一个优选实施例中，一种用于建立虚拟电路的信令AAL(SAAL)是根据AAL类型5定义的。每个AAL包括一个共同部分会聚子层(此后称为CPCS)，和一个用作随时处理各种应用环境的SSCS。根据具有ATM交换机的通信网的应用场合，SSCS具有不同的功能。
SSCS适用于分别多路复用/去多路复用来自有关移动终端的分组呼叫或分组会话。在本发明中，如图5和6中所示，在ATM终端节点中，或在图4中的蜂窝ATM分组网络的无线网络控制器和分组数据节点中，SSCS分别位于ATM层的上层的AAL中。每个SSCS具有在以蜂窝ATM分组网络的永久虚拟电路(PVC)模式所分配的虚拟电路上、或在以ATM交换虚拟电路(SVC)模式分配在有关ATM终端节点与移动分组路由器之间的虚拟电路上，对所有分组会话多路复用/去多路复用的功能。每个SSCS还具有根据有关移动站的移动性，到有关分组数据节点的登记和蜂窝分组流控制有关无线网络控制器的节点修改的功能。
在本发明的这个优选实施例中，在图4的蜂窝ATM分组网络中，通过建立在一个服务中的无线网络控制器与一个目标无线网络控制器之间(如图6所示)或建立在服务中的无线网络控制器与一个目标分组数据节点之间(见图5)的虚拟电路传送AAL5的CPCS的协议数据单元(PDU)块(此后称为“CPDS-PDU块”)。在这个虚拟电路上多路复用/去多路复用和传送来自一个特定移动站的分组呼叫或分组会话。
图7示出了应用于AAL5的CPCS-PDU块的格式。在本发明的优选实施例中，CPCS-PDU块包括一个用于传送最大到216-1字节的用户信息的CPCS-PDU有效负荷字段200，和一个用于把CPCS-PDU有效负荷字段200的长度调节到48字节的ATM信元单位倍数，从而能够应用于CPCS的较低层的ATM分段和重装(SAR)子层的填充210。CPCS-PDU块还包括一个用于透明地传送CPCS的用户对用户信息的CPCS-用户对用户(CPCS-UU)指示字段220，和一个用于把CPCS-PDU尾部的总比特数设置为64的公用部分指示符(CPI)字段230。此外，一个长度字段240指示CPCS-PDU有效负荷字段200的长度，和一个循环冗余校验(CRC)字段250指示除了其本身以外的整个CPCS-PDU块的CRC值。
在本发明的一个优选实施例中，图7中的CPCS-PDU有效负荷字段200可以同样地定义为如图8和9中所示的SSCS的PDU块(此后称为“SSCS-PDU块”)中的一个有效负荷字段。
图8示出了SSCS-PDU有效负荷字段的A型格式。如图中所示，SSCS-PDU有效负荷字段包括一个用于标识一虚拟电路的多路复用源的源标识符(ID)字段201，和一个用于标识该虚拟电路的多路复用目的的目的地ID字段201。它还包括一个用于指示来自一个源终端的分组呼叫的业务类型的业务选项(SO)字段203。当蜂窝分组ATM网建立无线终端连接时使用SO字段203。SSCS-PDU有效负荷字段进一步包括一个用于标识带有相同业务选项和一个唯一分组会话标识符的分组会话的分组会话标识符(PSID)字段204，和一个用于标识通过SSCS-PDU有效负荷字段传送的上层协议标识符的有效负荷分组标识符(PPID)字段205。
目的地ID字段202最好可以包括终端ID(15个八位长字节)，在蜂窝分组ATM网中分配的一个分组数据节点的ID(16个八位长字节)，和缺省ID(1个八位长字节)中的任何一个。这是根据目的地ID字段202的第一个八位长字节的比特值确定的。更具体地讲，如果第一个八位长字节的比特值是0xDD时，它们指示目的地ID字段202包括一个表示一个连接到虚拟电路的分组数据节点的1个八位长字节的缺省ID。如果第一个八位长字节的比特值是0xDF，那么它们指示目的地ID字段202包括一个连接到虚拟电路的分组数据节点的一个16个八位长字节ID。如果第一个八位长字节的比特值是0xDD或0xDF，那么它们指示目的地字段202包括属于一个连接到虚拟电路的无线网络控制器的一个目的地移动终端的一个15个八位长字节ID。
图9示出了SSCS-PDU有效负荷字段的B型格式，其中除了图8的A格式之外还提供一个1字节的信息字段206a，指示SSCS-PDU有效负荷字段的内容。信息字段206a是一个指示SSCS-PDU有效负荷字段的内容是上层用户数据还是SSCS控制数据的控制/数据(C/D)字段。在是SSCS控制数据的情况下，C/D字段206a也可以指示控制数据的一种类型。
可以如下定义图8和9中所示的AAL5的SSCS-PDU块。可以根据源ID字段201或201a和目的地ID字段202或202a，在一个服务中的无线网络控制器与一个目标无线网络控制器之间的、或服务中的无线网络控制器与一个目标分组数据节点之间的虚拟电路上多路复用/去多路复用来自多个终端的各个分组数据。此外，根据SO字段203或203a中的业务选项和PSID字段204或204a中的分组会话标识符执行多路复用/去多路复用操作。根据PPID字段205或205a，一个接收机可以有效地识别一个通过有效字段传送的上层协议。接收机也可以根据来自C/D字段206a的信息容易地识别有效负荷数据是用户数据还是SSCS控制数据。
下面说明有关以下三种情况的图4中所示结构的蜂窝分组ATM网的操作。第一种情况是，一个属于一服务中的无线网络控制器的源移动站向一个目的地移动站发送带有特定业务选项和分组会话标识符的分组数据。第二种情况是，属于一个服务中的无线网络控制器的一个源移动站给目标分组数据节点指定一个目标分组数据节点标识符，并向目标分组数据节点发送带有特定业务选项和分组会话标识符的分组数据。第三种情况是，一个属于一服务中的无线网络控制器的源移动站请求带有特定业务选项和分组会话标识符的因特网/分组网络连接数据业务，并接收作为请求结果的数据。
在第一种情况中，一个属于服务中的无线网络控制器的源移动站向一目的地移动站发送带有特定业务选项和分组会话标识符的分组数据。在这种情况下，服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF从分组呼叫控制器接收目的地移动站所在的一个目标无线网络控制器的节点标识符，并鉴别带有该目标无线网络控制器的虚拟电路的标识符。AAL5的一个发送SSCS存储业务选项、分组会话标识符、目的地移动站标识符和虚拟电路标识符，并根据存储的业务选项和标识符建立SSCS-PDU首部。然后，发送SSCS把用户分组数据或SSCS控制数据置于一个SSCS-PDU有效负荷字段中，并把所得的数据块传送到AAL5的一个CPCS。结果，完成了多路复用和发送过程。通过虚拟电路和经过移动分组路由器MPR把SSCS-PDU块发送到目标无线网络控制器，并通过接收SSCS去多路复用。接下来，鉴别目的地移动站标识符，以把接收的数据传送到目的地移动站，或执行有关SSCS控制数据的操作。
在第二种情况中，一个属于一服务中的无线网络控制器的源移动站给目标分组数据节点指定一个目标分组数据节点标识符，并向该目标分组数据节点发送带有特定业务选项和分组会话标识符的分组数据。在这种情况下，服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF根据目标分组数据节点的标识符鉴别带有目标分组数据节点的虚拟电路的标识符。AAL5的一个发送SSCS存储一个目的地移动站标识符、业务选项、分组会话标识符、目标分组数据节点标识符和虚拟电路标识符，并根据存储的业务选项和各标识符建立SSCS-PDU首部。然后发送SSCS将用户分组数据或SSCS控制数据置于一SSCS-PDU有效负荷字段中，并把所得数据块传送到AAL5的一个CPCS，从而完成了多路复用和发送过程。结果是，通过虚拟电路和经过移动分组路由器MPR把SSCS-PDU块发送到目标分组数据节点，并通过接收SSCS去多路复用。接下来，鉴别目的地移动站标识符，以把接收的数据传送到一目的地移动站，或执行有关该SSCS控制数据的操作。
应当注意，可以把来自一特定分组数据节点的分组数据仅传送到一个预先登记到该分组数据节点的移动终端。根据来自一个把分组目的地地址映射到移动终端的表格的分组目的地虚拟电路标识符和分组数据节点中SSCS的SSCS-PDU首部的信息执行多路复用操作。一旦接收到一个多路复用的SSCS-PDU块，一个发送AAL5 CPCS把接收到SSCS-PDU块发送到一个目标AAL5 CPCS。结果，通过接收SSCS去多路复用发送的SSCS-PDU块，并且把得到的分组数据传送到移动终端。
在第三种情况中，一个属于一服务中的无线网络控制器的源移动站请求带有一特定业务选项和分组会话标识符的因特网/分组网络连接数据业务，并接收作为请求结果的数据。在这种情况下，服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF根据业务选项和分组会话标识符确定源移动站是否预先登记。如果源移动站已经预先登记，那么服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF把接收的用户分组数据和带有预连接的目标分组数据节点的虚拟电路的标识符传送到一个发送SSCS，然后发送SSCS多路复用SSCS-PDU块，并传送到一个AAL5 CPCS。如果源移动站没有预先登记，那么服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF认为该源移动站是一个要登记的新移动站，并从分组呼叫控制器接收要路由选择的目标分组数据节点的标识符。
然后，服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF根据择路的目标分组数据节点的标识符鉴别带有路由的目标分组数据节点的虚拟电路的标识符。AAL5的发送SSCS存储业务选项，分组会话标识符和虚拟电路标识符，并根据存储的业务选项和各标识符建立SSCS-PDU首部。然后，发送SSCS把用户分组数据或SSCS控制数据置于一SSCS-PDU有效负荷字段中，并把所得数据块传送到AAL5的一个CPCS，导致多路复用和发送过程的完成。
结果，通过虚拟电路和经过移动分组路由器MPR把SSCS-PDU块发送到路由的目标分组数据节点，并且通过一个接收SSCS去多路复用。接下来，鉴别一个源移动站，以把接收的数据传送到源移动站，或执行有关该SSCS控制数据的操作。
应当说明，可以把来自一特定分组数据节点的分组数据仅传送到一个预先登记到分组数据节点的移动终端。根据来自一个将一分组目的地地址映射到移动终端的表格的分组目的地虚拟电路标识符和分组数据节点中一个SSCS的SSCS-PDU首部的信息进行多路复用操作。一旦接收到一个多路复用的SSCS-PDU块，一个发送AAL5 CPCS把接收的SSCS-PDU块发送到一个目标AAL5 CPCS。结果，通过一个接收SSCS对发送的SSCS-PDU块去多路复用，并且把得到的分组数据传送到移动终端。
在上述三种情况中，可以用永久虚拟电路(PVC)模式建立服务中的无线网络控制器与目标无线网络控制器之间或服务中的无线网络控制器与目标分组数据节点之间的虚拟电路，以传送用户分组数据。在这种情况下，服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF建立对所有目标无线网络控制器和分组数据节点的虚拟电路。为此目的，服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF管理连接到其虚拟电路表中的虚拟电路的目标无线网络控制器或目标分组数据节点的节点标识符。
另一方面，在以交换虚拟电路(SVC)模式建立虚拟电路的情况下，服务中的无线网络控制器RNC或分组控制器PCF仅在需要把用户分组数据传送到目标无线网络控制器或目标分组节点时才根据基于ATM交换的信令建立虚拟电路。在没有数据传送到目标节点时最好释放虚拟电路。虚拟电路不是针对一个单独的用户分组数据单元建立的。
也就是说，首先从一个虚拟电路表接收有关一个希望的目标节点的标识符的虚拟电路标识符，并且仅在它不存在于该虚拟电路表中时，建立一个新虚拟电路并登记到虚拟电路表中。因此，可以通过一预先建立的虚拟电路对来自一个不同后继终端的分组数据多路复用。此外，当在一规定时间周期内一虚拟电路连接的两个节点之间没有传送数据的情况下，最好释放该虚拟电路。
在上述三种情况中，移动分组终端可以通过连接该终端的分组数据节点和一个点对点协议(此后称为PPP)链路连接到因特网。在这种情况下，SSCS-PDU首部的PPID字段包含用于识别PPP链路的标识符。该终端所属的无线网络控制器的SSCS和该终端的PPP链路连接的一个分组数据节点的SSCS发送和接收控制信息，以维持PPP链路和连续地提供分组数据业务。
因此，如果一个移动站具有通过有关分组数据节点的因特网连接，那么这个分组数据节点在它的因特网子网标识符中分配一个网际协议(IP)地址作为该移动站的本地IP地址，或作为用于移动网际协议业务的保管地址(care of address)(COA)。当移动站在因特网分组业务是有效的条件下进行越区切换或漫游操作时，可以把它登记到一个新分组数据节点。在这种情况下，移动站必须从新分组数据节点接收一个新本地IP地址或COA。结果，这种向一个新分组数据节点的登记可能会遭遇到业务间断，因为在重新建立PPP链路和登记移动IP需要一段时间间隔。
因此，只要因特网分组业务保持有效，即使移动站移动到由一不同无线网络控制器覆盖的区域，它也能连续地保持一个带有最初登记的分组数据节点的虚拟电路，并因而能使用现存的本地IP地址，从而提供了没有间断的分组数据业务。为此目的，无线网络控制器的SSCS和分组数据节点的SSCS应当相互作用，以保持用于更新移动站的路由路径的控制信号，和执行分组数据节点登记控制功能和蜂窝分组流控制功能。
图10示出了一个SSCS-PDU有效负荷字段的控制数据块和PPP数据块的各自格式。
参考图10，控制数据块由一个包括一用于识别控制消息内容的控制消息标识符字段的控制消息首部、一个用于指示控制消息序列的消息序列号字段、和一个用于识别控制消息的请求和响应的请求/响应字段，以及一个包括基于一唯一控制消息标识符的参数的控制消息文本构成的。
PPP数据块由一个PPP帧构成，如图10中所示。
如图11中所示，SSCS控制消息可以是移动站(MS)登记消息、位置更新消息、PPP链路数据流控制消息、移动站无线连接状态/业务IP质量(QoS)消息，和帐单数据信息消息中的任何一种消息。
在一个源移动站启动并开始请求接入因特网的场合，在源移动站在它已经登记到一个目标分组数据节点、而服务中的无线网络控制器不能对其建立虚拟电路连接的条件下请求接入因特网的场合，和在源移动站应当登记到一个新分组数据节点的场合，可以使用移动站登记消息。在这些场合，服务中的无线网络控制器的SSCS首先向目标分组数据节点的SSCS发送一个登记请求控制数据块，然后从那里接收一个响应。此时，登记请求控制数据块包括移动站无线电QoS参数，SSCS流间控制选择参数，等等。
一旦接收到来自目标分组数据节点的响应，服务中的无线网络控制器通过有关SSCS-PDU有效负荷字段向目标分组数据节点发送用户PPP链路数据。并且，一旦接收到来自服务中的无线网络控制器的移动站登记消息，目标分组数据节点通过有关SSCS-PDU有效负荷字段向服务中的无线网络控制器发送一个确认信号，并开始传送用于与源移动站建立LCP的PPP数据。
位置更新消息是在一个源移动站从前一个无线网络控制器，或旧RNC覆盖的区域移动到一个新无线网络控制器、或一个新RNC覆盖的区域时使用的控制消息。新RNC检测来自一个管理分组数据终端的PPP链路移动性汇集表的分组呼叫控制器LMF的源移动站预先登记到的一个分组数据节点的标识符，并且通过一虚拟电路向分组数据节点传送位置更新消息。
当源移动站休止时，位置更新消息放弃有关SSCS-PDU首部中的业务选项和分组会话标识符。分组数据节点从接收的虚拟电路标识符获得基于新RNC的源移动站的位置信息。
当服务中的无线网络控制器中的分组缓冲器超过一阈值时，PPP链路数据流控制消息表示“拥挤ON”。一旦从服务中的无线网络控制器接收到表示“拥挤ON”的消息，目标分组数据节点不对其发送数据，直到它再次接收到一个表示“拥挤OFF”的消息。
当由于从休止状态转变到活动状态而需要发送业务选项和分组会话标识符时，或当无线业务质量改变时，从服务中的无线网络控制器向目标分组数据节点发送移动站无线连接状态/IP QoS消息。此外，当需要向服务中的无线网络控制器通知IP业务质量时，目标分组数据节点向它发送移动站无线连接状态/IP QoS消息。
当接收到彼此的请求，或存在一个传送终端的帐单数据的事件时，从服务中的无线网络控制器向目标分组数据节点，或相反的方向，发送帐单数据信息消息。此时，控制消息文本包含帐单数据信息。
从上述说明中可以知道，根据本发明的优选实施例，在一个从利用ATM交换机的移动终端传送分组数据的蜂窝分组ATM网中，在每个来自移动终端的分组数据终止的无线网络控制器与另一个无线网络控制器之间或每个无线网络控制器与每个分组数据节点之间建立一个虚拟电路。此外，可以在一个服务中的无线网络控制器与一个目标无线网络控制器之间，或服务中的无线网络控制器与一个目标分组数据节点之间分配大量分组路径。即，可以在连接服务中的无线网络控制器和目标无线网络控制器或连接服务中的无线网络控制器和目标分组数据节点的虚拟电路上多路复用/去多路复用来自有关移动终端的各个分组呼叫或分组会话。因此，可以把足够数量的分组路径分配到一个虚拟电路。另外，不需要进行信令处理来建立移动终端的各个分组路径。
上述实施例和优点仅仅是示例性的，不能看成是对本发明的限制。本说明可以容易地应用到其它类型的装置。本发明的说明只是解释性的，并不限制权利要求的范围。熟悉本领域的人员知道可以有许多替代，修改和改变。在权利要求中，装置加功能语句是为了包括所有完成在此说明的上述功能的结构，并且不仅仅是结构的等同物，而且包括等同的结构。

Claims (32)

1.一种异步传输模式网络，包括：
多个无线网络控制器，每个所述无线网络控制器用于根据源移动站的业务选项进行信道分配，以便在与一核心网络连接时将分组数据和电路数据业务路径相互分离；
移动分组路由器，每个所述无线网络控制器共同与其耦合，该移动分组路由器用于将来自所述无线网络控制器的分组数据或分组会话分别路由选择到所建立的传送路径；和
多个分组数据节点，共同耦合到所述移动分组路由器，每个所述分组数据节点根据目的地标识符对由所述移动分组路由器路由选择的所述分组数据或分组会话中对应的一个进行路由选择，其中在1)和2)之一中建立虚拟电路，即：1)在所述无线网络控制器中的一个服务中的无线网络控制器与所述无线网络控制器中的一个目标无线网络控制器之间，2)在该服务中的无线网络控制器与所述分组数据节点中的一个目标分组数据节点之间，并且其中经过所述移动分组路由器，所述服务中的无线网络控制器和a)、b)二者之一，将所述分组数据或分组会话的数据块在所述虚拟电路上多路复用/去多路复用并分别传送到规定的目的地，其中a)是所述目标无线网络控制器，b)是处于分组连接模式的所述目标分组数据节点。
2.根据权利要求1的网络，还包括分组呼叫控制器，每个所述无线网络控制器在其无线业务区域内共同与该分组呼叫控制器耦合，该分组呼叫控制器用于支持语音通信交换功能，位置登记，和所述源移动站的移动性，并管理所述源移动站的位置信息和分组连接节点的信息。
3.根据权利要求1的网络，其中所述移动分组路由器包括异步传输模式交换机，帧中继交换机，和网际协议路由器中的一种。
4.根据权利要求1的网络，其中所述移动分组路由器耦合到因特网进行通信。
5.根据权利要求1的网络，其中每个所述数据块包括一首部，所述首部包括：
源标识符字段，用于标识所述虚拟电路的多路复用源；
目的地标识符字段，用于标识所述虚拟电路的去多路复用目的地；
业务选项字段，用于指示来自所述源移动站的分组呼叫的业务类型，在所述蜂窝异步传输模式分组网络建立无线终端连接时使用所述业务选项字段；
分组会话标识符字段，用于利用相同的业务选项和唯一的分组会话标识符来标识分组会话；和
有效负荷分组标识符字段，用于标识一接收的上层协议标识符。
6.根据权利要求1的网络，其中所述多路复用/去多路复用操作是基于在1)和2)之间提供的协议进行的，其中1)是下述a)和b)之一，a)是所述业务和目标无线网络控制器中异步传输模式适配层的特定业务会聚子层，b)是所述服务中的无线网络控制器中所述异步传输模式适配层的所述特定业务会聚子层，2)是所述目标分组数据节点中异步传输模式适配层的特定业务会聚子层。
7.根据权利要求6的网络，其中所述协议包括以下功能：根据所述源移动站的所述移动性控制所述业务或目标无线网络控制器的节点修改，控制对所述目标分组数据节点的登记，和控制蜂窝分组流。
8.根据权利要求6的网络，其中所述异步传输模式适配层是第五类型异步传输模式适配层，并且包括所述特定业务会聚子层，公共部分会聚子层，异步传输模式分段和重装子层。
9.根据权利要求8的网络，其中所述公共部分会聚子层适于根据协议数据单元传送所述数据块，其中所述协议数据单元包括：
有效负荷字段，其包含用户信息；
填充字段，用于调节所述有效负荷字段的长度，使得其符合异步传输模式交换机环境；和
用户至用户指示字段，用于透明地传送所述公共部分会聚子层的用户至用户信息。
10.根据权利要求9的网络，其中所述有效负荷字段包括：
源标识符字段，用于标识所述虚拟电路的多路复用源；
目的地标识符字段，用于标识所述虚拟电路的去多路复用目的地；
业务选项字段，用于指示来自所述源移动站的分组呼叫的业务类型，在该网络建立无线终端连接时使用所述业务选项字段；
分组会话标识符字段，用于利用相同的业务选项和唯一的分组会话标识符来标识分组会话；和
有效负荷分组标识符字段，用于标识一所接收的上层协议标识符。
11.根据权利要求10的网络，其中每个所述源和目的地标识符字段包括所述源移动站的标识符，所述目的地移动站的标识符，所述目标分组数据节点的标识符，和一缺省标识符中的任何一个。
12.根据权利要求10的网络，其中所述有效负荷字段还包括控制/数据字段，用于指示所述有效负荷字段包含用户数据还是包含来自所述特定业务会聚子层的控制数据块。
13.根据权利要求12的网络，其中所述控制数据块包括：
控制消息首部，包括：用于标识控制消息内容的控制消息标识符字段，用于指示所述控制消息的顺序的消息序号字段，用于标识所述控制消息的请求和响应的请求/响应字段；和
控制消息正文，具有基于唯一控制消息标识符的参数。
14.根据权利要求13的网络，其中所述控制消息包括所述源移动站的登记信息，所述源移动站的位置更新信息，点对点协议链路数据流控制信息，所述源移动站的无线连接状态信息，网际协议业务质量信息，和计费数据信息。
15.一种在异步传输模式分组网络中传送分组数据或分组会话的方法，该网络具有一个或多个无线网络控制器，分组呼叫控制器，一个或多个分组数据节点，以及移动分组路由器，该方法包括以下步骤：
a)在一服务中的无线网络控制器与一目标无线网络控制器和一目标分组数据节点中的一个之间建立虚拟电路；
b)通过该移动分组路由器在该服务中的无线网络控制器与该目标无线网络控制器和该目标分组数据节点中的一个之间建立单独的分组路径；
c)在所述虚拟电路上对分组数据或分组会话的单独数据块进行多路复用/去多路复用；和
d)根据鉴别过的目的地标识符对多路复用/去多路复用数据块进行路由选择。
16.根据权利要求15的方法，其中所述步骤a)还包括步骤a-1)：根据异步传输模式交换方式，以永久虚拟电路模式和交换虚拟电路模式中的一种建立所述虚拟电路。
17.根据权利要求16的方法，其中所述步骤a-1)还包括步骤a-2)：根据异步传输模式交换协议在永久虚拟电路模式中建立所述虚拟电路，使得服务中的无线网络控制器能够建立到所有无线网络控制器和分组数据节点的虚拟电路，并在虚拟电路表中管理连接到所述虚拟电路的所述目标网络网络控制器或分组数据节点的节点标识符。
18.根据权利要求16的方法，其中所述步骤a-1)还包括步骤a-2)：根据异步传输模式交换方式，在交换虚拟电路模式中建立所述虚拟电路，使得服务中的无线网络控制器能够仅在必须将分组数据传送到目标无线网络控制器或分组数据节点时根据异步传输模式信令建立所述虚拟电路，而在无需传送分组数据时不建立所述虚拟电路。
19.根据权利要求18的方法，其中所述步骤a-2)还包括步骤a-3)：在必须将分组数据传送到目标无线网络控制器或分组数据节点时，使服务中的无线网络控制器能够从一虚拟电路表中取出与目标无线网络控制器或分组数据节点的标识符有关的虚拟电路标识符，并仅在该虚拟电路标识符不存在于该虚拟电路表中时建立所述虚拟电路。
20.根据权利要求15的方法，还包括步骤e)：使属于服务中的无线网络控制器的源移动站能够将具有特定业务选项和分组会话标识符的分组数据发送到目的地移动站，并使得所述服务中的无线网络控制器中异步传输模式适配层的特定业务会聚子层能够储存业务选项，分组会话标识符，目的地移动站标识符，和虚拟电路标识符，根据所储存的业务选项和标识符生成协议数据单元的首部，将用户分组数据或自控数据放置在协议数据单元的有效负荷字段上，并将所得的协议数据单元作为分组数据发送到目的地移动站。
21.根据权利要求15的方法，还包括步骤e)：使得属于服务中的无线网络控制器的移动站能够利用特定业务选项和分组会话标识符请求因特网/分组网络连接数据业务，并接收作为该请求结果的数据。
22.根据权利要求21的方法，其中所述步骤e)还包括以下步骤：
e-1)使得服务中的无线网络控制器能够根据该特定业务选项和分组会话标识符确定所述源移动站是否已经向其预先登记过；
e-2)如果在所述步骤e-1)确定该源移动站已向服务中的无线网络控制器预先登记过，则使服务中的无线网络控制器将分组数据和连接到目标分组数据节点的虚拟电路的标识符发送到异步传输模式适配层的特定业务会聚子层，以便在其中对分组数据进行多路复用和发送，并且，如果在所述步骤e-1)确定所述源移动站没有向服务中的无线网络控制器预先登记过，则使服务中的无线网络控制器从分组呼叫控制器接收所要路由选择的目标分组数据节点的标识符，并根据目标分组数据节点的所述标识符利用目标分组数据节点来鉴别虚拟电路的标识符；和
e-3)使得特定业务会聚子层能够存储业务选项，分组会话标识符，和虚拟电路标识符，根据所存储的业务选项和标识符生成协议数据单元的首部，将用户分组数据或自控数据放置在所述协议数据单元的有效负荷字段上，并将所得协议数据作为分组数据发送。
23.根据权利要求15的方法，其中步骤c)的多路复用/去多路复用是基于特定业务会聚子层协议进行的。
24.根据权利要求2的网络，其中所述分组呼叫控制器包括：
移动交换中心和访问位置寄存器，二者相互作用以支持所述语音通信交换功能和所述位置登记和所述源移动站的移动性；和
位置管理功能单元，用于管理所述源移动站的所述位置信息和所述分组连接节点的所述信息。
25.一种用于在蜂窝异步传输模式分组网络中传送分组数据或分组会话的方法，该网络具有多个无线网络控制器，分组呼叫控制器，多个分组数据节点，移动分组路由器，该方法包括以下步骤：
a)使属于所述无线网络控制器中一服务中的无线网络控制器的源移动站指定所述分组数据节点中一个目标分组数据节点的标识符，并将具有特定业务选项和分组会话标识符的所述分组数据发送到所述目标分组数据节点；
b)使所述服务中的无线网络控制器根据所述目标分组数据节点的所述标识符，利用所述目标分组数据节点鉴别虚拟电路的标识符；
c)使所述服务中的无线网络控制器中异步传输模式适配层的特定业务会聚子层存储一个或多个目的地移动站标识符，所述业务选项，所述分组会话标识符，所述目标分组数据节点标识符和所述虚拟电路标识符，根据所存储的业务选项和标识符生成协议数据单元的首部，并将用户分组数据或自控数据放置在所述协议数据单元的有效负荷字段上，以将所得的协议数据单元作为所述分组数据发送；
d)在所述虚拟信道上对所述分组数据的一个或多个数据块进行多路复用，并通过所述移动分组路由器将多路复用的数据块发送到所述目标分组数据节点中的异步传输模式适配层；和
e)使所述目标分组数据节点中所述异步传输模式适配层的特定业务会聚子层能够对所发送的数据块进行去多路复用，鉴别所述目的地移动站标识符和将所述分组数据分别传送到一个或多个目的地移动站。
26.一种用于维持具有因特网连接的移动站中的原籍网际协议(IP)地址的方法，包括以下步骤：
在无线网络控制器和分组数据节点之间建立虚拟电路；
根据分组数据节点将网际协议地址分配给移动站；和
利用原始登记的分组数据节点连续地维持虚拟电路。
27.根据权利要求26的方法，其中虚拟电路是永久虚拟电路和交换虚拟电路中的一种。
28.一种异步传输模式网络，包括：
至少一个无线网络控制器，用于与移动终端通信；
分组呼叫控制器，用于接收来自至少一个无线网络控制器的语音通信；
移动分组路由器，用于接收来自至少一个无线网络控制器的数据通信；
至少一个耦合到移动分组路由器的分组数据节点，其中该分组呼叫控制器适于与公用交换电话网或综合业务数字网通信，并且其中该至少一个分组数据节点适于与计算机网络通信。
29.根据权利要求28的网络，还包括本地位置寄存器，其中分组呼叫控制器包括移动交换中心，访问位置寄存器，位置管理功能单元，其中本地位置寄存器管理移动终端的移动性，其中位置管理功能单元管理移动终端的位置信息和无线网络控制器的信息。
30.根据权利要求28的网络，其中在该至少一个无线网络控制器与一接收无线网络控制器和该至少一个分组数据节点中的一个之间建立虚拟电路，并且该虚拟电路是通过分组呼叫控制器和移动分组路由器中的一个建立的。
31.根据权利要求30的网络，其中虚拟电路是交换虚拟电路和永久虚拟电路中的一种。
32.根据权利要求1的网络，其中虚拟电路是永久虚拟电路和交换虚拟电路中的一种。
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