CN1373972A - 处理分组服务的方法及通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法和一种通信系统,用于利用基于分组的核心通信网(CNW)及接入通信网(ANW)处理分组服务。根据本发明,通过一个设置在核心通信网(CNW)和接入通信网(ANW)之间接口上的控制节点(EN),控制在分组数据中多媒体数据的传输,并且将该多媒体数据的传输与通过接入通信网(ANW)的无线接口进行的来自和传向所述移动通信设备(MS)的数据传输集成在一起。本发明的优点是,通过控制节点可以主动干预作为分组数据的多媒体数据的信号传输,即,对移动通信设备所述信号传输不必是透明的。本发明的另一优点是,通过对多媒体数据传输控制的集成,使数据流可以更好地与无线资源和/或移动通信设备的要求相适应。

Description

处理分组服务的方法及通信系统
本发明涉及一种方法和一种通信系统，用于利用基于分组的核心通信网及接入通信网处理分组服务。
如通常所知，按照分组服务的作为分组数据的数据或者只在以连接线连接的通信网络中，或者只在具有无线接口的通信网络中，在网络与通信设备之间传输。处理分组服务的体系结构是根据这样的情况出发的：存在具有无线接口的接入通信网络，对用户使用的移动通信终端设备提供服务，并提供双向无线数据传输。此外，接入通信网对基于分组的核心通信网的接入，例如对因特网的接入，是很必要的，其中至少部分数据是作为分组数据传输的，并支持某些分组数据协议，如因特网协议。
按照上述体系结构处理分组服务的问题在于，从基于分组的核心通信网向移动通信设备或相反方向的分组数据传输的信号传输是透明的。数据流对接入通信网中可用的无线资源和/或移动通信设备的要求的匹配是不可能的。当通过一般来说不充裕的，并因而也是昂贵的无线资源来提供具有多媒体数据的宽带服务时，其缺点尤其突出。
本发明的任务在于提供一种处理分组服务的方法及通信系统，利用它们使移动通信设备也可以尽可能有效地使用分组数据传输。
本发明的任务通过具有权利要求1所述的特征的方法，以及具有权利要求12所述的特征的通信系统实现。其他具有优点的实施方式在从属权利要求中给出。
按照本发明的内容，通过设置在核心通信网与接入通信网之间接口处的控制节点，对在分组数据中多媒体数据的传输进行控制，并使其与通过接入通信网的无线接口所进行的来自和传向移动通信设备的数据传输集成在一起。本发明的优点在于，通过控制节点，使对将多媒体数据作为分组数据传输的信号传输的主动干预成为可能，即，到移动通信设备的信号传输无需是透明地。本发明的另一优点在于，通过将对多媒体数据传输的控制集成进具有无线接口的接入通信网的功能，使数据流能够更好地与无线资源和/或移动通信设备的要求的相匹配。
按照本发明的另一种实施方式，通过控制节点对分组数据的内容进行检查。对传输的分组数据，特别是多媒体数据的类型的了解，使控制节点实施控制和提供某种服务变得简单。因此可以对每种多媒体数据流进行特殊的处理，单独计费，实施用户相关和/或网络相关的服务。
按照本发明的另一实施方式，一个多媒体接入控制设备识别多媒体数据的存在，并为通过无线接口传输该多媒体数据分配相应的接入通信网的无线资源。
通过所述多媒体接入控制设备可以有利地控制相应于分组数据传输所需的无线资源的传输信道的连接和断开。因此可用的传输信道的总带宽，均可用于以分组数据实时传输宽带多媒体数据(因特网协议承载)，而其中只需该传输信道的一部分传输作为分组数据的语音数据。
按照本发明的另一实施方式，已证明比较有利的是：通过控制节点结束基于分组的核心通信网的信号传输协议，并利用无线接口建立该核心通信网的信号传输协议。其中具有优点的是，当该核心通信网的至少部分信号传输协议被替代时。
下面将结合附图对本发明的优选实施方式详细描述，其中：
图1为所述用于处理分组服务的通信系统的原理结构简图，以及
图2所示为按照本发明的信号传输及在处理分组服务所涉及的设备间的分组数据的传输。
图1表明了处理分组服务的通信系统的结构，其中，作为该通信网络的移动无线专用部分示出了一个用户可用的移动通信设备MS，如移动站；以及对该移动站提供服务的、具有无线接口(空中接口)的接入通信网ANW(接入网)，其按照例如熟知的TDMA、CDMA、或FDMA之一的访问方式，或这些访问方式的任意组合工作。与之相连的是该通信网络的用于分组服务的部分，由一个用于传输分组数据的、基于分组的核心通信网CNW(核心网)以及一个分组数据网INT，例如因特网，它连接另一个通信设备IPT，例如用于提供分组数据的因特网终端组成。作为分组数据网INT的另一种选择，还可以利用其他通信网络，例如连接有相应通信设备的有线传输网ISDN。
在核心通信网CNW和接入通信网ANW之间的接口处设置了一个控制节点EN(边节点)，其对在分组数据中传输多媒体数据进行控制，并通过接入通信网ANW中的无线接口将其与移动通信设备MS之间的数据传输集成在一起。控制节点EN首先对分组数据的内容进行检查，因此通过对传输的分组数据的类型的了解，特别是对例如以音频数据和/或视频数据形式存在的多媒体数据的了解，可以简化控制节点的控制及实施某种服务的操作。因此可以对每种多媒体数据流进行特殊的处理，单独计费，实施用户相关和/或网络相关的服务。
例如下面这些是可应用的：
-对使用通信设备MS的移动用户的用户相关服务，在经因特网传输语音(VoIP：语音经因特网协议呼叫)的情况下，与有线语音传输(电路交换呼叫)的情况相同，例如提供如呼叫转移，智能服务等附加服务，
-网络相关的服务，如网络传输、路由选择、资源预约等的优先权服务。
通信网络CNW的、具有与网络ANW的连接的、对移动通信设备MS提供服务的网络节点EN，有利地主动干预多媒体数据传输的信号传输，即，所述信号传输不再被透明地导向通信设备MS。网络节点EN利用这些信息控制现有的或新接入的网络设备，如例如包括解码器的多媒体接入设备，以及多媒体接入控制设备。
在通信网络CNW与通信网络INT，ISDN连接的一侧，有一个或多个接入设备GW，如中继设备、多媒体接入设备以及分组数据接入设备，其接口与连接的外部网的类型相一致。
本发明的结构尤其具有如下所述的优点，其中具有无线接口的接入通信网ANW相当于一个移动无线网络：
-将对分组数据传输，特别是多媒体数据传输的控制集成进移动无线网络的功能，
-在控制节点EN中至少部分地结束多媒体协议，并建立移动无线专用信号传输，
-用现有的移动无线网络功能，如现有的信号传输协议，在移动通信设备MS和核心通信网CNW之间替代和/或转换核心通信网CNW中应用的至少部分信号传输协议，例如多媒体标准协议H.323。
-用于信号传输和数据的移动无线网络专用的传输协议，
-对不同的多媒体数据流的同步信息的耐故障编码，
-对语音服务(VoIP)处理和分组服务处理使用相同的网络结构，特别是对用分组数据向移动通信设备传输多媒体数据。
-将移动无线网络的功能建立在基于分组的核心通信网(CNW)的功能上，或反之。
在图2中，虚线表示信号传输，实线表示按照本发明在处理分组服务所涉及的设备间的分组数据传输，其中：
-接入通信网ANW具有至未示出的移动通信设备的无线接口。其中，对移动无线专用功能支持信号传输协议RANAP(无线接入网应用部分)，以及多媒体协议MMC(多媒体控制)。可以通过不同的连接实现分组数据传输，如对基于分组的可以按照GTP(通用分组无线系统隧道协议)，或IP(因特网协议)，或AAL5(异步传输方式适配层5)，以及对其他有线传输可以按照AAL2(异步传输方式适配层2)，或者PCM30(脉冲编码调制)，或GSM(全球无线电信系统)。
-所述控制节点EN具有用户数据库VLR(来访位置登记器)，用于登记并存储移动用户及相应于移动无线网络的移动通信设备的数据；还具有多媒体接入控制设备MGC(媒体网关控制器)，用于实现信号传输路径上的控制功能，以及具有多媒体接入设备MG(媒体网关)，用于在连接线路中传输分组数据。所述多媒体接入控制设备MGC确认在接收的分组数据中存在的多媒体数据，并为其分配接入通信网ANW中的相应的无线资源，以通过无线接口传输该多媒体数据。它还控制相应于分组数据传输所需的无线资源的传输信道的连接和断开。
-一个服务控制设备SC(服务控制)，与控制节点EN相连，利用对多媒体数据流，首先是宽带数据，如音频和视频数据的了解，以与多媒体接入控制设备MGC不同的方式、控制和促进对上述服务方式的实现。
-一个多媒体接入设备GK(看门者)，用于分组数据信号传输，以及实施AAA功能，如认证，授权及计帐。该多媒体接入设备GK在实施例中使从/至核心通信网CNW至/从因特网INT包括通信设备IPT的接入成为可能。其中所述IPT由一个因特网终端构成，并支持在纯基于IP(因特网协议)的网络中传输多媒体数据的H.323信号传输协议。该多媒体接入设备GK还可以支持MAP(移动应用部分)信号传输协议，实施和控制移动无线网络专用的功能。
-一个分组数据接入设备GGSN(网关GPRS(通用无线分组服务)服务节点)，能实现从/至核心通信网CNW至/从因特网INT直至通信设备IPT的连接，其中所述IPT由一个因特网终端构成，并支持根据GPRS服务传输分组数据的GTP信号传输协议(GPRS隧道协议)。分组数据传输通过一个隧道实现，其中可以转换到另一个隧道，并由此在通信网络中建立一个新的传输路径。
-一个或多个路由器或中继设备形式的连接设备ROU，用于从/至网络节点EN的多媒体接入设备MG传输分组数据，特别是多媒体数据。
所述移动通信设备MS为输出连接建立至通信设备IPT的多媒体连接。关于所述多媒体数据的信息分组含在在通信设备MS与控制节点EN之间的信号传输MMC中。该完全标准协议由控制节点EN至通信设备IPT建立。
对于至移动通信设备MS的多媒体连接，例如从因特网INT，通过与接入通信网ANW相关的接入功能实现，它由例如接入设备GK(看门者)实施，求出将该移动通信设备MS的IP地址。其中对该多媒体信号传输存在一个管理相应的移动通信设备MS的地址的控制节点EN。因此所述控制节点EN的作用是，对多媒体控制信息进行识别，修改，传递或终止。
对于在移动通信设备MS和控制节点EN间的传输，对用于移动通信设备MS的现有信号传输信道的RANAP信号传输协议扩展了多媒体控制信息。由此，除了控制能力外，还实现了更可靠的传输和更快地建立连接。
为了保证服务质量(QoS，服务质量)，控制节点EN可以在所述连接中作为电枢保留，只要存在多媒体数据流。当没有数据流后，由于使用该移动通信设备MS的用户的流动性，可以转换到另一个控制节点。其中，只保持接入设备GGSN。
多媒体接入设备MGC通过对多媒体信号传输的控制可以优化地使传输信道的接通和断开与多媒体通信设备的要求，及现有的接入通信网ANW的无线资源相适应。由此可以实现：可以利用可用传输信道的全部带宽，即，经AAL5的实时IP信道，但在单一传输语音信号，或在带宽较小的语音移动无线网络中的连接转移(转接)，或由于资源的紧缺而限制语音的情况下，也可是经AAL2的有线传输语音信道。
对于实时IP传输信道，除了在接入设备MG中的多媒体译码，还可以使用特殊的瘦协议栈，它在无线接口的某些层上不进行传输，且因此以有利的形式缩短分组数据的报头。
当有多个多媒体数据流，在接入设备MG中需对同步信息同步时，也可以放弃对同步信息的易产生错误的传输。所述同步信息相对于通信设备被再加载到网络一侧，其中考虑到平均运行时间变化及无线接口的运行时间。
在接入控制设备MGC中利用对现有多媒体数据流的了解实现特定的服务。如果没有这些多媒体信息，所述数据流只能根据其带宽和其他QoS参数区分。例如在GSM标准下的附加服务、IN服务等。同样，可以使用不同的计费算法，如根据时间计算语音，根据数据量计算视频。

Claims (12)

1.一种处理分组服务的方法，其中，
-数据通过基于分组的至少部分核心通信网(CNW)作为分组数据传输，
-所述来自和传向至少一个移动通信设备(MS)的分组数据，通过一个带有无线接口的接入通信网(ANW)无线传输，其中
-通过设置在核心通信网(CNW)和接入通信网(ANW)之间接口上的控制节点(EN)，控制在分组数据中多媒体数据的传输，并且使所述多媒体数据的传输与通过接入通信网(ANW)的无线接口所进行的来自和传向所述移动通信设备(MS)的数据传输集成在一起。
2.如权利要求1所述的方法，其中，通过控制节点(EN)检查所述分组数据的内容。
3.如权利要求2所述的方法，其中，通过一个多媒体接入控制设备(MGC)确认多媒体数据的存在，并为其分配接入通信网(ANW)中相应的无线资源，用于通过所述无线接口传输该多媒体数据。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中，通过所述多媒体接入控制设备(MGC)控制相应于传输分组数据所必需的无线资源的传输信道的连接和断开。
5.如权利要求2所述的方法，其中，在存在多媒体数据的情况下，通过所述控制节点(EN)对特定的多媒体数据流实施特定的处理。
6.如权利要求5所述的方法，其中，对所述多媒体数据流实行分别计费。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中，对所述多媒体数据流分别实施用户相关的服务。
8.如权利要求5，6或7所述的方法，其中，对所述多媒体数据流分别实施网络相关的服务。
9.如上述任一项权利要求所述的方法，其中，通过所述控制节点(EN)终止基于分组的核心通信网(CNW)的信号传输协议，并利用无线接口建立该核心通信网(CNW)的信号传输协议。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述核心通信网(CNW)的至少部分信号传输协议由接入通信网(ANW)的信号传输协议替代。
11.如上述任一项权利要求所述的方法，其中，通过所述控制节点(EN)，在带有无线接口的接入通信网(ANW)的功能上复制基于分组的核心通信网(CNW)的功能，并在基于分组的核心通信网(CNW)的功能上复制带有无线接口的接入通信网(ANW)的功能。
12.一种用于处理分组服务的通信系统，具有
-一个基于分组的核心通信网(CNW)，用于至少部分传输作为分组数据的数据，
-一个接入通信网(ANW)，它具有用于无线传输来自和传向至少一个移动通信设备(MS)的分组数据的无线接口，
其中，所述通信系统附加地具有
-一个设置在核心通信网(CNW)和接入通信网(ANW)之间接口上的控制节点(EN)，用于控制在分组数据中多媒体数据的传输，并且使该多媒体数据的传输与通过接入通信网(ANW)的无线接口所进行的来自和传向所述移动通信设备(MS)的数据传输集成在一起。
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