CN2655567Y - 具有移动管理的无线接入网络因特网协议网关的无线局域网 - Google Patents

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CN2655567Y CNU032465580U CN03246558U CN2655567Y CN 2655567 Y CN2655567 Y CN 2655567Y CN U032465580 U CNU032465580 U CN U032465580U CN 03246558 U CN03246558 U CN 03246558U CN 2655567 Y CN2655567 Y CN 2655567Y
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Abstract

本实用新型提供了一种分时双工－无线局域网络(TDD－RLAN)，它包括能够与公用网络连接并且能够移动管理的无线接入网络因特网协议(RAN IP)。系统可以当作独立系统或者与传统的核心网所使用的UMTS相合并，尤其用于在核心网中跟踪和实现AAA功能。

Description

具有移动管理的无线接入网络因特网协议网关的无线局域网
技术领域
本实用新型涉及无线通信系统，尤其涉及分时双工-无线局域网(TDD-RLAN)码分多址(CDMA)系统和通过因特网与该系统的连接与通信。
背景技术
无线通信系统在技术上为大家所熟知。无线系统需要一个在其中能够操作的可用带宽。通常，从在实施无线通信的物理领域的相关政府机构获得允许使用用于特殊地理区域的无线通信的一部分可用频谱。为了使得有限的可用频谱更有效率的用于无线通信系统的操作，码分多址(CDMA)系统已经发展到包括了提供非常灵活的框架来用于提供并行无线通信服务的分时双工(TDD)。所支持的无线通信服务可以是包括语音、传真等各种类型中的任意一个，以及其他数据通信服务的主机。
为了提供用于CDMA系统的全球连通性，已经指定了标准并且即将实施。广泛使用的一个当前标准被认为是用于全球移动通信系统(GSM)。紧随其后有所谓的第二代移动无线系统标准(2G)和其修订版(2.5G)。这些标准的每一个都设法在具有附加特性的先前标准上改进和提高。1998年1月，欧洲电信标准委员会-特别移动小组(ETSI SMG)同意了用于所谓的通用移动电信系统(UMTS)的第三代无线系统的无线接入方案。为了进一步实现UMTS标准，在1998年12月形成了第三代合作伙伴项目(3GPP)。3GPP继续在通用的第三代移动无线标准上工作。
在图1和2中描述了根据当前3GPP规范的典型地UMTS系统结构。UMTS的网络结构包括通过被称为IU的接口与UMTS地面无线存储网络(UTRAN)互连的核心网(CN)，在当前公开的可用3GPP规范文件中详细定义了IU。
配置UTRAN使得将无线信服务通过被认为是UU的无线接口经用户设备(UE)提供给用户。UTRAN有被称为3GPP中的节点B的基站，这些基站共同地为地理覆盖范围提供与UE的无线通信。在UTRAN中，一个或者多个节点B的组通过在3GPP中被称作Iub的接口连接到无线网络控制器(RNC)。UTRAN可以具有连接到不同RNC上的多个节点B的组，在图1中所描述的实例中显示了两组。在其中可以在一个UTRAN中提供多于一个的RNC，通过Iur接口执行内部RNC通信。
UE通常具有用其注册并且通过其处理表单和其他功能的本地UMTS网络(HN)。通过标准化Uu接口，UE能够通过不同的UMTS网络(例如服务不同的地理区域)进行通信。在这样的情况中，其他网络一般被认为是外部网络(FN)。
在当前的3GPP规范下，UE的HN核心网用来协调和处理鉴权、授权和计费功能(AAA功能)。当UE传输超过其本地UMTS网络的时候，其HN的核心网通过能够协调AAA功能使UE易于使用外部网络，以使FN将允许UE实施通信。为了有助于实现这个行为，核心网包括跟踪用于HN的UE的本地位置寄存器(HLR)和访问者位置寄存器(VLR)。提供了本地服务服务商(HSS)与HLR协力一起处理AAA功能。
在当前的3GPP规范下，将核心网而不是UTRAN配置成通过RT服务接口具有与例如象公用地面移动网络(PLMN)、公用交换电话网络(PSTN)、综合业务数字网络(ISDN)和其他实时(RT)服务等外部系统的连通性。核心网还将通过因特网支持非实时服务。核心网到其他系统的外部连通性使得使用UE的用户能够通过他们的本地UMTS网络超越HN的UTRAN所服务的范围进行通信。访问UE能够在超越被访问的UMTS的UTRAN所服务的范围中通过被访问的UMTS网络进行类似的通信。
在当前的3GPP规范下，核心网通过网关移动交换中心(GMSC)提供RT服务外部连通性。核心网通过网关GPRS支持节点(GGSN)提供被称为通用分组无线服务(GPRS)的NRT服务以及外部连通性。关于这一点，由于通信速度和形成通信的TDD数据分组的相关缓冲，特殊的NRT服务对于用户来说实际上可以显示为实时通信。其一个实例是通过因特网的语音通信，它能够作为由交换网络传导的正常的打电话而显示给用户，但实际上它是通过提供分组数据服务的因特网协议(IP)来传导的。
在CN的GGSN和因特网之间通常使用被称为GI的标准接口。GI接口能够与移动因特网协议一起使用，例如通过因特网工程任务组(IETF)规定的移动IP v4或者移动IP v6。
在当前3GPP规范下，为了向3GPP系统中无线连接的UE提供对来自外部信源的RT和NRT服务的支持，UTRAN必须适当地与作为IU接口的功能的CN相结合。为了这样做，核心网包括与GMSC相连接的移动交换中心(MSC)和与GGSN相连接的服务GPRS支持节点(SGSN)。两者都与HRL相连接并且MSC通常与访问者位置寄存器(VLR)相结合。
在用于电路交换通信(Iu-CS)的接口和通过分组交换通信(Iu-PS)用于分组数据的接口之间划分Iu接口。MSC通过Iu-CS接口连接到UTRAN的RNC。服务GPRS支持节点(SGSN)通过用于分组数据服务的Iu-PS接口连接到UTRAN的RNC。
HLR/HSS典型地通过被称为Gr的接口与核心网、MSC和GMSC的CS侧相连接，Gr通过移动应用部分(MAP)协议支持AAA功能。利用被称为Gn和Gp的接口连接CN的SGSN和GGSN。
与3GPP系统和例如像一些GSM系统这样的利用TDD-CDMA电信的其他系统所共同的是在无线网络和核心网之间连通性的上述划分。一般的，无线网络，也就是在3GPP中UTRAN，通过无线接口与UE通信并且核心网通过RT和NRT服务连接与外部系统通信。申请人已经认识到这种标准类型的体系结构很可能是在核心网中AAA功能的处理的结果。然而，申请者已经进一步认识到即使在核心网中维持AAA功能，仍能够通过提供从TDD-CDMA无线网络到因特网的直接连通性来获得显著的优点和好处。
尤其是，申请者已经认识到在3GPP中定义的用于以实时服务方式使用的电路交换(CS)通信的Iu接口(Iu-CS接口)和在3GPP中定义的用于以非实时服务方式使用的分组交换(PS)服务的Iu接口(Iu-PS接口)之间存在的功能的不同，使得其中一个很容易在UTRAN中提供IP网关，通过绕过此功能的核心网而使得UTRAN直接连通到因特网。而且，作为结果，申请者已经认识到通过允许从UTRAN到因特网的直接访问，将无线局域网络定义为能够提供用于使用或者不使用核心网的显著益处和优点。
在图3中进一步图解说明了典型的3GPP系统的细节。传统的UMTS体系结构的UTRAN部分被分成两个被称作C平面(控制平面)和U平面(用户平面)的业务平面。C平面运载控制(信令)业务，U平面传输用户数据。UTRAN的空中部分包括两个接口：在UE和节点B之间的Uu接口，和在节点B和RNC之间的Iub接口。如上所述，在RNC和核心网之间的后端接口被称作Iu接口，它被分成用于电路交换连接到MSC中的Iu-CS，和用于分组交换连接到SGSN中的Iu-PS。
在URTAN的空中部分最显著的信令协议是无线资源控制(RRC)，RRC管理在空中接口上的连接、无线载体和物理资源的分配。在3GPP中，在UE和NRC之间的无线链路控制(RLC)和媒体访问控制(MAC)UMTS协议上传送RRC信令。整体的，RNC负责无线资源的分配和重新分配，以及例如连接管理、寻呼和切换等关键过程的管理。在Iub接口上，利用在具有中间协议的ATM物理层上的适应层类型5(AAL5)协议，通过异步传输模式(ATM)在传输层上传送RRC/RLC/MAC消息，例如在上述AAL5中所用的服务特定协调功能(SSCF)和服务特定面向连接协议SSCOP。
U平面数据(也就是语音、分组数据、电路交换数据)利用RLC/MAC层在空中接口(在UE和RNC之间)上进行可靠传输。在Iub部分，利用ATM物理层上运行的ATM适应层类型2(AAL2)协议(AAL2/ATM)在UMTS-特定框架协议上产生这个数据流(用户数据/RLC/MAC)。
Iu接口传送无线访问网络应用部分(RANAP)协议。RANAP触发各种无线资源管理和移动程序来在UTRAN上产生，并且还负责管理在RNC和SGSN/MSC之间的地面载体连接的建立/释放。利用中间7号信令系统(SS7)协议，例如在上述AAL5中所用的在SSCF顶部上的信令连接控制部分、消息传送部分(SCCP/MTP)和服务特定面向连接协议(SSCOP)，在AAL5/ATM上传送RANAP。在用于Iu-PS接口的AAL5/ATM上使用因特网协议以便随后在IP上使用中间流控制传输协议(SCTP)。在具有一个Iur接口的UTRAN中存在多个RNC的地方，在ATM上还通常使用IP并且中间协议包括SSCP、SCTP和已经由IETF发展了的SS7的信息传送部分级别3SCCP适应层(M3UA)。
对于U平面，在UTRAN和CN之间，通过在RNC和MSC之间的Iu-CS接口，电路交换语音/数据服务在AAL5/ATM上流动。利用GPRS隧道协议(GTP)，在RNC和SGSN之间的Iu-PS接口上传送分组交换数据，GPRS隧道协议(GTP)运行在AAL5/ATM上的用于因特网协议(UDP/IP)上的用户数据协议。
申请者已经认识到在提供的用于UTRAN直接IP连通性的连接上能够改进这种体系结构。
实用新型内容
本实用新型提供了包括能够连接到公共因特网的无线接入网络因特网协议(RAN IP)的分时双工器-无线局域网络(TDD-RLAN)。系统可以用作独立标准系统或者与利用传统核心网的UMTS相结合，尤其是用于在核心网中跟踪和执行AAA功能。
RLAN将当前的无线信服务提供给UE和/或者因特网之间的多个用户设备(UE)。RLAN包括至少一个具有用于在选定的地理区域中传导与UE的分时双工(TDD)码分多址(CDMA)无线通信的收发两用机的基站。RLAN还具有至少一个包括在基站中的与一组基站相连接的控制器。控击器控制基站组的通信。新的无线接入网络因特网协议(RAN IP)网关(RIP GW)与控制器相连接。RAN IP网关具有网关通用分组无线服务(GPRS)支持节点(GGSN)，它具有用于与因特网连接的访问路由器功能。
RLAN包括多个基站，每一个都具有一个用Uu接口配置的收发两用机，Uu接口用于在选定的地理区域中传导与UE进行的分时双工(TDD)宽带码分多址(W-CDMA)无线通信。RLAN还能够包括每个都与基站组相连接的多个控制器。
更可取的，RAN IP网关具有与在RLAN中一个或者多个控制器相连接的服务GPRS支持节点(SGSN)。更可取的，控制器是根据3GPP规范的无线网络控制器(RNC)。更可取的，RNC利用具有被配置用来使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈、层叠的协议连接来连接基站。在RLAN具有多个RNC的地方，RNC最好利用具有被配置用来使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈、层叠的协议连接来彼此相连。
利用无线局域网络(RLAN)的移动管理的方法，用于将并行无线信服务提供给多个UE用其中相关的核心网(CN)支持UE的鉴权、授权和计费(AAA)功能。RLAN在RLAN服务区域中传导与UE进行的TDD-CDMA无线通信。RLAN具有一个具有与因特网GPRS连接并且被配置成将AAA功能信息与相关CN相通信的RAN IP网关。
在一种方法中，在RLAN服务区域中的第一UE和在用于传导用户数据通信的RLAN服务区域以外的第二UE之间建立无线连接。利用核心网传导用于在所述第一和第二UE之间的所述通信的AAA功能。与因特网的GPRS连接被用于传输在第一和第二UE之间通信的用户数据。当第二UE从外移到RLAN服务区域以内的时候，方法可以包括继续第一和第二UE之间的无线通信，其中停止使用用于传输用户数据的与因特网的GPRS连接。当第一或者第二UE从其中移到RLAN服务区域以外的时候，方法还能够包括通过重新开始使用用于传输用户数据的与因特网GPRS连接来继续第一和第二UE之间的无线通信。
在另一种方法中，在RLAN服务范围以内的第一和第二UE之间建立无线连接用于传导用户数据的通信。利用核心网传导用于在第一和第二UE之间通信的AAA功能。当第一或者第二UE从其中移动到RLAN服务区域以外的时候，在第一和第二UE之间的无线通信可以通过利用用于传输继续通信的用户数据的与因特网的GPRS连接而继续。
还提供了移动管理的另一种方法，其中相关的CN支持本地UE的AAA功能并且配置RAN IP网关的GPRS连接来通过因特网将AAA功能信息穿越到核心网。在本地UE和第二UE之间建立无线连接用于传导用户数据的通信。通过使用核心网利用与因特网的GPRS连接来传导用于通信的AAA功能，以使AAA功能信息通过因特网穿越到核心网。
在当本地UE或者第二UE在RLAN服务区域以内或者之外的时候建立无线连接的情况下可以使用这种方法。其中一个在RLAN服务区域以内并且另一个在RLAN服务区域之外，与因特网的GPRS连接被用于传输在本地和第二UE之间通信的用户数据。
这种方法还可以包括当移动本地和第二UE中的一个以至于两个都在RLAN服务区域以外或者都在RLAN服务区域以内的时候继续本地与第二UE之间的无线通信，其中停止使用用于传输用户数据的与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接。该方法还可以包括当移动本地或者第二UE以至于一个在RLAN服务区域以内而另一个在RLAN服务区域以外的时候，通过利用用于传输用户数据以继续通信的与因特网的GPRS连接来继续在本地和第二UE之间的无线通信。
在本实用新型的一个方面中，RLAN具有控制装置，是一个或者多个与基站相连接的U平面和C平面服务器。配置U平面服务器来控制基站通信的用户数据流。配置C平面服务器来控制用于基站通信的发信号。更可取的，RAN IP网关是与U平面服务器和至少一个C平面服务器相连接的SGSN。更可取的，利用配置成使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈、层叠的协议连接，U平面服务器和C平面服务器彼此相连接，并且与基站和RAN IP网关相连接。
或者，可以将具有用于外部连接的脉冲编码调制(PCM)端口的语音网关提供给RLAN。语音网关最好利用配置成使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈、层叠协议连接与U平面和C平面服务器(或者在其中使用RNC的一个RNC)相连接。
在本实用新型的另一个方面，RLAN具有一个或者多个与基站和一个RANIP网关相连接的无线网络控制器(RNC)，利用配置成使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈、层叠协议连接，通过Iu-PS接口，至少有一个RNC与其连接。更可取的，利用配置成使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈、层叠协议连接，RNC与基站彼此互相连接。更可取的，每个基站在所选地理区域中具有一个用Uu接口配置的用于传导与UE进行分时双工(TDD)宽带码分多址(W-CDMA)无线通信的收发两用机，并且RAN IP网关具有与RNC相连接的SGSN。
在本实用新型的另一个方面，RLAN支持IP语音通信并且具有RAN IP网关，RAN IP网关具有用于与因特网进行通过被压缩的语音数据的连接的GGSN。RLAN最好通过因特网服务提供商(ISP)连接到因特网上，ISP具有利用已知的压缩协议来转换被压缩的语音数据和脉冲编码调制(PCM)信令的语音网关，已知的压缩协议可以是或者不是实施与RLAN无线通信的UE所使用的一种类型的语音压缩数据。
其中UE使用一个压缩协议并且RLAN通过具有利用不同压缩协议来转换被压缩语音数据和PCM信令的语音网关的ISP来与因特网相连接，RLAN包括用于在两种不用压缩协议的被压缩数据之间进行转换的语音数据转换器。更可取的，RAN IP网关包括语音数据转换器，例如配置成在AMR压缩语音数据和G.729压缩语音数据之间进行转换。可以用U平面和C平面服务器或者RNC来配置RLAN，但最好在RLAN中的全部部件接口都使用配置成使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈、层叠协议连接。
本实用新型还提供了一种电信网络，它具有一个或者多个无线网络，它们用于为多个UE和相关的CN提供并行无线信服务用来支持其电信网络是本地网络的UE的AAA功能。一个或者多个无线网络是具有用GI接口配置用于与因特网连接的GGSN的RAN IP网关的RLAN并且被配置成将AAA功能信息通信到CN。更可取的，每个RLAN都具有一个或者多个具有用于传导在所选地理区域中与UE进行的TDD-CDMA无线通信的收发两用机的基站。更可取的，RLAN具有与基站连接的控制器。更可取的，RLAN的RAN IP网关具有与各自控制器相连接的SGSN。
可以不用直接CN连接来配置RLAN，在直接CN连接中通过因特网连接穿过数据来配置RAN IP网关用于与CN进行AAA功能信息的通信。或者，RANIP网关具有与CN的连接，用于通过例如半径/直径或者MAP支持连接或者传统的Iu-CS接口或者全部传统的Iu接口等这样的有限连接与CN进行AAA功能信息的通信。
更可取的，RAN IP网关具有配置用于通过GI接口与因特网连接的GGSN。为了移动支持，GI接口最好用移动IP v4或者移动IP v6来配置。
对于本领域的技术人员来说，从附随的详细描述和图表中将显示出本实用新型的其他目的和优点。
附图说明
图1是根据当前3GPP规范的传统UMTS网络的图解说明；
图2是显示在图1中所图解说明的网络的各种组成部分和接口的方框图；
图3是在图1和2中所图解说明的常规网络的示意图，图1和2指示了在信令和用户数据平面中各种部件接口的层叠堆栈协议。
图4是根据本实用新型的示教包括具有直接因特网链接的RLAN的UMTS网络的图解说明；
图5是显示如在图4中所示的网络的各种组成部分的方框图；
图6是网络变化的方框图，其中RLAN与UMTS核心网不进行直接连接的；
图7是在如图6中所图解说明的UMTS网络中信令数据流的示意图；
图8是在如图4中所图解说明的UMTS网络的第二种变化的图解说明，其中RLAN具有与UMTS核心网的第一类型的有限连接；
图9是在如图4中所图解说明的UMTS网络的第二种变化的图解说明，其中RLAN具有与UMTS核心网的第二类型的有限连接；
图10A和10B图解说明用于如图4、8和9中所示网络的IP分组数据流的两个变化，其中通过RLAN执行移动IP v4协议；
图11A和11B图解说明用于如图4、8和9中所示的网络的IP分组数据流的两个变化，其中通过RLAN执行移动IP v6协议；
图12是在根据本实用新型的示教所做成的RLAN中最佳信令平面和用户平面的示意图；
图13是根据本实用新型的示教的具有单个无线网络控制器的RLAN的示意图；
图14是具有多个根据本实用新型的示教所做成的无线网络控制器的RLAN的示意图；
图15是具有用于用户数据和控制信号的各自服务器和根据本实用新型的示教所做成的可选择的语音网关的RLAN的替代结构的图解说明；
图16是在图15中所图解说明的RLAN的组成部分的方框图。
图17是图解说明用于根据本实用新型的示教所做成的RLAN的控制平面接口的最佳协议堆栈的示意图；
图18是图解说明用于根据本实用新型的示教所做成的RLAN的用户平面接口的最佳协议堆栈的示意图；
图19、20和21是图解说明支持在具有与RLAN无线连接的UE和连接到具有语音网关的RLAN的ISP之间的语音通信的用户平面中接口协议堆栈的三个变化的示意图；
图22是图解说明支持在具有与RLAN无线连接的UE和连接到具有语音网关的RLAN的ISP之间的语音通信的控制平面中接口协议堆栈的变化的示意图。简称表
2G  第二代
2.5G  第二代修订版
3GPP  第三代合作伙伴项目
AAA功能  鉴权、授权和计费功能
AAL2  ATM适应层类型2
AAL5  ATM适应层类型5
AMR 语音数据压缩的一种类型
ATM 异步传输模式
CDMA 码分多址
CN 核心网
CODECs 编码器/解码器
C.RNSs 控制无线网络子系统
CS 电路交换
ETSI 欧洲电信标准委员会
ETSI SMG ETSI-特别移动小组
FA 转发地址
FN 外部网络
G.729 语音数据压缩的一种类型
GGSN 网关GPRS支持节点
GMM GPRS移动管理
GMSC 网关移动交换中心
GPRS 通用分组无线服务
GSM 全球移动通信系统
GTP GPRS隧道协议
GW 网关
H.323/SIP 用于对话初始协议的H.323格式
HLR 本地位置寄存器
HN 本地网络
HSS 本地服务服务器
IP 因特网协议
ISDN 综合业务数字网
ISP 网络服务供应商
Iu-CS 用于电路交换服务的Iu子接口
Iu-PS 用于分组交换服务的Iu子接口
IWU 内部工作单元
M3UA 信息传送部分级别3SCCP SS7适应层
MAC 媒体接入控制
MAP 移动应用部分
MSC 移动交换中心
NRT 非实时
PCM 脉冲编码调制
PLMN 公用地面移动网络
PS 分组交换
PSTN 公用交换电话网络
RANAP 无线接入网络应用部分
RAN IP 无线接入网络因特网协议
RIP GW RAN IP网关
RLAN 无线局域网络
RLC 无线链接控制
RNC 无线网络控制器
RRC 无线资源控制
RT 实时
SCCP/MTP 信令连接控制部分，消息传送部分
SGSN 服务GPRS支持节点
SCTP 流控制传输协议
SM 对话管理
SMS 短信服务
S-RNS 服务无线网络子系统
SS7 7号信令系统
SSCF 服务特定协调功能
SSCOP 服务特定面向连接协议
TDD 分时双工
UDP/IP 用于因特网协议的用户数据协议
UE 用户设备
UMTS 通用移动电信系统
UTRAN UMTS地面无线接入网络
VLR 访问者位置寄存器
具体实施方式
参考图4，显示了具有直接因特网连接的无线局域网(RLAN)的改进的通用移动地面系统(UMTS)。如图5中所示的，RLAN使用基站来通过无线接口与各种类型的用户设备(UE)进行通信。基站最好是在3GPP中所规定的类型，如节点B。无线控制器与基站连接以控制无线接口。无线控制器最好是根据3GPP规范所做出的无线网络控制器(RNC)。可以使用节点B和RNC的多种组合，如在传统3GPP UTRAN中所使用的。共同的，用RLAN的基站传导的无线通信的地理范围定义了RLAN的服务覆盖区域。
不象传统的UTRAN，本实用新型的RLAN包括无线接入网络因特网协议(RAN IP)网关，其提供在其服务覆盖范围也就是利用与基站无线通信服务的地理区域之外的RLAN的连通性。如在图4和5中所图解说明的，RAN IP网关具有直接因特网连接并且可以具有通过Iu接口与相关核心网的标准直接UMTS网络连接。或者，如在图6中所图解说明的，可以省略在相关核心网和RAN IP网关之间的直接接口以便RAN IP网关能够只具有与因特网的直接连接。在这样的情况中，如图7中所图解说明的，通过将控制和AAA功能信息穿越到作为其本地CN的核心网，本实用新型的RLAN仍然可以形成一部分UMTS。
图8和9图解说明根据本实用新型的示教所做成的RLAN的两个单独的版本，其中用控制信号端口配置RAN IP网关用于建立与其本地UMTS核心网的有限的直接连接。尤其是，有限的连通性传输为CN提供AAA功能支持所需的信息。
如图8中所图解说明的，可以配置RAN IP网关控制信号端口以便利用基于半径/直径的接入来提供控制信号数据，在这样的情况中核心网包括如在3GPP中规定的内部工作单元(IWU)，内部工作单元(IWU)为了与核心网的HSS/HLR的连接将AAA功能信息转换成传统的移动应用部分(MAP)信令。或者，如图9中所图解说明的，可以将RAN IP网关控制信号端口配置成支持能够通过CN的HSS/HLR直接使用的MAP信令的标准Gr接口的子集。
或者，RAN IP网关使用与因特网的标准GI接口并且能够被用作与UMTS的核心网没有任何关系的独立系统。然后，为了支持具有适用于RLAN的用户UE的漫游和切换服务的移动管理，例如经过如在图7、8和9中所图解说明的多种代替方案，描述了与核心网的AAA功能连接。在这样的情况中，除了在RLAN的RAN IP网关和因特网之间的标准GI接口，还支持移动IP协议。这种移动IP协议的最佳实例是由IETF规定的移动IPv4协议和移动IP v6协议。
图10图解说明用于在具有与RLAN无线连接的第一UE和在RLAN的无线服务区域以外的第二UE之间通信的IP分组数据流，在RLAN无线服务区域中在RAN IP网关和因特网之间的GI接口上实行移动IP v4。在这样的情况中，来自第一UE的用户数据以IP包格式通过因特网从RLAN的RAN IP网关被传送到由第二UE提供的地址。第二UE通信直接接到第一UE的本地地址，因为在这个实例中第一UE具有作为其本地CN的CN，所以第一UE的本地地址仍维持在核心网中。CN接收来自第二UE的IP数据分组，然后CN将IP包转发到保持在CN的HLR中作为第一UE的转发地址(FA)的第一UE的当前位置。
在这样的实例中，因为第一UE是“本地”，所以CN通过因特网将IP包穿越到RAN IP网关用来与第一UE通信。在第一UE在RLAN以外移动的情况中，将用核心网来寄存其位置并且指向第一UE当前所处地址的数据分组将被核心网用来将IP分组数据指向第一UE的当前位置。
图10B图解说明了利用反向路径隧道在GI接口上实行移动IP v4的可替代方法，以便RLAN将第一UE的用户数据的IP包指向在其中以传统的方式被转播到第二UE的本地CN。
当RLAN具有利用实行了移动IPv6的GI接口的连通性的时候，如图11A中所图解说明，在第一UE和第二UE之间的IP分组数据交换将包含绑定更新，它将反映出切换所需的IP包的任何方向改变。图11B图解说明利用实行了移动IPv6的GI接口的可替代方法，其包括在RLAN和本地CN之间的隧道。在这样的情况中，CN直接跟踪第一UE的位置信息并且第二UE可以以任何类型的传统方式与第一UE的本地CN进行通信。
结合图12，显示了本实用新型的RLAN的组成部分之间最佳接口的结构。在通过基站的RLAN和节点B之间的UE接口最好是如3GPP所规定的用于与UE连接的标准的Uu接口。在每个节点B和RNC之间的Iub接口最好在控制平面和用户数据平面中都被当作具有作为传输层的因特网协议(IP)的层叠堆栈协议来实现。类似地，在RNC和具有IP的层叠堆栈协议作为传输层的RANIP网关之间最好提供Iu-PS接口的至少一个子集。
在ATM上实行SS7的传统UMTS中，MTP3/SSCF/SSCOP层帮助作为SS7堆栈的顶层的SCCP插在底层的ATM堆栈上。在与本实用新型相结合所使用的最佳IP方法中，MSUA/SCTP堆栈帮助SCCP连接到IP上。实质上，在基于最佳IP结构中的M3UA/SCTP代替了在ATM上的传统的SS7方法中所使用的MTP3/SSCF/SSCOP层。在IETF(因特网)标准中定义了这些标准协议堆栈结构的细节。使用IP而取代ATS能够节省费用以及用于办公和大学院系的PICO小区。
在其中RLAN具有多个RNC，利用IP传输层通过Iur接口来连接RNC，Iur接口具有用于信令平面和用户平面的层叠堆栈协议。每个RNC连接到一个或者多个节点B，每个节点在可以重叠以便能够进行内部RLAN服务区域切换的各自的地理区域中轮流服务多个UE。
以在3GPP中规定的用于内部UTRAN切换的传统方式来实施在RLAN中的一个节点B到在RLAN中的另一个节点B的UE通信的切换，即内部RLAN切换。然而，当与RLAN的节点B的UE通信移出RLAN服务区域的时候，通过利用IP包服务的RAN IP网关来实现切换，最好用如上所述的移动IP v4或者移动IP v6来实现。
图13图解说明根据本实用新型的最佳RLAN的子部分。RNC能够被分成标准控制和通过内部Iur接口连接的服务无线网络子系统(C-RNS和S-RNS)。在这样的结构中，S-RNC功能与支持标准SGSN功能子集也就是GPRS移动管理(GMM)、对话管理(SM)和短信服务(SMS)的RAN IP网关的SGSN子部分相连接。具有包括接入路由器和网关功能的标准GGSN功能子集的SGSN子部分接口支持SGSN子部分功能和到因特网的外部连通性的具有移动IP的GI接口。具有GGSN子部分的SGSN子部分接口最好通过改进的Gn/Gp接口，成为用于CN的SGNS和GGSN的标准Gn/Gp接口的子集。
可选择的，RAN IP网关具有仍连接到SGSN子部分并且提供用于到相关CN的有限外部连通性的端口的AAA功能通信子部分。端口支持结合图8和9如上所述的Gr接口或者半径/直径接口。
通过Iu-PS接口提供与SGSN子部分相连接的RLAN的多个RNC，Iu-PS接口包括足够的连通性来支持SGSN子部分功能。其中提供了多个RNC，他们最好通过利用IP传输层的标准Iur接口来相连。
用于RLAN的各种组成部分的传输层的IP的使用很容易帮助实现在各自计算机服务器中的RNC功能以便独立地处理如图15所图解说明的用户数据的通信和信令。参考图16，有一个组件图，其中在U平面和C平面服务器之间划分无线控制装置。除了基本的RLAN组件以外，在图15和16中还图解说明了可选语音网关。
RLAN的每个节点B具有利用IP传输层与传输用户数据的U平面服务器的连接。RLAN的每个节点B还具有通过具有IP传输层的标准Iub信号控制接口与C平面服务器的单独连接。U平面服务器和C平面服务器都利用最好是具有作为传输层的IP的层叠堆栈协议来连接到IP网关。
对于多个C平面服务结构，每个都通过标准Iur接口彼此连接，但只需要一个被直接连接到RIP GW。这样允许用于控制信号处理的资源共享，以便展开C平面服务器之间的信号处理，当RLAN的一个区域在其他区域中变得非常繁忙的时候这样的共享是有益处的。能够在网状网络中连接多个C平面和U平面服务器用来通过最好具有IP传输层的堆栈层叠协议来共享C平面和U平面资源。
在其中提供了具有通过PCM电路的外部连通性的可选语音网关，U平面服务器和C平面服务器通过最好具有IP传输层的堆栈层叠协议连接到语音网关。然后C平面服务器通过在IP传输层上的媒体网关控制协议网关(Megaco)连接到U平面服务器。Megaco是建立在语音网关元件之间的载体连接的控制平面协议，作为呼叫建立的一部分。
参考图17和18，分别显示了在RLAN的节点B、RNC(或者U和C平面服务器)和RAN IP网关之间实现的最佳C平面和U平面协议堆栈。在每张图中，还显示了通过与有UE的Uu接口实现的最佳空中协议堆栈。
能够在其外部IP连接上用语音支持来配置RLAN。在这样的情况中，RIP网关与轮流作为PCM语音网关的因特网服务提供商(ISP)相连接。PCM语音网关将语音压缩数据转换成脉冲编码调制(PCM)格式用于外部语音通信。
提供了使用用于语音数据压缩的编码/解码器(CODEC)的声音合成机。两种通常类型的声音合成机格式是AMR声音合成机格式和G.729压缩格式。图19和21显示了被实行的最佳U平面协议堆栈，其中RLAN所连接到的ISP的语音网关使用与UE相同类型的语音压缩接口。在图19中图解说明了AMR声音合成机格式；在图21中图解说明了G.729声音合成机格式。IP上的语音作为在IP接口上的规则分组数据被简单传输而不用改变。
在其中UE使用与ISP的语音网关不同的语音压缩协议，在RNC或者RANIP网关中提供转换器。图20显示了最佳的U平面协议堆栈，其中UE利用AMR声音合成器而ISP语音网关利用G.729声音合成器。更可取的，RAN IP网关(RIPGW)包括AMR/G.729转换器。在如图20中所图解说明的情况中，转换器将从节点B接收的AMR压缩数据通过RIP GW转换成用于输出的G。729格式压缩语音格式。其中RLAN利用各自的U平面和C平面服务器，利用U平面服务器传输压缩语音数据并且可以在U平面服务器或者IP网关中设置转换器。
结合参考图22，显示了使用用于在通过IP携带的TCP/UDP上的对话初始协议(H.323/SIP)的标准H.323格式的支持语音的最佳控制平面协议堆栈结构体系。在不考虑U平面中传导的语音数据压缩类型的时候，控制信令本质上是相同的。
尽管根据特殊的结构已经描述了本实用新型，但对于本领域术的技术人员来说，可以表现出其他的变化并且在本实用新型的范围以内。

Claims (14)

1.一种包括为多个用户设备(UE)提供并行无线信服务的移动管理的无线通信网络，在其中相关的核心网(CN)支持UE的鉴权、授权和计费(AAA)功能，其特征在于所述网络包括：
无线局域网络(RLAN)，用于在RLAN服务区域中传导与UE进行的分时双工(TDD)码分多址(CDMA)无线通信，包括：
第一基站，具有收发两用机用于建立与部分所述RLAN服务区域的UE连接；
第一无线网络控制器(RNC)，与所述第一基站相连接用于控制基站通信；
无线接入网络因特网协议(RAN IP)，与具有与因特网进行通用分组无线服务(GPRS)连接的所述RNS相连接并且被配置来将鉴权、授权和计费(AAA)功能信息通信到核心网；
配置所述RLAN以便当在所述RLAN服务区域的所述所选部分中的第一UE和在所述RLAN服务区域以外的第二UE之间建立传导用户数据通信的无线连接的时候：
利用所述核心网传导AAA功能用于在所述第一和第二UE之间的所述通信；和
与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接被用作传输在所述第一和第二UE之间的所述通信的用户数据。
2.根据权利要求1所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当随着所述第二UE从所述RLAN服务范围以外移动到以内而继续在所述第一和第二UE之间的所述无线通信的时候，终止用于传输用户数据的与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接的使用。
3.根据权利要求2所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当随着所述第一或者第二UE从所述RLAN服务区域以内移动到以外而继续在所述第一和第二UE之间进行所述无线通信的时候，重新开始用于传输用户数据的与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接的使用。
4.一种包括为多个用户设备(UE)提供并行无线信服务的移动管理的无线通信网络，在其中相关的核心网(CN)支持UE的鉴权、授权和计费(AAA)功能，其特征在于所述网络包括：
无线局域网络(RLAN)，用于在RLAN服务区域中传导与UE进行的分时双工(TDD)码分多址(CDMA)无线通信，包括：
第一基站，具有收发两用机用于建立与部分所述RLAN服务区域的UE连接；
第一无线网络控制器(RNC)，与所述第一基站相连接用于控制基站通信；
无线接入网络因特网协议(RAN IP)，与具有与因特网进行通用分组无线服务(GPRS)连接的所述RNS相连接并且被配置来将鉴权、授权和计费(AAA)功能信息通信到核心网；
配置所述RLAN以便当在所述RLAN服务区域以内的第一UE和在所述RLAN服务区域以内的第二UE之间建立用于传导用户数据的通信的无线连接的时候，利用所述核心网在所述第一和第二UE之间传导用于所述通信的AAA功能；和
配置所述RLAN以便当随着所述第一或者第二UE从所述RLAN服务区域以内移动到以外而继续在所述第一和第二UE之间的所述无线通信的时候，与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接被用于传输在所述第一和第二UE之间的所述继续通信的用户数据。
5.一种包括用于为多个用户设备(UE)提供并行无线信服务的移动管理的无线通信网络，其中相关的核心网(CN)支持本地UE的鉴权、授权和计费(AAA)功能，其特征在于所述网络包括：
用于在RLAN服务区域中传导与UE进行的分时双工(TDD)码分多址(CDMA)无线通信的无线局域网络(RLAN)，包括：
第一基站，具有收发两用机用于建立与部分所述RLAN服务区域的UE连接；
第一无线网络控制器(RNC)，与所述第一基站相连接用于控制基站通信；
无线接入网络因特网协议(RAN IP)，与具有与因特网进行通用分组无线服务(GPRS)连接的所述RNC相连接并且被配置来通过因特网将鉴权、授权和计费(AAA)功能信息穿越到核心网；和
配置所述RLAN以便当在本地UE和第二UE之间建立用于传导用户数据的通信的无线连接的时候，通过利用与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接，在利用所述核心网的所述本地和第二UE之间传导用于所述通信的AAA功能，来通过因特网将AAA功能信息穿越到核心网。
6.根据权利要求5所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当所述本地UE在所述RLAN服务区域以内而所述第二UE在所述RLAN服务区域以外的时候建立所述无线连接的时候，与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接被用于传输在所述本地和第二UE之间的所述通信的用户数据。
7.根据权利要求5所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当随着所述第二UE从所述RLAN服务范围以外移动到以内而继续在所述本地和第二UE之间的所述无线通信的时候，终止用于传输用户数据的与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接的使用。
8.根据权利要求7所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当随着所述本地或者第二UE从所述RLAN服务区域以内移动到以外而继续在所述本地和第二UE之间的所述无线通信的时候，重新开始用于传输用户数据的与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接的使用。
9.根据权利要求5所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置RLAN以便当所述本地UE在所述RLAN服务区域以外而所述第二UE在所述RLAN服务区域以内的时候建立所述无线连接的时候，与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接被用作传输在所述本地和第二UE之间的所述通信的用户数据。
10.根据权利要求9所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当随着所述本地UE从所述RLAN服务范围以外移动到以内而继续在所述本地和第二UE之间的所述无线通信的时候，终止用于传输用户数据的与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接的使用。
11.根据权利要求10所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当随着所述本地或者第二UE从所述RLAN服务区域以内移动到以外而继续在所述本地和第二UE之间的所述无线通信的时候，重新开始用于传输用户数据的与因特网的通用分组无线服务(GPRS)连接的使用。
12.根据权利要求5所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当所述本地UE在所述RLAN服务区域以内和所述第二UE在所述RLAN服务区域以内的时候建立所述无线连接的时候，和当随着所述本地或者第二UE从所述RLAN服务区域以内移动到以外而继续在所述本地和第二UE之间的所述无线通信的时候，与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接被用作传输用户数据。
13.根据权利要求5所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置RLAN以便当所述本地UE在所述RLAN服务区域以外而所述第二UE在所述RLAN服务区域以外的时候建立所述无线连接的时候，与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接被用作传输在所述第一和第二UE之间的所述通信的用户数据。
14.根据权利要求13所述的无线通信网络，其特征在于所述网络中配置所述RLAN以便当随着所述本地UE或者第二UE从所述RLAN服务范围以外移动到以内而继续在所述本地和第二UE之间的所述无线通信的时候，与因特网的所述通用分组无线服务(GPRS)连接被用于传输用户数据。
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