CN2762444Y - 带有使用内部Iu－PS接口和IP传输层的RAN IP网关的RLAN - Google Patents

带有使用内部Iu－PS接口和IP传输层的RAN IP网关的RLAN Download PDF

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CN2762444Y CNU032415893U CN03241589U CN2762444Y CN 2762444 Y CN2762444 Y CN 2762444Y CN U032415893 U CNU032415893 U CN U032415893U CN 03241589 U CN03241589 U CN 03241589U CN 2762444 Y CN2762444 Y CN 2762444Y
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Abstract

本实用新型提供一种包括能连接到公共网络的无线接入网因特网协议(RAN IP)网关的时分双工－无线局域网(TDD－RLAN)。该系统可以用作一个单独的系统或合并到使用常规核心网的UMTS中，尤其用于在核心网中跟踪并实现AAA功能。

Description

带有使用内部Iu-PS接口和IP 传输层的RANIP网关的RLAN
技术领域
本实用新型涉及无线电信系统，尤其涉及时分双工-无线局域网(TDD-RLAN)码分多址(CDMA)系统以及这样的系统与因特网的连接和通信。
背景技术
无线电信系统在本领域是众所周知的。无线系统要求一个能在其中工作的有效带宽。一般地，从将要在其中进行无线通信的特定物理区域的行政部门获取许可，以将一部分无线通信的可用频谱用于该特定地理区域。为了使用于无线电信系统工作的有限可用频带得到有效地使用，研发了码分多址(CDMA)系统，它包括提供一种非常灵活的结构以提供并行无线通信服务的时分双工(TDD)模式。所支持的无线通信服务可以是包括语音、传真和许多其他数据通信服务的多种类型中的任何一种。
为了对CDMA系统提供全球连通性，已经建立了标准并正在实施。当前普遍使用的一个标准就是通常所说的全球移动通信系统(GSM)。在这之后就是所谓的第二代移动无线系统标准(2G)和它的修订版(2.5G)。这些标准中的每一个都在现有标准上增加特点和增强以寻求改进。在1998年1月，欧洲电信标准协会-特别移动组(ESTI SMG)对用于被称为通用移动电信系统(UMTS)的第三代无线系统的无线接入方案达成一致。为了进一步实施这个UMTS标准，于1998年11月成立了第三代合作项目(3GPP)。3GPP继续致力于通用第三代移动无线标准。
图1和2中展示了根据当前3GPP规范的一种典型UMTS系统结构。该UMTS网络结构包括一个经由通常所说的IU接口与一个UMTS陆地无线接入网(UTRAN)相互连接的核心网(CN)，在当前已经公开的3GPP规范文件中对IU作了详细规定。
UTRAN被配置成经由通常所说的Uu无线接口而通过用户设备(UE)为用户提供无线电信服务。UTRAN包括基站，在3GPP中通常称为节点B，它们共同为与UE的无线通信提供地理覆盖。在UTRAN中，一组或多组节点B经一个3GPP中称作Iub的接口连接到一个无线电网络控制器(RNC)。UTRAN可以有连接到不同RNC(在图1中描述的例子中示出了两个RNC)的多组节点B。在UTRAN中提供多个RNC时，经Iur接口进行RNC间的通信。
通常一个UE有一个用以进行该UE的注册并处理计费和其他功能的归属(home)UMTS网络(HN)。通过标准化Uu接口，UE能够经例如服务不同地理区域的不同UMTS网络进行通信。在这种情况下其它网络通常称作一个外部网络(FN)。
在当前的3GPP规范下，一个UE的HN的核心网用来协调和处理验证、授权和计费功能(AAA功能)。当一个UE在它的归属UMTS网络之外移动时，HN的核心网通过协调AAA功能以方便UE使用一个外部网络以便FN可以允许UE进行通信。为了协助执行该活动，核心网包括一个用于HN跟踪UE的归属位置寄存器(HLR)和一个访问位置寄存器(VLR)。提供了一个归属服务(home service)服务器(HSS)与HLR一起处理AAA功能。
在当前的3GPP规范下，核心网，而不是UTRAN，被配置具有到外部系统例如公共陆地移动网(PLMN)、公共交换电话网(PSTN)、综合服务数字网(ISDN)和其他经RT服务接口的实时(RT)服务的连通性。核心网也将支持和因特网的非实时服务。核心网到其他系统的外部连通性，能使用户在HN的UTRAN服务区域之外经由它们的归属UMTS网络而使用UE来通信。在被访问UMTS的UTRAN所服务的区域之外，访问UE可以同样地经由一个被访问的UMTM网络进行通信。
在当前的3GPP规范下，核心网经过网关移动交换中心(GMSC)提供RT服务的外部连通性。核心网经过一个网关GPRS支持节点(GGSN)提供称为通用分组无线业务(GPRS)的NRT服务的外部连通性。在下文中，由于构成通信的TDD数据分组的通信速度和相关的缓冲，一种特殊NRT服务对于用户来说看起来实际上就是一种实时通信。一个例子就是经过因特网的语音通信，对于用户来说看起来就是一个由交换网完成的普通电话呼叫，但是这实际上是利用提供分组数据服务的因特网协议(IP)连接来完成的。
称作GI的标准接口通常被用在CN的GGSN和因特网之间。GI接口可以和移动因特网协议，例如因特网工程任务组(IETF)规定的移动IP v4或移动IP v6，一起使用。
在当前的3GPP规范下，为了对在3GPP系统中用于无线连接UE的外部源来的RT和NRT服务提供支持，UTRAN必须与CN合理地连接，而这就是Iu接口的功能。为了做到这一点，核心网包括一个耦合到GMSC的移动交换中心(MSC)和一个耦合到GGSN的服务GPRS支持节点(SGSN)。它们都与HRL结合在一起而MSC通常与访问位置寄存器(VLR)组合在一起。
Iu接口分为用于电路交换通信(Iu-CS)的接口和用于经分组交换通信(Iu-PS)的接口。MSC经Iu-CS接口连接到UTRAN的RNC上。服务GPRS支持节点(SGSN)经用于分组数据服务的Iu-PS接口耦合到UTRAN的RNC上。
HLR/HSS典型地经一个通过移动应用部分(MAP)协议支持AAA功能的称作Gr的接口与核心网，MSC和GMSC的CS侧连接。CN的SGSN与GGSN使用通常所说的Gn和Gp接口进行连接。
对于3GPP系统和其他利用TDD-CDMA电信的系统，例如某些GSM系统，它们的共同点是前述的无线网络和核心网之间连通性的分离。通常，无线电网络，即3GPP中的UTRAN，经过一个无线接口与UE通信而核心网经RT和NRT服务连接与外部系统通信。本申请人已经认识到，这种标准化类型的结构最可能是核心网中AAA功能处理的结果。然而，本申请人进一步认识到，即使核心网中打算保留AAA功能，也可以通过从TDD-CDMA无线网络到因特网提供直接连通性得到显著的优点和好处。
尤其是本申请人认识到，在3GPP中规定的用于实时服务的电路交换(CS)通信的Iu接口(Iu-CS接口)的现有功能，和在3GPP中规定的用于非实时服务的分组交换(CS)服务通信的Iu接口(Iu-PS接口)的现有功能分离，使人能容易地在UTRAN中提供IP网关，从而使UTRAN得以通过旁路对应于该功能的核心网的使用而直接连接到因特网。而且，因此本申请人认识到，通过允许直接从UTRAN接入到因特网，构成了一种无线局域网，这样对于使用或不使用核心网都可以提供显著的益处和优点。
典型的3GPP系统的进一步细节展示在图3中。常规UMTS结构的UTRAN部分被分为两个业务平面，即通常所说的控制平面(C-plane)和用户平面(U-plane)。控制平面承载控制(信令)业务，而用户平面传输用户数据。UTRAN的无线电部分包括两个接口：在UE和节点B之间的Uu接口，以及节点B和RNC之间的Iub接口。如上面解释的，在RNC和核心网之间的后端接口指的是Iu接口，它被分为用于进入MSC的电路交换连接的Iu-CS和用于进入SGSN的分组交换连接的Iu-PS。
关于UTRAN无线电部分的最重要的信令协议是无线电资源控制(RRC)，RRC管理空中接口的连接、无线信道和物理资源的分配。3GPP中，RRC信令根据无线连接控制(RLC)和介质接入控制(MAC)UMTS协议在UE和RNC之间传送。总的来说，RNC负责无线电资源的分配/回收，和对例如连接管理、寻呼和切换等关键程序的管理。在Iub接口上，通过使用ATM物理层上的ATM适配层5(ALL5)协议和在AAL5上使用的例如服务特定协调功能(SSCF)和服务特定面向连接协议SSCOP等的中间协议，RRC/RLC/MAC消息典型地经异步传输模式(ATM)在传输层上传送。
用户平面数据(例如语音、分组数据、电路交换数据)使用RLC/MAC层以经由空中接口(介于UE和RNC之间)而可靠地传输。在Iub部分上，使用ATM物理层上运行的ATM适配层2(AAL2)协议(AAL2/ATMA)在UMTS-专用帧协议上产生这些数据流(用户数据/RLC/MAC)。
Iu接口承载无线接入网应用部分协议(RANAP)。RANAP启动在UTRAN上发生的不同无线电资源管理和移动性程序，同时也负责管理在RNC和SGSN/MSC之间陆地承载连接的建立/释放。RANAP与使用AAL5的中间信令系统7(SS7)协议一起承载于AAL5/ATM上，该中间信令系统7(SS7)协议例如有应用于ALL5上的信令连接控制部分，即SSCF和服务特定面向连接协议(SSCOP)上的消息传递部分(SCCP/MTP)。因特网协议典型地用在用于Iu-PS接口的AAL5/ATM上，以便在IP上使用中间流控制传输协议(SCTP)。在具有Iur接口的UTRAN中存在多个RNC时，IP也通用于ATM，并且，中间协议包括由IETF发展的SSCP、SCTP和SS7的消息传递部分第三级SCCP适配层(M3UA)。
对于用户平面来说，在UTRAN和CN之间，电路交换语音/数据传输典型地在RNC和MSC之间经Iu-CS接口在AAL5/ATM上流过。
使用运行在用户数据协议上的用于AAL5/ATM上的因特网协议(UDP/IP)的GPRS通道协议(GTP)，分组交换数据在RNC和SGSN之间的Iu-PS接口上传送。
本申请人认识到，这种结构可以通过提供用于UTRAN的直接IP连通得到改善。
实用新型内容
本实用新型提供包括能连接到公共网络的无线接入网协议(RANIP)网关的时分双工-无线局域网络(TDD-RLAN)。该系统用作一个单独的系统或合并到使用常规核心网的UMTS中，尤其是用于在核心网中跟踪和实现AAA功能。
所述RLAN为多个用户设备(UE)提供各UE和/或因特网之间的并行无线电信服务。RLAN包括至少一个基站，该基站有一个用于和UE在选定的地理区域内进行时分双工(TDD)码分多址(W-CDMA)无线通信的收发信机。RLAN也具有耦合到一组基站的至少一个控制器，该控制器包括基站。该控制器控制该组基站的通信。一种新的无线接入网因特网协议(RAN IP)网关(RIP GW)与所述控制器耦合。RAN IP网关具有一个带有和因特网连接的接入路由功能的网关通用分组无线业务(GPRS)支持节点(GGSN)。
所述RLAN可以包括多个基站，每个基站包括一个配置有Uu接口的收发信机以在选定的地理区域内与UE进行时分双工UEUE(TDD)宽带码分多址(W-CDMA)的无线通信。RLAN还可以包括多个控制器，每个控制器都耦合到一组基站。
最好，所述RAN IP网关具有一个与RLAN中的一个或多个控制器耦合的服务GPRS支持节点(SGSN)。最好，所述控制器是根据3GPP规范的无线电网络控制器(RNC)。最好，所述RNC使用一个具有配置为使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈分层协议连接与基站耦合。RLAN具有多个RNC时，RNC最好使用一个具有配置为使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈分层协议连接彼此耦合。
公开了使用无线局域网(RLAN)的多种移动管理方法，用于在一个相关的核心网(CN)支持UE的验证、授权和计费(AAA)功能时，为多个UE提供并行无线电信服务。RLAN进行与RLAN服务区域内的各UE的TDD-CDMA通信。该RLAN具有一个RAN IP网关，该RAN IP网关具有和因特网的GPRS连接并被配置用来把AAA功能信息传送给相关的CN。
在一种方法中，在RLAN服务区域中的第一UE和该RLAN服务区域外的一个第二UE之间建立无线连接以进行用户数据通信。使用核心网来实现用于所述第一和第二UE之间的所述通信的AAA功能。使用与因特网的GPRS连接来传输上述第一和第二UE之间通信的用户数据。该方法可以包括当第二UE从RLAN服务区域外向RLAN服务区域内移动时，继续在第一和第二UE之间的无线通信，而断开使用用以传输用户数据的与因特网的GPRS连接。该方法进一步包括上述第一UE或第二UE从RLAN服务区域内向RLAN服务区域外移动，通过重新使用上述用以传输用户数据的与因特网的GPRS连接来继续在第一和第二UE之间的无线通信。
在另一种方法中，在RLAN服务区域内的第一UE和第二UE之间建立用于进行用户数据通信的无线连接。使用核心网来实现用于所述第一和第二UE之间通信的AAA功能。当该第一UE或第二UE从RLAN服务区域内向RLAN服务区域外移动时，通过使用与因特网的GPRS连接以传输继续通信的用户数据。
提供了另一种移动性管理方法，其中相关CN支持归属UE的AAA功能并且RAN IP网关的GPRS连接被配置用来通过因特网传送AAA功能信息到核心网。在一个归属UE和一个第二UE之间建立无线连接，用以进行用户数据的通信。通过使用与因特网的GPRS连接把AAA功能信息通过因特网而传送到核心网，使用该核心网来完成用以通信的AAA功能。
当上述归属UE或第二UE在RLAN服务区域内部或外部而建立无线连接时，就可以利用这种方法。当一个在RLAN服务区域内而另一个在RLAN服务区域外时，与因特网的GPRS连接被用于在归属和第二UE之间传输通信的用户数据。
该方法可以进一步包括当上述归属和第二UE其中之一移动而使二者都处于RLAN服务区域外部或内部时，则继续它们之间的无线通信，而停止使用用以传输用户数据的与因特网的GPRS连接。该方法可以进一步包括当其中该归属或第二UE移动，使得一个处于RLAN服务区域内而另一个处于RLAN服务区域外时，通过使用用以传输用户数据的与因特网的GPRS连接而继续通信。
在本实用新型的一个方面，RLAN具有作为控制装置而耦合到基站的一个或多个用户平面和控制平面服务器。用户平面服务器被配置用来控制基站通信的用户数据流。控制平面服务器被配置用来控制用于基站通信的信令。最好，RAN IP网关具有一个耦合到用户平面服务器和至少一个控制平面服务器的SGSN。最好，通过使用一个具有配置为使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈分层协议连接，用户平面服务器和控制平面服务器彼此耦合，并与基站和RAN IP网关耦合。
可选地，可以为上述RLAN提供具有用于外部连接的脉冲编码调制(PCM)端口的语音网关。该语音网关最好通过使用一个具有配置为使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈分层的协议连接，与用户平面和控制平面服务器(或一个使用RNC的RNC)耦合。
在本实用新型的另一个方面，RLAN具有一个或多个与基站耦合的无线电网络控制器(RNC)和一个RNC IP网关，通过使用一个配置为使用因特网协议(IP)的具有较低传输层的堆栈分层的协议连接，至少一个RAN经一个Iu-PS与该网关耦合。最好，通过使用一个具有配置为使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈分层协议连接，RNC与基站耦合或彼此耦合。最好每个基站具有一个被配置有用于在选中的地理区域中和UE进行时分双工(TDD)宽带码分多址(W-CDMA)无线通信的Uu接口的收发信机，并且RAN IP网关具有一个与RNC耦合的SGSN。
在本实用新型的另一个方面，RLAN支持IP上的语音通信并有一个RAN IP网关，该网关具有一个用于与传送语音数据的因特网连接的GGSN。所述RLAN最好经因特网服务提供者(ISP)连接到因特网上，该ISP有一个可以使用已知的压缩协议转换压缩语音数据和脉冲编码调制(PCM)信令的语音网关，该协议可以是也可以不是UE与RLAN进行通信所使用的语音压缩数据类型。
UE使用一个压缩协议而RLAN经具有一个使用不同压缩协议转换压缩数据和PCM信令的语音网关的ISP连接到因特网上，RLAN包括一个用于在两种不同压缩协议的压缩数据之间转换的语音数据转换器。最好，RAN IP网关包括语音数据转换器，该转换器例如被配置用来在AMR压缩语音数据和G.729压缩语音数据之间进行转换。所述RLAN可以被配置有用户平面和控制平面服务器或RNC，但是最好该RLAN内的所有接口使用具有配置为使用因特网协议(IP)的较低传输层的堆栈分层协议连接。
本实用新型进一步提供一种具有一个或多个无线网络的电信网络，用于对多个UE和相关的用于支持UE的AAA功能的CN提供并行无线电信服务，该电信网络是一个归属网络。一个或多个无线网络是具有RAN IP网关的RLAN，该网关有一个配置有用于和因特网连接的GI接口的GGSN并被配置用来传送AAA功能信息给CN。最好，每个RLAN具有一个或多个基站，该基站具有一个被配置有用于在选中的地理区域中和UE进行W-CDMA无线通信的Uu接口的收发信机。最好，RLAN具有耦合到基站的控制器。最好，RLAN的RAN IP网关具有一个耦合到各自控制器上的SGSN。
上述RLAN可以被配置为没有直接的CN连接，RAN IP网关被配置用于通过因特网连接传送数据来与CN进行AAA功能信息的通信。可选择地，该RAN IP网关与CN耦合，用于经有限连接，例如支持连接的半径/直径或MAP支持连接或常规的Iu-CS接口，或完全常规的Iu接口，进行AAA功能信息的通信。
最好，上述RAN IP网关具有被配置用来经GI接口而和因特网连接的GGSN。对于移动支持，GI接口最好以移动IPv4或移动IPv6进行配置。
从下面的详细描述和附图中可以看出，本实用新型的其他目的和优点对于本领域熟练的人员来说是显而易见的。
附图说明
图1是根据当前3GPP规范的常规UMTS网络的示意图。
图2是表示图所示网络的不同部件和接口的框图。
图3是图1和2中说明的常规网络的示意图，表明了在信令和用户数据平面中的不同部件接口的分层堆栈协议。
图4是根据本实用新型所教导的包括有直接因特网连接的RLAN的UMTS网络的示意图。
图5是表示图4所示网络的不同部件的框图。
图6是表示网络的一种变化方案的框图，其中RLAN没有与UMTS核心网直接连接。
图7是图6所示UMTS网络中的信令数据流的示意图。
图8是图4所示UMTS网络的第二种变化方案的示意图，其中RLAN与UMTS核心网有第一类型的有限连接。
图9是图4中说明的UMTS网络的第二种变化方案的示意图，其中RLAN与UMTS核心网有第二类型的有限连接。
图10A和10B说明用于图4、8和9中所示网络的IP分组数据流的两种变化方案，其中通过RLAN实现移动IP v4协议。
图11A和11B说明用于图4、8和9中所示网络的IP分组数据流的两种变化方案，其中通过RLAN实现移动IP v6协议。
图12是根据本实用新型教导所构造的RLAN中的优选信令平面和用户平面接口的示意图。
图13是根据本实用新型所教导的具有一个单独的无线网络控制器的RLAN的示意图。
图14是根据本实用新型教导所构造的具有多个无线网络控制器的RLAN的示意图。
图15是RLAN的一种可选配置的示意图，该RLAN具有根据本实用新型教导所构造的用于用户数据和控制信令的分立的服务器和可选的语音网关。
图16是图15中说明的RLAN的部件框图。
图17是说明一种优选协议栈的示意图，该协议栈用于根据本实用新型教导所构造的RLAN的控制平面接口。
图18是说明一种优选协议栈的示意图，该协议栈用于根据本实用新型教导所构造的RLAN的用户平面接口。
图19、20、21是说明在用户平面中的接口协议栈的三种变化方案的流程图，该协议栈用于支持在UE(其具有和RLAN的无线连接)和ISP(其连接到具有语音网关的RLAN上)之间的语音通信。
图22是说明在控制平面中的接口协议栈的一种变化方案的流程图，该协议栈用于支持在UE(其具有和RLAN的无线连接)和ISP(其连接到具有语音网关的RLAN上)之间的语音通信。
首字母缩略词表
    2G     第一代
    2.5G     第一代修订版
    3GPP     第三代合作项目
    AAA功能     验证、授权和计算功能
    AAL2     ATM适配层2
    AAL5     ATM适配层5
    AMR     一种类型的语音数据压缩
    ATM     异步传输模式
    CDMA     码分多址
    CN     核心网
    CODECs     编码/译码器
    C-RNSs     控制无线网络子系统
    CS     电路交换
    ETSI     欧洲电信标准协会
    ETSI SMG     ETSI-特别移动通信小组
    FA     前向地址
    FN     外部网络
    G.729     一种语音数据压缩类型
    GGSN     网关GPRS支持节点
    GMM     GPRS移动性管理
    GMSC     网关移动交换中心
    GPRS     通用分组无线业务
    GSM     移动电信全球系统
    GTP     GPRS通道协议(GPRS Tunneling Protocol)
    GW     网关
    H.323/SIP     会话发起(session intiated)协议的H.323格式
    HLR     归属位置寄存器
    HN     归属网络(home network)
    HSS     归属服务服务器
    IP     因特网协议
    ISDN     综合服务数字网
    ISP     因特网服务提供者
    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     中间工作单元
    M3UA     消息传递部分第三级SCCPSS7适配层
    MAC     介质接入控制
    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     公共陆地移动网
    PS     分组交换
    PSTN     公共交换电话网
    RANAP     无线接入网应用部分
    RAN IP     无线接入网因特网协议
    RIP GW     RANIP网关
    RLAN     无线局域网
    RLC     无线连接控制
    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，消息传输部分
    SGSN     服务GPRS支持节点
    SGTP     流量控制传输协议
    SM     会话管理
    SMS     短消息服务
    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     时分双工
    UDP/IP     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陆地无线接入网
    VLR     访问位置寄存器
具体实施方式
参照图4，这里示出了修改的具有一个带有直接因特网连接的无线局域网(RLAN)通用移动陆地系统(UMTS)网。如图5所示，RLAN使用基站经一个无线接口与不同类型的用户设备(UE)通信。最好该基站是3GPP中规定的节点B类型。一无线控制器耦合到所述基站来控制该无线接口。最好该无线控制器是根据3GPP规范制造的无线网络控制器(RNC)。在常规3GPPUTRAN中使用时，可以采用节点B和RNC的不同组合。总起来说，RLAN基站进行无线通信的地理范围限定了RLAN的服务覆盖地区。
不像常规的UTRAN，本实用新型的RLAN包括一个无线接入网因特网协议(RANIP)网关，它对RLAN服务覆盖地区之外提供连通性，即通过和它的基站进行无线通信所服务的地理区域。如图4和5中所说明的，RANIP网关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。可选择地，如图6中所说明的，可以省去在相关核心网与RAN IP网关之间的直接接口，使得该RAN IP网关只能具有与因特网的直接连接。在这种情况中，如图7中所说明的，通过把控制和AAA功能信息传送到用作归属CN的核心网，本实用新型的RLAN仍然可以构成UMTS的一部分。
图8和9说明根据本实用新型教导所构造的RLAN的两个独立方案，其中RAN IP配置有一个用于与它的归属UMTS核心网建立有限的直接连接的控制信号端口。尤其是，该有限的连通性传输所需信息来为CN AAA提供功能支持。
RAN IP网关控制信号端口可以被配置为，如图8中说明的，使用基于接入的半径/直径来提供控制信号数据，在这种情况中，核心网包括一个如3GPP中规定的中间工作单元(IWU)，它可以把AAA功能信息转换为用以和核心网的HSS/HLR连接的常规移动应用部分(MAP)信令。可选择地，如图9中所说明的，RAN IP网关控制信号端口可以被配置作为标准Gr接口的子设备，该接口支持CN的HSS/HLR直接使用的MAP信令。
最好，RAN IP网关使用一个与因特网的标准GI接口并可以作为一个与UMTS的核心网没有任何关联的独立系统来使用。然而，为了支持移动性管理和RLAN的用户UE的有效漫游和切换服务，希望具有连接核心网的AAA功能，例如借助于如图7、8和9说明的不同变化方案。在这种情况下，加上在RLAN的RAN IP网关和因特网之间的标准GI接口，就可以支持移动IP协议。这种移动IP协议的优选例子就是IETF规定的移动IP v4协议和移动IP v6协议。
图10说明了在与RLAN无线连接的第一UE和在该RLAN的无线服务区域外的第二UE之间通信的IP分组数据流，其中在RLAN IP网关和因特网之间的GI接口上使用移动IP v4。在这种情况中，从第一UE来的用户数据以IP分组格式从RLAN的RAN IP网关通过因特网发送到第二UE提供的地址。第二UE直接与在核心网中的第一UE的归属地址通信，因为在该例子中，第一UE具有作为其归属CN的CN。该CN接收从第二UE来的IP数据分组，然后CN把IP分组向前送到第一UE的当前位置，该当前位置作为第一UE的前向地址(FA)保存在该CN的HLR中。
在这个例子中，因为第一UE是“归属”，CN通过因特网把IP分组传送给用于对第一UE通信的RAN IP网关。当第一UE在RLAN外运动的情况中，它的位置在核心网注册而且数据分组指向第一UE当前所处的地址——核心网使用该地址来把IP分组数据直接送到第一UE的当前位置。
图10B说明了一个可选择的实施方案，这里使用反向路径通道在GI接口上实现移动IP v4，以便RLAN把第一UE用户数据的IP分组直接送到归属CN，在那里以一种常规方式把它们中继到第二UE。
当RLAN使用实现移动IP v6的GI接口而具有连通性时，在第一UE和第二UE之间的IP分组数据交换将包括绑定更新(bindingupdate)，如图11A所说明的，这样可以反映切换所需的IP分组的任何重新定向。图11B说明了一个使用GI接口实现包括在RLAN和归属CN之间开挖通道的移动IP v6的可选择实施方案。在这种情况下，CN直接跟踪第一UE的位置信息并且第二UE可以以任何一种常规方式与第一UE的归属CN通信。
参照图12，这里示出了本实用新型的RLAN部件之间的优选接口结构。在RLAN经由基站(即节点B)之间的UE接口，最好是3GPP规定的与UE连接的标准Uu接口。在每个节点B和RNC之间的Iub接口最好实现于控制平面和用户数据平面两个平面中，这是因为分层堆栈协议具有作为传输层的因特网协议(IP)。类似地，最好在RNC和RAN IP网关之间提供Iu-PS接口的至少一个子部分，这是具有作为传输层的IP的分层堆栈协议。
在SS7实现于ATM上的常规UMTS中，MTP3/SSCF/SSCOP层协助SS7栈顶层的SCCP插到下面的ATM栈。在结合本实用新型使用的优选IP方案中，MEUA/SCTP栈协助SCCP连接到IP上。实质上，就是在优选的基于IP的结构中，M3UA/SCTP栈代替了常规ATM上的SS7方案中使用的MTP3/SSCP/SSCOP层。这些标准协议栈体系结构的专门细节在IETF(因特网)标准中进行了规定。对于办公和学校内部门来说，代替ATS的IP的使用能节省成本以及PICO单元。
当RLAN有多个RNC时，对于使用IP传输层的信令平面和用户平面二者而言，RNC均可以经具有分层堆栈协议的Iur接口进行连接。每个RNC都连接到一个或多个节点B，这些节点又依次服务于各自地理区域内的多个UE，这些地理区域可能重叠从而能够进行RLAN服务区域内的切换。
与RLAN内的一个节点B通信的UE切换到该RLAN内的另一个节点B，即RLAN内切换(intra-RLAN handover)，以3GPP中对于UTRAN内切换所规定的一种常规方式来进行。然而，当与RLAN的节点B通信的UE运动到该RLAN服务区域之外时，切换可以通过RANIP网关利用IP分组服务来实现，最好用前面所讨论的移动IP v4或IP v6来实现。
图13说明了根据本实用新型的优选RLAN的子部件。RNC可以被分为由内部Iur接口连接的标准控制和服务无线网络子系统(C-RNSs和S-RNSs)。在这种结构中，S-RNS功能耦合到RAN IP网关的SGSN子部件上，其中该网关支持标准SGSN功能的子集，也就是GPRS移动管理(GMM)、会话管理(SM)和短消息服务(SMS)。该SGSN子部件与GGSN子部件连接，GGSN子部件具有标准GGSN功能的子集，包括对SGNS子部件功能的接入路由和网关功能支持以及用于对因特网外部连接的移动IP的GI接口。与GGSN子部件的SGSN子部件接口最好是经修改的Gn/Gp接口，它是用于CN的SGNS和GGSN的标准Gn/Gp接口的一个子集。
可选地，RAN IP网关具有AAA功能通信子部件，它可以连接到SGSN子部件并提供对相关CN的有限外部连通的端口。该端口支持与前面图8和9讨论有关的Gr接口或半径/直径接口。
可提供RLAN的多个RNC，它们通过Iu-PS接口与包含足够连通性的SGSN子部分耦合，以支持SGSN子部件的功能。如果提供多个RNC，它们最好通过利用IP传输层的标准Iu接口耦合。
对于RLAN的不同子部件的传输层来说，IP的使用使其易于在独立的计算机服务器中实现RNC功能，从而独立地处理通信的用户数据和图15中说明的信令。参考图16，其中有一个部件框图，这里无线控制装置在用户平面的控制平面服务器之间分开。除了基本PLAN部件，在图15和16中还展示了可选的语音网关。
RLAN的每个节点B都利用IP传输层而具有与用户平面服务器的连接，该用户平面服务器传输用户数据。RLAN的每个节点B还具有一个分立的与控制平面服务器的连接，该连接经过具有IP传输层的标准Iub信号控制接口。用户平面服务器和控制平面服务器都利用分层堆栈协议而连接到IP网关，最好该协议具有作为传输层的IP。
对于多个控制平面服务器的配置，每一个都可以经标准Iur接口彼此耦合，但是只要求有一个直接连接到RAN IP网关(RIP IW)上。这样允许共享用于控制信号处理的资源，当RLAN的一个区域变得远比其他区域繁忙时，这可以用来在各控制平面服务器之间分散信号处理。多个控制平面控制器和用户平面服务器可以连接于一网状网中，用以经最好具有IP传输层的堆栈层协议来共享控制平面和用户平面资源。
在提供了具有经过PCM电路的外部连通性的可选语音网关的情况下，控制平面和用户平面服务器经一个最好具有IP传输层的堆栈分层协议而耦合到该语音网关上。控制平面服务器然后再经由IP传输层上的介质网关控制协议网关(Megaco)而与用户平面服务器耦合。Megaco是一个控制平面协议，其作为呼叫建立的一部分而在语音网关元件之间建立承载连接。
参考图17和18，其分别示出了优选的控制平面和用户平面协议栈，它们实现于RLAN的节点B、RNC(或者用户平面服务器和控制平面服务器)以及RAN IP网关之间。在每幅图中，都示出了经Uu接口实现的优选的空中协议栈，其中也示出了UE。
RLAN可以在其外部IP连接上配置有语音支持。在这种情况中，RIP网关与因特网服务供应商(ISP)连接，而该因特网服务供应商又具有PCM语音网关。该PCM语音网关把语音压缩数据转换为脉冲编码调制(PCM)格式，以用于外部语音通信。
提供了使用编码/译码器(CODEC)以用于语音数据压缩的声码器(Vocoder)。两种通用类型的声码器格式是AMR声码器格式和G.729压缩格式。图19和21表示优选的用户平面协议栈，该用户平面协议栈实现为其中与RLAN连接的ISP语音网关使用和UE同样类型的语音压缩格式。图19说明了AMR声码器格式；图21说明了G.729声码器格式。语音IP简单地作为规则的分组数据在IP接口上无改变地传输。
在UE利用不同的语音压缩协议而不是ISP的语音网关的情况下，在RNC或RNC IP网关中设置一个转换器。图20表示优选的用户平面协议栈，其中UE利用一个AMR声码器而ISP语音网关则利用G.729声码器。最好，RAN IP网关(RIP GW)包括AMR/G.729转换器。在图20所示情况中，转换器把从节点B接收的AMR压缩数据转换为G.729格式的压缩语音格式以用于由RIP GW输出。在RLAN利用分立的用户平面服务器和控制平面服务器的情况下，压缩语音数据由用户平面服务器传输而转换器可以位于用户平面服务器或IP网关中。
参考图22，其示出了优选的控制协议栈结构，该控制协议栈结构使用由IP所承载的TCP/UDP上的用于会话发起协议的标准H.323格式(H.323/SIP)来支持语音。控制信令实质上与用户平面中使用的语音数据压缩格式类型同样无关。
虽然本实用新型已经基于特殊的配置作了描述，但是在本实用新型的范围内的各种变化方案对于本领域普通技术人员是显而易见的。

Claims (6)

1.一种用于为UE和/或因特网之间的多个用户设备(UE)提供并行无线电信服务的无线局域网(RLAN)，包括：
第一基站，其具有一收发信机，该收发信机被配置有一个Uu接口，该Uu接口用于在一选定的地理区域内与各UE进行时分双工(TDD)宽带码分多址(W-CDMA)无线通信；
与所述第一基站耦合的第一无线网络控制器(RNC)，其使用一个具有较低传输层的堆栈分层协议连接来控制基站通信，该较低传输层配置为使用因特网协议(IP)；
无线接入网因特网协议(RAN IP)网关，具有一个用以和因特网连接的网关通用分组无线业务(GPRS)支持节点(GGSN)；
所述无线接入网因特网协议(RAN IP)网关具有一个服务GPRS支持节点(SGSN)，其使用具有一个较低传输层的堆栈分层协议连接而经由一个Iu-PS接口与所述RNC耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)。
2.根据权利要求1的RLAN，其特征在于进一步包括：
语音网关，其具有一个用于外部连接的脉冲编码调制(PCM)端口；
所述语音网关使用具有一个较低传输层的堆栈分层协议连接与所述第一RNC耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)。
3.根据权利要求1的RLAN，其特征在于包括：
多个基站，每一个都具有一个收发信机，该收发信机被配置有一个用于在一选定的地理区域内与各UE进行时分双工(TDD)宽带码分多址(W-CDMA)无线通信的Uu接口；
所述第一RNC使用具有一个较低传输层的堆栈分层协议连接与所述基站耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)。
4.根据权利要求1的RLAN，其特征在于进一步包括：
第二RNC，其使用具有一个较低传输层的堆栈分层协议连接与一个第二基站耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)；和
所述第一RNC使用具有一个较低传输层的堆栈分层协议连接与所述第二RNC耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)。
5.根据权利要求4的RLAN，其特征在于其中所述RAN IP网关SGSN与所述第二RNC耦合。
6.根据权利要求1的RLAN，其特征在于包括：
多个基站，每一个都具有一个收发信机，该收发信机被配置有一个用于在一选定的地理区域内与各UE进行时分双工(TDD)宽带码分多址(W-CDMA)无线通信的Uu接口；
多个RNC，每一个都使用一个具有较低传输层的堆栈分层协议连接与所述多个基站中的一组基站耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)；
所述RAN IP网关服务GPRS支持节点(SGSN)使用一个具有较低传输层的堆栈分层协议连接与所述多个RNC耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)；和
各所述RNC使用一个具有较低传输层的堆栈分层协议连接而彼此耦合，该较低传输层被配置为使用因特网协议(IP)。
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