WO2009018699A1 - Système et procédé de réseau ad hoc - Google Patents

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WO2009018699A1
WO2009018699A1 PCT/CN2007/003930 CN2007003930W WO2009018699A1 WO 2009018699 A1 WO2009018699 A1 WO 2009018699A1 CN 2007003930 W CN2007003930 W CN 2007003930W WO 2009018699 A1 WO2009018699 A1 WO 2009018699A1
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WO
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base station
home base
home
information
carrier frequency
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Application number
PCT/CN2007/003930
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yadong Fang
Xin Jiang
Dong Chen
Kai Zhang
Original Assignee
Zte Corporation
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Publication date
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Priority to BRPI0721917-2A priority patent/BRPI0721917A2/pt
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06—Authentication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications, and in particular to a system and method for self-organizing a network. Background technique
  • Indoor coverage has become the top priority of 3G network construction.
  • the appropriate indoor coverage solution can make the network play its biggest role on the one hand, and create greater value for operators. On the other hand, it can greatly save operators' network construction costs. Really achieve low investment and high return.
  • more and more multinational operators hope to provide an ALL in One wireless access solution, which provides a wireless access device that can provide various wireless access functions, users.
  • the operator can provide a discount on the tariff, and based on such a demand, a wireless access device called a Home NodeB is proposed.
  • Home NodeB is a creative local hotspot access solution that combines the fixed and mobile networks in local hotspots (such as homes) to take full advantage of the advantages of fixed and mobile networks to meet users and operations. Business needs.
  • Home NodeB has a small coverage and supports fewer users, it is also easier to implement high-speed access features.
  • IP Network All IP network
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a system and method for self-organizing a network to implement a Home NodeB secure access network and have self-organizing characteristics.
  • the present invention first provides a system for self-organizing a network, including a home base station, and further comprising:
  • a home base station configuration server interacting with the home base station, and providing configuration data information and version information to the home base station;
  • a home network controller after the home base station completes the system configuration according to the configuration data information and the version information, receives a scan report that is generated and reported by the home base station scanning neighboring area information, and selects and selects for the home base station Allocate carrier frequency, scrambling code and neighbor list;
  • a security gateway connected to the home base station, the home base station configuration server, and the home network controller, configured to authenticate the home base station, and configure the server and the home in the home base station and the home base station Channels are established between the network controllers.
  • the home base station may compare the obtained version information with the version information saved by itself, and obtain the specified version information from the home base station configuration server if the versions do not match.
  • the home base station may scan neighbor cell information in the range of all carrier frequency lists according to the carrier frequency list acquired from the home base station configuration server, and read the common pilot channel in the neighboring cell. And the auxiliary channel and the broadcast channel form the scan report.
  • the home network controller may select a carrier frequency that is idle or has the lowest received signal strength indication, and may select a scrambling code that has the least collision with other cells in the same carrier frequency, and may select according to the received signal strength indication.
  • a common universal mobile communication system cell or another home base station cell that is in the same group as the home type base station is used as a neighboring cell of the home base station.
  • the security gateway may include:
  • the home base station connected to the home base station configuration server configures a server side security gateway, and performs authentication when the home base station establishes a channel with the home base station configuration server;
  • a home network controller side security gateway connected to the home network controller for the home The authentication is performed when the court base station establishes a channel with the home network controller.
  • the present invention further provides a self-organizing network method for self-organization of a home base station, comprising the steps of:
  • the security gateway authenticates the home base station, and establishes a channel between the home base station and the home base station configuration server;
  • the home base station interacts with the home base station configuration server, and obtains configuration data information and version information from the home base station configuration server;
  • the security gateway authenticates the home base station, and establishes a channel between the home base station and the home network controller;
  • the home base station reports the scan report to the home network controller
  • the home network controller selects and allocates a carrier frequency, a scrambling code, and a neighbor list for the home base station, and the process of the self-organizing network ends.
  • step (1) the security gateway performs authentication on the home base station, and may be completed on the home base station configuration server side; in step (4), the security gateway performs the home base station on the home base station. Authentication can be done on the home network controller side.
  • the method for self-organizing the network, the home-type base station in step (3) may compare the obtained version information with the version information saved by itself, and obtain the specified version from the home base station configuration server if the versions do not match. information.
  • the method for self-organizing the network, the home-type base station in step (3) may scan the neighboring area information in the range of all the carrier frequency lists according to the carrier frequency list obtained from the home base station configuration server, and read the neighboring area
  • the common pilot channel, the auxiliary channel, and the broadcast channel form the scan report.
  • the home network controller in step (6) may select an idle carrier or a carrier frequency with the lowest received signal strength indication, and may select a scrambling code with the least collision with other cells in the same carrier frequency, which may be
  • the received signal strength indication is to select a common universal mobile communication system cell or other home base station cell that is in the same group as the home type base station as the home base station Adjacent cell.
  • the present invention implements a Home NodeB secure access network, and has a self-organizing feature.
  • 1 is a schematic view showing the composition of an embodiment of the system of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the composition of an application example of the system of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic flow chart of an embodiment of a method of the present invention.
  • the self-organization mentioned here is divided into two parts, one is to provide home NodeB automatic installation and maintenance on the operation and maintenance, automatic configuration, software automatic update of the self-organizing network, part of is to provide adaptive communication service network, wireless access network (RAN)
  • the side automatically allocates frequency points, scrambling codes, appropriate power, neighboring areas, etc. according to the information reported by the Home NodeB.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an embodiment of a system according to the present invention, which illustrates a network device constituting the self-organizing network, and a relationship between the network devices.
  • the system of the present invention includes:
  • the function is basically similar to that of NodeB, but the coverage is small, usually in the home or business, providing various wireless access functions.
  • IP Network IP Network
  • HCS Home NodeB Configuration Server
  • HCS Home NodeB Configuration Server
  • the update service after receiving the request from Home NodeB 101, provides configuration data information, version information, etc., without the need for users; also provides centralized management of Home NodeB 101 system data, and changes to Home NodeB 101 configuration information.
  • Maintenance, and version updates are all performed at HCS 103, a data management center for self-organizing networks.
  • the Home Network Controller (DNC) 104 is similar to the Radio Network Controller (RNC) and supports the unique functions of the DNC/Home NodeB.
  • the unique function here means that the Home NodeB 101 reports to the DNC 104 that it contains wireless.
  • the scan report of the environment information, the DNC 104 allocates the carrier frequency, the scrambling code, the neighbor list to the Home NodeB 101 according to the wireless environment information reported by the Home NodeB 101, and achieves the adaptation of the communication network, and does not need to manually configure the Home NodeB 101 in the DNC 104.
  • Carrier frequency, scrambling code, neighbor list information are examples of the Home NodeB 101.
  • SGW Security Gateway
  • IP address is pre-configured and stored in Home NodeB 101, provides an IPsec tunnel between the Home NodeB and the DNC communication network, and between the Home NodeB and the HCS operation and maintenance network to ensure network access security.
  • SGW Security Gateway
  • it is responsible for authenticating the Home NodeB and assigning a Virtual Private Network (VPN) IP to the Home NodeB.
  • VPN Virtual Private Network
  • FIG. 2 shows a specific application example of the system of the present invention.
  • the function introduction of each network device in the self-organizing network and the functional interaction between the network devices are used to illustrate how the self-organizing network reaches Home NodeB.
  • Self-organization and self-adaptation of operation and maintenance management and communication services are used.
  • the Home NodeB is connected to the SGW via the IP network, and the SGW is divided into a DNC side security gateway (SGW-DNC) connected to the DNC and an HCS side security gateway (SGW-HCS) connected to the HCS according to the connection relationship.
  • SGW-DNC DNC side security gateway
  • SGW-HCS HCS side security gateway
  • the SGW-HCS is connected to the SGW-DNC1 and the SGW-DNC2, and is connected to an authentication/authorization/accounting server (AAA Server) to provide an authentication function for the system and provide an authentication function.
  • AAA Server authentication/authorization/accounting server
  • the information required is obtained from HCS.
  • DNC1 and DNC2 are connected to the Serving GPRS Support Node (SGSN) and the Mobile Services Switching Center (MSC), respectively.
  • Both the HCS and the AAA Server are connected to the Home Location Register (HLR) through the MAP Gateway.
  • HLR Home Location Register
  • DNC1, DNC2, HCS, and AAA Server are all connected to the Data Synchronization Interface/IP.
  • the Ipsec/WAN interface between the Home NodeB and the SGW for establishing a secure channel that is, the Home NodeB and the SGW-HCS, the SGW-DNC1, and the SGW-DNC2 adopt an IPsec/WAN interface, support Ipsec and its related protocols, and cooperate with the SGW.
  • the Ipsec channel of the HCS establishes the Extensible Authentication Protocol (EAP) - Authentication Key Agreement Protocol (IP) for Internet Key Exchange Version 2 (IKEV2).
  • EAP Extensible Authentication Protocol
  • IP Authentication Key Agreement Protocol
  • IKEV2 Internet Key Exchange Version 2
  • ⁇ provides secure access and authentication of Home NodeB, that is, whether the Home NodeB belongs to the HCS and DNC that need to access, and assigns VPN IP to the Home NodeB (information from AAA server), which is HCS, DNC
  • the interaction process with Home NodeB provides a secure network.
  • the Iub extension interface is used between the Home NodeB and the DNC1. Based on the Iu interface, the Home NodeB supports the wireless environment information on the DNC through the Iub interface, and supports the DNC to allocate the Home NodeB through the Iub interface according to the wireless environment information reported by the Home NodeB. Carrier frequency, scrambling code, neighbor list, to achieve communication network adaptation. Between the Home NodeB and the DNC2, the Iub extension interface is also used.
  • the Home NodeB obtains configuration information from the HCS (the information includes the Home NodeB identifier, the IP address and port of the SGW-DNC and the DNC, the Home NodeB candidate carrier frequency, the Home NodeB maximum transmit power output, the Home NodeB group number), and the version information, the running version. File; through these configuration information, Home NodeB can complete access to DNC, as well as self-installation, self-configuration, and automatic software update of Home NodeB; Home NodeB automatically obtains configuration information, version information, version from HCS every time it is powered on. Verification, version updates, etc., without user intervention.
  • the interface between the SGW and the AAA Server is a Radius interface, that is, the SGW-DNC1, the SGW-DNC2, and the SGW-HCS obtain the Home NodeB authentication information and the IP address of the Home NodeB from the AAA Server, and the authentication includes the Home NodeB accessing the HCS. Authentication, Home NodeB access to DNC authentication.
  • the AAA Server provides Home NodeB authentication information and the IP address of the Home NodeB, and provides procedures related to the EAP/AKA protocol.
  • HCS provides self-installation, self-configuration, software automatic update and other services for Home NodeB, Home The NodeB automatically requests configuration information and version information from the HCS every time the power is turned on. After receiving the request from the Home NodeB, the HCS provides configuration information, version information, etc., without user intervention; Home NodeB configuration information change, maintenance, version The updates are all carried out at HCS.
  • HCS can place the data required by other devices in the self-organizing network on the HCS for configuration and maintenance, and expand the interface with other devices, so that the data can be uniformly maintained and unified, such as: Provide the required Home NodeB information for the DNC, including the Home NodeB ID attributed to the DNC; the International Mobile Subscriber Identity (IMSI) accessible by the Home NodeB; and the IMSI and the International Mobile Subscriber ISDN number belonging to the Home NodeB from the HLR ( MSISDN) is used to notify the home node of the Home NodeB that the DNC belongs to the list of authorized users that the Home NodeB can access; as the data configuration center, centrally manage all the information of the Home NodeB, and the authentication information of the Home NodeB is also configured in the HCS.
  • the information required by the AAA server to provide the authentication function is obtained from the HCS.
  • DNC DNC2 and SGSN, MSC use Iu standard interface; DNC1 and DNC2 obtain Home NodeB related information from HCS, including Home NodeB ID attributed to this DNC, Home NodeB accessible IMSI, initiated by user from a Home NodeB During the call, it is detected whether the user belongs to the legitimate user of the Home NodeB. If it is not legal, the access is denied, and the authentication process of the user call is simplified.
  • MAP/No.7 signaling interface is used between the MAP gateway and the HLR.
  • FIG. 3 shows the steps of an embodiment of the self-organizing network method of the present invention, and the process of self-organization of the Home NodeB is as follows:
  • Step 301 The Home NodeB is powered on and self-detected, and the static data is pre-configured.
  • the static data includes the addresses (domain names) of the SGW and the HCS.
  • Step 302 An IPsec channel is established between the Home NodeB and the SGW, and the SGW allocates a VPN IP address to the Home NodeB.
  • the IPsec process includes authentication and encryption, and the authentication protocol uses IKEv2.
  • the obtained dynamic data includes: the IP address and port of the DNC, the IP address and port of the SGW, and the version number of the Home NodeB.
  • the HCS is used as a data configuration center to centrally manage the data of the Home NodeB.
  • the centrally managed data includes: an IP address and port of the DNC, an IP address and port of the SGW, a VPN IP address of the Home NodeB, and a Home NodeB version information.
  • Version file includes: Home NodeB authentication information, such as Home NodeB ID; Home NodeB encryption information, such as key parameters and algorithms; Home NodeB candidate carrier frequency list; Home NodeB user information, including user name, user address, user contact information; NodeB maximum transmit power output, etc.;
  • Step 305 The Home NodeB scans the neighbor cell information and forms a scan report, and the Home NodeB scans the neighbor cell information in the range of the carrier frequency list according to the carrier frequency list acquired from the HCS, and reads the common pilot channel (CPICH) of the neighboring cell.
  • a secondary channel (SCH) and a broadcast channel (BCH) form a scan report, and the content of the scan report includes the detected cell identity (ID), the carrier frequency of each cell, and the public land mobile network (PLMN) of each cell, each a received signal strength indicator cell (the RSSI), each cell's scrambling code, if the area with no Home NodeB universal mobile Telecommunications system (UMTS) signal, it scans ⁇ : Gen report is empty;
  • Step 306 The Home NodeB sends a scan report formed by the neighboring cell information to the DNC.
  • the carrier frequency selection strategy the idle carrier or the RSSI minimum carrier frequency can be selected, and the scrambling code selection strategy can select the least collision with other cells in the same carrier frequency; in the selection of the neighboring cell, There are two cases. One is that the Home NodeB is used as the home mode, and the DNC configures the public UMTS cell with a relatively high RSSI as its neighboring cell. The other is that the Home NodeB belongs to the same group of other Home NodeBs. The cell acts as its neighboring cell.
  • Step 308 the self-organizing network is established, and the normal communication service flow is entered.
  • the Home NodeB group number in the above step 303 is used to distinguish whether the Home NodeB belongs to a group and belongs to which group. If the Home NodeB is used for the home or as a separate Home NodeB, the group number is configured to be 0 if the Home NodeB is dependent. In a certain group and the group number is n, the DNC will configure other Home NodeB cells within the same group number as its neighboring cells.
  • Home NodeB can automatically install, auto-configure, provide communication services based on the all-IP network, and ensure sufficient security.
  • the core is: Home NodeB accesses operation and maintenance network and communication after power-on.
  • Business network auto-complete data configuration, software security
  • After installing, updating software, and accessing the communication service network it adaptively conducts network planning and provides communication services.
  • the technical solution proposed by the invention has the self-organizing characteristics of the operation and maintenance network and the communication service network, and is particularly suitable for a wireless access device which is difficult to operate and maintain, and difficult in network planning such as Home NodeB.
  • FIG. 4 shows an application example of the method of the present invention, the flow is:
  • Step 401 The Home NodeB is powered on and detected, and the static data is pre-configured.
  • Step 402 The Home NodeB sends an IPsec tunnel establishment request to the SGW-HCS to request to establish an IPsec channel.
  • Step 403 The SGW-HCS sends an authentication request message requesting authentication to the Home NodeB to the AAA server.
  • Step 404 The AAA server sends the authentication request information to the HCS to request authentication.
  • Step 405 The HCS sends the authentication feedback information to the AAA server.
  • Step 406 The AAA Server authenticates the Home NodeB, and the protocol used is IKEv2, and the authentication result is encrypted, and the authentication result information is sent to the SGW-HCS. Step 407, the SGW-HCS is based on the authentication result information. If the AAA Server authentication succeeds, proceed to step 408, otherwise return the information of the denied access to the Home NodeB (as indicated by the symbol 4080 in the figure);
  • Step 408 The SGW-HCS allocates a VPN IP address to the Home NodeB, and establishes an IPsec channel with the Home NodeB.
  • Step 409 The Home NodeB sends a configuration data request message requesting to obtain configuration data to the HCS.
  • Step 410 The HCS returns Home NodeB configuration data, version information, and the like to the Home NodeB.
  • Step 411 The Home NodeB performs version checking according to the version information obtained from the HCS and the version information of the HCS. If the version does not match, the version information specified by the HCS is downloaded from the HCS and runs (as shown by the mark 4110 in the figure), and then the steps are performed. 412, if yes, step 412 is directly performed; Step 412, the Home NodeB releases the IPsec channel with the SGW-HCS; Step 413: The Home NodeB completes parameter configuration of the system according to the obtained configuration data, scans neighboring cell information, and forms a scan report.
  • Step 414 The Home NodeB sends an IPsec tunnel establishment request to the SGW-DNC to request to establish an IPsec channel.
  • Step 415 The SGW-DNC sends an authentication request message requesting authentication to the Home NodeB to the AAA server.
  • Step 416 The AAA server sends the authentication request information to the HCS to request authentication.
  • Step 417 The HCS sends the authentication feedback information to the AAA server.
  • Step 418 the AAA Server authenticates the Home NodeB, and the protocol used is also IKEv2, and encrypts the authentication result, and the authentication result information is sent to the SGW-DNC.
  • Step 419 the SGW-DNC according to the authentication result information If the AAA Server authentication succeeds, proceed to step 420, otherwise return the information of the denied access to the Home NodeB (as shown by the symbol 4200 in the figure);
  • Step 420 The SGW-DNC establishes an IPsec channel with the Home NodeB.
  • Step 421, Home NodeB sends the formed scan to the NC
  • Step 422 The DNC selects a carrier frequency, a scrambling code, and a Home NodeB neighbor cell list according to the scan report reported by the Home NodeB to achieve the adaptive purpose of the communication service.
  • Step 423 the self-organizing network is established, and the normal communication service is entered. Process.
  • the Home NodeB scans the neighboring area signal to form a scan report, and reports the scan to the DNC.
  • the DNC automatically configures the carrier frequency, scrambling code and neighbor list for the Home NodeB to achieve the adaptation of the wireless environment communication service.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

一种自组织网络的系统和方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体地说，是涉及一种自组织网络的系统和方法。 背景技术
室内覆盖已成为 3G网络建设的重中之重， 合适的室内覆盖方案一方面 可以让网络发挥其最大的作用， 为运营商创造更大的价值， 另一方面也能大 大节省运营商建网成本，真正实现低投入高回报。 同时目前越来越多的跨国 运营商希望能够提供一种 ALL in One的无线接入方案， 即提供一种无线接 入设备，这种无线接入设备能够提供各种无线接入的功能， 用户在家里使用 该设备的时候，运营商可提供资费上的优惠，在这样的需求基础上提出了一 种无线接入设备称为家庭型基站（Home NodeB ) 。 Home NodeB作为创意 型局部热点接入解决方案， 把局部热点（例如家庭）中的固网和移动网两种 通信方式巧妙地结合起来，充分利用固定网络和移动网络各自的优势来满足 用户和运营商的需求。
另外， 由于 Home NodeB覆盖范围小， 支持用户少的特点， 它也比较容 易实现高速接入的特性需求。
从 Home NodeB的运营定位出发， 其具有如下特点：
( 1 ) Home NodeB基于全 IP网络（ IP Network ) 。
( 2 ) Home NodeB数量非常大， 且其所有权属于用户， 分布于各个家 庭或办公室，安装地点和时间都比较随机，运营商很难给出预先的网絡规划。 因此对于 Home NodeB的参数， 尤其是和无线环境有关的参数， 如果采用传 统的方法进行路测， 调整等等， 几乎是不可行的。
( 3 ) Home NodeB直接放置于家庭或办公室， 使用的用户一般没有专 业的维护经验， 因此最好需要具有即插即用的特性。
综上所述，需要提出一种自组织网络的方法和系统，来实现 Home NodeB 安全接入网络， 并具有自組织特性。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种自组织网络的系统和 方法， 来实现 Home NodeB安全接入网络， 并具有自组织特性。
为了解决上述技术问题， 本发明首先提供了一种自组织网络的系统， 包 括家庭型基站， 还包括：
家庭型基站配置服务器， 与所述家庭型基站进行交互， 并向所述家庭型 基站提供配置数据信息和版本信息；
家庭网络控制器，在所述家庭型基站根据所述配置数据信息和版本信息 完成系统配置之后 ,接收所述家庭型基站扫描邻区信息形成并上报的扫描报 告， 为所述家庭型基站选择并分配载频、 扰码和邻区列表；
安全网关， 与所述家庭型基站、 家庭型基站配置服务器和家庭网络控制 器相连， 用于对所述家庭型基站进行鉴权， 在所述家庭型基站与所述家庭型 基站配置服务器、 家庭网络控制器之间分别建立通道。
上述自组织网络的系统中，所述家庭型基站可以将获取的所述版本信息 与自身保存的版本信息进行比较，如果版本不符则从所述家庭型基站配置服 务器获取指定的版本信息。
上述自组织网络的系统中，所述家庭型基站可以根据从所述家庭型基站 配置服务器获取的载频列表扫描所有载频列表范围内的邻区信息，通过读取 邻区的公共导频信道、 辅助信道和广播信道， 形成所述扫描报告。
上述自组织网络的系统中，所述家庭网络控制器可以选择空闲的或接收 信号强度指示最低的载频， 可以选择同一载频中和其它小区冲突最少的扰 码，可以根据接收信号强度指示选择公共通用移动通信系统小区或将与所述 家庭型基站同组的其他家庭型基站小区作为所述家庭型基站的邻接小区。
上述自组织网络的系统中， 所述安全网关可以包括：
与所述家庭型基站配置服务器相连的家庭型基站配置服务器侧安全网 关， 用于所述家庭型基站与所述家庭型基站配置服务器建立通道时进行鉴 权；
与所述家庭网络控制器相连的家庭网络控制器侧安全网关，用于所述家 庭型基站与所述家庭网络控制器建立通道时进行鉴权。
本发明进而提供了一种自組织网络的方法， 用于家庭型基站的自组织， 包括步骤：
( 1 )安全网关对所述家庭型基站进行鉴权， 在所述家庭型基站与家庭 型基站配置服务器之间建立通道；
( 2 ) 所述家庭型基站与所述家庭型基站配置服务器进行交互， 从所述 家庭型基站配置服务器获取配置数据信息和版本信息；
( 3 ) 所述家庭型基站根据所述配置数据信息和版本信息完成系统配置 之后， 扫描邻区信息形成扫描报告；
( 4 ) 所述安全网关对所述家庭型基站进行鉴权， 在所述家庭型基站与 所述家庭网络控制器之间建立通道；
( 5 ) 所述家庭型基站将所述扫描报告上报给家庭网络控制器；
( 6 ) 所述家庭网络控制器为所述家庭型基站选择并分配载频、 扰码和 邻区列表， 自组织网络的流程结束。
上述自组织网络的方法， 步骤（1 ) 中安全网关对所述家庭型基站进行 鉴权， 可以在所述家庭型基站配置服务器侧完成； 步骤（4 ) 中安全网关对 所述家庭型基站进行鉴权， 可以在所述家庭网络控制器侧完成。
上述自组织网络的方法， 步骤（3 ) 中所述家庭型基站可以将获取的所 述版本信息与自身保存的版本信息进行比较，如果版本不符则从所述家庭型 基站配置服务器获取指定的版本信息。
上述自组织网络的方法， 步骤（3 ) 中所述家庭型基站可以根据从所述 家庭型基站配置服务器获取的载频列表扫描所有载频列表范围内的邻区信 息， 通过读取邻区的公共导频信道、 辅助信道和广播信道， 形成所述扫描报 告。
上述自组织网络的方法， 步骤（6 ) 中所述家庭网络控制器可以选择空 闲的或取接收信号强度指示最低的载频，可以选择同一载频中和其它小区冲 突最少的扰码，可以根据接收信号强度指示选择公共通用移动通信系统小区 或将与所述家庭型基站同组的其他家庭型基站小区作为所述家庭型基站的 邻接小区。
与现有技术相比， 本发明实现了 Home NodeB安全接入网络， 并具有自 组织特，!·生。 附图概述
图 1是本发明系统实施例组成示意图；
图 2是本发明系统应用实例的组成示意图；
图 3是本发明方法实施例流程示意图；
图 4是本发明方法应用实例的流程示意图。 本发明的较佳实施方式
以下结合附图和较佳实施方式对本发明做进一步详细的说明。
上述 Home NodeB所具有的特点，也使得 Home NodeB的通讯网络须具 有如下特点：
( 1 ) Home NodeB操作维护网络和通讯网络必须具有足够的安全性；
( 2 ) Home NodeB具有自动安装， 自动配置， 自动接入通讯业务等自 组织特性。
这里提到的自组织分为两部分，一部分是提供 Home NodeB在操作维护 上自动安装， 自动配置， 软件自动更新的自组织网络， 一部分是提供自适应 通讯业务网络， 无线接入网絡（RAN )侧根据 Home NodeB上报的信息， 自 动为其分配频点， 扰码， 适当的功率， 邻区等信息。
附图 1为本发明系统实施例的结构示意，该图示意了组成本自组织网络 的网络设备， 以及各网络设备之间的关系， 具体地， 本发明系统包括：
Home NodeB 101 , 功能和 NodeB基本类似， 但是覆盖范围小， 一般置 于家庭或者企业， 提供各种无线接入功能。
IP网络（IP Network ) 102, 为 Home NodeB 101提供无线接入功能的网 络支持。 Home NodeB配置服务器（ Home NodeB Configuration Server,简称 HCS ) 103, 其 IP地址预先配置并保存在 Home NodeB 101中， 为本自组织网络的 核心设备， 对 Home NodeB 101提供自安装， 自配置服务， 软件更新服务， 在收到 Home NodeB 101的请求后， 为其提供配置数据信息， 版本信息等， 无须用户千涉； 同时提供了对 Home NodeB 101系统数据的集中管理功能， Home NodeB 101配置信息的更改， 维护， 版本的更新均在 HCS 103进行， 是自組织网络的数据管理中心。
家庭网絡控制器（Domestic Network Controller, 筒称 DNC ) 104, 功能 类似于无线网络控制器（RNC ) , 支持 DNC/Home NodeB的特有功能， 这 里的特有功能是指 Home NodeB 101向 DNC 104上报含有无线环境信息的扫 描报告， DNC 104根据 Home NodeB 101上报的无线环境信息为 Home NodeB 101分配载频， 扰码， 邻区列表， 达到通讯网络的自适应， 无需在 DNC 104 再为 Home NodeB 101手工配置载频， 扰码， 邻区列表信息。
安全网关 （SGW) 105, 其 IP地址预先配置并保存在 Home NodeB 101 中， 在 Home NodeB和 DNC通讯网络之间， 以及 Home NodeB和 HCS操作 维护网络之间提供 Ipsec隧道， 保证网络接入的安全性， 同时担当对 Home NodeB鉴权， 为 Home NodeB分配虚拟专用网络 ( Virtual Private Network, 简称 VPN ) IP。
图 2示出了本发明系统在实现时的一个具体的应用实例，就本自组织网 络中各网絡设备的功能介绍，以及各网絡设备之间的功能交互来阐述本自組 织网络如何达到 Home NodeB操作维护管理和通讯业务的自组织和自适应。 本系统应用实例中 Home NodeB经 IP网络连接到 SGW， 其中 SGW根据连 接关系， 分为与 DNC连接的 DNC侧安全网关 （ SGW-DNC ) , 与 HCS相 连的 HCS侧安全网关 （SGW-HCS ) 。 在本应用实例当中， 有两个 DNC, 分别为 DNC1和 DNC2, 与 DNC1相连的为 SGW-DNC1 , 与 DNC2相连的 为 SGW-DNC2。 而且， SGW-HCS除了连接到 HCS之外，还与 SGW-DNC1 和 SGW-DNC2—起， 连接到鉴权 /授权 /计费服务器（AAA Server ) , 为系统 提供鉴权功能，提供鉴权功能所需要的信息均从 HCS获取。 DNC1和 DNC2 均分別与服务 GPRS支持节点（SGSN )、 移动业务交换中心（MSC )相连。 HCS与 AAA Server, 均通过 MAP网关连接到归属位置寄存器 （HLR ) 。
DNC1、 DNC2 、 HCS以及 AAA Server, 均连接到数据同步接口 /IP。
在图 2所示的本应用实例当中：
Home NodeB与 SGW之间为建立安全通道的 Ipsec/WAN接口， 也即 Home NodeB与 SGW-HCS、 SGW-DNC1和 SGW-DNC2之间采用 Ipsec/WAN 接口， 支持 Ipsec及其相关协议， 而且与 SGW-HCS的 Ipsec通道建立采用互 联网密钥交换版本 2 ( Internet Key Exchange version 2, 简称 IKEv2 ) 的可扩 展认证协议 ( Extensible Authentication Protocol, 简称 EAP ) -认证与密钥分 发协议 ( Authentication Key Agreement Protocol , 简称 ΑΚΑ ) , 提供了安全 接入以及对 Home NodeB鉴权的功能，即该 Home NodeB是否归属于需要接 入的 HCS和 DNC,并且为 Home NodeB分配 VPN IP(信息来自 AAA server ), 为 HCS , DNC和 Home NodeB之间的交互过程提供安全的网络。
Home NodeB与 DNC1之间， 采用的是 Iub扩展接口， 基于 Iu接口， 支 持 Home NodeB通过 Iub口向 DNC上艮无线环境信息， 同时支持 DNC根据 Home NodeB上报的无线环境信息通过 Iub口为 Home NodeB分配载频， 扰 码， 邻区列表， 达到通讯网络的自适应。 Home NodeB与 DNC2之间， 采用 的也是 Iub扩展接口。
Home NodeB从 HCS获取配置信息（ 置信息包括 Home NodeB 标识， SGW-DNC和 DNC的 IP地址和端口， Home NodeB候选载频， Home NodeB 最大发射功率输出， Home NodeB组号）和版本信息， 运行版本文件； 通过 这些配置信息， Home NodeB可以完成对 DNC的接入， 以及 Home NodeB 的自安装， 自配置， 以及软件自动更新； Home NodeB每次上电时自动从 HCS获取配置信息， 版本信息， 版本校验， 版本更新等， 无须用户干涉。
SGW与 AAA Server之间的接口为 Radius接口， 也即 SGW-DNC1、 SGW-DNC2和 SGW-HCS从 AAA Server获取 Home NodeB鉴权信息和 Home NodeB的 IP地址， 鉴权包括 Home NodeB接入 HCS 的鉴权， Home NodeB 接入 DNC的鉴权。 AAA Server,提供 Home NodeB鉴权信息和 Home NodeB 的 IP地址， 并提供 EAP/AKA协议的相关流程。
HCS对 Home NodeB提供自安装， 自配置，软件自动更新等服务， Home NodeB每次上电时自动从 HCS请求配置信息，版本信息， HCS在收到 Home NodeB的请求后， 为其提供配置信息， 版本信息等， 无须用户干涉； Home NodeB配置信息的更改， 维护，版本的更新均在 HCS进行。 HCS作为 Home NodeB自组织网络的数据管理中心，可以将自组织网络中其它设备需要的数 据均放置于 HCS进行配置和维护， 并扩展和其它设备的接口， 使得数据统 一维护， 统一更新， 比如： 为 DNC提供需要的 Home NodeB信息， 包括归 属于本 DNC的 Home NodeB ID; Home NodeB可接入的国际移动用户识别 码（IMSI ) ;从 HLR获取归属于 Home NodeB的 IMSI和国际移动用户 ISDN 号码（ MSISDN ),用于通知 Home NodeB归属的 DNC其属下的 Home NodeB 可接入的合法用户列表； 作为数据配置中心， 集中管理所有 Home NodeB的 信息， Home NodeB的鉴权信息同样也在 HCS配置， AAA server提供鉴权 功能需要的信息均从 HCS获取。
DNC DNC2与 SGSN、 MSC之间，采用 Iu标准接口； DNC1和 DNC2 从 HCS获得 Home NodeB相关信息，包括归属于本 DNC的 Home NodeB ID, Home NodeB可接入的 IMSI, 在用户从某 Home NodeB发起呼叫时，检测该 用户是否属于 Home NodeB的合法用户， 如果不合法， 则拒绝接入， 简化用 户呼叫的鉴权过程。
MAP网关与 HLR之间， 采用 MAP/No.7信令接口。
图 3示出了本发明自组织网络方法实施例的步骤， Home NodeB完成自 组织的过程如下：
步骤 301， Home NodeB上电自检测， 并预先配置静态数据， 这部分静 态数据包括 SGW和 HCS的地址（域名 ) ；
步驟 302, Home NodeB和 SGW之间建立 IPsec通道， SGW为 Home NodeB分配 VPN IP地址， IPsec过程包括鉴权和加密，鉴权协议采用 IKEv2; 步骤 303 , Home NodeB向 HCS发起请求， 请求获取配置数据信息和版 本信息，版本相符之后根据配置数据信息完成系统参数配置， 达到操作维护 的自适应目的， 获取的动态数据包括： DNC的 IP地址和端口， SGW的 IP 地址和端口； Home NodeB运行版本号， 版本文件； Home NodeB候选载频； Home NodeB最大发射功率输出； Home NodeB组号等； 步驟 304， HCS作为数据配置中心， 对 Home NodeB的数据进行集中管 理， 集中管理的数据包括： DNC的 IP地址和端口， SGW的 IP地址和端口； Home NodeB的 VPN IP地址； Home NodeB版本信息，版本文件； Home NodeB 鉴权信息， 例如 Home NodeB ID; Home NodeB加密信息， 例如密钥参数和 算法； Home NodeB候选载频列表； Home NodeB用户信息， 包括用户名， 用户地址， 用户联系方式； Home NodeB最大发射功率输出等；
步骤 305 , Home NodeB 扫描邻接小区信息并形成扫描报告， Home NodeB根据从 HCS获取的载频列表扫描所有载频列表范围内的邻区信息， 通过读取邻区的公共导频信道（CPICH ) , 辅助信道（SCH ) 和广播信道 ( BCH ) , 形成扫描报告， 扫描报告的内容包括检测到的小区标识（ID ) , 每个小区的载频， 每个小区的公众陆地移动网 ( PLMN ) , 每个小区的接收 信号强度指示（RSSI ) , 每个小区的扰码， 如果 Home NodeB位于没有通用 移动通信系统（UMTS )信号的区域， 则其扫描^ :艮告为空；
步骤 306, Home NodeB将邻接小区信息形成的扫描报告发送给 DNC; 步骤 307， DNC根据 Home NodeB上报的邻接小区信息为 Home NodeB 选择载频， 扰码， 以及 Home NodeB邻接小区列表， 达到通讯业务的自适应 目的； 在载频的选择策略上可以采用选择空闲的或取 RSSI最低载频， 在扰 码的选择策略上可以选择同一载频中和其它小区冲突最少的；在邻区的选择 上， 分两种情况， 一种是 Home NodeB作为家庭模式使用则 DNC配置 RSSI 相对较高的公共 UMTS小区作为其邻接小区， 一种是 Home NodeB从属于 某组的模式则将其同组的其他 Home NodeB小区作为其邻接小区。
步骤 308, 自组织网络建立完毕， 进入正常的通讯业务流程。
上述步骤 303中的 Home NodeB组号，用于区分 Home NodeB是否从属 于某个组以及从属于哪个组， 如果 Home NodeB 用于家庭或者作为独立 Home NodeB,则组号配置为 0,如果 Home NodeB从属于某个组且组号为 n, 则 DNC将配置同一组号内的其它 Home NodeB小区作为其邻接小区。
从以上实施例来看， Home NodeB能够基于全 IP网络完成自动安装， 自 动配置， 提供通讯业务， 并且保证足够的安全性， 其核心是： Home NodeB 在上电后， 接入操作维护网络和通讯业务网络， 自动完成数据配置， 软件安 装，软件更新，接入通讯业务网络后， 自适应进行网络规划，提供通讯业务。 本发明提出的技术方案同时具备操作维护网络和通讯业务网络的自组织特 性， 特别适合 Home NodeB这样操作维护难、 网络规划难的无线接入设备。
图 4示出了本发明方法的一个应用实例， 其流程为：
步骤 401 , Home NodeB上电自检测， 并预先配置静态数据；
步骤 402, Home NodeB向 SGW-HCS发送 IPsec通道建立请求，请求建 立 IPsec通道；
步骤 403 , SGW-HCS向 AAA Server发送请求为 Home NodeB进行鉴权 的鉴权请求信息；
步骤 404， AAA Server将鉴权请求信息发送给 HCS， 请求鉴权； 步骤 405 , HCS向 AAA Server发送鉴权反馈信息；
步驟 406, AAA Server对 Home NodeB 进行鉴权， 所采用的协议为 IKEv2, 并对鉴权结果进行加密， 形成鉴权结果信息发送给 SGW-HCS; 步骤 407, SGW-HCS根据鉴权结果信息， 如果 AAA Server鉴权成功， 则进行步骤 408,否则向 Home NodeB返回拒绝接入的信息（如图中标记 4080 所示） ；
步骤 408 , SGW-HCS为 Home NodeB分配 VPN IP地址，与 Home NodeB 建立 IPsec通道；
步骤 409， Home NodeB向 HCS发送请求获取配置数据的配置数据请求 消息；
步骤 410, HCS向 Home NodeB返回 Home NodeB配置数据和版本信息 等；
步骤 411 , Home NodeB根据从 HCS处获取的版本信息， 以及自身的版 本信息进行版本检查， 如果版本不符则从 HCS下载 HCS指定的版本信息并 运行（如图中标记 4110所示） , 再进行步驟 412, 如果相符则直接执行步 骤 412; 步驟 412, Home NodeB释放与 SGW-HCS之间的 IPsec通道； 步驟 413 , Home NodeB根据得到的配置数据完成系统的参数配置， 扫 描邻接小区信息并形成扫描报告；
步驟 414, Home NodeB向 SGW-DNC发送 IPsec通道建立请求， 请求 建立 IPsec通道；
步骤 415， SGW-DNC向 AAA Server发送请求为 Home NodeB进行鉴权 的鉴权请求信息；
步驟 416, AAA Server将鉴权请求信息发送给 HCS， 请求鉴权； 步骤 417， HCS向 AAA Server发送鉴权反馈信息；
步骤 418, AAA Server对 Home NodeB进行鉴权， 所采用的协议也为 IKEv2, 并对鉴权结果进行加密， 形成鉴权结果信息发送给 SGW-DNC; 步骤 419， SGW-DNC根据鉴权结果信息， 如果 AAA Server鉴权成功， 则进行步骤 420，否则向 Home NodeB返回拒绝接入的信息（如图中标记 4200 所示） ；
步骤 420, SGW-DNC与 Home NodeB建立 IPsec通道；
步骤 421 , Home NodeB将形成的扫描 告发送给 NC;
步驟 422, DNC根据 Home NodeB上报的扫描报告为 Home NodeB选择 载频，扰码， 以及 Home NodeB邻接小区列表，达到通讯业务的自适应目的； 步驟 423 , 自组织网络建立完毕， 进入正常的通讯业务流程。
采用本发明所述方法和系统， 与现有技术相比， 主要有以下优点：
( 1 )为 Home NodeB操作维护网络和通讯业务网络提供 IPsec通道，保 证操作维护过程和通讯业务的安全性；
( 2 ) Home NodeB通过 HCS完成自动安装， 自动配置， 自动软件更新， 达到操作维护网络的自组织；
( 3 ) Home NodeB通过扫描邻区信号形成扫描报告， 并上报扫描 ^艮告 到 DNC, DNC为 Home NodeB自动配置载频， 扰码和邻区列表， 达到无线 环境通讯业务的自适应。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种自组织网络的系统， 包括家庭型基站， 其特征在于， 还包括： 家庭型基站配置服务器， 与所述家庭型基站进行交互， 并向所述家庭型 基站提供配置数据信息和版本信息；
家庭网珞控制器，在所述家庭型基站根据所述配置数据信息和版本信息 完成系统配置之后，接收所述家庭型基站扫描邻区信息形成并上报的扫描报 告， 为所述家庭型基站选择并分配载频、 扰码和邻区列表；
安全网关， 与所述家庭型基站、 家庭型基站配置服务器和家庭网络控制 器相连， 用于对所述家庭型基站进行鉴权，在所述家庭型基站与所述家庭型 基站配置服务器、 家庭网絡控制器之间分别建立通道。
2、 如权利要求 1所述的系统， 其特征在于：
所述家庭型基站将获取的所述版本信息与自身保存的版本信息进行比 较， 如果版本不符则从所述家庭型基站配置服务器获取指定的版本信息。
3、 如权利要求 1所述的系统， 其特征在于：
所述家庭型基站根据从所述家庭型基站配置服务器获取的载频列表扫 描所有载频列表范围内的邻区信息， 通过读取邻区的公共导频信道、辅助信 道和广播信道， 形成所述扫描报告。
4、 如权利要求 1所述的系统， 其特征在于：
所述家庭网络控制器选择空闲的或接收信号强度指示最低的载频，选择 同一载频中和其它小区冲突最少的扰码，根据接收信号强度指示选择公共通 用移动通信系统小区或将与所述家庭型基站同组的其他家庭型基站小区作 为所述家庭型基站的邻接小区。
5、 如权利要求 1所述的系统， 其特征在于， 所述安全网关包括： 与所述家庭型基站配置服务器相连的家庭型基站配置服务器侧安全网 关， 用于所述家庭型基站与所述家庭型基站配置服务器建立通道时进行鉴 权； 与所述家庭网络控制器相连的家庭网络控制器侧安全网关，用于所 ^家 庭型基站与所述家庭网络控制器建立通道时进行鉴权。
6、 一种自组织网络的方法， 用于家庭型基站的自组织， 其特征在于， 包括步骤：
( 1 )安全网关对所述家庭型基站进行鉴权， 在所述家庭型基站与家庭 型基站配置服务器之间建立通道；
( 2 ) 所述家庭型基站与所述家庭型基站配置服务器进行交互， 从所述 家庭型基站配置服务器获取配置数据信息和版本信息；
( 3 ) 所述家庭型基站根据所述配置数据信息和版本信息完成系统配置 之后， 扫描邻区信息形成扫描报告；
( 4 )所述安全网关对所述家庭型基站进行鉴权， 在所述家庭型基站与 所述家庭网络控制器之间建立通道；
( 5 )所述家庭型基站将所述扫描报告上报给家庭网络控制器；
( 6 )所述家庭网络控制器为所述家庭型基站选择并分配载频、 扰码和 邻区列表， 自组织网络的流程结束。
7、 如权利要求 6所述的方法， 其特征在于：
步骤（1 ) 中安全网关对所述家庭型基站进行鉴权， 在所述家庭型基站 配置服务器侧完成；
步骤（4 ) 中安全网关对所述家庭型基站进行鉴权， 在所述家庭网络控 制器侧完成。
8、 如权利要求 6所述的方法， 其特征在于：
步骤（3 ) 中所述家庭型基站将获取的所述版本信息与自身保存的版本 信息进行比较，如果版本不符则从所述家庭型基站配置服务器获取指定的版 本信息。
9、 如权利要求 6所述的方法， 其特征在于：
步骤（3 ) 中所述家庭型基站根据从所述家庭型基站配置服务器获取的 载频列表扫描所有载频列表范围内的邻区信息，通过读取邻区的公共导频信 道、 辅助信道和广播信道， 形成所述扫描报告。
10、 如权利要求 6所述的方法， 其特征在于：
步驟（ 6 ) 中所述家庭网络控制器选择空闲的或接收信号强度指示最低 的载频， 选择同一载频中和其它小区冲突最少的扰码， 根据接收信号强度指 示选择公共通用移动通信系统小区或将与所述家庭型基站同组的其他家庭 型基站小区作为所述家庭型基站的邻接小区。
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