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微波接入全球互通系统接入网及接入核心网的方法

申请号 CN200510006964.8 申请日 2005-01-14 公开(公告)号 CN100563183C 公开(公告)日 2009-11-25
申请人 华为技术有限公司; 发明人 谢勇; 吴建军;
摘要 本 发明 公开了五种 微波 接入全球互通系统的网络架构,该网络架构包括媒体接入控制及物理层模 块 、无线资源管理模块以及网关模块;本发明还公开了一种微波接入全球互通系统接入核心网的方法,该方法包括以下步骤:首先,终端用户站/移动台发出业务 请求 ;然后微波接入全球互通系统接入网根据该业务请求建立用户站/移动台的专用物理连接和业务连接,并建立用于传输业务数据的用户面实例;核心网与微波接入全球互通系统接入网通过交互确定连接建立成功。本发明能够实现微波接入全球互通系统接入核心网的目的。
权利要求

1、一种微波接入全球互通系统接入网,其特征在于,该接入网包括:媒体 接入层和物理层MAC&PHY模、无线资源管理RRM模块和网关GW模块;
所述RRM模块,用于管理无线资源,进行无线资源分配,并将无线资源 分配结果发送给MAC&PHY模块,并为GW模块分配资源;
所述MAC&PHY模块,用于完成空中接口协议的处理,保持用户终端 与接入网的同步;
所述GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
2、如权利要求1所述的接入网,其特征在于,所述GW模块包括:信令 网关SGW模块和数据网关DGW模块;
所述SGW模块用于接收并处理MAC&PHY模块送来的业务请求,并转发 业务请求到核心网,接收并根据核心网下发的业务建立请求,向DGW模块发 送建立与核心网间用户面实例的通知,且通知MAC&PHY模块建立空中接口的 业务数据连接;
所述DGW模块用于建立与核心网进行业务传输的用户面实例;接收来自 核心网的业务数据,通过MAC&PHY模块发送给用户终端。
3、如权利要求2所述的接入网,其特征在于,所述RRM模块包括基站无 线资源管理BRRM模块和公共无线资源管理CRRM模块;
所述BRRM模块,用于管理基站BS的本地无线资源,根据MAC&PHY 模块的无线资源请求,分配无线资源;
所述CRRM模块,用于管理多个BS的无线资源,根据SGW模块的资源 分配请求,为SGW模块分配资源。
4、如权利要求1所述的接入网,其特征在于,所述接入网进一步包括:
位于基站BS中的切换控制器模块,其用于进行BS间切换过程的协调和 决策控制,在完成BS间的切换时,如果需要进行接口的迁移,则进行BS 和核心网之间信令接口的迁移,并负责BS和核心网之间用户数据面接口的 迁移。
5、如权利要求4所述的接入网,其特征在于,所述切换控制器模块与 所述MAC&PHY模块以及所述GW模块相连,用于接收所述MAC&PHY模 块上报的相邻小区信号质量的测量报告,确定候选目标BS;根据所确定的 候选目标BS的资源满足情况以及用户终端切换所需求的业务质量选定最终 的目标BS;通过与用户终端进行信息交互将用户终端切换到所述最终的目 标BS。
6、如权利要求1至5任一项所述的接入网,其特征在于,所述MAC&PHY 模块、所述RRM模块和所述GW模块置于基站中。
7、如权利要求6所述的接入网,其特征在于,所述基站通过I-BO接口与 核心网间互联;所述基站之间通过I-BS接口互联。
8、如权利要求6所述的接入网,其特征在于,所述接入网进一步包括:寻 呼控制器模块,其用于接收并根据核心网通过GW模块转发的呼叫请求,确定 在哪些BS范围内进行寻呼,并通过GW模块发送消息给所确定的各BS以通 知BS进行寻呼;接收并根据BS返回的寻呼结果确定是否停止寻呼过程。
9、如权利要求8所述的接入网,其特征在于,所述寻呼控制器模块通过I-BP 接口与所述基站互联。
10、如权利要求6所述的接入网,其特征在于,所述接入网进一步包括: 多播广播业务服务器模块,其用于进行多播广播业务的调度、过程处理以及 MBS业务的下发;为内容提供者提供入口,规划下属的BS的多播广播数据 的发送,并且分发多播广播数据给下属的BS。
11、如权利要求10所述的接入网,其特征在于,所述多播广播业务服 务器模块与所述MAC&PHY模块相连,通过所述MAC&PHY模块与用户终 端进行信息交互。
12、如权利要求10所述的接入网,其特征在于,所述多播广播业务服务器 模块通过I-BM接口与所述BS互联。
13、如权利要求3所述的接入网,其特征在于,所述的MAC&PHY模块和 BRRM模块位于基站中,所述的CRRM模块、SGW模块以及DGW模块位于 基站服务节点中,该基站服务节点位于基站与核心网之间,并对基站与核心网 之间的信令和数据信息进行处理和中转。
14、如权利要求3所述的接入网,其特征在于,所述的MAC&PHY模块、 BRRM模块和DGW模块位于基站中,所述的CRRM模块以及SGW模块位于 基站服务节点中,该基站服务节点位于基站与核心网之间,并对基站与核心网 之间的信令信息进行处理和中转。
15、如权利要求13或14所述的接入网,其特征在于,所述的基站服务节 点中进一步包括迁移控制器模块,用于接收来自于所述SGW模块的迁移请求, 向SGW模块返回表明接受该切换请求的迁移请求响应,并执行迁移操作。
16、如权利要求13或14所述的接入网,其特征在于,所述的基站服务节 点中进一步包括多播广播业务服务器模块,用于建立多播广播业务,接收并处 理用户终端通过MAC&PHY模块发送的多播广播业务请求;通过MAC&PHY 模块发送包含多播广播下行业务参数信息的消息给用户终端;通过MAC&PHY 模块发送多播广播业务数据给用户终端。
17、如权利要求13或14所述的接入网,其特征在于,所述的基站服务节 点中进一步包括寻呼控制器模块,用于接收并根据核心网通过SGW模块转发 的呼叫请求,确定在哪些基站范围内进行寻呼,并发送寻呼消息给各基站进行 寻呼;接收并根据基站返回的寻呼结果确定是否停止寻呼过程。
18、如权利要求13所述的接入网,其特征在于,所述的基站服务节点进一 步包括切换控制器模块,用于接收所述MAC&PHY模块上报的相邻小区信号质 量的测量报告,确定候选目标BS;根据所确定的候选目标BS的资源满足情况 以及用户终端切换所需求的业务质量选定最终的目标BS;通过与用户终端进行 信息交互将用户终端切换到目标BS。
19、如权利要求14所述的接入网,其特征在于,所述的基站进一步包括切 换控制器模块,用于接收所述MAC&PHY模块上报的相邻小区信号质量的测量 报告,确定候选目标BS;根据所确定的候选目标BS的资源满足情况以及用户 终端切换所需求的业务质量选定最终的目标BS;通过与用户终端进行信息交互 将用户终端切换到目标BS。
20、如权利要求13或14所述的接入网,其特征在于,所述接入网进一步 包括:
广播多播业务服务器模块,用于建立多播广播业务,接收并处理用户终端 通过所述MAC&PHY模块发送的多播广播业务请求;通过所述MAC&PHY模 块发送MBS业务数据给用户终端;以及
寻呼控制器模块,用于接收SGW模块发来的寻呼请求,确定在哪些基站 范围内进行寻呼,并发送寻呼消息给所确定的各基站以通知基站进行寻呼;接 收并根据基站返回的寻呼结果确定是否停止寻呼过程。
21、如权利要求13所述的接入网,其特征在于,所述的基站服务节点分别 通过与所述基站之间的I-BB接口、与核心网之间的I-BNO接口在所述基站和 核心网之间中转信令和数据信息。
22、如权利要求14所述的接入网,其特征在于,所述的基站服务节点分别 通过与所述基站之间的I-BB接口、与核心网之间的I-BNO接口在所述基站和 核心网之间中转信令信息;所述的基站通过I-BSO接口与核心网之间交互数据 信息。
23、一种微波接入全球互通系统接入网实现接入核心网的方法,其特征在 于,所述微波接入全球互通系统接入网包括:媒体接入层和物理层MAC&PHY 模块、无线资源管理RRM模块和网关GW模块;其中,所述RRM模块,用 于管理无线资源,进行无线资源分配,并将无线资源分配结果发送给 MAC&PHY模块,并为GW模块分配资源;所述MAC&PHY模块,用于完成 空中接口协议的处理,保持用户终端与接入网的同步;所述GW模块,包括信 令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与MAC&PHY模块和核心网间的信 令连接,完成接入网与核心网设备信令面协议栈的适配和信令协议的传送,建 立与核心网间的用户面实例,通过MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用 户面协议栈的适配和用户数据的传送;
该方法包括以下步骤:
A.所述微波接入全球互通系统接入网接收到来自于用户终端的业务请求, 建立自身与核心网之间、自身与用户终端之间用于传输数据的连接;
B.步骤A所述连接建立完成后,所述微波接入全球互通系统接入网通知核 心网业务建立完成,核心网再通过所述微波接入全球互通系统接入网通知用户 终端本次业务连接已经成功建立并实现了接入核心网。
24、如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述RRM模块包括基站无 线资源管理BRRM模块和公共无线资源管理CRRM模块,所述GW模块包括 信令网关SGW模块和数据网关DGW模块;所述MAC&PHY模块和BRRM模 块位于基站中,CRRM模块、SGW模块以及DGW模块位于基站服务节点中, 则步骤A进一步包括,所述微波接入全球互通系统接入网建立自身与核心网之 间、自身与用户终端之间用于传输信令的连接,该方法包括以下步骤:
A11.基站中的MAC&PHY模块接收到来自于用户终端的携带有业务数据 量信息的业务请求后,所述基站中的BRRM模块根据所述业务数据量信息和网 络资源现状完成允许控制操作和无线资源的分配,然后所述MAC&PHY模块建 立用于自身与用户终端空中接口传送信令的专用信令连接,并将所述业务请求 传送给基站服务节点中的SGW模块;
A12.基站服务节点中的CRRM模块在SGW模块请求下根据所述业务请求 中的业务数据量信息分配资源,SGW模块再根据所述业务请求为该用户终端分 配实例,并完成与基站之间用于传输信令的连接;
A13.基站服务节点中的SGW模块建立与核心网之间用于传输信令的专用 信令连接,并把用户终端的业务请求组装成与核心网间的协议消息,向核心网 请求业务,核心网再将业务建立请求下发给基站服务节点中的SGW模块;
步骤A所述微波接入全球互通系统接入网建立自身与核心网之间、自身与 用户终端之间用于传输数据的连接的方法为:
基站服务节点中的SGW模块针对本次业务建立用于与核心网进行业务数 据传输的数据网关用户面实例,以配合核心网的用户面实例实现业务数据传输, 然后基站服务节点中的SGW模块通知基站中的MAC&PHY模块建立空口的业 务数据连接,并在该空口连接建立成功后,向核心网回复连接成功消息。
25、如权利要求24所述的方法,其特征在于,MAC&PHY模块和BRRM 模块位于基站中,CRRM模块、SGW模块以及DGW模块位于基站服务节点中, 则步骤B所述微波接入全球互通系统接入网通知核心网业务建立完成的方法 为:所述基站服务节点中的SGW模块通知核心网业务建立完成;
步骤B所述核心网通过微波接入全球互通系统接入网通知用户终端本次业 务连接已经成功建立的方法为:核心网通过所述基站中的MAC&PHY模块和基 站服务节点中的SGW模块,通知用户终端本次业务连接已经成功建立。
26、如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述RRM模块包括BRRM 模块和CRRM模块,所述GW模块包括SGW模块和DGW模块;所述 MAC&PHY模块、BRRM模块和DGW模块位于基站中,RRM模块和SGW模 块位于基站服务节点,步骤A进一步包括,所述微波接入全球互通系统接入网 建立自身与核心网之间、自身与用户终端之间用于传输信令的连接,该方法包 括以下步骤:
A21.基站中的MAC&PHY模块接收到来自于用户终端的携带有业务数据 量信息的业务请求后,所述基站中的BRRM模块根据所述业务数据量信息和网 络资源现状完成允许控制操作和无线资源的分配,然后所述MAC&PHY模块建 立用于自身与用户终端空中接口传送信令的连接,并将所述业务请求传送给基 站服务节点中的SGW模块;
A22.基站服务节点中的CRRM模块在SGW模块请求下根据所述业务请求 中的业务数据量信息分配资源,SGW模块再根据所述业务请求为该用户终端分 配实例,并完成与基站之间用于传输信令的连接;
A23.基站服务节点中的SGW模块建立与核心网之间用于传输信令的连 接,并把用户终端的业务请求组装成与核心网间的协议消息,向核心网请求业 务,核心网再将业务建立请求下发给基站服务节点中的SGW模块;
步骤A所述微波接入全球互通系统接入网建立自身与核心网之间、自身与 用户终端之间用于传输数据的连接的方法为:
基站服务节点中的SGW模块通知基站针对本次业务建立用于与核心网进 行业务数据传输的数据网关用户面实例,以配合核心网的用户面实例实现业务 数据传输,然后基站服务节点中的SGW模块通知基站中的MAC&PHY模块建 立空口的业务数据连接,并在该空口连接建立成功后,向核心网回复连接成功 消息。
27、如权利要求26所述的方法,其特征在于,MAC&PHY模块、BRRM 模块和DGW模块位于基站中,CRRM模块和SGW模块位于基站服务节点, 则步骤B所述微波接入全球互通系统接入网通知核心网业务建立完成的方法 为:所述基站服务节点中的SGW模块通知核心网业务建立完成;
步骤B所述核心网通过微波接入全球互通系统接入网通知用户终端本次业 务连接已经成功建立的方法为:核心网通过所述基站中的MAC&PHY模块和基 站服务节点中的SGW模块,通知用户终端本次业务连接已经成功建立。
28.如权利要求24或26所述的方法,其特征在于,步骤A所述核心网将 业务建立请求下发给基站服务节点之前,该方法进一步包括:
核心网对用户终端进行鉴权认证,如果鉴权认证成功,则核心网允许所述 业务请求;否则,核心网拒绝所述业务请求,并结束本接入核心网的流程;
在上述鉴权认证过程中,所述SGW模块配合所述核心网完成该鉴权认证 过程。
29、如权利要求28所述的方法,其特征在于,在所述基站服务节点中设置 迁移控制器,该方法进一步包括:
基站服务节点中的迁移控制器模块接收到来自于所述SGW模块的迁移请 求后,向SGW模块返回表明接受该迁移请求的迁移请求响应,执行迁移操作。
30、如权利要求23所述的方法,其特征在于,
所述步骤A包括:
A31、微波接入全球互通系统接入网中的MAC&PHY模块根据收到的用户 终端的业务请求,向RRM模块请求无线资源分配,根据RRM模块分配的无线 资源建立用户终端空中接口的专用信令连接,并将业务请求传送给GW模块;
A32、GW模块根据收到的业务请求,分别建立GW模块与MAC&PHY模 块和核心网间的专用信令连接,并通过GW模块与核心网间的接口向核心网发 送业务请求;
A33、GW模块根据核心网下发的业务建立请求,建立GW模块与核心网 间的用户面实例,并通知MAC&PHY模块建立空中接口的业务数据连接; MAC&PHY模块建立空中接口的业务数据连接。
31、如权利要求23、24、26或30所述的方法,其特征在于,在所述接入 网中设置多播广播业务服务器,该方法进一步包括:
用户终端通过MAC&PHY模块向广播多播业务服务器发送消息以查询广 播多播业务内容列表;广播多播业务服务器收到该消息后,向用户终端返回包 含广播多播业务内容列表、组播IP地址/端口号信息的响应;
用户终端选定接收广播多播业务服务器业务的组播IP地址/端口号后,将该 信息通过基站发送给基站服务节点;基站服务节点收到该信息后与广播多播业 务服务器进行广播多播业务内容接收的鉴权过程;在鉴权完成后,基站服务节 点通过基站发送包括广播多播下行业务参数信息的消息给用户终端;用户终端 收到该消息后通过基站发送消息给基站服务节点,以获取用于解密广播多播业 务数据的广播多播业务密钥;基站服务节点通过基站向用户终端返回包含广播 多播业务密钥的响应消息给用户终端;
用户终端利用所得到的广播多播下行业务参数和广播多播业务密钥信息, 接收从广播多播业务服务器通过基站下发的相关广播多播业务数据,进入正常 的广播多播业务接收状态。
32、如权利要求31所述的方法,其特征在于,所述多播广播业务服务器位 于基站服务节点中或单独存在于所述接入网中。
33、如权利要求23、24、26或30所述的方法,其特征在于,在所述接入 网中设置寻呼控制器,该方法进一步包括:
在核心网需要寻呼某个用户终端时,核心网下发寻呼请求消息给接入网, 由SGW模块将寻呼请求消息转发给寻呼控制器;
寻呼控制器收到寻呼请求消息后,根据寻呼请求消息中所带的寻呼区域信 息,确定在哪些基站范围内进行寻呼,并通过SGW模块通知所确定的各基站 进行寻呼;
寻呼控制器根据各基站的寻呼结果确定是否停止寻呼过程。
34、如权利要求33所述的方法,其特征在于,所述的寻呼控制器位于所述 基站服务节点中或者独立存在于所述接入网中。
35、如权利要求23、24、26或30所述的方法,其特征在于,在所述接入 网中设置切换控制器,该方法进一步包括:
切换控制器通过MAC&PHY模块收到用户终端上报的相邻小区信号质量 的测量报告后,根据测量报告确定候选目标基站;
切换控制器利用SGW模块对各候选目标基站进行查询资源满足情况以及 用户终端切换所需求的业务质量能否得到保证信息;切换控制器根据所获取的 信息选定最终的目标基站,并通过MAC&PHY模块下发切换执行信息给用户终 端;
用户终端执行切换到目标基站的操作,并向切换控制器返回用户终端切换 到目标基站的消息。
36、如权利要求35所述的方法,其特征在于,所述的切换控制器位于所述 基站或者基站服务节点中。
37、如权利要求26所述的方法,其特征在于,该方法进一步包括:
发生切换或者迁移时,所述基站服务节点之间通过I-BSSN接口交互切换或 者迁移信息;所述基站之间通过I-BS接口交互切换或者迁移信息。
38、如权利要求26所述的方法,其特征在于,所述基站服务节点与所述基 站处于同一个微波接入全球互通系统接入网或者处于不同的微波接入全球互通 系统接入网。
39、一种微波接入全球互通系统接入网,其特征在于,该接入网包括: 媒体接入层和物理层MAC&PHY模块、无线资源管理RRM模块、切换控制 器模块、和网关GW模块,所述RRM模块由基站无线资源管理BRRM模块 和公共无线资源管理CRRM模块组成,所述MAC&PHY模块、切换控制器 模块和BRRM模块置于基站BS中;所述CRRM模块置于基站服务节点中,
所述BRRM模块,用于管理BS的本地无线资源,根据所述MAC&PHY 模块的无线资源请求,分配无线资源;
所述CRRM模块,用于管理多个BS的无线资源,根据所述GW模块的资 源分配请求,为所述GW模块分配请求的资源;
所述MAC&PHY模块,用于完成空中接口部分的处理,保持用户终端与接 入网的同步;
所述切换控制器模块,用于进行BS间切换过程的协调和决策控制,在 完成BS间的切换时,如果需要进行接口的迁移,则进行BS和核心网之间 信令接口的迁移,并负责BS和核心网之间用户数据面接口的迁移;
所述GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
40、如权利要求39所述的接入网,其特征在于,所述GW模块包括:信 令网关SGW模块和数据网关DGW模块;
所述SGW模块,用于接收所述业务请求,根据所述业务请求向所述CRRM 模块请求用于传输的资源,将所述业务请求发送给核心网;接收从核心网下发 的业务建立请求,通知所述MAC&PHY模块建立与用户终端之间用于传输数据 的业务数据连接;
所述DGW模块,用于根据所述SGW模块的指示建立用户面实例,通过 所述MAC&PHY模块将核心网的业务数据传送给用户终端。
41、如权利要求40所述的接入网,其特征在于,所述SGW和DGW模块 都位于基站服务节点中。
42、如权利要求40或41所述的接入网,其特征在于,该接入网进一步包 括:迁移控制器模块,用于接收来自于所述SGW模块的迁移请求,向所述SGW 模块返回表明接受该切换请求的迁移请求响应,并执行迁移操作。
43、一种微波接入全球互通系统接入网,其特征在于,该接入网包括: 媒体接入层和物理层MAC&PHY模块、无线资源管理RRM模块、切换控制 器模块、和网关GW模块,所述RRM模块由基站无线资源管理BRRM模块 和公共无线资源管理CRRM模块组成,所述MAC&PHY模块和BRRM模 块置于基站BS中;所述切换控制器模块和所述CRRM模块置于基站服务节 点中,
所述BRRM模块,用于管理BS的本地无线资源,并根据所述MAC&PHY 模块的无线资源请求,分配无线资源;
所述CRRM模块,用于管理多个BS的无线资源以及基站本地服务节点资 源,根据所述GW模块的资源分配请求,为所述GW模块分配资源;
所述MAC&PHY模块,用于完成空中接口部分的处理,保持用户终端与接 入网的同步;
所述切换控制器模块,用于进行BS间切换过程的协调和决策控制,在 完成BS间的切换时,如果需要进行接口的迁移,则进行BS和核心网之间 信令接口的迁移,并负责BS和核心网之间用户数据面接口的迁移;
所述GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
44、如权利要求43所述的接入网,其特征在于,所述GW模块包括:信 令网关SGW模块和数据网关DGW模块;
所述SGW模块接收所述业务请求,根据所述业务请求向所述CRRM模块 请求用于传输的资源,将所述业务请求发送给核心网;接收从核心网下发的业 务建立请求,通知所述MAC&PHY模块建立与用户终端之间用于传输数据的业 务数据连接;
所述DGW模块,用于根据所述SGW模块的指示建立用户面实例,通过 所述MAC&PHY模块将核心网的业务数据传送给用户终端。
45、如权利要求44所述的接入网,其特征在于,所述SGW置于所述基站 服务节点中,所述DGW置于所述基站中。
46、一种微波接入全球互通系统接入网,其特征在于,该接入网包括: 媒体接入层和物理层MAC&PHY模块、无线资源管理RRM模块、切换控制 器模块、和网关GW模块,所述GW模块置于BSSN中,所述MAC&PHY 模块、RRM模块以及切换控制器模块置于基站BS中,
所述RRM模块,管理和控制无线资源,进行无线资源分配,并将无线资 源分配结果发送给所述MAC&PHY模块,并为所述GW模块分配资源;
所述MAC&PHY模块,用于完成空中接口部分的处理,保持用户终端与接 入网的同步;
所述切换控制器模块,用于进行BS间切换过程的协调和决策控制,在 完成BS间的切换时,如果需要进行接口的迁移,则进行BS和核心网之间 信令接口的迁移,并负责BS和核心网之间用户数据面接口的迁移;
GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
47、如权利要求46所述的接入网,其特征在于,所述GW模块包括:SGW 模块和DGW模块;
所述SGW模块,用于接收所述业务请求,根据所述业务请求向所述RRM 模块请求用于传输的资源,将所述业务请求发送给核心网;接收从核心网下发 的业务建立请求,通知所述MAC&PHY模块建立与用户终端之间用于传输数据 的业务数据连接;
所述DGW模块,用于根据所述SGW模块的指示建立用户面实例,通过所 述MAC&PHY模块将核心网的业务数据传送给用户终端。

说明书全文

技术领域

发明涉及无线宽带接入技术,尤其涉及微波接入全球互通(WiMAX) 系统接入网,以及应用该接入网实现接入核心网的方法。

背景技术

2001年12月,电气和电子工程师协会(IEEE)颁布了用于在城域网中 提供最后一公里无线宽带接入的IEEE 802.16标准,其工作频带位于10G到 66GHz之间。但目前所说的802.16标准主要包括802.16a、802.16RevD和 802.16e三个标准。其中,802.16a是为工作在2~11GHz频段的非视距 (NLOS)宽带固定接入系统而设计的,在2003年1月被IEEE批准通过; 802.16RevD是802.16a的增强型,主要目的是支持室内用户驻地设备(CPE); 802.16e是IEEE802.16a/d的进一步延伸,其目的是在已有标准中增加数据移 动性。
为了提升802.16系列标准在全球的推广和应用,由众多设备和组件供 应商组成了名为全球微波接入互操作性论坛的非盈利性组织,旨在通过确保 宽带无线接入设备的兼容性和互操作性,加快基于IEEE 802.16系列标准的 宽带无线网络的部署。通常情况下,将应用802.16系列标准中规定的技术 实现无线宽带接入的系统称为WiMAX系统。
802.16系列标准规定了WiMAX系统的空中接口部分协议层,主要包括 物理层(PHY)和媒体接入控制层(MAC)两个部分。其中,PHY层在物 理上完成对信号的调制解调以及编解码等操作;MAC层主要完成WiMAX 系统的媒体接入控制功能。
使用上述物理层和MAC层的WiMAX系统,具有覆盖范围广、可扩展 性强以及业务质量(QoS)控制等优点。具体如下:
1.宽带无线接入、覆盖范围广。
802.16标准是为在包括视距、近视距和非视距等各种传播环境中获得最 优性能而设计的。WiMAX系统采用的正交频分复用(OFDM)调制的最大 通信距离可达4km,支持高达70Mbit/s的频谱效率。该系统采用诸如网状网 的先进网络拓扑和诸如波束成形、STC以及天线分集等天线技术来进一步改 善覆盖。这些先进技术也可用来提高频谱效率、容量、复用以及每射频信道 的平均与峰值吞吐量。
2.可扩展性强
在物理层,802.16支持灵活的射频信道带宽和信道复用,当网络扩展时, 可以作为增加小区容量的一种手段。此标准还支持自动发送功率控制和信道 质量测试,因此可作为物理层的附加工具来支持小区规划和部署以及频谱的 有效使用。当用户数增加时,运营商可通过扇形化和小区分裂来重新分配频 谱。另外,WiMAX系统对多信道带宽的支持,使设备制造商能够适应各国 政府对频谱使用和分配而制定独特管制办法。
3.QoS控制
802.16的WiMAX系统提供多种服务类型和服务平,其中的MAC层 完全面对连接,充分的保证了业务的可靠性;另外,WiMAX系统通过优化 的调度算法保证了不同业务对不同带宽和时延的需求。
虽然上述的WiMAX系统具有如此优越的性能,但是由于IEEE802.16 系列协议只规定了WiNMAX系统无线网络架构中的空中接口部分,而并未 规定WiMAX接入网(WiRAN)接入诸如全球移动通信系统(GSM)、码 分多址(CDMA)系统以及宽带码分多址(WCDMA)系统等核心网的网络 架构及接入方法,因此WiMAX系统的用户站(SS)和移动台(MSS)无法 通过WiRAN接入到核心网中,从而无法使用核心网中丰富的网络资源和业 务功能。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供了四种微波接入全球互通系统接入网络,能 够使WiMAX系统的SS/MSS接入到核心网。
本发明实施例还提供了一种微波接入全球互通系统接入网实现接入到核心 网的方法,能够使WiMAX系统的SS/MSS接入到核心网。
为实现上述目的,本发明实施例提供的第一种WiMAX系统的接入网的网 络架构,具体实现方案为:
一种微波接入全球互通系统接入网,该接入网包括:媒体接入层和物理层 MAC&PHY模、无线资源管理RRM模块和网关GW模块;
所述RRM模块,用于管理无线资源,进行无线资源分配,并将无线资源 分配结果发送给MAC&PHY模块,并为GW模块分配资源;
MAC&PHY模块,用于完成空中接口协议的处理,保持用户终端与接 入网的同步;
GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
本发明实施例提供的第二种微波接入全球互通系统接入网,包括:媒体 接入层和物理层MAC&PHY模块、无线资源管理RRM模块、切换控制器模 块、和网关GW模块,所述RRM模块由基站无线资源管理BRRM模块和公 共无线资源管理CRRM模块组成,所述MAC&PHY模块、切换控制器模块 和BRRM模块置于基站BS中;所述CRRM模块置于基站服务节点中,
所述BRRM模块,用于管理BS的本地无线资源,根据所述MAC&PHY 模块的无线资源请求,分配无线资源;
所述CRRM模块,用于管理多个BS的无线资源,根据所述GW模块的资 源分配请求,为所述GW模块分配请求的资源;
所述MAC&PHY模块,用于完成空中接口部分的处理,保持用户终端与接 入网的同步;
所述切换控制器模块,用于所述切换控制器模块,用于进行BS间切换 过程的协调和决策控制,在完成BS间的切换时,如果需要进行接口的迁移, 则进行BS和核心网之间信令接口的迁移,并负责BS和核心网之间用户数 据面接口的迁移;
所述GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
本发明实施例提供的第三种微波接入全球互通系统接入网,包括:媒体 接入层和物理层MAC&PHY模块、无线资源管理RRM模块、切换控制器模 块、和网关GW模块,所述RRM模块由基站无线资源管理BRRM模块和公 共无线资源管理CRRM模块组成,所述MAC&PHY模块和BRRM模块置 于基站BS中;所述切换控制器模块和所述CRRM模块置于基站服务节点中,
所述BRRM模块,用于管理BS的本地无线资源,并根据所述MAC&PHY 模块的无线资源请求,分配无线资源;
所述CRRM模块,用于管理多个BS的无线资源以及基站本地服务节点资 源,根据所述GW模块的资源分配请求,为所述GW模块分配资源;
所述MAC&PHY模块,用于完成空中接口部分的处理,保持用户终端与接 入网的同步;
所述切换控制器模块,用于所述切换控制器模块,用于进行BS间切换 过程的协调和决策控制,在完成BS间的切换时,如果需要进行接口的迁移, 则进行BS和核心网之间信令接口的迁移,并负责BS和核心网之间用户数 据面接口的迁移;
所述GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
本发明实施例提供的第四种微波接入全球互通系统接入网,包括:该接 入网包括:媒体接入层和物理层MAC&PHY模块、无线资源管理RRM模块、 切换控制器模块、和网关GW模块,所述GW模块置于BSSN中,所述 MAC&PHY模块、RRM模块以及切换控制器模块置于基站BS中,
所述RRM模块,管理和控制无线资源,进行无线资源分配,并将无线 资源分配结果发送给所述MAC&PHY模块,并为所述GW模块分配资源;
所述MAC&PHY模块,用于完成空中接口部分的处理,保持用户终端与接 入网的同步;
所述切换控制器模块,用于所述切换控制器模块,用于进行BS间切换 过程的协调和决策控制,在完成BS间的切换时,如果需要进行接口的迁移, 则进行BS和核心网之间信令接口的迁移,并负责BS和核心网之间用户数 据面接口的迁移;
GW模块,包括信令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与 MAC&PHY模块和核心网间的信令连接,完成接入网与核心网设备信令面 协议栈的适配和信令协议的传送;建立与核心网间的用户面实例,通过 MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据 的传送。
本发明实施例公开的微波接入全球互通系统接入网实现接入核心网的方 法,所述微波接入全球互通系统接入网包括:媒体接入层和物理层MAC&PHY 模块、无线资源管理RRM模块和网关GW模块;其中,所述RRM模块,用 于管理无线资源,进行无线资源分配,并将无线资源分配结果发送给 MAC&PHY模块,并为GW模块分配资源;所述MAC&PHY模块,用于完成 空中接口协议的处理,保持用户终端与接入网的同步;所述GW模块,包括信 令面和用户面网关功能,用于分别建立自身与MAC&PHY模块和核心网间的信 令连接,完成接入网与核心网设备信令面协议栈的适配和信令协议的传送,建 立与核心网间的用户面实例,通过MAC&PHY模块完成接入网与核心网设备用 户面协议栈的适配和用户数据的传送;
该方法包括以下步骤:
A.所述微波接入全球互通系统接入网接收到来自于用户终端的业务请求, 建立自身与核心网之间、自身与用户终端之间用于传输数据的连接;
B.步骤A所述连接建立完成后,所述微波接入全球互通系统接入网通知核 心网业务建立完成,核心网再通过所述微波接入全球互通系统接入网通知用户 终端本次业务连接已经成功建立并实现了接入核心网。
应用本发明实施例,WiMAX接入网能够接入核心网。具体而言,本发 明实施例具有如下有益效果:
1.本发明实施例提供了WiMAX接入网接入到运营商已有各种核心网 络上的接入网及方法,使得用户终端能够通过WiMAX接入网接入核心网。
2.本发明实施例中通过SGW模块和DGW模块的工作,适配与现有核 心网交互的控制面及用户面协议栈,充分利用了运营商已有的业务模型,节 省建网成本,提高WiMAX布网速度。
3.本发明实施例构造了能够集中控制和协调相邻BS之间的切换的 BSSN,保证了BS之间切换控制的层次性。
4.本发明实施例还提供了通过I-BS接口实现互联的BS,上述BS能够 完成信息交互和切换等功能,保证了BS之间切换控制的灵活性。
5、本发明实施例可以方便多种无线接入网络和无线接入技术接入运营 商已有核心网业务,方便用户通过多种类型终端使用运营商已有业务,业务 的大量使用会提高网络运营商的盈利空间。
6、本发明实施例可以充分保证WiMAX系统网络承载IP的特性和能, 不用修改通过链路的IP协议和应用数据流,不需要特别的网关,并可以构 建真正的全IP网络,充分利用IETF标准组件/协议,做到无线链路对于IP 应用是透明的、端到端的IP连接。
附图说明
图1为本发明WiMAX系统接入网的组成结构示意图;
图2为本发明较佳实施例WiMAX系统的基本网络架构示意图;
图3为本发明实施例1的WiMAX系统网络架构示意图;
图4为本发明实施例1中MBS Server和Paging Controller模块独立存 在的WiMAX系统网络架构示意图;
图5为本发明实施例2的WiMAX系统网络架构示意图;
图6为本发明实施例2中MBS Server和Paging Controller模块独立存 在的WiMAX系统网络架构示意图;
图7为本发明实施例3的WiMAX系统网络架构示意图;
图8为本发明实施例3中MBS Server和Paging Controller模块独立存 在的WiMAX系统网络架构示意图;
图9为本发明实施例4中WiRAN接入核心网的网络架构示意图;
图10为本发明实施例4中WiRAN接入WCDMA PS核心网的网络架构 示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案更加清楚明白,以下参照附图并举 实施例,对本发明实施例做进一步的详细说明。
本发明实施例提供一种WiMAX系统接入网,该接入网包括: MAC&PHY模块、网关(GW)模块和无线资源管理(RRM)模块。其中 MAC&PHY模块通过空中接口与终端SS/MSS相连,MAC&PHY模块在收 到SS/MSS的业务请求后,根据RRM模块分配的无线资源建立该SS/MSS 空中接口的用于传送信令的专用信令连接,并将业务请求转发给GW模块; RRM模块用于根据业务请求分配无线资源;GW模块接收并根据收到的业 务请求,分别建立GW模块与核心网和MAC&PHY模块之间的专用信令连 接,并根据核心网下发的业务建立请求,建立用于与核心网进行业务传输的 用户面实例,且发送指令通知MAC&PHY模块建立空中接口的业务数据连 接。基于上述接入网架构和工作原理,提供一种用于WiMAX系统接入到核 心网的方法。
图1为本发明WiMAX系统接入网(WiRAN)的组成结构示意图,包 括:MAC&PHY模块、GW模块和RRM模块。其中,
MAC&PHY模块负责连接终端SS/MSS,完成空中接口部分的处理,例 如编码/译码、调制/解调、映射/解映射、连接建立和维护等,并保持终端与 WiRAN的同步。
RRM模块负责WiRAN中与该RRM模块对应的基站(BS)内部的无 线资源管理,完成BS内部小区/扇区的无线资源管理,具体包括BS空口无 线资源的管理和调度、BS辖域内用户QoS的管理、以及对无线链路信道环 境的自适应等过程,还负责SS/MSS在相邻BS间进行切换时的无线资源管 理和调度,负责WiRAN内部多个BS之间、多个WiRAN之间的无线资源 管理和调度以及QoS管理等。
GW模块包括信令面和用户面网关功能,负责WiMAX系统中控制面的 信令传输,主要完成WiRAN与核心网设备信令面协议栈的适配和信令协议 的传送等操作;并负责WiMAX系统中用户面的数据传输,完成WiRAN与 核心网设备用户面协议栈的适配和用户数据的传送。因此,也可以将GW模 块进行信令面和用户面分离,将GW模块分为信令网关(SGW)模块和数 据网关(DGW)模块,分别负责将信令面和用户面适配到核心网。
可以看出,上述WiRAN通过MAC&PHY模块与终端SS/MSS相连, 通过GW模块与核心网相连。WiRAN通过MAC&PHY模块接收SS/MSS的 业务请求,通过GW模块与核心网间进行信息交互,分别建立WiRAN与 SS/MSS和核心网间的连接,实现终端SS/MSS与核心网的互通。
另外,由于终端SS/MSS在与核心网之间进行业务传输期间,可能会发 生位置的改变,因此在上述的网络架构中,还包括切换控制器(HO Controller)、寻呼控制器(Paging Controller)以及多播广播业务服务器(MBS Server)等模块,以便实现WiMAX系统中终端SS/MSS的迁移和切换等功 能。其中,HO Controller设置在基站中,用于进行BS间切换过程的协调和 决策控制,在完成BS间的切换时,进行BS和核心网之间信令接口的迁移, 并负责BS和核心网之间用户数据面接口的迁移;Paging Controller用于进行 寻呼控制消息的下发和寻呼过程的调度处理;MBS Server用于进行多播广 播业务(MBS)的调度、过程处理以及MBS业务的下发。MBS server一方 面是内容提供者的入口,另一方面需要规划下属的BS的多播广播数据的发 送,并且分发多播广播数据给下属的BS。
MBS Server和Paging Controller根据需要可以分布式地存在于接入网附 近,逻辑上,一个MBS Server和Paging Controller可以和多个BS直接相连, Paging Controller通过I-BP接口与BS互联,MBS Server通过I-BM接口与 BS互联。目前大部分无线通信系统的核心网都支持Paging Controller,部分 支持MBS Server。因此Paging Controller和MBS Server可以根据实际网络 配置和需要放置。
下面提供较佳实施例对本发明进行详细说明。
较佳地,RRM模块包括:基站无线资源管理(BRRM)模块、公共无 线资源管理(CRRM)模块,GW模块包括:信令网关(SGW)模块以及数 据网关(DGW)模块。其中BRRM模块负责基站(BS)内部的无线资源管 理,完成BS内部小区/扇区的无线资源管理,具体包括BS空口无线资源的 管理、BS辖域内用户QoS的管理、以及对无线链路信道环境的自适应等过 程;CRRM模块负责WiRAN内部多个BS之间、多个WiRAN之间的无线 资源管理和调度以及QoS管理等;SGW模块负责WiMAX系统中控制面的 信令处理,主要完成WiRAN与核心网设备信令面协议栈的适配和信令协议 的处理等操作,代表控制面;DGW模块负责WiMAX系统中用户面的数据 传输,完成BS与核心网设备用户面数据的传送,代表用户面。在本实施例 上述WiMAX接入网架构中,WiRAN中的MAC&PHY模块既与BRRM模 块及DGW模块连接、又与SGW模块相连,SGW模块上还连有CRRM模 块和DGM模块;另外,WiRAN通过MAC&PHY模块与终端SS或者MSS 相连,通过SGW模块和DGW模块与核心网相连。上述的MAC&PHY模块、 BRRM模块、CRRM模块、SGW模块以及DGW模块共同组成了WiRAN。
当使用WiRAN接入核心网时,WiRAN接收到来自于终端SS/MSS的业务 请求后,经过与核心网的交互,建立起由终端SS/MSS到核心网的用户面与控 制面通道,实现终端SS/MSS与核心网的互通。具体如下:
如图2所示,本发明的WiRAN在接入到核心网时,MAC&PHY模块用于 接收来自于用户终端的接入请求,向BRRM模块请求无线资源,并根据BRRM 模块所分配的无线资源,建立与用户终端之间用于传输信令的专用信令连接, 并将来自于用户终端的业务请求转发给SGW模块;
BRRM模块用于根据MAC&PHY模块的无线资源请求,分配无线资源;
SGW模块在接收到所述业务请求后,根据所述业务请求向CRRM模块请 求用于传输的资源,并根据CRRM模块所分配的资源,建立与MAC&PHY模 块之间用于传输信令的专用信令物理连接,以及将所述业务请求发送给核心网; SGW模块还用于接收从核心网下发的业务建立请求,通知MAC&PHY模块建 立与用户终端之间用于传输数据的业务数据连接;
CRRM模块用于根据SGW模块的资源分配请求,为SGW模块分配资源;
DGW模块根据SGW模块的指示建立用户面实例,在WiMAX系统成功接 入核心网后,与核心网中针对本次业务的用户面实例相配合,并通过 MAC&PHY模块将核心网的业务数据传送给用户终端。
由于终端SS/MSS在与核心网之间进行业务传输期间,可能会发生位置的 改变,因此在上述的网络架构中,还需要切换控制器(HO Controller)、迁移控 制器(Relocation Controller)、寻呼控制器(Paging Controller)以及广播多播业 务服务器(MBS Server)等模块,以便实现WiMAX系统中的迁移、切换、寻 呼和广播等功能。
本实施例预先在WiRAN中设置BS服务节点(BSSN),其作用在于:处理 与核心网交互的信令,即将来自于终端SS/MSS和核心网的信令分别适配成符 合信令对端协议的消息。另外,本实施例采用现有的BS,与BSSN一起承载上 述WiMAX系统网络架构中的众多功能模块,以方便运营商对WiRAN的管理。 下面将详细描述本实施例的三种实现方式:DGW模块和SGW模块均位于 BSSN上的网络架构,DGW模块和SGW模块分别位于BS和BSSN上、且多 个BS对一个BSSN的网络架构,以及DGW模块和SGW模块分别位于BS和 BSSN上、且多个BS对多个BSSN的网络架构。
实施例1:DGW模块和SGW模块均位于BSSN上的网络架构。
如图3所示,本实施例的网络架构中,WiRAN包括BS和BSSN两种功能 实体,其中BS分别通过空中接口和I-BB接口与终端SS/MSS和BSSN进行交 互,BSSN通过I-BNO接口与核心网进行交互,BSSN之间通过I-BSSN接口进 行信息传递。本实施例的BS中包括MAC&PHY模块和BRRM模块;BSSN中 包括SGW模块、DGW模块、CRRM模块、HO Controller模块、Relocation Controller模块、MBS Server模块以及Paging Controller模块,并且其中的SGW 模块和DGW模块均通过I-BNO接口实现与核心网的互通。
本实施例中的MAC&PHY模块、BRRM模块、CRRM模块、SGW模块以 及DGW模块与图2中相应模块的功能相同,其余各模块的功能如下:
HO Controller模块:完成BS之间切换过程的协调和决策控制,即HO Controller通过MAC&PHY模块收到用户终端上报的相邻小区信号质量的测量 报告后,根据测量报告确定候选目标BS;HO Controller利用SGW模块对各候 选目标BS进行查询资源满足情况以及终端切换所需求的业务质量能否得到保 证信息;HO Controller根据所获取的信息选定最终的目标BS,并通过 MAC&PHY模块下发切换执行信息给用户终端;用户终端执行切换到目标BS 的操作,并向HO Controller返回终端切换到目标BS的消息;HO Controller收 到该消息后,指示MAC&PHY模块释放针对该终端的空口资源,并指示SGW 模块进行与核心网间信令面接口和用户数据面接口的迁移。
Relocation Controller模块:当WiRAN进行跨BSSN间的切换时,完成BSSN 与核心网之间控制面接口和数据面接口的迁移,即当需要进行跨BSSN之间的 切换时,Relocation Controller模块接收来自于SGW模块的迁移请求后,向SGW 模块返回表明接受该迁移请求的切换请求响应,并继续完成迁移的后续操作;
MBS Server模块:完成MBS业务的调度、过程处理以及MBS业务的下发, 即SS/MSS通过MAC&PHY模块向MBS Server发送消息以查询MBS业务内容 列表;MBS Server收到该消息后,向SS/MSS返回包含MBS内容列表、组播 IP地址/端口号信息的响应;SS/MSS选定接收MBS业务的组播IP地址/端口号 后,将该信息通过BS发送给BSSN;BSSN收到该信息后与MBS Server进行 MBS业务内容接收的鉴权过程;在鉴权完成后,BSSN通过BS发送包括MBS 下行业务参数信息的消息给SS/MSS;SS/MSS收到该消息后通过BS发送消息 给BSSN,以获取用于解密MBS业务数据的MBS密钥;BSSN通过BS向SS/MSS 返回包含MBS密钥的响应消息给SS/MSS;SS/MSS利用所得到的MBS下行业 务参数和MBS密钥信息,接收从MBS server通过BS下发的相关MBS业务数 据,进入正常的MBS业务接收状态。
Paging Controller模块:负责寻呼控制消息的下发和寻呼过程的调度处理, 即在核心网需要寻呼某个终端时,核心网下发寻呼请求消息给接入网,由SGW 模块将寻呼请求消息转发给Paging Controller;Paging Controller收到寻呼请求 消息后,根据寻呼请求消息中所带的寻呼区域信息,确定在哪些BS范围内进 行寻呼,并通过SGW模块通知所确定的各BS进行寻呼;Paging Controller根 据各BS的寻呼结果确定是否停止寻呼过程。
使用本实施例的网络架构接入核心网的过程包括以下步骤:
步骤101.终端SS/MSS通过空中接口公共信道向WiRAN中的BS发出携 带有终端标识、业务类型及业务数据量大小等指标的业务请求。
终端SS/MSS在本步骤中向BS发送业务请求,启动接入核心网的流程。另 外,终端SS/MSS通过该业务请求中的终端标识指明发起端,以便成功接入核 心网后,接收所需要的业务数据。
步骤102.BS中的MAC&PHY模块接收到终端SS/MSS的业务请求后,根 据该业务请求中的业务数据量大小向BS中的BRRM模块请求无线资源,BRRM 模块根据所收到的资源请求以及当前网络资源的状况,决定是否允许该SS/MSS 的接入,并在允许接入的情况下,进行该BS内部的无线费源分配。
本步骤中,MAC&PHY模块将业务请求中的业务数据量大小携带于无线资 源请求中,发送给BRRM模块,BRRM模块将诸如发射功率、已接入的用户数 量、BS的处理能力等当前网络的可用资源与资源请求中的业务数据量大小相对 比,如果可用网络资源能够为终端提供其所需的业务数据量,则作出允许当前 业务请求接入的决定;否则,作出拒绝当前业务请求接入的决定。
在允许接入的情况下,BRRM模块进行其所在BS内部的网络资源分配, 例如,为当前业务指定信道、分配带宽等。
步骤103.BS中的MAC&PHY模块在BRRM模块分配的无线资源上建立该 SS/MSS空中接口的专用信令连接,并通过公共信道将业务请求传送给BSSN 中的SGW模块。
步骤104.BSSN中的SGW模块根据业务请求中的业务类型和数据量,向 BSSN中的CRRM模块请求用于传输的资源,CRRM模块根据所收到的资源请 求,在其所在的BSSN内部分配资源,SGW模块再根据该业务请求中的终端标 识,为SS/MSS分配用于记录该SS/MSS接入网络的信息的实例,并完成与BS 中MAC&PHY模块的用于传输信令的专用信令连接。
本步骤中,SGW模块将业务请求中的业务数据量大小携带于资源请求中, 发送给CRRM模块,BSSN中的CRRM模块根据资源请求中的业务类型和业务 数据量分配该BSSN内部的资源,以便为本次业务接入服务。另外,SGW模块 分配实例是指,在BSSN内存中为本次业务建立信息描述,该信息描述中至少 包括本次业务的终端SS/MSS、业务类型等信息。
步骤105.BSSN中的SGW模块建立与核心网之间的专用信令连接,并把 SS/MSS的业务请求组装成I-BNO接口消息,通过I-BNO接口发送给核心网。
在已经建立了BS与SS/MSS空中接口的专用信令连接以及BSSN与BS中 MAC&PHY模块的用于传输信令的专用信令连接的情况下,本步骤中SGW建 立与核心网之间的专用信令连接。至此,由终端SS/MSS至核心网的用于传输 信令的专用信令物理连接建立完毕。
步骤106.核心网收到业务请求后,对终端SS/MSS进行鉴权认证,如果鉴 权认证成功,则继续执行步骤107;否则,结束本处WiRAN接入核心网的流程。
本步骤中,核心网首先向WiRAN中的BSSN下发鉴权认证请求,BSSN中 的SGW模块通过BS中的MAC&PHY模块,将该鉴权认证请求转发给SS/MSS; 然后,SS/MSS沿鉴权认证请求的路径,向核心网返回鉴权认证响应,核心网 根据该响应的内容完成鉴权。本步骤中的鉴权认证可以采用数字证书、共享密 钥等常规方法。
如果核心网不需要验证接入终端的身份,则省略本步骤的鉴权认证过程。
步骤107.核心网通过I-BNO接口向BSSN下发业务建立请求后,BS中的 BRRM模块对其所在的BS进行资源控制,而后SGW模块根据该业务建立请求 建立用于与核心网进行业务数据传输的DGW用户面实例。
本步骤中的DGW用户面实例配合核心网中的用户面实例实现接入成功后 的数据传输。
步骤108.BSSN中的SGW模块通知MAC&PHY模块建立空口的用于传输 数据的业务数据连接,并在该空口连接建立成功后,SGW模块向核心网回复连 接成功消息,核心网再通过BSSN中的SGW模块和BS中的MAC&PHY模块 将连接成功响应消息返回给终端SS/MSS。
至此,本实施例中终端SS/MSS通过WiRAN与核心网的业务接入过程完 成。
此后,终端SS/MSS通过BSSN中的DGW模块与核心网进行交互,实现 业务数据的传输,并在发生迁移或者切换时,由BSSN中的HO Controller模块、 Relocation Controller模块、MBS Server模块以及Paging Controller模块相配合, 保证业务的正常传输。
另外,本实施例的网络架构也可以采用图4所示的方案,即将图3中的MBS Server模块和Paging Controller模块从BSSN中分离出来,并分别通过I-BM和 I-BP接口为多个BSSN所共享。在使用此种网络架构接入核心网时,其具体过 程与上述步骤101至108完全相同。
另外,本实施例的网络架构除了包括接入所必须的MAC&PHY模块、 BRRM模块、SGW模块、CRRM模块和DGW模块之外,还可以包含HO Controller模块、Relocation Controller模块、MBS Server模块以及Paging Controller模块中的一个或者任意几个的组合。
实施例2:DGW模块和SGW模块分别位于BS和BSSN上、且多个BS对 一个BSSN的网络架构。
如图5所示,本实施例的网络架构中,WiRAN包括BS和BSSN两个功能 实体,其中BS分别通过空中接口、I-BB接口和I-BSO接口与终端SS/MSS、 BSSN以及核心网进行交互,各BS之间通过I-BS接口实现互通,BSSN通过 I-BNO接口与核心网交互信息,BSSN之间通过I-BSSN接口进行信息传递。
本实施例中的BS中包含MAC&PHY模块、BRRM模块、DGW模块以及 HO Controller模块,并且其中的DGW模块通过I-BSO模块接入核心网;BSSN 中包含SGW模块、CRRM模块、Relocation Controller模块、MBS Server模块 以及Paging Controller模块,并且其中的SGW模块通过I-BNO接口与核心网 连接。本实施例中各个模块的功能与实施例1中各个模块的功能完全相同。
另外由图5可见,本实施例中的BSSN与BS是一对多的关系,即一个BSSN 下接多个BS,而每个BS只能接入其自身所在WiRAN中的一个BSSN上。
使用本实施例的网络架构接入核心网的过程包括以下步骤:
步骤201.终端SS/MSS通过空中接口公共信道向WiRAN中的BS发出携 带有终端标识、业务类型及业务数据量大小等指标的业务请求。
终端SS/MSS在本步骤中向BS发送业务请求,启动接入核心网的流程。另 外,终端SS/MSS通过该业务请求中的终端标识指明发起端,以便成功接入核 心网后,接收所需要的业务数据。
步骤202.BS中的MAC&PHY模块接收到终端SS/MSS的业务请求后,根 据该业务请求中的业务数据量大小向BS中的BRRM模块请求无线资源,BRRM 模块根据所收到的资源请求以及当前网络资源的状况,决定是否允许该SS/MSS 的接入,并在允许接入的情况下,进行该BS内部的无线资源分配。
本步骤中,MAC&PHY模块将业务请求中的业务数据量大小携带于无线资 源请求中,发送给BRRM模块,BRRM模块将诸如发射功率、已接入的用户数 量、BS的处理能力等当前网络的可用资源与资源请求中的业务数据量大小相对 比,如果可用网络资源能够为终端提供其所需的业务数据量,则作出允许当前 业务请求接入的决定;否则,作出拒绝当前业务请求接入的决定。
在允许接入的情况下,BRRM模块进行其所在BS内部的网络资源分配, 例如,为当前业务指定信道、分配带宽等。
步骤203.BS中的MAC&PHY模块在BRRM模块分配的无线资源上建立该 SS/MSS空中接口的专用信令连接,并将业务请求传送给BSSN中的SGW模块。
步骤204.BSSN中的SGW模块根据业务请求中的业务类型和数据量,向 BSSN中的CRRM模块请求用于传输的资源,CRRM模块根据所收到的资源请 求,在其所在的BSSN内部分配无线资源,SGW模块再根据该业务请求中的终 端标识,为SS/MSS分配用于记录该SS/MSS接入网络的信息的实例,并完成 与BS中MAC&PHY模块的用于传输信令的专用信令连接。
本步骤中,SGW模块将业务请求中的业务数据量大小携带于资源请求中, 发送给CRRM模块,BSSN中的CRRM模块根据业务请求中的业务类型和业务 数据量分配该BSSN内部的资源,以便为本次业务接入服务。另外,SGW模块 分配实例是指,在BSSN内存中为本次业务建立信息描述,该信息描述中至少 包括本次业务的终端SS/MSS、业务类型等信息。
步骤205.BSSN中的SGW模块建立与核心网之间的专用信令连接,并把 SS/MSS的业务请求组装成I-BNO接口消息,通过I-BNO接口发送给核心网。
在已经建立了BS与SS/MSS空中接口的专用连接以及BSSN与BS中 MAC&PHY模块的用于传输信令的专用信令连接的情况下,本步骤中SGW建 立与核心网之间的用于传输信令的专用信令连接。至此,由终端SS/MSS至核 心网的用于传输信令的专用信令连接建立完毕。
步骤206.核心网收到业务请求后,对终端SS/MSS进行鉴权认证,如果鉴 权认证成功,则继续执行步骤207;否则,结束本处WiRAN接入核心网的流程。
本步骤中,核心网首先向WiRAN中的BSSN下发鉴权认证请求,BSSN中 的SGW模块通过BS中的MAC&PHY模块,将该鉴权认证请求转发给SS/MSS; 然后,SS/MSS沿鉴权认证请求的路径,向核心网返回鉴权认证响应,核心网 根据该相应的内容完成鉴权。本步骤中的鉴权认证可以采用数字证书、共享密 钥等常规方法。
如果核心网不需要验证接入终端的身份,则省略本步骤的鉴权认证过程。
上述步骤201至206与实施例1中的步骤101至106完全相同。
步骤207.核心网通过I-BNO接口向BSSN下发业务建立请求后,BS中的 BRRM模块对其所在的BS进行资源控制,而后SGW模块根据该业务建立请求, 通过I-BB接口建立用于与核心网进行业务数据传输的DGW用户面实例。
本步骤中的DGW用户面实例配合核心网中的用户面实例实现接入成功后 的数据传输。
步骤208.BSSN中的SGW模块通知MAC&PHY模块建立空口的用于传输 数据的业务数据连接,并在该空口连接建立成功后,SGW模块向核心网回复连 接成功消息,核心网再通过BSSN中的SGW模块和BS中的MAC&PHY模块 将连接成功响应消息返回给终端SS/MSS。
至此,本实施例中终端SS/MSS通过WiRAN与核心网的业务接入过程完 成。
此后,终端SS/MSS通过BS中的DGW模块与核心网进行交互,实现业务 数据的传输,并在发生迁移或者切换时,由BS中的HO Controller模块、BSSN 中的Relocation Controller模块、MBS Server模块以及Paging Controller模块相 配合,保证业务的正常传输。
另外,本实施例的网络架构也可以采用图6所示的方案,即将图5中的MBS Server模块和Paging Controller模块从BSSN中分离出来,并分别通过I-BM和 I-BP接口为多个BSSN所共享。在使用此种网络架构接入核心网时,其具体过 程与上述步骤201至208完全相同。
另外,本实施例的网络架构除了包括接入所必须的MAC&PHY模块、 BRRM模块、SGW模块、CRRM模块和DGW模块之外,还可以包含HO Controller模块、Relocation Controller模块、MBS Server模块以及Paging Controller模块中的一个或者任意几个的组合。
实施例3:DGW模块和SGW模块分别位于BS和BSSN上、且多个BS对 多个BSSN的网络架构。
如图7所示,本实施例的网络架构中,WiRAN包括BS和BSSN两个功能 实体,其中BS分别通过空中接口、I-BB接口和I-BSO接口与终端SS/MSS、 BSSN以及核心网进行交互,各BS之间通过I-BS接口实现互通,BSSN通过 I-BNO接口与核心网交互信息,BSSN之间通过I-BSSN接口进行信息传递。
本实施例中的BS中包含MAC&PHY模块、BRRM模块、DGW模块以及 HO Controller模块,并且其中的DGW模块通过I-BSO模块接入核心网;BSSN 中包含SGW模块、CRRM模块、Relocation Controller模块、MBS Server模块 以及Paging Controller模块,并且其中的SGW模块通过I-BNO接口与核心网 连接。本实施例中各个模块的功能与实施例1中各个模块的功能完全相同。
另外由图7可见,本实施例中的BSSN与BS是多对多的关系,即一个BSSN 下接多个BS,而每个BS除了能够接入其自身所在WiRAN中的BSSN上之外, 还能构接入其它WiRAN中的BSSN,通常情况下默认该BS接入其所在WiRAN 中的BSSN上。这种做法的好处在于,当默认BSSN工作异常时,BS能够自动 选择新的BSSN,以保证正常的网络传输。此种网络架构可以减少一个BSSN 导致大面积接入网的瘫痪,保证了WiMAX接入网络的运行鲁棒性,为整个网 络提供较好的容错机制。
使用本实施例的网络架构接入核心网的过程包括以下步骤:
步骤301.终端SS/MSS通过空中接口公共信道向WiRAN中的BS发出携 带有终端标识、业务类型及业务数据量大小等指标的业务请求。
步骤302.BS中的MAC&PHY模块接收到终端SS/MSS的业务请求后,根 据该业务请求中的业务数据量大小向BS中的BRRM模块请求无线资源,BRRM 模块根据所收到的资源请求以及当前网络资源的状况,决定是否允许该SS/MSS 的接入,并在允许接入的情况下,进行该BS内部的无线资源分配。
步骤303.BS中的MAC&PHY模块在BRRM模块分配的无线资源上建立该 SS/MSS空中接口的专用信令连接,并将业务请求传送给控制此BS的BSSN中 的SGW模块。
步骤304.BSSN中的SGW模块根据业务请求中的业务类型和数据量,向 BSSN中的CRRM模块请求用于传输的资源,CRRM模块根据所收到的资源请 求,在其所在的BSSN内部分配无线资源,SGW模块再根据该业务请求中的终 端标识,为SS/MSS分配用于记录该SS/MSS接入网络的信息的实例,并完成 与BS中MAC&PHY模块的用于传输信令的专用信令连接。
步骤305.BSSN中的SGW模块建立与核心网之间的专用信令连接,并把 SS/MSS的业务请求组装成I-BNO接口消息,通过I-BNO接口发送给核心网。
步骤306.核心网收到业务请求后,对终端SS/MSS进行鉴权认证,如果鉴 权认证成功,则继续执行步骤307;否则,结束本处WiRAN接入核心网的流程。
如果核心网不需要验证接入终端的身份,则省略本步骤的鉴权认证过程。
步骤307.核心网通过I-BNO接口向BSSN下发业务建立请求,同时BS中 的BRRM模块对其所在的BS进行资源控制,而后SGW模块根据该业务建立 请求,通过I-BB接口建立用于与核心网进行业务数据传输的DGW用户面实例。
步骤308.BSSN中的SGW模块通知MAC&PHY模块建立空口的用于传输 数据的业务数据连接,并在该空口连接建立成功后,SGW模块向核心网回复连 接成功消息,核心网再通过BSSN中的SGW模块和BS中的MAC&PHY模块 将连接成功响应消息返回给终端SS/MSS。
至此,本实施例中终端SS/MSS通过WiRAN与核心网的业务接入过程完 成。
上述步骤301至308与实施例2中的步骤201至208完全相同。
此后,终端SS/MSS通过BS中的DGW模块与核心网进行交互,实现业务 数据的传输,并在发生迁移或者切换时,由BS中的HO Controller模块、BSSN 中的Relocation Controller模块、MBS Server模块以及Paging Controller模块相 配合,保证业务的正常传输。
另外,本实施例的网络架构也可以采用图8所示的方案,即将图7中的MBS Server模块和Paging Controller模块从BSSN中分离出来,并分别通过I-BM和 I-BP接口为多个BSSN所共享。在使用此种网络架构接入核心网时,其具体过 程与上述步骤301至308完全相同。
另外,本实施例的网络架构除了包括接入所必须的MAC&PHY模块、 BRRM模块、SGW模块、CRRM模块和DGW模块之外,还可以包含HO Controller模块、Relocation Controller模块、MBS Server模块以及Paging Controller模块中的一个或者任意几个的组合。
由于目前存在多种类型的核心网,因此上述三个实施例中的BS和BSSN 可根据具体接入的核心网类型,采用不同的接口,例如,当WiRAN接入 WCDMA核心网时,BS和BSSN均通过IU-PS’接口与WCDMA网络进行通信。
另外,上述三个实施例中信令的处理和数据的处理分别由SGW模块和 DGW模块完成,由于SGW模块代表WiRAN的控制面,DGW模块代表WiRAN 的用户面,SGW和DGW可以放置在不同的物理实体中,实现了用户面与控制 面的分离,便于WiRAN的管理和整体协调、提高设备效率和稳定性
实施例4:
本实施例中,无需预先在WiRAN中设置BSSN,而是将本发明 MAC&PHY模块、GW模块和RRM模块均设置在BS中,而WiRAN则具 有多个这样的BS。
图9为本发明第四实施例WiRAN接入到核心网的网络架构示意图,其 中GW模块分为SGW模块和DGW模块,并且MAC&PHY模块、SGW模 块、DGW模块和RRM模块均位于BS中。其中,BS分布式地接入到核心 网,在纵向上,BS和核心网之间通过I-BO接口互联,每个BS通过I-BO 接口适配核心网协议栈,包括传输网络层协议、无线网络层的协议以及高层 应用协议,每个BS在用户面和控制面都只与一个核心网相连。在横向上, BS之间通过I-BS接口互联,每个BS通过I-BS接口和其他BS进行信令和 数据交互,完成不同BS之间的切换、迁移和数据转发等功能。用户端SS/MSS 通过U接口接入BS。
当终端SS/MSS使用上述接入网接入核心网时,终端SS/MSS首先通过 空中接口向BS发出携带有终端标识及业务代码等信息的业务请求。BS中的 MAC&PHY模块接收到终端SS/MSS的业务请求后,BS中的RRM模块根 据业务请求进行该BS内部的无线资源分配。MAC&PHY模块在RRM模块 分配的无线资源上建立该SS/MSS空中接口的专用信令连接,并将业务请求 通过公共信道传送给BS中的SGW模块。SGW模块根据所收到业务请求中 携带的终端标识为该SS/MSS分配用于记录其接入网络的信息的实例,并建 立SGW模块与MAC&PHY模块的专用信令连接。SGW模块进一步建立与 核心网之间的专用信令连接,并把SS/MSS的业务请求组装成核心网能够识 别的I-BO接口消息,通过I-BO接口发送给核心网,以向核心网请求业务。
核心网接收到来自BS的I-BO接口消息后,通过I-BO接口向BS下发业务 建立请求,同时BS中的RRM模块对其所在的BS进行资源控制,而后SGW 模块根据该业务建立请求和资源控制结果,通过内部原语通知DGW模块建立 用于与核心网进行业务数据传输的用户面实例。然后,SGW模块通过内部原语 通知MAC&PHY模块建立空口的业务数据连接,并在该空口业务数据连接建立 成功后,通过SGW模块向核心网返回业务连接建立成功消息;核心网收到该 消息后通过SGW模块和MAC&PHY模块向SS/MSS返回业务接入成功消息, 指明本次业务连接已经成功建立。至此,本实施例中终端SS/MSS通过WiRAN 与核心网的业务接入过程完成。
此后,终端SS/MSS通过BS中的DGW模块接收来自于核心网的业务数据, 并在发生迁移或者切换时,由BS中的HO Controller通过I-BS接口控制终端 SS/MSS在BS间的切换。具体切换过程为:
HO Controller通过MAC&PHY模块收到SS/MSS上报的相邻小区信号质量 的测量报告后,根据小区信号质量确定候选目标BS。然后,HO Controller利用 SGW模块通过I-BS接口对各目标BS进行咨询其资源满足情况以及终端切换过 来所需求的QoS能否得到保证等信息。在获得这些信息之后,HO Controller选 定一个最终的目标BS,并通过MAC&PHY模块下发切换执行信息给终端 SS/MSS。终端SS/MSS执行切换到目标BS的操作,并向BS的HO Controller 返回终端切换到目标BS的消息。BS的HO Controller收到该消息后,指示 MAC&PHY模块释放针对此终端的空口资源,向GW模块发送消息以指示GW 模块进行BS和核心网之间信令面接口和用户数据面接口的迁移。
Paging Controller通过I-BP接口完成寻呼消息的下发。具体地,在核心 网需要寻呼某个终端时,核心网通过I-BO接口下发寻呼请求消息,由SGW模 块将寻呼请求消息转发给Paging Controller。Paging Controller收到寻呼请求 消息后,根据寻呼请求消息中所带的寻呼区域信息,确定在哪些BS范围内进 行寻呼。然后Paging Controller通过SGW模块通知各BS进行寻呼。在确定 终端被寻呼到以后,Paging Controller停止对终端的寻呼或者在超时以后再重 新进行寻呼,在一定次数寻呼都失败以后,就表示整个寻呼失败。
MBS Server通过I-BM接口完成多播广播业务(MBS)的下发和传输调 度。首先,SS/MSS通过MAC&PHY模块向MBS server发送消息以查询MBS 业务内容列表。MBS server收到该消息后,向SS/MSS返回包含MBS内容 列表、组播IP地址/端口号等信息的响应。SS/MSS选定接收的MBS业务的 组播IP地址/端口号后,将该信息发送给BS。BS收到该信息后与MBS server 进行MBS业务内容接收的鉴权过程。在鉴权完成后,BS发送包括MBS下 行业务参数等信息的消息给SS/MSS。SS/MSS收到该消息后发送消息给BS, 以获取用于解密MBS业务数据包的MBS密钥。BS向SS/MSS返回包含MBS 密钥的响应消息给SS/MSS。SS/MSS在获取MBS下行业务参数和MBS密 钥后,利用得到的信息接收从MBS server通过BS下发的相关MBS业务数 据包,进入正常的MBS业务接收状态。
如果SGW模块和DGW模块的功能包含在GW模块中,即该GW模块 作为包含信令面和用户面网关功能的独立实体,则上述所有与SGW模块之 间的信息交互均为与GW模块间的信息交互。
本实施例提供的网络架构中的核心网可以为各种不同的通信系统核心 网,比如NGN核心网、3G核心网、2G核心网等。接入不同通信系统核心 网的原理与上述过程是类似的,区别仅在于:为接入不同通信系统核心网, 需要利用不同的接口和传送不同核心网能够识别的消息。下面仅以WiRAN 接入3G WCDMA PS核心网为例进行说明。
图10为本发明第四实施例WiRAN接入WCDMA PS核心网的网络架 构。其中,WiRAN包含与图9所示的WiRAN同样的逻辑功能模块,在此 不再详细描述。图9所示的接口I-BO在这里为WCDMA PS核心网的IU-PS 接口。这样,BS一方面适配IU-PS接口的信令面协议栈,包括传输网络层 协议,如SCCP/MTP3B/SCTP等、无线网络层的协议RANAP以及非接入层 NAS的协议;另一方面适配IU-PS接口的用户面协议栈,如GTP-U等。并 通过在BS中解析IUPS接口NAS层消息,将其适配成与终端之间的业务应 用层协议,以实现终端与核心网NAS层的通信,并隔离终端与核心网的耦 合关系。
当WiMAX系统中终端SS/MSS使用上述接入网接入WCDMA PS核心 网时,首先SS/MSS通过MAC&PHY模块完成IEEE 802.16/IEEE 802.16e空 口协议里定义的接入初始化过程。在SS/MSS完成与BS之间的接入网的接 入初始化过程以后,SS/MSS通过MAC&PHY模块发起接入WCDMA PS核 心网的业务请求,MAC&PHY模块收到该业务请求后建立空中接口的信令 连接。该业务请求被转发到SGW模块,SGW模块收到业务请求后建立IU-PS 接口信令连接,并将业务请求中包含的用户IMSI/PTMSI、请求的业务类型 等信息组装数据包,通过标准IU-PS接口的初始用户数据传输(Initial UE DT)消息发给核心网。
核心网收到Initial UE DT消息后,通过BS下发消息给SS/MSS以对用 户USIM进行鉴权认证。SS/MSS鉴权认证完成后,把鉴权认证结果上报给 BS,BS将鉴权认证结果组成相应的响应消息后上报给核心网。
BS中的SGW模块根据SS/MSS发送的业务请求,通过IU-PS接口向核 心网发起业务请求,即分组数据协议(PDP)激活请求,核心网收到PDP 激活请求后向BS下发RAB指配请求消息,BS中的SGW模块收到无线接 入承载(RAB)指配请求消息后,建立DGW与核心网的用户面实例,并通 知MAC&PHY模块建立空中接口的新的传输业务数据的业务数据连接。 MAC&PHY模块完成业务数据连接建立后,通过SGW模块向核心网返回 RAB建立成功消息。核心网收到RAB建立成功消息后,向BS下发PDP激 活请求响应;SGW模块把收到的PDP激活请求响应消息组成SS/MSS应用 层的消息,通过MAC&PHY模块发送给SS/MSS,以通知SS/MSS业务请求 成功。至此整个业务建立完成。
由于本发明在一定范围内是分布式架构,网元之间采用IP协议,保证 了网络之间的信息交互是通过IP路由来实现,而不用专用的电路连接,因 此保证了网元之间的连接的易实现性,适用于网络全IP互联的情况。
基于本实施例中WiRAN的架构,本发明所提供的用于WiMAX系统接 入到核心网的方法包括以下步骤:
步骤401.终端SS/MSS通过空中接口向BS发出携带有终端标识、业务 类型及业务数据量大小等指标的业务请求。
当终端SS/MSS需要核心网提供的业务时,则在本步骤中向BS发送业务请 求,启动接入核心网的流程。在发起接入流程之前,SS/MSS通过MAC&PHY 模块完成IEEE 802.16/IEEE 802.16e空口协议里定义的接入初始化过程。该过程 可以参见IEEE 802.16/IEEE 802.16e空口协议,在此不再赘述。
另外,终端SS/MSS通过该业务请求中的终端标识指明发起端,以便在成 功接入核心网后,接收所需要的业务数据。
步骤402.BS中的MAC&PHY模块接收到终端SS/MSS的业务请求后,请 求RRM模块分配无线资源,RRM模块根据该业务请求中的业务数据量大小、 以及当前网络资源的状况,确定是否允许该SS/MSS的接入,并在允许接入的 情况下,进行该BS内部的无线资源分配。
本步骤中,RRM模块将诸如发射功率、已接入的用户数量、BS的处理能 力等当前网络的可用资源与业务请求中的业务数据量大小相对比,如果可用网 络资源能够为终端提供其所需的业务数据量,则允许当前业务请求接入;否则 拒绝当前业务请求接入。
在允许业务请求接入的情况下,RRM模块进行其所在BS内部的网络资源 分配,例如,为当前业务指定信道、分配带宽等。
步骤403.BS中的MAC&PHY模块在RRM模块分配的无线资源上建立该 SS/MSS空中接口的用于传送信令的专用信令连接,并将业务请求传送给BS中 的SGW模块。
步骤404.BS中的SGW模块根据该业务请求中的终端标识,为SS/MSS 分配用于记录SS/MSS接入网络的各种信息的实例,并利用该实例建立SGW模 块与MAC&PHY模块的专用信令连接。
本步骤中,SGW模块分配实例是指,在BS内存中为本次业务请求建立信 息描述,该信息描述中至少包括本次业务请求的终端SS/MSS、请求的业务类 型等信息,这些信息用于管理SS/MSS接入网络的各种活动。
步骤405.BS中的SGW模块建立与核心网之间的专用信令连接,并把 SS/MSS的业务请求组成核心网能够识别的接口消息,通过BS与核心网间的O 接口发送给核心网。
由于步骤403中建立了BS与SS/MSS空中接口的专用信令连接,因此本步 骤中SGW模块建立与核心网之间的专用信令连接。至此,由终端SS/MSS至 核心网的专用信令连接建立完毕。
步骤406.核心网收到业务请求后,对终端SS/MSS进行鉴权认证,如果 鉴权认证成功,则继续执行步骤407;否则结束本此WiRAN接入核心网的流程。
本步骤中,对终端SS/MSS进行鉴权认证具体包括:核心网首先向BS下发 鉴权认证请求,BS中的SGW模块通过BS中的MAC&PHY模块,将该鉴权认 证请求转发给SS/MSS;SS/MSS在鉴权认证完成后,向核心网返回鉴权认证响 应,核心网根据该响应的内容完成鉴权。本步骤中的鉴权认证可以采用数字证 书、共享密钥等常规方法。
如果核心网不需要验证接入终端的身份,则省略本步骤的鉴权认证过程。
步骤407.核心网向BS下发业务建立请求,BS中的SGW模块收到请求 后,通知RRM模块对其所在的BS进行资源控制,然后SGW模块根据该业务 建立请求,建立用于DGW模块与核心网进行业务数据传输的DGW用户面实 例。
本步骤中的DGW用户面实例用于配合核心网中的用户面实例实现接入成 功后的数据传输。
步骤408.BS中的SGW模块通知MAC&PHY模块建立空口的业务数据 连接,并在MAC&PHY模块的空口业务数据连接建立成功后,SGW模块向 核心网返回连接成功的消息。
步骤409.核心网收到连接成功响应消息后,通过BS中的SGW模块和 BS中的MAC&PHY模块将连接成功的响应消息返回给终端SS/MSS,以通 知SS/MSS业务请求成功。本实施例假设连接建立成功的情况,如果连接建 立不成功,则返回连接建立失败消息。
至此,本实施例中终端SS/MSS通过BS与核心网的业务接入过程完成。
此后,终端SS/MSS通过BS中的DGW模块接收来自于核心网的业务 数据,并在发生迁移或者切换时,由BS中的HO Controller控制SS/MSS在 BS之间的切换。具体的切换控制过程包括如下步骤:
步骤1.切换控制器通过MAC&PHY模块收到SS/MSS上报的相邻小区 信号质量的测量报告后,根据小区信号质量确定候选目标BS;
步骤2.切换控制器利用SGW模块对各目标BS进行咨询其资源满足情况 以及终端切换所需求的业务质量能否得到保证信息;
步骤3.切换控制器根据所获取的信息选定最终的目标BS,并通过 MAC&PHY模块下发切换执行信息给终端SS/MSS;
步骤4.终端SS/MSS执行切换到目标BS的操作,并向切换控制器返回终 端切换到目标BS的消息;
步骤5.切换控制器收到该消息后,指示MAC&PHY模块释放针对该终端 的空口资源,并进行BS和核心网之间信令面接口和用户数据面接口的迁移。
而且,在核心网需要寻呼某个终端时,核心网下发寻呼请求消息给接入 网,由SGW模块将寻呼请求消息转发给寻呼控制器;寻呼控制器收到寻呼 请求消息后,根据寻呼请求消息中所带的寻呼区域信息,确定在哪些BS范 围内进行寻呼,并通过SGW模块通知所确定的各BS进行寻呼;根据各BS 的寻呼结果确定是否停止寻呼过程。
本发明还可以利用接入网中包含的MBS server向终端SS/MSS提供 MBS业务。MBS业务操作主要包括:MBS业务列表信息获取、MBS业务 鉴权与加密密钥获取、MBS业务正常接收。具体包括以下步骤:
步骤1.SS/MSS向一个或多个MBS server发送[HTTP]Request,以查询 MBS业务内容列表,寻找相关的内容服务器;
步骤2.MBS server收到[HTTP]Request后,向SS/MSS返回[HTTP] Response,响应中包括MBS内容列表、组播IP地址/端口号等信息;
步骤3.在获取MBS业务的内容列表等信息以后,SS/MSS发送 DSA-REQ消息给BS,该消息中包括选定接收的MBS业务的组播IP地址/ 端口号;
步骤4.BS收到DSA-REQ消息后,发送DSX-RVD消息给MBS server, 同时和MBS server进行MBS业务内容接收的鉴权过程;
步骤5.经过成功的鉴权和授权过程以后,BS发送DSA-RSP消息给终 端,其中包括MBS下行业务参数,例如MBS SA-ID等;
步骤6.SS/MSS收到DSA-RSP消息后发送PKM-REQ消息给BS,以获 取MBS密钥,用该密钥解密接收到的MBS MAC协议数据单元(PDU);
步骤7.BS收到PKM-REQ消息后,发送PKM-RSP消息给MSS,其中 包括MBS密钥;
步骤8.SS/MSS在获取MBS下行业务参数和MBS密钥后,利用得到的 信息接收从MBS服务器通过BS下发的相关MBS MAC PDU,进入正常的 MBS业务接收状态。
需要说明的是,上述实施例描述并未穷举完所有可能的网络架构,比如 图3所示的实施例还可以调整为:将HO Controller模块和CRRM模块均设 置在BS中。
另外,本发明所指的核心网是指与接入网连接,进一步完成用户接入和 业务处理的网络,包括但不限于现有的核心网,如 3GPP/3GPP2/GSM/GPRS/EDGE等网络的核心网,以及WiMAX网络自定义 的与ASN网络连接的核心网络。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本 发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在 本发明的保护范围之内。
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