用于控制移动性管理协议连接的一种信令方法

本发明涉及蜂窝通信系统中的连接控制，特别是连接的建立和释 放。

为了澄清在此文件中使用的普通术语，以下给出对一定的蜂窝通 信系统配置的概述。

有关第三代系统的提议，包括UMTS(通用移动通信系统)和 FPLMTS/IMT-2000(2000MHz未来公共陆地移动通信系统/国际移动 通信)。在这些计划中，蜂窝按照它们的大小和特性，被划分成皮、 纳、微和宏蜂窝，且服务层次的一个例子是位速率。位速率在皮蜂窝 中最高且在宏蜂窝中最低。蜂窝可部分或完全重叠，且可以有不同的 终端，因而不是所有终端都一定能够利用蜂窝所提供的所有服务层 次。

图1显示了一种未来的蜂窝无线系统，它与已知的GSM系统相比 不是全新的，但它包括了已知的组成部分和全新的组成部分。在当前 的蜂窝无线系统中，阻碍向终端提供更为先进的服务的瓶颈，包括无 线访问网络RAN，它包含基站和基站控制器。蜂窝无线系统的核心网 络包括移动服务交换中心(MSC)、其他的网络组成部分(在GSM 中，例如SGSN和GGSN，即服务GPRS支持节点和网关GPRS支持节 点，其中GPRS表示通用包无线服务)和相关的发送系统。根据例如 从GSM开发的GSM+规范，该核心网络也能够提供新的服务。

在图1中，一种蜂窝无线系统20的核心网络包括一种核心网络 CN 931，它具有三个链接到它的并行的无线访问网络。当然，网络 932和933是UMTS无线访问网络，且网络934是GSM无线访问网 络。在上的UMTS无线访问网络932是例如一个商业无线访问网络， 由提供移动服务的通信运营商所拥有，它对所述通信运营商的所有 用户提供相同的服务。在下的UMTS无线访问网络933是例如一个小 型的并由例如一个公司所拥有，且所述无线访问网络在其房产中运 行。通常小型无线访问网络933的蜂窝是纳和/或皮蜂窝-其中只有 所述公司的雇员的终端能够运行。所有三种无线访问网络都可以具 有提供不同类型的服务的不同大小的蜂窝。另外，所有三种无线访 问网络932、933和934的蜂窝都可完全或部分地重叠。在给定时刻 使用的位速率，除了其他因素之外，依赖于无线通路条件、所用的 服务的特性、蜂窝系统的区域总体容量和其他用户的容量需要。上 述新型的无线访问网络被称为UMTS陆上无线访问网络 (UTRAN)。这样一种网络能够与不同类型的固定核心网络CN且 特别是与GSM系统的GPRS网络共同运行。UMTS陆上无线访问网 络(UTRAN)可被定义为能够利用信令消息彼此进行通信的一组 基站(BS)和无线网络控制器(RNC)。

图1中所示的终端10较好地是所谓的双模式终端，它能够根据 在各个具体位置所能够获得的服务的种类和用户的通信需要，而作 为第二代GSM终端或作为第三代UMTS终端而提供服务。它也可 以是一种多模式终端，即能够根据需要和所能够获得的服务，作为 若干不同通信系统的终端而进行工作。用户可使用的无线访问网络 和服务，在与终端相连的一种用户识别模块936(SIM)中得到规 定。

图1进一步显示了一种无线访问网络的结构的某些细节。无线 访问网络932、934通常包括一或多个基站937和一个控制单元42。 在UMTS无线访问网络932、933中，该控制单元被称为无线网络控 制器(RNC)，且在GSM网络934中该控制单元被称为基站控制器 (BSC)。无线访问网络通常还包括其他的网络组成部分，诸如编码 转换器单元。图1进一步地显示了一种移动服务交换中心(MSC) 43-它基本上控制着移动站10的电路交换连接，以及一种服务GPRS 支持节点(SGSN)41-它基本上控制着移动站10的包切换连接。

在蜂窝通信系统中，连接得到建立，且资源根据需求得到保留 并在不需要时得到释放。运动的移动站对系统提出了额外的要求， 即连接需要从一个基站转移到另一个基站，这经常要求通过网络的 连接路由有基本的改变。执行这样的功能所需的各种网络组成部分 之间的信息交换，由移动性管理(MM)协议和无线资源控制 (RRC)协议处理。移动性管理协议主要处理允许移动站在蜂窝网 络中移动的机制和安全问题，而RRC协议主要处理无线资源在空 气界面上的使用控制、移动站与BSC/RNC之间的连接、以及交接。 RRC协议的执行主要由移动站和BSC/RNC进行。RRC协议的某些 部分，诸如与MSC之间的交接有关的功能，由MSC执行。这些MM 协议的执行，主要由移动站和MSC进行。GSM系统中采用的协 议，在Michel Mouly和Marie-Bernadette Pautet的书“The GSM System for Mobile Communications”(ISBN 2-9507190-0-7， Palaiseau 1992)中，得到了进一步的描述。用于第三代蜂窝网络的 移动性管理协议在例如专利申请WO 98/37721中得到了讨论，其中 所强调的是在其中无线访问网络被连接到例如很多核心网络-其每 一个都具有专门的移动性管理-的情况下尽可能地减小在无线接口 上传送的MM消息的数目。

在原理上，MM和RRC协议主要是分离的。然而，为了减少信 令，很多MM功能都是作为RRC层的事件的结果而开始或完成的， 而不需要MM层中的显含的消息。例如，在当前的GSM系统中的 连接释放期间，MM协议，作为对RRC层中的无线资源释放的响 应，而将其状态从一种“等候网络命令”状态改变到“闲置”状 态。因此，RRC层中的无线资源释放隐含地起到了MM层的控制 信号的作用。然而，这种方式在正在开发中的新的蜂窝系统(诸如 UMTS系统)中产生了问题。这些问题有些在下面结合图2进行了描 述。

图2显示了一种移动站10和蜂窝网络20、处理协议的执行的各 种实体、诸如移动站的MM协议实体11和RRC协议实体12。在网络 侧，相应的实体是MSC中的MM协议实体21和RNC中的RRC协议实 体22。MM和RRC实体通常是利用由一种处理单元执行的软件程序 来实现的，该处理单元诸如MS或网络组成部分的控制单元中的一 个微处理器。

某些服务与MSC独立地处理它们的连接本身的移动管理。这样 的服务的一个例子，是GPRS服务。它们的独立的移动管理导致了 进一步的MM协议的执行，该MM协议与由MSC执行的MM协议相 分离。在GPRS中，SGSN执行其自己的MM协议。该第二个MM协 议具有在MS和SGSN中的相应的MM协议实体13、23。然而，只有 一个RRC协议得到采用，因为有利的作法，是使移动站所需的所有 无线资源的控制都处于一个单个的协议中，并在无线连接的各端处 处于一个单个的控制实体中。例如，有利的作法，是所有移动站发 送都只采用一个密码模式，而不是是为经过MSC的连接协商并使 用一种密码模式并为经SGSN的包连接协商和使用另一种密码模 式。

由于只采用一种RRC协议，当采用两个MM协议时，基于RRC 层的事件的隐含含意的MM层机制工作得不正常。例如，如果包发 送承担部分被释放但同时语音承担部分仍然激活，至少某些RRC连 接30仍然处于被使用状态。由于移动站的包连接存储实体13预期遵 守对RRC连接的释放，作为MM连接32、34的释放的一种表示，它 仍然处于“等候网络命令”的状态，因为RRC连接仍然被由其他 MM协议11、31、33、21控制的连接所使用。

在建立连接期间也产生了问题。在连接建立期间，MM协议对 终端进行鉴别，并控制在空气界面上的编码模式通信的开始。例 如，如果包数据连接是在语音连接已经处于使用中建立的，在空气 界面上的通信已经被编码，因而对于新的包连接不启动编码处理。 然而，由于MS的编码处理模式命令被理解为成功地进行的MM层连 接的建立的一种表示，MS 10中的MM实体13不接收MM层连接的 建立的任何表示。

本发明的一个目的，是实现用于控制连接的一种方法，它避免 了现有技术的上述问题。本发明的另一个目的，是实现一种连接控 制方法，它允许在MM层事件的控制中采用RRC层事件的隐含含 意。

这些目的是通过实现一种方法而达到的，在该方法中检查是否 有一个以上的MM协议处于激活状态。如果只有一个MM协议处于 激活，RRC层事件可被用于控制MM层事件。如果一个以上的MM 协议处于激活，显含信令被用于这些MM层事件-它们在单一MM协 议的情况下应该是由RRC层事件进行隐含控制的。

根据本发明的该连接建立实施例的特征，在关于连接建立的独 立方法权利要求的特征部分中得到了限定。根据本发明的连接释放 的方法的特征，在关于连接释放的独立方法权利要求的特征部分中 得到限定。从属权利要求描述了本发明的进一步的有利的实施例。

根据本发明，在新的MM连接的建立期间，检查一个RRC连接 是否已经激活。如果一个RRC连接已经激活，则采用显含信令。否 则，RRC层事件被用来对MM层事件进行隐含控制。在MM连接释 放期间，检查是否另一MM协议对RRC连接进行使用，且如果是这 样的情况，MM连接的释放被显含地进行信令处理。

以下结合附图对本发明进行更详细的描述。在附图中：

图1显示了UMTS系统的结构的一个例子，

图2显示了移动通信装置和网络中的各种协议实体，

图3显示了根据本发明的一种有利的实施例的一种方法，

图4显示了根据本发明的一种有利的实施例的一种方法的另一 个例子，且

图5显示了根据本发明的一种有利实施例的一种方法的再一个 例子。

在附图中相同的标号被用于类似的部分。

图3显示了根据本发明的一个有利的实施例的一种方法。图3显 示了在连接建立期间的事件。在开始时，建立过程由例如移动站的 用户开始，该用户请求一个新的服务，100。这种新的服务可以是 例如用于浏览因特网的一种包数据连接，在此情况下对MS侧的MM 连接的建立进行处理的MM实体是MS的包数据控制MM实体。在下 一个步骤105，对所请求的服务进行控制的移动站的MM实体检查 是否已经建立了RRC层连接。如果在此时未建立RRC层连接，该 MM连接是第一个MM连接，且能够在步骤115继续以正常方式得到 建立。如果已经建立起了一个RRC层连接，则将要建立的新的MM 连接此时是第二个MM连接。因此，该MM实体把该RRC连接的 存在的一个表示包括到将要送到网络的MM建立信息中。例如，这 可通过把一个新的参数加到建立消息之一中而得到实现。在下一个 步骤115，该MS的MM实体把所需的MM建立信息消息送到该网 络，这些消息在步骤120被网络侧的相应的MM实体所接收。在网 络侧的MM实体在步骤125检查RRC连接存在的一种表示是否被包 括在接收的MM消息中。如果未发现这样的表示，连接建立以正常 方式继续进行。如果发现了这样一个表示，在网络侧的MM实体把 那些事件通知给MS中的相应的MM实体，130，而在只有一个MM 协议正在被使用的情况下这些事件才由RRC层事件隐含地用信令进 行通知。例如，这样的一个事件可以是MM层连接的成功建立。通 知步骤130在这样的一种情况下可以是MM连接的建立的一个显含 确认，例如通过发送一个“CM服务接受”消息。该通知步骤可在 随后的MM连接的建立期间的一个时候或在例如连接建立之后进 行。

图4显示了根据本发明的一个有利的实施例的一种方法的另一 个例子。该例子显示了在连接释放期间的事件。这样的事件可在例 如一个移动站与一个CN组成部分之间的连接被释放时发生。在第 一个步骤205，一个核心网络组成部分释放了其自己与RNC之间的 连接，即Iu接口连接。在下一个步骤210，RNC中的RRC协议控制 实体检查是否仍然有至另一组成部分的任何其他的Iu连接。如果有 至其他CN组成部分的任何其他的Iu连接，则有至少一个其他的MM 协议处于激活，在此情况下RNC中的RRC实体向MS表示释放的Iu 连接已经被释放，215。这种通知可通过例如把一个特定的消息 (诸如一个RRC状态消息)发送到MS，而得到实现。该消息的接 收向MS的MM实体表明它能够进入“闲置”状态，225。如果在步 骤210未发现仍然有其他的Iu连接，在此情况下只有一个激活的MM 协议，RRC实体在步骤220释放RRC连接，这隐含地向MS的MM 实体表明它能够进入“闲置”状态225。

图5显示了根据本发明的一个有利实施例的方法的一个进一步 的例子。在此例中，MS具有至一个CN组成部分的激活连接，诸如 至MSC的语音连接，在此期间MS进行至一种闲置MM实体(诸如 一个SGSN的MM实体)的局域(LA)更新。在步骤250，MS进行 该局域更新，在此期间除了其他处理步骤之外，还在RNC与SGSN 之间产生一个Iu连接。在进行了局域更新之后，包连接MM实体进 入“等候网络命令”状态，255，从此按照现有技术它应该作为对 RRC连接的释放的一个响应而进入“闲置”状态。在下一个步骤 205，SGSN释放它自己与RNC之间的连接，即Iu接口连接。在下 一个步骤210，RNC中的RRC协议控制实体检查是否仍然有至另一 CN组成部分的其他Iu连接。如果仍然有至其他CN组成部分的Iu连 接，则有至少一个其他MM协议处于激活，在此情况下RNC中的 RRC实体向MS表明释放的Iu连接已经被释放，215。该通知可以通 过例如把一个特定的消息送到MS而实现。该消息的接收，向该MS 的该MM实体表明它能够进入“闲置”状态，225。如果在步骤210 未发现仍然有其他的Iu连接，在此情况下只有一个激活的MM协 议，RRC实体在步骤220释放RRC连接，这隐含地向MS的MM实体 表明它能够进入“闲置”状态，225。

在一个进一步的有利的例子中，一种与在图5中显示的方法基 本类似的方法被用于一种“脱离”处理。

本发明澄清了单个无线信令承担部分即RRC连接在其中执行了 一个以上的分别的MM协议的情况下的使用。本发明即使在采用了 一个以上的分别的MM协议的情况下，也允许用RRC层事件来隐含 地向MM层提供信号。因此，即使只支持使用一种MM协议的当前 的GSM移动站，也能够以传统的方式与UMTS系统的GSM型无线 访问网络进行通信，即使该无线访问网络支持同时使用语音和包数 据服务，即使用两个MM协议。

虽然在前述例子中在分别的例子中分别地描述了连接的建立和 释放，本发明不限于这些例子。在本发明的某些实施例中，根据本 发明的信令既被用于连接的建立又被用于其释放。例如，可以在语 音连接被激活的情况下，建立、使用、和释放一种包数据连接。在 这样一个实施例中，根据本发明的信令方法可被用于包数据连接的 建立和释放。

从前述描述，对本领域的技术人员来说显而易见的是，在本发 明的范围内可以进行各种修正。虽然已经详细描述了本发明的最佳 实施例，应该显而易见的是，可以对该最佳实施例进行很多修正和 改变。