CN100551165C

CN100551165C - 选择plmn用于网络共享的方法和***

Info

Publication number: CN100551165C
Application number: CNB2005800091688A
Authority: CN
Inventors: R·乔汉内森; C·赫雷罗维龙
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: CN1934891A

Abstract

一种用于从多个可用的公共陆地移动网络(PLMN)中选择一个PLMN的方法，尤其是，本发明的一个实施例包括发送步骤，即通过移动网络发送关于多个可用PLMN的信息。该方法还包括在移动站接收关于多个可用PLMN信息的步骤，而且响应该接收步骤，发送非接入层(NAS)信令消息到移动网络，该NAS信令消息包括用于从多个可用PLMN中选择一个PLMN的标识数据。

Description

选择PLMN用于网络共享的方法和***

发明背景

技术领域

本发明通常涉及数字无线通信，尤其是涉及，但不局限于，通过移动站从多个公共陆地移动网络(PLMN)中选择一个PLMN的方法、装置和***。

背景技术

最广泛应用的数字无线通信标准之一是全球移动通信***(GSM)标准，它是由欧洲电信标准协会提出的。GSM标准利用时分多路访问(TDMA)技术。兼容GSM的无线通信***包括基站子***(BSS)。BSS典型地包括多个用于从用户移动站(MS)发送和接收射频(RF)信号的基站收发站(BTS)，以及至少一个用于管理无线资源和将信号路由到BTS并从BTS路由信号的基站控制器(BSC)。

通用移动电话服务(UMTS)标准使用最近开发的宽带码分多址(W-CDMA)技术。兼容UMTS的***典型地包括核心网络(CN)和包括基于地面部分的UMTS无线接入网络(URAN)。无线接入网络(RAN)的基于地面部分通常称为UMTS陆地无线接入网络(UTRAN)，而且包括无线网络控制器(RNC)和基站(BS)，它们分别具有与GSM网络的BSC和BTS相似的功能。

公共陆地移动网络(PLMN)区域是某个特定的运营商向用户提供移动通信服务的一个地理区域。从这个PLMN区域的任何位置，用户可以与相同移动网络的其它用户建立呼叫，或者与其它移动网络的用户建立呼叫。现有的标准要求移动站(MS)通过测量由移动网络发送的广播控制信道(BCCH)的信号强度来定位一个最佳PLMN来服务于该移动站。在大部分现有的***中，移动网络的无线网络控制器(RNC)或者基站控制器(BSC)都是连接到一个单独的PLMN。因此，在这样的***中，BCCH信号包括关于所述单个PLMN的信息。然而，在其它***中，RNC/BSC可以连接到多个PLMN。因而BCCH信道可以包括关于所述多个PLMN的信息。

发明内容

一种用于从多个可用的公共陆地移动网络(PLMN)中选择一个PLMN的方法，尤其是，本发明的一个实施例包括通过移动网络发送关于多个可用PLMN信息的步骤。该方法进一步包括在移动站接收关于多个可用PLMN信息的步骤，而且响应该接收，发送非接入层(NAS)信令消息到移动网络的步骤，该NAS信令消息包括用于从多个可用PLMN中选择一个PLMN的标识数据。

另一方面，本发明的一个实施例包括一种无线装置，用于从多个可用公共陆地移动网络(PLMN)中选择一个PLMN，该无线装置包括：无线接收机，用于从无线网络接收关于多个可用PLMN的信息；发射机，用于发送非接入层(NAS)信令消息到移动网络，该NAS信令消息包括用于从多个可用PLMN中选择一个PLMN的标识数据。

附图简述

对本发明更完整的理解可以通过结合附图参考本发明具体实施例的详细描述来获得，其中：

图1是描述与UMTS网络相接的GSM网络的框图；

图2是描述移动站(MS)的框图；

图3描述了根据本发明的一个实施例的网络共享的体系结构；

图4是相应于图3在移动站和移动网络之间的信号流程图。

图5描述了根据本发明的另一个实施例的网络共享的体系结构；

图6是相应于图5在移动站和移动网络之间的信号流程图。

具体实施方式

下面将参考附图更详细地描述本发明的实施例。然而，本发明可以以很多不通的方式来实施，并不局限于以下实施例。本发明应该仅看作由已有的权利要求及其等价物来限定。

图1描述了一个无线电信***100。该***100包括具有无线接入网络部分17和核心网络部分21的GSM网络12。该无线接入网络部分包括多个用于从移动站(MS)16发送和接收射频语音和数据呼叫的基站收发站(BTS)14，以及基站控制器(BSC)18。BSC18通过建立、保持和释放MS16和核心网络部分的通信业务来管理无线资源。每个BSC18被连接到多个BTS14中的至少一个BTS14。

核心网络部分(例如，基于陆地的有线线路部分)包括移动交换中心(MSC)20(例如第二代或2-G MSC)，用于控制网络的无线和有线线路部分之间的语音呼叫。核心网络部分可以包括另一个核心网络节点，例如GPRS业务支持节点(SGSN)或MSC/SGSN22(例如兼容SGSN和MSC的核心网络节点)。该核心网络还包括用于处理例如语音呼叫的电路交换域，以及用于支持例如，e-mail消息和网页浏览的突发、高速数据传输的分组交换域。

分组交换部分，也就是通常所说的通用分组无线业务(GPRS)，包括GPRS业务支持节点(SGSN)，类似于***语音部分的MSC，用于服务和追踪MS，以及GPRS网关支持节点(GGSN)，用于建立分组交换网络和移动站之间的连接。该SGSN也可以包含对建立和转移呼叫连接有用的用户数据。

MSC20连接到能临时存储MS 16位置的VLR(没有详细示出)中。MS 16的细节将参考图3描述。MSC 20和SGSN或MSC/SGSN 22连接到本地位置寄存器(HLR)24，该寄存器包括包含特别针对用户数据的数据库，例如用户的可用业务和用户的位置(也就是，MSC/VLR的地址)。该SGSN或MSC/SGSN22也连接到网关GPRS支持节点(GGSN)26，用于接入其它分组网络。

图2描述了MS 16的框图。MS 16，例如，可以是诸如蜂窝电话或个人通话装置手持无线电话。该MS 16典型地包括数据处理器，例如具有输出连接到显示器204的输入，输入连接到键盘或小键盘206的微控制器单元(MCU)202。该MCU202连接到某种类型的存储器208，该存储器包括用于存储操作程序的只读存储器(ROM)，以及用于临时存储必需数据的随机访问存储器(RAM)。单独的可拆卸的SIM或USIM(没有示出)也可被配备用于存储用户相关的信息。

MS16的ROM一般存储通过显示器204和小键盘206可提供合适的用户接口(UI)的程序。尽管没有示出，麦克风和扬声器一般会被配备，使得用户能以一种便利的方式传递语音呼叫。MS16也包括包含数字信号处理器(DSP)210的无线部件以及包含发送机212和接收机214的无线收发机，发送机和接收机都连接到天线216上。至少一个振荡器218，例如频率合成器，被提供用于调谐收发机。

MS16的ROM可存储程序使得MS16接收和处理MS16从GSM网络的一个小区(cell)到GSM网络的另一个小区的转移。该ROM也可存储程序来处理***内的变更信息，它能使MS16从诸如UMTS网络移动到另一个诸如GSM网络的网络。

随着GSM网络的引入，有线线路电话业务的概念发生了巨大的变化。替代给不同的地理位置分配一个电话号码，GSM网络倡导给特定的用户分配一个电话号码。因此，每个用户都与一张用户身份模块(SIM)卡相关联。使用该SIM卡，移动用户能在可分离的存储单元中存储必要的移动用户信息，并且此后可以自由地关联该模块到任意可用的移动站(MS)16。通过***移动用户的SIM卡到MS16，在***的SIM卡中所存储的用户信息便可用于移动用户的新终端。

PLMN位置区域是指某个特定的PLMN运营商能为用户提供移动通信业务的地理区域。在PLMN区域的每一台无线电发射机通过控制信道广播一个码字来标识该PLMN服务的位置区域。当MS16没有参与呼叫时，该MS16自动扫描广播控制信道(BCCH)并选择与发送最强信号的那个特定PLMN关联的信道。

为了进行移动终端的呼叫，尽管MS16在运动，诸如GSM网络的移动网络必须知道该MS16的位置。为了这个目的，MS16使用例如位置更新请求消息，附加请求消息或路由区域更新请求消息，周期性地报告它的位置给移动网络。特别地，当MS16处在空闲状态或经过定期间隔后，例如交换完毕和想被激活时，位置更新请求消息将被执行。

第三代合作项目(3GPP)规范目前规定了网络共享。网络共享允许运营商共享移动网络。每个运营商通过PLMN被标识，那么一个移动网络可以具有多于一个的PLMN。因此，从移动网络到MS16的BCCH上发送的广播信息包括关于多个PLMN的信息。尤其是，该信息可以包括一份可由MS16通过多种不同方式接收的PLMN列表，例如，通过广播信息或通过信令直接发送给MS16。MS16被要求从PLMN列表里的多个可用PLMN中选取一个PLMN。这个从多个可用PLMN中选取一个PLMN的过程被称为PLMN选择。为了进行该选择，MS16发送非接入层(NAS)信令消息给移动网络，其包括在多个可用的PLMN中MS16想要连接的(也就是，选择的PLMN)那个PLMN对应的标识数据。该标识数据可以是，例如，一个数值。

在GSM中，NAS信令消息的扩展用于携带对应于所选PLMN的标识数据在位置更新请求消息中是不可能的。目前，位置更新请求消息具有18个八位字节的最大长度。当PLMN标识数据具有3个八位字节的长度时，NAS信令消息具有20个八位字节的最大长度。那么，当PLMN标识数据具有3个八位字节的长度时，仅有2个八位字节剩余。为了克服长度限制，例如，在GSM中，在NAS信令消息中的跳跃指示符用于编码对应于MS16期望连接的PLMN的数值。目前，跳跃指示符在NAS信令消息中没有提供任何功能。该跳跃指示符具有1/2个八位字节(也就是，4比特)的长度，并被包括到绝大多数的NAS信令消息中。因此，通过利用4比特的跳跃指示符，PLMN标识数据可以被编码。该PLMN标识数据对应于0到15范围内的一个数，用于指示移动网络从PLMN列表中选择的PLMN的位置(也就是，一个数值标识)。尤其是，该跳跃指示符携带从MS16到移动网络的信息，该信息关于从多个PLMN中选择MS16想要连接的PLMN的标识。以上讨论的跳跃指示符的功能是跳跃指示符可被利用的多种方式中的一个示例，可从MS16到移动网络或从移动网络到MS16。

图3描述了用于网络共享的体系结构30，其中仅有无线电接入网络(RAN)部分31被共享。无线电接入网络部分31包括多个用于从移动站(MS)16发送和接收语音和数据呼叫的基站收发站(BTS)(没有示出)，和控制器32，例如，无线电网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)。多个运营商34，36和38，例如运营商A 34，运营商B 36，和运营商C 38都连接到RAN31内的控制器32。运营商34，36和38提供移动通信业务给通过PLMN服务的地理区域的用户。因此，营商A 34对应于PLMN A，运营商B 36对应于PLMN B，而运营商C 38则对应于PLMN C。

共享的RAN部分31在BCCH上发送广播信息给RAN部分31范围内任意的移动站，包括例如MS16。广播信息可以包括关于多个PLMN 34、36和38的信息。尤其是，广播信息可以包括一份PLMN列表，它可由MS16通过多种不同的方式接收，例如，通过广播信息或通过信令直接发送给MS16。

在另一个例子中，广播信息可以包括对应于服务于多个PLMN34、36和38的一个特定PLMN的运营商的数字标识信息。例如，运营商A34可以对应于数值“0”，运营商B36可以对应于数值“5”，运营商C38可以对应于数值“7”。MS16通过提供对应于服务相关PLMN的运营商的数值来执行选择。该MS16发送非接入层(NAS)信令消息到控制器32，该消息包括对应于从多个可用运营商中选出来的MS16想要连接的运营商的标识数据(例如数值)。MS16可以通过相关PLMN的序列位置或与被选运营商关联的特定数值来指示被选的运营商。

图4描述了图3讨论的MS16与移动网络401之间的信号流程图。移动网络401发送广播信息(402)到MS16，其包括关于多个PLMN的信息。尤其是，广播信息402可以包括一个PLMN列表。要求MS16从这个PLMN列表中选择一个PLMN。在另一个方案中，不用发送PLMN列表，而是移动网络401发送对应于服务于多个PLMN34、36和38中的一个特定PLMN的运营商的数字标识信息以及特定PLMN的PLMN编码。MS16通过提供对应于服务相关PLMN的运营商的数值来执行选择。从多个可用PLMN中选择一个PLMN的过程称为PLMN选择(406)。该MS16发送非接入层(NAS)信令消息到移动网络401(RNC/BSC 401)，该消息包括对应于从多个可用运营商中选出来的MS16想要连接的运营商的标识数据。在步骤410，该标识数据被转发到被选的运营商。在步骤412，运营商可以接受或拒绝该请求。在步骤418，确认消息从移动网络401(RNC/BSC)发送到MS16，以指示该MS16的选择是否被接受或拒绝。

图5描述了根据本发明另一个实施例的用于网络共享的体系结构50。无线接入网络部分62包括多个基站收发站(BTS)(没有详细示出)，用于从移动站(MS)16发送和接收语音和数据呼叫，以及多个控制器64、66和68，例如无线网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)。体系结构50还包括核心网络部分，包括多个节点70、72和74，例如MSC/SGSN节点(例如兼容SGSN和MSC的核心网络节点)。MSC/SGSN节点70、72和74分别连接到多个控制器64、66和68。另外，节点70、72和74中的每一个可以连接到多个运营商76、78和80，例如运营商A76、运营商B78和运营商C80。

RAN部分62在BCCH上发送广播信息到RAN62范围内的任何移动站，包括，例如，MS16。广播信息可以包括关于服务于多个PLMN的多个运营商76、78和80的信息。MS16解码该共享网络信息并发送选择信息到其所连接的MSC/SGSN节点70、72和74。基于该选择信息，MSC/SGSN节点(70、72和74)连接到多个运营商76、78和80中MS16想要连接的一个。

图6描述了图5讨论的MS16和移动网络601之间的信号流程图。移动网络601发送广播信息(602)到MS16，其包括关于多个PLMN的信息。更具体地，广播信息602可以包括一个PLMN列表。要求MS16从这个PLMN列表中选择一个PLMN。在另一个方案中，不用发送PLMN列表，而是移动网络601发送对应于服务于多个PLMN76、78和80的一个特定PLMN的运营商的数字标识信息。MS16在步骤604解码共享网络信息。MS16通过提供对应于服务相关PLMN的运营商的数值来执行选择。从多个可用PLMN中选择一个PLMN的过程称为PLMN选择(605)。该MS16发送非接入层(NAS)信令消息到移动网络601，该消息包括对应于被选PLMN的标识数据。该标识数据被转发到(步骤606)多个MSC/SGSN节点70、72和74中的至少一个，这些节点可以接受或拒绝该请求(步骤608)。在步骤610，确认消息从多个MSC/SGSN节点70、72和74中的至少一个节点发送到MS16，以指示该MS16的选择是否被接受或拒绝。

本发明的各种实施例用于提供支持被选PLMN的网络共享特征。这些实施例还提供了当今所有***(例如GSM、UMTS、GPRS)的通用解决方案，而不是在不同***采用不同的解决方案。根据本发明的实施例，不需要再定义新的消息或信息元素。

需要强调的是，本说明书中使用的术语“包括”用来限定陈述的特征、整体、步骤或元件的存在，而不是排除其它一个或多个特征、整体、步骤、元件或组合的存在。

先前详细描述了本发明的实施例。而本发明的范围不应局限于这些描述。而是由下面的权利要求和等价物来限定。

Claims

1、一种用于从多个公共陆地移动网络PLMN(34、36、38)中选择一个PLMN的方法，该方法特征在于包括：

移动站(16)利用共享无线接入网络(31)以接入包括多个PLMN的列表，其中，所述多个PLMN通过该共享无线接入网络对移动站可用；

移动站选择多个通过共享无线接入网络可用的PLMN中的一个；以及

移动站发送非接入层NAS信令消息(410)到所述共享无线接入网络，

其中所述NAS信令消息是位置更新请求消息、附加请求消息和路由区域更新请求消息中的一个并且所述NAS信令消息包括被选PLMN的标识。

2、根据权利要求1的方法，其中，所述被选PLMN的标识被编码成在所述NAS信令消息的跳跃指示符中的一个数值。

3、根据权利要求2的方法，其中，所述跳跃指示符包括4比特的长度。

4、根据权利要求1的方法，其中，被选PLMN的标识是用于与被选PLMN关联的运营商的标识。

5、根据权利要求1的方法，其中，PLMN列表通过广播控制信道(BCCH)发送到所述移动站。

6、根据权利要求1的方法，其中，所述信息直接通过信令发送到所述移动站。

7、根据权利要求1的方法，其中，所述移动网络包括GSM网络。

8、根据权利要求1的方法，其中，所述移动网络包括UMTS网络。

9、根据权利要求1的方法，其中，发送NAS信令消息到共享无线接入网络的步骤包括：

发送NAS信令消息到无线网络控制器；

通过无线网络控制器转发被选PLMN的标识到与被选PLMN关联的运营商；以及

相关联的运营商确定是否允许移动站接入被选PLMN。

10、根据权利要求1的方法，其中，发送NAS信令消息到共享无线接入网络的步骤包括：

发送NAS信令消息到无线网络控制器；

通过无线网络控制器转发被选PLMN的标识到接入多个PLMN的核心网络节点；以及

核心网络节点确定是否允许移动站接入被选PLMN。

11、一种无线装置，用于从多个公共陆地移动网络PLMN(34、36、38)中选择一个PLMN，所述无线装置包括：

无线接收机(214)，用于从共享无线接入网络接收包括多个PLMN的列表，其中所述多个PLMN通过该共享无线接入网络对移动站可用；

用于从多个通过共享无线接入网络可用的PLMN中选择一个PLMN的装置(202)；以及

发射机(212)，用于发送非接入层NAS信令消息(410)到所述共享无线接入网络，

12、根据权利要求11的无线装置，其中，所述被选PLMN的标识被编码成在所述NAS信令消息中的跳跃标识符中的一个数值。

13、根据权利要求12的无线装置，其中，所述跳跃标识符包括4比特长度。

14、根据权利要求11的无线装置，其中，所述被选PLMN的标识是用于与被选PLMN关联的运营商的标识。

15、根据权利要求11的无线装置，其中，所述无线装置是移动站。