CN101356847A - 与移动通信内的切换相关的节点和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核心网络中的且通过无线电网络控制节点可连接到至少一个无线电接入网的分组数据支持节点(10A)。分组数据支持节点(10A)包括复制部件(12A)，用于复制发往移动台的原始下行链路数据分组，为移动台执行从作为源节点的分组数据支持节点到作为目标节点的分组数据支持节点的切换；控制部件(11A)，用于激活将复制的数据分组发送到作为目标节点的分组数据支持节点以便转发到移动台，从而将原始下行链路数据分组从源分组数据节点(10A)通过源无线电接入节点发送到移动台。将复制的数据分组从作为目标节点的分组数据源节点通过目标无线电接入节点发送到移动台。

Description

与移动通信内的切换相关的节点和方法
技术领域
本发明涉及在移动通信***中处理切换，例如当移动台在无线电接入网小区之间移动时或在核心网络内(即在核心网络中的节点之间)移动时。具体来说，本发明涉及核心网络中通过无线电网络控制节点可连接到至少一个无线电接入网的分组数据支持节点。本发明还涉及一种通过核心网络和接入网处理至移动台的下行链路上的分组数据的通信的方法，其中核心网络包括分组数据支持节点和接入网包括无线电网络控制节点。切换涉及从作为旧的分组数据节点的分组数据支持节点更改到作为新的分组数据节点的分组数据节点，这可能涉及不同的分组数据支持节点或同一个分组数据支持节点(例如双接入节点的情况)。
背景技术
具体来说，在蜂窝***中，一个大体上的目标是能够在例如移动台在小区之间、无线电接入网与核心网络中的节点之间移动时尽可能多地保持已建立的通信路径。其中这意味着最终用户的中断应尽可能少和尽可能短，并且最好对于最终用户完全不可感觉到。
目前针对下行链路业务(即从网络到移动台的业务)实现的解决方案的特点在于将有效负载分组，具体来说为从网络发送到移动台的分组数据单元(PDU)复制或双播(bicasting)到当前使用的小区或旧小区以及移动台正在移入的新小区。
这种情况见于例如当移动台从一个接入网的无线电覆盖区移动到与第一类型相同或不同的类型的另一个接入网的无线电覆盖区时。例如如果移动台从WCDMA(宽带码分多址)无线电覆盖区，即WCDMA无线电接入网，(Iu接口上的Iu模式))移动到GSM或GPRS无线电覆盖(Gb接口上，也称为Gb模式)并且同时更改分组数据支持节点，例如SGSN(服务GPRS支持节点)，也称为“SGSN间的IRATPS切换Iu模式到Gb模式”，则TS 43.129，v6.5.0中的目前3GPP标准规定从GGSN(网关GPRS支持节点)接收至MS的有效负载分组的双播应由无线电网络控制节点RNC来执行。
如果移动台反而从GSN或GPRS无线电覆盖区移动到WCDMA无线电覆盖区，同时更改例如SGSN节点，这称为“SGSN间IRAT PS切换Gb模式到Iu模式”，TS 43.129，v6.5.0中的目前3GPP标准规定从例如GGSN接收至移动台的有效负载分组的双播应由SGSN直接向RNC执行。
但是，上文论述的解决方案的问题在于，核心网络中的节点(例如SGSN节点)和无线电网络中的节点可能属于不同的运营商，以及更普遍地来说，该过程中涉及到接入网。这使得难以配置和保持通信路径，并且难以适合地处理网络安全性方面。除此之外，还难用期望的方式来控制计费。
发明内容
因此需要一种针对上述问题的解决方案，通过此解决方案可以较好地保持通信路径，并容易地配置通信路径。还需要一种解决方案，通过此解决方案可以适当地考虑网络安全性方面，以及可以更容易且适当地控制和处理计费问题。而且，需要一种成本低廉且易于实现的解决方案。具体来说，需要一种不考虑例如是否支持新技术的不同节点或接入网均可实现的布置或解决方案。
具体来说，需要一种核心网络的分组数据支持节点，通过它可以实现上述的一个或多个目的。而且，需要一种方法，通过该方法可以实现上述的一个或多个目的。
因此，提出一种最初提到的分组数据支持节点核心网络，它包括复制部件，用于复制发往移动台的原始下行链路数据分组(有效负载)，为所述移动台执行从作为源节点的分组数据源节点到作为目标分组数据支持节点的分组数据支持节点的切换。它还包括控制部件，用于激活将复制的数据分组发送到作为目标节点的分组数据支持节点以便从此处将复制的数据分组转发到移动台，从而将原始下行链路数据分组从源分组数据节点通过源无线电接入节点发送到移动台以及将复制的数据分组从作为目标节点的分组数据支持节点通过目标无线电接入节点发送到移动台。具体来说，分组数据支持节点适于处理通过无线电网络控制节点对一个第一无线电接入网的接入。具体来说，它适于处理通过无线电网络控制节点RNC对无线局域网WLAN或WCDMA网络的接入。具体来说，在另一个实施例中，它包括双(dual)或多(multiple)分组数据支持节点，该节点支持通过实现不同接入技术的两个或两个以上接入网来接入。在具体的实施例中，它适于支持通过例如RNC的WCDMA接入技术和通过GERAN和UTRAN的BSS的2G/3G接入技术。
具体来说，分组数据支持节点，无论是双接入节点还是多接入节点，它均适于将原始分组数据发送到作为源接入节点的第一无线电网络控制节点以及将复制的分组数据发送到作为要切换到的新的分组数据支持节点的分组数据支持节点。
在具体实施例中，分组数据支持节点包括SGSN，例如2G-SGSN或3G-SGSN，或者CGSN(组合的GPRS支持节点)。
具体来说，它适于将原始分组数据发送到2G接入网的源BSS或3G接入网的源RNC以及它适于分别发起经由核心网络的新3G SGSN将复制的分组发送到目标RNC或发送到目标BSS以实现2G接入。
在具体实施例中，当例如执行从WCDMA到GSM/GPRS或类似的切换时，它包括信号提供部件，用于向源无线电网络控制节点发送信息消息，并且在执行切换时，由作为旧的分组数据支持节点的所述分组数据支持节点来处理复制。其目的具体来说在于，阻止源无线电网络控制节点根据本说明书的背景技术部分中的标准来执行分组数据复制。具体来说，源无线电网络控制节点包括RNC，旧的分组数据支持节点包括3G SGSN或CGSN，而目标无线电网络控制节点是BSS节点，新的分组数据支持节点是2G SGSN或CGSN。该信息消息可以由消息中的某一位置处的信息元素组成，或更常见地由现有使用的消息中的某一位置处的信息元素组成，优选地，该信息元素包括零信息或与复制不相关的信息或不执行复制的指令。具体来说，该信息元素是要转发设为空或NIL的数据的无线电接入载体。这意味着优选地，甚至不使无线电网络控制节点知道执行了复制，因此它完全不参与切换时的任何复制操作等，这些操作专门地由核心网络来处理，这是最大的优点。当然，在备选实施例中，该信息元素可以包括某种程度地指示不要执行复制等的一些信息，并且如果期望的话，它可以包含特定消息或可以使用的一些其他信息元素。
更有利地，只需在信息元素中没有任何信息(如果复制是由于例如移动台的切换所致)，信息元素中通常包含有关应发送复制的消息的信息和/或应将复制的消息发送到哪的信息。
在有利的实施例中，该分组数据支持节点适于控制复制相关的操作，使得它们专门在包括所述分组数据支持节点的核心网络内进行处理。
因此，还提供一种方法，包括如下步骤，在通过新的目标无线电网络控制节点建立至所述移动台的通信信道所涉及的切换准备过程完成之后；
在旧的或源分组数据节点中复制接收到的原始数据分组；
将接收到的原始数据分组发送到先前的源无线电网络控制节点；
将复制的数据分组发送到作为新的目标分组数据支持节点的分组数据支持节点，并将复制的数据分组从作为新的目标分组数据节点的分组数据支持节点发送到移动台。
具体来说，该方法包括如下步骤：当从新的目标无线电网络控制节点接收到消息时，终止在作为旧的源分组数据支持节点的分组数据支持节点中复制分组数据。
具体地来说，旧的源无线电网络控制节点包括WLAN接入点或宽带码分多址网的RNC，并且该方法还包括如下步骤：将信息消息从作为旧的分组数据支持节点的分组数据节点发送到源无线电网络控制节点。在一个实现中，信息消息发送步骤包括使用现有消息的信息元素。具体来说，具有现有消息中的信息元素的消息包括零数据消息，它间接指示不执行分组数据的复制，或信息元素不包含任何有关任何复制的信息。
具体来说，所有复制和发送复制的分组数据专门由核心网络的分组数据支持节点来处理，因此除了接收或不接收复制的分组数据外，接入网完全不参与此过程，尤其是甚至不知道该数据已被复制。
具体来说，至少目标无线电网络控制节点包括BSS节点，并在GSM/GPRS或类似网络内执行切换或切换到GSM/GPRS或类似网络。在一个实现中，作为旧的分组数据支持节点的分组数据支持节点也作为新的分组数据支持节点，甚至更具体地，它包括支持对实现不同无线电接入技术的接入网的接入的双接入节点。当然，一般来说，旧的和新的分组数据支持节点是不同的，并且例如旧的和/或新的分组数据支持节点可以包括SGSN或它们的其中之一可以包括CGSN或二者均包括CGSN。
应该明确的是本发明的概念不限于任何具体接入技术或不限于核心网络中的任何具体节点，除了这些节点应该具有与SGSN或CGSN等的功能性相似的功能性外。
附图说明
下文中将进一步以非限制形式并参考附图描述本发明，其中：
图1以图示方式说明根据本发明概念的一种实现、在其上处理切换的***，该***包括核心网络和接入网；
图2是根据本发明概念的SGSN的示意框图；
图3是图示从GSM/GPRS到WCDMA的SGSN间切换的序列图；
图4是旧的和新SGSN之间的SGSN间切换以实现WCDMA至GSM/GPRS的接入的序列图；以及
图5是描述从WCDMA到GSM/GPRS接入的SGSN间切换的序列图。
具体实施方式
根据本发明，始终由当前处理移动台的分组数据节点(例如SGSN)(在SGSN通过Gn/Gp接口至新的或目标分组数据支持节点或SGSN的情况中，还表示为旧的或源分组数据支持节点或具体为旧的SGSN)来执行双播或复制，而与移动台是否从一个无线电接入网的覆盖区移动到另一个接入网的覆盖区无关，并且也不考虑它是否从一种类型的无线电接入网覆盖区移动到另一种类型的无线电接入网覆盖区，以及具体来说不考虑它是否从例如WCDMA移动到GSM或GPRS覆盖区或从GSM/GPRS移动到WCDMA覆盖区或任何其他接入网。具体来说，当从WCDMA覆盖区移动、当现有技术中通常由源RNC执行复制时，复制或双播由旧的分组数据支持节点来执行。
由此，如果要求阻止在其他地方执行复制，则始终由核心网络中的分组数据支持节点(具体为SGSN或CGSN)来执行双播，包括使用3GPP标准化的信令消息。
图1以示意图形式图示核心网络的框图，该核心网络通过经Gn接口连接到SGSN 10A的GGSN 20接收分组数据，SGSN 10A通过Gn接口与另一个SGSN 10B通信。在该附图中，虚线图示支持信令的接口，而实线图示支持用户业务或有效负载(具体而言采用分组数据单元PDU的形式)的接口。在此附图中，其意在图示从具有RNC 31A的RNS无线电网络子***30A切换到BSS/GERAN 30B，假设第一SGSN10A作为旧的SGSN，而其他SGSN 10B作为新的SGSN。因此，假设移动台MS从通过RNC 31A的MS覆盖区移动到经由连接到BTS32B1(基站收发器站)的BSC(基站控制器)31B的BSS/GERAN覆盖区，在MS覆盖中移动台MS通过RNC 31A经Iu分组交换PS接口与旧的SGSN 10A通信，又与节点B 32A1通信，而BSC(基站控制器)31B经Gb接口与新的SGSN 10B实现接口。使用PS切换过程通过从源小区到目标小区的一个或多个分组流来切换MS。源和目标小区可以位于同一个BSS内(从而产生BSS内切换)、位于具有相同SGSN的不同BSS中(即SGSN间的切换)或属于不同的SGSN(SGSN间的切换)或具有不同无线电接入类型的***(RAT间切换、模式间切换)。在MS仍在经由节点B 32A1由RNC 31A覆盖的源小区中时，将目标小区中的无线电资源分配给MS，并以信号通知MS。还通过信号将实现目标小区中接入所需的目标小区的***信息通知MS。切换以划分成准备阶段和执行阶段的公知方式进行。在准备阶段期间，该过程包括如3GPP TS 43.129 v6.5.0，中描述的采用常规方式的步骤。
从此处，对于Iu至Gb模式的切换，这里假定旧的SGSN 10A执行到达的下行链路原始分组数据单元PDU的复制，将这些原始PDU发送到RNC 31A，将复制的PDU发送到新的SGSN 10B，新的SGSN10B将这些复制的PDU转发到BSC 31B。还假定旧的SGSN 10A将信息消息发送到RNC 31A，具体来说，使用现有的消息，其中将一个信息元素设为零，因此RNC 31A接收不到有关任何复制的为什么不像通常在因切换而需要复制或双播的情况下那样执行任何复制的信息。确切地来说，RNC 31A甚至将不知道有任何复制被执行(这里由旧的SGSN 10A执行)。具体地来说，在从SGSN 10A发送到RNC 31A的信令消息“重定位命令”中将信息元素“依据数据转发列表的RAB”设为零。具体地来说，RNC可以支持执行双播的标准化方式和SGSN中根据本发明实现的双播解决方案。
图2非常简略地图示分组数据支持节点或GPRS支持节点GSN，更具体为SGSN或CGSN 10A。应该明确的是分组数据支持节点10A非常简化，且仅示出为实现本发明而修改或所需的部件。因此，假定SGSN 10A包括控制部件11A，例如用于在SGSN中接收到PS切换请求或重定位请求确认消息时(具体取决于是WCDMA至GSM/GPRS的切换还是相反的切换)。控制部件11A因此控制复制部件12A，复制部件12A复制所述后来接收到的分组数据单元(具体来说直到PS切换完成为止，从目标BSS接收消息，或当重定位完成时，从目标RNC接收消息)，并将复制的PDU发送到新的(S)GSN(或如果相关的话，CGSN)。分组数据支持节点10A还包括信号提供部件13A，用于在存在从WCDMA至GSM/GPRS或相似的切换情况下将上述的消息提供到旧的RNC以阻止该RNC执行复制或趋向于不在RNC中启动复制。应该明确的是，如果从例如WCDMA更改到GSM/GPRS，则信号提供部件13A仅由控制部件激活，而如果在其他方向上存在切换，则无需发往任何RNC的信息消息。
图3是图示与本发明概念相关的SGSN间的GSM/GPRS至WCDMA切换时的IRAT PS切换的那些部分的序列图。因此，假定在节点SGSN(2G)中通过GTP-U接口从GGSN接收到分组数据单元或GTP-U分组(GPRS隧道协议-用户业务)。将最初从GGSN接收到的分组数据单元PDU从旧的SGSN转发到源BSS。旧的SGSN还执行复制，并将GTP-U PDU转发到新的SGSN(3G)，而非转发到目标RNC(像现有技术那样)。然后新的SGSN在分配的RAB(无线电接入载体)上将GTP-U PDU转发到目标RNC。因此，整个过程在核心网络内处理，而不涉及到接入网。由此，无需通知无线电网络上的任何节点有关复制过程的信息，而无线电网络节点不知道或无需知道分组从哪里来，甚至不知道它是否是复制的分组。
图4是图示与实现本发明概念相关的SGSN间WCDMA至GSM/GPRS切换的IRAT PS切换的一些部分的序列图。这里假定从GGSN将GTP-U分组接收到旧的SGSN。旧的SGSN将原始GTP-U分组发送到源RNC。除此之外，通过信令接口，旧的SGSN将重定位命令消息发送到源RNC，其中将信息元素“RAB转发数据”设为零或ML，这意味着源RNC将不执行现有技术***中执行的复制。旧的SGSN还将执行复制，并经由新的SGSN(2G)将复制的分组数据单元转发到目标BSS，然后将其转发到移动台。因此，复制过程完全在核心网络内处理。该过程开始于上述的准备阶段完成。
图5图示一实施例，其具有双模式SGSN，这里表示为支持通过WCDMA以及GSM/GPRS的接入的旧的SGSN，即它示出仅利用用于实现本发明概念所需的执行阶段的那些部分的IRAT PS切换或SGSN内WCDMA至GSM/GPRS切换。因此，假定作为旧的(也作为新的)SGSN从GGSN接收GTP-U分组。在常规方式中，它将GTP-U分组发送到源RNC(用于转发到MS)，但是它还通过信令接口向源RNC发送其中将信息元素设为零的重定位命令，正如参考图4所论述的。除此之外，它执行复制，并将复制的数据分组发送到目标BSS以便转发到移动台。
应该明确的是SGSN还可以是SGSN，即旧的分组数据支持节点或新的分组数据支持节点或二者均可以是CGSN，这意味着其中还包括GGSN功能性。还涵盖这样的实施例，其中在相同类型的接入网之间执行切换(附图中未明确图示)，而使用与专门图示的那些不同的相似接入网技术。
本发明的优点在于像ISRAU(SGSN间路由选择区域更新)过程中那样，在SGSN间切换的情况中，例如SGSN将使用标准分组转发，即将使用SGSN之间的Gn/Gp接口。这意味着运营商将能够控制漫游业务。优点还有，对SGSN中转发的分组计费可以仅对旧的和新的SGSN中的非转发的分组进行，这意味着将避免复制计费。优点还有，复制等专门由核心网络来处理，而完全无需涉及到接入网。还有在其他一些方面中，本发明不局限于专门图示的实施例，而是在所附权利要求的范围内可以通过多种方式改变它。

Claims (24)

1.一种在核心网络中的且通过无线电网络控制节点(RNC；BSC)可连接到至少一个无线电接入网(BSS/GERAN；RNS)的分组数据支持节点，其特征在于，所述分组数据支持节点包括：复制部件，用于复制发往移动台的原始下行链路数据分组，其中为所述移动台执行从作为源节点的分组数据支持节点到作为目标节点的分组数据支持节点的切换；控制部件，用于激活将复制的数据分组发送到作为目标节点的分组数据支持节点以便转发到所述移动台，使得将所述原始下行链路数据分组从所述源分组数据节点通过源无线电接入节点发送到所述移动台，以及将所复制的数据分组从作为目标节点的分组数据源节点通过目标无线电接入节点发送到所述移动台。
2.如权利要求1所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点适于处理通过无线电网络控制节点对一个无线电接入网的接入。
3.如权利要求2所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点适于处理通过无线电网络控制器(RNC)对无线局域网WLAN或宽带码分多址WCDMA网络的接入。
4.如权利要求1所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点包括双或多接入分组数据支持节点，所述双或多接入分组数据支持节点支持通过实现相同的不同接入技术的两个或两个以上接入网的接入。
5.如权利要求4所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点适于支持如通过RNC的WCDMA接入技术和通过如GERAN的BSS的2G/3G接入技术。
6.如前面权利要求中任一项所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点适于将原始数据分组发送到作为源接入节点的第一无线电接入网节点并将复制的分组数据发送到作为要切换到的新的目标分组数据支持节点的分组数据支持节点。
7.如权利要求6所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点包括SGSN，如2G-SGSN或3G-SGSN或CGSN。
8.如权利要求7所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点适于将所述原始数据分组发送到2G接入网的源BSS，或发送到3G接入网的源RNC，以及所述分组数据支持节点适于分别发起将所复制的数据分组经由所述核心网络的新的(3G-)SGSN或CGSN发送到目标RNC或发送到目标BSS以实现2G接入。
9.如权利要求1-8中任一项所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点包括信号提供部件，用于在执行切换时向源无线电接入网控制节点发送信息消息，并且当所述分组数据支持节点作为旧的源分组数据支持节点时由所述分组数据支持节点处理复制。
10.如权利要求9所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述源无线电网络控制节点包括RNC，以及所述旧的源分组数据支持节点包括3G-SGSN或CGSN，所述目标无线电网络控制节点是BSS节点，所述新的目标分组数据支持节点是用于从宽带码分多址(WCDMA)网络切换到GSM/GPRS接入网的2G-SGSN或CGSN。
11.如权利要求9或10所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述信息消息由重定位命令消息中的信息元素组成，所述信息元素不包含信息或不包含与复制相关的信息或包含不执行复制的指令。
12.如权利要求11所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述信息元素是“用于转发数据的无线电接入载体”以及所述信息元素被设为零(空或NIL)。
13.如权利要求1-12中任一项所述的分组数据支持节点，其特征在于，
所述分组数据支持节点适于控制与复制相关的操作，从而仅在包括所述分组数据支持节点的核心网络内处理所述操作。
14.一种处理通过核心网络和接入网在至移动台的下行链路上的分组数据的通信的方法，所述核心网络包括分组数据支持节点，所述接入网包括无线电网络控制节点，切换涉及从作为旧的或当前源分组数据支持节点的分组数据支持节点更改到作为新的目标分组数据支持节点的分组数据节点，其特征在于，在通过新的目标无线电网络控制节点建立至所述移动台的通信信道所涉及的切换准备过程完成之后，所述方法包括如下步骤：
在所述旧的源分组数据节点中复制接收到的原始数据分组，
将接收到的原始数据分组发送到先前的源无线电网络控制节点，
将所复制的数据分组发送到作为新的目标分组数据支持节点的分组数据支持节点，
将所复制的数据分组从作为新的目标分组数据节点的所述分组数据支持节点发送到所述移动台。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
当从所述新的目标无线电网络控制节点接收到消息时，终止在作为旧的源分组数据支持节点的所述分组数据支持节点中复制分组数据。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，
所述旧的源无线电网络控制节点包括WLAN接入点或宽带码分多址网的RNC，并且所述方法还包括如下步骤：
将信息消息从作为旧的源分组数据节点的所述分组数据支持节点发送到所述源无线电网络控制节点。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述信息消息发送步骤包括：
使用现有消息的信息元素作为所述信息消息。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，
所述信息消息或信息元素包括间接地指示所述无线电网络控制节点将不执行分组数据的复制的零、空、数据消息，例如NIL，。
19.如权利要求14-18中的任一项所述的方法，其特征在于，
所有复制和发送复制的数据分组专门由所述核心网络的分组数据支持节点来处理。
20.如权利要求14-15中的任一项所述的方法，其特征在于，
至少所述目标无线电网络控制节点包括BSS节点，并在GSM/GPRS网络内进行切换或切换到GSM/GPRS网络。
21.如权利要求14-20中的任一项所述的方法，其特征在于，
作为旧的分组数据支持节点的所述分组数据支持节点还作为新的分组数据节点。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，
作为旧的分组数据支持节点并且作为新的分组数据支持节点的分组数据支持节点是支持如WCDMA以及GSM/GPRS接入的双接入支持节点。
23.如权利要求14-20中的任一项所述的方法，其特征在于，
所述旧的分组数据支持节点和新的分组数据支持节点是分开的或不同的节点。
24.如权利要求14-23中的任一项所述的方法，其特征在于，
所述旧的分组数据支持节点和/或新的分组数据支持节点包括SGSN和CGSN。
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