專利名稱：在無線局域網(wǎng)中與移動站和陸上公用移動網(wǎng)通信的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及網(wǎng)絡(luò)通信，特別涉及一種對于WLAN-UMTS(通用移動電信系統(tǒng))通信使作為陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)的無線局域網(wǎng)的(WLAN)互通的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)是在名為IMT-2000(國際移動電信-2000)的框架內(nèi)發(fā)展起來的“第三代”(3G)移動通信系統(tǒng)。UMTS將在開拓大量高質(zhì)量無線多媒體通信的市場上扮演關(guān)鍵角色。UMTS將使許多無線性能變?yōu)榭赡?，可?jīng)由固定、無線和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)向移動用戶傳送高質(zhì)量的寬帶信息、商業(yè)和娛樂服務(wù)。UMTS將加速在電信、信息技術(shù)、媒體和內(nèi)容產(chǎn)業(yè)之間的集中以傳送新的服務(wù)和創(chuàng)建產(chǎn)生收益的服務(wù)。在大多數(shù)情形中，UMTS將在帶有全球漫游和其它先進性能的固定條件下以達到2Mbit/秒的數(shù)據(jù)速率傳送低損耗、高容量的移動通信。
與WLAN(無線局域網(wǎng))相比，UMTS網(wǎng)的一個缺點是高頻譜損耗和低數(shù)據(jù)速率。因此用諸如IEEE 802.11和ETSI Hiperlan2的未許可的波帶、高數(shù)據(jù)速率的WLAN來補充UMTS以節(jié)省UMTS無線電資源和增加UMTS RAN(無線電接入網(wǎng))的效率是有利的。
因此，需要一種系統(tǒng)和方法，其能利用WLAN帶寬來補充UMTS帶寬以增加總體性能和效率。還需要一種結(jié)構(gòu)，其中WLAN覆蓋區(qū)域能通過PLMN間中樞鏈路作為另一個陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)與UMTS網(wǎng)交互。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一種電信系統(tǒng)包括用于向用戶提供無線服務(wù)的陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)、以及在PLMN外部運行的無線局域網(wǎng)(WLAN)。PLMN間中樞鏈路將WLAN連接到PLMN，并且將互通功能元件(interworking function)耦合到WLAN，以便提供在PLMN和WLAN間的無縫交互來增加提供給PLMN用戶的可用服務(wù)帶寬。
在其它實施例中，PLMN可能包括SM/GMM(會話管理(SM)/GPRS移動管理(GMM))過程，所述過程在WLAN中被重復(fù)使用，因為在移動雙協(xié)議堆棧和在互通功能元件(IWF)到WLAN的接口中使用了適配層來模仿RRC(無線電資源控制)的功能性。所述系統(tǒng)可以還包括在GGSN和IWF間的GPRS隧道(tunneling)協(xié)議(GTP)隧道，其僅用于來自GGSN的下行鏈路流量(traffic)以減少系統(tǒng)流量。所述系統(tǒng)可包括到服務(wù)供應(yīng)商的單個附接點以便為PLMN和附加的WLAN服務(wù)，從而保留在WLAN中經(jīng)由顧客底層的控制。
一種用于增加陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)帶寬的方法，包括通過PLMN間接口將無線局域網(wǎng)(WLAN)連接到所述PLMN，并且提供互通功能元件，其與所述接口通信來轉(zhuǎn)換PLMN和WLAN之間的協(xié)議，從而從WLAN接收到的通信看起來像是來自另一個UMTS/GPRS PLMN，并且發(fā)送到WLAN的通信看起來像是來自WLAN內(nèi)。
一種使用無線局域網(wǎng)(WLAN)作為陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)的方法，包括使用Gp接口經(jīng)由PLMN間中樞鏈路將通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)PLMN連接到所述WLAN，所述Gp接口通過使用能提供協(xié)議兼容性的互通功能元件來向UMTS PLMN和WLAN提供接口；以及使用所述WLAN來為UMTS PLMN用戶服務(wù)。
一種用于在無線局域網(wǎng)中與移動站和所選擇的陸上公用移動網(wǎng)通信的方法，包括以下步驟廣播路由區(qū)標識符；響應(yīng)于所述廣播而從進入無線局域網(wǎng)的覆蓋區(qū)域中的移動站接收路由區(qū)更新請求；使用Gp接口、經(jīng)由陸上公用移動網(wǎng)間中樞鏈路，向所選擇的陸上公用移動網(wǎng)的服務(wù)通用分組無線電業(yè)務(wù)支持節(jié)點發(fā)送路由區(qū)更新請求，其中所述無線局域網(wǎng)對于所選擇的陸上公用移動網(wǎng)表現(xiàn)為邏輯陸上公用移動網(wǎng)；和經(jīng)由陸上公用移動網(wǎng)間中樞鏈路從服務(wù)通用分組無線電業(yè)務(wù)支持節(jié)點接收上下文響應(yīng)。


通過結(jié)合附圖考慮將要詳細描述的示例性實施例，本發(fā)明的優(yōu)點、特征和各種其它特性將會變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有連接到UMTS PLMN的WLAN的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的連接到UMTS PLMN的WLAN的示例性系統(tǒng)圖，所述WLAN將作為WLAN PLMN來使用；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的互通功能元件接口的用戶平面堆棧圖，互通功能元件接口創(chuàng)建在WLAN移動站和UMTS PLMN之間的協(xié)議兼容性；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的控制平面堆棧圖，其示出了能在WLAN移動站和UMTS PLMN間創(chuàng)建協(xié)議兼容性的互通功能元件接口；和圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的說明圖，其示出了在WLAN和UMTS PLMN間的路由區(qū)變化。
應(yīng)當明白附圖是為了說明本發(fā)明的概念以及它并不是用于說明本發(fā)明的唯一的可能構(gòu)造。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種在無線/無線電網(wǎng)絡(luò)中利用可用帶寬的方法和系統(tǒng)。提供這樣一種結(jié)構(gòu)，即其中無線局域網(wǎng)(WLAN)覆蓋區(qū)域通過PLMN間中樞鏈路作為另一個陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)與通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)網(wǎng)交互。
在兩個PLMN間使用漫游。在標題為“Numbering，addressing andidentification”的3G TS 23.003中非常簡要地討論了一種支持PLMN間漫游的可能方法。當移動站(MS)或用戶設(shè)備(UE)從SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點)漫游到在另一個PLMN中的SGSN時，新的SGSN可能無法訪問舊SGSN的地址。作為替代，SGSN將舊RA(無線電接入)信息轉(zhuǎn)換成邏輯名。接著所述SGSN可以使用邏輯地址(例如，邏輯SGSN)從域名服務(wù)器(DNS)獲取舊SGSN的IP地址。每個PLMN都應(yīng)當包括一個DNS服務(wù)器。
在GPRS中引入DNS概念提供了當涉及例如GPRS支持節(jié)點(GSN)時使用邏輯名代替IP地址的可能性，于是在PLMN節(jié)點尋址時提供了靈活性。支持無縫PLMN間漫游的另一種方法是將SGSN IP地址存儲在HLR(歸屬位置寄存器)中以及在需要時請求所述地址。TS 23003聲明陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)是通過它的PLMN標識符被唯一地識別的。
PLMN-Id由移動國家代碼(MCC)和移動網(wǎng)絡(luò)代碼(MNC)組成。根據(jù)本說明，存在MS可以接收在不同PLMN中的兩個小區(qū)的地方，并且也可以存在重疊的PLMN。在此情形中，NAS(非訪問層)可以通過維護等效PLMN和禁止PLMN的列表來控制小區(qū)選擇。對于根據(jù)由NAS提供的信息的PLMN選擇、小區(qū)選擇、小區(qū)重新選擇和移交，等效PLMN是被認為等效于由UE選擇的PLMN的PLMN。在移動具有所存儲的“等效PLMN”列表的情形，如果PLMN比當前服務(wù)PLMN具有高優(yōu)先級，所述移動應(yīng)當僅選擇存儲在“等效PLMN”列表中的PLMN。在每個位置更新過程、路由區(qū)更新過程和GPRS附加過程的末尾替換或刪除此列表。類似地，MS應(yīng)當包含“GPRS服務(wù)的禁止PLMN”列表，其中禁止PLMN是不允許附加MS的PLMN。說明書還聲明只要新的PLMN不在禁止列表中，MS應(yīng)當在從一個PLMN路由區(qū)移動到另一個PLMN路由區(qū)時啟動標準路由區(qū)更新過程。
提供許多結(jié)構(gòu)用來在WLAN覆蓋區(qū)域和其它無線電接入技術(shù)(RAT)諸如UMTS之間進行互通。提出一種新方法，通過將WLAN定義為另一個PLMN和隨之使用PLMN間中樞鏈路在WLAN和UMTS網(wǎng)絡(luò)間進行通信，以協(xié)助使用任何存在的WLAN覆蓋區(qū)域來補充UMTS網(wǎng)絡(luò)。重新使用3G網(wǎng)絡(luò)的QoS(服務(wù)質(zhì)量)協(xié)商、移動性和AAA(鑒定、授權(quán)和核算)。任何人都可以擁有WLAN。換而言之，相同的服務(wù)供應(yīng)商不可能擁有兩個完全不同的互通網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明提供一種支持從基于邏輯PLMN的WLAN漫游到他家庭的PLMN的性能的方法。很方便地，本發(fā)明能夠工作于任何需要使用PLMN間漫游標準來彼此互通的兩個完全不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(例如，通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)/CDMA2000、DSL網(wǎng)、電纜網(wǎng)或衛(wèi)星網(wǎng))中。
應(yīng)當明白根據(jù)說明性的WLAN-UTMS UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系描述了本發(fā)明；然而，本發(fā)明更寬泛，可以包括任何能夠提供電信服務(wù)的無線/無線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。應(yīng)當明白可以以各種各樣形式的硬件、軟件或它們的結(jié)合來實現(xiàn)圖中所示的元件。這些元件最好能在可能包含處理器、內(nèi)存和輸入/輸出接口的一個或多個適當編程的多用途器件上的硬件上實現(xiàn)。
現(xiàn)在詳細參照附圖，其中在這幾個視圖中相同的附圖標記表示相似或相同的元件，從圖1開始，示出了經(jīng)由無線/無線電網(wǎng)用于集成聲音、數(shù)據(jù)、視頻和其它服務(wù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10被當作用于使用根據(jù)本發(fā)明的所述發(fā)明方法和系統(tǒng)的典型WLAN-UMTS環(huán)境。本技術(shù)領(lǐng)域人員熟知的組成本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的單獨塊組件的細節(jié)將僅僅詳細地描述用來足夠說明本發(fā)明。
根據(jù)UMTS網(wǎng)絡(luò)12和WLAN無線網(wǎng)絡(luò)14(例如，這些網(wǎng)絡(luò)可能使用IEEE802.11和HIPERLAN2標準)說明性地描述了本發(fā)明。UMTS移動網(wǎng)絡(luò)12(例如，第三代(3G)網(wǎng)絡(luò))與包括節(jié)點B 11和無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)9的無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)8進行通信。RAN8依次附加到核心網(wǎng)絡(luò)(CN)13，其包括諸如SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點)28的基于分組的服務(wù)、諸如MSC(移動切換中心)21的基于回路的服務(wù)和諸如GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點)24的通向其它PLMN的網(wǎng)關(guān)。核心網(wǎng)絡(luò)13支持與公共切換電話網(wǎng)(PSTN)5和因特網(wǎng)7之間的連接/接口。
核心網(wǎng)絡(luò)13可以包括其它組件。例如，可以提供歸屬位置寄存器50，其存儲用戶的簡檔和移動站(MS)40的鑒定矢量。由本發(fā)明，通過使用互通功能元件25，使用邊界網(wǎng)關(guān)(BG)26和PLMN間中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)18，經(jīng)由G接口(稱為Gp接口)將網(wǎng)絡(luò)12(例如，PLMN)連接到無線LAN14。MS 40在接入點30連接，并且當MS 40在無線電接入網(wǎng)絡(luò)間漫游時根據(jù)本發(fā)明MS 40可以在WLAN 14和UMTS 12之間無縫地切換。
WLAN互通功能元件(IWF)25繞過RNC 9并且連接到SGSN 28(假定分組切換(PS)服務(wù))。GGSN 24維護分組數(shù)據(jù)(PD)層的移動性，但是IWF 25需要與SGSN 28通信以提供用于在網(wǎng)絡(luò)12和14的兩個物理層接口間切換(handoff)的移動性。這可以通過在如圖3和4中所示的IWF 25和SGSN 28間提供Gp接口來實現(xiàn)。于是3G SGSN 28把IWF 25看成是‘邏輯’GGSN或是在另一個PLMN中的偽SGSN。
SGSN(IWF)-GGSN部分在處理高數(shù)據(jù)速率的WLAN熱區(qū)時可能成為瓶頸。在那種情形中，另一個選擇是將在GGSN 24和IWF 25間使用GPRS通道協(xié)議(GTP)，其僅用于在MS 40的用戶設(shè)備(UE)的來自GGSN 24的下行鏈路流量。對于其它所有流量，WLAN 14向UE提供通用因特網(wǎng)接入。這減少了穿過SGSN-GGSN的流量。
參照圖2，在這個例子中，存在兩種中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)。它們稱為PLMN內(nèi)中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)20和PLMN間中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)18。PLMN內(nèi)中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)20最好包括在同一PLMN 12內(nèi)互連到GSN(網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點)(未示出)的網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)。PLMN間中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)18最好包括在不同PLMN(例如，PLMN 12和14)中互連到GSN和PLMN內(nèi)中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)18的數(shù)據(jù)分組(DP)網(wǎng)絡(luò)。每個PLMN內(nèi)中樞鏈路網(wǎng)絡(luò)18最好是僅專用于分組域數(shù)據(jù)和信令的私有DP網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明，WLAN中樞鏈路網(wǎng)22被用作PLMN內(nèi)中樞鏈路。
使用邊界網(wǎng)關(guān)(BG)26和PLMN間中樞鏈路網(wǎng)18，方便地經(jīng)由Gp接口連接兩個PLMN內(nèi)中樞鏈路網(wǎng)20和22。通過供應(yīng)商間的漫游協(xié)議或可能編入該網(wǎng)絡(luò)的其它默認選項來選擇PLMN間中樞鏈路網(wǎng)18。所述漫游協(xié)議最好也包括BG 26的安全功能性。盡管可能包含其它類型的網(wǎng)絡(luò)，PLMN間中樞鏈路18也可能包含在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)16中，例如公共因特網(wǎng)或租用線。
WLAN PLMN 14包括多個接入點30，該接入點被提供用來允許無線用戶設(shè)備(UE)或移動站(MS)接入和使用WLAN。可以使用路由器27和適當?shù)陌踩蛥f(xié)議接口(例如，Gi)經(jīng)由分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)16來傳送這些信息。
通過本發(fā)明，WLAN 14被實現(xiàn)為另一個PLMN，并且IWF(互通功能元件)25經(jīng)由Gp接口穿過PLMN間中樞鏈路18與UMTS網(wǎng)絡(luò)12交互。實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的一個方法包括將IWF 25當作邏輯SGSN(類似于SGSN 28)，用于當SGSN和/或GGSN在不同PLMN時以類似方式經(jīng)由Gp接口與在UMTSPLMN中的“舊”SGSN進行通信，并且它們經(jīng)由Gp接口互連在一起。以這種方法，UMTS PLMN 12通過在WLAN環(huán)境中的IWF 25連接，就好像所述IWF 25是在另一個PLMN中的SGSN或GGSN一樣。Gp接口提供Gn接口的功能性，附加對于PLMN間通信所需的安全功能性。安全功能性基于在操作員間(例如，在WLAN網(wǎng)14和3G(UMTS)網(wǎng)12的操作員間)的共有協(xié)議。Gn接口連接在同一PLMN的SSGN和GGSN之間，而Gp接口連接在不同PLMN的SSGN和GGSN之間。
參照圖3和圖4，說明性地示出了用于圖2的結(jié)構(gòu)10的用戶平面堆棧和控制平面堆棧。IWF 25提供邏輯SGSN或偽SGSN來作為接口。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明，與WLAN連接的移動站(MS)40可以與SGSN 28相連接，該SGSN 28與3G UMTS PLMN 12相連。應(yīng)當理解，可以根據(jù)特定應(yīng)用和漫游協(xié)議(包括安全特性)來修改協(xié)議堆棧，并且示出的堆棧是說明性的以及其目的是用于論證本發(fā)明的具體有用的實施例。圖3圖解說明了用戶(數(shù)據(jù))平面堆棧協(xié)議，而圖4圖解說明了控制/信令堆?？刂?。
如本技術(shù)領(lǐng)域人員所理解的，圖3中MS 40的用戶平面堆棧具有雙堆棧(WLAN和UMTS)，該雙堆棧包括應(yīng)用層、傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(TCP/UDP)層、網(wǎng)際協(xié)議層(IP)、WLAN媒體訪問控制/無線電鏈接控制/邏輯鏈接控制(MAC/RLC/LLC)層和WLAN物理層；UMTS部分也包括分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)、無線電連接控制(RLC)與MAC層和UMTS物理層(PHY)。IWF 25經(jīng)由與3G UMTS系統(tǒng)的SGSN兼容的接口將經(jīng)由WLAN接口從移動接收到的任何數(shù)據(jù)/信息傳送到UMTS網(wǎng)絡(luò)。例如，IWF 25經(jīng)由用于用戶平面(GTP-U)、UDP和IP的網(wǎng)關(guān)隧道協(xié)議將經(jīng)由WLAN MAC/LLC接收到的數(shù)據(jù)傳送到UMTS SGSN 28。
在控制平面中執(zhí)行類似的轉(zhuǎn)換。如本技術(shù)領(lǐng)域人員的理解，圖4中的MS40的控制平面堆棧包括公共信令應(yīng)用層、會話管理層(SM)、GPRS移動管理層(GMM)；RRC(無線電資源控制)層、RLC/MAC層和用于UMTS接口的UMTS物理層；以及經(jīng)由WLAN接口用于無線電資源控制(RRC)的適配層、WLAN MAC/LLC層、和WLAN PHY層。MS 40中的適配層(AL)模仿對應(yīng)于RRC服務(wù)的接口功能。甚至在WLAN中都有必要重新使用3G移動堆棧的會話管理(SM)和GPRS移動管理(GMM)層。IWF適配層(AL)可扮演輕RRC的角色以及經(jīng)由與3G UMTS系統(tǒng)的SGSN兼容的協(xié)議將經(jīng)由WLAN MAC/LLC層接收的來自MS 40的任何控制信號信息(SM/GMM消息)傳送到SGSN 28。像前面一樣，IWF 25經(jīng)由Gp接口將SM/SMM信令傳送到3G SGSN，并且可以被使用成對3G網(wǎng)絡(luò)來說好像是天然的。
本發(fā)明至少提供以下優(yōu)點。使用3G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)協(xié)商、移動性、AAA過程來使得整個系統(tǒng)在增加的帶寬、質(zhì)量和兼容性上具有更高的效率。所有網(wǎng)絡(luò)操作員可以在熱區(qū)共享WLAN資源，在正常流量的情況下系統(tǒng)資源在所述熱區(qū)可能過載。通過制定適當?shù)穆螀f(xié)議，任何操作員可以“擁有”WLAN以及與UMTS操作員建立可信賴關(guān)系。換而言之，來自任何操作員的用戶都可以具有從基于邏輯PLMN的WLAN漫游到他的家庭PLMN或其它指定的PLMN的能力。本發(fā)明能夠工作于任何能與WLAN互通的系統(tǒng)(GPRS/CDMA 2000)中。
很方便地，根據(jù)本發(fā)明，使用WLAN，可以給所有用戶提供需要的帶寬來維持QoS。例如，3G操作員可以使用已經(jīng)調(diào)度的存在的WLAN而不是調(diào)度他們自己的在熱區(qū)中的WLAN來增加他們的網(wǎng)絡(luò)性能。此外，當用戶進入WLAN覆蓋區(qū)域時，可以使用WLAN無線電資源以釋放3G RAT的無線電資源。通過使用IWF來創(chuàng)建兼容的協(xié)議和信息交換，在本發(fā)明的PLMN和WLAN之間的通信是無縫的。
參照圖5，說明性地示出了本發(fā)明一個示例性實施例的方框圖，其示出了在路由區(qū)變化方案中的實體間的交互作用。所述方框圖示出了移動站(MS)40、UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)42、新IWF-SGSN 44(為使用WLAN的資源而創(chuàng)建)、舊3G-SGSN 46、GGSN 24、新移動切換中心/訪問者位置寄存器(MSC/VLR)48、歸屬位置寄存器(HLR)50和舊MSC/VLR 52。在此方案中，MS進入高流量區(qū)域(熱區(qū))，其中UMTS資源嚴重過載。所述系統(tǒng)使用WLAN(IWF)以更有效率地利用3G UMTS的資源，3G UMTS用所述WLAN來補充它的性能。在步驟101中，MS 40向IWF-SGSN 44發(fā)出路由區(qū)更新請求。如果MS在分組移動管理(PMM)中空閑，在步驟101，IWF-SGSN 44經(jīng)由Gp接口向舊3G SSGN 46發(fā)出上下文請求以執(zhí)行路由區(qū)更新。如果在空閑模式中，在步驟102，IWF 44向SGSN 46發(fā)出SGSN上下文請求。在步驟105，SGSN 46向IWF-SGSN 44提供上下文響應(yīng)。如果MS 40處于PMM連接模式，在步驟103，向UTRAN 42發(fā)出SRNS(服務(wù)無線電網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng))上下文響應(yīng)，并且在步驟104，向3G-SGSN 46返回一個響應(yīng)。
當用戶在WLAN覆蓋區(qū)域時，在步驟106，在MS 40和IWF-SGSN 44間運用安全功能，就好像它處在UMTS覆蓋區(qū)域中一樣。在步驟107中提供附加的安全過程以驗證新IWF-SGSN 44。在步驟108中從IWF-SGSN 44中向SGSN 46發(fā)送上下文確認。在步驟109中，IWF-SGSN 44向GGSN 24發(fā)送分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文請求，其中所述GGSN 24在步驟110中用上下文響應(yīng)來響應(yīng)。
當MS 40從SGSN 46漫游到在另一個PLMN中的SGSN 44時，新SGSN44不能訪問舊SGSN 46的地址。作為替代，SGSN 44可以將舊RA信息轉(zhuǎn)換成邏輯名。接著所述SGSN可能使用所述邏輯地址從域名服務(wù)器(DNS)中獲取舊SGSN的IP地址。每個PLMN都應(yīng)當包括一個DNS服務(wù)器。在GPRS中引入DNS的概念可以提供當涉及例如GSN時使用邏輯名代替IP地址的可能性，于是在PLMN節(jié)點尋址時提供移動性。支持無縫PLMN間漫游的另一方法是將SGSN IP地址存儲在HLR(歸屬位置寄存器)50中，并且在需要時請求所述地址。
移動性WLAN具有作為獨立PLMN來支持PLMN間漫游的所有可操作性的功能。在被3G網(wǎng)絡(luò)附上高優(yōu)先級時，WLAN可以被包含在MS的“等效PLMN”列表中，因此當WLAN覆蓋與UMTS覆蓋PLMN交迭時，由MS選擇WLANPLMN。在步驟111-120中，新的SGSN(IWF 25)44通過向HLR 50發(fā)送更新位置(SGSN編號、SGSN地址和國際移動用戶鑒定(IMSI))來向HLR 50告知SGSN的變化。執(zhí)行請求、響應(yīng)和確認。當MS 40根據(jù)MS 40的分組移動管理(PMM)的狀態(tài)在步驟102-105中由舊SGSN 46使其生效的基礎(chǔ)上向UTRAN 42發(fā)送清楚的信令連接釋放時，步驟111和114執(zhí)行l(wèi)u(在RNC和SGSN間的接口)釋放序列。在舊VLR/MSC 52和新的VLR/MSC 48間的訪問者位置寄存器VLR中執(zhí)行相似的過程以更新位置。步驟120-125提供此更新序列。
新的SGSN(IWF)44可能沒有向HLR 50提供Gr接口(在HLR和SGSN間的接口)，因此，在這種情形中，步驟111-126和129可以略過。在步驟126中，將位置更新接受從新的VLR/MSC 48中傳送到IWF SGSN 44。路由區(qū)變化在步驟127中被更新和接收，以及在步驟128中完成。在步驟129中，PTMSI(分組臨時移動用戶身份)再分配可能被執(zhí)行并且如果需要可能被完成。
所述IWF指的是IWF 25(圖1和2)，并且使用IWF-SGSN 44來指示系統(tǒng)的接口位置。這些術(shù)語是同義的并且可以容易地相互交換。如參照圖5描述的方法將說明性地描述下面的場景。
1.UMTS到WLAN的登錄如果UMTS SGSN覆蓋一個路由區(qū)(RA)而WLAN覆蓋區(qū)域是另一個RA，則WLAN IWF可以廣播新的路由區(qū)標識符(RAI)(由UMTS網(wǎng)絡(luò)預(yù)分配的)。通過將存儲在用戶設(shè)備(UE)或移動站(MS)中的GPRS移動管理(GMM)上下文中的RAI與從IWF接收的RAI相比較，MS或UE檢測是否必須執(zhí)行RA更新(SGSN間)。參照圖5描述了此過程。對于SGSN間RA更新，新SGSN(IWF)通過向HLR發(fā)送更新位置(SGSN編號、SGSN地址、和國際移動用戶識別(IMSI))向HLR通知SGSN的變化。但是，在如圖5所描述的情形中，新SGSN(IWF)可能沒有實現(xiàn)朝向HLR的Gr接口，因此該步驟和其它識別步驟被跳過。當根據(jù)UE的分組移動管理(PMM)狀態(tài)由舊SGSN驗證UE時UE向UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)發(fā)送清楚的信令連接釋放時，lu釋放序列發(fā)生。
2.WLAN到UMTS的登錄當重新登錄UMTS網(wǎng)絡(luò)時，UE再次執(zhí)行SGSN間路由區(qū)更新并且重復(fù)圖5的方法，除了這次新SGSN是UMTS SGSN而舊SGSN是IWF。當UE返回到UMTS網(wǎng)絡(luò)時，最好執(zhí)行3G安全過程來重新驗證UE。如果在進入WLAN中，IWF沒有更新HLR并且UMTS SGSN在它的上下文中標記了移動切換中心(MSC)/訪問者位置寄存器(VLR)聯(lián)合，GGSN和HLR中的信息是無效的，因此，當MS啟動路由區(qū)更新過程返回UMTS SGSN時，它觸發(fā)了在UMTS SGSN中的MSC/VLR、GGSN和HLR的信息被更新/驗證。
安全性有利的是，當UE使用與3G SGSN連接的HLR接口移動到WLAN時，可以重新使用3G安全過程來驗證UE。但是，需要附加的由PLMN間通信所要求的安全功能性。
通過本發(fā)明，對于會話和移動管理，雙堆棧移動單元和IWF使用適配層(AL)，所述適配層能夠使用從移動到3G SGSN的現(xiàn)有SM/GMM過程。本發(fā)明甚至能在WLAN中方便地重新使用UMTS的SM/GMM過程，因為在移動雙協(xié)議堆棧和在IWF WLAN接口中使用了AL來模仿輕RRC的功能性。服務(wù)供應(yīng)商僅需要一個附接點來為3G網(wǎng)絡(luò)和附加的WLAN服務(wù)，所述WLAN服務(wù)幫助供應(yīng)商在WLAN中經(jīng)由他的顧客層來保留嚴密的控制。本發(fā)明還具有優(yōu)點避免了像在UMTS網(wǎng)絡(luò)(GGSN-SGSN和SGSN-RNC)中的雙GTP封裝，因為在WLAN覆蓋區(qū)域僅完成了GGSN-IWF的封裝。對于本發(fā)明的互通結(jié)構(gòu)，不需要修改現(xiàn)有的UMTS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并且提供了無縫移交(例如，不停止會話)。
盡管對于無線局域網(wǎng)WLAN/通用移動電信系統(tǒng)互通已經(jīng)描述了作為陸上公用移動網(wǎng)的WLAN的優(yōu)選實施例(其目的是說明性的而不是限定)，但是應(yīng)當注意，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以依照上面的示教作出修改和變更。因此應(yīng)當明白，在如所附權(quán)利要求所概括的本發(fā)明的精神和范疇之內(nèi)可以在公開的本發(fā)明的特殊實施例中做出更改。因此盡管已經(jīng)用專利法要求的細節(jié)和特性描述了本發(fā)明，但是權(quán)利要求和需要的東西受在所附權(quán)利要求中提出的專利許可證的保護。
權(quán)利要求
1.一種用于在無線局域網(wǎng)中與移動站和所選擇的陸上公用移動網(wǎng)通信的方法，包括以下步驟廣播路由區(qū)標識符；響應(yīng)于所述廣播而從進入無線局域網(wǎng)的覆蓋區(qū)域中的移動站接收路由區(qū)更新請求；使用Gp接口、經(jīng)由陸上公用移動網(wǎng)間中樞鏈路，向所選擇的陸上公用移動網(wǎng)的服務(wù)通用分組無線電業(yè)務(wù)支持節(jié)點發(fā)送路由區(qū)更新請求，其中所述無線局域網(wǎng)對于所選擇的陸上公用移動網(wǎng)表現(xiàn)為邏輯陸上公用移動網(wǎng)；和經(jīng)由陸上公用移動網(wǎng)間中樞鏈路從服務(wù)通用分組無線電業(yè)務(wù)支持節(jié)點接收上下文響應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所選擇的陸上公用移動網(wǎng)包括通用移動電信系統(tǒng)網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟提供模仿服務(wù)通用分組無線電業(yè)務(wù)支持節(jié)點的功能的互通功能元件，使得無線局域網(wǎng)對于所選擇的陸上公用移動網(wǎng)表現(xiàn)為另一個陸上公用移動網(wǎng)。
全文摘要
一種電信系統(tǒng)包括用于將無線服務(wù)提供給用戶的陸上公用移動網(wǎng)(PLMN)以及將所述PLMN外部充當獨立PLMN的無線局域網(wǎng)(WLAN)。PLMN間中樞鏈路將WLAN連接到PLMN，并且互通功能元件耦合到WLAN，以便提供PLMN與WLAN之間的無縫交互，從而增加為PLMN用戶提供的可用服務(wù)帶寬。
文檔編號H04W36/14GK1905511SQ200610110730
公開日2007年1月31日 申請日期2003年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月17日
發(fā)明者謝利·弗馬, 查爾斯·C·王, 庫馬·拉馬斯沃米 申請人:湯姆森特許公司