專利名稱：用于無線接入網(wǎng)中的位置管理的方法及其網(wǎng)元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在無線接入網(wǎng)中進行位置管理的方法及其網(wǎng)元。
背景技術：
現(xiàn)代無線接入網(wǎng)，例如，UTRAN(UMTS陸地無線接入網(wǎng)；UMTS通用移動電信系統(tǒng))，的結構和設計變得越來越復雜。整個移動無線系統(tǒng)具有許多不同的實體、設備和元件，即，用戶終端、無線基站、至少一個用于控制一組無線基站的無線網(wǎng)絡控制器、以及諸如用于建立到公用交換電話網(wǎng)(PSTN)等的電路交換連接的移動交換中心之類的交換設備。還可能安裝用于建立到基于IP的網(wǎng)絡，特別是萬維網(wǎng)的分組交換連接的路由器。
基本上，基站和無線網(wǎng)絡控制器構成了無線接入網(wǎng)，無線接入網(wǎng)也稱作RAN。交換設備構成所謂的核心網(wǎng)。RAN與核心網(wǎng)之間的接口相當復雜，就UTRAN來說，使用由標題為“UTRAN Iu接口概況和原理”的文檔3GPP TS 25.410定義的所謂Iu接口。其中使用由標題為“UTRAN Iu接口RANAP信令”的文檔3GPP TS 25.413定義的所謂RANAP協(xié)議(無線接入網(wǎng)應用協(xié)議)。
RAN向被分割成多種無線電小區(qū)的廣闊地理區(qū)域提供移動無線電業(yè)務。每個小區(qū)由一個基站控制，并且每個基站控制至少一個無線電小區(qū)。在按照UMTS標準工作的UTRAN中，基站被稱作節(jié)點B?；局С值浇K端的連接建立，并且建立到一個無線電小區(qū)中的多個終端的連接。連接的形式或者是用于傳送電路交換數(shù)據(jù)的永久性連接，或者是用于傳送分組交換數(shù)據(jù)的非永久性連接。通過該連接傳送的數(shù)據(jù)信號代表所有類型的通信數(shù)據(jù)，例如，話音、音頻、文本、視頻數(shù)據(jù)或者其它類型的用戶數(shù)據(jù)。
用于控制無線電小區(qū)群集的網(wǎng)元是無線網(wǎng)絡控制器，也稱作RNC。每個RNC被分配給多個基站，典型地，可達上百個基站。RNC執(zhí)行例如無線電小區(qū)群集的無線資源管理和地面資源管理。特別地，RNC控制無線承載電路的發(fā)射功率、越區(qū)切換(終端從一個無線電小區(qū)到另一個無線電小區(qū)的轉移)以及宏分集模式。
RNC通過接口連接到其它網(wǎng)元。在UMTS中，這意味著一個RNC包括至少一個到核心網(wǎng)的Iu接口；可能一個或多個到其它RNC的Iur接口；至少一個到基站(例如，與節(jié)點B)的Iub接口；以及至少一個到物理上跨越Iub接口或Iub和Iur接口運行的終端UE的邏輯接口。
在現(xiàn)有的無線接入網(wǎng)，例如傳統(tǒng)的UTRAN中，與特定用戶終端或與某個特定區(qū)域相關的所有控制和用戶面信息，都通過核心網(wǎng)與作為該用戶終端的服務控制器的無線網(wǎng)絡控制器之間的Iu接口進行交換。在改進的UTRAN中，可以預見，無線網(wǎng)絡控制器被分割成其位于不同網(wǎng)元中的控制面和用戶面，這里也稱作無線網(wǎng)絡控制元件。
圖1a和圖1b示出了控制面和用戶面之間的明確分割的原理。用戶面功能由用戶面服務器UPS執(zhí)行，該功能基本上包括所有的信道處理，例如信頭壓縮、無線電幀遞送確認、信道復用和宏分集合并?？刂泼婀δ苡芍辽僖粋€控制面服務器執(zhí)行，該功能主要包括對應用協(xié)議的所有與信令相關的處理，例如，RAN-CN接口上的NBAP(節(jié)點B應用部分)、RNSAP(無線網(wǎng)絡系統(tǒng)應用部分)和RANAP(無線接入網(wǎng)應用部分)，此外，還包括對空中接口(RAN-UE接口，即，Uu)的無線資源控制RRC的信令。兩種類型的服務器都是無線網(wǎng)絡控制器——所謂的RNC——的一部分。因此，在這里也將服務器CPS和UPS稱作無線網(wǎng)絡控制元件RNCE。
用戶面和控制面的分割允許獨立地改變兩個面的規(guī)模，而這樣又可改善整個系統(tǒng)的可縮放性。然而，這種分割也意味著需要更多的硬件元件，從而需要更多的外部接口；它們中的一部分是新的并且必須進行定義?？刂泼婧陀脩裘娴姆指钸€對QoS(服務質量)的提供有一定影響，必須對這個問題進行詳細的分析和解決。
如圖1b所示的RNCE是分別用于執(zhí)行控制面或用戶面功能的至少一個控制面服務器CPS和至少一個用戶面服務器UPS的復合組件。這些不同類型的服務器執(zhí)行許多不同、有時甚至不相關的功能。這就使得RAN的設計變得非常復雜，并且使整個移動無線系統(tǒng)的設計更加復雜。
從圖1a中可以看出，如果對兩個面進行了分割，則Iu、Iur和Iub接口也要分割成它們的控制面和用戶面元件。然而，這并不要求RNC的體系結構有相應的改變，因為已對這些接口使用了用于控制面和用戶面的不同協(xié)議。接口的控制部分包括不同的應用部分(所謂的RANAP、RNSAP和NBAP)，而承載電路部分包括不同的幀協(xié)議。
RAN與UE之間的信令也被認為是屬于控制面。因此，RRC(無線資源控制)協(xié)議在控制面中終止，而第二層協(xié)議(PDCP、RLC、MAC)以及宏分集合并和分割則位于用戶面中。

發(fā)明內容
在圖1所示的改進的RAN體系結構中，用戶面和控制面被分割成不同的網(wǎng)元。如果對控制面進行進一步的分割，以將移動控制功能從其余的控制功能，例如與小區(qū)和多小區(qū)有關的控制功能，中分割出來，那么負責移動控制、尋呼和廣播的功能實體將不處于同一網(wǎng)元中。然而，用于移動控制、尋呼和廣播的這些實體的工作效率會很高，特別是它們將很好地支持無線接入網(wǎng)中的位置管理功能。
因此，本發(fā)明的目的是克服上面提到的缺點，并提供一種新的和先進的位置管理方法，以及用于執(zhí)行該方法的新網(wǎng)元。
通過一種在無線接入網(wǎng)中進行位置管理的方法可實現(xiàn)該目的，其中，通過將用戶面和控制面引入到無線接入網(wǎng)的無線網(wǎng)絡控制元件中，可將用戶功能從控制功能中分割出來，控制面被進一步分割成移動專用控制功能和區(qū)域專用(小區(qū)和多小區(qū))控制功能，該方法包括以下步驟在由這種分割產生的至少一個無線網(wǎng)絡控制元件的控制面上處理尋呼和廣播功能任務；在由該分割產生的至少另外一個無線網(wǎng)絡控制元件的控制面上執(zhí)行移動控制功能任務；在第一和第二邏輯塊中處理尋呼和廣播功能任務，第一邏輯塊執(zhí)行與核心網(wǎng)定義的區(qū)域相關的尋呼任務，而第二邏輯塊執(zhí)行對無線接入網(wǎng)定義的區(qū)域的尋呼任務。
本發(fā)明還提出了一組作為無線接入網(wǎng)的無線網(wǎng)絡控制元件的一部分的網(wǎng)元，其中，通過將用戶面和控制面引入到無線網(wǎng)絡控制元件中，而將用戶功能從控制功能中分割出來，該組網(wǎng)元工作在控制面上，并且包括一個具有移動控制功能的移動控制服務器和一個具有尋呼和廣播功能的區(qū)域控制服務器以支持位置管理過程，尋呼和廣播功能被分割成第一和第二邏輯塊，第一邏輯塊執(zhí)行與核心網(wǎng)定義的區(qū)域相關的尋呼任務，而第二邏輯塊執(zhí)行對無線接入網(wǎng)定義的區(qū)域的尋呼任務。
本發(fā)明還提出了一種無線接入網(wǎng)，其中，通過將用戶面和控制面引入到無線網(wǎng)絡控制元件中，而將用戶功能從控制功能中分割出來，該無線網(wǎng)絡控制元件包括這樣一組網(wǎng)元，該組網(wǎng)元工作在控制面上，并且包括一個具有移動控制功能的移動控制服務器和一個具有尋呼和廣播功能的區(qū)域控制服務器以支持位置管理過程，尋呼和廣播功能被分割成第一和第二邏輯塊，第一邏輯塊執(zhí)行與核心網(wǎng)定義的區(qū)域相關的尋呼任務，而第二邏輯塊執(zhí)行對無線接入網(wǎng)定義的區(qū)域的尋呼任務。
本發(fā)明提出了無線接入網(wǎng)設計的一種新的解決方案，特別是根據(jù)尋呼和廣播任務來分割控制面實體。引入第一和第二功能塊主要是為了位置管理的目的。被稱作與RAN相關的尋呼和廣播功能的第一塊，用于管理與核心網(wǎng)定義的區(qū)域相關的尋呼任務。被稱作與CN相關的尋呼和廣播功能的第二塊，用于管理對無線接入網(wǎng)定義的至少一個無線電小區(qū)的區(qū)域，即小區(qū)、多個小區(qū)或所謂的URA，的尋呼任務。


通過下面對優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明及其優(yōu)點將變得更加明顯。為了進行解釋說明，在附圖中附加了一些示意圖圖1a和圖1b示出了控制面和用戶面之間的分割原理；圖2示出了核心網(wǎng)中實體的狀態(tài)，以及在尋呼過程中所涉及的終端；圖3示出了一個依據(jù)優(yōu)選實施例的無線接入網(wǎng)的功能框圖；圖4示出了在依據(jù)本發(fā)明的無線接入網(wǎng)的不同的網(wǎng)元中執(zhí)行的任務的方塊圖；圖5示出了依據(jù)另一實施例的無線接入網(wǎng)的方塊圖；圖6示出了依據(jù)本發(fā)明的方法的尋呼子程序的流程圖；圖7示出了依據(jù)本發(fā)明的方法的、用于位置和路由區(qū)更新的子程序的流程圖；圖8示出了依據(jù)本發(fā)明的方法的、尋呼處于空閑模式的用戶終端的子程序的流程圖；圖9示出了用于分布式無線接入網(wǎng)中的專用尋呼的子程序的流程圖；圖10示出了用于分布式無線接入網(wǎng)中的UTRAN登記區(qū)-URA-尋呼的子程序的流程圖。
具體實施例方式
在圖2中，通過圖解說明兩個并行的狀態(tài)機，從邏輯的觀點說明了發(fā)起尋呼的核心網(wǎng)的概念，這兩個狀態(tài)機都被分配給網(wǎng)絡的業(yè)務域，其中一個是電路交換服務域CSSD(也稱作PSTN/ISDN域)，另一個是分組交換服務域PSSD(也稱作IP域)。這樣，每個業(yè)務域有其自己的業(yè)務狀態(tài)機。支持這兩種業(yè)務的移動終端UE具有一個電路交換業(yè)務狀態(tài)機CSST和一個分組交換業(yè)務狀態(tài)機PSST。雖然這兩個同級的業(yè)務狀態(tài)機與同一個終端UE(也稱作用戶設備)相關，但它們彼此獨立工作。終端與核心網(wǎng)之間的信令的目的在于使同級實體保持同步。
對兩個核心網(wǎng)域CSSD或PSSD，終端UE可能處于分離(DETACHED)、空閑(IDLE)或連接(CONNECTED)模式。如果終端UE在其中一個域中為空閑(IDLE)，則根據(jù)CSSD中的位置區(qū)(LA)或PSSD中的路由區(qū)(RA)對它進行跟蹤。因此使用在UMTS中眾所周知的LA/RA更新過程。位置信息存儲在原籍位置寄存器(HLR)數(shù)據(jù)庫中。
對處于CS連接模式、PS連接模式、或同時處于這兩種模式的終端，在該終端UE及其服務無線網(wǎng)絡控制器(參見圖3中的SRNC)之間存在一個無線資源控制RRC連接。然后在服務無線網(wǎng)絡控制器與一個或多個相應的核心網(wǎng)節(jié)點(參見圖3中的CN)之間的Iu接口(參見圖3中Iu接口的控制部分Iu-c)上建立信令連接。這些節(jié)點可能是移動交換中心MSC、服務通用分組無線電業(yè)務支持節(jié)點SGSN、或者同時是它們兩者。
根據(jù)小區(qū)或UTRAN登記區(qū)在網(wǎng)絡UTRAN內部對RRC連接終端，即，與CSSD或PSSD或其二者連接的終端進行跟蹤。因此，終端UE向其服務無線網(wǎng)絡控制器通知其新位置。
如果核心網(wǎng)域發(fā)現(xiàn)一個終端在其中為空閑，則相應的域向負責位置區(qū)或路由區(qū)的所有無線網(wǎng)絡控制器發(fā)送一個特殊消息(RANAPPAGING消息)。根據(jù)另外一個域中的終端UE的無線資源控制狀態(tài)，可以區(qū)分以下兩種主要的情況。
CS空閑/PS空閑在這種情況下，終端UE為RRC空閑，即，不存在用于該終端的服務無線網(wǎng)絡控制器(SRNC)。在這種情況下，接收到RANAP PAGING消息的所有無線網(wǎng)絡控制器，都試圖使用諸 UMTS中眾所周知的常規(guī)尋呼過程來找到該終端UE。因此，不存在用于該被尋呼用戶的移動控制功能實體，并且在PBCN邏輯塊中也沒有存儲上下文。
CS空閑/PS連接或者CS連接/PS空閑(空閑/連接情況)在這種情況中，移動終端為RRC連接，即，接收到RANAP PAGING消息的多個無線網(wǎng)絡控制器之一是該移動終端UE的服務無線網(wǎng)絡控制器SRNC。根據(jù)該終端UE的RRC的狀態(tài)，它可能沒有監(jiān)視尋呼信道，因此不能通過常規(guī)尋呼實現(xiàn)。因此，SRNC必須進行某種尋呼協(xié)調，這一點我們將在后面詳細討論。在這種情況下，存在一個負責該終端控制的移動控制功能實體，并且在指向該MC的PBCN邏輯塊中存在上下文。MC根據(jù)該終端UE的狀態(tài)存儲提供尋呼協(xié)調所需要的上下文信息。
如果終端UE接收到一個RRC PAGING消息，則它必須響應，結果是終端UE的RRC狀態(tài)可能改變，并隨后進一步發(fā)出信令。但這并不是本發(fā)明的主要目的，因此不再詳細說明。
除上述核心網(wǎng)(參見圖3中的CN)發(fā)起的尋呼以外，UTRAN自身也可通過發(fā)送一個RRC PAGING消息觸發(fā)尋呼過程，其中，對RRC PAGING消息的處理方法與上述第二種情況中的相同。在這種情況下，原始的UTRAN體系結構中的SRNC發(fā)起尋呼，并從而由與該終端UE相關的移動控制功能實體發(fā)起尋呼。
然而，上述分級概念引出了一個特殊的問題。即，在混合型的空閑/連接情況下，當終端UE的移動控制功能實體對其進行跟蹤的同時，終端UE可能會跨越LA/RA的區(qū)域邊界移動。如果一個新的PBCN邏輯塊負責這個新的LA/RA，則由空閑CN域發(fā)送給負責這個新LA/RA的所有RNC(即，給所有PBCN邏輯塊)的RANAPPAGING消息將不能到達與該終端相關的移動控制MC，這是因為任何一個PBCN中都沒有存儲指向MC的上下文。結果，這個移動控制不能進行上述尋呼協(xié)調，并且可能不能到達終端UE。因此，即使移動用戶跨越了LR/RA邊界，其移動控制也沒有改變，從而RRC連接UE也不能進行LA/RA更新，即，HLR中存儲的LA/RA沒有改變。解決問題的關鍵在于RRC連接UE從他們的MC接收關于已建立的RRC連接的移動性管理系統(tǒng)信息(LA/RA-Ids)，而同時RRC空閑UE則從當前小區(qū)的系統(tǒng)信息廣播(BCCH)中讀取該信息，即，即使UE跨越LA/RA邊界，它的MC也不會通知它這種變化。因此，在空閑/連接情況下，屬于當前LA/RA的多個PBCN之一始終具有指向負責UE終端控制的MC的上下文信息，該UE能夠進行必要的尋呼協(xié)調。
如果執(zhí)行SRNS重定位(即，由于終端的移動而導致由不同網(wǎng)元中的新MC來負責該終端)，則新的MC負責發(fā)送移動性管理系統(tǒng)信息，該移動性管理系統(tǒng)信息進而可使LA/RA更新。在這種情況下，必須用指向新MC的上下文設置LA/RA中的一個PBCN(注意，該PBCN仍可以是原來的PBCN)。這就再次確保了空閑CN域與正確的RNC聯(lián)系。
為了聯(lián)系到達一個移動用戶，終端UE的當前位置被存儲在移動網(wǎng)中。在這里提出的移動無線接入網(wǎng)中，應用了分層的概念，它將核心網(wǎng)與無線接入網(wǎng)UTRAN之間的整個移動管理進行了分割。如果移動用戶終止了呼叫，則核心網(wǎng)通過查詢可以是原籍位置寄存器HLR或訪問者位置寄存器VLR的位置數(shù)據(jù)庫DB，并且通過尋呼其當前注冊/位置區(qū)內的移動終端UE，來定位該移動用戶。特別提出了一種新的基于IP的體系結構，它將無線網(wǎng)絡控制元件分割成幾個不同的部分。更可取的是，采用多標準RAN(MxRAN)體系結構來對幾種不同的空中接口技術提供支持，在這里我們也要對該體系結構進行描述，尤其在考慮到了所提出的分布式體系結構對移動性管理的影響的情況下。
圖3和圖4示出了分割控制面和用戶面，以及分割小區(qū)、多小區(qū)、和用戶相關功能的主要體系結構原理。根據(jù)這些原理，RAN中的RNC的功能被分配給幾個功能實體-移動控制MC，負責屬于控制面的用戶相關功能，即，屬于控制面的SRNC功能。
-用戶無線網(wǎng)關USRG，負責屬于用戶面的用戶相關功能，即，屬于用戶面的SRNC功能。
-小區(qū)控制(CC)負責屬于控制面的小區(qū)相關功能，即，與單個小區(qū)和控制面相關的CRNC/DRNC功能。
-小區(qū)承載網(wǎng)關(CBG)，負責屬于用戶面的小區(qū)相關功能，即，與單個小區(qū)和用戶面相關的CRNC/DRNC功能。
-尋呼和廣播(PB)，負責尋呼協(xié)調和在幾個小區(qū)間分布尋呼信息和CBS消息。這些功能位于SRNC和CRNC中。
-無線資源管理RRM，或多小區(qū)無線資源管理，負責多小區(qū)的無線資源管理。該功能實體是CRNC的一部分。
圖3所示的功能實體之間的功能分割和相互連接是一種可能的解決方案，其中，幾個功能實體可以捆綁在一個單一的網(wǎng)元中，并且現(xiàn)有的UTRAN接口可再用于不同網(wǎng)元之間的相互連接，因而另外只需要少數(shù)的幾個接口。例如，可將幾個功能實體共存于最終網(wǎng)絡參考體系結構中的一個網(wǎng)元中，例如，一個CC、一個CBG和一個節(jié)點B，或者一個PB、一個RRM和幾個CC可以共存于一個區(qū)域控制服務器(ACS)中。
對于移動性管理，尤其是對移動控制MC，尋呼和廣播PB功能、小區(qū)控制CC功能以及相關的接口是很重要的。因此，下面討論這些接口和分割的影響。更詳細地，下面將提出并解決以下問題一方面是要在移動控制MC與尋呼和廣播PB之間實現(xiàn)的尋呼協(xié)調。另一方面是小區(qū)控制CC使用可用信息找到移動控制MC的一種解決方案。在例如小區(qū)或URA更新的過程中需要這種解決方案，此時，CC在CCCH上接收小區(qū)或URA更新RRC消息，該消息最終將到達相應的終端UE的移動控制MC。
因為小區(qū)控制CC不存儲任何終端專用信息，并且移動控制MC是動態(tài)示例的，因此，至少在RRC建立過程中，小區(qū)控制CC需要一種發(fā)現(xiàn)正確的移動控制MC的方法。這可通過向終端UE的、存儲指向適當MC的終端上下文的適當PBCN(其通過再次使用包含在RRC消息中的SRNC-ID作為PBCN標識符而被識別)轉送該消息來完成。還有其它一些方面，例如，在新的體系結構中，何時必須執(zhí)行LA/RA區(qū)的更新？下文對該問題及其它問題進行說明，并且給出如何在MxRAN中處理不同的移動性管理相關的過程的綜述。此外，還討論了可選擇的其它實現(xiàn)方法。
在當前UTRAN體系結構的RRC和RNSAP消息中，使用SRNC的標識符和CRNC的標識符來識別相應的網(wǎng)元，使用終端標識符來唯一地識別SRNC中的某個特定終端UE。使用無線電小區(qū)的標識符來唯一地識別CRNC中的某個特定小區(qū)。因此，再次使用現(xiàn)有的RNC-ID來標識某個特定尋呼和廣播功能PB是很有效的。而且，因為UE-ID在一個特定SRNC內部是唯一的，所以可使用RNC-ID與UE-ID的組合來找到一個特定移動控制功能MC。類似地，使用與CRNC-ID在一起的小區(qū)-ID來唯一地識別小區(qū)控制功能CC。
雖然尋呼和廣播功能PB是一個單獨的功能元件，但它有兩個不同的邏輯作用。該功能分割示于圖3中與核心網(wǎng)CN相關的尋呼和廣播部分，如方塊PBCN所示，它負責CN定義的區(qū)域(即，LA，RA)，并且在CN發(fā)起尋呼時，由CN與該部分進行聯(lián)系。因此，PBCN與移動控制MC一起來負責完成尋呼協(xié)調。
與RAN相關的尋呼和廣播部分，如方塊PBRAN所示，負責與RAN相關的區(qū)域(即，URA，小區(qū))，如果要執(zhí)行與無線登記區(qū)任務相關的尋呼(URA尋呼)或者與無線電小區(qū)任務相關的尋呼(小區(qū)尋呼)，則由移動控制MC與該部分進行聯(lián)系。
此外，PB的每一部分負責一定數(shù)量的小區(qū)控制CC，并且每個CC屬于一個LA、一個RA、以及一個或多個URA。因此，一個P&B至少負責(尤其)包含一個CC的LA/RA/URA。
為了更詳細地理解在將PB功能分割成第一塊PBCN和第二塊PBRAN的情況下，無線網(wǎng)絡控制元件SRNC、CRNC和DRANC的不同作用，下面將對這些功能進行更加詳細的描述第一塊PBCN是無線網(wǎng)絡控制器RNC的一部分，就如同移動控制MC功能和用戶無線網(wǎng)關USRG是服務無線網(wǎng)絡控制器SRNC的一部分。PBCN不能完全被看作是SRNC或CRNC的一部分，這是因為當它接收到一個來自核心網(wǎng)的尋呼請求時，它的第一任務是確定是否存在用于該尋呼終端的上下文。在這種情況下，它將是負責被連接用戶的服務無線網(wǎng)絡控制器SRNC的一部分。否則，它將是負責LA/RA中的小區(qū)的控制無線網(wǎng)絡控制器CRNC的一部分。第二塊PBRAN是控制無線網(wǎng)絡控制器CRNC的一部分，它也是負責被連接終端的服務無線網(wǎng)絡控制器SRNC或者所謂的漂移(drift)無線網(wǎng)絡控制器DRNC，在這個控制器中主要處理與區(qū)域專用(小區(qū)或多小區(qū))相關的功能，例如，公共無線資源管理CCRM、小區(qū)控制CC以及小區(qū)承載網(wǎng)關CBG功能。
圖4示出了要在控制面或在用戶面上執(zhí)行的上述和其它功能的功能分割。
圖5示出了面向網(wǎng)絡設計的分割，其中示出了兩個不同的網(wǎng)元，即移動控制服務器MCS和區(qū)域控制服務器ACS。這兩個實體都屬于控制面，并且它們所代表的功能組件相當于圖1b中所示的單個控制面服務器CPS。
在圖4所示的移動控制服務器MCS中，將用于多個移動終端的移動控制MC功能集中在一起。將用于幾個無線電小區(qū)的小區(qū)控制CC功能、全部的尋呼和廣播PB功能、以及公共無線資源管理RRM集成到區(qū)域控制服務器ACS中。
與用戶面相關的功能集成在其位置靠近各自基站(節(jié)點B)的用戶面服務器UPS中。用戶面功能執(zhí)行所有與第2層(L2)協(xié)議相關的無線電處理，即，它們執(zhí)行PDCP(分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議)、RLC(無線鏈接控制)和MAC(媒體接入控制)協(xié)議。負責在特定小區(qū)中發(fā)送小區(qū)廣播業(yè)務消息的BMC層以及用于軟切換的宏分集合并和分割單元也位于UPS中，該BMC層被認為是物理層的上半層。
但是這里的主要方面是將控制面功能及其實現(xiàn)分割成獨立的服務器MCS或ACS，這兩者代表了控制面服務器組件CPS的已分配的部分。這用于負責所有與控制相關的過程，即，它包含不同應用部分，例如，用于在無線接入網(wǎng)(RAN)中的不同網(wǎng)元間以及與核心網(wǎng)(CN)交換控制信息的所謂RANAP(無線接入網(wǎng)應用部分)、RNSAP(無線網(wǎng)絡系統(tǒng)應用部分)、以及NBAP(節(jié)點B應用部分)。控制面CP還包含接收小區(qū)廣播業(yè)務(CBS)消息的SABP(業(yè)務區(qū)廣播協(xié)議)的終止。因此，CP負責向用戶面UP中適當?shù)脑峙銫BS消息，再依次將這些CBS消息內部分配給在每個特定小區(qū)內負責廣播的BMC(廣播/組播控制)層實體。而且，CPS也包含用于在RAN和移動終端(UE)之間交換控制信息的RRC(無線資源控制)協(xié)議的RNC部分。
在控制面中，RANAP協(xié)議用于在CN和CPS之間交換通用的和用戶專用的控制信息。在一個CN節(jié)點，例如一個移動交換中心(MSC)或一個服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)與一個特定的UE之間交換任何用戶面數(shù)據(jù)之前，在與該UE相關的MCS和該CN節(jié)點之間建立專用的Iu信令連接。在建立該連接之后，可通過該Iu信令連接，在CN節(jié)點和與該(位于MCS中的)UE相關的MC之間交換與該特定UE相關的所有控制信息。然而，對于通用的控制信息，則使用無連接模式。由于不存在從被尋呼的UE到發(fā)起尋呼的CN節(jié)點的IU信令連接，所以用于定位特定UE的尋呼通知也被認為是通用控制信息的一部分。
將PB功能實體劃分成兩個不同的邏輯塊，即PBCN和PBRAN，的結果是，在特定的尋呼過程(根據(jù)UE的狀態(tài)而定)中，可能涉及一個PBCN和一個或幾個PBRAN，并且它們中的每一個可能位于不同的ACS中。
圖6更詳細地示出了本發(fā)明的尋呼方法，其中主要有兩種類型的尋呼子程序第一，所謂的“CN發(fā)起的尋呼”，即當終端在發(fā)起尋呼的CN域中為空閑時，由核心網(wǎng)的移動交換中心或服務GPRS支持節(jié)點觸發(fā)的尋呼。對與核心網(wǎng)相關的尋呼和廣播塊PBCN(另見圖3)進行聯(lián)系，以便通過尋呼信道向那個移動終端的位置區(qū)LA或路由區(qū)RA發(fā)送尋呼信號。然而，如果終端處于RRC連接狀態(tài)(即，它具有到其相關的MC的RRC連接)，則多個通過CN聯(lián)系的PBCN之一具有用于該被尋呼的終端的、指向相關MC的上下文，并且它必須轉發(fā)尋呼信息至該MC。
如果終端處于RRC連接模式，并且終端處于有效狀態(tài)(即，處于RRC Cell_DCH或Cell_FACH狀態(tài))，則由移動控制MC通過專用信道，例如DCCH，來執(zhí)行尋呼。
如果終端為RRC連接，但無效狀態(tài)(即處于RRC Cell_PCH或URA_PCH狀態(tài))，則通過尋呼信道，例如PCCH，來執(zhí)行尋呼。在這種情況下，MC將尋呼信息與要執(zhí)行尋呼的小區(qū)或URA的標識一起轉發(fā)至與無線接入網(wǎng)相關的尋呼和廣播塊PBRAN(另見圖3)，然后，將該信息分配給最終通過尋呼信道PCCH發(fā)送尋呼信號的相應CC。
第二種類型的尋呼是所謂的“RAN發(fā)起的尋呼”，即，由與終端(必須處于RRC連接狀態(tài))相關的MC觸發(fā)的尋呼。MC再次檢查該終端的RRC狀態(tài)，并且按照上述步驟繼續(xù)進行，即，有效終端的DCCH尋呼或者是無效終端的PCCH尋呼。
圖7是在MxRAN中的LA/RA更新過程的示意圖，與UTRAN體系結構中的相比，此處由MC功能實體執(zhí)行在原始的UTRAN體系結構中由SRNC執(zhí)行的任務，除此以外與UTRAN體系結構中的完全相同。因此，不必對這些過程進行特別的改進。
圖8示出了位置區(qū)或路由區(qū)的尋呼子程序。如果終端UE處于RRC空閑模式，并且CN域中的一個想要找到該UE，則該CN向負責相應LA/RA的所有PBCN實體發(fā)送一個RANAP尋呼消息。在這種情況下，這些實體中都沒有存儲終端上下文。因此，它們繼續(xù)向它們責任范圍下的、屬于所請求的LA/RA的所有CC分配尋呼信息。如果PBCN和相關的CC實體位于同一個網(wǎng)元，即區(qū)域控制服務器(ACS)中，則這種分配是內部的。如果它們不共址，例如，由于每個CC的功能實體與它的相關節(jié)點B共址而不是在ACS中，則必須通過采用某些協(xié)議來從外部執(zhí)行分配。這種情況下的一種可能的解決方案是再利用應當在當今UTRAN體系結構中的Iur接口上的已有RNSAP尋呼請求消息，或該消息的簡化版本。CC一旦接收到尋呼信息，它便在PCCH上向UE發(fā)送一個尋呼類型1RRC消息。
圖8所示的過程并不比UMTS中定義的過程復雜。唯一的差別是，PB必須與數(shù)量可能很大的CC(每個CC僅負責一個小區(qū))進行聯(lián)系，而在原始的UTRAN結構中，這是在CRNC內部處理的。因此，如果PBCN和CC分別設在不同的網(wǎng)元中，就會導致額外的信令開銷和延遲(一次額外的轉發(fā))。然而，如果CC(以及CBG)與節(jié)點B共址，則這種影響會得到補償甚至過補償。
圖9和圖10示出了在改進的RAN(可以是MxRAN)中執(zhí)行的、用于處于RRC連接模式的移動終端的尋呼的另一個子程序如果處于RRC連接模式的UE被空閑的CN域尋呼，則CN向負責相應LA/RA的所有PBCN發(fā)送一個RANAP尋呼請求，并且其中一個PBCN知道該UE的MC(這種關系在RRC建立的過程中產生)。該PBCN和移動終端的MC必須如前所述對尋呼進行協(xié)調。這可通過以下不同的方式來完成-PBCN總是在UE的RRC狀態(tài)改變時進行更新，因此能夠獨立地決定下一步如何進行。
-PBCN僅知道MC-ID與相應的網(wǎng)元之間的映射，并向MC轉發(fā)RANAP PAGING消息，然后根據(jù)已獲得的可用信息來決定下一步如何進行。
因為持久地更新PB帶來的開銷看來會很大，所以第二種方法更有利，下面將對其進行說明。必須根據(jù)UE的RRC狀態(tài)對兩種情況進行區(qū)分。
第一子程序示于圖9中。圖9示出了用于處于Cell-FACH或者Cell-DCH的UE的專用尋呼的流程圖對處于Cell-FACH或Cell-DCH RRC狀態(tài)的UE，使用專用尋呼，即，MC在已建立的DCCH上向UE發(fā)送一個PPC尋呼類型2消息。
第二子程序示于圖10中。圖10示出了用于處于URA-PCH或者Cell_PCH的UE的URA/Cell尋呼。
如果一個UE處于URA-PCH或Cell_PCH RRC狀態(tài)，則必須在給定小區(qū)或給定URA的所有小區(qū)的PCCH上發(fā)送一個尋呼類型1RRC消息。因為URA尋呼更復雜，所以下面將對其進行描述。小區(qū)尋呼與其類似，但只涉及一個單個的小區(qū)(并且因此只涉及一個單個的PBRAN和一個單個的CC)。
PBCN向該UE的MC轉發(fā)尋呼消息。MC知道UE的當前URA和負責該URA的所有PBRAN，并向所有這些PBRAN發(fā)送PNSAP尋呼請求消息，接下來，PBRAN將消息轉發(fā)到它們負責的屬于該URA的所有CC。然后，所有的CC在它們的小區(qū)的PCCH上發(fā)送尋呼類型1消息，并將最終到達UE。如上述的在PBCN中的情況那樣，某個PB(在這里是PBRAN)和相關的CC之間的分配是內部的還是外部的取決于CC的位置。
這種情況假定MC知道負責該URA的所有PBRAN?；蛘進C只知道一個PBRAN的ID，即，負責執(zhí)行最后的URA更新所根據(jù)的CC的PB的ID。在這種情況下，MC將向該PB發(fā)送RNSAPPAGING消息，然后該PB將負責分配該消息至負責該URA的所有其它的PB。
總之，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的不同功能實體中，需要一些上下文信息。
-與CN相關的尋呼和廣播功能實體必須具有用于RRC連接用戶的上下文，該上下文包括與終端相關的MC的標識符(包括MC位于其中的網(wǎng)元MCS的傳送地址)。該上下文在初始的RRC建立過程中創(chuàng)建，并且在RRC連接被釋放時刪除。在重定位的情況下，該上下文可以在一個PBCN功能實體中被刪除，并在一個新的PBCN功能實體中被創(chuàng)建。
-與特定終端(必須處于RRC連接狀態(tài))相關的移動控制(MC)功能實體必須(在其它的信息中)至少包含以下用于終端的上下文終端的RRC狀態(tài)(CELL_DCH、CELL_FACH、CELL_PCH或URA_PCH)。
若終端處于CELL_PCH狀態(tài)在其中執(zhí)行最后的小區(qū)更新過程的小區(qū)的Cell-ID，以及與負責該小區(qū)的CC相關的PBRAN的PBRAN-ID(該PBRAN-ID對應于在現(xiàn)代體系結構中的空中接口消息和Iur RNSAP消息上使用的CRNC-Id)。
若終端處于URA_PCH狀態(tài)對該終端執(zhí)行最后的URA更新過程的URA的URA-ID，以及附加的與最后執(zhí)行URA過程的小區(qū)的CC相關的PBRAN的PBRAN-ID、或與屬于該URA的CC相關的所有PBRAN的全部PBRAN-ID列表。
-在PBRAN中不需要用于該終端的上下文信息。
只要移動終端執(zhí)行了小區(qū)或URA更新過程，則MC中要求的用于RRC CELL_PCH或者URA_PCH狀態(tài)的上下文信息被更新。在這種情況下，終端在其所處的小區(qū)的CCCH上發(fā)送一個RRC小區(qū)更新或URA更新消息。通過再使用不同PB的RNC-id以及SRNC-id和UE-id來標識與該UE相關的MC，能夠向適當?shù)腗C轉發(fā)Cell-ID或URA-ID以及與觸發(fā)該過程的小區(qū)相關的PBRAN(或與選定的URA中的小區(qū)相關的所有PBRAN)的標識，并且從MC向CC、再由CC向UE發(fā)回小區(qū)或URA更新的確認。
權利要求
1.一種用于在無線接入網(wǎng)中進行位置管理的方法，其中，通過將用戶面和控制面引入到無線接入網(wǎng)的至少一個無線網(wǎng)絡控制元件中，而將用戶功能從控制功能中分割出來，并進一步將控制面分割成移動控制功能和區(qū)域控制功能，該方法包括以下步驟在由分割產生的至少一個無線網(wǎng)絡控制元件的控制面上處理尋呼和廣播功能任務；在由分割產生的至少另外一個無線網(wǎng)絡控制元件的控制面上處理移動控制功能任務；在第一和第二邏輯塊中處理尋呼和廣播功能任務，第一邏輯塊執(zhí)行與核心網(wǎng)限定區(qū)域相關的尋呼任務，而第二邏輯塊執(zhí)行無線接入網(wǎng)絡限定區(qū)域的尋呼任務。
2.如權利要求1所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟如果核心網(wǎng)發(fā)起對移動終端的尋呼，則由核心網(wǎng)聯(lián)系第一邏輯塊；以及如果是對處于連接工作狀態(tài)的移動終端發(fā)起尋呼，則進一步由第一邏輯塊聯(lián)系移動控制功能。
3.如權利要求1所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟如果核心網(wǎng)發(fā)起對移動終端的尋呼，則由核心網(wǎng)聯(lián)系第一邏輯塊；以及如果是對處于連接但無效工作狀態(tài)的移動終端發(fā)起尋呼，則進一步由移動控制功能聯(lián)系第二邏輯塊。
4.如權利要求1所述的方法，該方法適用于具有幾個無線電小區(qū)的蜂窩無線接入網(wǎng)，該方法進一步包括下面的步驟如果需要對無線電小區(qū)尋呼，或是需要對覆蓋一組無線電小區(qū)并由無線接入網(wǎng)限定的無線接入網(wǎng)登記區(qū)尋呼，則由所述移動控制功能聯(lián)系第二邏輯塊。
5.如權利要求1所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟由第一功能塊保留與無線接入網(wǎng)的無線資源控制元件連接的移動終端的上下文；以及不保留那些處于空閑模式工作狀態(tài)的終端的上下文。
6.如權利要求1所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟當尋呼請求到達時，檢查是否存在被尋呼移動終端的上下文；讀取上下文，以識別與所述移動終端相關的移動控制功能實體；如果所述上下文存在，則聯(lián)系所述移動控制功能。
7.如權利要求6所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟將指向與所述移動終端相關的移動控制功能實體的參考索引引入第二塊；以及允許在所述移動控制功能實體中讀取用于那個移動終端的上下文。
8.如權利要求7所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟在MC與UE之間建立初始無線資源控制連接的過程中，或發(fā)生服務于該UE的無線網(wǎng)絡控制元件重定位時，更新所述初始化的參考索引。
9.如權利要求6所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟由第一功能塊向無線電小區(qū)的小區(qū)控制功能實體分配尋呼消息，其中所述消息必須在所述無線電小區(qū)的尋呼控制信道上發(fā)送。
10.如權利要求6所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟如果移動終端處于第一狀態(tài)，則直接通過專用控制信道從移動控制功能向移動終端發(fā)送尋呼消息，所述第一狀態(tài)表示專用控制信道在無線接入網(wǎng)和移動終端之間是有效的。
11.如權利要求6所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟如果移動終端處于第二狀態(tài)，則由移動控制功能將尋呼請求連同必須在其中執(zhí)行尋呼的URA或小區(qū)的標識一起、轉發(fā)給用于所述移動終端的第二功能塊，所述第二狀態(tài)表示在無線接入網(wǎng)和移動終端之間存在無線資源控制連接，由于沒有有效的專用控制信道，所以終端就利用該尋呼信道。
12.如權利要求8所述的方法，該方法進一步包括下面的步驟由第二功能塊向登記區(qū)的至少一個無線電小區(qū)的小區(qū)控制功能實體分配尋呼消息，其中所述消息必須在所述登記區(qū)的尋呼控制信道上發(fā)送。
13.一組作為無線接入網(wǎng)的無線網(wǎng)絡控制元件的一部分的網(wǎng)元，其中，通過將用戶面和控制面引入到無線網(wǎng)絡控制元件中，把用戶功能從控制功能中分割出來，該組網(wǎng)絡元件工作在控制面上，并且包括一個具有移動控制功能的移動控制服務器和一個具有支持位置管理過程的尋呼和廣播功能的區(qū)域控制服務器，尋呼和廣播功能被分割成第一和第二邏輯塊，第一邏輯塊執(zhí)行與核心網(wǎng)限定區(qū)域相關的尋呼任務，而第二邏輯塊執(zhí)行用于無線接入網(wǎng)限定區(qū)域的尋呼任務。
14.一種無線接入網(wǎng)絡，其中，通過將用戶面和控制面引入到無線網(wǎng)絡控制元件中，將用戶功能從控制功能中分割出來，所述無線接入網(wǎng)絡包括一組網(wǎng)元，該組網(wǎng)元工作在控制面上，并且包括一個具有移動控制功能的移動控制服務器和一個具有支持位置管理過程的尋呼和廣播功能的區(qū)域控制服務器，尋呼和廣播功能被分割成第一和第二邏輯塊，第一邏輯塊執(zhí)行與核心網(wǎng)限定區(qū)域相關的尋呼任務，而第二邏輯塊執(zhí)行用于無線接入網(wǎng)限定區(qū)域的尋呼任務。
全文摘要
在改進的無線接入網(wǎng)(RAN)體系結構中，用戶面(UP)和控制面(CP)被分割到不同的網(wǎng)元中。通過進一步將控制面(CP)分割成移動專用控制功能和區(qū)域專用(小區(qū)和多小區(qū))控制功能，而對這一概念進行改進，提出的方法包括下面的步驟在由分割產生的至少一個無線網(wǎng)絡控制無件的控制面上處理尋呼和廣播功能任務；在由分割產生的至少另外一個無線網(wǎng)絡控制元件的控制面上處理移動控制功能任務；在第一和第二邏輯塊中處理尋呼和廣播功能任務，第一邏輯塊執(zhí)行與核心網(wǎng)限定區(qū)域相關的尋呼任務，而第二邏輯塊執(zhí)行用于無線接入網(wǎng)限定區(qū)域的尋呼任務。
文檔編號H04W68/00GK1476263SQ0314251
公開日2004年2月18日 申請日期2003年6月10日 優(yōu)先權日2002年6月11日
發(fā)明者約瑟·迪亞塞維拉, 羅爾夫·西格勒, 克里斯蒂安·萬肯, 伊格納西奧·科梅斯維納格, 西格勒, 約瑟 迪亞塞維拉, 蒂安 萬肯, 西奧 科梅斯維納格 申請人:阿爾卡塔爾公司