[发明专利]一个通信网络中包交换连接的管理

说明书

本发明涉及在适合于进行包交换数据传送的一个移动通信系统中连接的管理。

电信网络可以被分成电路交换网络和包交换网络。在电路交换网络中，在发送方和接收方之间的传送连接在开始进行传送以前就被预留。这个连接方法的一个缺点是：即使没有信息在这个连接上被发送，也预留了传送连接。在包交换网络中，包传送可以是面向连接的，也可以是面向无连接的。在无连接的包交换网络中，传送网络为所有用户所共用。信息在包括关于其目的地址的包中被传送。传送网络的资源没有被预留，当没有信息需要被传送时，就不发送任何包。使用这样的方法，不需要预留任何传送网络带宽容量。在面向连接的包交换技术中，为网络部件之间的特定传送路由形成虚电路，并且这个连接的每一个包被沿相同路由进行路由。这样，信息就象在电路交换网络一样被路由，但是没有必要预留任何传送容量。例如，ATM(异步转移方式)网络就是利用虚电路来形成的。

进一步，可以使用很多方法来访问包交换网络，例如互联网。当在移动台和网络中的连接点之间使用一个适配协议(例如，一个点对点协议，PPP)时，基于时分多址TDMA的泛欧GSM移动通信系统允许电路交换连接以一个已知的方式连接到包交换网络。GSM系统中所规定的GPRS服务(通用分组无线服务)也允许来自移动台的包交换连接到包数据网络，例如互联网。图1显示了GPRS网络的简化结构。提供服务的GPRS支持节点SGSN包括移动台的移动性管理和安全功能。通过网关GPRS支持节点GGSN，这个网络将包数据发送到一个包数据网络PDN，并且从这个包数据网络PDN接收包数据。通过这个网关节点，GPRS网络也与其它网络，例如互联网或者一个X.25网络连接在一起。网关和服务节点均包括IP路由功能。基站系统BSS包括基站控制器BSC和一个或者多个基站BS。移动台MS经过无线路径与一个基站进行联系。另外，这个网络包括用于永久保存用户信息的归属位置寄存器HLR。

在GPRS网络中，从基站系统的角度来说，在移动台和服务节点之间进行的包传送是透明的，并且没有与移动台的GPRS服务相关的记录被保存在基站系统中。相反，每一个服务节点SGSN有关于它正在向其提供服务的移动台的上下文信息。在GPRS系统中，上下文信息分别被分成移动性管理MM信息和包数据协议PDP信息。移动性管理将告知移动台所处的位置和其所处的状态。登录到一个GPRS系统的一个移动台的可能状态是空闲状态，待机状态，和准备好状态。当处于空闲状态时，移动台是被动的，并且它仅能够接收基站的广播消息，在移动台和网络之间不能够发送点对点的包。在准备好的状态中，移动台能够接收包而不需要任何呼叫过程。在经过一特定的非活动时间后，移动台从准备好的状态转到待机状态。在从网络来了一个呼叫后或者在发送一个包后，移动台从待机状态转到准备好的状态。在空闲状态和激活状态之间的切换是由GPRS的相连(Attach)和GPRS的分离(detach)过程来进行的。在准备好的状态中，网络知道移动台的位置，其精度是一个小区的精度。利用附加到一个包上的小区标识，到移动台的每一个包被独立地从服务节点路由到正确的基站。这样，用户信息可以在网络和移动台之间被传送，而不用在基站系统和服务节点SGSN之间分配任何连接。

图2显示了基于例如是WCDMA(宽带码分多址)技术的新的、第三代(3G)移动通信系统。3G移动通信系统将包数据传送功能与电路交换通信组合在一起。服务节点3G SGSN与GPRS网络中服务节点SGSN相应，类似网关节点GGSN，试图与其它包数据网络相连。此后，在这个申请中，一个服务节点SGSN就意味着3G网络中服务节点。移动服务交换中心3G MSC试图路由电路交换业务。这个网络也可以不用任何移动业务交换中心3G MSC来实现。移动台的用户信息被永久地保存在归属位置寄存器HLR中，并且被临时地保存在例如位于与移动业务交换中心联系的访问者位置寄存器VLR中，和被保存在服务节点SGSN中。无线网络子系统RNS包括一个无线网络控制器RNC和至少一个基站BS。整个系统的工作由操作与维护系统O&M来监控。