異步傳輸模式分組網絡及在其中傳送分組數據的方法
2023-05-13 19:54:41 1
專利名稱：異步傳輸模式分組網絡及在其中傳送分組數據的方法
技術領域：
本發明涉及一種分組數據網和分組數據傳送方法，更具體地講，涉及一種適用於無線通信網的異步傳輸模式(ATM)分組網絡，和在該網中傳送分組數據的方法。
現在把ATM交換引入商業可用的蜂窩/個人通信業務(PCS)移動通信系統的研究已經取得了進展。提出的一個實例是一種使用從蜂窩移動終端向接收機傳送數據的ATM交換的移動通信網，
圖1以方框圖的形式示出了這個實例。
在圖1中，從移動終端11發送的用戶分組數據通過有關基站21傳遞到一個無線網絡控制器(RNC)31。然後，無線網絡控制器31把傳遞的用戶分組數據沿移動交換中心(MSC)41確定的路徑傳送到目的地無線網絡控制器或目的地分組數據節點(PDN)。
如圖2中所示，在使用ATM交換的情況下，為了選擇和確定移動終端1 1的數據路徑，無線網絡控制器31與移動交換中心41之間的信號發送以及移動交換中心41與分組數據節點61之間的信號發送是通過分別提供在無線網絡控制器31、移動交換中心41和分組數據節點61中的信令ATM適配層(SAAL)執行的。此時，給每個移動終端呼叫分配一個虛擬電路以傳送用戶數據。
但是，當無線網絡控制器31和分組數據節點61用作使用ATM交換的通信網的節點時，從無線網絡控制器或分組數據節點發出的數據必須以基於ATM交換的電路轉換方式通過一虛擬電路傳送，如圖3中所示。為此原因，無線網絡控制器或分組數據節點必須在有關移動終端建立了數據或話音呼叫連接的條件下分配這種虛擬電路。相對於每個單元物理連接埠建立一個用於ATM交換的虛擬電路是有限的，並且建立虛擬電路需要額外的信令處理時間。
也就是說，當一個源移動終端建立一個對目的地移動終端或網際網路主機的分組路徑以接收分組數據業務時，相關的無線網絡控制器、ATM交換機和分組數據節點相互作用以向建立的分組路徑分配一個虛擬電路。在傳送用戶分組數據的同時，分配的虛擬電路保持活動狀態。然後，如果它在一給定時間周期中沒有使用，則進入休止狀態。
此後，如果在一規定時間周期中重新使用虛擬電路，它再次進入活動狀態。但是，除非在該規定時間周期內再次使用虛擬電路，否則其將被釋放。結果，如果在一時間或具有大量業務的區域許多移動終端把它們的路徑保持在休止狀態，那麼與用戶的數量相比，用於分組數據業務的虛擬電路的數量可能不足。
為了避免上述虛擬電路不足，除非在規定的時間周期中傳送數據，否則可以釋放休止虛擬電路。當釋放了虛擬電路時，有關移動終端必須重新建立釋放的分組數據路徑以恢復分組傳送，這導致了不便。
結果，在業務量增加到高於一閾值時，圖1中所示的現有移動通信網要分配的虛擬電路的數量受到限制。這使它難於有效地執行分組數據通信。
上述參考實例結合於此，作為額外或替代細節、特徵和/或說明背景的適當說明。
本發明的一個目的是要提供一種實際上至少消除了由現有技術缺點造成的上述問題的ATM網。
本發明的另一個目的是要提供一種ATM分組網絡和在該網絡中傳送分組數據的方法，其中當使用ATM交換機從一端接在一無線網控制器的移動終端如蜂窩設備之類向一有線網絡接入節點或另一個無線網絡控制器傳送無線分組數據，或以相反的方向傳送無線分組數據時，在分組網絡節點與無線網絡控制器之間建立一個虛擬電路。
本發明的再一個目的是要提供一種ATM分組網絡和在該ATM分組網絡中傳送分組數據的方法，其中多路復用/去多路復用來自多個移動終端的分組數據或分組會話，並在一分組網絡接入節點與一無線網絡控制器之間建立的虛擬電路上傳送之。
為了至少整體或分成各部分地完成上述目的，提供一種蜂窩異步傳輸模式分組網絡，包括多個無線網絡控制器，每個無線網絡控制器用於根據一個源移動站的業務選擇執行信道分配功能，以在與一個核心網連接時使分組數據和電路數據業務路徑相互隔離；一個共同連接到其無線業務區中的多個無線網絡控制器、用於支持話音通信交換功能，和源移動站的位置登記和移動性，並且管理源移動站位置信息和分組連接節點的信息的分組呼叫控制器；一個與多個無線網絡控制器共同連接、用於把來自無線網絡控制器的分組數據或分組會話分別送到建立的傳送路徑的移動分組路由器；和多個共同連接到移動分組路由器的分組數據節點，每個分組數據節點根據目的地標識符路由選擇一個移動分組路由器路由選擇的對應分組數據或分組會話；因而在一個服務中的無線網絡控制器與一個目標無線網絡控制器之間，或服務中的無線網絡控制器與一個目標分組數據節點之間建立了一個虛擬電路，並且在虛擬電路上多路復用/去多路復用分組數據或分組會話的數據塊，和經過移動分組路由器，服務中的無線網絡控制器的分組連接節點，和目標無線網絡控制器或目標分組數據節點分別傳送到對應的目的地。
根據本發明的另一個實施例，提供了用於在具有一個或更多的無線網絡控制器、分組呼叫控制器、一個或更多的分組數據節點和移動分組路由器的蜂窩異步傳輸模式分組網絡中傳送分組數據的方法，該方法包括第一步驟，在服務中的無線網絡控制器與一個目標無線網絡控制器之間，或服務中的無線網絡控制器與目標分組數據節點之間建立一個虛擬電路；第二步驟，通過移動分組路由器在服務中的無線網絡控制器與目標無線網絡控制器之間，或服務中的無線網絡控制器與目標分組數據節點之間建立獨立的分組路徑；第三步驟，根據特定業務會聚子層協議(service specific convergence sub-layer protocol)在虛擬電路上多路復用/去多路復用分組數據或分組會話的各個數據塊；和第四步驟，根據鑑別的目的地標識符路由選擇多路復用/去多路復用的數據塊。
在本發明的一個優選實施例中，不需要把虛擬電路分別分配給用於來自各個移動終端的分組呼叫或分組會話的分組路徑。在來自一個有關移動終端的分組數據終止的每個無線網絡控制器與另一個無線網絡控制器之間，或每個無線網絡控制器與每個分組數據節點之間建立一個虛擬電路。此外，在建立的虛擬電路上分配幾乎無限數量的分組路徑。即，在連接一服務中的無線網絡控制器與一個目標無線網絡控制器的虛擬電路上，或在連接服務中的無線網絡控制器與一個目標分組數據節點的虛擬電路上多路復用/去多路復用來自有關移動終端的各個分組呼叫或分組會話。另外，不必執行信令處理來建立移動終端的各分組路徑。
在下面的說明中將部分地提出本發明的附加優點、目的和特徵，並且熟悉本領域的人員通過查閱下面的說明將會部分地了解這些附加優點、目的和特徵，或通過實踐本發明了解它們。按照後附的權利要求中具體指出的方案可實現和得到本發明的這些目的和優點。
以下參考附圖對本發明進行詳細說明，在附圖中相同的元件用相同的參考號表示，其中
圖1是顯示利用ATM交換的現有移動通信網的方框圖；圖2顯示用於在圖1網絡中建立移動終端的分組呼叫的ATM信令協議棧的示意圖；圖3是顯示基於用於在圖1網絡中傳送來自移動終端的分組數據的ATM交換的數據協議棧的示意圖；圖4是說明根據本發明的一個優選實施例的蜂窩ATM分組網絡的方框圖；圖5是顯示用於在圖4網絡中多路復用一個移動站與分組數據節點之間的分組數據的分組數據通信協議棧的示意圖；圖6是顯示用於在圖4的網絡中多路復用移動站與另一個移動站之間的分組數據的分組數據通信協議棧的示意圖；圖7是顯示應用於圖5和6中所示ATM適配層的一個共用部分聚合子層的協議數據單元塊的格式的示意圖；圖8和9是顯示應用於圖5和6中所示ATM適配層的一個特定業務會聚子層的協議數據單元塊中的一個有效負荷欄位的不同格式的示意圖。
圖10a和10b是分別顯示圖8和9中所示有效負荷欄位的控制數據塊和點對點協議數據塊的格式的示意圖；和圖11是顯示圖10中一個控制消息的類型和請求方向的示意圖。
圖4示出了根據本發明的一個優選實施例的蜂窩ATM分組網絡結構的方框圖。如圖所示，蜂窩ATM分組網絡包括多個移動終端101和103，每個移動終端與多個基站111-114中的一個建立無線通信。可以把一個用戶數據終端102連接到一個特定移動終端，例如103，以執行數據通信。每個基站111-114最好通過一無線電信道連接到移動終端101和103中特定的一個。
蜂窩ATM分組網絡還包括多個無線網絡控制器121-123，每個無線網絡控制器連接到基站111-114中特定的一個。每個無線網絡控制器121-123適合於根據移動終端101和103中相關一個的業務選項執行信道分配功能。在與一核心網絡連接時這種功能使分組數據和電路數據業務路徑相互隔離。一個分組呼叫控制器131共同連接到多個無線網絡控制器121-123，以支持話音通信交換功能和移動終端101和103的位置登記和移動性。分組呼叫控制器131也適用於管理移動終端101和103分組業務中的一個的位置信息和分組連接節點的信息(即，無線網絡控制器和分組數據節點)。
分組呼叫控制器131包括移動交換中心(MSC)和訪問位置寄存器(VLR)，用於交互作用以支持話音通信交換功能和移動終端101和103的位置登記和移動性，以及用於管理分組業務移動終端的位置信息和分組連接節點信息的位置管理功能(LMF)實體。
最好把一個本地位置寄存器(HLR)141耦合到分組呼叫控制器131，以管理移動終端101和103的移動性。也可以把由一個公眾交換電話網(PSTN)和綜合業務數字網絡(ISDN)構成的通信網絡161耦合到分組呼叫控制器131。
把一個移動分組路由器132共同連接到無線網絡控制器121-123，以把從無線網絡控制器121-123中特定的一個的出局分組數據或其中接收的入局分組數據路由選擇到一個以ATM交換方式建立的傳送路徑。最好移動分組路由器132可以是ATM交換機、幀中繼交換機和網際協議(IP)路由器中的任何一種。
蜂窩ATM分組網絡進一步包括多個共同連接到移動分組路由器132的分組數據節點(PDN)151-153。每個分組數據節點151-153適用於根據有關標識符路由選擇移動分組路由器132提供的出局分組數據或其中接收的入局分組數據。最好也把網際網路171共同連接到分組數據節點151-153。
在上述實施例的蜂窩ATM分組網絡中，可以給每個移動終端的分組呼叫或分組會話分配一個虛擬電路，以提供分組數據業務的分組路徑。但是，這樣一來，根據使用國際電信聯盟的Q.2931標準公布中規定的B-ISDN信令的ATM交換模式，在移動分組路由器132的兩個節點之間分配一虛擬電路需要佔用許多時間。
例如，當需要在屬於無線網絡控制器121的移動終端101和屬於無線網絡控制器122的數據終端102之間分組通信時，在無線網絡控制器121與移動分組路由器132之間，和移動分組路由器132與無線網絡控制器122之間分別執行節點間虛擬電路分配。當需要通過分組數據節點151-153中特定的一個，例如，151，在屬於無線網絡控制器121的移動終端101與網際網路171之間進行分組通信時，在無線網絡控制器121與移動分組路由器132之間，和移動分組路由器132與分組數據節點151之間分別執行節點間虛擬電路分配。
為了避免上述問題，即使在移動站分組業務不在活動狀態時沒有傳送數據，也可以允許有關虛擬電路進入休止狀態，從而使得它能夠保持現狀。但是，這樣一來，在業務量突然超過規定閾值的不良通信環境下，將會失去經過移動分組路由器相互連接的服務中的無線網絡控制器與一目標無線網絡控制器之間的、或服務中的無線網絡控制器與一目標分組數據節點之間的虛擬電路。
因此，根據本發明的一個優選實施例，為了改進系統和減少上述問題，最好在每個無線網絡控制器與另一個無線網絡控制器之間、或每個無線網絡控制器與每個分組數據節點之間以永久虛擬電路(PVC)模式或交換虛擬電路(SVC)模式建立一個虛擬電路。
此外，可以在一服務中的無線網絡控制器與一目標無線網絡控制器之間，或服務中的無線網絡控制器與一目標分組數據節點之間分配大量分組路徑。例如，來自相關移動終端的各個分組呼叫或分組會話可以在一個連接服務中的無線網絡控制器與目標無線網絡控制器或連接服務中的無線網絡控制器與目標分組數據節點的虛擬電路上多路復用/去多路復用。結果，可以把足夠數量的分組路徑分配給一個虛擬電路。
本發明的上述實施例最好可以用具有用於適合於基於蜂窩行動電話通信網的分組業務的移動站分組會話數據的多路復用/去多路復用的特定業務會聚子層(以後稱為SSCS)協議的ATM適配層(以後稱為AAL)來實現。
AAL的功能是在互聯在一具有ATM交換機的網絡中的ATM終端節點或移動終端之間建立虛擬電路。根據要傳送的數據的業務特徵，這種AAL分類成五種類型，或AAL1，AAL2，AAL3，AAL4和AAL5。在本發明的一個優選實施例中，一種用於建立虛擬電路的信令AAL(SAAL)是根據AAL類型5定義的。每個AAL包括一個共同部分會聚子層(此後稱為CPCS)，和一個用作隨時處理各種應用環境的SSCS。根據具有ATM交換機的通信網的應用場合，SSCS具有不同的功能。
SSCS適用於分別多路復用/去多路復用來自有關移動終端的分組呼叫或分組會話。在本發明中，如圖5和6中所示，在ATM終端節點中，或在圖4中的蜂窩ATM分組網絡的無線網絡控制器和分組數據節點中，SSCS分別位於ATM層的上層的AAL中。每個SSCS具有在以蜂窩ATM分組網絡的永久虛擬電路(PVC)模式所分配的虛擬電路上、或在以ATM交換虛擬電路(SVC)模式分配在有關ATM終端節點與移動分組路由器之間的虛擬電路上，對所有分組會話多路復用/去多路復用的功能。每個SSCS還具有根據有關移動站的移動性，到有關分組數據節點的登記和蜂窩分組流控制有關無線網絡控制器的節點修改的功能。
在本發明的這個優選實施例中，在圖4的蜂窩ATM分組網絡中，通過建立在一個服務中的無線網絡控制器與一個目標無線網絡控制器之間(如圖6所示)或建立在服務中的無線網絡控制器與一個目標分組數據節點之間(見圖5)的虛擬電路傳送AAL5的CPCS的協議數據單元(PDU)塊(此後稱為「CPDS-PDU塊」)。在這個虛擬電路上多路復用/去多路復用和傳送來自一個特定移動站的分組呼叫或分組會話。
圖7示出了應用於AAL5的CPCS-PDU塊的格式。在本發明的優選實施例中，CPCS-PDU塊包括一個用於傳送最大到216-1位元組的用戶信息的CPCS-PDU有效負荷欄位200，和一個用於把CPCS-PDU有效負荷欄位200的長度調節到48位元組的ATM信元單位倍數，從而能夠應用於CPCS的較低層的ATM分段和重裝(SAR)子層的填充210。CPCS-PDU塊還包括一個用於透明地傳送CPCS的用戶對用戶信息的CPCS-用戶對用戶(CPCS-UU)指示欄位220，和一個用於把CPCS-PDU尾部的總比特數設置為64的公用部分指示符(CPI)欄位230。此外，一個長度欄位240指示CPCS-PDU有效負荷欄位200的長度，和一個循環冗餘校驗(CRC)欄位250指示除了其本身以外的整個CPCS-PDU塊的CRC值。
在本發明的一個優選實施例中，圖7中的CPCS-PDU有效負荷欄位200可以同樣地定義為如圖8和9中所示的SSCS的PDU塊(此後稱為「SSCS-PDU塊」)中的一個有效負荷欄位。
圖8示出了SSCS-PDU有效負荷欄位的A型格式。如圖中所示，SSCS-PDU有效負荷欄位包括一個用於標識一虛擬電路的多路復用源的源標識符(ID)欄位201，和一個用於標識該虛擬電路的多路復用目的的目的地ID欄位201。它還包括一個用於指示來自一個源終端的分組呼叫的業務類型的業務選項(SO)欄位203。當蜂窩分組ATM網建立無線終端連接時使用SO欄位203。SSCS-PDU有效負荷欄位進一步包括一個用於標識帶有相同業務選項和一個唯一分組會話標識符的分組會話的分組會話標識符(PSID)欄位204，和一個用於標識通過SSCS-PDU有效負荷欄位傳送的上層協議標識符的有效負荷分組標識符(PPID)欄位205。
目的地ID欄位202最好可以包括終端ID(15個八位長字節)，在蜂窩分組ATM網中分配的一個分組數據節點的ID(16個八位長字節)，和預設ID(1個八位長字節)中的任何一個。這是根據目的地ID欄位202的第一個八位長字節的比特值確定的。更具體地講，如果第一個八位長字節的比特值是0xDD時，它們指示目的地ID欄位202包括一個表示一個連接到虛擬電路的分組數據節點的1個八位長字節的預設ID。如果第一個八位長字節的比特值是0xDF，那麼它們指示目的地ID欄位202包括一個連接到虛擬電路的分組數據節點的一個16個八位長字節ID。如果第一個八位長字節的比特值是0xDD或0xDF，那麼它們指示目的地欄位202包括屬於一個連接到虛擬電路的無線網絡控制器的一個目的地移動終端的一個15個八位長字節ID。
圖9示出了SSCS-PDU有效負荷欄位的B型格式，其中除了圖8的A格式之外還提供一個1位元組的信息欄位206a，指示SSCS-PDU有效負荷欄位的內容。信息欄位206a是一個指示SSCS-PDU有效負荷欄位的內容是上層用戶數據還是SSCS控制數據的控制/數據(C/D)欄位。在是SSCS控制數據的情況下，C/D欄位206a也可以指示控制數據的一種類型。
可以如下定義圖8和9中所示的AAL5的SSCS-PDU塊。可以根據源ID欄位201或201a和目的地ID欄位202或202a，在一個服務中的無線網絡控制器與一個目標無線網絡控制器之間的、或服務中的無線網絡控制器與一個目標分組數據節點之間的虛擬電路上多路復用/去多路復用來自多個終端的各個分組數據。此外，根據SO欄位203或203a中的業務選項和PSID欄位204或204a中的分組會話標識符執行多路復用/去多路復用操作。根據PPID欄位205或205a，一個接收機可以有效地識別一個通過有效欄位傳送的上層協議。接收機也可以根據來自C/D欄位206a的信息容易地識別有效負荷數據是用戶數據還是SSCS控制數據。
下面說明有關以下三種情況的圖4中所示結構的蜂窩分組ATM網的操作。第一種情況是，一個屬於一服務中的無線網絡控制器的源移動站向一個目的地移動站發送帶有特定業務選項和分組會話標識符的分組數據。第二種情況是，屬於一個服務中的無線網絡控制器的一個源移動站給目標分組數據節點指定一個目標分組數據節點標識符，並向目標分組數據節點發送帶有特定業務選項和分組會話標識符的分組數據。第三種情況是，一個屬於一服務中的無線網絡控制器的源移動站請求帶有特定業務選項和分組會話標識符的網際網路/分組網絡連接數據業務，並接收作為請求結果的數據。
在第一種情況中，一個屬於服務中的無線網絡控制器的源移動站向一目的地移動站發送帶有特定業務選項和分組會話標識符的分組數據。在這種情況下，服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF從分組呼叫控制器接收目的地移動站所在的一個目標無線網絡控制器的節點標識符，並鑑別帶有該目標無線網絡控制器的虛擬電路的標識符。AAL5的一個發送SSCS存儲業務選項、分組會話標識符、目的地移動站標識符和虛擬電路標識符，並根據存儲的業務選項和標識符建立SSCS-PDU首部。然後，發送SSCS把用戶分組數據或SSCS控制數據置於一個SSCS-PDU有效負荷欄位中，並把所得的數據塊傳送到AAL5的一個CPCS。結果，完成了多路復用和發送過程。通過虛擬電路和經過移動分組路由器MPR把SSCS-PDU塊發送到目標無線網絡控制器，並通過接收SSCS去多路復用。接下來，鑑別目的地移動站標識符，以把接收的數據傳送到目的地移動站，或執行有關SSCS控制數據的操作。
在第二種情況中，一個屬於一服務中的無線網絡控制器的源移動站給目標分組數據節點指定一個目標分組數據節點標識符，並向該目標分組數據節點發送帶有特定業務選項和分組會話標識符的分組數據。在這種情況下，服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF根據目標分組數據節點的標識符鑑別帶有目標分組數據節點的虛擬電路的標識符。AAL5的一個發送SSCS存儲一個目的地移動站標識符、業務選項、分組會話標識符、目標分組數據節點標識符和虛擬電路標識符，並根據存儲的業務選項和各標識符建立SSCS-PDU首部。然後發送SSCS將用戶分組數據或SSCS控制數據置於一SSCS-PDU有效負荷欄位中，並把所得數據塊傳送到AAL5的一個CPCS，從而完成了多路復用和發送過程。結果是，通過虛擬電路和經過移動分組路由器MPR把SSCS-PDU塊發送到目標分組數據節點，並通過接收SSCS去多路復用。接下來，鑑別目的地移動站標識符，以把接收的數據傳送到一目的地移動站，或執行有關該SSCS控制數據的操作。
應當注意，可以把來自一特定分組數據節點的分組數據僅傳送到一個預先登記到該分組數據節點的移動終端。根據來自一個把分組目的地地址映射到移動終端的表格的分組目的地虛擬電路標識符和分組數據節點中SSCS的SSCS-PDU首部的信息執行多路復用操作。一旦接收到一個多路復用的SSCS-PDU塊，一個發送AAL5 CPCS把接收到SSCS-PDU塊發送到一個目標AAL5 CPCS。結果，通過接收SSCS去多路復用發送的SSCS-PDU塊，並且把得到的分組數據傳送到移動終端。
在第三種情況中，一個屬於一服務中的無線網絡控制器的源移動站請求帶有一特定業務選項和分組會話標識符的網際網路/分組網絡連接數據業務，並接收作為請求結果的數據。在這種情況下，服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF根據業務選項和分組會話標識符確定源移動站是否預先登記。如果源移動站已經預先登記，那麼服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF把接收的用戶分組數據和帶有預連接的目標分組數據節點的虛擬電路的標識符傳送到一個發送SSCS，然後發送SSCS多路復用SSCS-PDU塊，並傳送到一個AAL5 CPCS。如果源移動站沒有預先登記，那麼服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF認為該源移動站是一個要登記的新移動站，並從分組呼叫控制器接收要路由選擇的目標分組數據節點的標識符。
然後，服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF根據擇路的目標分組數據節點的標識符鑑別帶有路由的目標分組數據節點的虛擬電路的標識符。AAL5的發送SSCS存儲業務選項，分組會話標識符和虛擬電路標識符，並根據存儲的業務選項和各標識符建立SSCS-PDU首部。然後，發送SSCS把用戶分組數據或SSCS控制數據置於一SSCS-PDU有效負荷欄位中，並把所得數據塊傳送到AAL5的一個CPCS，導致多路復用和發送過程的完成。
結果，通過虛擬電路和經過移動分組路由器MPR把SSCS-PDU塊發送到路由的目標分組數據節點，並且通過一個接收SSCS去多路復用。接下來，鑑別一個源移動站，以把接收的數據傳送到源移動站，或執行有關該SSCS控制數據的操作。
應當說明，可以把來自一特定分組數據節點的分組數據僅傳送到一個預先登記到分組數據節點的移動終端。根據來自一個將一分組目的地地址映射到移動終端的表格的分組目的地虛擬電路標識符和分組數據節點中一個SSCS的SSCS-PDU首部的信息進行多路復用操作。一旦接收到一個多路復用的SSCS-PDU塊，一個發送AAL5 CPCS把接收的SSCS-PDU塊發送到一個目標AAL5 CPCS。結果，通過一個接收SSCS對發送的SSCS-PDU塊去多路復用，並且把得到的分組數據傳送到移動終端。
在上述三種情況中，可以用永久虛擬電路(PVC)模式建立服務中的無線網絡控制器與目標無線網絡控制器之間或服務中的無線網絡控制器與目標分組數據節點之間的虛擬電路，以傳送用戶分組數據。在這種情況下，服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF建立對所有目標無線網絡控制器和分組數據節點的虛擬電路。為此目的，服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF管理連接到其虛擬電路表中的虛擬電路的目標無線網絡控制器或目標分組數據節點的節點標識符。
另一方面，在以交換虛擬電路(SVC)模式建立虛擬電路的情況下，服務中的無線網絡控制器RNC或分組控制器PCF僅在需要把用戶分組數據傳送到目標無線網絡控制器或目標分組節點時才根據基於ATM交換的信令建立虛擬電路。在沒有數據傳送到目標節點時最好釋放虛擬電路。虛擬電路不是針對一個單獨的用戶分組數據單元建立的。
也就是說，首先從一個虛擬電路表接收有關一個希望的目標節點的標識符的虛擬電路標識符，並且僅在它不存在於該虛擬電路表中時，建立一個新虛擬電路並登記到虛擬電路表中。因此，可以通過一預先建立的虛擬電路對來自一個不同後繼終端的分組數據多路復用。此外，當在一規定時間周期內一虛擬電路連接的兩個節點之間沒有傳送數據的情況下，最好釋放該虛擬電路。
在上述三種情況中，移動分組終端可以通過連接該終端的分組數據節點和一個點對點協議(此後稱為PPP)鏈路連接到網際網路。在這種情況下，SSCS-PDU首部的PPID欄位包含用於識別PPP鏈路的標識符。該終端所屬的無線網絡控制器的SSCS和該終端的PPP鏈路連接的一個分組數據節點的SSCS發送和接收控制信息，以維持PPP鏈路和連續地提供分組數據業務。
因此，如果一個移動站具有通過有關分組數據節點的網際網路連接，那麼這個分組數據節點在它的網際網路子網標識符中分配一個網際協議(IP)地址作為該移動站的本地IP位址，或作為用於移動網際協議業務的保管地址(care of address)(COA)。當移動站在網際網路分組業務是有效的條件下進行越區切換或漫遊操作時，可以把它登記到一個新分組數據節點。在這種情況下，移動站必須從新分組數據節點接收一個新本地IP位址或COA。結果，這種向一個新分組數據節點的登記可能會遭遇到業務間斷，因為在重新建立PPP鏈路和登記移動IP需要一段時間間隔。
因此，只要網際網路分組業務保持有效，即使移動站移動到由一不同無線網絡控制器覆蓋的區域，它也能連續地保持一個帶有最初登記的分組數據節點的虛擬電路，並因而能使用現存的本地IP位址，從而提供了沒有間斷的分組數據業務。為此目的，無線網絡控制器的SSCS和分組數據節點的SSCS應當相互作用，以保持用於更新移動站的路由路徑的控制信號，和執行分組數據節點登記控制功能和蜂窩分組流控制功能。
圖10示出了一個SSCS-PDU有效負荷欄位的控制數據塊和PPP數據塊的各自格式。
參考圖10，控制數據塊由一個包括一用於識別控制消息內容的控制消息標識符欄位的控制消息首部、一個用於指示控制消息序列的消息序列號欄位、和一個用於識別控制消息的請求和響應的請求/響應欄位，以及一個包括基於一唯一控制消息標識符的參數的控制消息文本構成的。
PPP數據塊由一個PPP幀構成，如圖10中所示。
如圖11中所示，SSCS控制消息可以是移動站(MS)登記消息、位置更新消息、PPP鏈路數據流控制消息、移動站無線連接狀態/業務IP質量(QoS)消息，和帳單數據信息消息中的任何一種消息。
在一個源移動站啟動並開始請求接入網際網路的場合，在源移動站在它已經登記到一個目標分組數據節點、而服務中的無線網絡控制器不能對其建立虛擬電路連接的條件下請求接入網際網路的場合，和在源移動站應當登記到一個新分組數據節點的場合，可以使用移動站登記消息。在這些場合，服務中的無線網絡控制器的SSCS首先向目標分組數據節點的SSCS發送一個登記請求控制數據塊，然後從那裡接收一個響應。此時，登記請求控制數據塊包括移動站無線電QoS參數，SSCS流間控制選擇參數，等等。
一旦接收到來自目標分組數據節點的響應，服務中的無線網絡控制器通過有關SSCS-PDU有效負荷欄位向目標分組數據節點發送用戶PPP鏈路數據。並且，一旦接收到來自服務中的無線網絡控制器的移動站登記消息，目標分組數據節點通過有關SSCS-PDU有效負荷欄位向服務中的無線網絡控制器發送一個確認信號，並開始傳送用於與源移動站建立LCP的PPP數據。
位置更新消息是在一個源移動站從前一個無線網絡控制器，或舊RNC覆蓋的區域移動到一個新無線網絡控制器、或一個新RNC覆蓋的區域時使用的控制消息。新RNC檢測來自一個管理分組數據終端的PPP鏈路移動性匯集表的分組呼叫控制器LMF的源移動站預先登記到的一個分組數據節點的標識符，並且通過一虛擬電路向分組數據節點傳送位置更新消息。
當源移動站休止時，位置更新消息放棄有關SSCS-PDU首部中的業務選項和分組會話標識符。分組數據節點從接收的虛擬電路標識符獲得基於新RNC的源移動站的位置信息。
當服務中的無線網絡控制器中的分組緩衝器超過一閾值時，PPP鏈路數據流控制消息表示「擁擠ON」。一旦從服務中的無線網絡控制器接收到表示「擁擠ON」的消息，目標分組數據節點不對其發送數據，直到它再次接收到一個表示「擁擠OFF」的消息。
當由於從休止狀態轉變到活動狀態而需要發送業務選項和分組會話標識符時，或當無線業務質量改變時，從服務中的無線網絡控制器向目標分組數據節點發送移動站無線連接狀態/IP QoS消息。此外，當需要向服務中的無線網絡控制器通知IP業務質量時，目標分組數據節點向它發送移動站無線連接狀態/IP QoS消息。
當接收到彼此的請求，或存在一個傳送終端的帳單數據的事件時，從服務中的無線網絡控制器向目標分組數據節點，或相反的方向，發送帳單數據信息消息。此時，控制消息文本包含帳單數據信息。
從上述說明中可以知道，根據本發明的優選實施例，在一個從利用ATM交換機的移動終端傳送分組數據的蜂窩分組ATM網中，在每個來自移動終端的分組數據終止的無線網絡控制器與另一個無線網絡控制器之間或每個無線網絡控制器與每個分組數據節點之間建立一個虛擬電路。此外，可以在一個服務中的無線網絡控制器與一個目標無線網絡控制器之間，或服務中的無線網絡控制器與一個目標分組數據節點之間分配大量分組路徑。即，可以在連接服務中的無線網絡控制器和目標無線網絡控制器或連接服務中的無線網絡控制器和目標分組數據節點的虛擬電路上多路復用/去多路復用來自有關移動終端的各個分組呼叫或分組會話。因此，可以把足夠數量的分組路徑分配到一個虛擬電路。另外，不需要進行信令處理來建立移動終端的各個分組路徑。
上述實施例和優點僅僅是示例性的，不能看成是對本發明的限制。本說明可以容易地應用到其它類型的裝置。本發明的說明只是解釋性的，並不限制權利要求的範圍。熟悉本領域的人員知道可以有許多替代，修改和改變。在權利要求中，裝置加功能語句是為了包括所有完成在此說明的上述功能的結構，並且不僅僅是結構的等同物，而且包括等同的結構。
權利要求
1.一種異步傳輸模式網絡，包括多個無線網絡控制器，每個所述無線網絡控制器用於根據源移動站的業務選項進行信道分配，以便在與一核心網絡連接時將分組數據和電路數據業務路徑相互分離；移動分組路由器，每個所述無線網絡控制器共同與其耦合，該移動分組路由器用於將來自所述無線網絡控制器的分組數據或分組會話分別路由選擇到所建立的傳送路徑；和多個分組數據節點，共同耦合到所述移動分組路由器，每個所述分組數據節點根據目的地標識符對由所述移動分組路由器路由選擇的所述分組數據或分組會話中對應的一個進行路由選擇，其中在1)和2)之一中建立虛擬電路，即1)在所述無線網絡控制器中的一個服務中的無線網絡控制器與所述無線網絡控制器中的一個目標無線網絡控制器之間，2)在該服務中的無線網絡控制器與所述分組數據節點中的一個目標分組數據節點之間，並且其中經過所述移動分組路由器，所述服務中的無線網絡控制器和a)、b)二者之一，將所述分組數據或分組會話的數據塊在所述虛擬電路上多路復用/去多路復用並分別傳送到規定的目的地，其中a)是所述目標無線網絡控制器，b)是處於分組連接模式的所述目標分組數據節點。
2.根據權利要求1的網絡，還包括分組呼叫控制器，每個所述無線網絡控制器在其無線業務區域內共同與該分組呼叫控制器耦合，該分組呼叫控制器用於支持語音通信交換功能，位置登記，和所述源移動站的移動性，並管理所述源移動站的位置信息和分組連接節點的信息。
3.根據權利要求1的網絡，其中所述移動分組路由器包括異步傳輸模式交換機，幀中繼交換機，和網際協議路由器中的一種。
4.根據權利要求1的網絡，其中所述移動分組路由器耦合到網際網路進行通信。
5.根據權利要求1的網絡，其中每個所述數據塊包括一首部，所述首部包括源標識符欄位，用於標識所述虛擬電路的多路復用源；目的地標識符欄位，用於標識所述虛擬電路的去多路復用目的地；業務選項欄位，用於指示來自所述源移動站的分組呼叫的業務類型，在所述蜂窩異步傳輸模式分組網絡建立無線終端連接時使用所述業務選項欄位；分組會話標識符欄位，用於利用相同的業務選項和唯一的分組會話標識符來標識分組會話；和有效負荷分組標識符欄位，用於標識一接收的上層協議標識符。
6.根據權利要求1的網絡，其中所述多路復用/去多路復用操作是基於在1)和2)之間提供的協議進行的，其中1)是下述a)和b)之一，a)是所述業務和目標無線網絡控制器中異步傳輸模式適配層的特定業務會聚子層，b)是所述服務中的無線網絡控制器中所述異步傳輸模式適配層的所述特定業務會聚子層，2)是所述目標分組數據節點中異步傳輸模式適配層的特定業務會聚子層。
7.根據權利要求6的網絡，其中所述協議包括以下功能根據所述源移動站的所述移動性控制所述業務或目標無線網絡控制器的節點修改，控制對所述目標分組數據節點的登記，和控制蜂窩分組流。
8.根據權利要求6的網絡，其中所述異步傳輸模式適配層是第五類型異步傳輸模式適配層，並且包括所述特定業務會聚子層，公共部分會聚子層，異步傳輸模式分段和重裝子層。
9.根據權利要求8的網絡，其中所述公共部分會聚子層適於根據協議數據單元傳送所述數據塊，其中所述協議數據單元包括有效負荷欄位，其包含用戶信息；填充欄位，用於調節所述有效負荷欄位的長度，使得其符合異步傳輸模式交換機環境；和用戶至用戶指示欄位，用於透明地傳送所述公共部分會聚子層的用戶至用戶信息。
10.根據權利要求9的網絡，其中所述有效負荷欄位包括源標識符欄位，用於標識所述虛擬電路的多路復用源；目的地標識符欄位，用於標識所述虛擬電路的去多路復用目的地；業務選項欄位，用於指示來自所述源移動站的分組呼叫的業務類型，在該網絡建立無線終端連接時使用所述業務選項欄位；分組會話標識符欄位，用於利用相同的業務選項和唯一的分組會話標識符來標識分組會話；和有效負荷分組標識符欄位，用於標識一所接收的上層協議標識符。
11.根據權利要求10的網絡，其中每個所述源和目的地標識符欄位包括所述源移動站的標識符，所述目的地移動站的標識符，所述目標分組數據節點的標識符，和一預設標識符中的任何一個。
12.根據權利要求10的網絡，其中所述有效負荷欄位還包括控制/數據欄位，用於指示所述有效負荷欄位包含用戶數據還是包含來自所述特定業務會聚子層的控制數據塊。
13.根據權利要求12的網絡，其中所述控制數據塊包括控制消息首部，包括用於標識控制消息內容的控制消息標識符欄位，用於指示所述控制消息的順序的消息序號欄位，用於標識所述控制消息的請求和響應的請求/響應欄位；和控制消息正文，具有基於唯一控制消息標識符的參數。
14.根據權利要求13的網絡，其中所述控制消息包括所述源移動站的登記信息，所述源移動站的位置更新信息，點對點協議鏈路數據流控制信息，所述源移動站的無線連接狀態信息，網際協議業務質量信息，和計費數據信息。
15.一種在異步傳輸模式分組網絡中傳送分組數據或分組會話的方法，該網絡具有一個或多個無線網絡控制器，分組呼叫控制器，一個或多個分組數據節點，以及移動分組路由器，該方法包括以下步驟a)在一服務中的無線網絡控制器與一目標無線網絡控制器和一目標分組數據節點中的一個之間建立虛擬電路；b)通過該移動分組路由器在該服務中的無線網絡控制器與該目標無線網絡控制器和該目標分組數據節點中的一個之間建立單獨的分組路徑；c)在所述虛擬電路上對分組數據或分組會話的單獨數據塊進行多路復用/去多路復用；和d)根據鑑別過的目的地標識符對多路復用/去多路復用數據塊進行路由選擇。
16.根據權利要求15的方法，其中所述步驟a)還包括步驟a-1)根據異步傳輸模式交換方式，以永久虛擬電路模式和交換虛擬電路模式中的一種建立所述虛擬電路。
17.根據權利要求16的方法，其中所述步驟a-1)還包括步驟a-2)根據異步傳輸模式交換協議在永久虛擬電路模式中建立所述虛擬電路，使得服務中的無線網絡控制器能夠建立到所有無線網絡控制器和分組數據節點的虛擬電路，並在虛擬電路表中管理連接到所述虛擬電路的所述目標網絡網絡控制器或分組數據節點的節點標識符。
18.根據權利要求16的方法，其中所述步驟a-1)還包括步驟a-2)根據異步傳輸模式交換方式，在交換虛擬電路模式中建立所述虛擬電路，使得服務中的無線網絡控制器能夠僅在必須將分組數據傳送到目標無線網絡控制器或分組數據節點時根據異步傳輸模式信令建立所述虛擬電路，而在無需傳送分組數據時不建立所述虛擬電路。
19.根據權利要求18的方法，其中所述步驟a-2)還包括步驟a-3)在必須將分組數據傳送到目標無線網絡控制器或分組數據節點時，使服務中的無線網絡控制器能夠從一虛擬電路表中取出與目標無線網絡控制器或分組數據節點的標識符有關的虛擬電路標識符，並僅在該虛擬電路標識符不存在於該虛擬電路表中時建立所述虛擬電路。
20.根據權利要求15的方法，還包括步驟e)使屬於服務中的無線網絡控制器的源移動站能夠將具有特定業務選項和分組會話標識符的分組數據發送到目的地移動站，並使得所述服務中的無線網絡控制器中異步傳輸模式適配層的特定業務會聚子層能夠儲存業務選項，分組會話標識符，目的地移動站標識符，和虛擬電路標識符，根據所儲存的業務選項和標識符生成協議數據單元的首部，將用戶分組數據或自控數據放置在協議數據單元的有效負荷欄位上，並將所得的協議數據單元作為分組數據發送到目的地移動站。
21.根據權利要求15的方法，還包括步驟e)使得屬於服務中的無線網絡控制器的移動站能夠利用特定業務選項和分組會話標識符請求網際網路/分組網絡連接數據業務，並接收作為該請求結果的數據。
22.根據權利要求21的方法，其中所述步驟e)還包括以下步驟e-1)使得服務中的無線網絡控制器能夠根據該特定業務選項和分組會話標識符確定所述源移動站是否已經向其預先登記過；e-2)如果在所述步驟e-1)確定該源移動站已向服務中的無線網絡控制器預先登記過，則使服務中的無線網絡控制器將分組數據和連接到目標分組數據節點的虛擬電路的標識符發送到異步傳輸模式適配層的特定業務會聚子層，以便在其中對分組數據進行多路復用和發送，並且，如果在所述步驟e-1)確定所述源移動站沒有向服務中的無線網絡控制器預先登記過，則使服務中的無線網絡控制器從分組呼叫控制器接收所要路由選擇的目標分組數據節點的標識符，並根據目標分組數據節點的所述標識符利用目標分組數據節點來鑑別虛擬電路的標識符；和e-3)使得特定業務會聚子層能夠存儲業務選項，分組會話標識符，和虛擬電路標識符，根據所存儲的業務選項和標識符生成協議數據單元的首部，將用戶分組數據或自控數據放置在所述協議數據單元的有效負荷欄位上，並將所得協議數據作為分組數據發送。
23.根據權利要求15的方法，其中步驟c)的多路復用/去多路復用是基於特定業務會聚子層協議進行的。
24.根據權利要求2的網絡，其中所述分組呼叫控制器包括移動交換中心和訪問位置寄存器，二者相互作用以支持所述語音通信交換功能和所述位置登記和所述源移動站的移動性；和位置管理功能單元，用於管理所述源移動站的所述位置信息和所述分組連接節點的所述信息。
25.一種用於在蜂窩異步傳輸模式分組網絡中傳送分組數據或分組會話的方法，該網絡具有多個無線網絡控制器，分組呼叫控制器，多個分組數據節點，移動分組路由器，該方法包括以下步驟a)使屬於所述無線網絡控制器中一服務中的無線網絡控制器的源移動站指定所述分組數據節點中一個目標分組數據節點的標識符，並將具有特定業務選項和分組會話標識符的所述分組數據發送到所述目標分組數據節點；b)使所述服務中的無線網絡控制器根據所述目標分組數據節點的所述標識符，利用所述目標分組數據節點鑑別虛擬電路的標識符；c)使所述服務中的無線網絡控制器中異步傳輸模式適配層的特定業務會聚子層存儲一個或多個目的地移動站標識符，所述業務選項，所述分組會話標識符，所述目標分組數據節點標識符和所述虛擬電路標識符，根據所存儲的業務選項和標識符生成協議數據單元的首部，並將用戶分組數據或自控數據放置在所述協議數據單元的有效負荷欄位上，以將所得的協議數據單元作為所述分組數據發送；d)在所述虛擬信道上對所述分組數據的一個或多個數據塊進行多路復用，並通過所述移動分組路由器將多路復用的數據塊發送到所述目標分組數據節點中的異步傳輸模式適配層；和e)使所述目標分組數據節點中所述異步傳輸模式適配層的特定業務會聚子層能夠對所發送的數據塊進行去多路復用，鑑別所述目的地移動站標識符和將所述分組數據分別傳送到一個或多個目的地移動站。
26.一種用於維持具有網際網路連接的移動站中的原籍網際協議(IP)地址的方法，包括以下步驟在無線網絡控制器和分組數據節點之間建立虛擬電路；根據分組數據節點將網際協議地址分配給移動站；和利用原始登記的分組數據節點連續地維持虛擬電路。
27.根據權利要求26的方法，其中虛擬電路是永久虛擬電路和交換虛擬電路中的一種。
28.一種異步傳輸模式網絡，包括至少一個無線網絡控制器，用於與移動終端通信；分組呼叫控制器，用於接收來自至少一個無線網絡控制器的語音通信；移動分組路由器，用於接收來自至少一個無線網絡控制器的數據通信；至少一個耦合到移動分組路由器的分組數據節點，其中該分組呼叫控制器適於與公用交換電話網或綜合業務數字網通信，並且其中該至少一個分組數據節點適於與計算機網絡通信。
29.根據權利要求28的網絡，還包括本地位置寄存器，其中分組呼叫控制器包括移動交換中心，訪問位置寄存器，位置管理功能單元，其中本地位置寄存器管理移動終端的移動性，其中位置管理功能單元管理移動終端的位置信息和無線網絡控制器的信息。
30.根據權利要求28的網絡，其中在該至少一個無線網絡控制器與一接收無線網絡控制器和該至少一個分組數據節點中的一個之間建立虛擬電路，並且該虛擬電路是通過分組呼叫控制器和移動分組路由器中的一個建立的。
31.根據權利要求30的網絡，其中虛擬電路是交換虛擬電路和永久虛擬電路中的一種。
32.根據權利要求1的網絡，其中虛擬電路是永久虛擬電路和交換虛擬電路中的一種。
全文摘要
一種蜂窩異步傳輸模式分組網絡和用於在其中傳送分組數據的方法。在一服務中的無線網絡控制器與一目標無線網絡控制器之間,或在該服務中的無線網絡控制器與一目標分組數據節點之間,建立一虛擬電路。同樣,在上述二者之一中通過一移動分組路由器建立單獨的分組路徑。根據特定業務會聚子層協議,在虛擬電路上對分組數據或分組會話的單獨數據塊進行路復用/去多路復用。根據鑑別後的目的地標識符對所得數據塊進行路由選擇。
文檔編號H04L12/56GK1273473SQ0010887
公開日2000年11月15日 申請日期2000年5月11日 優先權日1999年5月11日
發明者林秉勤 申請人:Lg情報通信株式會社