专利名称：在移动通信网中用于交换基于分组的通信的媒介分组的系统和方法
背景技术：
发明领域本发明涉及在移动电信网中用于进行基于分组的通信的系统和方法，具体地涉及在蜂窝电信网内在无线基站与相应的移动交换中心之间交换分组信号。
背景技术：
无线通信是最快速成长的、和最具有需求的电信应用之一。蜂窝通信系统当前服务于几百万蜂窝用户。传统的蜂窝电信网利用电路交换的基础结构，其中话音和数据传送通过物理交换装置在通信设备之间进行交换。传统的蜂窝电信系统，诸如全球移动通信系统(GSM)，典型地可以包括多个移动交换中心(MSC)，它们控制系统的交换功能。多个无线基站(RBS)提供通向网络中的移动台的无线接口。基站控制器(BSC)在RBS和相应的MSC之间提供控制功能和物理链路。
在蜂窝电信网内提供电信业务时，话音业务是在移动台与目的地终端之间通过服务于移动台的RBS、BSC与MSC而进行通信的。如果目的地终端是网络中的另一个移动台，则话音业务也必须通过相应于另一个移动台的MSC、BSC与RBS而被发送到另一个移动台。正如可以看到的，多个网络设备被利用来通过使用电路交换的基础结构与移动台通信。
基于分组的通信技术在传送话音和其它媒介时变得更突出。部分地是由于西朝向基于分组的通信方向转移以及为了解决在移动电信网中物理交换机内增加的业务水平，因而需要转移话音业务的处理和/或转移在传统上由MSC处理的话音业务的有用负载。
发明概要本发明克服了现有系统的缺点，从而满足了在蜂窝电信网内提供更有效地输送基于分组的媒介的系统和方法的重大需求。
按照本发明的优选实施例，提供了一种包括通常在传统的蜂窝网中存在的部件的移动电信系统，包括至少一个移动交换中心(MSC)，它执行用于系统的传统的电路交换功能；多个无线基站(RBS)，它们通过在MSC与移动台之间进行资源分配而操纵通向一个或多个移动台的无线接口；以及一个或多个基站控制器(BSC)，它们提供控制功能以及在MSC与由它提供服务的每个RBS之间的物理链路。
按照本发明，移动电信网提供分组交换信号的通信。具体地，每个RBS包括一个用于把从移动站接收的话音信号变换成分组以及把所述分组信号输送到所需要的目的地的装置。RBS接收对于目的地设备的必要的识别信息，诸如对于目的地设备的地址值和/或端口号码。另外，RBS把打算提供给移动台的分组信号变换成适合于随后输送到移动台的信号。通过把基于来自移动台的基于话音信号的分组信号引导到如由MSC规定的适当的目的地，以及把接收的分组信号引导到移动台，每个RBS起着由MSC控制的逻辑交换机的作用。
在移动电信网内传送信息(诸如话音信息)的方法，包括在系统启动时执行一系列操作，以便发起和/或建立在一个RBS和与其有关的BSC和MSC之间的通信。随后根据电话呼叫的发起，在该RBS与相应的BSC和MSC之间执行呼叫建立子程序。呼叫建立子程序包括RBS使得处在RBS处的移动台端口和媒介端口(经过BSC)与MSC建立联系，其中移动台将通过所述RBS进行通信，并且基于分组的信号将通过所述媒介端口与另一个终端通信；以及MSC使得与将要与之进行通信的其他终端相关联的远端媒介端口与所述RBS建立联系。此后，MSC能够控制或否则保持在RBS的媒介端口与移动台端口之间的连接、以及通过RBS的媒介端口与其它终端的基于分组的信号的通信。
按照呼叫建立子程序，把话音信号从移动台发送到RBS，后者在移动台端口处接收话音信号，以及把信号变换成话音分组信号。然后，RBS通过媒介端口把分组信号输送到其它终端。由其它终端发送的、和由RBS在媒介端口接收的话音分组信号被变换成话音信号，以及通过移动台端口被输送到移动台。
本发明也可以针对在越区切换运行期间与正在不同的RBS设备之间移动的移动台有效地进行分组信号通信。如果正在移动的移动台离开由第一RBS服务的小区，以及进入由另一个RBS服务的小区，则通信在MSC与这两个RBS之间进行，导致MSC保持在第一RBS处的媒介端口以便与其它终端通信，以及建立在第一RBS与当前服务于移动台的第二RBS之间的中继连接。此外，MSC控制在第二RBS内在媒介端口和与移动台有关的移动台端口之间的连接。这样，第一RBS被保持为“固定的RBS”，其中发源于移动台的分组信息通过所述中继连接从第二RBS发送到第一RBS，然后发送到其它终端，以及发源于其它终端的分组信息被发送到第一RBS，然后通过所述中继连接被发送到第二RBS，从而把它通过第二RBS的移动台端口发送到移动台。
附图简述当结合附图参考以下的详细说明时，可以更全面地了解本发明的系统和方法，其中
图1是按照本发明的优选实施例的移动电信网的方框图；图2是图1所示的移动电信网的另一个方框图；图3是显示在图1和2的网络中各种部件之间的系统建立子程序的节点信号图；图4是显示在图1和2的网络中各种部件之间的呼叫建立子程序的节点信号图；图5是显示本发明的优选实施例的电话呼叫运行的流程图；以及图6是显示本发明的优选实施例的另一种运行过程的流程图。
发明详细描述此后参照显示本发明的优选实施例的附图，更全面地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，以及不应当被看作为受限于这里阐述的实施例。相反，通过提供实施例可以使得本揭示内容是透彻和全面的，并充分表达本发明的范围给本领域技术人员。
参照图1-4，图上揭示了按照本发明的优选实施例的电信系统和相应的方法。应当看到，电信系统实际上可以是任何可以给移动台提供无线通信的电信系统，诸如一个可构成用于全球移动通信系统(GSM)的公共地面移动网(PLMN)的电信系统。在本发明的优选实施例中，该电信系统包括MSC 1、BSC 2和RBS 3，如图1所示。电信系统还包括其它部件，诸如关守节点和网关(未示出)，用于提供到其它通信网或设备的进入点。
除了能够提供电路交换通信以外，按照本发明，电信系统也能够提供分组交换通信，在其中诸如话音和数据那样的信息以分组形式在各个系统部件之间传送。例如，电信系统可以提供基于IP的环境，用于与移动台6进行话音信号通信。作为示例的目的，当作为分组交换系统运行时，电信系统可被显示为如图2所示。
为了使得电信系统执行基于分组的通信和/或作为分组交换系统，每个RBS 3优选地包括分组变换设备5，用于把在移动台端口处从移动台6接收的信号变换成分组信号，以及把分组信号发送到由相应于RBS 3的MSC 1规定的目的地设备。与RBS 3有关的MSC 1优选地把相应于目的地设备的识别信息(诸如它的地址和/或端口信息)提供给RBS 3。然后，RBS 3能够在由此产生的每个分组信号的标题中识别目的地设备，这样，由RBS 3通过其媒介端口进行的分组信号发送是指向目的地设备的。
按照本发明的优选实施例，RBS 3的分组变换设备5把打算提供给移动台6的分组信号变换成具有适合于发送到移动台6的格式的信号。通过发送具有由移动台6发送的分组形式的信息，以及把打算提供给移动台6的分组数据引导到移动台6，RBS 3起到引导分组信号的逻辑交换机的作用。MSC 1控制在媒介端口7(分组信号可通过它与另一个终端通信)与移动台端口8(话音信号可通过它与移动台6通信)之间的连接，这样，MSC 1可被看作为可以控制RBS 3的逻辑交换机。
现在参照图3-5描述本发明的优选实施例的运行。一开始，由可以互相通信的一组网络设备(诸如MSC 1A、RSB 3A和BSC 2A)启动的系统执行子程序。然而，将会看到，系统启动程序可以由具有它们的相应的BSC和MSC的所有的或任何的RBS来执行。参照图3，RBS 3A建立与其有关的MSC 1A的连接30。例如，该连接是TCP连接。接着，RBS 3A把它的识别符通过信号31传送到MSC 1A。MSC 1A利用一个返回消息32进行应答。RBS 3A也建立和与它相对应的BSC 2A的连接33。例如，该连接可以是TCP连接。一个配置文件可以被RBS 3A利用来寻找BSC 2A的BSC地址。RBS 3A也提供BSC 2A一个信号33，其中包括对于RBS 3A的识别符以及对于它的内部参考。这时，该系统建立程序完成。
在发起一个涉及移动台6A的电话呼叫后，在RBS 3A、MSC 1A与BSC 2A之间执行呼叫建立程序。参照图4，RBS 3A在信号41中发送移动台端口8的信息到BSC 2A，通过这个端口8，移动台6A与RBS 3A进行通信。然后端口信息(诸如被分配用于执行与移动台6A的通信的实际的移动台端口8)连同用于RBS 3A的RBS参考识别符在信号42中从BSC 2A被发送到MSC 1A。此后，MSC 1A请求和接收在信号43中有关RBS 3A的媒介端口7的信息，以便向与电话呼叫所涉及的其它终端传送(发送和接收)分组信号。具有与其它终端有关的远端媒介端口的MSC 1A在信号44中发送远端媒介端口信息到RBS 3A。在这种情形下，移动台6B是电话呼叫中所涉及的其它终端，这样，与移动台6B有关的RBS 3B的媒介端口7是被提供到RBS 3A的远端媒介端口信息。这时，MSC 1A可以在RBS 3A内有效地控制在它的媒介端口7与移动台端口8之间的连接。
在完成呼叫建立程序后，媒介和/或话音信号可以在移动台6A和移动台6B之间进行通信。具体地，被移动台6A发送的话音或其它媒介信号可以在步骤51处由RBS 3A在它的移动台端口8接收(图5)。RBS 3A在步骤52把话音信号变换成分组形式，以及在步骤53把分组信号从媒介端口7发送到RBS 3B。在生成分组信号时，RBS 3A在每个分组中提供标题信息，它标识RBS 3B的特定的媒介端口7以作为目的地设备/地址。在从RBS 3A接收分组信号后，RBS 3B在步骤54把分组信号变换成具有适合于以后在步骤55沿着RBS 3B的移动台端口8发送到移动台6B的形式的信号。
在MSC 1与每个相应的RBS 3之间建立的接口可以允许MSC 1控制和/或命令RBS 3发送音频信号到目的地设备，以便在电话呼叫期间提供适当的信令。
在RBS 3B的移动台端口8处接收由移动台6B发送的话音信号后，RBS 3B在步骤56把话音信号变换成分组形式，以及在步骤57把分组信号从RBS 3B的媒介端口7发送到RBS 3A。在生成分组信号时，RBS3B在每个分组中提供标题信息，它标识RBS 3A的特定的媒介端口7以作为目的地设备/地址。在从RBS 3B接收分组信号后，RBS 3A在步骤58把分组信号变换成具有适合于以后在步骤59通过RBS 3A的移动台端口8发送到移动台6A的形式的信号。通过从一个RBS 3直接发送分组信号到另一个RBS，使得系统资源使用相对于在MSC 1中物理交换单元的使用最小化。
应当看到，MSC 1可以控制RBS 3A内的逻辑交换过程，用于执行在移动台6A与一个没有得到电信系统服务的终端之间的、基于分组的通信。在变换和路由信号过程中的上述的呼叫建立子程序和上述的RBS3A的运行在这种情形下是相同的。唯一的差别是MSC 1A提供另一个终端的远端媒介端口而不是系统中RBS 3的特定的媒介端口给RBS3A。
当移动台6在越区切换运行期间移动在由不同点RBS服务的区域之间时，本发明可以通过使用分组交换协议实现与移动台6的通信。考虑其中移动台6A开始通过RBS 3A进行电话呼叫的情形。在移动台6A直接与RBS 3A进行通信期间，RBS 3A通过其中的移动台端口8接收来自移动台6A的话音信号，把话音信号变换成分组形式，其中包括把适当的目的地地址放置在分组标题中，以及把分组信号通过特定的媒介端口7发送到想要的目的地。因为分组交换技术不能用一个RBS 3代替另一个RBS，在步骤61，当移动台6A离开由RBS 3A服务的区域和进入由另一个RBS(例如，RBS 3C)服务的区域时，RBS 3A保持作为用于与目的地设备通信的“固定的”RBS。在这种情形下，MSC 1A获知移动台6A的新的位置，于是便提供端口信息给RBS 3A和RBS 3C，以使得在RBS 3A的媒介端口7与RBS 3C的媒介端口7之间的中继建立被连接和受到控制。这样，在步骤62在RBS 3A的媒介端口7处接收的、来自目的地设备的分组信号被改变，以使得它的标题指示RBS 3C的特定的媒介端口7，以及随后在步骤63被转发到RBS 3C。一旦在RBS 3C的媒介端口7处接收到分组信号，在步骤64，该分组信号从分组形式被加以变换，以及由RBS 3C将其通过它的移动台端口8发送到移动台6A。
在步骤66，由移动台6A发送的媒介和/或话音信号在RBS 3C的移动台端口8处被接收、被变换成分组形式、以及被发送到RBS 3A的特定的媒介端口7。在步骤65接收来自RBS 3C的分组信号后，在步骤67，当被MSC 1A控制时，RBS 3A改变标题信息以便指示该目的地设备，以及通过RBS 3A的媒介端口7发送分组信号给该目的地设备。
在移动台6A移动到由除了RBS 3C以外的一个RBS服务的区域的情形下，这个移动信息被传送到MSC 1，以及MSC 1建立在RBS 3A的媒介端口7与服务于移动台6的新的RBS 3之间的新的中继连接。
虽然本发明被这样地描述，显然，本发明可以以许多方式变化。这样的变化并不认为偏离本发明的精神和范围，以及对于本领域技术人员显而易见的所有这样的修改都要被包括在以下的权利要求的范围内。
权利要求
1.在具有至少一个移动交换中心(MSC)和多个与MSC通信的无线基站(RBS)的移动电信系统中，由无线基站(RBS)运行的方法，包括以下步骤在RBS处接收来自移动台的话音信号；在RBS处把话音信号变换成具有分组形式的分组信号，所述分组信号标识用于接收分组信号的目的地设备；以及把分组信号发送到其中标识的目的地设备。
2.权利要求1的方法，其中所述变换步骤包括以下步骤从MSC接收相应于目的地设备的标识信息；以及把标识信息放置在每个分组信号的标题域。
3.权利要求1的方法，还包括以下步骤在RBS处接收由目的地设备发送的、打算提供给移动台的分组信号；变换从目的地设备接收的分组信号；以及把所变换的信号发送到移动台。
4.权利要求1的方法，还包括以下步骤由MSC接收这样一个指示第二RBS正在服务于移动台；在RBS处接收来自第二RBS的、打算提供给目的地设备的分组信号；以及由RBS把从第二RBS接收的分组信号发送到目的地设备。
5.权利要求4的方法，还包括以下步骤在所述发送所接收的分组信号的步骤之前，改变在从第二RBS接收的分组信号中的标题信息，以便标识所述目的地设备。
6.权利要求1的方法，还包括以下步骤由RBS处接收来自MSC的这样一个指示第二RBS正在服务于移动台；在RBS处接收来自目的地设备S的、打算提供给第二RBS的分组信号；以及把从目的地设备接收的分组信号发送到第二RBS。
7.权利要求6的方法，还包括以下步骤在所述发送接收分组信号的步骤之前，改变在从目的地设备接收的分组信号中的标题信息，以便标识第二RBS。
8.权利要求1的方法，其中分组信号包括基于IP的信号。
9.权利要求1的方法，其中所述变换步骤包括以下步骤从MSC接收相应于目的地设备的IP地址信息；以及把IP地址信息放置在每个分组信号的标题域。
10.权利要求1的方法，还包括以下步骤从MSC接收相应于目的地设备的识别信息，以便把分组信号发送到目的地设备。
11.权利要求1的方法，还包括以下步骤把有关一个移动台端口的信息发送到MSC，通过该移动台端口可接收来自移动台的话音信号；以及把有关一个媒介口的信息发送到MSC，通过该媒介端口可进行与目的地设备的分组信号通信。
12.移动电信系统，包括移动交换中心(MSC)；以及与MSC进行通信的无线基站，它包括分组装置，用于变换信号到和来自分组交换形式，以及用于在由无线基站服务的移动台与具有与其有关的端口地址的终端设备之间传送变换的信号。
13.权利要求12的移动电信系统，还包括多个无线基站，每个无线基站包括分组装置，用于变换信号到和来自分组交换形式，以及用于在由无线基站服务的移动台与具有与其有关的端口地址的终端设备之间传送变换的信号。
14.权利要求12的移动电信系统，其中所述无线基站在移动台端口处接收来自移动台的媒介信号，把接收的话音信号变换成分组信号，以及把变换的分组信号通过无线基站的媒介端口发送到终端设备。
15.权利要求14的移动电信系统，其中在无线基站的移动台端口与媒介端口之间的连接由MSC控制。
16.权利要求12的移动电信系统，其中所述MSC提供终端设备的端口地址给所述无线基站；以及所述分组装置把从所述MSC接收的终端设备的所述端口地址包括在被变换和被发送到终端设备的分组信号的标题中。
17.权利要求12的移动电信系统，其中无线基站把有关一个移动台端口的信息提供给MSC，通过该移动台端口，无线基站可接收来自移动台的话音信号，以及把有关一个媒介口的信息提供给MSC，通过该媒介端口，所变换的分组信号被发送到终端设备。
18.权利要求12的移动电信系统，其中所述无线基站接收打算给由所述无线基站服务的移动台的分组信号，变换接收的分组信号，以及把变换的信号发送给移动台。
19.权利要求12的移动电信系统，其中所述无线基站接收从另一个无线基站发源的分组信号，该分组信号作为由该另一个无线基站提供服务的移动台发送的、和打算给目的地设备的信号，以及把接收的分组信号发送到目的地设备。
20.权利要求12的移动电信系统，其中所述无线基站变换信号到和来自基于IP的分组形式。
21.权利要求12的移动电信系统，其中MSC在肯定地确定移动台正在由第二无线基站服务后，建立在无线基站与第二无线基站之间的中继连接；由无线基站接收、被终端设备发送和打算提供给移动台的分组信号沿着中继连接被发送到第二无线基站；以及由无线基站接收、由第二无线基站沿着中继连接发送和打算提供给终端设备的分组信号由无线基站发送到终端设备。
22.蜂窝电信系统，包括至少一个移动交换中心(MSC)；以及与所述MSC进行通信的多个无线基站(RBS)，每个RBS为由它进行服务的移动台提供分组交换通信。
23.权利要求22的蜂窝电信系统，其中每个RBS把从由它服务的移动台接收的话音信号变换成分组信号，以及把分组信号发送到它们的打算的目的地。
24.权利要求23的蜂窝电信系统，其中RBS通过RBS的移动台端口接收来自移动台的话音信号，以及把分组信号通过RBS的媒介端口发送到打算的目的地；以及MSC控制移动台端口与媒介端口之间的连接。
25.权利要求22的蜂窝电信系统，其中每个RBS接收打算给由RBS服务的移动台的分组信号、变换分组信号、以及把变换的信号发送到移动台。
26.在包括一个移动交换中心(MSC)和至少一个与MSC通信的无线基站(RBS)的蜂窝网中，用于传送分组信号的方法，所述方法包括以下步骤由RBS接收打算发送给由它服务的移动台的分组信号；由RBS把接收的分组信号变换成适合于通过空中接口发送的变换的信号；以及把变换的信号发送到移动台。
27.权利要求26的方法，还包括以下步骤由MSC接收相应于目的地设备的标识信息；由RBS从移动台接收打算发送到目的地设备的话音信号；把话音信号变换成分组信号；以及根据由MSC接收的、相应于目的地设备的标识信息，把分组信号发送到目的地设备。
28.权利要求27的方法，其中由RBS产生的每个分组信号包括标题域；以及变换话音信号的步骤包括把相应于目的地设备的标识信息放置在分组信号的标题域。
29.权利要求28的方法，其中标识信息是设备的IP地址。
30.权利要求27的方法，还包括以下步骤在变换之前，把相应于目的地设备的标识信息从MSC发送到RBS。
全文摘要
揭示了在移动电信系统中通过利用分组技术与移动台进行通信的方法和系统。该系统包括移动交换中心(MSC)、基站控制器(BSC)以及至少一个与MSC和BSC进行通信的无线基站(RBS)。RBS包括一个分组装置，用于把从移动台接收的话音信号变换成分组信号，以及用于根据由MSC提供的目的地信息把分组信号发送到目的地设备。RBS也接收打算与移动台通信的分组信号，通过分组装置变换分组信号，以及把所变换的信号通过空中接口发送到移动台。
文档编号H04L12/56GK1415175SQ00818129
公开日2003年4月30日 申请日期2000年11月1日 优先权日1999年11月3日
发明者M·帕特尔, S·穆克赫吉, S·科拉 申请人:艾利森公司