专利名称：用于分组无线电通信系统的无线网关和相关的方法
技术领域：
本发明总的涉及在分组无线电通信系统中藉以实施与移动节点的分组通信的方式。分组无线电通信系统具有可按照分开的协议操作的分开的部分，诸如可按照cdma2000协议操作的第一部分和可按照3GPP结构的GPRS(通用分组无线业务)协议操作的第二部分。更具体地，本发明涉及无线网关(WGW)，或其他互通功能，以及实行移动节点的登记和切换的相关的方法。无线网关的操作例如允许在分组无线电通信系统的cdma2000部分中提供分组数据业务而同时利用GPRS输送层来输送数据。
背景技术：
使用无线通信系统进行电话通信已成为现代社会的一个特定部分。由于在无线通信系统中不需要有线连接来实施电话通信，所以当传统的有线通信系统的有线连接结构不方便或不易实行时，藉助于无线通信系统进行通信是可能的。例如，蜂窝通信系统是无线通信系统的例子。形成蜂窝通信系统的固定基础结构的蜂窝通信网已被安装在世界的上的很多部分。蜂窝通信网的固定基础结构包括固定台址的无线电收发信机，其被称为基站收发信台，能够实施与位于它邻近区域中的移动台的通信。
移动台的用户藉助于业务预订而被许可接入到蜂窝通信网进行通信。也就是说，订户预订蜂窝通信系统中的业务，以允许用户利用移动台通过蜂窝通信网进行通信。蜂窝通信系统的早期实施方案利用模拟通信技术。数字通信技术的进展，以及藉以实施数字通信技术的电子电路，已允许蜂窝通信系统的后续各代利用数字通信技术。通常，当利用数字通信技术时，要被传送的数据被数字化，以及有时也按照格式化协议被格式化成数据分组(数字通信不一定只被格式化成分组数据)。数字数据，或它们形成的数据分组可以在通信会话期间以离散的间隔被传送。处理电路被利用来在数据发送之前和数据接收之后对数据动作。
已经提出和实施了各种不同类型的数字蜂窝通信系统。现有的数字通信系统通常按照它们操作时遵循的接入方案被分类。两种分开的、和有时竞争的通信方案已达到实施和使用的显著水平。第一个这样的系统利用时分多址技术，以及第二个这样的系统利用码分多址技术。
在时分多址通信技术中，通信信道由独特的扩频码被规定，数字数据在进行通信之前藉助于该扩频码在频带宽度上被编码。
下一代蜂窝通信系统正在开发中，旨在允许移动台的通信接入与它们的实施方案的技术类型无关。利用码分技术的一个下一代通信系统被称为cdma2000系统。并且，另一个下一代通信系统被称为3GPP系统。在3GPP系统中按照GPRS(通用分组无线电业务)提供分组无线电通信。GPRS可被使用于码分(UMTS)和时分(GERAN)。
按照利用GPRS的3GPP通信系统阐述的3GPP R00 PS R5结构规定了允许实施多媒体通信业务的通信能力。多媒体业务利用IP(互联网协议)-格式化的数据，以及GPRS形成藉以输送IP格式化数据的输送层，以实施通信业务。用于cdma2000系统的相应功能性当前似乎不能实施同样的数据量很大的通信业务。
随着第三代通信系统被开发来允许分开的接入网连接到公共核心网，接入网被指令来按照不同通信标准操作(诸如上述的cdma2000和3GPP/GPRS结构)，在可按照分开的通信标准操作的分开接入网之间存在互通功能性的可能性。如果提供互通功能性，则GPRS在3GPP结构中已经证明的可操作性可被利用来便于在利用cdma2000通信方案的接入网中实施基于分组的通信业务。
这样的互通功能性将需要能够与两种类型的网络相接口。优选地，对与各个网络有关的信令协议中阐述的现有信令的改变将是最小的。
所以，互通功能性将有利地便于在第三代分组无线电通信系统中实施通信业务。
正是鉴于与分组无线电通信有关的这个背景信息，才进行本发明的重要改进。
发明概要因此，本发明提供在分组无线电通信系统中便于与移动节点的分组通信的互通功能性，以及相关的方法。
互通功能性提供用于分组无线电通信系统的分开部分的互通功能。分开的部分可按照分开的协议操作，诸如可按照cdma2000协议操作的第一部分和可按照3GPP/GPRS协议操作的第二部分。
通过本发明的实施例的操作，提供了便于移动节点的登记和切换的方式。该操作例如允许在分组无线电通信系统的cdma2000部分中提供分组数据业务，而同时利用GPRS输送层来输送数据。分组无线电通信系统的3GPP/GPRS部分的分组输送能力被利用来提供分组无线电业务给可按照cdma2000协议操作的移动节点。
在本发明的一个方面中，无线网关提供互通功能性，以便于实施与可按照cdma2000或其他通信方案操作的移动节点的分组通信。3GPP/GPRS输送层被使用来输送分组格式化的数据到cdma2000系统中的可操作的移动节点和输送来自该移动节点的分组格式化的数据。
无线网关被安置来检测在通信系统的通信操作期间生成的消息。另外，更具体地，无线网关被安置来检测由PCF生成的A11-登记请求消息。有MIPv4登记请求消息由移动节点发送到对于WGW透明的原籍代理。A11登记请求消息在移动节点初始加电期间在移动节点被供电的同时生成，以及是按照切换过程被生成。
当移动节点按照cdma2000协议操作时，使用IOS A11信令协议。A11登记请求消息包括厂商特定的扩展，其数值在被无线网关检测时使该无线网关发起一个GPRS附接(attach)过程或GPRS路由区域更新。登记请求包括srcPZI、P-TMSI、和P-TMSI签名值，所有这些都在3GPP/GPRS系统中规定。这样的数值被设置为空值，以及这样的空值的检测使得无线网关发起该GPRS附接过程。A11登记请求消息也按照切换过程被生成。切换过程可以是休眠(dormant)切换过程或硬切换过程。休眠切换过程是指例如在不存在正在进行的通信会话时的切换过程。另外，硬切换过程例如属于在通信会话正在进行的同时被执行的切换过程。在体眠切换过程期间，在厂商特定的扩展中表示的srcPZI、P-TMSI、和P-TMSI签名值被设置为空值。在登记请求消息的相应字段中这样的空值的检测使得无线网关发起一个GPRS附接过程。相反，在硬切换过程期间，srcPZI、P-TMSI、和P-TMSI签名的值被设置为非空值。
在另一个实施方案中，修改的IOS A1指定请求或切换请求(如适当的)消息被生成，以及一旦被生成，该消息就被插入到厂商特定的扩展下的IOS A11登记请求消息中。另外，无线网关还操作以根据srcPZI向相邻的无线网关征求(solicit)有关移动节点的信息，请求消息是从该移动节点始发的。如果srcPZI没有被包括在内，具有不被看作为相邻的srcPZI的数值，或具有空值，则如果必须的话，执行对附加信息的征求的多播。
由此，信令被提供来许可由无线网关提供的互通功能性，以在使用3GPP/GPRS系统的输送层的同时，输送分组数据给可按照cdma2000协议操作的移动节点。3GPP/GPRS系统的已经证明的性能能力由此被提供到cdma2000系统的移动节点。
因此在这些和其他方面，提供了用于分组无线电通信系统的设备和相关的方法。分组无线电通信系统具有可按照具有第一协议的第一分组无线电通信方案操作的第一部分以及可按照第二分组无线电通信方案操作的第二部分。可以便于在利用第一协议的同时与按照第二分组无线电通信方案操作的移动节点的分组格式化数据的通信。网关被耦合到第一部分和第二部分，以接收在第一部分选择地生成的和在第二部分选择地生成的消息。该网关响应于其中接收的选择的消息来选择地发起按照第一协议规定的附接过程。一旦完成，该附接过程就许可与移动台进行按照第一协议格式化的分组格式化数据路由。
从下面简要概述的附图、本发明的优选实施例的以下详细说明、和所附权利要求，可以得到本发明和本发明的范围的更全面的了解。
附图简述
图1显示其中本发明的实施例可操作的通信系统的功能方框图。
图2显示代表在按照本发明的实施例的、图1所示的通信系统操作期间生成的信令的消息序列图，其中在通信系统的无线网关之间执行硬切换。
图3显示代表在遵循按照本发明的实施例实施的登记/附接过程的、图1所示的通信系统操作期间生成的信令的消息序列图。
图4也代表在图1所示的通信系统操作期间生成的信令，这里显示在藉以实施休眠切换的本发明实施例的操作期间生成的消息。
图5也显示消息序列图，这里代表在也按照本发明的实施例、图1所示的通信系统操作期间生成的信令，由此实施在无线网关之间的硬切换。
图6也显示代表在图1所示的通信系统操作期间生成的信令的消息序列图，由此执行按照本发明的实施例的登记/附接过程。移动节点信息是通过将征求多播到相邻的网关而得到的。
图7显示也代表按照本发明实施例的操作期间生成的信令的另一个消息序列图，由此实施在基站之间的休眠切换或分组数据初始登记。
详细描述首先参照图1，通信系统总的表示为10，提供与移动台的无线电通信，其中的移动台12是示例性的。在示例性实施方案中，通信系统形成具有核心网14和接入网16(这里是16-1和16-2)的第三代蜂窝通信系统。核心网由利用GPRS(通用分组无线电业务)的3GPP结构形成。核心网可按照为GPRS提供的、适当的GSM(全球移动通信系统)操作标准技术规范来操作。另外，接入网16可按照cdma2000操作标准技术规范操作。
接入网16通过可按照本发明的实施例操作的无线网关18被耦合到核心网，通过该无线网关允许GPRS被用作为输送层，藉以实施与移动台12的通信业务，诸如IP(互联网协议)上的实时多媒体应用，否则移动台12可按照cdma2000操作标准技术规范操作。
通过利用GPRS作为输送层，可按照cdma2000操作标准技术规范操作的接入网能够按照被证明是能有效地传送实时应用中的分组数据的协议，来发送和接收分组格式化的数据。
每个包括多个基站22的接入网可按照在cdma2000操作标准中阐述的操作标准来操作。接入网在这里被显示为包括分组控制功能24，在cdma2000操作标准技术规范中规定的功能实体。PCF例如在基站22，在基站控制器(MSC)25中被具体化，或在它们之间分布。接入网16-2的基站一起规定分组地区区域，这里被标识为分组地区区域1。另外，接入网161的基站规定小区，它们也一起形成分组地区区域，这里被标识为分组地区区域2。
当移动台行进在由单个接入网的分开的基站所规定的小区之间时，执行通信的切换。当移动台退出分组地区区域1和进入分组地区区域2时，在分开的接入网的基站之间也执行切换。本发明的实施例的操作允许GPRS被用作为输送层，藉以输送分组格式化的数据而不管移动台的位置和运动。
接入网16-1通过无线网关18(这里表示为18-1)被连接到核心网的SGSN(服务的GPRS服务节点)28。类似地，接入网16-2通过无线网关18(这里表示为18-2)被连接到SGSN。被构建成可按照3GPP R00 PSR5结构操作的核心网也包括由SGSN以传统方式耦合的GGSN(网关GPRS服务节点)32。另外，相应的实体34也被显示为耦合到核心网14。相应的实体代表能够与移动台传递分组格式化的数据或其他数据的任何节点。这里，例如，相应的实体代表作为多媒体数据的来源的计算机服务器。
无线网关形成互通功能，通过使用A10/A11协议连接到PCF 24和通过使用Iu-ps协议连接到SGSN 28。在无线网关操作期间，网关被触发成执行移动台12的登记、空闲切换、和工作切换过程。
Cdma2000系统，即，接入网16可按照其操作的系统，规定分组地区和分组地区识别符(PZI)。另外，可按照3GPP GPRS标准操作的核心网利用路由区域和路由区域识别符(RAI)。另外，在GPRS中，规定了P-TMSI和P-TMSI签名。这样的值是在路由区域更新过程中需要的，以及可任选地，这些值还被利用于附接过程。无线网关18操作以使用老的或源PZI(srcPZI)值来与老的RAI数值相联系。无线网关也可选择地能够得到移动节点12的P-TMSI和P-TMSI签名值。无线网关使用从接入网得到的信息来发起登记、休眠切换、和工作硬切换。
在本发明的第一实施例中，srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名值是从老的/源BSC/PCF中得到的。对于IOS A1接口作出修改。P-TMSI和P-TMSI签名值是通过一个切换要求的消息载送的。并且，srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名值通过切换请求消息被载送的。然后，这样的值被插入到厂商特定的扩展下的IOS A11登记请求和登记回答消息中。
在第一实施例中，在cdma2000登记/GPRS附接情形下，在IOS A11登记请求中的、厂商特定的扩展中的srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名值被设置为空值。这触发无线网关发起GPRS附接程序过程。
当要执行休眠切换时，在IOS A11登记请求中的、厂商特定的扩展中的srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名值也被设置为空值。当被递送到无线网关时，该网关被触发以启动该GPRS附接过程。另外，在本实施例中，当要实施硬切换时，PTMS-I和PTMS-I签名值通过修改的IOS A1切换所要求的消息被载送。除了PTMS-I和PTMS-I签名值之外，一个移动交换中心还将srcPZI值加在一个修改的IOS A1切换请求消息中。在IOS A11登记请求的、厂商特定的扩展区中的srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名值为非空值触发了无线网关，以发起GPRS路由区域更新(RAU)过程。在MSC间的硬切换的情形下，源MSC在通过修改的IOS A1切换请求消息把srcPZI值转发到目标无线网关之前提供srcPZI值到目标MSC。
每个无线网关18保持相邻的PZI值的列表，以及保持相邻的PZI值与相邻的RAI值之间的关联。无线网关使用这个关联从接收的srcPZI得到老的RAI。
本发明的另一个实施例，只利用在IOS-A1接口中的最小改变，利用修改的IOS A1指定请求消息和修改的IOS A1切换请求消息。在这种情形下，PTMS-I和PTMS-I签名不被存储在老的/源BSC/PCF。PZI值通过这样的修改消息被载送以及被插入到在厂商特定的扩展区下的IOSA11登记请求消息中。无线网关18根据PZI值向相邻的无线网关征求有关移动台12的更多的信息。在一个实施例中，如果PZI值为空或不被识别，则目标无线网关18多播该征求。
在本实施例中，按照cdma2000登记/GPRS附接过程，移动交换中心在修改的IOS A1指定请求消息中发送一个空值的srcPZI。空值的srcPZI值触发无线网关，该无线网关接收消息，以便从相邻的无线网关区域征求更多的信息，如果没有相邻的无线网关能够提供移动台的有效的srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名值，则无线网关发起GPRS附接过程。否则执行MSC间休眠切换过程，以及无线网关发起要被实施的GPRS路由区域更新过程。
在休眠切换过程中，移动交换中心把修改的IOS A1指定请求消息中的srcPZI值设置为有效的值，即非空值。这样的值的检测触发无线网关以单播地从以前使用的无线网关(被表示为srcPZI)征求更多的信息，然后发起GPRS路由区域更新过程。否则，如果srcPZI为空或该值不被识别为相邻的PZI的值，则这样的值触发无线网关，以便多播地从以前的无线网关征求更多的信息。如果没有相邻的无线网关具有关于移动节点的信息，则后随一个MSC间的休眠切换过程，以及无线网关发起GPRS附接过程。
在硬切换过程中，移动交换中心把修改的IOS A1切换请求消息中的srcPZI值设置为有效的值，即非空值。这个值触发无线网关，从以前网关征求更多的信息，然后发起GPRS路由区域更新过程。当要执行MSC间硬切换时，源移动交换中心在srcPZI通过目标BSC/PCF被转发到目标无线网关之前，把srcPZI值提供到目标MSC。每个无线网关保持一系列相邻的PZI值，以及保持在相邻的PZI值与相邻的RAI值之间的关联。无线网关使用这个关联来从接收的srcPZI值得到老的RAI值。
图2显示消息序列图，总的表示为42，表示在无线网关之间(这里是在无线网关18-1与18-2之间)的硬切换过程期间生成的信令。首先，如由线段44表示的，在完成导频强度测量后，移动节点12生成给源基站/PCF 22/24的PSMN(导频强度测量消息)。然后，如由线段46表示的，在BS/PCF判决切换是急迫的以后，生成一个按照IOS-A1的、切换需要的消息，它包括目标小区的列表。该消息包括在cdma2000登记/GPRS附接过程期间已由核心网(GPRS)分配给移动节点以及通过修改的登记回答消息被发送到BS/PCF的老的P-TMSI值和老的P-TMSI签名值。替换地，P-TMSI值和P-TMSI签名值可被存储在MSC中。需要在指定完成消息中的附加修改来载送这个参数。另外，需要对MSC进行修改以存储P-TMSI签名值。然而，不需要对IOS-A1切换需要的消息进行修改。
线段48代表由MSC生成和发送切换请求消息到接入网162的目标BS/PCF。根据拓扑，MSC知道源小区的PZ(分组地区)。在由线段48表示的切换请求消息中，MSC加上源小区PZI(srcPZI)值以及把老的P-TMSI和老的P-TMSI签名值转发到BS/PCF。BS/PCF分配请求的资源以及开始发送空前向业务信道帧(cdma2000)，如由线段52表示的。
BS/PCF也用(IOS-A1)切换请求应答消息回答，如由线段54表示的。然后，如由线段56表示的，MSC把(IOS-A1)切换命令消息发送到BS/PCF。另外，如由线段58表示的，BS/PCF把(cdma2000)UHDM(通用切换方向消息)消息发送到移动节点。
移动节点用(cdma2000)ACK命令消息应答该消息的接收，如由线段62表示的。然后，移动台开始发送反向业务信道前同步信号或数据，如由线段64表示的。另外，移动节点把(cdma2000)切换完成消息发送到BS/PCF，如由线段66表示的。BS/PCF用cdma2000BSACK命令消息来应答该消息的接收，如由线段68表示的。
BS/PCF也发起到目标无线网关18-2的(IOS A10/A11)连接，如由线段72表示的。这个消息包括srcPZI、老的P-TMSI、和老的P-TMSI签名值。无线网关18-2分析srcPZI值的值以及把srcPZI值映射为老的RAI。然后，无线网关发起RA(路由区域)更新过程，如由线段74表示的。目标SGSN(SGSN-t)从源SGSN(SGSN-s)检索GMM上下文，而不作任何修改。
然后，如由线段76表示的，如果RA更新过程是成功的，则无线网关18-1发送(IOS-A11)登记回答消息到BS/PCF。这个消息可包括新的P-TMSI和P-TMSI签名值来代替老的P-TMSI和P-TMSI签名值。另外，如由线段78表示的，BS/PCF发送(IOS-A1)切换完成消息到MSC。然后，如由线段82表示的，用户数据通过BS/PCF、无线网关、和目标网的SGSN被传送。MSC也把用于通信的(IOS-A1)清除命令消息发布到BS/PCF源，如由线段84表示的。BS/PCF源用(IOS-A1)清除完成消息回答，如由线段86表示的，以及删除老的P-TMSI和P-TMSI签名值以及其他记录。线段88-1到88-5代表生成的、拆除IOS-A10/A11接口的信令，后面接着清除Iu-ps连接。另外，线段92-1到92-2代表生成的信令，由此BS/PCF目标在工作期限到期之前更新到无线网关的IOS-A10/A11接口。
序列图的分析表示cdma2000登记过程的修改在于，IOS-A11登记回答消息也载送P-TMSI和P-TMSI签名值到BS/PCF。
图3显示消息序列图，总的表示为102，表示在通信系统10操作期间生成的另外的信令。这里，移动节点执行电路交换登记过程。该过程不涉及分组交换，以及该过程由线段104表示。
线段106代表用(cdma2000)始发消息发起分组交换登记。对于登记过程，DRS(数据准备好发送)被设置为逻辑零值(无数据发送)。在始发消息中的IMSI保持在BS/PCF的P-TMSI存储器中。然后，如由线段108表示的，BS/PCF用(cdma2000)BS应答命令消息应答始发消息的接收。
BS/PCF还把(IOS-A1)CM业务请求发送到MSC，如由线段112表示的。另外，如由线段114表示的，MSC把(IOS-A1)和分配请求消息发送到BS/PCF。BS/PCF然后建立cdma2000 TCH，如由线段116表示的。
在完成TCH建立后，BS/PCF把(IOS-A11)登记请求消息发送到无线网关，如由线段118表示的。该消息具有当前的srcPZI值、等于IMSI的P-TMSI、和等于空的P-TMSI签名值。然后，如由线段122表示的，在登记请求消息中等于空值的P-TMSI签名值触发无线网关，以发起GPRS附接过程。无线网关发送(Iu-ps)附接请求消息。另外，如由线段124表示的，执行没有鉴权过程(禁止)的GPRS附接过程。附接过程使用IMSI选项，代替P-TMSI/P-TMSI签名选项。
如果GPRS附接过程是成功的，以及如由线段126表示的，WGW接收(Iu-ps)带有指定的P-TMSI和P-TMSI签名值的附接接受消息。
然后，如由线段128表示的，无线网关18-1生成和发送包括P-TMSI和P-TMSI签名值的(IOS-A11)登记回答消息到BS/PCF。BS/PCF把P-TMSI和P-TMSI签名值存储在用于该具体用户的存储器中，以及BS/PCF把(IOS-A1)指定完成消息发送到MSC，如由线段132表示的。接着，如由线段134表示的，移动节点建立到无线网关的PPP连接。接着，如由线段136表示的，移动节点启动移动IPv用于登记过程。然而，该过程展现较少的相关性，因为移动IP被GPRS附接过程接替。
在登记到期之前，BS/PCF把带有等于空的srcPZI、以及P-TMSI和P-TMSI签名值的(IOS-A11)登记请求消息发送到无线网关，如由线段138表示的。接着，如由线段142表示的，无线网关用选择地包括新的P-TMSI和新的P-TMSI签名值的(IOS-A11)登记回答消息作为回答。
图4显示消息序列图，总的表示为152，也表示在图1所示的通信系统10操作期间生成的信令。给出小区重新选择(即，休眠切换)过程。该过程类似于登记过程。理想的情形是涉及到带有GPRS RA更新过程的小区重新选择/休眠切换。但约束条件是扩展到移动节点的空中接口禁止把srcPZI、老的P-TMSI、和老的P-TMSI签名值载送到目标无线网关，而这些值是RA更新过程所需要的。
因此，在形成消息序列图152的小区重新选择/休眠切换过程期间生成的信令相应于对图3所示的消息序列图显示的类似的消息。为了说明相应的消息传送，可以参考消息序列图102的说明。
图5显示消息序列图，总的表示为162，也表示在图1所示的通信系统10操作期间生成的另外的信令。这里，给出按照本发明的另一个实施例实施无线网关之间的硬切换过程。首先，如由线段164表示的，在完成导频信号强度测量后，移动节点发送(cdma2000)PSMM(导频强度测量消息)到源BS/PCF。然后，如由线段166表示的，BS/PCF决定切换是急迫的，以及发送(IOS-A1)切换要求的消息连同目标小区的名单。接着，如由线段168表示的，在接收切换要求的消息后，移动交换中心发送(IOS-A1)切换请求消息到目标BS/PCF。根据拓扑，移动交换中心知道源小区的PZI(分组地区ID)值。在切换请求消息中，移动交换中心加上源小区PZI(srcPZI)。
然后，如由线段172表示的，BS/PCF分配请求的资源，以及开始发送(cdma2000)空前向业务信道帧。接着，如由线段174表示的，目标BS/PCF用(IOS-A1)切换请求回答来回答MSC。此后，如由线段176表示的，MSC发送(IOS-A1)切换命令消息到目标BS/PCF。接着，如由线段178表示的，目标BS/PCF把(cdma2000)UHDM(通用切换指导消息)发送到移动节点。
移动节点用(cdma2000 MS)ACK命令消息应答该消息的接收，如由线段182表示的。然后，移动节点开始发送(cdma2000)切换完成消息到目标BS/PCF，如由线段184表示的。
移动节点也发送(cdma2000)切换完成消息到目标BS/PCF，如由线段188表示的。接着，BS/PCF用(cdma2000)BS应答命令消息来应答该消息的接收，如由线段192表示的。
目标无线网关分析srcPZI的值以及映射源无线网关的地址。然后，目标无线网关只把MS信息征求消息发送到源无线网关，如由线段196表示的。接着，源无线网关用包括srcPZI、P-TMSI、和P-TMSI签名值的MS信息响应消息作为应答。接着，如由线段202表示的，在接收MS信息响应消息后，目标无线网关发起RA(路由区域)更新过程。目标SGSN(SGSN-t)从源SGSN(SGSN-s)检索GMM和PDP上下文，而不需修改。
此后，如由线段204表示的，如果RA更新过程是成功的，则目标无线网关发送(IOS-A11)登记回答消息到目标BS/PCF。接着，如由线段206表示的，目标BS/PCF发送(IOS-A1)切换完成消息到移动交换中心。然后，如由线段208表示的，用户数据传输开始，以及通过目标BS/PCF、WGW、和SGSN被传送。
MSC把(IOS-A1)清除命令消息发布到源BS/PCF，如由线段212表示的。接着，如由线段214表示的，源BS/PCF用(IOS-A1)清除完成消息回答。此后，如由线段216-1到216-5表示的，源BS/PCF开始拆除IOS-A10/A11接口，后面接着清除Iu-ps连接。另外，如由线段218-1和218-2表示的，目标BS/PCF在工作期限到期之前更新到目标无线网关的IOS-A10/A11接口。当前的srcPZI值被使用。
图6显示消息序列图，总的表示为222，也表示在图1所示的通信系统10操作期间生成的信令，由此，实施cdma2000登记/GPRS附接过程。
线段224代表由移动节点执行的电路/交换的登记过程。该过程不涉及分组交换。然后，如由线段226表示的，分组交换登记用(cdma2000)始发消息发起。对于登记过程，DRS(数据准备好发送)被设置为逻辑零值(即，无数据发送)。在始发消息中的IMSI填充BS/PCF的P-TMSI存储器。
然后，如由线段228表示的，BS/PCF用(cdma2000)BSACK命令消息应答始发消息的接收。并且，BS/PCF把(IOS-A1)CM业务请求发送到移动交换中心，如由线段232表示的。
在接收到CM业务请求后，MSC试图找到该IMSI的PZI。在初始登记或MSC间休眠切换的情形下，没有相关的用于登记IMSI的PZI。然后，如由线段234表示的，MSC把(IOS-A1)分配请求消息连同等于空的srcPZI发送到BS/PCF。BS/PCF建立必要的cdma2000 TCH，如由线段236表示的。在完成TCH建立后，BS/PCF把(IOS-A11)登记请求消息连同等于空的srcPZI发送到无线网关，如由线段238表示的。另外，在接收(IOS-A11)登记请求消息和发现srcPZI等于空后，目标无线网关多播MS信息请求消息到相邻的无线网关(WGW-n)，如由线段242表示的。在分组数据初始登记的情形下，没有一个相邻的无线网关是源无线网关，这样，没有一个无线网关用带有srcPZI或老的RAI(WGW可以把srcPZI值映射为老的RAI值)的MS信息请求消息回答。在休眠切换的情形下，相邻的无线网关之一是源无线网关，以及源无线网关用带有srcPZI值或老的RAI值的MS信息请求消息回答。
在这个登记过程中，由于没有一个相邻的无线网关是源无线网关，所以没有具有移动节点的数据的无线网关。每个相邻的无线网关用带有指示未知的srcPZI值回答，如由线段244表示的。
当目标无线网关接收带有指示未知的srcPZI值的srcPZI值的MS信息响应消息时，或在定时器到期内未接收响应消息。目标无线网关通过使用IMSI发起GPRS附接过程。在移动节点在某个地方被拆离(detach)的情形中，也就是，不在相邻的一个无线网关中时，没有一个相邻的无线网关具有srcPZI值，也没有适当的GMM上下文。然后，它进到GPRS附接过程。在移动节点在相邻的一个无线网关中被拆离和GMM上下文已被擦除的情形中，相邻的无线网关将不能提供srcPZI值，也不能提供适当的GMM上下文给目标无线网关。然后，进到GPRS附接过程。在移动节点从相邻的一个无线网关中被拆离和GMM与PDP上下文没有被擦除的情形下，在移动节点信息响应消息中的srcPZI仍旧必须被设置为指示未知的srcPZI的值，这样，目标无线网关可以进行GPRS附接过程。相邻的无线网关中的GMM上下文在到期后将被自动删除，或通过GPRS清除过程被消除。这样的过程用线段246表示。接着，GPRS执行附接过程，如由线段248表示的。
如果该附接过程是成功的，目标SGSN把带有新的P-TMSI和P-TMSI签名值的附接接受消息发送到目标无线网关，如由线段252表示的。目标无线网关存储P-TMSI和P-TMSI签名值。接着，如由线段254表示的，目标无线网关发送(IOS-A11)登记回答消息。BS/PCF建立在登记的移动节点的IMSI与它自己的PZI值之间的关系。这个关系在GPRS被拆离时将被删除。然后，如由线段246表示的，BS/PCF把(IOS-A1)指定完成消息发送到MSC。接着，如由线段258表示的，移动节点建立到目标无线网关的PPP连接。
移动节点继续进行MIP登记，如由线段262表示的。由于移动IP移动性可以由GPRS代替，所以这个过程在目标无线网关中被消灭(consume)。或者，通过在GGSN(ffs)中引入外部代理(FA)，可引入另一个移动性水平。在登记到期之前，BS/PCF发送登记请求消息到无线网关，如由线段264表示的。srcPZI值被设置为当前的值，以及无线网关用IOS-A11登记回答消息进行回答，如由线段266表示的。
图7显示另一个消息序列图，总的表示为272，也表示在图1所示的通信系统10操作期间生成的信令。这里，给出按照本发明的另一个实施例的小区重新选择(即，休眠切换)过程。线段106，108，112，和114相应于相对图4所示的序列图152而显示和描述的相应标注的线段。
这里，在接收CM业务请求后，移动交换中心试图找出该IMSI的相应的PZI。在MSC内休眠切换的情形下，有用于登记IMSI的PZI。然后，MSC把带有非空的srcPZI值的IOS-A1指定请求消息发送到BS/PCF。在切换涉及到不同的移动交换中心的情形下，目标MSC将没有相应的用于IMSI的PZI，以及IOS-A1指定请求应包含空的srcPZI值。
然后，如由线段284表示的，BS/PCF建立必要的cdma2000 TCH。接着，在TCH建立完成后，如由线段284表示的，BS/PCF把带有非空的srcPZI值(MSC内硬切换，或带有空的srcPZI值)(MSC间硬切换)的(IOS-A11)登记请求消息发送到无线网关。在接收IOS-A11登记请求后，以及如果srcPZI是非空的，目标无线网关分析srcPZI，以及映射源无线网关的地址。然后，目标无线网关仅仅把MS信息征求消息发送到源无线网关，如由线段286表示的。如果srcPZI值为空，目标无线网关把MS信息征求消息多播到相邻的无线网关。在休眠切换的情形下，相邻的一个无线网关是源无线网关(WGW-s)。在分组数据初始登记的情形下，没有一个相邻的无线网关是源无线网关，所以，没有源无线网关用真实的(非空)srcPZI值回答MS信息请求消息。
源无线网关用包括srcPZI的有效值、P-TMSI值、和P-TMSI签名值的MS信息响应消息回答，如由线段288表示的。
当目标无线网关从源无线网关接收MS信息响应时，它包括srcPZI、P-TMSI、和P-TMSI签名值。然后，目标无线网关发起RA更新请求，如由线段292表示的。
GPRS执行RA更新过程，如由线段294表示的。如果RA更新过程是成功的，则目标SGSN把带有新的P-TMSI和P-TMSI签名值的RA更新接受消息发送到目标无线网关。目标无线网关存储P-TMSI和P-TMSI签名值，如由线段296表示的。
如由线段298表示的，目标无线网关发送IOS-A11登记回答消息。BS/PCF建立在登记的移动台的IMSI与它自己的PZI之间的关系。这个关系在GPRS被拆离时被删除。
BS/PCF把指定完成消息发送到MSC，如由线段302表示的。MSC知道服务的PZI以及完成在IMSI与PZI之间的新关系。
如由线段304表示的，移动节点建立与目标无线网关的新的PPP连接。接着，如由线段306表示的，移动台继续进行MIP登记。由于移动IP移动性由GPRS代替，所以这个过程在目标无线网关中被消灭。或者，通过在GGSN(ffs)中引入外部代理(FA)，而引入另一个移动性水平。
在登记到期之前，BS/PCF发送登记请求消息到无线网关，如由线段308表示的。srcPZI值被设置为当前的值。另外，如由线段312表示的，目标无线网关用IOS-A11登记回答消息进行回答，由此，在一个工作模式下，在A1中需要更多的修改(必须载送srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名)，以及BS/PCF必须存储P-TMSI和P-TMSI签名，以及MSC提供srcPZI。A11登记请求厂商技术规范扩展必须把srcPZI、P-TMSI和P-TMSI签名载送到无线网关，以及A11登记回答厂商技术规范扩展必须载送(新的)P-TMSI和(新的)P-TMSI签名。
另外，在其他示例性的工作模式下，需要在A1(只必须载送srcPZI)中较少的修改，以及BSC/PCF不存储P-TMSI和P-TMSI签名，而由无线网关存储它们。同样地，MSC提供srcPZI。无线网关必须单播地(如果srcPZI是有效的非空值)或多播地(如果srcPZI为空，或者是一个值，该值不被看作为相邻的无线网关的值)征求P-TMSI和P-TMSI签名，以及潜在地其他移动节点信息。如果老的RAI不能被取回，则任一种方法的结果都启动无线网关，以触发GPRS附接过程，或者如果老的RAI不能被取回，则GPRS路由区域更新。
以前的说明是对于实施本发明的优选的例子，以及本发明的范围不一定由本说明限制。本发明的范围由以下的权利要求规定。
权利要求
1.在包括可按照具有第一协议的第一分组无线电通信方案操作的第一部分和可按照第二分组无线电通信方案操作的第二部分的分组无线电通信系统中，用于促进在利用第一协议的同时与可按照第二分组无线电方案操作的移动节点进行的分组格式化数据通信的设备的改进，所述设备包括被耦合到第一部分和第二部分的网关，以接收在第一部分处可选择地和在第二部分处可选择地生成的消息，所述网关可选择地用于响应于所接收的选择的消息，而发起与数据有关的过程作为按照第一协议规定的切换过程的一部分，与数据有关的过程一旦完成，就允许与移动台进行按照第一协议格式化的分组格式化数据的路由。
2.权利要求1的设备，其中第一部分包括基于GPRS(基于通用分组无线电业务)的网络以及第一协议包括GPRS协议，其中第二部分包括基于cdma2000的网络，以及其中与数据有关的过程包括GPRS附接过程。
3.权利要求2的设备，其中基于cdma2000的网络可按照其操作的第二分组无线电通信方案具有规定登记请求消息和登记回答消息的cdma2000协议，该登记请求消息和登记回答消息各包含扩展字段，被包含在登记请求消息的扩展字段中的选择的值在被所述网关检测时造成GPRS附接过程的发起。
4.权利要求3的设备，其中登记请求按照对cdma2000协议规定的IOS A11技术规范被格式化，其中由所述网关检测的登记请求消息包括IOS A11登记请求，以及其中它的扩展字段包括厂商特定的扩展字段，被包含在其中的选择的值在被所述网关检测时造成GPRS附接过程的发起。
5.权利要求4的设备，其中被包含在厂商特定的扩展字段中的选择的值包括空值，该选择的值的检测造成GPRS附接过程的发起。
6.权利要求2的设备，其中移动节点可按照cdma2000协议操作，以及其中所述网关被耦合来接收且所述网关响应于其而发起GPRS附接过程的消息包括按照cdma2000协议生成的消息，按照移动节点登记过程生成的消息。
7.权利要求2的设备，其中移动节点可按照cdma2000协议操作，以及其中所述网关被耦合来接收且所述网关响应于其而发起GPRS附接过程的消息包括按照cdma2000协议生成的消息，按照休眠切换过程生成的消息。
8.权利要求7的设备，其中基于cdma2000的网络可按照其操作的第二分组无线电通信方案具有规定登记请求消息和登记回答消息的cdma2000协议，该登记请求消息和登记回答消息各包含扩展字段，被包含在由移动节点所生成登记请求消息的扩展字段中的选择的值在被所述网关检测时造成GPRS附接过程的发起。
9.权利要求7的设备，其中登记请求按照对于cdma2000协议规定的IOS A11技术规范被格式化，其中由所述网关检测的登记请求消息包括IOS A11登记请求，以及其中它的扩展字段包括厂商特定的扩展字段，被包含在其中的选择的值在被所述网关检测时造成GPRS附接过程的发起。
10.权利要求1的设备，其中第一部分包括基于GPRS(基于通用分组无线电业务)的网络以及第一协议包括GPRS协议，其中第二部分包括基于cdma的网络以及移动节点是可按照cdma2000协议操作的，以及其中所述网关被耦合来接收且所述网关响应于其还发起GPRS路由区域更新过程的消息包括按照cdma2000协议生成的消息，按照工作的切换过程生成的消息。
11.权利要求10的设备，其中基于cdma2000的网络可按照其操作的第二分组无线电通信方案具有规定登记请求消息和登记回答消息的cdma2000协议，该登记请求消息和登记回答消息各包含扩展字段，被包含在由移动节点所生成登记请求消息的扩展字段中的选择的值在被所述网关检测时造成GPRS路由区域更新过程的发起。
12.权利要求11的设备，其中登记请求按照对于cdma2000协议规定的IOS A11技术规范被格式化，其中由所述网关检测的登记请求消息包括IOS A11登记请求，以及其中它的扩展字段包括厂商特定的扩展字段，被包含在其中的选择的值在被所述网关检测时造成GPRS路由区域更新过程的发起。
13.权利要求12的设备，其中被包含在厂商特定的扩展字段中的选择的值包括非空值，该选择的值的检测造成GPRS路由区域更新过程的发起。
14.权利要求12的设备，其中IOS A11登记请求包括修改的IOS A11登记请求，其中GPRS协议还规定srcPZI(源PZI)值，以及其中修改的IOS A11登记请求还包括代表srcPZI值的值，所述网关响应于修改的IOS A11登记请求的检测，用于GPRS路由区域更新过程的发起。
15.一种在分组无线电通信系统以及移动台中用于发起与数据有关的过程的方法，所述分组无线电通信系统具有可按照cdma2000操作协议操作的第一部分和可按照GSM/GPRS操作协议操作的第二部分，所述移动台可按照cdma操作协议操作，所述方法包括在移动台处生成IOS A1消息，用于传送到分组无线电通信系统的第一部分；把IOS A1消息的指示提供到互通功能，分别功能地互连分组无线电通信系统的第一和第二部分；以及利用GSM/GPRS操作协议作为输送层，以执行与GPRS数据有关的过程。
16.在包括可按照具有第一协议的第一分组无线电通信方案操作的第一部分和可按照第二分组无线电通信方案操作的第二部分的分组无线电通信系统内的通信方法中，用于促进在利用第一协议的同时与可按照第二分组无线电方案操作的移动节点进行的分组格式化数据通信的方法的改进，所述方法包括在被耦合到第一部分和第二部分的网关处，检测在第一部分处可选择地和在第二部分处可选择地生成的消息；以及响应于所接收的选择的消息，选择地发起按照第一协议规定的、与数据有关的附接过程，该与数据有关的过程一旦完成，就允许与移动台进行按照第一协议格式化的分组格式化数据的路由。
17.权利要求16的方法，其中第一部分包括基于GPRS(基于通用分组无线电业务)的网络以及第一协议包括GPRS协议，其中第二部分包括基于cdma2000的网络，其中GPRS协议规定P-TMSI值与P-TMSI签名，以及其中在所述选择地发起操作期间发起的与数据有关的过程包括GPRS附接过程。
18.权利要求17的方法，还包括发送消息到网关的操作。
19.权利要求18的方法，其中在所述发送操作期间发送的消息包括按照用于cdma2000协议的IOS A11技术规范规定的登记请求消息。
20.权利要求16的方法，其中第一部分包括基于GPRS(基于通用分组无线电业务)的网络以及第一协议包括GPRS协议，其中第二部分包括基于cdma2000的网络，其中GPRS协议规定P-TMSI值与P-TMSI签名，以及其中在所述选择地发起操作期间发起的与数据有关的过程包括GPRS路由区域更新过程。
全文摘要
用于具有接入网(16)和核心网(14)的3G蜂窝通信系统的设备和相关的方法。接入网(16)可按照cdma2000操作技术规范来操作，以及核心网(14)可按照使用GPRS的3GPP结构操作。提供互通功能性的无线网关被提供以允许接入网利用GPRS作为输送层，通过它来输送分组格式化的数据，由此实施例如IP上的多媒体应用。
文档编号H04L12/56GK1729649SQ03811415
公开日2006年2月1日 申请日期2003年5月21日 优先权日2002年5月21日
发明者R·普尔纳迪, Y·赛福拉 申请人:诺基亚有限公司