专利名称：后第三代移动通信系统、移动接入代理装置和移动通信方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及提供后第三代移动通信服务的移动通信系统、移动接入代理装置和移动通信方法。
背景技术：
第四代移动通信系统的系统构成是一个开放课题。第四代移动通信网络通常被构想成一个融合了各种各样诸如第二代移动通信技术、第三代移动通信技术、无线局域网、数字视频广播、卫星通信等现有无线技术的异构网络，以及适应未来新的用户需求的新型无线接口——第四代高速移动无线技术接口。在第四代移动通信网络中，用户可以选择适合的无线接口，根据其所处位置、环境和性能自动地获取第四代移动通信服务。
从技术发展趋势来看，第四代高速移动无线技术接口的特征将主要体现在多载波技术(如OFDM，MC-CDMA)和空时处理技术(如MIMO)上。关于这些技术，可参考IEICE Trans.Commun.Vol.E86-B，No.1，January 2003，291-299，“Variable Spreading Factor-OrthogonalFrequency and Code Division multiplexing(VSF-OFCDM)forBroadband packet wireless access”；Proceedings of the IEEE，Vol.92，No.2，Feb.2004，“Broadband MIMO-OFDM wireless communications”以及Multicarrier Techniques for 4G Mobile Communications，byShinsuke Hara，Ramjee Prasad，June 2003等。
虽然第四代移动通信系统已经预想为异构网络，但是如何在这个异构网络中合理、有效地利用现有的遗存网络还没有确定。因此，必须认真考虑如何更好地在第四代移动通信网络中重新利用现有的网络和技术。
根据国际电信联盟无线通信部门(ITU-R)的构想，未来第四代移动通信系统将在高速移动环境中提供100Mbps的传输速率，以及在低速移动环境中提供1Gbps的传输速率。如果采用现有的网络结构如第二代和第三代移动通信的蜂窝系统，要求如此高的数据传输速率将必然要缩小蜂窝覆盖面。因此，相邻蜂窝间的频繁切换就不可避免。频繁切换大大增加了系统设计的难度。
其中，增加蜂窝覆盖面的方法可以是提高接入点和移动终端的功率。但是，考虑到对人体的潜在危害性，无线辐射的规定限制了设备的功率。
在异构网络中，用户终端可能需要支持多种无线接口。从技术角度看，虽然这种支持多种无线接口的用户终端是可以实现的，但是这种用户终端可能会非常复杂和昂贵。
因此，现有技术中急需一种能够克服上述各种弊端的、能够提供第四代移动通信服务的移动通信系统和方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提供后第三代移动通信服务的移动通信系统、移动接入代理装置和移动通信方法。
为实现上述目的，本发明提供一种提供后第三代移动通信服务的移动通信系统，包括至少一个接入站，用于将上行数据接入对应的网络，并从对应的网络获取相应的下行数据；其特征在于还包括一个移动接入代理装置，安装在一个交通工具中，用于通过小范围/低速移动接口从位于所述交通工具中的至少一个移动用户终端接收上行数据，并通过高速移动无线技术接口将所述上行数据发送给所述至少一个接入站，以及用于通过所述高速移动无线技术接口从所述至少一个接入站接收下行数据，并通过所述小范围/低速移动接口将所述下行数据发送给所述至少一个移动用户终端。
本发明还提供一种移动接入代理装置，安装在一个交通工具中，用于为位于所述交通工具中的至少一个移动用户终端提供后第三代移动通信服务，其特征在于包括一个小范围/低速移动无线技术接口处理部分，用于处理来自所述至少一个移动用户终端的上行数据，以及处理将要返回给所述至少一个移动用户终端的下行数据；一个第四代高速移动无线技术接口处理部分，用于处理将要发送到位于所述交通工具之外的接入站的上行数据，以及处理将要从所述接入站返回的下行数据；以及一个业务适配处理单元，用于在所述小范围/低速移动无线技术接口处理部分和所述第四代高速移动无线技术接口处理部分之间进行业务适配。
本发明还提供一种提供后第三代移动通信服务的移动通信方法，包括以下步骤在一个交通工具中，通过小范围/低速移动接口，从位于所述交通工具中的一个移动用户终端接收上行数据，并通过高速移动无线技术接口将所述上行数据发送给位于所述交通工具之外的一个接入站；所述接入站将所述上行数据接入对应的网络，并从对应的网络获取相应的下行数据；在所述交通工具中，通过所述高速移动无线技术接口从所述接入站接收所述下行数据，并通过所述小范围/低速移动接口将所述下行数据发送给所述移动用户终端。
在本发明的系统或方法中，移动接入代理装置安装在交通工具中而不是安装在用户手持设备中。因此，可以在移动接入代理装置和接入站中使用更高的辐射功率，从而增大了传统解决方案中潜在的小区覆盖范围。
由于移动接入代理装置是安装在交通工具中的设备，因此在移动接入代理装置中实现多重天线要比在用户手持设备即移动用户终端中实现容易得多。因此，先进的天线技术可以用来提高移动接入代理装置和接入站之间的第四代高速移动无线技术接口的性能。由于主要向交通工具中的用户提供移动业务，接入站可以安装在公路或者铁路的沿线，并且因此可以用波束成形或指向性天线技术来提供小区覆盖。
应用本发明的系统使得移动用户终端即使是在高速移动的情况下，只需要小范围/低速移动无线技术接口就可以在任何地点获得第四代移动通信服务。这样，极大地降低了用户设备的复杂性和成本。而且，本发明的系统只要求移动用户终端的无线接口提供小范围的通信，因此还降低了用户设备的功率消耗，延长了同种电池的使用寿命。
本发明的移动通信系统和移动通信方法合理地再利用了遗存网络以及作为小范围/低速移动无线技术的诸如WLAN、3G或蓝牙等无线技术。而且，本发明的移动接入代理装置也可以利用现有遗存网络为用户提供其它的服务。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是根据本发明的移动通信系统的结构示意图；图2是根据本发明的移动接入代理装置的结构示意图；图3是根据本发明的移动通信方法的流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图详细描述本发明的移动通信系统、移动通信方法以及移动接入代理装置的实施方式。
图1是根据本发明的移动通信系统的结构示意图。
如图1所示，根据本发明的移动通信系统，用户应用场景按照其所处的位置和移动速度分为两类在室内或户外的步行环境中提供第四代移动通信服务的第一类用户应用场景和在用户高速移动的环境中提供第四代移动通信服务的第二类用户应用场景。接入站101是为处于第一类用户应用场景中的移动用户终端105提供接入服务的设备，并且也是为处于第二类用户应用场景中的移动用户终端103和104提供本发明的双级接入结构的第二级接入服务的网络设备。接入站101可以安装在路边或者铁路沿线。
在第二类用户应用场景中，移动通信环境的特征为高速和户外大范围移动。用户在乘坐如火车、汽车等能够高速移动的交通工具时具有较大的移动范围且获得较高的移动速率。本发明的双级接入结构引入了可以安装在交通工具1000中的接入设备—移动接入代理装置102。移动接入代理装置102可以使用户在高速移动中不需要和静止的接入站101通信，就可以获得满足第四代移动通信要求的高速数据服务。移动接入代理装置102收集所有上行数据，并根据请求服务的种类完成双级接入结构的第一级接入，或者选择相应的网络端接口，接入相应的其它网络。
移动用户终端105处于第一类用户应用场景，其通信环境的特点为低速和小范围移动。本发明利用诸如无线局域网、蓝牙和第三代移动通信技术这些能够在第一类用户应用场景中满足用户需求的无线接入技术来为用户提供高速数据服务，并且定义该类技术为小范围/低速移动无线技术。在上行方向，当移动用户终端105产生数据服务需求时，则通过小范围/低速移动无线技术接口直接与接入站101进行通信。接入站101作为接入节点将移动用户终端105的上行数据接入到IP骨干网100。并且，在下行方向，接入站101接收相应的返回数据，通过小范围/低速移动无线技术接口与移动用户终端105进行通信，完成第一类用户场景中的下行数据传输。
移动用户终端103和移动用户终端104存在于交通工具1000中，即处于第二类用户应用场景，其通信环境的特点为高速和大范围移动。在上行方向，当移动用户终端103产生数据服务需求时，通过小范围/低速移动无线技术接口与位于交通工具1000中的移动接入代理装置102进行通信；同样，移动用户终端104产生数据服务需求时，可以通过有线技术接口与位于交通工具1000中的移动接入代理装置102进行通信，从而完成本发明中双级接入结构的第一级接入。而后，移动接入代理装置102收集所有请求第四代移动通信服务的用户数据，通过第四代高速移动无线技术接口与接入站101进行通信，完成双级接入结构的第二级接入。接入站101作为接入节点将移动接入代理装置102的上行数据接入到IP骨干网100。并且，在下行方向，接入站101接收相应的返回数据，通过第四代高速移动无线技术接口与移动接入代理装置102进行通信。继而，移动接入代理装置102通过小范围/低速移动无线技术接口和有线技术接口分别向移动用户终端103和104提供相应的数据服务，从而完成了第二类用户应用场景中的下行数据传输。
与以上过程类似，移动接入代理装置102还可以分别收集所有请求其它服务的用户数据，例如图1中所示的数字视频广播(DVB)、卫星通信和第三代移动通信服务等，分别通过相应的接口接入对应的支持网络或设备，从而获取请求的服务。其中，由于图1所示的接入站101支持小范围/低速移动无线技术的接入，因此当移动用户终端103或104请求第三代移动通信服务时，移动接入代理装置102可以直接通过小范围/低速移动无线技术接口与接入站101进行通信，从而完成第三代移动通信服务的接入。
在图1中，由于在交通工具内可以为用户建立移动的无线或有线局域网和自治网络，所以移动用户终端包括相应的网络。因此，移动用户终端103可以是支持小范围/低速移动无线技术接口的无线用户设备或无线网络。移动用户终端104可以为支持有线技术接口的有线用户设备或有线网络。
另外，为了支持第四代移动通信业务的无缝覆盖，移动接入代理装置102同时支持在上述两类用户场景的切换。例如，移动用户终端103离开交通工具时，移动接入代理装置102可以自动将移动用户终端103切换到支持小范围/低速移动无线技术的接入节点，例如接入站101上，从而保持了移动用户终端103此次会话的连续性。此时，移动用户终端103的工作方式相应地改变为图1所示的处于第一类用户应用场景的移动用户终端105的工作方式相同。
借助于本发明的移动通信系统，即使移动用户终端只支持小范围/低速移动无线技术接口，也可以获取无缝的第四代移动通信服务。即，当该移动用户终端处于第一类用户场景时，可以与接入站101进行通信获取第四代移动通信服务；当该移动用户终端处于第二类用户场景时，可以通过移动接入代理装置102经过双级接入结构获取第四代移动通信服务。因此，本发明的提供后第三代移动通信服务的移动通信系统避免了在第二类用户应用场景中移动用户终端103、104和接入站101之间的直接通信，简化了第四代移动通信的异构网络中的用户终端设备，从而降低了设备复杂度和产品造价。
图2是根据本发明的移动接入代理装置的结构示意图。
如图2所示，移动接入代理装置102包括在用户端的小范围/低速移动无线技术接口处理部分1024，在网络端的第四代高速移动无线技术接口处理部分1021、卫星通信接口处理部分1022和数字视频广播处理部分1023，连接用户端接口和网络端各个接口的业务适配处理单元10214、10224和10234，以及完成网络端接口选择的网络选择器1026和网络选择管理器1025。当然，移动接入代理装置102中还可以包括更多的用于其他业务的接口处理部分和业务适配处理单元。
在用户端的小范围/低速移动无线技术接口处理部分1024完成移动接入代理装置102与移动用户终端103之间的通信，包括处理来自移动用户终端103的上行数据，和处理将要返回给移动用户终端103的下行数据。小范围/低速移动无线技术接口处理部分1024包括小范围/低速移动无线接口技术的射频/中频处理单元10243、基带处理单元10242和媒体访问控制单元10241。
在网络端的第四代高速移动无线技术接口处理部分1021完成移动接入代理装置102与接入站101之间的通信，包括处理将要发送到位于交通工具之外的接入站101的上行数据，和处理将要从接入站101返回的下行数据。第四代高速移动无线技术接口处理部分1021包括基于第四代高速移动无线接口技术的射频/中频处理单元10211、基带处理单元10212和媒体访问控制单元10213。
在网络端的卫星通信接口处理部分1022为用户提供卫星通信业务的服务，包括基于卫星通信接口技术的射频/中频处理单元10221、基带处理单元10222和媒体访问控制单元10223。
在网络端的数字视频广播处理部分1023为用户提供数字视频广播业务的服务，包括基于数字视频广播处理技术的射频/中频处理单元10231、基带处理单元10232和媒体访问控制单元10233。
业务适配处理单元10214用于在小范围/低速移动无线技术接口处理部分1024和第四代高速移动无线技术接口处理部分1021之间进行业务适配。
业务适配处理单元10224用于在小范围/低速移动无线技术接口处理部分1024和卫星通信接口处理部分1022之间进行业务适配。
业务适配处理单元10234用于在小范围/低速移动无线技术接口处理部分1024和数字视频广播处理部分1023之间进行业务适配。
移动接入代理装置102利用小范围/低速移动无线技术接口处理部分1024对收到的移动用户终端103的数据进行处理后，由网络选择管理器1025根据用户业务特性、周边无线传播环境和无线通信设施等因素选择移动接入代理装置102与核心网络之间的接入方式，并控制网络选择器1026选择相应的技术接口。
图3是根据本发明的移动通信方法的流程示意图。
如图3所示，当移动用户终端103在第二用户应用场景中产生后第三代移动通信服务需求时，通过小范围/低速移动无线技术接口向移动接入代理装置102发送上行数据，从而完成本发明中双级接入结构的第一级接入。而后，移动接入代理装置102收集所有请求后第三代移动通信服务的上行数据，通过第四代高速移动无线技术接口与接入站101进行通信，完成双级接入结构的第二级接入。接入站101作为接入节点将移动接入代理装置102的上行数据接入到IP骨干网100。并且，在下行方向，接入站101接收相应的返回数据，通过第四代高速移动无线技术接口向移动接入代理装置102传输所有移动用户终端请求的下行数据。继而，移动接入代理装置102通过小范围/低速移动无线技术接口向移动用户终端103和其他有关的请求后第三代移动通信服务的移动用户终端发送相应的下行数据，从而完成了第二类用户应用场景中的下行数据传输。
以上虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在所附权利要求书的范围内做出各种变形或修改。
权利要求
1.一种提供后第三代移动通信服务的移动通信系统，包括至少一个接入站，用于将上行数据接入对应的网络，并从对应的网络获取相应的下行数据；其特征在于还包括移动接入代理装置，安装在交通工具中，用于通过小范围/低速移动接口从位于所述交通工具中的至少一个移动用户终端接收上行数据，并通过高速移动无线技术接口将所述上行数据发送给所述至少一个接入站，以及用于通过所述高速移动无线技术接口从所述至少一个接入站接收下行数据，并通过所述小范围/低速移动接口将所述下行数据发送给所述至少一个移动用户终端。
2.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于所述移动接入代理装置包括小范围/低速移动无线技术接口处理部分，用于处理来自所述至少一个移动用户终端的上行数据，以及处理将要返回给所述至少一个移动用户终端的下行数据；第四代高速移动无线技术接口处理部分，用于处理将要发送到所述至少一个接入站的上行数据，以及处理将要从所述至少一个接入站返回的下行数据；以及业务适配处理单元，用于在所述小范围/低速移动无线技术接口处理部分和所述第四代高速移动无线技术接口处理部分之间进行业务适配。
3.根据权利要求2所述的移动通信系统，其特征在于还包括第三无线技术接口处理部分；网络选择器，用于根据所述上行数据和/或所述下行数据选择所述第四代高速移动无线技术接口处理部分或所述第三无线技术接口处理部分。
4.根据权利要求3所述的移动通信系统，其特征在于所述第三无线技术接口处理部分是卫星通信接口处理部分。
5.根据权利要求3所述的移动通信系统，其特征在于所述第三无线技术接口处理部分是数字视频广播处理部分。
6.根据权利要求2所述的移动通信系统，其特征在于所述移动接入代理装置还包括有线技术接口处理部分，用于与从位于所述交通工具中的所述至少一个移动用户终端进行有线通信。
7.一种移动接入代理装置，安装在交通工具中，用于为位于所述交通工具中的至少一个移动用户终端提供后第三代移动通信服务，其特征在于包括小范围/低速移动无线技术接口处理部分，用于处理来自所述至少一个移动用户终端的上行数据，以及处理将要返回给所述至少一个移动用户终端的下行数据；第四代高速移动无线技术接口处理部分，用于处理将要发送到位于所述交通工具之外的接入站的上行数据，以及处理将要从所述接入站返回的下行数据；以及业务适配处理单元，用于在所述小范围/低速移动无线技术接口处理部分和所述第四代高速移动无线技术接口处理部分之间进行业务适配。
8.根据权利要求7所述的移动接入代理装置，其特征在于还包括第三无线技术接口处理部分；网络选择器，用于根据所述上行数据和/或所述下行数据选择所述第四代高速移动无线技术接口处理部分或所述第三无线技术接口处理部分。
9.根据权利要求8所述的移动接入代理装置，其特征在于所述第三无线技术接口处理部分是卫星通信接口处理部分。
10.根据权利要求8所述的移动接入代理装置，其特征在于所述第三无线技术接口处理部分是数字视频广播处理部分。
11.根据权利要求7所述的移动接入代理装置，其特征在于还包括有线技术接口处理部分，用于与从位于所述交通工具中的所述至少一个移动用户终端进行有线通信。
12.一种提供后第三代移动通信服务的移动通信方法，包括以下步骤在交通工具中，通过小范围/低速移动接口，从位于所述交通工具中的移动用户终端接收上行数据，并通过高速移动无线技术接口将所述上行数据发送给位于所述交通工具之外的接入站；所述接入站将所述上行数据接入对应的网络，并从对应的网络获取相应的下行数据；在所述交通工具中，通过所述高速移动无线技术接口从所述接入站接收所述下行数据，并通过所述小范围/低速移动接口将所述下行数据发送给所述移动用户终端。
13.根据权利要求12所述的移动通信方法，其特征在于还包括步骤在所述交通工具中，在所述小范围/低速移动接口和所述高速移动无线技术接口之间进行业务适配。
14.根据权利要求13所述的移动通信方法，其特征在于所述高速移动无线技术接口是第四代高速移动无线技术接口。
15.根据权利要求13所述的移动通信方法，其特征在于所述高速移动无线技术接口是卫星通信接口。
16.根据权利要求13所述的移动通信方法，其特征在于所述高速移动无线技术接口是数字视频广播接口。
全文摘要
本发明提供一种提供后第三代移动通信服务的移动通信系统，包括至少一个接入站，用于将上行数据接入对应的网络，并从对应的网络获取相应的下行数据；一个移动接入代理装置，安装在一个交通工具中，用于通过小范围/低速移动接口从位于所述交通工具中的至少一个移动用户终端接收上行数据，并通过高速移动无线技术接口将上行数据发送给接入站，以及用于通过高速移动无线技术接口从接入站接收下行数据，并通过小范围/低速移动接口将下行数据发送给移动用户终端。高速移动情况下，仅用小范围/低速移动无线技术接口即可获得第四代移动通信服务，降低了用户设备复杂性和成本，合理利用了遗存网络。
文档编号H04W76/02GK1717078SQ20041002515
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月14日 优先权日2004年6月14日
发明者蔡立羽, 黎光洁, 汪阳, 桂洛宁 申请人:上海贝尔阿尔卡特股份有限公司