专利名称：一种无线传输的方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于无线通信领域，特别涉及一种在无线通信网中，传输分组数据的方法、系统和装置。
背景技术：
随着Internet业务的蓬勃发展以及宽带接入网络和无线网络的广泛应用，高速、便捷地接入网络正在得到广泛地关注。同时，为了更好的利用现有网络的资源，更好地保护网络设备运营商的成本，融合移动接入网络和固定接入网路各自优点的研究正在成为通讯业界的新热点。
图1示出了现有UMTS网络的组网示意图，如图1所示，UMTS网络由核心网络(CN，Core Network)和UMTS陆地无线接入网络(UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network)组成。CN包括电路域和分组域两部分，其中，电路域包括移动交换中心(MSC，Mobile SwitchCenter)/拜访位置寄存器(VLR，Visiting Location Register)和归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)，分组域包括服务通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)和网关GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRSSupport Node)。UTRAN包括一个以上的无线网络子系统(RNS，RadioNetwork Subsystem)，每个RNS由一个无线网络控制器(RNC，RadioNetwork Controller)和一个以上基站(Node B)组成。UTRAN与电路域CN的接口为电路交换(CS，Circuit Switch)的Iu接口，简称为Iu-CS接口；与分组域CN的接口为分组交换(PS，Packet Switch)的Iu接口，简称为Iu-PS接口。
图2A示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的控制面协议示意图，如图2A所示，RRC协议、RLC协议、MAC协议和L1协议是同时存在于UE和UTRAN的对等协议；而无线接入网络应用部分(RANAP，RadioAccess Network Application Part)协议、信令连接控制部分(SCCP，Signalling Connection Application Control Part)协议、信息传输部分(MTP，Message Transfer Part)第三级用户适配层(M3UA，MTP3-UserAdaptation Layer)协议/流控制传输协议(SCTP，Stream ControlTransmission Protocol)/IP、L2协议和L1协议是同时存在于UTRAN和SGSN的对等协议；GPRS移动性管理(GMM，GPRS Mobility Management)协议/会话管理(SM，Session Management)协议/短消息业务(SMS，ShortMessage Service)协议是同时存在于UE和SGSN的对等协议。对等协议是指位于两端的协议需要进行消息交互来完成整个通信过程。其中，Iu接口的RANAP协议为上行数据和下行数据提供了透明的传输通道，用于承载在UE和SGSN的上层GMM/SM/SMS之间交互的信令消息，中继(Relay)层在UTRAN内部实现RRC协议与RANAP协议相互映射的功能。
图2B示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的用户面协议示意图，如图2B所示，PDCP、RLC协议、MAC协议、L1协议是同时存在于UE和UTRAN的对等协议；而GPRS用户面隧道协议(GTP-U，GPRS TunnellingProtocol-User)、用户数据报协议(UDP，User Data Protocol)、IP、L2协议和L1协议是同时存在于UTRAN和SGSN的对等协议；IP/端对端协议(PPP，Peer-Peer Protocol)是同时存在于UE与SGSN的对等协议。其中，GTP-U可建立数据隧道，用于承载上层协议IP/PPP的数据包，Relay层在UTRAN内部实现PDCP与GTP-U相互映射的功能。
基于上述协议，在UMTS网络中，UE提供了如下功能-接入控制
-语音和分组数据处理-移动性管理-无线资源管理RNC和NodeB为MS提供无线接入资源，具备如下功能-无线接入控制-数据和语音的空口接入和转发-无线资源管理-移动性管理网络侧设备主要包含MSC/VLR、HLR、GMSC、GGSN、SGSN等，具备如下功能-网络接入控制-语音转发和分组报文路由和转发-移动性管理-计费管理-短消息业务、CAMEL业务-网络管理在GPRS网络、CDMA2000以及TD-SCDMA网络中，其网络结构以及功能大致相同，只是在无线接入侧的物理层协议处理不一样，在这里不再赘述。
3G UMTS或者2.5G GPRS无线接入技术中，终端设备访问Internet的数据流量必须经过GGSN或者类似网络侧设备的汇聚后来完成UE和Internet之间的交互。这种网络架构中(参见图1)，有一个节点比如GGSN位于设备运营商网络中，处于设备运营商网络和外部网络的边界，完成移动用户和外部数据网络之间的数据流的汇聚和转发。
在现有技术条件下，处于网络边缘的节点比如GGSN在提供移动用户接入时，由于受汇聚数据流量的约束，接入用户的数量受限。或者说，由于汇聚数据流量的约束，允许接入的用户数越多，每个用户能够使用的带宽就越少。
发明内容
为了解决上述传输数据受汇聚流量的限制，接入用户数量受限的问题，本发明提出了一种新的网络结构和相应的功能实体，提供用户终端直接访问外部网络的能力。
一种无线接入网关，至少包括网络接入控制模块、分组报文路由和转发控制模块、移动性管理模块；所述网络接入控制模块，控制移动终端和无线网络之间建立通信链路，包括移动终端的认证、授权和准入；所述移动性管理模块，完成对移动终端在移动网络中的地址信息的管理；移动终端请求接入无线网络，网络接入控制模块根据移动性管理模块提供的地址信息，找到移动终端，控制移动终端和无线网络之间建立通信链路；链路建立完成后，所述分组报文路由和转发控制模块控制分组报文业务转发路径的建立、修改和释放。
上述方案中，所述无线接入网关还包括语音转发管理模块，和网络接入控制模块相连，对电路域语音报文的封装和转发进行管理。
上述方案中，所述无线接入网关还包括无线接入节点管理模块，用于完成对无线接入点的认证和注册。
一种无线接入节点，至少包括无线接入模块、分组报文转发模块、无线资源管理模块；所述无线接入模块，完成无线链路的建立和释放，无线接口的准入控制，无线接口报文的调度；所述分组报文转发模块，完成分组数据的封装和转发；所述无线资源管理模块，完成无线资源的分配、回收和维护，包括切换管理、功率控制、接入控制和分组调度；移动终端通过无线接入模块和无线网络建立通信链路，通过通信链路进行业务传送，分组报文转发模块对传送业务中的分组报文业务进行封装和转发，无线资源管理模块在业务传送的过程中，对无线资源进行管理。
上述方案中，所述无线接入节点还包括语音编解码模块，与无线接入模块相连，完成语音报文的格式转换。
一种无线分组数据传输网络，包括无线接入网关、无线接入节点和用户签约寄存器，无线接入网关和一个或一个以上无线接入节点相连接；所述无线接入节点，实现移动终端的无线接入、分组数据的封装和转发、无线资源管理；所述无线接入网关完成网络接入控制、分组数据路由与转发控制、移动性能管理；所述用户签约寄存器，存储用户终端的接入控制信息、位置信息以及鉴权信息；所述无线接入网关和用户签约寄存器直接相连或者通过信令传输点相连；用户终端发送接入无线网络请求，无线接入网关根据用户签约寄存器中的用户签约信息，控制用户终端和无线网络建立连接，用户终端通过无线接入节点访问分组数据网络。
在上述无线分组数据传输网络中，还可以加入AAA服务器，对移动终端访问非透明分组业务时进行授权、鉴权。
在上述无线分组数据传输网络中，所述无线接入网关可以和现有无线通信网络中的分组数据接入网关相连接，访问移动分组业务。
在上述无线分组数据传输网络中，所述无线接入网关可以和现有无线通信网络中的交换中心相连接，该无线传输系统通过交换中心和公共交换电话网相连接，实现电路域功能。
上述方案中，所述用户签约寄存器可以是现有无线通信网络中的归属位置寄存器。
一种无线传输网络，包括现有的无线通信网络，同时，增加了无线接入网关和无线接入节点；所述无线接入网关完成网络接入控制、分组数据路由与转发控制、移动性能管理；所述无线接入节点，实现移动终端的无线接入、分组数据的封装和转发、无线资源管理；所述无线接入网关分别与现有无线通信网络中的归属位置寄存器、分组数据接入网关以及交换中心相连；用户终端通过无线接入节点直接访问分组数据业务，或，用户终端通过分组数据接入网关访问移动分组业务，或，用户终端通过交换中心访问电路域业务。
上述无线传输网络中，所述现有无线通信网络中的分组数据接入网关和交换中心，在UMTS网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心；在GPRS网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心；在CDMA2000网络中，分组数据网关为分组数据服务节点，交换中心为移动交换中心；在TD-SCDMA网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心。
上述方案中，所述传输网络可以是xDSL网络、IP over Etherent网络、IP over ATM网络或WiMAX网络。
本发明还提出一种无线网络中分组数据传输方法，无线接入网关通过传输网络和无线节点相连接，包括A、用户终端向无线接入节点发送业务传输请求；B、无线接入节点将业务请求类型发送给无线接入网关；C、无线接入网关判断请求业务类型为分组数据业务，则控制用户终端通过无线接入节点直接访问分组数据网络。
上述方案中，无线接入网关可以和现有通信网络中的分组数据网关相连，步骤C中，进一步包括，无线接入网关判断请求业务类型为移动分组业务，用户终端通过现有通信网络中的分组数据网关访问移动分组业务。
上述方案中，无线接入网关可以和现有通信网络中的交换中心相连，步骤C中，进一步包括，无线接入网关判断请求业务类型为电路域业务，用户终端通过现有通信网络中的交换中心和公共交换电话网相连接。
进一步，步骤A之前，无线接入网关首先对无线接入节点进行认证。
上述方案中，所述无线接入网关通过设备序列号和密钥对无线接入节点进行认证。
在本发明提出的无线分组数据传输系统中，移动终端只需要通过无线接入节点就可以和分组数据网络直接相连，进行分组数据的传输，由无线接入网关进行无线接入点的管理和数据传输的控制。本发明提高了单个用户的分组数据的转发能力，避免数据流量在移动网络边缘的汇聚，减轻接入控制器和网络边缘设备(GGSN等)的性能压力。同时，分组数据转发网络结构简化，减少网络处理时延，提高了转发的性能。
另外本发明提出的另外一种无线分组数据传输系统和现有的无线通信网络相结合，在移动终端传送分组数据的时候，利用无线接入节点直接和分组数据网络进行通信；在移动终端传送语音等电路域业务时，就通过现有的无线通信网络中的电路域进行传输；同时无线接入网关通过现有网络中的分组数据网关与现有的移动网络连接起来，提高了本无线传输系统的适用性。
图1示出了现有UMTS网络的组网示意图；图2A示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的控制面协议示意图；图2B示出了现有UMTS网络中UE、UTRAN和SGSN的用户面协议示意图；图3A示出了AG设备提供的Gn控制面协议示意图；图3B示出了AP设备提供的Gn用户面协议示意图；图3C示出了AG和AP设备接口协议栈结构；图4示出了本发明提出的一种无线分组数据传输网络的结构图；图5示出了AG设备对AP设备进行认证的信令交互图；图6示出了AG设备对AP设备进行认证的流程图；图7示出了本发明提出的一种分组数据网络和UMTS网络进行结合的网络结构图。
图8示出了本发明提出的一种分组数据网络和GPRS网络进行结合的网络结构图。
图9示出了本发明提出的一种分组数据网络和CDMA2000网络进行结合的网络结构图；图10示出了本发明提出的无线传输系统接入过程的流程图；图11示出了MS在AP覆盖下访问移动分组数据业务的信令交互图；图12示出了MS在AP覆盖下访问Internet的信令交互图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明首先提出了一种无线接入网关AG，AG主要完成分组域数据传输功能，完成GGSN、SGSN控制面功能，同时也可以提供和GGSN/SGSN一样的控制面接口。本AG主要功能包括网络接入控制主要完成移动用户到通信网络的连接以达到使用网络服务的目的，包括认证和授权、准入、报文过滤等，移动用户接入控制行为可以发生在移动侧，也可以发生在网络的固定侧，网络接入控制可以完成一些特定的流程，比如限定移动用户数、限定单个用户的接入能力等。
分组报文路由和转发控制在无线接入网关中，其主要完成控制面的功能，完成转发路径的建立、修改和释放过程，包括地址转换和映射、封装、隧道等功能，转发路径由源节点、目的节点组成，可能还具备中转节点。
移动性管理完成移动终端在移动网络中的地址信息和位置信息的管理。
无线接入节点管理主要完成对无线接入节点的认证和注册管理过程。
计费管理完成移动用户的计费策略管理、计费信息的收集和上报、提供计费接口等。
网络管理功能主要提供传输网络的操作和维护的相关功能。
基于上述AG的功能，本发明提出了AG的组成结构，包括网络接入控制模块、分组报文路由和转发控制模块、移动性管理模块；网络接入控制模块，完成移动终端和网络层通信链路的建立；分组报文路由和转发控制模块，完成分组转发路径的建立、修改和释放；移动性管理模块，完成对移动终端在移动网络中的位置信息的管理；AG控制移动终端在移动通信网络中进行分组数据的传输。
同时，AG还包括语音转发和管理模块，对电路域语音报文进行封装和转发；还可以包括AP管理模块，用于完成对AP的认证和注册。
同时，AG还可以对外提供一些标准的接口，包括Ga、Gb、Gd、Ge、Gf、Gn控制面、Gr、Gs等，这些接口可以同其他的3G网络进行互连。
如图3A所述为无线接入网关提供的Gn控制面协议示意图，包括L1、L2、IP、UDP和GTP-C层协议，是同时存在与AG和GSN中的对等协议，这样在AG和GSN实现互连的时候，GSN不需要进行改变，可以和AG实现无缝连接。
本发明还提出了一种无线接入节点AP，除了具有UMTS网络中NodeB的全部功能外，对分组域来讲，其具备GGSN、SGSN和RNC用户面功能，具体功能如下无线接入控制主要完成无线链路的建立和释放，无线接口的准入控制，无线接口报文的调度等。
分组报文路由和转发主要完成分组数据的封装和转发。
无线资源管理功能主要负责无线资源的分配、回收和维护，包括切换管理、功率控制、接入控制和分组调度等。
语音编解码功能主要完成无线接口和网络层接口之间的语音报文的格式转换。
网络管理功能提供对传输网络的操作和维护功能。针对上述无线接入节点的功能，本发明提出了一种无线接入节点，至少包括无线接入控制模块、分组报文路由和转发模块、无线资源管理模块；无线接入控制模块完成无线链路的建立和释放，无线接口的准入控制，无线接口报文的调度；分组报文路由和转发模块，完成分组数据的封装和转发；无线资源模块，完成无线资源的分配、回收和维护。
同时无线接入节点还包括语音编解码模块，完成无线接口和网络层接口之间的语音报文的格式转换，对一些实时性较强的电路域业务进行处理。
同时，本无线接入节点对外还可以提供Gi、Gn用户面接口，支持现有的移动终端无缝的接入，增加了设备的适用性。如图3B所示为无线接入节点提供的Gn用户面接口协议。
基于上述无线接入网关和无线接入节点，本发明提出了一种无线分组数据传输网络，如图4所示。
该无线分组数据传输网络包括无线接入网关AG、至少一个无线接入节点AP和用户签约寄存器；用户签约寄存器用于存储用户终端的接入控制信息、位置信息以及鉴权信息。同时本分组数据传输网络还可以包括AAA服务器，和无线接入网关直接相连或者通过运营商骨干网相连，用来对移动终端进行授权、鉴权等。
关于AG和AP的结构及功能在前文已经作了描述，在这里不再重复。在本无线分组数据传输网络中，提供了AG和AP之间的协议结构如图3C所示，其中FixedPro为用户自定义协议。
AG通过传输网络和一个或多个AP相连接，并对AP进行管理和控制。传输网络可以是xDSL网络、IP over Ethernet网络、IP over ATM网络或WiNMAX网络等，不同的传输网络并不会影响AG和AP的功能，只需要在这两个设备上完成不同传输网路的适配即可。传输网络通过传输网络上的网关设备和Internet相连接，这一点在现有技术中已经普遍存在，在这里不作重点的描述。
用户签约寄存器可以包括本地地址寄存器HLR、鉴权中心AuC和设备识别寄存器EIR。用户签约寄存器不传递通信业务，它为分组数据传输业务存储地址和代号信息。当然针对不同的应用，它也可以根据需要存储与语音业务用关的电路域业务信息。HLR存储永久的用户数据，一个用户可以一直存储在一个HLR中。AuC是一个产生鉴权向量的数据库，一般的HLR和AuC混合在一起，对移动终端进行鉴权。EIR存储和移动终端硬件相关的代号信息。
在AP接入AG之前，需要对AP进行认证，来保证接入AP的合法性。在这里我们提供一种基于设备序列号和密钥的设备认证方式。
设备序列号唯一的标识了AP，该序列号通常在设备生产时，已经预先存储在AP设备上。密钥和设备序列号一一对应，密钥可以经过加密存放在AP设备上，同时AP的设备序列号和其对应的密钥被存储在AG的数据库中。
AP的认证过程如图5所示。AP Device Auth Request(AP设备认证请求)消息携带的信元包括事务号、设备序列号、哈希算法的结果<密钥+事务号+设备序列号>。事务号用来唯一标识这条请求消息，由AP生成，建议随机获取。设备序列号从AP设备的存储介质上获取。哈希算法可以使用安全哈希算法SHA-1，其中，上述密钥+事务号+设备序列号为哈希算法的输入参数。AP和AG中的哈希算法应保持一致。
AP Device Auth Response(AP设备认证响应)消息携带的信元包括事务号、认证结果、哈希算法的结果<密钥+事务号+认证结果>。事务号从AP设备认证请求消息中获取。哈希算法的结果可以作为消息的可选信元。
下面是AG设备对AP设备认证的过程描述如下步骤601，AP设备从存储介质上获取设备序列号以及密钥，构造APDevice Auth Request消息，并将消息发送给所属的AG设备。
步骤602，AG根据收到的消息中的设备序列号，获取对应密钥，进行哈希计算，并将计算结果与收到消息中的哈希计算结果进行比较，判断接入AP是否合法；并将认证结果发送给AP设备。
AG设备收到AP认证请求消息后，根据消息中的设备序列号从数据库中提取对应的密钥，使用哈希算法<密钥+事务号+设备序列号>，并将得到的哈希算法的结果和请求消息中的哈希算法的结果进行比较，如果一致则认为该AP合法，否则AP非法。AG根据认证的结果生成AP Device Auth Response消息，并将该消息发送给对应的AP。
步骤603，AP设备收到认证相应消息后，判断认证结果，如果合法，则允许接入网络；否则更新事务号，重新构造AP认证请求消息，重复上述认证过程。
上述AP设备认证过程中，使用的密钥可以是对称密钥，也可以是非对称密钥。哈希算法可以使用SHA-1，也可以使用MD5等其他的算法。当使用非对称密钥时，AP设备持有私钥，AG持有公钥。具体的工作流程大致相同，在这里不作赘述。
当MS向AP发起接入请求时，AP设备在AG的协助下完成对MS的鉴权，通过一系列的信令交互，完成MS的网络接入，AG设备负责对无线资源进行管理。当MS进行分组数据传输时，可以直接通过AP和分组数据网络进行数据传输，与现有的GPRS等网络进行的数据传输相比，网络结构十分的简单，减小了用户的时延，提高了转发性能，提高了空口的带宽。
在上述无线分组数据传输方案的基础上，本发明又提出了一种网络结构，将上述无线分组数据传输网络和现有的3G网络结合起来，这样既可以处理语音等电路域业务，又可以高效的处理分组数据业务。下面我们就以其与UMTS网络的结合为例，介绍本发明的实施细节。
如图7所示，现有技术中的UMTS网络和上述无线分组数据传输网络连接在一起。其中AG和UMTS网络中的VLR/MSC、SGSN以及GGSN相连接，同时AG可以和UMTS网络共享一个用户签约寄存器，在UMTS网络中为HLR。
AG向外提供了Iu-CS接口、Gn接口、Gr接口、Ga接口等，这样就保证了AG和现有网络的无缝连接。AG通过Iu-CS接口和VLR/MSC相连，当MS通过AP接入到网络中时，就可以通过Iu-CS接口将通信连接转接到MSC中，从而实现了电路域的功能。同时，AG还通过Gn接口和SGSN、GGSN相连接，当MS通过AP接入到网络中时，一方面MS可以通过AG提供的Gn接口将通信连接转接到GGSN上，通过GGSN进行分组数据的传输或通过GGSN和其他与UMTS相连的网络进行通信；当MS发生从AP网络到3G网络的转换时，AG通过SGSN进行切换。
在该网络中，AG可以使UMTS网络中的HLR存储用户的签约信息，对通过AP进行接入的移动终端进行位置信息、签约信息的查询。判断移动终端所要求的业务类型，并根据业务类型判断用户是否签约了对应的服务，并进行相应的处理。当用户进行语音服务时，AG会将用户的请求转接到UMTS的VLR/MSC上，由VLR/MSC通过GMSC进行电路域的服务；当用户进行分组数据业务的传输时，由AP根据用户请求的服务的目的地址，进行路由的选择，和分组网络建立连接，直接进行分组数据的传送。这样用户在传送电路域业务时，利用原有的网络，在传送分组域业务时，直接通过AP和分组数据网络进行连接，减少了中间的数据传送环节，减小了网络处理的时延。
同样，该无线分组数据传输网络可以通过提供的一些公共接口，实现和现有UMTS网络共享一些网络设备，例如AAA设备等。
图8为该分组数据传输网络和现有的GPRS网络进行组合的结构图，其连接方式和UMTS网络中的连接方式大致相同，不同的是，MS通过空中接口Um接入AP，AG和AP的结构不用作任何的改变，只需要进行适配层的调整，就可以适应GPRS网络的要求。
图9为该分组数据传输网络和现有的CDMA2000网络进行组合的结构图，AG网关分别与VLR/MSC、分组数据服务节点PDSN和HA相连，具体的工作流程与UMTS网络的相同，在这里不再赘述。
同样该分组数据传输网络也可以和现有的TD-SCDMA网络相连，在这里不再赘述。
本发明还提出了一种无线网络中分组数据的传输方法，无线接入网关通过传输网络和无线节点相连接，移动终端接入网络后，通过无线接入节点与分组数据网络进行分组数据的传输。传输网络可以是xDSL网络、IP over Etherent网络、IP over ATM网络或WiMAX网络。无线接入网关对无线接入节点进行认证，具体的认证方法见前文所述，这里不再重复。
无线接入网关可以和现有的通信网络中的分组数据网关相连，这样移动终端可以通过现有的通信网络中的分组数据网关和与现有通信网络相连的其他网络相互通信。
同时无线接入网关可以和现有的通信网络中的交换中心相连，移动终端可以通过现有的通信网络中的交换中心和公共交换电话网连接，实现电路域的业务传输。
现有无线通信网络中的分组数据接入网关和交换中心，在UMTS网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心；在GPRS网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心；在CDMA2000网络中，分组数据网关为分组数据服务节点，交换中心为移动交换中心；在TD-SCDMA网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心。
无线接入网关对无线接入节点进行管理，控制移动终端的无线接入和数据传输。
利用上述方法，移动终端通过AP访问数据网络的流程如图#所示，包括如下步骤步骤1001，MS向AP发起呼叫，发送的消息中，携带所需服务类型。
其中所述的服务类型可以是话音业务、移动分组业务或者是Internet分组业务，移动分组业务指的是由移动运营商或者其合作伙伴提供的分组数据业务。
步骤1002，AP判断接入用户是否合法，并将MS发送的消息中的所需服务类型上报给AG设备。
步骤1003，AG根据MS所需业务的类型将呼叫连接转接到相应的功能实体。
当MS所需业务类型为话音业务，转步骤1004；当MS所需业务类型为移动分组业务时，转步骤1005；当MS所需业务类型为Internet分组数据业务时，转步骤1006。
步骤1004，AG将呼叫转接到MSC/VLR上，由移动交换中心进行电路域相关处理。
步骤1005，AG根据被呼叫方的地址，进行路由选择，确定被呼叫方所属的GGSN，控制AP和目的GGSN建立连接。
如图11所示，AP与GGSN之间建立连接，AP发送G-PDU给GGSN，GGSN对G-PDU进行封装和处理形成T-PDU，发送到呼叫的目的地址，和移动分组网络建立连接；移动分组网络将T-PDU协议数据单元通过GGSN发送给AP，AP将分组数据传送给MS，从而完成了对移动分组数据的访问。
步骤1006，AG控制AP直接让MS通过AP访问Internet。
如图12所示，AP直接发送T-PDU给PDN，而不用经过GGSN。PDN发送分组数据给AP，AP将数据转发给MS，完成对Internet的访问。
通过上述方法，移动终端可以实现高速的传输分组数据，只要通过AP设备就可以直接对分组数据网络进行访问，而不用经过网络侧设备进行汇聚和转发，提高了数据传输的带宽，减小了网络处理的时延。同时通过该方法，用户也可以实现语音业务，实现与其他网络的互连互通。
综上所述本发明提高了单个用户的分组数据转发的能力，避免流量在接入控制器和移动网络边缘汇聚，减轻了接入控制器和网络边缘设备的性能压力。同时提供了一种简化的分组数据转发网络，减小了网络处理时延，提高了空口的带宽，提高了转发性能，改善了用户的业务体验。
需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无线接入网关，其特征在于，至少包括网络接入控制模块、分组报文路由和转发控制模块、移动性管理模块；所述网络接入控制模块，控制移动终端和无线网络之间建立通信链路，包括移动终端的认证、授权和准入；所述移动性管理模块，完成对移动终端在移动网络中的地址信息的管理；移动终端请求接入无线网络，网络接入控制模块根据移动性管理模块提供的地址信息，找到移动终端，控制移动终端和无线网络之间建立通信链路；链路建立完成后，所述分组报文路由和转发控制模块控制分组报文业务转发路径的建立、修改和释放。
2.如权利要求1所述的一种无线接入网关，其特征在于，所述无线接入网关还包括语音转发管理模块，和网络接入控制模块相连，对电路域语音报文的封装和转发进行管理。
3.如权利要求1所述的一种无线接入网关，其特征在于，所述无线接入网关还包括无线接入节点管理模块，用于完成对无线接入点的认证和注册。
4.一种无线接入节点，其特征在于，至少包括无线接入模块、分组报文转发模块、无线资源管理模块；所述无线接入模块，完成无线链路的建立和释放，无线接口的准入控制，无线接口报文的调度；所述分组报文转发模块，完成分组数据的封装和转发；所述无线资源管理模块，完成无线资源的分配、回收和维护，包括切换管理、功率控制、接入控制和分组调度；移动终端通过无线接入模块和无线网络建立通信链路，通过通信链路进行业务传送，分组报文转发模块对传送业务中的分组报文业务进行封装和转发，无线资源管理模块在业务传送的过程中，对无线资源进行管理。
5.如权利要求4所述的一种无线接入节点，其特征在于，所述无线接入节点还包括语音编解码模块，与无线接入模块相连，完成语音报文的格式转换。
6.一种无线分组数据传输网络，其特征在于，包括无线接入网关、无线接入节点和用户签约寄存器，无线接入网关和一个或一个以上无线接入节点相连接；所述无线接入节点，实现移动终端的无线接入、分组数据的封装和转发、无线资源管理；所述无线接入网关完成网络接入控制、分组数据路由与转发控制、移动性能管理；所述用户签约寄存器，存储用户终端的接入控制信息、位置信息以及鉴权信息；所述无线接入网关和用户签约寄存器直接相连或者通过信令传输点相连；用户终端发送接入无线网络请求，无线接入网关根据用户签约寄存器中的用户签约信息，控制用户终端和无线网络建立连接，用户终端通过无线接入节点访问分组数据网络。
7.如权利要求6所述的一种无线分组数据传输网络，其特征在于，在所述的无线传输网络中加入AAA服务器，对用户终端访问非透明分组业务时进行授权、鉴权。
8.如权利要求6所述的一种无线分组数据传输网络，其特征在于，所述无线接入网关可以和现有无线通信网络中的分组数据接入网关相连接，访问移动分组业务。
9.如权利要求6所述的一种无线分组数据传输网络，其特征在于，所述无线接入网关可以和现有无线通信网络中的交换中心相连接，该无线传输系统通过交换中心和公共交换电话网相连接，实现电路域功能。
10.如权利要求6所述的一种无线分组数据传输网络，其特征在于，所述用户签约寄存器可以是现有无线通信网络中的归属位置寄存器。
11.一种无线传输网络，包括现有的无线通信网络，其特征在于，增加无线接入网关和无线接入节点；所述无线接入网关完成网络接入控制、分组数据路由与转发控制、移动性能管理；所述无线接入节点，实现用户终端的无线接入、分组数据的封装和转发、无线资源管理；所述无线接入网关分别与现有无线通信网络中的归属位置寄存器、分组数据接入网关以及交换中心相连；用户终端通过无线接入节点直接访问分组数据业务，或，用户终端通过分组数据接入网关访问移动分组业务，或，用户终端通过交换中心访问电路域业务。
12.如权利要求11所述的一种无线传输网络，其特征在于，所述现有无线通信网络中的分组数据接入网关和交换中心，在UMTS网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心；在GPRS网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心；在CDMA2000网络中，分组数据网关为分组数据服务节点，交换中心为移动交换中心；在TD-SCDMA网络中，分组数据网关为GPRS支持节点，交换中心为移动交换中心。
13.如权利要求11所述的一种无线传输网络，其特征在于，所述传输网络可以是xDSL网络、IP over Etherent网络、IP over ATM网络或WiMAX网络。
14.一种无线网络中分组数据传输方法，其特征在于，无线接入网关通过传输网络和无线节点相连接，包括A、用户终端向无线接入节点发送业务传输请求；B、无线接入节点将业务请求类型发送给无线接入网关；C、无线接入网关判断请求业务类型为分组数据业务，则控制用户终端通过无线接入节点直接访问分组数据网络。
15.如权利要求14所述的一种无线网络中分组数据传输方法，其特征在于，无线接入网关可以和现有通信网络中的分组数据网关相连，步骤C中，进一步包括，无线接入网关判断请求业务类型为移动分组业务，用户终端通过现有通信网络中的分组数据网关访问移动分组业务。
16.如权利要求14所述的一种无线网络中分组数据传输方法，其特征在于，无线接入网关可以和现有通信网络中的交换中心相连，步骤C中，进一步包括，无线接入网关判断请求业务类型为电路域业务，用户终端通过现有通信网络中的交换中心和公共交换电话网相连接。
17.如权利要求14所述的一种无线网络中分组数据的传输方法，其特征在于，步骤A之前，无线接入网关首先对无线接入节点进行认证。
18.如权利要求17所述的一种无线网络中分组数据的传输方法，其特征在于，所述无线接入网关通过设备序列号和密钥对无线接入节点进行认证。
全文摘要
本发明提出了一种无线传输的方法、系统和装置，本发明提供了无线接入网关和无线接入节点，在无线分组数据网中，移动终端只需要通过无线接入节点就可以和分组数据网络直接相连，进行分组数据的传输，由无线接入网关进行无线接入点的管理和数据传输的控制。另外无线分组数据传输系统可以和现有的无线通信网络相结合，在移动终端传送分组数据的时候，利用无线接入节点直接和分组数据网络进行通信；在移动终端传送语音等电路域业务时，就通过现有的无线通信网络中的电路域业务进行传输；同时无线接入网关通过现有网络中的分组数据网关与运营商的其他网络连接起来，提高了本无线传输系统的适用性。本发明简化了分组数据网络的结构，减少网络处理时延，提高了转发的性能。
文档编号H04L12/56GK1859614SQ20051012150
公开日2006年11月8日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者钱涛, 朱伟, 胡波, 叶小龙, 何朝华 申请人:华为技术有限公司