专利名称：无线通信路由的制作方法
技术领域：
本发明涉及第三代 无线网络中的通信路由，更具体地涉及经由3G毫微微小区的通信路由。本发明还涉及小型到中型企业(SME)中的3G毫微微小区部署。
背景技术：
移动通信系统以蜂窝为基础进行操作，在网络的每个小区中，耦合到网络的发射和接收基站提供对诸如移动电话之类的用户设备(UE)的发射和接收。通常每个小区中存在单个基站。基站通常被称为宏基站，并且这样的小区被称为宏小区。已经提出了称为皮小区(picocell)的较小的小区站。其覆盖较小的区域，如建筑物楼群。还提出了称为毫微微小区(Femtocell)的更小的小区站。这是移动运营商用于指代尝试解决下述问题的类型的小区站的术语在由于来自基站的无线信号的衰减和散射使得宏小区常常不能够提供足够的覆盖的地方，提供完全的楼内覆盖通常代价昂贵。毫微微小区通常被称为接入点基站。毫微微小区还被称为家庭NodeB或家庭eNodeB小区。它是小型即插即用设备，其使用无线蜂窝网络、使用第二代(2G)或第三代(3G)发射接收，与诸如移动手持机之类的用户设备通信。它经由使用Xdsl或WiMax 技术的宽带服务连接到蜂窝网络。Xdsl是数字订户环允许在传统的铜电话线上实现宽带通信的技术系列，而WiMax 是IEEE (电气和电子工程师协会)802. 16标准定义的无线技术，其与传统的Wi-Fi 系统相比，提供了改进的无线宽带。WiMax 是美国加利福尼亚州的WiMax论坛的未决的商标申请，而Wi-Fi 是美国加利福尼亚州的Wi-Fi 联盟的注册商标。可选地，毫微微小区能够集成宽带路由器的功能，使得用户具有完全综合的设备。毫微微小区应该无缝地与移动通信系统的核心网集成在一起，使得其能够被远程管理和更新。在欧洲，公共3G技术之一通用移动通信系统(UMTS)使用宽带码分多址(W-CDMA)作为无线接入技术(RAT)以提供无线通信。然而，也可以使用其他RAT技术来实现3G网络，诸如码分多址2000(CDMA2000)、时分多址(TD-CDMA)、通用无线通信协议(UWC)、或者欧洲数字无绳电信(DECT)无线技术。以这种方式，从用户的角度看，SME中部署的毫微微小区以与宏小区层网络相同的方式提供传统的移动服务。
发明内容
技术问题然而目前，在UE与毫微微小区之间建立连接占用了控制信令平面和用户数据平面二者中的相当大量的核心网资源。技术问题的解决方案根据本发明的第一方面，提供了一种用于在通信网络中在第一用户设备(UE)与第二用户设备之间路由通信的方法，其中所述第一用户设备向接入点基站登记，该方法包括步骤确定第二用户设备是在所述接入点基站还是另一接入点基站的网络覆盖范围内；以及根据所述确定的结果，经由一个或更多接入点基站路由通信。一个或更多接入点基站可以至少部分地位于一个或更多宏基站的范围内。根据本发明的第二方面，提供了一种接入点基站，用于在第一用户设备与第二用户设备之间路由通信，其中所述第一用户设备向所述接入点基站登记，所述接入点包括用于确定第二用户设备是在所述接入点基站还是另一接入点基站的网络覆盖范围内的装置；以及用于经由一个或更多接入点基站路由通信的装置，其中所述通信根据所述确定的结果，经由一个或更多接入点基站进行路由。一个或更多接入点基站可以至少部分地位于一个或更多宏基站的范围内。根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读的介质， 其在计算机上执行时，执行根据本发明的第一方面的方法。本发明的有益效果本发明的各方面使得毫微微小区能够在不使用核心网资源的情况下在UE之间提供类似专用分支交换机(BPX)的内部电路交换呼叫服务。我们用内部呼叫来表示当双方(即，UE)都在毫微微小区SME网络覆盖范围内时一个UE与另一个UE之间的任何通信，其可以是语音、视频呼叫或者其他通信，如文本消息。这具有下述优点使得当毫微微小区不可作为宏小区的备选时有更多的核心网资源可用于其他UE。提供内部电路交换呼叫服务还允许免费提供或者以较低的收费费率来提供服务。本发明的各方面通过修改电路交换呼叫建立过程来实现这一点。该修改不对移动通信标准或网络组件强加任何改变。相反，所有的改变都反映在毫微微小区或闭合用户组(CSG)小区中。本发明的各方面可以包括本地数据库，本地数据库由每个CSG小区操纵，以当UE漫游进、呆在、以及漫游出毫微微小区的覆盖范围时跟踪和更新UE状态。还可以提供电话号码到国际移动用户识别码(MSI)和/或临时移动台标识符(TMSI)的映射表，由此CSG小区确定正在进行的呼叫建立是否是不涉及CS核心网的内部CS呼叫。本发明的各方面移除了或最小化了在内部CS呼叫建立中对运营商的核心网的涉及，不需要为了毫微微小区SME网络可与现有的运营商核心网和订户的移动手持机一起操作而对传统的移动手持机和核心网组件进行任何修改。
图I是示出连接到网络并且与用户设备通信的毫微微小区的示意图。图2是示出在其内部具有基站且多个微小区的宏小区的示意图。图3是示出CS呼叫建立的整个信令流的示意图。图4是示出用于内部CS呼叫建立的整个信令流的示意图。
具体实施例方式现在将参考附图，仅作为示例，详细描述本发明的示例性实施例。在图I中，示出了毫微微小区2，其耦合到网络4。这通常是硬线连接，如局域网(LAN)。微小区包括通过宽带连接10耦合的毫微微小区网关6和接入点8。接入点具有与之耦合的发射机-接收机或收发机12，其在到位于范围内的用户设备的短距离上发射和接收信号。用户设备可以是例如移动电话14或者附着到膝上型计算机18的数据卡16。如果来到毫微微小区接入点的范围内的用户设备被授权与该接入点直接通信，则该UE可以与该接入点直接通信，并且这样做优先于与UE位于的宏小区通信。在图2中，示出了宏小区20的示意图。其具有基站22，基站22向位于其内部的用户设备发射信号，以及从其接收信号。此外，在该宏小区内存在多个毫微微小区2。其可以包括毫微微小区2的簇，如在大型办公楼或者个人小区中可能需要这样的毫微微小区簇，例如可在私人家庭中使用。实践中，在一个城市中，可能在单个宏小区内存在几千个毫微微小区。当一个用户设备(如手持机14或数据卡16)建立与3G宏小区的连接时，其进行电路交换呼叫建立信令过程。图3中示出了 CS呼叫建立的整个信令过程。这是两个UE(UE1和UE2)驻扎在小区上的情况，其中CSG小区I和CSG小区2属于不同的无线网络控制器(RNC) ο 在经由RRC连接建立阶段(I)移动进入无线资源控制(RRC)连接状态之后，呼叫方UEl向RNC 1(2)发送RRC Initial Direct Transfer (初始直接传送)消息，该消息封装 Mobility Management Connection Management (移动管理连接管理，简称 MM CM)服务请求。RNC I 接着经由 Signaling Connection Control Part/Radio Access NetworkApplication part (信令连接控制部分/无线接入网应用部分，简称SCCP/RANAP)将MM CMService Request (服务请求)转发给CS核心。RANAP Initial UE (初始UE)消息触发SCCP建立到电路交换(CS)核心的Iu-CS信令连接，以便传送RANAP消息。在Iu-CS信令连接建立(Iu-CS是移动交换中心(MSC)与无线网络站(RNS)之间的接口)期间，CS核心向RNC I发送UEl的MSI，如消息(4)中所示。在支持完整性保护和加密的Security Mode (安全模式)过程(5)之后，已经建立了 UEl-to-CS (UEl到CS) Core (核心)信令连接。其包括RRC连接(信令无线承载或SRBs)以及Iu-CS信令连接。于是，UEI 经由 RRC Uplink Direct Transfer (上行链路直接传送)和 RANAPDirect Transfer (直接传送)发起Call Control (呼叫控制，简称CC) Setup (建立)。CCSetup规定了被叫方UE 2的电话号码和号码类型(6)。CS Core (CS核心)通过返回CallProceeding (呼叫进行)来响应，确认现在已经接收到建立CS呼叫连接的所有信息(7)。CS Core分析UE2的电话号码，并且通过使用号码类型和编号规划将其映射到UE2的永久识别码，即国际移动用户识别码(MSI)。接着，CS Core向RNC 2发送RANAPPaging(寻呼)(8)，RNC 2覆盖UE登记了其位置区域的位置区域(假设每个位置区域网络规划具有单个RNC)。RANAP Paging使用强制頂SI和可选TMSI来寻址UE2。RRC PagingType (寻呼类型)I优选地指定TMSI (为了机密性)或者指定IMSI以寻址UE2。在RRC Connection Establishment (连接建立)(9)之后，UE2 向 CS Core (10)发送 Radio Resource Management (无线资源管理，简称 RRM)Paging Response (寻呼响应)。类似地，RANAP Intial UE消息触发SCCP建立到CS Core的Iu-CS信令连接以便传送RANAP消息(11)。在Iu-CS信令连接期间，CS Core向RNC 2发送UE2的MSI (12)。过程(16)和(17)用于建立用户平面Radio Access Bearer (无线接入承载,简称RAB)。通过CC Alerting (告警)(18,19)、CC Connect (连接)(20)和 CC Connect Acknowledge (连接确认)(21)消息来完成CS呼叫建立。根据本发明的示例性实施例的信令过程示出在图4中。所称的CSG小区涉及当前开发的最新的3G毫微微小区规范。也就是说，CSG小区可以是毫微微小区。当UE在毫微微小区SME的覆盖范围内发起CS呼叫以检查被叫方是否是也在毫微微小区SME覆盖范围内的UE时，被叫方号码必须变成可用的。然而，主叫方UE直到RRC :Uplink Direct Transfer (上行链路直接传送)/CC :Setup (建立)(被叫方号码)才发送被叫方号码，因此根据本发明的示例性实施例的信令流直到发送该消息之后才发生改·变。到CSG小区I接收到该消息时，CS Core已经建立到UEl的Iu-CS信令连接，并且正在等待进一步完成到它的CS呼叫连接。通过使用被叫方号码解析机制(下文进一步详细描述)，CSG小区I知道这是内部CS呼叫尝试。为了消除对运营商网络资源的使用，CGS小区I不在RANAP消息中封装CC Setup并将其转发给CS Core。相反，CGS小区I向CS Core发送CM Service Abort (服务异常中断)以中断通过MM:CM Service Request (服务请求)触发的CS呼叫建立，同时经由将这些CSG小区互连形成SME网络的以太网LAN，向SME网络的所有CSG小区广播LAN Paging(IMSI)。CGS 小区 I 还向 UEl 发送 RRC Downlink Direct Transfer (下行链路直接传送)/CC:Call Proceeding(呼叫进行)。在接收到该寻呼类型I消息之后，UE2发起RRC Connection Establishment (连接建立)，然后发送RRM :Paging Response (寻呼响应)。在标准的信令过程中，CSG小区2将该Paging Response转发给CS Core,并且触发UE2与CS Core之间的Iu-CS信令连接建立。为了使内部CS呼叫服务不涉及运营商网络，CSG小区2改变信令流，并且直接将Paging Response转发给CSG小区I。CSG小区I接着通过向CSG小区2发送LAN DirectTransfer (直接传送)/CC :Setup (主叫方号码)来进行响应。因此，从UE的角度看,该信令流看起来与标准CS呼叫建立相同。UE到UE业务信道建立(3GPP术语中的RAB建立)包括两个Radio BearerSetup (无线承载建立)和LAN Bearer Setup (承载建立)。Radio Bearer (RB)建立与先前描述的在UE与CSG小区之间的Radio Bearer 一样，并且受两个协作的CSG小区的控制。本发明的示例性实施例包括添加到CSG小区的新的LAN承载建立功能。在RAB建立之后，在UE与CSG小区之间顺序传送CC =Altering (告警)、CC :Connect (连接)以及CC :Connect Ack(连接确认)，并且两个CSG小区经由LAN :DirectTransfer转发这些消息。CS呼叫拆卸过程是类似的，即两个CSG小区经由LAN DirectTransfer转发相关消息。在内部CS呼叫期间，不针对UEl保持Iu-CS信令连接，也不针对UE2建立Iu-CS信令连接，CS Core认为两个UE在MM-Idle (空闲)状态，并且期望接收来自这两个UE的Periodic Location Updating Request (周期性的位置更新请求)。然而,两个UE实际上处于 Radio Resource Control (无线资源控制，简称 RRC)Cell_Dedicated Channel (小区专用信道，Dedicated Channel简称DCH)状态，在该状态下停止Periodic LocationUpdating(周期性的位置更新)。因此，当CS Core中的Periodic Location Updating定时器期满时，CS Core将两个UE的状态更新到MM-Detached (解附着)，并且在呼叫释放并且UE重新登记到CS Core之前，针对呼入PS呼叫的寻呼不再到达这两个UE。这允许提供免费的内部CS呼叫服务，同时保持可以与传统移动手持机和核心网组件互操作。本发明的示例性实施例不允许当两个UE之一离开SME覆盖范围时的CSG小区到宏小区的切换。然而，因为内部CS呼叫的双方通常是静止的，或者以步行速度在办公楼中移动，仅可能出现CSG小区到CSG小区的切换，因此通常不需要允许实现CSG小区到宏小区的切换。[跟踪晕微微小区内的空闲UE]当SME覆盖范围内的UE发起到另一 UE的CS呼叫时，主叫UE驻扎的CSG小区必须知道被叫UE是否在该SME毫微微小区覆盖范围内以及是否在空闲状态。为了能够知道 这些，当无论何时UE漫游进、呆在、以及漫游出SME覆盖范围时，CSG小区跟踪UE。每个CSG小区维护本地数据库，本地数据库记录覆盖范围内的每个空闲UE的状态。例如，该数据库可以采用下面的形式。
丨用P设备(UE) I W际移动用广W I临时移动台标W I空闲M.在锻 范I别码(IMSI) 符(TMSI) I销内表I :主叫UE所登记的毫微微小区或CSG小区上存储的数据库的抽取为了保持数据库更新，CSG小区执行下述任务(a)当UE漫游进SME覆盖范围内时，其经由CSG小区之一与核心网执行标准Location Updating(位置更新)，因为CSG小区广播区别于周围的宏小区的相同且唯一的LocationArea Code (位置区域码,简称LAC)。UE以与经由任何宏小区相同的方式执行Location Updating。为了能够接收UE的IMSI,经由其执行标准Location Updating的CSG小区还插入Identity Request (识别码请求)。CSG小区记录UE的IMSI或/和分配的TMSI，并且经由将这些CSG小区互连形成SME网络的以太网LAN，将它们广播给SME网络的所有CSG小区。该广播可以在网际协议(IP)层实现，或者更有效地在介质访问控制(MAC)层实现。(b)当UE漫游出SME覆盖范围时，其经由其通过小区重选标准认为是最合适的周边宏小区来执行标准Location Updating (位置更新)。因此，没有任何CSG小区接收到来自该UE的Periodic Location Updating Request (周期性位置更新请求)，并且周期性位置更新定时器在UE经由其执行上一次Location Updating的CSG小区中期满。超时触发该CSG从其本地数据库中移除该UE，并且通过以太网LAN将该移除广播给所有CSG小区。经由另一 CSG小区的Periodic Location Updating(发生SME内的小区重选)激活该CSG小区内的定时器，同时去激活经由其执行上一次Location Updating的CGS小区内的定时器。(c)停留在SME覆盖范围内的UE执行Periodic Location Updating,以通知核心网其仍然在该位置且处于空闲状态。UE以与经由任何宏小区相同的方式执行LocationUpdating。经由其执行Periodic Location Updating的CSG小区经由以太网LAN将该事件广播给所有CSG小区，以便它们更新其本地数据库。该CGS小区于是重置其周期性位置更新定时器。操作(a)、(b)和(C)确保在同一 SME网络中的CSG小区上的数据库的完整性，并且使得能够从主叫CSG小区直接寻呼，不涉及核心网。
[移动订户综合服务数字网络号码(MSISDN)-国际移动用户识别码(MSI)-临时移动台标识符(TMSI)映射表]为了主叫CSG小区将被叫方电话号码转换成被叫方MSI，以及进一步能够查询本地数据库以检查被叫UE是否在SME覆盖范围内且处于空闲状态，每个支持内部呼叫的(通用用户识别码模块)USIM识别码(IMSI)和关联的电话号码(移动订户综合服务数字网络(ISDN)或MSISDN)在表中一对一映射，SME网络管理员能够配置和管理所述表。作为示例，该表可以采取下面的形式。
权利要求
1.一种用于在通信网络中在向接入点基站登记的第一用户设备(UE)与第二用户设备之间路由通信的方法，所述接入点基站至少部分地位于一个或更多宏基站的范围内，所述方法包括步骤 确定第二用户设备是在所述接入点基站的网络覆盖范围内、还是在至少部分地位于一个或更多宏基站的范围内的另一接入点基站的网络覆盖范围内；以及 根据所述确定的结果，经由一个或更多所述接入点基站路由通信。
2.根据权利要求I所述的方法，其中确定第二用户设备是在所述接入点基站的覆盖范围内还是另一基站的覆盖范围内的所述步骤包括使用UE标识符，特别是国际移动用户识别码(MSI)，在查找表中搜索指示第二 UE是位于所述接入点基站的覆盖范围内还是另一基站的覆盖范围内的标识符。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述查找表包括一个或更多UE标识符，每个标识符与指示UE是位于所述接入点基站的覆盖范围内还是另一基站的覆盖范围内的标识符相关联。
4.根据权利要求I到3中任一项所述的方法，其中登记了第一UE的所述接入点基站确定第二 UE是在所述接入点基站的网络覆盖范围内、还是在另一接入点基站的网络覆盖范围内。
5.根据权利要求I到4中任一项所述的方法，还包括步骤登记了第一UE的所述接入点基站使用第二 UE的电话号码，在第二查找表中搜索第二 UE的国际移动用户识别码。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二查找表包括一个或更多UE的一个或更多国际移动用户识别码，每个识别码与UE的电话号码相关联。
7.根据权利要求2到6中任一项所述的方法，其中第一或第二查找表中的一个或更多查找表存储在登记了第一 UE的所述接入点基站上。
8.根据权利要求2到7中任一项所述的方法，还包括步骤每个接入点基站向所有其他接入点基站广播更新第一查找表的数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述数据包括指示UE移入接入点基站的覆盖范围的时间的数据、指示UE移出接入点基站的覆盖范围的时间的数据、以及指示UE留在接入点基站的覆盖范围内的数据中的一个或多个。
10.根据权利要求I到9中任一项所述的方法，还包括步骤登记了第一UE的所述接入点基站经由宏基站之一，向电路交换核心网发送呼叫管理服务异常中断消息，以防止经由宏基站的呼叫建立。
11.根据权利要求I到10中任一项所述的方法，其中登记了第一UE的所述接入点基站向所有接入点广播局域网寻呼国际移动用户识别码消息。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述识别码消息经由局域网，特别是以太网局域网，进行广播。
13.根据权利要求I到12中任一项所述的方法，其中经由另一局域网或所述局域网，特别是以太网局域网，来路由通信。
14.根据权利要求I到13中任一项所述的方法，还包括步骤第二UE经由登记了第二用户设备的接入点基站，向登记了第一 UE的所述接入点基站发送局域网寻呼国际移动用户识别码消息。
15.根据权利要求I到14中任一项所述的方法，还包括步骤登记了第一UE的所述接入点基站向登记了第二 UE的接入点基站发送包含第一 UE的标识符的局域网呼叫建立消肩、O
16.根据权利要求I到15中任一项所述的方法，其中如果确定第二UE在接入点基站之一的范围内，则仅经由一个或更多接入点来路由通信。
17.根据权利要求I到16中任一项所述的方法，其中所述接入点基站具有比宏基站小的范围。
18.一种接入点基站，用于在向所述接入点基站登记的第一用户设备与第二用户设备之间路由通信，所述接入点基站至少部分地位于一个或更多宏基站的范围内，所述接入点包括 用于确定第二用户设备是在所述接入点基站的网络覆盖范围内、还是在至少部分地位于一个或更多宏基站的范围内的另一接入点基站的网络覆盖范围内的装置；以及 用于经由一个或更多所述接入点基站路由通信的装置， 其中根据所述确定的结果，经由一个或更多接入点基站路由所述通信。
19.根据权利要求18所述的接入点基站，还包括用于存储查找表的存储装置。
20.根据权利要求19所述的接入点基站，还包括用于搜索查找表的搜索装置。
21.根据权利要求20所述的接入点基站，其中所述搜索装置被设置为使用UE标识符，特别是国际移动用户识别码(MSI)，在查找表中搜索指示第二 UE是位于所述接入点基站的覆盖范围内、还是另一基站的覆盖范围内的标识符。
22.根据权利要求19到21中任一项所述的接入点基站，其中查找表包括一个或更多UE标识符，每个标识符与指示UE是位于所述接入点基站的覆盖范围内还是另一基站的覆盖范围内的标识符相关联。
23.根据权利要求18到22中任一项所述的接入点基站，还包括用于存储第二查找表的另一存储装置。
24.根据权利要求23所述的接入点基站，还包括用于搜索第二查找表的另一搜索装置。
25.根据权利要求24所述的接入点基站，其中所述搜索装置被设置为使用第二UE的电话号码在第二查找表中搜索第二 UE的国际移动用户识别码。
26.根据权利要求25所述的接入点基站，其中所述第二查找表包括一个或更多UE的一个或更多国际移动用户识别码，每个识别码与UE的电话号码相关联。
27.根据权利要求18到26中任一项所述的接入点基站，还包括用于向所有其他接入点基站广播更新第一查找表的数据的广播装置。
28.根据权利要求27所述的接入点基站，其中更新的数据包括指示UE移入接入点基站的覆盖范围的时间的数据、指示UE移出接入点基站的覆盖范围的时间的数据、以及指示UE留在接入点基站的覆盖范围内的数据中的一个或多个。
29.根据权利要求18到28中任一项所述的接入点基站，还包括局域网，特别是用于路由通信的以太网局域网。
30.一种用于在通信网络中在向接入点基站登记的第一用户设备(UE)与第二用户设备之间路由通信方法，所述方法包括步骤确定第二用户设备是在所述接入点基站的网络覆盖范围内、还是在另一接入点基站的网络覆盖范围内；以及 根据所述确定的结果，经由一个或更多所述接入点基站路由通信。
31.一种计算机可读介质，其在计算机上执行时执行权利要求I到17中任一项所述的方法。
32.—种与参考附图描述的接入点基站基本相同的接入点基站。
33.一种与参考附图描述的方法基本相同的用于路由通信的方法。
全文摘要
本发明公开了一种用于在通信网络中在第一用户设备与第二用户设备之间路由通信的方法，其中所述第一用户设备向接入点基站登记。该方法包括步骤确定第二用户设备是在所述接入点基站(2)还是另一接入点基站(2)的网络覆盖范围内；以及根据所述确定的结果，经由一个或更多接入点基站(2)来路由所述通信。
文档编号H04W76/02GK102714875SQ20118000639
公开日2012年10月3日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月1日
发明者乔恩·范奥登, 任伟利 申请人:日本电气株式会社