基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法

摘要

基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法，涉及无线通信领域。它解决了现有的无线局域网与3G蜂窝网络在耦合工作模式下系统处理业务效率低的问题。其步骤是：若需要传输宽带分组业务，则用户设备通过3G网络空中接口向基站发送请求；基站根据此时网络状态分配无线访问接入点为用户设备服务；用户设备与无线访问接入点之间进行配对连接后通过无线访问接入点进行宽带连接，实现用户设备与基站之间的业务传输；若传输的是语音通话业务，用户设备通过3G网络空中接口向基站发送请求；基站直接与用户设备连接，实现用户设备与基站业务传输。本发明适用于无线通信中的业务处理过程。

权利要求

1.基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法，所述方法是基于下述系统实现的：所述系统包括核心网CN、UMTS无线接入网UTRAN，所述UMTS无线接入网UTRAN由多组无线网络系统RNS组成，UMTS无线接入网UTRAN将各无线网络系统RNS的数据传输至核心网CN；

每组无线网络系统RNS包括一个无线网络控制器RNC、基站Node B和无线访问接入点AP；所述无线访问接入点AP通过以太网信道连接至基站Node B，用于在用户设备UE和基站Node B之间的转发数据；所述无线网络控制器RNC接收基站Node B发送的数据；

其特征是：所述基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法由以下步骤实现：若待传输的业务为宽带分组业务，则选择AP转发方法，其具体步骤为：步骤一、用户设备UE通过Uu接口向基站Node B发送请求；

步骤二、基站Node B根据接收到的请求和此时网络状态分配无线访问接入点AP为用户设备UE服务；实现用户设备UE与无线访问接入点AP之间配对连接；

步骤三、用户设备UE通过对应的无线访问接入点AP进行宽带连接，实现用户设备UE与基站Node B之间的业务传输；

若待传输的业务为语音业务，则选择直接传输方法，其具体步骤为：

步骤A、用户设备UE通过Uu接口向基站Node B发送请求；

步骤B、基站Node B直接与用户设备UE连接，实现用户设备UE与基站Node B之间的业务传输。

说明书

基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方

法

技术领域

[0001] 本发明涉及无线通信领域，具体涉及无线局域网与3G蜂窝网络协同工作的方法。

背景技术

[0002] 随着科技的发展、市场的需求和竞争的变化，移动通信网和宽带无线接入网分别朝着各自的发展方向不断演变和推进。第三代移动通信系统是一个全球无缝覆盖、全球漫游，包括卫星移动通信、陆地移动通信等蜂窝移动通信的大系统。它可以向公众提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图像与电视图像等，传输速率可以达到2Mbit/s。而多样化的无线接入网技术具有不同的特征和业务提供能力，目前应用最广泛的WLAN接入技术可以提供高达54Mbit/s的传输速率。美国无线媒体资讯公司JiWire日前发布的一份报告显示，中国拥有的无线热点数量已经达到4万多个(大陆3.5万个，台湾5000多个)，为全球仅次于美国的第二大无线接入网络。无线热点是指在公共场所提供WLAN接入Internet服务的地点。JiWire的报告称，无线接入网络正以极高的速度在全球扩张，截至今年第三季度，全球共有超过28.6万个无线热点，而五年前仅有5.3万个。

[0003] 3G蜂窝网络和WLAN相比，峰值速率不够高，但可以实现大面积覆盖，而WLAN在低速移动环境中可以提供高速率业务。所以，3G蜂窝网络和WLAN之间的融合与协同成为了研究的热点。根据3GPP提出的WLAN与3G蜂窝网络互联方案中的6中互操作场景，欧洲电信标准协会(ETSI)提出了松耦合与紧耦合两种方案。

[0004] 在松耦合方案中，3G蜂窝网络和WLAN相互独立，互不影响，实现两个网络融合的技术要求较低，不需要对现有的网络设备进行大的升级和改造，对移动终端没有特殊要求，只需要含该两种网络接口的双模终端。但是，当用户采用双模终端时，必须采用移动IP的方式才能实现移动终端在两个网络间的切换，而且不能保证切换前后会话的连续性，不适合对QoS要求较高的业务，不同业务区间无法相互分担负荷，网络管理难度较大。

[0005] 在紧耦合方案中，WLAN可以共享使用3G蜂窝网络的各种资源(如核心网资源、鉴权和计费系统等)，可以采用统一的接入服务器为两个网络提供接入服务，可以方便地把新业务推广到两种网络中，采用双模终端时，用户可以实现在两个网络间的无缝切换，保证切换前后会话的连续性，对QoS支持较好。

[0006] 在传统的紧耦合方案中，WLAN具有多个接入点(AP)，多个AP连接成分布式系统。当用户设备(UE)进入WLAN覆盖范围时，服务集标识(SSID)作为WLAN的识别器帮助UE接入WLAN，同时运行鉴权算法，并传输信令。此时，3G蜂窝网络把WLAN系统看成是一个单独的基站(Node B)子系统，用户在两个网络间的切换就相当于在两个独立的小区间进行一样。

[0007] 但是，紧耦合系统需要在WLAN子系统中运行鉴权、切换、资源管理等控制过程，对于WLAN的性能和容量有较高的要求。而且紧耦合系统存在不易支持第三方WLAN的缺点。因此，探索新的WLAN与3G蜂窝网络之间的协同工作模式已成为异构网络融合中的一个关键的课题。

发明内容

[0008] 本发明是为了解决现有的无线局域网与3G蜂窝网络在耦合工作模式下系统处理业务效率低的问题，从而提出一种基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法。

[0009] 基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法，所述方法是基于下述系统实现的：所述系统包括核心网CN、UMTS无线接入网UTRAN，所述UMTS无线接入网UTRAN由多组无线网络系统RNS组成，UMTS无线接入网UTRAN将各无线网络系统RNS的数据传输至核心网CN；

[0010] 每组无线网络系统RNS包括一个无线网络控制器RNC、基站Node B和无线访问接入点AP；所述无线访问接入点AP通过以太网信道连接至基站Node B，用于在用户设备UE和基站NodeB之间的转发数据；所述无线网络控制器RNC接收基站Node B发送的数据；

[0011] 所述基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法由以下步骤完现：

[0012] 若待传输的业务为宽带分组业务，则优选AP转发方法，其具体步骤为：

[0013] 步骤一、用户设备UE通过Uu接口向基站Node B发送请求；

[0014] 步骤二、基站Node B根据接收到的请求和此时网络状态分配无线访问接入点AP为用户设备UE服务；实现用户设备UE与无线访问接入点AP之间配对连接；

[0015] 步骤三、用户设备UE通过对应的无线访问接入点AP进行宽带连接，实现用户设备UE与基站Node B之间的业务传输；

[0016] 若待传输的业务为语音业务，则优选直接传输方法，其具体步骤为：

[0017] 步骤A、用户设备UE通过Uu接口向基站Node B发送请求；

[0018] 步骤B、基站Node B直接与用户设备UE连接，实现用户设备UE与基站Node B之间的业务传输。

[0019] 有益效果：本发明将AP转发机制引入UMTS网络结构中的基站子系统，使多个无线访问接入点AP和一个基站Node B协同工作，为高速分组业务提供新的接入信道，缓解了无线信道资源有限导致的“瓶颈”，提高了系统的容量与处理业务的效率。

附图说明

[0020] 图1是背景技术中通用移动通信系统(UMTS)的网络结构示意图；图2是具体实施方式一中无线网络系统(RNS)的结构示意图；图3是本发明的协议转换过程示意图。

具体实施方式

[0021] 具体实施方式一、基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法，所述方法是基于下述系统实现的：所述系统包括核心网CN、UMTS无线接入网UTRAN，所述UMTS无线接入网UTRAN由多组无线网络系统RNS组成，UMTS无线接入网UTRAN将各无线网络系统RNS的数据传输至核心网CN；

[0022] 每组无线网络系统RNS包括一个无线网络控制器RNC、基站Node B和无线访问接入点AP；所述无线访问接入点AP通过以太网信道连接至基站Node B，用于在用户设备UE和基站NodeB之间的转发数据；所述无线网络控制器RNC接收基站Node B发送的数据；

[0023] 所述基于AP转发机制的无线局域网与3G蜂窝网络协同工作方法由以下步骤完现：

[0024] 若待传输的业务为宽带分组业务，则优选AP转发方法，其具体步骤为：

[0025] 步骤一、用户设备UE通过Uu接口向基站Node B发送请求；

[0026] 步骤二、基站Node B根据接收到的请求和此时网络状态分配无线访问接入点AP为用户设备UE服务；实现用户设备UE与无线访问接入点AP之间配对连接；

[0027] 步骤三、用户设备UE通过对应的无线访问接入点AP进行宽带连接，实现用户设备UE与基站Node B之间的业务传输；

[0028] 若待传输的业务为语音业务，则优选直接传输方法，其具体步骤为：

[0029] 步骤A、用户设备UE通过Uu接口向基站Node B发送请求；

[0030] 步骤B、基站Node B直接与用户设备UE连接，实现用户设备UE与基站Node B之间的业务传输。

[0031] 工作原理：通用移动通信系统(UMTS)网络的基本结构以及主要的开放接口如图1所示，UTRAN包括一系列的物理实体来管理接入网资源，为UE提供接入核心网的机制。
UTRAN由多个RNS组成，这些RNS通过Iu接口与核心网相连。一个RNS包括一个RNC和一个或多个Node B。开放接口Iur把各个RNS分开，同时能够实现宏小区分集以及更为有效的无线资源管理和移动性机制。当网络运用了Iur接口时，UE可以通过多个RNC和网络相连。

[0032] 不同的RNC在无线连接期间承担特定的逻辑角色，包括SRNC(Serving RNC)、DRNC(Drifting RNC)和CRNC(Controlling RNC)。CRNC总体控制UTRAN接入点的逻辑资源。SRNC负责UE和UTRAN之间的特定连接，每一个和UTRAN有无线连接的UE都有一个SRNC，负责UE和UTRAN之间的无线连接，SRNC的主要特点是它还维护到核心网的Iu接口。当UTRAN和UE之间的无线资源需要使用其他RNC控制而不是SRNC本身控制的小区时，就需要DRNC发挥其逻辑功能。

[0033] 图2所示的是本发明中RNS的基本结构以及相应的接口。每个Node B下有一个或多个AP与其协同工作。UE可以通过Uu接口与Node B直接通信，也可以通过AP转发分组数据。

[0034] Uu接口的协议栈分为用户平面和控制平面两部分。用户平面用来传输通过接入网的用户数据。控制平面对无线接入承载及UE和网络之间的连接进行控制(包括业务请求、不同传输资源的控制和切换等)。另外，控制平面也提供了非接入层消息透明传输的机制。Uu接口协议参见3GPP TS 25.2xx和TS 25.3xx。

[0035] 在本发明中，UE需要是支持UMTS空中接口与WLAN空中接口的双模终端。AP作为传输用户分组数据的协同信道，通过以太网接入Node B，而UE与AP间的通信采用802.11系列的无线传输协议。由AP网关实现相关协议、格式的转换。

[0036] 本发明在Node B中增加了对以太网数据流的处理功能，可以将其转化为符合Iub接口协议的数据格式。Node B通过协议栈的转换来实现Iub接口的功能。对于传统的语音等窄带业务，Node B通过Uu接口对其进行控制，采用传统的网络方法实现通信业务。对于宽带分组业务，Node B通过Uu接口对设备UE进行控制，若需要利用AP进行工作时，则Node B利用以太网控制AP为UE进行宽带分组业务传输。也就是说，Node B可以把来自于传输信道的信息根据RNC的安排映射到物理信道。

[0037] 图3所示的是本发明中控制信令和分组数据在不同接口之间的协议转换过程。

[0038] 物理层通过控制物理媒体来传输控制信令和数据业务。UMTS空中接口的物理层一般是基于WCDMA或TD-SCDMA无线技术而设计的。Uu接口的物理层协议控制物理信道在Uu接口的使用，并且以传输信道的形式向高层提供服务。传输信道定义了数据在UMTS空中接口传输的不同方式。传输信道和物理信道的映射由物理层协议完成。

[0039] Uu接口的传输网络协议主要是无线链路层的媒体接入控制(MAC)协议。MAC协议在UE、Node B和RNC实体处激活，作为公共传输网络的一部分，它为用户平面和控制平面提供服务。MAC协议以逻辑信道的方式提供服务，逻辑信道根据所传数据的类型来定义。