專利名稱：寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶無線接入技術(shù)，特別涉及寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)逐漸向個人化、移動化、寬帶化方向發(fā)展，移動技術(shù)、無線技術(shù)、寬帶技術(shù)及多媒體通信技術(shù)漸成為研究熱點(diǎn)技術(shù)。除了對于核心網(wǎng)的建設(shè)融合之外，接入網(wǎng)將是限制網(wǎng)絡(luò)性能提升的瓶頸之一。因此寬帶無線接入技術(shù)是下一代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。接入技術(shù)按有線、無線或者固定、移動可以分為多種。
無線接入是指從交換節(jié)點(diǎn)到用戶終端部分或全部采用無線手段的接入技術(shù)。無線接入系統(tǒng)具有建網(wǎng)費(fèi)用低、擴(kuò)容可按需而定、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以在發(fā)達(dá)地區(qū)可以作為有線網(wǎng)的補(bǔ)充，能迅速及時替代有故障的有線系統(tǒng)或提供短期臨時業(yè)務(wù)；在發(fā)展中或邊遠(yuǎn)地區(qū)可廣泛用來替換有線用戶環(huán)路，節(jié)省時間和投資。無線接入技術(shù)分為移動接入和固定接入兩大類。
移動寬帶無線接入現(xiàn)階段主要是指第三代移動通信技術(shù)，該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)移動狀態(tài)下的寬帶接入，但在不同的移動速度下所能提供的接入速度不同。移動接入又可分為高速接入和低速接入兩類，高速移動接入一般可用蜂窩系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)、集群系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn)；而低速接入系統(tǒng)可用個人通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
固定接入是指從交換節(jié)點(diǎn)到固定用戶終端采用無線接入，它實(shí)際上是公用電話交換網(wǎng)(Public Switched Telephone Network，簡稱“PSTN”)/綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(Integrated Services Digital Network，簡稱“ISDN”)的無線延伸。主要的固定無線接入有三類，即已經(jīng)投入使用的多信道多點(diǎn)分布服務(wù)(Multi-channel Multi-point Distribution Service，簡稱“MMDS”)和固定衛(wèi)星接入以及剛剛興起并正成為熱點(diǎn)的新興寬帶接入技術(shù)本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(Local Multi-point Distribution Service，簡稱“LMSD”)。
目前寬帶無線技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了各種各樣的的寬帶無線技術(shù)，以滿足無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)、無線個域網(wǎng)等的應(yīng)用需要。寬帶無線技術(shù)呈現(xiàn)了一種多樣化的發(fā)展趨勢。從全球看，以國際電子與電氣工程師協(xié)會(InstituteElectrical and Electronics Engineers，簡稱“IEEE”)的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的無線保真(Wireless Fidelity，簡稱“Wi-Fi”)兼容產(chǎn)品已成為無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，簡稱“WLAN”)的主流。另外基于IEEE802.16系列標(biāo)準(zhǔn)的Wi-MAX也得到業(yè)界的廣泛支持與參與，有可能發(fā)展成為業(yè)界城域?qū)拵o線固定和無線移動接入的標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)營商也在深入開展基于這些寬帶無線技術(shù)的運(yùn)營試驗(yàn)，例如WLAN熱點(diǎn)接入運(yùn)營、藍(lán)牙語音和WLAN語音、城域覆蓋、與蜂窩移動網(wǎng)的融合等。
寬帶服務(wù)從有線到無線、從固定到移動是一個必然的發(fā)展趨勢。寬帶固定有線接入系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)用戶線(Data Subscriber Line，簡稱“xDSL”)、光纜(CABLE)、局域網(wǎng)(Local Area Network，簡稱“LAN”)等接入手段。寬帶固定無線接入系統(tǒng)則采用無線手段來取代xDSL等有線手段，接入的終端設(shè)備還是固定的。而寬帶移動接入系統(tǒng)則允許終端設(shè)備在移動時通過無線接入，當(dāng)然也自然支持終端以固定臺方式接入系統(tǒng)，比如WLAN、藍(lán)牙等。
固定接入技術(shù)已經(jīng)較為成熟，一般的寬帶固定接入網(wǎng)(包括有線或無線接入系統(tǒng))體系結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示。其中寬帶接入服務(wù)器(Broadband AccessServer，簡稱“BAS”)在用戶數(shù)據(jù)面相當(dāng)于接入層業(yè)務(wù)匯聚設(shè)備，在管理控制面則與后端相關(guān)認(rèn)證、授權(quán)和記帳(Authentication Authorization andAccounting Server，簡稱“AAA Server”)服務(wù)器配合，完成固定終端用戶的接入控制管理，包括接入身份認(rèn)證、安全、計(jì)費(fèi)等。
對于寬帶移動接入系統(tǒng)來說，目前還不存在一個成熟的體系結(jié)構(gòu)。與固定接入相比，寬帶移動接入的需要解決的問題主要是移動終端的移動性管理以及無線資源管理。移動性管理主要指用戶能夠從一個接入點(diǎn)(Access Point，簡稱“AP”)覆蓋區(qū)無縫切換到相鄰的另一個AP的覆蓋區(qū)而能保持業(yè)務(wù)的不中斷及連續(xù)性；無線資源管理涉及無線連續(xù)覆蓋蜂窩組網(wǎng)參數(shù)配置及無線資源的調(diào)度分配，例如在一個多個無線信道重疊覆蓋的區(qū)域能夠做到負(fù)荷分擔(dān)。除此之外，還需要考慮的是移動接入覆蓋范圍增大之后，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的解決方案，當(dāng)AP的數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模，必須采用網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行組網(wǎng)，才能實(shí)現(xiàn)高效、高速的移動接入。在組網(wǎng)之后，進(jìn)一步要解決就是與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)之間的融合方案，以及如果通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)給移動終端(Mobile Terminal，簡稱“MT”)提供基于網(wǎng)際協(xié)議(Internet Protocol，簡稱“IP”)的服務(wù)。
目前已有一些標(biāo)準(zhǔn)開始試圖解決WLAN組網(wǎng)中遇到的無線資源管理問題及移動性問題。主要有兩種解決方案，基于AP間的通信機(jī)制和集中式控制與管理架構(gòu)。
根據(jù)IEEE 802.11f草案，定義了一個AP間通信的協(xié)議框架，即AP間通信協(xié)議(Inter Access Point Protocol，簡稱“IAPP”)。基于該協(xié)議，可以解決MT跨AP的無縫切換問題。該方法定義了當(dāng)一個MT關(guān)聯(lián)到AP或重關(guān)聯(lián)到AP時涉及到的AP間交互通信過程，同時為了保證AP之間的安全通信，在基礎(chǔ)設(shè)施上增加了一個針對IAPP服務(wù)的遠(yuǎn)端接入撥號用戶服務(wù)(RemoteAccess Dial-In user Service，簡稱“RADIUS”)服務(wù)器，AP在上電后首先要通過Radius協(xié)議，注冊到Radius服務(wù)器。一個AP可以根據(jù)WLAN基本服務(wù)集標(biāo)識(Base Service Set Identity，簡稱“BSSID”)從Radius服務(wù)器上查找到對應(yīng)的AP的IP地址，然后就可以基于IP層進(jìn)行通信，通信加密材料也是從Radius服務(wù)器獲得的。為支持這些功能IEEE 802.11f對Radius協(xié)議做了許多擴(kuò)展。圖1(b)示出了基于IAPP的寬帶移動接入體系結(jié)構(gòu)。
該方案最根本的一點(diǎn)是將移動用戶接入控制相關(guān)功能全部在AP上實(shí)現(xiàn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定的規(guī)模時，對于大量的AP的有效配置和維護(hù)將嚴(yán)重限制網(wǎng)絡(luò)性能和發(fā)展。因此，之后提出的集中式控制與管理架構(gòu)就是希望通過將AP上部分功能上移來解決此問題。
集中式控制與管理架構(gòu)典型方案就是部分廠家提出了一種輕量級AP體系結(jié)構(gòu)，即將AP上媒體接入控制(Media Access Control，簡稱“MAC”)層部分功能集中到上一級的交換機(jī)，即Wi-Fi交換機(jī)，或路由器，即接入路由器(Access Router，簡稱“AR”)上去實(shí)現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(INTERNETENGINEERING TASK FORCE，簡稱“IETF”)的無線接入點(diǎn)的控制與管理協(xié)議(Control and Provisioning of Wireless Access Point，簡稱“CAPWAP”)工作組對WLAN集中式架構(gòu)作了總結(jié)，歸結(jié)為三類架構(gòu)遠(yuǎn)端(RemoteMAC)，分離(SPLIT MAC)，本地(Local MAC)，三種MAC處理結(jié)構(gòu)，并將上一級的Wi-Fi交換機(jī)或接入路由器統(tǒng)稱為接入控制器(AccessController，簡稱“AC”)。Remote MAC即AP的MAC功能全部移到AC上實(shí)現(xiàn)，SPLIT MAC即指將對時間不敏感的部分MAC功能移到AC上實(shí)現(xiàn)，Local MAC是MAC層功能還是終結(jié)在AP，但受AC的管理控制。輕量級AP相當(dāng)于SPLIT MAC架構(gòu)，相關(guān)廠家已向IETF公開了一個輕量級AP協(xié)議(Light-Weight AP Protocol，簡稱“LWAPP”)。圖1(c)示出了基于LWAPP的寬帶移動接入體系結(jié)構(gòu)。
基于LWAPP的這種寬帶移動接入系統(tǒng)架構(gòu)，最大的好處是可以通過AC來對AP進(jìn)行集中的管理與控制，同時還承擔(dān)業(yè)務(wù)層匯聚功能，從而分離部分功能上移到AC，使得網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加易于管理和擴(kuò)展，在一定程度上緩解了接入網(wǎng)組網(wǎng)困難的危機(jī)，但從長遠(yuǎn)上看，對于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)融合以及IP業(yè)務(wù)提供都還存在問題。
目標(biāo)的幾種解決方案主要不足在于，接入網(wǎng)沒有一個完整的組網(wǎng)架構(gòu)，嚴(yán)重限制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展、與多種網(wǎng)絡(luò)融合、接入性能的提高以及IP業(yè)務(wù)的提供。另外，現(xiàn)有的方案都是針對WLAN的特定方案，這使得實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)營商必須受到具體無線技術(shù)進(jìn)行限定。同時，上述方案沒有涉及如何構(gòu)建承載網(wǎng)絡(luò)、如何對承載網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行控制，這對于實(shí)際系統(tǒng)組網(wǎng)都是必須的，如果要支持一個端到端的業(yè)務(wù)除了要對無線接口的資源進(jìn)行控制，就要求網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)側(cè)能根據(jù)業(yè)務(wù)需求提供承載能力支持，以及更高層次的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，簡稱“QoS”)保障、用戶管理等。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問題接入網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大、性能提高及網(wǎng)絡(luò)融合都受到限制，而且對于無線接口具有依賴性。
造成這種情況的主要原因在于，基于IAPP協(xié)議的寬帶移動接入體系結(jié)構(gòu)中AP需要實(shí)現(xiàn)的功能復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，只能實(shí)現(xiàn)小規(guī)模的AP間通信，限制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大；基于LWAPP的寬帶移動接入體系結(jié)構(gòu)中采用AC集中控制多個AP的通信，將管理功能、控制層上移到AC中實(shí)現(xiàn)，緩解了部分網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展的壓力，但由于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造、層次結(jié)構(gòu)簡單，無法實(shí)現(xiàn)全面組網(wǎng)，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能的提升和網(wǎng)絡(luò)之間的融合，同時由于AC的功能實(shí)現(xiàn)還與具體空口協(xié)議有關(guān)，因此接入網(wǎng)體系對于無線接口具有依賴性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)及其方法，使得寬帶移動接入網(wǎng)的體系架構(gòu)能夠滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展和性能提升的需求，能方便地與其他網(wǎng)絡(luò)的融合，不依賴于具體的無線空中接口類型。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，包含多個移動終端和移動接入點(diǎn)，所述移動接入點(diǎn)與所覆蓋小區(qū)中的所述移動終端通過空中無線接口通信，將所述移動終端接入所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包含寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)，用于匯聚用戶業(yè)務(wù)流，維護(hù)所述移動終端的網(wǎng)際協(xié)議連接；寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器，用于實(shí)現(xiàn)無線資源管理功能、用戶移動性管理功能、用戶接入控制功能；寬帶接入承載網(wǎng)，用于承載所述移動接入點(diǎn)之間、所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述移動接入點(diǎn)之間、所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所移動接入點(diǎn)之間的通信鏈路。
其中，所述系統(tǒng)還包含認(rèn)證服務(wù)器，用于通過所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器處理用戶接入認(rèn)證請求、下發(fā)用戶業(yè)務(wù)控制策略。
所述系統(tǒng)還包含網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，用于提供人機(jī)界面，通過所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器對所述寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備管理和維護(hù)。
在所述寬帶接入承載網(wǎng)中，控制面與承載面分離組網(wǎng)。
所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面基于虛擬局域網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)。
所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面通過所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)基于網(wǎng)際協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)。
不同的所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面相互分離組網(wǎng)。
所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面基于所述虛擬局域網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)。
所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面基于網(wǎng)際協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)。
不同的所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面相互分離組網(wǎng)。
所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間的所述承載面基于所述虛擬局域網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)。
不同的所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間的所述承載面相互分離組網(wǎng)。
屬于不同的所述移動終端的所述承載面相互分離組網(wǎng)。
屬于相同的所述移動終端的不同的所述承載面相互分離組網(wǎng)。
所述空中無線接口符合國際電氣電子工程師協(xié)會802.11標(biāo)準(zhǔn)、國際電氣電子工程師協(xié)會802.15標(biāo)準(zhǔn)或國際電氣電子工程師協(xié)會802.16標(biāo)準(zhǔn)。
所述移動接入點(diǎn)同時支持兩個以上無線射頻通道，支持兩種以上空中無線接口，覆蓋兩個以上小區(qū)，重疊覆蓋小區(qū)。
所述寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)支持移動網(wǎng)際協(xié)議，所述移動終端發(fā)起移動網(wǎng)際協(xié)議請求，所述寬帶承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)外地網(wǎng)絡(luò)功能，所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)外地代理功能，路由至歸屬地本地代理，所述認(rèn)證服務(wù)器從歸屬地認(rèn)證、授權(quán)和記帳服務(wù)器獲取用戶信息。
所述寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)與移動網(wǎng)電路域融合，所述移動終端通過所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)建立到多媒體網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議語音業(yè)務(wù)，所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)移動交換服務(wù)器的承載建立請求來建立側(cè)承載，所述認(rèn)證服務(wù)器與歸屬位置寄存器共享用戶信息。
所述寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)與移動網(wǎng)分組域融合，所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)從分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備獲得分組域業(yè)務(wù)，所述認(rèn)證服務(wù)器與所述歸屬位置寄存器共享用戶信息。
所述寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)與下一代網(wǎng)絡(luò)融合，所述移動終端通過所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)建立到媒體網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議語音業(yè)務(wù)，所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)軟交換的承載建立請求來建立側(cè)承載。
所述寬帶接入承載網(wǎng)建在寬帶固定接入網(wǎng)的基礎(chǔ)上。
本發(fā)明還提供了一種寬帶移動接入網(wǎng)方法，用于權(quán)利要求1所述的寬帶移動接入網(wǎng)，包含以下步驟，A移動接入點(diǎn)接入系統(tǒng)；B寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所述移動接入點(diǎn)建立關(guān)聯(lián)，所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)建立關(guān)聯(lián)；C系統(tǒng)向移動終端提供寬帶移動接入服務(wù)。
其中，所述步驟A包含以下子步驟，建立所述移動接入點(diǎn)與系統(tǒng)的物理連接；建立所述移動接入點(diǎn)與系統(tǒng)其他實(shí)體的控制面和承載面連接。
所述步驟B包含以下子步驟，通過靜態(tài)配置建立所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間的關(guān)聯(lián)；通過靜態(tài)配置或動態(tài)配置建立所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所述移動接入點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。
所述步驟C包含以下子步驟，所述移動終端通過空中無線接口與所述移動接入點(diǎn)通信；所述移動接入點(diǎn)通過所述寬帶接入承載網(wǎng)接收網(wǎng)際協(xié)議業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；
所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)在所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器控制下完成網(wǎng)際協(xié)議業(yè)務(wù)路由。
所述移動終端與所述移動接入點(diǎn)之間通過空中無線接口通信，所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間通過虛擬局域網(wǎng)通信，通過所述移動接入點(diǎn)的橋接作用，所述移動終端與所述寬帶接入網(wǎng)關(guān)之間建立網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際協(xié)議連接；所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間通過集中控制與管理協(xié)議通信，所述集中控制與管理協(xié)議由虛擬局域網(wǎng)通道承載；所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議通信，所述網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議由虛擬局域網(wǎng)通道承載。
所述步驟C還包含以下子步驟，所述移動終端接入所述移動接入點(diǎn)，通過用戶身份認(rèn)證；所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器通過所述集中控制與管理協(xié)議向所述移動接入點(diǎn)下發(fā)業(yè)務(wù)參數(shù)；所述移動終端發(fā)起網(wǎng)際協(xié)議地址分配請求，由所述移動接入點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)；所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器通過所述網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議向所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)下發(fā)承載建立參數(shù)；所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)根據(jù)所述承載建立參數(shù)分配所述移動終端的網(wǎng)際協(xié)議地址。
所述步驟C還包含以下子步驟當(dāng)所述移動終端在不同無線信道間切換時，由所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器統(tǒng)一處理所有媒體接入控制層切換相關(guān)的幀。
所述步驟C還包含以下子步驟，當(dāng)所述移動終端在不同無線信道間切換時，所述移動接入點(diǎn)上報(bào)所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器，由所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器判斷是否切換，并給返回接入控制策略信息。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，本發(fā)明利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源建立寬帶移動接入承載網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上按照承載面和控制面相分離的原則設(shè)置BMNC、BMAG，將多個AP控制組網(wǎng)，其中BMNC是控制面的核心用于網(wǎng)絡(luò)控制、BMAG是承載面的核心用于數(shù)據(jù)流路由。此外還包括用于用戶接入身份認(rèn)證的AS、用于網(wǎng)絡(luò)管理的NMS，通過各實(shí)體協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，通過VLAN或IP連接實(shí)現(xiàn)各實(shí)體間、各層面上的組網(wǎng)連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)層面隔離、用戶隔離或業(yè)務(wù)隔離，通過小區(qū)劃分實(shí)現(xiàn)無線覆蓋組網(wǎng)，通過寬帶移動接入網(wǎng)方法實(shí)現(xiàn)寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行，通過對各實(shí)體功能擴(kuò)展和MT上協(xié)議支持的更新，實(shí)現(xiàn)寬帶移動接入網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)融合。對具體空中接口協(xié)議的支持封裝在AP中，且一個AP可支持多種空中接口協(xié)議。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了承載面和控制面相分離的架構(gòu)，而現(xiàn)在的主流骨干網(wǎng)絡(luò)，如NGN和移動網(wǎng)等都采用了類似的架構(gòu)，所以可以方便地融合到這些主流骨干網(wǎng)絡(luò)中，充分利用它們的傳輸資源。
此外，本發(fā)明在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源基礎(chǔ)上建立寬帶移動接入承載網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了為MT提供IP業(yè)務(wù)的功能，擴(kuò)大了移動接入網(wǎng)規(guī)模，提高了接入網(wǎng)性能，降低了運(yùn)營成本，為寬帶運(yùn)營商提供了一個構(gòu)建統(tǒng)一的寬帶固定接入網(wǎng)及寬帶移動接入網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與方法；寬帶移動接入網(wǎng)對實(shí)體和層面的組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)層面隔離，提高網(wǎng)絡(luò)健壯性，實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)隔離，實(shí)現(xiàn)QoS保障，方便了運(yùn)營商的業(yè)務(wù)拓展，提高了網(wǎng)絡(luò)更新的靈活性；寬帶移動接入網(wǎng)無線覆蓋組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了MT在服務(wù)區(qū)內(nèi)的不同無線信道間的無縫切換；通過各實(shí)體功能的簡單擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)寬帶移動接入網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)的融合，增強(qiáng)了寬帶移動接入網(wǎng)的開放性，極大了豐富了寬帶移動接入服務(wù)。
由于對具體空中接口協(xié)議的支持封裝在AP中，一個AP可支持一種或同時支持多種空中接口協(xié)議，而AP到系統(tǒng)中其它實(shí)體的接口是不變的，所以，可以通過選用不同型號的AP以實(shí)現(xiàn)對不同空中接口協(xié)議的支持，整個系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不依賴于具體空中接口協(xié)議。


圖1(a)是現(xiàn)有寬帶接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖1(b)是基于IAPP的寬帶移動接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖1(c)是基于LWAPP的寬帶移動接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意圖；圖3(a)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于VLAN對寬帶移動接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中AP與BMNC之間的組網(wǎng)示意圖；圖3(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于IP對寬帶移動接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中AP與BMNC之間的組網(wǎng)示意圖；圖3(c)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于VLAN對寬帶移動接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中BMNC與BMAG之間的組網(wǎng)示意圖；圖3(d)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于IP對寬帶移動接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中BMNC與BMAG之間的組網(wǎng)示意圖；圖4(a)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于VLAN對寬帶移動接入網(wǎng)的數(shù)據(jù)面業(yè)務(wù)中不同AP之間組網(wǎng)示意圖；
圖4(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于VLAN對寬帶移動接入網(wǎng)的數(shù)據(jù)面業(yè)務(wù)中不同MT之間組網(wǎng)示意圖；圖4(c)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于VLAN對寬帶移動接入網(wǎng)的數(shù)據(jù)面業(yè)務(wù)中同一MT的不同類型之間組網(wǎng)示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)的無線覆蓋組網(wǎng)示意圖；圖6(a)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)為MT提供移動IP業(yè)務(wù)的融合示意圖；圖6(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)與移動網(wǎng)電路域融合示意圖；圖6(c)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)與移動網(wǎng)分組域融合示意圖；圖6(d)是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)與NGN融合示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)各實(shí)體之間的接口示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明通過建立完整的寬帶移動接入網(wǎng)的層次體系，包含網(wǎng)關(guān)、控制器、移動接入點(diǎn)、認(rèn)證服務(wù)器及網(wǎng)管系統(tǒng)等實(shí)體，相互協(xié)調(diào)共同完成對接入移動終端提供IP業(yè)務(wù)，同時采用承載面和控制面相分離的方式，便于和NGN等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)融合，移動接入點(diǎn)可支持多種空中接口，整個寬帶移動接入網(wǎng)不依賴具體的空中接口類型。此外，利用現(xiàn)有的各種有線或無線網(wǎng)絡(luò)承載寬帶接入網(wǎng)，在控制器BMNC控制下，各接入點(diǎn)AP將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)匯聚到網(wǎng)關(guān)BMAP，通過BMAP的路由實(shí)現(xiàn)IP業(yè)務(wù)提供，通過BMNC控制實(shí)現(xiàn)QoS，AS則協(xié)助BMNC完成用戶身份認(rèn)證和用戶信息管理，NMC則用于提供網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人機(jī)界面，同時通過對BMNC和BMAP的功能擴(kuò)展還可以完成與外接網(wǎng)絡(luò)的融合。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)包含移動終端MT、移動接入點(diǎn)AP、寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)(BroadbandMobile Access Gateway，簡稱“BMAG”)、寬帶移動網(wǎng)控制器(BroadbandMobile Network Controller，簡稱“BMNC”)、寬帶接入承載網(wǎng)、接入認(rèn)證服務(wù)器(Authentication Service，簡稱“AS”)及網(wǎng)管系統(tǒng)(Network ManagementSystem，簡稱“NMS”)。
其中，MT是指支持該寬帶移動接入系統(tǒng)所提供的無線接口接入網(wǎng)絡(luò)的用戶終端設(shè)備。在本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例中，同一網(wǎng)絡(luò)中可能并存支持多種無線空中接口混合組網(wǎng)，MT可以只支持一種無線接口或同時支持多種無線接口。
AP是向MT提供無線信號的接入服務(wù)器，由至少一套無線射頻收發(fā)信機(jī)及相關(guān)天饋系統(tǒng)組成，無線信號覆蓋一個特定的區(qū)域，在該區(qū)域的移動終端MT能通過該AP接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例中，AP所支持的無線空中接口不受限制，比如IEEE 802.11系列、IEEE 802.15系列、IEEE802.16系列等都是可選的寬帶移動接入技術(shù)。AP受控于BMNC完成MT接入控制。在實(shí)際應(yīng)用中，一個AP可以同時支持多個無線射頻信道、同時支持多種無線接口標(biāo)準(zhǔn)、同時覆蓋多個區(qū)域或重疊覆蓋某個區(qū)域。
BMAG為寬帶移動用戶業(yè)務(wù)匯聚設(shè)備，用于維護(hù)MT到BMAG之間的IP連接。在BMNC的控制下，BMAG執(zhí)行相關(guān)IP層及IP層以上業(yè)務(wù)策略如路由、安全等行為，并根據(jù)業(yè)務(wù)或用戶的QoS要求，提供AP到BMAG之間的承載QoS保證。在BMNC的控制下，BMAG能支持MT在不同無線信道或小區(qū)之間切換而保持IP連接及相關(guān)業(yè)務(wù)連續(xù)性。比如，進(jìn)行小區(qū)切換時，BMNC檢測到MT信號在兩個AP上均有效，這時BMNC組織兩個AP通過BMAG進(jìn)行協(xié)商，制定切換流程和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)行無縫切換。
BMNC為整個接入網(wǎng)絡(luò)的控制器，完成控制面信號的收發(fā)，主要用于無線資源管理、用戶移動性管理、用戶接入控制。在本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例中，BMNC的無線資源管理功能包含針對整個系統(tǒng)覆蓋區(qū)域進(jìn)行無線資源配置及監(jiān)測等。AP在上電工作后，可以從BMNC下載相關(guān)無線資源配置。BMNC的用戶移動性管理功能包含對于移動MT在不同無線信道之間切換時保持IP連接不變及IP層以上相關(guān)業(yè)務(wù)不中斷，保證MT小區(qū)間的無縫切換。BMNC的用戶接入控制功能包含控制AP完成空口MAC層接入控制，以及基于用戶身份認(rèn)證控制完成相關(guān)IP連接及相關(guān)業(yè)務(wù)控制。
寬帶接入承載網(wǎng)用于承載上述個實(shí)體之間的通信，即承載AP間、AP與BMAG、BMNC之間的業(yè)務(wù)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況對承載網(wǎng)絡(luò)提出一定要求，在本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例中，采用現(xiàn)有的有線或無線網(wǎng)絡(luò)承載，達(dá)到資源重用、節(jié)省成本的目的，可以利用的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源比如有雙絞線接入、電力線接入、同軸電纜接入、光纖接入等有線接入技術(shù)或無線點(diǎn)到點(diǎn)、無線點(diǎn)到多點(diǎn)、無線網(wǎng)格組網(wǎng)等無線接入技術(shù)。在構(gòu)建寬帶接入承載網(wǎng)時采用現(xiàn)有資源，可以大大降低運(yùn)營商的成本。
AS作為MT用戶身份認(rèn)證服務(wù)器，用于處理用戶的接入認(rèn)證請求并根據(jù)用戶業(yè)務(wù)屬性下發(fā)用戶業(yè)務(wù)控制策略，維護(hù)用戶信息，提供其他實(shí)體下載。通過AS認(rèn)證的MT才能獲得IP服務(wù)。在進(jìn)行與其他網(wǎng)絡(luò)融合時，還需要配合其他網(wǎng)絡(luò)的用戶認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行通信協(xié)作。
網(wǎng)管系統(tǒng)NMS，負(fù)責(zé)對寬帶移動接入網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù)管理并提供相應(yīng)的人機(jī)界面。NMS將大大提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)效率，方便網(wǎng)絡(luò)管理員進(jìn)行維護(hù)管理。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，上述各網(wǎng)絡(luò)實(shí)體在寬帶接入承載網(wǎng)中進(jìn)行組網(wǎng)時，數(shù)據(jù)用戶面業(yè)務(wù)和控制面業(yè)務(wù)分離，其中控制面業(yè)務(wù)由BMNC控制，BMNC通過控制面對各實(shí)體進(jìn)行控制，維持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行；數(shù)據(jù)用戶面業(yè)務(wù)則主要為AP之間、AP與BMAG之間的數(shù)據(jù)流，由AP、BMAG在BMNC控制之下進(jìn)行匯聚、路由。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，利用寬帶移動接入承載網(wǎng)對寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)中的各實(shí)體進(jìn)行組網(wǎng)，采用的現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，比如虛擬局域網(wǎng)(VirtualLocal Area Network，簡稱“VLAN”)或IP網(wǎng)絡(luò)，只需寬帶移動接入承載網(wǎng)支持VLAN。在寬帶移動接入網(wǎng)組網(wǎng)中，需要設(shè)計(jì)AP、BMNC、BMAG之間的業(yè)務(wù)承載連接。AP可以選擇不同的接入方式接入網(wǎng)絡(luò)。AP可以直接與BMAG連接或通過一個寬帶接入承載網(wǎng)絡(luò)與BMAG、BMNC連接。為了更好的對業(yè)務(wù)進(jìn)行管理和保障，在考慮AP接入組網(wǎng)時，需要考慮不同的業(yè)務(wù)之間能相互隔離，如不同AP的隔離，不同MT的隔離，AP上管理控制方面業(yè)務(wù)與MT用戶承載業(yè)務(wù)之間的隔離等。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)施例的基于VLAN或者IP對寬帶接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中AP、BMNC及BMAG三者之間的業(yè)務(wù)組網(wǎng)情況。
圖3(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于VLAN對寬帶接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中AP與BMNC之間的業(yè)務(wù)組網(wǎng)。只要寬帶接入承載網(wǎng)支持VLAN，在節(jié)點(diǎn)AP與節(jié)點(diǎn)BMNC之間建立VLAN即可，考慮到用戶隔離、業(yè)務(wù)隔離等要求，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，將多個AP和BMNC在一個VLAN內(nèi)組網(wǎng)，在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，則將每個AP都與BMNC在獨(dú)立的一個VLAN中組網(wǎng)，即可實(shí)現(xiàn)AP業(yè)務(wù)之間的隔離。
圖3(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于IP對寬帶接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中AP與BMNC之間的業(yè)務(wù)組網(wǎng)。由于IP是轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，因此需要先通過BMAG進(jìn)行路由，將來往BMNC的IP數(shù)據(jù)路由到BMNC，因此BMAG與BMNC之間通過IP路由，而AP與BMAG之間還是通過VLAN進(jìn)行組網(wǎng)，因此，考慮到用戶隔離、業(yè)務(wù)隔離等要求，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，將多個AP和BMAG在一個VLAN內(nèi)組網(wǎng)，在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，則將每個AP都與BMAG在獨(dú)立的一個VLAN中組網(wǎng)，然后由BMAG轉(zhuǎn)發(fā)IP業(yè)務(wù)給BMNC，即可實(shí)現(xiàn)AP業(yè)務(wù)之間的隔離。
圖3(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于VLAN對寬帶接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中BMNC與BMAG之間的業(yè)務(wù)組網(wǎng)。與AP和BMNC之間的業(yè)務(wù)組網(wǎng)相同，多個BMAG與BMNC之間通過VLAN進(jìn)行組網(wǎng)，有BMAG相互隔離或不隔離兩種情況，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，多個BMAG與BMNC共同通過一個VLAN進(jìn)行組網(wǎng)；在另一個實(shí)施例中，每個BMAG與BMNC通過一個獨(dú)立的VLAN進(jìn)行組網(wǎng)，不同BMAG之間的業(yè)務(wù)相互隔離。
圖3(d)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的基于IP對寬帶接入網(wǎng)的控制面業(yè)務(wù)中BMNC與BMAG之間的業(yè)務(wù)組網(wǎng)。由于多個BMAG和BMNC均為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，因此通過IP對BMNC與BMAG進(jìn)行組網(wǎng)時，需要寬帶接入承載網(wǎng)的具有IP路由功能，則BMAG和BMNC承載網(wǎng)分配的IP地址進(jìn)行IP報(bào)文通信。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)施例的基于VLAN或者IP對寬帶移動接入網(wǎng)中用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)面進(jìn)行組網(wǎng)的情況。根據(jù)用戶業(yè)務(wù)隔離的級別，可以有多種方案，比如屬于不同AP的MT用戶業(yè)務(wù)相互隔離，不同MT用戶業(yè)務(wù)相互隔離，或者同一MT的不同業(yè)務(wù)相互隔離，顯然最后一種方案隔離程度最高。如圖4(a)所示，本發(fā)明的一個實(shí)施例中，不同AP的業(yè)務(wù)通過不同VLAN進(jìn)行隔離，但同一AP上接入的不同MT通過IP路由進(jìn)行隔離。如圖4(b)所示，本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，不同MT接入AP后，通過不同的VLAN與BMAG連接，實(shí)現(xiàn)不同MT的業(yè)務(wù)之間相互隔離。如圖4(c)所示，本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，同一MT的不同類型的業(yè)務(wù)在接入AP后，通過不同的VLAN匯聚到BMAG，實(shí)現(xiàn)不同類型業(yè)務(wù)之間的相互隔離。
在本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例中，采用最低隔離程度的組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)面和管理控制面的隔離，采用相應(yīng)程度的隔離組網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)對用戶業(yè)務(wù)不同程度的QoS保證。比如采用不同類型業(yè)務(wù)的隔離組網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)按業(yè)務(wù)類型的不同QoS保證。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)無線覆蓋組網(wǎng)情況?？紤]多個AP的無線覆蓋組網(wǎng)，根據(jù)移動接入的規(guī)模，將一個寬帶移動接入系統(tǒng)劃分為多個服務(wù)區(qū)，一個BMNC為一個或同時為多個服務(wù)區(qū)的移動接入提供服務(wù)。服務(wù)區(qū)在系統(tǒng)中具有相應(yīng)的標(biāo)識號，比如在基于802.11系列標(biāo)準(zhǔn)中可映射為服務(wù)區(qū)標(biāo)識號(Service Section Identity，簡稱“SSID”)。一個服務(wù)區(qū)在地理上反映了一個相對大的覆蓋區(qū)域，它包括一組AP來完成該區(qū)域的覆蓋。具體實(shí)施上可以采用多個AP連續(xù)覆蓋，或者以非連續(xù)的熱點(diǎn)覆蓋。服務(wù)區(qū)邏輯上又可分為許多小區(qū)。一個小區(qū)可能只包括一個無線信道，也可能包括多個無線信道。當(dāng)包括多個無線信道時，就可以在這些無線信道之間做到負(fù)荷分擔(dān)。重疊覆蓋的無線信道可能屬于同一個AP，也可能分屬不同的AP。另外，允許部分無線信道覆蓋一個大的區(qū)域，在該區(qū)域的一些局部地方，同時允許其他無線信道進(jìn)行重復(fù)覆蓋。覆蓋的大的區(qū)域稱為宏小區(qū)，局部的重復(fù)覆蓋的區(qū)域稱為微小區(qū)。如前所述，寬帶接入網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對空中無線接口的無關(guān)特性，因此不同的小區(qū)覆蓋對應(yīng)的無線空中接口標(biāo)準(zhǔn)不受限制，例如宏小區(qū)可以采用IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)，微小區(qū)采用802.11系列標(biāo)準(zhǔn)。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述空中無線接口標(biāo)準(zhǔn)可以為任意可行標(biāo)準(zhǔn)，上述寬帶接入承載網(wǎng)的承載方式不限定為VLAN或IP，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇為其他任意合適的承載方式，實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，而不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，利用寬帶移動接入網(wǎng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)融合，比如，移動通信核心網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、固話下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Nerwork，簡稱“NGN”)。圖6(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用寬帶移動接入網(wǎng)為MT提供移動IP業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)融合方案，當(dāng)一個MT要求通過移動IP接入其歸屬網(wǎng)絡(luò)，如企業(yè)網(wǎng)，寬帶移動接入網(wǎng)作為訪問地網(wǎng)絡(luò)，與歸屬地網(wǎng)絡(luò)建立聯(lián)系，BMAG實(shí)現(xiàn)移動IP的外地代理(Foreign Agent，簡稱“FA”)功能，將IP數(shù)據(jù)包路由至歸屬地代理(Home Agent，簡稱“HA”)，另外，AS還與歸屬地的AAA服務(wù)器協(xié)作獲取用戶信息。實(shí)際應(yīng)用中，在跨不同系統(tǒng)之間的切換時，如MT從通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service，簡稱“GPRS”)網(wǎng)絡(luò)漫游到寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)，可能要求通過移動IP來保證IP地址不變，以確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
圖6(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)與移動網(wǎng)電路域的融合方案。移動網(wǎng)電路域的交換機(jī)為移動交換中心(Mobile SwitchingCenter，簡稱“MSC”)，相當(dāng)于移動軟交換機(jī)。MT的業(yè)務(wù)通過BMAG路由到移動網(wǎng)電路域的媒體網(wǎng)關(guān)(Media Gateway，簡稱“MG”)，同時BMNC將根據(jù)MSC的承載建立請求建立接入側(cè)承載，主要用于QoS的保障。移動網(wǎng)電路域的業(yè)務(wù)為語音業(yè)務(wù)，因此從MT到MG將基于IP語音業(yè)務(wù)。在控制面，MT要實(shí)現(xiàn)移動網(wǎng)電路域呼叫協(xié)議，如3GPP 24.008或04.08等。
圖6(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)與移動網(wǎng)分組域的融合方案。圖中移動分組域的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在不同網(wǎng)絡(luò)中不一樣，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)(Packet Data Serving Node，簡稱“PDSN”)是碼分多址(Code Division Multiple Access，簡稱“CDMA”)2000中分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(Gateway GPRS Support Node，簡稱“GGSN”)是GPRS/寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，簡稱“WCDMA”)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)服務(wù)節(jié)點(diǎn)。寬帶移動接入網(wǎng)可以直接接到移動分組域網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上，以直接獲得分組域業(yè)務(wù)及提供跨系統(tǒng)的無縫切換支持。MT接入移動分組網(wǎng)的IP地址由GGSN或PDSN來分配。MT相當(dāng)于兩個IP地址，一個是接入層IP地址，在寬帶接入承載網(wǎng)內(nèi)分配。基于該IP地址在MT到GGSN/PDSN之間建立虛擬連接，在此虛擬連接之上再建立MT到移動分組域的IP連接。
圖6(d)示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)與NGN的融合方案。同樣的，BMAG與MG建立路由關(guān)系處理數(shù)據(jù)流，BMNC與軟交換機(jī)建立控制關(guān)系。NGN應(yīng)用為話音業(yè)務(wù)，因此從MT到MG將基于IP語音業(yè)務(wù)。在控制面，MT要實(shí)現(xiàn)NGN呼叫協(xié)議，如會話初始協(xié)議(SessionInitiation Protocol，簡稱“SIP”)。BMNC則根據(jù)軟交換的承載建立請求建立接入側(cè)承載，主要用于QoS保障。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，寬帶移動接入網(wǎng)方法包含三個步驟首先，AP接入到系統(tǒng)，即AP與寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)的各個實(shí)體建立通信鏈路；接著，AP與BMNC之間建立關(guān)聯(lián)，即BMNC收集AP信息后對AP進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)寬帶移動接入網(wǎng)的無線覆蓋；最后，在BMNC控制下，BMAG和AP向MT提供寬帶移動接入服務(wù)，如IP業(yè)務(wù)。
從前述易見，AP與其他實(shí)體之間的物理接口實(shí)際是允許多樣化的，即可以是無線，也可以是有線。而AP與其它實(shí)體之間管理控制面的通信可以基于VLAN或IP。在用戶數(shù)據(jù)面，則多為基于VLAN。因此，所謂AP接入系統(tǒng)，即AP在物理上已與系統(tǒng)建立聯(lián)系，同時在管理控制面的與其它實(shí)體進(jìn)行通信的承載也已建立，即分配管理控制面VLAN或IP地址。管理控制面VLAN標(biāo)簽可以通過靜態(tài)配置的方法完成，或者由系統(tǒng)動態(tài)設(shè)置。管理控制面IP地址可以通過靜態(tài)配置的方法完成，或者通過DHCP動態(tài)獲得IP地址。系統(tǒng)也可以先要求對AP進(jìn)行身份認(rèn)證后，指配VLAN標(biāo)簽或IP地址。
AP與BMNC之間的關(guān)聯(lián)是指兩個實(shí)體之間能建立直接的通信聯(lián)系。BMNC需要與系統(tǒng)內(nèi)的各AP、BMAG建立關(guān)聯(lián)。其中BMNC與BMAG之間的關(guān)聯(lián)建議靜態(tài)配置。AP與BMNC之間的關(guān)聯(lián)可以通過靜態(tài)配置，也可以是動態(tài)建立。
寬帶移動接入網(wǎng)向MT提供寬帶移動接入服務(wù)一般為IP連接服務(wù)，基于IP連接可以支持豐富的應(yīng)用服務(wù)，包括IP多媒體、NGN服務(wù)、移動網(wǎng)電路域及分組域業(yè)務(wù)等。支持這些業(yè)務(wù)時需要MT與提供相關(guān)服務(wù)的核心網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行業(yè)務(wù)協(xié)商。BMNC的主要功能是控制建立IP連接服務(wù)。當(dāng)寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)接入到移動網(wǎng)核心網(wǎng)、NGN核心網(wǎng)等，BMNC承擔(dān)寬帶移動接入網(wǎng)與這些核心網(wǎng)之間控制面接口，并根據(jù)核心網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)策略，控制寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)各相關(guān)實(shí)體。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的寬帶移動接入網(wǎng)各個實(shí)體間的接口。MT與AP之間為無線接口IA，兩層以下協(xié)議與具體的空中無線接口有關(guān)，可以基于相關(guān)無線局域網(wǎng)、無線個域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。AP與BMAG之間為IB接口，即VLAN或IP鏈路。
在用戶數(shù)據(jù)面，AP相當(dāng)于兩層橋接設(shè)備，承載MT與BMAG間的網(wǎng)絡(luò)層IP鏈路。其中，AP與BMAG之間的VLAN連接可以通過動態(tài)控制或靜態(tài)配置建立，MT的IP地址可以通過動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(Dynamic HostConfiguration Protocol，簡稱“DHCP”)動態(tài)分配。
在管理控制面，AP與BMNC之間接口IC1為集中控制與管理協(xié)議(Centralized Control And Management Protocol，CCAMP)，用于完成接入控制及相關(guān)管理配置工作，CCAMP協(xié)議由底層的VLAN或IP通道承載。MT的接入認(rèn)證方法可以采用現(xiàn)有認(rèn)證技術(shù)方案，如IEEE 802.1x標(biāo)準(zhǔn)、無線認(rèn)證與隱私架構(gòu)(Wireless Authentication and Privacy Infrastructure，簡稱“WAPI”)中的無線局域網(wǎng)認(rèn)證架構(gòu)(WLAN Authentication Infrastructure，簡稱“WAI”)認(rèn)證方法等。其中MAC層管理功能可以由AP實(shí)現(xiàn)，同時將部分MAC層管理幀由BMNC處理。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，CCAMP協(xié)議實(shí)現(xiàn)以下功能將部分無線接口MAC層管理幀轉(zhuǎn)發(fā)到BMNC去處理，以實(shí)現(xiàn)MAC層集中的接入控制；將802.1x等報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)到BMNC去處理；支持BMNC下發(fā)相關(guān)無線接口MAC層及物理層相關(guān)參數(shù)，以動態(tài)調(diào)整、優(yōu)化無線環(huán)境；支持BMNC下發(fā)相關(guān)MAC層接入控制策略，支持AP向BMNC上報(bào)各種統(tǒng)計(jì)及告警信息。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，當(dāng)MT在不同無線信道間切換時，由BMNC統(tǒng)一處理切換。比如由BMNC處理所有MAC切換相關(guān)的幀；或者當(dāng)MT接入AP時上報(bào)BMNC，由BMNC判斷是否切換，并給AP回應(yīng)接入控制策略信息，如空口安全等。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，MT接入AP包含以下步驟首先，在MT通過用戶接入身份認(rèn)證后，BMNC通過接口向AP下發(fā)業(yè)務(wù)參數(shù)，如QoS等，及AP與BMAG之間的VLAN標(biāo)簽；然后，在MT完成身份認(rèn)證后，發(fā)起DHCP報(bào)文請求分配IP地址，AP將DHCP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到分配的用戶數(shù)據(jù)面的VLAN上，BMAG將響應(yīng)該DHCP請求，而完成IP地址的動態(tài)分配。
在管理控制面，BMAG與BMNC之間的接口IC2為網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(Gateway Control Protocol，簡稱“GCP”)，由VLAN或IP通道承載。BMAG作為寬帶移動接入業(yè)務(wù)匯聚點(diǎn)，需要管理MT的IP連接。BMNC通過GCP協(xié)議向BMAG下發(fā)承載建立的相關(guān)參數(shù)VLAN標(biāo)簽、MT接入的用戶域、相關(guān)IP層業(yè)務(wù)控制參數(shù)及承載控制參數(shù)，如QoS等。BMAG根據(jù)用戶域的不同來確定如何分配MT的IP地址。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，包含多個移動終端和移動接入點(diǎn)，所述移動接入點(diǎn)與所覆蓋小區(qū)中的所述移動終端通過空中無線接口通信，將所述移動終端接入所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)，用于匯聚用戶業(yè)務(wù)流，維護(hù)所述移動終端的網(wǎng)際協(xié)議連接；寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器，用于實(shí)現(xiàn)無線資源管理功能、用戶移動性管理功能、用戶接入控制功能；寬帶接入承載網(wǎng)，用于承載所述移動接入點(diǎn)之間、所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述移動接入點(diǎn)之間、所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所移動接入點(diǎn)之間的通信鏈路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含認(rèn)證服務(wù)器，用于通過所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器處理用戶接入認(rèn)證請求、下發(fā)用戶業(yè)務(wù)控制策略。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，用于提供人機(jī)界面，通過所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器對所述寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備管理和維護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述寬帶接入承載網(wǎng)中，控制面與承載面分離組網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面基于虛擬局域網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面通過所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)基于網(wǎng)際協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，不同的所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面相互分離組網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面基于所述虛擬局域網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面基于網(wǎng)際協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，不同的所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間的所述控制面相互分離組網(wǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間的所述承載面基于所述虛擬局域網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，不同的所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間的所述承載面相互分離組網(wǎng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，屬于不同的所述移動終端的所述承載面相互分離組網(wǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，屬于相同的所述移動終端的不同的所述承載面相互分離組網(wǎng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述空中無線接口符合國際電氣電子工程師協(xié)會802.11標(biāo)準(zhǔn)、國際電氣電子工程師協(xié)會802.15標(biāo)準(zhǔn)或國際電氣電子工程師協(xié)會802.16標(biāo)準(zhǔn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述移動接入點(diǎn)同時支持兩個以上無線射頻通道，支持兩種以上空中無線接口，覆蓋兩個以上小區(qū)，重疊覆蓋小區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述寬帶接入承載網(wǎng)建在寬帶固定接入網(wǎng)的基礎(chǔ)上。
18.一種寬帶移動接入網(wǎng)方法，用于權(quán)利要求1所述的寬帶移動接入網(wǎng)，其特征在于，包含以下步驟，A移動接入點(diǎn)接入系統(tǒng)；B寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所述移動接入點(diǎn)建立關(guān)聯(lián)，所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)建立關(guān)聯(lián)；C系統(tǒng)向移動終端提供寬帶移動接入服務(wù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的寬帶移動接入網(wǎng)方法，其特征在于，所述步驟A包含以下子步驟，建立所述移動接入點(diǎn)與系統(tǒng)的物理連接；建立所述移動接入點(diǎn)與系統(tǒng)其他實(shí)體的控制面和承載面連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的寬帶移動接入網(wǎng)方法，其特征在于，所述步驟B包含以下子步驟，通過靜態(tài)配置建立所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間的關(guān)聯(lián)；通過靜態(tài)配置或動態(tài)配置建立所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器與所述移動接入點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的寬帶移動接入網(wǎng)方法，其特征在于，所述步驟C包含以下子步驟，所述移動終端通過空中無線接口與所述移動接入點(diǎn)通信；所述移動接入點(diǎn)通過所述寬帶接入承載網(wǎng)接收網(wǎng)際協(xié)議業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)在所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器控制下完成網(wǎng)際協(xié)議業(yè)務(wù)路由。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的寬帶移動接入網(wǎng)方法，其特征在于，所述移動終端與所述移動接入點(diǎn)之間通過空中無線接口通信，所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)之間通過虛擬局域網(wǎng)通信，通過所述移動接入點(diǎn)的橋接作用，所述移動終端與所述寬帶接入網(wǎng)關(guān)之間建立網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際協(xié)議連接；所述移動接入點(diǎn)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器之間通過集中控制與管理協(xié)議通信，所述集中控制與管理協(xié)議由虛擬局域網(wǎng)通道承載；所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)與所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議通信，所述網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議由虛擬局域網(wǎng)通道承載。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的寬帶移動接入網(wǎng)方法，其特征在于，所述步驟C還包含以下子步驟，所述移動終端接入所述移動接入點(diǎn)，通過用戶身份認(rèn)證；所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器通過所述集中控制與管理協(xié)議向所述移動接入點(diǎn)下發(fā)業(yè)務(wù)參數(shù)；所述移動終端發(fā)起網(wǎng)際協(xié)議地址分配請求，由所述移動接入點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)；所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器通過所述網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議向所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)下發(fā)承載建立參數(shù)；所述寬帶移動接入網(wǎng)關(guān)根據(jù)所述承載建立參數(shù)分配所述移動終端的網(wǎng)際協(xié)議地址。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的寬帶移動接入網(wǎng)方法，其特征在于，所述步驟C還包含以下子步驟當(dāng)所述移動終端在不同無線信道間切換時，由所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器統(tǒng)一處理所有媒體接入控制層切換相關(guān)的幀。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的寬帶移動接入網(wǎng)方法，其特征在于，所述步驟C還包含以下子步驟，當(dāng)所述移動終端在不同無線信道間切換時，所述移動接入點(diǎn)上報(bào)所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器，由所述寬帶移動接入網(wǎng)絡(luò)控制器判斷是否切換，并給返回接入控制策略信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及寬帶無線接入技術(shù)，公開了一種寬帶移動接入網(wǎng)系統(tǒng)及其方法，使得寬帶移動接入網(wǎng)的體系架構(gòu)能夠滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展和性能提升的需求，能方便地與其他網(wǎng)絡(luò)的融合，不依賴于具體的無線空中接口類型。本發(fā)明利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源建立寬帶移動接入承載網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上按照承載面和控制面相分離的原則設(shè)置BMNC、BMAG，將多個AP控制組網(wǎng)，其中BMNC是控制面的核心用于網(wǎng)絡(luò)控制、BMAG是承載面的核心用于數(shù)據(jù)流路由。此外還包括用于用戶接入身份認(rèn)證的AS、用于網(wǎng)絡(luò)管理的NMS。還通過VLAN或IP連接實(shí)現(xiàn)各實(shí)體間、各層面上的組網(wǎng)連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)層面隔離、用戶隔離或業(yè)務(wù)隔離。
文檔編號H04W12/06GK1784072SQ200410101018
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者姚忠輝, 藍(lán)文廣 申請人:華為技術(shù)有限公司