在移动通信系统中管理网络操作信息的方法 技术领域
本发明涉及一个移动通信系统，更具体地，涉及一个以分布式处理方式传输、共享和管理网络操作信息的方法。
背景技术
图1示出了一个依照第三代移动通信合作计划(Third GenerationPartnership Project，3GPP)所建议的移动通信系统的网络结构。该移动通信系统包括一个分层结构的无线访问网络(radio access network，RAN)11和一个核心网络(core network，CN)13。每个RAN 11和每个CN 13都包括以提供移动通信服务地网络部件。RAN 11处理移动终端的无线连接和移动性，而CN 13处理与公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)或互联网络的连接。RAN 11包括用于执行切换控制功能、许可控制功能等的无线网络控制器(radio network controller，RNC)，和用于与移动终端进行无线通信的基站，如节点B。CN 13通过移动服务交换中心(mobile serviceswitching center，MSC)与PSTN进行语音通信，通过一个服务GPRS支持节点(Servicing GPRS Support Node，SGSN)/GPRS网关支持节点(Gateway GPRSSupport Node，GGSN)与互联网络进行数据分组通信。换句话说，在常规的网络结构中，该RAN 11通过基站被连接到移动终端，该CN 13被连接到互联网络或PSTN。
在上述的常规的网络结构中，RNCs、SGSN/GGSN和MSC以集中式处理方式传输和管理各种各样的网络操作信息。这样的集中式处理方式在封闭的专用网络中是很容易管理的。然后，由于这样的集中式处理方式需要复杂的网络结构，因此带来了大量的费用和扩大了受限制的范围。另外，由于这样的集中式处理方式不能和其他类型的网络兼容，因此漫游很不方便。
在另一代移动通信系统中，包括RAN、CN和PSTN的复杂的网络结构和互联网络趋向于简单。一个基于互联网协议(IP)分组网络的ALL-IP结构被介绍以将所有的网络联成一体。这在简单的网络结构中或基于网络结构的ALL-IP中以集中式处理方式管理网络操作信息是非常无效的。
发明内容
本发明提供一种忽略移动通信系统的网络结构而使用一个通用协议堆栈来以分布式处理方式中传输、共享和管理网络操作信息的方法。
依照本发明的一个方面，提供了一种在具有多个连接有线网络和无线网络的节点的移动通信系统中管理各种各样的网络操作信息的方法，该方法包括：建立一个包括网络操作信息的包括信息管理表的数据库；定义一个在节点中传输网络操作信息的消息格式；依照一个设定周期为节点所管理的小区区域收集网络操作信息；使用一个预定的多用途协议在消息格式中对所收集的网络操作信息进行分组；将分组后的消息传输到附近的节点；分析所传输的消息以更新数据库中节点的信息管理表格中的网络操作信息。
附图说明
通过结合附图对事实例进行详细地描述，使本发明的上述和其他的特征和优点变得更清楚：
图1示出了一个常规的3GPP网络结构；
图2示出了一个依据本发明实施例的采用管理网络操作信息方法的下一代移动通信系统的网络结构；
图3示出了一个用于解释依据本发明实施例的管理网络操作信息方法的流程图；
图4示出了一个依据本发明实施例的存储在一个数据库(DB)中的信息管理表；和
图5示出了一个依据本发明实施例的类型长度值(type length value，TLV)格式。
具体实施方式
下面将参照附图来详细说明本发明的优选实施例。
图2示出了一个依据本发明实施例的采用管理网络操作信息方法的移动通信系统的网络结构的例子。参见图2中，一个公共互联网络21包括多个IP路由器22a至22d、一个本地代理24和一个验证授权计费(authorizationauthentication accounting，AAA)服务器25。许多节点，就是说，无线访问点23a至23d被分别连接到IP路由器22a至22d。
在我们开始对图2中的网络结构中的每个元件进行解释之前，让我们先假定数据按照由互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的请求注释草案(Request for Comments，RFC)2460所规定的譬如互联网协议版本6(IPv6)这样的互联网协议在公共互联网络21上传输。
IP路由器22a至22d通过使用标准的互联网地址和路由协议作为用于在发送节点和目的地节点之间提供传输数据的网关。
所述节点，即RAP 23a至23d能够以无线方式被移动终端访问。另外，RAP 23a至23d以无线方式被连接到IP路由器22a至22d上，通过公共互联网络21连接移动终端并执行路由器功能和一般无线链路功能。RAP 23a至23d通过一个标准的虚拟专用网络(virtual private network，VPN)服务来设置一个发信号路径到RAP 23a至23d、本地代理24和AAA服务器25。因此，在有任意的移动终端请求移动通信服务的情况下，在位于该移动终端的附近的每个RAP 23a至23d能够在保证安全的同时，沿着一个VPN信号路径与邻近的RAP 23a至23d、本地代理24和AAA服务器25通信。
在图1的按照第三代移动通信合作计划(3GPP)所建议的网络结构中，每个RAP 23a至23d作为一个无线网络控制器(RNC)、一个通用分组无线业务(general packet radio service，GPRS)网关支持节点(GGSN)和一个移动服务交换中心(MSC)而服务。另外，RAP 23a至23d可以使用初始对话协议(session initiation protocol，SIP)用于呼叫设置、使用IP电话路由(telephonyrouting over IP，TRIP)用于电话业务、使用由IETF的电话号码映射(IETF’sTelephone Number Mapping working group，ENUM)工作组定义的E.164电话号码和协议用于对应域名系统(Domain Name System，DNS)。同时，RAP 23a至23d被要求在网络上预留用于保证根据通信类型的服务的不同质量的资源，例如语音通信、可视电话服务或数据通信。资源的预留通过使用资源预留协议(RSVP)或差异服务(Differentiated Service，DiffServ)或二者一起使用来进行。这里，RSVP是一个允许资源沿着一个预定路径而预留的协议，DiffServ是一个根据它们的优先级来传输数据的结构。如果一个移动终端从一个RAP的附近移动到另一个RAP的附近，微观移动(micromobility)协议操作并迅速运行切换，并且只有在路径设置中发生变化的区域中改变资源预留。此后，一个由位于该移动终端附近的RAP(23a至23d)产生的捆绑的更新消息，通过一个对应的IP路由器(22a至22d)被传输到本地代理24。
本地代理24在公共互联网络21中控制所有的RAP 23a至23d，该公共互联网络21是一个有线网络，并执行许多功能，例如移动终端的初始注册、IP路由和根最优化、地址管理和移动终端的迁移信息、隧道效应(tunnelling)和反转隧道效应(inverse tunnelling)。本地代理24最好被构造成能支持移动终端的虚拟专用网络服务。为了管理和支持移动终端的迁移，特别地，当移动终端离开它的本地网络和试图访问本地网络以外的网络时，本地代理24接收由RAP 23a至23d递送的包含绑定的更新消息中的移动终端的位置信息。之后，本地代理24将所接收到的移动终端的位置信息存储在数据库中。本地代理24以表格形式存储每个RAP 23a至23d的本地IP地址作为移动终端的位置信息，并且如果需要，通过隧道效应(tunnelling)和密封(encapsulation)将从移动终端接收的数据传输到RAP 23a至23d。换句话说，如果一个移动终端只知道目的移动终端的本地IP地址而要发送数据到它的本地网络，本地代理24分析该数据，并基于分析结果从数据库中提取目的移动终端的位置信息，然后使用RAP 23a至23d将数据传输到目的移动终端所属的网络。本地代理24可以使用IETF的移动IP协议作为宏观移动协议(macromobility)和使用蜂窝IP或HAWAII作为微观移动协议(micromobility)。另外，本地代理24可以使用内容传输协议(content transfer protocol)来传输当前的连接信息，而采用切换候补发现协议(handoff candidate discovery protocol)来实现为切换。
AAA服务器25从移动IP的观点看作为用户服务器来服务，并为移动终端执行对试图访问公共互联网络21的用户的授权，执行用户使用公共互联网络21权力的验证，和执行对用户访问公共互联网络21的计费。AAA服务器25存储每个移动终端的AAA信息。为了这些功能，AAA服务器25可以使用一个协议，例如远程验证拨号用户服务(RADIUS)、直径(Diameter)、或公共开放政策服务(COPS)。如本地代理24一样，AAA服务器25最好被构造成能支持移动终端的VPN服务。
图3是一个依据本发明实施例的用于解释管理网络操作信息的方法的流程图。该方法适用于包括提供譬如互联网络这样的有线或无线网络通信的节点的所有类型的网络结构，例如，在图2中所示出的节点RAP 23a至23d的网络结构。
参考图3，在步骤31中，RAP 23a至23d每个节点建立一个DB来存储如图4中所示出的信息管理表格。该信息管理表格包括RAP地址信息41，RAP小区类型信息42，位置信息43，业务负荷信息44，时间标记信息45和其它类型的信息。该信息管理表格还可以包括PHY参数信息，服务类型信息，安全特征信息，等等。RAP小区类型信息42指示是否移动通信系统包括分层小区或与它们自己的特性不同的小区。位置信息43指示相邻RAP的位置信息，该信息能够用全球定位系统或相似手段获得。业务负荷信息44指示分配给小区、现在由当前RAP管理的资源以及其他可利用的资源。时间标记信息45指示用于产生包括网络操作信息的消息，和允许RAP接收该消息以通过对传输延迟值或在RAP 23a至23d中的生存时间(TTL)的计算来确定是否网络操作信息已废除所要求的时间。PHY参数信息可以包括RAP 23a至23d所支持的调制方法的类型的信息。服务类型信息表示RAP 23a至23d提供给用户的服务类型。安全特性信息指示在RAP 23a至23d中或在RAP 23a至23d和移动终端之间的涉及安全的必要信息。
在步骤32中，定义消息格式以便在RAP 23a至23d中传输网络操作信息。如图5所示，信息可以被安排成IEFT所广泛使用的类型长度值(TLV)的格式。在该TLV格式中，1个八位字节用于数据类型，2个八位字节用于数据长度，可变的八位字节用于真正的数据。当使用这样TLV格式时，RAP23a至23d能够有效地相互接收和传输仅仅有用的信息。
在步骤33中，RAP 23a至23d依照一个设定的周期为其所管理的小区区域收集多种类型的信息来操作网络。网络操作信息可以包括RAP小区类型信息42，位置信息43，业务负荷信息44，时间标记信息45，PHY参数信息，服务类型信息，安全特性信息，等。
在步骤34中，RAP 23a至23d使用譬如IP的通用协议堆栈来以消息格式对网络操作信息进行分组，以产生一段分组数据。
在步骤35中，RAP 23a至23d传输分组数据到位于预定范围内的相邻RAP。分组数据可以使用广播方法、组播方法或由IEEE 802.11f正在开发的内部访问点协议(Inter Access Point Protocol，IAPP)进行传送。分组数据的传输范围可以使用TTL值来设定。换句话说，当一个RAP开始传输一个消息到邻近的RAP时，TTL值被设置为跳变数(hop number)或所用时间(elapsedtime)。相邻RAP然后接收消息以收集信息并在消息传输到其他RAP之前检测是否该TTL值超过阀值。如果该TTL值超过阀值，邻近的RAP丢弃该消息。
在步骤36中，每个RAP分析从另一个RAP接收的消息，然后将关于相邻RAP的信息分别存储在DB中各自的RAP上以更新网络操作信息。作为消息分析的结果，得到了信号延时或跳变数(hop number)。这里，信号延时是指当信号通过有线网络在发送RAP和接收RAP之间执行时的预期的传输延迟。信号延时可以从时间标志信息45和从RAP接收到信息所需的实际时间而计算出来。而且，跳变数(hop number)指从发送RAP和接收RAP之间的网络到一个跳变(hop)间的距离。当分组数据被传输到邻近的RAP时，能够通过指出跳变的次数来检测这个距离。
基于上述步骤的描述，每个RAP能够周期性地更新自己的信息管理表格。这样，移动通信系统能够快速地和适当地处理许可控制功能、切换控制功能、资源管理功能、AAA功能、服务质量(QoS)功能、以及在移动终端和RANs之间的功能，而不用和另外的装置交换信息。
如上所述，依照本发明，在操作网络前节点能够互相交换各种控制信息。这样，节点的信息管理表格能够被周期性地更新以快速地处理许可控制功能、切换控制功能、资源管理功能、AAA功能、QoS功能，等等。而且，由于不需要使用在集中式管理方式中各种类型的装置，建立移动通信系统的成本将被相当大地削减。另外，节点之间能够在以分布式管理方式共享多种类的信息来操作网络。这样，网络就能够扩展并且就能够防止由于特定装置的业务负荷所造成移动通信系统的性能的低下。而且，由于能够使用通用途协议堆栈来传输网络操作信息，移动通信系统能够和其他系统在一起操作。
虽然本发明已经结合实施例进行了展示和描述，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明的形式和细节作各种变化。