CN101523954A - 涉及动态改变位置区域标识的接入控制方法 - Google Patents

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Abstract

用于控制对无线通信网络的接入的系统、方法和设备。当用户设备UE(21)被拒绝通过第一接入点(42)接入网络时，UE在该UE中的禁止LAI列表上存储在第一接入点处利用的位置区域标识LAI。如果UE所存储的LAI在允许UE接入的另一接入点(16)处被利用，则该另一接入点处的LAI被动态改变为不在该UE的禁止LAI列表上的第二LAI。接入点数据库(31)存储定义了允许哪些UE利用每个接入点的表格。该数据库还存储每个UE的被拒绝LAI的列表。无线电网络控制器(24)访问数据库以确定所允许的LAI，并改变允许UE接入的其他接入点处的LAI。

Description

涉及动态改变位置区域标识的接入控制方法
发明技术领域
本发明大体上涉及通信网络。更具体地，并非限制，本发明涉及在提供家庭覆盖或小区域覆盖的无线通信网络中动态地重新分配位置区域标识(LAI)的接入控制系统、方法和设备。
相关技术描述
一些运营商希望利用例如通常被称为毫微微(femto)RBS或家庭eNodeB的小型无线电基站(RBS)来为有限数目的用户提供家庭或小区域宽带码分多址接入(WCDMA)或全球移动通信系统(GSM)或长期演进(LTE)/系统体系结构演进(SAE)的覆盖。在本说明书的讨论中，术语家庭3G接入点(H3GAP)被用于指代不同技术的毫微微RBS。H3GAP为终端用户提供常规的WCDMA覆盖，并使用基于IP的传输而连接至毫微微无线电网络控制器(毫微微RNC)。可以利用诸如xDSL、电缆等等之类的固定宽带接入来实现该连接，或者可替换地，例如诸如WiMAX之类的无线宽带接入。
图1是现有接入网络体系结构10的简化框图，该体系结构10利用多个毫微微蜂窝11来为有限数目的用户提供家庭或小区域WCDMA覆盖。出于示例的目的，图示出了4个毫微微蜂窝。毫微微蜂窝被两个宏蜂窝12所覆盖。宏蜂窝由宏RBS 13控制。RBS通过基于IP/ATM的传输15连接至无线电网络控制器(RNC)14。每个毫微微蜂窝由相关联的H3GAP 16控制。H3GAP通过基于IP的传输17连接至RNC。RNC通过Iu接口19连接至核心网络(CN)18。
在某些情况下，H3GAP可以配备有WCDMA接收机，这使得其能够预占(camp)在WCDMA蜂窝上并读取相关系统信息。
现有网络体系机构有很多局限。首先，因为毫微微接入网络是终端用户通过向宽带连接中插入H3GAP来构建的，所以系统必须工作于即插即用模式下。此外，位置区域(LA)的数目是有限的。可以为H3GAP所控制的毫微微蜂窝分配多个LA。这些LA被重用并分配给H3GAP。就每个公共陆地移动网络(PLMN)而言只有65,000个LA可用，所以每个H3GAP无法拥有其自己的LA。还应当注意，如果利用大量LA，则这会给核心网络带来大量操作和维护负担。因此，在H3GAP之间选择并重用多个LA(例如100-1000个)。
现有体系机构的另一局限涉及接入控制。接入控制功能禁止未经授权的用户设备(UE)接入以及使用另一终端用户的H3GAP和宽带连接。对未经授权的UE的拒绝可以在位置更新过程期间通过拒绝理由“位置区域不被允许”或“位置区域中没有合适的蜂窝”来指示。当用户接收到这些消息之一时，UE在“禁止(forbidden)LAI”列表中存储LA的标识(LAI)。实际上存在两个不同的禁止LAI列表：“禁止区域服务提供的位置区域(forbidden location areas for regional provision ofservice)”和“禁止漫游的位置区域(forbidden location areas forroaming)”，但是在任一情况下，UE保留禁止LAI列表直到关机或直到已经过去了预定义时间段(根据3GPP TS 24.008规范，12个小时或24个小时)。UE并不尝试在存储该信息的同时接入禁止LAI列表上的任何LA。
尽管如此，由于重用LA的缘故，接入控制的这方面会引起问题。例如，在另一终端用户的H3GAP处被拒绝的给定UE可能在其自身的H3GAP上具有相同的LA，或在另一H3GAP处，该UE被授权接入。该拒绝会引起UE在禁止LAI列表上存储相关联的LAI。只要UE自己的H3GAP的LAI在禁止LAI列表中，UE就不会尝试接入其自己的H3GAP或者其被授权使用的具有相同LAI的其他H3GAP。
因而，需要一种克服现有技术的缺陷的接入控制系统、方法和设备。本发明提供了这样的系统、方法和设备。
发明内容
本发明提供了一种自动过程用以防止UE被关在其自身的H3GAP之外或UE被授权接入的任何其他H3GAP之外。如果在第一H3GAP处UE被拒绝接入，则本发明执行检查以确定在该UE被授权接入的任何其他H3GAP处是否使用了相同的LAI。如果是，则在经授权的H3GAP处的LAI被动态改变为不在该UE的禁止LAI列表上的LAI，由此使得该UE能够进行接入。
因而，一方面，本发明涉及无线通信网络中的接入控制方法。当用户设备(UE)被拒绝通过第一接入点接入网络时，UE在该UE中禁止LAI列表上存储在第一接入点处所利用的位置区域标识符(LAI)。该方法包括以下步骤：确定在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了UE在禁止LAI列表上所存储的LAI；如果是，则在该另一接入点处，将LAI动态改变为不在UE的禁止LAI列表上的第二LAI。
另一方面，本发明涉及无线通信网络中的一种接入控制系统，其中当UE被拒绝通过第一接入点接入网络时，UE在该UE中的禁止LAI列表上存储在第一接入点处所利用的LAI。该系统包括以下装置：用于确定在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了UE在禁止LAI列表上所存储的LAI的装置；以及响应于确定在允许UE接入的另一接入点处利用了UE所存储的LAI而用于将该另一接入点处的LAI动态改变为不在UE的禁止LAI列表上的第二LAI的装置。
另一方面，本发明涉及一种用于控制对无线通信网络的接入的设备，其中，当UE被拒绝通过第一接入点接入网络时，UE在该UE中的禁止LAI列表上存储在第一接入点处所利用的LAI。该设备包括：无线电网络控制器；以及能够被无线电网络控制器访问的接入点数据库。该数据库存储定义了哪些UE被允许使用每个接入点的表格、以及每个UE的被拒绝LAI的列表。当无线接入点拒绝UE接入时，无线电网络控制器适于在每个UE的被拒绝LAI的列表中存储拒绝接入点所利用的LAI，适于确定在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了被拒绝LAI，并且如果是，则将所述其他接入点处的LAI动态改变为该UE被允许利用的LAI。
附图简述
在以下部分中，将参考附图中所阐释的示例性实施例来描述本发明，其中：
图1(现有技术)是现有接入网络体系结构的简化框图，该体系结构利用多个毫微微蜂窝来为有限数目的用户提供家庭或小区域WCDMA覆盖；
图2是本发明的系统的示例性实施例中的接入网络体系结构的简化框图；以及
图3是图示了在本发明的方法的示例性实施例中动态重新分配LA时的消息流的信令图。
实施例详述
本说明书中的描述以WCDMA系统作为背景来描述本发明，但是应当理解，本发明同样适用于诸如GSM或LTE/SAE之类的其他类型的无线通信系统。
如果UE在H3GAP处被拒绝接入，则通常指示该UE在其禁止LAI列表中存储相关联的LA，并且该UE不会尝试接入该LA直到电源循环(power is cycled)或者直到已经过去预定义时间段。利用本发明，如果在第一H3GAP处UE被拒绝接入，则本发明执行检查以确定在该UE被授权接入的任何其他H3GAP处是否使用了相同的LAI。如果是，则在经授权的H3GAP处的LAI被动态改变为不在该UE的禁止LAI列表上的LAI，由此使得该UE能够接入。以这种方式，实现了一种自动过程以防止UE被关在其自身的H3GAP之外或该UE被授权接入的任何其他H3GAP之外。
图2是本发明的系统的示例性实施例中的接入网络体系结构20的简化框图。UE 21通过由H3GAP 16控制的毫微微蜂窝11进行连接。H3GAP通过IP网络22连接至由安全网关(SEGW)25保护的网络37。例如利用IPSec，通信可得到保护。毫微微RNC 24和多个支持节点26(例如内部网络时间协议服务器(iNTP)、内部动态主机配置协议服务器(iDHCP)、内部域名系统服务器(iDNS)和AAA服务器)驻留于受保护的网络37中。在H3GAP与毫微微RNC之间，利用扩展Iub/IP接口23。AAA可以连接至归属位置寄存器(HLR)27。毫微微RNC通过Iu连接至诸如移动交换中心(MSC)28和服务GPRS服务节点(SGSN)29之类的核心网络节点。毫微微RNC还连接至H3GAP数据库(H3GADB)31。在运行支持系统(OSS)33内实施了H3GAP管理器32。
毫微微蜂窝11可位于更大的宏蜂窝34的覆盖区域内。宏蜂窝由宏RBS35控制，后者通过宏RNC 36连接至核心网络节点28、29。宏RNC还与毫微微RNC 24和H3GADB数据库31对接(interface)。在一些实施例中，能够在相同物理节点中支持宏RNC和毫微微RNC功能。
本发明采用以下数据结构：
1、向每个毫微微RNC24分配LAI列表，所述列表在本说明书中被称为Femto_RNC_LAI列表。
2、H3GAP数据库28包含UE的IMSI与H3GAP-ID之间的关联的表格，以供接入控制功能使用。这些关联定义了哪些UE(通过IMSI来识别)被授权使用特定H3GAP(通过H3GAP-ID来识别)。
3、H3GAP数据库28还包含每个UE的被拒绝LAI的表格或列表。该表格/列表在本说明书中被称为被拒绝LAIs_per_UE列表。该表格/列表可以包含IMSI、被拒绝LAI、和用于每个被拒绝的接入时刻的时间标记。
4、H3GAP数据库28还包含当前为每个H3GAP所分配的LAI。
图3是图示了在本发明的方法的示例性实施例中动态重新分配LA时的消息流的信令图。在步骤41，UE 21(具有IMSI1)尝试接入未经授权的H3GAP 42。在步骤43，接入控制过程被正常触发。在这个实例中，未经授权的H3GAP中的毫微微蜂窝已经配置有位置区域标识，LAI-y，并且已经用“位置区域不被允许”或“位置区域中没有合适的蜂窝”作为理由拒绝了该接入尝试。被拒绝的位置区域标识(即LAI-y)被存储在UE 21中的“被拒绝LAI”列表中。毫微微RNC 24还存储了IMSI1、LAI-y和用于被拒绝LAIs_per_UE列表中的接入拒绝的时间标记。
 
IMSI 被拒绝LAI 拒绝的时间标记
270030101635365 270-03-123 060919 10:30
270030101635365 270-03-124 060919 10:40
270030101635363 270-03-125 060919 09:30
270030101635363 270-03-126 060919 11:30
表1
表1是被拒绝LAIs_per_UE列表的逻辑结构的示例。可以采用若干种方式来控制被拒绝LAIs_per_UE列表的大小。例如，被拒绝LAI的数目可以被限制为预定义数目，例如10个LAI。时间标记也可以被用作LAI数目的过滤器。例如，能够在被拒绝LAIs_per_UE列表中存储多于10个的拒绝，只要这些发生在例如过去24小时期间。另一过滤器的实例是UE中“禁止LAI”列表的大小。如果该列表的大小是例如10个LAI，则无需在被拒绝LAIs_per_UE列表中存储多于10个的LAI。
表1中的实例示出了两个已在4个不同的LAI(270-03-123、270-03-124、270-03-125和270-03-126)处被拒绝的UE(IMSI270030101635365和270030101635363)。这些UE还恰巧接入相同的H3GAP(H3GAP-89)，后者未在表1中示出，但是却是用于接入控制的数据库的一部分。故如果需要为H3GAP-89改变LAI，则不应选择表1中的四个LAI中的任何一个，除非UE用于保存关于禁止LAI的信息的预定义时间段已经过去。
仍参照图3，在步骤44，毫微微RNC 24查询H3GAP数据库31以得到用于当前也配置有LAI-y的UE 21(使用IMSI1)的所有允许的H3GAP。在步骤45，该数据库向毫微微RNC返回H3GAP(一个或多个)的列表。该列表可以包含例如用于每个所列H3GAP的RNC-ID和H3GAP-ID。RNC-ID定义了当前控制每个H3GAP的毫微微RNC。
在步骤46，毫微微RNC 24从用于该毫微微RNC的LAI池(即Femto_RNC_LAIs列表)中分配新的LAI。Femto_RNC_LAIs列表保持能够被选择的所有可能的LAI，并且可以例如包含100-1000个LAI。尽管如此，该UE在其他H3GAP处已经被拒绝接入(并且因此将那些LAI存储为“禁止”)。因此，毫微微RNC必须确保当分配新LAI时不选择被拒绝的LAI。
当需要为H3GAP选择新的LAI时，毫微微RNC 24采取以下逻辑步骤。首先，毫微微RNC获取被允许接入该H3GAP的所有UE(IMSI)的列表。然后，毫微微RNC获取其中在之前预定义时间段期间(例如，在过去的12或24小时期间)所获取列表上的UE已经被拒绝的所有LAI。此后，毫微微RNC通过把在预定义时间段期间已经被拒绝的LAI排除在考虑范围之外来过滤Femto_RNC_LAIs列表。最后，毫微微RNC选择剩余的LAI中的一个。以上步骤可以被单独执行，或可以结合一次或多次数据库查询。
如果RNC-ID指示该毫微微RNC 24，则消息流移至步骤47，其中毫微微RNC在H3GAP数据库31中将LAI改变为所选择的LAI(H3GAP_ID，LAI-z)。在步骤48，毫微微RNC指示H3GAP 16将其系统信息改变为所选择的LAI。然而，如果RNC-ID指示另一毫微微RNC49，则消息流从步骤46跳至步骤50，在步骤50中，毫微微RNC 24在Iur接口上向另一毫微微RNC 49发送新消息(例如Change(改变)_LAI(H3GAP_ID))以请求改变。一旦另一毫微微RNC接收到该请求，其就如上在步骤46处所描述的那样从LAI池中分配另一LAI，并且此后用新的LAI来更新H3GAP数据库31，并且如上在步骤47和48中所描述的那样更新H3GAP 16中的系统信息。
因而，本发明提供了一种自动过程以防止UE被关在其自己的H3GAP之外或该UE被授权接入的任何其他H3GAP之外。
当然可以在不脱离本发明的本质特征的情况下采用本说明书中所阐明的方式之外的其他特定方式来实现本发明。因此，本实施例在所有方面都应被认为是说明性而非限制性的，并且本发明意在包含所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化。

Claims (15)

1.一种无线通信网络(20)中的接入控制方法，其中当用户设备UE(21)被拒绝通过第一接入点(42)接入网络时，UE在UE中的禁止LAI列表上存储在第一接入点处所利用的位置区域标识符LAI，所述方法包括以下步骤：
确定(44、45)在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了UE在禁止LAI列表上所存储的LAI；以及
如果在允许UE接入的另一接入点(16)处利用了UE所存储的LAI，则将该另一接入点处的LAI动态改变(46-48)为不在UE的禁止LAI列表上的第二LAI。
2.根据权利要求1所述的接入控制方法，其中如果在允许UE接入的多个接入点处利用了第一LAI，则所述方法还包括在多个接入点处将第一LAI动态改变为不在UE的禁止LAI列表上的所允许的LAI。
3.根据权利要求1所述的接入控制方法，其中确定在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了UE在禁止LAI列表上所存储的LAI的步骤包括：通过无线电网络控制器查询接入点数据库以提取当前配置有UE所存储的LAI的UE的所有所允许接入点的列表。
4.根据权利要求3所述的接入控制方法，其中将该另一接入点处的LAI动态改变为不在UE的禁止LAI列表上的第二LAI的步骤包括选择所允许的LAI，所述选择步骤包括：
通过无线电网络控制器访问能够被选择的所有可能的LAI的列表；
通过无线电网络控制器访问每个UE的被拒绝LAI的列表来为UE确定任何不合适的LAI；
将不合适的LAI排除在考虑范围之外；以及
从所考虑的剩余的LAI中选择LAI作为允许的LAI。
5.据权利要求4所述的接入控制方法，其中每个UE的被拒绝LAI的列表包括UE标识符、被拒绝LAI、和网络中每次发生拒绝UE接入时的相关联时间标记，并且所述方法还包括：当自相关联时间标记起已经过去预定义时间段时，从每个UE的被拒绝LAI的列表中除去被拒绝LAI。
6.一种无线通信网络(20)中的接入控制系统，其中当用户设备UE(21)被拒绝通过第一接入点(42)接入网络时，UE在UE中的禁止LAI列表上存储在第一接入点处所利用的位置区域标识符LAI，所述系统包括：
用于确定在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了UE在禁止LAI列表上所存储的LAI的装置(24、31)；以及
响应于确定在允许UE接入的另一接入点(16)处利用了UE所存储的LAI而用于将该另一接入点处的LAI动态改变为不在UE的禁止LAI列表上的第二LAI的装置(16、24、31)。
7.根据权利要求6所述的接入控制系统，其中如果在允许UE接入的多个接入点处利用了第一LAI，则所述系统还包括用于将所述多个接入点处的第一LAI动态改变为不在UE的禁止LAI列表上的所允许LAI的装置。
8.根据权利要求6所述的接入控制系统，其中用于确定在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了UE在禁止LAI列表上所存储的LAI的装置包括：
接入点数据库，用于存储当前配置有UE所存储的LAI的UE的所有所允许接入点的列表；以及
无线电网络控制器，用于查询接入点数据库以提取所允许接入点的列表。
9.根据权利要求8所述的接入控制系统，其中用于动态改变该另一接入点处的LAI的装置包括用于选择所允许LAI的装置，所述选择步骤包括：
通过无线电网络控制器访问能够被选择的所有可能的LAI的列表；
通过无线电网络控制器访问每个UE的被拒绝LAI的列表来为UE确定任何不合适的LAI；
将不合适的LAI排除在考虑范围之外；以及
从所考虑的剩余的LAI中选择LAI作为所允许的LAI。
10.根据权利要求3所述的接入控制系统，其中每个UE的被拒绝LAI的列表包括UE标识符、被拒绝LAI、和网络中每次发生拒绝UE接入时的相关联时间标记，并且所述系统还包括：用于当自相关联时间标记起已经过去预定义时间段时从每个UE的被拒绝LAI的列表中除去被拒绝LAI的装置。
11.一种用于控制对无线通信网络(20)的接入的设备，其中当用户设备UE(21)被拒绝通过第一接入点(42)接入网络时，UE在UE中的禁止LAI列表上存储在第一接入点处所利用的位置区域标识符LAI，所述设备包括：
无线电网络控制器(24)；以及
能够被无线电网络控制器访问的接入点数据库(31)，所述数据库存储定义了哪些UE被允许利用每个接入点的表格、以及每个UE的被拒绝LAI的列表；
其中每当无线接入点拒绝UE接入时，无线电网络控制器(24)适于：
在每个UE的被拒绝LAI的列表中存储拒绝接入点(42)所利用的LAI；
确定(44、45)在允许UE接入的任何其他接入点(16)处是否利用了被拒绝LAI；以及
如果是，则将所述其他接入点处的LAI动态改变(46-48)为允许UE利用的LAI。
12.根据权利要求11所述的设备，其中每个UE的被拒绝LAI列表包括UE标识符、被拒绝LAI、和网络中每次发生拒绝UE接入时的相关联时间标记，并且无线电网络控制器包括：用于当自相关联时间标记起已经过去预定义时间段时从每个UE的被拒绝LAI列表中除去被拒绝LAI的装置。
13.一种用于控制对无线通信网络(20)的接入的无线电网络控制器(24)，其中当用户设备UE(21)被拒绝通过第一接入点(42)接入网络时，UE在UE中的禁止LAI列表上存储在第一接入点处所利用的位置区域标识符LAI，所述无线电网络控制器包括：
用于确定(44、45)在允许UE接入的任何其他接入点处是否利用了UE在禁止LAI列表上所存储的LAI的装置；以及
响应于确定在允许UE接入的另一接入点处利用了UE所存储的LAI而用于将该另一接入点(16)处的LAI动态改变(46-48)为不在UE的禁止LAI列表上的第二LAI的装置。
14.根据权利要求13所述的无线电网络控制器，进一步包括用于在每个UE的被拒绝LAI的列表中存储拒绝接入点(42)所利用的LAI的装置。
15.根据权利要求14所述的无线电网络控制器，进一步包括：
用于确定允许UE接入的其他接入点(16)是否受另一无线电网络控制器(41)控制的装置；以及
用于在确定了其他接入点(16)受另一无线电网络控制器控制时指示该另一无线电网络控制器改变所述其他接入点处的LAI的装置。
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