專利名稱：無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于使用無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是涉及到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中用戶的移動性管理。
背景技術(shù)：
在移動通信從2G向3G發(fā)展的10多年來，產(chǎn)生了許多種不同的無線傳輸技術(shù)， 如GSM(全球移動通訊系統(tǒng)，一種第2代無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))、CDMA(碼分多址，一種第 2代無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))、WCDMA(寬帶碼分多址，一種第3代無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))、 CDMA2000 (碼分多址2000，一種第3代無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))、TD-SCDMA (時(shí)分同步碼分多址，一種第3代無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))、802. lla/b/g等，而目前各國又在研究新的B3G(超3 代移動通信系統(tǒng))和4G(第4代移動通信系統(tǒng))的傳輸技術(shù)。顯然，未來無線網(wǎng)絡(luò)將是多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組成的混合網(wǎng)絡(luò)。
位置管理技術(shù)是無線網(wǎng)絡(luò)移動性管理中的關(guān)鍵技術(shù)之一，用于實(shí)現(xiàn)跟蹤、存儲、查找和更新移動目標(biāo)的位置信息。位置管理包括定位和尋呼兩個(gè)過程定位(位置更新)是指移動目標(biāo)向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)報(bào)告其位置變更的過程，尋呼(位置查詢)則是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)查找移動目標(biāo)所在位置的過程。
目前已有并廣泛使用的位置管理技術(shù)絕大多數(shù)是針對同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)提出的，對于由異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組成的混合網(wǎng)絡(luò)并不完全適用。
針對網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)的特征，現(xiàn)有學(xué)者也提出了很多解決方案有學(xué)者提出加入網(wǎng)際網(wǎng)關(guān)進(jìn)行相應(yīng)處理來適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)混合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的位置管理方式(參看文獻(xiàn)Assouma， A. D.，Beaubrun, R.，Pierre，S. . Mobility management in heterogeneous wireless networks[J]IEEE Journal onSelected Areas in Communications,2006，24 (3) 638-648)，但是這方式需要在兩兩網(wǎng)絡(luò)之間建立設(shè)備，過于復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性不好；還有的提出了一種統(tǒng)一化移動性管理(UMM)技術(shù)，提出利用超級數(shù)據(jù)庫(super HLR)來實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的位置管理，UMM端的中心管理節(jié)點(diǎn)將存放每個(gè)移動用戶的GSM的位置區(qū)、MIP (移動互聯(lián)網(wǎng))的家鄉(xiāng)代理地址、WLAN(無線局域網(wǎng))的目標(biāo)路由器地址等所有網(wǎng)絡(luò)位置信息，在對移動用戶進(jìn)行位置更新時(shí)，需要對所有接入網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行位置管理操作，(參看文獻(xiàn) Haase,0. ,Ming Xiong；Murakami,K. Multi-protocolprofiles to support user mobility across network technologies[C]. Proceedings of the 2004IEEEInternational Conference on Mobile Data Management，2004 :100-105)，這種方法雖然比較好的實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)的位置管理功能，但需要重新建立一個(gè)性能要求相當(dāng)高的中心管理節(jié)點(diǎn)，中心管理節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲規(guī)模很大，成本很高；在進(jìn)行位置更新時(shí)對無線鏈路的開銷較大，也不具備良好的擴(kuò)展性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠簡單且有效地實(shí)現(xiàn)無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理的無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、用戶終端、統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫、對應(yīng)每一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的上層網(wǎng)關(guān)，所述上層網(wǎng)關(guān)包括位置更新模塊、呼叫處理模塊； 所述用戶終端用于，周期性地進(jìn)行自主定位，得到用戶終端的地理位置坐標(biāo)，再選擇無線網(wǎng)絡(luò)，向所選擇的無線網(wǎng)絡(luò)中的位置更新模塊發(fā)送位置更新報(bào)告；所述位置更新報(bào)告包括用戶終端的地理位置坐標(biāo)以及用戶標(biāo)識；所述用戶終端的地理位置坐標(biāo)由用戶終端所在的經(jīng)度、緯度組成；當(dāng)用戶終端為主叫用戶終端時(shí)，主叫用戶終端選擇無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送呼叫請求，所述呼叫請求中包括主叫用戶標(biāo)識與被叫用戶標(biāo)識；當(dāng)用戶終端為被叫用戶終端時(shí)，被叫用戶終端接收到呼叫請求后，返回呼叫應(yīng)答； 所述統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫用于，接收到位置更新報(bào)告后，提取出用戶終端的地理位置坐標(biāo)，存儲在該用戶終端對應(yīng)的用戶標(biāo)識下；接收到尋呼請求后，根據(jù)被叫用戶終端的用戶標(biāo)識查找對應(yīng)的地理位置坐標(biāo)，并將被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)返回至主叫用戶終端選擇的無線網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的呼叫處理模塊； 所述位置更新模塊用于，接收到用戶終端發(fā)送的位置更新報(bào)告后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫發(fā)送位置更新報(bào)告； 所述呼叫處理模塊用于，當(dāng)呼叫處理模塊為主叫呼叫處理模塊時(shí)，主叫呼叫處理模塊接收到主叫用戶終端發(fā)出的呼叫請求后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫發(fā)送尋呼請求； 主叫呼叫處理模塊接收到統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫返回的被叫用戶終端的地理位置后，在向被叫呼叫處理模塊發(fā)送呼叫請求中添加被叫用戶終端地理位置；當(dāng)呼叫處理模塊為被叫呼叫處理模塊時(shí)，被叫呼叫處理模塊接收到添加了被叫用戶終端地理位置的呼叫請求后， 提取出被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)，根據(jù)被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)，計(jì)算出覆蓋被叫用戶終端的天線信息，并向被叫用戶終端發(fā)送呼叫請求。
本發(fā)明中，各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部處理保持現(xiàn)有處理方式不變，只在各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動性管理數(shù)據(jù)庫處理之后增加新的上層網(wǎng)關(guān)的處理步驟，各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的上層網(wǎng)關(guān)中存儲有本網(wǎng)內(nèi)各個(gè)位置區(qū)管理節(jié)點(diǎn)或基站的地理位置坐標(biāo)；用戶終端既可以是單模用戶終端也可以是多模用戶終端；單模用戶終端，在選擇無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可選擇無線網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)，多模用戶在可選網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)任選一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行位置更新或?qū)ず簟?br> 應(yīng)用于上述系統(tǒng)的無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法，包括用戶位置更新處理、 用戶尋呼處理，其特征在于，所述用戶位置更新處理包括以下步驟 al、用戶終端周期性地進(jìn)行自主定位，得到該用戶終端的地理位置坐標(biāo)；所述用戶終端的地理位置坐標(biāo)由用戶終端所在的經(jīng)度、緯度組成； a2、用戶終端選擇一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，向所選擇的無線網(wǎng)絡(luò)中的位置更新模塊發(fā)送位置更新報(bào)告，所述位置更新報(bào)告包括用戶終端的地理位置坐標(biāo)以及用戶標(biāo)識； a3、位置更新模塊接收到位置更新報(bào)告后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)發(fā)該位置更新報(bào)告； a4、移動性管理數(shù)據(jù)庫接收到位置更新報(bào)告后，提取出用戶終端的地理位置坐標(biāo)， 存儲在該用戶終端對應(yīng)的用戶標(biāo)識下； 所述用戶尋呼處理包括以下步驟 bl、主叫用戶終端選擇無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送呼叫請求，所述呼叫請求中包括主叫用戶標(biāo)識與被叫用戶標(biāo)識； b2、主叫端呼叫處理模塊接收到呼叫請求后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫發(fā)送尋呼請求，所述尋呼請求包括被叫用戶終端的用戶標(biāo)識； b3、統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫接收到尋呼請求后，根據(jù)被叫用戶終端的用戶標(biāo)識查找對應(yīng)的地理位置坐標(biāo)，并將返回至主叫端呼叫處理模塊； b4、主叫呼叫處理模塊在發(fā)送呼叫請求中添加被叫用戶的地理位置坐標(biāo)，向被叫端呼叫處理模塊發(fā)送添加了被叫用戶地理位置坐標(biāo)的呼叫請求； b5、被叫端呼叫處理模塊接收到添加了被叫用戶地理位置坐標(biāo)的呼叫請求后，提取出被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)，根據(jù)被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)計(jì)算出覆蓋被叫用戶終端的天線信息并向其發(fā)送呼叫請求； b6、被叫用戶終端接收到呼叫請求后，返回呼叫應(yīng)答，主叫用戶終端與被叫用戶終端建立通信鏈路。
本發(fā)明的統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫只儲存用戶終端的地理位置坐標(biāo)，不需要放置用戶終端的所有網(wǎng)絡(luò)位置信息，降低了對數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)的要求；在位置更新處理過程中只需要任意選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行報(bào)告，而不需要對所有的接入網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行位置更新處理，大大降低了無線鏈路的資源開銷。在尋呼階段由各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的呼叫處理模塊進(jìn)行分布式處理，而不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部位置管理處理流程，具有很好的擴(kuò)展性、兼容性。
具體的，所述用戶標(biāo)識為用戶號碼。
具體的，用戶終端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行自主定位。更具體的，用戶終端根據(jù)某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行定位，或根據(jù)幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行聯(lián)合定位。如，用戶終端采用基于時(shí)間的周期性算法進(jìn)行GPS(全球定位系統(tǒng))定位處理。
為了進(jìn)一步降低位置更新時(shí)的無線鏈路開銷，在步驟al之后，步驟a2之前，用戶終端還進(jìn)行一個(gè)是否發(fā)送位置更新報(bào)告的預(yù)判處理，用戶終端比較上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)和本次得到的地理位置坐標(biāo)是否符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，如是，則進(jìn)入步驟a2，如否，則返回步驟al ；步驟a2中用戶終端在發(fā)送位置更新報(bào)告同時(shí)，在本地用本次得到的地理位置坐標(biāo)替換上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)并存儲。這樣，當(dāng)用戶終端在一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)沒有發(fā)生大的變化的情況下，用戶終端不發(fā)起位置更新的報(bào)告，極大地減小了混合網(wǎng)絡(luò)中的無線鏈路開銷。
本發(fā)明的有益效果是，在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部位置管理處理方法的同時(shí)，能很好地完成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的位置管理，具有很好的兼容性；未來新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)也可以使用該方法完成位置管理功能，具有很好的開放性；不存在過于復(fù)雜的轉(zhuǎn)換而限制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，具有很好的擴(kuò)展性。用戶終端的位置信息雖然也是存放在UMM(統(tǒng)一化移動性管理)數(shù)據(jù)庫，但是由于存放的是地理位置信息，而不是所有網(wǎng)絡(luò)位置信息(例如同時(shí)存放GSM的位置區(qū)、MIP的家鄉(xiāng)代理地址、WLAN的目標(biāo)路由器地址)，所以和現(xiàn)有UMM數(shù)據(jù)庫相比，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲規(guī)模將大大減??；而且由于位置更新處理只選擇最合適的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一次操作，而不是所有可以接入的網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行位置管理操作，所以無線鏈路上的開銷也大大降低。


圖1為本發(fā)明的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖； 圖2為本實(shí)施中一個(gè)具體的無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景； 圖3為本發(fā)明的位置更新處理步驟； 圖4為本發(fā)明的呼叫處理步驟； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有的統(tǒng)一化位置管理數(shù)據(jù)庫的存儲規(guī)模比較； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有的統(tǒng)一化位置管理的無線鏈路開銷比較。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(GSM網(wǎng)絡(luò)、UNTS網(wǎng)絡(luò)、WLAN、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)以及其它新型網(wǎng)絡(luò))、統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫、對應(yīng)每一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的上層網(wǎng)關(guān)，上層網(wǎng)關(guān)包括位置更新模塊、呼叫處理模塊；各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及處理按照其協(xié)議不變， 如現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)包括基站(BS)、移動交換中心(MSC)，歸屬位置寄存器(HLR)、訪問位置寄存器(VLR)，現(xiàn)有UNTS (通用移動通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)包括基站(BS) ,Node B (B節(jié)點(diǎn))、RNC (無線網(wǎng)絡(luò)控制器)，現(xiàn)有WLAN(無線局域網(wǎng)絡(luò))包括AP (接入點(diǎn))、MAP (移動應(yīng)用部分)，現(xiàn)有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)包括衛(wèi)星、地面信關(guān)站。本發(fā)明只在各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動性管理處理之后增加新的上層網(wǎng)關(guān)的處理步驟，移動性管理處理在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)中由HLR/VLR完成，現(xiàn)有UNTS網(wǎng)絡(luò)中由RNC完成，現(xiàn)有WLAN中由MAP完成，現(xiàn)有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中由地面信關(guān)站完成。各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的上層網(wǎng)關(guān)中存儲有本網(wǎng)內(nèi)各個(gè)位置區(qū)管理節(jié)點(diǎn)或基站的地理位置坐標(biāo)。
下面給出一個(gè)具體的無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景中本發(fā)明的實(shí)施方法 如圖2所示，用戶1是機(jī)載用戶，沒有地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋，只能通過海事衛(wèi)星接入。用戶2是地面移動用戶，同時(shí)被GSM網(wǎng)絡(luò)、WLAN以及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)覆蓋，各網(wǎng)絡(luò)總均設(shè)置有其上層網(wǎng)關(guān)。兩個(gè)用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻通信。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的上層網(wǎng)關(guān)已獲得衛(wèi)星星歷信息可以計(jì)算出衛(wèi)星在某時(shí)刻的具體位置坐標(biāo)，WLAN的上層網(wǎng)關(guān)已獲得本網(wǎng)內(nèi)各個(gè)無線接入點(diǎn)(AP)的位置坐標(biāo)，GSM網(wǎng)絡(luò)的上層網(wǎng)關(guān)已獲得本網(wǎng)內(nèi)MSC和基站的位置坐標(biāo)；用戶1和用戶2都是多模終端，可以軟件無線電的方式接入某個(gè)或多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，并可以在不同網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行垂直切換；統(tǒng)一化位置管理數(shù)據(jù)庫能與所有網(wǎng)絡(luò)的上層網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，存放用戶的位置信息等數(shù)據(jù)。
位置更新階段的處理流程，如圖3所示 1、機(jī)載用戶1和地面用戶2的終端各自按一定的算法周期性地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行自主定位，分別得到自身的地理位置坐標(biāo)(X1，Y1)、(X2，Y2)； 2、用戶根據(jù)自身記錄的上一次位置更新時(shí)的位置坐標(biāo)和本次測得的坐標(biāo)進(jìn)行判斷是否發(fā)起位置更新流程，如果需要發(fā)起位置更新流程則進(jìn)入步驟3，如果不需要，則返回步驟1; 用戶終端比較上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)與本次得到的地理位置坐標(biāo)之間的距離是否大于閾值來判斷是否符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，如大于則符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，否則判斷為不符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)；上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)與本次得到的地理位置坐標(biāo)之間的距離為r = ^(Xl-X2f + (71 -Y2f，其中，r為兩坐標(biāo)的距離，Xl為上一次位置更新時(shí)的經(jīng)度、Yl為上一次位置更新時(shí)的緯度，X2為本次得到的經(jīng)度、Y2為本次得到的緯度。閾值的取值為= ^vCu 1{2λπ ρ)，其中，R為閾值，ν為用戶終端的速率，Cu為一次位置更新操作的無線鏈路開銷，Cp為一次尋呼操作的無線鏈路開銷，λ為用戶終端的呼叫到達(dá)率； 3、機(jī)載用戶1選擇衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)起位置更新報(bào)告，位置更新報(bào)告中包含有自己用戶標(biāo)識以及地理位置坐標(biāo)(Χ1，Υ1)，位置更新報(bào)告通過衛(wèi)星發(fā)送到地面信關(guān)站，再經(jīng)上層網(wǎng)關(guān)中的位置更新模塊進(jìn)行處理；地面用戶2選擇覆蓋性好的GSM網(wǎng)絡(luò)，通過發(fā)起位置更新報(bào)告，將自己的位置坐標(biāo)(Χ2，Υ2)通過基站和MSC(移動交換中心)發(fā)送到HLR(歸屬位置寄存器)，再經(jīng)上層網(wǎng)關(guān)中的位置更新模塊進(jìn)行處理，兩用戶都同時(shí)在終端本地記錄該坐標(biāo)并刪除上一次的記錄；兩上層網(wǎng)關(guān)中的位置更新模分別向UMM數(shù)據(jù)庫發(fā)送位置更新報(bào)告，將用戶標(biāo)識idl以及對應(yīng)坐標(biāo)(XI，Yl)、用戶標(biāo)識id2以及對應(yīng)坐標(biāo)(X2，Y2)發(fā)送至UMM數(shù)據(jù)庫； 4、兩用戶所在網(wǎng)絡(luò)的上層網(wǎng)關(guān)接收到報(bào)告后向UMM數(shù)據(jù)庫發(fā)送用戶的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)(XI，Yl)和(X2，Y2)以及兩用戶的用戶標(biāo)識idl、id2 ； 5、UMM收到信息后記錄用戶的位置坐標(biāo)在各自的用戶標(biāo)識下。
用戶尋呼階段的處理，如圖4所示 1、機(jī)載主叫用戶1只有衛(wèi)星覆蓋，所以選擇衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)1)進(jìn)行呼叫，通過衛(wèi)星向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送呼叫請求，呼叫請求包含信息主叫標(biāo)識idl和被叫標(biāo)識id2 ； 2、網(wǎng)絡(luò)1呼叫網(wǎng)關(guān)收到呼叫請求后向UMM數(shù)據(jù)庫發(fā)起尋呼請求查詢被叫用戶地理位置坐標(biāo)，尋呼請求包含被叫標(biāo)識id2 ； 3、UMM數(shù)據(jù)庫向網(wǎng)絡(luò)1呼叫模塊返回被叫用戶2的位置坐標(biāo)(X2、Y2)； 4、網(wǎng)絡(luò)1呼叫網(wǎng)關(guān)根據(jù)業(yè)務(wù)類型(視頻)選擇帶寬比較大的WLAN作為被叫網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，向WLAN的上層網(wǎng)關(guān)(網(wǎng)絡(luò)2呼叫模塊)發(fā)送呼叫請求，此處的呼叫請求中還包含有坐標(biāo)(Χ2、Υ2)； 5、網(wǎng)絡(luò)2呼叫模塊收到第二呼叫請求后根據(jù)被叫用戶位置坐標(biāo)(Χ2，Υ2)得到其所在接入點(diǎn)的IP地址，并通過AP向被叫用戶發(fā)送呼叫請求； 6、被叫用戶2收到呼叫請求后返回呼叫應(yīng)答，建立鏈路，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的UMM數(shù)據(jù)庫只存放用戶地理位置信息(經(jīng)緯度)，在各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)也不存放用戶標(biāo)識與地理位置坐標(biāo)；而現(xiàn)有UMM構(gòu)架在中心數(shù)據(jù)庫中將存放接入衛(wèi)星號，接入信關(guān)站號，蜂窩所屬位置區(qū)編號和基站編號，WLAN所屬路由器ip地址等網(wǎng)絡(luò)位置信息；而網(wǎng)際網(wǎng)關(guān)構(gòu)架中雖然沒有中心節(jié)點(diǎn)，但各個(gè)異構(gòu)網(wǎng)將獨(dú)立存放各自相應(yīng)信息。根據(jù)測試結(jié)果，本實(shí)施例的UMM數(shù)據(jù)庫的存儲規(guī)模僅需要現(xiàn)有UMM構(gòu)架在中心數(shù)據(jù)庫規(guī)?；蚓W(wǎng)際網(wǎng)購構(gòu)架下的各獨(dú)立數(shù)據(jù)庫總和的0. 3倍，即能很好地完成歸一化位置管理，如圖5所示。在位置更新階段，本發(fā)明報(bào)告的是地理位置坐標(biāo)，所以只需要任意選擇一個(gè)合適的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行位置更新處理即可，而另外兩種現(xiàn)有方式同時(shí)需要更新的各個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的位置信息，所以用戶能接入的所有網(wǎng)絡(luò)都需要進(jìn)行位置更新操作。如圖2所示的實(shí)例中，用戶2可以選擇接入的網(wǎng)絡(luò)有3種，采用現(xiàn)有的位置更新方法需要進(jìn)行三次更新操作，而利用了本發(fā)明的位置更新方法僅需要進(jìn)行一次更新操作，無線鏈路開銷是現(xiàn)有UMM構(gòu)架以及網(wǎng)際網(wǎng)購構(gòu)架下的位置更新方法的0. 3倍，如圖6所示。
權(quán)利要求
1.無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、用戶終端，其特征在于，還包括統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫、對應(yīng)每一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的上層網(wǎng)關(guān)，所述上層網(wǎng)關(guān)包括位置更新模塊、呼叫處理模塊；所述用戶終端用于，周期性地進(jìn)行自主定位，得到用戶終端的地理位置坐標(biāo)，再選擇無線網(wǎng)絡(luò)，向所選擇的無線網(wǎng)絡(luò)中的位置更新模塊發(fā)送位置更新報(bào)告；所述位置更新報(bào)告包括用戶終端的地理位置坐標(biāo)以及用戶標(biāo)識；所述用戶終端的地理位置坐標(biāo)由用戶終端所在的經(jīng)度、緯度組成；當(dāng)用戶終端為主叫用戶終端時(shí)，主叫用戶終端選擇無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送呼叫請求，所述呼叫請求中包括主叫用戶標(biāo)識與被叫用戶標(biāo)識；當(dāng)用戶終端為被叫用戶終端時(shí)，被叫用戶終端接收到呼叫請求后，返回呼叫應(yīng)答；所述統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫用于，接收到位置更新報(bào)告后，提取出用戶終端的地理位置坐標(biāo)，存儲在該用戶終端對應(yīng)的用戶標(biāo)識下；接收到尋呼請求后，根據(jù)被叫用戶終端的用戶標(biāo)識查找對應(yīng)的地理位置坐標(biāo)，并將被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)返回至主叫用戶終端選擇的無線網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的呼叫處理模塊；所述位置更新模塊用于，接收到用戶終端發(fā)送的位置更新報(bào)告后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫發(fā)送位置更新報(bào)告；所述呼叫處理模塊用于，當(dāng)呼叫處理模塊為主叫呼叫處理模塊時(shí)，主叫呼叫處理模塊接收到主叫用戶終端發(fā)出的呼叫請求后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫發(fā)送尋呼請求；主叫呼叫處理模塊接收到統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫返回的被叫用戶終端的地理位置后，在向被叫呼叫處理模塊發(fā)送呼叫請求中添加被叫用戶終端地理位置；當(dāng)呼叫處理模塊為被叫呼叫處理模塊時(shí)，被叫呼叫處理模塊接收到添加了被叫用戶終端地理位置的呼叫請求后，提取出被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)，根據(jù)被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)，計(jì)算出覆蓋被叫用戶終端的天線信息，并向被叫用戶終端發(fā)送呼叫請求。
2.如權(quán)利要求1所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，用戶終端進(jìn)行自主定位具體為 根據(jù)某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行定位，或根據(jù)幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行聯(lián)合定位。
3.如權(quán)利要求1所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶終端還用于，在得到用戶終端的地理位置坐標(biāo)之后，向所選擇的無線網(wǎng)絡(luò)中的位置更新模塊發(fā)送位置更新報(bào)告之前，進(jìn)行一個(gè)是否發(fā)起位置更新報(bào)告的預(yù)判處理當(dāng)上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)和本次得到的地理位置坐標(biāo)符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，則發(fā)送位置更新報(bào)告，如否，不發(fā)送位置更新報(bào)告；用戶終端在發(fā)送位置更新報(bào)告的同時(shí)，在本地用本次得到的地理位置坐標(biāo)替換上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)并存儲。
4.如權(quán)利要求3所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶終端還用于，通過比較上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)與本次得到的地理位置坐標(biāo)之間的距離是否大于閾值來判斷是否符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，如大于則符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，否則判斷為不符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)；上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)與本次得到的地理位置坐標(biāo)之間的距離為r = 4(X\~X2f+(Yl-Ylf，其中，r為兩坐標(biāo)的距離，Xl為上一次位置更新時(shí)的經(jīng)度、Yl為上一次位置更新時(shí)的緯度，X2為本次得到的經(jīng)度、Y2為本次得到的緯度。
5.如權(quán)利要求4所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述閾值的取值為 R = ^vCu /(2λπΟΡ)，其中，R為閾值，ν為用戶終端的速率，Cu為一次位置更新操作的無線鏈路開銷，Cp為一次尋呼操作的無線鏈路開銷，λ為用戶終端的呼叫到達(dá)率。
6.無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法，包括置用戶位置更新處理、用戶尋呼處理，其特征在于，所述用戶位置更新處理包括以下步驟al、用戶終端周期性地進(jìn)行自主定位，得到該用戶終端的地理位置坐標(biāo)；所述用戶終端的地理位置坐標(biāo)由用戶終端所在的經(jīng)度、緯度組成；a2、用戶終端選擇無線網(wǎng)絡(luò)，向所選擇的無線網(wǎng)絡(luò)中的位置更新模塊發(fā)送位置更新報(bào)告，所述位置更新報(bào)告包括用戶終端的地理位置坐標(biāo)以及用戶標(biāo)識；a3、位置更新模塊接收到位置更新報(bào)告后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)發(fā)該位置更新報(bào)告；a4、移動性管理數(shù)據(jù)庫接收到位置更新報(bào)告后，提取出用戶終端的地理位置坐標(biāo)，存儲在該用戶終端對應(yīng)的用戶標(biāo)識下； 所述用戶尋呼處理包括以下步驟bl、主叫用戶終端選擇無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送呼叫請求，所述呼叫請求中包括主叫用戶標(biāo)識與被叫用戶標(biāo)識；b2、主叫呼叫處理模塊接收到呼叫請求后，向統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫發(fā)送尋呼請求， 所述尋呼請求包括被叫用戶終端的用戶標(biāo)識；b3、統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫接收到尋呼請求后，根據(jù)被叫用戶終端的用戶標(biāo)識查找對應(yīng)的地理位置坐標(biāo)，并將返回至主叫呼叫處理模塊；b4、主叫呼叫處理模塊在發(fā)送呼叫請求中添加被叫用戶的地理位置坐標(biāo)，向被叫呼叫處理模塊發(fā)送添加了被叫用戶地理位置坐標(biāo)的呼叫請求，；b5、被叫呼叫處理模塊接收到添加了被叫用戶地理位置坐標(biāo)的呼叫請求后，提取出被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)，根據(jù)被叫用戶終端的地理位置坐標(biāo)計(jì)算出覆蓋被叫用戶終端的天線信息并向其發(fā)送呼叫請求；b6、被叫用戶終端接收到呼叫請求后，返回呼叫應(yīng)答，主叫用戶終端與被叫用戶終端建立通信鏈路。
7.如權(quán)利要求6所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法，其特征在于，用戶終端進(jìn)行自主定位具體為根據(jù)某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行定位，或根據(jù)幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)的廣播信息進(jìn)行聯(lián)合定位。
8.如權(quán)利要求6所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法，其特征在于，在步驟al之后， 步驟a2之前，用戶終端還進(jìn)行一個(gè)是否發(fā)送位置更新報(bào)告的預(yù)判處理，用戶終端比較上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)和本次得到的地理位置坐標(biāo)是否符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，如是， 則進(jìn)入步驟a2，如否，則返回步驟al ；步驟a2中用戶終端在發(fā)送位置更新報(bào)告后，在本地用本次得到的地理位置坐標(biāo)替換上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)并存儲。
9.如權(quán)利要求8所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法，其特征在于，用戶終端通過比較上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)與本次得到的地理位置坐標(biāo)之間的距離是否大于閾值來判斷是否符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，如大于，則符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)，否則，判斷為不符合位置更新標(biāo)準(zhǔn)；上一次位置更新時(shí)的地理位置坐標(biāo)與本次得到的地理位置坐標(biāo)之間的距離為r = 4(X\~X2f+(Yl-Ylf，其中，r為兩坐標(biāo)的距離，Xl為上一次位置更新時(shí)的經(jīng)度、Yl為上一次位置更新時(shí)的緯度，X2為本次得到的經(jīng)度、Y2為本次得到的緯度。
10.如權(quán)利要求9所述無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法，其特征在于，所述閾值的取值為i = ^vCu /(2λπΟΡ)，其中，R為閾值，ν為用戶終端的速率，Cu為一次位置更新操作的無線鏈路開銷，Cp為一次尋呼操作的無線鏈路開銷，λ為用戶終端的呼叫到達(dá)率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠簡單且有效地實(shí)現(xiàn)無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理的無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一化位置管理方法。本發(fā)明無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、用戶終端、統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫、對應(yīng)每一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的上層網(wǎng)關(guān)，上層網(wǎng)關(guān)包括位置更新模塊、呼叫處理模塊；統(tǒng)一化移動性管理數(shù)據(jù)庫只儲存用戶終端的地理位置坐標(biāo)，不需要放置用戶終端的所有網(wǎng)絡(luò)位置信息，降低了對數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)的要求；在位置更新處理過程中只需要任意選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行報(bào)告，而不需要對所有的接入網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行位置更新處理，大大降低了無線鏈路的資源開銷。
文檔編號H04W64/00GK102186244SQ201110144448
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者趙聰, 郭偉 申請人:電子科技大學(xué)