CN101375614B - 无休眠下移动终止的分组数据呼叫建立 - Google Patents
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Abstract
当移动站(MS)在归属代理(HA)中的绑定期满时,该HA从MS的IMSI生成标识符。HA维护归属地址(HoA)与专用转交地址(MAP-CoA)之间的绑定,其中MAP-CoA的主机ID是该标识符,且其中MAP-CoA的网络ID是专用代码。当在HA处接收到发往HoA的分组时,HS通过向服务该专用代码的PDSN传达MAP-CoA作出响应。PDSN从MAP-CoA的主机ID恢复出IMSI,并使用该IMSI来寻呼MS。MS通过建立呼叫、获得新的转交地址、并在随后在HA中将该新的转交地址与其HoA绑定来作出响应。有益地,分组可根据休眠MS的HoA被发送到该休眠MS而无需带外信令。
Description
优先权要求
本申请要求2006年1月17日提交的美国临时专利申请No.60/759,679的优先权。
领域
所公开的实施例一般涉及移动IP网络。
IP网络中休眠的背景
图1(现有技术)是示出了IP(网际协议)网络中的休眠的示例的示图。在此示例中,IP分组连接是跨多个IP网络自IP节点1到蜂窝电话2进行的。IP节点1可例如是IP电话。蜂窝电话2称为“移动站”。IP网络3是CDMA(码分多址)网络。IP网络4是因特网。IP网络5是局域网(LAN)。IP网络的任一个中的任何节点可根据IP协议与任何其它节点通信,只要这些节点的每一个具有IP地址。在此示例中,节点包括移动站2、第一RAN(无线电接入网)6、第二RAN 7、MSC(移动交换中心)8、第一PDSN(分组数据服务节点)路由器9、第二PDSN路由器10、归属代理(HA)11、DNS(域名系统)12、路由器13、和IP节点1。PDSN路由器9和10被设置在CDMA网络3与因特网4之间的边界上。路由器13被设置在LAN5与因特网4之间的边界上。
在本示例中,协议PPP(点对点协议)用于维护PDSN 9与移动站2之间的点对点会话。点对点会话涉及PDSN 9与RAN6之间的有线链路14以及RAN 6与移动站2之间的无线链路15。无线链路15也称为“话务信道”。最初,移动站(MS)使用PPP点对点会话来从PDSN 9请求IP地址。此IP地址将是该移动站的IP地址。只要此IP地址是全局唯一公共IP地址,MS 2就可与因特网上的任何其它IP节点联系。例如,如果MS 2具有一域名,则MS 2的IP地址可通过DNS服务器使用其域名来解析。当MS 2从PDSN 9获得其数字IP地址时,如果DNS服务器尚未具有这种映射,则其向DNS服务器12注册该数字IP地址。作为注册的结果,DNS服务器12维护字母域名与数字IP地址之间的映射。
接着,假定IP节点1希望与移动站2通信。IP节点1知道移动站的字母域名地址M1Sprint.com,但需要相对应的数字IP地址以便能够向MS 2发送IP分组。IP节点1上的DNS客户机由此对DNS服务器12执行所谓的DNS查询。此查询涉及向DNS服务器12呈递字母域名并请求该DNS服务器返回相对应的数字IP地址。由DNS服务器12执行的查找称为将字母域名“解析”成数字IP地址。当IP节点1获得数字IP地址时,其开始使用数字IP地址向MS 2传送IP分组。对于自IP节点1发送到MS 2的IP分组,数字IP地址是这些IP分组的IP报头中的目的地IP地址。
在移动网络中,当移动站并非进行通信时,通常不期望以活跃状态维护无线链路(称为话务信道)。当话务信道未被使用时使其保持活跃产生了非必要成本。然而,通常期望移动站不必仅因为话务信道静默就释放指派给其的IP地址。考虑MS 2被用于web浏览的情形。MS 2的用户将网页下载到MS 2,并在随后花费少量时间阅读该网页。然后,在一延迟之后,用户选择所下载的页面上的链接并随后继续下载相关联的网页以进行进一步的浏览。在阅读网页期间,如果指派给MS 2的IP地址被释放,则在用户选择用以下载另一网页的链接时,MS 2将必须重复建立PPP并从PDSN9获得新的IP地址的整个过程。为了获得新的IP地址,MS 2将必须建立到PDSN 9的新的PPP会话以便在其上将新的IP分组传送回MS 2。建立这种PPP会话会占用两秒或更多的秒数。因此,当MS 2休眠一段时间时,是话务信道而非PPP会话被释放,因此IP地址未被释放。IP地址到MS 2的指派被维护以使得当通信恢复以及话务信道被重新激活时,无需进行建立PPP会话和获得新的IP地址的过程。
当在阅读网页期间的情形中话务信道变得静默时,PDSN 9存储PDSN的PPP状态机的状态。PDSN 9将此状态信息与指派给MS 2的IP地址相关联地进行维护。MS 2存储移动站的PPP状态机的状态。由于PDSN 9和MS 2皆已存储了其相应PPP状态机的状态,因此在话务信道被重建时,PDSN将知道其PPP状态机应当是什么状态,并且移动站将知道其PPP状态机应当是什么状态。因此,当话务信道15在一休眠时间段之后被重建时,则可如同PPP会话并没有间断那样地继续使用PPP会话。由于相同的IP地址仍被指派给MS 2,MS 2可如之前那样传送IP分组而无需获得新的IP地址。这种跨多个话务信道实例化保持IP地址的能力常常被称为“休眠”。
休眠具有多个优点。首先,连接时间因新的PPP会话无需在每次重新建立话务信道时被建立而得以缩减。第二,休眠允许移动站保持其IP地址一较长时间。如果IP节点1希望与MS 2通信,且IP节点1知道MS 2的IP地址,则IP节点1可在话务信道静默的情况下向MS 2发送IP分组。IP分组被传送给PDSN 9,而PDSN 9将它们转发给称为PCF(分组控制功能)16的一中间功能。在此示例中,PCF 16是RAN 6的一部分。RAN 6包括RAN功能(无线电收发机和基站功能)17和PCF功能16。RAN 7包括RAN功能18和PCF功能19。
在PDSN 9与PCF 16之间有一隧道20,而在PCF 16与RAN功能17之间有另一隧道。对PDSN 9屏蔽关于MS 2的休眠的信息,但是PCF了解MS 2是否处于休眠。由于MS 2在此示例中处于休眠,因此PCF 16将消息发送给RAN功能17。此消息是用以让RAN功能17寻呼MS 2的指令。作为寻呼的结果,MS 2进行响应,话务信道被建立,并且MS 2开始通过该话务信道接收IP分组。
现在假定移动站的功率被回收,或出于某种其它原因移动站2中的PPP状态丢失,并且移动站2的IP地址被释放。PDSN 9可能不了解这种情况。为了处置类似此类情形,PDSN 9常常具有称为PDSN PPP INACTIVITYTIMER(不活动定时器)的不活动定时器。MS 2通过周期的使用PPP会话来刷新PPP不活动定时器以避免该定时器期满。如果定时器期满,则PDSN9清除移动站的PPP状态并假定MS 2不再活跃且可能不在具有IP地址。一旦PPP状态被清除,则IP节点1再也不能联系MS 2,因为IP节点1所持有的MS 2的IP地址不再被指派给MS 2。如果PDSN 9接收到发往移动站的IP地址的分组,则PDSN将不转发IP分组,因为PDSN 9不再具有关于到MS 2的PPP会话的状态信息。
并且PDSN通常仅有足以维护固定数目的PPP休眠状态的存储器资源。如果超过了这一数目个PPP状态,则PDSN可能会以FIFO方式清除最老的PPP状态——即使它们的不活动定时器还未期满。如果到MS 2的PPP会话的PPP状态由于这一原因而被清除,则IP节点1不能联系MS 2。
一种解决休眠的限制的尝试涉及采用使用SMS(短消息服务)服务的带外消息。尽管在MS 2处于活跃状态或休眠状态且PDSN 9具有为该MS 2存储的PPP状态信息的情况下可能联系到MS 2,但是IP节点1不能关于MS 2的休眠状态作出保证。因此,IP节点1首先尝试向MS 2发送些什么。如果MS 2响应,则MS 2可能是休眠或活跃的,并且IP节点1可以正常方式与MS 2通信。另一方面,如果MS 2未响应,则IP节点1向MS 2发送SMS消息。SMS消息类型是MS 2建立IP分组呼叫、从PDSN 9获得IP地址、以及随后使IP地址可为IP节点1所用以使得IP节点1可开始向该IP地址发送分组的请求。关于这种技术的问题是其依赖于“带外”机制。“带外”意味着其并非IP会话的一部分。SMS是非IP服务。由于通常要求移动站2中必须有用于从一个协议接收通信并在随后使用另一协议发送通信或反之的专用软件,因此使用带外服务是不理想的。另外,由于SMS消息投递并非即时的,因此使用SMS可涉及相当大的延迟量。
移动IPv6的背景
当如上所述MS 2由PDSN 9指派数字IP地址时,IP地址在地理上被连结到PDSN。图2(现有技术)示出了数字IPv4和IPv6地址。数字IP地址具有两个部分。第一部分是标识网络的网络ID部分。第二部分是标识网络上的设备的主机ID部分。当IP分组被路由时,它们基于IP地址的网络ID部分被路由。在路由器上接收IP分组,并且该路由器检查IP报头中目的地地址的网络ID。路由器咨询路由表以确定如何将IP分组转发到另一路由器上以使得IP分组更接近目的地网络。在本示例中,每个PDSN实际上与单独的网络相关联。然而,两个PDSN和两个RAN可由同一蜂窝电话承运商(例如,Sprint)所拥有。两个PDSN 9和10的网络因此统称为IP网络3。
考虑MS 2在移动使得其不再与RAN 6进行无线通信而是正与RAN7进行无线通信的情形。MS 2不再与RAN 6通信而是与RAN 7通信。MS 2被指派一新的IP地址。MS 2的新的IP地址的网络ID因此从PDSN 9的网络ID变为PDSN 10的网络ID。如果IP节点1已使用具有由PDSN 9服务的网络的网络ID的旧IP地址建立与MS 2的IP通信,随后MS 2移动使得MS 2不再处于由PDSN 9服务的网络中而是处于由PDSN 10服务的网络中,则自IP节点1发送的IP分组不再到达MS 2。这是因特网中的普遍的一个问题,因为最初因特网主要被设计成处理在地理上固定的节点。
为了解决这个问题,开发了移动IP。图3(现有技术)示出了移动IP。移动IP涉及称为“归属代理”11的IP节点。在本示例中,归属代理11由蜂窝网络3的运营商来运营。在移动IPv6中,移动站总是具有一个不管移动站在哪里漫游都与该移动站相关联的IPv6地址(称为归属IPv6地址或HoA)。归属代理11将HoA 24指派给MS 2。当移动站2与PDSN 9通信时,也从PDSN 9对其指派称为“转交地址”(CoA)的另一IPv6地址。此CoA 25是以上所讨论的通过PPP会话接收自PDSN 9的IPv6地址。MS2如上所述从PDSN 9获得CoA,并在随后其使用该CoA与归属代理11通信以获得其HoA。
当MS 2与归属代理11通信时,其向归属代理11注册CoA 25以使得归属代理11将CoA 25与HoA 24绑定,如图3中所示。PDSN 9在其路由表中维护CoA 25到MS 2的PPP会话的映射。假定现在IP节点1试图向MS 2发送IP分组,并且在此系统中,IP节点1知道MS 2的IP地址是HoA。IP分组因此被从IP节点1路由到归属代理11。然而,归属代理11具有HoA与CoA之间的绑定,因此归属代理11将IP分组隧穿到CoA。“隧穿”意味着归属代理获取去往HoA的IP分组,并将它们封装在用CoA作为目的地IP地址和用归属代理11的IP地址作为源IP地址的另一IP报头中(参见图3A和3B)。在此情形中,CoA是由PDSN 9指派给MS 2的IP地址。IP分组因此被路由到PDSN 9。PDSN 9在其路由表中具有此CoA与到MS 2的PPP链路之间的映射。PDSN因此通过其PPP会话将这些经隧穿的IP分组转发给MS 2。一旦MS 2接收到经隧穿的分组,就解封由作为目的地的CoA与作为源地址的归属代理IP地址构成的外部IP报头。其在随后查看由作为目的地的HoA和作为源地址的IP节点1的IP地址构成的内部IP报头,并将其沿协议栈向上发送给针对这些分组注册的应用。
接着,假定MS 2在移动使得其不再处于由PDSN 9服务的网络中而是正处于由PDSN 10服务的网络中。在图4中示出了这种情形(现有技术)。MS 2建立与RAN 7的通信、建立与PDSN 10的PPP会话、并通过上述过程从PDSN 10处获得新的CoA 26。MS 2随后向归属代理11注册,以使得归属代理将移动站的HoA 24映射到新的CoA 26。PDSN 10在其路由表中维护此CoA 26到移动站2的PPP会话的映射。归属代理11中的映射由此被更新。当归属代理11从IP节点1处获得发往移动站的后继IP分组时,归属代理11使用其绑定查找到对应PDSN 10的CoA 26。归属代理11将IP分组隧穿至CoA 26。当PDSN 10接收到这些经隧穿的分组时,其查找与新的CoA 26相关联的PPP会话。PDSN 10随后通过PPP会话将IP分组转发到移动站2。当分组到达MS 2时,其解封外部报头并将内部IP分组沿协议栈向上发送给针对这些分组注册的应用。内部IP分组的源(IP节点1的IP地址)和目的(HoA 24)IP地址在MS 2从PDSN 9移至PDSN 10时并不改变。因此,MS 2已从RAN 6成功地漫游到RAN 7(或从PDSN 9漫游到PDSN 10)而不间断IP节点1与MS 2之间的IP数据呼叫。
在此移动IP示例中,在归属代理11中总是需要在MS 2的HoA与正确的CoA之间进行绑定以使得该归属代理11可将IP分组转发到移动站当前正与之通信的PDSN。常常担心维持PDSN的承运商无力为可能正使用其蜂窝电话网络的每个潜在可能的蜂窝电话用户提供用以维持一个PPP会话(以及由此的IP地址)的资源。而且,PDSN可能不具有无限期地为移动节点维持PPP会话(以及由此的相关联的CoA)的能力。因此,在某一段不活动时间之后,休眠PPP状态由PDSN来终止。为了确保归属代理不继续保持无效的绑定(即,CoA可能不再被指派给移动节点),归属代理通常具有用于标识在比预定时间量更长的时间段内未被更新或刷新的绑定的不活动定时器。如果不活动定时器期满,则对此移动节点2的绑定被清除。然而,如果归属代理清除了绑定,则不能再联系到移动站。
概述信息
当移动站(MS)在移动IPv6网络中的归属代理(HA)中的绑定期满(例如,由于MS休眠了过长的时间)时,HA在随后执行编码方法以从MS的国际移动站标识符(IMSI)生成接口标识符(IID)。HA更新HA中关于MS的归属地址(HoA)的绑定。经更新的绑定将MS的归属地址(HoA)绑定到称为移动关联推式(push)转交地址(MAP-CoA)的专用转交地址,其中MAP-CoA的主机ID部分是IID,并且其中MAP-CoA的网络ID部分是专用网络前缀。当在HA处接收到发往MS的IP分组时,HA通过发送去往MAP-CoA的IP分组(例如,ICMP查验分组)作出响应,该分组又被路由到服务该专用网络前缀的特定PDSN。PDSN识别该专用网络前缀,并使用解码方法来从MAP-CoA的主机ID恢复IMSI,并使用该IMSI来寻呼MS。此寻呼采用移动IP网络中支持的标准寻呼机制。MS通过建立IP分组数据呼叫、从PDSN(例如,移动站现在已漫游至的另一PDSN)获得新的转交地址、以及随后将该新的转交地址与其在HA中的HoA绑定来对寻呼作出响应。HA中关于MS的绑定现在将HoA绑定到新的转交地址而非MAP-CoA。发往MS的后继IP分组在HA处被接收,并以标准移动IPv6方式使用新的转交地址从HA传达给MS。有益地,IP分组可根据不活动MS的HoA被发送到该不活动MS而无需使用诸如SMS的带外信令。(不活动MS是不具有有效PPP状态或不具有活跃话务信道(因此没有IP地址)的移动节点。活跃MS是具有有效PPP状态和活跃话务信道两者的移动节点。休眠MS是具有有效PPP状态但不具有活跃话务信道的移动节点)。
在以下详细描述中描述附加实施例和细节。本概述并非旨在定义本发明。本发明是由权利要求来定义的。
附图简述
图1(现有技术)是示出IP(网际协议)网络中的休眠的示例的示图。
图2(现有技术)是示出域名及其相对应的数字IP地址(IPv4和IPv6)的示图。
图3(现有技术)示出移动站与IP节点之间的移动IP通信。
图3A(现有技术)示出IP分组。
图3B(现有技术)示出隧穿图3A的IP分组的示例。
图4(现有技术)示出在移动站移动之后的图3A的网络。
图5是根据一个新颖实施例的归属IP地址(HoA)的示图。
图6是根据图5的新颖实施例的称为MAP-CoA的新类型的转交IP地址的示图。
图7-12是新颖方法中处于各个阶段的移动IP网络的示图。
图7是示出归属代理中关于移动站的的绑定的示图。
图8是示出来自IP节点的IP分组经由PDSN并去往移动站的通信的示图。
图9是示出当关于移动站的绑定期满时归属代理中的绑定如何变化的示图。所例示的示例中绑定期满是因为移动站移动使得其现在处于连接到第二PDSN而非第一PDSN的RAN中。然而,移动站在移动时不建立新的PPP连接和刷新其绑定。因此,在归属代理处绑定期满。
图10是示出接收从IP节点到归属代理上的后继IP分组如何导致移动站被寻呼的示图。
图11是示出移动站响应于被寻呼如何建立IP分组数据呼叫、获得新的转交IP地址、以及向归属代理注册新的转交IP地址,由此更新归属代理中关于移动站的绑定的示图。
图12是示出从IP节点传送到移动站的归属IP地址的后继IP分组经由归属代理、经由第二PDSN(移动站现在与之进行无线通信的PDSN)传送并到达移动站的示图。
图13是结合图7-12阐述的新颖方法的流程图。
详细描述
图5是根据一个新颖实施例的归属IP地址(HoA)100的示图。采用移动IP使得移动站具有相关联的归属IP地址(HoA)。HoA 100包括网络ID部分101和主机ID部分102。根据本实施例,HoA的主机ID部分102是基于IMSI的“接口标识符”(IID)。移动站具有称为国际移动站标识符(IMSI)的唯一标识号。IID是从移动站的IMSI导出的。如果IMSI被提供作为编码功能的输入,则从该编码功能输出与IMSI相关联的HoA的主机ID部分102。类似地,如果HoA的主机ID部分102被提供作为编码功能的输入,则从该编码功能输出相关联的IMSI。尽管有许多可被使用的合适的编码和解码功能,但是HoA的主机ID部分102与移动站的IMSI之间应当有一对一的映射。
如果对于移动站,在归属代理中没有HoA到CoA的绑定(例如,如果移动站漫游但无法向归属代理注册新的CoA),或者如果归属代理中HoA到CoA的绑定期满(例如,如果移动站未刷新归属代理中的绑定),或者如果归属代理中HoA到CoA的绑定被去除(例如,由于与休眠的移动站通信的PDSN确定该PDSN不具有足以为每个休眠的移动站保持一绑定并切断与移动站的通信由此防止该移动站刷新其在归属代理中的绑定),则根据目前所讨论的新颖实施例的归属代理不是完全去除绑定而是创建专用“移动关联推式转交IP地址”(MAP-CoA)并将该MAP-CoA绑定到移动站的HoA。
图6是根据目前所述的实施例的MAP-CoA 103的示图。MAP-CoA(也称为“推式转交IP地址”)具有两个部分:网络ID部分104和主机IP部分105。MAP-CoA的网络ID部分104是承运商的网络内的PDSN的专用“推式网络ID”。MAP-CoA可与承运商的网络中的任何PDSN相关联以使得该PDSN具有一个或多个其所服务的网络ID以及专用“推式网络ID”。推式网络ID不一定标识PDSN自身所服务的网络,而是一个对于服务该推式网络ID的PDSN而言具有专用的预定义意义的代码(也称为“推式前缀”)。MAP-CoA的主机ID部分105是HoA的主机ID部分的副本。因此,它是使用移动站的IMSI生成的IID。
以下结合图7的移动IP网络系统拓扑来描述涉及图6的专用MAP-CoA103的新颖方法。在图7中,IP节点106希望与移动站107(例如,蜂窝电话)进行IP分组数据通信。IP分组通信是通过包括LAN 108、因特网109和CDMA网络110的IP网络发生的。在本示例中,CDMA网络110是实现了MIPv6的3GPP2(第三代合作伙伴计划2)系统。然而,这种方法同样可应用于诸如部署IPv6的GPRS和3GPP移动网络的其它系统,其中GGSN取代以上示例中的PDSN。CDMA网络110通过PDSN路由器111和112耦合至因特网109。CDMA网络110包括MSC 141。LAN 108通过路由器113耦合至因特网109。PDSN 111经由有线连接114与RAN 115通信。如果移动站107是与RAN 115进行无线通信,则点对点PPP会话可在移动站107与PDSN 111之间建立。这种PPP会话可通过移动站107与RAN115之间的无线链路116以及RAN 115与PDSN 111之间的有线链路114来建立。类似地,如果移动站107是与第二RAN 117进行无线通信,则点对点PPP会话可在移动站107与PDSN 112之间建立。这种PPP会话可通过移动站107与RAN 117之间的无线链路(未示出)以及RAN 117与PDSN112之间的有线链路118来建立。RAN 115包括PCF功能119和RAN功能120。RAN 117包括PCF功能121和RAN功能122。DNS服务器123和归属代理124是因特网109中的IP节点。
根据正在描述的新颖方法,PDSN 111服务两个网络ID。第一网络ID是如上所述的关于RAN 115的网络ID。第二网络ID是如上所述的专用“推式网络ID”。
图8示出了IP分组从IP节点106到移动站107的传输。为了向移动站107发送IP分组,IP节点106可根据移动IP协议向移动站107的HoA发送IP分组。这由图8中的箭头130示出。当在归属代理124处接收到发往HoA的IP分组时,归属代理124咨询关于HoA 128的绑定,并标识与HoA 128相关联的CoA 129。归属代理124随后将IP分组隧穿到CoA 129。为了执行这种隧穿,归属代理124获取传入IP分组,并用其中报头中的目的地IP地址是CoA 129的IP报头封装该分组。由于CoA的网络ID部分是由PDSN 111服务的网络的网络ID,因此归属代理124使用常规IP路由表过程来将IP分组路由到PDSN 111上。此隧穿由图8中的箭头131示出。PDSN 111是“服务”CoA目的地地址的网络ID的路由器。PDSN 111具有CoA到通往移动站107的PPP会话的映射。PDSN 111使用此映射来标识PPP会话,并在随后通过所标识的PPP会话来将IP分组转发到移动站107。这由图8中的箭头132示出。
图9示出了归属代理124内关于移动站107的绑定期满的后续事情。绑定127可能由于移动站107的休眠的延长而期满。绑定127也可出于其它原因而期满。在目前所述的示例中,绑定127因移动站107移动使得其不再与RAN 115进行无线通信而是与RAN 117——该RAN 117并不连接到PDSN 111——进行无线通信而期满。然而,移动站107无法与PDSN 112建立新的PPP会话以及更新或刷新归属代理124处的绑定127中的CoA。当在一段预定时间内绑定127未被更新或刷新时,归属代理124内的不活动定时器期满。与归属代理124完全删除绑定127不同,根据当前所述的新颖方法的归属代理124创建MAP-CoA 103并将移动站107的HoA绑定到MAP-CoA 103。归属代理124的CPU执行存储在计算机可读介质上的计算机可执行指令集,由此生成MAP-CoA并将该MAP-CoA存储到归属代理124的数据存储机构中。在图9的绑定127中示出MAP-CoA 103。
图10示出在MAP-CoA 103已被绑定到归属代理中的HoA 128之后IP数据呼叫的后继IP分组自IP节点106被接收到归属代理124上的后续事情。后继IP分组被接收到归属代理124上是通过图10中的箭头133来示出的。IP分组是根据移动IP协议发送给移动站107的(HoA)。当在归属代理124处接收到发往HoA的IP分组时,归属代理124咨询关于HoA 128的绑定并标识与该HoA 128相关联的MAP-CoA 103。
归属代理在随后发出具有MAP-CoA目的地地址的IP分组。可使用ICMP-ECHO(查验(ping))。在目前所述的示例中,归属代理124将IP分组隧穿到MAP-CoA 103。为此,归属代理124获取传入分组,并用其中报头中的目的地IP地址是MAP-CoA 103的IP报头来封装该分组。由于MAP-CoA 103的网络ID部分是由PDSN 111服务的网络ID,因此路径中的归属代理124和其它路由器使用常规IP路由表过程来将IP分组路由到PDSN 111上。这由图10中的箭头134示出。PDSN 111是“服务”此示例中的MAP-CoA目的地地址的网络ID的路由器。服务MAP-CoA的网络ID的PDSN也可以是网络中的某一其它PDSN。
归属代理124或者缓冲随后接收自IP节点106的IP分组或者根据归属代理124中的本地策略设置丢弃它们直至归属代理124接收到针对移动站的HoA的绑定更新。
PDSN 111接收具有MAP-CoA的目的地地址的IP分组、查看IP分组的MAP-CoA目的地IP地址的网络ID部分、以及识别专用推式网络ID。PDSN 111知道此推式网络ID并非由PDSN 111服务的包含RAN 115的网络,而是具有专用意义的代码。由于专用推式网络ID,因此PDSN 111知道目的地移动站107的IMSI可从IP分组的MAP-CoA目的地IP地址的主机IP部分获得。PDSN 111因此提取IP分组的MAP-CoA目的地IP地址的主机ID部分并使用预定解码方法来确定IMSI。
一旦PDSN 111已确定IMSI,PDSN 111就与PCF 119通信并指令PCF119用此IMSI寻呼特定的移动站。这由图10中的箭头135示出。根据CDMA2000信令,MSC 141保持对每个移动站在CDMA网络110中处于何处以及其IMSI是什么的跟踪。PCF 119使用标准IS41信令过程来与MSC 141通信并让MSC 141经由移动站现在正与之通信的RAN寻呼移动站107。在本示例中,正与移动站107通信的RAN是RAN 117。MSC 141因此向RAN 117发送指令RAN 117寻呼移动站107的消息。此消息的发送由图10中的箭头136示出。
图11示出了后续事情。当移动站107被RAN 117寻呼时,是用建立IP分组呼叫(在3GPP21x网络的情形中,为SO33或服务选项333)的请求来对其进行寻呼的。移动站107根据移动IPv6协议建立IP分组数据呼叫、从PDSN 112获得新的CoA 125、以及在归属代理124的绑定127中将新的CoA 125与其HoA 128绑定。图1中的绑定127示出了移动站107的HoA 128被绑定到新的CoA 125。绑定127的更新由图11中的箭头137示出。
图12示出了IP数据呼叫的后继IP分组自IP节点106被传送并被发往移动站107的HoA的后继操作。这些IP分组被接收到归属代理124上。这由图12中的箭头138示出。在标准移动IP方式中,归属代理124咨询其绑定127、查找与HoA 128(传入IP分组的IP报头中的目的地IP地址)相关联的CoA 125、以及将该IP分组隧穿到CoA 125。在本示例中,IP分组被路由到PDSN 112。这由图12中的箭头139示出。PDSN 112在其路由表中具有CoA 125到移动站PPP会话的映射。在PDSN 112处接收到的分组的目的地IP地址是移动站107的CoA 125。PDSN 112咨询其路由表、标识与CoA 125相关联的PPP会话、并在随后通过正确的PPP会话将IP分组转发到移动站107。这由图12中的箭头140示出。
图13是以上所述的新颖方法中简化步骤的流程图。最初(步骤200),归属代理中关于移动站的绑定例如由于归属代理中的不活动定时器期满而将被丢弃。
归属代理(步骤201)应用编码方法以从移动站的IMSI生成接口标识符(IID)。执行编码方法以使得特定IMSI被编码成特定IID,并且使得特定IID可被解码方法解码以恢复该特定IMSI。IID的值与IMSI的值之间一对一对应。
归属代理(步骤202)维护并更新归属代理中关于移动站的归属地址(HoA)的绑定,以使得HoA现在被绑定到移动站的专用转交地址(MAP-CoA),其中MAP-CoA的主机ID部分是IID,并且其中MAP-CoA的网络ID部分是告知PDSN该主机ID部分是可用于恢复IMSI的IID的专用代码。该专用代码是由该PDSN服务的网络ID。
发往移动站的HoA的IP分组被接收(步骤203)到归属代理中。作为响应,归属代理将IP分组隧穿到MAP-CoA的目的地IP地址。分组被路由到服务该专用代码(专用主机ID)的PDSN。
PDSN接收其目的地IP地址是MAP-CoA的IP分组并使用解码方法(步骤204)来从MAP-CoA的主机ID部分恢复IMSI。在某些实施例中,PDSN内的专用功能接收MAP-CoA并使用解码方法来恢复IMSI。在其它实施例中,PDSN的另一部分接收MAP-CoA并使用解码方法来恢复IMSI。无论PDSN的结构如何,解码方法是以上结合步骤201所述的编码方法的逆过程。
PDSN随后使用经恢复的IMSI来通过无线通信系统所支持的任意寻呼机制促使移动站被寻呼(步骤205)。
响应于被寻呼,移动站(步骤206)与PDSN通信(例如,移动站已漫游至的另一PDSN)、建立IP分组数据呼叫、以正常方式从PDSN处获得新的转交地址CoA、以及向归属代理注册该新的CoA。新CoA的注册更新归属代理中关于移动站的HoA的绑定,以使得该HoA不再被绑定到MAP-CoA而是现在被绑定到新的CoA。
以上所述的新颖方法的优点可包括:1)从网络上正试图与移动站进行IP呼叫的另一节点的角度来看,其它节点仅需要了解归属IP地址(HoA)就能够向移动站发送IP分组。其它节点从不需要发送SMS或使用某种其它带外机制来联系移动站。2)从承运商的角度来看,承运商无需为移动站保留无限制的转交地址,相反,承运商可仅指派IP地址一较短持续时间。如果移动站在比大致预定时间更长的时间内未使用该IP地址,则承运商在了解如果网络上的另一节点试图在稍后与移动站通信、移动站仍可被寻呼以使得其可获得新的转交地址并继续与该其它节点通信的情况下,可释放资源。3)系统软件由于无需在IP通信与带外通信之间接口而被简化。
PDSN动作的特定示例:
以下阐述了在PDSN接收到在IP目的地地址中具有专用“推式前缀”代码的IP分组时执行的方法的特定示例:
1.PDSN保存目的地地址并丢弃该分组。PDSN启动“寻呼堵塞定时器”。
2.PDSN在由“寻呼堵塞定时器”指定的可配置时间段内忽略所接收到的、具有相同目的地址的任何其它分组。
3.PDSN使用解码方法来从目的地地址的IID(主机ID部分)恢复IMSI。
4.PDSN经由A11/A9信令将该IMSI转发到RAN。
5.如果移动站处于同一RAN中,则该移动站由RAN使用标准IS-41/cdma2000信令过程来寻呼。
6.如果移动站并非处于同一RAN,则移动站经由MSC来定位并由当前RAN(移动站当前正与之通信)使用标准IS-41/cdma2000信令过程来寻呼。
7.用于寻呼移动站的服务选项(SO)可以是告知移动站发起分组数据呼叫并向归属代理注册其新的CoA(在建立了新的呼叫之后获得)的标准SO33或任何其它SO。
8.一旦归属代理获得新的绑定,归属代理就开始将将接收到的针对移动站的归属代理(HoA)的分组隧穿到绑定中新的CoA。
当“寻呼堵塞定时器”期满,随后一旦PDSN接收到在其IP目的地地址中具有专用“推式前缀”代码的分组就跟随步骤1-8。以上步骤1-8确保无论归属代理中是否存在关于移动站的有效绑定移动站总是可根据归属地址(HoA)到达。
编码方法的特定示例:
以下描述了一种藉由其从IMSI确定IPv6接口ID的编码方法。通过使该编码方法称为众所周知的方法,知道移动站的IMSI的任何人可导出接口标识符(IID)且反之亦然。
归属代理从移动站的归属地址(HoA)获得其IMSI。IMSI是15位数。当被编码成二进制编码的十进制(BCD)数时,这变成六十比特二进制数。例如,如果IMSI是十进制形式的数:003(MCC)-008(MNC)-586584628(MSIN),则BCD 编码是以下六十比特的数:0000-0000-0011-0000-0000-1000-0101-1000-0110-0101-1000-0100-0110-0010-1000。接口标识符(IID)是64比特的数,这可通过如下在BCD表示的IMSI的第一和第二半字节之间插入四比特“0000”来得到:0000-0000-0000-0011-0000-0000-1000-0101-1000-0110-0101-1000-0100-0110-0010-1000。注意:第七比特(通用/本地)的比特被设置成零以指示本地范围。此64比特的接口标识符(IID)如下表达为十六进制:0003:0085:8658:4628或3:85:8658:4628。由于被指派给蜂窝设备的IMSI是唯一的,因此从移动站的IMSI获得的IID不仅在服务提供商的领域内是唯一的而且跨多个服务提供商的领域也是唯一的。
尽管以上出于指导目的描述了某些特定实施例,但是本发明并不限于此。尽管以上描述了工作在3GPP2网络中的新颖方法的一示例,但是该新颖方法同样可应用于部署移动IPv6的任何移动网络。除进行等待直至不活动定时器期满才生成MAP-CoA之外,MAP-CoA可被预先生成以使得响应于不活动定时器的期满预先存在的MAP-CoA被绑定到HoA(生成绑定)。尽管以上描述了涉及IP电话的示例,但是新颖方法通用地应用于IP通信,且无需涉及电话或IP语音电话。因此,可实践所描述的特定实施例的各种更改、改编和各个特征的组合而不背离如权利要求中所阐述的本发明的范围。
Claims (22)
1.一种用于通信的方法,包括:
在移动站的归属地址与所述移动站的第一转交地址CoA之间的第一绑定期满时,在移动IP系统的归属代理中为所述移动站维护绑定,所述绑定在所述移动站的所述归属地址与所述移动站的第二CoA之间,其中所述第二CoA包括网络ID部分和主机ID部分,所述网络ID部分包括专用代码,服务所述专用代码的分组数据服务节点PDSN接收其目的地IP地址是所述第二CoA的IP分组并使用解码方法来从所述第二CoA的所述主机ID部分恢复所述移动站的标识号,以及使用所述标识号来寻呼所述移动站。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述主机ID部分与所述移动站的所述标识号具有一对一的对应。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述移动IP系统是移动IPv6系统,并且其中所述第二CoA是推式转交地址MAP-CoA。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述标识号是国际移动订户身份IMSI。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
将发往所述移动站的所述归属地址的IP分组接收到所述归属代理中,并作为响应传达具有所述第二CoA作为目的地的第二IP分组;
将所述第二CoA接收到分组数据服务节点PDSN中并在所述PDSN中使用所述解码方法以从所述第二CoA恢复所述标识号;以及
使用所述标识号来寻呼所述移动站。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述传达是通过将所述IP分组隧穿到所述第二CoA来实现的。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述主机ID部分是标识符,所述方法还包括:
在所述PDSN中,检测到所述网络ID部分为所述专用代码;以及
响应于所述检测,在所述PDSN中使用所述解码方法以从所述第二CoA恢复所述标识号。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述移动站响应于所述寻呼发起分组数据呼叫、获得新的CoA、以及向所述归属代理注册所述新的CoA以使得所述归属代理中的所述绑定现在绑定所述移动站的所述归属地址和所述新的CoA。
9.一种用于通信的方法,包括:
在移动站的归属地址与所述移动站的第一转交地址CoA之间的第一绑定期满时,生成绑定,其中所述绑定是在所述移动站的所述归属地址与所述移动站的第二CoA之间,其中所述第二CoA包括网络ID部分和主机ID部分,所述网络ID部分包括专用代码,服务所述专用代码的分组数据服务节点PDSN接收其目的地IP地址是所述第二CoA的IP分组并使用解码方法来从所述第二CoA的所述主机ID部分恢复所述移动站的标识号,以及使用所述标识号来寻呼所述移动站。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述标识号是国际移动订户身份IMSI。
11.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述移动站具有国际移动订户身份IMSI,并且其中所述主机ID部分是从所述移动站的所述IMSI生成的数。
12.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述第二CoA在所述生成绑定的步骤之前即存在,并且其中所述生成绑定的步骤是将所述第二CoA绑定到所述归属地址的步骤。
13.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述专用代码是可用于确定所述主机ID部分指示所述移动站的所述标识号的代码。
14.如权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括:
维护一定时器,其中所述定时器期满,并且其中所述生成绑定的步骤响应于所述定时器的所述期满而发生。
15.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述移动站具有国际移动订户身份IMSI,所述方法还包括:
将所述第二CoA传达给网络上的节点,所述节点从所述主机ID部分导出所述移动站的所述IMSI。
16.一种用于维护与漫游移动站MS通信的系统,所述系统包括:
归属代理HA,它在所述MS的归属地址与所述MS的第一转交地址CoA之间的第一绑定期满时为所述MS维护一绑定,所述绑定包括第二CoA,所述第二CoA包括第一部分和第二部分,所述第一部分包括专用代码;
服务所述专用代码的分组数据服务节点PDSN,所述PDSN能用于接收来自所述HA的具有所述第二CoA作为目的地的数据分组并使用解码方法从所述第二部分导出所述MS的标识号,以及使用所述标识号促使所述MS被寻呼。
17.如权利要求16所述的系统,其特征在于,还包括分组控制功能PCF、移动交换中心MSC和无线电接入网RAN,其中所述PDSN通过指令所述PCF寻呼由所述标识号标识的所述MS来促使所述MS被寻呼,并且其中所述PCF进而促使所述MSC经由所述RAN寻呼所述MS。
18.如权利要求16所述的系统,其特征在于,所述标识号是国际移动订户身份IMSI。
19.一种移动IP系统,包括:
用于在移动站的归属地址与所述移动站的第一转交地址CoA之间的第一绑定期满时生成绑定的装置,所述绑定是在所述移动站的所述归属地址与所述移动站的第二CoA之间,其中所述第二CoA包括网络ID部分和主机ID部分,所述网络ID部分包括专用代码,服务所述专用代码的分组数据服务节点PDSN接收其目的地IP地址是所述第二CoA的IP分组并使用解码方法来从所述第二CoA的所述主机ID部分恢复所述移动站的标识号,以及使用所述标识号来寻呼所述移动站;以及
数据存储机构,它存储所述绑定。
20.如权利要求19所述的移动IP系统,其特征在于,所述用于生成绑定的装置是执行编码方法以使得国际移动订户身份IMSI被转换成所述主机ID部分的处理器。
21.如权利要求20所述的移动IP系统,其特征在于,所述处理器是所述移动IP系统的归属代理的处理器,并且其中所述数据存储机构是所述归属代理的数据存储部分,所述数据存储部分是从由以下构成的组中选出的存储类型:半导体存储器、磁存储介质、磁硬盘、光存储介质、一定量的分布式网络存储。
22.如权利要求19所述的移动IP系统,其特征在于,所述移动IP系统是移动IPv6系统,并且其中所述第二CoA是推式转交地址MAP-CoA。
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