CN101406022B

CN101406022B - 电信系统和方法

Info

Publication number: CN101406022B
Application number: CN200780009685.4A
Authority: CN
Inventors: 陈晓保
Original assignee: Orange SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: GB2434505A; EP1974524A1; US8570937B2; EP2421288A3; EP2421288A2; GB0601026D0; US20090201852A1; EP1974524B1; ATE532309T1; CN101406022A; GB2434505B; WO2007083113A1

Abstract

配置一种电信系统以利用因特网协议提供到移动节点的移动通信会话。该电信系统包括含有所述移动节点的归属代理的归属分组数据网络、以及拜访分组数据网络。所述归属分组数据网络或所述拜访分组数据网络其中之一包括分组数据网关，用于控制往来于所述归属分组数据网络和所述拜访分组数据网络之间的因特网分组的通信。当所述移动节点从所述归属分组数据网络改为隶属于所述拜访分组数据网络时，所述移动节点被配置为经由所述分组数据网关向对端节点通信对端节点绑定更新因特网分组。所述对端节点绑定更新因特网分组提供所述移动节点在所述归属分组数据网络和所述拜访分组数据网络内的转交地址。所述分组数据网关被配置为与所述移动节点的转交地址相关联地存储所述移动节点的归属地址，通过用所述分组数据网关的地址替换所接收的对端节点绑定更新因特网分组中的转交地址来改写所述对端节点绑定更新因特网分组，并所述对端节点通信已改写的对端节点绑定更新因特网分组。所述对端节点因而接收以所述分组数据网关作为转交地址的对端节点绑定更新因特网分组。于是，当所述对端节点利用所述分组数据网关的转交地址与所述移动节点通信时，所述分组数据网关能够改写所接收的因特网分组，用所述移动节点的转交地址替换所述分组数据网关的地址作为目的地地址。从而，虽然已经发生路由优化处理，但是因特网分组仍然经由所述分组数据网关路由。

Description

电信系统和方法

技术领域

本发明涉及能够利用因特网协议提供到移动节点的移动通信会话的电信系统，其中所述移动节点从归属分组数据网络改为隶属于拜访分组数据网络。

本发明还涉及用于在移动节点从归属分组数据网络改为隶属于拜访分组数据网络时利用因特网协议提供到所述移动节点的移动通信会话的方法。

背景技术

分组数据网络以往来于通信设备或节点之间的因特网分组的形式为通信数据提供手段。分组数据网络可以为使用例如无线接入接口与节点(一般称为移动节点)移动通信提供手段，其允许通信设备节点在由网络提供的无线覆盖区域内移动。例如，通用分组无线业务(GPRS)是由第三代计划伙伴组织(3GPP)开发的电信标准，其为经由无线接入接口通信因特网分组提供手段。可以使用全球移动通信系统(GSM)或通用移动电信系统(UMTS)骨干网络来形成GPRS网络。GPRS提供对面向分组的业务的支持并尝试优化使用因特网协议(IP)的分组数据通信的网络和无线资源。

因特网工程任务组(IETF)是负责开发用于促进经由因特网的通信的因特网协议的团体。例如，一种得到充分确立的因特网协议就是因特网协议版本4(IPv4)，其已经被开发和标准化用于个人计算机接入因特网。IETF还开发了称为因特网协议版本6(IPv6)的进一步的标准，其在便于移动通信、以及增加的用于用户设备的地址选择方面与IPv4相比提供了改进。IPv6标准是为路由优化提供手段的标准的示例，其中不需要经由移动节点的归属代理来路由将要在该移动节点与对端节点之间通信的因特网分组。然而，如果使用诸如GPRS网络的分组数据网络来通信因特网分组，则这样的路由优化例程可能与GPRS网络的操作不兼容。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种能够利用因特网协议提供到移动节点的移动通信会话的电信系统。该电信系统包括归属分组数据网络，其能够在所述移动节点隶属于所述归属分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话。所述归属分组数据网络包括所述移动节点的归属代理。所述电信系统还包括拜访分组数据网络，其能够在所述移动节点隶属于所述拜访分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话。所述归属分组数据网络或所述拜访分组数据网络其中之一包括分组数据网关，用于控制往来于所述归属分组数据网络和所述拜访分组数据网络之间的因特网分组的通信。当所述移动节点从所述归属分组数据网络改为隶属于所述拜访分组数据网络时，所述移动节点能够经由所述分组数据网关向对端节点通信对端节点绑定更新因特网分组。所述对端节点绑定更新因特网分组提供所述移动节点在所述拜访分组数据网络内的转交地址、以及所述移动节点的归属地址。所述分组数据网关能够与所述移动节点的转交地址相关联地存储所述移动节点的归属地址，通过用所述分组数据网关的地址替换所接收的对端节点绑定更新因特网分组中的转交地址来改写所述对端节点绑定更新因特网分组，并向所述对端节点通信已改写的对端节点绑定更新因特网分组。

本发明的实施例为允许在移动节点已经从该移动节点的归属分组数据网络漫游到拜访分组数据网络之后由该移动节点控制分组数据网络的资源提供手段。利用分组数据网关提供通信资源的控制。然而，为了让分组数据网关控制归属分组数据网络与移动节点所附属的拜访分组数据网络之间的因特网分组的通信，必须将移动节点在拜访分组数据网络中通信的因特网分组配置为通过分组数据网络进行路由。

因特网协议版本6(IPv6)是提供路由优选的因特网协议的示例，其允许移动节点与对端节点无需经由归属代理而进行通信。为此，从拜访网络中的移动节点向对端节点通信对端节点绑定更新因特网分组，其向对端节点提供拜访网络中移动节点的转交地址。使用该转交地址，对端节点能向移动节点通信因特网分组而无需经由该移动节点的归属代理发送这些因特网分组，由此改善了通信效率。但是如果因特网分组不通过归属代理，则它们将不经过分组数据网关。

为了安排适应路由优化处理，同时确保从对端节点通信的因特网分组经分组数据网关通过，本发明的实施例安排对端节点绑定更新因特网分组，其由移动节点发送以经由分组数据网关路由。移动节点在对端节点绑定更新因特网分组中提供其在拜访分组数据网络中的转交地址以及其归属地址。分组数据网关接收对端节点绑定更新因特网分组并与移动节点的转交地址相关联地存储移动节点的归属地址。分组数据网关接着用其自身的地址替换对端节点绑定更新因特网分组中移动节点的转交地址。对端节点因而接收对端节点绑定更新因特网分组用于移动节点的通信会话，并使用分组数据网关的地址作为目的地地址，作为要向移动节点通信的因特网分组的转交地址。

对端节点因此接收以分组数据网关作为转交地址的对端节点绑定更新因特网分组。于是，当对端节点利用分组数据网关的转交地址与移动节点通信时，分组数据网关能够改写所接收的因特网分组，用移动节点的转交地址替换分组数据网关的地址作为目的地地址。从而，虽然已经发生路由优化处理，但是因特网分组仍然经由分组数据网关路由。

本发明的实施例因而提供这样的配置，其中将向和从已经从其归属分组数据网络漫游到拜访分组数据网络的移动节点通信的因特网分组通过分组数据网络进行路由。可以由分组数据网关实施对往来移动节点的因特网分组的这样的控制。分组数据网关可以提供管辖功能以及帐单、验证、授权和管理。在一个示例中，分组数据网关形成移动节点的归属网络的一部分，然而在其它示例中，分组数据网关形成移动节点已经漫游到的网络(将被称为拜访网络)的一部分。

在其中分组数据网关形成归属网络的一部分的示例中，可以在分组数据网关与拜访网络中的移动节点之间建立安全因特网协议隧道。根据3GPP标准，在某些实施例中安全因特网协议隧道可以是IPsec隧道。

本发明的其它各种方面和特征在所附权利要求书中限定。

附图说明

现在将参照附图仅作为示范描述本发明的实施例，其中类似的部分提供有对应的引用数字，而且其中：

图1提供示出其中移动节点从3GPP分组数据网络漫游到非3GPP分组数据网络的示例的示意性框图；

图2提供与图1中所示对应的示例的示意性框图，其中移动节点产生同址转交地址而且分组数据网关在归属分组数据网络中，并示出本发明的示例；

图3提供图2中所示的示例的示意性框图，分组数据网关和归属代理被配置为在彼此之间穿隧数据；

图4提供与图1中所示对应的示例的示意性框图，其中拜访网络包括外地代理而且分组数据网关在归属分组数据网络中，并示出本技术的示例；

图5提供图4中所示的示例的示意性框图，根据本技术的另一个示例，分组数据网关和归属代理同址；

图6提供归属分组数据网络和拜访分组数据网络的示意性框图，其中拜访网络包括分组数据网关和外地代理，并示出本技术的示例；

图7提供归属分组数据网络和拜访分组数据网络的示意性框图，其中拜访网络包括分组数据网关和外地代理，并示出本技术的示例，其中分组数据网关和外地代理在其之间穿隧数据分组；

图8a提供其中分组数据网关位于拜访分组数据网络中而且移动节点产生同址转交地址的示例的示意性框图，并示出本技术的示例；

图8b示出除了外地代理与分组数据网关同址之外与图8a相同的示例；

图9提供与图1中所示对应的示例的示意性框图，其中移动节点依照因特网协议版本6(IPv6)工作，分组数据网关在归属分组数据网络中，并示出根据本技术的归属代理穿隧；

图10提供图9的示例的示意性框图，示出通过对端节点绑定更新处理的路由优化过程；

图11提供其中移动节点依照因特网协议版本6(IPv6)工作的示例的示意性框图，分组数据网关在拜访分组数据网络中，并示出根据本技术的归属代理穿隧；以及

图12提供图11的示例的示意性框图，示出通过对端节点绑定更新处理的路由优化过程。

具体实施方式

3GPP和非3GPP网络

可以理解，本发明的实施例适用于各种类型的分组数据网络。然而，在一个示例中，移动节点的归属网络或者该移动节点的拜访网络、或者它们二者被配置为依照3GPP标准工作，而在其它实施例中，归属网络或拜访网络其中之一可以依照作为正常3GPP标准的标准工作。

图1示出其中移动节点MN从归属网络HN漫游到拜访网络VN的示例。如图1中所示，归属网络HN是依照通用分组无线系统(GPRS)工作的分组数据网络，所以形成GPRS网络的部分的元件与GPRS标准对应。GPRS网络因而包括GPRS网关支持节点(GGSN)1、服务网关支持节点(SGSN)2、以及无线网络控制器(RNC)4。示出连接到RNC4的两个节点B6、8，其负责向在由每个节点B提供的无线覆盖区域内的移动节点提供无线接入接口。显然可以理解，在GPRS网络内往往有许多RNC和节点B，虽然为简单起见图1中仅示出了一个RNC4和两个节点B6、8。

如图1中所示，移动节点MN在附属于归属网络时依照通用地面无线接入网络(UTRAN)标准经由无线接入接口通信，以发送和接收数据。在节点B6、8与移动节点MN之间发送和接收的数据代表因特网协议分组。于是，根据示例实施例，向移动节点MN提供通信服务，其在移动节点MN与归属网络HN之间建立通信会话，其中经由无线接入网络向节点B6、8发送和从其接收因特网分组。当移动节点MN附属于归属网络的时候，向和从连接到GGSN1的归属代理HA10通信因特网分组。如果移动节点MN保持隶属于归属网络HN，则经由归属代理10路由与对端节点CN通信的因特网协议分组。

根据示例实施例，移动节点MN可以漫游到另一个网络。已经离开由归属网络HN提供的无线覆盖区域的移动节点MN变为附属于拜访网络VN。于是，如图1中的箭头12所示，移动节点MN从归属网络HN漫游到拜访网络VN。

根据已知的因特网协议标准，当移动节点漫游到拜访网络VN时，接着移动节点将执行绑定更新，以使得归属代理10能够将因特网分组转发给拜访网络VN中的移动节点MN。对因特网协议版本4(IPv4)和因特网协议版本6(IPv6)均是如此。因而，熟知因特网协议的人可以理解，一旦移动节点已经漫游到拜访网络，则随后进行绑定更新例程，其结果是，移动节点获取转交地址，用于在其隶属于拜访网络的时候通信发送到移动节点和从其接收的分组。此外，当移动节点漫游到依照IPv6工作的拜访网络时，则根据路由优化例程，通知对端节点移动节点在拜访网络中的转交地址，并执行对端节点绑定更新过程。

典型地，拜访网络将包括无线接入网关WAG14，从拜访网络发送(发出)、或由拜访网络接收(进入)的全部因特网分组将经由其通过。

为了允许GPRS网络监视GPRS网络的资源的使用并管理GPRS网络上因特网分组的通信的验证、帐单和管辖，提供分组数据网关(PDG)16。于是，如图1中所示，将分组数据网关PDG16附接到归属代理10。然而，为了正确地应用管辖、资源和帐单以及其它管理功能，从归属网络发出的或进入归属网络的全部因特网分组必须经分组数据网关(PDG)16通过。然而，一旦移动节点MN已经漫游到拜访网络VN并获取转交地址，则从MN发送或由MN接收的因特网分组将依照IPv4操作被简单地路由到归属代理10而不经分组数据网关通过。

根据本技术，由已经漫游到拜访网络的移动节点MN发送或由其接收的因特网分组经分组数据网关通过。分组数据网关或者可以如图1中所示在归属网络中，或者可以在拜访网络中。下面将为IPv4情形、IPv6情形二者以及其它方案说明进一步的示例实施例，其中PDG在归属网络或拜访网络中，或者乃至于拜访网络是否包括外地代理。这些实施例在移动节点已经漫游到拜访网络时安排将向移动节点发送和从其接收的因特网分组经由分组数据网关路由。现在将说明这些示例实施例。

PDG在归属网络中，IPv4，无外地代理

图2示出其中分组数据网关存在于移动节点MN的归属网络HN内的示例。于是，如图2中所示，以简化的形式表示其中归属网络HN和拜访网络VN与图1中所示对应的示例。图2中所示的示例示出归属网络HN内的分组数据网关PDG16.1，移动节点MN已经漫游到拜访网络VN。

根据传统操作，一旦移动节点MN已经漫游到拜访网络VN，则执行绑定更新例程。对于图2中所示的示例，因特网协议版本为4(IPv4)，所以移动节点MN依照IPv4标准执行绑定更新例程。进一步，对于图2中所示的示例，拜访网络VN不包括外地代理，所以移动节点操作以产生其自身的转交地址，其称为同址转交地址(co-located care-of address)CLCoA。于是，根据绑定更新例程，向归属网络HN中的归属代理10.1通信绑定更新分组20。然而，由于进入和离开归属网络HN的全部因特网协议分组必须通过分组数据网关16.1路由，通过PDG穿隧绑定更新分组20。从而，在移动节点 MN与PDG 16.1之间发送的已封装因特网分组22具有额外的首部，其中目的地地址22.1为PDG 16.1的地址，源地址22.2为MN的同址转交地址CLCoA，而有效载荷22.3提供绑定更新分组20。一旦穿隧的分组22被PDG 16.1接收，则额外的穿隧首部地址22.1、22.2被去除，并由PDG将分组转运到归属代理10.1。

根据该示例，归属代理10.1被适配为确保处于同址转交地址CLCoA的寻址到拜访网络中的移动节点MN的任何因特网分组经由分组数据网关16.1路由。图2中所示的该示例中，通过更新形成归属代理10.1的一部分的路由表24来安排由归属代理10.1将同址转交地址CLCoA处的移动节点MN的分组路由到分组数据网关16.1。于是，归属代理10.1将移动节点的归属地址HA与同址转交地址CLCoA相关联地包含在路由表中。此外，与同址转交地址CLCoA相关联地，设置缺省路由器选项以强制由归属代理10.1接收的同址转交地址CLCoA处的移动节点MN的分组被路由通过分组数据网关16.1。即将说明的图3提供其中将去往拜访网络中的移动节点的因特网分组从归属代理穿隧到分组数据网关16.1以通信到移动节点MN的示例。

回到图2，从对端节点CN向移动节点MN发送的因特网分组26被路由到归属代理10.1。路由表24已经被更新，所以寻址到移动节点MN的同址转交地址CLCoA的因特网分组被转发到分组数据网关16.1作为因特网分组28。于是，因特网分组28包含同址转交地址CLCoA作为目的地地址28.1、归属代理10.1的地址作为源地址28.2、以及用于向移动节点通信的数据28.3。在分组数据网关16.1处，利用在分组数据网关与移动节点MN之间设立的移动因特网协议隧道32将所接收的因特网分组28穿隧到移动节点。于是，通过应用同址转交地址CLCoA作为目的地地址30.1、以及PDG的地址作为源地址30.2，能够经由移动IP隧道32向拜访网络VN中的移动节点MN通信数据。

为了提供向拜访网络内的移动节点MN的因特网分组的安全通信，在移动IP隧道32内建立安全因特网协议隧道34。于是，如将向移动节点MN发送的因特网分组30的形式所示，包含额外的首部36，其具有源地址和目的地地址。在一个示例中，安全因特网协议隧道遵从IPsec标准。因此，分组数据网关16.1与移动节点MN之间穿隧的因特网分组的通信遵从3GPP标准。

如图2中所示，目的地地址36.1是IPsec隧道34的末尾端，所以包含IPsec MN的目的地地址36.1。源地址因而是IPsec隧道的起始端，其被指定为IPsec PDG36.2。于是，如图2中所示，在分组数据网关16.1处添加IPsec首部36，并在IPsec隧道34内将首部36通信到移动节点MN。移动节点接收IPsec封装的因特网分组，去除IPsec首部36，并接着接收处于同址转交地址CLCoA的因特网分组28。回到图3，示出与图2中所示的对应的示例。然而，不同于图2，代替更新归属代理10.1的路由表24，在归属代理10.1与分组数据网关16.1之间设立因特网协议隧道，其在图3中表示为隧道40。于是，如所示的，通过添加首部44将所接收的寻址到处于同址转交地址CLCoA的移动节点MN的分组封装为穿隧分组。首部44包括分组数据网关16.1的地址作为目的地地址44.1、以及归属代理10.1的地址作为源地址44.2。

在分组42已经被分组数据网关16.1接收之后，接着分组42向移动节点的通信与图2中所表示的相同过程对应。

PDG在归属网络中，移动IPv4，拜访网络包含外地代理

图4示出与图2和3中所示的示例对应的方案，即分组数据网关在归属网络HN中，并依照IPv4通信因特网分组。然而，在图4中，拜访网络VN中包含外地代理FA60，其行为就好像其是拜访网络VN中对移动节点MN的归属代理，而且执行拜访网络VN中移动节点MN的归属代理的功能。于是，依照IPv4标准，外地代理60产生移动节点的转交地址并发起绑定更新处理。因而，根据绑定更新例程，经由外地代理60与分组数据网关16.2之间的绑定更新隧道64发送绑定更新分组62。在绑定更新分组62已经被分组数据网关16.2接收之后，由分组数据网关16.2将其转发到归属代理10.2。

图4中所示的方案的操作与图2和3中所示的操作对应，其中分组数据网关16.2或者更新其路由表、或者穿隧将要经由分组数据网关以转交地址COA路由到拜访网络VN中的移动节点MN的分组。因此，对于图2，归属代理10.2可以更新其路由表以经由分组数据网关将所接收的分组路由到移动节点MN，或者可以建立隧道，以通过添加以分组数据网关作为源地址66.1、以归属代理10.2作为源地址66.2的首部66来封装要发送到移动节点MN的分组。

图4中所示的方案中外地代理60的存在增加了额外的复杂性，因为因特网协议安全隧道68必须在分组数据网关16.2处开始并在移动节点MN处结束。但是，由于因特网协议安全隧道(IPsec)必须是安全的，不可能在IPsec隧道内建立隧道。然而，对于图4中所示的配置为了向拜访网络VN内的移动节点MN通信因特网分组，在分组数据网关16.2与外地代理60之间建立移动因特网协议隧道以便让因特网分组到达移动节点MN。根据图4中所示的实施例，为了解决该问题，分组数据网关16.2被配置为在设立IPsec隧道71之前设立移动IP隧道68，IPsec隧道71包括分组数据网关16.2与外地代理60之间的部分71.1、以及外地代理60与移动节点MN之间的部分71.2。为此，分组数据网关16.2利用具有外地代理作为目的地地址、以及分组数据网关作为源地址的首部来封装将要转发到移动节点的分组。分组数据网关16.2接着插入以分组数据网关的地址(IPsec PDG)作为源地址70.1、以移动节点的地址(IPsec MN)作为目的地地址的IPsec首部70，并将IPsec首部70插入到由分组数据网关添加的移动因特网协议隧道首部之间以形成封装的分组73。

图4示出用于向拜访网络VN中的移动节点MN通信因特网分组67的过程：归属代理10.2利用以分组数据网关16.2作为目的地地址66.1、并以归属代理HA作为源地址66.2的首部66来封装将要通信的因特网分组67。一旦将要向移动节点MN通信的分组66已经在分组数据网关16.2处被接收，则利用以外地代理作为目的地地址70.1、并以分组数据网关作为源地址70.2的移动IP首部70来封装寻址到处于转交地址67.1的移动节点的分组。然而，分组数据网关还插入IPsec首部72，其具有MN作为目的地地址72.1即IPsec隧道的末尾端，并以分组数据网关的地址IPsec PDG作为源地址72.2。

由于移动IP隧道68在外地代理60处终结，移动IP首部70被去除，而且作为使用IPsec首部72路由的结果，分组被接着转发到作为IPsec隧道71.2的末尾端的移动节点。在移动节点处，IPsec首部被去除，并接着在处于转交地址67.1的移动节点处接收数据分组。

根据图4中所示的配置，分组数据网关16.2和归属代理10.2被配置为经由外地代理60向移动节点MN通信因特网分组。从而，尽管外地代理存在于拜访网络VN中，已经在分组数据网关16.2与移动节点MN之间建立了因特网协议安全隧道(IPsec)。

作为可选的解决方案，图5示出其中分组数据网关与归属代理同址的示例。作为结果，不需要改写路由表、或在归属代理与分组数据网关之间建立隧道。然而，如图4中所示的在IPsec隧道之前建立移动IP隧道的配置将同样适用于图5。

PDG在拜访网络中，IPv4，拜访网络中有外地代理

图6示出其中在拜访网络VN内提供分组数据网关的示例。对于图4和5中所示的示例，一旦移动节点MN已经漫游到拜访网络，则执行绑定更新处理，其中从外地代理82向归属网络HN中的归属代理10.3发送绑定更新分组80。因而，对于前一示例，外地代理82为移动节点MN建立转交地址并向归属代理10.3通信绑定更新分组。然而，如图6中所示，外地代理82被配置为经由分组数据网关16.3向归属代理10.3通信绑定更新分组。对于图6中所示的示例，改写外地代理82的路由表84以将分组数据网关识别为对于寻址到归属网络HN内的归属代理10.3的分组的缺省下一路由地址。在图7中所示的另一个示例中，外地代理82被配置为通过利用穿隧首部封装用于向归属代理通信的分组来经由隧道向分组数据网关16.4穿隧分组。

回到图6，经由移动IP绑定更新隧道84向归属代理10.3通信绑定更新分组80。为此，移动IP首部86包含移动节点的归属地址HA作为目的地地址86.1、以及分组数据网关的地址PDG作为源地址86.2。在归属代理10.3处接收到绑定更新分组80之后，归属代理10.3根据传统IPv4绑定更新来更新关于移动节点MN处于拜访网络VN中的转交地址的信息。然而，归属代理10.3接着操作以建立归属代理10.3与分组数据网关16.3之间的移动IP隧道87。

该示例中，需要移动因特网协议隧道在归属代理与分组数据网关之间、以及分组数据网关与外地代理之间通信因特网分组。因而，归属代理10.3静态地或动态地建立移动IP隧道87，以向分组数据网关16.3穿隧在归属代理10.3处接收的分组。已示出这样的分组的示例，其承载具有移动节点的转交地址CoA作为目的地地址88.1、以及移动节点的归属地址HA作为源地址88.2的来自对端节点CN的因特网数据分组88。接着利用移动IP首部90经由移动因特网协议隧道87穿隧在归属代理10.3处接收的因特网数据分组88。移动因特网协议首部90包括分组数据网关的地址作为目的地地址90.1、以及归属代理的地址作为源地址90.2。有效载荷90.3提供所接收的分组88。于是，在数据分组88由移动因特网协议隧道87通信并在分组数据网关处被接收之后，分组数据网关16.3去除移动因特网协议首部90，以形成所接收的数据分组88。

分组数据网关16.3接着被配置为向外地代理82通信所接收的分组88，其接着被转发到处于转交地址88.1的移动节点。为此，在一个示例中，分组数据网关被配置为使用已更新的路由表92将外地代理识别为数据分组的缺省下一地址。可选择地，移动节点的转交地址标识外地代理。

回到图7，除了分组数据网关被配置为从外地代理82.1穿隧分组之外，该示例与图6中所示的对应。因而，绑定更新例程与图6中所示的相同。然而，不同于图6，接着使用具有外地代理的地址作为目的地地址94.1、以及分组数据网关的地址作为源地址94.2的穿隧首部94来封装在步骤3中接收的数据分组88。于是，通过去除穿隧首部96来复原所接收的分组88并由外地代理82.1转发到移动节点MN。

PDG在拜访网络中，IPv4，无外地代理

图8a示出其中分组数据网关16.5位于拜访网络VN内而且利用IPv4实施通信的示例。对于该示例，移动节点MN与图2中所示的示例一样产生其自身的同址转交地址CLCoA。图8a中所示的示例与图2中所示的对应，所以将仅描述图8a中的示例与图2中的示例之间的不同。对于图8a中所示的示例，分组数据网关16.5和归属代理10.5被配置为如同图2中所示的示例一样建立绑定更新隧道100和移动因特网协议隧道102。然而，不同于图2中所示的示例，这里在归属代理与分组数据网关之间不需要建立因特网协议安全隧道，同样在分组数据网关16.5与移动节点MN之间也不需要。对于图2和3中所示的示例，移动节点MN被配置为利用路由表的更新或创建隧道经由分组数据网关将因特网分组路由到归属代理。另外，用于执行绑定更新和向移动节点MN通信所接收的数据分组104的操作与图2和3中所说明的对应，而且由图4、5、6和7中的其它示例实施例支持，所以将不再作进一步的描述。

PDG在拜访网络中，IPv4，外地代理位于PDG中

图8b示出其中外地代理FA位于分组数据网关PDG16.6中。PDG FA组合位于拜访网络VN中，而且利用IPv4实施通信。这是一种简单的方案，因为不需要在拜访网络VN中的外地代理FA与分组数据网关PDG之间穿隧分组，而且在归属网络HN中不需要穿隧。为了让到达归属代理HA处的绑定更新和分组二者的目的地为移动节点MN，所需要的全部就是在归属代理 HA与PDG-FA16.6之间建立两条隧道。在图8b中以与图8a中所示的相同的方式表示这些隧道。

对端节点绑定更新的移动IPv6路由优化

现在将参照图9、10、11和12描述其中移动IPv6情形下在附属于拜访网络时向和从移动节点通信因特网分组以使其经分组数据网关通过的示例实施例。图9、10、11和12示出与移动IPv4情形下图2至8至所示的对应的示例。总体上，除了对于移动IPv6因为移动节点被配置为创建其自身的转交地址而导致在拜访网络中不出现外地代理之外，移动IPv6情形与移动IPv4的示例对应。然而，不同于移动IPv4情形，移动IPv6情形包括由对端节点绑定更新例程促进的用于路由优化的例程。从而，需要进一步适配分组数据网关和/或归属代理，以便经由分组数据网关路由往来拜访网络中的移动节点的全部因特网分组。

考虑图9中所示的示例，移动节点到达拜访网络VN并产生绑定更新分组200，用于向所示的在归属网络HN内的其归属代理10.6通信。绑定更新分组200包含归属网络内的其归属代理的地址(可以是移动节点自身的归属地址)作为目的地地址200.1、移动节点MN的转交地址CoA作为源地址200.2、以及移动节点的归属地址200.3和指示该分组为绑定更新的字段200.4作为扩展首部字段的一部分。然而，为了确保经由分组数据网关通信绑定更新分组，移动节点MN被配置为利用绑定更新穿隧首部202来封装绑定更新分组200，用于经由隧道204通信绑定更新分组200。绑定更新穿隧首部202包含分组数据网关的地址作为目的地地址202.1、以及移动节点的转交地址作为源地址202.2。

在经由隧道204接收绑定更新分组之后，分组数据网关16.7向归属代理10.7转发复原的绑定更新分组200，如箭头206所示。如同之前的示例，可以将分组数据网关16.7适配为利用改写其路由表、或建立专用隧道来向归属代理10.7转发因特网分组。因而可以理解，这些示例均是可能的，所以概括地用箭头206表示。

一旦归属代理10.7已经接收移动节点的转交地址CoA，则可以由归属代理将因特网分组转发给拜访网络内的移动节点。例如，如果因特网分组208被对端节点CN接收，则其将被转发到归属代理，因为该分组将寻址到作为目的地地址208.1的移动节点的归属地址。相应地，源地址208.2将是对端节点的地址。由于归属代理10.7从分组数据网关16.7接收绑定更新分组，其将使得寻址到移动节点的全部因特网分组被转发到分组数据网关16.7，如同之前的示例，这可以通过更新路由表、或通过建立专用隧道来完成，因而概括地用箭头210表示。如同传统的操作，由于利用移动节点的归属地址HA将数据分组208转发到归属代理10.7，已经接收绑定更新分组200的归属代理10.7将把移动节点的相关地址更新为转交地址CoA，所以数据分组208将被转发到分组数据网关以向移动节点通信。于是，如图9中所示，通过移动IP隧道212，利用具有移动节点的转交地址CoA作为目的地地址216.1、以及分组数据网关的地址作为源地址216.2的移动IP首部216来封装数据分组208。有效载荷216.3的剩余部分包含因特网数据分组208。

一旦穿隧的数据分组214被移动节点MN接收，则在移动节点MN处去除移动IP首部216以提供所接收的因特网分组208。至此，图9中所示的示例与关于之前的移动IPv4的示例对应，其中作出适当的改变以反映IPv4与IPv6之间的差异。然而，由移动IPv6提供的与之前的示例的重大不同在于，通过由移动节点MN向对端节点CN发送对端节点绑定更新为路由优化提供手段。图10中示出与图9中所示的对应的用于提供对端节点绑定更新的示例。

图10中，移动节点MN在附属于拜访网络VN时向对端节点CN通信对端绑定更新分组220。如图10中所示，对端绑定更新分组220具有对端节点CN的地址作为目的地地址220.1、移动节点的转交地址CoA作为源地址220.2，而且在2型路由首部字段中提供移动节点的归属地址220.3。数据字段220.4提供适当的标识符以表示因特网分组220为对端绑定更新。如同图9中所示的示例，由于移动节点MN包括导致在移动节点MN与归属网络HN内的分组数据网关16.7之间设立因特网协议隧道204的预设功能，对端绑定更新接着被移动节点MN穿隧到分组数据网关16.7。

在接收到对端绑定更新分组220时，分组数据网关16.7改写对端绑定更新分组，用分组数据网关的地址替换移动节点的转交地址CoA作为转交地址，以形成改写的对端绑定更新分组224。于是，分组数据网关以标识对端节点CN的地址的目的地地址字段224.1替换在源地址字段224.2内具有其自身的地址分组数据网关的移动节点的转交地址CoA。

此外，分组数据网关16.7还构建关联在对端绑定更新分组220中的2 型路由首部字段220.3中提供的移动节点的归属地址HA的表。在数据库表226中将移动节点的归属地址HA与移动节点的转交地址CoA关联。因而，在扩展首部字段220.3中提供的移动节点的归属地址HA负责为分组数据网关16.7提供归属地址HA与移动节点的转交地址CoA之间的关联。于是，通过用其自身的地址PDG替换移动节点的转交地址CoA，分组数据网关16.7强制对端节点CN把要通信到移动节点的全部分组路由为经由分组数据网关通过。结果，分组数据网关16.7在依照对端节点绑定更新例程执行对端节点的路由优化时遵从移动IPv6标准，同时仍然强制要通信到拜访网络内的移动节点的全部因特网分组经由分组数据网关16.7通过。

对于图10中所示的示例，如果对端节点希望向移动节点通信数据分组，则对端节点CN将使用分组数据网关的地址PDG作为因特网数据分组230的目的地地址，以对端节点CN的地址作为源地址230.2。如同图9中所示的示例，一旦分组数据网关接收用于向移动节点通信的因特网数据分组230，则利用穿隧首部232经由移动因特网协议隧道212穿隧该分组。然而，为了确保因特网分组230到达移动节点，分组数据网关16.7用移动节点的转交地址CoA替换目的地地址230.1以形成改写的因特网数据分组232。为此，从对端节点CN发送的因特网协议数据分组依照移动IPv6标准在扩展首部字段230.3中包含移动节点的归属地址HA。于是，分组数据网关16.7在接收因特网协议数据分组之后，检测扩展首部字段中的移动节点的归属地址HA并利用移动节点的归属地址HA从数据库表226中检索移动节点转交地址CoA。分组数据网关16.7因而通过在目的地地址字段232.1中以移动节点的转交地址替换其自身的地址来形成改写的因特网数据分组232。可以接着利用移动IP首部232经由移动IP隧道212向处于移动节点转交地址的移动节点发送改写的因特网数据分组。

如同上面示出的其它示例，也可以在分组数据网关与移动节点之间建立移动因特网协议安全隧道215。

移动IPv6，分组数据网关在拜访网络中

图11和12提供与图9和10对应的示例，但是分组数据网关在拜访网络VN中。如图11中所示，移动节点MN被适配为向和从拜访网络VN内的分组数据网关16.8通信因特网分组。和之前一样，可以通过在移动节点内改写路由表、或建立用于因特网协议分组的专用隧道来实施通信。如同图9 中所示的示例，在绑定更新例程之后，移动节点向其归属网络HN内的归属代理10.8发送绑定更新，为归属代理10.8提供移动节点MN的转交地址CoA。如此，可以向拜访网络VN内处于转交地址CoA的移动节点通信由归属代理从对端节点接收的因特网分组。为此，归属代理10.8建立从归属代理10.8到分组数据网关16.8的静态的或动态的隧道。在分组数据网关处接收的分组接着被穿隧到移动节点MN。如同图10的示例，一旦移动节点已经向对端节点CN通信对端绑定更新，则可以执行路由优化以达到可以在对端节点与移动节点MN之间直接发送分组的效果。然而，根据图10中所示的示例，分组数据网关16.8被配置为用其自身的地址替换对端绑定更新分组中的移动节点的转交地址CoA，以使得对端节点总是将定向到移动节点的因特网分组改为发送到分组数据网关16.8。因此，分组数据网关16.8“欺骗”绑定更新，使得对端节点CN的行为就好像移动节点具有分组数据网关16.8的地址作为转交地址CoA。如图图10中所示的示例，分组数据网关利用数据库250存储移动节点的转交地址CoA与在从移动节点接收的对端绑定更新的2型路由首部字段中提供的移动节点的归属地址HA之间的关联。于是，当对端节点向移动节点通信因特网数据分组252时，其使用分组数据网关16.8的地址作为目的地地址252.1，因为对端节点现在的行为就好像分组数据网关16.8是移动节点的地址。通过在2型路由首部字段252.3中提供依照移动IPv6标准的移动节点的归属地址，分组数据网关16.8能够识别移动节点的转交地址CoA，并用移动节点的转交地址CoA替换其地址PDG作为目的地地址，以经由隧道246向移动节点MN转发因特网分组252。

本发明的各种方面和特征在所附权利要求书中限定。可以对上文中描述的实施例作出各种修改而不背离本发明的范围。特别地，本发明不限于分组数据网络标准或因特网协议版本。

Claims

1.一种可操作利用因特网协议提供到移动节点的移动通信会话的电信系统，包括：

归属分组数据网络，其可操作在所述移动节点隶属于所述归属分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话，所述归属分组数据网络包括所述移动节点的归属代理；以及

拜访分组数据网络，其可操作在所述移动节点隶属于所述拜访分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话，

其中所述归属分组数据网络或所述拜访分组数据网络其中之一包括分组数据网关，用于控制往来于所述归属分组数据网络和所述拜访分组数据网络之间的因特网分组的通信，而且

当所述移动节点从所述归属分组数据网络改为隶属于所述拜访分组数据网络时，所述移动节点可操作经由所述分组数据网关向对端节点通信对端节点绑定更新因特网分组，所述对端节点绑定更新因特网分组提供所述移动节点在所述拜访分组数据网络内的转交地址、所述移动节点的归属地址，而且所述分组数据网关可操作：

与所述移动节点的转交地址相关联地存储所述移动节点的归属地址；

通过用所述分组数据网关的地址替换所接收的对端绑定更新分组中的转交地址来改写所述对端节点绑定更新因特网分组；以及

向所述对端节点通信已改写的对端绑定更新因特网分组，

其中所述对端节点可操作经由所述分组数据网关向所述拜访分组数据网络中处于转交地址的所述移动节点通信因特网分组而不通过所述归属代理，从所述对端节点向所述移动节点通信的因特网分组包含所述分组数据网关的地址作为目的地地址、所述对端节点的地址作为源地址、以及在所述对端节点绑定更新因特网分组中提供给所述对端节点的所述移动节点的归属地址作为扩展首部的一部分，所述分组数据网关可操作：

接收来自所述对端节点的因特网分组；

利用在所述扩展首部字段中提供的所述移动节点的归属地址来检索所述移动节点的转交地址，所述移动节点的转交地址已由所述分组数据网关与所述移动节点的归属地址相关联地存储；

通过用所述移动节点的转交地址替换所述分组数据网关的目的地地址作为目的地地址来改写所述因特网分组；以及

向所述拜访网络中处于转交地址的所述移动节点通信已改写的因特网分组。

2.如权利要求1所述的电信系统，其中经由所述分组数据网关从所述移动节点向所述对端节点通信的所述对端节点绑定更新因特网分组在扩展首部字段中包括所述移动节点的归属地址。

3.如权利要求1或2所述的电信系统，其中所述对端节点绑定更新因特网分组具有2型扩展首部字段。

4.如权利要求1所述的电信系统，其中所述归属分组数据网络依照3GPP标准可操作，而所述拜访分组数据网络依照非3GPP标准可操作，所述分组数据网关被包括在所述归属网络内。

5.如权利要求1所述的电信系统，其中所述归属分组数据网络依照非3GPP标准可操作，而所述拜访分组数据网络依照3GPP标准可操作，所述分组数据网关被包括在所述拜访网络内。

6.如权利要求1所述的电信系统，其中所述因特网协议是版本6IPv6。

7.一种利用因特网协议提供到移动节点的移动通信会话的方法，该方法包括：

当所述移动节点隶属于归属分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话，所述归属分组数据网络包括所述移动节点的归属代理；

当所述移动节点隶属于拜访分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话；以及

利用分组数据网关控制往来于所述归属分组数据网络和所述拜访分组数据网络之间的因特网分组的通信，

其中所述当所述移动节点隶属于所述拜访分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话包括：

当所述移动节点从所述归属分组数据网络改为隶属于所述拜访分组数据网络时，从所述移动节点经由所述分组数据网关向对端节点通信对端节点绑定更新因特网分组；

在所述对端节点绑定更新因特网分组中提供所述移动节点在所述拜访分组数据网络内的转交地址、以及所述移动节点的归属地址；

在所述数据分组网关中与所述移动节点的转交地址相关联地存储所述移动节点的归属地址；

通过用所述分组数据网关的地址替换所接收的对端绑定更新分组中的转交地址来改写所述对端节点绑定更新；

向所述对端节点通信已改写的对端绑定更新因特网分组；以及

利用所述分组数据网关的因特网分组中的目的地地址、以及扩展首部字段中的在所述对端节点绑定更新因特网分组中提供给所述对端节点的所述移动节点的归属地址，从所述对端节点向所述移动节点通信因特网分组，该步骤包括：

在所述分组数据网关处接收来自所述对端节点的因特网分组；

向所述拜访网络中处于移动节点的转交地址的所述移动节点通信已改写的因特网分组。

8.一种利用因特网协议提供到移动节点的移动通信会话的设备，该设备包括：

用于在所述移动节点隶属于归属分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话的装置，所述归属分组数据网络包括所述移动节点的归属代理；

用于在所述移动节点隶属于拜访分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话的装置；以及

用于利用分组数据网关控制往来于所述归属分组数据网络和所述拜访分组数据网络之间的因特网分组的通信的装置，

其中所述用于在所述移动节点隶属于所述拜访分组数据网络时向和从所述移动节点通信因特网分组以提供通信会话的装置包括：

用于在所述移动节点从所述归属分组数据网络改为隶属于所述拜访分组数据网络时从所述移动节点经由所述分组数据网关向对端节点通信对端节点绑定更新因特网分组的装置；

用于在所述对端节点绑定更新因特网分组中提供所述移动节点在所述拜访分组数据网络内的转交地址、以及所述移动节点的归属地址的装置；

用于在所述数据分组网关中与所述移动节点的转交地址相关联地存储所述移动节点的归属地址的装置；

用于通过用所述分组数据网关的地址替换所接收的对端绑定更新分组中的转交地址来改写所述对端节点绑定更新的装置；

用于向所述对端节点通信已改写的对端绑定更新因特网分组的装置；以及

用于利用所述分组数据网关的因特网分组中的目的地地址、以及扩展首部字段中的在所述对端节点绑定更新因特网分组中提供给所述对端节点的所述移动节点的归属地址、从所述对端节点向所述移动节点通信因特网分组的装置，该装置包括：

用于在所述分组数据网关处接收来自所述对端节点的因特网分组的装置；

用于利用在所述扩展首部字段中提供的所述移动节点的归属地址来检索所述移动节点的转交地址的装置，所述移动节点的转交地址已由所述分组数据网关与所述移动节点的归属地址相关联地存储；

用于通过用所述移动节点的转交地址替换所述分组数据网关的目的地地址作为目的地地址来改写所述因特网分组的装置；以及

用于向所述拜访网络中处于移动节点的转交地址的所述移动节点通信已改写的因特网分组的装置。