CN102217332B - 提供对gprs网络的接入 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了向设备(TD201)提供对通用分组无线服务GPRS网络的接入的方法和设备。GPRS网络包括用于控制接入的控制节点(SGSN204)。控制节点(SGSN204)执行以下步骤：从设备(TD201)接收(214)服务请求，所述服务请求包括设备标识符；获得(211)组简档，所述组简档包括标识多个设备的组标识符；如果设备标识符与组标识符相对应，则选择(215)组标识符以服务于设备(TD201)；以及根据服务请求，基于组简档来建立(216)连接。
Description
技术领域
本发明涉及向设备提供对通用分组无线服务(GPRS)网络的接入。
背景技术
遥测设备用于远程测量并发送数据(如测量信息)至中央控制单元。遥测的示例应用是自动仪表读取、患者监视、交通监视和控制、远程气象站、资源分发监视。
典型地，遥测设备经由无线接口与中央控制单元进行通信。GPRS是一种可以用于遥测设备与中央控制单元之间的数据通信的技术。GPRS及其第三代和第四代演进现在被认为是无线数据通信的主导标准，使该技术成为许多系统厂商和运营商的优选选择。例如，在第三代合作伙伴计划(3GPP)技术规范23.060版本7.5.0和3GPP TS 44.065版本7.0.0中规定了GPRS。
为了使遥测设备能够连接至GPRS网络，该遥测设备必须装配GPRS通信能力，即，订户标识模块(SIM)卡和用于无线连接的无线单元。此外，遥测设备必须具有向GPRS网络运营商的预订。遥测设备的行为类似于普通GPRS订户，即，其附着至GPRS网络并建立分组数据协议(PDP)上下文以进行数据通信。PDP上下文描述了设备与GPRS网络之间的数据会话的特性。PDP上下文是指包括活动GPRS会话的会话信息在内的数据记录，以在所述设备与因特网中的服务或应用之间交换数据。无论何时具有GPRS能力的设备开启并需要向网络通知其存在和能力，都执行GPRS附着过程。GPRS附着过程由设备发起，并涉及设备与GPRS网络中的节点(如服务GPRS支持节点(SGSN)、归属位置寄存器(HLR)和设备标识寄存器(EIR))之间的信令。GPRS附着过程构成消息交换，以便认证设备和预订，指示所支持的密码算法和设备的其他能力，以及执行设备的位置更新。
根据现有技术，每个遥测设备被视为个体GPRS订户。将每个对应的预订存储并保持在订户数据库(如归属位置寄存器(HLR))中。具有GPRS预订的遥测设备的数目正在快速增长，每个遥测设备在GPRS网络上的数据传输的数目也在快速增长。因此，由针对每个遥测设备而执行的GPRS附着过程导致的信令向网络安置了较高的负载。另一缺点在于，遥测设备所需的预订的数目的显著增加超过了HLR资源的负荷。
发明内容
因此，本发明的目的是提供改进对设备的GPRS接入的方法、设备和计算机程序。
这一目的是通过独立权利要求中描述的方法、设备、计算机程序和计算机可读介质产品来实现的。在其他权利要求中描述了优选实施例。
在实施例中，公开了一种向设备提供对通用分组无线服务GPRS网络的接入的方法。GPRS网络包括用于控制接入的控制节点。控制节点从设备接收服务请求。服务请求包括设备标识符。控制节点获得组简档，所述组简档包括标识多个设备的组标识符。如果设备标识符与组标识符相对应，则控制节点选择组简档以服务于设备。控制节点根据服务请求，基于组简档来建立连接。
本发明的实施例实现了向设备提供对GPRS网络的接入。控制节点从设备接收包括设备标识符的服务请求。基于设备标识符，控制节点选择包括标识多个设备的组标识符的组简档。组简档对所述多个设备有效。如果设备标识符与组标识符相对应，则控制节点选择组简档以服务于设备。现在，使控制节点能够根据组简档来建立针对设备的连接，所述组简档是仅基于服务请求中接收的设备标识符来选择的。因此，在设备与GPRS网络之间不需要其他信令来附着设备。控制节点一次获得组简档，使得控制节点能够针对发送服务请求的多个设备来使用组简档。因此，在控制节点与例如HLR和EIR之间不需要信令来服务于来自每个个体设备的每个服务请求，节约了宝贵的网络资源。换言之，本发明的实施例可能使现有技术已知的GPRS附着过程变为过时。此外，由于组简档对多个设备有效，因此不需要针对HLR中的每个设备维持个体用户简档。
在另一实施例中，公开了一种控制节点。控制节点包括：接收单元，用于接收消息；发送单元，用于发送消息；处理单元，用于控制其他单元以及处理消息和信息。接收单元适于从设备接收包括设备标识符的服务请求。处理单元适于处理服务请求。处理单元还适于获得组简档，所述组简档包括标识多个设备的组标识符。处理单元还适于在设备标识符与组标识符相对应的情况下，选择组简档以服务于设备。处理单元还适于根据服务请求，基于组简档，经由发送单元来发起连接的建立。
本发明还涉及一种计算机程序，能够加载进接口节点的处理单元，当在接口节点处操作时，执行上述方法中的任一步骤。计算机程序可以存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是接口节点内或者位于外部的永久或可重写存储器。计算机程序还可以例如经由线缆或无线链路，作为信号序列而传送至控制节点。
以下将描述本发明的具体实施例，以向本领域技术人员提供全面和完整的理解。然而，这些实施例是示意性的，而不应是限制性的。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例，GPRS网络中的用于提供接入的节点的示例配置，包括服务GPRS支持节点(SGSN)；
图2a示出了描述根据本发明的第一示例实施例，图1的GPRS网络中交换的示例消息的第一序列图；
图2b示出了描述根据本发明的第二示例实施例，GPRS网络中交换的示例消息的第二序列图；
图3示出了图1、图2a或图2b的配置中的控制节点执行的示例步骤的流程图；以及
图4示出了图3的控制节点的示例框图。
具体实施方式
图1描述了示例实施例中的GPRS网络中的配置。示出了基站收发机BTS 102、基站控制器BSC 103、服务GPRS支持节点SGSN 104、供应系统PS 105、网关GPRS支持节点GGSN 107和SGSN选择器功能SLT108。
服务GPRS支持节点SGSN 104处理网络内的所有分组交换数据，例如用户终端的移动性管理和认证。服务GPRS支持节点SGSN 104执行与用于语音业务的移动交换中心(未示出)类似的功能。服务GPRS支持节点和移动交换中心可以协同定位，或者可以共享订户寄存器。
服务GPRS支持节点SGSN 104连接至基站控制器BSC 103。服务GPRS支持节点SGSN 104是用户对GPRS网络的服务接入点。另一方面，服务GPRS支持节点SGSN 104对去往和来自相关网关GPRS支持节点的数据进行中继。服务GPRS支持节点SGSN 104处理在骨干网中使用的因特网协议(IP)与在服务GPRS支持节点SGSN 104与用户终端之间使用的子网相关汇聚协议(SNDCP)和逻辑链路控制(LLC)协议之间的协议适配。这些协议处理压缩和密码。服务GPRS支持节点SGSN 104还负责GPRS用户终端的认证。当认证成功时，服务GPRS支持节点SGSN 104处理用户终端向GPRS网络的注册，并顾及其移动性管理。
网关GPRS支持节点GGSN 107负责GPRS网络与外部分组交换网络(如因特网和X.25网络)之间的互操作。从外部网络的观点看，网关GPRS支持节点GGSN 107是向子网的路由器，因为它向外部网络隐藏了GPRS基础设施。当网关GPRS支持节点GGSN 107接收寻址至特定用户终端的数据时，它凭借通过该GPRS支持节点而活动的数据会话来检查用户终端是否是活动的。如果用户终端是活动的，则网关GPRS支持节点GGSN 107将数据转发至服务于用户终端的SGSN，但是，如果用户终端是不活动的，则丢弃数据，或者GGSN可以发起来自设备的PDP上下文的建立(如以下针对使用SGSN选择器功能的服务节点进一步描述的)，使GGSN能够经由SGSN向设备发送数据。另一方面，网关GPRS支持节点GGSN 107将源自移动台的分组路由至正确的网络。网关GPRS支持节点GGSN 107保持活动用户终端以及这些用户终端所附着至的SGSN的记录。
基站收发机BTS 102负责与用户终端的无线联系。基站收发机BTS102包括天线和利用无线电与用户终端进行通信所必需的无线设备。电信网络中的每个基站收发机覆盖限定区域，称为小区。基站收发机BTS102处于基站控制器BSC 103的控制之下，基站控制器BSC 103进而处于服务GPRS支持节点SGSN 104的控制之下。处于服务GPRS支持节点的控制之下的小区的集合被称为位置区域。
基站控制器BSC 103控制并监管多个基站收发机，其中仅示出了基站收发机BTS 102。基站控制器BSC 103负责向移动呼叫分配无线资源，并负责在其控制下的基站收发机之间进行的切换，以及向由另一基站控制器控制的基站收发机进行的切换。
供应系统PS 105负责保持用户信息，如用户简档。用户简档包括订户标识符(例如国际移动订户标识(IMSI))、与用户相关联的用户终端的设备标识符(例如国际移动设备标识(IMEI))、GPRS预订数据、以及与接入和计费相关的多个指示符。通常，供应系统PS 102向订户数据库(如归属位置寄存器(HLR))供应用户信息。
SGSN选择器功能SLT 108保持活动用户终端(即，具有活动数据会话的用户终端)的记录以及服务于用户终端的对应服务SGSN支持节点的指示。例如，当在GPRS网络中的服务节点上运行的应用要向用户终端发送数据时，该应用可以询问SGSN选择器功能SLT 108。SGSN选择器功能SLT 108向服务节点提供服务SGSN支持节点的指示。
图2a描述了示出第一示例实施例中在GPRS网络中交换的消息的序列图。该序列图提供了在图1中所示的节点之间交换的示例消息。图2a中示出了设备TD 201(图1中未示出)(例如用户终端或遥测设备)、基站收发机BTS 202、基站控制器BSC 203、服务GPRS支持节点SGSN204、供应系统PS 205、网关GPRS支持节点GGSN 207和SGSN选择器功能SLT 208。
设备TD 201可以是装配有GPRS通信能力(如订户标识模块(SIM)卡和利用无线电与基站收发机BTS 202通信的无线设备)的任何设备。
在步骤211，供应系统PS 205向服务GPRS支持节点SGSN 204发送组简档。该组简档类似于常规用户简档，但应用于设备组而不是单一设备。为了标识组简档适用的设备组，组简档包括与设备组而不是单一设备相关联的订户标识符和设备标识符。例如，订户标识符包括IMSI范围，设备标识符包括IMEI范围。IMSI范围是分配给设备组中所有设备的个体IMSI的公共部分。类似地，IMEI范围是分配给设备组中所有设备的个体IMEI的公共部分。在本实施例中，设备TD 201是设备组的一部分。组简档还可以包括对设备组有效的分组数据协议(PDP)上下文简档。PDP上下文是在SGSN和GGSN上均存在的数据结构，当订户具有活动数据会话时，该数据结构包含订户的数据会话信息。服务GPRS支持节点SGSN 204可以将组简档存储在本地存储器中以便随后检索。因此，向服务GPRS支持节点SGSN 204供应了组简档。这允许作为组的一部分的任何设备注册在服务GPRS支持节点SGSN 204处，以进行任何将来的服务数据会话。
在步骤212，开始会话的设备TD 201向基站收发机BTS 202发送消息，从而请求会话内的服务，例如针对PDP上下文激活的请求。由设备TD 201发送的服务请求包括其个体订户标识(例如其IMSI)及其个体设备标识符(例如其IMEI)。根据另一实施例，服务请求包括设备TD 201所在位置的指示。在本实施例中，假定设备TD 201未改变位置，因此位置指示被认为是固定值。例如，设备TD 201可以发送位置区域标识符。位置区域是GPRS网络内由一个特定服务GPRS支持节点所服务的区域。位置区域通常包括一个或多个小区。备选地，设备TD 201可以发送其地理位置的指示，例如由所连接的全球定位系统(GPS)设备提供的其地理坐标。根据另一实施例，位置指示包括设备TD 201所在小区的标识符。
在步骤213，基站收发机BTS 202将服务请求发送至基站控制器BSC 203，例如，基站收发机BTS 202将PDP上下文建立信令透明地继续传送至基站控制器BSC 203。在步骤214，基站控制器BSC 203将服务请求发送至服务GPRS支持节点SGSN 204。基站控制器BSC 203可以使用IMSI来选择合适的服务GPRS支持节点。
在步骤215，服务GPRS支持节点SGSN 204从服务请求中提取设备TD 201的设备标识符，以认证服务请求的来源，即设备TD 201。根据本实施例，服务GPRS支持节点在其本地存储器中搜索具有匹配的设备标识符的对应组简档，例如具有与设备TD 201的设备标识符相匹配的IMEI范围的组简档。如果找到，则服务GPRS支持节点SGSN 204选择该组简档以进一步服务于该设备。因此，设备TD 201现在附着至网络，而无需发送针对GPRS附着的显式请求以及根据现有技术需要的、在服务GPRS支持节点SGSN 204与HLR和EIR(图2a中未示出)之间由此产生的信令。在步骤216，服务GPRS支持节点SGSN 204根据服务请求和组简档，指示网关GPRS支持节点GGSN 207建立服务会话。网关GPRS支持节点GGSN 207可以根据已知技术来继续建立服务会话。例如，网关GPRS支持节点GGSN 207可以激活针对设备TD 201的PDP上下文，并向服务节点(图2a中未示出)发送数据。然后，设备TD 201具有通过网络的活动数据会话。可以向服务节点发送设备TD 201的位置的指示，以便服务节点向设备发起将来的服务会话。
在步骤217，服务GPRS支持节点SGSN 204向SGSN选择器功能SLT 208发送消息，以向SGSN选择器功能SLT 208通知服务GPRS支持节点SGSN 204正在服务于设备TD 201。该消息可以包括设备TD 201的位置的指示。现在，向设备TD 201发起将来的服务会话的任何服务节点(图2a中未示出)能够通过查询SGSN选择器功能SLT 208来标识服务GPRS支持节点SGSN 204。参照图2b提供了由服务节点发起的服务会话的示例实施例。
图2b中所示的序列图提供了与图2a的配置相似的电信网络中的节点配置，但是还包括服务节点SN 210。此外，在图2b的配置中不再示出供应系统PS 205。
服务节点SN 210可以是电信网络中向终端用户或用户终端分别传送服务的任何节点，例如应用服务器。应用服务器是容纳API(应用编程接口)以暴露服务以便由其他应用使用的服务器。在遥测的示例中，服务节点SN 210可以是从遥测设备收集测量数据并向遥测设备发送指令的中央控制单元。
根据图2b的示例实施例，在步骤231，服务节点SN 210向设备TD201发起服务会话。例如，服务节点SN 210发送针对PDP上下文建立的请求。根据本实施例，服务节点SN 210向SGSN选择器功能SLT 208发送请求。该请求包括订户标识符、设备TD 201的设备标识符以及可选地包括设备TD 201的位置的指示。如参照图2a所解释的，服务节点SN210从由设备TD 201发起的先前服务会话获知该位置指示。SGSN选择器功能SLT 208针对每个设备保持正在服务于设备的服务GPRS支持节点的指示。例如，SGSN选择器功能SLT 208使用设备的位置的指示来检索对应的服务GPRS支持节点。
在步骤232，SGSN选择器功能SLT 208利用服务GPRS支持节点SGSN 204的指示来响应服务节点SN 210。
在步骤233，服务节点SN 210向步骤232中指示的服务GPRS支持节点SGSN 204发送针对服务会话建立的请求，例如，服务节点SN 210通过发送分组数据单元(PDU)通知请求来发送针对PDP上下文激活的请求，表示对设备进行寻呼以建立数据会话的请求。该请求包括设备TD 201的设备标识符，以及可选地包括设备TD 201的位置的指示。
在步骤234，服务GPRS支持节点SGSN 204经由基站控制器BSC203和基站收发机BTS 202，向所指示的设备TD 201的位置发送寻呼请求。该寻呼请求还基于设备TD 201的设备标识符。由于可以假定设备TD 201未改变位置，因此该位置指示可以是设备TD 201所在的确切小区的标识符。这允许可以将寻呼请求限制于所指示的小区。如果在步骤233，GPRS支持节点SGSN 204未接收到设备TD 201的位置的指示，则在步骤234，GPRS支持节点SGSN 204根据现有技术，向GPRS支持节点SGSN 204所服务的整个位置区域发送寻呼请求。由于该寻呼请求，设备TD 201将发起PDP上下文的建立，如上所述。
在步骤235至238，服务节点SN 210开始分别经由网关GPRS支持节点GGSN 207、服务GPRS支持节点SGSN 204、基站控制器BSC 203和基站收发机BTS 202向设备TD 201发送数据。
图3描述了根据本发明实施例由图2a和2b的控制节点执行的示例步骤。
在第一步骤301，控制节点从设备接收服务请求。该服务请求包括设备标识符。
在第二步骤302，控制节点获得组简档，该组简档包括标识多个设备的组标识符。
在第三步骤303，如果设备标识符与组标识符相对应，则控制节点选择组简档以服务于设备。
在第四步骤304，控制节点根据服务请求，基于组简档来建立连接。
该方法可以在此处结束，或者继续执行这里描述的任何步骤。
在实施例中，选择步骤替代了针对设备的GPRS附着过程。这具有以下优点：避免了由于GPRS附着过程导致的网络中的信令。
在实施例中，选择步骤是响应于服务请求来执行的。这具有以下效果：服务请求从而发起提供对GPRS网络的接入，而无需从设备向网络发送针对GPRS附着过程的在先请求，减低了设备与网络之间的信令。
在实施例中，获得步骤包括从供应节点接收组简档。
在实施例中，服务请求还包括设备的位置的指示。这具有以下优点：设备的位置被网络中的相关节点(如向设备发起将来的会话的服务节点)所知。预先知晓位置允许直接对设备进行寻呼，而不将资源浪费在对不必要的小区进行寻呼上。例如，设备TD 201可以发送位置区域标识符。备选地，设备TD 201可以发送其地理位置的指示，例如由所连接的全球定位系统(GPS)设备提供的其地理坐标。根据另一实施例，位置指示包括设备TD 201所在小区的标识符。
在实施例中，设备包括遥测设备。
在实施例中，控制节点包括服务GPRS支持节点(SGSN)。
在实施例中，组简档是在供应节点处创建的。
在实施例中，服务请求包括针对分组数据协议上下文激活的请求。
在实施例中，建立连接的步骤包括分组数据协议上下文的激活。
图4描述了图3的控制节点SGSN 204的实施例，SGSN 204包括：接收单元RU4，用于接收消息；发送单元TU4，用于发送消息；处理单元PU4，用于控制其他单元并用于处理消息和信息；以及优选地，存储单元SU4，用于存储信息和/或获得所存储的信息。
接收单元RU4可以适于从设备接收包括设备标识符的服务请求。处理单元PU4可以适于处理服务请求。此外，处理单元PU4可以适于获得组简档，所述组简档包括标识多个设备的组标识符。处理单元PU4还可以适于在设备标识符与组标识符相对应的情况下，选择组简档以服务于设备。此外，处理单元PU4可以适于根据服务请求，基于组简档，经由发送单元TU4来发起连接的建立。
在实施例中，处理单元PU4可以适于选择组简档来代替针对设备执行GPRS附着过程。
在实施例中，处理单元PU4可以适于响应于服务请求来选择组简档。
在实施例中，处理单元PU4可以适于经由接收单元RU4从供应节点获得组简档。接收单元RU4可以适于从供应节点接收组简档。
在实施例中，服务请求还包括设备的位置的指示。处理单元PU4可以适于处理设备的位置的指示。具体地，处理单元PU4可以适于从服务请求中提取设备的位置的指示。
在实施例中，设备包括遥测设备。
在实施例中，控制节点包括服务GPRS支持节点(SGSN)。
在实施例中，组简档是在供应节点处创建的。
在实施例中，服务请求包括针对分组数据协议上下文激活的请求。
在实施例中，处理单元PU4可以适于通过激活分组数据协议上下文来建立连接。
Claims (11)
1.一种向设备(TD201)提供对通用分组无线服务GPRS网络接入的方法，所述设备(TD201)属于具有单一组简档的设备组，GPRS网络包括用于控制接入的控制节点(SGSN204)，所述控制节点(SGSN204)执行以下步骤：
-获得(211)组简档，所述组简档包括与多个设备相关联的订户标识符和设备标识符；
-从所述设备(TD201)接收(214)服务请求，所述服务请求包括设备个体订户标识和个体设备标识符；
-如果所述个体设备标识符与所述组简档中的设备标识符相对应，则选择(215)所述组简档以将所述设备(TD201)附着至GPRS网络，或者，
如果所述个体设备标识符与所述组简档中的设备标识符不对应，则针对所述设备个体订户标识，获得包括与多个设备相关联的订户标识符和设备标识符的组简档；以及
-根据服务请求，基于组简档来建立(216)连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择步骤是响应于接收服务请求来执行的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，选择步骤替代了针对所述设备(TD201)的GPRS附着过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，获得步骤包括从供应节点(PS205)接收组简档。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，服务请求还包括所述设备(TD201)的位置的指示。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设备(TD201)包括遥测设备。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制节点(SGSN204)包括服务GPRS支持节点SGSN。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组简档是在供应节点 (PS205)处创建的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述服务请求包括针对分组数据协议上下文激活的请求。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，建立连接的步骤包括分组数据协议上下文的激活。
11.一种控制节点(SGSN204)，包括：接收单元，用于接收消息；发送单元，用于发送消息；处理单元，用于控制其他单元以及处理消息和信息，其中
-接收单元适于从设备(TD201)接收包括设备标识符的服务请求；
-处理单元适于处理服务请求；
-处理单元还适于获得组简档，所述组简档包括标识多个设备的组标识符；
-处理单元还适于在设备标识符与组标识符相对应的情况下，选择组简档以服务于设备(TD201)，或者个体设备标识符与所述组简档中的设备标识符不对应的情况下，则针对所述设备个体订户标识，获得包括与多个设备相关联的订户标识符和设备标识符的组简档；以及
-处理单元还适于根据服务请求，基于组简档，经由发送单元来发起连接的建立。
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