CN104244219B - 用于一隧道解决方案的ggsn代理 - Google Patents

Abstract

一种用于无线移动通信单元的漫游的方法、用于公共陆地移动网之间的漫游的服务支持节点和代理网关支持节点，以及一种被安排成处理不同PLMN区域之间的漫游的移动通信基础结构网络，其中支持节点位于当前PLMN中并且被安排成：为用户设备向另一个PLMN中的第一服务支持节点发送上下文请求、从第一服务支持节点接收上下文响应、向第一服务支持节点发送上下文确认、向用户设备的归属位置寄存器发送更新位置消息、从第二代理网关支持节点接收再定位PDP上下文响应，以及向当前PLMN中的第二代理网关支持节点发送再定位PDP上下文请求。

Description

用于一隧道解决方案的GGSN代理

技术领域

本发明涉及GPRS核心网络的领域，以及用于通过GPRS PS核心网络在无线电网络与外部分组数据网络之间递送GPRS有效载荷的增强体系结构。

发明背景

在3GPP中，存在这样的初步行动，其定义被称为一隧道解决方案（One TunnelSolution OTS）的GPRS增强。该方法已经在3GPP版本4中被提出，并且在TR 23.873中被详细阐述（参见图1A ）。TR提出从SGSN（服务GPRS支持节点）中除去用户平面以及在GGSN（网关GPRS支持节点）与RNC（无线电网络控制器）之间直接发送有效载荷。控制平面仍然在成为没有用户平面的纯的控制信令节点的SGSN节点中实现。然而，该提议具有某些缺点，例如该解决方案不是针对漫游移动台而设计的。对于漫游，用户平面将通过访问网络（NW）中的SGSN连接到归属PLMN（公共陆地移动网）中的GGSN，这意味着不能完全地从SGSN中除去用户平面。

为了克服该漫游问题，Nortel提出了替换的体系结构，涉及V-PLMN中的所谓的GGSN承载中继（参见图1B ）。利用该解决方案，在漫游情形中，用户平面将穿过访问GGSN和RNC，而不穿过SGSN。SGSN将是纯的控制节点。在GGSN承载中继解决方案中，用于漫游用户的控制信令将在V-SGSN与归属GGSN之间的普通Gp接口上被发送。还将存在访问网络中的GGSN与SGSN之间的Gn接口。对于漫游用户，将同时地使用这两个控制接口来发信号通知H-GGSN和V-GGSN。

用于一隧道解决方案的GGSN承载中继解决版本4中的原始的一隧道解决方案的一些问题，但没有解决全部问题。

1.在GGSN承载中继中将存在安全问题。当Gp接口用于漫游用户时，在V-NW外部，访问-PLMN的拓扑将是公开可见的。除GGSN代理外，SGSN节点和它们的IP地址被暴露给GRX和外部网络。外部控制信令终止于网络内部深处的若干被较少保护的点，而不是终止于在NW边缘的少数被很好保护的点。

2.当CP（控制平面）和UP（用户平面）是分开的时候，防火墙配置很复杂。状态防火墙（Stateful firewall）是不可能的，因为将在V-PLMN外部报告ISRAU（SGSN间路由区域更新）。

3. PLMN漫游问题。GGSN承载中继在不同PLMN之间漫游时的MM（移动性管理）过程方面存在问题。这是由于旧的VPLMN中的GGSN不应该再被使用，并且需要用新VPLMN中的GGSN来替换。

4.当前版本6 3GPP体系结构的另一个问题是基于PS（分组交换）的业务，例如IP电话，总是被路由到归属PLMN。没有办法在访问-PLMN中在本地突发（break out）业务。GGSN代理提供用于在VPLMN中终止PS业务的替换方式。利用GGSN代理中的特定实施，可以强制PDP上下文终止于VPLMN。例如，当PS域将支持紧急IP电话时，这可以是非常重要的，其中呼叫者需要被连接到VPLMN中的本地紧急呼叫中心。

发明内容

本发明的目的是提供用于解决上述问题中的至少一些的解决方案。这提供于多个方面中，其中提供了第一方面，一种用于无线移动通信单元在公共陆地移动网-即PLMN-之间的漫游的方法，包括：

a.从第二PLMN中的第二服务支持节点向第一PLMN中的第一服务支持节点发送上下文请求；

b.在第二服务支持节点中从第一服务支持节点接收上下文响应；

c.从第二服务支持节点向第一服务支持节点发送上下文确认；

d.在第二PLMN中从第二服务支持节点向第二代理网关支持节点发送再定位（relocate）分组数据协议-即PDP-上下文请求；

e.从第二代理网关支持节点向无线移动通信单元的归属PLMN中的归属网关支持节点发送更新PDP上下文请求；

f.在第二代理网关支持节点中接收更新PDP上下文响应；

g.从第二代理网关支持节点向第二服务支持节点发送再定位PDP上下文响应；

h.从第二服务支持节点向无线移动通信单元的归属PLMN中的归属位置寄存器发送更新位置消息；

i.在第二服务支持节点中从归属位置寄存器接收更新位置确认消息。

第二代理网关支持节点可以担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点，第一代理网关支持节点可以担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点，或者第一代理网关支持节点和第二代理网关支持节点这二者可以担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点。

该方法可以进一步包括以下步骤：

从无线移动通信单元的归属PLMN中的归属位置寄存器接收取消（cancel）位置消息；

在第一PLMN中从第一服务支持节点向第一代理网关支持节点发送删除再定位的分组数据协议-即PDP-上下文请求；

从第一代理网关支持节点向第一服务支持节点发送删除再定位的PDP上下文响应；以及，

向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。

该方法可以进一步包括步骤：

在服务节点中从用户设备接收业务计算（traffic counting）信息；

在收费（charging）消息中组合来自用户设备的业务计算信息与来自服务节点的业务计算信息；以及，

向归属计费（billing）服务器发送收费消息。

本发明的第二方面，提供了用于无线移动通信网络协议中的公共陆地移动网，即PLMN之间的漫游的服务支持节点，其中所述支持节点位于当前PLMN中并且被安排具有处理单元，所述处理单元被安排成：

为用户设备向另一个PLMN中的第一服务支持节点发送上下文请求；

从第一服务支持节点接收上下文响应；

向第一服务支持节点发送上下文确认；

在当前PLMN中向第二代理网关支持节点发送再定位PDP上下文请求；

从第二代理网关支持节点接收再定位PDP上下文响应；

向用户设备的归属位置寄存器发送更新位置消息；

从归属位置寄存器接收更新位置确认消息；

该支持节点处理单元可以进一步被安排成：

从归属位置寄存器接收取消位置消息；

向第一代理网关支持节点发送删除再定位的PDP上下文请求；

从第一代理网关支持节点接收删除再定位的PDP上下文响应；

以及

向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。

本发明的又一个方面，提供了用于移动无线通信网络中的PLMN区域之间的漫游的代理网关支持节点，其中该代理支持节点被安排具有处理单元以：

从第二服务支持节点接收再定位分组数据协议-即PDP-上下文请求；

向归属网关支持节点发送更新PDP上下文请求；

从归属网关支持节点接收更新PDP上下文响应；

向第二服务支持节点发送再定位PDP上下文响应；

该代理支持节点处理单元可以进一步被安排成：

从第一服务支持节点接收删除再定位的分组数据协议-即PDP-上下文请求；以及

向第一服务支持节点发送删除再定位的PDP上下文响应。

本发明的又一个方面，提供了被安排成处理不同PLMN区域之间的漫游的移动通信基础结构网络，包括：

至少一个服务支持节点；

至少一个网关支持节点；以及

如上所述的至少一个代理网关支持节点；

其中代理网关支持节点位于网关支持节点与服务支持节点之间。

可以在至少一个服务支持节点与至少一个代理网关支持节点之间执行移动基础结构网络内的信令，而在至少一个代理网关支持节点与一个其他代理网关支持节点或至少一个网关支持节点之间执行移动基础结构网络外部的信令。

该网络可以进一步包括防火墙，所述防火墙通信地位于归属PLMN侧或访问-PLMN侧的网关支持节点与代理网关支持节点之间。

附图简述

在下文中将参考附图中所示的示例性实施例更详细地以非限制性方式对本发明进行描述，在所述附图中：

图1A 和图 1B 示意性地图示出已知解决方案的两个实施例；

图2示意性地图示出根据本发明的GGSN代理体系结构；

图3示意性地图示出根据本发明的使用GGSN代理的防火墙增强；

图4a示意性地图示出根据本发明的一个实施例的PLMN漫游；

图4b示意性地图示出根据本发明的另一个实施例的PLMN漫游；

图5示意性地图示出根据本发明的区域漫游；

图6示意性地图示出根据本发明的一个实施例的用于PLMN漫游的信令过程；

图7示意性地图示出根据本发明的另一个实施例的用于PLMN漫游的信令过程；

图8示意性地图示出根据本发明的网络；和

图9示意性地图示出根据本发明的GGSN代理设备；

优选实施例的详细说明

本发明的基本概念将包括一隧道解决方案（OTS）中的GGSN代理。GGSN代理解决方案和GGSN承载中继之间的差别是GGSN代理执行到HPLMN GGSN（归属公共陆地移动通信网络网关GPRS支持节点)而不是到控制-SGSN的信令。GGSN代理担当针对HPLMN GGSN的SGSN，由此标准Gp接口能够被保留在运营商之间。

通常，从安全的角度看，GGSN代理解决方案遵循“瓶颈（choke- point）原理”；在边缘处的少数被较好保护的点中终止外部业务好于在网络内部深处的许多被较少保护的点中终止外部业务。较早地已经给出了关于GGSN代理解决方案的、GGSN代理的一些防火墙相关的安全方面，其中建议了归属PLMN情形中的一定保护。本发明更加通用，并且还描述访问-PLMN情形中的安全增强。

GGSN代理还能够是用于访问-PLMN中的紧急突发的可能的点。在当前GPRS网络中，用于漫游订户的PS域业务总是被路由到归属NW，并且没有用于在访问网络中终止业务的手段。

根据本发明的GGSN代理体系结构被示意性地示于图2中，其中附图标记8表示根据本发明的网络。UE（未示出）经由无线电网络控制器1与无线移动通信网络8进行通信，该无线电网络控制器1继而使用信令连接2连接到控制SGSN 9，该控制SGSN 9继而连接到GGSN代理4，该GGSN代理4将控制信号中继到归属PLMN GGSN 5。经由GGSN代理4将有效载荷业务3从RNC直接传送到HPLMN。GGSN代理4将信令中继到HPLMN GGSN 5而不是控制-SGSN 9。GGSN代理4担当针对HPLMN GGSN 5的SGSN，由此标准Gp接口能够被保留在运营商之间。

当控制-SGSN在PDP上下文激活过程期间找到属于另一个PLMN的APN（接入点名称）时，作为替代，它选择用于处理漫游业务的GGSN代理，并且向那个节点发送创建PDP上下文请求消息。在创建PDP上下文请求中包括具有到归属GGSN的IP地址列表的新的IE（接口元素（Interface Element））。该IE的存在使GGSN知道它将担当GGSN代理而不是普通GGSN。

GGSN代理创建PDP上下文，分配用于Gp接口的附加TEID（隧道终点标识符），并且使用这些TEID将创建PDP上下文请求消息转发到对应于APN的GGSN。由GGSN代理将来自GGSN的响应消息从GGSN返回／转发到SGSN。

对于用于非漫游业务的一隧道解决方案，以相同的方式处理移动性管理过程，其中在该过程中不涉及HPLMN中的GGSN。

GGSN代理将PDP上下文的所有修改转发到HPLMN中的GGSN，除非该修改仅仅是本地意义的（例如更新TEID和IP地址）。

用于GGSN代理的ISRAU和防火墙

图3示出了根据本发明、关于能够如何设计防火墙的增强可能性和GGSN代理方案。

该方案中的改进是防火墙仅仅看到GGSN代理。从而能够用状态防火墙方式（stateful fire-walling）处理远程运营商内的切换（handover）。PLMN之间的切换很少被运营商支持，并且具体地当例如通过配置IP地址以接管GTP隧道而被支持时被处理，其中允许其他运营商的GGSN代理在更新PDP上下文消息中发送所述IP地址。

防火墙结构通常能够不将流关联到不同的IP地址和端口。GTP允许针对不同的消息使用不同的IP地址和端口，并且甚至允许IP地址在运行中（on the fly）改变。使用GGSN代理将通过独立于SGSN和GGSN信令的防火墙而使保持本地IP地址更为容易。GGSN代理还将通过GRX来促进GTP互操作性。在GTP协议中对首部的支持能够被束缚于GGSN代理（且没有实现在防火墙中），这将使保持用于Gp业务的GTPv1更为容易。也就是说，不需要由于未知首部的缘故而后退到GTPv0。

使用GGSN代理进行拓扑隐藏

该方案中的改进是SGSN不需要被暴露给外部网络。所有信令都能够通过GGSN代理，由此仅需要被提供给外部网络的IP地址是GGSN代理的IP地址。根据本发明的该方法也可以在PLMN间漫游期间被使用，而不必将任何SGSN暴露于外部网络，并且在以下参考图4b对其进行更详细地说明和描述。

因此，这将与众所周知的“瓶颈原理”一致，那就是说，在边缘处的少数被较好保护的点中终止不安全的外部业务，要好于在网络内部深处的许多被较少保护的点中终止不安全的外部业务。GGSN代理能够是这样的被较好保护的点。这些少数点中的防火墙配置设置能够更加高效和成本有效。相比较SGSN，GGSN代理因而还通常较少受大量业务，例如拒绝服务（DoS）攻击的影响，因为从最初开始便将GGSN表示为边缘节点，且其因而具有较高的性能、较好的过滤能力，并且将其设计成具有边缘特性。

GGSN代理的Gp接口然后能够被连接到单独的子网络，该子网络被连接到外部网络，例如，GRX网络。然后由边界路由器（boarder routers）将该子网络的地址通告给GRX或其他PLMN间网络或交换局（exchange）。GGSN代理也可以被配置为边界路由器本身。

为了能够处理PLMN漫游（例如使用ISRAU、SRNS再定位或PS切换），建议使用如图4a或4b所示的原理。在图4a和4b中，附图标记401通常表示UE，且箭头416说明UE 401如何从一个PLMN移动到另一个PLMN。UE 401与RNC 402、407进行通信，RNC 402、407又与位于VPLMN-1和VPLMN-2中的每一个中的SGSN 403、408进行通信。每个SGSN与相应的GGSN代理404、409进行通信，GGSN代理404、409又与UE 401的HPLMN中的GGSN 405进行通信。RNC能够在相应的VPLMN中接触（contact）417、418 GGSN代理404、409。HLR 406也位于HPLMN中。图4a中的替换方式1与图4b中的替换方式2之间的仅有差别是步骤1，即如何从旧的SGSN中获取上下文。在替换方式1中，两个SGSN具有直接接触410（即通过外部网络，例如GRX），而在替换方式2中，所述SGSN经由GGSN代理404、409进行通信419。在替换方式2中，能够保持以上讨论的拓扑隐藏，即仅有GGSN代理暴露于外部网络。当GGSN代理接收SGSN上下文请求时，其使用常规过程来转换旧的RA以找到目的地节点。为此目的，GGSN代理具有针对该运营商与之具有漫游协定的其他网络配置的转换表（旧的RA->GSN节点地址）。高速缓存也可以被用于保持已发送的消息，当响应消息返回时，可以使用高速缓存，以便知道将它们转发到哪里。高速缓存可以存在于旧的GGSN代理中以找到新的GGSN代理（或SGSN），并且可以存在于新的GGSN代理中以用于找到正确的新的SGSN。例如，已发送的最近的消息可以被存储在高速缓存中，当新消息被存储时，当在会话之后或在超时时段之后已经发送了最后的消息时，该最近的消息可以被除去。

1. 在MM过程的某点处，PDP上下文被移到新的VPLMN中的新的SGSN 408。这些消息的内容应该不改变，这保证使用Rel-7 OTS网络的运营商与使用Rel-6或更旧网络的运营商之间的互操作性。如果运营商使用一个隧道，并且已经部署了GGSN代理允许的增加的安全性，则使用以上的替换方式2，否则使用替换方式1。

2. 添加新的SGSN 408能够使用的新消息（再定位_PDP_上下文_请求410）（如果它使用OTS的话）以在GGSN代理409中创建新的PDP上下文。由GGSN代理409发送回再定位_PDP_上下文_响应消息411作为确认。如果新的VPLMN不使用OTS，则它仅使用普通MM过程（向HPLMN中的GGSN发送更新PDP上下文412并且继续以下的步骤4）。

3. GGSN代理409创建PDP上下文，但是它不将该创建转发到GGSN 405，而是仅仅向GGSN 405发送更新PDP上下文412，因为PDP上下文已经存在于HPLMN中。

4. 新的SGSN 408向HLR 406发送更新位置413，由HLR 406对其进行确认。

5. 当旧的SGSN 403接收到来自HLR 406的取消位置消息414时，它知道GGSN代理409是否用于PDP上下文。

6. 如果旧的SGSN 403使用GGSN代理404（即使用OTS），它向旧的VPLMN中的GGSN代理404发送新消息（删除_再定位的_PDP_上下文_请求415）。然后该旧的GGSN代理404删除PDP上下文而不向GGSN 405转发任何东西，并且向旧的SGSN 403返回确认（删除_再定位的_PDP_上下文_响应）。旧的SGSN 403然后删除它的PDP上下文。如果该旧的SGSN 403不使用OTS，则它仅仅删除它的PDP上下文（由取消位置指示）。来自HLR 406的取消位置得到确认。

这种信令方式能够起作用，而与VPLMN-1和VPLMN-2中的任何一个是否使用OTS无关，并且与它们中的任何一个是pre-rel-7网络无关。也就是说，并不要求两个VPLMN都支持OTS。该过程将仍然起作用。这全都取决于SGSN做什么，并且对于替换方式2，它还取决于转换表指向什么节点。使用OTS并且已经部署了使用GGSN代理的拓扑隐藏的运营商向其漫游合作方提供其GGSN代理而不是其SGSN的地址（对于其网络中的所有RA都有效）。

使用GGSN代理作为对其他运营商的网络的仅有的接口还可以简化用于建立运营商之间的漫游协定的过程。仅仅需要交换每个运营商的GGSN代理的地址。于是这些对于其他运营商的网络中的任何RAI都是有效的。

用在GGSN代理中以具有完全的拓扑隐藏和简化的漫游协定配置的转换表应该是‘双向的’转换表。用于外发（outgoing）的请求的‘外地（foreign）’旧的RAI应该被转换成一个外部GGSN代理，并且对于进入（incoming）的请求，对自身的PLMN的RAI应该被转换成正确的SGSN。这样做的优点是：如果漫游合作方使用GGSN代理，则转换变得非常简单。该PLMN的所有RAI然后被转换成一个单一的外部GGSN代理。这将在很大程度上促进PLMN间的漫游协定和配置，并且使它实际上可行。出于冗余原因，如果外部GGSN代理不响应，则可以使用多于一个GGSN代理以便具有替换。

区域漫游和GGSN代理

用于在PLMN漫游情形中改变GGSN代理的过程也能够被用于具有一个单一的PLMN的“区域漫游”。在非常大的网络中（例如在中国），运营商可能发现希望将PLMN划分成较小的子网络并且应用特殊的漫游和业务优化过程。如下所述的图5给出一些例子。

在图5的步骤1）中，UE 500在它自己的区域R/C1中建立到GGSN的PDP上下文。“正常业务”和任何紧急呼叫这二者都可能终止于该GGSN 506中（线501）。当被连接时，UE 500移动504到具有单独的网络配置的另一个城市/区域R/C2。UE所连接到的新区域中的SGSN（或者可能在新的池中）识别出它被连接到另一个区域中的SGSN，然后选择用于UE 500的GGSN代理。以上早先参考图4a和4b所描述的过程更新一个或多个PDP上下文以经由区域2中的GGSN代理连接到区域1中的GGSN，如该图的步骤2）中所示。当需要时，还可以建立本地终止的PDP上下文，如步骤2）所示（线502）。区域2中的GGSN代理可以例如强制在本地建立紧急PDP上下文，由此在这种情况下GGSN代理将作为替代充当GGSN的作用。也可以以其他方式建立在本地终止的PDP上下文。例如，在PLMN漫游过程（描述于图4a和4b中）之后，可以由GGSN代理发起本地终止的PDP上下文的建立。在步骤3)中，UE 500又移动505到具有单独的网络配置的另一个城市/区域R/C3。以上关于步骤2）所描述的过程被重复。在区域3中，在步骤2中的任何本地终止的PDP上下文被去激活（deactivate）并且由区域3中的新的本地终止的PDP上下文替代（线503）。

图6所示的用于PLMN漫游的信令图是当需要改变GGSN代理时通常能够被应用于移动性管理过程的一般过程。当UE在两个PLMN之间移动时，这是正常的，但是也可以是位于单个PLMN内，例如当单独的网络配置被用于PLMN内的不同区域时。对于当新的和旧的PLMN这二者都支持OTS并且替换方式2被使用时的情形（GGSN代理担当用于SGSN上下文请求的中间节点-图4b），按照如下顺序发送步骤1，新的SGSN->新的GGSN代理->旧的GGSN代理->旧的SGSN，然后反向，旧的SGSN->旧的GGSN代理->新的GGSN代理->新的SGSN。对于当仅新的PLMN支持OTS时的情形，按照如下顺序发送步骤1，新的SGSN->新的GGSN代理->旧的SGSN，然后反向，旧的SGSN->新的GGSN代理->新的SGSN。并且，对于当仅旧的PLMN支持OTS时的情形，按照如下顺序发送步骤1，新的SGSN->旧的GGSN代理->旧的SGSN，然后反向，旧的SGSN->旧的GGSN代理->新的SGSN。其余的信令如下：

2a. 在新的访问PLMN内从新的SGSN向新的GGSN代理发送再定位PDP上下文。

3. 从新的GGSN代理向归属PLMN中的GGSN发送更新PDP上下文请求（RNC TEID、RNS、IP地址等等）。

3. 从归属PLMN中的GGSN向新的GGSN代理发送更新PDP上下文响应。

2b. 从新的GGSN代理向新的SGSN发送再定位PDP上下文响应。

4a. 从新的SGSN向HLR发送更新位置消息。

5a. 从HLR向旧的访问-PLMN中的旧的SGSN发送取消位置消息。

6. 从旧的SGSN向旧的GGSN代理发送删除再定位的PDP上下文请求消息。

6. 从旧的GGSN代理向旧的SGSN发送删除再定位的PDP上下文响应。

5b. 从旧的SGSN向HLR发送取消位置确认消息。

4b. 从HLR向新的SGSN发送更新位置确认消息。

图7示出当该一般过程应用于SGSN间路由区域更新（TS 23.060中的子条款6.9.1.2.2）ISRAU时的情况。然而，应该注意到，本发明也适用于其他移动性过程，例如但不限于PS切换、硬切换和SRNS（服务无线电网络子系统）再定位过程。在图7中，C1、C2和C3表示与CAMEL相关的标准功能并且被本领域技术人员理解。在本例中，该信令方案如下：

1. 通过BSS从UE向新的SGSN发送路由区域更新请求消息。

2. 从新的SGSN向旧的SGSN发送SGSN上下文请求。

2. 旧的SGSN发送SGSN上下文响应。

3. 在此点处理安全功能。

4. 新的SGSN向旧的SGSN发送SGSN上下文确认消息。

可以在该阶段执行C1。

5. 旧的SGSN转发分组。

6a. 新的SGSN向新的GGSN代理发送再定位PDP上下文请求消息。

6. 新的GGSN代理向HPLMN中的GGSN发送更新PDP上下文请求。

6. HPLMN中的GGSN发送更新PDP上下文响应。

6b. 从新的GGSN代理向新的SGSN发送再定位PDP上下文响应。

7. 从新的SGSN向HPLMN中的HLR发送更新位置消息。

8. HLR向旧的SGSN发送取消位置消息。

8a. 旧的SGSN向旧的GGSN代理发送删除再定位的PDP上下文请求。

8b. 从旧的GGSN代理向旧的SGSN发送删除再定位的PDP上下文响应。

8. 从旧的SGSN向HLR发送取消位置确认消息。

9. HLR将订户数据插入到新的SGSN中。

9. 新的SGSN向HLR发送插入订户数据确认消息。

10. HLR向新的SGSN发送更新位置确认消息。

C2可以被执行。

11. 新的SGSN向UE发送路由区域更新接受。

C3可以被执行。

12. UE向新的SGSN发送路由区域更新完成消息。

图8图示出根据本发明的一般网络解决方案，其中实现了本地突发方法。在图8中，附图标记810通常指示本发明操作于其中的通信网络。用户设备（UE）连接到远离归属公共陆地移动网（HPLMN）804的访问公共陆地移动网（VPLMN）803。本发明涉及的是其中访问UE801与另一个UE 802进行通信而不是与访问UE 801的HPLMN 804进行通信的情形，将感兴趣的是经由VPLMN 803直接通信以便减少不同的网络部件之间的业务路由。该网络810还包括UE 801、802之间的通信链路807以及VPLMN 803与HPLMN 804之间的基础结构通信链路811。VPLMN 803和HPLMN 804可以利用相应的通信链路808和809而连接到相应的通信网络805和806。访问UE 801与另一个UE 802之间的业务通过本地突发路径A 808被发送，而不通过归属PLMN 804。

UE 1具有软件SW，该软件SW能够以任意准确度和粒度以及在某一触发点借助于SIM（订户标识模块）817来计算穿过其的业务量，产生加密数字签名-具有业务计算信息的‘SIGN（签名）’，该‘SIGN’与业务报告一起被发送812到网络，即例如被发送到VPLMN 803或直接被发送到HPLMN 804。

访问网络803具有以下能力：捕捉新的信息元素、业务报告和‘SIGN’，并且将其插入到由VPLMN 803产生的下一个CDR 815中，该CDR 815为了UE 1而被发送到814归属运营商，例如被发送到归属运营商计费系统816或担当中间通信经纪人（broker）的计费代理商（agent）。

归属运营商计费系统816能够对信息业务报告和‘SIGN’进行解密，并且使用它来验证访问网络和用户设备801已经报告的计算的字节的正确性。已经在申请号为PCT/EP2006/006453的另一个专利申请中论述了关于拓扑隐藏的本地突发方法和实施方式，该申请通过引用被并入到本申请中。

现在转到图9，在示意框图中图示出根据本发明的基础结构节点（GGSN代理或SGSN）（例如支持节点），其中处理单元901处理通信数据和通信控制信息。基础结构节点900还包括易失的（例如RAM）902和/或非易失性存储器（例如硬盘或闪存盘）903，和接口单元904。基础结构节点900可以进一步包括均具有相应连接接口的下游通信单元905和上游通信单元906。基础结构节点中的所有单元彼此能够直接地通信或者通过处理单元901间接地通信。用于处理往返于附着于网络的移动单元的通信的软件至少部分地执行于该节点中，并且也可以存储于该节点中；然而，也可以在节点开始时或在后来在例如服务间隔期间动态地加载该软件。该软件能够被实现为计算机程序产品并且被分发和/或存储在可移动的计算机可读介质上，例如磁盘、CD（光盘）、DVD（数字化视频光盘）、闪存或类似的可移动的存储介质（例如压缩闪存、SD安全数字、记忆棒、迷你SD、MMC多媒体卡、智能卡、transflash、XD）、HD - DVD（高清晰度DVD），或Bluray DVD、基于USB（通用串行总线）的可移动存储介质、磁带介质、光存储介质、磁光介质、磁泡存储器，或经由网络（例如以太网、ATM、ISDN、PSTN、X.25、因特网、局域网（LAN），或能够传送数据分组到GGSN代理节点的类似网络）作为传播的信号被分发。

本发明的优点

GGSN代理与GGSN承载中继相比以及与当前3GPP Rel-6相比的好处：

1. GGSN代理可以简化PLMN漫游。使用漫游替换方式2，仅仅要求交换一个单一的IP地址（GGSN代理的）以实现两个PLMN之间的漫游。当今，在PLMN漫游协定中需要交换全部或大范围RA的IP地址。这可以显著地降低用于运营商漫游协定的成本。当然，出于冗余或容量原因，可以交换两个或更多GGSN代理的IP地址。使用简化的PLMN漫游过程，PLMN漫游实际上可以是真实的！

2. 核心网络中的增加的安全性。拓扑隐藏实现内部CN骨干（Gn和lu网络）从GRX和其他外部网络隔离。之前，使用SGSN中的单独的Gp接口，Gp隔离已经是可能的，但现在根本没有SGSN需要对外是开放的。仅仅需要能够被置于PLMN和外部网络之间的边界处的一个或少数GGSN代理。这显著地简化了网络设计。CN的拓扑也完全从外部隐藏。从PLMN的外面将无法达到或知道任何SGSN或RNC。

3. 使用边界处的GGSN代理的拓扑隐藏和简单的网络设计也可以简化运营商具有的其他特定需求。例如，在CN中使用私有IP地址，并且促进到IPv6的迁移。可以通过边界处的更简单的网络设计来促进IPv4到IPv6地址的转换点（NAT-PT）的放置。GGSN代理甚至可以被用作协议转换器（NAT-PT）。

4. 使用GGSN代理解决方案可以使得更容易地在运营商之间建立PLMN间的漫游协定，其将创建用于保持在于PLMN之间漫游期间运行的PS应用，例如VoIP。与当前解决方案相比，使用GGSN代理解决方案需要互换较少信息。在GGSN代理中配置合作运营商GGSN代理的地址是足够的，因此没有必要配置用于所有其他运营商RA的所有SGSN地址。

5. 使用GGSN代理，某些网络特征能够被集中到GGSN（收费、策略控制、LI），并且然后能够适用于全部业务，而不管其是非漫游业务还是漫游业务。这实现较好的特征并且简化了网络配置。对于访问业务，当今仍然要求已经在GGSN中部署了收费功能的运营商在SGSN中保持收费功能。并且使用当今的标准不可能部署用于漫游（访问）业务的策略控制。

6. 优化的用户平面业务，其可以节省传送成本。业务从不需要通过SGSN被路由，并且总是能够取RNC与GGSN之间的最短路径。

7. 在CN中以可预测的路径路由用户平面业务。在用户平面完全从SGSN中除去的情况下，用户平面业务将总是沿着CN中的相同路径被路由，而不管业务是漫游的、完成LI等。这将简化网络设计并且促进网络中的不同的‘探测’的使用（用于收费、业务监视、不同的代理等）。

8. 实现紧急业务的本地突发。对于漫游业务，GGSN代理是终止特定PDP上下文的自然点（natural point），其例如能被用于将紧急IP电话连接到本地紧急中心。

9. 3G SGSN中没有用户平面业务可以允许简化且更加成本高效的SGSN产品。现有的双接入2G/3G SGSN中的剩余用户平面硬件可以被用于处理增加的2G业务。

10. CP和UP不是分开的（与GGSN承载中继替换方式相比）。这能够使防火墙配置不那么复杂。错误处理也可以变得更简单（CP和UP这二者存在于相同节点中）。例如，节点重新启动变得不那么复杂-没有GGSN承载中继提议中的分布式状态。

如在该上下文中使用的，术语漫游被定义为如下能力：供蜂窝顾客在行进到归属网络的地理覆盖区域之外的时候通过访问网络自动地产生和接收语音呼叫、发送和接收数据、接入其他服务；访问网络可以被顾客所属于的运营商拥有或者它能够被外部运营商所拥有。漫游在技术上由移动性管理过程和鉴别、授权和记账过程支持。在网络运营商之间建立漫游是通过漫游经纪人或代理商而直接或间接地基于运营商之间的漫游协定。如果访问网络位于与归属网络相同的国家，则这被称为国家漫游。如果访问网络位于本国外，则这被称为国际漫游。

根据标准过程，例如通过网络的实体之间的AAA（鉴别、授权和记账）协议，例如通过如RADIUS （远程验证拨入用户服务）或Diameter的协议，来处理涉及本发明的计费和收费问题。然而，使用实现的本地突发方法，在业务计算中也涉及UE，并且该数据连同来自访问-PLMN的业务计算数据一起被报告给归属PLMN，如在该文档中较早描述的。

应该注意到，词“包括”不排除存在所列出之外的其他元素或步骤，并且元素之前的“一”或“一个”不排除存在多个这样的元素。本发明能够至少部分地用软件或硬件实现。应当进一步注意到，任何附图标记不限制权利要求的范围，并且若干“装置”、“设备”和“单元”可以由相同的硬件条目表示。

以上提及和描述的实施例仅被给出作为例子，并且不应该限制本发明。如所描述的所附专利权利要求所要求保护的本发明的范围内的其他解决方案、使用、目的和功能对于本领域技术人员来说应该是很明显的。

定义

GTP GPRS隧道协议

GRX GPRS漫游交换（在用于国际GPRS业务的由特定网络提供商提供的PLMN网络间）

IE 信息元素（“协议参数”）

LI 合法监听（Lawful Intercept）

NAT-PT 网络地址转换-协议转换

NW 网络

OTS 一隧道解决方案

PDN 分组数据网络

PDP 分组数据协议

PDP上下文 在3GPP网络中在终端与GGSN之间建立的隧道。该隧道例如被用来在UE与因特网和/或运营商提供的服务网之间隧道传送IP信息分组。

在一定上下文中，术语PDP上下文也用于参数集合，所述参数集合用于管理一个节点（例如SGSN或GGSN）中的PDP上下文。

PLMN 公共陆地移动网

HPLMN 归属PLMN（用于订户的归属网络）

VPLMN 访问PLMN（订户访问的网络）

RA 路由区域

RAU 路由区域更新

TEID 隧道终点标识符

UE 用户设备

Claims (13)

1.一种用于无线移动通信单元（401）从第一访问公共陆地移动网VPLMN到第二VPLMN漫游的方法，第一VPLMN包括第一服务支持节点（403）和第一代理网关支持节点（404）；第二VPLMN包括第二服务支持节点（408）和第二代理网关支持节点（409），所述方法包括：

a. 从第二VPLMN中的第二服务支持节点（408）向第一VPLMN中的第一服务支持节点（403）发送上下文请求；

b. 在第二服务支持节点中从第一服务支持节点接收上下文响应；

c. 从第二服务支持节点向第一服务支持节点发送上下文确认；

d. 在第二VPLMN中从第二服务支持节点向第二代理网关支持节点（409）发送再定位分组数据协议-即PDP-上下文请求；

e. 从第二代理网关支持节点向无线移动通信单元的归属公共陆地移动网HPLMN中的归属网关支持节点（405）发送更新PDP上下文请求；

f. 在第二代理网关支持节点中接收更新PDP上下文响应；

g. 从第二代理网关支持节点向第二服务支持节点发送再定位PDP上下文响应；

h. 从第二服务支持节点向无线移动通信单元（401）的HPLMN中的归属位置寄存器（406）发送更新位置消息；

i. 在第二服务支持节点中从归属位置寄存器接收更新位置确认消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中第二代理网关支持节点（409）担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其中位于第一VPLMN中的第一代理网关支持节点（404）担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中第一代理网关支持节点和第二代理网关支持节点这二者担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：

j. 从无线移动通信单元的HPLMN中的归属位置寄存器接收取消位置消息；

k. 在第一VPLMN中从第一服务支持节点向第一代理网关支持节点（404）发送删除再定位的分组数据协议-即PDP-上下文请求；

l. 从第一代理网关支持节点向第一服务支持节点发送删除再定位的PDP上下文响应；和

m. 向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：

- 在服务节点（403，408）中从无线移动通信单元接收业务计算信息；

- 在收费消息中组合来自无线移动通信单元的业务计算信息与来自服务节点的业务计算信息；和

- 发送收费消息到归属计费服务器。

7.一种用于使无线移动通信单元（401）能够从第一访问公共陆地移动网VPLMN到第二VPLMN漫游的服务支持节点（408），第一VPLMN包括第一服务支持节点（403）和第一代理网关支持节点（404）；第二VPLMN包括所述服务支持节点（408）和第二代理网关支持节点（409），其中所述服务支持节点（408）包括适于执行以下操作的处理单元（901）：

a. 为无线移动通信单元（401）向第一VPLMN中的第一服务支持节点（403）发送上下文请求；

b. 从第一服务支持节点接收上下文响应；

c. 向第一服务支持节点发送上下文确认；

d. 在第二VPLMN中向第二代理网关支持节点（409）发送再定位PDP上下文请求；

e. 从第二代理网关支持节点接收再定位PDP上下文响应；

f. 向无线移动通信单元（401）的归属公共陆地移动网HPLMN中的归属位置寄存器（406）发送更新位置消息；

g. 从归属位置寄存器（406）接收更新位置确认消息。

8.根据权利要求7所述的服务支持节点，其中第一服务支持节点（403）包括适于执行以下操作的处理单元：

h. 从归属位置寄存器接收取消位置消息；

i. 向第一代理网关支持节点发送删除再定位的PDP上下文请求；

j. 从第一代理网关支持节点接收删除再定位的PDP上下文响应；以及

k. 向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。

9.一种用于使无线移动通信单元（401）能够从第一访问公共陆地移动网VPLMN到第二VPLMN漫游的代理网关支持节点（409），第一VPLMN包括第一服务支持节点（403）和第一代理网关支持节点（404）；第二VPLMN包括第二服务支持节点（408）和所述代理网关支持节点（409），其中所述代理网关支持节点包括适于执行以下操作的处理单元（901）：

a. 从第二服务支持节点（408）接收再定位分组数据协议-即PDP-上下文请求；

b.向归属网关支持节点（405）发送更新PDP上下文请求；

c.从归属网关支持节点接收更新PDP上下文响应；

d.向第二服务支持节点发送再定位PDP上下文响应。

10.根据权利要求9所述的代理网关支持节点，其中第一代理网关支持节点（404）包括适于执行以下操作的处理单元：

e.从第一服务支持节点（403）接收删除再定位的分组数据协议-即PDP-上下文请求；以及

f.向第一服务支持节点发送删除再定位的PDP上下文响应。

11.一种被安排成处理不同PLMN区域之间的漫游的移动通信基础结构网络，包括:

a.至少一个服务支持节点（408）；

b.至少一个网关支持节点（405）；以及

c.至少一个根据权利要求９所述的代理网关支持节点（409）；

其中所述代理网关支持节点位于网关支持节点与服务支持节点之间。

12.根据权利要求11所述的移动基础结构网络，其中在至少一个服务支持节点和至少一个代理网关支持节点之间执行移动基础结构网络内的信令，而在至少一个代理网关支持节点与一个其他代理网关支持节点或至少一个网关支持节点之间执行移动基础结构网络外部的信令。

13.根据权利要求12所述的网络，进一步包括防火墙（309），其通信地位于归属PLMN侧或访问PLMN侧的网关支持节点与代理网关支持节点之间。