CN1166119C - 进行数据通信的方法、交换设备、通信系统及终端台 - Google Patents

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Abstract

移动无线通信系统(PLMN)中的交换设备(PLMN-SW)(它支持GPRS网络)允许移动无线通信网(PLMN)的一个终端台(GPRS-MS)与一个包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)连接。包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的选择根据移动无线通信网(PLMN)的终端台(GPRS-MS)传输的具体网络表示参数(NIP)。该网络指示参数(NIP)是作为PDP环境启动程序中一个专用参数传输给(GPRS)服务支持节点(SGSN)的。因此，大批的互联网服务提供商(ISP1、ISP2、ISP3)可与一个GPRS网络连接。

Description

进行数据通信的方法、交换设备、通信系统及终端台
发明领域
本发明涉及一种方法、一个交换设备、一台通信系统和一个终端台，特别是一台基于GSM的综合包无线服务系统(GPRS)；它让用户台选择与网关的GPRS支持节点(GGSN)连接的若干包数据网(PDN)中的一个预定的网络。这些包数据网络可以是包数据网或互联网服务提供商(ISP)的任一种。
发明背景
GSM综合包无线服务(GPRS)的标准化目前在欧洲通信标准研究所(ETSI)正在取得进展。GPRS是一种新的GSM服务，它向移动的GSM用户提供实际的包无线访问。按照GPRS系统，仅当前有要发送的某些东西时才保留无线资源(由于该系统的包特性)，而同一无线资源可为在蜂窝中的所有移动台所共享，从而有效地使用宝贵的资源。GPRS促进了各种应用，诸如遥测、列车控制系统、数据交互访问、收费系统和用万维网浏览互联网。
与GSM网络的交换电路特性相反，GPRS被改造成适合于(用诸如TCP/IP.X.25和CLNP协议)与标准数据网连接。相比之下，传统的GSM网络原打算是为了提供仅交换电路的话音会话。面向包的GPRS网络基础设施引入了新的功能因素(此后将参照图1对它作简要的描述)。
应当指出的是，当前的GSM网服务和新的GPRS网服务内容间还需要某种协作。在物理层上，资源会被融合，因此存有一些共同的信号发送特征。在同一无线载波中可同时为交换电路应用和GPRS应用保留某些时间片。通过交换电路信道和GPRS信道间动态共用来获得最佳的资源利用。在建立交换电路呼叫期间，它仍有足够时间抢占GPRS的资源，因为交换电路呼叫有较高的优先权。
GSM网和GPRS网的交互作用
图1是对GSM交换电路的特性和GPRS包交换系统各个部件交互作用的简单综述。GPRS的支持节点(GSN)是主要部件并提供与各种数据网的连接和互联；通过GPRS的寄存器进行移动管理，当然还提供数据包给与其位置无关的GPRS移动台(GPRS-MS)。物理上，GSN可合到PLMN(公共地带移动网络)的移动交换中心(MSC)或者是一个基于数据网路由器结构的独立网络。用户的数据在GSN和基础台的分系统(BSS)间流动而在MSC和GSN间交换发送信号。
因此，GPRS向GPRS MS提供来自数据网范围的载波服务。载波服务的使用者是公共网络层的软件包(诸如IP、OSI、CLNP和X.25)；GPRS的具体应用程序还将用GPRS服务。
GPRS用包技术来传输高速和低速数据并以最经济方式发送信号。GPRS最佳化网络资源的使用并使无线系统的负载最轻。严格地将无线分系统与网络分系统分开以便使网络分系统能再用于别的无线访问技术。这种GPRS不是非改变已安装的MSC基础不可。
新的GPRS无线信道是限定的而这些信道的分配则是灵活的：1-8无线接口时间片可按TDMA帧分配而时间片由现行用户和单独分配的上下连路共用。无线接口资源可由话语和数据服务间动态地共用作为服务负载和操作员优先的函数。指定了无线频道的各种编码方案，以便使每个用户都有9-150多的KB/S位速率。估计每个用户甚至可得到高达200/KB秒的初始数据速率。
如上面说明的那样，支持基于标准数据协议的应用且定义了与IP网及X.25网互连。对诸如交通遥测和UIC列车控制之类的应用支持点-点和点-多点的具体服务。GPRS通过GPRS无线频道还可以进行短信息服务(SMS)传输。
GPRS被设计成支持从间歇性和突发性数据传输到偶尔发送大量数据。支持4种不同的品质服务(QoS)等级(QoS主要是在PPP环境启动程序期间设定的，如下面说明的那样)为了快速保存GPRS被设计成在0.5至1秒时开始传输。由于包发送的性质，收费一般将根据传输的数据量。
支持GPRS的终端台
在GPRS中，支持3种不同的GPRS移动台：A类MS可同时操作GPRS和其他的GSM服务。B类MS可同时监督GPRS的控制信道和其他的GSM服务但一次只能提供一套服务。C类GPRS MS是唯一能提供GPRS服务的。
数据包的发送
既然已在图1中普遍建立了GPRS的支持节点(GSN)，那末GPRS网的一个主要问题自然是移动台(MS)的数据包来回路径问题。该问题可分为两个问题，即数据包的路径和移动管理问题。
在GPRS网中数据包到达移动台(MS)的路径是一个问题，因为移动台的数据网址一般只有静止的路由机构，而移动台(MS)可从一个网漫游至另一个网。在移动情况下数据包路由的一种方法是移动IP思想。(C.PerKins(编辑人员)：“IP移动支持，ietfmobileip-protocol-11.txt草案”，July 1995，互联网工程专家组的工作进展情况)。
移动IP可使IP数据报独立于连接点的子网而到达移动的主机。在蜂窝数字包数据(CDPD)的系统中则采取另一种方法，其中到达移动主机的路径由该网内部处理(CDPD工业输入管理员的“蜂窝数字包数据系统的技术规范”1993年7月1.0版)。
标准的移动IP思想不完全适合于GPRS环境因为要求除IP外还必须支持网络协议。因此，如图2所示，给数据包的路径建造了图1的通信网结构(包括总的GPRS节点(GSN)，其原理类似于移动的IP。
GPRS的支持节点
在图2中，GPRS给GSM PLMN引进了两个新的网络节点：服务的GPRS支持节点(SGSN)；它与MSC同处一个系统级因为MSC(移动交换中心)跟踪各个移动台的位置并执行安全操作和访问控制。SGSN用帧转运与基本台系统连接。因此，SGSN的主要功能是探测其服务区域中的新GPRSMS，在GPRS寄存器中寄存新的MS，向GPRS MS发送数据包/接收GPRSMS的数据包和记录MS在其服务区中的所在位置。预定信息则存储在GPRS寄存器中，GPRS寄存器将在移动台的身份(诸如MS-ISDN或IMSI：国际移动台身份)和PSPDN地址间的映射工作存储起来。GPRS寄存器起数据库的作用，SGSN可问它可否将其服务区中的新MS加入GPRS网。
网关GSN(GGSN)与外部的包交换网互联并通过基于IP的GPRS骨干网(IP：国际网协议)与SGSN连接。前述的GPRS寄存器可在HLR中提供，从而随同GPRS的订户信息一同提高。为了更有效地协调GPRS和非GPRS服务和功能可任选MSC/VLR进行改进：例如电路交换呼叫的连接；它通过SGSN和GPRS与非GPRS位置的综合更新来更有效地连接。
还如图2所示的那样(虽然与目前的应用无关)，SGSN当然要通过短信息服务互联网MSC(SMS-IWMSC)来与短信息服务网关MSC(SMS-GMC)协作。
而且，应注意，SGSN根据现有GSM中的相同算法、密钥和标准来进行认证和密码设置。GPRS使用包数据发送最佳化密码编制算法。
由移动台访问GPRS
为了访问GPRS的服务，移动台必须首先与GPRS连接使该网知道其存在。上述操作建立该移动台与SGSN的逻辑连接并使该移动台通过GPRS为SMS使用、经过SGSN进行服务(Paging)以及注意进来的GPRS数据。为了发送和接收GPRS的数据，该移动台必须启动它要用的包数据地址(PDN地址)。上述操作使该移动台为相应的GGSN所知并使与外部数据网的互连工作得以开始。
用户数据在该移动台和外部数据网间透明地传送，因为采用了称之为封装和管道(管道信息交换是PPP环境启动程序的组成部分)步骤：数据包装备有GPRS特定的协议信息并在该移动台和GGSN间传送。上述的透明传送法减轻了GP-RS PLMN中断内部数据协议的要求因而将来它能容易引进另外的互连协议。用户数据可以压缩，因而可用重发协议发现其效率和可靠性。
因此，GPRS的支持节点的总体形式(GSN)含有支持GPRS所需的功能。一个PLMN可能有多个GSN，如在图3中看到的那样。
网关的GPRS支持节点(GGSN)是由包数据网访问的节点由于要评定所谓的PDP地址。该地址含有连接GPRS用户的路径信息。用该路径信息来将协议数据单位(PDU)转送到(tunnel)该移动台的当前连接点上，即转送到GPRS的各个服务支持节点(SGSN)上。GGSN可能通过任选的GC接口请求HLR提供位置信息。GGSN是PDN(包数据网)与GSMPLMN互连的第一点，因而支持GPRS(即由GGSN支持Gi基准点)。
与GPRS连接的内部网和互联网
图1示出了将GPRS的功能嵌入GSM系统的总结构，图3则示出了作为GPRS骨干网所需的PLMN中的附加网络。
PLMN内部的主干网是在同一PLMN中的互连GSN的互联网协议的网络。跨PLMN的主干网是在不同的PLMN网中互连GSN和PLMN内部的主干网的IP网络。PLMN内部的每个主干网是一个旨在仅传输GPRS数据和发送GPRS信号的私人IP网。这种私人IP网为了达到要求的安全水平是一个加了某种访问控制机制的IP网。
PLMN内部的主干网通过GP接口用边界网关(GP)与跨PLMN的主干网互相连接起来。跨PLMN的主干网包括BG的安全功能由漫游协议选择。BG的确定不属GPRS的业务范围。距PLMN的主干网可以是一个包数据网，例如，PLMN内部的主干网可以是一个公司网而包数据网可以是一个公共互联网或一根租用线路。
最后，HLR(示于图2)含有GPRS预订数据和路由信息。SGSN通过Gr接口可访问上述的HLR而对与之连接的漫游移动台(MS)来说HLR可能是不同于当前的SGSN的PLMN。因此，在图3中HLR可放在PLMNA或PLMNB。
GPRS通信举例
图1-3已描述了GPRS系统总的系统结构，图4用图示方法举例说明其路径信息是怎样在此系统中传送的。如图4所示，GPRS中的移动通信系统有3种不同的传送路径，因此，本发明有3种可能的应用举例，说明如下：
-移动引起的信息(路径P1)
-当移动台在其本网时的移动定界信息(路径P2)；和
-当移动台(MS)漫游到另一个GPRS操作员网络时的移动定界信息(路径P3)。
和图3一样，图4中的操作员GPRS网络也由多个GSN和一个操作员内部的主干网组成。操作员内部的主干网则用每个操作员都可以不同的，操作员特有的网络协议来与一个操作员的支持节点连接。然而，GGSN利用互连能力可以用一个标准协议连到数据网和跨操作员的主干网(该网连接不同的操作员的GPRS网)。
这种拟议结构的主要好处是灵活性、可伸缩性和互操作性。这种方法可以让PLMN A、B的每个操作员通过通信来实施采用任何协议的各个主干网而其他的GPRS操作员则用仅一个共用的协议来实施之。ETSI选择了IPV6作将来的主要骨干网协议。IPV4已被选作中级主干网协议。
正如在图4中看到的那样，从数据网角度来看，GPRS网类似于数据网的一个子网。例如，GGSN在互联网中相当于一个IP路由器，它后面隐藏了整个GPRS网。那末，互联网中的一台计算机把GPRS看作一个IP子网，信息传给该子网时就好象GPRS网是一个完全标准的互联网工具。那末数据网的路由机制跟普通的互联网接收器的情况完全一样。
GPRS移动台沿图4所示的数据路由和与路径P1相关的第一个举例路径发送数据包，即公共交换包数据网(PSPDN)的包数据单位(PDU)给一个数据网。PSPDN PDU数据包用LLC(逻辑链路控制)协议通过空中接口向目前正在服务于GPRS移动台(MS)的GPRS服务支持节点(SGSN)发送。如果GPRS服务支持节点(SGSN)收到了无错误的数据包，它将把PSPDN PDU数据包封入GPRS主干网数据包送给正在处理从GPRS移动台(MS)到该数据网的通信业务的网关GPRS支持节点(GGSN)。网关GPRS支持节点(GGSN)将PSPDN PDU数据包拆封并将它转送给相适应的数据网。
如图4所示，本发明的第二个应用举例叙述路径P2，其中的数据网主机正在向本地GPRS网的GPRS移动台(MS)发送一个PSPDN PDU数据包。在这里和上面概述的第一个例子类似，PSPDN PDU数据包用数据网的路由机制反向地进行传送直至PSPDN PDU数据包到达网关GPRS支持节点(GGSN)为止。在网关GPRS支持节点取出GPRS移动台(MS)的PSPDN地址并转换成GPRS移动台(MS)的当前位置；然后，执行PSPDNPDU数据包在本地GPRS网的路由。因此，首先将PSPDN PDU数据包封入一个主干网而后送给目前正在服务GPRS移动台(MS)的GP-RS的服务支持节点(SGSN)。
图4所示的最后一个例子叙述路径P3，而它几乎与P2的举例一样。其中GPRS移动台(MS)已漫游到另一个GPRS网，因此本地的GPRS网必须通过跨操作员的主干网向被访问的GPRS网发送PSPDN PDU数据包。按照上述例子，则要用另一个网关GPRS支持节点(GGSN)来给漫游中的GPRS移动台(MS)提供该数据包。然后，被访问的GPRS网进一步将PSPDN PDU数据包路由给相适宜的GPRS服务支持节点(如上面概述的第二个例子那样)。
GPRS-MS的登录程序
希望发送数据包的GPRS移动台(MS)的一般登录程序示于图5。该登录程序的主要目的是，分别要给GPRS网发送GPRS移动台(MS)的PSPDN地址、报告GPRS移动台(MS)的当前大约位置、在网关GPRS支持节点(GGSN)的路由表中建立分配的PSPDN地址项以及开始按统计程序收费。
在GPRS登录期间，用GSM独立专用的控制频道(SDCCA)作载体建立MS和SGSN间逻辑连路的关系(内容或参数集合)。在建立这种关系期间，还要认证GPRS移动台并在GPRS移动台(MS)和GPRS服务支持节点(SGSN)间交换加密参数(该认证/加密工作与下面叙述的PDP环境启动工作分开进行；见GSM03.60文件)。
然后，将该登录转给网关GPRS支持节点，GPRS移动台(MS)的位置则据此进行更新。在此，网关GPRS支持节点可以通知以前的GPRS服务支持节点(SGSN)将该GPRS移动台(MS)从以前的寄存器那里卸下来。如果GPRS的登录工作是成功的，则GPRS移动台进入准备状态。最后，GPRS移动台可以通过启动类似于登录工作的GPRS退出(Lig-off)工作退出GPRS服务。
PDP环境启动程序
在PDP环境启动时，SGSN建立的所谓PDP环境用于在GPRSPLMN内与GPRS用户正在用的GGSN进行路由。这种PDP环境启动程序示于图6。
点到点(PTP)的GRPS预定包含对一个或多个PDP地址的预定(例如在HLR中)。每个PDP地址由移动台(MS)、SGSN和GGSN中的各个PDP环境来描述。每个PDP环境独立地存在两种PDP状态中的一种。PDP状态表示是否要为传送数据而启动PDP地址。用户的所有PDP环境都与该用户的IMSI的相同MM环境有关。
因此，PDP环境是保存在移动台(MS)和GSN中的PDP地址信息集合；如在“数字蜂窝通信系统”(第2+阶段)；“综合包无线服务(GPRS)”；“Gn和Gp接口两端的GPRS管道协议(GTP)”；(GSM09.60建议的1.1.0版)，TS100 96U建议的1.1.0版(草案)(由欧洲通信标准研究所(ETSI)于1997年6月公布)中所描述的那样。
一收到建立PDP环境的请求信息，SGSN将启动建立PDP环境程序。因此，有效的要求开始在SGSN中的PDP环境与GGSN中的PDP环境间建立管道，即是说，在图5登录期间或成功地启动了PDP环境程序后，就可以在SGSN和GGSN(及此后的GPRS移动台)间建立PDP环境以便用于进行包数据发送。PDP环境的信息参数列表示于GSM0360建议版2.D.D文件的表5(由ETSI于1997年5月公布)。
图6的传统PDP环境启动程序含有以下4步S1、S2、S3、S4。
S1步时，移动台(MS)向SGSN发送启动PDP环境请求(TLLI、请求的QoS、NSAPI)信息。该移动台(MS)表示希望通过选择NSAPI(网络层服务访问点标识符)-指一个表示所需类型的动态地址的PDP环境来使用动态的PDP地址。
S2步时，执行安全操作。
S3步时，SGSN查核NSAPI是否符合在GPRS登录(连接)期间存放在SGSN中的预定数据中的PDP环境。如果该移动台(MS)用动态地址要求一个PDP环境，那末SGSN让GGSN分配该动态地址(所用的GGSN可以是存放在PDP环境中的GGSN地址，也可以是(如果该字段是空的)SGSN选取的合适的GGSN)。SGSN在给定其能力、当前的负荷和预定的QoS水平情况下可能限制要求的QoS值。
因此，S3’步时，SGSN向收到地址(affectea)的GGSN发送一个建立PDP环境请求信息(IMSI、PDP类型、PDP地址、商定的QoS、TID)。如果要求动态地址则将PDP地址置成0。GGSN在它的PDP环境表中建立一个新项；该新项让GGSN在SGSN和外边的PDP网间路由PDP PDU。
S3”步时，GGSN向SGSN回送建立PDP环境的响应(TID、PDP地址、BB协议、原因)信息。如果GGSN分配了PDP地址则该PDP地址也包括进去。BB协议表示是用TCP或是用UDP来在SGSN和GGSN间的主干网上传输用户数据。建立PDP环境的信息通过GPRS主干网发送。
S4步时，SGSN将从GGSN那里收到的PDP地址插入其PDP环境。SGSN将启动PDP环境接收(TLLI、PDP类型、PDP地址、NSAPI、商定的QoS、原因)信息返回给MS。S4步后，SGSN现在就能够在GGSN和该移动台(MS)间传送(route)PDP PDU了。
每一个PDP地址可能要求不同的服务质量(QoS)。例如，有些PDP地址可能与容许有漫长响应时间的e-mail(电子邮件)有关系。其他应用则不允许有延误因此要求有非常高的吞吐率，交互式应用就是一例。这些不同的要求反映在QoS参数中。QoS值在GSM02.60中规定。如果QoS的要求超出了PLMN的能力范围，则PLMN商定该QoS尽可能靠近要求的QoS。MS既可以接受商定的QoS，也可以不启动该PDP环境。在SGSN成功地更新了GGSN后，与MS相关的PDP环境就能按GSM 03.60的分条款“信息存储“所示的那样来进行分配。
如果PDP环境的启动工作失败了或启动PDP环境的接受理由参数是(indicnte)一个失效的参数，那末该MS可以再启动一次该PDP地址直至其最大次数为止。
每个GPRS移动台都必须永远执行图6给出的步骤，此“如同时还能从前述的两个ETSI文件中获取修正的PDP环境启动程序的进一步细节(该文件还在上面的描述中描述了用于参数的其他缩略符号，这些缩略符号为移动通信中的技术人员所熟知)。
现有技术
正如上面描述的那样(参照图1-6)，用传统的GSM系统中的GPRS设施发送数据包则移动无线通信网的第一终端台还可以与连接包数据通信网的第二终端台进行包数据通信。在EP 0 711 088 A2中(它透露了权利要求1、11、21和31的某些预示性特性)，描述了GSM中GPRS设施用法的一些进一步细节；特别是，它描述了GSM系统中8个TDMA特理信道的一个是GPRS系统所特有的且第一终端台将用GSM的包无线通过GSM的PRMA信道建立与GPRS服务的连接。
发明概述
如上面说明的那样，为了让来自GPRS移动台(MS)的包数据能发送给支持某包数据协议(IP或X.25)的，图1-4的包数据网(它与GGSN连接)，必须按所描述的并参照图5，6执行登录程序或PDP环境启动程序。该启动程序被用来在SGSN的PDP环境和GGSN的PDP环境间建立管道(tunnel)。
PDP环境基本上可以看作是SGSN和GGSN间已协商好的一组参数，以便用特定的协议来发送某个包。在这种参数中传统上采用的参数一般是MS-ID、QoS、NSAPI、TEPI和PDP地址。
发明概述
如上面说明的那样，为了让来自GPRS移动台(MS)的包数据能发送给支持某包数据协议(如IP或X.25)的，图1-4的包数据网(它与GGSN连接)，必须按所描述的并参照图5，6执行登录程序或PDP环境启动程序。该启动程序被用来在SGSN的PDP环境和GGSN的PDP环境间建立管道(tunnel)。
PDP环境基本上可以看作是SGSN和GGSN间已协商好的一组参数，以便用特定的协议来发送某个包。在这组参数中传统上采用的参数一般是MS-ID、QoS、NSAPI、TEPI和PDP地址。特别是，由IMSI识别的GPRS用户一次将让一个或多个网络层地址，即PDP地址临时地和/或永久地与其相关，这些地址符合各个网络层服务所用的标准编址模式，例如：
-第4版的IP地址；
-第6版的IP地址；或
-X.121地址。
PDP地址通过GSM 03.60文件中的分条款“PDP环境启动和不启动操作”描述的MM步骤来启动和不启动。
一旦PDP环境启动建立了管道，就能按图4中1、2、3、举例说明的那样来发送包数据。还应明白在传统的交换电路PLMN环境中使用嵌入包无线服务的任何通信系统中都要执行上述的建立程序。
如图7(以及图2、3)所看到的那样，为了吸引尽可能多的客户，需要将大批的互联网服务提供商(ISP)接到GPRS网(即它的GGSN)上。在图7中，甚至将与GPRS网(或它的GGSN节点如在图3看到的那样)连接的PLMN内部的主干网看作互联网服务提供商(ISP)，因为从技术角度看它们是没有区别的由于在互连术语中这两者都连到GGSN上。
正如上面所说的那样，在PDP环境启动程序的基础上，当前的GPRS标准(GSM 03.60)已允许将GGSN节点与大批的内部网络(ISP)互连。一个用户可以向一个或几个这种网，例如向他的公司的互联网(在图7中：公司网，象爱立信的ERINET)或向一个包数据网(在图7中：x.25的PDN)和一个或多个互联网服务提供商(在图7中：本地的ISP、ISP1、ISP2)预定(一般在HLR中)。在登录和PDP环境启动期间，SGSN将与GGSN商定某特定网络的PDP环境。然而，在启动服务时，用户台(即移动台)就不能灵活地向该GPRS网表示他喜欢将他的会话连到他已预定的那一个IPS网上。
因此，本发明的目的是
-提供一种方法、一个交换设备、一台通信系统和一个终端台，让GPRS用户更灵活地使用多个与GPRS连接的外部网络。
上述目的通过在移动无线通信网的第一终端台和包数据通信网的第二终端台间进行数据通信的方法来实现；它包含下列步骤：
a)从上述第一终端台向连有多个包数据通信网的移动无线通信网的一个交换设备发送一个表示预定一个包数据通信网的网络指示参数；
b)选择所述交换设备中的一个访问装置以对上述的网络指示参数所示的包数据通信网络进行访问；和
c)启动选定的访问装置对所述的包数据通信网络的一个交换设备进行访问。
上述目的还通过提供在移动无线通信网的第一终端台和与之连接的多个包数据通信网的一个中的第二终端台间进行数据通信的交换设备得到进一步的实现，其中包含：
a)接收来自上述第一终端台的表示预定包数据通信网的网络指示参数的接收装置；
b)多个访问装置，每个访问连接的包数据通信网的一个；
c)一个选择装置，用来按照接收到的网络指示参数选定一种访问装置；和
d)一个控制装置，用来启动选定的访问装置以访问所示的包数据通信网的一个交换设备。
上述目的还通过在其第一终端台和第二终端台间进行包数据通信的一个通信系统来实现，该通信系统包含：
a)至少有一个与上述第一台终端连接的移动无线通信网络；和
b)有多个包数据通信网、与包数据通信网中的一个连接的第二台终端；和
c)与某个交换设备连接的通信网包含：
c1)通过移动无线通信网络接收来自第一终端台的网络指示参数的接收装置，以表示预定一个包数据通信网络；
c2)多个访问装置，每个分别访问一个连接的包数据通信网络；
c3)一个按收到的网络指示参数挑选访问装置的选择装置；和
c4)一个启动所选访问装置以访问所指示的包数据通信网交换设备的控制装置。
该目的通过移动无线通信网的某个终端台而进一步实现，该终端台将包数据传给某包数据通信网的预定终端台，该终端台包括：
a)一个网络指示参数的存储器，用以存储多个网络指示参数；它们分别对应通过交换设备与移动无线通信网络连接的一个包数据通信网；
b)一个选择装置，用以挑选来自所述存储器的一个网络指示参数表示某个包数据通信网络发送/接收该终端台要接收/发送包数据；和
c)一个网络请求装置，用来向该交换设备发送选定的网络指示参数以请求与该网络指示参数所示的包数据通信系统连接。
按照本发明，网络指示参数传给表示所需网络的SGSN，该传送工作最好在启动PDP环境期间进行。网络指示参数可以是PDP型的为PDP环境启动程序中的PDP环境商定。因此，按照本发明，虽然，传统上，GPRS用户台限于靠SGSN来商定适当的网络，但在PDP环境启动或登录期间，可重新指定任何想要的网络。
从所附的权利要求中可以进一步得到对本发明有益的实施方案和改进方案。此后，将参照附图来描述本发明的实施方案。图中的相同或类似参考号码表示相同或相似的部件或步骤。
附图简述
图1示出了综合包无线服务(GPRS)的基本原理；
图2示出了在图1的GPRS系统中节点和网络的基本连接；
图3示出了图1，2中GPRS系统的节点与PLMN的内部和外部主干网的互连情况；
图4示出了当移动台请求传送时(P1)，当主机请求传送时(P2)和该移动台已漫游到另一个GPRS操作员的网络时(P3)，可在GPRS移动台和主机间传送包；
图5示出了向图1-4所示的GPRS系统的网关GSN请求登录的GPRS移动台的一般登录过程；
图6示出了传统PDP环境启动程序以确立PDP环境参数表以便在GPRS移动台(MS)和包数据网间建立管道；
图7示出了与GPRS系统连接的多个网络(互联网服务提供商、公司网和X.25PDN)的总图；
图8示出了按照本发明的通信系统、交换设备(PLMN-SW)和终端台(GPRS-MS)的方框图；
图9示出了本发明的一种方法用来按照发自PLMN终端台的网络指定参数(NIP)选定包数据通信网；
图10示出了将网络指示参数转换成身份识别参数以便在GPRS-MS/主机台和互联网的服务提供商(ISP)的DACP服务器间用一个PDP型参数建立IP通信管道；
图11示出了用一个PDP型参数启动PDP环境程序以选取特定的包数据通信网络；和
图12示出了网络指示参数(NPI)的一种实施方案。
发明原理
图8示出了按照本发明的通信系统总略图。图8将已示于图1-4和特别是图7中的所有互连情况和设备合编在一起。因此，所有对这种互连情况和设备所作上面描述也同样适用于图8的互连情况和设备。
为了本发明，移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/VLR)、移动无线通信网PLMN(例如图3中的PLMNA、PLMNB)的本地位置寄存器(HLR/SP)以及GPRS的服务支持节点(SGSN)和作为一种访问装置的网关GPRS的支持节点(GGSN1、GGSN2以形成了总交换设备PLMN-SW以使移动无线通信网支持GPRS系统。还象图1所示的那样，GPRS的支持节点(GSN)当然可以处在同一PLMN或不同的PLMN中。
如上面说明的那样并参照图2和图7，提供每个GGSN来与各自的包数据通信网络连接，即与互联网(IN)、公司网PDN2(例如内部网诸如ERINET)或X.25PDN网PDN1连接。每个访问装置(即SNGG)间的互连通过管道或与各个包数据通信网络PDN1、PDN2、IN的各个交换设备(PDN-SW)连接的连路来进行。
如图8所图示的那样，支持GPRS的PLMN和互联网(IN)间的连接通过多个互联网服务提供商ISP1、ISP2、ISP3来实现，而每个ISP提供商含有各自的交换设备(PDN-SW)。因此，按照本发明，支持包数据传输的多个包数据通信网络可通过交换设备(PLMN-SW)，尤其是通过访问装置(GGSN/AS)与一个支持GPRS的PLMN连接。
GPRS用户选用多个包数据通信网络的做法适用于支持GPRS并与许多包数据通信网(互联网服务提供商/包数据通信网)连接的移动无线通信网。如图8所示的那样，支持一个GPRS的PLMN既可通过互联网(IN)(例如用IP管道(IP-TUN))也可通过专用的连接P1、P2与许多的互联网服务提供商(ISP)连接。
虽然接口的技术实现和互连包数据通信网的事实本身从互连角度看是不同的，考虑到还要发送包数据，但如果PLMN的外部网是一个基于IP(互联网协议)的互联网服务提供商(ISP)或一个基于IP的公司网PDN2或一个基于X.25的包数据网PDN1则没有什么不同。例如，基于IP的包数据通信网PDN1的互连点(接口)Gi是网关GPRS支持节点GGSN里面(交换设备PLMN-SW的各个访问装置里面)的访问服务器(AS)。因此，应当理解为图8中的任一种包数据通信网只要它支持包数据协议(PDP)例如IP或X.25就可以互连到各自的GG’SN上。
还象图8图示的那样，互联网服务提供商ISP1、ISP2、ISP2本身甚至可认为是含有各自的交换设备PDN-SW的包数据通信网络。多个终端台PTE被连到各自的包数据通信网PDN1、PDN2、IN上。但是，如图1，2已经示出的那样，支持GPRS的PLMS的终端台GPRS-MS与交换设备(PLMN-SW)的GPRS服务支持节点(SGSN)通信。这种终端台(GPRS-MS)可以是支持GPRS的PLMN的移动台，例如A、B、C类的移动台(见图2)或支持基于IP的包数据传输的任何其他用户应用程序。
虽然图8仅示出了一个支持GPRS的PLMN，但从图3应当明白，还可以随更多的内部网或包数据网或互连网提供多个PLMN(PLMNA、PLMNB)，每个都含有类似于SGSN和GGSN的交换设备PLMN-SW的交换设备。因此，图8的配置应被看成完全类似于图3，其中多个包数据通信网(每个包含各自的交换设备PDN-SW)被连到支持GPRS的PLMS的一个交换设备PLMN-SW上。当提供了内部网PDN2或附加的包数据网PDN1时，则通过单独的连接P1，P2提供通信链路，而与互联网服务提供商ISP的互连则通过互联网协议管道(IP-TUN)来进行。
移动无线通信系统的PLMN最好是一个基于GSM的无线通信系统网络诸如包含综合包无线服务(GPRS)系统D1或D2网而包数据传输系统PDN1、PDN2、IN含有公司的互联网PDN2和/或X.25网PDN1和/或基于互联网协议的网络(IN)和或基于综合包无线服务(GPRS)的网络。
网络指示参数NIP
如图8所示的那样，移动无线通信网PLMN的终端台GPRS-MS包含存储多个网络指示参数(NIP)的一个网络指示参数存储器(NIP-MEM)，这些网络指示参数分别对应一个包数据通信网络；该包数据通信网络可通过交换设备PLMN-SW与前述的移动无线通信网连接。
从上述存储器(NIP-MEM)选取网络指示参数(NIP)的选择装置(SEL)在前述的终端台GPRS-MS中提供，表示该终端台想要向某个包数据通信网络发送/接收包数据。提供该终端台GPRS-MS的网络请求装置(NRM)以便向所说的交换设备PLMN-SW发送选定的网络指示参数(NIP)请求与该网络指示参数(NIP)指定的包数据通信系统连接。
交换设备PLMN-SW除含有已在图1-4描述的设备外还含有接收PLMN的(第一)终端台GPRS-MS发出的表示预定包数据通信网的网络指示参数(NIP)的接收装置(NIP-RC)。与终端台GPRS-MS通信的SGSN含有按收到的网络指示参数(NIP)选择访问装置GGSN/AS的选择装置(SEL)。如上面说明的那样，每个GGSN都充当一个访问装置对所连接的包数据通信网络PDN1、PDN2、IN中的一个进行访问。在每个访问装置中都有一个控制装置AC以启动该访问装置去访问指定的包数据通信网的交换设备PDN-SW，即建立与所要的包数据通信网络的各个(第二)终端台PTE的连接。
预定存储器HLR(例如在本地位置寄存器(HLR)中提供的)储存预定参数(SP)，表示向预定的包数据通信网络预定终端台GPRS-MS。在SGSN提供的预定检查装置(SCM)将收到的网络指示参数(NIP)与预定存储器HLR中存储的预定参数(SP)进行比较。当该终端台GPRS-MS发出的网络指示参数与预定存储器HLR中的一个预定参数(SP)相符时，该控制装置AC仅启动选定的访问装置AS去访问各个包数据通信网的所需交换设备PDN-SW。
显然，当各个终端台都有权访问所有可能的包数据通信网时，就没有必要提供预定检查装置(SCM)和预定存储器HLR了，因为交换设备PLMN-SW永远会提供分别发送的网络指示参数所示的包数据通信网络。
包数据网络的选择
图9示出了按照本发明的，在移动无线通信网PLMN的(第一)终端台GPRS-MS和包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的(第二)终端台PTE间进行数据通信的方法。
在图9中，PLMN终端台(一个移动台GPRS-MS或任何最终用户的应用程序)从存储器(NIP-MEM)选取一个网络指示参数(NIP)。最好，该网络指示参数(NIP)不仅表示所希望的包数据通信网还表示出该终端台与该包数据通信网络的第二个台PTE打算执行的会话类型。例如，该网络指示参数(NIP)可表示内部网(公司网)PDN2，即NIP＝ERINET进行DELTA访问。同理，网络指示参数(NIP)也能表示AOL进行e-mail会话。所有这类网络指示参数可通过PDP型参数来实现；如下面将作进一步说明的那样(PDP类型环境的细节已在上面说明并可参照ETSI的GSM 03.60建议版20.0文件)。
当从网络指示参数存储器(NIP-MEM)那里选定了所希望的网络指示参数(和可能的通信类型)(NIP)后，网络请求装置(NRM)在ST1步向交换装置PLMN-SW，最好是向SGSN发送NIP。假定第一终端台GPRS-MS没有自动访问所有包数据通信网络的权利，则SGSN将检验所指示的网络，即所选的包数据通信网是否是预定的。因此，预定检验装置(SCM)将收到的网络指示参数(NIP)与存储在预定存储器HLR中的预定参数(SP)比较。
在ST2步时，在预定存储器HLR中(它将收到的网络指示参数(NIP)与它所存的参数进行匹配)没有找到有效的预定参数(SP)时，可向第一终端台传输拒绝指示。这种用PDP型参数执行拒绝的程序可以(例如)通过一个PDP拒绝程度来确立，如GSM03.60建议版2.0.0所描述的那样。
如果该终端台GPRS-MS有向网络指示参数(NIP)所示的包数据通信网络访问的有效预定(参数)，则在ST3步时，选择装置(SEL)选择一个与所选的包数据通信网络连接的合适的GGSN，即SGSN将在ST3步时为相应的GGSN选择一个地址。在所选的GGSN中的控制装置AC(访问装置)选择一个合适的访问服务器(AS)以建立与包数据通信网的所需变换设备(PDN-SW)的连接。
当包含在GGSN中的合适的访问服务器被选定并已启动时，GGSN在ST4步时建立与交换设备PDN-SW(例如互联网服务提供商ISP)的连接，例如GGSN将用针对ISP1的RADIUS服务器。包数据通信网中的ISP或各自的交换设备PDN-SW在ST5步时建立与所需的包终端台PTE的连接。在PLMN终端台和PDN终端台PTE间进行通信前，在ST6步时可返回认可信息，如所示的那样。
用选择和传输特定的表示所需包数据通信网络的参数(NIP)，可选择任一个包数据通信网络PDN1、PDN2、IN(或各自的供应商ISP3、ISP2、ISP1)来在这两个终端GPRS-MS、PTE间进行包数据通信。因此，可将许多ISP连到一个GPRS-GSM网上，因为预定台可向该GPRS网络表示它希望将它的会话与预定的ISP中的哪一个连接。
正如将会理解的，任一种网络指示参数(NIP)都可以被选择并发送给支持GPRS的PLMN的交换设备PLMN-SW。最好可以用已经有的(即标准化了的和通过了的)的参数，即前述的‘PDP型’参数，以便让该终端台GRPS-MS选择特定的ISP或特定的包数据通信网络。关于PDP环境和PDP类型的用法在GSM0.3.60建议版2.0.0中已作了说明。
即，在本发明中，每个网络操作员都可以将一个ISP转换成一个‘PDP型’参数，从而表示该特定的终端台GPRS-MS可以连接哪个ISP或包数据通信网络。用‘PDP型’参数将能区分出多达64,000个ISP(即64,000种不同的包数据通信网络)。在启动PDP环境程序期间‘PDP型’参数可传送给该交换设备PLMN-SW(见图6)，如将在下面作进一步的说明的那样(并参考图11)。
注册新的预定请求
还应注意的是，该终端台GPRS-MS可含请求装置以向PLMN的交换设备PLMN-SW请求对PLMN/GP-RS系统支持的新包数据通信网络做预定(访问权利参数)，而以前该终端GPRS-MS是没有对它进行访问的权利的。当SGSN收到该终端台GPRS-MS的访问请求时，它可以执行一个寄存程序，将对指示的网络访问的权利(预定)寄存在预定存储器HLR中。那末可通过SGSN或由SGSN负责的所示包数据通信网络执行使用该包数据通信网的收费工作。
另一办法是，凡当预定检查装置(SCM)收到GP-RS-MS的网络指示参数(NIP)而在预定存储器HLR中又找不到它的寄存参数时，则该预定检查装置不但可在图2的ST2步执行拒绝程序，还可执行一个寄存程序将新的预定参数寄存在预定存储器HLR中。在寄存过程中，预定检查装置将询问GP-RS-MS是否要预定网络指示参数(NIP)指示的包数据通信网络，而如果要，则该新的寄存参数作为一个有效的预定参数记录在预定存储器HLR中。在寄存期间，可进行其他的业务，即可传送特殊的广告、特殊的收费或所示的包数据通信网的网络操作员希望传送给新的终端台GPRS-MS的其他信息。这时可能SGSN和GGSN已经进行了通信以便将包数据通信网的交换设备PDN-SW的上述信息传送给GPRS-MS。
在本发明的各种实施方案中，虽然上面的说明一般适用于任何的包数据通信网，但此后将对互联网服务提供商ISP包数据网络(PDN)选择的特殊情况进行描述，其中PDP型参数将用作网络指示参数(NIP)。
用PDP型参数选择ISP/PDN
如图10所示的那样，在终端台GPRS/MS(或主机台)、交换设备PLMN-SW和ISP/PDN中必须满足某些要求以便将该终端台GPRS-MS通过GPRS系统连到ISP(即其各自的交换设备PDN-SW)上。
1.如上面已详细说明的那样，GPRS-MS/主机终端台必须对至少一个PLMN交换设备(操作员)在本机位置寄存器HLR(即预定参数存储器)中提供的PDP类型有有效的预定，即用户台的SIM卡需要对各个包数据通信网都有效。
2.对基于互联网协议(IP)的数据通信网(ISP)来说，该终端台(GPRS-MS或主机)还必须分配一个DHCP认证符号(和最好是一个密钥)，该认证符号(和密钥)由包数据通信网络(ISP)提供；即除了HLR中的有效网络识别参数(SP)外，该终端台GPRS-MS最好包含一个身份识别装置ID以便给所需的包数据通信网ISP1(互联网的IN)的交换设备PDN-SW发送一个象DHCP识别符号(和最好是一个密钥)那样的认证参数，它将表示该GPRS-MS能够建立适合于所需网络的DHCP服务器/PADIUS服务器的通信协议(DHCP＝动态主机配置协议)。
仅当交换设备PDN-SW中的身份识别确认装置(ID-VAL)由确定收到的身份识别参数与存储在身份识别存储器中的一个身份识别参数相符时(该身份识别存储器(ID-MEM)在交换设备PDN-SW中提供)，则通信链路设置装置TUN-UK建立通信链路(或通信管道IP-TUN)。
3.GPRS-MS主机必须储存了DHCP身份识别符号和最好是DHCP服务器的身份(属于所需的包数据网的交换设备PDN-SW的DHCP服务器)以及PDP类型与所需的ISP间的关系，与此同时相应的信息还可提供给DHCP服务器/RADIUS服务器(各个包数据网中的访问装置)以分解密钥。因此，PDN-SW还含有DHCP用户的身份识别和DHCP认证符号，如图10所图示的那样。
对基于IP的包数据通信网ISP来说，最好交换设备PDN-SW中的各个访问装置(DHCP服务器)可作为移动台/主机(终端台)的身份识别选件用国际移动台身份(IMSI)来更新，即如果该终端台是一个支持GPRS的移动台(诸如A、B、C类的移动台)，则包数据网的交换设备PDN-SW的访问服务器(DHCP服务器)将一直接收国际移动台的当前身份。
4.PLMN的交换设备PLMN-SW可能通过ISP的防火墙需要与该ISP建立一条通信链路或管道以便传送RA-DIUS信息(仅用于基于IP的ISP)。由通信链路设置装置TUN-LK设立IP管道的工作通过交换管道控制信息，即交换一个PDP环境程序(参见ETSI的TS100960建议版1.1.0草案)来完成。
5.GPRS-MS/主机和访问装置(ISP的DHCP服务器)间的IP管道(路径)中的所有交换设备和路由设备必须支持IP多重广播以便转送DHCP广播信息(仅适用于基于IP的ISP)。
即，一方面1-5点确定哪个包数据通信系统(ISP)应通过通信边路与该GPRS-MS连接，另一方面如果身份识别参数(DHCP身份、ISP身份和DHCP认证符号)与该交换设备PDN-SW(DHCP服务器)提供的身份识别参数相符则它们允许对该主机动态地配置协议。
因此，如图10所示，GPRS-MS主机必须提供DHCP认证符号和最好是DHCP服务器的身份以及所需ISP和PDP型参数间的关系。HLR必须映射IM-SI-PDP型参数和GGSN/AS/(ISP)身份，即相应于所需的包数据网选择合适的GGSN和访问服务器(AS)。GG-SN必须将IMSI/PDP型参数映射成访问服务器(AS)/ISP数据。最后，DHCP服务器还应存储DHCP客户的身份和DHCP认证符号以允许GPRS/MS/主机和选定的交换设备PDN-SW互相识别和建立合适的配置协议以便它们间通信。
用PDP型环境启动选择访问服务器
参考图11，在SGSN，对ISP/PDN传统的电路交换访问和PDP环境启动(程序)中根据PDP型参数选择访问服务器间的差别变得特别明显。
首先，应当明白，若用传统的电路交换访问ISP/PDN则该终端台已能通过所谓的共同(Party)号码选择所需的ISP(互联网服务提供商)和访问服务器。不同的ISP完全有不同的访问号码，这样，不同的访问服务器如COMPUSERVE、T-ONLINE等等，可通过直接拨合适的号码由该终端台选择。即便在电路交换的GSM互联网访问操作中，也可通过发送合适的所谓共同号码(CPN)来选择合适的访问服务器。
按照本发明，在SGSN选择PLMN-SW中的访问服务器(即GGSN中的合适访问服务器)是用PDP环境启动(程序)并根据PDP型参数，如在图9中已明确说明的那样。图11可以被看作是图6所示的传统PDP环境启动程序的扩展，这一点从上面所举的GSMTS 100-960建议版1.1.0和GSM03.60建议版2.0.0文件中可以知道。因此，图11中的程序在图6的PDP环境启动总程序的前后关系中应能看到。
在S11步时，启动PDP环境的请求信息从第一终端台(主机/GPRS-MS)发往GPRS的服务支持节点(SGSN)。S11步相当于图6的S1步，可是它包含不同的参数列表，如图11所示的那样。除图6中S1步的PDP环境请求传统上需要其他的参数外在图11的S11步时启动PDP环境请求信息还含有网络指示参数(NIP)，即’PDP型(<->AS)参数。该终端台GP-RS-MS的选择装置(SEL)将从网络指示存储器(NRM)选取的网络指示插入括号<->中。因此，<->表示“X.25 PDN、ERINET、ISP1、ISP2、ISP3”和整个网络身份识别参数；例如PDP型(X.25AS)则表示请求X.25 PDN网或更具体地说是X.25网的访问服务器(AS)。最好，PDP环境请求包含通用的参数-MS-ID(移动台的身份)、QoS(要求的服务质量)和NSAPI(网络层服务访问点的身份识别符)。S12步相当于图6的S2步。
S11步时SGSN产生出GGSN的合适GGSN地址(它适合于所需的包数据网)(见图2的举例)。当然在继续S11步前SGSN要对照HLR中的预定检查NIP。在S11’步时关于SGSN如何产生GGSN地址，有两种可能。要么使用存储的GGSN地址，要么用从所需的PDP类型(和AS)产生的GGSN地址。S11’后SGSN知道它必须在S31步时将建立的PDP环境请求送往哪一个GGSN。
除了MS-ID的和商定的QoS(商定的服务质量，它已在第一终端台和SGSN间已同意了)的传统参数外，本发明建立的PDP环境请求还含有“TEPI PDP型(<->AS)”参数。它现在含有表示识别该终端台TE(GPRS-MS)的访问点的端点标识符TEPI。
在S31’步时接收建立PDP环境请求信息的GGSN将PDP类型映射成一个访问服务器(AS)身份，即GGSN比方说认出了由于PDP型参数的内容，专用于X.25PDN的访问服务器(AS)需要启动。GGSN是支持GPRS的PLMN的最后连接点，因此它建立了与第二终端台(ISP/PDN交换设备PDN-SW和它的连接终端台PTE)的连接。因此，在S31’步时确立GPRS管道协议(GTP)，以便通过在GGSN中提供的通信链路设置装置建立路径或IP管道(见图10的IP管道)。在S31’步的末端启动PDP环境。
因此，在S31”步时建立PDP环境的响应信息从GGSN发往SGSN。现在建立PDP环境的响应信息含有-除S31步的参数外-BB协议和该终端台PTE的TEPI。在S31”步时确立GPRS管道协议(GTP)，用ABM方式设置逻辑连路控制(LLC)并启动PDP环境。
在S41步时，启动PDP环境的接受信息从SGSN发往第一终端台。由于在S11步时SGSN知道了是哪一个第一终端台发送了启动PDP环境请求信息，所以S41步时启动PDP环境接受信息不用含有TEPI信息。它含有MS-ID、要求的QoS、商定的QoS和网络身份识别参数PDP型(<->AS)。
S41步后的情况与图9 ST6步时PLMN终端台的认可信息相一致。如所说明的那样(并参考上述的图9)，在S41步后建立了载体服务，因为选定了所需的包数据网或互联网服务提供商且已选定了协议和合适的服务器。在S41’步时用ABM方式设置了逻辑连路控制(LLC’)。虽然主机/GPRS-MS没有IP地址，已在主机/GPRS-MS和选定的访问服务器(AS)间建立了互联网协议(IP)载体。现在，DHCPIP包可以通过GPRS载体从GPRS-MS/主机发往GGSN的所需访问服务器(AS)，因为它将包转给了包数据网或互联网服务提供商的合适交换设备PDN-SW。
请注意，图11的PDP环境启动程序当然也适用于建立与互联网服务提供商的IP管道，一般也适用于建立通信链路P1、P2、P3(如在图4、8、10中看到的那样)。
PDP型参数的实施方案
如图12所示的那样，最好PDP型参数是16位的，其解释如下：
0           IP、缺省互连网(例如图3、4中所示的跨PLMN
            主干网络)；
1           X.25、缺省互连网；
2-99        留作由本版的通信协议解释为“IP、缺省互连
            网”；
100-12000   PLMN专用的互连网；
12001-64K   留作将来用。
当然也可将16位的PDP参数作其他解释而上述定义仅连用于本发明的人们喜好的实施方案。PDP型参数也可以有不同于16位的长度。在图12A中用PDP型参数规定了X.25缺省互连网络。
ISP(互联网服务提供商)的选择
如上面说明的那样，电路交换访问的通常情况是，通过访问服务器并基于连同DHCP认证一同收到的用户身份作身份识别参数来选择ISP(互联网服务提供商)。因此，该身份识别参数表示ISP的域名，例如DHCP认证习惯上可以是万维网.ericsson.se.(举例)。这种DHCP认证的后面部分(这里是“ericsson.se”)表示ISP的域名。习惯上，访问服务器(AS)将用RADIUS配置数据检查ISP域名以确定ISP管道(即通信链路)。
如上面说明的那样(并参考图11)，按本发明，在GPRS环境中选择ISP是不同的。还如图12所示的那样，对“PLMN专用的互连网络”来说，网络指示参数，即PDP型参数最好可以解释为由两个分字段组成：
含有“访问服务器身份”的第一个指示字段NIP1和含有“互联网服务提供商身份”的第二个指示字段NIP-2。
如上面说明的那样，专用的预定参数(数据)储存在预定参数存储器HLR中。因此，按本发明的另一个实施方案，对特定的GRPS-MS访问可限制于仅可能ISP的分号码。最好由交换设备PLMN-SW来设定HLR的预定数据以便定义公司局域网(LAN)的紧密用户群，这样就能限制外部终端台对公司LAN的访问，即避免了对那个特殊的公司包数据网的RADIUS服务器的大量负载。
每个PLMN交换设备(操作员)都规定哪个PDP型参数识别哪个互联网服务提供商ISP，例如(见图12a)：“100＝AOL”、“101＝COMPUSERVE”、“102＝ERINET”、“103＝T-ONLINE”等等。
因此，虽然PDP型参数含有要访问的服务器的相同指示或身份，仅当该ISP的身份与含在HLR中的预定数据也相符时才进行与所需的包数据通信网络的最终连接。因此，用PDP型参数的两个独立的字段，可实现对终端台的两步分组。
如上面说明的那样，用已有的(即标准化了和已确立的)参数，即PDP型参数，可让支持GPRS的PLMN的终端台选择特定的ISP。每个操作员都可以将一个ISP映射到一个“PDP型参数”，因此能表示这些终端台可与哪个ISP连接。用16位PDP型参数可连多达64000个ISP。因此，大批的ISP(互联网服务提供商)可连到一个GPRS网上以便能更灵活地使用GPRS网的互联网服务提供商。
改进PDP参数以便并行使用若干网络
按本发明的另一种实施方案，还能改进PDP型参数以使该终端台GPRS可以要求同时访问两个以上的包数据通信网络PDN1、PND2。在这种情况下，该PDP型参数将含有两个项，每个如图11中所定义的那样。那末SGSN将选择两个或多个合适的GGSN因而将同时建立两条通信链路。由于支持GPRS系统的PLMN的包特性，因此终端台GPRS-MS可同时与两个独立的包数据通信网的两个终端台PTE进行通信(通过发送专用的两段的PDP型参数向它发出了请求)。
工业适用性
如上面解释的那样，按照本发明该方法、交换设备、通信系统和终端台可以让支持GPRS特性的PLMN网络用户连接到所需的任意包数据网上，即使用多个不同的互联网服务提供商、公司网络等等。本发明可用于任何支持包无线服务特性的PLMN系统；因而按目前的ETSI标准它不限于特定的用于支持GPRS的GSM系统。
再者，本发明也不限于这里所述的专门的优先实施方案，因此这方面的技术人员可在后面所附的权利要求范内对本发明的实施方案进行修改和变更。在这些权利要求中，参数号仅用来进行分类，因此不限定这些权利要求的范围。

Claims (39)

1.在移动无线通信网(PLMN)的第一终端台(TE、MT；GPRS-MS)和包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的第二终端台(PTE)间进行数据通信的方法，其特征是有下列步骤：
a)向连有多个包数据通信网(PDN1、PND2、IN)的所述移动无线通信网(PLMN)的交换设备(PLMN-SW)发送一个来自所述第一终端台的网络指示参数(NIP、PDP型(<->AS))表示一个预定包数据通信网络(PDN1、PDN2、IN)；
b)选择所述交换设备(PLMN-SW)中的一个访问装置(GGSN/AS)以访问所述网络指示参数(NIP)指定的包数据通信网；和
c)启动所述选定的访问装置(GGSN/AS)以便访问所述指定的包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的交换设备(PDN-SW)。
2.按照权利要求1的方法，
其特征在于
收到所述网络指示参数(NIP)后，就将其与存储在预定存储器装置(HLR)中的预定参数(SP)进行比较和当所述收到的网络指示参数(NIP)符合所述预定存储器装置(HLR)中的一个预定参数(SP)时才选定并启动该访问装置(GGSN/AS)。
3.按照权利要求1的方法，
其特征在于
启动所述访问装置(GGSN/AS)后，就要由通信链路设立装置(TUN-LK)通过所述移动无线通信网(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)和所述选定的包数据通信网(PDN)的所述交换设备(PDN-SW)在所述第一和所述第二终端台(GPRS-MS；PTE)间建立通信链路(P1、P2、P3、IP-TUN)。
4.按照权利要求3的方法，
其特征在于
所述移动无线通信系统(PLMN)的所述第一终端台(GPRS-MS)向所述包数据通信系统(PDN1、PDN2、IN)的所述交换设备(PDN-SW)发送了一个身份识别参数(DHCP-id)且所述通信链路设立装置(TUN-LK)仅当所述包数据通信网(IN)的所述交换设备(PDN-SW)中提供的确认装置(ID-VAL)确定所述收到的身份识别参数(DHCP-id)与在所述交换装置(PDN-SW)中提供的身份识别存储器装置(ID-MEM)中存储的多个身份识别参数(DHCP-id)中的一个相符时才建立(ST4、ST5、S31’)一个通信链路。
5.按照权利要求4的方法，
其特征在于
由所述移动无线通信系统(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)和所述包数据通信系统(PDN1、PDN2、IN)的所述交换设备(PDN-SW)的访问装置(DHCP-SERV)在所述两个终端台间建立所述通信链路(IP-TUN)。
6.按照权利要求1的方法，
其特征在于
该网络身份识别参数(NIP)进一步表示数据通信的类型(e-mail；DELTA)。
7.按照权利要求1的方法，
其特征在于
该移动无线通信系统(PLMN)是一个基于GSM的无线通信系统，其包括通用分组无线服务(GPRS)，而所述包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)则包含公司内部网(PDN2)和/或X.25网(PDN1)和/或基于互联网协议的网络(IN)和/或基于通用分组无线服务(GPRS)的网络。
8.按照权利要求1的方法，
其特征在于
当在所述GPRS系统中执行PDP环境启动程序(S11、S12、S11’、S31、S31’、S31”、S31”’、S41、S41’；S1、S2、S3’、S3”、S4)时，则该网络指示参数(NIP)是一个发送给所述移动无线网(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)的PDP型参数。
9.按照权利要求1的方法，
其特征在于
所述包数据通信系统(IN)的所述交换设备(PDN-SW)是一个互联网服务提供商(ISP1、ISP2)而所述访问装置(DHCP-SERV)是该互联网服务提供商(ISP1、ISP2)的一个DHCP服务器。
10.按照权利要求1的方法，
其特征在于
该身份识别参数(DHCP-id)被发送给所述互联网服务提供商(SIP1、SIP2)的所述DHCP服务器(DHCP-SERV)。
11.一种交换设备(PLMN-SW)用来在移动无线通信网(PLMN)的第一终端台(TE、MT、GPRS-MS)和与之连接的多个包数据通信网络(PDN1、PDN2、IN)中的一个的第二终端台(PTE)间进行数据通信，它的特征是：
a)从所述第一终端台接收一个表示一个预定包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的网络指示参数(NIP、PDP型(<->AS))的接收装置(NIP-RC)；
b)多个访问装置(GGSN/AS)，每个访问一个所述连接的包数据通信网络(PDN1、PDN2、IN)；
c)一个选择装置(SEL)，以按照所述收到的网络指示参数(NIP)选择一个访问装置(GGSN/AS)；和
d)一个控制装置(AC)以便启动所述选定的访问装置(GGSN/AS)访问所述指示的包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的交换设备(PDN-SW)。
12.按照权利要求11的交换设备，
其特征是
用来存储表示预定包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的终端台(GPRS-MS；PTE)的预定参数(SP)的预定存储器装置(HLR)；和
用来比较所述收到的网络指示参数(NIP)和储存在所述预定存储器(HLR)中的所述预定参数(SP)的预定检查装置(SCM、SGSN)；其中的
所述控制装置(AC)仅当所述收到的参数与所述预定存储器装置(HLR)中的一个参数(SP)相符(NIP)时启动所选的访问装置(GGSN/AS)。
13.按照权利要求11的交换设备，
其特征是
用来在所述第一和所述第二终端台间通过所述移动无线通信网(PLMN)和所述选定的包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的所述交换设备(PDN-SW)设立通信链路(P1、P2、P3、IP-TUN)的通信链路设立装置(TUN-LIN)。
14.按照权利要求13的交换设备，
其特征在于
该通信链路设立装置(TUN-LK)仅当所述包数据通信网络(IN)的所述交换装置(PDN-SW)中提供的确认装置(ID-VAL)确定发自所述第一终端台(GPRS-MS)的身份识别参数(DHCP-id)和所述交换装置(PDN-SW)中提供的身份识别存储器装置(ID-MEM)中存储的多个身份识别参数(DHCP-id)中之一相符时才建立通信链路。
15.按照权利要求14的交换设备，
其特征在于
该通信链路设立装置在所述两个终端台间通过所述移动无线通信系统(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)和所述选定的包数据通信系统(IN)的所述交换设备(DHCP-SERV)的访问装置(DHCP-SERV)设立通信链路(IP-TUN)。
16.按照权利要求11的交换设备，
其特征在于
所述网络身份识别参数(NIP)进一步表示数据通信的类型(e-mail；DELTA)。
17.按照权利要求11的交换设备，
其特征在于
该移动无线通信系统(PLMN)是一个基于GSM的无线通信网络，其包括通用分组无线服务(GPRS)，而所述包数据通信网络(PDN1、PDN2、IN)包含一个公司内部网(PND2)和/或一个X.25网(PDN1)和/或一个基于互联网协议的网络(IN)和/或一个基于通用分组无线服务(GPRS)的网络。
18.按照权利要求11的交换设备，
其特征在于
所述的接收装置(NIP-RC)和所述选择装置(SEL)是在服务所述第一终端台的通用分组无线服务(GPRS)系统的GPRS的服务支持节点(SGSN)中提供的，而所述访问装置(GGSN/AS)是一个与所述GPRS的服务支持节点(SGSN)及所述选定的包数据通信网络(例如IN)连接的GPRS的网关支持节点(GGSN)，其中所述选择装置(SEL)选择与所示的包数据通信网络连接的GPRS的网关支持节点(GGSN)；和
所述预定存储器装置(HLR)是所述移动无线通信系统的一个本地位置寄存器(HLR)，所述预定检验装置(SCM、SGSN)则在所述GPRS的服务支持节点(SGSN)中提供，而所述访问装置(GGSN/AS)是一个在所述GPRS的网关支持节点(GGSN)中提供的访问服务器(AS)。
19.按照权利要求11的交换设备，
其特征在于
所述包数据通信系统(IN)的所述交换设备(PDN-SW)是一个互联网服务提供商(ISP1、ISP2)和所述网络指示参数(NIP)包含表示访问服务器身份(AS-Id)的第一字段(NIP1)和表示互联网服务提供商身份的(ISP-Id)的第二字段(NIP-2)。
20.按照权利要求11的交换设备，
其特征在于
所述访问装置(DCHP-SERV)是一个所述互联网服务提供商(ISP-1、ISP-2)的DHCP服务器。
21.按照权利要求11的交换设备，
其特征在于
所述网络指示参数(NIP)是一个PDP型参数，该参数当在所述GPRS系统中执行了PDP环境启动程序(S11、S12、S11’、S31、S31’、S31”、S31”’、S41、S41’；S1、S2、S3’、S3”、S4)时就传送给所述移动无线通信网(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)。
22.用来在其第一和第二终端台(TE、MT、GPRS-MS；PTE)间提供包数据通信的通信系统(GPRS、GSM)包含：
a)至少一个移动无线通信网(PLMN A、PLMN B)，第一终端台(MS)与其连接；和
b)多个包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)，所述第二终端台(PTE)与所述包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)中的一个连接；和
c)与一个具有所说的交换设备(PLMN-SW)特征的交换设备(PLMN-SW)连接的所述通信网络，该交换设备包含：
c1)接收表示通过所述移动无线通信网(PLMN)的来自所述第一终端台(GPRS-MS)的预定包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的网络指示参数(NIP，PDP型(<->AS)的接收装置(NIP-RC)；
c2)多个访问装置(GGSN/AS)，每个分别访问所述连接的包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)中之一；
c3)一个选择装置(SEL)，以按照所述收到的网络指示参数(NIP)选择访问装置(GGSN/AS)；和
c4)一个控制装置(AC)，以启动所述选定的访问装置(GGSN/AS)访问所述指定的包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的交换设备(PDN-SW)。
23.按照权利要求22的系统，
其特点是所述交换设备(PLMN-SW)包含：
一个存储表示对预定的所述包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)预定终端台(GPRS-MS；PTE)的预定参数(SP)的预定存储器装置(HLR)；和
一个预定检验装置(SCM、SGSN)，它将所述收到的网络指示参数(SP)与存储在所述预定存储器装置(HLR)中的所述预定参数(NAP)比较，其中
所述控制装置(AC)仅当所述收到的预定参数(NIP)与所述预定存储器装置(HLR)中的一个预定参数(SP)相符时才启动选定的访问装置(GGSN/AS)。
24.按照权利要求22的系统，
其特征在于
一个通信链路设立装置(TUN-LIN)，它用来通过所述移动无线通信网(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)和所述选定的包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的所述交换设备(PDN-SW)在所述第一和所述第二终端台间建立通信链路(P1、P2、P3、IP-TUN)。
25.按照权利要求24的系统，
其特征在于
所述第一终端台(GPRS-MS)含有一个给所述包数据通信网(ID)的所述交换装置(PDN-SW)发送身份识别参数(DHCP-id)的身份识别装置(ID)；和
所述的通信链路设立装置(TUN-LK)仅当在所述包数据通信网(IN)的所述交换装置(PDN-SW)中提供的确认装置(ID-VAL)确定在发自所述第一终端台的身份识别参数(DHCP-id)和存储在所述交换装置(PDN-SW)中提供的身份识别存储器装置(ID-MEM)中的多个身份识别参数(DHCP-id)中的一个相符时才建立通信链路。
26.按照权利要求25的系统，
其特征在于
所述通信链路设立装置通过所述移动无线通信系统(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)和所述包数据通信系统(IN)的所述交换设备(DHCP-SERV)的一个访问装置(DHCP-SERV)在所述两个终端台间设立通信链路(IP-TUN)。
27.按照权利要求22的系统，
其特征在于
该网络身份识别参数(NIP)进一步表示数据通信类型(e-mail；DELTA)。
28.按照权利要求22的系统，
其特征在于
所述移动无线通信系统(PLMN)是一个基于GSM的无线通信系统网络，其包括通用分组无线服务(GPRS)，而所述包数据传输系统(PDN1、PDN2、IN)包含一个公司内部网(PDN2)和/或一个X.25网(PDN1)和/或一个基于互联网协议的网络(IN)和/或基于通用分组无线服务(GPRS)的网络。
29.按照权利要求22或23的系统，
其特征在于
所述接收装置(NIP-RC)和所述选择装置(SEL)由服务于所述第一终端台的通用分组无线服务(GPRS)系统的GPRS的服务支持节点(SGSN)提供，而所述访问装置(GGSN/AS)是一个连到所述GPRS的服务支持节点(SGSN)和所述选定的包数据通信系统(例如IN)GPRS的网关支持节点，其中的所述选择装置(SEL)选择与所示的包数据通信系统连接的GPRS的网关支持节点(GGSN)；和
所述预定存储器装置(HLR)是所述移动无线通信系统的一个本地位置寄存器(HLR)，所述预定检验装置(SCM、SGSN)在GPRS的服务支持节点(SGSN)中提供，而所述访问装置(GGSN/AS)是一个在所述GPRS的网关支持节点(GGSN)中提供的访问服务器(AS)。
30.按照权利要求22的系统，
其特征在于
所述包数据通信系统(IN)的所述交换设备(PDN-SW)是一个互联网服务提供商(ISP1、ISP2)，而所述网络指示参数(NIP)含有表示访问服务器身份(AS-Id)的第一字段(NIP-1)和表示互联网服务提供商身份(ISP-Id)的第二字段(NIP-2)。
31.按照权利要求26或28的系统，
其特征在于
所述访问装置(DHCP-SERV)是一个所述互联网服务提供商(ISP1、ISP2)的DHCP服务器。
32.按照权利要求22或28的系统设备，
其特征在于
该网络表示参数(NIP)是一个PDP型参数，该参数在所述GPRS系统中执行了一个PDP环境启动程序(S11、S12、S11’、S31、S31’、S31”、S31”’、S41、S41’；S1、S2、S3’、S3”、S4)时被传输给所述移动无线通信网络(PLMN)的所述交换设备(PLMN-SW)。
33.一种移动无线通信网(PLMN)的终端台(GPRS-MS)，用来对包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的预定终端台(PTE)进行包数据通信；其特征是：
a)一个网络指示参数存储器装置(NIP-MEM)，用来存储多个分别对应各个通过一个交换设备(PLMN-SW)连接到所述移动无线通信网的一个包数据通信网的网络指示参数(NIP)；
b)一个选择装置(SEL)，用于从所述存储器装置(NIP-MEM)选择一个表示所述终端台要传输/接收包数据到/来自包数据通信网的网络指示参数(NIP)；和
c)一个网络请求装置(NRM、S1)，用于向所述交换设备(PLMN-SW)发送所述选定的网络指示参数(NIP)，以请求向该网络指示参数(NIP)指示的包数据通信系统的连接。
34.按照权利要求33的终端台，
其特征是
该网络请求装置(NRM)执行一个连接建立程序(S1-S4)，来建立到该包数据通信网(PDN1、PDN2、IN)的通信路径(IP-TUN、P1、P2、P3)，以响应从所述交换设备(PLMN-SW)中接收确认信息，该确认表明该终端台有权访问所述所要的包数据通信系统。
35.按照权利要求33或34的终端台，
其特征是
一个向所述交换设备(PLMN-SW)发送身份识别参数(DHCP-id)的身份识别装置(ID)。
36.按照权利要求33的终端台，
其特征在于
所述被发送的网络指示参数(NIP)进一步表示数据通信的类型(e-mail；DELTA)。
37.按照权利要求33的终端台，
其特征在于
该移动无线通信系统(PLMN)是一个基于GSM的无线通信系统网络，而所述包数据传输系统(PDN1、PDN2、IN)包含一个公司内部网(PDN2)和/或一个X.25网(PDN1)和/或一个基于互联网协议的网络(IN)和/或一个基于通用分组无线服务(GPRS)的网络。
38.按照权利要求33或37的终端台，
其特征在于
该网络指示参数(NIP)是一个PDP型参数，而所述网络请求装置(NRM)当在GPRS系统中执行了一个PDP环境启动程序(S11、S12、S11’、S31、S31’、S31”、S31”’、S41、S41’；S1、S2、S3’、S3”、S4)时向所述交换设备(PLMN-SW)传输该参数。
39.按照权利要求33或37的终端台，
其特征在于
所述包数据通信系统(IN)的所述交换设备(PDN-SW)是一个互联网服务提供商(ISP1、ISP2)，而所述网络指示参数(NIP)包含表示访问服务器身份(AS-Id)的第一字段(NIP-1)和表示互联网服务提供商身份(ISP-Id)的第二字段(NIP-2)。
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