CN1168333C - 告知移动终端设备有关ip网间连接点中的变化以促进移动性 - Google Patents

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Abstract

移动分组网呼叫建立在传输链路上，在移动终端设备(12)与给定互通功能(18)间扩展。传输链路通过第一接口(Rm)连接移动终端设备(12)与无线通信设备(14)，并通过到基站(16)的无线链路在第二接口(Um)上进一步连接无线通信设备与给定互通功能(18)。在维持数据链路层(26)链路与网络层(24)链路的同时，传输链路还包括业务信道上行所在的分组模式及业务信道下行所在的休止模式。网络区域标识符信息提供给无线通信设备(14)。无线通信设备(14)通过判断网络区域标识符信息中何时有相应的变化来判断给定互通功能(18)何时已从第一互通功能变至第二互通功能。已确定网络区域标识符信息中的相应变化时，无线通信设备(14)启动与移动终端设备(12)的链路控制协议再协商。移动终端设备(12)响应链路控制协议的启动，并使传输链路进入分组模式并提出业务信道(32)。然后与第二互通功能建立数据链路层(26)链路。移动终端设备(12)与第二互通功能则协商网络控制协议项并建立网络层(24)链路。若第二互通功能响应新的外地代理，移动终端设备则会更新其IP移动性登记。

Description

告知移动终端设备有关IP网间连接点中的变化以促进移动性
发明背景
1.发明领域
本发明涉及当通过无线链路连接至移动终端设备的互通功能变至新的互通功能时通知移动终端设备的方法和系统。
2.背景信息描述
移动计算通常涉及诸如通过无线通信设备(例如，移动电话)连接到计算机网(例如，Internet)的笔记本电脑之类的移动终端设备的使用。“移动IP”是无线通信中的功能，在这种无线通信中，连接到Internet的移动终端设备在其到Internet的当前连接点(即，它们当前互通功能)变化时可发送和接收用它们本地网IP(Internet协议)地址(静态IP地址)处理的分组。这使移动终端设备能通过基于分组的链路保持其与另一实体的连接，并促进在该链路上的双向通信。
图1是应用于移动计算数据业务的简化网络参考模型的方框图，包括移动IP支持。该模型示出形成通信子系统10的选择网络实体。移动终端设备12耦合到无线通信设备14，无线通信设备14通过无线接口依次连接到基站/移动交换中心16。基站/移动交换中心16连接到互通功能18。简化网络参考模型在标题为“宽带扩频系统的数据业务项”的文件TIA/EIA/IS-707的公布版本(1998年2月)，特此在此完全直接引用其内容供参考(这里称为IS-707)，中有描述。
根据IS-707，移动终端设备12、通信设备14、基站/移动交换中心16及互通功能18分别称为TE2设备、MT2设备、BS/MSC和IWF。移动终端设备12与无线通信设备14间的接口称为Rm接口。无线通信设备14与基站/移动交换中心16间的接口称为Um接口。基站/移动交换中心16与互通功能18间的接口称为L接口。
移动终端设备12可包括，例如，笔记本电脑、个人数字助理或任一其他能进行计算机网络通信(包括基于分组的通信或通过拨号调制解调器的通信)的计算设备。无线通信设备14可包括，例如，由用户用来通过无线链路接入网络业务的无线终端。无线终端可包括手持蜂窝电话或装于车内的单元。无线通信设备14亦可固定于某个位置。
基站/移动交换中心16在图1中示为单一功能实体，尽管它不必是单一功能实体。所示基站/移动交换中心的基站部分使无线通信设备14能用无线链路或另一类型的无线链路接入网络业务。移动交换中心部分处理无线链路和与无线链路连接的电信网间的业务的交换。电信网可包括公用交换电话网(PSTN)、综合服务数字网(ISDN)、网间路由器和其他网络类型及实体中的一个或它们的组合。
互通功能18表示在一端的移动终端设备12和/或无线通信设备14与另一端的Internet间形成网关或网桥连接的所在点。
图2是由许多移动计算环境遵守的协议栈简化图，包括遵守IS-707的设备。协议栈包括一或更多低层28、数据链路层26、网络层24及一或更多上层22。提供一或更多低层28。其中，这些低层还包括建立物理链路的连接，亦可包括如IS-707中揭示的中继层、寻呼信道30及业务信道32。
数据链路层26直接在低层28之上。数据链路层26可使用诸如PPP和/或SLIP之类的协议。该层处理两计算机间点对点通信。它对寻址数据打包并管理传输流。PPP在，例如，RFC1661“点对点协议”(1994年7月)中有描述，其内容特此在此完整直接引用供参考。PPP通过拨号和专用串行点对点链路促进来自不同生产商的数据通信设备间的数据报的传输。PPP可同时在单个串行链路上传送多个协议，而无须为每个协议建立单独的链路。PPP亦允许在串行链路上不同设备的互连，诸如主网桥和路由器。PPP协议由三个主要组件构成，包括封装方案、链路控制协议和网络控制协议。这些组件分别负责生成帧、控制链路和管理网络层协议。
网络层24在数据链路层26之上，可包括诸如IP或无连接网络协议(CLNP)之类的协议。网络层确保信息到达预定终点。即，它涉及信息从一网络实体至另一网络实体的实际移动。网际协议(IP)把数据消息分成分组，从发送端发送分组至目的网络实体，并在收信方把分组重新装配成原始数据消息。IP协议含有IP报头，IP报头包括了唯一标识出分别用作被传送的分组的源和终点的主机的源地址字段和目标地址字段。
上层部分22有一或更多在网络层24之上的协议层，包括，例如，促进输入数据流的可靠按序传送的TCP(传输控制协议)。
规定各种协议技术以取得RFC2002中的IP移动性支持“IP移动性支持”(1996年10月)(此后称“RFC2002”)，在此特直接地完整引用其内容供参考。如RFC2002所示，IP移动性支持使移动节点能在改变与Internet的链路层连接点后无须改变其IP地址地与其他节点通信。移动节点在理论上能与不实现这些移动性功能的其他节点通信，无需对参与向支持IP移动性的给定移动节点的分组进行传输的主机、路由器或网桥的协议进行改进。
“代理发现”是一种由RFC2002揭示的方法，靠些方法移动节点将判断当前是通过其本地网还是通过外地网络连接至Internet，且当通过外地网连接时，移动节点检测何时已从一外地网移至另一外地网。代理发现包括可由移动节点、外地代理和本地代理发送和接收的代理公告和代理请求。称为“移动性代理”的网络实体发送由移动节点接收并指示何时给定外地网变化的代理公告。这些代理公告通过业务信道32发送至移动节点，在图1所示的网络模型中，该移动节点包括移动终端设备12。然而，有下面的情况：即使业务信道32下行，期望在移动节点(即，移动终端设备12)与连接点(即，互通功能18)间维持一条链路。例如，IS707.5提出一种用于分组数据业务的休止模式，在此模式中在维持移动终端设备12与互通功能18间扩展的PPP链路(在数据链路层26内)和IP链路(在网络层24内)的同时业务信道下行。在这些情况中，移动终端设备12将不接收代理公告，当其位置从第一地理区域变至第二地理区域时，代理公告提醒移动终端设备：链路须交换至新的/第二互通功能。
需要一种能及时通知移动终端设备12在其互通功能18中的变化的机构，移动终端设备的互通功能中的变化是无线通信设备14从第一地理区域向第二地理区域移动的结果。
3.术语和首字母缩略词的定义
提供以下术语和首字母缩略词的定义以帮助读者取得对此处描述的发明的理解。
流量控制：由接收实体执行的、用来限制发送实体发送给它的数据量或速率的动作。
互通功能(IWF)：通过基站和/或移动交换中心在给定网络(例如，分组网)和耦合到网络的移动设备间形成网关或网桥所在的点。
发明概要
鉴于以上，因而通过一或更多的本发明的各方面和/或实施例讲述本发明以给出一或更多目标和优点。一目标是提供能使移动终端设备注意到其到与其连接的分组网的连接点中的变化的机构和协议。本发明的另一目标是提供下面的机构：通过它无线通信设备能把连接点中的变化通知给移动终端设备，这样，移动终端设备能更新其IP地址的登记并继续享有IP移动性的益处。
因此，本发明的目标是一种系统或一种方法，它包括当无线通信设备移动从而给定互通功能须变化时用来更新建立移动分组网呼叫所在的传输链路的机构。传输链路在移动终端设备与定互通功能间扩展，并通过第一接口把移动终端设备与无线通信设备相连。传输链路进一步通过到基站的无线链路在第二接口上无线通信设备与给定互通功能相连。当无线通信设备从第一地理区域移至第二地理区域时，给定互通功能从与第一地理区域有关的第一互通功能变至与第二地理区域有关的第二互通功能。传输链路连同其他单元处还包括业务信道、数据链路层链路及网络层链路。传输链路包括在维持数据链路层链路和网络层链路的同时业务信道上行所在的分组模式及业务信道下行所在的休止模式。当传输链路在休止模式(也就是当业务信道上行)时，网络区域标识符信息提供给无线通信设备。无线通信设备通过判断何时网络区域标识符信息中有相应的变化来判断何时给定互通功能已从第一互通功能变至第二互通功能。
当已确定网络区域标识符信息中的变化时，无线通信设备启动与移动终端设备的链路控制协议协商。移动终端设备通过经无线通信设备向第二互通能发送链路控制协议分组来响应链路控制协议协商的启动。传输链路进入分组模式并提出业务信道。和第二互通功能建立数据链路层链路。在建立与第二互通功能的数据链路层链路后，移动终端设备与第二互通功能协商网络控制协议项并在其间建立网络层链路。适当的时候，移动终端设备更新移动IP登记。
附图说明
在下面的详细描述中进一步描述本发明，详细描述是通过本发明的实施例的非限制性例子参考加注的附图集进行的，相同的参考号表示整个附图部分的这几张视图中类似的部分，其中：
图1是移动计算通信子系统的方框图；
图2是协议栈结构的简图；
图3是表示移动计算通信子系统的各种状态的状态图；
图4是表示根据所示实施例由移动通信设备执行的一组处理步骤的流程图；及
图5是所示实施例中无线通信设备的方框简图。
示例实施例详述
本发明的目标是一种用来促进对IP移动性的支持的移动计算通信子系统，或相关的一或更多部分。图1所示的通信子系统10将形成在移动终端设备12和互通功能18间扩展的传输链路。移动分组网呼叫建立在该传输链路上。传输链路通过第一接口(Rm)把移动终端设备12与无线通信设备14相连，并通过到基站/移动交换中心16的无线链路在第二接口(Um和L)上进一步把无线通信设备14连接到互通功能18。
互通功能18可变至新的互通功能。例如，当用户旅行，带着他的或她的移动终端设备(例如膝上电脑)和无线通信设备14(通常为蜂窝移动电话)，就会出现这种情况，用户和设备将从一地理区域移至另一地理区域，这需要改变移动设备连接因特网所在的点。即，须改变互通功能18。更具体地说，如果用户改变位置以使无线通信设备14从第一地理区域的至第二地理区域，给定互通功能18将从与第一地理区域有关的第一互通功能变至与第二地理区域有关的第二互通功能。
互通功能18可用作外地代理，从而促进IP移动性。外地代理包括由移动节点访问的网络上的路由器，移动节点在此情况下包括移动终端设备12。表示移动节点的静态IP地址登记为例如，在RFC202中提出的移动IP登记过程的部分。即，当移动节点从一外地网多至另一外地网时，给予对应其访问的新的外地网的新的互通功能。因此，须把移动终端设备12访问的外地网中的这样的变化通知给移动终端设备12，以便它能，在合适或需要时，更新其移动IP登记。在此方面，如果互通功能18中的变化表示有新的外地代理由移动终端设备12访问，就将更新其IP登记。若使用同一外地代理，无须更新移动IP登记。
参考图2，低层28可包括寻呼信道30和业务信道32。寻呼信道30除可承载寻呼消息外，还可承载由各种网络实体发送的通用附加(generaloverhead)消息。通过寻呼信道30发送的信息可包括诸如SID/NID对(IS-95A中提出的)或分组区域id(IS-95B中提出的)之类的网络区域标识符信息。尽管所示实施例使用寻呼信道30，亦可使用如CDMA2000中使用的BCCH的其他公共信道。业务信道32承载传输链路上的净荷数据信息。
例如，如图2所示，传输链路可包括业务信道32、在数据链路层26内提供的数据链路层链路及在网络层24内提供的网络层链路。在所示实施例中，数据链路层链路包括PPP链路，网络层链路包括IP链路。传输链路可配置为有分组模式和休止模式。在分组模式中，业务信道32上行，允许净荷数据流过业务信道32。当传输链路在休止模式时，业务信道32下行，而数据链路层链路(PPP链路)和网络层链路(IP链路)得到维持。通过示例，传输链路可如IS-707中所揭示地配置。所示实施例针对一种CDMA实施，并符合IS-707标准。然而，所示实施例不把本发明限于CDMA和诸如IS-707及IS-95A或I-95B之类的在此特别提到的其他标准。相反，可使用其他技术和标准。例如，可使用诸如TDMA、CSM、W-CDMA或CDMA2000网络之类的其他蜂窝通信标准来代替CDMA蜂窝技术。
图3是示出形成通信子系统10的部分的一些网络元素的状态及状态间的转换的状态图。当通信子系统10在自检测模式302中时，在无线通信设备14和至少基站/移动交换中心16间扩展的传输链路上建立呼叫，但没有数据传输。该模式对应IS-707.5中揭示的休止/业务状态，在休止/业务状态中移动台在业务信道上与BS/MSC通信，但已开断分组数据业务项，这样移动台不能传送分组数据。通信子系统10可从自检测模式302进入分组模式304，在分组模式中移动台处于分组呼叫中。该状态对应如IS-707.5所揭示的连接状态。在此状态中，分组数据业务项得到连接，且移动台能传送分组数据。移动通信子系统10可从分组模式304进入分组休止模式306。分组休止模式306对应IS-707.5中揭示的休止/空闲状态，在休止/空闲状态中移动台不在业务信道上，即，业务信道下行，且移动台不能传送分组数据。然而，PPP和IP链路得到维持。当由移动终端设备12发送的PPP分组由无线通信设备14检测到，移动通信子系统10从自检测模式302进入分组模式304。例如，当在无线通信设备14内提供的休止定时器到期(在CDMA2000中，这样的定时器在BSC/MSC得到维持且由信令消息告诉移动台何时进入休止模式)时，移动通信子系统10可以从分组模式304进入分组休止模式306。当无线通信设备14在分组休止模式306中且无线通信设备14确定给定互通功能18已从第一互通功能变至第二互通功能时，无线通信设备14将从分组休止模式306变至移动性检测状态308中的变化，此时无线通信设备14将采取步骤把变化通知移动终端设备12。这时，无线通信设备14将互通功能18中的变化通知移动终端设备12。若移动终端设备12响应互通功能变化的发送，移动通信子系统10对将重新进入分组模式304，因为移动终端设备12将在此时使传输链路进入分组模式304并提出业务信道，并将进一步启动与新的互通功能18的数据链路层链路(PPP)链路的重建。若移动终端设备12不响应其从无线通信设备14接收的变化通知，状态将从移动性检测状态308中的变化转变至分组休止模式306。
图4是当传输链路在分组休止模式中时由无线通信设备14执行的处理的流程图。处理始于动作402，在动作402中无线通信设备14等待给定互通功能18已从第一互通功能变至第二互通功能的指示。第一和第二互通功能可有相同或重叠的地理区域或它们可与不同的地理区域，即，分别是第一地理区域和第二地理区域相关。更具体地说，无线通信设备14通过判断传输链路在休止模式时在传输链路上提供给它的网络区域标识符信息中何时有相应的变化来判断何时给定互通功能18已从一互通功能变为新的互通功能。网络区域标识符信息可包括在用来实现传输链路的协议栈的低层内通过寻呼信道30发送的信息。更具体地说，网络区域标识符可包括，例如，分组区域id(与IS95-B关联)或SID/NID对(与IS-95A关联)。当无线通信设备14接收到互通功能已因无线通信设备14重定位到新的地理区域而变化的这样一个指示时，其处理将执行动作404，在动作404时无线通信设备14将就无线通信设备14是否已配置成支持移动性通知作出判定。
若移动性通知有效，处理将进入动作406，此时，无线通信设备14将把无线通信设备14的重定位通知移动终端设备12以在互通功能18中引起向新的互通功能的变化。具体地说，动作406包括向移动终端设备12发送链路控制协议(LCP)配置请求这一动作。移动终端设备12未料到直接从无线通信设备14接收LCP分组，并将相应地把其对LCP配置请求的接收理解为是直接从互通功能发送的。这种通知使移动终端设备12对其PPP链路的情况在移动终端设备12与新的互通功能18间再同步。移动终端设备12将通过向互通功能18发送其自己的LCP分组开始再同步，这使业务信道被提出且无线通信设备14带回到分组模式304(见图3)。
在向移动终端设备12发送LCP配置请求这一动作(及引起的PPP重同步)后，处理将返回动作402，只要传输链路仍在分组休止模式306，它将等待互通功能中的变化的指示。移动终端设备12与新的互通功能18问的PPP链路的重建使新的互通功能18能维持MIN(移动台标志号码)-IP地址映射以促进一端的无线通信设备14与移动终端设备12及另一端的互连网络间的通信。相应地，来自互连网络的入站分组可引向移动终端设备12。
图5提供无线通信设备500的方框简图，无线通信设备500除包括其他未特别示出的单元外，还包括移动性通知有效机构502，信息析取机构504，用来确定互通功能标识506的机构及LCP配置请求机构508。移动性通知有效机构502包括一种使无线通信设备500能得到配置的机构，这样它对移动性通知要么有效要么无效。例如，欲判断是否有效，可在图4所示的动作404查询移动性通知有效机构502。通过示例，移动性通知有效机构502可存储器中的一个存储单元，例如，可编程只读存储器，可向其提供指示移动性通知要么有效要么无效的存储数据。
信息析取机构504包括用来析取在传输链路上传送的信息，包括网络区域标识符信息的机构。在所示实施例中，如图2所示，网络区域标识符在协议栈20的低层中通过寻呼信道30传送。信号析取机构504从寻呼信道30析取网络区域标识符信息，这样该信息可用来判断互通功能中是否已有变化，该判断由用来确定互通功能标识506的机构执行。LCP配置请求机构508引起LCP配置请求向移动终端设备12的发送。
图5所示的功能块描述可以以本领域所知的多种方式实施。例如，所示机构可以以硬件(例如，专用集成电路)、软件(包括在RAM上存储的计算机程序或ROM上存储程序——即，固件，或软件与固件和复合)、或硬件与软件的复合形式实施。
一旦传输链路已置于分组模式304，在作为图4的动作406的执行的结果确定互通功能18中已有变化后，在移动终端设备12与互通功能18间执行网际协议控制协议(IPCP)协商，在此期间就新的互通功能18是否包括新的外地代理作出判断。若新的互通功能18包括新的外地代理，移动终端设备12将用，例如，RFC2002中揭示的已知方法，更新其移动IP登记。
尽管已参考几个所示实施例描述本发明，可以理解的是，在此所使用的词是描述性词，而非限制性词。可不脱离本发明的范畴和精神地在所附权利要求的范围内作出改变。尽管此处已参考具体的材料、结构和实施例描述本发明，可以理解的是，本发明不限于揭示的细节，而可扩展至所有合适的对等结构、方法和用途。

Claims (8)

1.一种方法，其特征在于，它包括：
在传输链路上建立移动分组网呼叫，所述传输链路在移动终端设备与给定互通功能间扩展，并在第一接口上连接所述移动终端设备与无线通信设备，并通过到基站的无线链路在第二接口上进一步连接所述无线通信设备与所述给定互通功能，所述给定互通功能从第一互通功能变至第二互通功能，所述传输链路包括业务信道、数据链路层链路及网络层链路，所述传输链路包括：分组模式，所述业务信道进行上行；和休止模式，在维持所述数据链路层链路与所述网络层链路的同时所述业务信道进行下行；
当所述传输链路在所述休止模式时，向所述无线通信设备提供网络区域标识符信息；
所述无线通信设备通过判断何时网络区域标识符信息中有变化来判断何时所述给定互通功能已相应地从所述第一互通功能变至所述第二互通功能；
当已确定所述网络区域标识符信息中所述相应的变化时所述无线通信设备启动与所述移动终端设备的链路控制协议协商；
所述移动终端设备通过经所述无线通信设备向所述第二互通功能传送链路控制协议分组来响应所述链路控制协议协商的所述启动，使所述传输链路进入所述分组模式并使所述业务信道上行，然后所述移动终端设备与所述第二互通功能建立数据链路层链路；
建立与所述第二互通功能的所述数据链路层链路后，所述移动终端设备与所述第二互通功能协商网络控制协议项并在所述移动终端设备和所述第二互通功能间建立网络层链路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立与所述第二互通功能的所述数据链路层链路后，所述移动终端设备在合适的时候根据所述第二互通功能更新其IP移动性登记。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据链路层链路与所述网络层链路分别包括PPP链路和IP链路。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分组模式包括按照IS-707.5的连接状态，所述休止模式包括按照IS-707.5的休止/空闲状态。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络区域标记符信息包括在所述传输链路的寻呼信道上发送的信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网络区域标记符信息包括分组区域id与系统id/网络id SID/NID对中的一个。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动与所述移动终端设备的链路控制协议协商包括向所述移动终端设备发送链路控制协议LCP配置请求分组，其中所述移动终端设备把所述LCP配置请求分组解释为始发于所述第二互通功能。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述移动终端设备判断所述第二互通功能是否包括新的外地代理，并且当所述第二互通功能包括新的外地代理时，所述移动终端设备执行IP移动性登记更新处理。
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