CN1186912C - 用于执行移动节点登记的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于执行移动节点登记的系统和方法。所述系统包括用于发送分组数据的终端装置(102)；以及耦合到所述终端装置的无线通信装置(104)，用于对于包含在IP地址请求中的网际协议(IP)地址监测所述分组数据。如果所述IP地址请求是对于静态IP地址的，则无线通信装置(104)使用所述IP地址启动移动节点登记(512)。当启动移动节点登记时，无线通信装置阻止(417)终端装置发送或接收分组数据；在完成移动节点登记时，无线通信装置允许终端装置发送和接收分组数据。结果，移动节点登记对于终端装置是透明地发生的，排除了终端装置对它自己的移动IP支持的需要。

Description

用于执行移动节点登记的方法和系统
发明领域
本发明涉及无线数据服务。具体地说，本发明涉及一种用于对请求IP可移动性支持的终端装置执行代理(proxy)移动节点登记的新颖的经改进的方法和系统。
现有技术的描述
互联网络，即，各局域网(LAN)的连接，已经快速地变得极为流行。基础结构和通常称之为“英特网”的相关协议已经变成众所周知并被广泛地应用。英特网的核心便是网际协议(IP)，它支持在局域网之间路由数据报(datagram)，这在现有技术中是众知的，并在1981年9月的，题为“网际协议DARPA英特网程序协议规格”的评估请求(Request For Comment)(RFC)中进一步描述。
IP是数据报定向协议，它提供数种服务，包括寻址。IP把数据封装成用于传输的IP分组，并把寻址信息附加到分组的报头。IP报头包括识别发送和接收主机的32位地址。中间路由器使用这些地址来选择通过网络的路径，使分组传递到它在指定地址处的最终目的地。IP寻址的基本概念是可以使用IP地址的开始的前缀来归纳路由选择决定。例如，地址的最前面16位可识别Qualcomm，Inc.，最前面20位识别Qualcomm的主办公室，最前面26位识别在该办公室中的特定以太网，而整个32位识别在该以太网上的特定主机。作为又一个例子，在Qualcomm的IP网中的每个地址的形式可能是(以“点-四元标记(dotted-quad notation))：129.46.xxx.xxx，其中，“xxx”是0和255之间任何允许的整数。
这个基于前缀的IP路由选择特征是显而易见的，IP地址包括有关在英特网上的特定主机的位置的隐含地理信息。换言之，任何时候在英特网上的任何路由器接收到具有从“129.46”开始的目的地IP地址的分组，路由器就把该分组在特定方向上传递到在美国，加利福尼亚，圣地亚哥的Qualcomm Inc.网络。因此，如果始发方知道目的地一方的IP地址，则IP允许在世界上任何英特网节点处始发的数据报可以路由到世界上任何其它英特网节点。
当移动计算和移动英特网接入已经流行地增长时，产生了对于诸如使用IP的膝上计算机和掌上计算机之类的移动终端提供移动数据支持的需求。然而，如上所述，用于英特网路由选择的IP寻址方案包括隐含的地理信息。换言之，如果用户需要使用固定的IP地址来识别他的移动终端，当该移动终端离开它的“主(home)”网(即，包括它的IP固定地址的网络)而缺少某些用于把IP分组“传递到”移动终端的技术时，则将不把为该移动终端指定的IP分组发送到该移动终端。
例如，假定用户决定将他的移动终端从它在圣地亚哥的Qualcomm，Inc.的“主”IP网移去并带着该移动终端同他一起旅行到加利福尼亚的Palo Alto，并在那里连接到斯坦福大学的IP网同时保留他的Qualcomm分配的固定IP地址。由于隐含在移动终端的固定IP地址中的地理位置信息，指定给移动终端的任何IP数据报将仍通过被路由到Qualcomm的IP网。除非一些机理适当地将IP分组从Qualcomm的IP网传递到连接在Polo Alto的斯坦福大学的IP网处的英特网的当前点处的移动终端，否则将不把这种IP分组传递到移动终端同时移动终端离开它的“主”网时。
为了满足这种要求，1996年10月发表的，题为“IP移动性支持”的RFC 2002规定增强的协议，它允许在英特网上把IP数据报通过透明的路由选择发送到移动节点。使用这种在RFC 2002中描述的技术，不管移动终端连接到英特网的当前点，它的“主”IP地址始终可以识别每个移动节点。当移动终端离开它的主IP网时，它变得可以与一个“转交”地址相关联，从而提供必须的传递信息以通过选择路由把IP数据报发送到移动终端连接到英特网的当前点。这是RFC 2002通过用“主代理”来提供转交地址的登记而完成的。通过使用一种被称为“IP隧道”的技术，该主代理传递为移动终端指定的IP数据报。IP隧道包括附加新IP报头的主代理，所述新报头包括任何到达的IP分组的转交地址，所述任何到达的IP分组具有相对于移动终端的主IP地址的目的地地址。在到达转交地址处之后，在转交地址处的“外来代理”除去IP隧道报头，并把IP分组传递到在连接到英特网的移动终端的当前点处的移动终端。
如此，RFC 2002的技术为一些用户提供了移动数据服务，这些用户要求重新决定他们的移动终端连接到英特网的点而不必改变移动终端的IP地址。这种功能具有数个优点。第一，不管移动终端位于何处，这种功能允许在英特网上任何地方的始发节点向移动终端发送周期性的“推动”服务。这种服务可以包括股票报价或电子邮件。这使移动用户避免为了取得信息而必须“拨入”或联系他的主网。此外，这种功能允许移动终端按需要而经常重新定位，而任何始发方不需要对移动终端的当前位置进行跟踪。
为了增加移动终端的移动性的自由度，一般，许多用户将用诸如蜂窝或移动电话之类的无线通信装置来连接到英特网。换言之，许多移动用户将使用通常称之为“移动站”或MT2装置的无线通信装置作为接入到基于地面的网络的接入点。如这里所使用，“移动站”或MT2装置将指当在未规定的点处的运动中或停止期间指定使用的公共无线无线电网络中的任何用户站。移动站和MT2装置包括移动单元(例如，手持个人电话)和安装在车辆上的单元，以及无线本地回路(WLL)电话。
图1示出无线数据通信系统的高级方框图，其中，移动终端(TE2装置)102通过无线通信系统与互通功能(IWF)108进行通信，所述无线通信系统包括MT2装置104和基站/移动交换中心(BS/MSC)106。在图1中，互通功能(IWF)108作为到英特网的接入点。把互通功能(IWF)108耦合到基站/移动交换中心(BS/MSC)106，而且通常与之放置在一起，所述基站/移动交换中心(BS/MSC)106可以是技术领域中众知的传统的无线基站。使TE2装置102耦合到MT2装置104，它接着与基站/移动交换中心(BS/MSC)106和互通功能(IWF)108进行无线通信。
存在许多协议允许TE2装置102和互通功能(IWF)108之间的数据通信。例如，1998年2月出版的题为“宽带扩频系统的数据服务选择：分组数据服务”的电信工业协会(TIA)/电子工业协会(EIA)暂定标准IS-707.5中定义了在TIA/EIA IS-95的宽带扩频系统(基站/移动交换中心(BS/MSC)106和互通功能(IWF)108可以是其中一部分)上支持分组数据传输能力的要求。IS-707.5规定分组数据载体(bearer)服务，可以把它用于TE2装置102和互通功能(IWF)108之间通过基站/移动交换中心(BS/MSC)106的通信。它提供可以应用于多个分组数据服务的程序，包括RFC 2002的移动IP服务，以及蜂窝数字分组数据(CDPD)，CDPD Forum公司在1995年1月29日发表的题为“蜂窝数字分组数据系统规格，版本1.1”的CDPD-1995中描述所述蜂窝数字分组数据(CDPD)。
CDPD是一种AMPS(模拟)蜂窝数据服务，它包括对于移动性的某些它自己的支持。在某些重要方面CDPD与移动IP不同。最明显的，CDPD调制解调器具有属于CDPD网的分配IP地址。所以虽然CDPD调制解调器可以在CDPD网内漫游，在CDPD网外它可能不使用它的IP地址，这和移动IP支持的终端在它的“主”网外使用它的“主”IP地址相似。
IS-707.5还提供在TE2装置102和MT2装置104(Rm接口)之间、在MT2装置104和基站/移动交换中心(BS/MSC)106(Um接口)之间、以及在基站/移动交换中心(BS/MSC)106和互通功能(IWF)108(L接口)之间的链路上的通信协议的要求。
现在参考图2，其中示出在IS-707.5中继模型的每个实体中的协议堆栈图。图2粗略地相应于IS-707.5的图1.4.2.1-1。在图的最左边处是以传统垂直格式示出的协议堆栈，示出在TE2装置102(例如，移动终端、膝上或掌上计算机)上运行的协议层。示出TE2协议堆栈经过Rm接口逻辑地连接到MT2装置104协议堆栈。示出MT2装置104经过Um接口逻辑地连接到基站/移动交换中心(BS/MSC)106协议堆栈。接着，示出基站/移动交换中心(BS/MSC)106协议堆栈经过L接口逻辑地连接到互通功能(IWF)108协议堆栈。
图2的操作例子如下。诸如运行在TE2装置102上的应用程序之类的上层协议202实体有经过英特网发送IP分组的要求。应用的例子可以是诸如网络柱身领航员或微软英特网探测器等网浏览器。网浏览器对诸如http：//www.qualcomm.com之类的通用资源定位器(URL)提出请求。也在上层协议202中的域名系统(DNS)协议把文本主机名 www.qualcomm.com翻译成32位数字IP地址。也在上层协议202中的超文本传输协议(HTTP)对所请求的资源定位器(URL)构成GET信息，还规定将使用传输控制协议(TCP)来发送消息，并使用TCP端口80来进行HTTP操作。
也是上层协议202的TCP协议打开到域名系统(DNS)，端口80指定的IP地址的连接，并发送HTTP GET消息。TCP协议规定将使用IP协议传递消息。IP协议，网络层协议204，把TCP分组发送到所指定的IP地址。点对点协议(PPP)，链路层协议206，对IP/TCP/HTTP分组进行编码，并使用中继层协议208 EIA-232经过Rm接口把它们发送到在MT2装置上的EIA-232-兼容端口。在题为“点对点协议(PPP)”的RFC 1661中详细描述点对点协议(PPP)。
在MT2装置104上的EIA-232协议210把所发送的点对点协议(PPP)分组传递到无线电链路协议(RLP)212和IS-95协议214的组合，用于经过Um接口传输到基站/移动交换中心(BS/MSC)106。在IS-707.5中定义无线电链路协议(RLP)212，而在上述IS-95中定义IS-95协议。在基站/移动交换中心(BS/MSC)106上包括无线电链路协议(RLP)216和IS-95协议218的组合的补充中继层协议堆栈经过Um接口接收点对点协议(PPP)分组，并把它们传递到L接口的MT2中继层协议220到互通功能(IWF)中继层协议228。在题为“用于宽带扩频数字蜂窝系统的数据服务互通功能接口标准”的TIA/EIA IS-658中描述MT2中继层协议220和互通功能(IWF)中继层协议228。
在互通功能(IWF)的链路层中的点对点协议(PPP)226对例子TE2装置102的点对点协议(PPP)分组进行解码并用来中断在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间的连接。在互通功能(IWF)108的网络层协议224中把经解码的分组从点对点协议(PPP)226传递到IP协议，用于检查，并进一步路由到在IP分组报头中的TE2装置102指定的IP地址(在这里所述IP地址是对于 www.qualcomm.com的)。如果在互通功能(IWF)108处有待执行的任何上层协议任务(诸如TCP)，则通过上层协议222来执行它们。
假定TE2装置102产生的IP分组的最终目的地不是互通功能(IWF)108，则通过互通功能(IWF)108的网络层协议224、点对点协议(PPP)226和中继层协议228把分组传递到英特网上的下一个路由器(未示出)。如此，来自TE2装置102的IP分组通过MT2装置104、基站/移动交换中心(BS/MSC)106和互通功能(IWF)108传递到在英特网上的它们的最终指定的目的地，从而根据IS-707.5标准中继模型对TE2装置102提供无线分组数据服务。
如在图2中所示，IS-707.5标准提供在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间的链路上的通信协议的要求，包括用于Rm’、Um’和L接口的要求。可以应用这些要求和过程来支持在RFC 2002中描述的移动IP服务。然而，IS-707.5不提供用于建立在第一例子中的移动IP服务的过程。换言之，IS-707.5提供用于支持IP服务的框架，但是不提供用于协商移动IP服务的过程，或用移动IP服务的主代理或区外代理登记TE2装置102的过程。
当考虑一般某些应用层实体因此而必须存在于TE2装置102中以支持移动IP时，这种区别是很重要的。不幸地，用于个人计算机、微软视窗的大多数流行的操作系统软件不具有对移动IP的支持，而且当前并未预告要具有这种支持。结果，当不把运行微软视窗(或许多其它操作系统之一)的TE2装置连接到它们的“主”IP网时，它们不能使用它们的“主”IP地址。这使得当移动用户离开“主”IP网时，就不能获得象“推动”服务和直接电子邮件传递等有利的移动IP服务的优点。
所需要的是用于执行TE2装置的移动IP登记的一种方法和系统，其中MT2装置作为TE2装置的代理以建立对TE2装置的移动IP支持代理。
发明概要
本发明是用于执行移动节点登记的一种新颖的经改进的系统和方法。所述方法包括从终端装置发出要求移动数据服务的信令；以及根据信令步骤在无线通信装置中启动终端装置的移动节点登记。终端装置发送分组数据，而耦合到终端装置的无线通信装置监测对于包含在网际协议(IP)地址请求中的IP地址的分组数据。如果IP地址请求是静态IP地址，则无线通信装置用IP地址启动移动节点登记。当启动移动节点登记时，无线通信装置阻止终端装置发送和接收分组数据，并一完成移动节点登记，就允许终端装置发送和接收分组数据。结果，对于终端装置透明地发生移动节点登记，排除了终端装置对它自己的移动IP支持的需要。
附图简述
从下面结合附图对本发明的详细描述中，对本发明的特征、目的和优点将更为明了，在所有的图中，相同的标号作相应表示，其中：
图1示出无线数据通信系统的高级(high-level)方框图，其中通过无线通信装置把终端装置连接到英特网；
图2是在IS-707.5中继模型的每个实体(entity)中的协议堆栈图；
图3是本发明的MT2装置的操作的高级状态图；
图4是本发明的一个实施例的每个实体的协议堆栈图；
图5示出图3的移动IP模式状态310的扩展状态图；
图6是本发明的另一个实施例的每个实体的协议堆栈图；以及
图7示出图3的移动IP模式310的另一个实施例的扩展状态图。
较佳实施例的详述
本发明的目的在于对于数据服务使能MT2装置的用户，支持透明的可移动性。本发明的各实施例都是支持在三种不同使用模型下的数据服务。
第一种使用模型是不支持移动IP，但是仍支持使用动态地分配IP地址的数据服务的一种模型。在第一种使用模型中，通过TE2ZZ当前所附的英特网服务提供器(ISP)对TE2装置动态地分配IP地址。这第一种使用模型不用移动IP支持，而且不用它的“主”IP地址。结果，TE2装置只接收当连接到ISP时明确请求的数据，而不是把数据从它的主IP网传递给它。
第二种使用模型是在MT2装置中提供移动IP支持作为代表TE2装置的代理的一种模型。这第二种模型应用于希望具有移动IP支持，但是没有支持移动IP的TE2装置的移动用户。例如，诸如运行微软视窗操作系统的便携式计算机TE2装置的用户采用该第二种使用模型。在第二种使用模型中，TE2装置可用它的“主”IP地址(即，它的主网分配的“永久”IP地址)，不管是把它们连接到它们的主IP网，还是在移动IP-使能无线网络上漫游。该第二种使用模型还对使TE2装置和MT2装置成为一体的装置(诸如所谓的“智能电话”)提供移动性支持。
第三种使用模型是在TE2装置中提供移动IP支持的一种模型。可将该第三种使用模型应用于具有移动IP支持因此不需要来自MT2装置的代理服务的TE2装置用户。本发明的各实施例都能满足这三个使用模型中的一种或多种的要求。
对于熟悉本技术领域普通技术的人员是显而易见的，可以在图中示出的每个实体(TE2装置102、MT2装置104、基站/移动交换中心(BS/MSC)106以及互通功能(IWF)108)中的软件、固件和硬件的许多实施例中实施如下所述的本发明。用于实施本发明的实际软件码或控制硬件不受本发明的限制。因此，将不特别参考实际软件码而描述本发明的操作和特性，可以理解，根据这里的描述，熟悉本技术领域普通技术的人员能够设计软件和控制硬件来实施本发明的各种实施例。
现在回到图3，图中示出本发明的MT2装置操作的高级状态图。在图3中，MT2装置以关闭状态308开始。在关闭状态308中，当前MT2装置不是在呼叫中，而是在等待一个呼叫的始发。当它们假定已经向MT2装置分配IP地址，或已经对移动IP登记时，在该状态中不考虑移动终止呼叫(即，MT2装置是被叫方的那些呼叫)。如果MT2装置已经对移动IP登记，那么它不处于该关闭状态308，而是在移动IP模式状态310下，这将在下面更全面地描述。
当从TE2装置始发分组数据呼叫时，使能MT2装置从关闭状态308到可移动的过渡？状态304。在使能可移动？状态304中，MT2装置检查可移动性数据项302的值，以确定是否使能可移动性支持(对于移动IP)。在一个实施例中，移动性数据项302可以具有三个值中的一个值，例如，它可以由移动用户按照需要通过TE2装置或MT2装置上的用户接口任意地配置。为了允许移动用户可以有更多或更少的配置选择，其它实施例可以使用更多或更少的值。在还有一个实施例中，不允许用户配置移动性数据项302。在还有另一个实施例中，不存在移动性数据项302，而是把判定硬编码到控制软件中。
可移动性数据项的第一个值是“禁止”。当可移动性数据项302值是“禁止”时，MT2装置不支持移动IP协商(negotiation)和登记。结果，当移动性数据项302具有值“禁止”时始发的所有分组数据呼叫都使用简单IP模式306，这在下面将更全面地描述。
第二个值是“如果可用”。当移动性数据项302的值是“如果可用”时，则MT2装置将提供移动IP协商和登记，除非基础结构(BS/MSC106和IWF108)不支持移动IP或除非MT2装置尝试的移动节点登记失败。如果基础结构不支持移动IP或移动节点登记的尝试失败，则MT2装置把移动性数据项302的值改变到“禁止”，而分组数据呼叫变成简单IP模式306呼叫。换言之，当基础结构支持并成功地协商时，对于移动性数据项302的“如果可用”值允许TE2装置和MT2装置的用户得到移动IP的优点，但是否则仍允许分组数据呼叫没有移动IP支持。在一个实施例中，不允许移动用户改变移动性数据项302的值，使用该第二个值。另一方面，可用始终把移动性数据项302设置成“如果可用”，或全部忽略，消除允许移动性？状态304和简单IP模式状态306之间的转移。
第三个值是“专用(exclusively)”。当移动性数据项302的值是“专用”时，则MT2装置将提供移动IP协商和登记，除非基础结构(BS/MSC106和IWF108)不支持移动IP或除非MT2装置尝试的移动节点登记失败。然而，与上述“如果可用”值相反，如果基础结构不支持移动IP或移动节点登记的尝试失败，则MT2装置不完成简单IP呼叫，而是强制分组呼叫始发完全失败。换言之，用于可移动性数据项302的“专用”值防止从MT2装置始发除移动IP支持的呼叫之外的任何分组数据呼叫。
如果移动性数据项302的值是“禁止”，或如果移动性数据项302的值是“如果可用”，但是基础结构不支持移动IP或移动节点登记失败，则在分组数据始发尝试中，MT2装置将进入简单IP模式306。在一个实施例中，简单IP模式306应用传统的IS-707.5中继模型，如参考图2所示和所描述。
如果移动性数据项302的值不是“如果可用”也不是“专用”，则使能MT2装置从可移动性过渡到移动IP模式310？状态304。在该移动IP模式310中，MT2装置参加在移动IP服务的移动节点登记作为代表TE2装置的代理，如进一步如下所述。
现在转到图4，其中示出本发明的一个实施例的每个实体的协议堆栈图。图4的图和图2的图之间的明显差别在于，在图4中，在MT2装置104中存在附加协议层以支持本发明的移动节点登记。这些另外的协议层包括PPP协议415、IP协议413、UDP协议411以及移动IP协议409。结果，图4的协议层与图2的协议层的操作相同，将不对它们进行详述。而是，下面的讨论将集中在图4和图2的差别上。
图4的操作例子如下。诸如运行在TE2装置102上的应用程序之类的上层协议402实体有经过英特网发送IP分组的要求，相似于图2的上层协议202实体。例如，应用程序使用TCP或UDP协议产生消息，并且使用目的地IP地址通过IP协议404使TCP或UDP分组成帧。点对点协议(PPP)协议406对IP分组进行编码，并运用中继层协议408 EIA-232通过Rm接口把它们发送到运行EIA-232协议410的MT2装置上的EIA-232-兼容端口。
然而，如在本技术领域中众知，为了在点对点协议链路上建立通信，PPP(这里是TE2 PPP协议406和IWF PPP协议426)链路的每一端首先必须发送用于建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议(LCP)分组。在已经通过LCP、PPP协议406建立链路之后，发送网络控制协议(NCP)分组以配置网络层协议(这里是TE2 IP协议404和IWF IP协议425)。在已经配置每个网络层协议之后，可用经过它们之间的链路发送来自每个网络层协议的数据报。
在一个实施例中，对于IP的NCP是IP控制协议(IPCP)。在1992年5月出版的，题为“PPP网际协议控制协议(IPCP)”的RFC 1332中详细描述IPCP。IPCP负责配置、启动和禁止运行在点对点链路任一端的TE2 IP协议404和IWF IP协议425两者。如在本技术领域中所众知，IPCP使用配置请求，它们是可包括对IP地址的配置选项的消息。配置请求消息的配置选项部分提供一种协商由配置请求(这里是TE2装置102)的发送者使用的IP地址的方法。它允许配置请求的发送者通过指定IP地址陈述需要哪个IP地址，或请求对等体(peer)(这里是IWF108)为发送者提供一个动态的IP地址。如果配置请求的发送者把在IP地址配置选项中的IP地址字段设置为全零，则对等体可以通过发送用于选择的配置确认(ACK)而提供动态的IP地址。另一方面，如果配置请求的发送者把在IP地址配置选择中的IP地址字段设置成特定的IP地址，则对等体可以通过发送用于选择的配置确认来表示特定的IP地址是可接受的。本发明获得在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间的IP控制协议(IPCP)通信的优点，以确定在移动节点登记期间是否和何时作为TE2装置的代理。
图5示出图3所示的移动IP模式状态310的经扩展的状态图。当允许移动性？状态304(图3)确定每一禁止移动性数据项302时，它转移到监测点对点协议(PPP)子状态502。应该注意，如果终止呼叫，则可能从图5的任何子状态转移到关闭子状态516。然而，为了简单起见，示出呼叫结束转移只从打开子状态508到关闭子状态516。
在监测点对点协议(PPP)子状态502中，MT2装置104把网络“插头(spigot)417插入RLP协议412和EIA-232协议410对等体之间的MT2装置协议堆栈。换言之，监测在EIA-232协议410和RLP协议412之间传递的点对点协议(PPP)分组，并通过MT2装置104检查。这允许当点对点协议(PPP)分组在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间传递时MT2装置104对其进行监测。
MT2装置104高速缓冲存储第一CLP分组，以便在IWF间切换之后使用，这将在下面参照初始化PPP再同步状态504进行描述。MT2装置104继续监测在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间交换的PPP分组，直到MT2装置104检测到来自TE2装置102的IP控制协议(IPCP)分组。然后MT2装置104检查该IP控制协议(IPCP)分组以确定在配置请求的IP地址配置选项中是否请求静态或动态IP地址。如果IP地址字段包括全零的IP地址，则TE2装置102正请求动态地址。在这种情况中，TE2装置102没有请求移动IP支持，而MT2装置104转移到简单IP模式306(图3)。
另一方面，如果由TE2装置102发送的配置请求中的IP地址字段包括静态(即，非零)IP地址，则MT2装置104转移到监测IP控制协议(IPCP)状态506。在监测IP控制协议(IPCP)状态506中，MT2装置104监测在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间交换的IPCP分组。特别，MT2装置104检查IP控制协议(IPCP)分组，以确定互通功能(IWF)108是否已经用配置确认ACK来接受TE2装置102的静态IP地址请求。
如果互通功能(IWF)108否定TE2装置102的静态IP地址请求，则使能MT2装置104到可移动性模式的过渡？状态514，在此它检查可移动性数据项302的值。如果移动性数据项302的值是“如果可用”，则MT2装置104过渡到简单IP模式状态306(图3)，因为假定如果移动IP支持不可用时，则用户将满足于简单IP呼叫(即，动态分配的IP地址)。然而，如果移动性数据项302的值是“专用”，则MT2装置104转移到关闭状态516，因为假定用户不满足于简单IP呼叫。
如果互通功能(IWF)108接受TE2装置102的静态IP地址请求，则MT2装置104在完成IP控制协议(IPCP)协商时转移到移动登记状态512，MT2装置104启动点对点协议(PPP)415、IP协议413、UDP协议411以及移动IP协议409。然后MT2装置104流程控制TE2装置102。这里所用的“流程控制”是指阻止TE2装置102经过它的中继层接口发送或接收数据的步骤。在图4的实施例中，这是在TE2装置的EIA-232协议408和MT2装置的EIA-232协议410之间的链路。可用使用软件或硬件的流程控制。例如，在一个实施例中，MT2装置104触发MT2装置104和TE2装置102之间的引脚电压之一。
通过流程控制TE2装置102，MT2装置104，特别，选择IP协议413可用成为用于移动节点登记用途的IP-终点。这允许MT2装置104代表TE2装置102，对TE2装置102透明，而执行移动节点登记。概念上，这把IP-端点从TE2装置102上它应在的位置处“偏移”到MT2装置104。
MT2装置104读出移动节点登记(MNR)数据项510。在一个实施例中，把这些数据项存储在一个合适的非-易失性存储器电路(未示出)中。这些移动节点登记(MNR)数据项510是执行移动节点登记所需要的数据项。这些移动节点登记(MNR)数据项510包括外来代理IP地址、如在RFC 2002中所描述的MD5鉴别密钥、以及主代理IP地址。
然后MT2装置104使用TE2装置102所请求的静态IP地址和移动节点登记(MNR)数据项510执行移动节点登记，如在RFC 2002中所述。在RFC 2002中描述移动节点登记的细节，所以这里不再详细描述。简单地，移动IP协议409把外来代理请求消息发送到在互通功能(IWF)108中的移动IP协议421。把该外来代理请求消息向下传递到UDP协议411。如在本技术领域中众知，UDP协议411器数据报服务的作用，并把外来代理请求消息传递到IP协议413，在那里，根据RFC 2002，用广播地址或“所有路由器”多点传播(multicast)地址的报头把外来代理请求消息分组。
然后IP协议413把IP分组传递到点对点协议(PPP)415，它把IP分组分成点对点协议(PPP)分组，并把它传递到RLP协议412和IS-95协议414，用于经过Um接口进行传输。在基站/移动交换中心(BS/MSC)106中的补充RLP协议416和IS-95协议418把数据传递到中继层协议420，用于经过L接口传输到中继层协议428。
然后点对点协议(PPP)426去分组(de-pachetize)接收到的PPP分组，并把它们传递到IP协议425。IP协议425除去IP报头，并通过选择的路由把分组传递到UDP协议423，接着，把去分组的外来代理请求消息传递到移动IP协议421。如果在互通功能(IWF)108中存在移动IP协议421，则有外来代理实体驻留在互通功能(IWF)108中，并且它响应于代理公告消息，所述代理公告消息跟随返回到MT2装置104中的移动IP协议409的反向路径。
然后移动IP协议409把移动节点登记消息发送到在互通功能(IWF)108上的外来代理(foreign agent)。如果外来代理可接受移动节点登记消息，则它将把移动节点登记消息传递到驻留在TE2装置的主IP网(即，包括TE2装置102请求的静态IP地址的一个网络)处的主代理实体。
如果主代理可接受移动节点登记消息，则主代理使用外来代理的“转交”地址为TE2装置102建立移动性连接。如在RFC 2002中所述，移动性连接是一种路由选择，它取得到达TE2装置的主网处的，为TE2装置102指定的任何IP分组，并使用IP隧道把它们传递给外来代理。
在接收到来自主代理的已经建立移动性连接的通知时，外来代理就建立在隧道分组(即，TE2装置102请求的静态IP地址)中的内部IP地址和MT2装置104的“电话号码”之间的关联。这里，在最广义的意义上使用词“电话号码”，以表示MT2装置104的识别号。如这里所使用的，把它指定为MT2装置104的移动识别号(MIN)、它的电子序号(ESN)、或MT2装置104已经向基站/移动交换中心(BS/MSC)106登记的其它唯一的识别符，如在本技术领域中所众知的。互通功能(IWF)108把该IP保留在MIN或IP到ESN翻译。
为了执行移动节点登记，本发明把IP分组从RLP协议412重新路由到MT2装置PPP协议415，以保证把必需的数据传递到在MT2装置协议堆栈的移动IP协议409级运行的移动节点登记软件。应该注意，MT2装置104 PPP协议415不是如RFC 2002中所述的完整的PPP实施。在图4的实施例中，MT2装置PPP协议415不执行对于协议或链路建立的任何协商，它仅成帧、不成帧、以及执行遗漏IP分组的任何所要求的字符，所述IP分组是在移动登记状态512期间由MT2装置104发送和接收的，因为如上所述，点对点协议(PPP)已经在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间进行协商。
如果由于任何原因在移动节点登记状态512期间上述移动节点登记和执行失败，则在一个实施例中，MT2装置104退出移动IP协议409、UDP协议411、IP协议413以及PPP协议415，并转移到关闭状态516。失败的可能原因包括外来代理或主代理拒绝移动节点登记消息。在另一个实施例中，MT2装置104可以用尝试将PPP与动态IP地址而不是TE2装置102请求的静态IP地址再同步。
否则，一旦在移动登记状态512中移动节点登记成功时，MT2装置就退出移动IP协议409、UDP协议411、IP协议413以及PPP协议415，然后过渡到打开状态508。在打开状态508中，MT2装置104根据如在图2中所示的IS-707.5中继模型而工作。一旦进入打开状态508，则到达MT2装置104的RLP协议412的数据只经过TE2装置102和MT2装置104之间的EIA-232接口发送。
MT2装置保持在打开状态508直到三件事中的一件事发生：呼叫结束；MT2装置104切换到不同的互通功能(IWF)；或移动登记使用期限已经超过。可以以多种方式来结束呼叫。例如，用户可以按在MT2装置104上的“结束”键(未示出)等，从而，指定地结束数据呼叫。其它例子是TE2装置102或互通功能(IWF)108单方面终止它们之间的一段点对点协议(PPP)时间。在还有一个例子中，因为MT2装置104和基站/移动交换中心(BS/MSC)106之间的无线电链路变得如此的弱致使呼叫丢失而简单地终止数据呼叫。如果在这些方式中的一种方式中结束呼叫，则MT2装置104转移到关闭状态516。
在关闭状态516中，如果MT2装置104仍是到位的，则它执行关闭移动IP协议堆栈(移动IP协议409、UDP协议411、IP协议413以及点对点协议(PPP)415)所需要的整理功能。另外，如果网络“插头”仍在其位置上，则MT2装置104把它除去。最后，可以显示任何合适的用户通知消息(例如，在用户接口上，未示出)，否则向用户表示以指示移动IP登记过程没有成功。任意地，还可以显示发生什么故障和故障的原因(如果知道)的更详细的描述。在发出任何通知和完成任何整理之后，MT2装置104就转移到关闭状态308(图3)。
另一方面，在打开状态508中时，MT2装置104可以切换到另外的基站/移动交换中心(BS/MSC)106。一般，当MT2装置104从一个地理位置移动到在原始基站/移动交换中心(BS/MSC)106的服务区之外的另一个地理位置时会发生这种情况。如果不是同一个基站/移动交换中心(BS/MSC)106对两个基站/移动交换中心(BS/MSC)106进行服务的，则发生IWF间切换。通过检查IS-95分组区域识别符或通过注意到正在进行服务的基站/移动交换中心(BS/MSC)106的系统识别符(SID)或网络识别符(NID)中的变化，MT2装置104可以检测到这种情况。在每种情况中，MT2装置104将转移到PPP再同步状态504。
在初始PPP再同步状态504中，MT2装置104通过发送第一LCP分组启动PPP与IWF 108的再同步，所述第一LCP分组是在上述点对点协议(PPP)协商开始时高速缓冲存储的。在来自互通功能(IWF)108的作用中，这产生LPC分组的交换。一检测到这种LPC分组的交换，MT2装置104就转移回到如上所述的监测点对点协议(PPP)状态502。
另一方面，如果在打开状态508期间，如在RFC 2002中所定义的移动登记使用期限超过，则MT2装置104直接转移返回到移动登记状态512，以再协商如上所述的移动节点登记。
因此，在图4的实施例中，只在移动登记状态512中提出在MT2装置104中的附加协议层(点对点协议(PPP)415、IP协议413、UDP协议411、以及移动IP协议409)以执行移动节点登记，并在离开移动登记状态512之后关闭。在提出这些附加协议层的时间期间，在MT2装置104处所有的IP话务启动和终止。在概念上，在移动节点登记期间，这使IP终点从TE2装置102“偏移”，然后在完成移动节点登记时返回到TE2装置102。如此，在移动节点登记期间，MT2装置104作为TE2装置102的代理，免除了TE2装置102对它自己的IP移动性支持的需要。
图6示出本发明的另一个实施例的每个实体的协议堆栈图。图6和图4之间的明显的差别在于图6的实施例中，在PPP级的MT2装置104和TE2装置102存在对等关系。注意MT2装置104的PPPR协议605作为TE2装置102的PPPR协议606的终止。还注意互通功能(IWF)108的PPPU协议626作为MT2装置104的PPPU协议615的终止。与图4的实施例进行对比，在移动节点登记之后，这些PPPR和PPPU链路继续存在于MT2装置104中。
还是参考图7的状态图来说明图6的操作。图7是图3的移动IP模式310的另一个实施例的状态图。MT2装置104在开始。在监测PPPR状态702中，MT2装置104启动点对点协议(PPPR)605，并协商MT2装置104和TE2装置102之间的PPPR链路。如果需要的话，MT2装置104还把从TE2装置102接收到的第一LCP分组进行高速缓冲存储，以便在以后点对点协议(PPP)再同步中使用。
MT2装置104进行监测PPPR链路，寻找TE2装置的IP控制协议(IPCP)配置请求。在检测到TE2装置的IP控制协议(IPCP)配置请求时，MT2装置104检查IP地址字段。如果所请求的IP地址是动态的，即，是全零，则MT2装置104转移到启动点对点协议(PPP)状态的再同步704。
在启动PPP状态的再同步704中，MT2装置104关闭PPPR协议605，并把原始LCP分组(在早先的监测PPPR状态状态702中高速缓冲存储的)传递到互通功能(IWF)108，从而直接启动在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间的点对点协议(PPP)链路。这样做是为了在MT2装置104上对于简单IP呼叫运行点对点协议(PPPR)605和点对点协议(PPPU)615是避免额外开销。由于请求动态地址，所以不需要在MT2装置104中的额外的点对点协议(PPP)层，并且应用图2的正常的IS-707.5中继模型。
然而，如果TE2装置的IP控制协议(IPCP)配置请求包括静态IP地址，则在监测点对点协议(PPPR)状态702中已经完全协商点对点协议(PPPR)链路之后，MT2装置104转移到协商点对点协议(PPPU)状态706。一旦在协商点对点协议(PPPU)状态706中，MT2装置104启动在MT2装置协议堆栈中的附加层，包括移动IP协议609、UDP协议611、IP协议613以及点对点协议(PPPU)615。MT2装置104还流程控制TE2装置102。还有，流程控制是为了防止TE2装置102经过RM接口发生和接收任何数据。
任何MT2装置104协商在点对点协议(PPPU)615和点对点协议(PPPU)626之间的点对点协议PPPU链路。在PPPU链路的协商中，MT2装置104使用与在PPPR链路协商期间TE2装置102请求所使用参数相同的参数。特别，在与互通功能(IWF)108协商点对点协议(PPPU)615中，MT2装置104使用来自MT2装置104的，通过TE2装置102请求的静态IP地址。
在PPPU链路协商期间，MT2装置104监测通过互通功能(IWF)108返回的IP控制协议(IPCP)分组。如果互通功能(IWF)108拒绝包含静态IP地址的IP控制协议(IPCP)配置请求，则MT2装置104转移到移动性模式状态708。
在移动性模式状态708中，检查移动性数据项302。如果移动性数据项302的值是“如果可用”，则MT2装置104转移到启动点对点协议(PPP)状态的再同步704，准备在简单IP模式306中的简单IP呼叫尝试。如果移动性数据项302的值是“移动IP专用”，则MT2装置104转移到关闭状态710。关闭状态710的操作相似于图5的关闭状态516。
如果互通功能(IWF)308接受包含静态IP地址的IP控制协议(IPCP)配置请求，则MT2装置104转移到移动登记状态712。在进入移动登记状态712时的系统条件是从TE2装置102的观点来看的条件，MT2装置104的IP地址好象是互通功能(IWF)108的IP地址。此外，从互通功能(IWF)108的观点来看，MT2装置104的IP地址好象是TE2装置102的IP地址。换言之，当在点对点协议(PPPR)605和点对点协议(PPPU)615之间时，MT2装置104保留两个IP地址。结果，MT2装置104在点对点协议(PPPR)605和点对点协议(PPPU)615之间传递点对点协议(PPP)分组而不管IP地址。
除了某些明显的例外之外，移动登记状态712与图5的移动登记状态512极相似。第一，在移动登记状态712中，移动登记分组是从点对点协议(PPPU)615向上传递到IP协议613的，而不是到点对点协议(PPPR)605。这与图4和5的操作不同，其中移动登记分组的路由选择发生在MT2装置协议堆栈中的较高的一层处。第二，在图6的实施例中不需要网络插头，因为点对点协议(PPPU)615的作用是终止在MT2装置104和互通功能(IWF)108之间的点对点协议(PPP)链路。结果，始发在与互通功能(IWF)108协商期间交换的所有的点对点协议(PPP)分组，并用MT2装置104本身来终止，不象在图4和5的实施例的情况中，MT2装置104需要在TE2装置102和互通功能(IWF)108之间的点对点协议(PPP)协商中“窃听”。
如果在移动登记状态712中移动节点登记成功，则MT2装置104过渡到打开状态714。打开状态714与图5的打开状态508极相似。图7的实施例和图5的实施例之间的明显的差别在于在图7中，打开状态期间，继续适当保留PPPR协议605和PPPU协议615。结果，RLP协议612把经过Um接口到达MT2装置的IP分组路由到PPPU协议615，接着，到PPPR协议605，然后，到EIA-232协议610，而不是直接到EIA-232协议610。相似地，通过EIA-232协议610把经过Um接口由MT2装置104接收到的所有IP分组都路由到PPPR协议605，接着，到PPPU协议615和RLP协议612，而不是直接到RLP协议612。
如果在打开状态714期间发生IWF间切换，则MT2装置104的到初始PPP再同步状态708。初始PPP再同步状态708的操作与初始PPP再同步状态504的操作相似。然而，应该注意，在初始PPP再同步状态708中，只有PPPR链路再协商，而不是PPPU链路。结果，PPPR链路保持不变，使IWF间切换对于TE2装置102是透明的，因此不需要LPC分组的高速缓冲存储。
如果当在打开状态714中结束呼叫(或实际上，图7的任何其它状态)，则MT2装置104转移到关闭状态710。关闭状态710与图5的关闭状态516极相似。然而，在关闭状态710中，没有网络插头需要除去。此外，根据呼叫结束的定时，可能在协商的中途还有一些点对点协议(PPP)事例。在任何情况中，MT2装置104关闭移动IP协议609、UDP协议611、IP协议613、点对点协议(PPPR)605、以及点对点协议(PPPU)615，如果它们正在运行的话。如在图5的实施例中，可以任意地显示呼叫失败的原因。
因此，在图6的实施例中，只提出在MT2装置104中的附加协议层(向下移动IP协议609、UDP协议611、以及IP协议613)来执行在移动登记状态712中的移动节点登记，并在离开移动登记状态712之后关闭。然而，在打开状态714期间，点对点协议(PPPR)605和点对点协议(PPPU)615保持原封不动。如此，在移动节点登记期间，MT2装置104作为TE2装置102的代理，排除了TE2装置102对它自己的IP移动性支持的需要。
提供较佳实施例的上述描述，以使熟悉本领域技术的人员可以制造或使用本发明。熟悉本领域技术的人员将不费力地明了这些实施例的各种修改，可以把这里所定义的一般原理应用到其它的实施例而不需要用发明创造。因此，不打算把本发明限于这里所示出的实施例，而是和这里所揭示的原理和新颍特征符合的最宽广的范围相一致。

Claims (10)

1.一种用于对耦合到无线通信装置的终端装置进行移动节点登记的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
从所述终端装置发出要求移动数据服务的信令；以及
根据所述信令步骤，在所述无线通信装置中启动所述终端装置的移动节点登记；其中，所述信令步骤包括把分组数据从所述终端装置发送到所述无线通信装置，而且所述启动步骤进一步包括下列步骤：
在所述无线通信装置中，监测对于包含在网际协议(IP)地址请求中的IP地址的所述分组数据；以及
在所述无线通信装置中，如果所述IP地址请求是对于静态IP地址的，则用所述IP地址启动移动节点登记。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，启动移动节点登记的所述步骤包括所述无线通信装置阻止所述终端装置发送或接收所述分组数据的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括一完成所述移动节点登记，所述无线通信装置就允许所述终端装置发送和接收分组数据的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述监测步骤包括检查在所述英特网节点和所述终端装置之间交换的分组。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述监测步骤包括检查在所述无线通信装置和所述终端装置之间交换的分组。
6.一种用于执行移动节点登记的系统，其特征在于，所述系统包括：
终端装置，用于发出要求移动数据服务的信令；以及
无线通信装置，用于根据所述信令，启动所述终端装置的移动节点登记；其中，所述终端装置通过发送分组数据，发出要求移动数据服务的信令，而且所述无线通信装置监测对于包含在网际协议(IP)地址请求中的IP地址的所述分组数据，以及如果所述IP地址请求是对于静态IP地址的，则用所述IP地址启动移动节点登记。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线通信装置被构造成当启动移动节点登记时阻止所述终端装置发送或接收所述分组数据。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述无线通信装置被构造成一完成所述移动节点登记就允许所述终端装置发送和接收分组数据。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述无线通信装置被构造成当监测对于所述IP地址的所述分组数据时检查在所述英特网节点和所述终端装置之间交换的分组。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述无线通信装置被构造成当监测对于所述IP地址的所述分组数据时检查在所述无线通信装置和所述终端装置之间交换的分组。
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