CN1210924C - 使用ip地址作为无线设备标识符的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

第一网络接入点从第一用户终端接收第一无线链路消息。该第一无线链路消息标识了第一用户终端。第一网络接入点或其他系统实体为该第一用户终端分配一个IP地址，用作临时移动站标识符。第一网络接入点或其他系统实体为该IP地址建立一个到控制器的路由。第一网络接入点再向该用户终端转发无线链路消息，该消息指定了该IP地址。第一或第二网络接入点从以该IP地址标识的第一用户终端接收另一无线链路消息，并解析该消息以确定其中指定的IP地址，以及创建至少一个标准IP包，该IP包指定了在消息中规定的IP地址，再向一个按照IP地址进行包路由的路由器转发该消息。

Description

使用IP地址作为无线设备标识符的系统和方法
发明背景
技术领域
本发明涉及无线通信系统，特别涉及无线网络。
背景技术
如今，为一群用户提供有线连接的数据网络已成为商业、学术和消费环境中一个至关重要的部分。举例而言，世界上最大的数据网络之一就是互联网。除互联网外，许多组织拥有专用网络，对这种网络的访问被限制在选定的一些用户中。例如，一个公司可以拥有一个内部数据网络，所述网络通过使用一个有线以太网拓扑连接其计算机、服务器、哑终端、打印机、存单设备和测试设备。
当系统用户离开桌子时，通常并不愿意失去其与数据网络的连接。如果该用户去出席组织内的一个会议，他可能会希望能带上他自己的计算机，并在本地打印机上打印出文档。他还可能会希望在办公室和会议间奔波时能保持与数据网络的连接，这样他就能，例如，可以继续下载或打印一个较大文件，保持与同事的联络、或者只是避免当他到达目的地时再重新初始化连接。所有这些功能都可以通过使用分布式无线数据网络得到支持。
图1是一种分布式无线数据网络体系的方块图。在图1中，一系列网络接入点12A至12N分布在整个服务区域。在一种典型配置中，每个网络接入点12都具有一个或多个天线，它们提供一个邻接一个或多个其他网络接入点12覆盖区域的相应覆盖区域，从而提供一个连续的服务区域。在图1所示的配置中，网络接入点12A至12N可以为一个单个实体占据的建筑物范围提供连续覆盖。
在图1的分布式体系中，网络接入点12A至12N中的每一个网络接入点是相互对等的，并没有指定单独网络接入点12为总控点。网络接入点12A至1 2N通过一个分组路由器14互连。分组路由器14还将网络接入点12A至12N与外部分组交换网络16相互连，该外部分组交换网络可以是另一个专用网络，或者是如互联网这样的公共网络。分组路由器14可以是按工业标准协议组工作的一个现成产品。例如，分组路由器14可以是由美国加洲圣何塞的Cisco系统公司应市的CISCO4700分组路由器。该工业标准分组路由器14按照网际协议(IP)组工作。在这种配置中，每个网络接入点12中的单独实体都被赋予一个唯一IP地址，并且当某个网络接入点12中的实体希望与其他网络接入点12A至12N中的另一实体或与分组交换网络16耦合的某个实体进行通信时，就将一个指定目标IP地址的IP包送往分组路由器14。除了网络接入点12A至12N外，其他实体，例如打印机、计算机、测试设备、服务器、哑终端或任何具有数据能力的其他种设备，也可以直接与分组路由器14进行有线连接。这些设备也赋予了IP地址。
每个网络接入点12包含一个或多个可以与用户终端18通信的岸边(land-side)无线调制解调器。每个用户终端18则包含一个远端无线调制解调器。为便于讨论，我们假定网络接入点12A至12N和用户终端18中的无线调制解调器都提供一个与在名为“用于双模式宽频谱蜂窝电话系统的移动站-基站兼容标准”的TIA/EIA临时标准(TIA/EIA/IS-95)及其派生标准(此处统称IS-95)中所描述的调制和多重访问技术相一致的物理层，这些标准的内容在此通过参考和相似后续标准引入。然而，这些一般原则可以应用于许多提供具有真正移动能力的物理层接口的无线数据系统。
在图1中，每个网络接入点12都结合了控制点能力。控制点功能为系统提供移动性管理，控制点功能执行例如无线链路层管理、信令协议和无线链路上的数据链路层管理等多种功能。
在一种典型数据系统中，当用户终端18初始建立与网络的通信时，它使用一种移动站标识符(MSID)。在一个实施例中，用户终端18依据网络接入点的电子序列号或移动标识编号或其他与该用户终端18相联系的永久地址来确定其MSID。或者，为提高保密性，该用户终端18还可以选用某个随机编号。用户终端18使用MSID向网络接入点12发送一条访问消息。通过用MSID标识用户终端18，网络接入点12与用户终端18交换一系列消息以建立一个连接。如果使用的是某种随机或其他未完全描述的MSID，那么一旦加密连接建立完成，真正的移动站标识符就可以传送给网络接入点12。
也可以使用临时移动站标识符(TMSI)来标识用户终端18。TMSI所以称为是临时的，是因为它会随会话的变化而变化。当用户终端18进入另一个其新网络接入点并不与初始接入点直接相连的系统时，就可以选用一个新的TMSI。还有，如果切断用户终端18的电源，并随后再重新供电的话，也可以选用一个新的TMSI。
最初建立通信的初始接入点12在存储器中保存有用户终端18的特征以及连接的当前状态。如果该用户终端18移动到另一个网络接入点12的覆盖区域，它就使用TMSI向该网络接入点12标识自己。该新网络接入点12则访问一个系统存储单元20，在其中初始接入点12被标识为与该TMSI有关。该新网络接入点12从该用户终端18接收数据包，再使用在系统存储单元20中指定的IP地址将这些数据包转发给所指示的初始接入点12。
访问系统存储单元20的处理和对TMSI集中库的管理很是麻烦，并且消耗系统资源。而且，该处理会引起单点故障，即系统存储单元20的一个故障可以使整个系统瘫痪。
因此，在本领域内，需要一种更为有效的用户终端识别方法和系统。
发明内容
一种提供无线服务的方法，所述方法包括：在第一网络接入点从第一用户终端接收第一无线链路消息，所述第一无线链路消息标识了所述第一用户终端；将一个IP地址分配给接入网络中的控制器，所述IP地址用于控制所述第一用户终端的操作，所述控制器存储了第一用户终端通信会话的当前状态；将该IP地址分配给所述第一用户终端作为移动站的标识符；该IP地址指定给一个用于在通信会话期间对所述第一用户终端操作进行控制的控制器，为所述IP地址建立到所述控制器的路由；向指定为所述IP地址的所述用户终端转发第二无线链路消息；从所述第一用户终端接收第三无线链路消息，其中所述第一用户终端由该IP地址标识，并且将第三无线链路消息路由给使用该IP地址的所述控制器。
在上述方法中进一步包含对所述第三无线链路消息进行解析以确定所述控制器的IP地址，并且创建至少一个指定为该IP地址的标准IP包。
一种提供无线服务的系统，所述系统包括：分组路由器；以及对应于第一覆盖区域的第一网络接入点，所述第一网络接入点与所述分组路由器耦合，并包括：从所述第一覆盖区域内的用户终端接收无线链路信号的装置；在所述分组路由器中为一个IP地址创建路由的装置，该IP地址对应于所述第一网络接入点的控制功能性；将所述IP地址作为所述用户终端的移动站标识符MSID的装置；以及从由作为移动站标识符MSID的该IP地址所标识出的用户终端处接收消息，并将所述消息路由给使用所述IP地址的所述网络接入点的装置。
在上述系统中进一步包含与所述分组路由器耦合的第二网络接入点，所述第二网络接入点包括：从所述第二覆盖区域内的用户终端接收无线链路消息的装置；对所述无线链路消息进行解析以确定该IP地址的装置；以及创建指定为该IP地址的标准IP包，并将该标准IP包送往所述分组路由器的装置。
一种提供无线服务的系统，所述系统包括：在第一网络接入点从第一用户终端接收第一无线链路消息的装置，所述第一无线链路消息标识了所述第一用户终端；将一个IP地址作为移动站标识符MSID分配给所述第一用户终端的装置，所述IP地址分配给了第一网络接入点处的控制器，所述控制器用于在通信会话期间对所述第一用户终端操作进行控制；其中所述控制器存储了第一用户终端通信会话的当前状态；为所述IP地址建立到控制器的路由的装置；向指定为该IP地址的用户终端转发第二无线链路消息的装置；以及从所述第一用户终端接收第三无线链路消息的装置，其中所述第一用户终端由作为MSID的IP地址标识。
在无线通信系统中的一个网络接入点，该网络接入点适用于和网际协议IP网络进行通信，所述网络接入点包括：接收机，适用于接收来自用户终端的消息，并分析所述消息以确定所述用户终端的IP地址，所述IP地址用作移动站标识符MSID，并作为用户终端初始接入点的控制器的指定IP地址；用于无线电链路层管理的控制器，在无线链路上发送协议管理和数据链路层管理信号；用于将所述IP地址作为地址创建IP包的装置；用于将所述包发送给分组路由器的装置，所述装置根据所述IP地址来路由所述包。
附图说明
通过以下结合附图的具体描述，本发明的特点、目的和优点将更为明显。
所述附图包括：
图1一种提供无线服务的系统框图；
图2按照本发明一种实施例的一个分布式无线网络体系的框图；以及
图3描述本发明一种实施例的示范操作的流程图。
具体实施方式
图2是按照本发明实施例的一种分布式无线数据网络体系的框图。在图2中，一系列网络接入点40A至40N分布在整个服务区域。在典型配置中，每个网络接入点40都具有一个或多个天线，所述天线提供一个邻接一个或多个其他网络接入点40覆盖区域的覆盖区域，从而提供一个连续的服务区域。在图2所示的配置中，网络接入点40A至40N可以为单个实体占据的建筑物范围提供连续覆盖。
在图2的分布式体系中，网络接入点40A至40N中的每一个是相互对等的，并没有单独的网络接入点40指定为总控点。网络接入点40A至40N与一个为它们之间提供互连的分组路由器42相连。分组路由器42还将网络接入点40A至40N与一个外部分组交换网络44相互连，该外部分组交换网络可以是另一个专用网络，或者是如互联网这样的公共网络。分组路由器42可以是按工业标准协议组工作的一个现成产品，例如可以是由美国加洲圣何塞的Cisco系统公司应市的CISCO4700分组路由器。
该标准分组路由器42按照网际协议(IP)组工作。在这种配置中，每个网络接入点40中的单独实体都分配了一个唯一IP地址，当网络接入点40中的实体希望与其他网络接入点40A至40N中的另一实体或与分组交换网络44所耦合的实体进行通信时，它就将一个指定源和目标IP地址的IP包送往分组路由器42。除了网络接入点40A至40N，其他实体，例如打印机、计算机、测试设备、服务器、哑终端或任何具有数据能力的其他种设备，也可以直接与分组路由器42有线连接。这些设备也都分配了IP地址。
每个网络接入点40包含一个或多个配置用于为用户终端46提供通信的“岸边”无线调制解调器。每个用户终端46包含一个远端无线调制解调器，该无线调制解调器配置用于提供一个物理层，用于用户终端46到网络接入点40进行无线耦合。
在图2中，每个网络接入点40都结合了控制点能力。控制点功能为系统提供移动性管理，执行例如无线链路层管理、信令协议和无线链路上的数据链路层管理等多种功能。
按照一个实施例，当用户终端46初始访问系统时，它向其所在覆盖区域相应的网络接入点40发送一条初始访问消息。该初始访问消息为该用户终端46指定一个虚标识符(DID)。该DID可以从一小组编号中随机选定，或者也可以通过在一个较大唯一用户终端标识编号上使用散列函数来确定。按照IS-95，用户终端46使用移动站标识符(MSID)作为DID。
初始网络接入点40察觉到初始访问消息，并为该用户终端46分配一个IP地址。在一个实施例中，一组静态IP地址可以分配给每个网络接入点40，而网络接入点40可以从这组静态IP地址中选择一个分配给用户终端46。在另一实施例中，系统包含一个动态主中央处理器(DHCP)48，它在整个系统内动态分配IP地址。DHCP48作为交换所用以分配可用的IP地址。
初始网络接入点40为选定的IP地址建立到初始网络接入点40内的控制器的一个路由。例如，根据选定IP地址的方式，可以依据众所周知的技术为该IP地址建立静态或动态路由。网络接入点40在一条消息中将该选定的IP地址通知用户终端46，该消息同时指定了DID和该IP地址。
从此以后，在通信协议中进行发送时，用户终端46就可以使用该IP地址作为MSID。例如，用户终端46可以将指定该选定IP地址的消息在存取、控制、或业务信道上发送。
在一个实施例中，每当新的或初始网络接入点40从用户终端46接收到消息时，该网络接入点40就对该消息进行解析，以确定IP地址。该网络接入点40用该IP地址作为地址创建IP包，并将此IP包送往分组路由器42，分组路由器按照IP地址对包进行路由。按这种方式，新的网络接入点40就不需要访问一个全系统范围的存储体来确定所收到包的路由。取而代之的是，网络接入点40只依靠在包内接收到的信息。系统使用众所周知的技术，可自动地将IP包转发往适合的网络访问控制器。
图3是描述根据一个实施例操作的流程图。在框100，用户终端向一个网络接入点发送一条初始访问消息，指定一个虚标识符。在方框102，分配一个IP地址给该用户终端，以在本次会话中使用。注意，在此时网络接入点可能并不知道该用户终端的真正身份。在一个实施例中，该IP地址可以由动态主控制处理器来选定。或者，该网络接入点也可以从一个静态库中选定该IP地址。在方框104，根据众所周知的原则为该IP地址建立一个路由。例如，建立一个将IP地址发送到控制器或初始接入点内控制功能的路由。一般而言，路由是建立到一个用以控制用户终端在整个当前会话中操作的控制器，以便提供控制点功能，而该控制器可以位于许多系统元件中。
在方框106，该网络接入点使用该虚标识符作为MSID向该用户终端发送一条消息，并在该消息中指定所选定的IP地址。在方框108，该用户终端使用该IP地址作为MSID，并向该网络接入点发送一条消息。例如，在一个实施例中，该消息可以是一条注册消息，而在另一种实施例中，该消息则承载其他附加信息或用户数据。在方框110中，该网络接入点对该信息进行解析，以确定IP地址。在方框112中，初始接入点使用该IP地址作为源地址向路由器转发一条相应消息。
以类似的方式，其他与路由器耦合的实体也可以用该IP地址向该用户终端发送消息。这些消息将路由到保持该用户终端标识信息的初始接入点。例如，如果第二网络接入点从该用户终端接收到一条消息，它就用该IP地址作为目标地址创建一条相应消息，并将其转发往路由器。例如，按图2所示，假定步骤100、102、104和106都已执行，因此，用户终端46已分配了一个IP地址，而已经建立了到分配给该用户终端46的控制器的对应路由。同时假定网络接入点40B是初始网络接入点，而控制器在网络接入点40B内。再假定当前该用户终端46在网络接入点40A的覆盖区域内。当该用户终端46创建一条消息时，就创建了一条用该IP地址标识自己的消息。该消息可以按照相应的无线链路协议来创建，并通过例如无线链路路径60转发往网络接入点40A。网络接入点40A解析该消息以确定该IP地址，网络接入点40A用该IP地址作为目标地址创建一个包，再通过例如标准IP路径62将该消息转发往分组路由器42。分组路由器42再通过标准IP路径64将该包路由到网络接入点40B内的控制器。
上述方法和设备在与一般称为“QUALCOMM高数据速率空中接口”的QUALCOMMHDR-2000系统及IS-95结合使用时，尤为有利。在这些系统中，规定一个32位MSID。由于IP地址也是32位的，因此，在这些实施例中使用IP地址作为MSID将更为有利。
本发明可以以包括软件和硬件的多种媒介实现，本发明典型的实施例包含了在标准微处理器上执行的计算机软件、离散逻辑或专用集成电路(ASIC)。
本发明还可以由并不背离其精神或本质特征的其他特定形式来实现。已描述的实施例都只是说明性的，而并非限制性的，因此，本发明的范围将由所附的权利要求而不是由前面的描述来说明。与这些权利要求等价的意义和范围内的所有变化都将被包含在这些权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种提供无线服务的方法，其特征在于，所述方法包括：
在第一网络接入点从第一用户终端接收第一无线链路消息，所述第一无线链路消息标识了所述第一用户终端；
将一个IP地址分配给第一网络接入点中的控制器，所述IP地址用于控制所述第一用户终端的操作，所述控制器存储了第一用户终端通信会话的当前状态；
将该IP地址分配给所述第一用户终端作为移动站的标识符；该IP地址指明了通信会话期间对所述第一用户终端操作进行控制的控制器，
为所述IP地址建立到所述控制器的路由；
向分配了所述IP地址的所述用户终端转发第二无线链路消息；
从所述第一用户终端接收第三无线链路消息，其中所述第一用户终端由该IP地址标识，并且
将第三无线链路消息路由给使用该IP地址的所述控制器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含对所述第三无线链路消息进行解析以确定所述控制器的IP地址，并且创建至少一个指定为该IP地址的标准IP包。
3.一种提供无线服务的系统，其特征在于，所述系统包括：
分组路由器；以及
对应于第一覆盖区域的第一网络接入点，所述第一网络接入点与所述分组路由器耦合，并包括：
从所述第一覆盖区域内的用户终端接收无线链路信号的装置；
在所述分组路由器中为一个IP地址创建路由的装置，该IP地址对应于所述第一网络接入点的控制功能性；
将所述IP地址作为所述用户终端的移动站标识符MSID的装置；以及
从由作为移动站标识符MSID的该IP地址所标识出的用户终端处接收消息，并将所述消息路由给使用所述IP地址的所述网络接入点的装置。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包含与所述分组路由器耦合的第二网络接入点，所述第二网络接入点包括：
从所述第二覆盖区域内的用户终端接收无线链路消息的装置；
对所述无线链路消息进行解析以确定该IP地址的装置；以及
创建指定为该IP地址的标准IP包，并将该标准IP包送往所述分组路由器的装置。
5.一种提供无线服务的系统，其特征在于，所述系统包括：
在第一网络接入点从第一用户终端接收第一无线链路消息的装置，所述第一无线链路消息标识了所述第一用户终端；
将一个IP地址作为移动站标识符MSID分配给所述第一用户终端的装置，所述IP地址预先分配给了第一网络接入点处的控制器，所述控制器用于在通信会话期间对所述第一用户终端的操作进行控制；其中所述控制器存储了第一用户终端通信会话的当前状态；
为所述IP地址建立到控制器的路由的装置；
向分配了该IP地址的用户终端转发第二无线链路消息的装置；以及
从所述第一用户终端接收第三无线链路消息的装置，其中所述第一用户终端由作为MSID的IP地址标识。
6.在无线通信系统中的一个网络接入点，该网络接入点适用于和IP网络进行通信，其特征在于，所述网络接入点包括：
用于无线电链路层管理的控制器，在无线链路上发送协议管理和数据链路层管理信号；
接收机，适用于接收来自用户终端的消息，并分析所述消息以确定所述用户终端的IP地址，所述IP地址用作移动站标识符MSID，并作为用户终端初始接入点的所述控制器的目标IP地址；
用于依据所述IP地址创建IP包的装置；
用于将所述包发送给分组路由器的装置，所述装置根据所述IP地址来路由所述包。
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