CN1362819A - 移动网际协议业务系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统及其方法。当一个终端设备移动到另一个网络时,通过在GPRS网络中增加实现本地代理功能的GGSN/HA,本发明能在GPRS分组网络间提供漫游业务。本发明包括:提供服务的GPRS支持节点(SGSN),它管理着终端设备(TE)的移动性;网关GPRS支持节点/外部代理(GGSN/FA),当终端设备通过SGSN请求分组数据业务时,它将实现外部代理支持移动IP业务的功能;以及网关GPRS支持节点/本地代理(GGSN/HA),当终端设备移动到另一个GPRS分组网络时,它将实现一个本地代理支持移动IP业务的功能。

Description

移动网际协议业务系统及其方法
发明领域
本发明涉及一种GPRS(通用分组无线业务)分组网络，而且更具体地涉及GPRS分组网络中的一种移动IP(网际协议)业务系统及其所用的方法。
现有技术
通常地，GPRS(通用分组无线业务)是建立在GSM(全球移动通信系统)基础之上的第2.5代移动电话技术，目前正在欧洲应用。GPRS将GSM每个频道的通讯速度提高到9600bps～14400bps，并且通过数据压缩技术在GSM网络环境下实现了115000bps的传输速度。作为一种以分组为基础的业务，当只需要传输分组时，GPRS使用的是共享通信信道的系统，因此其分组的损耗比电路交换系统更少，后者只能将一个通信信道分配给一个用户。而且，GPRS和IP都支持以分组为基础的X2.5协议，该协议主要用于欧洲。
此外，GPRS周期性/非周期性地传输小于500个字节的信息。对于文件传输，GPRS能够传输几千个字节的信息。具体说来，GPRS能够提供多点传送和一组通讯PTM(点到多点)业务，以及一种PTP(点到点)分组模式业务，因此能满足不同需求。
图1为一个一般的GPRS分组网络的简图。
参看图1，一个GPRS分组网络包括：终端设备(TE)50a和50b，消息传送(MT)100a和100b，基站(BS)200a和200b，无线电网络控制器(RNC)300a和300b，相当于公用交换电话网(PSTN)的第一和第二公用陆地移动网络(PLMN)400和500，一个分组网络(PDN)600和一个通过一个局域网(LAN)与路由器700相连的服务器800。
第一PLMN 400，包括：提供服务的GPRS支持节点(SGSN)410，进行分组数据协议PDP用户的检验，并负责跟踪终端设备；边界网关(BG)420；网关GPRS支持节点/外部代理(GGSN/FA)430，它负责利用一种分组数据业务，将国际前缀(IP)地址分派给终端设备100a和100b，作为为其它分组网络提供数据业务的网关，具体的功能是起到外部代理(FA)支持移动IP业务的作用；以及作为大容量传输线的GPRS干线440。
具有上述结构的GPRS分组网络的运行将结合附图在下文中进行说明。
当终端设备100b通过一个在GPRS分组网络的第一PLMN 400上注册的静态IP地址移动到第二PLMN 500、并要求分组数据业务时，终端设备100b首先将一个AT命令传输给MT 50b(S100)。这时，AT命令携带着参数，如一个接入点的名称(APN)，而APN是MT 50b请求激活PDP环境(context)所必需的。
当接收到AT命令时，MT 50b将一“PDP环境请求”信息作为“业务请求信号”传送给SGSN 510(S110)。SGSN 510执行安全功能(S120)，然后通过参考包含在PDP环境消息中的APN来选择选择GGSN/FA 430。
当选择了GGSN/FA 430时，SGSN 510向GGSN/FA 430发送“PDP环境请求”，以便为分组业务(S130)申请建立一个PDP环境。GGSN/FA430将鉴别终端设备100b所需要的IP地址，然后通过在一个PDP环境表中生成一个新的入口(也就是根据“PDP环境请求”消息生成PDP环境的操作)创建一条路径，从而能在SGSN 510和PDN 600之间传输分组数据。
在完成PDP环境创建之后，GGSN/FA 430传送包括IP地址在内的PDP环境请求消息，其中的IP地址未被分配给终端设备100b，已经有一个静态IP地址被分配给了终端设备100b。已经接收到PDP环境消息的SGSN 510刷新PDP环境表，然后将“PDP环境接受”消息传送给MT 50b(S510)。然后，MT 50b将一个针对AT命令的响应信号传送到终端设备100b(S160)。
因此，通过服务器800、路由器700、PDN 600，GGSN/FA 430，BG 420/520和SGSN 510为终端设备100b提供了分组数据业务。
不幸的是，在根据现有技术建立的GPRS分组网络中，当分配了本地PLMN(HPLMN)的静态IP地址的终端设备移动到一个被访问的、没有本地代理(HA)管理静态IP地址的MPLN时，只能在GPRS网络间通过边界网关提供一种漫游业务，但不能通过移动IP业务提供终端的移动性。
也就是说，在根据现有技术建立的GPRS分组网络中，当被分配了本地PLMN的静态IP地址的终端设备移动到PLMN时，只有通过将本地PLMN的GGSN与静态IP地址在被访问的PLNM的SGSN中注册了的相连才能提供GPRS分组数据业务，而通过边界网关在被访问的PLMN中对当前用户进行定位。
然而，如果GPRS分组网络彼此相距甚远，当在GPRS分组网络之间正进行漫游业务时，为提供分组数据业务，要通过许多边界网关。从而，边界网关间信号连接的延迟将会增加。
而且，当在GPRS分组网络间开展漫游业务时，在曾访问过的PLMN内的接受漫游业务的某一用户的数据将通过该用户所属的本地PLMN。从而，如果本地PLMN与被访问的PLMN之间的距离较大时，分组数据传输和接收的延迟将会增加。
发明概述
相应地，本发明针对的是GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统及其方法，它本质上消除了现有工艺由于局限性和不足而产生的各种各样的问题。
本发明的目的之一就是要提供GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统及其方法，从而通过一种移动IP业务来确保终端设备(TE)的移动性。
本发明的另一目的就是要提供GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统及其方法，从而通过一种移动IP业务来提供一种GPRS网络间的漫游业务。
本发明的又一目的就是要提供GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统及其方法，通过一种移动IP业务实现GPRS网络间的漫游，从而防止分组数据传输的延迟。
本发明的其它优点、目标和特点部分将在下文中的说明中作描述，部分将通过分析下文或从本发明的实践中学习，而被本领域技术人员所了解。利用下文的描述和所附的权利要求以及附图中指出的结构，即可实现并获得本发明的目标和其它优点。
为达到这些目标和实现其它的优点，与本发明的目标一致，正如本文所广义描述的那样，根据本发明的GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统包括：提供服务的GPRS支持节点(SGSN)，它管理着终端设备(TE)的移动性；网关GPRS支持节点/外部代理(GGSN/FA)，当终端设备通过SGSN请求分组数据业务时，它将执行外部代理的功能以支持移动IP业务；以及网关GPRS支持节点/本地代理(GGSN/HA)，当终端设备移动到另一个GPRS分组网络时，它将执行本地代理的功能以支持移动IP业务。
本发明的另一方面就是在GPRS分组网络中提供一种移动IP业务的一种方法，包括：从移动到被访问的GPRS分组网络的终端设备接收移动IP业务请求信号的步骤PDP环境激活的步骤，当移动IP业务请求信号被接收后，该步骤在一个网关GPRS支持节点/外部代理(GGSN/FA)内建立一个PDP环境；移动IP注册的步骤，当PDP环境建立起来后，为了接收移动IP业务，该步骤将GGSN/FA的IP地址注册到本地GPRS分组网络的一个网关GPRS支持节点/本地代理(GGSN/HA)；以及PDP环境调整步骤，当移动IP被注册后，对PDP环境进行更新。
要说明的是，前文中的整体描述和下面对本发明的详细描述是示例性的和说明性的，在本发明的权利要求中有进一步的说明。
附图简述
所附各图是为了更清楚地说明本发明，是本发明应用的一部分。它们展示了本发明的实施例，并与文字描述相结合以便阐明本发明的原理。在所附各图中：
图1为一种一般的GPRS分组网络的简图；
图2为一个流程图，它显示的是：当被分配了本地PLMN的一个静态IP地址的终端设备移动到被访问的PLMN时，在GPRS分组网络间通过边界网关实现漫游业务；
图3为依据本发明的GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统；
图4为一个流程图，它显示的是：当被分配了本地PLMN的一个静态IP地址的终端设备移动到被访问的PLMN时，在GPRS分组网络间通过一种移动IP业务实现漫游业务。
优选实施例
下文将对本发明的优选实施例作详细说明，在附图中给出了本发明的实例。
图3为依据本发明的GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统。
参看图3，依据本发明的GPRS分组网络中的一种移动IP业务系统包括图1所示的一般的GPRS分组网络以及GGSN/HA 450和550。即，利用静态IP地址，在第一和第二PLMN 400和500上分别增加了提供移动IP业务的GGSN/HA 450和550。而且，那些与现有工艺等同的元件在以下的描述中都将采用相同的数标。
当被分配了静态IP地址的终端设备100b位于本地网络内时，GGSN/HA 450和550的功能与其它的GGSN一样。然而，如果被分配了静态IP地址的终端设备100b已经移动到另一个网络，GGSN/HA450和550在移动IP业务中的功能则是为移动IP业务提供HA功能，即在GPRS分组网络间提供漫游业务。
结合附图，将在下文中对依据本发明的GPRS分组网络中的移动IP业务系统作详细的阐述。
当使用静态IP地址并在GPRS分组网络的第一PLMN 400上注册的终端设备100b移动到第二PLMN 500，并请求分组数据业务时，如图4所示，终端设备100b首先将AT命令发送给MT 50b(S200)。这时，AT命令携带着参数，如接入点名称(APN)，而APN是MT 50b请求PDP环境激活所必需的。
一旦接收到AT命令，在MT 50b和GGSN/FA 530之间就要运行一个PDP环境激活步骤。即，MT 50b向SGSN 510发出“PDP环境请求”，作为“业务请求信号”(S210)。SGSN 510与MT 50b实行安全功能，然后参照PDP环境消息中的APN选择GGSN/FA 530。
当选定GGSN/FA 530时，SGSN 510将“PDP环境请求”消息发送给GGSN/FA 530，以便能为分组数据业务(S220)请求建立一个PDP环境。GGSN/FA 430对终端设备100b所要求的IP地址进行确认，然后通过生成一个新的PDP环境表，也就是通过与“PDP环境请求”消息相应的PDP环境的生成操作，创建一条路径，使得能够在SGSN 510和PDN 600之间传输分组数据。
在完成创建PDP环境之后，GGSN/FA 530将包括IP地址的PDP环境响应消息传输出去，在该消息中，IP地址没有被分配给已经被分配了静态IP地址的终端设备100b，接收到PDP环境响应消息之后，SGSN 510刷新PDP环境表，然后将“PDP环境接受”消息发送给MT 50b(S240)。然后，MT 50b将针对AT命令的响应信号发送给终端设备100b(S250)。
在PDP环境激活步骤完成之后，接下来的是移动IP步骤。GGSN/FA 530在一则通知其自身为FA的“代理广告消息”中携带着它的IP地址，然后将这则消息发送给终端设备100b，以提供移动IP(S260)。
一旦接收“代理广告消息”，终端设备100b将“移动IP(MIP)注册请求”消息发送出去，该消息请求在GGSN/FA 530上注册移动IP(S270)。GGSN/FA 530然后将从终端设备100b处接收的“MIP注册请求”消息发送给第一PLMN 500的GGSN/HA 450(S280)。然后，GGSN/HA 450在接收到“MIP注册请求”消息后，将一个表示接收到消息的响应信号发送给GGSN/FA 530(S290)。这时，响应信号是“MIP注册回复”消息，表示GGSN/FA 530的IP地址已经注册了，在GGSN/FA 530中的终端设备100b即将接受移动IP业务。GGSN/FA530然后把“MIP注册回复”消息发送给终端设备100b(S290)。
在完成移动IP步骤之后，GGSN/FA 530从“MIP注册回复”消息中提取一则本地地址，也就是说，一则GGSN/HA 450的移动IP地址，从而在它的PFP关系中插入本地地址。并且，GGSN/FA 530还执行一项PDP环境调整步骤。即，GGSN/FA 530向SGSN 510和MT100b发出一则“刷新PDP环境”消息，以便刷新SGSN 510和MT100b中的PDP地址。
终端设备100b使得移动IP业务能够通过在GGSN/HA 450上注册的IP完成上述步骤。经由BS200b、RNC300b，第二PLMN 500的SGSN 510，GPRS干线540，GGSN/FA 530，PDN 600，路由器700和采用移动IP业务的服务器800，通过使用静态IP对终端设备100b提供分组数据业务。
而且，当被分配了一个动态IP的终端设备100b移动到另一个网络、要求分组数据业务时，第一PLMN 400的GGSN/FA 430将一个IP地址分配给终端设备100b。这样，终端设备100b通过指定的IP地址接受移动IP业务，从而接受分组数据业务。
相应地，本发明包括添加到GPRS网络的GGSN/HA。当被分配了一个静态IP地址的终端设备移动到另一个网络并要求分组数据业务时，本发明利用静态IP接受移动IP业务。因此，本发明无需边界网关即能在GPRS网络之间提供漫游业务。
而且，当被分配了本地PLMN(HPLMN)的静态IP地址的终端设备移动到被访问的PLMN(VPLMN)时，通过移动IP业务，本发明能确保终端设备的移动性。
更进一步，当被分配了本地PLMN(HPLMN)的静态IP地址的终端设备移动到被访问的PLMN时，本发明利用移动IP业务提供分组数据业务。因此，本发明能使传输/接收数据的传输延迟降到最低。
上述的实施例只是举例说明性的，本发明并不局限于此。本发明可用于其它类型的装置。本发明的描述是为了说明而非限制 的范围。本领域技术人员很清楚对其可做不同的改动、调整和变化。

Claims (10)

1.一种在GPRS分组网络中的移动IP业务系统，包括：
提供服务的GPRS支持节点(SGSN)，它管理着终端设备(TE)的移动性；
网关GPRS支持节点/外部代理(GGSN/FA)，其当终端设备通过SGSN请求分组数据业务时，执行外部代理的功能，以支持移动IP业务；以及
网关GPRS支持节点/本地代理(GGSN/HA)，其当终端设备移动到另一个GPRS分组网络时，执行本地代理的功能，以支持移动IP业务的功能。
2.权利要求1中所述的移动IP业务系统，其中当从终端设备发出IP业务请求信号时，GGSN/FA与SGSN建立分组数据协议(PDP)环境。
3.权利要求1中所述的移动IP业务系统，其中当接收到从所述TE发出的移动IP注册请求消息时，GGSN/FA在位于该TE本地的GPRS分组网络的GGSN/HA上为终端设备注册一个IP地址。
4.权利要求1中所述的移动IP业务系统，其中，在完成一次移动IP注册之后，通过在PDP环境中插入GGSN/HA的移动IP地址，GGSN/FA更新PDP环境。
5.权利要求1中所述的移动IP业务系统，其中，当终端设备位于本地网络，GGSN/HA执行与GGSN相同的功能，而当该终端设备位于另一个网络内时，GGSN/HA执行与HA相同的功能。
6.一种在GPRS分组网络中提供移动IP业务的方法，包括：
从已经移动到被访问GPRS分组网络的终端设备接收移动IP业务请求信号的步骤；
PDP环境激活步骤，当接收到移动IP业务请求信号时，在网关GPRS支持节点/外部代理(GGSN/FA)内建立PDP环境；
移动IP注册步骤，当建立了PDP环境时，在本地GPRS分组网络的网关GPRS支持节点/本地代理(GGSN/HA)上的GGSN/FA注册IP地址，以接收移动IP业务；以及
PDP环境调整步骤，当移动IP注册完成时，刷新PDP环境。
7.权利要求6中所述的方法，其中所述PDP环境激活步骤中包括以下步骤：
从终端设备将AT命令发送给消息传送(MT)；
从MT将PDP环境请求消息发送给SGSN；
通过参照PDP环境请求消息中的接入点名称，选择合适的GGSN/FA；
通过把PDP环境请求消息传送给选定的GGSN/FA，请求建立PDP环境；及
根据PDP环境请求消息，通过在PDP环境表中创建新的入口，提供一条分组数据传输的路径。
8.权利要求6中所述的方法，其中所述移动IP注册步骤包括以下步骤：
从GGSN/FA发送代理广告消息给终端设备；
当收到代理广告消息时，从终端设备向GGSN/FA发送移动IP注册请求消息；及
根据发送的移动IP注册请求消息，在该终端设备的本地GPRS分组网络内的GGSN/HA上注册GGSN/FA的IP地址。
9.权利要求8中所述的方法，其中的代理广告包括GGSN/FA的IP地址。
10.权利要求7中所述的方法，其中，GGSN/FA从由GGSN/HA发出的移动IP注册响应信号中提取GGSN/HA的移动IP，并在PDP环境中插入所提取的移动IP。
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