CN1656751A - 分组传输路径的优化 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种优化移动通信网络(400)中的分组传输路径的方法，其中分组经由多个分组传输设备(60－64，70－72，80和81)和无线电基站(50－57)在移动站(10－14)之间或在移动站和固定网络(120)之间进行发送和接收。当移动站使用由固定网络(300)所提供的业务时，限制被施加在分组传输路径上，以便分组根据固定网络即外部网络(300)通过特定的分组传输设备(80和81)。另一方面，当移动站使用由移动通信网络(400)所提供的业务时，不对分组传输路径施加任何限制，并且因此设置了分组传输路径以使链路成本达到最小。

Description

分组传输路径的优化
技术领域
本发明涉及在移动通信网络中设置分组通信路径的方法，更为确切地说，涉及在有多个分组传输设备和无线电基站以层级结构相连接的网络中优化分组传输路径的方法。
背景技术
一般地，分组移动通信网络需要有来自移动站的无阻塞呼叫发起、到达移动站的呼叫结束、以及不管网络内部移动站如何移动仍在进展着的分组通信持续。由于这个原因，在分组移动通信网络中，诸如移动站和最近邻无线电基站的位置等信息根据需要不断被管理和更新。当在便携式电话系统中被管理的移动终端的个数非常之大时，每一单个移动站信息的集中式管理会导致必须被转移到网络内部的管理通信量的增加，并且还导致将相当多的时间花费在伴随移动的分组传输路径的交换上。由于这个原因，一般使用分组传输设备和位置性管理服务器正常按层级进行分布的技术，并且在每一个层级内部所管理的用于移动的通信量属于该层级。
在基于例如3GPP(第三代伙伴计划)的GPRS(通用分组无线电业务)规范的移动通信网络的情况下，最高一级的分组传输设备被称为GGSN(网关GPRS支持节点)，下一级的分组传输设备被称为SGSN(服务GPRS支持节点)，再下一级的分组传输设备被称为RNC(无线电网络控制器)或BSC(基站控制器)，并且无线电基站位于最低一级。在技术规范3GPP TS 23.060“通用分组无线电业务(GPRS)；业务描述；阶段2”中详细讲述了GPRS的分组通信方案。
在GPRS中，当移动站正常连接到外部业务提供商时，分组通信得到执行，并且采取了下述步骤：
1.移动站选择通信条件最好的无线电基站，并且建立数据链路。
2.移动站建立到该无线电基站所属的RNC/BSC的数据链路。
3.移动站建立到该RNC/BSC所属的SGSN的数据链路。
4.移动站将正在请求连接的业务提供商的名称汇报给SGSN。这个名称被称为APN(接入点名称)。
5.SGSN根据所汇报的APN和移动站的用户信息来选择合适的GGSN，并且在SGSN和GGSN之间建立数据链路。
6.移动站开始通过以这种方式被确定下来的无线电基站、RNC/BSC、SGSN和GGSN等与外部业务提供商进行分组通信。
7.当移动站在通信期间移动时，通过合适地重选连接着的无线电基站、RNC/BSC和SGSN，使通信得到继续。
8.当完成通信时，移动站释放每一个数据链路。
这样，当移动站连接到GPRS中位于移动通信网络外部的业务提供商，并且执行分组通信时，移动通信网络内的分组传输路径从根本上得到优化。这是因为到外部业务提供商的节点被固定在位于分组传输设备层级顶点的GGSN中。在除了GPRS之外的分组移动通信系统中也使用了类似类型的层级结构。
不过，当移动站的通信伙伴位于同一个移动通信网络中时，强制传输路径穿过分组传输设备层级顶点的约束会导致在分组传输路径中存在冗余的问题。例如，在诸如语音通信或短消息等分组通信业务中，大量通信量在位于同一移动通信网络内相对较为靠近的位置处的移动站之间。如果分组在此时位于层级中较低一级的分组传输设备中被返回，即使分组传输路径被优化，当限制分组传输路径以便分组穿过属于最高一级的分组传输设备时，则无需消费网络资源。而且，在移动站所使用的一些业务中，无法通过特定的分组传输设备来路由分组，会造成与收费有关的问题，也就是无法总是能够实现分组传输路径的优化。
发明内容
本发明的目标是提出一种与移动通信网络中的分组数据通信有关的分组传输路径优化方法，用于根据被移动站所使用的业务和根据移动站的通信伙伴来优化分组的分组传输路径。
在根据本发明的第一个分组传输路径优化方法中，在用于通过多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或固定站之间发送和接收分组的移动通信网络中，对分组传输路径的选择，要么通过根据移动站所使用的业务类型(诸如外部网络连接或对等连接)对分组传输路径加以限制以便分组穿过一或多个特定的分组传输设备，要么不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小。
在根据本发明的第二个分组传输路径优化方法中，在用于通过多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或固定站之间发送和接收分组的移动通信网络中，对分组传输路径的优化，要么当移动站使用由外部网络所提供的业务(诸如邮件业务、网页浏览业务或用于下载音乐/电影文件)时，通过对分组传输路径加以限制以便分组穿过一或多个特定的分组传输设备，要么不对分组传输路径加以任何限制，以便当移动站使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务(诸如语音电话业务、视频电话业务、短消息或聊天业务)时链路成本总额达到最小。
在根据本发明的第三个分组传输路径优化方法中，当由于第一个或第二个分组传输路径优化方法中的移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，如果有多个供分组通过的特定分组传输设备，并且如果经由特定分组传输设备的分组传输路径所需的链路成本总额比经由在移动之前选择的特定分组传输设备的分组传输路径所需的链路成本总额小，则通过再次选择其他特定分组传输设备来对分组传输路径加以限制。
在根据本发明的第四个分组传输路径优化方法中，用于在分组传输设备已经事先指定一部分或所有的分组传输路径之后，通过以层级结构相连的多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或固定站之间发送和接收分组的移动通信网络中，其中当指定分组传输路径时，分组传输设备要么选择通过属于比自己的级别较高级别的分组传输设备的路线，要么选择只通过属于比自己的级别较低级别的分组传输设备的路线，以便链路成本总额较低一些，并且然后建立分组传输路径。
在根据本发明的第五个分组传输路径优化方法中，用于在已经事先指定了一部分或所有分组传输路径之后，通过以层级结构相连的多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或连接到外部网络的主机之间发送和接收分组的移动通信网络中，当属于较高级别的分组传输设备在已经建立分组传输路径之后检测到可以在低于自己级别的级别处建立具有较低链路成本总额的分组传输路径时，较高级别的分组传输设备指示分组传输路径从较高级别的分组传输设备切换到较低级别的分组传输设备，以便在较低级别的分组传输设备之间建立分组传输路径。
在根据本发明的第六个分组传输路径优化方法中，当较高级别的分组传输设备指示分组传输路径切换到第五个分组传输路径优化方法中的较低级别的分组传输设备时，较高级别的分组传输设备将诸如移动站的资费信息或认证信息等所属通信上下文传递到较低级别的分组传输设备。
在根据本发明的第七个分组传输路径优化方法中，用于在一部分或所有的分组传输路径已经被事先指定之后，通过以层级结构相连的多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或连接到外部网络的主机之间发送和接收分组的移动通信网络中，当在已经建立分组传输路径之后由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，较高级别的分组传输设备判定是否可以将分组传输路径改变到通过更高级别分组传输设备的分组传输路径，并且如果可以通过更高级别的分组传输设备来建立具有较低成本的分组传输路径的话，则较高级别的分组传输设备指示将分组传输路径切换到更高级别的分组传输设备。
在根据本发明的第八个分组传输路径优化方法中，当较高级别的分组传输设备指示将分组传输路径切换到第七个分组传输路径优化方法中的更高级别的分组传输设备，则较高级别的分组传输设备将诸如移动站的资费信息和认证信息等所属通信上下文传递到更高级别的分组传输设备。
根据根据本发明的第九个分组传输路径优化方法，第一至第八个分组传输路径优化方法中的移动通信网络为基于3GPP(第三代伙伴计划)的TS 23.060标准的GPRS(通用分组无线电业务)网络，最高级别的分组传输设备是GGSN(网关GPRS支持节点)，下一级的分组传输设备是SGSN(服务GPRS支持节点)，再下一级的分组传输设备是RNC(无线电网络控制器)或BSC(基站控制器)，并且无线电基站位于最低一级，并且路由器根据需要分布于每一级的无线电基站和分组传输设备之间。
根据根据本发明的第十个分组传输路径优化方法，根据本发明的第一至第八个分组传输路径优化方法中的移动通信网络是基于IETF(因特网工程任务组)的RFC(请求评论)3220标准的网络，最高级别的分组传输设备是HA(家庭代理)，无线电基站位于最低级别上，并且作为中间级别的分组传输设备的路由器位于HA和无线电基站之间。
根据根据本发明的第十一个分组传输路径优化方法，当分组从移动站的通信伙伴传输到第十个分组传输路径优化方法中的移动基站时，通过实施正向和反向隧道以便根据移动站所使用的业务类型将HA包括在分组传输路径中，或者通过不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来选择分组传输路径。
根据本发明的第一个分组传输设备包括：用于根据由移动站发送的用于建立路径的请求中所包括的信息来识别移动站要使用的业务类型的装置；以及用于要么通过对分组传输路径加以限制以便路线根据所识别的业务类型来穿过一或多个特定的分组传输设备，要么不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来优化分组传输路径的装置。
根据本发明的第二个分组传输设备包括：用于根据由移动站发送的用于建立路径的请求中所包括的信息来识别移动站是否要使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务类型的装置；以及用于要么通过对分组传输路径加以限制以便当移动站使用由外部网络提供的业务时，分组传输路径穿过一或多个特定的分组传输设备，要么不对分组传输路径加以任何限制以便当移动站使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务时，链路成本总额达到最小，来设置分组传输路径的装置。
根据本发明的第三个分组传输设备包括：当由于第一个或第二个分组传输设备中的移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，如果有多个供分组通过的特定分组传输设备，并且如果经由特定分组传输设备而非在移动之前选择的特定分组传输设备的分组传输路径的链路成本总额较低的情况下，用于通过重选其他特定分组传输设备来对分组传输路径加以限制的装置。
根据本发明的第四个分组传输设备包括：当已经事先指定了一部分或所有分组传输路径时，用于根据哪一条路径具有较低的链路成本总额来选择通过属于比自己更高级别的分组传输设备的分组传输路径或通过只属于等于或低于自己级别的分组传输设备的分组传输路径的装置；以及用于建立所选择的分组传输路径的装置。
根据本发明的第五个分组传输设备包括：用于在一旦建立分组传输路径之后，检测是否可以在较低级别的分组传输设备之间建立具有较低链路成本的分组传输路径的装置；以及用于指示较低级别的分组传输设备来切换分组传输路径，以便在较低级别的分组传输设备之间建立分组传输路径的装置。
根据本发明的第六个分组传输设备包括：用于在当指示第五分组传输设备中的分组传输路径的切换时，将诸如移动站的资费信息和认证信息等通信上下文传输到较低级别的分组传输设备的装置。
根据本发明的第七个分组传输设备包括：用于在当一旦建立了分组传输路径之后由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，判定是否可以改变分组传输路径以通过比自己更高级别的分组传输设备；以及用于在当已判定可以建立通过更高级别的分组传输设备和具有较低的链路成本总额的分组传输路径时来指示更高级别的分组传输设备切换分组传输路径的装置。
根据本发明的第八个分组传输设备包括：在第七个分组传输设备中用于在当指示分组传输路径的切换时，将诸如移动站的资费信息或认证信息等通信上下文传递到更高级别的分组传输设备的装置。
根据本发明，当接收到来自移动站的建立路径或改变路径的请求时，由移动站所使用的业务类型首先被识别出来，紧接着，根据已经被识别出的业务类型或提供该业务的网络，通过加以限制以便分组传输路径通过一或多个特定的分组传输设备，或者通过不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来优化分组传输路径。因此，可以根据业务来维护路由限制的管理，同时提高了网络资源的使用效率。
另外，当改变一旦建立的分组传输路径时，在不同级别的分组传输设备之间的诸如认证/资费信息等通信上下文能够加速分组传输路径的重建。
附图说明
图1示出了使用本发明的移动通信网络的结构例子；
图2示出了本发明的第一实施例中的第二级分组传输设备的结构图；
图3示出了第一实施例中的第一级分组传输设备和第三级分组传输设备的结构图；
图4为第一实施例中移动站的初始认证和位置注册的时序图；
图5为第一实施例中当移动站连接到固定网络和建立分组传输路径时的时序图；
图6为流程图，示出了第一实施例中当第二级分组传输设备建立分组传输路径时的操作。
图7为第一实施例中当移动站连接移动站和建立分组传输路径时的时序图；
图8为本发明第二实施例中当移动站连接移动站和建立分组传输路径时的时序图；
图9为流程图，示出了第二实施例中当第二级分组传输设备建立分组传输路径时的操作；
图10示出了第二实施例中由第二级分组传输设备所保持的移动站用户认证信息表的结构图；
图11示出了第二实施例中由第二级分组传输设备所保持的移动站用户资费信息表的结构图；
图12为第三实施例中当连接到固定网络的移动站改变分组传输路径的时序图；
图13为流程图，示出了第三实施例中当第二级分组传输设备改变分组传输路径时的操作；以及
图14为流程图，示出了第三实施例中当第二级分组传输设备改变分组传输路径时的操作。
具体实施方式
图1示出了使用本发明的移动通信网络的结构例子。该移动通信网络包括移动通信网络400、固定网络300和Web服务器120。移动通信网络400包括：移动站10～14、无线电基站50～57、第一级分组传输设备80和81、第二级分组传输设备70～72、第三级分组传输设备60～64、位置管理服务器110和认证/资费服务器100。移动站10～14分别通过链路L10～L15连接到无线电基站50～57。无线电基站50～57和第三级分组传输设备60～64通过链路L20～L27相连。第三级分组传输设备60～64和第二级分组传输设备70～72通过链路L40～L44相连，第二级分组传输设备70～72和第一级分组传输设备80和81通过链路L80～L82相连。另外，第二级分组传输设备70和71通过链路L50相连，并且第二级分组传输设备71和72通过链路L51相连。第三级分组传输设备60和61通过链路L30相互连接。进而，位置管理服务器110和认证/资费服务器100分别通过链路L60和L70连接到第二级分组传输设备70。另外，路由器(图中未示出)可以根据需要分布在分组传输设备80、81、70～72和60～64和每一级的无线电基站50～57之间。
当移动通信网络400是例如基于3GPP的TS 23.060标准的GPRS网络时，最高(第一)级的分组传输设备80和81是GGSN，下一(第二)级的分组传输设备70～72是SGSN，再下一(第三)级的分组传输设备60～64是BSC或RNC，并且无线电基站50～57位于最低一级。可选地，当移动通信网络400是基于IETF的RFC 3220标准的网络时，最高(第一)级的分组传输设备80和81是HA(家庭代理)，无线电基站50～57位于最低级别上，并且由中间级别的分组传输设备60～64和70～72组成的路由器位于HA和无线电基站之间。
分组传输设备分成三个级别，以便在移动期间对移动站50～57的位置进行层级管理，并且对分组路径进行层级控制。该方法被广泛应用于移动通信网络中。尽管三个级别如图1所示，但是级数可以根据移动通信网络的规模或根据网络的运行需求而改变。另外，如前所述，位置管理服务器110也可以以层级方式分布，但是由于这一部分与本发明不直接相关，因此在图1中为了简单起见只分布了一个位置管理服务器。
具有上述结构的移动通信网络400分别通过链路L90和L91至第一级分组传输设备80和81与作为外部网络的固定网络1(300)相连。不需要提供多个链路用于到固定网络300的连接，作为最低限，一个连接就足够了。尽管在图1中只连接了一个外部网络，但也可以连接多个外部网络。在这种情况下，在该系统中第一级分组传输设备80和81与外部网络之间的相关程度被唯一地确定。移动站50～57通过服务器/客户通信方式从诸如Web服务器120等连接到固定网络300的专用服务器获取信息。可选地，移动站50～57也可以与其他移动站进行直接的对等连接，以便直接交换信息。图1中的标号P1和P2表示的是在当移动站进行直接的对等连接时，根据本发明所设置的分组传输路径的例子，并且标号P3～P5表示的是在当移动站与Web服务器120进行通信时，根据本发明所设置的分组传输路径的例子。
第一实施例
图2示出了第二级分组传输设备70的结构例子。分组传输设备70包括：分组接收器F100、分组发送器F101、分组传递单元F102、资费信息收集单元F103、控制数据类型判定单元F104、控制数据分组生成单元F105、路由表F106、控制数据处理器F110、用户信息管理表F120和控制子例程组F130。当从外部接收分组时，分组接收器F100对分组执行较低层的终止处理，并且然后将分组提供给分组传递单元F102。分组传递单元F102在接收来自分组接收器F100或控制数据分组生成单元F105的分组时，参考路由表F106来判定分组的下一级节点，并且如果该分组无法寻址到它自己的节点，则将该分组从分组发送器F101输出到外部。分组传递单元F102在检测到寻址到其自己节点的控制分组时，将该分组提供给控制数据类型判定单元F104。分组传递单元F102还通过由资费信息收集单元F103所指定的方法来测量了连接时间和为每一个移动站所传递的分组数，并且将结果提供给资费信息收集单元F103。当接收到控制分组时，控制数据类型判定单元F104判断控制数据的类型，并且将结果提供给控制数据处理器F110。
根据控制数据类型，控制数据处理器F110包括如下子块：位置查询请求/响应单元F111、位置注册请求/响应单元F112、路径建立请求/响应单元F113、用户认证请求/响应单元F114、路径断开请求/响应单元F115和路径改变请求/响应单元F116。通过控制数据的发送和接收而获得的用户信息存储在用户信息管理表F120中。用户信息管理表F120包含用户位置信息F121、用户认证信息F122和用户资费信息F123。另外，控制数据处理器F110的一些内部处理是通过调用包含于控制子例程组F130中的各个函数来实现的。包含在控制子例程组F130中的用户认证信息传递处理器F131在与其他分组传输设备交换用户认证信息时执行处理。用户资费信息传递处理器F132在与其他分组传输设备交换用户资费信息时执行处理。业务类型识别单元F134在接收路径建立/改变请求消息时执行处理，以确定业务类型。业务提供商识别单元F133在接收到路径建立/更改请求消息时执行处理，以识别提供业务的内部或外部事务。分组传递路径计算器F135根据业务类型和业务提供商来执行处理，以计算最优分组传输路径，并且在路由表F106中设置该分组传输路径。第二级中的其他分组传输设备71和72也与图2中所示的分组传输设备70具有相同的结构。
图3示出了第三级分组传输设备60和第一级分组传输设备80的结构例子。第三级分组传输设备60或第一级分组传输设备80具有图2所示的第二级分组传输设备70的结构，但是没有用户位置信息F121、业务提供商识别单元F133和业务类型识别单元F134。其他的第三级分组传输设备61～64和其他的第一级分组传输设备81也具有图3所示分组传输设备60和80的结构。
下面来讲述图1的移动通信网络的运行。
首先以移动站10为例来解释在激活移动站时用于认证和位置注册的处理。图4示出了在激活移动站10时用于认证和位置注册的消息序列。移动站10首先在附近查找无线电基站，将无线电链路建立请求M10发送给无线电基站50，接收来自无线电基站50的无线电链路建立响应M11，并且然后建立无线电链路。移动站10接着将用户认证请求消息M12发送到认证/资费服务器100，接收来自认证/资费服务器100的用户认证响应M13，并且然后交换用户认证所需的消息集。如果用户认证是成功的，则移动站10接着将位置注册请求M14发送到位置管理服务器110，接收来自位置管理服务器110的位置注册响应M15，并且注册它自己的位置。当从外部网络300到移动站10，或移动通信网络400内部的呼叫终止时，该位置注册信息用于控制路径。一旦完成位置注册，移动站10将无线电链路断开请求M16发送到无线电基站50，接收来自无线电基站50的无线电链路断开响应M17，并且从而切断无线电链路并进入省电模式。
接着以移动站14为例来解释在移动站连接到外部网络和启动分组通信时的处理。图5示出了当移动站14连接到外部网络和开始分组通信时的消息序列图。移动站14首先将无线电链路建立请求消息M20发送给无线电基站56，接收来自无线电基站56的无线电链路建立响应，并且在无线电基站56和第三级分组传输设备63之间建立无线电链路。移动站14接着在已经建立的无线电链路上发送路径建立请求消息M22。如果移动通信网络是基于由3GPP TS 23.060所规定的GPRS，则路径建立请求消息M22等价于移动站发送到SGSN的PDP上下文激活消息。可选地，如果移动通信网络是基于由IETF的RFC3220所规定的移动IP，则路径建立请求消息M22等价于移动站发送到家庭代理的注册请求消息。移动通信网络还可以是基于上述两个结构以外的结构。在路径建立请求消息M22中包括的信息有表示连接目的为固定网络300(1)的信息和表示所请求的业务为外部网络连接的信息。路径建立请求消息M22通过无线电基站56、第三级分组传输设备63和第二级分组传输设备71被传递到第一级分组传输设备80。第一级分组传输设备80以路径建立响应消息M23来响应该消息，并且当该消息被传递到移动站14时，在移动站14和第一级分组传输设备80之间建立分组传输路径P3。移动站14接着使用该分组传输路径P3，并且使用连接到固定网络300的Web服务器120来执行用户数据M24的传递。如果移动通信网络400是基于IETF的RFC 3220标准，则分组传输设备80是HA，并且当将分组从移动站的通信伙伴传递到该移动站时，实施了正向和反向隧道。
图6为流程图，示出了当分组传输设备70、71和72建立分组传输路径时的操作。接着以分组传输设备71为例来解释在第二级分组传输设备建立分组传输路径时的处理。
在步骤S11中当接收来自较低级分组传输设备63的路径建立请求消息时，在步骤S12中第二级分组传输设备71对所请求的业务类型进行判别。当所请求的业务是外部网络连接时，在步骤S13中根据连接目标外部网络来选择分组传输设备80和81之一。在如图5所示的序列情况下，连接目标是固定网络300，并且分组传输设备80因此具有来自分组传输设备71立场的较低链路成本。结果，在步骤S14中选择了分组传输设备80，并且传递了路径建立请求消息，从而完成了处理。
另一方面，如果所请求的业务是对等连接，则在步骤S15中分组传输设备71从位置管理服务器110获得区域信息，在该区域中有作为连接目的的移动站。该区域信息所覆盖的地理范围根据移动通信网络的运营商的环境而得到确定，并且该范围可以以无线电基站或第二和第三级分组传输设备为单位，或者还可以定义与物理节点相区别的逻辑区域信息。根据所获得的其中有移动站的区域信息，在步骤S16中分组传输设备71接着选择分组传输设备，以便分组传输路径通过分组传输设备71并且以便分组传输路径的链路成本总额最小。每一个链路成本是事先通过，例如，链路带宽和由于使用链路而生成的链路使用资费来设置的。当选择了在分组传输路径中要包括的“下一级”分组传输设备时，在步骤S17中路径建立请求消息被传递给所选择的分组传输设备，从而完成了处理。
考虑到在非直连的链接成本信息和与外围网络结构有关的信息集合的分组传输设备之间的分布，以及分组传输路径到达的可能性，可以在分组传输设备中事先静态地设置该信息，或者可以使用已有的路由协议。例如，根据由IETF的RFC 2328所规定的开放最短路径搜索(OSPF)第二版，所示出的方法中链路成本信息在分组传输设备之间经过交换，并且使用了Dijkstra算法来计算任何分组传输设备之间的最小成本路径。链路成本基本上是由根据每一个链路的带宽的事务所静态决定的值，但是也可以根据在由移动通信网络的位置管理服务器所管理的链路的限制之下的链路负载或移动站个数来动态改变。
另外，可以将现有移动通信网络协议作为选择分组传输设备的方法，当建立分组传输路径时，通过该方法，分组传输路径根据待连接的外部网络的名称或地址来进行通过。例如，如3GPP TS23.060的附录A(“APN和GGSN选择”)所示的方法中，其中在SGSN中根据待连接的外部网络地址的名称和地址选择了分组传输路径所穿过的GGSN。当在本发明中建立分组传输路径时，从移动站汇报到诸如SGSN等分组传输设备的各项包括业务类型和提供业务的网络信息，以及在现有技术中已经讲过的待连接的外部网络的名称和地址。这些项对应于在图5中的消息M22中传递的信息和下文中要解释的图7中消息M32和M35。
接着以在移动站10和11之间的分组传输路径的建立为例，解释了当在移动站和移动站之间建立分组传输路径时的消息序列。图7示出了当移动站10连接移动站11和建立分组传输路径时的消息序列。移动站10将无线电链路建立请求消息M30发送到无线电基站50，接收来自无线电基站50的无线电链路建立响应M31，并且在无线电基站50和第三级分组传输设备60之间建立无线电链路。移动站10接着将路径建立请求消息M32发送到已建立的无线电链路。路径建立请求消息M32包括表明移动站11是连接目的并且所请求的业务是对等连接的信息。路径建立请求消息M32是通过无线电基站50和第三级分组传输设备60来传递到第二级分组传输设备70的。
第二级分组传输设备70在看到所接收的路径建立请求消息M32的内容并且得知所请求的业务是对等连接且连接目的是移动站11时，将位置查询消息M33发送到位置管理服务器110，以查询其中有移动站11的区域的信息。当发送给该位置查询的响应消息M34从位置管理服务器110返回以响应该消息时，分组传输设备70得知第三级分组传输设备61应该被挪到“下一级(Next Hop)”，以减少分组传输路径的链路成本总额，并且因此将路径建立请求消息M35发送到第三级分组传输设备61。路径建立请求消息M35包含表明连接目的是移动站11并且所请求的业务是对等连接的信息。
第三级分组传输设备61在接收到来自第二级分组传输设备70的路径建立请求消息M35时，将无线电链路建立请求M36发送到移动站11，并且在接收到来自移动站11的无线电链路建立响应M37和建立与移动站11的无线电链路后，将路径建立请求消息M38发送到移动站11。路径建立请求消息M38包含表明连接目的是移动站11并且所请求的业务是对等连接的信息。
在结束端的移动站11返回路径建立响应消息M39，以响应路径建立请求消息M38，并且当该消息到达开始端的移动站10时，建立了分组传输路径。此时建立的分组传输路径是P1，移动站10和移动站11在通过这种方式建立的分组传输路径P1上传递用户数据M40。
与分组传输路径P1相对照，根据现有技术所设置的分组传输路径必须通过分组传输设备的各级顶点，这意味着设置了从移动站10通到无线电基站50，到第三级分组传输设备60，到第二级分组传输设备70，到第一级分组传输设备80，到第二级分组传输设备70，到第三级分组传输设备61，再到无线电基站52，并且最后到移动站11的冗余分组传输路径。
因此在本发明中，分组传输路径的选择要么通过根据移动站的通信伙伴的业务或位置来对分组传输路径加以限制，以便该路径必须通过特定分组传输设备，要么不对分组传输路径加以任何限制，以便链路成本总额达到最小。换句话说，当移动站使用由外部网络所提供的业务时，根据在图6的步骤S13中作为连接目的的外部网络来选择分组传输设备会对分组传输路径施加限制，使得路线将不可避免地通过诸如图5例子中的第一级分组传输设备80等特定的分组传输设备。另一方面，当移动站使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务时，在图6的步骤S16中在没有对分组传输路径施加限制以便链路成本总额达到最小的情况下选择了分组传输路径。结果，本实施例不仅维持了与业务相一致的路径限制的分布，而且还可以使网络资源使用率达到最大。这一点在下面有更为详细的讲述。
作为例子，考虑外部网络连接业务用于通过第一级分组传输设备连接到外部固定网络的情况。外部固定网络是因特网业务提供商(ISP)或业务网络。另外，假设某一固定网络“a”通过第一级分组传输设备A连接到分组通信网络，并且另一个固定网络“b”通过第一级分组传输设备B连接到分组通信网络。当选择具有最小链路成本的分组传输路径时，一般无法将限制应用于分组传输路径以便路线通过特定的分组传输路径。这样，当固定网络“a”的用户的移动站使用外部网络连接业务时，因该路径具有最小链路成本而经由分组传输设备B来设置该路径就会通过用户并未签约使用的固定网络“b”使移动站建立与因特网上服务器的通信。这种情况与作为非签约因特网业务提供商的固定网络“b”不符。不过，本实施例提供了对这类问题的解决方案，因为第一级分组传输设备A和B之间和外部网络“a”和“b”之间的相关性都是唯一定义的，并且当移动站使用外部网络连接业务时，对分组传输路径施加了限制，以便路线必须通过特定的第一级分组传输设备。另一方面，在同一分组通信网络内部的移动站之间存在连接的情况下，设置分组传输路径，以便在不对分组传输路径加以限制的情况下使链路成本总额最小化，从而提高了网络链路资源的使用效率。
第二实施例
下面参照图1和图8～11来讲述本发明的第二实施例。接下来以在移动站10和移动站11之间建立分组通信路径为例，来解释用于在本实施例中移动站之间建立分组通信路径的处理。图8为本实施例中当移动站10连接移动站11并且建立分组传输路径时的消息序列。消息M50-M54与讲述第一实施例时所使用的图7中消息M30-M34相类似。
第二级分组传输设备70在接收来自位置管理服务器110的移动站11所处区域的信息时，考察在作为较低级别分组传输设备的第三级分组传输设备60和61之间进行分组的直接传输是否能够使分组传输路径比穿过自己设备即第二级分组传输设备70的分组传输路径具有更低的链路成本。然后，在得知该类分组传输路径能够建立起来的情况下，第二级分组传输设备70将路径更改请求消息M55发送到第三级分组传输路径60，指导建立穿过第三级分组传输设备61的分组传输路径，并且另外，将包括有例如移动站10和11的认证和资费信息并且由第二级分组传输设备70所保持的通信上下文传递到第三级分组传输设备60。路径改变请求消息M55所包括的通信上下文和信息表明：连接目的是移动站11，并且该路径所穿过的分组传输设备是第三级分组传输设备61。
根据该消息，第三级分组传输设备60将路径更改响应消息M56发送到第二级分组传输设备70，并且然后将包含表明连接目的为移动站11的信息并且所请求的业务为对等连接的信息的路径建立请求消息M57发送到第三级分组传输设备61。后续消息M58～M61等价于之前在第一实施例中讲述的图7中消息M36～M39。通过这些程序，在移动站10和移动站11之间建立分组传输路径P2，并且通过该分组传输路径P2来发送和接收在移动站10和移动站11之间的分组。
此时，在移动站发出判定该移动站是否是一个合法用户的通信之前，通过图4所示的程序来执行认证操作，并且认证的结果和认证信息是用于由分组传输设备70所保持的移动站的认证信息。当用于接收来自分组传输设备70的认证信息的分组传输设备60接收来自尚未被认证的用户的路径建立请求或路径更改请求时，分组传输设备60将拒绝该请求。保持有认证信息的分组传输设备60，将加密密钥分配给已经完成认证的用户，并且在包含发射间隔的链路中执行加密通信。另外，资费信息用于根据移动站的连接时间和移动站所发送和接收的分组数来生成资费记录。必须在由分组传输路径中所包含的至少一个分组传输设备中支持有认证功能和资费功能。最后，当包含了认证/资费功能的分组传输设备并没有包括在作为例行优化或移动站移动的结果的分组传输路径中时，这些功能必须移交给新的分组传输路径中的分组传输设备。
图9为流程图，示出了第二实施例中当第二级分组传输设备70、71和72建立分组传输路径时的操作。下面以分组传输设备70为例，讲述当第二级分组传输设备建立分组传输路径时的操作。
第二级分组传输设备70，当在步骤S21中接收来自较低级别分组传输设备60～62的路径建立请求消息时，在步骤S22中首先确定所请求的业务类型。当所请求的业务为外部网络连接时，在与讲述第一实施例所使用的图6中的步骤S13和S14相类似的步骤S23和S24中执行处理。另一方面，当所请求的业务为对等连接时，在步骤S25中第二级分组传输设备70从位置管理服务器110获取作为连接目的的移动站所处区域的信息，然后在步骤S26中判定链路成本总额要小于穿过分组传输设备70的分组传输路径的链路成本的分组传输路径是否能够在较低级别分组传输设备之间建立起来。如果链路成本总额较小的分组传输路径能够在较低级别分组传输设备之间建立起来，则在步骤S27中第二级分组传输设备70选择分组传输路径有待改变的较低级别分组传输设备，并且在步骤S28中将路径更改请求消息发送到所选的较低级别分组传输设备，并且进而，传输通信上下文信息。然后，在步骤S29中，当接收来自较低级别分组传输设备的路径更改响应时，完成处理。
当在步骤S26中不能在较低级别分组传输设备之间建立链路成本总额较少的分组传输路径时，所执行的步骤S30和S31的处理等价于在讲述第一实施例时所使用的图6中的步骤S16和S17。
这样，在第一实施例中用于在移动站10和移动站11之间传输分组的路径为穿过第二级分组传输设备70的路径P1。不过，在第二实施例中，路径P2所建立的级别等于或小于第三级分组传输设备60的级别，从而可以实现对分组传输路径的更大优化。
图10示出了由第二级分组传输设备所管理的用户认证信息表(对应于图2中的F122)的结构例子。移动站标识符E10是专门用于标识移动站的标识符。最终认证时间E11表示认证最后成功的时间，并且用于在余下的时间内管理信息，直到启动了下一个认证程序。认证状态E12表示上一个认证程序成功还是失败。质问随机数E13存储最终认证程序中所使用的随机数值。认证键E14是用于判定移动站认证成功或失败的关键信息。当每一个移动站使用不同的加密方法时，使用加密算法E15，它支持诸如AES(高级加密标准)和3DES(三倍的DES)等类型的加密算法。消息加密键E16是当实际加密用户数据时所使用的加密键。消息更改检测键E17是用于检测由移动站发送或接收的控制分组是否得到篡改。当在第二实施例中移动站的认证信息在分组传输设备之间进行传输时，从认证信息的这些项目中抽取了必要的行并且进行了传输。
图11示出了由第二级分组传输设备所管理的用户资费信息表(对应于图2中的F123)的结构例子。移动站标识符E20为专门标识移动站的标识符。业务类型E21表示移动站所使用的业务类型，该项的输入为“外部网络连接”或“对等连接”。业务类型可以根据例如所提供的数据率或延迟时间来做进一步细分。连接目的E22表示移动站的连接目的地，并且存储固定网络或移动站的标识符。上行数据传输量E23和下行数据传输量E24表示移动站在上行或下行方向上所已经发送或接收的以字节为单位的数据量。连接时间E25保持从建立分组传输路径开始直到断开的以秒为单位的时间。移动站位置网络E26表示移动站处于连接时段时的移动通信业务网络，并且主要用于当在与移动站没有进行直接签约的业务网络上漫游时的资费控制。在第二实施例中，当在分组传输设备之间传输移动站的资费信息时，从资费信息中抽取必要的行并进行传输。
第三实施例
下面参照图1、12、13和14来讲述本发明的第三实施例。
下面以移动站14为例，来讲述当分组传输路径根据与本实施例中的固定网络相连的移动站的移动而改变时的处理。图12为当连接到固定网络300的移动站14改变分组传输路径时的消息序列。移动站14首先通过无线电链路L14与无线电基站56相连，并且通过网络服务器120发送和接收分组M70。此时的分组传输路径为带有无线电基站56、第三级分组传输设备63、第二级分组传输设备71和第一级分组传输设备80的P3。当移动站14移动到无线电基站57的区域中时，移动站14将无线电链路建立请求M71发送到无线电基站57，接收来自无线电基站57的无线电链路建立响应M72，并且建立无线电链路L15。接下来，当连接的第三级分组传输设备从分组传输设备63改为分组传输设备64，使无线电链路有所改变时，移动站14将路径更改请求消息M73发送到分组传输设备64。路径更改请求消息M73所包含的信息表明：连接目的为固定网络300，并且所请求的业务为外部网络连接。第三级分组传输设备64将路径改变请求消息M73传送到第二级分组传输设备72。第二级分组传输设备72在接收到该消息时，将位置更新请求消息M74发送到位置管理服务器110，并且更新移动站14所处区域的信息。
第二级分组传输设备72接下来对用于将服务站14连接到固定网络300的分组传输路径进行比较，以确定在穿过第一级分组传输设备80的分组传输路径P4和穿过第一级分组传输设备81的分组传输路径P5中，哪个分组传输路径的链路成本总额较小。在这种情况下，如果假设切换到分组传输路径P5所提供的链路成本总额要比分组传输路径P4的小，则将来自第二级分组传输设备72的路径更改请求消息M76发送到第二级分组传输设备71。另外，当判定链路成本总额是否较小时，还要考虑规定的可允许范围，即使链路成本总额实际上可能更低，但是如果下降量在可允许范围之内，则并不认为链路成本总额更低。
响应该信息，第二级分组传输设备71将诸如移动站14的认证/资费信息等通信上下文传递到分组传输设备72。接下来，将来自第二级分组传输设备72的路径建立请求消息M78发送到第一级分组传输设备81，并且当该消息响应返回时，建立从移动站14到第一级分组传输设备81的新分组传输路径P5。路径建立请求消息M78包括的信息表明：连接目的为固定网络300，并且所请求的业务为外部连接。接下来，将来自第二级分组传输设备72的路径断开请求消息M81和M83传输到之前的分组传输路径P3上的分组传输设备80、71和63，从而断开该路径。在分组传输路径P3被断开之后，第三级分组传输设备63断开无线电链路。
另一方面，在现有技术条件下，没有用于重选第一级分组传输设备的程序，结果，如图12的序列所示，不会将来自第二级分组传输设备72的路径建立请求M78发送到第一级分组传输设备81，或者将来自第一级分组传输设备81的响应消息M79发送到第二级分组传输设备72，同时也不会有任何附加控制。在现有技术中，通信持续穿过所选的第一级分组传输设备80，不管移动站14如何移动。因此，即使例如分组传输路径P5的链路成本总额比分组传输路径P4的要小，通信仍然通过使用分组传输路径P4而得到执行。
图13和图14为流程图，示出了第三实施例中当第二级分组传输设备70～72改变分组传输路径时的操作。下面以分组传输设备72为例，来讲述当第二级分组传输设备改变分组传输路径时的操作。
在步骤S41中，分组传输设备72通过接收来自移动站的路径更改请求消息，将位置更新请求发送到位置管理服务器110，并且在步骤S42中注册移动站的新区域信息。当在步骤S43中接收到来自位置管理服务器110的位置更新响应消息，以响应该信息时，在步骤S44中分组传输设备72判定路径更改请求消息中所包括的业务类型。如果所请求的业务为对等连接，则在步骤S45中分组传输设备72通过设定穿过目前还没有被选的第一级分组传输设备的分组传输路径，来判定是否建立了链路成本总额小于目前分组传输路径的链路成本总额的分组传输路径。目前的分组传输路径的状态可以理解如下：
首先，当路径建立请求消息或路径更改请求消息到达时，分组传输设备72能够知道原始分组传输设备和分组传输设备72自己被包括在分组传输路径中。进而，如果在路径建立请求消息中的请求业务是对等连接时，分组传输设备72可以通过查询位置管理服务器获得作为连接目的的移动站的位置的区域信息，来指明作为连接目的的移动站所归属的分组传输设备。当建立分组传输路径时，就产生了对位置管理服务器的查询，但是当想在本实施例中的那样更改业已建立的分组传输路径时，可以在更改之前从作为连接目的的分组传输设备获得新的区域信息，即使不对位置管理服务器进行查询。
如果可以通过较低级别的分组传输设备来建立具有较小链路成本总额的分组传输路径时，在步骤S46中分组传输设备72新近选择了较低级别的分组传输设备并且持续进行到步骤S47。如果在步骤S44中业务类型为外部网络连接，如果在步骤S45中判别选择是“NO”，或者如果在步骤46中完成该处理，则在步骤S47中如果分组传输路径通过当前未被选择的较高级别分组传输设备，则分组传输设备72判定是否可以建立具有较低链路成本总额的分组传输路径。如果通过当前未被选择的较高级别分组传输设备的通道允许进行分组传输路径的优化，则在步骤S48中分组传输路径72新近选择较高级别的分组传输设备。接下来，在步骤S49中分组传输设备72判定当前未被选择的分组传输设备是否已被选择。如果还没有做出新的选择，则在步骤S50中分组传输设备72只是将路径变更响应消息发送到移动站即可，并且从而完成处理。在这种情况下，由路径更改请求消息所请求的分组传输路径继续在没有更改的情况下得到使用。
另一方面，在步骤S51中当选择了新的分组传输设备时，分组传输设备72将路径变更请求发送给位于先前的分组传输路径上的分组传输设备。响应这些请求，在步骤S52中分组传输设备72接收来自先前的分组传输设备的路径变更响应，同时在步骤S53中分组传输设备72获得来自先前的分组传输路径上的分组传输设备的通信上下文信息。然后在步骤S54中分组传输设备72将路径建立请求发送到新近选择的分组传输设备。响应这些请求，在步骤S55中分组传输设备72接收路径建立响应，并且然后在步骤S56中将路径更改响应发送到移动站。最后，在步骤S57中，分组传输设备72将路径断开请求发送到已经从分组传输路径上除去的分组传输设备。当分组传输设备72已经接收来自已经从分组传输路径上除去的所有分组传输设备的路径断开请求以响应这些请求，则处理完成。
对当移动站移动时是否应该对分组传输路径进行切换以通过较低级别的分组传输设备或较高级别的分组传输设备的判断，能够将分组传输路径优化到具有最低链路成本总额的分组传输路径。
当在第三实施例中进行较高级别的分组传输设备的切换时，会遇到分配给移动站的第三层地址的改变将造成应用层连接断开的问题。为了解释得更具体一些，在有些情况下移动通信网络可以为作为连接目的的每一个外部网络将第三层地址聚集在作为外部网络网关的第一级分组传输设备中，并且然后动态地分配第三层地址，以响应来自移动站的分组通信请求。该方法在例如当前的第三代移动通信网络(NTT’s Dokomo公司的FOMA业务)中得到采纳，并且在JP10-013904A中有公开。在这种情况下，当已经重选了第一级分组传输设备以便降低链路成本时，在第三层地址中也有改变发生。一般地，当在通信期间更改第三层地址时，诸如Web浏览、文件传输、E-mail和流媒体通信等基于TCP/IP协议的通信应用被中断了，即使应用仍在执行。这些问题可以通过下述两种方法之一得到避免：
1.使用IETF的RFC 3220中所规定的移动IP，家庭代理分布于移动通信网络的外部。这一方法通过使用用于第四层的固定HOME地址同时改变第三层的“Care-of”地址，实现了通信的持续。
2.执行用于切换仅用于没有在进行数据通信的移动站的较高级别分组传输设备的操作，同时不进行用于切换用于实际上已建立无线电链路和正在进行数据通信当中的移动站的较高级别分组传输设备的操作。由第三层地址的变更所引起的数据通信即时中断只影响到正在进行数据通信的移动站。因此，例如，当图1中的移动站14处于数据通信处理当中时，通心在没有改变分组传输路径P4的情况下得到继续。当已经完成数据通信时，路径被切换到分组传输路径P5。这种方法可以防止用户通信的即时中断，而不需要求助于之前所述的移动IP。
尽管前面的讲述考虑了本发明的各实施例，但是本发明并不仅限于上述实施例，可以对其进行各种增加和修改。另外，由本发明的分组传输设备所具有的功能当然可以用硬件来实施，或者由计算机和用于分组传输设备的程序来实施。可以通过在诸如磁盘或半导体存储器等能够由计算机进行读取的记录媒介上进行记录来提供分组传输设备程序，可以在计算机启动时将程序读入计算机，并且然后再之前所述的每一个实施例中通过控制计算机的操作，可以使计算机起到分组传输设备的作用。

Claims (28)

1.一种移动通信网络中的分组传输路径优化方法，用于通过多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或固定站之间发送和接收分组，其中，通过根据移动站所使用的业务类型来对分组传输路径加以限制，以便分组穿过一或多个特定的分组传输设备，或者通过不对分组传输路径加以任何限制，以便链路成本总额达到最小，从而对分组传输路径技能型选择。
2.一种移动通信网络中的分组传输路径优化方法，用于通过多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或固定站之间发送和接收分组，其中，在移动站使用由外部网络所提供的业务时，通过对分组传输路径加以限制，以便分组穿过一或多个特定的分组传输设备，或者在移动站使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务时，通过不对分组传输路径加以任何限制，以便链路成本总额达到最小，从而对分组传输路径进行优化。
3.如权利要求1所述的方法，其中，当由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，如果有多个供分组通过的特定分组传输设备，并且如果经由特定分组传输设备的分组传输路径所需的链路成本总额比经由在移动之前选择的特定分组传输设备的分组传输路径所需的链路成本总额小，则通过再次选择其他特定分组传输设备来对分组传输路径加以限制。
4.如权利要求2所述的方法，其中，当由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，如果有多个供分组通过的特定分组传输设备，并且如果经由特定分组传输设备的分组传输路径所需的链路成本总额比经由在移动之前选择的特定分组传输设备的分组传输路径所需的链路成本总额小，则通过再次选择其他特定分组传输设备来对分组传输路径加以限制。
5.一种移动通信网络中的分组传输路径优化方法，用于在分组传输设备已经事先指定一部分或所有的分组传输路径之后，通过以层级结构相连的多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或固定站之间发送和接收分组，其中，当指定分组传输路径时，分组传输设备选择通过属于比自己的级别较高级别的分组传输设备的路径，或者选择只通过属于比自己的级别较低级别的分组传输设备的路径，以便链路成本总额较低，并且然后建立分组传输路径。
6.一种移动通信网络中的分组传输路径优化方法，用于在已经事先指定了一部分或所有分组传输路径之后，通过以层级结构相连的多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或连接到外部网络的主机之间发送和接收分组，其中，当属于较高级别的分组传输设备在已经建立分组传输路径之后检测到可以在低于自己级别的级别中建立具有较低链路成本总额的分组传输路径时，较高级别的分组传输设备指示分组传输路径切换到较低级别的分组传输设备，以便在较低级别的分组传输设备之间建立分组传输路径。
7.如权利要求6所述的方法，其中，当较高级别的分组传输设备指示分组传输路径切换到较低级别的分组传输设备时，较高级别的分组传输设备将移动站所属的通信上下文传递到较低级别的分组传输设备。
8.一种移动通信网络中的分组传输路径优化方法，用于在一部分或所有的分组传输路径已经被事先指定之后，通过以层级结构相连的多个分组传输设备和无线电基站在移动站和另一个移动站或连接到外部网络的主机之间发送和接收分组，其中，当在已经建立分组传输路径之后由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，较高级别的分组传输设备判定是否可以将分组传输路径改变到通过比其级别更高级别的分组传输设备的分组传输路径，并且如果可以通过更高级别的分组传输设备来建立具有较低成本的分组传输路径，则较高级别的分组传输设备指示将分组传输路径切换到更高级别的分组传输设备。
9.如权利要求8所述的方法，其中，当较高级别的分组传输设备指示将分组传输路径切换到更高级别的分组传输设备时，则较高级别的分组传输设备将移动站所属的通信上下文传递到更高级别的分组传输设备。
10.如权利要求1～9中的任何一个所述的方法，其中，所述移动通信网络为基于3GPP(第三代伙伴计划)的TS 23.060标准的GPRS(通用分组无线电业务)网络，最高级别的分组传输设备是GGSN(网关GPRS支持节点)，下一级的分组传输设备是SGSN(服务GPRS支持节点)，再下一级的分组传输设备是RNC(无线电网络控制器)或BSC(基站控制器)，并且无线电基站位于最低一级，并且路由器根据需要分布于每一级的无线电基站和分组传输设备之间。
11.如权利要求1～9中的任何一个所述的方法，其中，所述移动通信网络是基于IETF(因特网工程任务组)的RFC(请求评论)3220标准的网络，最高级别的分组传输设备是HA(家庭代理)，无线电基站位于最低级别上，并且作为中间级别的分组传输设备的路由器位于HA和无线电基站之间。
12.如权利要求11所述的方法，其中，当分组从移动站的通信伙伴传输到移动站时，通过实施正向和反向隧道以便根据移动站所使用的业务类型将HA包括在分组传输路径中，或者通过不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来选择分组传输路径。
13.一种组成移动通信网络的分组传输设备，其特征在于包括：
用于根据由移动站已经发送的用于建立路径的请求中所包括的信息来识别移动站要使用的业务类型的装置；以及
用于通过对分组传输路径加以限制以便路线根据所识别的业务类型来穿过一或多个特定的分组传输设备，或者通过不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来优化分组传输路径的装置。
14.一种组成移动通信网络的分组传输设备，其特征在于包括：
用于根据由移动站发送的用于建立路径的请求中所包括的信息，识别是否移动站要使用由外部网络提供的业务，还是移动站要使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务类型的装置；以及
用于在移动站使用由外部网络提供的业务时通过对分组传输路径加以限制以便分组传输路径穿过一或多个特定的分组传输设备，或者在移动站使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务时通过不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来设置分组传输路径的装置。
15.如权利要求14所述的分组传输设备，进一步包括：
当由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，如果有多个供分组通过的特定分组传输设备，并且如果经由特定分组传输设备而非在移动之前选择的特定分组传输设备的分组传输路径的链路成本总额较低的情况下，用于通过重选其他特定分组传输设备来对分组传输路径加以限制的装置。
16.一种组成移动通信网络的分组传输设备，其特征在于包括：
当已经事先指定了一部分或所有分组传输路径时，用于根据哪一条路径具有较低的链路成本总额来选择通过属于比自己更高级别的分组传输设备的分组传输路径或通过只属于等于或低于自己级别的分组传输设备的分组传输路径的装置；以及
用于建立所选择的分组传输路径的装置。
17.一种组成移动通信网络的分组传输设备，其特征在于包括：
用于在一旦建立分组传输路径之后，检测是否可以在较低级别的分组传输设备之间建立具有较低链路成本的分组传输路径的装置；以及
用于指示较低级别的分组传输设备来切换分组传输路径，以便在较低级别的分组传输设备之间建立分组传输路径的装置。
18.如权利要求17所述的分组传输设备，进一步包括：
用于在当指示分组传输路径的切换时，将诸如移动站的资费信息和认证信息等通信上下文传输到较低级别的分组传输设备的装置。
19.一种组成移动通信网络的分组传输设备，其特征在于包括：
用于在当一旦建立了分组传输路径之后由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，判定是否可以改变分组传输路径以通过比自己更高级别的分组传输设备；以及
用于在当已判定可以建立通过更高级别的分组传输设备和具有较低的链路成本总额的分组传输路径时来指示更高级别的分组传输设备切换分组传输路径的装置。
20.如权利要求19所述的分组传输设备，进一步包括：用于在当指示分组传输路径的切换时，将移动站的通信上下文传递到更高级别的分组传输设备的装置。
21.一种程序，用于使组成移动通信网络的分组传输设备的计算机充当：
用于根据由移动站已经发送的用于建立路径的请求中所包括的信息来识别移动站要使用的业务类型的装置；以及
用于通过对分组传输路径加以限制以便路线根据所识别的业务类型来穿过一或多个特定的分组传输设备，或者通过不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来优化分组传输路径的装置。
22.一种程序，用于使组成移动通信网络的分组传输设备的计算机充当：
用于根据由移动站发送的用于建立路径的请求中所包括的信息，识别是否移动站要使用由外部网络提供的业务，还是移动站要使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务类型的装置；以及
用于在移动站使用由外部网络提供的业务时通过对分组传输路径加以限制以便分组传输路径穿过一或多个特定的分组传输设备，或者在移动站使用由移动站直接与之相连的移动通信网络所提供的业务时通过不对分组传输路径加以任何限制以便链路成本总额达到最小，来设置分组传输路径的装置。
23.如权利要求22所述的程序，其中所述计算机进一步充当：当由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，如果有多个供分组通过的特定分组传输设备，并且如果经由特定分组传输设备而非在移动之前选择的特定分组传输设备的分组传输路径的链路成本总额较低的情况下，用于通过重选其他特定分组传输设备来对分组传输路径加以限制的装置。
24.一种程序，用于使组成移动通信网络的分组传输设备的计算机充当：
当已经事先指定了一部分或所有分组传输路径时，用于根据哪一条路径具有较低的链路成本总额来选择通过属于比自己更高级别的分组传输设备的分组传输路径或通过只属于等于或低于自己级别的分组传输设备的分组传输路径的装置；以及
用于建立所选择的分组传输路径的装置。
25.一种程序，用于使组成移动通信网络的分组传输设备的计算机充当：
用于在一旦建立分组传输路径之后，检测是否可以在较低级别的分组传输设备之间建立具有较低链路成本的分组传输路径的装置；以及
用于指示较低级别的分组传输设备来切换分组传输路径，以便在较低级别的分组传输设备之间建立分组传输路径的装置。
26.如权利要求25所述的程序，进一步使计算机充当：用于在当指示分组传输路径的切换时，将诸如移动站的资费信息和认证信息等通信上下文传输到较低级别的分组传输设备的装置。
27.一种程序，用于使组成移动通信网络的分组传输设备的计算机充当：
用于在当一旦建立了分组传输路径之后由于移动站的移动而使移动站与之相连的无线电基站或分组传输设备发生改变时，判定是否可以改变分组传输路径以通过比自己更高级别的分组传输设备；以及
用于在当已判定可以建立通过更高级别的分组传输设备和具有较低的链路成本总额的分组传输路径时来指示更高级别的分组传输设备切换分组传输路径的装置。
28.如权利要求27所述的程序，其中所述计算机进一步充当：在当指示分组传输路径的切换时，将诸如移动站的资费信息和认证信息等通信上下文传递到更高级别的分组传输设备的装置。
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