CN1835475A - 通用分组无线业务网络侧激活的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通用分组无线业务网络侧激活的方法，包括：A.外部数据网络服务器将携带手机号码的网络侧激活请求消息发送给网关GPRS支持节点；B.网关GPRS支持节点根据所述手机号码，获取该消息的移动用户当前在服务GPRS支持节点附着登记的路由信息；C.网关GPRS支持节点根据所述路由信息，为该移动用户动态分配IP地址，并将其以网络侧激活响应消息发送给外部数据网络服务器。本发明可以使外部数据网络直接通过该用户的手机号码发起网络侧激活流程，在网络侧激活过程中由GGSN动态分配IP地址，免去查找手机IP地址的过程，节省IP地址空间，降低GGSN的硬件成本，提供灵活方便业务需求。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种通用分组无线业务网络侧激活的方法。
背景技术
随着信息技术和宽带业务的发展，通用分组无线业务(GPRS，GeneralPacket Radio Service)引入分组交换的传输模式，使得原来采用电路交换模式的全球移动通信业务(GSM，Globe telecommunication Service ofMobile)传输数据方式发生了根本性的变化，这在无线资源稀缺的情况下显得尤为重要。按电路交换模式来说，GPRS网络在原有的GSM网络的基础上增加SGSN(服务GPRS支持节点)、GGSN(网关GPRS支持节点)等功能实体。通过这个GPRS网络，用户可以享受各种高速数据上网业务。而更进一步的通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunication System)，则引入了新的无线接入技术WCDMA，采用RAN系统作为无线接入网络，进一步提高了移动网络数据通信的能力。但是其核心网络却继承了GPRS技术。
一般来说，移动用户如果要进行数据上网业务，需要首先在手机上发起一个激活过程。通过这个激活过程，GPRS网络为该用户建立了一条从手机到外部数据网络的通道，通道建立之后用户就可以享受各种数据上网业务了。这是一种典型的“客户端-服务器”通信机制，即需要由客户端首先发起并建立连接，双方才可以通信，其中作为客户端的手机发挥主动作用。特别是GPRS标准组织定义了一种网络侧激活流程：在移动用户没有事先激活的情况下，外部数据网络如果要主动和手机通信，可以通过GGSN发起一个网络侧激活通知流程，通知手机发起激活流程。在这个过程中，外部数据网络作为发起方发挥主动作用，从而可以提供更加丰富的数据业务，如PUSH、即时MMS业务等。
目前，该通用分组无线业务网络侧激活的方法的示意图如图1所示，所述方法包括步骤：
步骤11：外部数据网以移动用户的静态签约IP地址为目的地址向网关GPRS支持节点发送数据包；
步骤12：网关GPRS支持节点根据该数据包的目的IP地址，查找与其对应的移动用户标识，并向归属位置寄存器HLR发送一个GPRS路由信息查询请求；
步骤13：网关GPRS支持节点根据HLR返回的信息，向该移动用户附着登记的服务GPRS支持节点发送一个网络侧激活通知请求；
步骤14：服务GPRS支持节点先反馈一个网络侧激活通知响应，再向移动用户发送一个网络侧的分组数据业务激活请求；
步骤15：移动用户收到激活请求后发送一次正常的数据业务激活流程，如果激活成功，外部数据网络和移动用户进行通信。
该方法基于移动通信系统，是一种典型的“客户端-服务器”的通信机制，虽然提供了丰富的数据业务，但是，该方法存在以下缺陷：首先，能够进行网络侧激活的移动终端，必须签约一个静态IP地址，占用大量的地址空间；其次，外部数据网络需要预先知道移动终端的静态签约IP地址，而事实上一般外部数据网络只知道某手机的MSISDN(即手机号码)，因此需要一个类似域名服务器DNS的设备做转换，对于外部数据网络来说发起流程比较复杂；最后，外部数据网络发起目的地址为某移动终端的静态签约IP地址的数据包，到了GGSN之后，GGSN又需要根据目的IP地址找到对应手机的IMSI号。因此需要在GGSN上维护一张从IP地址到手机的用户标识IMSI的对应关系表，这将是一个庞大的数据库，增加了GGSN的硬件成本和配置复杂度。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种通用分组无线业务网络侧激活的方法，该方法可以使外部数据网络直接通过该用户的手机号码发起网络侧激活流程，在网络侧激活过程中由网关GPRS支持节点为该移动用户动态分配IP地址，免去查找手机IP地址的过程，从而有效的节省IP地址的空间，降低GGSN的硬件成本和配置复杂度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种通用分组无线业务网络侧激活的方法，包括步骤：
外部数据网络服务器将携带手机号码的网络侧激活请求消息发送给网关GPRS支持节点；
网关GPRS支持节点根据所述手机号码，获取该消息的移动用户当前在服务GPRS支持节点附着登记的路由信息；
网关GPRS支持节点根据所述路由信息，为该移动用户动态分配IP地址，并将其以网络侧激活响应消息发送给外部数据网络服务器。
所述外部数据网络服务器通过协议接口将携带手机号码的网络侧激活请求消息发送给网关GPRS支持节点。
所述协议接口，位于网关GPRS支持节点与外部数据网络之间，该协议接口是以移动用户的手机号码为标识，来完成一次网络侧激活。
所述网络侧激活请求消息内容还包括：外部数据网络服务器的IP包的源地址、Gi接口的IP包的目的地址和消息序列号。
所述网关GPRS支持节点根据网络侧激活请求消息中的手机号码向归属位置寄存器发送GPRS路由信息查询请求消息。
所述归属位置寄存器根据GPRS路由信息查询请求消息查询该移动用户当前在服务GPRS支持节点的附着登记的路由信息。
判断归属位置寄存器是否查询成功，若是，则向网关GPRS支持节点反馈查询成功响应消息；否则，则向网关GPRS支持节点反馈查询失败响应消息。
所述查询成功响应消息的内容包括：接受GPRS路由信息查询请求的原因值、用户标识、服务GPRS支持节点地址和手机号码。
所述查询失败响应消息的内容包括：不接受GPRS路由信息查询请求的原因值、用户标识、手机号码、查询失败时MAP原因值以及移动终端不可达的原因。
所述网关GPRS支持节点根据所述路由信息，为该移动用户动态分配IP地址，并将其以网络侧激活响应消息发送给外部数据网络服务器的具体包括步骤：
网关GPRS支持节点根据所述路由信息，向服务GPRS支持节点发送网络侧激活通知请求消息，服务GPRS支持节点反馈网络侧激活响应消息，并向该移动用户发送网络侧的分组数据业务激活请求；
该移动用户向网关GPRS支持节点发送分组数据业务激活流程，且网关GPRS支持节点在激活成功后为该移动用户动态分配IP地址，并将其以网络侧激活响应消息发送给外部数据网络服务器。
所述网络侧激活响应消息的内容还包括：Gi接口的IP包源地址、外部数据网络服务器的IP包目的地址、消息序列号、手机号码。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：由于本发明在进行网络激活过程时，外部数据网络不需要知道手机的IP地址，只需要通过该手机号码就可以启动一个网络侧激活流程，避免了查找手机IP地址的过程，有效的节省IP地址空间；此外，在网关GPRS支持节点上不需要从IP地址到用户标识IMSI之间的转换设备，不需要去维护一张庞大的关系表。因此，该方法与现有技术相比，步骤简单，数据传输速率快，降低GGSN的硬件成本和配置复杂度，提供更加灵活方便的业务需求。
附图说明
图1是现有技术网络测激活流程的方法；
图2是GPRS核心网络的逻辑结构图；
图3是本发明中协议接口的协议栈的示意图；
图4是本发明通用分组无线业务网络侧激活的方法的流程图。
图5为本发明具体实施例网络侧激活流程的示意图
具体实施方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。
请参考图2，为通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)核心网络的逻辑结构图。下面针对GPRS核心网络中主要网络元件进行简单介绍，主要包括：
SGSN：为服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node)。该SGSN为移动终端MS提供服务，与移动交换中心(MSC，Mohle Switch Center)、归属位置寄存器HLR和设备标识寄存器EIR配合完成移动性管理功能，该移动性管理功能包括：漫游、登记、切换、鉴权等；还完成对逻辑链路进行管理，包括：逻辑链路的建立、维护和释放；以及对无线资源进行管理。SGSN为MS主叫或被叫提供管理功能，完成分组数据的转发，地址翻译，加密及压缩功能。SGSN能完成Gb接口数据的汇聚、传输和Gn接口IP(Intemet Protocol，互联网协议)协议间的转换。
GGSN：网关GPRS支持节点。网关GPRS支持节点实际上就是网关或路由器，它提供GPRS和公共分组数据网以X.25或X.75协议(X.25和X，75都是一种数据网协议)互联，也支持GPRS和其它GPRS的互联。GGSN和SGSN一样都具有IP地址，GGSN和SGSN一起完成了GPRS的路由功能。
本发明为了使外部数据网络可以直接通过手机号码发起网络侧激活流程，以实现移动用户通过网络侧激活过程中的动态IP地址分配，而避免了外部数据网络先查询移动用户手机的IP地址，然后通过网关GPRS支持节点(GGSN)，再将该移动用户手机的IP地址通过转换设备转换为国际移动用户标识(IMSI，International Mobile Subscriber Identity)的过程。因此，本发明在GGSN和外部数据网络之间扩展了一种协议接口，该协议接口为本发明所要引入的一个新的接口，定义为Gx接口，该接口的协议栈如图3所示。通过该接口，外部数据网络中的业务服务器可以向GGSN发起网络侧激活流程，当GGSN完成网络侧激活流程之后，业务数据就可以主动向手机下发了。所述该协议接口是以移动用户的手机号码为标识，来完成一次网络侧激活，该网络侧激活流程中主要包含的消息为：网络侧激活请求消息与网络侧激活响应消息。
还请参考图4，为本发明通用分组无线业务网络侧激活的方法的流程图，该方法包括步骤：
步骤S11：外部数据网络服务器将携带手机号码的网络侧激活请求消息发送给网关GPRS支持节点；
步骤S12：网关GPRS支持节点根据所述手机号码，获取该消息的移动用户当前在服务GPRS支持节点附着登记的路由信息；
步骤S13：网关GPRS支持节点根据所述路由信息，为该移动用户动态分配IP地址，并将其以网络侧激活响应消息发送给外部数据网络服务器。
当外部数据网络服务器通过接口向网关GPRS支持节点发送网络侧激活请求消息时，GGSN根据收到的网络侧激活请求消息，向HLR发送GPRS路由信息查询请求消息；HLR根据GPRS路由信息查询请求消息进行查询，并将查询的结果以查询响应消息向GGSN反馈；GGSN根据查询响应消息向该移动用户的SGSN发送网络侧激活通知请求消息，SGSN反馈网络侧激活响应消息，并向该移动用户发送网络侧的分组数据业务激活请求；移动用户向GGSN发送分组数据业务激活流程，且GGSN在激活成功后向外部数据网络服务器反馈网络侧激活响应消息。
还请参考图5，为本发明具体实施例网络侧激活流程的示意图。
首先，外部数据网络通过向GGSN发送一个“网络侧激活请求”消息，启动一次网络侧激活流程。其中，所述网络侧激活请求消息的主要信息单元及其属性如表1所示，其中表1为网络侧激活请求消息结构。
表1
| 信息单元 | 属性 |
| IP包源地址，为外部数据网络服务器地址 | 必选 |
| IP包目的地址，为GGSN Gi接口地址 | 必选 |
| 消息序列号，该序列号由外部数据网络服务器分配，GGSN在返回响应时原样带回。 | 必选 |
| 手机号码 | 必选 |
其次，网关GPRS支持节点(GGSN)根据该消息中携带的手机号码(MSISDN，Mobile Station International ISDN Number，即移动台国际ISDN号码)向归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)发送一个“GPRS路由信息查询请求”消息，查询该手机用户目前在哪个服务GPRS支持节点(SGSN)附着登记。该GPRS路由信息查询请求消息结构与现有技术不完全一样，也就是说用手机号码MSISDN替换了现有GPRS路由信息查询请求消息中的移动用户标识IMSI。则，优化之后GPRS路由信息查询请求消息结构详见表2：
表2
| 信息单元 | 属性 |
| MSISDN，替换原来的IMSI参数 | 必选 |
| 私有扩展，由厂家内部自定义 | 可选 |
其中，当GGSN上已存在该用户已经激活的其他会话信息时，GGSN可以从这些会话信息中查询到该用户在哪个SGSN附着登记，从而可以省略GGSN向归属位置寄存器发送GPRS路由信息查询请求消息以及归属位置寄存器在该用户的数据库上查找登记的路由信息的步骤。
再次，归属位置寄存器HLR根据手机号码MSISDN同样可以查找该用户在数据库上登记的路由信息(IMSI和MSISDN都是用户的唯一标识)，然后向GGSN反馈相应的查询响应消息，该消息结构与现有技术相比多了一个手机号码MSISDN信息。若成功查找到该用户在数据库上登记的路由信息，则向GGSN反馈相应的查询响应消息的结构详见下表3；否则，向GGSN反馈相应的查询响应消息的结构详见表4：
表3
| 信息单元 | 属性 |
| HLR成功接受GGSN发过来的GPRS路由信息查询请求的原因值 | 必选 |
| 移动用户标识IMSI | 必选 |
| SGSN地址，当HLR查询成功的时候包含此参数。 | 有条件的 |
| 手机号码MSISDN，该消息的新增字段 | 必选 |
| 私有扩展，由厂家内部自定义 | 可选 |
表4
| 信息单元 | 属性 |
| HLR受GGSN发过来的GPRS路由信息查询请求失败时的原因值 | 必选 |
| 移动用户标识IMSI | 必选 |
| 移动应用部分(MAP，Mobile Application Part)参数在查询失败时的原因值 | 有条件的 |
| 移动台MS不可达原因，该参数只有在查询失败的时候才可以包含。 | 有条件的 |
| SGSN地址，当HLR查询成功的时候包含此参数。 | 有条件的 |
| MSISDN，该消息的新增字段 | 必选 |
| 私有扩展，由厂家内部自定义 | 可选 |
再次，GGSN根据HLR返回的信息，向该手机用户附着登记的SGSN发送一个网络侧激活通知请求消息，所述网络侧激活通知请求消息结构详见表5：
表5
| 信息单元 | 属性 |
| 移动用户标识IMSI | 必选 |
| 控制面隧道端点标识，该标识由GGSN分配，由SGSN在此业务流程后续的控制面消息中使用。 | 必选 |
| 端用户地址 | 可选 |
| 接入点名称APN。GGSN根据网络侧激活请求的源IP地址来自哪个接入网络，来确定此接入点名称。 | 必选 |
| GGSN控制面IP地址 | 必选 |
| 私有扩展，由厂家内部自定义 | 可选 |
其中，在本发明的实施过程中，“端用户地址”参数可以不包含用户的静态签约IP地址中，而是在正常的激活流程中由GGSN进行动态分配的。
再次，当SGSN收到网络侧激活通知请求消息，先向GGSN反馈一个网络侧激活通知响应消息，该激活通知响应消息的消息结构详见表6：
表6
| 信息单元 | 属性 |
| 原因值，表明SGSN是否接受GGSN发过来网络侧激活通知请求消息。如果失败则需要标明失败的原因值。 | 必选 |
| 私有扩展，由厂家内部自定义 | 可选 |
然后SGSN再向手机用户发送网络侧的分组数据业务激活请求，该分组数据业务激活请求的消息结构详见表7：
表7
| 信息单元 | 属性 |
| 端用户地址，如果GGSN发送的网络侧激活通知请求消息包含此参数，则SGSN在发送此消息时也包含此参数，否则不需要包含。 | 可选 |
| 接入点名称APN，SGSN根据GGSN发过来的网络侧激活通知请求消息中的APN填写此参数。 | 必选 |
其中，在本发明的实施过程中，“端用户地址”参数可以不包含用户的静态签约IP地址，而是在正常的激活流程中由GGSN进行动态分配。
再次，当手机收到该分组数据业务激活请求消息之后，向GGSN发起一次正常的分组数据业务激活流程。
最后，GGSN在激活成功之后，向外部数据网络的服务器反馈“网络侧激活响应”消息，该消息的主要信息单元如表8所示，所述表8为网络侧激活响应消息结构。
表8
| 信息单元 | 属性 |
| IP包源地址，为GGSN Gi接口地址 | 必选 |
| IP包目的地址，为外部数据网络服务器地址 | 必选 |
| 消息序列号，该序列号由外部数据网络服务器分配，GGSN在 | 必选 |
| 返回响应时原样带回。 | |
| 手机号码 | 必选 |
| 用户IP地址，该地址在激活流程完成之后由GGSN分配，做为后续外部数据网络和手机间互相通信的目的IP地址。 | 必选 |
通过上述步骤，外部数据网络就可以根据GGSN反馈的“用户IP地址”信息和手机用户进行通信。
此外，在上述步骤中，外部数据网络可以根据就近或者轮选的方式选择GGSN，因为在全球移动通信网络中不止存在一个GGSN，一般的，一个特定的外部数据网络只能从某个特定的GGSN或者某几个GGSN接入。当GGSN为多个的时候，就采取就近选择或者轮选的方式来选择GGSN的。但是，不论选择到哪个GGSN，GGSN通过查询HLR，都可以找到当前用户所在的SGSN。也就是无论用户漫游到什么地方，被选择的GGSN都可以找到手机用户。
特别是当外部数据网络位于私网时，而GGSN又处于公网的时候，若双方想互相通信，则有两种方式可以实现外部数据网络的服务器和GGSN的互通：一是为外部数据网络的服务器配置一个公网的地址，在网络侧激活的过程采用该地址和GGSN互通，在激活成功之后，则采用私网地址和用户IP地址实现互通；二是采用虚拟专用网VPN技术，将网络侧激活请求、响应消息和数据包分别封装在VPN隧道里面，在公网上实现透传。
由上述可知，本发明优化后的网络侧激活流程的优点为：首先，当外部数据网络与手机用户通信时，外部数据网络不需要知道手机的IP地址，只需要通过该用户的手机号码就可以启动一个网络侧激活流程，从而业务的流程更加灵活方便；其次，在激活过程中，GGSN上不需要再做IP地址到IMSI的转换，也不需要去维护一张庞大的数据表；最后，移动用户不再需要事先签约静态IP地址，有效的节省IP地址空间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1、一种通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，包括步骤：
A、外部数据网络服务器将携带手机号码的网络侧激活请求消息发送给网关GPRS支持节点；
B、网关GPRS支持节点根据所述手机号码，获取该消息的移动用户当前在服务GPRS支持节点附着登记的路由信息；
C、网关GPRS支持节点根据所述路由信息，为该移动用户动态分配IP地址，并将其以网络侧激活响应消息发送给外部数据网络服务器。
2、根据权利要求1所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，步骤A中所述外部数据网络服务器通过协议接口将携带手机号码的网络侧激活请求消息发送给网关GPRS支持节点。
3、根据权利要求2所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，所述协议接口，位于网关GPRS支持节点与外部数据网络之间，该协议接口是以移动用户的手机号码为标识，来完成一次网络侧激活。
4、根据权利要求1所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，所述网络侧激活请求消息内容还包括：外部数据网络服务器的IP包的源地址、Gi接口的IP包的目的地址和消息序列号。
5、根据权利要求4所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，在所述步骤B中，网关GPRS支持节点根据网络侧激活请求消息中的手机号码向归属位置寄存器发送GPRS路由信息查询请求消息。
6、根据权利要求5所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，所述归属位置寄存器根据GPRS路由信息查询请求消息查询该移动用户当前在服务GPRS支持节点的附着登记的路由信息。
7、根据权利要求6所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，判断归属位置寄存器是否查询成功，若是，则向网关GPRS支持节点反馈查询成功响应消息；否则，则向网关GPRS支持节点反馈查询失败响应消息。
8、根据权利要求7所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，
所述查询成功响应消息的内容包括：接受GPRS路由信息查询请求的原因值、用户标识、服务GPRS支持节点地址和手机号码；
所述查询失败响应消息的内容包括：不接受GPRS路由信息查询请求的原因值、用户标识、手机号码、查询失败时MAP原因值以及移动终端不可达的原因。
9、根据权利要求1所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，步骤C具体包括：
91)网关GPRS支持节点根据所述路由信息，向服务GPRS支持节点发送网络侧激活通知请求消息，服务GPRS支持节点反馈网络侧激活响应消息，并向该移动用户发送网络侧的分组数据业务激活请求；
92)该移动用户向网关GPRS支持节点发送分组数据业务激活流程，且网关GPRS支持节点在激活成功后为该移动用户动态分配IP地址，并将其以网络侧激活响应消息发送给外部数据网络服务器。
10、根据权利要求9所述通用分组无线业务网络侧激活的方法，其特征在于，所述网络侧激活响应消息的内容还包括：Gi接口的IP包源地址、外部数据网络服务器的IP包目的地址、消息序列号、手机号码。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2005100555063A CN1835475A (zh) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | 通用分组无线业务网络侧激活的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |