CN1859445A

CN1859445A - 一种移动终端ip地址分配方法

Info

Publication number: CN1859445A
Application number: CN 200610034489
Authority: CN
Inventors: 钱涛
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2026-03-15
Also published as: CN100583905C

Abstract

本发明提出了一种在移动终端通过AP直接访问分组数据网络的网络架构下，为移动终端分配IP地址的方法，当移动终端通过AP直接访问分组数据业务时，AG控制AP管理移动终端IP地址的分配，AP可以作为DHCP客户端，也可以作为DHCP中继，也可以根据移动终端的信息作为DHCP客户端或DHCP中继，也可以通过配置静态IP地址池的方法实现在移动终端直接访问分组数据业务情况下的IP地址分配。通过本发明提出的方法，解决了移动终端的IP地址分配问题，为移动终端通过AP直接正确、无误的访问分组数据网络提供了保障。

Description

一种移动终端IP地址分配方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，特别涉及在无线通信网络中，为移动终端分配IP地址的方法。

背景技术

随着Internet业务的蓬勃发展以及宽带接入网络和无线网络的广泛应用，高速、便捷地接入网络正在得到广泛地关注。同时，为了更好的利用现有网络的资源，更好地保护网络设备运营商的成本，融合移动接入网络和固定接入网路各自优点的研究正在成为通讯业界的新热点。

在本申请人先前递交的一份专利申请文件，提出了一种新的无线分组数据传输网络，如图1所示。

该无线分组数据传输网络包括无线接入网关AG、至少一个无线接入节点AP和用户签约寄存器。

无线接入网关AG，主要完成分组域数据传输功能，完成GGSN、SGSN控制面功能，同时也可以提供和GGSN/SGSN一样的控制面接口。本AG主要功能包括：

网络接入控制：主要完成移动用户到通信网络的连接以达到使用网络服务的目的，包括认证和授权、准入、报文过滤等，移动用户接入控制行为可以发生在移动侧，也可以发生在网络的固定侧，网络接入控制可以完成一些特定的流程，比如：限定移动用户数、限定单个用户的接入能力等。

分组报文路由和转发控制：在无线接入网关中，其主要完成控制面的功能，完成转发路径的建立、修改和释放过程，包括地址转换和映射、封装、隧道等功能，转发路径由源节点、目的节点组成，可能还具备中转节点。

移动性管理：完成移动终端在移动网络中的地址信息和位置信息的管理。

无线接入节点管理：主要完成对无线接入节点的认证和注册管理过程。

计费管理：完成移动用户的计费策略管理、计费信息的收集和上报、提供计费接口等。

网络管理功能：主要提供传输网络的操作和维护的相关功能。

无线接入节点AP，除了具有UMTS网络中NodeB的全部功能外，对分组域来讲，其具备GGSN、SGSN和RNC用户面功能，具体功能如下：

无线接入控制：主要完成无线链路的建立和释放，无线接口的准入控制，无线接口报文的调度等。

分组报文路由和转发：主要完成分组数据的封装和转发。

无线资源管理功能：主要负责无线资源的分配、回收和维护，包括切换管理、功率控制、接入控制和分组调度等。

语音编解码功能：主要完成无线接口和网络层接口之间的语音报文的格式转换。

网络管理功能：提供对传输网络的操作和维护功能。针对上述无线接入节点的功能，本发明提出了一种无线接入节点，至少包括无线接入控制模块、分组报文路由和转发模块、无线资源管理模块；

无线接入控制模块完成无线链路的建立和释放，无线接口的准入控制，无线接口报文的调度；分组报文路由和转发模块，完成分组数据的封装和转发；无线资源模块，完成无线资源的分配、回收和维护。

无线接入节点还包括语音编解码模块，完成无线接口和网络层接口之间的语音报文的格式转换，对一些实时性较强的电路域业务进行处理。

用户签约寄存器用于存储用户终端的接入控制信息、位置信息以及鉴权信息。同时本分组数据传输网络还可以包括AAA服务器，和无线接入网关直接相连或者通过运营商骨干网相连，用来对移动终端进行授权、鉴权等。

同时，本无线接入节点对外还可以提供Gi、Gn用户面接口，支持现有的移动终端无缝的接入，增加了设备的适用性。

AG通过传输网络和一个或多个AP相连接，并对AP进行管理和控制。传输网络可以是xDSL网络、IP over Ethernet网络、IP over ATM网络或WiNMAX网络等，不同的传输网络并不会影响AG和AP的功能，只需要在这两个设备上完成不同传输网路的适配即可。传输网络通过传输网络上的网关设备和Internet相连接。

当MS向AP发起接入请求时，AP设备在AG的协助下完成对MS的鉴权，通过一系列的信令交互，完成MS的网络接入，AG设备负责对无线资源进行管理。当MS进行分组数据传输时，可以直接通过AP和分组数据网络进行数据传输，与现有的UMTS等网络进行的数据传输相比，网络结构十分的简单，减小了用户的时延，提高了转发性能，提高了空口的带宽。

在上述无线分组数据传输方案的基础上，本申请人又提出了一种网络结构，将上述无线分组数据传输网络和现有的3G网络结合起来，这样既可以处理语音等电路域业务，又可以高效的处理分组数据业务。

如图2所示，以UMTS网络为例，现有技术中的UMTS网络和上述无线分组数据传输网络连接在一起。其中AG和UMTS网络中的VLR/MSC、SGSN以及GGSN相连接，同时AG可以和UMTS网络共享一个用户签约寄存器，在UMTS网络中为HLR。

AG向外提供了Iu-CS接口、Gn接口、Gr接口、Ga接口等，这样就保证了AG和现有网络的无缝连接。AG通过Iu-CS接口和VLR/MSC相连，当MS通过AP接入到网络中时，就可以通过Iu-CS接口将通信连接转接到MSC中，从而实现了电路域的功能。同时，AG还通过Gn接口和SGSN、GGSN相连接，当MS通过AP接入到网络中时，一方面MS可以通过AG提供的Gn接口将通信连接转接到GGSN上，通过GGSN进行分组数据的传输或通过GGSN和其他与UMTS相连的网络进行通信；当MS发生从AP网络到3G网络的转换时，AG通过SGSN进行切换。

在该网络中，AG可以使UMTS网络中的HLR存储用户的签约信息，对通过AP进行接入的移动终端进行位置信息、签约信息的查询。判断移动终端所要求的业务类型，并根据业务类型判断用户是否签约了对应的服务，并进行相应的处理。当用户进行语音服务时，AG会将用户的请求转接到UMTS的VLR/MSC上，由VLR/MSC通过GMSC进行电路域的服务；当用户进行分组数据业务的传输时，由AP根据用户请求的服务的目的地址，进行路由的选择，和分组网络建立连接，直接进行分组数据的传送。这样用户在传送电路域业务时，利用原有的网络，在传送分组域业务时，直接通过AP和分组数据网络进行连接，减少了中间的数据传送环节，减小了网络处理的时延。

在上述方案中，移动终端通过AP访问Internet分组数据业务时，需要给移动终端分配一个IP地址，现有技术中，在上述网络架构中，还没有一种对移动终端进行IP地址分配的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种在移动终端通过AP直接访问分组数据网络的网络架构中，为移动终端分配IP地址的方法。

本发明提出了一种移动终端IP地址分配方法，移动终端通过无线接入节点AP访问分组数据网络时，无线接入节点AP管理移动终端IP地址的分配。

上述方案中，无线接入节点AP作为DHCP客户端，管理移动终端IP地址的分配；或者，根据移动终端的请求，作为DHCP客户端，管理移动终端IP地址的分配。

上述方案中，无线接入节点AP还可以作为DHCP中继，管理移动终端IP地址的分配；或者，根据移动终端的请求，作为DHCP客户端，管理移动终端IP地址的分配。

上述方案中，无线接入节点AP还可以根据移动终端的请求，作为DHCP客户端管理移动终端IP地址的分配，包括如下步骤：

d1、移动终端向无线接入网关AG发送IP地址分配方式标识；

d2、无线接入网关AG判断IP地址分配方式标识，当指示为由无线接入网关AG发起分配PDP IP请求时，无线接入节点作为DHCP客户端管理移动终端IP地址的分配。

上述方案中，无线接入节点AP还可以根据移动终端的请求，作为DHCP中继管理移动终端IP地址的分配，包括如下步骤：

e1、移动终端向无线接入网关AG发送IP地址分配方式标识；

e2、无线接入网关AG判断IP地址分配方式标识，当指示为由移动终端发起分配PDP IP请求时，无线接入节点作为DHCP中继管理移动终端IP地址的分配。

当AP作为DHCP客户端时，管理移动终端IP地址的分配，包括步骤：

a1、无线接入网关AG向无线接入节点AP发送分配PDP IP请求消息；

a2、无线接入节点AP接收分配PDP IP请求消息，并向DHCP服务器发送DHCP请求；

a3、DHCP服务器接收DHCP请求，分配IP地址，并将分配的IP地址发送给无线接入节点AP；

a4、无线接入节点AP根据接收到的IP地址信息，向无线接入网关AG发送分配PDP IP响应消息；

a5、无线接入网关AG接收分配的IP地址，并将该IP地址发送给移动终端。

上述方案中，所述步骤a1之前，进一步包括步骤：

a11、移动终端向无线接入网关AG发送激活PDP上下文请求消息。

当无线接入节点作为DHCP中继时，管理移动终端IP地址的分配，包括如下步骤：

b1、移动终端向无线接入节点AP发送DHCP请求；

b2、无线接入节点AP向DHCP服务器转发DHCP请求，并从DHCP服务器的DHCP响应中获取IP地址信息，向无线接入网关AG发送修改PDP IP请求消息；

b3、无线接入网关更新PDP上下文中的PDP IP地址，并向无线接入节点AP发送更新PDP IP响应消息；

b4、无线接入节点AP判断无线接入网关更新成功，则通知移动终端修改PDP上下文中的IP地址信息。

上述方案中，步骤b1之前，进一步包括：

b11、移动终端向无线接入网关AG发送激活PDP上下文请求消息；

b12、无线接入网关AG向移动终端发送激活PDP上下文接收消息。

上述方案中，无线接入节点AP还可以通过配置静态IP地址池，管理移动终端IP地址的分配。

上述方案中，无线接入节点AP配置静态IP地址池，管理移动终端IP地址的分配，包括步骤：

c1、无线接入节点接收到移动终端发送的激活PDP上下文请求消息，从IP地址池中选取IP地址；

c2、无线接入节点将所述的IP地址发送给无线接入网关AG；

c3、无线接入网关AG将IP地址信息发送给移动终端。

上述方案中，步骤c1之前，无线接入节点AP首先存储一个或多个IP地址信息，形成IP地址池。

通过本方法，当移动终端通过AP直接访问分组数据业务时，AG控制AP管理移动终端IP地址的分配，AP可以作为DHCP客户端，也可以作为DHCP中继，也可以根据移动终端的信息作为DHCP客户端或DHCP中继，也可以通过配置静态IP地址池的方法，实现在移动终端直接访问分组数据业务情况下的IP地址分配。通过本方法，解决了移动终端的IP地址分配问题，为移动终端通过AP直接正确、无误的访问分组数据业务提供了保障。

附图说明

图1是移动终端通过AP直接访问分组数据的网络结构图；

图2是移动终端通过AP直接访问分组数据的网络和现有UMTS网络的结合结构图；

图3是本发明提出的AP作为DHCP客户端管理移动终端IP地址分配的方法流程图；

图4是本发明提出的AP作为DHCP中继管理移动终端IP地址分配的方法流程图；

图5是本发明提出的AP根据移动终端的请求作为DHCP客户端和DHCP中继管理移动终端IP地址的分配的方法流程图；

图6是本发明提出的AP通过配置IP地址池管理移动终端IP地址分配的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例，并参照附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明提出的在移动终端通过AP直接访问分组数据业务的网络结构中，一种为移动终端分配IP地址的方法，可以应用于图1所示的AP和AG单独组网的网络架构下，也可以应用于如图2所示的该网络和现有的3G网络相结合的网络架构下，其具体的实现过程是相同的。在这里所述的3G网络为UMTS网络、GPRS网络、CDMA2000网络和TD-SCDMA网络等。下面我们将在移动终端通过AP直接访问分组数据业务网络和现有3G网络相结合的网络架构下，详细说明本发明。

当移动终端通过AP直接访问分组数据业务时，本发明提出的一种移动终端IP地址分配方法，由于移动终端通过无线接入节点AP直接访问分组数据网络而不经过无线接入网关AG设备，所以我们提出由无线接入节点AP管理移动终端的IP地址分配过程。当由AP管理移动终端IP地址的分配时，可以采用四种方式来进行：AG控制AP管理移动终端IP地址的分配，AP可以作为DHCP客户端，也可以作为DHCP中继，也可以根据移动终端的信息作为DHCP客户端或DHCP中继，也可以通过配置静态IP地址池的方法实现在移动终端直接访问分组数据业务情况下的IP地址分配。下面我们将分别加以说明。

本发明的第一实施方式，如图3所示，在本网络架构下，由AP管理移动终端IP地址的分配，AP作为DHCP客户端使用，来管理移动终端IP地址的分配，包括如下步骤：

步骤301，移动终端MS向AG发送激活PDP上下文请求消息；

移动终端在该消息中，携带接入点名APN，它用来指示移动终端是使用AP还是GGSN接入分组数据网络：

当移动终端指示使用GGSN接入分组数据网络时，AG将请求消息发送给GGSN，后续流程和3GPP流程中终端IP地址分配方式相同，这里不再描述；

当移动终端指示使用AP接入分组数据网络时，则AG继续该流程，控制AP管理移动终端IP地址的分配。

步骤302～步骤303，为移动终端和AP之间、AP和AG之间的无线承载链路建立过程。

步骤304，AG向AP发送分配PDP IP请求消息；

该消息包括事务号、移动终端标识、PDP标识、PDP IP类型信息，其中事务号由AG分配，用来唯一的标识一次申请IP地址请求/响应过程；移动终端标识用来唯一标识请求接入的移动终端，可以是IMSI，或P_TMSI等；PDP IP类型指示移动终端支持的IP类型。AG通过该消息向AP请求PDP IP地址消息。

步骤305，AP作为DHCP客户端向DHCP服务器激活DHCP流程；

AP收到分配PDP IP请求消息后，AP向DHCP服务器发起DHCP请求，由DHCP服务器分配一个IP地址，并在DHCP响应中发送给AP，DHCP流程为标准的国际流程，在这里不再描述。

步骤306，AP向AG发送分配PDP IP响应消息；

AP从DHCP服务器获取IP地址信息后，将IP地址作为PDP IP地址通过该消息通知AG；该消息中包括信元：事务号，移动终端标识，PDP标识，移动终端PDP IP地址；如果AP没有获取IP地址，则消息中不需要携带移动终端PDP IP地址。

步骤307，AG向移动终端发送激活PDP上下文接收消息；

UMTS AG收到分配PDP IP响应消息后，获得消息中的PDP IP，并通过激活PDP上下文接受消息通知移动终端。

AP作为DHCP客户端完成了移动终端IP地址信息的分配，需要指出的是，在上述步骤301中，当在AP和AG单独组网的网络架构中，移动终端只是通过AP接入分组数据网络，激活PDP上下文请求消息中可以不用携带APN信息。

下面我们介绍本发明的第二实施方式，如图4所示，在本网络架构下，由AP管理移动终端IP地址的分配，AP作为DHCP中继使用，来管理移动终端IP地址的分配，包括如下步骤：

步骤401，移动终端MS向AG发送激活PDP上下文请求消息；

当移动终端指示使用AP接入分组数据网络时，则AG继续该流程，控制AP进行IP地址的分配。

步骤402～步骤403，为移动终端和AP之间、AP和AG之间的无线承载链路建立过程。

步骤404，AG向移动终端发送激活PDP IP上下文接收消息；

在该消息中，PDP IP地址为0。

步骤405，移动终端通过AP向DHCP服务器发起DHCP请求，获取IP地址信息；

移动终端收到激活PDP上下文接收消息后，检查PDP IP地址为0时，移动终端发起DHCP流程；或如果移动终端中记录该响应对应的请求中的IP地址分配方式，则移动终端不用判断PDP IP地址是否为0；AP向DHCP服务器转发DHCP流程，DHCP服务器分配IP地址，AP从DHCP流程中获取终端IP地址。

步骤406，AP向AG发送更新PDP IP请求消息；

AP获取DHCP服务器给移动终端分配的IP地址后，构造更新PDP IP请求消息，消息中携带PDP IP地址，通知AG更新对应的PDP上下文中的PDP IP地址。

步骤407，AG向AP发送更新PDP IP响应消息；

AG利用接收到的PDP IP地址信息更新对应的PDP上下文中的IP地址信息，并向AP发送更新PDP IP响应消息，在该消息中携带有事务号，移动终端标识，PDP标识，响应结果等信息。

步骤408，AP向移动终端发送更新PDP上下文请求；

AP判断更新PDP IP响应消息中的响应结果，如果更新成功，则AP向移动终端发送更新PDP上下文请求。

步骤409，移动终端向AP发送更新PDP上下文响应消息。

AP作为DHCP中继完成了移动终端IP地址信息的分配，需要指出的是，在上述步骤301中，当在AP和AG单独组网的网络架构中，移动终端只是通过AP接入分组数据网络，激活PDP上下文请求消息可以不用携带APN信息。

下面我们将介绍AP为移动终端分配IP地址的第三种实施方式，该实施方式将上述两种IP地址分配方法结合起来，同时在系统种使用，如图5所示，包括如下步骤：

步骤501，移动终端向AG发送激活PDP上下文请求消息；

利用该方法，我们在移动终端中配置三种APN标识，分别用来指示移动终端是通过GGSN接入分组数据网络、通过AP接入分组数据网络由AG发起分配PDP IP请求和通过AP接入分组数据网络由移动终端发起分配PDP IP请求；在AG中，我们配置两种APN标识，分别用来指示由AG发起分配PDP IP请求和由移动终端发起分配PDP IP请求。当然在AP和AG单独组网的网络结构中，在移动终端中可以不用配置第一种APN标识。

步骤502，AG根据接收到的APN标识，判断移动终端是通过AP接入分组数据网络还是通过GGSN接入分组数据网络；

当APN指示移动终端通过GGSN接入分组数据网络时，转步骤503；当APN指示移动终端通过AP接入分组数据网络时，转步骤504。

步骤503，AG将激活PDP上下文请求发送给GGSN，后续流程和3GPP流程中终端IP地址分配方式相同，这里不再描述。

步骤504，AG根据APN，判断AP以何种方式进行IP地址的分配；

当APN指示由AG发起分配PDP IP请求时，转步骤505；当APN指示由移动终端发起分配PDP IP请求时，转步骤506。

步骤505，AP作为DHCP客户端管理移动终端IP地址的分配；

AG发起分配PDP IP的请求，AP作DHCP客户端管理移动终端IP地址的分配，具体的工作流程和第一实施例中AP作为DHCP客户端的工作流程相同，在这里不再重复。

步骤506，AP作为DHCP中继管理移动终端IP地址的分配；

移动终端向AP发起更新PDP IP地址的请求，AP作为DHCP中继管理移动终端IP地址的分配，具体的工作流程和第二实施例中的AP作为DHCP中继的工作流程相同，在这里不再重复。

在第三实施方式中，我们通过APN标识，来选择如何为移动终端分配IP地址信息，增加了系统分配IP地址信息的灵活性，结合了两种IP地址分配方式的优点。

另外，我们还可以采用静态的方式为请求接入的移动终端分配IP地址，在第四实施例中，我们将结合图6来说明这种IP地址分配方式。

在使用该方法时，我们首先在AP中配置静态IP地址池，即通过将一段或多段IP地址写入到AP的数据库中，当移动终端向AP发出请求时，AP从IP地址池中按一定的规则取出IP地址，分配给移动终端，具体的工作流程如图6所示。

步骤601，移动终端发送激活PDP上下文请求消息；

同样，当在AP和AG单独组网的网络架构中，移动终端只是通过AP接入分组数据网络，激活PDP上下文请求消息中可以不用携带APN信息。

当AP收到移动终端的激活PDP上下文请求消息后，从配置的IP地址池中选取一个IP地址作为移动终端PDP IP填充在激活PDP上下文请求消息中，通知AG。

步骤602～步骤603，为移动终端和AP之间、AP和AG之间的无线承载链路建立过程。

步骤604，AG向移动终端发送激活PDP上下文接受消息；

AG将激活PDP上下文请求消息中的PDP IP取出填充在激活PDP上下文接受消息中通知移动终端，更新PDP上下文。

综上所述，本发明提出的在移动终端通过AP直接访问分组数据网络中的一种移动终端IP地址分配方法，较好的解决了在该种网络结构中，为移动终端分配IP地址的问题。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种移动终端IP地址分配方法，其特征在于，移动终端通过无线接入节点AP访问分组数据网络时，无线接入节点AP管理移动终端IP地址的分配。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，无线接入节点AP作为DHCP客户端，管理移动终端IP地址的分配；或者，根据移动终端的请求，作为DHCP客户端，管理移动终端IP地址的分配。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，无线接入节点AP作为DHCP中继，管理移动终端IP地址的分配；或者，根据移动终端的请求，作为DHCP客户端，管理移动终端IP地址的分配。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，无线接入节点AP通过配置静态IP地址池，管理移动终端IP地址的分配。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

d1、移动终端向无线接入网关AG发送IP地址分配方式标识；

6、如权利要求3所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

e1、移动终端向无线接入网关AG发送IP地址分配方式标识；

7、如权利要求2或6所述的方法，其特征在于，当AP作为DHCP客户端时，管理移动终端IP地址的分配，包括步骤：

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤a1之前，进一步包括步骤：

9、如权利要求3或7所述的方法，其特征在于，当无线接入节点作为DHCP中继时，管理移动终端IP地址的分配，包括如下步骤：

b1、移动终端向无线接入节点AP发送DHCP请求；

b2、无线接入节点AP向DHCP服务器转发DHCP请求，并从DHCP服务器的DHCP响应消息中获取IP地址信息，向无线接入网关AG发送修改PDP IP请求消息；

10、如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤b1之前，进一步包括步骤：

11、如权利要求4所述的方法，其特征在于，无线接入节点AP配置静态IP地址池，管理移动终端IP地址的分配，包括步骤：

c2、无线接入节点将所述的IP地址发送给无线接入网关AG；

c3、无线接入网关AG将IP地址信息发送给移动终端。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤c1之前，无线接入节点AP首先存储一个或多个IP地址信息，形成IP地址池。