專利名稱：降低在分組無線電網(wǎng)絡中的信令負載的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一個GPRS類型的分組無線電網(wǎng)絡，更特別的是涉及當一個移動臺改變諸路由區(qū)域時降低在分組無線電網(wǎng)絡中的信令負載。
一個通用的分組無線電業(yè)務(GPRS)是在GSM(用于無線電通信的全球系統(tǒng))中的一種新業(yè)務。它是在ETSI(歐洲電信標準學會)在GSM階段2+中正在進行標準化的諸項目中的一個。GPRS的工作環(huán)境是由一個或多個通過一個GPRS的主干網(wǎng)相互連接的子網(wǎng)絡業(yè)務區(qū)域組成的。一個子網(wǎng)絡包括許多分組數(shù)據(jù)業(yè)務節(jié)點，在這里將它們稱為諸GPRS支持節(jié)點(或諸代理商)，它們中的每一個都與GSM移動網(wǎng)絡連接，使得它能通過若干個基站，即諸小區(qū)為諸移動數(shù)據(jù)終端提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務。一個中間移動網(wǎng)絡提供在一個支持節(jié)點和諸移動數(shù)據(jù)終端之間的電路交換或分組交換的數(shù)據(jù)傳輸。而將諸不同的子網(wǎng)絡連接到一個外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，例如一個公眾交換分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSPDN)。于是我們能將GPRS業(yè)務用于在諸移動數(shù)據(jù)終端和諸外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間實現(xiàn)分組數(shù)據(jù)傳輸，而GSM網(wǎng)絡起著一個接入網(wǎng)絡的作用。GPRS業(yè)務網(wǎng)絡的諸特點之一是它幾乎與GSM網(wǎng)絡無關(guān)地工作。為GPRS業(yè)務設置的諸要求中的一個是它必須與諸不同類型的諸外部PSPDN網(wǎng)絡，如諸因特網(wǎng)和X.25網(wǎng)一起工作。換句話說，GPRS業(yè)務和GSM網(wǎng)絡應該能夠為所有的用戶服務，而不管它們想要通過GSM網(wǎng)絡連接的諸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的類型是什么。這意味著GSM網(wǎng)絡和GPRS業(yè)務必須支持和處理諸不同的網(wǎng)絡尋址方法和諸數(shù)據(jù)分組格式。數(shù)據(jù)分組處理也包括在一個分組無線電網(wǎng)絡中諸分組的路由。此外，諸用戶應該能夠進行從它們的本地GPRS網(wǎng)絡到一個被訪問的GPRS網(wǎng)絡的漫游。


圖1A說明在一個GPRS網(wǎng)絡中的一個典型的結(jié)構(gòu)。諸GPRS網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)不如諸GSM網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)那樣成熟。所以，我們必須將所有的GPRS術(shù)語理解為是描述性的而不是限定性的。一個典型的形成一個移動數(shù)據(jù)終端的移動臺是由在一個移動網(wǎng)絡中的一個移動臺MS和一臺與MS的數(shù)據(jù)接口連接的便攜式計算機PC組成的。移動臺可以是例如由芬蘭的諾基亞移動電話股份有限公司制造的諾基亞2110。用一個諾基亞移動電話股份有限公司制造的PCMCIA型的諾基亞蜂窩式數(shù)據(jù)卡，能將移動臺連接到任何有一個PCMCIA卡槽的便攜式個人計算機PC上。于是PCMCIA卡向PC提供一個接入點，該接入點支持用在PC中的電信應用的協(xié)議，如CCITT(國際電報電話咨詢委員會)的X.25或因特網(wǎng)協(xié)議IP。另一方面，移動臺能夠直接提供一個支持由PC應用使用的協(xié)議的接入點。進一步，能將一個移動臺3和一臺PC4結(jié)合起來形成單個裝置，在該裝置中應用有一個支持由它使用的協(xié)議的接入點。這樣一個有一臺集成的計算機的移動臺的一個例子是由芬蘭的諾基亞移動電話股份有限公司制造的一個諾基亞通信裝置9000。
以前我們已從一個典型的GSM網(wǎng)絡知道了諸網(wǎng)絡部件BSC和MSC。圖1A的結(jié)構(gòu)包括一個分開的“提供服務的GPRS支持節(jié)點(SGSN)”。支持節(jié)點控制在網(wǎng)絡方的分組無線電業(yè)務的某些工作。諸工作包括用諸移動臺MS接入和退出系統(tǒng)，用諸移動臺MS進行諸路由區(qū)域更新和數(shù)據(jù)分組路由到諸正確的目的地。在本申請中，我們應將術(shù)語“數(shù)據(jù)”廣義地理解為與在一個數(shù)字電信系統(tǒng)中任何傳輸?shù)揭粋€終端或從一個終端傳輸出來的信息有關(guān)。信息能夠包括編碼成數(shù)字形式的語音，在諸計算機之間的數(shù)據(jù)通信，用戶傳真數(shù)據(jù)，程序碼的諸短段等。將在數(shù)據(jù)傳輸外的信息，如用戶數(shù)據(jù)和諸相關(guān)的查詢，諸路由區(qū)域更新等，稱為信令。能使SGSN節(jié)點位在一個基站BTS，一個基站控制器BSC或一個移動交換中心MSC上，或者它能和所有的這些部件分開。在SGSN節(jié)點和基站控制器BSC之間的接口稱為一個GB接口。一個由一個基站控制器BSC管理的區(qū)域稱為一個基站子系統(tǒng)BSS。
中間的移動網(wǎng)絡在一個支持節(jié)點和移動數(shù)據(jù)終端設備之間提供分組交換數(shù)據(jù)傳輸。而諸不同的子網(wǎng)絡通過一個特定的GPRS網(wǎng)關(guān)(gateway)支持節(jié)點SGSN連接到一個外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，例如一個PSPDN(分組交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng))。于是我們用GPRS業(yè)務完成在諸移動數(shù)據(jù)終端和諸外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間的分組數(shù)據(jù)傳輸，而GSM網(wǎng)絡起著一個接入網(wǎng)絡的作用。另一方面，能用一個路由器代替網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN。下面，我們也應將術(shù)語“網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN”理解為與一個其中已用一個路由器代替網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
在圖1A中，連接到GSM網(wǎng)絡的GPRS網(wǎng)絡包括許多提供服務的GPRS支持節(jié)點SGSN和一個網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點SGSN。諸不同的支持節(jié)點SGSN和GGSN通過一個操作員內(nèi)的主干網(wǎng)相互連接起來。我們應該懂得一個GPRS網(wǎng)絡可以包括任何數(shù)目的支持節(jié)點SGSN和網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN。
在一個蜂窩式分組無線電網(wǎng)絡中每個支持節(jié)點SGSN管理在一個或多個節(jié)點的區(qū)域中的一個分組數(shù)據(jù)業(yè)務。為了實施這種管理，將每個支持節(jié)點SGSN連接到GSM系統(tǒng)的某個本地部分，典型地連接到一個移動業(yè)務交換中心，但是在某些情形中將它直接連接到一個基站子系統(tǒng)BSS，即連接到一個基站控制器BSC或一個基站BTS可能是優(yōu)先的。在一個小區(qū)中的一個移動臺MS通過一個無線電接口與一個基站BTS進行通信，并進一步通過一個移動網(wǎng)絡與支持節(jié)點SGSN進行通信，該小區(qū)就屬于支持節(jié)點SGSN的業(yè)務區(qū)域。原則上，在支持節(jié)點SGSN和移動臺MS之間的移動網(wǎng)絡只在這兩者之間傳輸諸分組。為了這個目的，移動網(wǎng)絡能夠在一個移動臺MS和一個提供服務的支持節(jié)點SGSN之間提供或者一個電路交換連接或者分組交換數(shù)據(jù)分組傳輸。在FI934115中提出了一個在一個移動臺MS和一位代理商之間的一個電路交換連接的例子。在FI940314中提出了一個在一個移動臺MS和一位代理商之間的一個分組交換數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦印Ｈ欢?，我們應該注意到一個移動網(wǎng)絡只提供在一個移動臺MS和一個支持節(jié)點SGSN之間的一個物理連接，并且它的確切的工作和結(jié)構(gòu)與本發(fā)明無關(guān)。
例如，我們能用一個本地區(qū)域網(wǎng)完成一個將一個操作員的SGSN和GGSN相互連接起來的操作員內(nèi)主干網(wǎng)11。我們應該注意到我們也能例如通過實現(xiàn)在單臺計算機中的所有特點完成一個操作員的GPRS網(wǎng)絡，而不需一個操作員內(nèi)的主干網(wǎng)，但是根據(jù)本發(fā)明這不在諸呼叫建立原理中引起任何變化。
一個GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN將一個操作員的GPRS網(wǎng)絡連接到另一些操作員的GPRS網(wǎng)絡和諸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，如一個操作員內(nèi)的主干網(wǎng)12或一個IP網(wǎng)絡。能夠在一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN和諸其它網(wǎng)絡之間安排一個互通功能IWF，但是通常GGSN同時是IWF。操作員內(nèi)的主干網(wǎng)12是通過它諸不同的操作員的諸網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN能夠相互進行通信的網(wǎng)絡。為了支持在諸不同的GPRS網(wǎng)絡之間的GPRS漫游需要進行通信。
網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN也用于存儲諸GPRS移動臺的位置信息。GGSN也對諸移動端接(MT)的數(shù)據(jù)分組實施路由。GGSN也包括一個數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫將在一個IP網(wǎng)絡或一個X.25網(wǎng)絡中(或同時在多于一個網(wǎng)絡中)的移動臺的網(wǎng)絡地址與在一個GPRS網(wǎng)絡中的移動臺標識符結(jié)合起來。當移動臺在一個支持節(jié)點SGSN的區(qū)域內(nèi)從一個小區(qū)漫游到另一個小區(qū)時，僅在支持節(jié)點SGSN中需要一個路由區(qū)域更新，并且不需要將路由區(qū)域的改變通知網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN。當移動臺在同一個或一個不同的操作員的區(qū)域內(nèi)從一個支持節(jié)點SGSN的一個小區(qū)漫游到另一個支持節(jié)點SGSN的一個小區(qū)時，為了存儲新的被訪問的支持節(jié)點的標識符和移動臺的標識符，也在(本地)網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN中實施一個更新。
歸屬位置寄存器HLR也用于在GPRS會話的開始驗證用戶。它包括在用戶的PDP(分組數(shù)據(jù)協(xié)議)地址(諸地址)和用戶的IMSI(國際移動用戶識別)之間的定義。在GSM網(wǎng)絡中一個用戶以IMSI為基礎被識別。在圖1A中HLR通過SS7(信令系統(tǒng)7)被連接到例如移動交換中心MSC和操作員內(nèi)的主干網(wǎng)。在SS7信令系統(tǒng)與操作員內(nèi)的主干網(wǎng)之間可以有直接連接或SS7網(wǎng)關(guān)節(jié)點。原則上HLR可以與任何GPRS節(jié)點交換分組交換消息。通信的HLR方法和它與GPRS網(wǎng)絡的連接對本發(fā)明來說不是本質(zhì)的。
當將分組數(shù)據(jù)發(fā)送給一個移動臺時，通過到移動臺在其中的位置是已知的支持節(jié)點SGSN的網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN將數(shù)據(jù)路由到正確的GSM網(wǎng)絡。如果移動臺是處在一個等待模式，則以一個路由區(qū)域(RA)的精度知道它的位置。因此，如果移動臺是處在一個備用模式，則以一個小區(qū)的精度知道它的位置。
圖1B表示與路由區(qū)域維護有關(guān)的信令。為了清楚起見，圖1B被高度簡化了，只表示諸最必需的消息。例如，在圖中沒有畫出一位熟練的技術(shù)人員知道的諸資源保留和釋放。
在步驟1-1中，一個移動臺MS將一個轉(zhuǎn)播給一個節(jié)點SGSN1的路由區(qū)域更新消息記錄在網(wǎng)絡中并將它發(fā)送給網(wǎng)絡。在步驟1-2中，SGSN1將消息轉(zhuǎn)播給歸屬位置寄存器HLR。在步驟1-3和1-4中，將諸對應的確認發(fā)送給節(jié)點SGSN1和移動臺MS。在圖1B的中的水平虛線上，移動臺MS從節(jié)點SGSN1的區(qū)域移動到節(jié)點SGSN2的區(qū)域。諸步驟1-5到1-8與諸步驟1-1到1-4相對應，除了這時路由區(qū)域更新消息通過節(jié)點SGSN2行進。此外，在步驟1-9，歸屬位置寄存器HLR將一個路由區(qū)域取消發(fā)送給節(jié)點SGSN1，該節(jié)點從它的寄存器刪除關(guān)于移動臺MS的數(shù)據(jù)。在圖1B中的假設是移動臺在它的本地網(wǎng)絡內(nèi)漫游。如果移動臺在一個被訪問的網(wǎng)絡(例會網(wǎng)絡1)中漫游，則應將路由區(qū)域更新進一步通過諸網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN路由到本地網(wǎng)絡(類似于網(wǎng)絡2)。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中的一個問題是一方面在支持節(jié)點SGSN和網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN之間和另一方面在支持節(jié)點SGSN和歸屬位置寄存器HLR之間產(chǎn)生大的信令負載。特別是當支持節(jié)點SGSN有一個小的業(yè)務區(qū)域時，產(chǎn)生很大的信令負載。在那種情形中，一個正在漫游的移動臺在網(wǎng)絡中引起很多的信令(諸路由區(qū)域更新)。每次當一個移動臺MS從一個老的支持節(jié)點(例如SGAN1)的區(qū)域移動到一個新的支持節(jié)點(例如SGAN2)的區(qū)域時，它將一個路由區(qū)域更新消息發(fā)送給網(wǎng)絡。這在網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN和兩個支持節(jié)點SGSN之間產(chǎn)生信令。因為必須將關(guān)于在諸路由區(qū)域中的一個變化的信息通過整條路徑轉(zhuǎn)播給移動臺的本地網(wǎng)絡，所以當移動臺在不同于它的本地網(wǎng)絡的另一個網(wǎng)絡的區(qū)域內(nèi)漫游時該問題處在它最壞的情形中。
此外，諸現(xiàn)有技術(shù)的GPRS的建議提出將關(guān)于一個移動臺MS位置的信息總是保留在網(wǎng)絡的歸屬位置寄存器HLR中。顯然在一個網(wǎng)絡部件(歸屬位置寄存器)中所有移動臺在網(wǎng)絡中位置的連續(xù)的更新會對所述的網(wǎng)絡部件造成不合理的負載。
于是，本發(fā)明的一個目的是提供一種方法和一種設備，用于實施為了解決與重的信令負載和加在歸屬位置寄存器HLR上的負載有關(guān)的諸上述問題的方法。通過以在諸獨立的權(quán)利要求項中公開的內(nèi)容為特征的一種方法和一種設備達到本發(fā)明的諸目的。而在諸不獨立的權(quán)利要求項中公開了本發(fā)明的諸優(yōu)先實施例。
首先，本發(fā)明是以一個能在一個廣闊的區(qū)域內(nèi)處理大量消息的SGSN節(jié)點是很難用常規(guī)的技術(shù)來實現(xiàn)的觀察為基礎的。換句話說，常規(guī)的技術(shù)為一個SGSN節(jié)點提供很差的可量測性。
本發(fā)明也是以下面的方式實現(xiàn)支持節(jié)點SGSN的功能為基礎的。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)先實施例一個支持節(jié)點有多個用于數(shù)據(jù)傳輸和處理諸給定的路由區(qū)域的IP地址。本發(fā)明的一個支持節(jié)點只需要(如一個常規(guī)的支持節(jié)點所做的那樣)一個SS7地址和一個控制IP地址(下文中也是IP1地址)。本發(fā)明的一個支持節(jié)點的諸內(nèi)部控制功能管理諸移動臺的移動性和保留關(guān)于哪個數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎P地址正在每個特殊的時間為每個移動臺服務的信息。將關(guān)于在同一個支持節(jié)點的區(qū)域內(nèi)在諸IP地址中的一個變化的信息轉(zhuǎn)播給網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN，但是不轉(zhuǎn)播給歸屬位置寄存器HLR。只在為移動臺服務的支持節(jié)點發(fā)生改變的情形中，才將關(guān)于一個移動臺的運動的信息轉(zhuǎn)播給歸屬位置寄存器。
本發(fā)明的一個應用是這樣的，即諸數(shù)據(jù)發(fā)射IP地址處理給定數(shù)目的有效連接，但是不和一個給定的區(qū)域聯(lián)系在一起。在這種情形中，在更新支持節(jié)點的一個內(nèi)部路由區(qū)域時對于網(wǎng)關(guān)節(jié)點甚至不需要位置更新。換句話說支持節(jié)點的結(jié)構(gòu)和諸任務在諸不同的部分之間的分配在本說明中保持相同。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是很大地降低了對信令的需要和加在歸屬位置寄存器HLR上的負載。另一個優(yōu)點是能夠很好地按比例改變一個支持節(jié)點，即通過增加為數(shù)據(jù)傳輸服務的諸方框或諸模塊能靈活地增加它的容量。將一個用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Ｓ玫腎P地址(下文中也為IP2，IP2′，IP2″等)給予每個數(shù)據(jù)傳輸模塊。好的可量測性再次提供因為隨著通信量的增加并不必須改變網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)(例如增加諸支持節(jié)點)，所以網(wǎng)絡規(guī)劃的制訂變得靈活的優(yōu)點，但是能靈活地增加現(xiàn)有的諸支持節(jié)點的容量。
簡單地通過一個支持節(jié)點的模塊化的實現(xiàn)能達到本發(fā)明的一些優(yōu)點，如好的可量測性(scalability)。換句話說，為數(shù)據(jù)傳輸服務的諸部分構(gòu)成一個分開的模塊，并且支持節(jié)點包括已經(jīng)在裝置上的用于多模塊裝配的諸機械的，電的和軟件的設備。在諸其它的網(wǎng)絡部件中所需的改變是最少的或者完全不需要諸改變。
下面，我們將參照所附的諸圖并結(jié)合諸優(yōu)先實施例對本發(fā)明進行描述，其中圖1A表示一個分組網(wǎng)絡的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)；圖1B表示在一個通用的水平上進行的現(xiàn)有技術(shù)的路由區(qū)域更新；圖2表示當為一個移動臺服務的支持節(jié)點發(fā)生改變時，依照本發(fā)明的一個實施例與路由區(qū)域維護有關(guān)的信令；圖3表示當一個移動臺的路由區(qū)域和為移動臺服務的數(shù)據(jù)傳輸模塊在同一個支持節(jié)點內(nèi)發(fā)生改變時，在一個支持節(jié)點中的內(nèi)部信令；圖4表示當它已經(jīng)接收到一個編址到一個移動臺的數(shù)據(jù)分組時，通過一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點開始的由該網(wǎng)關(guān)節(jié)點激勵的一個PDP(程控數(shù)據(jù)處理機)的前后關(guān)系激勵過程；和圖5是一個表示本發(fā)明的一個支持節(jié)點的一個優(yōu)先實現(xiàn)的方框圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明在兩個支持節(jié)點SGSN之間的一個路由區(qū)域更新。在圖2中GTP涉及諸數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務而MAP涉及諸信令業(yè)務。我們結(jié)合圖5對支持節(jié)點的諸其它的內(nèi)部模塊進行較詳細的描述。在步驟2-0中，一個移動臺MS將一個路由區(qū)域更新請求發(fā)送給一個新的支持節(jié)點SGSN。SGSN節(jié)點有一個由它支配的諸路由區(qū)域?qū)Φ那鍐?，這些路由區(qū)域?qū)χ赋鲈谀莻€特殊的和諸其它的SGSN節(jié)點的諸IP地址與諸路由區(qū)域之間的相關(guān)性。SGSN地址明確地知道它自己的諸數(shù)據(jù)傳輸模塊IP的諸路由區(qū)域。SGSN能夠以兩種方式看到諸IP地址對和諸其它的SGSN節(jié)點的諸路由區(qū)域SGSN看到或者與它們的諸控制IP地址相關(guān)的或者直接組合到諸數(shù)據(jù)傳輸模塊的諸IP地址的諸其它的SGSN節(jié)點的諸路由區(qū)域。圖2表示用后一個模式的信令。這個模式的優(yōu)點是將數(shù)據(jù)直接路由到正確的地址。必須通過一個數(shù)據(jù)傳輸IP地址將與諸隧道的產(chǎn)生，適配和排除相關(guān)的諸消息發(fā)送出去。新的支持節(jié)點在由移動臺發(fā)送的老的路由區(qū)域識別(消息2-0)的基礎上推導出老的支持節(jié)點的地址。
在步驟2-1中，新的SGSN將一個請求它發(fā)送PDP前后關(guān)系數(shù)據(jù)的消息“SGSN前后關(guān)系請求”發(fā)送給老的SGSN節(jié)點。在步驟2-2中執(zhí)行這個任務。在步驟2-3中，新的SGSN將如有與所述的移動臺有關(guān)的諸有效連接一樣多的“更新PDP前后關(guān)系請求”的消息發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN。用n表示這個數(shù)目。諸消息至少包括TID(隧道標識符)，QoS(業(yè)務的質(zhì)量)和IP2作為諸參數(shù)。最后一個IP2是特殊的移動臺用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎P地址。在步驟2-4中，GGSN通過發(fā)送n個確認進行回答。在步驟2-5和2-6中，老的SGSN(它的存儲器包含編址到移動臺MS的數(shù)據(jù))將編址到移動臺的數(shù)據(jù)發(fā)送給新的SGSN節(jié)點。(諸步驟2-5和2-6也可以同時發(fā)生或與諸步驟2-3和2-4交替地發(fā)生)。在步驟2-7中，新的SGSN將一個路由區(qū)域更新消息“UPDATE GPRS位置”發(fā)送給歸屬位置寄存器HLR，該路由區(qū)域更新消息的諸參數(shù)包括移動臺的IMSI，在SS7系統(tǒng)中的SGSN節(jié)點的地址和SGSN節(jié)點的IP1地址，即通過它發(fā)生到所述的移動臺的信令的IP地址。在步驟2-8中，HLR取消來自老SGSN節(jié)點的關(guān)于移動臺的用戶數(shù)據(jù)。步驟2-9是一個相應的確認。在步驟2-10中，HLR將關(guān)于移動臺的用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到一個消息“插入用戶數(shù)據(jù)”中。諸步驟2-11到2-15是諸接受通告和以前發(fā)送的諸消息的諸確認。
圖3表示當為一個移動臺服務的IP2地址發(fā)生改變時，在本發(fā)明的一個SGSN節(jié)點的區(qū)域內(nèi)的一個路由區(qū)域更新。在步驟3-1中，在GGSN節(jié)點中對于每個有效的PDP前后關(guān)系，更新新的數(shù)據(jù)傳輸模塊的IP地址。在步驟3-3中，新的數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)出它已經(jīng)準備好從老的數(shù)據(jù)傳輸模塊接收諸分組的通知。在步驟3-4發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸。最后，在諸步驟3-7和3-8中，對新的數(shù)據(jù)傳輸模塊建立起諸用戶數(shù)據(jù)傳輸鏈路，并從老的數(shù)據(jù)傳輸模塊釋放諸用戶數(shù)據(jù)傳輸鏈路。圖2和3之間的一個基本的不同在于在圖3的情形中，當在同一個SGSN節(jié)點的區(qū)域內(nèi)路由區(qū)域發(fā)生改變時，不將一個路由區(qū)域更新轉(zhuǎn)播給歸屬位置寄存器HLR。
圖4表示一個通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN開始的PDP前后關(guān)系激勵過程。在這種情形中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點的存儲器包含編址到一個移動臺的數(shù)據(jù)，但是它沒有一個與移動臺相關(guān)的有效的PDP前后關(guān)系。在步驟4-1中，GGSN向歸屬位置寄存器詢問路由數(shù)據(jù)，在步驟4-2中歸屬位置寄存器返回路由數(shù)據(jù)。在步驟4-3，GGSN通知支持節(jié)點SGSN數(shù)據(jù)正進入移動臺并請求支持節(jié)點激勵PDP前后關(guān)系。在步驟4-5，SGSN請求移動臺將一個PDP前后關(guān)系激勵請求發(fā)送出去，在步驟4-6中實施該發(fā)送。在步驟4-7中，支持節(jié)點SGSN請求網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN在它的存儲器中為所述的移動臺產(chǎn)生一個PDP前后關(guān)系，在步驟4-8中GGSN對此進行確認。在步驟4-9中，SGSN將前后關(guān)系激勵的接受通知移動臺。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)先實施例一個SGSN的方框圖。SGSN節(jié)點包括三個主要的方框諸SS7信令業(yè)務(對于SS7網(wǎng)關(guān))51，諸SGSN登記業(yè)務52和諸數(shù)據(jù)傳輸/傳送層業(yè)務53。諸方框51和52一起與信令圖中的方框GTP/IP1相對應，方框53與方框GTP/IP2相對應。方框51和52之間的區(qū)分對于本發(fā)明來說不是必需的，它們可以在同一個方框，即模塊中。相反地，可以有多于一個的數(shù)據(jù)傳輸/信令方框53是很重要的。換句話說，支持節(jié)點至少包括為了支持多個方框，即諸模塊53的諸機械的，電的和軟件的接口或設備，每個模塊53有它的專用的IP地址。這意味著當通信量增加時，能夠容易地增加支持節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸容量。
通過方框51，SGSN節(jié)點有一個到歸屬位置寄存器HLR和諸移動交換中心MSC/VLR的通用的SS7接口。方框51負責對圖5所示的諸協(xié)議的執(zhí)行。對于一位熟練的技術(shù)人員來說可從諸ITU-T建議知道這些協(xié)議。
方框52包括諸用戶登記業(yè)務54和一個訪問者數(shù)據(jù)庫55。后者用于存儲用戶數(shù)據(jù)，有效的PDP前后關(guān)系數(shù)據(jù)和為移動臺服務的IP2地址(方框53的識別)。
方框53完成SGSN節(jié)點的諸數(shù)據(jù)傳輸/傳送層業(yè)務。在圖5的例子中，方框53完成下列的諸任務或諸協(xié)議GMM＝GPRS移動性管理SM＝會話管理員GSMS＝GPRS短消息業(yè)務LLC＝邏輯鏈路控制，OSI模型鏈路層BSSGP＝BSS GPRS協(xié)議GTP＝GPRS隧道協(xié)議SNDCP＝與子網(wǎng)絡有關(guān)的收斂協(xié)議UDP/IP＝用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議L1＝層1，到例如一個本地區(qū)域網(wǎng)的一個OSI模型的第一層的接口NS/FR＝為了將諸數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)播到諸其它的網(wǎng)絡部件的諸網(wǎng)絡業(yè)務/幀中繼最初的三個協(xié)議一起在一個移動臺和一個支持節(jié)點SGSN之間形成諸RIL-3層(無線電接口層3)的協(xié)議。本質(zhì)上從常規(guī)的GPRS網(wǎng)絡和SGSN節(jié)點知道所有的這些任務和協(xié)議。新穎之處是產(chǎn)生一個SGSN節(jié)點，在該節(jié)點中當通信量增加時，可以復制用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹T方框或諸模塊53，使得每個數(shù)據(jù)傳輸方框都有一個用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Ｓ玫腎P地址(IP2，IP2′等)。
圖5表示本發(fā)明的支持節(jié)點SGSN的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的影響可從本發(fā)明的支持節(jié)點能夠為一個比一個常規(guī)的支持節(jié)點大得很多的地理區(qū)域服務這點中看出。例如，在圖1A中，根據(jù)本發(fā)明一個SGSN能夠以這樣一種用根據(jù)本發(fā)明的支持節(jié)點的一個數(shù)據(jù)傳輸模塊53代替兩個常規(guī)的支持節(jié)點的方式，完成諸節(jié)點SGSN1和SGSN2的諸任務。諸標準不規(guī)定能與一個支持節(jié)點相連接的諸基站系統(tǒng)的數(shù)目。這主要依賴于支持節(jié)點的容量，利用本發(fā)明能夠很大地改善該容量。在圖1A中，SGSN3的為三個基站控制器BSC服務。
我們已經(jīng)通過在GSM/GPRS網(wǎng)絡中的例子對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明不限于此。本發(fā)明的支持節(jié)點可以是一個GPRS網(wǎng)絡的一個SGSN節(jié)點，但是同樣好地它也可以是一個稱為第三代移動系統(tǒng)的PDAN節(jié)點(分組數(shù)據(jù)存取節(jié)點)的節(jié)點。
權(quán)利要求
1.一個在一個分組無線電網(wǎng)絡中保持一位移動用戶(MS/PC)位置的方法，該分組無線電網(wǎng)絡至少包括下列的每種網(wǎng)絡部件中的一個一個支持節(jié)點(SGSN)，一個歸屬位置寄存器(HLR)和一個移動交換中心(MSC/VLR)；在該方法中將關(guān)于一位移動用戶的永久的用戶數(shù)據(jù)保存在歸屬位置寄存器并將屬于每個有效連接的數(shù)據(jù)在每個特殊的時間保存在為移動用戶服務的支持節(jié)點中；對于每個支持節(jié)點，對于與一個移動用戶位置更新相關(guān)的信令定義一個與由支持節(jié)點服務的整個區(qū)域相對應的第一個地址(IP1)；當為移動用戶服務的支持節(jié)點發(fā)生改變時，將關(guān)于一個移動用戶位置更新的信息從支持節(jié)點傳遞到歸屬位置寄存器。本發(fā)明的特征在于對支持節(jié)點定義至少一個第二個地址(IP2)，該地址是一個在和所述的第一個地址(IP1)相同的地址系統(tǒng)中的地址；基本上用于到或來自一個移動用戶的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡诙€地址(IP2)，和基本上用于在數(shù)據(jù)傳輸外的信令的第一個地址(IP1)。
2.一個如權(quán)利要求1中所述的方法，它的特征在于將由支持節(jié)點(SGSN)服務的區(qū)域分成諸子區(qū)域，對諸子區(qū)域中的每一個定義一個分開的第二個地址(IP2，IP2′，IP2″)；和僅當為移動用戶服務的支持節(jié)點(SGSN)發(fā)生改變時，將一個移動用戶(MS/PC)的位置更新通知歸屬位置寄存器(HLR)，但當移動用戶的子區(qū)域發(fā)生改變時不通知。
3.一個如權(quán)利要求2中所述的方法，它的特征在于當移動臺的子區(qū)域發(fā)生改變和與此同時第二個地址(IP2，IP2′，IP2″)也發(fā)生改變時將一個移動用戶(MS/PC)的位置更新通知一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點(GGSN)。
4.一個如權(quán)利要求1中所述的方法，它的特征在于所述的第二個地址(IP2)也與由所述的支持節(jié)點服務的整個區(qū)域相對應。
5.在一個分組無線電網(wǎng)絡中的一個支持節(jié)點(SGSN)，用該節(jié)點為在一個電信系統(tǒng)中的一位移動用戶(MS/PC)服務，該電信系統(tǒng)包括一個歸屬位置寄存器(HLR)和至少一個移動交換中心和訪問者位置寄存器(MSC/VLR)，其中將支持節(jié)點用于支持諸移動臺的位置更新和到或來自移動用戶的數(shù)據(jù)傳輸；將至少一個與由在分組無線電網(wǎng)絡中的支持節(jié)點服務的區(qū)域相對應的第一個地址(IP1)給予支持節(jié)點；該支持節(jié)點的特征在于將至少一個第二個地址(IP2)分配給支持節(jié)點(SGSN)，第二個地址(IP2)是一個在與所述的第一個地址(IP1)相同的地址系統(tǒng)中的地址；將第二個地址(IP2)基本上用于數(shù)據(jù)傳輸，而將第一個地址(IP1)基本上用于在數(shù)據(jù)傳輸外的信令。
6.一個如權(quán)利要求5中所述的支持節(jié)點，它的特征在于將它用于支持一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中將由支持節(jié)點(SGSN)服務的區(qū)域分成諸子區(qū)域，對于諸子區(qū)域中的每一個定義一個分開的第二個地址(IP2，IP2′，IP2″)；僅當為移動用戶服務的支持節(jié)點(SGSN)發(fā)生改變時，將一個移動用戶(MS/PC)的位置更新通知歸屬位置寄存器(HLR)，但當移動用戶的子區(qū)域發(fā)生改變時不通知。
7.一個如權(quán)利要求6中所述的支持節(jié)點，它的特征在于當移動臺的子區(qū)域發(fā)生改變和與此同時第二個地址(IP2，IP2′，IP2″)也發(fā)生改變時，用該支持節(jié)點將一個移動用戶(MS/PC)的位置更新通知一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點(GGSN)。
8.一個如權(quán)利要求5到7中任何一個中所述的支持節(jié)點，它的特征在于它包括一個信令方框(51)，為了優(yōu)先地通過SS7信令系統(tǒng)，將歸屬位置寄存器和/或諸移動交換中心(MSC/VLR)連接到一個網(wǎng)絡上；一個數(shù)據(jù)傳輸方框(53)，為了轉(zhuǎn)播到或來自一位移動用戶的諸數(shù)據(jù)分組；一個寄存器方框(52)，為了存儲用戶和前后關(guān)系數(shù)據(jù)并為了和諸信令方框(51)及諸數(shù)據(jù)傳輸方框(53)一起保持諸移動用戶的位置；其中對信令方框(51)定義一個第一個地址(IP1)和對數(shù)據(jù)傳輸方框(53)定義一個第二個地址(IP2)。
9.一個如權(quán)利要求8中所述的支持節(jié)點，它的特征在于用它支持裝配在那里的多個數(shù)據(jù)傳輸方框(53，53′，53″)，每個數(shù)據(jù)傳輸方框都為在分組無線電網(wǎng)絡中的一個預先確定的區(qū)域服務，并且每個數(shù)據(jù)傳輸方框都有一個分開定義的第二個地址(IP2，IP2′，IP2″)；監(jiān)視諸移動用戶(MS/PC)的位置并指定包含在支持節(jié)點中的諸數(shù)據(jù)傳輸方框(53，53′，53″)中最適合的方框為移動用戶服務；僅當為移動用戶服務的支持節(jié)點(SGSN)發(fā)生改變時，將一個移動用戶(MS/PC)的位置更新通知歸屬位置寄存器(HLR)，但當在同一個支持節(jié)點中的數(shù)據(jù)傳輸塊(53，53′，53″)發(fā)生改變時不通知。
全文摘要
在一個分組無線電網(wǎng)絡中的一個支持節(jié)點(SGSN),將該節(jié)點用于支持諸移動臺的位置更新和到一個移動用戶或來自一個移動用戶的數(shù)據(jù)傳輸。為支持節(jié)點已經(jīng)指定一個第一個地址(IP1),并且該地址對應于在分組無線電網(wǎng)絡中由支持節(jié)點給予服務的區(qū)域。此外,已經(jīng)向支持節(jié)點(SGSN)指定一個第二個地址(IP2),并且該地址屬于和所述的第一個地址(IP1)相同的地址系統(tǒng)。將第二個地址(IP2)基本上用于數(shù)據(jù)傳輸,而將第一個地址(IP1)基本上用于在數(shù)據(jù)傳輸外的信令。優(yōu)先地將由支持節(jié)點給予服務的區(qū)域分成諸子區(qū)域,對于諸子區(qū)域中的每一個指定一個第二個地址(IP2),并僅當為移動用戶服務的支持節(jié)點(SGSN)發(fā)生改變時,將一個移動用戶的位置更新通知歸屬位置寄存器(HLR),但當子區(qū)域發(fā)生改變時不通知。優(yōu)先地以這樣一種有多個數(shù)據(jù)傳輸方框(53),它們中的每一個為一個專用的子區(qū)域服務并用它的專用的第二個地址(IP2,IP2’,IP2”)的方式使支持節(jié)點模塊化。
文檔編號H04W8/06GK1256060SQ99800126
公開日2000年6月7日 申請日期1999年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月10日
發(fā)明者沃比·帕爾凱斯特 申請人:諾基亞網(wǎng)絡有限公司