專利名稱：在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中注冊終端設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在支持終端設(shè)備移動性的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中注冊終端設(shè)備的方法。
為了在這種分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中運行數(shù)據(jù)終端設(shè)備，需要給該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個這種數(shù)據(jù)終端設(shè)備分配一個地址，該地址可以插入到每次在所述網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組中，以便在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)把數(shù)據(jù)分組正確地轉(zhuǎn)發(fā)給設(shè)定的接收終端設(shè)備。因特網(wǎng)協(xié)議版本4譬如為每個連接的計算機使用了一個地址，該地址可以被描述成通過點隔開的數(shù)字序列，其中所述的數(shù)字在被劃分成層級的系統(tǒng)中以一種與德國郵政所采用的郵區(qū)編號系統(tǒng)相類似的方法描述了計算機的地點。這種層級結(jié)構(gòu)允許以正確的方向給網(wǎng)絡(luò)的路由節(jié)點傳輸所要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組，而無需為此詳細知道該網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)。
然而，如果在不同的地點使用終端設(shè)備，而且該終端設(shè)備因所述的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而必須具有不同的地址，那么，這種網(wǎng)絡(luò)中的地址反映了該網(wǎng)絡(luò)的地理結(jié)構(gòu)這個事實將會帶來問題。若假設(shè)具有地址為a1.b1.c1.d1(其中a1，b1，c1，d1均是小于255的自然數(shù))的終端設(shè)備不是通過其所屬的節(jié)點a1.b1.c1，而是需要在另一地點通過節(jié)點a1.b2.c2進行工作的話，則該終端設(shè)備可能把那些也能到達其目的地的數(shù)據(jù)分組誤運輸?shù)皆摼W(wǎng)絡(luò)中；但這種數(shù)據(jù)分組所要到達的目標計算機的應(yīng)答將會被該計算機送到目標地址a1.b1.c1.d1。由于所述的終端設(shè)備不是位于該地點，所以所述的應(yīng)答會撲空；通信將不會實現(xiàn)。
為了至少部分地消除該問題，已經(jīng)研制移動-IP-協(xié)議。以匹配的形式，該協(xié)議也是因特網(wǎng)協(xié)議版本6標準的組成部分。該協(xié)議規(guī)定，當終端設(shè)備通過一個不是其本地節(jié)點的節(jié)點而在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)被注冊時，給其分配一個第二地址，即所謂的轉(zhuǎn)交地址。該轉(zhuǎn)交地址被傳輸給所述終端設(shè)備的本地節(jié)點處的所謂的本地代理。該本地代理于是就能夠針對該終端設(shè)備而截取通向本地節(jié)點的某些、也即設(shè)有其第一地址的數(shù)據(jù)分組，并且采用包封的形式把設(shè)有轉(zhuǎn)交地址的該數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)給位于其實際地點處的終端設(shè)備。
在支持終端設(shè)備移動性的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，譬如上述的移動-IP-網(wǎng)絡(luò)中，終端設(shè)備的注冊是與巨大的信令耗費聯(lián)系在一起的，這種耗費損害了網(wǎng)絡(luò)用于有用數(shù)據(jù)的傳輸容量。一方面，在接受所述終端設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系時必須在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)找到一個空閑的地址，該地址可以被分配給所述的終端設(shè)備，而不會存在與在所述網(wǎng)絡(luò)處運行的其它終端設(shè)備產(chǎn)生沖突的危險，另一方面，當找到該地址時必須把它傳輸給所述的終端設(shè)備，以便該終端設(shè)備能夠給由其發(fā)送的分組裝上一個正確的發(fā)送方地址，而且還必須把所述找到的地址通知給本地代理，以便該本地代理能正確地轉(zhuǎn)發(fā)被發(fā)送給所述第一地址的分組。
當終端設(shè)備經(jīng)移動無線網(wǎng)的無線連接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信時，這種缺點是非常有防礙的，因為此處的傳輸帶寬特別對于傳輸那些對系統(tǒng)的功能性重要的信息 譬如必須通過高效地防止傳輸差錯而傳輸?shù)牡刂肥禽^緊張的。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供如下一種方法，它允許以低的信令耗費在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中注冊移動終端設(shè)備。
該任務(wù)由具有權(quán)利要求1所述特征的方法來解決。該方法是基于以下思想，即在注冊終端設(shè)備時，許多通信網(wǎng)希望從所述的終端設(shè)備傳輸一個至少在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)表征所述終端設(shè)備或其用戶的標識，其中，該標識-尤其在長途通信網(wǎng)的情況下-可以被用來給用戶分配和計劃對網(wǎng)絡(luò)的使用，或者-在計算機網(wǎng)絡(luò)的情況下-被用來檢驗用戶是否有權(quán)訪問網(wǎng)絡(luò)和可能還有其中可用的數(shù)據(jù)庫存。該標識無論如何也必須從終端設(shè)備傳輸給網(wǎng)絡(luò)。因此，該標識中所含的專用信息-不必專門傳輸-可以被考慮用來計算地址。通過不但由網(wǎng)絡(luò)而且還由終端設(shè)備按照統(tǒng)一的方法執(zhí)行所述的計算，最后兩者都將擁有所述終端設(shè)備的相同地址，而不必事先已把該地址從網(wǎng)絡(luò)傳輸給所述的終端設(shè)備。
優(yōu)選的改進方案由從屬權(quán)利要求給出。
所述方法的可逆性也是值得追求的，以便確保不會給兩個終端設(shè)備分配同一個地址。
有益的是，在制造時在世界范圍內(nèi)(而不是只在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi))把所述的標識明確地分配給每個終端設(shè)備，其原因在于，此后-譬如在漫游的范圍內(nèi)-也可以在分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中注冊任意的、通常在外部網(wǎng)絡(luò)中使用的終端設(shè)備。
如果所述的終端設(shè)備是移動終端設(shè)備，則尤其將它的IMSI(國際移動用戶識別號碼)提供作為標識。
可以簡單地通過把終端設(shè)備的標識和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的標識串接起來而形成所述終端設(shè)備的地址。
下面借助附圖來詳細講述實施例。其中

圖1以能夠采用本發(fā)明的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為例示出了一種接入網(wǎng)的方案，移動終端設(shè)備通過該接入網(wǎng)可以訪問諸如因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，圖2示出了在注冊終端設(shè)備時在該終端設(shè)備和接入網(wǎng)之間交換的最重要消息的順序。
從圖1可以看出，接入網(wǎng)AN具有多個網(wǎng)關(guān)服務(wù)器GS，所述的服務(wù)器可以構(gòu)造在國家的不同地方，并分別具有通往網(wǎng)絡(luò)NW、例如因特網(wǎng)的接口。所述的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器GS在功能上是相互獨立的；它們可以多重地存在，以便使通向網(wǎng)絡(luò)NW的接入通路對各個終端設(shè)備UE而言不會太長。
因特網(wǎng)只是網(wǎng)絡(luò)NW的一個例子，可以采用此處所述的接入網(wǎng)AN來用于其接入交換。另一種應(yīng)用譬如是把公司員工的移動終端設(shè)備UE連接到公司自己的網(wǎng)絡(luò)NW。
接入網(wǎng)AN包括一個基于IP的無線接入網(wǎng)RAN，該接入網(wǎng)支持經(jīng)通信系統(tǒng)PLMN來連接終端設(shè)備UE。此處沒有詳細討論的連接終端設(shè)備的其它可能性有無線LAN，有線連接的寬帶業(yè)務(wù)，例如xDSL，F(xiàn)TTx或者寬帶有線電視CATV。
所述的無線通信系統(tǒng)PLMN具有一種由諸如GSM或UMTS等移動無線標準所公知的蜂窩結(jié)構(gòu)，這在附圖中沒有詳細示出。它包括多個基站BS，這些基站分別被分配給一個叫做小區(qū)的地理區(qū)域，并可以與停留在該小區(qū)內(nèi)的終端設(shè)備進行通信。由基站控制器分別控制與其相連的多個基站。所述的基站控制器被連接在無線接入網(wǎng)RAN的節(jié)點上。
圖2簡要地示出了在無線接入網(wǎng)RAN中注冊終端設(shè)備UE的過程。當終端設(shè)備UE想要在接入網(wǎng)RAN中注冊，以便與網(wǎng)絡(luò)NW或與連接在該接入網(wǎng)上的其它終端設(shè)備交換數(shù)據(jù)時，則它必須為此首先在移動無線通信系統(tǒng)的所述層上登錄。所述登錄過程的流程是針對各種移動無線通信標準，例如GSM、UMTS等而詳細規(guī)定的，因此這里無需詳細講述。對本發(fā)明重要的是，在圖2中由箭頭1表示的該登錄過程中，由終端設(shè)備UE向移動無線通信系統(tǒng)PLMN傳輸一個標識，該標識允許所述的移動無線通信系統(tǒng)確定終端設(shè)備的身份，并對該終端設(shè)備使用移動無線通信系統(tǒng)PLMN的資源的權(quán)利進行檢驗。所述的標識至少包括所述終端設(shè)備的IMSI(國際移動用戶識別號碼)。
登錄到移動無線通信系統(tǒng)PLMN中通常還包括把一個在此被稱為網(wǎng)絡(luò)識別符NI的移動無線通信網(wǎng)標識傳輸給終端設(shè)備UE(箭頭2)，該標識可以使終端設(shè)備或其用戶識別出該終端設(shè)備是利用多個可能被選擇的系統(tǒng)中的哪一個而被登錄的。
如果標識檢驗的結(jié)果為肯定而且終端設(shè)備可以使用所述的移動無線通信系統(tǒng)PLMN，以及如果移動無線通信系統(tǒng)PLMN還確定出由終端設(shè)備UE所請求的通信連接是一個經(jīng)無線接入網(wǎng)RAN的分組數(shù)據(jù)連接，那么在一個用箭頭3所示的消息中把所述由終端設(shè)備UE發(fā)送的標識IMSI和所述的網(wǎng)絡(luò)識別符NI傳送給接入網(wǎng)RAN。
因此，所述的終端設(shè)備UE和接入網(wǎng)RAN都知道所述的兩個標識IMSI和NI。通過把所述的兩個標識連接成一個字符串-其第一部分是網(wǎng)絡(luò)識別符NI和其第二部分是IMSI，這兩個標識符相互獨立地構(gòu)成一個地址。通過無線電傳輸?shù)刂?該地址必須被費事地防止傳輸差錯并從而需要一個大大超過原本地址字符數(shù)的信息量-是不必要的。
由于IMSI根據(jù)規(guī)定明確地表征了每個在世界范圍內(nèi)存在地移動無線終端設(shè)備，所以如此產(chǎn)生的地址必是一次性的。因此它用于接入網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)線，而不需要檢驗該地址是否已經(jīng)被分配給另一個終端設(shè)備。從而避免了因這種檢驗或搜尋一個尚未分配的地址而帶來的信令耗費。
因此，如此產(chǎn)生的地址可以直接在其生成之后被終端設(shè)備用作發(fā)送方標識，以用于從其發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)NW的數(shù)據(jù)分組(由箭頭4表示)或用于經(jīng)網(wǎng)絡(luò)NW發(fā)送給終端設(shè)備UE的數(shù)據(jù)分組，而無需事先在終端設(shè)備UE和無線接入網(wǎng)RAN之間的無線電通路上以任何方式告知所述需要采用的地址。產(chǎn)生這種地址只是基于如下信息，即該信息的無線傳輸對于終端設(shè)備登錄到移動無線通信系統(tǒng)PLMN中無論如何都是必要的。
權(quán)利要求
1.用于在支持終端設(shè)備移動性的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中注冊終端設(shè)備的方法，其中給所述的終端設(shè)備分配一個用于接收數(shù)據(jù)分組的地址，其特征在于，由所述終端設(shè)備把一個分配給它的標識傳輸給所述的網(wǎng)絡(luò)，而且由終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)按照統(tǒng)一的方法借助所述的標識來計算所述的地址。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述用于計算地址的方法是可逆的。
3.按權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在制造時在世界范圍內(nèi)把所述的標識明確地分配給每個終端設(shè)備。
4.按上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，所述方法被用于作為終端設(shè)備的移動無線終端設(shè)備，而且所述的標識是所述移動無線終端設(shè)備的IMSI。
5.按上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，通過把終端設(shè)備的標識和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的標識串接起來而形成所述的地址。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在支持終端設(shè)備移動性的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(AN)中注冊終端設(shè)備的方法。給所述的終端設(shè)備(UE)分配一個用于接收數(shù)據(jù)分組的地址，其方式是，由所述終端設(shè)備(UE)把一個分配給它的標識(IMSI)經(jīng)移動無線通信系統(tǒng)(PLMN)傳輸給所述的網(wǎng)絡(luò)(AN)，而且由終端設(shè)備(UE)和網(wǎng)絡(luò)(AN，RAN)按照統(tǒng)一的方法借助所述的標識(IMSI)來計算所述的地址(NIIMSI)。
文檔編號H04L12/28GK1618249SQ01815888
公開日2005年5月18日 申請日期2001年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月19日
發(fā)明者B·費特爾, N·格爾利希 申請人:西門子公司