CN1394449A - 从分组数据业务网络请求点对点(ppp)协议实例的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种从分组数据业务网络请求PPP实例的方法和设备，它包括被构造成向分组数据业务节点(PDSN)发送源消息的移动站，这时它离开该PDSN到达另一PDSN的附近。该消息将移动站的新位置通知新的PDSN，并指示与移动站关联的静态PPP实例的数目和每个这种PPP实例的业务参考标识符。消息中的标记可用于指示PPP实例是否是静态的(也就是移动站是否处于呼叫中)。

Description

从分组数据业务网络请求点对点(PPP)协议实例的方法和设备
发明背景
I.发明领域
本发明通常属于通信领域，特别是从分组数据业务网络请求点对点协议(PPP)实例。
II.背景
无线通信和因特网应用普及性不断提高，结合这两者的产品和业务的市场随之兴起。结果，各种提供无线因特网业务的方法和系统发展起来，无线因特网业务允许无线电话或无线终端使用者访问email、网页和其他网络资源。由于因特网上的信息被组织到离散的“数据分组”中，因此这些业务通常被称为“分组数据业务”。
在各种不同类型的无线通信系统中被用于提供无线分组数据业务的是码分多址(CDMA)系统。CDMA调制技术的使用是几种便于存在大量系统用户的通信技术中的一种。通过CDMA无线网络，因特网协议(IP)数据的成帧和传输在业内很有名，并在题为“扩频系统的数据业务选择”的TIA/EIA/IS-707-A中已有描述，下文中称为IS-707。
其他多址通信系统技术，例如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和AM调制方法，如振幅压扩单边带(ACSSB)调制，均为业内所熟知。为了便于不同公司制造的设备间互通，这些技术已经标准化了。CDMA通信系统已经由美国电信工业协会的题为“双模宽带扩频蜂窝系统的移动站基站兼容性标准”的TIA/EIA/IS-95-B标准化，下文中称为IS-95。
国际电信联盟最近要求提出在无线通信信道上提供高速率数据业务和高品质语音业务的方法提案。这些提议中的第一个由电信工业协会提出，题为“cdma2000 ITU-R RTT候选提案”，在下文中称为cdma2000。这些提议中的第二个由欧洲电信标准协会(ETSI)提出，题为“ETSI UMTS陆地无线电接入(UTRA)ITU-R RTT候选提案”，也就是熟知的“宽带CDMA”，下文中称为W-CDMA。第三个提议由U.S.TG 8/1提出，题为“UWC-136候选提案”，下文中称为EDGE。这些提案的内容是公开报告的，在业内众所周知。
为了便于使用因特网的移动分组数据业务，几种标准已被因特网工程特别任务组(IETF)开发。移动IP就是这样一种标准，被设计成当拥有IP地址的设备在整个网络(或网络群)中物理移动时，允许它与因特网交换数据。在题为“IP移动性支持”的IETF请求注释(RFC)中详细描述了移动IP，被结合参考。
其他几个IETF标准提出了参照上述命名参考的技术。点对点协议(PPP)在业内众所周知，在IETF RFC 1661中描述，题为“点对点协议(PPP)”并于1994年七月出版。PPP包括链路控制协议(LCP)和几种网络控制协议(NCP)，用于在PPP链路上建立和配置不同网络层协议。一种这样的NCP是在业内闻名的因特网协议控制系统(IPCP)，在1992年五月出版的题为“PPP因特网协议控制协议(IPCP)”的IETF RFC 1332中有描述，下文中称为IPCP。业内闻名的LCP的扩展在1994年一月出版的题为“PPP LCP扩展”的IETF RFC 1570中有描述，下文中称为LCP。
移动站，诸如带因特网连接的蜂窝或PCS电话，通常通过建立与分组数据业务节点(PDSN)的PPP链接(或PPP实例，或PPP对话)在网络上发送数据分组。移动站跨过诸如CDMA接口的RF接口，发送分组到基站或分组控制功能。基站或分组控制功能建立与PDSN的PPP实例。更多这样的PPP实例可以同时期建立(如假如电话和膝上型电脑都要求连接)。根据特殊的PPP实例，通过IP网络数据分组被从PDSN发送到本地代理(HA)。被发送到移动站的分组通过IP网络从HA发送到PDSN，通过PPP实例从PDSN发送到基站或分组控制功能，并通过RF接口从基站或分组控制功能发送到移动站。
当移动站离开一个PDSN附近，进入另一PDSN附近时，移动站发送一个源消息。假如移动站处在数据呼叫中，源消息请求重新联接或建立相关的PPP实例。否则，源消息通知新PDSN移动站的新位置。然而，任何被送到移动站的分组将被送往旧的PDSN，因为移动站没有和新的PDSN建立PPP实例。从而指定移动站的分组将丢失。因此，需要一种方法通知PDSN为新到达移动站建立的PPP实例的号码和标识。
发明摘要
本发明涉及通知PDSN为新到达移动站建立PPP实例的号码和标识的方法。因此，在发明的一个方面，提供了当移动站从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，把和此移动站关联的静态网络连接通知分组数据业务网络的方法。该方法有利地包含了从移动站发送消息的步骤，此消息包括与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识符列表。
在发明的另一方面，提供了一个移动站，它被构造成当它从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，把和此移动站关联的静态网络连接通知分组数据业务网络。移动站有利地包括天线、与天线耦合的处理器、以及与处理器可访问的处理器可读媒介，它包含处理器可执行的一组指令，用于调制并从移动站发送消息，消息包含与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识符列表。
在发明的另一方面，提供了一个移动站，它被构造成当它从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，把和此移动站关联的静态网络连接通知分组数据业务网络。移动站有利地包括一个被构造成用于从移动站发送消息的设备，消息包含与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识符列表。
在发明的另一方面，提供了一个移动站，它被构造成当它从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，把和此移动站关联的静态网络连接通知分组数据业务网络。移动站有利地包括一个用于从移动站发送消息的装置，消息包含与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识符列表。
附图概述
图1是被配置成执行分组数据联网的无线通信系统的方框图。
图2是分组数据业务结点(PDSN)的方框图。
图3A是与无线电接入网络(RAN)耦合的二个PDSN的方框图，这时移动站(MS)移动到第二个PDSN附近，但还没有建立新的PPP实例，图3B是与RAN耦合的二个PDSN的方框图，这时MS移动到第二个PDSN附近，已经建立新的PPP实例。
图4是移动站实施的方法步骤的流程图，其中通知PDSN要求建立的PPP实例的号码和标识。
较佳实施例的详细描述
在一个实施例中，执行分组数据联网的无线通信系统100包含在图1中显示的单元。移动站[n1](MS)102能够有利地执行一个或多个无线分组数据协议。在一个实施例中，MS102是运行基于IP的网页浏览器应用的无线电话。在一个实施例中，MS102没有连接任何外部设备，如膝上型电脑。在另一实施例中，MS102是一个连接着外部设备的无线电话，其中用到了一个协议选项，等同于在IS-707中所述的网络层Rm接口协议选项。在另一实施例中，MS102是一个连接着外部设备的无线电话，其中用到了一个协议选项，等同于在上述IS-707中所述的中继层Rm接口协议选项。
在一个特殊实施例中，MS102通过与无线电接入网络(RAN)106的无线通信，与因特网协议(IP)网络104通信。MS102为IP网络104生成IP分组，并将IP分组压缩成指定给分组数据业务节点(PDSN)108的帧。在一个实施例中，IP分组用点对点协议(PPP)压缩，合成的PPP字节流用无线电链路协议(RLP)通过码分多址(CDMA)网络传送。
MS102通过一个天线110调制和传送帧，将帧发送到RAN106。这些帧被RAN106通过天线112接收。RAN106把收到的帧发送到PDSN108，在这里IP分组被从收到的帧里提取出来。在PDSN108从数据流中提取出IP分组后，PDSN108将IP分组发送到IP网络104。反之，PDSN108能够通过RAN106把压缩帧发送到MS102。
在一个实施例中，PDSN108耦合到用来验证正MS102的用户业务远程验证拨号(RADIUS)服务器。PDSN108还连接着一个支持移动IP协议的本地代理(HA)。HA116有利地包括能够验证MS102，且当使用移动IP时允许MS102使用IP地址的实体。本领域熟练的技术人员意识到RADIUS服务器114可以用DLAMETER服务器或任何其它验证、授权、计算(AAA)服务器代替。
在一个实施例中，MS102产生IP分组，PDSN108与IP网络104联接。本领域熟练的技术人员意识到另一实施例可以使用除IP外的其他格式和协议。此外，PDSN108可以联接到能使用IP以外协议的网络。
在一个实施例中，RAN106和MS102使用无线扩频技术互相通信。在一个特殊的实施例中，如在美国专利号5,103,459和4,901,307中所描述的，数据使用CDMA多址技术无线传输，这两个专利转让给了本发明的受让人，并通过引用结合于此。本领域熟练的技术人员意识到在此描述的方法和技术可用于与几种可选择的调制技术联合，包括TDMA、cdma2000、W-CDMA和EDGE。
在一个实施例中，MS102有能力执行RLP、PPP、查询信号交换验证协议(CHAP)和移动IP。在一个特殊实施例中，RAN106与MS102使用RLP通信。在实施例中，PDSN108支持PPP功能，包括链路控制协议(LCP)、CHAP和PPP因特网协议控制协议(IPCP)。在实施例中，PDSN108、RADIUS服务器114和HA116物理上位于不同的物理设备中。在另一实施例中，一个或更多的这些实体可以位于相同的物理设备中。
在一个实施例中，如图2所示，PDSN200包括一个控制处理器202、一个网络分组交换机204、一个IP网络接口206和一个RAN接口208。IP网络接口206与网络分组交换机204联接。网络分组交换机204与控制处理器202和RAN接口208联接。RAN接口208接收来自RAN的数据分组(未图示)。RAN接口208接收物理接口上的数据分组。在实施例中物理接口是T3，标准数据电信接口有45Mbps传输速率。物理T3接口能由T1接口、以太网接口或其他任何用于数据联网的物理接口替代。
RAN接口208将接收到的分组发送到网络分组交换机204。在一个典型的实施例中，网络分组交换机204和RAN接口208之间的联接包括存储总线联接。RAN接口208和网络分组交换机204之间的联接可以是以太网或任何其他业内众知的各种通信链路。RAN接口208也有利地能够在同样的连接上接收来自网络分组交换机204的分组，并将分组传送到RAN。
网络分组交换机204最好是一个可配置交换机，能够在各种接口间传送分组。在一个实施例中，配置网络分组交换机204，使得所有从RAN接口208和IP网络接口206接收到的分组都发送到控制处理器202。在另一实施例中，配置网络分组交换机204，使得将来自RAN接口208的接收帧子集传送到IP网络接口206，将来自RAN接口208的接收帧剩余子集传送到控制处理器202。在一个实施例中，网络分组交换机204通过共享存储总线联接将分组发送到控制处理器202。RAN接口208和网络分组交换机204之间的联接可以是以太网或任何其他业内众知的各种通信链路。当网络分组交换机204耦合到RAN接口208和IP网络接口206时，本领域熟练的技术人员意识到网络分组交换机204能够联接更多或更少量的接口。在一个实施例中，网络分组交换机204联接单个网络接口，这个网络接口既联接IP网络(未显示)又联接RAN。在另一实施例中，网络分组交换机204合成在控制处理器202中，使得控制处理器202直接与网络接口通信。
当要求与MS(未显示)联接时，控制处理器202与RAN接口208交换信息分组。控制处理器202接收表示要求与MS联接的信息分组后，控制处理器202与MS进行PPP对话。为了进行PPP对话，控制处理器202生成PPP帧，并将PPP帧发送到RAN接口208，并解释从RAN接口208接收到的来自MS的响应。由控制处理器202生成的帧的类型包括LCP帧、IPCP帧和CHAP帧。MS可以根据1999年12月3日提交的题为“在无线通信系统中用于验证的方法和设备”的美国申请(序号还未指定)所述的方法被验证，该申请转让给了本发明的受让人，并通过引用结合于此。
控制处理器202产生分组，用于与AAA服务器(未显示)和移动IP(也未显示)交换。另外，控制处理器202为每个建立的PPP对话压缩和解压IP分组。本领域熟练的技术人员意识到控制处理器202可以使用现场可编程门阵列(FPGAs)、可编程逻辑设备(PLDs)、数字信号处理器(DSPs)、一个或多个微处理器、一个专用集成电路(ASIC)，或任何其他能够执行上述PDSN功能的设备实现。
在一个实施例中，分组被发送到网络分组交换机204，依次将分组发送到IP网络接口206来发送到IP网络。IP网络接口206在物理接口上传输分组。在一个实施例中，物理接口是T3，标准数据电信接口有45Mbps传输速率。物理T3接口能由T1接口、以太网接口或其他任何用于数据联网的物理接口替代。IP网络接口206也最好能够在相同的物理接口上接收分组。
如图3A所示，MS300通过与PDSN304建立PPP实例302，在IP网络(未显示)上发送分组数据。MS300跨过RF接口，如CDMA接口，将分组发送到一个分组控制功能或基站(PCF/BS)306。PCF/BS306与PDSN304建立一个PPP实例302。另一PPP实例308可以同时建立(如假如电话和膝上型电脑都要求联接)。根据特定PPP实例302、308，数据分组通过一个IP网络(未显示)从PDSN304发送到一个HA(未显示)。送往MS 300的分组通过IP网络从HA送到PDSN304，通过PPP实例302、308从PDSN304送到PCF/BS306，并通过RF接口从PCF/BS306送到MS300。PCF/BS306包括一个PCF/BS表310。PCF/BS表310包括一系列MS标识符(MS_IDs)、业务参考标识符(SR_IDs)和RAN-TO-PDSN接口(R-P)标识符(R-P IDs)。PDSN304包括一个PDSN表312。PDSN表312包括一系列IP地址、MS_IDs、SR_IDs和R-P IDs。PDSN304可以有一个以上的PCF/BS306提供服务，但为简单起见图中仅显示一个PCF/BS306联接到PDSN304。
当MS300空闲的时候(也就是没有处在电话呼叫中)，MS300发送短数据脉冲作为PPP帧。每个这样的PPP帧包括一个SR_ID，用来标识在PPP实例302，308中哪个是PPP帧的目的地。如本领域熟练的技术人员所知，PPP帧压缩其它协议。在一个典型的实施例中，PPP帧压缩一个传输控制协议(TCP)帧，并标识出被压缩的TCP帧的协议。TCP帧压缩一个IP帧，并标识出IP帧的协议。IP帧压缩一个诸如RLP帧的帧，同样包括一个来源头和一个目的地头。RLP帧可压缩一个按照如IS-95B配置的数据帧。
当MS300离开PDSN304附近，进入另一个PDSN314附近时，MS300发出一个源消息。如果MS300处在一个数据呼叫中，则这个呼叫从第一PCF/BS306“越区切换”到和第二PDSN414耦合的第二PCF/BS316。一个典型的越区切换过程在美国专利号5,267,261中有描述，该专利转让给了本发明的受让人，并通过引用结合于此。MS300然后发送一个源消息，通知第二PDSN314它的新位置，并请求建立或重新连接和这个呼叫相关的PPP实例。另外，PPP实例302,308是静态的，MS300执行一个静态传送，然后发送一个源消息，通知第二PDSN314 MS300的新位置。本领域熟练的技术人员认识到，第二PDSN314可以有不止一个PCF/BS316提供服务。但是为了简单起见，只显示一个PCF/BS316和PDSN314连接。尽管网络被告知MS300的新位置，但是MS300仍需要初始化两个新的PPP实例(因为MS300有两个静态SR_ID从属于静态PPP业务302，308)。由于两个必需的PPP实例没有被建立，新的PCF/BS316和PDSN306没有表来列出SR_ID或R-P ID。从而，发往MS300的数据分组将发送到第一PDSN 304，因为MS300没有和新的PDSN314建立一个PPP实例。因此，指定MS300的分组将丢失。
如图3B所示，在一个实施例中，一个MS318从第一PDSN320和相关PCF/BS322附近移动到第二PDSN324和相关PCF/BS326附近，并告知第二PDSN324必须建立的PPP实例的号码和标识。第一PDSN320已经在PDSN320和PCF/BS322之间建立起两个PPP实例328、330，它们是静态的(也就是没有被用来传送业务信道数据)。PDSN320和PCF/BS322各自的表332、334中包含了各种已建立的连接和地址。两个新请求的PPP实例336、338的数目(2个)和标识符最好包含在MS318所发送的源消息中。简单起见，只显示了一个PCF/BS322、326，来为每个相应的PDSN320、324提供服务，但是可以理解可有多个PCF/BS来为每个PDSN320、324提供服务。源消息最好包含一个“预备发送数据”(DRS)标记，可置成零来标识PDSN324静态分组业务的标识符及总数，从而使得PDSN324建立起PPP实例336、338和PDSN324和PCF/BS326之间必需的R-P链路。如果数据呼叫正在进行中，则MS318把DRS标记置成1，并请求重新连接或建立与呼叫关联的PPP实例328、330。如果呼叫不在进行中，则MS318把DRS标记置成0，并报告与MS318相关的所有静态PPP服务实例328、330的SR_ID(SR_ID1和2)。然后PCF/BS326将包含SR_ID和MS_ID列表的消息发送到PDSN324。PDSN324建立两个PPP实例336、338和两个(MS318报告的SR_ID的数目)R-P连接。然后，PDSN324和PCF/BS326更新它们各自的表340、342。因此，静态SR_ID的列表通知PDSN324有多少PPP实例336、338需要初始化，且提供PCF/BS326足够的信息来更新它的R-P/SR_ID表342。
在一个实施例中，当一个MS(未显示)从一个PDSN附近离开，并进入邻近PDSN(也未显示)的附近时，它执行图4所示的方法步骤。在步骤400，MS确定它是否到达新的PDSN。如果MS没有到达新的PDSN，那么MS返回步骤400。另一方面，如果MS到达了新的PDSN，则MS进行到步骤402。在步骤402中，MS确定它是否处在一个数据呼叫中。如果MS是处在一个数据呼叫中，则MS进行到步骤404。另一方面，如果MS没有处在一个数据呼叫中，则MS进行到步骤408。
在步骤404中MS处于越区切换。然后MS进行到步骤406。在步骤406中，MS向新的PDSN发送一个源消息，通知PDSN自己的位置。源消息中DRS标志被置为1，MS要求重新连接或建立一个和数据呼叫相关的PPP实例。在步骤408中，MS处于静态越区切换。然后，MS进行到步骤410。在步骤410中MS向新的PDSN发送一个源消息，告知它自己的位置。源消息中的DRS标志被置为0，MS包含要建立的PPP实例的数目(和MS相关的静态PPP实例的数目)和一个与每个这样的PPP实例相关的SR_ID。
如此，描述了一个从分组数据业务网络请求PPP实例的新颖改进的方法和设备。本领域熟练的技术人员会知道，连同这里揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以由电子硬件、计算机软件，或两者的组合实现。各种说明性组件、组块、模块、电路和步骤一般按照它们的功能来描述。功能是由硬件还是软件实现取决于特殊的应用和影响整个系统的设计约束。有经验的技术人员认识到，在这些情况下硬件和软件的互换性，以及如何最好的为每个特别应用实现所描述的功能。例如，连同这里揭示的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以由一个数字信号处理器(DSP)、一个专用集成电路(ASIC)、一个现场可编程门阵列(FPGAs)，或其他可编程逻辑设备，离散门或晶体管逻辑，离散硬件组件(如寄存器和FIFO)、一个执行一系列固件指令的处理器，任何传统可编程软件模块和处理器，或其中的任意组合来实现或完成。处理器最好是一个微处理器，而在另一个选择中，处理器可能是任何传统的处理器、控制器、微控制器，或状态机。软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM，或本领域中熟知的任何其他形式的存储介质中。那些技术人员会进一步意识到，以上描述中涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片最好用电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其中地任意组合来描述。
本发明的较佳实施例到这里已经展示并描述了。然而对于本领域熟练的技术人员显而易见的是不违背本发明的精神和范围，可以对这里所揭示的实施例做出多种改变。因此，除依据下面的权利要求书以外，本发明是不受限制的。

Claims (20)

1.一种当移动站从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，将与移动站关联的静态网络连接通知分组数据业务网络的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
从移动站发送消息，此消息包括与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识列表。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，静态网络联接包含点对点协议联接。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二基础结构单元包含分组数据业务节点。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，标识符包含业务参考标识符。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，消息包括一个源消息，源消息包括一个指示，静态网络连接是静态的。
6.一种移动站，它被构造成当移动站从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，它将与其关联的静态网络连接通知分组数据业务网络，其特征在于，此移动站包含：
天线；
与天线联接的处理器；和
处理器可访问的处理器可读媒介，它包含由处理器执行的一组指令，用于调制并从移动站发送消息，该消息包含与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识符列表。
7.如权利要求6所述的移动站，其特征在于，静态网络联接包含点对点协议联接。
8.如权利要求6所述的移动站，第一和第二基础结构单元包含分组数据业务节点。
9.如权利要求6所述的移动站，其特征在于，标识符包含业务参考标识符。
10.如权利要求6所述的移动站，其特征在于，消息包括一个源消息，源消息包括一个指示，静态网络连接是静态的。
11.一种移动站，它被构造成当移动站从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，它将与其关联的静态网络连接通知分组数据业务网络，其特征在于，此移动站包含：
一个被构造成用于从移动站发送消息的设备，该消息包含与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识符列表。
12.如权利要求11所述的移动站，其特征在于，静态网络联接包含点对点协议联接。
13.如权利要求11所述的移动站，第一和第二基础结构单元包含分组数据业务节点。
14.如权利要求11所述的移动站，标识符包含业务参考标识符。
15.如权利要求11所述的移动站，消息包括一个源消息，源消息包括一个指示，静态网络连接是静态的。
16.一种移动站，它被构造成当移动站从分组数据业务网络的第一基础结构单元移动到分组数据业务网络的第二基础结构单元时，它将与其关联的静态网络连接通知分组数据业务网络，其特征在于，此移动站包含：
用于从移动站发送消息的装置，该消息包含与移动站相关的静态网络连接的数目以及和静态网络联接相关的标识符列表。
17.如权利要求16所述的移动站，其特征在于，静态网络联接包含点对点协议联接。
18.如权利要求16所述的移动站，第一和第二基础结构单元包含分组数据业务节点。
19.如权利要求16所述的移动站，标识符包含业务参考标识符。
20.如权利要求16所述的移动站，消息包括一个源消息，源消息包括一个指示，静态网络连接是静态的。
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