專利名稱：：增強了移動性管理的分組數據無線電業務的制作方法
技術領域：
：本發明要求享受以下美國臨時專利申請的優先權，這兩項專利申請的標題都是“增強了移動性管理的分組數據無線電業務”，它們分別是1997年6月20號提交的序列號是60/050306的美國臨時專利申請和1997年7月11號提交的序列號是60/052232的美國臨時專利申請，在這里將它們引作參考。1.發明領域本發明涉及無線電網絡里的分組數據傳輸，更具體地說，本發明涉及為數據包選擇路由，將它傳送到當前服務于某一移動無線電臺的合適的移動交換機。2.相關技術和其它考慮近些年來，蜂窩電話的應用越來越廣泛。用電話領域的說法，蜂窩電話就是“移動臺”或者“移動終端”的一個實例。除了蜂窩電話以外，移動臺可以有多種形式，包括具有移動終端功能的計算機(例如膝上型計算機)。擁有移動臺的每一個用戶都分配了一個唯一的國際移動用戶標識符(IMSI)。通信業務是在蜂窩通信網和移動臺之間通過空中接口提供的，例如通過無線電頻率。在任何時刻，工作中的移動臺都要通過空中接口跟一個或多個基站(BS)通信。而基站則是由基站控制器(BSC)管理的，這些基站控制器也叫做無線電網絡控制器(RNC)。基站控制器(BSC)和它的基站(BS)構成一個基站系統(BSS)。基站系統(BSS)的基站控制器(BSC)通過控制節點跟通信網的核心相連。例如在歐洲使用的一種標準移動通信系統就是全球移動通信系統(GSM)。GSM的標準規定了各種類型業務的功能和接口。GSM系統一個相對較新的數據業務是通用分組無線電業務(GPRS)。GPRS跟已有數據業務的差別在于GPRS是一種分組交換業務而不是電路交換業務。(在GSM系統里)電路交換數據用戶在整個數據呼叫期間里(例如甚至不傳送任何數據時)一直跟無線電網絡保持連接，而GPRS用戶則只有當(1)移動臺需要發射信號或者(2)網絡要發射信號給移動臺時才跟無線電網絡連接。換句話說，在GPRS系統中當計算機(例如有移動終端的計算機)正忙著的時候移動臺不跟網絡連接，只有當這兩種情況之一出現時才連接。GPRS系統的實例可以在兩個美國專利申請中找到1998年4月30號提交的序列號為09/069969的美國專利申請“分組數據信道的動態分配”和1998年4月30號提交的序列號為09/------的美國專利申請“分組數據業務的信道分配”，這里將這兩項申請引作參考。控制節點可以有各種形式，其具體形式取決于該控制節點連接的業務或網絡類型。對于跟面向連接的電路交換網絡里如PSTN(公其交換電話網)和/或ISDN(綜合業務數字網)的連接，控制節點可以是一個移動交換中心(MSC)，它常常有一個訪問位置寄存器(VLR)。對于跟通用分組無線電業務(GPRS)例如因特網的連接，控制節點可以是一個網關GPRS支持節點(GGSN，GatewayGPRSSupportNode)。在GPRS系統里，還可能有一個或更多的GPRS服務支持節點(SGSN，ServingGPRSSupportNodes)。SGSN是為移動臺提供服務的節點，例如在GPRS附加中進行移動性管理上下文(context)和在PDP上下文激活過程中建立PDP上下文的節點。非常重要的是，GGSN必須知道當前為使用GPRS業務的移動臺提供服務的SGSN節點的地址，以便在數據分組網絡和移動臺之間尋找路由傳送數據包。移動臺的擁有者通常都要跟服務提供商(例如運營通信網絡的公司，移動臺要跟這一網絡進行通信連接)簽訂注冊協議(contractorsubscriptionagreement)。作為注冊協議的一部分，要將移動臺分類，使它獲得網絡里的一個訪問類別。注冊協議里的注冊數據儲存在例如移動臺的歸屬位置寄存器(HLR)里的一條記錄里。只要網絡知道移動臺在什么位置，正在漫游的移動臺用戶就可以在網絡內自由移動。這就使移動用戶不管是在什么位置都可以收到呼叫。為了使網絡知道用戶的新位置，移動臺都應當通知系統用戶改變所在區域。這叫做位置更新。一種類型的位置更新叫做“附加(attach)”。如果移動臺重新進入工作模式時仍然在它停止工作以前的同一個位置區里，移動臺就用IMSI附加告訴系統它又進入了工作模式。現有技術里的一種附加實施叫做GSM附加程序，數字蜂窩通信系統(第二+階段)，通用分組交換無線電業務(GPRS)業務說明，TSGSM03.60第2.0.0版對這一附加程序進行了說明，這里將這一說明整體，包括它的第6.5節，引作參考。總的來說，在GSM附加程序里，有GPRS功能的移動臺向SGSN節點發出一個附加請求消息。SGSN節點完成識別、鑒權和IMEI操作。然后SGSN節點向移動臺的歸屬位置寄存器(HLR)發送一個更新位置消息。HLR完成注銷位置程序，然后針對該移動臺完成插入用戶數據程序。在做這些事情的時候，HLR向SGSN傳送移動臺的某些用戶數據。SGSN收到HLR發來的用戶數據時，返回一個更新確認消息加以確認。然后進行位置更新程序，接著是從SGSN向移動臺發送一個附加接受消息。這里再一次指出網關GPRS支持節點(GGSN)必須知道當前服務一個采用GPRS的移動臺的SGSN節點的地址，以便在數據分組網絡和移動臺之間選擇路由傳遞分組數據。在現有技術里，只有當(1)分組數據協議上下文激勵已經完成，或者(2)有一個SGSN間路由更新時，才將最新的GPRS服務支持節點的地址通知給網關GPRS支持節點。在現有技術里將最新的GPRS服務支持節點(SGSN)的地址通知給網關GPRS支持節點(GGSN)并不是為了迎合移動臺的所有使用。考慮到這一點，移動臺完成PDP上下文激勵程序只是為了能夠發送/接收分組交換信息。因此，現有技術無法讓終端用戶接收分組數據，除非完成了這一PDP上下文激勵程序，其原因是這一GGSN沒有SGSN地址。以前有人提出在網關GPRS支持節點(GGSN)和HLR之間單獨提供一個接口，其中保存了移動臺的注冊數據(subscriptiondata)，以便為GGSN提供最新的GPRS服務支持節點(SGSN)的地址。但這需要建立一個使用新協議的全新接口。因此，需要一種技術，用來在更一般的情況下，將最新的GPRS服務支持節點的地址通知給網關GPRS支持節點，這也正是本發明的目的。發明簡述將最新的GPRS服務支持節點(SGSN)的地址提供給網關GPRS支持節點(GGSN)是通過從SGSN發送給GGSN的一個特殊的更新SGSN地址請求消息進行的。對于注冊允許的用戶，在合格的分組數據協議(PDP)上下文的更新SGSN地址請求消息里發送最新的SGSN節點的地址。合格的PDP上下文(1)有一個靜態PDP地址；和(2)沒有被激活。更新SGSN地址請求消息可以在GPRS附加情形下或者在SGSN間路由區更新情形下從SGSN發送給GGSN。作為對更新SGSN地址請求消息的響應，GGSN發送一個更新SGSN地址響應消息，它說明在GGSN更新SGSN的地址是否成功。本發明還要引入一個新字段，叫做“SGSN地址更新允許”。(1)移動臺在它的歸屬位置寄存器(HLR)里注冊的時候；和(2)在SGSN維護的PDP上下文信息里，都會出現“SGSN地址更新允許”字段。在這一字段里，運營商可以規定用戶的PDP上下文，這一PDP上下文有一個非活動的PDP狀態和一個靜態PDP地址，可以在成功的GPRS附加程序以后，或者在SGSN間路由區更新程序之后，將它們的SGSN地址提供給它們的GGSN。SGSN地址更新允許字段是由運營商設置的，例如通過一個操作員命令。附圖簡述下面通過參考附圖對優選實施方案進行更具體的描述，本發明前面的目的和其它目的、特征和優點將變得顯而易見，其中相同的參考字符表示相同的部件。附圖不一定是按比例畫出來的，它們的目的只是為了說明本發明的原理。圖1是本發明一個優選實施方案中蜂窩通信網的一個原理圖，其中的移動臺由第一個基站系統和第一個SGSN節點提供服務。圖2是圖1中蜂窩通信網的原理圖，但其中的移動臺是由第二個基站系統和第二個SGSN節點提供服務的。圖3是本發明中IMSI/GPRS組合附加程序信號的總流程圖。圖3A是圖3模式中IMSI/GPRS組合附加程序的信號流更詳細的說明。圖4是本發明的模式中SGSN間路由區更新程序總的信號流程圖。圖4A是圖4模式中SGSN間路由區更新程序信號流更詳細的說明。圖5A和圖5B是移動臺和SGSN節點移動性管理狀態模型的示意圖。附圖詳述在下面的介紹中，為了進行說明而不是為了進行限制，描述了具體細節，例如特定的體系結構、接口、技術等等，其目的是為了更全面地理解本發明。然而，對于本領域的技術人員來說顯而易見，本發明還可以采用別的實施方案。在其它例子中，大家熟知的裝置、電路和方法不再介紹，以免喧賓奪主。圖1是一個蜂窩通信網絡的實例，本發明可以用于該通信網的GPRS功能。描述圖1中的網絡用的是GSM類型的術語。盡管優選實施方案是在GSM上下文/應用里說明的，但是本發明仍然可以用于其它的無線電通信網絡。從圖1可以看出網關通用分組無線電業務(GPRS)支持節點(GGSN)20跟一個或更多的數據網絡相連，例如跟因特網相連，見圖中的云塊22。GGSN20通過一個Gn接口跟一個或多個GPRS服務支持節點(SGSN)通信，圖中用兩個SGSN241和242表示。SGSN241(1)利用一個Gr接口跟歸屬位置寄存器(HLR)節點261；(2)利用一個Gs接口跟移動交換中心(MSC)節點281(它包括訪問位置寄存器(VLR)291)；和(3)利用一個Gb接口跟基站系統(BSS)301通信。基站系統(BSS)301通過空中接口Um跟各種移動臺通信，例如跟圖1中的移動臺(MS)40通信。HLR261和MSC/VLR節點281之間的通信采用MAP-D協議。MSC/VLR節點281和基站系統(BSS)301的節點之間的通信采用MAP-A協議。上述網絡結構跟它的鏡像通過SGSN242相連，鏡像結構中節點和系統引用數字的下標是2而不是1。顯然鏡像沒有必要完全相同，這種表述只是為了方便說明。此外，很可能會有更多的SGSN跟GGSN20相連，從而使下面的說明更加復雜。HLR261和HLR262跟GGSN20之間的點劃線表示在HLR跟GGSN20之間可能會建立起通信路徑。但這種通信路徑要求建立一種全新接口。如同下面將介紹的那樣，本發明可以避免在HLR和GGSN20之間使用這種接口/協議。移動臺(MS)40能夠使用一個或更多的通用分組無線電業務(GPRS)。圖1中的通信網絡運營商跟移動臺(MS)40有一個注冊協議。注冊協議規定了有關移動臺(MS)40的各種條款。反映移動臺(MS)40的這些注冊條款中某些條款的注冊數據存在HLR261里。在這種情況下，通信網絡里每一個移動臺都有一個被看作它的“歸屬”寄存器的位置寄存器。在上述實例中，HLR261就是移動臺(MS)40的“歸屬”寄存器。因此每一個移動臺都在它的“歸屬”寄存器HLR261里有一條記錄，移動臺(MS)40也有一條記錄。表1說明的是儲存在HLR261里的一個現有技術GPRS注冊數據記錄的一個格式實例。HLR261里記錄的第一個字段說明該記錄屬于哪一個移動臺，第一條記錄包括該移動臺的國際移動用戶標識符(IMSI)，對于每一個移動臺它都是唯一的。對于移動臺(MS)40有權使用的每一個分組數據協議類型(取決于例如注冊協議)，HLR261里的記錄還包括一個“上下文”。“上下文”主要是用戶使用專用分組數據協議(PDP)所需要的數據，例如使用X.25所需要的數據。表1里最后6個字段組成的一組表示一個分組數據協議(“PDP”)的一個上下文實例。如果移動臺(MS)40有資格使用兩個分組數據協議，記錄里就會有兩個這樣的字段組；如果有資格使用三個分組數據協議，記錄里就有三個這樣的字段組，等等。總的來說，“激活”一個PDP上下文使得SGSN能夠為一個用戶建立一個PDP上下文(見表3)，并使得該用戶的移動臺能夠發送和接收分組數據。該用戶的移動臺ID有一個“靜態PDP”地址，它是在PDP上下文注冊里分配的。由于以下原因，本發明在HLR261中記錄的基礎上增加了表2所示的一個新字段。本發明的這一新增字段叫做“SGSN地址更新允許”字段。這一“SGSN地址更新允許”字段主要用來說明(1)當用戶沒有北極或使用GPRS時和(2)在GPRS附加程序或一個SGSN間路由區更新程序以后，是否允許用戶更新它在GGSN中的SGSN地址。應當明白HLR261里記錄中的其它字段是什么以及字段順序對于本發明來說并不重要，表1里的格式只是一個具體實施方案的一個實例。在圖1里，GGSN20知道如何為進來的分組無線電連接請求選擇路由，將該請求傳送給移動臺(MS)40。特別是在圖1所示的實例中，如果請求到移動臺(MS)40的分組數據連接，GGSN20就要查閱HLR261。GGSN20會得到移動臺(MS)40的SGSN地址，例如HLR261里移動臺(MS)40的記錄中，第二個字段里的SGSN241(假設其格式是表1所示的格式)。當移動臺(MS)40移動到不是由SGSN241提供服務的另一個位置時問題就復雜了。圖1里的移動臺(MS)40沿著路徑50移動到圖2所示的位置這種情況能夠說明這種復雜性。在圖2所示的位置上，移動臺(MS)40是在跟基站系統(BSS)302保持無線電連接而不是基站系統(BSS)301，也就是說它進入了SGSN242的管轄區域而不是SGSN241的管轄區域。而此時，對于分組數據業務，GGSN20忘記了移動臺(MS)40正由SGSN242提供服務，而不是SGSN241提供服務。在某些情況下，GGSN20最終會被告知，在圖2的情形里移動臺(MS)40是由SGSN242而不是由SGSN241提供服務的。這種情況之一是當移動臺(MS)40試圖通過從移動臺(MS)建立一個分組數據傳輸，激活它的一個分組數據業務時，這種激活叫做PDP上下文激活。SGSN間路由更新信令還伴隨著另一種情況。然而除非這種情況之一發生，否則移動臺(MS)40將無法接收分組數據，因為GGSN20沒有當前的SGSN地址。本發明為GGSN20提供當前的SGSN地址，從而允許移動臺(MS)40接收分組數據，即使是在移動臺(MS)40激活PDP上下文之前。具體而言，本發明允許移動臺(MS)40“附加”到一個SGSN上。本發明通過GGSN和SGSN之間的Gn接口，將當前服務于移動臺(MS)40的SGSN的地址傳遞給HLR，從而增強移動臺的移動性管理。本發明通過在某些情況下讓SGSN向GGSN20發送它的地址，為GGSN20提供當前的SGSN地址。SGSN地址是在一個叫做更新SGSN地址請求消息的新消息里提供給GGSN20的。如果用戶的注冊協議允許他這樣做，就在這一更新SGSN地址請求消息里為一合格的分組數據協議(PDP)上下文發送最新SGSN節點的地址。合格的PDP上下文(1)有一個靜態PDP地址；和(2)未被激活。如同下面單獨介紹的那樣，可以在一個GPRS附加情形或者在一個SGSN間路由區更新情形里將更新SGSN地址請求消息從SGSN發送給GGSN。GPRS附加情形在討論附加程序的細節之前，預先介紹GPRS附加的移動臺能夠利用它的IMSI附加到SGSN上去這一事實。本發明特別涉及有GPRS功能的移動臺；不是GPRS附加的移動臺將進行IMSI附加，如同全球移動通信系統(即GSM)所描述的那樣。正在進行電路交換(CS)連接的一個IMSI附加的A類移動臺當它進行GPRS附加時并不是意味著它是IMSI附加的。在這一附加功能里，移動臺提供它的IMSI和要執行哪種類型的附加的標志。這些不同類型的附加是IMSI附加、GPRS附加和IMSI/GPRS組合附加。在附加程序里將IMSI(或者舊的TLLI)用作識別符，直到分配了一個新的TLLI。執行了GPRS附加以后，移動臺就進入就緒狀態，并在移動臺和SGSN里建立起MM上下文。然后移動臺按照GSM文件的子目“PDP上下文激活和去激活功能”里描述的那樣，激活PDP上下文。一個IMSI附加的C類移動臺在進行GPRS附加之前遵循正常的IMSI分離程序。GPRS附加的C類移動臺在它進行IMSI附加之前進行GPRS分離。這一特定移動臺的SGSN地址存在HLR里，這樣就可以將用戶數據的變化告訴SGSN。如果SGSN收到新的用戶數據，而且移動臺是GPRS附加的，那么SGSN就可以，如果需要，指令移動臺進行一次新的GPRS附加和一次新的PDP上下文激活，從而將新的用戶數據利用起來。首先用圖3對GPRS附加情形進行一般性的說明，然后參考圖3A進行更詳細的說明。這一GPRS附加情形是一種IMSI/GPRS組合附加程序，它是利用圖2中的實例和說明性的網絡拓撲結構來說明的，其中的移動臺(MS)40剛剛進入SGSN242的管轄區域，GGSN20還不了解這些。在圖3里的步驟3-1里，移動臺(MS)40向SGSN242發送一個附加請求消息。步驟3-2描述識別、鑒權和IMEI操作。在步驟3-3里SGSN242發送一個更新位置消息給HLR261。步驟3-4反映HLR261開始的取消位置程序和插入用戶數據(ISD)程序。跟這些ISD程序有關，為GPRS修改ISD，以便承載與GPRS有關的信息，例如PDP類型、PDP地址、注冊的QoS等等(見TSGSM03.60中第13.1節里的表4)。在圖3中的步驟3-5里HLR261向SGSN242發送一個更新位置確認消息。收到這一更新位置確認消息以后，SGSN242將本發明的一個新消息——更新SGSN地址請求消息——發送給GGSN20，如同步驟3-6所示。這一更新SGSN地址請求消息提供一個新的SGSN地址，也就是所有PDP上下文的有一個靜態PDP地址沒有被激活的SGSN242的地址，操作員已經設定允許這一地址通知。然后，在步驟3-7里，GGSN20發送一個更新SGSN地址響應消息給SGSN242作為響應。這一更新SGSN地址響應消息說明更新SGSN地址請求消息請求的更新是否成功。在SGSN242將SGSN242的地址通知給GGSN20以后，或者至少是已經做出過這樣的努力以后，在步驟3-8里進行位置更新程序。位置更新以后，在步驟3-8里，SGSN242發送一個附加接受消息給移動臺(MS)40。這樣本發明就提供了兩個新的GPRS隧道協議(GTP)消息更新SGSN地址請求消息和更新SGSN地址響應消息。這兩個新的GTP消息，以及圖3所示的總過程的詳細實施方案，都通過參考圖3A更詳細地說明。圖3中的步驟跟圖3A中的步驟一樣，但圖3A還說明了程序和操作的各種分步驟或者分操作，而圖3只是對它們進行了總的說明。在圖3A中的步驟3-1里，移動臺(MS)40通過發送一個附加請求消息，將它的身份(即它的IMSI)告訴為基站系統302提供服務的SGSN，也就是SGSN242。步驟3-1里的附加請求消息包括與移動臺(MS)40有關的如下信息參數IMSI、MS類別、類別標記、CKSN、附加類型和DRX參數。附加請求消息是通過基站系統302發送給SGSN242的。下面簡短討論步驟3-1里附加請求消息里包括的信息參數。“MS類別”參數說明移動臺是A類、B類還是C類移動臺。“類別標記”參數里除了類別標記參數以外，還包括移動臺的GPRS多時隙功能和得到支持的GPRS加密算法。“附加類型”參數說明進行的是哪一種附加，即僅僅是GPRS附加、僅僅是IMSI附加還是GPRS和IMSI的組合附加。當MS已經是IMSI附加的時，GPRS和IMSI組合附加還用于GPRS附加情形。“DRX”(非連續接收)參數說明移動臺是不是進行非連續接收。如果移動臺采用非連續方式接收，那么DRX參數還說明什么時候移動臺處于非睡眠狀態，從而能夠接收尋呼請求和信道分配消息。如果移動臺(MS)40用一個TLLI(在圖2所示的情形里，其中在分離以后當前的SGSN已經改變)，而不是在附加請求消息里用它的IMSI，來表示它自己，那么在步驟3-1a里新的SGSN(例如SGSN242)發送一個識別請求給舊的SGSN(例如SGSN241)，請求獲得移動臺(MS)40的IMSI。在步驟3-1b里舊的SGSN(SGSN241)用一個識別響應消息做出響應。識別響應消息包括移動臺(MS)40的IMSI和鑒權三元組(AuthenticationTriplets)。如果舊的SGSN不知道移動臺(MS)40，舊的SGSN就用一個適當的錯誤信息作為響應。如果舊的SGSN241和新的SGSN242都不知道這一TLLI，那么新的SGSN242就在步驟3-1c里給移動臺(MS)40發送一個身份請求消息。這一身份請求消息請求給出移動臺(MS)40的身份類型。如同步驟3-1d所示，移動臺(MS)40用包括移動臺(MS)40的IMSI的一個身份響應消息作為應答。移動臺(MS)40利用它的IMSI來說明它的身份直到分配了一個TLLI。圖3A說明圖3中步驟3-2和3-2a說明的鑒權和設備檢查操作的各個方面。這些鑒權功能都是傳統功能，就象文件數字蜂窩通信系統(第2+階段)，通用分組無線電業務(GPRS)業務說明，TSGSM03.60第2.0.0版中的子目“安全功能”所定義的那樣。如果網絡中所有地方都沒有移動臺(MS)40的MM(移動性管理)上下文，那么鑒權就是強制性的。在子目“安全功能”里描述了加密程序。如果要進行TLLI分配，而且網絡支持加密，就設置加密模式。步驟3-2a里的設備校驗功能都是本領域里常用的例行程序。圖3A還畫出了步驟3-3，在這一步驟里，SGSN242發送一個更新位置消息給移動臺(MS)40的HLR，也就是HLR261。這一更新位置消息包括移動臺(MS)40的SGSNAddress和IMSI。作為對步驟3-3中更新位置消息的響應，進行取消位置和ISD程序(用圖3中步驟3-4粗略說明)。圖3A更詳細地說明這一程序，在步驟3-4a中HLR261發送一個取消位置消息給舊的SGSN241。這一取消位置消息包括移動臺(MS)40的IMSI。收到取消位置消息時，舊的SGSN241解除移動性管理(MM)和PDP上下文，并在步驟3-4b里用一個取消位置確認消息確認這一取消操作。取消位置確認消息包括移動臺(MS)40的IMSI。取消位置操作完成以后，接下來是插入用戶數據(ISD)操作。關于這一點，HLR261在步驟3-4c里發送一個插入用戶數據消息給新的SGSN242。在插入用戶數據操作中，HLR261發送移動臺的每一類PDP所有有關的GPRS信息。因此步驟3-4c的插入用戶數據消息包括移動臺(MS)40的IMSI和GPRS注冊數據(見表1和表2)。參考表1應當能夠看懂PDP類型的插入用戶數據消息。在步驟3-4d里，新的SGSN242用一個插入用戶數據確認消息應答，該消息包括移動臺40的IMSI。在這一點上，新的SGSN242確認移動臺(MS)40確實是在這一(新的)路由區(RA)里。如果由于地區、國家或國際限制使得移動臺(MS)40不能在這一RA里附加或者注冊檢驗失敗，那么SGSN242就用一個適當的消息拒絕這一附加請求。如果所有的檢驗都通過了，那么SGSN242就為移動臺(MS)40構造一個移動性管理(MM)上下文。圖3說明了一個移動性管理(MM)上下文的實例。完成ISD程序以后，如圖3和圖3A所示，取消了舊的MM上下文并插入了新的MM上下文以后，HLR261在步驟3-5里通過發送一個更新位置確認消息給新的SGSN242，確認步驟3-3的更新位置消息。收到插入用戶數據時，SGSN242檢查是否還有任何PDP狀態(1)不是活躍的，和(2)對于它HLR允許SGSN把新的SGSN地址告訴GGSN。如果有任何PDP狀態滿足這兩個條件，SGSN242就向GGSN20發送一個新消息——更新SGSN地址請求消息。在更新SGSN地址請求消息里，SGSN242為所有有一個未激活靜態PDP地址的PDP上下文提供新的SGSN(即SGSN242)。步驟3-6里的更新SGSN地址請求消息中包括以下內容信息元素、IMSI、SGSN地址和更新原因。更新SGSN地址請求消息的更新原因這一信息元素可以取兩個值之一。第一個值表明這一更新是由GPRS附加程序啟動的(這里參考圖3和圖3A介紹的這種情況)。第二個值則說明這一更新是由一個GPRSSGSN間的路由區更新程序啟動的(下面參考圖4和圖4A將介紹的情況)。GGSN可以將該信息用于統計，或者GGSN根據GGSN是如何獲得SGSN地址的來使用它。如上所述，本發明在HLR261和SGSN242中為GPRS注冊數據引入了叫做“SGSN地址更新允許”的一個字段(見表2)。這一“SGSN地址更新允許”字段允許操作員，在成功地完成GPRS附加程序或者SGSN路由區更新程序以后，選擇讓哪一個有一個靜態PDP地址的PDP上下文，當它們的PDP處于非活躍狀態時，提供一個SGSN地址給GGSN20。操作員用命令設置HLR261中“SGSN地址更新允許”取什么值。表2里不僅將這一字段加到表1中的HLRGPRS注冊數據里去并對它進行更新，還要將它加到表3所示的SGSN移動性管理(MM)和PDP上下文里去并對它進行更新。響應步驟3-6里SGSN242發出的更新SGSN地址請求消息，GGSN20在步驟3-7里將一個更新SGSN地址響應消息往回發送給SGSN242，說明新SGSN242的地址更新是否成功。步驟3-7中的更新SGSN地址響應消息是作為GPRS附加程序或者GPRSSGSN間路由區更新程序的一部分，從GGSN節點發送給新的SGSN242的。更新SGSN地址響應消息里的信息元素包括一個信息元素和一個原因。圖3用步驟3-8粗略地介紹某些位置更新程序，下面將在圖3A里參考步驟3-8a～3-8g更詳細地介紹。如果步驟3-1里移動臺(MS)40的附加請求是一個IMSI附加，那么新的SGSN242就將這一IMSI附加轉發給新的MSC282的VLR。VLR292的地址是從RA信息中得到的。因此，如果移動臺(MS)40已經是IMSI附加的而且正在試圖進行GPRS附加，那么通過發送(在步驟3-8里)一個位置更新請求消息給VLR292產生一個附加。這樣，在VLR292里將移動臺(MS)40標為是GPRS附加的。發送給VLR292的位置更新請求消息包括新的LAI、IMSI、SGSN地址、GPRS附加狀態、MS類別。位置更新請求消息里包括的GPRS附加狀態表明移動臺是附加到GPRS上的，因此VLR292通過儲存SGSN地址和MS類別跟新的SGSN242建立起附加。如果這一LA更新是一個MSC間的更新(在圖2所示的情況中確實會發生)，新的VLR292就在步驟3-8b里發送一個更新位置消息給HLR261。步驟3-8b的這一更新位置消息包括移動臺(MS)40的IMSI和新的VLR。作為響應，HLR261發送一個取消位置消息給舊的VLR291。取消位置消息包括移動臺(MS)40的IMSI。在步驟3-8d里，舊的VLR291發送一個取消位置確認消息來確認，它也包括移動臺(MS)40的IMSI。然后在步驟3-8e里，HLR261發送一個插入用戶數據消息給新的VLR292。插入用戶數據消息包括從移動臺(MS)40在VLR291里的記錄里獲得的移動臺(MS)40的IMSI和GSM用戶數據。在步驟3-8f里VLR292用一個插入用戶數據確認消息來確認收到了插入用戶數據消息。插入用戶數據確認消息里有移動臺(MS)40的IMSI。完成了MSC間的位置更新程序以后，HLR261在步驟3-8g里給新的VLR292發送一個更新位置確認消息，這一更新位置確認消息包括移動臺(MS)40的IMSI。然后在步驟3-8h里新的VLR292可以用一個位置更新接受消息響應新的SGSN242。位置更新接受消息里包括了TMSI。在步驟3-9里SGSN242發送一個附加接受消息給移動臺(MS)40。該附加接受消息包括移動臺(MS)40的TLLI、PLMN支持的MT功能參數和TMSI。如果移動臺(MS)40在步驟3-9里收到的PLMN支持的MT功能參數表明只支持GPRSMSC類操作模式(也就是沒有安裝Gs接口)，那么一個A類或B類MS將(1)通過非GPRS控制信道進行顯式IMSI分離(如果移動臺(MS)40已經是IMSI附加的)；(2)為CS操作訪問非GPRS控制信道(CS操作跟GPRS操作并行完成的方式是一種MS方式，它超出了這一說明的范圍)；或者(3)避免所有的CS信令(在這種情況下移動臺(MS)40過一會兒用一種隱含的方式分離)。如果只支持MS的C類操作模式，而且移動臺(MS)40請求一個IMSI附加，就不進行IMSI附加。如果收到附加接受消息時，移動臺(MS)40發現TLLI或者TMSI已經發生了改變，移動臺(MS)40就在步驟3-10里用一個附加完成消息確認收到了TLLI和/或TMSI。這一附加完成消息包括TLLI和TMSI值。如果TMSI沒有改變，新的SGSN242就在步驟3-11里發送一個TMSI重新分配完成消息(它包括TMSI值)給VLR292證實TMSI重新分配已經完成。如果不能接受附加請求，SGSN242就返回一個附加拒絕消息給移動臺(MS)40。附加拒絕消息里有IMSI和拒絕原因參數。SGSN間路由區更新程序圖4說明的是在SGSN間路由區更新情形下總的信號流程，它是本發明使用的兩個新GTP消息的特征，也就是更新SGSN地址請求消息和更新SGSN地址消息。在圖4所示的情形里，新的SGSN242為每一PDP上下文將它的地址告訴GGSN20(1)它不是活躍的；(2)它的地址是一個靜態地址；和(3)當進行SGSN間路由區更新時操作員在它的GGSN里更新SGSN地址。在圖4中的步驟4-1里移動臺(MS)40發送一個路由區更新請求消息給SGSN242。在步驟4-2里SGSN242執行SGSN上下文程序并轉發數據包。SGSN上下文程序和數據包的轉發將在圖4A里更詳細地介紹。步驟4-3說明的是普通的安全功能。步驟4-4對應于各種PDP上下文操作；步驟4-5涉及更新位置、取消位置和ISD操作。步驟4-4和4-5將在圖4A里更詳細地介紹。在步驟4-6里SGSN242發送一個更新SGSN地址請求消息給GGSN20。在發送更新SGSN地址請求消息給GGSN20之前，SGSN242檢查是否有PDP狀態(1)它不是活躍的；(2)HLR允許新的SGSN將新SGSN的地址告訴GGSN。如果檢查結果說明確實如此，SGSN242就在步驟4-6里將更新SGSN地址請求消息發送給GGSN20，其中的新消息為所有有靜態PDP地址并且不是活躍的PDP上下文提供新的SGSN地址。響應步驟4-6的消息，GGSN20在步驟4-7里發送一個更新SGSN地址響應消息給SGSN242，告訴它新SGSN的地址更新是否成功。然后是(步驟4-8)位置更新操作。接著在步驟4-9里，SGSN242發送一個路由區更新接受消息給移動臺(MS)40。最后，移動臺(MS)40向SGSN242發送一個路由區更新完成消息。圖4中的操作將用圖4A進一步地詳細介紹。跟圖4一樣，在圖4A里的步驟4-1中，移動臺(MS)40發送一個路由區更新請求消息給新的SGSN(例如SGSN242)。該路由區更新請求消息包括TLLI、新的CI、舊的RAI、新的RAI和連接的CS參數。在基站系統(BSS)里增加參數CI的目的是減輕無線電接口的負擔。連接的CS這一參數說明移動臺(MS)40是否正有一個CS連接。如果有，SGSN242就不發送位置更新請求消息給MSC/VLR(例如MSC282)。總的來說圖4里的步驟4-2涉及SGSN上下文程序和轉發數據包程序。圖4A對步驟4-2進行更詳細的介紹。在步驟4-2a里新的SGSN(即SGSN242)發送一個SGSN上下文請求消息給舊的SGSN(即SGSN241)以獲得移動臺(MS)40的MM和PDP上下文。這一SGSN上下文請求消息包括以下參數舊的RAI、TLLI和新的SGSN地址。在步驟4-2b里，舊的SGSN(即SGSN241)用一個SGSN上下文響應消息做出響應。SGSN上下文響應消息包括以下參數MM上下文、PDP上下文和LLC確認。如果舊的SGSN不知道這一移動臺，舊的SGSN就用一個適當的錯誤消息做出響應。舊的SGSN(即SGSN241)將新的SGSN的地址(例如新的SGSN地址)儲存起來，直到舊的MM上下文被取消。從而讓舊的SGSN241將數據包轉發給新的SGSN242。SGSN上下文響應消息中的LLC確認參數包括移動臺(MS)40使用的每一個LLC連接的確認信息。每一個PDP上下文包括要發送給移動臺(MS)40的下一下行鏈路N-PDU的GTP序號，和要傳送給GGSN20的下一上行鏈路N-PDU的GTP序號。舊的SGSN241啟動一個定時器。定時器計滿時的時候就刪除移動臺(MS)40所有的上下文。如圖4A中的步驟4-2c所示，舊的SGSN241開始將儲存的N-PDU發送給新的SGSN242。在步驟2-2b中的時間計滿之前從GGSN20收到的另外的N-PDU也被發送給新的SGSN242。已經發送給移動臺(MS)40并且移動臺(MS)40還沒有確認的N-PDU跟傳送了N-PDU最后一段的LLC幀的號一起傳輸。跟圖4一樣，圖4A中的步驟4-3描述的是普通的安全功能。這些安全程序的定義可以在文件數字蜂窩通信系統(第二+階段)，通用分組無線電業務(GPRS)業務說明，TSGSM03.60第2.0.0版的子目“安全功能”里找到。既然要進行TLLI分配，就設置一個加密模式，如果支持加密的話。下面將參考圖4A對圖4中步驟4-4里的PDP上下文操作進行更詳細的介紹。在步驟4-4a里，新的SGSN242發送一個更新PDP上下文請求消息給有關的GGSN(即GGSN20)。步驟4-4a中的更新PDP上下文請求消息包括以下參數新的SGSN地址、TID和QoS。GGSN更新它們的PDP上下文字段并返回一個更新PDP上下文響應消息，見步驟4-4b。更新PDP上下文響應消息包括TID。圖4中的步驟4-5說明的是更新位置、取消位置和插入用戶數據(ISD)操作，現在參考圖4A對它們做進一步的介紹。在圖4A的步驟4-Sa里，新的SGSN242發送一個更新位置消息給HLR261，告訴HLR261已經改變了SGSN。這一更新位置消息包括以下參數SGSN地址和IMSI。然后在步驟4-5b里，HLR261通過發送一個取消位置消息給舊的SGSN，取消舊的SGSN(即SGSN241)里的MM上下文。這一取消位置消息包括移動臺(MS)40的IMSI。如果步驟4-2里的定時器停止了計時，那么舊的SGSN就清除MM和PDP上下文，并在步驟4-5c里用一個取消位置確認消息加以確認。取消位置確認消息包括移動臺(MS)40的IMSI。在步驟4-5d里，HLR261發送一個插入用戶數據消息給新的SGSN242。這一插入用戶數據消息包括移動臺(MS)40的IMSI和GPRS用戶數據。作為響應，SGSN242在步驟4-5e里用一個插入用戶數據確認消息加以確認。該插入用戶數據確認消息包括移動臺(MS)40的IMSI。HLR261通過在步驟4-6里發送一個更新位置確認消息給SGSN242，確認收到了更新位置消息。這一更新位置確認消息提供了移動臺(MS)40的IMSI。步驟4-6采用本發明的新的更新SGSN地址請求消息。在步驟4-6里，SGSG242將更新SGSN地址請求消息發送給GGSN20。在更新SGSN地址請求消息SGSN242里，為沒有靜態PDP地址同時沒有激活的所有PDP上下文提供新的SGSN(即SGSN242)地址。跟前面一樣，步驟3-6中更新SGSN地址請求消息里的信息元素包括信息元素、IMSI、SGSN地址和更新原因。在這第二種情況下，更新SGSN地址請求消息的更新原因信息元素的值說明進行的是GPRSSGSN間路由區更新程序(下面將參考圖4和圖4A介紹的情形)。響應步驟4-6里SGSN242發出的更新SGSN地址請求消息，GGSN20在步驟4-7里將一個更新SGSN地址響應消息往回發送給SGSN242，告訴它新SGSN242的地址更新是否成功。更新SGSN地址響應消息里的信息元素包括一個信息元素和一個原因。圖4里的步驟4-8粗略地說明位置更新操作，下面將參考圖4A進一步地說明。如果移動臺(MS)40是IMSI附加的而且沒有CS連接，就必須更新SGSN242和VLR292之間的聯系。VLR292的地址是從RA信息中得到的。在步驟4-8a里SGSN242發送一個位置更新請求消息給VLR292。步驟4-8a里的位置更新請求消息包括以下參數IMSI、SGSN地址和GPRS附加狀態。作為響應，VLR292將SGSN地址儲存起來并(在步驟4-8b里)利用包括移動臺(MS)40的IMSI的一個位置更新接受消息加以確認。SGSN242證實新的RA里有40。如果由于地區的、國家的或國際的限制，不允許移動臺(MS)40附加到RA里去，或者注冊檢驗失敗，那么SGSN242就用一個適當的理由拒絕路由更新。如果所有的檢驗都成功，SGSN242就為移動臺(MS)40構造MM和PDP上下文。在新的SGSN242和移動臺(MS)40之間建立一條邏輯鏈路。新的SGSN242在步驟4-9里用一個路由區更新接受消息響應40。這一路由區更新接受消息包括以下參數TLLI、PLMN支持的MT功能、LLC確認和原因。如果PLMN支持的MT功能表明只支持GPRSMS的C類操作模式，也就是說沒有安裝Gs接口，那么A類或B類移動臺將(1)通過非GPRS控制信道進行一次顯式IMSI分離(如果這一MS已經是IMSI附加的)；或者(2)為電路交換(CS)操作訪問非GPRS控制信道(電路交換操作跟GPRS操作并行進行的方式是一種MS方式，這已超出了這一說明的范圍)；或者(3)避免所有的電路交換信令(此時MS在過一段時間以后用隱含方式完成IMSI分離)。如果PLMN支持的MT功能參數表明還支持GPRSMSA類和B類操作模式，而且移動臺過去是在跟只支持C類操作模式的一個SGSN進行通信，需要完成IMSI附加和位置更新的A類或B類移動臺就通過SGSN完成這一工作。更進一步，如果A類或者B類移動臺已經是IMSI附加的，它就立即通過SGSN進行一次位置更新，從而允許VLR儲存SGSN地址。路由區更新接受消息的LLC確認參數包括移動臺使用的每一個LLC連接的確認信息，從而證實所有移動臺始發的N-PDU已經在更新程序開始之前成功地傳遞完。在步驟4-10里，移動臺(MS)40用一個路由區更新完成消息確認新的TLLI。路由區更新完成消息包括以下參數TLLI和LLC確認。LLC確認參數包括移動臺使用的每一個LLC連接的確認信息，從而證實在更新程序開始之前所有移動臺終接N-PDU已經成功地傳遞完。如果LLC參數證實已經收到從舊的SGSN轉發過來的N-PDU，新的SGSN就將舍棄這些N-PDU。MS中的LLC和SNDCP已經在本地復位。如果路由更新操作被拒絕，由于路由區的限制，新的SGSN就不再構造一個MM上下文。用一個適當的理由向移動臺返回一個拒絕信號。移動臺不再嘗試對這一個RA進行路由更新。當移動臺加電時，將RAI值刪除。如果基站系統(BSS)節點301沒有任何應答，新的SGSN242就不構造MM上下文。而是使用一個適當的理由向MS返回一個拒絕消息。移動臺可能再一次嘗試更新同一個RA。作為一個選擇，SGSN可能在拒絕路由更新以前在嘗試這一操作。如果路由區更新程序嘗試了允許的最大次數都失敗了，或者路由區更新接受原因參數說明已經被拒絕，移動臺就進入等待狀態。因此，同樣是在第二種情況中，兩個新的GTP消息——“更新SGSN地址請求”消息和“更新SGSN地址響應”——起了重要的作用。事實上，更新SGSN地址請求消息是作為GPRS附加程序和GPRSSGSN間路由區更新程序的一部分，從新的SGSN242節點發送給GGSN節點的。本發明的一個優點是在移動終接情形下它允許操作員決定由哪一個非活躍的PDP上下文接收分組交換信息。關于可以使用本發明的系統和環境實例，可以進一步閱讀以下文獻，在此將它們引作參考(1)數字蜂窩通信系統(第二+階段)通用分組無線電業務(GPRS)業務說明TSGSM03.60第5.3.0版(2)數字蜂窩通信系統(第二+階段)通用分組無線電業務(GPRS)業務說明TSGSM09.60第1.7.0版(3)數字蜂窩通信系統(第二+階段)移動應用部分(MAP)規范TSGSM09.02第5.7.0版圖5A和圖5B從功能上說明移動臺的移動性管理狀態模型和SGSN。盡管介紹本發明時參考了前面的優選實施方案，但是本領域里的技術人員應當明白，可以在形式和細節上對本發明進行各種修改而不會偏離本發明的實質。表1HLRGPRS注冊數據字段說明IMSIIMSI是主要的引用關鍵字MSISDNMS的SMSMSISDNSGSNSS7地址當前為這一MS提供服務的SGSN的SS7地址SGSNIP地址當前為這一MS提供服務的SGSN的IP地址SNS參數與SMS有關的參數，例如運營商確定的除外MS已為GPRS準備好表明已經從SGSN中刪除了MS的MM和PDP上下文MNRG表明通過SGSN無法到達這一MS，并在SGSN里，也許還在GGSN中，標明了GPRS無法到達該MSGGSN清單檢測到MS的活動并且MMRG已經設置時，應當接觸的與GGSN有關的GSN號和可選的IP地址對。GSN號應當是GGSN號或者協議轉換GSN，如同子目“基于MAP的GGSN-HLR信令”和“基于GTP和MAP的GGSN-HLR信令”中所描述的那樣每一個IMSI都包括0個或者更多個以下PDP上下文注冊記錄PDP類型PDP類型，例如X.25或者IPPDP地址PDP地址，例如X.121地址。如果允許動態尋址，這一字段可以是空字段注冊的QoS簡檔為這一PDP上下文注冊的服務質量。如果沒有請求一個具體的QoS簡檔，注冊的QoS簡檔就是默認的類別VPLMN地址允許規定MS是否可以使用動態地址VPLMN地址允許具體說明是只允許移動臺在HPLMN的范圍內使用APN，還是還允許它在VPLMN的范圍內使用APN訪問點名稱符合DNS命名慣例的一個標簽，說明外部分組數據網的接入點</table></tables>權利要求1.一種移動通信網，包括一個網關節點，移動通信網通過它跟一個分組數據網相連；一個服務節點，它為移動臺提供服務，在移動臺激活分組數據協議上下文之前發送一個更新消息給網關節點，該更新消息向網關節點提供服務節點的地址，跟分組數據協議上下文一起使用。2.權利要求1的網絡，其中的服務節點決定是否針對某一特定的分組數據協議上下文發送更新消息。3.權利要求2的網絡，其中的決定是根據儲存在存儲器里的更新允許字段里的數據做出的。4.權利要求3的網絡，其中的更新允許字段存在移動臺的歸屬位置寄存器里。5.權利要求3的網絡，其中的更新允許字段存在移動臺的服務節點里。6.權利要求1的網絡，其中的更新消息是在一個附加程序里發送的。7.權利要求1的網絡，其中的更新消息是在一個服務節點間路由區更新程序里發送的。8.權利要求1的網絡，其中的服務節點是一個GPRS分組無線電業務服務節點。9.移動通信網絡的一個服務節點，該移動通信網絡有一個網關節點，移動通信網絡通過它跟一個分組數據網相連，其中的服務節點為移動臺提供服務，并在移動臺激活分組數據協議上下文之前發送一個更新消息給網關節點，該更新消息向網關節點提供服務節點的地址，跟分組數據協議上下文一起使用。10.權利要求9的節點，其中的服務節點決定是否針對某一分組數據協議上下文發送更新消息。11.權利要求10的節點，其中的決定是根據儲存在存儲器里的更新允許字段里的數據做出的。12.權利要求11的節點，其中的更新允許字段存在移動臺的歸屬位置寄存器里。13.權利要求11的節點，其中的更新允許字段存在移動臺的服務節點里。14.權利要求9的節點，其中的更新消息是在一個附加程序里發送的。15.權利要求9的節點，其中的更新消息是在一個服務節點間路由區更新程序里發送的。16.權利要求9的節點，其中的服務節點是GPRS的一個分組數據無線電業務服務節點。17.運行移動通信網絡的一種方法，它包括一個網關節點，移動通信網通過它跟一個分組數據網相連，該方法包括在移動臺激活分組數據協議上下文之前，從服務于移動臺的一個服務節點發送一個更新消息給網關節點，該更新消息向網關節點提供服務節點的地址，跟分組數據協議上下文一起使用。18.權利要求17的方法，還包括在服務節點里決定是否針對某一分組數據協議上下文發送更新消息。19.權利要求18的方法，還包括根據儲存在存儲器里一個更新允許字段里的數據做出決定。20.權利要求19的方法，其中的更新允許字段存在移動臺的歸屬位置寄存器里。21.權利要求19的方法，其中的更允許字段存在移動臺的服務節點里。22.權利要求17的方法，還包括在一個附加程序里發送更新消息。23.權利要求17的方法，還包括在服務節點間路由區更新程序里發送更新消息。24.權利要求17的方法，其中的服務節點是一個GPRS分組無線電業務服務節點。全文摘要最新的GPRS服務支持節點(SGSN)的地址,是通過從SGSN發送給GGSN一個特殊的更新SGSN地址請求消息,提供給網關GPRS支持節點(GGSN)的。對于其注冊信息允許這樣做的用戶,最新的SGSN節點的地址是在一個合格的分組數據協議(PDP)上下文的更新SGSN地址請求消息里發送的。合格的PDP上下文(1)有一個靜態PDP地址;并且(2)未被激活。這一更新SGSN地址請求消息可以或者通過一個GPRS附加情形或者通過一個SGSN間路由區更新情形從SGSN發送給GGSN。響應這一更新SGSN地址請求消息,GGSN發送一個更新SGSN地址響應消息,說明GGSN里對SGSN地址的更新是否成功。文檔編號H04L12/56GK1267433SQ9880834公開日2000年9月20日申請日期1998年6月9日優先權日1997年6月20日發明者M·科波埃斯特班,J·J·卡貝洛科姆巴洛斯,T·約瑟申請人:艾利森電話股份有限公司