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CN1353903A - 在移动终端设备和互通功能之间建立分组网络呼叫 - Google Patents

在移动终端设备和互通功能之间建立分组网络呼叫 Download PDF

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CN1353903A CN00808535A CN00808535A CN1353903A CN 1353903 A CN1353903 A CN 1353903A CN 00808535 A CN00808535 A CN 00808535A CN 00808535 A CN00808535 A CN 00808535A CN 1353903 A CN1353903 A CN 1353903A
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Abstract

一种方法或系统(10)在移动终端设备(12)和互通功能(18)之间延伸的发送链路上建立分组网络呼叫,该互通功能包括与诸如分组网络这种网络的网关连接和桥式连接。发送链路经过第一接口(Rm)将移动终端设备(12)与无线通信设备(14)连接,并进一步通过至基站(16)的无线链路(Um)经过第二接口将无线通信设备与互通功能连接。分组网络呼叫一旦建立便包括:跨第一接口(Rm)的预定数据链路层内形成的第一接口数据链路;以及跨第二接口(Um)的预定数据链路层内形成的第二接口数据链路。对移动终端设备(12)肯定(304)和否定(310)流量控制。流量控制期间无线通信设备与互通功能进行链接控制协议协商以建立与互通功能(18)的第二接口数据链路。建立第二接口数据链路后,流量控制期间无线通信设备(14)与互通功能进行网络控制协议协商以建立第二接口数据链路所承载的第二接口网络链路。

Description

在移动终端设备和互通功能之间建立分组网络呼叫
                           发明背景
I.发明领域
本发明涉及用于经过无线通信设备和基站之间形成的无线连接在移动终端设备和分组网络之间建立一分组交换网络模型连接的协议和系统。
II.背景信息的说明
移动计算通常包含对经无线通信设备与计算资源连接的诸如笔记本计算机这种移动终端设备的利用。随着移动计算变得愈来愈普及，将向移动用户提供不间断的连接能力，从而对其计算资源即其办公室LAN、电子邮件服务器等所存储的数据和文档进行全面的访问。为了使这成为现实，当然要致力于开发并引入新数据服务及技术。
图1是可应用于移动计算数据服务的简化网络基准模型的框图。该模型示出形成一通信子系统10的选择网络实体。移动终端设备12与无线通信设备14连接，该无线通信设备14进而经过无线接口与基站/移动交换中心16连接。基站/移动交换中心16与互通功能18连接。TIA/EIA/IS-707的出版版本(1998年2月)(下面称为“IS-707”)及其新版本即IS-707-A中题为“用于宽带扩频系统的数据服务选项”文献中说明了简化网络基准模型。这里就其完整性，IS-707和IS-707-A各自的内容通过在此引用作为参考。
按照IS-707，将移动终端设备12、无线通信设备14、基站/移动交换中心16以及互通功能18分别称为TE2设备、MT2设备、BS/MSC以及IWF。移动终端设备12和无线通信设备14之间的接口称为Rm接口。无线通信设备14和基站/移动交换中心16之间的接口称为Um接口。可用L接口来实现基站/移动交换中心16和互通功能18之间的接口。
移动终端设备12可包括例如具有计算机网络通信能力(包括基于分组的通信或通过拨号调制解调器的通信)的笔记本计算机、个人数字助理等计算设备。无线通信设备14可包括例如用户用来通过无线电链路接入网络服务的无线终端。无线终端可包括手持蜂窝电话或车辆中安装的单元。无线通信设备14也可固定于一特定位置。
图1中作为单个功能实体示出基站/移动交换中心16，但并非必需。所示基站/移动交换中心的基站部分允许无线通信设备14利用无线电链路或另一类型的无线链路接入网络服务。移动交换中心部分处理无线链路和与该无线链路相连接的电信网之间的话务交换。电信网可包括PTSN、ISDN、网络际路由器和其他网络类型及网络实体其中之一或组合。
互通功能18表示一端的移动终端设备12和/或无线通信设备14和另一端的互连网络间形成网关连接或桥式连接的点。
图2是许多移动计算环境所附协议堆栈的简化图，其中包括IS-707，RFC1332，“PPP互联网协议控制协议(IPCP)”(1992年5月)；RFC 1661，“点-对-点协议(PPP)”(1994年7月)以及RFC 2002，“IP移动性支持”(1996年10月)所附的那些。堆栈包括一个或多个底层28、数据链路层26、网络层24以及一个或多个上层22。所提供的一个或多个底层28在最底层包括建立物理链路的连接。物理层上面的这些底层当中包括IS-707中揭示的中继层。
数据链路层26正好在上述底层28的上面。数据链路层26可利用诸如PPP和/或SLIP这种协议。该数据链路层处理计算机间的点-对-点通信。它对寻址数据进行分组，并管理发送流。PPP(点-对-点协议)在例如RFC 1332(1992年5月)中有所说明，这里就其完整性，其内容通过在此引用作为参考。PPP有利于不同制造商的数据通信设备之间通过拨号和专用串行点-对-点链路进行的数据报文传输。PPP可同时在单个串行链路上发送多个协议而无需为每个协议设置独立的链路。PPP还允许诸如主机桥接器和路由器这种非同类设备通过串行链路互连。PPP协议由3个主要部分组成，其中包括封装方案、链路控制协议以及网络控制协议。这些部分分别负责帧建立、链路控制以及网络层协议管理。
网络层24正好在数据链路层26的上面，可包括诸如IP或CLNP这种协议。网络层确保信息到达其所希望的目的地。也就是说，网络层所关注的是信息从一个网络实体到另一个网络实体的实际运动。网络层负责将数据从一个计算机取到另一个计算机。互联网协议(IP)将数据消息分解为分组，使分组从发送方路由选择至目的地网络实体，并在目的地使分组重新组合成为原始数据消息。IP协议包含IP标头，所述IP标头包括源地址字段和目的地地址字段，对分别作为所传送分组的源和目的地的主计算机进行唯一识别。
上层部分22包括网络层24上面的一个或多个协议层，包括例如TCP(传输控制协议)协议，负责数据从一个应用程序可靠、有序地传送到另一个应用程序。
移动终端设备12可通过无线通信设备14处置两类移动数据呼叫：电路交换的移动数据呼叫(其中包括传真呼叫)以及分组交换的移动数据呼叫。电路交换的移动数据呼叫中，在移动终端设备12和给定目标网络之间进行电路交换的连接。移动终端设备12通过直接在电路交换的网络上建立至调制解调器可接入目标网络(例如至互联网服务提供商(ISP)或至办公室网络或LAN)的拨号调制解调器连接来进行这种连接。分组交换的呼叫中，通过互通功能18在一端的移动终端设备12和另一端的分组网络间建立直接连接。
通常有两种可处置经分组交换的呼叫的运作模式：网络模型和中继模型。中继模型分组呼叫中，通过互通功能18在移动终端设备12和网络间进行分组交换的连接，而无线通信设备14则起到物理层管道的作用。因而，若互通功能18和无线通信设备14间的连接有变化(例如两者间的物理链路临时中断)，便会在移动终端设备12和互通功能18之间丢失呼叫。
另一方面网络模型分组呼叫中，在数据链路层提供两个独立的PPP链路：通过Rm接口在数据链路层内形成第一接口数据链路，通过Um接口(以及通过L接口)在数据链路层内形成第二接口数据链路。独立的PPP链路有助于支持“透明移动能力”，也就是说，当其位置改变而对无线通信设备14和互通功能18之间的链路造成影响时移动终端设备12不需要知道。换言之，随着Rm链路与Um链路隔离，网络模型运作模式防止Um链路上的变化影响Rm链路。这有助于对透明移动能力以支持。另一优点是保护TE2避免任意的PPP重新协商。
在Rm和Um接口上建立数据链路层的独立和隔离的PPP链路只是支持透明移动能力所需的一部分。还必须在网络层按仍支持透明移动能力的方式建立移动终端设备12和互通功能18间的网络层连接。III.缩略语和术语的定义
提供下列术语和缩略语定义来帮助读者理解这里所述的本发明。
流量控制：由接收实体执行以限制一发送实体发送给其的数据量或数据速率，或使其所接收的消息忽略的同时使发送实体对其被忽略保持不知晓状态。
互通功能(IWF)：在给定网络(例如分组网络)和通过基站和/或移动交换中心这一途径与该网络连接的移动设备之间形成网关连接或桥式连接的点。
                         发明概述
出于上述观点，因此通过本发明种种形态和/或实施例其中的一个或多个来给出本发明，以带来一个或多个目的和优点。其中一个目的是，提供有利于通过一互通功能在移动终端设备和网络之间建立一分组链路的机制及协议，同时支持透明移动能力以免Um链路上的变化影响Rm链路。本发明还有一个目的是，提供就IP移动性支持来说也允许的这种机制及协议。
因此，本发明涉及一种用于在移动终端设备和互通功能之间延伸的发送链路上建立分组网络呼叫的系统或方法。该发送链路经过第一接口将移动终端设备与无线通信设备连接，并进一步通过至基站的无线链路经过第二接口将无线通信设备与互通功能连接。分组网络呼叫一旦建立便包括：跨第一接口的数据链路层内形成的第一接口数据链路以及跨第二接口的数据链路层内形成的第二接口数据链路。在移动终端设备上肯定和否定流量控制，流量控制期间无线通信设备与互通功能进行一链路控制协议协商，以与互通功能建立第二接口数据链路。建立第二接口数据链路后流量控制期间，无线通信设备与互通功能实体进行网络控制协议协商，以建立第二接口数据链路所承载的第二接口网络链路，从而分配给一IP地址以识别移动终端设备。建立第二接口数据链路后，移动终端设备与无线通信设备进行链路控制协议协商，以与无线通信设备建立第一接口数据链路。分别建立第一接口数据链路和第二接口网络链路后，移动终端设备与无线通信设备进行网络控制协议协商，以建立第一接口数据链路所承载的第一接口网络链路，采用与互通功能进行的网络控制协议协商期间所分配的相同IP地址。
当无线通信设备从移动终端设备接收到对静态IP地址的请求时，在分别建立第一接口数据链路和第二接口网络链路之后执行其它动作。对移动IP是否得到分组网络支持作出判断，而当移动IP未得到支持时便不执行其它动作。移动终端设备上流量控制期间，无线通信设备与互通功能进行网络控制协议协商，以利用静态IP地址建立第二接口数据链路所承载的第二接口网络链路。然后在移动终端设备与无线通信设备间进行网络协议协商，以利用静态IP地址建立第一接口网络链路。
                         附图简要说明
通过本发明实施例非限定例的方法，参照标注的多个附图在详细说明当中进一步讨论本发明，所有附图中用相同标号表示相应部分，其中：
图1是移动计算通信子系统的框图；
图2是协议堆栈结构的简化图；
图3是协议流程图；
图4是协议流程图；以及
图5是一替代实施例的协议流程图。
                    较佳实施例的详细说明
本发明本身涉及在移动终端设备12和互通功能18之间建立数据链路层链路(数据链路)和网络层链路(网络链路)。所图示实施例中，用PPP协议来形成上述链路中每一链路。PPP协议包括：该期间内用链路控制协议(LCP)建立数据链路的初始链路建立阶段；以及该期间内用网络控制协议(NCP)建立网络链路的网络层协议阶段。
如RFC 1661所述，初始链路建立阶段期间，两者间要建立数据链路的两个实体之间交换LCP分组。LCP分组包括配置-请求分组、配置-确认分组、配置-不确认分组以及配置-拒绝分组。上述分组的格式是公知的，在RFC 1661中有说明。
配置-请求分组用于对配置选项的协商。若所接收配置-请求分组中每一配置选项均可识别且所有数值均可接受，便发送一配置-确认分组。当所请求的配置选项均可识别但某些值不可接受时，便发送配置-不确认分组来回应配置-请求分组。配置-不确认分组包括的选项字段，仅仅填有配置-请求分组所请求的不可接受的配置选项。当所接收配置-请求分组包括对协商来说不可识别或不可接受的配置选项时便发送配置-拒绝分组。配置-拒绝分组包括的选项字段，仅仅包含配置-请求分组当中不可接受的配置选项。
接着网络层协议阶段期间，两者间要建立网络链路的两个实体之间交换NCP分组。互联网协议控制协议(IPCP)是一网络控制协议，负责配置、启动和禁止互联网协议(IP)网络链路。IPCP网络控制协议在RFC 1332中有说明。IPCP配置选项包括IP-地址和IP-压缩-协议。IPCP协商采用与上面对LCP所述的相同类型的配置分组协商机制。因而，IPCP协商所采用的分组包括配置-请求分组、配置-确认分组、配置-不确认分组以及配置-拒绝分组。IPCP协商的结果包括链路本地端所要采用的IP-压缩-协议配置信息以及IP地址两者。配置-请求的发送方表明哪一IP地址是所需的或者请求对等层(peer)向其提供一IP地址。对等层可通过对该选项不确认并返回一有效的IP地址来提供此信息。
图3和4包括通过无线通信设备14在移动终端设备12和互通功能18之间延伸的发送链路上建立分组网络呼叫所用协议的流程图。发送链路经过包括Rm接口的第一接口将移动终端设备12与无线通信设备14连接，并进一步经过包括Um接口的第二接口将无线通信设备14与互通功能18连接。分组网络呼叫一旦建立便包括：跨Rm接口的数据链路层内形成的第一接口数据链路以及跨Um接口的数据链路层内形成的第二接口数据链路。
现参照图3，由移动终端设备1启动通过互通功能18在移动终端设备12和网络之间建立数据链路以及分组链路。具体来说，移动终端设备12将向移动通信设备14发送一LCP配置分组302。移动通信设备14接着将向移动终端设备12上将进行流量控制这一点的移动终端设备12传送一肯定流量控制通信304。流量控制期间，无线通信设备14接着将与互通功能18进行一LCP协商306，以与互通功能18建立Um(第二)接口数据链路(PPP链路)。
建立Um接口数据链路(PPP链路)后流量控制期间，无线通信设备14将与互通功能实体18进行一网络控制协议协商308。具体来说，将与互通功能18进行一IPCP协商308以建立第二接口数据链路所承载的Um(第二)接口网络链路(网络层内的IP链路)。该协商结果其中之一将包括一分配给的IP地址，以识别移动终端设备12。
接着，便从无线通信设备14将否定流量控制通信310发送至将终止该流量控制的移动终端设备12。再在移动终端设备12和无线通信设备14之间进行LCP协商312以建立一包括无线通信设备14和移动终端设备12之间Rm(第一)接口数据链路的PPP链路。无线通信设备14和移动终端设备12之间建立Rm接口数据链路后，移动终端设备12便与无线通信设备14进行一IPCP协商314以建立Rm(第一)接口数据链路所承载的Rm(第一)接口网络链路(网络层内的IP链路)，采用在无线通信设备14和互通功能18之间IPCP协商308期间得到的IP地址。
如果移动终端设备12正在作出移动IP呼叫，并且无线通信设备14具有移动性支持，则在建立Rm(第一)接口数据链路之后执行某些其它通信。
图3的协议流程图中示出的IPCP协议314中，无线通信设备14和互通功能实体18之间最近协商的IP地址是为了识别移动终端设备12的目的而分配的IP地址。因而，若LCP协商312和IPCP协商314之间不执行中间通信，则为了识别移动终端设备12而分配的IP地址是在IPCP协商308期间得到的IP地址，所述IPCP协商308是通过无线通信设备14和互通功能实体18之间Um接口的。
如图4所示，当正在进行移动IP呼叫时，移动终端设备12将发送IPCP分组通信402，它包括对到无线通信设备14的一个固定地址的请求。在图3的协议流程图中示出的LCP通信312之后发生这个IPCP分组通信402。如果无线通信设备14支持移动IP，则无线通信设备14将通过传送肯定流量控制通信404来肯定在移动终端设备12上的流量控制。此后，无线通信设备14将使用在IPCP分组通信402中的静态IP地址和其它选择与互通功能18进行IPCP重新协商406。在那个重新协商之后，无线通信设备便将否定流量控制通信408传送到移动终端设备12，在此点上，否定流量控制。然后，在移动终端设备12和无线通信设备14之间将进行IPCP协商410。因而，流量控制期间无线通信设备14进行IPCP重新协商以便建立与互通功能18的IP链路以使用静态IP地址重新建立Um(第二)接口数据链路所承载的Um(第二)接口网络链路(IP链路)。流量控制后，移动终端设备12执行IPCP协商来形成与无线通信设备14的IP链路，以使用静态IP地址建立Rm(第一)接口数据链路所承载的Rm(第一)接口网络链路。IPCP重新协商406和410的每一个或两者可以是部分协商，作为以前可能已经发生的IPCP协商的一部分。
无线通信设备14可以以许多方法来肯定和否定移动终端设备12上的流量控制。通过在示例实施例中的例子，无线通信设备14通过响应配置-不确认而肯定移动终端设备12上的流量控制，所述配置-不确认包括将导致移动终端设备12响应其它配置-请求分组的提示值，所述其它配置-请求分组是确定要被无线通信设备14拒绝的配置-请求分组。可以如此进行直到要终止流量控制的这种时间，在此点上，通过将有效值提供给移动终端设备12以便完成协商而导致否定。
图5示出协议的流程，用于通过无线通信设备14在移动终端设备12和互通功能18之间延伸的发送链路上建立分组网络呼叫。发送链路经过包括Rm接口的第一接口将移动终端设备12与无线通信设备14连接，并进一步经过包括Um接口的第二接口将无线通信设备14与互通功能18连接。一旦建立分组网络呼叫，分组网络呼叫就包括第一接口数据链路以及第二接口数据链路，所述第一接口数据链路是跨Rm接口的数据链路层内形成的，所述第二接口数据链路是跨Um接口的数据链路层内形成的。
移动终端设备12启动通过互通功能18的在移动终端设备12和网络之间的数据和分组链路的建立。具体来说，移动终端设备12将使LCP配置请求分组502发送到移动通信设备14。然后移动通信设备14便将肯定流量控制通信504传送到移动终端设备12，在此点上，将在移动终端设备12上进行流量控制。该流量控制期间，无线通信设备14然后将与互通功能18进行LCP协商518，以建立与互通功能18的Um(第二)接口数据链路(PPP链路)。然后，将否定流量控制通信506从无线通信设备14发送到移动终端设备12，在此点上，将终止流量控制。然后，在移动设备12和无线通信设备14之间执行LCP协商508，以建立PPP链路，所述PPP链路包括无线通信设备14和移动终端设备12之间的Rm(第一)接口数据链路。
在无线通信设备14和移动终端设备12之间建立Rm接口数据链路之后，移动终端设备12将IPCP配置请求分组510发送到无线通信设备14。然后移动终端设备14便将肯定流量控制通信512传送到移动终端设备12，在此点上，在移动终端设备12上进行流量控制。该流量控制期间，无线通信设备14与互通功能18进行IPCP协商520，以建立第二接口数据链路所承载的Um(第二)接口网络链路(网络层内的IP链路)。这个协商结果之一将包括识别移动终端设备12所分配的IP地址。然后，将否定流量控制通信514从无线通信设备14发送到移动终端设备12，在此点上，将终止流量控制。此后，在无线通信设备14和移动终端设备12之间建立Rm接口数据链路之后，以及在无线通信设备14和互通功能18之间建立Um接口网络链路之后，移动终端设备12将使用IP地址与移动终端设备12进行IPCP协商516，以建立Rm(第一)接口数据链路所承载的Rm(第一)接口网络链路(网络层内的IP链路)，所述IP地址是在无线通信设备14和互通功能18的IPCP协商期间得到的。当然，在图5中示出的协议中所示的任何协议可能是部分协议，作为在较早时间点上可能已经发生的这种协议的一部分。
在已经参考数个示例实施例描述本发明时，可以理解，这里所使用的文字是说明的文字而不是限定的文字。在所附的权利要求书的范围内可以进行修改而不偏离本发明的精神和范围。虽然这里已经参考特定材料、结构和实施例来描述本发明，但是可以理解，本发明不限于这些特定的揭示，而是可以扩展到所有合适等效的结构、方法和使用。

Claims (13)

1.一种用于在移动终端设备和互通功能之间延伸的发送链路上建立分组网络呼叫的方法，其特征在于，所述发送链路经过第一接口将所述移动终端设备与无线通信设备连接，并进一步通过至基站的无线链路经过第二接口将所述无线通信设备与所述互通功能连接，分组网络呼叫一旦建立便包括：跨所述第一接口的预定数据链路层内形成的第一接口数据链路；以及跨所述第二接口的所述预定数据链路层内形成的第二接口数据链路，所述方法包括下列步骤：
在一个或多个确定时刻肯定和否定所述移动终端设备上的流量控制；
所述流量控制期间，所述无线通信设备与所述互通功能进行一链路控制协议协商，以与所述互通功能建立所述第二接口数据链路；
建立所述第二接口数据链路后，所述移动终端设备上流量控制期间，所述无线通信设备与所述互通功能进行网络控制协议协商，以建立第二接口数据链路所承载的第二接口网络链路，从而分配给一IP地址以识别所述移动终端设备；
建立所述第二接口数据链路后，所述移动终端设备与所述无线通信设备进行链路控制协议协商，以与所述无线通信设备建立所述第一接口数据链路；以及
建立所述第一接口数据链路后，以及建立所述第二接口网络链路后，所述移动终端设备与所述无线通信设备进行网络控制协议协商，以建立所述接口数据链路所承载的第一接口网络链路，采用所述IP地址。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述第一接口数据链路前建立所述第二接口网络链路。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述第二接口网络链路前建立所述第一接口数据链路。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在建立所述第一接口数据链路和所述第二接口网络链路两者之后执行的其它动作，当所述无线通信设备从所述移动终端设备接收到对静态IP地址的请求时，所述其它动作包括：
所述移动终端设备上流量控制期间，所述无线通信设备与所述互通功能进行网络控制协议协商，以利用所述静态IP地址建立所述第二接口数据链路所承载的所述第二接口网络链路；以及
所述移动终端设备然后与所述无线通信设备进行网络协议协商，以利用所述静态IP地址建立所述第一接口数据链路所承载的所述第一接口网络链路。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括下列步骤：确定所述无线通信设备是否支持移动IP；并当不支持所述移动IP时不执行所述其它动作。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移动终端设备包括IS-707 TE2设备，所述互通功能实体包括IS-707 IWF实体，而所述无线通信设备包括IS-707MT2设备，其中所述第一和第二接口分别包括Rm和Um接口。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述互通功能包括与分组网络的网关连接或桥式连接。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分组网络包括互联网。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送链路包括网络模型模式中的IS-707链路。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一接口包括Rm接口。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二接口包括Um接口。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述链路控制协议协商包括一建立PPP链路的LCP协商。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二接口数据链路包括PPP链路。
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