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CN1691832A - 无线分组数据服务连接的越区切换的方法和装置 - Google Patents

无线分组数据服务连接的越区切换的方法和装置 Download PDF

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CN1691832A CNA2005100740280A CN200510074028A CN1691832A CN 1691832 A CN1691832 A CN 1691832A CN A2005100740280 A CNA2005100740280 A CN A2005100740280A CN 200510074028 A CN200510074028 A CN 200510074028A CN 1691832 A CN1691832 A CN 1691832A
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Abstract

揭示了一种在使用不同类型无线接口的无线电接入网(RAN)间执行移动站(MS)的无缝越区切换的新颖方法和装置。所描述的实施例使MS能在不同的RAN间越区切换而不会引起路由多义性，并且没有网络数据的大量丢失。在从使用第一无线接口的第一RAN的覆盖区域移到使用第二无线接口的第二RAN的覆盖区域后，MS确定路由多义性是否会从RAN的改变中产生，并且根据该确定触发其网络地址的重新登记。分组数据服务节点(PDSN)内的外部代理(FA)监控网络地址，为相同的MS创建重新登记。根据该判决，PSDN终止从MS在不同RAN间的移动而产生的冗余R－P网络连接。

Description

无线分组数据服务连接的越区切换的方法和装置
本申请是申请日为2001年12月4日申请号为第01821959.4号发明名称为“无线分组数据服务连接的越区切换的方法和装置”的中国专利申请的分案申请。
                             背景
I.领域
本发明涉及无线通信，尤其涉及一种新颖的方法和装置，用于在无线分组数据服务操作期间，在具有不同无线接口的无线电接入网之间执行移动站的无缝越区切换。
II.背景
码分多址(CDMA)调制技术的使用是便于其中有大量系统用户存在的通信的若干技术之一。本领域中熟知其它多址通信系统技术，如时分多址(TDMA)、频分复用(FDMA)、以及诸如幅度压扩单边带(ACSSB)这样的AM调制方案。这些技术被标准化以便于在由不同公司制造的设备间的互操作。码分多址通信系统已在美国电信工业联盟TIA/EIA/IS-95-B中被标准化，题为“MOBILE STATION-BASECOMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULARSYSTEMS”，并被称为IS-95。此外，美国电信工业联盟(TIA)已提出了一种CDMA通信系统的新标准，题为“Upper Layer(Layer 3)Signaling Standard forcdma2000 Spread Spectrum Systems，Release A-Addendum 1)”，该标准于2000年10月27日公布，这里称作“1x”。TIA中已提出了用于提供高速数据服务的附加标准，题为“cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification”，于2000年10月27日公布，这里称作“HDR”。
国际电信联盟最近要求提交用于在无线通信信道上提供高速数据和高质量语音服务的已提议的方法。这些提议的第一个由电信工业联盟发布，题为“TheIS-2000 ITU-R RTT Candidate Submission”。这些提议的第二个由欧洲电信标准协会(ETSI)发布，题为“The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access(UTRA)ITU-RRTT Candidate Submission”，也称为“宽带CDMA”，且在下文中称作“W-CDMA”。第三个提议由美国TG 8/1提交，题为“The UWC-136 Candidate”，下文中称作“EDGE”。这些提议的内容是公开记录并且是本领域所熟知的。
IS-95最初为可变速率话音帧的传输而被优化。随后的标准建立在支持包括分组数据服务在内的多种附加非话音服务的标准上。一组这样的分组数据服务在美国电信工业联盟TIA/EIA/IS-707-A中被标准化，题为“Service Options for SpreadSpectrum Systems”，它通过引用被结合于此，并且在下文中称作“IS-707”。
IS-707描述了用于为通过IS-95无线网络发送互联网协议(IP)分组提供支持的技术。分组用称作点对点协议(PPP)的协议被封装到无特征的字节流内。用了PPP之后，可以在无线网络上以任意大小的分段传输长达1500字节的IP数据报。无线网络在PPP会话持续时间内保持PPP状态信息、或者可能在PPP端点间以连续字节流发送很长的附加字节。
诸如与有分组数据能力的无线移动站(MS)相连的个人或便携式计算机(PC)这样的远程网络节点可能按照IS-707标准通过远程网络访问互联网。或者，诸如Web浏览器这样的远程网络节点可以安装在MS内，使PC可选。MS可以是任意数量的装置类型，包括但不限于：PC卡、个人数字助理(PDA)、外置或内置调制解调器、或者无线电话或终端。MS通过无线网络发送数据，其中数据由分组数据服务节点(PDSN)处理。MS和无线网络间连接的PPP状态一般被保持在PDSN内。PDSN被连接到诸如因特网这样的IP网络，并且在无线网络和其它与IP网络相连的实体或代理间传输数据。通过这种方式，MS能通过无线数据连接将数据发送或接收到IP网络上的另一实体。IP网络上的目标实体又称作通信节点。
MS必须在IP网络上发送并接收IP分组之前获得IP地址。在某些早期实现中，MS分配到一个IP地址，该地址来自专门属于PDSN的地址池。各PDSN连接到与有限地理区域相关的一个或多个无线电接入网(RAN)。当MS移出由第一PDSN服务的区域时，通过第一PDSN指向MS的数据不能到达MS。如果MS移入由第二PDSN服务的区域，则MS会被分配到新的IP地址，该地址来自第二PDSN的地址空间。与基于旧IP地址的对应节点的任何正在进行的连接都会被突然终止。
为了防止从PDSN移入PDSN时连接的丢失，MS使用了称为移动IP的协议。互联网工程任务特别小组(IETF)规定了要求说明(RFC)2002的移动IP，题为“IPMobility Support”，于1996年10月公开，是本领域所熟知的。cdma2000网络中移动IP的使用已在EIA/TIA/IS-835中被标准化了，题为“Wireless IP NetworkStandard”，于2000年6月公布，并被称为“IS-835”。在移动IP中，PDSN不提供来自其自身地址池的IP地址。相反，PDSN起到外部代理(FA)的作用，便于从位于IP网络中某处的主叫代理(HA)分配一个地址。MS通过FA传送到HA，并且接收一个IP地址，该地址来自属于HA的地址池。当MS从第一PDSN移入第二PDSN时，为了向HA重新登记其现有IP地址，MS通过第二PDSN和FA进行通信。
IS-707和IS-835描述了一种休眠模式，其中网络可以重新要求为传输分组数据而建立的无线链路，但是该无线链路在某段时间处于空闲，而无须终止相关的PPP会话。当分组数据的流动继续时，该无线链路不用重复PPP配置和协商而重新被建立。当无线链路已被终止时保持PPP状态从而能使MS和无线网络继续发送数据，这比如果需要重新建立PPP状态更快。
所提出的1x标准提供了更新一个HA和多个PDSN和1x RAN间路由的机制。所提出的HDR标准提供了对HA和多个PDSN和HDR RAN间路由更新的机制。只要MS不移动到使用不同类型无线接口的RAN，那么即使当MS在休眠模式改变RAN时，HDR和1x标准也都能有效地更新分组路由。例如，如果MS在休眠时从1x RAN移到HDR RAN，则会发生路由多义性或冗余，并且会丢失分组。由于使用了这些各种系统，因此会需要一种能有效地更新到MS的分组路由的机制，MS在使用不同类型无线接口的RAN间移动。
                             摘要
本发明的实施例针对在使用不同类型无线接口的无线电接入网(RAN)间允许移动站(MS)的无缝越区切换。这里描述的实施例使MS能在不同RAN间进行越区切换而不会引起路由多义性，并不会大量丢失网络数据。在从使用第一无线接口的第一RAN的覆盖区域移到使用第二无线接口的第二RAN的覆盖区域后，MS确定路由多义性是否会从RAN的改变中产生，并且根据判决触发其网络地址的重新登记。为了确定是否为同一MS创建了多个RAN-PDSN(R-P)连接，分组数据服务节点(PDSN)内的外部代理(FA)监控网络地址的重新登记。PSDN根据该判决终止从MS在不同RAN间的移动而产生的冗余R-P网络连接。
                            附图简述
通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质和优点将变得更加明显，附图中相同的元件具有相同的标识，其中：
图1是仅使用1x无线接入网(RAN)的无线系统配置图；
图2是说明按照移动IP标准将IP地址分配到MS 2的示例性报文流程图；
图3是仅使用HDR无线电接入网(RAN)的无线系统配置图；
图4是按照本发明实施例配置的用户站装置的框图；
图5是按照本发明实施例、当在1x RAN和能执行国际移动站身份(IMSI)认证的HDR RAN间越区切换时、由MS使用的示例性过程的流程图；
图6是按照本发明实施例、当在不同RAN间越区切换时由MS使用的示例性过程的流程图，其中不知道HDR RAN是否能执行IMSI认证；
图7是按照本发明实施例、包括目标PDSN和目标RAN在内的目标网络的越区切换过程流程图；以及
图8是按照本发明实施例配置的示例性MS的框图。
                            详细说明
本申请中所用的单词“示例性”是指“用作示例、实例或说明”。作为“示例性实施例”描述的任一实施例并非被解释为必须优选，或者比这里描述的其它实施例都有利。
图1说明了仅使用1x无线电接入网(RAN)32、34、36的系统中的网络配置。在示例性实施例中，个人或便携式计算机(PC)4通过数据连接12与无线移动站(MS)2相连。PC和MS 2间的数据连接12可以使用诸如以太网、串行、或通用串行总线(USB)电缆这样的物理电缆。或者，数据连接12可以是无线连接，譬如红外或其它光学连接，或者如蓝牙或IEEE 802.11这样的比率连接。如前所述，PC还可被结合在MS 2内以允许通过单个装置访问网络。在图中，MS 2在分别与RANA32、RANB 34和RANC 36相关的覆盖区域6、8和10之间改变其物理位置。RANA 32和RANB 34与PDSN1 14相连，后者又连接到IP网络18。RANC 36与PDSN2 16相连，后者又连接到IP网络18。同样可以通过IP网络18访问主叫代理(HA)20、认证、授权和核算(AAA)服务器22、以及通信节点24。多个附加PDSN、HA、AAA服务器和通信节点可与IP网络18相连，但这里为了简化而省略。
当MS 2最初与RAN相连时，例如与RANA 32相连，MS 2必须从与IP网络18相连的某些实体获得IP地址。如上所述，在早期实现中，MS 2，从分配给PDSN 14的地址池中分配到一个IP地址。由于带有来自该地址池的IP地址的所有分组都会由IP网络18路由到PDSN 14，因此PDSN 14能将那些分组路由到相应的MS 2。然而，如果MS 2移出与PDSN 14相连的任何RAN的覆盖区域，则PDSN 14不再能将分组转发到MS 2。例如，如果MS 2从RANA 32的覆盖区域6移到RANC 36的覆盖区域10，则MS将需要从PDSN2 16的地址池中获得一个新的IP地址。被发送到与PDSN1 14相关的旧地址的任何分组会被抛弃，并且不再使用任何使用旧地址的正在进行的网络连接。
在较最近的移动IP实现中，取而代之的是MS 2从与IP网络相连的HA 20中获得其IP地址。在从与HA 20相关的池中获得地址后，移动IP协议使MS 2能通过任一多个RAN 32、34或36，或通过任一多个PDSN 14或16接收到带有该IP地址的分组。作为从HA 20动态分配IP地址的替代，MS 2还带有HA 20的地址池内的IP地址，这在MS 2的存储器中预先准备了的，例如在激活服务之后。
图2是说明按照移动IP标准将IP地址分配到MS 2的示例性报文流程图。首先，MS 2开始到与PDSN 14相连的RAN的无线链路，并且通过RAN将第一报文202发送到PDSN 14。如果MS 2带有国际移动站身份(IMSI)，则MS 2在第一报文202内发送IMSI。第一报文202可以是若干不同类型之一，这取决于由RAN支持的无线接口类型或者MS 2和RAN间无线链路的连接状态。例如，如果MS 2未与RAN相连，则第一报文202可以是原始报文，或如果MS 2已经在与RAN的无线链路上进行通信，则第一报文202可以是代理恳求报文。尽管所示实例中的号码表示PDSN114，然而第一报文202也可以通过与另一PDSN相连的RAN被发出，譬如PDSN2 16。
PDSN 14响应第一报文202，以包含代理广告和认证询问的报文204响应。代理广告识别PDSN 14内外部代理(FA)的地址。认证询问是握手的一部分，该握手防止其它网络实体偶然或恶意地用网络身份来拦截指向MS 2的数据分组。MS 2以及认证、授权和核算(AAA)服务器22用不可供整个IP网络18使用的共享机密信息来编程。该共享机密信息允许AAA服务器22在允许MS 2将请求发送到HA 20之前验证MS 2的身份。如果用AAA服务器22的认证失败，则MS 2不能向HA 20请求IP地址。在示例性实施例中，共享机密采取用户名和口令的形式。
在接收到从PDSN 14接收的报文204中的询问之后，MS 2使用其共享机密信息以及询问信息以形成询问应答，询问应答将使HA 20能验证MS 2的身份。例如，MS 2使用单向哈希函数来组合共享机密信息与询问信息。MS 2将报文206发回PDSN14，包含询问信息、询问应答和登记请求。然后，PDSN 14在报文208中将三条信息转发到AAA服务器22。使用了同一单向哈希函数之后，AAA服务器22能验证由MS 2使用的共享机密信息，即使该共享机密信息自身从不通过网络被发送。AAA服务器22可以是若干种或类型之一。在示例性实施例中，使用了用户服务中的远程认证拨号(RADIUS)服务器。
如果AAA服务器22确定来自MS 2的询问应答有效，则AAA服务器22将登记请求210转发到HA 20。HA 20具有分配给诸如MS 2这样的移动网络实体的可用IP地址池。通过带有来自各HA 20地址池的目标地址的IP网络18发送的任何IP分组都由IP网络18路由至HA 20。根据登记请求210的内容，HA 20形成登记答复212，它包含在由MS 2发送到其它网络实体的分组中要被用作源地址的IP地址。HA 20将应答212发送到PDSN 14中的FA。FA记录该IP地址并将其与RAN-PDSN(R-P)会话相关联并建立该会话。在示例性实施例中，FA将R-P信息存储在根据IP地址索引的表中。为了完成IP地址到MS 2的分配，PDSN通过RAN将报文214发送到MS 2。报文214包含来自HA 2-的登记答复并且包括分配给MS 2的IP地址。
在其IP地址已被登记之后，MS 2可以开始在整个IP网络18内发送IP分组。例如，MS 2可以开始与通信节点24通信，如Web服务器。由MS 2发出的分组带有通信节点24的目标地址和分配给MS 2的源地址。所有由MS 2发出的报文都通过PDSN 14内的FA被路由。FA可以将外出分组直接发送到IP网络18或者可以将其封装在指向HA 20的较大分组内。如果采取后一种方法，则HA 20解封从PDSN 14接收到的分组并且将已解封的分组转发到通信节点24内其目标位置。
来自通信节点24的应答会带有目标地址，该目标地址从属于HA 20的地址池中分配给MS 2。所有这样的报文由IP网络18路由至HA 20。HA 20检查各接收到的IP分组的目标地址以识别MS 2和相关的PDSN 14。然后，HA 20将分组封装在带有PDSN 14的目标地址的较大分组内。已封装的分组由PDSN 14内的FA接收。该FA解封该分组并且在其R-P表中找到已解封分组的目标IP地址。然后，FA通过与相应的R-P会话相关的RAN转发该分组。对于MS 2而言，移动IP过程是透明的，除了对于所有封装、解封和转发的一点附加延时之外。
图1中，示出MS 2位于RANA 32的覆盖区域6中。在图1中，所有RAN 32、34和36都使用1x类型的无线接口。使用1x无线接口的网络用IMSI来识别移动站。建立新无线链路的MS 2在原始报文中发送其IMSI。RAN通过与主叫位置寄存器(HLR)(未示出)交换询问和询问应答来认证IMSI。HLR是本领域中标准且熟知的信令系统7(SS7)无线电话网的一部分。IMSI的认证用与上述与移动IP认证相关的单向哈希函数技术类似的技术来完成。
在图1所示的示例性实施例中，MS 2首先通过第一1x RANA 32建立连接，并且用上面联系图2描述的HA来登记。在完成移动IP登记之后，MS 2使用来自HA 20的地址池的地址，并且用PDSN 14中FA内的PPP状态来发送分组。在1x系统中，PDSN 14根据它的IMSI来识别MS 2。在RANA 32的覆盖区域6内，MS 2在RANA 32中监控来自基站的辅助报文广播。在其它类型的信息中，那些辅助报文识别RANA 32的分组区带(PZ)ID。
当MS 2离开RANA 32的覆盖区域6并且进入RANB 34的覆盖区域8时，MS 2用RANB 34中的基站对辅助报文广播进行解码。RANB辅助报文包含与RANA中基站所广播的PZID不同的PZID。当MS 2检测到PZID中的变化，它将“假原始”发送到RANB 34。在示例性实施例中，原始报文包含MS 2的IMSI、准备发送数据(DRS)字段、以及PREV_PZID字段。由于原始报文主要用于路由更新的目的，因此DRS字段被设为0，表示MS 2没有要发送的分组数据。如果MS 2正好有要被发送到网络的新的分组数据，它可以开始使用DRS字段为1的原始报文的常规呼叫。PREV_PZID字段包含MS 2所连接到的先前系统的PZID。RANB 34接收原始报文并将MS 2的IMSI和PREV-PZID转发到其服务PDSN、PDSN1 14。PDSN1 14从IMSI确定MS 2是否有PDSN1 14内的现有PPP状态，并且从PREV_PZID值确定该MS 2来自RANA 32。由于PDSN1与原始RANA 32和目标RANB 34两者相连，因此PDSN1一般能正好将同一PPP状态重新指向目标RAN 34。由于某些原因，如果PDSN1 13不能将同一PPP状态重新指向目标RAN 34，则PDSN1 14重置其PPP状态并且强制MS 2建立新的PPP会话。
当MS 2离开RANB 34的覆盖区域8并且进入RANC 36的覆盖区域10时，MS 2用RANC 36中的基站对辅助报文广播进行解码。RANC 36辅助报文包含与RANB 34中基站所广播的PZID不同的PZID。当MS 2检测到PZID中的变化，它将“假始发”发送到RANC 36，RANC 36包含MS 2的IMSI、值为0的DRS字段、以及识别先前RAN、RANB 34的PREV_PZID字段。RANC 36接收原始报文并将MS 2的IMSI和PREV-PZID转发到其服务的PDSN、PDSN2 16。根据MS 2是否在前面已被连接到PDSN2 16，PDSN216可以具有与MS 2的IMSI相关的PPP状态。不考虑前一PPP状态的存在，PDSN2 16从PREV_PZID值确定该MS 2来自与不同的PDSN相连的RAN。PDSN2 16不能检索来自不同PDSN的PPP状态，并因此需要建立与MS 2的新PPP会话。如果PDSN2 16具有用MS 2建立的前一PPP会话，这意味着PDSN2 16必须抛弃该PPP会话。
在MS 2和PDSN2 16间建立了新的PPP会话之后，PDSN2 16将代理广告报文发送到MS 2，该MS 2识别PDSN2 16内FA的地址。由于各FA的地址不同，因此PDSN216的FA地址将与PDSN1 14的FA地址不同。当MS 2接收到具有不同地址的代理广告时，MS确定它必须用HA 20重新登记其IP地址。例如，MS 2按照参考图2所述的协议用HA 20重新登记其IP地址。如上使用了移动IP认证之后，HA 20认识到MS 2已经移动并且正在请求同一IP地址。如果可能，HA 20将同一IP地址分配给MS 2并且将目标为该地址的报文重新指向PDSN2 16。一般而言，HA 20不将重新指向通知发送到原始PDSN、PDSN1 14。
图3说明了仅使用HDR RAN 42、44、46的系统中的网络配置。MS 2最初位于RANA 42的覆盖区域6中。在图3中，所有RAN 42、44、46使用HDR类型的无线接口。使用HDR无线接口的网络用单播访问终端标识符(UATI)来识别移动站。
HDR RAN一般不从MS 2获得IMSI，但将IMSI分配给每个MS 2，主要为了允许识别与PDSN的R-P会话。通过提供某些IMSI支持，HDR网络可以使用与1x系统所用的PDSN同类的PDSN。一般而言，严格的HDR网络不执行任何IMSI认证，并且不与SS7无线电话网相连。在示例性实施例中，由UATI、IMSI和其它数据组成的数据库分布在无线网络内的HDR RAN中间。
MS 2通过如RANA 42这样的第一HDR RAN连接到HDR系统，并且从RANA 42获得UATI。然后，为了使分组数据能由PDSN1 14内的FA路由，RANA 42将临时IMSI分配给MS 2。或者，如果RANA 42能认证IMSI，则RANA 42在建立与PDSN1 14的R-P链路时将实际IMSI分配给MS 2。如果RANA 42能认证IMSI，它用SS7网络上的认证中心或者用AAA服务器222这样做。然后，如上参考图2所述，MS 2用HA 20登记。在完成移动IP登记之后，MS 2使用由HA 20分配给它的IP地址，并且用PDSN1 14中FA内的PPP状态来发送分组。在RANA 42的覆盖区域6中，MS 2监控来自RANA 42中基站的辅助报文。在示例性实施例中，辅助报文包括使MS 2能确定它何时位于与RANA 42的基站相关的覆盖区域6中的信息。使MS 2能识别与覆盖区域相关的RAN的辅助报文被称为子网掩码。当MS 2离开一个覆盖区域并进入另一个时，在开销信道上接收到的子网掩码也相应改变。
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当MS 2离开RANB 44的覆盖区域8并且进入RANC 46的覆盖区域10时，MS 2用RANC 46中的基站对辅助报文广播进行解码。RANC 46辅助报文包含与RANB 44中基站所广播的子网掩码不同的子网掩码。当MS 2检测到子网掩码中的变化时，它将UATI更新报文发送到RANC 46，后者包含MS 2前面分配的UATI。RANC 46接收UATI更新报文并询问其它与PDSN2 16相连的RAN，以确定MS 2是否从附近RAN接收到其UATI分配。由于MS 2从与PDSN1 14相连的RANB 44中接收其UATI分配，因此RANC 46不能将PPP状态重新指向自己。因此，RANC 46将新的UATI分配给MS2并且强制MS 2建立新的PPP会话。MS 2因此将丢失与其前一个PDSN1 14 PPP会话相关的状态信息。
在MS 2和PDSN2 16间建立了新的PPP会话之后，PDSN2 16将代理广告报文发送到MS 2，该MS 2识别PDSN2 16内FA的地址。由于各FA的地址不同，因此PDSN216的FA地址将与PDSN1 14的FA地址不同。当MS 2接收到具有不同地址的代理广告时，MS确定它必须用HA 20重新登记其IP地址。例如，MS 2按照参考图2所述的协议用HA 20重新登记其IP地址。如上使用了移动IP认证之后，HA 20认识到MS 2已经移动并且正在请求同一IP地址。如果可能，HA 20将同一IP地址分配给MS 2并且接着将目标为该地址的报文重新指向PDSN2 16。一般而言，HA 20不将重新指向通知发送到原始PDSN、PDSN1 14。
图4说明了使用HDR RAN 52、56和1x RAN 54的混合物的系统中的网络配置。设计成工作在混合HDR和1x系统中的MS 2具有两种系统的属性。例如，它具有存储在存储器中的IMSI，但也被编程用UATI与HDR网络相连。
如果HDR RAN 52、56能执行IMSI的认证，则可以用MS 2的实际IMSI建立与PDSN 14和16的R-P链路。IMSI认证可由HDR RAN用SS7网络上的认证中心或者用AAA服务器22来完成。在示例性实施例中，MS 2在HDR会话协商开始时将其IMSI发送到HDR RAN。然后，各HDR RAN 52、56能用MS 2的真实IMSI建立与PDSN14和16的R-P链路。由于1x RAN 54以及HDR RAN 52、56使用了同一IMSI，因此PDSN能容易地解决任何路由多义性并且避免误路由任何指向MS 2的分组。而且，如果前一1x RAN和目标HDR RAN共享单个PDSN，例如在与RANA 52、RANB 54和PDSN114的配置相同的配置中，PDSN能将其R-P连接重新路由至目标RAN并且重新使用现有的PPP状态。
然而，如果HDR RAN 52和56不能认证IMSI，则它们将为了用在与PDSN 14和16的R-P链路中而创建临时IMSI。随后从1x RAN到HDR RAN的越区切换，例如从RANB 54到RANA 52，会导致在诸如PDSN1 14这样的共享PDSN中的路由问题。在示例性实施例中，提出了由创建具有同一IP地址但不同IMSI的多个R-P会话而引起的路由问题，它对PDSN操作修改较小。
在示例性实施例中，MS 2与HDR系统RANA 52相连，并且从RANA 52获取UATI。然后，为了使分组数据能由PDSN1 14内的FA路由，RANA 52将临时IMSI分配给MS2。然后，如上参考图2所述，MS 2用HA 20进行登记。在完成移动IP登记之后，MS 2使用由HA 20分配给它的IP地址，并且用PDSN1 14中FA内的PPP状态来发送分组。在RANA 52的覆盖区域6中，MS 2监控来自RANA 52中基站的辅助报文广播。
当MS 2离开RANA 52的覆盖区域6并且进入RANB 54的覆盖区域8时，MS 2用RANB 54中的基站对辅助报文广播进行解码。如上所述，类同RANB 54的1x RAN在其辅助信道上广播PZID。因此，MS 2接收来自RANA 52的子网掩码和来自RANB 54的PZID。根据从RANB 54接收到的不同报文，MS 2确定它已移入具有不同类型接口的网络的覆盖区域。如下所述，MS 2和PDSN1 14必须特别注意防止指向MS 2的分组由于路由多义性而被丢失。
响应网络的变化，MS 2将包含MS 2的实际IMSI的“假始发”发送到RANB 54。结果，RANB 54根据MS 2的实际IMSI建立与PDSN1 14的新R-P连接。如果PDSN1 14前面未根据实际IMSI用MS 2建立PPP状态，则PDSN1 14与MS 2协商新的PPP状态。在MS 2和PDSN1 14间建立了新的PPP会话之后，PDSN1 14将代理广告报文发送到MS 2，该MS 2识别PDSN1 14内FA的地址。由于PDSN未改变，因此在代理广告报文中发送的FA地址会与从RANA 52接收到的地址相同。结果，MS 2可能不用HA 20重新登记其IP地址。由于MS 2通过RANA 52从HA 20获得其IP地址，因此RANA 52将临时IMSI分配给MS 2。正在由MS 2使用的IP地址在PDSN1 14内的FA中与临时IMSI链接。到达带有该IP的PDSN1 14中的所有网络分组都将被路由至RANA 52，除非MS 2用HA 20重新登记其IP地址。
在示例性实施例中，只要当MS 2从HDR RAN 52、56的覆盖区域移入1x RAN 54的覆盖区域时，MS 2就执行移动IP重新登记。例如，如果MS 2从RANA 52的覆盖区域6移入RANB 54的覆盖区域8，那么即使代理广告报文中接收到的FA地址与前面刚使用的地址相同，MS 2也用HA 20重新登记其地址。
不幸的是，用HA 20重新登记不能完全解决路由多义性问题。当MS 2首先通过RANA 52从HA 20获取其IP地址时，PDSN1 14内的外部代理将R-P会话与临时IMSI和所用的IP地址的组合相关。在MS 2移入RANB 54的覆盖区域之后，MS 2用HA 20重新登记，并且一般被分配到相同的IP地址。不幸的是，重新登记使用了MS 2的实际IMSI，而非最初由RANA 52分配的临时IMSI。因此，PDSN1 14会停止将相同的IP地址分配给各对应于不同IMSI的两个不同的R-P会话。当分组从带有该IP地址的IP网络18到达时，PDSN1 14将不能无多义性地将该分组路由至RAN。
在示例性实施例中，为了防止这种多义性而修改混合网络内的PDSN。任何时候当FA将IP地址分配给IMSI时，FA清除带有同一IP地址的任何其它实体的表，而不考虑IMSI的值。PDSN的FA内每个IP地址仅允许一个R-P会话。
除了MS 2从HDR系统移到1x系统的情况之外，必须采取特别预防措施来避免当MS 2从1x系统移到HDR系统时的路由多义性。当MS 2通过诸如RANC 56这样的HDR RAN建立连接、然后移入诸如RANB 54这样的1x RAN、由不同的PDSN服务、在RANB 54内时用HA 20重新登记其IP地址、然后返回RANC 56时，这个问题尤其尖锐。在当前提出的HDR标准中，MS 2无法通知RANC 56它刚来自使用不同无线接口的系统或它已在其它系统中重新登记了其IP地址。由于假始发中的PREV_PZID允许PDSN确定通过不同的PDSN重新登记的MS 2，因此当从1x RAN移到1x RAN时这不是问题。由于UATI请求中的UATI允许目标PDSN确定该MS 2是否通过不同的PDSN重新登记的，因此当从HDR RAN移到HDR RAN时这也不是问题。
当MS 2从1x RANB 54重新进入HDR RANC 56的覆盖区域10时，MS 2发送一个UATI请求，包含由MS 2先前在HDR RANC 56的覆盖区域10内使用的UATI。使用当前提出的协议，MS 2无法将其在介入1x系统中的重新登记通知到HDR RANC 56。因此，RANC 56将用PDSN2 16内的现有PPP状态继续网络通信，该PDSN2 16与先前由MS 2使用的UATI相关。
在示例性实施例中，MS 2总是在从1x RAN移到HDR RAN之后重置其UATI。当在UATI请求中发送重置后的UATI时，HDR RAN将为MS 2分配一个新的UATI并从而强制移动IP重新登记。移动IP重新登记一般会导致MS被分配到与前面使用的IP地址相同的IP地址。在完成移动IP重新登记之后，HA 20会适当地将网络分组指向HDR RAN，并且指向MS 2。在替代实施例中，MS 2通过简单地在MS 2从1x RAN移到HDR RAN时强制PPP重置而完成大致相同的操作。
在另一实施例中，HDR标准被改变以允许MS 2启动到HDR RAN的位置响应(LocationResponse)报文。在现有HDR规范中，LocationResponse报文可包含系统标识符(SID)、网络标识符(NID)、以及MS重新登记其IP地址的前一系统的PZID。有了该信息之后，HDR RAN可以询问其PDSN而可能将R-P会话移至HDR RAN。或者，如果PZID属于与不同PDSN相关的1x RAN，则PDSN可以重置PPP会话并从而触发IP地址重新登记。
在另一实施例中，MS 2将移动IP代理恳求(AgentSolicitation)报文发送至目标PDSN内的FA。根据从应答中收集的FA的地址，MS 2可以用HA 20重新登记其IP地址，而无须耗费建立新PPP会话所必要的带宽。
图5是示出在1x RAN和HDR RAN间越区切换时可由MS 2使用的能执行IMSI认证的示例性过程流程图。在检测到RAN类型的变化之后，MS 2在步骤502将其IMSI发送至目标RAN。如果目标RAN是1x RAN，则IMSI可以在“假始发”的报文中被发送。如果目标RAN是HDR RAN，则IMSI可以在协商新HDR会话时的配置报文中被发送。
如果连接到目标RAN的PDSN不具有与MS 2的IMSI相关的R-P会话，则PDSN会建立与MS 2的新PPP会话。在步骤504处，MS 2确定是否建立了与PDSN的新PPP会话。由PDSN建立新PPP会话可以意味着该PDSN没有与MS 2的IMSI相关的现存的PPP状态。或者，由PDSN建立新PPP会话可以意味着该PDSN不能将现有PPP状态从前一RAN的R-P会话传送到目标RAN。在任一情况下，PDSN一般会将代理广告报文发送至MS 2，表示PDSN内FA的地址。如果向MS 2提供服务的前一RAN是被连接到同一PDSN，则它可能不必要用HA 20重新登记移动IP。HA 20会将分组转发至正确的PDSN。然而，如果向MS 2提供服务的前一RAN是与不同PDSN相连，则为了将新PDSN地址通知到HA 20，MS 2应该重新登记移动IP。由于MS 2不能确定新PPP状态是否由PDSN的变化所迫使，因此MS在步骤506处用HA 20重新登记其移动IP。
如果MS 2在步骤504处确定未与PDSN建立任何新PPP会话，则MS 2在步骤508处确定前一RAN类型中是否发生移动IP重新登记。如上所述，设计了用不同无线接口的协议来管理使MS 2在同类的不同RAN间移动。因此，当MS 2在同类的RAN间移动时，不会产生路由多义性。当在1x RAN间移动时，MS发出与诸如PZID这样的前一RAN有关的信息，以允许目标RAN确定是否应建立新PPP会话。当MS 2在HDR RAN间移动时，目标RAN通过在UATI更新报文中的从MS 2接收到的UATI而确定是否需要新PPP会话。
然而，当MS 2返回具有不同类无线接口的RAN时，它发送至目标RAN的报文不能识别不同类的前一RAN。如果目标RAN是HDR RAN，则MS 2不能在UATI更新报文中发送前一PZID值。同样，MS 2不能在1x始发中发送UATI。如果前一RAN和目标RAN与不同的PDSN相连，且MS 2在前一系统中用HA 20重新登记了其移动IP地址，那么HA 20仍然会将后来指向MS 2的分组发送至前一RAN的PDSN。为了防止这种路由多义性，如果MS在前一RAN类型中执行了移动IP重新登记，则它在步骤506处重新登记其IP地址。
图6是示出当做不同RAN间越区切换时由MS 2使用的示例性过程的流程图，其中不知道HDR RAN是否能执行IMSI认证。在检测到RAN的变化之后，MS 2在步骤602处将其IMSI发送至目标RAN。然后，MS在步骤604、606、608中确定需要四种可能的越区切换的哪一种：(1)HDR-至-HDR；(2)1x-至-1x；(3)HDR-至-1x；或(4)1x-至-HDR。MS 2对各不同的越区切换类型进行不同处理。
在步骤604处，MS 2确定前一RAN的类型。如果前一RAN是HDR RAN，则MS 2在步骤606处确定目标RAN的类型。如果目标RAN也是HDR，则MS 2在步骤608处将UATI请求发送至目标RAN。然后，MS 2在步骤618处确定目标PDSN是否建立了新PPP会话。如果目标PDSN未曾建立新PPP会话，则MS 2继续常规操作并能通过目标RAN发送并接收分组数据。否则，MS 2在步骤624处用HA 20重新登记其移动IP地址。
如果MS 2在步骤604处确定前一RAN是1x RAN，则MS 2在步骤614处确定目标RAN的类型。如果目标RAN也是1x，则MS 2在步骤616处将原始报文发送至目标RAN。如上所述，原始报文可以是包含0值DRS字段的“假始发”。始发报文包含MS的2IMSI以及与目标RAN相关的任何系统标识值，该值与前一RAN的那些值不同，譬如PZID。根据始发报文中的信息，与目标RAN相连的PDSN可以建立新PPP会话。在步骤620处，MS 2确定目标PDSN是否建立了新的PPP会话。如果目标PDSN未曾建立新PPP会话，则MS 2继续常规操作并且能通过目标RAN发送并接收分组数据。否则，MS 2在步骤622处接收代理广告并且将该FA地址与前面用于用HA 20登记移动IP地址的FA地址相比较。如果前一FA地址不同于目标FA的地址，则MS 2在步骤624处重新登记其移动IP地址。否则，MS 2继续常规操作并且能通过目标RAN发送并接收分组数据。
如果MS 2在步骤606处确定目标RAN为1x RAN，则MS 2在步骤610处发送始发报文。该始发报文可以是包含0值DRS字段的“假始发”。在示例性实施例中，当越区切换至HDR RAN时，MS 2保存前一1x RAN的系统标识值。始发报文包含MS的2 IMSI并且可以包含前一系统的标识值，譬如PZID、SID或NID。在步骤610处发送始发报文之后，MS 2如上所述继续到步骤618。
如果MS 2在步骤614处确定前一RAN是HDR RAN，则MS 2在步骤612处发送位置更新(Location Update)报文。在示例性实施例中，Location Update包含前一1x RAN的PZID、SID和NID。在示例性实施例中，Location Update包含如HDR规范中定义的位置值(LocationValue)字段。目标HDR RAN可以用LocationUpdate报文中的信息来确定MS 2是否正在从与不同PDSN相连的前一RAN越区切换。如果前一RAN和目标RAN共享一个PDSN，则该PDSN能够将与MS 2相关的R-P会话移至目标RAN，而不要求移动IP重新登记或者新PPP会话的建立。在发送Location Update报文之后，MS 2如上所述继续到步骤618。
图7(图7a和7b)是目标网络的越区切换过程的流程图，该网络包括目标PDSN和目标RAN。在步骤704处，目标RAN从到来的MS 2接收标识信息。该标识信息可以包括IMSI、UATI、或与前一RAN相关的系统标识信息，譬如PZID、SID或NID。如上所述，从到来的MS 2接收到的标识信息类型可能根据由前一和目标RAN使用的无线接口而变化。
在步骤706处，目标网络搜索与进入的MS 2相关的现有PPP会话。在HDR网络中，这可以包括搜索IMSI、UATI、或者分布在多个HDR RAN间的其它信息。在1x网络中，这可以包括在目标PDSN内的数据库中搜索MS 2的IMSI。在任一类网络中，搜索可以包括认证从MS 2接收到的IMSI。如果目标网络支持IMSI认证，且MS 2不能被成功认证，则网络或者在HDR RAN的情况下拒绝对MS的分组服务，或者分配临时IMSI以识别目标(DESTINATION)PDSN中的R-P会话。最终，在步骤708处，DESTINATION PDSN确定它是否具有与进入的MS 2相关的现有R-P会话。
如果找到一个会话，则在710处，目标网络确定所识别的前一RAN是否与目标PDSN相连。如果是，则目标PDSN在步骤712处将其R-P会话重新指向目标RAN，且对MS 2的分组数据服务可以无须移动IP重新登记或建立新PPP会话而继续。如果未找到会话，则在步骤714处，目标PDSN建立与进入的MS 2的新PPP会话。在建立了新PPP会话之后，目标PDSN在步骤716处将包含目标PDSN内FA地址的代理广告发送至进入的MS 2。在步骤718处，如果代理广告未使进入的MS 2用HA 20重新登记其IP地址，则对MS 2的分组数据服务可以继续。
如果进入的MS-2在步骤718处重新登记其IP地址，则在步骤720处，目标PDSN监控通过其FA为进入的MS 2分配的IP地址。如果所分配的IP地址和与PDSN内任何其它R-P会话相关的IP地址匹配，则PDSN在步骤722处终止其它R-P会话。即使它们具有不同的IMSI来防止任何路由多义性，PDSN也终止这种其它R-P会话。在步骤722之后，或者如果在步骤718处，进入的MS 2未重新登记其IP地址，则对MS 2的分组数据服务可以继续。
图8示出示例性MS 2装置。如上所述，MS 2可能具有与外部终端或装置的数据连接12，如个人或便携式计算机(PC)4。在这种配置中，MS 2包括本地接口812以提供数据连接信号和数字数据的必要转换。本地接口812可以是任一种多种电缆接口类型，如以太网、串行、或通用串行总线(USB)。或者，本地接口812可以提供无线连接，如红外或其它光学连接，或者无线电连接，如蓝牙或IEEE802.11。
与提供与外部PC 4的连接相反，MS 2可以提供对IP网络18的直接访问。例如，MS 2可以包括使用诸如无线应用协议(WAP)的Web浏览器应用。在这种合并的应用中，本地接口812可以采取用户界面的形式，包括键盘，LCD显示器，或触摸式显示器、如手持个人数字助理装置(PDA)上常用的那些笔输入界面，或者适用于无线分组数据用户应用的任何其它输入界面。
在示例性实施例中，本地接口812将应用数据提供该控制处理器804。控制处理器804可以是通用微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件、专用集成电路(ASIC)、或者其它能执行这里所述功能的器件。手持用户输入界面和手持显示器可以包括键盘、如手持个人数字助理装置(PDA)上常用的那些液晶显示器(LCD)笔输入界面，或者适用于无线分组数据用户应用的任何其它输入界面。
此外，控制处理器804用于执行结合图1-7而描述的MS 2处理，诸如请求IP资源，管理PPP会话，以及与各种无线接口相关的其它网络协议过程。控制处理器804可以是单处理器，或者可以包括多个分开的处理器，譬如用于通过本地接口812管理用户界面功能的微控制器，以及用于管理无线接口协议的DSP。
MS 2包括存储器802，用于存储在控制处理器804的操作期间所需的各类数据和信息。存储器802可以是单个器件或者可以包括多个器件，譬如包括闪存的非易失性存储器、静态或动态随机存取存储器(RAM)、或者可擦除或不可擦除的只读存储器(ROM)。整个存储器802或其部分可以与整个控制处理器804或其部分一起合并到单一器件中。存储器802可以包含的信息有：控制处理器804的可执行代码、IMSI、用于登记移动IP地址的共享机密信息、HA 20的地址、以及移动IP地址。此外，存储器802用于存储向无线网络收发的临时分组拷贝，以及用于提供分组数据服务所需的所有状态变量。
在示例性实施例中，要被发送到无线网络的数据在调制器(MOD)806中被编码、调制、并交织，并且在通过天线共用器(DIP)810和天线814被发送之前在发射机(TMTR)808内被放大和上变频。通过天线814从无线网络接收到的数据在接收机(RCVR)816内受到增益控制和下变频，在由控制处理器804处理之前在解调器(DEMOD)818内被去交织、解调并解码。调制器(MOD)806、发射机(TMTR)808、接收机(RCVR)816和解调器(DEMOD)818能用多种类型的无线接口进行操作，例如1x和HDR。如果必要，MS 2会包括与包括1x、HCR、W-CDMA和EDGE在内的多种类型无线接口兼容的多个调制器、发射机、接收机、或解调器。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (2)

1.在通信网络的分组数据服务节点内，一种补偿第一类无线电接入网和第二类无线电接入网间越区切换的方法，其特征在于包括：
在分组数据服务节点处确定是否为同一移动站创建多个无线电接入网一到一分组数据服务节点(R-P)的连接；以及
在分组数据服务节点处终止从第一类无线电接入网和第二类无线电接入网间移动站的位移而产生的冗余R-P连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括，在分组数据服务节点处监控移动站的网络地址重新登记。
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