СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ СООБЩЕНИЙ В МОБИЛЬНЫЙ УЗЕЛ (ВАРИАНТЫ) И КОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ
METHOD OF CONTROLLING TRANSMISSION OF MESSAGES TO MOBILE NODE (VERSIONS) AND COMMUNICATION NETWORK

[0001] Настоящая заявка связана с временной заявкой US 61/177,794, поданной 13 мая 2009 г., и приоритет запрашивается по этой временной заявке, поданной в соответствии со Сводом законом США 35, § 119(e). Указанная временная заявка также включается ссылкой в настоящую заявку.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Изобретение относится к способу и системе, которые обеспечивают приостановку и возобновление сеанса беспроводной связи с использованием нового указателя, варианта или передачи сообщения.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Системы мобильной связи, работающие по Интернет-протоколу (IP), предусматривают связь по меньшей мере между одним мобильным узлом и сетью беспроводной связи. Термин "мобильный узел" означает устройство мобильной связи (например, терминал мобильной связи, смартфон, портативное устройство, такое как ноутбук, снабженные средствами беспроводной связи, как это описано ниже более подробно). Система беспроводной связи может включать, среди других элементов, домашнюю сеть и внешнюю сеть. Мобильный узел может менять свою точку подключения к сети Интернет через указанные сети, однако для целей адресации в сети Интернет он будет всегда связан с одной домашней сетью. Домашняя сеть содержит агента домашней сети, а внешняя сеть содержит агента внешней сети, причем оба агента управляют маршрутизациями информационных пакетов, входящими в их сети и исходящими из них.
[0004] Мобильный узел, агент домашней сети и агент внешней сети могут называться по-разному в зависимости от системы обозначений, используемых в какой-либо конкретной конфигурации сети или системы связи. Например, указание "мобильный узел" охватывает ПК, имеющие проводные средства связи (например, телефонная линия (витая пара), кабель сети Ethernet, оптический кабель и т.п.) с беспроводной сетью, а также средства беспроводной связи для непосредственного соединения с сотовой сетью, как, например, в терминалах мобильной связи различных производителей и моделей (сотовые телефоны), имеющих различные особенности и характеристики, такие как доступ в сеть Интернет, электронная почта, службы передачи сообщений и т.п. Мобильные узлы иногда называют пользовательским оборудованием, мобильными модулями, мобильными терминалами или мобильными устройствами в зависимости от системы обозначений, принятой конкретным системным провайдером. В общем случае также имеется корреспондентский узел, который может быть мобильным или стационарным, и может быть размещен в сети для обмена сообщениями с мобильным узлом.
[0005] Агент домашней сети также может указываться как локальный узел привязки мобильных узлов (далее - "мобильный узел привязки"), менеджер мобильности домашней сети, реестр абонентов, и агент внешней сети может также указываться как шлюз доступа мобильных пользователей, менеджер управления мобильностью, реестр входящих мобильных абонентов и узел обслуживания входящих абонентов. Термины "мобильный узел", "агент домашней сети" (далее - "домашний агент") и "агент внешней сети" (далее - "внешний агент") не должны пониматься в ограничивающем смысле и могут включать другие модули мобильной связи или устройства диспетчеризации, размещенные в домашних или во внешних сетях. Внешние сети также могут указываться как обслуживающие сети.
Регистрация мобильного узла
[0006] Внешние и домашние агенты периодически передают широковещательные сообщения (объявления) всем узлам в локальной сети, связанным с таким агентом. Объявление агента - это такое сообщение агента в сети, которое может быть выпущено в соответствии с протоколом Mobile IP (RFC 2002) или каким-либо иным коммуникационным протоколом. Это объявление должно содержать информацию, которая необходима для однозначной идентификации мобильного агента (например, домашнего агента, внешнего агента и т.п.) мобильным узлом. Мобильные узлы проверяют объявление агента и определяют, подсоединены они к домашней или к внешней сети.
[0007] Мобильный узел всегда будет связан со своей домашней сетью и подсетью для целей IP-адресации и будет получать информацию, направленную ему маршрутизаторами, расположенными в домашней и внешней сетях. Если мобильный узел находится в своей домашней сети, информационные пакеты будут направляться ему в соответствии со стандартной схемой адресации и маршрутизации. Однако если мобильный узел поступает во внешнюю сеть, он получает соответствующую информацию из объявления агента и передает запрос на регистрацию (иногда указываемые как запрос на обновление привязки) своему домашнему агенту через внешнего агента. Запрос на регистрацию включает посреднический адрес (адрес для передачи - "care-of address") для мобильного узла. Домашний агент может направить мобильному узлу ответное регистрационное сообщение (также указываемое как подтверждение обновления привязки) для подтверждения успешного завершения процесса регистрации.
[0008] Мобильный узел продолжает сообщать домашнему агенту о своем местонахождении во внешних сетях путем регистрации в домашнем агенте посреднического адреса.
Зарегистрированный посреднический адрес идентифицирует внешнюю сеть, в которой находится мобильный узел, и домашний агент использует этот адрес для направления информационных пакетов во внешнюю сеть для последующей передачи мобильному узлу. Если домашний агент получает информационный пакет, адресованный мобильному узлу, когда этот узел находится во внешней сети, то домашний агент передает этот информационный пакет во внешнюю сеть, в которой находится мобильный узел, используя соответствующий посреднический адрес. Таким образом, этот информационный пакет, содержащий посреднический адрес, будет затем переслан и направлен в мобильный узел маршрутизатором внешней сети в соответствии с посредническим адресом.
[0009] Одна или несколько внешних сетей могут поддерживать разные интерфейсы, которые могут включать различные способы доступа в соответствии со стандартами 802.1 Id, 802.1 1g, HRPD, WiFi, WiMax, CDMA или LTE, не говоря уже о доступе через систему телефонной связи с коммутацией каналов. Могут возникать различные проблемы, когда мобильный узел будет иметь дело с различными типами доступа в одной или в нескольких сетях, или когда осуществляются процедуры перехода от одного типа доступа к другому типу доступа. Когда мобильные узлы перемещаются из одной внешней сети в другую внешнюю сеть, то иногда возникают проблемы, связанные с регистрацией посреднического адреса в домашнем агенте или в локальном узле привязки. Например, могут возникать проблемы с процедурой передачи управления для связи, когда домашний агент или локальный узел привязки может терять пакеты или начислять плату за потерянные пакеты, что может нарушать процессы передачи и приводить к неувязкам в биллинге (например, начисления абоненту за пакеты, которые он никогда не получал).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] В настоящем изобретении предлагаются четкие процедуры передачи мобильных узлов между сетями и биллинга за переданные информационные пакеты путем применения нового способа и системы для приостановки и возобновления передачи нисходящих сообщений. Изобретение направлено на разрешение ситуации, в которой мобильный узел переходит в новую внешнюю сеть или ко второму типу доступа в той же внешней сети (сеть поддерживает несколько типов доступа), однако новая внешняя сеть не поддерживает передачу в мобильный узел нисходящих сообщений. Основной целью настоящего изобретения является обеспечение достаточной информации из локального агента мобильности, чтобы шлюз доступа мобильных пользователей (или внешний агент) мог оптимизировать использование ресурсов в сети и мог аккуратно начислять абоненту плату за принятые информационные пакеты, в результате чего исключается начисление платы за потерянные пакеты, которые никогда не были приняты мобильным узлом.
[0011] В настоящем изобретении используется сообщение о возможности изменения привязки, содержащее указатель "Приостановить/Возобновить", передаваемое в локальный узел привязки внешним агентом, который поддерживает передачу нисходящих сообщений в мобильный узел. В частности, для формирования переходного состояния в записи кэша привязки (ВСЕ) в домашнем агенте/локальном узле привязки при передаче между шлюзами MAG (доступа мобильных пользователей) предлагается сообщение о возможности изменения привязки, при котором нисходящий трафик от домашнего агента/локального узла привязки будет приостанавливаться до тех пор, пока переходное состояние ВСЕ (приостановка) не будет снято внешним агентом, поддерживавшим ранее передачу нисходящих сообщений. После снятия переходного состояния ВСЕ (приостановка) нисходящий трафик из домашнего агента/локального узла привязки может возобновиться путем пересылки нисходящего трафика в мобильный узел через внешнего агента. Настоящее изобретение может быть реализовано с использованием нового протокола или модифицированных сообщений, передаваемых известными приложениями регистрации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0012] Цели и особенности изобретения станут более понятными после ознакомления с нижеследующим подробным описанием и с прилагаемой формулой со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера относятся к одинаковым элементам.
[0013] Фигура 1 - система мобильной связи, работающая по Интернет-протоколу, в соответствии с настоящим изобретением, содержащая сети 3GPP и другие сети.
[0014] Фигура 2 - схема прохождения вызова с использованием сообщений обновления привязки при переходах и сообщений запуска аннулирования расширенной привязки.
[0015] Цели и особенности изобретения станут более понятными после ознакомления с нижеприведенным подробным описанием и с прилагаемой формулой со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера относятся к одинаковым элементам.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0016] На фигуре 1 приведена полная схема система мобильной связи, работающая по Интернет-протоколу, с мобильным узлом 125, домашней сетью 110 и внешними сетями 130 и 150. Как показано на фигуре 1, домашняя сеть ПО содержит домашнего агента или локальный узел 113 привязки для мобильных узлов (далее "локальный узел привязки"). Локальный узел 113 привязки соединен со шлюзом (SGW) 155 мобильного доступа во внешней сети 130 по линии 112 связи, и локальный узел 113 привязки соединен со шлюзом 135 мобильного доступа во внешней сети 150 по линии 115 связи.
[0017] Шлюз (SGW) 155 мобильного доступа соединен с узлом управления мобильностью (ММЕ) 165 по линии 166 связи, с узлом поддержки GPRS (SGSN) 168 - по линии 174 связи, и с сервером EUTRAN 170 - по линии 171 связи. ММЕ 165 также соединен с узлом поддержки GPRS (SGSN) 168 по линии 174 связи и с сервером развивающейся универсальной наземной сети радиосвязи (EUTRAN) 170 по линии 175 связи. Домашняя сеть 110 соединена с сетью 200 Интернет по линии 201 связи, сеть 200 Интернет соединена с внешней сетью (FN) 205 по линии 206 связи, и внешняя сеть 205 соединена с корреспондентским узлом (CN) 210 по линии 207 связи.
[0018] Шлюз 155 мобильного доступа соединен с мобильным узлом 125 с использованием системы радиосвязи, состоящей из приемопередатчика 139 базовой станции, соединенного с антенной/передатчиком 137, по линии 127 беспроводной связи. [0018] Шлюз 135 мобильного доступа соединен с мобильным узлом 125 с использованием системы радиосвязи, состоящей из приемопередатчика 141 базовой станции, соединенного с антенной/передатчиком 140, по линии 157 беспроводной связи. Шлюз 135 мобильного доступа соединен с мобильным узлом 125 с использованием второго типа коммуникационного способа доступа, такого как доступ в системах, отличных от систем 3GPP, или доступ с коммутацией каналов (CS), который обеспечивается интерфейсом 141 и линией 157 связи или интерфейсом CS 153 по линиям 152 и 154 связи.
[0019] Как показано, мобильный узел 125 соединен с внешними сетями 130 и 150 по линиям 159 и 158 беспроводной связи соответственно. Однако мобильный узел 125 может обмениваться сообщениями с любым приемопередающим устройством или с сетью доступа, соединенными с внешней сетью. То есть линии 159 и 158 связи - это линии радиосвязи, но они могут быть составлены из любых соединений между двумя или более узлами в сети или пользователями в сетях или в административных доменах.
[0020] Термины "локальный узел привязки мобильных пользователей", "домашний агент" и "внешний агент" могут такими, как это определяется в протоколах систем 3GPP (3GPP TS23.402), но эти агенты не ограничиваются одним протоколом или системой. Действительно, термин "домашний агент", как он используется в настоящем описании, может относиться к менеджеру мобильности домашней сети, реестру абонентов, узлу обслуживания в домашней сети или к другому агенту в домашней сети ПО, функцией которого является управление мобильными возможностями для мобильного узла 125. Аналогичным образом, термин "шлюз мобильного доступа", как он используется в настоящем описании, может относиться к внешнему агенту, менеджеру управления мобильностью, узлу обслуживания входящих абонентов или к другому агенту во внешней сети, функцией которого является управление мобильными возможностями для мобильного узла 125. Интерфейсные соединения между домашним агентом LMA ИЗ и внешним агентом (MAG SGW) 155 могут быть сформированы соединениями S5 или S8 в стандарте TS23.402, и соединения между домашним агентом LMA 113 и внешним агентом (MAG SGW) 135 могут быть сформированы соединениями S2a и S2b в стандарте TS23.402.
[0021] В системе мобильной связи по Интернет-протоколу, схема которой представлена на фигуре 1, мобильный узел 125 идентифицируется постоянным IP-адресом. Когда мобильный узел 125 соединен со своей домашней сетью 110, он получает информационные пакеты таким же образом, как любой другой стационарный узел в домашней сети ПО. Однако мобильный узел 125 может перемещаться во внешнюю сеть, такую как сеть 130 или 150. Когда мобильный узел 125 находится во внешней сети 130 или 150, домашняя сеть 110 передает информационные сообщения для него через "туннели" во внешнюю сеть 130 или 150.
[0022] Мобильный узел 125 постоянно информирует локальный узел ИЗ привязки о своем текущем местонахождении, или об ассоциации внешней сети, путем регистрации посреднического адреса в локальном узле 113 привязки. По существу посреднический адрес определяет внешнюю сеть, в которой в настоящее время находится мобильный узел 125. Если локальный узел 113 привязки получает информационный пакет, адресованный мобильному узлу 125, когда мобильный узел 125 находится во внешней сети 130, то локальный узел 113 будет передавать этот информационный пакет через "туннель" во внешнюю сеть 130 для последующей передачи в мобильный узел 125.
[0023] Внешний агент 155 участвует в передаче локальному узлу 113 привязки информации о текущем посредническом адресе мобильного узла 125. Внешний агент 155 также получает информационные пакеты для мобильного узла 125, после того как они пересылаются внешнему агенту 155 локальным узлом 113 привязки. Кроме того, внешний агент 155 по умолчанию выступает в качестве маршрутизатора для исходящих информационных пакетов, формируемых мобильным узлом 125, когда он соединен с внешней сетью 130. Передача коммуникационных пакетов из домашней сети ПО в мобильный узел 125 называется нисходящим трафиком, а передача исходящих коммуникационных пакетов из мобильного узла 125 называется восходящим трафиком.
[0024] Мобильный узел 125 участвует в информировании локального узла 113 привязки о своем текущем местонахождении и запрашивает соединения с ассоциированной внешней сетью. Когда мобильный узел 125 переходит к соединению с использованием другого типа доступа во внешней сети или к соединению к другой внешней сети (передача), то он получает соответствующую информацию, относящуюся к адресу внешней сети и/или внешнего агента из объявления агента.
[0025] Когда мобильный узел 125 переходит во внешнюю сеть 150, ММЕ 165 будет передавать внешнему агенту (MAG SGW) 155 информацию о том, что мобильный узел больше не соединен с внешней сетью 130. В этой ситуации весь нисходящий трафик из внешнего агента (MAG SGW) будет потерян, поскольку мобильный узел 125 больше не соединен с внешней сетью 130. Однако домашний агент (LMA) 113 в домашней сети ПО может продолжать передачу нисходящего трафика внешнему агенту (MAG SGW) 155, поскольку домашняя сеть не была извещена о переходе мобильного узла во внешнюю сеть 150. Таким образом, нисходящий трафик будет продолжаться из домашней сети 110, и абоненту будут начисляться плата за этот нисходящий трафик, хотя он будет теряться, не доходя до мобильного узла 125. Кроме того, в этой ситуации биллинг в домашней сети ПО может не соответствовать биллингу во внешней сети 150, поскольку домашняя сеть будет начислять плату за весь нисходящий трафик, переданный во внешнюю сеть 150, а внешний агент LMA 155 не будет начислять плату за этот нисходящий трафик, предназначенный мобильному узлу 125, поскольку этот трафик был потерян и не доставлен, что ведет к несоответствиям в биллинге, которые должны быть урегулированы.
[0026] Эта проблема решается в настоящем изобретении за счет использования сообщения 301 о возможности изменения привязки, показанного на фигуре 2. Сообщение 301 о возможности изменения привязки формируется внешним агентом (MAG SGW) 155 после получения извещения 300 из ММЕ 165 с указанием того, что мобильный узел 125 переместился во внешнюю сеть 150. В этой ситуации внешняя сеть не может обеспечивать передачу нисходящего трафика мобильному узлу 125, поскольку внешняя сеть 150 поддерживает определенный тип доступа. Если домашняя сеть ПО продолжает передачу нисходящего трафика мобильному узлу 125 через внешнюю сеть 130, то сообщения будут потеряны, и возникнут несоответствия между биллингом в домашнем агенте LMA ИЗ и биллингом во внешнем агенте (MAG SGW) 155.
[0027] Сообщение 301 о возможности изменения привязки передается из внешнего агента (MAG SGW) 155 домашнему агенту LMA 113 с указателем "Приостановить/Возобновить", установленным в положение "Приостановить". В этом случае установке "Приостановить" указателя "Приостановить/Возобновить" может соответствовать значение "1". Когда домашний агент LMA 113 получает указатель "Приостановить/Возобновить" в сообщении 301 о возможности изменения привязки, он приостанавливает передачу нисходящего трафика для заданного сеанса связи с мобильным узлом 125. Такая приостановка нисходящего трафика длится до тех пор, пока внешний агент (MAG SGW) 155 не передаст домашнему агенту LMA 125 второе сообщение 305 о возможности изменения привязки с установкой указателя "Приостановить/Возобновить" в положение "Возобновить". В этом случае мобильный 125 узел может быть заново соединен с внешней сетью 130, так чтобы можно было продолжать передавать нисходящий трафик в этот узел через внешний агент (MAG SGW) 155 внешней сети 130, или когда мобильный узел 125 соединен с внешней сетью 150, поддерживающей тип доступа, который будет обеспечивать передачи нисходящих сообщений. Изобретение позволяет устранить несоответствия в биллинге и уменьшает количество потерянных сообщений, передаваемых в мобильный узел 125.
[0028] Сообщение о возможности изменения привязки может создавать состояние ВСЕ в домашнем агенте LMA 113 при передаче между шлюзами MAG. Сообщение 301 о возможности изменения привязки может использовать установку указателя в сообщении обновления привязки к прокси-узлу или в других сообщениях, в зависимости от конкретных расширений, предоставляемых производителем, и от типа доступа, используемого сетями. Сообщение 301 о возможности изменения привязки должно быть передано из того же самого внешнего агента (MAG SGW) 155, который обслуживает нисходящий трафик в мобильный узел 125. Когда домашний агент LMA 113 получает сообщение 301 о возможности изменения привязки из того же самого внешнего агента (MAG SGW) 155, который обслуживает нисходящий трафик, домашний агент LMA ИЗ определяет, что нисходящий трафик не должен передаваться во внешнюю сеть 150, и домашний агент LMA 113 будет продолжать находиться в состоянии "Приостановить". После передачи указателя "Возобновить" в сообщении 305 о возможности изменения привязки во внешний агент LMA 113, он возобновит передачу нисходящего трафика.
[0029] В настоящем описании были рассмотрены предпочтительные варианты осуществления изобретения, и специалисты в данной области техники могут предложить модификации этих вариантов без выхода за пределы сущности и объема изобретения. Варианты, рассмотренные в настоящем описании, являются всего лишь иллюстрациями изобретения и никоим образом не ограничивают его объем. Возможны многие модификации изобретения, указанные в настоящем описании, которые находятся в пределах объема изобретения.
[0030] Ниже прилагается формула изобретения, составленная в соответствии с описанием.