用于一隧道解决方案的ggsn代理的制作方法

专利名称：用于一隧道解决方案的ggsn代理的制作方法
技术领域：
本发明涉及GPRS核心网络的领域，以及用于通过GPRS PS核心网 络在无线电网络与外部分组数据网络之间递送GPRS有效载荷的增强体 系结构。
背景技术：
在3GPP中，存在这样的初步行动，其定义被称为一隧道解决方案 (One Tunnel Solution OTS )的GPRS增强。该方法已经在3GPP版本4 中^皮提出，并且在TR 23.873中净皮详细阐述(参见图la) 。 TR提出从 SGSN(服务GPRS支持节点)中除去用户平面以及在GGSN(网关GPRS 支持节点)与RNC (无线电网络控制器)之间直接发送有效载荷。控制 平面仍然在成为没有用户平面的纯的控制信令节点的SGSN节点中实 现。然而，该提议具有某些缺点，例如该解决方案不是针对漫游移动台 而设计的。对于漫游，用户平面将通过访问网络(NW)中的SGSN连 接到归属PLMN (公共陆地移动网)中的GGSN,这意味着不能完全地 从SGSN中除去用户平面。
为了克服该漫游问题，Nortel提出了替换的体系结构，涉及V-PLMN 中的所谓的GGSN承载中继(参见图lb)。利用该解决方案，在漫游情 形中，用户平面将穿过访问GGSN和RNC，而不穿过SGSN。 SGSN将 是纯的控制节点。在GGSN承载中继解决方案中，用于漫游用户的控制 信令将在V-SGSN与归属GGSN之间的普通Gp接口上被发送。还将存 在访问网络中的GGSN与SGSN之间的Gn接口。对于漫游用户，将同 时地使用这两个控制接口来发信号通知H-GGSN和V-GGSN。
用于 一 隧道解决方案的GGSN承载中继解决版本4中的原始的 一 隧 道解决方案的一些问题，但没有解决全部问题。
l.在GGSN承载中继中将存在安全问题。当Gp接口用于漫游用户 时，在V-NW外部，访问-PLMN的拓朴将是公开可见的。除GGSN代 理外，SGSN节点和它们的IP地址净皮暴露给GRX和外部网络。外部控 制信令终止于网络内部深处的若干被较少保护的点，而不是终止于在
5NW边缘的少数^U艮好保护的点。
2. 当CP (控制平面)和UP (用户平面)是分开的时候，防火墙配 置很复杂。状态防火墙(Stateful firewall )是不可能的，因为将在V-PL画 外部报告ISRAU ( SGSN间路由区域更新)。
3. PLMN漫游问题。GGSN承载中继在不同PLMN之间漫游时的 MM(移动性管理)过程方面存在问题。这是由于旧的VPLMN中的GGSN 不应该再#_使用，并且需要用新VPLMN中的GGSN来替换。
4. 当前版本6 3GPP体系结构的另一个问题是基于PS (分组交换) 的业务，例如IP电话，总是被路由到归属PLMN。没有办法在访问-PLMN 中在本地突发(break out)业务。GGSN代理提供用于在VPLMN中终 止PS业务的替换方式。利用GGSN代理中的特定实施，可以强制PDP 上下文终止于VPLMN。例如，当PS域将支持紧急IP电话时，这可以 是非常重要的，其中呼叫者需要被连接到VPLMN中的本地紧急呼叫中 心。

发明内容
本发明的目的是提供用于解决上述问题中的至少一些的解决方案。 这提供于多个方面中，其中提供了第一方面， 一种用于无线移动通信单 元在公共陆地移动网-即PLMN-之间的漫游的方法，包括
a. 从第二 PLMN中的第二服务支持节点向第一 PLMN中的第 一服务 支持节点发送上下文请求；
b. 在第二服务支持节点中从第 一服务支持节点接收上下文响应；
c. 从第二服务支持节点向第 一服务支持节点发送上下文确认；
d. 在第二PLMN中从第二服务支持节点向第二代理网关支持节点发 送再定位(relocate)分组数据协议-即PDP-上下文请求；
e. 从第二代理网关支持节点向无线移动通信单元的归属PLMN中的 归属网关支持节点发送更新PDP上下文请求；
f. 在第二代理网关支持节点中接收更新PDP上下文响应；
g. 从第二代理网关支持节点向笫二服务支持节点发送再定位PDP上 下文响应；
h. 从第二服务支持节点向无线移动通信单元的归属PLMN中的归属 位置寄存器发送更新位置消息；i.在第二服务支持节点中从归属位置寄存器接收更新位置确认消息。
第二代理网关支持节点可以担当用于步骤a到c中的全部控制通信 的中间节点，第一代理网关支持节点可以担当用于步骤a到c中的全部 控制通信的中间节点，或者第 一代理网关支持节点和第二代理网关支持 节点这二者可以担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点。
该方法可以进一步包括以下步骤
从无线移动通信单元的归属PLMN中的归属位置寄存器接收取消 (cancel)位置消 息5
在笫一 PLMN中从第一服务支持节点向第一代理网关支持节点发 送删除再定位的分组数据协议-即PDP-上下文请求；
从第 一代理网关支持节点向第 一服务支持节点发送删除再定位的 PDP上下文响应；以及，
向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。
该方法可以进一步包括步骤
在服务节点中从用户设备接收业务计算(traffic counting)信息； 在收费(charging)消息中组合来自用户设备的业务计算信息与来 自服务节点的业务计算信息；以及，
向归属计费(billing)服务器发送收费消息。
本发明的第二方面，提供了用于无线移动通信网络协议中的公共陆 地移动网，即PLMN之间的漫游的服务支持节点，其中所述支持节点位 于当前PLMN中并且被安排具有处理单元，所述处理单元被安排成
为用户设备向另一个PLMN中的第一服务支持节点发送上下文请
求；
从第 一服务支持节点接收上下文响应； 向第一服务支持节点发送上下文确认；
在当前PLMN中向第二代理网关支持节点发送再定位PDP上下文 请求；
从第二代理网关支持节点接收再定位PDP上下文响应； 向用户设备的归属位置寄存器发送更新位置消息； 从归属位置寄存器接收更新位置确认消息； 该支持节点处理单元可以进一步被安排成从归属位置寄存器接收取消位置消息；
向第 一代理网关支持节点发送删除再定位的PDP上下文请求；
从第 一代理网关支持节点接收删除再定位的PDP上下文响应；
以及
向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。
本发明的又一个方面，提供了用于移动无线通信网络中的PLMN区 域之间的漫游的代理网关支持节点，其中该代理支持节点被安排具有处 理单元以
从第二服务支持节点接收再定位分组数据协议-即PDP-上下文请
求；
向归属网关支持节点发送更新PDP上下文请求； 从归属网关支持节点接收更新PDP上下文响应； 向第二服务支持节点发送再定位PDP上下文响应； 该代理支持节点处理单元可以进一步被安排成 从第一服务支持节点接收删除再定位的分组数据协议-即PDP-上下 文请求；以及
向第一服务支持节点发送删除再定位的PDP上下文响应。 本发明的又一个方面，提供了被安排成处理不同PLMN区域之间的 漫游的移动通信基础结构网络，包括 至少一个服务支持节点； 至少一个网关支持节点；以及 如上所述的至少 一个代理网关支持节点；
其中代理网关支持节点位于网关支持节点与服务支持节点之间。 可以在至少 一个服务支持节点与至少 一个代理网关支持节点之间
执行移动基础结构网络内的信令，而在至少 一个代理网关支持节点与一
个其他代理网关支持节点或至少 一个网关支持节点之间执行移动基础
结构网络外部的信令。
该网络可以进一步包括防火墙，所述防火墙通信地位于归属PLMN
侧或访问-PLMN侧的网关支持节点与代理网关支持节点之间。
附图
简述
在下文中将参考附图中所示的示例性实施例更详细地以3^限制性方式对本发明进行描述，在所述附图中
图la和b示意性地图示出已知解决方案的两个实施例；
图2示意性地图示出根据本发明的GGSN代理体系结构；
图3示意性地图示出根据本发明的使用GGSN代理的防火墙增强；
图4a示意性地图示出根据本发明的一个实施例的PLMN漫游；
图4b示意性地图示出根据本发明的另 一个实施例的PLMN漫游；
图5示意性地图示出根据本发明的区域漫游；
图6示意性地图示出根据本发明的一个实施例的用于PLMN漫游的
信令过程；
图7示意性地图示出根据本发明的另 一个实施例的用于PLMN漫游 的信令过程；
图8示意性地图示出根据本发明的网络；和
图9示意性地图示出根据本发明的GGSN代理设备；
优选实施例的详细说明
本发明的基本概念将包括一隧道解决方案(OTS )中的GGSN代理。 GGSN代理解决方案和GGSN承载中继之间的差别是GGSN代理执行到 HPLMN GGSN (归属公共陆地移动通信网络网关GPRS支持节点)而不 是到控制-SGSN的信令。GGSN代理担当针对HPLMN GGSN的SGSN, 由此标准Gp接口能够被保留在运营商之间。
通常，从安全的角度看，GGSN代理解决方案遵循"瓶颈(choke-point) 原理，， ;在边缘处的少数被较好保护的点中终止外部业务好于在 网络内部深处的许多被较少保护的点中终止外部业务。较早地已经给出 了关于GGSN代理解决方案的、GGSN代理的一些防火墙相关的安全方 面，其中建议了归属PLMN情形中的一定保护。本发明更加通用，并且 还描述访问-PLMN情形中的安全增强。
GGSN代理还能够是用于访问-PLMN中的紧急突发的可能的点。在 当前GPRS网络中，用于漫游订户的PS域业务总是#:路由到归属NW, 并且没有用于在访问网络中终止业务的手段。
根据本发明的GGSN代理体系结构被示意性地示于图2中，其中附 图标记8表示根据本发明的网络。UE(未示出)经由无线电网络控制器 1与无线移动通信网络8进行通信，该无线电网络控制器1继而使用信SGSN 9继而连接到GGSN代理4， 该GGSN代理4将控制信号中继到归属PLMN GGSN 5。经由GGSN代 理4将有效载荷业务3从RNC直接传送到HPLMN。 GGSN代理4将信 令中继到HPLMN GGSN5而不是控制-SGSN9。 GGSN代理4担当针对 HPLMN GGSN5的SGSN,由此标准Gp接口能够被保留在运营商之间。 当控制-SGSN在PDP上下文激活过程期间找到属于另一个PLMN 的APN(接入点名称)时，作为替代，它选择用于处理漫游业务的GGSN 代理，并且向那个节点发送创建PDP上下文请求消息。在创建PDP上 下文请求中包括具有到归属GGSN的IP地址列表的新的IE (接口元素 (Interface Element))。该IE的存在使GGSN知道它将担当GGSN代 理而不是普通GGSN。
GGSN代理创建PDP上下文，分配用于Gp接口的附加TEID (隧道 终点标识符)，并且使用这些TEID将创建PDP上下文请求消息转发到 对应于APN的GGSN。由GGSN代理将来自GGSN的响应消息从GGSN 返回/转发到SGSN。
对于用于非漫游业务的一隧道解决方案，以相同的方式处理移动性 管理过程，其中在该过程中不涉及HPLMN中的GGSN。
GGSN代理将PDP上下文的所有修改转发到HPLMN中的GGSN， 除非该修改仅仅是本地意义的(例如更新TEID和IP地址)。
用于GGSN代理的ISRAU和防火墙
图3示出了根据本发明、关于能够如何设计防火墙的增强可能性和 GGSN代理方案。
该方案中的改进是防火墙仅仅看到GGSN代理。从而能够用状态防 火墙方式(stateful fire-walling)处理远程运营商内的切换(handover)。 PLMN之间的切换很少被运营商支持，并且具体地当例如通过配置IP 地址以接管GTP隧道而被支持时被处理，其中允许其他运营商的GGSN 代理在更新PDP上下文消息中发送所述IP地址。
防火墙结构通常能够不将流关联到不同的IP地址和端口。 GTP允 许针对不同的消息使用不同的IP地址和端口 ，并且甚至允许IP地址在 运行中(on the fly)改变。使用GGSN代理将通过独立于SGSN和GGSN 信令的防火墙而使保持本地IP地址更为容易。GGSN代理还将通过GRX
10来促进GTP互操作性。在GTP协议中对首部的支持能够被束缚于GGSN 代理(且没有实现在防火墙中)，这将使保持用于Gp业务的GTPvl更 为容易。也就是说，不需要由于未知首部的缘故而后退到GTPvO。
使用GGSN代理进行拓朴隐藏
该方案中的改进是SGSN不需要被暴露给外部网络。所有信令都能 够通过GGSN代理，由此仅需要被提供给外部网络的IP地址是GGSN 代理的IP地址。根据本发明的该方法也可以在PLMN间漫游期间被使 用，而不必将任何SGSN暴露于外部网络，并且在以下参考图4b对其 进4亍更详细地说明和描述。
因此，这将与众所周知的"瓶颈原理" 一致，那就是说，在边缘处 的少数被较好保护的点中终止不安全的外部业务，要好于在网络内部深 处的许多被较少保护的点中终止不安全的外部业务。GGSN代理能够是 这样的被较好保护的点。这些少数点中的防火墙配置设置能够更加高效 和成本有效。相比较SGSN, GGSN代理因而还通常较少受大量业务， 例如拒绝服务(DoS)攻击的影响，因为从最初开始便将GGSN表示为 边缘节点，且其因而具有较高的性能、较好的过滤能力，并且将其设计 成具有边缘特性。
GGSN代理的Gp接口然后能够被连接到单独的子网络，该子网络 -故连接到外部网络，例如，GRX网络。然后由边界路由器(boarder routers ) 将该子网络的地址通告给GRX或其他PLMN间网络或交换局 (exchange) 。 GGSN代理也可以被配置为边界路由器本身。
为了能够处理PLMN漫游(例如使用ISRAU、 SRNS再定位或PS 切换)，建议使用如图4a或4b所示的原理。在图4a和4b中，附图标 记401通常表示UE，且箭头416说明UE 401如何从一个PLMN移动到 另一个PLMN。 UE 401与RNC 402、 407进行通信，RNC 402、 407又 与位于VPLMN-1和VPLMN-2中的每一个中的SGSN 403、 408进行通 信。每个SGSN与相应的GGSN代理404、 409进行通信，GGSN代理 404、 409又与UE 401的HPLMN中的GGSN 405进行通信。RNC能够 在相应的VPLMN中接触(contact) 417、 418 GGSN代理404、 409。 HLR 406也位于HPLMN中。图4a中的替换方式1与图4b中的替换方 式2之间的仅有差别是步骤1,即如何从旧的SGSN中获取上下文。在替换方式1中，两个SGSN具有直接接触410 (即通过外部网络，例如 GRX),而在替换方式2中，所述SGSN经由GGSN代理404、 409进 行通信419。在替换方式2中，能够保持以上讨论的拓朴隐藏，即仅有 GGSN代理暴露于外部网络。当GGSN代理接收SGSN上下文请求时， 其使用常规过程来转换旧的RA以找到目的地节点。为此目的，GGSN 代理具有针对该运营商与之具有漫游协定的其他网络配置的转换表(旧 的RA->GSN节点地址)。高速緩存也可以被用于保持已发送的消息， 当响应消息返回时，可以使用高速緩存，以便知道将它们转发到哪里。 高速緩存可以存在于旧的GGSN代理中以找到新的GGSN代理(或 SGSN),并且可以存在于新的GGSN代理中以用于找到正确的新的 SGSN。例如，已发送的最近的消息可以被存储在高速緩存中，当新消 息被存储时，当在会话之后或在超时时段之后已经发送了最后的消息 时，该最近的消息可以被除去。
1. 在MM过程的某点处，PDP上下文^皮移到新的VPLMN中的新 的SGSN408。这些消息的内容应该不改变，这保证使用Rel-7 0TS网络 的运营商与使用Rel-6或更旧网络的运营商之间的互操作性。如果运营 商使用一个隧道，并且已经部署了 GGSN代理允许的增加的安全性，则 使用以上的替换方式2，否则使用替换方式l。
2. 添加新的SGSN 408能够使用的新消息(再定位—PDP—上下文— 请求410 )(如果它使用OTS的话)以在GGSN代理409中创建新的 PDP上下文。由GGSN代理409发送回再定位—PDP一上下文—响应消息 411作为确认。如果新的VPLMN不使用OTS,则它仅使用普通MM过
骤4)。
3. GGSN代理409创建PDP上下文，但是它不将该创建转发到 GGSN405,而是仅仅向GGSN405发送更新PDP上下文412，因为PDP 上下文已经存在于HPLMN中。
4. 新的SGSN408向HLR406发送更新位置413,由HLR406对其
进行确认。
5. 当旧的SGSN403接收到来自HLR406的取消位置消息414时， 它知道GGSN代理409是否用于PDP上下文。
6. 如果旧的SGSN403使用GGSN代理404 (即使用OTS ),它向旧的VPLMN中的GGSN代理404发送新消息(删除—再定位的—PDP— 上下文—请求415)。然后该旧的GGSN代理404删除PDP上下文而不 向GGSN 405转发任何东西，并且向旧的SGSN 403返回确认(删除— 再定位的—PDP一上下文—响应)。旧的SGSN403然后删除它的PDP上下 文。如果该旧的SGSN403不使用OTS,则它仅仅删除它的PDP上下文
(由取消位置指示)。来自HLR406的取消位置得到确认。
这种信令方式能够起作用，而与VPLMN-1和VPLMN-2中的任何 一个是否使用OTS无关，并且与它们中的任何一个是pre-rel-7网络无 关。也就是说，并不要求两个VPLMN都支持OTS。该过程将仍然起作 用。这全都取决于SGSN做什么，并且对于替换方式2，它还取决于转 换表指向什么节点。使用OTS并且已经部署了使用GGSN代理的拓朴 隐藏的运营商向其漫游合作方提供其GGSN代理而不是其SGSN的地址
(对于其网络中的所有RA都有效)。
使用GGSN代理作为对其他运营商的网络的仅有的接口还可以简 化用于建立运营商之间的漫游协定的过程。仅仅需要交换每个运营商的 GGSN代理的地址。于是这些对于其他运营商的网络中的任何RAI都是 有效的。
用在GGSN代理中以具有完全的拓朴隐藏和简化的漫游协定配置 的转换表应该是'双向的，转换表。用于外发(outgoing)的请求的'外 地(foreign)，旧的RAI应该;陂转换成一个外部GGSN代理，并且对于 进入(incoming)的请求，对自身的PLMN的RAI应该被转换成正确的 SGSN。这样做的优点是如果漫游合作方使用GGSN代理，则转换变 得非常简单。该PLMN的所有RAI然后被转换成一个单一的外部GGSN 代理。这将在很大程度上促进PLMN间的漫游协定和配置，并且使它实 际上可行。出于冗余原因，如果外部GGSN代理不响应，则可以使用多 于一个GGSN代理以便具有替换。
区域漫游和GGSN代理
用于在PLMN漫游情形中改变GGSN代理的过程也能够被用于具有 一个单一的PLMN的"区域漫游，，。在非常大的网络中(例如在中国)， 运营商可能发现希望将PLMN划分成较小的子网络并且应用特殊的漫 游和业务优化过程。如下所述的图5给出一些例子。在图5的步骤1 )中，UE500在它自己的区域R/C1中建立到GGSN 的PDP上下文。"正常业务"和任何紧急呼叫这二者都可能终止于该 GGSN 506中(线501)。当被连接时，UE 500移动504到具有单独的 网络配置的另 一个城市/区域R/C2。 UE所连接到的新区域中的SGSN(或 者可能在新的池中)识别出它被连接到另一个区域中的SGSN,然后选 择用于UE 500的GGSN代理。以上早先参考图4a和4b所描述的过程
中的GGSN，如该图的步骤2)中所示。当需要时，还可以建立本地终 止的PDP上下文，如步骤2)所示(线502)。区域2中的GGSN代理 可以例如强制在本地建立紧急PDP上下文，由此在这种情况下GGSN 代理将作为替代充当GGSN的作用。也可以以其他方式建立在本地终止 的PDP上下文。例如，在PLMN漫游过程(描述于图4a和4b中)之 后，可以由GGSN代理发起本地终止的PDP上下文的建立。在步骤3) 中，UE 500又移动505到具有单独的网络配置的另一个城市/区域R/C3。 以上关于步骤2)所描述的过程被重复。在区域3中，在步骤2中的任 何本地终止的PDP上下文净皮去激活(deactivate)并且由区域3中的新 的本地终止的PDP上下文替代(线503 )。
图6所示的用于PLMN漫游的信令图是当需要改变GGSN代理时通 常能够^L应用于移动性管理过程的一般过程。当UE在两个PLMN之间 移动时，这是正常的，但是也可以是位于单个PLMN内，例如当单独的 网络配置浮皮用于PLMN内的不同区域时。对于当新的和旧的PLMN这二 者都支持OTS并且替换方式2被使用时的情形(GGSN代理担当用于 SGSN上下文请求的中间节点-图4b),按照如下顺序发送步骤l,新的 SGSN-〉新的GGSN代理-〉旧的GGSN代理-〉旧的SGSN,然后反向，旧 的SGSN-〉旧的GGSN代理-〉新的GGSN代理-〉新的SGSN。对于当仅 新的PLMN支持OTS时的情形，按照如下顺序发送步骤l,新的SGSN-> 新的GGSN代理-〉旧的SGSN,然后反向，旧的SGSN-〉新的GGSN代 理-〉新的SGSN。并且，对于当仅旧的PLMN支持OTS时的情形，按照 如下顺序发送步骤l,新的SGSN々旧的GGSN代理)旧的SGSN,然后 反向，旧的SGSN-〉旧的GGSN代理-〉新的SGSN。其余的信令如下
2a.在新的访问PLMN内从新的SGSN向新的GGSN代理发送再定 位PDP上下文。
143.从新的GGSN代理向归属PLMN中的GGSN发送更新PDP上下 文请求(RNCTEID、 RNS、 IP地址等等)。
3.从归属PLMN中的GGSN向新的GGSN代理发送更新PDP上下 文响应。
2b.从新的GGSN代理向新的SGSN发送再定位PDP上下文响应。 4a.从新的SGSN向HLR发送更新位置消息。 5a.从HLR向旧的访问-PLMN中的旧的SGSN发送取消位置消息。 6.从旧的SGSN向旧的GGSN代理发送删除再定位的PDP上下文 请求消息。
6.从旧的GGSN代理向旧的SGSN发送删除再定位的PDP上下文响应。
5b.从旧的SGSN向HLR发送取消位置确认消息。 4b.从HLR向新的SGSN发送更新位置确认消息。 图7示出当该一般过程应用于SGSN间路由区域更新(TS 23.060 中的子条款6.9.1.2.2 ) ISRAU时的情况。然而，应该注意到，本发明也 适用于其他移动性过程，例如但不限于PS切换、硬切换和SRNS (服务 无线电网络子系统)再定位过程。在图7中，C1、C2和C3表示与CAMEL 相关的标准功能并且^皮本领域技术人员理解。在本例中，该信令方案如 下
1. 通过BSS从UE向新的SGSN发送路由区域更新请求消息。
2. 从新的SGSN向旧的SGSN发送SGSN上下文请求。
2. 旧的SGSN发送SGSN上下文响应。
3. 在此点处理安全功能。
4. 新的SGSN向旧的SGSN发送SGSN上下文确认消息。 可以在该阶段执行Cl。
5. 旧的SGSN转发分组。
6a.新的SGSN向新的GGSN代理发送再定位PDP上下文请求消息。
6. 新的GGSN代理向HPLMN中的GGSN发送更新PDP上下文请求。
6. HPLMN中的GGSN发送更新PDP上下文响应。
6b.从新的GGSN代理向新的SGSN发送再定位PDP上下文响应。
157. 从新的SGSN向HPLMN中的HLR发送更新位置消息。
8. HLR向旧的SGSN发送取消位置消息。
8a.旧的SGSN向旧的GGSN代理发送删除再定位的PDP上下文请求。
8b.从旧的GGSN代理向旧的SGSN发送删除再定位的PDP上下文响应。
8. 从旧的SGSN向HLR发送取消位置确认消息。 y. HLk付巧尸双循顿八到t町的s"sjn中。
9. 新的SGSN向HLR发送插入订户数据确认消息。
10. HLR向新的SGSN发送更新位置确认消息。 C2可以祐^丸4亍。
11. 新的SGSN向UE发送路由区域更新接受。 C3可以被执行。
12. UE向新的SGSN发送路由区域更新完成消息。
图8图示出根据本发明的一般网络解决方案，其中实现了本地突发 方法。在图8中，附图标记810通常指示本发明操作于其中的通信网络。 用户设备(UE)连接到远离归属公共陆地移动网(HPLMN) 804的访 问公共陆地移动网(VPLMN) 803。本发明涉及的是其中访问UE 801 与另 一个UE 802进行通信而不是与访问UE 801的HPLMN 804进行通 信的情形，将感兴趣的是经由VPLMN 803直接通信以便减少不同的网 络部件之间的业务路由。该网络810还包括UE801、 802之间的通信链 路807以及VPLMN 803与HPLMN 804之间的基础结构通信链路811。 VPLMN 803和HPLMN 804可以利用相应的通信链路808和809而连接 到相应的通信网络805和806。访问UE 801与另 一个UE 802之间的业 务通过本地突发路径A 808净皮发送，而不通过归属PLMN 804。
UE 1具有软件SW,该软件SW能够以任意准确度和粒度以及在某 一触发点借助于SIM (订户标识模块)817来计算穿过其的业务量，产 生加密数字签名-具有业务计算信息的'SIGN(签名)，，该'SIGN' 与业务报告一起一皮发送812到网络，即例如纟皮发送到VPLMN 803或直 接一皮发送到HPLMN 804。
访问网络803具有以下能力捕捉新的信息元素、业务报告和 'SIGN，，并且将其插入到由VPLMN 803产生的下一个CDR 815中，该CDR 815为了 UE 1而净皮发送到814归属运营商，例如^皮发送到归属 运营商计费系统816或担当中间通信经纪人(broker)的计费代理商 (agent)。
归属运营商计费系统816能够对信息业务报告和'SIGN'进行解密， 并且使用它来验证访问网络和用户设备801已经报告的计算的字节的正 确性。已经在申请号为PCT/EP2006/006453的另一个专利申请中论述了 关于拓朴隐藏的本地突发方法和实施方式，该申请通过引用4皮并入到本 申请中。
现在转到图9,在示意框图中图示出根据本发明的基础结构节点 (GGSN代理或SGSN)(例如支持节点)，其中处理单元901处理通 信数据和通信控制信息。基础结构节点900还包括易失的(例如RAM) 902和/或非易失性存储器(例如硬盘或闪存盘)903,和接口单元904。 基础结构节点900可以进一步包括均具有相应连接接口的下游通信单元 905和上游通信单元906。基础结构节点中的所有单元彼此能够直接地 通信或者通过处理单元901间接地通信。用于处理往返于附着于网络的 移动单元的通信的软件至少部分地执行于该节点中，并且也可以存储于
该节点中；然而，也可以在节点开始时或在后来在例如服务间隔期间动 态地加载该软件。该软件能够被实现为计算机程序产品并且被分发和/ 或存储在可移动的计算机可读介质上，例如》兹盘、CD (光盘)、DVD (数字化视频光盘)、闪存或类似的可移动的存储介质(例如压缩闪存、 SD安全数字、记忆棒、迷你SD、 MMC多媒体卡、智能卡、tmnsflash、 XD) 、 HD-DVD (高清晰度DVD),或Bluray DVD、基于USB (通 用串行总线)的可移动存储介质、磁带介质、光存储介质、磁光介质、 磁泡存储器，或经由网络(例如以太网、ATM、 ISDN、 PSTN、 X.25、 因特网、局域网(LAN),或能够传送数据分组到GGSN代理节点的类 似网络)作为传播的信号被分发。
本发明的优点
GGSN代理与GGSN承载中继相比以及与当前3GPP Rel-6相比的好
处
1. GGSN代理可以简化PLMN漫游。使用漫游替换方式2，仅仅要 求交换一个单一的IP地址(GGSN代理的)以实现两个PLMN之间的漫游。当今，在PLMN漫游协定中需要交换全部或大范围RA的IP地址。 这可以显著地降低用于运营商漫游协定的成本。当然，出于冗余或容量 原因，可以交换两个或更多GGSN代理的IP地址。使用简化的PLMN 漫游过程，PLMN漫游实际上可以是真实的！
2. 核心网络中的增加的安全性。拓朴隐藏实现内部CN骨干(Gn 和lu网络)从GRX和其他外部网络隔离。之前，使用SGSN中的单独 的Gp接口 ， Gp隔离已经是可能的，但现在根本没有SGSN需要对外是 开放的。仅仅需要能够被置于PLMN和夕卜部网络之间的边界处的一个或 少数GGSN代理。这显著地简化了网络设计。CN的拓朴也完全从外部 隐藏。从PLMN的外面将无法达到或知道任何SGSN或RNC。
3. 使用边界处的GGSN代理的拓朴隐藏和简单的网络设计也可以 筒化运营商具有的其他特定需求。例如，在CN中使用私有IP地址，并 且促进到IPv6的迁移。可以通过边界处的更简单的网络设计来促进IPv4 到IPv6地址的转换点(NAT-PT)的放置。GGSN代理甚至可以一皮用作 协议转换器(NAT-PT)。
4. 使用GGSN代理解决方案可以使得更容易地在运营商之间建立 PLMN间的漫游协定，其将创建用于保持在于PLMN之间漫游期间运行 的PS应用，例如VoIP。与当前解决方案相比，使用GGSN代理解决方 案需要互换较少信息。在GGSN代理中配置合作运营商GGSN代理的地 址是足够的，因此没有必要配置用于所有其他运营商RA的所有SGSN 地址。
5. 使用GGSN代理，某些网络特征能够被集中到GGSN(收费、策 略控制、LI),并且然后能够适用于全部业务，而不管其是非漫游业务 还是漫游业务。这实现较好的特征并且简化了网络配置。对于访问业务， 当今仍然要求已经在GGSN中部署了收费功能的运营商在SGSN中保持 收费功能。并且使用当今的标准不可能部署用于漫游(访问)业务的策 略控制。
6. 优化的用户平面业务，其可以节省传送成本。业务从不需要通过 SGSN被路由，并且总是能够取RNC与GGSN之间的最短路径。
7. 在CN中以可预测的路径路由用户平面业务。在用户平面5完全 从SGSN中除去的情况下，用户平面业务将总是沿着CN中的相同路径 被路由，而不管业务是漫游的、完成LI等。这将简化网络设计并且促进
18网络中的不同的'探测，的使用(用于收费、业务监视、不同的代理等)。
8. 实现紧急业务的本地突发。对于漫游业务，GGSN代理是终止特 定PDP上下文的自然点(natural point),其例如能^皮用于将紧急IP电 话连接到本地紧急中心。
9. 3G SGSN中没有用户平面业务可以允许简化且更加成本高效的 SGSN产品。现有的双接入2G/3G SGSN中的剩余用户平面硬件可以4皮 用于处理增加的2G业务。
10. CP和UP不是分开的(与GGSN承载中继替换方式相比)。这 能够使防火墙配置不那么复杂。错误处理也可以变得更简单(CP和UP 这二者存在于相同节点中)。例如，节点重新启动变得不那么复杂-没有 GGSN承载中继提议中的分布式状态。
如在该上下文中使用的，术语漫游被定义为如下能力供蜂窝顾客 在行进到归属网络的地理覆盖区域之外的时候通过访问网络自动地产 生和接收语音呼叫、发送和接收数据、接入其他服务；访问网络可以被 顾客所属于的运营商拥有或者它能够被外部运营商所拥有。漫游在技术 上由移动性管理过程和鉴别、授权和记账过程支持。在网络运营商之间
建立漫游是通过漫游经纪人或代理商而直接或间接地基于运营商之间 的漫游协定。如果访问网络位于与归属网络相同的国家，则这被称为国 家漫游。如杲访问网络位于本国外，则这#:称为国际漫游。
根据标准过程，例如通过网络的实体之间的AAA(鉴别、授4又和记 账)协议，例如通过如RADIUS 35 (远程-验证拨入用户服务)或Diameter 的协议，来处理涉及本发明的计费和收费问题。然而，使用实现的本地 突发方法，在业务计算中也涉及UE,并且该数据连同来自访问-PLMN 的业务计算数据一起被报告给归属PLMN,如在该文档中较早描述的。
应该注意到，词"包括"不排除存在所列出之外的其他元素或步骤， 并且元素之前的"一"或"一个"不排除存在多个这样的元素。本发明 能够至少部分地用软件或硬件实现。应当进一步注意到，任何附图标记 不限制权利要求的范围，并且若干"装置，，、"设备"和"单元，，可以 由相同的硬件条目表示。
以上提及和描述的实施例仅被给出作为例子，并且不应该限制本发 明。如所描述的所附专利权利要求所要求保护的本发明的范围内的其他 解决方案、使用、目的和功能对于本领域技术人员来说应该是很明显的。定义
GTP GPRS隧道协议
GRX GPRS漫游交换(在用于国际GPRS业务的由特定网络提供 商提供的PLMN网络间)
IE信息元素("协议参数，，) LI 合法监听(Lawful Intercept) NAT-PT 网络地址转换-协议转换 NW 网络
OTS —隧道解决方案 PDN 分组数据网络 PDP 分组数据协议
PDP上下文在3GPP网络中在终端与GGSN之间建立的隧道。该 隧道例如被用来在UE与因特网和/或运营商提供的服务网之间隧道传送 IP信息分组。
在一定上下文中，术语PDP上下文也用于参数集合，所述参数集合 用于管理一个节点(例如SGSN或GGSN)中的PDP上下文。 PLMN 7>共陆地移动网 HPLMN 归属PLMN (用于订户的归属网络) VPLMN 访问PLMN (订户访问的网络) RA 路由区域 RAU i 各由区域更新 TEID 隧道终点标识符 UE 用户设备
权利要求
1. 一种用于无线移动通信单元(401)在公共陆地移动网之间-即PLMN-之间漫游的方法，包括a. 从第二PLMN中的第二服务支持节点(408)向第一PLMN中的第一服务支持节点(403)发送上下文请求；b. 在第二服务支持节点中从第一服务支持节点接收上下文响应；c. 从第二服务支持节点向第一服务支持节点发送上下文确认；d. 在第二PLMN中从第二服务支持节点向第二代理网关支持节点(409)发送再定位分组数据协议-即PDP-上下文请求；e. 从第二代理网关支持节点向无线移动通信单元的归属PLMN中的归属网关支持节点(405)发送更新PDP上下文请求；f. 在第二代理网关支持节点中接收更新PDP上下文响应；g. 从第二代理网关支持节点向第二服务支持节点发送再定位PDP上下文响应；h. 从第二服务支持节点向无线移动通信单元(401)的归属PLMN中的归属位置寄存器(406)发送更新位置消息；i. 在第二服务支持节点中从归属位置寄存器接收更新位置确认消息。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中第二代理网关支持节点(409) 担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节点。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中位于第一 PLMN中的第一代 理网关支持节点(404 )担当用于步骤a到c中的全部控制通信的中间节 点。
4. 根据权利要求2和权利要求3所述的方法，其中第一代理网关支 持节点和第二代理网关支持节点这二者担当用于步骤a到c中的全部控 制通信的中间节点。
5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤i.从无线移动通信单元的归属PLMN中的归属位置寄存器接收取 消4立置消息；j.在第一 PLMN中从第一服务支持节点向第一代理网关支持节点 (404 )发送删除再定位的分组数据协议-即PDP-上下文请求；k.从第 一代理网关支持节点向第 一服务支持节点发送删除再定位的PDP上下文响应；和1.向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。
6. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤-在服务节点(403， 408)中从用户设备接收业务计算信息； -在收费消息中组合来自用户设备的业务计算信息与来自服务节点 的业务计算信息；和-发送收费消息到归属计费服务器。
7. —种用于在无线移动通信网络协议中在公共陆地移动网-即 PLMN-之间漫游的服务支持节点(408 ),其中所述支持节点位于当前 PLMN中并且被安排具有处理单元(901),用于a. 为用户设备(401 )向另 一个PLMN中的第 一服务支持节点(403 ) 发送上下文请求；b. 从第一服务支持节点接收上下文响应；c. 向第一服务支持节点发送上下文确认；d. 在当前PLMN中向第二代理网关支持节点(409 )发送再定位PDP 上下文请求；e. 从第二代理网关支持节点接收再定位PDP上下文响应；f. 向用户设备的归属位置寄存器(406)发送更新位置消息；g. 从归属位置寄存器接收更新位置确认消息；
8. 根据权利要求7所述的服务支持节点，其中此外所述处理单元h. 从归属位置寄存器接收取消位置消息；i. 向第一代理网关支持节点发送删除再定位的PDP上下文请求；j.从第一代理网关支持节点接收删除再定位的PDP上下文响应；以及k.向归属位置寄存器发送取消位置确认消息。
9. 一种用于在移动无线通信网络中在PLMN区域之间的漫游的代 理网关支持节点(409),其中所述代理支持节点被安排具有处理单元(901),用于a. 从第二服务支持节点(408 )接收再定位分组数据协议-即PDP-上下文请求；b. 向归属网关支持节点(405 )发送更新PDP上下文请求；c. 乂人归属网关支持节点接收更新PDP上下文响应；d. 向第二服务支持节点发送再定位PDP上下文响应。
10. 根据权利要求9所述的代理网关支持节点，其中此外所述处理 单元e. 从第一服务支持节点(403 )接收删除再定位的分组数据协议-即 PDP-上下文请求；以及f. 向第一服务支持节点发送删除再定位的PDP上下文响应。
11. 一种^f皮安排成处理不同PLMN区域之间的漫游的移动通信基础 结构网络，包括a. 至少一个服务支持节点(408);b. 至少一个网关支持节点(405 );以及 c至少一个根据权利要求9所述的代理网关支持节点(409);其中所述代理网关支持节点位于网关支持节点与服务支持节点之间。
12. 根据权利要求11所述的移动基础结构网络，其中在至少一个 服务支持节点和至少 一个代理网关支持节点之间执行移动基础结构网 络内的信令，而在至少 一个代理网关支持节点与 一个其他代理网关支持 节点或至少 一个网关支持节点之间执行移动基础结构网络外部的信令。
13. 根据权利要求12所述的网络，进一步包括防火墙(309 ),其 通信地位于归属PLMN侧或访问PLMN侧的网关支持节点与代理网关 支持节点之间。
全文摘要
一种用于无线移动通信单元的漫游的方法、用于公共陆地移动网之间的漫游的服务支持节点和代理网关支持节点，以及一种被安排成处理不同PLMN区域之间的漫游的移动通信基础结构网络，其中支持节点位于当前PLMN中并且被安排成为用户设备向另一个PLMN中的第一服务支持节点发送上下文请求、从第一服务支持节点接收上下文响应、向第一服务支持节点发送上下文确认、向用户设备的归属位置寄存器发送更新位置消息、从第二代理网关支持节点接收再定位PDP上下文响应，以及向当前PLMN中的第二代理网关支持节点发送再定位PDP上下文请求。
文档编号H04W36/00GK101507308SQ200680055620
公开日2009年8月12日 申请日期2006年8月16日 优先权日2006年8月16日
发明者G·里德内尔, H·B·朗尼克 申请人:艾利森电话股份有限公司