專利名稱：包括兩個網絡的電信系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電信系統，更具體地涉及一種包括移動網絡的電信系統。
背景技術：
已知的是，將便攜式通信設備附接到網絡上的不同地點。由此，例如，用戶可將便攜式計算機連接到一個附接點，將其移動到設置有另一個附接點的新的地理位置，并且在該新的附接點處將計算機附接到網絡。當多個用戶一起移動時，例如在諸如火車或飛機的公共交通工具上，可以有利地將各用戶的通信設備連接到交通工具內的諸如局域網(LAN)的本地網絡。除了能夠彼此之間進行通信，用戶通常還能夠接收到來自本地網絡的公共服務。此外，如果附接到主網絡是通過無線電鏈路進行的，并且本地網絡包括發送機/接收機，則通信設備可以利用本地網絡提供的發送機/接收機。
為使通信設備可及主網絡上的不同附接點，可在主網絡中設置諸如“本地代理”的目錄設施(directory facilty)。針對各通信設備的目錄設施通常存儲可用來便于將數據擇路到通信設備的當前附接點的信息。目錄設施可以包含與當前附接點相對應的地址，或者目錄設施可以包含表示其中可發現另一擇路信息的位置的另一地址。當通信設備的附接點改變時，通信設備通常向與之相關聯的目錄設施發送消息，使得可以更新該目錄設施中存儲的擇路信息，以反映通信設備的附接點的變化。
然而，在多個通信設備作為本地或移動網絡的一部分而一起移動的情況下，當附接點改變時通信設備與其各自的目錄設施之間所需的信令量可能不理想。

發明內容
根據本發明的一個方面，提供了一種電信系統，其包括移動網絡，具有多個便攜式通信設備，和被設置為用于向便攜式通信設備擇路數據并從便攜式通信設備擇路數據的路由器裝置；和主網絡，包括信令代理、多個目錄代理、以及多個間隔開的附接點，移動網絡為了與該主網絡進行通信可附接到所述多個間隔開的附接點，其中，在使用時，各目錄代理存儲用于將數據擇路到與該目錄代理相關聯的相應移動通信設備的擇路信息，并且其中，信令代理被配置為，響應于根據其可以推斷移動網絡的附接點已經改變的信令消息，向各目錄代理發送相應的更新消息，所述更新消息各包括經更新的擇路信息，使得在接收到該經更新的擇路信息時，各目錄代理可以更新其所存儲的擇路信息，以考慮移動網絡的改變后的附接點。
由于信令代理被配置為向各目錄代理發送相應的更新消息，所以減少了各通信設備向其相應的目錄代理發送這種消息本身的需要。與各通信設備試圖聯系其相應的目錄代理時所產生的信令相比，這減少了移動網絡改變其附接點時所生成的用于更新目錄設施的信令量。通信量的減少在通信設備作為移動網絡的一部分移動的情況下尤為重要，因為這種通信設備中的每一個可能同時改變它們的附接點。
優選地，移動網絡被配置為(生成和/或)發送信令消息，盡管該信令消息可另選地由移動網絡的當前附接點處的一節點來發送。信令消息優選地包括表示移動網絡的改變后的附接點的拓撲位置的信息。例如，信令消息可以包括與當前附接點相對應的可擇路的網絡地址。
各目錄代理存儲的相應的擇路信息優選地包括如下信息，即，根據該信息可以推斷與該目錄代理相關聯的所述或各個便攜式通信設備的附接點，或者根據該信息可以推斷設備的位置(例如，拓撲位置)。可以直接地或間接地推斷附接點例如，目錄代理可以存儲中轉路由器的地址，該中路路由器本身存儲移動網絡的當前附接點的記錄。
為了使移動網絡可臨時附接到主網絡上的一附接點，該附接點優選地設置有相應的無線通信裝置，移動網絡包括其他的無線通信裝置，使得可在附接點與移動之間形成無線鏈路，以在它們之間進行通信。這將便利地允許形成并斷開主網絡與移動網絡之間的鏈路。另選地，鏈路可以是電的，附接點具有相應的可釋放電連接器裝置。
附接點優選地為靜止的，并可由各個地面基站來提供。然而，附接點可由衛星節點來形成，這些節點或者相對于地面參照點移動或者另選地按照地球靜止衛星的方式為靜止的。在優選實施例中，主網絡為地面網絡，信令代理和至少一個目錄代理設置在一個或更多個地面節點處。這便利地允許信令代理用作已有(修改)網絡的一部分。
優選地，將便攜式設備的節點配置為發送表示各便攜式設備的相應目錄代理的身份(identity)和/或網絡位置的相應或共同(collective)的登記消息。信令代理可存儲并接著利用該身份和/或位置信息來向各目錄代理發送經更新的路由信息。由此，信令代理將減少每當移動網絡改變其附接點時移動網絡發送該身份/位置信息的需要。這在目錄代理各具有不同的網絡地址的情況下(例如，當將網絡代理置于不同的地理位置處時)尤為有利。目錄代理之間的間隔可以至少為1km或10km，或者甚至100km。
登記消息優選地還包括對希望聯系便攜式設備或者例如目前與該便攜式設備進行通信的任何呼叫節點的指示。這在將呼叫節點配置為支持路由優化的情況下可能很有用，在這種情況下，可以向呼叫節點發送更新消息，使得呼叫節點可將數據直接擇路到與其進行通信的便攜式設備的新位置。
可以提供多個信令代理，每個都用于多個便攜式設備。多個信令代理例如在移動網絡具有不同類的便攜式設備(如便攜式“膝上型”計算機或者移動電話)的情況下(其中各類設備具有不同的信令要求)可能很有用。
主網絡優選地具有預定的拓撲結構。通常，網絡由多個節點和用于連接這些節點的多個鏈路來形成，主網絡中的各節點具有用于將數據擇路至此的相應網絡地址。各節點可以是路由器或其他的數據處理設備，并且不需要設置在網絡路徑的交叉點處。例如，可由終端設備(如計算機終端或者其他的通信設備)來形成節點。優選地，在一個或更多個節點處實現信令代理和各目錄代理，所述節點和/或代理各具有表示各相應節點和/或代理的相應拓撲位置的網絡地址。給定代理的功能分布在兩個或更多個節點(這些節點無需共同定位)之間。主網絡可包括兩個或更多個子網絡，子網路例如由不同的管理員來進行管理。目錄代理可位于同一子網絡中，或者目錄代理可分布在子網絡之間。
當移動網絡移動時，移動網絡的便攜式設備優選地將一起移動，便攜式設備之間的任何相對移動都疊加在移動網絡的移動上。由此，可由公共參照點的移動描述便攜式設備的移動，與參照點自身的移動相比，設備相對于該公共參照點的任何移動都很小。可以提供可移動支持裝置來支持便攜式設備，使得支持裝置的移動將引起便攜式設備的共同移動。支持裝置可以是平臺或者諸如火車的交通工具。優選地，移動網絡的拓撲結構在移動網絡移動時將保持不變。移動網絡可以是局域網。另選地，移動網絡可以是個人局域網(PAN)，其中將多個便攜式設備連接到一起并安裝在個人處。形成PAN的設備可由無線鏈路來連接，并可基于自組織(ad hoc)在它們之間形成連接(例如，一個設備用作移動路由器，或者另選地，需要由用戶將多個設備彼此相連或者連接到移動路由器)。PAN可以包括用于可釋放地將設備附接到個人的附接裝置。
移動網絡可以具有兩個或更多個用于連接便攜式設備的擇路設備，以在移動網絡內對數據進行擇路。便攜式設備與路由器之間的連接可由相應的電連接或者無線電鏈路來形成。盡管在移動網絡內連接的設備可在設備進入或離開網絡時改變，但是移動網絡的拓撲結構在移動網絡移動時優選地將保持不變。
為了有效地通過主網絡對數據進行擇路，優選地將主網絡中的節點的地址相對于彼此按層級結構進行設置，各地址包括一組排序分量，各節點具有與之相關聯的層級，一地址的各分量與一層級相對應，其中一個層級處的高級節點連接到多個位于較低層級處的低級節點，相應的較低級節點的地址使得與高級節點的級別相對應的分量的值對于各低級節點是共同的。在這種系統中，高級節點和連接至其的較低級節點的相應地址共享相同的前綴，前導分量對于各地址而言是相同的。為了在不同節點之間進行區分，優選地各節點的地址具有不同的尾部分量；也就是說，后綴對于各地址而言是不同的。這種系統的示例包括根據諸如IPv6或IPv4的因特網協議運行的系統。在這種系統中，優選地將數據作為數據分組進行傳輸，每個分組具有有效載荷部分和在其中存儲該分組的目的地地址的地址部分。
優選地，各便攜式設備將具有諸如網絡地址、名稱的標識符或者與之相關聯的其他標識符，當移動網絡從一個附接點移動到另一個附接點時由便攜式設備保持該標識符，針對各便攜式設備的目錄代理存儲該設備的標識符與表示(或可路由到或者通過)移動網絡的當前附接點的臨時地址之間的映射。在一個實施例中，便攜式設備的標識符為網絡地址。便攜式設備及其相關聯的目錄代理的網絡地址優選地為拓撲相關的，使得目錄代理可截獲尋址到其便攜式設備的數據，并將該數據轉送到便攜式設備。然而，如果便攜式設備的標識符為名稱，例如DNS名或SIP URI，則便攜式設備及其相關聯的目錄代理的網絡地址往往不是拓撲相關的。
為使針對便攜式設備的目錄代理可以更容易地將數據擇路到該設備，并且/或者為使針對便攜式設備的目錄代理可以更容易地將便攜式節點的當前臨時地址通知給希望與便攜式節點進行通信的節點，信令代理優選地通過向各代理發送消息來更新目錄代理，針對給定目錄代理的消息包括與該代理相關聯的該或各便攜式設備的當前(臨時)地址。不同的消息可尋址到不同的目錄代理，或者另選地，信令代理可向全部目錄代理廣播共同的消息。
在優選實施例中，將為移動網絡的便攜式設備和路由器裝置分配相關臨時地址，該相關地址具有公共的前綴部分。與當前附接點相關聯的臨時地址優選地具有與分配給移動網絡的地址的前綴部分相同的前綴部分。由于前綴部分優選地表示附接點的拓撲位置，所以向移動網絡分配具有該相同的前綴的地址便于將數據擇路到移動網絡。在這種情況下，來自移動網絡的信令消息優選地包括至少一個地址，該地址具有公共的前綴部分。同樣，從信令代理到各目錄代理的更新消息優選地包括具有公共前綴部分的地址。針對目錄代理的更新消息可以包括便攜式設備本身的臨時地址，或者另選地，更新消息可以包含分配給移動網絡的路由器裝置的臨時地址，在這種情況下，優選地將路由器裝置配置為打開到來的分組，并確定該分組應尋址到移動網絡中的哪個便攜式設備。


在所附權利要求中指出本發明的進一步的方面。下面參照附圖，通過示例來更詳細地說明本發明，在附圖中圖1示出了根據本發明的網絡系統；圖2更詳細地示出了圖1中示出的移動路由器；以及圖3示出了另一網絡系統。
具體實施例方式
參照圖1，已知具有現有技術的網絡系統10，其中移動網絡12可與固定(主)網絡14進行通信，該固定網絡具有多個通常靜止的節點13。(圖1示出了根據本發明的系統，但將用來描述現有技術，現有技術和本發明中類似的組件被賦予類似的標號)。移動網絡12包括多個可移動或移動節點16(便攜式設備)，其中的每一個都通過相應連接22連接到移動網絡12。移動節點例如可以是移動電話或者諸如“膝上型”計算機的計算機設備，或者其他便攜式通信設備，每個到移動路由器的相應連接22是有線或無線連接。當移動網絡12移動時，移動節點16與路由器20一起移動，使得移動節點保持它們與路由器20的相應連接22。例如，可將移動路由器20包括在火車或其他交通工具系統中，并且移動節點中的每一個都可以是由火車上的乘客攜帶的個人通信設備。這種移動網絡12還稱為車載網絡。顯然，當火車移動時，移動節點通常隨移動路由器20共同移動，盡管當乘客在火車內移動時會發生節點之間的某種相對移動。移動網絡12的構成通常是臨時的，因為一些移動節點將停止它們與路由器20的連接22，并離開網絡，(例如，當乘客下火車時)，同時其他節點可以加入該網絡中并形成新的連接22(例如，當乘客上火車時)。
移動路由器20具有無線發送機/接收器級，以通過無線的無線電鏈路28來與固定網絡14的基站30進行通信(在圖1的示例中，移動網絡12處于基站BS-A的范圍內)。
當移動網絡12從第一移動站BS-A的范圍內的一地點移動到第二基站BS-B的范圍內的一地點時，發生越區切換處理，其中停止與BS-A的無線電鏈路28，并形成與BS-B的新的無線電鏈路，以將移動網絡“附接”到BS-B。為使呼叫節點C1與一個移動節點(稱為MN1)進行通信，必須通過固定網絡14，具體地通過正確的基站，來在呼叫節點C1與移動節點MN1之間對數據進行擇路，正確的基站30取決于移動網絡移動時該移動網絡的位置。存在幾個用于通過正確的基站對數據進行擇路的系統/協議。在IPv6(v6版因特網協議)系統中，由分配單元32為各節點13(包括基站30)分配一個永久IP地址。各地址具有多個分量，在IPv6的情況下為16個，各分量屬于不同的層級。可以按a、b、c、d……的形式來表示地址，其中各字母對應于一個分量，字母表中越高的字母對應于越低級的分量。將固定網絡14的拓撲設置為，使得較低級節點(其中每一個較低級節點連接到上一級處的公共節點)的地址將共享一個分量。共享的分量的級別對應于公共節點的級別。這使得可僅僅基于分組所攜帶的目的地節點的IP地址來在固定網絡的節點之間對該分組進行擇路。
移動路由器20和移動節點16中的每一個都具有(由地址分配單元32)分配給它們的永久地址。然而，由于這些節點在網絡系統10內不具有固定的拓撲位置，所以這些節點的IP地址通常不表示它們相對于固定網絡的其他節點的位置，由此通常移動節點的IP地址本身對于尋址到該節點的位置的分組是不夠的。
為了允許在網絡系統中“發現”移動節點，并由此允許將分組擇路到移動節點，基站30通常將臨時地址分配給連接到基站30的節點。在IPv6中，這種地址通常為“共同定位轉交地址”，將其從分配單元32已提前分配給基站的一組空閑v6地址中分配給移動節點。基站所分配的轉交地址將具有與基站本身的永久地址共同的分量，該分量在地址中的位置對應于基站的層級位置，使得可將其目的地為所分配的轉交地址之一的分組擇路到發送基站。為了允許基站將分組擇路到合適的移動節點，基站保持將各移動節點的轉交地址映射到無線電信道(移動路由器20被構造為接收該無線電信道)的表。各基站BS-A、BS-B通常經由各自的接入路由器AR-A、AR-B連接到固定網絡，這些接入路由器可以存儲并分配轉交地址，基站僅僅用于發送來自接入路由器的消息。
各移動節點將本地代理(HA)節點與其相關聯，該本地代理被拓撲定位得可截獲正發送到與該本地代理相關聯的移動節點的永久地址的分組(為簡便起見，假設本地代理節點僅具有與之相關聯的一個移動節點)。本地代理將在對應關系表中存儲其移動節點的永久地址與當前分配給移動節點的轉交地址之間的映射。(由此，各本地代理將存儲用于與該本地代理相關聯的移動節點的標識符的一方面與針對用于將數據擇路到相關聯的移動節點的其他擇路信息的臨時地址的另一方面之間的映射在本地代理用于多個移動節點的情況下，本地代理將為各移動節點存儲這種映射)。如果本地代理截獲針對此移動節點的任何分組，則本地代理被構造為將其所截獲的各分組封裝到一個其目的地地址為移動節點的轉交地址的分組中，由此建立本地代理與移動網絡之間的“通道(tunnel)”。本地代理然后向移動網絡發送經封裝的分組。由于轉交地址表示移動節點連接到的基站的拓撲位置，所以可按照正常的方式將經封裝的分組擇路到移動節點。
在通過諸如圖1中的移動路由器MR的另一個移動節點來對移動節點進行擇路的移動網絡的情況下，移動節點連接至的基站BS-A為移動網絡分配一組地址，為每個節點MN1到MN3分配一個地址。分配給移動網絡12的地址優選地具有與基站地址中對應定位的分量共同的分量，(也就是說，地址具有相同的前綴)。前綴將具有(通過基站處的映射)與之相關聯的無線電信道，該無線電信道由移動路由器20來接收，使得不可避免地由基站BS-A將尋址到移動節點MN1到MN3中的任一個的分組發送到移動路由器。接著，移動路由器將存儲到各移動節點(例如，可由各移動節點的永久地址來標識)的連接和與該移動節點相關聯的轉交地址之間的映射。其中設置有本地代理HA1的系統由此允許呼叫節點C1聯系諸如MN1的移動節點，而無需呼叫節點C1了解MN1的當前位置；呼叫節點C1僅把分組發送到與之進行通信的移動節點MN1的永久地址。
盡管各移動節點共享公共本地代理，但是不同移動節點中的每一個通常具有如圖1所示的與它們相關聯的相應本地代理，其中本地代理HA1、HA2和HA3中的每一個分別設置給移動節點MN1、MN2、MN3。通常，本地代理具有彼此不相關的地址。通常以包括一個或更多個處理器和存儲器的硬件來實現各本地代理(以及類似地實現信令代理)，優選地該硬件為節點的計算機裝置的一部分。
當稱為MN1的移動節點在新的地點處例如通過基站BS-B附接到網絡14時，移動節點MN1向其本地代理HA1登記其新的轉交地址，而本地代理將更新其對應關系表以將移動節點永久地址映射到新的轉交地址。類似地，作為移動網絡12的一部分的每個其他的移動節點MN2、MN3在附接到網絡上的新的地點時登記其新的轉交地址。然而，對于其中移動網絡的移動節點MN1到MN3通常一起移動的移動網絡，移動節點往往幾乎同時連接到新的基站，特別是在通過如圖1所示的公共移動路由器MR來對來自移動節點的通信進行擇路的情況下。因此，移動節點往往幾乎同時試圖通過移動路由器與新基站之間的無線鏈路28來將登記信號發送至它們各自的本地代理。這種信令通過無線電鏈路28可能并非理想，因為與固定網絡的節點之間的纜線鏈路相比，這種鏈路具有相對較低的帶寬。
為了減少移動網絡12與固定網絡14之間所需的信令量，特別是為了減少當移動網絡12附接到固定網絡14上的新地點時通過兩個網絡之間的無線鏈路的信令量，在固定網絡中設置了信令代理34。將信令代理構造為，當移動節點附接到網絡上的新地點時通知各移動節點(例如，MN1)的本地代理(例如，HA1)，并向本地代理提供該本地代理把分組到“通道傳送”到最新定位的移動節點所需的經更新的地址信息。由于向信令代理34通知移動節點的新位置僅需要來自移動網絡的一條消息，而不是來自各移動節點的單獨的消息，所以減少了移動網絡與基站之間的無線電鏈路上使用的帶寬量。然后，基站可以使用可用于更有效地與其他節點或移動網絡進行通信的受限帶寬。由信令代理的存在所節省的帶寬量在移動網絡上存在很多移動節點的情況下尤為重要。盡管在圖1中僅示出了三個節點，但是移動網絡可具有至少10個移動節點，或者至少100個移動節點，或者甚至至少1000個移動節點。
如圖2所示，移動路由器20具有擇路級36，該擇路級36用于將從無線級26接收到的分組擇路到一個或更多個移動節點16，并且用于將來自移動節點的分組引導到無線級26以向外發送。擇路級36、無線級26以及信令級40無需共同位于同一節點處。移動網絡可包括這些級中的任一個的一個以上的實例。例如，可以存在與衛星節點進行通信的無線級和與GPRS基站進行通信的另一無線級。然而，優選地移動網絡具有包括全部三個級的移動路由器20。擇路級36存儲擇路表38，該擇路表38對于形成移動網絡的一部分的各移動節點16將該移動節點的永久地址(或另一身份指示)映射到(a)移動路由器20通過其可與該節點進行通信的信道或其他端口，以及(b)臨時分配給該節點的轉交地址。另外，移動路由器20具有信令級40，以生成信令信息/向信令代理34轉送信令信息。
下面將參照如下步驟(無需順序執行)來描述信令代理34和/或信令級40的操作登記步驟，其中移動節點16和信令級40向信令代理34進行登記；去登記(de-registration)步驟，其中移動節點16和信令級40通知信令代理34信令代理不再代它們發送信號；移動性更新階段，其中信令步驟通知信令代理移動網絡已經移動到新基站的范圍內的一個地點處；以及，信令步驟，其中信令代理代移動節點(和可能地代信令級)發送消息。
在登記步驟中，(當如在現有技術中一樣可以在固定網絡14與移動網絡12之間進行通信時)，信令級40將消息發送到表示信令級的身份的信令代理34。該信息在信令代理可能用于幾個移動網絡(每個網絡具有各自的信令級)時對于信令代理很有用。如果到來的通信量經由如圖1所示的與信令級共同定位的單個路由器進入移動網絡，則信令級的身份簡單地為移動路由器20的永久地址(即，該移動路由器的“本地”地址，該本地地址拓撲定位到移動路由器的本地代理)。另選地，如果信令級不與移動路由器共同定位而是定位在另一個節點上，則例如可根據移動網絡的結構由該節點的IP地址或MAC地址來標識信令級。移動網絡12內的各移動節點16將通過向信令代理34發送消息來向該信令代理進行登記，該消息包括移動節點的標識符，如該移動節點的永久地址。移動路由器還指示信令代理34與該路由器相關聯的信令級的地址。盡管信令級可與移動路由器分開，但是為簡化起見，假定信令級40與擇路級共同定位，以將擇路級36和信令級40的功能組合在移動路由器20內。在這種情況下，信令級的身份將為移動路由器20的永久地址。各移動節點還指示信令代理34采用哪個協議來在信令代理34與本地代理之間進行通信(即，配置移動節點通常使用的協議)，這是因為可能存在移動節點并不支持IPv6的情況(在這種情況下，可能需要轉換裝置)。
當移動網絡附接到新的基站時，各移動節點向信令代理34發送表示應當利用移動節點的轉交地址進行更新的節點的相應地址的列表。對于各移動節點，應被通知移動節點的新的轉交地址的“接收節點”包括該移動節點的本地代理，使得本地代理可在必要時利用移動節點的當前轉交地址更新其對應關系表。對于移動節點的該接收節點列表優選地還包括諸如“呼叫節點”(其正在或將要與該移動節點進行通信)的其他節點的地址。這種呼叫節點可包括間歇地向它們會員列表上的節點發送新聞條目的新的提供方。另選地，呼叫節點可以是與移動節點進行通信的移動電話。在任一情況下，這有利于信令代理能夠利用移動節點的新轉交地址來更新這些呼叫節點。如果發生路由優化，并且在呼叫節點與移動節點之間建立通道，則若向呼叫節點通知移動節點的新轉交地址，可直接建立新的通道，而無需首先聯系該移動節點的本地代理。
作為上述登記方法的另選，移動路由器20可向信令代理34進行登記(在移動節點已經向移動路由器進行登記之后)，并且移動路由器可向信令代理發送表示向移動路由器登記的各移動節點的永久地址的消息(與僅對各移動節點的登記消息進行擇路相反)。作為又一另選，移動路由器可截獲移動節點的登記消息，并且本身代移動節點發送登記消息。按照這種方式，信令代理34將能夠存儲表示其所作用的各移動節點16的身份的信息。
為使移動節點發現信令代理34的存在，信令代理可向進入移動網絡12的各移動節點發送消息。該消息表示信令代理34的地址，并優選地表示信令代理34可發送的移動性管理消息的類型，以及對信令代理的性能的其他指示。另選地，信令代理34可達提前輸入到各移動節點的存儲器中的“公知”地址。在任一情況下，當移動節點例如通過連接到移動路由器20而進入移動網絡12時，移動節點可嘗試向信令代理進行登記。
當移動網絡12改變其在固定網絡14上的附接點時，例如當移動路由器20停止與BS-A進行通信而是與BS-B進行通信時，發生移動性更新步驟。當這發生時，移動路由器20和移動節點16將失去基站BS-A先前為它們分配的轉交地址，所述轉交地址中的每一個可由基站BS-B發出的新的一組地址來取代。當移動性更新發生時，移動路由器20向信令代理34發送的消息將取決于基站為移動節點分配轉交地址的方式。在基站向移動路由器遞送一組地址(這些地址通過公共前綴而相關)的一個實施例中，執行下面的步驟(i)(例如，在基站處)向各移動節點發出轉交地址，該轉交地址包括公共前綴，地址的后綴與移動節點的獨特標識符(如移動節點的MAC地址)相關聯，以減小地址重復的風險；(ii)在登記級中，移動路由器通知信令代理34當改變附接點時各移動節點將保留其后綴，各移動節點的新轉交地址具有針對新位置的新前綴，新前綴之后為已有后綴；(iii)當改變移動網絡的附接點時，將具有針對新位置的新前綴的信令消息發送給信令代理；以及(iv)信令代理(其存儲各移動節點的指示與針對在登記級處接收到的該移動節點的后綴之間的映射)然后組合針對各移動節點的新前綴與已有后綴，來形成針對各移動節點的轉交地址，并且信令代理接著將具有新轉交地址的各個更新消息發送給各本地代理。這減少了在執行更新步驟時無線電鏈路28上所需的信令量，這是因為每當移動路由器附接到固定網絡14中的新地點時，僅需要發送各個新轉交地址的前綴，而不是各個完整的轉交地址。
在另一實施例中，移動路由器將不會請求針對其從基站接收到的轉交地址的指定后綴。在移動性更新步驟中，移動路由器接著將通知信令代理分配給其自身和移動節點16的完整的新轉交地址。
當信令代理34從移動路由器接收到表示至少一些移動節點的新轉交地址的信息時，信令代理34可執行信令步驟，其中信令代理向各移動節點的各自本地代理通知該移動節點的新轉交地址。為此，信令代理從存儲器位置中檢索先前在登記級接收到的本地代理的地址，并將對各本地代理指示其移動節點的新轉交地址的“綁定代理”信息發送給該本地代理。如果本地代理用于移動網絡12中的多于移動節點，則信令代理向本地代理發送一更新消息，該更新消息包括標識符，標識信令代理作用的移動節點(由它們各自的永久地址來標識)的列表(已提前在登記級將列表中的永久地址發送給信令代理)；針對各移動節點的新轉交地址；以及表示更新是針對前述列表的指示。
優選地還由信令級34向一個或更多個對應方或者諸如節點C1或C2的“呼叫”節點發送更新消息。盡管便攜式設備的本地代理允許呼叫節點連接該便攜式設備，而無需呼叫節點清楚移動網絡的附接點的任何變化，但是可將呼叫節點構造為執行路由優化，使得呼叫節點直接而非通過本地代理向便攜式設備發送消息。在這種情況下，可由呼叫節點使用來自信令代理的包含便攜式設備的新轉交地址的更新消息，來執行新的路由優化，并將分組直接發送給便攜式設備的新位置。
顯然，一旦移動節點成功向信令代理進行了登記，可能有利的是，在由于移動網絡已改變其在固定網絡上的附接點所以移動節點接收到新轉交地址時，移動節點停止向其相應的本地代理發送更新消息，這是因為信令代理將根據需要代其向其目錄代理發送更新消息。
主網絡可以包括多于一個的信令代理34。當前向信令代理登記的移動路由器20可向另一信令代理進行登記。例如可根據來自第一信令代理的請求執行這種重新登記。另選地，移動路由器例如由于其非常靠近第二信令代理，或者第二信令代理具有更好的性能或其使用更便宜，而可決定進行重新登記。優選地，第二信令代理將從第一信令代理獲得關于當前向其登記的移動節點16的信息。優選地重新登記伴隨有來自第一信令代理的去登記，但這并非是需要的。
一些移動節點16可以登記在一個信令代理上，而同一移動網絡12內的其他移動節點16可以登記在另一個信令代理上。例如，信令代理可能能夠支持不同種類的針對目錄代理的更新消息；例如，移動IPv4和移動IPv6。在這種情況下，移動路由器將向各信令代理進行登記，并在移動網絡改變其在固定網絡14上的附接點時發送各消息。
當移動網絡12要離開固定網絡14時，發生去登記的方式將取決于先前如何實現登記。例如，如果各移動節點直接(通過移動路由器)進行登記，則各移動節點將通過向信令代理發送表示該信令代理不再需要向移動節點的本地代理發送更新消息的消息，來直接去登記。如果移動節點要離開移動網絡，即使移動網絡依舊附接到固定網絡14，則移動節點也將發送去登記消息。移動節點要離開移動網絡時的去登記消息很重要，因為沒有這種去登記，信令代理可繼續向本地代理發送不再表示移動節點位置的經更新的地址。
圖3示出了另一網絡系統。固定網絡14可以包括一個或更多個子網絡。例如，如圖3所示，固定網絡可以包括地面網絡141和傳輸網絡142，傳輸網絡和地面網絡中的每一個都具有各自的邊界路由器151、152，在這些邊界路由器之間設置有鏈路153，以允許在地面網絡與傳輸網絡之間進行通信。本地代理可以不全在同一子網絡中。例如HA1可以在地面網絡141中，而HA2可以在傳輸網絡142中。
在移動網絡為個人局域網(PAN)(網絡由一組節點形成，其非常局域化并與個人密切相關，并作為一個單元一起移動)的情況下，一節點可能希望與PAN內的另一個節點進行通信。其可能還希望與主網絡中的一個節點進行通信。這種通信是通過PAN內的一個用作與主網絡的網關的節點進行的。
在另一實施例中，移動節點(MN)不從基站獲得臨時地址。相反，MN從移動路由器20獲得地址，該地址為“專用地址”，也就是說該地址僅在移動網絡24內是有意義的，并應在移動網絡24內使用。移動路由器包括“網絡地址轉換器”(NAT)功能，由此其存儲在移動網絡內使用的MN的專用地址與公共地址之間的映射，使得移動路由器具有足夠的公共地址來為各MN分配一個公共地址。公共地址是通過其在主網絡內獲知MN的地址。發送到該地址的分組到達移動路由器20，移動路由器20在其映射表中查找該地址并將該地址改變為移動網絡24內的MN可到達的專用地址。沿相反方向(即，當MN向主網絡中的節點發送分組時)發生反向映射過程。當移動網絡移動到新的基站時，其獲得新的一組公共地址。MN的專用地址不改變，然而移動路由器通過選擇其公共地址中的新的一個以映射到MN的專用地址，來更新其映射表。移動路由器向信令代理34發送消息，以向信令代理34通知各MN的新公共地址。信令代理34更新MN的本地代理中的每一個。在移動路由器沒有足夠的公共地址來為各MN分配一個公共地址的情況下，移動路由器則包括“網絡地址端口轉換器”(NAPT)功能，由此其可存儲移動網絡內使用的MN的專用地址與結合有端口號的公共地址之間的映射。例如，在一個實施例中，對于所有MN都使用同一公共地址。當移動網絡移動到新的基站時，其獲得新的公共地址。移動路由器向信令代理34發送消息，以向信令代理34通知該新公共地址。信令代理34利用該新公共地址更新MN的HA中的每一個。另選地，可在移動網絡24內使用MN的永久本地地址，如同其為“專用地址”一樣。在這種情況下，移動路由器20將具有NAT或者NAPT功能。
移動網絡12或者固定網絡14的一些或全部可根據IPv4協議來運行。當移動網絡12附接到固定網絡的利用IPv4運行的這些部分時，優選地為移動節點分配非共同定位的轉交地址，使得附接到移動網絡的基站將不存儲移動節點的轉交地址與無線電信道之間的映射，而是相反地對分組進行解封裝，并利用移動節點的轉交地址與其永久地址之間的映射(設置在永久地址與正確的無線電信道之間的映射)將其轉送到正確的移動節點。
在另一可能實施例中，當通知各移動節點其具有新的轉交地址時(因為移動網絡已經改變其在固定網絡14上的附接點)時，其把更新消息發送到其目錄代理，例如發送到其本地代理，并且如果采用路由優化還發送到“呼叫節點”C1、C2。(在一些其他實施例中，移動節點并不發送這種更新消息)。移動路由器具有另外的與其擇路級36相關聯的截獲級99，該截取級99執行以下操作(i)識別這種更新消息，(ii)將其與其他類似的更新消息一起臨時存儲，(iii)創建包含幾個或全部已臨時存儲的更新消息的新消息，(iv)向信令代理發送新消息。在接收到該消息時，信令代理提取原始更新消息，然后將其如常進行擇路，即，擇路到目錄代理。優選地，截獲級99通過檢查分組中的協議號來識別該分組為更新消息(而不是例如普通數據分組)；截獲級99預先配置有協議號以進行查找，或者移動節點可向其通知協議號。另選地，在移動節點已經提前向截獲級通知了其本地代理的地址的清況下，截獲級99通過檢查分組中的目的地地址來識別該分組為更新消息(而不是例如普通數據分組)。這將減少移動節點向信令代理34進行登記的需要，但與每當附接點改變時信令級40僅向信令代理提供新地址標識符的情況下所需的帶寬相比，這增加了無線鏈路上的通信量。
在另一實施例中，在信令代理內包括類似的開始級101，該級執行以下操作(i)識別對移動性更新消息的響應(例如，確認)，(ii)將其與其他類似的對更新消息的響應一起臨時存儲，(iii)創建包含幾個或全部已臨時存儲的響應消息的新消息，(iv)把該新消息發送給移動路由器。在接收到該消息時，移動路由器提取原始響應，然后將其如常發送到移動節點。截獲級可以通過協議號識別分組為響應(而不是例如普通數據分組)(以及應該通過目的地地址將其發送到哪個移動路由器)。為了能夠截獲響應消息，信令代理通常在響應通過的轉送路徑上，例如，其位于基站處。
為了允許節點之間的安全通信，通常在發送消息之前建立安全關系。例如，可利用共享秘密或密鑰在移動節點與信令代理之間建立安全關系。類似地，可在移動路由器與信令代理之間建立安全關系。共享密鑰可為令牌形式，該令牌由移動節點發送給信令代理，使得信令代理可為相關的本地代理提供令牌。通常，各移動節點將向其各自的本地代理提供信令代理將向本地代理發送的令牌的詳情，使得本地代理可認證該信令代理。
權利要求
1.一種電信系統，包括移動網絡，具有多個便攜式通信設備，和被設置為用于向便攜式通信設備擇路數據并從便攜式通信設備擇路數據的路由器裝置；和主網絡，包括信令代理、多個目錄代理、以及多個間隔開的附接點，移動網絡為了與主網絡進行通信可附接到所述多個間隔開的附接點，其中，在使用時，各目錄代理存儲用于將數據擇路到與該目錄代理相關聯的相應移動通信設備的擇路信息，并且其中，信令代理被配置為，響應于根據其可以推斷移動網絡的附接點已經改變的信令消息，向各目錄代理發送相應的更新消息，所述更新消息各包括經更新的擇路信息，使得在接收到該經更新的擇路信息時，各目錄代理可以更新其所存儲的擇路信息，以考慮移動網絡的改變后的附接點。
2.根據權利要求1所述的電信系統，其中，對于各目錄代理，目錄代理所存儲的相應的擇路信息包括如下信息，即，根據該信息可以推斷與該目錄代理相關聯的所述或各便攜式通信設備的附接點。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的電信系統，其中，信令消息表示移動網絡附接至的改變后的附接點的拓撲位置。
4.根據任一前述權利要求所述的電信系統，其中，移動網絡被配置為發送信令消息。
5.根據任一前述權利要求所述的電信系統，其中，附接點設置有相應的無線通信裝置，移動網絡包括其他的無線通信裝置，使得可在附接點與移動網絡之間形成無線鏈路，以在它們之間進行通信。
6.根據任一前述權利要求所述的電信系統，其中，附接點為靜止的。
7.根據權利要求6所述的電信系統，其中，附接點設置在相應的地面基站處。
8.根據任一前述權利要求所述的電信系統，其中，信令代理和至少一個目錄代理各設置在一個或更多個地面節點處。
9.根據任一前述權利要求所述的電信系統，其中，至少一些目錄代理位于彼此不同的地理位置處。
10.根據任一前述權利要求所述的電信系統，其中，主網絡中設置有多個信令代理，各信令代理被配置為代移動網絡中的相應的多個便攜式設備發送更新消息，各更新消息包括經更新的擇路信息。
11.根據任一前述權利要求所述的電信系統，其中，主網絡具有預定的拓撲結構。
12.根據權利要求11所述的電信系統，其中，主網絡由多個節點和多個用于連接這些節點的鏈路形成，主網絡中的各節點具有用于將數據擇路至此的相應網絡地址。
13.根據權利要求12所述的電信系統，其中，節點的相應地址表示它們在主網絡內的相應拓撲位置。
14.根據權利要求13所述的電信系統，其中，節點的地址被相對于彼此按層級結構設置，各地址包括一組排序分量，各節點具有與之相關聯的層級，一地址的各分量與一層級相對應，并且其中，一個層級處的高級節點連接到多個位于較低層級處的低級節點，相應的較低級節點的地址使得與較高級節點的級別相對應的分量的值對于各較低級節點都是共同的。
15.根據權利要求12到14中的任一項所述的電信系統，其中，各目錄代理位于相應的節點處，位置不同的目錄代理具有與之相關聯的不同的網絡地址。
16.根據權利要求12到15中的任一項所述的電信系統，其中，各便攜式設備具有與之相關聯的網絡地址，當移動網絡從一個附接點移動到另一個附接點時由便攜式設備保持該網絡地址，并且其中，針對各便攜式設備的目錄代理存儲用于該便攜式設備的網絡地址與表示移動網絡的當前附接點的臨時地址之間的映射。
17.根據權利要求16所述的電信系統，其中，移動網絡被配置為當移動網絡改變其附接點時向信令代理發送信令消息，所述信令消息包括至少一個地址，該地址具有表示改變后的附接點的拓撲位置的前綴部分，并且其中，從信令代理到各目錄代理的更新消息包括相應的地址，所述地址各包括表示改變后的附接點的前綴部分。
18.一種用于電信系統中的信令代理，該電信系統包括主網絡和移動網絡，移動網絡包括多個便攜式通信設備和被設置為用于向便攜式通信設備擇路數據并從便攜式通信設備擇路數據的路由器裝置，主網絡包括多個間隔開的附接點，移動網絡為了與主網絡進行通信可附接到所述多個間隔開的附接點；和多個目錄代理，其中所述多個便攜式通信設備中的每一個都具有與之相關聯的目錄代理，各目錄代理存儲用于將數據擇路到與該目錄代理相關聯的所述或者各移動通信設備的擇路信息，其中，信令代理被配置為，響應于信令消息向各目錄代理發送相應的更新消息，根據該信令消息可以推斷移動網絡的附接點已經改變，各更新消息包括經更新的擇路信息，使得在接收到該經更新的擇路信息時，各目錄代理可以更新其擇路信息，以考慮移動網絡的改變后的附接點。
19.一種網絡，包括多個目錄代理，各目錄代理存儲用于將數據擇路到移動網絡的相應的移動通信設備的擇路信息；多個間隔開的附接點，在使用時，移動網絡為了與主網絡進行通信可附接到所述多個間隔開的附接點；以及信令代理，該信令代理被配置為，響應于信令消息向各目錄代理發送相應的更新消息，根據該信令消息可以推斷移動網絡的附接點已經改變，各更新消息包括經更新的擇路信息，使得在接收到該經更新的擇路信息時，各目錄代理可以更新其擇路信息，以考慮移動網絡的改變后的附接點。
20.根據權利要求19所述的網絡，其中，信令代理針對各便攜式設備保持用于該便攜式設備的標識符的一方面與表示與該便攜式設備相關聯的目錄代理在網絡中的拓撲位置的地址信息的另一方面之間的映射。
21.根據權利要求1到17中的任一項所述的電信系統，其中，移動網絡包括用于支持便攜式設備的支持裝置，所述支持裝置共用于各便攜式設備，使得支持裝置的移動將引起便攜式設備的共同移動。
22.根據權利要求20所述的電信系統，其中，移動網絡包括交通工具裝置。
23.根據權利要求1到17中的任一項所述的電信系統，其中，移動網絡被配置為向信令代理發送一個或更多個登記消息，所述登記消息包括對各目錄代理的身份的指示，信令代理向所述各目錄代理發送更新消息。
24.根據權利要求1到17中的任一項所述的電信系統，其中，移動網絡為個人局域網。
25.一種運行網絡的方法，該網絡包括信令代理；多個目錄代理，每一個目錄代理都存儲用于將數據擇路到與該目錄代理相關聯的相應的移動通信設備的擇路信息；以及多個間隔開的附接點，具有多個便攜式設備的移動網絡為了與主網絡進行通信可附接到所述多個間隔開的附接點，所述方法包括以下步驟(i)存儲對與便攜式設備相關聯的各目錄代理的身份和/或網絡位置的表示；(ii)從移動網絡接收表示移動網絡的當前附接點的臨時地址信息；以及(iii)響應于接收到臨時地址信息，利用所存儲的對身份和/或網絡位置的表示來向各目錄代理發送更新消息，所述更新消息中的每一個都包括經更新的擇路信息，使得在接收到該經更新的擇路信息時，各目錄代理可以更新其所存儲的擇路信息，以考慮移動網絡的改變后的附接點。
全文摘要
本發明涉及電信系統，更具體地，涉及一種包括移動網絡和固定網絡的電信系統，移動網絡具有多個便攜式通信設備，固定網絡包括信令代理、多個目錄代理、以及所述移動網絡可附接到的多個間隔開的附接點。在使用中，各目錄代理存儲用于將數據擇路到與該目錄代理相關聯的相應的移動通信設備的擇路表。當移動網絡的附接點改變時，移動網絡向信令代理發送地址改變消息。相應地，信令代理被配置為將地址變化轉送到各目錄代理，使得各目錄代理可更新其擇路表以考慮移動網絡的改變后的附接點。由于設置了信令代理，所以各便攜式設備在移動網絡移動時無需親自通知其目錄代理，并且減小了移動網絡移動時移動網絡與固定網絡之間的信令量。
文檔編號H04L29/06GK1875654SQ200480032129
公開日2006年12月6日 申請日期2004年9月8日 優先權日2003年9月15日
發明者羅伯特·愛德華·漢考克, 安德列·約萬·米哈伊洛維奇, 約亨·奧利弗·埃斯萊, 菲利普·勞倫斯·厄德利 申請人:英國電訊有限公司, 西門子公司