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CN1695357A - 用于传输分组数据的方法和移动无线电信网络 - Google Patents

用于传输分组数据的方法和移动无线电信网络 Download PDF

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CN1695357A CNA03825073XA CN03825073A CN1695357A CN 1695357 A CN1695357 A CN 1695357A CN A03825073X A CNA03825073X A CN A03825073XA CN 03825073 A CN03825073 A CN 03825073A CN 1695357 A CN1695357 A CN 1695357A
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Abstract

本发明涉及一种在面向分组的移动通信网络中控制移动用户间数据交换的方法,在该移动通信网络的特定控制网络节点(SGSN)中,根据每个用户在该移动通信网络内的当前停留地点来管理每个用户;由对应的控制节点控制来自/到达移动通信网络内移动用户的移动通信发送设备的链接;在该控制网络节点中存储包含所有与由该控制网络节点管理的分配给移动用户的地址的地址寄存器;在该控制网络节点中从到达的数据分组中读出与该数据分组对应的目标地址,并借助搜索函数与地址寄存器进行比较;如果地址寄存器中有该目标地址,则在移动通信网络内只通过控制网络节点处理和传递该数据分组;如果地址寄存器中没有该目标地址,则将数据分组从控制网络节点传递至该移动通信网络的另一网络节点(GGSN),以作进一步处理。

Description

用于传输分组数据的方法和移动无线电信网络
技术领域
本发明涉及一种在两个移动通信设备之间传输分组数据的方法和移动无线电信网络。
背景技术
在移动通信网络中存在多个参与传输语音数据、多媒体数据或其它有用数据的网络元件。目前诸如在GPRS网络或UMTS网络中适用于传输分组数据的移动无线通信网络体系结构的特征都是,保证具有一个连接到分组数据网络(例如互联网)的中心传输点,在GPRS网络的情况下例如是所谓的GGSN。在移动通信发送设备和中心传输点之间传输用户数据,以支持该移动通信发送设备的移动性。一个确定的空间范围、即所谓的漫游区精确对应于一个控制网络节点,该节点在GPRS网络的情况下是所谓的SGSN,其控制移动通信发送设备的移动。就诸如PDP上下文的逻辑连接的结构和处理来说,该网络对于所谓的客户机-服务器业务是最佳的。对于这种类型的通信,基本上是多个用户或客户机从任意地点、例如星形地与匹配于增长的负载的中央服务器通信。另一个特征是强非对称的通信量特点。从用户或客户机到服务器的通信量极少,而反过来从服务器到用户的通信量则较大。一种常见的情况例如是移动通信发送设备和位于实际移动无线电信网络之外、也就是在中心传输点之后的目标之间的数据通信量,该目标例如是互联网或WAP-GW中的主机。
因此,移动无线通信网络不适用于将数据从一个移动通信发送设备发送到另一个移动通信发送设备。人们将这种从一个用户到另一个用户的直接数据传输称为“对等”传输或P2P传输。但目前尤其是在互联网中,恰好是在所谓的P2P业务中数据形成量呈过比例的增长。其中一个例子例如是音乐和视频片段的互换交易,其建立在用户之间直接数据交换的基础上。
在诸如数字照相机、MP3播放器或多媒体卡的移动通信发送设备的功能范围扩大时,也期待移动用户具有类似的用户性能。与简单的、可以借助所谓的短消息服务(即SMS)发送的文本消息和响铃声音不同,通过发送例如音频、静止图像数据或数据流而引起的数据呈指数增长。因此从网络运营商的观点来看,在这种情况下尽可能直接并由此价廉地来路由数据越来越具有吸引力。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于,更好地支持移动无线通信网络中、尤其是GPRS或UMTS网络中的所谓P2P业务,并在特别经常出现的情况下优化对分组数据的路由。
该技术问题是通过权利要求1的方法和权利要求4的移动无线通信网络来解决的。其它优选实施方式在从属权利要求中给出。
根据权利要求1提供了一种用于在面向分组的移动无线通信网络中控制移动用户之间的数据交换的方法,其中
-在该移动无线通信网络的特定控制网络节点(SGSN)中,根据每个用户各自在该移动无线通信网络内的当前停留地点来管理每个用户,
-通过对应的控制节点控制来自/到达该移动无线通信网络内移动用户的移动通信发送设备的链接,
其中
-在该控制网络节点中存储地址寄存器,该地址寄存器包括所有分配给由该控制网络节点管理的移动用户的地址,
-在该控制网络节点中从到达的数据分组中读出分配给该数据分组的目标地址,并借助搜索函数与所述地址寄存器进行比较,
-当该地址寄存器中存在该目标地址时,则在所述移动无线通信网络内只通过所述控制网络节点处理和传递该数据分组,
-当该地址寄存器中不存在所述目标地址时,则将所述数据分组从所述控制网络节点传递至该移动无线通信网络中的另一个网络节点(GGSN),以作进一步处理。如已经提到的,公知可以看见首先在中心传输点后透明地穿越(即传输)移动无线通信网络的用户数据分组,也就是说可以在通道终点后看见用户数据分组,所述中心传输点在GPRS网络的情况下例如是GGSN。然后从该中心传输点出发,借助传统的路由将数据分组发送到对应的给出的目标地址。由第一移动通信发送设备将一个数据分组通过控制单元(在UMTS网络的情况下例如通过无线网络控制器(RNC))和控制网络节点(例如SGSN)发送到中心传输点(例如GGSN)。然后在中央传输点中打开到达的数据分组,并接着进行路由。如果目标地址是另一个第二移动通信发送设备的地址,则将该数据分组路由到管理至该第二移动通信发送设备的通道的中心过渡节点。在该过渡节点中,对该数据分组重新打包,并且最后通过控制网络节点(例如SSGN)和控制单元(例如无线网络控制器(RNC))传送到目标地址,也就是第二移动通信发送设备。
目前,两个移动通信发送设备之间的多媒体内容交换可以通过所谓的多媒体消息业务(MMS)进行。在该业务中具有所谓的多媒体消息业务中心(MMSC),其在采用所谓“存储和转发”原理时用作临时存储器。在该业务中,应当从一个移动通信发送设备发送到另一个移动通信发送设备的数据分组通常通过空间上远离的网络节点传递,即使当移动通信发送设备在空间上相邻时也是如此。其结果是不必要地增加了等待时间和网络的负荷,否则该网络还可以发送额外的分组数据。
本发明的优点在于,如果交换数据的移动通信发送设备在空间上相邻,并因此由同一个控制网络节点(在GPRS网络的情况下例如由同一个SGSN)管理,则优化了对数据分组的路由。根据本发明,通过在控制网络节点中设置的搜索函数,可以识别相关的数据,并在绕过另一个网络节点的情况下(在GPRS网络的情况下例如是GGSN)只由控制网络节点(例如SGSN)处理。两个移动通信发送设备之间的数据量的绝大部分都由空间上相邻的用户调用,就像在朋友或熟人之间交换响铃声音、图标(Logo)或MP3数据时。根据本发明,在这些情况下大大减小了在移动无线通信的所谓骨干网中的数据通信量,例如在SGSN和GGSN之间的GPRS骨干网。如果数据分组总是具有存放在控制网络节点的地址寄存器中的目标地址,则通过本发明的搜索函数可以识别到,并且由此作为相关识别的数据分组还是只由控制网络节点处理和传递。因此根据本发明,可以避免通过另一个网络节点的弯路。如果在控制网络节点的地址寄存器中没有所述目标地址,则将该数据分组从控制网络节点传递到网络的另一个网络节点,例如在GPRS网络中传递到GGSN,该另一个网络节点然后负责指明将该数据分组传递到它的目标地址。
在本发明方法的一个特别优选的实施方式中,作为地址寄存器选择具有哈希函数的所谓哈希表,以便尽可能快速地决定是在本地还是通过GGSN传递到达的IP分组。哈希表由只包含“1”或“0”的二值值的项的列表组成。排列规则、也就是表中的地址直接通过哈希函数计算。这通过将IP地址转换为32或128位的值来进行,用这个值可以直接访问哈希表。如果用一个到达SGSN的IP分组的目标地址进行测试而得到“1”,则表明存在一个本地目标,也就是说通信伙伴登录与该IP分组的发送者相同的SGSN,并且根据本发明,然后只由该SGSN传递该IP分组。如果该测试得到“0”,则必须通过GGSN传递IP分组。哈希表在PDP上下文处理时得到更新。为此,在每次建立或删除或修改上下文时将该表中相应用户的IP地址设置为相应的值,也就是说例如对于“本地存在”来说是“1”,对“不存在”来说是“0”。
优选的,作为移动无线通信网络选择GPRS或UMTS网络。
此外,本发明还包括具有至少一个控制网络节点的移动无线通信网络,其中对该移动无线通信网络的移动用户根据其当前停留地点进行管理,并控制在该移动无线通信网络内来自/到达由该控制网络节点管理的移动用户的通信发送设备的链接,其中,在该控制网络节点中设置有过滤函数,利用它根据在数据分组中分别给出的目标地址来对到达的数据分组进行过滤。
优选地,在该控制网络节点中设置一个表,其中所有由该控制网络节点管理的用户都标有对应于该用户的地址。借助该表,优选可以通过过滤函数将数据分组中给出的目标地址与表中标示的、与该用户对应的地址进行比较。
在本发明移动无线通信网络的一个特别优选的实施方式中,在控制网络节点中设有路由函数,利用它可以在绕过另一个网络节点的情况下将选出的、具有目标地址的数据分组传递至该目的地址。
在本发明移动无线通信网络的一个特别优选的实施方式中,在控制网络节点中所述过滤函数和路由函数这样耦合,可以通过该路由函数在绕过另一个网络节点的情况下,将由该过滤函数根据在数据分组中分别给出的目标地址来过滤的数据分组传递到该目的地址。这意味着,如果到达所述控制网络节点的数据分组的目标地址存在于该控制网络节点的地址寄存器中,并且因此可以通过该控制网络节点的过滤函数识别,则借助该控制网络节点中存在的路由函数直接在绕过另一个网络节点(例如GPRS网络中的GGSN)的情况下,将该数据分组传递到目标地址。由此可以节省时间和成本。
由此根据本发明,支持对等服务或者说P2P服务在互联网和移动无线通信网络中的开发。借助本发明,地理位置相邻的操作员和由同一个控制网络节点管理的移动无线用户都可以受益。对于操作员来说,在SGSN和GGSN之间的网络中具有很低的负载,而对于移动无线用户来说,具有很低的等待时间以及因此具有很低的费用。
附图说明
下面借助附图展示其它优点。
图1示意性示出根据本发明的方法在GPRS网络例子中的实施方式。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的方法在GPRS网络例子中的实施方式。在本例中,GPRS网络具有无线网络控制器RNC-A,用于使具有移动通信发送设备MS A的移动无线用户A进入网络;控制节点SGSN,用于根据位置相邻情况管理具有移动通信发送设备MS A的移动无线用户A以及位于附近的另一个具有移动终端设备MS B的移动无线用户B;GGSN,用于在本例中既为A又为B用作连接分组数据组的中心传输点,在该标准下标记为逻辑基准点Gi;以及第二无线电网络控制器RNC-B,用于使用户B进入网络。移动无线用户A现在希望借助其移动通信发送设备MS A建立与移动无线用户B或者说其移动通信发送设备MS B的连接,并通过该连接发送数据分组。由A或者说MS A发送的数据分组包含目标地址,在本例中是用户B或者说MS B的地址。现在已知,该数据分组从MS A经过无线电网络控制器RNC-A和SGSN传送到GGSN,如在图1中通过虚线表示的。在RNC-A中,该数据分组在对应的IP通道中被封装。这意味着,直到GGSN都是透明地处理该数据分组的。合理的是在GGSN后,即在基准点Gi中打开该数据分组,也就是解除封装,并从该基准点借助存放在该数据分组中的目标地址而路由或者说传递至该目标地址。这意味着在目标地址接收者(即用户B)位于用户A附近的本例中,数据分组从基准点Gi出发又被返回到同一个GGSN,并在这里重新打包,也就是封装,并从该GGSN传递至既管理A又管理B的同一个SGSN。然后,由该SGSN将数据分组传递至RNC-B,并最终传递到MS B。在此,SGSN和GGSN之间的线路以及GGSN和例如一个连接到基准点Gi的外部路由器之间的线路分别进行两次,这对于所进行的过程,即将数据分组从A发送到B是不需要的。根据本发明,SGSN具有地址表、搜索函数和路由函数。在该地址表中,每个在该SGSN中接受管理的用户都对应于在建立PDP上下文期间分配给它的IP地址。在此,该表是这样建立的,借助搜索函数和存储在到达数据分组中的目标地址可以非常快速地确定,该目标地址是否包含在该表中。如果用户B的目标地址包含在该表中,就像在本例中的情况,则搜索函数读出用于处理用户B的RNC-B的、并表示物理链路的接口标识,并直接通过该接口将数据分组发送到RNC-B。通过在与无线接入网络的该接口中处理该数据分组,可以绕过GGSN。通过这种方式,SGSN的处理目标地址的搜索函数或过滤函数可以和所有在相应时刻由该SGSN管理的用户或者其IP地址的地址寄存器或者说表一起,为所有在该时刻在由该SGSN管理的用户之间待发送的数据分组优化路由。

Claims (8)

1.一种用于在面向分组的移动无线通信网络中控制移动用户(A,B)之间的数据交换的方法,其中
-在该移动无线通信网络的特定控制网络节点(SGSN)中,根据每个用户(A,B)各自在该移动无线通信网络内的当前停留地点来管理每个用户,
-通过对应的控制节点(SGSN)控制来自/到达该移动无线通信网络内移动用户(A,B)的移动通信发送设备的链接,
其中
-在该控制网络节点(SGSN)中存储地址寄存器,该地址寄存器包括所有分配给由该控制网络节点(SGSN)管理的移动用户(A,B)的地址,
-在该控制网络节点(SGSN)中从到达的数据分组中读出分配给该数据分组的目标地址,并借助搜索函数与所述地址寄存器进行比较,
-当该地址寄存器中存在该目标地址时,则在所述移动无线通信网络内只通过所述控制网络节点(SGSN)处理和传递该数据分组,
-当该地址寄存器中不存在所述目标地址时,则将所述数据分组从所述控制网络节点(SGSN)传递至该移动无线通信网络中的另一个网络节点(GGSN),以作进一步处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,作为地址寄存器选择具有哈希函数的所谓哈希表。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,作为移动无线通信网络选择GPRS或UMTS网络。
4.一种具有至少一个控制网络节点(SGSN)的移动无线通信网络,其中对该移动无线通信网络的移动用户(A,B)根据其当前停留地点进行管理,并控制在该移动无线通信网络内来自/到达由该控制网络节点(SGSN)管理的移动用户(A,B)的通信发送设备的链接,其特征在于,在该控制网络节点(SGSN)中设置有过滤函数,利用它根据在数据分组中分别给出的目标地址来对到达的数据分组进行过滤。
5.根据权利要求4所述的移动无线通信网络,其特征在于,在所述控制网络节点(SGSN)中设置一个表,在该表中所有由该控制网络节点(SGSN)管理的用户(A,B)都标有对应于该用户的地址。
6.根据权利要求5所述的移动无线通信网络,其特征在于,通过所述过滤函数可以将数据分组中给出的目标地址与所述表中标示的、与用户对应的地址进行比较。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的移动无线通信网络,其特征在于,在所述控制网络节点(SGSN)中设置有路由函数,利用它可以在绕过另一网络节点的情况下将选出的、具有目标地址的数据分组传递至该目的地址。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的移动无线通信网络,其特征在于,在所述控制网络节点(SGSN)中所述过滤函数和路由函数是这样耦合的,通过该路由函数,在绕过另一个网络节点的情况下将由该过滤函数根据在数据分组中分别给出的目标地址过滤出的数据分组传递到该目的地址。
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