利用数据通信的节点的地理位置标识该节点的方法和设备.pdf

本发明利用一种为新节点自动指配类似分组数据地址的标识符的方法来克服现场为网络节点(如新安装的基站)手动配置IP地址的缺陷。一般而言，为网络实体、节点或主机自动指配这样的标识符包括两个步骤。首先，由实体发送以某种方式规定或指示该实体的地理位置信息的初始化消息。其次，使用该消息中的地理位置信息，指配标识符并将其提供给该实体。换言之，建立实体标识符的地理位置和其关联的标识符之间的关系。在自动标识符指配过程中，地理位置信息唯一地标识该实体。

1、  一种用于自动配置实体的方法，包括以下步骤：
从该实体接收包括用于该实体的地理位置信息的消息，以及
使用接收的地理位置信息来为实体指配标识符。

2、  根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
建立用于实体的地理位置信息和该实体之间的关系。

3、  根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：
使用接收的地理位置信息和所建立的关系来确定该标识符。

4、  根据权利要求1，2或3所述的方法，其中该标识符为分组数据地址，并且建立步骤还包括将地理位置信息与分组数据地址相关联。

5、  根据权利要求1，2或3所述的方法，其中该标识符为域名，并且该关系将该实体的域名与其地理位置信息相关联。

6、  根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
为该实体提供该标识符。

7、  根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：
由该实体在分组数据通信中使用该标识符。

8、  根据权利要求1所述的方法，其中由分组地址服务器执行接收和使用步骤。

9、  根据权利要求1，6或8所述的方法，其中服务器和实体使用动态主机配置协议(DHCP)来进行通信。

10、  根据权利要求9所述的方法，其中实体使用一个地理位置确定接收机来确定其地理位置信息，并在动态主机配置协议(DHCP)DISCOVER消息中将位置信息发送给该服务器。

11、  根据权利要求10所述的方法，其中服务器比较地理位置信息和操作实体所提供的列表，该列表包括用于列表上的每个实体的地理位置信息。

12、  根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
使用该标识符来与实体传送分组信息。

13、  根据上述任一权利要求所述的方法，其中该实体为有线或无线节点。

14、  根据上述任一权利要求所述的方法，其中该实体为蜂窝通信系统中的实体。

15、  根据权利要求14所述的方法，其中该实体为蜂窝通信系统中的无线基站。

16、  一种通信系统，包括：
主机网络；
耦合到该主机网络并能够在该主机网络上传送分组数据的多个主机；
耦合到主机网络的分组地址服务器，其被配置用于为多个主机中的每一个存储相应的地理位置；以及
耦合到该主机网络的新主机，其被配置用于发送一个请求分组数据地址的消息，该消息包括用于该新主机的地理位置信息，
其中分组地址服务器被配置成使用新主机的地理位置信息来为新主机确定相应的分组数据地址。

17、  根据权利要求16所述的通信系统，其中分组地址服务器被配置用于为新主机提供分组数据地址。

18、  根据权利要求17所述的通信系统，其中该分组数据地址被主机用在通过主机网络的分组通信中。

19、  根据权利要求16所述的通信系统，还包括：
被配置用于为分组地址服务器提供主机标识符和相应地理位置信息的列表的操作或规划节点。

20、  根据权利要求19所述的通信系统，其中该列表包括用于列表中的每个主机的预定的分组数据地址。

21、  根据权利要求19所述的通信系统，其中该列表包括用于列表中的每个主机的域名。

22、  根据权利要求16-19的任何之一所述的通信系统，其中主机网络为无线通信网络，新主机为无线通信网络节点，以及操作或规划节点为无线网络规划节点。

23、  根据权利要求16所述的通信系统，其中分组地址服务器为动态主机配置协议(DHCP)服务器，该消息为DHCPDISCOVER消息，以及DHCP服务器被配置用于在DHCPOFFER消息中为主机提供IP地址。

24、  根据权利要求16所述的通信系统，其中主机为有线或无线节点。

25、  根据权利要求16所述的通信系统，其中主机被配置用于包括接收位置信息的地理位置接收机，该接收机根据该信息来为主机提供对应于主机位置的地理坐标。

26、  根据权利要求25所述的通信系统，其中接收机为GPS接收机。

27、  一种被配置以用在通信系统中的服务器，该通信系统包括耦合到多个主机的网络，其中耦合到网络的服务器包括被配置用于以下步骤的电子电路：
-为多个主机中的每一个存储相应的地理位置信息；
-从耦合到该网络的新主机接收一个请求分组数据地址的消息，该消息包括新主机的地理位置信息；以及
-使用新主机的地理位置信息为该新实体确定相应的标识符。

28、  根据权利要求27所述的服务器，其中服务器为动态主机配置协议(DHCP)服务器，该消息为DHCPDISCOVER消息，以及DHCP服务器在DHCPOFFER消息中为该实体提供IP地址。

29、  根据权利要求27或28所述的服务器，其中地理位置与IP地址相关联。

30、  根据权利要求27所述的服务器，其中该电子电路被配置用于比较新主机的地理位置信息和操作实体所提供的、包括主机地理位置信息的列表。

31、  一种被配置以用在通信系统中的新主机节点，该通信系统包括耦合到多个主机的网络和耦合到该网络并为多个主机的每一个存储相应地理位置信息的服务器，其中耦合到该网络的新主机节点包括被配置用于以下步骤的电子电路：
-为新主机确定地理位置信息；
-产生一个到服务器的、请求标识符的消息，该消息包括所确定的地理位置信息；以及
-从服务器接收一个包括对应于该新主机节点的标识符的响应。

32、  根据权利要求31所述的新主机节点，其中主机网络为无线通信网络以及新主机节点为无线通信网络节点。

33、  根据权利要求31或32所述的新主机节点，其中无线通信网络节点为基站。

34、  根据权利要求31，32或33所述的新主机节点，其中新主机节点是一个具有通信电路的设备。

35、  根据权利要求31到34中任何之一所述的新主机节点，其中新主机节点包括用于接收位置信息的地理位置接收机，该接收机为新主机节点提供对应于新主机节点位置的地理坐标。

36、  根据权利要求35所述的新主机节点，其中接收机为GPS接收机。

37、  根据权利要求31到36中任何之一所述的新主机节点，其中新主机节点为有线或无线节点。

38、  一种在无线通信网络中使用的方法，包括在基站附接到无线通信网络后，使用基站的地理位置坐标来自动为基站提供网际协议(IP)地址。

39、  根据权利要求38所述的方法，其中基站包括确定其地理位置的GPS接收机，基站将其地理位置发送到IP地址服务器。

40、  根据权利要求38或39所述的方法，其中在基站附接到无线通信网络之前，由操作或规划实体将基站的地理坐标与IP地址相关联。

利用数据通信的节点的地理位置标识该节点的方法和设备
发明领域
本发明涉及分组通信，具体而言，涉及使用节点的地理位置标识网络中的节点。本发明的一个示例的非限制性应用是使用节点备自的地理位置为蜂窝通信系统中的节点提供IP地址。
发明背景和发明概要
在任何数据通信网络中，当网络扩展时可能需要安装和配置新节点。如果网络升级，则也需要重新配置节点。而且，当现存的节点例如用于升级而招致离线，然后被重新安装时，那个节点可能也需要被重新配置。本发明所涉及的该配置过程的一部分是配置一个节点以便与其他节点进行分组数据通信。具体而言，每个节点需要一个分组数据地址以进行分组通信。为了下文描述目的，‘新’节点或需要配置的节点是需要指配一个分组数据地址的节点。
期望最小化与向该新节点指配分组数据地址或其他数据标识符(例如域名)所关联的工作、时间和费用。安装和配置一个新节点会是一项耗时工作的例子是在向蜂窝通信系统增加新的无线基站时。由于基站的同一特征是在地理上分布于远端区域，因此人工操作者需要大量的时间行进到新基站并用一个新的IP地址手动配置该基站，这使得配置基站成为一个低效率的过程。而且还容易受到人工错误的影响，例如数据输入错误。
本发明利用一种为新节点自动指配类似分组数据地址的节点标识符的方法来克服现场为网络节点(如新安装的基站)手动配置IP地址的这些和其他的缺陷。一般而言，为网络实体、节点或主机自动指配类似分组地址的节点标识符包括两个步骤。首先，由实体发送以某种方式规定或指示该实体的地理位置信息的初始消息。其次，使用该消息中的地理位置信息，来标识相应的节点标识符(如分组地址)并将其提供给该实体。换言之，建立实体的地理位置和其关联的主机标识符之间的关系。在实体标识符为分组数据地址的实例中，该地理位置信息唯一地标识该实体及其分组数据地址。
尽管本发明可以应用于使用任何消息传送协议的任何新实体或节点中，但是一个非限制性的实例应用是应用于蜂窝通信系统中的新节点。当本发明应用于新基站时，本发明使用该基站的地理位置来在它被安装于无线网络中之后为该新基站自动提供例如分组数据地址。一种确定基站地理位置的示例方法是使用位于基站的全球定位卫星(GPS)接收机来确定其地理坐标，例如基站的纬度和经度。基站在一个通告消息中将其坐标发送到分组地址服务器。分组地址服务器的一个实例是与网络耦合的动态主机配置协议(DHCP)服务器。在这方面，通告消息可以是包括基站的地理坐标的DHCPDISCOVER消息。
耦合到蜂窝网络的操作和/或规划节点可能以电子列表的格式为分组地址服务器提供用于多个基站的、一组唯一的地理坐标和一个基站之间的关系。除了这种关系以外，操作/规划节点还可能随同基站各自的地理坐标而在列表中为多个基站中的每一个基站规定一个特定的网际协议(IP)地址。DHCP服务器比较在DHCPDISCOVER消息中接收的地理坐标与从操作和/或规划节点接收的基站‘列表’信息，并在响应消息例如DHCPOFFER消息中返回与该地理坐标关联的预定的IP地址。
附图说明
通过参考结合附图而得出的以下描述，将更加容易理解本发明的上述和其他目的、特征以及优点。
图1示例了实施本申请的一般通信系统；
图2示例了用于为耦合到图1所示主机网络的新主机节点自动指配分组数据地址的例示过程；
图3示例了将本发明具体应用于新主机节点为新安装的基站的蜂窝通信系统中的例示过程；
图4为更详细示例图3所示蜂窝通信系统中的实体的功能方框图；
图5根据本发明的一个例示实施例以流程图的形式示例了为新基站自动指配一个分组数据地址的例示过程；以及
图6根据本发明的第二例示实施例以流程图的形式示例了为新基站自动指配分组数据地址的例示过程。
具体实施方式
在下文的描述中，为了说明而不是限制的目地，阐述了特定的细节，诸如具体实施例、过程、技术等等，以便提供对本发明的彻底的理解。然而，本领域的普通技术人员将会明白，本发明可以通过偏离这些特定细节的其他实施例来实现。例如，本发明可以应用于能够被配置用于数据分组通信的任何机器、主机或实体(包括软件或硬件实体)。
在某些情况下，为了不使非必要的细节模糊本发明的描述，熟知的方法、接口、设备和信令技术的详细描述被省略。而且，在一些附图中示出了个体功能块。本领域的普通技术人员将会理解可以利用单独的硬件电路、使用结合适当编程的数字微处理器或通用计算机起作用的软件、使用专用集成电路(ASIC)，和/或使用一个或更多的数字信号处理器(DSP)来实施这些功能。
现在参考图1所示的通信系统10。主机网络12耦合到许多已经配置的主机14和16。也耦合到主机网络12的新主机18还未用分组数据地址进行配置，因此，还不可能实现与新主机的分组通信。这些主机可以通过有线或无线链路耦合到主机网络。
另外还耦合到主机网络的是分组地址服务器22和操作或规划节点24，两者都参与配置新的主机。为了自动实现给新主机指配分组数据地址的处理，(这为新主机配置处理的一部分)，操作/规划节点24为分组地址服务器22提供主机标识符的列表连同用于每个主机的相应的理位置信息。主机标识符是用于描述任何名称、ID或地址的通用术语，它一旦被指配给新的主机，就允许与该新主机进行数据通信。非限制性的地理位置信息的实例为类似纬度和经度的地理坐标。分组地址服务器22存储主机/地理位置信息列表。
当新主机18被耦合到主机网络12并准备好发送和接收分组信息时，它发送或广播一个初始化、发现、通告或其他包括主机地理位置信息20的类似消息。当然，如果想要，也可以通过该消息包括其他的信息。新主机18或者已经在存储器中存储它的地理位置信息，或者更加有利的是，它能够在已经耦合到主机网络之后确定其地理位置信息。一种用于确定其地理坐标的方法包括使用熟知的全球定位卫星(GPS)定位技术。
分组地址服务器22通过主机网络12接收来自新主机的初始化、发现、通告或其他类似的消息。分组地址服务器22用所存储的列表来检验从新主机接收的地理位置信息，并且在本实例中为新主机18返回一个相应的分组地址。通过相应的分组地址，现在可以与新主机18进行分组通信。
图2示出了根据本发明来实现自动主机配置例行程序的例示过程的流程(方框30)。初始地，建立主机标识符(在本实例中为分组数据地址)和主机地理位置信息之间的关系(方框32)。在一个例示的实现中，如图1所示，可以通过操作或规划节点24来建立这种关系，然后，将该关系提供给分组接入服务器22。但是，本领域的普通技术人员将理解，可以通过其他实体来建立这种关系。在耦合到主机网络之后，以及在准备配置中，该主机确定它的地理位置信息(方框34)。如上所述，此位置信息可能已经存储在主机中或者该主机可以例如使用GPS位置确定设备来确定其位置信息。
当主机准备好去获得它的主机标识符时，例如分组数据地址，它向分组地址服务器直接广播或发送一个包括其地理位置信息的消息(方框36)。服务器使用该地理位置信息为主机指配一个主机标识符，例如分组地址(方框38)。分组地址服务器为主机提供相应的主机标识符，籍此允许与该主机进行分组通信(方框40)。
因此，本发明允许使用新主机的地理位置给新主机自动配置分组数据地址、名称或其他标识符，以唯一地向分组地址服务器标识新主机。通过自动执行这个配置操作，便大大减少了与手动配置相关的时间和成本。而且，消除了与数据输入、设备的错误操作等等相关的人工错误。
尽管本发明可以应用于与网络相关联的任何主机或实体，这些主机或实体必须配置以分组数据地址、名称或其他标识符，一个这种主机/实体的实例应用是添加到蜂窝通信网络中的新节点。图3示例了采用本发明来为新安装的基站自动配置IP地址的实例。在安装之前，具有包括新安装基站的每个基站(当前和未来的)地理位置信息的地图被提供给无线网络和图示为膝上型计算机的IP规划节点。无线网络和IP规划节点可以在集中的管理设施中操作。
使用从地图中获得的基站坐标，其中地图示出了在蜂窝覆盖区域中地理布置的不同基站(当前和未来的)，每个基站与其地理坐标相关并且由地理坐标唯一地标识。无线网络和IP规划节点还将基站与一个相应的IP地址关联。一旦完成了无线网络和IP规划，基站位置(以及也许还有其他的)信息被转发到动态主机配置协议(DHCP)服务器，它为每个基站存储其相应的地理坐标和IP地址。DHCP是一种服务器为客户机分配IP地址的已知的互联网协议。
基站包括接收GPS信号的GPS接收机，该接收机用于确定基站的地理坐标。当附接到蜂窝网络时，基站广播一个包括其地理坐标的DHCPDISCOVER消息。蜂窝网络中的DHCP服务器检测广播和地理坐标，比较该坐标与来自无线网络规划节点的列表，并返回具有列表中的相应IP地址的DHCPOFFER消息以及其他信息，如果想要的话。刚一接收具有IP地址的DHCPOFFER消息，基站就返回一个DHCPREQUEST消息，该DHCPREQUEST消息在DHCPACK消息中由DHCP服务器确认，通知基站该IP地址指配已经完成。
现在参考图4所示的蜂窝通信系统50。无线网络规划(RNP)节点52耦合于操作和维护(OAM)网络54中的DHCP服务器58。该DHCP服务器58还耦合于域名系统(DNS)服务器56(可选)。无线网络规划节点52为DHCP服务器58提供信息。无线接入网络60耦合到操作和维护网络54以及未示出的其他网络。无线接入网络60包括一个或更多的无线网络控制器(RNC)62。每个RNC62耦合于多个基站，在本实例中，所述基站包括两个已配置的基站64和68以及要被配置的新基站72。
无线网络规划节点52可以在列表中为耦合到(或将耦合到)无线接入网络60的每个基站存储一些类型的基站标识符，例如IP地址或能够被解析为IP地址的域名，连同基站的地理坐标。该列表被提供给DHCP服务器58并存储在该DHCP服务器58中。每个基站64，68，和72可以分别地包括其自己的GPS接收机66，70，和74。可以使用GPS接收机来确定基站的地理位置，例如它的纬度和经度。尽管基站可以在安装之前预先存储其位置坐标，但是GPS接收机的有利之处在于：特定的基站不需要提前被指配到特定的位置。这增加了灵活性并消除了为保证每个基站安装在预先指配的位置上所要求的管理。
如上所述，当新的基站72附接到无线接入网络60时，它发送具有如GPS接收机74所确定的基站坐标的DHCPDISC0VER消息到DHCP服务器58。DHCP服务器58检验它存储的列表与接收的坐标并在DHCPOFFER消息中返回对应于基站72的IP地址。通过其IP地址，基站72准备好与蜂窝网络中的其他实体传送数据分组。
现在参考基站配置1例行程序(方框80)，它以流程图的形式示例了根据本发明第一示例实施例的例示过程。无线网络规划(RNP)节点52产生带有相应的地理坐标和IP地址的基站列表(方框82)。RNP节点52将列表传送给存储信息的DHCP服务器58(方框84)。附接到无线接入网络60的新基站72通过GPS接收机74来确定基站的地理坐标并发送具有其地理坐标的DHCPDISCOVER消息到DHCP服务器58(方框86)。DHCP服务器58将那些地理坐标与所存储的列表相关，标识对应于那些坐标的基站，并根据对应于那些地理坐标的列表为那个基站指配IP地址。服务器然后发送具有所指配的IP地址的DHCPOFFER消息到基站(方框88)。
在图6中以流程图的形式概述了基站配置2例行程序(方框100)，该例行程序示例了一种根据本发明来配置新基站72的变型。无线网络规划节点52产生具有各个基站的相应坐标和域名的基站列表并将该列表发送到DHCP服务器58(方框102)。当新基站72附接到无线接入网络60中时，该基站在DHCPDISCOVER消息中发送它的地理坐标到DHCP服务器58(方框104)。DHCP服务器58将接收的地理坐标与所存储的列表中的内容进行相关并标识基站域名。它发送该域名到DNS服务器56，后者将域名解析为用于基站的IP地址。DNS服务器56发送IP地址到DHCP服务器58，后者转发IP地址到新基站72。
尽管已经参考特定的具体实施例描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将会意识到本发明并不限制于这里描述和示例的那些具体实施例。除了这里所示和描述的以外，不同格式、实施例、适配，以及许多的修改、变化和等同安排也可以用于实现本发明。再次强调，本发明可以应用于任何耦合到配置用于传送数据分组的网络的节点或实体。而且，本发明将任何类型的主机标识符链接到主机的地理位置。因此，本发明只通过附属权利要求书的范围进行限定。