无线数据卡支持多个PDP上下文的实现方法及无线数据卡

摘要

本发明公开了一种无线数据卡支持多个PDP上下文的实现方法及无线数据卡，以解决无线数据卡只能支持一个PDP上下文，不能为同时进行的多个不同类型的应用提供QoS保证，以及使用不同APN的不同业务无法同时进行的问题。所述方法包括：当需要建立一个数据连接时，如果是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，则建立TE与无线数据卡之间唯一的PPP连接，激活该第一个数据连接对应的第一PDP上下文以建立第一PDP上下文的RAB，PPP连接的IP地址被设置为第一PDP上下文中的PDP地址；否则，为第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并激活该第N PDP上下文以建立第N PDP上下文的RAB。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种无线数据卡支持多个PDP(PacketData Protocol，分组数据协议)上下文的实现方法及无线数据卡。

背景技术

随着3G(第三代移动通信系统)移动通信时代的到来，无线数据卡因其高速率和可移动性，相对于固网接入方式具有较大优势，从而引发了用户对无线上网的巨大需求。

无线数据卡采用TE+MT的应用模式，其中，TE(Terminal Equipment，终端设备)一般为PC(Personal Computer，个人电脑/台式电脑)或Laptop(笔记本电脑)，MT(Mobile Termination，移动终端)一般为无线数据卡或手机。3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代移动通信标准化组织)为无线数据卡的应用数据定义了两种承载方式，分别为IP(Internet Protocol，互联网协议)方式和PPP(Point-to-Point Protocol，点对点协议)方式。图1是应用数据采用IP方式承载的分层协议模型图，在IP方式承载中，TE与无线数据卡之间采用数据链路层的PPP协议，无线数据卡将来自空口Um的IP数据包封装成PPP帧，然后通过Rm接口发送给TE；无线数据卡将来自TE的PPP帧进行解封装，从中提取出IP数据包然后通过空口Um发送到网络侧。图2是应用数据采用PPP方式承载的分层协议模型图，在PPP方式承载中，TE与GGSN(Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点；GPRS：General PacketRadio Service，是通用分组无线业务)之间采用数据链路层的PPP协议，无线数据卡对PPP帧是完全透明传输的。由于在应用数据的PPP承载方式中，空口Um上的每个数据包都增加了PPP帧头和CRC(循环冗余校验)，对于宝贵的无线带宽资源来说是一种浪费，因此目前PPP承载方式普遍不被采用，在实际应用中无线数据卡通常采用IP承载方式进行数据传输。

无线数据卡采用IP承载方式的数据连接建立过程，包括Rm接口PPP连接建立和PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)上下文(Context)激活两个过程。首先介绍无线数据卡的数据连接建立过程，如图3所示，包括如下步骤：

步骤1、TE发送ATD^*99#命令到无线数据卡，启动无线数据卡的数据连接建立过程，无线数据卡进入PPP模式；

在步骤1之前，TE可以发送CGDCONT、CQEQREQ等AT命令设置PDP上下文的参数信息，例如APN(Access Point Name，接入点名称)、PDP Type(PDP类型)、QoS(Quality of Service，服务质量)等。

步骤2、如果无线数据卡能拨号上网则向TE返回CONNECT(连接)，否则，向TE返回NO CARRIER(无载波信号)，结束数据连接建立过程。

步骤3、TE向无线数据卡发送LCP Configure-Request(LCP配置请求；LCP：Link Control Protocol，连接控制协议)，启动LCP连接协商过程，以建立TE与无线数据卡之间的PPP连接。

步骤4、无线数据卡向TE返回LCP Configure-Ack(LCP配置应答)，确认PPP连接已经建立；

如果无线数据卡不同意TE发送的某些配置选项值，则可以返回LCPConfigure-Nak(LCP配置拒绝)进行拒绝，TE将会重新发送一个与上次配置选项值不同的LCP Configure-Request给无线数据卡。

步骤5、无线数据卡向TE发送LCP Configure-Request，与TE协商认证方式，无线数据卡首先协商使用CAHP(Challenge handshake authenticationprotocol，挑战握手认证协议)方式，如果协商不成功，则再次协商使用PAP(Password authentication protocol，口令认证协议)方式。

步骤6、TE向无线数据卡返回LCP Configure-Ack，确认使用TE指定的认证方式；

如果TE不同意无线数据卡指定的认证方式，则可以返回LCPConfigure-Nak进行拒绝，无线数据卡将会重新发送一个与上次配置选项值不同的LCP Configure-Request给TE。

步骤7、TE根据协商成功的认证方式(PAP方式或CHAP方式)启动认证过程；

PAP方式为两次握手认证方式，口令为明文，PAP方式认证过程为：TE发送用户名和口令到无线数据卡，无线数据卡将用户名和口令存储在本地之后，向TE返回认证成功响应；

CHAP方式为三次握手认证方式，口令为密文，CHAP方式认证过程为：TE发送用户名到无线数据卡，无线数据卡将随机产生的数据包返回给TE，TE将口令用MD5算法进行加密，然后将密文发送给无线数据卡，无线数据卡将用户名和密文存储在本地之后，向TE返回认证成功响应；

如果步骤6中协商失败，则TE不会启动认证过程，而直接执行步骤8。

步骤8、TE向无线数据卡发送IPCP Configure-Request(IPCP配置请求；IPCP：Internet protocol control Protocol，互联网协议控制协议)以进行IP协议配置，包括PDP地址、DNS(域名解析服务器)、NBNS(NetBIOS Name Servers，动态DNS的一种)等参数协商。

步骤9、无线数据卡与GGSN之间通过PDP上下文激活流程激活该PDP上下文，以建立无线数据卡与GGSN之间PDP上下文的RAB(Radio AccessBearer，无线接入承载)；

无线数据卡向GGSN发送Activate PDP Context Request(激活PDP上下文请求)，以建立PDP上下文的RAB，Activate PDP Context Request中包括如下参数信息：APN、PDP类型、PDP地址、CHAP或PAP认证信息、DNS、NBNS等，如果PDP地址为空，表示请求分配动态IP地址。GGSN对TE的CHAP或PAP认证信息进行认证，认证通过后，为用户分配动态IP地址作为PDP地址、还分配DNS和NBNS地址，并将上述参数信息通过Activate PDP ContextAccept(激活PDP上下文接受)发送给无线数据卡。

步骤10、无线数据卡向TE返回IPCP Configure-Ack(IPCP配置回应)，其中包括GGSN为TE分配的作为PDP地址的动态IP地址、以及DNS和NBNS地址。

至此，无线数据卡采用IP承载方式的数据连接建立过程完成，TE与网络侧之间的数据传输通路已经建立，TE可以采用IP数据包的形式进行数据传输。

无线数据卡实质上是一个外置的Modem(调制解调器)，将其插入TE(一般为PC或Laptop)之后，TE的设备管理器上通常显示为一个Modem设备和一个串口设备，Modem是用于数据连接建立的；串口可以发送AT命令，是用于管理无线数据卡的。一个Modem只能建立一个PPP连接，一个PPP连接只能支持一个IP会话，即一个PPP连接只能支持一个PDP上下文。

无线数据卡、手机等移动终端与网络侧通常都支持同时建立多个PDP上下文的RAB，但是无线数据卡与TE之间由于受到PPP连接数量的限制或数据传输技术问题，导致无线数据卡在实际应用中只能支持一个PDP上下文。

由于无线数据卡只能支持一个PDP上下文，导致无线数据卡在应用中存在以下问题：

1、无线数据卡不能为同时进行的多个不同类型的应用提供QoS保证。

无线数据卡提供的PS数据业务的QoS业务属性(Traffic Class)通常为交互类(Interactive Class)，其QoS等级较低，传输时延、抖动和比特率没有保证。如果网络负荷较轻时交互类用户可以轻松体验Web浏览和视频播放，但是当网络负荷较高时，由于交互类的PS数据业务的传输时延、抖动和比特率没有保证，所以就无法进行视频播放，只能进行低速的Web浏览。

如果用户同时进行多个并发应用操作，QoS要求较高的应用可能会受到影响，甚至会无法进行。例如，用户同时进行FTP(File Transmit Protocol，文件传输协议)下载和视频播放，由于属于同一个PDP上下文，网络侧无法对同一PDP上下文的不同应用进行限速等策略控制，FTP下载将会抢占视频的带宽，从而影响视频播放。

2、使用不同APN的不同业务无法同时进行。

不同的业务可能使用不同的APN，假设上网业务和彩信业务的APN互不相同，如果无线数据卡只能支持一个PDP上下文，那么上网业务和彩信业务无法同时进行，用户在上网过程中如果想发送彩信就必须断开上网业务的PDP上下文的数据连接，再建立彩信业务的PDP上下文的数据连接，之后才可以发送彩信，严重影响了用户体验。

发明内容

本发明提供了一种无线数据卡支持多个PDP上下文的实现方法及无线数据卡，用以解决现有无线数据卡只能支持一个PDP上下文，导致不能为同时进行的多个不同类型的应用提供QoS保证，以及使用不同APN的不同业务无法同时进行的问题。

本发明提供了一种无线数据卡的数据连接建立方法，包括：

当需要建立一个终端设备TE通过无线数据卡到网关通用分组无线业务支持节点GGSN的数据连接时，如果需要建立的数据连接是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，则建立TE与无线数据卡之间唯一的点对点协议PPP连接，并激活该第一个数据连接对应的第一分组数据协议PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第一PDP上下文的无线接入承载，所述PPP连接的IP地址被设置为第一PDP上下文中的PDP地址；

如果需要建立的数据连接不是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，则为第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的无线接入承载，其中N大于一，所述业务流模板用于将来自PPP连接的上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文。

本发明提供了一种无线数据卡，包括数据连接管理单元、第一连接建立单元和第二连接建立单元，其中：

所述数据连接管理单元，用于当需要建立一个终端设备TE通过无线数据卡到网关通用分组无线业务支持节点GGSN的数据连接时，如果需要建立的数据连接是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，则触发所述第一连接建立单元，如果需要建立的数据连接不是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，则触发所述第二连接建立单元；

所述第一连接建立单元，用于建立TE与无线数据卡之间唯一的点对点协议PPP连接，并激活该第一个数据连接对应的第一分组数据协议PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第一PDP上下文的无线接入承载，所述PPP连接的IP地址被设置为第一PDP上下文中的PDP地址；

所述第二连接建立单元，用于为第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的无线接入承载，其中N大于一，所述业务流模板用于将来自PPP连接的上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文。

本发明提供了一种在上述无线数据卡的数据连接建立方法建立的数据连接上传输应用数据的方法，包括：

无线数据卡接收终端设备TE通过PPP连接发送的上行IP数据包，通过业务流模板将所述上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文；

将所述PDP上下文中的PDP地址与上行IP数据包的源IP地址进行比较，并在比较结果不一致时，使用所述PDP上下文中的PDP地址替换上行IP数据包的源IP地址，重新计算和修改上行IP数据包的检验和；

将所述上行IP数据包通过所述PDP上下文的无线接入承载转发给网关通用分组无线业务支持节点GGSN。

本发明提供了一种无线数据卡，包括：

上行接收单元，用于接收终端设备TE通过PPP连接发送的上行IP数据包，通过业务流模板将所述上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文；

地址处理单元，用于将所述PDP上下文中的PDP地址与上行IP数据包的源IP地址进行比较，并在比较结果不一致时，使用所述PDP上下文中的PDP地址替换上行IP数据包的源IP地址，重新计算和修改上行IP数据包的检验和；

转发单元，用于将所述上行IP数据包通过所述PDP上下文的无线接入承载转发给网关通用分组无线业务支持节点GGSN。

本发明提供了一种在上述无线数据卡的数据连接建立方法建立的数据连接上传输应用数据的方法，包括：

无线数据卡接收网关通用分组无线业务支持节点GGSN通过PDP上下文的无线接入承载发送的下行IP数据包；

将PPP连接的IP地址与下行IP数据包的目的IP地址进行比较，并在比较结果不一致时，使用PPP连接的IP地址替换下行IP数据包的目的IP地址，重新计算和修改下行IP数据包的检验和；

将所述下行IP数据包通过PPP连接转发给终端设备TE。

本发明提供了一种无线数据卡，包括：

下行接收单元，用于接收网关通用分组无线业务支持节点GGSN通过PDP上下文的无线接入承载发送的下行IP数据包；

地址处理单元，用于将PPP连接的IP地址与下行IP数据包的目的IP地址进行比较，并在比较结果不一致时，使用PPP连接的IP地址替换下行IP数据包的目的IP地址，重新计算和修改下行IP数据包的检验和；

转发单元，用于将所述下行IP数据包通过PPP连接转发给终端设备TE。

本发明提供的无线数据卡的数据连接建立方法及无线数据卡，当需要建立一个数据连接时，如果是第一个数据连接，则建立TE与无线数据卡之间的PPP连接，并激活该第一个数据连接对应的第一PDP上下文；如果不是第一个数据连接，则为第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的用于将上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文的业务流模板，并激活该第N PDP上下文。通过建立TE到GGSN的用于传输应用数据的多个数据连接，实现了无线数据卡对多个PDP上下文的激活，为同时进行的多个不同类型的应用、以及使用不同APN的不同业务同时进行打下基础。

本发明提供的在建立的数据连接上传输应用数据的方法及无线数据卡，通过网络地址转换技术和业务流模板策略控制技术来实现PPP连接和各个PDP上下文的RAB之间不同业务流映射和分组数据转发。对于上行IP数据包的传输，无线数据卡通过业务流模板将上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文；并在PDP上下文中的PDP地址与上行IP数据包的源IP地址不一致时，使用PDP上下文中的PDP地址替换上行IP数据包的源IP地址，最终将上行IP数据包通过PDP上下文的无线接入承载转发给GGSN；对于下行IP数据包的传输，无线数据卡在PPP连接的IP地址与下行IP数据包的目的IP地址不一致时，使用PPP连接的IP地址替换下行IP数据包的目的IP地址，最终将下行IP数据包通过PPP连接转发给TE。实现了无线数据卡在多个PDP上下文的无线接入承载上对应用数据的传输，可以为同时进行的多个不同类型的应用提供QoS保证，使得使用不同APN的不同业务可以同时进行。

本发明实现简单、灵活，无需对网络侧结构和信令流程进行任何改动，即可实现无线数据卡同时支持多个PDP上下文，满足了用户对各种差异化业务的需求，从而提高了运营商的竞争力。

附图说明

图1为现有技术中应用数据采用IP方式承载的分层协议模型图；

图2为现有技术中应用数据采用PPP方式承载的分层协议模型图；

图3为现有技术中无线数据卡的数据连接建立过程流程图；

图4为本发明实施例中无线数据卡的数据连接建立方法流程图；

图5为本发明实施例中针对主PDP上下文的激活流程图；

图6为本发明实施例中针对二次PDP上下文的激活流程图；

图7为本发明实施例中无线数据卡的数据连接断开方法流程图；

图8为本发明实施例中针对最后一个数据连接的断开处理流程图；

图9为本发明实施例中针对非最后一个数据连接的断开处理流程图；

图10为本发明实施例中建立多个TE到GGSN的数据连接的示意图；

图11为本发明实施例中无线数据卡的一种结构框图；

图12为本发明实施例中上行应用数据的传输方法流程图；

图13为本发明实施例中无线数据卡的另一种结构框图；

图14为本发明实施例中下行应用数据的传输方法流程图；

图15为本发明实施例中无线数据卡的另一种结构框图。

具体实施方式

针对现有无线数据卡只能支持一个PDP上下文，导致不能为同时进行的多个不同类型的应用提供QoS保证，以及使用不同APN的不同业务无法同时进行的问题，本发明实施例中提供了一种无线数据卡支持多个PDP上下文的实现方法。3GPP规定无线数据卡、手机等移动终端等可以建立多个PDP上下文的RAB，而且每个PDP上下文都有独立的QoS配置文件(Profile)，如果无线数据卡能够实现支持多个PDP上下文，则可以通过激活多个PDP上下文，使得每个应用单独使用一个PDP上下文，例如VOIP应用使用QoS业务属性(Traffic Class)为会话类(Conversational Class)的PDP上下文，视频播放应用使用QoS业务属性(Traffic Class)为流类(Streaming Class)的PDP上下文，Web浏览和FTP下载等应用使用QoS业务属性(Traffic Class)为交互类(Interactive Class)的PDP上下文。无论网络负荷是否繁忙，由于网络侧能为每个PDP上下文对应的应用(VOIP应用、视频播放应用)提供QoS保证，所以用户可以随时随地体验高质量的VOIP或视频播放。同样，如果无线数据卡能够实现支持多个PDP上下文，则使用不同APN的不同业务可以同时进行，例如，即便上网业务和彩信业务的APN互不相同，用户仍然可以在上网的同时发送彩信。

本发明实施例提供的无线数据卡支持多个PDP上下文的实现方法包括两部分内容：首先，提供一种无线数据卡的数据连接建立方法；其次，提供一种在建立的数据连接上传输应用数据的方法。

本发明人发现，无线数据卡不能支持多个PDP上下文主要由以下两个原因导致：

原因一、无线数据卡通常只有一个Modem，一个Modem只能建立一个PPP连接，一个PPP连接只能支持一个IP会话，即一个PPP连接只能支持一个PDP上下文；

原因二、无线数据卡可以实现支持多个Modem，例如无线数据卡可以使用USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)复合设备虚拟出多个Modem，这样可以在无线数据卡与TE之间通过不同的Modem建立多个PPP连接，但是同时存在多个PPP连接又会产生数据路由问题，TE在发送上行IP数据包时无法确定发往哪个PPP连接。

基于以上分析，本发明实施例提出：在TE与无线数据卡之间建立唯一的PPP连接，无线数据卡与GGSN之间建立多个PDP上下文的RAB，PPP连接和各个PDP上下文的RAB之间的业务流映射和应用数据传输通过NAT(网络地址转换)技术和TFT(Traffic Flow Template，业务流模板)策略控制技术实现，从而将不同类型的应用承载在具有不同QoS业务属性的PDP上下文的RAB上，利用移动通信网络提供的各个PDP上下文的RAB的QoS保证，满足不同类型应用的QoS需求；并且，使用不同APN的不同业务可以承载在不同PDP上下文的RAB上，满足了使用不同APN的不同业务同时进行的需求。

本发明实施例提供的无线数据卡的数据连接建立方法，如图4所示，包括如下步骤：

S400、需要建立一个TE通过无线数据卡到GGSN的数据连接；

在建立一个数据连接之前，TE可以发送CGDCONT、CQEQREQ等AT命令设置该数据连接对应的PDP上下文的参数信息，例如APN、PDP Type、QoS等。

S401、判断需要建立的数据连接是否是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，如果是，则执行S402，如果否，则执行S403；

S402、TE与无线数据卡之间的第一个数据连接的建立过程与现有技术中无线数据卡的数据连接建立过程一致，具体流程请参见图3，即建立TE与无线数据卡之间的PPP连接，并激活该第一个数据连接对应的第一PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第一PDP上下文的RAB，其中，PPP连接的IP地址被设置为第一PDP上下文中的PDP地址；

其中RAB由两部分组成：BSC(Base Station Controller Pool，基站控制器)/RNC(Radio Network Controller Pool，无线网络控制器)和GGSN之间的GTP(GPRS Tunneling Protocol，GPRS隧道协议)隧道，BSC/RNC与无线数据卡之间的无线承载；

需要说明的是，本步骤中建立的PPP连接是TE与无线数据卡之间唯一的PPP连接，后续的数据连接无需再建立PPP连接；

至此，TE通过无线数据卡到GGSN的第一个数据连接建立完成，用户可以在该数据连接上进行应用数据的传输。

S403、假设当前需要建立的数据连接是TE与无线数据卡之间的第N个数据连接，显然N大于一，则为第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的RAB，其中，业务流模板用于将来自PPP连接的上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文；

至此，TE通过无线数据卡到GGSN的第N个数据连接建立完成，用户可以在该数据连接上进行应用数据的传输。

具体实施中，S403具体包括两种应用场景，一种应用场景是第N个数据连接对应的第N PDP上下文中APN没有被在先建立的数据连接(即第一个数据连接到第N-1个数据连接中的任意一个)使用；第二种应用场景是第N个数据连接对应的第N PDP上下文中APN已经被在先建立的数据连接使用。PDP上下文包括Primary PDP Context(主PDP上下文)和Secondary PDP Context(二次PDP上下文)两种，3GPP定义二次PDP上下文的激活功能，为了使用户以相同APN和PDP地址创建不同应用的PDP上下文，APN用于标识一个指定的外部网络和一种业务的ISP(Internet Service Provider，网络服务提供者)，ISP可以在应用服务器上提供多种具有不同QoS业务属性的应用。

针对第一种具体应用场景，为该第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并通过PDP上下文激活流程激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的RAB，具体流程如图5所示，包括如下步骤：

步骤1、通过TE与无线数据卡之间交互AT命令，为第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板；

步骤2、TE发送AT命令请求无线数据卡激活该第N PDP上下文；

步骤3、无线数据卡与GGSN之间通过PDP上下文激活流程激活该PDP上下文，以建立第N PDP上下文的RAB；

具体的，无线数据卡向GGSN发送Activate PDP Context Request，以建立第N PDP上下文的RAB，Activate PDP Context Request中包括如下参数信息：APN、PDP类型、PDP地址、CHAP或PAP认证信息、DNS、NBNS等，如果PDP地址为空，表示请求分配动态IP地址。GGSN对TE的CHAP或PAP认证信息进行认证，认证通过后，为用户分配动态IP地址、DNS和NBNS地址，并将上述参数信息通过Activate PDP Context Accept发送给无线数据卡；

步骤4、无线数据卡向TE返回AT命令响应，表示该第N PDP上下文已激活，第N PDP上下文的RAB已建立。

针对第二种应用场景，为该第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并通过二次PDP上下文激活流程激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的RAB，具体流程如图6所示，包括如下步骤：

步骤1、通过TE与无线数据卡之间交互AT命令，为第N个数据连接对应的第N PDP上下文建立相应的业务流模板；

步骤2、TE发送AT命令请求无线数据卡激活该第N PDP上下文；

步骤3、无线数据卡与GGSN之间通过二次PDP上下文激活流程激活该PDP上下文，以建立第N PDP上下文的RAB；

具体的，无线数据卡向GGSN发送Activate Secondary PDP Context Request(激活二次PDP上下文请求)，以建立第N PDP上下文的RAB，一个PDP地址可对应多个PDP上下文，二次PDP上下文的激活流程仅在相同的PDP地址和APN上有已激活的PDP上下文时才发起，二次激活的PDP上下文与已激活的PDP上下文只有QoS Profile不同，每个PDP上下文具有唯一的TI(Transaction Identifier，处理标识符)和NSAPI(Network Service Access PointIdentifier，网络服务接入点标识符)，二次PDP上下文的激活流程不必执行APN选择和PDP地址协商过程。因此Activate Secondary PDP Context Request不再需要携带APN、PDP类型、PDP地址等参数信息，而需要包括如下参数信息：Linked TI、NSAPI、TI、QoS Profile、TFT等。Linked TI指示GGSN分配给任一已激活的PDP上下文(具有相同PDP地址和APN)的TI参数值。GGSN将协商完成的QoS、无线优先级和分组流标识符等参数信息通过ActivateSecondary PDP Context Accept发送给无线数据卡。

步骤4、无线数据卡向TE返回AT命令响应，表示该第N PDP上下文已激活，第N PDP上下文的RAB已建立。

具体实施中，当需要断开一个TE通过无线数据卡到GGSN的数据连接时，如图7所示，还包括如下处理步骤：

S700、需要断开一个TE通过无线数据卡到GGSN的数据连接；

S701、判断需要断开的数据连接是否是TE与无线数据卡之间的最后一个数据连接，如果是，则执行S702，如果否，则执行S703；

S702、释放TE与无线数据卡之间唯一的PPP连接，并去激活该需要断开的数据连接对应的PDP上下文，以释放无线数据卡与GGSN之间该数据连接对应的PDP上下文的RAB；

至此，TE与无线数据卡之间的全部数据连接断开完成，用户停止TE到GGSN的应用数据传输。

S703、去激活该需要断开的数据连接对应的PDP上下文，以释放无线数据卡与GGSN之间该数据连接对应的PDP上下文的RAB；

至此，当前需要断开的数据连接断开完成，用户停止在该数据连接上进行的应用数据传输。

在S702中，具体的数据连接断开流程，如图8所示，包括如下步骤：

步骤1、TE向无线数据卡发送LCP Terminate-Request(LCP终止请求)，以释放TE与无线数据卡之间的PPP连接。

步骤2、无线数据卡向TE返回LCP Terminate-Ack(LCP终止应答)，确认PPP连接已经释放。

步骤3、无线数据卡与GGSN之间通过PDP上下文去激活流程去激活该PDP上下文，以释放无线数据卡与GGSN之间PDP上下文的RAB；

具体实施中，无线数据卡向GGSN发送Deactivate PDP Context Request(去激活PDP上下文请求)，以释放PDP上下文的RAB；GGSN向无线数据卡返回Deactivate PDP Context Accept(去激活PDP上下文接受)，确认PDP上下文的RAB已经释放。

步骤4、无线数据卡向TE返回NO CARRIER，数据连接断开过程完成。

在S703中，具体的数据连接断开流程，如图9所示，包括如下步骤：

步骤1、TE发送AT命令请求无线数据卡去激活该PDP上下文。

步骤2、无线数据卡与GGSN之间通过PDP上下文去激活流程去激活该PDP上下文，以释放无线数据卡与GGSN之间PDP上下文的RAB；

具体实施中，无线数据卡向GGSN发送Deactivate PDP Context Request(去激活PDP上下文请求)，以释放PDP上下文的RAB；GGSN向无线数据卡返回Deactivate PDP Context Accept(去激活PDP上下文接受)，确认PDP上下文的RAB已经释放。

步骤3、无线数据卡向TE返回AT命令响应，表示该PDP上下文已经去激活，PDP上下文的RAB已经释放。

下面，举例说明无线数据卡的数据连接建立过程。

无线数据卡的数据连接建立就是按照用户需求建立一个或多个从TE到GGSN且具有QoS保证的数据连接。如图10所示，假设无线数据卡需要建立四个TE到GGSN的数据连接，为了更好的说明本发明实施例提供的数据连接建立方法，将结合说明书附图10依次介绍该四个数据连接的建立流程，每一个数据连接按照其对应的PDP上下文进行区分，分别称为数据连接X1、X2、Y和Z，相应的，各数据连接对应的PDP上下文的索引分别为X1、X2、Y和Z，假设四个数据连接的建立顺序分别是X1、X2、Y和Z。

第一个数据连接X1，该数据连接的PDP上下文的索引为X1，APN为APNX，第一个数据连接X1的建立流程为：

在建立第一个数据连接X1之前，可以通过用户手动或者无线数据卡的连接管理(CM，Connect Manager)软件等，通过AT命令对PDP上下文X1的参数信息(APN，PDP Type、QoS等)进行设置，然后按照说明书附图3提供的流程建立第一个数据连接X1，在该过程中建立一个TE与无线数据卡之间的PPP连接和无线数据卡与GGSN之间PDP上下文X1的RAB，同时无线数据卡会将GGSN为TE分配的作为PDP地址的动态IP地址、以及DNS和NBNS地址通过IPCP Configure-Ack返回给TE，TE会将PDP上下文X1中的PDP地址(即IP地址X)设置为PPP连接的IP地址，即本地数据连接接口的网络地址。

第二个数据连接X2，该数据连接的PDP上下文索引为X2，APN仍为APNX，PDP上下文X2中的PDP地址仍为IP地址X)但与第一个数据连接X1的QoS不同，第二个数据连接X2建立流程为：

在建立第二个数据连接X2之前，可以通过用户手动或者无线数据卡的连接管理软件等，通过AT命令对PDP上下文X2的参数信息(APN，PDP Type、QoS等)进行设置，然后按照说明书附图6提供的流程建立第二个数据连接X2。在说明书附图6的步骤1中，请求无线数据卡为PDP上下文X2建立相应的业务流模板X2的AT命令可以是3GPP TS 27.007标准中+CGTFT命令，也可是预先定义的用户私有AT命令。在说明书附图6的步骤2中，请求无线数据卡激活二次PDP上下文X2的AT命令可以是3GPP TS 27.007标准中+CGACT命令，也可是预先定义的用户私有AT命令。在说明书附图6中，数据连接建立流程中只需建立无线数据卡到GGSN之间的PDP上下文X2的RAB，第二个数据连接X2无需建立TE与无线数据卡之间的PPP连接，而是仍然与第一个数据连接共用之前建立的同一PPP连接，无线数据卡通过业务流模板X2将承载在PPP连接上的第二个数据连接的上行IP数据包匹配到对应的PDP上下文X2的RAB上。

第三个数据连接Y，该数据链接的PDP上下文索引为Y，APN为APNY，第三个数据连接Y建立流程为：

在建立第三个数据连接Y之前，可以通过用户手动或者无线数据卡的连接管理软件等，通过AT命令对PDP上下文Y的参数信息(APN，PDP Type、QoS等)进行设置，然后按照说明书附图5提供的流程建立第三个数据连接Y。在说明书附图5的步骤1中，请求无线数据卡为PDP上下文Y建立相应的业务流模板Y的AT命令可以是3GPP TS 27.007标准中+CGTFT命令，也可是预先定义的用户私有AT命令。在说明书附图5的步骤2中，请求无线数据卡激活PDP上下文Y的AT命令可以是3GPP TS 27.007标准中+CGACT命令，也可是预先定义的用户私有AT命令。在说明书附图5中，数据连接建立流程中只需建立无线数据卡到GGSN之间的PDP上下文Y的RAB，第三个数据连接Y无需建立TE与无线数据卡之间的PPP连接，而是仍然与第一个数据连接共用之前建立的同一PPP连接，无线数据卡通过业务流模板Y将承载在PPP连接上的第三个数据连接的上行IP数据包匹配到对应的PDP上下文Y的RAB上。

第四个数据连接Z，该数据链接的PDP上下文索引为Z，APN为APN Z，第四个数据连接Z建立流程为：

在建立第四个数据连接Z之前，可以通过用户手动或者无线数据卡的连接管理软件等，通过AT命令对PDP上下文Z的参数信息(APN，PDP Type、QoS等)进行设置，然后按照说明书附图5提供的流程建立第四个数据连接Z。在说明书附图5的步骤1中，请求无线数据卡为PDP上下文Z建立相应的业务流模板Z的AT命令可以是3GPP TS 27.007标准中+CGTFT命令，也可是预先定义的用户私有AT命令。在说明书附图5的步骤2中，请求无线数据卡激活PDP上下文Z的AT命令可以是3GPP TS 27.007标准中+CGACT命令，也可是预先定义的用户私有AT命令。在说明书附图5中，数据连接建立流程中只需建立无线数据卡到GGSN之间的PDP上下文Z的RAB，第四个数据连接Z无需建立TE与无线数据卡之间的PPP连接，而是仍然与第一个数据连接共用之前建立的同一PPP连接，无线数据卡通过业务流模板Z将承载在PPP连接上的第四个数据连接的上行IP数据包匹配到对应的PDP上下文Z的RAB上。

数据连接断开就是按照用户需要断开一个或多个从TE到GGSN的数据连接，假设如图10所示，无线数据卡已经建立四个TE到GGSN的数据连接，为了更好的说明本发明实施例提供的数据连接建立机制，结合说明书附图10说明两种不同的数据连接断开流程，假设数据连接断开顺序依次为Z、Y、X2和X1。

如图10所示，四个数据连接复用同一PPP连接，在存在多个数据连接的情况下，断开其中一个数据连接时不能断开各数据连接复用的PPP连接，只需断开该数据连接在无线数据卡与GGSN之间的PDP上下文的RAB即可，而在断开最后一个数据连接时，需要断开PPP连接以及该数据连接在无线数据卡与GGSN之间的PDP上下文的RAB。所以，说明书附图10中，前三个数据链接Z、Y和X2数据连接的断开流程请参见说明书附图9，而最后一个数据链接X1的断开流程请参见说明书附图8。

基于同一技术构思，本发明实施例提供了一种无线数据卡，如图11所示，包括数据连接管理单元111、第一连接建立单元112和第二连接建立单元113，其中：

数据连接管理单元111，用于当需要建立一个TE通过无线数据卡到GGSN的数据连接时，如果需要建立的数据连接是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，则触发第一连接建立单元112，如果需要建立的数据连接不是TE与无线数据卡之间的第一个数据连接，则触发第二连接建立单元113；

第一连接建立单元112，用于建立TE与无线数据卡之间唯一的PPP连接，并激活该第一个数据连接对应的第一PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第一PDP上下文的RAB，所述PPP连接的IP地址被设置为第一PDP上下文中的PDP地址；

第二连接建立单元113，用于为第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的RAB，其中N大于一，业务流模板用于将来自PPP连接的上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文。

具体实施中，第二连接建立单元113，具体包括判断子单元1131、第一处理子单元1132和第二处理子单元1133，其中：

判断子单元1131，用于判断该第N个数据连接对应的第N PDP上下文中接入点名称APN是否已经被在先建立的数据连接使用，如果是，则触发第一处理子单元1132，如果否，则触发第二处理子单元1133；

第一处理子单元1132，用于为该第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并通过二次PDP上下文激活流程激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的RAB；

第二处理子单元1133，用于为该第N个数据连接对应的第N PDP上下文创建相应的业务流模板，并通过PDP上下文激活流程激活该第N PDP上下文以建立无线数据卡与GGSN之间第N PDP上下文的RAB。

具体实施中，该无线数据卡还可以包括第一连接断开单元114和第二连接断开单元115，其中：

数据连接管理单元111，还用于当需要断开一个TE通过无线数据卡到GGSN的数据连接时，如果需要断开的数据连接是TE与无线数据卡之间的最后一个数据连接，则触发所述第一连接断开单元114，如果需要断开的数据连接不是TE与无线数据卡之间的最后一个数据连接，则触发第二连接断开单元115；

第一连接断开单元114，用于释放TE与无线数据卡之间唯一的PPP连接，并去激活该需要断开的数据连接对应的PDP上下文以释放无线数据卡与GGSN之间该数据连接对应的PDP上下文的RAB；

第二连接断开单元115，用于去激活该需要断开的数据连接对应的PDP上下文以释放无线数据卡与GGSN之间该数据连接对应的PDP上下文的RAB。

当用户在已经建立的数据连接上进行应用数据传输时，通过网络地址转换(NAT)技术和业务流模板(TFT，Traffic Flow Template)策略控制技术来实现PPP连接和各个PDP上下文的RAB之间不同业务流映射和分组数据转发。业务流模板(TFT)实质上是一个包过滤器列表，允许无线数据卡将从PPP连接上接收到的上行IP数据包匹配转发到相应的PDP上下文的RAB上。业务流模板可以为不同类型的应用分配不同的优先权，使系统性能达到最优化。

业务流模板中包过滤器包括的过滤属性可以按照需求定义，也可以使用3GPP TS 23.060协议中定义的业务流模板。在3GPP TS 23.060协议中，对业务流模板(TFT)的功能和使用进行了详细介绍。业务流模板由1到8个包过滤器组成，每个包过滤器都由唯一的包过滤器标识符进行识别。每个包滤波器有一个唯一的评估优先索引，用于识别具有相同PDP地址的每个PDP上下文相应的业务流模板。评估优先索引取值范围是0～255，数值越大优先级越低。每个包过滤器可以由以下之一或多个过滤属性组合而成：

源地址和子网掩码；

协议号(IPv4)/下一个报头(IPv6)；

目的端口范围；

源端口范围；

SPI(IP Sec Security Parameter Index，网际协议安全参数索引)；

TOS(Type Of Service，业务类型)(IPv4)/业务等级(Traffic Class)(IPv6)和掩码；

流标识(Flow Label)(IPv6)。

上述七种过滤属性有些可以组合共存，但是有些是相互排斥的，如表1所示，给出了上述七种属性可能的三种组合方式，标识“X”表示该过滤属性允许组合共存并定义到单个包过滤器中。

表1

例如，可以为图10中数据连接X2定义如下业务流模板：

包过滤器标识符＝1；

目的IP地址＝{172.168.8.0[255.255.255.0]}；

协议号(IPv4)：TCP＝6；

目的端口：5003；

满足该过滤属性的来自PPP连接的上行IP数据包，将被匹配转发到PDP上下文X2的RAB上。

对于TE通过PPP连接发送给无线数据卡的上行IP数据包，如图12所示，包括如下步骤：

S121、无线数据卡接收TE通过PPP连接发送的上行IP数据包，通过业务流模板将上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文；

S122、比较PDP上下文中的PDP地址与上行IP数据包的源IP地址是否一致，如果一致，则直接执行S124，如果不一致，则执行S123；

上行IP数据包的源IP地址和目的IP地址记录在IP数据包的包头中，上行IP数据包的源IP地址为本地数据连接接口的网络地址，即PPP连接的IP地址，在本发明实施例中，PPP连接的IP地址在数据连接建立过程中被设置为第一个数据连接对应的第一PDP上下文的PDP地址，如果当前应用数据没有承载在第一PDP上下文的RAB上，则会出现PDP上下文中的PDP地址与上行IP数据包的源IP地址不一致的情况；

S123、使用PDP上下文中的PDP地址替换上行IP数据包的源IP地址，为了实现准确传输，在修改包头中源IP地址的同时，还需要重新计算和修改上行IP数据包的检验和；

S124、将上行IP数据包通过PDP上下文的RAB转发给GGSN。

基于同一技术构思，本发明实施例提供了一种在无线数据卡，如图13所示，包括：

上行接收单元131，用于接收TE通过PPP连接发送的上行IP数据包，通过业务流模板将上行IP数据包匹配到相应的PDP上下文；

地址处理单元132，用于将PDP上下文中的PDP地址与上行IP数据包的源IP地址进行比较，并在比较结果不一致时，使用PDP上下文中的PDP地址替换上行IP数据包的源IP地址，重新计算和修改上行IP数据包的检验和；

转发单元133，用于将上行IP数据包通过PDP上下文的RAB转发给GGSN。

当用户在已经建立的数据连接上进行应用数据传输时，对于GGSN通过某一个PDP上下文的RAB发送给无线数据卡的下行IP数据包，如图14所示，包括如下步骤：

S141、无线数据卡接收GGSN通过PDP上下文的RAB发送的下行IP数据包；

S142、比较PPP连接的IP地址与下行IP数据包的目的IP地址是否一致，如果一致，则直接执行S144，如果不一致，则执行S143；

下行IP数据包的源IP地址和目的IP地址记录在IP数据包的包头中，下行IP数据包的目的IP地址为承载当前应用数据的RAB对应PDP上下文中的PDP地址，在本发明实施例中，PPP连接的IP地址在数据连接建立过程中被设置为第一个数据连接对应的第一PDP上下文的PDP地址，如果当前应用数据没有承载在第一PDP上下文的RAB上，则会出现PPP连接的IP地址与下行IP数据包的目的IP地址不一致的情况；

S143、使用PPP连接的IP地址替换下行IP数据包的目的IP地址，为了实现准确传输，在修改包头中目的IP地址的同时，还需要重新计算和修改下行IP数据包的检验和；

S144、将下行IP数据包通过PPP连接转发给TE。

基于同一技术构思，本发明实施例提供了一种无线数据卡，如图15所示，包括：

下行接收单元151，用于接收GGSN通过PDP上下文的RAB发送的下行IP数据包；

地址处理单元152，用于将PPP连接的IP地址与下行IP数据包的目的IP地址进行比较，并在比较结果不一致时，使用PPP连接的IP地址替换下行IP数据包的目的IP地址，重新计算和修改下行IP数据包的检验和；

转发单元153，用于将下行IP数据包通过PPP连接转发给TE。

为了进一步说明本发明实施例提供的应用数据传输机制，结合说明书附图10介绍四个数据连接上应用数据的传输流程。在说明书附图10中，四个数据连接复用同一个PPP连接，但是在TE与GGSN之间，使用不同QoS业务属性的RAB。

如图10所示，具有不同APN的PDP上下文的RAB，网络侧在激活该PDP上下文时为其分配的PDP地址(动态IP地址)是不同的，具有相同APN的已激活PDP上下文的RAB，网络侧为其分配的PDP地址(动态IP地址)是相同的。PDP上下文X1和PDP上下文X2的PDP地址均为IP地址X，PDP上下Y和PDP上下Z的PDP地址分别为IP地址Y和IP地址Z，PPP连接的IP地址被设置为第一个数据连接建立时GGSN为PDP上下文X1分配的作为PDP地址的IP地址X。

第四个数据连接Z上的应用数据传输流程，该数据连接的PDP上下文的索引为Z，其相应的业务流模板为Z：

在该数据连接上，对于来自PPP连接的上行IP数据包，由于该数据流带有业务流模板Z的过滤属性参数，无线数据卡使用所有业务流模板进行匹配之后发现该上行IP分组包与业务流模板Z相匹配，所以无线数据卡将该上行IP数据包转发到PDP上下文Z的RAB上，由于PPP连接的IP地址(IP地址X)与PDP上下文Z的PDP地址(IP地址Z)不一致，需要对该上行IP数据包的源IP地址进行转换，无线数据卡使用PDP上下文Z的PDP地址(IP地址Z)替换上行IP数据包的源IP地址(IP地址X)，并修改其校验和，然后将该上行IP分组包通过PDP上下文Z的RAB转发给GGSN。

在该数据连接上，对于来自PDP上下文Z的RAB的下行IP数据包，无线数据卡不需要使用业务流模板，而是直接将下行IP分组包转发到PPP连接上，由于PPP连接的IP地址与PDP上下文Z的PDP地址不同，所以需要对该下行IP数据包的目的IP地址进行转换，无线数据卡使用PPP连接的IP地址(IP地址X)替换下行IP分组包的目的IP地址(IP地址Z)，并修改其校验和，然后将该下行IP数据包通过PPP连接转发给TE。

第三个数据连接上的应用数据传输流程，该数据链接的PDP上下文的索引为Y，其相应的业务流模板为Y：

在该数据连接上，对于来自PPP连接的上行IP数据包，由于该数据流带有业务流模板Y的过滤属性参数，无线数据卡使用所有业务流模板进行匹配之后发现该上行IP数据包与业务流模板Y相匹配，所以无线数据卡将该上行IP数据包转发到PDP上下文Y的RAB上，由于PPP连接的IP地址(IP地址X)与PDP上下文Y的PDP地址(IP地址Y)不一致，需要对该IP数据包的源IP地址进行转换，无线数据卡使用PDP上下文Y的IP地址(IP地址Y)替换上行IP数据包的源IP地址(IP地址X)，并修改其校验和，然后将该上行IP数据包通过PDP上下文Y的RAB转发到GGSN。

在该数据连接上，对于来自PDP上下文Y的RAB的下行IP数据包，无线数据卡不需要使用业务流模板，而是直接将下行IP分组包转发到PPP连接上，由于PPP连接的IP地址与PDP上下文Y的PDP地址不一致，所以需要对该下行IP数据包的目的IP地址进行转换，无线数据卡使用PPP连接的IP地址(IP地址X)替换下行IP分组包的目的IP地址(IP地址Y)，并修改其校验和，然后将该下行IP数据包通过PPP连接转发给TE。

第二个数据连接上的应用数据传输流程，该数据连接的PDP上下文索引为X2，其相应的业务流模板为X2：

在该数据连接上，对于来自PPP连接的上行IP数据包，由于该数据流带有业务流模板X2的过滤属性参数，无线数据卡使用所有业务流模板进行匹配后发现该上行IP数据包与业务流模板X2相匹配，所以无线数据卡将该IP数据包转发到PDP上下文X2的RAB上，由于PPP连接的IP地址(IP地址X)与PDP上下文X2的PDP地址(IP地址X)相一致，所以不需要对该上行IP数据包的源IP地址进行转换，而是直接将该IP数据包通过PDP上下文X2的RAB转发到GGSN。

在该数据连接上，对于来自PDP上下文X2的RAB的下行IP数据包，无线数据卡不需要使用业务流模板，而是直接将下行IP数据包转发到PPP连接上，由于PPP连接的IP地址与PDP上下文X2的PDP地址(IP地址X)相一致，所以不需要对该下行IP数据包的目的IP地址进行转换，而是直接将该下行IP数据包通过PPP连接转发到TE。

第一个数据连接上的应用数据传输流程，该数据链接的PDP上下文索引为X1，其没有相应的业务流模板：

在该数据连接上，对于来自PPP连接的上行IP数据包，无线数据卡使用所有业务流模板进行匹配之后发现该IP数据包与各业务流模板均不匹配，所以无线数据卡将该IP数据包转发到PDP上下文X1的RAB上，由于PPP连接的IP地址(IP地址X)与PDP上下文X1的PDP地址(IP地址X)相一致，所以不需要对该上行IP数据包的源IP地址进行转换，而是直接该上行IP数据包通过PDP上下文X1的RAB转发到GGSN。

在该数据连接上，对于来自PDP上下文X2的RAB的下行IP数据包，无线数据卡不需要使用业务流模板，而是直接将下行IP数据包转发到PPP连接上，由于PPP连接的IP地址与PDP上下文X2的PDP地址(IP地址X)相一致，所以不需要对该下行IP数据包的目的IP地址进行转换，而是直接将该下行IP数据包通过PPP连接转发到TE。

本发明实施例提供的无线数据卡支持多个PDP上下文的实现方法，只需在无线数据卡中增加相应的功能模块即可，实现简单；TE与无线数据卡之间交互的AT命令可以直接使用3GPP TS 27.007中的标准AT命令来实现，也可以通过预先定义用户私有AT命令来实现，实现灵活；对于网络侧结构和信令流程无需进行任何改动，即可实现无线数据卡同时支持多个PDP上下文。使用本发明实施例提供的技术方案，无线数据卡能为用户的多个不同类型和QoS需求的并发应用提供QoS保证，满足用户对各种差异化业务的需求，从而提高运营商的竞争力。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。