專利名稱：用于分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的無縫漫游方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)，尤其涉及一種用于分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的無縫漫游方法。
背景技術(shù)：
一、移動(dòng)IP因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF，即Internet Engineering Task Force)提出了RFC2002標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)闡述了移動(dòng)IP(Mobile IP)的原理、實(shí)現(xiàn)等問題，該標(biāo)準(zhǔn)在本發(fā)明中作為參考。簡而言之，移動(dòng)IP是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它能夠保證移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在不改變其現(xiàn)有IP地址的情況下改變其在因特網(wǎng)中的連接點(diǎn)。因此，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以在移動(dòng)過程中不中斷正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)通信以及不中斷正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不間斷的無縫訪問。
下面參照?qǐng)D1，對(duì)移動(dòng)IP的一般原理進(jìn)行描述，其中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13(MN，即MobileNode)指的是處于移動(dòng)中的通信設(shè)備，該設(shè)備一般安裝有無線網(wǎng)卡或無線收發(fā)器，因此具備無線通信功能；歸屬代理14(HA，即Home Agent)是歸屬網(wǎng)11上的移動(dòng)代理，它是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13所在本地歸屬網(wǎng)中的路由選擇實(shí)體，其功能是當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13移動(dòng)到外區(qū)網(wǎng)12時(shí)，負(fù)責(zé)截收發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13的數(shù)據(jù)包，并使用隧道技術(shù)將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13的轉(zhuǎn)交地址；
外區(qū)代理15(FA，即Foreign Agent)位于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13當(dāng)前所在的外區(qū)網(wǎng)12上，它是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13所在外區(qū)訪問網(wǎng)中的路由選擇實(shí)體，它為注冊(cè)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13提供路由選擇業(yè)務(wù)，負(fù)責(zé)解除原始數(shù)據(jù)包的隧道封裝，取出原始數(shù)據(jù)包，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13。
其中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13擁有兩個(gè)IP地址一個(gè)是歸屬地址，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13與歸屬網(wǎng)11連接時(shí)使用的固定IP地址，不管移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13移至網(wǎng)絡(luò)何處，其歸屬地址始終保持不變；另一個(gè)是轉(zhuǎn)交地址(COA，即Care of Address)，就是隧道終點(diǎn)地址，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13的轉(zhuǎn)交地址通常就是外區(qū)代理15的地址，也有可能就是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13在外區(qū)網(wǎng)12中的地址。工作時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13通過發(fā)送“轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)請(qǐng)求”向歸屬代理14注冊(cè)它的轉(zhuǎn)交地址，歸屬代理14通過“轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)響應(yīng)”來反饋給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13，同時(shí)登記移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13的相應(yīng)捆綁(binding)信息(包括歸屬地址、轉(zhuǎn)交地址和隧道標(biāo)識(shí))。
移動(dòng)IP中的代理發(fā)現(xiàn)，是指移動(dòng)代理在它提供服務(wù)的服務(wù)區(qū)內(nèi)廣播它的可用性消息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)該消息發(fā)現(xiàn)移動(dòng)代理，并確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是否是外區(qū)網(wǎng)，如果是外區(qū)網(wǎng)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就從外區(qū)代理處獲得轉(zhuǎn)交地址。
移動(dòng)IP中的轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)，是指移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將在外區(qū)網(wǎng)獲得的轉(zhuǎn)交地址告知?dú)w屬代理，以便歸屬代理使用該轉(zhuǎn)交地址將歸屬地址的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于外區(qū)網(wǎng)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
移動(dòng)IP中的取消注冊(cè)，是指當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從外區(qū)網(wǎng)回到歸屬網(wǎng)時(shí)，它將向歸屬代理發(fā)送取消轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)的請(qǐng)求，以便恢復(fù)在歸屬網(wǎng)的正常通信。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13位于外區(qū)網(wǎng)12上時(shí)，位于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)16的固定主機(jī)17發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13歸屬地址的數(shù)據(jù)包被其歸屬代理14接收，歸屬代理14利用隧道技術(shù)，將原始IP數(shù)據(jù)包封裝在轉(zhuǎn)發(fā)的IP數(shù)據(jù)包中，從而使原始IP數(shù)據(jù)包原封不動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13的轉(zhuǎn)交地址，由隧道終點(diǎn)(外區(qū)代理15或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13本身)接收，然后解除隧道封裝，并最終把原始IP數(shù)據(jù)包傳送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13。
在相反方向，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13向固定主機(jī)17發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，則使用標(biāo)準(zhǔn)的IP路由選擇機(jī)制，無論移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13在歸屬網(wǎng)11內(nèi)還是在外區(qū)網(wǎng)12內(nèi)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13發(fā)出的數(shù)據(jù)包都被直接路由傳送到固定主機(jī)17，無需通過其歸屬代理14轉(zhuǎn)發(fā)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)13的轉(zhuǎn)交地址僅用于歸屬代理14和外區(qū)代理15進(jìn)行聯(lián)系，而不會(huì)被固定主機(jī)17所覺察感知。
二、分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)GPRS(General Packet Radio Service，即通用分組無線業(yè)務(wù))是在GSM(Global System for Mobile Communications，即全球移動(dòng)通信系統(tǒng))Phase2+階段引入的一種新型分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它為用戶提供端到端的基于分組交換和傳輸技術(shù)的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，能更有效的利用網(wǎng)絡(luò)資源，更好地適用于非周期性的突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
下面參照?qǐng)D2，對(duì)分組無線網(wǎng)(GPRS網(wǎng))和無線局域網(wǎng)(WLAN，即Wireless Local Area Network)混合部署的一般網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
通常，一個(gè)通用分組無線業(yè)務(wù)骨干網(wǎng)206連接有若干個(gè)GPRS子網(wǎng)服務(wù)區(qū)，每個(gè)子網(wǎng)服務(wù)區(qū)內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)被稱為服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN，即Serving GPRS SupportNode)。一般地，每個(gè)服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)都與GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中的基站系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)Gb接口相連，其中的基站系統(tǒng)由基站收發(fā)信機(jī)201，基站控制器202和分組控制單元203共同組成，這樣可以通過基站系統(tǒng)為移動(dòng)臺(tái)提供分組數(shù)據(jù)服務(wù)。在圖2中，子網(wǎng)服務(wù)區(qū)220就有一個(gè)服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)204，它通過Gb接口和基站系統(tǒng)相連。
服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)204為移動(dòng)臺(tái)提供移動(dòng)性管理、路由選擇等服務(wù)，并執(zhí)行安全功能和接入控制。這里的移動(dòng)臺(tái)是指在分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的情況下能進(jìn)行分組無線通信的雙模或多模終端設(shè)備，例如是集成了無線網(wǎng)卡芯片的分組無線蜂窩電話，或者是與能進(jìn)行分組無線通信的蜂窩電話連接的具有無線網(wǎng)卡的便攜機(jī)。因此在圖2中，畫出了兩種不同接入位置下的移動(dòng)臺(tái)，即通過基站系統(tǒng)接入的移動(dòng)臺(tái)200，以及通過無線局域網(wǎng)210接入的移動(dòng)臺(tái)211。移動(dòng)臺(tái)還可以有其它多種具體實(shí)現(xiàn)方式。移動(dòng)臺(tái)的用戶信息永久地保存在歸屬位置寄存器205(HLR，即Home LocateRegister)中。
其中的網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)207(GGSN，即Gateway GPRSSupport Node)是用于接入外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)。GPRS子網(wǎng)經(jīng)過網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)207連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)208，例如因特網(wǎng)或X.25網(wǎng)。為了發(fā)送和接收分組數(shù)據(jù)，移動(dòng)臺(tái)要向服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)204請(qǐng)求創(chuàng)建它所要使用的分組數(shù)據(jù)地址。這一操作使得在相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)207中得知該移動(dòng)臺(tái)，然后移動(dòng)臺(tái)便可開始與數(shù)據(jù)網(wǎng)208的互通。其中的服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)204和網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)207是GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)GPRS業(yè)務(wù)的核心實(shí)體。
把服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)204、網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)207等設(shè)備互連的運(yùn)營者的通用分組無線業(yè)務(wù)骨干網(wǎng)206，可以通過例如IP網(wǎng)的本地網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。然而，不用運(yùn)營者的內(nèi)部骨干網(wǎng)，而通過某一計(jì)算機(jī)提供所有的特性，也可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營者的通用分組無線業(yè)務(wù)骨干網(wǎng)206。
無線接入網(wǎng)可以是GPRS/GSM系統(tǒng)的一部分。無線接入網(wǎng)包括空中接口Um，如圖2所示，該接口是系統(tǒng)性能的瓶頸。因此，GPRS網(wǎng)盡管其覆蓋范圍非常廣泛，但數(shù)據(jù)傳輸速率比較低，不能滿足移動(dòng)用戶高速上網(wǎng)的要求。
無線局域網(wǎng)210作為一種快捷靈活的本地?zé)o線接入網(wǎng)，可以為熱點(diǎn)地區(qū)的移動(dòng)臺(tái)提供較高速率的數(shù)據(jù)接入服務(wù)，而移動(dòng)臺(tái)211通過接入控制器209完成身份認(rèn)證、IP地址分配后接入數(shù)據(jù)網(wǎng)208，其無線接口的速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GPRS網(wǎng)的Um接口的速率。但是無線局域網(wǎng)自身也存在著固有的弱點(diǎn)作為一種局部性的本地接入網(wǎng)手段，無線局域網(wǎng)無法提供用戶跨越較大地理范圍例如跨城市的漫游服務(wù)。
綜合利用分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)的各自特點(diǎn)，就產(chǎn)生了如圖2所示的混合部署網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從覆蓋范圍來看，覆蓋熱點(diǎn)地區(qū)的無線局域網(wǎng)同時(shí)也處在GPRS網(wǎng)的覆蓋范圍內(nèi)。這樣，移動(dòng)臺(tái)可以利用GPRS網(wǎng)或無線局域網(wǎng)隨時(shí)隨地獲得分組數(shù)據(jù)服務(wù)，在熱點(diǎn)地區(qū)可以優(yōu)先選擇使用無線局域網(wǎng)以獲得高速的數(shù)據(jù)接入，在其它沒有無線局域網(wǎng)部署的大范圍地區(qū)可以使用GPRS網(wǎng)以獲得時(shí)時(shí)在線的數(shù)據(jù)服務(wù)。
上述的混合部署網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在著如下缺點(diǎn)，即一旦移動(dòng)臺(tái)在無線局域網(wǎng)和GPRS網(wǎng)間切換時(shí)，伴隨著獲得新的分組數(shù)據(jù)地址，不得不中斷正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不間斷的無縫訪問。而且在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)間切換時(shí)，如果僅僅只是簡單的利用移動(dòng)IP的基本方法，則一方面無法滿足移動(dòng)臺(tái)的頻繁移動(dòng)切換的特性，即無法保證移動(dòng)臺(tái)在頻繁切換時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的連續(xù)性；另一方面也難以與分組無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署中存在的上述不足，借鑒移動(dòng)IP的基本思想，對(duì)分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)做出相應(yīng)的改進(jìn)，提供一種用于分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的無縫漫游方法，使移動(dòng)臺(tái)在分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)之間切換時(shí)無需中斷正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不間斷的無縫訪問。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于，一種用于分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的無縫漫游方法，其特征在于，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)不間斷的無縫漫游(1)移動(dòng)代理周期性地輪詢其服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，如果某一移動(dòng)節(jié)點(diǎn)離開該移動(dòng)代理的服務(wù)區(qū)，則所述移動(dòng)代理向相鄰的其它移動(dòng)代理發(fā)送廣播查詢請(qǐng)求消息，同時(shí)開始對(duì)它所收到的發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存；(2)所述相鄰的其它移動(dòng)代理收到廣播查詢請(qǐng)求消息后，在各自的服務(wù)區(qū)內(nèi)對(duì)所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播查詢；(3)所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)收到廣播查詢后，發(fā)出應(yīng)答消息，收到所述應(yīng)答消息的新移動(dòng)代理向原移動(dòng)代理發(fā)送針對(duì)所述查詢請(qǐng)求消息的響應(yīng)消息；(4)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置變更，原移動(dòng)代理結(jié)束對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新移動(dòng)代理，后續(xù)的數(shù)據(jù)包通過所述新移動(dòng)代理發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，從而完成由原移動(dòng)代理服務(wù)區(qū)向新移動(dòng)代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，如果所述原移動(dòng)代理及新移動(dòng)代理都是外區(qū)代理，則在所述第(4)步中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從新外區(qū)代理處獲得新轉(zhuǎn)交地址，并將該新轉(zhuǎn)交地址發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理；所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理向原外區(qū)代理發(fā)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置變更消息，原外區(qū)代理結(jié)束對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新外區(qū)代理；所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理將后續(xù)的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于所述新外區(qū)代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成由原外區(qū)代理服務(wù)區(qū)向新外區(qū)代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，如果所述原移動(dòng)代理是外區(qū)代理而所述新移動(dòng)代理是歸屬代理，則在所述第(4)步中，所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向歸屬代理發(fā)送取消原轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)的請(qǐng)求；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理向原外區(qū)代理發(fā)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置變更消息，原外區(qū)代理結(jié)束對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理；歸屬代理將后續(xù)的數(shù)據(jù)包直接發(fā)給位于所述歸屬代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)恢復(fù)在歸屬代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的正常通信，可直接發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成由原外區(qū)代理服務(wù)區(qū)向歸屬代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，如果所述原移動(dòng)代理是歸屬代理而所述新移動(dòng)代理是外區(qū)代理，則在所述第(4)步中，所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從新外區(qū)代理處獲得轉(zhuǎn)交地址，并將該轉(zhuǎn)交地址發(fā)送到所述歸屬代理；所述歸屬代理結(jié)束對(duì)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新外區(qū)代理；所述歸屬代理將后續(xù)的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于所述外區(qū)代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成從歸屬代理服務(wù)區(qū)向外區(qū)代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
根據(jù)本發(fā)明所述的方法，當(dāng)一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)初始登錄時(shí)所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收由其所在服務(wù)區(qū)的移動(dòng)代理所發(fā)出的可用性消息，并判斷所進(jìn)入的是其歸屬代理服務(wù)區(qū)還是外區(qū)代理服務(wù)區(qū)；如果進(jìn)入的是歸屬代理服務(wù)區(qū)，則所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在歸屬代理服務(wù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行正常通信，可直接發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包；如果進(jìn)入的是外區(qū)代理服務(wù)區(qū)，則所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從所述外區(qū)代理處獲得轉(zhuǎn)交地址，并將該轉(zhuǎn)交地址發(fā)送到所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理，所述歸屬代理將發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于所述外區(qū)代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
實(shí)施本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)綜合利用了分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)的各自優(yōu)勢(shì)，使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)之間切換時(shí)，無需中斷正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)這個(gè)混合部署網(wǎng)絡(luò)的不間斷的無縫訪問與漫游。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是，分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的移動(dòng)IP支持可以成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的一個(gè)新業(yè)務(wù)，運(yùn)營商可以針對(duì)該業(yè)務(wù)對(duì)用戶計(jì)費(fèi)。


圖1是移動(dòng)IP的基本原理說明示意圖；圖2是分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖4是描述圖3的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，漫游是指移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在歸屬網(wǎng)和外區(qū)網(wǎng)之間的移動(dòng)，或者是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在不同的外區(qū)網(wǎng)之間的移動(dòng)；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)是指應(yīng)用了無縫漫游方法后的，如前文所述的混合部署系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)。
在如圖3所示的本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖中，其基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與圖2完全一致。從覆蓋范圍來看，覆蓋熱點(diǎn)地區(qū)的第一無線局域網(wǎng)317和第二無線局域網(wǎng)304有部分交叉覆蓋，它們同時(shí)也處在GPRS網(wǎng)的子網(wǎng)服務(wù)區(qū)320的覆蓋范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，假設(shè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305首先登錄到歸屬網(wǎng)——第一無線局域網(wǎng)317，所以在圖2的基礎(chǔ)上增加了歸屬網(wǎng)第一無線局域網(wǎng)317的歸屬代理315，在本實(shí)施例中歸屬代理315在接入控制器314處實(shí)現(xiàn)。
隨后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305離開第一無線局域網(wǎng)317，漫游到GPRS網(wǎng)的子網(wǎng)服務(wù)區(qū)320內(nèi)，此時(shí)GPRS網(wǎng)就是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的外區(qū)網(wǎng)，所以在圖2的基礎(chǔ)上增加外區(qū)網(wǎng)GPRS網(wǎng)的第一外區(qū)代理311，在本實(shí)施例中，第一外區(qū)代理在網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)312處實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，第一外區(qū)代理311也可以在其它地方實(shí)現(xiàn)，例如服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)306處，這種情況下需要對(duì)GPRS骨干網(wǎng)傳輸協(xié)議進(jìn)行一些修改，網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)312和服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)306之間不再利用GTP(GPRSTunneling Protocol，即GPRS隧道協(xié)議)傳輸數(shù)據(jù)，而是利用移動(dòng)IP協(xié)議直接把封裝的數(shù)據(jù)包從網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)312隧穿到服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)306，再由服務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)306負(fù)責(zé)把解除封裝后的原始數(shù)據(jù)包傳送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305又進(jìn)一步漫游到第二無線局域網(wǎng)304并優(yōu)先使用該無線局域網(wǎng)時(shí)(在本實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)處在無線局域網(wǎng)和GPRS網(wǎng)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)總是優(yōu)先使用數(shù)據(jù)傳輸速率較高的無線局域網(wǎng))，第二無線局域網(wǎng)304就成為了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的新的外區(qū)網(wǎng)，此時(shí)新的第二外區(qū)代理309在接入控制器308處實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305重新回到歸屬網(wǎng)第一無線局域網(wǎng)317時(shí)，第二外區(qū)代理309就成了原外區(qū)代理。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305進(jìn)行取消注冊(cè)，恢復(fù)在歸屬網(wǎng)無線局域網(wǎng)317里的正常通信。
現(xiàn)參照?qǐng)D4并結(jié)合圖3來說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具體漫游切換步驟首先，在分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的系統(tǒng)中，各個(gè)移動(dòng)代理實(shí)體(例如歸屬代理315，第一外區(qū)代理311，第二外區(qū)代理309等等)都廣播自己的可用性消息，供移動(dòng)到本服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收檢測(cè)，每一個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)代理既是本服務(wù)區(qū)的歸屬代理，同時(shí)也是其它服務(wù)區(qū)的外區(qū)代理；當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305在外區(qū)網(wǎng)絡(luò)GPRS網(wǎng)的子網(wǎng)服務(wù)區(qū)320初始登錄時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305檢測(cè)到第一外區(qū)代理311廣播的可用性消息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305就進(jìn)行代理發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)；轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)完成后，歸屬代理315就使用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的轉(zhuǎn)交地址，將目標(biāo)地址為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305歸屬地址的數(shù)據(jù)包(例如，固定主機(jī)316發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的數(shù)據(jù)包)通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于第一外區(qū)代理311服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305；第一外區(qū)代理311周期性地輪詢本服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305是否離開本服務(wù)區(qū)？如果輪詢檢測(cè)的結(jié)果是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305仍然在本服務(wù)區(qū)內(nèi)，則保持原來的路由不變；如果輪詢檢測(cè)的結(jié)果是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305離開了本代理的服務(wù)區(qū)，則第一外區(qū)代理311就會(huì)向它相鄰的各個(gè)移動(dòng)代理(例如第二外區(qū)代理309，歸屬代理315等等)發(fā)送廣播查詢請(qǐng)求消息，請(qǐng)求檢測(cè)報(bào)告移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的最新位置，同時(shí)第一外區(qū)代理311開始對(duì)歸屬代理315的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存。因?yàn)榇藭r(shí)歸屬代理315尚未獲得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的更新的捆綁信息，所以仍然會(huì)把IP數(shù)據(jù)包發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的原第一外區(qū)代理311；各個(gè)相鄰的移動(dòng)代理收到廣播查詢請(qǐng)求消息后，在各自的服務(wù)區(qū)內(nèi)對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播查詢，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305收到廣播查詢后，做出應(yīng)答，在圖3的實(shí)施例中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305從GPRS網(wǎng)又漫游至第二無線局域網(wǎng)304并優(yōu)先使用該無線局域網(wǎng)，即從第一外區(qū)代理311的服務(wù)區(qū)又漫游至第二外區(qū)代理309的服務(wù)區(qū)，收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305應(yīng)答消息后的新的第二外區(qū)代理309向原第一外區(qū)代理311發(fā)送查詢請(qǐng)求響應(yīng)消息，同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305在新服務(wù)區(qū)內(nèi)的轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)登記；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理向原第一外區(qū)代理311發(fā)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置變更消息后，原第一外區(qū)代理311結(jié)束它對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IP數(shù)據(jù)包的緩存，將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新的第二外區(qū)代理309，這樣，可以避免在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從一個(gè)服務(wù)區(qū)切換到另一個(gè)服務(wù)區(qū)的過程中的數(shù)據(jù)丟失，在圖3的實(shí)施例中，歸屬代理315向原第一外區(qū)代理311發(fā)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305位置變更消息后，原第一外區(qū)代理311結(jié)束它對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的IP數(shù)據(jù)包的緩存，將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給第二無線局域網(wǎng)304中的新的第二外區(qū)代理309；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的歸屬代理315將后續(xù)的IP數(shù)據(jù)隧穿到新的第二外區(qū)代理309，這樣移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305就完成了從原第一外區(qū)代理311的服務(wù)區(qū)向新第二外區(qū)代理309的服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換，此后，任何發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的歸屬地址的IP數(shù)據(jù)都會(huì)被歸屬代理315路由至新的第二外區(qū)代理309，從而實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的無縫漫游；如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305最終又從某個(gè)外區(qū)網(wǎng)回到了歸屬網(wǎng)第一無線局域網(wǎng)317，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305就進(jìn)行取消注冊(cè)，同時(shí)歸屬代理315向原外區(qū)代理發(fā)送查詢請(qǐng)求響應(yīng)消息，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305完成取消注冊(cè)之前，原外區(qū)代理仍然對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的歸屬代理315發(fā)來的IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存，直到歸屬代理315向原外區(qū)代理發(fā)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305位置變更消息，原外區(qū)代理結(jié)束它對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305的IP數(shù)據(jù)包的緩存，將這些緩存的數(shù)據(jù)包發(fā)給歸屬代理315，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)305完成取消注冊(cè)后，恢復(fù)在歸屬網(wǎng)315中的正常通信。
當(dāng)然，本發(fā)明中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以首先登錄到GPRS網(wǎng)并設(shè)定相應(yīng)的IP地址，例如由網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)分配IP地址，因此GPRS網(wǎng)就是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬網(wǎng)，歸屬代理在GGSN處實(shí)現(xiàn)(當(dāng)然，歸屬代理也可以在其它地方實(shí)現(xiàn)，例如SGSN處)。隨后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到無線局域網(wǎng)的服務(wù)區(qū)內(nèi)，無線局域網(wǎng)就是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的外區(qū)網(wǎng)，外區(qū)代理在無線局域網(wǎng)的接入控制器處實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明中，如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)支持移動(dòng)IP協(xié)議，則可以進(jìn)行路由優(yōu)化，避免移動(dòng)IP中的三角路由問題(非對(duì)稱路由問題)。即固定主機(jī)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)必須經(jīng)由歸屬代理封裝轉(zhuǎn)發(fā)后才能到達(dá)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)地址；而移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)可以直接路由到固定主機(jī)。
另外，如果采用IP v6技術(shù)和無界地址自動(dòng)配置(Stateless Address AutoConfiguration)和鄰居發(fā)現(xiàn)(Neighbor Discovery)配置技術(shù)，在上述實(shí)施方案中就不再需要外區(qū)代理了。
同樣，本發(fā)明還可以應(yīng)用于其它移動(dòng)通信系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)混合部署的情況，例如第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS，即Universal MobileTelecommunication System，IMT2000 International Mobile Telecommunication)和無線局域網(wǎng)混合部署等等。
以上描述只是說明了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，然而，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)例或所用名詞術(shù)語，而可以在附屬權(quán)利要求書的范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的無縫漫游方法，其特征在于，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)無間斷的無縫漫游(1)移動(dòng)代理周期性地輪詢其服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，如果某一移動(dòng)節(jié)點(diǎn)離開該移動(dòng)代理的服務(wù)區(qū)，則所述移動(dòng)代理向相鄰的其它移動(dòng)代理發(fā)送廣播查詢請(qǐng)求消息，同時(shí)開始對(duì)收到的發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存；(2)所述相鄰的其它移動(dòng)代理收到廣播查詢請(qǐng)求消息后，在各自的服務(wù)區(qū)內(nèi)對(duì)所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播查詢；(3)所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)收到廣播查詢后，發(fā)出應(yīng)答消息，收到所述應(yīng)答消息的新移動(dòng)代理向原移動(dòng)代理發(fā)送針對(duì)所述查詢請(qǐng)求消息的響應(yīng)消息；(4)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置變更，原移動(dòng)代理結(jié)束對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新移動(dòng)代理，后續(xù)的數(shù)據(jù)包通過所述新移動(dòng)代理發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，從而完成由原移動(dòng)代理服務(wù)區(qū)向新移動(dòng)代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，如果所述原移動(dòng)代理及新移動(dòng)代理都是外區(qū)代理，則在所述第(4)步中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從新外區(qū)代理處獲得新轉(zhuǎn)交地址，并將該新轉(zhuǎn)交地址發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理；所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理向原外區(qū)代理發(fā)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置變更消息，原外區(qū)代理結(jié)束對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新外區(qū)代理；所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理將后續(xù)的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于所述新外區(qū)代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成由原外區(qū)代理服務(wù)區(qū)向新外區(qū)代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，如果所述原移動(dòng)代理是外區(qū)代理而所述新移動(dòng)代理是歸屬代理，則在所述第(4)步中，所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向歸屬代理發(fā)送取消原轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)的請(qǐng)求；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理向原外區(qū)代理發(fā)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置變更消息，原外區(qū)代理結(jié)束對(duì)收到的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理；歸屬代理將后續(xù)的數(shù)據(jù)包直接發(fā)給位于所述歸屬代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)恢復(fù)在歸屬代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的正常通信，可直接發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成由原外區(qū)代理服務(wù)區(qū)向歸屬代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，如果所述原移動(dòng)代理是歸屬代理而所述新移動(dòng)代理是外區(qū)代理，則在所述第(4)步中，所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從新外區(qū)代理處獲得轉(zhuǎn)交地址，并將該轉(zhuǎn)交地址發(fā)送到所述歸屬代理；所述歸屬代理結(jié)束對(duì)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新外區(qū)代理；所述歸屬代理將后續(xù)的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于所述外區(qū)代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成從歸屬代理服務(wù)區(qū)向外區(qū)代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，當(dāng)一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)初始登錄時(shí)所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收由其所在服務(wù)區(qū)的移動(dòng)代理所發(fā)出的可用性消息，并判斷所進(jìn)入的是其歸屬代理服務(wù)區(qū)還是外區(qū)代理服務(wù)區(qū)；如果進(jìn)入的是歸屬代理服務(wù)區(qū)，則所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在歸屬代理服務(wù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行正常通信，可直接發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包；如果進(jìn)入的是外區(qū)代理服務(wù)區(qū)，則所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從所述外區(qū)代理處獲得轉(zhuǎn)交地址，并將該轉(zhuǎn)交地址發(fā)送到所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬代理，所述歸屬代理將發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)給位于所述外區(qū)代理服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，所述歸屬代理在分組無線網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)；所述原外區(qū)代理和新外區(qū)代理都在無線接入網(wǎng)的控制器處實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，所述歸屬代理在無線接入網(wǎng)的控制器處實(shí)現(xiàn)，所述原外區(qū)代理和新外區(qū)代理中的一個(gè)在分組無線網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)通用分組無線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)，另一個(gè)在無線接入網(wǎng)的控制器處實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種用于分組無線網(wǎng)與無線局域網(wǎng)混合部署的無縫漫游方法，其中，移動(dòng)代理周期性地輪詢其服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，如果某一移動(dòng)節(jié)點(diǎn)離開該服務(wù)區(qū)，則向相鄰的其它移動(dòng)代理發(fā)送廣播查詢請(qǐng)求消息，同時(shí)開始對(duì)發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存；其它移動(dòng)代理收到廣播查詢請(qǐng)求消息后，在各自的服務(wù)區(qū)內(nèi)對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播查詢；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)收到廣播查詢后發(fā)出應(yīng)答消息，收到應(yīng)答消息的新移動(dòng)代理向原移動(dòng)代理發(fā)送響應(yīng)消息；然后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置變更，原移動(dòng)代理結(jié)束對(duì)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的緩存，并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)給新移動(dòng)代理，后續(xù)的數(shù)據(jù)包經(jīng)所述新移動(dòng)代理發(fā)給所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，從而完成由原移動(dòng)代理服務(wù)區(qū)向新移動(dòng)代理服務(wù)區(qū)的無縫漫游切換。
文檔編號(hào)H04W36/00GK1499889SQ0214513
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2002年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月5日
發(fā)明者張凱, 陳磊, 王炎, 杭靠文, 莊文東, 凱 張 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司