專利名稱：控制裝置、切換控制方法和移動通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制裝置、切換控制方法和移動通信系統(tǒng)，以及尤其是涉及移動通信系統(tǒng)中的切換控制方法，該移動通信系統(tǒng)由一移動主機(jī)或一包括多個移動主機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)、多個在移動主機(jī)或移動網(wǎng)絡(luò)上能相互連接的存取接口，其中每個構(gòu)成一個用于與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口、以及一個用于控制在存取接口上有關(guān)與核心網(wǎng)絡(luò)連接的切換的控制裝置構(gòu)成，以及還涉及移動通信系統(tǒng)和組成移動通信系統(tǒng)的控制裝置。
背景技術(shù)：
技術(shù)上涉及的傳統(tǒng)多宿主連接(multihoming)的移動網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)主要包括尋址、路由等等。更詳細(xì)地說，已經(jīng)建議了一種路由協(xié)議，根據(jù)它核實(shí)是不是多個地址已經(jīng)按照多宿主連接被分配，以及如果多個地址已經(jīng)被分配，甚至當(dāng)某個接口被斷開時，預(yù)定用于被分配給接口的地址的數(shù)據(jù)也能被傳輸給移動主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)。另外，多宿主連接的目標(biāo)是分擔(dān)負(fù)荷和容錯(例如，“對Ipv6定位-多宿主連接結(jié)構(gòu)的要求”(參看http//www.ietf.org/intenet-drafts/draft-ietf-multi6-multihoming-requirements-07.txt))。
此外，通過多個存取接口實(shí)現(xiàn)多宿主連接的移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)顯示出與每個存取接口連接的線路通信質(zhì)量隨移動而變化的特性。
然而，通常由于與每個存取接口連接的線路通信質(zhì)量的變化沒有被預(yù)報，在存取接口上與連接到核心網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的切換在一條線路斷開后進(jìn)行。這樣的切換(handover)不是平滑地進(jìn)行的，并且出現(xiàn)切換等待(handover latency)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失。
考慮到解決上述的問題得出本發(fā)明，其目的是提供控制裝置、切換控制方法、和利用多宿主連接的優(yōu)點(diǎn)的移動通信系統(tǒng)，并且在通過移動網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)進(jìn)行切換時，能夠通過使切換等待減至最小來盡可能地避免數(shù)據(jù)包丟失和完成無縫切換。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目標(biāo)，按照本發(fā)明的控制裝置是這樣的控制裝置，它與一動主機(jī)或一包括多個移動主機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)以及多個能相互連接的存取接口一起組成移動通信系統(tǒng)，其中每個存取接口都構(gòu)成一個用于在移動主機(jī)或移動網(wǎng)絡(luò)上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口，并且該控制裝置用于在存取接口上相對于連接到核心網(wǎng)絡(luò)的切換，包括用于從每個存取接口獲得在每個存取接口上關(guān)于與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息的連接狀態(tài)獲得裝置；用于根據(jù)關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的狀態(tài)信息預(yù)報接著發(fā)生的切換的切換預(yù)報裝置；用于當(dāng)根據(jù)關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息或?qū)τ诮又l(fā)生的切換的預(yù)報信息，滿足預(yù)定的條件時，按照預(yù)定的邏輯動態(tài)地變換被選用作為連接接口的存取接口的變換裝置。
為了達(dá)到上述目標(biāo)，按照本發(fā)明的切換控制方法是一個移動通信系統(tǒng)的切換控制方法，這個移動通信系統(tǒng)由一移動主機(jī)或一包括多個移動主機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)、多個能相互連接的存取接口，其中每個都構(gòu)成用于在移動主機(jī)或移動網(wǎng)絡(luò)上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口、以及用于控制在存取接口上關(guān)于與核心網(wǎng)絡(luò)的連接的切換的控制裝置組成，其中，當(dāng)根據(jù)關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息或?qū)τ诮又l(fā)生的切換的預(yù)報信息，滿足預(yù)定的條件時，控制裝置按照預(yù)定的邏輯動態(tài)地變換被選用作為連接接口的存取接口。
為了達(dá)到上述的目標(biāo)，按照本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)是由一移動主機(jī)或一包括多個移動主機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)、多個能相互連接的存取接口，其中每個都構(gòu)成用于在移動主機(jī)或移動網(wǎng)絡(luò)上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口、以及用于控制在存取接口上關(guān)于與核心網(wǎng)絡(luò)的連接的切換的控制裝置組成的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，控制裝置包括從每個存取接口獲得在每個存取接口上關(guān)于與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息的連接狀態(tài)獲得裝置、根據(jù)關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息預(yù)報接著發(fā)生的切換的切換預(yù)報裝置、以及當(dāng)根據(jù)關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息或?qū)τ诮又l(fā)生的切換的預(yù)報信息，滿足預(yù)定的條件時，按照預(yù)定的邏輯動態(tài)地變換被選用作為連接接口的存取接口的變換裝置。
按照這些發(fā)明，在移動主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)是用多個存取接口實(shí)現(xiàn)多宿主連接的情況下，連接于每個存取接口的線路通信質(zhì)量隨移動等變化的特性引起人們的注意。一旦移動主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)獲得了關(guān)于在每個存取接口與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息或預(yù)報了接著發(fā)生的切換，用作為連接接口的存取接口根據(jù)這個連接狀態(tài)信息或者接著發(fā)生的切換的預(yù)報信息被動態(tài)地變換。因此，當(dāng)按常規(guī)沒有預(yù)報連接于每個存取接口的線路通信質(zhì)量的變化而產(chǎn)生切換等待時，通過根據(jù)連接狀態(tài)信息或切換預(yù)報信息動態(tài)地變換存取接口使切換等待減至最小能夠避免數(shù)據(jù)包丟失，并且完成無縫切換。
在此，最好是在動態(tài)地變換存取接口的時候，控制裝置的變換裝置應(yīng)該根據(jù)能保持預(yù)定的通信質(zhì)量的合適的存取接口繼續(xù)傳輸和接收數(shù)據(jù)，根據(jù)引起存取接口進(jìn)入不能傳輸和接收數(shù)據(jù)的關(guān)斷狀態(tài)的不同于合適的存取接口的存取接口保持與核心網(wǎng)絡(luò)的連接。在這種情況下，存取接口的變化過程是在沒有傳播到整個網(wǎng)絡(luò)或者按照通常的切換程序通知傳輸起點(diǎn)的情況下局部地切換。并且因此切換時間可以被縮短。與合適的存取接口不同的存取接口被提供給關(guān)閉的狀態(tài)，在這種狀態(tài)中不能傳輸和接收數(shù)據(jù)而沒有斷開與核心網(wǎng)絡(luò)的連接。因此，不再具有作為進(jìn)行傳統(tǒng)的非局部的變換操作結(jié)果的數(shù)據(jù)包丟失和切換等待的影響，從而可以實(shí)現(xiàn)無縫切換。
此外，這里在動態(tài)地變換存取接口的時候，當(dāng)移動主機(jī)被連接于能夠保持預(yù)定的通信質(zhì)量的合適的存取接口時以及當(dāng)連接于主機(jī)的存取接口被連接到合適的存取接口時，控制裝置的變換裝置繼續(xù)傳輸和接收數(shù)據(jù)。另一方面，當(dāng)移動主機(jī)沒有被連接于合適的存取接口以及連接于移動主機(jī)的存取接口沒有被連接到合適的存取接口時，控制裝置的變換裝置最好通過建立在移動主機(jī)和合適的存取接口之間的連接或建立在連接于移動主機(jī)的存取接口和合適的存取接口之間的連接繼續(xù)通信。
因此，不僅當(dāng)移動主機(jī)被連接到能夠保持預(yù)定的通信質(zhì)量的合適的存取接口時，而且當(dāng)連接到移動主機(jī)的存取接口被連接到合適的存取接口時，通過借助于合適的存取接口繼續(xù)傳輸和接收數(shù)據(jù)能夠完成其中保持預(yù)定的通信質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸和接收。另一方面，當(dāng)移動主機(jī)沒有被連接于合適的存取接口以及當(dāng)連接于主機(jī)的存取接口沒有被連接到合適的存取接口時，可以通過建立在移動主機(jī)和合適的存取接口之間的連接或建立在被連接到移動主機(jī)的存取接口和合適的存取接口之間的連接來繼續(xù)傳輸可以實(shí)現(xiàn)其中保持預(yù)定的通信質(zhì)量的數(shù)據(jù)的傳輸和接收。
此外，在這樣的時間，控制裝置最好還包括下行鏈線路控制裝置，該下行鏈線路控制裝置進(jìn)行控制使得來自核心網(wǎng)絡(luò)的下行鏈線路數(shù)據(jù)通過被連接到合適的存取接口的存取路由器在核心網(wǎng)絡(luò)中的存取路由器之中被傳輸。因此，其中保持預(yù)定的通信質(zhì)量的數(shù)據(jù)的傳輸和接收，可以通過進(jìn)行控制使得來自核心網(wǎng)絡(luò)的下行鏈線路數(shù)據(jù)也借助合適的存取接口被傳輸和接收而被完成。
另外，存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的場強(qiáng)應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值的條件可以被用作為構(gòu)成存取接口被控制裝置變換的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的預(yù)定條件。
另外，基于接著發(fā)生的移動預(yù)報被預(yù)報的存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的場強(qiáng)預(yù)報值應(yīng)該小于預(yù)定閾值的條件也可以被選用作為預(yù)定的條件。
同時，包括選擇與在每個存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的場強(qiáng)中最大場強(qiáng)值對應(yīng)的存取接口的邏輯可以被選作為預(yù)定的邏輯，并在存取接口被控制裝置動態(tài)地變換時被使用。
此外，包括選擇與在每個存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的根據(jù)隨后的移動預(yù)報被預(yù)報的場強(qiáng)預(yù)報值中的最大場強(qiáng)預(yù)報值對應(yīng)的存取接口的邏輯可以被選作為上述預(yù)定的邏輯。
另外，按照本發(fā)明的控制裝置的特征在于，連接狀態(tài)獲得裝置包括用于跟蹤連接于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的所有存取接口的定位關(guān)系的定位關(guān)系跟蹤裝置、以及用于接收關(guān)于在每個存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的連接狀態(tài)信息的信息接收裝置、以及接收包括用于識別在切換發(fā)生時前一存取路由器和目標(biāo)存取路由器的識別信息以及切換終了時間信息的切換信息，這種信息由每個存取接口報告；其中切換預(yù)報裝置包括根據(jù)這樣跟蹤的每個存取接口的定位關(guān)系和這樣收到的連接狀態(tài)信息和切換信息，用于按照預(yù)定的跟蹤邏輯跟蹤至少從屬于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的速度信息的速度跟蹤裝置；以及用于根據(jù)跟蹤到的信息預(yù)報接著發(fā)生的移動和場強(qiáng)變化的預(yù)報裝置。
按照本發(fā)明的切換控制方法的特征首先在于，控制裝置跟蹤連接于各移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的所有存取接口的定位關(guān)系；控制裝置接收關(guān)于每個存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的連接狀態(tài)的信息，和包括用于識別在切換時前一存取路由器和目標(biāo)存取路由器的識別信息的切換信息，以及切換終了時間信息，這種信息由每個存取接口報告；控制裝置按照預(yù)定的跟蹤邏輯跟蹤至少從屬于各移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的速度信息；并且控制裝置根據(jù)跟蹤到的信息預(yù)報接著發(fā)生的移動和場強(qiáng)變化。
按照這些發(fā)明，至少從屬于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的速度信息按照預(yù)定的跟蹤邏輯被跟蹤，根據(jù)這樣被跟蹤的每個存取接口的定位關(guān)系和被報告的關(guān)于每個存取接口與核心網(wǎng)絡(luò)之間的連接狀態(tài)的信息，和包含用于識別在切換發(fā)生時識別前一存取路由器和目標(biāo)存取路由器的識別信息的切換信息，以及切換終了時間信息，并且根據(jù)跟蹤到的信息預(yù)報隨后的移動和場強(qiáng)的變化。由于這個原因，可以得到具有良好準(zhǔn)確度的切換預(yù)報信息，并且有可能更可靠地完成無縫切換。
這里，在跟蹤速度信息中，對于用兩個存取接口實(shí)現(xiàn)多宿主連接的移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)，在識別時，根據(jù)來自每個存取接口的相鄰切換由同樣的存取路由器完成的切換信息，根據(jù)切換時間差t和相鄰切換的存取接口之間的距離x，控制裝置的速度跟蹤裝置最好跟蹤將距離x除以切換時間差t得到的值，作為從屬于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的速度。在這種情況下，移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的速度能以良好的準(zhǔn)確度被跟蹤。
此外，在跟蹤速度信息中，對于用三個或更多的存取接口實(shí)現(xiàn)多宿主連接的移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)，在識別時，根據(jù)來自每個存取接口的相鄰切換由同樣的存取路由器完成的切換信息，控制裝置的速度跟蹤裝置最好根據(jù)相鄰切換的存取接口之間的切換時間差t和距離x的多個組合，跟蹤鏈接兩個存取接口和在第一被切換的存取接口位于最前面的地方作為移動方向的方向，以及跟蹤相對于每個組合的將距離x除以切換時間差t得到的值，以作為速度；并且求出對于每個組合的速度矢量的矢量和，并跟蹤通過這樣得到的矢量和表示的移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的移動方向和速度。在這種情況下，從屬于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的移動方向和速度能夠以良好的準(zhǔn)確度被跟蹤。


圖1是移動通信系統(tǒng)的第一個實(shí)施例的組成圖；圖2是第一個實(shí)施例的MMF功能塊組成圖；圖3A是用于說明多宿主連接的移動網(wǎng)絡(luò)的、使用多宿主連接的無縫切換邏輯的預(yù)-切換狀態(tài)圖；圖3B是用于說明多宿主連接的移動網(wǎng)絡(luò)的、使用多宿主連接的無縫切換邏輯的切換開始狀態(tài)的狀態(tài)圖；圖3C是用于說明多宿主連接的移動網(wǎng)絡(luò)的，使用多宿主連接的無縫切換邏輯的切換完成之后的狀態(tài)圖；圖4A示出在MJ不知道切換的模式下在MMF發(fā)出切換指令前的狀態(tài)；圖4B示出在MH不知道切換的模式下在MMF發(fā)出切換指令后的狀態(tài)；圖5是示出在圖4A和4B中的例子的MMF控制操作的流程圖；圖6A示出在MH知道切換的模式下在MMF發(fā)出切換指令前的狀態(tài)；圖6B示出在MH知道切換的模式下在MMF發(fā)出切換指令后的狀態(tài)；圖7是示出在圖6A和6B中的例子的MMF控制操作的流程圖；圖8示出移動通信系統(tǒng)的第二個實(shí)施例的初始狀態(tài)；圖9是第二個實(shí)施例的MMF的功能塊組成圖；圖10是示出根據(jù)基于單個AI組合的信息的速度跟蹤操作的流程圖；圖11示出緊接在NAI被切換到新的AR之后的狀態(tài)；圖12示出緊接在OAI被切換到新的AR之后的狀態(tài)；圖13是用于說明計算矢量和的操作圖；圖14是示出根據(jù)基于多個AI組合的信息跟蹤移動速度和方向的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將描述按照本發(fā)明的不同實(shí)施例。另外，在下面的實(shí)施例中，因?yàn)橐苿又鳈C(jī)的情況在內(nèi)容上被移動網(wǎng)絡(luò)的情況包含，因此只說明移動網(wǎng)絡(luò)的情況。
圖1是第一個實(shí)施例的移動通信系統(tǒng)的組成圖。如在圖1中所示，移動通信系統(tǒng)1由具有多個存取路由器11、12(以下稱為“AR”)的核心網(wǎng)絡(luò)10、和移動網(wǎng)絡(luò)20(以下稱為“MN”)組成，其中移動網(wǎng)絡(luò)20具有多個存取接口21、22(以下稱為“AI”)、多個移動主機(jī)31、32(以下稱為“MH”)、和設(shè)有用于控制移動管理和切換指令的功能的控制裝置50(以下稱為“MMF”移動管理功能)。MH31在核心網(wǎng)絡(luò)10一側(cè)或是通過AI21的線路41或是通過AI22的線路42(在圖1的例子中通過線路41)被連接到AR(在圖1的例子中是AR11)，并且這樣傳輸和接收數(shù)據(jù)。MH32也同理一樣。
此外，MN20在圖1中從左向右移動。在兩個AI21、22中，沿移動方向位于最前邊的AI22被稱為NAI(新的存取接口)，沿移動方向位于后邊的AI21被稱為OAI(舊的存取接口)。
圖2是第一個實(shí)施例的MMF50的功能塊組成圖。如該圖中所示，MMF50包括從每個AI獲得關(guān)于每個AI與核心網(wǎng)絡(luò)10的連接狀態(tài)的信息的連接狀態(tài)獲得單元51、根據(jù)從每個AI這樣獲得的關(guān)于連接狀態(tài)的信息預(yù)報隨后的切換的切換預(yù)報單元52、用于當(dāng)根據(jù)對每個AI的連接狀態(tài)信息或關(guān)于隨后切換的預(yù)報信息滿足預(yù)定的條件時，按照預(yù)定的邏輯動態(tài)地變換被選作為連接接口的AI的變換單元53、以及下行鏈線路控制單元54。下行鏈線路控制單元54進(jìn)行控制使得MH被允許通過連接于能保持預(yù)定的通信質(zhì)量的AI(以下稱為“FAI”(精密AI))的在核心網(wǎng)絡(luò)10一側(cè)的AR11、12中的一個AR從核心網(wǎng)絡(luò)10傳輸下行鏈線路數(shù)據(jù)。
圖3A-3C示出用于使用多宿主連接的切換的邏輯，其中MN20具有多宿主連接功能。如圖3A所示，在切換之前，兩個AI21、22被連接于同一個AR11，數(shù)據(jù)包分別通過AI21、22的線路41、42在MN20和核心網(wǎng)絡(luò)10之間被傳輸和接收。如圖3B所示，在切換開始時，沿移動方向位于前面的NAI22緩和地進(jìn)入同樣與新的AR12連接的模式。在這個時間，在OAI21側(cè)的線路41在保持移動時被斷開。然而，這可以根據(jù)在下面將要說明的MMF50的功能(MN20的速度跟蹤功能)假定。為此，MMF50完成關(guān)斷操作(這時雖然線路41沒有被斷開，但不能進(jìn)行傳輸和接收數(shù)據(jù)的操作)，使所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)P1和P2使用與NAI22連接的線路42傳輸。接著，在切換結(jié)束之后，在OAI21側(cè)的線路41可以被連接到新的AR12，如圖3C所示，此后按照在圖3A中的初始狀態(tài)用兩條線路傳輸數(shù)據(jù)是可行的。
切換操作是局部進(jìn)行的，沒有擴(kuò)散到整個網(wǎng)絡(luò)或按照通常的切換程序通知傳輸?shù)钠瘘c(diǎn)。因此，由斷開OAI側(cè)的線路和由進(jìn)行非-局部的切換操作引起的數(shù)據(jù)包丟失和切換等待能夠被避免，同時能夠完成無縫切換。
下面說明按照配備有多宿主連接功能的MN20的切換控制方法的特殊實(shí)施例。這里，將按順序說明MH不知道切換的模式(圖4A、4B和圖5)和MH知道切換的模式(圖6A、6B和圖7)。
圖4A和4B是MH不知道切換的模式的狀態(tài)變換圖，而圖5是示出圖4A和4B的例子的MMF控制操作的流程圖。直到在圖4A中示出的MMF50發(fā)出切換指令為止，每個AI21、22以一固定的時間間隔向核心網(wǎng)絡(luò)10，向MMF50報告連接狀態(tài)。如圖5所示，MMF50從每個AI(S01)接收關(guān)于每個AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的連接狀態(tài)的信息，并且根據(jù)這個連接狀態(tài)信息，判斷一個AI的線路質(zhì)量是否不良或是否不符合預(yù)定的條件(S02)。預(yù)定的條件可以是AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的場強(qiáng)應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值，也可以是根據(jù)隨后的移動預(yù)報而預(yù)報的在AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的場強(qiáng)的預(yù)報值應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值。
如果在S02中判斷出每個AI的線路質(zhì)量沒有不良，則操作轉(zhuǎn)向S01并重復(fù)。如果在S02中判斷出一個AI的線路質(zhì)量不良，切換指令就被傳輸給AI21、22和核心網(wǎng)絡(luò)10(S03)。更準(zhǔn)確地說，發(fā)給AI21、22中的每一個相互連接的指令，更詳細(xì)地說，OAI21接收進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)的指令，核心網(wǎng)絡(luò)10接收通過在FAI22側(cè)的AR12傳輸數(shù)據(jù)的指令。
如圖4B所示，在上述的切換指令被傳輸之后，這樣接收到切換指令的OAI21使線路41進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，使得數(shù)據(jù)不能被傳輸或接收，并沒有斷開線路41與核心網(wǎng)絡(luò)10的連接，而是建立了與NAI22的連接。此外，在這樣接到切換指令的核心網(wǎng)絡(luò)10這邊，連接于OAI21的AR11也使線路41進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，使得數(shù)據(jù)不能被傳輸或接收，而仍然保持線路41與OAI21的連接。
因此，從MN20傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)10的數(shù)據(jù)的一部分可以通過OAI21和NAI22之間的連接鏈路經(jīng)過NAI22側(cè)的存取線路42傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)10，不需要MN20中的MH31、32知道這個操作。這樣，如圖4B所示，被MH31傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)10的傳輸數(shù)據(jù)P1通過NAI 22側(cè)的存取線路42與由MH32傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)10的傳輸數(shù)據(jù)P2一起被傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)10。
下邊，說明MH知道切換的模式。圖6A和6B是MH知道切換的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，圖7是示出在圖6A和6B中的例子的MMF控制操作的流程圖。直到在圖6A示出的MMF50發(fā)出切換指令為止，每個AI21、22周期地向核心網(wǎng)絡(luò)10，向MMF50報告連接狀態(tài)。如圖7所示，MMF50從每個AI接收關(guān)于每個AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間連接狀態(tài)的信息(S11)，根據(jù)此連接狀態(tài)的信息，判斷一個AI的線路質(zhì)量是否不良或是否不符合預(yù)定的條件(S12)。與上述的MH不知道切換的模式類似，預(yù)定的條件可以是AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的場強(qiáng)應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值，也可以是根據(jù)隨后的移動預(yù)報而預(yù)報的在AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的場強(qiáng)的預(yù)報值應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值。
如果在S12中判斷出每個AI的線路質(zhì)量沒有不良，操作轉(zhuǎn)向S11并重復(fù)。如果在S12中判斷出一個AI的線路質(zhì)量不良，切換指令就被傳輸給OAI21，核心網(wǎng)絡(luò)10和在OAI21側(cè)的MH31(S13)。更準(zhǔn)確地說，發(fā)給OAI21進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)的指令，核心網(wǎng)絡(luò)10接收一個通過在FAI22側(cè)的AR12傳輸數(shù)據(jù)的指令，而MH31接收一個連接于NAI22而不是OAI21的指令。
如圖6B所示，在上述的切換指令被傳輸之后，這樣接收到切換指令的OAI21使線路41進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)使得數(shù)據(jù)不能被傳輸或接收，并沒有斷開線路41與核心網(wǎng)絡(luò)10的連接。此外，在這樣接到切換指令的核心網(wǎng)絡(luò)10這邊，連接于OAI21的AR11也使線路41進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，使得數(shù)據(jù)不能被傳輸或接收，而仍然保持線路41與OAI21的連接。另外，MH31建立與NAI22的連接代替與OAI21的連接。
因此，由于在MH20中在OAI21側(cè)的MH31知道切換，由MH31傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)10的傳輸數(shù)據(jù)P1，可以按照圖6B中通過MH31和NAI22之間的連接的鏈路經(jīng)過NAI22側(cè)的存取線路42傳輸給核心網(wǎng)絡(luò)10。
不論是在MH知道切換的模式中還是在MH不知道切換的模式中，如上所述，切換是沒有擴(kuò)散到整個網(wǎng)絡(luò)或通知傳輸起點(diǎn)、局部地進(jìn)行的，如同通常的切換程序一樣。因此，由斷開在OAI側(cè)的線路和由進(jìn)行非-局部的切換操作引起的數(shù)據(jù)包丟失和切換等待就能夠被避免，由此能夠完成無縫切換。
此外，雖然在上面說明了在MH20中用于與核心網(wǎng)絡(luò)10建立連接的AI被從OAI21切換到NAI22的例子，當(dāng)MMF50在有三個或更多個AI的情況下選擇一個切換目標(biāo)AI時，例如對應(yīng)最大值場強(qiáng)的AI可能被從每個AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的各場強(qiáng)中選出。此外，對應(yīng)對最大值場強(qiáng)預(yù)報值的AI可能從根據(jù)隨后的移動預(yù)報而預(yù)報的每個AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的各場強(qiáng)的預(yù)報值中選出。
圖8是第二個實(shí)施例的移動通訊系統(tǒng)1S的初始狀態(tài)組成圖。如該圖所示，移動通訊系統(tǒng)1S由具有多個AR11、12的核心網(wǎng)絡(luò)10和具有多個AI21、22的MH20、MH31，以及設(shè)有控制移動管理和切換指令的功能的控制裝置(MMF)50(MMF移動管理功能)組成。MH31通過AI21的線路41或AI22的線路42與在核心網(wǎng)絡(luò)10側(cè)的任一個AR連接，并且這樣傳輸和接收數(shù)據(jù)。
接著，MN20在圖8中從左向右移動。在兩個AI21、22中，沿移動方向位于前面的AI22被稱作NAI(新的存取接口)，而沿移動方向位于后面的AI21被稱作OAI(舊的存取接口)。因此MN20是在其中兩個AI21、22進(jìn)行多宿主連接的移動網(wǎng)絡(luò)。
圖9是第二個實(shí)施例的MMF50的功能塊組成圖。如該圖所示，由連接狀態(tài)獲得單元51、切換預(yù)報單元52、變換單元53和下行鏈線路控制單元54組成的MMF50的事實(shí)與第一個實(shí)施例的MMF50的組成(圖2)相同。但是，連接狀態(tài)獲得單元51具有跟蹤所有的AI的定位關(guān)系的定位關(guān)系跟蹤單元51A，信息接收單元51B。信息接收單元51B接收關(guān)于每個AI與核心網(wǎng)絡(luò)10連接狀態(tài)的信息，包括用于識別當(dāng)切換出現(xiàn)時的切換起點(diǎn)AR和切換終點(diǎn)AR的識別信息，以及切換終了時間信息的切換信息，這個信息是由每個AI報告的。切換預(yù)報單元52包括用于按照跟蹤邏輯(下面說明)根據(jù)這樣被跟蹤的每個AI的定位關(guān)系和這樣收到的連接狀態(tài)信息和切換信息，跟蹤至少屬于MN20的速度信息的速度跟蹤單元52A，以及根據(jù)跟蹤到的信息預(yù)報接著發(fā)生的移動和場強(qiáng)變化的預(yù)報單元52B。速度跟蹤單元52A預(yù)存有關(guān)于兩個AI21、22之間的距離X的信息，以及在識別時，根據(jù)來自每個AI的相鄰切換與同樣的AR有關(guān)的切換信息，速度跟蹤單元52A跟蹤對相鄰切換給定的切換時間差t和兩個AI之間的距離x，作為屬于MN20的速度的距離x除以切換時間差t得到的值。
對根據(jù)來自單個AI組合(這里是兩個AI21、22)的切換信息由MMF50執(zhí)行的速度跟蹤操作，將在下面根據(jù)圖10的流程圖和圖8、11和12的狀態(tài)圖進(jìn)行說明。在操作開始時，移動通訊系統(tǒng)處于圖8的初始狀態(tài)，AI21、22周期地向核心網(wǎng)絡(luò)10，向MMF50報告連接狀態(tài)。
如圖10所示，MMF50從每個AI接收關(guān)于每個AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的連接狀態(tài)信息(S21)，并且根據(jù)這個連接狀態(tài)信息，判斷一個AI的線路質(zhì)量是否不良或是否不符合預(yù)定的條件(S22)。幾乎與第一個實(shí)施例一樣，預(yù)定的條件可以是AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的場強(qiáng)應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值，也可以是根據(jù)隨后的移動預(yù)報而預(yù)報的在AI和核心網(wǎng)絡(luò)10之間的場強(qiáng)的預(yù)報值應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值。
如果在S22中判斷出每個AI的線路質(zhì)量沒有不良，操作返回S21并重復(fù)。如果在S22中判斷出一個AI的線路質(zhì)量不良，切換指令就被傳輸給AI21和核心網(wǎng)絡(luò)10(S23)。這里，在圖8的初始狀態(tài)中(每個AI被連接到同一個AR11的狀態(tài))，因?yàn)镸N20在圖8中向右移動，首先NAI22的線路42的質(zhì)量降低，并且線路42的質(zhì)量在S22中被判斷為不良。因此，MMF50向NAI22和核心網(wǎng)絡(luò)10傳輸切換指令把NAI22的連接目標(biāo)從現(xiàn)在的AR11切換到新的AR。
如圖11所示，這樣接收到切換指令的NAI22和核心網(wǎng)絡(luò)10把NAI22的連接目標(biāo)切換到新的AR12，此后AR12和NAI22通過線路42連接。接著，當(dāng)切換到AR12完成時，在新的AR12上的定位信息和關(guān)于時間(切換時間)t1的信息被傳輸給MMF50。
MMF50從NAI22接收在新的AR12上的定位信息和關(guān)于切換時間t1的信息，并且累積地存儲它們(S24)。因?yàn)樵谶@個時間，只有一個AI22被切換，S25得出一個否定的判斷，操作返回到S21，隨后步驟S21的操作和其后的各步驟被再執(zhí)行一次。
再者，在圖11的狀態(tài)中，因?yàn)镸N20在圖8中又向右移動，OAI21的線路41的質(zhì)量隨著變壞，并因此在S22中判斷出線路41的質(zhì)量不良。因此，MMF50傳輸給OAI21和核心網(wǎng)絡(luò)10切換指令把OAI21的連接目標(biāo)從現(xiàn)在的AR11切換到新的AR。
如在圖12中所示，這樣接收到切換指令的OAI21和核心網(wǎng)絡(luò)10把OAI21的連接目標(biāo)切換到新的AR12，并且此后AR12和OAI21通過線路41被連接。接著，當(dāng)切換到AR12完成時，在AR12上的定位信息和關(guān)于時間(切換時間)t2的信息被傳輸給MMF50。
MMF50從OAI21接收在新的AR12上的定位信息和關(guān)于切換時間t2的信息，并且累積地存儲它們(S24)。因?yàn)樵谶@個時間在新的AR上的定位信息和關(guān)于切換時間的信息已經(jīng)從兩個AI被接收到，S25得出一個肯定的判斷，操作前進(jìn)到S26。
在S26中，通過在NAI22的新的AR12上的定位信息與OAI21的新的AR12上的定位信息一致，速度跟蹤單元52A判明兩個AI22、21之間的切換是在同一個AR之間的切換。另外，速度跟蹤單元52A通過把預(yù)存儲的AI21、22之間的距離x除以兩個切換的切換時間差t(這里t等于(t2-t1))得到一個值，并且跟蹤這個作為屬于MN20的速度的值。接著在這個時間，速度跟蹤單元52A能夠跟蹤NAI22位于向前一側(cè)和OAI21位于向后一側(cè)的移動方向，作為MN20的移動方向。此外，在S27中，預(yù)報單元52B能根據(jù)MN20的移動速度和方向預(yù)報MN20的接著發(fā)生的移動和場強(qiáng)的變化。
另外，雖然在上面的說明中根據(jù)來自一個各AI的組合(這里是兩個AI21、22)的切換信息說明了MN的速度跟蹤，根據(jù)來自各AI的多個組合(這里是三個或更多的AI)的切換信息通過使用上述實(shí)際使用的技術(shù)，如在下邊詳細(xì)敘述的也能跟蹤MN的移動速度和方向。
也就是說，圖14的操作通過MMF50執(zhí)行。在S31和S32中，對各AI的多個組合中的每一個，速度跟蹤單元52A執(zhí)行上述的在圖10中的速度跟蹤操作。例如根據(jù)來自各AI的兩個組合的切換信息如在圖13中所示得到兩個速度矢量v1、v2。這里，每個速度矢量的方向等同于被跟蹤的移動方向，而每個速度矢量的大小與被跟蹤速度的值相等。
接著，速度跟蹤單元52A在S33中計算矢量和，并且在S34中根據(jù)得到的矢量跟蹤MN的移動方向和速度。在圖13的例子中，通過計算兩個速度矢量v1、v2的矢量和得到一個合成的矢量V，并且根據(jù)合成的矢量V的方向能夠跟蹤MN的移動方向，并且根據(jù)這個合成的矢量V的大小能夠跟蹤MN的速度。另外在S35中，預(yù)報單元52B能夠根據(jù)被跟蹤的MN20的移動速度和方向預(yù)報MN20的接著發(fā)生的移動和場強(qiáng)的變化。
如上所述，根據(jù)不論是來自各AI的一個組合(兩個AI)的切換信息還是來自各AI的多個組合(三個或更多AI)的切換信息都能跟蹤MN20的移動速度和方向，并且根據(jù)被跟蹤的信息預(yù)報接著發(fā)生的移動和場強(qiáng)的變化。因此，能夠獲得良好準(zhǔn)確度的切換預(yù)報信息，并且能更可靠地完成無縫切換。
另外，雖然在上述的實(shí)施例的每一個中說明了本發(fā)明被應(yīng)用于MN(移動網(wǎng)絡(luò))的情況，在本發(fā)明被應(yīng)用于MH(移動主機(jī))的情況下進(jìn)行類似的操作也能得到同樣的效果。
如上所述，按照本發(fā)明在通過多個存取接口進(jìn)行多宿主連接的移動主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的情況下，連接于每個存取接口的線路的通信質(zhì)量隨移動變化的特性引起人們的注意，一旦關(guān)于每個存取接口與核心網(wǎng)絡(luò)10連接狀態(tài)的信息被獲得或隨后的切換被預(yù)報，被選作為連接接口的存取接口根據(jù)這個連接狀態(tài)信息或隨后的切換預(yù)報信息動態(tài)地被變換。這樣，通常當(dāng)連接于每個存取接口的線路通信質(zhì)量的變化沒有被預(yù)報而切換等待發(fā)生時，通過根據(jù)連接狀態(tài)信息或切換預(yù)報信息通過動態(tài)變換存取接口使切換等待減至最小，能夠避免數(shù)據(jù)包丟失和完成無縫交接。
附圖標(biāo)記表1 移動通信系統(tǒng) 42線路10核心網(wǎng)絡(luò)10 50控制裝置(MMF)11存取路由器(AR) 51連接狀態(tài)獲得單元12存取路由器(AR) 51A 定位關(guān)系跟蹤單元20移動網(wǎng)絡(luò)(MN) 51B 信息接收單元21存取接口(AI) 52切換預(yù)報單元22存取接口(AI) 52A 速度跟蹤單元31移動主機(jī)(MH) 52B 預(yù)報單元32移動主機(jī)(MH) 53變換單元41線路 54下行鏈線路控制單元
權(quán)利要求
1.一種控制裝置，它與一移動主機(jī)或一包括多個移動主機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)和多個能相互連接的存取接口一起組成移動通信系統(tǒng)，其中每個存取接口都構(gòu)成一個用于在移動主機(jī)或移動網(wǎng)絡(luò)上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口，所述控制裝置用于控制在存取接口上有關(guān)與核心網(wǎng)絡(luò)的連接的切換，并包括用于從每個存取接口獲取關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的連接狀態(tài)獲得裝置；用于根據(jù)在每個存取接口上關(guān)于與核心網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的信息預(yù)報隨后發(fā)生的切換的切換預(yù)報裝置；以及用于當(dāng)根據(jù)在每個存取接口上關(guān)于與核心網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的信息或?qū)τ陔S后發(fā)生的切換的信息預(yù)報的預(yù)定條件被滿足時，按照預(yù)定的邏輯動態(tài)地變換被選作為連接接口的存取接口的變換裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，在動態(tài)變換存取接口時，變換裝置通過能保持預(yù)定的通信質(zhì)量的合適的存取接口繼續(xù)傳輸和接收數(shù)據(jù)，并且通過不同于導(dǎo)致存取接口進(jìn)入不能傳輸和接收數(shù)據(jù)的關(guān)斷狀態(tài)的合適接口的存取接口保持與核心網(wǎng)絡(luò)的連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，在動態(tài)變換存取接口時，當(dāng)移動主機(jī)與能夠預(yù)定的通信質(zhì)量的合適的存取接口連接時以及當(dāng)連接于移動主機(jī)的存取接口和合適的存取接口連接時，變換裝置繼續(xù)傳輸和接收數(shù)據(jù)；以及當(dāng)移動主機(jī)沒有與合適的存取接口連接以及連接于移動主機(jī)的存取接口沒有與合適的存取接口連接時，通過建立移動主機(jī)和合適的存取接口之間的連接或者連接于移動主機(jī)的存取接口與和合適的存取接口之間的連接來繼續(xù)通信。
4.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，還包括下行鏈線路控制裝置它這樣進(jìn)行控制，使得通過與合適的存取接口連接的在核心網(wǎng)絡(luò)中的存取路由器中的一個存取路由器傳輸控制來自核心網(wǎng)絡(luò)的下行鏈線路數(shù)據(jù)。
5.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，連接狀態(tài)獲得裝置包括用于跟蹤連接于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的所有存取接口的定位關(guān)系的定位關(guān)系跟蹤裝置，和用于接收關(guān)于每個存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的連接狀態(tài)信息和切換信息的信息接收裝置，其中切換信息包括用于識別在切換發(fā)生時前一存取路由器和目標(biāo)存取路由器的識別信息以及切換終了時間信息，這些信息由每個存取接口報告；以及，切換預(yù)報裝置包括用于根據(jù)這樣被跟蹤的每個存取接口的定位信息和這樣接收到的連接狀態(tài)信息和切換信息，按照預(yù)定的跟蹤邏輯跟蹤至少屬于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的速度信息的速度跟蹤裝置；和用于根據(jù)被跟蹤到的信息預(yù)報接著發(fā)生的移動和場強(qiáng)變化的預(yù)報裝置。
6.按照權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于，對于通過兩個存取接口進(jìn)行多宿主連接的移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)，在識別時，根據(jù)來自每個存取接口的、相鄰切換由同一個存取路由器執(zhí)行的切換信息，根據(jù)切換時間差t和相鄰切換的存取接口之間的距離x，控制裝置跟蹤作為從屬于移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的速度的、將距離X除以切換時間差t得到的值。
7.按照權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于，對于通過三個或更多個存取接口多宿主連接的移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)，在識別時，根據(jù)來自每個存取接口的、相鄰切換由同一個存取路由器執(zhí)行的切換信息，根據(jù)切換時間差t和相鄰的切換的存取接口之間的距離x的多個組合，控制裝置跟蹤鏈接兩個存取接口的并且首先被切換的存取接口位于前面作為移動方向的方向，以及對于每個組合用距離x除以切換時間差t得到的作為速度的值；以及求出每個組合的速度矢量的矢量和，并且通過這樣得到的矢量和跟蹤移動主機(jī)和移動網(wǎng)絡(luò)的移動方向和速度。
8.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述預(yù)定的條件是指存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的場強(qiáng)應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值。
9.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述預(yù)定的條件是指根據(jù)接著發(fā)生的移動預(yù)報的在存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的場強(qiáng)的預(yù)報值應(yīng)該小于一預(yù)定的閾值。
10.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述預(yù)定的邏輯是指從每個存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的場強(qiáng)中選擇一個與場強(qiáng)的最大值對應(yīng)的存取接口。
11.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述預(yù)定的邏輯是指從在每個存取接口和核心網(wǎng)絡(luò)之間的場強(qiáng)的預(yù)報值中選擇一個根據(jù)接著發(fā)生的移動預(yù)報而預(yù)報的與對場強(qiáng)最大值的預(yù)報值對應(yīng)的存取接口。
12.由一移動主機(jī)或一包括多個移動主機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)、多個可相互連接的其中每個都構(gòu)成一個用于在移動主機(jī)或移動網(wǎng)絡(luò)上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口的存取接口、和一個用于控制在存取接口上的有關(guān)與核心網(wǎng)絡(luò)的連接的切換的控制裝置組成的移動通信系統(tǒng)中的切換控制方法，其特征在于，當(dāng)根據(jù)在每個存取接口上的與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)或?qū)τ诮又l(fā)生的切換的預(yù)報信息滿足預(yù)定的條件時，控制裝置按照預(yù)定的邏輯動態(tài)地變換被選作為連接接口的存取接口。
13.由一移動主機(jī)或一包括多個移動主機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)、多個相互連接的其中每個都構(gòu)成一個用于在移動主機(jī)或移動網(wǎng)絡(luò)上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口的存取接口、和用于控制在存取接口上的有關(guān)與核心網(wǎng)絡(luò)的連接的切換的控制裝置組成的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括用于從每個存取接口獲得關(guān)于在每個接口上與核心網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的信息的連接狀態(tài)獲得裝置；用于根據(jù)關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)信息預(yù)報接著發(fā)生的切換的切換預(yù)報裝置；以及用于當(dāng)根據(jù)關(guān)于在每個存取接口上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)的信息或?qū)τ诮又l(fā)生的切換的預(yù)報信息滿足預(yù)定的條件時，按照預(yù)定的邏輯動態(tài)地變換被選作為連接接口的存取接口的變換裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是，在通過多宿主連接的移動網(wǎng)絡(luò)(MN)或移動主機(jī)(MH)進(jìn)行切換時通過把切換等待減至最小，來避免數(shù)據(jù)包丟失并完成無縫切換。本發(fā)明涉及一個由一個MN、多個其中每個都構(gòu)成一個在MN上與核心網(wǎng)絡(luò)連接的接口的AI、一個控制裝置(MMF)組成的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)根據(jù)在每個AI上與核心網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)或?qū)τ诮又l(fā)生的切換的預(yù)報信息滿足預(yù)定的條件時，MMF動態(tài)地變換被選作為連接接口的AI。在這樣做時，控制裝置通過一能夠保持預(yù)定的通信質(zhì)量的合適的AI繼續(xù)傳輸和接收數(shù)據(jù)，以及當(dāng)導(dǎo)致這個AI進(jìn)入不能傳輸和接收數(shù)據(jù)的關(guān)斷狀態(tài)時，保持另一AI與核心網(wǎng)絡(luò)的連接。
文檔編號H04L12/28GK1499795SQ200310104390
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者鈴木俊博, 川上博, 大倉昭人, 藪崎正實(shí), 人, 實(shí) 申請人:株式會社Ntt都科摩