專(zhuān)利名稱(chēng)：移動(dòng)ip中準(zhǔn)確觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)IP切換技術(shù)，尤指一種在移動(dòng)IP中準(zhǔn)確觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換的方法。
背景技術(shù)：
隨著因特網(wǎng)(Internet)的迅猛普及、便攜設(shè)備的大量使用、無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的快速發(fā)展、以及人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)性的增加，移動(dòng)用戶(hù)都希望能以一種更加靈活的方式隨時(shí)隨地的訪(fǎng)問(wèn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源和Internet資源，也就是說(shuō)，用戶(hù)產(chǎn)生了對(duì)主機(jī)移動(dòng)性的需求，希望主機(jī)在改變其所處位置時(shí)無(wú)需中斷已有的通信連接。為此，因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)定義了移動(dòng)IP(Mobile IP)，移動(dòng)IP是一個(gè)支持主機(jī)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)層解決方案，其主要思路是在不更改現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)路由方式和其它固定主機(jī)軟硬件的基礎(chǔ)上，提供一種位置跟蹤和IP數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，當(dāng)某主機(jī)移動(dòng)時(shí)，發(fā)向該主機(jī)的IP數(shù)據(jù)報(bào)文可以安全轉(zhuǎn)發(fā)到該主機(jī)當(dāng)前的位置。
移動(dòng)IP是一種在全球Internet上提供移動(dòng)功能的方案，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)在切換鏈路時(shí)仍可保持正在進(jìn)行的通信。移動(dòng)IP所提供的IP路由機(jī)制，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能以一個(gè)永久的IP地址連接到任何鏈路上。
移動(dòng)IP技術(shù)的推出，使移動(dòng)用戶(hù)在跨網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)和漫游中，實(shí)現(xiàn)了不用修改計(jì)算機(jī)原來(lái)的IP地址仍可繼續(xù)使用原網(wǎng)絡(luò)中一切資源的要求，它對(duì)用戶(hù)屏蔽了移動(dòng)中IP接入網(wǎng)絡(luò)變化所帶來(lái)的影響。簡(jiǎn)單的說(shuō)，移動(dòng)IP就是實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)中的平滑移動(dòng)與漫游功能。
圖1為移動(dòng)IP中各實(shí)體組成的基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，圖中所示的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10是指一個(gè)移動(dòng)的計(jì)算機(jī)或路由器，也可稱(chēng)為移動(dòng)主機(jī)(MH)，該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10移動(dòng)后仍能用原來(lái)的IP地址進(jìn)行通信；圖中所示的通信對(duì)端(CN)11為與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10通信的計(jì)算機(jī)，也可稱(chēng)為通信對(duì)端主機(jī)(CH)。參見(jiàn)圖1所示，針對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10而言，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10的歸屬網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)(HN)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10處于漫游狀態(tài)時(shí)所在的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為外地網(wǎng)絡(luò)(FN)，圖1中包含兩個(gè)外地網(wǎng)絡(luò)。分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10的永久IP地址稱(chēng)為家鄉(xiāng)地址(Home Address)，該地址不隨節(jié)點(diǎn)位置的變化而變化；在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的鏈路稱(chēng)為家鄉(xiāng)鏈路(HL)；運(yùn)行在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)上的路由器稱(chēng)為家鄉(xiāng)代理(HA，HomeAgent)12，負(fù)責(zé)保存移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置信息，同時(shí)還負(fù)責(zé)截獲發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的報(bào)文，并將報(bào)文以隧道方式轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置。在外地網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10所在的外地網(wǎng)絡(luò)的鏈路稱(chēng)為外地鏈路(FL)；運(yùn)行在外地網(wǎng)絡(luò)上的路由器稱(chēng)為外地代理(FA)，是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在外地網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送報(bào)文的缺省路由器，有時(shí)也提供隧道解封裝服務(wù)，圖1中包含分別屬于外地網(wǎng)絡(luò)1和外地網(wǎng)絡(luò)2的外部代理13和外部代理14。
仍以圖1為例，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)漫游到外地網(wǎng)絡(luò)1或從外地網(wǎng)絡(luò)1漫游到外地網(wǎng)絡(luò)2時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10就會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)切換，通常的切換過(guò)程是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10根據(jù)當(dāng)前檢測(cè)到的信息發(fā)現(xiàn)自身進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò)后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10會(huì)通過(guò)接收外地代理發(fā)送的代理廣播消息、或通過(guò)動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)等方式獲得一個(gè)轉(zhuǎn)交地址，以此轉(zhuǎn)交地址標(biāo)識(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10當(dāng)前所處的位置。該轉(zhuǎn)交地址可以是外地代理轉(zhuǎn)交地址，即外地代理的IP地址；也可以是配置轉(zhuǎn)交地址，即外地網(wǎng)絡(luò)上分配的一個(gè)IP地址。獲得轉(zhuǎn)交地址后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10再通過(guò)外地代理提供的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能向自己的家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊(cè)，通知家鄉(xiāng)代理自己當(dāng)前的轉(zhuǎn)交地址。也就是說(shuō)，每當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置發(fā)生變化時(shí)，都要重新向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊(cè)，更新其位置信息，以使家鄉(xiāng)代理能隨時(shí)獲知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置信息。
由于移動(dòng)IP是網(wǎng)絡(luò)層解決方案，上面所述的切換過(guò)程全部是在網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行的，所以，網(wǎng)絡(luò)層要自己先判斷出是否切換，再進(jìn)行相應(yīng)處理?，F(xiàn)有技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)層判斷是否進(jìn)行切換主要有三種方式第一種是代理廣告該方法的判斷基于代理廣告中因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議(ICMP)路由廣告部分的生命周期(Lifetime)域。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)記錄收到的所有代理廣告的Lifetime，直至Lifetime到時(shí)。如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在某個(gè)Lifetime內(nèi)沒(méi)有收到對(duì)應(yīng)代理的下一個(gè)廣告，則認(rèn)為已經(jīng)與該代理失去聯(lián)系；如果在Lifetime未到時(shí)就收到對(duì)應(yīng)代理的下一個(gè)廣告，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以立即嘗試向該代理注冊(cè)。
第二種是使用網(wǎng)絡(luò)前綴在某些情況下，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以使用代理廣告中的Prefix-Lengths擴(kuò)展，來(lái)確定新收到的代理廣告是否來(lái)自與自身當(dāng)前轉(zhuǎn)交地址相同的網(wǎng)絡(luò)，如果前綴不同，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以認(rèn)為自身已移動(dòng)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
第三種是通過(guò)路由請(qǐng)求移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)送路由請(qǐng)求消息來(lái)尋找新的代理，通過(guò)返回的路由應(yīng)答來(lái)判斷是否發(fā)生了切換。
以上三種方式都是網(wǎng)絡(luò)層的判斷，但實(shí)際上移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的切換還包括低層即物理層和鏈路層的切換，并且，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)IP協(xié)議，只有當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在低層的切換完成后，才開(kāi)始網(wǎng)絡(luò)層切換。更明確地說(shuō)就是，只有在物理層和鏈路層斷開(kāi)了原有網(wǎng)絡(luò)連接、建立了新連接后才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換，而在網(wǎng)絡(luò)層切換前原來(lái)的連接已經(jīng)斷掉，但網(wǎng)絡(luò)層并不能察覺(jué)，因此，這種切換過(guò)程必然會(huì)造成切換時(shí)延和整體通信恢復(fù)的周期延長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致丟包。
為縮短切換時(shí)延、減少丟包，目前已有研究機(jī)構(gòu)提出將二層即鏈路層切換和三層即網(wǎng)絡(luò)層切換結(jié)合起來(lái)，將二層切換事件通知給三層，例如IETF一個(gè)低延時(shí)切換草案中提出的二層觸發(fā)方式。但此草案的重點(diǎn)在三層的切換處理上，所以它只是提出一個(gè)概念，未定義二層觸發(fā)的參數(shù)和條件，未具體給出如何獲得和使用二層觸發(fā)。
此外，二層以下的切換是在每次變更基站時(shí)均會(huì)進(jìn)行的，如果簡(jiǎn)單的根據(jù)新基站出現(xiàn)就觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換，又會(huì)使某移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在同一無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)的不同基站之間頻繁進(jìn)行切換。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種移動(dòng)IP中準(zhǔn)確觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換的方法，使低層能主動(dòng)準(zhǔn)確地觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層啟動(dòng)切換，進(jìn)而在避免發(fā)生誤切換的同時(shí)，提高切換速度，減少丟包。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種移動(dòng)IP中準(zhǔn)確觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換的方法，該方法包括以下步驟a.當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的所有基站的選定觸發(fā)參數(shù)的信息；b.判斷所檢測(cè)到的觸發(fā)參數(shù)信息是否滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，如果滿(mǎn)足，則執(zhí)行步驟c；否則，返回步驟a；c.當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷當(dāng)前滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站是否屬于自身當(dāng)前所在子網(wǎng)，如果不屬于，則主動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換；否則返回步驟a。
該方法進(jìn)一步包括當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲取并存儲(chǔ)當(dāng)前所處子網(wǎng)的所有基站信息，并實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站的基站信息；則步驟c所述判斷為當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站的基站信息與自身存儲(chǔ)的所有基站的基站信息進(jìn)行匹配，如果均不匹配，則滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站不屬于當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所在子網(wǎng)，否則屬于當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所在子網(wǎng)。
該方法還進(jìn)一步包括預(yù)先選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)，并設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件。其中，所設(shè)置的觸發(fā)條件引起的觸發(fā)時(shí)間提前于物理層自動(dòng)切換的時(shí)間。所述設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件為設(shè)置所選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)的閾值。
上述方案中，所述選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷是否進(jìn)行物理層切換所用的物理層參數(shù)信息。所述選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)為接收信號(hào)強(qiáng)度、或?yàn)樾旁氡取?br> 上述方案中，所述基站信息為確定當(dāng)前基站子網(wǎng)歸屬的基站標(biāo)志。所述基站信息為基站標(biāo)識(shí)ID、或?yàn)榛舅鶎僮泳W(wǎng)的服務(wù)集標(biāo)識(shí)SSID、或基站的MAC地址。
上述方案中，步驟a中所述獲取基站信息具體包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向當(dāng)前所在于網(wǎng)的代理發(fā)送攜帶有請(qǐng)求獲取所有基站信息指示的注冊(cè)請(qǐng)求消息，收到所述注冊(cè)請(qǐng)求的代理向發(fā)起注冊(cè)請(qǐng)求的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)返回?cái)y帶有當(dāng)前子網(wǎng)中所有基站的信息的注冊(cè)應(yīng)答消息。其中，所述請(qǐng)求獲取所有基站信息的指示放置于注冊(cè)請(qǐng)求消息的擴(kuò)展域中；所述所有基站的信息放置于注冊(cè)應(yīng)答消息的擴(kuò)展域中。
上述方案中，步驟a中所述獲取基站信息具體包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從當(dāng)前所屬基站下發(fā)的消息中提取自身當(dāng)前所屬子網(wǎng)的服務(wù)集標(biāo)識(shí)SSID。
本發(fā)明所提供的一種移動(dòng)IP中準(zhǔn)確觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換的方法，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1)本發(fā)明利用檢測(cè)到的物理層信道的相關(guān)信息作為網(wǎng)絡(luò)層切換的觸發(fā)條件，將網(wǎng)絡(luò)層切換提前于低層切換進(jìn)行，能夠縮短網(wǎng)絡(luò)層切換判斷的時(shí)間，從根本上提高切換速度，且有效減少丟包。
2)本發(fā)明中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的基站信息，判斷自身是否在不同子網(wǎng)之間切換，如此，不僅提高了切換判斷的準(zhǔn)確度，而且避免了由于低層切換信息頻繁觸發(fā)而造成網(wǎng)絡(luò)層的盲目切換。
3)本發(fā)明是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)IP協(xié)議的擴(kuò)展，僅對(duì)現(xiàn)有處理進(jìn)行了微小改動(dòng)，與標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)IP系統(tǒng)完全兼容，因此，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便，且易于在現(xiàn)有的移動(dòng)IP系統(tǒng)上進(jìn)行功能擴(kuò)展。


圖1為移動(dòng)IP中各實(shí)體組成的基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明定義的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換時(shí)物理層信道信息的觸發(fā)時(shí)機(jī)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的處理流程圖；圖4為實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將物理層信道的相關(guān)信息作為觸發(fā)條件，并結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的基站信息，判斷是否需要觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換。
其中，將物理層信道的相關(guān)信息作為觸發(fā)條件是指移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定時(shí)檢測(cè)自身當(dāng)前所在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，獲得相關(guān)的物理層信道信息，從中選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)，并針對(duì)觸發(fā)參數(shù)定義觸發(fā)條件，那么，當(dāng)發(fā)現(xiàn)新基站時(shí)，就判斷新發(fā)現(xiàn)的基站的觸發(fā)參數(shù)是否滿(mǎn)足觸發(fā)條件。
這里，所述物理層信道信息為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷是否進(jìn)行物理層切換所用的參數(shù)信息，包括當(dāng)前所連接到的基站的ID、可用的基本服務(wù)集列表、接收到的信號(hào)強(qiáng)度、信噪比等等；可從上述物理層信道信息任選一種或幾種作為觸發(fā)參數(shù)，通常是選定接收信號(hào)強(qiáng)度、或信噪比作為觸發(fā)參數(shù)；所述的觸發(fā)條件是指預(yù)先設(shè)定所選定觸發(fā)參數(shù)對(duì)應(yīng)的閾值，比如選定信噪比為觸發(fā)參數(shù)，觸發(fā)條件設(shè)置為設(shè)定信噪比閾值為SIR1，那么，如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的信噪比值大于SIR1，就啟動(dòng)觸發(fā)。所設(shè)置的觸發(fā)條件必須保證利用本觸發(fā)條件而引起的觸發(fā)時(shí)間提前于物理層自動(dòng)切換的時(shí)間，如圖2所示，時(shí)刻22為現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行切換的起始時(shí)刻，時(shí)刻21為本發(fā)明中設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)層切換的觸發(fā)時(shí)刻。
但是，上述觸發(fā)可能只是完成同一子網(wǎng)內(nèi)不同基站之間的切換，也就是說(shuō)，如果僅根據(jù)此觸發(fā)條件觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換，會(huì)導(dǎo)致很多無(wú)謂的切換，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能，消耗系統(tǒng)資源。因此，本發(fā)明還結(jié)合移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所在子網(wǎng)內(nèi)的基站信息，將當(dāng)前子網(wǎng)的基站信息作為判斷依據(jù)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)判斷新出現(xiàn)的基站是否屬于新的無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)，若屬于新的無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)則啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)層切換，否則不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換。
如圖3所示，本發(fā)明中觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行切換的方法包括以下步驟步驟301移動(dòng)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的所有基站的預(yù)先選定的觸發(fā)參數(shù)的信息。這里，觸發(fā)參數(shù)可以是接收信號(hào)強(qiáng)度、信噪比等等。那么，如果以信噪比作為觸發(fā)參數(shù)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站信號(hào)的信噪比變化情況。
在本發(fā)明方法執(zhí)行前，要預(yù)先選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)，并設(shè)置好觸發(fā)條件，也就是設(shè)置好觸發(fā)參數(shù)的閾值。
步驟302移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷所檢測(cè)到的觸發(fā)參數(shù)信息是否滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，如果滿(mǎn)足，則執(zhí)行步驟303；否則，返回步驟301。
步驟303～304移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站是否屬于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所在子網(wǎng)，如果屬于，則返回步驟301，如果不屬于，則主動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換。
這里，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)比較基站信息來(lái)判定滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站是否屬于自身當(dāng)前所在子網(wǎng)。這種情況下，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)要定時(shí)搜索，獲取并存儲(chǔ)當(dāng)前所在子網(wǎng)的所有基站信息，并實(shí)時(shí)搜索獲取當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站的基站信息。所述的基站信息是指能標(biāo)識(shí)每個(gè)基站子網(wǎng)歸屬的信息，即當(dāng)前基站屬于哪個(gè)子網(wǎng)的標(biāo)識(shí)信息，比如基站ID、基站所屬子網(wǎng)的服務(wù)集標(biāo)識(shí)(SSID)等等。所述定時(shí)搜索的時(shí)間周期可根據(jù)實(shí)際情況任意設(shè)定，比如根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速率設(shè)定；如果時(shí)間周期設(shè)置為零，則進(jìn)行實(shí)時(shí)搜索。
那么，所述判斷就是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將當(dāng)前所有滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站的基站信息與自身存儲(chǔ)的當(dāng)前所在子網(wǎng)內(nèi)的所有基站信息匹配，如果能匹配上，則返回步驟301，如果均不匹配，則主動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換。
下面以?xún)蓚€(gè)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)實(shí)施例均以移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中的移動(dòng)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖4為兩個(gè)實(shí)施例所采用的移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，圖4中包括兩個(gè)子網(wǎng)，即子網(wǎng)1和子網(wǎng)2，子網(wǎng)1中包含兩個(gè)無(wú)線(xiàn)基站接入點(diǎn)(AP)1和AP2，子網(wǎng)2中有一個(gè)基站--AP3，三個(gè)虛線(xiàn)圓分別表示AP1、AP2和AP3的覆蓋區(qū)域。便攜計(jì)算機(jī)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41的移動(dòng)軌跡如點(diǎn)劃線(xiàn)42所示，從AP1移動(dòng)到AP2再移動(dòng)到AP3。對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41來(lái)說(shuō)，子網(wǎng)1和子網(wǎng)2都是它的外地網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)1中的代理為外地代理1，子網(wǎng)2中的代理為外地代理2。
實(shí)施例一本實(shí)施例中選用信噪比為觸發(fā)參數(shù)，觸發(fā)條件是新發(fā)現(xiàn)的AP的信噪比高于現(xiàn)在的AP。本實(shí)施例中判斷是否出現(xiàn)新無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)的依據(jù)是通過(guò)外地代理傳遞給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的本子網(wǎng)內(nèi)的AP信息。那么，本實(shí)施例是結(jié)合檢測(cè)的信噪比大小和獲取的AP信息共同判定是否觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換。
由于標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)IP協(xié)議對(duì)注冊(cè)消息的定義留有擴(kuò)展域，如表一、表二所示，表一為注冊(cè)請(qǐng)求消息的消息格式，表二為注冊(cè)應(yīng)答消息的消息格式，因此，外地代理與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間關(guān)于基站信息的傳遞可以利用注冊(cè)消息的擴(kuò)展域。

表一

表二本實(shí)施例中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41獲取當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)AP信息的過(guò)程是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41向當(dāng)前所在子網(wǎng)的代理發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求消息，該注冊(cè)請(qǐng)求中攜帶有請(qǐng)求傳遞當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)所有基站信息的指示，所述指示放置在注冊(cè)請(qǐng)求消息的擴(kuò)展域中；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41當(dāng)前所在子網(wǎng)的代理收到注冊(cè)請(qǐng)求后，向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41回送攜帶有當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)所有基站信息的注冊(cè)應(yīng)答消息，同樣，所有基站信息也放置在注冊(cè)應(yīng)答消息的擴(kuò)展域中。具體來(lái)說(shuō)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41在A(yíng)P1或AP2中時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41就向FA1發(fā)送攜帶有請(qǐng)求傳遞當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)所有基站信息指示的注冊(cè)請(qǐng)求；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41在A(yíng)P3中時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41就向FA2發(fā)送攜帶有請(qǐng)求傳遞當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)所有基站信息指示的注冊(cè)請(qǐng)求。
那么，注冊(cè)消息的具體擴(kuò)展方法是在注冊(cè)請(qǐng)求消息的擴(kuò)展域中添加一項(xiàng)，并為該項(xiàng)設(shè)定一個(gè)特定值，代表移動(dòng)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求外地代理傳遞本子網(wǎng)內(nèi)基站的信息，比如設(shè)定一個(gè)類(lèi)型項(xiàng)，并將類(lèi)型值定義為39，如表三所示。當(dāng)然，如果某移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，同樣可以向家鄉(xiāng)代理發(fā)送攜帶有特定類(lèi)型值的注冊(cè)請(qǐng)求。

表三相應(yīng)地，在注冊(cè)應(yīng)答消息的擴(kuò)展域中添加一項(xiàng)，用于攜帶當(dāng)前子網(wǎng)所有基站的信息，如表四所示。

表四表四中，類(lèi)型表示該注冊(cè)應(yīng)答消息中攜帶有基站信息，類(lèi)型值與注冊(cè)請(qǐng)求消息中的類(lèi)型值相同，比如類(lèi)型值為39；數(shù)量表示本子網(wǎng)內(nèi)基站的個(gè)數(shù)；字節(jié)數(shù)表示一個(gè)基站信息所需占用的字節(jié)數(shù)，表四中假定為四個(gè)字節(jié)；基站1至基站n的標(biāo)志信息為基站信息，可以是基站的ID、介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)地址等，只要是能唯一標(biāo)識(shí)某個(gè)基站的信息都可以。
外地代理和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41之間交互過(guò)程是這樣外地代理通過(guò)定時(shí)搜索所在子網(wǎng)的基站，獲得并存儲(chǔ)本子網(wǎng)內(nèi)所有基站的信息，并定時(shí)更新。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41向外地代理注冊(cè)時(shí)，如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41在注冊(cè)請(qǐng)求的擴(kuò)展項(xiàng)中請(qǐng)求基站信息，則外地代理就將其存儲(chǔ)的子網(wǎng)內(nèi)所有基站的信息傳給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41將其保存下來(lái)。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41接到物理層的觸發(fā)消息后，就將當(dāng)前檢測(cè)到的新基站信息與自身存儲(chǔ)的子網(wǎng)內(nèi)所有基站的信息進(jìn)行匹配，如果匹配不成功，則說(shuō)明移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41進(jìn)入了新的子網(wǎng)，則觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換；否則說(shuō)明移動(dòng)節(jié)點(diǎn)還是在同一子網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)，不觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換。
為防止當(dāng)前所處子網(wǎng)內(nèi)的基站數(shù)量發(fā)生變化，例如關(guān)閉一個(gè)基站、新增加一個(gè)基站等情況，除外地代理定時(shí)更新以外，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41還可以定時(shí)請(qǐng)求外地代理傳遞當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)所有基站的信息。由于標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)IP協(xié)議中的注冊(cè)請(qǐng)求也是要定時(shí)發(fā)送的，因此可以直接利用定時(shí)的注冊(cè)請(qǐng)求來(lái)定時(shí)請(qǐng)求基站信息。
移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41一旦進(jìn)入新的子網(wǎng)，原子網(wǎng)的基站信息就將被新子網(wǎng)的信息所代替。但對(duì)于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的基站信息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41必須一直保存，因?yàn)閷?duì)于網(wǎng)絡(luò)層來(lái)說(shuō)，回到家鄉(xiāng)的處理可能與在不同外地網(wǎng)絡(luò)之間切換有區(qū)別。
如圖4所示，外地代理FA1和外地代理FA2定時(shí)搜索，獲得子網(wǎng)內(nèi)所有AP的MAC地址；當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41進(jìn)入子網(wǎng)1向外地代理FA1注冊(cè)，并請(qǐng)求當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)的AP信息時(shí)，外地代理FA1將AP1、AP2的MAC地址填入注冊(cè)應(yīng)答的擴(kuò)展域中傳給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41，此時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41就保存了AP1和AP2的MAC地址。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41在子網(wǎng)1內(nèi)移動(dòng)，即從AP1向AP2移動(dòng)時(shí)，會(huì)在移動(dòng)過(guò)程中離AP2距離越來(lái)越近，AP2的信噪比會(huì)滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，此時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41不會(huì)馬上觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換，而是將AP2的MAC地址與自身保存的當(dāng)前子網(wǎng)中所有AP的MAC地址進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)AP2的MAC地址與其中一個(gè)AP的相等，因此判斷出AP2與AP1屬于同一子網(wǎng)，于是，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41就不會(huì)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換。可見(jiàn)，本發(fā)明的方法可避免不必要的網(wǎng)絡(luò)層的切換觸發(fā)。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41從AP2移入AP3，即從子網(wǎng)1進(jìn)入子網(wǎng)2時(shí)，如果按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)IP協(xié)議，只有在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41完全與子網(wǎng)1中的AP斷掉連接后，它才能重新尋找新的AP建立連接，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層的切換。
而在本發(fā)明中，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41進(jìn)入子網(wǎng)2和子網(wǎng)1的交界部分時(shí)，隨著離AP3的距離變近，雖然此時(shí)原連接還可用，但移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41會(huì)發(fā)現(xiàn)AP3的信噪比已滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，此時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41再將當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的滿(mǎn)足觸發(fā)條件的AP3的MAC地址與自身當(dāng)前保存的當(dāng)前子網(wǎng)中所有AP的MAC地址進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)AP3的MAC地址與自身當(dāng)前保存的所有AP均不匹配，因此，可以確定AP3屬于新的子網(wǎng)，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41就主動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換。
實(shí)施例二本實(shí)施例中仍選用信噪比為觸發(fā)參數(shù)，觸發(fā)條件是新發(fā)現(xiàn)的AP的信噪比高于現(xiàn)在的AP。本實(shí)施例中判斷是否出現(xiàn)新無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)的依據(jù)是不同子網(wǎng)的SSID。本實(shí)施例是結(jié)合檢測(cè)的信噪比大小和獲取的子網(wǎng)SSID共同判定是否觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的前提是要求網(wǎng)絡(luò)配置相鄰無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)時(shí)采用不同的SSID，例如如果子網(wǎng)1與子網(wǎng)2相鄰，則配置子網(wǎng)1的SSID為Ssid1，子網(wǎng)2的SSID為Ssid2。
移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41會(huì)定時(shí)搜索，獲取當(dāng)前所處子網(wǎng)的子網(wǎng)SSID。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41在A(yíng)P1和AP2的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41獲取的所在子網(wǎng)1的SSID一直為Ssid1，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41保存的也是Ssid1。因此，雖然移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41從AP1向AP2移動(dòng)過(guò)程中，隨著距離AP2越來(lái)越近，AP2的信噪比會(huì)滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，但由于A(yíng)P2所屬子網(wǎng)的SSID與AP1所屬子網(wǎng)的SSID相等，所以可以判斷出AP2與AP1同屬一個(gè)子網(wǎng)，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41不會(huì)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換?？梢?jiàn)，本發(fā)明的方法能夠避免不必要的網(wǎng)絡(luò)層切換。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41進(jìn)入子網(wǎng)2與子網(wǎng)1的交界部分時(shí)，隨著離AP3的距離變近，雖然此時(shí)原連接還可用，但移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41會(huì)發(fā)現(xiàn)AP3的信噪比已滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，此時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41將滿(mǎn)足觸發(fā)條件的AP3所屬子網(wǎng)的SSID與Ssid1進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)所獲得的AP3所屬子網(wǎng)的SSID為Ssid2，與當(dāng)前子網(wǎng)1的SSID不同。因此，可以確定AP3屬于新的子網(wǎng)，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)41就主動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換。
本實(shí)施例中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲取子網(wǎng)SSID的方法是在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與AP之間的交互過(guò)程中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以從AP下發(fā)的消息中提取其所屬子網(wǎng)的SSID。
本發(fā)明中采用物理層信道的相關(guān)信息作為網(wǎng)絡(luò)層切換的觸發(fā)條件，將網(wǎng)絡(luò)層切換提前于低層切換進(jìn)行，縮短了網(wǎng)絡(luò)層切換判斷的時(shí)間，從根本上提高了切換速度；同時(shí)，本發(fā)明還根據(jù)當(dāng)前子網(wǎng)的基站信息判斷是否發(fā)現(xiàn)了新的無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)，而不是原無(wú)線(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)新的基站，從而提高了切換判斷的準(zhǔn)確度，避免了由于低層切換信息頻繁觸發(fā)而造成網(wǎng)絡(luò)層的盲目切換。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)IP中準(zhǔn)確觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的所有基站的選定觸發(fā)參數(shù)的信息；b.判斷所檢測(cè)到的觸發(fā)參數(shù)信息是否滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，如果滿(mǎn)足，則執(zhí)行步驟c；否則，返回步驟a；c.當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷當(dāng)前滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站是否屬于自身當(dāng)前所在子網(wǎng)，如果不屬于，則主動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換；否則返回步驟a。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲取并存儲(chǔ)當(dāng)前所處子網(wǎng)的所有基站信息，并實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站的基站信息；則步驟c所述判斷為當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站的基站信息與自身存儲(chǔ)的所有基站的基站信息進(jìn)行匹配，如果均不匹配，則滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站不屬于當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所在子網(wǎng)，否則屬于當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所在子網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括預(yù)先選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)，并設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所設(shè)置的觸發(fā)條件引起的觸發(fā)時(shí)間提前于物理層自動(dòng)切換的時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件為設(shè)置所選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)的閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷是否進(jìn)行物理層切換所用的物理層參數(shù)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述選定要檢測(cè)的觸發(fā)參數(shù)為接收信號(hào)強(qiáng)度、或?yàn)樾旁氡取?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站信息為基站標(biāo)識(shí)ID、或?yàn)榛舅鶎僮泳W(wǎng)的服務(wù)集標(biāo)識(shí)SSID、或基站的MAC地址。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的方法，其特征在于，步驟a中所述獲取基站信息具體包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向當(dāng)前所在子網(wǎng)的代理發(fā)送攜帶有請(qǐng)求獲取所有基站信息指示的注冊(cè)請(qǐng)求消息，收到所述注冊(cè)請(qǐng)求的代理向發(fā)起注冊(cè)請(qǐng)求的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)返回?cái)y帶有當(dāng)前子網(wǎng)中所有基站的信息的注冊(cè)應(yīng)答消息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述請(qǐng)求獲取所有基站信息的指示放置于注冊(cè)請(qǐng)求消息的擴(kuò)展域中；所述所有基站的信息放置于注冊(cè)應(yīng)答消息的擴(kuò)展域中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種移動(dòng)IP中準(zhǔn)確觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換的方法，包括以下步驟a.當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的所有基站的選定觸發(fā)參數(shù)的信息；b.判斷所檢測(cè)到的觸發(fā)參數(shù)信息是否滿(mǎn)足設(shè)定的觸發(fā)條件，如果滿(mǎn)足，則執(zhí)行步驟c；否則，返回步驟a；c.當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)判斷當(dāng)前滿(mǎn)足觸發(fā)條件的基站是否屬于當(dāng)前所在子網(wǎng)，如果不屬于，則主動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換；否則返回步驟a。該方法使低層能主動(dòng)準(zhǔn)確地觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層啟動(dòng)切換，進(jìn)而在避免發(fā)生誤切換的同時(shí)，提高切換速度，減少丟包。
文檔編號(hào)H04W80/04GK1582049SQ20041004231
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者夏寅賁, 張大偉, 田霖, 李未 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)