專利名稱：：一種基于會話邊緣控制設備sbc的無線異構網垂直切換控制方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于移動通信領域，涉及應用層移動性管理，尤其涉及多模移動終端多媒體業(yè)務中一種基于邊界會話控制設備(SBC)的無線異構網垂直切換控制方法。
背景技術：
：伴隨著通信技術的飛速發(fā)展和無線接入技術的不斷創(chuàng)新，下一代無線網絡的接入手段更加豐富，網絡融合的部署和規(guī)劃更加復雜，多種無線接入結束與制式共存，互補構成有機的整體，共同為用戶提供無處不在、無時不在的泛在信息通信服務。因此，移動管理技術也隨之發(fā)生深刻變革，應支持用戶跨越異構接入網絡、跨越不同的網絡運營商、不同的服務提供商的移動，保證用戶的無縫業(yè)務訪問和最佳服務體驗。切換歷來是移動性管理中的關鍵技術之一，在泛在、異構的網絡環(huán)境中，切換控制技術也從同種接入技術之間的水平切換轉移到異構接入技術之間的垂直切換。跨越異構接入網絡的垂直切換是未來泛在網絡移動性管理中的研究重點，用于保證用戶跨越異構網絡移動時的會話連接性。無縫切換是下一代無線網絡的目標，而現有的無縫切換還只適用于同構網絡環(huán)境，實現異構網絡間的無縫垂直切換與同構環(huán)境的無縫水平切換存在很大差異，主要體現在以下幾點1、強調接入點的變化，而接入點變化并不-—定由終端移動引起的物理位置變化引起的，還可能由接入技術的變化引起的，因此可能是靜態(tài)的。2、垂直切換判決因素不只限于終端所接收的物理信號強度(RSS，ReceivedSignalStrength)，因為切換前后網絡特征差異大，網絡間的RSS指標沒有可比性。3、垂直切換與水平切換中網絡發(fā)起切換的終端被動控制方式不同，允許用戶根據個人偏好或QoS的考慮主動發(fā)起切換，切換中允許用戶參與控制。4、垂直切換涉及多種異構的鏈路層接入技術，應保證獨立于底層接入技術，而水平切換的鏈路轉換常在鏈路層實現，局限于單一的無線接入技術，不能適應未來多模終端移動性場景和有效支持異構無線網絡間的切換，因此基于移動IP、SIP等協議的高層移動性管理成為未來大勢所趨?，F有的垂直切換實施方法主要面臨以下幾個方面的問題1、由于IPv6還沒有廣泛應用，而現有的IPv4環(huán)境大多數商用運營無線網絡都是使用具有重疊地址空間的私網IP地址，并通過防火墻/NAT的方式連入核心網絡。因此，要實現異構網絡垂直切換就必須解決防火墻/NAT的穿越問題。2、由于蜂窩網絡中的移動交換中心MSC、基站等都不支持高層移動性，因此移動IP、SIP協議等高層垂直切換方案需要引入家鄉(xiāng)代理、外部代理等新的移動性管理網元，難以充分利用已有的電信基礎設施實現平滑過渡，并缺乏對多模終端的垂直切換管理機制。3、當今的高層垂直切換方案本身都存在一些缺陷，如移動IP和SIP協議則存在較大的切換延遲和較高的丟包率，嚴重影響垂直切換性能，這在對時延敏感和服務質量(QoS)要求較高的UDP實時多媒體業(yè)務是難以容忍的。邊界會話控制器(SBC)是部署在兩個服務提供商的對等網絡間或者位于接入網和核心網邊界處為實現網絡互聯互通存在的邊界問題而產生的一種網絡設備，工作于軟交換結構中的接入控制層，本質上是話音及多媒體通信的IP到IP的網關，是現網絡間的無縫連接最有效的方式之一。SBC非常適合這種異構無線接入網之間進行互聯互通的應用場景，可實現NAT/Firewall穿越、運營商網絡拓撲隱藏、安全保護、網絡管理和協議修復及互通等功能。SBC—般使用SIP信令協議。SBC網絡互聯互通和防火墻/NAT穿越的強大功能和處于網絡邊界的有利部署位置特別適合作為異構無線網絡環(huán)境下的快速垂直切換管理設備，而目前的SBC設備基本功能中通常不包含移動性管理，在SBC上平滑拓展出移動性管理功能實現異構網絡間的垂直切換具有一定的現實意義和可行性。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于邊界會話控制器(SBC)的無線異構網垂直切換控制方法，它不需要改動原網絡的結構和網元部署，能夠簡單快捷的實現多模移動終端的多媒體業(yè)務在GSM、WLAN、3G等無線異構網間的快速垂直切換，減少了垂直切換延遲和丟包率。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是借助在無線接入網邊界廣泛部署的SBC作為固定移動錨點，針對多模移動終端MT(MobileTerminal)應用于異構網絡中的多媒體業(yè)務，充分利用SBC在網絡邊界十.的SIP信令流和RTP媒體流代理能力，平滑的拓展出移動性管理服務功能，通過在多模終端部署的移動性管理客戶端和在SBC上部署的移動性管理服務器之間規(guī)范以及拓展的移動管理SIP信令交互，實現多模移動終端的多媒體業(yè)務在GSM、WLAN、3G等無線異構網間的快速垂直切換，減少了垂直切換延遲和丟包率。在本發(fā)明中，移動終端MT為多模手機，提供多個不同無線網絡的接入接口，并且假定MT能可靠的接入WLAN或者3G等多種無線網絡，即MT上的無線網絡接口能可靠的完成對應無線網絡的鏈路層切換并能獲取和配置MT在每個無線網絡中的網絡地址等信息，IP地址獲取和配置可通過DHCP等方式實現。目前3GPP、3GPP2和MWIF等無線組織都已經決定采用SIP作為IP多媒體域的工作協議，目標是對Internet的所有成功服務提供無處不在的接入，將來所有的移動設備都將包含一個SIP用戶代理，本發(fā)明中多模手機同樣配備了SIP用戶代理。同時本地核心網可以是3G的IMS域，Internet公網等，其中包括SIP核心網絡。SIP核心網由SIP注冊服務器、定位服務器、AAA服務器、SIP代理服務器和SIP重定向服務器等等構成，并假設對于移動終端MT的認證、注冊信息都能在此正確處理。SBC部署在網絡邊界，作為一個無線私網中用戶信令和媒體會話接入公網的媒介節(jié)點，是一個背靠背的用戶代理。其基本架構一般包括兩個主要的功能模塊SIP信令代理(SP，SingnalingProxy)和RTP媒體轉發(fā)(MP,MediaProxy)，分別記做SBC-SP和SBC-MP。其中SBC-SP負責處理SIP會話信令，而SBC-MP負責對媒體流進行控制，SBC-SP和SBC-MP之間可以使用特定的協議和接口來交換信息。通信對端CT(CorrespondingTerminal)表示和移動終端通信的相關終端。本發(fā)明所提供的無線異構網垂直切換控制方法包括以下具體步驟步驟1、在多模移動終端安裝移動性管理客戶端MMC軟件和在SBC安裝移動性管理服務器軟件；步驟2、多模移動終端開機時候，MMC發(fā)起網絡選擇過程，獲得所在位置的可用無線網絡狀態(tài)信息，并選擇一個最合適的無線接口作為當前工作無線接口；步驟3、多模移動終端的SIP用戶代理向移動性管理客戶端MMC發(fā)送初始化注冊請求，移動性管理客戶端MMC使用當前工作無線接口啟動初始化注冊過程，向SBC發(fā)送初始化注冊消息REGISTER,SBC控制完成后續(xù)注冊、認證和鑒權；步驟4、移動性管理客戶端MMC控制所有可用無線接口進行周期性注冊或者接口?；?，向移動性管理服務器MMS發(fā)送心跳消息UDP啞元包或者周期性注冊消息T-REGISTER，注冊消息包含當前無線接口的IP和端口、NAT的IP和端口地址，移動性管理服務器MMS據此維護終端信息庫；步驟5、若處于待機狀態(tài)的多模移動終端發(fā)生垂直移動時，MMC經切換判決后向移動性管理服務器MMS發(fā)起待機狀態(tài)下的垂直切換過程；該待機狀態(tài)下的垂直切換過程包括移動性管理客戶端MMC在新的無線接口向移動性管理服務器MMS發(fā)送Re-REGISTER消息；移動性管理服務器MMS收到Re-REGISTER消息后在終端信息庫中進行位置更新；移動性管理客戶端MMC對原無線接口按需要進行?；罨蜃N等處理，并在新的無線接口周期性發(fā)送T-REGISTER消息；步驟6、當移動性管理服務器MMS收到外來的發(fā)往該多模移動終端用戶的呼叫請求消息時，移動性管理服務器MMS査詢終端信息庫，將INVITE請求發(fā)往多模終端當前使用的無線接口，從而按標準的SIP呼叫建立流程建立會話；步驟7、會話建立后，多模移動終端MT和通信對端CT之間的RTP媒體流在移動性管理服務器MMS和移動性管理客戶端MMC之間的有線或/和無線連接路徑傳輸；步驟8、若多模移動終端發(fā)生垂直移動時，移動性管理客戶端MMC經切換判決后向移動性管理服務器MMS發(fā)起會話狀態(tài)下的垂直切換過程；該會話狀態(tài)下的垂直切換過程包括移動性管理客戶端MMC在新的無線接口向MMS發(fā)送一個HANDOVER消息，移動性管理服務器MMS收到HANDOVER消息后將CT發(fā)往多模移動終端原無線接口的RTP媒體流復制一份發(fā)往新的無線接口，實現切換暫態(tài)過程RTP流的雙播，垂直切換完成后，移動性管理服務器MMS控制RTP媒體流只發(fā)往新的無線接口，而不發(fā)往原來的無線接口，同時更新終端信息庫?；谏鲜鼋鉀Q方案，本發(fā)明利用SBC作為MT和CT之間傳輸路徑上的移動錨點，不僅解決了IPv4環(huán)境下防火墻/NAT穿越問題，也實現了異構無線網絡垂直切換管理的平滑過渡。同時，發(fā)生垂直切換時切換信令不用發(fā)往外域的通信對端CT，而只需要發(fā)送到本域SBC上的MMS就能完成切換過程，縮短了信令傳輸路徑，大大減少了切換延遲，同時在切換暫態(tài)過程中通過SBC上的MMS使用會話鉤子對RTP媒體包的控制實現媒體流向多模移動終端垂直切換前后網絡地址的雙播，減小了垂直切換丟包率，增強了切換性能。因此，本發(fā)明有效的解決基于了垂直切換實施方法中的三個主要問題。圖1為本發(fā)明的應用場景示意圖。圖2為本發(fā)明設計的客戶端/服務器模式的垂直切換系統(tǒng)結構圖。圖3為拓展的移動性管理服務器的SBC功能結構圖。圖4為MT中的移動性管理客戶端結構圖。圖5為移動終端MT分別在WLAN和3G網絡間的與通信終端CT的通信及垂直切換過程圖。圖6為實施異構網垂直切換的基本流程圖。圖7為移動性管理客戶端MMC垂直切換判決策略的示意圖。圖8為移動終端的初始注冊過程圖。圖9為移動終端的周期性注冊過程圖。圖IO為待機狀態(tài)下實施垂直切換的過程圖。圖11的移動終端MT和通信終端CT之間會話過程圖。圖12為靜默無線接口?；钸^程圖。圖13為垂直切換雙播RTP媒體流使用的會話鉤子程序執(zhí)行示意圖。圖14為會話過程中實施垂直切換的過程示意圖。具體實施例方式下面以結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。如圖1所示，異構網以無線局域網WLAN和3G網絡為例，設圖1中無線接入網1為3G網絡，無線接入網2為WLAN網絡，移動終端MT從無線網絡1覆蓋區(qū)域移動進入無線網絡1和2的重疊覆蓋區(qū)域時候，發(fā)生垂直切換，從原無線網絡l接入鏈路切換到無線網絡2接入鏈路，MT切換前后分別記作MT1和MT2，使用的無線接入點分別記作API和AP2，無線網絡1和無線網絡2使用私有地址分別通過NAT1和NAT2接入核心網。整個垂直切換過程由SBC控制完成。在多媒體通信業(yè)務過程中發(fā)生的垂直切換前后，私網側網絡連接發(fā)生改變，而公網側SBC和通信終端之間的網絡連接不變，由SBC完成MT由原網絡接入點到目標網絡接入點的信令和媒體重定向。現今絕大多數無線接入網絡使用私有IP地址并通過NAT連接，本發(fā)明應用場景也是如此，并且主要關注WLAN和3G網絡間的垂直切換。特別說明的是本發(fā)明以WLAN和3G網絡為例進行說明，但該實例不應理解為對本發(fā)明的限制，對GSM、CDMA、802.15等基于不同接入的無線網絡使用SBC等代理設備進行互連的網絡環(huán)境均適用。圖2所示為本發(fā)明設計的客戶端/服務器模式的垂直切換系統(tǒng)結構。在每個多模終端MT中部署一個移動管理客戶端MMC，由于移動性管理客戶端與SIP用戶代理同處于MT上，移動性管理客戶端可作為SIP用戶代理的外埠代理(OutboundProxy)，實現移動性管理和NAT穿越功能，整個垂直切換過程對SIP用戶代理來講也是透明的。在SBC中在原有SIP信令代理、RTP媒體代理的基礎上，新部署一個移動性管理服務器MMS。移動性管理客戶端和移動性管理服務器之間通過SIP信令流交互和RTP媒體流傳輸，保證了多模移動終端在IP子網中移動時呼叫請求的可達性和持續(xù)保活多媒體業(yè)務會話。移動性管理服務器MMS擴展了原SBC功能，負責管理MT的垂直切換，保證服務連通性和NAT穿越。移動性管理服務器作為媒體流的錨點，將網絡上傳輸過來的媒體流發(fā)送給相關通信終端，同時也將通信終端傳輸過來的媒體流發(fā)送給對應的移動終端。當移動性管理客戶端探測到需要發(fā)生切換時將在欲切換至的新網絡接口上向移動性管理服務器發(fā)送切換請求，該切換請求采用擴展的SIP消息來實現，將該擴展的SIP消息稱之為移動性管理SIP信令，與規(guī)范SIP信令進行區(qū)別。利用SBC實現的軟切換過程由移動性管理客戶端和移動性管理服務器端處理實現，而對通信對端CT來講是完全透明的即CT并不知道MT發(fā)生了移動。同時SBC處理所有來自或者定向至UA的所有SIP信令和媒體流，修改IP地址和端口實現NAT穿越，在此基礎上擴展SBC的性能以支持垂直切換是十分合理、方便和有效的。圖3所示為拓展的移動性管理服務器的SBC功能結構，SBC仍然由SBC-SP和SBC-MP兩個大的邏輯功能模塊組成，SBC-SP部分由規(guī)范SIP信令代理、移動性管理SIP信令代理和終端信息庫組成，SBC-MP則由媒體信道控制器和RTP媒體轉發(fā)器組成。SIP用戶代理的規(guī)范SIP消息由規(guī)范SIP信令代理處理，而移動性管理SIP信令代理則負責處理移動性管主里SIP消息，終端信息庫通過由SBC-SP對用戶注冊消息的處理來更新維護。SBC-SP主要工作于應用層，可以使用底層IP協議棧提供的應用接口。SBC-MP中的媒體信道控制器完成RTP媒體包的復制、過濾、定向等等功能，RTP媒體轉發(fā)器則負責將RTP媒體包發(fā)送到目的地址。圖4所示為MT中的移動性管理客戶端結構。移動性管理客戶端通過操作系統(tǒng)獲得底層WLAN、3G、GSM等各個無線網絡接口當前配置的接口狀態(tài)(如活躍、空閑、未激活、休眠等)、IP地址等相關信息，并由無線接口信息管理模塊對這些信息進行管理。在多個無線網絡接口可用時需要根據切換判決策略模塊提供的策略選擇最合適的接口來交換SIP信令或發(fā)送和接收媒體流。這些策略可以基于網絡資費、QoS、RSS等等。移動性管理客戶端使用同一端口發(fā)送SIP請求和接收SIP響應。在垂直切換過程中，移動性管理客戶端控制發(fā)送和接收的數據包，處理不同接口的IP地址和端口等。圖5所示為移動終端MT分別在WLAN和3G網絡間的與通信終端CT的通信及垂直切換過程圖。這一過程中包括一個MT從3G網絡移動到WLAN的切換以及從WLAN移動到3G網絡的切換兩個切換過程，如圖7所示1:MT和CT在3G網絡上通過SBC正在進行會話；2:MT移動到WLAN網絡中發(fā)生切換，首先MT和WLAN的DHCP服務器進行DHCP的注冊過程；3:MT向SBC發(fā)送切換信令進行垂直切換；4:MT切換后需要向SIP注冊服務器發(fā)送Re-REGISTER消息進行位置更新；5:切換成功，MT在WLAN網絡中通過SBC和CT會話；6:MT從WLAN移動到3G網絡中發(fā)生GPRS附著過程；7:PDP上下文激活過程；8:MT向SBC發(fā)送切換信令進行垂直切換；9:MT切換后需要向SIP注冊服務器發(fā)送Re-REGISTER消息進行位置更新；10:切換成功，MT在3G網絡中通過SBC和CT會話；11圖6所示為異構網垂直切換基本流程圖。如圖6所示，在移動性管理客戶端MMC進行垂直切換判決，多模移動終端MT完成了鏈路層的切換和獲得并配置了新的IP地址后，則由移動性管理客戶端MMC發(fā)起應用層垂直切換，即步驟601;然后，步驟602，移動性管理客戶端MMC將根據垂直切換類型決定向移動性管理服務器MMS發(fā)送切換信令。如果是待機狀態(tài)下的垂直切換，則執(zhí)行步驟603,移動性管理客戶端MMC在新無線接口上向移動性管理服務器MMS發(fā)送Re-REGISTER消息，實現位置更新；如果是會話過程中的垂直切換，則執(zhí)行步驟604，移動性管理客戶端MMC在新無線接口上向移動性管理服務器MMS發(fā)送HANDOVER消息，進行切換前后媒體流的重定向。移動性管理服務器收到Re-REGISTER或HANDOVER消息后執(zhí)行步驟605，進行相應的切換處理如存儲位置信息、進行媒體流的重定向等等，并向移動性管理客戶端MMC發(fā)送200OK消息。步驟603和步驟604以下將作進一步描述。如圖7所示為移動性管理客戶端MMC垂直切換判決策略的示意圖。垂直切換判決和發(fā)起由移動性管理客戶端MMC執(zhí)行。異構無線網絡中的各種物理層技術會產生不同的接收信號強度。在同構網絡中，MT通?？梢愿鶕邮盏絉SS決定切換開始時刻，但是在RSS作為MT在異構網絡間的網絡偵測判決機制，如果切換變化很快，而且MT在發(fā)現新無線網絡后立即執(zhí)行垂直切換，那么會在兩不同接入點重疊區(qū)域的區(qū)域引起"乒乓效應"。由于切換協議SIP是一種應用層協議，應用于全IP網絡之上，因此相對傳統(tǒng)的鏈路判決，本發(fā)明增加網絡層的QoS、流量、擁塞程度等作為判決因素。另外個人喜好，資費情況也都可作為移動性管理客戶端的判決因素。上述各判決因素賦予相應的策略系數，綜合后形成垂直切換判決策略。移動終端中的移動性管理客戶端MMC通過操作系統(tǒng)獲得物理層、鏈路層、網絡層的信噪比、鏈路能量消耗參量、有效帶寬等不同層次的參數，每個判決因素參數分別占一定的權值4。根據最近結束的統(tǒng)計數據來預測未來的穩(wěn)定狀態(tài)，通過對物理層、鏈路層和網絡層參量數據以及個人喜好、資費數據等采用綜合策略系數加權的方法計算出切換前后的無線網絡開銷函數K,并將計算結果交由移動性管理客戶端切換判決，如果某無線接口的無線網絡開銷函數^在穩(wěn)定期內一直小于當前的無線網絡開銷函數，則觸發(fā)向該無線網絡的垂直切換過程。I、以下對圖6中的步驟603，即待機狀態(tài)下的垂直切換過程作進一歩描述。待機狀態(tài)下的垂直切換垂直切換需要位置管理的支持，位置管理包括初始注冊過程和周期注冊過程這兩種位置管理的核心機制。如圖8所示為移動終端的初始注冊過程。初始注冊過程由MT中的SIP用戶代理發(fā)起，UA通過MT當前活躍的網絡接口向SIP注冊服務器發(fā)送注冊請求。該消息由UA發(fā)送給移動性管理客戶端MMC，再由移動性管理客戶端MMC轉發(fā)給移動性管理服務器MMS，從而在MMS中的終端信息庫中建立用戶終端標識(可用終端號碼作為終端標識)和無線接口IP等網絡地址信息之間的關聯。這里的網絡地址為MT在網絡中分配的私網IP地址、端口和NAT的IP地址、端口等，可從SIP-URI和UDP報頭屮獲得。移動性管理服務器再代表移動終端MT將注冊信息轉發(fā)給SIP注冊服務器，更新該移動終端標識對應的地址為SBC地址。SBC本身具有z參改SIP消息中的Contact頭域功能，將聯系地址修改為SBC地址再轉發(fā)給SIP注冊服務器即可。自此之后只有移動性管理服務器可以跟蹤MT的移動，而SIP注冊服務器只知道該MT地址為該SBC的IP地址，并不知道MT在歸屬SBC范圍內的移動性。初始化注冊還包括簡單的終端認證。MT第一次發(fā)送注冊消息時候SBC進行簡單修改后轉發(fā)該注冊消息到SIP服務器；SIP服務器回應帶www-authentication字段的401消息要求終端認證；MT第二次注冊消息中終端發(fā)送帶authorization字段的請求認證授權的第二次注冊消息，SBC保存相關信息轉發(fā)給SIP服務器進行認證，如果通過認證，SIP服務器問應200OK消息。圖9所示為移動終端的周期性注冊過程。移動終端需要在當前活躍的無線接口上周期性向SBC注冊，以此確定移動終端的位置和進行NAT穿越。具體實現方法是移動性管理客戶端向移動性管理服務器每隔30秒發(fā)送一次T-REGISTER消息，稱為周期注冊機制，移動性管理服務器收到該T-REGISTER消息后，向移動性管理客戶端阿應200OK消息。該機制保證移動終端用戶能在SBC上?；钇湓贜AT上映射的IP地址和端口地址，從而為多媒體會話的穿透提供最新的用戶私網地址信息，同時使得SBC獲悉當前移動終端移動的位置并進行跟蹤。通過移動性管理客戶端的周期注冊消息可以實現移動性管理中的位置管理如實現位置更新，為垂,f:切換提供必要的地址等信息。周期注冊過程只發(fā)生在移動性管理客戶端和移動性管理服務器之間，不需要SIP注冊服務器和MT上的SIP用戶代理參與，并且由移動性管理客戶端周期性發(fā)起。其中T-REGISTER消息SIP-URI中攜帶的IP為MT當前發(fā)送該消息的活躍無線網絡接口的IP。這樣SBC中的移動性管理服務器知道移動終端MT最新的位置信息如在哪個網絡覆蓋的范圍內，在該網絡中的轉交地址等。如圖10所示為待機狀態(tài)下實施垂直切換的過程圖。無線接口的切換過程由移動性管理客戶端控制，在垂直切換發(fā)生前，MT處于待機狀態(tài)下，通過位置更新管理，移動終端MT的當前可用網線網絡接口為接口1,與移動性管理服務器在無線接口l上通信。當無會話垂直切換發(fā)生時候，MT選擇了新的無線網絡接口2，并在該接口2上向該網絡發(fā)送SIPRe-REGISTER消息進行重新注冊，移動性管理服務器更新移動終端MT的IP地址，記錄移動終端MT當前使用的無線網絡接口2后，SBC的移動性管理服務器對發(fā)往移動終端MT的會話請求進行當前位置的正確路由。之后，移動性管理客戶端激活新的無線接口2上的周期注冊過程同時去活原無線接口上的周期注冊過程。切換前移動性管理客戶端切換后在無線接口2上通信。II、以下對圖6中的步驟604，即會話過程中的垂直切換過程作進一步描述。會話過程描述了多模終端會話建立時的信令和鏈路狀況，同時由于多模終端的多接口可用，在使用其中一個接口進行會話時，其它靜默無線接口也必須通過保活過程實現該接入點的可達性。會話過程中的垂直切換是將當前的會話接口連接轉移到切換判決的某一個合適的靜默可用的無線接口連接上。圖11所示的移動終端MT和通信終端CT之間會話過程圖。會話過程中呼叫建立和呼叫釋放均是標準的SIP流程，如圖11所示，媒體流的傳輸通過錨點SBC代理轉發(fā)。移動終端MT在選擇的無線網絡接口上收發(fā)SIP消總，由于SBC中的移動性管理服務器在注冊過程和位置更新過程中記錄了該MT選擇的當前無線接口，因此能正確的在呼叫建立中路由相關SIP信令。MT和通信終端CT之間信令流經過SBC代理轉發(fā)。在處理呼叫建立過程中INVITE消息和2000KToInvite消息時SBC需要修改SDP，建立和更新RTP轉發(fā)的地址映射表，從而作為雙方媒體流通信的RTP代理。呼叫一旦建立，媒體包將在選擇的無線接口上傳輸。呼叫釋放時候BYE和ACK消息不需要SBC進行SDP的修改，路由后轉發(fā)即可。會話時候，MT當前選擇無線網絡接口為無線接口M如3G接口，SBC和MT均在當前選擇的鏈路信道M上進行媒體傳輸。當前的可用無線網絡接口無線接口N如WiFi接口則在靜默鏈路信道N上發(fā)送啞元包進行靜默?；?，見靜默無線接口保活過程。SBC和MT根據實際情況可能存在多個可用鏈路通道。SBC與MT之間的鏈路建立后在會話過程中無論是否發(fā)生垂直切換都不發(fā)生改變。如圖12所示的靜默無線接口?；钸^程。對于在不同網絡的重疊覆蓋區(qū)域內移動的MT而言，由于絕大部分時間內只有一個當前選擇的活躍的無線接口，其他的覆蓋區(qū)網絡的無線接口雖然可用，但都處于靜默狀態(tài)。為保證會話過程中通信流暢，呼叫建立后，由MT中的移動性管理客戶端啟動靜默無線接口的?；钸^程。移動性管理客戶端在靜默的可用無線網絡接口上向移動性管理服務器發(fā)送?；钕?。?；钕⒉粦撓奶嗑W絡資源，用啞元UDP包即可。移動性管理服務器接收到這些包后直接將這些啞元包丟棄，但仍可得知這些無線接口可用，以防止在垂直切換時候出現較大丟包率。垂直切換過程是正處于多媒體會話中的MT移動到新的網絡覆蓋區(qū)域時由MT判決需要使用新的網絡接口進行通信而發(fā)起的從原來使用的接入網絡轉移到異構的目標接入網絡中而仍能保證會話暢通的切換過程。由于切換信令消息在目標網絡中交換，因此即使原網絡中的通信突然中斷切換仍能執(zhí)行。本發(fā)明中SBC對會話過程中的垂直切換釆用RTP媒體流雙播的工作機制，實現時依賴于SBC中的會話鉤子程序，如圖13所示的垂直切換雙稀RTP媒體流使用的會話鉤子程序執(zhí)行示意圖。當用戶發(fā)起會話請求時，SBC-SP向SBC-MP發(fā)送媒體信道分配命令，SBC-MP為該用戶分配-對地址用于RTP媒體流的轉發(fā)，并將該地址通過200OK等消息通知通信雙方。當建立了SIP會話時，SBC-SP向SBC-MP發(fā)送媒體信道激活命令使得SBC-MP能正確進行媒體流的轉發(fā)。當移動用戶的HANDOVER切換信令到達SBC-SP時，SBC-SP更新終端信息庫，并向SBC-MP發(fā)送媒體信道更新命令控制RTP媒體流定向到用戶更新后的網絡地址。在垂直切換過程中，媒體信道的更新將觸發(fā)SBC-MP對會話媒體流的復制、過濾、重定向等操作。SBC在收到HANDOVER消息后將根據Call-ID在對應會話的媒體流中插入會話鉤子，之后該路會話媒體流的每一個RTP包通過SBC時候都會被會話鉤子截獲，并由其進行該包的控制決策和執(zhí)行，這些包括向切換前后的IP地址均發(fā)送RTP包拷貝或僅向切換后IP地址轉發(fā)RTP包，又或者將該RTP包進行緩存和重建路由，最重確保每一個RTP都能正確的發(fā)往多模移動終端。多模移動終端將對收到的重復包進行過濾，如相同序列號的RTP包，MMC將先收到的包交給上層處理，而后收到的包將直接丟棄。如圖14所示的會話過程中實施垂直切換的過程示意圖。啟動垂直切換過程后，MT立即在目標網絡接口上發(fā)送擴展的SIP消息HANDOVER到SBC上的移動性管理服務器通知其要進行切換的會話標識。同時MT開始在兩個接口上復制發(fā)往CT的媒體包。如果此時檢測到原無線網絡接口已經失活則不需要在該接口上復制媒體包。SBC上的移動性管理服務器一.R接收到HANDOVER消息，將完成以下事務1.開始接收來自新接口的媒體包，并根據HANDOVER消息體中的Call-ID丟棄來自原接口的媒體包；2.更新RTP轉發(fā)地址對應表，修改NAT相關項數據。3.向MT的移動性管理客戶端回應200OK消息；4.開始向MT新的網絡接口發(fā)送媒體包。由于切換時候MT已經開始用新接口向SBC的移動性管理服務器發(fā)送包，因此切換時延非常小。由于無線環(huán)境下影響因素較多，為保證擴展的SIP消息HANDOVER的可靠性，可依據SIP標準在沒有收到200OK時候實施重傳機制。按SIP標準建議值重傳超時時間為500ms,之后依次倍增。考慮到IP多媒體業(yè)務的實時性，在垂直切換環(huán)境下強制重傳超時時間為200ms，并且最多重傳次數為15次即事務超時時間為3秒。MT中的移動性管理客戶端在兩種情況下停止在兩個無線接口上同時復制媒體包正確收到200OK消息或者在新的無線接口上收到第一個會話媒體包。后一種情況是保證在200OK消息丟失卻收到媒體包的異常情況下仍然能完成垂直切換。此時移動性管理客戶端繼續(xù)向移動性管理服務器發(fā)送HANDOVER消息直到超時以保證足夠的可靠性。原來的無線網絡接口要么失活成為無用接口，要么成為可用靜默接口執(zhí)行靜默無線接口?；钸^程。HANDOVER消息由移動性管理客戶端發(fā)送給移動性管理服務器，主要將要進行切換的會話標識Call-ID通知給SBC。SBC收到后進行上述相應處理。HANDOVER消息例示如下:__<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>El1B3EE1F57282367ED;Content-Length:O！其中10.0.0.34為切換后無線網絡分配的私網IP,222.20.5.100為切換后無線IP網絡的NATIP地址，192.168.0.34為切換前無線網絡分配的私網IP，222.20.5.200切換前無線IP網絡的NATIP地址，222.20.5.136為SBC的IP地址。Call-ID為需要進行垂直切換的會話標識，仍然使用垂直切換前的Call-ID。SBC獲悉Call-ID后可以為該路會話媒體流重定向。Old-Link為新增字段，為切換前MT和SBC之間的通信鏈路的情況。以上所述垂直切換方法特別適合于異構無線網絡環(huán)境下的垂直切換。移動終端MT在邊界控制設備SBC的移動管理域內發(fā)生垂直移動時，通過MT上的移動管理客戶端和SBC上的移動管理服務器端之間的基于C/S模式的信令交互便可以實現異構網絡間的垂直切換。將傳統(tǒng)方法中切換過程和切換后家鄉(xiāng)網絡注冊過程合并在一個過程里完成，只需向SBC代理注冊而不需要向家鄉(xiāng)網絡注冊，從而壓縮了切換流程。位置更新時也山SBC保存MT的網絡地址，從而SBC屏蔽了MT的移動相關信息，對外域用戶而言，只知道MT在該SBC的移動管理域內，并不知道MT是否發(fā)生移動和當前的具體地址，有效的保護了移動終端隱私。會話過程中針對多模終端采用靜默無線接口保活的方法保證終端的有效無縫接入。垂直切換過程中采用軟切換的方法，切換時媒體流雙播有效的減少了丟包率，同時切換信令HANDOVER消息只需發(fā)送到本域網絡邊界上的SBC，相對發(fā)送到外域的家鄉(xiāng)網絡移動代理或者通信對端，有效的減少了信令傳輸距離，從而帶來相對較小的切換時延，從而加速了垂直切換過程，具有較好的垂直切換性能。權利要求1.一種基于邊界會話控制設備SBC的無線異構網垂直切換控制方法，其特征在于包括以下步驟步驟1、在多模移動終端安裝移動性管理客戶端MMC軟件和在SBC安裝移動性管理服務器軟件；步驟2、多模移動終端開機時候，MMC發(fā)起網絡選擇過程，獲得所在位置的可用無線網絡狀態(tài)信息，并選擇一個最合適的無線接口作為當前工作無線接口；步驟3、多模移動終端的SIP用戶代理向移動性管理客戶端MMC發(fā)送初始化注冊請求，移動性管理客戶端MMC使用當前工作無線接口啟動初始化注冊過程，向SBC發(fā)送初始化注冊消息REGISTER，SBC控制完成后續(xù)注冊、認證和鑒權；步驟4、移動性管理客戶端MMC控制所有可用無線接口進行周期性注冊或者接口?；睿蛞苿有怨芾矸掌鱉MS發(fā)送心跳消息UDP啞元包或者周期性注冊消息T-REGISTER，注冊消息包含當前無線接口的IP和端口、NAT的IP和端口地址，移動性管理服務器MMS據此維護終端信息庫；步驟5、若處于待機狀態(tài)的多模移動終端發(fā)生垂直移動時，MMC經切換判決后向移動性管理服務器MMS發(fā)起待機狀態(tài)下的垂直切換過程；該待機狀態(tài)下的垂直切換過程包括移動性管理客戶端MMC在新的無線接口向移動性管理服務器MMS發(fā)送Re-REGISTER消息；移動性管理服務器MMS收到Re-REGISTER消息后在終端信息庫中進行位置更新；移動性管理客戶端MMC對原無線接口按需要進行?；罨蜃N等處理，并在新的無線接口周期性發(fā)送T-REGISTER消息；步驟6、當移動性管理服務器MMS收到外來的發(fā)往該多模移動終端用戶的呼叫請求消息時，移動性管理服務器MMS查詢終端信息庫，將INVITE請求發(fā)往多模終端當前使用的無線接口，從而按標準的SIP呼叫建立流程建立會話；步驟7、會話建立后，多模移動終端MT和通信對端CT之間的RTP媒體流在移動性管理服務器MMS和移動性管理客戶端MMC之間的有線或/和無線連接路徑傳輸；步驟8、若多模移動終端發(fā)生垂直移動時，移動性管理客戶端MMC經切換判決后向移動性管理服務器MMS發(fā)起會話狀態(tài)下的垂直切換過程；該會話狀態(tài)下的垂直切換過程包括移動性管理客戶端MMC在新的無線接口向MMS發(fā)送一個HANDOVER消息，移動性管理服務器MMS收到HANDOVER消息后將CT發(fā)往多模移動終端原無線接口的RTP媒體流復制一份發(fā)往新的無線接口，實現切換暫態(tài)過程RTP流的雙播，垂直切換完成后，移動性管理服務器MMS控制RTP媒體流只發(fā)往新的無線接口，而不發(fā)往原來的無線接口，同時更新終端信息庫。全文摘要本發(fā)明涉及移動通信領域，尤其涉及應用層移動性管理技術中一種基于邊界會話控制設備(SBC)的無線異構網垂直切換控制方法。該方法針對多模移動終端應用于異構網絡中的多媒體業(yè)務，利用SBC作為固定移動錨點，采用SIP協議作為移動性管理協議，通過在多模終端中部署的移動性管理客戶端和在邊界會話控制設備中部署的移動性管理服務器兩個SIP功能實體之間規(guī)范以及拓展的SIP信令交互，實現多模移動終端的多媒體業(yè)務在GSM、WLAN、3G等無線異構網間的快速垂直切換，減少了微移動垂直切換延遲和丟包率。文檔編號H04L29/06GK101296511SQ20081004792公開日2008年10月29日申請日期2008年6月5日優(yōu)先權日2008年6月5日發(fā)明者盧正新,軍史,王芙蓉,辰黃申請人:華中科技大學