專利名稱：在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中用于切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般地涉及移動終端的切換，并且具體地涉及異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的切換。
背景技術(shù)：
在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，源基站通常在其控制下控制移動終端的切換。這一般稱為基 站控制的切換/移交(BCH0)。在業(yè)內(nèi)，“源基站”有時稱為“服務(wù)基站”(即，在移交之前服 務(wù)移動終端的基站)，并且“目標基站”是在移交之后將變成服務(wù)基站的基站。源基站通常 具有目標基站信息(諸如目標基站的位置、偽隨機噪聲(PN)代碼、控制信道頻率和資源信 息)和網(wǎng)絡(luò)運營商管理考慮(諸如負載平衡算法和優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)信息)?？梢酝ㄟ^移動終端在 鄰居列表測量報告等中反饋的信號質(zhì)量測量和/或?qū)嶋H信號水平來增加源基站已知的目 標基站信息。使用該附加移動終端反饋的切換通常被描述為移動輔助切換/移交(MAHO)。 然而，MAHO最終仍由基站控制。在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，移交(無論是BCHO還是ΜΑΗ0)常常被緊密 耦合，這涉及源基站和目標基站之間的鏈路層(即，層幻無線電特定參數(shù)的傳遞。因此，緊 密地耦合的網(wǎng)絡(luò)之間的切換通常引起短的用戶數(shù)據(jù)延遲(例如，100微妙)和/或很少的 丟失分組，這在實時數(shù)據(jù)(例如，IP語音)或非實時數(shù)據(jù)(例如，無線因特網(wǎng)和即時消息收 發(fā))應(yīng)用中對于大多數(shù)用戶而言通常是可接受的。然而，在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，在源基站處(源基站正在使用不同的接入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)不 會容易地得到來自目標基站的鏈路層信息。因此，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)移交(BCH0和MAHO 二者)被松 散耦合，這意味著它們使用網(wǎng)絡(luò)層(即，層幻消息來將業(yè)務(wù)從源基站重新路由到目標基站。 這產(chǎn)生更長的切換過程，這可能產(chǎn)生從幾秒至幾分鐘范圍的用戶數(shù)據(jù)延遲和/或許多丟失 分組。這些較長的延遲和/或分組錯誤變得對于用戶而言越來越可感知，并且最后變得不 可接受——尤其是在實時數(shù)據(jù)應(yīng)用中。


當結(jié)合附圖來閱讀時，參考以下具體實施方式
將最好地理解本公開的發(fā)明方面的 實施例。圖1圖示了根據(jù)實施例的異構(gòu)WiMAX至高速分組數(shù)據(jù)(HRPD)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示例。圖2示出了根據(jù)實施例的通用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。圖3A、圖;3B和圖3C是根據(jù)實施例的用于WiMAX至HRPD活動切換的示例性信號流圖。
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圖4示出了根據(jù)實施例的協(xié)議棧。圖5是根據(jù)實施例的目標開銷更新請求消息的示例。圖6是根據(jù)實施例的目標開銷更新響應(yīng)消息的示例。
具體實施例方式在使用單接收機移動終端時，使用空中消息收發(fā)來從目標基站收集開銷消息信息 可能占用大量的時間和能量，作為替代方式，移動終端通過移動終端與目標網(wǎng)絡(luò)之間的源 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)隧道(作為移動終端與目標網(wǎng)絡(luò)之間的空中的替代)來請求和接收目標基站開 銷消息信息。除了諸如快速配置和扇區(qū)參數(shù)信息的標準開銷消息信息之外，層3通信可以包括 來自目標基站的諸如目標基站是否將接受由移動終端進行的潛在切換、目標基站的當前負 載和服務(wù)質(zhì)量信息之類的信息。使用現(xiàn)在在移動終端處可得到的目標網(wǎng)絡(luò)信息，移動終端可以進行移動控制切換 (MCHO)，或?qū)⒃撃繕司W(wǎng)絡(luò)信息提供給源基站，使得源網(wǎng)絡(luò)可以進行移動輔助切換(MAHO)。圖1圖示了異構(gòu)WiMAX至非WiMAX高速分組數(shù)據(jù)(HRPD)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)100的示例。如 本文所使用的HRPD縮寫一般指能夠以超過IMbps的數(shù)據(jù)速率進行操作的無線廣域網(wǎng)，并且 包括例如 WCDMA UMTS、CDMA Ix EVDO 禾口 EVDV、HSDPA、禾口 WiMAX。雙模式WiMAX-HRPD移動終端110被示為被無線連接112至WiMAX接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò) (ASN) 130，其在本圖示中是源網(wǎng)絡(luò)。移動終端110有時被稱為接入終端、訂戶站、移動站或 用戶設(shè)備。雙模式移動終端110可以具有雙接收機或單個接收機。第二接收機的益處在 于，通過移動終端110中的第二接收機，在準備移交中預(yù)先建立HRPD會話(這將在圖3中 描繪)可以更快地發(fā)生。將WiMAX ASN 130連接到核心網(wǎng)絡(luò)150。還將核心網(wǎng)絡(luò)150連接到HRPD無線電接 入網(wǎng)絡(luò)170，其在本圖示中是目標網(wǎng)絡(luò)?？梢源嬖诙嘤谝粋€的目標網(wǎng)絡(luò)，但是出于簡化的目 的，本示例僅示出用于切換的單個目標網(wǎng)絡(luò)。WiMAX ASN 130是根據(jù)IEEE 802. 16和WiMAX規(guī)范的典型接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。WiMAX ASN 130包括經(jīng)由一個或多個R8基準點彼此進行通信的一個或多個基站132、134(有時稱 為“接入節(jié)點”)。基站132、134的每一個都經(jīng)由R6基準點與WiMAX ASN網(wǎng)關(guān)(GW) 138進 行通信，并且WiMAX ASN Gff 138與核心網(wǎng)絡(luò)150進行通信。與WiMAX ASN Gff 138進行通信的核心網(wǎng)絡(luò)150的一部分是WiMAX連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò) (CSN) 153。核心網(wǎng)路150的另一部分——3GPP2核心156與HRPD RAN 170進行通信。核 心網(wǎng)絡(luò)150的共享元件包括策略和計費規(guī)則功能(PCRF) 162、本地移動性錨定/歸屬代理 (LMA/HA)164、認證、授權(quán)和計帳(AAA)服務(wù)器166、和域名服務(wù)器(DNS) 168。這些共享元件 支持WiMAX和HRPD網(wǎng)絡(luò)二者?？梢允褂每蛻舳艘苿右蛱鼐W(wǎng)協(xié)議(CMIP)/代理移動因特網(wǎng) 協(xié)議(PMIP)或“X3”接口來調(diào)節(jié)不同接入網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理?？梢詫CRF 162、LMA/HA 164和DNS 168連接到諸如因特網(wǎng)服務(wù)器、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器、IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)等IP服 務(wù) 190。HRPD RAN 170包括與核心網(wǎng)絡(luò)150中的共享元件進行通信的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點 (PDSN) 172。PDSN經(jīng)由A10/A11與一個或多個HRPD接入網(wǎng)絡(luò)/分組控制功能(AN/PCF)基站174、176進行對接。HRPD信號轉(zhuǎn)發(fā)功能(SFF) 178與AAA服務(wù)器166進行通信，并且還通 過WiMAX核心153和源網(wǎng)絡(luò)WiMAX ASN 130經(jīng)由HRPD RAN 170與移動終端110之間的Xl 接口提供因特網(wǎng)協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)隧道120。雖然圖1已經(jīng)示出了預(yù)期WiMAX至HRPD切換，但可以使其反向以圖示HRPD至 WiMAX切換或推廣成LTE至HRPD切換、LTE至WiMAX切換和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種其它切換。圖2示出了通用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)200。雙模式移動終端210(有時稱為移動站、訂戶 站、接入終端或用戶設(shè)備)當前在休眠或活動會話中使用第一接入模式技術(shù)(例如，技術(shù)A) 來無線地與源網(wǎng)絡(luò)230進行通信。通過源網(wǎng)絡(luò)230和核心網(wǎng)絡(luò)250，移動終端210可以與相 應(yīng)的節(jié)點280進行通信。相應(yīng)的節(jié)點280可以是，例如，陸線電話、因特網(wǎng)服務(wù)器、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)服 務(wù)器、即時消息收發(fā)服務(wù)器或另一移動終端。如前所述，移動終端210可以具有單個接收機或雙(或更多)接收機。源基站232 處理移動終端210與源網(wǎng)絡(luò)230之間的無線通信。源網(wǎng)關(guān)238在源基站232與核心網(wǎng)絡(luò)250 之間進行通信。核心網(wǎng)絡(luò)250支持源網(wǎng)絡(luò)230和使用第二接入模式技術(shù)(例如，技術(shù)B)進 行操作的目標網(wǎng)絡(luò)270 二者。在核心網(wǎng)絡(luò)250內(nèi)的是先前參考圖1所討論的各種元件，諸 如認證、授權(quán)和計帳(AAA)服務(wù)器、到其它網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)、移動性管理服務(wù)器和域名服務(wù)器。目標網(wǎng)絡(luò)270包括目標網(wǎng)絡(luò)SFF 278，該目標網(wǎng)絡(luò)SFF 278與移動終端210—起建 立通過核心網(wǎng)絡(luò)和源網(wǎng)絡(luò)的IP數(shù)據(jù)隧道220。該數(shù)據(jù)隧道220在不要求移動終端210經(jīng)由 目標系統(tǒng)空中消息收發(fā)216來接收目標網(wǎng)絡(luò)開銷信息的情況下，提供用于經(jīng)由源網(wǎng)絡(luò)空中 接口 212向移動終端210發(fā)送目標網(wǎng)絡(luò)開銷信息的通道。源網(wǎng)絡(luò)230將隧道220中的消息 視為公共業(yè)務(wù)，并且可能不知道該隧道包含移交相關(guān)的信令。因此，源網(wǎng)絡(luò)230不需要對隧 道220中的消息進行解碼、重新格式化或以其他方式進行改變。目標網(wǎng)絡(luò)270還包括目標 網(wǎng)關(guān)272，以在核心網(wǎng)絡(luò)250與目標網(wǎng)絡(luò)270之間進行對接，并且包括目標基站276以在切 換期間和之后在目標網(wǎng)絡(luò)270與移動終端210之間無線地進行對接。在移動終端210經(jīng)由空中接口 212被連接到源網(wǎng)絡(luò)230時，為了進行良好通知的 切換決定并且減少完成切換所需要的時間，移動終端210經(jīng)由數(shù)據(jù)隧道220請求來自目標 網(wǎng)絡(luò)270的開銷信息。然后，目標基站用開銷信息進行響應(yīng)，該開銷信息否則會通過目標網(wǎng) 絡(luò)270空中接口 216被接收。除了標準開銷信息之外，目標基站可以用其是否將接受來自 移動終端的移交、負載信息、服務(wù)質(zhì)量信息以及有助于確定是否切換到該目標基站的其它 信息來進行響應(yīng)。通過該開銷信息，并且尤其是當增加意愿、負載和QoS信息時，移動站具 有切換決定所基于的額外數(shù)據(jù)。圖3是根據(jù)實施例的用于WiMAX至HRPD活動切換的示例性信號流圖300。在信 號流圖300中涉及的網(wǎng)絡(luò)元件是移動終端110 (例如，圖1的雙模式WiMAX HRPD移動終端 110或圖2的通用雙模式移動終端210)、源網(wǎng)絡(luò)(例如，圖1的WiMAX ASN 130或圖2的源 網(wǎng)絡(luò)230)、DNS 168 (例如，圖1的DNS 168或通用核心網(wǎng)絡(luò)250中的DNS元件)、目標SFF 178 (例如，圖1的PSDN SFF 178或圖2的目標SFF278)、目標AN/PCF 176 (例如，圖1的 HRPD AN/PCF 176或圖2的目標基站276)、PDSN 172 (例如，圖1的PDSN 172或通用目標 網(wǎng)關(guān)272)、歸屬代理164(例如，圖1的LMA/HA 164或通用核心網(wǎng)絡(luò)250中的歸屬代理元 件)和認證服務(wù)器166 (例如，圖1的AAA服務(wù)器166或通用核心網(wǎng)絡(luò)250中的AAA服務(wù)器 元件)。HRPD SFF 178、HRPD基站176和HRPD網(wǎng)關(guān)172全部被視為HRPD接入網(wǎng)絡(luò)170的
6一部分(例如，圖1的HRPD RAN 170或圖2的目標網(wǎng)絡(luò)270)。初始地，移動終端110具有其在WiMAX網(wǎng)絡(luò)上的IP地址302。因此，在本示例中， WiMAX網(wǎng)絡(luò)是源網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置，IP地址302可以是移動IP歸屬地址或轉(zhuǎn)交(care-of) 地址、PMIP簡單IP地址或其它類型的IP地址。移動終端110處于數(shù)據(jù)會話305中，并且 經(jīng)由WiMAX ASN 130從移動終端110向核心網(wǎng)絡(luò)中的歸屬代理164傳遞數(shù)據(jù)。在步驟310處，移動終端110決定獲取HRPD接入網(wǎng)絡(luò)170元件信息?？梢酝ㄟ^移 動終端提供(例如，特定閾值以下的信號強度測量、超過特定速率的信號降級、或預(yù)置時間 量的度過)、用戶命令或其它機制來觸發(fā)步驟310。此時312，移動終端110尋找與HRPD接 入網(wǎng)絡(luò)170(參見圖1)相關(guān)聯(lián)的目標SFF 178的因特網(wǎng)協(xié)議(IP)地址。在該實施方式中， 從核心網(wǎng)絡(luò)中的DNS 168獲取該IP地址。替代地，可以從移動終端的存儲器檢索IP該地 址。在已知目標SFF的IP地址之后，移動終端110可以向目標SFF 178發(fā)送層3目標開銷 更新請求非安全消息315。非安全請求消息315包含用于標識源基站的WiMAX ASN 130標 識符。替代地或另外，非安全請求消息315可以提供移動終端110的地理位置信息。這時， 移動終端110和目標SFF 178之間的數(shù)據(jù)隧道是不安全的，因此，應(yīng)當謹慎地將消息315局 限于非敏感消息。如果源基站標識符和移動裝置的地理位置二者都被視為敏感的，則不需 要創(chuàng)建或發(fā)送非安全請求消息315。在接收到非安全請求消息315時，目標SFF 178識別可能具有包括移動終端110 的地理覆蓋區(qū)域的一個或多個目標網(wǎng)絡(luò)基站。這時，目標SFF 178返回具有包括示出的目 標AN/PCF 176的目標HRPD RAN列表的目標開銷更新響應(yīng)非安全消息317。非安全響應(yīng)消息 317可以安全地包括還可能從目標網(wǎng)絡(luò)空中獲取的非敏感開銷消息信息。該非敏感信息不 僅可以包括目標HRPD RAN和/或HRPD基站的列表，而且可以包括用于每個目標HRPD RAN 中的特定基站的偽隨機噪聲(PN)代碼。對于基于CDMA的目標RAN，開銷信息可以包括偽 隨機噪聲(PN)代碼、PN偏移、CDMA信道編碼、CDMA頻段等級、站標識符(SID)、網(wǎng)絡(luò)標識符 (NID)、協(xié)議修訂(P REV)、BCCH代碼信道、BCCH數(shù)據(jù)速率、BCCH編碼速率、PCH代碼信道和 PCH數(shù)據(jù)速率。對于基于GSM的目標RAN，開銷信息可以包括BCCH編號、國家代碼、網(wǎng)絡(luò)代 碼、位置區(qū)域代碼、小區(qū)標識、相鄰小區(qū)列表、BCCH位置和最小接收信號強度。目標SFF 178可以被配置為到HRPD RAN 170中的簡單IP路由器或更復(fù)雜的網(wǎng)關(guān)。 如果目標SFF 178被配置為路由器，則目標SFF 178將向一個或多個目標基站轉(zhuǎn)發(fā)非安全 請求信息315并將相應(yīng)的非安全響應(yīng)消息317從目標基站轉(zhuǎn)發(fā)回到移動終端110。如果目 標SFF 178被配置有存儲器、處理器、接口端口和軟件，則目標SFF 178能夠查找存儲的目 標網(wǎng)絡(luò)信息，并且創(chuàng)建非安全響應(yīng)消息317本身。移動終端110存儲和處理目標系統(tǒng)信息318?？赡芤呀?jīng)通過各種方法接收到目標 系統(tǒng)信息，包括空中信令(例如，通過圖2的空中接口 212或216)和/或隧傳消息317(例 如，通過圖2的數(shù)據(jù)隧道220)。在MCHO情況下，移動終端110可以在步驟320中自主地選擇建立與目標網(wǎng)絡(luò)的會 話。假設(shè)認證是期望的(或需要的)，則移動終端110經(jīng)由HRPD SFF 178與AAA服務(wù)器166 進行通信322、323，以向HRPD無線電接入網(wǎng)絡(luò)170認證移動終端110，并且經(jīng)由源網(wǎng)絡(luò)130 在移動終端110與目標SFF 178之間建立安全IP數(shù)據(jù)隧道。在建立安全IP數(shù)據(jù)隧道之后，移動終端110可以發(fā)送目標開銷更新請求安全消息
7325。由于通信鏈路現(xiàn)在是安全的，所以可以在請求消息325中發(fā)送更敏感的信息。如果源 基站ID和移動站110的地理位置二者都被視為敏感的，則可以在該消息325中發(fā)送該信 息；并且不需要消息315。如果只有移動終端110的地理位置被視為敏感的，則可以在非安 全請求消息315中發(fā)送源基站ID ；并且可以在安全請求消息325中發(fā)送該位置。替代地，如 果只有源基站ID被視為敏感的，則可以在非安全請求消息315中發(fā)送移動終端位置信息； 并且可以在安全請求消息325中發(fā)送源基站ID。最后，如果源基站ID和移動終端110的 地理位置都不被視為敏感的，則可以在請求消息315、325中的任何一個中或請求消息315、 325 二者中發(fā)送該信息的任何部分或全部。HRPD SFF 178可以不僅用非安全響應(yīng)消息317的信息而且用敏感信息來對安全 請求消息325進行響應(yīng)，該敏感信息諸如特定基站176或目標網(wǎng)絡(luò)170是否愿意接受移動 終端110的切換、特定目標基站的當前負載和/或當前可從目標基站得到的服務(wù)質(zhì)量。還 可以在安全響應(yīng)消息327中包括額外信息。此外，根據(jù)目標SFF 178被如何配置，目標SFF 178可以用作簡單路由器，或者其可以在接收安全請求消息325和發(fā)射安全響應(yīng)消息327時 用作網(wǎng)關(guān)。基于非安全和/或安全響應(yīng)消息317、327，移動終端110具有可以用于選擇、搜索 和鎖定到用于切換的目標基站(通過目標系統(tǒng)空中接口)的信息。另外，信號流圖300示 出了如何將關(guān)于源網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的緩沖從步驟310推遲到稍后的步驟372，使得切換更快地 發(fā)生和/或具有較少丟失分組。特定實施方式可以用執(zhí)行上述功能的另一實體來代替目標SFF178，諸如特定目標 基站或用作用于目標基站的代理的虛擬基站。針對本專利申請的目的，任何這樣的實體仍 然被視為目標SFF 178。步驟331、333、336、338、340、343和346使用隧傳的否則會通過目標技術(shù)的空中接 口發(fā)射的消息來通過非HRPD接入技術(shù)預(yù)先建立HRPD會話。為了為減少時延的切換作準備， 移動終端110可以在移交發(fā)生之前建立與目標網(wǎng)絡(luò)的會話。在步驟331中，移動終端110 和目標AN/PCF 176通過經(jīng)由WiMAX ASN 130的IP數(shù)據(jù)隧道(參見圖1的隧道120和圖2 的隧道220)來建立HRPD會話。在步驟333中，移動終端110和目標基站176通過IP數(shù)據(jù) 隧道來建立與HRPD AN/PCF176的點到點協(xié)議(PPP)會話。可以作為步驟331或步驟333 的一部分來執(zhí)行移動終端認證。這時，HRPD AN/PCF 176認識到與移動終端110相關(guān)聯(lián)的AlO連接不可用，并且目 標AN/PCF 176選擇PDSN 172。HRPD AN/PCF 176將All登記請求消息336與“隧傳操作” 指示符一起發(fā)送到PDSN 172。例如，隧傳操作指示符可以是WiMAX-HRPD移交指示符。由 PDSN 172來驗證All登記請求消息，并且PDSN 172通過返回具有“接受”指示的All登記 回復(fù)消息338來接受連接。PDSN 172處的AlO連接綁定信息被更新為指向HRPD AN/PCF 176。在步驟340中，移動終端110用PDSN 172來執(zhí)行PPP連接建立過程，并且指示其 為移動IP(MIP)會話。PDSN 172向移動終端110發(fā)送包括使移動終端用作其IP地址的轉(zhuǎn) 交地址(CoA)的外區(qū)代理(FA)廣告343。然后，如果需要，移動終端110在步驟346中與 PDSN 172建立業(yè)務(wù)流量模板(TFT)。 這時，移動終端110已經(jīng)成功地預(yù)先建立HRPD和PPP會話以準備移交。在BCHO或MAHO的情況下，移動終端110將在繼續(xù)進行移交之前等待從源網(wǎng)絡(luò)接收切換“控制”消息。 然而，圖3中的示例是MCHO情況，并且在步驟350處，移動終端110決定移交到HRPD網(wǎng)絡(luò)。步驟；353、；356、；358、361、363、365、367和369形成可以稱為移交執(zhí)行的一系列事 件。因此，移動終端110通過現(xiàn)有IP隧道將路由更新和連接請求消息353發(fā)送到HRPD AN/ PCF 176。HRPD AN/PCF176向移動終端110發(fā)送業(yè)務(wù)信道指配消息356。HRPD RAN 170通 過AlO連接關(guān)閉(Xoff)消息358來通過PDSN 172執(zhí)行流量控制，以指示PDSN 172應(yīng)當臨 時緩沖在HA 164將數(shù)據(jù)會話305的路徑從WiMAX ASN 130改變?yōu)镻DSN 172時可能到達的 數(shù)據(jù)。在業(yè)務(wù)信道指配過程完成之后(即，在消息356由移動終端110接收到之后)，移 動終端110可以通過HRPD AN/PCF 176將MIP登記請求(RRQ)消息361隧傳到HRPD PDSN 172。在步驟380中釋放WiMAX空中接口并且將移動終端110中的收發(fā)機調(diào)諧至HRPD空中 接口之前，移動終端110不需要等待MIP登記響應(yīng)(RRP)消息369。在由MIP RRQ消息361觸發(fā)的情況下，PDSN 172向AAA服務(wù)器166發(fā)送接入請求 消息363。在成功認證時，AAA服務(wù)器166向PDSN172發(fā)送接入接受消息365。PDSN 172將 MIP RRQ消息367轉(zhuǎn)發(fā)到移動終端的歸屬代理164，以更新數(shù)據(jù)會話(原來的數(shù)據(jù)會話305) 的綁定記錄，這使得HA 164使數(shù)據(jù)會話370從WiMAX ASN 130重新定向到HRPD AN 170。 歸屬代理164更新其用于移動終端110的綁定記錄，并且通過用MIP登記回復(fù)(RRP)消息 369對PDSN 172進行確認。在該步驟372處，PDSN 172應(yīng)當緩沖包含用于移動終端110的 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)會話371。然而，來自移動終端110的數(shù)據(jù)370可以繼續(xù)流動，直至移動終端110 在步驟380中釋放了 WiMAX空中接口。在發(fā)送原始MIP RRQ消息361之后一定時間，移動終端110在步驟380中自主地釋 放WiMAX空中接口資源。在釋放WiMAX資源之后，移動終端110使用從非安全和安全目標開 銷更新響應(yīng)消息317、327接收到的信息以及在業(yè)務(wù)信道指配消息356中接收到的信息(中 的某些)來調(diào)諧到HRPD，并且在步驟391中完成HRPD連接建立。HRPD AN/PCF 176用“活 動開始”指示向PDSN 172發(fā)送All登記請求消息393。對All登記請求消息進行驗證，并 且PDSN 172通過返回具有“接受”指示的All登記回復(fù)消息395來接受該連接。HRPD AN/ PCF 176 向 PDSN 172 發(fā)送 AlO 連接開啟(Xon)消息 397。PDSN 172 將 MIP RRP 消息 369 轉(zhuǎn) 發(fā)398到移動終端110。然后，PDSN 172恢復(fù)可能先前已經(jīng)在PDSN 172處被緩沖372的任 何數(shù)據(jù)的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會話399。在該步驟之后，核心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)開始被轉(zhuǎn)發(fā)到HRPD RAN 170，其緩沖用于移動終端 110的分組。因此，其中實時數(shù)據(jù)服務(wù)(諸如VoIP)在切換期間被可辨別地中止的唯一時間 寬度是從步驟391至接收到消息398，這比通過目標網(wǎng)絡(luò)在空中而不是通過源網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行 步驟331至361的中止時間少得多。在切換結(jié)束時，通過PDSN 172和HRPD AN/PCF 176在 移動終端110與HA 164之間發(fā)送數(shù)據(jù)399。雖然圖3中的示例具體地示出了 WiMAX至HRPD切換，但是該切換過程可以適用于 諸如HRPD至WiMAX、WiFi至HRPD等其它技術(shù)切換。圖4示出了根據(jù)實施例的協(xié)議棧400。多模式移動終端110(其在本示例中是 WiMAX-HRPD終端110，但是可以是通用多模式終端210)與目標SFF 178(其被示出為HRPD SFF 178，但是可以是通用目標SFF278)和目標RNC 176 (其被示出為HRPD AN/PCF 176，但是可以是通用目標基站276)進行通信。在網(wǎng)絡(luò)層，移動終端110的HRPD信令網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(SNP) 403與HRPD RNC 176的相應(yīng) SNP 473進行通信，HRPD信令鏈路協(xié)議(SLP)405與目標RNC 176的相應(yīng)SLP 475進行通 信，移動終端110的無線電鏈路協(xié)議407與目標RNC 176的無線電鏈路協(xié)議477相對應(yīng)，并 且移動終端110的HRPD流協(xié)議409在HRPD RNC 176處具有相應(yīng)HRPD流協(xié)議479。移動終端110的HRPD隧道協(xié)議415用于與HRPD RNC 176的HRPD隧道協(xié)議485直 接進行通信。該協(xié)議在HRPD SFF 178作為簡單路由器進行操作時是實用的。例如，該協(xié)議 可以承載圖3中所描繪的非安全和安全目標開銷更新請求和響應(yīng)消息315、317、325、327以 及隧傳消息 331、333、336、338、340、343、346、353、356、358、361。另外，當 HRPD SFF 178 通 過某個存儲器或處理單元作為網(wǎng)關(guān)進行操作時，可以使用HRPD隧道控制協(xié)議425來與HRPD SFF 178HRPD隧道控制協(xié)議455進行通信。對于通過WiMAX空中接口 440和通過WiMAX ASN 130(圖4中未示出)的數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)，移動終端110具有與HRPD SFF 178處的UDP/IP 462相對應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議/因特網(wǎng) 協(xié)議(UDP/IP)442以及與HRPD SFF 178L3傳輸466進行通信的層3 (L3，例如IP層)傳輸 466。HRPD SFF 178 具有與 HRPD RNC 176 處的 A23 接口 488 相對應(yīng)的 A23 接口 468。A23 接口 468、488是用于使用HRPD隧道協(xié)議485的Xl消息的通信路徑。A23接口 468、488還 使用從HRPD隧道控制協(xié)議425、455中的信息導(dǎo)出的報頭和路由信息。HRPD RNC 176上的 A23接口 488也是替代通信路徑(即，“后門”)，該替代通信路徑用于否則會使用HRPD RNC 176處的HRPD空中接口 490的消息。HRPD空中接口 490包括分別與移動終端110HRPD空 中接口 430 和層 431、433、436、439 相對應(yīng)的層 491、493、496、499。因此，HRPD SFF 178可以提供雙模式移動終端110與目標網(wǎng)絡(luò)HRPD RNC 176之間 的路由。HRPD RNC 176通常通過HRPD空中接口 490來發(fā)送開銷消息；然而，HRPD RNC 176 中的HRPD隧道協(xié)議485通過經(jīng)由Xl接口發(fā)送開銷消息來提供替代路徑。這支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 中的切換的時延減少(在流逝的時間和丟失分組方面)。圖5是目標開銷更新請求消息500的示例?？梢苑前踩?參見圖3中的非安全 請求消息315)或安全地(參見圖3中的安全請求消息325)發(fā)送該請求消息500。移動終 端110、210經(jīng)由目標隧道控制協(xié)議425、455或HRPD隧道協(xié)議415、485 (參見圖4)來向目 標SFF 176、278發(fā)送目標開銷更新請求消息500，以請求否則會通過目標空中接口 490被 接收的開銷消息更新?？梢允褂猛ㄟ^源網(wǎng)絡(luò)130、230的數(shù)據(jù)連接來發(fā)送消息500作為UDP 分組。一般而言，消息500包含允許目標系統(tǒng)確定在移動終端110將被切換到目標系統(tǒng)空 中接口 430時哪些目標基站可能能夠連接到移動終端110的源基站和/或移動終端位置信 肩、ο標準消息收發(fā)字段包括消息ID字段502、消息序列字段504和用于標識移動終端 110、210的接入終端ID字段506。基于信息是否被視為敏感的以及以安全還是非安全格式來發(fā)送消息，可以在消息 500中包括或不包括特定信息。源基站ID被包括字段550指示在消息500中是否包括源基 站ID。如果包括源基站ID，則在單獨的字段553中發(fā)送該源基站ID。目標網(wǎng)絡(luò)可以使用源 基站信息來確定哪些目標基站可以在移動終端110的覆蓋范圍內(nèi)。LatLong被包括字段560指示在消息500中是否包括移動終端110的地理位置。
10如果包括地理位置，則在緯度字段562中發(fā)送緯度，并且在經(jīng)度字段564中發(fā)送經(jīng)度?？蛇x 地，可以在海拔字段(未示出)中發(fā)送海拔。目標網(wǎng)絡(luò)可以使用在此消息500中發(fā)送的地 理位置信息來確定哪些目標基站可以在移動終端110的覆蓋范圍內(nèi)。當前呼叫QoS被包括字段570指示在消息500中是否包括源網(wǎng)絡(luò)上的當前活動呼 叫(即，數(shù)據(jù)會話)的QoS參數(shù)。如果包括QoS參數(shù)，則在當前呼叫QoS字段573中說明。 目標網(wǎng)路170可以使用當前呼叫QoS信息來確定其是否具有足夠的資源來在切換之后保持 活動呼叫?？梢詭椭繕司W(wǎng)絡(luò)170來定位移動終端110的可選字段包括說明相對于零偏移導(dǎo) 頻PN(以64個PN碼片為單位)的移動終端的時間基準(基準導(dǎo)頻)的基準導(dǎo)頻PN字段 511、指示由移動終端測量的基準導(dǎo)頻信號強度的基準導(dǎo)頻強度字段513、說明基準導(dǎo)頻丟 棄定時器是否已到期的基準保持字段515和說明消息500中的該字段517之后的導(dǎo)頻的數(shù) 目的導(dǎo)頻數(shù)目(NumPilots)字段517。對于在導(dǎo)頻數(shù)目字段517中指示的每個特定導(dǎo)頻，消息500可以包括用于指示不 是基準導(dǎo)頻的移動終端的活動集或候選集中的導(dǎo)頻的PN偏移(以1碼片的分辨率)的導(dǎo) 頻PN相位字段521、用于說明用于該特定導(dǎo)頻偏移的信道是否與當前信道相同的信道被包 括字段523、用于在信道被包括字段523指示用于該特定導(dǎo)頻偏移的信道不與當前信道相 同時說明與該特定導(dǎo)頻相對應(yīng)的信道記錄的可選信道字段525、用于指示由移動終端測量 的特定導(dǎo)頻的信號強度的導(dǎo)頻強度字段527、以及用于指示與該特定導(dǎo)頻相對應(yīng)的導(dǎo)頻丟 棄定時器是否已到期的保持字段529。字段511、513、515、517、521、523、525和529反映當 前WiMAX和HRDP空中接口 430 (參見圖4)值，并且可以根據(jù)源和目標空中接口的參數(shù)來不 同地實現(xiàn)。可選字段511、513、515、517、521、523、525、527、529對于碼分多址網(wǎng)絡(luò)特別實用，
而根據(jù)源網(wǎng)絡(luò)的空中接口技術(shù)和源基站ID 553的可用性，可能并不需要。應(yīng)當注意，源基 站ID 553是可以用于對源基站進行定位并因此間接地確定可能在移動終端附近的目標基 站的任何源基站參數(shù)的示例。類似地，字段562、564取決于移動終端是否能夠確定其地理 坐標。對于基于OFDM的網(wǎng)絡(luò)，在移動終端110中可得到類似的參數(shù)集。最后，可以使用預(yù)留字段590來將消息500長度擴展為整數(shù)八位字節(jié)。圖6是目標開銷更新響應(yīng)消息600的示例。目標SFF 178、278經(jīng)由HRPD隧道控 制協(xié)議425、455或HRPD隧道協(xié)議415、485 (參見圖4)將該消息600發(fā)送到移動終端110、 210。消息600包含可能在移動終端的位置處可得到的關(guān)于一個或多個目標基站的信息。 消息600還可以包括同步信息以幫助移動終端110調(diào)諧至目標空中接口。即使不精確的定 時信息也有益于幫助移動終端110比移動終端110否則在沒有定時信息的情況下將能夠進 行的更快地獲得目標基站?？蛇x地，該消息還包括目標網(wǎng)絡(luò)170、270或特定目標基站176、 276是否能夠接受移交的指示、目標基站的當前負載和目標基站處的當前可得到的QoS參 數(shù)集。標準消息收發(fā)字段包括消息ID字段602和消息序列字段604。如果消息600指向 特定移動終端，接入終端ID被包括字段605這樣指示，并且該移動終端ID被包括在接入終 端ID字段606中?；谛畔⑹欠癖灰暈槊舾械囊约耙园踩€是非安全格式發(fā)送消息，可以在消息600中包括或不包括特定信息?？焖倥渲帽话ㄗ侄?10指示用于目標基站的快速配置信 息是否被包括在該消息600中。如果包括快速配置信息，則在字段613中進行發(fā)送?？焖?配置信息可以包括用于碼分多址目標網(wǎng)絡(luò)的PN噪聲代碼。移動終端110、210可以使用該 配置信息來加速調(diào)諧至目標空中接口 430(參見圖4)的過程。扇區(qū)參數(shù)被包括字段620指示用于目標基站176、276的扇區(qū)參數(shù)信息是否被包括 在該消息600中。如果包括扇區(qū)參數(shù)信息，則在字段623中進行發(fā)送。扇區(qū)參數(shù)信息可以 包括顏色代碼信息和扇區(qū)標識符信息。移動終端110、210可以使用該扇區(qū)參數(shù)信息來加速 調(diào)諧至目標空中接口的過程?？焖倥渲煤蜕葏^(qū)參數(shù)信息通常被包括在標準開銷消息中，其 否則會在空中從目標基站進行發(fā)送。目標基站移交OK字段630指示與字段613、623中的快速配置和扇區(qū)參數(shù)相對應(yīng) 的目標接入網(wǎng)絡(luò)是否愿意考慮接受來自移動終端110、210的移交請求353(參見圖3)。目 標網(wǎng)絡(luò)可以基于在目標網(wǎng)絡(luò)處發(fā)現(xiàn)的信息——可能通過來自目標開銷更新請求消息315、 325的信息被增加，來確定是否愿意接受切換請求353。目標基站負載被包括字段640指示是否將在消息600中提供目標基站的負載。如 果將提供負載，則其將被包括在目標基站負載字段643中。在實施例中，負載作為百分比來 進行發(fā)送，其中，100%指示目標基站處于滿負荷(at capacity)，并且不能接受移交，并且 其中，0%指示在目標基站處不存在正在進行中的呼叫。移動終端110可以使用該負載信息 來確定是否切換到目標網(wǎng)絡(luò)和是否選擇該特定目標基站來進行移交?？傻玫降腝oS被包括字段670指示在該消息600中是否包括當前可從目標基站得 到的QoS參數(shù)集。如果包括可在目標基站處得到的QoS參數(shù)集，則將其置于可得到的QoS 字段673中。移動終端可以使用該QoS信息來確定是否切換到目標網(wǎng)絡(luò)并且將選擇哪個目 標基站來進行移交。最后，可以使用預(yù)留資源690來將消息600長度擴展為整數(shù)八位字節(jié)。通過通過源網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由到目標網(wǎng)絡(luò)的IP數(shù)據(jù)隧道而不是空中地來接收關(guān)于目標基 站的目標開銷信息，移動終端可以進行關(guān)于異構(gòu)切換的更有根據(jù)的決定。這在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 的MCHO方法中特別實用。添加諸如目標基站是否將接受來自該移動終端的切換、當前基站 負載信息和當前QoS信息的更多信息可以在MCHO和MAHO情況下進一步增加移動終端的自 主權(quán)。本文所公開的發(fā)明原理能夠進行許多修改。在這樣的修改落入所附權(quán)利要求及其 等價物的范圍內(nèi)的程度上，預(yù)期本專利申請涵蓋這樣的修改。
權(quán)利要求
1.一種在移動終端處用于切換的方法，包括向目標網(wǎng)絡(luò)發(fā)射包含所述移動終端的位置信息的目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息； 從所述目標網(wǎng)絡(luò)接收包含所述目標網(wǎng)絡(luò)的開銷消息信息的目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消肩、ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)射包括通過從所述移動終端到所述目標網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)隧道來發(fā)送所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求 消息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)隧道是從所述移動終端通過源網(wǎng)絡(luò)到 所述目標網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接收包括 通過數(shù)據(jù)隧道來獲得所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息包括所述移動 終端的源基站標識符。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息包括所述移動 終端的緯度信息和經(jīng)度信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)更新請求消息還包括 所述移動終端的當前連接的服務(wù)質(zhì)量(QoS)水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)射包括將所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息發(fā)送到與所述目標網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的信號轉(zhuǎn)發(fā)功能 (SFF)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)射包括將所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息發(fā)送到與所述目標網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的基站。
10.一種在移動終端處用于移動控制切換的方法，包括從目標網(wǎng)絡(luò)接收包含所述目標網(wǎng)絡(luò)的開銷消息信息的目標網(wǎng)絡(luò)更新開銷響應(yīng)消息； 釋放對源網(wǎng)絡(luò)的連接；以及 建立對所述目標網(wǎng)絡(luò)的連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在所述接收之前，向所述目標網(wǎng)絡(luò)發(fā)射包含所述移動終端的位置信息的目標網(wǎng)絡(luò)開銷 更新請求消息。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 向所述源網(wǎng)絡(luò)發(fā)射釋放消息。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 建立用于所述接收的安全數(shù)據(jù)隧道。
14.一種在目標網(wǎng)絡(luò)處用于切換的方法，包括從移動終端接收包含所述移動終端的位置信息的目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息；以及 向所述移動終端發(fā)射包含所述目標網(wǎng)絡(luò)的開銷消息信息的目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述接收包括通過從所述移動終端到所述目標網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)隧道來獲取所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述發(fā)射包括 通過數(shù)據(jù)隧道來發(fā)送所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)隧道是從所述目標網(wǎng)絡(luò)通過源網(wǎng)絡(luò) 到所述移動終端。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息包括 所述目標網(wǎng)絡(luò)的快速配置信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息包括 所述目標網(wǎng)絡(luò)的扇區(qū)參數(shù)信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息還包括 關(guān)于所述目標網(wǎng)絡(luò)是否將接受來自所述移動終端的移交的指示符。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息還包括 目標基站的當前負載因數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，以在所述目標基站處當前正在被利用的容量 的百分比來表達所述當前負載因數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息還包括 目標基站處可得到的服務(wù)質(zhì)量(QoS)水平。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述發(fā)射包括將所述目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息發(fā)送到經(jīng)由Xl協(xié)議連接到所述移動終端的信號轉(zhuǎn) 發(fā)功能(SFF)。
全文摘要
在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換情況下，移動終端(110)初始地與源網(wǎng)絡(luò)(130)進行無線通信。移動終端向目標網(wǎng)絡(luò)(170)發(fā)射包含移動終端的位置信息的目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新請求消息(315、325)，并且從目標網(wǎng)絡(luò)接收包含目標網(wǎng)絡(luò)的開銷消息信息和諸如切換意愿、網(wǎng)絡(luò)負載和QoS可用性的可選其它信息的目標網(wǎng)絡(luò)開銷更新響應(yīng)消息(317、327)。可以使更新請求和更新響應(yīng)消息從移動終端通過源網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)隧傳到目標網(wǎng)絡(luò)，而不是在空中將消息從目標網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到移動終端。
文檔編號H04W36/14GK102124779SQ200980132138
公開日2011年7月13日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者喬治·切里安, 詹姆斯·S·馬林 申請人:摩托羅拉移動公司