專利名稱：一種切換方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)(WLAN,Wireless Local Area Network)技術(shù),尤其涉及一種切換方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在目前的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)非常迅速。目前的3G空口已經(jīng)無法為日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供足夠的無線帶寬，而用戶迅猛增長(zhǎng)的需求與系統(tǒng)能力有限的矛盾也越來越尖銳。由于WLAN是單位帶寬成本最低的無線接入技術(shù)，因此，利用WLAN網(wǎng)絡(luò)來對(duì)現(xiàn)網(wǎng)中 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行分流已經(jīng)成了業(yè)界的共識(shí)，國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商已開始大規(guī)模集采并全力建設(shè)WLAN網(wǎng)絡(luò)。隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，其網(wǎng)絡(luò)由原來的熱點(diǎn)覆蓋逐步擴(kuò)大到熱區(qū)覆蓋，并且不僅為手機(jī)用戶，還為大量的便攜Internet終端如手機(jī)、掌上電腦(PDA，PersonalDigital Assistant)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(MID,Mobile Internet Device)、notebook等，提供了各種Internet業(yè)務(wù)，比如IP電話(VoIP, Voice over IP)、視頻電話等等。網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的擴(kuò)大、業(yè)務(wù)的普及，使得WLAN網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)性成為了一個(gè)需要解決的問題終端用戶的位置移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致終端不斷的變更接入路由器，為了保證用戶體驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)需要采取一些措施來保證終端的移動(dòng)性，目前業(yè)界在移動(dòng)性管理方面采用最多的方法是基于主機(jī)移動(dòng)性的移動(dòng)IP(MIP)方案和基于網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性的代理移動(dòng)IP(PMIP)方案。圖I為現(xiàn)有WLAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的切換流程示意圖，圖I中，探測(cè)交互(ProbeExchange)是終端發(fā)起的與AP之間的交互,包括探測(cè)請(qǐng)求(Probe Request)和探測(cè)響應(yīng)(Probe Response),終端發(fā)送Request來探測(cè)區(qū)域內(nèi)所存在的AP, AP收到Request后回應(yīng)Response ;認(rèn)證交互(Auth Exchange)是終端與AP之間的認(rèn)證交互，與Probe Exchange類似；關(guān)聯(lián)交互(Association Exchange)是終端發(fā)起的，與WLAN網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)過程。上述過程是WLAN網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)有技術(shù)，具體描述可參見相關(guān)協(xié)議。如圖I所示，在采用PMIP方案的前提下，終端變更接入路由器的流程大致包括終端斷開原來的與老路由器的連接，與新路由器建立連接；新路由器分別向老路由器和本地移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送消息，告知終端已經(jīng)切換接入路由器；老路由器為終端緩存報(bào)文，并將報(bào)文發(fā)送到新路由器，本地移動(dòng)錨點(diǎn)將終端的數(shù)據(jù)流切換至新路由器；新路由器將來自老路由器的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給終端。該方案在WLAN網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時(shí)，會(huì)存在以下問題首先，在WLAN網(wǎng)絡(luò)目前的機(jī)制中，新路由器無法知道老路由器在哪，也就而是說，新路由器無法向老路由器告知終端已經(jīng)切換接入路由器；其次，IEEE802. 11特有的先斷后連機(jī)制，使得終端在變更接入路由器時(shí)會(huì)發(fā)生一段時(shí)間的丟包，這段時(shí)間從終端離開老路由器開始，到老路由器收到來自新路由器的切換指示結(jié)束，大約為0. 5秒左右，具體包括對(duì)于物理層，終端掃描、發(fā)現(xiàn)新接入點(diǎn)(AP，AccessPoint)信號(hào)所需的時(shí)間，理想情況下大概在50ms左右；對(duì)于鏈路層，終端接入網(wǎng)絡(luò)并與接入控制器(AC,Access Controller)建立安全關(guān)系(比如認(rèn)證、重認(rèn)證及相關(guān)密鑰的分發(fā))所需的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室情況下大約需要200ms ;對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層及其以上信息配置(例如IP地址等等)所需的時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，層3(L3)切換所需時(shí)間大致為30-50ms。由于現(xiàn)有技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)層沒有切換丟包的補(bǔ)償機(jī)制。因此，在采用PMIP方案的前提下，終端變更接入路由器的過程中，所有丟失的數(shù)據(jù)報(bào)文都只能通過更上層的機(jī)制如傳輸控制協(xié)議(TCP)或者重傳協(xié)議(RTP)等來實(shí)現(xiàn)丟包重傳，這無疑將增加終端及網(wǎng)絡(luò)的開銷；同時(shí)，由于重傳需要一定的時(shí)間，因此很有可能降低用戶的體驗(yàn)，甚至造成業(yè)務(wù)的中斷。綜上所述，現(xiàn)有WLAN技術(shù)中，沒有機(jī)制保證以后接入路由器能夠找到前接入路由器。在現(xiàn)有的切換機(jī)制中，會(huì)發(fā)生丟包，丟包時(shí)長(zhǎng)T大約為O. 5秒左右，這樣的切換所引起的丟包將嚴(yán)重影響一些對(duì)時(shí)延和丟包率都比較敏感的業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)。

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切換方法及系統(tǒng)，能夠保證新路由器 向老路由器告知終端已經(jīng)切換接入路由器，并對(duì)切換丟包的情況進(jìn)行補(bǔ)償。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)的一種切換方法，存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；該方法還包括當(dāng)終端切換至新接入路由器后，新接入路由器根據(jù)存儲(chǔ)的信息，獲知該終端所連接的原接入路由器；新接入路由器向原接入路由器發(fā)送切換信令，原接入路由器將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器，再由新接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)給終端。所述新接入路由器根據(jù)存儲(chǔ)的信息，獲知該終端所連接的原接入路由器時(shí)，該方法還包括所述新接入路由器更新該終端的當(dāng)前所連接的接入路由器的信息。該方法之前還包括所述接入路由器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的策略，為當(dāng)前所連接至該接入路由器的終端實(shí)時(shí)緩存預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)報(bào)文。所述存儲(chǔ)的信息包括所述接入的終端身份信息，所連接的接入路由器標(biāo)識(shí)ID。所述切換信令為代理移動(dòng)IP PMIP快速切換的信令。一種切換系統(tǒng)，至少包括，原接入路由器、新接入路由器，以及本地服務(wù)器，其中，原接入服務(wù)器，用于連接終端的接入，接收來自新接入路由器的切換信令，將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器；新接入路由器，用于連接終端的接入，從本地服務(wù)器中獲知新接入的終端所連接的原接入路由器信息，向原接入路由器發(fā)送切換信令；將來自原接入路由器的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給該終端；本地服務(wù)器，用于存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；實(shí)時(shí)緩存的接入的終端數(shù)據(jù)。所述本地服務(wù)器單獨(dú)設(shè)置；或者，設(shè)置在所述接入路由器中。從上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，包括存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；當(dāng)終端切換至新的接入路由器后，新接入路由器根據(jù)存儲(chǔ)的信息，獲知該終端所連接的原接入路由器，同時(shí)新接入路由器更新該終端的當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；新接入路由器向原接入路由器發(fā)送切換信令，原接入路由器將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器，再由新接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)給終端。通過本發(fā)明方法，在WLAN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)切換時(shí)，保證了新路由器向老路由器告知終端已經(jīng)切換接入路由器，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)切換丟包的情況的補(bǔ)償，從而降低了切換時(shí)延，提升了用戶體驗(yàn)。


圖I為現(xiàn)有WLAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的切換流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)切換的方法的流程圖；圖3為采用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)切換的方法后的報(bào)文重傳耗時(shí)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)切換的系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)切換的實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)切換的方法的流程圖，如圖3所示，包括以下步驟步驟200 :存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息，比如終端身份信息，所連接的接入路由器標(biāo)識(shí)(ID)等。本步驟中，可以在WLAN網(wǎng)絡(luò)中部署一個(gè)本地服務(wù)器，用于存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息，比如終端身份，所連接的接入路由器ID等。步驟201 :當(dāng)終端切換至新的接入路由器后，新接入路由器根據(jù)存儲(chǔ)的信息，獲知該終端所連接的原接入路由器，同時(shí)新接入路由器更新該終端的當(dāng)前所連接的接入路由器的信息。本步驟中，新接入路由器可以通過查詢本地服務(wù)器獲知該終端原來的接入理由器的信息，比如接入路由器ID，這樣，新接入路由器即獲知該終端的原接入路由器在哪，也就是說，新接入路由器可以向原接入路由器告知終端已經(jīng)切換接入路由器；同時(shí)，新路由器會(huì)將存儲(chǔ)在本地服務(wù)器中的該終端的當(dāng)前所連接的接入路由器的信息更新為新接入路由器ID。步驟202 :新接入路由器向原接入路由器發(fā)送切換信令，原接入路由器將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器，再由新接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)給終端。本步驟中，每個(gè)接入路由器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的策略，為當(dāng)前所連接至該接入路由器的終端實(shí)時(shí)緩存一定時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)報(bào)文，當(dāng)終端切換至新接入路由器時(shí)，由于新老接入路由器之間存在PMIP快速切換的信令，因此，老接入路由器在收到新接入路由器的PMIP快速切換信令后，會(huì)將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器，再由新接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)給終端，從而實(shí)現(xiàn)了切換丟包的補(bǔ)償。具體來講，對(duì)于上層無丟包重傳的業(yè)務(wù)而言，采用本發(fā)明方法，避免了終端用戶切換時(shí)期的丟包；對(duì)于上層有丟包重傳的業(yè)務(wù)而言，采用本發(fā)明方法，減少了丟包重傳的時(shí)延，同時(shí)也降低了終端與組播源或組播復(fù)制點(diǎn)的開銷，并具備重傳抑制功能，節(jié)省了空口資源。在這種情況下，所節(jié)省的時(shí)間包括平均空口發(fā)包等待時(shí)間，以及MAG與組播源(或復(fù)制點(diǎn))之間的往返時(shí)間(RTT)。如圖3所示，以上層有丟包重傳的業(yè)務(wù)為例，包括無實(shí)時(shí)緩存時(shí)的重傳時(shí)延示意圖(上半圖)和有實(shí)時(shí)緩存時(shí)的重傳時(shí)延示意圖(下半圖)。如上半圖所示，終端在獲取切換丟包所需的時(shí)間由4部分構(gòu)成建立2層連接(L2 connectionestablishment&Authentication)所需時(shí)間、3 層切換通告與響應(yīng)(L3Hi/Hack exchange)所需時(shí)間、發(fā)送RTP重傳請(qǐng)求(RTP retransmission request)所需時(shí)間、RTP重傳(RTPretransmission)所需時(shí)間；如下半圖所示，所需時(shí)間由3部分組成建立2層連接所需時(shí)間、3層切換通告與響應(yīng)所需時(shí)間、當(dāng)前路由器重傳(L3 retransmission)時(shí)間。本步驟中，具體的策略如何設(shè)置的實(shí)現(xiàn)方式很多，比如具體為哪些用戶緩存，緩存時(shí)間多長(zhǎng)時(shí)等，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體部署情況來設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易獲知，不屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，這里不再贅述。通過本發(fā)明方法，在WLAN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)切換時(shí)，保證了新路由器向老路由器告知終端已經(jīng)切換接入路由器，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)切換丟包的情況的補(bǔ)償，從而降低了切換時(shí)延，提升了用戶體驗(yàn)。針對(duì)本發(fā)明方法還提供一種切換系統(tǒng)，如圖4所示，至少包括，原接入路由器、新接入路由器，以及本地服務(wù)器，其中， 原接入服務(wù)器，用于連接終端的接入，接收來自新接入路由器的切換信令，將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器；新接入路由器，用于連接終端的接入，從本地服務(wù)器中獲知新接入的終端所連接的原接入路由器信息，向原接入路由器發(fā)送切換信令；將來自原接入路由器的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給該終端。本地服務(wù)器，用于存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；實(shí)時(shí)緩存的接入的終端數(shù)據(jù)。本地服務(wù)器可以單獨(dú)設(shè)置，也可以設(shè)置在接入路由器中。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖5為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)切換的實(shí)施例的流程示意圖，如圖5所示，本實(shí)施例中，通過在接入路由器(MAG)上添加一個(gè)緩存(Cache)模塊作為本地服務(wù)器，存儲(chǔ)接入的終端的身份信息及該接入路由器的ID，并根據(jù)策略實(shí)時(shí)緩存部分用戶的終端數(shù)據(jù)，當(dāng)原MAG收到來自新MAG的Hi消息后，原MAG將當(dāng)前緩存的、與切換終端相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)文全部發(fā)送給新MAG，由新MAG再轉(zhuǎn)發(fā)給終端，具體流程包括步驟500 :終端的數(shù)據(jù)通過LMA轉(zhuǎn)發(fā)至原接入路由器(在PMIPv6中為pMAG)，再由原接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)至終端。在下行數(shù)據(jù)(DL DATA)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，原接入路由器根據(jù)策略，臨時(shí)緩存終端數(shù)據(jù)。步驟501 :當(dāng)終端因?yàn)槟承┰颍热绨l(fā)現(xiàn)更好的無線信號(hào)等觸發(fā)切換時(shí)，終端與原接入路由器斷開。此時(shí)，終端將不再收到來自于原接入路由器的報(bào)文。步驟502 :終端與新接入路由器(在PMIPv6中為nMAG)建立連接，并通過入網(wǎng)接入認(rèn)證。具體實(shí)現(xiàn)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員慣用技術(shù)手段。步驟503 :新接入路由器通過查詢本地服務(wù)器，獲知原接入路由器的信息，對(duì)該本地服務(wù)器中的接入服務(wù)器信息進(jìn)行更新。步驟504 :新的接入路由器將同時(shí)向原接入路由器發(fā)送切換發(fā)起(Hi, HandoverInitial)消息以告知某個(gè)終端已經(jīng)切換到新的接入路由器，向LMA發(fā)送代理綁定更新(PBU, Proxy Binding Update)消息，LMA會(huì)返回代理綁定響應(yīng)(PBA)消息；在PMIP中，MAG用PBU消息向LMA發(fā)送終端所連接路由器變更的通知。
步驟505 :當(dāng)原接入路由器收到Hi消息后,在發(fā)送切換響應(yīng)(Hack)消息的同時(shí)，將臨時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器。步驟506 :新接入路由器將來自原接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至終端。這樣，保證了終端的切換丟包為零。
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，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種切換方法，其特征在于，存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；該方法還包括 當(dāng)終端切換至新接入路由器后，新接入路由器根據(jù)存儲(chǔ)的信息，獲知該終端所連接的原接入路由器； 新接入路由器向原接入路由器發(fā)送切換信令，原接入路由器將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器，再由新接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)給終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換方法，其特征在于，所述新接入路由器根據(jù)存儲(chǔ)的信息，獲知該終端所連接的原接入路由器時(shí)，該方法還包括 所述新接入路由器更新該終端的當(dāng)前所連接的接入路由器的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的切換方法，其特征在于，該方法之前還包括所述接入路由器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的策略，為當(dāng)前所連接至該接入路由器的終端實(shí)時(shí)緩存預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)報(bào)文。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切換方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)的信息包括所述接入的終端身份信息，所連接的接入路由器標(biāo)識(shí)ID。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切換方法，其特征在于，所述切換信令為代理移動(dòng)IPPMIP快速切換的信令。
6.一種切換系統(tǒng)，其特征在于，至少包括，原接入路由器、新接入路由器，以及本地服務(wù)器，其中， 原接入服務(wù)器，用于連接終端的接入，接收來自新接入路由器的切換信令，將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器； 新接入路由器，用于連接終端的接入，從本地服務(wù)器中獲知新接入的終端所連接的原接入路由器信息，向原接入路由器發(fā)送切換信令；將來自原接入路由器的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給該終端； 本地服務(wù)器，用于存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；實(shí)時(shí)緩存的接入的終端數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切換系統(tǒng)，其特征在于，所述本地服務(wù)器單獨(dú)設(shè)置；或者，設(shè)置在所述接入路由器中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種切換方法及系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)終端當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；當(dāng)終端切換至新的接入路由器后，新接入路由器根據(jù)存儲(chǔ)的信息，獲知該終端所連接的原接入路由器，同時(shí)新接入路由器更新該終端的當(dāng)前所連接的接入路由器的信息；新接入路由器向原接入路由器發(fā)送切換信令，原接入路由器將實(shí)時(shí)緩存的終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新接入路由器，再由新接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)給終端。通過本發(fā)明方法，在WLAN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)切換時(shí)，保證了新路由器向老路由器告知終端已經(jīng)切換接入路由器，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)切換丟包的情況的補(bǔ)償，從而降低了切換時(shí)延，提升了用戶體驗(yàn)。
文檔編號(hào)H04W36/12GK102802147SQ201110135218
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者潘云波, 魏元 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司