專利名稱:無線電信網(wǎng)絡(luò)中的切換方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在無線電信網(wǎng)絡(luò)中將移動終端從第一節(jié)點(diǎn)切換
(handover)到第二節(jié)點(diǎn)的方法和設(shè)備。特別但并非排他地，其可應(yīng)用 于異構(gòu)(heterogeneous)無線網(wǎng)絡(luò)以及這樣的網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，已經(jīng)開發(fā)出結(jié)合有多種不同無線電接入技術(shù)(RAT)類型的 無線電信網(wǎng)絡(luò)以形成異構(gòu)移動網(wǎng)絡(luò)。由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)就用戶如何連接到網(wǎng) 絡(luò)而言允許有可替換的可能性，所以其為用戶和運(yùn)營商提供了好處。用 戶能夠通過將其無線電連接指引到最適合的接入系統(tǒng)而根據(jù)對可用選 項(xiàng)的選擇獲得最佳連接。運(yùn)營商能夠執(zhí)行負(fù)載共享以便對網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng) 絡(luò)利用進(jìn)行優(yōu)化。
當(dāng)在異構(gòu)移動網(wǎng)絡(luò)中包括不同RAT類型的組合時(shí)，經(jīng)由各個(gè)不同 RAT的分組傳送時(shí)間會存在巨大差異，從而經(jīng)由一個(gè)RAT發(fā)送到移動 終端的分組可能會比經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)中所包括的另一 RAT發(fā)送時(shí)花費(fèi)更長時(shí) 間到達(dá)。分組流的平均分組傳送延遲依賴于RAT的體系結(jié)構(gòu)、其技術(shù) 類型、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的處理時(shí)間、擁塞量等等。這會使得連接到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 的移動終端經(jīng)由到一個(gè)RAT的連接以一個(gè)延遲接收分組，而經(jīng)由網(wǎng)絡(luò) 中所包括的另一個(gè)RAT以另一個(gè)延遲接收分組，從而存在著"快速 (fast) " RAT,與"慢速(slow) ，， RAT的延遲相比，移動終端經(jīng)由 所述"快速"RAT以相對較小的延遲接收分組。
在將移動終端從快速RAT切換到慢速RAT期間，如果平均分組傳 送延遲中的差別過大，則移動終端接收器會在其所接收的分組流中觀察 到斷點(diǎn)(break),這是因?yàn)榕c切換之前相比，IP分組在切換之后需要更 多時(shí)間到達(dá)接收器。這對于諸如語音之類的實(shí)時(shí)應(yīng)用而言會特別明顯， 從而切換過程對于用戶而言不再表現(xiàn)為是無縫的。相反，在從慢速RAT 到快速RAT的切換期間，接收器會觀察到IP分組的超越(overtaking)。
對于實(shí)時(shí)應(yīng)用而言，移動終端接收器可以包括播放緩沖器(play out buffer),其大到足以避免IP分組流中的斷點(diǎn)或者具有用于IP分組重排
4序的容量。例如，播放緩沖器存儲語音數(shù)據(jù)直至已經(jīng)聚集了足夠的數(shù)據(jù)， 這時(shí)接著對其進(jìn)行解碼以便呈現(xiàn)給用戶。對于視頻流通信而言，能夠使 用任意大小的播放緩沖器。然而，對于對話服務(wù)而言，播放緩沖器的大 小必須受限以便避免由播放緩沖器所引起的對話中斷。
對于非實(shí)時(shí)應(yīng)用而言，如果在從快速RAT到慢速RAT的切換之后 太晚接收到IP分組，則會啟動TCP4晉誤處理機(jī)制。這包括對已經(jīng)^皮發(fā) 送到移動終端的分組進(jìn)行重傳，即使所述分組在原傳輸中實(shí)際上并未丟失。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面， 一種用于在無線電信網(wǎng)絡(luò)中將移動終端從 第一節(jié)點(diǎn)切換到第二節(jié)點(diǎn)的方法，包括步驟
確定就所建立的連接而言經(jīng)由第 一節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動終端的分組的 第一平均分組傳送延遲以及就所建立的連接而言經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送到 移動終端的分組的第二平均分組傳送延遲；和
當(dāng)?shù)?一和第二延遲之一小于另 一個(gè)時(shí)，在切換過程期間向以較小延 遲經(jīng)由節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動終端的分組施加(apply)附加延遲。
通過使用本發(fā)明，可以減少在所建立的連接期間第 一和第二延遲之 間的差異的影響。所建立的連接是其中沒有出現(xiàn)當(dāng)前切換執(zhí)行的連接。 在切換期間所施加的附加延遲增加了較小延遲，從而從移動終端以較小 延遲接收分組的節(jié)點(diǎn)向其以較大延遲接收分組的節(jié)點(diǎn)所傳送的呼叫中 發(fā)生中斷的可能性很小。因此，其還降低了發(fā)起重傳過程的概率，從而 減少了附加重傳和資源使用。在移動終端在其連接到具有較大延遲的源 節(jié)點(diǎn)時(shí)被切換到以與目前相比較小的延遲從其接收分組的節(jié)點(diǎn)的情況 下，施加附加延遲降低了來自第二節(jié)點(diǎn)的分組超越來自第 一節(jié)點(diǎn)的分組 的風(fēng)險(xiǎn)，由此減少了提供對接收分組的重排序的需要。本發(fā)明在被應(yīng)用 于諸如語音之類的實(shí)時(shí)應(yīng)用時(shí)尤其有利，所述實(shí)時(shí)應(yīng)用特別不希望在移 動終端處出現(xiàn)接收斷點(diǎn)或在接收器處出現(xiàn)分組超越。此外，使用本發(fā)明 使得能夠在移動終端中使用比其他情況下更小的播放緩沖器。
可以在第一和第二延遲之間存在任意差異時(shí)施加附加延遲?？商鎿Q 地，其可以僅在兩個(gè)延遲之間的差異超出閾值的情況下凈皮施加，以使得 在差異不足以導(dǎo)致明顯性能問題的情況下，不對經(jīng)由快速路徑以較小分
5組傳送延遲所傳送的分組施加附加延遲。
在根據(jù)本發(fā)明的 一種方法中，施加到較快分組的附加延遲隨時(shí)間保 持固定量。該額外施加的延遲減小了第一和第二延遲之間的步長變化， 并且這足以避免當(dāng)?shù)?一和第二延遲之間存在較大差異時(shí)所出現(xiàn)的問題。 在根據(jù)本發(fā)明的另 一方法中，在切換過程期間額外施加的延遲量是變化 的以便提供平均分組傳送延遲的平滑變化?？梢允褂眠@兩種方法的組 合，例如，在第一和第二延遲之間的差異落入一個(gè)數(shù)值范圍的情況下施 加固定延遲，而在所述差異較大的情況下施加可變延遲。
在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，所述網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，并且第一和第
二節(jié)點(diǎn)被分別包括在不同的無線電接入技術(shù)RAT部分中。本發(fā)明還可 以在同類(homogeneous)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施，例如，這沖羊的同類網(wǎng)絡(luò)的不同 部分提供不同分組傳送延遲是潛在有利的。
便利地，所有延遲都被施加在用于分組的傳輸路徑中的一點(diǎn)處，但 是作為替代，其可以被施加在沿所迷路徑的不同點(diǎn)處。在網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)網(wǎng) 絡(luò)的情況下，至少部分延遲可以凈皮施加在連接不同RAT部分的錨節(jié)點(diǎn)。 在根據(jù)本發(fā)明的另 一種方法中，至少部分延遲^皮施加在就所建立的連接 而言經(jīng)由其以較小延遲傳送分組的第一和笫二節(jié)點(diǎn)之一處。附加延遲可 以被施加在諸如路由器、基站之類的節(jié)點(diǎn)或其他類型的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，關(guān)于平均分組傳送延遲的信息被存儲在諸 如存儲器或數(shù)據(jù)庫之類的存儲裝置中，并且訪問所述存儲裝置來確定第 一和第二延遲。關(guān)于延遲的信息可以通過測量來提供，和/或通過對網(wǎng)絡(luò) 性能、體系結(jié)構(gòu)或影響去往連接到節(jié)點(diǎn)的移動終端的分組傳輸?shù)钠渌?關(guān)方面進(jìn)行分析而計(jì)算得出。例如，通過在切換準(zhǔn)備階段使用測試傳輸 或?qū)?shù)據(jù)分組的接收進(jìn)行監(jiān)視，來自移動終端的測量可以被用來確定第 一和第二延遲中的至少一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面， 一種無線通信網(wǎng)絡(luò)包括第一和第二節(jié)點(diǎn)， 存在就所建立的連接而言經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動終端的分組的第一 平均分組傳送延遲以及就所建立的連接而言經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動 終端的分組的第二平均分組傳送延遲；比較器，其用于在移動終端要被 從第一節(jié)點(diǎn)切換到第二節(jié)點(diǎn)時(shí)將第一和第二延遲進(jìn)行比較；和延遲機(jī) 制，在笫一和第二延遲之一比另一個(gè)更快時(shí)，所述延遲機(jī)制在切換過程 期間向經(jīng)由節(jié)點(diǎn)以較d 、延遲發(fā)送到移動終端的分組施加附加延遲。根據(jù)本發(fā)明的第三方面， 一種無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括延遲機(jī)制，在經(jīng)由 處于與其所建立連接中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)到移動終端的分組傳送延遲小于經(jīng)
由處于與其所建立連接中的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)到移動終端的分組傳送延遲時(shí)，
當(dāng)在節(jié)點(diǎn)之間對移動終端進(jìn)行切換的切換過程期間，所述延遲機(jī)制向經(jīng)
由節(jié)點(diǎn)以較J、延遲發(fā)送到移動終端的分組施加附加延遲。


現(xiàn)在參考附圖僅以示例的方式對根據(jù)本發(fā)明的 一 些實(shí)施例和方法
進(jìn)行描述，其中
圖1示意性地圖示了異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)；
圖2是與圖1所示的網(wǎng)絡(luò)的操作相關(guān)的示意性示圖；
圖3示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的包括延遲機(jī)制的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；
和
圖4是與圖1所示的網(wǎng)絡(luò)的操作相關(guān)的示意性示圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)300包括分別經(jīng)由接入路由器110和210 連接到共用錨(anchor)節(jié)點(diǎn)310第一 RAT 100和第二 RAT 200,并且 還可以包括其他節(jié)點(diǎn)，但這些并未被示出。所述網(wǎng)絡(luò)還包括連接到錨節(jié) 點(diǎn)310的第三RAT(未示出)。移動終端1能夠經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)(即，基 站120)連接到第一RAT 100,并且經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)(即，接入點(diǎn)220) 連接到第二RAT 200。在連接過程期間所選擇的特定RAT將考慮諸如 信道質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和移動終端位置之類的各種參數(shù)來提供最優(yōu)性能。 所述網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)據(jù)庫320,其存儲與當(dāng)經(jīng)由每個(gè)RAT向連接到RAT的 移動終端發(fā)送IP分組時(shí)的平均分組傳送延遲有關(guān)的信息。接入路由器 110、 210和錨節(jié)點(diǎn)310具有到數(shù)據(jù)庫320的連接以使得它們能夠訪問其 所存儲的信息。
在網(wǎng)絡(luò)300中，如果移動終端處于與第一RAT IOO所建立的連接中， 則它經(jīng)由基站120以較其處于經(jīng)由接入點(diǎn)220與第二 RAT 200所建立的 連接中更小的平均分組傳送延遲來接收IP分組。由于分組傳送延遲依賴 于RAT的體系結(jié)構(gòu)、其技術(shù)類型、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的處理時(shí)間、擁塞量等， 所以延遲之間會出現(xiàn)差異。如圖2所示，第三RAT的平均分組傳送延
7遲是處于第一和第二RAT 100和200的平均分組傳送延遲之間的數(shù)值。 針對不同RAT之間的三個(gè)垂直切換過程示出了相對于時(shí)間的平均分組 傳送時(shí)間。分組傳送時(shí)間函數(shù)示出了類似步驟的行為，其對于第一切換 引起了接收器處的分組延遲，并且對于第二和第三切換可能引起分組超 越。最初，移動終端1處于與第一RAT 100所建立的連接中。在時(shí)間tl, 通過移動終端所進(jìn)行的測量，確定釋放與第一 RAT 100的連接并且將移 動終端切換到第二RAT 200。在稍后的時(shí)間t2,執(zhí)行到第三RAT的垂 直切換，并且在時(shí)間t3執(zhí)行到第一 RAT 100的垂直切換。
對于在tl從RAT 100到RAT 200的切換而言，當(dāng)決定進(jìn)行切換時(shí)， 錨節(jié)點(diǎn)310訪問數(shù)據(jù)庫320以確定經(jīng)由RAT 100和其他RAT 200的平 均分組傳送延遲。其將這兩個(gè)延遲進(jìn)行比較，并且如果差異超出了閾值， 則由此指示存在足夠大的差異(其中減小該差異會很有好處)，則錨節(jié) 點(diǎn)310向快速RAT 100中所包括的接入路由器IIO發(fā)送消息。如圖3所 示，接入路由器110和210均包括延遲機(jī)制。在112,快速RAT100中 所包括的接入路由器IIO從錨節(jié)點(diǎn)310接收消息。所述消息向接入路由 器110通知其應(yīng)當(dāng)在即將到來的切換過程期間向分組應(yīng)用附加延遲。 所述消息還可以包括平均分組傳送時(shí)間之間的差異值，或者接入路由器 可以自己直接訪問數(shù)據(jù)庫320來獲得該信息。在114，通過使用延遲之 間的差異以及要施加延遲的時(shí)間來確定延遲量，以使得在切換過程期間 所施加的延遲逐漸變化。如虛線(dotted line)所示，延遲隨時(shí)間的變化 可以是線性的，或者可替換地，如圖4中的鏈?zhǔn)秸劬€(broken line)所 示。受控的延遲經(jīng)由控制器116施加到寄存器118,其中經(jīng)由所述寄存 器118從接入路由器IIO輸出IP分組。在做出切換決定之后且在切換執(zhí) 行之前施力口延遲。
隨后，決定從第二RAT200切換到第三RAT,因?yàn)榈谌齊AT比第 二 RAT更快，所以在與第三RAT相關(guān)聯(lián)的接入路由器處施加附加延遲。 在這種情況下，由于是從慢速RAT到快速RAT的切換，所以在切換執(zhí) 行之后施加附加延遲，如圖4所示。
延遲機(jī)制可被置于中央錨310和接入路由器110及210之間的路徑 上的任何路由器中，或者被置于諸如異構(gòu)移動網(wǎng)絡(luò)300內(nèi)的無線電接入 網(wǎng)絡(luò)100和200的節(jié)點(diǎn)120和220之類的另一節(jié)點(diǎn)中。
對于延遲機(jī)制的最優(yōu)操作而言，所有RAT的中央錨和接收器之間的每個(gè)RAT的平均分組傳送時(shí)間必須是粗略知道的。該知識能夠基于 實(shí)際測量或中央數(shù)據(jù)庫中所存儲的已知平均值。來自移動終端1的測量 可以被用來確定平均分組傳送延遲。
本發(fā)明的使用允許無損和無縫的垂直切換過程在異構(gòu)移動網(wǎng)絡(luò)中 得到支持。如果切換過程伴隨著路由路徑的大的變化，則其還可以被應(yīng) 用于水平切換過程。
可以在不偏離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)特征的情況下以其他特定形式 來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明并且通過其他方法來實(shí)施本發(fā)明。所描述的實(shí)施例在所有 方面僅被認(rèn)為是說明性的而并非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附 權(quán)利要求
而不是之前的描述來確定。在權(quán)利要求
的等同物的范圍和含義 之內(nèi)所進(jìn)行的所有變化均包含在其范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于在無線電信網(wǎng)絡(luò)中將移動終端從第一節(jié)點(diǎn)切換到第二節(jié)點(diǎn)的方法，包括以下步驟確定就所建立的連接而言經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動終端的分組的第一平均分組傳送延遲，以及就所建立的連接而言經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動終端的分組的第二平均分組傳送延遲；以及當(dāng)?shù)谝缓偷诙舆t之一小于另一個(gè)時(shí)，在切換過程期間向經(jīng)由節(jié)點(diǎn)以較小延遲發(fā)送到移動終端的分組施加附加延遲。
2. 如權(quán)利要求
1所述的方法，包括改變在切換過程期間所施加的 延遲量以便提供平均分組傳送延遲的平滑變化。
3. 如權(quán)利要求
1或2所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并且 第 一和第二節(jié)點(diǎn)被分別包括在不同的無線電接入技術(shù)RAT部分中。
4. 如權(quán)利要求
3所述的方法，包括在連接不同RAT部分的錨節(jié)點(diǎn) 處施加至少部分延遲。
5. 如權(quán)利要求
1或2所述的方法，包括在就所建立的連接而言經(jīng) 由其以較小延遲傳送分組的第一和第二節(jié)點(diǎn)之一處施加至少部分附加 延遲。
6. 如權(quán)利要求
1或2所述的方法，包括在存儲裝置中存儲關(guān)于平 均分組傳送延遲的信息并且訪問所述存儲裝置來確定第一和第二延遲。
7. 如權(quán)利要求
1或2所述的方法，包括使用來自移動終端的測量 來確定第一和第二延遲中的至少一個(gè)。
8. 如權(quán)利要求
1或2所述的方法，其中向?qū)儆趯υ挿?wù)的分組施 加延遲。
9. 一種無線通信網(wǎng)絡(luò)，包括第一和第二節(jié)點(diǎn)，存在著就所建立 的連接而言經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動終端的分組的第一平均分組傳送 延遲，以及就所建立的連接而言經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送到移動終端的分組的 第二平均分組傳送延遲；比較器，用于當(dāng)移動終端要被從第一節(jié)點(diǎn)切換 到第二節(jié)點(diǎn)時(shí)，將第一和第二延遲進(jìn)行比較；以及延遲機(jī)制，在第一和 第二延遲之一比另 一個(gè)小時(shí)，在切換過程期間向經(jīng)由節(jié)點(diǎn)以較小延遲發(fā) 送到移動終端的分組施加附加延遲。
10. —種包括延遲機(jī)制的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在經(jīng)由處于與其所建立的 連接中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)到移動終端的分組傳送延遲小于經(jīng)由另一個(gè)節(jié)點(diǎn)到移動終端的分組傳送延遲時(shí)，當(dāng)在節(jié)點(diǎn)之間切換移動終端時(shí)的切換過程 期間，所述延遲機(jī)制向經(jīng)由節(jié)點(diǎn)以較小延遲發(fā)送到移動終端的分組施加 附加延遲。
11. 一種數(shù)據(jù)存儲裝置，其可連接以供無線電信網(wǎng)絡(luò)在切換期間進(jìn) 行參考并且包括關(guān)于通過網(wǎng)絡(luò)的不同路徑的平均分組傳送延遲的信息。
專利摘要
一種無線電信網(wǎng)絡(luò)可以包括以不同分組傳送延遲進(jìn)行操作的部分，從而經(jīng)歷從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一節(jié)點(diǎn)的切換的移動終端在切換之前和之后經(jīng)受不同的延遲。在切換過程期間向經(jīng)由節(jié)點(diǎn)以較小延遲發(fā)送到移動終端的分組施加附加延遲以便減小兩個(gè)延遲之間的差異。所述附加延遲可以在連接不同無線電接入技術(shù)類型的無線網(wǎng)絡(luò)部分的錨節(jié)點(diǎn)處施加，或者在網(wǎng)絡(luò)的其他部分施加。例如，可以存儲與分組傳送延遲有關(guān)的信息并且對其進(jìn)行訪問以確定切換中所涉及的節(jié)點(diǎn)的延遲和/或通過在呼叫期間進(jìn)行的測量來獲得。
文檔編號GKCN101472315SQ200810188635
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月25日
發(fā)明者D·霍夫曼 申請人:阿爾卡泰爾盧森特公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan