分組報頭結構和控制分組傳輸的方法
2023-07-05 04:05:36
專利名稱：分組報頭結構和控制分組傳輸的方法
技術領域：
本發明總的涉及在分組移動通信系統中控制分組傳輸的方法，更具體地涉及當為移動終端指定的分組被發射給包括移動終端和路由器包括能夠無線通信的路由器的分組通信網絡時傳輸所使用分組的一種方法。
另外，本發明涉及按照控制分組傳輸方法通過分組通信網絡傳輸的分組的一種報頭結構。
通過包括多個路由器的分組通信網絡傳輸的分組一般具有圖8所示的結構，並且包括一個報頭部分和一個載荷部分。載荷部分包括通過分組通信網絡所要傳輸給終端的數據。報頭部分包括一個信源地址(例如，信源IP位址)表示發送分組的終端，和包括一個信宿地址(例如，信宿的IP位址)表示接收分組的終端。報頭部分進一步包括分組傳輸所必須的控制信息。
在IP(網際網路協議)分組的情況下，報頭部分進一步包括如圖9、
圖10和圖11所示定義的詳細結構，其分別表示為一個IP報頭、一個UDP報頭和一個TCP報頭。UDP報頭或者TCP報頭都包含在IP報頭中。
當從信源終端發送這種分組給分組通信網絡時，路由器通過按照預定傳輸算法檢查包含在報頭部分內信息將分組傳送給另一個路由器。這使從路由器到路由器的連續傳遞成為可能。當分組到達與信宿地址指定的信宿終端連接的路由器時，該路由器將分組傳輸給信宿終端。
可以想像設計一個系統利用上述分組通信網絡將分組發送給移動終端。將通過分組通信網絡傳輸的分組要具有包括表示信源終端的信源地址和表示信宿移動終端的信宿地址的報頭部分。在此情況下，表示信宿移動終端的信息是在分組通信網絡中唯一的地址。
在基於上述分組通信網絡將分組傳輸給移動終端的系統中，根據移動終端的條件可以提供各種服務。例如，可以對高速運動的移動站和另外移動站通過分組提供某些信息。在這種情況下，移動站運動的速度在中心保持分組通信網絡的跟蹤。服務提供商向網絡中心查詢比預定速度快的移動終端的有關信宿地址(在分組通信網絡中是唯一的)。在將信宿導致包括在分組報頭部分中之後，服務提供商將分組發送給分組通信網絡。
當表示所有移動終端的地址信息包含在分組報頭部分時，這種分組從服務提供商廣播給分組通信網絡。在此情況下，接收廣播分組的移動終端檢查所接收分組是否與它們自己當前狀態有關。
在與各自移動站條件一致的服務通過分組通信網絡提供給移動終端的情況下，上述前一個方案中由於網絡中心為識別信宿地址而跟蹤移動終端條件(例如，運動速度)，需要網絡中心與服務提供商之間的持續通信。這種需要產生沉重處理負荷，以及增加在分組通信網絡中的通信業務量。
上述後者方案需要將分組發送給裝備無線電通信功能的所有路由器。這產生額外的分組傳輸。
因此，第一需要是分組報頭結構當通過分組通信網絡將與移動終端條件一致的服務遞交給移動終端時，使通過使用較簡單方案傳輸分組給移動終端成為可能。
另外，第二需要是能夠容易傳輸具有這種報頭結構的分組給移動終端控制分組傳輸的方法。
本發明總的目的是提供一個方案，基本上消除了有關技術限制和缺點產生的一個或幾個問題。
為滿足按照本發明的第一需要，通過分組通信網絡傳輸給移動終端的分組的報頭結構包括有關分組所指向的信宿移動終端的信息，該信息起表示信宿的作用，而該網絡包括多個路由器，包括配置成通過無線電與移動終端通信的通信路由器。
當具有上述報頭結構的分組傳輸給分組通信網絡時，通過使用作為信宿指示的移動終端條件有關的信息在分組通信網絡上傳輸該分組。因此，不需要根據移動終端條件有關信息識別在分組通信網絡中唯一的地址來將該分組傳輸給所識別的地址。
有關移動終端條件的信息可以是移動終端自身的條件，例如移動終端的運動條件(速度，加速度，運動方向等)，或可以是移動終端周圍環境的條件，例如溫度、溼度、高度等。
作為按照本發明根據移動站運動條件提供服務的例子，上述報頭結構可以指定信宿移動終端的運動條件的信息。
有關上述移動終端運動條件的信息可以是信宿移動終端的特定速度。
使用具有上述報頭結構的分組使通過分組通信網絡傳遞服務更容易，例如分布預定信息給高速運動的移動終端。
上述移動終端速度特指單一速度。
上述移動終端速度可以特指多個速度。
當傳輸具有上述報頭結構的分組被傳送到分組通信網絡時，該分組可以傳輸給以等於特定速度中的任何一個的速度運動的移動終端。
另外，移動終端的速度可以被指定為一個速度範圍。
當傳輸具有上述報頭結構的分組被傳送到分組通信網絡時，該分組可以傳輸給以特定速度範圍內速度運動的移動終端。
為滿足本發明的第二需要，當通過分組通信網絡將分組傳輸給移動終端時所使用的控制分組傳輸方法包括使通信路由器的任何給定一個保持跟蹤移動終端條件信息的步驟，該移動終端可以與所述通信路由器的任何給定一個通信並向其發送信息，該分組通信網絡包括多個路由器，包括配置成通過無線電與移動終端通信的通信路由器，當通過分組通信網絡傳遞的分組包括作為信宿信息存儲在報頭部分中的移動終端條件信息時檢查信宿信息後使每個路由器將分組傳輸給其它路由器，如果作為信宿信息存儲器報頭部分內的移動終端條件信息與通信路由器保持跟蹤的移動終端條件信息符合時使通信路由器通過無線電將分組傳輸給與通信路由器通信的移動終端。
按照上述分組傳輸方法，包括存儲在報頭部分中移動終端條件信息的分組按照預定傳輸算法連續傳輸到達可以與移動終端通信的通信路由器。如果在通信路由器中記錄的移動終端條件信息與作為信宿信息存儲在分組報頭內的移動終端條件信息符合，通信路由器將分組傳輸給移動終端。
按照上述分組傳輸方法，在每個通信路由器上的移動終端條件信息的分布控制有能力對移動終端提供與移動終端條件一致的服務。
根據下列詳細描述並且結合附圖，本發明的其它目的和進一步特徵是明顯的。
圖1表示分組通信網絡基本配置的圖，其中通過按照本發明實施例的控制分組傳輸方法傳輸分組；圖2是表示存儲在具有無線電通信功能路由器中的速度管理表的例子6的圖；圖3是表示按照本發明實施例的分組報頭結構的圖；圖4是表示在分組報頭中如何指定速度信息例子的圖；圖5是表示通過分組通信網絡傳輸分組的方式的圖；圖6是表示通過分組通信網絡傳輸分組的方式的圖；圖7是表示通過分組通信網絡傳輸分組的方式的圖；圖8是表示分組結構的例子的圖圖9是表示IP報頭格式的圖；圖10是表示UDP報頭格式的圖；圖11是表示TCP報頭格式的圖；圖12是表示歷史信息例子的圖。
參照附圖將描述本發明的下列實施例。
圖1表示分組通信網絡的圖，其中按照本發明實施例的分組傳輸方法傳輸分組。在圖1中，為解釋簡潔，只表示了包括在分組通信網絡中許多路由器中的主要路由器。
在圖1中，分組通信網絡包括多個路由器11、12、13、14。路由器11連接到信源終端30，該終端可以是靜止或移動的。路由器12、13和14是裝備了無線電通信功能以與移動終端通信的通信路由器。路由器10沒有連接到網絡外部，只具有傳輸分組的功能。在分組通信網絡NW中，路由器10、11、12、13和14通過網絡連接。
移動終端21、22、23和24測量它們自己的運動速度。運動速度可以根據相位定相間距估計，或可以根據由GPS發出的經緯度改變或根據無線電區域(小區)的切換獲得。移動終端21、22、23和24周期地發送各自運動速度V1、V2、V3和V4給位於它們當前被定位的無線電區域中的通信路由器。
裝備了無線電通信功能的路由器12、13和14接收由有關移動站發射的運動速度，並且管理和控制運動速度和表示移動終端的地址之間的一致性。一致性管理和控制通過提供和更新表示運動速度和地址之間關係的速度管理表執行，如圖2所示。
圖3表示從信源終端30傳輸給分組通信網絡NW的分組結構。
在圖3中，分組包括一個報頭部分和一個載荷部分。報頭部分包括一個信源地址、信宿信息、一個分組標識符，和其它控制信息，而載荷部分包括要傳輸的信息內容。分組信宿信息可以是有關信宿移動終端運動速度的信息。按照下列所指定的用作信宿信息的有關運動速度信息。
例如，用單一速度V指定有關運動速度信息。在此情況下，產生並且傳輸分組給以單一速度V運動的移動站。
另一個方式，用多個速度V1、V2,…,Vn指定有關運動速度的信息。在此情況下，產生並且傳輸分組給以速度V1、V2,…,Vn中的任何一個運動的移動站。
另一個方式，如圖4所示，有關運動速度信息可以用速度範圍指定(V-開始，V-結束)。在此情況下，產生並且傳輸分組給以速度範圍(V-開始，V-結束)內的速度運動的移動站。在圖4中，報頭部分只包括速度範圍作為信宿信息。其它信息例如信源地址和分組標識符(序列號碼)被省略。
參照圖5到圖7按照信源終端30傳輸分組P的情況描述在分組通信網絡NW內的分組P傳輸，該分組通過指示為單一速度V1的運動速度有關的信息指定信宿信息。
安裝在分組通信網絡中的路由器10、11、12、13和14按照已知傳輸算法例如FLOODING傳輸分組。
如圖5所示，當信源終端30傳輸分組P給路由器11時，路由器11複製所接收分組P的副本，並且將分組P的副本傳輸給除了從其接收分組P的路由器以外的所有路由器。即，分組P的副本被傳輸給路由器12、10和14。這些路由器的每個複製所接收分組P，並且發送分組P的副本給所其它有路由器除了從其接收分組P的路由器。即，分組P的副本傳輸給路由器12、10和14。按照傳輸算法，分組P通過分組通信網絡NW連續傳輸。
路由器10、11、12、13和14的每個保持傳輸分組的歷史。如圖6所示，每個路由器參照分組所接收的每個時刻，並且檢查是否所接收分組在以前已經被接收過。如果確定了所接收分組以前接收過，路由器除去所接收分組。以此方式，可以避免多餘分組傳輸。
如圖12所示，歷史內容包括一個信源地址，一個分組標識符(序列號碼等)，和一個有效周期，所有這些一起形成一個記錄。每個路由器10、11、12、13和14檢查記錄所接收分組的信源地址和分組標識符是否記錄在歷史中，並且如果歷史包含這種記錄就消除以前接收過的分組，如果歷史不包含這種記錄，就確定接收到的分組是新接收到的並且通過指示信源地址、分組標識符和所接收分組的有效周期將新的記錄加入到歷史中。有效周期設置為通過將表示預定時間周期的值與表示當前時間的值相加獲得。預定時間周期根據分組在網絡中可能存在期間的最大時間周期確定。
路由器10、11、12、13和14清除針對具有過期有效周期記錄的歷史。這防止不必要的分組傳輸，並且抑制歷史容量的不適當增加。
一旦接收分組P，裝備有無線電通信功能的每個路由器12、13和14參照速度管理表(見圖2)，並且比較有關移動終端的運動速度與存儲在所接收分組報頭部分中作為信宿信息的速度V1，其中有關移動終端是由各自有關路由器控制的那些移動終端。如果有關移動終端的運動速度與分組P報頭部分中存儲的速度V1不符合，分組P的副本按照上述傳輸算法被傳輸給其它路由器。
例如，由路由器12控制的移動終端22以速度V2運動，並且由路由器14控制的移動終端23和24以相應速度V3和V4運動(速度是零表示沒有運動)。結果，路由器12和14複製並且傳輸分組P的副本。
如果有關移動終端的運動速度與存儲在所接收分組P報頭部分中作為信宿信息的速度V1符合，路由器通過無線電將分組P傳輸給以此特定速度運動的移動終端，並且也按照所述算法傳輸該分組的副本給其它路由器。例如，當速度V1指定在所接收分組P的報頭部分時，路由器13從速度管理表中查詢對應速度V1的地址，並且將所接收分組P傳輸給對應所查詢地址的移動終端21。
當傳輸所接收分組P給移動終端時，在參照歷史之後如果從另一個路由器接收相同的分組P，路由器13消除該分組P的另一個。
以此方式，當每個路由器檢查在作為地址指示的報頭部分中指定的速度V1時，從信源終端30發送到分組通信網絡NW的分組P通過每個路由器連續傳輸，並且連接到以V1運動的移動終端21的路由器13將分組P發送給有關移動終端21。
如上所述，有關速度信息存儲在報頭部分中作為地址指示，以便該分組可以通過分組通信網絡NW按照常規傳輸算法傳輸到達與以指定速度運動的移動終端連接的路由器。裝備有無線電通信功能的路由器保持跟蹤在路由器控制下的有關移動終端的運動速度。因此，有關路由器可以發送分組給以指定速度運動的移動終端。
應當注意，發送給滿足速度要求的移動終端的內容包含在載荷部分中。
以此方式，提供與移動終端速度一致的服務。例如，可以想快於比速度極限運動的移動終端發送告警。
由於分組的報頭部分存儲速度數據作為信宿信息，所有裝備無線電通信功能的給定路由器必須所做的是保持跟蹤該路由器控制的有關移動終端的運動速度。即，與中心控制相反的分布控制能夠發送分組給以指定速度運動的移動終端。可以避免控制和處理的集中，由此減少系統中與處理和管理有關的負荷。
儘管參照FLOODING作為分組傳輸算法的例子描述了所述實施例，分組傳輸算法不限於該例子。例如，RPB(反向路徑廣播)、TRPB(截短的RPB)，反向路徑聯播等可以用作傳輸算法。
另外，儘管參照移動終端的運動速度被指定在分組報頭部分中作為信宿信息的情況描述了上述實施例，在報頭中指定的信宿信息不限於該例子。例如，信宿信息可以是移動終端的其它條件，例如運動方向、加速度等，也可以是移動終端周圍環境的條件，例如溫度、溼度、高度等，也可以好似有關服務內容的信息等。即，信宿信息可以是對於選擇傳遞給移動終端的服務有用的任何信息。
如上所述，按照本發明，有關信宿移動終端條件的信息是在分組報頭中指定的信宿信息，一般可以通過分組通信網絡利用表示信宿的移動終端條件信息傳輸分組。這使提供符合移動終端條件的服務或通過利用分組發送對應該服務的信息成為可能。
另外，按照本發明，裝備無線電通信功能的路由器管理並且控制由該路由器控制的移動終端的條件信息，以便各自路由器進行的分布控制使傳輸具有上述報頭結構的分組給信宿移動終端成為可能。因此，不需要根據移動終端條件和在分組通信網絡中唯一的移動終端地址之間的一致性中心控制和處理。這使傳輸分組給信宿地址更容易。
另外，本發明不限於這些實施例，在不脫離本發明範圍情況下可以進行各種改型和修改。
本申請是基於1999年12月28日所申請的對日本專利局的日本在先申請11-375801，該申請的全部內容在此引用作為參考。
權利要求
1．一種分組報頭結構，該分組通過包括多個路由器的分組通信網絡傳遞給移動終端，所述路由器包括配置成通過無線電與移動終端通信的通信路由器，該報頭結構包括與所述分組所指向的信宿移動終端條件有關的信息，所述信息起地址指示的作用。
2．權利要求1中所述的報頭結構，其中所述信息指定信宿移動終端運動的條件。
3．權利要求1中所述的報頭結構，其中所述信息指定信宿移動終端的速度。
4．權利要求1中所述的報頭結構，其中所述速度被指定為一個單一速度。
5．權利要求1中所述的報頭結構，其中所述速度被指定為多個速度。
6．權利要求1中所述的報頭結構，其中所述速度被指定為一個速度範圍。
7．一種控制分組傳輸的方法，當分組通過包括多個路由器的分組通信網絡傳遞給移動終端時，所述路由器包括配置得通過無線電與移動終端通信的通信路由器，該方法包括步驟使任何一個給定通信路由器保持跟蹤移動終端條件有關的信息，該移動終端可以與任何給定的一個通信路由器通信並且對其發送所述信息；和當通過分組通信網絡傳送的分組包括在其報頭部分中存儲的作為信宿信息的移動終端條件有關的信息時，在檢查信宿信息後，使每個路由器傳輸該分組給其它路由器；如果存儲在該分組報頭部分中的移動終端條件有關信息與由通信路由器保持跟蹤的移動終端條件有關的信息相符合，使通信路由器通過元線電將該分組傳輸給能夠與通信路由器通信的移動終端。
8．權利要求7中所述的控制分組傳輸方法，其中由通信路由器保持跟蹤的移動終端條件有關的信息和存儲在分組報頭部分中作為信宿信息的移動終端條件有關的信息是移動終端運動有關的信息。
9．權利要求8中所述的控制分組傳輸方法，其中移動終端運動有關的信息指定移動終端的運動速度。
10．權利要求9中所述的控制分組傳輸方法，其中所述速度被指定為一個單一速度。
11．權利要求7中所述的控制分組傳輸方法，其中所述速度被指定為多個速度。
12．權利要求7中所述的控制分組傳輸方法，其中所述速度被指定為一個速度範圍。
全文摘要
一種分組的報頭結構,該分組通過包括多個路由器的分組通信網絡傳輸給移動終端,所述路由器包括配置得通過無線電與移動終端通信的通信路由器,該報頭結構包括該分組指向的信宿移動終端條件有關的信息。該信息起地址指示的作用。
文檔編號H04Q11/04GK1306376SQ00136389
公開日2001年8月1日 申請日期2000年12月28日 優先權日1999年12月28日
發明者岡島一郎, 梅田成視 申請人:株式會社Ntt杜可莫