基於移動ip的移動節點實現無縫切換的方法
2023-05-24 08:08:01 3
專利名稱：基於移動ip的移動節點實現無縫切換的方法
技術領域：
本發明領域涉及無線通信技術領域，主要涉及一種無線通信系統中採用移動IP技術的移動節點設備在微移動區域內實現無縫切換的方法。
背景技術：
在無線通信網絡中，採用移動IP(網際網路協議)技術的行動裝置在微移動環境下的切換算法是目前移動IP領域的研究熱點。如何克服微移動環境下切換導致的過大的信令開銷和切換導致的數據丟失等問題是移動IP正式進行商用的關鍵。
Seamless MIP(無縫切換的移動IP)技術是基於分級移動IPv6體系結構及快速切換機制的基礎上提出的一種無數據包丟失QOS(服務質量)保證的移動IP體系結構。該體系結構中，當移動節點在不同的MAP區域間移動時，需要向移動節點所屬的家鄉網絡的HA(家鄉代理)進行更新註冊，而當移動節點在同一MAP(移動錨節點)區域內發生微移動時，不再需要向所屬的家鄉網絡的HA註冊，從而減少了系統中移動節點向HA註冊的信令開銷。
在Seamless MIP技術中，為確保移動節點在切換的過程中的數據包不會丟失，且能智能的對移動節點的切換行為進行有效的控制，主要採用了SPS(Synchronized Packet Simulcast，同步數據同傳)和混合切換(HybridHandover)機制。所述的SPS是指在移動節點切換的過程中，切換區域的管理節點同時將數據發給移動節點原先的註冊接入路由器和即將切換到的接入路由器，保證了無論節點處於切換的什麼狀態，都能保證接收到通信對端發來的數據包，從而避免了節點在做切換的過程中傳遞的消息丟失。所述的混合切換則是指切換的請求由移動節點發起，但是是否切換，切換到哪個接入路由器的效果更好，則由接入路由器的上一級路由器根據接入路由器和移動節點提供的信息進行判決，並為移動節點做出切換決定。
由上述描述可以看出，Seamless MIP對移動節點在同一MAP中的不同AR(接入路由器)間的微移動的切換處理過程仍然存在一些缺點。由於移動節點的日益增多，許多節點在很多時候並沒有通信需求，一直處於閒置狀態，如果這部分節點的切換也經常性的進行註冊更新，會導致微移動區域內的無效的信令開銷過大，導致網絡的有效負荷降低。同時由於頻繁的註冊需要移動節點進行處理，消耗了節點的能量，使移動節點的工作時間降低。
發明內容
鑑於上述現有技術存在的缺點和問題，本發明的目的是提供一種基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，減少無線通信網絡中微移動情況下的信令開銷，避免了由於移動節點頻繁的微移動導致網絡的有效負荷降低。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的所述的一種基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，包括A、根據基於移動IP(網際網路協議)的移動節點的通信或空閒狀況分別為其設置相應的「通信」狀態和「空閒」狀態；B、當所述的移動節點在同一區域內的不同接入點間發生移動時，如果該移動節點無需進行通信，則針對所述的移動不作任何處理，如果該移動節點需要進行通信，則執行步驟C；C、將所述的移動節點的狀態置為「通信」狀態，且所述的移動節點進行位置切換的更新註冊，並通過所述的接入點及MAP與對端建立通信。
所述的步驟A包括
在MAP(移動錨節點)及移動節點中，分別設置基於移動IP的移動節點的狀態標誌，當所述移動節點處於「通信」狀態，則所述移動節點對應的狀態標誌記錄為「通信」狀態，否則，所述的狀態標誌記錄為「空閒」狀態。
步驟B所述的在同一區域內的不同接入點間發生移動為在無線通信系統中的同一MAP(移動錨節點)區域內的不同AR(接入路由器)間發生移動；且所述的需要進行通信是指移動節點發起通信，或其他節點向所述的移動節點發起通信。
所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法中，當移動節點發起通信時，所述的步驟C包括C1、判斷所述的移動節點的狀態，如果所述的狀態為「通信」狀態，則直接向對端發起通信，如果所述的狀態為「空閒」狀態，則執行步驟C2；C2、進一步判斷所述的移動節點是否位於原來的AR(接入路由器)域內，如果是，則執行步驟C3，否則，執行步驟C4；C3、將所述的狀態修改為「通信」狀態，啟動「尋呼」計時器，並與對端建立通信，所述的「尋呼」計時器超時時，移動節點的狀態改變；C4、所述的移動節點通過當前處於的AR向MAP進行註冊更新，同時更改自己的狀態為「通信」狀態，並與對端建立通信。
所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法中，當CN(對端節點)向移動節點發起通信時，所述的步驟C包括C5、CN根據移動節點的家鄉地址發起通信；C6、移動節點的HA(家鄉代理)確定移動節點所在的MAP，並向所在的MAP發送數據包；C7、相應的MAP收到所述的數據包後，判斷所述的移動節點的狀態，如果是「通信」狀態，則執行步驟C8，如果是「空閒」狀態，則執行步驟C9；
C8、將所述的數據包通過移動節點所在的AR發送給移動節點，並進行後續的數據的交互；C9、向移動節點所在的AR發送尋呼請求信息，執行步驟C10；C10、移動節點所在的AR收到所述的尋呼請求信息後，向本域內的所有移動節點發送尋呼請求信息，如果收到移動節點的響應消息，則執行步驟C11，否則，執行步驟C12；C11、將所述移動節點的狀態標誌由「空閒」狀態修改為「通信」狀態，啟動「尋呼」計時器，同時移動節點通過相應的AR向MAP進行狀態更新處理，更新處理過程完成後，執行步驟C8；C12、向同一MAP域中的其他AR域內的所有移動節點發送尋呼請求信息，並等待所述的移動節點的響應，當收到所述的移動節點的響應消息後，執行步驟C13；C13、將所述移動節點的狀態標誌由「空閒」狀態修改為「通信」狀態，啟動「尋呼」計時器，同時移動節點通過相應的AR向MAP進行狀態更新及註冊更新處理，更新處理過程完成後，執行步驟C8。
所述的步驟C12中，如果在設定的尋呼周期內未尋呼到所述的移動節點，則由MAP重新發起尋呼，如果在設定的重新發起尋呼次數內一直未尋呼到所述的移動節點，則通知CN，所述的移動節點不可達。
且在步驟C12所述的尋呼過程中，如果移動節點的生存期過期，則MAP停止針對該移動節點的尋呼過程。
所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法中，當CN向處於「通信」狀態下的移動節點發起通信時，所述的步驟C包括CN根據移動節點的家鄉地址發出第一個數據包；移動節點所在的MAP獲取所述的數據包後，獲取移動節點的所在的AR以及移動節點的狀態；
確定所述的移動節點處於「通信」狀態，則由MAP將緩存的數據包通過移動節點所在的AR發送給移動節點，並進行後續的數據的交互。
所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法中，當CN向處於「空閒」狀態下的未改變所處的AR區域的移動節點發起通信時，所述的步驟C包括CN根據移動節點的家鄉地址發出第一個數據包；所述的移動節點所在的MAP獲取相應的數據包後，查找移動節點所在的AR以及移動節點的狀態；MAP發現移動節點處於「空閒」狀態，則要求移動節點所在的AR在本域內發起尋呼消息；移動節點接收到了尋呼消息後，將自己的狀態從「空閒」變成「通信」，同時啟動「尋呼」計時器，並向所述的MAP發送一個更新移動節點狀態的消息；更新狀態結束後，MAP將緩存的第一個數據包發給所述的移動節點，並進行後續的數據的交互。
所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法中，當CN向處於「空閒」狀態下且所處的AR區域發生改變的移動節點發起通信時，所述的步驟C包括CN根據移動節點的家鄉地址發出第一個數據包；移動節點註冊的MAP收到所述的數據包後，查找移動節點的LCOA(on-Link Care-of Address，本地轉交地址)以及移動節點的狀態；確定移動節點處於「空閒」狀態，則所述MAP向移動節點所在的AR發起尋呼請求；所述的AR在設定的時間內未收到移動節點的響應消息時，則由所述的AR向處於同一個MAP域內的其他AR節點發起尋呼請求，令其他AR在各自域內發起尋呼；MN收到了相應的新的AR發出的尋呼消息後，將自己的狀態從「空閒」變成「通信」，同時啟動「尋呼」計時器，並經由該新的AR向MAP發送更新消息，進行位置切換後的註冊更新；更新處理過程結束後，由MAP將第一個數據包通過新的AR發送給所述的移動節點，並進行後續的數據的交互。
由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的方法中，首先為無線通信網絡的移動節點設置了「通信」和「空閒」兩種狀態，然後，在設定的尋呼區域(或MAP區域)內，對於移動節點的移動無需向MAP進行更新註冊，而僅在移動節點發起通信或針對移動節點發起通信時，才通過AR向MAP進行相應的註冊更新。因此，本發明是移動IP微移動性管理中的一種改進的無縫切換算法，所述的方法減少了MAP區域內移動節點的更新註冊次數，大大減少了切換的信令開銷，維持空閒主機的定位信息和減少定位更新頻率，有效地避免了由於移動節點頻繁的微移動導致網絡的有效負荷降低，進一步優化了針對MIP的移動節點的微移動的管理，同時，本發明中仍然保留了現有技術中的原註冊域和新切換域同傳數據的機制和混合切換策略，以將切換產生的數據包丟失最小化。
圖1本發明應用的網絡結構示意圖；圖2為移動節點向對端發起通信的處理過程流程圖；圖3為CN向MN主動發起通信的處理過程流程圖；圖4為CN向處於「通信」狀態下的MN發起通信的處理過程流程圖；圖5為CN向處於「空閒」狀態下的未改變所處的AR區域的MN發起通信的處理過程流程圖；
圖6為CN向處於「空閒」狀態下的改變所處的AR區域的MN發起通信的處理過程流程圖。
具體實施例方式
本發明的核心思想是針對基於移動IP的移動節點引入的狀態標誌的概念，即當所述的移動節點開展通信業務時，與其對應的所述的狀態標誌為「通信」狀態，否則，所述的狀態標誌為「空閒」狀態，引入了狀態標誌後，當移動節點在同一MAP區域內發生微移動時，如果該移動節點處於「空閒」狀態，則不必在發生微移動的同時進行更新註冊，而只需在該移動節點需要進行通信時再進行相應的更新註冊即可。這樣便可以有效地避免因移動節點在發生微移動但不需要進行通信的情況下，頻繁進行更新註冊導致無效的信令開銷系統效率下降的問題。
首先對本發明所述的方法應用的網絡拓撲結構進行介紹，如圖1所示，包括AR(接入路由器)、HA、MN(移動節點)、CN(通信對端)、MAP(移動錨節點)DE(決策引擎)、PA(尋呼域)、OAR(原有的接入路由器)、NAR(切換到的接入路由器)、INTERNET(網際網路)。MN、CN、HA的定義與現有的MIPv6(移動IPv6)技術中的定義各部分的功能作用是一樣的，分別是AR處理外來移動節點的接入，幫助LCOA(on-Link Care-ofAddress，本地轉交地址)的形成，向家鄉代理的註冊信息的轉交，廣播代理信息等作用；HA表示家鄉代理，處理外地移動節點的註冊信息，CN的通信請求處理，註冊信息的處理等；MN表示移動節點，為通信的發起者或者接收者；CN表示通信對端，表示和MN通信的對應端，可為通信的發起者或者接收者；MAP為移動錨節點，是一個處理能力強大的路由器，表示本發明的微移動區域和宏移動環境的連接點，處理切換請求以及發出混合切換的命令以及SPS(Synchronized Packet Simulcast，同步數據同傳)的發起；DE(Decision Engine，決策引擎)用於根據下屬的AR提供的信息以及MAP所存儲的信息，提供切換的決定，並由MAP實施；PA表示一個尋呼(PAGING)域，表示在此域內的節點，如果處於「空閒」狀態，域內移動不需要進行註冊，並且處理的過程有別於處於「通信」狀態的節點；本發明中，所述的MAP管理的域即為一個PA包含的域。OAR和NAR分別表示原先註冊的接入路由器和可能切換到的接入路由器；INTERNET表示網際網路，包括了我們研究的微移動環境上一級的宏移動環境。
本發明所述的方法中，首先需要將所述的無線通信網絡劃分為多個不同的PA，通常一個PA對應一個MAP，當然也可以根據需要劃分為不同於MAP域的PA域，此時，不同的域需要分別配置各自的PAI(尋呼域標識)，以區別不同的PA域；當MN在同一PA域內發生微移動時不再實時向MAP進行註冊更新，而是當其他移動節點向所述的MN發起通信時，由MAP包含的AR通過無線尋呼獲取MN的位置信息，並進行相應的註冊更新操作，或者當MN發起通信時，由MN主動向MAP進行相應的註冊更新操作，本發明中，MN的相應處理過程包括當其他節點向所述的MN發起通信時，MN將接收到一個Paging Request(尋呼請求)消息，之後，首先通過Movement Detection(移動檢測)消息來確定自己是否還在註冊的MAP域中，所述的Paging Request消息為MAP用來尋找空閒MN的請求信息，該消息是由MAP發給AR，再由AR負責在其管理的無線接入範圍內廣播；如果仍在註冊的MAP域中，則回送給MAP一個僅標識為Paging Reply(尋呼響應)消息的BU(綁定更新)，所述的BU無須附加任何Mobility Options(移動選項)信息，所述的Paging Reply消息是用於MN對Paging Request消息的回應信息，通過所述的尋呼響應消息MAP可以獲知MN當前的位置信息，以便於將相應的數據包轉發給它；否則，MN回送給MAP一個包含Paging Reply的BU，包含著相應的Mobility Options，針對Mobility Options承載的信息的選擇處理過程與現有的操作處理過程相同，即按HMIPV6的規定進行處理。
當MN發起通信時，如果MN處於Busy狀態，即「通信」狀態，相應的發起通信的處理過程與現有技術相同；如果MN處於idle狀態，即「空閒」狀態，且需要發起通信時，則在發送數據之前要首先通過Movement Detection(移動檢測)來確定自己是否還在當前的AR域中，如果仍在當前AR域中，則MN要把自己的狀態置為busy，同時啟動Paging Timer(尋呼計時器)，所述的Paging Timer的作用是當超時時MN的狀態進行改變，然後再進行數據的發送；如果已經不在原來的AR域，MN發一個包含Paging Reply的BU給MAP，其中包含相應的Mobility Options，對Mobility Options的選擇操作仍按HMIPV6的規定進行，同時，MN需要將自己的狀態置為busy，同時啟動Paging Timer。
本發明中，進行MN相應的操作處理時，需要將自己的狀態置為busy，即設置為「通信」狀態，同時啟動Paging Timer。
本發明中，所述的MAP的操作處理過程包括當MAP接收到第一個發給MN的數據包時，它會首先檢測MN的狀態，如果MN的狀態為idle，則MAP向它所記錄的MN所在的AR發送一個PagingRequest消息，由AR負責向移動節點發起尋呼，如果MN所在的AR收到MN的Paging Reply，則將更新消息發給MAP，以更新MN在MAP的狀態，然後把第一個數據包發給MN，此後的數據操作同HMIPv6規定的處理過程相同；如果MN所在的AR域未收到Paging Reply，則由MN所在的AR負責向處於同一個MAP管理下的其他AR發送消息，要求它們在其各自域內發送PagingRequest消息，直至找到MN，MN向MAP發送更新消息，進行相應的註冊更新。MAP可以同時對一個或多個MN發起尋呼。只要把要尋呼的MN的LCOA填入Paging Request消息中便可以區別針對不同MN的尋呼。
當MAP接收到一個BU時，它要根據接收到的不同類型的BU而作出不同的動作當BU被識別為只是一個Paging Reply的時候，MAP把MN的狀態設置為busy，同時啟動Paging Timer；當MAP認為接收到的BU是一個包含Paging Reply的Local BU(本地綁定更新)，它會把MN狀態置為busy，同時啟動Paging Timer，此後它會完成正常的Registration(註冊)過程，實現MN在MAP的註冊更新。
MAP對超過Paging Period(尋呼周期)仍未收到回應的MN可以重傳Paging Request消息。在重傳若干次後如果仍未收到回答，則停止對MN的尋呼，同時發送ICMP報文給CN，告知它目前MN不可達。其中對PagingPeriod和重傳次數可以在具體實現的時候根據實際需要進行設置。
同時，如果一個MN的Lifetime(生存期)在尋呼的過程中過期了，則MAP會停止對它的尋呼過程。
下面以針對一個移動節點的相關的通信過程的處理為例對本發明所述的方法的具體實現方式作進一步說明，所述的移動節點限定為僅在同一MAP區域內進行微移動，本發明針對所述的移動節點主要涉及的處理過程包括由移動節點發起通信的處理過程，其他節點向所述的移動節點發起通信的處理過程，其他節點向「通信」狀態下的移動節點發起通信的處理過程，其他節點向「空閒」狀態下的未發生微移動的移動節點，以及向「空閒」狀態下的發生微移動的移動節點發起通信的處理過程，下面將結合附圖分別進行描述(一)移動節點向對端節點發起通信的處理過程，如圖2所示，包括步驟21所述的移動節點MN判斷自己的狀態是否為「通信」狀態，如果當前的狀態標誌是「通信」狀態，則執行步驟22，如果是「空閒」狀態，則執行步驟23；通常所述的移動節點，MAP中均記錄著相應的移動節點的狀態，以便於根據所述的移動節點相應的狀態進行不同的操作處理；步驟22與目前的MIP發起通信的過程一樣，向對端節點CN發起通信。
步驟23如果MN自己的狀態是「空閒」狀態，則需要進一步判斷MN當前所處的區域，通常為根據AR的廣播消息判斷自己所處的域，或者主動發起一個請求以獲得自己所在域的標識，如果目前仍然處於自己原來的區域中，則執行步驟24，否則，執行步驟25；步驟24確定MN在自己原來的區域內，將MN的狀態標誌由「空閒」狀態變成「通信」狀態，同時啟動「尋呼」計時器，所述的「尋呼」計時器是一個存在於MN和MAP中的程序，以作為狀態超時的判斷尺度，即當該計時器超時需要進行狀態的切換，由「通信」狀態轉換為「空閒」狀態，然後，執行步驟22即可。
步驟25確定MN不在原來的AR區域內，即處於新的AR區域，MN需要通過相應的AR向MAP進行註冊。註冊完成後，MN將自己的狀態標誌從「空閒」狀態變成「通信」狀態，並啟動「尋呼」計時器，然後執行步驟22即可。
(二)針對CN向MN主動發起通信的處理過程，如圖3所示，包括步驟31CN根據MN的家鄉地址發起通信，即將MN的家鄉地址作為目的地址，以自己的地址作為源地址發送數據包；步驟32MN的HA截獲CN發送的數據包後，根據自己所管理的一份各個MN和MAP的綁定關係表，確定接收該數據包的MN所在的MAP；步驟33以MN所在的MAP的地址為目的地址，以HA自己的IP位址作為源地址發送該數據包，可以通過在HA和MAP之間建立隧道的方式進行數據包的傳送；步驟34相應的MAP收到所述的數據包後，判斷所述的移動節點的狀態，如果是「通信」狀態，則執行步驟35，否則，執行步驟36；
步驟35檢查LCOA(本地轉交地址)和RCOA(區域轉交地址)的綁定關係，確定MN所在的AR對應的埠後，直接通過MN所在的AR向MN發送數據包，並進行後續的數據的交互；步驟36如果所述的移動節點的狀態為「空閒」狀態，則檢查LCOA和RCOA的綁定關係，確定MN所在的AR對應的埠後，向MN所在的AR發送尋呼請求信息，通知AR在自己AR內尋呼接收所述數據包的MN；步驟37判斷在設定的時間內是否收到所述MN返回的響應消息，如果未收到，則確定所述MN已經離開該AR，並執行步驟38，如果收到MN返回的響應消息，則執行步驟310；步驟38由AR向在同一MAP區域內的其他AR發送尋呼請求信息，進行尋呼(PAGING)該MN的處理，直到尋呼到所述的MN，執行步驟39；步驟39將所述MN的狀態標誌由「空閒」狀態修改為「通信」狀態，啟動「尋呼」計時器，同時MN需要通過新的AR向MAP進行狀態更新及註冊更新處理，更新處理過程完成後，MAP通過新的AR開始向MN發送數據包；步驟310將所述MN的狀態標誌由「空閒」狀態修改為「通信」狀態，啟動「尋呼」計時器，同時MN需要通過AR向MAP進行狀態更新，更新處理過程完成後，AR開始向MN發送數據包。
可以看出在上述處理過程中，當移動節點MN發生位置改變時，無需立即進行註冊更新，而僅在需要進行通信(如所述的MN發起通信或其他節點向所述的MN發起通信)時再進行相應的註冊更新即可，從而實現了本發明的相應的目的。
(三)本發明中，CN向處於「通信」狀態下的MN發起通信的處理過程如圖4所示，包括步驟41CN根據MN的家鄉地址發出第一個數據包；步驟42數據包被MN的家鄉代理HA截獲，HA根據自己所含有的MAP和MN家鄉地址的對應關係，將第一個數據包發向MN註冊的MAP；或者也可以由CN根據自己緩存的MAP和MN家鄉地址的對應關係，直接將第一個數據包發給MAP；步驟43MAP發出信令向和它直連的DE(決策引擎)進行查詢，以查找MN的LCOA(本地轉交地址)和所註冊的MAP的RCOA(區域轉交地址)的對應關係以及MN的狀態，找到MN所處的AR，假設處于于AR1中；步驟44確定所述的MN處於「通信」狀態，則由MAP將緩存的第一個數據包發送給MN所在的AR1；步驟45AR1收到所述的數據包後發送給所述的MN，至此，整個數據傳遞過程建立，之後，處於「通信」狀態的MN便可以與CN之間進行正常的通信，進行後續的數據的交互。
(四)本發明中，CN向處於「空閒」 狀態下的未改變所處的AR區域(即未發生微移動)的MN發起通信的處理過程如圖5所示，具體包括步驟51CN根據MN的家鄉地址發出第一個數據包；步驟52所述的數據包被MN的家鄉代理HA截獲，HA根據自己所含有的MAP和MN家鄉地址的對應關係，將第一個數據包發向MN註冊的MAP；也可以由CN根據自己緩存的MAP和MN的家鄉地址的對應關係，直接將所述的數據包發向相應的MAP；步驟53MAP發出信令向和它直連的DE進行查詢，查找MN的LCOA和所註冊的MAP的RCOA的對應關係以及MN的狀態信息，並通知MAP；步驟54MAP發現MN處於「空閒」狀態，則無法確定MN是否處於原先該移動節點所在的AR管轄域內，這時，MAP要求AR1向處於本域發起尋呼(PAGING)消息；步驟55當處於AR1域內的MN1接收到了尋呼(PAGING)消息後，知道有一個CN希望與之通信，於是將自己的狀態從「空閒」變成「通信」，同時啟動「尋呼」計時器(超時就重新進入「空閒」狀態)，隨後通過發送尋呼(PAGING)消息的AR向MAP發送一個更新消息，要求更新自己在MAP的狀態；步驟56更新狀態的處理結束後，MAP通過AR1將緩存的第一個數據包發給MN，整個數據傳遞過程建立，並可以進行後續的數據的交互。
(五)CN向處於「空閒」狀態下且所處的AR區域發生改變的MN發起通信的處理過程，如圖6所示，具體包括步驟61CN根據MN的家鄉地址發出第一個數據包；步驟62所述的數據包被MN的家鄉代理HA截獲，並由HA根據自己所含有的MAP的RCOA和MN家鄉地址的對應關係，將第一個數據包發向MN註冊的MAP；步驟63MAP發出信令向和它直連的DE進行查詢，以查找MN的所在AR的LCOA和所在MAP的RCOA的對應關係以及節點當前的狀態，發現MN處於「空閒」狀態，則無法確定MN是否處於原先該移動節點所在的AR管轄域內，便執行步驟64；步驟64向MN所在的AR(即AR1)發起尋呼請求，但由於所述MN已經發生微移動，即移動到AR2區域中，所以AR1的尋呼結果為未找到MN，於是繼續執行步驟65；步驟65在如果AR1在設定的時間內未收到所述MN返回的響應消息，則由AR1向處於同一個尋呼域內的其他AR節點發起尋呼(PAGING)請求，要求其他AR和它自己在各自域內發起尋呼(PAGING)消息，最終確定已經移動到了AR2域內的MN收到了AR2發出的尋呼(PAGING)消息，並將自己的狀態從「空閒」變成「通信」，同時啟動「尋呼」計時器；步驟66由MN通過發送尋呼(PAGING)消息的AR2向MAP發送一個更新消息，要求MAP1通知DE1更新該MN的LCOA與RCOA的對應關係；之後，MAP1將第一個數據包發給AR2域內的MN，整個數據傳遞過程建立，MN與CN之間便可以開展正常的通信業務，進行數據的交互了。
本發明所述的方法中，如果所述的PA域不同於現有的MAP域，則MN可以通過採用MAP DISCOVERY(MAP發現)消息獲得MAP地址的同獲得時所述的用於標識區別不同的PA的PAI值，從而獲知了自己當前所在的PA，以便於根據所在的尋呼域進行後續的通信處理；相應的具體的尋呼處理過程及相應的位置切換的註冊更新處理過程與前面描述的具體實施方式
類似，此處不再贅述。因此，本發明中，當MN進入到一個新的MAP域時，在原有的處理過程基礎上還會收到一個當前所在的PA域對應的PAI值。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1.一種基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於包括A、根據基於移動IP(網際網路協議)的移動節點的通信或空閒狀況分別為其設置相應的「通信」狀態和「空閒」狀態；B、當所述的移動節點在同一區域內的不同接入點間發生移動時，如果該移動節點無需進行通信，則針對所述的移動不作任何處理，如果該移動節點需要進行通信，則執行步驟C；C、將所述的移動節點的狀態置為「通信」狀態，且所述的移動節點進行位置切換的更新註冊，並通過所述的接入點與對端建立通信。
2.根據權利要求1所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於所述的步驟A包括在MAP(移動錨節點)及移動節點中，分別設置基於移動IP的移動節點的狀態標誌，當所述移動節點處於「通信」狀態，則所述移動節點對應的狀態標誌記錄為「通信」狀態，否則，所述的狀態標誌記錄為「空閒」狀態。
3.根據權利要求1所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於步驟B所述的在同一區域內的不同接入點間發生移動為在無線通信系統中的同一MAP(移動錨節點)區域內的不同AR(接入路由器)間發生移動；且所述的需要進行通信是指移動節點發起通信，或其他節點向所述的移動節點發起通信。
4.根據權利要求1、2或3所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於，當移動節點發起通信時，所述的步驟C包括C1、判斷所述的移動節點的狀態，如果所述的狀態為「通信」狀態，則直接向對端發起通信，如果所述的狀態為「空閒」狀態，則執行步驟C2；C2、進一步判斷所述的移動節點是否位於原來的AR(接入路由器)域內，如果是，則執行步驟C3，否則，執行步驟C4；C3、將所述的狀態修改為「通信」狀態，啟動「尋呼」計時器，並與對端建立通信，所述的「尋呼」計時器超時時，移動節點的狀態改變；C4、所述的移動節點通過當前處於的AR向MAP進行註冊更新，同時更改自己的狀態為「通信」狀態，並與對端建立通信。
5.根據權利要求1、2或3所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於，當CN(對端節點)向移動節點發起通信時，所述的步驟C包括C5、CN根據移動節點的家鄉地址發起通信；C6、移動節點的HA(家鄉代理)確定移動節點所在的MAP，並向所在的MAP發送數據包；C7、相應的MAP收到所述的數據包後，判斷所述的移動節點的狀態，如果是「通信」狀態，則執行步驟C8，如果是「空閒」狀態，則執行步驟C9；C8、將所述的數據包通過移動節點所在的AR發送給移動節點，並進行後續的數據的交互；C9、向移動節點所在的AR發送尋呼請求信息，執行步驟C10；C10、移動節點所在的AR收到所述的尋呼請求信息後，向本域內的所有移動節點發送尋呼請求信息，如果收到移動節點的響應消息，則執行步驟C11，否則，執行步驟C12；C11、將所述移動節點的狀態標誌由「空閒」狀態修改為「通信，，狀態，啟動「尋呼」計時器，同時移動節點通過相應的AR向MAP進行狀態更新處理，更新處理過程完成後，執行步驟C8；C12、向同一MAP域中的其他AR域內的所有移動節點發送尋呼請求信息，並等待所述的移動節點的響應，當收到所述的移動節點的響應消息後，執行步驟C13；C13、將所述移動節點的狀態標誌由「空閒」狀態修改為「通信」狀態，啟動「尋呼」計時器，同時移動節點通過相應的AR向MAP進行狀態更新及註冊更新處理，更新處理過程完成後，執行步驟C8。
6.根據權利要求5所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於所述的步驟C12中，如果在設定的尋呼周期內未尋呼到所述的移動節點，則由MAP重新發起尋呼，如果在設定的重新發起尋呼次數內一直未尋呼到所述的移動節點，則通知CN，所述的移動節點不可達。
7.根據權利要求6所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於在步驟C12所述的尋呼過程中，如果移動節點的生存期過期，則MAP停止針對該移動節點的尋呼過程。
8.根據權利要求1、2或3所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於，當CN向處於「通信」狀態下的移動節點發起通信時，所述的步驟C包括CN根據移動節點的家鄉地址發出第一個數據包；移動節點所在的MAP獲取所述的數據包後，獲取移動節點的所在的AR以及移動節點的狀態；確定所述的移動節點處於「通信」狀態，則由MAP將緩存的數據包通過移動節點所在的AR發送給移動節點，並進行後續的數據的交互。
9.根據權利要求1、2或3所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於，當CN向處於「空閒」狀態下的未改變所處的AR區域的移動節點發起通信時，所述的步驟C包括CN根據移動節點的家鄉地址發出第一個數據包；所述的移動節點所在的MAP獲取相應的數據包後，查找移動節點所在的AR以及移動節點的狀態；MAP發現移動節點處於「空閒」狀態，則要求移動節點所在的AR在本域內發起尋呼消息；移動節點接收到了尋呼消息後，將自己的狀態從「空閒」變成「通信」，同時啟動「尋呼」計時器，並向所述的MAP發送一個更新移動節點狀態的消息；更新狀態結束後，MAP將緩存的第一個數據包發給所述的移動節點，並進行後續的數據的交互。
10.根據權利要求1、2或3所述的基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法，其特徵在於，當CN向處於「空閒」狀態下且所處的AR區域發生改變的移動節點發起通信時，所述的步驟C包括CN根據移動節點的家鄉地址發出第一個數據包；移動節點註冊的MAP收到所述的數據包後，查找移動節點的LCOA(on-Link Care-of Address，本地轉交地址)以及移動節點的狀態；確定移動節點處於「空閒」狀態，則所述MAP向移動節點所在的AR發起尋呼請求；所述的AR在設定的時間內未收到移動節點的響應消息時，則由所述的AR向處於同一個MAP域內的其他AR節點發起尋呼請求，令其他AR在各自域內發起尋呼；MN收到了相應的新的AR發出的尋呼消息後，將自己的狀態從「空閒」變成「通信」，同時啟動「尋呼」計時器，並經由該新的AR向MAP發送更新消息，進行位置切換後的註冊更新；更新處理過程結束後，由MAP將第一個數據包通過新的AR發送給所述的移動節點，並進行後續的數據的交互。
全文摘要
本發明涉及一種基於移動IP的移動節點實現無縫切換的方法。該方法中，首先為無線通信網絡的移動節點設置了「通信」和「空閒」兩種狀態，然後，在設定的尋呼區域(或MAP區域)內，對於移動節點的移動無需向MAP進行更新註冊，而僅在移動節點發起通信或針對移動節點發起通信時，才通過AR向MAP進行相應的註冊更新。因此，本發明減少了MAP區域內移動節點的更新註冊次數，大大減少了切換的信令開銷，維持空閒主機的定位信息和減少定位更新頻率，有效地避免了由於移動節點頻繁的微移動導致網絡的有效負荷降低。
文檔編號H04W36/18GK1556662SQ200410000140
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月6日 優先權日2004年1月6日
發明者劉釩, 張曉東, 姚凌, 紀紅, 郝建軍, 樂光新, 尹長川, 劉丹譜, 羅濤, 李劍鋒, 釩 劉 申請人:北京郵電大學