用於技術之間的切換的系統和方法
2023-07-10 01:53:36 1
專利名稱：用於技術之間的切換的系統和方法
技術領域：
提供了用於實現接入技術之間的切換的系統和方法。在一些實施例中還提供了一種處理接入技術之間的切換的集成機構(chassis)。
背景技術：
無線接入由諸如CDMA(碼分多址)、GSM(全球移動通信系統)、通用分組無線業務(GPRS)、通用移動通信系統(UMTS)、WiFi (無線保真-IEEE802. 11)和WiMAX (全球微波接入互操作性-IEEE802. 16)的多種技術實現。這些技術允許用戶藉助於移動節點接入網絡。移動節點可以是例如蜂窩電話、具有PCMCIA無線卡的膝上型計算機、或個人數字助理(PDA)。通常，設備被開發為基於單一的技術進行工作。例如，膝上型計算機與WiFi PCMCIA無線卡相連接，或蜂窩電話是CDMA電話。然而，正在開始將移動節點製造為具備接入多種網絡(諸如CDMA網絡和WiMAX網絡)的能力。如果移動節點處在CDMA天線的範圍內，並且能夠使用該天線接收服務，那麼移動節點通過該技術進行通信。當該移動節點稍後處在熱點的範圍內時，用戶可以使用該技術進行通信。允許用戶在技術之間漫遊將使得用戶能夠具有更多的服務選擇，並且使得服務提供商能夠提供更多服務方案。
發明內容
提供了用於實現不同接入技術之間的切換的系統和方法。在一些實施例中，其它通信網絡設備覺察不到不同的接入技術之間的切換。在不同接入技術之間的切換中，集成機構可以使用移動節點的現有設置而不管其技術，並在涉及不同接入技術的切換過程中不間斷地提供應用和服務。因為使用的是現有設置，並且標識信息保持不變，所以通信網絡可以通過集成機構不間斷地與移動節點繼續通信。在一些實施例中，提供了一種存在於通信系統中的集成機構，該集成機構包括在計算機可讀介質中實現的、與處理器操作地通信的會話管理器，所述處理器以第一接入技術接收來自移動節點的控制信息和數據，並建立用於移動節點的會話；所述會話與至少一個接入技術棧通信，所述至少一個接入技術棧管理用於特定接入技術的分組處理；在計算機可讀介質中實現的、與處理器操作地通信的接入技術多路分解管理器(demux manager),所述處理器選擇被分配給從移動節點接收的通信的會話管理器；以及當切換發生時，所述接入技術多路分解管理器選擇建立了現有會話的同一會話管理器，並且所述接入技術改變到第二接入技術。在某些實施例中，提供一種網絡通信方法，所述網絡通信方法包括從移動節點接收請求，以便以第一接入技術開始會話；響應於所述請求，向所述移動節點提供用於識別通信網絡中的移動節點的標識信息，並且建立用於以所述第一接入技術來管理分組處理的接入技術棧以及用於管理標識信息和與通信網絡的通信的會話；在所述接入技術棧處從所述移動節點接收控制信息和數據；確定以第二接入技術開始會話；以及提供相同的標識信息，並選擇同一個會話以管理標識信息和與通信網絡的通信，以及建立用於以第二接入技術管理分組處理的接入技術棧。
圖I是示例根據某些實施例的集成機構中的邏輯組件的框圖；圖2是示例根據某些實施例的技術內切換的框圖；圖3是示例根據某些實施例用於CDMA至WiFi的技術內切換的消息收發的消息收發圖；圖4是示例根據某些實施例用於WiFi至CDMA的技術內切換的消息收發的消息收發圖； 圖5是示例根據某些實施例用於WiMAX至WiFi的技術內切換的消息收發的消息收發圖；圖6是示例根據某些實施例用於WiFi至WiMAX的技術內切換的消息收發的消息收發圖；圖I是示例根據某些實施例用於WiMAX至CDMA的技術內切換的消息收發的消息收發圖；圖8是示例根據某些實施例用於CDMA至WiMAX的技術內切換的消息收發的消息收發圖；圖9是示例根據某些實施例的技術間切換的框圖；圖10是示出了根據某些實施例用於CDMA至WiFi的技術間切換的消息收發的消息收發圖；圖11是示例根據某些實施例用於WiFi至CDMA的技術間切換的消息收發的消息收發圖；圖12是示例根據某些實施例用於WiMAX至WiFi的技術間切換的消息收發的消息收發圖；圖13是示例根據某些實施例用於WiFi至WiMAX的技術間切換的消息收發的消息收發圖；圖14是示例根據某些實施例用於WiMAX至CDMA的技術間切換的消息收發的消息收發圖；圖15是示例根據某些實施例用於CDMA至WiMAX的技術間切換的消息收發的消息收發圖；圖16是示例根據某些實施例的技術內切換的流程圖；以及圖17是示例根據某些實施例支持兩種不同的接入技術的集成機構的框圖。
具體實施例方式公開了用於提供接入技術間切換的系統和方法。可涉及的接入技術例如是CDMA、GSM、GPRS、UMTS、WiFi或WiMAX。公開了兩類切換情況技術間切換和技術內切換。技術間切換涉及其中呼叫會話從一個網絡實體傳遞至另一個網絡實體的切換。技術內切換涉及即使接入技術改變，呼叫會話也保持在同一網絡實體上的切換。在一些實施例中，網絡實體是支持一種以上接入技術的集成機構。例如，該集成機構既可用作CDMA接入的分組數據服務節點(PDSN) ,WiMAX接入的接入服務網絡網關(ASNGW)，又可用作GSM、GPRS和UMTS接入的網關GPRS支持節點(GGSN)。在一些實施例中，集成機構還可在涉及不同接入技術的切換過程中保存與移動節點有關的標識信息和其它信息。在涉及不同接入技術的切換過程中，可從集成機構向移動節點幾乎沒有間斷地或沒有間斷地提供服務和應用。圖I示例了根據本發明的某些實施例的集成機構100。集成機構100包括外地代理(FA)110、PDSN112、分組數據互通功能(PDIF) 114、ASNGWl 16和GGSNl 18。在一些實施例中，使用由處理器驅動軟體控制的多用途分組處理硬體來構建集成機構。分組處理硬體可包括包含處理器和存儲器的多個卡，軟體可以是基於Linux的並且被放置在一個或更多卡 的存儲器上。例如可以在所述軟體中實現TOSN112的功能，並且所述軟體使用所述硬體來執行所需功能。可被用於實現集成機構的設備的例子是位於麻薩諸塞州吐克斯伯利鎮的思達倫特網絡公司(Starent Network Corp.)的智能移動網關。外地代理110通過提供用於將數據轉發至移動節點的地址和設備來允許使用移動IP的移動節點漫遊。PDSN112向移動節點提供點對點協議會話的建立、維護和終止，它提供通信鏈路(開放式系統互連模型中的第2層)以使數據在移動節點和網絡之間流動。GGSNl 18與TOSN112的相似之處在於其也向移動節點提供第2層通信鏈路。此外，PDSN和GGSN都被用於蜂窩網絡，從而向移動節點提供服務。PDIF114能夠通過接入點實現WiFi或IEEE802. 11連接。ASNGW116向移動節點提供WiMAX或IEEE802. 16接入。因為集成機構100支持一種以上的接入技術，所以服務提供商可以允許用戶衡量更適合於向他們提供到網絡的接入的接入技術。例如，如果用戶在機場，並且被提供有WiFi和CDMA接入，那麼用戶通常在短程WiFi連接上可接收到較高帶寬。然而，因為CDMA接入技術的通信範圍較大，所以如果用戶在WiFi連接的邊緣，則用戶通過使用CDMA接入技術可獲得更好的服務。集成機構還向用戶提供更多的連接選擇。例如，服務提供商可提供更多的接入選擇，因為同一集成機構上支持多種技術。圖2示例了根據本發明的某些實施例的在通信系統200中的技術內切換。通信系統200包括移動節點(MN) 210、天線(AN) 212、接入點(AP) 214、基站(BS) 216、分組控制功能(PCF) 218、集成機構220、分組數據網絡222、本地代理(HA) 224、IP核226、以及認證、授權和計費(AAA)伺服器228。接入點214和基站216可以與集成機構220在同一個網絡中，或者可位於另一個網絡中。由另一方來操作該另一個網絡。例如，公司A可在機場航站樓中安裝WiFi接入點，而公司B可在該區域中具有CDMA天線。公司B可使用集成機構220來連接公司A的接入點，以向公司B的訂戶提供接入。在一些實施例中，集成機構220將通過充當定位點(anchor point)來實現會話的連續性。可記錄計費以跟蹤所使用的服務。對於消費者的好處是接入能夠最佳地向消費者提供服務的連接和技術以及在沒有服務覆蓋重疊的情況下增加了覆蓋。當移動節點210從一種技術轉移(如箭頭230所示)至另一種技術時，集成接入網關可保存分配給移動節點210的IP位址。這使得移動節點210能夠在技術之間的切換過程中保持會話，並且可提供技術之間的無縫和快速切換。集成機構220可保持移動節點210的同一 IP位址，因為由於集成機構220的集成特性，其能夠以這兩種技術向會話提供服務。該集成特性允許外地代理(FA)在技術內切換中保持不變，從而本地代理224可保持相同的轉交地址(care of address, CoA)。因為CoA保持相同,所以本地代理224可能檢測不到切換。如果移動節點發布註冊請求，則本地代理224可將註冊請求看作註冊更新。在一些實施例中，移動節點210可被實現為當發生技術內切換時，移動節點不發送註冊請求。圖3-8示出了根據本發明的某些實施例的技術內切換。圖3示例了根據本發明的某些實施例從I3DSN到roiF的技術內切換。包括在圖3的技術內切換中的網絡設備是移動節點(MN)310、接入點(AP) 312、分組控制功能(PCF)314、集成機構316、分組數據服務節點(PDSN)/外地代理(FA) 318、分組數據互通功能(PDIF)/FA320、本地代理(HA) 322以及認證、授權和計費(AAA)伺服器324。移動節點310使用高速率數據分組鏈路326啟動與PCF314的空中接口會話。在移動節點310和TOSN/FA318之間建立點對點(PPP)會話328。PPP會話328允許通過鏈路的IP分組數據通信。將移動IP(MIP)註冊請求(RRQ) 330從移動節點310發送至TOSN/FA318以開始授權。PDSN/FA318使用從移 動節點310接收到的MIP RRQ330中的信息來執行與AAA324的授權。在對移動節點310授權之後，PDSN/FA318 將 MIP RRQ334 發送至 HA322。MIP RRQ334 包括 PDSN/FA318 的 CoA 以及其它信息。HA322可使用從MIP RRQ334獲得的信息來發送MIP註冊應答(RRP) 336。在一些實施例中，MIP RRP336包括移動節點310的IP位址。在其它實施例中，由TOSN/FA318分配IP位址。TOSN/FA318將MIP RRP338發送至移動節點310，以通知移動節點包括移動節點310的IP位址的會話。計費開始340，並且數據業務流開始。數據業務被發送至HA322，HA322將數據業務342引導至CoA，所述CoA是TOSN/FA318的地址。PDSN/FA318將數據業務344轉發至移動節點310。此時，發生從CDMA至WiFi的切換346。該切換可以由移動節點、用戶或網絡觸發。例如，用戶可能注意到他可以從WiFi接入點312接收到更好的信號，從而決定切換，或者移動節點可能被設置為當檢測到信號覆蓋時切換成WiFi接入。移動節點310使用無線區域網(WLAN)關聯348來與接入點312相關聯。接入點312啟動與AAA324的WLAN接入認證和授權350。在一些實施例中，在集成機構316不信任WLAN的情況下，AAA324可以是位於WLAN網絡中的不同的AAA。網際網路密鑰交換版本2 (IKEv2)授權和認證消息354被發送至I3DIF/FA320以傳遞密鑰信息或其它安全性信息。該信息可被用來通過AAA324授權和認證352移動節點310。移動節點310將MIP RRQ356發送至HHF/FA320以開始會話，MIP RRQ356可包括用於用戶認證和授權358的信息。PDIF/FA320發送包括相同Cok的MIP RRQ360,因為FA仍然是同一個。HA322接收看起來和以前的是一樣的MIP RRQ，並檢測註冊更新。移動節點310和H)SN/FA之間的PPP鏈路可被拆除364，並且PCF314和TOSN/FA318之間的無線電分組(RP)鏈路也可被拆除366。PDIF/FA320向移動節點310發送MIP RRP370以發送關於會話的各種信息。在372，停止基於H)SN會話收費的計費，而開始對於H)IF會話的計費。在切換期間，可建立雙播隧道來允許數據業務被傳送，從而提供無縫切換。在切換至roiF/FA320之後，來自HA322的數據業務374被以數據業務376引導至移動節點310。圖4示例了根據本發明的某些實施例從TOIF320到TOSN318的技術內切換。從PDIF320到TOSN318的切換涉及與圖3中所示的和以上所述的信令相似的信令。如以上針對圖3所述的，從TOIF320到TOSN318的切換可涉及雙播隧道，所述雙播隧道在一些實施例中是通過延遲IKEv2隧道拆除410而實現的。此外，在一些實施例中，可去除MIP RRQ412和416、用戶認證和授權414以及MIP RRP418和420，因為會話隨著切換而繼續進行。這可以通過將移動節點MIP修改為不發送MIP RRQ412來實現。該修改可通過創建抽象數據鏈路層從而連接各種接入技術來實現。可由數據鏈路層通知移動節點，所述數據鏈路層是網絡層的下一層。當發生技術切換時，數據鏈路層機構向網絡層通知改變，從而協議(諸如TCP/UDP)可繼續工作。在某些實施例中，該抽象數據鏈路層可允許變化在不觸發註冊請求或綁定更新的情況下發生。圖5示例了根據本發明的某些實施例從ASNGW到TOIF的技術內切換。包括圖5的技術內切換中的網絡設備是移動節點(MN) 510、接入點(AP) 512、基站(BS) 514、集成機構516、接入服務網絡網關(ASNGW)/外地代理(FA) 518、分組數據互通功能(TOIF)/FA520、本 地代理(HA) 522以及認證、授權和計費(AAA)伺服器524。移動節點510啟動WiMAX呼叫建立526以便與基站514建立通信。在基站514和ASNGW/FA518之間啟動WiMAX會話建立528，從而開始會話。移動節點510將MIP RRQ530發送至ASNGW/FA518，所述MIP RRQ530包括用於認證和授權移動節點的信息以及用於開始數據業務的請求信息。ASNGW/FA518將用於認證和授權532移動節點510的信息發送至AAA524。ASNGW/FA518從AAA524接收回諸如移動節點是否有效的關於移動節點510的信息。ASNGW/FA518將包括轉交地址(CoA)的 MIP RRQ534 發送至 HA522。HA522 將 MIP RRP 發送至 ASNGW/FA518，所述 MIP RRP 包括ASNGW/FA518用來建立會話的信息。ASNGW/FA518向移動節點510發送MIP RRP538以將諸如移動節點510的IP位址的關於會話的信息傳遞給移動節點510。在540，開始對移動節點510所使用的服務進行計費。通過本地代理522和ASNGW/FA518來路由數據業務542和544。本地代理522充當網絡中的固定點，以發送和接收數據業務，並且不關於移動節點而發生改變。ASNGW/FA518充當到移動節點的數據業務的轉發點。在546處開始移動節點510到WiFi的技術內切換。WiFi接入建立的消息收發與針對圖3所解釋的消息收發相似。在548期間，交換消息收發以建立通信和認證、授權移動節點510。如果移動節點510發送MIP RRQ(在一些實施例中可避免)，則在550處，本地代理522檢測其認為是註冊更新的動作。本地代理522檢測註冊更新，因為CoA在切換期間保持不變。當不再需要該會話時，拆除WiMAX會話。發送MIP RRP消息554以更新會話信息。會話信息可保持與MIP RRP536和538中的相同。在556，可停止對於WiMAX的計費，而可開始對於I3DIF會話的計費。然後，數據業務可通過I3DIF技術而流至移動節點510。圖6示例了根據本發明的某些實施例從I3DIF到ASNGW的技術內切換。從HHF520到ASNGW518的切換涉及與圖5中所示和如上所述的信令相似的信令。此外，可在圖5、6所示的切換過程期間以每種技術將數據業務雙播至移動節點510。在圖5和圖6中，移動節點510在切換到其它技術的過程中，保持其IP位址。圖7示例了根據本發明的某些實施例從ASNGW到I3DSN的技術內切換。WiMAX信令與上面描述的(例如圖5中的)信令相似，而CDMA信令與上面描述的(例如圖3中的)信令相似。圖7示例了根據本發明的某些實施例從H)SN到ASNGW的技術內切換。該切換中使用的信令與上面已經描述的信令相似。在一些實施例中，在多種切換之一中可能涉及GGSN。該切換可以是例如從I3DSN到GGSN的、從I3DIF到GGSN的、或者從ASNGW到GGSN的。如圖I中所示，在集成機構中實現GGSN功能。從而，當發生GGSN技術內切換時，移動節點可保持同一個IP位址，從而會話可以繼續。在一些實施例中，GGSN使用移動IP。此外，GPRS和UMTS可被擴展為支持這樣的切換。I3DSN切換和GGSN切換之間的不同之處是下層的接入技術。例如，GGSN藉助於來自服務GPRS支持節點(SGSN)(未示出)的GPRS隧道協議來使用GPRS/UMTS。PDSN使用來自分組控制功能(PCF)的R-P鏈路。如本領域技術人員應當理解的，此處描述的方法可被應用於其它類型的技術切換，諸如GGSN到ASNGW的切換。圖9示例了根據本發明的一些實施例的技術間切換900。所示的技術間切換900的網絡設備包括移動節點(MN) 910、天線(AN) 912和914、分組控制功能(PCF) 916和918、接入點(AP) 920、基站(BS) 922、集成機構924和926、分組數據網絡928、本地代理(HA) 930、IP核932以及認證、授權和計費(AAA)伺服器934。在一些實施例中，技術間切換是從一個集成機構924到另一個集成機構926的。因此，移動節點 910的呼叫會話在切換期間切換正在處理會話的機構。如圖所示，每個集成機構可處理一種以上的技術。對於技術間切換，本地代理930檢測切換，因為新的轉交地址(CoA)被發送至本地代理。在一些實施例中，可向之前處理會話的機構發布註冊撤銷請求，以釋放註冊信息。圖10-15示例了根據本發明的某些實施例使用移動IP的技術間切換信令。在一些實施例中，用於會話建立、授權和計費的很多技術間信令與技術內切換中所用的信令相似。圖10示例了根據本發明的某些實施例從rosN到roiF的技術間切換。包括在該切換信令中的網絡設備是移動節點(MN) 1010、接入點(AP) 1012、分組控制功能(PCF) 1014、分組數據服務節點(PDSN)/外地代理(FA) 1016、分組數據互通功能(roiF)1018、本地代理(HA) 1020以及認證、授權和計費(AAA)伺服器1022。圖10的技術間切換與技術內切換的區別在於MIP RRQ1024中的轉交地址(CoA)發生改變。在一些實施例中，CoA改變，因為處理會話的機構改變了。此外，本地代理1020在1026檢測切換，因為是不同的機構發布的MIP RRQ1024。HA1020向H)SN1016發布註冊撤銷請求1028，以便從H)SN1016移除會話。這可以提示拆除在H)SN1016處的會話1030。H)SN1016將註冊撤銷響應1032發送給HA1020，以指示何時移除該會話。技術間切換涉及從H)SN1016發送計費改變以停止計費1034，以及從HHF1018發送計費改變以開始計費1036。圖11示例了根據本發明的某些實施例使用移動IP的技術間切換。圖11的信令與上面描述的信令相似，除了切換是從HHF1018到roSN1016的。圖12示例了根據本發明的一些實施例使用移動IP的從ASNGW到roiF的技術間切換。包括在該切換信令中的網絡設備是移動節點(MN) 1210、接入點(AP) 1212、基站(BS) 1214、接入服務網絡網關(ASNGW)/外地代理(FA) 1216、分組數據互通功能(1218)、本地代理(1220)以及認證、授權和計費(AAA)伺服器1222。圖13示例了根據本發明的某些實施例使用移動IP的從ASNGW1216到PDIF1218的技術間切換。圖14示例了根據本發明的一些實施例使用移動IP的從ASNGW到PDSN的技術間切換。包括在該切換信令中的網絡設備是移動節點(MN) 1410、分組控制功能(PCF) 1412、基站(BS) 1414、接入服務網絡網關(ASNGW)/外地代理(FA) 1416、分組數據服務節點(PDSN) 1418、本地代理(HA) 1420以及認證、授權和計費(AAA)伺服器1422。圖15示例了根據本發明的一些實施例使用移動IP的從TOSN1418到ASNGW1416的技術間切換。在一些實施例中，移動節點可使用簡單IP來連接網絡。在簡單IP移動節點的情況下，該移動節點連接至集成機構並對於IP位址依賴於該集成機構。與上面所述的移動IP實施例相似，當在簡單IP移動節點情況下發生技術內切換時，可將同一個IP位址給予該移動節點。這使得簡單IP移動節點能夠跨技術地保持會話。通常，簡單IP移動節點必須在切換之後接收新的IP位址。這是因為將IP位址分配給移動節點時不涉及本地代理。在一些實施例中，可在定位點(例如H)SN、PDIF、ASNGW或GGSN)和本地代理之間使用代理移動IP，以向簡單IP移動節點提供同一個IP位址。代理移動IP與移動IP(MIP)相似，除了 MIP客戶端是在網絡中，而不是移動節點之外。例如，如果代理移動IP客戶端是PDSN,然後移動節點被切換至PDIF，則代理MIP客戶端改變到PDIF。集成機構可以藉助於反向隧道選項向本地代理啟動代理MIP註冊。在某些實施例中，代理MIP註冊可包括對於尋址信息 的請求。如果剛發生了切換，並且I3DIF正在代表移動節點向本地代理啟動代理MIP註冊請求，則本地代理可以識別出移動節點是同一個，並且重新分配同一個IP位址。通過在簡單IP移動節點的情況下使用代理MIP，可在簡單IP移動節點漫遊時向其提供同一個IP位址。移動節點保持同一個IP位址的好處是當發生切換時，用戶的應用不終止。圖16示例了關於按照本發明的某些實施例的技術內切換的流程圖。在1610，包括支持多種接入技術的模塊的集成機構從移動節點按照第一技術接收對於數據會話的請求。在1612，移動節點被認證和授權，並且被給予IP位址。在1614，開始去往和來自集成機構的數據業務。在1616，在同一集成機構上發生從第一技術到第二接入技術的切換。在1618，將同一個IP位址給予移動節點。圖17示例了一種用於根據本發明的某些實施例提供技術內切換的系統。所示系統包括集成機構1710、分組控制功能(PCF) 1712、基站(BS) 1714和移動站(MS)或移動節點(MN) 1716。集成機構包括會話管理器1718、接入技術I的多路分解管理器1720和接入技術2的多路分解管理器1722。會話管理器1718可包括接入技術I的棧(stack) 1724、接入技術2的棧1726、會話1728、訂戶簡檔1730、計費會話1732、移動IP FA會話1734、接入控制列表(ACL) 1736、策略1738以及合法偵聽(LI) 1740。本領域技術人員應當認識到，在圖17所示的系統內可實現上面描述的其它接入技術，使用PCF1712和BS1714的目的是為了解釋說明。在技術內切換中，移動節點1716從PCF1712移動到BS1714，並且從CDMA接入技術變到WiMAX接入技術。控制信令去往多路分解管理器，例如用於BS1714的多路分解管理器1722。多路分解管理器1722選擇用於處理移動節點1716的會話的會話管理器。該會話管理器的選擇可以基於諸如負載或其它因素的準則。多路分解管理器1722可使用密鑰來定位會話管理器1718。該密鑰可以是私有的，比如網絡接入標識符(NAI)或移動站標識符(MSID)。可完成查找以將MS1716的切換映射到同一個會話管理器。可存在多個多路分解管理器和會話管理器。示出會話管理器1718是為了解釋說明，因為在技術內切換期間不幹擾會話，所以多路分解管理器1722選擇同一個會話管理器1718來處理會話。在一些實施例中，對於在集成機構上運行的每種接入技術，存在至少一個多路分解管理器。在某些實施例中，對於各種接入技術，可存在不同類型的多路分解管理器。例如，多路分解管理器可以專用於針對特定接入技術而存在的控制信令。接入技術I的棧1724和接入技術2的棧1726被設計為處理可專用於一種接入技術的分組處理。例如，就控制和數據信令來說，在各接入技術之間可存在不同的隧道。在CDMA中，GRE分組用於使信息通過隧道來傳送，所以接入技術I的棧1724可以處理去除了特定協議修改的這些分組，並將這些分組傳遞至會話管理器1718。會話1728包括在切換中未受幹擾的上下文信息。上下文信息可包括諸如會話ID和IP位址的密鑰。在一些實施例中，第3層和上述會話信息在切換過程中保持不受幹擾。訂戶簡檔1730包括用於特定用戶或移動節點的配置信息。該信息可包括例如，移動節點是否被配置用於壓縮和為其而配置移動節點的認證的類型。計費會話1732包括用戶或移動節點的計費數據記錄。移動IP外地代理會話1734向移動節點提供代理移動IP(PMIP)能力以及移動IP能力。接入控制列表(ACL) 1736可以提供基於特定準則的分組過濾。策略1738向分組流提供針對應用的QoS策略規則。可在會話管理器1718中提供諸如合法偵聽的其它模塊。會話管理器1718和多路分解管理器1720、1722可被實現為硬體和軟體的組合。軟體可以是邏輯和數據結構的組合，以提供所描述的功能。在一些實施例中，集成機構可包括用於載入應用卡和線路卡的槽。可在集成機構中使用中平面(midplane)來提供機構內通信、電力連接和安裝的各個卡之間的傳輸路徑。該中平面可包括總線，諸如交換結構、控制總線、系統管理總線、冗餘總線和時分復用(TDM)總線。交換結構是貫穿整個集成機構用於用戶數據的基於IP的傳輸路徑，是通過在應用卡 和線路卡之間建立卡間通信而實現的。控制總線使集成機構內的控制和管理處理器互連。集成機構管理總線提供對諸如供電，監控溫度、板狀態、數據路徑錯誤、卡重置和其它故障(failover)特徵的系統功能的管理。冗餘總線在硬體故障的情況下提供用戶數據的傳輸和冗餘鏈路。TDM總線在系統上提供對語音服務的支持。集成機構支持至少兩類應用卡交換機處理器卡和分組加速器卡。交換機處理器卡充當集成機構的控制器，負責諸如初始化機構和將軟體配置載入到機構中的其它卡上之類的事情。分組加速器卡提供分組處理和轉發能力。每個分組加速器卡能夠支持多個上下文。硬體引擎可配置有支持用於壓縮、分類業務調度、轉發、分組過濾和統計編譯的並行分布式處理的卡。分組加速器卡通過使用控制處理器和網絡處理單元來執行分組處理操作。網絡處理單元確定分組處理要求；相對於各個物理接口接收和發射用戶數據幀；作出IP轉發決定；實現分組過濾，流插入、刪除和修改；進行業務管理和業務工程；修改/添加/剝除分組報頭；以及管理線路卡埠和內部分組傳輸。同樣位於分組加速器卡上的控制處理器提供基於分組的用戶服務處理。當被載入到集成機構中時，線路卡提供輸入/輸出連接，並且也同樣可以提供冗餘連接。作業系統軟體可基於Linux軟體內核，在機構中運行具體應用，諸如監控任務和提供協議棧。該軟體允許機構資源被獨立地分配用於控制和數據路徑。例如，某些分組加速器卡可專用於執行路由或安全控制功能，而其它分組加速器卡專用於處理用戶會話業務。在一些實施例中，當網絡要求改變時，硬體資源可被動態地配置以滿足這些要求。系統可被虛擬化以支持服務的多個邏輯實例，諸如技術功能(例如，PDSN, ASNGff或H)IF)。可將集成機構的軟體劃分成用於執行特定功能的一系列任務。這些任務視需要彼此通信，以在整個集成機構內共享控制和數據信息。任務是用於執行與系統控制或會話處理相關的特定功能的軟體過程。在一些實施例中，集成機構內運行三類任務關鍵任務、控制器任務和管理器任務。關鍵任務控制與集成機構的呼叫處理能力有關的功能，諸如機構初始化、錯誤檢測和恢復任務。控制器任務向用戶掩飾軟體的分布式特性，並執行下述這樣的任務諸如監控一個或多個從屬管理器的狀態、在同一子系統內提供管理器內通信以及通過與屬於其它子系統的一個或多個控制器通信來實現子系統間通信。管理器任務可控制系統資源並維護系統資源之間的邏輯映射。在應用卡中的處理器上運行的單個任務可被劃分為子系統。子系統是軟體單元，該軟體單元或者執行一個特定任務或者是多個其他任務的終點(culmination)。單個子系統可包括關鍵任務、控制器任務和管理器任務。可在集成機構上運行的一些子系統包括系統初始化任務子系統、高可用性任務子系統、恢復控制任務子系統、共享配置任務子系統、資源管理子系統、虛擬專用網絡子系統、網絡處理單元子系統、卡/槽/埠子系統和會話子系統。系統初始化任務子系統負責在系統啟動時啟動一組初始任務,並視需要提供單個任務。高可用性任務子系統結合恢復控制任務子系統工作，以通過監控機構的各個軟、硬體組件來維護機構的工作狀態。恢復控制任務子系統負責執行對於機構中發生的故障的恢復動作，並且接收來自高可用性任務子系統的恢復動作。共享配置任務子系統向機構提供設置、檢索和接收集成機構配置參數改變的通知的能力，並且負責存儲集成機構內運行的應用的配置數據。資源管理子系統負責將資源(例如，處理器和存儲器能力)分配給任務並·負責監控任務對資源的使用。虛擬專用網絡(VPN)子系統管理機構中VPN相關實體的管理和運行方面，包括創建單獨的VPN上下文、啟動VPN上下文內的IP服務、管理IP池和訂戶IP位址以及在VPN上下文內分發IP流信息。在一些實施例中，在機構內，IP操作是在特定VPN上下文內完成的。網絡處理單元子系統負責上面所列用於網絡處理單元的許多功能。卡/槽/埠子系統負責協調與卡活動(諸如發現和配置新插入卡上的埠以及確定線路卡如何映射到應用卡)相關地發生的事件。在一些實施例中，會話子系統負責處理處理和監控移動節點的數據流。移動數據通信的會話處理任務包括例如CDMA網絡的A10/A11終止、GPRS和/或UMTS網絡的GSM隧道協議終止、異步PPP處理、分組過濾、分組調度、區分服務代碼點標記(Difservcodepoint marking)、統計收集、IP轉發和AAA服務。可將這些項中每一個的責任跨從屬任務(稱為管理器)地分布，以提供更有效的處理和更大的冗餘。單獨的會話控制器任務充當集成控制節點來調節和監控管理器並且與其它活動的子系統進行通信。會話子系統還管理諸如淨荷變換、過濾、統計收集、管制(policing)和調度之類的專門用戶數據處理。在一些實施例中，實現處理所需的軟體包括高級過程或面向對象語言，諸如C、C++、C#、Java或Perl。如果需要，也可以用彙編語言來實現所述軟體。在某些實施例中，軟體被存儲在存儲介質(諸如計算機可讀介質)、或者設備(諸如只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM))、或者磁碟上，其可由通用或專用處理單元讀取以執行本文所描述的處理。在一些實施例中，在不使用移動IP或代理移動IP的情況下，在機構內切換時將同一個IP位址給予移動節點。在一些實施例中，使用動態主機配置協議(DHCP)來獲得移動節點的IP位址。儘管在前述實施例中已經描述和示例了本發明，但是應當理解，本公開是以示例方式進行的，在不偏離僅由下述權利要求來限定的本發明的精神和範圍的情況下，可對本發明實施方式的細節進行多種修改。相關申請的交叉引用本申請根據美國法典第35法案第119(e)款要求於2007年2月8日提交的、題為「System and Methods for Handoffs Between Technologies」 的美國臨時專利申請No. 60/900，232的權益，在此通過引用將該申請的全部內容並 入本文。
權利要求
1.一種存在於通信網絡中的集成機構，包括 處理器； 用於存儲指令並且與處理器能操作地通信的存儲器； 多個會話管理器，在計算機可讀介質中實現，所述多個會話管理器與處理器操作地通信，所述多個會話管理器用於以第一接入技術從移動節點接收控制信息和數據，並建立用於處理所述第一接入技術的移動節點的會話， 所述多個會話管理器用於與針對特定接入技術管理分組處理的至少兩個接入技術棧通信， 所述多個會話管理器包括共享所述處理器的多個軟體模塊；以及接入技術多路分解管理器，在計算機可讀介質中實現，與處理器操作地通信，所述處理器用於選擇被分配給從移動節點接收的通信的會話管理器， 所述接入技術多路分解管理器用於當切換發生時，選擇建立了現有會話的已分配的會話管理器，並且接入技術改變到第二接入技術。
2.如權利要求I所述的集成機構，還包括當接入技術從第一接入技術改變到第二接入技術時所述會話保持相同的用於識別通信網絡上的移動節點的標識信息。
3.如權利要求2所述的集成機構，其中所述標識信息是網際網路協議IP位址。
4.如權利要求I所述的集成機構，所述至少兩個接入技術棧中的第二接入技術棧與所述會話管理器通信以使得能夠通過第二接入技術與移動節點通信，所述第二接入技術棧實現接入服務網絡網關ASNGW。
5.如權利要求I所述的集成機構，其中所述第一接入技術是3GPP和3GPP2之一，並且所述第二接入技術是WiMAX。
6.如權利要求I所述的集成機構，其中所述第一接入技術是LTE，並且所述第二技術是UMTS 和 WiFi 之一。
7.—種網絡通信方法，包括 接收來自移動節點的請求，以便以第一接入技術開始會話； 響應於所述請求，向移動節點提供用於識別通信網絡中的移動節點的標識信息，並且建立用於以第一接入技術管理分組處理的接入技術棧以及用於管理標識信息和與通信網絡的通信的會話； 在所述接入技術棧處從移動節點接收控制信息和數據； 確定以第二接入技術開始會話；以及 提供相同的標識信息，並選擇同一個會話以管理標識信息和與通信網絡的通信，以及建立用於以第二接入技術管理分組處理的接入技術棧。
8.編碼在一個或多個非瞬失介質中的邏輯，包括用於執行並且在被處理器執行時能操作來執行操作的代碼，所述操作包括 接收來自網關處的移動節點的請求，以便以第一接入技術開始會話； 響應於所述請求，向移動節點提供用於識別通信網絡中的移動節點的標識信息，並且建立用於以第一接入技術管理分組處理的第一接入技術棧以及用於管理標識信息和與通信網絡的通信的會話； 在所述接入技術棧處從移動節點接收控制信息和數據；確定以第二接入技術開始會話；以及 在所述網關處，提供相同的標識信息，並選擇同一個會話實例以管理標識信息和與通信網絡的通信，以及建立用於以第二接入技術管理分組處理的第二接入技術棧。
9.如權利要求8所述的邏輯，其中標識信息是網際網路協議IP位址。
10.如權利要求8所述的邏輯，其中所述第一接入技術是3GPP和3GPP2之一，並且所述第二接入技術是WiMAX。
11.如權利要求I所述的集成機構，其中所述第一接入技術是蜂窩接入技術，並且所述第二接入技術是無線區域網。
12.如權利要求7所述的網絡通信方法，其中所述第一接入技術是蜂窩接入技術，並且所述第二接入技術是無線區域網。
13.如權利要求8所述的邏輯，其中所述第一接入技術是蜂窩接入技術，並且所述第二接入技術是無線區域網。
14.如權利要求I所述的集成機構，還包括所述會話管理器用於在該機構中將會話映射到所述移動節點。
15.如權利要求7所述的網絡通信方法，還包括在所述網關處將會話映射到所述移動節點。
16.如權利要求8所述的邏輯，還包括在所述網關處將會話映射到所述移動節點。
17.如權利要求I所述的集成機構，還包括所述會話管理器利用在切換前後維持的單個IP位址提供到所述移動節點的接入。
18.如權利要求7所述的網絡通信方法，還包括所述網關在從所述第一接入技術切換到所述第二接入技術後利用維持的單個IP位址提供到所述移動節點的接入。
19.如權利要求8所述的邏輯，還包括所述網關在從所述第一接入技術切換到所述第二接入技術後利用維持的單個IP位址提供到所述移動節點的接入。
20.如權利要求8所述的邏輯，其中所述第一接入技術是LTE，並且所述第二技術是UMTS 和 WiFi 之一。
全文摘要
公開了用於技術之間的切換的系統和方法。技術內切換發生在同一個集成機構處理用於不同接入技術的會話的情況下。在技術內切換中，在切換過程中可保持相同的IP位址和會話。在一些實施例中，移動節點可進行切換而不發布註冊請求。從一個集成機構到另一個集成機構發生技術間切換。集成機構可在會話管理器中保存會話和上下文信息，並且在從一種接入技術到另一種的切換過程中，可選擇同一個會話管理器，使得會話和上下文信息保持完整，即便接入技術已經改變。集成機構可提供這樣的接入技術切換核心網絡注意不到任何變化，並且不影響在移動節點上運行的或者交付給移動節點的應用。
文檔編號H04W76/02GK102958120SQ20121040729
公開日2013年3月6日 申請日期2008年2月8日 優先權日2007年2月8日
發明者S·E·拉德哈克裡施納恩, S·K·普提耶蒂爾, R·拉曼庫提, L·施瓦茲 申請人:思達倫特網絡有限責任公司