一種終端切換方法及系統的製作方法

2023-04-28 04:08:41

專利名稱：一種終端切換方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種在WiMAX MIPv6中終端切換方法及系統。
背景技術：
儘管以網際網路協議第四版(IPv4 IP version 4)為核心技術的網際網路獲得了巨大的成功，然而由於IPv4地址資源的緊張直接限制了IP技術應用的進一步發展。而目前移動和寬帶技術的飛速發展對IP位址的需求急劇增長，雖然為滿足這種需求提出了無類的域間路由(CIDR Classless Inter Domain Routing)、網絡地址轉換(NAT Net Address Translation)、混合地址等技術，但它們只能暫時緩解IPv4地址的緊張。而網際網路工程師任務組(IETF Internet EngineeringTask Force)在20世紀90年代提出了下一代網際網路協議——網際網路協議第六版(IPv6 IP version 6)，目前IPv6已經被公認為IPv4的未來升級版本。IPv6最為本質的改進是將原IPv4的地址長度由32位增加到128位，從而帶來了幾乎無限的地址空間。除此之外，IPv6還採用分級地址模式、高效IP包頭、服務質量、主機地址自動配置、認證和加密等許多技術。
其中為了實現移動節點在移動情況下仍然能夠順利與外界進行通信，我們使用Mobile IP，即移動IP技術。如圖1所示，圖1是MIPv6工作原理示意圖，從圖中可見，移動IP的基本原理是移動節點除了擁有一個固定IP位址——HoA地址(HoA Home Address)外，在最近移動到的外地網絡還擁有另外一個臨時IP位址——轉交地址(CoA Care-of Address)，通過一定的網絡機制建立起HoA地址與CoA地址的對應關係以及家鄉網絡與外地網絡的路由關係，從而達到使移動節點在其網絡變換時與位於其他網絡的通信對端(Corresponding Node)之間的通信不中斷的目的。而移動IPv6(MIPv6 Mobile IP version 6)是基於IPv6協議的移動IP技術，其無需外代理、支持Route Optimization進而避免迂迴路由、並充分利用鄰居發現功能和IPv6擴展頭；MIPv6的移動性能相對MIPv4有了很大改進。下面來簡單的介紹一下MIPv6的工作機制1、移動節點通過IPv6路由器發現報文決定當前所在位置；2、移動節點使用IPv6地址自動配置機制獲取外地鏈路的配置CoA地址；3、移動節點向本地代理登陸，通知它的CoA地址；4、移動節點也向某些CN通知它的CoA地址；5、其它主機可以無視移動節點的CoA地址，而像移動IPv4一樣，將數據包發往移動節點的本地網絡，本地代理通過隧道將包轉發到移動節點的CoA地址；6、知道移動節點的CoA的通信主機也可用IPv6路由擴展頭直接將包發給移動節點；7、移動節點用CoA地址作為發送包的源地址。
WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波系統的互操作性，WiMAX整個網絡主要由以下部分組成1、終端(MS，Mobile Subscriber Station)用戶使用該設備接入WiMAX網絡；2、接入服務網(ASN Access Service Network)ASN定義為WiMAX終端提供無線接入服務的網絡功能集合。ASN包含了基站(BS Base Station)和接入服務網網關(ASN-GW ASN Gateway)網元。其中BS網元的主要功能為提供BS和MS的L2連接、無線資源管理等等；ASN-GW網元的主要功能為為MS認證、授權和計費功能提供客戶端功能，為MS提供L3信息的中繼(Relay)功能(如IP位址分配)、ASN內切換等。
3、連接業務網((CSN Connectivity Service Network))CSN定義為WiMAX終端提供IP連接服務。CSN所提供的主要功能為MS的IP位址分配、Internet接入，認證鑑權計費伺服器(AAA server)或者認證鑑權計費代理伺服器(AAAproxy)、基於用戶的授權控制等。
上述三個部分邏輯實體間通過從R1到R6的接口來進行通信，各網元及接口關係如圖2所示，圖2是WiMAX系統的基本結構。
為了使MS位於外地網絡時，其與對端通信節點(CN Correspondent Node)的通信保持不中斷，這裡我們將移動IPv6技術運用到WiMAX系統以達到上述目標。而當MS從一個ASN-GW移動到另一個ASN-GW，為減小或消除MS建立新的通信路徑的延遲，需要進行快速切換。快速切換的目的是如何使MS在連接到目標ASN-GW(T-ASN-GW)後儘快發送數據包，以及在T-ASN-GW檢測到MS的附著後如何儘快將數據包傳送給它。為了達到上述目標，快速切換包括如下幾方面1、移動檢測提前或者及早發現MS發生的移動，以及將要移動到的T-ASN-GW；2、IP位址配置在新的網絡中CoA地址相關信息的獲取與配置；3、位置更新將T-CoA地址與目標網絡中的T-ASN-GW進行註冊，與S-ASN-GW註銷與其註冊的S-CoA，以及在兩個動作之間建立T-CoA、S-CoA地址與T-ASN-GW、S-ASN-GW之間的聯繫。
通過快速切換可以使MS迅速檢測到其已移動到另一個T-ASN-GW(T-ASN-GW)管轄的網絡，同時與目前所在S-ASN-GW(S-ASN-GW)管轄的子網連接的情況下，和新子網的前綴信息建立起關聯。
目前針對WiMAX的快速切換的示意圖如圖3所示步驟說明S310、S-BS周期性廣播MOB_NBR-ADV消息，其中包含網絡標識信息以及臨近BS的特性。
MS可以從中獲取為與切換有關的鄰居小區的參數信息，一旦MS發現新的BS，會對其進行掃描(scanning)。
S320～S330MS為了解析所發現的BS ID(一個或若干個)，向S-ASN-GW發送RtSolPr消息，其中包含所要解析的BS ID。
當S-ASN-GW接收到此消息後，根據所掌握的信息查找出該BSID所對應的T-ASN-GW管轄子網的相關信息(如鏈路層地址、鏈路前綴等)，然後將上述信息承載在PrRtAdv消息中發送給MS。MS收到PrRtAdv消息後，根據其中所包含的T-ASN-GW管轄子網的配置信息，配置出一個T-CoA，這裡如果存在多個T-ASN-GW，會通過某種準則選擇某一個，在針對其進行T-CoA的配置。
S340～S350當S-ASN-GW發送PrRtAdv消息後，對發往MS的數據報文繼續進行發送，同時為了避免數據報文的丟失，S-ASN-GW還可以對發往MS的數據報文進行緩存。
S360、MS通過MOB_MSHO-REQ消息向S-BS請求切換，消息中包含可能參與切換BSID。
S370、S-BS收到MS發送的MOB_MSHO-REQ消息與相關網元進行協商後，將推薦MS切換到的BS所對應的BS ID承載在MOB_BSHO-RSP中發送給MS。
這裡S-BS可在未收到MOB_MSHO-REQ的情況下，直接發送MOB_BSHO-RSP給MS觸發整個移動性過程。
S380、執行切換，該步驟與本發明方案關聯不大，在此不予詳述。
上述切換流程中，當MS通過S-ASN-GW交換RtSolPr/PrRtAdv獲取目標網絡的相關信息，MS只能選取其中的一個配置T-CoA。然而，當配置T-CoA時所對應的BS在步驟S370中S-BS同相關網元協商後沒有被選中，則MS必須重新配置其T-CoA地址，這樣會給系統增添不必要的負擔。

發明內容
本發明提供一種在WiMAX MIPv6中終端切換方法及系統，用以解決現有技術中存在的當配置T-CoA時所對應的T-BS在S-BS同相關網元協商後沒有被選中，需要重新配置其T-CoA地址而給系統增加負擔的問題。
本發明方法包括一種終端切換方法，包括A、服務基站與相關網元協商終端切換目標基站，並將所述目標基站標識發送給終端；B、終端獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息；C、終端根據所述配置信息配置目標轉交地址；D、服務基站將所述終端切換至目標基站。
所述步驟A之前，還包括步驟A1、終端自服務基站廣播消息中獲取臨近目標基站信息。
所述步驟B中，終端獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息，包括以下步驟B1、終端向服務接入服務網網關發送請求消息，請求解析所述目標基站標識；B2、服務接入服務網網關查找所述目標基站標識所對應的目標接入服務網配置信息，並將所述配置信息發送給終端。
所述步驟A之前，還包括步驟A2、終端將所述臨近目標基站信息發送給服務接入服務網網關解析；A3、服務接入服務網網關查找到所述臨近目標基站對應的目標接入服務網配置信息，並將所述配置信息發送給終端。
所述步驟A3中，還包括終端對所述配置信息進行存儲的步驟。
所述步驟B中，終端獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息，來自於步驟A3中的臨近目標基站對應的目標接入服務網信息。
所述步驟C之後，還包括步驟C1、服務接入服務網網關繼續向終端發送數據報文，並對所述報文進行緩存。
所述目標基站為多個。
所述步驟C中，還包括終端在所述多個目標基站中選取一個目標基站的步驟。
所述目標接入服務網配置信息，包括下述內容之一或組合鏈路層地址和鏈路前綴。
本發明系統包括一種終端切換系統，包括為終端提供接入的服務基站和服務接入服務網網關，以及終端欲切換至的目標基站和目標接入服務網網關，還包括目標基站協商單元，設置於服務基站，用於服務基站與相關網元協商終端切換目標基站，並將所述目標基站標識發送給終端；目標網絡配置信息獲取單元，設置於終端，用於獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息；目標轉交地址配置單元，設置於終端，用於配置信息配置目標轉交地址。
所述的系統，還包括臨近目標基站信息獲取單元，位於所述終端，用於終端自服務基站廣播消息中獲取臨近目標基站信息。
所述的系統，還包括目標基站標識解析單元，位於所述服務接入服務網網關，用於根據終端請求解析目標基站標識；目標基站標識存儲單元，位於所述終端，用於存儲目標基站標識所對應的目標接入服務網配置信息。
所述的系統，還包括終端數據報文緩存單元，位於所述服務接入服務網網關，用於對所述報文進行緩存。
所述的系統，還包括第一目標基站確認單元，位於所述終端，用於確認第一目標基站。
本發明技術給出了一種在WiMAX MIPv6中MS切換方法及系統。利用該方法及系統可以避免在終端切換過程中，當RtSolPr/PrRtAdv過程在MOB_MSHO-REQ/MOB_BSHO-RSP過程之前進行時，兩者選擇BS不同從而導致T-CoA的重新配置問題，從而提高了整個快速切換流程的效率。


圖1為現有技術中MIPv6工作原理示意圖；圖2為現有技術中WiMAX系統結構示意圖；圖3為現有技術中WiMAX MIPv6工作流程示意圖；圖4為本發明的主流程示意圖；圖5為本發明實施例1的流程示意圖；圖6為本發明實施例2的流程示意圖；圖7為本發明系統結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合說明書附圖來說明本發明的具體實施方式
。
本發明針對現有技術存在的問題，提出一種MS的切換方法及系統，保證終端進行T-CoA配置時，T-BS信息已經確定，這樣可以省去T-BS變化所帶來的重新走流程而給系統增加的負擔。
如圖4所示，是本發明的主流程示意圖，從圖中可見，主要包括以下步驟S410、S-BS與相關網元協商終端切換T-BS，並將所述T-BS標識發送給MS；該步驟中，S-BS周期性廣播消息，其中包含網絡標識信息以及臨近BS的特性。MS可以從中獲取為與切換有關的鄰居小區的參數信息。一旦MS發現新的BS，會對其進行scanning。
MS通過MOB_MSHO-REQ消息向S-BS請求切換，消息中包含可能參與切換BS ID。
該步驟中，S-BS與相關網元協商終端切換T-BS，可以是協商多個T-BS。
S420、MS獲取所述T-BS對應的T-ASN配置信息；該步驟中MS可以通過如下方式獲取上述T-BS對應的T-ASN配置信息MS向S-ASN-GW發送請求消息，請求解析T-BS ID；S-ASN-GW查找T-BS ID所對應的T-ANS配置信息，並將所述配置信息發送給MS。
如果在步驟S410中，S-BS與相關網元協商確定了多個MS切換T-BS，則在步驟S430中，還包括MS從所述多個T-BS中確認一個做切換的步驟。
S430、MS根據所述配置信息配置T-CoA；MS收到相關消息後，根據其中所包含的T-ASN-GW管轄ASN的配置信息，配置自己的TCoA。
S440、S-BS將所述MS切換至T-BS。
當S-ASN-GW發送PrRtAdv消息後，對發往MS的數據報文繼續進行發送；同時為了避免數據報文的丟失，S-ASN-GW還可能對發往MS的數據報文進行緩存。
上述方案中，MS獲取T-BS對應的T-ASN配置信息的方法，還可以提前到步驟S410之前進行，採用如下方案MS將所述臨近T-BS信息發送給S-ASN-GW解析；S-ASN-GW查找到所述臨近T-BS對應的T-ASN配置信息，並將所述配置信息發送給MS。
這樣，實際上在步驟S410之前MS已經獲知了多個T-ASN配置信息，MS對上述信息進行保存，在步驟S430中，再根據S-BS確定的T-BS信息，查找MS已經存儲的多個T-ASN配置信息，確定T-BS對應的T-ASN配置信息。
通過上述方案，可以保證MS進行T-CoA配置時，T-BS信息已經確定，這樣可以省去T-BS變化所帶來的重新走流程而給系統增加的負擔。
實施例1MS在獲取S-BS同周圍網元協商後得知可以切換到的T-BS，再向S-ASN-GW獲取對應T-ASN的相關信息。如圖5所示，是實施例1的流程示意圖，從圖中可見主要包括以下步驟S510、S-BS周期性廣播MOB_NBR-ADV消息，其中包含網絡標識信息以及臨近BS的特性。MS可以從中獲取為與切換有關的鄰居小區的參數信息。一旦MS發現新的BS，會對其進行scanning。
S520、MS通過MOB_MSHO-REQ消息向S-BS請求切換，消息中包含可能參與切換BS ID。
此時是MS觸發整個移動性過程；假如是網絡側觸發移動性過程的話則省略步驟S520。
S530、S-BS收到MS發送的MOB_MSHO-REQ消息與相關網元進行協商後，將其推薦MS可以切換到的BS所對應的BSID承載在MOB_BSHO-RSP消息中發送給MS。
S-BS可在未收到MOB_MSHO-REQ的情況下，直接發送MOB_BSHO-RSP給MS觸發整個移動性過程。
S540～S550、MS為了解析MOB_BSHO-RSP消息中推薦的BSID，向S-ASN-GW發送RtSolPr，其中包含所要解析的BSID；當S-ASN-GW接收到此消息後，根據所掌握的信息查找出BSID所對應的T-ASN-GW管轄子網的相關信息(如鏈路層地址、鏈路前綴等)，然後將上述信息承載在PrRtAdv消息中發送給MS。MS收到PrRtAdv消息後，根據其中所包含的T-ASN-GW管轄ASN的配置信息，配置自己的T-CoA。
S560～S570、當S-ASN-GW發送PrRtAdv消息後，對發往MS的數據報文繼續進行發送；同時為了避免數據報文的丟失，S-ASN-GW還可能對發往MS的數據報文進行緩存。
S580、其餘切換步驟，由於和本發明聯繫不大，這裡不再贅述。
實施例2MS從S-ASN-GW那裡，獲取所有可能切換到的BS對應目標網絡的相關配置信息，暫時不進行T-CoA的配置，對相關信息加以儲存；直到S-BS與周圍網元協商好MS可以切換到的T-BS後，再通過查找上述儲存信息中T-BS對應T-ASN的相關配置信息，從而對T-CoA進行配置，如圖6所示，包括S610、S-BS周期性廣播MOB_NBR-ADV消息，其中包含網絡標識信息以及臨近BS的特性。MS可以從中獲取為與切換有關的鄰居小區的參數信息。一旦MS發現新的BS，會對其進行scanning。
S620、MS為了解析所發現的BSID(一個或若干個)，向S-ASN-GW發送RtSolPr，其中包含所要解析的BSID；當S-ASN-GW接收到此消息後，根據所掌握的信息查找出BSID所對應的T-ASN-GW管轄ASN的相關信息(如鏈路層地址、鏈路前綴等)，然後將上述信息承載在PrRtAdv消息中發送給MS。MS收到PrRtAdv消息後，對其加以儲存。
S630、S-BS收到MS發送的MOB_MSHO-REQ消息與相關網元進行協商後，將推薦MS切換到的BS所對應的BSID承載在MOB_BSHO-RSP中發送給MS。
此時是MS觸發整個移動性過程；假如是網絡側觸發移動性過程的話則省略步驟S630。
S640、S-BS收到MS發送的MOB_MSHO-REQ消息與相關網元進行協商後，將其推薦MS可以切換到的BS所對應的BSID承載在MOB_BSHO-RSP消息中發送給MS。
上述步驟中，S-BS可在未收到MOB_MSHO-REQ的情況下，直接發送MOB_BSHO-RSP給MS觸發整個移動性過程。
S650、為了解析MOB_BSHO-RSP消息中推薦的BSID，MS通過查找在步驟S620中儲存信息裡T-BS對應目標網絡的相關配置信息，從而對T-CoA進行配置。
S660～S670、當S-ASN-GW發送PrRtAdv消息後，對發往MS的數據報文繼續進行發送；同時為了避免數據報文的丟失，S-ASN-GW還可能對發往MS的數據報文進行緩存。
S680、其餘切換步驟，由於和本發明聯繫不大，這裡不再贅述。
如圖7所示，是本發明MS切換系統的結構示意圖，從圖中可見，包括為MS710提供接入的S-BS730和S-ASN-GW750，以及MS730欲切換至的T-BS720和T-ASN-GW740，還包括第一T-BS協商單元731，設置於S-BS，用於S-BS與相關網元協商終端切換第一T-BS，並將所述第一T-BS ID發送給MS；目標網絡配置信息獲取單元711，設置於MS，用於獲取所述第一T-BS對應的T-ASN配置信息；T-CoA配置單元712，設置於MS，用於配置T-CoA。
所述的系統，還包括臨近T-BS信息獲取單元713，位於所述MS，用於MS自S-BS廣播消息中取臨近T-BS信息。
所述的系統，還包括第一T-BS標識解析單元751，位於所述S-ASN-GW，用於根據MS請求解析第一T-BS標識；第一T-BS ID存儲單元714，位於所述MS，用於存儲第一T-BS ID所對應的T-ASN-GW配置信息。
所述的系統，還包括MS數據報文緩存單元752，位於所述S-ASN-GW，用於對所述報文進行緩存。
所述的系統，還包括
第一T-BS確認單元715，位於所述MS，用於確認第一T-BS。
本發明給出了一種在WiMAX MIPv6中改進的快速切換流程及切換系統。利用該方案可以避免在終端切換過程中，當RtSolPr/PrRtAdv過程在MOB_MSHO-REQ/MOB_BSHO-RSP過程之前進行時，兩者選擇BS不同從而導致T-CoA的重新配置問題，從而提高了整個快速切換流程的效率。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種終端切換方法，其特徵在於，包括A、服務基站與相關網元協商終端切換目標基站，並將所述目標基站標識發送給終端；B、終端獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息；C、終端根據所述配置信息配置目標轉交地址；D、服務基站將所述終端切換至目標基站。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟A之前，還包括步驟A1、終端自服務基站廣播消息中獲取臨近目標基站信息。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述步驟B中，終端獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息，包括以下步驟B1、終端向服務接入服務網網關發送請求消息，請求解析所述目標基站標識；B2、服務接入服務網網關查找所述目標基站標識所對應的目標接入服務網配置信息，並將所述配置信息發送給終端。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟A之前，還包括步驟A2、終端將所述臨近目標基站信息發送給服務接入服務網網關解析；A3、服務接入服務網網關查找到所述臨近目標基站對應的目標接入服務網配置信息，並將所述配置信息發送給終端。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述步驟A3中，還包括終端對所述配置信息進行存儲的步驟。
6.如權利要求4或5所述的方法，其特徵在於，所述步驟B中，終端獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息，來自於步驟A3中的臨近目標基站對應的目標接入服務網信息。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟C之後，還包括步驟C1、服務接入服務網網關繼續向終端發送數據報文，並對所述報文進行緩存。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述目標基站為多個。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述步驟C中，還包括終端在所述多個目標基站中選取一個目標基站的步驟。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述目標接入服務網配置信息，包括下述內容之一或組合鏈路層地址和鏈路前綴。
11.一種終端切換系統，包括為終端提供接入的服務基站和服務接入服務網網關，以及終端欲切換至的目標基站和目標接入服務網網關，其特徵在於，還包括目標基站協商單元，設置於服務基站，用於服務基站與相關網元協商終端切換目標基站，並將所述目標基站標識發送給終端；目標網絡配置信息獲取單元，設置於終端，用於獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息；目標轉交地址配置單元，設置於終端，用於配置信息配置目標轉交地址。
12.如權利要求11所述的系統，其特徵在於，還包括臨近目標基站信息獲取單元，位於所述終端，用於終端自服務基站廣播消息中獲取臨近目標基站信息。
13.如權利要求11所述的系統，其特徵在於，還包括目標基站標識解析單元，位於所述服務接入服務網網關，用於根據終端請求解析目標基站標識；目標基站標識存儲單元，位於所述終端，用於存儲目標基站標識所對應的目標接入服務網配置信息。
14.如權利要求11所述的系統，其特徵在於，還包括終端數據報文緩存單元，位於所述服務接入服務網網關，用於對所述報文進行緩存。
15.如權利要求11所述的系統，其特徵在於，還包括第一目標基站確認單元，位於所述終端，用於確認第一目標基站。
全文摘要
本發明公開了一種在WiMAX MIPv6中終端切換方法及系統。該方法包括A.服務基站與相關網元協商終端切換目標基站，並將所述目標基站標識發送給終端；B.終端獲取所述目標基站對應的目標接入服務網配置信息；C.終端根據所述配置信息配置目標轉交地址；D.服務基站將所述終端切換至目標基站。本發明還公開了一種在WiMAX MIPv6中終端切換及系統。利用該方法及系統可以避免在終端切換過程中，當RtSolPr/PrRtAdv過程在MOB_MSHO－REQ/MOB_BSHO－RSP過程之前進行時，兩者選擇BS不同從而導致目標轉交地址的重新配置問題，從而提高了整個快速切換流程的效率。
文檔編號H04W36/12GK101060708SQ20061007570
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月18日 優先權日2006年4月18日
發明者梁萌, 夏斌, 莫鵬 申請人:華為技術有限公司