專利名稱：在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行移動用戶終端路由更新的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行移動用戶終端路由更新的方法。
背景技術(shù)：
將來，電信網(wǎng)絡(luò)以及特別是其無線接入網(wǎng)將改變?yōu)椴捎靡环N完全的網(wǎng)際協(xié)議(IP)的解決方案，其中蜂窩基站收發(fā)信臺，在此也稱為網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，運行作為靠近移動用戶終端的因特網(wǎng)的“最后轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)”。即，它們用作進出因特網(wǎng)的進入和/或退出點。IP無線接入網(wǎng)可認(rèn)為是自主系統(tǒng)，其通過使用移動用戶終端提供接入到因特網(wǎng)。
“移動IP”作組的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化活動的基本假設(shè)是移動用戶終端必須能夠利用同一個IP地址隨時通信，而與其的因特網(wǎng)接入點無關(guān)。
當(dāng)前采用的IPv4尋址方案將來會被IPv6尋址方案取代，這種方案在可預(yù)見的將來將解決IPv4尋址方案的地址空間問題。
使用IPv4尋址方案的移動IP解決方案相當(dāng)復(fù)雜而且需要采用所謂的隧道技術(shù)、歸屬代理以及外部代理，因為最初假設(shè)因特網(wǎng)主機只與它們的歸屬網(wǎng)絡(luò)相連。即，如果該終端與其歸屬網(wǎng)絡(luò)之外的因特網(wǎng)相連則必須通過隧道傳送IPv4分組。
與之相反，IPv6尋址方案通過只使用全網(wǎng)的終端IP地址就允許通過因特網(wǎng)進行移動終端的主機到主機連接，而不用進行任何地址轉(zhuǎn)換或隧道傳送，而且與移動終端主機的當(dāng)前與因特網(wǎng)的連接點無關(guān)。
在無線接入網(wǎng)(RAN)范圍內(nèi)，移動終端(移動用戶終端)在有效連接(移動用戶終端和另一固定或移動用戶終端之間)期間能從一個基站小區(qū)區(qū)域快速移動到另一個基站小區(qū)區(qū)域，所以接著必然要發(fā)生到一個新的正服務(wù)基站的切換，即，到達移動用戶終端的IP分組必須送往IP無線接入網(wǎng)(IP RAN)內(nèi)的新基站(最后轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān))。
應(yīng)指出的是，在此使用的術(shù)語“基站”是指無線接入網(wǎng)的基站收發(fā)信臺，也稱之為網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，其表示從移動用戶終端到IP無線接入網(wǎng)的一種接口意義上的網(wǎng)關(guān)。而且，如果該無線接入網(wǎng)符合第三代合作項目(3GPP)中定義的UMTS系統(tǒng)的話，這種網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)是指所謂的接點B。同樣，用戶終端可以是移動用戶終端(和/或移動終端主機，也稱為移動臺)，以及固定用戶終端(和/或主機)。類似的，術(shù)語用戶終端是取其廣義，因此它包含了在符合第三代合作項目(3GPP)中定義的UMTS的系統(tǒng)中作為終端設(shè)備的用戶設(shè)(UE)的情況。
切換過程必須足夠快以便防止在通信中產(chǎn)生過長的中斷，尤其是如在話音呼叫中必須保持某一服務(wù)質(zhì)量(QoS)。
IP RAN的基站收發(fā)信臺之間進行切換的結(jié)果是，必須在IP RAN的路由單元中改變到移動用戶終端的到達IPv6分組的目的地，即，路由單元必須學(xué)習(xí)知道轉(zhuǎn)發(fā)分組到新基站收發(fā)信臺。另一方面，還必須改變IP RAN的路由單元中從基站到邊界網(wǎng)關(guān)(IP RAN的邊界網(wǎng)關(guān))的路由，移動用戶終端(移動主機)經(jīng)由該路由與遠端主機(固定或移動通信伙伴)通信，即，在網(wǎng)絡(luò)的路由單元中必須同時更新兩個連接的方向。
在此連接中，應(yīng)指出的是，在本說明書中使用的術(shù)語路由單元應(yīng)從其廣義上理解，而并不是局限于特定類型的路由單元。路由單元是這樣一種單元，其通過IP網(wǎng)絡(luò)(IP網(wǎng)絡(luò)存在于網(wǎng)關(guān)之間)在連接到網(wǎng)關(guān)的終端之間和/或網(wǎng)關(guān)之間路由和/或引導(dǎo)信息流。特別的，術(shù)語路由單元是指第三層交換以及所謂的路由器，因此本說明書對交換網(wǎng)絡(luò)(包括第三層交換作為路由單元)以及對路由網(wǎng)絡(luò)(包括路由器作為路由單元)均有效。而且，如果在本文中只參考“交換”作為路由單元，這當(dāng)然也表示了第三層交換作為路由單元的意思。
取決于使用交換網(wǎng)絡(luò)或路由網(wǎng)絡(luò)的IP RAN實現(xiàn)，路由學(xué)習(xí)過程(路由更新過程)稍微有些差別。
在交換網(wǎng)絡(luò)解決方案中，僅通過網(wǎng)關(guān)(收發(fā)網(wǎng)關(guān)和/或邊界網(wǎng)關(guān))發(fā)送一個具有各自主機的IP地址作為源地址的IP分組到交換網(wǎng)絡(luò)就已足夠，主機經(jīng)該網(wǎng)關(guān)通過IP RAN相互通信。
在路由網(wǎng)絡(luò)解決方案中，必須發(fā)送路由表更新消息以便更新到主機的IP地址的新路由方向。
然而，由于在切換過程中要求快速分組交換，IP RAN中用于路由更新過程的已知機制不太令人滿意，因為它們與分組交換時間相比仍然相當(dāng)?shù)暮臅r。
在所有已知的IP無線接入網(wǎng)解決方案中，通過在整個網(wǎng)絡(luò)僅利用移動用戶終端的IPv6地址就能實現(xiàn)經(jīng)因特網(wǎng)的主機到主機連接，而無須任何地址轉(zhuǎn)換或隧道傳送，而且與移動終端的當(dāng)前與因特網(wǎng)的連接點無關(guān)。
在隧道傳送主機到主機連接解決方案中，基站表現(xiàn)為隧道的終點，當(dāng)移動終端在網(wǎng)絡(luò)的連接點移動時，其可在無線接入網(wǎng)的控制下改變。
然而，在隧道傳送解決方案中存在缺陷，其主機到主機連接IP數(shù)據(jù)報必須被封裝到隧道協(xié)議的數(shù)據(jù)報內(nèi)部。這反過來增大了數(shù)據(jù)報的分組尺寸，當(dāng)在IP無線接入網(wǎng)的服務(wù)中必須保持服務(wù)質(zhì)量(QoS)時，由于出現(xiàn)額外的開銷，這就成為一個關(guān)鍵性問題。
因此，當(dāng)在因特網(wǎng)中使用IPv6尋址方案時免于和/或廢棄使用隧道技術(shù)將更為便利。
放棄了IP無線接入網(wǎng)中主機與主機連接中的隧道技術(shù)從網(wǎng)絡(luò)的觀點來看意味著連接管理更為容易，但另一方面，在路由IPv6數(shù)據(jù)報到移動主機的連接中將出現(xiàn)新的問題。
在隧道解決方案中，基站的隧道終點IP地址已經(jīng)為網(wǎng)絡(luò)知曉，即，在所涉及的IP無線接入網(wǎng)的路由單元中它們的路由是靜態(tài)的。
現(xiàn)在，當(dāng)使用移動終端的IPv6地址(一個與之相關(guān)的IP地址，即，其自身擁有的或臨時分配的一個地址)，問題在于每當(dāng)移動主機在有效連接期間移動而必須執(zhí)行到新位置(新基站收發(fā)信臺小區(qū)區(qū)域)的切換時，必須告知網(wǎng)絡(luò)的路由單元移動主機的因特網(wǎng)的接入點。否則，當(dāng)發(fā)生切換時網(wǎng)絡(luò)的路由單元暫時不知道移動主機的正確位置。
IP無線接入網(wǎng)切換過程的主要問題在于，在新的無線連接建立期間以及在IP無線接入網(wǎng)范圍為該IP數(shù)據(jù)報的新路由的建立期間可能丟失轉(zhuǎn)發(fā)到移動主機的IPv6數(shù)據(jù)報。
在切換期間，只要尚未告知網(wǎng)絡(luò)的路由單元該新路由以及由此更新了它們的路由表，則轉(zhuǎn)發(fā)到和預(yù)定到達移動主機的IP分組在切換之前被路由到該移動主機“連接”(經(jīng)空中接口)的基站。
特別地，隨著移動主機本身在這個路由更新過程中為有效時問題將變得更糟，也就是說，移動主機負(fù)責(zé)到網(wǎng)絡(luò)的路由更新控制。為完成這個任務(wù)，移動主機必須等待直到建立了與新基站的無線連接，這是移動主機本身能經(jīng)由新基站啟動路由更新功能的最早時刻，即，移動主機到IP無線接入網(wǎng)的新的最后網(wǎng)關(guān)。
這意味著由移動主機控制的網(wǎng)絡(luò)的路由單元的路由更新發(fā)生只能更晚，以便避免在切換期間丟失IPv6分組。由此，由于切換過程從而將不可避免地丟失一些IPv6分組而且服務(wù)質(zhì)量(QoS)將下降。
對上述問題的較早解決方案可在IETF草案“移動IP-蜂窩IP-00”中找到，該草案詳細(xì)說明了一種允許路由IP數(shù)據(jù)報到移動主機的特定協(xié)議。該描述的協(xié)議計劃提供本地移動和切換支持。所介紹的切換解決方案基于移動主機的活動，該移動主機發(fā)送路由更新分組并重定向從舊基站到新基站的預(yù)定到達所涉及的移動主機的分組。
移動主機在切換中應(yīng)該為有效的同樣的假定可在IETF草案“分層移動IPv4/v6和快速切換”以及“IPv6中的移動支持”中找到。
然而，在移動IP中強加路由更新的負(fù)擔(dān)給移動主機并不完全符合因特網(wǎng)的根本理論觀點，因為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該為獨立于基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞闹鳈C到主機通信提供透明平臺。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的是提供一種進一步改進的方法，用于在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行移動用戶終端路由更新，該方法沒有上述提到的現(xiàn)有技術(shù)解決方案的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的例如是，通過一種用于在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行移動用戶終端路由更新的方法解決的，所述網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，均被設(shè)置成與至少一個移動用戶終端通信，至少一個路由單元，被設(shè)置成為移動第一用戶終端和第二用戶終端之間的通信連接提供路由，所述第二用戶終端經(jīng)由一個邊界網(wǎng)關(guān)以及所述至少一個路由單元與所述移動第一用戶終端通信，而且其中每個用戶終端由網(wǎng)際協(xié)議地址識別，所述方法包括步驟為所述移動第一用戶終端檢測從所述至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)中的第一個切換到第二個的切換條件是否出現(xiàn)，在移動第一用戶終端、第一和第二網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)以及邊界網(wǎng)關(guān)啟動切換過程，以及在完成切換過程之前，由在切換后與相應(yīng)終端相關(guān)的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送識別那些相互通信的終端的相應(yīng)網(wǎng)際協(xié)議地址。
根據(jù)相應(yīng)的其它技術(shù)解決方案-所述網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)際協(xié)議無線接入網(wǎng)，-所述邊界網(wǎng)關(guān)為另外的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，而且所述第二用戶終端為另外的移動用戶終端，-所述路由單元為交換機，以及-在交換機的情況下，所述發(fā)送步驟包括從執(zhí)行切換到的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)發(fā)送與移動第一用戶終端相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到邊界網(wǎng)關(guān)，以及從邊界網(wǎng)關(guān)發(fā)送與第二用戶終端相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到執(zhí)行切換到的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，以及-在交換機的情況下，在單個網(wǎng)際協(xié)議數(shù)據(jù)分組內(nèi)發(fā)送與所述相應(yīng)終端相關(guān)的所述網(wǎng)際協(xié)議地址，-所述路由單元為路由器，以及
-在路由器的情況下，所述發(fā)送步驟包括從執(zhí)行切換到的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)發(fā)送與移動第一用戶終端相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到路由器，以及從邊界網(wǎng)關(guān)發(fā)送與第二用戶終端相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到路由器，以及-在路由器的情況下，在路由信息更新消息內(nèi)發(fā)送與所述相應(yīng)終端相關(guān)的所述網(wǎng)際協(xié)議地址，-無論在交換機還是在路由器的情況下，在通信終端之間的通信中均使用IPv6尋址。
同樣，根據(jù)本發(fā)明，提供了在以交換機或路由器作為路由單元的情況下被設(shè)置成執(zhí)行上述方法的相應(yīng)控制設(shè)備，其中所述控制設(shè)備包括分布于網(wǎng)絡(luò)的控制裝置和控制面。
因此，當(dāng)添加到現(xiàn)有切換方案中的路由更新方法適應(yīng)在適當(dāng)時刻出現(xiàn)時，在IP無線接入網(wǎng)的IP基站、控制面和邊界網(wǎng)關(guān)內(nèi)實現(xiàn)所述控制設(shè)備及其控制裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供一種通用解決方案，用于在可應(yīng)用于交換網(wǎng)絡(luò)以及路由網(wǎng)絡(luò)解決方案的相同自主系統(tǒng)內(nèi)部的基站之間的IP無線接入網(wǎng)切換方案下加速移動主機路由更新過程。
根據(jù)本發(fā)明，在移動主機切換到新基站期間，即，在啟動切換后但在完成切換之前，IP無線接入網(wǎng)的路由單元從先前基站方向交換/路由轉(zhuǎn)發(fā)到(正移動的)移動主機的IPv6數(shù)據(jù)報到新基站方向。另一方面，從移動主機發(fā)送的IPv6數(shù)據(jù)報自己找到它們通往IP無線接入網(wǎng)的邊界網(wǎng)關(guān)的路由，遠端主機經(jīng)此路由接收這些數(shù)據(jù)報。這些路由更新(即，方向改變)發(fā)生的非常快而且由網(wǎng)絡(luò)(控制面)同步，從而避免在滿足QoS需求時中斷移動主機的通信。
根據(jù)本發(fā)明，換言之，利用交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的IP無線接入網(wǎng)解決方案例如如下A)當(dāng)移動主機和自身預(yù)備成為移動主機的新網(wǎng)關(guān)的基站之間的無線連接建立(切換)仍在進行時，所涉及的(將成為新的)基站發(fā)送一個具有與作為源地址的移動主機相關(guān)的IP地址的IP分組到終點(邊界網(wǎng)關(guān))，遠端主機的IPv6數(shù)據(jù)報由此終點轉(zhuǎn)發(fā)到IP無線接入網(wǎng)，以便經(jīng)自主IP無線接入網(wǎng)內(nèi)的所有有關(guān)的交換機告知移動的移動主機該新路由。即，該(將成為新的)基站竊取移動主機的身份作為僅一個IP分組以便加速新路由的建立。
B)在相同的切換情況期間，由此基本上在同一時刻，IP無線接入網(wǎng)的控制面啟動有關(guān)的邊界網(wǎng)關(guān)以發(fā)送一個具有與作為源地址的移動主機相關(guān)的IP地址的IP分組到新基站(執(zhí)行切換的目的基站)，移動主機的IPv6數(shù)據(jù)報由此在切換后轉(zhuǎn)發(fā)到邊界網(wǎng)關(guān)，以便經(jīng)自主IP無線接入網(wǎng)內(nèi)所有有關(guān)的交換機告知移動的移動該新路由。即，邊界網(wǎng)關(guān)竊取遠端主機的身份作為僅一個IP分組以便加速新路由的建立。
由于路由器作為一種路由單元實際上不同于交換機，路由網(wǎng)絡(luò)中的情況與上述不同，其只是通過從相鄰路由器接收路由信息更新消息或通過配置獲悉新路由。換言之，根據(jù)本發(fā)明為具有路由網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的IP無線接入網(wǎng)提供的解決方案由此如下所述A)這種情況類似于交換網(wǎng)絡(luò)的情況，除了有關(guān)的基站(移動臺切換的目標(biāo)基站)發(fā)送具有與移動主機相關(guān)的IP地址的路由更新消息到IP無線接入網(wǎng)，以經(jīng)自主IP無線接入網(wǎng)內(nèi)的所有路由器告知移動主機該新路由。
B)這種情況類似于交換網(wǎng)絡(luò)的情況，除了有關(guān)的邊界網(wǎng)關(guān)發(fā)送具有與遠端主機相關(guān)的IP地址的路由更新消息到IP無線接入網(wǎng)，以便經(jīng)自主IP無線接入網(wǎng)內(nèi)的所有路由器從移動的移動主機向邊界網(wǎng)關(guān)告知該新路由。
應(yīng)理解的是，例如由網(wǎng)絡(luò)控制面在切換方案下為所涉及的基站和邊界網(wǎng)關(guān)提供有關(guān)IP無線接入網(wǎng)內(nèi)的主機之間正在進行的業(yè)務(wù)的主機識別和終點的信息，以便在路由更新分組中設(shè)置正確的地址。意識到自主系統(tǒng)中的所有有效連接的無線接入網(wǎng)的控制面可提供與這些連接有關(guān)的信息給切換過程中涉及的基站和邊界網(wǎng)關(guān)。
因此，上面概述的本發(fā)明允許在移交(切換)切換期間預(yù)先早已更新移動主機的數(shù)據(jù)流路由，即，在移動主機通過新基站繼續(xù)其無線通信之前。這意味著在所涉及的網(wǎng)絡(luò)的路由單元中通向主機的新路由將在經(jīng)由基站的空中接口建立了最后轉(zhuǎn)發(fā)連接之前建立。因此，新基站將釋放相當(dāng)少(相比之前的技術(shù)方案)或甚至不釋放任何目標(biāo)到/轉(zhuǎn)發(fā)到移動主機的呼入IP分組。另一方面，本發(fā)明并不需要移動主機(用戶終端)執(zhí)行任何動作，而且來自IP無線接入網(wǎng)的所需的控制工作也保持最少。
因此，根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)至少下述改進-在切換情況期間對所需的路由更新的控制保持在IP無線接入網(wǎng)內(nèi)，而且自IP移動終端隱藏，即，消除了有效連接期間移動IP終端不希望的附加工作。這種原理與因特網(wǎng)的最初觀念更為相稱。
-移動IP終端不用作任何改動就能使用無線接入網(wǎng)技術(shù)基本的標(biāo)準(zhǔn)化位置管理和切換機制。
-由于應(yīng)用了IP網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)路由更新機制，這種解決方案很簡單。因此不用考慮和實施新協(xié)議。
-本發(fā)明克服了切換期間路由更新控制過晚的問題，這種問題將導(dǎo)致在具有QoS需求的移動主機連接中丟失過多的IPv6數(shù)據(jù)報。
另外，本發(fā)明至少具有下述優(yōu)點-蜂窩IP本地移動性，即，在IP無線接入網(wǎng)內(nèi)的移動變得更為容易。一般來講，對于蜂窩IP的移動IP擴展的支持能以較當(dāng)前方案更為簡單的方式解決。
-IP無線接入網(wǎng)中的蜂窩基站可以認(rèn)為是到因特網(wǎng)的移動IP終端的最后轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)，其為移動的用戶終端提供自動移動性支持。
-在基站的無線連接(空中接口)中的無線電資源的管理可以保持在IP無線接入網(wǎng)的控制面內(nèi)。即，在現(xiàn)有無線接入網(wǎng)解決方案中其常在地方。
-移動IP終端不用修改就能依賴基本無線接入網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)有位置管理和切換機制。由此，不會因蜂窩IP的原故而改變現(xiàn)有的工作良好的技術(shù)-本發(fā)明還隨同與臨時IP地址有關(guān)的移動終端業(yè)務(wù)一起由IP無線接入網(wǎng)應(yīng)用，例如，用于非IP移動終端的傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)，在此網(wǎng)絡(luò)必須分配一個識別移動終端的臨時IP地址，以便通過基于IP的無線接入網(wǎng)經(jīng)IP發(fā)送語音分組。
-IP無線接入網(wǎng)的基站內(nèi)所需的改變保持最小，以便路由更新控制任務(wù)能很容易地與現(xiàn)有的切換方案結(jié)合。
-根據(jù)本發(fā)明的方法和相應(yīng)設(shè)備提供了一種用于IPv6的解決方案，這種方案僅通過利用全網(wǎng)絡(luò)的終端IP地址借助因特網(wǎng)即允許移動終端主機到主機連接，而不用進行任何地址轉(zhuǎn)換或隧道傳送，而且與終端當(dāng)前與因特網(wǎng)的接入點無關(guān)。
-根據(jù)本發(fā)明的方法和相應(yīng)設(shè)備可在IP無線接入網(wǎng)中實現(xiàn)，以便與現(xiàn)有的IPv4移動IP機制并行使用。
-對使用交換或使用路由網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的IP無線接入網(wǎng)提供了一種解決方案。
-如果IP無線接入網(wǎng)的智能路由單元被設(shè)置為在每個路由更新指令(路由更新消息)之后的預(yù)定時間自動轉(zhuǎn)發(fā)IP分組到舊基站以及到新基站，則本發(fā)明不用修改就能應(yīng)用于“半軟”切換。因此，“半軟”切換的實現(xiàn)非常容易。
-根據(jù)本發(fā)明的路由更新機制只要求與自主IP無線接入網(wǎng)內(nèi)的切換協(xié)同，并由此不用作任何改動就允許使用移動IP的現(xiàn)有機制用于配置管理、會話初始化和切換到另一自主IP無線接入網(wǎng)。
本發(fā)明在實現(xiàn)時要求進行至少下述修改-在移動IP終端主機到主機的連接中將使用IPv6尋址方案。(然而，本發(fā)明當(dāng)然并不局限于僅使用IPv6尋址方案，而是可以使用任何其它適當(dāng)?shù)膶ぶ贩桨?，只要所述其它尋址方案保持了IPv6優(yōu)于IPv4的優(yōu)點，這在本發(fā)明的上下文中是特別指定的，即，可結(jié)合本發(fā)明使用任何其它避免了隧道技術(shù)的尋址方案。)
-必須在IP無線接入網(wǎng)的基站內(nèi)實現(xiàn)新的路由更新控制任務(wù)，所以必須稍微修改現(xiàn)有的切換方案。
-必須在IP無線接入網(wǎng)的邊界網(wǎng)關(guān)內(nèi)實現(xiàn)新的路由更新控制任務(wù)，這意味著從IP無線接入網(wǎng)的控制面到邊界網(wǎng)關(guān)需要控制接口以便命令其發(fā)送路由更新消息。


通過參考對附圖的詳細(xì)描述能更清楚本發(fā)明和其特征及優(yōu)點，其中圖1是IP無線接入網(wǎng)本地區(qū)域內(nèi)的切換方案；以及圖2是在同一網(wǎng)絡(luò)運營商的IP無線接入網(wǎng)本地區(qū)域之間的切換方案。
具體實施例方式
應(yīng)指出，附圖僅示意了電信網(wǎng)絡(luò)中與本發(fā)明有關(guān)的基本部分，為簡化附圖和說明，將所示的相應(yīng)部分的數(shù)量減至最少。
圖1是在作為基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)的IP無線接入網(wǎng)本地區(qū)域內(nèi)的切換方案。
作為移動用戶終端(或在UMTS終端情況下為用戶設(shè)備)的移動主機由附圖標(biāo)記1表示。該移動主機借助由附圖標(biāo)記2表示的空中接口與由附圖標(biāo)記3表示的第一基站收發(fā)信臺BTS1通信，在此BTS1代表網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)。為了使移動用戶終端1進行切換，網(wǎng)絡(luò)中需要至少一個另外的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)(附圖中的基站收發(fā)信臺BTS2)，其由附圖標(biāo)記5表示。
圖1示意了由于移動主機1從基站收發(fā)信臺3的服務(wù)區(qū)移動到基站收發(fā)信臺5的服務(wù)區(qū)而檢測到切換條件(由附圖標(biāo)記4表示的箭頭示意)的情況。(然而，其它已知的切換條件也可結(jié)合本發(fā)明使用)基站收發(fā)信臺3和5均在相應(yīng)的端口1和端口2與IP無線接入網(wǎng)6的路由單元6a相連。路由單元6a可以是所謂的交換網(wǎng)絡(luò)情況下的交換機或所謂的路由網(wǎng)絡(luò)情況下的路由器。圖1包含了這兩種情形。路由單元6a在第三端口(端口3)連接到邊界網(wǎng)關(guān)7，移動用戶終端1經(jīng)由邊界網(wǎng)關(guān)7最終與主機8(遠端終端，例如通信伙伴)通信。路由單元當(dāng)然也可有三個以上端口。然而，為了在一個傳輸方向范圍內(nèi)能在信息流可選擇地定向到另一目的地(終端)的意義上可發(fā)生路由，對于路由單元來說，三個端口是最少的數(shù)量了。
現(xiàn)在參考圖1描述在兩種情況(交換以及路由網(wǎng)絡(luò))下根據(jù)本發(fā)明的方法。
交換網(wǎng)絡(luò)的情況通常，第三層交換6a作為路由單元基于第三層地址轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)并執(zhí)行交換，而且可執(zhí)行或不執(zhí)行路由處理。第三層交換可基于接收的數(shù)據(jù)通過若干不同技術(shù)獲悉路由。
對于交換用戶面(U-面)來說數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的切換可以通過下述方式解決(參見圖1)，此時假設(shè)具有下述預(yù)定條件(如上所述)交換6a借助端口1與BTS1(標(biāo)記3)相連以及借助端口2與BTS2(標(biāo)記5)相連，而且其還借助端口3與邊界網(wǎng)關(guān)7相連，該邊界網(wǎng)關(guān)7反之另外連接到網(wǎng)絡(luò)的其余部分，如主機終端2。移動主機1和遠端主機2(標(biāo)記8)具有有效的QoS類連接。
步驟1在這種情形下，首先移動主機1通過空中接口2與BTS1(標(biāo)記3)相連。BTS1將數(shù)據(jù)傳送到作為路由單元的交換6a。于是，交換表具有下述內(nèi)容端口1分配給移動主機1，端口2--(未分配)，端口3分配給主機2(標(biāo)記8)。
步驟2接著，移動主機如箭頭4所示移動到新網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)5(BTS2)的區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)6(網(wǎng)絡(luò)控制面，例如在無線網(wǎng)絡(luò)控制(RNC)設(shè)備(未示出)中實現(xiàn))檢測到需要切換到BTS2。
步驟3網(wǎng)絡(luò)接著使移動主機1、BTS1、BTS2以及邊界網(wǎng)關(guān)7為切換作好準(zhǔn)備，并由此啟動切換過程。
步驟4在啟動切換后但仍在完成切換之前，BTS2發(fā)送包含與移動主機1相關(guān)的IP地址作為目標(biāo)到和/或定向到終止點(邊界網(wǎng)關(guān)7)的源地址的IP分組，遠端主機(由標(biāo)記8表示)的業(yè)務(wù)由此終止點到達IP無線接入網(wǎng)。
步驟5交換6a獲悉(即，被告知)移動主機1現(xiàn)在正通過交換的端口2連接，因為在完成切換時它將與BTS2通信。
于是，交換表具有下述內(nèi)容端口1--(未分配)，端口2分配移動主機1，端口3分配主機2。
步驟6從主機2接收的數(shù)據(jù)接著轉(zhuǎn)發(fā)到BTS2，BTS2為移動主機的切換目的地，即，移動主機1執(zhí)行該切換到該BTS。
步驟7邊界網(wǎng)關(guān)7發(fā)送具有與主機2相關(guān)的IP地址作為目標(biāo)到和/或定向到BTS2(作為對應(yīng)的新終止點)的源地址的IP分組。
步驟8交換6a獲悉主機2將和/或已(完成切換后)通過端口3連接。在此情況下無需作改動，但如果之間有一個以上交換或分支，則也必須更新此路由。
即，假設(shè)例如兩級交換方案(圖中未示出)，每級交換有類似交換6a的方案(即，每級交換僅有3個端口)。于是，可假設(shè)邊界網(wǎng)關(guān)與第一級交換相連，其提供到達兩個第二級交換的分支。而且可假設(shè)每個第二級交換反之提供到達兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)的相應(yīng)分支。在與不同第二級交換相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)之間發(fā)生切換的情況下，而且在上述情況下主機2連接到邊界網(wǎng)關(guān)，那么也必須為主機2執(zhí)行上面提到的路由更新。
應(yīng)指出，盡管上面對各步驟的描述宣稱順序連貫地執(zhí)行各個步驟，但路由更新(在某些IETF草案中(IETF＝因特網(wǎng)工程任務(wù)組)也稱為“路由發(fā)現(xiàn)”)是從兩個網(wǎng)關(guān)方向?qū)崿F(xiàn)的，即，從邊界網(wǎng)關(guān)以及從最后轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)發(fā)起。因此，上述步驟的執(zhí)行可以在網(wǎng)絡(luò)控制面的控制下并發(fā)進行。特別是，網(wǎng)絡(luò)控制面調(diào)度各步驟的執(zhí)行以便各個事件能適應(yīng)GSM或在UMTS中定義的現(xiàn)有切換方案。結(jié)果，可認(rèn)為是作為網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)存在的功能的本發(fā)明可與不同標(biāo)準(zhǔn)兼容。
在路由網(wǎng)絡(luò)的情況下通常，基本路由器功能包括路由處理(路徑確定和路由表維護)和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)(地址解析、計數(shù)器維護以及信頭重寫)。路由是面向拓?fù)涞亩衣酚善鬟^濾所有廣播業(yè)務(wù)。
在上述路由網(wǎng)絡(luò)中的方案(聯(lián)系圖1描述)與上述交換網(wǎng)絡(luò)方案的不同點在于，路由器只是通過從相鄰路由器接收路由信息更新或通過配置獲悉新路由。
因此，在上述的步驟3后，其中BTS2(由標(biāo)記5表示)準(zhǔn)備好切換，BTS2發(fā)送路由信息更新消息到作為路由單元的路由器(在路由網(wǎng)絡(luò)的情況下，該交換機被路由器6a取代)。通過這種方式，路由器6a及早獲悉到達正確目的地的新路由，所以不會丟失數(shù)據(jù)。
這種路由器解決方案的一個小缺陷在于發(fā)送除有效載荷數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)時其將造成一些開銷。然而，如果切換活動不太頻繁的話(如果切換頻率超過約每秒一次則認(rèn)為切換活動過于頻繁)，則這不是一個問題，因此，切換頻率應(yīng)低于每秒一次以便不會造成問題。
如前所述，無論是交換網(wǎng)絡(luò)還是路由網(wǎng)絡(luò)，邊界網(wǎng)關(guān)7都可以是IP無線接入網(wǎng)中的另一基站，即，收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，如果主機2(由標(biāo)記8表示)為移動用戶終端而且通過該基站與網(wǎng)絡(luò)相連的話。如果主機2也是移動終端并通過某一其它基站與同一IP無線接入網(wǎng)相連，而且也在移動中并在移動主機1要求切換的同時也要求切換，那么IP無線接入網(wǎng)的控制面必須以這樣的一種定時方式調(diào)度這兩種切換情況，利用該方式可正確地建立網(wǎng)絡(luò)的路由單元。
圖2是在同一運營商的兩個IP無線接入網(wǎng)本地區(qū)域之間的切換。該附圖用以示意本發(fā)明所提供的解決方案是可縮放的。
具體來說，在圖2中，同一附圖標(biāo)記表示相同或相似的網(wǎng)絡(luò)部件和/或設(shè)備。如圖所示，作為移動用戶終端的移動主機1通過空中接口2與作為網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)3的基站收發(fā)信臺BTS1通信。網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)3為一個(可以有多個，為簡化原因，附圖只示意了一個)與由標(biāo)記61表示的第一IP無線接入網(wǎng)(IP RAN A)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備。類似的，網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)5與由標(biāo)記62表示的第二IP無線接入網(wǎng)(IP RAN B)相關(guān)。一旦移動主機/移動用戶終端1如箭頭4所示從BTS1的服務(wù)區(qū)移動到BTS2的服務(wù)區(qū)，則檢測到切換條件，這將導(dǎo)致移動主機1通過空中接口2與BTS2通信，如由虛線雙箭頭表示。IP RAN的A和B(61和62)的內(nèi)部裝置如上面的圖1所描述，即，它們可包含一個路由單元，該路由單元可以是交換機或路由器。同樣，應(yīng)指出的是，不同的IP RAN不必同時為交換網(wǎng)絡(luò)或同時為路由網(wǎng)絡(luò)。換言之，由標(biāo)記6表示的整個IP RAN可包括諸如IP RAN A和B的子網(wǎng)，其中一個可以是交換(子)網(wǎng)，而另一個可以是路由(子)網(wǎng)，而且，所示意的選擇兩個子網(wǎng)其數(shù)量只是為了使示意更為簡單。IP無線接入網(wǎng)6當(dāng)然可包括兩個以上的多個子網(wǎng)。
每個子網(wǎng)，IP RAN61和62，分別具有邊界網(wǎng)關(guān)71和72，其性能類似于聯(lián)系圖1描述的網(wǎng)關(guān)7。相應(yīng)的IP無線接入網(wǎng)61和62分別通過邊界網(wǎng)關(guān)71和72與整個無線接入網(wǎng)的核心網(wǎng)63進行通信。核心網(wǎng)執(zhí)行子網(wǎng)控制。核心網(wǎng)63又具有邊界網(wǎng)關(guān)73，通過它可建立與遠端主機8的通信連接。而且，核心網(wǎng)包含被設(shè)置成選擇到達一個相關(guān)的IP RAN子網(wǎng)的路由的網(wǎng)絡(luò)單元(未示出)。
換言之，移動主機首先借助空中接口2、BTS13、IP RAN61、邊界網(wǎng)關(guān)71、核心網(wǎng)63以及邊界網(wǎng)關(guān)73與遠端主機(主機2)8通信。切換完成之后，路由已經(jīng)改變到移動主機1、空中接口2、BTS25、IP RAN62、邊界網(wǎng)關(guān)72、核心網(wǎng)63、邊界網(wǎng)關(guān)73、遠端主機(主機2)8。當(dāng)然，所指示的順序是用于從移動用戶終端到終端8的通信，對于從主機8到移動用戶終端1的通信的反向順序也自然有效。
在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的這種電信網(wǎng)絡(luò)中用于執(zhí)行移動用戶終端路由更新的方法類似于上面參考圖1詳細(xì)描述的方法。區(qū)別僅在于，由于核心網(wǎng)63必須選擇一個到達正確子網(wǎng)(IP RAN61和/或62)的路由，因此必須添加至少另外一個路由級別。
而且，在此描述的本發(fā)明獨立于因制造商網(wǎng)絡(luò)的不同而異的特定路由協(xié)議。由此，本發(fā)明可適用于特定制造商網(wǎng)絡(luò)中采用的任何路由協(xié)議。
而且，針對所謂的“半軟”切換修改本發(fā)明(聯(lián)系交換網(wǎng)絡(luò)以及路由網(wǎng)絡(luò))是可能是。即，如果提供了IP無線接入網(wǎng)的智能路由單元而且被設(shè)置為在每個路由更新指令(路由更新消息)之后的預(yù)定時間自動轉(zhuǎn)發(fā)IP分組到舊基站以及到新基站，則實現(xiàn)這種“半軟”切換非常容易。
因此，由于本方法可隨同與臨時IP地址相關(guān)的移動終端業(yè)務(wù)(例如，對于非IP移動終端的傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)必須分配臨時的IP地址識別移動終端，以便通過基于IP的無線接入網(wǎng)經(jīng)IP傳輸語音分組)一起由IP無線接入網(wǎng)應(yīng)用，因此允許使用除永久IP地址外的任何其它IP地址。換言之，本發(fā)明不僅適用于移動終端本身具有永久IP地址(即，為IP移動終端)的情形，而且適用于需要IP RAN為移動終端(即，為非IP移動終端)分配某一臨時IP地址以通過IP網(wǎng)傳輸非IP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的情形。
如上所述，本發(fā)明提出了一種在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行移動用戶終端路由更新的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，均適合與至少一個移動用戶終端通信，至少一個路由單元，被設(shè)置成為移動第一用戶終端和第二用戶終端之間的通信連接提供路由，所述第二用戶終端借助邊界網(wǎng)關(guān)以及所述至少一個路由單元與所述移動第一用戶終端通信，而且其中每個用戶終端由網(wǎng)際協(xié)議地址識別，所述方法包括步驟為所述移動第一用戶終端檢測從所述至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)中的第一個切換到第二個的切換條件是否出現(xiàn)，在移動第一用戶終端、第一和第二網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)以及邊界網(wǎng)關(guān)啟動切換過程，以及在完成切換過程之前，由在切換后與相應(yīng)終端相關(guān)的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送識別那些相互通信的終端的相應(yīng)網(wǎng)際協(xié)議地址。本發(fā)明還提出了一種相對適應(yīng)的控制設(shè)備。
應(yīng)理解的是，上面的描述和附圖僅用于通過舉例示意本發(fā)明。本發(fā)明的優(yōu)選實施例因此可以在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)改變。
權(quán)利要求
1.一種用于在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)(6)中執(zhí)行移動用戶終端路由更新的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)(3，5)，均被設(shè)置成與至少一個移動用戶終端(1)通信，至少一個路由單元(6a)，被設(shè)置成為移動第一用戶終端(1)和第二用戶終端(8)之間的通信連接提供路由，所述第二用戶終端(8)通過邊界網(wǎng)關(guān)(7；73，71，72)以及所述至少一個路由單元(6a)與所述移動第一用戶終端(1)通信，而且其中每個用戶終端(1，8)由網(wǎng)際協(xié)議地址識別，所述方法包括步驟為所述移動第一用戶終端(1)檢測從所述至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)的第一個(3)切換到第二個(5)的切換(4)條件是否出現(xiàn)，在移動第一用戶終端(1)、第一(3)和第二(5)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)以及邊界網(wǎng)關(guān)(7；73，72，71)啟動切換過程，以及在完成切換過程之前，由在切換后與相應(yīng)終端相關(guān)的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)(5)發(fā)送識別那些相互通信的終端(1，8)的相應(yīng)網(wǎng)際協(xié)議地址。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)際協(xié)議無線接入網(wǎng)(6；6，61，62，63)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述邊界網(wǎng)關(guān)(7；73)為另外的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，而且其中所述第二用戶終端(8)為另外的移動用戶終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其中所述路由單元(6a)為交換機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述發(fā)送步驟包括從執(zhí)行切換到的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)(5)發(fā)送與移動第一用戶終端(1)相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到邊界網(wǎng)關(guān)(7；73)，并且包括從邊界網(wǎng)關(guān)(73)發(fā)送與第二用戶終端(8)相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到執(zhí)行切換到的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在單個網(wǎng)際協(xié)議數(shù)據(jù)分組內(nèi)發(fā)送與所述相應(yīng)終端相關(guān)的所述網(wǎng)際協(xié)議地址。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其中所述路由單元(6a)為路由器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述發(fā)送步驟包括從執(zhí)行切換到的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)(5)發(fā)送與移動第一用戶終端(1)相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到路由器(6a)，并且包括從邊界網(wǎng)關(guān)(7；73)發(fā)送與第二用戶終端(8)相關(guān)的網(wǎng)際協(xié)議地址到路由器(6a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在路由信息更新消息中發(fā)送與所述相應(yīng)終端相關(guān)的所述網(wǎng)際協(xié)議地址。
10.根據(jù)前述任何一項權(quán)利要求的方法，其中在通信終端(1，8)之間的通信中使用IPv6尋址。
11.一種被設(shè)置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1～6以及10的方法的控制設(shè)備。
12.一種被設(shè)置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1～6以及權(quán)利要求7～10的方法的控制設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的控制設(shè)備，其中所述控制設(shè)備包括分布于網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)和控制面的控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于在基于網(wǎng)際協(xié)議運行的電信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行移動用戶終端路由更新的方法，所述網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)，均被設(shè)置成與至少一個移動用戶終端通信，至少一個路由單元，被設(shè)置成為移動第一用戶終端和第二用戶終端之間的通信連接提供路由，所述第二用戶終端借助邊界網(wǎng)關(guān)以及所述至少一個路由單元與所述移動第一用戶終端通信，而且其中每個用戶終端由網(wǎng)際協(xié)議地址識別，所述方法包括步驟為所述移動第一用戶終端檢測從所述至少兩個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)中的第一個切換到第二個的切換條件是否出現(xiàn)，在移動第一用戶終端、第一和第二網(wǎng)絡(luò)收發(fā)設(shè)備網(wǎng)關(guān)以及邊界網(wǎng)關(guān)啟動切換過程，以及在完成切換過程之前，由在切換后與相應(yīng)終端相關(guān)的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送識別那些相互通信的終端的相應(yīng)網(wǎng)際協(xié)議地址。此外，本發(fā)明還提出了一種對應(yīng)適用的控制設(shè)備。
文檔編號H04L29/06GK1437835SQ01811411
公開日2003年8月20日 申請日期2001年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月20日
發(fā)明者塞波·維斯特里南, 托米·特拉維南, 派卡·考加, 朱思·塞普拉 申請人:諾基亞公司