專利名稱：基于移動ip的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種無線通信系統(tǒng)中采用移動IP技術(shù)的移動節(jié)點設(shè)備在微移動區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)無縫切換的方法。
背景技術(shù)：
在無線通信網(wǎng)絡中，采用移動IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)技術(shù)的移動設(shè)備在微移動環(huán)境下的切換算法是目前移動IP領(lǐng)域的研究熱點。如何克服微移動環(huán)境下切換導致的過大的信令開銷和切換導致的數(shù)據(jù)丟失等問題是移動IP正式進行商用的關(guān)鍵。
Seamless MIP(無縫切換的移動IP)技術(shù)是基于分級移動IPv6體系結(jié)構(gòu)及快速切換機制的基礎(chǔ)上提出的一種無數(shù)據(jù)包丟失QOS(服務質(zhì)量)保證的移動IP體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)中，當移動節(jié)點在不同的MAP區(qū)域間移動時，需要向移動節(jié)點所屬的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡的HA(家鄉(xiāng)代理)進行更新注冊，而當移動節(jié)點在同一MAP(移動錨節(jié)點)區(qū)域內(nèi)發(fā)生微移動時，不再需要向所屬的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡的HA注冊，從而減少了系統(tǒng)中移動節(jié)點向HA注冊的信令開銷。
在Seamless MIP技術(shù)中，為確保移動節(jié)點在切換的過程中的數(shù)據(jù)包不會丟失，且能智能的對移動節(jié)點的切換行為進行有效的控制，主要采用了SPS(Synchronized Packet Simulcast，同步數(shù)據(jù)同傳)和混合切換(HybridHandover)機制。所述的SPS是指在移動節(jié)點切換的過程中，切換區(qū)域的管理節(jié)點同時將數(shù)據(jù)發(fā)給移動節(jié)點原先的注冊接入路由器和即將切換到的接入路由器，保證了無論節(jié)點處于切換的什么狀態(tài)，都能保證接收到通信對端發(fā)來的數(shù)據(jù)包，從而避免了節(jié)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(jié)點發(fā)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(jù)接入路由器和移動節(jié)點提供的信息進行判決，并為移動節(jié)點做出切換決定。
由上述描述可以看出，Seamless MIP對移動節(jié)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。由于移動節(jié)點的日益增多，許多節(jié)點在很多時候并沒有通信需求，一直處于閑置狀態(tài)，如果這部分節(jié)點的切換也經(jīng)常性的進行注冊更新，會導致微移動區(qū)域內(nèi)的無效的信令開銷過大，導致網(wǎng)絡的有效負荷降低。同時由于頻繁的注冊需要移動節(jié)點進行處理，消耗了節(jié)點的能量，使移動節(jié)點的工作時間降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，減少無線通信網(wǎng)絡中微移動情況下的信令開銷，避免了由于移動節(jié)點頻繁的微移動導致網(wǎng)絡的有效負荷降低。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的所述的一種基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，包括A、根據(jù)基于移動IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的移動節(jié)點的通信或空閑狀況分別為其設(shè)置相應的“通信”狀態(tài)和“空閑”狀態(tài)；B、當所述的移動節(jié)點在同一區(qū)域內(nèi)的不同接入點間發(fā)生移動時，如果該移動節(jié)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(jié)點需要進行通信，則執(zhí)行步驟C；C、將所述的移動節(jié)點的狀態(tài)置為“通信”狀態(tài)，且所述的移動節(jié)點進行位置切換的更新注冊，并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(jié)點)及移動節(jié)點中，分別設(shè)置基于移動IP的移動節(jié)點的狀態(tài)標志，當所述移動節(jié)點處于“通信”狀態(tài)，則所述移動節(jié)點對應的狀態(tài)標志記錄為“通信”狀態(tài)，否則，所述的狀態(tài)標志記錄為“空閑”狀態(tài)。
步驟B所述的在同一區(qū)域內(nèi)的不同接入點間發(fā)生移動為在無線通信系統(tǒng)中的同一MAP(移動錨節(jié)點)區(qū)域內(nèi)的不同AR(接入路由器)間發(fā)生移動；且所述的需要進行通信是指移動節(jié)點發(fā)起通信，或其他節(jié)點向所述的移動節(jié)點發(fā)起通信。
所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法中，當移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括C1、判斷所述的移動節(jié)點的狀態(tài)，如果所述的狀態(tài)為“通信”狀態(tài)，則直接向?qū)Χ税l(fā)起通信，如果所述的狀態(tài)為“空閑”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟C2；C2、進一步判斷所述的移動節(jié)點是否位于原來的AR(接入路由器)域內(nèi)，如果是，則執(zhí)行步驟C3，否則，執(zhí)行步驟C4；C3、將所述的狀態(tài)修改為“通信”狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，并與對端建立通信，所述的“尋呼”計時器超時時，移動節(jié)點的狀態(tài)改變；C4、所述的移動節(jié)點通過當前處于的AR向MAP進行注冊更新，同時更改自己的狀態(tài)為“通信”狀態(tài)，并與對端建立通信。
所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法中，當CN(對端節(jié)點)向移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括C5、CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)起通信；C6、移動節(jié)點的HA(家鄉(xiāng)代理)確定移動節(jié)點所在的MAP，并向所在的MAP發(fā)送數(shù)據(jù)包；C7、相應的MAP收到所述的數(shù)據(jù)包后，判斷所述的移動節(jié)點的狀態(tài)，如果是“通信”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟C8，如果是“空閑”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟C9；
C8、將所述的數(shù)據(jù)包通過移動節(jié)點所在的AR發(fā)送給移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互；C9、向移動節(jié)點所在的AR發(fā)送尋呼請求信息，執(zhí)行步驟C10；C10、移動節(jié)點所在的AR收到所述的尋呼請求信息后，向本域內(nèi)的所有移動節(jié)點發(fā)送尋呼請求信息，如果收到移動節(jié)點的響應消息，則執(zhí)行步驟C11，否則，執(zhí)行步驟C12；C11、將所述移動節(jié)點的狀態(tài)標志由“空閑”狀態(tài)修改為“通信”狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，同時移動節(jié)點通過相應的AR向MAP進行狀態(tài)更新處理，更新處理過程完成后，執(zhí)行步驟C8；C12、向同一MAP域中的其他AR域內(nèi)的所有移動節(jié)點發(fā)送尋呼請求信息，并等待所述的移動節(jié)點的響應，當收到所述的移動節(jié)點的響應消息后，執(zhí)行步驟C13；C13、將所述移動節(jié)點的狀態(tài)標志由“空閑”狀態(tài)修改為“通信”狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，同時移動節(jié)點通過相應的AR向MAP進行狀態(tài)更新及注冊更新處理，更新處理過程完成后，執(zhí)行步驟C8。
所述的步驟C12中，如果在設(shè)定的尋呼周期內(nèi)未尋呼到所述的移動節(jié)點，則由MAP重新發(fā)起尋呼，如果在設(shè)定的重新發(fā)起尋呼次數(shù)內(nèi)一直未尋呼到所述的移動節(jié)點，則通知CN，所述的移動節(jié)點不可達。
且在步驟C12所述的尋呼過程中，如果移動節(jié)點的生存期過期，則MAP停止針對該移動節(jié)點的尋呼過程。
所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法中，當CN向處于“通信”狀態(tài)下的移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；移動節(jié)點所在的MAP獲取所述的數(shù)據(jù)包后，獲取移動節(jié)點的所在的AR以及移動節(jié)點的狀態(tài)；
確定所述的移動節(jié)點處于“通信”狀態(tài)，則由MAP將緩存的數(shù)據(jù)包通過移動節(jié)點所在的AR發(fā)送給移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法中，當CN向處于“空閑”狀態(tài)下的未改變所處的AR區(qū)域的移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；所述的移動節(jié)點所在的MAP獲取相應的數(shù)據(jù)包后，查找移動節(jié)點所在的AR以及移動節(jié)點的狀態(tài)；MAP發(fā)現(xiàn)移動節(jié)點處于“空閑”狀態(tài)，則要求移動節(jié)點所在的AR在本域內(nèi)發(fā)起尋呼消息；移動節(jié)點接收到了尋呼消息后，將自己的狀態(tài)從“空閑”變成“通信”，同時啟動“尋呼”計時器，并向所述的MAP發(fā)送一個更新移動節(jié)點狀態(tài)的消息；更新狀態(tài)結(jié)束后，MAP將緩存的第一個數(shù)據(jù)包發(fā)給所述的移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法中，當CN向處于“空閑”狀態(tài)下且所處的AR區(qū)域發(fā)生改變的移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；移動節(jié)點注冊的MAP收到所述的數(shù)據(jù)包后，查找移動節(jié)點的LCOA(on-Link Care-of Address，本地轉(zhuǎn)交地址)以及移動節(jié)點的狀態(tài)；確定移動節(jié)點處于“空閑”狀態(tài)，則所述MAP向移動節(jié)點所在的AR發(fā)起尋呼請求；所述的AR在設(shè)定的時間內(nèi)未收到移動節(jié)點的響應消息時，則由所述的AR向處于同一個MAP域內(nèi)的其他AR節(jié)點發(fā)起尋呼請求，令其他AR在各自域內(nèi)發(fā)起尋呼；MN收到了相應的新的AR發(fā)出的尋呼消息后，將自己的狀態(tài)從“空閑”變成“通信”，同時啟動“尋呼”計時器，并經(jīng)由該新的AR向MAP發(fā)送更新消息，進行位置切換后的注冊更新；更新處理過程結(jié)束后，由MAP將第一個數(shù)據(jù)包通過新的AR發(fā)送給所述的移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的方法中，首先為無線通信網(wǎng)絡的移動節(jié)點設(shè)置了“通信”和“空閑”兩種狀態(tài)，然后，在設(shè)定的尋呼區(qū)域(或MAP區(qū)域)內(nèi)，對于移動節(jié)點的移動無需向MAP進行更新注冊，而僅在移動節(jié)點發(fā)起通信或針對移動節(jié)點發(fā)起通信時，才通過AR向MAP進行相應的注冊更新。因此，本發(fā)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(qū)域內(nèi)移動節(jié)點的更新注冊次數(shù)，大大減少了切換的信令開銷，維持空閑主機的定位信息和減少定位更新頻率，有效地避免了由于移動節(jié)點頻繁的微移動導致網(wǎng)絡的有效負荷降低，進一步優(yōu)化了針對MIP的移動節(jié)點的微移動的管理，同時，本發(fā)明中仍然保留了現(xiàn)有技術(shù)中的原注冊域和新切換域同傳數(shù)據(jù)的機制和混合切換策略，以將切換產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包丟失最小化。


圖1本發(fā)明應用的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為移動節(jié)點向?qū)Χ税l(fā)起通信的處理過程流程圖；圖3為CN向MN主動發(fā)起通信的處理過程流程圖；圖4為CN向處于“通信”狀態(tài)下的MN發(fā)起通信的處理過程流程圖；圖5為CN向處于“空閑”狀態(tài)下的未改變所處的AR區(qū)域的MN發(fā)起通信的處理過程流程圖；
圖6為CN向處于“空閑”狀態(tài)下的改變所處的AR區(qū)域的MN發(fā)起通信的處理過程流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心思想是針對基于移動IP的移動節(jié)點引入的狀態(tài)標志的概念，即當所述的移動節(jié)點開展通信業(yè)務時，與其對應的所述的狀態(tài)標志為“通信”狀態(tài)，否則，所述的狀態(tài)標志為“空閑”狀態(tài)，引入了狀態(tài)標志后，當移動節(jié)點在同一MAP區(qū)域內(nèi)發(fā)生微移動時，如果該移動節(jié)點處于“空閑”狀態(tài)，則不必在發(fā)生微移動的同時進行更新注冊，而只需在該移動節(jié)點需要進行通信時再進行相應的更新注冊即可。這樣便可以有效地避免因移動節(jié)點在發(fā)生微移動但不需要進行通信的情況下，頻繁進行更新注冊導致無效的信令開銷系統(tǒng)效率下降的問題。
首先對本發(fā)明所述的方法應用的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行介紹，如圖1所示，包括AR(接入路由器)、HA、MN(移動節(jié)點)、CN(通信對端)、MAP(移動錨節(jié)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(互聯(lián)網(wǎng))。MN、CN、HA的定義與現(xiàn)有的MIPv6(移動IPv6)技術(shù)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(jié)點的接入，幫助LCOA(on-Link Care-ofAddress，本地轉(zhuǎn)交地址)的形成，向家鄉(xiāng)代理的注冊信息的轉(zhuǎn)交，廣播代理信息等作用；HA表示家鄉(xiāng)代理，處理外地移動節(jié)點的注冊信息，CN的通信請求處理，注冊信息的處理等；MN表示移動節(jié)點，為通信的發(fā)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(fā)起者或者接收者；MAP為移動錨節(jié)點，是一個處理能力強大的路由器，表示本發(fā)明的微移動區(qū)域和宏移動環(huán)境的連接點，處理切換請求以及發(fā)出混合切換的命令以及SPS(Synchronized Packet Simulcast，同步數(shù)據(jù)同傳)的發(fā)起；DE(Decision Engine，決策引擎)用于根據(jù)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，并由MAP實施；PA表示一個尋呼(PAGING)域，表示在此域內(nèi)的節(jié)點，如果處于“空閑”狀態(tài)，域內(nèi)移動不需要進行注冊，并且處理的過程有別于處于“通信”狀態(tài)的節(jié)點；本發(fā)明中，所述的MAP管理的域即為一個PA包含的域。OAR和NAR分別表示原先注冊的接入路由器和可能切換到的接入路由器；INTERNET表示因特網(wǎng)，包括了我們研究的微移動環(huán)境上一級的宏移動環(huán)境。
本發(fā)明所述的方法中，首先需要將所述的無線通信網(wǎng)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(jù)需要劃分為不同于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(qū)別不同的PA域；當MN在同一PA域內(nèi)發(fā)生微移動時不再實時向MAP進行注冊更新，而是當其他移動節(jié)點向所述的MN發(fā)起通信時，由MAP包含的AR通過無線尋呼獲取MN的位置信息，并進行相應的注冊更新操作，或者當MN發(fā)起通信時，由MN主動向MAP進行相應的注冊更新操作，本發(fā)明中，MN的相應處理過程包括當其他節(jié)點向所述的MN發(fā)起通信時，MN將接收到一個Paging Request(尋呼請求)消息，之后，首先通過Movement Detection(移動檢測)消息來確定自己是否還在注冊的MAP域中，所述的Paging Request消息為MAP用來尋找空閑MN的請求信息，該消息是由MAP發(fā)給AR，再由AR負責在其管理的無線接入范圍內(nèi)廣播；如果仍在注冊的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消息是用于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，以便于將相應的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)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(xiàn)有的操作處理過程相同，即按HMIPV6的規(guī)定進行處理。
當MN發(fā)起通信時，如果MN處于Busy狀態(tài)，即“通信”狀態(tài)，相應的發(fā)起通信的處理過程與現(xiàn)有技術(shù)相同；如果MN處于idle狀態(tài)，即“空閑”狀態(tài)，且需要發(fā)起通信時，則在發(fā)送數(shù)據(jù)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(tài)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(tài)進行改變，然后再進行數(shù)據(jù)的發(fā)送；如果已經(jīng)不在原來的AR域，MN發(fā)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(guī)定進行，同時，MN需要將自己的狀態(tài)置為busy，同時啟動Paging Timer。
本發(fā)明中，進行MN相應的操作處理時，需要將自己的狀態(tài)置為busy，即設(shè)置為“通信”狀態(tài)，同時啟動Paging Timer。
本發(fā)明中，所述的MAP的操作處理過程包括當MAP接收到第一個發(fā)給MN的數(shù)據(jù)包時，它會首先檢測MN的狀態(tài)，如果MN的狀態(tài)為idle，則MAP向它所記錄的MN所在的AR發(fā)送一個PagingRequest消息，由AR負責向移動節(jié)點發(fā)起尋呼，如果MN所在的AR收到MN的Paging Reply，則將更新消息發(fā)給MAP，以更新MN在MAP的狀態(tài)，然后把第一個數(shù)據(jù)包發(fā)給MN，此后的數(shù)據(jù)操作同HMIPv6規(guī)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負責向處于同一個MAP管理下的其他AR發(fā)送消息，要求它們在其各自域內(nèi)發(fā)送PagingRequest消息，直至找到MN，MN向MAP發(fā)送更新消息，進行相應的注冊更新。MAP可以同時對一個或多個MN發(fā)起尋呼。只要把要尋呼的MN的LCOA填入Paging Request消息中便可以區(qū)別針對不同MN的尋呼。
當MAP接收到一個BU時，它要根據(jù)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(tài)設(shè)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(tài)置為busy，同時啟動Paging Timer，此后它會完成正常的Registration(注冊)過程，實現(xiàn)MN在MAP的注冊更新。
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。在重傳若干次后如果仍未收到回答，則停止對MN的尋呼，同時發(fā)送ICMP報文給CN，告知它目前MN不可達。其中對PagingPeriod和重傳次數(shù)可以在具體實現(xiàn)的時候根據(jù)實際需要進行設(shè)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(jié)點的相關(guān)的通信過程的處理為例對本發(fā)明所述的方法的具體實現(xiàn)方式作進一步說明，所述的移動節(jié)點限定為僅在同一MAP區(qū)域內(nèi)進行微移動，本發(fā)明針對所述的移動節(jié)點主要涉及的處理過程包括由移動節(jié)點發(fā)起通信的處理過程，其他節(jié)點向所述的移動節(jié)點發(fā)起通信的處理過程，其他節(jié)點向“通信”狀態(tài)下的移動節(jié)點發(fā)起通信的處理過程，其他節(jié)點向“空閑”狀態(tài)下的未發(fā)生微移動的移動節(jié)點，以及向“空閑”狀態(tài)下的發(fā)生微移動的移動節(jié)點發(fā)起通信的處理過程，下面將結(jié)合附圖分別進行描述(一)移動節(jié)點向?qū)Χ斯?jié)點發(fā)起通信的處理過程，如圖2所示，包括步驟21所述的移動節(jié)點MN判斷自己的狀態(tài)是否為“通信”狀態(tài)，如果當前的狀態(tài)標志是“通信”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟22，如果是“空閑”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟23；通常所述的移動節(jié)點，MAP中均記錄著相應的移動節(jié)點的狀態(tài)，以便于根據(jù)所述的移動節(jié)點相應的狀態(tài)進行不同的操作處理；步驟22與目前的MIP發(fā)起通信的過程一樣，向?qū)Χ斯?jié)點CN發(fā)起通信。
步驟23如果MN自己的狀態(tài)是“空閑”狀態(tài)，則需要進一步判斷MN當前所處的區(qū)域，通常為根據(jù)AR的廣播消息判斷自己所處的域，或者主動發(fā)起一個請求以獲得自己所在域的標識，如果目前仍然處于自己原來的區(qū)域中，則執(zhí)行步驟24，否則，執(zhí)行步驟25；步驟24確定MN在自己原來的區(qū)域內(nèi)，將MN的狀態(tài)標志由“空閑”狀態(tài)變成“通信”狀態(tài)，同時啟動“尋呼”計時器，所述的“尋呼”計時器是一個存在于MN和MAP中的程序，以作為狀態(tài)超時的判斷尺度，即當該計時器超時需要進行狀態(tài)的切換，由“通信”狀態(tài)轉(zhuǎn)換為“空閑”狀態(tài)，然后，執(zhí)行步驟22即可。
步驟25確定MN不在原來的AR區(qū)域內(nèi)，即處于新的AR區(qū)域，MN需要通過相應的AR向MAP進行注冊。注冊完成后，MN將自己的狀態(tài)標志從“空閑”狀態(tài)變成“通信”狀態(tài)，并啟動“尋呼”計時器，然后執(zhí)行步驟22即可。
(二)針對CN向MN主動發(fā)起通信的處理過程，如圖3所示，包括步驟31CN根據(jù)MN的家鄉(xiāng)地址發(fā)起通信，即將MN的家鄉(xiāng)地址作為目的地址，以自己的地址作為源地址發(fā)送數(shù)據(jù)包；步驟32MN的HA截獲CN發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，根據(jù)自己所管理的一份各個MN和MAP的綁定關(guān)系表，確定接收該數(shù)據(jù)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地址作為源地址發(fā)送該數(shù)據(jù)包，可以通過在HA和MAP之間建立隧道的方式進行數(shù)據(jù)包的傳送；步驟34相應的MAP收到所述的數(shù)據(jù)包后，判斷所述的移動節(jié)點的狀態(tài)，如果是“通信”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟35，否則，執(zhí)行步驟36；
步驟35檢查LCOA(本地轉(zhuǎn)交地址)和RCOA(區(qū)域轉(zhuǎn)交地址)的綁定關(guān)系，確定MN所在的AR對應的端口后，直接通過MN所在的AR向MN發(fā)送數(shù)據(jù)包，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互；步驟36如果所述的移動節(jié)點的狀態(tài)為“空閑”狀態(tài)，則檢查LCOA和RCOA的綁定關(guān)系，確定MN所在的AR對應的端口后，向MN所在的AR發(fā)送尋呼請求信息，通知AR在自己AR內(nèi)尋呼接收所述數(shù)據(jù)包的MN；步驟37判斷在設(shè)定的時間內(nèi)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(jīng)離開該AR，并執(zhí)行步驟38，如果收到MN返回的響應消息，則執(zhí)行步驟310；步驟38由AR向在同一MAP區(qū)域內(nèi)的其他AR發(fā)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(zhí)行步驟39；步驟39將所述MN的狀態(tài)標志由“空閑”狀態(tài)修改為“通信”狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，同時MN需要通過新的AR向MAP進行狀態(tài)更新及注冊更新處理，更新處理過程完成后，MAP通過新的AR開始向MN發(fā)送數(shù)據(jù)包；步驟310將所述MN的狀態(tài)標志由“空閑”狀態(tài)修改為“通信”狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，同時MN需要通過AR向MAP進行狀態(tài)更新，更新處理過程完成后，AR開始向MN發(fā)送數(shù)據(jù)包。
可以看出在上述處理過程中，當移動節(jié)點MN發(fā)生位置改變時，無需立即進行注冊更新，而僅在需要進行通信(如所述的MN發(fā)起通信或其他節(jié)點向所述的MN發(fā)起通信)時再進行相應的注冊更新即可，從而實現(xiàn)了本發(fā)明的相應的目的。
(三)本發(fā)明中，CN向處于“通信”狀態(tài)下的MN發(fā)起通信的處理過程如圖4所示，包括步驟41CN根據(jù)MN的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；步驟42數(shù)據(jù)包被MN的家鄉(xiāng)代理HA截獲，HA根據(jù)自己所含有的MAP和MN家鄉(xiāng)地址的對應關(guān)系，將第一個數(shù)據(jù)包發(fā)向MN注冊的MAP；或者也可以由CN根據(jù)自己緩存的MAP和MN家鄉(xiāng)地址的對應關(guān)系，直接將第一個數(shù)據(jù)包發(fā)給MAP；步驟43MAP發(fā)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(zhuǎn)交地址)和所注冊的MAP的RCOA(區(qū)域轉(zhuǎn)交地址)的對應關(guān)系以及MN的狀態(tài)，找到MN所處的AR，假設(shè)處于于AR1中；步驟44確定所述的MN處于“通信”狀態(tài)，則由MAP將緩存的第一個數(shù)據(jù)包發(fā)送給MN所在的AR1；步驟45AR1收到所述的數(shù)據(jù)包后發(fā)送給所述的MN，至此，整個數(shù)據(jù)傳遞過程建立，之后，處于“通信”狀態(tài)的MN便可以與CN之間進行正常的通信，進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
(四)本發(fā)明中，CN向處于“空閑” 狀態(tài)下的未改變所處的AR區(qū)域(即未發(fā)生微移動)的MN發(fā)起通信的處理過程如圖5所示，具體包括步驟51CN根據(jù)MN的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；步驟52所述的數(shù)據(jù)包被MN的家鄉(xiāng)代理HA截獲，HA根據(jù)自己所含有的MAP和MN家鄉(xiāng)地址的對應關(guān)系，將第一個數(shù)據(jù)包發(fā)向MN注冊的MAP；也可以由CN根據(jù)自己緩存的MAP和MN的家鄉(xiāng)地址的對應關(guān)系，直接將所述的數(shù)據(jù)包發(fā)向相應的MAP；步驟53MAP發(fā)出信令向和它直連的DE進行查詢，查找MN的LCOA和所注冊的MAP的RCOA的對應關(guān)系以及MN的狀態(tài)信息，并通知MAP；步驟54MAP發(fā)現(xiàn)MN處于“空閑”狀態(tài)，則無法確定MN是否處于原先該移動節(jié)點所在的AR管轄域內(nèi)，這時，MAP要求AR1向處于本域發(fā)起尋呼(PAGING)消息；步驟55當處于AR1域內(nèi)的MN1接收到了尋呼(PAGING)消息后，知道有一個CN希望與之通信，于是將自己的狀態(tài)從“空閑”變成“通信”，同時啟動“尋呼”計時器(超時就重新進入“空閑”狀態(tài))，隨后通過發(fā)送尋呼(PAGING)消息的AR向MAP發(fā)送一個更新消息，要求更新自己在MAP的狀態(tài)；步驟56更新狀態(tài)的處理結(jié)束后，MAP通過AR1將緩存的第一個數(shù)據(jù)包發(fā)給MN，整個數(shù)據(jù)傳遞過程建立，并可以進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
(五)CN向處于“空閑”狀態(tài)下且所處的AR區(qū)域發(fā)生改變的MN發(fā)起通信的處理過程，如圖6所示，具體包括步驟61CN根據(jù)MN的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；步驟62所述的數(shù)據(jù)包被MN的家鄉(xiāng)代理HA截獲，并由HA根據(jù)自己所含有的MAP的RCOA和MN家鄉(xiāng)地址的對應關(guān)系，將第一個數(shù)據(jù)包發(fā)向MN注冊的MAP；步驟63MAP發(fā)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(guān)系以及節(jié)點當前的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)MN處于“空閑”狀態(tài)，則無法確定MN是否處于原先該移動節(jié)點所在的AR管轄域內(nèi)，便執(zhí)行步驟64；步驟64向MN所在的AR(即AR1)發(fā)起尋呼請求，但由于所述MN已經(jīng)發(fā)生微移動，即移動到AR2區(qū)域中，所以AR1的尋呼結(jié)果為未找到MN，于是繼續(xù)執(zhí)行步驟65；步驟65在如果AR1在設(shè)定的時間內(nèi)未收到所述MN返回的響應消息，則由AR1向處于同一個尋呼域內(nèi)的其他AR節(jié)點發(fā)起尋呼(PAGING)請求，要求其他AR和它自己在各自域內(nèi)發(fā)起尋呼(PAGING)消息，最終確定已經(jīng)移動到了AR2域內(nèi)的MN收到了AR2發(fā)出的尋呼(PAGING)消息，并將自己的狀態(tài)從“空閑”變成“通信”，同時啟動“尋呼”計時器；步驟66由MN通過發(fā)送尋呼(PAGING)消息的AR2向MAP發(fā)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(guān)系；之后，MAP1將第一個數(shù)據(jù)包發(fā)給AR2域內(nèi)的MN，整個數(shù)據(jù)傳遞過程建立，MN與CN之間便可以開展正常的通信業(yè)務，進行數(shù)據(jù)的交互了。
本發(fā)明所述的方法中，如果所述的PA域不同于現(xiàn)有的MAP域，則MN可以通過采用MAP DISCOVERY(MAP發(fā)現(xiàn))消息獲得MAP地址的同獲得時所述的用于標識區(qū)別不同的PA的PAI值，從而獲知了自己當前所在的PA，以便于根據(jù)所在的尋呼域進行后續(xù)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注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(fā)明中，當MN進入到一個新的MAP域時，在原有的處理過程基礎(chǔ)上還會收到一個當前所在的PA域?qū)腜AI值。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于包括A、根據(jù)基于移動IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的移動節(jié)點的通信或空閑狀況分別為其設(shè)置相應的“通信”狀態(tài)和“空閑”狀態(tài)；B、當所述的移動節(jié)點在同一區(qū)域內(nèi)的不同接入點間發(fā)生移動時，如果該移動節(jié)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(jié)點需要進行通信，則執(zhí)行步驟C；C、將所述的移動節(jié)點的狀態(tài)置為“通信”狀態(tài)，且所述的移動節(jié)點進行位置切換的更新注冊，并通過所述的接入點與對端建立通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于所述的步驟A包括在MAP(移動錨節(jié)點)及移動節(jié)點中，分別設(shè)置基于移動IP的移動節(jié)點的狀態(tài)標志，當所述移動節(jié)點處于“通信”狀態(tài)，則所述移動節(jié)點對應的狀態(tài)標志記錄為“通信”狀態(tài)，否則，所述的狀態(tài)標志記錄為“空閑”狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于步驟B所述的在同一區(qū)域內(nèi)的不同接入點間發(fā)生移動為在無線通信系統(tǒng)中的同一MAP(移動錨節(jié)點)區(qū)域內(nèi)的不同AR(接入路由器)間發(fā)生移動；且所述的需要進行通信是指移動節(jié)點發(fā)起通信，或其他節(jié)點向所述的移動節(jié)點發(fā)起通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于，當移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括C1、判斷所述的移動節(jié)點的狀態(tài)，如果所述的狀態(tài)為“通信”狀態(tài)，則直接向?qū)Χ税l(fā)起通信，如果所述的狀態(tài)為“空閑”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟C2；C2、進一步判斷所述的移動節(jié)點是否位于原來的AR(接入路由器)域內(nèi)，如果是，則執(zhí)行步驟C3，否則，執(zhí)行步驟C4；C3、將所述的狀態(tài)修改為“通信”狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，并與對端建立通信，所述的“尋呼”計時器超時時，移動節(jié)點的狀態(tài)改變；C4、所述的移動節(jié)點通過當前處于的AR向MAP進行注冊更新，同時更改自己的狀態(tài)為“通信”狀態(tài)，并與對端建立通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于，當CN(對端節(jié)點)向移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括C5、CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)起通信；C6、移動節(jié)點的HA(家鄉(xiāng)代理)確定移動節(jié)點所在的MAP，并向所在的MAP發(fā)送數(shù)據(jù)包；C7、相應的MAP收到所述的數(shù)據(jù)包后，判斷所述的移動節(jié)點的狀態(tài)，如果是“通信”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟C8，如果是“空閑”狀態(tài)，則執(zhí)行步驟C9；C8、將所述的數(shù)據(jù)包通過移動節(jié)點所在的AR發(fā)送給移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互；C9、向移動節(jié)點所在的AR發(fā)送尋呼請求信息，執(zhí)行步驟C10；C10、移動節(jié)點所在的AR收到所述的尋呼請求信息后，向本域內(nèi)的所有移動節(jié)點發(fā)送尋呼請求信息，如果收到移動節(jié)點的響應消息，則執(zhí)行步驟C11，否則，執(zhí)行步驟C12；C11、將所述移動節(jié)點的狀態(tài)標志由“空閑”狀態(tài)修改為“通信，，狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，同時移動節(jié)點通過相應的AR向MAP進行狀態(tài)更新處理，更新處理過程完成后，執(zhí)行步驟C8；C12、向同一MAP域中的其他AR域內(nèi)的所有移動節(jié)點發(fā)送尋呼請求信息，并等待所述的移動節(jié)點的響應，當收到所述的移動節(jié)點的響應消息后，執(zhí)行步驟C13；C13、將所述移動節(jié)點的狀態(tài)標志由“空閑”狀態(tài)修改為“通信”狀態(tài)，啟動“尋呼”計時器，同時移動節(jié)點通過相應的AR向MAP進行狀態(tài)更新及注冊更新處理，更新處理過程完成后，執(zhí)行步驟C8。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于所述的步驟C12中，如果在設(shè)定的尋呼周期內(nèi)未尋呼到所述的移動節(jié)點，則由MAP重新發(fā)起尋呼，如果在設(shè)定的重新發(fā)起尋呼次數(shù)內(nèi)一直未尋呼到所述的移動節(jié)點，則通知CN，所述的移動節(jié)點不可達。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于在步驟C12所述的尋呼過程中，如果移動節(jié)點的生存期過期，則MAP停止針對該移動節(jié)點的尋呼過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于，當CN向處于“通信”狀態(tài)下的移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；移動節(jié)點所在的MAP獲取所述的數(shù)據(jù)包后，獲取移動節(jié)點的所在的AR以及移動節(jié)點的狀態(tài)；確定所述的移動節(jié)點處于“通信”狀態(tài)，則由MAP將緩存的數(shù)據(jù)包通過移動節(jié)點所在的AR發(fā)送給移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于，當CN向處于“空閑”狀態(tài)下的未改變所處的AR區(qū)域的移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；所述的移動節(jié)點所在的MAP獲取相應的數(shù)據(jù)包后，查找移動節(jié)點所在的AR以及移動節(jié)點的狀態(tài)；MAP發(fā)現(xiàn)移動節(jié)點處于“空閑”狀態(tài)，則要求移動節(jié)點所在的AR在本域內(nèi)發(fā)起尋呼消息；移動節(jié)點接收到了尋呼消息后，將自己的狀態(tài)從“空閑”變成“通信”，同時啟動“尋呼”計時器，并向所述的MAP發(fā)送一個更新移動節(jié)點狀態(tài)的消息；更新狀態(tài)結(jié)束后，MAP將緩存的第一個數(shù)據(jù)包發(fā)給所述的移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法，其特征在于，當CN向處于“空閑”狀態(tài)下且所處的AR區(qū)域發(fā)生改變的移動節(jié)點發(fā)起通信時，所述的步驟C包括CN根據(jù)移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址發(fā)出第一個數(shù)據(jù)包；移動節(jié)點注冊的MAP收到所述的數(shù)據(jù)包后，查找移動節(jié)點的LCOA(on-Link Care-of Address，本地轉(zhuǎn)交地址)以及移動節(jié)點的狀態(tài)；確定移動節(jié)點處于“空閑”狀態(tài)，則所述MAP向移動節(jié)點所在的AR發(fā)起尋呼請求；所述的AR在設(shè)定的時間內(nèi)未收到移動節(jié)點的響應消息時，則由所述的AR向處于同一個MAP域內(nèi)的其他AR節(jié)點發(fā)起尋呼請求，令其他AR在各自域內(nèi)發(fā)起尋呼；MN收到了相應的新的AR發(fā)出的尋呼消息后，將自己的狀態(tài)從“空閑”變成“通信”，同時啟動“尋呼”計時器，并經(jīng)由該新的AR向MAP發(fā)送更新消息，進行位置切換后的注冊更新；更新處理過程結(jié)束后，由MAP將第一個數(shù)據(jù)包通過新的AR發(fā)送給所述的移動節(jié)點，并進行后續(xù)的數(shù)據(jù)的交互。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于移動IP的移動節(jié)點實現(xiàn)無縫切換的方法。該方法中，首先為無線通信網(wǎng)絡的移動節(jié)點設(shè)置了“通信”和“空閑”兩種狀態(tài)，然后，在設(shè)定的尋呼區(qū)域(或MAP區(qū)域)內(nèi)，對于移動節(jié)點的移動無需向MAP進行更新注冊，而僅在移動節(jié)點發(fā)起通信或針對移動節(jié)點發(fā)起通信時，才通過AR向MAP進行相應的注冊更新。因此，本發(fā)明減少了MAP區(qū)域內(nèi)移動節(jié)點的更新注冊次數(shù)，大大減少了切換的信令開銷，維持空閑主機的定位信息和減少定位更新頻率，有效地避免了由于移動節(jié)點頻繁的微移動導致網(wǎng)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(yōu)先權(quán)日2004年1月6日
發(fā)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