CN100380361C - 在用于时间关键的通信的两个ip连接之间实现切换的方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种方法(900)与无线通信单元(800)，其用于为时间关键的通信实现从第一互联网协议(IP)连接(221)到第二IP连接(331)的切换。方法包括使用第一IP连接以及第一无线站的第一IP地址(223)，在第一无线站(219)与第二站(331)之间通信(905)；以第一无线站的第二IP地址建立(907)第二IP连接，第一IP连接为主要连接，而第二IP连接为次要连接；确定(915)第二IP连接应为主要连接；以及通过使用流控传输协议(SCTP)消息通知第二站，第二IP地址是主要地址，将第二IP连接变(917)为主要连接。

Description

在用于时间关键的通信的两个IP连接之间实现切换的方法与设备

技术领域

一般地，本发明涉及通信系统，更具体地，涉及用于从一个IP连接向另一IP连接实现切换时间关键(time critical)的通信的方法与设备。

背景技术

通信系统已经并且继续快速演化，如在无线通信系统中显而易见的那样。系统已经并且正在部署，以允许支持分组数据的移动站访问分组数据网络，例如因特网或者互联网，例如利用IP地址与各种分组数据传输协议的网络，分组数据协议例如网际协议(IP)、传输控制协议(TCP)、通用报文协议(UDP)以及更近的流控传输协议(SCTP)。许多2G+与3G蜂窝与类蜂窝系统，例如GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(码分多址)2000、宽带CDMA、UMTS(通用移动电信服务)依赖于或支持这些分组数据协议。这些蜂窝系统典型地被安排和构造为为通信从一蜂窝固定点向另一蜂窝固定点提供切换，该切换对于系统的用户而言或多或少是透明的，或很少或没有指示。

其它通信系统正获得推广，且这些的特征在于向用户提供服务的无线的小或局域系统，其典型地在适当的认证与鉴权流程成功之后。这些无线系统包括基于IEEE 802.11或围绕其设计的系统。这些系统大多被设计为低成本的，并在很大程度上打算消除连线与电缆的安装。这样，这些系统在很大程度上不处理移动性问题，例如在通信中间将通信从一固定或接入点切换到另一点，更不用说接收或发起从或到蜂窝或类蜂窝系统的切换。一些802.11系统确实具有将在一固定点掉话的通信在另一固定点恢复(pick up)的能力，只要这些固定点属于同一子网(在802.11系统中称为基本服务集，即BSS)即可，然而，这可能要用好几秒，而且不适于处理具有实时或时间关键的需求的移动用户。

显然地，存在对用于从一个IP连接向另一IP连接实现切换时间关键的通信的方法与设备的需要。优选地，这对于系统、网络运营商、与用户而言将是透明的，并采用SCTP技术。

发明内容

根据本发明一个方面，提供一种用于为时间关键的通信实现从第一网际协议(IP)连接到第二IP连接的切换的方法，所述方法包括：在第一无线站与第二站之间通信，其使用所述第一IP连接以及所述第一无线站的第一IP地址；以所述第一无线站的第二IP地址在所述第一无线站和所述第二站之间建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为主要连接，而所述第二IP连接为次要连接，两者同时存在；确定所述第二IP连接应为主要连接；和通过使用流控传输协议(SCTP)消息通知所述第二站，所述第二IP地址是主要地址，从而将所述第二IP连接变为主要连接，所述SCTP消息源于所述第一无线站。其中，所述时间关键的通信立即切换到所述第二IP连接。

根据本发明另一方面，提供一种无线通信单元，其被安排和构造为为时间关键的通信实现从第一网际协议(IP)连接到第二IP连接的切换，所述无线通信单元包括：无线收发器与控制器，其被协作地安排，以便使用所述第一IP连接以及所述无线通信单元的第一IP地址，与第二站通信；所述控制器进一步用于：以所述无线通信单元的第二IP地址建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为主要连接，而所述第二IP连接为次要连接，两者同时存在；确定所述第二IP连接应为主要连接；和通过使用流控传输协议(SCTP)消息通知所述第二站，所述第二IP地址是主要地址，从而将所述第二IP连接变为主要连接。其中，所述时间关键的通信立即切换到所述第二IP连接。

附图说明

所附绘图用于进一步阐释各种实施例并解释各种原理与优点，其均遵照本发明，其中在各个分离的视图中相似的引用号表示相同或功能上相似的组件，且绘图与下面的详细描述集成到说明书并形成说明书的一部分。

图1以简化和示例性的形式描述利用流控传输协议来支持站之间的多连接的通信系统的系统级图表；

图2到图4是描述通信在两无线IP连接之间切换的优选实施例的系统级图表，其使用两无线IP接入点，其遵照本发明；

图5到图7是描述通信在两IP连接之间切换的另一实施例的系统级图表，其使用蜂窝系统与无线IP接入点，其遵照本发明；

图8描述适宜于用于图2到图7的系统中的无线通信单元的优选实施例的功能框图，其遵照本发明；和

图9显示用于在两IP连接之间实现切换时间关键的通信的优选方法的流程图，其遵照本发明。

具体实施方式

在概括形式中，本公开涉及向无线通信单元提供服务的通信系统，或者更具体地，涉及操作其的用户。更具体地，公开并讨论了各种发明概念与原理，其实施于用于使用SCTP消息从一个IP连接向另一IP连接实现切换时间关键的通信的方法与设备中。感兴趣的通信系统至少部分地是无线的，并且是被开发和部署的，例如802.11局域系统，以及这样的局域系统和2G+与3G蜂窝与类蜂窝系统，例如GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(码分多址)2000、宽带CDMA、UMTS(通用移动电信服务)，其需要在局域系统之内和局域系统与其它系统(例如蜂窝系统)之间解决移动性问题。

如下面进一步讨论的那样，有利地，采用各种发明概念及其组合，以促使通信的端点或站建立其它可供选择的IP连接，可按需要使用该连接来在需要或合意时以对于用户与用户通信而言透明的方式实现切换，而无需任何系统组件或设备的进一步干预，从而缓解了与已知系统相关联的各种问题，只要利用这些原理或其等价物的话。

提供本即时公开，以便以使能够(enabling)的方式进一步解释制造和使用遵照本发明的各种实施例的最佳模式。进一步提供公开，以增强对发明原理与其优点的理解和认识，而非以任何方式限制本发明。本发明仅由权利要求，包括在本申请的未决期(pendency)期间进行的任何修正，以及所发布的这些权利要求的全部等价物，来定义。

本领域技术人员进一步理解，关系术语的使用，如果有的话，例如第一与第二、顶与底、等等，仅用于将一实体或动作与另一实体或动作区别开来，而不必要求或暗示这些实体或动作之间存在任何实际的这样的关系或顺序。许多发明功能与许多发明原理使用软件程序或指令或集成电路(IC)(例如专用IC)，或在其之内，来最好地实现。在由这里公开的概念与原理引导时，预期本领域普通技术人员，尽管可能需要显著的努力与许多由比如说可用时间、当前技术、与经济考虑激发的设计选择，将容易地掌握如何生成这样的软件指令与程序与IC，而仅需最少的实验。因此，为简洁和最小化任何阻碍遵照本发明的原理与概念的风险起见，将把这些软件与IC的进一步讨论，如果有的话，限制为关于优选实施例之内的原理与概念的最基本的一些描述。

参照图1，将讨论和描述利用流控传输协议来支持站(具体地，站A 103与站B 105)之间的多IP连接的通信系统的简化的、示例性的系统级图表。在图1中，站A 103(描述为移动无线通信单元，例如蜂窝或用户手持设备或消息单元等等)与站B 105(显示为便携式笔记本电脑)通过第一网络107和第一IP连接109通信，其中站A具有第一IP地址IP A1 111，站B具有第一IP地址IP B1 113。站A与站B还通过第二网络116共享第二IP连接115，其中站A具有第二IP地址IP A2 117，站B具有第二IP地址IP B2 119。显示了第三IP连接，其中站A使用其第二IP地址IP A2 117，站B使用其第三IP地址IP B3 123。

使用称为流控传输协议(SCTP)的相对新的传输协议使得上面的多个连接安排成为可能，SCTP最近由因特网工程任务组(IETF)标准化。其操作于TCP与UDP的同一层，可被视为TCP的更具能力的版本。SCTP被设计为提供一种方法，使得端点或站上的应用能够管理与另一站的并发的可靠流，使得流不会彼此堵塞。SCTP也可混合可靠流(reliable streams)与最大努力流(best effort streams)。还预期SCTP通过允许站向另一端点或站指定其具有多个IP目的地址来增大可访问性。另一端点将选择这些地址之一作为主要目的地址。当该地址失败时，SCTP层将自动地切换到另一可供选择的目的地址。切换无须来自使用SCTP层的应用的任何帮助。特别地，当其它可供选择的地址使用不同的网络时，系统可靠性大大增强。然而，SCTP的失败切换(fail-over switching)可能要用好几秒，对于诸如话音或视频等时间关键的通信而言这太慢了。本公开将讨论和公开可解决该问题的各种概念与原理。

SCTP不允许诸如站A或B等端点改变其供应给另一端点的地址而不首先挂起并重新发起IP连接。也不能指定另一端点应使用哪一地址作为主要目的地址。正在扩展SCTP，以允许运营商改变站或端点之内的IP设备，而不必重新发起SCTP传输(参见draft-ietf-tsvwg-addip-sctp-03.txt)。该IETF草案定义SCTP扩展消息，端点可用该消息来通知另一端点：要删除目的地址，要添加目的地址，或者要将给定地址作为主要目的地址。可以以新颖的、有利的方式来使用这些SCTP扩展消息，以支持和实现IP连接之间的及时切换。

Dorenbosch等的、题为“METHOD AND APPARATUS FOREFFECTING A SEAMLESS HANDOFF BETWEEN IPCONNECTIONS”的、具有相同提交日期并转让给与这里相同的受让人的联合未决的(Co-pending)专利申请讨论了一种新颖的、发明的技术，其用于采用网关使用TCP/UDP来实现站的切换。这里我们讨论和描述一种具有新颖性、创造性的技术的各种方面，该技术用于使用SCTP方案来实现站之间的切换。

参照图2到图4，下面将描述和讨论描述通信在两无线IP连接之间切换的系统级图表，其使用两无线IP接入点。尽管预期可使用遵照各种标准与技术(例如HiperLan、蓝牙、其它局域网技术、等等)的各种接入点来实现各个系统或网络之内或之间的切换，本公开将集中于这样做的必要条件，以及使用IEEE 802.11网络的优选实施例。初始地，参照图2，下面将引入一些一般地应用于802.11网络的定义与术语。

使用802.11的无线IP正变得越来越普及。例如，许多大众咖啡店现在向其顾客提供802.11b连通。顾客可浏览因特网或其公司的内部网，在享受拿铁咖啡(latte)的同时阅读和回复电子邮件。无线IP也可提供实时服务，例如基于IP的话音和视频会议。802.11覆盖域称为基本服务集(BSS)，例如BSS A 203和BSS B 205。802.11标准支持移动站的ad-hoc网络的隔离的BSS，但典型的BSS包括接入点(AP)，例如接入点A 209和接入点B 211，其提供到其它无线与有线LAN的桥接或接入，例如分发系统213，并从其通过门户215到，比如说，因特网217。

每一BSS包括单个AP与若干站，例如站A 219。在BSS内，在任何时间仅能与一个AP形成诸如无线IP连接221等联系。该联系规则使得以定义的方式将IP数据路由或分发到该站成为可能，这是因为知道哪一AP与该站相联系。站A对于第一IP连接具有目的地址或IP地址IP A1 223，关于该地址的消息被通过AP A 209路由到该站。注意，如果站A正在作为传输层的SCTP之上运行应用，并以第二IP地址IP An 225建立额外的IP连接或联系，对于AP A 209而言，该站可能表现为另一站。如果站A 219与站B 227希望通信或交换信息，在其之间建立IP连接，其中对于站B 227使用IP地址B1作为目的地址，对于站A使用IP A1 223或IP An 225，这取决于二者孰为主要目的地址，如由站B任意地决定或由站A使用SCTP消息引导的那样。注意，尽管第二IP地址IP An可能具有或产生某些学术意义，除增加站A的可访问性之外，它将不具有太多的作用。

诸如站A 219等移动站可从一个BSS漫游到下一BSS，并连接到另一AP。802.11标准也定义了协同的BSS的扩展服务集(ESS)，以简化漫游。这样，比如说，可允许顾客从咖啡店漫游到邻近的书店，并继续浏览因特网，只要两个设施属于同一ESS。顾客的站首先中断连接或结束与咖啡店内的AP之间的联系，并在其后联系书店内的AP。这可以全部足够快地发生，使得浏览器操作仅有几秒的中断，但是对于实时或时间关键的应用(例如话音或基于IP的话音)而言还不够快。

图2用于作为关于802.11网络如何操作的描述的背景，此外，也是为进行时间关键的通信而从第一IP连接向第二IP连接实现切换的第一阶段。操作于BSS A 203之内的站A 219首先使用IP地址IP A1223与AP A 209建立IP连接221。需要与站B上的应用通信的站A上的应用通过SCTP传输层进行通信，并在开始任何通信之前，使用SCTP消息来通知站B，IP A1是主要目的地址。这样，承担(undertake)了无线站(站A)与第二站(站B)之间的通信，其中对于无线站使用第一IP连接和IP地址IP A1，对于另一站使用IP B1。

参照图3，下面将讨论和描述实现切换的下一步骤。图3以相似的引用号显示图2的相关实体，并阐释为移动站或无线站(站A 219)使用第二IP地址333建立第二IP连接331，其中原先的或第一IP连接221是主要连接，并且是“醒着的”，并准备支持或提供或继续提供正在进行的通信，而第二IP连接是次要的，即处于“睡眠”(低电池消耗)状态。这样，两个IP连接同时存在。建立第二IP连接进一步包括搜索适宜的无线IP连接，联系第二无线IP接入点(例如AP B211)，并通过使用SCTP向第二站通知第二IP地址333，与第二站B建立连通。注意，搜索、联系、与建立的实现独立于支持通信的应用。搜索适宜的无线IP连接可包括以下中的一个或多个：确定可获得的无线IP连接包括无线IP接入点与适宜的服务，无线站A能够成功地认证接入点，到第二站的连通是可获得的。联系第二无线IP接入点，尽管这里详细地描述为联系802.11接入点，可以是联系蓝牙接入点、HiperLan接入点、或其它现在已知或者如以后所定义的局域网(LAN)接入点。

更详细地，当无线站A(以已知的802.11规定的方式)知道其位于另一BSS(例如BSS B 205)的覆盖之内，并预期其可能不得不切换时，其使用其若干个IP连接311中的至少第二IP连接来联系另一BSS的AP B 211。站A继续使用第一IP连接221与发源(origination)BSS A 203的AP A 209通信。第一IP地址IP A1 223也保持为SCTP的主地址。然而，站A使用SCTP消息来指示具有SCTP能力的另一站将第二IP地址IP A2 333作为可供选择的另一目的地址添加。

这将要求无线/移动软件与SCTP层交互。如果另一SCTP端点(站B)先前就知道第二IP地址IP A2，站A必须首先指示站B将作为目的地址的第二IP地址删除。如果第二IP连接先前与发源AP(AP A209)相关联，站A必须首先将第二连接从发源AP分离。例如，如果IP A2是图2的IP An，这些问题将发生。更复杂、更有能力、从而可能更贵的站可维护两个独立的无线IP连接，每一AP一个。然而，STA也可共享发源BSS与目标BSS的AP之间的无线IP资源。到目际AP(AP b 211)的第二IP连接的802.11连接可处于“节能”模式，而到发源AP的第一连接可处于“活动”或“节能”模式，如对于应用所适宜的那样。如果第一连接是“活动的”，第二连接可从其窃取时间，以偶尔地醒来监听目标BSS的802.11信标(beacon)并与AP B211通信。对于应用而言这将表现为声码器可处理好的小的RF瑕疵。

如果由于某种原因，到发源AP的第一连接失败，站A应尽快将其第二IP连接设为“活动”模式。无须来自移动站的任何激励(prodding)，另一站B将独立地、自动地切换到第二IP地址。即使该差错情形未实时地处理，其提供了比标准802.11更可靠的连接。为改善性能，站A端点将使用第一或第二IP地址来指示另一SCTP端点(站B)添加第二IP地址。优选地，其使用第二IP地址，这是因为那将在AP、一个或多个分发系统以及站之间的路径内的任何新的路由器之中建立适当的设置。

如果已建立第一与第二IP连接，无线站(站A)将在某点确定第二IP连接331应为主要连接。确定第二IP连接应为主要连接可包括以下中的一个或多个，或由其激发：确定来自第一无线IP接入点(APA 209)的信号正在减弱，第二IP连接的负载水平比AP A的更合意，想要可通过第二IP连接获得的服务，或者也许如果使用第二IP连接的话可获得更合意的价目。当站A确定是切换到BSS B或AP B 211的时间时，其将使用SCTP消息来通知站B，第二IP地址IP A2已变为主SCTP目的地址，将与AP B 211的第二连接设为“活动”模式。可选地，或者如果要求的话，通知站B，其必须删除第一IP地址，并从AP A 209分离第一IP连接221。

实现切换之后的结果在图4中阐释。站A可通过第一连接向站B通知新的主地址IP A2，并于其后在该连接上等待确认。优选地，站A在将第二连接设为“活动”模式之后，通过第二连接向另一端点通知新的主地址。优选地，站A安排切换的时间，使得其在时间关键或实时话音通信中的空闲时期期间开始。站A可延缓从AP A分离，直到其不在AP A的覆盖域为止，这是因为具有超过一个的连接增加了可靠性。在站A从AP A分离之后，站A可与AP B建立第一IP连接，并通知另一端点，其现在已变为另一可供选择的SCTP目的地址。如果站A在同一ESS的BSS之间移动，STA可将第一IP连接的分离与联系的步骤合并为单个的重联系。注意，即使在ESS之间切换，上面的技术也工作。相反，如802.11的标准澄清的那样，如果不使用这里描述的原理与概念，ESS转变将导致服务中断。

参照图5到图7，下面将讨论和描述描述通信在两IP连接之间切换的系统级图表，其中一个IP连接使用蜂窝系统，另一IP连接使用无线IP接入点。图5显示具有IP地址IP A1 504的站A 503(例如蜂窝式手持设备等等)，其在IP连接507(这里描述为无线的)上与具有IP地址IP B1 506的站B通信。该IP连接507是通过蜂窝系统，该系统包括蜂窝式基站，该基站为无线接入网509的一部分，该接入网通过蜂窝核心(网)510连接到有线网络(例如因特网511)。进一步描述的是802.11网络，该网络包括具有覆盖域或基本服务集(BSS)515的接入点(AP)517，该接入点通过分发系统519与门户521连接到因特网511。

作为概述，来自或到蜂窝系统与无线IP网络的切换包括建立第一IP连接，其包括使用SCTP向站B通知第一IP地址IP A1。其后，使用在无线站站A与站B之间的SCTP上运行的应用通信，其中对于站A使用第一IP连接507与第一IP地址，建立第二IP连接，其中对于站A使用第二IP地址，其中第一IP连接是主要连接，而第二IP连接是次要连接，两者同时存在。确定第二IP连接应为主要连接；并通过使用SCTP消息通知第二站，第二IP地址是主要地址，来将第二IP连接变为主要连接，其中时间关键的通信立即切换到第二IP连接。

参照图5，描述了在移动到802.11覆盖域内之前的移动站，站A。移动站在其蜂窝连接上使用IP。其具有至少一个IP地址(IP A1)。站A上的同时支持蜂窝式与无线IP的应用将运行在SCTP上，并可被调节为当其确定站同时支持蜂窝式与无线IP时，或者如果其确定站同时支持蜂窝式与无线IP的话，运行在SCTP上。站A将与IP连接507或蜂窝式连接的IP地址IP A1 504通知给另一端点站B。站B将使用给定的蜂窝式IP地址(A1)作为主要目的地址。站B被显示为通过因特网连接，但也可被连接到蜂窝式核心(网)或蜂窝式无线接入网(RAN)。优选地，实时应用将使用会话发起协议来在SCTP上建立实时或时间关键的会话。SIP在SCTP上的使用是不够的。为使此切换过程工作，不得不也在SCTP上运行承载电路(bearer)。SIP使用会话描述语言(SDL)来规定如何在端点之间发送实时数据。SIP依赖于会话描述协议(SDP)来提供媒体沟通功能。可为SDP声明新颖的扩展。目前，SDP可规定话音或视频数据将使用基于UDP的RTP。一种改进将允许这样的规范，即作为替代，在SCTP最大努力流上运行话音或视频。移动端点站A在蜂窝式连接上可以使用或可以不使用额外的IP地址，并将这些地址作为其它可供选择的SCTP目的地址提供给站B。然而，通过同一蜂窝式连接使用多个连接并不显著地增加可访问性。

参照图6，描述了为无线站A以第二IP地址IP A2 623建立第二IP连接625的结果，其中第一IP连接保持为主要连接，且第二IP连接为次要连接，两者同时存在。建立第二IP连接进一步包括搜索适宜的连接，联系无线IP接入点，并通过使用SCTP将第二IP地址通知给第二站来与第二站建立连通。搜索、联系、与建立的实现独立于并透明于支持通信的应用。搜索适宜的无线IP连接进一步包括以下中的一个或多个：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，无线站A能够成功地认证接入点，或者到第二站的连通是可获得的。尽管我们这里的讨论与为802.11接入点的无线IP接入点相关联进行描述，预期其他局域接入技术也将从这里讨论的概念与原理中受益。使用SCTP将第二IP地址通知给站B，优选地，使用第二IP连接，从而初始化该连接。

更详细地，支持802.11的移动站，例如站A 503，将有规律地搜寻适宜的无线IP连接。当其找到适宜的连接时，其联系接入点，认证，并与有线网络建立连通。注意，BSS 515可与蜂窝式服务提供商(SP)相联系，且无线站A可能甚至能够使用SIM卡来认证。作为可供选择的另一种替代方案，BSS可不与SP相联系。在蜂窝式SP与BSS的运营商之间可以有也可以没有漫游协议。有趣的是，本发明无需漫游协议即可工作。移动站可能能够独立于BSS进行认证，并获得到有线网络的接入。可做到这一点，而无需蜂窝式SP的任何知识。在过程中的任何情况(event)下，无线站可获取新的IP地址(通过DHCP，比如说)。移动站也可能能够使用已有的IP地址。在任一情形中，移动站具有至少一个第二IP地址IP A2 623，其用在802.11 IP连接625上。移动站即站A其后使用SCTP扩展消息来指令另一SCTP端点站B 505将第二IP地址作为站A的另一可供选择的目的地址添加。在此过程期间，移动站上的应用继续在基于蜂窝的IP连接上使用第一IP地址，以与站B通信。尽管进行了所有这些，站B上的应用继续使用第一IP地址作为SCTP的主要地址，且应用数据继续流经蜂窝式系统。

注意，第二IP地址的获取不是由应用进行的。它是由站A内的无线/移动性软件进行的。该无线/移动性软件也与SCTP层交互，以将第二IP地址IP A2 623通知给站B。如果第二IP地址先前与蜂窝式连接相关联，移动站必须首先将第二IP地址与蜂窝式连接去关联。在该情形中，它必须首先通知站B删除第二地址。如果蜂窝式连接现在由于某种原因而失败，另一端点将自动地切换到802.11连接。移动站优选地应将其802.11连接保持在“活动”模式。甚至在此错误情形未实时处理的情形下，其已经提供了比现有技术的方法更可靠的连接。站A可使用第一或第二IP地址来指令站B添加第二IP地址。优选地，其使用第二地址，这是因为这将在AP 517、分发系统519以及端点或站之间的路径中的任何新的路由器内建立适当的设置。

图7显示从蜂窝式切换到无线IP系统的后继过程的结果。一旦在某点建立第二IP连接，无线站A确定第二IP连接应为主要连接。确定第二IP连接应为主要连接可包括以下中的一个或多个：确定来自蜂窝式基站的信号正在减弱，第二IP连接的价目合意，或者需要或想要可通过第二IP连接获得的服务(例如更高的带宽)。在任一情形中，站A现在准备好切换到无线IP接入点517并使用802.11。站A将把与802.11 AP 517的第二连接设为“活动”模式，如果该连接还不是“活动的”的话，并使用SCTP扩展消息通知站B，第二IP地址现在是主SCTP目的地址。站B上的应用现在将开始使用第二IP地址623作为站A的目的地址。注意，在此情形中，在这里给定原理与概念，切换多少变得更加迅速，而且对于应用而言完全透明。

很可能，802.11AP位于室内，而蜂窝的覆盖可能是最低限度的。当站A观察到蜂窝式连接正在恶化时，其可通知站B，其必须删除第一IP地址并中止蜂窝式IP连接。注意，应用将继续正常地操作。站A可通过第一连接将新的主要地址通知给站B，其后在该连接上等待确认。优选地，站A在将第二IP连接设为“活动”模式之后，通过第二IP连接将新的主要地址通知给站B。优选地，站A安排切换的时间，使得其在时间关键通信中的空闲或安静时期(例如实时话音通话中的暂停或静音)期间开始。站A可选择延缓中止第一IP连接504，直到其不在蜂窝式系统的覆盖域为止；这是因为具有超过一个连接增加了可靠性。站A在将第一IP连接从蜂窝式系统解关联之后，也可将第一IP连接与802.11 AP 517关联，并通知站B，其现在已变为另一可供选择的SCTP目的地址。

漫游回到蜂窝本质上是前面讨论的过程的逆转。应用使用第一IP地址上的802.11连接运行在SCTP上。站B使用第一IP地址作为主要目的地址。如果需要的话，站A建立与蜂窝式系统的连接，其支持在第二IP地址上传输数据。第二IP地址可以是静态的，或者可动态地获取。与在UMTS系统中建立第二PDP环境类似，可能需要特殊的供给，以获取适宜的服务质量。其后，移动站中的软件使用SCTP扩展消息来将第二IP地址的可获得性通知给站B中的SCTP层。站A中的软件其后使用SCTP消息来指令另一端点中的SCTP层使用第二IP地址作为主要目的地址。移动站现在可断开802.11IP连接。在此之前，其应使用SCTP消息来指令站B中的SCTP层删除第一IP地址。

参照图8，下面将讨论和描述适宜于作为无线站或站A用于图2到图7的系统中的无线通信单元800的优选实施例的功能框图。安排和构造无线通信单元800，以便为时间关键的通信实现从第一网际协议(IP)连接到第二IP连接的切换。无线通信单元包括传统的无线收发器803，其连接到已知天线801，还包括控制器805，其被协作地安排，以便为无线通信单元使用第一IP连接与第一IP地址来与第二站通信。控制器进一步连接到传统的用户输入输出807，包括，比如说，显示器、键盘、或音频转换器，并可操作以用于：为无线通信单元以第二IP地址建立第二IP连接，其中第一IP连接为主要连接，而第二IP连接为次要连接，两者同时存在；确定第二IP连接应为主要连接；并通过使用流控传输协议(SCTP)消息通知第二站，第二IP地址是主要地址，来将第二IP连接变为主要连接，其中时间关键的通信立即切换到第二IP连接。

为做到这一点，无线收发器803将需要无线IP收发器808，并可能需要额外的蜂窝式或局域网收发器809。控制器805包括处理器811，优选地，为微处理器或数字信号处理器，两者均为已知并普遍地可获得，该处理器连接到可选的端口813，其提供接口给一个或多个设备，例如便携式电脑、个人数字助理、网络接口卡、调制解调器、等等，其中的一个或多个可完全地集成到无线通信单元。处理器互连到存储器815，其包括，如对于该特定单元适宜的那样，RAM、ROM、PROM、EEPROM或其它电子或磁存储介质的某种组合，其用于存储软件程序或指令以及用于该程序与指令与该单元的数据与参数，当处理器执行其时，导致无线通信单元如所要求的那样操作，以支持各种已知功能以及如这里所公开的切换过程。这些软件指令或程序包括一个或多个应用817，例如基于IP的话音电话、电子邮件客户端或浏览器，其支持与其它站或主机通信，并运行在SCTP传输层上，还包括移动管理程序819，其处理与漫游(即从一接入点移至另一接入点，包括切换流程)相关联的各种责任。进一步包括基本的、已知的操作系统821，数据与参数信息823，以及本领域普通技术人员应该认识并熟悉的许多其它例行程序825。

注意，对于无线通信单元而言，为实现从基于蜂窝式基站的IP连接到基于局域无线IP网络(例如802.11网络)的IP连接的切换(或反之)，将要求无线收发器803包括蜂窝式收发器以及在蜂窝式系统上操作的能力。如果切换是从一无线IP网络到另一这样的网络，在许多情形中无线收发器可仅需要无线IP收发器808，这是因为某些这样的网络(例如蓝牙)建立和组织(的方式)使得一个收发器能够维持多个IP连接。在其它示例中，将需要第二技术相关的(technologydependent)收发器，例如当在802.11无线IP网络与基于蓝牙的网络之间操作时。如上面所讨论的那样，无线通信单元将遵照SCTP协定进行操作，而与应用无关，以传输其自己的目的IP地址，并为该IP地址，从而为与其它端点或站的IP连接，建立适当的优先级，从而以基本实时的方式在IP连接之间实现通信的切换，如基于与先前讨论的相类似的动机与环境而判断为适宜的那样。

最后，参照图9，将讨论和描述用于在两IP连接之间实现切换时间关键的通信的优选方法的流程图。此讨论将为总结的性质，从而处于概述的级别。可有利地实践此方法，比如说，通过图8的无线通信单元在适宜的系统(例如图2到图7中显示的那些)中操作。图9描述用于为时间关键的通信实现从第一网际协议(IP)连接到第二IP连接的切换，图9开始于903，其中通过使用SCTP消息将无线站的第一目的IP地址通知给第二站来建立第一IP连接。依据SCTP协定，这将是主IP地址，从而是两站之间的(主)IP连接。其后，在905，方法描述使用基于蜂窝式基站或无线IP接入点(例如802.11接入点)的第一IP连接以及无线站的第一IP地址在无线站与第二站之间通信；其由运行在SCTP传输层上的应用支持。

在907，方法显示以第一无线站的第二IP地址建立第二IP连接，其中第一IP连接是主要连接，而第二IP连接是次要连接，两者同时存在。更详细地，建立第二连接包括搜索适宜的连接909，联系第二接入点911(例如无线IP接入点)，以及通过使用SCTP消息将第二IP地址通知给第二站(优选地使用第二IP连接)，与第二站建立连通。注意，优选地，909、911、与913的实现独立于并透明于支持通信的应用。搜索适宜的无线IP连接的步骤909可进一步包括以下中的一个或多个：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，第一无线站能够成功地认证接入点和适宜的服务，到第二站的连通是可获得的。联系无线IP接入点可包括联系802.11接入点、蓝牙接入点、HiperLAN接入点、与局域网(LAN)接入点之一，其遵照对每一这样的接入点的假定。

其后，915显示确定第二IP连接应为主要连接，其基于，比如说，以下中的一个或多个：确定来自蜂窝式基站或无线IP接入点的信号正在减弱，第二IP连接的价目合意，或者想要并可通过第二IP连接获得服务(例如带宽或安全性等)。接着，917显示通过使用SCTP消息通知第二站，第二IP地址为主要地址，将第二IP连接变为主要连接。这样做导致立即将时间关键的通信切换到第二IP连接。其后，919指示，当第二IP连接变为主要连接时，通过，比如说，使用SCTP消息指令第二站删除第一IP地址，来断开第一IP连接，并终止任何基于蜂窝式基站或第一无线IP接入点的会话。

上面讨论和描述的设备与方法，以及其发明原理与概念，意欲并将缓和由于现有技术的无线IP系统缺少对移动性的考虑而导致的问题。使用这些原理，即，使用SCTP命令与消息来在站之间使用SCTP传输层建立与第一连接同时存在的次要IP连接，将允许通信设备按该通信设备的意愿实现时间关键的通信的切换，从而便利移动者的连通。例如，可使用这些原理与概念来在完全不同的蜂窝式分组数据系统(例如UMTS与CDMA系统)之间实现切换，否则这些系统不支持快速切换，如给出这里的教导后对于本领域普通技术人员而言将显而易见的那样。

本公开意欲解释如何制造和使用遵照本发明的各种实施例，而非限制其真正的、意欲的、而且公平的范围与实质。前面的描述不打算是穷举的，或将本发明限制为公开的精确形式。根据上面的教导，修改与变形是可能的。所述一个或多个实施例被选中和描述，以提供对本发明的原理及其实际应用的最佳阐释，并允许本领域普通技术人员在各种实施例中以各种修改利用本发明，以适合于预期的特定用途。所有这样的修改与变形均处于由所附权利要求书确定的本发明的范围之内，其可在本专利申请及其所有等价物(当遵照公平、合法、公正地授予其的范围来解释时)的未决期(pendency)期间进行修正。

Claims (41)

1.一种用于为时间关键的通信实现从第一网际协议连接到第二网际协议连接的切换的方法，所述方法包括：

在第一无线站与第二站之间通信，其使用所述第一网际协议连接以及所述第一无线站的第一网际协议地址；

以所述第一无线站的第二网际协议地址在所述第一无线站和所述第二站之间建立所述第二网际协议连接，所述第一网际协议连接为主要连接，而所述第二网际协议连接为次要连接，两者同时存在；

确定所述第二网际协议连接应为主要连接；和

通过使用流控传输协议消息通知所述第二站，所述第二网际协议地址是主要地址，从而将所述第二网际协议连接变为主要连接，所述流控传输协议消息源于所述第一无线站，

其中，所述时间关键的通信立即切换到所述第二网际协议连接。

2.如权利要求1所述的方法，其中使用所述第一网际协议连接在所述第一无线站与所述第二站之间进行的所述通信进一步使用蜂窝式基站，所述通信由所述第一无线站上的运行在流控传输协议上的应用来支持。

3.如权利要求2所述的方法，其进一步包括在开始所述通信之前，使用流控传输协议将所述第一网际协议地址通知给所述第二站。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述的建立所述第二网际协议连接进一步包括搜索适宜的无线网际协议连接，联系无线网际协议接入点，以及通过使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站，与所述第二站建立连通。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述搜索、所述联系、与所述建立的实现独立于支持所述通信的所述应用。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述的搜索适宜的无线网际协议连接进一步包括以下之一：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，所述第一无线站能够成功地认证所述接入点，到所述第二站的连通是可获得的。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述的联系无线网际协议接入点进一步包括联系802.11接入点、蓝牙接入点、HiperLAN接入点、以及局域网接入点之一。

8.如权利要求4所述的方法，其中所述的使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站使用所述第二网际协议连接，从而初始化所述第二网际协议连接。

9.如权利要求2所述的方法，其中所述的确定所述第二网际协议连接应为主要连接进一步包括以下之一：确定来自所述蜂窝式基站的信号正在减弱，所述第二网际协议连接的价目合意，想要可通过所述第二网际协议连接获得的服务。

10.如权利要求2所述的方法，其进一步包括，当所述第二网际协议连接变为主要连接时，断开所述第一网际协议连接。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述的断开所述第一网际协议连接进一步包括使用流控传输协议消息指令所述第二站删除所述第一网际协议地址，并终止任何经由所述蜂窝式基站的会话。

12.如权利要求1所述的方法，其中使用所述第一网际协议连接在所述第一无线站与所述第二站之间进行的所述通信进一步使用第一无线网际协议接入点，所述通信由所述第一无线站上的运行在流控传输协议上的应用来支持。

13.如权利要求12所述的方法，其进一步包括在开始所述通信之前，使用流控传输协议将所述第一网际协议地址通知给所述第二站。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述的建立所述第二网际协议连接进一步包括搜索适宜的无线网际协议连接，联系第二无线网际协议接入点，以及通过使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站，与所述第二站建立连通。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述搜索、所述联系、与所述建立的实现独立于支持所述通信的所述应用。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述的搜索适宜的无线网际协议连接进一步包括以下之一：确定可获得的无线网际协议连接包括无线网际协议接入点与适宜的服务，所述第一无线站能够成功地认证所述接入点，到所述第二站的连通是可获得的。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述的联系第二无线网际协议接入点进一步包括联系802.11接入点、蓝牙接入点、HiperLAN接入点、以及局域网接入点之一。

18.如权利要求14所述的方法，其中所述的使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站使用所述第二网际协议连接，从而初始化所述第二网际协议连接。

19.如权利要求12所述的方法，其中所述的确定所述第二网际协议连接应为主要连接进一步包括以下之一：确定来自所述第一无线网际协议接入点的信号正在减弱，所述第二网际协议连接的负载水平合意，以及想要可通过所述第二网际协议连接获得的服务。

20.如权利要求12所述的方法，其进一步包括，当所述第二网际协议连接变为主要连接时，通过使用流控传输协议消息指令所述第二站删除所述第一网际协议地址，并断开与所述第一无线网际协议接入点的联系，来断开所述第一网际协议连接。

21.如权利要求2所述的方法，其中所述的建立所述第二网际协议连接进一步包括搜索适宜的蜂窝式连接，与第二蜂窝式基站建立连接，以及通过使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站，与所述第二站建立连通。

22.如权利要求12所述的方法，其中所述的建立所述第二网际协议连接进一步包括搜索适宜的蜂窝式连接，与第二蜂窝式基站建立连接，以及通过使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站，与所述第二站建立连通。

23.一种无线通信单元，其被安排和构造为为时间关键的通信实现从第一网际协议连接到第二网际协议连接的切换，所述无线通信单元包括：

无线收发器与控制器，其被协作地安排，以便使用所述第一网际协议连接以及所述无线通信单元的第一网际协议地址，与第二站通信；

所述控制器进一步用于：

以所述无线通信单元的第二网际协议地址建立所述第二网际协议连接，所述第一网际协议连接为主要连接，而所述第二网际协议连接为次要连接，两者同时存在；

确定所述第二网际协议连接应为主要连接；和

通过使用流控传输协议消息通知所述第二站，所述第二网际协议地址是主要地址，从而将所述第二网际协议连接变为主要连接，

其中，所述时间关键的通信立即切换到所述第二网际协议连接。

24.如权利要求23所述的无线通信单元，其中所述无线收发器包括蜂窝式收发器，其用于使用所述第一网际协议连接通过蜂窝式基站与所述第二站进行通信，所述通信由所述控制器执行的应用来支持，所述应用运行在流控传输协议上。

25.如权利要求24所述的无线通信单元，其进一步包括在开始所述通信之前，使用流控传输协议将所述第一网际协议地址通知给所述第二站。

26.如权利要求24所述的无线通信单元，其中所述蜂窝式收发器进一步包括无线网际协议收发器，其可与所述控制器协同操作，用于建立所述第二网际协议连接，并进一步用于搜索适宜的无线网际协议连接，联系无线网际协议接入点，以及通过使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站，与所述第二站建立连通。

27.如权利要求26所述的无线通信单元，其中所述搜索、所述联系、与所述建立的实现独立于支持所述通信的所述应用。

28.如权利要求26所述的无线通信单元，其中所述的搜索适宜的无线网际协议连接进一步包括以下之一：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，所述无线通信单元能够成功地认证所述接入点，到所述第二站的连通是可获得的。

29.如权利要求26所述的无线通信单元，其中所述的联系无线网际协议接入点进一步包括联系802.11接入点、蓝牙接入点、HiperLAN接入点、以及局域网接入点之一，并且所述无线网际协议收发器进一步包括第二收发器，其分别与802.11、蓝牙、HiperLAN、以及局域网系统之一兼容。

30.如权利要求26所述的无线通信单元，其中所述无线网际协议收发器进一步包括第二收发器，并且其中所述的使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站使用所述第二收发器与所述第二网际协议连接，从而初始化所述第二网际协议连接。

31.如权利要求24所述的无线通信单元，其中所述的确定所述第二网际协议连接应为主要连接进一步包括以下之一：确定来自所述蜂窝式基站的信号正在减弱，所述第二网际协议连接的价目合意，以及想要可通过所述第二网际协议连接获得的服务。

32.如权利要求24所述的无线通信单元，其进一步包括，当所述第二网际协议连接变为主要连接时，通过使用流控传输协议消息指令所述第二站删除所述第一网际协议地址，并终止任何经由所述蜂窝式基站的会话，来断开所述第一网际协议连接。

33.如权利要求23所述的无线通信单元，其中所述无线收发器包括无线网际协议收发器，其用于使用所述第一网际协议连接通过无线网际协议接入点与所述第二站进行通信，所述通信由所述控制器执行的应用来支持，所述应用运行在流控传输协议上。

34.如权利要求33所述的无线通信单元，其进一步包括在开始所述通信之前，使用流控传输协议将所述第一网际协议地址通知给所述第二站。

35.如权利要求33所述的无线通信单元，其中所述无线网际协议收发器可与所述控制器协同操作，用于建立所述第二网际协议连接，并进一步用于搜索适宜的无线网际协议连接，联系第二无线网际协议接入点，以及通过使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站，与所述第二站建立连通。

36.如权利要求35所述的无线通信单元，其中所述搜索、所述联系、与所述建立的实现独立于支持所述通信的所述应用。

37.如权利要求35所述的无线通信单元，其中所述的搜索适宜的无线网际协议连接进一步包括以下之一：确定可获得的无线网际协议连接包括无线网际协议接入点与适宜的服务，所述无线通信单元能够成功地认证所述接入点，到所述第二站的连通是可获得的。

38.如权利要求35所述的无线通信单元，其中所述的联系第二无线网际协议接入点进一步包括联系802.11接入点、蓝牙接入点、HiperLAN接入点、以及局域网接入点之一，并且所述无线网际协议收发器进一步包括第二收发器，其分别与802.11、蓝牙、HiperLAN、以及局域网系统之一兼容。

39.如权利要求35所述的无线通信单元，其中所述无线网际协议收发器进一步包括第二收发器，并且其中所述的使用流控传输协议将所述第二网际协议地址通知给所述第二站使用所述第二收发器与所述第二网际协议连接，从而初始化所述第二网际协议连接。

40.如权利要求33所述的无线通信单元，其中所述的确定所述第二网际协议连接应为主要连接进一步包括以下之一：确定来自所述无线网际协议接入点的信号正在减弱，所述第二网际协议连接的负载水平合意，以及想要可通过所述第二网际协议连接获得的服务。

41.如权利要求33所述的无线通信单元，其进一步包括，当所述第二网际协议连接变为主要连接时，通过指令所述第二站删除所述第一网际协议地址，并断开与所述无线网际协议接入点的联系，来断开所述第一网际协议连接。

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