CN100421419C - 宽带无线城域网中连接标识符与标签交换路径的映射方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于宽带无线城域网络技术领域，一种利用IEEE802.16无线传输技术构建提供分级服务的宽带无线城域网络的方法。本方法提出一种宽带无线城域网络中基站MAC层连接标识符(CID)和核心网(MPLS网络)标签交换路径(LSP)的映射方法。基站接收到无线台发送来的数据后，解析MAC头中的连接标识符域，得到此数据流使用的无线连接标识，查询基站维护的连接标识符与标签交换路径映射表，获取本连接标识符对应的LSP，然后在该LSP上将数据发送出去。

Description

宽带无线城域网中连接标识符与标签交换路径的映射方法
技术领域
本发明属于宽带无线城域网络(IEEE 802.16WirelessMAN)技术领域，是一种在宽带无线城域网中接入网CID(Connection Identifier，连接标识符)与核心网LSP(Label Switch Path，标签交换路径)的映射方法。
背景技术
IEEE802.16 WirelessMAN是一种能够在城域范围内提供高速无线接入的宽带网络[1]Carl Eklund，Roger B.Marks，“IEEE Standard802.16：A Technical Overview of the WirelessMANTM Air Interface forBroadband Wireless Access”，IEEE C802.16-02/05，2002。IEEE 802.16工作组已于2004年10月1日发布了IEEE Std 802.16-2004，该标准定义固定宽带无线接入系统空中接口物理层(PHY)和媒体接入控制层(MACMedium Access Control layer)规范。IEEE Std 802.16e将于2005年10月发布，该标准定义了移动宽带无线接入系统的空中接口规范。IEEE802.16工作组只制定了宽带无线接入系统的空中接口规范。IEEE802.16的数据传输是基于连接的，每条服务流连接用一个CID标识。
MPLS是将第二层的交换和第三层路由结合起来的一种集成数据传输技术。标签交换路径LSP是指在某逻辑层上由多个标签交换路由器(LSR，Label Switch Router)组成的交换式分组传输通路；LSP与转发等价类FEC(Forwarding Equivalence Class)相对应，本发明就提供了一种在宽带无线城域网路中IEEE802.16的基站MAC层(Medium Access Controllayer)连接标识符(CID)和核心网(MPLS网络)标签交换路径(LSP)的映射方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽带无线城域网络中基站MAC层(MediumAccess Control layer)连接标识符(CID)和核心网(MPLS网络)标签交换路径(LSP)的映射方法。在无线台把数据传输到基站后，基站可以根据数据包MAC头中的CID字段，把对应服务流的数据映射到某个LSP上，保证核心网的服务质量。
本发明建立在无线接入的分组城域网络之上，其拓扑结构如图1所示，整个网络由IEEE802.16无线网络，具有服务质量保证体系的有线核心网络组成。无线网络由IEEE802.16无线台和IEEE802.16基站组成，有线核心网络包括接入路由器，AAA(Authentication，Authorization，Account)服务器，注册服务器，管理服务器，注册服务器等实体。其中无线台通过无线方式与基站互连，基站通过接入路由器连接到核心网，核心网运行资源预留和标签交换等协议提供服务质量支持。同时本发明要求基站支持MPLS交互和IP路由。
为了支持语音业务，本发明要求无线台和基站系统都包含支持呼叫接续功能的信令系统，用来传送用户指定的服务质量参数和完成语音通信的呼叫接续过程。
对于无线台，支持不同类型的业务(分为语音业务和其它数据业务)。对于语音业务，用户可以指定此次呼叫的服务质量参数，通过无线台信令系统把服务质量参数和被叫端的IP地址传送到基站端信令系统。
对于基站，当基站信令系统收到无线台的呼叫请求，如图2所示，首先根据无线台指定的QOS(Quality of Service)参数向MAC层发起动态服务流添加请求，建立相应服务质量的无线链路，并获得建立连接的连接标识符CID；然后再根据无线台指定的QOS参数向核心网发起资源预留过程，建立一条具有相应服务质量的标签交换路径LSP，保存连接标识符与LSP的映射关系。
当基站收到无线台传输来的数据(包括语音数据和普通数据)，如图3所示，解析数据包MAC头中的连接标识符字段，根据连接标识符查询基站维护的连接标识符与LSP映射表。如果成功获得与本连接标识符匹配的LSP，去掉数据包的MAC头，为IP包加上标签，映射成功；如果获取连接标识符对应的LSP失败，解析数据包的IP头，根据目标IP地址以及其它字段信息使用标签分发协议建立标签交换路径LSP，保存连接标识符与建立的LSP的映射，同时为IP数据包加标签，映射成功。
对于核心网，要求是有服务质量保证体系的有线网，IEEE802.16协议中只提供无线接入网的服务质量保证。为了保证核心网上的服务质量，核心网需要运行多协议标签交换(Multiprotocol Label Switching)和标签分发等协议。
附图说明
图1是宽带无线城域网络系统拓扑结构图。
图2语音数据连接标识符(CID)与LSP映射关系建立流程。
图3数据到达基站后的处理流程。
具体实施方式
宽带无线城域网中连接标识符与LSP的映射方法：根据用户指定的服务质量参数建立有服务质量保证的有线和无线链路，形成连接标识符和LSP的映射；当数据到达基站后，根据服务流使用的连接标识符匹配标签交换路径，把此连接的数据映射到相应的LSP上；如果连接标识符与LSP映射表中没有此连接标识符的数据项，当此连接上的数据首达基站后，根据数据包IP头中目的IP地址和其它参数建立标签交换路径，形成连接标识符与LSP的映射关系。
一种宽带无线城域网中连接标识符与LSP的映射方法，基站接收到无线台发送来的数据后，解析MAC头中的连接标识符域，得到此数据流使用的无线连接标识，查询基站维护的连接标识符与标签交换路径映射表，获取本连接标识符对应的LSP，然后在该LSP上将数据发送出去，接入网采用基于IEEE802.16协议的宽带无线城域网络，核心网采用基于IPv6/IPv4的具有服务质量保证体系核心网MPLS网络的有线网络；对于语音服务，利用信令系统来保证语音通信的建立，用户发起呼叫的时候可以指定此次服务的QOS参数，通过信令系统把QOS参数传送到基站端，基站根据此服务等级建立具有相应服务质量的有线和无线数据链路，从而形成<连接标识符，目的IP地址，LSP>的映射关系；对于其它数据服务，采用数据流驱动模式来建立连接标识符与LSP的映射，数据流到达基站后，首先查询有无与其使用的连接标识符匹配的LSP，如果没有，使用标签交换协议根据IP头中的目的IP地址字段信息建立标签交换路径，形成<连接标识符，目的IP地址，LSP>的映射。
宽带无线城域网中连接标识符与LSP的映射方法，当基站收到无线台的数据，首先解析数据包的MAC头，获得本服务流使用的连接标识符，查询<连接标识符，目的IP地址，LSP>映射表，匹配到本连接标识符对应的LSP，加标签，数据映射成功；如果没有找到与本连接标识符相匹配的LSP，解析数据包IP头，根据目的IP地址字段用标签分发协议建立标签交换路径，得到本目的IP地址对应的转发等价类的LSP，保存<连接标识符，目的IP地址，LSP>的映射，同时加标签，映射成功。
图2语音数据连接标识符与LSP映射关系建立流程：
宽带无线城域网中连接标识符与LSP的映射方法，语音服务的连接标识符与LSP映射关系建立过程如下：
S2.1：用户发起语音通信请求，并在请求中指定此次呼叫的QoS(Quality of Service)参数和被叫端的IP地址；通过无线台信令系统发送到基站；基站信令系统收到无线台的建路请求；
S2.2：基站根据无线台指定的QoS参数，向MAC层发送动态服务流添加请求(DSA-REQ，一种IEEE802.16网络中的管理消息)请求，用来建立无线链路；
S2.3：判断无线链路是否建立成功，若是，记录本服务流的连接标识符，进入S2.4；否则转到S2.7；
S2.4：根据无线台指定的QoS参数，向核心网发起资源预留请求；
S2.5：判断核心网资源预留是否成功，若是，记录获得的标签交换路径，进入S2.6；否则转到S2.7；
S2.6：记录连接标识符和LSP的映射，格式为<连接标识符，目的IP，LSP>；
S2.7：向无线台发送错误回复，不同的错误对应不同的错误标识码，无线台根据错误标识码做不同的处理。
图3数据到达基站后的处理流程：
宽带无线城域网络中连接标识符与LSP的映射方法，数据到达基站后的处理流程如下：
S3.1：基站收到无线台发送的数据；
S3.2：解析数据包的MAC头，获得本服务流使用的连接标识符；
S3.3：去掉数据包的MAC头；
S3.4：查询<连接标识符，目的IP地址，LSP>映射表，获取本连接标识符对应的标签信息；
S3.5：判断是否找到相匹配的规则，若是，转到S3.9；否则，进入S3.6；
S3.6：解析数据包的IP头，获取目的IP地址参数；
S3.7：使用标签分发协议，根据目的IP地址信息建立标签交换路径LSP；
S3.8：保存<连接标识符，目的IP地址，LSP>到连接标识符与LSP映射表；
S3.9：为IP数据包加标签，映射成功，转发数据。

Claims (3)

1. 一种宽带无线城域网中连接标识符与LSP的映射方法，其特征在于，基站接收到无线台发送来的数据包后，解析MAC头中的连接标识符域，得到此数据包使用的连接标识符，查询基站维护的连接标识符与标签交换路径映射表，获取本连接标识符对应的LSP，然后在该LSP上将数据包发送出去，接入网采用基于IEEE802.16协议的宽带无线城域网络，核心网采用基于IPv6/IPv4的具有服务质量保证体系核心网MPLS网络的有线网络；对于语音服务，利用信令系统来保证语音通信的建立，用户发起呼叫的时候可以指定此次服务的QoS参数，通过信令系统把QOS参数传送到基站端，基站根据服务等级建立具有相应服务质量的有线和无线数据链路，从而形成<连接标识符，目的IP地址，LSP>的映射关系；对于其它数据服务，采用数据流驱动模式来建立连接标识符与LSP的映射，数据流到达基站后，首先查询有无与其使用的连接标识符匹配的LSP，如果没有，使用标签交换协议根据IP头中的目的IP地址字段信息建立标签交换路径，形成<连接标识符，目的IP地址，LSP>的映射，
其中，对于语音服务，连接标识符与LSP映射关系建立过程如下：
S2.1：用户发起语音通信请求，并在请求中指定此次请求的QoS参数和被叫端的IP地址；通过无线台信令系统发送到基站；基站信令系统收到无线台的建路请求；
S2.2：基站根据无线台指定的QoS参数，向MAC层发送动态服务流添加请求，用来建立无线链路；
S2.3：判断无线链路是否建立成功，若是，记录本服务流的连接标识符，进入S2.4；否则转到S2.7；
S2.4：根据无线台指定的QoS参数，向核心网发起资源预留请求；
S2.5：判断核心网资源预留是否成功，若是，记录获得的标签交换路径，进入S2.6；否则转到S2.7；
S2.6：记录连接标识符和LSP的映射，格式为<连接标识符，目的IP，LSP>；
S2.7：向无线台发送错误回复，不同的错误对应不同的错误标识码，无线台根据错误标识码做不同的处理。
2. 根据权利要求1所述的宽带无线城域网中连接标识符与LSP的映射方法，其特征在于，当基站收到无线台的数据包，首先解析数据包的MAC头，获得本数据包使用的连接标识符，查询<连接标识符，目的IP地址，LSP>映射表，匹配到本连接标识符对应的LSP，加标签，数据包映射成功；如果没有找到与本连接标识符相匹配的LSP，解析数据包IP头，根据目的IP地址字段用标签分发协议建立标签交换路径，得到本目的IP地址对应的转发等价类的LSP，保存<连接标识符，目的IP地址，LSP>的映射，同时加标签，映射成功。
3. 根据权利要求1所述的宽带无线城域网中连接标识符与LSP的映射方法，数据包到达基站的处理过程如下：
S3.1：基站收到无线台发送的数据包；
S3.2：解析数据包的MAC头，获得本数据包使用的连接标识符；
S3.3：去掉数据包的MAC头；
S3.4：查询<连接标识符，目的IP地址，LSP>映射表，获取本连接标识符对应的标签信息；
S3.5：判断是否找到相匹配的规则，若是，转到S3.9；否则，进入S3.6；
S3.6：解析数据包的IP头，获取目的IP地址参数；
S3.7：使用标签分发协议，根据目的IP地址信息建立标签交换路径LSP；
S3.8：保存<连接标识符，目的IP地址，LSP>到连接标识符与LSP映射表；
S3.9：为IP数据包加标签，映射成功，转发数据包。
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