CN101146319A - 一种支持多模终端无缝切换的网关及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持多模终端无缝切换网关及其方法，所述的方法包括如下步骤：a.网关的应用层功能单元向所述的网关的无缝切换功能模块发送切换指令，所述的网关的无缝切换功能模块与多模终端进行交互，指示所述的多模终端进行切换；b.所述多模终端和所述的网关之间建立以切换目标接入媒体为通讯媒体的新的通讯链路，完成无缝切换的过程。采用本发明的技术方案，使网络中的多模终端在多种类型的媒体接入方式间切换时能保持业务的连续性，给用户更好的体验，并且通过用户预先设置的切换条件，当多模终端到网关有多种接入方式可用时，网关可以自动为多模终端自动选择一种最优QOS的接入方式。

Description

一种支持多模终端无缝切换的网关及其方法

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体来说，涉及到多媒终端在多种媒体接入方式之间切换的技术。

背景技术

随着通讯技术的发展，通讯媒体越来越多样化，相应的，越来越多的网络终端设备支持多种通讯媒体类型，这些形态和功能特性各异的多模终端通讯设备，在家庭内部可以通过多种多样的接入媒体与家庭网关相联，通过家庭网关接入到业务网络。

这种可以支持多种接入媒体的多模终端在通过家庭网关与业务网络相连时，如果从一种接入媒体切换到另一种接入媒体，必然面对切换的问题。在现有的技术方案中，当多模终端从一种接入媒体切换到另一种接入媒体时，家庭网关不支持无缝切换，业务的连续性将中断。

如图1所示，多模宽带终端设备(BIT)在家庭中的客厅(位置A)环境时通过WIFI(wireless fidelity，无线高保真，又称802.11b标准)的方式接入到网关进行网络游戏，当用户将该设备带入到卧室(B位置)后由于WIFI信号减弱，QOS(服务质量)降低，用户只能终止当前的游戏，重新将宽带终端设备(BIT)通过以太网接入到网关，通过以太网重新开始游戏，切换过程如图2所示：

1、用户正在通过WIFI通讯方式进行网络游戏。

2、由于WIFI通讯链路的QOS降低导致链路不可用。

3、用户终止当前的网络游戏，并断开WIFI通讯链路。

4、用户选择了以太网作为新的通讯媒体，建立新的通讯链路。

5、以以太网作为通讯媒体的通讯链路建立后，通知应用层。

6、用户通过以太网媒体通讯链路接入到网关，并重新开始网络游戏。

在上述的用户从使用WIFI方式转换到使用以太网方式进行网络游戏的过程中，用户的游戏过程将会中断，业务的连续性不能保持。因此，现有的技术方案中，当多模终端在不同的媒体接入方式之间进行切换时，无法保持业务的连续性，实现无缝的切换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支持多模终端无缝切换的网关及其方法，以解决现有技术中多模终端通过多种不同类型的接入媒体接入网关时，无法实现无缝切换的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种支持多模终端无缝切换的方法，所述的方法包括如下步骤：

a、网关的应用层功能单元向所述的网关的无缝切换功能模块发送切换指令，所述的网关的无缝切换功能模块与多模终端进行交互，指示所述的多模终端进行切换；

b、所述多模终端和所述的网关之间建立以切换目标接入媒体为通讯媒体的新的通讯链路，完成无缝切换的过程。

其中步骤a之前还包括：

a0、所述的多模终端发起切换请求，并将所述的切换请求发送到所述的网关，所述网关进行切换决策。

其中步骤a0具体包括：

a01、用户通过所述的多模终端发起切换请求，请求切换到指定的目标接入媒体，所述的多模终端将所述的切换请求发送到所述的网关的无缝切换功能模块；

a02、所述的网关的无缝切换功能模块将所述的切换请求传送到所述的网关的应用层功能单元。

其中步骤a0具体包括：

a01、所述的网关的无缝切换功能模块获取所述的多模终端与网关通讯的接入媒体信息，并将所述的信息传递到所述的网关的应用层功能单元，所述的应用层功能单元基于所述的信息选择性能最优的接入媒体作为切换目标接入媒体发起切换。

所述的网关的无缝切换功能模块通过与所述的接入媒体的通讯协议栈获取所述的多模终端与网关通讯的接入媒体的服务质量QOS信息。

其中步骤a具体包括：

a1、所述的网关的应用层功能单元进行切换决策，并向其无缝切换功能模块发出切换指令，同时由所述的网关将所述的当前通讯的数据缓存；

a2、所述的网关的无缝切换功能模块接收所述的网关的应用层功能单元发送的切换指令，并将所述的切换指令发送到所述的多模终端的切换功能模块；

a3、所述的多模终端的切换功能模块将所述的切换传送至所述的多模终端应用层功能单元，所述的多模终端应用层功能单元将所述的当前通讯数据缓存。

其中步骤a具体包括：

a1、所述的网关的应用层功能单元进行切换决策，并向其无缝切换功能模块发出切换指令；

a2、所述的网关的无缝切换功能模块接收所述的网关的应用层功能单元发送的切换指令，并将所述的切换指令发送到所述的多模终端的切换功能模块；

a3、所述的多模终端的切换功能模块将所述的切换传送至所述的多模终端应用层功能单元。

其中步骤b具体包括：

b1、所述的网关无缝切换功能模块向所述的网关的应用层功能单元及所述的切换目标接入媒体的通讯功能单元发出建立新通讯链路的指示，同时所述的多模终端的切换功能模块向所述的多模终端应用层功能单元以及所述的切换目标接入媒体的通讯功能单元发出切换指示；

b2、所述的网关和所述的多模终端的切换目标接入媒体的通讯功能单元之间建立新的通讯链路。

其中步骤b1还包括：

所述的网关的切换目标接入媒体的通讯功能单元通知所述的网关的无缝切换功能模块新的通讯链路建立，所述的无缝切换功能模块通知所述的网关应用层功能单元新的通讯链路建立，所述的多模终端的切换目标接入媒体的通讯功能单元通知所述的多模终端的切换功能模块新的通讯链路建立，所述的切换功能模块通知所述的多模终端应用层功能单元新的通讯链路建立。

其中步骤b之后还包括：

c、所述的多模终端应用层功能单元通过所述的新的通讯链路与所述的网关进行通讯，所述的多模终端的应用层功能单元和所述的网关的应用层功能单元释放所缓存的当前通讯的数据。

其中步骤b之后还包括：

c、所述的多模终端应用层将与所述的网关的通讯链路从当前通讯链路转移到所述的新的通讯链路。

所述的切换目标接入媒体为无线保真WIFI或者以太网或者电力线通讯PLC或者家庭电话线网络联盟HOMEPNA或者通用串行总线USB或者蓝牙或者通用移动通讯系统UMTS。

本发明还提供了一种支持多模终端无缝切换的网关，所述的网关包括广域网WAN侧上行接入功能单元、局域网LAN侧下行接入功能单元，所述的网关还包括：

无缝切换功能模块，与所述的LAN侧下行接入功能单元相连，用来根据多模终端的主动切换要求或根据多模终端与网关通讯的接入媒体链路的信息发起切换请求，并用来通过与所述的多模终端交互，指示所述的多模终端完成切换。

所述的网关还包括应用层功能单元，所述的应用层功能单元通过与所述的无缝切换功能模块进行信息交互实现切换决策、数据缓存和释放的功能。

所述的网关还包括链路层管理实体，用来在切换时缓存当前通讯的数据。

1所述的多模终端支持无线高保真WIFI、以太网、PLC、HOMEPNA、USB、蓝牙以及UMTS媒体接入方式中的两种或者两种以上。

所述的网关为家庭网关。

本发明克服现有技术的不足，采用在现有的网关中配置无缝切换功能模块，用于检测网络内的多种不同类型接入媒体的QOS以及用户发起的切换请求，当用户通过多模终端发起切换请求时，或者当无缝切换功能模块检测到网络内某种类型的接入媒体的信号强度、QOS最优时，无缝切换功能模块以用户选定的目标接入媒体或者信号强度、QOS最优的接入媒体为切换目标媒体，通过与多模终端的交互完成无缝切换的过程的技术方案，使网络中的多模终端在多种类型的媒体接入方式间切换时能保持业务的连续性，给用户更好的体验，并且通过用户预先设置的切换条件，当多模终端到网关有多种接入方式可用时，网关可以自动为多模终端自动选择一种最优QOS的接入方式。

附图说明

图1为多模终端通过多种类型的接入媒体接入网关的示意图；

图2为现有技术中多模终端在不同类型的接入媒体之间切换的流程图；

图3为本发明方案流程图；

图4为本发明实施例系统框图；

图5为本发明实施例所述的场景一流程图；

图6为本发明实施例所述的场景二流程图。

具体实施方式

本发明的基本原理是在网关上配置无缝切换功能模块，用于检测网络内的多种不同类型接入媒体的链路质量以及用户发起的切换请求，当用户通过多模终端发起切换请求时，或者当无缝切换功能模块检测到网络内某种类型的接入媒体的信号强度、QOS最优时，无缝切换功能模块以用户选定的目标接入媒体或者信号强度、QOS最优的接入媒体为切换目标媒体，通过与多模终端的交互完成无缝切换的过程，多模终端利用新建的通讯链路进行通讯。

以下结合附图和具体实施例进行详细说明。

本发明实施例所述的家庭网关的系统框图如图3所示，其中主要包括三个部分：用于WAN(广域网)侧的上行接入功能单元、用于LAN(局域网)侧的下行接入单元、用于网络地址转换和QOS管理的单元。其中WAN侧的上行接入功能单元用于实现网关到广域网络的接入功能，通过该单元网关可以接入到广域网络；LAN侧的下行接入单元用于实现网关与家庭终端设备的连接功能，通过该功能家庭终端设备可以接入到网关，并通过WAN侧的上行接入功能单元进一步接入到广域网络；网络地址转换和QOS管理的单元用于对接入到网关的终端设备的网络地址以及终端通讯链路的QOS提供管理。

其中，LAN侧下行接入功能单元支持WIFI、以太网、PLC(电力线通讯)、HOMEPNA(家庭电话线网络联盟，Home Phone-line Networking Alliance)、USB(通用串行总线)、蓝牙、UMTS(通用移动通讯系统)等多种不同媒体类型的通讯方式，为家庭网络终端设备接入到网关提供了多种接入方式。

网关中的LAN侧下行接入功能单元还包括一个无缝切换功能模块，该模块一方面用于发现多模终端与家庭网关相连的多种媒体类型、检测不同媒体类型链路的QOS及用户通过多模终端发起的切换需求；另一方面，该模块可以基于用户的主动切换要求或基于不同类型媒体链路的QOS等参数做出切换决定，并通过与位于多模终端上的切换功能模块交互，对整个的切换过程提供管理和服务。

其中，网关LAN侧无缝切换功能模块与各类型通讯媒体协议栈的相关层有通讯接口，通过该通讯接口可以检测到连接到网关的多模终端，当多模终端以两种或以上类型的媒体连接到网关时，该模块通过终端的唯一标识或其他类似的方法识别其为同一个多模终端。

同时，该模块还通过接收来自多模终端的信息，判断是否有来自用户的主动切换请求，如果接收到来自用户的主动切换请求就以用户指定的接入媒体为切换目标接入媒体向网关应用层功能单元发起切换请求，在当前链路断开的情况下，网关在切换决策后将当前通讯的数据缓存(可以由应用层也可以由链路层管理实体缓存)，如果当前链路QOS降低，但还可继续使用，则多模终端和网关之间在切换的过程中继续采用当前链路进行通讯，以保持业务的连续性；该模块还根据网关应用层功能单元的切换指令，与多模终端交互，通知多模终端的应用层功能单元将当前通讯的数据缓存，完成无缝切换，使多模终端在切换的过程中保持业务的连续性；如果没有来自用户的主动切换请求，该模块通过与各类型通讯媒体协议栈的相关层定义的通讯接口，获取多模终端通过不同类型媒体与网关通讯的信号强度、QOS等信息，并基于这些信息从网关当前与同一个多模终端连接的多种类型接入媒体中选择性能最优的一种接入媒体作为切换目标接入媒体发起切换(如果最优接入媒体就是当前接入使用的媒体则无需切换)，并通过与多模终端的信息交互完成无缝切换，使多模终端在切换的过程中保持业务的连续性。

网关LAN侧无缝切换功能模块控制多模终端进行无缝切换的流程如图4所示，包括如下的步骤：

1、网关LAN侧无缝切换功能模块通过与各类型通讯媒体协议栈的通讯接口检测到连接到网关的多模终端。

2、网关LAN侧无缝切换功能模块判断是否有多模终端同时以多种方式连接到网关，如果有，则转步骤3，否则转步骤1。

3、网关LAN侧无缝切换功能模块判断是否有用户发起的主动切换请求，如果有，转步骤4，否则转步骤6。

4、网关LAN侧无缝切换功能模块以用户选定的媒体接入方式为切换目标接入媒体发起切换，向无缝切换功能模块发送切换指令。

5、网关LAN侧无缝切换功能模块与多模终端的切换功能模块进行信息交互，完成无缝切换，切换完成后，转步骤1。

6、网关LAN侧无缝切换功能模块通过与各类型通讯媒体协议栈的相关层定义的通讯接口，获取多模终端通过不同接入媒体与网关通讯的信号强度、QOS等信息，并基于这些信息从网关当前与同一个多模终端连接的多种类型接入媒体中选择性能最优的一种接入媒体作为切换目标接入媒体发起切换，并向无缝切换功能模块发送切换指令。

7、网关LAN侧无缝切换功能模块与多模终端的无缝切换功能模块进行信息交互，完成无缝切换，切换完成后，转步骤1。

以下以多模终端在WIFI和以太网之间的切换为例进行具体说明：

场景一：当前多模终端通过WIFI连接到家庭网关进行网络通讯业务，在当前WIFI通讯链路QOS下降时，多模终端侧主动发起切换，由WIFI切换到以太网，由于当前链路还可继续使用，此时不需要缓存数据，多模终端和网关之间在切换的过程中采用WIFI通讯链路通讯，切换流程如图5所示：

1、当前通讯链路为WIFI类型，多模终端通过WIFI方式接入到网关进行网络游戏。

2、由于用户位置的移动(如用户从客厅进入到卧室)等因素，WIFI的QOS降低，于是用户将以太网线插入多模终端，多模终端通过以太网媒体自动与网关建立二层链路，并上报多模终端的唯一身份标识。

3、用户通过多模终端的应用层功能单元，发起切换到新的以太网通讯链路的请求到多模终端的无缝切换功能模块，并由多模终端无缝切换功能模块通过当前的WIFI通讯链路(QOS能力降低但还可用)或以太网二层链路将该请求发送到网关，由网关的无缝切换功能模块进一步通知网关的应用层功能单元。

4、网关的应用层功能单元，根据与新建以太网二层链路关联的多模终端标识、与原来WIFI通讯链路关联的多模终端标识信息，以及新建以太网二层链路的通讯特性做出切换决策，并发出切换指令到网关的无缝切换功能模块，无缝切换功能模块通过当前的WIFI通讯链路或以太网二层链路将该指令发送到多模终端的无缝切换功能模块，多模终端的无缝切换功能模块进一步将切换指令通知到多模终端的应用层。

5、位于网关和多模终端的无缝切换功能模块，在接收到切换指令后，向各自的应用层功能单元和以太网通讯功能单元发出建立新通讯链路的请求。

6、由多模终端和网关基于已建立的以太网二层链路进一步完成以太网应用层通讯链路的建立，并通知到应用层。

7、多模终端应用层将与网关的通讯链路从当前的WIFI通讯链路转移到新的以太网通讯链路，并拆除原来的WIFI通讯链路，用户通过新的以太网通讯连路在多模终端上继续进行网络游戏。

场景二、当前多模终端通过以太网连接到家庭网关进行通讯业务，以太网断开后网关侧自动发起切换，由以太网切换到到WIFI，此时由于当前通讯链路断开，网关和多模终端需要缓存当前通讯的数据，待新的链路建立后释放缓存的数据，以保持业务的连续性，切换流程如图6所示：

1、当前通讯链路为WIFI类型，多模终端通过WIFI方式接入到网关进行网络游戏。

2、由于多模终端用户位置的移动(如从卧室来到客厅)，用户断开多模终端当前使用的以太网，这时网关及多模终端的以太网通讯功能单元向各自的无缝切换功能模块发出当前通讯链路不可用的提示，并由无缝切换功能模块将该事件通知到应用层，同时多模终端与网关建立WIFI的二层链路连接，并缓存当前的通讯数据；网关的WIFI通讯功能单元，通过与多模终端建立的二层链路获得多模终端的唯一身份标识，并上报到应用层。

3、网关的应用层根据与新建WIFI二层链路关联的多模终端标识、与原来以太网通讯链路关联的多模终端标识信息，以及新建WIFI二层链路的通讯特性做出切换决策，网关将当前通讯的数据缓存，并发出切换指令到无缝切换功能模块，无缝切换功能模块将切换指令通过WIFI二层链路发送到多模终端的无缝切换功能模块，再由多模终端的无缝切换功能模块通知到其应用层，多模终端应用层功能单元将当前通讯数据缓存。

4、网关的无缝切换功能模块在接收到切换指令后，通过已建立的二层WIFI链路将该请求发送到多模终端的无缝切换功能模块，网关和多模终端的无缝切换功能模块分别向各自的应用层及相应的WIFI通讯功能单元发出建立新的通讯链路的指示。

5、网关和多模终端的WIFI通讯功能单元基于已建立的二层通讯链路进一步完成应用层通讯链路的建立，并通知到各自的无缝切换功能模块，再由无缝切换功能模块进一步通知到各自的应用层和原来的以太网通讯功能单元。

6、多模终端使用已建立的WIFI通讯链路与网关进行通讯，拆除原来的以太网通讯链路，释放缓存的数据使用户在多模终端上继续进行网络游戏。

Claims (17)

1.一种支持多模终端无缝切换的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

a、网关的应用层功能单元向所述的网关的无缝切换功能模块发送切换指令，所述的网关的无缝切换功能模块与多模终端进行交互，指示所述的多模终端进行切换；

b、所述多模终端和所述的网关之间建立以切换目标接入媒体为通讯媒体的新的通讯链路，完成无缝切换的过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a之前还包括：

a0、所述的多模终端发起切换请求，并将所述的切换请求发送到所述的网关，所述网关进行切换决策。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中步骤a0具体包括：

a01、用户通过所述的多模终端发起切换请求，请求切换到指定的目标接入媒体，所述的多模终端将所述的切换请求发送到所述的网关的无缝切换功能模块；

a02、所述的网关的无缝切换功能模块将所述的切换请求传送到所述的网关的应用层功能单元。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中步骤a0具体包括：

a01、所述的网关的无缝切换功能模块获取所述的多模终端与网关通讯的接入媒体信息，并将所述的信息传递到所述的网关的应用层功能单元，所述的应用层功能单元基于所述的信息选择性能最优的接入媒体作为切换目标接入媒体发起切换。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的网关的无缝切换功能模块通过与所述的接入媒体的通讯协议栈获取所述的多模终端与网关通讯的接入媒体的服务质量QOS信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a具体包括：

a1、所述的网关的应用层功能单元进行切换决策，并向其无缝切换功能模块发出切换指令，同时由所述的网关将所述的当前通讯的数据缓存；

a2、所述的网关的无缝切换功能模块接收所述的网关的应用层功能单元发送的切换指令，并将所述的切换指令发送到所述的多模终端的切换功能模块；

a3、所述的多模终端的切换功能模块将所述的切换传送至所述的多模终端应用层功能单元，所述的多模终端应用层功能单元将所述的当前通讯数据缓存。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a具体包括：

a1、所述的网关的应用层功能单元进行切换决策，并向其无缝切换功能模块发出切换指令；

a2、所述的网关的无缝切换功能模块接收所述的网关的应用层功能单元发送的切换指令，并将所述的切换指令发送到所述的多模终端的切换功能模块；

a3、所述的多模终端的切换功能模块将所述的切换传送至所述的多模终端应用层功能单元。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤b具体包括：

b1、所述的网关无缝切换功能模块向所述的网关的应用层功能单元及所述的切换目标接入媒体的通讯功能单元发出建立新通讯链路的指示，同时所述的多模终端的切换功能模块向所述的多模终端应用层功能单元以及所述的切换目标接入媒体的通讯功能单元发出切换指示；

b2、所述的网关和所述的多模终端的切换目标接入媒体的通讯功能单元之间建立新的通讯链路。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤b1还包括：

所述的网关的切换目标接入媒体的通讯功能单元通知所述的网关的无缝切换功能模块新的通讯链路建立，所述的无缝切换功能模块通知所述的网关应用层功能单元新的通讯链路建立，所述的多模终端的切换目标接入媒体的通讯功能单元通知所述的多模终端的切换功能模块新的通讯链路建立，所述的切换功能模块通知所述的多模终端应用层功能单元新的通讯链路建立。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中步骤b之后还包括：

c、所述的多模终端应用层功能单元通过所述的新的通讯链路与所述的网关进行通讯，所述的多模终端的应用层功能单元和所述的网关的应用层功能单元释放所缓存的当前通讯的数据。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中步骤b之后还包括：

c、所述的多模终端应用层将与所述的网关的通讯链路从当前通讯链路转移到所述的新的通讯链路。

12.根据权利要求1或者3或者4或者8所述的方法，其特征在于，所述的切换目标接入媒体为无线保真WIFI或者以太网或者电力线通讯PLC或者家庭电话线网络联盟HOMEPNA或者通用串行总线USB或者蓝牙或者通用移动通讯系统UMTS。

13.一种支持多模终端无缝切换的网关，所述的网关包括广域网WAN侧上行接入功能单元、局域网LAN侧下行接入功能单元，其特征在于，所述的网关还包括：

无缝切换功能模块，与所述的LAN侧下行接入功能单元相连，用来根据多模终端的主动切换要求或根据多模终端与网关通讯的接入媒体链路的信息发起切换请求，并用来通过与所述的多模终端交互，指示所述的多模终端完成切换。

14.根据权利要求13所述的网关，其特征在于，所述的网关还包括应用层功能单元，所述的应用层功能单元通过与所述的无缝切换功能模块进行信息交互实现切换决策、数据缓存和释放的功能。

15.根据权利要求13所述的网关，其特征在于，所述的网关还包括链路层管理实体，用来在切换时缓存当前通讯的数据。

16.根据权利要求13所述的网关，其特征在于，所述的多模终端支持无线高保真WIFI、以太网、PLC、HOMEPNA、USB、蓝牙以及UMTS媒体接入方式中的两种或者两种以上。

17.根据权利要求13所述的网关，其特征在于，所述的网关为家庭网关。

Images