CN101146331B - 基于媒体无关切换技术的切换方法和系统 - Google Patents

基于媒体无关切换技术的切换方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于媒体无关切换技术的切换方法和系统，其关键是，在切换过程中，避免数据丢失的操作由在切换完毕后开始执行改为在接收到切换提交响应后就开始执行，从而提高了数据转发的效率，提高了切换效率，降低了切换时延。再有，对现有的媒体无关的切换流程进行完善，由于现有的部分媒体接入技术并不支持切换完成消息在移动节点和目标网络节点之间传递，因此将此步骤设为一种可选而非必选的步骤。而切换完成消息在目标网络节点和原服务网络节点之间的传递则是必选步骤。这样，使得现有的媒体接入技术能在尽量少的技术改动下完整地支持媒体无关的切换流程。

Description

基于媒体无关切换技术的切换方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及基于媒体无关切换技术的切换方法和系统。
背景技术
目前，为了解决移动用户在IEEE 802.3/802.11/802.16/3GPP/3GPP2系统之间的漫游切换问题，已经成立了IEEE 802.21工作组，其负责制订公共切换框架用于有线和无线IEEE 802标准(如IEEE 802.3/11/16)及3G标准，规范在不同标准之间进行切换的要求以及相应的切换机制。
802.21(媒体无关的切换)标准开发的目的在于提供不同类型媒体之间的切换过程，通过支持不同类型媒体之间的切换来增强用户对移动设备的体验，目标是最终使移动设备在网间漫游时能自动选择最好用的网络连接类型并无缝切换话路，而且无需用户干预。
802.21的媒体无关的切换解决方案引入了一种能确保不同类型媒体之间业务切换连续性的架构，为实现这种切换的无缝性和连续性，需要在网元间实现一组切换功能集。在网元的移动性管理协议栈中配置这些切换功能集就形成了一个新的协议层，称之为媒体无关的切换(MIH，Media IndependentHandover)协议层。MIH层协议栈提供如下的服务：
1.MIH事件服务(MIH-ES)：提供关于链路特征、链路状态和链路质量的动态变化事件的事件分类、事件过滤和事件报告。
2.MIH命令服务(MIH-CS)：提供MIH用户管理服务、控制与切换和移动性相关的链路行为。
3.MIH信息服务(MIH-IS)：提供服务网络和周围网络的特征，以及业务的详细信息。这些信息用于有效的系统接入和切换决定。
媒体无关切换一般分为终端即移动节点(MN，Mobile Node)发起和网络发起两种情况，下面分别对其进行说明。
图1所示为现有一种实施方式的移动节点发起的媒体无关切换流程图。
步骤101～104，经网络发现阶段，MN向信息服务器(Information Server)发起MIH获取信息请求(MIH_Get_Information Request)，并从来自信息服务器的获取信息响应(MIH_Get_Information Response)中得到MN周围邻居网络的信息，并选择出目标网络。
步骤105～108，移动节点发送MIH发起切换请求(MIH_Handover_Initiate_Request)消息给服务网络节点(Serving PoS)；服务网络节点接收到该消息后，发送MIH切换准备请求(MIH_Handover_PrepareRequest)消息给一个或多个目标网络节点(Candidate PoS)，以查询目标网络节点的资源情况，每个目标网络节点通过MIH切换准备响应(MIH_Handover_Prepare Response)消息来响应资源查询的结果；在检查了目标网络节点的响应后，服务网络节点通过MIH发起切换响应(MIH_Handover_Initiate_Request)消息通知移动节点关于目标网络节点处资源的可获得情况。
步骤109～112，移动节点根据MIH_Handover_Initiate Response消息的结果确定实际要切换的目标网络节点，并发送MIH切换提交请求(MIH_Handover_Commit Request)消息给服务网络节点，提交媒体无关的切换；服务网络节点可以通过MIH_Handover_Commit Request消息通知目标网络节点移动节点将要切换到该目标网络；服务网络节点接收到来自目标网络节点的MIH切换提交响应(MIH_Handover_Commit Response)消息后，通过MIH切换提交响应(MIH_Handover_Commit Response)消息通知移动节点切换执行的结果。
步骤113，高层执行切换操作，即进入切换执行阶段。
步骤114～115，在高层切换完成后，移动节点发送切换完成请求(MIH_Handover_Complete Request)消息给目标网络节点；并接收来自目标网络节点的切换完成响应(MIH_Handover_Complete Response)消息。
至此，移动节点发起的切换流程结束。
图2所示为现有一种实施方式的网络发起的媒体无关切换流程图。
步骤201～202，服务网络节点保存有或者通过消息交互，如MIH_Get_Information Request/Response，从信息服务器获取到移动节点周围邻居网络的信息。
步骤203～204，当切换条件触发后，服务网络节点发送MIH_Handover_Prepare Request消息给一个或多个目标网络节点(CandidatePoS)，以查询目标网络节点的资源情况。目标网络节点通过MIH_Handover_Prepare Response消息响应资源查询的结果。
步骤205～206，服务网络节点发送MIH_Handover_Initiate Request消息给移动节点以发起切换过程。移动节点发送MIH_Handover_Initiate Response消息给服务网络节点以响应其请求。
步骤207～208，服务网络节点发送MIH_Handover_Commit Request消息给目标网络节点，以指示移动节点将切换到该目标网络，并接收来自目标网络节点的MIH_Handover_Commit Response消息。这两步为可选步骤，而且，其也可以在步骤209～210之后再进行。
步骤209～210，服务网络节点发送MIH_Handover_Commit Request消息给移动节点，提交切换的请求，并接收来自移动节点的MIH_Handover_Commit Response消息，用于响应提交切换请求的结果。
步骤211，高层执行切换操作，即进入切换执行阶段。
步骤212～213，在高层切换完成后，移动节点发送MIH_Handover_Complete Request消息给目标网络节点；并接收来自目标网络节点的MIH_Handover_Complete Response消息。
至此，网络发起的切换流程结束。
上述实现方式至少存在如下问题：
1、与目前编号为P802-21-D01-09的标准草案的描述存在不一致。
目前的标准草案的描述为，切换完成后目标网络节点应该通知原来的服务网络节点切换已经完成，指示原服务网络节点可以及时地释放原来的连接资源。但是在上述实现方案中，切换完成请求消息是从移动节点发到目标网络节点。由于在现有及演进的3G技术中，切换完成请求消息是从目标网络节点发送到原服务网络节点，其并不支持切换完成请求消息从移动节点发到目标网络节点，因此，这种对3G空口消息的改动并不具有实用价值。
2、上述实现方案中没有避免数据丢失的步骤，因而在切换过程中存在数据损失。
图3所示为现有另一种实施方式的移动节点发起的媒体无关切换流程图。其主要实现过程与图1所示实施方式大体相同，区别在于：当切换操作完毕后，由目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Request消息给服务网络节点；之后，开始执行避免数据丢失的操作，如执行数据转发或者双播操作等；最后，服务网络节点发送MIH_Handover_Complete Response消息给目标网络节点。即图中的步骤311～313。而且，在图3所示实施方式中，没有移动节点给目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Request消息的步骤，即图1中的步骤114和115不存在。
图4所示为现有另一种实施方式的网络发起的媒体无关切换流程图。其主要实现过程与图2所示实施方式大体相同，区别在于：当切换操作完毕后，由目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Request消息给服务网络节点；之后，开始执行避免数据丢失的操作，如执行数据转发或者双播操作等；最后，服务网络节点发送MIH_Handover_Complete Response消息给目标网络节点。即图中的步骤411～413。而且，在图4所示实施方式中，没有移动节点给目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Request消息的步骤，即图2中的步骤212和213不存在。
上述另一种实现方式至少存在以下问题：
数据转发等避免数据丢失的步骤是在切换完成请求消息发送到原服务网络节点后才开始的，如果数据转发的效率低则会导致切换效率低，当转发的数据量大时会导致切换时延长。
发明内容
本发明在于提供一种基于媒体无关切换技术的切换方法和系统，以解决在避免数据丢失的同时，提高切换效率。
本发明技术方案包括：
一种基于媒体无关切换技术的切换方法，包括：
服务网络节点接收到切换提交响应后，开始与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作；
移动节点和目标网络节点之间执行切换过程；
切换操作完毕后，移动节点给目标网络节点发送切换完成请求；
目标网络节点给服务网络节点发送切换完成请求，并接收来自服务网络节点的切换完成响应；
目标网络节点在接收到来自服务网络节点的切换完成响应后，给移动节点发送切换完成响应。
当所述切换由移动节点发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应来自目标网络节点；所述服务网络节点与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作之前或之后或同时，进一步包括：给移动节点返回切换提交响应。
当所述切换由网络发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应包括来自移动节点和/或目标网络节点的切换提交响应。
所述避免数据丢失的操作包括：数据转发操作，或双播操作。
一种基于媒体无关切换技术的切换系统，包括移动节点、服务网络节点、以及目标网络节点，
所述服务网络节点包括：用于接收到切换提交响应后，开始与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作，并且，控制移动节点和目标网络节点间执行切换操作的装置；
所述移动节点还包括：用于切换操作完毕后，给目标网络节点发送切换完成请求的装置；
所述目标网络节点包括：用于切换操作完毕后，给服务网络节点发送切换完成请求消息，并接收来自服务网络节点的切换完成响应消息的装置；以及，在接收到来自服务网络节点的切换完成响应后，给移动节点发送切换完成响应的装置。
当所述切换由移动节点发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应来自目标网络节点；所述服务网络节点还包括：用于给移动节点返回切换提交响应的装置。
当所述切换由网络发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应包括来自移动节点和/或目标网络节点的切换提交响应。
所述避免数据丢失的操作包括：数据转发操作，或双播操作。
一种通信网络，用于与移动节点进行交互，包括服务网络节点和目标网络节点，其中，
所述服务网络节点包括：用于接收到切换提交响应后，开始与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作，并且，控制移动节点和目标网络节点间执行切换操作的装置；
所述移动节点还包括：用于切换操作完毕后，给目标网络节点发送切换完成请求的装置；
所述目标网络节点包括：用于切换操作完毕后，给服务网络节点发送切换完成请求消息，并接收来自服务网络节点的切换完成响应消息的装置；以及，在接收到来自服务网络节点的切换完成响应后，给移动节点发送切换完成响应的装置。
本发明的关键是，在切换过程中，避免数据丢失的操作由在切换完毕后开始执行改为在接收到切换提交响应后就开始执行，从而提高了数据转发的效率，提高了切换效率，降低了切换时延。
附图说明
图1是现有一种实施方式的移动节点发起的媒体无关切换流程图；
图2是现有一种实施方式的网络发起的媒体无关切换流程图；
图3是现有另一种实施方式的移动节点发起的媒体无关切换流程图；
图4是现有另一种实施方式的网络发起的媒体无关切换流程图；
图5是根据本发明一实施例的移动节点发起的媒体无关切换流程图；
图6是根据本发明一实施例的网络发起的媒体无关切换流程图。
具体实施方式
本发明包括：在切换过程中，避免数据丢失的操作由在切换完毕后开始执行改为在接收到切换提交响应后就开始执行，提高了数据转发的效率，从而提高了切换效率和降低了切换时延。再有，对现有的媒体无关的切换流程进行完善，由于现有的部分媒体接入技术并不支持切换完成消息在移动节点和目标网络节点之间传递，因此将此步骤设为一种可选而非必选的步骤。而切换完成消息在目标网络节点和原服务网络节点之间的传递则是必选步骤。
下面结合附图及具体实施例，以作为用户节点的移动节点为例，对本发明再做详细说明。
图5是根据本发明一实施例的移动节点发起的媒体无关切换流程图。
步骤501，移动节点通过消息交互从信息服务器获取到移动节点周围邻居网络的信息。并且根据切换策略选择了要切换的一个或多个目标网络。
步骤502，移动节点发送MIH_Handover_Initiate Request消息给当前的服务网络节点。
步骤503，服务网络节点接收到该消息后，发送MIH_Handover_PrepareRequest消息给一个或多个目标网络节点，以查询目标网络节点的资源情况。
步骤504，每个目标网络节点通过MIH_Handover_Prepare Response消息响应资源查询的结果给服务网络节点。
步骤505，在检查了目标网络节点的响应后，服务网络节点发送MIH_Handover_Initiate Response通知移动节点关于目标网络节点处资源的可获得情况。移动节点根据MIH_Handover_Initiate Response消息的结果确定实际要切换的目标网络节点。
步骤506，移动节点发送MIH_Handover_Commit Request消息给服务网络节点，提交媒体无关的切换。
步骤507，服务网络节点可以通过MIH_Handover_Commit Request消息通知目标网络节点移动节点将要切换到该目标网络。
步骤508，服务网络节点接收来自目标网络节点的MIH_Handover_Commit Response消息。
步骤509，服务网络节点通过MIH_Handover_Commit Response消息通知移动节点切换提交执行的结果。
步骤510，开始执行避免数据丢失的操作，如执行数据转发或者双播操作等。
步骤511，移动节点和目标节点之间开始切换执行，如建立层2链路，层3的MIP(移动互联网协议)注册等。
步骤512，在高层切换完成后，移动节点发送MIH_Handover_CompleteRequest消息给目标网络节点。本步骤为可选步骤。
步骤513，目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Request消息给原服务网络节点，以通知其切换完成。
步骤514，服务网络节点发送MIH_Handover_Complete Response消息给目标网络节点，以响应其请求。
步骤515，目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Response消息给移动节点，以响应其请求。本步骤是随步骤512的存在而存在。
至此，移动节点发起的切换流程结束。
图6所示为根据本发明一实施例的网络发起的媒体无关切换流程图。
步骤601，服务网络节点保存有或者通过消息交互，获取到移动节点周围邻居网络的信息。
步骤602，当切换条件触发后，服务网络节点发送MIH_Handover_PrepareRequest消息给一个或多个目标网络节点，以查询目标网络节点的资源情况。
步骤603，目标网络节点通过MIH_Handover_Prepare Response消息响应资源查询的结果。
步骤604，服务网络节点发送MIH_Handover_Initiate Request消息给移动节点以发起切换过程。
步骤605，移动节点发送MIH_Handover_Initiate Response消息给服务网络节点以响应其请求。
步骤606，服务网络节点发送MIH_Handover_Commit Request消息给目标网络节点，以指示移动节点将切换到该目标网络节点。
步骤607，服务网络节点接收来自目标网络节点的MIH_Handover_CommitResponse消息。
上述步骤606和607为可选步骤，而且，其也可以在步骤608和609之后执行。
步骤608，服务网络节点发送MIH_Handover_Commit Request消息给移动节点，提交切换的请求。
步骤609，服务网络节点接收来自移动节点的MIH_Handover_CommitResponse消息。
至此，服务网络节点已经分别接收到了目标网络节点和移动节点的MIH_Handover_Commit Response消息。
步骤610，开始执行避免数据丢失的操作，如执行数据转发或者双播操作等。
步骤611，移动节点和目标节点之间开始切换执行，如建立层2链路，层3的MIP注册等。
步骤612，在高层切换完成后，移动节点发送MIH_Handover_CompleteRequest消息给目标网络节点。本步骤为可选步骤。
步骤613，目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Request消息给原服务网络节点，以通知其切换完成。
步骤614，服务网络节点发送MIH_Handover_Complete Response消息给目标网络节点，以响应其请求。
步骤615，目标网络节点发送MIH_Handover_Complete Response消息给移动节点，以响应其请求。本步骤是随步骤612的存在而存在。
至此，网络发起的切换流程结束。
从上述实施例中可以看出，无论对于移动节点发起的切换还是网络发起的切换，本发明实施例还对现有的媒体无关的切换流程进行了完善，由于现有的部分媒体接入技术并不支持切换完成消息在移动节点和目标网络节点之间传递，因此将此步骤设为一种可选而非必选的步骤。而切换完成消息在目标网络节点和原服务网络节点之间的传递则是必选步骤。这样，使得现有的媒体接入技术能在尽量少的技术改动下完整地支持媒体无关的切换流程。
需要说明一点，无论对于移动节点发起的切换还是网络发起的切换，所执行的避免数据丢失的操作可能一直持续整个切换的过程，而且根据实际数据量的多少，所执行的避免数据丢失的操作还有可能一直持续到服务网络节点发送MIH_Handover_Complete Response消息之前。
再有，对于图5所示流程，在实际应用中，执行的避免数据丢失的操作即步骤510，可以在步骤509之后执行，也可以在步骤509之前执行，还可以与步骤509同时执行，也就是说，在步骤509和510之间没有严格的时间顺序。
本发明还提供了一种基于媒体无关切换技术的切换系统，包括移动节点、服务网络节点、以及目标网络节点，其中，
所述服务网络节点包括：用于接收到切换提交响应后，开始与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作，并且，控制移动节点和目标网络节点间执行切换操作的装置；其中避免数据丢失的操作包括：数据转发操作，或双播操作；
当切换由移动节点发起时，上述服务网络节点接收到切换提交响应来自目标网络节点；上述服务网络节点还包括：给移动节点返回切换提交响应的装置。
当切换由网络发起时，上述服务网络节点接收到切换提交响应包括来自移动节点和目标网络节点的切换提交响应。
所述目标网络节点包括：切换操作完毕后，给服务网络节点发送切换完成请求消息，并接收来自服务网络节点的切换完成响应消息的装置。
再有，上述移动节点还包括：切换操作完毕后，给目标网络节点发送切换完成请求消息的装置；上述目标网络节点还包括：接收到来自服务网络节点的切换完成响应消息后，给移动节点发送切换完成响应消息的装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于媒体无关切换技术的切换方法，其特征在于，包括：
服务网络节点接收到切换提交响应后，开始与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作；
移动节点和目标网络节点之间执行切换过程；
切换操作完毕后，移动节点给目标网络节点发送切换完成请求；
目标网络节点给服务网络节点发送切换完成请求，并接收来自服务网络节点的切换完成响应；
目标网络节点在接收到来自服务网络节点的切换完成响应后，给移动节点发送切换完成响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述切换由移动节点发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应来自目标网络节点；
所述服务网络节点与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作之前或之后或同时，进一步包括：给移动节点返回切换提交响应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述切换由网络发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应包括来自移动节点和/或目标网络节点的切换提交响应。
4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述避免数据丢失的操作包括：数据转发操作，或双播操作。
5.一种基于媒体无关切换技术的切换系统，包括移动节点、服务网络节点、以及目标网络节点，其特征在于，
所述服务网络节点包括：用于接收到切换提交响应后，开始与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作，并且，控制移动节点和目标网络节点间执行切换操作的装置；
所述移动节点还包括：用于切换操作完毕后，给目标网络节点发送切换完成请求的装置；
所述目标网络节点包括：用于切换操作完毕后，给服务网络节点发送切换完成请求消息，并接收来自服务网络节点的切换完成响应消息的装置；以及，在接收到来自服务网络节点的切换完成响应后，给移动节点发送切换完成响应的装置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述切换由移动节点发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应来自目标网络节点；
所述服务网络节点还包括：用于给移动节点返回切换提交响应的装置。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述切换由网络发起时，所述服务网络节点接收到的切换提交响应包括来自移动节点和/或目标网络节点的切换提交响应。
8.根据权利要求5～7任一所述的系统，其特征在于，所述避免数据丢失的操作包括：数据转发操作，或双播操作。
9.一种通信网络，用于与移动节点进行交互，包括服务网络节点和目标网络节点，其特征在于，
所述服务网络节点包括：用于接收到切换提交响应后，开始与目标网络节点之间执行避免数据丢失的操作，并且，控制移动节点和目标网络节点间执行切换操作的装置；
所述移动节点还包括：用于切换操作完毕后，给目标网络节点发送切换完成请求的装置；
所述目标网络节点包括：用于切换操作完毕后，给服务网络节点发送切换完成请求消息，并接收来自服务网络节点的切换完成响应消息的装置；以及，在接收到来自服务网络节点的切换完成响应后，给移动节点发送切换完成响应的装置。
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