CN101151861A - 采用上下文转移管理器的域间上下文转移 - Google Patents

Abstract

介绍了一种用于在异构网络中的改良的上下文转移的方法和设备。上下文信息通过上下文转移管理器被从第一访问网络中的源实体收集并被传输到第二访问网络的上下文转移管理器其转送上下文信息到其内的目标实体，在上下文转移管理器之一内上下文信息的至少一部分被转换从在第一访问网络中被支持的格式到在第二访问网络中被支持的另一格式。此方法可以被实现前摄交接之前或反馈交接之后。在一个实施例中，在一个访问域内的上下文转移被直接在访问路由器间执行，而不同访问域间的上下文转移经由上下文管理器被执行。在另一实施例中，来自访问点的信标被计数为了确定用于未决交接的候选。

Description

采用上下文转移管理器的域间上下文转移

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统。特别涉及用于异构(heterogeneous)网络中的无缝域间交接(handover)支持的上下文转移。

背景技术

4G移动通信网络的主要特性是无线电与网络技术的异构性(heterogeneity)。4G网络被认为是各以一种网络呈现给终端用户的多种不同网络的综合体，以网际协议(IP)作为公共基础。所需解决的问题是在这样的异构环境中提供无缝移动性以支持诸如经过网络协议(IP)电话的音频的交互应用。

以IP为基础的异构网络体系结构被采用，由几个互相连接的网络组成，其可以采用不同的网络技术(如服务的区分服务质量DiffServ QoS，服务的综合服务质量等IntServ QoS)，不同的访问网络技术(如无线本地局域网WLAN、UMTS音频访问网络UTRAN......)并可以被不同的操作控制。此网络具有移动性支持，如移动节点(MN)能够在那些网络间移动不打断在较高层间的连接(如传送控制协议TCP)。这一进程被称作“交接”并能够被诸如通过移动IP提供在层3。然而，哪种机制被用于此目的对本发明没有影响。

在新的网络中交接过程包括多个任务如在新的网络中认证和授权、无线定位环节和IP对话、在网络中建立QoS状态等。为了支持无缝交接，交接的执行不得不被提高，如交接延迟需要被降低。到最后，上下文转移能够被应用。“上下文转移”是用于转移与MN相关的上下文或状态(如用于QoS，引导压缩、AAA等)从一种网络实体(如访问路由器AR)到另一种的术语，以便MN不必在交接后从零开始在新的网络时体中再建立状态。

网络工程任务组(IETF)中的“seamoby”工作组开发了称作上下文转移协议(CTP)的层3协议，以能够在IP网络中的AR间进行被授权的上下文转移(J.Loughney，M.Nakhjiri，C.Perkins，R.koodli，“上下文转移协议”，IETF因特网草案draft-ietf-seamoby-cto-11.txt，2004年8月)。它支持前摄或预测上下文转移，即在交接被执行前从当前AR向下一AR转移上下文，也支持反应(reactive)上下文转移，即在交接发生后从前一AR向当前AR的转移上下文。上下文转移能够分别通过移动节点、前一AR、以及下一AR被触发。CTP定义了各种消息：上下文转移请求(CT-Req)、上下文转移数据(CTD)、上下文转移数据答复(CTDR)、上下文转移激活请求(CTAR)、上下文转移激活确认(CTAA)以及上下文转移取消(CTC)。这些消息在移动节点、前一AR和下一AR间交换。CTP设定MN和AR1共用一个用于认证目的的密匙。

图1显示了采用CTP用于前摄上下文转移的信令流程。AR1 102和AR2103属于不同的网络104和105。在S106中确定(也称作目标或下一AR/nAR)AR2 103的IP地址后，如采用CARD协议支持(见下文)，MN 101在107中发送CTAR消息到AR1 102(也称为源或前一AR/pAR)其包括AR2的IP地址、MN的IP地址、匹配请求答复的序列号(SN)、授权标记以及将被转移的上下文类型。授权标记通过MN采用无用信息功能及与AR1共用的密匙计算。AR1验证此标记以及，如果成功，采用CTD消息转移在108中的上下文数据和共用密匙到AR2中。AR2能够确认收到在S109中的CTDR消息。交接后，在S110中MN发送CTAR消息到AR2，其然后再次验证授权标记并在成功验证的条件下安装上下文。注意此消息包括pAR和MN的IP地址当时它隶属于pAR。最后，AR2能够在S111中通过发送CTAA消息通知MN关于上下文转移情况。

图2显示反馈上下文转移情况下的信令流程。程序相似，但在此情况中MN/UE 101首先在S201中发送CTAR消息给AR2 103。其后AR2在S202中使用CTR消息请求来自AR1的上下文。在S203中AR2接收来自AR1 102中的上下文数据和共用密匙。再次，AR2能够在S204中发送CTAA消息到MN/UE 101并在S205中用发送到AR1的CTDR消息确认收到。

CTP被设计仅用于AR到AR的上下文转移。异构网络或其他源/目标实体不被考虑。假设域间交接，附加问题出现：不能通过CTP寻址作为，如在源和目标网络中上下文的不同表示，用于潜在多个域间安全联合(SA)为了保证那些SA的上下文转移通道或自动确认的需要。因此需要一种用于异构网络上下文转移的方法。

seamoby工作组开发了另一协议，候选访问路由器发现(CARD)协议(M.Liebsch，A.Singh，H.Chaskar，D.Funato，E.Shim，“候选访问路由器发现”，IETF因特网草案draft-ieft-seamoby-card-protocol-08.txt，2004年9月)。CARD主要有两个任务：

·确定给定CAR的层3标示符(IP地址)其移动节点已得到相应候选访问点的层2地址，如通过接收来自它们的格式；以及

·发现那些CAR的性能以帮助在确定目标AR中的移动节点。

此协议能被用于支持目标AR的确定用于采用CTP的预测上下文转移。毗邻AR的层3标示符能够由被移动节点从接收的格式中发现的层2标示符中采用集中的或分布的方法被确定。采用集中的方法，CARD服务器执行来自层2标示符相反的地址决议。采用分布的方法，在交接期间接收自移动节点的信息被用于建立分布的地址决议存储器。在当前AR发现CAR的层3标示符后它能够请求来自它们关于相关性能的信息并把这个信息给MN。

IEEE 802.11f(“经由交互访问点协议交叉分布系统跟踪使用被推荐的支持IEEE 802.11运作的操作用于多用户访问点互用性”，IEEE计算机社会，IEEE Std 802.11F-2003，2003年7月)定义了层2上下文转移计划(主要用于与安全相关的上下文)以降低层2交接延迟当再认证和再联合新的访问点时。因此，先前的和新的访问点(AP)交换IAPP-MOVE或IAPP-CACHE分组分别用于反馈的或前摄的上下文转移。在前摄上下文转移情况下，AP构造并维持所谓的邻近图其以在再联合请求或IPAA-MOVE请求结构中收到的信息为基础。邻近图被用于为上下文转移以确定候选AP。

802.11被设计仅用于AP到AP的上下文转移。多网络或其他源/目标实体不被考虑。因此需要一种用于异构网络上下文转移的方法。

执行上下文转移的总体目标是降低交接延迟以支持无缝移动性。因此上下文转移应该尽可能快。为达到这一目标，如果可能上下文转移应该以一种前摄方式被完成并且上下文转移通道应尽可能短。反馈上下文转移也应该被支持以防交接不能被足够早预测。为了提供针对恶意节点的保护，转移也必须被保护(每一分组认证、完整保护及机密性)，这要求上下文转移的源与目标实体间的IPsec安全联合(SA)。SA通常包括在信息转移中认证和编密码。所有这些特性通过CTP被提供用于域内交接。

然而，在多种上下文诸如4G网络的域间交接的情况下，附加要求必须被考虑：不同种类的多样的源/目标实体可能被包括，如AAA服务器和AR。而且，源和目标网络可能采用不同的无线电和网络技术，如DiffServ和IntServQoS技术，其可能要求附加方式诸如上下文转换到目标网络能够理解的表示。最后，管理域间SA导致了一些工作，诸如密匙交换和区分或者可能甚至要求手动干涉。因此，域间SA的数量应被减到最少。而且，先前利用管理节点用于上下文转移的方法并没有总是采用最优通道用于上下文转移，这导致次于最佳的执行。

WO03052962描述了用于在中央数据库(每管理域一个)中存储无效(inactive)上下文以及在位于AR中的本地上下文目录中存储有效(active)上下文的系统。也给出了用于在AR间转移上下文的协议。所谓的存储转移代理被用于仅转移有效特性上下文，即从一个AR向另一个转移有效上下文或“ 前进(in-progress)”微流程。此文献仅支持前摄上下文转移计划。中央实体包括主关联数据库(MCD)、存储网关外部(MGE)作为对其他域的界面及存储网关本地(MGL)作为对本地AR的界面。AR包括本地上下文目录(LCD)，它维持与该AR发生联系的所有移动节点的前摄上下文的目录，存储转换代理(MTA)，它负责转换不同AR的LCD间的上下文，以及上下文转移代理(CTA)，它建立与目标AR的联合。当新的微流程变为活动的，上下文被转移从MCD经由MGL到当前AR的LCD。上下文转移通过移动节点被触发，其发送ICMP信息到当前AR。这一分组括了目标AR的目录和它们的优先选择级别。随后，当前AR请求这一移动节点的有效上下文的转移到目标AR。目标AR也可以请求来自MCD的附加上下文。如果不同的管理域间的交接被触发，AR间的上下文转移像通常一样发生，但是附加的非主动上下文在两个域的MCD间被转移。

WO03052962与CTP一样仅支持AR到AR的上下文转移，但是附加地存储无效上下文在一个主数据库中。它将复杂性从AR转移到网络中的策略服务器，例如执行候选访问路由器发现。在域间转移的情况下上下文转移通道总是AR1-PS1-AR2-PS2。因此，每一策略服务器需要(域间)SA给邻近网络的所有边缘AR，这可能导致可测量性问题。而且，在源和目标网络中上下文表示的不同会导致不完全的上下文转移因为没有上下文转换被支持。

在WO03091900中，另一系统被描述用于不同的管理域和访问网络的AR间的应用特性(作为与网络特性相对)上下文的前摄转换。应用特性上下文是通过移动节点被预先创造的。新的AR评估此应用上下文以及，如果必要，发现在它的域内的网络实体其支持期望得到的应用。例如，移动节点通过WLAN访问网络接收视频流。在手动切断蜂窝网络之前，它构造包含视频流信息(比特率，格式等)的应用特性上下文并将它发送到当前AR。此AR转移上下文到蜂窝网络的下一AR，其然后能够发现并建立往复式通道到代理服务器，转换视频流的代码到低比特率流。

Wo03091900处理注册和应用特性功能的请求的转移，如提供应用代理在附属装置的新点处。

在WO02092314中，给出了一种处理发现适当的候选AR的系统。它包括一种用于探测的方法，以移动节点上的应用特性上下文为基础，帮助维持IP对话的网络节点的性能的第一装置，以及用于询问来自潜在的下一节点性能信息和确定是否此节点能够完成请求。此询问能够通过移动节点或当前AR完成。

WO02092314注重于相应的候选访问路由器发现机制并没有提供用于域间上下文转移的方法。

在WO03049377中表现的方法利用了策略服务器，每管理域的中心体。此服务器负责选择可能的目标AR。第一步，所有AR报告其性能给策略服务器。当移动节点接收到关于另一AR的信息时，它发送一致信息，如访问点的层2标示符，到当前AR其转送信息到当前域的策略服务器。在域间交接情况下，标示符和关于移动节点的其他信息被送至目标域的策略服务器。此服务器确定它是否适合移动节点。如果适合，它在给定的所有拓扑信息的基础上并按照考虑移动节点的性能、AR的通信量及操作者定义的规则的运算规则计算候选AR的目录。上下文转移本身能够被执行以前摄或反馈方式，在反馈方式情况下，移动节点通过发送请求消息给新AR触发上下文转移。上下文然后被转移从当前AR到相应策略服务器，其可以增加静态上下文并可以从其他网络实体中收集动态上下文，并将它发送给当前AR。在前摄情况下，请求消息被送至当前AR且上下文被转移从当前AR经过相应策略服务器到下一AR。在两种情况中，目标AR附加地转移上下文到其策略服务器，策略服务器能够然后转送上下文到下一网络实体，像安全网关。

在WO2004070989中描述的系统中，所谓的核心状态管理节点(CSMN)位于网络的核心，它存储、处理并转送上下文以防止对AR间信令的需要。如果位于另一网络实体中CSMN能够被与AAA服务器协同定位并可以存储状态数据本身或状态位置。前摄和反馈上下文转移都被支持。移动节点通过发送消息给当前AR触发上下文转移，分组括移动节点和目标AR的标示符以及区域ID假设区域间交接。假设交接在一个CSMN的区域内，前一AR转移状态到CSMN，CSMN然后储存此状态。下一AR然后重新找回来自CSMN的状态。如果交接发生在两个区域间，两个CSMN被包括在上下文转移中。在反馈情况下，上下文被转换从前一AR到CSMN，CSMN存储此上下文。在接收来自移动节点的触发消息后，消息包括先前区域的标示符，在交接后下一AR能够由它的CSMN请求状态，下一AR重新找回来自先前区域的CSMN的状态。在前摄情况下，上下文被转换从当前AR到它的CSMN，此CSMN存储上下文并将它转送给目标CSMN。在交接后，目标AR能够找回来自它的CSMN的上下文。上下文转移协议的消息格式没有被定义。

在WO2004070989中，再次，不同的上下文表示和源/目标实体不被支持。另外，交接后新网络中的AR首次找回来自CSMN的上下文，即使在前摄上下文转移情况下。而且，在这两种情况下上下文被发送在CSMN之上，域间和域内交接。两个问题导致增加的交接等待时间。同样，没有协议被定义用于执行上下文转移。在IETF标准化中讨论中的协议通常不能被再利用由于它们不支持所提的机构。

在WO03092315中提出了一种系统与方法，该系统与方法在外部服务器要素中执行候选AR发现，如在操作者网络之外的应用服务器。此服务器被提供识别通常服务于移动节点的AR信息以及处于移动节点内部区域的AR。此服务器然后确定一个或更多个目标AR。被需要用于选择计算规则的性能信息能够最初通过操作者或者从移动节点动态获得或者通过询问AR被提供。对于最后两种方法，在应用服务器和所有AR间的合适的SA都被需要由于此服务器可被安置于操作者网络之外。动态候选访问发现工作如下：在交接后移动节点发送当前和前一AR/AP的层2和层3的标示符到应用服务器。因此服务器能够建立并维持L2-L3地址映射表并得知哪些AR/AP是相邻的。当另一移动节点接收到来自相邻访问点的包括标示符的层2格式时，它发送此信息到应用服务器，应用服务器然后能够使用之前建立的地址映射表自此信息中得到相应AR的层3标示符。在得知候选AR的层3标示符后，关于它们性能的信息能够通过应用服务器或通过移动节点被请求。最后，目标路由器选择能够在移动节点或在应用服务器中被执行。而且，方法被描述用于注册应用服务器中的移动节点的应用特性上下文，其能够用于重新定位，如安全网关、本地服务器或代理。假定域间交接，旧域中的应用服务器在新的域中发现各自的网络实体，如本地服务器。

WO03092315仅涉及候选访问路由器发现。它没有提供用于上下文转移自身的解决办法。

没有任何提议利用当前由IETF标准化的上下文转移协议并且没有任何提议涉及SA的有效自动建立和取消。

本发明的目的是提供一种用于异构网络中的上下文转移的方法和装置，其支持采用不同技术的访问网络间的上下文转移，并最小化所需的域间安全联合的数量。

发明内容

通过每个给其他的域提供单一独界面的域利用至少一个上下文转移管理器(CTM)能够实现该目的。该CTM被用于执行上下文转换，即将上下文信息转换为目标访问网络所要求的格式和表示法。

在本发明的一方面，一种用于在包括多个访问网络的异构移动网络的上下文转移管理器中执行的上下文转移的方法，所述方法包括步骤：a)从第一访问网络内的至少一个源实体收集与移动节点相关的上下文信息；b)传输所收集的上下文信息到第二访问网络内的上下文转移管理器；c)从不同于第一访问网络的访问网络内的上下文转移管理器接收与移动节点相关的上下文信息；d)把在步骤c)接收的上下文信息转送到第一访问网络内的至少一个目标实体；以及e)在步骤b)之前和/或步骤c)之后，把至少一部分上下文信息从第一访问网络中被支持的格式转换为在另一访问网络中被支持的另一格式。

在本发明的另一方面，一种计算机可读的存储介质已经在其上存储了指令，当该指令被执行在多个移动网络中的无线访问网络的上下文管理器上时，该指令致使上下文管理器执行依据第一方面的方法。

在本发明的再一方面，一种上下文转移管理器，用于异构移动网络内的访问网络，包括：用于从第一访问网络内的至少一个源实体收集与移动节点相关的上下文信息的装置；用于把所收集的上下文信息传输到第二访问网络内的上下文转移管理器的装置；用于从不同于第一访问网络的访问网络内的上下文转移管理器接收与移动节点相关的上下文信息的装置；用于把从不同于第一访问网络的访问网络内的上下文转移管理器中接收的上下文信息转送到第一访问网络内的至少一个目标实体的装置；以及用于把至少一部分上下文信息从一个访问网络中被支持的格式转换为在另一访问网络中被支持的另一格式的装置。

在本发明的再一方面，一种在包括多个访问网络的异构移动网络中执行的方法，所述方法包括在位于移动网络的两个不同访问网络内的至少两个上下文转移管理器中执行的、根据第一方面的方法的步骤，所述方法还包括步骤：f)从移动节点向第一访问网络的第一访问路由器发送消息，该消息包括关于移动节点特性的信息、关于第二访问路由器特性的信息、以及关于将被转移的上下文的类型的信息；以及g)在步骤a)和b)被所述上下文转移管理执行以及步骤c)和d)在所述第二访问路由器所属的另一访问网络的上下文转移管理器中被执行之前，将所述消息从访问路由器转送到在第一网络内的上下文转移管理器。

在本发明的再一方面，一种在包括多个访问网络的异构移动网络中执行方法，所述方法包括在位于移动网络的两个不同访问网络内的至少两个上下文转移管理器中执行的、根据第一方面的方法的步骤，所述方法还包括步骤：从移动节点向第二访问网路内的访问路由器发送消息，该消息包括关于移动节点特性的信息、关于第一访问网络的访问路由器的特性的信息、以及关于将被转移的上下文类型的信息；将所述消息从访问路由器转送到第二访问网络中的上下文转移管理器；以及从第二访问网络中的上下文转移管理器向第一访问网络中的上下文管理器发送消息，该消息包括关于移动节点特性和关于将被转移的上下文类型的信息，由此使步骤a)和b)将由第一访问网络的所述上下文转移管理器执行以及使步骤c)和d)在第二访问网络的上下文转移管理器中执行。

在本发明的再一方面，异构移动网络包括至少一个移动节点(101)；以及至少两个访问网络(104，105)，其中，所述访问网络中的至少两个各包括至少一个根据权利要求10所述的上下文转移管理器(302，303)和至少一个访问路由器(102，103)。

利用专有管理节点(上下文转移管理器，CTM)具有很多优势。这些节点能够管理上下文转移并在两个域/访问网络间提供单一界面。在域间交接情况下如果上下文被发送经过这些节点，仅一个域间SA被需要用于两域间的上下文转移。另外，CTM能够执行更多行为，诸如转换上下文如果两个域中的表示不同或触发附加信令，如储存网络资源用于与上下文信息所属的移动主机相关的分组传输，预先设立数据通道或预先建立端对端QoS通道。这分担了来自AR的任务，减轻了网络管理并可以帮助操作者向其他操作者隐藏关于他们网络的信息。

总结来说，本发明的益处在于：

·支持异构网络中的域间上下文转移包括上下文转换和多源/目标实体；

·最小化域间SA的数量；

·利用CTP，通常通过IETF被标转换的协议；

·选择和利用最优上下文转移通道依据交接类型(域内/间)；以及

·及早建立及取消CTM间的SA。

附图说明

附图被合并并组成了说明书的一部分用于解释本发明的原理的目的。这些图并不是被理解为限制本发明仅于所图释和描述的本发明如何被制作和使用的示例。从以下和本发明更详细的描述中更多的特性与优势变为显然的，如附图中所图释的，其中

图1图释了用于采用CTP的前摄上下文转移的信令流程；

图2描述了用于采用CTP的反馈上下文转移的信令流程；

图3显示了直接在AR(a)间或在CTM(b)上的上下文转移；

图4图释了用于采用CTP和CTM的前摄域间上下文转移的信令流程；

图5图释了用于采用CTP和CTM的反应(reactive)域间上下文转移的信令流程；

图6描述了在前摄上下文转移情况下pAR中的程序的流程图；

图7描述了用于早期SA建立与取消的数据传输流程和格式计算状态；

图8显示了用于早期建立和早期取消上下文转移管理器间的安全联合的装置的步骤流程图；以及

图9图释了能用作上下文转移管理器的服务器的基本结构。

具体实施方式

本发明的示范实施例将被描述参考附图其中相同的要素与结构将被用相同的参考数字显示。

在下文中，本发明将被解释不失一般性用于CTP的示例。然而，本发明能够应用于任何从AR到AR传达上下文和要求两AR间的SA的协议，诸如“用于移动IPv6的快速交接”(Rajeev Koodli，“用于移动IPv6的快速交接”，IETF因特网草案draft-ietf-mipshop-fast-mipv6-03.txt，2004年10月)。

如上所述，CTM体系机构具有优势用于异构网络内的域间上下文转移，尤其如果在不同AR间交接到另一域是可能的。CTM提供了对其他域的单独界面并因此最小化了域间SA的数量，能够处理上下文转移、上下文收集(从不同的实体，诸如AAA服务器)及集合。

图3图释了AR间直接上下文转移和经过CTM的上下文转移间的不同。访问网络AN1 104包括AR1 302以及其他AR 301。AN2 105包括AR2 103及AR 301。移动节点101能够与各网络通信。当经过AR1与AN通信时，MN101可以移动以便它进入AN2的服务区并将要离开AN1的服务区。交接是必要的，在用于连续应用的上下文需要被从AR1转换到AR2期间。

在图3a中上下文直接从AR1转移到AR2。SA被要求在AR间穿过域AN1与AN2的分界线。同时更多这样的SA可能存在于其他与未来的移动节点的服务有关的AR 301之间。在图3b中每一域的一个上下文转移管理器CTM 302，303处理此上下文转移。因此仅一个SA被需要在AN 104和105之间用于上下文转移的所有要求继续进行。

然而，CTP不支持CTM的利用。能够通过使用IP层路由解决在专用上下文转移管理器(CTM)实体上路由上下文(CTP情况下CTD消息)的问题。这种方法的缺点是位于下面的路由下部构造受到影响且上下文集合是不可能的。而且，在这种情况下需要路由器警戒选择以使CTM能够匆忙地(onthe fly)处理上下文。因此应用层路由被使用：源AR 102转送CTAR消息到源CTM 302，源CTM 302然后请求来自源AR和不同源实体的上下文，诸如AAA1(认证、授权以及会计单位1)304。处理上下文后，CTM 302然后转送在集合的CTD消息中的上下文到应用层上的目标CTM 303，该目标CTM303反过来处理上下文。最后，它转送上下文到各自的目标实体，诸如AAA2305和AR2 103。源CTM302从接收的CTAR消息得知目标AR的IP地址。要求源CTM提供目标AR的IP地址给目标CTM 303，因此目标CTM能够转送上下文到目标AR。这通过增加新的包括目标AR的IP地址的信息到CTD消息来实现。

图4显示了用于采用CTP和CTM的前摄域间上下文转移的信令流程。在S400中，CTM1 302和CTM2 303交换关于它们的性能和关于它们的访问网络AN1 104和AN2 105的性能的信息。这些信息可能包括关于被支持的上下文格式的信息。

与图1中不同，AR1 102在步骤S404中将在步骤S403中接收到的CTAR消息转送CTM1 302，该CTM1 302在步骤S405中从所有的源实体102、401收集上下文，并在步骤S405中转移CTD消息到CTM 303。需要注意的是，CTD消息包括附加字段，目标AR103的IP地址。另外，如果AN1和AN2在其无线接口使用不同的技术或对在核心或集合网络中的分组传输使用不同的技术，则在步骤S412中至少一部分上下文从AN1中支持的格式转换为在AN2中支持的不同的格式。这可以在发送CTD消息之前在CTM1中完成，或在接收到此消息后在CTM2中完成。CTM2反过来在步骤S407中转送上下文到相应的目标实体103、402，这基于上下文所的类型确定。在S408中，CTM2 303能够通过发送CTDR消息给CTM1 302来确认收到CTD消息。交接后，MN在步骤S409中发送CTAR消息给AR2。AR2在步骤S410中转送此消息到CTM2，CTM2然后再次验证授权令牌并在成功验证情况下通知目标实体安装该上下文。作为选择，CTM2可以仅在令牌成功验证后发送上下文到目标实体。在这种情况下目标实体能够立即安装上下文。应该注意的是，，该消息包括pAR的IP地址和MN(当Q其附接到pAR时)。最后，AR2在S411中能够通过发送CTAA消息通知MN关于上下文转移的状况。

图5所示的是用于反应上下文转移的相应信令流程。在这种情况下，在步骤S501中，CTAR消息从MN 101发送CTAR消息到AR2 103，而AR2 103又在步骤S502中将消息转送到CTM2 303。在步骤S503中，CTM2 303采用(在被注册到AN1时)指明MN 101的前一IP地址、序列号(SN)使得确认与请求匹配的、授权令牌、以及要转移的上下文的类型的CT-Req消息来请求来自CTM1 302的上下文转移。在步骤S504中，CTM1 302从所有源实体102、401中收集上下文并在步骤S505中将CTD消息发送到CTM2 303。需要注意的是，在这种情况下，不需要用于在CTD消息中的目标IP地址的附加字段，因为目标CTM从MN中接收CTAR消息，该消息中包含了目标AR的IP地址。在步骤S506中，CTM2将上下文转送到相应的目标实体103、402，具体是哪个基于上下文的类型来确定。再者，CTM2 303能够在步骤S507中通过向CTM1 302发送CTDR来确认收到CTD消息，并且在步骤S508中通过发送CTAA消息来告知MN 101关于上下文转移的状态。

与前摄上下文转移一样，上下文的至少一部分在S412中可以被转换到要求的不同的格式，在CTM1中发送它和CTD消息之前，或在CTM2中继接收此消息之后。

目前为止此过程描述的总是经过CTM发送上下文。这是被期望用于域间交接的，但是在域内交接情况下这是没有必要的且导致更差的执行，由于上下文转移通道更长。为了阻止它，CT通道依据交接类型被选择。

交接执行被改进通过不同处理域内和域间交接。经过CTM的通道应被用于域间交接以最小化域间SA的数量并使上下文转换等。在域内交接情况下AR到AR的CT通道应该被替代使用，由于CTM没有被需要并且AR间的直接通道更短。交接是哪种类型(域内或域间)有些部分通过源AR确定有些部分通过源CTM确定。源AR可以转移上下文本身，如果到目标AR的SA存在。否则它转送CTAR消息到源CTM，其单独确定是否目标AR的IP地址是它的域的部分。它因此假定CTM知道所有AR的域的IP地址或地址空间，如果目标AR不在相同的域内，CTM得出结论当前是域间交接并转移上下文本身。否则被认定是域内交接。在这种情况下CTM可以CTAR消息回到源AR，其然后能够建立到目标AR的SA以转移上下文。提出的解决办法不要求对CTP的消息格式修改，但是修改AR的状态机构。

图6显示了在前摄上下文转移情况下发生在pAR中的这一程序的流程图。在S601内接收到CTAR消息后，AR在S602中确认授权标记。如果确认失败，AR在S603中通过发送包含错误代码的CTAA消息通知MN。否则，pAR在S604中检查到目标AR的SA是否存在。如果是这种情况(情况1)，被认定为域内交接并且pAR可以在S605中采用CTD消息转移上下文。转移被在S605和S606中重复直到目标AR确认收到CTDR消息(可选的)。目前为止被描述的过程与未更改的CTP过程完全相同。

如果S604检测到没有到nAR的SA存在，CTP将正常取消上下文转移。在本发明提出的修改中，pAR检查在S607中是否从收到MN或CTM的消息。这能够被确定，如基于IP源地址或新的CTAR消息中的新标记。如果它被收到来自CTM，被认定需要域内上下文交接，从源pAR到目标nAR的SA在S609中被建立用于这一目的。

如果从MN收到CTAR消息(情况2)，pAR认定是域间交接并在S608中转送CTAR消息到它的CTM。CTM知道在它的域中的所有AR的IP地址或地址空间因此能够决定当前是否是域内或域间交接。在后一种情况中，它本身执行上下文转移：它使用CT-req消息从pAR和其他实体中收集上下文并发送集合的CTD消息给目标CTM。此CTD消息包括用于目标AR的IP地址的信信息(见图4中406步骤)。假定目标CTM的地址为源CTM所知，如通过得自目标AR的IP地址。而且，假定SA存在于两CTM之间(SA是如何被自动建立将在下文描述)。当目标CTM接收到CTD消息时，它使用CTD消息转送单独的上下文到相应的目标实体。假定相应于上下文特性类型的目标实体的IP地址(相应于AAA上下文的AAA服务器的IP地址)是为目标CTM所知的，诸如通过预先配置或通过增加的信令诸如到数据库。

如果CTM决定域内交接存在，它可以向pAR发回CTAR消息，其能够建立到nAR的SA(S609)并转移上下文(S605)如未修改的CTP所为(情况)。描述的解决办法也能够类似应用于反馈情况。

本发明能够类似地被应用于CTM的系统。如果网络是多个局域的，不同于源和目标网络间的直接通道的通道可以被拓扑更短在某种情况下或可以具有更高的容量，如经过局域网络的通道如果源和目标网络都是具有低带宽互连的外部网络。在这种情况下工作被增加了如果源网络的CTM发送上下文经过局域网络到目标CTM。为了最佳执行，可选通道的上下文转移持续时间能够被源CTM测量，通过发送明确的探测信息或被动使用正在进行的上下文转移的消息。

在下文中，提出了用于早期建立和取消CTM间的SA的机制。基于所接收的包含层2标示符的广播消息的数量确定候选CTM。这些消息将在下文中被称作“信标”。基本观念是利用来自MN从相邻域的AP所接收的层2信标的信息来触发CTM间SA的早期建立和取消。MN自己计数这些信标或周期地发送消息给网络，该网络代表MN计数信标。计数按时间单元来进行，这意味它本质上是速率，并且如果没有信标再被接收到它将减小。信标计数状态按AP的MAC地址被保持。如果MN的信号强度显示交接可能暂停并且阈值A已经被超越，CARD协议被启动用于相应AP。而且，CARD答复消息触发相应CTM间SA的建立。如果第二阈值B被超越，源CTM取消除去相应于AP的所有SA，该AP的信标计数超越了阈值B。由于仅不用的SA可能被撤消，CTM需要维持一些关于特殊上下文转移进程的状态信息。使用提出的阈值对比，仅最可能的SA保留且资源不会被浪费。此外，上下文转移能立即开始不需要源于SA建立的附加交接等待时间。

图7阐述了这一过程。MN101在S704中被与访问网络1(AN1)104内的AP1 102发生联系。它接收来自AN2 105和AN3 703内的AP2 103和AP3 702的信标，分别在S705中。由于在计数阶段S706用于两AP的信标计数超越了阈值A，SA被建立在CTM1和CTM2之间以及CTM1和CTM3之间，分别在S707中。在计数阶段用于AP2的信标计数超越阈值B后，到AN3的SA被在S709中取消。随后，SA已经存在在S710中当上下文转移被执行到AN2以及当实际交接发生在S711中时，上下文已经被安装在AN2中各自的网络实体内。

注意，在本IEEE 802.11说明书中，不同于STA所发生联系的AP的格式不能被接收，如果它们以不同的信道/频率发送信标。然而，其他无线技术或将来的IEEE 802.11说明书可能支持这一点。也要注意如果AP以不同的时间间隔发送信标，负责比较信标计数的实体必须知道设置的时间间隔在特殊AP中以能够做出正确比较，如使用标准化。

此方法的步骤在更多细节上被描述在图8的流程图中。在S704中，MN/UE被联合到AP1。当它与AP1发生联系时，在S705中MN/UE连续或间歇地接收来自AP(或AR)的发送格式。

对于下两步存在两种选择。第一种选择中MN/UE在S801中发送关于接收的发送格式的消息给可以转送它们到CTM1的AP1。在S802中AP1或CTM1为各APi计数每时间单元接收到的发送格式。这一步也可能包括关于不同AP的格式传输比率的标准化，如上所述。

在第二选择中MN完成计数在S803中并在S804中发送结果给AP1，再次，可以转送它们到CTM1。在此同样，计数阶段可能包括标准化操作。作为选择此标准化可在AP或CTM中完成。

以下步骤可能被执行在AP1或CTM1中。然而，除S709和S707之外所有步骤也在MN中执行。在该情况下MN而不是步骤S801或S804发送消息给CTM致使CTM执行步骤S707和/或S709。

在S805中不同于AP1的特殊APi被选择。对于这一APi在S806中检查是否它的(标准化的)每时间单元信标计数超过了预定的极限A。如果没有超过，APi的无线访问域ANi中的从CTM1到CTMi的可能存在的安全联合(SA)被撤消在步骤S709，除非正在使用以及除非被预测用于另一移动节点。然后，在S801中程序继续检查是否有更多的AP将被处理。如果是，下一APi被选择在S811中并且从S806开始的步骤对这一APi重复。如果在步骤S805到S811情况下所有AP都已经被处理，方法返回到发送格式接收(S705)。

回到S806，如果APi的(标准化的)每时间单元信标计数超越了极限A，接下来在S808中检查是否任意其他APj的(标准化的)每时间单元信标计数超越了上述极限B。作为选择不同于阈值B的另一阈值C可以在此被选择。如果S808的条件没有被满足，程序包括APi是可能的交接候选，并且SA在S707中被建立，如果还未存在，从在ANi中的CTM1到CTMi来为交接情况下的上下文转移服务。这样，完成交接需要的时间被减少。

回到S808，如果至少一个APj被发现每时间单元信标计数超越了极限B(或C，分别地)，得到结论有另一有力交接候选。在极限B被定义为不依赖于APi的(标准化的)每时间单元信标计数的固定的值的情况下，在S809中检查是否APi的(标准化的)每时间单元信标计数也超越了极限B。在此情况下确定APi与APj都是有力交接候选并且在步骤S707中程序继续建立从CTM1到CTMi的SA，如果它还未存在。在APi的(标准化的)每时间单元信标计数没有超越极限B的情况下，得出结论APj是比APi更有力的交接候选且任一存在的从CTM1到CTMi的SA在下一时期将不被需要。因此如果存在这一SA在S709中被撤消，除非它当前被使用以及除非被预测用于另一移动节点。这具有优势：传输信号平费用、在CTM中要求的功率工作功率以及引起的网络任务，被减少。

回到S808的“是”输出，在极限B被定义在Api的(标准化的)每时间单元信标计数之上的某一极值的情况下，检查步骤S809是没必要的且程序直接继续S709。

在任何情况下程序继续到S810后，检查是否有任何其他APi将被处理，如上所述。

在两选择中的一种，S809的极限可能被选作不同于S808的极限B(或C，分别地)的值D。不同选择极限B、C和D为调整SA的平均存在时间为了在交接加速度和信令费用减少之间最适宜的折衷提供可能性。

更高的阈值可能被定义以触发更多的操作诸如上下文转移及数据信道的前摄建立，根据交接到任何访问节点或访问路由器Api的可能性。

上下文转移管理器302，303是执行上述功能的逻辑实体。它可能实体位于专有服务器中，在诸如网关的网络节点内或象AAA服务器304，305等的其它网络实体内。

图9显示了如上所述能够被用于上下文转移管理器(CTM)的服务器900的示范结构。它包括至少一个网络界面902，中央处理单元901以及稳定的数据存储器903。

CPU 901包括处理器或控制器及工作存储器RAM。它被配置以执行CTM的任务如以上所详细描述的。上述程序中的CTM的任务能够在硬件逻辑中被实现或在软件中被执行在CPU的处理器或控制器上。混合实现也是可能的。包括使服务器900执行上述程序的步骤的程序可以被存储在稳定的存储器903中其可能为磁性硬盘、光盘、磁带或稳定的半导体存储器诸如闪存。

服务器900可能还包括其它单元像键盘、显示器或更多的网络界面，它们不需要用于所描述的CTM的任务中因此是可选的。服务器900可以被与网络节点联合定位或在单独的实体中实现。

Claims (16)

1.一种用于在包括多个访问网络(104，105)的异构移动网络的上下文转移管理器(302，303)中执行的上下文转移的方法，所述方法包括步骤：

a)从第一访问网络(104)内的至少一个源实体(102，401)收集(S405，S504)与移动节点(101)相关的上下文信息；

b)传输(S406，S505)所收集的上下文信息到第二访问网络(105)内的上下文转移管理器(303)；

c)从不同于第一访问网络的访问网络内的上下文转移管理器接收(S406，S505)与移动节点相关的上下文信息；

d)把在步骤c)接收的上下文信息转送(S407，S506)到第一访问网络内的至少一个目标实体；以及

e)在步骤b)之前和/或步骤c)之后，把至少一部分上下文信息从第一访问网络中被支持的格式转换(S412)为在另一访问网络中被支持的另一格式。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤e)在步骤b)之前被执行，并且在步骤e)之前，所述方法还包括：从第二访问网络内的上下文转移管理器获得关于上下文信息的被支持格式的信息的步骤(S400)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中采用包括上下文转移管理器的认证的、在上下文转移管理器之间的安全联合来在步骤b)和c)中转移上下文，并且所述方法还包括步骤：

从由移动节点每时间单元接收的访问点收集关于广播消息的数量的信息，其中所述广播消息包括关于访问点特性的信息；以及

如果从第二访问网络内的访问点接收的广播消息的数量超过了预定阈值，则建立(S707)与第二访问网络的上下文转移管理器的安全联合。

4.权利要求3所述的方法，还包括步骤：

如果同一移动节点从第三网络中的访问点接收的广播消息的数量超过了第二极限，则取消(S709)所建立的与第二访问网络的上下文转移管理器的安全联合。

5.根据权利要求1到4之一所述的方法，采用在上下文转移协议CTP中定义的消息。

6.权利要求5所述的方法，其中分别在步骤b)和c中，上下文信息在还包括关于至少一个目标实体的特性的信息的CTD消息中从一个上下文转移管理器发送到另一个。

7.根据权利要求1到6之一所述的方法，在步骤c)后，还包括：发起用于已经接收到上下文信息的移动节点的、与数据传输相关的附加信令的步骤。

8.权利要求7所述的方法，其中，附加信令包括由管理服务质量状态、保留网络资源和建立数据通道组成的列表中的至少一个。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当这些指令在异构移动网络内的无线访问网络的上下文管理器上被执行时，这些指令致使上下文管理器完成根据权利要求1到8之一的方法。

10.一种上下文转移管理器(900)，用于异构移动网络内的访问网络，包括：

用于从第一访问网络(104)内的至少一个源实体(102，401)收集与移动节点(101)相关的上下文信息的装置；

用于把所收集的上下文信息传输到第二访问网络(105)内的上下文转移管理器(303)的装置；

用于从不同于第一访问网络的访问网络内的上下文转移管理器接收与移动节点相关的上下文信息的装置；

用于把从不同于第一访问网络的访问网络内的上下文转移管理器中接收的上下文信息转送到第一访问网络内的至少一个目标实体的装置；以及

用于把至少一部分上下文信息从一个访问网络中被支持的格式转换为在另一访问网络中被支持的另一格式的装置。

11.一种在包括多个访问网络(104，105)的异构移动网络中执行的方法，所述方法包括在位于移动网络的两个不同访问网络(104，105)内的至少两个上下文转移管理器(302，303)中执行的、根据权利要求1到5之一的方法的步骤，所述方法还包括步骤：

f)从移动节点(101)向第一访问网络(104)的第一访问路由器(102)发送(S403)消息，该消息包括关于移动节点特性的信息、关于第二访问路由器(103)特性的信息、以及关于将被转移的上下文的类型的信息；以及

g)在步骤a)和b)被所述上下文转移管理执行以及步骤c)和d)在所述第二访问路由器(103)所属的另一访问网络(105)的上下文转移管理器(303)中被执行之前，将所述消息从访问路由器转送(S404)到在第一网络内的上下文转移管理器。

12.根据权利要求11所述的方法，在步骤g)之后，还包括步骤：

检查所述第二访问路由器是否处于所述第一访问网络内；

如果确定所述第二访问路由器没有处在所述第一访问网络中，则执行步骤a)和b)；以及

如果确定所述第二访问路由器处于所述第一访问网络内，则发起从第一网络的所述第一访问路由器到第二访问路由器的直接上下文转移。

13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括步骤

从所述移动节点(101)向第二访问网路(105)内的所述第二访问路由器(103)发送(S409)包括关于移动节点特性的信息、关于所述第一访问网络的所述访问路由器(102)的特性的信息、以及关于将被转移的上下文类型的信息的消息；

将从所述移动节点(101)传送到第二访问网络(105)内的所述访问路由器(103)的所述消息转送(S410)到第二访问网络的上下文转移管理器(303)；以及

在第二访问网络内安装所述上下文。

14.一种在包括多个访问网络的异构移动网络中执行的方法，所述方法包括在位于移动网络的两个不同访问网络内的至少两个上下文转移管理器(302，303)中执行的、根据权利要求1到5之一的方法的步骤，所述方法还包括步骤：

从移动节点(101)向第二访问网路(105)内的访问路由器(103)发送(S501)消息，该消息包括关于移动节点特性的信息、关于第一访问网络的访问路由器(102)的特性的信息、以及关于将被转移的上下文类型的信息；

将所述消息从访问路由器转送(S502)到第二访问网络(105)中的上下文转移管理器(303)；以及

从第二访问网络(105)中的上下文转移管理器(303)向第一访问网络(104)中的上下文管理器(302)发送(S503)消息，该消息包括关于移动节点特性和关于将被转移的上下文类型的信息，由此使步骤a)和b)将由第一访问网络的所述上下文转移管理器执行以及使步骤c)和d)在第二访问网络的上下文转移管理器中执行。

15.一种异构移动网络，包括：

至少一个移动节点(101)；以及

至少两个访问网络(104，105)，其中，所述访问网络中的至少两个各包括至少一个根据权利要求10所述的上下文转移管理器(302，303)和至少一个访问路由器(102，103)。

16.权利要求15的所述异构移动网络，被用于执行权利要求11到13之一所述的方法。

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