CN101204103B - 减少无线连通性改变期间的延迟的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

无线接入点(102)检测移动台(101)相对它自己和另一无线接入点(103)的无线连通性改变的标记。随后该无线接入点自动实现其中至少之一：关于无线连通性改变建立它自己和第二无线接入点之间的通信；以及在它自己和第二无线接入点之间建立临时的数据隧道。这些网络元件也可以在第二无线接入点和位于公共子网之外的网络元件(例如移动管理代理(105))之间为移动台建立数据流通道。在优选的方法中，这包括，至少部分地，自动向该网络元件发送注册请求，而不是响应于来自移动台的特定请求发送这样的注册请求。

Description

减少无线连通性改变期间的延迟的方法和设备
相关申请
本发明涉及下列在同一日期提出的专利申请(通过引用将这些专利申请的内容并入于此)：
使用代理和因特网协议地址转交来协助通信的方法和设备(代理人档案号码CE14029R)；
基于地址解析协议的无线接入点方法和设备(代理人档案号码CE14078R)：
使用基于因特网协议的通信来协助移动台通信的方法和设备(代理人档案号码CE14115R)；
在发送点和接收点的代理之间建立直接路由的方法、设备和系统(代理人档案号码CE14008R)；
提供分布式虚拟移动代理的系统和方法(代理人档案号码CE14028R)；和
在网络中寻呼和位置更新的系统和方法(代理人档案号码CE14114R)。
技术领域
本发明通常涉及通信系统，且尤其涉及支持无线移动性和相关于对应的无线连通性的改变的通信系统。
背景技术
单向和双向无线通信是相对易于理解的专业领域。在许多情况下，不同的网络元件包括支持一个或多个移动台通信需求的基础设施。这些通信需求可以包括语音呼叫、数据通信等等。在许多情况下，现代通信网络包括大量在地理位置上差异的无线接入点，这些无线接入点本质上限定了网络的边缘。进而，这种地理位置上的差异有助于诸如无线电频率承载信道、控制信道、时间槽、扩频编码、等等的不同网络资源的有效的重新使用。这些资源的大量重新使用有助于支撑较大规模的用户数量。
当这些移动用户相对于通信系统基础设施移动时，这些通信网络常常提供支持移动用户通信需求的服务。然而，这提出了支持多种移动管理功能的需求，例如，但不局限于：
-已连接模式移动(例如，当前通信的移动台从一个无线接入点向另一个无线接入点的切换)；
-空闲模式移动(例如，支持和实现位置更新和/或被支持的移动台的寻呼)；
-用户和呼叫会话管理(例如，认证、授权、和记帐服务、政策管理、等等)；
-无线电频率资源管理(例如，资源调度、准入控制、动态服务质量管理、负载均衡等等)仅以这些为例。
当支持这些移动管理功能的时候，会出现不同的问题和困难。例如，多种形式的延迟造成了许多困难。作为示例，由于从一个无线接入点完全切换到另一个无线接入点需要时间，数据可能丢失或延迟。因而，在这些情况下有必要重新发送数据和/或只能接受一些数据的丢失。
发明内容
附图说明
下列具体实施方式描述的在无线连通性改变时减少延迟的方法和设备至少部分满足上述需求，尤其是在结合附图研究时，其中：
图1包括依照本发明不同实施例配置的结构图；
图2包括依照本发明不同实施例配置的结构图；
图3包括依照本发明不同实施例配置的结构图；
图4包括依照本发明不同实施例配置的信号流图；
图5包括依照本发明不同实施例配置的信号流图；和
图6包括依照本发明不同实施例配置的信号流图。
技术人员将理解，图中的元件是为了说明时简洁清楚，并不需要按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸和/或相对位置可以相对于其他元件扩大，从而有助于理解本发明不同的实施例。同样，尽管一些常用而且公知的元件在商业上可行的实施例中是有用或必需的，但在本文通常没有图示，以便于减少对本发明不同实施例的视图的干扰。本领域技术人员将理解，虽然按照特定的发生顺序描述或图示某些动作和/或步骤，但是这些关于次序的特定要求不是必需的。还将理解，本文使用的术语和表述方式具有通常的含意，即与在相对于各自相应的调研领域中的那些术语和表达方式一致，除非本文说明了特定的含意。
具体实施方式
一般说来，依照这些不同的实施例，与相对于第一无线接入点和第二无线接入点的特定移动台相对应地，在检测到无线连通性改变的标记时，根据无线连通性的该改变自动建立第一和第二无线接入点之间的至少一个通信，和/或在第一和第二无线接入点之间建立临时数据隧道。在优选的方法中，也可以在第二无线接入点和与该第二无线接入点层次不同的网络元件之间为移动台建立数据流通道。后一种方法优选包括，至少部分地，除了响应于来自移动台的特定请求发送注册请求以外，从第二无线接入点向该网络元件自动发送注册请求，。
如此配置，便于适应多种系统结构级的性能和/或限制，且通常意在减少或避免无线连通性改变时可能出现的与反应时间相关的延迟或数据分组的丢失。此外，如下文更加清楚地说明，这种方法可以易于适应不同的操作场景。通常，不需要对现有的移动台进行改变就可以应用这些教导，且可以用于不兼容因特网协议(Internet Protocol)和兼容因特网协议平台的移动台。
在对下列详细实施方式全面查看和研究的基础上，这些和其他一些好处可以更加清晰。现在参考附图，且尤其参考图1，为了提供有用的指导的和典型的背景，用于支持相应的移动台101的无线通信需求的通信系统100包括：第一和第二无线接入点102和103，每个接入点耦合于本领域技术人员熟知的本地因特网协议网络104(例如，但不局限于，基于IPv4或IPv6的网络)。移动管理代理105也耦合于因特网协议网络104，并且可以包括，诸如本领域熟知的归属代理。
本领域技术人员将理解和意识到，典型的通信系统将包括大量的无线接入点和其他网络元件。典型的通信系统还典型地呈现较大的层级深度。由于这些教导对这些属性并不敏感(而且事实上，当其出现时，这些教导易于扩展来适应这些因素)，为清晰起见本文不再叙述此类额外的背景。
如此配置，移动台101可以通过与之接上的无线接入点发送和/或接收不同种类的数据分组(包括支持实时和非实时服务的分组)。参考图2，依照本教导的示例性的无线接入点200优选包括，在相应部分地，无线连通性改变检测器201，该检测器201响应于移动台相对于另一无线接入点的无线连通性改变的标记(至少当另一无线接入点包括本地子网的一部分时)。这里使用的特定的标记可以随特定应用设置的需求和/或性能而不同，也可能随所讨论的特定的无线连通性的问题而不同。
例如，当无线连通性的问题包括切换时(例如，从无线接入点200到另一无线接入点)，该标记可以包含相应的切换信息，此切换信息可以通过与移动台直接通信的移动台接口202(例如，本领域熟知的基站)和/或其他源203(例如通过本地子网与另一无线接入点进行对等交换获得的信息)接收。同样，取决于特定应用设置的需求和/或特定操作目标或要求，该无线连通性检测器201可以在无线连通性改变完成前和/或无线连通性改变完成后，检测到无线连通性改变。这两种方法都有潜在的应用，并在下文详述。
在优选的方法中，无线连通性改变检测器201也耦合于数据流通道建立单元204。优选地，后者配置并设置为，通过在无线接入点和前述的其他无线接入点之间(例如，通过连接它们的内部网络)为移动台自动建立数据流通道，响应无线连通性改变。如下文所示，可以使用该数据流通道减少或甚至消除数据分组转发的至少部分延迟。
为了协助数据流通道建立单元204在对等的无线接入点之间建立该数据流通道，该数据流通道建立单元204优选地可以访问注册请求205模块和发射器206(在优选的方法中可以包括收发器的一部分)。优选地，发射器206配置并设置为，向网络元件(例如前述的如图1所示的移动管理代理)发送注册请求。在优选的实施例中，这种性能按照无条件的方式进行，即发送该注册请求，而不是根据来自移动台的特定请求发送注册请求。下面描述这种性能的应用。
本文提供的说明可以认为包括逻辑描述。描绘的元件在需要时可以包括物理上分离的元件或者可以共用同一运行平台。后者尤其适合于当运行平台相对于专用设备包括部分或全部可编程的平台时。
如此配置，无线网络接入点足以胜任图3中所示的过程300的支持和协作。依照过程300，一旦301步骤检测到相对于第一和第二无线接入点的移动台的无线连通性改变的标记，302步骤自动实现如下两个操作中的至少一个(且在一些情况下，两个都执行)：
-关于无线连通性改变(例如，有关于从一个向另一个切换的启动和/或完成的信息、相互识别、注册请求提示、等等)建立第一和第二无线接入点之间的至少一个通信；和
-在第一和第二无线接入点之间建立临时数据隧道(用于支持，将如下所示的数据分组的转发，这些数据分组在切换启动后但在新的数据隧道建立前在切换中的无线接入点接收，其中所述的新的数据隧道将移动台通过切换后的无线接入点耦合于主要数据源)。
优选地，在步骤303，过程300在第二无线接入点和与第二接入点层级不同的网络元件之间为移动台自动建立数据流通道。在优选的方法中，这包括，至少部分地，从第二无线接入点向网络元件发送注册请求，而不是响应于来自移动台的特定请求而发送注册请求。例如，可以响应于通过第二无线接入点接收到的由第一无线接入点传输的特定消息，发送该注册请求。下文将描述，这些教导兼容不同的有关方法，且特别适合在无线连通性改变完成之前发送该注册请求，且进一步支持在无线连通性改变完成之前建立该数据流通道。
现在参考图4，这里提供了特定场景下采用这些教导的第一种示例。在这种场景下，与第一无线接入点相连的移动台受益于之前在这些元件之间已经建立的数据流401。第一无线接入点通过邻居发现过程402知道第二无线接入点(反之亦然)，该发现过程通过两个无线接入点共用的子网完成(由于邻居发现过程在本领域是熟知的技术，且这些教导对采用的特定过程并不敏感，为了简洁和确保叙述重点，本文对有关该过程不作进一步详述)。
在这种场景下，在403，第一无线接入点检测到特定的值得注意的无线连通性改变(例如，移动台从第一无线接入点向第二无线接入点切换的开始)。一旦检测到该标记，第一无线接入点通过公共子网联系第二无线接入点，并提供注册请求404。在优选的方法中，该注册请求包括识别移动台的信息，但是当移动台已将自己与第二无线接入点连接使得无线连通性改变的标记本身包含来自第二无线接入点的通知时，这样的信息并不总是有用和/或必需的。该注册消息可以包括任何满足特定设置的注册消息，也可以包括，例如，移动因特网协议(Mobile Internet Protocol)注册请求。
一旦接收到的注册请求，第二无线接入点通过将注册请求405自动发送到诸如移动台的归属代理的移动管理代理来做出反应。(该注册请求可以包括，例如，移动因特网协议注册请求。)该注册请求405将用于允许移动管理代理适当地将目的为移动台的将来的数据分组发送到第二无线接入点。在优选的方法中，移动管理代理以注册回复406作为响应。
最后，无线连通性改变完成407。此时第二无线接入点可以建立到移动台的数据流通道408，从而允许从外部数据源(未图示)按照比预想更快的速度向移动台连续传输数据分组。在这种场景下，延迟的缩短主要归功于：第二无线接入点代表移动台在移动台完成其无线连通性事件(本例中，向第二无线接入点的切换)前执行的早期注册。
现在参考图5，这里描述了本教导的灵活性和性能的第二种示例。这里，如上面所述的第一种示例，移动台已经与第一无线接入点相连，第一和第二无线接入点通过邻居发现过程402彼此知道对方，且第一无线接入点已经检测到无线连通性改变的标记403。
在这种场景下，如果需要，第一无线接入点可以可选地开始缓冲数据501，其由无线接入点接收到并转发给移动台。本领域存在多种熟知的缓冲技术，这里不再详述。无论第一无线接入点是否支持此类缓冲，此时第一无线接入点通过利用这些元件所属的子网，利用对等通信向第二无线接入点发送隧道建立请求502。一旦接收到该请求，第二无线接入点以隧道建立响应503来响应。(当然，在某些情况，第一和第二无线接入点之间已经存在隧道或其他的数据通道。出现这样的情况时，不需要建立如上所述的通道，需要时可以使用已经存在的通道代替。)(如果需要，且在建立该数据流通道前，从第一无线接入点向第二无线接入点发送通信，以通知后者对于无线连通性改变标记403的检测，并且协助可能与诸如移动台相关的一种或多种背景(例如移动台的因特网协议地址和类似信息)的传输。此后，可以建立数据转发通道)。
采用一种方法，且尤其当第一无线接入点未通过上述的可选操作来缓冲数据时，第一无线网络接入点能够开始向第二无线接入点传输数据流504。该数据流504可以包括，例如，目的为移动台的数据分组。由于这种场景下移动台还没有完成切换，因此优选地在505，第二无线接入点缓冲这些数据，当随后可以传输时给予可传输的数据给移动台。
如上所述，最后无线连通性改变完成，且第二无线接入点检测到该状态506。在第一无线接入点还没有开始将缓冲的移动台数据转发给第二无线接入点时，可以建立从前者到后者的缓冲数据流507。
无论数据是否早期地传送给第二无线接入点并在到达后被缓冲，或者在第一无线接入点缓冲后提供给第二无线接入点(或以上两种方法的结合)，现在可以在第二无线接入点和移动台之间建立数据流508。在第二无线接入点和移动台之间的注册消息交换之前、之后或者无此消息时(或者更早)(取决于移动台自身的性能和/或这些事件的相互时序)时，第二无线接入点向移动管理代理传输注册请求405(且接收相应的注册回复406)。
如此配置，将理解，与在无线连通性改变的紧前、过程中和紧后接收的数据分组的传输有关的延迟将很可能减少。也可以发现这些教导可以有助于减少重传那些在改变窗口内丢失的分组的需求。此外，也可以发现这些教导可以比不采用此类教导的方式在移动台和切换的无线接入点之间更早建立数据流通道。
现在参考图6，这里描述了第三种场景。在这种场景下，一旦检测到无线连通性改变标记403，第一无线接入点开始缓冲最终送至移动台的数据501。当第二无线接入点检测到无线连通性改变完成事件506的时候，第二无线接入点向第一无线接入点传输隧道建立请求502。优选地，后者以隧道建立回复503回应，并导致从第一无线接入点到第二无线接入点的缓冲数据流507。(如上所述，从第一无线接入点到第二无线接入点，这里可以可选地提供附加的与移动台相关的背景信息(例如，在建立隧道和/或协助缓冲数据流之前)。)进而，第二无线接入点能够通过相应的数据流508向移动台转发数据。
本领域技术人员将意识到，在不违背本发明精神和范围的基础上可以对上述实施例进行多种更改、替换和合并，且这些更改、替换和合并也可以视为发明概念的范畴内。

Claims (12)

1.一种减少无线连通性改变期间的延迟的方法，所述方法包括：
检测移动台相对于第一无线接入点和第二无线接入点的无线连通性改变的标记，其中所述第一无线接入点和所述第二无线接入点共用一公共子网；
自动实现以下二者中至少之一：(1)在所述第一和第二无线接入点之间的关于所述无线连通性改变的至少一个通信和(2)在所述第一和第二无线接入点之间的临时数据隧道的建立；
在所述第二无线接入点和与所述第二无线接入点层级不同的网络元件之间为所述移动台自动建立数据流通道，至少部分地包括，从所述第二无线接入点向所述网络元件自动发送注册请求，而不是响应于来自所述移动台的特定请求而发送所述注册请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，检测无线连通性改变的标记包括：在所述无线连通性改变完成之前检测无线连通性改变的标记。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，从所述第二无线接入点向所述网络元件1自动发送注册请求包括：在所述无线连通性改变完成之前自动发送所述注册请求。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述的自动实现的步骤包括：响应于对所述无线连通性改变的标记的检测，在所述第一无线接入点和所述第二无线接入点之间自动建立临时数据流通道。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，自动建立临时数据流通道进一步包括：利用所述临时数据流通道，从所述第一无线接入点向所述第二无线接入点传输由所述网络元件发射的并且预定目标为所述移动台的至少一些数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，从所述第二无线接入点向所述网络元件自动发送注册请求包括：在所述无线连通性改变完成之后，从所述第二无线接入点向所述网络元件自动发送所述注册请求。
7.根据权利要求2所述的方法，其中：
从所述第二无线接入点向所述网络元件自动发送注册请求包括：响应于由所述第一无线接入点发射的且已经被所述第二无线接入点接收的特定消息，在所述无线连通性改变完成之前，从所述第二无线接入点向所述网络元件自动发送注册请求；以及
所述的自动实现的步骤包括：在所述无线连通性改变完成之前，在所述第一无线接入点和所述第二无线接入点之间自动建立临时数据流通道。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，自动建立数据流通道进一步包括：在所述无线连通性改变完成之前，自动开始建立所述数据流通道。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，从所述第二无线接入点向所述网络元件自动发送注册请求包括：在所述无线连通性改变完成之后且没有来自于所述移动台的特定注册请求的情况下，从所述第二无线接入点向所述网络元件自动发送所述注册请求。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述的自动实现的步骤进一步包括：利用在所述第一无线接入点和所述第二无线接入点之间的临时数据流通道，将由所述网络元件发射的并且预定目标为所述移动台的至少一些数据从所述第一无线接入点传输至所述第二无线接入点。
11.一种在包括本地子网的通信网络中使用的无线接入点，所述本地子网包括多个无线接入点，所述无线接入点包括：
无线连通性改变检测器，其响应于移动台相对第二无线接入点的无线连通性改变的标记，其中所述第二无线接入点包括本地子网的一部分；
数据流通道建立单元，其响应于所述无线连通性改变检测器，其中所述数据流通道建立单元被配置并布置为：在所述无线接入点和所述第二无线接入点之间为移动台自动建立数据流通道；
注册请求模块；以及
发射器，其耦合于所述注册请求模块，被配置并布置为：将注册请求发射到本地子网外的网络元件，而不是响应于来自所述移动台的特定请求而发送所述注册请求。
12.根据权利要求11所述的无线接入点，其中所述发射器包括：用于在没有来自所述移动台的特定指示的情况下向所述网络元件提供所述注册请求的装置，从而有助于在所述无线接入点接收到无线连通性已经改变的切换后的移动台时，通过所述无线接入点以在所述网络元件和所述移动台之间建立数据通道。
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