CN101208908B - 进行移动节点的切换的方法以及使用该方法的网络系统 - Google Patents

进行移动节点的切换的方法以及使用该方法的网络系统 Download PDF

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Abstract

一种设备和方法涉及媒体无关(MIH)切换协议信息的传输，接入点包括：有线接口模块，通过有线网络接收指示信息，所述指示信息指示管理相邻异构子网的接入点是否支持进行媒体无关切换(MIH)的协议；存储模块，存储接收的指示信息；帧产生模块，产生包括存储的指示信息的帧；和无线接口模块，将产生的帧发送给移动节点。

Description

进行移动节点的切换的方法以及使用该方法的网络系统
技术领域
本发明的一方面涉及无线LAN环境中的切换。更具体地讲，本发明的一方面涉及一种提供关于电气和电子工程师协会(IEEE)802.21规范定义的媒体无关切换(MIH)服务是否可用于移动节点所属的网络的信息的方法，以及执行该方法的接入点。 
背景技术
移动通信服务用户的快速增长已经引起支持多媒体通信的移动通信服务的激活，并且移动用户已经要求无缝通信服务。因此，在基于IEEE 802.11规范的无线LAN环境中实现快速切换变得重要。 
图1示出传统无线LAN环境。 
参照图1，无线LAN环境包括移动节点(MN)1、接入点(AP)A 10、接入点B 20、接入点C 30、接入点D 40、接入路由器(AR)A 50和接入路由器B 60。 
移动节点1(可以是移动电话、个人数字助理(PDA)或者笔记本电脑)在几个无线LAN之间移动。接入点A 10、接入点B 20、接入点C 30和接入点D40的每一个将移动节点1连接到移动节点1所属的子网，从而允许移动节点1访问如互联网的有线网络。下面，执行这种功能的装置将被称为“接入点”。 
接入路由器A 50和B 60向移动节点1提供接入路由器A 50和B 60的每一个所属的子网中的路由服务，从而允许移动节点1使用最佳路径来访问该子网中的任意节点。 
如图1所示，假设移动节点1顺序通过接入点A 10管理的基本服务集(BSS)、接入点B 20管理的BSS、接入点C 30管理的BSS以及接入点D40管理的BSS来描述传统无线LAN环境。BSS是使用在IEEE 802.11规范中的术语，其是指单一无线接入点管理的无线LAN。 
为了允许移动的移动节点1知道使用哪个接入点来接入有线网络，接入点A 10、接入点B 20、接入点C 30和接入点D 40的每一个周期性地传输指示其管理的BSS的信标信号。 
在图1中的11表示的通信中，移动节点1从接入点A10接收到信标信号。基于接收的信标信号，移动节点1知道其位于接入点A管理的BSS。移动节点A像它以前那样通过接入点A10访问有线网络。 
在图1中的21表示的通信中，移动节点1从接入点B20接收到信标信号。基于接收的信标信号，移动节点1知道其所在的BSS已经改变。因此，移动节点1进行由于BSS的改变引起的切换，即链路层中的切换。也就是，移动节点1知道其位于接入点B20管理的BSS中，并且将其与接入点A10的链路层连接改变为与接入点B20的链路层连接。参照开放式系统互联(OSI)参考模型，由于链路层相应于第二层，因此链路层中的切换被称为第二层中的切换或者简称为L2切换。 
移动节点1通过其新的接入点B20接入有线网络。 
在图1中的22表示的通信中，移动节点1将包括其所在的BSS已经改变的信息的路由器请求代理广告(RtSolPr)帧通过接入点B20发送给接入路由器A50。还没有通过任何其他接入路由器接收到信息的接入路由器A50知道移动节点1位于其子网内。 
在图1中的23表示的通信中，接入路由器A50将包括子网没有改变的信息的代理路由器广告(PrRtAdv)帧通过接入点B20发送给移动节点1。接收到该帧的移动节点1知道其位于接入路由器A50管理的子网内。因此，移动节点1不进行切换，即互联网协议(IP)层中的切换。参照OSI参考模型，由于IP层相应于第三层，因此IP层中的切换被称为第三层中的切换，或简称为L3切换。 
在图1中的24表示的通信中，移动节点1从接入点B20接收到信标信号。基于接收的信标信号，移动节点知道其位于接入点B20管理的BSS内。移动节点1像以前一样通过接入点B20接入有线网络。 
在图1中的31表示的通信中，移动节点1从接入点C30接收信标信号。基于接收的信标信号，移动节点1知道其所在的BSS已经改变。因此，移动节点1进行由于BSS的改变引起的切换，即链路层中的切换。也就是，移动节点1知道其位于接入点C30管理的BSS中，并且将与接入点10A的链路层连接改变为与接入点C30的链路层连接。移动节点1通过其新的接入点C30接入有线网络。 
在图1中的32表示的通信中，移动节点1将包括其所在的BSS已经改 变的信息的RtSolPr帧通过接入点C30和接入路由器B60发送给接入路由器A50。通过作为不同接入路由器的接入路由器B60接收到该信息的接入路由器50知道移动节点1不在其子网内。 
在图1中的33表示的通信中，接入路由器A50将包括移动节点1所在的子网已经改变的信息的PrRtAdv帧通过接入路由器B60和接入点C30发送给移动节点1。接收到该帧的移动节点1知道其所在的子网已经改变。因此，移动节点1进行由于子网的改变引起的切换，即互联网协议(IP)层中的切换。 
在图1中的41表示的通信中，移动节点1从接入点D40接收到信标信号。基于接收的信标信号，移动节点1知道其所在的BSS已经改变。因此，移动节点1进行由于BSS的改变引起的切换，即链路层中的切换。移动节点1知道其位于接入点D40管理的BSS内，并且将与接入点C30的链路层连接改变为与接入点D40的链路层连接。移动节点1通过其新的接入点D40接入有线网络。 
在图1中的42表示的通信中，移动节点1将包括其所在的BSS已经改变的信息的RtSolPr帧通过接入点D40发送给接入路由器B60。接收到该帧(不通过任何其他接入路由器)的接入路由器B60知道移动节点1位于其子网内。 
在图1中的43表示的通信中，接入路由器B60将包括子网没有改变的信息的PrRtAdv帧通过接入点D40发送给移动节点1。接收到该帧的移动节点1知道其位于接入路由器B60管理的子网内。因此，移动节点1没有进行由于子网的改变引起的切换，即IP层中的切换。 
如上所述，由于移动节点不知道其接入的子网是否已经改变，因此移动节点与接入路由器通信以获得该子网改变的信息。换句话说，移动节点与接入路由器通信，以确定是否仅在链路层进行切换，或者是在链路层和IP层都进行切换。 
由于移动节点在同类网络之间的移动引起的切换在图1中示出。然而，正在对支持异构网络之间的无缝移动进行研究。 
特别地，近来作为主要技术的无线技术逐渐增强被分类为WLAN(IEEE802.11标准)和蜂窝。为了支持这些无线网络之间的移动性，参与无线标准(包括IEEE 802、3GPP、3GPP2、ITU-T和IETF)的组织积极集中解决已知问题。 
在它们之中，对IEEE 802的研究最活跃，特别是IEEE 802.21 WG和IEEE802.11 WIEN SG。 
IEEE 802.21 WG集中于提供异构网络之间的移动性的媒体无关解决方案的标准。具体地讲，其创建了在MAC层和其上IP层之间的新层2.5模型，从而能够在各种有线和无线环境中支持有效移动性。 
对此，IEEE 802.21工作组已在讨论关于实现媒体无关切换(MIH)协议的方法。与此相关，在www.ieee802..org/21中公开的内容可供参考。 
甚至当根据MIH协议工作的移动节点移动到异构网络时，由于当目标异构网络中的接入点支持MIH协议时能够切换，因此该移动节点能够进行连续通信。 
发明内容
技术问题 
然而，当移动节点不支持MIH协议或者当该移动节点支持MIH协议而目标异构网络中的接入点不支持MIH协议时，不能进行切换。 
因此，移动节点需要知道目标异构网络中的接入点是否支持MIH协议。 
技术方案 
因此，本发明的一方面涉及一种当移动节点移动到异构网络时，提供关于异构网络中的接入点是否支持在IEEE 802.21规范中定义的MIH协议的信息的方法以及进行该方法的接入点。 
根据本发明的一方面，提供一种接入点，包括：有线接口模块，通过有线网络接收指示信息，所述指示信息指示管理相邻异构子网的接入点是否支持进行媒体无关切换(MIH)的协议；存储模块，存储接收的指示信息；帧产生模块，产生包括存储的指示信息的帧；和无线接口模块，将产生的帧发送给移动节点。 
根据本发明的另一方面，提供一种信息发送方法，包括：通过有线网络接收指示信息，所述指示信息指示管理相邻异构子网的接入点是否支持进行媒体无关切换(MIH)的协议；存储接收的指示信息；产生包括存储的指示信息的帧；和将产生的帧发送给移动节点。 
根据本发明的另一方面，提供一种接入点，包括：帧产生模块，产生包 括指示信息的帧，所述指示信息指示是否支持进行媒体无关切换(MIH)的协议；和无线接口模块，将产生的帧发送给移动节点。 
根据本发明的另一方面，提供一种信息发送方法，包括：产生包括指示信息的帧，所述指示信息指示是否支持进行媒体无关切换(MIH)的协议；和将产生的帧发送给移动节点。 
将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。 
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他目的和优点将会变得更加清楚和更易于理解，其中： 
图1示出传统无线LAN环境； 
图2示出根据本发明示例性实施例的系统的构造； 
图3示出根据本发明示例性实施例的接入点的构造； 
图4是示出根据本发明示例性实施例的将MIH指示信息发送给移动节点的方法的流程图； 
图5示出根据本发明示例性实施例的用于发送MIH指示信息的MAC帧； 
图6是显示MAC帧的IEEE 802.11帧类型和子类型的表。 
具体实施方式
通过下面参照示例性实施例和附图的详细描述，本发明的方面的优点和特点和实现本发明的各方面的优点和特点的方法可更容易地理解。然而，本发明的各方面可以以多种不同形式来实现，并且不应被解释为受限于在此阐述的实施例限制。相反地，提供这些实施例，从而对于本领域的技术人员来说，此公开将是彻底和完整的，并且将完全传达本发明的概念，本发明将仅由所附权利要求限定。 
以下将参照根据本发明的示例性实施例用于传输MIH协议信息的接入点和方法的框图或流程图来描述本发明的一方面。将理解，可通过计算机程序指令来实现流程图的每个块、流程图中的多个块的组合。可将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器，或者其他可编程数据处理设备以产生机器，从而经由计算机的处理器或其他可编程数据处理设备执 行的指令创建用于实现流程图块或多个块中指定的功能的方法。 
根据本发明的另一方面，这些计算机程序指令还可被存储在计算机可用或计算机可读存储器中，这些计算机程序指令可命令计算机或其他可编程处理设备以特定方式运行，从而存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令产生包括实现在流程图块或多个块中指定的功能的指令的产品。 
根据本发明的另一方面，计算机程序指令还可被载入计算机或其他可编程数据处理设备以引起将在计算机或其他可编程设备上执行的一系列操作，以产生计算机执行的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图块或多个块中指定的功能的操作。 
根据本发明的另一方面，流程图的每个块可代表模块、代码段或代码部分，其包括一个或多个实现指定逻辑功能的可执行指令。还应注意在一些可选执行中，多个块中注解的功能可不按顺序发生。例如，顺序显示的两个块实际上可基本上同时执行，或者多个块有时可按相反顺序执行，这取决于涉及的功能。 
图2示出根据本发明示例性实施例的系统的构造。该系统包括第一接入路由器240、第二接入路由器250、第一接入点220、第二接入点230和移动节点210。 
移动节点210(可以是移动电话、PDA或笔记本电脑)是指在几个无线LAN之间移动的节点。 
第一接入点220和第二接入点230将移动节点210连接到它们所属的子网，从而允许移动节点210接入有线网络(例如，互联网)。 
第一接入路由器240和第二接入路由器250向移动节点210提供它们各自的子网中的路由服务，从而允许移动节点210使用最佳路径连接到每一子网中的任意节点。可根据传统路由器通信方法进行它们之间的相互通信。 
如图2所示，假设移动节点210通过第一接入点220管理的子网以及第二接入点230管理的子网，第一接入点220和第二接入点230各自管理的子网组成异构网络。 
例如，当第一接入点220管理的子网是指IEEE802.11规范定义的BSS时，第二接入点230管理的子网可相应于蜂窝网络的小区，但不限于此。第一接入点220管理的任何异构网络都是可能的。 
假设移动节点210可支持IEEE 802.21规范定义的MIH协议。因此，当 移动节点210从第一子网移动到第二异构子网时，同时第二子网中的第二接入点230支持MIH协议，移动节点210可连续进行通信。 
移动节点210必须在它移动到第二子网之前知道第二接入点230是否支持MIH协议。下面，这种信息将被称为MIH指示信息。 
移动节点210可从第一接入点220接收MIH指示信息，并且第一接入点220可从第一接入路由器240获得此信息。第一接入路由器240可通过有线网络从第二接入路由器250获得MIH指示信息。 
也就是，当第一接入路由器240通过有线网络从相邻第二接入路由器250接收第二接入点230的MIH指示信息，并将接收的MIH指示信息发送给第一接入点220时，第一接入点220将接收的MIH指示信息提供给属于其子网的移动节点210。 
此时，第一接入点220产生携带MIH指示信息的帧并将其发送给其管理的子网，从而MIH指示信息被发送给移动节点210。稍后将描述该帧的例子。 
图3示出根据本发明示例性实施例的描述图2中显示的第一接入点220或第二接入点230的一般构造的接入点的构造。 
接入点包括无线接口模块310、有线接口模块330、帧产生模块340、存储模块350和控制模块320。 
无线接口模块310是指与属于接入点管理的子网的移动节点通信的模块，有线接口模块330是指通过接入路由器与有线网络连接的模块。存储模块350存储相邻异构子网中的接入点的MIH指示信息(通过有线接入模块330接收)，并且帧产生模块340根据控制模块320的操作产生包括MIH指示信息的预定帧，并且控制无线接口模块310将该帧发送给移动节点。控制模块320控制模块的操作并且平滑地协调有线网络和无线网络之间的通信。 
这里使用的术语“模块”表示但不限于执行特定任务的软件组件或硬件组件(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。模块可以有利地被配置为驻留在可寻址存储介质上并且配置在一个或多个处理器上执行。因此，例如模块可包括组件(例如，软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件)、进程、函数、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。组件和模块提供的功能可被组合为较少的组件和模块，或者可进一步分离为附加的组件和模块。此外，组件和模块可被实现从而再现装置内的一个或多个CPU或 安全多媒体卡。 
图4中示出接入点将管理相邻异构网络(即，相邻异构子网)的另一接入点的MIH指示信息发送给属于该网络的移动节点的处理，并将基于图3中示出的模块对该处理进行具体描述。 
在操作S410，接入点的有线接口模块330从进行相邻异构网络的路由功能的接入路由器接收MIH指示信息，该接入路由器连接到经由有线网络已连接到有线接口330的接入路由器。可在接入路由器之间周期性地或非周期性地传输的路由信息中包括MIH指示信息。 
在S420，控制模块320将通过有线接口模块330接收的MIH指示信息存储在存储模块350中。每当控制模块320接收到新的MIH指示信息时，控制模块320可更新存储在存储模块350中的MIH指示信息。 
在S430，控制模块320检测预定事件的发生。预定事件意思是存储在存储模块350中的MIH指示信息可被发送给接入点管理的子网中的移动节点的状态。 
作为事件的例子，在无线LAN环境下广播在IEEE802.11规范中定义的信标信号，或者可产生和发送对来自移动节点的请求的响应帧。 
当事件已经发生时，控制模块320命令帧产生模块340产生包括MIH指示信息的帧，随后在S440，帧产生模块340根据该命令产生帧。 
在S450，通过无线接口模块310将帧产生模块340产生的帧发送给移动节点。 
为了接入点将MIH指示信息发送给移动节点而可使用的帧的例子是在IEEE802.11规范中定义的MAC帧，MAC帧的构造在图5中示出。图6是显示MAC帧的IEEE802.11帧类型和子类型的表。 
参照图5，MAC帧包括2字节帧控制字段、2字节持续时间/ID字段、地址字段(地址#1、地址#2和地址#3)(每个地址字段包括48比特地址)、2字节序列控制字段、6字节地址字段(地址#4)、最大具有2,312字节的帧体和4字节帧校验序列(FCS)字段。 
帧控制字段包括：记录例如IEEE802.11 MAC版本的协议版本的协议字段、识别使用的帧类型的类型字段和子类型字段、To DS字段、From DS字段、附加片段字段、复审字段、功率管理字段、附加数据字段、功率管理字段、有线等效加密(WEP)字段和存储各种帧控制参数的顺序字段。帧的类型 和子类型在图6中示出。 
持续时间/ID字段具有各种用途，作为任何一种类型的持续时间(NAV或网络分配向量)设置、在非竞争期间传输的帧以及PS搜索帧。 
地址字段存储帧移动的参数。地址#1用于接收机、地址#2用于发射机、地址#3用于接收机进行的滤波。 
序列控制字段用于重组分段的帧和丢弃重复帧，并且包括4比特分段数目字段和12比特序列号字段。 
帧体字段是指支持最大2,312字节的数据字段。 
当检查从特定终端接收的帧的完整性时使用FCS。 
参照图6，各种类型的帧被分为管理帧00、控制帧01和数据帧10。可存在不使用而是为使用保留的其它帧类型11。 
可通过4比特子类型字段值来区分每种类型的帧。例如，在管理帧中，具有“1000”子类型的帧是信标帧，具有“0101”子类型的帧是探测响应帧。在控制帧中，具有“1101”子类型的帧是确认(ACK)帧，具有“0000”子类型的帧是数据帧。通过参照图6可以理解，每一类型的帧可具有没有使用但是为使用保留的其它子类型。例如，当在管理帧中，子类型值是“1101”、“1110”或者“1111”时，它们被保留供未来使用。 
在本实施例中，当接入点将MAC帧发送给移动节点时，管理帧具有子类型值“1101”、“1110”或“1111”，从而指示管理相邻异构子网的接入点是否支持MIH协议。 
参照图6，当MAC帧的类型值是“11”时，保留该帧。因此，通过当MAC帧的类型值是“11”时指定子类型值，可得知管理异构子网的相邻接入点是否支持MIH协议。 
作为另一示例性实施例，由于接入点周期性地广播管理帧中具有“1000”子类型的信标帧，因此该接入点能够传输该信标帧，该信标帧包括在信标帧的帧体中的“保留”字段中指示MIH指示信息的信息。 
作为另一示例性实施例，具有“0101”子类型并且包括在帧体的“保留字段”中指示MIH指示信息的信息的探测响应帧可被发送给移动节点。 
至此，已经描述了得知在移动节点将移动到的子网中是否支持MIH协议的方法。然而，本发明的方面不限于此。可得知在移动节点当前连接的子网是否支持MIH协议。 
也就是，只要在其子网中接入点能够支持MIH协议，其就能将此信息发送给属于其子网的移动节点。此时，可使用上述帧。因此，移动节点能够得知在其移动到的子网以及其当前所属的子网是否可支持MIH协议。 
产业上的可利用性 
如上所述，本发明的一方面涉及预先确定在移动节点移动到的相邻异构子网是否支持MIH协议。 
已经参照附图描述了本发明的各方面的示例性实施例。然而本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种替换、修改和改变。因此，将理解，上述实施例仅是示例性目的，不被解释为对本发明的限制。 

Claims (4)

1.一种网络系统，包括接入点和移动节点，
所述接入点包括：
有线接口模块，通过有线网络接收指示信息，所述指示信息指示管理相邻异构子网的相邻接入点是否支持进行媒体无关切换的协议；
存储模块，用于存储所述指示信息；
帧产生模块，用于产生包含所存储的指示信息的帧；
无线接口模块，将所产生的帧发送给移动节点，
所述移动节点从接入点接收所产生的帧，并根据所述帧中包含的指示信息得知是否能够进行到相邻接入点的切换。
2.如权利要求1所述的系统，其中，接入点从相邻接入点接收所述指示信息。
3.一种进行移动节点的切换的方法，该方法包括：
第一接入点，接收指示第二接入点的异构子网是否支持进行媒体无关切换的协议的指示信息；和
所述第一接入点产生包含所述指示信息的帧，并将所产生的帧发送给与第一接入点连接的移动节点，
所述移动节点从第一接入点接收所产生的帧，并根据所述帧中包含的指示信息得知是否能够进行到第二接入点的切换。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一接入点通过有线网络接收指示第二接入点的异构子网是否支持进行媒体无关切换的协议的信息。
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