CN101569157A - 移动接入 - Google Patents

Abstract

本公开涉及对通信系统的接入。根据所公开的方法，在第一接入系统中基于一个地址进行通信的通信设备转移到第二接入系统。通信设备发送关于同一地址将被使用在第二接入系统中的指示，其后，如果代理移动性对于该地址可用，则将同一地址用于第二接入系统中的通信。

Description

移动接入

技术领域

本发明涉及通信系统，其中通信设备可以经由多个接入系统进行通信。具体而言，本发明涉及在通信设备正在从一个接入系统改变到另一个接入系统时支持会话。

背景技术

通信设备可以被理解为具有适当的通信和控制能力以用于实现其与其他方进行通信的使用的电子设备。通信例如可以包括语音、电子邮件(email)、文本消息、数据、多媒体等的通信。通信设备通常使得设备的用户能够经由通信系统接收以及发射通信并且因此可以用于接入各种应用。

通信系统可以被视为支持两个或更多实体(比如通信设备和/或与通信系统相关联的其他节点)之间的通信会话的设施。在通信系统中，适当的接入系统允许通信设备接入通信系统。

对通信系统的接入可以借助于固定线路或者无线通信接口、或它们的组合来提供。无线接入系统的特征是：它们允许其用户到处移动而不会丢失连接。因此，无线系统通常被称为移动系统。但是注意：在某些移动系统中移动性可能被限制为相当小的区域，例如房屋，或者甚至房间。

无线系统的示例是公共陆地移动网络(PLMN)。PLMN通常是基于蜂窝技术。蜂窝系统的示例包括：第二代(2G)GSM(全球移动系统)以及第三代(3G)系统(例如基于第三代合作伙伴计划(3GPP)的系统)。无线通信也可以借助于其他类型的系统来提供，例如借助于添加到现有蜂窝基础结构的接入技术。另外的接入技术的非限制性示例包括称为Wimax、长期演进(LTE)和无线局域网(WLAN)的那些接入技术。基于卫星的系统是无线接入系统的又一个示例。无线接入还可以借助于短距离无线电或者其他无线链路来提供。

通信系统和兼容的通信设备通常根据给定的标准或规范操作，所述标准和规范规定允许与该系统相关联的各种实体做什么以及应该如何来实现。例如，标准或规范可以定义通信设备具有电路交换承载服务还是分组交换承载服务还是二者皆有。通常还定义了将用于连接的通信协议和/或参数。例如，关于通信设备可以如何接入通信系统以及将在通信设备、通信网元和/或其他通信设备之间如何实施通信的方式通常是基于预定义的通信协议。

多接入是指利用单个通信设备来使用多个不同接入网络的能力。通信设备例如可以起先使用WLAN连接到互联网，并且当在WLAN网络的覆盖范围之外时使用蜂窝通信网络或者另一接入系统(例如基于Wimax或者长期演进(LTE)的接入系统)连接到互联网。

通信设备的用户可能赏识他/她可以无中断地继续活跃会话，即使例如由于用户的移动导致通信会话从一个接入系统转移到另一个接入系统。这意味着例如在通信设备中运行的任何应用和/或通信设备的用户不应注意到接入技术的任何变化或者体会到连通性的中断。取而代之，应该提供从一个系统到另一个系统的平滑转移以及移动性特征的连续支持。

然而，不同接入技术之间的移动性特征不可能总是被完全支持。例如，如果用户应用，例如电子邮件应用，在WLAN中使用由3GPP规定的通向3G网络的IPsec(IP安全协议)隧道起动互联网协议(IP)会话然后移出WLAN的覆盖区域，则可能发生问题。在那一点，基础通信网络系统，例如通用分组无线服务(GPRS)系统，可以用来保持电子邮件会话。可是，由于缺乏任何IP级移动性支持，该会话必须被关闭并且经由GPRS而被重新发起。类似的情形在用户移动到另一接入技术时可能发生。

代理移动互联网协议(PMIP)可以被用于为用户提供移动性。PMIP是这样一个协议，其中通信设备未提供有任何关于网络提供的移动性特征的信息。取而代之，通信设备以简单的IP方式进行操作。简单的IP一般被理解为指这样一种解决方案，在所述解决方案中，未在互联网协议(IP)级提供移动性并且设备本身并未正在运行任何移动协议。由提供移动互联网协议(MIP)信令到归属代理(HA)以及在相关代理移动互联网协议(PMIP)实体和归属代理之间建立隧道的适当网元来提供所需的移动性特征。归属代理用于存储移动通信设备的归属地址和其转交(care of)地址之间的绑定。基于此信息，归属代理然后可以对去往和来自移动通信设备的通信连通隧道。

如果使用常规移动IP(MIP)，则有问题的情形可能发生。术语“常规移动IP”是指其中使用客户MIP的应用。在这样的应用中，通信设备控制信令以及隧道连通。也就是说，如此使用客户MIP以使得移动性管理协议在通信设备中运行。这样的操作包括隧道连通并且由于需要另一IP报头而引起额外开销。例如，在互联网协议语音(VoIP)应用的情况下，额外的IP报头可能增加大约20％的开销。移动IP还要求在通信设备本身之中实现MIP，这可能并不总是可能的或者希望的。

用于提供移动性的一种选择是使用称为代理MIP(PMIP)的机制。在PMIP中，网络和IP移动性方面对于移动通信设备是完全隐藏的。在终端不知道的情况下PMIP可以被使用于单个接入技术中，例如在Wimax中。可是，代理移动互联网协议(PMIP)在可使用不同接入技术的通信系统中可能不是可靠的。更具体而言，在这样的情境中，从一种接入技术移动到另一种接入技术的通信设备可能需要从网络获得新IP地址。如果通信设备不知道关于网络提供的移动性特征的任何信息，则应用无法通过使用经由新接入技术的IP会话来继续，因为它不知道它是否属于与之前的移动性区域相同的移动性区域。

发明内容

实施例的目的在于解决上述缺点中的一个或多个。

根据一个实施例，经由第一接入系统并且在代理移动性实体的帮助下为通信设备提供通信会话，其中地址与该会话相关联。当通信设备转移到第二接入系统，关于在第二接入系统中也将使用同一地址的指示可以被发送到网络实体。同一地址然后可以被指派用于经由第二接入系统的通信。可以使得通信设备知道同一地址被不同的接入系统支持。

根据一个实施例的方法包括：基于地址在通信设备和第一接入系统之间进行通信；发起所述通信设备到第二接入系统的转移，从所述通信设备发送关于同一地址将在第二接入系统中被使用的指示；并且如果代理移动性针对该地址可用，则使用同一地址用于第二接入系统中的通信。根据另一实施例，提供计算机程序产品。程序产品包括指令集，该指令集在被通信系统的节点中的处理器执行时使得节点：使用由第一接入系统提供的针对会话的地址、发送关于同一地址将在第二接入系统中被使用的指示、确定代理移动性是否可用于该地址，并且响应于肯定确定将同一地址使用于第二接入系统中的通信。

另一实施例提供通信设备，其被配置成：使用第一接入系统中的地址，发送关于同一地址将在第二接入系统中使用的指示给网络实体，确定代理移动性针对该地址是否可用，以及将同一地址使用于第二接入系统中的通信。

另一实施例提供一种用于通信系统的装置，包括：用于与通信设备通信的接口，用于与代理移动互联网实体通信的接口，以及控制器，该控制器被配置成为通信设备提供信息，在为该地址提供代理移动性时该信息实现基于至少两个不同接入系统中的地址的通信会话。

通信设备可以请求关于地址是否可以被用于第二接入系统中的信息。设备可以发送对于地址由代理移动互联网实体提供还是由提供代理移动性的其他类型的布置提供的信息的请求。发送可以包括将参数添加到附接消息。可以针对通信设备创建和/或指派归属地址。可以与经由第一接入系统和第二接入系统的通信相关联地请求归属地址。指示可以在附接过程期间被发送。附接过程可以包括对第三代接入系统的附接。指示可以被发送到地址管理实体，例如在网关中提供的归属代理。

附图说明

现在将参考附图仅仅通过示例的方式描述本发明的实施例：

图1示意性地示出了通信系统；

图2示出了可能的通信设备；以及

图3示出了根据一个实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了支持通信设备1无线接入到公共分组数据网络30的通信系统的示例。在这个示例中，数据网络由基于互联网协议(IP)的互联网来提供。通信系统被示出为包括多个不同的接入网络10、12、14以及16。在下文中，假设用户或者更具体而言用户的移动通信设备可以经由至少两个不同的接入系统接入通信系统。

图1中的第一接入系统被示为由蜂窝分组接入网络10来提供。蜂窝接入系统与蜂窝网络的分组交换核心网络相关联。虽然未详细示出，但是核心网络可以包括通用分组无线服务(GPRS)的网元。在这样一个系统中，与接入网络10对接的网元可以由服务通用接入无线服务(GPRS)支持节点(SGSN)来提供。将分组交换核心网络连接到公共分组数据网络30的网元可以由网关GPRS支持节点(GGSN)来提供。

另一接入网络被示为基于WiMAX技术来提供，这通过接入系统12来表示。基于适当的无线局域接入网络(WLAN)技术提供第三接入网络。这通过接入系统14来表示。可以基于某种其他非基于3GPP的技术来提供另外的接入网络，这通过接入系统16来表示。

接入系统12、14和16经由第一接入系统10通过适当的网关和代理移动性实体连接到公共数据网络30。在图1中，这些被示为由分组数据网关(PDG)18和代理移动互联网协议(PMIP)实体19来提供。代理移动性实体连接到第一接入系统10的归属代理22。

代理移动性实体可以被配置成基于称为代理MIP(PMIP)的机制为通信设备1提供移动性。正如上面解释的那样，在PMIP中，网络和IP移动性方面对于移动通信设备是隐藏的。

在详细解释一些示例性实施例之前，参考图2简要解释可以在实施例中使用的无线通信设备的某些通用原理。图2示出了无线通信设备1的示意性局部剖面图。无线通信设备可以用于经由无线或者无线电接口接入各种服务和/或应用。该设备可以用于各种任务，例如进行或者接收电话呼叫、用于接收来自数据网络的数据以及发送去往数据网络的数据，用于体验例如多媒体或者其他内容。非限制性示例包括：移动台(MS)、具有无线接口卡或者其他无线接口设施的便携式计算机、具有无线通信能力的个人数据助理(PDA)或者这些的任意组合等。

无线设备通常可以经由至少一个基站或者类似的无线发射机和/或接收机节点无线地通信。无线设备还可以或者可选地与另一无线通信设备直接通信。每个无线设备可以使一个或多个无线信道同时打开并且可以具有与一个以上的其他方的通信连接。无线设备通常能够在无线电接入区域内移动并且还可以从一个区域移动到另一区域，并且因此这些设备经常被称为移动设备。

适当的无线通信设备具有所需的无线电传输元件以及控制器功能，以使其能够无线通信，并且处理它可能接收或发送的控制指令。多模移动用户设备能够经由多个不同的接入系统进行通信。设备1可以经由移动设备的适当无线接口布置进行通信。接口布置通常包括天线。天线可以被布置在设备的内部或者外部。无线通信设备通常还具有至少一个数据处理实体3以及至少一个存储器4以使用在它所被设计来执行的任务之中。数据处理和储存实体可以提供于适当的电路板上和/或提供于一个或多个芯片组中。此特征由参考标记6来表示。

用户可以借助于合适的用户接口(诸如小键盘2、语音命令、触敏屏或垫、它们的组合等)来控制设备1的操作。通常也提供显示器5、扬声器以及麦克风。而且，无线设备可以包括到其他设备的和/或用于将外部设备(例如免提设备)连接到无线设备的(有线的或者无线的)适当连接器。

移动设备1可以被启动以便在若干不同的承载系统上通信。这个能力在图2中通过两个无线信号11和21图示出。

图1示出了当归属代理(HA)20和3GPP锚22并置在第一接入系统10中时在服务无线通信设备1的通信系统体系结构中可以如何提供代理移动性实体19。3GPP锚例如可以由GGSN提供。在一个实施例中，代理移动性实体19被用来在不同接入技术之间提供移动性。这可以消除对空中接口上额外IP隧道连通的需要。

当代理移动互联网协议(PMIP)或类似的协议被用于提供移动性时，可以使得在不同接入系统之间转移的移动通信设备1知晓这一点。移动设备1然后可以在适当的信令中请求归属地址。例如，可以在分组数据上下文配置消息中做出这样一个请求。当使用非3GPP接入时，可以使用诸如IKEv2配置有效载荷之类的消息。

此机制使得能够在多接入移动通信系统中使用代理移动性实体，这使得能够使用不需要向其提供移动性客户应用的通信设备。例如，被使得知道相关代理移动协议的通信设备可以从一个接入技术漫游到另一个，并且可以向网络端的适当实体告知它想要使用由旧的接入提供的同一归属地址。凭借于此，避免在应用级改变地址的详细信息是可能的，并由此可以平滑地继续开放式应用的使用。

为了请求IP地址，移动通信设备1被配置成发出一个消息向一个适当的网络实体通知它需要知道给定地址是否由给定的代理移动性实体提供服务。例如，在基于GPRS的系统中，这可以通过将额外的参数添加到GPRS附接信息中来完成。在例如当创建通向3G网络的WLAN或Wimax连接时可以使用的WLAN-相互工作方案中，IKEv2配置有效载荷消息可以使用“INTERNAL_HOA_ADDRESS”来代替“INTERNAL_IP4_ADDRESS”参数。在长期演进(LTE)方案中，可以在上下文活跃阶段中使用类似的参数。

一旦被请求的地址被提供给通信设备1，就可以由此确定该网络是否提供移动性。如果网络提供的移动性可用，则通信设备1能够创建针对所有的接入技术的公共IP层或是归属地址。这个阶段在图3的流程图中由步骤100表示。

在步骤102处的切换(handover)初始化之后，切换顺序则例如可以如下。如上所述，通信设备首先例如使用IKEv2获得归属地址来创建通向3G网络的WLAN连接。当该通信设备移出该WLAN的覆盖区域时，可以创建GPRS分组数据协议(PDP)上下文。在附接过程期间，通信设备可以向适当网元指出它想要使用经由该WLAN连接向其提供的同一归属地址。这可以在图3的流程图中的步骤104处发生。该通信设备可以接收代理移动性被提供用于给定地址的指示，并且可以从那里确定使用同一地址是可能的。

然后，在步骤106，网络指派该同一地址并使用该代理移动协议，例如PMIP，来提供移动性。在步骤108，这使得该通信设备能够在不用的链路层继续使用同一IP地址。避免了在切换期间重新发起活跃应用会话的需要。因此，使用PMIP特性来避免在无线电链路上使用隧道连通的可能性可以在诸如客户端MIP之类的机制上提供其他优点。

移动通信设备可以将该指示发送到诸如归属代理22之类的网络实体或管理地址的另一实体。该归属代理功能可以被添加到网关控制器，例如GGSN或其他类似网关。这实现了这样一个布置，其中在网关中不需要具有代理移动性协议实体，该归属代理功能可以直接向该通信设备提供归属地址(HoA)。

相同的方法还可以应用到其他移动性机制，例如提供IPv6(互联网协议，版本6)移动性的系统。在消息中可能需要不同的选项，以用于在GPRS附接消息和IKEv2配置有效载荷中请求IPv6归属地址。

诸如‘GPRS/LTE附接’之类的消息可以被扩展以提供请求归属地址的选项。成功的归属地址保留的指示可以在答复分组中被传送。类似地，可以将归属地址属性例如作为可选的INTERNAL_IP4_ADDRESS添加到IKEv2配置有效载荷消息中。

移动通信设备可以如此配置使得能在诸多链路层之上创建一个共享的IP层，以便可以提供相同的归属地址。

所述实施例可以提供一个系统，其中可以避免需要来自该通信设备的移动性隧道连通的需要。此外，还可以避免在通信设备中MIP客户端实现的需要。

所需要的数据处理功能可以借助于一个或多个数据处理器来提供。因此，通信设备的所需要的任何数据处理功能都可以由单独的处理器或集成的处理器来提供。例如，数据处理可以在通信设备的中央处理单元中被提供，或者分布在若干数据处理模块中。

被适当适配的一个或多个计算机程序代码产品，当其被载入合适的处理器时，例如在通信设备的和/或通信系统的节点的处理器中，可用于实现所述实施例。该程序代码装置例如可以使得生成和/或解释指示，确定是否提供代理移动性和/或是否能在不同的接入系统中使用相同地址，消息的生成等等。在移动通信设备中，所述程序代码产品还能被配置用于确定代理移动性实体是否支持给定地址，以及用于请求在另一接入系统中使用该相同的地址。用于提供操作的程序代码产品可以被储存在诸如承载磁盘，卡或磁带之类的承载介质上或借助于它们来提供。一种可能是经由数据网络将程序代码产品下载到通信设备。

在上述详细描述中，通过举例的方式对从一个接入系统漫游到另一个接入系统的多接入通信设备进行了参考。应当理解，实施例还可以应用于通信设备暂时失去经由某个接入网络的通信的情况。失去经由某个接入网络的通信例如可能是由于该通信设备暂时移动出该接入网络的覆盖区域或者是由于容量的原因。

在此应当指出，虽然上述内容描述了对本发明的实施例的示例，但是在不背离本发明的精神和范畴的情况下，可以对公开的解决方案作出若干变化和修改。

Claims (30)

1.一种用于接入通信系统的方法，包括：

基于一个地址在通信设备和第一接入系统之间进行通信；

发起所述通信设备到第二接入系统的转移；

从所述通信设备发送将在所述第二接入系统中使用同一地址的指示；以及

如果代理移动性针对所述地址可用，则使用同一地址用于所述第二接入系统中的通信。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：从所述通信设备发送对于所述地址是否可以在所述第二接入系统中使用的信息的请求。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述发送包括将参数添加到附接消息。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述通信设备请求关于所述地址是否由代理移动互联网实体提供的信息。

5.根据前述任一权利要求所述的方法，包括在所述通信设备处接收关于网络提供的移动性可用的指示。

6.根据前述任一权利要求所述的方法，包括由所述通信设备创建使用于所述第一接入系统和第二接入系统中的地址。

7.根据前述任一权利要求所述的方法，包括从所述通信设备发送对于可以使用于至少两个不同接入系统中的地址的请求。

8.根据权利要求7所述的方法，包括请求归属地址。

9.根据前述任一权利要求所述的方法，包括：

提供归属地址和公共互联网协议层地址之一，以供所述通信设备使用；以及

与经由所述第一接入系统和所述第二接入系统的通信相关联地使用所述归属地址和所述公共互联网协议层地址之一。

10.根据前述任一权利要求所述的方法，包括在附接过程期间发送所述指示。

11.根据权利要求6或者任何从属于权利要求6的权利要求所述的方法，其中所述附接过程包括对第三代(3G)接入系统的附接。

12.根据前述任一权利要求所述的方法，包括将所述指示发送到地址管理实体。

13.根据权利要求12所述的方法，包括将所述指示发送到归属代理。

14.根据前述任一权利要求所述的方法，包括将所述指示发送到网关。

15.根据前述任一权利要求所述的方法，其中所述第一接入系统包括第三代(3G)接入系统，并且所述第二接入系统包括非3G接入系统，反之亦然。

16.一种包括指令集的计算机程序产品，所述指令集在由通信系统的节点中的处理器执行时使得所述节点：使用由第一接入系统提供的用于会话的地址；发送关于将在第二接入系统中使用同一地址的指示；确定代理移动性是否针对所述地址可用；以及响应于肯定的确定，使用所述同一地址用于所述第二接入系统中的通信。

17.根据权利要求16所述的计算机程序产品，其被配置成：使得发送对于所述地址是否可以用于所述第二接入系统中的信息的请求。

18.根据权利要求16或17所述的计算机程序产品，其被配置成使得创建一个使用于所述第一接入系统和所述第二接入系统中的地址。

19.根据权利要求16到18任一个所述的计算机程序产品，其被配置成使得发送对于可以使用于至少两个不同接入系统中的地址的请求。

20.一种通信设备，其被配置成在第一接入系统中使用一个地址；向网络实体发送关于同一地址将被使用于第二接入系统中的指示；确定代理移动性对于所述地址是否可用；以及将所述同一地址使用于所述第二接入系统中的通信。

21.根据权利要求20所述的通信设备，其被配置成：发送对于所述地址是否可用于所述第二接入系统中的信息的请求。

22.根据权利要求21所述的通信设备，其被配置成通过将参数添加到附接消息来发送所述请求。

23.根据权利要求20到22任一个所述的通信设备，其被配置成创建使用于所述第一接入系统和所述第二接入系统中的地址。

24.根据权利要求20到23任一个所述的通信设备，其被配置成发送对于可以使用在至少两个不同接入系统中的地址的请求。

25.根据权利要求20到24任一个所述的通信设备，其被配置成在附接过程期间发送所述指示。

26.根据权利要求20到25任一个所述的通信设备，包括移动设备。

27.一种用于通信系统的装置，包括：

用于与通信设备通信的接口；

用于与代理移动互联网实体通信的接口；以及

控制器，该控制器被配置成为通信设备提供信息，使得在为地址提供代理移动性时实现在至少两个不同接入系统中基于一个地址的通信会话。

28.根据权利要求27所述的装置，包括地址管理实体。

29.根据权利要求28所述的装置，包括归属代理。

30.一种包括如权利要求27到29任一个所述的装置的网关。

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