CN101902725B - 移动通信系统和移动性管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动通信系统，包括移动节点、对端通信节点、位于所述移动节点侧的第一移动锚点，还包括位于所述对端通信节点侧的第二移动锚点；其中，第一移动锚点作为移动节点的本地家乡代理，用于负责移动节点在所述第一移动锚点管理范围内移动过程中的位置管理和切换管理；第二移动锚点用于为所述移动节点分配家乡地址，接收并转发所述移动节点与所述对端通信节点间所交换的报文信息，支持所述移动节点动态注册所述第一移动锚点的信息。本发明能够同时解决移动IP切换时延大和三角路由的问题。

Description

移动通信系统和移动性管理方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的移动切换，特别涉及非对称多层次的移动通信系统和移动性管理方法。

背景技术

在移动通信系统中，移动节点的地理位置可能会随时发生改变，为了使得用户在移动过程中能够保持通信的持续性，需要对移动节点进行包括切换管理和位置管理在内的移动性管理。移动IP是网络层移动性管理的核心技术。移动IP是一种特殊的IP路由机制，它可以使移动节点用一个永久的IP地址连结到任何链路上，从而在移动的过程中保持通信的持续性。移动IP现在有两个版本，分别为移动IPv4(RFC 3344)和移动IPv6(RFC 3775)。

移动IPv4的工作原理是：当移动节点连接在家乡链路上时(即链路的网络前缀和移动节点家乡地址的网络前缀相等时)，移动节点和固定主机或路由器一样工作，不运用任何移动IP功能。而对于连接在外地链路上的移动节点，可通过一个称为代理搜索的流程，判定自己的当前位置，并得到一个在外地链路上的转交地址(Care of Address，CoA)；当移动节点改换外地链路时，转交地址随之改变；随后，移动节点通过注册的流程把自己的转交地址告诉家乡代理(home agent，HA)；当有发往移动节点家乡地址(home address，HoA)的数据包时，家乡代理便截取这个包，并根据所注册的转交地址，通过隧道将数据包传送给移动节点；由移动节点发出的数据包则无需隧道技术，可以直接路由到目的节点上。对所有来访的移动节点来说，外地代理(foreign agent，FA)完成路由器的功能。

移动IPv6技术是在移动IPv4的基础上发展起来的，其协议中定义了三种操作实体：移动节点(MN)、对端通信节点(CN)和家乡代理(HA)，不再有外地代理(FA)的概念。当移动节点离开本地链路时，可通过IPv6机制获得转交地址(如无状态和有状态自动配置)。移动IPv6中同时采用隧道和源路由技术向连接在外地链路上的移动节点传送数据包。

无论是上述的移动IPv4还是移动IPv6，都存在以下两方面的缺陷：

1、切换时延和信令开销：当移动节点从一个子网移动到另一个子网时，移动节点需要向家乡代理发送一个位置更新消息。即使移动节点在移动过程中与外界并没有通信和数据往来，该注册过程也要进行。当移动节点的数量很多或移动频率很高时，这将是一笔很大的信令开销。如果移动节点所在的外地网络和家乡网络距离很远，则移动节点向家乡代理发送位置更新消息将会造成很大的切换延迟。

2、三角路由：由于对端通信节点发往移动节点的报文必须先发向移动节点的家乡网络，然后由家乡代理通过隧道转发到移动节点当前的转交地址。这种成三角形的路由方式会增加通信延迟。

针对现有移动IP协议的上述缺陷，本领域技术人员提出了相应的解决方案，但这些方案通常只能解决上述两个缺陷中的一个。例如，本领域技术人员所提出的微移动协议通过引入层次化的概念，将移动节点切换过程的影响控制在子网范围内，从而减小地址绑定更新过程的延时和信令消耗，但该方法并不能解决三角路由的问题。又如，本领域技术人员为了克服三角路由问题分别提出了路由优化(Route Optimization)机制、引入临时家乡代理(Temporary Home Agent，THA)、引入分布式家乡代理服务器等多种实现方式，但这些实现方式不仅无法减少切换延时、降低信令开销，而且也无法完美地解决三角路由问题。例如，路由优化机制需要对端通信节点也支持移动IP协议，这就大大增加了部署的难度，同时，每个通信主机必须将固定的通信对端和移动的通信对端区分对待；此外，路由优化机制还可能会带来严重的安全问题。

在参考文献1“E.Fogelstroem，A.Jonsson and C.Perkins.Mobile IPv4Regional Registration，IETF RFC 4857，Jun.2007”中，对微移动协议中最具代表性的协议之一--层次化移动IPv4做了详细说明；而在参考文献2“H.Soliman，C.Castelluccia，K.E.Malki and L.Bellier.Hierarchical MobileIPv6 mobility management(HMIPv6)，IETF RFC 4140，Aug.2005”中对微移动协议中的层次化移动IPv6(Hierarchical Mobile IPv6，HMIPv6)做了详细说明。在申请号为200810118070.1的中国专利申请《一种用于移动互联网的业务流管理方法》的参考文献3中，对引入分布式家乡代理服务器的实现方式做了说明。

综上所述，本领域技术人员在现有技术中所提出的解决方案均不能同时解决移动IP切换时延大和三角路由的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术无法同时解决移动IP切换时延大和三角路由问题的缺陷，从而提供一种切换时延小、通信延时短的通信系统及移动性管理方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种移动通信系统，包括移动节点、对端通信节点、位于所述移动节点侧的第一移动锚点，还包括位于所述对端通信节点侧的第二移动锚点；其中，

所述的第一移动锚点作为移动节点的本地家乡代理，用于负责移动节点在所述第一移动锚点管理范围内移动过程中的位置管理和切换管理；

所述的第二移动锚点用于为所述移动节点分配家乡地址，接收并转发所述移动节点与所述对端通信节点间所交换的报文信息，支持所述移动节点动态注册所述第一移动锚点的信息。

上述技术方案中，所述第一移动锚点与所述的移动节点位于同一子网或者相近子网，所述的第二移动锚点和所述的对端通信节点位于同一子网或者相近子网。

上述技术方案中，所述的第二移动锚点还将接收用户以区域转交地址和链路转交地址方式发送的报文信息，并将所述报文信息向对端通信节点转发。

上述技术方案中，所述的第二移动锚点还支持路由可达性检测，并帮助所述移动节点实现和所述对端通信节点间的直接通信。

本发明还提供了一种在所述的移动通信系统中实现移动性管理的方法，包括：

步骤1)、移动节点在所要通信的对端通信节点所在域查找对应的第二移动锚点；

步骤2)、查找到的第二移动锚点向所述移动节点分配家乡地址；

步骤3)、所述移动节点利用所得到的家乡地址经由所述第二移动锚点建立与所述对端通信节点的数据连接；

步骤4)、所述移动节点将自身所在域的第一移动锚点为其分配的区域转交地址注册在所述第二移动锚点上。

上述技术方案中，还包括：

步骤5)、所述移动节点做网络切换。

上述技术方案中，在所述的步骤5)中，所述移动节点所做的网络切换为在同一第一移动锚点管理的区域内所做的网内切换，在切换过程中，将更新后的链路转交地址分别绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，然后根据绑定后的链路转交地址经由所述的第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点的数据通信。

上述技术方案中，所述的网内切换包括：

步骤5-1-1)、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤5-1-2)、移动节点在收到所述第一移动锚点所返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第一移动锚点和第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤5-1-3)、移动节点在收到所述第二移动锚点所返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信。

上述技术方案中，在所述的步骤5)中，所述移动节点所做的网络切换为在不同第一移动锚点管理的区域间所做的网间切换，在切换过程中，将更新后的链路转交地址绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，将更新后的区域转交地址绑定到第二移动锚点，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信。

上述技术方案中，所述的网间切换包括：

步骤5-2-1)、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤5-2-2)、所述的移动节点收到第二移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤5-2-3)、所述的移动节点收到第一移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，向所述的第二移动锚点绑定更新后的区域转交地址。

本发明还提供了一种在所述的移动通信系统中实现移动性管理的方法，包括：

步骤6)、移动节点在所要通信的对端通信节点所在域查找对应的第二移动锚点；

步骤7)、查找到的第二移动锚点向所述移动节点分配家乡地址；

步骤8)、所述移动节点利用所得到的家乡地址经由所述第二移动锚点建立与所述对端通信节点的数据连接；

步骤9)、所述移动节点将自身所在域的第一移动锚点为其分配的区域转交地址注册在所述第二移动锚点上；

步骤10)、所述移动节点向所述对端通信节点发起第一个路由可达性检测，在检测成功后，所述移动节点将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，移动节点直接与对端通信节点通信；

步骤11)、移动节点在收到步骤9)的注册成功确认消息后，发起第二个路由可达性检测，检测成功后，经由第一移动锚点将区域转交地址注册到对端通信节点上。

上述技术方案中，还包括：

步骤12)、所述移动节点做网络切换。

上述技术方案中，所述移动节点所做的网络切换为在同一第一移动锚点管理的区域内所做的网内切换，在切换过程中，将更新后的链路转交地址分别绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，所述移动节点还要将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，以实现移动节点与对端通信节点间的直接数据通信。

上述技术方案中，所述的网内切换包括：

步骤11-1-1)、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤11-1-2)、所述移动节点在收到所述第一移动锚点所返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第一移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤11-1-3)、所述移动节点向对端通信节点做路由可达性检测，检测成功后将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，以实现移动节点与对端通信节点间的直接数据通信。

上述技术方案中，所述移动节点所做的网络切换为在不同第一移动锚点管理的区域间所做的网间切换，在切换过程中，将更新后的链路转交地址绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，将更新后的区域转交地址绑定到第二移动锚点，还要将更新后的链路转交地址和更新后的区域转交地址都注册到对端通信节点上，以实现所述移动节点与所述对端通信节点间的直接数据通信。

上述技术方案中，所述的网间切换包括：

步骤11-2-1)、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤11-2-2)、所述的移动节点收到第一移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，向所述的第二移动锚点发送绑定更新后的区域转交地址的消息；

步骤11-2-3)、所述的移动节点收到第二移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤11-2-4)、所述移动节点向对端通信节点发起第一个路由可达性检测，检测成功后将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，移动节点直接与对端通信节点通信；

步骤11-2-5)、所述移动节点收到步骤11-2-2)中所发送的关于绑定更新后的区域转交地址的确认消息后发起第二个路由可达性检测，检测成功后，移动节点经由第一移动锚点向对端通信节点注册更新后的区域转交地址。

本发明的优点在于能够同时解决移动IP切换时延大和三角路由的问题。

附图说明

图1为本发明的移动通信系统的一个实例的示意图；

图2为本发明的移动通信系统在双向隧道模式下建立数据连接时的流程图；

图3为本发明的移动通信系统在双向隧道模式下做域内切换时的流程图；

图4为本发明的移动通信系统在双向隧道模式下做域间切换时的流程图；

图5为本发明的移动通信系统在路由优化模式下建立数据连接时的流程图；

图6为本发明的移动通信系统在路由优化模式下做域内切换时的流程图；

图7为本发明的移动通信系统在路由优化模式下做域间切换时的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

在下面的实施例中，以层次化移动IPv6协议为例，对本发明的非对称多层次的移动性管理方法(Asymmetric Multiple Layers MIP，AMLMIP)进行说明，但在层次化移动IPv4以及其它引入区域移动代理的微移动协议中，本发明的方法同样适用。

在对移动性管理方法进行详细说明前，首先对该方法所适用的移动通信系统进行说明。本发明的通信系统在已有的移动IP架构中，引入了两种类型的移动锚点，其中一种类型的移动锚点靠近移动节点(MN)侧，其功能相当于层次化移动IPv4中的GFA或者层次化移动IPv6中的MAP，目的是将移动节点的移动区分为宏观移动和微观移动，从而将切换过程的影响控制在子网范围内，减小地址绑定更新过程的延时和信令消耗；另一种类型的移动锚点则靠近对端通信节点(CN)侧，其目的是避免三角路由，有效缩短MN和CN通信当中的端到端时延。

在图1中给出了采用本发明的移动通信系统的一个实例，该实例中的移动通信系统采用层次化移动IPv6协议。在整个系统中除了移动节点(MN)、对端通信节点(CN)、家乡代理(HA)外，还采用了前述的两种类型的移动锚点，其中，靠近移动节点侧的移动锚点用MAP(MobilityAnchor Point)表示，而靠近对端通信节点侧的移动锚点用DMA(DistributedMobility Agent，分布式移动代理)表示。MAP与移动节点在同一子网或相近子网内，DMA与对端通信节点在同一子网或相近子网内。一般来说，一个对端通信节点对应有一个DMA，在一个MAP域中只有一个MAP。在一个MAP域中，MAP可以连接有多个接入路由器(AR)，移动节点直接与接入路由器连接。当移动节点从图1所示的接入路由器AR1的范围移动到AR2的范围，属于同一MAP域内的移动，而从AR1的范围移动到AR3的范围则属于在不同MAP域间的移动。

在上述实例所示的移动通信系统中，MN和CN之间的通信可以分为两种通信模式，一种是双向隧道模式(Bidirectional Tunneling)，另一种是路由优化模式(Route Optimization)。两者的区别在于：在移动IP中，当MN申请得到家乡地址(HoA)后，当有新的连接请求时，MN会利用HoA与CN建立连接，如果CN支持路由优化，则MN可将转交地址CoA通过绑定更新向CN注册，在注册成功后，MN可利用CoA与CN进行正常通信，这种模式就是所述的路由优化模式；如果CN不支持路由优化，则MN需要通过家乡代理(HA)与CN通信，这种模式就是所述的双向隧道模式。由此可见，移动网络中的MN与CN间采用何种通信模式，往往与CN是否支持路由优化有关。出于通用性的考虑，本发明的方法对于双向隧道模式和路由优化模式都予以支持。

在上述实例中所采用的MAP节点与HMIPv6中的MAP节点的功能一致，即其上层规范完全兼容HMIPv6协议，不增加任何新的信令、命令，也不需要知道AMLMIP协议，所要完成的信息交互就是普通的代理数据传输。通过MAP节点可以将移动节点的移动区分为宏观移动和微观移动，从而将切换过程的影响控制在子网范围内，减小地址绑定更新过程的延时和信令消耗。在工作过程中，MAP节点作为移动节点的本地家乡代理，负责实施移动节点在该MAP节点管理范围内移动过程中的位置管理和切换管理，如果移动节点是在同一个MAP节点管理域内移动，则只要发送本地绑定更新，将当前的链路转交地址向该MAP节点注册即可恢复通信。与HMIPv6中的MAP节点相比，本实施例中的MAP节点将部分工作转交到DMA上，其工作负荷将大大减轻。

在上述实例中所采用的DMA节点需要知道MAP节点的存在，并允许移动节点动态注册MAP信息。DMA节点的主要作用在于避免三角路由，有效缩短移动节点和对端通信节点通信过程中的端到端时延。DMA主要具有以下功能：

a.MAP的基本功能，包括：当收到MN的请求时，反馈并告知本机相关信息；允许相关查询，支持用户申请DHoA(Distributed Home Address，分布式家乡地址)等；

b.扩展功能，包括：允许MN动态注册MAP信息并记录，允许MN随时用RCoA(Regional CoA，区域转交地址)、LCoA(On-link Care-ofAddress，链路转交地址)访问数据信息。此外，根据MN的工作模式还分别具有以下功能：双向隧道模式下，DMA作为隧道的中继节点，将接收用户以RCoA和LCoA方式发送的报文信息，并向CN转发；路由优化模式下，DMA采用隧道模式和MN相连，并支持路由可达性检测等相关操作，可帮助MN实现与CN的直接通信。

在对图1所示的移动通信系统以及其中的各个节点做简要说明后，就可以结合本发明的方法对移动节点在上述移动通信系统中如何建立数据连接、如何在移动过程中做网络切换的一系列操作进行说明。但为了便于理解，还要对其中所涉及的相关概念进行说明。

a、Distributed Home Address(DHoA)：由DMA分配给MN的家乡地址。

b、Local Binding Update(LBU)：当BU报文的M标志＝1的情况下，发送到MAP上用于绑定最新链路转交地址LCoA的报文。

c、DMA Binding Update(DBU)：当BU报文的M标志＝0时，用来向DMA绑定最新CoA的报文。根据绑定内容的不同，分为用来绑定LCoA的DBU-L和用来绑定RCoA的DBU-R。

下面结合图1所示的实例对移动节点在移动通信系统中的相关操作进行说明。正如前文中的相关说明，MN和CN间的通信存在双向隧道模式和路由优化模式这两种工作模式，而移动节点的切换又可分为MAP域内的切换和MAP域间的切换。因此，在下文中将对相关操作分情况加以讨论。

一、双向隧道模式

1、链路的初始化阶段

在图2中给出了双向隧道模式下建立新的数据连接的处理流程。需要说明的是，在图2以及后续的图3-图7中，仅仅给出了MN、MAP、DMA、CN间直接的报文交互，对诸如AR发现、LCoA申请确认之类已经在移动IPv6协议中给出且在本申请的处理流程中同样需要的报文交互操作未在图中示出。在图2-图7中，箭头表示一个报文；粗体的线表示与HMIPv6相同的报文；虚线表示该报文与之前的报文是同时发送的。线上面有报文功能的简单说明。某些情况下，用“(地址)报文内容”的形式来区分发送时使用哪个地址作为源地址，如“(LCoA)Data”意味着相关数据报文的源地址是LCoA。

如图2所示，当MN与某一CN要建立一条新的数据连接时，MN首先需要在CN所在域查询DMA，并向查询到的DMA申请分配给MN的分布式家乡地址DHoA，这一过程可通过图2中的“(LCoA)DMA DiscoveryReq”报文以及该报文的回复实现。MN在获得DHoA后，就可开始通过DMA与CN进行通信，这一过程可通过图2中的报文(LCoA)Data和(DHoA)Data实现。与此同时，MN还要向DMA发送DBU-R报文，将DBU-R报文中所包含的RCoA在DMA上注册，以将MN当前所在MAP域的地址告知DMA。完成上述操作后，即可建立MN与CN间的数据连接。

上述的查询DMA并申请DHoA的过程有多种实现方式。图2中假定DMA支持精简模式，即一个RTT时间(一次交互)，完成查询+注册两个过程；当然，也可以增加更复杂的模式，使得DMA具备更强大的功能，例如增加对身份的识别、支持对原有连接的续传等，不过这些机制的引入会增加额外的时间开销。

2、域内切换过程

MN和CN间建立数据连接后，当MN在同一MAP域内做网络切换时，需要做域内切换。在图3中给出了双向隧道模式下域内切换的处理流程。

在网络切换过程中，MN首先需要判断切换前后是否还在同一MAP下，只有在同一MAP下时，MN才能做域内切换。MN在发生域内切换后，RCoA保持不变，而LCoA会发生改变，因此需要将最新LCoA分别绑定到MAP和DMA。具体的说，MN向MAP发送LBU，向DMA发送DBU-L，以同时向MAP和DMA绑定LCoA。由于MAP距离MN更近，因此MN首先会收到MAP所返回的确认信息BA。MN在收到MAP返回的确认信息后，就可以通过MAP向DMA发送数据，并由DMA将数据转发到CN，如图3中所示的报文(LCoA)Data、(RCoA)Data、(DHoA)Data，上述操作可以使得切换时延最短。当MN在后续的某一时刻收到DMA的BA确认后，由于此时LCoA已经在DMA上注册，因此可以利用LCoA直接实现MN和DMA间的通信，而无需MAP转发。这在一定程度上也能缩短传输路径，进而降低通信延迟。

3、域间切换过程

MN和CN间建立数据连接后，当MN在不同MAP域间做网络切换时，需要做域间切换。在图4中给出了双向隧道模式下域间切换的处理流程。

在网络切换过程中，MN首先需要判断切换前后是否还在同一MAP下，只有在不同MAP下时，MN才需要做域间切换。MN在域间切换时，不仅LCoA会发生改变，而且RCoA也会发生变化，因此不仅要将LCoA分别绑定到MAP和DMA，还要将最新的RCoA绑定到DMA。具体的说，MN通过DBU-L向DMA绑定LCoA，与此同时，通过向MAP发送LBU将LCoA和RCoA绑定在一起。当MN收到DMA返回的绑定确认消息BA后，MN就可以通过DMA恢复和CN的通信，如图4中的报文(LCoA)Data、(DHoA)Data。当MN收到MAP返回的绑定确认BA后，会向DMA发送用来绑定RCoA的DBU-R消息，从而实现向DMA绑定最新的RCoA。

二、路由优化模式

1、链路的初始化阶段

在路由优化模式下建立新的数据连接的过程较前述的双向隧道模式下建立新的数据连接的过程更为复杂，但两者也有共同之处。将图5和图2进行比较可以看出，双向隧道模式下建立新的数据连接时所要完成的查询DMA、申请分配DHoA、通过DMA与CN进行通信、向DMA发送DBU-R报文等操作在路由优化模式下建立新的数据连接时同样要完成。

由于在路由优化模式下，MN最终应当可以和CN直接通信，因此需要将MN的相关信息注册到CN上。为了实现这一注册过程，在路由优化模式下建立新的数据连接还包括两个路由可达性检测过程(ReturnRoutability Procedure)。在第一个路由可达性检测过程中，如图5所示，MN会同时向CN发送两个不同的测试数据包HoTI(Home Test Init)和CoTI(Care-of Test Init)，其中的HoTI通过DMA发送到CN，而CoTI则由MN直接发送给CN。CN对所接收到的HoTI和CoTI将分别进行响应并返回HoT和CoT，而且每个响应都包含一个加密令牌。此次路由可达性检测成功之后，MN向CN发送绑定更新来注册自己的LCoA，此后可利用LCoA和CN进行直接通信。在此过程中，当MN收到DMA发来的针对DBU-R的确认后，将会启动第二个路由可达性检测过程。在这个路由可达性检测过程中，MN会依次通过MAP、DMA向CN发送一个HoTI，同时通过MAP向CN发送一个CoTI。此次路由可达性检测成功之后，MN将通过MAP向CN发送绑定更新来注册自己的RCoA。

2、域内切换过程

MN和CN间建立数据连接后，当MN在一MAP域内做网络切换时，需要做域内切换。在图6中给出了路由优化模式下域内切换的处理流程。

在网络切换过程中，MN首先需要判断切换前后是否还在同一MAP下，只有在同一MAP下时，MN才需要做域内切换。MN在域内切换过程中，LCoA会发生改变，因此需要将最新的LCoA分别绑定到MAP和DMA。此外，由于在路由优化模式中，MN和CN可直接通信，因此还要将LCoA注册到CN上。具体的说，MN向MAP发送LBU，向DMA发送DBU-L，以同时向MAP和DMA绑定LCoA。由于MAP距离MN更近，因此MN首先会收到MAP所返回的确认信息BA。MN在收到MAP返回的确认信息后，就可以通过MAP恢复与CN间的数据传输，如图6中所示的报文(LCoA)Data、(RCoA)Data。MN通过MAP恢复与CN间通信的同时，还要做路由可达性检测，即由MN向CN发送HoTI和CoTI，其中的HoTI通过MAP转发给CN，而CoTI则由MN直接发送给CN。由于在域内切换时，RCoA保持不变，因此这一路由可达性检测过程不需要DMA参与。结束路由可达性检测过程后，MN可以向CN注册自己的LCoA，此后可利用LCoA和CN进行直接通信。

3、域间切换过程

MN和CN间建立数据连接后，当MN在不同MAP域间做网络切换时，需要做域间切换。在图7中给出了路由优化模式下域间切换的处理流程。

MN在域间切换时，不仅LCoA会发生改变，而且RCoA也会发生变化，因此不仅要将LCoA分别绑定到MAP和DMA，还要将最新的RCoA绑定到DMA。此外，考虑到MN和CN直接通信的需要，还要将LCoA和RCoA注册到CN上。具体的说，MN通过DBU-L向DMA绑定LCoA，与此同时，通过向MAP发送LBU将新的LCoA和RCoA绑定在一起。当MN收到MAP发回的确认BA后，向DMA发送用于绑定RCoA的DBU-R。当MN收到DMA返回的针对DBU-L的确认后，即可通过DMA恢复与CN的通信，如图7中所示的报文(LCoA)Data、(DHoA)Data。MN在通过DMA恢复与CN通信的同时，启动了第一个路由可达性检测过程，即由MN向CN发送HoTI和CoTI，其中的HoTI通过DMA转发给CN，而CoTI则由MN直接发送给CN。在这一路由可达性检测成功后，MN向CN注册LCoA，此后，MN可直接用LCoA和CN进行通信。当MN收到DMA返回的针对DBU-R的确认后，启动了第二个路由可达性检测过程，即由MN向CN发送HoTI和CoTI，其中的HoTI依次通过MAP、DMA转发给CN，而CoTI则通过MAP转发给CN。在第二个路由可达性检测过程成功后，MN通过MAP向CN注册RCoA。

在上述说明中，对双向隧道模式和路由优化模式下如何建立数据连接以及如何实现域内切换、域间切换的过程做了说明。对于完整的数据通信过程，还应当包括DMA上DHoA的回收以及隧道的拆除等操作，这些操作可基于FIN报文实现，相关流程可通过现有技术中的相关技术手段实现，因此不在此做重复说明。

本发明的移动通信系统中位于移动节点侧的MAP节点可以将移动节点的移动区分为宏观移动和微观移动，从而将切换过程的影响控制在子网范围内，减小地址绑定更新过程的延时和信令消耗，而位于对端通信节点侧的DMA节点可避免三角路由，从而有效缩短移动节点和对端通信节点通信过程中的端到端时延，使得本发明能够同时解决移动IP切换时延大和三角路由的问题。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种在移动通信系统中实现移动性管理的方法，所述移动通信系统，包括移动节点、对端通信节点、位于所述移动节点侧的第一移动锚点，还包括位于所述对端通信节点侧的第二移动锚点；其中，所述的第一移动锚点作为移动节点的本地家乡代理，用于负责移动节点在所述第一移动锚点管理范围内移动过程中的位置管理和切换管理；所述的第二移动锚点用于为所述移动节点分配家乡地址，接收并转发所述移动节点与所述对端通信节点间所交换的报文信息，支持所述移动节点动态注册所述第一移动锚点的信息，在所述移动通信系统中所述实现移动性管理的方法包括：

步骤1）、移动节点在所要通信的对端通信节点所在域查找对应的第二移动锚点；

步骤2）、查找到的第二移动锚点向所述移动节点分配家乡地址；

步骤3）、所述移动节点利用所得到的家乡地址经由所述第二移动锚点建立与所述对端通信节点的数据连接；

步骤4）、所述移动节点将自身所在域的第一移动锚点为其分配的区域转交地址注册在所述第二移动锚点上；

步骤5）、所述移动节点做网络切换；

在所述的步骤5）中，所述移动节点所做的网络切换为在同一第一移动锚点管理的区域内所做的网内切换，在切换过程中，将更新后的链路转交地址分别绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，然后根据绑定后的链路转交地址经由所述的第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点的数据通信。

2.根据权利要求1所述的移动性管理方法，其特征在于，所述的网内切换包括：

步骤5-1-1）、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤5-1-2）、移动节点在收到所述第一移动锚点所返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第一移动锚点和第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤5-1-3）、移动节点在收到所述第二移动锚点所返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信。

3.根据权利要求1所述的移动性管理方法，其特征在于，在所述的步骤5）中，所述移动节点所做的网络切换为在不同第一移动锚点管理的区域间所做的网间切换，在切换过程中，将更新后的链路转交地址绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，将更新后的区域转交地址绑定到第二移动锚点，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信。

4.根据权利要求3所述的移动性管理方法，其特征在于，所述的网间切换包括：

步骤5-2-1）、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤5-2-2）、所述的移动节点收到第二移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤5-2-3）、所述的移动节点收到第一移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，向所述的第二移动锚点绑定更新后的区域转交地址。

5.一种在移动通信系统中实现移动性管理的方法，所述移动通信系统，包括移动节点、对端通信节点、位于所述移动节点侧的第一移动锚点，还包括位于所述对端通信节点侧的第二移动锚点；其中，所述的第一移动锚点作为移动节点的本地家乡代理，用于负责移动节点在所述第一移动锚点管理范围内移动过程中的位置管理和切换管理；所述的第二移动锚点用于为所述移动节点分配家乡地址，接收并转发所述移动节点与所述对端通信节点间所交换的报文信息，支持所述移动节点动态注册所述第一移动锚点的信息，在所述移动通信系统中所述实现移动性管理的方法包括：

步骤6）、移动节点在所要通信的对端通信节点所在域查找对应的第二移动锚点；

步骤7）、查找到的第二移动锚点向所述移动节点分配家乡地址；

步骤8）、所述移动节点利用所得到的家乡地址经由所述第二移动锚点建立与所述对端通信节点的数据连接；

步骤9）、所述移动节点将自身所在域的第一移动锚点为其分配的区域转交地址注册在所述第二移动锚点上；

步骤10）、所述移动节点向所述对端通信节点发起第一个路由可达性检测，在检测成功后，所述移动节点将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，移动节点直接与对端通信节点通信；

步骤11）、移动节点在收到步骤9）的注册成功确认消息后，发起第二个路由可达性检测，检测成功后，经由第一移动锚点将区域转交地址注册到对端通信节点上。

6.根据权利要求5所述的移动性管理方法，其特征在于，还包括：

步骤12）、所述移动节点做网络切换；

其中，当所述移动节点所做的网络切换为在同一第一移动锚点管理的区域内所做的网内切换时，在切换过程中，将更新后的链路转交地址分别绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，所述移动节点还要将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，以实现移动节点与对端通信节点间的直接数据通信；当所述移动节点所做的网络切换为在不同第一移动锚点管理的区域间所做的网间切换时，在切换过程中，将更新后的链路转交地址绑定到所述的第一移动锚点和第二移动锚点，将更新后的区域转交地址绑定到第二移动锚点，还要将更新后的链路转交地址和更新后的区域转交地址都注册到对端通信节点上，以实现所述移动节点与所述对端通信节点间的直接数据通信。

7.根据权利要求6所述的移动性管理方法，其特征在于，所述的网内切换包括：

步骤11-1-1）、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤11-1-2）、所述移动节点在收到所述第一移动锚点所返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第一移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤11-1-3）、所述移动节点向对端通信节点做路由可达性检测，检测成功后将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，以实现移动节点与对端通信节点间的直接数据通信。

8.根据权利要求6所述的移动性管理方法，其特征在于，所述的网间切换包括：

步骤11-2-1）、所述的移动节点分别向第一移动锚点和第二移动锚点发送用于绑定更新后的链路转交地址的信息；

步骤11-2-2）、所述的移动节点收到第一移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，向所述的第二移动锚点发送绑定更新后的区域转交地址的消息；

步骤11-2-3）、所述的移动节点收到第二移动锚点返回的关于绑定更新后的链路转交地址的确认信息后，经由所述第二移动锚点实现所述移动节点与所述对端通信节点间的数据通信；

步骤11-2-4）、所述移动节点向对端通信节点发起第一个路由可达性检测，检测成功后将自身的链路转交地址注册到对端通信节点上，移动节点直接与对端通信节点通信；

步骤11-2-5）、所述移动节点收到步骤11-2-2）中所发送的关于绑定更新后的区域转交地址的确认消息后发起第二个路由可达性检测，检测成功后，移动节点经由第一移动锚点向对端通信节点注册更新后的区域转交地址。

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