CN102170668A - 无线中继网络中切换的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种无线中继网络中切换的方法、装置及系统。所述方法包括：在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，首先获取目标接入点所在网络的子网前缀；然后比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换；然后由所述当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU。这样就可以提前对是否跨子网切换进行判断，加速了切换过程，并利用当前接入点代替移动终端来触发网络层切换，减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，优化了切换流程，从而提高了系统的切换性能。

Description

无线中继网络中切换的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种无线中继网络中快速切换的方法、装置及系统。

背景技术

目前，随着用户对无线互联网络需求的日益增长，新一代的无线通信系统需要提供更高速的传输率、更好的信号覆盖和更强的移动性，以便使用户通过无线传输得到良好的接入服务。近年来微波存取全球互通(WiMAX，WorldwideInteroperability for Microwave Access)系统受到了市场的广泛关注，但WiMAX系统的基站在市区的覆盖半径可能仅为几公里，且数据传输速率随着用户终端与基站距离的增加而递减，尤其是处于基站覆盖边缘的用户信号较差，为此可在系统中采用中继技术，即使用中继站在基站与移动终端之间转发信号，通过扩大基站的覆盖范围和增大系统容量来达到提升系统能力的目的，并提高系统的柔韧性。

上述中继站RS的工作原理是：将基站BS与中继站RS之间的链路看作是一种虚拟的连接，连接是有方向性的，即上行链路的连接和下行链路的连接是不同的。每个连接可以采用连接标识(CID)进行区分，不同的连接具有不同的CID，CID是由BS统一分配的。每个RS维护自身管理的连接的CID绑定表，并根据所维护的CID绑定表转发自己所管辖的连接对应的数据。BS与终端的连接建立过程中，BS会将相应的CID告知RS及MS。BS会在数据帧的帧头中将CID与时频资源的对应关系广播给自身覆盖范围内的所有终端，终端从帧头中获知CID与时频资源的对应关系后，便可以从BS的下行业务帧中提取属于自己的数据，以及在上行业务帧中发送自己的数据。对基站而言，RS相当于一个终端，而对于终端而言，RS又相当于一个基站。一个区域内有一个BS和多个RS，BS和各RS在允许的干扰范围内可以正交复用同一时频资源，也可以非正交复用同一时频资源；RS在启动中继功能之前，会先向BS申请启动中继功能，在得到BS的批准之后，向BS返回响应并启动中继功能。

通常，在使用中继站的无线网络(即无线中继网络)中存在两种切换：链路层切换和网络层切换。这里的链路层切换是指移动终端从当前接入点(包括基站或中继站)的链路断开，并与目标接入点(包括基站或中继站)建立新的链路层链接的过程；而当所要切换到的目标接入点与当前接入点处于不同子网或者不同网络中时，除了要建立新的链路层链接外还要进行跨子网的切换，进行新的IP相关配置，例如转交地址(CoA，Care ofAddress)、默认路由、网络前缀等配置，以保持连接。因此，就需要研究在无线中继网络中使用移动IP技术以实现跨子网的域间无缝漫游，以提高系统的切换性能。

然而，在现有技术的无线中继网络中，由于中继的引入，增加了链路层切换的信令交互量，使链路层切换的时延增大，在无线中继网络中切换的过程更长，从而大大影响了系统的切换性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种无线中继网络中切换的方法、装置及系统，能够优化切换流程，加速了切换过程，从而提高了系统的切换性能。

本发明实施例提供了一种无线中继网络中切换的方法，在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，所述方法包括：

获取目标接入点所在网络的子网前缀；

比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换；

由所述当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU。

本发明实施例还提供了一种无线中继网络中切换的装置，包括：

子网前缀获取单元，用于在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，获取目标接入点所在网络的子网前缀；

跨子网切换判断单元，用于比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换；

切换触发单元，用于在所述跨子网切换判断单元判断为跨子网切换时，向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，触发网络层切换。

本发明实施例还提供了一种无线中继网络中切换的系统，所述系统包括当前接入点、当前接入路由器和目标接入点，其中：

所述当前接入点用于在接收到移动终端发送来的切换请求消息时，获取所述目标接入点所在网络的子网前缀，并比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换，并向所述当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，触发网络层切换。

由上述所提供的技术方案可以看出，在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，首先获取目标接入点所在网络的子网前缀；然后比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换；然后由所述当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU。这样就可以提前对是否跨子网切换进行判断，加速了切换过程，并利用当前接入点代替移动终端来触发网络层切换，减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，优化了切换流程，从而提高了系统的切换性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所提供无线中继网络中切换方法的流程示意图；

图2为应用本发明实施例1所述方法的具体实例的组网结构示意图；

图3为本发明实施例2所述切换过程的信令交互示意图；

图4为本发明实施例3所述切换过程的信令交互示意图；

图5为本发明实施例4所述切换过程的信令交互示意图；

图6为本发明实施例5所提供无线中继网络中切换装置的结构示意图；

图7为本发明实施例5所提供无线中继网络中切换装置的另一结构示意图；

图8为本发明实施例6所提供无线中继网络中切换系统的结构示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，仅示出并描述了本发明的优选实施方式，只是示例性的说明了发明人预期执行本发明的最好方式。正如将被实现的，本发明在不脱离本发明的前提下可以在各个方面进行修改。因此，这些附图和说明将被认为本质上只是示例性的，而不是限制性的。为了使本发明更加清楚，说明书中没有描述的部分被省略了，相同的部分被标以相同的附图标记。

本发明实施例提供了一种无线中继网络中切换的方法、装置及系统，为更好的描述本发明实施例，现结合附图对本发明的具体实施例进行说明，如图1所示为本发明实施例1所提供无线中继网络中切换方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤11：获取目标接入点所在网络的子网前缀。

在该步骤中，在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，由当前接入点来获取目标接入点所在网络的子网前缀。这里，该当前接入点可以是多跳基站(MR-BS)或中继站(RS)；该目标接入点也可以是多跳基站或中继站。

在具体实现过程中，当前接入点获取目标接入点所在网络子网前缀的方式可以有多种，在本实施例1中，当前接入点向目标接入点发送用户上下文请求消息(MS Context-REQ)之后，再接收目标接入点所返回的用户上下文请求响应消息(MS Context-RSP)，该用户上下文请求响应消息中就包含一个可用的新转交地址(CoA)；这样当前接入点就可以根据该可用的新转交地址，获得目标接入点所在网络的子网前缀。

具体在用户上下文请求响应消息中添加转交地址的方式可以有多种，在本实施例1中，当目标接入路由器具备无线城域网接入网关功能时，可以由该目标接入路由器截获目标接入点返回给当前接入点的用户上下文请求响应消息，并在该用户上下文请求响应消息中添加一个可用的新转交地址。

而当目标接入路由器不具备无线城域网接入网关功能时，可以由所述目标接入点在用户上下文请求响应消息中添加一个可用的新转交地址。具体来说，目标接入点接收到当前接入点发送的用户上下文请求消息，再根据该用户上下文请求消息中所携带的移动终端的媒质访问控制MAC地址生成一个新转交地址；然后再通过目标接入路由器对所生成的新转交地址进行重复地址检测，这里有两种情况：若通过检测得知所述新转交地址可用，则目标接入点就可以将该可用的新转交地址添加到用户上下文请求响应消息中；若通过检测得知所述新转交地址不可用，则由该目标接入路由器重新分配可用的新转交地址给所述目标接入点，然后再由该目标接入点将该可用的新转交地址添加到用户上下文请求响应消息中。

另外，除上述的获取目标接入点所在网络的子网前缀的方式外，当前接入点还可以通过如下的方式来获取目标接入点所在网络的子网前缀，具体来说，可以由当前接入点向当前接入路由器发送路由代理消息(RtSolPr)，并接收所述当前接入路由器回复的代理路由广播消息(PrRtAdv)，该当前接入点就可以根据该代理路由广播消息来获得目标接入点所在网络的子网前缀。

步骤12：比较目标接入点所在网络的子网前缀与当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换。

在该步骤中，在通过上述各种方式获取到目标接入点所在网络的子网前缀之后，就可以由当前接入点对是否跨子网切换进行提前判断，具体是通过对比目标接入点所在网络的子网前缀与当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，来判断是否为跨子网切换；若不一致，则就可以判断为跨子网切换。

步骤13：若判断为跨子网切换，则由当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU。

在该步骤中，通过上述步骤12的判断，若当前接入点判断为跨子网切换，那么就可以直接由当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，并进行后继的切换操作。这样当前接入点就不需要向移动终端再发送切换请求应答消息，而是直接发送快速绑定更新消息FBU到当前接入路由器，以进行后继的切换操作，从而减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，提高了切换速度，优化了切换流程。

同时，在上述实施例1的技术方案中，由于可以由当前接入点对是否跨子网切换进行提前判断，这样就加速了切换过程，并可以利用当前接入点代替移动终端来触发网络层切换，从而提高了系统的切换性能。

另外，在上述实施例1中，该当前接入点可以通过发送快速绑定更新消息FBU将移动终端可用的新转交地址通知给当前接入路由器；然后根据链路的连接状况，将上述可用的新转交地址发送给所述移动终端，移动终端在以后的通信中就将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

在具体实现过程中存在先验式切换流程和反应式切换流程。先验式切换流程是在当前接入点发送快速绑定更新消息FBU到当前接入路由器之后，移动终端与所述当前接入点之间的链路保持连接，移动终端可以接收到当前接入路由器发送的快速绑定更新确认消息FBACK；而在反应式切换流程中，由于受客观因素的影响(例如当前中继站信号强度过小等不能提供服务的情况)，移动终端必须切换到目标接入点，当前链路层的链接提前断开，从而使系统进入反应式切换流程，这时移动终端将收不到当前接入路由器发送的快速绑定更新确认消息FBACK，当前链路层的链接就已经提前断开了。

根据链路的连接状况，若为先验式切换流程，即所述移动终端与所述当前接入点之间的链路保持连接，那么就可以通过所述当前接入路由器将该可用的新转交地址发送给所述移动终端，具体可以由当前接入路由器向移动终端发送快速绑定更新确认消息FBACK，从而将该可用的新转交地址发送给所述移动终端，所述移动终端在以后的通信中将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

若为反应式切换流程，即所述移动终端与所述当前接入点之间的链路提前断开，那么就可以通过目标接入路由器将所述可用的新转交地址发送给所述移动终端。具体实现中，可以在网络重进入过程完成之后，移动终端接入了目标接入点所在的链路，这时移动终端发送快速邻居通告消息FNA给所述目标接入路由器，在所述快速邻居通告消息中封装有快速绑定更新消息FBU；所述目标接入路由器收得该快速邻居通告消息之后，重新给移动终端发送快速绑定更新确认消息FBACK，从而告知所述移动终端该可用的新转交地址，所述移动终端在以后的通信中将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

另外，在上述实施例1中，如果当前接入点是通过向当前接入路由器发送路由代理消息，并接收所述当前接入路由器回复的代理路由广播消息来获得目标接入点所在网络的子网前缀，那么在具体实现过程中，在当前接入点获得目标接入点所在网络的子网前缀之后，由于当前接入点已经获知了移动终端的媒质访问控制MAC地址，那么就可以根据该移动终端的媒质访问控制MAC地址和所获取到的目标接入点所在网络的子网前缀，为所述移动终端生成一个新转交地址；然后该当前接入点通过发送快速绑定更新消息FBU将所生成的新转交地址通知给所述当前接入路由器，并通过所述目标接入路由器对所述新转交地址进行重复地址检测DAD。具体来说，由当前接入路由器向目标接入路由器发送切换起始消息HI，该切换起始消息中包含了接入控制信息、QoS信息和新转交地址等信息，然后目标接入路由器确认该新转交地址，对该新转交地址进行重复地址检测，以保证该新转交地址没有被子网内其他的节点使用。

再根据检测结果，若检测得知所述新转交地址可用，则所述目标接入路由器回复切换确认消息HACK给所述当前接入路由器；若检测得知所述新转交地址不可用，则由所述目标接入路由器重新分配可用的新转交地址，并将该可用的新转交地址包含在切换确认消息HACK中发给所述当前接入路由器；然后再根据链路的连接状况，将上述可用的新转交地址发送给所述移动终端，移动终端在以后的通信中将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

同样的，在具体实现过程中，存在先验式切换流程和反应式切换流程，在后继操作中：若为先验式切换流程，即所述移动终端与所述当前接入点之间的链路保持连接，那么就可以通过所述当前接入路由器将该可用的新转交地址发送给所述移动终端，具体可以由当前接入路由器向移动终端发送快速绑定更新确认消息FBACK，从而将该可用的新转交地址发送给所述移动终端，所述移动终端在以后的通信中将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

若为反应式切换流程，即所述移动终端与所述当前接入点之间的链路提前断开，那么就可以通过目标接入路由器将所述可用的新转交地址发送给所述移动终端。具体实现中，可以在网络重进入过程完成之后，移动终端接入了目标接入点所在的链路，这时移动终端发送快速邻居通告消息FNA给所述目标接入路由器，在所述快速邻居通告消息中封装有快速绑定更新消息FBU；所述目标接入路由器收得该快速邻居通告消息之后，重新给移动终端发送快速绑定更新确认消息FBACK，从而告知所述移动终端该可用的新转交地址，所述移动终端在以后的通信中将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

另外，在移动终端获知该可用的新转交地址之后，还可以进一步发送绑定更新消息给他的家乡代理(HA)和通信对等节点(CN)，告知他们该移动终端可用的新转交地址，HA和CN将据此来更新该移动终端的相关信息，这样就完成了由移动终端移动所引起的本次切换。

下面以具体的实例来对本发明实施例1所述方法的各种情况进行详细说明，如图2所示为应用本发明实施例1所述方法的具体实例的组网结构示意图，图2中：表示了两个无线网络接入因特网(Internet)的情况，这两个无线网络属于不同的子网，即子网1和子网2；每个子网中的接入路由器(AR)对应一个或多个的多跳基站(MR-BS)；各多跳基站(MR-BS)集中式管理着自己服务区域内的中继站(RS)；中继站(RS)负责在多跳基站(MR-BS)和移动终端(MN)之间转发数据，这里中继站是固定的。

中继站在网络初始化过程中，向其服务的多跳基站注册，并向多跳基站发送邻居消息；多跳基站为其所管理的每个中继站分配连接标识(CID)。

HA，CN分别表示移动终端家乡网络的代理服务器和通信对等节点，当移动终端工作在外地网络时，家乡代理(HA)截获通信对等节点(CN)发给移动终端的数据包，查找到移动终端的外地转交地址(CoA)，并将数据包传输至移动终端所在的外地网络，即将数据包转发至图2中AR1，MR-BS1所在的网络；然后MR-BS1将移动终端的数据包经过RS4转发至移动终端，从而完成相应的通信。

当移动终端按照如图2所示的方向移动，由子网1移动到子网2，随着移动终端与当前接入点(即中继站RS4)之间的距离增大，其信道质量下降；若当前接入点不再能够为移动终端提供所需要的服务质量，那么就需要切换到新的子网2中，即移动终端将切换到子网2的目标接入点(中继站或多跳基站)。

实施例2：以上述图2所示的组网结构为例，本实施例2为在先验式切换流程下，当接入路由器具备无线城域网接入网关功能时发生切换的过程，如图3所示为本实施例2所述切换过程的信令交互示意图，图3中包括四个过程：

过程1、链路层目标接入点的发现及切换请求过程

1)目标接入点的发现及扫描过程。

该过程发生在移动终端进行切换之前，用于判断移动终端是否需要进行切换，在具体实现过程中，可以通过如下方式来实现：

当移动终端(MN)停留在一个子网中时，它周期性的监听到它的当前接入点(即MR-BS1)所发送的经过中继站(RS4)中继的邻居通告广播消息(MOB_NBR-ADV)，其中RS4将自己的邻居消息添加至MOB_NBR-ADV中，并转发给MN；MN从这个消息中获得网络拓扑信息；MN再通过扫描请求消息(MOB_SCN-REQ)和扫描响应消息(MOB_SCN-RSP)来获得底层特性的相关参数，例如传输机会开销和载波干扰噪声比(CINR)等参数信息；扫描完成后，MN就可以选出一个或多个能够连接的接入点。

然后MN再根据相应的切换判决算法，利用CINR值来判断是否需要发生切换；如判断需要进行切换，则MN向MR-BS1发出切换请求消息(MOBMSHO-REQ)，并选出能够满足MN服务要求的接入点做为目标接入点，该目标接入点可以是MR-BS也可以是RS；此时MN的当前链路并没有断开，MN仍旧从当前链路中接收数据包。

2)切换请求过程

在本实施例2中，当判断MN需要进行切换时，可以由MR-BS1根据底层信息来提前判断MN是否移动到新的子网，即提前判断是否为跨子网切换，并提前进行转交地址(CoA)的配置，以加快切换流程，具体过程如下：

当判断MN需要进行切换时，MN向MR-BS1发出切换请求消息(MOB_MSHO-REQ)；MR-BS1收到该切换请求消息MOB_MSHO-REQ之后，向目标接入点(即MR-BS2)发送用户上下文请求消息(MS_Context-REQ)，该MS_Context-REQ消息中携带了MN的MAC地址、基站标识(BSID)、请求的带宽和QoS等信息；MR-BS2收到该MS_Context-REQ消息后，根据其中所携带的信息判断RS5能否满足MN的服务要求；之后MR-BS2给MR-BS1发送MS_Context-RSP消息，报告自己所能提供的QoS等级。

这里，在本实施例2中，由于接入路由器AR具备无线城域网接入网关功能，AR可以通过R6接口与MR-BS相连，以支持MAC层信息的交互。这样，目标接入路由器(即AR2)就可以截获MR-BS2给MR-BS1发送的MS_Context-RSP消息，并为MN分配一个可用的新转交地址(CoA)，将该可用的新转交地址添加至MS_Context-RSP消息中返回给MR-BS1；MR-BS1就可以根据该MSContext-RSP消息中可用的新转交地址来获得目标接入点所在网络的子网前缀，即子网2的子网前缀；然后，该MR-BS1就可以通过对比子网2的子网前缀与当前接入点所在网络的子网前缀(即子网1的子网前缀)是否一致，来提前判断是否为跨子网切换，从而决定是否触发网络层切换，这样就加速了切换过程。

过程2、网络层切换过程

在该过程中，若MR-BS1通过上述的判断过程，得知MN由RS4切换至RS5为跨子网切换，并同时获得上述由AR2分配的可用的新转交地址，则就可以立即为网络层切换做准备，MR-BS1不再向MN发送切换请求应答消息，而是直接发送快速绑定更新消息(FBU)给当前接入路由器AR1，以进行后继的切换操作。这样利用当前接入点(MR-BS1)来代替移动终端触发网络层切换，就减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，提高了切换速度，优化了切换流程，从而提高了系统的切换性能。

如图3所示，在后继的切换过程中：MR-BS1通过发送FBU给AR1，通知其MN可用的新转交地址，将其和旧的转交地址绑定；AR1经过对目标接入路由器的判断，向AR2发出切换起始消息(HI)，其中包含了接入控制信息和QoS等信息；AR2返回切换确认消息(HACK)给AR1，这时AR1和AR2之间建立了隧道，AR2可以截获发往MN的数据包并缓存；然后，由于本实施例2是在先验式切换流程下，MN与当前接入点之间的链路是保持连接的，则AR1就可以通过向MN发送快速绑定更新确认消息(FBACK)把可用的新转交地址发送给MN；MN在以后的通信中将使用该可用的新转交地址做为外地转交地址。

过程3、链路层切换执行过程

在该过程中，MN移动到目标子网与目标接入点建立连接后，就可以通过所建立的隧道接收数据；此时MN发出链路切换消息(MOB_HO-IND)，之后MN与RS4之间的链路断开；再执行网络重进入过程，与RS5建立链路层连接。

过程4、切换完成

在该过程中，当MN与RS5的连接建立后，MN通过新链路发送快速邻居通告消息(FNA)给AR2，这是第一条由新链路发送至AR2的消息，AR2收到该FNA消息后，释放其内缓存的数据包由新链路发送给MN。

另外，MN还需发送绑定更新消息给他的家乡代理(HA)和通信对等节点(CN)，告知他们MN可用的新转交地址；HA和CN就可以据此来更新MN的相关信息，这样就完成了由MN移动所引起的切换。

从以上具体实施例2的技术方案可知，通过当前接入点提前对是否跨子网切换进行判断，并提前进行转交地址的配置，从而加速了切换过程；同时利用当前接入点代替移动终端来触发网络层切换，减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，优化了切换流程，从而提高了系统的切换性能。

实施例3：还是以上述图2所示的组网结构为例，本实施例3为在先验式切换流程下，当接入路由器不具备无线城域网接入网关功能时发生切换的过程，如图4所示为本实施例3所述切换过程的信令交互示意图，图4中同样包括四个过程：

与上述实施例2不同的是，由于接入路由器不具备无线城域网接入网关功能，那么在过程1的切换请求过程中：

当MR-BS2收到MS_Context-REQ消息后，就根据MS_Context-REQ中所携带的MN的MAC地址生成一个新转交地址，然后再通过AR2来对该新转交地址进行重复地址检测(DAD)。

具体来说，MR-BS2发送邻居请求消息(NS)给AR2来检测新转交地址是否被其他节点所占用。若MR-BS2在规定时间内没有收到其他节点发来的邻居广播消息(NA)，则MR-BS2将该可用的新转交地址添加到MS_Context-RSP消息中返回给MR-BS1；然后，MR-BS1就可以根据该MS_Context-RSP消息中可用的新转交地址来获得目标接入点所在网络的子网前缀，并按照上述实施例2所述方式提前进行跨子网切换的判断。

本实施例3后继的切换操作过程与上述实施例2的操作是类似的，此处就不再赘述。

同样，通过以上具体实施例3的技术方案可知，通过当前接入点提前对是否跨子网切换进行判断，并提前进行转交地址的配置，从而加速了切换过程；同时利用当前接入点代替移动终端来触发网络层切换，减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，优化了切换流程，从而提高了系统的切换性能。

另外，在上述实施例2和3的过程中，若系统处于反应式切换流程，即MN与当前接入点之间的链路提前断开，MN可能无法从当前链路收到AR1发来的快速绑定更新确认消息(FBACK)，但由于我们不使用MN发送快速绑定更新消息(FBU)，而是由MR-BS1发送快速绑定更新消息至AR1，这样即使MN与当前接入点之间的链路提前断开，MR-BS1仍旧能够进行快速绑定更新、隧道建立以及缓存数据的操作，从而提高了系统在反应式切换流程下的切换性能。

且在网络重进入过程完成之后，MN接入目标子网2所在的链路，这时MN需要立即发送快速邻居通告消息(FNA)给AR2，并在该FNA消息中封装快速绑定更新消息(FBU)；AR2收到该FNA之后，将其内缓存的数据包通过新链路发给MN，同时向MN发送快速绑定更新确认消息(FBACK)，告知MN可用的新转交地址；MN在以后的通信中就将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

实施例4：还是以上述图2所示的组网结构为例，本实施例4为在先验式切换流程下发生的切换过程，如图5所示为本实施例4所述切换过程的信令交互示意图，图5中同样包括四个过程：

与上述实施例2不同的是，本实施例4是使用路由代理消息(RtSolPr)和代理路由广播消息(PrRtAdv)的交互来提前进行跨子网切换的判断，具体过程为：

当MR-BS1收到MN发来的切换请求消息MOB_MSHO-REQ之后，向MR-BS2发送用户上下文请求消息MS_Context-REQ，其中携带了MN的MAC地址、BSID、请求的带宽、QoS等信息；MR-BS2收到MS_Context-REQ消息后，根据MS_Context-REQ中所携带的信息为RS5判断其能否满足MN的服务要求，之后MR-BS2回复MS_Context-RSP消息，报告自己能提供的QoS等级给MR-BS1；MR-BS1经过比较其他RS能够提供的QoS等级，选择最优目标RS作为目标接入点。

在本实施例4中，在确定了目标接入点之后，MR-BS1不再向MN发送切换请求应答消息，而是通过向AR1发送路由代理消息(RtSolPr)以获得目标接入点所在网络的子网前缀；AR1回复代理路由广播消息(PrRtAdv)给MR-BS1，MR-BS1获得目标接入点所在网络的子网前缀；然后再按照上述实施例2所述方式提前进行跨子网切换的判断，并进行后继的切换操作。

在本实施例4中，由于MR-BS1在MS_Context-REQ中已经获得了MN的MAC地址，就可以直接用无状态地址配置方式为MN生成一个新转交地址，再通过AR2来对该新转交地址进行重复地址检测。

具体来说，MR-BS1发送快速绑定更新消息(FBU)给AR1通知该新转交地址，并将其和旧的转交地址绑定；AR1经过对目标接入路由器的判断，向AR2发出切换起始消息(HI)，其中包含了接入控制信息和QoS等信息；AR2确认该新转交地址，对新转交地址进行重复地址检测，以保证这个转交地址没有被子网内的其他节点使用。

如果新转交地址可用，则回复切换确认消息(HACK)给AR1，这时AR1和AR2之间建立隧道，AR2可以截获发往MN的数据包并缓存；然后，AR1给MN发送快速绑定更新确定消息(FBACK)，把该可用的新转交地址发送给MN，MN在以后的通信中就将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。如果新转交地址已被其他节点使用，则由AR2分配一个可用的新转交地址，并将这个可用的新转交地址包含在切换确认消息(HACK)中发给AR1；AR1在给MN发送快速绑定更新确定消息(FBACK)，把该可用的新转交地址发送给MN，MN在以后的通信中就将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

本实施例4后继的切换操作过程与上述实施例2的操作是类似的，此处就不再赘述。

同样，通过以上具体实施例4的技术方案可知，通过当前接入点提前对是否跨子网切换进行判断，并提前进行转交地址的配置，从而加速了切换过程；同时利用当前接入点代替移动终端来触发网络层切换，减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，优化了切换流程，从而提高了系统的切换性能。

另外，在上述实施例4中，若系统处于反应式切换流程，即MN与当前接入点之间的链路提前断开，MN可能无法从当前链路收到AR1发来的快速绑定更新确认消息(FBACK)，但由于我们不使用MN发送快速绑定更新消息(FBU)，而是由MR-BS1发送快速绑定更新消息至AR1，这样即使MN与当前接入点之间的链路提前断开，MR-BS1仍旧能够进行快速绑定更新、隧道建立以及缓存数据的操作，从而提高了系统在反应式切换流程下的切换性能。

且在网络重进入过程完成之后，MN接入目标子网2所在的链路，这时MN需要立即发送快速邻居通告消息(FNA)给AR2，并在该FNA消息中封装快速绑定更新消息(FBU)；AR2收到该FNA之后，将其内缓存的数据包通过新链路发给MN，同时向MN发送快速绑定更新确认消息(FBACK)，告知MN可用的新转交地址；MN在以后的通信中就将使用该可用的新转交地址作为外地转交地址。

实施例5：本发明实施例5还提供了一种无线中继网络中切换的装置，如图6所示为本发明实施例5所提供装置的结构示意图，所述装置包括：

子网前缀获取单元61，用于在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，获取目标接入点所在网络的子网前缀。

跨子网切换判断单元62，用于比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换。

切换触发单元63，用于在所述跨子网切换判断单元62判断为跨子网切换时，向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，触发网络层切换。

另外，在具体实现过程中，如图7所示本发明实施例5所提供装置的另一结构示意图，图7中：

所述子网前缀获取单元61中可包括消息接收模块611和第一子网前缀获取模块612，其中：

所述消息接收模块611用于接收目标接入点所返回的用户上下文请求响应消息，所述用户上下文请求响应消息中包含一个可用的新转交地址。

所述第一子网前缀获取模块612用于根据所述消息接收模块所接收到的可用的新转交地址，获得所述目标接入点所在网络的子网前缀。

另外，在图7中，所述子网前缀获取单元61中也可包括第二子网前缀获取模块613，该第二子网前缀获取模块613用于通过向当前接入路由器发送路由代理消息，并接收所述当前接入路由器回复的代理路由广播消息来获得目标接入点所在网络的子网前缀。

另外，在图7中，所述装置还可包括新转交地址生成单元64，该新转交地址生成单元64用于根据移动终端的媒质访问控制MAC地址和所述第二子网前缀获取模块613所获取到的目标接入点所在网络的子网前缀，为所述移动终端生成一个新转交地址。

以上所述装置可集成设置于所述当前接入点中；也可设置成单独的功能实体，和所述当前接入点保持连接关系。

上述实施例5所述装置各部分的具体实现过程可参见上述方法实施例1中所述。

实施例6：本发明实施例6还提供了一种无线中继网络中切换的系统，如图8所示为本发明实施例6所提供系统的结构示意图，所述系统包括当前接入点、当前接入路由器和目标接入点，其中：

所述当前接入点用于在接收到移动终端发送来的切换请求消息时，获取所述目标接入点所在网络的子网前缀，并比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换，并向所述当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，触发网络层切换。

另外，所述当前接入点中可包括：

消息接收模块，用于接收所述目标接入点所返回的用户上下文请求响应消息，所述用户上下文请求响应消息中包含一个可用的新转交地址；

第一子网前缀获取模块，用于根据所述消息接收模块所接收到的可用的新转交地址，获得所述目标接入点所在网络的子网前缀。

所述当前接入点中也可包括：

第二子网前缀获取模块，用于通过向当前接入路由器发送路由代理消息，并接收所述当前接入路由器回复的代理路由广播消息来获得目标接入点所在网络的子网前缀。

另外，上述当前接入点还可以用于根据移动终端的媒质访问控制MAC地址和所述第二子网前缀获取模块所获取到的目标接入点所在网络的子网前缀，为所述移动终端生成一个新转交地址。

上述实施例6所述系统各部分的具体实现过程可参见上述方法实施例1中所述。

值得注意的是，上述装置实施例5和系统实施例6中所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

综上所述，本发明实施例能够提前对是否跨子网切换进行判断，加速了切换过程，并利用当前接入点代替移动终端来触发网络层切换，减少了移动终端和当前接入点之间的信令交互，优化了切换流程，从而提高了系统的切换性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种无线中继网络中切换的方法，其特征在于，在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，所述方法包括：

获取目标接入点所在网络的子网前缀；

比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换；

由所述当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标接入点所在网络的子网前缀，具体包括：

接收目标接入点所返回的用户上下文请求响应消息，所述用户上下文请求响应消息中包含一个可用的新转交地址；

根据所述可用的新转交地址，获得所述目标接入点所在网络的子网前缀。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

当目标接入路由器具备无线城域网接入网关功能时，所述用户上下文请求响应消息由所述目标接入路由器来发送。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

当目标接入路由器不具备无线城域网接入网关功能时，所述用户上下文请求响应消息由所述目标接入点来发送，其中：

所述目标接入点根据所述当前接入点发送的用户上下文请求消息中所携带的移动终端的媒质访问控制MAC地址生成一个新转交地址，并通过所述目标接入路由器对所述新转交地址进行重复地址检测；

若检测得知所述新转交地址可用，则所述目标接入点将该可用的新转交地址添加到用户上下文请求响应消息中；若检测得知所述新转交地址不可用，则由所述目标接入路由器重新分配可用的新转交地址给所述目标接入点，所述目标接入点将该可用的新转交地址添加到用户上下文请求响应消息中。

5.如权利要求2-4其中之一所述的方法，其特征在于，所述由所述当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，还包括：

所述当前接入点通过发送快速绑定更新消息FBU将移动终端可用的新转交地址通知所述当前接入路由器，

其中，若所述移动终端与所述当前接入点之间的链路保持连接，则通过所述当前接入路由器将所述可用的新转交地址发送给所述移动终端；

若所述移动终端与所述当前接入点之间的链路断开，则通过目标接入路由器将所述可用的新转交地址发送给所述移动终端。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标接入点所在网络的子网前缀，具体包括：

通过向当前接入路由器发送路由代理消息，并接收所述当前接入路由器回复的代理路由广播消息来获得目标接入点所在网络的子网前缀。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述获取目标接入点所在网络的子网前缀之后，所述方法还包括：

当前接入点根据移动终端的媒质访问控制MAC地址和所获取到的目标接入点所在网络的子网前缀，为所述移动终端生成一个新转交地址。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述由所述当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，还包括：

所述当前接入点通过发送快速绑定更新消息FBU将所生成的新转交地址通知给所述当前接入路由器，并通过所述目标接入路由器对所述新转交地址进行重复地址检测；

其中，若检测得知所述新转交地址可用，则所述目标接入路由器回复切换确认消息HACK给所述当前接入路由器；若检测得知所述新转交地址不可用，则由所述目标接入路由器重新分配可用的新转交地址，并将该可用的新转交地址包含在切换确认消息HACK中发给所述当前接入路由器。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在由所述当前接入点向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU之后，所述方法还包括：

若所述移动终端与所述当前接入点之间的链路保持连接，则通过所述当前接入路由器将所述可用的新转交地址发送给所述移动终端；

若所述移动终端与所述当前接入点之间的链路断开，则通过目标接入路由器将所述可用的新转交地址发送给所述移动终端。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述当前接入点包括：当前接入多跳基站或当前接入中继站；

所述目标接入点包括：目标接入多跳基站或目标接入中继站。

11.一种无线中继网络中切换的装置，其特征在于，包括：

子网前缀获取单元，用于在当前接入点接收到移动终端发送来的切换请求消息时，获取目标接入点所在网络的子网前缀；

跨子网切换判断单元，用于比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换；

切换触发单元，用于在所述跨子网切换判断单元判断为跨子网切换时，向当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，触发网络层切换。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述子网前缀获取单元中包括：

消息接收模块，用于接收目标接入点所返回的用户上下文请求响应消息，所述用户上下文请求响应消息中包含一个可用的新转交地址；

第一子网前缀获取模块，用于根据所述消息接收模块所接收到的可用的新转交地址，获得所述目标接入点所在网络的子网前缀。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述子网前缀获取单元中包括：

第二子网前缀获取模块，用于通过向当前接入路由器发送路由代理消息，并接收所述当前接入路由器回复的代理路由广播消息来获得目标接入点所在网络的子网前缀。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

新转交地址生成单元，用于根据移动终端的媒质访问控制MAC地址和所述第二子网前缀获取模块所获取到的目标接入点所在网络的子网前缀，为所述移动终端生成一个新转交地址。

15.一种无线中继网络中切换的系统，其特征在于，所述系统包括当前接入点、当前接入路由器和目标接入点，其中：

所述当前接入点用于在接收到移动终端发送来的切换请求消息时，获取所述目标接入点所在网络的子网前缀，并比较所述目标接入点所在网络的子网前缀与所述当前接入点所在网络的子网前缀是否一致，若不一致，则判断为跨子网切换，并向所述当前接入路由器发送快速绑定更新消息FBU，触发网络层切换。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述当前接入点中包括：

消息接收模块，用于接收所述目标接入点所返回的用户上下文请求响应消息，所述用户上下文请求响应消息中包含一个可用的新转交地址；

第一子网前缀获取模块，用于根据所述消息接收模块所接收到的可用的新转交地址，获得所述目标接入点所在网络的子网前缀。

17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述当前接入点中包括：

第二子网前缀获取模块，用于通过向当前接入路由器发送路由代理消息，并接收所述当前接入路由器回复的代理路由广播消息来获得目标接入点所在网络的子网前缀。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，

所述当前接入点还用于根据移动终端的媒质访问控制MAC地址和所述第二子网前缀获取模块所获取到的目标接入点所在网络的子网前缀，为所述移动终端生成一个新转交地址。

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