CN102387584A - 移动接入网关、本地移动锚点、系统及其快速切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动接入网关、本地移动锚点、系统及其快速切换的方法。本发明的移动接入网关，与移动终端及多个其他移动接入网关进行通信，当检测到移动终端要切换到多个其他移动接入网关之中的一个移动接入网关时，切换发起消息构造单元构造切换发起消息，并通过网络接口单元将该构造的切换发起消息发送到一个移动接入网关；在通过网络接口单元接收到来自一个移动接入网关的切换回复消息后，切换回复消息处理单元检测是否在移动接入网关和除一个移动接入网关以外的其他移动接入网关之间为移动终端建立了隧道，若已建立了隧道，则删除该隧道，并在移动接入网关和一个移动接入网关之间为该移动终端建立隧道。从而减小冗余隧道，避免网络资源浪费。

Description

移动接入网关、本地移动锚点、系统及其快速切换的方法

技术领域

本发明涉及一种移动接入网关、本地移动锚点、代理移动IPv6系统及其快速切换的方法，特别涉及在代理移动IPv6系统中实现移动节点在多个小区边界快速切换的移动接入网关、本地移动锚点、系统及其快速切换方法。 

背景技术

代理移动IPv6(Proxy Mobile IPv6(PMIPv6)(RFC 5213))是基于网络的移动管理协议，该协议使移动节点无需参与发送任何与移动相关的信令即可实现IP移动。网络端负责管理移动节点的IP移动。网络中的一个移动代理代移动节点向家乡代理发送移动信令，并管理移动节点的移动操作。在代理移动IPv6协议中，本地移动锚点(Local Mobility Anchor：LMA)和移动接入网关(Mobile Access Gateway：MAG))为每一个移动节点建立双向隧道转发数据。代理移动IPv6协议被应用于多个广域无线网络，如3GPP，3GPP2，WiMAX，和本地无线网络环境中。 

另外，代理移动IPv6快速切换协议(Fast Handovers for Proxy Mobile IPv6，draft-ietf-mipshop-pfmipv6-13.txt)描述了代理移动IPv6中减小移动节点在不同的接入网间切换时的切换延迟的方法。当移动节点从前MAG移动到新MAG网络时，在新MAG完成向LMA完成移动节点绑定注册之前，通过在前MAG和新MAG之间建立双向隧道为该移动节点转发数据。 

但是，当移动节点在多个MAG接入网边界切换时，会发生移动预测失败的情况，即，开始预测移动节点要切换到一个新MAG，前MAG与该新MAG建立了双向隧道，但移动节点却快速切换到了另一个新MAG，前MAG与该另一个新MAG也建立了双向隧道，这样一来，虽然前MAG与该另一个新MAG建立的双向隧道被利用，但与该一个新MAG之间建立的双向隧道却没有被 利用，存在形成不被利用的冗余隧道的问题，从而浪费了网络资源。 

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种移动接入网关、本地移动锚点、代理移动IPv6系统及其快速切换的方法，能够减小冗余隧道，减小网络资源浪费。 

为了实现上述目的，本发明的一种移动接入网关，与移动终端及多个其他移动接入网关进行通信，其特征在于，具有：网络接口单元，收发消息；切换发起消息构造单元，构造切换发起消息；及切换回复消息处理单元，处理接收到的切换回复消息；当检测到所述移动终端要切换到所述多个其他移动接入网关之中的一个移动接入网关时，所述切换发起消息构造单元构造切换发起消息，并通过所述网络接口单元将该构造的切换发起消息发送到所述一个移动接入网关；在通过所述网络接口单元接收到来自所述一个移动接入网关的切换回复消息后，所述切换回复消息处理单元检测是否在所述移动接入网关和除所述一个移动接入网关以外的其他移动接入网关之间为所述移动终端建立了隧道，若已建立了隧道，则删除该隧道，并在所述移动接入网关和所述一个移动接入网关之间为该移动终端建立隧道。 

本发明的本地移动锚点，与多个移动接入网关进行通信，其特征在于，具有：网络接口单元，收发消息；及切换完成消息处理单元，处理接收到的切换完成消息；当通过所述网络接口单元接收到来自多个移动接入网关之中的一个移动接入网关的、表示在该一个移动接入网关和多个移动接入网关之中的另一个移动接入网关之间为移动终端已建立了隧道的切换完成消息时，所述切换完成消息处理单元检测是否在该另一个移动接入网关和除该一个移动接入网关以外的多个移动接入网关之间为所述移动终。 

本发明的代理移动IPv6系统，包括通过网络进行通信的本地移动锚点、多个移动接入网关和移动节点，其特征在于，所述移动接入网关是如上所述的移动接入网关。 

本发明的移动接入网关快速切换方法，所述移动接入网关与移动终端及多个其他移动接入网关进行通信，其特征在于，当检测到所述移动终端 要切换到所述多个其他移动接入网关之中的一个移动接入网关时，构造切换发起消息，并通过所述网络接口单元将该构造的切换发起消息发送到所述一个移动接入网关；在通过所述网络接口单元接收到来自所述一个移动接入网关的切换回复消息后，检测是否在所述移动接入网关和除所述一个移动接入网关以外的其他移动接入网关之间为所述移动终端建立了隧道，若已建立了隧道，则删除该隧道，并在所述移动接入网关和所述一个移动接入网关之间为该移动终端建立隧道。 

本发明的移动接入网关快速切换方法，所述移动接入网关与本地移动锚点和多个移动接入网关进行通信，其特征在于，当所本地移动锚点接收到来自多个移动接入网关之中的一个移动接入网关的、表示在该一个移动接入网关和多个移动接入网关之中的另一个移动接入网关之间为移动终端已建立了隧道的切换完成消息时，检测是否在该另一个移动接入网关和除该一个移动接入网关以外的多个移动接入网关之间为所述移动终端已建立了隧道即冗余隧道，若已建立了冗余隧道，则构造表示删除所述冗余隧道的隧道删除消息，并发送给相应的移动接入网关。 

根据本发明，当前MAG检测到移动节点要切换到新MAG网络时，前MAG向新MAG发送切换发起消息，新MAG回复切换回复消息。前MAG接收到HAck消息后，首先检查是否已经为该移动节点建立了隧道，如果已经建立了隧道，则删除该隧道，再与新MAG建立隧道。所以能够避免移动节点在多个MAG网络间切换时由于移动预测失败而导致的冗余隧道，能够减小网络资源浪费。 

附图说明

图1是表示本发明的移动节点能快速切换MAG接入网的代理移动IPv6系统的配置图。 

图2A是表示本发明的MAG的构成的示意性框图。 

图2B是本发明的MAG中的隧道记录数据库的示意图。 

图3A是表示本发明的切换发起(HI)消息的格式的示意图。 

图3B是表示本发明的切换回复(HAck)消息的格式的示意图。 

图4是表示本发明的MAG处理切换回复(HAck)消息的流程图。 

图5是表示本发明的通过MAG控制快速切换的信令流图。 

图6A是表示本发明的LMA构成的框图。 

图6B是表示本发明的LMA中组播切换记录数据库的示意图。 

图7A是表示本发明的切换通知(HON)消息和切换完成(HOF)消息的格式的示意图。 

图7B是表示本发明的隧道删除(TD)消息的格式的示意图。 

图8是表示本发明的通过LMA控制快速切换的信令流图。 

图9是表示本发明的利用基站的信号强度，通过LMA来控制快速切换的系统的配置图。 

图10A是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换的LMA的构成的示意性框图。 

图10B是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换的LMA中组播切换记录数据库的示意图。 

图11A是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的切换发起(HI)消息的格式的示意图。 

图11B是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的切换通知(HON)消息/切换完成(HOF)消息的格式的示意图。 

图11C是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的网络状态消息的格式的示意图。 

图12是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的网络状态信令流图。 

图13是表示本发明的LMA处理网络状态消息的流程图。 

图14是表示本发明的利用基站的信号强度，通过LMA来控制快速切换的信令流图。 

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下具体实施方式仅用于举例说明本发明的内容，不作为对本发明的限定。 

<代理移动IPv6系统的结构> 

首先，参照图1说明本发明的代理移动IPv6系统。图1是表示本发明的移动节点能快速切换MAG接入网的代理移动IPv6系统的配置图。 

如图1所示，系统包含移动接入网关(简称为“MAG”)MAG11、MAG12、MAG13、本地移动锚点(简称为“LMA”)2、核心网(网络)3和移动节点(简称为“MN”)(移动终端)4。其中，有关移动接入网关、本地移动锚点及移动节点的定义等，具体参见代理移动IPv6协议。 

MAG11、MAG12、MAG13下接入移动节点4，通过网络与移动节点4和自身以外的其他MAG进行通信。MAG管理移动节点4的IP移动，并代替移动节点4发送与移动相关的信令，而移动节点4不参与发送与移动相关的信令。LMA2下接入MAG11、MAG12、MAG13，是移动节点4的家乡代理，通过核心网3相连接。 

在移动节点4如图1的虚线所示从MAG11的网络覆盖范围移动到MAG12的网络覆盖范围，然后又移动到MAG13网络覆盖范围的情况下，可以通过在MAG11(以下称作“前MAG”)和MAG12或MAG13(以下将要切换到的MAG称作“新MAG”或“目标MAG”)之间建立隧道而为该移动节点4转发数据。 

<移动接入网关MAG的结构> 

在本实施方式中，对MAG进行了改进，对其功能进行了扩展。以下，参照图2A说明本发明的移动接入网关MAG的结构。图2A是表示本发明的MAG的构成的示意性框图。 

如图2A所示，移动接入网关MAG具有网络接口单元10、HI(Handover Initiate：切换初始)消息处理单元14、存储单元15、HI消息构造模块16、总线17、HAck(Handover Acknowledgement：切换回复)消息处理单元18和控制单元19。 

网络接口单元10用于与外部的装置(LMA、其他MAG、MN等)进行通信，接收、发送各种消息。网络接口单元10包括HI/HAck消息监听(接收)模块101和HI/HAck消息发送模块103。HI/HAck消息监听模块101用于监听外部发送来的HI消息、HAck消息。HI/HAck消息发送模块103用于发送HI消息、HAck消息。有关HI消息和HAck消息的格式，将在以后参照图3A和图3B详细地说明。 

HI消息处理单元14处理通过网络接口单元10的HI/HAck消息监听模块101从外部接收到的HI消息，并调用其所具有的HAck消息构造模块141来构造对该HI消息进行回复的HAck消息，然后通过网络接口单元10的HI/HAck消息发送模块103向外部发送所构造的HAck消息。 

存储单元15由硬盘、闪存卡、ROM、RAM等存储元件构成，在其中存储着组播切换数据库151，在该组播切换数据库151中存储着记录了接收到的组播切换相关消息的组播切换记录列表1511。有关组播切换记录列表1511的具体内容，将在以后参照图2B详细地说明。 

HI消息构造单元16用于构造HI消息。例如，在移动节点4从MAG11的网络覆盖范围移动到MAG12的网络覆盖范围的情况下，移动接入网关MAG11检测到移动节点4要从MAG11(前MAG)切换到MAG12(新MAG)之后，HI消息构造单元16构造HI消息，并经由网络接口单元10的HI/HAck消息发送模块103向MAG12发送所构造的HI消息。 

总线17用于在MAG的各单元和模块之间传输数据。 

HAck消息处理单元18用于处理通过网络接口单元10的HI/HAck消息监听模块101接收到的HAck消息。在HAck消息处理单元18处理HAck消息时，首先检查是否已经为该HAck消息中的移动节点建立了隧道。若检查出已经建立了隧道，则删除该隧道，然后构造从前MAG到新MAG的隧道。若检查出没有建立隧道，则直接构造从前MAG到新MAG的隧道。HAck消息处理单元18包括用于检测是否已经为移动节点4建立了隧道的隧道检查模块181、用于删除已建立的冗余隧道的隧道删除模块183和用于构造新隧道的隧道构造模块185等多个模块。有关由多个模块构成的HAck消息处理单元18处理HAck消息的例子，将在以后参照图4详细地说明。 

控制单元19对MAG的各个单元和模块进行控制。具体而言，当检测到移动节点4要从前MAG切换到新MAG时、或者接收到切换触发消息(例如图5所示的HO Initiate消息)时，控制单元19调用HI消息构造单元16构造HI消息，并调用网络接口单元10向新MAG发送该HI消息。当通过网络接口单元10接收到从外部发来的HI消息时，控制单元19调用HI消息处理单元14处理该HI消息，构造对该HI消息进行回复的HAck消息。当通过网络接口单元10接收到HAck消息时，调用HAck处理单元18处理HAck 消息。 

以下，参见图2B详细说明图2A所示的MAG中的隧道记录数据库151所存储的组播切换记录列表1511。图2B是本发明的MAG中的隧道记录数据库的示意图。 

如图2B所示，在隧道记录数据库151中存储着隧道记录列表1511，在该隧道记录列表1511中包含如下字段：序列号15111、MN地址15113、目的地址15115、生存期15117。其中，序列号15111表示该条记录在数据库中的序号。MN地址15113表示移动节点4的地址。目的地址15115表示移动节点4切换到的新MAG的地址。生存期15117表示该条记录的有效时间。 

接着，参照图3A和图3B详细说明HI消息和HAck消息的格式。图3A是表示本发明的HI消息的格式的示意图，图3B是表示本发明的HAck消息的格式的示意图。 

如图3A所示，M100是HI消息的格式，包括如下字段：源地址M101、目的地址M102、类型M104、长度M106和移动节点地址M108。其中，源地址M101表示发送该消息的MAG的地址，目的地址M102表示该消息发送的目的地的地址，类型M104表示该消息的类型，在此为HI消息，长度M106标记该消息的长度，移动节点地址M108记录着要切换MAG的移动节点的地址。 

如图3B所示，M200是HAck消息的格式，包括如下字段：源地址M201、目的地址M202、类型M204、长度M206和移动节点地址M208。其中，源地址M201表示构成该消息的MAG的地址，目的地址M202表示该消息被发送的目的地的地址，类型M204表示该消息的类型，在此为HAck消息，长度M206标记该消息的长度，移动节点地址M208复制了发送来的HI消息中的移动节点地址M108。 

以下，参照图4，举例说明移动节点切换MAG时处理HAck消息的过程。图4是表示本发明的MAG处理HAck消息的流程图。 

如图4所示，MAG的HI/HAck消息监听模块101定期反复监听各种消息(步骤F101)。当HI/HAck消息监听模块101接收到HAck消息后(步骤F102)，HAck消息处理单元18开始处理该HAck消息，首先提取该HAck消息中的移动节点地址，然后隧道检查模块181检查是否已经为该移动节点 在前MAG和除新MAG以外的其他MAG之间建立了隧道(步骤F103)。若隧道检查模块181检查出已经建立了隧道，则隧道删除模块183删除该隧道(步骤F104)，然后隧道构造模块185为该移动节点建立从前MAG到新MAG的隧道(步骤F105)。若隧道检查模块181检查出没有建立了隧道，则隧道构造模块185直接建立从前MAG到新MAG的隧道(步骤F106)。 

以下，参照图5说明本发明的MAG在移动节点快速切换MAG时的具体过程。图5是表示本发明的通过MAG控制快速切换的信令流图。 

如图5所示，首先，移动节点4通过前MAG11收发数据(S101)。 

当移动节点4检测到自身要从作为前MAG的MAG11网络覆盖的范围移动到作为新MAG的MAG12网络覆盖的范围时，向前MAG11发送切换初始(HOInitiate)消息，该消息中包含新MAG12的地址信息(S102)。 

前MAG11接收到该切换初始消息后，前MAG11的HI消息构造单元16构造HI消息，并向新MAG12发送该HI消息，该HI消息中包含移动节点4的地址信息(S103)。 

新MAG12通过HI/HAck消息监听模块101接收到来自前MAG11的HI消息后，HI消息处理单元14处理该HI消息，HAck消息构造模块141构造对该HI消息进行回复的HAck消息，然后通过HI/HAck消息发送模块103向前MAG11回复HAck消息(S105)。 

前MAG11通过HI/HAck消息监听模块101接收到新MAG12回复的HAck消息后，隧道检查模块181检查是否已经在前MAG11和其他MAG(在此为MAG13)之间为该移动节点4建立了隧道。此时，因为没有建立隧道，于是隧道构造模块185直接建立从前MAG11到新MAG12的隧道(S107)。这样一来，当移动节点4切换到新MAG12之后，就可以通过前MAG11和新MAG12之间的隧道继续传输数据。 

之后，移动节点4检测到又要从MAG12网络覆盖的范围移动MAG13网络覆盖的范围，此时MAG13为新MAG，移动节点4向前MAG11发送切换初始消息，该消息中包含新MAG13的地址信息(S109)。 

前MAG11接收到表示移动节点4要切换到新MAG13的切换初始消息时，前MAG11的HI消息构造单元16构造HI消息，并向新MAG13发送HI消息，该HI消息中包含移动节点4的地址信息(S110)。 

新MAG13通过HI/HAck消息监听模块101接收到来自前MAG11的HI消息后，HI消息处理单元14处理该HI消息，HAck消息构造模块141构造对该HI消息进行回复的HAck消息，然后通过HI/HAck消息发送模块103向前MAG11回复HAck消息(S111)。 

前MAG11通过HI/HAck消息监听模块101接收到新MAG13回复的HAck消息后，隧道检查模块181检查是否已经在前MAG11和其他MAG(在此为MAG12)之间为该移动节点4建立了隧道，即冗余隧道(S113)。此时，检查到已经在前MAG11和MAG12之间为该移动节点4建立了隧道，于是隧道删除模块183删除从前MAG11到MAG12的隧道(S113)，并且，隧道构造模块185重新建立从前MAG11到新MAG13的隧道(S115)。 

当移动节点4切换到新MAG13网络之后，就可以通过前MAG11和新MAG13之间的隧道继续传输数据(S117)。 

这样一来，在移动节点快速在多个MAG网络之间移动(快速切换)时，也能够实现快速切换，同时避免因移动预测失败而建立的冗余隧道，减少网络资源浪费。 

<本地移动锚点LMA的结构> 

在本实施方式中，对本地移动锚点LMA进行了改进，对其功能进行了扩展。以下，参照图6A说明本发明的LMA的结构。图6A是表示本发明的LMA构成的框图。 

如图6A所示，LMA2包括网络接口单元20、HON(切换通知：Handover Notification)消息处理单元24、存储单元25、HOF(切换完成：Handover Finish)消息处理单元26、总线27和控制单元29。 

网络接口单元20用于接收、发送各种消息，包括HON/HOF消息监听(接收)模块201和TD(隧道删除：Tunnel Delete)消息发送模块203。HON/HOF消息监听模块201用于监听外部发送来的用于通知切换的HON消息、表示切换已完成的HOF消息。TD消息发送模块203用于发送表示删除冗余隧道的TD消息。有关HON消息、HOF消息和TD消息的格式，将在以后参照图7A和图7B详细地说明。 

HON消息处理单元24用于处理通过网络接口单元20接收到的HON消 息，处理时，调用其所包括的组播切换记录模块241来记录接收到的与组播切换有关的信息。 

存储单元25由硬盘、闪存卡、ROM、RAM等存储元件构成，在其中存储着组播切换数据库251，在该组播切换数据库251中存储着记录了接收到的组播切换相关消息的组播切换记录列表2511。有关组播切换记录列表2511的具体内容，将在以后参照图6B详细地说明。 

HOF消息处理单元26用于处理通过网络接口单元20接收到的HOF消息，包括组播切换检查模块261、TD消息构造模块263和组播切换记录更新模块265。在处理HOF消息时，组播切换检查模块261检查在组播切换数据库251中是否存储有多个关于HOF消息中的移动节点的组播切换记录。若存在多个记录，则调用TD消息构造模块263构造TD消息，然后通过TD消息发送模块203向相关的MAG发送该TD消息。然后再调用组播切换记录更新模块265来更新组播切换数据库251中的该移动节点的组播切换记录。 

控制单元29对LMA的各个单元和模块进行控制。 

以下，参见图6B详细说明图6A所示的LMA中的组播切换记录数据库251所存储的组播切换记录列表2511。图6B是表示本发明的LMA中组播切换记录数据库的示意图。 

如图6B所示，在组播切换记录数据库251中存储着组播切换列表2511，在组播切换列表2511中包含如下字段：序列号25111、MN地址25113、NMAG地址25115、组播地址25117、PMAG地址25119、状态标记25121。其中，序列号25111表示该条记录在组播切换数据库251中的序号。MN地址25113表示切换的移动节点地址。NMAG地址25115表示新MAG的地址。组播地址25117表示该移动节点加入的组播组。PMAG地址25119表示前MAG的地址。状态标记25121表示接收到的切换通知的类型是HON还是HOF。 

接着，参照图7A和图7B详细地说明HON消息、HOF消息和TD消息的格式。图7A是表示本发明的HON消息和HOF消息的格式的示意图。图7B是表示本发明的TD消息的格式的示意图。 

如图7A所示，M400是HON消息和HOF消息的格式，包括如下字段：源地址M401、目的地址M402、类型M404、长度M406、MN地址408、组播地址M410、PMAG地址M412和状态标记M414。其中，源地址M401表示新MAG 的地址。目的地址M402表示LMA的地址。类型M404表示该消息的类型是组播切换消息，包含HON和HOF消息。长度M406表示该消息的长度。MN地址M408表示要切换的移动节点的地址。组播地址M410表示切换移动节点加入的组播组地址。PMAG地址M412表示切换前的MAG地址。状态表示M414表示移动节点的切换状态，是“0”时表示准备切换，表示该消息类型是HON消息，是“1”时表示已经完成切换，表示该消息类型是HOF消息。 

如图7B所示，M600是TD消息的格式，包含如下字段：源地址M601、目的地址M602、类型M604、长度M606、MN地址M608、组播地址M610和PMAG地址M612。其中，源地址M601表示LMA的地址。目的地址M602表示新MAG的地址。类型M604表示该消息的类型是TD消息。长度M606表示该消息的长度。MN地址M608表示移动节点的地址。组播地址M610表示移动节点加入的组播组地址。PMAG地址M612表示切换前的MAG地址。 

以下，参照图8说明本发明通过LMA来快速切换的具体过程。图8是表示本发明的通过LMA控制快速切换的信令流图。 

如图8所示，首先，移动节点4与前MAG11连接，并通过前MAG11收发数据(S201)。 

当移动节点4检测到自身要从前MAG11网络覆盖的范围移动到新MAG12网络覆盖的范围时，向前MAG11发送切换初始(HO Initiate)消息(S202)，其中包含目标MAG12的地址信息。前MAG11接收到该切换初始消息后，向新MAG12发送HI消息(S203)，其中包含移动节点4的地址信息和组播组信息。新MAG12接收到HI消息后，向前MAG11回复HAck消息(S205)，同时，向LMA2发送HON(切换通知)消息(S206)，通知LMA2该移动节点4要切换到MAG12网络中。LMA2的HON/HOF消息监听模块201接收到来自MAG12的HON消息之后，组播切换记录模块241将HON消息中所含的组播切换信息记录到组播切换纪录数据库251中的组播切换纪录列表2511中。前MAG11接收到从新MAG12发送来的HAck消息后，为移动节点4建立从前MAG11到新MAG12的隧道(S207)。 

之后，移动节点4又检测到要切换到MAG13，于是，向前MAG11发送切换初始消息(S209)。前MAG11向新MAG13发送HI消息(S210)。新MAG13接收到HI消息后，向前MAG11回复HAck消息(S211)，同时，向LMA2发 送HON消息(S213)。LMA2的组播切换记录模块241将通过HON/HOF消息监听模块201接收到的来自MAG13的HON消息中所含的组播切换信息记录到组播切换纪录数据库251中的组播切换纪录列表2511中。前MAG11接收到HAck消息后，为移动节点4建立从前MAG11到新MAG13的隧道(S214)。 

之后，移动节点4又检测到要切换到MAG14，于是，向前MAG11发送切换初始消息(S215)。前MAG11向新MAG14发送HI消息(S216)。新MAG14接收到HI消息后，向前MAG11回复HAck消息(S217)，同时，向LMA2发送HON消息(S218)。LMA2的组播切换记录模块241将通过HON/HOF消息监听模块201接收到的来自MAG14的HON消息中所含的组播切换信息记录到组播切换纪录数据库251中的组播切换纪录列表2511中。前MAG11接收到HAck消息后，为移动节点4建立从前MAG11到新MAG14的隧道(S219)。 

移动节点4连接到新MAG14后，MAG14向LMA2发送HOF消息(S220)，通知移动节点4已经完成切换。LMA2的网络接口单元20的HON/HOF消息监听模块201接收到该HOF消息后，HOF消息处理单元26的组播切换检查模块261检查组播切换记录数据库251是否存储有多个关于HOF消息中的移动节点4的组播切换记录，即，检测是否有冗余隧道。此时，因为存在MAG11至MAG12、MAG11至MAG13、MAG11至MAG14等三条隧道，所以TD消息构造模块263构造用于删除MAG11至MAG12、MAG11至MAG13这两条冗余隧道的TD消息，向MAG13发送TD消息(S221)，同时向MAG12发送TD消息(S222)，分别通知相关MAG删除冗余隧道。然后，组播切换记录更新模块265更新组播切换数据库251中的该移动节点4的组播切换记录。 

这样一来，移动节点4通过在前MAG11和新MAG14之间建立的隧道收发数据。移动节点4快速在多个MAG网络之间移动时，也能够实现快速切换，避免因移动预测失败而建立的冗余隧道，减少网络资源浪费。 

<带信号强度报告的代理移动IPv6系统的结构> 

首先，参照图9说明本发明的代理移动IPv6系统的另一个例子。图9是表示本发明的利用基站的信号强度，通过LMA来控制快速切换的系统的配置图。 

如图9所示，该系统包含MAG11、MAG12、MAG13、LMA32、核心网3、 移动节点4和基站51、52、53。其中，有关移动接入网关MAG、本地移动锚点LMA及移动节点MN的定义等，具体参见代理移动IPv6协议。 

MAG11、MAG12、MAG13分别通过基站51、52、53下接入移动节点4，通过网络与移动节点4、基站和自身以外的其他MAG进行通信。MAG管理移动节点4的IP移动，并代替移动节点4发送与移动相关的信令，而移动节点4不参与发送与移动相关的信令。LMA32下接入MAG11、MAG12、MAG13，是移动节点4的家乡代理，通过核心网3相连接。 

<带信号强度报告的本地移动锚点LMA的结构> 

在本发明中，对本地移动锚点LMA进行了改进，对其功能进行了扩展。以下，参照图10A说明本发明的带信号强度报告的LMA的结构。图10A是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换的LMA的构成的示意性框图。 

如图10A所示，LMA32包括网络接口单元30、HON切换通知消息处理单元24、存储单元35、HOF消息处理单元26、总线27、控制单元29和网络状态消息处理单元38。与图6A相比较，HON消息处理单元24、HOF消息处理单元26、总线27基本相同，在此省略这些单元的说明。 

网络接口单元30包括HON/HOF消息监听模块201、TD消息发送模块203和网络状态消息监听模块305。与图6A相同，HON/HOF消息监听模块201监听外部发送来的HON和HOF消息，TD消息发送模块203发送冗余隧道删除消息。网络状态消息监听模块305监听外部发来的表示网络状态的网络状态消息。有关HI消息、HON消息、HOF消息和网络状态消息的格式，将在以后参照图11A～图11C详细地说明。 

存储单元35由硬盘、闪存卡、ROM、RAM等存储元件构成，在其中存储着组播切换数据库351，在该组播切换数据库251中存储着记录了接收到的组播切换相关消息的组播切换记录列表35111。有关组播切换记录列表3511的具体内容，将在以后参照图10B详细地说明。 

网络状态消息处理单元38处理通过网络状态消息监听模块305接收到的网络状态消息，检查网络状态信息所包含的与信号强度有关的信息，如果该信号强度低于预先规定的阈值，则TD消息构造模块263构造TD消息， 再通过TD消息发送模块203向相关MAG发送TD消息。 

以下，参见图10B详细说明图10A所示的LMA中的组播切换记录数据库351。图10B是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换的LMA中组播切换记录数据库的示意图。 

如图10B所示，在组播切换记录数据库351中存储着组播切换列表3511，在组播切换列表3511中包含如下字段：序列号25111、MN地址25113、NMAG地址25115、组播地址25117、PMAG地址25119、状态标记25121、信号强度25123。与图6B的组播切换列表2511所含字段相比较，增加了信号强度25123。信号强度25123表示移动节点检测到的基站的信号强度。 

接着，参照图11A～图11C详细地说明HI消息、HON消息、HOF消息和网络状态消息的格式。图11A是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的HI消息的格式的示意图。图11B是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的HON消息/HOF消息的格式的示意图。图11C是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的网络状态消息的格式的示意图。 

如图11A所示，M1100表示HI消息的格式，与图3A所示的HI消息的格式M100相比较，增加了信号强度M109字段。信号强度M109记录移动节点4检测到的基站的信号强度。 

如图11B所示，M1400表示HON/HOF消息的格式，与图7A所示的HON/HOF消息的格式M400相比较，增加了字段信号强度M415。信号强度M415记录移动节点4检测到的基站的信号强度。 

如图11C所示，M500是网络状态消息的格式，包括如下字段：源地址M501、目的地址M502、类型M504、长度M506、MN地址M508和信号强度M509。其中，源地址M501表示发送源的地址。目的地址M502表示接收方的地址。类型M504表示该消息的类型是网络状态消息。长度M506表示该消息的长度。MN地址M508表示移动节点的地址。信号强度M509记录移动节点检测到的基站的信号强度。 

接着，参照图12说明带信号强度报告的网络状态消息在系统中传输的情况。图12是表示本发明的利用基站的信号强度来控制快速切换时的网络状态信令流图。 

如图12所示，在移动节点4向MAG11发送包含其所检测到的基站的信号强度的网络状态消息，报告当前基站的信号强度(S301)的情况下，MAG11将来自移动节点4的网络状态消息转发给LMA32(S302)。在移动节点4向新MAG12发送网络状态消息，报告目标基站的信号强度(S303)的情况下，MAG12将来自移动节点4的网络状态消息转发给LMA32(S304)。 

接着，参照图13说明本发明的带信号强度报告的LMA处理网络状态消息的流程。图13是表示本发明的LMA处理网络状态消息的流程图。 

如图13所示，LMA32的网络状态消息监听模块305监听消息(F202)，当网络状态消息监听模块305接收到网络状态消息后(F203)，网络状态消息处理单元38对该消息进行处理，从该消息中提取移动节点检测到的基站的信号强度，检查该信号强度是否低于预先规定的阈值(F204)。如检查出低于阈值，则TD消息构造模块263构造TD消息，并将该TD消息(F208)发送给相关的MAG，通知该MAG删除为该移动节点建立的隧道。 

以下，参照图14说明本发明的LMA快速切换的具体过程。图14是表示本发明的利用基站的信号强度，通过LMA来控制快速切换的信令流图。 

如图14所示，移动节点4与前MAG11连接，并通过它收发送数据(S401)。当移动节点4检测到要移动到新MAG12网络时，向前MAG11发送切换初始消息(HO Initiate)(S402)，其中包含目标MAG12的地址信息。前MAG11接收到切换初始消息后，向新MAG12发送HI消息(S403)，其中包含移动节点的地址信息和组播组信息。新MAG12接收到HI消息后，向前MAG11回复HAck消息(S405)，同时向LMA32发送HON(切换通知)消息(S406)，通知LMA32该移动节点要切换到MAG12网络中。前MAG11接收到HAck消息后，建立到新MAG12的隧道(S407)。 

之后，移动节点4检测到要切换到MAG13，向前MAG11发送切换初始消息(S409)。前MAG11向新MAG13发送HI消息(S410)。新MAG13接收到HI消息后，向前MAG11回复HAck消息(S411)，同时向LMA32发送HON消息(S413)。前MAG11接收到HAck消息后，建立到新MAG13的隧道(S414)。 

之后，移动节点4向MAG11发送网络状态消息(S415)，报告检测到的基站信号强度。MAG11通过将来自移动节点4的网络状态消息转发给LMA32(S416)。LMA32的网络状态消息监听模块305接收到该网络状态消息 之后，网络状态消息处理单元38提取所接收到的网络状态消息中的信号强度，假设此时检测出该信号强度低于预先规定的阈值，则TD消息构造模块263构造TD消息，并向MAG12发送TD消息(S417)，通知删除在MAG11和MAG12之间的隧道，组播切换记录更新模块265更新组播切换数据库351中的该移动节点的组播切换记录。 

之后，移动节点4检测到要切换到MAG14，向前MAG11发送切换初始消息(S418)。前MAG11向新MAG14发送HI消息(S419)。新MAG14接收到HI消息后，向前MAG11回复HAck消息(S420)，同时向LMA32发送HON消息(S421)。前MAG11接收到HAck消息后，建立到新MAG14的隧道(S422)。 

移动节点连接到新MAG14后，MAG14向LMA32发送HOF消息(S423)，通知移动节点4已经完成切换。LMA32检查组播切换记录数据库251，发现有冗余隧道，于是向MAG13发送TD(隧道删除)消息(S424)，通知删除冗余隧道，组播切换记录更新模块265更新组播切换数据库351中的该移动节点的组播切换记录。移动节点4通过新MAG14收发数据。 

以上，说明了本发明所涉及的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在本发明的发明宗旨范围内，还可以进行各种变形和扩展，或对组成结构进行删除和组合。 

例如，在实施方式中，说明了移动节点在多个MAG之间进行快速切换时，MAG通过移动节点发送来的切换初始消息来检测该移动节点要进行切换。但本发明不限于此，也可以由与该移动节点进行通信的基站向MAG发送表示移动节点要切换MAG的消息。当然，MAG也可以通过其他公知技术来检测移动节点是否切换MAG。 

另外，在实施方式中，说明了在IPv6协议下应用的例子，但本发明不限于此，还可以适用于IPv4等各种技术。 

另外，图2A所示的MAG中的网络接口单元10、HI消息处理单元14、HAck消息处理单元18等单元由多个具有单一功能的模块构成，但本发明不限于此，这些单元也可以集成为一个模块来实现多种功能。图6A、图10A所示的LMA也相同。 

另外，也可以与图10A所示的LMA32相对应，在MAG中设置用于接收、转发网络状态消息的模块。 

另外，图2A所示的网络接口单元10包括HI/HAck消息监听(接收)模块101和HI/HAck消息发送模块103，当然不限于此，也可以根据需要只设置HAck消息监听模块和HI消息发送模块、或者HI消息监听模块和HAck消息发送模块，图6A和图10A所示的网络接口单元20也可同理设置。 

Claims (12)

1.一种移动接入网关，与移动终端及多个其他移动接入网关进行通信，其特征在于，具有：

网络接口单元，收发消息；

切换发起消息构造单元，构造切换发起消息；及

切换回复消息处理单元，处理接收到的切换回复消息；

当检测到所述移动终端要切换到所述多个其他移动接入网关之中的一个移动接入网关时，所述切换发起消息构造单元构造切换发起消息，并通过所述网络接口单元将该构造的切换发起消息发送到所述一个移动接入网关；

在通过所述网络接口单元接收到来自所述一个移动接入网关的切换回复消息后，所述切换回复消息处理单元检测是否在所述移动接入网关和除所述一个移动接入网关以外的其他移动接入网关之间为所述移动终端建立了隧道，若已建立了隧道，则删除该隧道，并在所述移动接入网关和所述一个移动接入网关之间为该移动终端建立隧道。

2.如权利要求1所述的移动接入网关，其中，

所述移动接入网关还包括：切换发起消息处理单元，处理接收到的切换发起消息；

所述切换发起消息处理单元包括：切换回复消息构造模块，用于构造切换回复消息；

当通过所述网络接口单元接收到来自所述其他移动接入网关的接收切换发起消息时，所述控制单元控制所述切换回复消息构造模块构造切换回复消息，并通过所述网络接口单元将该构造的切换回复消息发送到该其他移动接入网关。

3.如权利要求1所述的移动接入网关，其中，

所述切换回复消息处理单元包括：

隧道检测模块，检测是否在所述移动接入网关和除所述一个移动接入网关以外的其他移动接入网关之间为所述移动终端建立了隧道；

隧道删除模块，删除通过所述隧道检测模块检测出的隧道；及

隧道构造模块，在所述移动接入网关和所述一个移动接入网关之间为该移动终端建立隧道。

4.如权利要求1所述的移动接入网关，其中，

所述网络接口单元包括：

切换发起消息发送模块，用于发送切换发起消息；及

切换回复消息接收模块，用于接收切换回复消息。

5.如权利要求1至4任一项所述的移动接入网关，其中，

所述网络接口单元还包括：

切换发起消息接收模块，用于接收切换发起消息；及

切换回复消息发送模块，用于发送切换回复消息。

6.一种本地移动锚点，与多个移动接入网关进行通信，其特征在于，具有：

网络接口单元，收发消息；及

切换完成消息处理单元，处理接收到的切换完成消息；

当通过所述网络接口单元接收到来自多个移动接入网关之中的一个移动接入网关的、表示在该一个移动接入网关和多个移动接入网关之中的另一个移动接入网关之间为移动终端已建立了隧道的切换完成消息时，所述切换完成消息处理单元检测是否在该另一个移动接入网关和除该一个移动接入网关以外的多个移动接入网关之间为所述移动终端已建立了隧道即冗余隧道，若已建立了冗余隧道，则构造表示删除所述冗余隧道的隧道删除消息，并发送给相应的移动接入网关。

7.如权利要求6所述的本地移动锚点，其中，

所述本地移动锚点还包括：

切换通知消息处理单元，处理接收到的切换通知消息，而且具有对接收到的切换通知消息所包含的组播切换信息进行记录的组播切换记录模块；及

存储单元，存储所述组播切换记录模块记录的组播切换信息；

所述切换完成消息处理单元包括：

组播切换检测模块，根据所述组播切换记录模块记录的组播切换信息，检测是否在该另一个移动接入网关和除该一个移动接入网关以外的多个移动接入网关之间为所述移动终端已建立了隧道即冗余隧道；

隧道删除消息构造模块，构造表示删除所述冗余隧道的隧道删除消息；及

组播切换记录更新模块，对存储单元中存储的组播切换信息进行更新。

8.如权利要求6所述的本地移动锚点，其中，

所述本地移动锚点还包括：网络状态消息处理单元，处理接收到的包含信号强度的网络状态消息；

当所述网络状态消息包含的信号强度低于规定值时，所述切换完成消息处理单元构造表示删除正使用隧道的隧道删除消息，并发送给相应的移动接入网关。

9.一种代理移动IPv6系统，包括通过网络进行通信的本地移动锚点、多个移动接入网关和移动节点，其特征在于，

所述移动接入网关是如权利要求1至5任一项所述的移动接入网关。

10.一种代理移动IPv6系统，包括通过网络进行通信的本地移动锚点、多个移动接入网关和移动节点，其特征在于，

所述本地移动锚点是如权利要求6至8所述的本地移动锚点；

所述移动接入网关具有构造切换通知消息的切换通知消息构造单元。

11.一种移动接入网关快速切换方法，所述移动接入网关与移动终端及多个其他移动接入网关进行通信，其特征在于，

当检测到所述移动终端要切换到所述多个其他移动接入网关之中的一个移动接入网关时，构造切换发起消息，并通过所述网络接口单元将该构造的切换发起消息发送到所述一个移动接入网关；

在通过所述网络接口单元接收到来自所述一个移动接入网关的切换回复消息后，检测是否在所述移动接入网关和除所述一个移动接入网关以外的其他移动接入网关之间为所述移动终端建立了隧道，若已建立了隧道，则删除该隧道，并在所述移动接入网关和所述一个移动接入网关之间为该移动终端建立隧道。

12.一种移动接入网关快速切换方法，所述移动接入网关与本地移动锚点和多个移动接入网关进行通信，其特征在于，

当所本地移动锚点接收到来自多个移动接入网关之中的一个移动接入网关的、表示在该一个移动接入网关和多个移动接入网关之中的另一个移动接入网关之间为移动终端已建立了隧道的切换完成消息时，检测是否在该另一个移动接入网关和除该一个移动接入网关以外的多个移动接入网关之间为所述移动终端已建立了隧道即冗余隧道，若已建立了冗余隧道，则构造表示删除所述冗余隧道的隧道删除消息，并发送给相应的移动接入网关。

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