CN109327871B - 一种通信方法、网络设备及通信系统 - Google Patents

一种通信方法、网络设备及通信系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种通信方法、网络设备及通信系统，用以解决应急便携场景下，网络拓扑动态变化时的终端寻址问题，避免网络拓扑变化或终端移动到其他便携基站覆盖范围时，终端无法发起业务或业务中断。本申请提供的一种通信方法，包括：当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，所述终端对应的网络设备确定满足执行动态路由代理功能的条件；所述网络设备为所述终端提供动态路由代理功能。

Description

一种通信方法、网络设备及通信系统
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信方法、网络设备及通信系统。
背景技术
现有的移动通信技术方案都没有考虑应急便携移动场景下，网络拓扑动态变化的情况。现有的技术方案，在移动通信终端的寻址方案上都需要固定的锚点，依托于IP隧道技术实现，具体可以分为如下两种实现方案：
锚点和终端间通过建立用户面的演进的通用分组无线业务(General PacketRadio Service，GPRS)隧道协议(Evolved General Packet Radio Service TunnellingProtocol for User Plane，GTP-U)隧道的方式来解决终端寻址问题；
采用移动IP方案来解决终端的寻址问题。
在图1所示的系统中，网络拓扑不能动态变化，所有终端发出和接收的IP 报文都需要通过隧道协议的方式在锚点进行转发。而在应急便携移动场景下，随着网络拓扑的变化以及终端本身的移动，终端不可能保证在接入后锚点不发生改变，那么这种基于锚点不变来寻址终端的方式就不可能保证终端在各种场景下都可以保持和公众网的连接，因此终端业务的可靠性就无从保证。
综上所述，现有的技术方案，均不能解决应急便携场景下，网络拓扑动态变化时的终端寻址问题，会导致网络拓扑变化或终端移动到其他便携基站覆盖范围时，终端业务无法发起或中断。
发明内容
本申请实施例提供了一种通信方法、网络设备及通信系统，用以解决应急便携场景下，网络拓扑动态变化时的终端寻址问题，避免网络拓扑变化或终端移动到其他便携基站覆盖范围时，终端无法发起业务或业务中断。
本申请实施例提供的一种通信方法，包括：
当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，所述终端对应的网络设备确定满足执行动态路由代理功能的条件；
所述网络设备为所述终端提供动态路由代理功能。
通过该方法，当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，所述终端对应的网络设备确定满足执行动态路由代理功能的条件；所述网络设备为所述终端提供动态路由代理功能，解决了应急便携场景下，网络拓扑动态变化时的终端寻址问题，避免了网络拓扑变化或终端移动到其他便携基站覆盖范围时，终端无法发起业务或业务中断。
可选地，所述网络设备包括为终端提供移动通信系统中的锚点功能的网关。
可选地，所述网关为终端新注册的网关，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述网关接收到所述终端发送的注册信息。
可选地，所述网关为终端提供动态路由代理功能，具体包括：
所述终端新注册的网关向其他网关或路由器发布该终端的IP寻址信息；所述IP寻址信息是终端新注册的网关动态分配的，或者是预先静态配置的。
可选地，所述网关为终端执行动态路由代理功能，还包括：
对于以无线路由器方式工作的终端，对外发布其下挂网段信息。
可选地，所述网关为终端执行动态路由代理功能，还包括：通知终端注册的原网关删除该终端的IP寻址信息。
可选地，所述网关为终端原注册的旧网关，所述条件具体包括：所述旧网关接收到终端新注册的新网关的删除该终端的IP寻址信息。
可选地，所述网关为终端执行动态路由代理功能，具体包括：
所述旧网关删除该终端的IP寻址信息，并通知该终端注册的原基站释放该终端资源。
可选地，所述网络设备为基站，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述基站确定终端初始接入网络或切换、移动到该基站覆盖范围时。
可选地，所述网络设备为终端执行动态路由代理功能，具体包括：
所述基站根据动态网络拓扑判断是否需要改变终端的接入网关，若判断结果为需要改变终端的接入网关，则根据网络拓扑为终端动态选择网关接入。
可选地，所述基站为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，该方法还包括：
所述新基站通知原基站更新所述终端的路由信息，并删除该终端的资源。
本申请实施例提供的一种网络设备，包括：
第一单元，用于当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，确定满足执行动态路由代理功能的条件；
第二单元，用于为所述终端提供动态路由代理功能。
可选地，所述网络设备包括为终端提供移动通信系统中的锚点功能的网关。
可选地，所述网关为终端新注册的网关，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述网关接收到所述终端发送的注册信息。
可选地，所述第二单元具体用于：
向其他网关或路由器发布该终端的IP寻址信息；所述IP寻址信息是终端新注册的网关动态分配的，或者是预先静态配置的。
可选地，所述第二单元还用于：对于以无线路由器方式工作的终端，对外发布其下挂网段信息。
可选地，所述第二单元还用于：通知终端注册的原网关删除该终端的IP 寻址信息。
可选地，所述网关为终端原注册的旧网关，所述条件具体包括：所述旧网关接收到终端新注册的新网关的删除该终端的IP寻址信息。
可选地，所述第二单元具体用于：
删除该终端的IP寻址信息，并通知该终端注册的原基站释放该终端资源。
可选地，所述网络设备为基站，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述基站确定终端初始接入网络或切换、移动到该基站覆盖范围时。
可选地，所述第二单元具体用于：
根据动态网络拓扑判断是否需要改变终端的接入网关，若判断结果为需要改变终端的接入网关，则根据网络拓扑为终端动态选择网关接入。
可选地，所述基站为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，所述第二单元还用于：通知原基站更新所述终端的路由信息，并删除该终端的资源。
本申请实施例提供的一种通信系统包括至少一个上述网络设备。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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为现有技术中的通信网络架构示意图；
图2为本申请实施例提供的通信系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的新的网关通知旧网关更新路由并删除相关资源，并由旧网关通知旧便携移动基站释放相关资源的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种通信方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种通信方法、网络设备及通信系统，用以解决应急便携场景下，网络拓扑动态变化时的终端寻址问题，避免网络拓扑变化或终端移动到其他便携基站覆盖范围时，终端无法发起业务或业务中断。
在应急便携移动场景下，有两个基本的组网诉求：
单基站设备独立成局，此时单基站设备需要内置核心网和业务单元，以满足实际的使用需求；
多个便携移动基站共同组网应用的场景，此时网络拓扑动态变化。
在兼顾上述两种场景的前提下，现有的陆地移动通信体系架构不能解决网络拓扑动态变化后的终端寻址问题，从而出现网络拓扑动态变化后，终端不可达或业务中断等问题，本申请实施例提出了一种移动通信系统，解决在网络拓扑动态变化场景下的移动通信终端的寻址问题。
本申请实施例中定义的便携移动基站包含陆地移动通信网中的核心网和接入网部分所定义的主要功能实体。以LTE系统为例，便携移动基站包含的网元如图2所示，其中的分组数据网(Packet Data Network，PDN)网关(Packet Data Network-GateWay，P-GW)设备，可以外置于便携移动基站也可以内置于便携移动基站，并通过在其上叠加动态路由功能实现便携移动网关的功能。图 2所示的通信系统可以包括多个P-GW，每一P-GW下可以连接一个或多个便携移动基站，多个P-GW之间可以互联。图2中S5/8表示P-GW与服务网关的接口，S6a表示归属签约用户服务器与移动性管理实体的接口，S10表示移动性管理实体之间的接口，S11表示移动性管理实体与服务网关之间的接口， S13表示移动性管理实体与设备标识寄存器的接口，S1-MME表示移动性管理实体与eNB的接口，S1-U表示服务网关与eNB的接口。
在本申请实施例提供的网络架构中，便携移动基站至少包含移动通信网中的核心网和接入网部分所定义的主要功能，便携移动基站之间通过便携移动网关互联(便携移动网关可以置于便携基站内部或单独布置，简称网关)，这些网关除了完成传统移动通信系统中的锚点功能，还需要完成终端的动态路由代理功能。
所述的动态路由代理功能主要包含以下功能之一或组合：
功能一：当终端在移动网络附着或注册完成后，网关需要通过动态路由发布功能，对其他网关或路由器发布该终端的IP寻址信息(例如IP网段或主机 IP地址)，对于终端以无线路由器方式工作的，其下挂网段也需要对外发布。所谓动态路由发布，就是通过标准的动态路由协议(例如OSPF，RIP等)在网络中完成终端路由的动态更新和发布。
功能二：上述IP地址和网段可以采用网络动态分配的方式，也可以采用静态配置的方式；在不同便携移动基站间移动时，终端IP地址可以保持不变，也可以根据网关的改变动态改变，例如，在便携基站内置网关的场景下，LTE 终端因为移动离开了原便携移动基站，在新的便携移动基站下重新向新网关注册，此时新网关可以重新给终端分配IP地址。
功能三：当终端从一个便携移动基站移动到另一个便携移动基站时，新的便携移动基站可以根据动态网络拓扑选择是否改变终端的接入网关。
可能的一种方法是，新的便携移动基站根据网络拓扑判断和旧便携基站间是否存在网络链接，进一步可以判断链接的级数或质量、剩余带宽等是否达到阈值要求，从而决策是否改变终端的接入网关。如果不存在链接，或链路质量太差，则决策改变终端的接入网关，否则不改变终端的接入网关。
功能四：在终端在不同基站间移动，但终端的IP地址需要保持不变的场景下，当新的便携移动基站决定改变终端的接入网关时，则新的注册网关需要对其他网关或路由器(整个域内的所有设备，这里域的概念等同于动态路由协议中路由域的概念)发布该终端对应的IP寻址信息(即路由信息)；同时，需要通知原便携移动基站和网关删除该终端在原基站的相关信息(包括IP寻址信息)，释放资源同时更新路由信息并对外发布；
新便携移动基站可以通过便携移动基站间的信令接口通知原便携移动基站更新该终端的路由信息，再由原便携移动基站负责通知原网关更新路由，删除资源；也可以通过便携移动基站和网关之间的信令接口直接通知原网关。
新的网关可以通过路由发布过程通知旧网关更新路由并删除相关资源，并由旧网关通知旧便携移动基站释放相关资源，一种可能的信令流程如图3所示。
功能五：便携移动基站可以在终端初始接入网络或切换、移动到该基站覆盖范围时，根据网络拓扑为终端动态选择合适的网关接入，可能的方法之一是可以基于最少跳数或链路质量选择网关，为终端选择跳数最少或链路质量最好的网关接入；也可以考虑到业务的连续性，继续保持原网关接入；
便携移动基站也可以在任何情况下，针对网络拓扑的动态变化，基于链路质量，负荷均衡等考虑随时改变终端的接入网关。例如，当某一便携移动网关出现脱网，则对于网络中由该网关负责接入网络的终端，需重新根据网络拓扑的变化，选择新的接入网关，确保终端可以接入网络并进行业务。
以上描述中，若便携移动基站与网关分开描述各自功能，则表示网关外置于便携移动基站之外，除此之外，可以理解为网关内置于便携移动基站内。本申请实施例中，可以将便携移动基站单独看作一网络设备，把网关单独看作一网络设备，也可以将便携移动基站与网关的组合看作一网络设备。因此，综上，参见图4，本申请实施例提供的一种通信方法，包括：
S101、当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，所述终端对应的网络设备确定满足执行动态路由代理功能的条件；
S102、所述网络设备为所述终端提供动态路由代理功能。
通过该方法，当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，所述终端对应的网络设备确定满足执行动态路由代理功能的条件；所述网络设备为所述终端提供动态路由代理功能，解决了应急便携场景下，网络拓扑动态变化时的终端寻址问题，避免了网络拓扑变化或终端移动到其他便携基站覆盖范围时，终端无法发起业务或业务中断。
可选地，所述网络设备包括为终端提供移动通信系统中的锚点功能的网关。
可选地，所述网关为终端新注册的网关，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述网关接收到所述终端发送的注册信息。
可选地，所述网关为终端提供动态路由代理功能，具体包括：
所述终端新注册的网关向其他网关或路由器发布该终端的IP寻址信息；所述IP寻址信息是终端新注册的网关动态分配的，或者是预先静态配置的。
可选地，所述网关为终端执行动态路由代理功能，还包括：
对于以无线路由器方式工作的终端，对外发布其下挂网段信息。
其中,所述的下挂网段信息,例如,可以是无线路由器下挂终端的IP组网信息,所述的对外发布,例如可以是对公网发布。
可选地，所述网关为终端执行动态路由代理功能，还包括：通知终端注册的原网关删除该终端的IP寻址信息。
可选地，所述网关为终端原注册的旧网关，所述条件具体包括：所述旧网关接收到终端新注册的新网关的删除该终端的IP寻址信息。
可选地，所述网关为终端执行动态路由代理功能，具体包括：
所述旧网关删除该终端的IP寻址信息，并通知该终端注册的原基站释放该终端资源。
可选地，所述网络设备为基站，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述基站确定终端初始接入网络或切换、移动到该基站覆盖范围时。
可选地，所述网络设备为终端执行动态路由代理功能，具体包括：
所述基站根据动态网络拓扑判断是否需要改变终端的接入网关，若判断结果为需要改变终端的接入网关，则根据网络拓扑为终端动态选择网关接入。
可选地，所述基站为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，该方法还包括：
所述新基站通知原基站更新所述终端的路由信息，并删除该终端的资源。
与上述方法相对应地，参见图5，本申请实施例提供的一种网络设备，包括：
第一单元11，用于当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，确定满足执行动态路由代理功能的条件；
第二单元12，用于为所述终端提供动态路由代理功能。
可选地，所述网络设备包括为终端提供移动通信系统中的锚点功能的网关。
可选地，所述网关为终端新注册的网关，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述网关接收到所述终端发送的注册信息。
可选地，所述第二单元具体用于：
向其他网关或路由器发布该终端的IP寻址信息；所述IP寻址信息是终端新注册的网关动态分配的，或者是预先静态配置的。
可选地，所述第二单元还用于：对于以无线路由器方式工作的终端，对外发布其下挂网段信息。
可选地，所述第二单元还用于：通知终端注册的原网关删除该终端的IP 寻址信息。
可选地，所述网关为终端原注册的旧网关，所述条件具体包括：所述旧网关接收到终端新注册的新网关的删除该终端的IP寻址信息。
可选地，所述第二单元具体用于：
删除该终端的IP寻址信息，并通知该终端注册的原基站释放该终端资源。
可选地，所述网络设备为基站，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述基站确定终端初始接入网络或切换、移动到该基站覆盖范围时。
可选地，所述第二单元具体用于：
根据动态网络拓扑判断是否需要改变终端的接入网关，若判断结果为需要改变终端的接入网关，则根据网络拓扑为终端动态选择网关接入。
可选地，所述基站为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，所述第二单元还用于：通知原基站更新所述终端的路由信息，并删除该终端的资源。
综上所述，本申请实施例提供的一种网络拓扑动态变化的移动通信系统，本系统基于传统的陆地移动通信系统基础，通过在其锚点设备等网络设备增加动态路由代理功能，使得当网络拓扑发生变化或该终端所驻留的基站覆盖范围发生变化时，该终端能够发起业务或保持业务不中断，实现适用于应急移动通信场景的网络拓扑动态变化的移动通信系统。当网络拓扑动态变化时，系统可以动态的为终端选择合适的便携移动网关接入，并通过系统间便携移动基站设备间的信令接口或路由更新消息来完成整系统的路由同步，以及无线和设备资源的更新、同步。当终端在系统内移动时，系统可以根据网络拓扑为终端动态选择合适的便携移动网关，并通过系统间便携移动基站设备间的信令接口或路由更新消息来完成整系统的路由同步，以及无线和设备资源的更新、同步。总之，本申请实施例提出了一种在应急便携移动场景下，网络拓扑动态变化的移动通信方法及网络设备、通信系统，解决了在该场景下传统移动通信系统，移动终端在网络拓扑变化后无法寻址和业务中断的问题。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，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一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

1.一种通信方法，其特征在于，该方法包括：
当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，所述终端对应的网络设备确定满足执行动态路由代理功能的条件；
所述网络设备为所述终端提供动态路由代理功能；
所述网络设备为基站，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述基站确定终端初始接入网络或切换、移动到该基站覆盖范围时；
所述网络设备为终端执行动态路由代理功能，具体包括：
所述基站根据动态网络拓扑判断是否需要改变终端的接入网关，若判断结果为需要改变终端的接入网关，则根据网络拓扑为终端动态选择网关接入；
所述基站为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，新的网关对其他网关或路由器发布该终端对应的IP寻址信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备包括为终端提供移动通信系统中的锚点功能的网关。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网关为终端新注册的网关，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述网关接收到所述终端发送的注册信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网关为终端提供动态路由代理功能，具体包括：
所述终端新注册的网关向其他网关或路由器发布该终端的IP寻址信息；所述IP寻址信息是终端新注册的网关动态分配的，或者是预先静态配置的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述网关为终端执行动态路由代理功能，还包括：
对于以无线路由器方式工作的终端，对外发布其下挂网段信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网关为终端执行动态路由代理功能，还包括：通知终端注册的原网关删除该终端的IP寻址信息。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网关为终端原注册的旧网关，所述条件具体包括：所述旧网关接收到终端新注册的新网关的删除该终端的IP寻址信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网关为终端执行动态路由代理功能，具体包括：
所述旧网关删除该终端的IP寻址信息，并通知该终端注册的原基站释放该终端资源。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，该方法还包括：
所述新基站通知原基站更新所述终端的路由信息，并删除该终端的资源。
10.一种网络设备，其特征在于，包括：
第一单元，用于当终端初始接入网络或所驻留的基站覆盖范围发生变化时，确定满足执行动态路由代理功能的条件；
第二单元，用于为所述终端提供动态路由代理功能；
所述网络设备为基站，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述基站确定终端初始接入网络或切换、移动到该基站覆盖范围时；
所述第二单元具体用于：
根据动态网络拓扑判断是否需要改变终端的接入网关，若判断结果为需要改变终端的接入网关，则根据网络拓扑为终端动态选择网关接入；
为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，对其他网关或路由器发布该终端对应的IP寻址信息。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述网络设备包括为终端提供移动通信系统中的锚点功能的网关。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述网关为终端新注册的网关，所述满足执行动态路由代理功能的条件具体包括：所述网关接收到所述终端发送的注册信息。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第二单元具体用于：
向其他网关或路由器发布该终端的IP寻址信息；所述IP寻址信息是终端新注册的网关动态分配的，或者是预先静态配置的。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第二单元还用于：对于以无线路由器方式工作的终端，对外发布其下挂网段信息。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第二单元还用于：通知终端注册的原网关删除该终端的IP寻址信息。
16.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述网关为终端原注册的旧网关，所述条件具体包括：所述旧网关接收到终端新注册的新网关的删除该终端的IP寻址信息。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述第二单元具体用于：
删除该终端的IP寻址信息，并通知该终端注册的原基站释放该终端资源。
18.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述基站为终端新驻留的新基站，当需要改变终端的接入网关，并且需要保持该终端的IP寻址信息不变时，所述第二单元还用于：通知原基站更新所述终端的路由信息，并删除该终端的资源。
19.一种通信系统，其特征在于，包括至少一个权利要求10～18任一项所述的网络设备。
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