CN1245844C - 路由器、移动通信终端、移动通信网系统及其通信方法 - Google Patents

路由器、移动通信终端、移动通信网系统及其通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种移动通信网系统，该移动通信网系统包括：第一移动通信网，其具有多个路由器；第二移动通信网，其具有多个路由器；以及移动通信终端。位于第一移动通信网的通信区域端部的路由器把一条表示该路由器位于端部的端部消息发送给移动通信终端。在终端与位于端部的路由器进行通信时，一旦收到由位于端部的路由器发送的端部消息，终端就开始与第二移动通信网的路由器进行通信。

Description

路由器、移动通信终端、移动通信网系统及其通信方法
技术领域
本发明涉及一种设置在移动通信网内的路由器，以及一种与该路由器进行通信的移动通信终端。并且，本发明还涉及一种具有多个路由器的移动通信网系统，以及用于该移动通信网系统的一种通信方法。
背景技术
近年，诸如移动电话、汽车电话、个人数字助理(PDA)等那样的移动通信终端(便携式终端)已得到普及，并且使用这些终端的移动通信服务的应用也快速增长。
并且，提供移动通信服务的技术也从诸如GSM、GPRS、PDC、PDC-P等那样的第二代移动通信系统或PHS系统转移到诸如IMT-2000那样的第三代移动通信系统或者诸如无线LAN、蓝牙(Bluetooth)等那样的小规模无线接入技术。并且，针对“电子日本”(e-Japan)战略的研究也已开始，其目的是进一步推动移动通信服务的提供技术，从而确立可获得比IMT-2000更为高速的第四代移动通信技术。
这样，通过提供多种不同类型的移动通信环境，使用户能够选择最适合于用户(移动通信终端)的位置以及用户希望使用的服务的接入网，从而可随时随地以无缝方式使用移动通信服务。
这些移动通信环境以用于提供高速、大容量通信的因特网为中心，并通过高速无线因特网来实现，该高速无线因特网是通过把各种无线接入网与因特网连接而构成。移动IP被认为是这种高速无线因特网中的一项关键技术。
“移动IP”是指一种协议，当移动通信终端改变其在网络上的连接位置时，该协议允许在IP网络内执行通信。该协议在美国标准化机构IETF(因特网工程任务组)(Internet Engineering Task Force)的RFC(请求评论)(Request For Comments)2002中实现了标准化。
另一方面，随着近年IP网络上存在的终端数量的迅速增加，IP地址耗尽的问题已更为严重。因此，向使用IPv6的网络的转移正全面展开，IPv6允许使用数量更多的IP地址。与此同时，作为一项支持IPv6网络上终端移动的协议，移动IPv6的标准化也正在进行中，以取代IPv4网络的移动IP，并且IETF目前正在对该协议的RFC出版进行研究。
移动IP和移动IPv6的基本机构是相同的，因此下面以移动IPv6为例，对
现有技术进行说明。
图8示出了IPv6网络系统的示意性构成。IPv6网络系统具有：本地网100，因特网核心网200，以及接入网300和400。
本地网100是与移动通信终端(移动节点，以下称为“MN”)500恒定连接(通过无线连接)的IPv6网络，该通信网由例如MN 500预订的电信公司(电信运营商，特别是初级电信运营商)拥有和管理。本地网100具有本地代理(以下称为“HA”)110，本地代理110是移动管理代理。
接入网300和400是由也能收容MN 500的不同电信公司拥有和管理的IPv6网络。接入网300具有路由器310和320，并且接入网400具有路由器410和420。
因特网核心网200是IPv6网络，该IPv6网络由IPv6路由器(未示出)构成。本地网100以及接入网300和400都与因特网核心网200连接，并且都能够通过因特网核心网200相互通信。
MN 500通常与本地网100连接，并与其进行无线通信，而且MN 500还具有无线接口，用于与接入网300(路由器310或320)和接入网400(路由器410或420)进行通信。因此，如果MN 500离开本地网100的接入区域并移到接入网300或400的接入区域内，则MN 500与接入网300或400进行无线通信，并通过因特网核心网200接入本地网100的HA 110。
在该IPv6网络系统中，如果MN 500从本地网100的接入区域移到接入网300的接入区域(例如，路由器320的接入区域)内(P1)，则MN 500开始与接入网300连接，并建立与路由器320的无线连接(P2)。
之后，MN 500接收由路由器320发送的路由器广告消息(P3)。MN 500检测出在如此收到的路由器广告消息中包含的网络前缀(例如，(20∷/64))不同于本地网100的网络前缀(例如，(10∷/64))，从而识别出它已离开本地网100。
然后，MN 500把登记消息(以下称为“BU”(绑定更新))通过接入网300和因特网核心网200发送给本地网100的HA 110(P4)。该BU包含本地地址(本地网100中的MN 500的IP地址，例如，(10∷10))，以及转交地址(以及称为“CoA”)(例如，(20∷10))。CoA可由接入网300的路由器320或由地址分配路由器指配给MN 500，或者CoA可由MN 500生成。
一旦收到BU，HA 110就把MN 500的本地地址和CoA之间的关系保持一定时间，作为绑定高速缓存(P5)。
在绑定高速缓存存在期间，发给MN 500的本地地址的分组(IPv6分组)由HA 110接收，然后被转发给MN 500的CoA。通过这种处理，MN 500即便在IPv6网络系统上移动时，也能进行通信。
这种移动IPv6的移动管理可通过IPv6分组的扩展首部或者ICMPv6消息的扩展等在IPv6层内独立执行，而与下部物理层或数据链路层的类型无关。也就是说，MN 500无论使用何种类型的接入网，都能在IPv6网络系统上移动。
因此，如上所述，移动IPv6非常适合用作一种用于实现移动环境的技术，该移动环境允许随时随地以无缝方式使用通信服务。
然而，对于移动IPv6，当MN 500执行不同接入网之间的越区切换时，会发生以下的问题。
第一个问题是，在越区切换期间，存在一种危险，即：分组将不会从HA 110被发送到MN 500，因而将发生分组丢失。该问题是以下列方式产生的。
也就是说，如果MN 500从接入网300的接入区域移到接入网400的接入区域(P6)，则随着该移动，来自路由器320的无线信号逐渐变得不足，并且与接入网300的连接中断。
另一方面，MN 500开始与接入网400(例如，路由器410)连接，并建立与其的连接(P7)。因此，MN 500接收由路由器410发送的路由器广告消息(P8)。
MN 500检测出在如此收到的路由器广告消息中包含的网络前缀(例如，(30∷/64))不同于本地网100的网络前缀(10∷/64)和接入网200的网络前缀(20∷/64)，从而识别出它已移动。然后，MN 500把其本地地址以及从接入网400获得的CoA(例如，(30∷10))作为BU发送给HA 110，以便把其位置登记在HA内(P9)。
一旦收到来自MN 500的BU，HA 110就存储MN 500的本地地址(10∷10)和新CoA(30∷10)之间的对应关系，作为绑定高速缓存(P10)。之后，当绑定高速缓存存在时，HA 110通过代理接收发给MN 500的本地地址(10∷10)的分组，然后把收到的分组转发给MN 500的CoA(30∷10)。
在此，如果在MN 500和接入网300之间的连接中断，则直到在HA 110内完成新CoA(30∷10)的登记之前发给MN 500的分组将从HA 110被转发给由MN500从接入网300获得的CoA(20∷10)。然而，这些分组最终将不能由MN 500接收，因此将发生分组丢失。
第二个问题也是由于存在应用被中断的危险而产生的。
也就是说，通常，正如在步骤P7一样，当建立与接入网400的连接时，进行验证，以检查MN 500是否是有权使用接入网400的用户。由于这种验证，使得执行步骤P6至P10所需的时间延长。因此，在MN 500和另一通信方之间执行的应用将被中断。
作为用于解决第一个和第二个问题的方法，现已设想的是，在越区切换期间，如图9所示，MN 500应与接入网300和接入网400二者进行连接，而不是在与接入网300的连接被切断后试图与接入网400连接。
也就是说，在移动IPv6中，可登记多个CoA。利用这一点，MN 500不断地监视与接入网300和接入网400之间的无线信号，并且甚至在与接入网300的连接被切断之前，一旦可与接入网400进行连接，MN 500就立即建立与接入网400的连接，并且接入网400的CoA被预先登记在HA 110内，从而可解决诸如分组丢失和应用中断等问题。
然而，对于该方法，由于MN 500不断地监视来自接入网300和接入网400的无线信号，因而MN 500的电池消耗量增加。
并且，如果接入网300和接入网400的接入区域重叠，则这意味着，这两个接入网将被同时使用。因此，存在的危险是，向用户收取的连接费用将增加一倍。例如，假定接入网300和400是具有IMT-2000和无线LAN接入点的因特网服务提供商(ISP)，则容易发生接入网重叠的这种情况。并且，造成接入网最终浪费地使用资源，因而效率下降。
发明内容
本发明是为解决这种问题而作出的。本发明的目的是在IP网络内实现高可靠性和高效率的越区切换。
根据本发明第一方面的路由器是位于移动通信网的通信区域端部的路由器，该路由器包括：通信单元，用于与移动通信终端进行无线通信；发送单元，用于把一条表示上述路由器位于上述通信区域端部的端部消息发送给上述移动通信终端；以及路由器广告消息处理单元，通过在标准路由器广告消息中设置一标记来产生上述端部消息，并将其发送到上述发送单元。
根据本发明的第一方面，位于通信区域端部的路由器把一条表示该路由器位于通信区域端部的消息发送给移动通信终端。因此，移动通信终端识别出它需要执行到另一个通信网的越区切换，因此，在它与当前进行通信的路由器的连接被切断之前，它能够开始与另一通信网的路由器进行通信。因此，可防止在越区切换时发生分组丢失和应用中断。
并且，移动通信终端可设定成使其在收到上述消息之前，不与另一通信网进行连接。因此，可减少由其他通信网的电信公司对移动通信终端收取的费用。
这样，根据本发明的第一方面，可实现高可靠性和高效率的越区切换。
根据本发明第二方面的移动通信终端包括：第一通信单元，用于与设置在第一移动通信网内的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；第二通信单元，用于与设置在第二移动通信网内的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；控制单元，用于控制上述第二通信单元，以便在上述第一通信单元与位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器进行通信时，一旦收到由位于上述端部的上述路由器发送的一条表示上述路由器位于端部的端部消息，上述第二通信单元就开始与设置在上述第二移动通信网内的上述路由器进行通信；以及路由器广告消息处理单元，用于根据所接收的路由器广告消息中的标记来确定该路由器广告消息是否是上述端部消息。
根据本发明的第二方面，也可取得与上述第一方面同样的有利效果。
根据本发明第三方面的移动通信网系统包括：第一移动通信网，其具有多个路由器；第二移动通信网，其具有多个路由器；以及移动通信终端；其中，在上述第一移动通信网的多个路由器中，位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器包括：发送单元，该发送单元用于把一条表示上述路由器位于上述通信区域端部的端部消息发送给上述移动通信终端；和第一路由器广告消息处理单元，通过在标准路由器广告消息中设置一标记来产生上述端部消息，并将其发送到上述发送单元；并且上述移动通信终端包括：第一通信单元，用于与上述第一移动通信网的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；第二通信单元，用于与上述第二移动通信网中设置的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；控制单元，用于控制上述第二通信单元，以便在上述第一通信单元与位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器进行通信时，一旦收到由位于上述端部的上述路由器发送的端部消息，上述第二通信单元就开始与设置在上述第二移动通信网内的上述路由器进行通信；以及第二路由器广告消息处理单元，用于根据接收的路由器广告消息中的标记来确定该路由器广告消息是否是上述端部消息。
根据本发明第三方面的通信方法是一种移动通信网系统中的通信方法，该移动通信网系统包括：第一移动通信网，其具有多个路由器；第二移动通信网，其具有多个路由器；以及移动通信终端；该通信方法包括步骤：在上述第一移动通信网的多个路由器中，在位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器内，把一条表示该路由器位于上述通信区域端部的端部消息发送给上述移动通信终端；以及在上述移动通信终端中，当上述移动通信终端与位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器进行通信时，一旦收到由位于上述端部的上述路由器发送的上述端部消息，就开始与设置在上述第二移动通信网内的路由器进行通信。
根据本发明的第三方面，也可取得与上述第一方面同样的有利效果。
附图说明
图1是示出本发明一个实施例中的接入网系统的构成例的方框图；
图2示出了端部消息的构成例；
图3是示出位于接入区域端部的路由器B11～B16和B21～B26的构成例的方框图；
图4A和图4B是示出路由器和天线的构成例的方框图；
图5是示出MN 5的构成例的方框图；
图6示出了根据本实施例的接入网系统上的MN5的移动，以及MN5与接入网1或2连接的状态；
图7是示出在图6所示的状况中，在MN5、接入网1和2以及本地网内的处理流程的顺序图；
图8示出了IPv6网络系统的示意性构成；以及
图9示出了移动通信终端与两个接入网连接的状态。
具体实施方式
接入网系统的构成
图1是示出本发明一个实施例中的接入网系统的构成例的方框图。本实施例中的接入网系统是IPv6网络系统。
该接入网系统包括：接入网1和2，路由器30～32和40～42，因特网核心网(未示出)，以及本地网(未示出)。
本地网是由电信公司(电信运营商，特别是初级电信运营商)H拥有和管理的IPv6网络。接入网1是由与电信公司H不同的电信公司A拥有和管理的IPv6网络。接入网2是由与电信公司H和A不同的电信公司B拥有和管理的IPv6网络。
移动通信终端(移动节点，MN)5例如是移动电话、汽车电话、个人数字助理(PDA)等，并且是向本地网的电信公司H进行预订的终端。因此，MN 5具有本地网的本地地址。
MN 5不仅具有与本地网的通信接口，而且还具有与接入网1和2的通信接口。因此，尽管MN 5通常通过接入本地网来进行通信，然而如果MN 5移动，则它也可与接入网1或2连接，并可通过接入网1或2进行通信。在这种情况下，作为设在本地网内的移动管理代理的本地代理(HA，未示出)对MN 5的位置、与MN 5之间来回的分组传输等进行管理。
接入网1具有路由器B11～B16和R11～R14。这些路由器通过有线链路或无线链路(未示出)相互连接。
路由器B11～B16和R11～R14均通过IPv6或移动IPv6与MN 5进行无线通信。作为可与接入网1进行通信的区域的接入区域10(由虚线表示)由路由器B11～B16和R11～R14形成，当MN 5在该接入区域10内时，可通过与这些路由器中的至少一个建立连接来进行通信。
路由器B11～B16位于接入区域10的端部(接入区域10与其他区域的边界)。如果MN 5处于其已经与路由器B11～B16中的任何一个建立无线连接的状态下，并且然后朝远离接入网10的方向移动，则与接入网1的连接将被切断。除了标准IPv6和移动IPv6协议处理之外，这些路由器B11～B16还向MN 5广告用于表示MN 5位于接入区域端部的信息(端部消息)。以下对该端部消息及其广告进行说明。
路由器R11～R14是位于接入区域10端部外的路由器，并且是用于执行IPv6和移动IPv6协议处理的标准IPv6路由器。因此，在此省略对其的详细说明。
接入网2具有路由器B21～B26和R21～R24。这些路由器通过有线链路或无线链路(未示出)来相互连接。
路由器B21～B26和R21～R24均通过IPv6和移动IPv6与MN 5进行无线通信。路由器B21～B26和R21～R24形成接入网2的接入区域20(由图中的双点虚线表示)，当MN 5在该接入区域20内时，可通过与这些路由器中的至少一个建立无线连接来进行通信。
路由器B21～B26位于接入区域20的端部(接入区域边界)。如果MN 5处于其已经与路由器B21～B26中的任何一个建立无线通信的状态下，并且然后朝远离接入区域20的方向移动，则与接入网2的连接将被切断。除了标准IPv6和移动IPv6协议处理之外，这些路由器B21～B26还向MN 5广告用于表示MN 5位于接入区域端部的端部消息。以下对该端部消息及其报告进行说明。
路由器R21～R24位于接入区域20的端部外，并且是用于执行IPv6或移动IPv6协议处理的标准IPv6路由器。因此，在此省略对其的详细说明。
在接入区域10和接入区域20之间存在这两个接入区域重叠的区域50。在该区域50中，MN 5能够通过与接入网1和2的双方或任何一方建立连接来进行通信。
路由器30～32是标准IPv6路由器，在本实施例中，它们起到在接入网1和因特网核心网之间的中继路由器的作用。同样，路由器40～42也是标准IPv6路由器，在本实施例中，它们起到在接入网2、因特网核心网以及本地网之间的中继路由器的作用。
在该接入网系统中，如果MN 5离开本地网的接入区域并移到接入网1的接入区域10或者接入网2的接入区域20内，则正如在现有技术中说明的那样，执行基于移动IPv6的处理，并向本地网的HA生成绑定高速缓存。MN 5的本地地址以及接入网1或2的转交地址(CoA)以相应方式被登记在该绑定高速缓存内。当绑定高速缓存存在时，发给MN 5的任何分组都将首先由HA接收，然后由HA转发给MN 5。
除此之外，在本实施例中，位于接入区域1和2的端部的路由器B11～B16和B21～B26把表示MN 5位于接入区域端部的端部消息发送给MN 5。在本实施例中，该端部消息例如采用路由器广告消息扩展的形式，该路由器广告消息是ICMPv6消息中的一条。图2示出了端部消息的构成例。
端部消息是通过在标准路由器广告消息的未用预留部分中设置两个字段而生成的，这两个字段包括：表示端部的标记E，以及端部类型(边缘类型)。除此之外的其他部分包含与标准路由器广告消息相同的数据内容。
该预留部分由从ICMPv6消息的开头起第6字节的最低有效5位构成。在标准路由器广告消息中，这5位被设定为0。该预留部分的第1位用于标记E，后4位用于边缘类型。
如果标记E被设定为1，则这表示，发送路由器广告消息的路由器位于该路由器所属的接入网的接入区域端部，而如果标记E是0，则这表示它是一个不位于接入区域端部的普通路由器。
边缘类型表示端部的类型。例如，对于分层IPv6，一个接入网可分为多层，以便生成多个子网(或者在一个接入网内的特定区域)。在这种分层IPv6中，有必要区分一个端部是子网的端部还是接入网的端部。在这种情况下，使用边缘类型。例如，如果边缘类型是1，则这表示端部是接入网的端部，如果边缘类型是2，则这表示端部是子网的端部或者接入网内的特定区域。这样，通过设置边缘类型，可使边缘消息适用于分层IPv6。
如果接入网不是分层式，则边缘类型例如被设定为0，并且，仅通过标记E来判断一区域是否是接入网的端部。
在本实施例中，由于端部消息是路由器广告消息中的一条消息，因而该端部消息可由路由器按照规则的时间间隔发送，或者也可由路由器在收到MN 5发送的路由器请求时发送。
如下所述，在MN 5收到来自一个特定接入网(例如，接入网1)的路由器(例如，路由器B15)的端部消息之前，MN 5不检测来自另一接入网(例如，接入网2)的无线信号，并且也不进行与其他接入网的连接。一旦收到端部消息，MN 5就检测来自其他接入网的无线信号，并建立与其他接入网的连接。
例如，如果MN 5在区域50中与接入网1连接，则在MN 5收到来自该接入网的路由器B15的端部消息之前，MN 5不与接入网2(路由器B22、R22等)连接，但是一旦收到来自路由器B15的端部消息，MN 5就建立与接入网2的连接。
这样，可解决上述与现有技术相关的第一和第二问题。并且，与一种情况，即：MN 5恒定地与接入网1和2连接这种情况相比，MN 5的耗电量降低，并且费用增长也降低，除此之外，接入网资源的利用效率也提高。
以下将对用于实现这种处理的路由器B11～B16、B21～B26和节点MN 5的详细构成以及相关处理顺序进行说明。
路由器的构成和操作
图3是示出位于接入区域端部的路由器B11～B16和B21～B26的构成例的方框图。路由器B11～B16和B21～B26均具有相同构成，因此，现以路由器B11为代表例，对路由器B11的构成进行说明。
路由器B11具有：接收处理单元61，地址识别单元62，协议识别单元63，路由选择协议处理单元64，路由选择表存储单元65，路由选择处理单元66，发送处理单元67，以及ICMP消息处理单元70。ICMP消息处理单元70具有：消息类型识别单元71，路由器请求消息处理单元72，路由器广告消息处理单元73，定时器74，以及消息存储单元75。
由MN 5或其他路由器发送的数据(IPv6分组或者包括IPv6分组的帧)由接收处理单元61通过路由器B11的天线(未示出)或输入端口(未示出)来接收。然后，接收处理单元61针对由MN 5发送的数据，执行第1层(物理层)和第2层(数据链路层或接口层)的处理等。然后，处理后的数据被提供给地址识别单元62。
如果数据由来自MN 5的无线信号接收，则接收处理单元61针对无线信号，执行诸如从射频带到基带的频率转换等的处理，然后把处理后的分组提供给地址识别单元62。并且，接收处理单元61还从帧中消除帧首部，取出IPv6分组，并把取出的IPv6分组提供给地址识别单元62。
地址识别单元62分析从接收处理单元61提供的分组的目的地址，并根据目的地址判断该分组是否是发给该路由器的分组(包括组播和广播分组)。如果地址识别单元62把该分组识别为发给该路由器的分组，则它把该分组作为接收分组提供给协议识别单元63，而如果该分组不是发给该路由器的分组，则该分组作为转发分组被提供给路由选择处理单元66。
例如，由于路由器请求包括一个作为目的地址的组播地址，因而路由器请求由地址识别单元62提供给协议识别单元63。
路由选择处理单元66参考存储在路由选择表存储单元65内的路由选择表，并对由地址识别单元62提供的转发分组进行路由选择处理，之后，转发分组被提供给发送处理单元67。
协议识别单元63根据接收分组的下一首部值来识别协议，并判断接收分组是一个路由选择消息还是一个因特网控制消息协议(ICMP)分组(ICMPv6分组)。
如果协议识别单元63把接收分组识别为路由选择消息，则它把接收分组提供给路由选择协议处理单元64，而如果接收分组是ICMP分组，则它被提供给ICMP消息处理单元70的消息类型识别单元71。例如，由于路由器请求的下一首部值表示ICMP，因而路由器请求由协议识别单元63提供给消息类型识别单元71。
路由选择协议处理单元64根据由协议识别单元62提供的路由选择消息来生成路由选择表，并把生成的路由选择表存储在路由选择表存储单元65内。并且，路由选择协议处理单元64生成将要发给其他路由器的路由选择消息，并把生成的路由选择消息提供给发送处理单元67。
消息类型识别单元71根据类型值(Type value)来识别由协议识别单元63提供的ICMP分组的类型。例如，如果类型值表示路由器请求，则消息类型识别单元71把ICMP分组提供给路由器请求消息处理单元72。
路由器请求消息处理单元72根据由消息类型识别单元71提供的ICMP分组，指示把路由器广告消息发送给路由器广告消息处理单元73。
消息存储单元75存储该路由器所属的接入网1的网络前缀，以及表示该路由器位于接入区域端部的数据。
一旦收到来自路由器请求消息处理单元72的发送指令，路由器广告消息处理单元73就根据存储在消息存储单元75内的网络前缀以及表示位于端部的数据来生成端部消息(路由器广告消息)，该端部消息被提供给发送处理单元67。
另一方面，当路由器广告消息处理单元73未收到路由器请求时(也就是说，如果它未收到来自路由器请求消息处理单元72的发送指令)，它使用定时器74并按照一定时间间隔(例如，30秒间隔)生成端部消息，该端部消息可被提供给发送处理单元67。
发送处理单元67针对由路由选择处理单元66、路由选择协议处理单元64或者路由器广告消息处理单元73提供的分组(消息)，进行第1层和第2层协议处理等，然后把处理后的分组发送给MN 5或其他路由器。
图4A所示的构成或图4B所示的构成可用于路由器R11和天线的构成。在图4A中，路由器主体和无线天线采用独立方式设置，路由器主体和无线天线通过有线接口单元和有线电缆来连接。在图4B中，路由器主体和无线天线采用整体方式形成，无线接口单元设置在路由器主体内，并且无线天线与该无线接口单元连接。
移动通信终端的构成和操作
图5是示出MN 5的构成例的方框图。MN 5包括：用户接口单元81，应用程序执行单元82，分组分解单元83，移动IP消息处理单元84，分组组装单元85，分组识别单元86，路由器广告消息处理单元87，接口控制单元88，接收处理单元89和91，以及发送处理单元90和92。
接收处理单元89和发送处理单元90构成通信接口单元I1，通信接口单元I1用于与接入网1的路由器进行通信。接收处理单元91和发送处理单元92构成通信接口单元I2，通信接口单元I2用于与接入网2的路由器进行通信。
通信接口单元I1和I2的起动和停止操作由接口控制单元88来控制。如果MN 5在接入区域10内，则通信接口单元I1起动，如果MN 5在接入区域20内，则通信接口单元I2起动。在区域50内，通信接口单元I1和I2都通过接收一个端部消息来起动。
还可设置三个或三个以上的通信接口单元。并且，对于用来与本地网进行通信的通信接口单元，可使用通信接口单元I1或I2，也可设置其他通信接口单元(未示出)。
从接入网1的路由器发送的数据(IPv6分组或者包括IPv6分组的帧)由接收处理单元89来接收。从接入网2的路由器发送的数据由接收处理单元91来接收。
接收处理单元89和91针对接收的数据，执行第1层和第2层协议处理。例如，它们执行用于把无线信号的频率从射频带转换为基带的处理。并且，它们从帧中消除帧首部，并取出IPv6分组。在执行该处理之后，接收处理单元89或91把接收分组提供给分组识别单元86。
分组识别单元86通过接收分组中的下一首部值和类型值，判断接收分组是路由器广告消息(包括端部消息)，是路由器广告消息以外的ICMP消息(移动IP消息)，还是应用数据分组。应用数据分组例如可以是文本数据、图像数据、声音数据、程序数据等。
如果分组识别单元86把接收分组识别为一个路由器广告消息(也就是说，如果下一首部值是ICMP，并且类型是路由器广告)，则它把接收分组提供给路由器广告消息处理单元87，而如果接收分组是一个移动IP消息，则它把接收分组提供给移动IP消息处理单元84，再者，如果接收分组是一个应用数据分组，则它把接收分组提供给分组分解单元83。
路由器广告消息处理单元87把由分组识别单元86提供的路由器广告消息的网络前缀与上次收到的路由器广告消息的网络前缀进行比较。
如果这两个网络前缀一致，则路由器广告消息处理单元87判断出MN 5在路由器之间不移动。而如果这两个网络前缀不一致，则它判断出MN 5已在路由器之间移动，并把该移动检测提供给移动IP消息处理单元84。
并且，路由器广告消息处理单元87判断路由器广告消息是否是端部消息(也就是说，标记E是否是1)。如果它是端部消息，则向接口控制单元88通知已收到端部消息。
一旦收到来自路由器广告消息处理单元87的报告，接口控制单元88就使当前停止的通信接口单元起动。例如，当MN 5从接入区域10进入区域50时，通信接口单元I1处于活动状态，并且通信接口单元I2处于不活动状态。在该状态下，在区域50中，当MN 5接收来自路由器B15的端部消息时，接口控制单元88起动通信接口单元I2。
并且，接口控制单元88把接口状态通知给移动IP消息处理单元84。接口状态表示通信接口单元I1和I2的起动或停止状态。
起动的通信接口单元I2建立与接入网2的连接，并执行与接入网2的接收处理和发送处理。
移动IP消息处理单元84根据收到的路由器广告消息的网络前缀来更新CoA。然后，移动IP消息处理单元84组装BU消息的内容，并把组装的消息内容提供给分组组装单元85。
分组分解单元83取出从分组识别单元86接收的应用数据分组的首部部分，并把包含在其有效负载部分(数据部分)中的数据提供给应用程序执行单元82。
用户接口单元81例如具有输入键、麦克风、CCD照相机等作为输入装置，并具有液晶显示器、扬声器等作为输出装置。用户接口单元81把由用户输入的数据提供给应用程序执行单元82，并把由应用程序执行单元82提供的数据输出到输出装置。
应用程序执行单元82执行先前存储在MN 5内的应用程序或者通过分组接收的应用程序，并处理由分组分解单元83和用户接口单元81发送的数据。然后，应用程序执行单元82把处理结果数据中将要输出给用户的数据提供给接口单元81，并把将要发给其他MN的数据等提供给分组组装单元85。
分组组装单元85把首部等附加给由应用程序执行单元82提供的数据，或者附加给由移动IP消息处理单元84提供的消息内容，并生成发送分组，然后把发送分组提供给发送处理单元90或92。
发送处理单元90或92执行第1层和第2层协议处理，然后发送该发送分组。
处理顺序
图6示出了根据本实施例的接入网系统上的MN 5的移动，以及MN 5与接入网1或2连接的状态。图7是示出在图6所示的状况中，在MN 5、接入网1和2以及本地网内的处理流程的顺序图。
如果MN 5在电源断开状态下，从本地网的接入区域移到接入网1的接入区域(图6中的路由器R14的附近)，并且之后电源接通，则MN 5开始与接入网1的路由器R14进行无线链路连接。在这种情况下，MN 5起动通信接口单元I1(参见图4)，以便针对接入网1执行收发处理。
例如，如果接入网1和2的无线频率是不同的，则根据收到的无线信号的频率来判断使通信接口单元I1和I2中的哪一个起动。并且，在该连接情况下，路由器R14可对MN 5进行验证。
在建立无线链路连接之后，MN 5接收来自路由器R14的路由器广告消息。如上所述，路由器广告消息可以由路由器R14按照一定时间间隔自动发送，也可不由路由器R14按照一定时间间隔自动发送。在后者情况下，当MN 5把路由器请求发送给路由器R14时，路由器广告消息由路由器R14发送。
然后，MN 5分析来自路由器R14的路由器广告消息。由于路由器R14是标准IPv6路由器，因而来自路由器R14的路由器广告消息中的标记E的值是0。因此，MN 5不执行用于检测来自另一接入网2的电磁波(无线信号)以及开始与该接入网2进行无线链路连接等的处理。
从路由器R14的路由器广告消息内包含的网络前缀的值中，MN 5检测到它已从本地网移到接入网1(S1)。因此，MN 5生成CoA(被取作’CoA1’)，并把包含所生成的CoA1的BU通过接入网1、路由器30和32(参见图1)以及因特网核心网发送到本地网的HA(S1)。
在此处所述的例子中，MN 5生成CoA1，但是CoA1也可由路由器R14或者接入网1的另一路由器来生成，然后可被提供给MN 5。
一旦收到来自MN 5的BU，HA就根据收到的BU进行MN 5的位置登记(S2)。也就是说，HA把MN 5的本地地址和CoA1之间的关系保持在绑定高速缓存内。在登记之后，HA把绑定确认返回给MN 5。
因此，发给MN 5的发送分组将由HA接收，然后由HA转发给MN 5。
随后，MN 5在图中的向右方向上移动，并进入接入区域10和20重叠的区域50(S3)。在这种情况下，MN 5通过接入网2的路由器B22的通信区域。然而，由于MN 5还未收到来自路由器B15的端部消息，并且MN 5的通信接口单元I2处于停止状态，因而来自路由器B22的无线信号不由MN 5接收。
MN 5进一步移动，并进入接入网1的路由器B15和接入网2的路由器B22这两者的区域内(S3)。因此，MN 5接收来自与路由器R14同属接入网1的路由器B15的无线信号。如果来自路由器B15的无线信号的接收电平大于来自路由器R14的无线信号的接收电平，则MN 5把其无线链路连接从路由器R14切换到路由器B15。
在切换之后，MN 5接收来自路由器B15的路由器广告消息。可响应MN 5把路由器请求发送给路由器B15的操作，发送该路由器广告消息。
MN 5通过在路由器广告消息内包含的网络前缀来检测移动(S4)。因此，MN5生成与CoA1不同的CoA(被取作’CoA2’)，并把BU发送给HA，同时也删除CoA1(S4)。
一旦收到来自MN 5的BU，HA就根据收到的BU来执行MN 5的位置登记(S5)。在登记之后，HA把绑定确认返回给MN 5。
并且，由于路由器B15位于接入区域10的端部，因而来自路由器B15的路由器广告消息的标记E被设定为1。也就是说，该路由器广告消息也是端部消息。因此，MN 5起动通信接口单元I2(S6)。
通信接口单元I2选择来自接入网2的路由器(图5中是路由器R22)的无线信号，并建立与路由器R22的连接。因此，越区切换开始。在该连接过程中可进行验证。
在建立连接之后，MN 5接收来自路由器R22的路由器广告消息。该路由器广告消息也可根据来自MN 5的路由器请求而发送。
从由路由器R22发送的路由器广告消息的网络前缀中，MN 5检测到它已从接入网1移到接入网2，并生成新CoA3(S7)。然后，MN 5把BU发送给HA(S7)，并进行位置登记(S8)。
在这种状态下，由于MN 5也正保持与路由器B15的连接，因而MN 5有两个CoA，即：CoA2和CoA3登记在HA内。并且，CoA2在MN 5内未被删除。
因此，发给MN 5的分组由HA转发给CoA2(经由路由器B15)和CoA3(经由路由器R22)。这样，在保持建立与接入网1连接的同时，开始与接入网2的连接，以准备用于随后的越区切换。因此，即使与接入网1的连接随后中断，也能避免分组丢失和应用中断。
MN 5在收到来自路由器B15的端部消息之后，与接入网2连接，而不是在一进入区域50就立即进行与接入网2的连接。因此，可缩短MN 5与接入网1和2连接的时间，因而可减少向用户(MN 5)收费的增加，并可提高接入网1和2的资源利用效率。
之后，当MN 5进一步移动并接近路由器R23时，MN 5检测来自路由器R23的无线信号。如果来自路由器R23的无线信号的接收电平大于来自路由器R22的无线信号的接收电平，则MN 5把其连接切换到路由器R23。
在切换连接之后，MN 5接收来自路由器R23的路由器广告消息。MN 5把CoA3更新为CoA4，并把其位置登记在HA内。并且，来自路由器B15的无线信号不再到达MN 5，而且其与路由器B15的连接被切断。
因此，MN 5不再能接收来自路由器B15的路由器广告消息，并且在一定时间经过之后，MN 5删除CoA2，并停止用于与接入网1连接的通信接口单元I1的操作(例如，切断供电)。并且，由于CoA2不再能在HA中被更新，因而在HA内的CoA2的登记在一定时间后被删除。最终，HA把发给MN 5的分组仅转发到CoA4。
这样，在本实施例中，当MN 5在不同接入网之间执行越区切换时，可防止分组丢失和应用中断，同时还可实现资源的有效利用。
至此，在所述的实施例中，尽管以IPv6协议为前提作了说明，但是本发明也可适用于IPv4。在这种情况下，把ICMP消息用于路由器广告消息(包括端部消息)。
路由器B11～B16和B21～B26中的至少一个可以是在移动IP中设有HA或FA(外地代理)的路由器。并且，路由器B11～B16和B21～B26中的至少一个可以是在分层移动IP中的无线网络节点(RNN)。并且，这些路由器中的至少一个可以是在分层移动IPv6中的接入路由器(AR)或移动性定位点(MAP)(mobilityanchor point)。
根据本发明，可在越区切换中防止分组丢失或应用中断。并且，根据本发明，可减少由电信公司对移动通信终端收取的费用，同时还可实现网络资源的有效利用。

Claims (10)

1.一种路由器，该路由器位于移动通信网的通信区域的端部，该路由器包括：
通信单元，用于与移动通信终端进行无线通信；
发送单元，用于把一条表示上述移动通信终端位于上述通信区域端部的端部消息发送给上述移动通信终端；以及
路由器广告消息处理单元，通过在标准路由器广告消息中设置一标记来产生上述端部消息，并将其发送到上述发送单元。
2.根据权利要求1所述的路由器，其中，上述发送单元按照恒定时间间隔发送上述端部消息。
3.根据权利要求1所述的路由器，该路由器还包括接收单元，用于接收来自上述移动通信终端的发送请求；
其中，当上述接收单元接收上述发送请求时，上述发送单元发送上述端部消息。
4.根据权利要求1所述的路由器，其中，上述发送单元通过因特网控制消息协议或者该协议的版本6，来发送上述端部消息。
5.根据权利要求1所述的路由器，其中，上述发送单元还发送与上述端部的类型相关的类型信息。
6.根据权利要求5所述的路由器，其中，上述发送单元通过因特网控制消息协议或者该协议的版本6，使用路由器广告消息来发送上述类型信息。
7.一种移动通信终端，该移动通信终端包括：
第一通信单元，用于与设置在第一移动通信网内的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；
第二通信单元，用于与设置在第二移动通信网内的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；
控制单元，用于控制上述第二通信单元，以便在上述第一通信单元与位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器进行通信时，一旦收到由位于上述端部的上述路由器发送的一条表示上述路由器位于端部的端部消息，上述第二通信单元就开始与设置在上述第二移动通信网内的上述路由器进行通信；以及
路由器广告消息处理单元，用于根据所接收的路由器广告消息中的标记来确定该路由器广告消息是否是上述端部消息。
8.根据权利要求7所述的移动通信终端，其中，上述控制单元断开提供给上述第二通信单元的电源直到上述第一通信单元接收到上述端部消息为止，并且当上述第一通信单元接收到上述端部消息时，接通提供给上述第二通信单元的电源。
9.一种移动通信网系统，该移动通信网系统包括：第一移动通信网，其具有多个路由器；第二移动通信网，其具有多个路由器；以及移动通信终端；其中，
在上述第一移动通信网的多个路由器中，位于上述第一移动通信网的通信区域的端部的路由器包括：发送单元，该发送单元用于把一条表示上述移动通信终端位于上述通信区域端部的端部消息发送给上述移动通信终端；和第一路由器广告消息处理单元，通过在标准路由器广告消息中设置一标记来产生上述端部消息，并将其发送到上述发送单元；以及
上述移动通信终端包括：
第一通信单元，用于与上述第一移动通信网的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；
第二通信单元，用于与上述第二移动通信网的多个路由器中的至少一个路由器进行无线通信；
控制单元，用于控制上述第二通信单元，以便在上述第一通信单元与位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器进行通信时，一旦收到由位于上述端部的上述路由器发送的端部消息，上述第二通信单元就开始与设置在上述第二移动通信网内的上述路由器进行通信；以及
第二路由器广告消息处理单元，用于根据接收的路由器广告消息中的标记来确定该路由器广告消息是否是上述端部消息。
10.移动通信网系统内的一种通信方法，该移动通信网系统包括：第一移动通信网，其具有多个路由器；第二移动通信网，其具有多个路由器；以及移动通信终端；该通信方法包括以下步骤：
在上述第一移动通信网的多个路由器中，在位于上述第一移动通信网的通信区域的端部的路由器内，把一条表示该路由器位于上述通信区域端部的端部消息发送给上述移动通信终端；以及
在上述移动通信终端中，当上述移动通信终端与位于上述第一移动通信网的通信区域端部的路由器进行通信时，一旦收到由位于上述端部的上述路由器发送的上述端部消息，就开始与设置在上述第二移动通信网内的上述路由器进行通信。
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