CN1326411C - 切换控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线电接入通信系统，该系统即使当无线电终端从一个无线电基站切换到另一个时没有无线电基站控制站存在，也能够缩短通信中断的时间段。无线电终端1在切换之前所连接的AP(#1)2a在切换前将通信上下文直接传递给了切换后无线电终端1将要连接的AP(#2)2b。在无线电终端1切换时，AP(#2)2b已经得到了与无线电终端1通信所需的通信上下文。

Description

切换控制方法
技术领域
本发明涉及无线电接入通信系统、无线电基站以及用于其的切换控制方法和程序，更具体地说，本发明涉及无线电接入通信系统中无线电终端的无缝切换支持方法。
背景技术
近些年，由IEEE 802.11标准组织标准化的无线局域网(LAN)系统由于器件等成本的减少已经得到广泛的应用。
最近甚至出现了这样的运营商，其不仅设置企业网络和家庭内部网络，还安装多个室外接入点(AP，Access Point)，通过局部地建立小区来提供由无线电链路连接实现的网络连接服务。
在已经局部地建立起小区的区域内，无线电终端即使在它从一个小区移动到另一个小区时，通过改变它所连接的AP，也能够连续地利用无线电链路连接。下面，随着无线电终端的移动而改变所要连接的AP，以连续利用无线电链路连接，被称为“切换”(handover)。
另一方面，当使用无线电通信提供公共服务时，极为重要的是防止对用户传输的数据进行窃听和欺诈性的访问，为此在开始接入时进行对无线电终端的认证(初始化认证)，对无线电终端的周期性认证(再认证)，基于密钥的数据加密以及周期性地改变密钥。
所以，当无线电终端从一个AP切换至另一个时，与要连接的新的AP必须进行无线电终端认证和密钥交换，于是需要时间重新进行数据的传输/接收。同样，IEEE 802.11已经研究了一种称为接入点内部协议(IAPP)的协议，用于将切换前在连接的旧AP(旧的AP)与无线电终端之间创建的通信上下文传递到切换后该无线电终端所要连接的新AP(新的AP)。
使用该协议，无线电终端通过在新AP中再次使用通信上下文能够在切换之后就立即恢复数据传输/接收。但是，IAPP基于这样的假设：无线电终端自己搜寻可以连接的AP。当无线电终端检测到可连接的AP时，无线电终端发送连接请求到新AP，接收该连接请求的新AP请求旧AP传递通信上下文。
另一方面，在比如宽带码分多址(W-CDMA)系统的蜂窝系统中，在无线电终端切换时通信上下文在网络节点间被传递。这时，通信上下文通过位于AP的上游的AP控制站或者进而通过位于AP控制站上游的核心节点作为中介被传递。
在上述传统的无线电接入通信系统中，由于新AP从无线电终端接收到连接请求后请求旧AP传递通信上下文，所以该传送经历了较长的瞬时中断时间。
同样，在传统的无线电接入通信系统中，当通信上下文通过位于AP的上游的AP控制站传递时，除非AP控制站存在，否则该通信上下文不能被传递。
此外，尽管IAPP能够在无线电终端上同时传递多种类型的信息，但是它不能每次传递比如服务质量.(QoS)信息等的在每一个无线电终端中存在多个的通信上下文信息。
发明内容
所以本发明的一个目的是解决上述问题，并且提供一种无线电接入通信系统、无线电基站以及用于其的切换控制方法和程序，它们即使在无线电终端将从一个无线电基站切换到另一个时没有无线电基站控制站存在，也能够减少通信中断时间段。
同样，本发明的另一个目的是提供一种无线电接入通信系统、无线电基站以及用于其的切换控制方法和程序，它们能够在无线电终端从一个无线电基站切换到另一个时，将每个无线电终端中所存在的多个通信上下文从一个无线电基站传递到另一个无线电基站。
根据本发明的无线电接入通信系统是包括有多个无线电基站和能够与该无线电基站通信的无线电终端的无线电接入通信。
多个无线电基站的每一个都具有传递装置，当每个所述无线电基站在进行切换以改变无线电终端连接的无线电基站之前被连接到无线电终端时，所述传递装置进行操作，以将与所述无线电终端进行通信所需的通信上下文传递到切换后无线电终端将要连接的另一个无线电基站，其中所述通信上下文包括指示通信服务质量的通信质量信息和在传输/接收数据的信头被压缩时所使用的信头压缩信息。
在根据本发明的另一个无线电接入通信系统中，在上述配置中，所述通信上下文包括多条不同类型的上下文信息。
根据本发明的无线电基站是能够与无线电终端通信的无线电基站，其中，
所述无线电基站具有传递装置，当所述无线电基站在进行切换以改变所述无线电终端连接的无线电基站之前被连接到无线电终端时，所述传递装置进行操作，用于将与无线电终端进行通信所需的通信上下文传递到切换后无线电终端将要连接的另一个无线电基站，其中所述通信上下文包括指示通信服务质量的通信质量信息和在传输/接收数据的信头被压缩时所使用的信头压缩信息。
在根据本发明的另一个无线电接入通信系统中，在上述配置中，所述通信上下文包括多条不同类型的上下文信息。
根据本发明的切换控制方法是用于无线电接入通信系统的切换控制方法，该无线电接入通信系统包括多个无线电基站和能够与无线电基站通信的无线电终端，其中，所述多个无线电基站中每一个包括如下步骤：从进行切换以改变所述无线电终端连接的无线电基站之前与所述无线电终端连接的无线电基站，将与所述无线电终端通信所需的通信上下文传递到无线电终端在切换之后要连接的另一个无线电基站，其中所述通信上下文包括指示通信服务质量的通信质量信息和在传输/接收数据的信头被压缩时所使用的信头压缩信息。
在根据本发明的另一个切换控制方法中，在上述配置中，所述通信上下文包括多条不同类型的上下文信息。
具体地，在本发明的无线电接入通信系统中，在无线电终端切换之前，向连接中的无线电基站(以下简称“AP”(接入点))通知切换之后将要连接的AP，使得该连接中的AP直接将通信上下文传递到要连接的AP，于是要被连接的AP在切换之后再次使用被传递的通信上下文。
通过这样，在本发明中，当无线电终端从一个AP切换到另一个时，即使在AP的上游没有AP控制站存在时也能够减少不可通信状态的时间段。
在本发明的另一种无线电接入通信系统中，所传递的通信上下文包括与该无线电终端相关的多条不同类型的上下文信息，以及上下文信息标识符，并且该上下文信息包括子上下文标识符和子上下文信息。
通过这样，在本发明中，相同类型的多条通信上下文能够在无线电终端从一个AP切换到另一个时在无线电基站之间传递。
附图说明
图1是表示根据本发明一个实施例的无线电接入通信系统的配置的框图；
图2是表示无线电终端1的配置的框图；
图3是表示图1中AP(#1)2a的配置的框图；
图4是表示图1中AP(#2)2b的配置的框图；
图5是表示被保持在图3和图4中的上下文保持单元中的上下文表格的结构的图；
图6是表示被包括在图4的上下文传递通知信号中的通信上下文的格式的图；
图7是表示根据本发明的一个实施例的无线电接入通信系统在切换期间的操作的序列图；
图8是表示根据本发明的一个实施例的无线电接入通信系统在切换期间的操作的序列图；
图9是表示根据本发明的一个实施例的无线电接入通信系统在切换期间的操作的序列图；以及
图10是表示根据本发明的一个实施例的无线电接入通信系统在切换期间的操作的序列图。
具体实施方式
接下来将参考附图对本发明的实施例进行说明。图1是表示根据本发明一个实施例的无线电接入通信系统的配置的框图。在图1中，根据本发明一个实施例的无线电接入通信系统在经由路由器3而与互联网100连接的IP(互联网协议)网络200中连接有两个接入点(AP)(#1，#2)2a、2b。
AP(#1，#2)2a、2b是将路由器功能与无线电基站功能集于一身的节点，并且AP(#1，#2)2a、2b基于IEEE 802.11无线局域网(LAN)标准可分别通过无线电信道301、302与无线电终端1通信。
图2是表示无线电终端1的配置的框图。在图2中，主要由计算机实现的无线电终端1包括切换控制单元11、上下文传递请求单元12、传输/接收单元13以及记录介质14。切换控制单元11、上下文传递请求单元12以及传输/接收单元13分别由计算机执行存储在记录介质14上的程序来实现。
在确定切换时，切换控制单元11发送上下文请求111到上下文传递请求单元12，响应该请求，上下文传递请求单元12产生上下文传递请求信号112，该信号112通过传输/接收单元13被传递到AP(#1)2a。
另一方面，在通过传输/接收单元13接收到上下文响应信号113时，上下文传递请求单元12将包含于上下文响应信号113中的结果作为上下文响应114通知给切换控制单元11。
图3是表示图1中AP(#1)2a的配置的框图。在图3中，主要由计算机实现的AP(#1)2a包括上下文传递管理单元21a、上下文保持单元22a、无线电传输/接收单元23a、有线传输/接收单元24a以及记录介质25a。上下文传递管理单元21a由计算机执行存储在记录介质25a上的程序来实现。
在通过无线电传输/接收单元23a接收上下文接收信号211时，上下文传递管理单元21a发送上下文信息请求212到上下文保持单元22a，以请求与已传输了上下文请求信号211的无线电终端1相关的通信上下文。
上下文保持单元22a将所有与指定的无线电终端1相关的通信上下文作为上下文信息响应213通知给上下文传递管理单元21a。在接收到上下文信息响应213时，上下文传递管理单元21a使用该上下文信息响应213产生上下文传递通知信号214，以通过有线传输/接收单元24a传输到AP(#2)2b。
同样，在从AP(#2)2b通过有线传输/接收单元24a接收到上下文传递确认信号215时，上下文传递管理单元21a通过无线电传输/接收单元23a传输上下文传递响应信号216到无线电终端1，以指示已经传递了通信上下文。
图4是表示图1中AP(#2)2b的配置的框图。在图4中，主要由计算机实现的AP(#2)2b包括上下文传递管理单元21b、上下文保持单元22b、无线电传输/接收单元23b、有线传输/接收单元24b以及记录介质25b。上下文传递管理单元21b由计算机执行存储在记录介质25b上的程序来实现。
在通过有线传输/接收单元24b接收到上下文传递通知信号225时，AP(#2)2b的上下文传递管理单元21b读取被包括在上下文传递通知信号225中的通信上下文，并将它们作为上下文信息通知222发送到上下文保持单元22b。在从上下文保持单元22b接收到上下文信息确认信号223时，上下文传递管理单元21b产生上下文传递确认信号224，该信号224通过有线传输/接收单元24b被传递到AP(#1)2a。
图5是表示被保持在图3中的上下文保持单元22a和图4中的上下文保持单元22b中的上下文表格的结构的图。在图5中，上下文表格4保持了每个无线电终端的作为通信上下文的上下文列表40a、40b和40c。
上下文列表40a包括4条上下文信息43a、43b、43c、43d和4条子上下文信息44a、44b、44c和44d。
每条上下文信息43a、43b、43c、43d由上下文信息标识符41a、41b、41c、41d管理/标识，而每条子上下文信息44a、44b、44c和44d则由上下文信息标识符41e、41f以及子上下文信息标识符42a、42b、42c、42d管理/标识。
在图5示出的例子中，“终端ID”被保持为上下文信息43a；“认证信息”被保持为上下文信息43b；“加密信息”被保持为上下文信息43c；“终端容量信息”被保持为上下文信息43d。
同样，在上述例子中，“服务质量(QoS)信息#1”被保持为子上下文信息44a；“QoS信息#2”被保持为子上下文信息44b；“信头压缩信息#1”被保持为子上下文信息44c；“信头压缩信息#2”被保持为子上下文信息44d。
图6是表示被包括在上下文传递通知信号225中的通信上下文的格式的图。在图6中，通信上下文包括上下文信息数(＝n)71、通信上下文信息总长度52以及通信上下文信息53。
通信上下文信息53包括n(n是正整数)个上下文，该n个上下文是上下文信息标识符(#1-#n)61，64、上下文信息长度(#1-#n)62，65以及上下文信息(#1-#n)63，66的组合。在该上下文信息中能够含有一条通信上下文以进行传输。
上下文信息(#1)63也能够包括k条上下文、子上下文信息数(＝k)71和子上下文信息总长度72，其中该k条上下文是子上下文信息标识符(#1-#k)73、76，子上下文信息长度(#1-#k)74、77以及子上下文信息(#1-#k)75、78的组合。
图7是表示根据本发明的一个实施例的无线电接入通信系统在切换期间的操作的序列图。图8-10是表示根据本发明的一个实施例无线电接入通信系统在切换期间的操作的示意图。参考图7-10，将对根据本发明的一个实施例无线电接入通信系统在切换期间的操作进行说明。
在图7中表示的无线电终端1和AP(#1，#2)2a、2b可以由构成无线电终端1和AP(#1，#2)2a、2b的计算机通过执行存储介质14、25a、25b中的程序来实现。
现在，如图8所示，在无线电终端1与AP(#1)2a进行通信401的状态下(步骤a1)，假设无线电终端1已经移动到可与AP(#2)2b通信的区域中(步骤a2)。
无线电终端1接收到由AP(#2)2b传输的信标(beacon)(步骤a3)，在它检测出由AP(#2)2b传输的信号的接收功率级别比由AP(#1)2a传输的信号的接收特性要好时(步骤a4)，确定将它的连接对方改变为AP(#2)2b(步骤a5)。这里，所述信标是指由AP(#1，#2)2a、2b向所有连接在其上的无线电终端1通知的控制信息。
此后，无线电终端1传输包括AP(#2)2b标识符的上下文传递请求信号402到AP(#1)2a(步骤a6)，如图9所示。响应该信号，AP(#1)2a传输上下文传递通知信号403到AP(#2)2b，该信号403包括之前与无线电终端1通信期间所建立的通信上下文(步骤a7)。
在该实施例中，当指示无线电终端1功能的终端容量信息、认证信息、加密信息、QoS信息以及信头压缩信息被用作上下文信息时，或当QoS信息被用作上下文信息时，流标识符被包含在子上下文信息标识符中；流标识信息、最低限度确保的带宽、最大限度利用的带宽、最低限度确保的延迟时间、最大限度允许的延迟时间、最低限度确保的延迟抖动以及最大限度的延迟抖动中的至少一个被包含在子上下文信息中；当信头压缩信息被用作上下文信息时，信头压缩标识符被包含在子上下文信息标识符；将被压缩的信头信息、表示应该压缩的信头位置的掩模值中的至少一个被包含在子上下文信息中。
当能够正确地接收通信上下文时，AP(#2)2b将上下文传递确认信号404传输到AP(#1)2a，以指示允许无线电终端1连接(步骤a8)。
当接收到上下文传递确认信号404时，AP(#1)2a将上下文响应信号405传输到无线电终端1以指示完成传递通信上下文。
这样，如图10所示，已经切换的无线电终端1开始与AP(#2)2b进行通信(步骤a10、a11)，并且利用在切换前已经从AP(#1)2a传递到AP(#2)2b的上下文传递通知信号403中的通信上下文，使得能够平滑地恢复通信。
在前面的说明中，对本发明的一个实施例进行了说明，但是并不要求将本实施例限制于这些实施例，并且在本发明的范围内能够进行各种转换。例如，尽管本实施例已示出了具有两个AP(#1，#2)2a、2b的例子作为连接切换的示例，但是也可以选择性地切换三个或更多的AP。
同样，尽管已经说明了终端驱动的切换的操作，但是可以进行网络驱动的切换。尽管在确定切换中采用了接收功率的级别，但是也可以采用误码率或误帧率。
尽管上面示出了AP(#1，#2)2a、2b直接与无线电终端1进行通信的形式，但是本发明也能够被应用于这样的拓扑，其中在AP(#1，#2)2a、2b之间存在中继节点，仅仅进行无线/有线接口转换，使得在中继节点和无线电终端之间进行无线电通信，而在中继节点和AP之间进行有线通信。
这样，本实施例通过无线电终端1在切换前所连接的AP(#1)2a，在无线电终端1切换之前，将通信上下文预先直接传递给预定的切换后将要连接的AP(#2)2b，从而当无线电终端1在AP(#1、#2)2a、2b之间切换时，即使AP(#1、#2)2a、2b的上游没有AP控制站也能够缩短不可通信状态的时间。
同样，在该实施例中，要传递的通信上下文包括多条上下文信息，并且该上下文信息能够进一步包括多条子上下文信息，使得当无线电终端1要在AP(#1，#2)2a、2b之间切换时，同样类型的多条通信上下文能够在AP(#1，#2)2a、2b之间传递。

Claims (21)

1.一种无线电接入通信系统，包括多个无线电基站以及能够与所述无线电基站通信的无线电终端，所述系统的特征在于，
所述多个无线电基站中每个都具有传递装置，当每个所述无线电基站在进行切换以改变所述无线电终端连接的无线电基站之前被连接到所述无线电终端时，所述传递装置进行操作，用于将与所述无线电终端进行通信所需的通信上下文传递到切换后所述无线电终端将要连接的另一个无线电基站，
其中所述通信上下文包括指示通信服务质量的通信质量信息和在传输/接收数据的信头被压缩时所使用的信头压缩信息。
2.如权利要求1的无线电接入通信系统，其中，所述通信上下文包括多条不同类型的上下文信息。
3.如权利要求1的无线电接入通信系统，其中，所述传递装置响应来自所述无线电终端的请求，用于将所述通信上下文传递到在切换之后所述无线电终端将要连接的无线电基站。
4.如权利要求1的无线电接入通信系统，其中，所述通信上下文在所述无线电终端的切换时以一对一通信或一对多通信中的一种在所述无线电基站之间传递。
5.如权利要求1到4中任一的无线电接入通信系统，其中：
所述通信上下文包括多条与所述无线电终端相关的不同类型的上下文信息，以及上下文信息标识符；并且
所述上下文信息包括子上下文标识符和子上下文信息。
6.如权利要求5的无线电接入通信系统，其中，所述子上下文信息包括数据流标识信息、确保的延迟时间、所请求的延迟时间、确保的通信带宽以及所请求的带宽中的至少一个。
7.如权利要求5的无线电接入通信系统，其中，所述子上下文信息包括压缩的信头信息、指示要被压缩的信头的位置的掩模信息中的至少一个。
8.一种能够与无线电终端通信的无线电基站，其特征在于：
所述无线电基站具有传递装置，当所述无线电基站在进行切换以改变所述无线电终端连接对方之前被连接到所述无线电终端时，所述传递装置进行操作，用于将与所述无线电终端通信所需的通信上下文传递到所述无线电终端在切换之后的另一个连接对方，
其中所述通信上下文包括指示通信服务质量的通信质量信息和在传输/接收数据的信头被压缩时所使用的信头压缩信息。
9.如权利要求8的无线电基站，其中，所述通信上下文包括多条不同类型的上下文信息。
10.如权利要求8的无线电基站，其中，所述传递装置响应来自所述无线电终端的请求，用于将所述通信上下文传递到在切换之后所述无线电终端将要连接的无线电基站。
11.如权利要求8的无线电基站，其中，所述通信上下文在所述无线电终端的切换时以一对一通信或一对多通信中的一种在所述无线电基站之间被传递。
12.如权利要求8到11中任一的无线电基站，其中：
所述通信上下文包括多条与所述无线电终端相关的不同类型的上下文信息，以及上下文信息标识符；并且
所述上下文信息包括子上下文标识符和子上下文信息。
13.如权利要求12的无线电基站，其中，所述子上下文信息包括数据流标识信息、确保的延迟时间、所请求的延迟时间、确保的通信带宽以及所请求的带宽中的至少一个。
14.如权利要求12的无线电基站，其中，所述子上下文信息包括压缩的信头信息、指示要被压缩的信头的位置的掩模信息中的至少一个。
15.一种用于无线电接入通信系统的切换控制方法，所述无线电接入通信系统包括多个无线电基站以及能够与所述无线电基站通信的无线电终端，
所述方法的特征在于，包括这样的步骤，即所述多个无线电基站中每一个包括如下步骤：从进行切换以改变所述无线电终端所连接的无线电基站之前与所述无线电终端连接的无线电基站，将与所述无线电终端通信所需的通信上下文传递到所述无线电终端在切换之后要连接的另一个无线电基站，
其中所述通信上下文包括指示通信服务质量的通信质量信息和在传输/接收数据的信头被压缩时所使用的信头压缩信息。
16.如权利要求15的切换控制方法，其中，所述通信上下文包括多条不同类型的上下文信息。
17.如权利要求15的切换控制方法，其中，所述传递通信上下文的步骤响应来自所述无线电终端的请求，用于将所述通信上下文传递到在切换之后所述无线电终端将要连接的无线电基站。
18.如权利要求15的切换控制方法，其中，所述通信上下文在所述无线电终端的切换时以一对一通信或一对多通信中的一种在所述无线电基站之间被传递。
19.如权利要求15到18中任一的切换控制方法，其中：
所述通信上下文包括多条与所述无线电终端相关的不同类型的上下文信息，以及上下文信息标识符；并且
所述上下文信息包括子上下文标识符和子上下文信息。
20.如权利要求19的切换控制方法，其中，所述子上下文信息包括数据流标识信息、确保的延迟时间、所请求的延迟时间、确保的通信带宽以及所请求的带宽中的至少一个。
21.如权利要求19的切换控制方法，其中，所述子上下文信息包括压缩的信头信息、指示要被压缩的信头的位置的掩模信息中的至少一个。
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