CN1801776A - 一种切换过程中数据传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信技术领域中一种切换过程中数据传输的方法。在移动用户站MSS发生切换时，将该MSS切换前的源基站BS中应当发给该MSS，但未发送完的下行数据包信息回传到源接入服务网络网关ASN－GW，再由源ASN－GW将所述数据包信息发送到MSS。本发明实现了发生切换时，将源BS未发送完的数据包信息回传到源ASN－GW的过程，达到了无线接入网络的低丢包率、低时延。

Description

一种切换过程中数据传输的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种切换过程中数据传输的方法。

背景技术

随着因特网业务的蓬勃发展和无线网络的广泛应用，移动用户的数目迅猛增加，随之，用户的需求也迅速提高，这无疑要求无线技术，如GPRS(General Packet Radio Service通用分组无线业务)、3G、WiMAX和B3G(Beyond 3G；后3G)等无线技术，能够支持大容量，大数据量和不同服务质量要求的多种业务。

无线接入技术作为无线用户与现有有线网络或者其他业务网络之间的桥梁，主要完成提供网络和移动用户之间的分组业务转发或路由的功能。

下面以如图1所示的WiMAX网络架构体系为例，说明采用无线接入技术的WiMAX无线接入系统中各个网元的功能：

在图1中，所述WiMAX无线接入系统包括MSS(Mobile SubscribeStation移动用户站)、ASN(Access Service Network；接入服务网络)和CSN(Connectivity Service Network；连接服务网络)。

其中，所述MSS为移动用户终端设备，用户使用该设备接入WiMAX网络。

其中，所述ASN包括BS(Base Station；基站)和ASN-GW(AccessService Network GateWay；接入服务网络网关)等，用于为WiMAX终端设备提供无线接入服务的网络功能集合。如，基于所述BS提供BS和MSS的连接、无线资源管理、测量与功率控制、空口数据的压缩与加密等功能；基于所述ASN-GW，为MSS认证、授权和计费功能提供proxy功能、支持NSP的网络发现和选择、为MSS提供L3信息的Relay功能(如IP地址分配)、无线资源管理等功能。

其中，所述CSN用于为WiMAX终端提供IP连接服务。如，为MSS分配IP地址、提供Internet接入、提供AAA proxy或者server、提供基于用户的授权控制、提供ASN到CSN的隧道，相当于移动IP技术中的HA(家乡代理)、提供WiMAX用户的计费以及运营商之间的结算、漫游情况下CSN之间的隧道、不同ASN之间的切换，以及各种WiMAX服务(如基于位置的业务、多媒体多播和广播业务、IP多媒体子系统业务)等。

从数据面来看，下行的MSS的分组业务数据报从CSN的HA通过HA与ASN中的ASN-GW之间的R3接口，传送到ASN中，并由ASN-GW经过ASN内部ASN-GW与BS之间的R6接口和BS与MSS之间的R1接口将MSS的数据发送到MSS上。

从图1可以看出，随着用户的移动，用户与接入网络之间的接入设备BS，与该用户相关的接入网络和业务网络CSN之间的接入设备ASN-GW都有可能发生变化，也就是发生切换，在移动用户发生切换的过程中，对于那些已经发送到原来的ASN-GW的下行业务，如何正确地通过新的BS发送到移动用户一直是一个比较重要的问题。如果全部丢弃这些分组数据报等待上层的重发机制保证，这些重发机制必须在端到端的层面上，也就是说需要移动用户和他的对端用户的参与才能实现，这会导致比较高的丢包率和过长的时延。而很多分组业务的性能指标中，低丢包率和低时延是比较重要的指标。

因此，需要提供一种方法可以将已经发送到原来的ASN-GW的下行业务通过新的BS成功发送到移动用户。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种切换过程中数据传输的方法，将源BS中没有发送完的数据回传到源ASN-GW中缓存，再将其发送到目标BS，实现了无损迁移。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种切换过程中数据传输的方法，在移动用户站MSS发生切换时，将该MSS切换前的源基站BS中应当发给该MSS，但未发送完的下行数据包信息回传到源接入服务网络网关ASN-GW，再由源ASN-GW将所述数据包发送到MSS。

所述未发送完的下行数据包信息包括：

未发送完的下行数据包本身或者可以用来描述未发送完的下行数据包特征的参数。

所述回传方法包括：

利用新建的数据链路向源ASN-GW回传源BS中未发送完的下行数据包信息。

所述方法具体包括：

A、MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW启动缓存机制及数据回传机制；

B、源ASN-GW发送数据链路建立请求给源BS，建立新的数据链路；

C、源BS利用新建的数据链路将未发送完的下行数据包信息回传到源ASN-GW。

所述步骤B具体包括：

B1、源ASN-GW发送承载有数据链路消息、服务质量要求、找回请求和/或对应的MSS标识的数据链路建立请求消息给源BS；

B2、源BS根据所述消息中承载的内容建立新的数据链路，并发送数据链路建立响应消息给源ASN-GW；

B3、源ASN-GW接收到所述响应消息后，发送数据链路应答消息给源BS。

所述回传方法包括：

利用已有的数据链路回传源BS中未发送完的下行数据包信息。

所述回传方法具体包括：

D、MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW启动缓存机制及数据回传机制；

E、源ASN-GW发送承载有MSS ID的数据找回请求给源BS；

F、源BS利用已有的数据链路将未发送完的下行数据包信息回传到源ASN-GW。

所述步骤F包括：

源ASN-GW根据接收到的数据包的IP头作为回传标识区分回传数据与MSS的上行数据。

所述回传方法包括：

通过数据回传管理信令实现数据包信息的回传。

所述回传方法具体包括：

G、MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW启动缓存机制及数据回传机制；

H、源ASN-GW发送承载有MSS ID的数据找回请求给源BS；

I、源BS将未发送完的下行数据包封装后打包到数据找回响应消息中回传到源ASN-GW。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了发生切换时，将源BS未发送完的数据包回传到源ASN-GW的过程，达到了无线接入网络的低丢包率、低时延。

附图说明

图1为现有技术WiMAX网络架构体系示意图；

图2为本发明所述方法实施例一操作流程图；

图3为本发明所述方法实施例二操作流程图；

图4为本发明所述方法实施例三操作流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是提供一种在发生切换的情况下，将已经发送到原来的ASN-GW的下行业务通过新的BS成功发送到移动用户的方法，实现了无损迁移，最终达到了无线接入网络的低丢包率、低时延。

本发明提供一种切换过程中数据传输的方法，实现将源BS中没有发送完的数据包信息回传到源ASN-GW中缓存，再将其发送到目标BS，本发明实现数据回传的方法包括如下三种：

第一种：通过新建ASN-GW和BS的上行数据业务链路实现数据回传的方法；

第二种：利用原有的ASN-GW和BS的上行数据业务链路实现数据回传的方法；

第三种：通过数据回传管理信令实现数据回传的方法。

本发明所述的未发送完的下行数据包信息包括：未发送完的下行数据包本身或者可以用来描述未发送完的下行数据包特征的参数，如数据包的序列号、数据包头的参数。

下面分别对三种方法的实施过程作详细说明：

利用第一种方法，即新建ASN-GW和BS的上行数据业务链路实现数据回传的方法，实现数据回传的操作流程如图2所示，参照图2可知，该方法具体包括如下步骤：

步骤10：MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，缓存下行数据包信息，启动回传机制；

在MSS从源BS移动到目标BS所覆盖的范围，或者在源BS和目标BS同时所覆盖的范围内，由MSS或者网络侧触发了切换的时候，MSS从空口发送切换指示消息给源BS，表明发生了切换及切换后的连接状况，源ASN-GW通过对于业务的QoS要求和/或用户的等级，决定是否需要采用缓存机制支持分组业务的无损切换。

如果需要，则在源ASN-GW中动态地建立一个针对该MSS的缓存器，所有从CSN经过CSN和ASN-GW之间的隧道发送过来的该MSS的下行数据包信息将缓存在所述缓存器中；对于不需要进行无损迁移的服务，则无须建立缓存器，或者将缓存器的大小设置为0即可。

对于Intra ASN-GW(ASN-GW范围内)切换，建立ASN-GW到目标BS之间的R6链路以及目标BS到MSS的R1链路，对于Inter ASN-GW(跨ASN-GW范围)切换，建立目标ASN-GW和目标BS之间的R6链路以及目标BS与MSS之间的R1链路。同时通过源ASN-GW和目标ASN-GW之间的切换过程中信令建立源ASN-GW到目标ASN-GW之间的R4链路，如果R4链路不可建，则直接启动需要改变R3接口的无损切换流程；

源ASN-GW接收到所述切换指示消息后除了启动缓存机制，缓存发送到终端的下行数据包信息，同时还要启动让源BS将没有发送完的数据包信息回传到源ASN-GW的机制；

步骤11：源ASN-GW发送数据链路建立请求给源BS，消息中携带相应的数据链路消息，以及相应的QoS要求，并在消息中标识找回请求以及对应的MSS ID，即表示源BS将该MSS没有发送完的下行数据包信息通过该数据链路转发回来，用以区别所述BS和ASN-GW之间的已有数据链路；

步骤12：源BS接收到所述数据链路建立请求后，根据消息中携带的内容如MSS标识、数据链路标识以及数据链路信息，建立新的数据链路，并发送数据链路建立响应给源ASN-GW；

步骤13：源ASN-GW根据接收到的资源配置情况确定源BS是否可以回传数据，并发送数据链路建立应答消息给源BS，此应答消息表明源ASN-GW是否接收准备；

步骤14：源BS接收到所述数据链路建立应答消息以后，若新的数据链路建立成功，则通过新建的这条数据链路将没有发送完的下行数据包信息发给源ASN-GW；若所述应答消息中表明ASN-GW是否接收准备，即新的数据链路没有建立成功，则回到步骤11；

步骤15：当源BS将没有发送完的下行数据包信息转发到源ASN-GW完成以后，发送指示消息给源ASN-GW，表明发送完毕。

利用第二种方法即利用原有的ASN-GW和BS的上行数据业务链路实现数据回传的方法，实现数据回传的操作流程如图3所示，参照图3可知，该方法具体包括如下步骤：

步骤20：MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW一方面启动缓存机制，缓存发送到终端的下行数据包信息，同时启动让源BS将没有发送完的数据包信息回传到源ASN-GW的过程；

步骤21：源ASN-GW发送数据找回请求给源BS，消息中携带相应的MSS ID，即表示源BS将该MSS没有发送完的下行数据包信息转发回来；

步骤22：源BS收到所述数据找回请求消息以后，根据该MSS的下行数据发送情况，确定准备发送回传数据，并给源ASN-GW发送数据找回响应消息；

步骤23：源BS在给源ASN-GW发送完数据找回响应消息以后开始利用源BS与源ASN-GW已经建立的针对该MSS的数据链路回传没有发送到MSS的剩余数据，当回传数据传输完毕，源BS发送数据找回应答消息给源ASN-GW，源ASN-GW根据回传标识区分是回传数据还是MSS没有发送完的上行数据包信息；所述的回传标识可以为数据包信息的IP头，根据目的IP地址的不同来区分上行数据包；

步骤24：源ASN-GW收到所述数据找回应答消息后，开始转发数据给目标BS，该转发操作也可以在收到源BS转发来的数据，且新的到达目标BS的数据链路建立成功以后。

利用第三种方法即通过数据回传管理信令实现数据回传的方法，实现数据回传的操作流程图如图4所示，参照图4可知，该方法具体包括：

步骤30：MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW一方面启动缓存机制，缓存发送到终端的下行数据包信息，同时启动让源BS将没有发送完的数据包信息回传到源ASN-GW的过程；

步骤31：源ASN-GW发送数据找回请求消息给源BS，消息中携带MSSID，即表示源BS将该MSS没有发送完的下行数据包信息转发回来；

步骤32：源BS收到所述数据找回请求消息以后，将没有发送完的下行数据包封装打包到数据找回响应消息里，发送给源ASN-GW；

步骤33：当源BS转发完毕以后，发送数据找回应答消息给源ASN-GW，表明源BS转发数据完毕。

综上所述，本发明利用三种方法实现了发生切换时，将源BS未发送完的数据包信息回传到源ASN-GW的过程，达到了无线接入网络的低丢包率、低时延。

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 (10)

1、一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，在移动用户站MSS发生切换时，将该MSS切换前的源基站BS中应当发给该MSS，但未发送完的下行数据包信息回传到源接入服务网络网关ASN-GW，再由源ASN-GW将所述数据包信息发送到MSS。

2、如权利要求1所述的一种切换过程中的数据传输方法，其特征在于，所述未发送完的下行数据包信息包括：

未发送完的下行数据包本身或者可以用来描述未发送完的下行数据包特征的参数。

3、如权利要求1所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述回传方法包括：

利用新建的数据链路向源ASN-GW回传源BS中未发送完的下行数据包信息。

4、如权利要求3所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述回传方法具体包括：

A、MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW启动缓存机制及数据回传机制；

B、源ASN-GW发送数据链路建立请求给源BS，建立新的数据链路；

C、源BS利用新建的数据链路将未发送完的下行数据包信息回传到源ASN-GW。

5、如权利要求4所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、源ASN-GW发送承载有数据链路消息、服务质量要求、找回请求和/或对应的MSS标识的数据链路建立请求消息给源BS；

B2、源BS根据所述消息中承载的内容建立新的数据链路，并发送数据链路建立响应消息给源ASN-GW；

B3、源ASN-GW接收到所述响应消息后，发送数据链路应答消息给源BS。

6、如权利要求1所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述回传方法包括：

利用已有的数据链路回传源BS中未发送完的下行数据包信息。

7、如权利要求6所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述回传方法具体包括：

D、MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW启动缓存机制及数据回传机制；

E、源ASN-GW发送承载有MSS ID的数据找回请求给源BS；

F、源BS利用已有的数据链路将未发送完的下行数据包信息回传到源ASN-GW。

8、如权利要求7所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述步骤F包括：

源ASN-GW根据接收到的数据包的IP头作为回传标识区分回传数据与MSS的上行数据。

9、如权利要求1所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述回传方法包括：

通过数据回传管理信令实现数据包信息的回传。

10、如权利要求9所述的一种切换过程中数据传输的方法，其特征在于，所述回传方法具体包括：

G、MSS从空口发送切换指示消息给源BS，源BS通知到源ASN-GW，源ASN-GW启动缓存机制及数据回传机制；

H、源ASN-GW发送承载有MSS ID的数据找回请求给源BS；

I、源BS将未发送完的下行数据包封装后打包到数据找回响应消息中回传到源ASN-GW。

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