CN1901747A - 移动终端进行小区切换时减少切换延时的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动终端进行小区切换时减少切换延时的方法，包括：移动节点与通信对端进行通讯，收到切换区域提示信号后，移动节点判断切换区域提示信号为进入切换区域提示信号时，如果是直接路由方式则改变为间接路由方式，移动节点如果发生小区切换，向家乡代理发送新的转交地址，恢复通信；如果移动节点收到远离切换区域提示信号，进行判断，将间接路由方式转换为直接路由方式。本发明将间接路由方式和直接路由方式的通讯路径在小区切换时进行合理的结合，使得移动节点在远离切换区域时能够采用直接路由方式，这样就提高了传输效率；移动节点在进行小区切换时，采用间接路由方式，这样就保证了小区切换时的延时少，改善了切换性能。

Description

移动终端进行小区切换时减少切换延时的方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信中减小延时的方法，特别是一种移动终端进行小区切换时减小切换延时的方法，可减小直接路由方式时小区切换时的切换延时。

背景技术

移动IP(移动IPv4和移动IPv6)是一种在全球Internet上提供移动功能的方案，在切换链路时使节点仍可保持正在进行的通信。移动IP的主要设计目标就是移动节点在改变网络接入点时，不必改变其IP地址，能够在移动过程中保持通信的连续性，对上层协议保持透明性，与其他移动节点或不具有移动IP功能的节点能够进行正常通信。

当移动节点运动到外地链路时，会通过某种方式配置转交地址，并向家乡代理发送地址更新，告知自己的转交地址。

通常通信对端和移动节点的完成通讯有以下两种路径方式：

1.间接路由方式：不要求通信对端提供移动IP的支持，也不要求移动节点在通信对端上注册地址及进行地址绑定。如图1所示，通信对端1与移动节点通讯时，其通讯的路径实际上是：通信对端1的数据包发送给移动节点2的家乡代理5，该家乡代理5通过隧道转发数据包到移动节点2，这样就完成了从通信对端1到移动节点2的通讯；同样，移动节点2发给通信对端1的数据包再通过反向隧道、家乡代理5，从家乡链路正常路由到通信对端1上，完成了从移动节点2到通信对端1的通讯传输。

间接路由方式的流程如下：

步骤201、移动节点将所在小区的转交地址与其在家乡代理的地址进行绑定；

步骤202、移动节点发出的数据包经过上述家乡代理发送至通信对端；

步骤203、同理，通信对端发出的数据包经过家乡代理发送到移动节点。

以下间接路由方式的小区切换流程，当移动节点位于两个小区切换区域时，从原小区(也是以下所说的第一小区)到新小区(也是以下所说的第二小区)进行的小区切换，其切换流程主要有以下几个步骤：

步骤301、移动节点通过第一小区进行通讯；

步骤302、所述移动节点发生小区切换，断开与第一小区的通讯路径；

步骤303、二层切换完成，所述移动节点收到第二小区的消息，获取在第二小区的转交地址，并接通与第二小区的通讯路径；

步骤304、所述移动节点将获取的该第二小区的转交地址发送到家乡代理，家乡代理将移动节点所述转交地址与移动节点的家乡地址进行绑定；

步骤305、家乡代理发送已完成绑定更新操作的消息给所述移动节点；

步骤306、移动节点与通信对端恢复通讯；

步骤307、小区切换结束。

上述家乡地址是移动节点位于其家乡链路中的地址。

2.直接路由方式：如图2所示，要求移动节点2在通信对端1上注册它的当前绑定的转交地址，通信对端到移动节点的分组直接发送到移动节点的转交地址，同样，移动节点也直接发送分组到通信对端的地址。这种直接路由方式的通讯路径缩短了通信的路径，也消除了家乡代理路由器5和家乡链路上可能的流量冲突，减小了家乡代理路由器5、家乡链路上的故障对移动节点与通信对端通信的影响。

直接路由方式的流程如下：

步骤401、移动节点的所在小区的转交地址与其家乡地址在通信对端进行地址绑定；

步骤402、移动节点发给上述通信对端的数据包直接发送到该通信对端；

步骤403、同理，通信对端发给该移动节点的数据包直接发送到该移动节点。

以下直接路由方式的小区切换流程，切换流程主要有以下几个步骤：

步骤501、移动节点通过第一小区进行通讯；

步骤502、所述移动节点发生小区切换，断开与第一小区的通讯路径；

步骤503、二层切换完成，所述移动节点收到第二小区的消息，获取在第二小区的转交地址，并接通与第二小区的通讯路径；

步骤504、移动节点向家乡代理发送该转交地址，同时与通信对端进行安全信息交互过程，向通信对端发送该第二小区的转交地址，进行地址绑定；

步骤505、移动节点与通信对端恢复通讯；

步骤506、小区切换结束。

在移动IP中，移动节点(以下简称MN)在与通信对端(以下简称CN)通信过程中，进行移动网络小区切换的场景大致可以分为：从家乡链路到外地链路的切换；从外地链路到家乡链路的切换；在外地链路之间的切换。不管处于什么场景进行切换，不外乎属于上述两种路由方式的小区切换。

从上述两种方式的小区切换流程可以看出，采用间接路由方式的小区切换时延要小于采用直接路由方式的小区切换。虽然在路径上直接路由方式要短，但是，当它们进行小区切换时，如果采用直接路由方式，MN除了向家乡代理发送地址绑定更新，还要和CN进行安全信息交互过程的认证，并向CN发送地址绑定更新；而采用间接路由方式的小区切换，则只需要家乡代理获知移动节点新的转交地址，就可恢复MN与CN之间的通信。

基于以上的分析，可以看出采用直接路由方式缩短了通信的路径，减小了通信节点之间的传输时延，但在移动节点切换的时候由于多发送了一级绑定更新地址，而且通信对端与移动节点之间要进行网络的安全交互，就造成了切换时延的增大，相比之下，采用间接路由方式情况下的切换性能要好，但在非切换状态下，却造成了资源的浪费和通信时延的增加。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于针对现有技术中在小区切换过程中，直接路由方式下切换的时延增大的问题，提供一种移动终端进行小区切换时减少切换延时的方法，该方法减小了小区切换时的时延。

为此，本发明提供了一种移动终端进行小区切换时减少切换延时的方法，包括如下步骤：

步骤1、移动节点与通信对端进行通讯，收到切换区域提示信号后，移动节点判断所述切换区域提示信号为进入切换区域提示信号，还是远离切换区域提示信号，如果是进入切换区域提示信号，则执行步骤2；如果是远离切换区域提示信号，则执行步骤6；

步骤2、移动节点判断当前的通讯路径是否为直接路由方式，如果是，则执行步骤3；如果否，则结束；

步骤3、将所述当前的通讯路径改变为间接路由方式；

步骤4、移动节点判断是否发生小区切换，如果是，则执行步骤5；如果否，则结束；

步骤5、所述移动节点向家乡代理发送所述移动节点在新小区的转交地址，恢复与通信对端的通信；然后结束；

步骤6、所述移动节点判断当前的通讯路径是否为间接路由方式，如果是，则执行步骤7；如果否，则结束；

步骤7、所述移动节点将间接路由方式改变为直接路由方式，然后结束。

本发明将间接路由方式和直接路由方式的通讯路径在小区切换时进行合理的结合，使得移动节点在远离切换区域时能够采用直接路由方式，这样就缩短了传输路径，提高了传输效率；移动节点在进行小区切换时，采用间接路由方式，这样就保证了小区切换时的延时少，改善了直接路由方式时的切换性能。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有技术中间接路由方式的结构示意图；

图2为现有技术中直接路由方式的结构示意图；

图3为本发明实施例1的流程示意图；

图4为本发明实施例2的流程示意图；

图5为本发明模糊切换预测系统的状态转换示意图。

附图标记说明：

1-通信对端；                2-移动节点；

3-非切换区域；              4-预切换区域；

5-家乡代理。

具体实施方式

实施例1

图3为本发明的一个实施例的流程示意图，包括如下步骤：

步骤101、移动节点与通信对端进行通讯，收到切换区域提示信号后，移动节点判断所述切换区域提示信号为进入切换区域提示信号，还是远离切换区域提示信号，如果是进入切换区域提示信号，则执行步骤102；如果是远离切换区域提示信号，则执行步骤106；

步骤102、移动节点判断当前的通讯路径是否为直接路由方式，如果是，则执行步骤103；如果否，则结束；

步骤103、将所述当前的通讯路径改变为间接路由方式；

步骤104、移动节点判断是否发生小区切换，如果是，则执行步骤105；如果否，则结束；

步骤105、所述移动节点向家乡代理发送所述移动节点在新小区的转交地址，恢复与通信对端的通信；然后结束；

步骤106、所述移动节点判断当前的通讯路径是否为间接路由方式，如果是，则执行步骤107；如果否，则结束；

步骤107、所述移动节点将间接路由方式改变为直接路由方式，然后结束。

本发明对移动IP进行改进，在默认直接路由方式的情况下，在小区切换前取消直接路由方式，以获得更好的切换性能；切换以后重新开启直接路由方式，这样即保证了正常状态下直接路由方式开启时，分组传输的高效率，又保证了采用间接路由方式时，切换时的低时延性。

当移动节点处于某个无线子网边缘的时候，它可以通过原通讯网络中的参数进行小区切换，也可以通过某种机制来获知自己将要进行切换，此时，移动节点通过向通信对端发送一个绑定解除消息，删除通信对端绑定缓存中的对应表项，使得通信对端关闭移动节点和通信对端的直接路由方式，将后续的数据包发送至移动节点的家乡地址，由家乡代理截取、封装并通过隧道发送到移动节点的转交地址；如果切换发生，在获取新的转交地址以后，移动节点会向家乡代理发送绑定更新，告知家乡代理新的转交地址，此时，移动节点与通信对端之间的通信恢复，切换过程结束；切换完成以后，在满足一定条件的情况下，移动节点和通信对端在安全信息交互过程完成以后，重新进行绑定，开启为直接路由方式，此时，后续的数据包将通过直接路由进行传输。

本发明通过在预切换阶段解除移动节点与通信对端的绑定，暂时关闭直接路由方式，有效缩减了切换时延，提高了切换性能，同时又兼顾了移动节点在正常状态下使用直接路由方式的高效率。

实施例2

图4为本发明的较为细化的实施例的流程示意图。其具体流程如下：

步骤1011、移动节点与通信对端进行通讯时，收到切换区域提示信号；

步骤1012、所述移动节点判断所述切换区域提示信号为进入切换区域提示信号，还是远离切换区域提示信号，如果是进入切换区域提示信号，则执行步骤1020；如果是远离切换区域提示信号，则执行步骤106；

步骤1020、移动节点判断当前的通讯路径是否为直接路由方式，如果是，则执行步骤1031；如果否，则结束；

步骤1031、所述移动节点向所述通信对端发送绑定解除消息；

步骤1032、所述通信对端解除所述移动节点家乡地址与所述移动节点的转交地址的绑定；所述通信对端还可发送已完成绑定解除的消息；

步骤1033、所述移动节点发出的后续数据包经过所述家乡代理发送至通信对端，同时，通信对端发出的后续数据包经过家乡代理发送至所述移动节点；此时，就切换成为间接路由方式；

步骤1040、移动节点判断是否发生小区切换，如果是，则执行步骤1051；如果否，则结束；

步骤1051、所述移动节点向家乡代理发送含有所述新小区的转交地址的绑定消息；

步骤1052、家乡代理进行所述移动节点的家乡地址与该转交地址的地址绑定；

步骤1053、所述家乡代理向所述移动节点发送已完成绑定更新操作的消息；

步骤106、所述移动节点判断当前的通讯路径是否为间接路由方式，如果是，则执行步骤1071；如果否，则结束；

步骤1071、所述移动节点向通信对端发送含有新小区转交地址的绑定消息；

步骤1072、所述通信对端进行所述移动节点的家乡地址与该转交地址的地址绑定；所述通信对端还可向所述移动节点发送完成绑定的消息；

步骤1073、通信数据包在所述移动节点与所述通信对端之间直接进行传送；此时，就切换成为直接路由方式。

实施例3

图5为模糊切换预测系统的状态转换示意图。模糊切换预测机制可以对移动节点接近或者是远离切换区域进行预测，涉及以下变量、状态和门限值：

预测参量(FV，Forecast Value)：预测参量由MN或者网络提供，利用它可以对MN接近或者是远离切换区域进行预测，参量的大小可用于表征MN和可能发生切换区域的远近，具体的可以是表征当前无线链路信号强度的值。

正常状态(Normal State)：MN正常工作的状态，此时MN远离可能发生切换的区域。

预切换状态(Pre-Handover State)：MN工作在预切换状态的时候，

表明其位于可能发生切换的区域。

远离切换区域门限(FHThresh，Far from Handover area Threshold)：这是一个特定的预测参量(例如链路信号强度的参考值)，当FV从低到高跨越这个门限的时候，将进入正常状态并产生远离切换区域触发信号。

接近切换区域门限(CHThresh，Close to Handover area Threshold)：这是一个特定的预测参量(例如链路信号强度的参考值)，当FV从高到低跨越这个门限的时候，将进入预切换状态并产生接近切换区域触发信号。

为了保证系统不在正常状态和预切换状态之间频繁震荡，要求CHThresh小于FHThresh。

模糊切换预测系统可以定期检查当前的预测参量，进行切换预测，并产生相应的触发信号，如图5所示，如果移动节点位于非切换区域3，属正常状态，此时预测参量FV大于等于远离切换区域门限FHThresh，移动节点就照常通讯；如果移动节点离开非切换区域3，当预测参量FV小于接近切换区域门限CHThresh时，移动节点就进入预切换区域4，此时产生进入切换区域提示信号；当移动节点离开预切换区域4，预测参量从低到高跨越，FV大于等于远离切换区域门限FHThresh，此时，产生远离切换区域提示信号。

实施例4

本实施例是采用上述实施例的模糊切换预测系统的小区切换信号来进行一定地判定，完成原直接路由方式的小区切换。具体流程如下：

步骤2011、移动节点与通信对端进行通讯时，收到来自所述模糊切换预测系统发送的切换区域提示信号；

步骤1012、所述移动节点判断所述切换区域提示信号为进入切换区域提示信号，还是远离切换区域提示信号，如果是进入切换区域提示信号，则执行步骤102；如果是远离切换区域提示信号，则执行步骤106；

步骤1020、移动节点判断当前的通讯路径是否为直接路由方式，如果是，则执行步骤1031；如果否，则结束；

步骤1031、所述移动节点向所述通信对端发送绑定解除消息；

步骤1032、所述通信对端解除所述移动节点家乡地址与转交地址的绑定；所述通信对端还可发送已完成绑定解除的消息；

步骤1033、所述移动节点发出的后续数据包经过所述家乡代理发送至通信对端，同时，通信对端发出的后续数据包经过家乡代理发送至所述移动节点；此时，就切换成为间接路由方式；

步骤2040、移动节点判断是否发生小区切换，如果是，则执行步骤1051；如果否，则结束；

步骤1051、所述移动节点向家乡代理发送含有所述新小区的转交地址的绑定消息；

步骤1052、家乡代理进行所述移动节点家乡地址与该转交地址的地址绑定；

步骤1053、所述家乡代理向所述移动节点发送已完成绑定更新操作的消息；

步骤106、所述移动节点判断当前的通讯路径是否为间接路由方式，如果是，则执行步骤1071；如果否，则结束；

步骤1071、所述移动节点向通信对端发送含有新小区转交地址的绑定消息；

步骤1072、所述通信对端进行所述移动节点家乡地址与该转交地址的地址绑定；所述通信对端还可能向所述移动节点发送完成绑定的消息；

步骤1073、通信数据包在所述移动节点与所述通信对端之间直接进行传送；此时，就切换成为直接路由方式。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种移动终端进行小区切换时减少切换延时的方法，其特征是包括如下步骤：

步骤1、移动节点与通信对端进行通讯，收到切换区域提示信号后，移动节点判断所述切换区域提示信号为进入切换区域提示信号，还是远离切换区域提示信号，如果是进入切换区域提示信号，则执行步骤2；如果是远离切换区域提示信号，则执行步骤6；

步骤2、移动节点判断当前的通讯路径是否为直接路由方式，如果是，则执行步骤3；如果否，则结束；

步骤3、将所述当前的通讯路径改变为间接路由方式；

步骤4、移动节点判断是否发生小区切换，如果是，则执行步骤5；如果否，则结束；

步骤5、所述移动节点向家乡代理发送所述移动节点在新小区的转交地址，恢复与通信对端的通信；然后结束；

步骤6、所述移动节点判断当前的通讯路径是否为间接路由方式，如果是，则执行步骤7；如果否，则结束；

步骤7、所述移动节点将间接路由方式改变为直接路由方式，然后结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤1具体为：

步骤11、移动节点与通信对端进行通讯时，收到切换区域提示信号；

步骤12、所述移动节点判断所述切换区域提示信号为进入切换区域提示信号，还是远离切换区域提示信号，如果是进入切换区域提示信号，则执行步骤2；如果是远离切换区域提示信号，则执行步骤6。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤3具体为：

步骤31、所述移动节点向所述通信对端发送绑定解除消息；

步骤32、所述通信对端解除所述移动节点家乡地址与所述移动节点的转交地址的绑定；

步骤33、所述移动节点发出的后续数据包经过所述家乡代理发送至通信对端，同时，通信对端发出的后续数据包经过家乡代理发送至所述移动节点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤5具体为：

步骤51、所述移动节点向家乡代理发送含有所述新小区的转交地址的绑定消息；

步骤52、家乡代理进行所述移动节点家乡地址与该转交地址的地址绑定；

步骤53、所述家乡代理向所述移动节点发送已完成绑定更新操作的消息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤7具体为：

步骤71、所述移动节点向通信对端发送含有新小区转交地址的绑定消息；

步骤72、所述通信对端进行所述移动节点家乡地址与该转交地址的地址绑定；

步骤73、通信数据包在所述移动节点与所述通信对端之间直接进行传送。

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