CN101208979B - 一种由多模移动终端建立用于切换的链路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种执行到同构和异构网络至少之一的切换的方法。更具体地，该方法包括建立异构网络切换模块，用于将来自与异构和同构网络中至少一个关联的至少一个网络接口模块的信息会聚为统一表述。该方法进一步包括从所述异构网络切换模块接收用于通过移动终端的至少一个网络接口模块建立连接的消息，执行用于与网络中的接口模块建立连接的链路转换操作，以及向所述异构网络切换模块传送用于指示链路转换状态的确认消息。

Description

一种由多模移动终端建立用于切换的链路的方法
技术领域
本发明涉及一种建立链路的方法，具体涉及一种由多模移动终端建立用于切换的链路的方法。
背景技术
在IEEE802.21中，有关媒体独立切换(MIH)的讨论正在积极进行中。特别是关于在异构网络间提供无缝切换和业务连续性的讨论越来越多。其中讨论的主题包括MIH的功能、事件服务(ES)、命令服务(MS)和信息服务(IS)。
移动终端是多模的是指它支持至少一个接口类型，并且这些接口类型可以是下面的任何一种。接口类型包括类似于IEEE802.3以太网的有线类型，基于IEEE802.xx(如802.11，802.15，802.16)的无线接口和由蜂窝标准组织(如第三代伙伴计划(3GPP)，第三代伙伴计划2(3GPP2))定义的接口。
MIH被定义在IEEE802系列接口之间或在IEEE802系列接口和非IEEE802系列接口(如3GPP，3GPP2)之间。此外，MIH必须被上层移动支持协议如移动因特网协议(移动IP)和会话初始协议(SIP)所支持，以提供无缝切换和不间断服务。
图1所示为多模移动终端。该移动终端由有线局域网(LAN)，无线LAN，广带无线接入网和蜂窝网络组成。如图1所示，该移动终端包括与每种模式关联的物理(PHY)层和媒体接入控制(MAC)层，并且在因特网协议(IP)层下具有MIH功能。MIH功能通过使用从层2输入的值如触发事件信息和其他网络的信息来推动切换过程。而且，MIH功能可以包含可以影响切换进程的输入值(如，用户策略和配置)。另外，一般的接口(如移动IP和SIP)被定义在层3实体和MIH功能之间。这些接口提供与层1(也就是PHY层)和层2(也就是MAC层)有关的信息，也提供移动性管理。MIH功能通过单一的技术无关的接口向上层提供服务，并通过多种技术相关的接口从下层得到服务。MIH使用ES和IS获得低层和网络的信息。
此外，位于上层以检测和控制移动终端不同链路状态的上层管理实体用于执行切换控制功能和设备管理功能。这里，切换控制功能和设备管理可以被独立设置或者可以包含在上层管理实体中。术语上层和高层可以互换使用。
图2示出了具有MIH功能的移动终端和具备功能实体以及传输协议的网络。在图2中，虚线表示如原语和ES的业务。如图2所示，网络层使用来自于链路层的信息以便快速重新建立连接。链路层事件可以被用于预测用户的动作，也可以用于为移动终端和网络之间的切换做准备。用于切换进程的触发可以由PHY层和MAC层发起。而且，触发源可以是本地栈或远端栈。
图3所示为执行到新链路切换的事件服务。更具体地，图3示出与由于现有的连接链路质量下降而建立新链路有关的ES。
命令服务(CS)涉及从高层向低层发送的命令，包括从高层发送到MIH或从MIH发送到低层的命令。这些命令用于将高层的决定传递到低层，也控制低层实体的活动。
信息服务(IS)提供了一个框架，移动终端和网络中的MIH功能都可以通过该框架发现并获得某一地理区域内的网络信息以促进切换。这里，IS可以接入到任何网络。IS包括下述信息单元，如链路接入参数、安全机制、邻近地图、位置、链路代价以及供应者和其他接入信息。
参见图3，在异构或同构网络中执行切换进程时，多模移动终端首先执行扫描以发现可接入链路。一旦发现接入链路，移动终端向上层管理实体传递Link Available触发并执行链路选择进程来从多个可接入链路中选择一条链路。上层管理实体传递选中的链路以允许MIH建立与相应链路的连接。然而，根据常规的触发，不能完成与选中的链路建立连接的过程。
发明内容
因此，本发明涉及一种由多模移动终端建立用于切换的链路的方法，其基本上消除一个或多个归因于现有技术的限制和缺点的问题。
本发明的一个目的是提供一种执行到同构和异构网络中至少之一的切换的方法。
本发明的另外的优点、目的和特征将在下述的说明书中部分地体现，并且对于本领域技术人员根据下述变得部分地显而易见，或者可以由本发明的实施得出。通过在说明书和权利要求书以及附图中明显指出的结构可以发现并获得本发明的目的和其他优点。
为了达到这些目的和其他优点并依照本发明目的，如在此具体表述和清楚描述的，执行到同构和异构网络中至少一个的切换的方法包括建立异构网络切换模块，用于将来自与异构和同构网络中至少一个关联的至少一个网络接口模块的信息会聚为统一表述。该方法进一步包括从所述异构网络切换模块接收用于通过移动终端的至少一个网络接口模块建立连接的消息，执行用于与网络中的接口模块建立连接的链路交换操作，以及向所述异构网络切换模块传送用于显示链路转换状态的确认消息。
在本发明的另一个方面中，执行到同构和异构网络中至少一个的切换的方法包括建立异构网络切换模块，用于将来自与异构和同构网络中至少一个关联的至少一个网络接口模块的信息会聚为统一表述。该方法进一步包括异构网络切换模块从管理模块接收用于建立连接的命令，发送用于建立从异构网络切换模块到移动终端的至少一个网络接口模块的连接的消息，以及从至少一个网络接口模块接收用于指示链路转换状态的确认消息。
可以理解，关于本发明的在前的概括描述和下述的具体描述都是示意性和说明性的，目的是对本发明做进一步解释。
附图说明
用于对本发明提供进一步理解，并构成本申请的一部分的附图，示意出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中；
图1表示多模移动终端；
图2表示具有MIH功能的移动终端和具备功能实体以及传输协议的网络；
图3表示执行到新链路切换的事件服务；
图4表示触发模型的结构；
图5是表示MIH协议图的示例；
图6是具有MIH会聚子层的协议栈的示意图；
图7表示没有MIH会聚子层的协议栈的示例；
图8是表示成功的链路建立过程的示例图；以及
图9是表示不成功的链路建立过程的示例图。
具体实施方式
下面将结合附图中的示例对本发明的优选实施例做详细介绍。只要有可能，同一标号将在全部附图中用于表示相同或相似的部分。
图4表示触发模型的结构。基本的触发事件是Link_Up，Link_Down，Link_Going_Down，Link_Going_Up，Link_Event_Rollback，Link_Available和Link_Parameter_Change。
当在指定链路接口上建立层2连接并且其他上层可以发送高层分组时传递Link_Up通知。期望建立链路连通性的所有层2活动在这个时间点完成。这里，Link_Up事件的源是本地MAC和远端MAC。
当指定链路的层2连接断开并且再没有分组可以在指定链路上发送时传递Link_Down通知。这里，Link_Down事件的源是本地MAC。
当预计(预测)层2连接在某一时间间隔内拆除(Link_Down)时传递Link_Going_Down Up通知。Link_Going Down事件可以作为发起切换进程的指示。这里，Link_Going_Down事件的源是本地MAC和远端MAC。
当期望(预报)2层连接在某一时间间隔内被建立起来(Link_Up)时传递Link_Going_Up通知。此外，在初始化网络时使用了过多的时间时使用这个通知。这里，Link_Going_Up事件的源是本地MAC和远端MAC。
Link_Event_Rollback指示结合Link_Going_Down使用。也就是，它将Link_Going_Up和Link_Going_Down结合起来使用。更具体地说，如果不再预计链路在指定时间间隔建立起来(Link_Up)或拆除(Link_Down)，则将Link_Event_Rollback消息发送到事件目的端。这里，Link_Event_Rollback事件的源是本地MAC和远端MAC。
Link_Available指示新的可用链路。也就是，Link_Available指示新的基站或接入点可以提供比移动终端接入的现有基站的接入点更好的链路质量的可能性。这里，Link_Available事件的源是本地MAC和远端MAC。
Link_Parameter_Change指示当指定门限值交叉时链路参数的变化。这可以包括链路层参数，例如链路速度、服务质量(QoS)、误比特率(BER)等等。每个这样的参数的门限值可以通过单独的命令配置到链路层。这里，Link_Parameter_Change事件的源是本地MAC和远端MAC。
图5示意了MIH协议的一个例子。在图5中，从上层管理实体经MIH_SERVICE_SAP向MIH传递命令。该原语通过MIH_MGMT_SAP或MIH_ME_SAP向网络控制管理系统(NCMS)传递。
图6是具有MIH会聚子层(CS)的协议栈的典型示意图。配置MIH CS越过提供给终端的多栈的所有接口类型。优选地，MIH CS的目的是担当高层协议和低层MIH的连接，从而不考虑依赖媒体的技术特征实现不同技术中的对等应用。优选地，这些技术包括有线广带系统、无线广带系统和蜂窝系统中的至少一个。优选地，广带系统包括无线局域网和无线城域网中的至少一个。优选地，蜂窝系统包括WCDMA和cdma2000中的至少一个。
图7示意了没有MIH CS的协议栈的例子。
根据本发明的管理实体涉及与NCMS相互作用的所有接口。并且，接口可以是可以设置在移动终端的IP层或上层的任何逻辑管理实体或物理管理实体。因为管理实体通过管理SAP或控制SAP进行通信，传递可以被表示成好像原语被直接从NCMS发送。此外，上层管理实体是设置于MIH上层部分可以执行链路选择功能的独立实体。
根据本发明，命令和原语的格式如下。更具体地，格式包括Setup_Link命令，Link Setup.request，Link Setup.confirm，和SetupLinkFail.indication。Setup Link也可以指Link Switch。
在上层管理实体执行了网络选择进程后，Setup_Link命令(链路设置命令)被移动终端用来将选中的链路传递到MIH。MIH传递上层管理实体关于应当执行切换的目标链路的决定。在操作中，上层管理实体可以传递可用链路的列表。在列表中，根据优先级的顺序安排可用链路。在选择目标链路时，MIH考虑切换策略以及优先级。下面的表1描述了Setup_Link命令的参数。
表1
  名称   类型   描述
  CommandSource   命令类型   命令源
  CommandDescription   命令类型   命令目标
  Interface ID   枚举   {802.3，802.11，802.16，3GPP，3GPP2}
  MACMobile Terminal   MAC地址
Link_Setup.request是MIH用于通知相应接口的MAC层它已经被选择为切换的目标链路并命令相应接口的MAC层建立链路的原语。如表2所示，Link_Setup.request可以包括Source，Description，Interface ID和MACMobile Terminal参数。
表2
Figure GSB00000602589200081
当MIH接收到来自于上层管理实体的Setup_Link命令时可以产生Link_Setup.request原语。接收了该原语后，移动终端可以建立与相应接口的MAC层的链路，并可以向MIH传送Link_Setup.confirm原语。如果不发送Link_Setup.confirm原语，移动终端则可能发送不同的原语，代替Link_Setup.request原语用于执行搜索操作。
Link_Setup.confirm是用于提供与MIH的链路是否建立成功的原语，也是Link_Setup.request原语的响应消息。如表3所示，Link_Setup.confirm原语可以包括与Source、Description、Interface ID、MACMobileTerminal和Result有关的参数。在操作中，在进行了链路建立的尝试后，不管链路是否建立成功都可以产生相应链路的Link_Setup.confirm原语。如果链路建立成功，则MIH可以向上层管理实体或高层触发Link_Going_Up。相反的，如果链路建立失败，则MIH可以向上层管理实体请求替换链路。
表3
Figure GSB00000602589200091
SetupLinkFail.indication是用于从MIH向上层管理实体通知链路建立或转换失败的原语。如表4所示，SetupLinkFail.indication原语可以包括与Source，Description，Interface ID，MACMobileTerminal和Reason有关的参数。在操作上，当MIH通过Link_Setup.confirm原语从相应的链路接收到链路建立失败指示时可以生成SetupLinkFail.indication原语。也就是，Link_Setup.confirm原语的结果值指示失败。接收了SetupLinkFail.indication原语后，移动终端命令MIH执行扫描以查找和发现其他用于建立链接的链路。
表4
下述将讨论根据本发明的由多模移动终端建立用于切换的链路的方法。
在本发明的实施例中，切换可以发生在IEEE802.11和IEEE802.16的接口之间；然而，假定IEEE802.16接口在最后选择阶段被选作执行切换的接口。选择之后，多模移动终端的MAC层从上层管理实体收到建立链路命令或链路转换命令。下面，将更详细地描述关于与选定的目标链路成功建立链接的过程(如执行链路建立或转换)和关于与选定的目标链路建立链接失败(不成功)的过程。
图8是表示链路成功建立过程的示例图。更具体地，图8涉及现在已经建立的链路质量变化或恶化的情况。在这种情况下，3GPP的多模移动终端可以向MIH发送Link_Going_Down原语以触发动作。这个原语通告应当建立新的链路。随后，上层管理实体执行链路选择进程并命令与相应接口的MAC层建立链路。在这个实施例中，链路建立的结果是成功的。
在本实施例中，多模移动终端在3GPP系统中运行。如果链路的信号质量下降，而且3GPP系统中的其他可用基站不能被检测到(或不可用)，则可以向MIH发送Scan_Otherlink_request原语，MIH并可向上层管理实体发送Scan_Otherlink_request原语(S1)。随后，上层管理实体可以向MIH发送Scan_Indication原语以命令每个接口系统检测可用链路(S2)。
MIH可以向每一个低层管理实体发送扫描请求原语(如MLME_scan.request(IEEE 802.11)和M_scanning.request(IEEE802.16))。扫描请求原语用于检测通过IEEE 802.11和IEEE 802.16接口的每条链路并测量链路质量。随后，每个低层管理实体可以向其MAC层发送相应的原语(S3)。
在接收了扫描请求原语后，每个MAC层可以执行扫描并将扫描的结果作为响应原语(如MLME_scan.confirm或M_Scanning.confirmation)发送到MIH(S4)。这里，可以通过NCMS或基站管理实体(SME)发送响应原语，或者可选择地，通过独立于MAC层和MIH层标识的业务接入点(SAP)发送。
其后，MIH可以通过上层管理实体的SAP将扫描确认的结果映射为Link_Available原语，并将此原语发送到上层管理实体以通告相应的链路就是执行切换的链路(S5)。而且，上层管理实体可以从两个可用接口(链路)中选择相应于IEEE802.16接口的链路，并向MIH发送Setup_Link Command原语以通告链路选择(S6)。
在接收了Setup_Link Command原语后，MIH可以向与IEEE802.16关联的NCMS发送Link_Setup.request原语(S7)。这里，如图5所示，可以通过MIH_MGMT_SAP向管理实体传送Link_Setup.request原语。更具体地，这个原语可以通过MIH_MGMT_SAP发送，MIH MGMT SAP是在MIH和管理实体之间的SAP。可选择地，Link_Setup.request原语可以通过MIH_ME_SAP发送到管理实体，MIH_ME_SAP是MIH和NCMS之间的SAP，通过首先发送到NCMS然后通过NCMS和管理实体之间的SAP发送到管理实体。本发明实施例的应用不限于IEEE 802.11的Link_Setup.request原语，还包括使用IEEE 802.16的M_Ranging.request原语。
如图6所示，在具有MIH会聚子层(MIH CS)的系统中，MIH CS向与每条指定链路关联的MIH发送Link_Setup.request原语。当每条指定链路的MIH向该指定链路的管理实体发送Link_Setup.request原语时，可以使用指定链路的原语(如M_Ranging.request)。
IEEE 802.16的NCMS可以向MAC层发送M_Ranging.request原语来命令建立链路(S8)。如果存在MIH CS，则IEEE 802.16的MIH可以直接地或通过NCMS向管理实体发送M_Ranging.request原语。
在接收到M_Ranging.request原语后，IEEE 802.16MAC层可以使用M_Ranging.confirmation原语向NCMS发送响应于发送到基站的搜索请求消息而接收到的搜索响应消息的结果(S9)。如果存在MIH CS，可以向IEEE 802.16的MIH发送M_Ranging.confirmation原语。
IEEE 802.16的NCMS可以通过Link_Setup.confirm原语向MIH传递链路建立的结果(S10)。如图7所示，在没有MIH CS的系统中，可以以M_Ranging.confirmation原语代替Link_Setup.confirm原语发送。如果系统中包括MIH CS，如图6的情况，可以向IEEE 802.16的MIH发送M_Ranging.confirmation原语，其后，IEEE 802.16的MIH可以向MIH CS发送Link_Setup.confirm原语。
如果Link_Setup.confirm原语指示的结果为成功，则可以向上层管理实体或高层发送Link_Going_Up原语以触发事件(S11)。其后，MIH可以通过NCMS向IEEE802.16MAC层发送M_registration.request原语以命令发起网络注册进程(S12)。
另外，MAC层可以和基站一起执行网络注册进程接着经NCMS向MIH传递M_registration.confirm原语(S13)。然后，当M_registration.confirm原语的结果被指示为成功时，MIH可以向上层管理实体或高层发送Link_Up原语(S14)。
与图8有关的实施例描述了经MIH_ME_SAP(NCMS和MIH之间的SAP)传送的原语，该原语可以经MIH_MGMT_SAP(管理实体和MIH之间的SAP)传送。而且，尽管链路建立是在广带无线接入系统(IEEE 802.16)的环境中描述的，但是本发明的实施例可以被应用于其他系统(如无线LAN、蜂窝系统、有线LAN)。
图9是表示不成功的链路建立的过程示例图。更具体地，图8涉及现在已经建立的链路质量改变或恶化的情况。在这种情况下，3GPP的多模移动终端可以向MIH发送Link_Going_Down原语来触发动作。这个原语通告应当建立新的链路。随后，上层管理实体执行链路选择进程，并命令与相应接口的MAC层建立链路。然而，与图8的示例不同，链路建立的结果是不成功。
在本实施例中，多模移动终端在3GPP系统中运行。如果链路的信号质量下降，而且3GPP系统中的其他可用基站不能被检测到(或不可用)，可以向MIH发送Scan_Otherlink_request原语，并且MIH向上层管理实体发送Scan_Otherlink_request原语(S21)。
随后，上层管理实体可以向MIH发送Scan_Indication原语以命令每个接口系统检测可用链路(S22)。MIH可以向每一个低层管理实体发送扫描请求原语(如MLME_scan.request(IEEE 802.11)和M_scanning.request(IEEE 802.16))。扫描请求原语用于检测通过IEEE802.11和IEEE 802.16接口的每条链路并测量链路质量。随后，每个低层管理实体可以向其MAC层发送相应的原语(S23)。
在接收了扫描请求原语后，每个MAC层可以执行扫描并将扫描的结果作为响应原语(如MLME_scan.confirm或M_Scanning.confirmation)发送到MIH(S24)。这里，可以通过NCMS或基站管理实体(SME)发送响应原语，或者可选择地，通过独立于MAC层和MIH层标识的业务接入点(SAP)发送。
其后，MIH可以通过上层管理实体的SAP将扫描确认的结果映射为Link_Available原语，并将此原语发送到上层管理实体以通告相应的链路就是执行切换的链路(S25)。而且，上层管理实体可以从两个可用接口(链路)中选择相应于IEEE802.16接口的链路，并向MIH发送Setup_Link Command原语以通告链路选择(S6)。
在接收了Setup_Link Command原语后，MIH可以向与IEEE802.16关联的NCMS发送Link_Setup.request原语(S27)。这里，如图5所示，可以通过MIH_MGMT_SAP向管理实体传送Link_Setup.request原语。更具体地，这个原语可以通过MIH_MGMT_SAP发送，MIH_MGMT_SAP是在MIH和管理实体之间的SAP。可选择地，Link_Setup.request原语可以通过MIH_ME_SAP发送至管理实体，MIH_ME_SAP是在MIH和NCMS之间的SAP，通过首先发送到NCMS然后经NCMS和管理实体之间的SAP发送到管理实体。本发明实施例的应用不限于IEEE 802.11的Link_Setup.request原语，还包括使用IEEE802.16的M_Ranging.request原语。
如图6所示，具有MIH会聚子层(MIH CS)的系统中，MIH CS向与每条指定链路有关的MIH发送Link_Setup.request原语。当每条指定链路的MIH向该指定链路的管理实体发送Link_Setup.request原语时，可以使用指定链路的原语(如M_Ranging.request)。
IEEE 802.16的NCMS可以向MAC层发送M_Ranging.request原语来命令建立链路(S28)。如果存在MIH CS，那么IEEE 802.16的MIH可以直接地或通过NCMS向管理实体发送M_Ranging.request原语。
在接收到M_Ranging.request原语后，IEEE 802.16MAC层可以使用M_Ranging.confirmation原语向NCMS发送响应于发送到基站的搜索请求消息而接收到的搜索响应消息的结果(S29)。如果存在MIH CS，则可以向IEEE 802.16的MIH发送M_Ranging.confirmation原语。
IEEE 802.16的NCMS可以通过Link_Setup.confirm原语向MIH传送链路建立的结果(S30)。如图7所示，在没有MIH CS的系统中，可以以M_Ranging.confirmation原语代替Link_Setup.confirm原语发送。如果系统中包括MIH CS，如图6，可以向IEEE 802.16的MIH发送M_Ranging.confirmation原语，其后，IEEE 802.16的MIH可以向MIHCS发送Link_Setup.confirm原语。
而且，如果Link_Setup.confirm原语指示的结果为成功，则MIH可以向上层管理实体发送SetupLinkFail.indication原语，随后，上层管理实体可以向MIH重传Scan.Indication原语，从开始重复该进程。
与图8涉及的实施例描述了经MIH_ME_SAP(NCMS和MIH之间的SAP)传送的原语，该原语可以经MIH_MGMT_SAP(管理实体和MIH之间的SAP)传送。而且，尽管链路建立是在广带无线接入系统(IEEE 802.16)的环境中描述的，但是本发明的实施例可以被应用于其他系统(如无线LAN、蜂窝系统、有线LAN)。
对本领域技术人员来说，在不脱离本发明的主旨和范围的情况下可以进行各种修改和变换。因此，本发明意在涵盖在本发明附加的权利要求和其等价物的范围内可以提供的修改和变化。

Claims (8)

1.一种在多模式移动终端中执行到同构和异构网络至少之一的切换的方法，该方法包括：
媒体独立切换功能MIH模块从上层模块接收链路设置命令，其中所述命令包括MAC地址信息以指示将要切换的网络，其中所述MIH模块被配置用于将来自与异构和同构网络中至少一个关联的至少一个网络接口模块的信息会聚为统一表述；
从所述MIH模块发送用于和所指示的网络建立连接的消息到多模式移动终端中的所述至少一个网络接口模块中的和所指示的网络相关的网络接口模块；以及
在所述和所指示的网络相关的网络接口模块与所指示的网络的接口模块建立连接之后，所述MIH模块从所述和所指示的网络相关的网络接口模块接收用于指示操作状态的确认消息。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括从所述MIH模块向所述至少一个网络接口模块传送用于指示在指定时间段内要建立链路的消息。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
从所述MIH模块向所述上层模块传送指示操作失败的消息；以及
所述MIH模块从所述上层模块接收用于扫描可用链路的命令。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述操作状态包括成功、失败和拒绝。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个网络接口模块包括无线局域网接口模块和无线城域网接口模块中的至少一个。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个网络接口模块包括WCDMA接口模块和cdma2000接口模块中的至少一个。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述MIH模块通过管理业务接入点和控制业务接入点与所述多模式移动终端的至少一个网络接口模块通信。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述MIH模块通过MAC子层管理实体和物理层管理实体中的一个与所述多模式移动终端的至少一个网络接口模块通信。
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