CN100525533C - 多点会话越区切换 - Google Patents

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Abstract

公开一种无线数据网络中用于执行多点广播越区切换的方法和系统。每一个小区在逻辑信道上向移动终端广播管理公告(101)。所述公告表示在特定小区中哪些多点广播可用、以及用于每一个小区的连接信息(103)。移动终端可以调谐到由管理公告所定义的多点广播(105)。尽管调谐到了多点传送，移动终端继续接收管理公告(107)。当广播衰落或中断时，移动终端可以根据包括在先前接收的管理公告中的连接信息(111)，重新调谐到另一个小区中的相同的多点广播(109)。

Description

多点会话越区切换
技术领域
本发明一般地涉及无线数据网络系统。更具体地说，本发明涉及在无线系统中执行的从一个小区到另一个小区的多点会话(multicastsession)越区切换。
背景技术
无线数据网络允许用户从无线通信提供商所服务的任何位置接收数据包。例如，使用GSM数字蜂窝电话服务，移动用户可以发送和接收短消息服务(SMS)消息、浏览因特网、接收新闻和股票信息、以及发送和接收电子邮件。类似的服务对于其它无线通信服务也变得可行。
无线数据包可以在同一时间发送到多个移动终端，并将其称作多点传送。目前，诸如WLAN、数字视频广播(DVB)系统、以及数字音频广播(DAB)系统之类的系统可以用来传输多点传送的数据。将来，UMTS或GPRS也会具有支持IP多点传送的能力。
在接收多点会话的同时，为了使无线系统将移动终端从一个小区越区切换到另一个小区，移动终端通常必须扫描所有可能的频率以找到可用的邻近广播小区(或信道)，并检测那些邻近小区(或信道)支持其正在进行的多点会话。在越区切换期间寻找支持其正在进行的会话的小区所花费的时间可能导致显著的数据包丢失。目前还没有不用执行上述广泛扫描而能够使移动终端自动或智能地从一个小区到另一个小区越区切换多点会话。因此，需要一种使移动终端能够根据会话信息的资源库进行智能信道选择的方法和系统。
发明内容
本发明提供一种在无线网络中执行多点会话越区切换的方法。移动终端接收公布存在多点会话的逻辑映射消息。该终端加入所述会话，并且在接收消息的同时接收更新的有关同一和邻近小区中的多点会话内容的逻辑映射。当当前小区的信号衰落或丢失时，或者当发生任何其它预定情况时，使用逻辑映射选择新的物理或逻辑小区，以从中接收多点会话。
本发明的第一实施方案提供一种在无线网络中执行多点会话越区切换的方法、移动终端、以及计算机可读媒体。移动终端通过第一小区中的公告信道接收多点会话公告，其中多点会话公告包括用于第一和第二小区的多点会话信息。移动终端使用在多点会话公告中提供的多点会话信息调谐到第一小区中的多点会话。当多点会话度量条件满足时，例如当信号强度从可用信号强度衰落时，移动终端使用在多点会话公告中提供的多点会话信息调谐到第二小区广播的多点会话信号。
在本发明的其它实施方案中，多点会话公告可以包括一个或多个会话标识符、可以进行会话的小区列表、会话接入信息(频率、跳跃比率(hop rate)等)、以及会话标题。多点会话信息也可以包括用于每一个可以进行会话的小区的详细的链路级接入参数。
附图说明
图1示出根据本发明的实施方案的总体方法。
图2示出根据本发明的实施方案在其中能够执行越区切换的广播网络的一部分。
图3示出根据本发明的实施方案的会话公告消息的方框图。
图4示出根据本发明的实施方案的详细方法。
图5示出在图2中所示的广播网络的部分放大图。
图6示出根据本发明的实施方案的移动终端的方框图。
图7示出根据本发明的实施方案的计算机可读媒体的方框图。
具体实施方式
参照图1，在步骤101，终端用户将移动终端(例如，移动电话、PDA、或其它终端设备)调谐到数字广播数据发信者(bearer)可以定义为特定接入类型网络中的小区，如WLAN类型的小区HelsinkiAirportLounge。小区可以定义为用于移动终端的任意服务区域。在步骤103中，移动终端接收公布在小区中存在一个或多个多点会话的逻辑映射消息。广播服务可以是单向IP多点会话。但是，本领域的技术人员应该理解本发明也能够用在使用返回信道的双向多点会话中。在步骤105，移动终端加入会话，并且在步骤107中开始接收多点广播。
在接收广播的同时，移动终端周期地接收具有更新的关于水平或垂直邻近小区中的多点会话的信息的管理消息。水平小区是在相同网络类型中的小区，例如图2中的小区203、205。垂直小区是可选的覆盖相同地理区域的不同接入类型(例如DVB-T和GPRS)的小区。当移动终端移至当前小区的覆盖范围的边缘时，如果不采取措施接收将渐弱。因此，移动终端可以将接收切换至新小区的多点会话，以便继续接收广播。在步骤109中，当接收的当前发信者的信号变小时(例如，作为错误结果、渐弱等)，移动终端可以使用所搜集的逻辑映射来选择新的物理或逻辑小区(对于本领域的技术人员是公知的)，从中接收多点传送。在步骤111中，在选择新的物理或逻辑小区之后，移动终端加入该新小区的会话并开始接收多点传送。
本发明的方法是针对TCP/IP网络组，更具体地说，是针对诸如IGMP的公知IP多点传送技术进行描述的。但是，本领域的技术人员应该理解，本发明的方法和系统也适用于任何的数据网络协议。
上述方法也可以用在包括多个孤立的无线电接入系统的混合无线电网络中。该无线电接入系统可以独立地进行管理，或者它们之间也可以以某种方式相关联。例如，每一个广播网络可以仅广告(经由会话和映射公告)那些由该网络的小区广播的多点会话。但是，其它网络可以广告在该网络及其它网络中可用的多点会话。由此，该方法可以用在不同种类的无线电接入系统中，以便透明提供多媒体多点传送服务给终端用户。
如上所述，本发明的一个或多个实施方案可以提供包括会话、映射、拓扑、以及链路级参数信息的各种类型的管理公告。会话信息包括会话标题、主题、提供者、多点传送IP地址、以及其它会话特定信息。映射信息可以包括表示每一个会话可以由哪些小区接收的查询表、数据库、列表等。拓扑信息可以包括逻辑小区信息，例如映射逻辑小区到物理小区。链路级参数包括多点传送接收机需要的任何信息以连接到并从数字广播数据发信者接收多点会话。
在本发明的一个实施方案中，广播系统发送包括会话、映射、拓扑、以及链路级参数信息的单个管理公告。在另一实施方案中，系统可以广播四种类型的公告，一种管理公告用于一种类型的信息(例如，一种用于会话信息，一种用于映射信息，等等)。显然，其它系统也可以提供其它配置的管理公告(例如，两种公告、三种公告等)，以向每一个移动终端提供相同或类似的信息。可以适用或扩展的公知系统包括基于DVB-SL、SDP/SAP、以及XML方案的系统。在一个实施方案中，可以使用会话描述协议(SDP)(参见IETF RFC 2327)广播公告。但是，也可以采用能够中继会话信息的其它会话公告/服务公开协议。
在本发明的一个实施方案中，管理公告可以包括链路级信息，例如小区的物理参数(频率、MAC地址、时隙等)、以及移动终端可以用来连接到用户请求的会话的逻辑会话映射的描述。对于给定的多点传送IP会话，公告系统可以提供能够接收会话的那些物理和/或逻辑小区的列表，或者，公告系统可以提供在给定小区中支持的那些多点传送IP会话的列表、以及每一个会话的多点传送IP地址的列表。
图2示出由多个小区203-225构成的广播网络201。用户的移动终端227可以连接到并从网络中的任意一个小区203-225，例如小区203接收信息。移动终端227可以经由逻辑公告信道229从广播网络201接收管理公告。逻辑公告信道可以预先定义，或者也可以是动态配置的IP多点传送地址。代表移动终端227的可能路径的路231穿过广播网络201。
在本发明的一个实施方案中，移动终端227是GSM移动终端，网络201是GSM无线通信网络。但是，本领域的技术人员应该理解，也可以使用其它无线系统，例如DVB、DVB-T、CDMA、GPRS、DECT、UMTS、WLAN等等。在一些实施方案中，也可以使用混合系统，例如DVB-T单向广播系统与GSM无线网络结合，用于接收上游消息和来自移动终端的请求。
在一个实施方案中，移动终端通过逻辑公告信道229接收的信息可以包括特定SDP公告形式的会话信息，例如图3所示。每一个SDP公告301可以包括会话标识符303、会话信息305、以及会话小区映射307。会话标识符303可以是识别特定会话公告301所指的会话的标识符。在一个优选实施例中，会话标识符303对于相同的多点会话跨越的小区保持为恒定。也就是说，广播相同的多点传送的每一个小区对于该多点传送使用相同的会话标识符。会话信息305也可以存储关于每一个会话的元数据，例如会话标题、多点传送IP地址、主题、广播频率、以及时间持续/限制。在一些实施方案中，会话信息305也可以包括链路级接入参数，移动终端用以建立特定小区中的连接以便接收该会话。会话小区映射307表示在其中可以使用具有特定会话标识符的会话的那些小区。在本发明的一个实施方案(未示出)中，用于在其中广播会话的每一个小区的链路级接入参数包括在会话小区映射信息307中，而不是包括在会话信息305中。
在一个实施方案中，SDP公告301可以包含下述信息：
会话标识符：S1
会话信息：  标题＝交通信息
            多点传送IP地址：1.2.3.4
            频率＝234.1MHz
会话小区映射：203，205，213，215，223，225
由此，终端227可以接收表示在与路231经过的小区相应的小区203、205、213、215、223、225中会话S1在234.1MHz上正在广播交通信息的SDP公告301。使用在会话和映射公告中广播的信息，移动终端227可以调谐并接收关于交通信息的广播。或者，可以使用CDMA码或其它足以调谐到通信信道的调制参数进行所述广播，来替代提供特定的频率。
现在参照图4和图5。图4示出用于执行从一个小区到另一个小区的多点广播越区切换的详细方法，而图5示出广播网络201的部分放大图。
在步骤401中，当在位置501移动终端227进入路231上的第一小区213(向位置507移动)时，移动终端227调谐到第一小区213中的逻辑公告信道。虽然图4示出单个的逻辑公告信道，但是本领域的普通技术人员应该理解，该信道可以横越数个物理媒体。例如，一个终端可以从两个WLAN小区上的两个逻辑信道和单个DVB-T小区上的三个逻辑信道构建其逻辑公告信道。
在步骤403中，移动终端227开始接收包含会话、映射、拓扑、以及链路级参数信息的一种或多种类型的管理公告。在步骤405，移动终端227接收用于一个广播的具有会话标识符“S1”和相关的会话信息及会话小区映射的特定公告。每一个公告也可以包括第一小区213的详细链路级接入参数、以及可选地包括在其中会话是可行的其它小区的详细链路级接入参数。
在本发明的一个实施方案中，包括在管理公告中的多个小区信息由中心服务器协调。也就是说，中心服务器指令每一个小区有关其它小区的包括在管理公告中的信息。在本发明的另一个实施方案中，每一个小区可以通过收听其它小区的管理公告得知其它小区的信息。然后根据指定的规则(例如，仅邻近小区、100km内的所有小区，并且其中当前小区具有至少一个公共的多点会话，等等)通过智能代理、预先编程可以自动进行在该特定小区中重新广播的那个小区的信息的选择，或者可以通过网络管理者手动进行。在另一个实施方案中，每一个小区可以知道从网络中广播哪个小区的信息，例如，每一个多点传送提供者决定在哪些小区中应该广播多点传送信息。
在收到第一小区的链路级接入参数时，移动终端227可以在步骤407中重新调谐以接收具有会话标识符“S1”的多点广播，并在步骤409加入第一小区213中用于会话S1的多点传送组。由于移动终端227可能没有到第一小区213的上行链路(例如，在单向多点传送中)，所以任何加入多点会话的请求可以由移动终端的操作系统和/或IP堆栈登记，并且有可能不发送IGMP加入消息。在加入多点传送组之后，在步骤411中，移动终端227接收第一小区213中指向(address to)用于会话S1的多点传送组的数据报。当移动终端227在路231上穿过小区213移向位置503时，在步骤413移动终端227可以通过逻辑公告信道继续接收来自第一小区213的公告。在步骤415中，移动终端227接收包括用于第二小区的链路级接入参数的特定公告。
在步骤417，当移动终端227从第一小区213转移到第二小区215时，例如，当移动终端227从点503运动到点505时，第一小区的接收可能会衰落，从而移动终端227不能再从第一小区213接收广播。当第一小区213的广播衰落(或者由于发送器故障、干扰等而丢失)时，移动终端227可以在步骤419中查询所存储的用于第二小区215的链路级接入参数，并在步骤421调谐到第二小区215。在调谐到第二小区215之后，移动终端227在步骤423可以加入第二小区215中用于会话S1的多点传送组。一旦加入多点传送组，移动终端227在步骤425就接收第二小区215中指向用于会话S1的多点传送组的数据报。在步骤425之后，完成越区切换。但是，如果或者当移动终端227从第二小区215移到另一个可用会话S1的小区时，处理可以返回步骤413。
本领域的技术人员应该理解，一个或多个以上所述的步骤是可选的。例如，对于DVB-T广播，步骤407可以通过移动终端227重新调谐到不同的MAC地址或PID来执行。但是，其它广播系统可能不执行步骤407。应该指出的是，移动终端227可以调谐到小区的多点会话广播，即使该小区的广播对于移动终端来说不是当前可用的最强的一个。
上面的方法描述了使用信号强度和衰落信号强度作为度量以启动越区切换处理(步骤417)的实施方案。但是，本领域的技术人员应该理解，本发明的实施方案也可用使用其它度量或者其组合用以启动步骤417中的越区切换。可替换度量的实例包括网络中终端的历史经历、信噪比、网络容量、费用、用户喜好、用户输入请求、以及服务质量(例如，在一个小区中100kbps的真实视频，在另一个小区中的3MbpsMPEG2)等等。
图6示出可用于一个或多个本发明的实施方案的移动终端的方框图。移动终端601可以包括处理器602、收发器603、调谐电路605、以及存储器607。存储器607可以存储会话和映射信息609。收发器603可由移动终端使用以便与小区进行无线通信，接收多点会话和映射公告。根据存储在存储器607中的会话和映射信息609，调谐电路605将收发器603调谐到与期望的小区对应的期望信道，以便接收多点会话。更具体地说，调谐电路605可以指示收发器603调谐到当前小区的期望信道，例如逻辑公告信道和/或会话多点广播信道。本领域的接收人员应该理解，两个或多个上面描述的组件可以合并成一个单个的组件，并且任何一个上面描述的组件或者其组合都可以通过软件、硬件、或者二者相结合来实现。
本发明的方法可以体现为计算机可读指令，存储在计算机可读媒体上，例如软盘、CD-ROM、DVD盘、可移去的存储设备、硬盘、系统存储器、或者其它数据存储媒体。图7示出根据一个或多个上述实施方案可以使用的计算机可读媒体701的方框图。计算机可读媒体701存储计算机可执行的组件或软件模块703-713。可以使用更多或者更少的软件模块。每一个组件可以是可执行的程序、例程、功能块、数据链接库、配置文件、数据库、图形图像、二进制数据文件、文本数据文件、对象文件、源代码，等等。当一个或多个计算机处理器执行一个或多个软件模块时，根据本发明的原理，所述软件模块相互作用以使一个或多个计算机系统运行。
本发明的方法和系统可以用于各种数据消息发送应用中，包括调度的音频/视频、媒体发行、文件发行和高速缓存、公告、监视、多媒体会议、同步源发行、并发处理、协作、远程教学、聊天组、分布式交互仿真、多玩家游戏、摇滚爵士音乐即席演奏会、资源探索、数据搜集、拍卖、轮检、自动唱片点唱服务、以及账目服务，所有这些在本领域都是公知的(参见IETF RFC 3170)。本领域的技术人员应该理解，这里讲述的原理适用于执行无线网络中任何应用(单点传送和多点传送)的越区切换。
此外，尽管上述示例针对的是单向多点传送系统，但是本领域的技术人员应该理解，上述方法和系统也可以用在双向多点传送系统中。也就是说，移动终端可以是到其它移动终端的多点广播会话的发信方。或者，移动终端可以提供反馈或咻咻(ping)消息给无线通信网络201(图2)，从中网络201能够确定移动终端的信号强度。在此种实施方案中，可以由网络在中心位置或地面站或每一个小区中的接入路由器进行越区切换决策。
尽管上面的示例结合无线系统描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，本发明也可以使用固定、有线、静止、无线、徒步、便携、车载、和/或移动网络，以及其它类型的网络，包括任何上述网络的混合组合网络来实施。此外，上述发明描述了数个接入系统，例如能够用来传输多点传送数据的WLAN、DVB、DAB等。本领域的技术人员应该理解，本发明的实施方案也可以使用其它类型的系统，包括但不仅限于UMTS、GPRS、DVB-T、DVB-S、以及DVB-C、ATSC(高级电视标准委员会)、ISDB-T、PSTN(公用电话交换网)、ISDN(集成服务数字网)、xDSL(数字用户线族，ADSL(不对称DSL)、VDSL、HDSL)，WLAN、蓝牙、以及HyperLAN2。本领域的技术人员应该理解，哪些支持双向信道，哪些支持单向信道，以及哪些二者都支持。
尽管上述发明概述了从一个小区到第二小区的越区切换，但是本领域的技术人员也应该理解，终端可以在许多小区中同时地激活(接收所有小区中的数据)，或者也可以同时地提醒其它小区(与其位于相同的地理位置)从中其不能有效接收数据。由此可能在两个或多个这些小区中执行越区切换。例如，当从10Mbps DVB-T小区移动到100KbpsUMTS小区时，移动终端可能需要在位于相同地理位置的两个UMTS小区中激活，以便保持相同的服务或对话。此外，本领域的技术人员应该理解，越区切换可以是水平的(在类似小区之间，例如GSM到GSM)、或者是垂直的(在不相似的小区之间，例如DVB-T到GSM)，或者，多小区越区切换可能涉及水平和垂直越区切换的组合(例如，DVB-T小区1到GSM小区2和DVB-T小区3)。
尽管上述发明以通用术语描述了多点传送加入，但是本领域的普通技术人员应该理解，多点传送加入可以采用多种实施方案，包括但不限于“本地设备加入”(例如，UDP套接字对终端IP堆栈开放)、“本地系统加入”(例如，终端指令独立的网络网关设备(例如，调制解调器)以滤过该设备)、以及“网络加入”(例如，终端发送IGMP加入给网络路由器)。由此可以为不同的情形优化不同的实施方案。例如，当低开销的基于数据包的返回信道可用时，可以使用“网络加入”；而在没有有效返回信道的手持机中可以使用“本地设备加入”。
虽然上述发明以通用术语描述了调谐和重新调谐，但是本领域的技术人员应该理解，存在该功能性的多种实施方案。这些实施方案包括但不限于调谐到不同的频率(物理调谐)和过滤不同的数据流(即，逻辑调谐，例如，改变DVB传送流中的成分(由PID标识))。也应该理解，可以在不同的逻辑信道上实施不同的逻辑小区。例如，两个DVB成分可以代表独立的逻辑小区，并由此可以在它们之间启动越区切换。具体有用的实施方案是，其中物理小区具有宽带宽(例如48Mbps DVB-S异频收发机)，可以为容量有限的终端(例如，仅能够过滤最多8个PID，在每一个PID上仅能够吞吐8Mbps等等)划分成多个逻辑小区。
虽然结合包括目前为实施本发明的优选模式的具体示例描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，存在落入所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的、上面描述的系统和技术的各种变化和组合。

Claims (25)

1.一种用于执行多点会话越区切换的方法，包括步骤：
(i)在第一小区中从对应于第一小区的基站接收用于包括第一小区和第二小区的多个小区的广播消息通信多点会话信息；
(ii)使用所接收的多点会话信息调谐到第一小区中的多点会话；
(iii)当预定条件发生时，使用所接收的多点会话信息调谐到第二小区中的多点会话。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(i)中，多点会话信息包括会话标识符和在其中多点会话是可行的小区的列表。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(i)中，多点会话信息包括频率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(i)中，多点会话信息包括会话标题。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预定条件包括信号强度衰落。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预定条件包括接收预定的用户输入。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(ii)和步骤(iii)包括接收数字视频地面广播(DVB-T)多点会话。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(ii)和步骤(iii)包括接收UMTS多点会话。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(i)中，多点会话信息包括与第一和第二小区相对应的链路级接入参数；
其中，步骤(ii)和步骤(iii)包括使用所述链路级接入参数调谐到每一个小区中的多点会话。
10.如权利要求1所述的方法，还包括步骤，加入第一小区中的IP多点传送组。
11.如权利要求1所述的方法，还包括步骤，在调谐到第一小区中的多点会话时，周期地接收多点会话公告。
12.一种移动终端，包括：
处理器；以及
接收器模块，从对应于第一小区的基站接收用于包括第一小区和第二小区的多个小区的广播消息通信多点会话信息；以及
调谐器模块，使用所接收的多点会话信息调谐到第一小区中的多点会话，其中当预定条件发生时，所述调谐器模块使用所接收的多点会话信息调谐到第二小区中的多点会话。
13.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，多点会话信息包括会话标识符和在其中多点会话是可行的小区的列表。
14.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，多点会话信息包括频率。
15.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，多点会话信息包括会话标题。
16.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，多点会话是数字视频地面广播(DVB-T)多点会话。
17.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，多点会话是接收UMTS多点会话。
18.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，多点会话信息包括与第一和第二小区相对应的链路级接入参数；
其中，调谐器模块使用所述链路级接入参数调谐到每一个小区中的多点会话。
19.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，移动终端还加入第一小区中的IP多点传送组。
20.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，调谐器模块在调谐到第一小区中的多点会话时，接收器模块周期地接收多点会话公告。
21.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，预定条件包括信号强度衰落。
22.如权利要求12所述的移动终端，其特征在于，预定条件包括接收预定的用户输入。
23.一种用于执行多点会话越区切换的方法，包括步骤：
(i)调谐到逻辑公告信道；
(ii)接收与多点会话相对应的会话公告，所述会话公告包括映射多个小区的每一个中的链路级接入参数到多点会话的信息；
(iii)使用所接收的第一小区的链路级接入参数，接收第一小区中的多点会话；以及
(iv)当第一小区中的多点会话的接收从第一信号强度改变时，使用包含在会话公告中的链路级接入参数接收第二小区中的多点会话。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤(iii)和步骤(iv)包括调谐到数字视频地面广播(DVB-T)多点会话。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤(iii)和步骤(iv)包括调谐到UMTS多点会话。
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