CN1415177A - 在网络中提供移动性的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提供网络中实体透明移动性的新颖方法和装置。本发明允许与对等实体之间有通信通路的给定实体从一个位置移动到另一位置，而不将该移动通知对等实体，且不破坏通信通路。本发明可应用于使用IP协议的分散网络，尤其适用于期望移动性机构不引入等待时间且不减小网络有效带宽的网络。在本发明中，与其它移动性模型相比，不增加等待时间也不增加带宽使用。此外，本发明使用来自各种平台上多个设备制造商的标准协议。因此，本发明为需要支持其网络中透明移动性的网络供应商提供了成本非常低的模型。

Description

在网络中提供移动性的方法和装置
发明背景
I.发明领域
本发明涉及电信系统中的移动性。尤其，本发明涉及在电信系统的服务网中从一个位置到另一位置透明地重新定位锚点的方法和装置。
II.相关技术的描述
在美国专利申请序号09/158,047题为“DISTRIBUTED INFRASTRUCTURE FORWIRELESS DATA COMMUNICATIONS”的申请中揭示了无线电信系统中分散服务网的使用，该申请由本发明的申请人提出申请，并通过引用结合于此。上述申请讨论了电信分散服务网，其中不是有单个控制点，而是有分散在电信系统服务网中的多个控制点。
因特网工程特别工作组(IETF)是建立大部分因特网协议(IP)有关标准的标准实体。IETF建立的许多标准称为RFC。RFC是“征求意见稿”的缩写。
IETF使最短开放通道优先(OSPF)标准化，以部分解决一个或多个路由器发生故障的网络中分组的路由，以此增强网络的可靠性。以获取节点A到节点B的最短路径的方式，设计在任何给定时刻工作的所有路由器的OSPF。此外，设计OSPF，使得如果从节点A到节点B存在多个等效路由，则可以选择其中任何一个等效路由。适当地利用OSPF，具有等效路由的网络可以实现路由器的负载平衡。OSPF在路由器的许多制造和模型中可用，并在IETF RFC 2328中有描述，通过引用结合于此。
移动IP存在于许多IETF标准中，使含IP地址的装置能在一个或多个网络中移动。RFC 2002“IP移动性支持”标准针对IP移动性的问题，并使用术语为“移动IP”的解决方法，该标准通过引用结合于此。还存在几种其它移动IP相关标准，如RFC 2006、2041、2290、2344和2356，这些标准通过引用结合于此。想要支持移动性的局域网(LAN)系统管理员根据IETF标准使用移动IP。移动IP不仅支持LAN中的移动性，还支持广域网(WAN)中的移动性。
在分散电信网络中，所选的服务装置是可广泛利用的成品单元，它们的接口使用开放标准，而非限于单个供应商的专有协议。即使不是全部，也有许多服务装置被设计成对于每个有效会话与单个锚点通信。这意味着这种成品装置及其包含的协议不是被设计成用一个装置开始一个会话并用另一装置结束同一会话。对于各个会话，该限制导致非最佳路由。图8A和8B示出了这种非最佳路由的情况。所需要的是一种对于每个有效会话，服务装置的锚点可用重新定位的方法，而无需服务装置中的特定锚点重新定位支持。尤其，这种方法应该非常有效并稳健，使等待时间和带宽使用最小。
发明内容
本发明涉及在无需电信系统的服务网中提供实体透明移动性的新方法和装置。本发明提供网络中数据锚点的透明移动性，允许锚点从网络中的一个物理位置移动到网络中的另一物理位置。移动性的类型称为“透明”是因为与锚点通信的对等实体不接收表示锚点已移动的消息，对等实体也不需要执行任何特定功能，以保持与已从一个位置移动到另一位置的锚点的通信。换句话说，在锚点保持固定的会话中和锚点物理位置改变的会话中，与数据锚点通信的对等实体执行的任务没有不同。
本发明适用于期望有透明移动性的分散网络。本发明特别适用于期望移动性机构不引起等待时间也不减小网络可用带宽的网络。这种网络包括(但不限于)CDMA无线数据网络和GSM无线数据网络。
本发明的所有实施例都涉及处理无线电信系统服务网中移动性的新方法和装置。本发明的示例实施例具有广泛的适用性，它提供处理所有类型网络(包括公司和政府网络)中移动性的新方法。其它移动性的模式可要求用一集中网络管理锚点的移动性。此外，其它移动性模式可使用大量的可用带宽，并显著增加等待时间。本发明没有不利的等待时间，也没有带宽影响。此外，本发明使用从各种平台的多个设备制造商可广泛获得的标准协议。因此，本发明为期望支持其网络中透明移动性的网络供应者提供了成本非常低廉的模型。
本发明的示例实施例使用OSPF，以获得透明锚点移动性。本发明的另一实施例中使用移动IP，以提供无线电信系统服务网中的透明锚点移动性。OSPF用于本发明的示例实施例中，因为使用OSPF不会引入移动IP所引入的隧道开销，OSPF也不会引入移动IP中常用间接路由可能引起的等待时间。
附图概述
从以下的详细描述中，通过结合附图，本发明的特征、目的和优点将更加明显，附图中相同的标号到处都作相应的标识，其中：
图1是与无线电信分散服务网通信的接入终端的示例实施例的框图；
图2是无线电信系统的分散服务网示例实施例的功能框图；
图3是接入点示例实施例的功能框图；
图4是调制解调器组合控制器示例实施例的功能框图；
图5是调制解调器组合收发机示例实施例的功能框图；
图6A是从接入终端到因特网的数据通路示例实施例的网络图，其中接入终端与无线电信系统服务网的第一调制解调器组合收发机通信；
图6B是与图6A相关的数据通路的框图；
图7A是从接入终端到因特网的数据通路示例实施例的网络图；其中接入终端在无线电信系统服务网的第一和第二调制解调器组合收发机之间软越区切换；
图7B是与图7A相关的数据通路的框图；
图8A是从接入终端到因特网的数据通路示例实施例的网络图；其中接入终端与无线电信系统服务网的第二调制解调器组合收发机通信，本发明中锚点的转移已经发生；
图8B是与图8A相关的数据通路的框图；
图9是说明本发明锚点转移方法的示例实施例的流程图；
图10A是从接入终端到因特网的数据通路示例实施例的网络图；其中接入终端与无线电信系统服务网的第二调制解调器组合收发机通信，已使用了本发明的锚点转移方法；
图10B是与图10A相关的数据通路的框图；
图11是无线电信系统的分散服务网较佳实施例的功能框图。
较佳实施例的详细描述
图1是与无线电信分散服务网通信的接入终端的示例实施例的框图。接入终端110是可用于接入无线电信系统服务网120提供的一个或多个服务的无线终端，这些服务包括公共交换电话网(PSTN)和因特网服务。无线电信系统120，以及无线电信系统120连接的PSTN 122和因特网124将参考图2进一步描述。在示例实施例中，接入终端110能够通过使用无线电天线连接到无线电信系统服务网。接入终端110可以通过与一个或多个接入点通信，维持与无线电信系统服务网的通信链路，以下将参考图2和图3进一步描述。
图2是无线电信系统分散服务网的示例实施例的功能框图，下文中也称为网络120。接入终端110可以通过无线链路与网络120通信。
网络120包括多个接入点220，接入点可以与接入点110通信，以下将参考图3作进一步描述。此外，网络120还包括一个或多个路由器260，路由器将接入点220连接到服务装置270。服务装置270连接到PSTN 122和因特网124。虽然在图2中网络120连接到外部实体PSTN 122和因特网124，但是本发明不限于连接这些实体的网络。本领域熟练的技术人员知道其它的实体(如专用外部信息供应者或记费服务实体)也能连接到网络120。此外，可以不需要PSTN 122或因特网124连接到网络120。PSTN 122和因特网124放入图2中用于给出网络120可以连接的实体类型的示例。
PSTN 122表示公共交换电话网，全世界所有电路交换话音网络的集合。术语PSTN为电信领域熟练的技术人员所熟知。
因特网124表示公共因特网，一种横跨世界的计算机网络，个人、政府、公司和组织使用它以共享计算机和计算装置中的信息。术语因特网为电信领域熟练的技术人员所熟知。
H323网关271根据H.323标准提供H.323服务，因此提供标准化的网络多媒体通信。国际电信联盟开发了H.323标准，并在ITU-T建议H.323中有描述。H.323网关连接到PSTN 122和因特网124。相关领域熟练的技术人员将熟悉H323网关提供的服务。
NAS 272是网络接入服务器。NAS 272根据IETF因特网草案“Network AccessSerVer Requirement Next Generation(NASREQNG)NAS Model”提供分组数据服务。相关领域熟练的技术人员熟悉网络接入服务器提供的服务。
AAA服务器274提供验证、授权和计帐服务。RADIUS服务器是AAA服务器的一个实例，在IETF RFC 2138中有描述。相关领域熟练的技术人员熟悉AAA服务器提供的服务。
DHCP服务器276根据动态主机结构协议提供动态主机结构服务，该协议在IETF RFC 2131中有描述。相关领域熟练的技术人员熟悉DHCP服务器提供的服务。
DNS服务器278提供域名服务。Douglas E.Comer的“Internetworking withTCP/IP Volume I，Principles，Protocols，and Architecture”中描述了DNS。相关领域熟练的技术人员熟悉DNS服务器提供的服务。
以上所有的装置都是成品并使用标准、非专有协议。
虽然服务装置270的示例包含H323网关271、NAS 272、AAA服务器274、DHCP服务器276和DNS服务器278，但本发明不限于实际包含这些服务装置的网络。本领域熟练的技术人员可以理解其它装置(如Web网页服务器)可以是服务装置270中的服务装置之一。此外，不要求服务装置270中所示的任何或所有服务装置都存在。这些被选的装置用于给出服务装置270可包含的实体类型的实例。
网络120通过各种以太网连接和使用路由器260将接入点220和服务装置270连接在一起。路由器260是成品路由器，它使用内部处理将从一个物理接口接收到的分组发送到一个或多个其它的接口，以确定向哪个接口发送每个接收到的分组。路由器为本领域熟练的技术人员所熟知，并通常被称为其它名称，如网关或交换机。在本发明的示例实施例中，路由器260是成品路由器，它将从多个以太网传送机构280接收到的IP(因特网协议)分组发送到一个或多个所述的以太网传送机构280。在示例实施例中，路由器260支持OSPF路由协议。以太网在IEEE 802.3中被定义，是电气和电子工程师协会(IEEE)公布的一种标准。OSPF路由协议在IETF RFC 2328中有描述。OSPF路由协议允许在路由器之间发送标准消息，以更新其路由表，使得IP分组可以通过成本最低的数据通路传送(术语“成本”在IETF RFC 2328中有描述)。OSPF协议具有每个链路状态通告消息中发送的寿命字段。寿命字段指示接收路由器，链路状态通告应该保持有效多久。接收路由器使寿命与链路状态通告关联，该链路状态通告与链路状态通告中接收到的寿命字段一致。随着时间的流逝，接收路由器增加其路由的关联寿命。接收路由器将这些寿命与最大寿命比较。一旦与路由关联的寿命达到最大寿命，就删除该路由。在下文中，根据IETF RFC2328中的描述，最大寿命称为MaxAge。数据网络领域熟练的技术人员应该熟悉以太网、IP和OSPF。
虽然示例网络120通过以太网传送机构280上的IP连接到接入点220、路由器260和服务装置270，但是本发明不限于具有含以太网上IP的单一传送机构的网络。网络领域熟练的技术人员熟悉将IP分组从网络上一点传送到另一点的以太网传送机构280。本领域熟练的技术人员应该理解在另一实施例中，其它传送机构(如异步传送方式(ATM))也可用作网络120的全部或部分传送机构。虽然，在示例实施例中，网络120含被单个路由器260隔开的两个子网络，但是另一实施例可以包含两个或多个路由器，以连接两个或多个子网络。
图3是接入点示例实施例的功能框图。接入点220是网络120的一部分，它接收来自服务装置270的数据，产生数据包，并通过无线链路将它们发送到接入终端110。
接入点220包括单个MPC 320(将参考图4作进一步描述)和零个或多个MPT330，每个MPT都连接到天线，将参考图5作进一步描述。在示例实施例中，MPC 320和MPT 330都通过以太网传送机构340上的IP连接到路由器350。
虽然示例接入点220通过以太网传送机构340上的IP将MPC 320与MPT 330连接，但是本发明不限于这种传送机构。在另一实施例中，使用ATM传送机构。在又一实施例中，MPC 320、MPT 330和路由器350位于单个处理单元中，路由器通过处理器内部的存储器功能和信令接收来自这些逻辑存储器单元的分组。本领域熟练的技术人员应该理解几种其它的传送机构也是可用的。
图4是调制解调器组合控制器(MPC)320示例实施例的功能框图。MPC 320类似于基站控制器加上访问器位置寄存器(VLR)，这为无线电信领域熟练的技术人员所熟知。由于基站控制器控制无线电信系统集中服务网的某些功能，所以MPC 320执行示例分散网络中很多相同的功能。例如，MPC 320处理接入终端110的连接控制，还处理无线电链路协议(RLP)的实现。RLP提供了在远程站和无线电信系统之间传送数据流的装置。本领域熟练的技术人员知道用于TIA/EIA/IS-95B的RLP在题为“DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS：RADIO LINK PROTOCOLTYPE 2”的TIA/EIA/IS-707-A.8中有描述，该标准通过引用结合于此。MPC 320还处理分散网络和本发明中独特的多个过程，尤其涉及本发明。本发明的过程将参考图9作更详细的描述。
对于与给定MPC 320关联的每个有效因特网数据连接，MPC 320产生由一个或多个MPT 330发送的数据包，并将这些数据包传送到MPT 330。同样，当MPC 320接收来自一个或多个MPT 330的数据包时，它拆解数据包的有效负荷，并处理数据。MPC 320包含一个公共控制器(CC)420，和零个或多个专用控制器(DC)430。每个专用控制器430用作其连接的服务装置270的锚点。
每个MPC 320实例中实际存在一个CC 420。如图4所示，分配给CC 420两个唯一的IP地址，IPCCT和IPCCO。当与MPT 330通信时使用其中的一个IP地址IPCCT。当与网络120中MPT 330以外的实体通信时使用另一个IP地址IPCCO。
每当接入终端110和网络120之间的会话开始时，CC 420就动态地为DC 430分配资源。每个DC 430处理与其关联接入终端关联的数据包的产生和接收。每当接入终端110和网络120之间的会话结束时，CC 420就删除DC 430的实例。当DC430的实例被删除时，先前分配给该实例的资源被重新分配。如图所示，零个或多个DC 430中的大多数在任何给定时刻都可同时存在于MPC 320中。
每当CC 420为DC 430的一个实例分配资源时，该DC 430实例分配到两个唯一的IP地址，IPDCT和IPDCO。当与MPT 330通信时使用其中的一个IP地址IPDCT。当与网络120中MPT 330以外的实体(如NAS 272)通信时使用另一个IP地址IPDCO。在框430A、430B和430N中，字符“A”、“B”和“N”分别加入每个IP地址的下标中。在示例实施例中，这样做用于表示在MPC 320中存在多个DC 430实例的任何给定时间点，每个这样的实例具有其特有的唯一一对IP地址。
CC 420和DC 430通过IP传送机构440对内部路由器450发送和接收消息。在示例实施例中，IP传送机构440是存储器总线，IP分组通过它可以从一个程序移动到另一个程序，并到达接口卡。内部路由器450是网络接口卡，它通过IP传送机构440和外部传送机构340传送IP分组。本发明不限于该实施例。本领域熟练的技术人员应该理解还有其它实施例，如以太网可用于传送MPC 320和外部传送机构340中的IP分组。
图5是调制解调器组合收发机(MPT)330示例实施例的功能框图。MPT 330处理去向/来自接入终端110的数据包的发送和接收。在示例实施例中，MPT 330和接入终端110之间的通信使用可变速率扩频技术，该技术在1997年11月3日提交的题为“Method and Apparatus for High Rate Packet Date Transmission”的美国专利申请序号08/963,286中有描述，该申请转让给了本发明的受让人，并通过引用结合于此。MPT 330包含一个公共收发机(CT)520和零个或多个专用收发机(DT)530，其中的每一个都能执行扩频调制和解调，用于与一个或多个接入终端通信。
在示例实施例中，每个MPT 330实例中实际存在一个CT 520。如图5所示，分配给CT 520唯一的IP地址，IPCT，与网络120中存在的实体通信。
每当期望打开接入终端110和MPT 330之间的专用通信链路时，CT 520动态地产生DT 530的实例。每个DT 530处理与专用通信链路关联的数据包对接入终端110的发送/接收。每当期望关闭接入终端110和MPT 330之间的专用通信链路时，CT 520删除DT 530的实例。如图5所示，零个或多个DT 530中的大多数在任何给定时刻都可同时存在于MPT 330中。
每个DT 530实例分配到其特有的唯一IP地址IPDT，用于与网络120中存在的实体通信。在框530A、530B和530N中，字符“A”、“B”和“N”分别加入每个IP地址的下标中。在示例实施例中，这样做用于表示在MPT 330中存在多个DT530实例的任何给定时间点，每个这样的实例具有其特有的唯一IP地址。换句话说，分配给每个MPT 330进发实例的IP地址不同。
CT 520和DT 530通过IP传送机构540对内部路由器550发送和接收消息。在示例实施例中，IP传送机构540是存储器总线，IP分组通过它可以从一个进程移动到另一个进程，并到达接口卡。内部路由器550是网络接口卡，它通过IP传送机构540和以太网340传送IP分组。本发明不限于该实施例。本领域熟练的技术人员应该理解还有其它实施例，如ATM可用于传送MPT 330和外部传送机构340中的IP分组。
此外，收发机CT 520和DT 530能够通过使用公共天线对接入终端发射和接收数据，如图所示。在另一实施例中，收发机CT 520和DT 530能够通过使用两个或多个天线中的多个发射和/或接收数据。
图6A是说明用于因特网数据连接的实体的网络图，其中接入终端110具有以单个接入点220为开口的无线数据通信信道。在图6A中，应用了以下标号。
在示例因特网数据连接中，接入终端110通过将PPP分组或其部分嵌入遵循无线协议的无线分组中，发射并接收嵌入PPP分组中的IP分组。
接入点220A中示出的实体只是因特网数据连接的数据通路部分的实体。例如，虽然只示出了单个MPT，MPT 330AA，但是接入点220中可以存在其它MPT 330，它们不是所述因特网数据连接的组成部分。DC 430AA具有其关联的IP地址IPDCOAA，用于与NAS 272通信，DC 430AA还具有IP地址IPDCTAA，用于与一个或多个MPT 330实例通信。MPT 330AA是MPT 330的实例，如以上参考图3和图5所述的。
通过无线传送机构610在MPT 330AA和接入终端110之间发送无线协议分组。
图6B示出了遵循图6A所示数据通路的因特网数据连接的示例数据流。在前向链路中，具有与接入终端110关联的目标IP地址的IP分组通过以太网传送机构280E从因特网124移动到NAS 272。在NAS 272中，将分组封装在PPP分组中，再将PPP分组封装在L2TP分组中，L2TP分组具有与MPC 320A中的DC 430AA关联的目标IP地址(IPDCOAA)。L2TP为网络领域熟练的技术人员所熟知，并在IETF RFC2661中有描述。通过以太网传送机构280D将L2TP分组发送到路由器260。路由器260通过以太网传送机构280C将该L2TP分组发送到路由器350A。然后，路由器350A通过以太网传送机构340A将该L2TP分组发送到其目标DC 430AA。MPC 320A中的DC 430AA接收L2TP分组，并将嵌入的PPP帧拆解。然后DC 430AA将PPP帧封装成一个或多个无线协议数据包，再进一步封装成具有与MPT 330AA关联的目标地址的IP分组。然后，通过以太网链路340A将这些IP分组发送到MPT 330AA。MPT 330AA将IP分组拆解成无线协议数据包，并通过无线传送机构610将这些数据包发送到接入终端110。
本领域熟练的技术人员能容易地理解要用相反通路用于分组在反向链路方向上的移动。本领域熟练的技术人员还能容易地理解存在各种链路层协议，可以代替PPP和L2TP。
图7A是说明用于因特网数据连接的实体的网络图，其中接入终端110具有以两个接入点220为开口的无线数据通信信道。尤其，图7A说明了如果接入终端110先如图6A连接，之后接入终端110软越区切换到接入点220B，这时可使用的网络实体。在图7A中，所有相同的标号具有与图6A中相同的含义，除了以下一个例外。
图6A中不存在接入点220B。接入点220B中示出的实体只是上述因特网数据连接的数据通路部分的实体。通过传送机构610在MPT 330BA和接入终端110之间发送无线协议分组。虽然，MPT 330BA与MPT 330AA不同，但是由于接入终端110从这些MPT 330接收集合信号，所以可看成单个传送机构610。
图7B示出了遵循图7A所示数据通路的因特网数据连接的示例数据流。在前向链路中，具有与接入终端110关联的目标IP地址的IP分组通过以太网传送机构280E从因特网124移动到NAS 272。在NAS 272中，将分组封装入PPP分组中，再将PPP分组封装成L2TP分组，L2TP分组具有与位于MPC 320A中的DC 430AA关联的目标IP地址(IPDCOAA)。通过以太网传送机构280D将L2TP分组发送到路由器260。路由器260通过以太网传送机构280C将该L2TP分组发送到路由器350A。然后，路由器350A通过以太网传送机构340A将该L2TP分组发送到其目标DC430AA。MPC 320A中的DC 430AA接收L2TP分组，并将嵌入PPP帧拆解。然后DC 430AA将PPP帧封装成一个或多个无线协议数据包，再进一步封装成具有与MPT 330AA和MPT 330BA关联的目标地址的IP分组。
MPT 330AA通过以太网传送机构340A接收与MPT 330AA关联的IP地址指定的分组。MPT 330AA将IP分组拆解成无线协议数据包，并在IP分组指定的时刻通过无线传送机构610将无线协议数据包发送到接入终端110。
路由器350A通过以太网传送机构340A接收与MPT 330BA关联的IP地址指定的分组。路由器350A通过以太网传送机构280C将这些IP分组发送到路由器350B。路由器350B通过以太网传送机构340B将这些IP分组发送到其目标MPT330BA。MPT 330BA将IP分组拆解成无线协议数据包，并在IP分组指定的时刻通过无线传送机构610将无线协议数据包发送到接入终端110。
在一个实施例中，IP分组中的时间标记使得通过链路610同时从MPT 330AA和MPT 330BA发送相同的因特网有效负荷。
本领域熟练的技术人员能容易地理解要用相反通路用于分组在反向链路方向上的移动。
图8A是说明用于因特网数据连接中前向和反向链路数据流的实体的网络图，其中具有一个例外(MPC 320B)，接入终端110具有以单个接入点220B为开口的无线数据通信信道，但是其中接入点220B接收到的数据包被发送到另一个接入点220A中的MPC 320A。尤其，图8A说明了如果接入终端110先前如图7A连接，之后接入终端110和接入点220A之间的链路被终止，这时可使用的网络实体。换句话说，图8A可表示与给定因特网数据连接关联的实体，只是在接入终端110完成了软越区切换之后。或者，图8A说明了如果接入终端110先前如图7A连接，之后软越区切换到接入点220B中的MPT 330B，这时可使用的网络实体。在图8A中，所有相同的标号具有与图7A中相同的含义。
图8A中示出了一个实体，即上述的例外MPC 320B，它不用于所述因特网数据连接的前向和反向链路数据流。该实体MPC 320B是MPC 320的一个实例，如以上图3和图4所述。将参考图9和图10进一步描述MPC 320B的使用。
图8B示出了遵循图8A所示数据通路的因特网数据连接的示例数据流。在前向链路中，具有与接入终端110关联的目标IP地址的IP分组通过以太网传送机构280E从因特网124移动到NAS 272。在NAS 272中，将分组封装PPP分组中，再将PPP分组封装成L2TP分组中，L2TP分组具有与MPC 320A中的DC 430AA关联的目标IP地址(IPDCOAA)。通过以太网传送机构280D将L2TP分组发送到路由器260。路由器260通过以太网传送机构280C将该L2TP分组发送到路由器350A。然后，路由器350A通过以太网传送机构340A将该L2TP分组发送到其目标DC430AA。位于MPC 320A中的DC 430AA接收L2TP分组，并将嵌入PPP帧拆解。然后DC 430AA将PPP帧封装成一个或多个无线协议数据包，再进一步封装成具有与MPT 330BA关联的目标地址的IP分组。
路由器350A通过以太网传送机构340A接收与MPT 330BA关联的IP地址指定的分组。路由器350A通过以太网传送机构280C将这些IP分组转发到路由器350B。路由器350B通过以太网传送机构340B将这些IP分组转发到其目标MPT330BA。MPT 330BA将IP分组拆解成无线协议数据包，并通过无线传送机构610将无线协议数据包发送到接入终端110。
本领域熟练的技术人员能容易地理解要用相反通路用于分组在反向链路方向上的移动。
图9是说明本发明锚点转移方法的示例实施例的流程图。该方法表示网络中某一位置处存在的实体移动到网络中另一位置的装置，其中该方法导致非常有效地使用网络带宽。
值得注意的是在到达框1000时，MPC 320A能够以名义上较高的成本将分组发送到IPDCOAA。该成本虽然名义上较高，但它是与网络120中分组向IP地址IPDCOAA传递关联的最低成本路由。
在框1000中，第一MPC 320确定它的一个DC 430应该移动到网络中的第二MPC 320。在本发明的示例实施例中，当在因特网数据连接中，使用一个接入点220的DC 430资源，而所述DC 430未与同一接入点220中的任何MPT 330通信时应做出这种决定。图8A和8B提供了期望实现本发明方法的情况下网络示例实施例的图示。图10A和10B提供了立刻接着使用本发明方法的情况下网络示例实施例的图示。
为了简明起见，下文中尽可能参考图8A、8B、10A和10B中所示实体描述图9。然而，本领域熟练的技术人员将理解本发明不限于这些图中的特定实体或网络构造。参考图8A，在框1000中，MPC 320作出决定将DC 430AA从MPC 320A移动到MPC 320B。然后，进程移动到框1010。
在框1010中，MPC 320A将消息发送到MPC 320B。该消息包含请求MPC 320B开始建立DC 430，DC 430包含网络接口相关信息，如NAS通信信息，等价于DC430AA。在示例实施例中，该消息包含与DC 430AA关联的L2TP隧道状态信息，如它的IP地址IPDCOAA和其L2TP会话的隧道ID。然后，进程移动到框1020。
在框1020中，MPC 320B接收框1010中所指的消息。根据消息请求，MPC 320B为新的DC 430分配资源。新的DC 430被初始化成上述消息中接收到的L2TP隧道值。虽然产生并初始化了MPC 320B中的新DC 430，但在该点处它不用于因特网数据连接。然后，进程移动到框1030。
在框1030中，MPC 320B将消息发送到其本地路由器，路由器350B，并声明MPC 320B能以名义上较低的成本将分组发送到IPDCOAA。在示例实施例中，该消息是OSPF链路状态通告(LSA)。在一个实施例中，发送的消息是IP广播或组播消息，因此允许多个本地路由器接收消息。该消息中通告的名义上较低的路由成本低于当前与MPC 320A关联的名义上较高的路由成本。当网络中的所有路由器都能OSPF时，对于具有目标地址IPDCOAA的分组，该新的较低成本路由将通过网络120中的路由器传播。因此，在将来的某些时刻，在路由信息传播之后，路由器开始将具有目标地址IPDCOAA的分组发送到MPC 320B。然后，进程移动到框1040。
在框1040中，MPC 320B设置第一计时器。将计时器设置成框1030中所述较低成本路由通过网络120传播所用的最大时间值。然后，进程移动到框1060。
本发明的方法使得进程不移动到框1070，直到确信低成本路由的传播已经发生。从框1060表示的步骤中可获得确信。在框1060中，MPC 320B检查所述第一计时器是否已期满，或者MPC 320B是否已接收到指定给IPDCOAA的分组。如果两者都未发生，那么进程回到框1060，再次执行相同的检查。在框1060中，如果所述第一计时器已期满或MPC 320B已接收到指定给IPDCOAA的分组，那么进程移动到框1070。
在框1070中，MPC 320B将消息发送到MPC 320A。该消息包含请求MPC 320A完成将DC 430AA传递到MPC 320B。
在框1080中，MPC 320A接收上述消息。作为响应，MPC 320A将消息发送到其本地路由器，声明具有IP目标地址IPDCOAA的分组和具有IP目标地址IPDCTAA的分组不再发送到MPC 320A。在示例实施例中，该消息是OSPF LSA。在一个实施例中，发送的消息是IP广播消息，因此允许多个本地路由器接收消息。当网络120中的所有路由器都能OSPF时，MPC 320A不再作为具有DC 430AA关联目标地址的分组的路由器，该事实通过网络120中的路由器传播。因此，在将来的某些时刻，在路由信息传播之后，路由器不再象试图将分组发送到DC 430AA时所用的路由器一样与MPC 320A关联。然后进程移动到框1090。
在框1090中，MPC 320将消息发送到MPC 320B。该消息包含收发机(如MPT)通信信息，如IPDCTAA和MPT 330BA的IP地址。还可以包括对将DC 430AA从MPC 320A传递到320B有用的附加信息。在一个实施例中，RLP状态信息包含在该消息中，在另一实施例中，无线协议层2的状态信息包含在该消息中。然后，进程移动到框1100。层2是电信系统层，它提供信令消息的正确发射和接收，包括部分复制检测。这为本领域熟练的技术人员所熟知，并在题为“MOBILE STATION-BASE STATIONCOMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULARSYSTEMS”的电信I业协会TIA/EIA/IS-95-B中有描述，该标准通过引用结合于此，以下称为IS-95-B。
在框1100中，MPC 320A重新分配与DC 430AA关联的所有资源。然后，进程移动到框1110。
在框1110中，MPC 320B接收上述框1090中MPC 320A已发射的消息。根据接收到的该消息，MPC 320B通过将新DC初始化成该消息中接收到的值，完成所述新DC的初始化(参考框1020中所描述的)。这时，在框1100所指的重新分配之前，MPC 320B中的所述新DC被构造成基本与MPC 320A中的DC 430AA相同。因此，虽然MPC 320B中的新DC物理上位于与MPC 320A中DC 430AA不同的位置，但是两个DC实质上是一个且相同。因此，在这一点上考虑到框1100中重新分配DC 430AA，并考虑到新DC实质上与重新分配的相同，因此MPC 320B中的新DC以下称为DC 430AA，并如图10A所示。然后，进程移动到框1120。
在框1120中，MPC 320B将消息发送到其本地路由器，路由器350B，声明MPC320B能以名义上较低的成本(该成本低于以上与该地址到MPC 320A的路由关联的成本)将分组发送到IPDCTAA。在示例实施例中，该消息是0SPF链路状态通告。当网络120中的所有路由器都能OSPF时，对于具有目标地址IPDCTAA的分组，该新的较低成本路由将通过网络120中的路由器传播。因此，在将来的某些时刻，在路由信息传播之后，路由器开始将具有目标地址IPDCTAA的分组发送到MPC 320B。由于所有这种分组源自MPT 330BA的事实和MPT 330BA与MPC 320B在同一子网络的事实，在所有可能情况下，该操作极快。网络领域熟练的技术人员熟知的术语无偿ARP是指未经请求的ARP的产生。在一个实施例中，MPC 320B将无偿ARP消息发送到其子网络中的所有其它部件，通知这些实体具有目标地址IPDCTAA的所有分组应该被发送到MPC 320B的以太网硬件地址。虽然并非必要，但是使用无偿ARP本身或结合OSPF消息能减小分组从MPT 330BA发送到MPC 320B的时间。然后，进程移动到框1130。
在框1130中，MPC 320B设置第二计时器。将计时器设置成框1120中所述较低成本路由通过网络120传播所用的最大时间值。在示例实施例中，该第二计时器被设置成与框1040中设置的第一计时器相同的值。然后，进程移动到框1140。
本发明的方法使得进程不移动到框1150，直到确信上述低成本路由通过网络120的传播已经发生。从框1140表示的步骤中获得确信。在框1140中，MPC 320B检查第二计时器是否已期满，或者MPC 320B是否已接收到指定给IPDCTAA的分组。如果两者都未发生，那么进程回到框1140，再次执行相同的检查。在框1140中，如果所述第二计时器已期满或MPC 320B已接收到指定给IPDCTAA的分组，那么进程移动到框1150。
在框1150中，MPC 320B通过传送机构610将零个或多个消息发送到接入终端110。在示例实施例中，新初始化的DC 430AA不包含DC 430AA驻留在MPC 320A中时存在的RLP状态和无线层2状态。因此，在示例实施例中，DC 430AA将消息发送到接入终端110，请求接入终端110重置其RLP和无线层2层。在另一实施例中，DC 430AA包含DC 430AA驻留在MPC 320B中时所含的所有状态信息。在这种情况下，在框1150中无消息发送到接入终端110。然后，进程移动到框1160。
本发明的方法使得进程不移动到框1170，直到确信上述两个低成本路由通过网络120的传播已经发生。从框1160表示的步骤中获得确信。在框1160中，MPC 320B检查第二计时器是否已期满。在示例实施例中，第一计时器总是在第二计时器已期满时才期满。如果第二计时器未期满，那么进程返回框1160，再次执行这些相同的检查。在框1160中，如果第二计时器已期满，那么进程移动到框1170。在一个实施例中，框1140不存在，进程直接从框1150移动到框1170。在另一实施例中，框1160检查第一计时器是否期满，而非第二计时器。
在框1170中，MPC 320B将消息发送到其本地路由器，路由器350B，并声明MPC 320B能以名义上较高的成本将分组发送到IPDCOAA和IPDCTAA。在示例实施例中，该消息是OSPF链路状态通告(LSA)。在一个实施例中，发送的消息是IP广播消息，因此允许多个本地路由器接收消息。该消息中通告的路由成本名义上较高。当网络120中的所有路由器都能OSPF时，对于具有目标地址IPDCOAA和IPDCTAA的分组，该新的较高成本路由将通过网络120中的路由器传播。因此，在将来的某些时刻，在路由信息传播之后，路由器将用名义上较高的成本取代与将这些分组发送到MCP320B关联的名义上较低的成本。该步骤使网络120处于可再次使用本发明方法的状态，之后，将DC 430AA从MPC 320B移动到网络120中的另一MPC 320。然后，进程移动到框1180。
在框1180中，完成本发明方法的进程。本领域熟练的技术人员将理解图9提供了本发明方法的示例实施例的步骤顺序。本领域熟练的技术人员将理解可将一些步骤重新排序而不脱离本发明的范围和精神。
本发明方法的示例实施例是将含IP地址的实体从网络中一个位置移动到另一位置的新颖方法。该方法不仅对在无线电信系统分散服务网中透明地移动锚点是理想的，而且对于通过公司或校园网移动IP地址也是理想的。
在示例实施例中使用OSPF克服了使用移动IP的系统中可能遇到的一些缺点。
移动IP第一个缺点是IP分组容易经历非常间接的路由。例如，第一节点从其本地网络移动到第二节点已驻留的外部网络的情况。在这种情况下，如果第二节点将一个或多个分组发送到分配给第一节点的IP地址，那么所有这种分组都从外部网络发送到访问网络，然后通过隧道返回外部网络。使用这些间接路由引入了等待时间并导致比使用直接路由和不需要额外隧道的情况下更大的带宽。
移动IP的第二个缺点是移动IP加给每个分组的额外开销。在移动IP中，封装从本地代理发送到外部代理的分组，因此使用额外带宽支持该开销。
移动IP的第三个缺点是它缺乏内置冗余支持。用移动IP时，如果本地代理失效，那么访问外部网络的移动节点就不能接收分组，因为现有的移动IP标准没有解决通过本地代理冗余的问题。
本发明使用不经受上述任何缺点的新颖方法提供了网络中的移动性。因此，本发明在除了用作无线电信系统服务网之外的网络中也非常有效。存在多个其它的实施例，支持在各种网络中使用本发明的方法。在一个实施例中，含IP地址的实体，如膝上型计算机，经常发送含寿命字段的广播(或组播)链路状态通告，寿命字段略低于MaxAge值。这些链路状态通告包含与名义上的低恒定值相等的成本(度量)。因此，当实体从网络中的一个子网络移动到另一子网络时，其原先子网络上包含名义上较低度量的旧通告快速达到MaxAge并期满。并且在新子网络上，具有相同名义上较低度量的新通告快速建立，允许分组发送到新位置，而无需类似于移动IP的隧道协议。
这里本发明将OSPF用作通过网络移动实体的低成本标准化装置，与OSPF协议的原始发明比较这是一种新颖的用法。
在本发明的较窄范围内，存在允许锚点尤其在无线电信系统中移动的方法和其它实施例。其它实施例之一使用移动IP达到无线电信系统中锚点透明移动性的目标。在这种实施例中，每个DC 430与一个或多个本地代理中的大部分关联。在一个实施例中，参考图9描述的OSPF消息可用DC 430从系统的一部分移动到另一部分时发送到移动IP登录消息替代。
图10A是说明用于因特网数据连接的实体的网络图，其中在使用了参考图9所述的本发明方法之后，接入终端110具有以单个接入点220B为开口的无线数据通信信道。尤其，图10A说明了如果接入终端110先前如图8A连接，之后使用参考图9所述的本发明方法，这时可使用的网络实体。或者，图10A说明了如果接入终端110先前如图6A连接，之后软越区切换到接入点220，其中使用参考图9所述的本发明方法，这时可使用的网络实体。或者，图10A说明了如果接入终端110先前如图7A连接，之后软越区切换到接入点220，其中使用参考图9所述的本发明方法，这时可使用的网络实体。
在图10A中，所有相同的标号具有与图8A中相同的含义除了一个例外，如下所述。如参考图9所解释的，实际位于MPC 320B中的DC 430AA是实际位于MPC320A中的DC 430AA的复制品。虽然DC位于不同MPC中，因此使用不同的资源组合，且使用不同的标号，但是DC使用相同的标号430AA。这么做用于说明上述两个DC具有完全相同的属性，包括IP地址，并执行相同的功能，而不考虑其位置不同。
图10B示出了遵循图10A所示数据通路的因特网数据连接的示例数据流。在前向链路中，具有与接入终端110关联的目标IP地址的IP分组通过以太网传送机构280E从因特网124移动到NAS 272。在NAS 272中，将分组封装入PPP分组中，再将PPP分组封装成L2TP分组中，L2TP分组具有与重新分派给MPC 320B中的DC 430AA关联的目标IP地址(IPDCOAA)。通过以太网传送机构280D将L2TP分组发送到路由器260。路由器260通过以太网传送机构280C将该L2TP分组转发到路由器350B。然后，路由器350B通过以太网传送机构340B将该L2TP分组转发到其目标DC 430AA。MPC 320B中的DC 430AA接收L2TP分组，并将嵌入PPP帧拆解。然后DC 430AA将PPP帧封装成一个或多个无线协议数据包，再进一步封装成具有与MPT 330AA关联的目标地址的IP分组。然后，通过以太网链路340将IP分组发送到MPT 330AA。MPT 330AA将IP分组拆解成无线协议数据包，并通过无线传送机构610将无线协议数据包发送到接入终端110。
本领域熟练的技术人员能容易地理解要用相反通路用于分组在反向链路方向上的移动。
图11是无线电信系统分散服务网的较佳实施例的功能框图。该较佳实施例是图2所示示例实施例的另一实施例。如下所述，该较佳实施例与示例实施例不同。
在图11中，接入点220通过传送机构T1 1120与网络120中的外部装置通信。与图2对照，其中接入点220通过以太网280与网络120中的外部装置通信。本领域熟练的技术人员能容易地理解传送机构T1 1120是各种传送机构中的一种，如E1或微波，可用于连接接入点220。
在图11中，从一个接入点220A发送到另一接入点220N的分组必须首先通过一个或多个路由器260传播。如图所示，这是因为每个接入点在其自身的物理子网络上。与图2对照，其中可以通过单个传送机构直接将分组从一个接入点220发送到另一接入点220。如示例实施例所示，图2在示例实施例中是可能的，因为传送机构280连接所有接入点220。本领域熟练的技术人员能容易地理解在包含不止一个子网络的网络中，每个子网络不必限制于单个接入点220。换句话说，本领域熟练的技术人员能容易地理解一些子网络可以精确地包含一个接入点220，而其它可以包含不止一个接入点220。
本领域熟练的技术人员还能容易地理解网络120中的每个接入点无需使用相同的物理传送机构，与网络中的其它装置通信。例如，可以将网络120设计成使得一个接入点220D通过T1传送机构与路由器260通信，而另一接入点220E通过E1传送机构与路由器260通信，而另一接入点220F通过另一传送机构(如以太网)与路由器260通信。
最后，本领域熟练的技术人员能容易地理解这里所述的本发明方法能在网络120的所有实施例中起作用。在所有实施例中，参考图9描述的本发明的方法保持相同。这是因为本发明的方法具有充分的灵活性，使得它在各种网络构造中都有效。
提供了以上较佳实施例的描述，使本领域熟练的技术人员能够制造或使用本发明。这些实施例的各种改变对本领域熟练的技术人员是显而易见的，这里定义的一般原理无需创造性才能就可用于其它实施例。因此，本发明不限于这里所示的实施例，而是根据与这里所揭示原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (28)

1.在无线电信系统的分散服务网中的一种将锚点重新定位到多个实体的第二实体的方法，其中所述分散服务网包括多个实体，所述多个实体的第一实体包含锚点，所述分散服务网还包括多个路由器，所述分散服务网还包括用于为多个接入终端提供标准服务的多个服务装置，所述锚点与所述多个服务装置中的服务装置通信，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在所述第一实体和所述第二实体之间发送至少一个重新定位消息；
根据所述至少一个重新定位消息，从所述第一实体向所述第二实体复制所述锚点的一组组成成分；和
从所述多个实体的一个或多个实体发送一个或多个标准路由消息，其中所述标准路由消息指示所述多个路由器中的一个或多个路由器，应将含与所述锚点关联的目标地址的分组发送到所述第二实体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述第一实体将第一重新定位消息发送到所述第二实体；和
所述第一重新定位消息包含与所述服务装置通信的所述第一实体使用的组成成分信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述组成成分信息包含分配给所述锚点的第一IP(因特网协议)地址。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
所述第二实体接收所述第一重新定位消息；
所述第二实体分配资源，用于产生所述锚点的本地复制品；和
所述第二实体根据所述第一重新定位消息中包含的信息将所述资源初始化。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分散服务网包括第一发送实体，该方法还包括以下步骤：
形成一个或多个第一标准路由消息，它指示将具有所述第一IP地址的目标地址的IP分组发送到所述第二实体；和
将所述第一标准路由消息从所述第一发送实体发送到所述一个或多个路由器。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一发送实体是所述第二实体。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一标准路由消息是包含所述第一IP地址的成本的最短开放通道优先(OSPF)消息，该成本低于所述第一IP地址的所有其它当前通告路由的成本。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
根据从形成或发送所述第一标准路由消息起的第一时期的期满，所述第二实体发送第二重新定位消息。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
根据所述第二实体在所述第一时期的所述期满之前接收具有所述第一IP地址的目标IP地址的分组，所述第二实体在所述第一时期的所述期满之前发送所述第二重新定位消息。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，发送所述第二重新定位消息之后，所述分散服务网包含第二发送实体，该方法还包括以下步骤：
形成一个或多个第二标准路由消息，它指示不再将具有与所述锚点关联的所述第一IP地址目标地址的IP分组发送到所述第一实体；和
将所述第二标准路由消息从所述第二发送实体发送到所述一个或多个路由器。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二发送实体是所述第一实体。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述第一实体将第三重新定位消息发送到所述第二实体；和
所述第三重新定位消息包含与所述锚点关联的所述第二IP地址。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
重新分配与所述锚点关联的所述第一实体的资源。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
所述第二实体接收所述第三重新定位消息；和
所述第二实体根据所述第三重新定位消息的内容完成所述锚点的配置。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述分散服务网包括第三发送实体，该方法还包括以下步骤：
形成一个或多个第三标准路由消息，它指示应将具有所述第二IP地址的目标地址的IP分组发送到所述第二实体；和
将所述第三标准路由消息从所述第三发送实体发送到所述一个或多个路由器。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第三步骤路由消息是包含所述第二IP地址成本的OSPF消息，该成本低于所述第二IP地址的所有其它当前通告路由的成本。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据从形成或发送所述第三标准路由消息起的第二时期的期满，所述第二实体将一组零个或多个重新同步消息发送到与所述锚点关联的接入终端。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据所述第二实体在所述第二时期的所述期满之前接收具有所述第二IP的目标IP地址的分组，所述第二实体在所述第二时期的所述期满之前发送所述一组重新同步消息。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一标准路由消息或所述第三标准路由消息是OSPF消息，该方法还包括以下步骤：
形成一个或多个第四标准路由消息，它指示虽然具有所述第一IP地址的目标地址的IP分组仍然能发送到所述第二实体，但是与所述第二实体将这些分组传递到所述第一IP地址的目标关联的成本将高于当前与所述第二实体将分组传递到所述第一IP地址关联的所述一个或多个路由器的成本；
所述第四标准路由消息是OSPF消息；和
将所述第四标准路由消息发送到所述一个或多个路由器。
20.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一标准路由消息是移动IP登录消息。
21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第三标准路由消息是移动IP登录消息。
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一实体是第一调制解调器组合控制器，所述第二实体是第二调制解调器组合控制器，所述锚点是专用控制器。
23.一种提供网络中移动性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
远程系统以预定的间隔发送OSPF链路状态通告。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述链路通告包含：
与具有所述远程系统的IP地址的分组路由关联的低成本；和
被设置成低于最大寿命值的寿命字段。
25.一种提供网络中移动性的远程终端装置，其特征在于，它包括：
以预定时间间隔发送通告的组成部分；
其中所述通告指示应将具有目标IP地址的分组传送到所述远程终端，目标IP地址等价于所述远程终端的IP地址；以及
其中所述通告的寿命字段低于最大寿命。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，还包括用户接口，它允许改变发送所述链路通告的时间间隔。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述通告是OSPF链路状态通告。
28.在电信系统中的一种在越区切换期间或之后将第一接入点中所含锚点重新定位到第二接入点的方法，其中所述电信系统包括一组至少一个服务装置中的服务装置，所述电信系统包括多个路由器，其中所述锚点是专用控制器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将至少一个第一重新定位消息从所述第一接入点发送到所述第二接入点，其中所述第一重新定位消息包含与连接所述至少一个服务装置关联的专用控制器组成成分信息；
在所述第二接入点处为第二专用控制器分配资源；
用所述组成成分信息初始化所述第二专用控制器；和
将一个或多个OSPF消息从所述第二锚点发送到一个或多个所述路由器，其中所述OSPF消息指示第二接入点以较低的成本将包含与所述专用控制器关联的目标IP地址的分组传递到所述专用控制器，该成本低于所述分组被传递到所述第一接入点时的成本。
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