專利名稱：實現(xiàn)一體化網(wǎng)絡尋呼機制的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于計算機網(wǎng)絡技術領域，涉及一種實現(xiàn)一體化網(wǎng)絡尋呼機制的方法與系統(tǒng)。
背景技術：
引入尋呼機制可以有效減少移動過程中的信令開銷，當移動終端在一定時間內(nèi)不需要發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)包時，終端會進入空閑狀態(tài)，頻繁移動而發(fā)送的位置更新信令是沒必要的。因此，處于空閑狀態(tài)的用戶進行位置更新會浪費網(wǎng)絡的資源。為了減少網(wǎng)絡的信令負擔，處于空閑狀態(tài)的終端在一定區(qū)域內(nèi)移動時不必每次都向網(wǎng)絡注冊它的當前位置。當數(shù)據(jù)包發(fā)送給處于空閑狀態(tài)的終端時，可以通過尋呼機制查詢終端的確切位置。
傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)支持尋呼機制是在移動IPv4和移動IPv6的基礎上實現(xiàn)的，其基本的實現(xiàn)機制如下。假設網(wǎng)絡中外地代理(Foreign Agent, FA)FA1、FA2、FA3組成一個尋呼域，處于空閑狀態(tài)的移動終端(Mobile Node，MN)從FA1漫游到FA3，不進行位置更新操作。當家鄉(xiāng)代理(Home Agent, HA)接收到發(fā)送給MN的數(shù)據(jù)包時，先轉(zhuǎn)發(fā)給FA1 。 FAl查詢到MN處于空閑狀態(tài)，給同一個尋呼域內(nèi)的FA2、FA3發(fā)送尋呼請求消息，F(xiàn)A1、FA2、FA3在無線鏈路上發(fā)送廣播消息查找終端所在位置。MN收到尋呼請求消息向HA進行位置更新，HA將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給FA3。然后，F(xiàn)A3給FA1發(fā)送尋呼請求響應消息，F(xiàn)A1轉(zhuǎn)發(fā)緩存的數(shù)據(jù)包給麗。這種在移動IP基礎上實現(xiàn)的尋呼機制是存在以下主要缺點 1.存在三角路由問題HA會根據(jù)MN移動之前的更新地址發(fā)送數(shù)據(jù)包到舊FA，舊FA再轉(zhuǎn)發(fā)給MN。同時存在數(shù)據(jù)包亂序的問題MN收到尋呼請求消息向HA進行位置更新后，HA直接發(fā)送給麗的數(shù)據(jù)包可能先于舊FA轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包到達麗。 2.需要修改終端的協(xié)議棧才能支持尋呼機制。由于終端的數(shù)目和類型極其繁多，修改所有終端的協(xié)議棧將是一項成本非常高的工作。 3.網(wǎng)絡的區(qū)域沒有統(tǒng)一規(guī)劃，并且沒有有效的位置管理實體，進行尋呼時不利于快速，準確地定位移動終端，而且不利于網(wǎng)絡管理者對終端的移動行為進行有效的控制和管理，從而增加了網(wǎng)絡管理者的網(wǎng)絡維護難度、提高網(wǎng)絡的運營成本。 4.尋呼信令需要在無線鏈路上廣播，才能查詢到移動終端的位置，占用了寶貴的無線鏈路資源。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種一體化網(wǎng)絡尋呼機制的實現(xiàn)方法。
其中，移動終端的位置信息由一體化網(wǎng)絡中的接入交換路由器(AccessSwitchRouter， ASR)和映射服務器(Identifiers M即ping Server, IDMS)保存，由映射服務器發(fā)起尋呼，查詢到移動終端的位置后，再由通信對端的接入交換路由器發(fā)送數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包按照傳統(tǒng)的路由方式轉(zhuǎn)發(fā)。先利用信令建立通信鏈路，再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。 尋呼機制由一體化網(wǎng)絡中的接入交換路由器和映射服務器完成，終端無需修改協(xié)
4議棧。 本發(fā)明還提出了一體化網(wǎng)絡的尋呼體系結(jié)構(gòu)。所述一體化網(wǎng)絡根據(jù)映射服務器的位置劃分為多個映射域，每個映射服務器管理本地的映射域，存儲本域終端的身份信息與位置信息之間的映射關系。尋呼域在映射域的基礎之上劃分，每個尋呼域由若干個接入交換路由器組成，并使用唯一 的尋呼域標識。 本發(fā)明還設計了以網(wǎng)絡為基礎的尋呼的方式。映射服務器發(fā)起尋呼請求消息，查詢、定位終端的位置信息，接入交換路由器負責響應尋呼請求。當映射服務器接收到查找移動終端確切位置的消息時，映射服務器根據(jù)移動終端的接入標識查詢其狀態(tài)模式。如果移動終端為激活狀態(tài)，則映射服務器將標識終端位置信息的交換路由標識返回給接入交換路由器。如果移動終端為空閑狀態(tài)，映射服務器根據(jù)映射表里移動終端的尋呼域標識，給該尋呼域內(nèi)的所有接入交換路由器發(fā)送尋呼請求消息。終端當前連接的接入交換路由器收到尋呼請求消息，為移動終端分配交換路由標識，并匯報給映射服務器，此消息也作為尋呼請求消息的響應。 所述終端的狀態(tài)模式分為空閑狀態(tài)和激活狀態(tài)，由接入交換路由器、映射服務器以及終端本身共同維護終端的狀態(tài)模式，利用定時器和狀態(tài)通告機制保持狀態(tài)一致。當移動終端在一定時間內(nèi)沒有發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)包時，移動終端進入空閑狀態(tài)，接入交換路由器向映射服務器通告該終端的空閑狀態(tài)。如果終端發(fā)起通信，則從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，接入交換路由器終端的狀態(tài)模式設置為激活狀態(tài)，并通告給映射服務器，其用戶狀態(tài)定時器被重新設置為最大值。接入交換路由器每次為移動終端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包后，接入交換路由器上終端的狀態(tài)模式保持激活狀態(tài)不變，其用戶狀態(tài)定時器更新為最大值。此外，終端本身也設置定時器，保存終端的狀態(tài)模式。 對于不同模式的終端，其位置更新的策略不同。處于空閑狀態(tài)的終端移動到新的接入交換路由器，新的接入交換路由器不必為其分配交換路由標識和發(fā)送更新信令給映射服務器。處于激活狀態(tài)的終端移動到新的接入交換路由器或者處于空閑狀態(tài)的終端移動到新的尋呼域，新的接入交換路由器要為其分配交換路由標識，并將包含接入標識和交換路由標識的信令發(fā)送給映射服務器。 本發(fā)明還設計了支持尋呼的移動檢測機制，包括廣播、鑒別同一尋呼域內(nèi)接入交換路由器間移動、鑒別不同尋呼域間移動和檢查終端狀態(tài)等四個步驟 步驟一 廣播接入交換路由器周期發(fā)送網(wǎng)絡通告，通告消息包含接入交換路由器標識和尋呼域標識。 步驟二 鑒別同一尋呼域內(nèi)接入交換路由器間移動移動終端收到網(wǎng)絡通告消息，先比較通告消息和數(shù)據(jù)庫中的接入交換路由器標識。如果一致，則表明終端沒有移動，終端記錄接收消息的時間及數(shù)目。如果不一致，則說明終端發(fā)生了移動，將通告消息中接入交換路由器標識存儲到數(shù)據(jù)庫中。 步驟三鑒別不同尋呼域間移動比較通告消息和存儲中的尋呼域標識，如果尋呼域標識不同，則說明終端移動到了另一個尋呼域，終端發(fā)送尋呼域響應消息，消息中標識終端為尋呼域間移動，同時存儲接入交換路由器標識和尋呼域標識；如果尋呼域標識相同，終端存儲接入交換路由器標識，同時也將發(fā)送尋呼域響應消息，消息內(nèi)容中包含終端當前的狀態(tài)模式。
步驟四檢查終端狀態(tài)接入交換路由器收到終端發(fā)送的尋呼域響應消息，先判斷終端是否為尋呼域間移動，如果是，則給終端分配交換路由標識，將終端的交換路由標識和當前所在尋呼域標識匯報給映射服務器；否則判斷終端的狀態(tài)模式，如果終端為激活狀態(tài)，則也為其分配交換路由標識，將終端的交換路由標識匯報給映射服務器；如果終端為空閑狀態(tài)，則接入交換路由器不必為其分配交換路由標識和匯報映射關系，只要求記錄終端接入到本域。 本發(fā)明是一種基于網(wǎng)絡的尋呼機制，使得網(wǎng)絡管理者容易快速，準確的查找移動終端，而且能夠節(jié)省無線鏈路資源，支持多種類型終端，充分利用網(wǎng)絡的資源。


圖1為本發(fā)明的一體化網(wǎng)絡尋呼體系結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為一體化網(wǎng)絡映射服務器的映射信息條目的定義示意圖；圖3為一體化網(wǎng)絡接入交換路由器的映射信息條目的定義示意4為本發(fā)明具體實施例的移動性檢測的流程圖；圖5為本發(fā)明具體實施例的多家鄉(xiāng)終端的位置更新過程流程圖。附圖標記1-映射域；11-接入交換路由器；12-廣義交換路由器；13-映射服務器；21、22-尋呼域；30-移動終端。
具體實施例方式
實施例一 —體化網(wǎng)絡首先根據(jù)映射服務器的位置劃分為多個映射域，圖1只畫了一個映射域1。映射服務器13管理映射域l，存儲著本地終端身份信息與位置信息之間的映射關系。而映射域1又被劃分為2個尋呼域21、22，每個尋呼域由2個接入交換路由器組成，并用唯一的尋呼域標識。 尋呼區(qū)域范圍的確定由網(wǎng)絡管理者來完成，需要考慮許多因素(比如，移動節(jié)點的密度分布，節(jié)點的活躍度和移動性等)，為了盡量減少位置更新信令，應該保證大多數(shù)移動節(jié)點只在一個尋呼區(qū)域中移動。尋呼區(qū)域的范圍大小影響信令的開銷，如果區(qū)域過大，則每次尋呼終端都會發(fā)送大量的尋呼信令。如果區(qū)域過小，終端在同一個尋呼域內(nèi)移動切換的概率就小，發(fā)送位置更新信令的概率就大，不能有效地減少信令的花費。
圖2為映射服務器中映射信息條目示意圖。其中，"接入標識"標志代表終端的身份信息；"交換路由標識"標志代表終端的位置信息，其為終端所連接的接入交換路由器為其分配的交換路由標識；"接入交換路由器標識"表示終端連接的接入交換路由器；"終端狀態(tài)模式"表示終端所處的狀態(tài)，分為空閑模式和激活模式；"尋呼域標識"表示終端所在尋呼域。尋呼域標識會鏈接到一個尋呼域列表，它包括該尋呼域中的所有接入交換路由器。
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當映射服務器接收到查找移動終端確切位置的消息時，映射服務器根據(jù)MN的接
入標識查詢其狀態(tài)模式。如果MN為激活狀態(tài)，映射服務器將包含交換路由標識的響應消息
返回給發(fā)起查詢的接入交換路由器。如果MN為空閑狀態(tài)，映射服務器根據(jù)映射表里MN的
尋呼域標識，給該尋呼域內(nèi)的所有接入交換路由器發(fā)送尋呼請求消息。 圖3為接入交換路由器映射表的示意圖。其中，"接入標識"標志代表終端的接入
標識；"交換路由標識"標志代表終端的位置信息，其為終端所連接的接入交換路由器為其
分配的交換路由標識；"終端狀態(tài)模式"表示終端所處的狀態(tài)，分為空閑狀態(tài)和激活狀態(tài)；
"狀態(tài)模式定時器"表示終端從激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻e狀態(tài)的時間間隔。 本發(fā)明當接入交換路由器中的"狀態(tài)模式定時器"為O時，移動終端進入空閑狀態(tài)，接入交換路由器向映射服務器通告該終端的空閑狀態(tài)。如果終端發(fā)起通信，則從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，接入交換路由器終端的狀態(tài)模式設置為激活狀態(tài)，并通告給映射服務器，其"狀態(tài)模式定時器"被重新設置為最大值。接入交換路由器每次為移動終端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包后，接入交換路由器上終端的狀態(tài)模式保持激活狀態(tài)不變，"狀態(tài)模式定時器"更新為最大值。 實施例二 圖4所示，為一體化網(wǎng)絡終端的移動性檢測的過程。終端開機進行初始化設置S401，接收接入交換路由器周期發(fā)送的網(wǎng)絡通告S402，通告消息包含接入交換路由器標識和尋呼域標識。移動終端收到網(wǎng)絡通告消息，先比較通告消息和數(shù)據(jù)庫中的接入交換路由器標識S403。如果一致，表明終端沒有移動，終端記錄接收消息的時間及數(shù)目。如果不一致，說明終端發(fā)生了移動，將通告消息中接入交換路由器標識存儲到數(shù)據(jù)庫中，并比較通告消息中和存儲的尋呼域標識S404。如果尋呼域標識不同，說明終端移動到了另一個尋呼域，終端發(fā)送尋呼域響應消息，消息中標識終端為尋呼域間移動，接入交換路由器收到響應消息后，為終端分配交換路由標識；如果尋呼域標識相同，終端也將發(fā)送尋呼域響應消息，消息內(nèi)容中包含終端當前的狀態(tài)模式，接入交換路由器收到消息判斷終端的狀態(tài)模式，如果終端為激活狀態(tài)，為其分配交換路由標識，匯報給映射服務器；如果終端為空閑狀態(tài)，記錄終端接入到本域。 移動終端記錄網(wǎng)絡通告的時間，如果在一定時間內(nèi)沒有接收到網(wǎng)絡通告，終端認為離開了該接入交換路由器。同時，移動終端也記錄接收消息的個數(shù)，收到一定數(shù)目后，發(fā)送響應消息給接入交換路由器，保持連接狀態(tài)。
實施例三 圖5所示，為一體化網(wǎng)絡尋呼機制的消息流程。移動終端在尋呼域1內(nèi)開機，檢測到ASR1發(fā)送的網(wǎng)絡通告后，向ASR1發(fā)送接入請求消息。ASR1為麗分配交換路由標識，并將映射關系匯報給映射服務器S501。映射服務器存儲MN的映射關系和其所在的尋呼域標識，返回匯報映射關系響應消息S502。當MN和其他終端進行通信，按照一體化網(wǎng)絡的分離映射機制傳遞數(shù)據(jù)包。通信過程中，ASR1的狀態(tài)模式定時器重新設置，通信完成后定時器開始計時直到時間結(jié)束，將終端的狀態(tài)模式設置為空閑。之后，ASR1要給映射域內(nèi)的映射服務器發(fā)送空閑狀態(tài)通告消息S503。當處于空閑模式的麗從ASR1切換到ASR2，麗收到ASR2的網(wǎng)絡通告后發(fā)送響應消息給ASR2，但ASR2并不為MN分配交換路由標識，也不會匯報映射關系到映射服務器，但要標識MN已經(jīng)接入到ASR2。
當通信對端節(jié)點(Correspondent Node，CN)要與MN通信，向其接入的ASR4發(fā)送數(shù)據(jù)包S504。由于ASR4上沒有MN的映射關系，ASR4需要到MN所在映射域的服務器上查詢MN的映射關系S505。映射服務器查詢到MN處于空閑模式，并獲得MN所在的尋呼域標識，向?qū)ず粲蛑械乃薪尤虢粨Q路由器ASR1、ASR2、ASR3發(fā)送尋呼請求消息S506。 ASR2接收到尋呼請求消息，為MN分配交換路由標識，并匯報映射關系給映射服務器，此消息也作為尋呼請求的響應S507。映射服務器給ASR2發(fā)送匯報映射關系響應消息S508，向ASR4發(fā)送查詢MN響應消息S509。 ASR4收到查詢響應，把CN發(fā)送數(shù)據(jù)包中的接入標識映射為交換路由標識，轉(zhuǎn)發(fā)給麗當前連接的ASR2。 ASR2收到數(shù)據(jù)包，反向查詢通信對端的映射關系S510，收到查詢響應后S511，把數(shù)據(jù)包中的交換路由標識映射為接入標識，完成雙方的正常通信。
此外，接入交換路由器和終端之間還要定時發(fā)送位置信息更新信令，讓接入交換路由器知道MN的狀態(tài)模式以及它是否離開本域。這樣，即使接入交換路由器中終端狀態(tài)模式的定時時間到達，接入交換路由器通過位置信息更新信令檢測到終端離開本域，也不會發(fā)送空閑狀態(tài)通告消息。因為終端還可能在其他接入交換路由器上處于激活狀態(tài)，避免了錯誤的狀態(tài)通告。
權(quán)利要求
一種實現(xiàn)一體化網(wǎng)絡尋呼機制的方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡中由映射服務器管理移動終端的位置信息；所述移動終端的狀態(tài)模式為空閑狀態(tài)或激活狀態(tài)；接入交換路由器檢測移動終端的位置；所述映射服務器通過所述接入交換路由器獲得移動終端的位置信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述尋呼機制為，當映射服務器接收到查找 移動終端確切位置的消息時，映射服務器根據(jù)移動終端的接入標識查詢其狀態(tài)模式如果移動終端為激活狀態(tài)，映射服務器將包含交換路由標識的響應消息返回給接入交 換路由器；如果移動終端為空閑狀態(tài)，映射服務器根據(jù)映射表里移動終端的尋呼域標識，給該尋 呼域內(nèi)的所有接入交換路由器發(fā)送尋呼請求消息；移動終端當前連接的接入交換路由器收 到尋呼請求消息，為該移動終端分配交換路由標識，并匯報給映射服務器，此消息也作為尋 呼請求消息的響應；映射服務器再將包含交換路由標識的響應消息返回給發(fā)起查詢的接入 交換路由器。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述尋呼機制由一體化網(wǎng)絡中的接入交換 路由器和映射服務器完成。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接入交換路由器檢測移動終端的位 置，包括以下步驟步驟一 接入交換路由器周期性發(fā)送包含其自身和其所在尋呼域標識的網(wǎng)絡通告； 步驟二 移動終端鑒別是否發(fā)生同一尋呼域內(nèi)接入交換路由器間的移動； 步驟三移動終端鑒別是否發(fā)生不同尋呼域間移動，并向接入交換路由器發(fā)送尋呼域 響應消息；步驟四接入交換路由器收到上述尋呼域響應消息，判斷移動終端是否為尋呼域間移 動，如果是，給該移動終端分配交換路由標識，并將該標識和當前所在尋呼域標識匯報給映 射服務器；否則判斷移動終端的狀態(tài)模式，如果為激活狀態(tài)，為其分配交換路由標識，并將該標識 匯報給映射服務器；如果終端為空閑狀態(tài)，接入交換路由器記錄移動終端接入到本域。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果移動終端發(fā)起通信，則從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)變 為激活狀態(tài)，接入交換路由器將該移動終端的狀態(tài)模式設置為激活狀態(tài)，并通告給映射服 務器，其用戶狀態(tài)定時器被重新設置為最大值；接入交換路由器每次為移動終端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 包后，保持該移動終端的激活狀態(tài)，其用戶狀態(tài)定時器更新為最大值。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一體化網(wǎng)絡根據(jù)映射服務器的位置被 劃分為多個映射域。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，每個映射服務器管理本地的映射域，存儲本 域移動終端的身份信息與位置信息之間的映射關系。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，在映射域內(nèi)劃分尋呼域，每個尋呼域由 若干個接入交換路由器組成，并使用唯一的尋呼域標識。
9. 如權(quán)利要求1、2或5所述的方法，其特征在于，所述移動終端設置定時器，保存該移動終端的狀態(tài)模式。
10.如權(quán)利要求1、2或5所述的方法，其特征在于，所述移動終端的狀態(tài)模式由接入交 換路由器、映射服務器和該移動終端本身共同維護，利用定時器和狀態(tài)通告機制保持狀態(tài)一致。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種實現(xiàn)一體化網(wǎng)絡尋呼機制的方法。該方法是一種基于網(wǎng)絡的尋呼機制，內(nèi)容包括尋呼域體系結(jié)構(gòu)、終端狀態(tài)模式、移動檢測機制和尋呼的信令流程。終端的位置信息由一體化網(wǎng)絡中的映射服務器統(tǒng)一管理，進行尋呼時有利于快速，準確地查詢終端的位置。尋呼信令不必在無線鏈路上傳輸，就可以查詢到移動終端的位置，節(jié)省了無線鏈路的資源。本發(fā)明提出的尋呼機制由一體化網(wǎng)絡中的接入交換路由器和映射服務器完成，減少了終端的參與，有利于網(wǎng)絡提供多種類型終端的接入，增強了網(wǎng)絡的可擴展性。
文檔編號H04W68/00GK101784112SQ201010112580
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月20日
發(fā)明者張宏科, 王洪超, 蘇偉, 董平, 郜帥, 魏海濤 申請人:北京交通大學