專利名稱：移動ip中移動節(jié)點實現(xiàn)切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動IP切換技術(shù)，特別是指一種在移動IP中移動節(jié)點實現(xiàn)切換的方法。
背景技術(shù)：
隨著因特網(wǎng)(Internet)的迅猛普及、便攜設(shè)備的大量使用、無線通信設(shè)備的快速發(fā)展、以及人們對網(wǎng)絡(luò)依賴性的增加，移動用戶都希望能以一種更加靈活的方式隨時隨地的訪問企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源和Internet資源，也就是說，用戶產(chǎn)生了對主機移動性的需求，希望主機在改變其所處位置時無需中斷已有的通信連接。為此，因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)定義了移動IP(Mobile IP)，移動IP是一個支持主機移動的網(wǎng)絡(luò)層解決方案，其主要思路是在不更改現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)路由方式和其它固定主機軟硬件的基礎(chǔ)上，提供一種位置跟蹤和IP數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)機制，當(dāng)某主機移動時，發(fā)向該主機的IP數(shù)據(jù)報文可以安全轉(zhuǎn)發(fā)到該主機當(dāng)前的位置。
移動IP是一種在全球Internet上提供移動功能的方案，使移動節(jié)點(MN)在切換鏈路時仍可保持正在進(jìn)行的通信。移動IP所提供的IP路由機制，使移動節(jié)點能以一個永久的IP地址連接到任何鏈路上。
移動IP技術(shù)的推出，使移動用戶在跨網(wǎng)絡(luò)移動和漫游中，實現(xiàn)了不用修改計算機原來的IP地址仍可繼續(xù)使用原網(wǎng)絡(luò)中一切資源的要求，它對用戶屏蔽了移動中IP接入網(wǎng)絡(luò)變化所帶來的影響。簡單的說，移動IP就是實現(xiàn)了移動用戶在網(wǎng)絡(luò)中的平滑移動與漫游功能。
圖1為移動IP中各實體組成的基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，圖中所示的移動節(jié)點10是指一個移動的計算機或路由器，也可稱為移動主機(MH)，該移動節(jié)點10移動后仍能用原來的IP地址進(jìn)行通信；圖中所示的通信對端(CN)11為與移動節(jié)點10通信的計算機，也可稱為通信對端主機(CH)。參見圖1所示，針對移動節(jié)點10而言，移動節(jié)點10的歸屬網(wǎng)絡(luò)稱為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)(HN)，移動節(jié)點10處于漫游狀態(tài)時所在的網(wǎng)絡(luò)稱為外地網(wǎng)絡(luò)(FN)，圖1中包含兩個外地網(wǎng)絡(luò)。分配給移動節(jié)點10的永久IP地址稱為家鄉(xiāng)地址(Home Address)，該地址不隨節(jié)點位置的變化而變化；在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中，移動節(jié)點10家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的鏈路稱為家鄉(xiāng)鏈路(HL)；運行在移動節(jié)點10家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)上的路由器稱為家鄉(xiāng)代理(HA，HomeAgent)12，負(fù)責(zé)保存移動節(jié)點當(dāng)前的位置信息，同時還負(fù)責(zé)截獲發(fā)送給移動節(jié)點的報文，并將報文以隧道方式轉(zhuǎn)發(fā)至移動節(jié)點當(dāng)前的位置。在外地網(wǎng)絡(luò)中，移動節(jié)點10所在的外地網(wǎng)絡(luò)的鏈路稱為外地鏈路(FL)；運行在外地網(wǎng)絡(luò)上的路由器稱為外地代理(FA)，是移動節(jié)點在外地網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送報文的缺省路由器，有時也提供隧道解封裝服務(wù)，圖1中包含分別屬于外地網(wǎng)絡(luò)1和外地網(wǎng)絡(luò)2的外部代理13和外部代理14。
當(dāng)移動節(jié)點A從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)漫游到外地網(wǎng)絡(luò)或從外地網(wǎng)絡(luò)1漫游到外地網(wǎng)絡(luò)2時，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的移動IP協(xié)議，移動節(jié)點A的切換過程包括以下步驟a.當(dāng)移動節(jié)點A發(fā)現(xiàn)自己進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò)后，先斷開原有的鏈路連接，與新網(wǎng)絡(luò)的基站和代理建立新的鏈路連接；然后移動節(jié)點A從外地代理獲取一個轉(zhuǎn)交地址，該轉(zhuǎn)交地址可以是從代理廣播消息中獲取的外地代理轉(zhuǎn)交地址，或是根據(jù)某種配置規(guī)程獲得的配置轉(zhuǎn)交地址，下面以外地代理轉(zhuǎn)交地址為例。
b.移動節(jié)點A向當(dāng)前的外地代理發(fā)送注冊請求消息，該請求消息中含有獲得的轉(zhuǎn)交地址，外地代理對注冊請求消息作有效性檢查，如果檢查通過，則外地代理將移動節(jié)點A發(fā)送的注冊請求轉(zhuǎn)發(fā)給移動節(jié)點A的家鄉(xiāng)代理；如果檢查不通過，則外地代理直接向移動節(jié)點A回送注冊應(yīng)答消息，指示注冊失敗，結(jié)束當(dāng)前流程。
c.移動節(jié)點A的家鄉(xiāng)代理收到注冊請求消息后，進(jìn)行有效性檢查，如果消息有效，則家鄉(xiāng)代理將移動節(jié)點A的家鄉(xiāng)地址和轉(zhuǎn)交地址綁定，并回送注冊應(yīng)答消息，指示注冊成功，并開始準(zhǔn)備作為隧道入口封裝發(fā)送給移動節(jié)點A的報文；如果消息無效，則回送注冊應(yīng)答消息，指示注冊失敗。
d.外地代理收到注冊應(yīng)答消息后再做有效性檢查，如果檢查通過，則外地代理更新訪問移動節(jié)點列表，將注冊應(yīng)答消息轉(zhuǎn)發(fā)給移動節(jié)點A，并開始準(zhǔn)備作為隧道出口拆封發(fā)送給移動節(jié)點A的報文；如果檢查未通過，則外地代理轉(zhuǎn)發(fā)注冊應(yīng)答消息給移動節(jié)點A，指示注冊失敗。
e.移動節(jié)點A收到注冊應(yīng)答消息后，如果注冊成功，則開始正常工作；否則，可以根據(jù)錯誤信息調(diào)整后重新發(fā)起注冊請求。
經(jīng)過上述切換過程后，所有向移動節(jié)點A發(fā)送的報文均被路由到移動節(jié)點A的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，由家鄉(xiāng)代理截獲該報文后，將移動節(jié)點A注冊的轉(zhuǎn)交地址作為隧道出口，自身的IP地址作為隧道入口，對報文封裝后發(fā)送。外地代理收到報文并拆封后，檢查自身的訪問移動節(jié)點列表，如果移動節(jié)點A存在于列表中，則根據(jù)轉(zhuǎn)交地址將報文轉(zhuǎn)交給移動節(jié)點A。
從上述切換過程可以看出，只有當(dāng)移動節(jié)點在低層的切換完成后，才開始網(wǎng)絡(luò)層切換。更明確地說就是，只有在物理層和鏈路層斷開了原有網(wǎng)絡(luò)連接、建立了新連接后才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換，而在網(wǎng)絡(luò)層切換前原來的連接已經(jīng)斷掉，但網(wǎng)絡(luò)層并不能察覺，因此，這種切換過程必然會使通訊中斷、造成切換時延和整體通信恢復(fù)的周期延長，進(jìn)而導(dǎo)致丟包。并且，如果通訊中斷時間過長，會對實時性要求較高的應(yīng)用產(chǎn)生影響，使得漫游對上層應(yīng)用不透明，影響移動IP的使用效果。
為縮短切換時延、減少丟包，業(yè)界分別提出了很多不同的解決方案。主要包括實現(xiàn)快速切換的方案，例如蜂窩IP等；實現(xiàn)平滑切換的方案，例如分組緩存轉(zhuǎn)發(fā)機制；還有將二層和三層切換相結(jié)合的方法。但在上述方案中，無論是實現(xiàn)快速切換還是實現(xiàn)平滑切換，均局限于對網(wǎng)絡(luò)層切換的處理過程的改進(jìn)，不能徹底解決低層切換完畢才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換的問題，因此單純縮短網(wǎng)絡(luò)層的切換時間對提高整個切換速度的影響并不明顯。
故此，又有一些研究機構(gòu)提出將鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層切換相結(jié)合，利用鏈路層來觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行預(yù)注冊，使得在二層切換完成的同時也完成三層切換，從而實現(xiàn)快速切換。這種方案主要有Ericsson提出的一個Internet草案--“移動IPv4中的快速切換”。該方案的主要思想是當(dāng)移動節(jié)點處于交疊區(qū)域時提前注冊，利用原有的鏈路向新的外地代理進(jìn)行注冊。但由于該方案的實現(xiàn)還是基于單鏈路，三層切換和二層切換之間的時間配合就很重要，如果在完成網(wǎng)絡(luò)層切換前原鏈路已經(jīng)斷開，那么，依然會引起通訊的中斷，造成丟包。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在移動IP中移動節(jié)點實現(xiàn)切換的方法，不僅能使低層主動準(zhǔn)確地觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層啟動切換，提高切換速度；而且，能保證在切換過程中通訊不中斷，降低切換過程中的丟包率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種移動IP中移動節(jié)點實現(xiàn)切換的方法，關(guān)鍵在于，為每個移動節(jié)點建立兩條與當(dāng)前子網(wǎng)進(jìn)行通信的鏈路連接，該方法還包括以下步驟a.當(dāng)前移動節(jié)點檢測當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的所有基站的選定物理層信道信息；b.判斷所檢測到的選定物理層信道信息是否滿足設(shè)定的觸發(fā)條件，如果不滿足，則返回步驟a；如果滿足，則再判斷當(dāng)前滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于所述移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)，如果不屬于，則向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送切換指示；否則返回步驟a；c.網(wǎng)絡(luò)層收到切換指示后，斷開當(dāng)前移動節(jié)點與原子網(wǎng)基站之間已建立的兩條鏈路中的一條，并在當(dāng)前移動節(jié)點與要切換到的目標(biāo)基站之間建立新的一條鏈路連接；d.當(dāng)前移動節(jié)點通過步驟c中新建的鏈路向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換；e.注冊完成后，斷開當(dāng)前移動節(jié)點與原子網(wǎng)基站之間的另一條鏈路連接，并在當(dāng)前移動節(jié)點與要切換到的目標(biāo)基站之間建立另一條鏈路連接。
該方法進(jìn)一步包括當(dāng)前移動節(jié)點獲取并存儲當(dāng)前所處子網(wǎng)的所有基站信息，并實時獲取當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站的基站信息；則步驟b中所述判斷滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于所述移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)為當(dāng)前移動節(jié)點將滿足觸發(fā)條件的基站的基站信息與自身存儲的所有基站的基站信息進(jìn)行匹配，如果均不匹配，則滿足觸發(fā)條件的基站不屬于當(dāng)前移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)，否則屬于當(dāng)前移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)。
上述方案中，移動節(jié)點從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)切換到外地網(wǎng)絡(luò)時，步驟d所述進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換具體包括d11.移動節(jié)點通過與目標(biāo)基站之間建立的鏈路連接獲得新的轉(zhuǎn)交地址；d12.移動節(jié)點建立隧道，通過新建的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求；d13.家鄉(xiāng)代理收到注冊請求后，建立通向該轉(zhuǎn)交地址的隧道，發(fā)送注冊應(yīng)答，并發(fā)送代理地址解析協(xié)議ARP消息；則步驟e所述注冊完成為移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理發(fā)來的注冊應(yīng)答。
移動節(jié)點從一個外地網(wǎng)絡(luò)切換到另一外地網(wǎng)絡(luò)時，步驟d所述進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換具體包括d21.移動節(jié)點通過與目標(biāo)基站之間建立的鏈路連接獲得新的轉(zhuǎn)交地址；d22.移動節(jié)點獲取轉(zhuǎn)交地址后建立隧道，通過新建立的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求，且該注冊請求中攜帶有保留原轉(zhuǎn)交地址的指示；d23.家鄉(xiāng)代理收到新的注冊請求后保留原轉(zhuǎn)交地址，同時存儲注冊請求中攜帶的新轉(zhuǎn)交地址，并向移動節(jié)點發(fā)送注冊應(yīng)答；d24.移動節(jié)點收到注冊應(yīng)答后，從移動節(jié)點與原基站之間保留的鏈路上發(fā)送取消注冊請求；d25.家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求后，刪除原轉(zhuǎn)交地址，并向移動節(jié)點發(fā)送注冊應(yīng)答；則步驟e所述注冊完成為移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理刪除原轉(zhuǎn)交地址后發(fā)來的注冊應(yīng)答。
移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)切換回家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時，步驟d所述進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換具體包括d31.移動節(jié)點在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送免費ARP消息，并向家鄉(xiāng)代理發(fā)送取消注冊請求；d32.家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求后，刪除移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址和隧道，并向移動節(jié)點返回注冊應(yīng)答；則步驟e所述注冊完成為移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理發(fā)來的注冊應(yīng)答后，刪除與外地代理之間建立的隧道。
上述方案中，在切換過程中，移動節(jié)點收到從不同鏈路發(fā)送過來的重復(fù)數(shù)據(jù)后，根據(jù)現(xiàn)有協(xié)議過濾一份重復(fù)數(shù)據(jù)。
上述方案中，移動節(jié)點切換前或切換完成后，移動節(jié)點與當(dāng)前基站所建立的兩條鏈路處于同一網(wǎng)絡(luò)中，且公用一個轉(zhuǎn)交地址。
上述方案中，所設(shè)定的觸發(fā)條件引起的觸發(fā)時間提前于物理層自動切換的時間。所述設(shè)定的觸發(fā)條件為預(yù)先設(shè)置的選定要檢測的物理層信道信息的閾值。所述選定物理層信道信息為接收信號強度、或為信噪比。
上述方案中，所述基站信息為基站標(biāo)識ID、或為基站所屬子網(wǎng)的服務(wù)集標(biāo)識SSID、或基站的MAC地址。那么，所述獲取基站信息具體包括移動節(jié)點向當(dāng)前所在子網(wǎng)的代理發(fā)送攜帶有請求獲取所有基站信息指示的注冊請求消息，收到所述注冊請求的代理向發(fā)起注冊請求的移動節(jié)點返回攜帶有當(dāng)前子網(wǎng)中所有基站的信息的注冊應(yīng)答消息。其中，所述請求獲取所有基站信息的指示放置于注冊請求消息的擴展域中；所述所有基站的信息放置于注冊應(yīng)答消息的擴展域中。
本發(fā)明所提供的在移動IP中移動節(jié)點實現(xiàn)切換的方法，具有以下的優(yōu)點和特點1)本發(fā)明利用檢測到的物理層信道的相關(guān)信息作為網(wǎng)絡(luò)層切換的觸發(fā)條件，將網(wǎng)絡(luò)層切換提前于低層切換進(jìn)行，能夠縮短網(wǎng)絡(luò)層切換判斷的時間，從根本上提高切換速度，且有效減少丟包。
2)本發(fā)明在移動IP切換中引入了雙鏈路的概念，即每個移動節(jié)點同時保持兩條無線鏈路的通訊，當(dāng)移動節(jié)點進(jìn)入可能切換的重疊網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域時，在原有網(wǎng)絡(luò)仍可使用的情況下判斷是否需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換，如需要則將一條鏈路用于與新網(wǎng)絡(luò)建立連接，而另一條鏈路用于保持與原網(wǎng)絡(luò)的連接，從而在原有網(wǎng)絡(luò)不可用之前，實現(xiàn)原網(wǎng)絡(luò)和新網(wǎng)絡(luò)兩個網(wǎng)絡(luò)的同時接入，如此，就可以保證切換過程中通訊不中斷，從而降低了丟包率。
3)本發(fā)明將利用物理層信道信息觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換與建立雙鏈路技術(shù)同時結(jié)合使用，從根本上提高切換速度，并有效減少丟包，是移動IP中實現(xiàn)無縫切換的一種有效方式。
4)本發(fā)明中的移動節(jié)點利用物理層信道信息作為觸發(fā)條件時，根據(jù)當(dāng)前無線子網(wǎng)內(nèi)所有基站的信息，判斷自身是否在不同子網(wǎng)之間切換，如此，不僅提高了切換判斷的準(zhǔn)確度，而且避免了由于低層切換信息頻繁觸發(fā)而造成網(wǎng)絡(luò)層的盲目切換。
5)在本發(fā)明中，當(dāng)移動節(jié)點處于非切換階段時，可并行使用兩條鏈路，如此，能夠充分利用硬件資源，提高帶寬，并達(dá)到負(fù)載均衡的目的。
6)本發(fā)明是對標(biāo)準(zhǔn)移動IP協(xié)議的擴展，僅對現(xiàn)有處理稍加改動，與標(biāo)準(zhǔn)移動IP系統(tǒng)完全兼容，因此，實現(xiàn)簡單方便，且易于在現(xiàn)有的移動IP系統(tǒng)上進(jìn)行功能擴展。


圖1為移動IP中各實體組成的基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實現(xiàn)的處理流程圖；圖3為本發(fā)明定義的移動節(jié)點切換時物理層信道信息的觸發(fā)時機示意圖；圖4為本發(fā)明中移動節(jié)點從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)移動到外地網(wǎng)絡(luò)的切換過程示意圖；圖5為本發(fā)明中移動節(jié)點在兩個外地網(wǎng)絡(luò)間移動的切換過程示意圖；圖6為本發(fā)明中移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)返回家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的切換過程示意圖；
圖7為本發(fā)明一具體實施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心思想是移動節(jié)點將物理層信道的相關(guān)信息作為觸發(fā)條件，并結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的基站信息，判斷是否需要觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換。并且，為每個移動節(jié)點建立雙鏈路，在移動節(jié)點處于非切換狀態(tài)時，移動節(jié)點利用所建立的雙鏈路并行進(jìn)行通訊；當(dāng)移動節(jié)點處于切換狀態(tài)時，僅斷開雙鏈路中的一條，也就是，利用一條鏈路保持原連接，同時利用另一條鏈路建立新連接，當(dāng)移動節(jié)點重新注冊完成后，再將保持原連接的鏈路斷開，并再建立一條移動節(jié)點與新子網(wǎng)基站之間的新連接。
本發(fā)明實現(xiàn)的前提是預(yù)先選定一個物理層信道信息作為觸發(fā)參數(shù)，并針對選定的物理層信道信息設(shè)置好觸發(fā)條件，這里，選定物理層信道信息是從移動節(jié)點判斷是否需要進(jìn)行物理層切換所用的物理層參數(shù)信息中選取；并且，在移動節(jié)點與其當(dāng)前所處子網(wǎng)基站之間建立用于通信的雙鏈路?；诖耍景l(fā)明的實現(xiàn)過程參見圖2所示，包括以下步驟步驟201移動節(jié)點實時檢測當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站的選定物理層信道信息。
其中，所述物理層信道信息為移動節(jié)點判斷是否進(jìn)行物理層切換所用的物理層參數(shù)信息，包括當(dāng)前所連接到的基站的ID、可用的基本服務(wù)集列表、接收到的信號強度、信噪比等；可從上述參數(shù)信息中任選一種作為選定物理層信道信息，通常可選擇接收信號強度、或信噪比。比如以信噪比作為選定物理層信道信息，移動節(jié)點就實時檢測當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站信號的信噪比情況。
步驟202移動節(jié)點判斷所檢測到的選定物理層信道信息是否滿足設(shè)定的觸發(fā)條件，如果滿足，則執(zhí)行步驟203；否則，返回步驟201。
這里，所述的觸發(fā)條件可以是預(yù)先設(shè)置的選定物理層信道信息的閾值，比如選定信噪比為選定物理層信道信息，觸發(fā)條件為設(shè)置信噪比閾值為SIR1，那么，如果移動節(jié)點當(dāng)前的信噪比值大于SIR1，就是滿足觸發(fā)條件。所設(shè)置的觸發(fā)條件必須保證利用本觸發(fā)條件而引起的觸發(fā)時間提前于鏈路層自動切換的時間，如圖3所示，時刻32為現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行切換的起始時刻，時刻31為本發(fā)明中設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)層切換的觸發(fā)時刻。
步驟203～204移動節(jié)點判斷滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于新的子網(wǎng)，如果不屬于，則返回步驟201，如果屬于，則向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送切換指示。
這里，移動節(jié)點可以通過比較基站信息來判定滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于自身當(dāng)前所在子網(wǎng)。這種情況下，在步驟201中，移動節(jié)點還要同時獲取當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站的基站信息；并且，移動節(jié)點還要定時搜索，獲取并存儲當(dāng)前所在子網(wǎng)的所有基站信息。其中，所述基站信息是指能標(biāo)識每個基站子網(wǎng)歸屬的信息，即當(dāng)前基站屬于哪個子網(wǎng)的標(biāo)識信息，比如基站ID、基站所屬子網(wǎng)的服務(wù)集標(biāo)識(SSID)等等。所述定時搜索的時間周期可根據(jù)實際情況任意設(shè)定，比如根據(jù)移動節(jié)點的移動速率設(shè)定；如果時間周期設(shè)置為零，則進(jìn)行實時搜索。
那么，所述判斷就是移動節(jié)點將當(dāng)前所有滿足觸發(fā)條件的基站的基站信息與自身存儲的當(dāng)前所在子網(wǎng)內(nèi)的所有基站信息進(jìn)行匹配，如果能匹配上，則說明滿足觸發(fā)條件的基站均不屬于新的子網(wǎng)，那么就返回步驟201，如果均不匹配，則說明有滿足觸發(fā)條件的基站屬于新的子網(wǎng)，那么就主動觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換，即向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送切換指示。
之所以要進(jìn)一步判斷滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于新的子網(wǎng)，即之所以要同時結(jié)合基站信息來判斷是否進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換是因為如果僅依靠選定的物理層信道信息進(jìn)行觸發(fā)，有可能只完成同一子網(wǎng)內(nèi)不同基站間的切換，也就是說，如果僅根據(jù)此觸發(fā)條件觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換，可能會導(dǎo)致很多無謂的切換，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能，消耗系統(tǒng)資源。因此，要在本步驟中確定出現(xiàn)的是新無線子網(wǎng)的基站，才啟動網(wǎng)絡(luò)層切換，否則就不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換，如此可減少不必要的切換。
移動節(jié)點獲得基站信息可以有很多方式，常用的兩種方式是
a)由于標(biāo)準(zhǔn)移動IP協(xié)議對注冊消息的定義留有擴展域，如表一、表二所示，表一為注冊請求消息的消息格式，表二為注冊應(yīng)答消息的消息格式，因此，外地代理與移動節(jié)點之間關(guān)于基站信息的傳遞可以利用注冊消息的擴展域。

表一

表二這種情況下，移動節(jié)點獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)內(nèi)基站信息的過程是移動節(jié)點向當(dāng)前所在網(wǎng)絡(luò)的代理發(fā)送注冊請求消息，該注冊請求中攜帶有請求傳遞當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有基站信息的指示，所述指示放置在注冊請求消息的擴展域中；移動節(jié)點當(dāng)前所在網(wǎng)絡(luò)的代理收到注冊請求后，向移動節(jié)點回送攜帶有當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有基站信息的注冊應(yīng)答消息，同樣，所有基站信息也放置在注冊應(yīng)答消息的擴展域中。
那么，注冊消息的具體擴展方法是在注冊請求消息的擴展域中添加一項，并為該項設(shè)定一個特定值，代表移動節(jié)點請求外地代理傳遞本子網(wǎng)內(nèi)基站的信息，比如設(shè)定一個類型項，并將類型值定義為39，如表三所示。當(dāng)然，如果某移動節(jié)點處于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，同樣可以向家鄉(xiāng)代理發(fā)送攜帶有特定類型值的注冊請求。

表三相應(yīng)地，在注冊應(yīng)答消息的擴展域中添加一項，用于攜帶當(dāng)前子網(wǎng)所有基站的信息，如表四所示。

表四表四中，類型表示該注冊應(yīng)答消息中攜帶有基站信息，類型值與注冊請求消息中的類型值相同，比如類型值為39；數(shù)量表示本子網(wǎng)內(nèi)基站的個數(shù)；字節(jié)數(shù)表示一個基站信息所需占用的字節(jié)數(shù)，表四中假定為四個字節(jié)；基站1至基站n的標(biāo)志信息為基站信息，可以是基站的ID、MAC地址等，只要是能唯一標(biāo)識某個基站的信息都可以。
為防止當(dāng)前所處網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的基站數(shù)量發(fā)生變化，例如關(guān)閉一個基站、新增加一個基站等情況，除外地代理定時更新以外，移動節(jié)點還可以定時請求外地代理傳遞當(dāng)前子網(wǎng)內(nèi)所有基站的信息。由于標(biāo)準(zhǔn)移動IP協(xié)議中的注冊請求也是要定時發(fā)送的，因此可以直接利用定時的注冊請求來定時請求基站信息。
移動節(jié)點一旦進(jìn)入新的外地網(wǎng)絡(luò)，原外地網(wǎng)絡(luò)的基站信息就將被新外地網(wǎng)絡(luò)的信息所代替。但對于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的基站信息，移動節(jié)點必須一直保存，因為對于網(wǎng)絡(luò)層來說，回到家鄉(xiāng)的處理與在不同外地網(wǎng)絡(luò)之間切換是有區(qū)別的。
b)為相鄰無線網(wǎng)絡(luò)配置不同的SSID，例如如果網(wǎng)絡(luò)1與網(wǎng)絡(luò)2相鄰，則配置網(wǎng)絡(luò)1的SSID為Ssid1，網(wǎng)絡(luò)2的SSID為Ssid2。移動節(jié)點在與基站的交互過程中，從基站下發(fā)的消息中提取其所屬子網(wǎng)的SSID。
當(dāng)然，在實際應(yīng)用中，移動節(jié)點獲取基站信息的方式不僅限于上述兩種。
步驟205網(wǎng)絡(luò)層收到低層發(fā)來的切換指示后，系統(tǒng)釋放一條鏈路當(dāng)前的連接，即斷開雙鏈路中任意一條鏈路的原有連接，由另一條鏈路承擔(dān)當(dāng)前子網(wǎng)的全部通信，而斷開的一條鏈路用于建立與新無線子網(wǎng)中基站的連接。
步驟206與新基站的連接建立完成后，移動節(jié)點通過新建立的連接向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換。具體地說，移動節(jié)點建立與新子網(wǎng)中代理之間的連接，并向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊。這里，如果移動節(jié)點是進(jìn)入新的外地網(wǎng)絡(luò)，那么，新子網(wǎng)中的代理就是新的外地代理，如果移動節(jié)點是回到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，那么，新子網(wǎng)中的代理就是家鄉(xiāng)代理。
以進(jìn)入新的外地網(wǎng)絡(luò)為例，移動節(jié)點與新外地代理建立連接后，再通過新的外地代理與家鄉(xiāng)代理間進(jìn)行注冊，注冊過程包括首先，移動節(jié)點要從新的外地代理處獲取新的轉(zhuǎn)交地址，然后向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊，將新的轉(zhuǎn)交地址發(fā)送給家鄉(xiāng)代理；家鄉(xiāng)代理在收到新轉(zhuǎn)交地址的注冊后，并不馬上把原轉(zhuǎn)交地址刪除，而是保持兩個注冊綁定，將發(fā)送到移動節(jié)點的每一個數(shù)據(jù)報文通過隧道送到移動節(jié)點的每個轉(zhuǎn)交地址。此種情況下，移動節(jié)點會通過雙鏈路收到重復(fù)的數(shù)據(jù)，那么，移動節(jié)點就根據(jù)現(xiàn)有協(xié)議中對重復(fù)數(shù)據(jù)的處理方式過濾一份重復(fù)數(shù)據(jù)。
步驟207在新的鏈路穩(wěn)定形成、移動節(jié)點的注冊完成后，系統(tǒng)釋放另一條鏈路的原有連接，并在移動節(jié)點與新的無線子網(wǎng)基站之間、以及移動節(jié)點與新無線子網(wǎng)的代理之間建立另一條鏈路連接，之后恢復(fù)正常的通信過程。
移動節(jié)點的切換可分為三種情況移動節(jié)點從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)移動到外地網(wǎng)絡(luò)、移動節(jié)點在不同外地網(wǎng)絡(luò)之間移動、移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)回到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)。
移動節(jié)點在離開家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換時，切換過程中采用一條鏈路注冊，另一條鏈路通信的方式。如圖4所示，鏈路40為保持原有連接繼續(xù)進(jìn)行通信的鏈路，鏈路41為斷開原有連接與外地代理之間建立新連接進(jìn)行注冊的鏈路。移動節(jié)點從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)移動到外地網(wǎng)絡(luò)時的切換過程包括以下步驟a1.當(dāng)移動節(jié)點移出家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入一個外地網(wǎng)絡(luò)時，該移動節(jié)點將自身建立的兩條鏈路中的任意一條鏈路接入外地網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)新的連接建立起來后，移動節(jié)點通過此連接獲得新網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)交地址，比如利用鏈路41獲取轉(zhuǎn)交地址。
b1.移動節(jié)點與外地代理之間建立隧道，通過新建的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求，即移動節(jié)點經(jīng)由鏈路41、路徑42、43、44向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊。
c1.家鄉(xiāng)代理收到注冊請求后，建立起通向此轉(zhuǎn)交地址的隧道，發(fā)送注冊應(yīng)答，并發(fā)送代理地址解析協(xié)議(ARP)消息。這里，發(fā)送ARP消息的目的是說明該移動節(jié)點已離開家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，所有發(fā)向該移動節(jié)點的數(shù)據(jù)報文會由家鄉(xiāng)代理接收后轉(zhuǎn)發(fā)。
d1.移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理發(fā)來的注冊應(yīng)答后，說明新連接已經(jīng)穩(wěn)定形成，則將家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中保持原有連接的另一鏈路也斷開，重新接入外地網(wǎng)絡(luò)中，完成切換。
移動節(jié)點在離開一個外地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入另一個外地網(wǎng)絡(luò)時，切換過程中家鄉(xiāng)代理采用多重綁定的方式，即為該移動節(jié)點同時存儲兩個轉(zhuǎn)交地址，同時綁定兩條路由。參見圖5所示，移動節(jié)點在不同外地網(wǎng)絡(luò)之間移動時的切換過程包括以下步驟a2.移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)1漫游到外地網(wǎng)絡(luò)2時，將與外地網(wǎng)絡(luò)1建立的兩條鏈路中的一條鏈路斷開，接入外地網(wǎng)絡(luò)2中，當(dāng)新的連接建立起來以后，移動節(jié)點通過此連接獲得新網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)交地址。
b2.移動節(jié)點獲取轉(zhuǎn)交地址后建立隧道，通過新建立的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求。需要注意的是此時注冊請求需要設(shè)置“S”位。標(biāo)準(zhǔn)移動IP協(xié)議中所規(guī)定的注冊請求消息格式如表一所示，其中，S比特位表示同時的綁定信息，如果S置位，就說明移動節(jié)點要求家鄉(xiāng)代理保留其以前的綁定信息。
c2.由于移動節(jié)點在家鄉(xiāng)代理上已經(jīng)注冊過一個轉(zhuǎn)交地址，家鄉(xiāng)代理收到新的注冊請求后并不刪除原轉(zhuǎn)交地址，而只是再添加一個，并發(fā)送注冊應(yīng)答給移動節(jié)點。此后，家鄉(xiāng)代理將所收到的、發(fā)送給該移動節(jié)點的每一個數(shù)據(jù)報文均通過隧道送到移動節(jié)點的每個轉(zhuǎn)交地址。
d2.移動節(jié)點收到注冊應(yīng)答后，從原鏈路上發(fā)送取消注冊請求消息。
e2.家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求，刪除原配置轉(zhuǎn)交地址，并發(fā)送注冊應(yīng)答。此后，家鄉(xiāng)代理就只向新的轉(zhuǎn)交地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
f2.移動節(jié)點收到注冊應(yīng)答，將與外地網(wǎng)絡(luò)1中保持原有連接的另一鏈路也斷開，重新接入外地網(wǎng)絡(luò)中，完成切換。
移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)返回家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時，切換過程采用一條鏈路注冊，另一條鏈路繼續(xù)通過外地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的方式。如圖6所示，移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)回到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時的切換過程包括以下步驟a3.移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)返回家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時，將與外地網(wǎng)絡(luò)建立的兩條鏈路中的一條鏈路斷開，接入家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)新的連接建立起來以后，移動節(jié)點在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送免費ARP消息，并向家鄉(xiāng)代理發(fā)送取消注冊請求。
這里，發(fā)送ARP消息的目的是通知該移動節(jié)點已回到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)。
b3.家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求后，刪除移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址和隧道，并向移動節(jié)點返回注冊應(yīng)答。
c3.移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理發(fā)來的注冊應(yīng)答后，刪除與外地代理之間建立的隧道，并將外地網(wǎng)絡(luò)中保持原有連接的另一鏈路也斷開，重新接入家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中，完成切換。
在圖4、圖5、圖6中，虛線表示單向隧道，實線表示注冊消息，點劃線表示正常的通信數(shù)據(jù)，實線上的矩形表示隧道。
移動節(jié)點切換前或切換完成后，如果該移動節(jié)點處于外地網(wǎng)絡(luò)中，家鄉(xiāng)代理就只綁定當(dāng)前移動節(jié)點所在網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)交地址，因此，將所有發(fā)送到該移動節(jié)點的數(shù)據(jù)報文全部轉(zhuǎn)發(fā)到該轉(zhuǎn)交地址上。此時，移動節(jié)點建立的兩條鏈路均在同一個子網(wǎng)中，公用一個轉(zhuǎn)交地址。雖然有兩條鏈路，可以通過一個虛擬鏈路層，使其共同使用一個IP地址進(jìn)行通訊，從而上層應(yīng)用并不能意識到雙鏈路的存在。在實際應(yīng)用中，移動節(jié)點的兩條鏈路可以分別通過兩塊網(wǎng)卡實現(xiàn)，在移動節(jié)點的上層應(yīng)用看來移動節(jié)點只有一個IP地址，但它發(fā)送的數(shù)據(jù)報卻是通過兩條鏈路來傳輸?shù)?。具體利用哪條鏈路進(jìn)行發(fā)送時，可以根據(jù)鏈路的忙閑狀況進(jìn)行選擇，比如需要選擇時，先判斷兩條鏈路的忙閑情況，利用其中負(fù)載輕的鏈路進(jìn)行發(fā)送，從而既能提高帶寬，又能實現(xiàn)負(fù)載均衡。
下面參照圖7并結(jié)合具體實施例，來詳細(xì)說明建立雙鏈路與低層主動觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換相結(jié)合的切換過程，圖7為移動節(jié)點70所處移動IP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。如圖7所示，該移動IP系統(tǒng)為一個采用802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)，該無線局域網(wǎng)包括三個子網(wǎng)家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)、外地網(wǎng)絡(luò)1和外地網(wǎng)絡(luò)2。三個子網(wǎng)之間通過路由器相連，每個子網(wǎng)中包括一個代理，即家鄉(xiāng)代理、外地代理1和外地代理2。每個子網(wǎng)又分別包括兩個基站，即接入點AP1～AP6，圖7中的六個虛圓分別表示AP1～AP6的覆蓋區(qū)域。其中，接入點AP1和AP2屬于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，接入點AP3和AP4屬于外地網(wǎng)絡(luò)1，接入點AP5和AP6屬于外地網(wǎng)絡(luò)2。圖7中的點劃線表示移動節(jié)點70的移動軌跡，可以看出，移動節(jié)點70從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，先漫游到外地網(wǎng)絡(luò)1，再由外地網(wǎng)絡(luò)1漫游到外地網(wǎng)絡(luò)2，該移動過程包括三種切換從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)到外地網(wǎng)絡(luò)的切換、在兩個外地網(wǎng)絡(luò)之間的切換、以及從外地網(wǎng)絡(luò)回到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的切換。
在本實施例中，移動節(jié)點70選用兩塊802.11的無線網(wǎng)卡模擬雙鏈路，且網(wǎng)絡(luò)層切換由低層根據(jù)所檢測的物理信道信息主動觸發(fā)。
移動節(jié)點70開始位于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)移動節(jié)點70移動到AP2和AP3的重疊覆蓋區(qū)71時，二層觸發(fā)啟動，通知網(wǎng)絡(luò)層移動節(jié)點70將從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)移動到外地網(wǎng)絡(luò)1，觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層開始切換。此時，移動節(jié)點70將與AP2之間建立的兩條鏈路中的一條鏈路連接斷開，與AP3建立連接；而另一條鏈路仍然保持與AP2的連接。當(dāng)移動節(jié)點70與AP3的鏈路建立起來以后，移動節(jié)點70通過此連接獲得外地網(wǎng)絡(luò)1中的轉(zhuǎn)交地址1；并根據(jù)轉(zhuǎn)交地址1建立隧道，通過與AP3的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求。
家鄉(xiāng)代理收到注冊請求后建立起通向轉(zhuǎn)交地址1的隧道，并向移動節(jié)點70發(fā)送注冊應(yīng)答，同時發(fā)送代理ARP消息；移動節(jié)點70收到注冊應(yīng)答后，將與AP2之間保持的鏈路也斷開，將該鏈路接入AP3，作為移動節(jié)點70與AP3之間的第二條鏈路，如此，即完成了從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)到外地網(wǎng)絡(luò)1的整個切換過程。
以信噪比作為選定物理層信道信息且基站信息為AP的MAC地址為例，所述二層觸發(fā)啟動的具體過程是移動節(jié)點70進(jìn)入家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)與外地網(wǎng)絡(luò)1的交界部分，即從AP2移入AP3時，隨著離AP3的距離變近，移動節(jié)點70會發(fā)現(xiàn)AP3的信噪比已滿足設(shè)定的觸發(fā)條件，即達(dá)到預(yù)先設(shè)定的信噪比閾值；同時，移動節(jié)點70搜索并獲取AP3的MAC地址，將AP3的MAC地址與自身當(dāng)前保存的當(dāng)前子網(wǎng)中所有AP的MAC地址比較，此時，移動節(jié)點70自身保存的是AP1和AP2的MAC地址，所以，發(fā)現(xiàn)AP3的MAC地址與自身當(dāng)前保存的所有AP的MAC地址均不匹配，則可以確定AP3屬于新的子網(wǎng)，于是移動節(jié)點70就主動觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層的切換。
當(dāng)移動節(jié)點70沿移動軌跡移動到AP4和AP6的重疊覆蓋區(qū)72時，二層觸發(fā)啟動，通知網(wǎng)絡(luò)層移動節(jié)點70即將進(jìn)入了新的外地網(wǎng)絡(luò)，觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層開始切換。移動節(jié)點70將與AP4之間建立的兩條鏈路中的一條鏈路連接斷開，與AP6建立連接，但仍然保持一條鏈路與AP4連接；并且，移動節(jié)點70通過與AP6建立連接獲得外地網(wǎng)絡(luò)2中的轉(zhuǎn)交地址2。移動節(jié)點70建立隧道，通過與AP6的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求，此時注冊請求需要設(shè)置“S”位。這里，如果以信噪比作為選定物理層信道信息且基站信息為AP的MAC地址的話，所述二層觸發(fā)啟動的具體過程與移動節(jié)點70向AP3切換是類似的。
雖然移動節(jié)點70在家鄉(xiāng)代理上已經(jīng)注冊過一個轉(zhuǎn)交地址1，但家鄉(xiāng)代理收到攜帶有設(shè)置了S位的新注冊請求后，并不刪除轉(zhuǎn)交地址1，而是將轉(zhuǎn)交地址2添加到綁定表中，并向移動節(jié)點70發(fā)送注冊應(yīng)答。此后，家鄉(xiāng)代理將發(fā)送到移動節(jié)點70的每個數(shù)據(jù)報文均通過隧道送到轉(zhuǎn)交地址1、轉(zhuǎn)交地址2這兩個轉(zhuǎn)交地址上。移動節(jié)點70收到注冊應(yīng)答后，通過與AP4之間的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送取消注冊請求。家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求后，刪除轉(zhuǎn)交地址1，并向移動節(jié)點70返回注冊應(yīng)答，表示轉(zhuǎn)交地址1已刪除。此后，家鄉(xiāng)代理就只向轉(zhuǎn)交地址2轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)了。移動節(jié)點70在收到注冊應(yīng)答后，將與AP4之間的鏈路斷開，并將該鏈路接入AP6中，作為移動節(jié)點70與AP6之間的第二條鏈路，至此完成從外地網(wǎng)絡(luò)1到外地網(wǎng)絡(luò)2的整個切換過程。
當(dāng)移動節(jié)點70沿移動軌跡移動到AP5和AP2的重疊覆蓋區(qū)73時，二層觸發(fā)啟動，通知網(wǎng)絡(luò)層移動節(jié)點70將從外地網(wǎng)絡(luò)2回到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層開始切換。此時，移動節(jié)點70將與AP5之間建立的兩條鏈路中的一條鏈路連接斷開，與AP2建立連接，而與AP6的另一條鏈路連接仍然保持。這里，如果以信噪比作為選定物理層信道信息且基站信息為AP的MAC地址的話，所述二層觸發(fā)啟動的具體過程與移動節(jié)點70向AP3切換是類似的。
當(dāng)與AP2的鏈路建立起來以后，移動節(jié)點70通過與AP2建立的連接在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送免費ARP消息，說明自己已經(jīng)回到家鄉(xiāng)，并發(fā)送取消注冊請求。家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求后，刪除移動節(jié)點70的轉(zhuǎn)交地址2和隧道，并向移動節(jié)點70發(fā)送注冊應(yīng)答。移動節(jié)點70收到注冊應(yīng)答后，刪除隧道，并將與AP5保持的鏈路連接也斷開，接入家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的AP2上，作為移動節(jié)點70與AP2之間的第二條鏈路，至此完成從外地網(wǎng)絡(luò)2回到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的整個切換過程。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動IP中移動節(jié)點實現(xiàn)切換的方法，其特征在于，為每個移動節(jié)點建立兩條與當(dāng)前子網(wǎng)進(jìn)行通信的鏈路連接，該方法還包括以下步驟a.當(dāng)前移動節(jié)點檢測當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的所有基站的選定物理層信道信息；b.判斷所檢測到的選定物理層信道信息是否滿足設(shè)定的觸發(fā)條件，如果不滿足，則返回步驟a；如果滿足，則再判斷當(dāng)前滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于所述移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)，如果不屬于，則向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送切換指示；否則返回步驟a；c.網(wǎng)絡(luò)層收到切換指示后，斷開當(dāng)前移動節(jié)點與原子網(wǎng)基站之間已建立的兩條鏈路中的一條，并在當(dāng)前移動節(jié)點與要切換到的目標(biāo)基站之間建立新的一條鏈路連接；d.當(dāng)前移動節(jié)點通過步驟c中新建的鏈路向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換；e.注冊完成后，斷開當(dāng)前移動節(jié)點與原子網(wǎng)基站之間的另一條鏈路連接，并在當(dāng)前移動節(jié)點與要切換到的目標(biāo)基站之間建立另一條鏈路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括當(dāng)前移動節(jié)點獲取并存儲當(dāng)前所處子網(wǎng)的所有基站信息，并實時獲取當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)的所有基站的基站信息；則步驟b中所述判斷滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于所述移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)為當(dāng)前移動節(jié)點將滿足觸發(fā)條件的基站的基站信息與自身存儲的所有基站的基站信息進(jìn)行匹配，如果均不匹配，則滿足觸發(fā)條件的基站不屬于當(dāng)前移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)，否則屬于當(dāng)前移動節(jié)點當(dāng)前所在子網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，移動節(jié)點從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)切換到外地網(wǎng)絡(luò)時，步驟d所述進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換具體包括d11.移動節(jié)點通過與目標(biāo)基站之間建立的鏈路連接獲得新的轉(zhuǎn)交地址；d12.移動節(jié)點建立隧道，通過新建的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求；d13.家鄉(xiāng)代理收到注冊請求后，建立通向該轉(zhuǎn)交地址的隧道，發(fā)送注冊應(yīng)答，并發(fā)送代理地址解析協(xié)議ARP消息；則步驟e所述注冊完成為移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理發(fā)來的注冊應(yīng)答。
4.根據(jù)權(quán)要求1所述的方法，其特征在于，移動節(jié)點從一個外地網(wǎng)絡(luò)切換到另一外地網(wǎng)絡(luò)時，步驟d所述進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換具體包括d21.移動節(jié)點通過與目標(biāo)基站之間建立的鏈路連接獲得新的轉(zhuǎn)交地址；d22.移動節(jié)點獲取轉(zhuǎn)交地址后建立隧道，通過新建立的鏈路向家鄉(xiāng)代理發(fā)送注冊請求，且該注冊請求中攜帶有保留原轉(zhuǎn)交地址的指示；d23.家鄉(xiāng)代理收到新的注冊請求后保留原轉(zhuǎn)交地址，同時存儲注冊請求中攜帶的新轉(zhuǎn)交地址，并向移動節(jié)點發(fā)送注冊應(yīng)答；d24.移動節(jié)點收到注冊應(yīng)答后，從移動節(jié)點與原基站之間保留的鏈路上發(fā)送取消注冊請求；d25.家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求后，刪除原轉(zhuǎn)交地址，并向移動節(jié)點發(fā)送注冊應(yīng)答；則步驟e所述注冊完成為移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理刪除原轉(zhuǎn)交地址后發(fā)來的注冊應(yīng)答。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡(luò)切換回家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時，步驟d所述進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換具體包括d31.移動節(jié)點在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送免費ARP消息，并向家鄉(xiāng)代理發(fā)送取消注冊請求；d32.家鄉(xiāng)代理收到取消注冊請求后，刪除移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址和隧道，并向移動節(jié)點返回注冊應(yīng)答；則步驟e所述注冊完成為移動節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理發(fā)來的注冊應(yīng)答后，刪除與外地代理之間建立的隧道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于，在切換過程中，移動節(jié)點收到從不同鏈路發(fā)送過來的重復(fù)數(shù)據(jù)后，根據(jù)現(xiàn)有協(xié)議過濾一份重復(fù)數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于，移動節(jié)點切換前或切換完成后，移動節(jié)點與當(dāng)前基站所建立的兩條鏈路處于同一網(wǎng)絡(luò)中，且公用一個轉(zhuǎn)交地址。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所設(shè)定的觸發(fā)條件引起的觸發(fā)時間提前于物理層自動切換的時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定的觸發(fā)條件為預(yù)先設(shè)置的選定要檢測的物理層信道信息的閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述選定物理層信道信息為接收信號強度、或為信噪比。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站信息為基站標(biāo)識ID、或為基站所屬子網(wǎng)的服務(wù)集標(biāo)識SSID、或基站的MAC地址。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取基站信息具體包括移動節(jié)點向當(dāng)前所在子網(wǎng)的代理發(fā)送攜帶有請求獲取所有基站信息指示的注冊請求消息，收到所述注冊請求的代理向發(fā)起注冊請求的移動節(jié)點返回攜帶有當(dāng)前子網(wǎng)中所有基站的信息的注冊應(yīng)答消息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述請求獲取所有基站信息的指示放置于注冊請求消息的擴展域中；所述所有基站的信息放置于注冊應(yīng)答消息的擴展域中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動IP中移動節(jié)點實現(xiàn)切換的方法，關(guān)鍵是移動節(jié)點將當(dāng)前所檢測的選定物理層信道信息與設(shè)定的觸發(fā)條件進(jìn)行比較，并判斷滿足觸發(fā)條件的基站是否屬于移動節(jié)點當(dāng)前所在的子網(wǎng)，以確定是否觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層切換，如果要觸發(fā)，則向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送切換指示。并且，為每個移動節(jié)點建立雙鏈路，在網(wǎng)絡(luò)層收到切換指示后，僅斷開當(dāng)前已建立的雙鏈路中的一條，建立新連接；然后，移動節(jié)點利用新建的連接向家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)注冊并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層切換；注冊完成后，再斷開另一條鏈路，同樣建立一條移動節(jié)點與新子網(wǎng)之間的新連接。該方法不僅能使低層主動準(zhǔn)確地觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)層啟動切換，提高切換速度；而且，能保證在切換過程中通訊不中斷，降低切換過程中的丟包率。
文檔編號H04W40/36GK1582050SQ20041004231
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者夏寅賁, 張大偉, 田霖, 李未 申請人:北京航空航天大學(xué)