用于移動切換的動態(tài)分組緩沖系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于移動切換的動態(tài)分組緩沖系統(tǒng)
[0001]本申請是分案申請，原申請的申請?zhí)枮?00680000640.6，申請日為2006年7月13日，發(fā)明名稱為“用于移動切換的動態(tài)分組緩沖系統(tǒng)”。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請涉及無線網(wǎng)絡(luò)，在一些優(yōu)選實施例中，涉及改進在鄰近的網(wǎng)絡(luò)等之間的移動設(shè)備切換的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]1.網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
[0004]存在多種類型的計算機網(wǎng)絡(luò)，最出名的是互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的世界范圍的網(wǎng)絡(luò)。當今，互聯(lián)網(wǎng)是對幾百萬用戶可用的公共和自支持網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)使用被稱為TCP/IP(即傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的一組通信協(xié)議以連接主機?；ヂ?lián)網(wǎng)具有公知作為互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)的通信架構(gòu)。對互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)的接入主要由對公司和個人轉(zhuǎn)售接入的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)控制。
[0005]IP (互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)是可在網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)從一個設(shè)備(例如電話、PDA[個人數(shù)字助理]、計算機等)發(fā)送到另一設(shè)備的協(xié)議。IP是無連接協(xié)議?，F(xiàn)今，存在各種版本的IP，包括例如IPv4、IPv6等。在網(wǎng)絡(luò)上的每一主機設(shè)備具有至少一個IP地址，其標識所述主機設(shè)備到IP網(wǎng)絡(luò)的附著點。在通信期間在端點之間的連接是不連續(xù)的。當用戶發(fā)送或接收數(shù)據(jù)或消息時，數(shù)據(jù)或消息被劃分為稱為分組的成分。每一分組被看作獨立的數(shù)據(jù)單元。
[0006]為了標準化在互聯(lián)網(wǎng)或類似網(wǎng)絡(luò)上的點之間的傳輸，建立了 OSI (開放系統(tǒng)互連)模型。OSI模型將網(wǎng)絡(luò)中的兩個點之間的通信過程劃分為七個堆疊層，每一層添加其自身的功能組。每一設(shè)備處理消息，從而在發(fā)送端點處存在通過每一層的向下的流，并在接收端點處存在通過多個層的向上的流。提供七層功能的程序和/或硬件通常是設(shè)備操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、TCP/IP和/或其它傳送和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及其它軟件和硬件的合并。
[0007]通常，當消息從用戶傳遞或傳遞到用戶時使用最上面的四層，當通過設(shè)備(IP主機設(shè)備)傳遞消息時使用最下面的三層。IP主機是能夠發(fā)送和接收IP分組的在網(wǎng)絡(luò)上的任意設(shè)備，例如服務(wù)器、路由器或工作站。目的地為其它一些主機的消息不是被向上傳遞到較高的層，而是被轉(zhuǎn)發(fā)到其它主機。在OSI和其它類似的模型中，IP處于第三層，也就是網(wǎng)絡(luò)層。OSI模型的層列出如下。層7即應(yīng)用層，在該層例如識別通信方、識別服務(wù)質(zhì)量、考慮用戶鑒權(quán)和隱私、識別對數(shù)據(jù)句法的約束，等等。層6(即表示層)是例如將到來的和外出的數(shù)據(jù)從一種表示格式轉(zhuǎn)換為另一表示格式等的層。層5(即會話層)是例如對會話進行設(shè)置、協(xié)調(diào)和終止，在應(yīng)用之間進行交換和對話的層。層4(即傳輸層)是例如管理端到端控制和錯誤校驗等的層。層3(即網(wǎng)絡(luò)層)是例如處理路由和轉(zhuǎn)發(fā)等的層。層2(即數(shù)據(jù)鏈路層)是例如提供用于物理級的同步、進行比特填充并提供傳輸協(xié)議知識和管理等的層。電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)將數(shù)據(jù)鏈路層再劃分為兩個進一步的子層:MAC(媒體接入控制)層，對到物理層和來自物理層的數(shù)據(jù)傳輸進行控制；以及LLC (邏輯鏈路控制)層，與網(wǎng)絡(luò)層進行接口，解釋命令，并執(zhí)行錯誤恢復(fù)。層1(即物理層)是例如在物理級通過網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)流的層。IEEE將物理層再劃分為PLCP (物理層會聚過程)子層和PMD (物理介質(zhì)相關(guān))子層。
[0008]通常，比層2高的層(諸如包括OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層或?qū)?等的那些層)被稱為較高層。
[0009]2.無線網(wǎng)絡(luò)
[0010]無線網(wǎng)絡(luò)可以包括多種類型的移動設(shè)備，例如蜂窩和無線電話、PC (個人計算機)、膝上型計算機、可佩戴的計算機、無繩電話、尋呼機、手機、打印機、PDA等。例如，移動設(shè)備可以包括用于確保語音和/或數(shù)據(jù)的快速無線傳輸?shù)臄?shù)字系統(tǒng)。典型的移動設(shè)備包括以下組件中的一些或全部:收發(fā)機(即發(fā)射機和接收機，包括例如具有集成的發(fā)射機、接收機以及其它所希望的其它功能單元的單芯片收發(fā)機)；天線；處理器；一個或多個音頻傳感器(例如用于音頻通信中的揚聲器或麥克風)；電磁數(shù)據(jù)存儲器(例如在提供數(shù)據(jù)處理的設(shè)備中的ROM、RAM、數(shù)字數(shù)據(jù)存儲器等)；閃速存儲器；完整芯片或集成電路；接口(例如USB、CODEC、UART, PCM 等)；和 / 或其它組件。
[0011]可以將無線LAN用于無線通信，其中移動用戶可以通過無線連接來連接到局域網(wǎng)(LAN)。無線通信可以包括例如經(jīng)由電磁波(例如光、紅外線、無線電、微波)進行傳播的通信。當前存在各種WLAN標準，例如藍牙、IEEE 802.11以及歸屬RF。
[0012]通過示例的方式，藍牙產(chǎn)品可用于在移動計算機、移動電話、便攜式手持設(shè)備、個人數(shù)字助理(PDA)以及其它移動設(shè)備之間提供鏈路，并提供到互聯(lián)網(wǎng)的連接。藍牙是計算和電信產(chǎn)業(yè)規(guī)范，其詳細說明移動設(shè)備如何可以使用短距離無線連接容易地彼此互連以及與非移動設(shè)備進行互連。藍牙創(chuàng)建了數(shù)字無線協(xié)議以解決由于各種移動設(shè)備激增引起的終端用戶問題，其中需要保持從一個設(shè)備到另一設(shè)備的數(shù)據(jù)同步和一致，由此允許來自不同廠商的設(shè)備在一起無縫工作?？筛鶕?jù)通用命名概念來對藍牙設(shè)備命名。例如，藍牙設(shè)備可具有藍牙設(shè)備名稱(BDN)或與唯一藍牙設(shè)備地址(BDA)關(guān)聯(lián)的名稱。藍牙設(shè)備還可加入互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)。如果藍牙設(shè)備在IP網(wǎng)絡(luò)上運行，則其可配備有IP地址和IP(網(wǎng)絡(luò))名稱。因此，配置為加入IP網(wǎng)絡(luò)的藍牙設(shè)備可包含例如BDN、BDA、IP地址和IP名稱。術(shù)語“IP名稱”指的是與接口的IP地址對應(yīng)的名稱。
[0013]IEEE標準——IEEE 802.11規(guī)定了用于無線LAN和設(shè)備的技術(shù)。通過使用802.11，可完成與支持多個設(shè)備的每一單個基站的無線聯(lián)網(wǎng)。在一些示例中，設(shè)備可預(yù)先裝配無線硬件，或者用戶可安裝包括天線的分立硬件(諸如卡)。例如，不管是不是接入點(AP)、移動臺(STA)、網(wǎng)橋、PCMCIA卡或其它設(shè)備，802.11中使用的設(shè)備通常都包括三個顯著的元素:無線電收發(fā)機、天線和控制在網(wǎng)絡(luò)中的點之間分組流的MAC(媒體接入控制)層。
[0014]此外，可在一些無線網(wǎng)絡(luò)中使用多接口設(shè)備(MID)。MID可包含兩個或多個獨立的網(wǎng)絡(luò)接口(例如藍牙接口和802.11接口)，從而允許MID加入兩個獨立的網(wǎng)絡(luò)，并與藍牙設(shè)備進行接口。MID可具有IP地址以及與IP地址關(guān)聯(lián)的通用IP(網(wǎng)絡(luò))名稱。
[0015]無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可包括藍牙設(shè)備、多接口設(shè)備(MID) >802.1Ix設(shè)備(包括例如802.1la,802.1lb和802.1lg設(shè)備的ffiEE 802.11設(shè)備)、歸屬RF(歸屬射頻)設(shè)備、W1-Fi (無線保真)設(shè)備、GPRS (通用分組無線服務(wù))設(shè)備、3G蜂窩設(shè)備、2.5G蜂窩設(shè)備、GSM (全球移動通信系統(tǒng))、EDGE (GSM演進的增強數(shù)據(jù))設(shè)備、TDMA類型(時分多址)設(shè)備或包括CDMA2000的CDMA類型(碼分多址)設(shè)備，但不限于此。每一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可包含類型不定的地址，其包括(但不限于此)IP地址、藍牙設(shè)備地址、藍牙通用名稱、藍牙IP地址、藍牙IP通用名稱、802.1lIP地址、802.1lIP通用名稱或IEEE MAC地址。
[0016]無線網(wǎng)絡(luò)還可以涉及在例如移動IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)系統(tǒng)、PCS系統(tǒng)以及其它移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中建立的方法和協(xié)議。就移動IP而言，其涉及由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)創(chuàng)建的通信協(xié)議。通過移動IP，移動設(shè)備用戶可以在維持其初始分配的IP地址的同時移動穿過網(wǎng)絡(luò)。移動IP增強了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)，并添加了當移動設(shè)備在其的歸屬網(wǎng)絡(luò)外部進行連接時，用于將互聯(lián)網(wǎng)流量轉(zhuǎn)發(fā)到所述移動設(shè)備的裝置。移動IP為每一移動節(jié)點分配在歸屬網(wǎng)絡(luò)上的歸屬地址以及標識所述設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)及其子網(wǎng)中的當前位置的轉(zhuǎn)交地址(CoA)。當將設(shè)備移動到不同的網(wǎng)絡(luò)時，所述設(shè)備接收到新的轉(zhuǎn)交地址。歸屬網(wǎng)絡(luò)上的移動代理可以將每一歸屬地址與其轉(zhuǎn)交地址關(guān)聯(lián)。移動節(jié)點可以通過使用例如互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)，在每當其改變其轉(zhuǎn)交地址時，將綁定更新發(fā)送給歸屬代理。
[0017]通常，在基礎(chǔ)IP路由選擇(即外部移動IP)中，路由選擇機制基于以下假設(shè):每一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點總是具有到例如互聯(lián)網(wǎng)的恒定附著點，并且每一節(jié)點的IP地址標識其所附著的網(wǎng)絡(luò)鏈路。在此使用的術(shù)語“節(jié)點”包括連接點，所述連接點可以包括例如重新分布點或用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩它c，并可以識別、處理通信和/或?qū)⑼ㄐ呸D(zhuǎn)發(fā)給其它節(jié)點。例如，互聯(lián)網(wǎng)路由器可以查看例如標識設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的IP地址前綴等。于是，在網(wǎng)絡(luò)級，路由器可以查看例如標識特定子網(wǎng)的一組比特。于是，在子網(wǎng)級，路由器可以查看例如標識特定設(shè)備的一組比特。在典型移動IP通信的情況下，如果用戶從例如互聯(lián)網(wǎng)斷開與移動設(shè)備的連接并嘗試在新的子網(wǎng)進行重新連接，則所述設(shè)備必須被配置以新的IP地址、正確的網(wǎng)絡(luò)掩碼以及默認路由器。否則，路由選擇協(xié)議不能正確地遞交分組。
[0018]3.移動設(shè)備的切換
[0019]在例如具有基于IP的無線網(wǎng)絡(luò)接口(諸如IEEE 802.11或802.16接口)的移動設(shè)備的情況下，當所述移動設(shè)備從一個網(wǎng)絡(luò)運動到另一網(wǎng)絡(luò)時，它需要執(zhí)行漫游或切換。在現(xiàn)有切換方法的情況下，通常通過執(zhí)行以下一系列協(xié)議層特定的切換來完成切換:
[0020]第一，切換發(fā)生在物理層。在這點上，移動設(shè)備將其無線信道轉(zhuǎn)換到例如目標網(wǎng)絡(luò)中的無線基站或無線接入點。
[0021]第二，切換發(fā)生在層2。在這點上，移動設(shè)備將其層2 (即鏈路層)連接轉(zhuǎn)換到目標網(wǎng)絡(luò)。如上所述，鏈路層或?qū)?指的是承載用戶流量的緊接在IP層之下的協(xié)議。如果目標網(wǎng)絡(luò)需要層2鑒權(quán)，則移動設(shè)備執(zhí)行與目標網(wǎng)絡(luò)的鑒權(quán)。
[0022]第三，切換發(fā)生在IP層。在這點上，移動設(shè)備從目標網(wǎng)絡(luò)獲得本地IP地址，如果所述目標網(wǎng)絡(luò)需要IP層鑒權(quán)則執(zhí)行所述鑒權(quán)，其后，執(zhí)行IP層位置更新，從而使得去往所述移動設(shè)備的IP分組可以被IP網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由所述目標網(wǎng)絡(luò)傳送到所述移動設(shè)備。在一些示例中，支持IP層的一種方式是使用由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)定義的移動IP。
[0023]第四，切換發(fā)生在應(yīng)用層。移動設(shè)備執(zhí)行在應(yīng)用層所需的步驟，以確保其應(yīng)用流量將經(jīng)由所述目標網(wǎng)絡(luò)正確地流向所述移動設(shè)備上的應(yīng)用。例如，當移動設(shè)備使用用于管理其應(yīng)用層信號傳送的由IETF定義的會話發(fā)起協(xié)議(SIP)時，可以通過移動設(shè)備以其歸屬SIP服務(wù)器更新其當前位置，來實現(xiàn)應(yīng)用層切換。如果所述目標網(wǎng)絡(luò)需要，則移動設(shè)備可能還需要進行與目標網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層鑒權(quán)。這種情況例如，移動設(shè)備正使用所訪問的3GPP(第三代合作伙伴項目)無線網(wǎng)絡(luò)中的IP多媒體子系統(tǒng)(MS)，其中，MS是在3GPP網(wǎng)絡(luò)上支持對于多媒體應(yīng)用的應(yīng)用層信號傳送和管理的基于SIP的系統(tǒng)。
[0024]有時，IP層切換或應(yīng)用層切換就足夠。也就是說，可能無需都執(zhí)行IP層和應(yīng)用層切換兩者。當將這些現(xiàn)有方法用于基于IP的無線網(wǎng)絡(luò)時，會導(dǎo)致明顯的切換延遲。例如，在存在許多無線局域網(wǎng)(WLAN)的地理區(qū)域(例如城市)中、在復(fù)雜建筑或住家的內(nèi)部、或在存在多個無線LAN的其它公共場所中，移動設(shè)備可以同時從多個無線網(wǎng)絡(luò)接收較強的無線電信號。然而，所述移動設(shè)備可能沒有被授權(quán)使用這些無線網(wǎng)絡(luò)中的某些網(wǎng)絡(luò)。
[0025]在上述現(xiàn)有切換方法下，移動設(shè)備將基于例如無線電信號強度來選擇目標網(wǎng)絡(luò)，并將經(jīng)歷上述步驟以連接目標網(wǎng)絡(luò)，其后，發(fā)現(xiàn)其是否被授權(quán)使用所述網(wǎng)絡(luò)或者所述網(wǎng)絡(luò)是否不提供移動設(shè)備所需的容量(例如充足可用的帶寬)或服務(wù)。因此，移動設(shè)備必須嘗試連接到另一網(wǎng)絡(luò)，并重復(fù)該過程，直到其最終連接到向其提供并允許其使用其所需的容量或服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)(或者直到其已經(jīng)試盡所有可能的網(wǎng)絡(luò))。因此，在現(xiàn)有系統(tǒng)的情況下，切換可能花費無法忍受的較長時間，并且可能延遲諸如直播語音和/或視頻應(yīng)用的敏感應(yīng)用。雖然已知各種系統(tǒng)和方法，但仍然需要用于在無線網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行切換的改進型系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]本發(fā)明的優(yōu)選實施例的廣泛方面是在沿著一系列鄰近網(wǎng)絡(luò)運動的移動設(shè)備