面向智能移動(dòng)終端協(xié)議架構(gòu)的移動(dòng)性管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及移動(dòng)性管理領(lǐng)域，是一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software DefinedNetWOrk，SDN)的移動(dòng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及重新設(shè)計(jì)的移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)的針對(duì)位置登記、越區(qū)切換、呼叫處理等技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方案的研究。尤其涉及一種具體的信令切換過(guò)程。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量猛增，相繼產(chǎn)生多種多樣的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)顯示出復(fù)雜、低效和封閉的缺點(diǎn)，SDN技術(shù)在這種大背景下應(yīng)運(yùn)而生。SDN是由美國(guó)斯坦福大學(xué)clean slate研究組提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，它的設(shè)計(jì)理念是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進(jìn)行分離，從而通過(guò)集中的控制器中的軟件平臺(tái)去實(shí)現(xiàn)可編程化控制底層硬件，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源靈活的按需調(diào)配。在SDN網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只負(fù)責(zé)單純的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可以采用通用的硬件;而原來(lái)負(fù)責(zé)控制的操作系統(tǒng)將提煉為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)不同業(yè)務(wù)特性進(jìn)行適配，而且網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)特性以及硬件設(shè)備之間的通信都可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，SDN將網(wǎng)絡(luò)控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，采用集中控制替代原有分布式控制，并通過(guò)開(kāi)放和可編程接口實(shí)現(xiàn)“軟件定義”，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)虛擬化、IT化以及軟件化，是一項(xiàng)全局性、顛覆性的技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
[0003]在眾多的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式中，由于無(wú)線設(shè)備使用體現(xiàn)出極大的便捷性，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶比重越來(lái)越大。隨著智能手機(jī)的普及，移動(dòng)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)從以語(yǔ)音/短信業(yè)務(wù)為主的模式向以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為主的模式的發(fā)展趨勢(shì)。而且移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)增長(zhǎng)迅速，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)占全球互聯(lián)網(wǎng)流量的比例年增1.5倍，瀏覽、搜索、購(gòu)物等業(yè)務(wù)逐步從個(gè)人電腦(PC)轉(zhuǎn)向手機(jī)。因此，將SDN擴(kuò)展到無(wú)線和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)得到越來(lái)越多的關(guān)注。
[0004]目前，基于SDN的移動(dòng)性管理研究工作還沒(méi)有引起人們太多的關(guān)注。0NF(0penNetwork Foundat1n，開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))。成立了移動(dòng)與無(wú)線工作組，來(lái)討論與SDN移動(dòng)性相關(guān)的問(wèn)題，討論組成立至今，工作進(jìn)展比較緩慢，暫時(shí)還沒(méi)有公開(kāi)的研究成。IETFdnternetEngineering Task Force,互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)，上有少量關(guān)于SDN移動(dòng)性管理的草案，提出了SDN網(wǎng)絡(luò)提供移動(dòng)性支持的可能的實(shí)現(xiàn)思路，和一種在分布式移動(dòng)性管理中，使用SDN技術(shù)，對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN移動(dòng)后的路由進(jìn)行優(yōu)化的思路，兩篇草案并沒(méi)有涉及具體的細(xì)節(jié)。
[0005]SDN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為解決網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理問(wèn)題提供有利的條件，目前現(xiàn)階段學(xué)術(shù)界還沒(méi)有關(guān)于解決SDN移動(dòng)性管理的可行性的方案，而SDN移動(dòng)性管理在SDN網(wǎng)絡(luò)部署中也將會(huì)是無(wú)法避免的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000?] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，基于SDN思想的移動(dòng)和無(wú)線的無(wú)桟(Not Only Stack,NOStack)網(wǎng)絡(luò)側(cè)架構(gòu)，本發(fā)明旨在公開(kāi)一種新的面向智能移動(dòng)終端協(xié)議架構(gòu)的移動(dòng)性管理研究，移動(dòng)性管理包括位置登記、越區(qū)切換、呼叫處理等過(guò)程，在基于SDN的移動(dòng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及重新設(shè)計(jì)的移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出具體信令切換過(guò)程的修改方案，使信令開(kāi)銷降低。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，面向智能移動(dòng)終端協(xié)議架構(gòu)的移動(dòng)性管理方法，采用移動(dòng)終端三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，在該架構(gòu)下，采用以下流表和切換流程，實(shí)現(xiàn)僅需在切換時(shí)重定位流，節(jié)省信令開(kāi)銷:
[0007](I)由全局控制器向移動(dòng)終端發(fā)送測(cè)量控制；
[0008](2)移動(dòng)終端把測(cè)量報(bào)告存入分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0009](3)全局控制器上的相關(guān)應(yīng)用認(rèn)為需要執(zhí)行切換，并且知道源eNodeB和目標(biāo)eNodeB;
[0010](4)全局控制器先后告知源eNodeB和目標(biāo)eNodeB要進(jìn)行切換，并要求返回ACK(Acknowledgement，確認(rèn)字符)確保切換可行；
[0011](5)目標(biāo)eNodeB從分布式緩存中讀取源eNodeB中緩存的數(shù)據(jù)包即分布式緩存中存有eNodeB緩存的數(shù)據(jù)，全局控制器在收到目標(biāo)eNodeB的ACK后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)記錄進(jìn)行更新；
[0012](6)全局控制器通知移動(dòng)終端可以開(kāi)始切換；
[0013](7)移動(dòng)終端請(qǐng)求跟目標(biāo)eNodeB同步；
[0014](8)全局控制器向移動(dòng)終端發(fā)送定時(shí)提前；
[0015](9)切換完成后，移動(dòng)終端向目標(biāo)eNodeB發(fā)送確認(rèn)；
[0016](10)目標(biāo)eNodeB對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶面相關(guān)記錄進(jìn)行更新；
[0017](11)數(shù)據(jù)庫(kù)將用戶面更新反饋給全局控制器；
[0018](12)全局控制器通知源eNodeB可以釋放資源了。
[0019]移動(dòng)終端三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)從下到上包括虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層；
[0020]最下層由是虛擬化的系統(tǒng)資源層，把移動(dòng)終端協(xié)議棧每層封裝為單獨(dú)的子模塊，子模塊通過(guò)流表來(lái)進(jìn)行配置，子模塊能夠按照需要添加或者修改；
[0021]中間層是移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)，該層中運(yùn)行控制器，控制器包括本地控制器和遠(yuǎn)程控制器，其中本地控制器運(yùn)行在移動(dòng)端，只負(fù)責(zé)對(duì)移動(dòng)端的控制，遠(yuǎn)程控制器運(yùn)行在云端，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的全局控制器，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)集中控制，無(wú)論是本地控制器還是遠(yuǎn)程控制器，都使用統(tǒng)一的接口跟下層交互；
[0022]最上層是應(yīng)用層，只跟本地控制器之間存在應(yīng)用程序調(diào)用接口。
[0023]移動(dòng)終端地位類似于演進(jìn)型LTE中的基站Node B(Evolved Node B ,eNodeB，移動(dòng)終端跟全局控制器間都使用相同的接口，移動(dòng)終端跟全局控制器之間沒(méi)有直接的物理通信鏈路，數(shù)據(jù)的傳輸必須通過(guò)eNodeB進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，移動(dòng)終端具備速度、方向等屬性。
[0024]中間的控制層包括專門開(kāi)發(fā)的本地控制器以及云端的遠(yuǎn)程控制器，該本地控制器能夠運(yùn)行在移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)上對(duì)其進(jìn)行控制并和遠(yuǎn)程的全局控制器進(jìn)行交互;切換的過(guò)程是由應(yīng)用控制的，當(dāng)實(shí)現(xiàn)切換時(shí)，信令交互的具體步驟為一系列相關(guān)子應(yīng)用之間的交互，每個(gè)應(yīng)用的具體執(zhí)行是通過(guò)控制器來(lái)完成的，控制器能發(fā)送具有規(guī)定格式的消息，其中攜帶的信息用于更新流表，每個(gè)流表對(duì)應(yīng)一個(gè)模塊。
[0025]本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果是:
[0026]本發(fā)明通過(guò)基于所提出的移動(dòng)終端協(xié)議架構(gòu)和NOStack網(wǎng)絡(luò)側(cè)架構(gòu)的切換信令流程，由于目標(biāo)基站提前獲取了移動(dòng)終端信息，且源基站和目標(biāo)基站之間不需要數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省了信令開(kāi)銷。
【附圖說(shuō)明】
:
[0027]圖1基于SDN的移動(dòng)終端協(xié)議架構(gòu)示意圖。
[0028]圖2移動(dòng)終端功能示意圖。
[0029]圖3基于SDN的信令切換流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:應(yīng)用基于SDN思想的移動(dòng)和無(wú)線NOStack網(wǎng)絡(luò)側(cè)架構(gòu)，以及重新設(shè)計(jì)的移動(dòng)終端三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，針對(duì)位置登記、越區(qū)切換、呼叫處理等技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行研究，并說(shuō)明基于該移動(dòng)終端協(xié)議架構(gòu)的具體信令切換過(guò)程的修改方案。
[0031]移動(dòng)終端采用SDN中的3層架構(gòu)，包括虛擬資源層、終端操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層。如圖1所示。
[0032]最下層由是虛擬化的系統(tǒng)資源層。把現(xiàn)有的移動(dòng)終端協(xié)議棧每層封裝為單獨(dú)的模塊，模塊通過(guò)流表來(lái)進(jìn)行配置，模塊可以按照需要添加或者修改，因此具有靈活性和可擴(kuò)展性。
[0033]中間層是移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)，該層中運(yùn)行控制器，控制器包括本地控制器(Local Controller)和遠(yuǎn)程控制器(Remote Controller)，其中本地控制器運(yùn)行在移動(dòng)端，只負(fù)責(zé)對(duì)移動(dòng)端的控制。遠(yuǎn)程控制器運(yùn)行