СПОСОБ УСТАНОВКИ МАРШРУТА СВЯЗИ, СПОСОБ СМЕНЫ СЕТИ ДОСТУПА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕНЫ СЕТИ ДОСТУПА, МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ И УСТРОЙСТВО-ПОСРЕДНИК ДЛЯ СМЕНЫ СЕТИ ДОСТУПА
METHOD OF INSTALLING COMMUNICATION ROUTE, METHOD OF CHANGING ACCESS NETWORK, APPARATUS FOR CHANGING ACCESS NETWORK, MOBILE STATION AND PROXY DEVICE FOR CHANGING ACCESS NETWORK

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области мобильной связи, а более конкретно - к способу установки маршрута связи, способу смены сети доступа, устройству для смены сети доступа, мобильной станции и устройству-посреднику для смены сети доступа.
Уровень техники
В настоящее время протокол MIP (Mobile IP, протокол мобильной связи с Интернетом) рассматривается в качестве схемы обеспечения мобильности для мобильной станции в IP-сети. Согласно MIP мобильная станция для продолжения связи использует два IP-адреса: домашний адрес (home address) и адрес обслуживания (care-of address). Домашний адрес является постоянным IP-адресом, который выделяется мобильной станции в IP-сети. Адрес обслуживания назначается в соответствии со схемой конфигурирования IP-адресов, такой, например, как DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической конфигурации узла). В случае приема адреса обслуживания мобильная станция сообщает этот адрес обслуживания устройству управления мобильностью (домашнему агенту) в виде сигнала Binding Update (обновление привязки). Устройство управления мобильностью (mobility anchor) устанавливает соответствие между домашним адресом и адресом обслуживания и продолжает осуществлять связь с мобильной станцией с использованием адреса обслуживания. Поскольку согласно MIP мобильная станция в процессе своего перемещения сама управляет изменением маршрута связи, канал передачи данных для мобильной станции в сети не устанавливается.
С другой стороны, с целью изменения маршрута связи канал передачи данных может устанавливаться в сети мобильной связи. Например, в сети, в которой применяются протоколы GTP (GPRS Tunneling Protocol, протокол туннелирования GPRS) или PMIP (Proxy Mobile IP, протокол мобильной связи с Интернетом через посредника), канал передачи данных для мобильной станции устанавливается в базовой сети (см. документы 3GPP TS23.401 и TS23.402). В этом документе под каналом передачи данных понимается маршрут связи, который устанавливается для передачи пользовательских данных. Каждый канал передачи данных определяется своими свойствами, например качеством связи.
На фиг.1 показан пример такой системы мобильной связи. Обычно система мобильной связи имеет многоуровневую структуру, в состав которой входят базовая сеть и сеть доступа. Базовая сеть в основном отвечает за управление вызовами и услугами, в то время как сеть доступа управляет технологическими средствами радиосвязи или беспроводной связи либо завершает обработку данных на уровне этих средств. Базовая сеть содержит устройство 10 управления мобильностью, которое поддерживает мобильность в ходе управления вызовами, например, в процессе переключения (handover) посредством смены различных сетей доступа. Например, если устройство 10 управления мобильностью принимает пользовательские данные из внешней сети, то это устройство выполняет смену сетей доступа в соответствии с местоположением мобильной станции 30 для передачи пользовательских данных в эту мобильную станцию. В соответствии с GTP и PMIP на границах базовой сети установлены устройства 20 доступа. Устройство 20 доступа отвечает за процесс управления соединением при установлении мобильной станцией 30 соединения с сетью доступа. Согласно GTP и РМIР каналы передачи данных устанавливаются между устройством 10 управления мобильностью и устройствами 20 доступа.
В процессе выполнения связи в сети доступа, в которой применяется PMIP, мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи (Proxy Binding Update, обновление привязки к посреднику) в устройство 20 доступа, так же как и при использовании MIP. При приеме сигнала смены маршрута связи устройство 20 доступа передает сигнал установки канала передачи данных. После установки канала передачи данных устройство 10 управления мобильностью выполняет переход к соответствующей сети доступа. Если мобильная станция 30 осуществляет связь в сети доступа, в которой применяется GTP, маршрут связи в целом устанавливается таким же образом, как и в сети доступа, в которой применяется PMIP.
Раскрытие изобретения
Как показано на фиг.1, устройство 10 управления мобильностью может обслуживать сети доступа, в которых применяются протоколы GTP, PMIP и MIP. В такой системе мобильной связи, если мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи в устройство 10 управления мобильностью согласно протоколу MIP, устройство 10 управления мобильностью может выполнить переход к сети доступа, в которой расположена мобильная станция 30. В сети, в которой применяется MIP, устройство 10 управления мобильностью выполняет смену сети доступа в случае приема сигнала смены маршрута. С другой стороны, в сети, в которой применяется GTP или РМIР, устройство 10 управления мобильностью в случае приема сигнала смены маршрута связи устанавливает канал передачи данных с сетью доступа для смены маршрутов связи.
На фиг.2 показана процедура смены сетей доступа при перемещении мобильной станции 30 из сети 1 доступа, в которой применяется MIP, в сеть 2 доступа, в которой применяется PMIP. Если мобильная станция 30 расположена в зоне покрытия сети 1 доступа, устройство 10 управления мобильностью осуществляет связь с мобильной станцией 30 с использованием домашнего адреса и адреса обслуживания (S101). При перемещении в зону покрытия сети 2 доступа мобильная станция 30 выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для сети 2 доступа (S103). При перемещении в зону покрытия сети 2 доступа мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи для сообщения своего местоположения устройству 10 управления мобильностью. После приема сигнала смены маршрута связи устройство 20 доступа передает сигнал установки канала передачи данных (Proxy Binding Update) в устройство 10 управления мобильностью (S105) и устанавливает канал передачи данных между устройством 10 управления мобильностью и устройством 20 доступа (S107). После установки канала передачи данных устройство 10 управления мобильностью выполняет смену сети 1 доступа на сеть 2 доступа (S109).
Как описано выше, устройство 10 управления мобильностью одинаковым образом обрабатывает сигналы PMIP и MIP. Соответственно, если мобильная станция 30 перемещается из сети, в которой применяется MIP, в сеть, в которой применяется PMIP, после чего устройство 10 управления мобильностью принимает сигнал установки канала передачи данных (Proxy Binding Update), то это устройство 10 управления мобильностью устанавливает канал передачи данных и выполняет смену сетей доступа.
Таким образом, канал передачи данных не может быть заранее установлен в системе мобильной связи. По этой причине, если мобильная станция 30 перемещается в сеть доступа, в которой применяется PMIP или GTP, требуется совместное выполнение процедур установки канала передачи данных и переключения. Для выполнения переключения может потребоваться значительный промежуток времени.
Кроме того, поскольку переключение всегда выполняется при установке канала передачи данных, сеть и мобильная станция не управляют сигналом запуска процесса переключения. По этой причине, если мобильная станция 30 расположена рядом с границей сети доступа, процесс переключения может выполняться достаточно часто.
Кроме того, поскольку мобильная станция 30 осуществляет связь с устройством 10 управления мобильностью для передачи сигнала смены маршрута связи и домашнего адреса, информация об устройстве 10 управления мобильностью не может быть скрыта в системе мобильной связи.
Для решения по крайней мере одной из таких проблем основной целью настоящего изобретения является реализация гибкого и эффективного способа смены сетей доступа или скрытия информации об устройстве для смены сетей доступа.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается способ установки маршрута связи в системе мобильной связи, содержащей мобильную станцию, устройство доступа, служащее для управления соединением между мобильной станцией и сетью доступа, и устройство установки маршрута связи, служащее для установки маршрута связи с целью осуществления связи с мобильной станцией через сеть доступа. Этот способ заключается в выполнении следующих шагов:
установка мобильной станцией первого маршрута связи для связи с устройством доступа, если мобильная станция перемещается в зону покрытия устройства доступа;
установка устройством доступа второго маршрута связи для связи с устройством установки маршрута связи, если первый маршрут связи установлен, и
установка устройством установки маршрута связи маршрута связи с мобильной станцией, если удовлетворяется заранее заданное условие.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ смены сети доступа в системе мобильной связи, содержащей мобильную станцию, устройство доступа, служащее для управления соединением между мобильной станцией и сетью доступа, и устройство для смены сети доступа, осуществляющее смену сетей доступа для связи с мобильной станцией. Этот способ заключается в выполнении следующих шагов:
установка мобильной станцией первого маршрута связи для связи с устройством доступа, если мобильная станция перемещается в зону покрытия устройства доступа;
установка устройством доступа второго маршрута связи для связи с устройством для смены сети доступа, если первый маршрут связи установлен, и
смена сетей доступа, выполняемая устройством для смены сети доступа, если удовлетворяется заранее заданное условие.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для смены сети доступа, подключаемое к устройству доступа для выполнения процедуры управления соединением между мобильной станцией и сетью доступа с целью смены сетей доступа для связи с мобильной станцией. Это устройство содержит
блок установки маршрута связи, выполненный с возможностью установки второго маршрута связи для выполнения связи с устройством доступа, если установлен первый маршрут связи между мобильной станцией и устройством доступа, и
блок смены маршрута связи, выполненный с возможностью смены сетей доступа, если удовлетворяется заранее заданное условие.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается мобильная станция, осуществляющая связь с устройством для смены сети доступа с целью выполнения смены сетей доступа, содержащая
блок установки первого маршрута связи, выполненный с возможностью установки первого маршрута связи для осуществления связи с устройством доступа с целью выполнения процедуры управления соединением для сети доступа, если мобильная станция перемещается в зону покрытия устройства доступа;
блок установки второго маршрута связи, выполненный с возможностью установки второго маршрута связи с устройством для смены сети доступа, и
блок инструктирования о смене маршрута связи, выполненный с возможностью передачи в устройство для смены сети доступа сигнала смены маршрута связи, если удовлетворяется заранее заданное условие для смены сетей доступа.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается мобильная станция, осуществляющая связь с устройством для смены сети доступа с целью выполнения смены сетей доступа, содержащая
блок установки первого маршрута связи, выполненный с возможностью установки первого маршрута связи для" осуществления связи с устройством доступа с целью выполнения процедуры управления соединением для сети доступа, если мобильная станция перемещается в зону покрытия устройства доступа;
блок установки второго маршрута связи, выполненный с возможностью установки второго маршрута связи с устройством для смены сети доступа, и
блок управления пользовательскими данными, выполненный с возможностью обработки пользовательских данных через измененную сеть доступа, если удовлетворяется условие, заранее заданное устройством для смены сети доступа.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство-посредник для смены сети доступа, подключаемое к устройству для смены сети доступа с целью смены сетей доступа для осуществления связи с мобильной станцией, содержащее
блок связи, выполненный с возможностью передачи или пересылки в устройство для смены сети доступа сигнала смены маршрута связи, если устройство-посредник для смены сети доступа принимает из мобильной станции через устройство доступа сигнал смены маршрута связи для выполнения процедуры управления соединением между мобильной станцией и сетью доступа.
В соответствии с осуществлением настоящего изобретения можно гибко и эффективно выполнять смену сетей доступа или скрывать информацию об устройстве для смены сетей доступа.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан пример системы мобильной связи.
На фиг.2 показана процедура смены сетей доступа в системе мобильной связи, изображенной на фиг.1.
На фиг.3 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения (управление соединением согласно PMIP).
На фиг.5 показана процедура смены сетей доступа в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения (управление соединением согласно GTP).
На фиг.6 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения (управление соединением согласно PMIP).
На фиг.7 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения (управление соединением согласно PMIP).
На фиг.8 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения (управление соединением согласно РМ1Р).
На фиг.9 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения (управление соединением согласно РМ1Р).
На фиг.10 показана блок-схема устройства управления мобильностью в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.11 показан алгоритм выполнения операций устройством управления мобильностью в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 показана блок-схема мобильной станции в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.13 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.14 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения (управление соединением согласно PMIP).
На фиг.15 показана блок-схема устройства-посредника управления мобильностью в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ
10: устройство управления мобильностью.
101: блок интерфейса приема и передачи пакетов.
102: блок определения типа пакета.
103: блок управления маршрутизацией.
105: блок смены маршрута связи MIP.
107: блок управления пользовательскими данными MIP.
109: блок управления пользовательскими данными канала передачи данных.
111: блок управления каналом передачи данных.
113: блок управления адресом пользователя.
115: блок хранения адреса пользователя.
117: блок инструктирования об условии переключения.
20: устройство доступа.
30: мобильная станция.
301: блок радиоинтерфейса.
303: блок управления сетью доступа.
305: блок управления базовой сетью.
307: блок инструктирования о переключении.
309: блок определения переключения.
311: блок управления пользовательскими данными MIP.
313: блок интерфейса приложения верхнего уровня.
40: устройство-посредник управления мобильностью.
401: блок интерфейса приема и передачи пакетов.
402: блок определения типа пакета.
403: блок управления маршрутизацией.
405: блок смены маршрута связи МIР.
407: блок управления пользовательскими данными МIР.
411: блок установки туннеля.
413: блок управления адресом пользователя.
415: блок хранения адреса пользователя.
Осуществление изобретения
Ниже приводится описание вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.3 показана процедура смены сетей доступа в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Более точно, на фиг.3 показана процедура смены сетей доступа при перемещении мобильной станции 30 из сети 1 доступа, в которой применяется MIP, в сеть 2 доступа, в которой применяется PMIP. Если мобильная станция 30 расположена в зоне покрытия сети 1 доступа, устройство 10 управления мобильностью осуществляет связь с мобильной станцией 30 с использованием домашнего адреса и адреса обслуживания (S201). При перемещении в зону покрытия сети 2 доступа мобильная станция 30 выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для сети 2 доступа (S203). После выполнения процесса управления соединением для сети 2 доступа устройство 20 доступа передает сигнал установки канала передачи данных (Proxy Binding Update) в устройство 10 управления мобильностью (S205) и устанавливает канал передачи данных между устройством 10 управления мобильностью и устройством 20 доступа (S207). Если выполняется условие для переключения, то мобильная станция 30 передает в устройство 10 управления мобильностью сигнал смены маршрута связи (Binding Update) (S209). При поступлении сигнала смены маршрута связи устройство 10 управления мобильностью выполняет смену сети 1 доступа на сеть 2 доступа (S211).
Таким образом, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения можно отличать процесс смены сетей доступа от процесса установки канала передачи данных. Процедура, показанная на фиг.3, также применима в том случае, когда мобильная станция 30 перемещается из сети доступа, в которой применяется MIP, в сеть доступа, в которой применяется GTP. Кроме того, эта процедура также применима в том случае, когда мобильная станция 30 перемещается из сети доступа, в которой применяется GTP, в сеть доступа, в которой применяется PMIP, а также в том случае, когда мобильная станция 30 перемещается из сети доступа, в которой применяется PMIP, в сеть доступа, в которой применяется GTP. В целом, процедура, показанная на фиг.3, применима в том случае, когда мобильная станция 30 перемещается в сеть доступа, в которой должен устанавливаться канал передачи данных между устройством 20 доступа и устройством 10 управления мобильностью.
Как указано выше, устройство 10 управления мобильностью может само принимать решение о выполнении смены маршрутов (в соответствии с условием, заранее определенным устройством 10 управления мобильностью), а не по сигналу смены маршрута связи, поступающему из мобильной станции 30. Например, устройство 10 управления мобильностью может выполнять смену сетей доступа по истечении заранее заданного интервала времени с момента приема сигнала установки канала передачи данных.
Процедура смены сетей доступа в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.4 описывается процедура смены сетей доступа в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.4 подробно показана процедура смены сетей доступа при перемещении мобильной станции 30 из сети 1 доступа, в которой применяется MIP, в сеть 2 доступа, в которой применяется PMIP.
Если мобильная станция 30 начинает сеанс связи в сети 1 доступа, в которой применяется MIP, то она принимает домашний адрес, выделенный устройством 10 управления мобильностью (S301). Далее мобильная станция 30 принимает адрес обслуживания, выделенный устройством назначения IP-адресов, таким, например, как устройство DHCP (S303). С помощью этих двух адресов устанавливается туннель MIP между мобильной станцией 30 и устройством 10 управления мобильностью (S305), после чего выполняется сеанс связи (S307).
При перемещении в зону покрытия сети 2 доступа, в которой применяется PMIP, мобильная станция 30 принимает локальный адрес, выделенный сетью 2 доступа (S309), а затем выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для сети 2 доступа (S311). С помощью локального адреса устанавливается IPSec-туннель между мобильной станцией 30 и устройством 20 доступа (S313). Локальный адрес используется только для установки IPSec-туннеля. Затем мобильная станция 30 выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для базовой сети (S315). На этом шаге мобильная станция 30 может передавать информацию об устройстве 10 управления мобильностью, домашнем адресе и т.д. Кроме того, на шаге управления соединением для базовой сети (S315) устройство 20 доступа может сообщать мобильной станции 30 об условии для переключения. После выполнения процедуры управления соединением для базовой сети устройство 20 доступа передает в устройство 10 управления мобильностью сигнал установки канала передачи данных (S317), а затем устанавливает канал передачи данных (S319). Устройство 20 доступа может сообщать устройству 10 управления мобильностью домашний адрес и свой адрес с использованием в качестве сигнала установки канала передачи данных сигнала Proxy Binding Update (обновление привязки к посреднику), определенного в PMIP. Таким образом, устройство 10 управления мобильностью может устанавливать канал передачи данных перед сменой сетей доступа.
Если мобильная станция 30 перемещается в зону покрытия сети 2 доступа и при этом выполняется условие переключения, то эта мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи в устройство 10 управления мобильностью (S321). Мобильная станция 30 может сообщать домашний адрес устройству 10 управления мобильностью с использованием в качестве сигнала смены маршрута связи сигнала Binding Update (обновление привязки), определенного в MIP. При получении сигнала смены маршрута связи (Binding Update) устройство 10 управления мобильностью выполняет смену сетей доступа (S323). Таким образом, устройство 10 управления мобильностью не устанавливает новый канал передачи данных при получении сигнала смены маршрута связи (Binding Update). После выполнения смены сетей доступа устройство 10 управления мобильностью может передавать отчет о завершении этой процедуры (АСК) в мобильную станцию 30. По окончании смены сетей доступа процесс переключения завершается, и мобильная станция 30 может осуществлять связь с устройством 10 управления мобильностью через устройство 20 доступа (S325).
Следует отметить, что устройство 20 доступа может поддерживать канал передачи данных, установленный между устройством 20 доступа и устройством 10 управления мобильностью, даже после переключения мобильной станции 30 к другой сети. В этом случае на шаге управления соединением для базовой сети (S315) устройство 20 доступа может определить, поддерживается ли ранее установленный канал передачи данных. Если ранее установленный канал передачи данных поддерживается, то шаги управления соединением для канала передачи данных (S317) и установки канала передачи данных (S319) могут не выполняться.
Кроме того, между устройством 20 доступа и устройством 10 управления мобильностью могут быть установлены несколько каналов передачи данных. Например, на шаге управления соединением для базовой сети (S315) может передаваться сообщение для подготовки нескольких каналов передачи данных, а затем между устройством 20 доступа и устройством 10 управления мобильностью могут быть установлены несколько каналов передачи данных. Если установлено несколько каналов передачи данных, мобильная станция 30 при передаче сигнала смены маршрута связи (S321) может передавать сигнал для перехода к нескольким каналам передачи данных, используемым совместно. В альтернативном варианте при наличии нескольких установленных каналов передачи данных мобильная станция 30 может передавать сигнал перехода к одному или большему количеству этих каналов передачи данных.
Процедура смены сетей доступа в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.5 описывается процедура смены сетей доступа в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.5 подробно показана процедура смены сетей доступа при перемещении мобильной станции 30 из сети 1 доступа, в которой применяется MIP, в сеть 2 доступа, в которой применяется GTP.
Эта процедура похожа на процедуру, изображенную на фиг.4, за исключением того, что в соответствии с GTP шаги, относящиеся к установке IPSec-туннеля (S309 и S313), не выполняются. При выполнении процедуры управления соединением для базовой сети (S315) мобильная станция 30 может передавать информацию об устройстве 10 управления мобильностью, домашнем адресе и т.д. После выполнения процедуры управления соединением для базовой сети устройство 20 доступа передает сигнал установки канала передачи данных в устройство 10 управления мобильностью (S317), и затем устанавливается канал передачи данных (S319). После установки канала передачи данных устройство 10 управления мобильностью передает в мобильную станцию 30 отчет о завершении установки канала передачи данных (S320). В альтернативном варианте после установки канала передачи данных отчет о завершении установки канала передачи данных может передавать в мобильную станцию 30 устройство 20 доступа, а не устройство 10 управления мобильностью. Затем процесс переключения выполняется таким же образом, как и в случае первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Процедура смены сетей доступа в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.6 описывается процедура смены сетей доступа в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Третий вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.6, является модификацией первого варианта осуществления.
Как было указано при описании первого варианта осуществления настоящего изобретения, обычно мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи после установки канала передачи данных. Однако мобильная станция 30 может выполнять переключение перед установкой канала передачи данных или во время выполнения установки. Более точно, перед установкой канала передачи данных устройство 10 управления мобильностью принимает из мобильной станции 30 сигнал смены маршрута связи (S321). В этом случае устройство 10 управления мобильностью пытается установить канал передачи данных с устройством 20 доступа (S317). После установки канала передачи данных (S319) устройство 10 управления мобильностью передает в мобильную станцию 30 отчет о завершении установки канала передачи данных (S320) и выполняет смену сетей доступа (S323). Следует отметить, что на шаге передачи отчета о завершении установки канала передачи данных (S320) устройство 10 управления мобильностью может передавать отклик (АСК) на сигнал смены маршрута связи (S321).
Процедура смены сетей доступа в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.7 описывается процедура смены сетей доступа в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения. Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.7, является модификацией первого варианта осуществления.
Как было описано выше, устройство 10 управления мобильностью может само принимать решение о выполнении смены маршрутов, а не по сигналу смены маршрута связи, поступающему из мобильной станции 30. В этом случае сигнал смены маршрута связи (S321) не передается. Например, устройство 10 управления мобильностью выполняет смену сетей доступа (S323) по истечении заранее заданного интервала времени с момента приема сигнала установки канала передачи данных. Таким образом, переключение может выполняться по решению, принимаемому устройством 10 управления мобильностью. В альтернативном варианте переключение может выполняться по решению, принимаемому устройством 20 доступа.
На шаге управления соединением для базовой сети (S315) в мобильную станцию 30 может передаваться сообщение о необходимости выполнения переключения в соответствии с решением, принятым устройством 10 управления мобильностью или устройством 20 доступа.
Процедура смены сетей доступа в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.8 описывается процедура смены сетей доступа в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения. Пятый вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.8, является модификацией первого варианта осуществления.
На шаге управления соединением для базовой сети (S315) мобильная станция 30 принимает из устройства 20 доступа или устройства 10 управления мобильностью информацию об условии для переключения. Условие для переключения является управляющей информацией, отражающей условие для выполнения переключения. Например, условие для переключения может состоять в том, что переключение выполняется, если по истечении заранее заданного интервала времени условия радиосвязи будут достаточно хорошими. Условие для переключения может определяться в терминах времени, состояния радиосвязи (скорость передачи данных и т.д.), местоположения, типа сети доступа, уровня мощности радиосигнала и т.д. Если принятое условие для переключения выполняется, то мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи (S321). Затем переключение выполняется таким же образом, как и в случае первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Процедура смены сетей доступа в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.9 описывается процедура смены сетей доступа в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения. Шестой вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.9, является модификацией пятого варианта осуществления.
Мобильная станция 30 может принимать условие для переключения совместно с отчетом о завершении установки канала передачи данных (S320), а не на шаге управления соединением для базовой сети (S315). Если принятое условие для переключения выполняется, то мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи (S321). Затем переключение выполняется таким же образом, как и в случае пятого варианта осуществления настоящего изобретения.
Конфигурация устройства управления мобильностью и последовательность операций, выполняемых этим устройством
Ниже со ссылкой на фиг.10 и 11 описывается конфигурация устройства 10 управления мобильностью и последовательность операций, выполняемых этим устройством.
На фиг.10 показана блок-схема устройства 10 управления мобильностью. Устройство 10 управления мобильностью содержит блок 101 интерфейса приема и передачи пакетов, блок 102 определения типа пакета, блок 103 управления маршрутизацией, блок 105 смены маршрута связи MIP, блок 107 управления пользовательскими данными MIP, блок 109 управления пользовательскими данными канала передачи данных, блок 111 управления каналом передачи данных, блок 113 управления адресом пользователя, блок 115 хранения адреса пользователя и блок 117 инструктирования об условии переключения.
Блок 101 интерфейса приема и передачи пакетов передает пакеты в сеть доступа или во внешнюю сеть и принимает пакеты из этих сетей. Более точно, блок 101 интерфейса приема и передачи пакетов передает и принимает пользовательские данные, принимает из устройства 20 доступа сигналы установки канала передачи данных и принимает из мобильной станции 30 через сеть доступа сигнал смены маршрута связи.
Блок 102 определения типа пакета определяет, содержит ли пакет, принятый блоком 101 интерфейса приема и передачи пакетов, пользовательские данные, сигнал смены маршрута связи MIP, сигнал установки канала передачи данных PMIP или GTP либо сигнал смены маршрута связи PMIP или GTP. Если принятый пакет содержит пользовательские данные, то эти данные передаются в блок 103 управления маршрутизацией. Если принятый пакет содержит сигнал установки канала передачи данных или сигнал смены маршрута связи, то в соответствии с протоколом этот сигнал передается в блок 105 смены маршрута связи MIP или в блок 111 управления каналом передачи данных.
Блок 103 управления маршрутизацией принимает пользовательские данные из блока 102 определения типа пакета, а затем передает эти данные в блок 107 управления пользовательскими данными MIP или в блок 109 управления пользовательскими данными канала передачи данных. Пользовательские данные направляются в соответствии с информацией, содержащейся в таблице пользователей, обслуживаемой блоком 103 управления маршрутизацией.
Если блок 102 определения типа пакета определяет, что принятый пакет содержит сигнал смены маршрута связи MIP, то блок 105 смены маршрута связи MIP устанавливает или обновляет маршрут связи к мобильной станции 30. Более точно, маршрут связи к мобильной станции 30 устанавливается (добавляется, изменяется или удаляется) в таблице маршрутизации блока 103 управления маршрутизацией. В альтернативном варианте может быть активизирован или деактивизирован установленный канал передачи данных.
Поскольку согласно МIР для связи используется адрес обслуживания мобильной станции 30, устройство 10 управления мобильностью обращается к данным, содержащимся в блоке 115 хранения адреса пользователя, в котором хранится адресная информация. Блок 113 управления адресом пользователя управляет соответствием между домашним адресом и адресом обслуживания мобильной станции 30, а блок 115 хранения адреса пользователя сохраняет адресную информацию.
С другой стороны, если принятый пакет содержит сигнал установки канала передачи данных PMIP или GTP, то блок 111 управления каналом передачи данных устанавливает канал передачи данных между устройством 10 управления мобильностью и устройством 20 доступа.
Если принятый пакет содержит сигнал смены маршрута связи для перехода к сети доступа, в которой применяется протокол PMIP или GTP, блок 111 управления каналом передачи данных осуществляет смену сетей доступа. Более точно, в таблице маршрутизации блока 103 управления маршрутизацией устанавливается (добавляется, изменяется или удаляется) маршрут связи к мобильной станции 30. В альтернативном варианте может быть активизирован или деактивизирован установленный канал передачи данных.
Блок 117 инструктирования об условии переключения передает мобильной станции 30 инструкцию об условии переключения. В предположении, что переключение выполняется, когда удовлетворяется заранее заданное условие на основе решения, принимаемого устройством 10 управления мобильностью, блок 117 инструктирования об условии переключения может управлять процессом принятия такого решения. Блок 117 инструктирования об условии переключения может непосредственно передавать мобильной станции 30 инструкцию, содержащую условие для переключения, или может включать условие для переключения в сигнал управления и сообщать мобильной станции 30 о сигнале управления через блок 111 управления каналом передачи данных. Следует отметить, что блок 117 инструктирования об условии переключения может входить в состав устройства 20 доступа.
На фиг.11 показан подробный алгоритм выполнения операций устройством 10 управления мобильностью.
При приеме сообщения сигнализации о мобильности (сигнала установки канала передачи данных или сигнала смены маршрута связи, такой как Proxy Binding Update или Binding Update) устройство 10 управления мобильностью определяет, поддерживает ли оно связь с мобильной станцией 30 (S401). Если устройство 10 управления мобильностью поддерживает связь с мобильной станцией 30, то определяется, что мобильная станция 30 перемещается из одной сети доступа в другую. В этом случае выполняется процесс переключения.
Если при приеме сообщения сигнализации о мобильности устройство 10 управления мобильностью поддерживает связь с мобильной станцией 30 (S401: ветвь "ДА"), то определяется, представляет ли собой сообщение сигнализации о мобильности сигнал смены маршрута связи (Binding Update), поступающий из мобильной станции 30 (S403). Если сообщение сигнализации о мобильности не является сигналом смены маршрута связи, поступающим из мобильной станции 30 (S403: ветвь "НЕТ"), то определяется, представляет ли собой сообщение сигнализации о мобильности сигнал установки канала передачи данных (Proxy Binding Update), поступающий из устройства 20 доступа (S405). Если сообщение сигнализации о мобильности представляет собой сигнал установки канала передачи данных, поступающий из устройства 20 доступа (S405: ветвь "ДА"), то устройство 10 управления мобильностью определяет, был ли установлен канал передачи данных (S406). Если канал передачи данных установлен не был, то устройство 10 управления мобильностью устанавливает канал передачи данных (S407). Если канал передачи данных был установлен, то устройство 10 управления мобильностью передает отчет о завершении процесса, например сигнал АСК (S408). Если сообщение сигнализации о мобильности не является сигналом установки канала передачи данных, поступающим из устройства 20 доступа (S405: ветвь "НЕТ"), то устройство 10 управления мобильностью отбрасывает сообщение сигнализации о мобильности как недействительный сигнал (S409).
Если сообщение сигнализации о мобильности представляет собой сигнал смены маршрута связи (Binding Update), поступающий из мобильной станции 30 (S403: ветвь "ДА"), то определяется, принимает ли устройство 10 управления мобильностью сигнал смены маршрута связи через устройство 20 доступа (S411). Если устройство 10 управления мобильностью принимает сигнал смены маршрута связи через устройство 20 доступа, то определяется, что сетью доступа является сеть PMIP или GTP. В этом случае определяется, был ли установлен канал передачи данных (S413). Если канал передачи данных был установлен, то устройство 10 управления мобильностью выполняет переход к сети доступа PMIP или GTP (S415). Если канал передачи данных установлен не был, то устройство 10 управления мобильностью определяет, находится ли процесс установки канала передачи данных на стадии выполнения (S416). Если процесс установки канала передачи данных находится на стадии выполнения, то устройство 10 управления мобильностью ожидает завершения установки канала передачи данных, а затем выполняет переход к сети доступа PMIP или GTP (S418). Если процесс установки канала передачи данных не выполняется, то устройство 10 управления мобильностью отбрасывает сообщение сигнализации о мобильности как недействительный сигнал (S417). В альтернативном варианте, если канал передачи данных установлен не был, то устройство 10 управления мобильностью может установить канал передачи данных с устройством 20 доступа.
Если устройство 10 управления мобильностью принимает сигнал смены маршрута связи не через устройство 20 доступа (S411: ветвь "НЕТ"), то определяется, что сеть доступа является сетью MIP. В этом случае устройство 10 управления мобильностью проверяет домашний адрес мобильной станции 30 (S419). Если домашний адрес не зарегистрирован, то устройство 10 управления мобильностью отбрасывает сообщение сигнализации о мобильности как недействительный сигнал (S417). Если домашний адрес зарегистрирован (S419: ветвь "ДА"), то устройство 10 управления мобильностью определяет, был ли установлен маршрут связи (S420). Если маршрут связи не был установлен, то устройство 10 управления мобильностью устанавливает маршрут связи и выполняет переход к сети доступа MIP (S421). Если маршрут связи был установлен, то устройство 10 управления мобильностью передает отчет о завершении процесса, например сигнал АСК (S422).
Если при приеме сообщения сигнализации о мобильности устройство 10 управления мобильностью не поддерживает связь с мобильной станцией 30 (S401: ветвь "НЕТ"), то определяется, что мобильная станция 30 начинает сеанс связи в сети доступа. В этом случае определяется, представляет ли собой сообщение сигнализации о мобильности сигнал, поступающий из мобильной станции 30 (Binding Update) (S423). Если сообщение сигнализации о мобильности представляет собой сигнал, поступающий из мобильной станции 30, то устройство 10 управления мобильностью проверяет домашний адрес мобильной станции 30 (S425). Если домашний адрес зарегистрирован, то устройство 10 управления мобильностью устанавливает маршрут связи к мобильной станции 30 (S427). Если домашний адрес не зарегистрирован, то устройство 10 управления мобильностью отбрасывает сообщение сигнализации о мобильности как недействительный сигнал (S429).
Если сообщение сигнализации о мобильности не является сигналом, поступающим из мобильной станции 30 (Binding Update) (S423: ветвь "НЕТ"), то определяется, представляет ли собой сообщение сигнализации о мобильности сигнал, поступающий из устройства 20 доступа (S431). Если сообщение сигнализации о мобильности представляет собой сигнал, поступающий из устройства 20 доступа, то устройство 10 управления мобильностью устанавливает канал передачи данных к устройству 20 доступа, а также маршрут связи к мобильной станции 30 через устройство 20 доступа (S433). Если сообщение сигнализации о мобильности не является сигналом, поступающим из устройства 20 доступа, то устройство 10 управления мобильностью отбрасывает сообщение сигнализации о мобильности как недействительный сигнал (S429).
Конфигурация мобильной станции
Ниже со ссылкой на фиг.12 описывается конфигурация мобильной станции 30. На фиг.12 показана блок-схема мобильной станции 30. Мобильная станция 30 содержит блок 301 радиоинтерфейса, блок 303 управления сетью доступа, блок 305 управления базовой сетью, блок 307 инструктирования о переключении, блок 309 определения переключения, блок 311 управления пользовательскими данными MIP и блок 313 интерфейса приложения верхнего уровня.
Блок 301 радиоинтерфейса подключается к сети доступа и передает и принимает данные. Блок 303 управления сетью доступа выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для подключения к сети доступа. Блок 305 управления базовой сетью выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для подключения к базовой сети.
Блок 307 инструктирования о переключении передает сигнал смены маршрута связи в устройство 10 управления мобильностью, если удовлетворяется условие для переключения, которое определяется блоком 309 определения переключения. Например, если блок 309 определения переключения определяет, что по истечении заранее заданного интервала времени с момента перемещения мобильной станции из одной сети доступа в другую условия радиосвязи достаточно хорошие, блок 307 инструктирования о переключении передает сигнал смены маршрута связи в устройство 10 управления мобильностью.
Блок 311 управления пользовательскими данными MIP передает данные в блок 313 интерфейса приложения верхнего уровня и принимает данные из этого блока.
Процедура смены сетей доступа в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.13 и 14 описывается процедура смены сетей доступа в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения. В соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения для скрытия информации об устройстве 10 управления мобильностью используется устройство-посредник 40 управления мобильностью (или виртуальное устройство управления мобильностью). Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения целевое устройство, в которое мобильная станция 30 передает сообщение сигнализации о мобильности, представляет собой устройство-посредник 40 управления мобильностью. Для смены сетей доступа устройство 10 управления мобильностью принимает сообщение сигнализации о мобильности из устройства-посредника 40 управления мобильностью.
На фиг.13 показана процедура смены сетей доступа при перемещении мобильной станции 30 из сети 1 доступа, в которой применяется MIP, в сеть 2 доступа, в которой применяется PMIP. Если мобильная станция 30 расположена в зоне покрытия сети 1 доступа, устройство 10 управления мобильностью осуществляет связь с мобильной станцией 30 через устройство-посредник управления мобильностью (S201'). При перемещении в зону покрытия сети 2 доступа мобильная станция 30 выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для сети 2 доступа (S203'). После выполнения процедуры управления соединением для сети 2 доступа устройство 20 доступа передает сигнал установки канала передачи данных (Proxy Binding Update) в устройство 10 управления мобильностью (S205') и устанавливает канал передачи данных между устройством 10 управления мобильностью и устройством 20 доступа (S207'). Если выполняется условие для переключения, то мобильная станция 30 передает в устройство-посредник 40 управления мобильностью сигнал смены маршрута связи (Binding Update) (S209'). Устройство-посредник 40 управления мобильностью передает в устройство 10 управления мобильностью инструкцию для смены маршрутов связи (S210'). При поступлении сигнала смены маршрута связи устройство 10 управления мобильностью выполняет смену сети 1 доступа на сеть 2 доступа (S211').
Таким образом, наличие устройства-посредника 40 управления мобильностью позволяет мобильной станции 30 осуществлять связь именно с этим устройством. Соответственно, мобильной станции 30 необходимо только знать информацию об устройстве-посреднике 40 управления мобильностью, благодаря чему можно скрыть информацию об устройстве 10 управления мобильностью.
На фиг.14 подробно показана процедура, изображенная на фиг 13.
Если мобильная станция 30 начинает сеанс связи в сети 1 доступа, в которой применяется MIP, то она через устройство-посредник 40 управления мобильностью принимает домашний адрес, выделенный устройством 10 управления мобильностью (S301' и S302'). Далее мобильная станция 30 принимает адрес обслуживания, выделенный устройством назначения IP-адресов, таким, например, как устройство DHCP (S303'). С помощью этих двух адресов устанавливается туннель МIР между мобильной станцией 30 и устройством-посредником 40 управления мобильностью (S305'). В то же время устанавливается туннель между устройством-посредником 40 управления мобильностью и устройством 10 управления мобильностью (S306'). Затем мобильная станция 30 осуществляет связь с устройством 10 управления мобильностью через устройство-посредник 40 управления мобильностью (S307').
При перемещении в зону покрытия сети 2 доступа, в которой применяется PMIP, мобильная станция 30 принимает локальный адрес, выделенный сетью 2 доступа (S309'), а затем выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для сети 2 доступа (S311'). С помощью локального адреса устанавливается IPSec-туннель между мобильной станцией 30 и устройством 20 доступа (S313'). Локальный адрес используется только для установки IPSec-туннеля. Затем мобильная станция 30 выполняет процедуру управления соединением, такую как аутентификация для базовой сети (S315'). На этом шаге мобильная станция 30 может передавать информацию об устройстве-посреднике 40 управления мобильностью, домашнем адресе и т.д. После выполнения процедуры управления соединением для базовой сети устройство 20 доступа передает сигнал установки канала передачи данных в устройство 10 управления мобильностью (S317'), и затем устанавливается канал передачи данных (S319').
Если мобильная станция 30 перемещается в зону покрытия сети 2 доступа и при этом выполняется условие переключения, то эта мобильная станция 30 передает сигнал смены маршрута связи (Binding Update) в устройство-посредник 40 управления мобильностью (S201'). При получении сигнала смены маршрута связи устройство-посредник 40 управления мобильностью передает устройству 10 управления мобильностью инструкцию для смены сетей доступа (S322'). В качестве такой инструкции может использоваться просто ретранслированный сигнал смены маршрута связи или другой сигнал управления. При получении этой инструкции устройство 10 управления мобильностью выполняет смену сетей доступа (S323'). По окончании смены сетей доступа процесс переключения завершается, и мобильная станция 30 может осуществлять связь с устройством 10 управления мобильностью через устройство 20 доступа (S325').
Конфигурация устройства-посредника управления мобильностью
На фиг.15 показана блок-схема устройства-посредника 40 управления мобильностью. Устройство-посредник 40 управления мобильностью содержит блок 401 интерфейса приема и передачи пакетов, блок 402 определения типа пакета, блок 403 управления маршрутизацией, блок 405 смены маршрута связи MIP, блок 407 управления пользовательскими данными MIP, блок 411 установки туннеля, блок 413 управления адресом пользователя и блок 415 хранения адреса пользователя.
Блок 401 интерфейса приема и передачи пакетов передает пакеты в сеть доступа и устройство 10 управления мобильностью и принимает пакеты из сети доступа и устройства 10 управления мобильностью. Более точно, блок 401 интерфейса приема и передачи пакетов передает и принимает пользовательские данные MIP и принимает сигналы смены маршрута связи из мобильной станции 30 через сеть доступа.
Блок 402 определения типа пакета определяет, содержит ли пакет, принятый блоком 401 интерфейса приема и передачи пакетов, пользовательские данные, сигнал смены маршрута связи MIP либо сигнал смены маршрута связи для перехода к сети PMIP или GTP. Если принятый пакет содержит пользовательские данные, то эти данные передаются в блок 403 управления маршрутизацией. Если принятый пакет содержит сигнал смены маршрута связи для перехода к сети доступа PMIP или GTP, то блок 402 определения типа пакета передает в устройство 10 управления мобильностью инструкцию для смены маршрутов связи.
Блок 403 управления маршрутизацией принимает пользовательские данные MIP из блока 402 определения типа пакета, а затем передает эти данные в блок 407 управления пользовательскими данными MIP. Пользовательские данные MIP направляются в соответствии с информацией, содержащейся в таблице пользователей, обслуживаемой блоком 403 управления маршрутизацией.
Если блок 402 определения типа пакета определяет, что принятый пакет содержит сигнал смены маршрута связи для перехода к сети доступа MIP, то блок 405 смены маршрута связи MIP устанавливает маршрут связи к мобильной станции 30. Более точно, маршрут связи к мобильной станции 30 устанавливается (добавляется, изменяется или удаляется) в таблице маршрутизации блока 403 управления маршрутизацией. В альтернативном варианте может быть активизирован или деактивизирован установленный канал передачи данных. Кроме того, блок 411 установки туннеля устанавливает туннель между устройством 10 управления мобильностью и устройством-посредником 40 управления мобильностью, для того чтобы переслать пользовательские данные в устройство 10 управления мобильностью. В случае МIР устройство-посредник 40 управления мобильностью, которое принимает сигнал смены маршрута связи (Binding Update), выполняет маршрутизацию данных в мобильную станцию 30. Для выполнения этой функции устройство-посредник 40 управления мобильностью содержит блок 405 смены маршрута связи М1Р, соответствующий блоку 105 смены маршрута связи MIP в устройстве 10 управления мобильностью (см. фиг.10), блок 407 управления пользовательскими данными MIP, соответствующий блоку 107 управления пользовательскими данными MIP, блок 413 управления адресом пользователя, соответствующий блоку 113 управления адресом пользователя, и блок 415 хранения адреса пользователя, соответствующий блоку 115 хранения адреса пользователя.
Если принятый пакет содержит сигнал смены маршрута связи для перехода к сети доступа PMIP или GTP, то этот сигнал переадресуется или передается в устройство 10 управления мобильностью. Сигнал смены маршрута связи может просто пересылаться в устройство 10 управления мобильностью. В альтернативном варианте сигнал смены маршрута связи может преобразовываться в управляющую информацию, подлежащую передаче в это устройство. При получении сигнала смены маршрута связи устройство 10 управления мобильностью выполняет переход к сети доступа PMIP или GTP.
Настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления. Настоящее изобретение может быть модифицировано в рамках приведенной ниже формулы. Например, хотя варианты со второго по седьмой осуществления настоящего изобретения ориентированы на управление соединением в соответствии с протоколом PMIP, эти варианты также применимы к процедуре управления соединением в соответствии с протоколом GTP. Кроме того, варианты осуществления настоящего изобретения применимы к любой сети доступа, в которой между устройствами доступа и управления мобильностью устанавливается канал передачи данных.
Следует отметить, что определения "устройство управления мобильностью" и "устройство доступа" используются для объяснения вариантов осуществления настоящего изобретения. Устройство управления мобильностью может представлять собой любое устройство, которое может устанавливать маршрут связи для взаимодействия с мобильной станцией через сеть доступа, или любое устройство, которое может осуществлять смену сетей доступа для связи с мобильной станцией. Устройство доступа может представлять собой любое устройство, которое может выполнять процедуру управления соединением между мобильной станцией и сетью доступа и устанавливать маршрут связи для взаимодействия мобильной станции и устройства управления мобильностью. Кроме того, для раскрытия вариантов осуществления настоящего изобретения также используется термин "маршрут связи", например в контексте описания IP-туннеля или канала передачи данных. Маршрут связи может определять любой маршрут, установленный согласно другому протоколу.
По данной заявке испрашивается приоритет по заявке Японии 2007-160702, поданной 18 июня 2007 года, содержание которой целиком включено в состав настоящей заявки посредством ссылки.