用于支持具有移动因特网协议的技术间越区切换的方法及装置

申请号 CN200480040735.1 申请日 2004-11-12 公开(公告)号 CN1906913A 公开(公告)日 2007-01-31
申请人 高通股份有限公司; 发明人 马尔塞洛·利奥伊; 尼旋查尔·阿布罗; 奥利弗·米凯利斯; 乌普平德·S·巴布巴尔;
摘要 对于支持技术间越区切换的移动因特网协议而言,在一位于一网络层与一链路层之间的抽象层处提供一逻辑 接口 。所述逻辑接口实施处理以于所述网络层与所述链路层之间提供一接口,但其与物理接口通信而非直接与链路层通信。为每一通信网络(例如每一不同无线技术的无线 电网 络)均提供一物理接口。每一物理接口均对相关的通信网络执行与技术有关的处理并与一相应的链路层模 块 通信。每一链路层模块均对所述相关的通信网络执行链路层处理。所述逻辑接口在任一既定时刻均与一个物理接口相关联。所述逻辑接口也与一IP地址相关联,所述IP地址不会改变且由所述网络层中的IP用来与所述多个通信网络进行通信。
权利要求

1、一种支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的方法,所述方法包 括:
于一逻辑接口处接收一第一因特网协议(IP)封包;
根据所述逻辑接口的一配置处理所述第一IP封包;
确定一第一物理接口是与所述逻辑接口相关联,其中所述第一物理接口是所述复 数个通信网络的复数个物理接口中的一个,且其中所述逻辑接口可配置用于与所述复 数个物理接口的任何一个相关联;及
将所述经处理的第一IP封包传递至所述第一物理接口。
2、根据权利要求1所述的方法,其中所述复数个通信网络是不同无线技术的无 线通信网络。
3、根据权利要求1所述的方法,其中所述第一物理接口用于所述复数个通信网 络中的一第一通信网络,且其中所述逻辑接口是与用于与所述第一通信网络通信的所 述第一物理接口相关联。
4、根据权利要求1所述的方法,其中所述逻辑接口与一IP地址相关联,无论所 述复数个物理接口中哪一个物理接口与所述逻辑接口相关联,所述IP地址均不会改 变。
5、根据权利要求4所述的方法,其中所述第一IP封包包括所述逻辑接口的所述 IP地址作为一源地址。
6、根据权利要求4所述的方法,其中所述处理包括封装具有所述逻辑接口的所 述IP地址的所述第一IP封包。
7、根据权利要求1所述的方法,其中所述逻辑接口的所述配置取决于所述复数 个与所述逻辑接口相关联的物理接口中的一特定物理接口。
8、根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
于所述逻辑接口处接收一第二IP封包;
根据所述逻辑接口的所述配置处理所述第二IP封包;
确定一第二物理接口是与所述逻辑接口相关联,其中所述第二物理接口是所述复 数个物理接口中的另一物理接口;及
将所述已处理的第二IP封包传递至所述第二物理接口。
9、根据权利要求8所述的方法,其中所述第二物理接口是用于所述复数个通信 网络中的一第二通信网络,且其中所述逻辑接口与用于与所述第二个通信网络通信的 所述第二物理接口相关联。
10、根据权利要求1所述的方法,其中所述复数个通信网络包括一cdma2000无 线通信网络。
11、根据权利要求1所述的方法,其中所述复数个通信网络包括一W-CDMA无 线通信网络。
12、根据权利要求1所述的方法,其中所述复数个通信网络包括一基于IEEE802.11 的无线网络。
13、一种可操作以支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的装置,其 包括:
一第一物理接口,其操作以对所述复数个通信网络中的一第一通信网络实施与技 术有关的处理;
一第二物理接口,其操作以对所述复数个通信网络中的一第二通信网络实施与技 术有关的处理;及
一逻辑接口,其可根据所述逻辑接口的一配置操作以:接收并处理一第一因特网 协议(IP)封包;确定所述第一物理接口是与所述逻辑接口相关联;及将所述经处理 的第一IP封包传递至所述第一物理接口,其中所述逻辑接口可配置用于与所述第一物 理接口或所述第二物理接口相关联。
14、根据权利要求13所述的装置,其中所述逻辑接口可进一步根据所述逻辑接 口的所述配置操作以:接收并处理一第二IP封包;确定所述第二物理接口是与所述逻 辑接口相关;及将所述已处理的第二IP封包传递至所述第二物理接口。
15、根据权利要求13所述的装置,其中所述逻辑接口与一IP地址相关联,无论 是所述第一还是第二物理接口与所述逻辑接口相关联,所述IP地址均不会改变,且其 中所述第一IP封包包括所述逻辑接口的所述IP地址作为一源地址。
16、根据权利要求13所述的装置,其进一步包括:
一移动IP模,其操作以配置所述逻辑接口并使所述逻辑接口与所述第一或第 二物理接口相关联。
17、一种可操作以支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的装置,其 包括:
用于在一逻辑接口处接收一因特网协议(IP)封包的构件;
用于根据所述逻辑接口的一配置处理所述IP封包的构件;
用于确定与所述逻辑接口相关联的一物理接口的构件,其中所述物理接口是用于 所述复数个通信网络的复数个物理接口中的一个,且其中所述逻辑接口可配置用于与 所述复数个物理接口中的任何一个相关联;及
用于将所述经处理的IP封包传递至所述物理接口的构件。
18、一种用于存储指令的处理器可读媒体,所述指令可在一无线装置中操作以:
在一逻辑接口处接收一因特网协议(IP)封包;
根据所述逻辑接口的一配置处理所述IP封包;
确定一与所述逻辑接口相关联的物理接口,其中所述物理接口是用于复数个具有 不同链路层技术的通信网络的复数个物理接口中的一个,且其中所述逻辑接口可配置 用于与所述复数个物理接口的任何一个相关联;及
将所述经处理的IP封包传递至所述物理接口。
19、一种支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的方法,其包括:
在一物理接口处接收一因特网(IP)协议,其中所述物理接口是用于所述复数个 通信网络的复数个物理接口中的一个;
根据所述物理接口的一配置处理所述IP封包;
确定至少一个与所述物理接口相关联的逻辑接口,其中所述至少一个逻辑接口中 的每一个是与一相应IP地址相关联并可配置用于与所述复数个物理接口中的任何一 个相关联;
查询所述至少一个逻辑接口;及
如果接收到对所述查询的一回应,则将所述经处理的IP封包传递至所述至少一 个逻辑接口中一选定的逻辑接口。
20、根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:
如果未接收到对所述查询的所述回应,则将所述已处理的IP封包传递至一IP层。
21、根据权利要求19所述的方法,其中无论所述复数个物理接口中哪一个与所 述逻辑接口相关联,所述至少一个逻辑接口中每一个的所述IP地址均不改变。
22、根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:
从所述至少一个逻辑接口中确定一个或多个侯选逻辑接口,以用于潜在地处理所 述IP封包,且其中查询所述一个或多个侯选逻辑接口。
23、根据权利要求22所述的方法,其中基于所述IP封包的一IP地址及所述至少 一个逻辑接口的每一个的所述IP地址确定所述一个或多个侯选逻辑接口。
24、根据权利要求22所述的方法,其中基于对所述IP封包实施的处理确定所述 一个或多个侯选逻辑接口。
25、根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:
从所述至少一个逻辑接口中的一个接收对所述查询的一回应,且其中所述选定的 逻辑接口是作出所述回应的所述一个逻辑接口。
26、根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:
从所述至少一个逻辑接口中的至少两个逻辑接口接收对所述查询的回应;及
在所述至少两个逻辑接口中选择一个逻辑接口作为所述选定的逻辑接口。
27、根据权利要求26所述的方法,其中基于所述一个逻辑接口的所述IP地址选 择所述一个逻辑接口。
28、一种可操作以支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的装置,其 包括:
一第一物理接口,其操作以对所述复数个通信网络中的一第一通信网络实施与技 术有关的处理;及
一第二物理接口,其操作以对所述复数个通信网络中的一第二通信网络实施与技 术有关的处理,及
其中所述第一及第二物理接口中的每一个操作以:根据所述物理接口的一配置接 收并处理因特网协议(IP)封包;确定至少一个与所述物理接口相关联的逻辑接口; 查询所述至少一个逻辑接口;及将所述已处理的IP封包传递至所述至少一个逻辑接口 中一选定的逻辑接口,且其中所述至少一个逻辑接口中的每一逻辑接口均与一相应IP 地址相关联,并可配置用于与所述第一或第二物理接口相关联。
29、一种可操作以支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的装置,其 包括:
用于在一物理接口处接收一因特网协议(IP)封包的构件,其中所述物理接口是 用于所述复数个通信网络的复数个物理接口中的一个;
根据所述物理接口的一配置处理所述IP封包的构件;
用于确定至少一个与所述物理接口相关联的逻辑接口的构件,其中所述至少一个 逻辑接口中的每一逻辑接口均与一相应IP地址相关联,并可配置用于与所述复数个物 理接口的任何一个相关联;
用于查询所述至少一个逻辑接口的构件;及
用于在接收到对所述查询的一回应的状况下将所述已处理的IP封包传递至所述 至少一个逻辑接口中一选定逻辑接口的构件。
30、一种支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的方法,其包括:
识别一当前处于激活状态并正用于与所述复数个通信网络中一通信网络通信的 物理接口,其中所述物理接口是用于所述复数个通信网络的复数个物理接口中的一个;
确定所述物理接口的能
配置一逻辑接口以基于所述物理接口的所述已确定能力对因特网协议(IP)封包 实施处理;及
使所述逻辑接口与所述物理接口相关联。
31、根据权利要求30所述的方法,其中所述物理接口的能力取决于所述物理接 口用于通信的所述通信网络。
32、一种可操作以支持与不同链路层技术的复数个通信网络进行通信的装置,其 包括:
识别构件,其用于识别一当前处于激活状态并用于与所述复数个通信网络中一通 信网络通信的物理接口,其中所述物理接口是用于所述复数个通信网络的复数个物理 接口中的一个;
用于确定所述物理接口的能力的构件;
配置构件,其用于配置一逻辑接口以基于所述物理接口的所述已确定能力对因特 网协议(IP)封包实施处理;及
用于使所述逻辑接口与所述物理接口相关联的构件。

说明书全文

技术领域

发明一般来说涉及通信,更具体来说涉及多种用于支持具有移动因特网协议 (IP)的技术间越区切换的方法。

背景技术

于一因特网协议(IP)网络中,一主机通过一路由器与另一主机通信。于IP术语 中,“节点”是一执行IP的装置,“路由器”是一可转发未明确定址至其自身的IP封 包的节点,“主机”是一非为路由器的节点。一主机可具有一或多个通至一链路的接口。 于IP术语中,“链路”是节点可在一链路层(其为直接位于IP下面的层)上彼此通信 的一通信设施或媒体,而“接口”是节点至一链路的连接。每一接口通常均与一唯一 识别所述接口的IP地址相关联。
无线通信网络可支持语音及/或数据服务。数据通信可通过使用无线通信网络所用 空中链路接口协议上的IP来实现。无线终端(主机)可与无线网络建立数据会话,并 与网络实体(路由器)进行通信,以与其它耦接至因特网的主机交换数据。所述终端 可以是一移动台,且当其游动时,可与相同技术的不同无线网络通信。所述无线网络 可由相同或不同的网络运营商运作。
移动IP是一套协议及机制,即使一终端至因特网的连接点改变(例如由于在不 同无线网络之间漫游),移动IP仍能通过允许所述终端保持一固定IP地址而支持一移 动终端(即移动主机)的漫游。当所述移动终端于无线网络之间移动时,移动IP提供 两种机制来支持登记。对于第一种机制而言,当所述移动终端检测到其已从本地网络 移至异地网络时,所述终端获取所述异地网络中一异地代理(FA)的转交IP地址, 并于所述异地网络中其异地代理(FA)处登记所述转交地址,并于本地网络中其本地 代理(HA)处登记所述转交地址。然后,发送至所述终端的固定IP地址的封包被本 地代理截获,并由本地代理使用所述转交地址将其转递至异地代理,供异地代理递送 至所述终端。对于第二种机制而言,其是在异地网络无异地代理的情况下使用,所述 终端担当其自身的异地代理,从异地网络获取一专用IP地址,并将所述IP地址用作 其转交地址。然后,发送至终端的本地地址的封包被本地代理截获并由本地代理使用 所述转交地址直接转递至所述终端。用于因特网协议第四版的移动IP阐述于2002年 8月公开发行的标题为“第四版因特网协议的IP移动支持”(IP Mobility Support for IPv4)的RFC 3344中。
移动IP常规上构建用于单一无线技术,并允许一移动终端能够漫游于若干相同 技术的无线网络之间。多模终端能够与若干不同技术的无线网络通信。所述无线网络 可包括(举例而言)一执行IS-2000、IS-95及/或IS-856(通常也称为cdma2000网络) 的码分多址(CDMA)、一宽带CDMA(W-CDMA)网络、一全球移动通信系统(GSM) 网络、一基于IEEE 802.11的网络等等。
支持用于多种无线技术的移动IP具有挑战性,因为IP地址常规上是指配至特定 的空中链路接口。如果所述多模终端与多个不同无线技术的空中链路接口进行通信, 则所述终端需要对付指配给所述无线接口的多个IP地址。如下文所述,此会使终端处 的数据传输及接收处理复杂化。
因此,业内需要支持技术间越区切换的方法。

发明内容

本文提供多种用于支持具有移动因特网协议的技术间越区切换的技法。所述方法 可用于一可与不同链路层技术的多个通信网络(例如不同无线技术的无线电网络)通 信的多模终端。所述不同的链路层技术可包括cdma2000、UMTS、IEEE802.11、以太 网等或其一组合。对于支持技术间越区切换的移动因特网协议,在一位于一网络层与 一链路层之间的抽象层处提供一逻辑接口。为每一通信网络均提供一物理接口。每一 物理接口均与一相应的链路层模通信。
所述逻辑接口实施处理以在所述网络层中的IP(或简单地说,IP层)与链路层之 间提供一接口。然而,所述逻辑接口与所述物理接口进行通信而非直接与所述链路层 通信。每一物理接口均与一为一特定链路层或无线技术实施所需处理的物理链路相关 联。举例而言,一物理接口可与一为IEEE802.11协议堆栈实施处理的物理链路相关联。 每一链路层模块可执行一特定无线技术的所有链路层协议。举例而言,一链路层模块 可执行cdma2000的PPP、LAC、及MAC。
所述逻辑接口在任一既定时刻均与一个物理接口相关联。所述相关物理接口是所 述多模终端当前正与之通信的通信网络的处于激活状态物理层。无论哪个物理接口与 所述逻辑接口相关联,所述逻辑接口均与一不变的IP地址相关联。所述IP层使用所 述逻辑接口的IP地址与多个通信网络通信。
在传输数据路径上,所述逻辑接口从所述IP层接收一封包并根据其配置处理所 述封包。所述逻辑接口的配置(及所实施的处理)可取决于当前与所述逻辑接口相关 联的物理接口的能及要求。然后,所述逻辑接口确定/识别其当前与之相关联的物理 接口,并将已处理的封包传递至所述物理接口。
在接收数据路径上,处于激活状态的物理接口从所述相关链路层模块中接收一IP 封包,并根据其配置处理所述封包。然后,所述物理接口确定是否存在一或多个与其 相关联的逻辑接口,并查询以确定应将所述数据输送至哪一逻辑接口。所述物理接口 (1)将所述封包传递至指示其是预期接收者的逻辑接口,或(2)如果无逻辑接口是 预期接受者,则将所述封包直接传递至IP层。如果所述封包被传递至一逻辑层,则根 据所述逻辑接口的配置进一步处理所述封包,并随后将其传递至IP层(或另一与当前 接口相关联的逻辑接口)。
所述抽象层可包括多层逻辑接口,且每一层均可包括一或多个逻辑接口。下文将 阐述所述逻辑接口与所述物理接口的关联、传输数据路径的处理及接收数据路径的处 理。
下文将进一步详细阐述本发明的各个方面及实施例
附图说明
结合所述图式阅读上文的详细阐述,将更易得知本发明的特征及性质,在所有附 图中,相同参考符号均表示相同的含义,其中:
图1显示一能够与多个不同无线技术的无线电网络进行通信的多模终端;
图2显示一用于在所述多模终端与一cdma网络之间进行数据会话的协议堆栈;
图3显示一用于所述多模终端的协议堆栈;
图4显示使用多个具有不同IP地址的网络接口的封包传输的IP地址选择;
图5显示一移动IP的实施例,其支持多个不同无线技术的无线电网络之间的技 术间越区切换;
图6举例说明使用一具有单一IP地址的逻辑接口与多个无线电网络进行通信;
图7显示一逻辑接口对所述数据传输路径实施的处理;
图8显示一逻辑接口或一物理接口对接收数据路径实施的处理;
图9显示一用于配置所述逻辑接口的处理;及
图10显示多模终端的一框图

具体实施方式

在本文中,“例示性”一词意指“用作一实例、例示或例证”。在本文中,任何称 为“例示性”的实施例或设计不一定被解释为好于或优于其它实施例或设计。
图1显示一部署100,其中一无线多模终端110可与多个不同无线技术的无线电 网络120、122及124进行通信。终端110可为一蜂窝式电话或某一其它无线通信装置。
无线电网络120可为(举例而言)一名为“第三代移动通信合作项目2”(3GPP2) 的联盟所描述的包括多个网络实体的cdma2000网络。一cdma2000网络可执行 IS-2000、IS-856及/或其它3GPP2标准。终端110可通过一空中链路连接与一无线电 网络120中的基站130通信。对于封包数据服务,基站130与一封包控制功能(PCF) 140通信,而封包控制功能(PCF)140进一步与一封包数据服务节点(PDSN)150 通信。PCF 140是一无线电网络120中的实体,其控制基站130与PDSN 150之间的 封包传输。PDSN 150支持对cdma2000网络中所述终端的封包数据服务。举例而言, PDSN 150负责建立、维护及终止朝向所述终端的PPP(点对点协议)会话。PPP在业 内已众所周知。PDSN 150也可将动态IP地址指配至所述终端。PDSN 150耦接至所述 因特网,并可与其它也耦接至所述因特网的实体通信(例如一远程主机160)。
无线电网络122可为(举例而言)一名为第三代移动通信合作项目2(3GPP2) 的联盟所描述的包括多个网络实体的通用移动通信系统(UMTS)。终端110可通过一 空中链路连接与无线电网络122中一节点B 132进行通信。对于封包数据服务,节点 B 132与一服务GPRS支持节点(SGSN)142通信,所述SGSN 142节点进一步与一 网关GPRS支持节点(GGSN)152进行通信。SGSN 142控制节点B与GGSN 152之 间的封包传输。GGSN 152支持对UMTS网络中所述终端的封包数据服务。
无线电网络124可为(举例而言)一包括一接入点134及一网关路由器154的基 于IEEE802.11的网络。终端110可通过一空中链路连接与接入点134进行通信。网关 路由器154支持对基于802.11的网络中的终端的封包数据服务,并耦接至因特网。
一般而言,多模终端110可具有与任何数量的不同无线技术的无线电网络进行通 信的能力。每一无线电网络可为一无线广域网络(WWAN)(例如cdma2000或UMTS 网络)或一无线局域网络(WLAN)(例如基于802.11的网络)。图1中显示三个用于 三种不同无线技术(cdma2000、UMTS及802.11)的例示性无线电网络。本文所阐述 的技法可用于各种无线电网络的组合。为清晰起见,下文阐述用于一可与一cdma2000 网络及一802.11网络通信(即图1中的无线电网络120及124)的多模终端的技法。
图2显示一协议堆栈200,其用于多模终端110与cdma2000网络之间的数据会话 以与远程主机160交换数据。终端110与远程主机160可通过一传输层进行通信,所 述传输层可通过传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)或其它协议来构建。 TCP及UDP在业内已众所周知。所述传输层运作于一借助IP协议构建的网络层上。 传输层数据封装在通过PDSN 150于终端110与远程主机160之间交换的IP封包内。 由于使用了IP(其是非连接性协议),每一IP封包可独立地从所述源节点传播,直至 其抵达目的节点。
所述网络层运作于一数据链路层(或简单地说,链路层)上,此通常取决于无线 技术。对于cdma2000网络,链路层由PPP、链路接入控制(LAC)协议及媒体接入 控制协议构建而成。终端110维持与PDSN 150的PPP会话以实现数据会话。对于数 据交换,终端110通过运作于空中链路协议上的LAC及MAC协议与无线电网络120 进行通信。无线电网络120通过一运作于一物理层上的无线电网络—PDSN(或简单 地说,“R-P”)接口与PDSN 150进行通信。R-P接口阐述于可公开获得的IS-41中。 PDSN 150通过IP在一链路层及一物理层上与远程主机160进行通信。
图2显示用于与cdma2000网络进行一数据会话的协议堆栈。用于与其它不同无 线技术的无线电网络进行数据会话的协议堆栈可能不同于图2所示的协议堆栈。举例 而言,802.11网络使用一不同于图2所示的链路层。协议堆栈通常包括位于所述传输 层上的其它层,所述层未显示于图2中。为简单起见,下文说明中省却了所述网络层 (IP)上的层。
图3显示一用于多模终端110的例示性协议堆栈300。协议堆栈300包括一网络 层310(例如,使用IP构建)、一“抽象”层320及一链路层330。
无线网络通常使用抽象层320在所述网络层(通常为IP)与下面的链路层(通常 依赖于无线技术)之间提供一通用接口。抽象层320允许IP运作于用于不同无线技术 的链路层上,而无需知晓基本无线技术的细节。举例而言,用于cdma2000的PPP 格式不同于用于802.11的帧格式。抽象层320包括一用于每一种无线技术的网络接口 322。每一网络接口322在IP层与链路层之间提供用于无线技术的接口。因此,IP层 可使用相同的应用程序接口(API)呼叫进入不同的网络接口,所述网络接口遮掩了 各链路层技术之间的差异。
为一不同无线技术的每一无线电网络均提供一网络接口322。举例而言,如图3 所示,多模终端110包括分别用于无线电网络120及124的网络接口322a及322b。 每一网络接口322均运作于所述IP层与一相关链路层模块332之间。每一链路层模块 332执行相关网络接口所支持的所有无线技术的链路层协议。举例而言,链路层模块 332a执行用于cdma2000的PPP、LAC及MAC,而链路层模块332b执行用于802.11 的链路层协议。
通常为一不同无线技术的每一无线电网络均提供一呼叫控制模块350。举例而言, 如图3所示,多模终端110包括分别用于无线电网络120及124的呼叫控制模块350a 及350b。每一呼叫控制模块350配置、启用及停用相关无线电网络的网络接口322及 链路层模块332。在开始与一无线电网络进行数据对话时,用于无线电网络的呼叫控 制模块350实施必要的登记及内务(overhead)处理,以配置及启用所述无线电网络 的网络接口322及链路层模块332。作为建立数据会话的一部分,呼叫控制模块350 通过移动IP登记获得一网络接口322的IP地址,所述IP地址可因无线电网络的不同 而异。举例而言,对于cdma2000,IP地址通过PPP协商而获取,而对于UMTS,IP 地址则通过内务信令获取。呼叫控制模块350实际上“拥有”相关的网络接口322。 呼叫控制模块350a及350b给执行协议堆栈的接口及模块提供控制功能。然而,呼叫 控制模块350a及350b并非所述协议堆栈的一部分,如围绕所述模块的虚线框所示。
移动IP模块360支持用于多个不同无线技术的无线电网络的移动IP。移动IP模 块360与呼叫控制模块350a及350b进行通信,以确定哪一网络接口处于处于激活状 态状态并应将哪一网络接口用于通信。移动IP模块360也可与IP层进行通信。
常规上,IP地址被指配给网络接口322。通常,IP地址由一无线电网络指配至终 端110(一装置)。由于不同的网络接口用于不同的无线电网络,因而IP地址实际上 与网络接口密切相关。
图4举例说明使用多个具有不同IP地址的网络接口322a及322b的封包传输的 IP地址选择。对于此实例,指配给网络接口322a-IP地址a.b.c.d,且指配给网络接 口322b一IP地址w.x.y.z。所述IP层可通过网络接口322a或322b发送IP封包。终 端110内一实体确定哪一网络接口处于处于激活状态状态并可用于封包传输。在任一 既定时刻通常仅有一个网络接口(如果存在)处于处于激活状态状态。处于激活状态 网络接口即为终端当前正与之通信的无线电网络所使用的网络接口。所述IP层使用所 述处于激活状态网络接口的IP地址作为每一拟发送IP封包的源地址。不同IP地址依 据哪一网络接口处于激活状态而用于封包传输。每当存在一从一个无线电网络到另一 无线电网络的越区切换时,所述IP层所用IP地址即会改变。
为支持将一单一IP地址用于多个不同无线技术的无线电网络的多个网络接口, 需克服以下难题。
首先,移动IP模块需能够停用来自一网络接口的IP地址,并将所述相同IP地址 配置至另一网络接口上。此要求移动IP模块知晓所述网络接口的状态(例如,启用了 哪一网络接口、哪一网络接口较佳或最佳等等)。如图3所示,通常为每一无线电网络 提供一独立呼叫控制模块,且此模块启用及停用所述无线电网络的网络接口。当因系 统改变(例如从cdma2000网络至802.11网络的越区切换)而启用或停用网络接口时, 呼叫控制模块及/或其它模块可能需要采取其它行动。为停用或配置IP地址,移动IP 模块将需要起到这些已具有其自身控制器的网络接口的一控制器的作用。为避免多个 控制器配置相同网络接口的不期望的情形,应由所述呼叫控制模块而非移动IP模块实 施网络接口的启用/停用。
其次,直接修改网络接口的IP地址指配会影响路由效率。为使传输数据路径流 线化,最好避免对每一从所述IP层发送的封包进行路由查找。一种对于一连接的网络 应用程序接口(例如TCP)实现此目的的方法是:当一封包第一次从所述IP层发送时, 执行路由查找、确定拟使用的网络接口并将所述信息存储于一路由高速缓存中。(网络 应用程序接口是网络编程API。)然后,使用存储于所述路由高速缓存内的信息处理通 过所述网络接口发送的后继封包,从而避免了路由查找。如果移动模块IP直接修改网 络接口,则所述优化是不可能的,其原因是对应于所述IP地址的网络接口会在一越区 切换后改变,此会使路由高速缓存失效。为解决所述问题,每当发生越区切换时,不 得不刷新用于所有连接网络应用程序接口的路由高速缓存。然而,此要求会使越区切 换复杂化(由于移动IP模块为刷新路由高速缓存而需要具有网络应用程序接口信息) 并在越区切换后进一步显著增加数据路径的内务操作。
第三,图3中所示的架构不容易支持移动IP的不同运作模式。支持不同的移动 IP运作模式的不同无线电网络可能需要不同的移动IP登记机制。对于一具有异地代理 的无线电网络(例如cdma2000网络),终端以一FA模式登记并运作,并使用异地代 理交换IP封包。对于一不具有异地代理的无线电网络(例如一802.11网络),终端以 一共同定位模式(co-located mode)登记并运作,而不利用异地代理。不同的运作模 式具有不同的要求。举例而言,以共同定位模式运作要求网络接口支持IP-IP隧道, 而此通常要求使用逻辑接口(如下文所述)。如果移动IP模块直接操纵所述网络接口, 则难以改变移动IP模块正使用的空中运作模式。
鉴于上述原因,难以使用图3所示架构构建用于多个不同无线技术的无线电网络 的移动IP。
图5显示一移动IP的一实施例的图式,所述移动IP支持多个不同网络技术的无 线电网络之间的技术间越区切换。用于多模终端110的协议堆栈500包括一网络层510 (例如IP)、一抽象层520及一链路层530。
对于此实施例,通过抽像层520中的一或多层逻辑接口来支持移动IP。为清晰起 见,下文将对一个层具有一个逻辑接口522的简单情况予以详细阐述。逻辑接口是能 够对一网络接口实施处理但并不直接与链路层进行通信的接口。逻辑接口522位于物 理接口524a及524b上并与物理接口524a及524b进行通信。物理接口是与一装置(例 如,用于CDMA2000空中接口的PPP)相关联的链路层的接口,且其为所述装置支持 的无线技术实施所需的处理。举例而言,一物理接口抽象化802.11协议堆栈的链路层 处理。物理接口524a及524b分别与链路层530中的链路层模块532a及532b进行通 信。
逻辑接口522在一既定时间仅与一个物理接口524相关联,且仅与相关联的物理 接口进行通信。每一物理接口524与一相关联的链路层模块532进行通信。每一物理 接口524及其相关联的链路层模块532共同支持一个特定无线技术的无线电网络。
移动IP模块560决定逻辑接口522与物理接口524a及524b之间的关联。移动 IP模块560决定当前哪一物理接口处于激活状态,并使其逻辑接口522与处于激活状 态的物理接口相关联。在一既定时刻通常仅有一个物理接口处于激活状态。然而,多 模终端110可被设计成具有同时与多个无线电网络通信的能力,于此情况下,多个物 理接口可同时处于激活状态。为简单起见,下文的阐述假设在任一既定时刻仅有一个 物理接口处于激活状态。
移动IP模块560可从终端110内的实体(例如,呼叫控制模块550a及550b)接 收指示当前哪一物理接口524处于激活状态的信息。移动IP模块560也可轮询呼叫控 制模块550a及550b、物理接口524a及524b及/或链路层模块532a及532b,以发现 处于激活状态的物理接口。然后,移动IP模块560使逻辑接口522与所述处于激活状 态的物理接口相关联。移动IP模块560无需直接操纵所述物理接口,而仅需配置逻辑 接口522以改变其与所述适当物理接口的关联。
一逻辑接口控制器(在此实例中,为移动IP模块560)配置物理接口524a及524b, 以与相关的逻辑接口522交互作用。每一呼叫控制模块550确定是否存在与相关无线 电网络的通信。一控制模块(未显示于图5中)可从呼叫控制模块550a及550b接收 信息,并确定将处理哪一无线电网络、启用哪一呼叫控制模块和物理接口及停用哪一 呼叫控制模块和物理接口。所述控制模块可将所述处于激活状态的物理接口的信息提 供至移动IP模块560。
逻辑接口522的IP地址也可以是多模终端110的永久性IP地址或可以一其它方 式获取。即使当多模终端110从一个无线电网络越区切换至另一个无线电网络时,逻 辑接口522的IP地址也不会改变。由此,一个IP地址可用于多个不同无线技术的无 线电网络。
图6举例说明使用具有一单一IP地址的逻辑接口522用于与多个不同无线技术 的无线电网络进行通信。对于此实例,指配给逻辑接口522一IP地址e.f.g.h。在第一 时间周期期间,第一无线电网络的物理接口524a处于激活状态。移动IP模块560从 另一终端110内的实体接收所述信息,并使逻辑接口522与处于激活状态的物理接口 524a相关联。IP地址e.f.g.h用于逻辑接口522与无线电网络接口120之间通过物理接 口524a交换的IP封包。在一第二时间周期期间,无线电网络124的物理接口524b变 为处于激活状态。移动IP模块560接收到针对所述处于激活状态的无线电网络内改变 的信息,并使逻辑接口522与处于激活状态的物理接口524b相关联。同一IP地址e.f.g.h 用于逻辑接口522与无线电网络124之间通过物理接口524b交换的IP封包。
为简单起见,图5及图6显示一个逻辑接口522及两个物理接口524a及524b。 一般而言,多模终端110可包括任何数量的逻辑接口。每一逻辑接口均与移动IP的一 实例相关联。可为多个逻辑接口提供多个移动IP实例(或一个整体移动IP)。每一逻 辑接口与一相应的IP地址相关联。多模终端110也可包括任何数量的物理接口,所述 终端可与之通信的每一无线电网络接具有一或多个物理接口。举例而言,终端110可 具有多个同时呼叫,其中每一呼叫可与一不同IP地址相关联,且每一IP地址可具有 一相关联的物理接口。
当存在多个接口时,IP层选择一特定接口用于传输一数据报。IP层处理拟使用所 选定接口的IP地址发送的封包。此功能既适用于物理接口也适用于逻辑接口。如果一 应用正使用与一逻辑接口相关联的IP地址,则与所述应用程序相关联的网络应用程序 接口在其路由高速缓存内将具有所述逻辑接口。当多模终端110从一无线电网络越区 切换至另一无线电网络时,不必刷新网络应用程序接口的路由高速缓存。这是因为逻 辑接口会保持不变且会改变其相关的物理接口。
也为简单起见,图5及图6仅显示一个逻辑接口层。一般而言,抽象层520可包 括任何数量的逻辑接口层。每一逻辑接口均与直接位于下层中的一个逻辑接口或一个 物理接口相关联。每一逻辑接口均可与直接位于上层中的零个、一个或多个逻辑接口 相关联。每一直接位于所述物理接口上层中的逻辑接口均与一个物理接口相关联。每 一间接位于所述物理接口层上一层中的逻辑接口均也可通过一或多个插入层间的逻辑 接口间接地与一个物理接口相关联。零个、一个或多个逻辑接口可在一既定时刻与一 既定物理接口相关联。因此,逻辑接口与物理接口之间存在一对一关联,一个物理接 口与多个逻辑接口之间存在一对多关联,且物理接口、链路层模块及无线通信电网络 之间存在一对一关联。
每一逻辑接口及每一物理接口均维持一直接上部层中所有相关逻辑接口(如果存 在)的列表。每一逻辑接口也均维持直接下面层中所述相关逻辑/物理接口的标识。每 一逻辑/物理接口的相关列表均包含所述接口的所有相关信息。移动IP模块560也配 置每一逻辑接口,并根据所述逻辑接口的配置处理所述逻辑接口在传输及接收数据路 径上接收到的封包。所述配置可取决于各种因素,诸如相关联的物理接口的能力及要 求等。
每一逻辑接口均可或可不对传输数据路径上的IP封包实施处理。且每一逻辑接 口均可或可不对接收数据路径上的IP封包实施处理。是否实施处理及拟实施的具体处 理取决于数个因素,诸如:(1)相关物理接口的能力及要求,而此取决于无线技术; (2)封包是否适合传输或接收数据路径;及(3)其它可能的因素。
如上所述,如果无线电网络具有异地代理,则移动IP可以FA模式运作;如果无 线电网络不具有异地代理,则移动IP可以共同定位模式运作。在FA模式中,物理接 口不与一IP地址相关联,且逻辑接口与一固定IP地址相关联。在FA模式下的接收数 据路径上,物理接口从所述无线电网络中的一异地代理接收IP封包,并将所述封包传 送至所述逻辑接口。在共同定位模式中,所述物理接口与一转交IP地址相关联,且所 述逻辑接口与所述固定的IP地址相关联。在此模式中,所述物理接口或一指配的逻辑 接口可对具有转交地址的IP封包实施封装或解封装。无封装标头的IP封包与所述IP 层交换。
图7显示逻辑接口522对传输数据路径实施的处理700的流程图。逻辑接口522 从直接上部层(未显示于图5及图6中,其可为IP层或其它逻辑接口)中接收一IP 封包(步骤712)。逻辑接口522根据其对所述接口所特有的本地配置处理所述封包(步 骤714)。所述处理取决于各种因素(例如相关物理接口的能力及要求)。举例而言, 当以共同定位模式运作时,逻辑接口522可实施封装。逻辑接口522也可不实施处理, 而仅将所述封包传递至下部层。在任何情况下,当已实施所有所需的处理后,逻辑接 口522确定直接位于下层中与逻辑接口522相关联的物理接口或逻辑接口(步骤716)。 然后,逻辑接口522将所述封包传递至相关联的逻辑接口或物理接口(步骤718)。
如果逻辑接口522以所述关联配置,则可隐含地实施步骤716及718。举例而言, 移动IP模块560可将逻辑接口522的传输功能设定为相关联物理接口的接收功能。在 此情况下,当逻辑接口522将所述封包传递至下一下部层时,所述封包自动被发送至 适当的物理接口。
在传输数据路径上,IP层将IP封包发送至最顶层中的选定逻辑接口。IP层使用 指配至选定逻辑接口的IP地址,所述IP地址无论下部各层的配置如何(例如,无论 哪一物理接口当前处于激活状态)均不会改变。由于下面层中的逻辑接口与逻辑接口/ 物理接口之间是一对一关联,因而所述封包被转发(即汇集)至适当的物理接口。此 无需IP层知晓哪一物理接口处于激活状态即可实现。
图8显示一接口523(其可以是一逻辑接口522或一处于激活状态的物理接口524) 对接收数据路径实施处理800的流程图。接口523从一链路层模块532或直接下部层 中一逻辑接口或物理接口处接收IP封包(步骤812)。接口523根据设定用于接口523 的配置处理所接收的封包(步骤814)。再次重申,所述处理取决于各种因素(例如处 于激活状态的物理接口的能力及要求)。举例而言,当以共同定位模式运作时,接口 523可对封包实施解封装。接口523也可不实施处理,而仅将所述封包向上传递至一 更高层。
然后,接口523确定直接上部层中与接口523相关联的逻辑接口(如果存在)(步 骤816)。这些逻辑接口被包括于接口523的相关列表中。然后,接口523从相关的逻 辑接口中确定所述封包可从属的侯选逻辑接口(步骤818)。可依据所述封包的IP地 址、所述相关联逻辑接口的IP地址及拟对所述封包实施的处理执行步骤818。举例而 言,如果针对IPsec处理所述封包时,则仅指配用于实施IPsec处理的逻辑接口是所述 封包可从属的逻辑接口。
然后,接口523查询侯选逻辑接口(如果存在)(步骤822)。尔后确定接口523 是否接收到一来自一被查询逻辑接口的回应(步骤824)。如果回答为‘是’,则接口 523为所述封包确定并选择最适当的逻辑接口(步骤826)。尔后,接口523将所述封 包传递至选定的逻辑接口(步骤828)。否则,如果无逻辑接口与接口523相关联或未 接收到对所述查询的回应(即步骤824的回答为‘否’),则接口523直接将所述封包 传递至IP层(步骤830)。
可以各种方式实施步骤824、826及828。举例而言,接口523可一次查询一个侯 选逻辑接口,然后将所述封包传递至第一个作出回应的逻辑接口。作为另一实例,接 口523可查询所有侯选逻辑接口,并选择(1)第一个作出回应的逻辑接口,(2)以指 示最匹配于所述封包的最高值作出回应的逻辑接口,等等。
在接收数据路径上,封包由一处于激活状态的物理接口接收、处理并向上传递至 上部各层中适当的相关逻辑接口。由于可能是一对多关联,因而逻辑/物理接口查询上 部层中相关的逻辑接口以确定将所述封包传递至何处。可将封包发送至零个、一个或 多个上部逻辑接口。如果(1)无相关联的逻辑接口或(2)相关联的逻辑接口未对查 询作出回应,则物理接口可将一封包直接传递至逻辑接口。直接位于所述IP层下部层 中的逻辑接口不进行查询而直接将封包传递至所述IP层(假定无逻辑接口与之相关 联,则此是预期的情形)。
图9显示移动IP模块560实施处理900以配置接口522的一流程图。首先,移 动IP模块560识别当前处于激活状态的物理接口(下文中将其称作物理接口524x)(步 骤912)。移动IP模块560可基于所述终端内另一实体通过查询呼叫控制模块550等 方式而提供的信息实现所述识别。尔后,移动IP模块560确定处于激活状态的物理接 口524x的能力及要求(步骤914)。所述能力可由所述无线电网络、运作模式(例如, FA模式或共同定位模式)等或其一组合来决定。尔后,移动IP模块560配置逻辑接 口522,以基于所确定的处于激活状态的物理接口524x的能力及要求实施对所述封包 的处理(步骤916)。其后,逻辑接口522可根据其配置处理所述封包。尔后,移动IP 模块560使逻辑接口522与所述处于激活状态的物理接口524x相关联(步骤918)。
图10显示一多模终端110的实施例的框图。终端110能够在接收及传输数据路 径上与多个不同无线技术的无线电网络进行双向通信。
对于接收路径,由一或多个无线电网络传输的信号由天线1012接收,通过双工 器(D)1014路由并提供至一接收单元(RCVR)1016。接收单元1016调节(例如过 滤、放大及下变频)所接收的信号,将已调节的信号数字化,并向数字信号处理器(DSP) 1020提供数据样本。在DSP 1020内,解调器(DEMOD)1022处理所述数据样本并 提供已解调的数据。译码器1024处理所述已解调的数据并为所述物理层提供已译码的 数据。接收单元1016、解调器1022及译码器1024所实施的处理通常取决于终端110 正接收传输的无线电网络(处于激活状态的无线电网络)。
数据处理器1040对链路层、抽象层及可能的更高层实施处理。数据处理器1040 包括呼叫控制模块550a及550b及移动IP模块560。每一呼叫控制模块550执行呼叫 控制功能并为相关联的无电网络配置物理接口524及链路层模块532。移动IP模块560 执行移动IP、配置逻辑接口522并使逻辑接口522与处于激活状态的物理接口相关联。
处于激活状态的无线电网络的链路层模块532对物理层已译码数据实施链路层处 理。处于激活状态的物理接口524处理来自相关链路层模块532的封包,并将所述已 处理的封包提供至相关的逻辑接口522,供其进一步处理所述封包并将已处理的封包 传递至IP层。数据处理器1040或某一其它单元实施对IP层的处理。
对于传输路径,在IP层处对终端110拟传输的数据实施处理(例如由数据处理器 实施处理)以获取IP封包。逻辑接口522及相关的物理接口524及链路层模块532进 一步处理所述封包,并向编码器1072提供已处理的封包。编码器1072对传输数据路 径实施物理层处理并提供已编码数据。调制器(MOD)1074处理已编码数据并提供 经调制的资料。发送器单元(TMTR)1018调节已调制的数据并产生一已调制的信号, 所述已调制信号通过双工器1014路由并通过天线1012发射。
控制器1030对语音/数据通信执行各种处理功能,并进一步指挥DSP 1020的运作。 存储器单元1032为控制器1030存储程序代码及数据。
本文所述用于支持具有移动IP的技术间越区切换的技法可通过各种手段实施。 举例而言,可在硬件软件或其一组合中实施所述技法。对于一硬件实施方案,用于 实施移动IP处理的处理单元(例如数据处理器1040)可构建于一或多个如下硬件中: 专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编 程逻辑装置(PLD)、现场可编程阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、其它 设计用于执行本文所述功能的电子装置、或其一组合。
对于一软件实施方案,可使用执行本文所述功能(例如处理700、800及900)的 模块(例如程序、功能等)实施所述技法。软件码可存储于一存储器单元(例如图10 的存储器单元1032)中并由一处理器(例如控制器1030)执行。所述存储器单元既可 构建于处理器内也可构建于处理器外,在后一种情况下,所述存储器单元可通过各种 业内所熟知的构件以通信方式耦接至所述处理器。
上文对所揭示实施例的说明旨在使任何所属领域的技术人员均能够制作或利用 本发明。所属领域的技术人员易于得出对所述实施例的各种修改,且本文所界定的一 般原理也可应用于其它实施例,此并不背离本发明的精神或范畴。因此本发明并非受 限于本文所示的实施例,而应赋予其与本文所揭示的原理及新颖特征相一致的最宽广 范围。
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